專(zhuān)利名稱(chēng)：液晶顯示裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)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(shù)：
隨著數(shù)位網(wǎng)絡(luò)科技的發(fā)展，液晶顯示裝置(liquid crystal device，LCD)已廣泛地應(yīng)用在日常生活中的各個(gè)層面。然而液晶顯示裝置利用液晶旋轉(zhuǎn)控制光線(xiàn)，造成先天狹視角的缺點(diǎn)，在面對(duì)大型化液晶顯示裝置時(shí)，廣視角的問(wèn)題日趨嚴(yán)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(xué)特性受視角影響小。而多區(qū)域法是將每一像素分成幾個(gè)子像素，每一子像素個(gè)有扭曲排列的方式及視角特性。只要子像素位置分配恰當(dāng)，使各子像素視角特性能互相彌補(bǔ)，合成后視角變廣且沒(méi)有方向性，所以其利用凸塊來(lái)控制液晶分子排列。然而一般來(lái)說(shuō)，使用此種方式的液晶反應(yīng)時(shí)間大約為25ms左右，對(duì)于動(dòng)畫(huà)表現(xiàn)效果日趨要求的現(xiàn)在，此種反應(yīng)時(shí)間似乎無(wú)法符合需求。倘若為了縮短反應(yīng)時(shí)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(dǎo)致透過(guò)率變差、對(duì)比變差，進(jìn)而影響使其反應(yīng)時(shí)間變慢。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明針對(duì)上述的問(wèn)題，提出一種液晶顯示裝置及其制造方法，可提升液晶反應(yīng)時(shí)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(guò)率的前提下，利用多重配向結(jié)構(gòu)提供多方向傾斜角度的液晶層，進(jìn)而提升液晶顯示器的反應(yīng)時(shí)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(zhì)及一不透光材質(zhì)的配向物，以維持光的透過(guò)率，及適時(shí)利用不透光材質(zhì)的配向物防止嚴(yán)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(jié)構(gòu)。
為達(dá)上述目的，依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)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(duì)光阻層進(jìn)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(lái)，利用光阻層為掩模進(jìn)行蝕刻步驟以形成配向結(jié)構(gòu)，其中配向結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)；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(dá)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(duì)于第一基板的第二基板、設(shè)置于第一基板及第二基板間的一液晶層及至少一配向結(jié)構(gòu)，其設(shè)置于第一基板及第二基板的至少其中之一，且配向結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)，其中第二配向物也可以是堆疊結(jié)構(gòu)；以及一配向膜，設(shè)置于第一基板與第二基板至少其中之一并覆蓋配向結(jié)構(gòu)。
以下藉由具體實(shí)施例配合所附的圖式詳加說(shuō)明，當(dāng)更容易了解本發(fā)明的目的、技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)及其所達(dá)成的功效。


圖1為依據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)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(shí)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(shí)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(shí)施例的液晶顯示裝置的部分剖面圖。
具體實(shí)施例方式
茲將參照附隨的圖式，說(shuō)明關(guān)于本發(fā)明的詳細(xì)內(nèi)容及其具體可行的較佳實(shí)例。
請(qǐng)參閱圖1，首先，圖1為本發(fā)明的第一實(shí)施例的液晶顯示裝置的部分剖面圖。該實(shí)施例的液晶顯示裝置，包含第一基板10、及相對(duì)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(zhì)所構(gòu)成，于一實(shí)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(shè)置于第一基板10與第二基板20之間。至少一配向結(jié)構(gòu)40，例如一幾何區(qū)塊，設(shè)置于第一基板10及第二基板20的至少其中之一，于一實(shí)施例中，還包含將配向結(jié)構(gòu)40設(shè)置于透明電極70或是像素電極80上，配向結(jié)構(gòu)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(shí)施例中，配向結(jié)構(gòu)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(shí)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(zhì)所構(gòu)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(zhì)所構(gòu)成，例如由絕緣材料氮化硅(SiNx)或是氧化硅(SiOx)所構(gòu)成。除此之外，一配向膜100設(shè)置于第一基板10和第二基板20至少其中之一，藉由配向結(jié)構(gòu)40與配向膜100互相配合，可控制液晶層30液晶預(yù)傾角度。于此實(shí)施例中，形成上述基板結(jié)構(gòu)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?qū)佑诮饘賹蛹暗诙湎驅(qū)佑诘谝慌湎驅(qū)由?，其中第二配向?qū)訛椴煌腹獠馁|(zhì)所構(gòu)成，第一配向?qū)訛橥腹獠馁|(zhì)所構(gòu)成；接下來(lái)，在第二配向?qū)由闲纬晒庾鑼?；再利用光罩?duì)光阻層進(jìn)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(lái)，利用光阻層為掩模進(jìn)行蝕刻步驟以形成配向結(jié)構(gòu)，例如配向結(jié)構(gòu)40，其中配向結(jié)構(gòu)包括由第一配向?qū)优c第二配向?qū)有纬傻牡谝慌湎蛭?0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(jié)構(gòu)；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(shí)施例中，上述的蝕刻步驟，移除部分第一配向?qū)优c第二配向?qū)右孕纬膳湎蚪Y(jié)構(gòu)，使第二配向?qū)颖┞冻霾糠值谝慌湎驅(qū)印Ｆ渲械谝慌湎蛭?0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(jié)構(gòu)，其形狀設(shè)計(jì)依照光罩的圖案化設(shè)計(jì)。配向物50、60及配向膜100的作用是使液晶層30的液晶預(yù)傾角(pre-tilt angle)不同，因此，可增加液晶傾倒的速度進(jìn)而增加液晶的反應(yīng)速度。
接著，請(qǐng)參閱圖2為本發(fā)明的第二實(shí)施例的液晶顯示裝置的部分剖面圖。如同上一實(shí)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(duì)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(jié)構(gòu)42，配向結(jié)構(gòu)42包含第一配向物52，例如不透光材質(zhì)所構(gòu)成，及第二配向物62，例如透光材質(zhì)所構(gòu)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(shè)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(jié)構(gòu)42。不同的是，于此實(shí)施例中，第二配向物62為一堆疊結(jié)構(gòu)，其由不同高度或?qū)挾鹊耐箟K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(shí)施例中，各凸塊90、92可以是由不同透光度的材質(zhì)構(gòu)成，其中所形成的堆疊構(gòu)造，在不影響透過(guò)率的狀況下，可以進(jìn)一步增加液晶層32液晶傾倒比率。此外，于本實(shí)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(jié)構(gòu)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(shí)施例中，還包含將配向結(jié)構(gòu)42設(shè)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(shí)施例中，利用第一配向物52為不透光材質(zhì)的特性，可防止嚴(yán)重漏光，且第二配向物62需利用其透光材質(zhì)的特性，以確保為堆疊結(jié)構(gòu)形成的第二配向物62使用上也能保有良好的光透過(guò)率。于此實(shí)施例中的配向結(jié)構(gòu)42，其形成方式可如同上一實(shí)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(qǐng)?jiān)賲㈤唸D3，圖3為依據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的液晶顯示裝置的部分剖面圖。其中再如同上一實(shí)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(duì)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(jié)構(gòu)44、44’、46、46’及配向膜104。于一實(shí)施例中，配向結(jié)構(gòu)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(shí)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(shí)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(jié)構(gòu)，例如配向結(jié)構(gòu)44、44’、46、46’。其中同一基板上的相鄰配向結(jié)構(gòu)，例如第一基板14上的配向結(jié)構(gòu)44、44’；第二基板24上的配向結(jié)構(gòu)46、46’，兩兩的間隙形成一狹縫，例如狹縫94、96。經(jīng)由配向結(jié)構(gòu)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(yù)傾角的不同角度，使得液晶層34的液晶預(yù)傾的角度不同方向一樣，致使當(dāng)電壓驅(qū)動(dòng)時(shí)，可以增加液晶反應(yīng)速度。
請(qǐng)接續(xù)參考圖4，圖4為依據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的液晶顯示裝置的部分剖面圖。再如同上一實(shí)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(duì)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(jié)構(gòu)48、49、49’，以及配向膜106。其中配向結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)。于此實(shí)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(jié)構(gòu)，例如配向結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)設(shè)置于第二基板26；配向結(jié)構(gòu)模擬成狹縫形式的多階層式構(gòu)造設(shè)置于第一基板16，一樣可達(dá)到增加液晶層36液晶不同傾斜角度的目的。其中配向結(jié)構(gòu)48、49、49’的制造方式如同第一實(shí)施例與第三實(shí)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(jié)構(gòu)，皆能達(dá)到本發(fā)明的精神所在，增加液晶不同的預(yù)傾角度進(jìn)而提升液晶反應(yīng)速度。
依據(jù)上述，本發(fā)明的特征之一，在不影響透過(guò)率的前提下，利用多重配向結(jié)構(gòu)增加預(yù)傾液晶個(gè)數(shù)及角度進(jìn)而提升液晶反應(yīng)時(shí)間。本發(fā)明的另一特征在于多重配向結(jié)構(gòu)可以是由兩配向物組成的配向結(jié)構(gòu)或是由基板上的電極直接形成的階層結(jié)構(gòu)，或是其兩者的組合，皆能達(dá)到增加液晶預(yù)傾角度，以提升液晶反應(yīng)速度。再者，本發(fā)明的另一特征在于利用透光材質(zhì)及不透光材質(zhì)的配向物，不但能確保光的透過(guò)率，又能適時(shí)利用不透光材質(zhì)的配向物防止漏光嚴(yán)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(jié)構(gòu)，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(jiǎn)化基板結(jié)構(gòu)制程，提高基板結(jié)構(gòu)制程良率。
以上所述藉由實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明的特點(diǎn)，其目的在使本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，而非限定本發(fā)明的專(zhuān)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(yīng)包含在以下所述的權(quán)利要求的范圍中。
權(quán)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(duì)設(shè)置；液晶層設(shè)置于所述第一基板及所述第二基板間；至少一配向結(jié)構(gòu)，設(shè)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(jié)構(gòu)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(shè)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(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)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(quán)利要求2所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述配向結(jié)構(gòu)為所述透明電極的一部份。
4.如權(quán)利要求3所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述配向結(jié)構(gòu)兩兩之間隙形成一狹縫。
5.如權(quán)利要求2所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述配向結(jié)構(gòu)為所述像素電極的一部份。
6.如權(quán)利要求5所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述配向結(jié)構(gòu)兩兩之間隙形成一狹縫。
7.如權(quán)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(jié)構(gòu)為凸塊。
8.如權(quán)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(jié)構(gòu)為凸塊。
9.如權(quán)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(quán)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(gòu)成。
11.如權(quán)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(zhì)所構(gòu)成。
12.如權(quán)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(zhì)所構(gòu)成。
13.如權(quán)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(quán)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(zhì)所構(gòu)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(duì)所述光阻層進(jìn)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(jìn)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(quán)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(jié)構(gòu)。
17.如權(quán)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?qū)佑谒鼋饘賹由吓c形成第二配向?qū)佑谒龅谝慌湎驅(qū)由稀?br> 18.如權(quán)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?qū)优c所述第二配向?qū)右孕纬伤雠湎蚪Y(jié)構(gòu)使所述第二配向?qū)颖┞冻霾糠炙龅谝慌湎驅(qū)印?br> 19.如權(quán)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?qū)訛椴煌腹獠馁|(zhì)所構(gòu)成。
20.如權(quán)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?qū)訛橥腹獠馁|(zhì)所構(gòu)成。
21.如權(quán)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(quán)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(duì)于第一基板的第二基板、液晶層設(shè)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(jié)構(gòu)設(shè)置于第一基板與第二基板至少其中之一。其中配向結(jié)構(gòu)包括第一配向物及第二配向物且形成一堆疊結(jié)構(gòu)，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(shè)置于第一基板與第二基板的至少其中之一并覆蓋配向結(jié)構(gòu)。利用配向物寬度或高度的不同，造成液晶預(yù)傾角不同，來(lái)達(dá)到提升液晶反應(yīng)時(shí)間及廣視角的目的。
文檔編號(hào)G02F1/1335GK101042502SQ200610068190
公開(kāi)日2007年9月26日 申請(qǐng)日期2006年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月21日
發(fā)明者洪孟鋒 申請(qǐng)人:中華映管股份有限公司