专利名称：用于对液晶分子取向的方法
技术领域：
本发明涉及对液晶分子取向的方法，更具体地说，涉及通过控制取向膜的温度和取向膜上的磁场来对液晶分子取向的方法。
一个液晶显示器(LCD)包括一个薄膜晶体管(TFT)基片，一个滤色基片和液晶分子，液晶分子注入到TFT基片和滤色基片之间的空间。一般地，这两个基片上涂有取向膜(alignment film)。然后，取向膜被摩擦，从而液晶分子能够在取向膜上以一预倾斜角均匀取向，该倾斜角也就是基片和液晶分子的长轴所形成的角。
现在将详细介绍现有的对液晶分子取向的方法。
图1是对液晶分子取向的传统方法的截面图。参考图1，基片2上涂有取向膜8，然后，绕在辊子4上的摩擦布6用来摩擦取向膜8，使液晶分子在一个方向上按一预倾斜角均匀取向。
然而，现有对液晶分子取向方法的第一个问题是摩擦布带有的灰尘会减小LCD的可靠性。现有方法的第二个问题是在摩擦运动过程中，摩擦布和取向膜表面的摩擦会导致大量静电载荷。静电载荷会对TFT带来危害。现有方法的第三个问题是由于辊子按一个方向转动，所以不能形成多畴(multidomains)、多畴对改进LCD的视角是必须的要素。
因此，需要发明一种能克服上述问题的对液晶分子取向的方法。
本发明旨在解决上述问题。本发明的一个目的是提供对液晶分子取向的方法，这种方法具有改进的可靠性和改进了的LCD视角。
本发明的其它目的及优点一部分将在下面的介绍中提到，一部分可以从下面的介绍中显见，也可以从对本发明的实践中得到。本发明的目的和优点在所附的权利要求书中具体地提出了。
为了实现这些和其他的目的，根据本发明的第一实施例，在基片上涂覆一有机取向膜。接着，将一个磁场或一个电场作用到取向膜上。最后，将光线照射到取向膜上。
为了实现这些和其他的目的，根据本发明的第二实施例，有机取向膜散布在基片上。接着，升高涂有取向膜的基片的温度。然后，将一个磁场作用于基片上。最后，慢慢降低基片的温度，同时磁场仍作用在基片上。
根据本发明的第一和第二实施例，取向膜的分子排列是通过控制基片温度或光线的方向、辐射到基片上的电场或磁场来控制的。液晶分子的取向决定着液晶分子的预倾斜角。
通过参考附图，对本发明的第一和第二实施例的详细介绍，本发明前面所述的或其它的目的、特征和优点就会一目了然了。附图中图1是对液晶分子取向的传统方法的截面图；图2说明了本发明第一实施例中对液晶分子取向的方法；图3说明了基片上磁场的方向θ和光线的方向φ的设置；图4说明了本发明第二实施例中对液晶分子取向的方法；现在将参考附图中所示出的例子，详细介绍本发明的优选实施例。
图2说明了本发明第一实施例中对液晶分子取向的方法。参考图2，一聚合物、单体和有高介电各向异性和高传导系数各向异性的染料的混合物涂在基片2上，从而在基片2上形成了一个取向膜8。一种光聚合物可以当作聚合物，可以将独立的单体、染料和聚合物涂在基片上。在用于形成取向膜的喷涂方法、浸泡方法(dip method)和影印方法(photoprint method)中，影印方法广泛地用于批量生产中。
基片2上形成的取向膜置于电磁装置10的空间中，一个磁场作用到取向膜8上。此时，磁场的方向θ与图3所示的基片的法线方向的夹角在-90°到+90°之间。取向膜是由象聚合物、单体或光聚合物材料制成，这种材料沿分子方向具有不同的介电常数和传导系数，并且有沿垂直于或平行于电场或磁场的方向取向的倾向。
然后，光线12照射到基片2上，同时，磁场作用到基片上。光线12是强紫外线，可见光线或红外线。如果必要，可以用偏振光作为光源。入射光线12的方向φ和图3所示基片2的法线方向的夹角在-90°到+90°之间。
接着，光能促使分子交联粘合，从而固定了分子的取向。一旦分子的取向被固定，分子的取向就不会改变，即使磁场不再作用于基片2上。
正如上面所述，如果在取向膜8上涂上一层液晶分子，取向膜上的分子取向由光线12和磁场而确定。那么通过控制磁场方向θ和光线12的方向φ，就可以使液晶分子得到一个合适的倾斜方向，因为液晶分子的排列方向和取向膜8的分子取向相同。
另外，取向膜8的分子预倾斜角可以通过在基片2上涂上一层有机取向膜和在基片2上辐射磁场，或光线12来控制。因此，液晶分子的预倾斜角也可以控制。
图4说明了本发明第二实施例中对液晶分子取向的方法。参考图4，基片2上形成的取向膜8置于一个室14中，室14的温度升高。当取向膜8成液体时，磁场作用到室14上。此时，磁场方向θ和图3所示基片2的法线方向的夹角在-90°到+90°之间。
然后，室14的温度慢慢地下降，同时磁场仍然作用于室14。当室14的温度降下来的时候，取向膜8的分子方向就被固定了，其方向已根据磁场的方向取向。
如果制成取向膜8的材料对光具有反应性，通过照射如本发明第一实施例所述的紫外线、可见光和红外线当中的一种就可以很容易地固定分子取向。此时，光线12的方向φ和基片2的法线方向成-90°到+90°的夹角。光线12的方向φ和磁场的方向θ相同。
由高温下的磁场取向的分子方向通过降低基片2的温度而固定下来。分子的方向一旦固定，取向方向不再改变，即使磁场不作用于基片2上。
正如上面所述，如果在取向膜8上涂上一层液晶分子，取向膜上的分子取向由光线12或磁场而确定。那么通过控制磁场方向θ或光线12的方向φ，就可以使液晶分子得到一个合适的倾斜方向，因为液晶分子的排列方向或取向膜8的分子取向相同。
另外，取向膜8的分子倾斜方向可以通过下面方法来控制在基片2上涂上一层有机取向膜，升高取向膜8的温度，然后慢慢地降低取向膜8的温度，同时，磁场和外界光线12作用在基片2上。因此，液晶分子的预倾斜角度可以得到控制。
所以，本发明可以避免由摩擦运动产生的灰尘和静电载荷。另外，通过准确控制磁场和入射光和偏振光的方向，可以使局部畴的液晶分子取向不同。这样会产生多畴，并准确控制倾斜角。另外，该工艺还可以适合于形成各向异性膜的场合。
至此，已介绍和说明了本发明第一实施例和第二实施例的原理，很清楚，在不背离该原理的前提下，还可以对本发明进行修正和细节变化。本发明旨在包括下述权利要求的精神和范围内的各种变型和改动形式。
权利要求
1.一种用于对液晶分子取向的方法，包括以下步骤在基片上涂一层有机取向膜；增加形成有机取向膜的基片的温度；从外面将磁场施加到基片上；和在磁场作用在基片上的同时，慢慢降低基片温度。
2.如权利要求1所述的方法，其中，施加磁场步骤还包括将光线照射在基片上的步骤。
3.如权利要求2所述的方法，其中，照射在基片上的光线的方向和基片的法线方向成-90°r到+90°t的夹角。
4.如权利要求3所述的方法，其中光线是紫外线、可见光和红外线当中的一种。
5.如权利要求4所述的方法，其中光线以偏振光的方式照射到基片上。
6.如权利要求1所述的方法，其中，作用在基片上的磁场和基片成-90°p到+90°t的夹角。
7.一种用于对液晶分子取向的方法，包括以下步骤在基片上涂一层有机取向膜；将磁场从外面作用到基片上；和在磁场作用在基片上的同时，将光线照射到基片上。
8.如权利要求7所述的方法，其中，作用在基片上的磁场与基片的法向方向成-90°p到+90°t的夹角。
9.如权利要求8所述的方法，其中，照射在基片上的光线与基片的法线成-90°r到+90°t的夹角。
10.如权利要求9所述的方法，其中，光线是紫外线、可见光和红外线当中的一种。
11.如权利要求10所述的方法，其中，光线以偏振光的方式照射到基片上。
全文摘要
一种对液晶分子取向的方法,其中,取向膜的分子方向是通过在将磁场作用于基片的同时控制取向膜的温度或照射光线来控制的。根据本发明的优选实施例,取向膜通过辐射磁场来调准为理想的方向,并通过控制取向膜的温度或照射光线来将分子取向固定下来。因此,液晶分子根据取向膜的分子方向来取向。
文档编号G02F1/13GK1178919SQ9711409
公开日1998年4月15日 申请日期1997年7月3日 优先权日1997年7月3日
发明者张龙圭 申请人:三星电管株式会社