CN100529916C - 用于液晶显示器件的定向层的形成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于液晶显示器件的定向层的形成方法，其不会产生现有技术的摩擦取向方法中存在的漏光问题，该方法包括制备基板；向基板涂布用于液晶初始取向的定向材料；摩擦涂布有定向材料的基板；以及向涂布有定向材料的基板施加电场或者磁场。

Description

用于液晶显示器件的定向层的形成方法
本申请要求享有2005年2月7日在韩国递交的申请号为P2005-11318的申请的权益，在此引用其全部内容作为参考。
技术领域
本发明涉及一种液晶显示器件，特别是涉及一种用于液晶显示器件中液晶的初始取向的定向层。
背景技术
超薄平板显示器包括厚度不多于几厘米的显示屏幕。目前，在这些平板显示器中，液晶显示器由于其工作电压低并且便于携带的优点而在诸如笔记本计算机、监视器、太空船以及航行器中得到了广泛使用。
通常，液晶显示器包括其上形成有滤色片层的滤色片基板、与滤色片基板相对设置并且其上形成有薄膜晶体管的薄膜晶体管基板，以及夹在两基板之间的液晶层。
液晶显示器中液晶层的排列方向根据施加的电压而变化，因而控制光透射比，从而在屏幕上显示图像。为了施加电压，在薄膜晶体管基板和滤色片基板上形成电极。具体地说，在扭曲向列(TN)模式下，在薄膜晶体管基板上设置像素电极，并且在滤色片基板上设置公共电极，从而在像素电极和公共电极之间施加垂直电场。在共平面开关(IPS)模式下，像素电极和公共电极平行于薄膜晶体管基板设置，从而在像素电极和公共电极之间施加水平电场。
图1示出了通常TN模式液晶显示器的分解透视图。
参照图1，在薄膜晶体管基板10上形成彼此交叉的栅线12和数据线14。在栅线和数据线的交叉处形成薄膜晶体管(T)，并且像素电极16连接到薄膜晶体管(T)。此外，在滤色片基板20上形成遮光层22以防止漏光，在遮光层22上形成RGB滤色片层24，并且在其上形成公共电极25。在IPS模式下，在同一基板上形成公共电极和像素电极。
当在形成于薄膜晶体管基板10上的像素电极16和形成于滤色片基板20上的公共电极25之间产生垂直电场时，可以控制液晶的排列方向。
之后，将基板10和20彼此粘结以形成一液晶显示面板，其中在基板10和20之间形成有液晶层。
如果液晶层在基板10和20之间随机排列，则包括在液晶层中的液晶分子不沿固定的方向排列。尽管图中未示出，在薄膜晶体管基板10和滤色片基板10之间形成用于液晶初始取向的定向层。
通过摩擦取向已经很好地实现了用于液晶初始取向的定向层的形成。
该摩擦取向包括向基板涂覆诸如聚酰亚胺的有机聚合物以形成薄膜、固化所述薄膜以及滚动覆盖有摩擦布的摩擦辊子以摩擦该薄膜有机聚合物并且沿特定的方向排列有机聚合物的链。
液晶沿通过摩擦取向有机聚合物的链排列的方向取向。即，摩擦辊子的移动方向于液晶的取向方向相同。
然而，所述摩擦取向具有下述缺点。
首先，当摩擦布的设置不均匀时，会发生漏光。图2示出了摩擦布设置不均匀的状态的示意性透视图。
如上所述，在基板上形成诸如薄膜晶体管、滤色片层以及电极层等元件。如图2所示，当在基板10或者基板20上形成的结构上滚动摩擦辊子30时，覆盖摩擦辊子30的摩擦布32的部分32a可能会不均匀设置。该摩擦布32的不均匀设置会使有机聚合物的链在由摩擦布的部分32a摩擦的基板区域中产生不均匀阵列。结果，液晶的取向不均匀，从而产生漏光。
第二，当摩擦布不与基板接触时，可能发生漏光。图3示出了摩擦布不与基板接触时液晶排列的示意性透视图。
如前所述，在基板上形成诸如像素电极和公共电极的电极层。如图3所示，由于形成在基板10上的电极层中的阶梯高度，形成了摩擦布32不与基板10接触的区域(区域“A”)。在这种情况下，在该区域(“A”)中液晶的取向不均匀，从而导致漏光。
因此，按照现有技术的摩擦取向方法，当摩擦布的设置不均匀或者摩擦布不与基板接触时，不能很好地执行摩擦，从而产生漏光问题。
发明内容
因此，本发明涉及一种用于液晶显示器件的定向层的形成方法，其基本上克服了由于现有技术的限制和缺点而导致的一个或者多个问题。
本发明的目的在于提供一种用于液晶显示器件的定向层的形成方法，其不会产生现有技术的摩擦取向方法中存在的漏光问题。
本发明的附加优点和特征将在后面的描述中得以阐明，通过以下描述，将使它们在某种程度上显而易见，或者可通过实践本发明来认识它们。本发明的这些目的和优点可通过书面描述及其权利要求以及附图中具体指出的结构来实现和得到。
为了实现这些和其它优点，按照本发明的目的，作这具体和广义的描述，一种用于液晶显示器件的定向层的形成方法，包括：制备基板；在基板上涂布用于液晶初始取向的定向材料；摩擦涂布有定向材料的基板；以及使用电场发生器向涂布有定向材料的基板施加电场，其中该电场发生器包括阳极和与该阳极相对的阴极，其中该阳极和阴极与该基板的两侧接触。
为了解决由摩擦取向产生的漏光问题，向定向材料施加电场以均匀取向该定向材料。即，除了摩擦工序，还额外执行电场施加工序。因此，即使存在部分液晶没有很好取向，可以通过施加的电场补救该部分。结果，可以解决由摩擦取向引起的漏光问题。
此时，沿与摩擦方向相同的方向施加电场。
此时，通过保持基板静止而旋转电场发生器执行施加的电场方向的改变。另一方面，通过保持电场发生器静止而旋转基板执行施加的电场方向的改变。
此外，考虑到缩短处理时间，可以连续执行施加定向材料、摩擦基板以及施加电场的步骤。
同时，可以在摩擦工序之前或者在摩擦工序之后执行电场施加工序。而且，也可以同时执行电场施加工序以及摩擦工序。
应该理解，上面的概括说明以及下面的详细描述都是示例性和解释性的，其意欲对要求保护的本发明提供进一步解释。
附图说明
本申请所包括的附图用于进一步理解本发明，并包含在说明书中构成说明书的一部分，其连同说明书一起解释本发明的实施方式。在附图中：
图1所示为普通TN模式液晶显示器件的分解透视图；
图2和图3所示为现有技术的摩擦取向方法存在的问题的示意图；
图4A到4D所示为按照本发明一实施方式形成用于液晶显示器件的定向层的工序图；
图5A到5C所示为按照本发明一实施方式施加有电场的状态示意图；以及
图6A到6D所示为按照本发明另一实施方式形成用于液晶显示器件的定向层的工序图。
具体实施方式
现在具体描述本发明的优选实施方式，它们的实施例示于附图中。无论如何，所有附图采用相同的附图标记表示相同或类似部件。
下面参照附图描述按照本发明的液晶显示器件的定向层形成方法。
第一实施方式
图4A到4D所示为按照本发明一实施方式通过施加电场形成用于液晶显示器件的定向层的工序图；
首先，如图4A所示，制备基板100。
作为用于液晶显示器件的一个基板，基板100可以是其上形成有薄膜晶体管的薄膜晶体管基板或者其上形成有滤色片的滤色片基板。即使基板100是薄膜晶体管基板或者滤色片基板，在基板100上形成的组成元件可以根据液晶显示器件的模式而变化。
例如，在基板100为用于TN(扭曲向列)模式液晶显示器件的薄膜晶体管基板时，在透明基板上形成彼此交叉的栅线和数据线以限定像素区；在栅线和数据线的交叉处形成包括栅极、源极和漏极的薄膜晶体管；以及在像素区中形成像素电极以连接到薄膜晶体管的漏极。
此外，在基板100为用于共平面开关(IPS)模式液晶显示器件的薄膜晶体管基板时，在透明基板上形成彼此交叉的栅线和数据线以限定像素区；在栅线和数据线的交叉处形成包括栅极、源极和漏极的薄膜晶体管；在像素区中形成像素电极以连接到薄膜晶体管的漏极；以及形成基本上平行于像素电极的公共电极。
此外，在基板100为用于TN模式液晶显示器件的滤色片基板时，在透明基板上形成遮光层以防止漏光。在遮光层上形成红/绿/蓝滤色片层；以及在滤色片层上形成公共电极。
此外，在基板100为用于IPS模式液晶显示器件的滤色片基板时，在透明基板上形成遮光层以防止漏光；在遮光层上形成红/绿/蓝滤色片层；以及在滤色片层上形成涂敷层以平整基板。
本领域的技术人员可以对形成在基板100上的组成元件的材料及其形成方法进行各种修改和变型。
然而，如图4B所示，向基板施加定向材料200。
下面描述的其取向方向通过施加的电场排列的任何材料都可以用作定向材料200。可以用于本发明的定向材料的实施例包括诸如聚酰亚胺、聚酰胺酸、聚乙烯肉桂酸、聚偶氮苯、聚乙烯亚胺、聚乙烯醇、聚酰胺、聚乙烯、聚苯乙烯、聚亚苯基邻苯二酰胺、聚酯、聚氨酯和聚甲基丙烯酸甲酯等聚合材料。
之后，如图4C所示，通过覆盖有摩擦布255的摩擦辊子250沿期望的方向摩擦涂布有定向材料的基板。
然后，如图4D所示，利用电场发生器300将电场E施加到涂布有定向材料的基板上以决定定向材料200的取向方向。
电场发生器300包括阳极310以及通过涂布有定向材料200的基板100与阳极310相对的阴极320。电场E如箭头所示从阳极310到阴极320施加。尽管在附图中阳极310和阴极320不与基板100接触，考虑到施加电场的强度，阳极310和阴极320可以与基板100的两侧接触。
此时，由于定向材料200沿施加的电场的方向取向，可以沿与定向材料200的摩擦方向相同的方向施加电场。
因此，如图5A所示，当定向材料200的摩擦方向平行于X轴时，可以沿平行于X轴的方向施加电场。如图5B所示，当期望沿垂直于X轴的方向排列定向材料200时，可以沿垂直于X轴的方向施加电场。如图5C所示，当期望沿与X轴成角度的方向排列定向材料200时，可以沿与X轴成对角的方向施加电场。
如图5A到5C所示，为了改变施加电场的方向，可以旋转电场发生器300或者基板100。
考虑到缩短处理时间，可以连续执行图4B所示的施加定向材料200的步骤、图4C所示的摩擦基板的步骤以及图4D所示的施加电场的步骤。
第二实施方式
图6A到6D所示为按照本发明另一实施方式通过施加磁场形成液晶显示器件的定向层的工序图。
首先，如图6A所示，制备基板100。
与第一实施方式相同，形成在基板100上的组成元件可以根据液晶显示器件的模式而改变。除了玻璃基板，诸如柔性基板或者塑料基板的透明基板可以用于本发明。
然后，如图6B所示，向基板100施加定向材料200。
定向材料200的种类可以与第一实施方式中所描述的相同。
然后，如图6C所示，通过覆盖由摩擦布255的摩擦辊子250沿期望的方向摩擦涂布有定向材料200的基板。
然后，如图6D所示，利用磁场发生器400或者500向定向材料200施加磁场B以决定定向材料200的取向方向。
可以采用电磁系统施加磁场B，如图6D①所示，在电磁系统中缠绕有线圈420的一对电磁体400通过基板彼此相对设置，或者如图6D②所示，设置环绕基板的马蹄形磁体500，但是本发明并不局限于此。
在本发明第一实施方式的情况下，当施加电场时，需要用于电极和基板之间的接触的附加工序。同时，在本发明第二实施方式的情况下，当施加本实施方式的磁场时，不需要与基板接触。这样，由于减少了处理时间而提高了生产率。
由于定向材料200沿垂直于施加的磁场的方向排列，可以沿垂直于定向材料200的取向方向施加磁场。
为了改变施加磁场的方向，可以旋转磁场发生器400或500或者基板100。
考虑到缩短处理时间，可以连续执行图6B所示的施加定向材料200的步骤、图6C所示的摩擦基板的步骤以及图6D所示的向定向材料200施加磁场的步骤。
在上述描述中，执行摩擦工序后施加电场或者磁场。然而，可以在执行摩擦工序之前施加电场或者磁场。而且，可以同时执行摩擦工序和电场或者磁场施加工序。
因此，按照本发明形成定向层的方法具有下述优点。
尽管有一部分液晶没有很好取向，但是可以通过施加的电场或者磁场对该部分进行补救。因此，可以解决由于摩擦取向引起的漏光问题。
另外，由于可以连续执行施加定向材料和向定向材料施加电场或者磁场的步骤，所以可以缩短处理时间。
而且，由于可以旋转用于本发明的电场或者磁场发生器，可以自由改变定向材料的取向方向。
很明显，本领域技术人员可在不背离本发明精神或范围的基础上对本发明做出修改和变化。因此，本发明意欲覆盖落入本发明权利要求及其等效范围内的各种修改和变化。

Claims (13)

1、一种用于液晶显示器件的定向层的形成方法，包括：
制备基板；
在基板上涂布用于液晶初始取向的定向材料；
摩擦涂布有定向材料的基板；以及
使用电场发生器向涂布有定向材料的基板施加电场，其中该电场发生器包括阳极和与该阳极相对的阴极；以及
其中该阳极和阴极与该基板的两侧接触。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，沿与摩擦方向相同的方向施加电场。
3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在保持基板静止的同时，通过旋转电场发生器执行施加的电场方向的改变。
4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在保持电场发生器静止的同时，通过旋转基板执行施加的电场方向的改变。
5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，连续执行施加定向材料、摩擦基板和施加电场的步骤。
6、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述制备基板的步骤包括：
在透明基板上形成彼此交叉的栅线和数据线以限定像素区；
在所述栅线和数据线的交叉处形成包括栅极、源极和漏极的薄膜晶体管；以及
形成连接到所述薄膜晶体管的漏极的像素电极。
7、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述制备基板的步骤包括：
在透明基板上形成彼此交叉的栅线和数据线以限定像素区；
在所述栅线和数据线的交叉处形成包括栅极、源极和漏极的薄膜晶体管；
形成连接到所述薄膜晶体管的漏极的像素电极；以及
形成平行于所述像素电极的公共电极。
8、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述制备基板的步骤包括：在透明基板上形成遮光层以防止漏光；
在所述遮光层上形成红、绿和蓝滤色片层；以及
在所述滤色片层上形成公共电极。
9、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述制备基板的步骤包括：
在透明基板上形成遮光层以防止漏光；
在所述遮光层上形成红、绿和蓝滤色片层；以及
在所述滤色片层上形成涂敷层。
10、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述定向材料为聚酰亚胺、聚酰胺酸、聚乙烯肉桂酸、聚偶氮苯、聚乙烯亚胺、聚乙烯醇、聚酰胺、聚乙烯、聚苯乙烯、聚亚苯基邻苯二酰胺、聚酯、聚氨酯和聚甲基丙烯酸甲酯其中之一。
11、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述摩擦工序之前执行所述电场施加工序。
12、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述摩擦工序之后执行所述电场施加工序。
13、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，同时执行所述电场施加工序以及摩擦工序。
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