專利名稱：液晶配向膜的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種液晶顯示器元件的制作方法，尤其涉及一種液晶配向膜(LC alignment film)的制作方法。
背景技術：
隨著高科技的發(fā)展，視訊產(chǎn)品，特別是數(shù)字化的視訊或影像裝置已經(jīng)成為在一般日常生活中所常見的產(chǎn)品。這些數(shù)字化的視訊或影像裝置中，顯示器是一個重要元件，以顯示相關資訊。使用者可由顯示器讀取資訊，或進而控制裝置的運作。
因為液晶顯示器(LCD)具有低電壓操作、無輻射線散射、重量輕以及體積小等優(yōu)點，所以已成為顯示器發(fā)展的主流。而在液晶顯示器中介于液晶及透明電極之間的配向膜是控制其顯示品質(zhì)的關鍵結構，目的在將液晶未加電場前分子做定位的工作。
一般的配向膜是有機材料，且其是以絨布滾輪進行接觸式的摩擦定向(rubbing)方式，對有機材料的表面進行配向處理。然而，前述接觸式配向處理方式常導致配向膜損傷并產(chǎn)生粉屑顆粒(particle)。
因此，近來發(fā)展出用無機材料作為配向膜，且其制作方法是利用高真空條件下將無機材料從特定的角度沉積在基板上，可控制沉積層的傾斜角度及密度。不過，這種無機配向膜因為材料的關系，所以無法在形成后再進行圖案化工藝，因而大大地限縮其應用范圍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種液晶配向膜的制作方法，可防止有機配向膜的顆粒殘留問題。
本發(fā)明的再一目的是提供一種液晶配向膜的制作方法，可使無機配向膜在形成膜后再進行圖案化工藝，而增加無機配向膜的設計裕度。
本發(fā)明提出一種液晶配向膜的制作方法，包括于一基板上提供一材料，再利用離子注入工藝，對材料層進行配向處理。
依照本發(fā)明的優(yōu)選實施例所述液晶配向膜的制作方法，上述的離子注入工藝包括以三價或五價的元素來進行，例如硼(boron)、磷(phosphorus)、砷(arsenic)或銻(antimony)。此外，離子注入工藝的注入角度約在0～75度之間。
依照本發(fā)明的優(yōu)選實施例所述液晶配向膜的制作方法，上述于基板上形成材料層之后與離子注入工藝之前，還包括回蝕刻材料層，以控制其厚度。
依照本發(fā)明的優(yōu)選實施例所述液晶配向膜的制作方法，上述于基板上提供材料層的步驟包括先利用旋轉涂布、間隙式涂布(slit coating)或電介質(zhì)上旋轉(spin on dielectric，SOD)涂布的方式于基板上涂布一層配向材料，再進行烘烤。其中，前述配向材料包括HSQ、MSQ、SiO2或TiO2溶液。
依照本發(fā)明的優(yōu)選實施例所述液晶配向膜的制作方法，上述于基板上提供材料層的步驟包括利用印刷的方式將一配向材料層形成于基板上。其中，前述配向材料層的材料是選自包括聚酰亞胺(polyimide，PI)與聚酰胺(polyamide，PA)的族群。
依照本發(fā)明的優(yōu)選實施例所述液晶配向膜的制作方法，上述于基板上提供材料層的步驟包括于基板上沉積一層配向材料層，其中沉積配向材料層的方法包括濺鍍、蒸鍍、化學氣相沉積或等離子體增強型化學氣相沉積。而配向材料層例如包括氧化物。
本發(fā)明再提出一種液晶配向膜的制作方法，包括于基板上形成一材料層，再圖案化這層材料層，以形成一圖案化材料層。接著，利用一離子注入工藝，對圖案化材料層進行配向處理。
依照本發(fā)明的優(yōu)選實施例所述液晶配向膜的制作方法，上述的離子注入工藝包括以三價或五價的元素來進行，例如硼、磷、砷或銻。此外，離子注入工藝的注入角度約在0～75度之間。
依照本發(fā)明的優(yōu)選實施例所述液晶配向膜的制作方法，圖案化上述材料層之后與離子注入工藝之前，還包括回蝕刻圖案化材料層，以控制其厚度。
依照本發(fā)明的優(yōu)選實施例所述液晶配向膜的制作方法，上述圖案化材料層的步驟包括光致抗蝕劑涂布、曝光、顯影、蝕刻與剝膜工藝。
依照本發(fā)明的優(yōu)選實施例所述液晶配向膜的制作方法，上述于基板上提供材料層的步驟包括先利用旋轉涂布、間隙式涂布或電介質(zhì)上旋轉(SOD)涂布的方式于基板上涂布一層配向材料，再進行烘烤。其中，前述配向材料包括HSQ、MSQ、SiO2或TiO2溶液。
依照本發(fā)明的優(yōu)選實施例所述液晶配向膜的制作方法，上述于基板上提供材料層的步驟包括于基板上沉積一層配向材料層，其中沉積配向材料層的方法包括濺鍍、蒸鍍、化學氣相沉積或等離子體增強型化學氣相沉積。而配向材料層例如包括氧化物。
由于本發(fā)明采用非接觸配向方式(亦即離子注入工藝)，所以可降低配向膜損傷的機率及避免產(chǎn)生粉屑顆粒。此外，因為本發(fā)明可在無機材料層形成后才進行配向處理，所以能經(jīng)由配向處理前的圖案化工藝增加無機配向膜的設計裕度(margin)。
為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉優(yōu)選實施例，并配合附圖，作詳細說明如下。


圖1是依照本發(fā)明的第一實施例的液晶配向膜的制作流程步驟；圖2是依照本發(fā)明的第二實施例的液晶配向膜的制作流程步驟；圖3是依照本發(fā)明的第三實施例的液晶配向膜的制作流程步驟。
主要元件符號說明100～108、200～206、300～306步驟具體實施方式
本發(fā)明的概念在于在基板上提供一材料后，再利用離子注入工藝，對上述材料層進行配向處理，而完成整個液晶配向膜的工藝。而且，本發(fā)明所形成的配向膜可應用在薄膜晶體管液晶顯示器(thin film transistor liquidcrystal display，縮寫為TFT-LCD)、高溫多晶硅(high temperature poly-silicon，縮寫為HTPS)顯示器、硅上液晶(liquid crystal on silicon，縮寫為LCoS)顯示器等具有液晶的顯示器，但不限于此。以下提出數(shù)個實施例用來舉例說明本發(fā)明的應用范圍，但并不代表本發(fā)明的應用范圍僅僅是局限于此。
圖1是依照本發(fā)明的第一實施例的液晶配向膜的制作流程步驟。
請參照圖1，于步驟100中，利用旋轉涂布、間隙式涂布(slit coating)或電介質(zhì)上旋轉(spin on dielectric，SOD)涂布的方式于基板上涂布一層配向材料，其中配向材料例如包括HSQ、MSQ、SiO2或TiO2溶液。因為液體的配向材料溶液具有良好的填洞能力，所以帶有平坦化的功能。
之后，進行步驟102，烘烤，以使前述配向材料中的溶劑蒸發(fā)掉，而形成一層介電材料層。然后，于步驟104中，利用一離子注入工藝，對前述配向材料層進行配向處理。其中，離子注入工藝例如是以三價或五價的元素來進行；舉例來說，上述離子注入工藝可以硼(boron)、磷(phosphorus)、砷(arsenic)或銻(antimony)來進行。此外，離子注入工藝的注入角度約在0～75度之間，以進行配向處理。
此外，請再度參照圖1，如果需要形成有圖案的配向膜，則可在步驟102與步驟104之間加入步驟106，圖案化工藝，以使上述配向材料層被圖案化而形成一圖案化材料層。其中，圖案化工藝包括光致抗蝕劑涂布(photoresist coating)、曝光(exposure)、顯影(development)、蝕刻(etching)與剝膜(stripping)工藝。
另外，在步驟102與步驟104之間或者在步驟102與步驟106之間可以再進行一道步驟108，回蝕刻(配向材料層)，以使配向材料層達到預定的厚度。
由于本實施例采用非接觸配向方式(亦即離子注入工藝)，所以可降低配向膜損傷的機率及避免產(chǎn)生粉屑顆粒(particle)。
圖2是依照本發(fā)明的第二實施例的液晶配向膜的制作流程步驟。
請參照圖2，于步驟200中，利用印刷的方式將一配向材料層形成于基板上，如凸版印刷等。而配向材料層的材料例如是選自包括聚酰亞胺(polyimide，PI)與聚酰胺(polyamide，PA)的族群。因為是采用印刷方式，所以如果需要形成有圖案的配向膜的話，可以直接在這個步驟形成有圖案的配向材料層。之后，進行步驟202，烘烤，以除去前述配向材料層中的溶劑。
之后，進行步驟204，利用一離子注入工藝，對上述配向材料層進行配向處理。其中，離子注入工藝例如是以三價或五價的元素來進行；舉例來說，上述離子注入工藝可以硼(boron)、磷(phosphorus)、砷(arsenic)或銻(antimony)來進行。此外，離子注入工藝的注入角度約在0～75度之間，以進行配向處理。
另外，在步驟202與步驟204之間可再進行一道步驟206，回蝕刻(配向材料層)，以使配向材料層達到預定的厚度。
因為本實施例采用非接觸配向方式(亦即離子注入工藝)，所以可大幅降低現(xiàn)有技術以摩擦定向(rubbing)方式進行配向處理所導致的配向膜損壞的機率，同時也避免產(chǎn)生顆粒。
圖3是依照本發(fā)明的第三實施例的液晶配向膜的制作流程步驟。
請參照圖3，于步驟300中，于基板上沉積一層配向材料層，且沉積的方法例如濺鍍、蒸鍍、化學氣相沉積或等離子體增強型化學氣相沉積，以于基底上形成無配向的膜層。其中，配向材料層包括氧化物或其適合的材料層。
然后，進行步驟302，利用一離子注入工藝，對配向材料層進行配向處理。其中，離子注入工藝例如是以三價或五價的元素來進行；舉例來說，上述離子注入工藝可以硼(boron)、磷(phosphorus)、砷(arsenic)或銻(antimony)來進行。此外，離子注入工藝的注入角度約在0～75度之間，以進行配向處理。
再者，如果需要形成有圖案的配向膜，則可在步驟300與步驟302之間加入步驟304，圖案化工藝，以使上述配向材料層被圖案化而形成一圖案化材料層。其中，圖案化工藝一般包括光致抗蝕劑涂布、曝光、顯影、蝕刻與剝膜工藝。
另外，在步驟300與步驟302之間或者在步驟304與步驟302之間可以再進行一道步驟306，回蝕刻(配向材料層)，以使配向材料層達到預定的厚度。
由于本實施例可在無機的配向材料層形成后才進行配向處理，所以能經(jīng)由配向處理前的圖案化工藝增加無機配向膜的設計裕度。
綜上所述，在本發(fā)明的方法中，藉由離子注入工藝對材料層做配向處理，所以不但可避免有機配向膜的損傷，而且能夠增加無機配向膜的設計裕度。
雖然本發(fā)明已以優(yōu)選實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領域技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可作些許的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當視所附權利要求所界定者為準。
權利要求
1.一種液晶配向膜的制作方法，包括于一基板上提供一材料層；以及利用一離子注入工藝，對該材料層進行配向處理。
2.如權利要求1所述的液晶配向膜的制作方法，其中該離子注入工藝包括以三價或五價的元素來進行。
3.如權利要求1所述的液晶配向膜的制作方法，其中該離子注入工藝包括以硼、磷、砷或銻來進行。
4.如權利要求1所述的液晶配向膜的制作方法，其中該離子注入工藝的注入角度在0～75度之間。
5.如權利要求1所述的液晶配向膜的制作方法，其中于該基板上提供該材料層之后與該離子注入工藝之前，還包括回蝕刻該材料層。
6.如權利要求1所述的液晶配向膜的制作方法，其中于該基板上提供該材料層的步驟包括利用旋轉涂布、間隙式涂布或電介質(zhì)上旋轉涂布的方式于該基板上涂布一配向材料；以及進行烘烤。
7.如權利要求6所述的液晶配向膜的制作方法，其中該配向材料包括HSQ、MSQ、SiO2或TiO2溶液。
8.如權利要求1所述的液晶配向膜的制作方法，其中于該基板上提供該材料層的步驟包括利用印刷的方式將一配向材料層形成于該基板上。
9.如權利要求8所述的液晶配向膜的制作方法，其中該配向材料層的材料是選自包括聚酰亞胺與聚酰胺的族群。
10.如權利要求1所述的液晶配向膜的制作方法，其中于該基板上提供該材料層的步驟包括于該基板上沉積一配向材料層。
11.如權利要求10所述的液晶配向膜的制作方法，其中沉積該配向材料層的方法包括濺鍍、蒸鍍、化學氣相沉積或等離子體增強型化學氣相沉積。
12.如權利要求10所述的液晶配向膜的制作方法，其中該配向材料層包括氧化物。
13.一種液晶配向膜的制作方法，包括于一基板上形成一材料層；圖案化該材料層，以形成一圖案化材料層；以及利用一離子注入工藝，對該圖案化材料層進行配向處理。
14.如權利要求13所述的液晶配向膜的制作方法，其中該離子注入工藝包括以三價或五價的元素來進行。
15.如權利要求13所述的液晶配向膜的制作方法，其中該離子注入工藝包括以硼、磷、砷或銻來進行。
16.如權利要求13所述的液晶配向膜的制作方法，其中該離子注入工藝的注入角度在0～75度之間。
17.如權利要求13所述的液晶配向膜的制作方法，其中圖案化該材料層之后與該離子注入工藝之前，還包括回蝕刻該圖案化材料層。
18.如權利要求13所述的液晶配向膜的制作方法，其中圖案化該材料層的步驟包括光致抗蝕劑涂布、曝光、顯影、蝕刻與剝膜工藝。
19.如權利要求13所述的液晶配向膜的制作方法，其中于該基板上提供該材料層的步驟包括利用旋轉涂布、間隙式涂布或電介質(zhì)上旋轉涂布的方式于該基板上涂布一配向材料；以及進行烘烤。
20.如權利要求19所述的液晶配向膜的制作方法，其中該配向材料包括HSQ、MSQ、SiO2或TiO2溶液。
21.如權利要求13所述的液晶配向膜的制作方法，其中于該基板上提供該材料層的步驟包括于該基板上沉積一配向材料層。
22.如權利要求21所述的液晶配向膜的制作方法，其中沉積該配向材料層的方法包括濺鍍、蒸鍍、化學氣相沉積或等離子體增強型化學氣相沉積。
23.如權利要求21所述的液晶配向膜的制作方法，其中該配向材料層包括氧化物。
全文摘要
一種液晶配向膜的制作方法，是于基板上提供一層有機或無機的材料層之后，利用一道離子注入工藝，對上述材料層進行配向處理。由于本發(fā)明采用非接觸配向方式，所以可降低有機配向膜損傷的機率及避免產(chǎn)生粉屑顆粒。而且，也因為是在無機材料層形成于基板后才進行配向處理，所以無機材料層可以在被圖案化之后才進行配向處理。
文檔編號G02F1/1333GK101046582SQ200610071440
公開日2007年10月3日 申請日期2006年3月28日 優(yōu)先權日2006年3月28日
發(fā)明者周志謙, 歐富國, 吳沂庭 申請人:聯(lián)誠光電股份有限公司, 聯(lián)華電子股份有限公司