專利名稱：：用于液晶顯示裝置的取向層的制造方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種液晶顯示(LCD)裝置，尤其涉及一種用于LCD裝置的取向層的制造方法。
背景技術：
：傳統(tǒng)的LCD裝置利用液晶分子的光學各向異性和偏振特性進行圖像顯示。液晶分子由于其瘦長的形狀具有排列的取向特性。因此，可通過在液晶分子上施加電場控制液晶分子的排列方向。因此，當向液晶分子施加電場時，光線的偏振特性根據(jù)液晶分子的排列變化，從而使得LCD裝置進行圖像顯示。形成至少一個取向層以確定液晶分子的初始取向。圖1所示的是傳統(tǒng)LCD裝置的透視圖，而圖2所示的是傳統(tǒng)LCD的截面圖。參考圖1和圖2，LCD裝置包括陣列基板B1，彩色濾光片基板B2和設置其間的液晶層40。在陣列基板B1中，在第一基板10上形成柵極線12、數(shù)據(jù)線24、薄膜晶體管(TFT)T和像素電極28。柵極線12和數(shù)據(jù)線24彼此交叉限定了像素區(qū)域P，而TFTT形成在柵極線12和數(shù)據(jù)線24的交叉區(qū)域上。位于每個像素區(qū)域P中的像素電極28與TFTT連接并通過TFTT接收電壓。TFTT包括柵極14、柵極絕緣層16、包括活性層18a和歐姆接觸層18b的半導體層18、源極20和漏極22。柵極14連接到柵極線12上，位于柵極絕緣層16上的半導體層18對應于柵極14。在半導體層18上形成源極20和漏極22并將它們彼此分開設置。源極20連接到數(shù)據(jù)線24上。暴露漏極22—部分的鈍化層26在TFTT上形成，在鈍化層26上形成像素電極28以使得像素電極28連接到漏極22的一部分上。另外，由聚酰亞胺形成的第一取向層42形成在具有像素電極28的第一基板10的整個表面上。在彩色濾光片基板B2中，在面對第一基板10的第二基板30上形成黑色矩陣32、彩色濾光片層34和公共電極36。在第二基板30上形成黑色矩陣32，并具有點陣形狀。黑色矩陣32對應于第一基板10上的非顯示區(qū)域。第一基板10的非顯示區(qū)域包括柵極線12、數(shù)據(jù)線24和TFTT。彩色濾光片層34包括子彩色濾光片34a、34b和34c，具有紅色(R)、綠色(G)和藍色(B)的其中一個的每個子彩色濾光片34a、34b和34c對應于每個像素區(qū)域P。盡管未示出，在黑色矩陣32和彩色濾光片層34形成有平坦層。在黑色矩陣32和彩色濾光片層34上形成公共電極36。公共電極36和像素電極28產(chǎn)生一電場以通過該電場驅動液晶層40。另外，在公共電極36上形成第二取向層44。形成取向層以確定液晶層的液晶分子的初始取向。執(zhí)行分為接觸型和非接觸型的取向過程以使得取向層具有取向特性。在接觸型取向過程中，采用摩擦布(rubbingcloth)。在取向層和摩擦布之間進行物理摩擦以在取向層的一個表面上形成那個多個凹槽。由于這些凹槽，取向層具有取向特性，液晶分子具有預定取向。另一方面，在非接觸型取向過程中，在取向層上進行光學反應以使得取向層具有各向異性。液晶分子由于上述各向異性具有預定取向。不利的是，由于在接觸型取向過程中需要的額外的程序，例如更換摩擦布，接觸型取向過程增加了LCD的生產(chǎn)成本。因此，非接觸型取向過程成為重要的研究和發(fā)展目標。特別是，當摩擦取向層使之具有多個初始取向時，在一個像素區(qū)域中需要多個區(qū)域時，非接觸型取向過程得到了廣泛的應用。在非接觸型取向過程中，由包括光學功能群的聚酰亞胺樹脂形成取向層。例如，包括環(huán)丁烷二酐(cyclobutanedianhydride)(CBDA)的光學功能群。圖3所示的是根據(jù)現(xiàn)有技術用于形成取向層的聚酰亞胺樹脂的結構圖。一般的，聚酰亞胺是具有亞胺環(huán)并由芳香酐和二胺合成的聚合物材料。特別的，光化反應亞胺具有光學功能群，例如圖3中所示的環(huán)丁垸二酐(CBDA)。當照射紫外光(UV)時，環(huán)丁垸二酐(CBDA)環(huán)打開使得具有光學功能群的光化反應亞胺變成馬來酰亞胺(MI)和光學-氧化反應物。圖4所示的是包括環(huán)丁烷二酐(CBDA)環(huán)和氧化二苯胺(ODA)的聚酰亞胺樹脂在經(jīng)過UVRAY照射前后的結構圖，而圖5所示的是聚酰亞胺樹脂的二向色性和吸光度的圖。參考圖4和5，當將UVRAY照射到包括環(huán)丁垸二酐(CBDA)環(huán)和氧化二苯胺(ODA)群的聚酰亞胺上時，CBDA環(huán)打開從而產(chǎn)生馬來酰亞胺(MI)和光學一氧化反應物。在圖4中，1376cm"、1240cm"禾fU501cm"表達的是紅外線吸收波段?？刹捎酶盗⑷~變換紅外線(FT-IR)光譜測量紅外線吸收波段。由UVRAY照射得到的馬來酰亞胺(MI)具有1397cm"的紅外線吸收波段。另外，如圖5所示，具有1397cm"的紅外線吸收波段的馬來酰亞胺(MI)的紅外吸收曲線50和二向色性取向52彼此重疊。馬來酰亞胺(MI)的紅外吸收曲線50和二向色性取向52如圖5(b)所示。可確定馬來酰亞胺(MI)具有非取向性，且不會影響取向層的特性。另外，當光學分解聚酰亞胺時，將不僅產(chǎn)生主反應的產(chǎn)物馬來酰亞胺(MI)，還將產(chǎn)生副反應中的不理想的產(chǎn)物。副反應將減少聚酰亞胺的分子重量，從而降低由聚酰亞胺形成的取向層的抗熱性能。因此，具有傳統(tǒng)光-取向的取向層的LCD裝置將產(chǎn)生一些問題，例如殘留圖像。
發(fā)明內容因此，本發(fā)明致力于提供一種用于液晶顯示裝置的取向層的制造方法，充分避免了由于現(xiàn)有技術的局限和缺點而導致的一個或多個問題。本發(fā)明另外的優(yōu)點、目的和特點將在以下的描述中提出，其中一部分本領域的普通技術人員可從描述中明顯看出，或者通過對發(fā)明的實踐領會到。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可從文字描述和權利要求以及附圖中特別指出的結構中了解和獲得。為了達到這些目標和其他優(yōu)點，并且依照本發(fā)明的目的，如這里實施例和全面描述的，一種用于液晶顯示裝置的取向層的制造方法包括通過在基板上涂覆取向材料形成取向材料層；在取向材料層上照射UV光線并進行預烘烤；并對取向材料層進行后烘烤?？梢岳斫猓鲜隹傮w描述和以下的用于實施和解釋的具體描述都是為了對本發(fā)明的權利要求提供進一步的解釋。附圖提供對本發(fā)明的進一步的理解，其包含在說明書中并構成說明書的一部分，說明本發(fā)明的實施例并且和說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。圖1所示的是傳統(tǒng)LCD裝置的透視圖。圖2所示的是傳統(tǒng)LCD的截面圖。圖3所示的是根據(jù)現(xiàn)有技術用于形成取向層的聚酰亞胺樹脂的結構圖。圖4所示的是包括環(huán)丁垸二酐(CBDA)環(huán)和氧化二苯胺(ODA)的聚酰亞胺樹脂在經(jīng)過UVRAY照射前后的結構圖。圖5所示的是聚酰亞胺樹脂的二向色性和吸光度的圖。圖6A到6C所示的是根據(jù)本發(fā)明的具有取向層的彩色濾光片基板的制造程序。圖7所示的是在取向層中的羰基群吸收圖。圖8所示的是相對于時間的相關密度圖。圖9所示的是進行后烘烤(PB)前后根據(jù)UV密度的延遲值的差別圖。圖IO所示的是在后烘烤(PB)程序前后根據(jù)UV密度的取向層的玻璃化溫度圖。具體實施方式下面將詳細參考描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例，其實施例在附圖中示出。用于制造取向層的取向材料包括具有圖3中所示的環(huán)丁烷二酐(CBDA)的聚酰亞胺樹脂。具有優(yōu)良性能的取向層的制造方法根據(jù)圖6A到6C進行描述。圖6A到6C所示的是根據(jù)本發(fā)明的具有取向層的彩色濾光片基板的制造程序。首先，在圖6A中，在具有多個像素區(qū)域P的基板100上形成黑色矩陣102。黑色矩陣102具有對應于每個像素區(qū)域P的點陣形狀。盡管未示出，LCD裝置具有對向基板。在對向基板上，形成柵極線、數(shù)據(jù)線和薄膜晶體管，且黑色矩陣102對應上述元件。之后，在具有黑色矩陣102的基板100上形成對應于每個像素區(qū)域P的紅色(R)、綠色(G)和藍色(B)彩色濾光圖案102a、102b和102c。更具體的說，在具有黑色矩陣102的基板100的整個表面上涂覆彩色樹脂，并圖案化彩色樹脂層以形成紅色(R)、綠色(G)和藍色(B)彩色濾光圖案102a、102b和102c中的一個。例如，在第一像素線上設置紅色(R)濾光圖案102a，在第二像素線上設置綠色(G)濾光圖案102b，在第三像素線上設置藍色(B)濾光圖案102c。這里表示為條狀型。考慮到色純度和電子特性，紅色(R)、綠色(G)和藍色(B)彩色濾光圖案102a、102b和102c具有不同的厚度。因此，如圖6B所示，在紅色(R)、綠色(G)和藍色(B)彩色濾光圖案102a、102b和102c上形成平坦層106以形成平坦的頂面。平坦層可由絕緣聚合物樹脂形成。之后，在平坦層106上形成公共電極108。公共電極108包括透明的導電材料，例如氧化銦錫(ITO)和氧化銦鋅(IZO)。如果彩色濾光片基板用于平面內轉換(IPS)模式的LCD裝置中，則不需要公共電極。如圖6C所示，在公共電極108上形成取向材料層(未示出)，之后在取向材料層(未示出)上進行取向過程以形成取向層110。通過取向過程，取向層110具有取向層110的特性。取向材料包括具有環(huán)丁烷二酐(CBDA)的聚酰亞胺。當形成取向層110時，需要在光分解中最小化氧化作用并激化反應率，從而最小化馬來酰亞胺(MI)的壽命并防止由于馬來酰亞胺(MI)的副反應。為了這樣，在取向過程中，在取向材料層(未示出)上照射紫外(UV)光。同時，加熱取向材料層(未示出)。也就是，取向過程的第一條件是進行UVRAY照射并在同時加熱取向材料層(未示出)。加熱程序可稱為預烘烤程序。預烘烤程序可在大約25攝氏度到大約230攝氏度的溫度范圍內進行。由于這些程序，同時出現(xiàn)了光反應和熱交聯(lián)反應。因此，當環(huán)丁烷二酐(CBDA)進行光分解時，從網(wǎng)狀結構中產(chǎn)生并激化了大量的馬來酰亞胺(MI)，且由于第一條件防止了馬來酰亞胺(MI)的副反應。結果，克服了由于馬來酰亞胺(MI)的副反應導致的現(xiàn)有技術的問題。另外，取向過程的第二個條件時在氮氣而非氧氣的氛圍中進行以最小化氧化作用。圖7所示的是在取向層中的羰基群吸收圖。附圖標記120a表示在氮氣氛圍下進行取向過程時取向層中的羰基群的第一吸收圖，而附圖標記120b表達的是在氧氣氛圍下進行取向過程時取向層中的羰基群的第二吸收圖。如圖7所示，第二吸收圖120b具有比第一吸收圖120a更大的寬度。在氧氣氛圍中進行取向過程比在氮氣氛圍中進行更加激化了氧化作用。氧化作用對取向特性具有不好的影響。因此，優(yōu)選在氮氣氛圍中而非氧氣氛圍中進行取向過程。取向過程的第三條件是用于照射的UVRAY具有大約0.05J/cm2到大約3J/ci^的能量密度。這個條件可通過圖8所示的相對于時間的相關密度圖進行理解。如圖8所示，當樣品的溫度是170攝氏度、200攝氏度和230攝氏度之一時，UVRAY的能量密度是1J/cm2，馬來酰亞胺(MI)的出現(xiàn)和消失達到平衡狀態(tài)。也就是說，當UVRAY的能量密度是大約1J/cm2，馬來酰亞胺(MI)的產(chǎn)量達到最大值。在其他的能量密度值，提高了生產(chǎn)率從而降低了取向層的特性。因此，需要控制能量密度。例如，能量密度在0.05J/cm2到大約3J/cm2的范圍內。取向過程的第四個條件是在進行UVRAY照射和加熱后進行后烘烤程序。如在第一條件中解釋的加熱過程稱為第一烘烤程序，后烘烤程序可稱為第二烘烤程序。圖9解釋了為什么需要進行第二烘烤程序的原因。圖9所示的是進行后烘烤(PB)前后根據(jù)UV密度的延遲值的差別圖。如圖9所示，進行后烘烤(PB)后的取向層比進行后烘烤前具有更大的延遲值。取向層具有更高的延遲值，則取向層將具有更高的各向異性特性。因此，當進行后烘烤時，取向層具有更好的性能。另外，溫度特性依賴于后烘烤程序。這結合圖IO所示的在后烘烤(PB)程序前后根據(jù)UV密度的取向層的玻璃化溫度來解釋。如圖10所示，當照射UVRAY時，經(jīng)過后烘烤(PB)之后的取向層具有比經(jīng)過后烘烤(PB)之前的取向層更高的玻璃化溫度。這是因為通過后烘烤(PB)程序，馬來酰亞胺(MI)具有網(wǎng)狀結構。后烘烤程序的溫度可在25攝氏度到230攝氏度的范圍內。在上述后烘烤程序之前進行清洗程序可使得取向層具有更優(yōu)良的性能。這是因為通過清洗程序可移除副反應產(chǎn)物。在清洗程序中，清洗溶液可包括異丙醇。取向層由清洗溶液進行清洗，之后，用去離子水對取向層進行進一步清洗。清洗程序后，吹干取向層。具有在第一、第二和第三條件下進行光學取向形成的取向層的LCD裝置產(chǎn)生的黑色圖像具有如表1所示的亮度。取向層中的黑色圖像的亮度在點1到6上進行測量。通過在不同UV能量密度下的光學取向程序得到四個樣品，而第五個樣品是通過摩擦布摩擦由"R/BPI"表示的傳統(tǒng)的聚酰亞胺取向層得到的。<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表1在表l中，根據(jù)本發(fā)明的具有光學取向的取向層的LCD裝置的黑色圖像具有大約1.1到1.2的亮度，而具有傳統(tǒng)取向層的LCD裝置具有大約1.6的亮度。由于根據(jù)本發(fā)明的LCD裝置中的黑色圖像與傳統(tǒng)LCD裝置中的黑色圖像相比具有較低的亮度，本發(fā)明的對比度得到提高。在傳統(tǒng)LCD裝置中的黑色圖像的相對高的亮度是由于在摩擦過程中的摩擦布的擦傷導致的。在本發(fā)明中，由于采用光學取向得到取向層，將不會出現(xiàn)例如擦傷的問題。如上所述，具有包括環(huán)丁烷二酐(CBDA)環(huán)的聚酰亞胺樹脂的取向材料層涂覆在基板上。在氮氣氛圍下，具有能量密度為大約0.05J/cm2到大約3J/cn^的UV光線照射到取向層上，同時在取向層上進行預烘烤程序。預烘烤程序的溫度范圍是大約25攝氏度到230攝氏度。之后，清洗具有取向材料層的基板。最后，在大約25攝氏度到230攝氏度的溫度范圍內進行后供烤程序。結果制造完成取向層。在這種情況下，預烘烤和后烘烤程序的溫度通過考慮在彩色濾光片基板上的平坦層的溫度特性確定。當平坦層具有優(yōu)良溫度特性時，可增大預烘烤和后烘烤程序的溫度。在本發(fā)明中，通過UV光線對取向層進行光學取向。同時進行預烘烤。另外，由于在氮氣氛圍下進行光學取向過程，可最小化副反應。因此，取向層具有優(yōu)良的性能。另外，由于UVRAY具有大約0.05J/cm2到大約3J/cn^的范圍內的能量密度，馬來酰亞胺(MI)的產(chǎn)率達到最大。另外，由于后烘烤提高了延遲值。另外，由于在預烘烤程序和后烘烤程序之后進行清洗程序，移除了副反應產(chǎn)物從而進一步提高了取向層的性能。顯然在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，本領域的普通技術人員可以對本發(fā)明的有機電致發(fā)光器件及其制造方法做出各種改進和變型。因此，本發(fā)明覆蓋所有落入所附權利要求及其等效物所包含的范圍之內的改進和變型。權利要求1、一種用于液晶顯示裝置的取向層的制造方法，包括通過在基板上涂覆取向材料形成取向材料層；在取向材料層上照射UV光線并進行預烘烤；并對取向材料層進行后烘烤。2、根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，取向材料包括具有環(huán)丁垸二酐(CBDA)的聚酰亞胺，其中聚酰亞胺表示為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>3、根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，所述R包括二胺和包括氧化二苯胺(ODA)的氫化物之一。4、根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述UV光線具有大約0.05J/cm2到大約3J/cm2的范圍內的能量密度。5、根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述預烘烤和后烘烤中的至少一個步驟在大約25攝氏度到230攝氏度的溫度范圍內進行。6、根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括在所述預烘烤步驟之后和所述后烘烤步驟之前清洗所述取向材料層。7、根據(jù)權利要求6所述的方法，其特征在于，用于清洗步驟的清洗溶液包括包括異丙醇的有機溶劑和有機溶劑與去離子水的混合溶液中的一個。8、根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，形成所述取向層、照射UV光線和預烘烤以及后烘烤中的至少一個步驟在氮氣氛圍下進行。全文摘要本發(fā)明公開了一種用于液晶顯示裝置的取向層的制造方法，該方法包括通過在基板上涂覆取向材料形成取向材料層；在取向材料層上照射UV光線并進行預烘烤；并對取向材料層進行后烘烤。文檔編號G02F1/13GK101271229SQ200710308348公開日2008年9月24日申請日期2007年12月29日優(yōu)先權日2007年3月21日發(fā)明者申東天申請人:Lg.菲利浦Lcd株式會社