專利名稱：液晶顯示裝置及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明有關一種液晶顯示裝置及其制造方法，特別是提供一種多區(qū)域垂直配向型(multi-domain vertical alignment mode，MVA)液晶顯示裝置及其制造方法。
背景技術：
隨著數(shù)位網(wǎng)絡科技的發(fā)展，液晶顯示裝置(liquid crystal device，LCD)已廣泛地應用在日常生活中的各個層面。然而液晶顯示裝置利用液晶旋轉控制光線，造成先天狹視角的缺點，在面對大型化液晶顯示裝置時，廣視角的問題日趨嚴重。一種改善的方法為利用垂直配向(vertical alignment)模式液晶和多區(qū)域法(multiple domain method)的組合。垂直配向的液晶垂直排列，光學特性受視角影響小。而多區(qū)域法是將每一像素分成幾個子像素，每一子像素個有扭曲排列的方式及視角特性。只要子像素位置分配恰當，使各子像素視角特性能互相彌補，合成后視角變廣且沒有方向性，所以其利用凸塊來控制液晶分子排列。然而一般來說，使用此種方式的液晶反應時間大約為25ms左右，對于動畫表現(xiàn)效果日趨要求的現(xiàn)在，此種反應時間似乎無法符合需求。倘若為了縮短反應時間而縮小凸塊的間距(pitch)，反而容易造成漏光、液晶不連續(xù)(disconnection)、導致透過率變差、對比變差，進而影響使其反應時間變慢。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明針對上述的問題，提出一種液晶顯示裝置及其制造方法，可提升液晶反應時間及增加廣視角。
本發(fā)明的目的之一，在于提供一種液晶顯示裝置，在不影響透過率的前提下，利用多重配向結構提供多方向傾斜角度的液晶層，進而提升液晶顯示器的反應時間。
本發(fā)明的再一目的在于提供一種液晶顯示裝置，利用一透光材質及一不透光材質的配向物，以維持光的透過率，及適時利用不透光材質的配向物防止嚴重漏光。
本發(fā)明的再一目的在于提出一種液晶顯示裝置的制造方法，利用具有不同透光率圖案的光罩，使用微影制程方式，形成配向結構。
為達上述目的，依據(jù)本發(fā)明的一實施例提供一種液晶顯示裝置的制造方法，包括首先提供基板，其上包含金屬層；接著，形成光阻層于金屬層上；再利用光罩對光阻層進行微影步驟，其中光罩包含第一圖案及第二圖案且具有不同的透光率；再來，利用光阻層為掩模進行蝕刻步驟以形成配向結構，其中配向結構包含第一配向物及第二配向物，且第一配向物及第二配向物形成一堆疊結構；最后，形成配向膜覆蓋基板、部分第一配向物及部分第二配向物。
為達上述目的，根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置制造方法提供一種液晶顯示裝置，其包括第一基板、相對于第一基板的第二基板、設置于第一基板及第二基板間的一液晶層及至少一配向結構，其設置于第一基板及第二基板的至少其中之一，且配向結構包含一第一配向物及一第二配向物且部分重疊以形成一有高低差的堆疊結構，其中第二配向物也可以是堆疊結構；以及一配向膜，設置于第一基板與第二基板至少其中之一并覆蓋配向結構。
以下藉由具體實施例配合所附的圖式詳加說明，當更容易了解本發(fā)明的目的、技術內(nèi)容、特點及其所達成的功效。


圖1為依據(jù)本發(fā)明的第一實施例的液晶顯示裝置的部分剖面圖；圖2為依據(jù)本發(fā)明的第二實施例的液晶顯示裝置的部分剖面圖；圖3為依據(jù)本發(fā)明的第三實施例的液晶顯示裝置的部分剖面圖；圖4為依據(jù)本發(fā)明的第四實施例的液晶顯示裝置的部分剖面圖。
具體實施例方式
茲將參照附隨的圖式，說明關于本發(fā)明的詳細內(nèi)容及其具體可行的較佳實例。
請參閱圖1，首先，圖1為本發(fā)明的第一實施例的液晶顯示裝置的部分剖面圖。該實施例的液晶顯示裝置，包含第一基板10、及相對于第一基板10的第二基板20，其中第一基板10及第二基板20可以是玻璃材質所構成，于一實施例中，第一基板還包含透明電極70；第二基板還包含像素電極80。一液晶層30設置于第一基板10與第二基板20之間。至少一配向結構40，例如一幾何區(qū)塊，設置于第一基板10及第二基板20的至少其中之一，于一實施例中，還包含將配向結構40設置于透明電極70或是像素電極80上，配向結構40由第一配向物50與第二配向物60組成，其中第一配向物50及第二配向物60可以是凸塊(protrusion)。于此實施例中，配向結構40由皆是凸塊的第一配向物50及第二配向物60組成。再者，于一實施例中，第一配向物50是利用微影制程方法形成的不透光材質所構成，例如光阻材料，也可以是利用圖案化模板壓在基板上直接形成。第二配向物60的制程方式可以是利用上述方式或是其他相同手段所形成的透光材質所構成，例如由絕緣材料氮化硅(SiNx)或是氧化硅(SiOx)所構成。除此之外，一配向膜100設置于第一基板10和第二基板20至少其中之一，藉由配向結構40與配向膜100互相配合，可控制液晶層30液晶預傾角度。于此實施例中，形成上述基板結構的制造方式，包括下列步驟首先，提供一基板(例如第一基板10或第二基板20)，基板上包含一金屬層，例如透明電極70或是像素電極80；接著，陸續(xù)形成第一配向層于金屬層及第二配向層于第一配向層上，其中第二配向層為不透光材質所構成，第一配向層為透光材質所構成；接下來，在第二配向層上形成光阻層；再利用光罩對光阻層進行微影步驟，其中光罩包括第一圖案及第二圖案且具有不同的透光率；再來，利用光阻層為掩模進行蝕刻步驟以形成配向結構，例如配向結構40，其中配向結構包括由第一配向層與第二配向層形成的第一配向物50及第二配向物60，且第一配向物50及第二配向物60部分重疊并形成一堆疊結構；最后，形成一配向膜，例如配向膜100，覆蓋基板(例如第一基板10或第二基板20)、部分第一配向物50及部分第二配向物60。于一實施例中，上述的蝕刻步驟，移除部分第一配向層與第二配向層以形成配向結構，使第二配向層暴露出部分第一配向層。其中第一配向物50及第二配向物60的形狀可以是不同寬度或是高度的幾何區(qū)塊組成以形成一具有高低差的配向結構，其形狀設計依照光罩的圖案化設計。配向物50、60及配向膜100的作用是使液晶層30的液晶預傾角(pre-tilt angle)不同，因此，可增加液晶傾倒的速度進而增加液晶的反應速度。
接著，請參閱圖2為本發(fā)明的第二實施例的液晶顯示裝置的部分剖面圖。如同上一實施例，此液晶顯示裝置包含第一基板12，例如彩色濾片基板，其上還包含透明電極72、相對于第一基板12的第二基板22，例如薄膜電晶體基板，其上還包含像素電極82、夾于其中的液晶層32、至少一配向結構42，配向結構42包含第一配向物52，例如不透光材質所構成，及第二配向物62，例如透光材質所構成，其中第一配向物52部分覆蓋第二配向物62并形成高低差。另外，一配向膜102設置于第一基板72與第二基板82的至少其中之一并覆蓋配向結構42。不同的是，于此實施例中，第二配向物62為一堆疊結構，其由不同高度或寬度的凸塊堆疊而形成，例如由凸塊90及凸塊92堆疊而形成的第二配向物62。于一實施例中，各凸塊90、92可以是由不同透光度的材質構成，其中所形成的堆疊構造，在不影響透過率的狀況下，可以進一步增加液晶層32液晶傾倒比率。此外，于本實施例中，由第一配向物52及第二配向物62皆為凸塊堆疊而成的配向結構42經(jīng)由第二配向物62接觸第一基板12及第二基板22的至少其中之一。于一實施例中，還包含將配向結構42設置于透明電極72或是像素電極82上。更甚者，由于第一配向物52及第二配向物62可以是由不同高度或是寬度的凸塊組成，置放于最上層的第一配向物52旁的液晶傾倒的角度較大，于一實施例中，利用第一配向物52為不透光材質的特性，可防止嚴重漏光，且第二配向物62需利用其透光材質的特性，以確保為堆疊結構形成的第二配向物62使用上也能保有良好的光透過率。于此實施例中的配向結構42，其形成方式可如同上一實施例中所揭露，在只使用一次具有不同透光度圖案化光罩的方式下，利用微影制程方式完成。
請再參閱圖3，圖3為依據(jù)本發(fā)明的第三實施例的液晶顯示裝置的部分剖面圖。其中再如同上一實施例，此液晶顯示裝置包含第一基板14，例如彩色濾片基板、相對于第一基板14的第二基板24，例如薄膜電晶體基板、夾于其中的液晶層34、至少一配向結構44、44’、46、46’及配向膜104。于一實施例中，配向結構44、44’、46、46’為透明電極74、74’、76、76’或是像素電極84、84’、86、86’的一部份。于一實施例中，透明電極74、74’、76、76’或像素電極84、84’、86、86’利用微影制程方式形成，其形成方式與上一實施例不同的是，此處直接形成光阻層于基板的金屬層上，此處金屬層可以是透明電極或是像素電極；另外，于蝕刻步驟中，移除部分金屬層，例如透明電極或是像素電極，用以形成所需的配向結構，例如配向結構44、44’、46、46’。其中同一基板上的相鄰配向結構，例如第一基板14上的配向結構44、44’；第二基板24上的配向結構46、46’，兩兩的間隙形成一狹縫，例如狹縫94、96。經(jīng)由配向結構44、44’、46、46’模擬成狹縫94、96搭配配向膜104，可增加液晶層34的液晶預傾角的不同角度，使得液晶層34的液晶預傾的角度不同方向一樣，致使當電壓驅動時，可以增加液晶反應速度。
請接續(xù)參考圖4，圖4為依據(jù)本發(fā)明的第四實施例的液晶顯示裝置的部分剖面圖。再如同上一實施例，此液晶顯示裝置包含第一基板16，例如彩色濾片基板，其上還包含透明電極78、相對于第一基板16的第二基板96，例如薄膜電晶體基板、夾于其中的液晶層36、至少一配向結構48、49、49’，以及配向膜106。其中配向結構48、49、49’可以是由第一配向物54及第二配向物64組成的堆疊結構模擬成凸塊或是直接由透明電極78或是像素電極88、88’、89、89’形成的階層式結構。于此實施例中，同一基板上，不限定如圖所示的第二基板26，其上的相鄰配向結構，例如配向結構49、49’，兩兩之間可模擬形成狹縫，例如狹縫98，藉由堆疊式凸塊搭配多階層狹縫及配向膜106，且不限定凸塊與狹縫的搭配形式，例如凸塊的配向結構設置于第二基板26；配向結構模擬成狹縫形式的多階層式構造設置于第一基板16，一樣可達到增加液晶層36液晶不同傾斜角度的目的。其中配向結構48、49、49’的制造方式如同第一實施例與第三實施例中所描述，在只使用一次具有不同透光度圖案化光罩的前提下，利用微影制程方式完成。更甚者，只要是能形成多層堆疊式、階層式的配向結構，皆能達到本發(fā)明的精神所在，增加液晶不同的預傾角度進而提升液晶反應速度。
依據(jù)上述，本發(fā)明的特征之一，在不影響透過率的前提下，利用多重配向結構增加預傾液晶個數(shù)及角度進而提升液晶反應時間。本發(fā)明的另一特征在于多重配向結構可以是由兩配向物組成的配向結構或是由基板上的電極直接形成的階層結構，或是其兩者的組合，皆能達到增加液晶預傾角度，以提升液晶反應速度。再者，本發(fā)明的另一特征在于利用透光材質及不透光材質的配向物，不但能確保光的透過率，又能適時利用不透光材質的配向物防止漏光嚴重。更甚者，本發(fā)明的再一特征，在于只使用一次具有不同透光度圖案化光罩的前提下，利用微影制程方式形成多重配向結構，不需增加制程步驟即可完成，可省去使用不同光罩多次曝光的步驟，用以簡化基板結構制程，提高基板結構制程良率。
以上所述藉由實施例說明本發(fā)明的特點，其目的在使本領域普通技術人員能了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，而非限定本發(fā)明的專利范圍。故凡其他未脫離本發(fā)明所揭示的精神所完成的等效修飾或修改，仍應包含在以下所述的權利要求的范圍中。
權利要求
1.一種液晶顯示裝置，包含第一基板；第二基板與所述第一基板相對設置；液晶層設置于所述第一基板及所述第二基板間；至少一配向結構，設置于所述第一基板及所述第二基板至少其中之一，其中所述配向結構包含第一配向物及第二配向物，且所述第一配向物部分覆蓋所述第二配向物并形成高低差；以及配向膜，設置于所述第一基板與所述第二基板的至少其中之一并覆蓋所述配向結構。
2.如權利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述第一基板為彩色濾片基板，且所述第一基板上還包含一透明電極；所述第二基板為薄膜電晶體基板，且所述第二基板上還包含一像素電極。
3.如權利要求2所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述配向結構為所述透明電極的一部份。
4.如權利要求3所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述配向結構兩兩之間隙形成一狹縫。
5.如權利要求2所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述配向結構為所述像素電極的一部份。
6.如權利要求5所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述配向結構兩兩之間隙形成一狹縫。
7.如權利要求2所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述像素電極上的所述配向結構為凸塊。
8.如權利要求2所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述透明電極上的所述配向結構為凸塊。
9.如權利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述第一配向物及所述第二配向物為凸塊。
10.如權利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述第一配向物及所述第二配向物以相同材料構成。
11.如權利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述第一配向物為不透光材質所構成。
12.如權利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述第二配向物為透光材質所構成。
13.如權利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述第二配向物由不同寬度或高度的凸塊堆疊而成。
14.如權利要求13所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述第二配向物由不同透光度材質所構成。
15.一種液晶顯示裝置的制造方法，包含提供基板，其包含金屬層；形成光阻層于所述金屬層上；利用光罩對所述光阻層進行微影步驟，其中所述光罩包含一第一圖案及一第二圖案且具有不同的透光率；以所述光阻層為掩模進行蝕刻步驟以基于所述第一圖案與所述第二圖案分別形成第一配向物及第二配向物部分堆疊；以及形成配向膜覆蓋所述基板、部分所述第一配向物及部分所述第二配向物。
16.如權利要求15所述的液晶顯示裝置的制造方法，其特征在于所述蝕刻步驟移除部分所述金屬層以形成所述配向結構。
17.如權利要求15所述的液晶顯示裝置的制造方法，其特征在于于形成所述光阻層之前，還包含形成第一配向層于所述金屬層上與形成第二配向層于所述第一配向層上。
18.如權利要求17所述的液晶顯示裝置的制造方法，其特征在于所述蝕刻步驟移除部分所述第一配向層與所述第二配向層以形成所述配向結構使所述第二配向層暴露出部分所述第一配向層。
19.如權利要求17所述的液晶顯示裝置的制造方法，其特征在于所述第二配向層為不透光材質所構成。
20.如權利要求17所述的液晶顯示裝置的制造方法，其特征在于所述第一配向層為透光材質所構成。
21.如權利要求15所述的液晶顯示裝置的制造方法，其特征在于所述基板為一彩色濾片基板，且所述金屬層為透明電極層。
22.如權利要求15所述的液晶顯示裝置的制造方法，其特征在于所述基板為薄膜電晶體基板，且所述金屬層為像素電極層。
全文摘要
一種液晶顯示裝置及其制造方法，包括第一基板、相對于第一基板的第二基板、液晶層設置于第一基板與第二基板間，利用微影制程方式于同一光罩形成的至少一配向結構設置于第一基板與第二基板至少其中之一。其中配向結構包括第一配向物及第二配向物且形成一堆疊結構，第一配向物并部分覆蓋第二配向物形成高低差；以及配向膜，設置于第一基板與第二基板的至少其中之一并覆蓋配向結構。利用配向物寬度或高度的不同，造成液晶預傾角不同，來達到提升液晶反應時間及廣視角的目的。
文檔編號G02F1/1335GK101042502SQ200610068190
公開日2007年9月26日 申請日期2006年3月21日 優(yōu)先權日2006年3月21日
發(fā)明者洪孟鋒 申請人:中華映管股份有限公司