CN1117141A - 液晶显示装置以及该装置的制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种液晶显示装置，包括一对基板，和夹持在这一对基板之间的液晶层，该液晶层和各基板之间的界面上形成有定向膜、该定向膜控制液晶层中液晶的定向状态。在该液晶显示装置中，液晶层含有两种或两种以上具有不同定向状态的液晶区域，并且至少一种定向膜，其与具有不同定向状态的各液晶层区域对应的表面区域，具有不同的表面张力。

Description

液晶显示装置以及该装置的制造方法
本发明涉及一种广视角液晶显示装置和该液晶显示装置的制造方法。
在液晶显示装置(LCD)中，合有液晶分子的液晶层设置在一对基板之间。当液晶分子的定向方向变化时，液晶层的双折射性也将变化。通过利用折射率的变化，LCD进行显示。因此，液晶分子在初期状态尽可能有规则地排列至为重要。为将液晶分子有规则地排列在初期状态，夹持液晶层的基板的表面状态应该控制液晶分子与该表面的相互作用。
用于这种控制的方法，目前使用最广泛的是，将液晶定向膜材料涂布到面对液晶层的基板表面。将涂布的材料干燥硬化，形成定向膜。然后，将定向膜的表面进行摩擦处理。当将液晶层注入到这种经过摩擦处理的定向膜的基板之间时，接触于该定向膜的液晶分子，将沿着摩擦方向定向。
控制液晶定向的定向膜有两种类型，即，无机定向膜和有机定向膜。用于无机定向膜的材料包括氧化物、无机硅烷、金属、以及金属错体，而用于有机定向膜的材料包括聚酰亚胺。目前，典型的定向膜材料，是聚酰亚胺树脂。该聚酰亚胺树脂按下列方法制成。首先，将全芳香聚酰亚胺的前驱体，即聚酰胺酸涂布到基板，然后，将该具有聚酰胺酸的基板加热，进行亚胺化反应。结果，该聚酰胺酸转化成聚酰亚胺树脂。因聚酰胺酸具有良好的溶解性，聚酰亚胺树脂具有良好的适应性，以及聚酰亚胺树脂膜的厚度容易控制，聚酰亚胺树脂的浓度和粘度容易调节，故被广泛用作液晶定向膜的材料。所得的聚酰亚胺树脂在能量方面比聚酰胺酸更安定。因此，当用水清洗具有聚酰亚胺树脂的基板时，不会发生可逆反应。
按照上述方式形成在基板上的聚酰亚胺膜，可以用研磨布等进行单向性摩擦处理。因此，液晶分子能够定向在摩擦方向。对基板进行单向性摩擦处理，可使液晶层中、与定向膜接触的液晶分子的倾斜角(即，预倾斜角)互相相等。因此，在构成矩阵型显示图形的单位光点的各像素中，所有的前倾斜角在实质上互相相等，并且定向于同一方向。
在用薄膜晶体管作为开关元件，连接构成显示图形像素的各像素电极的主动矩阵型LCD中，即，在TFT-LCD中，可以采用扭曲向列(TN)型液晶层构造(TN方式的LCD)。在这种TN方式的LCD中，一对基板之间的液晶分子，沿着垂直于基板表面的方向，连续扭曲90°。
图20是TN型LCD的平面示意图，图21A是该TN型LCD的像素部分的剖面图。该LCD为主动矩阵型TFT-LCD。如图21A所示，液晶层133夹持在对置的基板131和132之间。基板131含有玻璃基板131a，在该玻璃基板131a上形成有相互交叉的扫描线112和信号线113。扫描线112和信号线113的交叉点附近，形成有作为非线性开关元件的薄膜晶体管(TFT)120。在扫描线112和信号线113围住的领域，各形成有像素电极110，以这种方式，各像素的一部分与扫描线112重叠在一起。像素电极110和扫描线112重叠在一起的重叠区域118，起附加电容的作用。TFT120各含有，分支于扫描线112的门电极115，分支于信号线113的源电极116，以及连接TFT120与像素电极110的漏电极117。在形成有上述元件的玻璃基板131a上，依次形成有绝缘保护膜131d和定向膜131e。
另一基板也具有玻璃基板132a，在该玻璃基板132a上，依次形成有滤色器132b和透明电极132c。在形成有上述元件的玻璃基板132a上，依次形成有绝缘保护膜(未显示)和定向膜132e。该定向膜也能起绝缘保护膜的作用。
在夹持在上述基板131和132之间的液晶层133中，液晶分子定向在使得定向方向沿着垂直于基板表面的方向扭曲90°。与基板表面的垂直方向的中间位置相接近的液晶分子133a，相对于基板表面具有预定的角度。基板131和132的端部用树脂(未显示)等封住，且另外设置用于驱动液晶的周边电路等。与主动矩阵型不同的LCD具有上述同样构造。
在通过基板131和132施加电压的TN型LCD中，在垂直于基板131和132的表面的方向上，将产生一电场。根据液晶的介电各向异性，液晶分子将竖立。通过将液晶分子定向在平行于电场的方向，液晶层133的双折射性将发生变化。如果电场方向垂直于无电压施加时液晶分子的竖立方向，即，如果前倾角为0，液晶分子的竖立方向不能决定在同一方向。结果，在相对于该电场，具有不同竖立方向的液晶畴之间，将产生转位线(disclination line)。这种转位线会降低显示质量。因此，为防止转位线的产生，如图21A所示，将液晶分子预先设定成倾斜状态(即，具有预倾斜角)。
图21B显示，从基板132侧(图21A的上方)观察图21A所示的液晶板时，液晶的初期定向。图21B的矢量a表示定向膜132e的摩擦方向，矢量b表示定向膜131e的摩擦方向。定向膜131e和132e附近的液晶分子，以预倾斜角δ定向在各摩擦方向上(图21B中的a或b)。摩擦方向a和b之间形成90°的角(在图21B中，扭曲角θt＝90°)。液晶层133中的液晶分子，沿着液晶层133的厚度方向连续扭曲90°。因此，与液晶层133厚度方向上的中间位置接近的液晶分子133a，也相对于基板131和132，倾斜δ角。与中间位置接近的液晶分子133a的定向方向，由图21B的矢量c表示。该矢量c将扭曲角θt分成两个相等的角。
此处，图21A中的视角8v的正侧面(用θ1表示的侧面)表示为正视角方向，图21A中的视角θv的负侧面(用θ2表示的侧面)表示为负视角方向。具体而言，从图21B的虚线右侧的观察点观察液晶板时的方向(即，垂直于接近液晶层的中央位置的液晶分子的定向方向c，并且将液晶板分成两相等部分的线)表示为正视角方向。设置在液晶层中央附近的液晶板的液晶分子的面内(in-plane)定向方向(图21B中的c)，表示为基准定向方向。如图21B所见，基准定向方向将液晶分子133的扭曲角θt分成两相等的角。还有，c的负方向表示为基准视角方向v。即，该基准视角方向v为代表性的正视角方向。
此处，假设在液晶板上画一时钟表面，用时间表示法指示液晶层中的液晶的定向。具体而言，在观察者实际观察液晶板上显示的结构中，该液晶板的上方用12时表示，下方用6时表示。用同样的方法，在钟面上，将液晶层的定向方向表示为，液晶板中的液晶层的基准定向方向所指向的时间。例如，在把图面的前侧当作液晶板上方的结构时，将具有图21B所示基准定向方向c的液晶层，用″具有3时方向的定向″的方式表示。
TN型LCD，因液晶分子按上述方式排列，存在着因观察该LCD的角度不同，对比度发生变化的现象。以下，就对比度变化的原因进行说明。
图22是，LCD的正常白色方式(电压未施加时，将光线透过，以产生白色显示)的施加电压-透过率特性示意图。
在图22中，实线L1表示，在垂直于基板表面的方向观察图21A所示的LCD(θv＝0)时，施加电压-透过率的特性。在该场合，当施加电压值升高时，光线的透过率将下降。当施加电压达到一特定值时，透过率将实质上等于零。因此，即便在施加更高的电压时，透过率仍将实质上维持在零。
当视角从面对正视角方向的基板的垂直方向倾斜时，施加电压-透过率特性将如图22的实线L2所示，发生变化。具体说，当施加电压变高时，透过率将下降至一定程度。当施加电压超过一特定值时，透过率将上升。然后，透过率逐渐下降。因此，当视角倾斜于正视角方向时，在一特定的角度上，将发生图象的黑与白(负与正)反转的现象。这种现象的存在，是因为具有光学各向异性的液晶分子的表观双折射性随视角变化之故。
以下，参照图23A至23c，对该现象进行详细说明。如图23A所示，当施加电压为0或相对较低的电压时，位于正视角方向的观察者137能够观察到呈椭园形的液晶层的中央分子133a。当施加电压逐渐升高，中央分子133a会发生移动，其长轴方向将沿着电场方向(即，垂直于基板面的方向)定向。因此，如图23B所示，观察者137在一瞬间，能够观察到呈圆形的中央分子133a。当电压进一步升高时，中央分子133a将实质上与电场方向平行。结果，如图23c所示，观察者137将再次观察到呈椭圆形的中央分子133a。反转现象将以这种方式发生。
如果视角倾斜于负视角方向，如图22中的实线L3所示，与从垂直于基板的方向观察的场合相比，透光率相对于施加电压的变化比较小。结果，当从负视角方向观察LCD时，不会发生反转现象，但对比度将显著降低。
在TN型LCD中，从正视角方向观察时的反转现象，以及从负视角方向观察时的对比度下降，对观察者而言，将成为严重的障碍，造成对LCD的显示特性产生怀疑的后果。
作为抑制TN型LCD的反转现象的技术，例如，在日本专利公开公报第2-12号上已有开示。根据该技术，在主动矩阵型LCD中，构成像素的显示电极，分割成内侧电极和外侧电极。通过改变施加到与内侧电极对应的液晶分子，和与外侧电极对应的电场条件，试图改善视角特性。
但是，因为这一技术需要多种电极图形，存在着使制造过程以及驱动方法变复杂的缺点。并且，难以认为对视角特性有显著的改善效果。
JAPAN DISPLAY′92，第591-594页，以及第886页开示了以下两种用于消除上述反转现象的方法。其中一种方法是，将定向膜表面在单一方向摩擦后，将保护膜复盖在部分定向膜上，然后，再在早先的摩擦方向的逆方向进行摩擦。随后，除去保护膜。结果，因为复盖有保护膜的定向膜表面与没有复盖保护膜的定向膜之间的摩擦方向不同，定向膜将具有不同的定向方向，由此，可以得到不同的预倾斜角。另一种方法是，有选择地形成由不同材料制成的定向膜，然后，将它们进行摩擦处理。结果，根据材料的不同，在定向膜上，将形成复数的预倾斜角。通过利用基准定向方向能够被大预倾斜角控制之现象，互相相差180°的基准定向方向将提供在一种且相同的液晶层中。
根据这些方法，具有互相相差180°的不同基准定向方向的液晶区域，同时形成在一种且相同的液晶层中，因此，观察者能够在两个方向同时观察到视角特性。其结果，正视角方向上的反转现象，以及负视角方向上的对比度的显著下降能够得到降低和改善。
但是，因为这些方法包括照相制版加工过程，因此，存在定向膜污染的问题。在前一提案方法中，如果保护膜复盖在定向膜表面上，定向膜表面的定向控制性能将显著劣化。在后一提案方法中，定向膜的图形需要复杂的加工步骤。鉴于这些原因，上述方法并不实用。
根据另一为消除正视角方向上的反转现象，以及负视角方向上的对比度下降所作的尝试，是在图19的虚线所示的像素一部分中，形成有与其它区域的基准定向方向不同的矩形区域119。更详细地说，是在一个像素中，形成有具有互相相差180°基准定向方向的液晶区域，以补偿负视角方向的对比度的下降，以及抑制正视角方向的反转现象。
然而，在上述将具有互相不同的基准定向方向的液晶区域，形成在一个像素内的方法中，随着时间的流失，一区域中的定向状态会被另一区域中的定向状态吸收。此外，在液晶区域(图21A的线所示区域)之间的边界区域，将产生转位线，即，因两种定向状态的影响，液晶将不能驱动。这将成为对比度下降的原因。
本发明的液晶显示装置包括，一对基板，和夹持在这一对基板之间的液晶层，该液晶层和各基板之间的界面上形成有定向膜、该定向膜控制液晶层中液晶的定向状态。在该液晶显示装置中，液晶层含有两种以上具有不同定向状态的液晶区域，并且至少一种定向膜，其与不同定向状态的各液晶层区域对应的表面区域，具有不同的表面张力。
在本发明的一种实施例中，上述至少一种定向膜中具有不同表面张力的各表面区域，形成在对应的一个以矩阵状配置的像素中。
在本发明另一种实施例中，在具有大表面张力的表面区域中，液晶的预倾斜角设定在小角度，在具有小表面张力的表面区域中，液晶的预倾斜角设定在大角度。
在本发明另一实施例中，具有大表面张力的表面区域和具有小表面张力的表面区域，交替设置在两种定向膜上，其中一种定向膜上具有大表面张力的表面区域，面对另一种定向膜上具有小表面张力的表面区域。
根据本发明另一种实施方案，液晶显示装置包括，一对基板，和夹持在这一对基板之间的液晶层，该液晶层和各基板之间的界面上形成有定向膜、该定向膜控制液晶层中液晶的定向状态。在该液晶显示装置中，液晶层含有两种以上具有不同定向状态的液晶层区域，并且至少一种定向膜，其与不同定向状态的各液晶层区域对应的表面区域，具有不同的氧原子浓度。
在本发明另一种实施例中，上述至少一种定向膜中具有不同氧原子浓度的各表面区域，形成在对应的一个以矩阵状配置的像素中。
在本发明另一种实施例中，在具有高氧原子浓度的表面区域中，液晶的预倾斜角设定在小角度，在具有低氧原子浓度的表面区域中，液晶的预倾斜角设定在大角度。
在本发明另一实施例中，具有高氧原子浓度的表面区域和具有低氧原子浓度的表面区域，交替设置在两种定向膜上，其中一种定向膜上具有大表面张力的表面区域，面对另一种定向膜上具有小表面张力的表面区域。
在本发明另一实施例中，该液晶显示装置还包括，连接各像素的非线性元件，以及用与构成非线性元件的不透明层相同的材料制成的遮光膜。
根据本发明另一种实施方案，液晶显示装置包括，一对基板，和夹持在这一对基板之间的液晶层，该液晶层和各基板之间的界面上形成有定向膜、该定向膜控制液晶层中液晶的定向状态。在该液晶显示装置中，液晶层含有两种或两种以上具有不同定向状态的液晶层区域，并且至少一种定向膜，其与不同定向状态的各液晶层区域相对应的表面区域，具有不同的羰基浓度。
在本发明另一种实施例中，上述至少一种定向膜中具有不同羰基浓度的各表面区域，形成在对应的一个以矩阵状配置的像素中。
在本发明另一种实施例中，在具有高羰基浓度的表面区域中，液晶的预倾斜角设定在小角度，在具有低羰基浓度的表面区域中，液晶的预倾斜角设定在大角度。
在本发明另一实施例中，具有高羰基浓度的表面区域和具有低羰基浓度的表面区域，交替设置在两种定向膜上，其中一种定向膜上的具有大表面张力的表面区域，面对另一种定向膜上的具有小表面张力的表面区域。
在本发明的上述液晶显示装置中，各定向膜，可以由以下列物质的至少一种为主成分的有机材料制成：聚酰亚胺、聚酰胺、聚苯乙烯、聚酰胺酰亚胺、丙烯酸环氧酯，两烯酸螺烷酯和聚氨基甲酸乙酯。
按照本发明另一种实施方案，是提供一种制造液晶显示装置的方法。该液晶显示装置包括，一对基板，和夹持在这一对基板之间的液晶层，该液晶层和各基板之间的界面上形成有有机高分子定向膜、该定向膜控制液晶层中液晶的定向状态。该方法包括，用光有选择地照射至少一种定向膜，使得该至少一种定向膜对应于不同定向状态的各液晶层区域的表面区域，具有不同的表面张力，氧原子浓度和羰基浓度的步骤。
在本发明另一种实施例中，上述的光的波长在紫外区域内。
在本发明另一种实施例中，该表面区域包括用光照射的第一区域，和不用光照射的第二区域，第一表面区域和第二表面区域分别设置在两种定向膜上，其中一种定向膜上的第一表面区域面对另一种定向膜上的第二表面区域。
在本发明的上述液晶显示装置中，具有不同定向状态的两种或两种以上的液晶层区域，以带状形成在各像素中，并且，一个液晶层区域与相邻的液晶层区域之间的边界，连续跨越两个以上的像素。
在本发明的上述液晶显示装置中，具有不同定向状态的两种以上的液晶层，以带状形成在各像素中，并且，一个液晶层区域与相邻的液晶层区域之间的边界，平行于接触于一对基板中之一块的液晶分子的定向方向。
在本发明另一种实施例中，该液晶显示装置还包括，设置在各像素附近的信号线，以及连接该像素与信号线的非线性元件，其特征在于，非线性元件的位置，或者具有不同定向状态的液晶层区域中的定向状态，设置在使得边界位于最远离非线性元件的位置。
在本发明另一种实施例中，根据上述液晶显示装置，两种以上具有不同定向状态的液晶层区域形成在各像素中，且在相邻液晶层区域之间的边界上复盖有遮光膜。
在本发明另一种实施例中，根据上述液晶显示装置，在一液晶层区域与相邻的液晶层区域之间的边界上复盖有遮光膜。
按照本发明另一种实施方案，是提供一种包括一对基板，以及夹持在这一对基板之间的液晶层的液晶显示装置的制造方法。该方法包括以下步骤：在该一对基板上，各自形成用于控制液晶层中液晶的定向状态的定向膜的步骤；以及在含有氧和臭氧的至少一种的气体与至少一种定向膜接触的同时，用光有选择地照射至少一种定向膜的步骤。
在本发明另一种实施例中，含有氧的气体具有25％(vol)以上的浓度。
在本发明另一种实施例中，含有臭氧的气体具有1×10-4％(vol)以上的浓度。
在本发明另一种实施例中，用光有选择地照射至少一种定向膜的步骤包括，在一定向膜上形成用光照射的第一区域和不用光照射第二区域的步骤，以及在其它的定向膜上形成第一区域和第二区域的步骤，该第一区域和第二区域交替设置在两种定向膜上，其中一定向膜上的第一区域面对另一定向膜上的第二区域。
按照本发明另一种实施方案，是提供一种包括一对基板，以及夹持在这一对基板之间的液晶层的液晶显示装置的制造方法。该方法包括以下步骤：在该一对基板上，分别形成用于控制液晶层中液晶的定向状态的定向膜的步骤；以及在含有惰性气体的气氛下，用光有选择地照射至少一种定向膜的步骤。
在本发明另一种实施例中，上述气氛含有容积比为85至100％的惰性气体。
在本发明另一种实施例中，上述光为紫外光或紫外激光。
在本发明另一种实施例中，上述惰性气体选自氮、氦、氖和氩。
在本发明另一种实施例中，用光有选择地照射至少一种定向膜的步骤包括，在一定向膜上形成用光照射的第一区域和不用光照射第二区域的步骤，以及在其它的定向膜上形成第一区域和第二区域的步骤，该第一区域和第二区域交替设置在两种定向膜上，一定向膜上的第一区域面对另一定向膜上的第二区域。
按照本发明另一种实施方案，是提供一种包括一对基板，以及夹持在这一对基板之间的液晶层的液晶显示装置的制造方法。该方法包括以下步骤：在该一对基板上，分别形成用于控制液晶层中液晶的定向状态的定向膜的步骤；以及在减压或真空的气氛下，用光有选择地照射至少一种定向膜的步骤。
在本发明另一种实施例中，上述减压气氛的压力为0.5大气压至0大气压范围。
在本发明另一种实施例中，上述光为紫外光、可见光、红外光，或者与这些光的波长相同的激光。
在本发明另一种实施例中，用光有选择地照射至少一种定向膜的步骤包括，在一定向膜上形成用光照射的第一区域和不用光照射第二区域的步骤，以及在其它的定向膜上形成第一区域和第二区域的步骤，该第一区域和第二区域交替设置在两种定向膜上，一定向膜上的第一区域面对另一定向膜上的第二区域。
根据本发明的LCD，在液晶板上，能够形成具有互相不同预倾斜角的复数液晶层区域。此外，在一个像素中，能够形成具有互相不同预倾斜角的复数液晶层区域。因此，在复数的像素中，或者在一个像素中，可以获得反方向的基准定向方向，从而，可以将相互相差180°的基准视角方向混合在一起。结果，能够提供具有广视角，以及显示质量得到改善的LCD。
根据本发明，因为具有复数的不同基准定向方向的液晶层区域之间的边界，连续地形成在至少两个以上的像素上，故能够降低该边界的自由能，并能够防止一种定向状态被另一种定向状态吸收。
在一个像素中的、具有不同基准定向方向的液晶层区域之间的边界，平行于与一边的基板接触的液晶分子的定向方向，因此能够抑制液晶分子定向的混乱。其结果，能够抑制转位线的产生。
此外，如果用遮光膜复盖边界，不管转位线产生与否，被复盖部分将不起显示作用。
如果用与非线性元件相同的材料制成遮光膜，将不需要另外的附加加工过程。
在本发明的方法中，将控制液晶层定向的定向膜，与含有氧和臭氧中至少一种的气体接触，并用光照射。如果仅用光照射定向膜，而不使用这种气体。将会产生O3(具氧)。这种O3会氧化聚酰亚胺的残基，以致产生羰基。因这种羰基，定向膜的表面的极性将发生变化。此时，如果上述气体，最好是臭氧存在于定向膜附近，定向膜表面的极性将会更迅速地变化。结果，定向膜的表面，与作为定向膜的膜附近不存在氧和臭氧时相比，将以更快的速度变化。
根据本发明，通过对影响遮光部定向膜的氧的量进行控制，有可能稳定地控制预倾斜角。这种控制，因下述理由而能够进行。
光照射引起的预倾斜角的变化，将因下述两种反应而发生。第一种反应是，定向膜上高分子键因施加的高能量而解离或重新产生。另一种反应是，空气中的氧吸收短波长紫外光，产生臭氧和活性氧，从而改善定向膜表面的质量。
当在空气中用短波长紫外光进行照射时，后一反应将占支配地位，因此，定向膜表面的质量将因臭氧和活性氧而迅速改善。但是，在该反应中，因活性氧在空间中自由移动，反应将发展到本来需要保护的、被遮住光的部分。如果反应达到遮光层，与这一部分接触的液晶分子的预倾斜角将变化。因此，用预倾斜角的手段控制基准定向方向将变得困难。即使在照射部分，如果照射量太大，表面质量的改善将会进行，膜的厚度将会减少。如果照射量进一步增加，膜自身也将失去。为了保证与照射部分相接触的液晶分子和与遮光部分相接触的液晶分子之间预倾斜角的差，有必要对光照射条件，例如光强度，以及照射量分别进行控制。
下述两种方法能用于控制氧的量。其中一种方法是，在被惰性气体部分取代的气氛中，用光照射定向膜。这种照射可以在100％惰性气体的气氛下进行。在通常的空气中，惰性气体的比率是80％。在含有35％惰性气体的气氛下进行照射时，反应速度不会下降太多，但是遮光部分将受到若干影响。在含有100％惰性气体的气氛下进行照射时，虽然遮光部分不受任何影响，但是反应速度将下降。应根据所需要的预倾斜角等，决定最佳混合比。
另一种方法是，在减压下用光照射定向膜。这种方法可以在完全真空下进行。在该方法中，反应速度将随着减压程度的增加而下降。
通过用这些方法控制氧的量，能够实现对预倾斜角的控制(其中，光引起的高分子键的解离和重新产生占支配地位)。因此，不管光照射的条件如何，将能够抑制遮光部分的预倾斜角的变化。所以，有可能稳定地控制倾斜角，以良好的合格率安定地制造具有广视角的LCD。
如果在减压或真空下进行光照射时，可以用可见光或红外光代替紫外光。在用可见光或红外光进行照射，控制预倾斜角时，不会发生臭氧和活性氧。但是，当照色和在空气中进行时。该光将因空气的吸收和散射而衰弱。根据本发明，光照射是在减压或真空下进行的，因此，在使用可见光或红外光时，到达定向膜表面的光将会增加。因此，照射效率也将增加。
因此，本发明记载的发明具有以下优点：(1)提供一种视角特性得到有效改善的，并且显示质量得到提高的广视角LCD及其制造方法，(2)提供一种具有良好生产性的LCD制造方法，(3)提供一种精确地制造LCD的方法。
图1A是表示本发明实施例1的液晶显示装置的示意性剖面图。
图1B是显示图1A中的LCD的摩擦方向与基准定向方向之间关系的示意图。
图2显示实施例1所示LCD的视角方向上的电压-透过率。
图3是本发明实施例4的LCD的平面示意图。
图4是图3所示LCD的剖面图。
图5是实施例4所示另一LCD的平面图。
图6是本发明实施例5所示LCD的平面图。
图7是图6所示LCD的剖面图。
图8是实施例5所示另一LCD的平面图。
图9是实施例5所示另一LCD的平面图。
图10是本发明实施例6所示LCD的平面图。
图11是图10所示LCD的剖面图。
图12是实施例6所示另一LCD的平面图。
图13是本发明实施例7所示LCD的剖面图。
图14是，在夹施例7所示制造LCD方法中，用于光照射过程的装置的示意图。
图15是显示实施例7所示制造LCD方法中的光照射过程的示意性剖面图。
图16是按照实施例7制造的LCD的剖面图。
图17是采用本发明的主动矩阵型LCD的剖面图。
图18是显示实施例8所示制造LCD方法中光照射过程的示意性剖面图。
图19是定向状态不同的部分的图形示意图
图20是显示常规LCD的平面图。
图21A图20所示LCD的剖面图。
图21B显示定向方向与摩擦方向之间的关系。
图22显示，在常规的正常白色方式LCD中，施加电压与透过特性的关系。
图23A、23B和23C是说明LCD中反转现象的示意图。
以下，参照实施例和附图，对本发明进行说明。实施例1
图1A是显示本发明的液晶显示装置的剖面图。该LCD属于主动矩阵型。在该LCD中，如图1A所示，一对基板31和32设置在夹持液晶层33的位置上。当基板32为上方基板时，对面电极24和定向膜32b依次形成在由玻璃、硅晶片等制成的绝缘基板32a上。定向膜32b设置在邻近液晶层33的一侧。
当基础基板31为下方的基板时，像素电极14和定向膜31b依次形成在由玻璃、硅晶片等制成的绝缘基板31a上。虽然图1A中仅显示一个像素电极14，但是在实际的基板上，设置有以矩阵状的复数的像素电极14。并且，复数的扫描线(图中未显示)，沿着像素14的周遍，并列设置在各像素电极14的两侧。复数的信号线(图中未显示)，沿着像素14的周遍，并列设置在各像素电极14的两侧，并与扫描线交叉。此外，在信号线与扫描线的各交叉点附近，设置有用作开关元件的薄膜晶体管(TFT，图中未显示)。还有，在具有上述构造的绝缘基板31a之上，形成有定向膜31b。该定向膜31b位于邻接液晶层33的一侧。
在各自设置在基板31和32的侧面的定向膜31b和32b上，如图1A所示，在各像素14的上方，设有两个具有不同预倾斜角40的区域。具体说，形成在基板31上的定向膜31b，在一个像素电极14上，具有大预倾斜角40的区域A，以及具有小预倾斜角40的区域B。形成在基板32上的定向膜32b，在一个像素点极14上，具有小预倾斜角40的区域C，以及具有大预倾斜角40的区域D。还有，这些预倾斜角按以下方式设定：区域A的预倾斜角大于区域C的预倾斜角，区域B的预倾斜角小于区域D的预倾斜角。
将得到的基板31和32的端部用树脂等封住，并且，在其外部装设周遍电路等。
在本实施例具有上述构造的LCD中，定向膜31b和32b按以下方式形成。
首先，将用作定向膜的膜分别形成在基板31和32上，并将该膜在一方向上摩擦。然后，在定向膜31b和32b上设定上述区域A、B、C和D。根据本实施例，在聚酰亚胺的定向膜形成后，用遮光罩将定向膜31b的区域B以外部分复盖，然后，从设有遮光罩的一侧，用紫外光照射定向膜31b。接着，用遮光罩将定向膜32b的区域C以外部分复盖，然后，从设有遮光罩的一侧，用紫外光照射定向膜32b。对定向膜32b的照射，可以在照射定向膜31b之前进行。
如上所述，通过用紫外光照射定向膜的表面，将增加定向膜的被照射部分的表面张力。表面张力的增加，将导致与定向膜接触的液晶分子的预倾斜角减小。
区域A、B、C和D设定之后，设定基板31和32，使得在互相对置的基板31和32之间的预倾斜角40不同。换言之，设定基板31和32，使得具有不同表面张力的部分互相对置。
然后，用液晶填充基板31和32之间的槽。本实施例所用的液晶，可按以下方式选择。如果设定基板31和32，使得液晶分子从一基板向另一基板右旋，选择左旋液晶。如果将基板31和32设定在相对于左旋液晶，则选择右旋液晶。
其结果，如图1A所示，在与一个像素电极14相对应的一个像素中，将形成两个液晶层区域：一个是基板31的预倾斜角大于基板32的预倾斜角的区域，另一个是基板32的预倾斜角大于基板31的预倾斜角的区域。在这两个液晶层区域内，液晶层33厚度方向上中间位置的液晶分子的面内方向(即，基准定向方向)，将受到具有大预倾斜角的定向膜的控制。因此，这两个液晶层区域中的基准定向方向将互相相差180°。
根据本实施例，基板31和3 2的排列，以及液晶层的扭曲角和方向应该设定在，使得互相相差180°的参考视角方向，与6时的视角方向和1 2时的视角方向一致。图1B是显示，本实施中，被摩擦的定向膜31 b和3 2b的方向排列的示意图。
所以，根据本实施例的LCD，当电压施加到像素电极14时，液晶层的左半部分和右半部分将进行反视角方向的显示。因此，不象既有技术，没有必要用不同的电压驱动左半部分和右半部分。并且，因为视角方向相反，能够充分改善视角性能。
定向膜的被照射区域的表面张力增加的现象，例如，可以用水或二碘甲烷作通常的接触角测定而确认。实施例2
在本实施例中，用紫外光照射定向膜，可以增加定向膜的被照射部分表面上的氧浓度。因氧浓度的增加，定向膜表面的能量也将增加，从而使与定向膜接触的液晶分子的预倾斜角减少。
所以，如实施例1所示的方法，在定向膜上形成具有不同预倾斜角的区域之后，设定基板31和3 2，使该区域表面的氧浓度不同。然后，通过用液晶填充基板31和3 2之间的槽，在一个像素中，形成两个具有不同基准定向方向(互相相反)的区域。因此，可以同时获得互相相差180°的基准定向方向，从而充分改善视角性能。
定向膜的被照射区域的氧浓度增加的现象，可以通过表面元素分析，例如，XPS而容易确认。实施例3
在本实施例中，用紫外光照射定向膜，可以增加定向膜的被照射部分表面上的羰基浓度。因羰基浓度的增加，定向膜表面的极性将发生变化，从而使与定向膜接触的液晶分子的预倾斜角减少。
所以，如实施例1所示的方法，在定向膜上形成具有不同预倾斜角的区域之后，设定基板31和32，使该区域表面的羰基浓度不同。然后，通过用液晶填充基板31和3 2之间的槽，在实施例3的一个像素中，形成相反的基准定向方向。因此，可以同时获得相反的基准定向方向，从而充分改善视角性能。
定向膜的被照射区域的羰基浓度增加的现象，可以通过表面红外光吸收，例如，FTIR，而容易地确认。
图2显示含有用实施例1、2或3的方法得到的定向膜的LCD的视角特性。在图2中，水平轴表示施加电压，垂直轴表示透过率。从该图可以懂得，在本发明的这一场合，不存在反转现象，因此，能够进行良好的显示。
在实施例1至3，一个像素被分成两个区域，使得左半部分的基板31的预倾斜角大于基板3 2的预倾斜角，而右半部分的基板32的预倾斜角大于基板31的预倾斜角。但是，只要将对置部分设置成具有不同的表面张力，不同的氧浓度，或者不同的羰基浓度，本发明将不受这一具体例的限制。如果利用表面张力的不同，使基板31和32之间形成的对面区域具有不同的预倾斜角，表面张力的差最好是在，例如，2dyn/cm以上。如果利用氧浓度的不同，使形成的对面部区域具有不同的预倾斜角，氧浓度的差最好是设定在，例如，在距离表面深度为约100埃的区域，低浓度区域的原子百分比为高浓度区域的70％以下。如果利用羰基浓度的不同，使形成的对面部区域具有不同的预倾斜角，羰基浓度的差最好是设定在，例如，当用FTIR测定时，在1700cm-1附近，能够通过监测因光照射而产生的新的羰基的峰而观察到这一差。
在图1A显示的结构中，具有不同预倾斜角的区域设置在两块基板上。但是，本发明并不局限于这一场合。或者，具有复数预倾斜角的区域也可以形成在一块基板上，而具有中等程度的预倾斜角的区域则可以形成在另一基板上。在这种场合下，能够减少加工步骤，降低生产成本。
在上述说明中，是就一个像素电极，即一个像素，设置具有不同预倾斜角的区域。但是，本发明并不局限在这一具体例。也可以就两个以上的像素，或者就随机数量的像素，设置具有不同预倾斜角的区域。
此外，对于不同的定向状态而言，具有多种可能的样式。例如，在基板31侧的定向膜31b和基板32侧的定向膜32b的表面上，可以用实施例1、2和3开示的方法，交替形成两种类型的区域。此时，各区域具有实质上与一个像素相同的面积。接着，如图1 9所示，可以通过对互相不同的定向状态之间的边界进行排列，设置基板31和32，使得定向膜31b和定向膜32b的不同定向状态的区域互相对置。其结果，如实施例1所示，当利用表面张力使定向状态不同时，对于各像素而言，定向膜32b的表面张力大于定向膜31b的液晶层区域，以及定向膜31b的表面张力大于定向膜32b的液晶层区域将交替形成。
如实施例2所示，当增加氧浓度使定向状态不同时，对于各像素而言，定向膜31b的氧浓度大于定向膜32b的液晶层区域，以及定向膜32b的氧浓度大子定向膜31b的液晶层区域将交替形成。
如实施例3所示，当增加羰基浓度使定向状态不同时，对于各像素而言，定向膜31b的羰基浓度大于定向膜32b的液晶层区域，以及定向膜32b的羰基大于定向膜31b的液晶层区域将交替形成。
在上述说明中，对于各像素，设置有两种类具有不同预倾斜角的区域。但是，本发明并不局限于这一具体例。对于各像素，也可以设置三种以上的具有不同预倾斜角的区域。
在上述说明中，采用紫外光照射定向膜。但是，本发明并不局限在这一具体例。这种照射也可以采用包括紫外光在内的光线来进行。
在上述说明中，使用聚酰亚胺作为定向膜的材料。也可以使用任何其它材料，只要这种材料被光照射后，能够得到本发明的结构。此时，可以根据材料，选择最佳的照射光波长。如果使用激光，控制将能更有效地进行。
根据本发明，在上述先将定向膜形成在整个面上，然后在用光进行部分照射的方法以外，也可以采用另一种方法，即，用照相制版法等先将定向膜部分形成，并用光照射，然后再用照相制版法等形成其余定向膜部分的方法。
本发明，除了上述主动矩阵型LCD之外，也适用于具有任何其它结构的LCD。本发明，除了上述TN方式之外，也适用于任何其它方式的LCD。实施例4
实施例4至6是，当具有相反的基准定向方向的区域形成在一个像素中时，防止因转位线的产生而导致对比度低下的实施例。
图3是显示应用本发明的TN方式主动矩阵型LCD的一实施例的平面图。图4是其剖面图。在该LCD中，如图4所示，在对面设置的主动矩阵型基板31与对置基板32之间，封入有液晶层33。在主动矩阵型基板31，复数的扫描线12和复数的信号线13，交叉形成在玻璃制绝缘基板31a上。在扫描线12和信号线13限定的各区域中，设置有像素电极14。在信号线13与扫描线12的各交叉点附近，形成有具有开关作用的非线性元件的薄膜晶体管(以下简称TFT)20。TFT20与扫描线12之一，信号线13之一，以及相应的像素电极14电连接。TFT20含有门电极15，源电极16和漏电极17。门电极15分支于像素电极14一侧的扫描线12。源电极16朝向像素电极14，分支于信号线13，且漏电极17朝向源电极16，分支于像素电极14。本实施例使用非晶型硅TFT作为TFT20。TFT20可以形成在扫描线20上。
在像素电极14上，重叠有扫描线12，该扫描线12邻近于含有连接像素14的TFT20的扫描线12。重叠部分构成附加电容13。在另一场合，在与扫描线12分离的地方，形成有附加电容线(图中未显示)。在这种场合，附加电容18可以形成在附加电容线上。
为了防止对面基板32与这些电极线和TFT之间，以及TFT与电极线之间的短路，在这些电极线之上，即，在扫描线12和信号线13之上，以及TFT20之上，形成有绝缘保护膜31d。该绝缘保护膜31d，可以形成为相对于各像素电极14的开窗型结构。
在面朝具有上述结构的主动矩阵型基板31的对面基板32，滤色器32b、对面电极24和定向膜32e依次形成在绝缘基板32a上。
当为了本实施例中具有上述结构的LCD而进行以下加工步骤时，可以制成实际上驱动表示可能的LCD。具体说，实际上驱动表示可能的LCD，可以通过在主动矩阵型基板31和对面基板32上分别形成定向膜31e和32e的步骤，对定向膜31e进行摩擦处理的步骤，将主动矩阵基板31与对面基板32贴合的步骤，将液晶注入到基板31和32之间形成液晶层33的步骤，以及其它步骤之后，设置周遍电路，例如驱动电路的步骤而制成。
在制造过程中，采取若干步骤，使复数个具有不同基准定向方向的液晶层区域形成在一个像素内。在本实施例中，对主动矩阵基板31的定向膜31e进行定向处理，形成跨越两个以上像素的，且基准定向方向不同于其它区域的液晶层区域19，而在一个像素内存在两个定向方向。换言之，将液晶层区域19的基准定向方向设定在与其它区域的基准定向方向相反的方向。
这种定向状态，可以通过在两个具有不同基准定向方向的液晶层区域中的一个上形成保护膜状态，进行定向处理，除去保护膜，在其它液晶层区域上形成另一保护膜状态，进行另一定向处理，然后除去该保护膜而得以实现。在另一场合，用液体，例如酸性或碱性溶液，使像素电极14表面区域发生化学变化，使该表面变粗糙。因此，可以利用粗糙区域与平坦区域之间的预倾斜角的差，控制基准定向方向(在液晶层33厚度方向上中间位置的液晶分子的面内方向)。作为使表面变粗糙的方法，可以用等离子体，或包括光在内的电磁波，使表面产生化学变化，或者，用固体，气体，等离子体、或包括光在内的电磁波使表面产生物理变化。
或者，具有不同基准定向方向的液晶层区域，可以用实施例1、2或3开示的方法形成。
当绝缘线形成在电极线和TFT之上时，为防止基板之间和电极线之间短路，用液体，例如酸性或碱性溶液，气体，等离子体，或包括光在内的电磁波等，对绝缘线保护膜进行处理，使其表面状态发生化学变化，或者用固体，气体，等离子体或包括光在内的电磁波等，对绝缘保护膜进行处理，使其表面发生物理变化。结果，因此，通过控制预倾斜角或定向方向，可以控制在液晶层3 3厚度方向上中间位置的液晶分子的面内方向。
因此，在本实施例中，一个像素中具有互相不同的基准定向方向的两个液晶层区域形成在两个以上的像素之上。由此，具有不同基准定向方向的液晶区域的边界X将跨越两个以上的像素。结果，可以减少该边界含有的自由能，避免一种定向状态被另一种定向状态吸收。根据这种方式，液晶分子的折射率的各向异性不会丧失，并能够保证光的旋光性。其结果，能够消除视角依存性。
根据上述实施例，是对主动矩阵基板31的定向膜31e进行定向处理。另一方面，也可以仅对对面基板32的定向膜32e，或者对基板31和32的定向膜31e和32e两方进行定向处理。在这些场合，有可能消除视角依存性。
在本实施例中，具有不同基准定向方向的液晶层区域之间的边界X，设定在与信号线13平行的位置上。本发明并不局限于这一具体设定。另一方面，如图5所示，具有不同基准定向方向的液晶层区域之间的边界X，也可以设定在与扫描线12平行的位置。在这一场合，因上述实施例所述理由，有可能消除视角依存性。
在本实施例中，一个像素中具有互相不同的基准定向方向的两个液晶层区域形成在两个以上的像素之上。本发明并不局限于这一具体例。另一方面，一个像素中具有不同定向方向的三个以上的液晶层区域，也可以形成在两个以上的像素之上。
此外，具有不同基准定向方向的液晶层区域之间的边界，只要存在于两个以上像素之上就足够了。因此，在矩阵状设置的像素中，该边界没有必要连续在整个一列像素上。某些场合，在一列中，也可以将该边界分割。实施例5
以下，对本发明另一实施例进行说明。
图6是显示实施例5的LCD的平面图。图7是图6方向A上的剖面图。与图3和4类似的部分用类似的参照符号表示N
在该LCD中，形成具有不同基准定向方向的两个液晶层区域(其中一个用参照符号19表示)，并使两个区域存在于各像素中。即，两个液晶层区域中之一个用阴影线区域表示，另一区域用没有阴影线的区域的表示。为获得这种定向状态，在主动矩阵基板31的定向膜31e上，进行定向处理。具有不同基准定向方向的两个液晶层区域，设置在使其边界与主动矩阵基板31的定向膜31e相接触的液晶分子的定向方向(方向B)平行的位置上。为实现这种定向状态，可以采用与上述实施例相同的定向处理方法。
如上所述，在该LCD中，具有不同基准定向方向的两个液晶层区域之间的边界X，平行于与主动矩阵基板31的定向膜31e相接触的液晶分子的定向方向(方向B)。因此，可以抑制液晶定向的紊乱，从而抑制上述转位线的产生。
在本实施例中，上述定向状态形成在主动矩阵基板31的定向膜31e上。或者，该定向状态也可以单独形成在对面基板32的定向膜32e上，或基板31和32的定向膜31e和32e两方之上。在前一种场合，需要将边界X设定成平行于与对面基板32的定向膜32e接触的液晶分子的定向方向。在后一种场合，可以将边界X设定成平行于与主动矩阵基板31的定向膜31e或者对面基板32的定向膜32e接触的液晶分子的定向方向。
如果定向方向(方向B)，如图8所示，不同于上述场合，具有不同定向方向的两个液晶层区域，可以形成在使其边界X与定向膜接触的液晶分子的定向方向平行的位置上。
在上述场合，如图6和8所示，边界X形成在LCD的显示板的水平邻接的一边至另一边，或者垂直邻接的一边至另一边之间。本发明并不局限于这一具体方式。从一边延长的边界X，没有必要到达另一边。或者，边界X也可以分成若干边。
此外，具有不同定向方向的两个液晶层区域可以形成在各个分离的像素中。本发明并不局限于这一具体例。或者，如图9所示，这两个液晶层区域在连续的像素之上。这种场合，在对应于像素的的部分，应该将具有不同基准定向方向的两个液晶层区域之间的边界X设定成与定向方向(方向B)平行。换言之，因为在像素以外的部分，液晶层33的厚度方向上的中间位置处的液晶分子的定向方向对显示几乎不产生影响，所以，在像素以外的部分，具有不同基准定向方向的两个液晶层区域之间的边界X，没有必要与液晶分子的定向方向(方向B)平行。为了达到这种定向状态，可以采用与上述实施例相同的处理。
还有，在像素和信号线之间含有非线性元件TFT20的主动矩阵型LCD的场合，如果具有不同基准定向方向的两个液晶层区域之间的边界X，如图8所示，设置在最远离该非线性元件的位置，在对表面进行粗糙处理时，能够防止该线性元件的劣化。
在实施例5，可以理解的是，三种以上具有不同定向方向的液晶层区域可以形成在一个像素中，并且，各边界可以设定在与一个液晶层区域的基准定向方向平行的位置上。实施例6
在本实施例中，形成两种以上具有不同定向方向的液晶层区域，并且在各边界上形成遮光膜，使边界部分漏出的光线能被该遮光膜遮住。在这种场合，没有必要将边界设定在与液晶层区域的一个基准定向方向平行。
图10是本实施例的LCD的平面图，且图11是其剖面图。在该LCD中，两种具有不同基准定向方向(其中之一用参照符号19表示)的液晶层区域之间的边界，复盖有从漏电极17延伸过来的遮光膜21。
因此，在本实施例，从产生转位线的边界部分漏出的光线，能够被遮光膜21遮住，由此，可提高对比度。因为在单元组装过程中，两块基板的贴合精度低，该遮光膜由构成TFT20的漏电极17相同的材料制成。如果遮光膜21与TFT20分开制成，基板贴合之后，在具有遮光作用的遮光膜21和TFT20两者之间，将会产生位移。结果，开放率将会降低。相反，如果用漏电极17同样的材料制成遮光膜21，用于漏电极17的沉积和蚀刻过程也可以用于遮光膜21的形成。因此，与常规的方法相比，不会增加加工的步骤。
如图11所示，遮光膜21的宽度D可以设定在一个值，使得该遮光膜21能够遮住转位线发生部分漏出的光线。
在本实施例，遮光膜21用与漏电极17同样的材料制成。或者，该遮光膜21也可以用与构成TFT20的、具有遮光作用的其他电极等相同的材料制成。在这种场合，可以获得同样的效果。
本实施例中的遮光膜21，如图12所示，可以使其复盖像素的整个外周部分。或者，也可以将遮光膜21制成为复盖实施例1和2所示的边界X。
实施例4、5和6中开示的技术，并不限于上述方式和结构的LCD，也适用于其它任意方式和任意结构的LCD。实施例7
实施例7说明，以良好的生产性制造LCD的方法。
图13是显示应用本发明的单一矩阵型LCD的剖面图。在该LCD，将一对基板31和32设置成互相对置，其中间夹有液晶层33。在下方的基板31，电极层31b形成在玻璃，硅晶片等制成的基础基板31a上。在与液晶层33接触的一侧，形成有用于限定液晶分子定向的定向膜31c。电极层32f，以复数条形电极的形状，并列形成在基板31上。
在另一方(上方)的基板32，电极层32f形成在玻璃，硅晶片等制成的基础基板32a上。在与液晶层33接触的一侧，形成有用于限定液晶分子定向的定向膜32c。电极层31b，以复数条形电极的形状，并列形成在基板32上，并且与基板31上的电极层31b交叉。电极31b和32f的交叉部分构成像素。
在液晶层33，定向状态互相不同的液晶层区域X和Y形成在一个像素内。在区域X，基准视角方向设定在6时的方向。在区域Y，基准视角方向设定在12时的方向。在图13中，相接于定向膜31c和32c的短线，代表与该定向31c和32c接触的液晶分子，且该短线与定向膜31c和32c之间的角度代表预倾斜角。液晶层33厚度方向上中间位置附近的液晶分子33a的倾斜，表示液晶分子的平均预倾斜方向。
将基板31和32的端部用树脂等封住，并且，在基板31和32的一方的供显示用的显示部分的周边，装设周边电路，例如驱动电路。
以下，对具有上述结构的LCD的制造方法进行说明。
首先，用已知的方法，在基础基板31a和32a上形成电极31b和32f，并在其上形成定向膜31c和32c。然后，用研磨布等对定向膜31c和32c在一个方向上进行摩擦。
其次，将基板31和32中之一个，例如基板31置于图14所示的反应装置的容器41之中，使定向膜31c朝上。在该定向膜31c之上，设置具有遮光部分11a和透光部分11b的遮光罩11。如图15所示，该遮光罩11的结构是，在整个形成的遮光部分11a之中，形成有矩阵状的透光部分11b。遮光罩11的设置方式是，其遮光部分11a被设置在与构成一个相素的电极层31b的区域X相对应的区域。
再次，将氧气或臭氧气体，经气体供应口42并通过质量流量控制器43，导入容器41。该质量流量控制器43与用于选择供应氧气或具氧气体的供应管43a，和用于供应惰性气体，例如氮气的供应管43b相连接。此时，最好是将氧气或臭氧气体导入，使其能够与定向膜31c接触。在某些场合，可以将氧气或臭氧气体与惰性气体一起供应。作为导入的氧气或具氧气体的浓度，当导入氧气时，氧气的浓度设定在25％(体积)以上，当导入臭氧气体时，具氧气体的浓度设定在1×10-4％(体积)以上。如果容器41中的气氛实质上一定，这些规定的浓度可以根据该气氛进行选择。如果容器41中的气氛不一定，这些规定的浓度可以根据定向膜31c附近的气氛进行选择。一股，为使以下将要叙述的反应在定向膜的表面容易发生，应该将这些浓度设定在至少在定向膜31c的附近能够获得上述定义的范围。供应管43a，通过图中未显示的开关阀，从氧气源和臭氧源有选择地供应氧气和臭氧气体中的一种。
接着，如图14和15所示，用光35经上述遮光罩11，照射定向膜31c。可以采用紫外光，作为光35。光照射的结果，定向膜31c的被照射部分，将得到液晶分子的预倾斜角变小的表面状态。
因此，在经过照射的定向膜31c，相应于区域Y的被照射部分具有较小的预倾斜角，而相应于区域X的没有被光照射的部分(以下简称非照射部分)则具有较大的预倾斜角。
接着，将另一基板32置于容器41，用上述同样的方式进行光照射。此时，遮光部分11a设置在与构成一个像素的电极层32b的区域Y相对应的区域。光照射的结果，在定向膜32c，相应于区域X的被照射部分具有较小的预倾斜角，而相应于区域Y的非照射部分则具有较大的预倾斜角。基板32的光照射步骤，可以先于基板31的光照射步骤。
然后，将基板31和32互相贴合，并使定向膜31c和32c面朝内侧。此时，将基板31和32的端部封住。之后，将液晶注入到基板31和32之间的槽，得到液晶层33。
作为最后步骤，在供显示用的显示部分的外侧的周边，设置周边电路，例如驱动电路。由此，完成本实施例的LCD。
如上所述，在本实施例中，当用光照射定向膜31c和32c时，至少在定向膜31c和32c的附近，存在着浓度在25％(体积)以上的氧气，或者浓度在1×10-4％(体积)以上的臭氧气体。这将使反应速度加快。也就是说，当用紫外光照射定向膜附近存在的氧气时，将产生O3(臭氧)。O3将氧化聚酰亚胺的烷基，生成羰基。结果，将定向膜表面的极性将发生变化，如果定向膜附近存在的氧或具氧，特别臭氧的量越多，定向膜表面的极性的变化越快。结果，可以在短时间内，将定向膜31c和32c的表面设定在所需的定向状态。然后，极性发生变化的定向膜表面，将使与该定向膜的表面接触的液晶分子的预倾斜角发生变化。
在基板31的预倾斜角不同于基板32的预倾斜角的场合，液晶层33厚度方向上中问位置的液晶分子的面内定向方向，可以用具有较大的预倾斜角的定向膜来进行控制。于是，在本实施例的LCD中，两个具有相反基准定向的区域将形成在一个像素内。所以，可以同时得到基准视角方向互相相反的视角特性，从而改善正视角方向上的反转现象，并提高对比度。
在本实施例，有机高分子膜的一种，即聚酰亚胺(PI)膜，可以用作定向膜31c和32c。该聚酰亚胺系高分子含有高分子主链，并且作为摩擦处理的结果，聚酰亚胺表面的高分子主链的长链方向，定向在摩擦方向。因此，可以认为，与聚酰亚胺膜制成的定向膜31c和32c接触的液晶分子，定向在摩擦方向。
在本实施例，氧浓度设定在25％(体积)以上，且臭氧浓度设定在1×10-4％(体积)以上。之所以设定在这样的浓度，是因为存在于被照射部分的氧或臭氧，能够促进因光照射而引起的定向膜表面状态变化的反应。因此，能够增加反应速度。如果浓度低于预定的值，定向膜表面状态变化的反应将得不到促进。因此，不会增加反应速度。因与氧相比，臭氧能有效地促进反应，故供向定向膜被照射部分的臭氧浓度，大大低于氧的浓度。如果同时导入氧和臭氧两种气体时，能够以低于上述浓度的量，获得同样的效果。
在本发明中，用光照射定向膜的步骤，可以在定向膜形成之后的任何时刻进行。具体说，照射步骤可以在定向膜涂布后，假烧成后，摩擦处理后，或者摩擦处理之后的基板洗净后进行。也有可能在基板互相贴合后进行照射。但是，在这种场合，因为光透过对面基板照射定向膜，故有必要使用能够透过该基板(例如，玻璃)的光。
作为能够用于本发明的遮光罩，例如，可以使用与照相制版技术中通常使用的光掩膜相同的遮光罩。尽管定向膜被污染，但有可能采用在定向膜上用照相制版技术直接形成遮光罩图形，进行光照射，然后剥离该遮光罩的方法。或者，可以用会聚的光，有选择地照射预定的区域。
当用光照射定向膜时，遮光部分没有必要完全遮住光线。只要使遮光部分和非遮光部分之间存在透光差即可。例如，可以将具有两个以上透光率不同的区域设置在基板上，作为遮光罩。用这种方法，在同一液晶层中，可以形成两种类以上具有不同定向的区域。
在本实施例，一块基板上两个具有不同预倾斜角的区域X和Y，可以形成在一个像素内。本发明并不局限于这一具体的设定。例如，如图16所示，邻接的像素可以设定为具有互相不同的预倾斜角。在该图中，未用光照射的像素44和46，其预倾斜角设定在，且用光照射的像素45，其预倾斜角设定在不同于的β。
根据本发明，一块基板上三个以上具有不同预倾斜角的区域，可以形成在一个像素内。或者，使两个以上像素的组具有同样的预倾斜角，并使两个以上像素的组之间具有不同的预倾斜角。一个像素中形成有三个以上具有不同预倾斜角的区域的结构，能够有效地用于供彩色显示用的LCD。
各区域X和Y的尺寸设定在与一个像素的尺寸相对应，并且区域X和Y，如图19所示，可以交替形成。
在上述实施例中，是用紫外光照射定向膜的。应该理解的是，可见光或红外光也可以采用。尤其是，当高能量能够容易用于改变定向状态时，最好是使用波长在400nm以下的紫外光。例如，用高压水银灯，可以确实地获得具有该波长的光。当用紫外光(UV光)照射定向膜时，照射最好是在1,000(mJ/cm2)至10,000(mJ/cm2)的条件下进行。作为其它可以利用的光，可以使用那些具有与紫外光，可见光或红外光相同的波长范围的激光束。当使用激光时，因在光波长的能量之上加有激光的能量，上述效果可以在短时间内获得。在上述光照射过程之外，可以用其它能量束照射，使定向膜的定向状态发生局部变化。例如，用电子束、离子束、X射线等进行照射，可以使定向膜的化学结构发生局部变化。
在本实施例，定向膜是用聚酰亚胺膜制成的，但是也可以用其它材料制成。这些材料包括以聚酰胺、聚苯乙烯、聚酰胺亚胺、丙烯酸环氧酯、丙烯酸螺烷酯或聚氨基甲酸乙酯为主成分的有机膜，无机氧化物膜，无机氮化物膜，无机氟化物膜，以及金属膜。在这种场合，最好是根据选用材料的种类，选择适当的照射光。或者，定向膜可以由以氮化硅、氧化硅、氟化镁、金等为主成分的无机材料制成。在这种场合，有必要用具有高能量的光，例如紫外激光束，电子束等进行照射。
本发明能够改善TN方式和STN方式的视角性能。例如，当将TN方式的LCD设置在一对基板之间时，为了通过消除LCD等的反转现象而改善视角性能，可以认为，最好是将纵方向(相对于观察者的垂直方向)上的液晶分子的折射率设定在相互一致，而不依存于视角。具体而言，在正视角方向上，当从LCD的正上方(垂直于基板面的方向)加大视角时，只要将纵方向上的折射率各向异性的变化(△n)抑制在″大→0→大(逆方向)″即可。
此外，本发明的制造方法可以应用于散射方式的LCD。当将该方法应用到散射方式的LCD时，因为在各微小区域内可以形成数种不同的定向状态，所以，当液晶层不施加电压时，因各微小区域中液晶分子的定向角度不同，入射到液晶层的光线将会发生散射。若对液晶层逐渐施加电压，液晶分子将会竖立，因此，光将能透过液晶层。如上所述，根据液晶层施加电压有元，有可能进行光开关动作。
在本实施例，本发明被应用到单一矩阵型LCD。但本发明并不局限于这一具体类型。或者，本发明也可以应用于主动矩阵型，或其它类型的LCD。实施例8
实施例8和9，对高精度地制造本发明LCD的主要部分的方法进行说明。
图17是应用本发明的单一矩阵型LCD的示意性剖面图。在该LCD，将一对基板31和32设置成互相对置，其中间夹有液晶层33。在下方的基板31，电极层31b形成在玻璃，硅晶片等制成的基础基板31a上。在与液晶层33接触的一侧，形成有用于限定液晶分子定向的定向膜31c。电极层31b，以复数条形电极的形式，并列形成在基板31上。
在另一方(上方)的基板32，电极层32f形成在玻璃，硅晶片等制成的基础基板32a上。在与液晶层33接触的一侧，形成有用于限定液晶分子定向的定向膜32c。电极层32f，以复数条形电极的形式，并列形成在基板32上，并且与基板31上的电极层31b交叉。电极31b和32f的交叉部分构成像素。
在液晶层33，定向状态互相不同的液晶层区域X和Y形成在一个像素内。在区域X，基准视角方向设定在6时方向。在区域Y，基准视角方向设定在12时的方向。在图17，接于定向膜31c和32c的短线，代表与该定向膜31c和32c接触的液晶分子。液晶层33厚度方向上中间位置附近的液晶分子33a的倾斜，表示液晶分子的平均预倾斜方向。
将基板31和32的端部用树脂等封住，并且，在基板31和32的一方的供显示用的显示部分的周边，装设周边电路，例如驱动电路。
以下，对具有上述结构的LCD的制造方法进行说明。
首先，用已知的方法，在基础基板31a和32a上形成电极31b和32f，并在其上形成定向膜31c和32c。然后，用研磨布等对定向膜31c和32c在一个方向上进行摩擦。
其次，将基板31和32中之一个，例如基板31，置于容器(图中未显示)之中，使定向膜31c朝上。在该定向膜31c之上，设置具有遮光部分11a和透光部分11b的遮光罩11。如图18所示，该遮光罩11具有，在整个形成的遮光部分11a之中，形成有矩阵状的透光部分11b的结构。遮光罩11的设置方式是，其遮光部分11a被设置在与构成一个相素的电极层31b的区域X相对应的区域。
再次，将含有85％(体积)氮的气体导入到该容器。用该气体置换容器内的气氛。然后，用光35经上述遮光罩11，照射定向膜31c。可使用紫外光作为光35。光照射的结果，定向膜31c的被照射部分，将成为液晶分子的预倾斜角得到降低的表面状态。
因此，在经过照射的定向膜31c，相应于区域Y的被照射部分具有较小的预倾斜角，而相应于区域X的非照射部分则具有较大的预倾斜角。
接着，将另一基板32置于该容器，用上述同样的方式进行光照射。此时，遮光部分11a位于与构成一个像素的电极层32b的区域Y相对应的区域。光照射的结果，在定向膜32c，相应于区域X的被照射部分具有较小的预倾斜角，而相应于区域Y的非照射部分则具有较大的预倾斜角。基板32的光照射步骤，可以先于基板31的光照射步骤。
然后，将基板31和32互相贴合，并使定向膜31c和32c面朝内侧。此时，将基板31和32的端部封住。之后，将液晶注入到基板31和32之间的槽，得到液晶层33。
在最后的步骤，在供显示用的显示部分的外侧的周边，设置周边电路，例如驱动电路。由此，完成本实施例的LCD。
如上所述，本实施例是在含有85％(体积)氮的气氛中，用光照射定向膜。其结果，氧气对空气的体积比可以从20％(常态)减至15％，因而能够抑制氧对遮光部分的影响。此时，反应速度不会降低。将初期预倾斜角设定5度至0度所需要的紫外光照射量大约为10J/cm2。
本发明在惰性气体的混合比率为100％时也能实施。在这种场合，对遮光部分不会有影响，反应速度将降低至大约1/5。此外，所需紫外光照射量为50J/cm2以上。
在本实施例，可以用氮作为惰性气体。本发明并不局限于氮。也可以使用氦、氖或氩。在这种场合，混合比率设定在与氮相同。
在本实施例，用于定向膜的照射光为紫外光。也可以使用紫外激光。为容易获得高能量，最好是使用波长400nm以下的紫外光。用高压水银灯，低压水银灯，水银氙灯，可以确实地获得具有该波长的光。实施例9
在实施例9，当进行光照射时，通过降低定向膜表面周围的压力，如实施例8一样，可以减少氧的量。
在本实施例，使用具有与实施例8同样结构的基板。具体而言，是将基板31和32中之一个置于内部压力调整在0.5大气压的容器中，然后，设置遮光罩。在这种状态下，用紫外光照射定向膜的预定部分。除紫外光之外，也可以使用与紫外光的波长范围相同的激光。
在本实施例的场合，对遮光部分的影响程度，实质上与惰性气体的体积比为85％时的实施例8相同。反应速度稍有加快，初期预倾斜角从5度转变为0度所需要的紫外光照射量大约为9J/cm2。此外，在本实施例的场合，照射环境选择在减压或真空状态，因此，在气体中可能被吸收或散射的光，能够到达定向膜表面。所以，可以提高照射效率，并缩短通过过程。
在本实施例，容器内的压力可以降低至真空。在这种场合，对遮光部分没有影响。与使用100％惰性气体的实施例8相比，反应速度稍有加快。所需的紫外光照射量大约为45J/cm2。反应速度的变化，取决于气体造成的光散射的程度。
如上所述，在本实施例中，因光照射是在减压或真空下进行的，故气氛中的气体所引起的吸收和散射能够得到抑制。此外，在本实施例中，除紫外光和与该紫外光波长相同的激光之外，也可以使用可见光，红外光，或与这些光波长相同的激光。
用于实施例8和9的定向膜，可以由聚酰亚胺膜制成。定向膜也可以用其它材料制成。可以使用以氮化硅、氧化硅、氟化镁、金等为主成分的无机材料制成的定向膜。在这种场合，有必要用具有高能量的光，例如紫外激光束等进行照射。
本发明，除了上述主动矩阵型LCD之外，也可以应用于单一矩阵型LCD。
在本发明中，用光照射定向膜的步骤，可以在定向膜形成之后的任何时刻进行。具体说，照射步骤可以在定向膜涂布后，假烧成后，摩擦处理后，或者摩擦处理之后的基板洗净后进行。也有可能在基板互相贴合后进行照射。
作为能够用于本发明的遮光罩，可以采用通过照相制版技术，在定向膜上直接形成遮光罩图形，然后进行光照射，再剥离该遮光罩的方法。或者，可以用会聚的光，有选择地照射预定的区域。
在实施例3和9中，可以象实施例7一样，将各区域X和Y的尺寸设定在与一个像素的尺寸相对应，并且，区域X和Y，如图19所示，可以交替形成。在这种场合，在各定向膜31c和32c，被照射部分和非照射部分可以交替形成，且各部分对应于一个像素。
如上所述，根据本发明，对于每一预定区域，可以通过使其预倾斜角不同，而获得不同的定向状态。因此，在一个液晶板内可以形成不同基准定向方向，从而可以获得具有不同基准视角方向的视角特性。所以，能够改善视角性能和显示质量，并得到广视角。
根据本发明，可以消除LCD的视角依存性，并抑制一种定向状态被另一种定向状态吸收的不利现象。此外，在定向状态不同的区域之间的边界上，可以抑制转位线的产生。还有，在形成有遮光膜的场合，从转位线漏出的光，如果存在的话，能被遮住。因此，根据本发明，可以提供具有可靠性且显示质量得到改善的LCD。
根据本发明LCD的制造方法，当用光照射定向膜时，因将臭氧或氧导入该定向膜附近，故能加快定向膜表面的反应速度，并且能以良好的生产性制造LCD。
根据本发明，在照射过程中，因能抑制对遮光部分的影响，故照射条件的范围变宽。因此，可以稳定地进行预倾斜角的控制。根据本发明，在使用紫外光以外的光的场合，也可以有效地进行光照射，容易地获得广视角LCD。
对熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明的范围和精神的前提下，对本发明进行各种修改是显而易见的并且也容易做到。因此，本说明书所附权利要求书的范围不应局限在这里所介绍的内容，而应该有更广泛的理解。

Claims (47)

1.一种液晶显示装置，包括：一对基板，和夹持在这一对基板之间的液晶层，该液晶层和各基板之间的界面上形成有定向膜、该定向膜控制液晶层中液晶的定向状态，其特征在于，该液晶层含有两种或两种以上具有不同定向状态的液晶区域，并且至少一种定向膜，其与具有不同定向状态的各液晶层区域对应的表面区域，具有不同的表面张力。
2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述至少一种定向膜的具有不同表面张力的各表面区域，形成在对应的一种以矩阵状配置的像素中。
3.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，具有大表面张力的表面区域中，液晶的预倾斜角设定在小角度；具有小表面张力的表面区域中，液晶的预倾斜角设定在大角度。
4.根据权利要求3所述的液晶显示装置，其特征在于，具有大表面张力的表面区域，和具有小表面张力的表面区域分别设置在两种定向膜上，其中一种定向膜上具有大表面张力的表面区域，面对另一种定向膜上具有小表面张力的表面区域。
5.一种液晶显示装置，包括：一对基板，和夹持在这一对基板之间的液晶层，该液晶层和各基板之间的界面上形成有定向膜、该定向膜控制液晶层中液晶的定向状态，其特征在于，该液晶层含有两种或两种以上具有不同定向状态的液晶层区域，并且至少一种定向膜，其与具有不同定向状态的各液晶层区域对应的表面区域，具有不同的氧原子浓度。
6.根据权利要求5所述的液晶显示装置，其特征在于，所述至少一种定向膜的具有不同氧原子浓度的各表面区域，形成在对应的一种以矩阵状配置的像素中。
7.根据权利要求5所述的液晶显示装置，其特征在于，具有高氧原子浓度的表面区域中，液晶的预倾斜角设定在小角度；具有低氧原子浓度的表面区域中，液晶的预倾斜角设定在大角度。
8.根据权利要求7所述的液晶显示装置，其特征在于，具有高氧原子浓度的表面区域和具有低氧原子浓度的表面区域，分别设置在两种定向膜上，其中一种定向膜上具有大表面张力的表面区域，面对另一种定向膜上具有小表面张力的表面区域。
9.一种液晶显示装置，包括：一对基板，和夹持在这一对基板之间的液晶层，该液晶层和各基板之间的界面上形成有定向膜、该定向膜控制液晶层中液晶的定向状态。其特征在于，该液晶层含有两种或两种以上具有不同定向状态的液晶层区域，并且至少一种定向膜，其与具有不同定向状态的各液晶层区域对应的表面区域，具有不同的羰基浓度。
10.根据权利要求9所述的液晶显示装置，其特征在于，上述至少一种定向膜的具有不同羰基浓度的各表面区域，形成在对应的一种以矩阵状配置的像素中。
11.根据权利要求9所述的液晶显示装置，其特征在于，具有高羰基浓度的表面区域中，液晶的预倾斜角设定在小角度；具有低羰基浓度的表面区域中，液晶的预倾斜角设定在大角度。
12.根据权利要求11所述的液晶显示装置，其特征在于，具有高羰基浓度的表面区域和具有低羰基浓度的表面区域，分别设置在两种定向膜上，其中一种定向膜上具有大表面张力的表面区域，面对另一种定向膜上具有小表面张力的表面区域。
13.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，各定向膜由聚酰亚胺、聚酰胺、聚苯乙烯、聚酰胺酰亚胺、丙烯酸环氧酯，丙烯酸酯螺烷酯和聚氨基甲酸乙酯中的至少一种为主成分的有机高分子材料制成。
14.根据权利要求5所述的液晶显示装置，其特征在于，各定向膜由聚酰亚胺、聚酰胺、聚苯乙烯、聚酰胺酰亚胺、丙烯酸环氧酯，丙烯酸酯螺烷酯和聚氨基甲酸乙酯中的至少一种为主成分的有机高分子材料制成。
15.根据权利要求9所述的液晶显示装置，其特征在于，各定向膜由聚酰亚胺、聚酰胺、聚苯乙烯、聚酰胺酰亚胺、丙烯酸环氧酯，丙烯酸酯螺烷酯和聚氨基甲酸乙酯中的至少一种为主成分的有机高分子材料制成。
16.一种制造液晶显示装置的方法，该液晶显示装置包括，一对基板，和夹持在这一对基板之间的液晶层，该液晶层和各基板之间的界面上形成有有机高分子定向膜、该定向膜控制液晶层中液晶的定向状态，其特征在于，该方法包括，用光有选择地照射至少一种定向膜，使的该至少一种定向膜对应于不同定向状态的各液晶层区域的表面区域，具有不同的表面张力，氧原子浓度和羰基浓度的步骤。
17.根据权利要求16所述方法，其特征在于，所述光的波长位于紫外区域。
18.根据权利要求16所述方法，其特征在于，所述表面区域包括用光照射的第一区域，和不用光照射的第二区域，第一表面区域和第二表面区域分别设置在两种定向膜上，其中一种定向膜上的第一表面区域面对另一种定向膜上的第二表面区域。
19.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，具有不同定向状态的两种或两种以上的液晶层区域，以带状形成在各像素中，并且，一个液晶层区域与相邻的液晶层区域之间的边界，连续跨越两个以上的像素。
20.根据权利要求5所述的液晶显示装置，其特征在于，具有不同定向状态的两种或两种以上的液晶层区域，以带状形成在各像素中，并且，一个液晶层区域与相邻的液晶层区域之间的边界，连续跨越两个以上的像素。
21.根据权利要求9所述的液晶显示装置，其特征在于，具有不同定向状态的两种或两种以上的液晶层区域，以带状形成在各像素中，并且，一个液晶层区域与相邻的液晶层区域之间的边界，连续跨越两个以上的像素。
22.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，具有不同定向状态的两种或两种以上的液晶层区域，以带状形成在各像素中，并且，一个液晶层区域与相邻的液晶层区域之间的边界，平行于与一对基板之一接触的液晶分子的定向方向。
23.根据权利要求5所述的液晶显示装置，其特征在于，具有不同定向状态的两种或两种以上的液晶层区域，以带状形成在各像素中，并且，一个液晶层区域与相邻的液晶层区域之间的边界，平行于与一对基板之一接触的液晶分子的定向方向。
24.根据权利要求9所述的液晶显示装置，其特征在于，具有不同定向状态的两种或两种以上的液晶层区域，以带状形成在各像素中，并且，一个液晶层区域与相邻的液晶层区域之间的边界，平行于与一对基板之一接触的液晶分子的定向方向。
25.根据权利要求22所述的液晶显示装置，该液晶显示装置还包括，设置在各像素附近的信号线，以及连接该像素与信号线的非线型元件，其特征在于，非线型元件的位置，或者具有不同定向状态的液晶层区域中的定向状态，设置在使得边界位于最远离非线型元件的位置。
26.根据权利要求23所述的液晶显示装置，该液晶显示装置还包括，设置在各像素附近的信号线，以及连接该像素与信号线的非线型元件，其特征在于，非线型元件的位置，或者具有不同定向状态的液晶层区域中的定向状态，设置在使得边界位于最远离非线型元件的位置。
27.根据权利要求24所述的液晶显示装置，该液晶显示装置还包括，设置在各像素附近的信号线，以及连接该像素与信号线的非线型元件，其特征在于，非线型元件的位置，或者具有不同定向状态的液晶层区域中的定向状态，设置在使得边界位于最远离非线型元件的位置。
28.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，具有不同定向状态的两种或两种以上的液晶层区域形成在各像素中，且相邻液晶层区域之间的边界上复盖有遮光膜。
29.根据权利要求5所述的液晶显示装置，其特征在于，具有不同定向状态的两种或两种以上的液晶层区域形成在各像素中，且相邻液晶层区域之间的边界上复盖有遮光膜。
30.根据权利要求9所述的液晶显示装置，其特征在于，具有不同定向状态的两种或两种以上的液晶层区域形成在各像素中，且相邻液晶层区域之间的边界上复盖有遮光膜。
31.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，一液晶层区域与相邻的液晶层区域之间的边界复盖有遮光膜。
32.根据权利要求5所述的液晶显示装置，其特征在于，一液晶层区域与相邻的液晶层区域之间的边界复盖有遮光膜。
33.根据权利要求9所述的液晶显示装置，其特征在于，一液晶层区域与相邻的液晶层区域之间的边界复盖有遮光膜。
34.根据权利要求5所述的液晶显示装置，其特征在于，还包括连接各像素的非线性元件，和用与构成该非线性元件的不透明层相同的材料制成的遮光膜。
35.一种制造包括一对基板，以及央持在这一对基板之间的液晶层的液晶显示装置的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：在该一对基板上，分别形成用于控制液晶层中液晶的定向状态的定向膜的步骤；以及在含有氧和臭氧中至少一种的气体与至少一种定向膜接触的同时，用光有选择地照射该至少一种定向膜的步骤。
36.根据权利要求35所述的方法，其特征在于，所述含有氧的气体具有25％(vol)以上的浓度。
37.根据权利要求35所述的方法，其特征在于，所述含有臭氧的气体具有1×10-4％(vol)以上的浓度。
38.根据权利要求35所述的方法，其特征在于，用光有选择地照射至少一种定向膜的步骤包括，在一定向膜上形成用光照射的第一区域和不用光照射第二区域的步骤，以及在其它的定向膜上形成第一区域和第二区域的步骤，该第一区域和第二区域交替设置在两种定向膜上，其中，一定向膜上的第一区域面对另一定向膜上的第二区域。
39.一种制造包括一对基板，以及夹持在这一对基板之间的液晶层的液晶显示装置的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：在该一对基板上，分别形成用于控制液晶层中液晶的定向状态的定向膜的步骤；以及在含有惰性气体的气氛下，用光有选择地照射至少一种定向膜的步骤。
40.根据权利要求39所述的方法，其特征在于，所述气氛合有容积比为85至100％的惰性气体。
41.根据权利要求39所述的方法，其特征在于，所述光为紫外光或紫外激光。
42.根据权利要求39所述的方法，其特征在于，所述惰性气体选自氮、氦、氖和氩。
43.根据权利要求39所述的方法，其特征在于，用光有选择地照射至少一种定向膜的步骤包括，在一定向膜上形成用光照射的第一区域和不用光照射第二区域的步骤，以及在其它的定向膜上形成第一区域和第二区域的步骤，该第一区域和第二区域交替设置在两种定向膜上，其中，一定向膜上的第一区域面对另一定向膜上的第二区域。
44.一种制造包括一对基板，以及夹持在这一对基板之间的液晶层的液晶显示装置的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：在该一对基板上，分别形成用于控制液晶层中液晶的定向状态的定向膜的步骤；以及在减压或真空的气氛下，用光有选择地照射至少一种定向膜的步骤。
45.根据权利要求44所述的方法，其特征在于，所述减压气氛的压力为0.5大气压至0大气压范围。
46.根据权利要求44所述的方法，其特征在于，所述光为紫外光、可见光、红外光，或者具有与这些光同样波长的激光。
47.根据权利要求44所述的方法，其特征在于，用光有选择地照射至少一种定向膜的步骤包括，在一定向膜上形成用光照射的第一区域和不用光照射第二区域的步骤，以及在其它的定向膜上形成第一区域和第二区域的步骤，该第一区域和第二区域交替设置在两种定向膜上，其中，一定向膜上的第一区域面对另一定向膜上的第二区域。
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