專利名稱：配向膜制作方法
技術領域：
本發明涉及一種配向膜制作方法，尤其涉及一種采用噴墨法制作配向膜 的方法。
背景技術：
現今社會多媒體技術相當發達，多半受惠于半導體組件或顯示裝置的進 步。就顯示器而言，具有高畫質、空間利用率佳、低功耗、無輻射等優越特 性的液晶顯示面板已逐漸成為市場的主流。 一般的液晶面板主要是由兩片基
板以及一配置于二基板間的液晶層所構成。不論是主動矩陣式(active matrix) 液晶顯示器或者是被動矩陣式(passive matrix)液晶顯示器，兩片基板上都需 有配向膜(alignment layer),此配向膜的主要功能在于對液晶分子進行配向， 而使得液晶分子在兩片基板之間呈現特定角度及方向的排列。
通常在制作完成一像素陣列或是彩色濾光陣列后，會再在像素陣列或是 彩色濾光陣列上形成一配向膜。其中，對于中小尺寸基板而言，形成配向膜 的方法是采用配向膜涂布(PIcoater)技術，將配向材料轉印至基板的表面，之 后再進行固化工藝以形成配向膜。然而，由于基板越來越大，若以配向膜涂 布技術制作配向膜，則容易造成配向膜各區域的厚度不同，即膜厚精確度不 佳。以涂布技術制作配向膜亦會耗費較多的配向材料，導致制造成本增加。 此外，配向膜涂布機器的體積較大，需占用較大空間。
為解決上述問題， 一種噴墨印刷(inkjet)技術(請參見"The Fluid Property Dependency on Ink Jetting Characteristics", proceedings of the 2005 IEEE, pp.258-260， 2005.11)應運而生。通常噴墨印刷技術制作配向膜的過程如下 采用 一個或多個個具有多個噴嘴的噴頭，同時對一基板表面噴出液體配向膜 材料，噴頭從基板表面的一側移動至相對側，形成一噴涂膜,噴嘴的間距設 置恰好可使噴頭一次性在基板表面形成一無間隙的完整膜層；然后，待該噴 涂膜硬化后，采用一配向設備，如織布、羊毛布、毛刷等磨擦，以產生溝槽， 并使溝槽具有一預定角度，使液晶以特定方向及角度排列。此種方法可有效 利用配向膜材料，節省成本。然而，配向膜材料內的溶劑揮發性較強，溶劑揮發后會使噴涂膜收縮， 使噴涂膜的邊緣部分厚于中間部分，當將該配向膜應用于液晶面板時，會使
液晶面板的顯示呈現條紋狀缺陷(mura)。
發明內容
有鑒于此，有必要提供一種可有效消除條紋狀缺陷的配向膜制作方法。 一種配向膜制作方法，包括以下步驟提供一噴頭及一基板，該噴頭用 于向該基板表面噴出液態配向膜材料，該噴頭具有多個噴嘴，相鄰噴嘴的間 距為該噴嘴在該基板表面的有效噴液寬度的N倍，N為自然數且大于等于2; 將該基板表面設定多個區域，每個區域的寬度與該相鄰噴嘴的間距相等，利 用該噴頭在該基板表面噴液，其中該噴頭的每個噴嘴對其所對應的區域沿預 設噴液軌跡進行噴液，使基板表面的各個區域布滿配向膜材料，以在該基板 表面形成配向膜材料層；固化該配向膜材料層并利用一配向設備在配向膜材 料層表面形成多個具有預定方向及預定角度的溝槽，以利于液晶沿預定方向 及角度排列，從而形成配向膜。
所述配向膜制作方法的噴液過程中，以先形成不連續小區域，然后逐漸 布滿整個基板的表面。因為具有噴液有效寬度的小區域液態膜在溶劑揮發時， 該膜層收縮對膜層邊緣與四周的厚度差影響較小，可忽略不計，所以該配向 膜制作方法可避免一次形成大面積膜，從而防止膜層邊緣部分厚度大于中間 部分厚度造成的液晶面板條紋狀缺陷。
圖1是本發明實施例配向膜制作方法流程圖。
圖2是本發明應用于圖1配向膜制作方法的噴頭及基板的立體示意圖。 圖3是圖2中的噴頭的仰視示意圖。 圖4是圖2中基板的俯視示意圖。
圖5至圖8是圖2中噴頭向基板表面噴液的運動軌跡的四種實施方式。
具體實施例方式
下面將結合附圖對本發明實施例作進一步的詳細說明。
請參閱圖1，本發明實施例提供一種配向膜制作方法100，其包括以下步
驟步驟102:提供一噴頭及一基板，該噴頭具有多個噴嘴，相鄰噴嘴的間 距為該噴嘴有效噴液寬度的N倍，其中，該有效噴液寬度為該噴嘴在該基板 表面噴液所形成有效區域沿垂直其運動方向的方向上的寬度，N為自然數且 大于等于2;
步驟104:將該基板表面設定多個區域，每個區域的寬度與該相鄰噴嘴 的間距相等，利用該噴頭在該基板表面噴液，其中該噴頭的每個噴嘴對其所 對應的區域沿預設噴液軌跡進行噴液，使基板表面的各個區域布滿配向膜材 料，以在該基板表面形成配向膜材料層；
步驟106:固化該配向膜材料層，利用一配向設備在配向膜材料層表面 形成多個具有預定方向及預定角度的溝槽，以利于液晶沿預定方向及角度排 列，/人而形成配向膜。
請一并參閱圖2至圖8，本實施例的配向膜制作方法詳細過程如下
請一并參閱圖2至圖4，在步驟(102)中，提供一噴頭20及一基板30。
該噴頭20包括一儲液單元202及與該儲液單元202連通的多個噴嘴204, 該儲液單元202用于儲存待噴出液態配向膜材料，該噴嘴204用于將儲液單 元202內的配向膜液體材料噴出至基板30的表面302。本實施例中，噴嘴204 的個數為五個，該五個噴嘴204排列成一行，相鄰噴嘴204的間距相等，該 相等的間距定義為Dl。該液態配向膜材料包括溶質及溶劑。
該基板30—般為玻璃基板，其可以為彩色濾光片基板等，該基板30的 表面302可以形成用于驅動液晶層的電極(圖未示)等，表面302用于接收 噴嘴204噴出的配向膜液體材料，以形成配向膜層，該配向膜層用于使液晶 分子按照一定的方向及角度排列。
如圖4所示，基板30的表面302劃分為與噴嘴204個數相等的五個矩形 區域302a、 302b、 302c、 302d及302e,假定該基板30的相鄰兩邊的方向分 別為X方向與Y方向，則該五個區域302a、 302b、 302c、 302d及302e沿Y 方向依次相鄰排列。矩形區域302a、 302b、 302c、 302d及302e在Y方向的 寬度相等，該相等的寬度定義為D2,該寬度D2與相鄰噴嘴204的間距Dl 相等。在圖4中各個區域的間以實線相互隔開。
由于五個區域302a、 302b、 302c、 302d及302e的區域范圍大小相同， 故下面以區域302a為例進4亍iJL明。區域302a劃分為五個子矩形區域302aa、302ab、 302ac、 302ad及302ae。該五個子區域302aa、 302ab、 302ac、 302ad 及302ae在Y方向依次相鄰排列，且該五個子區域302aa、 302ab、 302ac、 302ad及302ae的寬度相等并定義為D3，在圖4中各個子區域的間以虛線相 互隔開。該寬度D3與該噴嘴204在表面302的噴液有效寬度相等，該噴液 有效寬度即噴嘴204沿X軸方向在表面302噴液后，表面302所形成薄膜在 Y方向的有效寬度。同理，另四個區域302b、 302c、 302d及302e也各劃分 為五個在Y方向寬度為D3的子區域，這里不再贅述。
需要說明，用于隔開該多個區域的實線及用于隔開多個子區域的虛線皆 是為便于說明而畫出的線條，此些線條并不一定實際存在于基板30的表面 302。
請參閱圖5，在步驟104中，該噴嘴204從基板30的沿Y軸方向延伸的 一側邊312開始，沿X軸方向向與該側邊相對的另一側邊314移動并噴液， 如圖5的箭頭方向所示。其中該五個噴嘴204對五個區域302a、 302b、 302c、 302d及302e分別對應噴液。
現以區域302a為例進行說明，與區域302a相對應的噴嘴204從側邊312 的與子區域302aa相對應的位置開始噴液，并沿X軸方向移動并噴液，直至 移動至側邊314，至此，在子區域302aa已布滿液態的配向膜材料。隨后， 該噴嘴204移動至側邊312的與子區域302ab相對應的位置，并開始噴液至 基板30的表面302，采用與前次相同的噴液方向及噴液方法，將液態的配向 膜材料布滿子區域302ab。然后，采用相同的方法使液態配向膜材料布滿另 外三個子區域302ac、 302ad及302ae，至此，整個區域302a已布滿液態配向 膜材料。
因為五個區域302a、 302b、 302c、 302d及302e的寬度D2與五個噴嘴 204的相鄰兩噴嘴的間距Dl相等，且其它四個區域302b、 302c、 302d及302e 也劃分為五個子區域，所以，在利用噴頭20的一個噴嘴204對區域302a噴 滿液態配向膜材料時，其它四個區域302b、 302c、 302d及302e亦噴滿液態 配向膜材料，這里不再贅述。因此，經過上述步驟后，整個基板30的表面 302已布滿液態配向膜材泮牛。
在步驟106中，將上述基板表面302的配向膜材料經過高溫烘烤以去除 溶劑，從而固化該液態配向膜材料，形成一噴涂膜層；然后利用一配向設備，如織布、羊毛布、毛刷等磨擦該噴涂膜層，以產生具有預定角度的溝槽，使 液晶可以特定方向及角度排列。
請參閱圖6至圖8，步驟104還可以有另三種實施方式，其與圖5的不 同在于，在此三種實施方式中，噴嘴204噴液時的運動軌跡為迂回折線，以 下將分別表述。需要說明，由于在同一實施方式中，每個噴嘴204在基板30 表面302噴液的運動軌跡相同，故以下三種實施方式僅針對對區域302a進行 噴涂時，與區域302a相對應的噴嘴204的運動軌跡進行描述。
請參閱圖6,與區域302a對應的噴嘴204在基板30的表面302噴液軌 跡為方波形狀，即噴嘴從側邊312與子區域302ae相對應的位置開始噴液， 并沿X軸向側邊314方向移動并噴液，直至側邊314;然后噴嘴204移動至 側邊314與子區域302ad相對應的位置，并沿X軸向側邊312方向移動直至 側邊312;接著噴嘴204移動至側邊312與子區域302ac相對應的位置并沿X 軸移動至側邊314，按照與上述類似的迂回運動方式，最后噴嘴停止于側邊 314與子區域302aa相對應的位置。在整個噴嘴204運動過程中，噴嘴204 會持續噴液，不發生中斷。
請參閱圖7，噴嘴204在表面302的區域302a的運動軌跡為回字型軌跡， 噴嘴204是從內向外沿此回字型軌跡運動。本實施方式中，噴嘴204開始噴 液的位置為子區域302c內在側邊312與側邊314之間的某一位置，該位置的 選擇由噴嘴204的有效噴液寬度即D3決定，如本實施方式中，該噴嘴204 開始噴液的位置距側邊312的3巨離為2xD3，即兩倍于有效噴液寬度D3。噴 嘴204從開始噴液位置沿X軸向側邊314方向移動并噴液，至與側邊314相 距為兩倍于有效噴液寬度D3的位置時，沿Y軸方向移動至子區域302ab, 然后沿X軸向側邊312方向移動，直至距與側邊312相距為有效噴液寬度 D3的位置時，沿Y軸方向移動至子區域302ad，然后沿X軸向側邊314方 向移動，直至與側邊314相距為有效噴液寬度D3的位置時再轉向。噴嘴204 按此回字型軌跡運動，直至噴嘴204移動至側邊314對應于子區域302ae的 位置，在噴嘴沿該回字型軌跡運動過程中，噴嘴204會持續噴液，不發生中 斷。
請參閱圖8,本實施方式與圖7的實施方式類似，不同的處在于，本實 施方式中噴嘴204的運動方向為圖7噴嘴204的運動方向的反方向，即/人側邊314對應于子區域302ae的位置沿回字型軌跡運動至子區域302ac距側邊 312為兩倍于噴嘴204的有效噴液寬度D3的位置。
上述三種迂回折線軌跡由于是連續噴液，因此可有效提高配向膜制作效 率。當然，該噴嘴204的運動軌跡還可以為其它形狀，只要可將配向膜液態 材料布滿至表面302即可。另，本實施例中相鄰噴嘴204的間距為五個有效 噴液寬度D3的距離，僅為方便舉例，實際應用時相鄰噴嘴204的間距還可 以采用其它距離，只要滿足相鄰噴嘴204的間距與噴嘴204的有效噴液寬度 D3的比值大于等于2即可。
可以理解，基板在Y軸方向寬度大于本實施例的基板30在Y軸方向寬 度時，可將剩余部分再劃分噴液范圍，若剩余寬度小于基板30在Y軸方向 寬度時，也可以選擇噴頭20的部分噴嘴204進行噴液；同理，若基板在Y 軸方向寬度小于基板30在Y軸方向寬度時，可選擇噴頭20的部分噴嘴204 對基板表面進行噴液，并不限于本實施例。
相對于現有技術，本實施例的配向膜制作方法將相鄰噴嘴204的間距設 定為噴嘴204在基板30表面的噴液有效寬度的整數倍，且該整數大于等于2， 基板30的待噴液表面劃分為多個相鄰排列的區域，各區域的寬度與相鄰噴嘴 302的間距相等，每個區域對應一個噴嘴204,如此，使得噴嘴204對基板 30的表面302噴液成膜時，首先是分散布滿多個不連續的小區域，然后逐漸 布滿整個與各個噴嘴相對應的區域，各個區域形成膜拼接以使表面302形成 一完整膜層。具有噴液有效寬度的小區域配向材料在溶劑揮發時，該膜層收 縮對膜層邊緣與四周的厚度差影響較小，可忽略不計。因此，此種噴液過程 中，以配向材料先形成于不連續小區域，然后逐漸布滿整個基板30的表面 302，可避免由于一次噴涂大面積配向材料，在固化時該配向材料揮發導致的 膜層邊緣部分厚度大于中間部分厚度，進而避免液晶面板條紋狀缺陷。
另外，本領域技術人員還可以在本發明精神內做其它變化。當然，這些 依據本發明精神所做的變化，都應包含在本發明所要求保護的范圍的內。
權利要求
1.一種配向膜制作方法，包括以下步驟提供一噴頭及一基板，該噴頭用于向該基板表面噴出液態配向膜材料，該噴頭具有多個噴嘴，相鄰噴嘴的間距為該噴嘴在該基板表面的有效噴液寬度的N倍，N為自然數且大于等于2；將該基板表面設定多個區域，每個區域的寬度與該相鄰噴嘴的間距相等，利用該噴頭在該基板表面噴液，其中該噴頭的每個噴嘴對其所對應的區域沿預設噴液軌跡進行噴液，使基板表面的各個區域布滿配向膜材料，以在該基板表面形成配向膜材料層；固化該配向膜材料層并利用一配向設備在配向膜材料層表面形成多個具有預定方向及預定角度的溝槽，以利于液晶沿預定方向及角度排列，從而形成配向膜。
2. 如權利要求1所述的配向膜制作方法，其特征在于，所述的基板表面的每 個區域定義寬度相等的N個子區域，每一子區域的寬度與該噴嘴在該基板表 面的有效噴液寬度相等。
3. 如權利要求2所述的配向膜制作方法，其特征在于，該預設噴液軌跡為多 條并4于線，該預i殳噴液軌跡的方向為該子區域的長度方向。
4. 如權利要求2所述的配向膜制作方法，其特征在于，該預設噴液軌跡為一 迂回折線，該預設噴液軌跡的方向為自該迂回折線的一端至另一端。
5. 如權利要求4所述的配向膜制作方法，其特征在于，該迂回折線為方波形 狀，該方波形狀包括首尾順次相連的水平線及垂直線，該水平線平行于該子 區域的長度方向，該預設噴液軌跡的方向為自該方波形狀的一端至另一端。
6. 如權利要求4所述的配向膜制作方法，其特征在于，該迂回折線為回字型 折線，該回字型折線包括首尾順次相連的水平線及垂直線，該水平線平行于 該子區域的長度方向，該噴液軌跡的方向為自該回字型折線的一端至另一 端。
7. 如權利要求1所述的配向膜制作方法，其特征在于，該配向設備采用磨擦 方法使該配向膜材料層表面形成多個具有預定方向及預定角度的溝槽。
全文摘要
一種配向膜制作方法，包括以下步驟提供一噴頭及一基板，該噴頭用于向該基板表面噴出液態配向膜材料，該噴頭具有多個噴嘴，相鄰噴嘴的間距為該噴嘴在該基板表面的有效噴液寬度的N倍，N為自然數且大于等于2；將該基板表面設定多個寬度與該相鄰噴嘴的間距相等的區域，利用該噴頭在該基板表面噴液，其中該噴頭的每個噴嘴對其所對應的區域沿預設噴液軌跡進行噴液，使基板表面的各個區域布滿配向膜材料，以在該基板表面形成配向膜材料層；固化該配向膜材料層，并利用一配向設備在配向膜材料層表面形成多個具有預定方向及預定角度的溝槽，形成配向膜。
文檔編號G02F1/1337GK101592826SQ20081009809
公開日2009年12月2日 申請日期2008年5月26日 優先權日2008年5月26日
發明者楊明勛 申請人:Icf科技有限公司