專利名稱：取向?qū)?、形成取向?qū)拥姆椒ê途哂腥∠驅(qū)拥囊壕э@示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采用取向?qū)拥囊壕э@示裝置(LCD)，尤其涉及一種具有優(yōu)良取向特性與優(yōu)良熱穩(wěn)定性的取向?qū)印⒁环N形成該種取向?qū)拥姆椒ê鸵环N具有該種取向?qū)拥腖CD。
通常，一種液晶既具有液體的流動(dòng)性特征，又具有晶體的光學(xué)特性，并且其光學(xué)各向異性特性通過(guò)電場(chǎng)或熱來(lái)改變。一個(gè)LCD是一個(gè)利用液晶的這些特性的顯示裝置。
圖1是一個(gè)表示一個(gè)普通LCD的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
參見(jiàn)圖1，透明電極13與13′分別形成于上透明襯底12和下透明襯底12′上，絕緣層14與14′和取向?qū)?5與15′分別形成于透明電極13與13′上。
而且，墊片16分布于上透明電極12與下透明電極12′之間，以保持一個(gè)預(yù)定距離的盒間隙，液晶層17形成于盒間隙中。
用來(lái)偏振入射光的偏振片11與11′分別在襯底12與12′的外表面構(gòu)成。
在具有上述結(jié)構(gòu)的LCD中，根據(jù)液晶的取向特性來(lái)確定諸如光透射率、響應(yīng)時(shí)間、視角和對(duì)比度之類的性能。因而，均勻地調(diào)節(jié)液晶的取向是非常重要的。
很難通過(guò)將液晶層簡(jiǎn)單地設(shè)置在上、下襯底之間來(lái)獲得液晶的均勻取向。因此，如圖1所示，取向?qū)?5與15′形成于透明電極12與12′上。
主要通過(guò)在襯底上形成一層諸如聚酰亞胺和聚酰胺之類的有機(jī)聚合物薄膜、固化該薄膜、然后使用一種摩擦布來(lái)摩擦該產(chǎn)物的方法，來(lái)形成取向?qū)印?br>
上述用來(lái)形成取向?qū)拥姆椒ㄈ菀撞⑶液?jiǎn)單。但是，取向?qū)涌赡軙?huì)被用于摩擦過(guò)程的布的微小顆粒或者纖維弄臟。而且，由于取向?qū)拥牟牧?，可能?huì)導(dǎo)致取向不充分；并且，在摩擦過(guò)程中所產(chǎn)生的靜電可能會(huì)破壞薄膜晶體管(TFT)。
為了解決上述問(wèn)題，已開(kāi)發(fā)出一種不會(huì)產(chǎn)生灰塵或者靜電的光學(xué)取向方法。根據(jù)這樣一種無(wú)損取向方法，偏振光照射到光學(xué)取向?qū)由?，以發(fā)生各向異性光聚作用。因此，光學(xué)取向?qū)泳哂腥∠蛱匦?，由此均勻地取向液晶。用于光學(xué)取向?qū)拥木酆衔锇ň垡蚁┤夤鹚猁}(PVCN)和聚乙烯甲氧基肉桂酸鹽(PVMC)。然而，這些聚合物具有很差的熱穩(wěn)定性，盡管它們具有優(yōu)良的光學(xué)取向特性。換句話說(shuō)，取向?qū)拥臒岱€(wěn)定性取決于聚合物的熱穩(wěn)定性，而聚合物的熱穩(wěn)定性取決于玻璃臨界點(diǎn)與交聯(lián)密度。由于聚肉桂酸鹽通常具有100℃或低于100℃的玻璃臨界點(diǎn)，并且在固態(tài)下難以發(fā)生50％或更多的光致反應(yīng)，從而限制了增大交聯(lián)密度，這降低了取向?qū)拥臒岱€(wěn)定性。
為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種具有優(yōu)良熱穩(wěn)定性的取向?qū)印?br>
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種用來(lái)形成該種取向?qū)拥姆椒ā?br>
本發(fā)明還有一個(gè)目的在于提供一種采用該種取向?qū)拥囊壕э@示裝置(LCD)。
為達(dá)到第一個(gè)目的，提供一種取向?qū)?，包括一個(gè)具有密紋的可熱處理的樹(shù)脂層；和一個(gè)涂敷在可熱處理的樹(shù)脂層上的光學(xué)取向聚合物層。
為達(dá)到第二個(gè)目的，提供一種用來(lái)形成取向?qū)拥姆椒?，包括以下步驟(a)在一個(gè)具有電極的襯底上形成一個(gè)可熱處理的樹(shù)脂層；(b)在該可熱處理的樹(shù)脂層的表面上制成密紋；和(c)在具有密紋的可熱處理的樹(shù)脂層上涂敷一種具有光學(xué)取向特性的聚合物，并且將紫外線照射到此產(chǎn)物結(jié)構(gòu)上。
為達(dá)到第三個(gè)目的，提供一種液晶顯示裝置，包括上與下襯底、形成于該上與下襯底上的透明電極、形成于該透明電極上的光學(xué)取向?qū)?，其中光學(xué)取向?qū)邮且环N一個(gè)可熱處理的樹(shù)脂層和一個(gè)光學(xué)取向聚合物層的雙層結(jié)構(gòu)。
通過(guò)參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，將使本發(fā)明的上述目的與優(yōu)點(diǎn)變得更清楚。
圖1為一個(gè)普通的液晶顯示裝置(LCD)的一個(gè)剖面圖；和圖2為一個(gè)表示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)LCD的一個(gè)取向?qū)拥慕Y(jié)構(gòu)剖面圖。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，光學(xué)取向?qū)泳哂幸环N雙層結(jié)構(gòu)，即具有一個(gè)具有密紋的熱可熱處理的樹(shù)脂層和一個(gè)光學(xué)取向聚合物層。因此，極大地改善了取向?qū)拥臒岱€(wěn)定性和取向穩(wěn)定性。在此，最好把由密紋造成的取向?qū)拥娜∠蚍较蛘{(diào)節(jié)得與由光的照射造成的取向?qū)拥娜∠蚍较蛞恢隆?br>
下面參照?qǐng)D2，將描述一種取向?qū)?、一種形成該種取向?qū)拥姆椒ê鸵环N采用該種取向?qū)拥腖CD。
首先，在一個(gè)具有一種銦錫氧化物(ITO)電極22的玻璃襯底21上形成一個(gè)可熱處理的樹(shù)脂層23。可以將任何可熱處理的樹(shù)脂、尤其是環(huán)氧樹(shù)脂用作可熱處理層的材料。
其次，在可熱處理的樹(shù)脂層23的表面上制成密紋。為了在可熱處理的樹(shù)脂層中制成密紋，可以采用一種通用的密紋成形法。在本發(fā)明中，采用一種壓制法。
最理想的是，密紋的深度為100～500，這些密紋中的一個(gè)密紋的寬度為1000～10000。當(dāng)密紋具有上述深度與寬度時(shí)，液晶的取向特性最佳。
在可熱處理的樹(shù)脂層23上涂敷一種光學(xué)取向聚合物，然后使其變干以形成一個(gè)光學(xué)取向聚合物層24，由此制成了光學(xué)取向?qū)?5的一個(gè)雙層結(jié)構(gòu)。在此，對(duì)于可用來(lái)制成光學(xué)取向聚合物層的材料無(wú)限制。
然后，用一種300～400nm的線性偏振光照射光學(xué)取向?qū)右援a(chǎn)生一種光致反應(yīng)，之后將兩個(gè)襯底連接在一起，不過(guò)，通過(guò)一個(gè)墊片在它們之間保持一個(gè)預(yù)定的間隙，從而在這兩個(gè)襯底之間形成一個(gè)空盒。然后，將液晶注入該空盒中，以制成LCD。
在下文中，將參照以下的例子來(lái)描述本發(fā)明，但是本發(fā)明并不限于這些例子。
〖實(shí)例〗分別在兩個(gè)干凈的玻璃襯底上形成ITO電極，然后為所制成的襯底涂敷環(huán)氧樹(shù)脂以形成一個(gè)環(huán)氧樹(shù)脂層。在使該環(huán)氧樹(shù)脂變干后，用一個(gè)具有密紋的模子在所制成的結(jié)構(gòu)上進(jìn)行壓制過(guò)程。之后，在150℃下，在該產(chǎn)物上進(jìn)行一個(gè)小時(shí)的加熱過(guò)程，從而將具有密紋的模子的形狀轉(zhuǎn)到環(huán)氧樹(shù)脂層上。
然后，將0.2g聚乙烯肉桂酸鹽(Aldrich Co.)溶解到10gN-甲基2-吡咯烷酮(NMP)中，以制成壓制混合物，然后將該混合物旋涂在具有密紋的環(huán)氧樹(shù)脂層上。隨后，在大約100℃下，烘干所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)1小時(shí)，以形成一個(gè)光學(xué)取向聚合物，由此制成一個(gè)取向?qū)印?br>
之后，用一個(gè)具有約10mw/cm2光強(qiáng)的高壓水銀燈把一種約313nm的線性偏振光照射到該取向?qū)由霞s5分鐘。
當(dāng)用一個(gè)墊片在兩個(gè)都具有取向?qū)拥牟Ａбr底上形成一個(gè)預(yù)定間隔時(shí)，將兩個(gè)玻璃襯底連接在一起，在這兩個(gè)襯底之間形成一個(gè)空盒。然后，將液晶注入到該空盒中，之后在100℃下進(jìn)行加熱過(guò)程25分鐘，由此制成LCD。
〖對(duì)比例1〗用與如圖1同樣的方法制造一個(gè)LCD，只是不在環(huán)氧樹(shù)脂層上制成密紋。
〖對(duì)比例2〗在分別在兩個(gè)干凈的玻璃襯底上形成一個(gè)ITO電極之后，在這兩個(gè)襯底上涂敷聚酰亞胺(RN715，Ilsan Chemical Co.)。然后，在220℃下進(jìn)行加熱過(guò)程約1小時(shí)，制成一個(gè)用作取向?qū)拥木埘啺穼印?br>
然后，用一塊布摩擦該聚酰亞胺層，之后將兩個(gè)玻璃襯底連接在一起，不過(guò)，在這兩個(gè)各組都具有一個(gè)聚酰亞胺層的玻璃襯底之間保持一個(gè)預(yù)定間隔，在兩個(gè)襯底之間產(chǎn)生一個(gè)空盒。之后，將液晶注入空盒中，然后在約100℃下聚酰一個(gè)加熱過(guò)程約25分鐘，制成LCD。
關(guān)于用實(shí)例與對(duì)比例1和2所制造的LCD，已測(cè)定出取向?qū)拥娜∠蛩胶腿∠驅(qū)拥臒岱€(wěn)定性。為了測(cè)量取向?qū)拥臒岱€(wěn)定性，將LCD在約200℃下放置預(yù)定時(shí)間，然后接著在室溫下放置。之后，用一個(gè)偏振膜來(lái)用肉眼觀察取向?qū)拥淖冃纬潭?。并且，用該偏振膜?lái)用肉眼檢查取向水平。
結(jié)果，即使將溫度增加到200℃，由實(shí)例所制成的LCD仍具有優(yōu)良的取向特性，而且仍保持取向?qū)拥娜∠驙顟B(tài)而無(wú)改變。即，取向?qū)拥臒岱€(wěn)定性優(yōu)良。而且，用光來(lái)取向液晶，從而防止了弄臟取向?qū)印?br>
相反，在對(duì)比例的LCD中，取向特性是優(yōu)良的，但是，取向?qū)拥臒岱€(wěn)定性降低了，從而使取向?qū)拥娜∠驙顟B(tài)在100℃下改變。尤其在對(duì)比例2的情況下，取向?qū)颖辉谀Σ吝^(guò)程期間產(chǎn)生的灰塵和靜電弄臟。
如上所述，由本發(fā)明所形成的取向?qū)泳哂袃?yōu)良的熱穩(wěn)定性。因而，可獲得一個(gè)具有改善的顯示性能的LCD。
權(quán)利要求
1.一種取向?qū)?，包括一個(gè)具有密紋的可熱處理的樹(shù)脂層和一個(gè)涂敷在該可熱處理的樹(shù)脂層上的光學(xué)取向聚合物層。
2.一個(gè)如權(quán)利要求1所述的取向?qū)?，其中該可熱處理的?shù)脂層由環(huán)氧樹(shù)脂制成。
3.一種如權(quán)利要求1所述的取向?qū)?，其中所述密紋中的一個(gè)密紋的深度為100～500。
4.一種如權(quán)利要求1所述的取向?qū)?，其中所述密紋中的一個(gè)密紋的寬度為1000～10000。
5.一種用來(lái)形成一個(gè)取向?qū)拥姆椒?，包括以下步驟(a)在一個(gè)具有電極的襯底上形成一個(gè)可熱處理的樹(shù)脂層；(b)在該可熱處理的樹(shù)脂層的表面上形成密紋；(c)在該具有密紋的可熱處理的樹(shù)脂層上涂敷一種具有光學(xué)取向特性的聚合物，并將紫外線照射到所制成的結(jié)構(gòu)上。
6.一種如權(quán)利要求5所述的用來(lái)形成一個(gè)取向?qū)拥姆椒?，其中該可熱處理的環(huán)氧樹(shù)脂層由環(huán)氧樹(shù)脂制成。
7.一種如權(quán)利要求5所述的用來(lái)形成一個(gè)取向?qū)拥姆椒?，其中所述密紋的深度為100～500。
8.一種如權(quán)利要求5所述的用來(lái)形成一個(gè)取向?qū)拥姆椒?，其中所述密紋的寬度為1000～10000。
9.一種液晶顯示裝置，包括上與下襯底、形成于該上與下襯底上的透明電極、形成于這些透明電極上的光學(xué)取向?qū)樱渲泄鈱W(xué)取向?qū)訛橐环N一個(gè)可熱處理的樹(shù)脂層和一個(gè)光學(xué)取向聚合物層的雙層結(jié)構(gòu)。
10.一種如權(quán)利要求9所述的液晶顯示裝置，其中該可熱處理的樹(shù)脂層由環(huán)氧樹(shù)脂制成。
11.一種如權(quán)利要求9所述的液晶顯示裝置，其中所述密紋中的一個(gè)密紋的深度為100～500。
12.一種如權(quán)利要求9所述的液晶顯示裝置，其中所述密紋中的一個(gè)密紋的寬度為1000～10000。
全文摘要
本發(fā)明提供一種取向?qū)?、一種用來(lái)形成該種取向?qū)拥姆椒ê鸵环N采用該種取向?qū)拥囊壕э@示裝置(LCD)。該取向?qū)影ㄒ粋€(gè)具有密紋的可熱處理的樹(shù)脂層和一個(gè)涂敷在可熱處理的樹(shù)脂層上的光學(xué)取向聚合物層。根據(jù)本發(fā)明,改善了取向?qū)拥臒岱€(wěn)定性。因此,一個(gè)采用該種取向?qū)拥腖CD改善了顯示性能。
文檔編號(hào)B32B27/38GK1200525SQ97129
公開(kāi)日1998年12月2日 申請(qǐng)日期1997年12月30日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月30日
發(fā)明者李應(yīng)相 申請(qǐng)人:三星電管株式會(huì)社