專利名稱：利用長(zhǎng)程濺射制作液晶取向膜的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制作液晶取向膜的方法，特別是涉及一種利用長(zhǎng)程濺射(long-throw sputtering)或準(zhǔn)直管(collimator)制作液晶取向膜的方法。
背景技術(shù)：
隨著數(shù)字網(wǎng)絡(luò)科技的發(fā)展，數(shù)字信息設(shè)備已逐漸地影響二十一世紀(jì)人類的工作與生活。在液晶顯示(LCD)屏幕已廣泛地應(yīng)用在日常生活中的各個(gè)層面中，LCD面板產(chǎn)業(yè)除了原本以筆記型計(jì)算機(jī)(NB)作為核心應(yīng)用外，更朝向包括可攜式消費(fèi)型影音產(chǎn)品、移動(dòng)電話及液晶電視機(jī)等信息家電的市場(chǎng)應(yīng)用全力發(fā)展。LCD屏幕的畫質(zhì)雖然已接近技術(shù)成熟的CRT屏幕，但仍有視角、對(duì)比、顯示均勻性等問題需加以改善，而應(yīng)用在液晶電視等高密度、高精細(xì)化、大尺寸產(chǎn)品的開發(fā)上，更有應(yīng)答速度、色再現(xiàn)性等問題要克服。而在液晶面板中有關(guān)液晶取向的控制技術(shù)、取向膜的評(píng)估技術(shù)研究，即直接地與上述的問題息息相關(guān)，所以取向膜的制造控制技術(shù)有其相當(dāng)?shù)闹匾浴?br> 一般而言，液晶分子排列方式粗分為三種。第一種為液晶分子長(zhǎng)軸平行于取向膜，稱為同質(zhì)取向(homogeneous alignment)，第二種為長(zhǎng)軸垂直正交于取向膜上，稱為異質(zhì)取向(hetergeneous alignment)或垂直取向(verticalalignment)。但在大部分液晶屏幕的實(shí)際應(yīng)用上，則為第三種排列方式，亦即液晶分子與取向膜表面呈某一角度的傾斜(即預(yù)傾角，pre-tilt angle)。預(yù)傾角是影響LCD顯示特性的重要參數(shù)，主要取決于(1)取向膜的物化作用力，如氫鍵(hydrogen bond)、凡得瓦力(Van der Waals force)及偶極偶極力(dipole-dipole force)；(2)機(jī)械力效應(yīng)，即溝槽(groove)或取向膜表面型態(tài)。
現(xiàn)有用于液晶的取向膜的制造于基板上鍍上一層有機(jī)取向材料，例如聚亞酰膜(polyimide，PI)，然后利用特制刷布(rubbing cloth)以一定刷拭方向及壓力刷過沉積于基板上的PI膜，于其上形成許多極細(xì)的溝槽結(jié)構(gòu)，使將來液晶分子可以順著這些溝槽方向排列。然而，現(xiàn)有這種需以機(jī)械接觸方式刷拭取向膜的方法存有許多缺點(diǎn)。例如，刷布與PI膜接觸的力道不均，以及所形成的溝槽分布皆會(huì)影響到取向膜的均一性，進(jìn)而影響到將來液晶顯示面板的顯示品質(zhì)，另外PI膜的穿透率問題，造成光線不易穿透PI膜，也影響到液晶顯示面板的品質(zhì)。此外，現(xiàn)有利用機(jī)械方式亦會(huì)導(dǎo)入污染物質(zhì)，而需在刷拭過程后，再加入清洗步驟。因此，現(xiàn)有利用機(jī)械方式來制作液晶取向膜不僅工藝繁瑣，耗費(fèi)成本，而且工藝成品率普遍不易提升。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的主要目的在于供一種制作均一性的液晶取向膜的方法以解決上述現(xiàn)有的問題。
根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，本方法包括將一基底置于一反應(yīng)室內(nèi)的一基底乘座上，再利用一高密度等離子體轟擊設(shè)于基底上方的一靶材，以產(chǎn)生一濺射物質(zhì)，同時(shí)于反應(yīng)室內(nèi)提供一偏壓，以使濺射物質(zhì)提供一近似垂直的濺射方向，且濺射物質(zhì)依此濺射方向沉積于基底表面以形成一液晶取向膜，其中靶材與基底間的距離大于20厘米。
根據(jù)本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施例，本方法包括將一基底置于一反應(yīng)室內(nèi)的一基底乘座上，再利用一高密度等離子體轟擊設(shè)于基底上方的一靶材，以產(chǎn)生一濺射物質(zhì)，同時(shí)于基底與靶材之間提供一準(zhǔn)直管，以使濺射物質(zhì)依照一特定濺射方向沉積于基底表面以形成一液晶取向膜。
由于本發(fā)明可以使用無機(jī)的取向材料來形成靶材，并且利用濺射的方法來制作液晶取向膜，不但排除了現(xiàn)有技術(shù)的取向膜低透光率問題、擦印所造成的擦痕以及取向膜不均一等問題，進(jìn)一步提升取向膜的產(chǎn)率與品質(zhì)來降低制作成本。


圖1為一般濺射制作液晶取向膜的方法。
圖2以及圖3為本發(fā)明的利用長(zhǎng)程濺射制作液晶取向膜的方法。
圖4以及圖5為本發(fā)明的利用準(zhǔn)直管制作液晶取向膜的方法。
簡(jiǎn)單符號(hào)說明10反應(yīng)室 12靶材14基底乘座 16基底30反應(yīng)室 32靶材
34 基底乘座36基底38 角度50反應(yīng)室52 靶材54基底乘座56 基底58準(zhǔn)直管60 角度62雙箭頭a，b，c 距離具體實(shí)施方式
為了進(jìn)一步了解本發(fā)明的特征及技術(shù)內(nèi)容，請(qǐng)參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說明與附圖。然而所附圖式僅供參考與輔助說明用，并非用來對(duì)本發(fā)明加以限制。
請(qǐng)參考圖1，圖1為利用濺射制作液晶取向膜的方法。如圖1所示，一反應(yīng)室10中包括一靶材12以及一基底乘座14，一基底16置于基底乘座14上，且基底16與靶材12之間具有一距離a。接著再進(jìn)行濺射工藝制作液晶取向膜，其中濺射離子行進(jìn)方向如同圖1中的虛線箭頭方向，由于靶材12與基底16的距離a約為l0cm，所以使得沉積在基底16上的濺射物質(zhì)與基底16的角度過廣，造成基底16的取向膜有多方向的溝槽產(chǎn)生，進(jìn)而影響到液晶分子與取向膜表面的角度，降低液晶取向膜的品質(zhì)與成品率。
請(qǐng)參考圖2以及圖3，圖2以及圖3為本發(fā)明的利用長(zhǎng)程濺射制作液晶取向膜的方法。如圖2所示，本發(fā)明提供一反應(yīng)室30，反應(yīng)室30內(nèi)包括一靶材32以及基底乘座34，將一基底36放置于反應(yīng)室30內(nèi)的基底乘座34上，并使基底36與靶材32之間具有一距離b，再利用高密度等離子體轟擊反應(yīng)室30內(nèi)的靶材32，使靶材32產(chǎn)生濺射物質(zhì)(如圖2中的虛線箭頭)。為了使濺射物質(zhì)有方向性地被沉積至基底36表面，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，必須控制基底36與靶材32間的距離b以達(dá)到長(zhǎng)程濺射的標(biāo)準(zhǔn)，舉例來說，距離b至少應(yīng)大于20厘米，優(yōu)選介于25～90厘米，而且濺射物質(zhì)可以與反應(yīng)室30中的高密度等離子體反應(yīng)以產(chǎn)生游離化，經(jīng)由反應(yīng)室30內(nèi)提供的偏壓(圖未示)，例如于反應(yīng)室30的上、下二側(cè)提供一直流電壓，使游離化的濺射物質(zhì)以近似垂直的方向沉積在基底36表面上(如圖2中的實(shí)線箭頭)，形成液晶取向膜，如此可以控制液晶取向膜表面與液晶分子的角度，產(chǎn)生均一性方向的取向膜。
另外如圖3所示，由于本發(fā)明可使濺射物質(zhì)以近似垂直的方向沉積在基底36上，因此可以視液晶分子的種類以及液晶分子與取向膜所需的預(yù)傾斜角度來調(diào)整液晶預(yù)傾角。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，可以將基底36與基底乘座34傾斜一角度38后，再進(jìn)行上述濺射工藝，將濺射物質(zhì)沉積在基底36表面上來制作液晶取向膜，使基底36的液晶取向膜表面提供一液晶預(yù)傾角。其中基底36的傾斜角度38約為20～70度。此外，亦利用準(zhǔn)直管(圖未示)置放于基底36與靶材32之間，用來調(diào)整該濺射物質(zhì)沉積至該基底表面的角度。
請(qǐng)參考圖4以及圖5，圖4以及圖5為本發(fā)明的利用準(zhǔn)直管制作液晶取向膜的方法。如圖4所示，本發(fā)明提供一反應(yīng)室50，反應(yīng)室50內(nèi)包括一靶材52以及一基底乘座54，將一基底56置于反應(yīng)室50內(nèi)的基底乘座54上，并使基底56與靶材52之間具有一距離c，另外提供一準(zhǔn)直管58，將其設(shè)置于基底56與靶材52之間，再利用高密度等離子體轟擊反應(yīng)室50內(nèi)的靶材52，以使靶材52產(chǎn)生濺射物質(zhì)，通過準(zhǔn)直管58沉積于基底56上，形成液晶取向膜。由于準(zhǔn)直管58允許近似垂直的濺射物質(zhì)通過準(zhǔn)直管58(如圖4所示的虛線X)，其它方向的濺射物質(zhì)則無法通過準(zhǔn)直管58(如圖4所示的虛線Y)，因此可控制通過準(zhǔn)直管58的濺射物質(zhì)依此濺射方向沉積于基底56表面形成均一性的液晶取向膜。
另外如圖5所示，亦可視液晶分子的種類以及液晶分子與取向膜所需的預(yù)傾斜角度來調(diào)整基底56的傾斜角度60或準(zhǔn)直管58的位置，讓濺射物質(zhì)依所需的角度沉積于基底56表面上，使基底56的液晶取向膜表面提供一液晶預(yù)傾角。其中基底56的傾斜角度60約為20～70度，而準(zhǔn)直管58的位置可視需要的液晶取向膜預(yù)傾角來調(diào)整高低位置(如圖5中的雙箭頭62所示)。
其中，如上所述的反應(yīng)室30、50內(nèi)的壓力約為0.03～0.1毫托耳，靶材32與基底34的距離b約為25～90厘米，靶材52與基底56的距離c約為20～70厘米，靶材32、52的表面面積皆大于基底36、56的表面面積，而液晶取向膜(靶材32、52)包括類鉆石碳薄膜或氧化硅薄膜，其材料可以為無機(jī)材料層或具有高穿透率的非導(dǎo)體材料層，例如SiO2、SiOx或任何介電材料。
值得注意的是，準(zhǔn)直管58包括多個(gè)開口，其各開口的高寬比大于2∶1，而且準(zhǔn)直管58是由許多六角管所組成的結(jié)構(gòu)，其外觀近似蜂巢，利用準(zhǔn)直管58可將大角度的濺射物質(zhì)濾除，僅允許較小角度的濺射物質(zhì)通過，藉此可有效控制濺射物質(zhì)沉積在基底56表面上形成的液晶取向膜的方向。
綜上所述，本發(fā)明利用長(zhǎng)程濺射或準(zhǔn)直管制作液晶取向膜的方法，至少可以歸納出以下的優(yōu)點(diǎn)以及好處(1)本發(fā)明利用長(zhǎng)程濺射制作液晶取向膜的方法，使濺射物質(zhì)以近似垂直的方向沉積在基底上，可以有效避免液晶取向膜有多種預(yù)傾角，而嚴(yán)重影響品質(zhì)。
(2)本發(fā)明利用準(zhǔn)直管制作液晶取向膜的方法，可藉由改變準(zhǔn)直管的高低位置控制濺射物質(zhì)通過或?yàn)V除，制作出均一預(yù)傾角的液晶取向膜。
(3)本發(fā)明利用長(zhǎng)程濺射或準(zhǔn)直管制作液晶取向膜的方法，皆可利用基底的傾斜角度來控制液晶分子與液晶取向膜表面的預(yù)傾角，有效提升液晶品質(zhì)以及成品率，并降低成品。
(4)本發(fā)明利用長(zhǎng)程濺射或準(zhǔn)直管制作液晶取向膜的方法，采用無機(jī)材料來制作液晶取向膜，來改善PI膜的穿透率問題。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種利用長(zhǎng)程濺射制作液晶取向膜的方法，該方法包括將一基底置于一反應(yīng)室內(nèi)的一基底乘座上；利用一高密度等離子體轟擊設(shè)于該基底上方的一靶材，以產(chǎn)生一濺射物質(zhì)；以及于該反應(yīng)室內(nèi)提供一偏壓，以使該濺射物質(zhì)提供一近似垂直的濺射方向，且該濺射物質(zhì)依此濺射方向沉積于該基底表面以形成一液晶取向膜；其中該靶材與該基底間的距離大于20厘米。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該液晶取向膜為一無機(jī)材料層。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該液晶取向膜為一具有高穿透率的非導(dǎo)體材料層。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該液晶取向膜包含一類鉆石碳薄膜。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該液晶取向膜包含一氧化硅薄膜。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中于沉積該液晶取向膜時(shí)，該方法還包括使該基底傾斜一角度，以使該液晶取向膜提供一液晶預(yù)傾角。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中該基底的傾斜角度約為20～70度。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中于沉積該液晶取向膜時(shí)，該方法還包括于該基底與該靶材之間提供一準(zhǔn)直管，以用來調(diào)整該濺射物質(zhì)沉積至該基底表面的角度。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該準(zhǔn)直管包括多個(gè)開口，且各該開口的高寬比大于2∶1。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該靶材的表面面積大于該基底的表面面積。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該反應(yīng)室內(nèi)的壓力約為0.03～0.1毫托耳。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該靶材與該基底間的距離約為25～90厘米。
13.一種制作液晶取向膜的方法，該方法包括將一基底置于一反應(yīng)室內(nèi)的一基底乘座上；利用一高密度等離子體轟擊設(shè)于該基底上方的一靶材，以產(chǎn)生一濺射物質(zhì)；以及于該基底與該靶材之間提供一準(zhǔn)直管，以使該濺射物質(zhì)依照一特定濺射方向沉積于該基底表面以形成一液晶取向膜。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中該液晶取向膜為一無機(jī)材料層。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，其中該液晶取向膜為一具有高穿透率的非導(dǎo)體材料層。
16.如權(quán)利要求13所述的方法，其中該液晶取向膜包含一類鉆石碳薄膜。
17.如權(quán)利要求13所述的方法，其中該液晶取向膜包含一氧化硅薄膜。
18.如權(quán)利要求13所述的方法，其中于沉積該液晶取向膜時(shí)，該方法還包括使該基底傾斜一角度，以使該液晶取向膜提供一液晶預(yù)傾角。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中該基底的傾斜角度約為20～70度。
20.如權(quán)利要求13所述的方法，其中該準(zhǔn)直管包括多個(gè)開口，且各該開口的高寬比大于2∶1。
21.如權(quán)利要求13所述的方法，其中該靶材的表面面積大于該基底的表面面積。
22.如權(quán)利要求13所述的方法，其中該反應(yīng)室內(nèi)的壓力約為0.03～0.1毫托耳。
23.如權(quán)利要求13所述的方法，其中該靶材與該基底間的距離約為20～70厘米。
全文摘要
本發(fā)明提供一種利用長(zhǎng)程濺射制作液晶取向膜的方法，其包括將一基底置于一反應(yīng)室內(nèi)的一基底乘座上，再利用一高密度等離子體轟擊設(shè)于基底上方的一靶材，以產(chǎn)生一濺射物質(zhì)，同時(shí)于反應(yīng)室內(nèi)提供一偏壓，以使濺射物質(zhì)提供一近似垂直的濺射方向，且濺射物質(zhì)依此濺射方向沉積于基底表面以形成一液晶取向膜，其中靶材與基底間的距離大于20厘米。
文檔編號(hào)C23C14/06GK1873046SQ20051007478
公開日2006年12月6日 申請(qǐng)日期2005年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月3日
發(fā)明者官大雙, 張逸明, 林佳德, 詹佳璁 申請(qǐng)人:聯(lián)誠(chéng)光電股份有限公司