TW200428085A - Liquid crystal display apparatus and manufacturing method therefor - Google Patents
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玫、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 發明領域 本餐明係有關於一種可以實現高透射比、高速回覆以 及寬視野角度之液晶顯示裝置。詳言之,本發明係有關於 一種將液晶密封於兩片基板之間的液晶顯示裝置及其製造 方法,特別是一種將添加可聚合化合物(聚合物成分)之液晶 密封於兩片基板之間、然後使該可聚合化合物聚合以形成 一配向控制層或聚合物網狀結構的液晶顯示裝置及其製造 方法。另外’本發明亦有關於一種以液晶移動模式為其特 徵之高影像品質液晶顯示裝置。 發明背景 近年來液晶顯示裝置由於細薄、質輕、低電壓驅動和 低耗電等特徵被廣泛使用於各種應用中。其顯示特性現在 和陰極射線管(CRT)之特性相當,因此被使用於諸如監視器 或電視機之傳統上主要採用CRT的應用中。 一般液晶顯示裝置具有一將液晶密封於兩片基板之間 的結構。其中一片基板上設有薄膜電晶體(下稱TFT)和像素 電極,而另一片基板上則設有一共同電極、彩色濾光片等 。下文中,設有TFT和像素電極之基板稱為丁1^基板,而面 對該TFT基板之基板則稱為反向基板。 具有極佳視野角度特性和對比特性之液晶顯示裝置, 如MVA(多象限垂直配向)液晶顯示裝置為已知技藝(如曰本 專利第2947350號)。在MVA液晶顯示裝置中,當沒有施加 電壓時’液晶會在基板表面之垂直方向上配向,而當電壓 被施加時,液晶傾斜之方位會由形成於基板表面上之凸塊 或凹件或者形成於電極上之狹縫調節。 第1圖顯示一MVA液晶顯示裝置中之圖案化像素電極 結構的範例。此一像素電極包含一十字型主要區域1以及四 個朝方位45、135、225和315線性延伸之分支區域。在分支 部分中’電極部分和狹縫部分之寬度分別約為3微米。面對 此一結構之基板上的電極(圖中未示)為一在整個表面上具 有均一性之單平面電極。 如果將電壓施加至具有細緻狹縫之電極,如第1圖所示 ,液晶會沿該狹縫之方向傾斜。在第丨圖所示之案例中,如 果施加電壓,該主要區域之鄰近區域3中的液晶分子4會開 始沿所示之狹縫方向傾斜,該液晶分子之行為會傳播至該 分支區域中之液晶分子,使其依序地沿該狹縫方向傾斜。 結果,液晶夾層根據存在於外側之電極所提供的圖案形成 一圖案,並實現一四象限配向,其中液晶分子分別朝該四 大分支區域中之四個方位(方向)傾斜。 然而,等待液晶分子全部傾斜需要一些時間,因為靠 近该主要區域之液晶分子的行為會在被施加電壓時才傳播 至其週邊區域。此外,如果該分支區域太長,則在遠離該 主要區域之該鄰近區域的分支區域中,液晶分子會朝方位b ,即該液晶分子理應傾斜之正確方位A的對面傾斜。這可能 是因為液晶分子在該主要區域之該鄰近區域中的液晶分子 行為傳播至該週邊區域前即先行傾斜之故。在此一情況下 ,一邊界區域會形成於A*B之間,並使光線透射比下滑, 因為此一邊界區域在被施加電壓時不會傳輸光線。 為解決上述問題,MVA液晶顯示裝置提出一種在液晶 夾層上施加電壓之方法,其中該液晶夾層係透過將一包含 液晶及可聚合化合物之液晶組合物密封以控制配向,以及 使主動式月b里光線射至基板表面以聚合該化合物之方式 形成(請參考日本早期公開專利申請案公開號數第 H7-43689號(申請專利範圍)、日本早期公開專利申請案公開 號數第H9-146068號(申請專利範圍)、以及日本早期公開專 利申請案公開號數第Η10_ 147783號(申請專利範圍))。 舉例來說,於具有第1圖所示之電極圖案的MVA液晶顯 示裝置中,在密封一包含液晶及可聚合化合物之液晶組合 物時,朝相反方位,如第1圖中符號Β所指方位傾斜之液晶 分子的產生可以在施加電壓以實施上述該四象限配向時, 藉由隨時間逐漸調高被施加之電壓的方式避免之。故,該 化合物係在此一狀態下透過將主動式能量光線照射至基板 表面之方式被聚合的。然後,該化合物被聚合且該液晶在 施加電壓狀態下的傾斜方位或傾斜方向被修正。 在以此方式製成之液晶顯示裝置中,即使沒有施加電 壓,液晶亦會猶微彎向(傾向)垂直方向之傾斜方向。因此, 回覆速度在施加電壓時會改善,且可獲致一均一且一致的 配向狀態。對此一類型之液晶顯示裝置來說,具有高透射 比之液晶顯示裝置是可實現的,因為致使透射比下滑之凸 塊等元件並不需要使用。換言之,在此種MVA液晶顯示裝 置中,媲美傳統MVA液晶顯示裝置之高透射比、高速回覆 、以及均一且一致的配向狀態可以被實現。 然而,在此-系統中,需要使該電極圖案化以調節液 晶之傾斜方向,而這可能是品質浮動、加工複雜、良率下 滑以及成本上升的原因。尤其是,在形成如第丨圖所示之細 緻狹縫時,圖案化動作之輕微浮動即可能改變透射比,故 具有極高準確度之製程是有必要的。 下文將更詳盡地說明MVA液晶顯示裝置。第2圖為一橫 斷面模型圖,例示一傳統MVA液晶顯示裝置之範例。此一 MVA液晶顯示裝置具有一結構,其中_介電常數異向性為 負極之液晶70被密封於一TFT基板50和一反向基板6〇之間 。極化板(圖中未示)分別被設置於該TFT基板之下和該反向 基板60之上,以使極化軸互相垂直。 該TFT基板50包括一玻璃基板51、形成於該玻璃基板51 之液晶70側表面(弟2圖之上表面)上的像素電極52、以及一 覆蓋該像素電極52之表面的垂直配向控制薄膜53。該像素 電極52係由一透明導體如IT0(氧化銦錫)做成,而該垂直配 向控制薄膜53則是由聚亞醯氨、聚醯胺酸或類似物做成。 另一方面,該反向基板60包括一玻璃基板61、一形成 於該玻璃基板61之液晶70側表面(第2圖之下表面)上的共同 電極62、形成於共同電極62上之象限調節凸塊63、以及一 覆蓋該共同電極62和該凸塊63之表面的垂直配向控制薄膜 64。該共同電極62係由一透明導體如ITO做成,而該垂直配 向控制薄膜64則是由聚亞醯氨、聚醯胺酸或類似物做成。 該象限調節凸塊63係由比方說光阻做成的。 第3A和3B圖為例示該MVA液晶顯示裝置之操作的模 型圖。如第3A圖所示,當該像素電極52和該共同電極62之 間沒有施加電壓時,液晶分子70a大致會在該配向控制薄膜 53和64之表面上垂直配向。在此一狀態下,穿過該1^7基板 50下方之該極化板並進入該液晶夾層的光線會以其原貌穿 過該液晶夾層並被該反向基板6〇上之該極化板屏蔽。換句 話說,這是一個陰暗顯示的例子。 另一方面,如果該像素電極52和該共同電極62之間被 施加充足的電壓,如第3B圖所示,則該液晶分子7〇a大致會 在與電%大致成垂直之方向上配向。在此一狀態下,穿過 5亥TFT基板50下方之該極化板並進入該液晶夾層的光線會 由於該液晶分子之介電常數異向性而雙重折射並穿過該反 向基板60上之該極化板。換句話說,這是一個明亮顯示的 例子。以此方式,藉由控制每一像素在該像素電極52和該 共同電極62之間的電壓,所期待的影像可以顯示於該液晶 顯示裝置上。 在MVA液晶顯示裝置之例子中,如果該像素電極兄和 該共同電極62之間被施加電壓,該液晶分子之傾斜方向在 該凸塊63之每一側邊之間會不一樣,如第3B圖所示,且會 形成所謂的“配向分割(多象限)”。藉此,光線在對角線方向 上從該基板表面洩漏之情形會顯著降低,且可實現良好的 視野角度特性和對比特性。. 200428085 上述範例為該凸塊63被做為象限調節構件之案例,但 4象限調_構件亦可藉由在該像素電極和該共同電極中之 其中一者或兩者之上形成狹縫的方式實施。在正常_从 液晶顯示裝置中,狹縫形成於該TFT基板和該反向基板之其 5中一者的電極上,而凸塊則形成於另一基板上。此外,凹 件可以取代凸塊或狹縫以做為該象限調節構件。
曰本早期公開專利申請案公開號數第H7-84244號和曰 本早期公開專利申請案公開號數第H11-343486號揭露一種 液晶顯示裝置之製造方法,其中一用以調節液晶象限之元 10件透過使一添加於液晶中之光反應單體聚合的方式形成。 然而,如同傳統方法,在曰本早期公開專利申請案公開號 數第H11-343486號所揭示之方法中,需要一形成垂直配向 控制薄膜之步驟。而在日本早期公開專利申請案公開號數 第H7-84244號所揭示之方法中,做為象限邊界之部分無法 15 設置於任意位置上。
現在我們將比較該MVA液晶顯示裝置與水準電場交換 式液晶顯示裝置,亦稱“橫向’’電場效應(下稱IPS)。第4圖例 示一根據習知技藝之MVA垂直配向液晶顯示裝置,第5圖則 例示一根據習知技藝之水平電場交換式液晶顯示裝置。該 20 MVA液晶顯示裝置和該IPS液晶顯示裝置以其極佳特性聞 名。 【發明内容3 發明概要 然而,這些優良的液晶顯示面板仍然不夠完美,比方 10 說,在前一範例中,視野角度特性在層次改變時可能不足 ,而在後一範例中,正面對比可能不足。 在前一範例,即MVA之與層次相關的視野角度特性中 以半色調顯示之影像從對角線視野角度看起來可能偏白 ,且從對角線方向檢視之色調可能和從正面檢視之色調不 同。另一方面,在後一範例IPS中,由於水準配向之故,正 面對比被受限於至綱之間。45度之對角線角度的對比 和MVA比起來顯得不足,且透射比亦有待改進。從對角線 方向檢視之黑色狀態下的色彩也是_項問題。鑑此,即使 在上述兩種優良的液晶移動模式中,亦即,以配向控 稱之MVA模式和以咖喝稱之㈣模式,優缺點依然並 存0 一 受不知月〜—疋茺挽供—種以高透制 二寬視野角度特性等勝出之液晶顯示襄置以 及衣造该液晶顯示裝置之方法。 為解決上述問題,本發明之—祕提供 裝置,該液晶顯示m右_、、, all7p 液晶夹声之兩4 …、心日/ 9 ’以及一對設於驾 曰的紐Π施加電壓至包圍在1基板之間之渴 :有施加父晶失層包括一部分’該部分係藉由名 :以:::Γ時使主動式能量光線選擇性地照射至基板肩 #明^1=化合物在液晶中聚合之方式形成。透㈣ a施例,以高透射比、高速回覆、寬視野角肩 特性等勝齡裝置可赠實現。 " 在本發明之此—態樣的實施例中,該^爽層宜包名 200428085 一在主動式能量光線被選擇性照射後,透過在施加電壓狀 t下將主動式旎置光線照射至該基板之整個表面的方式被 水合之部分、該主動式能量光線之兩次照射中至少有一次 宜來自從該基板表面之正常線條方向傾斜而 出的方向、該 5液曰曰夾層且在5亥主動式能量光線被照射後施加電壓時,根 據-特定液晶配向產生一光線屏蔽圖案、該特定液晶配向 所產生之該光線屏蔽圖案宜包括一點陣圖案或者含有〆十 子型主要區域以及朝周邊方向線性延伸之分支區域的圖案· 、该液晶宜具有-負極介電常數異向性,並在該主動式能 ίο ΐ光線被照射後沒有施加電壓日夺,在該基板表面之垂直方 向上配向、以及該第一和第二極化元件宜設置於該對基板 之兩側,以使其吸收軸互相垂直;一第一 1/4波長板被設於 该基板之其中一者和該第一極化元件之間;一第二1/4波長 板被設於該基板之另一者和該第二極化元件之間;且該第 15 一極化元件之該吸收軸與該第一 1/4波長板之慢軸形成一 45度之角度,該第二極化元件之該吸收軸與該第二1/4波長 · 板之慢軸形成一45度之角度,且該第一 1/4波長板和該第二 1/4波長板之慢軸互相垂直。 本發明之此一態樣亦提供一種液晶顯示裝置之製造方 20法,該液晶顯示裝置具有一液晶夹層,以及一對位於該液 晶夾層之兩側’以施加電壓至設於一對基板之間之液晶的 電極,其中該液晶夾層係由一包含該液晶和一可聚合化合 物之液晶組合物形成,該可聚合化合物之一部分藉由在沒 有施加電壓時使主動式能量光線選擇性地照射至基板表面 12 200428085 被水口」後4可永合化合物之其餘部分藉由在施加電壓 狀態下使該主動式能量光線照射至該基板之整個表面的方 式被聚合。透過本發明> ^ ^ 乃<此一貫施例,製程簡化可以被實 現’且品質浮動、加工福左 设雜、良率下滑以及成本上升的原 5 因可以被消除。 在本心月之此-怨樣的實施例中,宜使用一光罩以完 成該主動式能量光線之選擇性照射、該光罩之光線屏蔽部 分和開放部分的寬度宜分別在2至100微米之範圍内、該主 動式能量光線宜為紫外線、該主動式能量光線之照射宜使暴 1〇該液晶夾層在該主動式能量光線被照射後施加電壓時,根 據-特定液晶配向產生—光線屏蔽圖案、以及該主動式能 量光線之兩次照射中至少有-次宜在來自從該基板表面^ 正常線條方向傾斜而出的方向上執行。 根據本發明之此-態樣的實施例,一種以高透射比、 15咼速回覆、寬視野角度特性等勝出之液晶顯示裝置可以被 貫現。其製造方法亦可簡化。 在MVA液晶顯示裝置中,該液晶分子在被施加電壓時 · 所傾斜之方向可以由該電極之凸塊或狹縫決定,故在此— 狀況下,不需要在第2圖所示之該配向控制薄膜53和64上執 20行配向處理。然而,通常還是需要在該TFT基板和該反向式 板之表面上形成該配向控制薄膜53和64。 該配向控制薄膜一般是透過將一聚亞醯氨或聚醯胺酸 印刷於一基板之表面,然後在大約200°C之溫度下烘烤之方 式形成。由於液晶顯示裝置之尺寸近年來不斷增加,兩 萬要 13 200428085 大型印表機及鎔爐以形成該配向控制薄膜,而置換印刷版 亦會產生大量成本,致使製造成本上升。 為解決這些問題,可以省略塗佈配向控制薄膜步驟之 液晶顯示裝置的製造方法(如日本專利申請案第2002-40721 5 號)被提出。在此一方法中,一混合雙功能單體和光聚合啟 動器之液晶被密封於比方說一對基板之間。然後該單體銜 接至該基板之表面(ITO薄膜或絕緣薄膜之表面)並生長。當 紫外線照射於其上時,該單體被聚合並被化學黏合至該基 板之表面,在該處一安定配向控制爽層被形成。此一配向 10 控制夾層具有一控制能力以使該液晶分子在一與該基板表 面大致成垂直之方向上配向。然而,如果該配向控制夾層 只是以單體聚合形成,導致隨機配向(schlieren配向),則該 液晶分子在被施加電壓時所傾斜之方向便無法決定。 此外,在傳統的MVA液晶顯示裝置中,對比特性比TN( 15扭轉向列)液晶顯示裝置為佳,但如第3Α圖所示,該液晶分 子在沒有被施加電壓時,會在靠近該凸塊63之區域中的該 基板表面上朝對角線方向配向,故光線洩漏情形會發生在 此一區域中,致使對比特性下降。 此外,在傳統的MVA液晶顯示裝置中,該凸塊或凹件 20上方之區域形成產生;罙色線條之配向分割的邊界,致使白 色鮮員不(明党顯示)中的透射比下降。透射比可以藉由充分增 加該凸塊或凹件之間的空間加以改善,但對於遠離該凸塊 或凹件之區域來說,從施加電壓至該電極之間到該液晶分 子配向之女疋化而要花費相當長的時間,而這會使回覆速 14 200428085 度明顯下降。
為解決這些問題,一種液晶顯示裝置被提出,其中添 加一可聚合化合物如單體或寡聚合物之液晶被密封於一 TFT基板和一反向基板之間、電壓被施加至該電極之間、且 5 該液晶分子之配向方向被安定化、然後紫外線被照射以使 該可聚合化合物聚合以形成一聚合物網狀結構。此一類型 之液晶顯示裝置被稱為聚合物安定式液晶顯示裝置。在該 聚合物安定式液晶顯不裝置中’該液晶分子在電壓被施加 的同時,朝該聚合物網狀結構所決定之方向傾斜,故可改 10 善回覆特性。 然而,我們相信傳統的聚合物安定式液晶顯示裝置具 有下列問題。
詳言之,在該聚合物安定式液晶顯示裝置中,在設於 該TFT基板或該反向基板上之該電極與外部驅動電路電性 15 連接後,當電壓被施加至該像素電極和該共同電極時,紫 外線同時被照射,所以處理步驟繁複且量產能力不佳。此 外,如果紫外線在該TFT被驅動的同時照射,該TFT的特性 可能會被該紫外線改變,且正常電壓可能無法被施加至該 像素電極。而如果該可聚合化合物在此一狀態下聚合,該 20 聚合物網狀結構之配向控制能力會隨像素而不同,且液晶 元件的T-V(透射比_電壓)特性會分散。這會造成顯示缺陷, 如顯示不均。 鑑於上述,本發明之目的之一是要提供一種液晶顯示 裝置,該液晶顯示裝置包括用以執行象限調節之凸塊和一 15 200428085 配向控制夾層,以藉此簡化習知技藝之製造步驟,以及製 造該液晶顯示裝置之方法。 本發明之另一目的之一是要提供一種對比特性較習知 技藝為佳之液晶顯示裝置,以及製造該液晶顯示裝置之方 5 法。 本發明之又一目的之一是要提供一種在量產能力方面 勝出、且不會隨像素分散其τ-v特性之液晶顯示裝置的製造
上述問題從本發明之一態樣,亦即,一液晶顯示裝置 10 獲得解決,該液晶顯示裝置包括以面對面方式設置之第一 和第二基板、一密封於該第一和第二基板之間的液晶、一 形成於該第一基板之液晶側表面上的第一電極、一形成於 該第二基板之液晶側表面上的第二電極、配向控制夾層, 該配向控制夾層覆蓋該第一和第二電極之表面並在沒有施 15 加電壓時,控制該液晶分子之配向方向以使其大致與該基 板表面成垂直、以及凸塊,該凸塊形成於該第一和第二基 板之至少一個表面上並在電壓被施加時,決定該液晶分子 之傾斜方向,其中該配向控制夾層和該凸塊係透過使一添 加至該液晶之可聚合化合物聚合之方式形成,且靠近該凸 20 塊之該液晶分子的配向方向在沒有被施加電壓時,大致與 該基板表面成垂直。 該第一和第二基板和該第一和第二電極兩者宜呈透明 狀,且該凸塊之至少一部分宜接觸該第一和第二基板。 該凸塊之至少一部分宜接觸該第一和第二基板。 16 200428085 上述問題亦從本發明之μ ~悲樣的另一實施例,亦即 ,-製造液晶顯示裝置之方法獲得解決,該方法包括將— 添加可聚合化合物之液晶密封於第一和第二基板之間、使 該可聚合化合物在該液晶中聚合、形成配向控制炎層,以 5在沒有施加電壓時,在該第—和第二基板之表面上控射 液晶分子之配向方向以使其大致與該基板表面成垂直以 及形成突出至液晶側邊之凸塊。 在本^明中,,亥g己向控制失層和用以執行象限調節之 該凸塊皆是透過使該可聚合化合物(或募聚合物)聚合之方φ 10式形成。舉例來說,添加至該液晶之單體係藉由以比照射 至其他區域之能量為高的能量使紫外線照射至凸塊成型區 域的方式聚合。藉此,該凸塊成型區域中之單體分子被優 先聚合以形成該凸塊,且在其他區域中,一具有薄膜厚度 之配向控制夾層被形成。在此例中,該液晶分子在凸塊成 15型之初始階段中與該基板表面成垂直配向。由於該凸塊在 維持此一配向狀態下生長,靠近該凸塊之該液晶分子在沒 _ 有施加電壓時,會大致與該基板表面成垂直,即使該凸塊 已經形成。藉此方式,光線之漏洩控制甚至比傳統^^^液 晶顯示裝置還要嚴謹,因此對比特性有所增進。 20 該可聚合化合物宜以光線聚合、凸塊成型區域之光線 照射宜以較其他區域為高的能量密度執行以形成該凸塊、 宜在處理該第一和第二基板中至少一者之凸塊成型區域的 表面能量以使其高於其他區域之後,將該液晶密封於該第 一和第二基板之間、宜將間隔物選擇性地設置於該第一和 17 200428085 第二基板之間之該凸塊成型區域上且該凸壤之形成使用該 ::隔物以做為核心、且該凸塊之至少一部分宜自該第一和 第二基板中之任一者生長以接觸另一基板。 上述問題從本發明之此一態樣的又—實施例,亦即, 5 -液晶顯示裝置獲得解決,該液晶顯示裝置包括以面對面 方式•又置之第-和第二基板、一密封於該第—和第二基板 ^間的液晶、傾斜控制部分,該傾斜控制部分被設置於該 第-和第二基板中之至少一者之上並在電壓被施加時,決 定該液晶分子之傾斜方向、以及配向控制夹層,該配向控 1〇制夾層被設置於該第一和第二基板之液晶側表面上並在沒 有%加電壓4,控制該液晶分子之配向方向以使其大致與 "亥基板表面成垂直,其中,該配向控制夾層係透過使一添 加至該液晶之可聚合化合物聚合之方式形成。 該傾斜控制部分宜為安裝於該第―和第二基板中至少 15 -者之上的凸塊或凹件、該傾斜控制部分宜為以摩擦處理 形成於該配向控制夾層之基部上的部分、且該傾斜控制部 分宜以改變該配向控制夾層之該基部的表面能量的方式形 成0 20 上述問題亦從本發明之此一態樣的又一實施例,亦即 ’―製造液晶顯示裝置之方法獲得料,該方法包括在該 第-和第二基板中至少一者之上形成凸塊或凹件、將以面 對面方式置之4第—和第二基板定位以使形成該凸塊或 凹件之表面位於内側、將添加該可聚合化合物之該液晶密 封於該基板之間、使該可聚合化合物在該液晶中聚合,並 18 200428085 形成配向控制夹層以在沒有施加電壓時,在該第一和第二 基板和該凸塊或凹件之表面上控制該液晶分子之配向方向 以使其大致與該基板表面成垂直。 在本發明中,在電壓被施加時,用以決定該液晶分子 5之傾斜方向的傾斜控制部分,如凸塊或凹件,被形成於該 第一和第二基板中至少一者之上。 如果該配向控制夾層僅以添加至該液晶之反應型單體 形成’當電壓被施加時,該液晶分子之傾斜方向無法決定 ’且複數個以一組配向方向相同之液晶分子組成的小型象 10限會形成於該液晶中。由於鄰近象限之配向方向並不一樣 ,深色線條會由於配向異常而產生於該象限之邊界部分。 而且該深色線條產生之位置並不一致。這變成顯示品質下 降的原因之一。 然而,在本發明中,該傾斜控制部分被設置於該第一 15和第二基板中之至少一者之上,故電壓被施加時,該液晶 分子之傾斜方向可由該傾斜控制部分決定。藉此,良好Z 顯示特性可以實現。 該傾斜控制部分並不限於上述凸塊或凹件,其可為丄、 摩擦處理形成於該配向控制夾層之該基部上的任何元/u 20或為透過處理來部分改變—基板表面之表面能量而 任何元件。如果此一處理被執行,該基部上所進行的=的 會影響該配向控制夾層,而這在電壓被施加時,可/理 該液晶分子之傾斜方向。 以控制 因此’上述問題亦從本發明之此一態樣的又— 汽施例 19 200428085 ,亦即,一製造液晶顯示裝置之方法獲得解決,該方法包 括在第一和第二基板上執行摩擦處理、將以面對面方式設 置之该第一和第一基板定位以使摩擦處理被執行之表面位 於内側、將添加该可聚合化合物之該液晶密封於該基板之 5間、使該可聚合化合物在該液晶中聚合,並形成配向控制 夹層以在沒有施加電壓時,在該第一和第二基板上控制該 液晶分子之配向方向以使其大致與該基板表面成垂直。 上述問題亦從本發明之此一態樣的又一實施例,亦即 ,一製造液晶顯不裝置之方法獲得解決,該方法包括部分 10改變該第一和第二基板中至少一者之表面上的表面能量、 將添加該可聚合化合物之該液晶密封於該第一和第二基板 之間、使該可聚合化合物在該液晶中聚合,並形成配向控 制夾層以在沒有施加電壓時,在該第一和第二基板中至少 一者之上控制該液晶分子之配向方向以使其大致與該基板 15 表面成垂直。 在該基板表面之表面能量進行部分改變時,宜透過一 光罩使光線選擇性地照射於該基板表面上。 上述問題亦從本發明之此一態樣的又一實施例,亦即 ’一製造液晶顯示裝置之方法獲得解決,該方法包括使一 20對具有表面配向控制薄膜之基板以面對面方式設置並使該 配向控制薄膜位於内側、將添加該可聚合化合物之該液晶 後 、封於該基板之間'使該可聚合化合物在沒有施加電壓時 ’透過紫外線照射方式聚合、以及在靠近該配向控制薄膜 之表面處形成一聚合物網狀結構,其中該基板表面上之該 20 200428085 液晶分子的錨定能量透過控制該可聚合化合物之組成、添 加量和聚合條件被控制。 在本發明中,添加至該液晶之該可聚合化合物在電壓 沒有被施加至該基板之間時被聚合,以形成該聚合物網狀 5 結構。透過此一聚合物網狀結構,該液晶分子在垂直方向 上配向的控制能力(錫定能量)變強了。
靠近該凸塊或凹件之該液晶分子在特定方向上配向, 在電壓被施加時,該方向幾乎同步被該凸塊或凹件決定。 這些液晶分子之配向方向影響周邊液晶分子,使該周邊液 10 晶分子之配向方向亦被決定。以此方式,該液晶分子之配 向方向被傳播,且位在遠離該凸塊或凹件之位置上的液晶 分子之配向方向亦被決定。
在不具備該聚合物網狀結構之MVA液晶顯示裝置中, 位在遠離該凸塊或凹件之位置上的液晶分子幾乎在電壓被 15 施加的同時,在隨機位置上配向,而當靠近該凸塊或凹件 之液晶分子的配向方向被傳播時,它們會將方向改變至該 配向方向。然而,使已經配向至一不同方向之該液晶分子 的配向方向改變需要時間,使得不具備該聚合物網狀結構 之液晶顯示裝置的回覆特性不佳。 20 如果該液晶分子在垂直方向上的配向控制能力提升至 和本發明相同,則其回覆特性會比不具備該聚合物網狀結 構之液晶顯不裝置為差’因為該液晶分子會被垂直配向’ 直到靠近該凸塊或凹件之液晶分子的配向方向被傳播為止 ,且該液晶分子會在該配向方向被傳播後在特定方向上配 21 向。此外,根據本發明,該聚合物網狀結構是在電壓沒 有被施加至該電極之間時形成的,故T-V特性之浮動可以 避免。 換言之,相較於在傳統聚合物安定式液晶顯示裝置中 ,一垂直配向之液晶在沒有摩擦處理下,藉由在電壓被施 加時控制該液晶分子之預傾斜角度和傾斜方向的方式被實 現’本發明之技術是為了控制錨定力量,該技術可以應用 至垂直配向之液晶顯示裝置以及水平配向之液晶顯示裝置 。本發明亦可應用至涉及摩擦處理之液晶顯示裝置。 如上所述,根據本發明之此一態樣,該配向控制夾層 和用以執行象限調節之該凸塊皆是透過使該可聚合化合物 聚合之方式形成。舉例來說,當添加至該液晶之單體被聚 合時,能量高於其他區域所使用之能量的紫外線被照射至 該凸塊成型區域。藉此,該單體被優先聚合於該凸塊成型 區域中以形成該凸塊,且在其他區域中,一薄型配向控制 t層被形成。在此例中,該液晶分子在凸塊成型之初始階 段中與該基板表Φ錢魏向。該凸塊在轉此_配向狀 態下生長’所以靠近該凸塊之該液晶分子在沒有施加電壓 時,會大致與該基板表面成垂直配向,即使該凸塊已㈣彡 成。藉此方式,光線之漏洩被進一步控制,且對比特=相 較於傳統MVA液晶顯不裝置亦有增進。 根據本發明之此-態樣,在電壓被施加時,用以決定 該液晶分子之傾斜方向的傾斜控制部分,如凸塊或凹件疋 被形成於該第一和第二基板中至少一者之上。 200428085 如果僅以添加至該⑯晶之反應型單體形成該配向控制 夹層’當電壓被施加時’該液晶分子之傾斜方向無法決定 且複數個以一組配向方向相同之液晶分子組成的小型象 限會形成於該液晶中。由於鄰近象限之配向方向並不一樣 5 ,深色線條會由於配向異常而產生於該象限之邊界部分。 而且該深色線條之產生位置並不-致。這使得顯示品質下 降。 然而,在本發明中,該傾斜控制部分被設置於該第一 忉和第二基板中至少一者之上,故電壓被施加時,該液晶分 子之傾斜方向可由該傾斜控制部分決定。因此,良好的顯 Λ寺〖生可以貫現。此外,液晶元件的T-V特性和臨界值可以 Υ、控制邊可聚合化合物之組成、添加量和聚合條件被控 每像素上之錨定能量宜加以控制,且宜將複數個具 同鎢定能量之區域形成於一像素中。 15有不
根據tt發明中’我們也可以使不同的態樣結合。因此, ,該壯第-態樣,本發明亦提供_種液晶顯示裝置 封包括以面對面方式設置之第一和第二基板、一密 20之液^第和第二基板之間的液晶、一形成於該第一基板 侧表面上的第一電極、一形成於該第二基板之液晶 刪表面上的 ^ 弟一私極、配向控制夾層,該配向控制夾層覆 液曰八ϋ第二電極之表面並在沒有施加電壓時,控制該 及凸坎子之配向方向以使其大致與該基板表面成垂直、以 ‘ °亥凸塊形成於該第一和第二基板之至少一個表面 23 200428085 上並在電壓被施加時,決定該液晶分子之傾斜方向,其中 該配向控制夹層和該凸塊係透過使一添加至該液晶之可 聚合化合物聚合之方式形成,且靠近該凸塊之該液晶分 子的配向方向在沒有被施加電壓時,大致與該基板表面 5 成垂直。 根據本發明之第一態樣,本發明亦提供一種製造液晶 顯示裝置之方法,該方法包括將一添加可聚合化合物之液 晶密封於第一和第二基板之間、使該可聚合化合物在該液 晶中聚合、形成配向控制爽層,以在沒有施加電壓時,在 φ 10該第一和第二基板之表面上控制該液晶分子之配向方向以 使其大致與該基板表面成垂直、以及形成突出至液晶側邊 之凸塊。 根據本發明之第一態樣,本發明亦提供一種液晶顯示 裝置,該裝置包括以面對面方式設置之第一和第二基板、 15 -密封於該第一和第二基板之間的液晶、傾斜控制部分, 該傾斜控制部分被設置於該第一和第二基板中之至少一者 之上並在電壓被施加時,決定該液晶分子之傾斜方向、以 及配向控制夾層,該配向控制夾層被設置於該第一和第二 基板之液晶側表面上並在沒有施加電壓時,控制該液晶分 20子之配向方向以使其大致與該基板表面成垂直,直中,該 配向控制夹層係透過使-添加至該液晶之可聚純合物聚 合之方式形成。 根據本發明之第-態樣,本發明亦提供—種製造液晶 顯示裝置之方法,該方法包括使一對具有表面配向控制薄 24 200428085 膜之基板以面對面方式設置並使該配向控制薄膜位於内側 、將添加該可聚合化合物之該液晶密封於該基板之間、使 該可聚合化合物在沒有施加電壓時,透過紫外線照射方 式聚合、以及在靠近該配向控制薄膜之表面處形成一聚 5 合物網狀結構,其中該基板表面上之該液晶分子的錫定 能量透過控制該可聚合化合物之組成、添加量和聚合條 件被控制。 本發明之另一態樣的目的是要提供一種液晶顯示裝置 ,該液晶顯示裝置可解決上述問題,具有不同於習知液晶 10 顯示裝置之新穎的液晶移動模式,更明亮而且超越習知液 晶顯示裝置之色彩層次特性,以及製造該液晶顯示裝置之 方法。 根據本發明之此一態樣,以解決上述問題之液晶顯示 裝置為一種液晶顯示裝置,其中,一表面形成具有垂直配 15 向控制薄膜之第一電極的第一基板與一表面形成具有水平 配向控制薄膜之第二電極的第二基板在該配向控制薄膜側 邊面對面,該面對面之基板被密封且中間設有一間隙,一 包含功能性單體之液晶被密封於此一間隙,且複數個以該 第一電極做成之大致成矩形的像素電極被排列於該第一基 20 板上,以藉由從該液晶顯示裝置上之正常線條方向傾斜而 出的方向照射光線以使該單體聚合之方式,執行該液晶之 配向控制,其中該第一基板具有一結構,其在電壓被施加 至該像素電極和該第二電極之間時,可以調節該液晶中之 該液晶分子的配向。 25 200428085 在上述液晶顯示裝置中 電極上之細緻ITO圖案。 在上述液晶顯示裝置中 電極上之絕緣圖案。 5 在上述液晶顯示裝置中 或更多的官能基。 在上述液晶顯示裝置中 線照射。 在上述液晶顯示裝置中 10 酯。 ,上述結構宜為形成於該像素 ,上述結構宜為形成於該像素 ,上述功能性單體宜具有兩個 ,宜使用紫外線以執行上述光 ,上述功能性單體宜為丙烯酸 在上述液晶顯示裝置中,上述功能性單體宜為甲基丙 烯酸甲酯。 在上述液晶顯示裝置中,宜以下列方式對各該像素電 極執行上述光線照射:使光線自一從該液晶顯示裝置表面 15 上之正常線條方向傾斜而出的第一方向,照射至該像素電 極之表面的部分區域,然後再使光線自一不同於該第_方 向之第二方向’照射至該像素電極之表面的整個區域。 在上述液晶顯示裴置中,上述液晶宜為負極類型。 在上述液晶顯示裝置中,上述液晶宜為正極類型。 20 一 在上述液晶顯示裝置中,上述液晶宜處於正常黑色模 工’且該液晶分子之配向宜做調節以透過施加電壓之方式 切換至光線照射的方向。 在本發明中’我們也可以使不同的態樣結合。因此, 根據本發明之第—態樣,本發明亦提供一種液晶顯示袭置 26 其中’ 一表面形成具有垂直配向控制薄膜之第一電極的 第基板與一表面形成具有水平配向控制薄膜之第二電極 的第一基板在該配向控制薄膜側邊面對面,該面對面之基 板被〇»封且中間設有一間隙,一包含功能性單體之液晶被 崔封於此一間隙,且複數個以該第一電極做成之大致成矩 =像素電極被排列於該第—基板上,以藉由從該液晶顯 :衣置上之正常線條方向傾斜而出的方向照射光線以使該 單體來5之方式,執行該液晶之配向控制,其中該第一基 10 板具有一結構,其在電壓被施加至該像素電極和該第二電 極之間時,可以調節該液晶中之該液晶分子的配向。 #根據本發明之第-態樣,本發明亦提供_種液晶顯示 =置’其中,各該像素電極以下列方式執行t線照射:使 光線自-從該液晶顯示襄置表面上之正常線條方向傾斜而 出的第-方向,照射至該像素電極之表面的部分區域,然
15後再使光線自一不同於該第一方向之第_古A 心弟一方向,照射至該 像素電極之表面的整個區域。 透過本發明之上述態樣-種液晶顯示裝置被提供,該 液晶顯示裝置具有不同於習知液晶顯 衣直之新穎的液晶 移動模式,更明亮而且超越習知液晶顯示裝置之色彩層次 20 特性。 本發明之其他目的與優點將以下列說明_。然而, 這些優良的液晶顯示面板仍然不夠完美,、 、 匕方舌兄,在前*一 範例中’視野角度特性在層次改變時可能不足 範例中,正面對比可能不足。 27 200428085 在前一範例,即MVA之與層次相關的視野角度特性中 ’以半色調顯示之影像從對角線視野角度看起來可能偏白 ’且從對角線方向檢視之色調可能和從正面檢視之色調不 同。另-方面,在後-範例IPS中,由於水準配向之故,正 5面對比被受限於200至300之間。45度之對角線角度的對比 和MVA比起來顯得不足,且透射比亦有待改進。從對角線 方向檢視之黑色狀態下的色彩也是一項問題。鑑此,即使 在上述兩種優良的液晶移動模式中,亦即,以配向控制著 稱之MVA模式和以電極配置著稱之奶模式,優缺點依然並φ 10 存。 鑑於上述,本發明之目的之一是要提供一種以高透射 比、高速回覆、寬視野角度特性等勝出之液晶顯示裝置以 及製造该液晶顯示裝置之方法。 為解決上述問題,本發明之一態樣提供一種液晶顯示 15裝置’該液晶顯示裝置具有一液晶夾層,以及一對設於該 ,晶夾層之兩側’以施加電壓至包圍在_對基板之間之⑧ 曰^的電極’其中該液晶夾層包括一部分,該部分係藉由在 沒有施加電壓時使主動式能量光線選擇性地照射至基板表 面以使可1合化合物在液晶中聚合之方式形成。透過本 2〇毛月之此一貫施例,以高透射比、高速回覆、寬視野角度 特性等勝出之液晶顯示裝置可以被實現。 在本發明之此一態樣的實施例中,該液晶夾層宜包括 一在主動式能量光線被選擇性照射後,透過在施加電壓狀 L下將主動式能量光線照射至該基板之整個表面的方式被 28 200428085 水口之口P刀、该主動式能量光線之兩次照射中至少有一次 宜來自從該基板表面之正常線條方向傾斜而出的方向、該 液晶炎層宜在該主動式能量光線被照射後施加電壓時,根 據-特定液晶配向產生一光線屏蔽圖案、該特定液晶配向 5所產生之該光線屏蔽圖案宜包括一點陣圖案或者含有一十 字型主要區域以及朝周邊方向線性延伸之分支區域的圖案 、該液晶宜具有一負極介電常數異向性,並在該主動式能 量光線被照射後沒有施加電壓時,在該基板表面之垂直方 向上配向、以及该第一和第二極化元件宜設置於該對基板 10之兩側,以使其吸收軸互相垂直;一第一 1/4波長板被設於 該基板之其中一者和該第一極化元件之間;一第二1/4波長 板被設於該基板之另一者和該第二極化元件之間;且該第 一極化元件之該吸收軸與該第一丨/4波長板之慢軸形成一 45度之角度,該第二極化元件之該吸收軸與該第二1/4波長 15板之慢軸形成一45度之角度,且該第一 1/4波長板和該第二 1/4波長板之慢軸互相垂直。 本發明之此一態樣亦提供一種液晶顯示裝置之製造方 法,該液晶顯示裝置具有一液晶夾層,以及一對位於該液 晶夾層之兩側,以施加電壓至設於一對基板之間之液晶的 20 電極,其中該液晶夾層係由一包含該液晶和一可聚合化合 物之液晶組合物形成’該可聚合化合物之一部分藉由在沒 有施加電壓時使主動式能量光線選擇性地照射至基板表面 被聚合,然後該可聚合化合物之其餘部分藉由在施加電壓 狀態下使該主動式能量光線照射至該基板之整個表面的方 29 200428085 式被聚合。透過本發明之此一實施例,製程簡化可以被實 現,且品質浮動、加工複雜、良率下滑以及成本上升的原 因可以被消除。 在本發明之此一態樣的實施例中,宜使用一光罩以完 5成該主動式能量光線之選擇性照射、該光罩之光線屏蔽部 分和開放部分的寬度宜分別在2至1〇〇微米之範圍内、該主 動式能ϊ光線宜為紫外線、該主動式能量光線之照射宜使 該液晶夾層在該主動式能量光線被照射後施加電壓時,根 據一特定液晶配向產生一光線屏蔽圖案、以及該主動式能 φ 10量光線之兩次照射中至少有一次宜在來自從該基板表面之 正常線條方向傾斜而出的方向上執行。 根據本發明之此一態樣的實施例,一種以高透射比、 高速回覆、寬視野角度特性等勝出之液晶顯示裝置可以被 實現。其製造方法亦可簡化。 15 在MVA液晶顯示裝置中,該液晶分子在被施加電壓時 所傾斜之方向可以由該電極之凸塊或狹縫決定,故在此— 狀況下,不需要在第2圖所示之該配向控制薄膜”和料上執 着 行配向處理。然而,通常還是需要在該TFTs板和該反向基 板之表面上形成該配向控制薄膜53和64。 20 該配向控制薄膜一般是透過將一聚亞醯氨或聚醯胺酸 印刷於一基板之表面,然後在大約2〇〇°c之溫度下烘烤之方 式形成。由於液晶顯示裝置之尺寸近年來不斷增加,需要 大型印表機及鎔爐以形成該配向控制薄膜,而置換印刷版 亦會產生大量成本,致使製造成本上升。 30 200428085
為解決這些問題’可以省略塗佈配向控制薄膜步驟之 液晶顯示裝置的製造方法(如日本專利申請案第2002-40721 號)被提出。在此一方法中,一混合雙功能單體和光聚合啟 動器之液晶被密封於比方說一對基板之間。然後該單體銜 5 接至該基板之表面(ITO薄膜或絕緣薄膜之表面)並生長。當 紫外線照射於其上時,該單體被聚合並被化學黏合至該基 板之表面’在該處一安定配向控制夾層被形成。此一配向 控制夾層具有一控制能力以使該液晶分子在一與該基板表 面大致成垂直之方向上配向。然而,如果該配向控制夾層 10只是以單體聚合形成,導致隨機配向(schlieren配向),則該 液晶分子在被施加電壓時所傾斜之方向便無法決定。
此外’在傳統的MVA液晶顯示裝置中,對比特性比丁州 扭轉向列)液晶顯示裝置為佳,但如第3 Α圖所示,該液晶分 子在沒有被施加電壓時,會在靠近該凸塊63之區域中的該 15 基板表面上朝對角線方向配向,故光線洩漏情形會發生在 此一區域中,致使對比特性下降。 此外’在傳統的MVA液晶顯示裝置中,該凸塊或凹件 上方之區域形成產生深色線條之配向分割的邊界,致使白 色顯不(明亮顯示)中的透射比下降。透射比可以藉由充分增 20加該凸塊或凹件之間的空間加以改善,但對於遠離該凸塊 或凹件之區域來說,從施加電壓至該電極之間到該液晶分 子配向之安定化需要花費相當長的時間,而這會使回覆速 度明顯下降。 為解決這些問題,一種液晶顯示裝置被提出,其中添 31 200428085 加一可聚合化合物如單體或寡聚合物之液晶被密封於一 TFT基板和一反向基板之間、電壓被施加至該電極之間、且 該液晶分子之配向方向被安定化、然後紫外線被照射以使 該可聚合化合物聚合以形成一聚合物網狀結構。此一類型 5 之液晶顯示裝置被稱為聚合物安定式液晶顯示裝置。在該 聚合物安定式液晶顯不裝置中’該液晶分子在電壓被施加 的同時,朝該聚合物網狀結構所決定之方向傾斜,故可改 善回覆特性。 然而,我們相信傳統的聚合物安定式液晶顯示裝置具 10 有下列問題。 詳言之,在該聚合物安定式液晶顯示裝置中,在設於 該TFT基板或該反向基板上之該電極與外部驅動電路電性 連接後,當電壓被施加至該像素電極和該共同電極時,紫 外線同時被照射,所以處理步驟繁複且量產能力不佳。此 15 外,如果紫外線在該TFT被驅動的同時照射,該TFT的特性 可能會被該紫外線改變,且正常電壓可能無法被施加至該 像素電極。而如果該可聚合化合物在此一狀態下聚合,該 聚合物網狀結構之配向控制能力會隨像素而不同,且液晶 元件的T-V(透射比_電壓)特性會分散。這會造成顯示缺陷, 20 如顯示不均。 鑑於上述,本發明之目的之一是要提供一種液晶顯示 裝置,該液晶顯示裝置包括用以執行象限調節之凸塊和一 配向控制夾層,以藉此簡化習知技藝之製造步驟,以及製 造該液晶顯示裝置之方法。 32 200428085 本發明之另一目的之一是要提供一種對比特性較習知 技藝為佳之液晶顯示裝置,以及製造該液晶顯示裝置之方 法。 本發明之又一目的之一是要提供一種在量產能力方面 5 勝出、且不會隨像素分散其T-V特性之液晶顯示裝置的製造 方法。
上述問題從本發明之一態樣,亦即,一液晶顯示裝置 獲得解決,該液晶顯示裝置包括以面對面方式設置之第一 和第二基板、一密封於該第一和第二基板之間的液晶、一 10 形成於該第一基板之液晶側表面上的第一電極、一形成於 該第二基板之液晶側表面上的第二電極、配向控制夾層, 該配向控制夾層覆蓋該第一和第二電極之表面並在沒有施 加電壓時,控制該液晶分子之配向方向以使其大致與該基 板表面成垂直、以及凸塊,該凸塊形成於該第一和第二基 15 板之至少一個表面上並在電壓被施加時,決定該液晶分子 之傾斜方向,其中該配向控制夾層和該凸塊係透過使一添 加至該液晶之可聚合化合物聚合之方式形成,且靠近該凸 塊之該液晶分子的配向方向在沒有被施加電壓時’大致與 該基板表面成垂直。 20 該第一和第二基板和該第一和第二電極兩者宜呈透明 狀,且該凸塊之至少一部分宜接觸該第一和第二基板。 該凸塊之至少一部分宜接觸該第一和第二基板。 上述問題亦從本發明之此一態樣的另一實施例,亦即 ,一製造液晶顯示裝置之方法獲得解決,該方法包括將一 33 200428085 添加可聚合化合物之液晶密封於第一和第二基板之間、使 該可聚合化合物在該液晶中聚合、形成配向控制夾層,以 在沒有施加電壓時,在該第一和第二基板之表面上控制該 液晶分子之配向方向以使其大致與該基板表面成垂直、以 5 及形成突出至液晶側邊之凸塊。 在本發明中,該配向控制夾層和用以執行象限調節之 該凸塊皆是透過使該可聚合化合物(或寡聚合物)聚合之方 式形成。舉例來說,添加至該液晶之單體係藉由以比照射 至其他區域之能量為高的能量使紫外線照射至凸塊成型區 10 域的方式聚合。藉此,該凸塊成型區域中之單體分子被優 先聚合以形成該凸塊,且在其他區域中,一具有薄膜厚度 之配向控制夾層被形成。在此例中,該液晶分子在凸塊成 型之初始階段中與該基板表面成垂直配向。由於該凸塊在 維持此一配向狀態下生長,靠近該凸塊之該液晶分子在沒 15 有施加電壓時,會大致與該基板表面成垂直,即使該凸塊 已經形成。藉此方式,光線之漏洩控制甚至比傳統MVA液 晶顯示裝置還要嚴謹,因此對比特性有所增進。 該可聚合化合物宜以光線聚合、凸塊成型區域之光線 照射宜以較其他區域為高的能量密度執行以形成該凸塊、 20 宜在處理該第一和第二基板中至少一者之凸塊成型區域的 表面能量以使其高於其他區域之後,將該液晶密封於該第 一和第二基板之間、宜將間隔物選擇性地設置於該第一和 第二基板之間之該凸塊成型區域上且該凸塊之形成使用該 間隔物以做為核心、且該凸塊之至少一部分宜自該第一和 34 第二基板中之任一者生長以接觸另一基板。 上述問題從本發明之此-態樣的又1施例,亦即, 一液晶顯示裝置獲得解決,該液晶顯示裝置包括以面對面 5方式設置之第-和第二基板、-密封於該第一和第二基板 之間的液晶、傾斜控制部分,該傾斜控制部分被設置於該 和第二基板中之至少-者之上並在電壓被施加時,決 定該液晶分子之傾斜方向、以及配向控制夾層,該配向控 制夾層被δ又置於该第一和第二基板之液晶側表面上並在沒 有施加電壓時,控制該液晶分子之配向方向以使其大致與 °亥基板表面成垂直,其中,該配向控制夾層係透過使一添 加至該液晶之可聚合化合物聚合之方式形成。 該傾斜控制部分宜為安裝於該第_和第二基板中至少 者之上的凸塊或凹件、該傾斜控制部分宜為以摩擦處理 屯成於该配向控制夾層之基部上的部分、且該傾斜控制部 刀且以改變該配向控制夾層之該基部的表面能量的方式形 成。 上述問題亦從本發明之此一態樣的又一實施例,亦即 ’一製造液晶顯示裴置之方法獲得解決,該方法包括在該 第—和第二基板中至少一者之上形成凸塊或凹件、將以面 對面方式设置之該第一和第二基板定位以使形成該凸塊或 凹件之表面位於内側、將添加該可聚合化合物之該液晶密 封於該基板之間、使該可聚合化合物在該液晶中聚合,並 形成配向控制夾層以在沒有施加電壓時,在該第一和第二 基板和該凸塊或凹件之表面上控制該液晶分子之配向方向 35 以使其大致與該基板表面成垂直。 在本务明中,在電壓被施加時,用以決定該液晶分子 、斜方向的傾斜控制部分,如凸塊或凹件,被形成於該 第一和第二基板中至少一者之上。 如果孩配向控制夾層僅以添加至該液晶之反應型單體 形成,當電壓被施加時,該液晶分子之傾斜方向無法決定 ,且複數個以一組配向方向相同之液晶分子組成的小型象 限會形成於該液晶中。由於鄰近象限之配向方向並不一樣 ,深色線條會由於配向異常而產生於該象限之邊界部分。 而且該深色線條產生之位置並不一致。這變成顯示品質下 降的原因之一。 然而,在本發明中,該傾斜控制部分被設置於該第一 和第二基板中之至少一者之上,故電壓被施加時,該液晶 分子之傾斜方向可由該傾斜控制部分決定。藉此,良好的 顯示特性可以實現。 該傾斜控制部分並不限於上述凸塊或凹件,其可為以 摩擦處理形成於該配向控制夾層之該基部上的任何元件, 或為透過處理來部分改變-基板表面之表面能量而形成的 任何元件。如果此一處理被執行,該基部上所進行的處理 會影響該配向控制夾層,而這在電壓被施加時,可以控制 該液晶分子之傾斜方向。 因此,上述問題亦從本發明之此一態樣的又一實施例 ,亦即,-製造液晶顯示裝置之方法獲得解決,該方法包 括在第-和第二基板上執行摩擦處理、將以面對面方式設 200428085 置之該第一和第一基板定位以使摩擦處理被執行之表面位 於内側、將添加該可聚合化合物之該液晶密封於該基板之 間、使該可聚合化合物在該液晶中聚合,並形成配向控制 夹層以在沒有施加電麼時,在該第一和第二基板上控制該 5液晶分子之配向方向以使其大致與該基板表面成垂直。 上述問題亦從本發明之此一態樣的又一實施例,亦即 ,一製造液晶顯不裝置之方法獲得解決,該方法包括部分 改變該第一和第二基板中至少一者之表面上的表面能量、 將添加該可聚合化合物之該液晶密封於該第一和第二基板 10之間、使該可聚合化合物在該液晶中聚合,並形成配向控 制夾層以在沒有施加電壓時,在該第一和第二基板中至少 一者之上控制該液晶分子之配向方向以使其大致與該基板 表面成垂直。 在該基板表面之表面能量進行部分改變時,宜透過一 15光罩使光線選擇性地照射於該基板表面上。 上述問題亦從本發明之此一態樣的又一實施例,亦即 ,一製造液晶顯示裝置之方法獲得解決,該方法包括使一 對具有表面配向控制薄膜之基板以面對面方式設置並使該 配向控制薄膜位於内側、將添加該可聚合化合物之該液晶 20密封於該基板之間、使該可聚合化合物在沒有施加電壓時 ,透過紫外線照射方式聚合、以及在靠近該配向控制薄膜 之表面處形成一聚合物網狀結構,其中該基板表面上之該 液晶分子的錨定能量透過控制該可聚合化合物之組成、添 加量和聚合條件被控制。 37 200428085 在本發明中,添加至該液晶之該可聚合化合物在電壓 沒有被施加至該基板之間時被聚合,以形成該聚合物網狀 結構。透過此一聚合物網狀結構,該液晶分子在垂直方向 上配向的控制能力(錨定能量)變強了。 5 靠近該凸塊或凹件之紐晶分子在特定方向上配向, 在電壓被施加時,該方向幾乎同步被該凸塊或凹件決定。 這些液晶分子之配向方向影響周邊液晶分子,使該周邊液 晶分子之配向方向亦被決定。α此方式,該液晶分子之配 向方向被傳播,且位在遠離該凸塊或凹件之位置上的液晶 10 分子之配向方向亦被決定。 在不具備泫聚合物網狀結構2MVA液晶顯示裝置中, 位在遠離該凸塊或凹件之位置上的液晶分子幾乎在電壓被 施加的同時,在隨機位置上配向,而當靠近該凸塊或凹件 之液晶分子的配向方向被傳播時,它們會將方向改變至該 15配向方向。然而,使已經配向至一不同方向之該液晶分子 的配向方向改變需要時間,使得不具備該聚合物網狀結構 之液晶顯示農置的回覆特性不佳。 如果該液晶分子在垂直方向上的配向控制能力提升至 和本發明相同,則其回覆特性會比不具備該聚合物網狀結 20構之液晶顯示裝置為差,因為該液晶分子會被垂直配向 ,直到靠近該凸塊或凹件之液晶分子的配向方向被傳播 為止,且該液晶分子會在該配向方向被傳播後在特定方 向上配向。此外,根據本發明,該聚合物網狀結構是在 電壓沒有被施加至該電極之間時形成的,故τ_ν特性之浮 38 200428085 動可以避免。 換言之,相較於在傳統聚合物安定式液晶顯示裝置中 ,一垂直配向之液晶在沒有摩擦處理下,藉由在電壓被施 加時控制該液晶分子之預傾斜角度和傾斜方向的方式被實 5 現,本發明之技術是為了控制錨定力量,該技術可以應用 至垂直配向之液晶顯示裝置以及水平配向之液晶顯示裝置 。本發明亦可應用至涉及摩擦處理之液晶顯示裝置。 如上所述,根據本發明之此一態樣,該配向控制爽居 和用以執行象限調節之該凸塊皆是透過使該可聚合化合物 10 聚合之方式形成。舉例來說,當添加至該液晶之單體被聚 合時,能量高於其他區域所使用之能量的紫外線被照射至 邊凸塊成型區域。糟此,該單體被優先聚合於該凸塊成型 區域中以形成該凸塊,且在其他區域中,一薄型配向控制 夾層被形成。在此例中,該液晶分子在凸塊成型之初始階 15 段中與該基板表面成垂直配向。該凸塊在維持此一配向狀 態下生長,所以靠近該凸塊之該液晶分子在沒有施加電壓 時,會大致與該基板表面成垂直配向,即使該凸塊已經形 成。藉此方式,光線之漏洩被進一步控制,且對比特性相 較於傳統MVA液晶顯示裝置亦有增進。 20 根據本發明之此一態樣,在電壓被施加時,用以決定 該液晶分子之傾斜方向的傾斜控制部分,如凸塊或凹件, 被形成於该弟一和弟二基板中至少一者之上。 如果僅以添加至該液晶之反應型單體形成該配向控制 夾層,當電壓被施加時,該液晶分子之傾斜方向無法決定 39 200428085 ’且複數個[減向方向相H日日分子組成的小型象 限會形成於該液晶中。由於鄰近象限之配向方向並不一樣 ,深色線條會由於配向異常而產生於該象限之邊界部分。 而且4冰色線條之產生位置並不一致。這使得顯示品質下 5 降。 然而,在本發明中,該傾斜控制部分被設置於該第一 和第二基板中至少-者之上,故電壓被施加時,該液晶分 子之傾斜方向可由該傾斜控制部分決定。因此,良好的顯 示特〖生可以貫現。此外,液晶元件的τ_ν特性和臨界值可以 10透過控制該可聚合化合物之組成、添加量和聚合條件被控 制。 母像素上之錯定能量宜加以控制,且宜將複數個具 有不同务疋能量之區域形成於一像素中。 在本發明中,我們也可以使不同的態樣結合。因此, 15根據本發明之第一態樣,本發明亦提供一種液晶顯示裝置 ,該裝置包括以面對面方式設置之第一和第二基板、一密 封於該第一和第二基板之間的液晶、一形成於該第一基板 之液晶側表面上的第一電極、一形成於該第二基板之液晶 側表面上的第二電極、配向控制夾層,該配向控制夾層覆 20蓋該第一和第二電極之表面並在沒有施加電壓時,控制該 液晶分子之配向方向以使其大致與該基板表面成垂直、以 及凸塊,該凸塊形成於該第一和第二基板之至少一個表面 上並在電壓被施加時,決定該液晶分子之傾斜方向,其中 該配向控制夾層和該凸塊係透過使一添加至該液晶之可聚 40 200428085 合化合物聚合之方式形成’且靠近該凸塊之該液晶分子 的配向方向在沒有被施加電壓時,大致與該基板表面成 垂直。 根據本發明之第-態樣,本發明亦提供一種製造液晶 5顯不裝置之方法,該方法包括將一添加可聚合化合物之液 晶您封於第-和第二基板之間、使該可聚合化合物在該液 晶中聚合、形成配向控制夾層,以在沒有施加電壓時,在 該第-和第二基板之表面上控制該液晶分子之配向方向以 使其大致與該基板表面成垂直、以及形成突出至液晶側邊· 10 之凸塊。 根據本發明之第一態樣,本發明亦提供一種液晶顯示 裝置,該裝置包括以面對面方式設置之第一和第二基板、 一密封於該第一和第二基板之間的液晶、傾斜控制部分, 該傾斜控制部分被設置於該第一和第二基板中之至少一者 15之上並在電壓被施加時,決定該液晶分子之傾斜方向、以 及配向控制夾層,該配向控制夾層被設置於該第一和第二 基板之液晶侧表面上並在沒有施加電壓時,控制該液晶分 · 子之配向方向以使其大致與該基板表面成垂直,其中,該 配向控制夾層係透過使一添加至該液晶之可聚合化合物聚 20 合之方式形成。 根據本發明之第一態樣,本發明亦提供一種製造液晶 顯示裝置之方法,該方法包括使一對具有表面配向控制薄 膜之基板以面對面方式設置並使該配向控制薄膜位於内側 、將添加该可聚合化合物之該液晶密封於該基板之間、使 41 200428085 該可聚合化合物在沒有施加電壓時,透過紫外線照射方 式聚合、以及在靠近該配向控制薄膜之表面處形成一聚 合物網狀結構,其中該基板表面上之該液晶分子的錨定 能量透過控制該可聚合化合物之組成、添加量和聚合條件 5 被控制。 本發明之另一態樣的目的是要提供一種液晶顯示裝置 ,該液晶顯示裝置可解決上述問題,具有不同於習知液晶 顯示裝置之新穎的液晶移動模式,更明亮而且超越習知液 晶顯示裝置之色彩層次特性,以及製造該液晶顯示裝置之 10 方法。 根據本發明之此一態樣,以解決上述問題之液晶顯示 裝置為一種液晶顯示裝置,其中,一表面形成具有垂直配 向控制薄膜之第一電極的第一基板與一表面形成具有水平 配向控制薄膜之第二電極的第二基板在該配向控制薄膜側 15 邊面對面,該面對面之基板被密封且中間設有一間隙,一 包含功能性單體之液晶被密封於此一間隙,且複數個以該 第一電極做成之大致成矩形的像素電極被排列於該第一基 板上,以藉由從該液晶顯示裝置上之正常線條方向傾斜而 出的方向照射光線以使該單體聚合之方式,執行該液晶之 20 配向控制,其中該第一基板具有一結構,其在電壓被施加 至該像素電極和該第二電極之間時,可以調節該液晶中之 該液晶分子的配向。 在上述液晶顯示裝置中,上述結構宜為形成於該像素 電極上之細緻ITO圖案。 42 200428085 在上述液晶顯示裝置中 電極上之絕緣圖案。 在上述液晶顯示裝置中 或更多的官能基。 在上述液晶顯示裝置中 線照射。 在上述液晶顯示裝置中 酯0 上述結構宜為形成於該像素 上述功能性單體宜具有兩個 且使用紫外線以執行上述光 上述功能性單體宜為丙烯酸 ίο 在上述液曰曰綠示叙置中,上述功能性單體宜為曱基丙 烯酸甲酯。 15 在上述液晶顯示裝置中,宜以下列方式對各該像素電 極執行上述光線照射:使光線自一從該液晶顯示裝置表面 上之正常線條方向傾斜而出的第一方向,照射至該像素電 極之表面的部分區域,然後再使光線自一不同於該第一方 向之第二方向,照射至該像素電極之表面的整個區域。 在上述液晶顯示裝置中,上述液晶宜為負極類型。 在上述液晶顯示裝置中,上述液晶宜為正極類型。 在上述液晶顯示裝置中,上述液晶宜處於正常黑色模 20 式,且該液晶分子之配向宜做調節以透過施加電壓之方式 切換至光線照射的方向。 在本發明中,我們也可以使不同的態樣結合。因此, 根據本發明U樣,本發明亦提供m顯示農置 ,其中,一表面形成具有垂直配向控制薄膜之第一電極的 第一基板與一表面形成具有水平配向控制薄膜之第二電極 43 的第二基板在該配向控制薄膜側邊面對面,該面對面之基 板被密封且中間設有-間隙,一包含功能性單體之液晶被 密封於此-間隙,且複數個以該第—電極做成之大致成矩 形的像素電極被排列於該第—基板上,以藉由從該液晶顯 5不裝置上之正常線條方向傾斜而出的方向照射光線以使該 單體聚合之方式,執行該液晶之配向控制,其中該第一基 板具有-結構,其在電壓被施加至該像素電極和該第二電 極之間時,可以調節該液晶中之該液晶分子的配向。 根據本毛明之第%樣,本發明亦提供一種液晶顯示 10裝置,其中,各該像素電極以下列方式執行光線照射:使 光線自-從該液晶顯示裝置表面上之正常線條方向傾斜而 出的第-方向,照射至該像素電極之表面的部分區域,然 後再使光線自-不同於該第—方向之第二方向照射至該 像素電極之表面的整個區域。 透過本發明之上述恶樣—種液晶顯示裝置被提供,該 液晶顯示裝置具有不同於習知液晶顯示裝置之新穎的液晶 移動模式,更明亮而且超越習知液晶顯示裝置之色彩層次 特性。 本發明之其他目的與優點將以下列說明闡釋。 20圖式簡單說明 第1圖為-頂部模型圖,例示— MVA液晶顯示裝置中之 圖案化像素電極結構的範例; 第2圖為-模型橫斷面圖,例示一傳統Μ·液晶顯示裝 置之範例; 44 200428085 第3A圖為一模型圖,例示一MVA液晶顯示裝置之操作; 第3B圖為一模型圖,例示一MVA液晶顯示裝置之操作; 第4圖例示一根據習知技藝之MVA垂直配向液晶顯示 裝置; 5 第5圖例示一根據習知技藝之水平電場交換式液晶顯 示裝置; 第6圖為一平面圖,例示根據本發明實施例做成之液晶 顯示裝置(MVA液晶顯示裝置); 第7圖為取自第6圖中線條範圍I-Ι之橫斷面圖; 10 第8A圖為一橫斷面圖,說明形成該凸塊和該配向控制 薄膜之程序; 第8B圖為另一橫斷面圖,說明形成該凸塊和該配向控 制薄膜之程序; 第9圖為一組模型圖,例示根據本發明實施例做成之液 15 晶顯示裝置的製造方法; 第10A圖為一模型橫斷面圖,例示根據本發明實施例做 成之液晶顯示裝置的製造方法; 第10 B圖為另一模型橫斷面圖,例示根據本發明實施例 做成之液晶顯示裝置的製造方法; 20 第10C圖為另一模型橫斷面圖,例示根據本發明實施例 做成之液晶顯示裝置的製造方法; 第11A圖為一模型橫斷面圖,例示根據本發明實施例做 成之液晶顯示裝置的製造方法; 第11B圖為另一模型橫斷面圖,例示根據本發明實施例 45 200428085 做成之液晶顯示裝置的製造方法; 第12A圖為一模型圖,說明一主動式能量光線照射處理; 第12B圖為另一模型圖,說明一主動式能量光線照射處 理; 5 第13A圖為一模型平面圖,例示一光阻; 第13B圖為一模型平面圖,例示對應至一光阻開口之聚 合液晶組合物的區域;
第13C圖為一模型平面圖,例示液晶分子在整個表面被 照射一主動式能量光線時的狀態; 10 第14A圖為另一模型平面圖,例示一光阻; 第14B圖為一模型平面圖,例示液晶在電壓被施加至一 液晶顯不裝置時的配向狀態, 第15圖顯示各種光罩圖案; 第16圖顯示另一光罩圖案; 15 第17圖顯示極化元件和1/4波長板如何配置;
第18A圖為一平面圖,例示根據本發明實施例做成之液 晶顯示裝置的像素結構; 第18B圖為一模型平面圖,例示本發明之範例所用的光 阻; 20 第18C圖為一模型平面圖,例示一液晶顯示裝置以及一 位在其上方之光罩; 第19A圖為另一平面圖,例示根據本發明實施例做成之 液晶顯不裝置的像素結構, 第19B圖為另一模型平面圖,例示本發明實施例之範例 46 200428085 所用的光阻; 第19C圖為另一模型平面圖,例示一液晶顯示裝置以及 一位在其上方之光罩; 第20A圖為另一平面圖,例示根據本發明實施例做成之 5 液晶顯不裝置的像素結構, 第20B圖為另一模型平面圖,例示本發明實施例之範例 所用的光阻;
第20C圖為另一模型平面圖,例示一液晶顯示裝置以及 一位在其上方之光罩; 10 第21A圖為一模型圖,例示根據本發明實施例做成之液 晶顯示裝置的製造方法; 第21B圖為另一模型圖,例示根據本發明實施例做成之 液晶顯不裝置的製造方法, 第21C圖為另一模型圖,例示根據本發明實施例做成之 15 液晶顯示裝置的製造方法;
第2 2圖顯示對基板具有高可潮濕性和低可潮濕性之樹 脂的化學式; 第23A圖為一模型圖,例示根據本發明實施例做成之液 晶顯不裝置的製造方法, 20 第23B圖為另一模型圖,例示根據本發明實施例做成之 液晶顯示裝置的製造方法; 第23C圖為另一模型圖,例示根據本發明實施例做成之 液晶顯示裝置的製造方法; 第24A圖顯示一液晶顯示裝置之配向狀態的調查結果; 47 200428085 第24B圖顯示一液晶顯示裝置之配向狀態的另一調查 結果; 第24C圖顯示一液晶顯示裝置之配向狀態的另一調查 結果; 5 第25圖為一模型圖,例示根據本發明實施例做成之液 晶顯示裝置的製造方法;
第2 6 A圖為另一模型圖,例示根據本發明實施例做成之 液晶顯示裝置的製造方法; 第26B圖為另一模型圖,例示根據本發明實施例做成之 10 液晶顯不裝置的製造方法, 第27A圖例示一範例,其中不平坦圖案在本發明之一實 施例中被改變; 第27B圖例示一範例,其中不平坦圖案在本發明之一實 施例中被改變; 15 第28圖例示一範例,其中不平坦圖案在本發明之一實
施例中被改變; 第29圖為一模型圖,例示一用以製造根據本發明實施 例做成之液晶顯示裝置的光罩; 第3 0 A圖顯示當紫外線照射於一光阻薄膜之表面上時 20 ,紫外線照射能量密度和表面能量之間的關係; 第30B圖顯示當紫外線照射於一垂直配向控制薄膜之 表面上時,紫外線照射能量密度和表面能量之間的關係; 第31圖顯示根據本發明實施例做成之液晶顯示裝置的 狀態; 48 200428085 第32圖為一圖示集合體,顯示一不含聚合物網狀結構 之液晶顯示裝置在像素被致光時的瞬間回覆特性; 第33圖為一模型圖,例示安裝於第32圖所用之液晶顯 示裝置的像素電極上之狹縫的形狀; 5 弟34圖顯不弟32圖所用之液晶顯示裝置的最終發光狀 態; 第35A圖為一模型圖,以步驟方式例示根據本發明實施 例做成之液晶顯示裝置的製造方法; 第35B圖為另一模型圖,以步驟方式例示根據本發明實 10 施例做成之液晶顯示裝置的製造方法; 第36圖顯示一液晶顯示裝置之Τ-V特性,其中一做為可 聚合化合物使用之雙功能單體以0.5、1和3 wt%之量被添加; 第37圖顯示一液晶顯示裝置之特性,其中一做為可 聚合化合物使用之單功能單體以1和2 wt%之量被添加; 15 第38圖為一圖示集合體,顯示根據本發明實施例做成 之液晶减示裝置從未發光狀態轉換至發光狀態時的瞬間回 覆特性; 第39圖為一圖示集合體,顯示一不含聚合物網狀結構 之MVA液晶顯示裝置(比較實施例)在像素被致光時從未發 2〇 光狀態轉換至發光狀態時的瞬間回覆特性; 第40圖為一圖示集合體,顯示_含有_聚合物網狀結 構之M VA液晶顯示裝置(傳統裝置範例)從未發光狀態轉換 至發光狀態時的瞬間回覆特性,其中該聚合物網狀結構在 電壓被施加至該電極之間時透過紫外線照射被形成; 49 200428085 第41A圖例示根據本發明實施例做成之液晶顯示裝置 的製造步驟; 第41B圖例示根據本發明實施例做成之液晶顯示裝置 的製造步驟; 5 第4 2 A圖例示根據本發明實施例做成之液晶顯示面板 的電極構造;
第42B圖例示根據本發明實施例做成之液晶顯示面板 的電極構造, 第42C圖例示根據本發明實施例做成之液晶顯示面板 10 的電極構造, 第43圖為一流程圖,例示根據本發明實施例做成之液 晶顯不面板的製造步驟, 第44A圖例示根據本發明實施例做成之液晶顯示面板 中的電極結構及液晶分子移動, 15 第44B圖例示根據本發明實施例做成之液晶顯示面板
中的電極結構及液晶分子移動, 第4 4 C圖例示根據本發明實施例做成之液晶顯示面板 中的電極結構及液晶分子移動, 第4 5圖例示根據本發明實施例做成之液晶顯示面板的 20 製造步驟,其中(I)顯示之步驟為,使光線透過一光罩從一 第一傾斜方向照射至第一象限除外之面板表面的3/4之上 、(II)顯示之步驟為,使光線透過一光罩從一第二傾斜方向 照射至第二象限除外之面板表面的3/4之上、(III)顯示之步 驟為,使光線透過一光罩從一第三傾斜方向照射至第三象 50 200428085 限除外之面板表面的3/4之上、以及(IV))顯示之步驟為,使 光線透過一光罩從一第四傾斜方向照射至第四象限除外之 面板表面的3/4之上; 第4 6 A圖例示根據本發明實施例做成之液晶顯示面板 5 中的電極結構及液晶分子移動, 第46B圖例示根據本發明實施例做成之液晶顯示面板 中的電極結構及液晶分子移動,
第4 6 C圖例示根據本發明實施例做成之液晶顯示面板 中的電極結構及液晶分子移動, 10 第47A圖例示根據本發明實施例做成之液晶顯示面板 中的電極結構及液晶分子移動, 第47B圖例示根據本發明實施例做成之液晶顯示面板 中的電極結構及液晶分子移動, 第4 7 C圖例示根據本發明實施例做成之液晶顯示面板 15 中的電極結構及液晶分子移動, 第48A圖為一橫斷面圖,例示根據本發明實施例做成之 液晶顯示裝置的製造方法; 第48B圖為另一橫斷面圖,例示根據本發明實施例做成 之液晶顯不裝置的製造方法,以及 20 第49圖為一平面圖,例示根據本發明實施例做成之液 晶顯示裝置的製造方法。 I:實施方式3 較佳實施例之詳細說明 本發明之實施例將參照下列圖示、公式、範例等說明 51 200428085 如後。應予理解的是,這些圖示、公式、範例等,以及下 列說明之目的係為例示本發明,不應被當作限制本發明之 範圍的基礎。不說自明,其他實施例亦應被本發明之類別 所涵蓋,只要它們與本發明之要旨相符。在圖示中,相同 5 的符號代表相同的元件。 根據本發明之液晶顯不裝置具有一液晶爽層’以及'^ 對設於該液晶夾層之兩側,以施加電壓至包圍在一對基板 之間之液晶的電極,其中該液晶夾層包括一部分,該部分 係藉由在沒有電壓應用,亦即電壓沒有被施加至該電極之 10 間之狀態下,使主動式能量光線選擇性地照射至基板表面 以使一可聚合化合物在液晶中聚合之方式形成。此一主動 式能量光線之選擇性照射被稱為“選擇性主動能量光線照 射”。使用所謂的光罩來達成選擇性主動能量光線照射既簡 單又方便,且可靠度亦高。此外,主動能量光線之使用類 15 型沒有特別限制。各種光線如紫外線皆有利使用。其它類 型的能量如高溫可以一併使用。 在該主動式能量光線照射至該基板之前,該液晶夾層 係由一包括一液晶和一可聚合化合物之組合物(液晶組合 物)組成的,其中該液晶和該可聚合化合物共存。與此成對 20 比地,當該液晶炎層中之該可聚合化合物被選擇性地聚合 時,從與該基板成垂直之方向觀之,反射被曝光區域之圖 案的部分會變成一聚合液晶組合物,而反射被屏蔽區域之 圖案的部分則會維持其未聚合液晶組合物狀態。 選擇性主動能量光線照射係在沒有使用電壓之情況下 52 200428085 執行的。因此,歷經選擇性主動能量光線照射之該液晶組 合物中的該可聚合化合物在該液晶被垂直配向時被交聯( 固化),而這有助於該液晶夾層中之該液晶的最終配向及符 合性。我們發現,當聚合液晶組合物所產生之此一圖案存 5 在於一液晶組合物中時,液晶會在向該圖案之方向傾斜時 被配向。
利用這點,我們可以在該聚合液晶組合物所屬之圖案 化象限以外的象限内,調節液晶之傾斜方向,甚至不需使 用已知技術如電極之圖案化、不平坦部分之安裝以及配向 10 控制薄膜之摩擦。然而,本發明可以和電極之圖案化、不 平坦部分之安裝以及配向控制薄膜之摩擦等共同使用。
該未聚合液晶組合物之聚合可以在該選擇性主動能量 光線照射之後,於施加電壓之狀態下,透過使一主動式光 線照射至該基板之整個表面(完整表面主動能量光線照射) 15 的方式執行。因此,該未聚合液晶組合物以此方式聚合, 且沿該聚合液晶組合物之圖案方向傾斜的配向亦被實施。 該可聚合化合物並無特殊限制,只要它可聚合即可。 所謂的單體和寡聚合物皆可行。在本發明中,“單體”一辭 可以解釋為可聚合化合物,只要它不背離本發明之要旨即 20 可。 此一聚合大部分為聚合加上交聯。然而,其他類型的 聚合亦可使用。該可聚合化合物可為複數種化合物之混合 。如果需要觸媒和其他添加劑,它們可以做為該液晶組合 物之成分。 53 200428085 液晶組合物是否已經聚合以及必要圖案是否已經取得 之事實,可以在後來該未聚合液晶組合物被聚合時,透過 觀察該液晶是否具備沿一特定圖案之方向傾斜的配向來判 斷。“該液晶是否具備沿一特定圖案之方向傾斜的配向”之 5 事實,可以透過觀察以該主動式光線照射後之該液晶夾層 是否包含一在施加電壓下由特定液晶分子之配向所產生的 光線屏蔽圖案來判斷。
舉例來說,在本發明之一較佳實施例,亦即液晶顯示 裝置中,該液晶顯示裝置具有一結構,其中一第一極化元 10 件和一第二極化元件被設置於一對基板之兩側表面上,且 其吸收角度互相垂直,一具有負面介電常數異相性之液晶 被使用於該液晶夾層,且該液晶在沒有被施加電壓時朝與 該基板表面成垂直之方向配向,通過該第一極化器之光線 被該第二極化器屏蔽,使得沒有光線可以穿過該液晶顯示 15 裝置,這是因為該液晶在沒有被施加電壓時會朝與該基板 表面成垂直之方向配向。另一方面,當電壓被施加時,該 液晶朝該基板表面之適當方向傾斜配向的部分形成雙折射 且光線亦可穿過該裝置。 在此一階段中,以該完整表面主動能量光線照射聚合 20 之部分具有一朝該聚合組合物之圖案傾斜的液晶分子配向 。因此,如果該聚合組合物之圖案適當的話,則朝適當方 向傾斜配向的部分會傳送光線,而在以該選擇性主動能量 光線照射聚合之區域中,具有不同傾斜方向之液晶分子的 部分則會以隨機方式出現,因為此一圖案並不存在以使該 54 200428085 液晶分子順其前進,故光線不會被傳送。以此方式,對應 該選擇性主動能量光線照射之區域以及對應該完整表面主 動能量光線照射之區域的某一部分中將出現一不會傳送光 線之圖案(液晶配向所致之光線屏障圖案)。 5 在該液晶夾層中藉由液晶配向來形成該光線屏蔽圖案
之電壓施加條件係由該液晶究竟具有一正面或負面介電常 數異向性以及該配向控制薄膜究竟是屬於垂直或水平配向 控制薄膜等因素所決定。舉例來說,如果該液晶具有負面 介電常數異向性且該配向控制薄膜為一垂直配向控制薄膜 10 ,則液晶配向所產生之液晶夾層的光線屏蔽圖案會,如上 述,在電壓被施加時出現。在本說明書中,某些說明係基 植於一較佳實施例,其中該範例使用一具有負面介電常數 異向性之液晶’且和基板成垂直之垂直配向在沒有施加電 壓之狀態下藉由安裝一垂直配向控制薄膜等元件的方式被 15 完成。
在製造液晶顯示裝置的情況下,其中該液晶顯示裝置 具有一液晶失層23,以及一對設於該液晶夾層之兩側的電 極(圖中未示),且其中該液晶夾層被夹在一對基板21和22 之間,此一主動能量光線照射處理可以下列方式執行:使 20 一包含液晶及可聚合化合物之液晶組合物封閉於該基板之 間的間隙,以形成該液晶爽層,在沒有施加電壓時使主動 式能量光線選擇性地照射至基板表面,以使該可聚合化合 物之一部分聚合,如第12A圖所示;以及,在施加電壓之狀 態下使主動式能量光線照射至整個基板表面,以使該可聚 55 200428085 合化合物聚合,如第12B圖所示。 根據本發明,使用細緻寬度電極圖案所[引起之品質浮 動、製程複雜、良率下滑以及成本上升等因素可以此一簡 單的製造方法消除。 5 紫外線操作既簡單又容易’且適合作為主動式能量光 線使用。它可以方便且有效地應用至,t匕方說,光罩加 進行選擇性主動能量光線照射。 舉例來說,選擇性主動能量光線照射係以一具有如第 13A圖所示之光線屏蔽部分31和開口 32的光罩%在該基板馨 10表面上執行的。藉此,位在對應該光罩之該開口 32的區域 中之化合物被聚合,且該聚合液晶組合物之區域33被形成 ,如第13B圖所示。 在此一步驟之後,當電壓被施加時,該聚合液晶組合 物之該區域33中的液晶會比該光線屏蔽部分下方之該區域 15 ,亦即’该未聚合液晶組合物之區域34中的液晶更不易傾 斜。位在該化合物未被聚合之區域中的液晶分子4大致對稱 0 地沿該光線屏蔽部分傾斜,如第13c圖所示。該化合物在此 狀恶下以元整表面主動能量光線照射被聚合。 根據本發明之液晶顯示裝置以第i4A圖所示之光罩被 20製造。第14B圖顯示當電壓被施加至該液晶顯示裝置時,該 液晶之配向狀態。請注意,該第一和第二極化元件被安裝 成,其吸收角度互呈直角。黑色區域41對應至液晶配向所 造成之該液晶夾層的該光線屏蔽圖案。 光罩圖案允許各種變化,而且可以依據目的做適當選 56 200428085 擇。舉例來說,第15圖所示之具有點陣圖案,以便液晶配 向所造成之該液晶夾層的該光線屏蔽圖案包含一類似之點 陣圖案的光罩’為較佳的選擇。此外,如第16圖所示,具 有由以線性方式延伸至週邊之十字型基本部分和分支部分 組成的細緻狹縫圖案,以便液晶配向所造成之該液晶^ 的该光線屏蔽圖案包含-類似之圖案的光罩為較佳選擇 二該圖案在傳統的雨歧晶裝置中被用以使電極圖案化。 ίο ^主意,在第15和關中’深色部分為光線屏蔽圖案而淺 (白色)部分則為開口。 對上述㈣性主動能量光線照射之條件加以挑選, 當電璧在主動能量光線照射之後被施加時,該液晶夾 向產生之特定光線屏蔽圖案。雖 15 及/或者由以線性方式延#的圖案’包含括點陣圖案以 支部分組成的圖案,可以二邊之十字型基本部分和分 20 失層產生特定光線屏:為了叫晶配向來使該液晶 之條件可包括主動式处曰:’ 3亥選擇性主動能量光線照射 強度、主動式能量先 射時間、光罩之圖宰、X主動式能量光線之照 當該主動一置等。 強度對該選擇性主動二1外線時,〇·5至10 J-2之 強度則對該完〜—照射較佳,而2至4〇 之 朝特定傾二 配向可以快速且精準地執行。 57 200428085 ,該光線屏蔽部分和該光罩之開σ的寬度宜分別在2至 0微米的耗圍之内。以此方式,朝適當傾斜方向傾斜之配 向在本發明中可以輕易地執行。 當以主動能量光線進行之照射沿一從該基板之正常線 5條方向傾斜而出的方向被執行時,液晶會沿該主動能量光 線照射之方向傾斜。當上述動能量光線照射沿一從該基板 之正常線條方向傾斜而出的特定方向被執行時,液晶的傾 斜方向會更易於調節且更佳。如此傾斜之特定方向可以根 據貫務任意設定。沿一特定傾斜方向進行之主動能量光線 10照射可應用至該選擇性主動能量光線照射以及該完整表面 主動能量光線照射。 有些狀況下,具有下降之光線透射比的區域會在沿一 特定傾斜方向進行之主動能量光線照射下出現。然而,如 第17圖所示,下降之光線透射比可以下列方式改善:將一 15第一 1/4波長板72安裝於該基板中之其中一者21和一第一 極化兀件71之間、將一第二1/4波長板74安裝於該基板中之 另一者22和一第二極化元件73之間、安裝該第一極化元件 71之吸收軸與該第一 1/4波長板72之慢軸,以使其形成一45 度之角度、安裝該第二極化元件73之吸收軸與該第二1/4波 20 長板74之慢軸,以使其形成一45度之角度、以及安裝該第 一 1/4波長板72和該第二1/4波長板74之慢軸,以使其互相垂 直(Iwaki,Togo, and Iimura,2000 year Nihon Liquid Crystal Gakkai,Toronkai,Yoko-shu,PCa02, 2,000),如此,光、線透 射比便可獲得整體的改善。舉例來說,在第14B圖中以陰影 58 部分表示之具有低透射比的區域之透射比可以藉由使用此 等波長板來加以改善。 在第17圖所示之配置中,當入射光線之強度為Iin、外 傳光線之強度為I〇ut、且液晶夾層之減速度為rlc時,下列關 5係式成立。換言之,外傳光線之強度僅由RLC決定,而且並 不雙液晶之傾斜方向控制。 l/2Iinsin2 (Rlc/2) 本發明之液晶組合物所使用的該可聚合化合物並無特 殊限制,任何使用於液晶顯示裝置中之液晶的習知可聚合 1〇化合物皆可行。可交聯、可聚合之化合物通常是較佳選擇 。雙丙烯酸酯化合物為範例。 本發明之液晶組合物所使用的該液晶並無特殊限制, 任何已知的液晶皆可使用,只要它與本發明之要旨相符。 如上所述,具有負極介電常數異向性之向列型液晶為被示
因此 ,根據本發明之液晶顯示裝置,可以實現與液 20 顯示裝置所㈣之習知技術如電極之圖案化、不平垣部分 之安裝以及配向控㈣膜之摩擦,程度相同或者更。刀 透射比、高速回覆以及寬視野角度 此外,根據本發明之液晶顯示褒置的製造方法, 簡化可以被實現,且品質浮動、加項雜、良率= 成本上升的原因可以被消除。 &
高的高 根據本發明之液晶顯示裝 ,其中最典型的是,它可以藉 置可做為液晶顯示裝置使用 由銜接驅動單元等做為個人 59 2|00428085 電腦及電視機之顯示裝置。不說自明,本發明之液晶顯示 裝置可使用於任何其他需要以液晶控制光線傳輸之方式的 應用中。舉例來說,供可攜式資料端子使用之液晶快門、 液晶投影機、彩色照相玻璃以及顯示器皆屬之。 5 宜注意的是’本發明之此一態樣在使用水平配向控制 薄膜以及使用具有一正極介電常數異向性之液晶時同樣有 效0 [範例] 下文為關於本發明第一態樣之範例的詳細說明。 ίο 範例1 第18A圖為一平面圖,例示根據本發明第一態樣做成之 液晶顯示裝置的像素結構。呈矩陣形狀之閘匯流排線81和 資料匯流排線82被設置,其中該閘匯流排線81和該資料匯 15
流棑線82透過TFT元件83被連接至像素電極。輔助容積電極 84形成於該像素電極之中央。覆蓋整個顯示區域之彩色渡 光片和共同電極(兩者皆未顯示)形成於另一基板(圖 之上。 中未示)
20 首先,垂直配向控制薄膜形成於該兩片基板上。電麵 之圖案化、不平坦部分之安裝以及配向控制薄膜之摩棒教 未被執行。 然後,該兩片基板被黏合在一起並在其間留下間隙, 一液晶組合物藉由在一具有負極介電常數異向性之向巧_ 晶中混合一含0.3之重量百分比的雙丙烯酸酯可聚合化< 物被備製並導入該間隙以形成一液晶顯示裝置。 60 200428085 其次’第18B圖中所示之該光罩被放置於該液晶顯示裝 置上,如第18C圖所示,紫外線在該液晶夾層沒有被施加電 壓時,透過該光罩在2 j/cm2下選擇性地照射於該基板表面 上,以使該可聚合化合物之一部分聚合。
5 之後’該光罩被移除,紫外線在該液晶夹層被施加20 V 之電壓時,在4 J/Cm2下照射於整個該基板表面上,以使該 可聚合化合物聚合。 極化元件被設置於該液晶顯示裝置之兩側,以使其吸 收軸互相垂直,一 1/4波長板被設於該液晶顯示装置和各該 10極化元件之間,以便該1/4波長板之各該慢軸與鄰近極化元 件之各該吸收軸形成一45度之角度,且該1/4波長板之慢軸 互相垂直。 範例2 和範例1相同之實驗被執行,除了第19A圖中之像素結 15 構被用以取代第18A圖中之像素結構,第19B圖中之光罩被 用以取代第18B圖中之光罩,且第19C圖中之覆疊被用以取 代第18C圖中之覆疊,以形成一液晶顯示裝置。 範例3 和範例1相同之實驗被執行,除了第20A圖中之像素 20 結構被用以取代第18A圖中之像素結構,第2〇B圖中之光 罩被用以取代第18B圖中之光罩,且第20C圖中之覆疊被 用以取代第18C圖中之覆疊,以形成一液晶顯示裝置。第 2 0 B圖中所示之該光罩具有一 3微米之光線屏蔽部分寬.度/ 開口寬度。 61 200428085
根據上述實驗,在所有範例中,白色和黑色之間在上 升/下降時的切換回覆速率為2G豪秒,而㈣電極圖案化之 傳統MVA系統則為25毫秒,整體透射比為傳統系統值之13 倍,且寬視野角度特質在同-水平或者更高。換言之,具 5有與液晶顯示裝置所使用之習知技術如電極之圖案化、不 平坦部分之安裝以及配向控制薄膜之摩擦,程度相同或者 更高的高透射比、高速回覆以及寬視野角度之液晶顯示裝 置被實現了。 下文將參考隨附圖示說明本發明之第二態樣的實施例。 ίο 實施例1 第6圖為一平面圖,例示根據本發明第二態樣之實施例 1做成的液晶顯示裝置(MVA液晶裝置),第7圖為取自第6圖 中線條範圍I-Ι之橫斷面圖。
如第7圖所示,本發明之該MVA液晶裝置包括一TFT基 15 板110以及一反向基板120,該基板之間密封一介電常數 異向性呈負極之液晶130。該丁1^基板110之下和該反向基 板120之上分別設有極化板(圖中未示),以使極化軸互相垂 直。 該丁 FT基板11〇包括一玻璃基板I1卜以及形成於該玻璃 20 基板111上方之閘匯流排線112a、輔助容積匯流排線112b、 資料匯流排線113a、輔助容積電極113b、TFT 114和像素電 極117,如第6和7圖所示。如第6圖所示,該閘匯流排線112a 朝水平方向延伸,而該資料匯流排線113&則朝垂直方向延 伸。該閘匯流排線112a和該資料匯流排線113a以一位於其 62 和兮j、邑緣薄膜(圖中未示)做電性隔離。該閘匯流排線112a 如/、料匯机排_3a所隔離之區域為一個別的次像素。 下文所述,每--. 蛛么 — 人像素中設有一彩色濾光片,紅色(R)、 綠色(G)、或該多…、^ ) 5 ^ 風 )’且母一像素包括三個分別為紅色、綠 和監色之相鄰次像素。 該辅助㈣匯流排線112b與該關流排線112a形成於 目同的配線夾層上,以在該像素之中央部分交叉。 a在各,亥像素中,言亥丁打114、該像素電極Η?和該獅 ι广積電極⑽被形成。該TFT 1U位於該閘匯流排線心和 1〇該資料匯流排線113a之交叉部分的附近,其源極透過-接 觸孔被電性連接至該像素電極117,而其汲極則被電性連接 至該資料匯流排線l13a。 该辅助容積電極113b與該資料匯流排線113&形成於相 同的配線夾層上,且透過該絕緣薄膜被設置於該輔助容積 15匯流排線1121^上。該辅助容積電極113b亦透過該接觸孔被 電性連接至該像素電極117。 該像素電極117係由一透明導體如ITO做成,並形成於 該絕緣薄膜116上,該絕緣薄膜116,如第7圖所示,覆蓋該 閘匯流排線112a、該資料匯流排線113a、該輔助容積電極 20 113b、和該TFT 114。在該像素電極117之上方,供象限調 節用之狹縫117a被形成。這些狹縫117a沿該閘匯流排線112a 和該輔助容積匯流排線U2b上之之字型線條形成,如第6圖 所示。該像素電極117之表面覆蓋一配向控制夾層118,該 配向控制夾層118係透過使添加至該液晶130中之反應型單 63 200428085 體反應並聚合的方式形成。 另方面,該反向基板120包括一玻璃基板121、以及 形成於該玻璃基板121下方之黑色矩陣(圖中未示)、彩色濾 光片122、以及共同電極123,如第7圖所示。該彩色濾光片 5 I22共有三種類型:紅色(R)、綠色(G)、和藍色(B),該彩色 濾、光片122之紅色(R)、綠色(〇)、和藍色⑻中之任一者被設 置於各該像素中。
該彩色濾光片122之表面被該共同電極123覆蓋,該共 同電極123係由一透明導體如IT0做成。在該共同電極123 10之下方’供象限調節用之凸塊124被形成。這些凸塊124被 設置於該像素電極117之該狹縫117a列之間,如第6圖中之 虛線和點線所示。 該共同電極123之表面被配向控制夾層125覆蓋。該凸 塊124和該配向控制夾層125兩者皆係透過使添加至該液晶 15 130中之反應型單體聚合的方式形成。
下文將說明本實施例之液晶顯示裝置的製造方法。首 先,該TFT基板110之製作將說明如后。 首先,一具有比方說0.7 mm厚度之玻璃基板(如Nippon Electric Glass Co. Ltd·所生產之〇Α-2)111被備製。接著一第 20 一金屬薄膜以PVD(物理氣相沉積)法形成於該玻璃基板in 上,然後該第一金屬薄膜以光钱刻法被圖案化,以形成該 閘匯流排線112a和該辅助容積匯流排線112b。之後,該閘 絕緣薄膜被形成於該玻璃基板111之整個頂部表面上,且在 此一頂部表面之上,做為該TFT 114之操作層的第一矽薄膜 64 200428085 以及做為通道保護薄膜之SiN薄膜依序形成。然後該SiN薄 膜以光蝕刻法被圖案化,以形成該通道保護薄膜俾保護位 在該閘匯流排線112a上方一特定區域之該TFT 114的通道。
之後’在該玻璃基板111之整個頂部表面上,做為被高 5密度導入雜質之歐姆接觸層的第二矽薄膜被形成,且該第 二石夕薄膜上形成一第二金屬薄膜。透過光钱刻法,該第二 金屬薄膜、第二矽薄膜和第一矽薄膜被圖案化以將該矽薄 膜之形狀定義成該TFT 114之操作層,並形成該資料匯流排 線113a、該辅助容積電極U3b、和該TFT 114之該源極和汲 10 極。
然後該絕緣薄膜116形成於該玻璃基板111之整個頂部 表面上,且一通往該輔助容積電極113b和該TFT 114之該源 極的接觸孔分別被形成於該絕緣薄膜116之特定位置。隨後 該玻璃基板111之整個頂部表面上形成一以透明導體如ITO 15 做成之薄膜。透過使此一透明導體薄膜圖案化,透過該接 觸孔被電性連接至該輔助容積電極113b和該TFT 114之該 源極的該像素電極117被形成。此時,供象限調節用之該狹 縫117a亦形成於該像素電極117中。以此方式,該TFT基板 110被完成。 20 下文將說明該反向基板120之製造方法。首先,一以比 方說鉻金屬做成之金屬薄膜被形成於具有比方說〇·7 mm厚 度之該玻璃基板121上,且此一金屬薄膜被圖案化以形成一 黑色矩陣。然後該彩色濾光片122被形成於該玻璃基板121 上。此時,它被設計成,該彩色濾光片122之紅色、綠色、 65 200428085 和藍色中之其中一者被設置於各該像素中。 然後在這些彩色濾光片122上,該共同電極123以透明 導體如ITO被形成。以此方式,該反向基板120被完成。
然後具有負極介電常數異向性且添加一具液晶配向能 5力之光反應型單體的該液晶130以一真空注射法或點滴注 射法被導入該TFT基板110和該反向基板12〇之間。在此一情 況下,直徑為比方說4微米之樹脂隔件被設置於該TFT基板 110和該反向基板120之間,以使該TFT基板110和該反向基 板120之間維持一不變的間隙(元件間距)。 10 對於具有液晶配向能力之反應型單體來說,可使用具
有烧基側鏈或氟基之光反應型丙烯酸酯或甲基丙烯酸甲酯 。具有液晶配向能力之反應型單體的添加量為數個重量百 分比(比方說2°/〇之重量百分比)。在該液晶130中,可使用一 不具備垂直配向能力之光聚合啟動器或單體。在本說明書 15 中,該TFT基板和該反向基板之黏合所形成的結構稱為“面 板”。 現在該凸塊124和該配向控制夾層118和125之形成步 驟將參考第8A、8B和9圖說明如后。在第8A、8B和9圖中, 該絕緣薄膜116和該該彩色濾光片122被省略未示。 20 如第8A圖所示,添加反應型單體之該液晶130被密封於 一面板100中之後,紫外線在比方說500 mJ/cm2之能量密度 下以一過濾器(光罩)135照射於該面板100,該過濾器上形成 具有條紋圖案且比方說寬度為10微米、高度為25微米之光 線傳輸部分。藉此’被紫外線照射之部分的單體分子被優 66 200428085 先聚合並生長,且第8B圖中所示之該凸塊124被形成。 在此一情況下,如第9圖所示,該液晶分子130a在該凸 塊124成型之初始階段中與該基板表面大致成垂直配向,且 該凸塊124在維持此一配向狀態下生長。因此,即使該凸塊 5 124已被完成’靠近該凸塊124之該液晶分子13如仍會大致 與該基板表面成垂直配向。 之後’紫外線以一比第一次照射為弱之能量,照射於 邊面板100之整個表面。藉此,該液晶130中之其餘的液晶 分子被聚合,且該薄型配向控制夾層118和125形成於該TFT 10基板110和該反向基板120之整個表面上。 視該單體而定,該配向控制夾層可以不透過紫外線照 射形成’因為它會隨時間自然聚合,故第二次紫外線照射 並非重要步驟。可使用一過濾器以取代該過濾器135,該過 渡器之對應至該凸塊成型區域的部分為透明而其餘部分則 15為半透明,以便該凸塊124和該配向控制夾層118和125可以 同時形成。 在上述實施例中,添加該反應型單體之該液晶13〇被密 封於該TFT基板11〇和該反向基板12〇之間後,該凸塊124透 過選擇性照射紫外線之方式被形成於特定區域,如上所述 20 ,故製造步驟相較於以光阻製造凸塊之習知技藝而言較為 簡化。此外,靠近該凸塊Π4之該液晶分子13〇a在沒有施加 電壓日才,會大致與該基板表面成垂直配向,故光線漏沒之 情形可以顯著降低。藉此,對比特性可以進一步改進。 在根據本實施例之MVA液晶裴置中,配向分割(多象限 67 200428085
)利用該液晶130和該凸塊124之間之介電常數差異被實施 。換言之,在沒有施加電壓時,靠近該凸塊124之該液晶分 子會大致與該基板表面成垂直配向,但如果電壓被施加至 該像素電極117和該共同電極123之間,靠近該凸塊124之表 5面的電場會扭曲,因為該液晶130和該凸塊124之間的介電 常數不同,且該電場之方向會與該基板表面成對角。由於 該凸塊124之橫斷面從其中央線看來大致對稱,該液晶分子 之傾斜方向會視該液晶分子位於該凸塊124之哪一側而有 所不同’且配向分割(多象限)亦被實施。依此方式,本實施 10例之液晶顯示裝置可以提供與習知MVA液晶顯示裝置近似 之良好視野角度。 實施例2 第10A至10C圖為模型圖,例示根據本發明第二態樣之 實施例2做成的液晶顯示裝置之製造方法。 15 首先,如同實施例1,該TFT基板110和該反向基板120
被形成。並且如第10A圖所示,紫外線以高能量密度照射於 該TFT基板110和該反向基板120(第10A圖僅顯示該反向基 板)之該凸塊成型區域上。在本實施例中,具有254奈米之 中央波長的紫外線在500 mJ/cm2之能量密度下被照射至該 20 凸塊成型區域上。藉此,被紫外線照射之區域中的表面能 量(表面張力)會高於其他區域中的表面能量。 其次,如第10B圖所示,該面板100藉由在該TFT基板 110和該反向基板120之間設置隔件,如同實施例1,以及將 具有負極介電常數異向性且添加一反應型單體之該液晶 68 200428085 130密封於該基板之間的方式被形成。然後,在該面板100 之整個表面上,具有365奈米之中央波長的紫外線在比方說 500 mJ/cm2之能量密度下被照射。
藉此,如第10C圖所示,該液晶130中之單體沉積於該 5 TFT基板11〇和該反向基板120之表面上並以紫外線聚合,且 該配向控制夾層118和125被形成。在此例中,該單體之沉 積篁在表面能量南於其他區域之區域中較高,因此,該凸 塊124同時形成於該配向控制夾層us和125上。在本實施例 中,與實施例1相同的效果可以實現。 10 在上述範例中,紫外線以較高的能量密度照射以使該 基板之該凸塊成型區域的表面能量高於其他區域的表面能 量,但該凸塊成型區域的表面能量可以其他方法改變。舉 例來說,該凸塊成型區域的表面能量可以諸如曝露至電漿 或接觸酸等化學品之方式做成高於其他區域。 15 實施例3
弟11A和11B圖為模型橫斷面圖,例示根據本發明第二 態樣之實施例3做成的液晶顯示裝置之製造方法。 在本實施例中,樹脂隔件136被選擇性地設置於該凸塊 成型區域中,如第11A圖所示。舉例來說,如果該凸塊成型 20區域之呈圖案形狀的電極被設置於該基板(該TFT基板11〇 或該反向基板120)下方,且該隔件在施加電壓至這些電極 時被分散在該基板上,則該隔件136只能以靜電設置於電極 部分處。 此外,該隔件136可添加至一墨水中,以便該隔件136 69 透過使此一墨水從一噴墨印表機之噴頭噴出至該基板(該 TFT基板或該反向基板)之表面的方式被設置於特定位置。 此外,可以一特定圖案在該基板上塗佈一黏著劑,以便該 隔件136可以为政,且未以該黏著劑固定之隔件可以移除。 以此方式,该隔件136被設置於該凸塊成型區域中,然 後該面板100透過使添加該反應型單體之該液晶13〇密封於 該TFT基板110和該反向基板12〇之間的方式被形成,如同實 施例1。然後,具有365奈米之中央波長的紫外線在比方說 500 mJ/cm2之能量密度下被照射至整個面板。由於該反應 型單體具有容易銜接至樹脂隔件之表面的特性,該單體以 該隔件136為核心之方式被聚合,且凸塊137被形成,如第 11B圖所示。此外,透過照射紫外線,該薄型配向控制夾層 118和125形成於該像素電極in和該共同電極123之表面上 。在本實施例中,與實施例1相同的效果可以實現。 實施例4 第48A、48B和49圖例示根據本發明第二態樣之實施例 4做成的液晶顯示裝置之製造方法。 在本實施例中,一TFT基板110和一反向基板120之間設 置隔件。一具有負極介電常數異向性且添加一反應型單體 之液晶被填充於該基板110和120之間。如第9A和9B圖所示 ,一凸塊140從該基板中之其中一者生長以接觸另一者。舉 例來說,當一液晶130以點滴注射法被密封於該TFT基板11〇 和該反向基板120之間且具有一從該基板中之其中一者生 長以接觸另一者的凸塊時,該液晶130可以密封於該凸塊 200428085 140之内側。藉此’塗佈黏合劑之步驟以及固化黏合劑之步 驟可以省略,因此製造步驟可以簡化。 實施例5
第21A至21C圖為模型圖,例示根據本發明第二態樣之 5 實施例5做成的液晶顯示裝置之製造方法。請注意,在第21A 至21C圖中,只有該TFT基板和該反向基板之主要部分被例 示,以使說明簡化。該TFT基板和該反向基板之實際結構基 本上和實施例1所述者相同。 首先,該TFT基板11〇和該反向基板no以和實施例1相 10 同之方式被形成,如第21A圖所示。由於在此一實施例中, 配向控制炎層亦以一添加至液晶中之单體形成,電極(該像 素電極117或該共同電極123)被暴露至該TFT基板110和該 反向基板120之表面上。再者,在此一實施例中,供象限調 節用之突出物(或凸塊)211和221分別被形成於該TFT基板 15 110和該反向基板120中,如第21A圖所示。這些突出物211
和221可以比方說透過使用一光阻及執行選擇性曝光和顯 影處理被形成。 其次,該TFT基板110和該反向基板120被設置成面對面 且其中設有隔件,且一具有負極介電常數異向性且添加 20 一反應型單體(紫外線可固化型樹脂)以及一聚合啟動器 之液晶130被導入該基板之間的間隙以形成一面板200。 導入液晶之方法包括點滴注射法和真空注射法。任一者皆 可使用。 至少兩種樹脂被添加至該液晶130,亦即,對基板具有 71 200428085 鬲可潮濕性之樹脂(即具有低垂直配向控制特質者)以及對 基板具有低可潮濕性之樹脂(即具有高垂直配向控制特質 者)。第22圖顯示對基板具有高可潮濕性和對基板具有低可 潮濕性之樹脂的化學式。在第22圖中,樹脂丨對基板具有低 5可潮濕性且在化學式之A部分中具有顯示垂直配向之群組 。樹脂2對基板具有高可潮濕性且在化學式之b部分中具有 未顯示垂直配向之群組。這些樹脂包括光功能基如丙烯酸 酯或甲基丙烯酸甲酯。 添加一反應型單體之該液晶130被導入該面板2〇〇之後 10 ,以水銀燈進行之紫外線照射被執行於整個該面板上。在 此例中,由於光線透過該玻璃基板被照射至該液晶,具有 較短波長之紫外線會被該玻璃基板切斷。因此,需要使用 可以反應穿過該玻璃基板之光線的聚合啟動器。具體言 之,具有比300奈米長之吸收長度的聚合啟動器被使用。
15 透過此一紫外線照射,該液晶130中之該單體在該TFT 基板110和該反向基板120之表面上聚合,以在該丁!7丁基板 11〇和該反向基板120之表面上形成配向控制夾層212和222 。因此,在注射後被大致水平配向或朝隨機方向配向之液 晶分子大部分會往垂直方向配向,如第21C所示。 20 在本實施例中,該突出物211和221被形成於該TFT基板 110和該反向基板120之表面上,如上所述。此外,添加一 反應型單體之液晶130被導入該TFT基板110和該反向基板 12 0之間的間隙,再以紫外線照射以在該T F τ基板丨丨〇和該反 向基板120之表面上形成該配向控制夾層212和222。藉此, 72 200428085 靠近該突出物211和221之液晶分子在與該突出物211和221 之表面垂直的方向上配向,而位在其他區域中之液晶分子 則在與該基板之表面大致成垂直的方向上配向。因此,沒 有施加電壓時的光線漏洩情形很少發生。再者,當電壓被 5 施加時’液晶分子在該突出物211和221之一側邊的傾斜方 向不同於液晶分子在該突出物211和221之另一側邊的傾斜 方向,且配向分割(多象限)被達成。藉此,具有良好對比及 視野角度特性之液晶顯示裝置可以獲得。 一液晶顯示裝置依上述程序被備製,且其顯示特性被 10 確s忍。結果顯不’對比度不小於300:1、回覆速度(零色 白色->黑色)為30毫秒、而透射比則為5%。視野角度在垂直 和側向(水平)方向上不小於170度,這與以印刷方式形成配 向控制薄膜之傳統MVA液晶顯示裝置的表現相當或者更勝 一籌。 15 在上述實施例中,我們以突出物(凸塊)做為調節象阳之 元件說明該實施例。然而,應該了解的是,象限々周節可以 透過凹件而非使用突出物之方式達成。 此外,在上述實施例中,為使本發明更為清楚,我們 用以說明该貫施例之範例並未使用聚亞酿氨或聚酿胺酉分 20 然而,可以將一聚亞酿氨和一聚醯胺酸混合至—紫外線叮 固化型樹脂中,或使用一聚亞醯氨和一聚醯胺駿以做為一 紫外線可固化型樹脂之一部分。 實施例6 第23 A至23C圖為模型圖,例示根據本發明第_雜樣之 73 200428085 實施例6做成的液晶顯示裝置之製造方法。首先,該TFT基 板110和該反向基板120以和實施例1相同之方式被形成,如 第23A圖所示(第23A圖只顯示該TFT基板110)。由於在此— 實施例中,配向控制夾層亦以一添加至液晶中之紫外線可 5 固化型樹脂形成,電極(該像素電極117或該共同電極123) 被暴露至該TFT基板110和該反向基板120之表面上。這些電 極可以塗佈SiN或其他絕緣薄膜。此外,不同於實施例5的 是’本實施例中並不具有該突出物。
之後,一摩擦處理被執行於該TFT基板110和該反向基 10 板120之表面上,如第23B圖所示。此一摩擦係透過以—比 方說布面滾筒204沿一方向摩擦該TFT基板110和該反向基 板120之表面的方式完成。
接下來,該TFT基板11〇和該反向基板12〇被設置成面對 面且其中設有隔件,如第23C圖所示,且一添加一光反應型 15單體(紫外線可固化型樹脂)之液晶130被導入該基板之間的 間隙。之後,紫外線照射被執行以在該丁^^丁基板11〇和該反 向基板120之表面上形成該配向控制夾層212和222。 第24A至24C圖顯示-以本實施例備製之液晶顯示裝 置的配向狀態調查結果。第24A圖顯示沒有施加電壓之狀態 2〇、第24B圖顯示施加2V電壓之狀態、而第2扣圖則顯示施加 3V電壓之狀悲。如這些圖示所示,透射比隨電壓改變而改 變丄因此,可以確認,液晶分子之配向方向係由摩擦方向 调即。宜注意的是,第24B®中出現條紋線條,而這可能產 生在磨擦強度過重時。此種顯示異常可以藉由建立適當的 74 200428085 摩擦條件來避免。 根據本實施例’由於被摩擦表面並不直接接觸液晶, 摩差產生的細微粒子(摩擦塵埃)不會進入該液晶丨3〇或污染 之。因此,該液晶顯示裝置之可靠度可以改善。 5 根據以印刷方式形成配向控制薄膜之傳統方法,即使 忒配向控制薄膜之基層接受摩擦處理,摩擦中形成之細微 不平坦部會在印刷過程中被掩埋,因此無法使液晶分子在 磨擦方向上配向。然而’當一配向控制爽層透過使添加至 該液晶130之樹脂聚合,如本實施例所使用的方式形成時, 1〇可以使液晶分子在磨擦方向上配向,如果摩擦處理在該基 層上執行的話。 實施例7 第25、26A和26B圖為模型圖,例示根據本發明第二態 樣之實施例7做成的液晶顯示裝置之製造方法。 15 首先’該TFT基板和該反向基板120以和實施例1相 同之方式被形成,且一以SiN等絕緣材料做成之3微米厚的 絕緣夾層形成於該TFT基板和該反向基板中之至少一者之 上(在本實施例中為該TFT基板)。然後,此一絕緣薄膜以光 餘刻法被圖案化以形成細緻線條圖案(不平坦圖案),如第25 2〇圖中之黑色部分所示。之後,該TFT基板110和該反向基板 120被設置成面對面且其中設有隔件,且一具有負極介電常 數異向性且添加一光反應型單體(紫外線可固化型樹脂)之 液晶被導入該基板之間的間隙。之後,紫外線照射以和實 施例1相同之方式被執行以使該單體在該TFT基板和該反向 75 200428085 基板之表面上聚合俾形成該配向控制夾層。在本實施例中 ,液晶分子之傾斜方向亦可由安裝於該TFT*板上之細緻不 平坦部在施加電壓之狀態下加以控制。 第26A圖顯示根據此一實施例做成之液晶顯示裝置在 5施加電壓之狀態下的傳輸光線狀態。相較之下,第26B圖顯 不一以形成和上述實施例相同之不平坦圖案並以印刷方式 形成配向控制薄膜之方式做成的液晶顯示装置在施加電壓 之狀態下的傳輸光線狀態。如第嵐圖所示,就根據此一實 施例做成之液晶顯示裝置而言,液晶配向係由該不平坦圖 10案控制,而如第26B圖所示,贿據一比較實施例做成之液 晶顯示裝置而言,如果該不平坦圖案之厚度為〇〇3微米或 更薄,則細微的不平坦部會和該配向控制薄膜一起被掩埋 ,且因此無法在施加電壓之狀態下調節液晶分子之配向方 向,進而隨機產生無法傳輸光線之區域。 15 冑付注意的是,當該不平坦圖案被改變成如第27A、 27B和28圖所示之圖帛時,良好的顯示特性可獲得。在第^ 和27A圖之圖案中,酉己向方向改變18〇度之象限被形成,而 在第27B和28圖之圖案中,配向方向改變9〇度之象限被形成 。在這兩種情況下,-致性的配向控制永遠是可行的。再 2〇者在。亥圖案之災端被做成錐形之情況下(第Μ和篇圖)以 及4圖案之太端沒有被做成錐形之情況下(第2从和28圖) ,預傾斜之提供是可行的。
實施作U 以下為根據本發明第二態樣做成之實施例8的說明。在 76 200428085 本貝知例中,-像素區域被分割成複數個細緻區域,且一 配向控制夾層以改變各該細緻區域在介面上之表面能量的 方式被形成。 因此,該TFT基板和該反向基板以和實施例1相同之方 5式被形《。然後,-光阻被塗佈於該抓基板和該反向基板 中之至J/ 一者之上(在本實施例中為該tft基板),以形成一 電阻薄膜並隨後在120。(:之溫度下烘烤。 其次,紫外線透過在第29圖中以黑色表示之光罩被照 射於該電阻薄膜上。藉此,被紫外線照射之區域中的表面 10 能量會高於其他區域。 第30A圖顯示當紫外線照射於該光阻薄膜上時,紫外線 照射能量密度和表面能量之間的關係,縱座標代表紫外線 知、射月匕置始、度而橫座標則代表表面能i。如第3〇A圖所示, 表面能量可以藉由以紫外線照射一光阻薄膜之方式加強。 15第30B圖顯示當紫外線照射於一垂直配向控制薄膜之表面 上日守,紫外線照射能量密度和表面能量之間的關係。 紫外線以此方式照射於該光阻薄膜之後,該TFT基板和 该反向基板被黏合在一起且其中設有隔件,且一具有負極 介電常數異向性且添加-光反應型單體之液晶被導入以形 2〇成一面板。然後,紫外線照射被執行於該面板之整個表面 上,以透過使該單體在該TFT基板和該反向基板之表面上 聚合的方式形成該配向控制夹層。在此一程序中,垂直配 向之程度在表面能量較低的區域中比其在表面能量較高 的區域中為弱。換言之,在施加電壓之狀態下,該液晶分 77 200428085 子會朝和紫外線照射時所使用之光罩的圖案成水平之方向 傾斜。 第31圖顯示根據本實施例做成之液晶顯示裝置在該像 素被致光時的狀態。如第31圖所示,此一實施例亦可展現 5與實施例7近似的顯示特性。 以上說明係根據表面能量以紫外線照射一電阻之方式 進行修飾的案例作成的 '然而,宜注意的是,表面能量亦 可以其他方式修飾。舉例來說,可以透過ITO之存在/不存 在來改變細緻區域之表面能量。 10 實施例9 以下為根據本發明第二態樣做成之實施例9的說明。如 上所述,在傳統MVA液晶顯示裝置中,會出現深色線條, 因為該突出物和該狹縫上方之區域構成配向分割之邊界, 使得白色顯示時間内的透射比降低。雖然,將該突出物或 15該狹縫之間的間隙充分放寬可以提高透射比,此一作法會 使從電極間被施加電壓開始到該液晶分子之配向穩定所需 的時間對遠離該突出物或該狹縫之區域來說過長,致使回 覆速度降低。 第32圖為一圖示集合體,顯示一不含聚合物網狀結構 之液晶顯示裝置在像素被致光時的瞬間回覆特性。此一液 曰曰.、、、員不裝置具有包括^一形狀如苐3 3圖所示之狹縫的像素電 極 317。 此一液晶顯示裝置顯示一良好的最終發光狀態,如第 34圖所示。然而,該裝置需要报長的時間來進入靜止狀態 78 200428085 ,如第32圖所示。可想而知,雖然位在該像素電極之該狹 縫邊緣附近的液晶分子幾乎在被施加電壓之同時即沿該狹 縫所決定之方向配向,遠離該狹縫邊緣之液晶分子需要時 間以使其穩定配向。 5 為解決此一問題,一液晶顯示裝置被提出,該液晶顯 示裝置以下列方式做成:將一添加一可聚合化合物(聚合元 件)如單體和寡聚合物之液晶導入一介於一TFT基板和一反 向基板之間之間隙、在該液晶分子之配向方向被安定後, 以紫外線進行照射、並將電壓施加至該電極之間以使該可 10 聚合化合物聚合以形成一聚合物網狀結構。此一類型之液 晶顯示裝置被稱為聚合物安定式液晶顯示裝置。在該聚合 物安定式液晶顯不裝置中’位在該電極之間之該液晶分子 在電壓被施加的同時,朝該聚合物網狀結構所決定之方向 傾斜,故可改善回覆特性。 15 然而,在該聚合物安定式液晶顯示裝置中,製造步驟 複雜,因為紫外線照射是在設於該TFT基板或該反向基板上 之該電極與外部驅動電路連接後,當電壓被施加至該像素 電極和該共同電極時被執行的,因此該裝置不適合量產。 此外,如果紫外線在該TFT被驅動的同時照射,該TFT的特 20 性可能會被該紫外線改變,且正常電壓可能無法被施加至 該像素電極。而如果該可聚合化合物在此一狀態下聚合, 該聚合物網狀結構之配向調節能力會隨像素而不同,致使 液晶元件的T-V(透射比-電壓)特性改變並導致顯不缺陷’如 顯示浮動等。 79 200428085 因此,在此一實施例中,該聚合物網狀結構透過使一 添加至該液晶之可聚合化合物在電壓沒有被施加至該電極 之間時聚合的方式被形成。因此,該液晶分子之垂直配向 的調節能力變強了。 5 位在該突出物或該狹縫附近的液晶分子幾乎在被施加 電壓之同時即朝該突出物或該狹縫所決定之方向配向。這 些液晶分子之配向影響其周圍的液晶分子並決定周圍液晶 分子之配向方向。以此方式,配向方向被傳播並決定遠離 該突出物或該狹縫之液晶分子的配向方向。 10 在不具有聚合物網狀結構之MVA液晶顯示裝置中,遠 離該突出物或該狹縫之液晶分子幾乎在被施加電壓之同時 即隨機地配向,而當該突出物或該狹縫附近之液晶分子的 配向方向被傳播時,它們會改變其配向方向至傳播方向。 改變曾經配向過之液晶分子的配向方向需要時間,這會使 15不具有聚合物網狀結構之液晶顯示裝置的回覆速度惡化。 在本實施例中’液晶分子之垂直配向調節能力被提高 。緣此,液晶分子被垂直配向,直到該突出物或該狹縫附 近之液晶分子的配向方向被傳播為止,該配向方向被傳播 之後’它們會朝特定方向配向。因此,回覆時間相較於不 20具有聚合物網狀結構之液晶顯示裝置而言被縮短了。 第35A和35B圖為模型圖,以步驟方式例示根據本實施 例做成之液晶顯示裝置的製造方法。 首先,如第35A圖所示,一具有像素電極311、11?丁等 之TFT基板310以及一具有共同電極321之反向基板32〇以和 80 200428085 實施例1相同之方式被形成。然而,突出物312和322以及垂 直配向控制薄膜313和323在本實施例中係形成於該TFT基 板310和該反向基板320之液晶側表面上。舉例來說,該突 出物312和322係以一光阻形成並執行選擇性曝光處理和顯 5 影處理,而該垂直配向控制薄膜313和323則係以塗佈聚亞 醯氨之方式形成。
其次,如第35B圖所示,該TFT基板310和該反向基板 320被設置成面對面且其中設有隔件,且一具有負極介電常 數異向性且添加一可聚合化合物之液晶330被導入該基板 10 之間的間隙以形成一面板300。在此例中,該可聚合化合物 之組成、混合比例和添加量係根據期望之τ_ν特性及臨界值 建立,如下文所述。
接下來,紫外線照射在電壓沒有被施加至該電極之間 時被執行於該面板300上,以使該可聚合化合物聚合以形成 15 一聚合物網狀結構。緣此,液晶分子在沒有施加電壓之狀 態下會與該配向控制薄膜313和323之表面成垂直配向。以 此方式,根據本貫施例之液晶顯示裝置便告完成。 第36圖顯示一液晶顯示裴置之τ_ν特性,其中一做為可 聚合化合物使用之雙功能單體以〇·5、!和3 wt%之量被添加 20 。此外,第37圖顯示一液晶顯示裝置之T-V特性,其中一做 為可聚合化合物使用之單功能單體以咏2 wt%之量被添加 。在第36和37圖中,傳統^1^液晶顯示裝置之τ_ν特性(圖 中以“Ref’表示)亦被顯示以作為比較之用。 如第36和37圖所示’當做為可聚合化合物使用之多功 81 犯早體被大量添加至該液晶33G時,二維或三維之聚合物網 狀、、"構會城於該配向控制賴313和m,因此液晶分 、 制被加強且^界電壓大幅改變。另一方面,即使做 為可聚合化合物使用之單功能單體被大量添加,聚合物網 狀、=構/、會形成單維模式,因此液晶分子之限制微弱且臨 界電壓在τ-v特性改變時不易改變。因此,透過控制該可聚 口化口物之組成、添加量和聚合條件(紫外線照射量等),錨 定月b里或垂直配向能力可以大幅改變,使控制液晶顯示裝 置之T-V特性和臨界值成為可能。 在上述實施例中,我們是以該單體可以紫外線聚合之 叙α又為a兒明基礎。然而,可以紫外線聚合之募聚合物或者 可以南溫聚合之單體或寡聚合物亦可使用。再者,藉由改 變每一組紅色像素、綠色像素及藍色像素之紫外線照射能 ΐ ’我們可以使每一組像素之τ_ν特性和臨界值最佳化。此 外’τ-v特性和臨界值之最佳化可以藉由在一像素中安裝複 數個具有不同聚合(錨定能量)程度之區域來達成。 第38圖為一圖示集合體,顯示根據本實施例實際做成 之液晶顯示裝置(本發明之樣本)從未發光狀態轉換至發光 狀態時的瞬間回覆特性。此外,第39圖為一圖示集合體, 顯示一不含聚合物網狀結構之MVA液晶顯示裝置(比較實 施例)在像素被致光時從未發光狀態轉換至發光狀態時的 瞬間回覆特性。此外,第40圖為一圖示集合體,顯示一含 有一聚合物網狀結構之MVA液晶顯示裝置(傳統裝置範例) 從未發光狀態轉換至發光狀態時的瞬間回覆特性,其中該 聚合物網狀結構在電壓被施加至該電極之間時透過紫外線 照射被形成。 汝苐38至40圖所示,本發明之液晶顯示裝置從未發光 狀態至發光狀態的回覆速度比傳統裝置範例之雨人液晶顯 示裝置短,但相較於不含聚合物網狀結構之比較實施例的 液晶顯示裝置而言有明顯改善(較長)。 以此方式,如果我們僅考量未發光狀態至發光狀態的 回覆特性,則傳統裝置範例iMVA液晶顯示裝置為最佳。 然而,在該傳統裝置範例之MVA液晶顯示裝置中,需要在 照射紫外線時將電壓施加於電極之間。這導致使量產能力 惡化之缺點。此外,另-項缺點為,τ_ν特性可能由於為形 成該聚合物網狀結構·_TFT以執行紫外線照射而產生浮 動。 另方面,在本貫施例中,由於該聚合物網狀結構是 在沒有電壓被施加至《極之間时過紫外㈣射形成的 ’優秀的量產能力可以達成’且τ_ν特性之浮動可以避免。 再者’未發綠態至發光狀態的回覆雜良好,雖然仍小 於傳統裝置範例之MVA液晶顯示裝置的回覆特性。 傳統裝置範例之M VA液晶顯示裝置從未發光狀態至發 光狀態的回覆速度之所以大的原因在於,液晶分子在該聚 合物網狀結構沒有施加電壓時會朝—特定㈣傾斜。然而 ’未發光狀‘⑮、至發光狀‘%的回覆連度會由於此__聚合物網 狀結構而減慢,因而使前面對比惡化。另一方面,在本實 施例之液日日顯置中’ $聚合物網狀結構使液晶分子垂 200428085 直配向之錨定能量被加強。這使發光狀態至未發光狀態的 回覆速度變大,且前面對比也被進一步提升。 接下來’本發明之第三態樣的說明將參照隨附圖示提 供如下。 5 第41A和41B圖例示根據此一態樣之第一範例做成的 液晶顯示裝置之製造步驟。第41A圖例示使用光罩進行對角 光線照射之步驟,而第41B圖則例示不使用光罩進行對角光 線照射之步驟。 如第41A和41B圖所示,在此一第一範例之液晶顯示裝 10置中,細緻(ITO)電極82被設置於第一基板81上,單平面 (ITO)基板84則被設置於第二基板83上。一具有垂直配向處 理之垂直配向控制薄膜85被銜接至該第一基板81之該細緻 電極82側,且一經過水平配向處理以使預傾斜角度極小化 之水平配向控制薄膜8 6被銜接至該第二基板8 3之該單平面 15 基板84側。 接下來’這兩片基板81和83被設定以使其配向控制 /專膜面對面’並在其中間留一間隙且密封以形成一胚體 面板。 —含有一反應型單體(液晶組合物)之液晶87被導入。此 20 、 /夜晶為正常黑色模式。請注意,用於下列範例之液晶皆 為正常黑色模式。 其次,光線照射以對角線方式,亦即,從該第一基板 81或該第二基板83之表面的正常線條方向傾斜而出的方向 被執行。做為光線之比方說紫外線被照射。液晶分子88在 84 200428085 該單平面基板84之液晶87側上朝光線照射方向預傾斜,當 電壓被施加至該細緻電極82和該單平面電極84之間時,它 們會轉換至該細緻電極82之狹縫條紋的縱向。以下為此點 的說明。 5 第42A、42B和42C圖例示根據本發明此一態樣做成之
第^一範例的液晶顯不面板電極構造及液晶分子活動。第42A 圖例示一單平面電極,第42B圖例示細緻狹縫電極,而第 42C圖則例不電麼被施加至咸電極之間時液晶分子的活動。
如第42A圖所示,該單平面電極84為一均勻形成於該第 10 二基板83上之ITO電極。如第42B圖所示,該細緻電極82為 被處理以具有細緻狹縫之ITO電極。該液晶分子88之方向被 轉換至該細緻電極82(朝第42C圖箭頭所指方向傾斜)之狹 縫條紋的縱向,如第42C圖所示,這是由於該細緻電極82 和該單平面電極84之間產生細緻且規則之電場扭曲所致。 15 具有此一移動模式之液晶顯示面板是新穎的,當此一面板 被應用時,高效能液晶顯示裝置可以實現。 在上述構造中,該第一範例之液晶顯示面板使用透過 處理以具有細緻狹缝之該細緻電極82來使該液晶分子88之 方向轉換至該細緻電極82之狹縫條紋的縱向。 20 再者,本發明之該第一範例可以一不同的實施例實施 ,其中該第一基板透過在一包含具有如第42B圖所示之圖案 形狀的細緻絕緣凸塊,而非具有細緻狹縫之屬於ITO電極的 該細緻電極112之單平面電極上執行垂直配向處理的方式 形成。 85 第43圖為一流程圖’例示根據本發明此一態樣之該第 一範例做成的液晶顯示面板之製造步驟。該液晶顯示面板 之結構可以透過執行兩次光線(如紫外線)照射(第一次照射 使用光罩,而第二次照射則不使用光罩)之方式達成。雖然 紫外線被作為主要光線使用,本發明並不受其限制。 首先’在步驟S1中,一配向控制薄膜85形成於一具有 細緻電極82之第一基板81上,一水平配向控制薄膜%形成 於一具有單平面電極84之第二基板83上。 在步驟S2中,在步驟S1中備製之基板被設置成面對面 ,並在其中間留一間隙且密封以形成一胚體面板。 在步驟S3中,-混合-可聚合單體和一液晶之液晶組 合物被導入該胚體面板之該間隙中並執行密封。 在步驟S4中,如第41A®所示,以光罩進行之光線照射 朝傾向該液晶顯示面板表面之正常線條方向的方向被執行 ,其中該液晶顯示面板包含具有被密封其中之該可聚合單 體的該液晶組合物。 在步驟S5中’如第4_所示,未以料進行之光線照 射朝傾向該液晶顯示面板表面之正常線條方向㈣向被執 行,其中該液晶顯示面板包含具有被密封其中之該可聚合 單體的該液晶組合物。 Μ " 在下文中 朝_錢日日日_面板表面之正常線條方 向的方向進行之光線照射,,簡稱為“傾斜方向之光線昭射,, 。當傾斜方向之光線照射以此方式執行時,該液晶分子之 配向會在該傾斜方向上做調節。 200428085 在此’負極型(Δε=-3·6)液晶被做為該液晶使用,且雙 功能丙烯酸酯被做為該反應型單體使用。實驗顯示,甲基 丙烯酸甲S旨系統亦可獲得近似結果。由於液晶中之單體速 率需要使用0.5%之數值以達成充足的配向特性,從可溶性 5角度觀之,宜使用具有類似液晶材料之化學結構的單體。 在實驗中,當0.3到0.5%的單體與液晶混合時,取得的 結果類似。0至40度之照射角度被使用以便以最有效之方式 提供預傾斜角度。一對應半個像素之光罩被使用於第—次 妝射(步驟S4)中以調節該液晶夾層之其中一半的配向,然後 φ 1〇 ,在第二次照射(步驟S5)中,光線照射從與第一次照射之照 射方向相反的方向被執行於整個該面板上。在此例中,麫 過第一次照射以做配向控制之區域並不受第二次照射影響 。原因可能是,對應之那一半部申的反應型單體(丙烯酸酽 )量很少,因此效果被減弱。 曰 15 在此一通過處理步驟之模式中,如第43圖所示,可以 實現一種具有兩個象限之液晶顯示面板,該兩個象限在電 壓被施加至各該像素時可顯示不同的配向調節方向。〜 · 透過開發上述配向調節技術,可以實現一種具有四一 間配向結構(第二範例)之液晶顯示面板,該結構在施加電^ 20之狀態下具有四個象限(以微型結構分成兩個區域,再以紫 外線照射將各該微型結構分成兩個區域,以做成四個象阳、 。第二範例之說明如下。 第44A至44C圖例示根據此一範例做成之液晶顯示面 板中的電極結構及液晶分子移動。第44A圖例示—單平面“ 87 200428085 極,第44B圖例示具有細緻狹縫之電極,而第44C圖則例示 電壓被施加時液晶分子的活動。第44B圖中所示之具有細緻 狹縫的電極以及第44C圖中所示之該液晶分子的配向調節 方向與第42A至42C圖中所示之該第一範例不同。其他特徵 5 則與該第一範例相同。
簡言之,在根據第二範例之液晶顯示面板中,該液晶 分子會在以第44B圖所示之電極結構施加電壓時,轉向至第 44B圖中所示之細緻電極的狹縫條紋(4條)縱向方向。 第45圖例示根據該第二範例做成之液晶顯示面板的製 10 造步驟,其中(I)顯示之步驟為,使光線透過一光罩從一第 一傾斜方向照射至第一象限除外之面板表面的3/4之上、(II) 顯示之步驟為,使光線透過一光罩從一第二傾斜方向照射 至第二象限除外之面板表面的3/4之上、(III)顯示之步驟為 ,使光線透過一光罩從一第三傾斜方向照射至第三象限除 15 外之面板表面的3/4之上、以及(IV))顯示之步驟為,使光線
透過一光罩從一第四傾斜方向照射至第四象限除外之面板 表面的3/4之上。 透過執行第45圖所示之該處理步驟⑴、(π)、(in)和(IV) ,可以實現一具有四個象限之液晶顯示面板,其中當電 2〇壓被施加至各該像素時,配向會在四個不同的方向上被 控制。 第4 6 A至4 6 C圖例示根據第三範例做成之液晶顯示面 板中的電極結構及液晶分子移動。第46A圖例示一單平面電 極,第46B圖例示具有細緻狹縫之電極,而第46(:圖則例示 88 2〇〇42δ〇85 電壓被施加時液晶分子的活動。 根據該第三範例做成之液晶顯示面板與該第一範例不 同之處在於,本範例使用正極型(^8=5.0)液晶。其他特徵則 與該第一範例相同。在第三範例中,該液晶分子在電壓被 5 施加時上升,且一雙象限結構在該液晶分子上升時被形成 ,此與該第一範例不同。第46A至46C圖所示之第三範例的 結構類似弟41A和41B圖所不之該第' —範例的結構。然而, 嚴袼來說,該液晶需設定較大的元件厚度(Δη*(1)。 第47Α至47C圖例示根據第四範例做成之液晶顯示面 10 板中的電極結構及液晶分子移動。第47Α圖例示一單平面電 極,第47B圖例示具有細緻狹缝之電極,而第47C圖則例示 電壓被施加時液晶分子的活動。 根據該第四範例做成之液晶顯示面板與該第二範例不 同之處在於’本範例使用正極型(Δε=5 ·0)液晶。其他特徵則 15與該第二範例相同。在第四範例中,該液晶分子在電壓被 施加時上升,且一四象限結構在該液晶分子上升時被形成 ,此與該第二範例不同。第47Α至47C圖所示之第四範例的 結構類似第44Α至44C圖所示之該第二範例的結構。然而, 嚴格來說,該液晶需設定較大的元件厚度。 20 如上所述,藉由本發明,液晶顯示面板之每一像素皆 可具有多重象限。 根據本發明’藉由在施加電壓之狀態下以反應型單㉝ 執行之配向調節以及在液晶中具有週期性及方向性特徵之 電場分配,或者,更具體說,藉由從一傾斜方向照射光線(紫 89 200428085
外線)以賦予預傾斜角度,以及在一像素中設置具有複數個 不同調節配向方向之象限,我們可以製造過去難以製造之 新穎的液晶配向結構,製造具有過去未曾被實現之特質、 更明亮且相較於習知技術之液晶顯示面板而言,在各種特 5 質(視野角度、對比、層次特性、以及生產力)上皆佳的液晶 顯示面板,因此,可以提供一種具有此一高品質面板之液 晶顯示裝置。在此,優良之層次特質意指施加於該電極之 間之電壓所引起的透射比浮動小。 L圖式簡單說明3 10 第1圖為一頂部模型圖,例示一 M VA液晶顯示裝置中之 圖案化像素電極結構的範例; 第2圖為一模型橫斷面圖,例示一傳統MVA液晶顯示裝 置之範例; 第3Α圖為一模型圖,例示一MVA液晶顯示裝置之操作; 15 第3Β圖為一模型圖,例示一MVA液晶顯示裝置之操作;
第4圖例示一根據習知技藝之M VA垂直配向液晶顯示 裝置; 第5圖例示一根據習知技藝之水平電場交換式液晶顯 示裝置; 20 第6圖為一平面圖,例示根據本發明實施例做成之液晶 顯示裝置(MVA液晶顯示裝置); 第7圖為取自第6圖中線條範圍I-Ι之橫斷面圖; 第8Α圖為一橫斷面圖,說明形成該凸塊和該配向控制 薄膜之程序; 90 200428085 第8B圖為另一橫斷面圖,說明形成該凸塊和該配向控 制薄膜之程序; 第9圖為一組模型圖,例示根據本發明實施例做成之液 晶顯示裝置的製造方法; 5 第10A圖為一模型橫斷面圖,例示根據本發明實施例做 成之液晶顯示裝置的製造方法; 第10B圖為另一模型橫斷面圖,例示根據本發明實施例 做成之液晶顯示裝置的製造方法; 第10 C圖為另一模型橫斷面圖,例示根據本發明實施例 10 做成之液晶顯示裝置的製造方法; 第11A圖為一模型橫斯面圖,例示根據本發明實施例做 成之液晶顯示裝置的製造方法; 第11B圖為另一模型橫斷面圖,例示根據本發明實施例 做成之液晶顯示裝置的製造方法; 15 第12A圖為一模型圖,說明一主動式能量光線照射處理; 第12B圖為另一模型圖,說明一主動式能量光線照射處 理; 第13A圖為一模型平面圖,例示一光阻; 20
第13B圖為一模型平面圖,例示對應至一光阻開口之聚 合液晶組合物的區域; 第13C圖為一模型平面圖,例示液晶分子在整個表面被 照射一主動式能量光線時的狀態; 第14A圖為另一模型平面圖,例示一光阻; 第14B圖為一模型平面圖,例示液晶在電壓被施加至一 91 200428085 液晶顯示裝置時的配向狀態; 第15圖顯示各種光罩圖案; 第16圖顯示另一光罩圖案; 第17圖顯示極化元件和1/4波長板如何配置; 5 第18 A圖為一平面圖,例示根據本發明實施例做成之液 晶顯不裝置的像素結構, 第18B圖為一模型平面圖,例示本發明之範例所用的光
阻; 第18C圖為一模型平面圖,例示一液晶顯示裝置以及一 10 位在其上方之光罩; 第19A圖為另一平面圖,例示根據本發明實施例做成之 液晶顯示裝置的像素結構; 第19B圖為另一模型平面圖,例示本發明實施例之範例 所用的光阻; 15 第19C圖為另一模型平面圖,例示一液晶顯示裝置以及
一位在其上方之光罩; 第2 0 A圖為另一平面圖,例示根據本發明實施例做成之 液晶顯示裝置的像素結構; 第20B圖為另一模型平面圖,例示本發明實施例之範例 20 所用的光阻; 第20C圖為另一模型平面圖,例示一液晶顯示裝置以及 一位在其上方之光罩; 第21A圖為一模型圖,例示根據本發明實施例做成之液 晶顯示裝置的製造方法; 92 200428085 第21B圖為另一模型圖,例示根據本發明實施例做成之 液晶顯示裝置的製造方法; 第21C圖為另一模型圖,例示根據本發明實施例做成之 液晶顯示裝置的製造方法; 5 第2 2圖顯示對基板具有高可潮濕性和低可潮濕性之樹 脂的化學式; 第23A圖為一模型圖,例示根據本發明實施例做成之液 晶顯示裝置的製造方法; 第23B圖為另一模型圖,例示根據本發明實施例做成之 10 液晶顯示裝置的製造方法; 第23C圖為另一模型圖,例示根據本發明實施例做成之 液晶顯示裝置的製造方法; 第24A圖顯示一液晶顯示裝置之配向狀態的調查結果; 第24B圖顯示一液晶顯示裝置之配向狀態的另一調查 15 結果; 第24C圖顯示一液晶顯示裝置之配向狀態的另一調查 結果; 第25圖為一模型圖,例示根據本發明實施例做成之液 晶顯示裝置的製造方法; 20 第26A圖為另一模型圖,例示根據本發明實施例做成之 液晶顯示裝置的製造方法; 第26B圖為另一模型圖,例示根據本發明實施例做成之 液晶顯示裝置的製造方法; 第27A圖例示一範例,其中不平坦圖案在本發明之一實 93 200428085 施例中被改變; 第27B圖例示一範例,其中不平坦圖案在本發明之一實 施例中被改變; 第28圖例示一範例,其中不平坦圖案在本發明之一實 5 施例中被改變; 第29圖為一模型圖,例示一用以製造根據本發明實施 例做成之液晶顯示裝置的光罩; 第30A圖顯示當紫外線照射於一光阻薄膜之表面上時 ,紫外線照射能量密度和表面能量之間的關係; 10 第30B圖顯示當紫外線照射於一垂直配向控制薄膜之 表面上時,紫外線照射能量密度和表面能量之間的關係; 第31圖顯示根據本發明實施例做成之液晶顯示裝置的 狀態; 第32圖為一圖示集合體,顯示一不含聚合物網狀結構 15 之液晶顯示裝置在像素被致光時的瞬間回覆特性; 第33圖為一模型圖,例示安裝於第32圖所用之液晶顯 示裝置的像素電極上之狹縫的形狀; 第34圖顯示第32圖所用之液晶顯示裝置的最終發光狀 態; 20 第35A圖為一模型圖,以步驟方式例示根據本發明實施 例做成之液晶顯示裝置的製造方法; 第35B圖為另一模型圖,以步驟方式例示根據本發明實 施例做成之液晶顯示裝置的製造方法; 第36圖顯示一液晶顯示裝置之T-V特性,其中一做為可 94 200428085 承合化合物使用之雙功肖b早體以0.5、1和3 wt%之量被添加; 第37圖顯示一液晶顯示裝置之T-V特性,其中一做為可 聚合化合物使用之單功能單體以1和2 wt%之量被添加; 第38圖為一圖示集合體,顯示根據本發明實施例做成 5 之液晶顯示裝置從未發光狀態轉換至發光狀態時的瞬間回 覆特性;
第3 9圖為一圖示集合體’顯示一不含聚合物網狀結構 之M VA液晶顯示裝置(比較實施例)在像素被致光時從未發 光狀態轉換至發光狀態時的瞬間回覆特性; 10 第40圖為一圖示集合體,顯示一含有一聚合物網狀結 構之M VA液晶顯示裝置(傳統裝置範例)從未發光狀態轉換 至發光狀態時的瞬間回覆特性,其中該聚合物網狀結構在 電壓被施加至該電極之間時透過紫外線照射被形成; 第41Α圖例示根據本發明實施例做成之液晶顯示裝置 15 的製造步驟;
第41B圖例示根據本發明實施例做成之液晶顯示裝置 的製造步驟; 第42A圖例示根據本發明實施例做成之液晶顯示面板 的電極構造; 2〇 第42B圖例示根據本發明實施例做成之液晶顯示面板 的電極構造; 第42C圖例示根據本發明實施例做成之液晶顯示面板 的電極構造; 第43圖為一流程圖,例示根據本發明實施例做成之液 95 200428085 晶顯示面板的製造步驟; 第4 4 A圖例示根據本發明實施例做成之液晶顯示面板 中的電極結構及液晶分子移動, 第44B圖例示根據本發明實施例做成之液晶顯示面板 5 中的電極結構及液晶分子移動, 第44C圖例示根據本發明實施例做成之液晶顯示面板 中的電極結構及液晶分子移動;
第45圖例示根據本發明實施例做成之液晶顯示面板的 製造步驟,其中(I)顯示之步驟為,使光線透過一光罩從一 10 第一傾斜方向照射至第一象限除外之面板表面的3/4之上 、(II)顯示之步驟為,使光線透過一光罩從一第二傾斜方向 照射至第二象限除外之面板表面的3/4之上、(III)顯示之步 驟為,使光線透過一光罩從一第三傾斜方向照射至第三象 限除外之面板表面的3/4之上、以及(IV))顯示之步驟為,使 15 光線透過一光罩從一第四傾斜方向照射至第四象限除外之 面板表面的3/4之上; 第46A圖例示根據本發明實施例做成之液晶顯示面板 中的電極結構及液晶分子移動; 第46B圖例示根據本發明實施例做成之液晶顯示面板 20 中的電極結構及液晶分子移動, 第46C圖例示根據本發明實施例做成之液晶顯示面板 中的電極結構及液晶分子移動, 第47A圖例示根據本發明實施例做成之液晶顯示面板 中的電極結構及液晶分子移動; 96 200428085 第4 7 B圖例示根據本發明實施例做成之液晶顯示面板 中的電極結構及液晶分子移動; 第4 7 C圖例示根據本發明實施例做成之液晶顯示面板 中的電極結構及液晶分子移動; 5 第48A圖為一橫斷面圖,例示根據本發明實施例做成之 液晶顯示裝置的製造方法;
第48B圖為另一橫斷面圖,例示根據本發明實施例做成 之液晶顯示裝置的製造方法;以及 10 第49圖為一平面圖,例示根據本發明實施例做成之液 晶顯示裝置的製造方法。 【圖式之主要元件代表符號表】 1···十字型主要區域 60,120,320…反向基板 4···液晶分子 62,123,321…共同電極 3···鄰近區域 53,64,313,323,85 …垂直配向 21,22…基板 控制薄膜 23…液晶夹層 63,124,137,140,211,221 …象限 24…光罩 調節凸塊 31…光線屏蔽部分 70,130,330,87〜液晶 32…開口 70a,88…液晶分子 33,34···區域 71···第一極化元件 41…黑色區域 72…第一 1/4波長板
50,110,310· · .TFT基板 73…第二極化元件 51,61,111,121…玻璃基板 74…第二1/4波長板 52,117,317,311…像素電極 81,112a…閘匯流排線 97 200428085 82,113a…資料匯流排線 83…TFT元件 84,113b···輔助容積電極 85…配向控制薄膜 86…水平配向控制薄膜 100,200,300···面板 112b…輔助容積匯流排線 114…TFT 116···絕緣薄膜 117a…狹縫 118,125,212,222〜配向控制爽層 122…彩色濾光片 130a…液晶分子 135···過濾器 136…樹脂隔件 204···布面滾筒 312, 322···突出物
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Claims (1)
- 200428085 拾、申請專利範圍: 1 · 一種液晶顯示裝置,該液晶顯示裝置包括以面對面方次 設置之第一和第二基板、一密封於該第一和第二基板史 間的液晶、一形成於該第一基板之液晶側表面上的第〜 5 電極'一形成於該第二基板之液晶側表面上的第二電杻 、配向控制夾層,該配向控制夾層覆蓋該第一和第二電 極之表面並在沒有施加電壓時,控制該液晶分子之配向 方向以使其大致與該基板表面成垂直、以及凸塊,讀^ 塊形成於該第一和第二基板之至少一個表面上並在電 φ ίο 壓被化加日守,決定該液晶分子之傾斜方向,其中該配内 控制夾層和該凸塊係透過使一添加至該液晶之可聚合 化合物聚合之方式形成,且靠近該凸塊之該液晶分子的 配向方向在沒有被施加電壓時,大致與該基板表面成垂 直。 15 2.如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置’其中該第〜 第二基板和該第一和第二電極兩者皆呈透明狀。考 3. 如申請專利範圍第i項之液晶顯示裝置,其中該凸^ % 至少一部分接觸該第一和第二基板。 之 4. -種液晶顯示裝置之製造方法,該方法包括將一添力口可 2〇 聚合化合物之液晶密封於第-和第二基板之間、使該可 聚合化合物在該液晶中聚合、形成配向控制夾層,以在 沒有施加電壓時,在該第-和第二基板之表面上控制該 液晶分子之配向方向以使其大致與該基板表面成垂直 、以及形成突出至液晶側邊之凸塊。 99 200428085 5. 如申請專利範圍第4項之液晶顯示裝置製造方法,其中 該可聚合化合物以光線聚合。 6. 如申請專利範圍第5項之液晶顯示裝置製造方法,其中 凸塊成型區域之光線照射以較其他區域為高的能量密 5 度執行以在將該液晶密封於該第一和第二基板之間之 該間隙後形成該凸塊。 7. 如申請專利範圍第4項之液晶顯示裝置製造方法,其中 在處理該第一和第二基板中至少一者之凸塊成型區域 的表面能量以使其高於其他區域之後,該液晶被密封於 10 該第一和第二基板之間。 8. 如申請專利範圍第4項之液晶顯示裝置製造方法,其中 間隔物被選擇性地設置於該第一和第二基板之間之該 凸塊成型區域上且該凸塊之形成使用該間隔物以做為 核心。 15 9.如申請專利範圍第4項之液晶顯示裝置製造方法,其中 該凸塊之至少一部分自該第一和第二基板中之任一者 生長以接觸另一基板。 10· —種液晶顯示裝置,該液晶顯示裝置包括以面對面方式 設置之第一和第二基板、一密封於該第一和第二基板之 20 間的液晶、傾斜控制部分,該傾斜控制部分被設置於該 第一和第二基板中之至少一者之上並在電壓被施加時 ,決定該液晶分子之傾斜方向、以及配向控制夾層,該 配向控制夾層被設置於該第一和第二基板之液晶側表 面上並在沒有施加電壓時,控制該液晶分子之配向方向 100 200428085 以使其大致與該基板表面成垂直,其中,該配向控制夾 層係透過使一添加至該液晶之可聚合化合物聚合之方 式形成。 11. 如申請專利範圍第10項之液晶顯示裝置,其中該傾斜控 5 制部分為安裝於該第一和第二基板中至少一者之上的 凸塊或凹件。 12. 如申請專利範圍第10項之液晶顯示裝置,其中該傾斜控 制部分為以摩擦處理形成於該配向控制夾層之基部上 的部分。 10 13.如申請專利範圍第10項之液晶顯示裝置,其中該傾斜控 制部分以改變該配向控制夾層之該基部的表面能量的 方式形成。 14. 一種液晶顯示裝置之製造方法,該方法包括在該第一和 第二基板中至少一者之上形成凸塊或凹件、將以面對面 15 方式設置之該第一和第二基板定位以使形成該凸塊或 凹件之表面位於内側、將添加該可聚合化合物之該液晶 密封於該基板之間、使該可聚合化合物在該液晶中聚合 ,並形成配向控制夾層以在沒有施加電壓時,在該第一 和第二基板和該凸塊或凹件之表面上控制該液晶分子 20 之配向方向以使其大致與該基板表面成垂直。 15. —種液晶顯示裝置之製造方法,該方法包括在第一和第 二基板上執行摩擦處理、將以面對面方式設置之該第一 和第二基板定位以使摩擦處理被執行之表面位於内側 、將添加該可聚合化合物之該液晶密封於該基板之間、 101 200428085 5 使-亥可* a化合物在該液晶中聚合,並形成配向控制夾 層以在沒有施加電壓時,在該第—和第二基板上控制該 液晶分子之配向方向以使其大致與該基板表面成垂直。 16了觀㈣林置之製造方法,該紐包括部分改變該 第-和第—基板之表面上的表面能量、將添加該可聚合 化合物之該液晶密封於該第-和第二基板之間、使該可 水cr化σ物在Θ液晶中聚合,並形成配向控制夾層以在 沒有施加電壓時,在該第—和第二基板上控制該液晶分 子之配向方向以使其大致與該基板表面成垂直。 10 Π.如申請專㈣圍第16項之液晶顯示裝置製造方法,其中 在該基板表面之表面能量進行部分改變時,一光罩使光 線選擇性地照射於該基板表面上。 15 20 18·-種液晶顯示裝置之製造方法,該方法包括使_對具有 表面配向控制薄膜之基板以面對面方式設置並使該配 向控制薄膜位於内側、將添加該可聚合化合物之該液晶 密封於該基板之間、使該可聚合化合物在沒有施加電壓 時,透過紫外線照射方式聚合、以及在靠近該配向控制 薄膜之表面處形成一聚合物網狀結構,其中該武板表面 上之β液晶分子的錯定能量透過控制該可聚合化八物 之組成、添加量和聚合條件被控制。 19.如申請專利範圍第18項之液晶顯示裝置製造方法,其中 每一像素上之錨定能量宜皆被加以控制。 20·如申請專利範圍第18項之液晶顯示裝置製造方法,其中 複數個具有不同錫定能量之區域形成於一像素中 102 200428085 21. —種液晶顯示裝置,該液晶顯示裝置具有一液晶夾層, 以及一對設於該液晶夾層之兩側,以施加電壓至包圍在 一對基板之間之液晶的電極,其中: 該液晶夾層包括一部分,該部分係藉由在沒有施加 5 電壓時使主動式能量光線選擇性地照射至基板表面以 使一可聚合化合物在液晶中聚合之方式形成;且其中 該裝置包括以面對面方式設置之第一和第二基板 、 洽、封於5亥弟"-和第二基板之間的液晶、'形成於該 弟一基板之液晶側表面上的第一電極、一形成於該第二 10 基板之液晶側表面上的第二電極、配向控制夾層,該配 向控制夾層覆蓋該第一和第二電極之表面並在沒有施 加電壓時,控制該液晶分子之配向方向以使其大致與該 基板表面成垂直、以及凸塊,該凸塊形成於該第一和第 二基板之至少一個表面上並在電壓被施加時,決定該液 15 晶分子之傾斜方向,其中該配向控制夾層和該凸塊係透 過使一添加至該液晶之可聚合化合物聚合之方式形成 ,且靠近該凸塊之該液晶分子的配向方向在沒有被施加 電壓時,大致與該基板表面成垂直。 22· —種液晶顯示裝置之製造方法,該液晶顯示裝置具有一 20 液晶夾層,以及一對位於該液晶夾層之兩側,以施加電 壓至設於一對基板之間之液晶的電極,其中該液晶夾層 係由一包含該液晶和一可聚合化合物之液晶組合物形 成,該可聚合化合物之一部分藉由在沒有施加電壓時使 主動式能量光線選擇性地照射至基板表面被聚合,然後 103 200428085 該可聚合化合物之其餘部分藉由在施加電壓狀態下使 該主動式能量光線照射至該基板之整個表面的方式被 聚合; 該方法包括將一添加可聚合化合物之液晶密封於 5 第一和第二基板之間、使該可聚合化合物在該液晶中聚 合、形成配向控制夾層,以在沒有施加電壓時,在該第 一和第一基板之表面上控制該液晶分子之配向方向以 使其大致與該基板表面成垂直、以及形成突出至液晶側 邊之凸塊。 10 23.—種液晶顯示裝置,該液晶顯示裝置具有一液晶夾層, 以及一對設於該液晶夾層之兩側,以施加電壓至包圍在 一對基板之間之液晶的電極,其中: 該液晶夾層包括一部分,該部分係藉由在沒有施加 電壓時使主動式能量光線選擇性地照射至基板表面以 15 使一可聚合化合物在液晶中聚合之方式形成;且其中 該裝置包括以面對面方式設置之第一和第二基板 铊封於该弟一和第二基板之間的液晶、傾斜控制部 分,該傾斜控制部分被設置於該第一和第二基板中之至 y —者之上並在電壓被施加時,決定該液晶分子之傾斜 20 方向、以及配向控制夾層,該配向控制夾層被設置於該 第和第一基板之液晶侧表面上並在沒有施加電壓時 ,控制該液晶分子之配向方向以使其大致與該基板表面 成垂直,其中,該配向控制夾層係透過使一添加至該液 晶之可聚合化合物聚合之方式形成。 104 2(00428085 24. —種液晶顯示裝置之製造方法,該液晶顯示裝置具有一 液晶夾層,以及一對位於該液晶夾層之兩側,以施加電 壓至設於一對基板之間之液晶的電極,其中該液晶夾層 係由一包含該液晶和一可聚合化合物之液晶組合物形 5 成,該可聚合化合物之一部分藉由在沒有施加電壓時使 主動式能量光線選擇性地照射至基板表面被聚合,然後 該可聚合化合物之其餘部分藉由在施加電壓狀態下使 該主動式能量光線照射至該基板之整個表面的方式被 聚合; 10 該方法包括使一對具有表面配向控制薄膜之基板 以面對面方式設置並使該配向控制薄膜位於内側、將添 加該可聚合化合物之該液晶密封於該基板之間、使該可 聚合化合物在沒有施加電壓時,透過紫外線照射方式聚 合、以及在靠近該配向控制薄膜之表面處形成一聚合物 15 網狀結構,其中該基板表面上之該液晶分子的錨定能量 透過控制該可聚合化合物之組成、添加量和聚合條件被 控制。 25. —種液晶顯示裝置,其中一表面形成具有垂直配向控制 薄膜之第一電極的第一基板與一表面形成具有水平配 20 向控制薄膜之第二電極的第二基板在該配向控制薄膜 側邊面對面,該面對面之基板被密封且中間設有一間隙 ,一包含功能性單體之液晶被密封於此一間隙,且複數 個以該第一電極做成之大致成矩形的像素電極被排列 於該第一基板上,以藉由從該液晶顯示裝置上之正常線 105 200428085 條方向傾斜而出的方向照射光線以使該單體聚合之方 式,執行該液晶之配向控制, 其中該第一基板具有一結構,其在電壓被施加至該 像素電極和該第二電極之間時,可以控制該液晶中之該 5 液晶分子的配向。 26. 如申請專利範圍第25項之液晶顯示裝置,其中該結構為 形成於該像素電極上之細緻ITO圖案。 27. 如申請專利範圍第25項之液晶顯示裝置,其中該結構為 形成於該像素電極上之絕緣圖案。 10 28.如申請專利範圍第25項之液晶顯示裝置,其中該功能性 單體具有兩個或更多的官能基。 29. 如申請專利範圍第25項之液晶顯示裝置,其中紫外線被 用以執行該光線照射。 30. 如申請專利範圍第25項之液晶顯示裝置,其中該功能性 15 單體為丙烯酸酷。 31. 如申請專利範圍第25項之液晶顯示裝置,其中該功能性 單體宜為甲基丙烯酸甲酯。 32·如申請專利範圍第25項之液晶顯示裝置,其中對各該像 素電極執行之該光線照射係以下列方式為之:使光線自 20 一從該液晶顯示裝置表面上之正常線條方向傾斜而出 的第一方向,照射至該像素電極之表面的部分區域,然 後再使光線自一不同於該第一方向之第二方向,照射至 該像素電極之表面的整個區域。 33·如申請專利範圍第25項之液晶顯示裝置,其中該液晶為 200428085 負極類型。 34.如申請專利範圍第25項之液晶顯示裝置,其中該液晶為 正極類型。 35·如申請專利範圍第25項之液晶顯示裝置,其中該液晶處 5 於正常黑色模式,且該液晶分子之配向被控制以透過施 加電壓之方式切換至光線照射的方向。 36. —種液晶裝置,該液晶裝置具有一液晶夾層,以及一對 設於該液晶夾層之兩側,以施加電壓至包圍在一對基板 之間之液晶的電極’其中· 10 該液晶炎層包括一部分,該部分係藉由在沒有施加 電壓時使主動式能量光線選擇性地照射至基板表面以 使一可聚合化合物在液晶中聚合之方式形成;且其中 一表面形成具有垂直配向控制薄膜之第一電極的 第一基板與一表面形成具有水平配向控制薄膜之第二 15 電極的第二基板在該配向控制薄膜側邊面對面,該面對 面之基板被密封且中間設有一間隙,一包含功能性單體 之液晶被密封於此一間隙,且複數個以該第一電極做成 之大致成矩形的像素電極被排列於該第一基板上,以藉 由從該液晶顯示裝置上之正常線條方向傾斜而出的方 20 向照射光線以使該單體聚合之方式,執行該液晶之配向 控制,其中該第一基板具有一結構,其在電壓被施加至 該像素電極和該第二電極之間時,可以調節該液晶中之 該液晶分子的配向。 37. 如申請專利範圍第36項之液晶顯示裝置,其中對各該像 200428085 素電極執行之該光線照射係以下列方式為之:使光線自 一從該液晶顯示裝置表面上之正常線條方向傾斜而出 的第一方向,照射至該像素電極之表面的部分區域,然 後再使光線自一不同於該第一方向之第二方向’照射至 5 該像素電極之表面的整個區域。10
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