专利名称：液晶显示装置及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种液晶显示装置及其制造方法，尤指利用不同类型的配向材料填充于第一基板或第二基板上以形成配向膜，而当液晶接触了基板上所述配向膜，便形成多域分割液晶(multi-domain liquid crystal)。
背景技术：
控制液晶分子排列的多域分割(multi-domain，MD)的方式已常被运用于液晶显示器。例如，设计制造半反射半穿透技术上、在解决液晶显示器广视角的问题上及扩大胆固醇液晶的反射频谱及视角等。
为达到多域分割液晶状态，目前常用的方式为利用光曝照(lightexposure)、表面凸起(protrusion)或不均匀电场(field)等技术使液晶分子达到多域分割的状态。
首先介绍利用光曝照技术完成MD而达到半反射半穿透的效果。请参照图1及图2，为美国专利公告号6,862,065号及美国专利公开号2004/0032555号。公知液晶显示装置10有第一基板及第二基板，第二基板有反射区域及穿透区域，通过掩膜及紫外光线，而使反射区域上的液晶分子的预倾角不同于穿透区域的液晶分子，达到半反射半穿透所需的最佳光学效果。同样地，公知液晶显示装置20与液晶显示装置10虽然在反射区域及穿透区域的结构设计上有所不同，但都同样运用掩膜及紫外光线照射在配向膜上使液晶达到MD。
接着介绍利用表面凸起技术完成MD状态而达到广视角的效果。请参照图3。公知液晶显示装置30利用表面凸起物自动控制液晶排列的预倾方向，可以做成多分割的设计，如在上下两片基板做凸块(bump)形成预倾效果，选用凸块材质的介电系数小于液晶的介电系数，有助于形成MD。
最后介绍结合凸块和象素电极的边缘电场(fringe field)效应，而达到广视角的效果。请参照图4。公知液晶显示装置40于上基板做Y-Y凸块结构，形成近似二区域分割(2 domain)的结构。当供应电压时，便可控制液晶的排列方向，而达到MD。而在后续的改进上，是以边缘电场方式来驱动液晶的预倾方向，简化制造形成MD。
因此，由上可知，上述公知液晶显示装置在成本及制造上显然有不便与缺失存在，而可加以改善。在使用光曝照技术中，便需要额外增加掩膜与紫外光线照射的流程，而且不易使用在大型液晶显示装置的制造流程上；而使用表面凸起技术中亦需要增加制造步骤，且在表面凸起物的形成需精密控制；最后在使用电场驱动技术中，同样需增加电极的制造，且其上下视角改善有限及驱动电压也较大。
因此，本发明人有感上述缺失的可改善，乃特潜心研究并配合学理的运用，终于提出一种设计合理且有效改善上述缺失的本发明。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种液晶显示装置及其制造方法，以解决公知液晶显示装置在多域分割技术上的制造较复杂及成本较高的问题。
为此，本发明首先提出一种液晶显示装置，其包括第一基板覆盖在第一基板上的第一配向膜，第一配向膜包括包含第一配向材料的第一配向区域，及包含第二配向材料的第二配向区域，能够提供配向角度区别于第一配向区域提供的配向角度的第二配向区域，大致上与第一配向区域共平面的第二配向区域，及覆盖在第一基板上的液晶层和第一配向膜。
进一步包括覆盖在带有位于第一基板与第二基板间隙中液晶层的第一基板上的第二基板。
第一配向区域和第二配向区域能够提供两个液晶层里的液晶区域，两个具有不同配向排列的液晶区域。
第一配向区域提供一个液晶层的反射区域。
第二配向区域提供一个液晶层的穿透区域。
进一步包括位于第二基板与液晶层间的第二配向膜。
液晶层至少包括一个胆固醇液晶，一个向列型液晶和一个碟状液晶。
以阻隔墙分离第一配向区域或第二配向区域，或至少表面处理第一配向区域与第二配向区域其中之一或两者。
第一配向区域和第二配向区域其中至少一个是一个喷墨印刷区域，凸板印刷处理区域，压印区域。
一种制造液晶显示器装置的方法，包括提供第一基板；形成覆盖在第一基板上第一配向膜，包括形成包括第一配向材料的第一配向区域，及形成包括第二配向材料的第二配向区域，能够提供配向角度区别于第一配向区域提供的配向角度的第二配向区域，实质上与第一配向区域共平面的第二配向区域，及提供覆盖在第一基板上的液晶层和第一配向膜。
形成第一配向膜包括一个形成具有表面处理第一和第二配向区域，直接形成第一和第二配向区域，及从具有一个阻隔墙的第二配向区域分离第一配向区域。
使用一个光刻，印刷，涂层，压模及光致聚合工艺。
通过改变基板表面特征形成阻隔墙。
形成第一配向膜包括以喷墨，凸板印刷，压印工艺形成第一配向区域和形成第二配向区域。
形成第一配向区域包括形成能够提供液晶层反射的第一配向膜。
形成第二配向区域包括形成能够提供一个液晶层穿透区域的第二配向膜。
进一步包括形成覆盖在带有位于第一基板与第二基板间隙中液晶层的第一基板上的第二基板。
进一步包括形成位于第二基板与液晶层间的第二配向膜。
一种液晶显示装置，包括第一基板覆盖在第一基板上的第一配向膜，第一配向膜包括包含第一配向材料的第一配向区域，及包含第二配向材料的第二配向区域，能够提供配向角度区别于第一配向区域提供的配向角度的第二配向区域，覆盖在第一基板上的液晶层和第一配向膜；覆盖在带有位于第一基板和第二基板间隙中液晶层的第一基板上的第二基板。
第一配向区域和第二配向区域能够提供两个具有不同液晶配向角度的液晶区域。
进一步包括位于第二基板和液晶层间的第二配向膜。
第一配向区域通过使用阻隔墙或表面处理与第二配向区域相分离。
第一配向区域和第二配向区域其中至少一个是一个喷墨印刷区域，凸板印刷处理区域，压印区域。
本发明的特点和优点是本发明提出的液晶显示装置及其制造方法，利用不同类型的配向材料填充于第一基板或第二基板上以形成配向膜，而当液晶接触了所述基板上所述配向膜，便形成多域分割液晶。
值得一提的是，所述配向膜是以不同类型的配向材料填充于所述基板上所形成，所述配向材料的材料特性将使所述液晶接触该第一配向膜与该第二配向膜会形成具有不同预倾角的排列。而所述液晶接触了所述配向膜后，会成为多域分割液晶，其中该第一配向膜或该第二配向膜是由两种以上不同的配向材料所形成。具有不同预倾角的配向材料可为混合不同比例的垂直配向和水平配问材料，依混合比例的不同，经相分离后可形成具有预倾角从0度到90度的配向效果。
以不同类型的配向材料填充于所述基板上的方法可以是形成多个阻隔墙设于所述基板上，以隔离不同配向材料所对应的区域；或可以表面处理于基板上形成多个图案化的区域，以对应于不同类型的配向材料；或可以直接填入不同类型的配向材料于基板上对应区域。
所述多域分割液晶的排列方式将可使本发明应用于液晶显示装置广视角的效果。另外，当所述液晶其为胆固醇液晶时，而所述多域分割液晶的排列方式将使该液晶显示装置具有宽反射频谱及广视角的效果。更甚者，于该第二基板可设有多个反射层以形成多个反射区域，而其他非反射层所覆盖的区域则形成多个穿透区域，而当该下层配向层的反射区域及穿透区域是由不同类型的配向材料所形成，例如直接在基板的反射区域填入垂直配向材料，于穿透区域填入水平配向材料，而在另一基板全部填入水平配向材料，则可使所述反射区域及所述穿透区域具有多域分割液晶，而成为半反射半穿透液晶显示装置。
图1为公知液晶显示装置第一实施例的剖面结构示意图；图2为公知液晶显示装置第二实施例的剖面结构示意图；图3为公知液晶显示装置第三实施例的剖面结构示意图；图4为公知液晶显示装置第四实施例的剖面结构示意图；图5A为本发明液晶显示装置的剖面结构示意图；图5B为本发明液晶显示装置的另一剖面结构示意图；图6A为本发明液晶显示装置的第二基板配向膜的第一实施制造方法；图6B为本发明液晶显示装置的第二基板配向膜的第二实施制造方法；图6C为本发明液晶显示装置的第二基板配向膜的第三实施制造方法；图7A为本发明液晶显示装置的第一基板配向膜的第一实施制造方法；图7B为本发明液晶显示装置的第二基板配向膜的第二实施制造方法；及图8为本发明液晶显示装置的制造流程图。
主要附图标记说明50、液晶显示装置51、第一基板511、第一配向膜52、第二基板521、第二配向膜53、液晶层54、阻隔墙53a、53b、53c及53d、液晶R、反射区域T、穿透区域具体实施方式
为了能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参照本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
请参照图5A及图5B，当使用本发明应用于半反射半穿透液晶显示器时，液晶显示装置50包括第一基板51、第二基板52、第一配向膜511、第二配向膜521及液晶层53。该第一基板51其置于该液晶显示装置50之上层，该第二基板52其置于该液晶显示装置50之下层，该第一配向膜511置于该第一基板51下方，该第二配向膜521置于该第二基板52上方，及该液晶层53形成于第一基板51与该第二基板52间所构成的间隙中，并于该间隙中装填了液晶材料。其中，第二基板52设有多个反射层以形成多个反射区域R，而其他非反射层所覆盖的区域则形成多个穿透区域T。
上下两配向层的任何一层(在图5A及图5B为第二配向膜521)是由两种配向材料所直接填入形成于对应的53a及53d区域，将使液晶层53内所述液晶接触53a及53d后会形成具有不同预倾角的排列。在图5A及图5B中第一配向膜511及第二配向膜53d可以相同类型的配向材料填充，而所述液晶接触了所述配向膜后，会在53a区域形成垂直配向而其他区域形成水平配向，而达到单一液晶间隙半反射半穿透液晶显示器的最佳光学结构。
填入不同类型的配向材料于第一基板51或第二基板52的方法，可为于所述基板51或52上设置多个阻隔墙54，以隔离不同配向材料所对应的区域；或可包括表面处理所形成图案化的区域，以对应于不同类型的配向材料；或可以直接填入不同类型的配向材料于基板上对应区域。
再以半反半穿透液晶显示器的应用为例。请参照图6A、图6B及图6C。第二配向膜521是由不同配向材料形成在相对应于第二基板52的反射区域R上和在相对应于第二基板52的穿透区域T上，穿透区域T的第二配向膜521及反射区域R的第二配向膜521的填入方式可以是将配向材料以喷墨方式完成制造。其中反射区域R与穿透区域T因其各自配向材料的亲疏水性不同，因此反射区域R与穿透区域T间第二配向膜521彼此互相隔离；液晶显示器或者第二基板52也可包括多个阻隔墙54结构，设于反射区域R与穿透区域T间以隔离不同的配向材料；也或者，在填入配向膜521前，可于第二基板52上先进行图案化表面处理，再以喷墨(ink-jetprinting)方式填入不同配向材料于对应区域形成。配向膜的填入除了喷墨方式外，还可以凸板印刷或压印等方式加以完成。
请参照图7A及图7B，第一基板51有一第一配向膜511，第一配向膜511是将配向材料同样以喷墨(ink-jet printing)、凸板印刷或压印等方式完成制造。
液晶显示装置50还包括上层电极层、下层电极层或彩色滤光层(未图示)。该上层电极层可设在相对应第一基板51与第一配向膜511间；该下层电极层可设在相对应第二基板52与第二配向膜521间；而该彩色滤波层也可设在相对应于第一基板51与第二基板52上，以形成彩色液晶显示装置。
请参照图8并配合图5A及图5B，本发明液晶显示装置50的制造方法包括下列步骤首先提供第一基板51及第二基板52(步骤800)；然后形成图案化区域于第一基板51或第二基板52(步骤802)，于步骤802中还可以以光刻工艺、压模、涂布或光致分子聚合方式形成多个图案化阻隔墙54、或于步骤802中以表面改质方法于基板51或52上构成图案化区域、或步骤802是可省略的；接着填充不同类型的配向材料于所述基板51或52上(步骤804)的所述图案化区域，其中是以喷墨、凸板印刷或压印等方式形成第一配向膜511和第二配向膜521；最后注入多个液晶形成液晶层53(步骤806)于第一基板51及第二基板52之间。
其中液晶显示装置50的制造方法，还可包括以下步骤(未图示)制造反射板于第二基板52的反射区域上，以形成反射区域R及未被反射区域涵盖的穿透区域T；形成上层电极层于相对应第一基板51上；形成下层电极层于相对应第二基板52上；或形成彩色滤光层，于相对应第一基板51或第二基板52上。
本发明液晶显示装置及其制造方法，仅须利用不同类型的配向材料填充于第一基板或第二基板上以形成配向膜，便形成多域分割液晶；且如使用喷涂技术涂布配向材料于对应区域便可完成大尺寸多域分割液晶的形态。另外，与公知光曝照的光对准技术相比，配向膜涂布技术造成多域分割更能突显低成本与简化流程的效益。
虽然本发明已以具体实施例揭示，但其并非用以限定本发明，任何所属领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围的前提下所作出的等同组件的置换，或依本发明权利要求所作的等同变化与改进，皆应仍属本专利涵盖的范畴。
权利要求
1.一种液晶显示器装置，其特征在于包括第一基板覆盖在第一基板上的第一配向膜，第一配向膜包括包含第一配向材料的第一配向区域，及包含第二配向材料的第二配向区域，能够提供配向角度区别于第一配向区域提供的配向角度的第二配向区域，大致上与第一配向区域共平面的第二配向区域，及覆盖在第一基板上的液晶层和第一配向膜。
2.根据权利要求1所述的液晶显示器装置，其特征在于进一步包括覆盖在带有位于第一基板与第二基板间隙中液晶层的第一基板上的第二基板。
3.根据权利要求1所述的液晶显示器装置，其特征在于第一配向区域和第二配向区域能够提供两个液晶层里的液晶区域，两个具有不同配向排列的液晶区域。
4.根据权利要求1所述的液晶显示器装置，其特征在于第一配向区域提供一个液晶层的反射区域。
5.根据权利要求1所述的液晶显示器装置，其特征在于第二配向区域提供一个液晶层的穿透区域。
6.根据权利要求2所述的液晶显示器装置，其特征在于进一步包括位于第二基板与液晶层间的第二配向膜。
7.根据权利要求1所述的液晶显示器装置，其特征在于液晶层至少包括一个胆固醇液晶，一个向列型液晶和一个碟状液晶。
8.根据权利要求1所述的液晶显示器装置，其特征在于以阻隔墙分离第一配向区域或第二配向区域，或至少表面处理第一配向区域或与第二配向区域其中之一或两者。
9.根据权利要求1所述的液晶显示器装置，其特征在于第一配向区域和第二配向区域其中至少一个是一个喷墨印刷区域，凸板印刷处理区域，压印区域。
10.一种制造液晶显示器装置的方法，其特征在于包括提供第一基板；形成覆盖在第一基板上第一配向膜，包括形成包括第一配向材料的第一配向区域，及形成包括第二配向材料的第二配向区域，能够提供配向角度区别于第一配向区域提供的配向角度的第二配向区域，实质上与第一配向区域共平面的第二配向区域，及提供覆盖在第一基板上的液晶层和第一配向膜。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于形成第一配向膜包括一个形成具有表面处理第一和第二配向区域，直接形成第一和第二配向区域，及从具有一个阻隔墙的第二配向区域分离第一配向区域。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于使用一个光刻，印刷，涂层，压模及光致聚合工艺。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于通过改变基板表面特征形成阻隔墙。
14.根据权利要求10所述的方法，其特征在于形成第一配向膜包括以喷墨，凸板印刷，压印工艺形成第一配向区域和形成第二配向区域。
15.根据权利要求10所述的方法，其特征在于形成第一配向区域包括形成能够提供液晶层反射的第一配向膜。
16.根据权利要求10所述的方法，其特征在于形成第二配向区域包括形成能够提供一个液晶层穿透区域的第二配向膜。
17.根据权利要求10所述的方法，其特征在于进一步包括形成覆盖在带有位于第一基板与第二基板间隙中液晶层的第一基板上的第二基板。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于进一步包括形成位于第二基板与液晶层间的第二配向膜。
19.一种液晶显示装置，其特征在包括第一基板覆盖在第一基板上的第一配向膜，第一配向膜包括包含第一配向材料的第一配向区域，及包含第二配向材料的第二配向区域，能够提供配向角度区别于第一配向区域提供的配向角度的第二配向区域，覆盖在第一基板上的液晶层和第一配向膜；覆盖在带有位于第一基板和第二基板间隙中液晶层的第一基板上的第二基板；
20.根据权利要求19所述的液晶显示装置，其特征在于第一配向区域和第二配向区域能够提供两个具有不同液晶配向角度的液晶区域。
21.根据权利要求19所述的液晶显示装置，其特征在于进一步包括位于第二基板和液晶层间的第二配向膜。
22.根据权利要求19所述的液晶显示装置，其特征在于第一配向区域通过使用阻隔墙或表面处理与第二配向区域相分离。
23.根据权利要求19所述的液晶显示装置，其特征在于第一配向区域和第二配向区域其中至少一个是一个喷墨印刷区域，凸板印刷处理区域，压印区域。
全文摘要
本发明公开了一种液晶显示装置及其制造方法，其利用不同类型的配向材料填充于第一基板或第二基板上以形成配向膜，而当液晶接触了所述基板上所述配向膜，便形成多域分割液晶。液晶显示装置包括第一基板、第二基板、第一配向膜、第二配向膜及液晶层。本发明克服了公知液晶显示装置在多域分割技术上的制造较复杂及成本较高的缺陷。
文档编号G02F1/1333GK101030001SQ20061010878
公开日2007年9月5日 申请日期2006年8月7日 优先权日2005年8月5日
发明者刘康弘, 廖奇璋, 沙益安, 郑协昌 申请人:财团法人工业技术研究院