[发明专利]液晶配向系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种基材表面配向技术，尤其涉及一种液晶配向系统。

背景技术

随着网络与视频科技的发展，平面显示器的应用已愈来愈重要且深入人们的日常生活，其中由于液晶显示器(LCD)相比于传统显像管平面电视而言，具有重量轻、体积小、全彩显示、无辐射、数字化、高画质、省电等优点，俨然成为下世代平面显示器的主流。

液晶显示器是利用电场控制液晶的几何变化来改变光的传输路径与相位，并且与偏光片(Polarizer)搭配进而产生亮暗的效果，再加上驱动电路与彩色滤光片(Color Filter)的配合而产生灰阶与色彩的表现。当中，尤以液晶面板制造中的液晶配向技术扮演着重要且关键的角色。液晶配向制造除了扮演着控制液晶排列次序及方向的重大任务外，另外还维系着如视角、响应速度、对比及色彩表现等攸关高品质显示特性。

由于液晶显示器的制造技术精进促使显示品质提升，且随着单位生产成本降低，应用范围亦随之扩展延伸至资讯家电(IA)产品，电视用的液晶显示器已成为未来可期的应用产品。所以，业者皆致力研发电视用的液晶显示器，而目前在液晶显示器应用上，最需要克服的问题即为广视角与高速响应两方面。

目前市面上的主流广视角技术有扭转向列(Twisted Nematic，TN)、超扭转向列(Super Twisted Nematic，STN)、广域垂直排列(Multi-domainVertical Alignment，MVA)、平面切换(In Plane Switching，IPS)等几种液晶模式，但由于液晶的响应时间(response time)不够快，因而有人提出光学补偿弯曲排列(Optically Compensated Bend，OCB)技术。OCB技术是兼具广视角与高速响应优点的技术，在广视角方面，搭配位相差板最优化设计后，例如可达到上下140度、左右160度，而响应速度目前可达全灰阶小于7ms，15.2时面板响应速度则仅有3ms。此外，由于OCB技术将液晶分子形成弓状排列，即使在低温环境下，亦能显示少残像的动画；并且，即使在例如-20℃的低温环境下，仍能保持40ms的响应速度，而拥有低温响应优于其他液晶模式10倍以上的特色。

但是，应用OCB液晶的液晶显示器虽具有视角大且响应速度提升等优点，但在OCB的弯曲型(Bend)液晶模式下，为了将液晶分子由斜展(splay)状态转换为弯曲状态、并使液晶分子保持弯曲状态而不再返回放射状态，要将各液晶分子依据补偿角度以不同预倾角形式排列，而在液晶转换过程中会有弯曲斜展转换(bend-splay transfer)的过程。此时，在液晶内部的弹性位能(Elastic Energy)的带动下形成斜展的速度很快，但要恢复为弯曲状态时，则液晶分子的预倾角会不稳定，而这也是应用OCB技术进行量产化时最为困难的程序。

为解决这一问题，目前相关的技术均是使用混合垂直用高分子配向膜与水平用高分子配向膜的方式，来制作出一微结构表面。同时，由于为了避免混合两种截然不同的高分子材料时难以结合界面的问题，现行方式是如图7A所示，首先制备一基材5，且该基材5表面预先形成一导电层51及一配向膜53，接着如图7B所示对该配向膜53中的为配向液晶进行刷磨式(Rubbing)配向，来令液晶分子如图7C所示呈同一方向的排列。

然而，刷磨式配向于预倾角的稳定性方面仍旧不佳。同时，在刷磨制造过程中，摩擦薄膜时造成的尘屑污染(Dust)、静电残留(StaticCharge)、刷痕的产生(Rubbing Defect)等问题均容易造成制造过程良率降低及可靠度不佳。所以，此种现有技术仍存在相当多需要突破的困难点。

再者，由上可知非刷磨式的配向技术已是必然的研发趋势，而目前的发展概以光配向(Photo alignment)、离子束配向(Ion beamalignment)以及等离子体束配向(Plasma beam alignment)三种技术为主。

光配向技术虽具有均匀性良好的特色，然而目前尚有例如锚定能及残像等技术瓶颈尚待突破，且使用曝光机的灯泡寿命以及灯源闪烁等问题均严重影响其稳定性。

离子束配向技术需要使用高真空及静电消除的设备，故而成本十分昂贵；况且，所使用的离子枪寿命问题亦尚未克服，所以离子束配向技术目前仍处于实验室发展阶段。