CN1234877A - 液晶取向膜及其制法以及用此取向膜的液晶显示装置及其制法 - Google Patents

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Abstract

一种由其一端化学吸附于基板表面的分子群构成的被膜,所述分子群含有的分子具有线性碳链且至少部分的线性碳链是选择性聚合了的。用此被膜作为液晶取向膜,使在大面积面板和有台阶部分的基板表面之取向均匀性变差问题得到了抑制。由于液晶的取向并不是由任何比如摩擦那样的物理接触方法所赋予的,面板的大面积化及基板表面台阶基本上不影响液晶取向的均匀性。由于该液晶取向膜是化学吸附于基板表面的,故还具有优异的如耐剥离性等被膜耐久性。

Description

液晶取向膜及其制法以及用此取向膜的液晶显示装置及其制法
技术领域
本发明涉及液晶取向膜及其制法以及用此取向膜的液晶显示装置及其制法。具体说，涉及用于使用显示电视画面和计算机画面的液晶的平面显示面板中的液晶取向膜及其制法和、适合于此制法的透光性基板，以及用此取向膜的液晶显示装置及其制法。
技术背景
历来，作为彩色液晶显示面板，一般使用在形成矩阵状配置的对向电极的两个基板之间用旋涂方法涂布上聚乙烯醇或聚酰亚胺溶液，并通过所形成的液晶取向膜封装入液晶而形成的装置。
例如，在玻璃基板上形成有象素电极的薄膜晶体管(TFT)阵列的第一基板和，在玻璃基板上形成复数个红蓝绿彩色泸光片并再在其上形成共同的透明电极的第二基板，并在各自的电极面上用旋涂法等涂布上聚乙烯醇或聚酰亚胺溶液而形成被膜，摩擦此被膜形成液晶取向膜，再把有此液晶取向膜的二个基板相对向而中间有一间隔的配置着。在形成此配置后，在这些基板之间注入液晶(扭曲向列(TN)液晶等)，接着在此面板的里表面放上偏光片，从里面用背照光来照射，同时使薄膜晶体管(TFT)动作并显示出彩色画面。这种器件是大家都已知道的。
不过，历来的液晶取向膜是把聚乙烯醇和聚酰亚胺溶于有机溶剂并用旋涂法形成涂层后再用毡布等来摩擦的方法成膜的，其问题在于：表面上的台阶对于14英寸显示这样的大面积面板来说，不可能充分保证取向膜的均匀性。而且，由上述树脂要形成很薄的取向膜是非常困难的，使用这样的取向膜之液晶显示装置就容易产生显示不均匀和出现显示花斑的问题。
发明的公开
为解决上述问题，作为本发明的第一个目的在于提供一种适用于液晶显示面板的液晶取向膜、而且是在表面台阶部分与大面积面板中也能保持良好取向均匀性的液晶取向膜，以及不随摩擦而更有效地制备液晶取向膜的方法、和适合于此制法所使用的透光性基板以及用此液晶取向膜之液晶显示装置及其制法。
本发明的第二个目的是提供在液晶显示面板中使用的一种取向膜，并且是膜厚极薄、液晶取向方向由摩擦所控制、液晶的预倾角由取向膜的临界表面能控制的液晶取向膜，以及高效制备这种液晶取向膜的方法，以及，用此液晶取向膜之液晶显示装置及其制法。
为达到上述第一个目的，本发明的第一种液晶取向膜的特征在于它是由一端为基板表面所化学吸附之分子群形成的被膜，此分子群包含具有线性碳链且该线性碳链至少部分是选择性聚合了的分子。
用这样的液晶取向膜就可抑制大面积化面板及有台阶部分的基板表面上的取向均匀性变差问题。这种液晶取向膜由于不是由摩擦那样的物理接触手段来赋予液晶取向性的，因此面板的大面积化及基板表面上的台阶对液晶取向的均匀性基本上是没有影响的。而且，这种液晶取向膜因化学吸附在基板表面，因此具有优异的耐剥离性等被膜耐久性。
上述液晶取向膜中由于其线性碳链是聚合了的，这可控制此线性碳链对基板的倾斜成为一定的倾角所以是理想的。因此提高了控制液晶取向的能力。
上述液晶取向膜中，上述分子群中含有比线性碳链分子更短的分子，这些分子的存在使上述线性碳链对基板的倾斜可控制成一定的角度，而且由于这些线性碳链中至少有部分是选择性地聚合了的，因此就使上述对基板的倾角或增或减，由这种增减就在线性碳链聚合了的区域形成凸部或凹部，所以是优选的。按照这种优选例，在被膜表面的分子水平上控制的凸与凹有助于液晶取向规整性的提高。
上述液晶取向膜中，优选在基板表面，线性碳链聚合区域通过线性碳链未聚合区域形成多个相互略成平行的线条。按此优选例，可进一步提高对液晶取向的控制能力。在液晶取向膜表面，上述凸凹都沿同一方向延伸的情况下取向控制能力的提高就尤为显著。
上述液晶取向膜中，优选的是有线性碳链的分子的一端通过硅氧键固定在基板表面上，这进一步提高了液晶取向膜的耐剥离性。
上述液晶取向膜中，以构成分子群的分子彼此通过硅氧键结合起来时为优选，按此优选例，可进一步提高耐剥离性等，而且，由于分子已彼此结合，就可进一步提高线性碳链对基板取向的精度。
为达到上述第一个目的，本发明的第一种液晶取向膜的制法特征在于，它包括通过使化学吸附液与基板表面接触，并使该化学吸附液所含的具有线性碳链的表面活性剂分子与上述表面之亲水性基团进行化学反应，从而把此分子的一端固定在上述表面的工艺和，把由含上述分子的分子群所形成的被膜选择性曝光而赋予至少部分上述线性碳链对基板之取向性的工艺。
根据这种液晶取向膜的制法，由于没有用摩擦，就可以高效且合理的制备在大面积面板和有台阶部分的基板表面上保持良好均匀性的液晶取向膜。而且，由于采用曝光来使线性碳链改变取向而赋予控制液晶取向的能力，因此即使大面积面板的生产效率基本上也不会下降。
上述液晶取向膜的制法中，优选赋予至少部分线性碳链对基板的取向性的工艺，是通过使其线性碳链聚合而控制此线性碳链对基板的一定倾角的工艺来实现的，按此优选例，可使线性碳链对基板的倾角固定化而得到液晶取向精度提高了的液晶取向膜。
上述液晶取向膜的制法中，把有线性碳链的表面活性剂分子以及比此分子的分子长度短的分子之一端都固定在基板的表面，从而控制了上述线性碳链对基板有一定的倾角，并通过使这些线性碳链至少部分是选择性地聚合了的，因此就可使上述聚合了的线性碳链对基板的角度比上述角度或增或减，因这种增减就会在线性碳链聚合区域形成凸凹，这种方法是优选的。采用这种优选的工艺就可制备被膜表面凸凹在分子水平上得到控制从而贡献于提高控制液晶取向能力的液晶取向膜。
上述液晶取向膜的制法中，在把有线性碳链的表面活性剂分子的一端固定在上述表面之后、含此分子的分子群构成的被膜曝光之前，先用有机溶剂清洗基板表面的工艺是优选的。按此优选例，有机溶剂与未固定于基板表面的多余的表面活性剂分子一起除去，可使液晶取向膜作成单分子膜状。由于液晶取向膜为单分子膜状，就可更进一步提高控制取向的能力、耐剥离性等。
上述液晶取向膜的制法中，在用有机溶剂清洗工艺中优选通过使有机溶剂从基板表面轧出的液流按预定方向流延进行为好，这可使线性碳链按上述规定方向而取向，按此优选例，可使线性碳链一次性取向，从而可更进一步提高液晶的取向精度。
上述液晶取向膜的制法中，由于有机溶剂从基板表面的轧液流延是按预定方向进行，因此就控制了上述线性碳链对基板有一定的倾角，而且由于上述线性碳链至少有部分是已选择性聚合了的，这种聚合了的线性碳链对基板之角度就会比上述角度或增或减，这种或增或减就会在线性碳链聚合了的区域中形成凸凹，因此是优选的。用这种优选的方法可制备出有在分子水平上控制了的凸凹的被膜表面从而贡献于提高控制液晶取向能力的液晶取向膜。作为一次性赋予线性碳链取向的方法，可以是把有机溶剂的轧液流延方向预定为一定的方向的方法，并与把有线性碳链的表面活性剂分子与比此分子短的表面活性剂分子的一端都固定在基板表面上的方法并用时，就可得到液晶取向精度更进一步提高了的液晶取向膜。
上述液晶取向膜的制法中，优选的有机溶剂是含至少一个选自于烷基、氟碳基、氯碳基及硅氧烷基之基团的非水性有机溶剂。这样，由清洗工艺就可抑制基板表面未结合的剩余表面活性剂分子与空气中的水分子等反应性分子之间的反应，从而可把剩余表面活性剂分子确实除去并制成良好单分子膜状的被膜。
上述液晶取向膜的制法中优选的是，用表面上多个凸凹沿大体同一方向延伸的透光性基板来曝光，并在基板表面，线性碳链聚合了的区域通过线性碳链未聚合区域形成多个互相平行的线条。用这种优选的选择性曝光可制备进一步提高控制液晶取向能力的液晶取向膜。在液晶取向膜的表面凸凹沿相同方向延伸的情况下，控制取向能力的提高特别显著。
上述液晶取向膜的制法中，用表面凸凹之凹部的宽及深度为0.01～0.5μm的透光性基板来曝光是优选的。进一步说，通过透光性基板而到达被膜的光，优选的是由上述透光性基板的凸凹所衍射，由此可提高取向控制能力。
上述液晶取向膜的制法中，优选的有线性碳链的表面活性剂分子，是末端为选自氯硅烷基、烷氧硅烷基及异氰酸酯硅烷基之含硅基分子，由此可以高效制备耐剥离效果好的化学吸附膜。
上述液晶取向膜的制法中，有线性碳链的表面活性剂分子以其线性碳链中含光聚合性官能团者为优选，而且这种光聚合性官能团是联乙炔基者尤为优选。按照这些优选例，线性碳链可通过曝光进行有效地聚合。
本发明的第一种液晶取向膜制法之其它的构成特征在于，它包括使与基板表面相接触的化学吸附液中所含的具有线性碳链的表面活性剂分子与基板表面的亲水性基团发生化学反应从而把上述分子的一端固定于上述表面的工艺和、通过把与上述表面接触之有机溶剂按预定方向轧液流延而清洗上述表面并使之干燥的工艺和、使将表面上多数凸凹略向同一方向伸长的透光性基板，配置成上述凸凹伸长方向与上述轧液流延方向不正交的形式，并通过该透光性基板使由含上述分子之分子群所构成的被膜曝光的工艺。按照这样的构成，当通过表面有多个沿大体同一方向延伸的凸凹之透光性基板使被膜曝光时，由于使透光性基板按其凸凹的延伸方向与有机溶剂的流延方向不正交的配置，因此可以进一步提高液晶取向的精度。再就是，这里所说的不正交配置的意思是指只排除严格正交配置的情况而已，而近于正交状态的配置还是包括在内的。
本发明的第一种液晶显示装置的特征在于，它是含有保持预定间隔配置的、并在相对向的表面的至少一方形成液晶取向膜的2片基板和，夹在这两片基板之间、取向受上述液晶取向膜所限制的液晶的液晶显示装置。在此装置中，上述液晶取向膜是由一端为基板表面化学吸附的分子群所构成的被膜，所述分子群含有具有线性碳链的分子，并且该线性碳链的至少部分是选择性聚合了的。这样的液晶显示装置，即使在大面积化面板和基板表面的台阶部分也可控制液晶取向膜均匀性的下降，并使液晶保持良好的取向性。
上述液晶显示装置中，优选通过线性碳链的聚合对控制此线性碳链对基板有一定角度的倾斜是优选的，它提高了控制液晶取向能力。
由于在基板表面的一部分已形成电极、彩色泸光片及薄膜晶体管等中至少一种薄膜部件而使上述表面形成了台阶，上述液晶显示装置的特征在于，即使在含这种台阶的区域形成液晶取向膜，并在用摩擦来制备液晶取向膜的情况下也可控制台阶部分液晶取向均匀性变差的问题。
上述液晶显示装置中，以含复数个取向方向不同的区域的液晶取向膜为优选，它可用于广视角的显示装置中。
为达到上述第一个目的，本发明的第二种液晶取向膜的制法之特征在于在基板表面形成的被膜中通过包括曝光的工艺形成沿大体同一方向延伸的复数个凸凹。
用这种制法，表面预定的凸凹图案不是由摩擦而是通过包括曝光的工艺使分子结构改变而形成的，这样即使在表面台阶部分与大面积面板中的液晶取向均匀性变差问题也都可被抑制。在上述液晶取向膜制法中，凸凹的凹部之宽度以0.01～0.5μm为优选，它提高了液晶取向的控制能力。
上述液晶取向膜的制法中，被膜为化学吸附聚合物膜者为优选。这样的结果可提高被膜的耐剥离性等耐久性。
上述液晶取向膜的制法中，化学吸附聚合物膜以由硅氧键与基板表面结合者为优选，它进一步提高了液晶取向膜的耐剥离性等。
另外，本发明的第二种液晶取向膜的制法的其它构成特征在于，它包括了基板表面的含感光性聚合物被膜的形成工艺和、曝光部分通过未曝光部分形成彼此略显平行的多个线条而使上述被膜曝光的工艺和、利用由曝光使构成上述被膜的分子之分子结构产生不同而除去被膜的一部分从而在被膜表面形成沿大体同一方向延伸的复数个凸凹的工艺。
由这种液晶取向膜的制法，因表面的凸凹图案不是用摩擦而是由所包括的曝光工艺所形成的，因此即使在表面台阶部分和大面积面板中也可高效地制备控制液晶取向均匀性变差问题的液晶取向膜。而且，即使面板大面积化其生产效率也基本不下降。
上述液晶取向膜的制法中，所述由曝光使构成上述被膜的分子之分子结构产生不同优选是使构成上述被膜的分子之聚合度不同。
上述液晶取向膜的制法中，用表面复数个凸凹沿大体同一方向延伸的透光性基板来曝光为优选，这使制备起来更简便而且更有效。
上述液晶取向膜的制法中，把上述被膜曝光的工艺以使曝光部分形成与上述透光性基板表面凸凹延伸方向略成相同的方向延伸之线条的曝光工艺为优选。而且，以把透光性基板表面的凸凹图案复制成上述被膜的曝光与未曝光部分的图案为优选。按照该优选例，可高效地制备在一定方向上赋予高取向控制能力的液晶取向膜。
上述液晶取向膜的制法中，透光性基板表面的凸凹的凹部之宽度及深度以0.01～0.5μm为优选，由此可提高对液晶取向的控制能力。
上述液晶取向膜的制法中，把含感光性表面活性剂分子的溶液与基板表面接触，通过使这些表面活性剂分子化学吸附到基板上，形成含感光性聚合物被膜为优选。这样可形成耐剥离性等被膜耐久性优异的化学吸附膜。
上述液晶取向膜的制法中，优选的表面活性剂是其分子末端为选自氯硅烷基、烷氧硅烷基及异氰酸酯硅烷基之含硅基的表面活性剂，它可以以很好的效率来制备耐剥离效果好的化学吸附膜。
本发明的液晶取向膜曝光用的透光性基板的特征在于其表面复数个凸凹是沿大体同一方向延伸的。这些凸凹的凹部之宽度及深度以0.01～0.5μm为优选。这些曝光用透光性基板适合于本发明的液晶取向膜的制法，因此得到的是赋予了优异的取向控制能力的液晶取向膜。
本发明的液晶取向膜曝光用的透光性基板的制法，是用以制备表面有复数个沿大体同一方向延伸的凸凹的液晶取向膜曝光用透光性基板的方法，其特征在于它包括了透明基板的清洗工艺、用比上述透明基板硬度更高的部件在上述透明基板的表面沿大体同一方向摩擦的工艺。
上述液晶取向膜曝光用透光性基板的制法中，优选的透明基板是聚碳酸酯树脂或丙烯酸树脂。在采用这些优选的树脂的透光性基板情况下，上述部件(摩擦基板的部件)可以使用我们大家常用的毛刷等，不过以用历来液晶取向膜制备中所使用的擦布为优选。
本发明的液晶取向膜曝光用的透光性基板的制法的其他构成的特征在于，它是用以制备表面有复数个沿大体同一方向延伸的凸凹的液晶取向膜曝光用透光性基板的方法，它包括透明基板的清洗工艺、和上述透明基板表面涂布光刻胶的工艺、和使上述光刻胶曝光形成多个基本平行且为未曝光部分隔开的曝光部分线条的工艺、和上述光刻胶显影的工艺。用这种制法就可制备高精度的曝光用透光性基板，也可能得到对光有衍射作用的透光性基板。
上述液晶取向膜曝光用透光性基板的制法中，用选自于紫外线、远紫外线和电子束中的一种来对光刻胶曝光为优选。
上述液晶取向膜曝光用透光性基板的制法中，在光刻胶显影工艺之后，进一步再用化学蚀刻、等离子蚀刻和溅射蚀刻方法中的一种来对上述表面进行蚀刻是优选的，这样做就可增大透光性基板的凸凹之纵横尺寸比。
为达到上述第一个目的，本发明的第二种液晶显示装置的特征在于，它含有保持预定间隔配置的、对置的表面的至少一方形成液晶取向膜的2片基板和，这2片基板之间夹持的并通过上述液晶取向膜控制取向的液晶而形成的液晶显示装置，在此液晶显示装置中，上述液晶取向膜与液晶接触的表面上有由包括曝光在内的工艺所形成的沿大体同一方向延伸的复数个凸凹。这样的液晶显示装置即使在大面积化的面板和基板表面的台阶部分其液晶仍保持良好的取向性。
上述液晶显示装置的特征在于，由于在基板表面的一部分形成电极、彩色滤光片及薄膜晶体管等中至少一种薄膜部件而在上述表面形成了台阶，但即使在含这种台阶的区域形成液晶取向膜，并在用摩擦来制备液晶取向膜的情况下也能控制台阶部分液晶取向均匀性变差的问题。
上述液晶显示装置以含复数个取向方向不同区域的液晶取向膜为优选，它可用于广视角的显示装置中。
为达到上述第二个目的，本发明的第三种液晶取向膜的特征在于，它是在基板表面形成的被膜，并且预先形成电极且直接或在所述电极表面形成任意的薄膜后摩擦了的基板表面形成单分子膜状被膜。在上述液晶取向膜中，构成单分子膜状被膜的分子优选的是含碳链或硅氧烷链的、而且上述碳链和硅氧烷链的末端或一部分至少含有一个控制被膜表面能的官能团的分子。
通过这样的构成，由于是单分子状被膜，所以可提供其膜厚为纳米量级，非常薄，而且液晶取向方向为摩擦所控制，液晶的预倾角可由取向膜临界表面能所控制的液晶取向膜。
上述液晶取向膜中，作为构成被膜的分子优选的是混合使用其临界表面能不同的几种硅烷类表面活性剂，从而控制被固定的被膜显示所期望的临界表面能值，这就更好的控制了液晶预倾角。
上述液晶取向膜中，优选的控制表面能的官能团是至少一种由三氟甲基(-CF3)、甲基(-CH3)、乙烯基(-CH=CH2)、烯丙基(-CH=CH-)、乙炔基(碳碳叁键)、苯基(-C6H5)、亚苯基(-C6H4-)、卤原子、烷氧基(-OR；R表示烷基，特别优选的是碳原子数在1～3范围内的烷基)、氰基(-CN)、氨基(-NH2)、羟基(-OH)、羰基(=CO)、酰氧基(-COO-)以及羧基(-COOH)中选出的有机基团。他们容易进行临界表面能的控制。而且，把被膜的临界表面能控制在期望的15mN/m～56mN/m之间为优选，用这样控制的临界表面能就可把注入的液晶的预倾角在0～90度范围内任意控制。
上述液晶取向膜中，构成被膜的分子之末端以含硅为优选，它十分容易把分子固定在基板的表面上。
为达到上述第二个目的，本发明的第三种液晶取向膜的制法的特征在于，它通过包括在预先形成了电极的基板表面直接或在形成任意的保护膜之后以任意方向摩擦表面的工艺、和与用含碳链或硅氧烷链且上述碳链或硅氧烷链的末端或一部分含至少一种控制被膜表面能的官能团的硅烷类表面活性剂来制作的化学吸附液接触而使上述吸附液中的表面活性剂分子与基板表面发生化学反应从而把上述表面活性剂分子的一端固定结合于基板表面上的工艺来制备单分子膜状的液晶取向膜。
用这样的制法，由摩擦方向来控制液晶的取向方向，因此可以有效的制备液晶的预倾角由单分子膜状被膜的表面能所控制的、用以构成高可靠性液晶显示元件之液晶取向膜。
上述液晶取向膜的制法中，优选的表面活性剂是含线性碳链或硅氧烷链与氯甲硅烷基或烷氧甲硅烷基或异氰酸酯甲硅烷基的硅烷类表面活性剂，他们十分适合于单分子膜状被膜的制备。
上述液晶取向膜的制法中，混合使用临界表面能不同的几种硅类表面活性剂来作为表面活性剂是优选的，它可精细控制被膜的临界表面能因而很适合于液晶预倾角的控制。
上述液晶取向膜的制法中，优选的是碳链或硅氧烷链的末端或一部分含至少一个由三氟甲基(-CF3)、甲基(-CH3)、乙烯基(-CH=CH2)、烯丙基(-CH=CH-)、乙炔基(碳碳叁键)、苯基(C6H5)、亚苯基(-C6H4-)、卤原子、烷氧基(-OR；R表示烷基，特别优选的是碳原子数在1～3范围内的烷基)、氰基(-CN)、氨基(-NH2)、羟基(-OH)、羰基(=CO)、酰氧基(-COO-)以及羧基(-COOH)中选出的有机基团，这可正确进行临界表面能的控制。
上述液晶取向膜的制法中，优选的是，在把表面活性剂分子的一端固定结合在基板表面的工艺之后，用有机溶剂清洗，并把基板按所预定的方向立起来进行轧液流延，从而使上述固定了的分子沿轧液流延方向取向，这样可提供取向性更优的液晶取向膜。
上述液晶取向膜的制法中，优选的是，在使分子取向之后，进一步通过偏光片曝光，使上述已取向的分子按所期望方向再取向。这样可使取向性能更提高。
上述液晶取向膜的制法中，优选的表面活性剂是含线性碳链或硅氧烷链与氯甲硅烷基或异氰酸酯甲硅烷基的硅烷类表面活性剂，优选的清洗用有机溶剂是不含水的非水有机溶剂，他们可提供缺陷少的单分子膜状液晶取向膜。
上述液晶取向膜的制法中，作为优选的非水有机溶剂使用的是含烷基、氟碳基或氯碳基或硅氧烷基的溶剂，他们更适合于轧液流延。
上述液晶取向膜的制法中，优选的是，在摩擦工艺之后、把表面活性剂分子的一端固定工艺之前，进行形成多个含SiO基的被膜的工艺，再通过上述被膜来形成单分子膜状被膜，这样可提供密度更高的单分子膜状液晶取向膜。
为达到上述第二个目的，本发明的第三种液晶显示装置的特征在于，其被膜是由含碳链或硅氧烷链且上述碳链或硅氧烷链的末端或一部分含至少一个控制被膜表面能的官能团的分子所构成的，它作为液晶用的取向膜是在形成2个对向电极且该电极表面直接或任意薄膜形成后摩擦的基板表面的至少一方的基板的电极侧表面上，直接地或通过其他被膜间接地形成，并且液晶是以上述取向膜为中介夹在上述二个对向电极之间的。
上述液晶显示装置中，优选的是在形成对向电极且摩擦了的二个基板表面各自都形成作为取向膜的上述被膜，这样可提供反差更大的液晶显示装置。
上述液晶显示装置，优选的是基板表面被膜含有复数个图案状的取向方向不同的部分，这样非常适合于大幅度改善显示的视角。
上述液晶显示装置的对向电极是形成在一个基板表面上的，因此可能有效用于面内开关(IPS)型显示元件中。
本发明的第三种液晶显示装置的制法的特征在于，它包括直接或在形成任意薄膜后摩擦预先已载有矩阵状的第一电极群的第一基板的表面之工艺、和与用含碳链或硅氧烷链且上述碳链或硅氧烷链的末端或一部分含有至少一个控制被膜表面能的官能团之硅烷类表面活性剂所制作的化学吸附液接触使上述吸附液中的表面活性剂分子与基板表面发生化学反应从而把上述表面活性剂分子的一端固定结合于基板表面上的工艺、和用有机溶剂清洗后再把基板按所期望的方向立起来进行轧液流延使上述固定了的分子按轧液流延方向取向的工艺、和把上述有第一电极群的第一基板与第二基板或有第二电极或电极群的第二基板粘结固定以使电极面内侧保持一定间隙的工艺、以及在上述第一和第二基板间注入预定液晶的工艺。用这样的制法就可以更有效的制备上述液晶显示装置。
上述液晶显示装置的制法中，采用在使固定了的分子取向之后，经过偏光片用向所期望方向偏光的光来曝光以使上述表面活性剂分子的倾斜状态与所期望的特定方向相一致的工艺是优选的，这样可实现取向特性更优的液晶显示装置。
上述液晶显示装置的制法中，经过偏光片用向所期望方向偏光的光来曝光以使上述已结合的表面活性剂分子的倾斜状态与所期望的特定方向相一致的工艺中，在上述偏光片上叠上图案状掩膜并进行曝光几次而使在同一面内的取向膜内设定几个图案状取向方向不同的部分，因此可提供多畴取向的液晶显示装置。
为达到上述第二个目的，本发明的第四种液晶取向膜的特征在于，在已形成所期望电极的基板表面上形成摩擦了的单分子膜状被膜。上述液晶取向膜中，构成被膜的分子优选的是以含碳链或硅氧烷链且此碳链或硅氧烷链的末端或一部分至少含有一个控制被膜表面能的官能团的分子。
用这样的构成，由于是单分子膜状的被膜，所以可提供极薄的、膜厚为纳米量级的、而且液晶的取向方向由摩擦所控制、液晶的预倾角可通过控制取向膜的临界表面能来控制的液晶取向膜。
上述液晶取向膜中，把几种临界表面能不同的硅氧烷类表面活性剂混合作为构成被膜的分子来使用，以把固定了的被膜控制成有所期望的临界表面能值的情况是优选的，它很适合于任意控制所注入的液晶的预倾角。
上述液晶取向膜中，控制单分子膜表面能的官能团优选的是由三氟甲基(-CF3)、甲基(-CH3)、乙烯基(-CH=CH2)、烯丙基(-CH=CH-)、乙炔基(碳碳叁键)、苯基(-C6H5)、亚苯基(-C6H4-)、卤原子、烷氧基(-OR；R表示烷基，特别优选的是碳原子数在1～3范围内的烷基)、氰基(-CN)、氨基(-NH2)、羟基(-OH)、羰基(=CO)、酰氧基(-COO-)以及羧基(-COOH)中选出的至少一个有机基团。它们可使临界表面能的控制容易进行。而且，把被膜的临界表面能控制在期望的15mN/m～56mN/m之间为优选，用这样控制的临界表面能就可使注入的液晶的预倾角在0～90度范围内任意控制。
上述液晶取向膜中，构成被膜的分子末端含硅是优选的，它使把分子固定在基板表面上变得十分容易进行。
为达到上述第二个目的，本发明的第四种液晶取向膜制法的特征在于，它包括通过把已形成电极的基板与用含碳链或硅氧烷链且上述碳链或硅氧烷链的末端或一部分含至少一个控制被膜表面能的官能团的硅烷类表面活性剂所制作的化学吸附液接触，使上述吸附液中的表面活性剂分子与基板表面发生化学反应从而把上述表面活性剂分子的一端固定结合于基板表面的工艺和摩擦表面的工艺来制备单分子膜状液晶取向膜。
上述液晶取向膜的制法中，优选的表面活性剂是含线性碳链或硅氧烷链与氯硅烷基或烷氧硅烷基或异氰酸酯硅烷基的硅烷类表面活性剂，它们适合于单分子膜状被膜的制备。
上述液晶取向膜的制法中，把几种临界表面能不同的硅氧烷类表面活性剂混合来作为表面活性剂使用是优选的，它可更精细控制被膜的临界表面能，很适合于以良好精度控制液晶预倾角。
上述液晶取向膜的制法中，碳链或硅氧烷链的末端或一部分含至少一个由三氟甲基(-CF3)、甲基(CH3)、乙烯基(-CH=CH2)、烯丙基(-CH=CH-)、乙炔基(碳碳叁键)、苯基(-C6H5)、亚苯基(-C6H4-)、卤原子、烷氧基(-OR；R表示烷基，特别优选的是碳原子数在1～3范围内的烷基)、氰基(-CN)、氨基(-NH2)、羟基(-OH)、羰基(=CO)、酰氧基(-COO-)以及羧基(-COOH)中选出的有机基团是优选的，它可更精细控制被膜的临界表面能。
上述液晶取向膜的制法中，优选的是，在把表面活性剂分子的一端固定结合于基板表面的工艺之后，用有机溶剂清洗并把基板按所期望方向立起来进行轧液流延，使上述已固定的分子沿轧液流延方向作预取向，然后再摩擦。这可使注入的液晶的取向方向控制得更加均一。
上述液晶取向膜的制法中，优选的是，把单分子膜作任意方向的摩擦使上述被取向的分子按所期望的方向取向之后，再于偏光片上叠上图案状掩膜并进行曝光的工艺，以在同一面内的取向膜内设置复数个图案状取向方向不同的部分。它可提高器件的显示性能。
上述液晶取向膜的制法中，作为优选的表面活性剂是使用含线性碳链或硅氧烷链与氯硅烷基或异氰酸酯硅烷基的硅烷类表面活性剂，作为优选的清洗用有机溶剂是不含水的非水性有机溶剂。它可提供缺陷更少的单分子膜状液晶取向膜。
上述液晶取向膜的制法中，作为优选的非水性有机溶剂是含烷基、氟碳基或氯碳基或硅氧烷基的溶剂，它们很适合于轧液流延。
上述液晶取向膜的制法中，优选的是在把表面活性剂分子的一端固定工艺之前，进行形成含多个SiO基的被膜的工艺且通过此膜形成单分子膜状被膜，然后再摩擦。它可提供密度更高的单分子膜状液晶取向膜。
为达到上述第二个目的，本发明的第四种液晶显示装置的特征在于，摩擦由含碳链或硅氧烷链且上述碳链或硅氧烷链的末端或一部分至少含一个控制被膜表面能的官能团的分子所构成的单分子膜状被膜，作为液晶用的取向膜是在形成2块对向电极的基板表面的至少一方的基板的电极侧表面上，直接地或以其它的被膜为中介间接地形成，再通过上述取向膜把液晶夹入上述二个对向电极之间。这样可提供具有纳米量级的膜厚极薄的液晶用取向膜、液晶取向方向由摩擦所控制且液晶的预倾角通过控制取向膜的临界表面能所控制的液晶显示装置。
上述液晶显示装置中，优选的是形成对向电极的2块基板表面各自分别形成上述作为取向膜的被膜。这样可提供反差大的液晶显示装置。
上述液晶显示装置中，基板表面的被膜含复数个图案状取向方向不同的部分为优选，这样可适合于大幅度改善显示视角。
上述液晶显示装置，对向电极是在一个基板表面上形成的，这样即使在面内开关(IPS)型显示元件中也可能得到有效利用。
本发明的第四种液晶显示装置的制法的特征在于，它包括使在预先载有矩阵状第一电极群的第一基板直接或形成任意薄膜之后与用含碳链或硅氧烷链且上述碳链或硅氧烷链的末端或一部分至少含一个控制被膜表面能的官能团的硅烷类表面活性剂所制成的化学吸附液接触，使上述吸附液中的表面活性剂分子与基板表面发生化学反应从而把上述表面活性剂分子的一端固定结合于基板表面的工艺、在用有机溶剂清洗后把基板按所期望的方向立起来进行轧液流延使上述已固定的分子按轧液流延方向作预取向的工艺、摩擦表面的工艺、把具有上述第一电极群的第一基板与第二基板或具有第二电极或电极群的第二基板以使电极面内侧保持一定间隙的位置进行组合并粘结固定的工艺、以及在上述第一和第二基板间注入预定的液晶的工艺。用这样的制法可有效的制备显示特性优异的液晶显示装置。
上述液晶显示装置制法中，在作了摩擦并使上述已结合的表面活性剂分子的倒向在具有所期望的倾斜状态下与特定方向一致的工艺之后，在偏光片上叠上图案状掩膜并进行曝光工艺，以在同一面内的取向膜内设置复数个图案状取向方向不同的部分，这样可有效提供多畴取向的液晶显示装置。
附图的简单说明
图1：含线性碳链与氯硅烷基的表面活性剂分子化学吸附在基板表面的状态示意图
图2：图1所示的基板表面化学吸附的表面活性剂分子彼此结合的状态示意图
图3：本发明的第一种液晶取向膜的一个实施方案示意图
图4：本发明的第一种液晶取向膜的一个实施方案中线性碳链的聚合反应示例图
图5：本发明的第一种液晶取向膜制法的一个实施方案中把基板浸渍于化学吸附液中的状态截面示意图
图6：本发明的第一种液晶取向膜制法的一个实施方案中在用有机溶剂把本发明之一个实施方案的基板清洗之后轧液流移动的状态截面示意图
图7：本发明的曝光用透明基板的一个实施方案中设置凸凹的方法截面示意图
图8：本发明的曝光用透明基板的一个实施方案中设置凸凹的另一方法截面示意图
图9：本发明的曝光用透明基板的一个实施样截面示意图
图10：本发明的曝光用透明基板的一个实施方案之凸凹图案的大小与取向有序度的关系
图11：本发明的第一种液晶取向膜制法的一个实施方案中以透光性基板作为掩膜进行曝光的方法斜视示意图
图12：本发明的第一种液晶取向膜形成的透光性基板的一个实施方案的示意图
图13：本发明的第一种液晶显示装置的一个实施方案的截面示意图
图14：本发明的第二种液晶取向膜制法的一个实施方案中通过曝光用掩膜使被膜曝光的方法截面示意图
图15：本发明的第二种液晶取向膜形成的透光性基板的一个实施方案的截面示意图
图16：本发明的第二种液晶显示装置的一个实施样的截面示意图
图17：本发明的第三种液晶取向膜制法之一个实施方案中把基板浸渍于化学吸附液中的状态截面示意图
图18：本发明的第三种液晶取向膜制法之一个实施方案中在用有机溶剂清洗基板后轧液流移动状态的截面示意图
图19：本发明的第三种液晶取向膜的一个实施方案的示意图
图20：本发明的第三种液晶取向膜制法的一个实施方案中通过偏光片曝光的方法斜视示意图
图21：本发明的第三种液晶取向膜形成的透光性基板的一个实施方案示意图
图22：本发明的第三种液晶取向膜的一个实施方案示意图
图23：本发明的第三种液晶取向膜制法的一个实施方案中的氯硅烷单分子膜(与空气中的水分反应前)形成的状态示意图
图24：本发明的第三种液晶取向膜制法的一个实施方案中形成硅氧烷单分子膜的状态示意图
图25：本发明的第三种液晶显示装置的一个实施方案的截面示意图
图26：本发明的第四种液晶取向膜制法的一个实施方案中把基板浸渍于化学吸附液中的状态截面示意图
图27：本发明的第四种液晶取向膜制法的一个实施方案中用有机溶剂清洗基板后轧液流移动状态截面示意图
图28：本发明的第四种液晶取向膜的一个实施方案示意图
图29：本发明的第四种液晶取向膜制法的一个实施方案中通过偏光片曝光的方法斜视示意图
图30：本发明的第四种液晶取向膜形成的透光性基板的一个实施方案示意图
图31：本发明的第四种液晶取向膜的一个实施样示意图
图32：本发明的第四种液晶取向膜制法的一个实施方案中形成氯硅烷单分子膜(与空气中的水分反应前)的状态示意图
图33：本发明的第四种液晶取向膜制法的一个实施方案中形成硅氧烷单分子膜的状态示意图
图34：本发明的第四种液晶显示装置的一个实施方案截面示意图实施发明的最佳方案
本发明的第一种液晶取向膜含有一端固定于基板表面的线性碳链的表面活性剂分子。作为这样的表面活性剂分子可以列举的是线性碳链末端或一部分至少含一个由三氟甲基(-CF3)、甲基(-CH3)、乙烯基(-CH=CH2)、烯丙基(-CH=CH)、乙炔基(碳碳叁键)、苯基(-C6H5)、亚苯基(-C6H4-)、卤原子、烷氧基(-OR；R表示烷基，特别优选的是碳原子数在1～3范围内的烷基)、氰基(-CN)、氨基(-NH2)、羟基(-OH)、羰基(=CO)、酰氧基(-COO-)、羧基(-COOH)以及异氰酸酯基(-NCO)中选出的取代基的表面活性剂分子。作为表面活性剂分子以末端有选自于氯硅烷基、烷氧硅烷基和异氰酸酯硅烷基之取代基的表面活性剂分子为优选。
进一步说，作为有线性碳链的表面活性剂分子以线性碳链中含联乙炔基和乙炔基等光聚合性官能团的为优选，具体说，下述式(1)～(6)所示的表面活性剂分子为优选。
(1)CH3(CH2)p-C≡C-C≡C-(CH2)qSiCl3
(2)CN(CH2)p-C≡C-C≡C-(CH2)qSiCl3
(3)(CH3)3Si C≡C-(CH2)rSiCl3
(4)CH3(CH2)p-C≡C-C≡C-(CH2)qSi(OCH3)3
(5)CH3(CH2)p-C≡C-C≡C-(CH2)qSi(NCO)3
(6)(CH3)3Si-C≡C-(CH2)rSi(OCH3)3
这里，p,q为0以上的整数且以0～10的整数为优选，r为0以上的整数且以2～24的整数为优选。
把上述式(1)～(6)所示的可合适使用的表面活性剂分子与其它类表面活性剂混合使用为优选。这时，作为其它的表面活性剂分子可以列举的有下述式(7)～(20)所示的表面活性剂分子。
(7)CH3(CH2)nSiCl3
(8)CH3(CH2)pSi(CH3)2(CH2)qSiCl3
(9)CH3COO(CH2)mSiCl3
(10)C6H5(CH2)nSiCl3
(11)CN(CH2)nSiCl3
(12)Cl3Si(CH2)sSiCl3
(13)Cl3Si(CH2)2(CF2)t(CH2)2SiCl3
(14)Ha(CH2)uSi(OCH3)3
(15)CH3(CH2)nSi(NCO)3
(16)CH3(CH2)pSi(CH3)2(CH2)qSi(OCH3)3
(17)HOOC(CH2)mSi(OCH3)3
(18)H2N(CH2)mSi(OCH3)3
(19)C6H5(CH2)nSi(NCO)3
(20)CN(CH2)nSi(OC2H5)3
这里，Ha表示氯、溴、碘、氟等卤原子，m为0以上的整数且以7～24的整数为优选，n为0以上的整数且以0～24的整数为优选，s为0以上的整数且以3～24的整数为优选，t为0以上的整数且以1～10的整数为优选，u为0以上的整数且以1～24的整数为优选。
更具体说，可列举的有下述式(21)～(45)所示的表面活性剂分子：
(21)Br(CH2)8SiCl3
(22)CH2=CH(CH2)17SiCl3
(23)CH3(CH2)8-CO-(CH2)10SiCl3
(24)CH3(CH2)5-COO-(CH2)10SiCl3
(25)CH3(CH2)8-Si(CH3)2-(CH2)10SiCl3
(26)CH3(CH2)17SiCl3
(27)CH3(CH2)5Si(CH3)2(CH2)8SiCl3
(28)CH3COO(CH2)14SiCl3
(29)C6H5(CH2)8SiCl3
(30)CN(CH2)14SiCl3
(31)Cl3Si(CH2)8SiCl3
(32)Cl3Si(CH2)2(CF2)4(CH2)2SiCl3
(33)Cl3Si(CH2)2(CF2)6(CH2)2SiCl3
(34)CF3CF2(CF2)7(CH2)2SiCl3
(35)(CF3)2CHO(CH2)15Si(CH3)2Cl
(36)CF3CF2(CH2)2Si(CH3)2(CH2)15SiCl3
(37)CF3(CF2)4(CH2)2Si(CH3)2(CH2)9SiCl3
(38)CF3(CF2)7(CH2)2Si(CH3)2(CH3)9SiCl3
(39)CF3COO(CH2)15SiCH3Cl2
(40)CF3(CF2)5(CH2)2SiCl3
(41)CH3CH2C*HCH3CH2OCO(CH2)10SiCl3
(42)CH3CH2C*HCH3CH2OCOC6H4OCOC6H4O(CH2)5SiCl3
(43)ClSi(CH3)2OSi(CH3)2OSi(CH3)2OSi(CH3)2Cl
(44)Cl3SiOSi(CH3)2OSi(CH3)2OSi(CH3)2OSi(CH3)2OSiCl3
(45)CH3(CH2)8-C≡C-C≡C-(CH2)4SiCl3
这里，C*表示光学活性的不对称碳原子。
在合并使用式(7)～(45)所示的表面活性剂分子的场合，以选择分子长度比如式(1)～(6)所示的有互相聚合的线性碳链的分子的分子长度短的分子为优选。
把表面活性剂分子加入到有机溶剂，优选非水性有机溶剂，中来作成化学吸附液。有机溶剂可以使用含烷基、氟碳基、氯碳基、硅氧烷基等的溶剂。具体说，对得到均一的单分子膜优选的是含水率低的含烷基的十六烷、含氟碳基和/或氯碳基的甲基睾丸酮(Fron)、含硅氧烷基的六甲基二硅氧烷等非水性溶剂。
作为与化学吸附液接触的基板可以用的是透明的玻璃基板、树脂基板。更具体说，可以用的是碱石灰硅酸盐、硼硅酸盐、铝硅酸盐等各种玻璃基板、聚酯膜等各种树脂基板。
把含表面活性剂分子的化学吸附液与基板表面接触，在此表面形成被膜的时候发生的一连串的化学反应，现以表面活性剂分子是上述式(1)所示的硅烷类表面活性剂、基板表面的亲水性基团是羟基的场合为例来作如下说明。
在此场合下，如图5所示，使化学吸附液2与基板l的表面接触时，在氯硅烷基与羟基之间发生脱氯化氢反应，而如图1所示通过硅氧键把表面活性剂分子固定于基板的表面上。
接着，把此基板从液体2中提上来，用非水性溶剂清洗后暴露于含水分的空气中时，洗净了的基板表面所残存之化学吸附了的表面活性剂分子就与空气中的水分发生脱氯化氢反应，而如图2所示使表面活性剂分子彼此之间以硅氧键而结合起来。
用这样的工艺所形成的被膜是一端为基板表面所固定的分子群所构成的化学吸附单分子膜，由于这些分子群是由硅氧键与基板结合而且单分子之间又彼此相互结合，因此具有优异的耐剥离性等特性。
图3是把含有由式(1)所示那样的含联乙炔基(a)的有线性碳链且分子末端有氯硅烷基的表面活性剂分子与比此分子短的CH3SiCl3分子的化学吸附液按上述同样的方法与基板接触再用非水性溶剂洗净所形成的被膜的分子水平截面示意图。
图3中，用相对短的分子把线性碳链对基板的倾斜控制在一定范围内。由于非水性溶剂的轧液流延是按一定方向(与基板上提方向5相反的方向)进行的，故这种倾斜的控制精度很高。如图3所示那样的线性碳链对基板的倾斜被控制了的被膜其本身就已具有对液晶取向的控制能力，而本发明中在侧面还有这样的液晶取向膜，进一步提高了控制取向能力。
如图3所示，对基板的倾斜被控制了的线性碳链中含有的联乙炔基在曝光而聚合时就会显示出一定的聚合规整性。图4给出了这种有规聚合的典型示例，其联乙炔基(a)因彼此加成聚合而聚联乙炔(b)化。由于联乙炔基的聚合，改变了线性碳链对基板的角度，故使曝光聚合可以选择只在基板的预定区域中进行，并在联乙炔基聚合了的和未聚合的部分之间就产生了聚合前并不存在的凸凹。利用这种现象，例如，就可以在被膜表面形成沿一定方向延伸的彼此平行的复数个凸凹。这些沿同一方向延伸的凸凹尺寸是在分子水平上得到高精度控制的，因此对提高控制液晶取向能力是有效的。
为发生使线性碳链一次性的取向和有规聚合，优选的是用于洗净基板的非水性溶剂的轧液流延方向作为一定方向。例如，在把浸渍于非水性溶剂中的基板提上而轧流流延的情况里，如图6所示，在基板表面与垂直方向相平行的状态下把基板提上来为优选。图3中的箭头与图6中的箭头5一样，都相当于基板上提的方向。不过，溶剂的轧流流延方法并不限于如图所示的方法。用干燥空气等气体从一定的方向来吹基板表面使非水性溶剂按同一方向飞逸来除去也是优选的。这种情况下，非水性溶剂的飞逸除去的方向就是轧液流延方向。
作为清洗基板用的有机溶剂以是与上述有机溶剂一样的非水性溶剂为优选，合适使用的可为含烷基、氟碳基、氯碳基、硅氧烷基等的非水溶剂。没有特别的限制，但是具体说，可以用正己烷、氟利昂113、氯仿、六亚甲基二胺等。
为使被膜曝光所用的透光性基板以其形成了宽度和深度为0.01～0.5μm的复数个互相平行沟槽者为优选。有这样的凸凹的透光性基板，由于其凸凹图案本身就可赋予液晶以取向性，因此通过这样的透光性基板曝光，就可把上述凸凹图案复制在被膜上，从而进一步提高了控制液晶取向的能力。
在用这样的透光性基板曝光的场合，用透光性基板表面凸凹的延伸方向与非水性的非水溶剂的轧流流延方向不正交配置为优选。
作为这种透光性基板的材料可以使用各种玻璃、树脂，具体有碱石灰硅酸盐玻璃、石英玻璃、聚碳酸酯树脂、丙烯酸树脂等。例如在用聚碳酸酯树脂、丙烯酸树脂等树脂为基板的场合，透光性基板表面的凸凹可以用历来制作液晶取向膜所用的摩擦布擦等方法来形成。还有，在采用玻璃类基板的场合，在玻璃基板表面形成光刻胶被膜，按预定图案曝光、显影等来形成(凸凹)。在形成凸凹之后，接着再用化学蚀刻、等离子蚀刻、溅射蚀刻等来使基板蚀刻而加大凸凹沟槽的纵横尺寸比是优选的。
图13是本发明的第一种液晶显示装置的一个实施方案示意图。这种液晶显示装置，23是第一基板，其表面已形成了矩阵状载置的第一电极群21和驱动此电极的晶体管群22，26是有第二电极25和彩色滤光片群24的第二基板，把第一基板23的第一电极群21等与第二基板26的彩色滤光片群24相对向配置，用隔板28和粘结剂29固定而成的。在包括第一基板23和第二基板26的对向表面上形成电极、薄膜晶体管、彩色滤光片等的区域的表面内形成本发明的第一种液晶取向膜27。这种液晶取向膜27是覆盖在上述电极等上形成的，液晶30夹在其中间，因此就赋予了液晶30以取向性。还有，在由基板23、26所构成的面板的两侧以面板夹在中间的方式配置上偏光片31、32。从这样构成的器件的第一基板一侧用背照光33整个照射，同时用视频信号驱动各个晶体管，在箭头A方向就显示出了影像。
这样的液晶显示装置的特色是，液晶取向膜27的取向方向并不是由摩擦这样的机械接触手段来控制的，而是由上述包括曝光在内的手段来控制的。所以，是一种可以抑制由所存在的台阶部分及大面积化带来的局部液晶取向不均一问题的液晶显示装置。
本发明的第二种液晶取向膜是由包括曝光在内的工艺形成的凸凹的被膜。用感光性树脂作为制备这样的液晶取向膜的原料是合适的。作为感光性树脂，可以使用通过曝光发生光交联、光改性、光聚合、光分解等任何分子结构变化的树脂，但以用光刻胶为优选，具体说，以含感光性聚酰亚胺的树脂为优选。
可以用透明玻璃基板、树脂基板来作基板，更具体说，可以用碱石灰硅酸盐、硼硅酸盐、铝硅酸盐等各种玻璃基板、聚酯膜等各种树脂基板。在这样的基板表面，涂布上上述感光性树脂就可以形成被膜。
还可以用感光性表面活性剂来作为液晶取向膜的原料。这样的表面活性剂可以列举的是，含联乙炔基和乙炔基等光聚合性官能团的线性碳链之表面活性剂。具体说，上面列举的作为本发明的第一种液晶取向膜原料的表面活性剂是可以使用的。在使用这样的表面活性剂的场合，第二种液晶取向膜实际是采用与第一种液晶取向膜一样的实施方案的，不过，第二种液晶取向膜并不一定要是单分子膜。
在使用这些表面活性剂的场合，就象本发明的第一种液晶取向膜中说明的那样，是用曝光使线性碳链所含的光聚合性官能团聚合的。这种由曝光而发生的聚合选择性地只在基板的预定区域中进行时，可在光聚合性官能团聚合了的部分与未聚合部分之间产生聚合前并不存在的凸凹。利用这种现象，可以在被膜表面形成复数个沿一定方向延伸的凸凹。这些沿一定方向延伸的凸凹的尺寸是在分子水平高精度控制了的，因此有效提高了对液晶取向的控制能力。
被膜曝光时作为掩膜使用的透光性基板以形成复数个宽度和深度为0.01～0.5μm的互相平行沟槽者为优选。由于有这样凸凹的透光性基板其凸凹图案本身可赋予液晶以取向性，因此用这样的透光性基板曝光可把上述凸凹图案复制于被膜上，从而进一步提高了控制液晶取向能力。这种曝光用透光性基板可以采用与第一种液晶取向膜实施方案中所说明的同样的材料与加工方法来制备。
图16示出了本发明的第二种液晶显示装置的一种实施方案。这个液晶显示装置，除了液晶取向膜127是本发明的第二种液晶取向膜外，实际上是与本发明的第一种液晶显示装置同样的结构。此液晶显示装置的特色在于它的液晶取向膜127的凸凹并不是用摩擦那样的机械接触手段来形成的，而是用包括上述曝光在内的手段所形成的。所以，可以制成抑制由于台阶的存在和大面积化所带来的液晶取向局部不均一问题的液晶显示装置。
本发明的第三种液晶取向膜的特征在于在预先形成电极且上述电极表面直接或在形成任意薄膜后摩擦过的基板表面上形成单分子膜状被膜。在基板表面所形成的任意薄膜，例如是可SiO2膜。另外，摩擦可以采用历来常用的摩擦布等来实施。
作为基板，可以用透明玻璃基板、树脂基板，具体说，可以用碱石灰硅酸盐、硼硅酸盐、铝硅酸盐等各种玻璃基板、聚酯膜等各种树脂基板。
另外，对基板作增加表面存在的亲水性基团数目的处理是优选的。这样的处理可以采用，例如，在基板表面形成含多数SiOH基的被膜的处理。这样的被膜，可以通过把基板表面与溶解含多个氯甲硅烷基的化合物制成的吸附液相接触而形成的。以SiCl4为含氯甲硅烷基化合物的例子来说明这种被膜的形成机制时，在基板表面所含的羟基与SiCl4的氯甲硅烷基发生脱氯化氢反应，如下述式(46)和/或(47)所示，含氯硅烷基的分子是通过硅氧键而固定于基板表面。
Figure A9880105200351
进一步通过与空气中的水反应而把氯甲硅烷基变成羟基，在表面上形成了如下述式(48)和/或(49)所示的含多个羟基的化学吸附膜。 这种含复数个氯甲硅烷基的化合物的例子可以列举的有如SiCl4、Cl-(SiCl2O)2-SiCl3、SiHCl3、SiH2Cl2、Cl-(SiCl2O)n-SiCl3(n为整数)。
液晶取向膜的原料可以用含碳链或硅氧烷链且其一部分含控制被膜表面能的官能团的表面活性剂分子。控制表面能的官能团可列举的有如由三氟甲基(-CF3)、甲基(-CH3)、乙烯基(-CH=CH2)、烯丙基(-CH=CH-)、乙炔基(碳碳叁键)、苯基(-C6H5)、亚苯基(-C6H4-)、卤原子、烷氧基(-OR；R表示烷基，特别优选的是碳原子数在1～3范围内的烷基)、氰基(-CN)、氨基(-NH2)、羟基(-OH)、羰基(=CO)、酰氧基(-COO-)以及羧基(-COOH)中选出的至少一个有机基团或有光学活性的烃基。
用作液晶取向膜的原料之表面活性剂分子以含有其末端含有选自氯硅烷基、烷氧硅烷基和异氰酸酯硅烷基取代基的碳链或硅氧烷链的表面活性剂为优选。
含有末端含氯硅烷基的碳链的表面活性剂分子可列举的是有下述通式(50)～(57)所示的化合物。
(50)Ha(CH2)nSiCl3(Ha表示氯、溴、碘、氟等卤原子，n为整数且以1～24为优选)
(51)CH3(CH2)nSiCl3(n为整数且以0～24为优选)
(52)CH2(CH2)pSi(CH3)2(CH2)qSiCl3(p,q为整数且以O～10为优选)
(53)CH3COO(CH2)mSiCl3(m为整数且以7～24为优选)
(54)C6H5(CH2)nSiCl3(n为整数且以0～24为优选)
(55)CN(CH2)nSiCl3(n为整数且以0～24为优选)
(56)Cl3Si(CH2)nSiCl3(n为整数且以3～24为优选)
(57)Cl3Si(CH2)2(CF2)n(CH2)2SiCl3(n为整数且以1～1O为优选)
含有末端含烷氧甲硅烷基或异氰酸酯甲硅烷基的碳链的表面活性剂分子可列举的是有下述通式(58)～(64)所示的化合物。
(58)Ha(CH2)nSi(OCH3)3(Ha表示氯、溴、碘、氟等卤原子，n为整数且以1～24为优选)
(59)CH3(CH2)nSi(NCO)3(n为整数且以0～24为优选)
(60)CH3(CH2)pSi(CH3)2(CH2)qSi(OCH3)3(p,q为整数且以0～10为优选)
(61)HOOC(CH2)mSi(OCH3)3(m为整数且以7～24为优选)
(62)H2N(CH2)mSi(OCH3)3(m为整数且以7～24为优选)
(63)C6H5(CH2)nSi(NCO)3(n为整数且以0～24为优选)
(64)CN(CH2)nSi(OC2H5)3(n为整数且以0～24为优选)
更具体说，可以列举的是下述式(65)～(88)所示的化合物。
(65)Br(CH2)8SiCl3
(66)CH2=CH(CH2)17SiCl3
(67)CH3(CH2)8-CO-(CH2)10SiCl3
(68)CH3(CH2)5-COO-(CH2)10SiCl3
(69)CH3(CH2)8-Si(CH3)2-(CH2)10SiCl3
(70)CH3(CH2)17SiCl3
(71)CH3(CH2)5Si(CH3)2(CH2)8SiCl3
(72)CH3COO(CH2)14SiCl3
(73)C6H5(CH2)8SiCl3
(74)CN(CH2)14SiCl3
(75)Cl3Si(CH2)8SiCl3
(76)Cl3Si(CH2)2(CF2)4(CH2)2SiCl3
(77)Cl3Si(CH2)2(CF2)6(CH2)2SiCl3
(78)CF3CF2(CF2)7(CH2)2SiCl3
(79)(CF3)2CHO(CH2)15Si(CH3)2Cl
(80)CF3CF2(CH2)2Si(CH3)2(CH2)15SiCl3
(81)CF3(CF2)4(CH2)2Si(CH3)2(CH2)9SiCl3
(82)CF3(CF2)7(CH2)2Si(CH3)2(CH2)9SiCl3
(83)CF3COO(CH2)15SiCH3Cl2
(84)CF3(CF2)5(CH2)2SiCl3
(85)CH3CH2C*HCH3CH2OCO(CH2)10SiCl3(C*表示光学活性的不对称碳原子)
(86)CH3CH2C*HCH3CH2OCOC6H4OCOC6H4O(CH2)5SiCl3(C*表示光学活性的不对称碳原子)
(87)CH3(CH2)8-C≡C-(CH2)10SiCl3
(88)CH3(CH2)8-C≡C--C≡C-(CH2)10SiCl3
含有末端含氯甲硅烷基、烷氧硅烷基或异氰酸酯硅烷基的硅氧烷链的表面活性剂的具体示例可以列举的是下述式(89)～(90)所示的化合物。
(89)ClSi(CH3)2OSi(CH3)2OSi(CH3)2OSi(CH3)2Cl
(90)Cl3SiOSi(CH3)2OSi(CH3)2OSi(CH3)2OSi(CH3)2OSiCl3
另外，把几种表面能不同的表面活性剂混合起来作为液晶取向膜的原料之表面活性剂的使用可控制取向膜的表面能。
把表面活性剂分子加入到有机溶剂，优选的是非水性有机溶剂，中制成化学吸附液。可使用的有机溶剂是含烷基、氟碳基、氯碳基、硅氧烷基等的非水性溶剂。更具体说，对于得到均一单分子膜来说，优选的是含烷基的十六烷、含氟碳基和/或氯碳基的甲基睾丸酮、含硅氧烷基的六甲基二硅氧烷等含水率低的非水性溶剂。
把这种化学吸附液与基板表面接触，使表面活性剂分子与基板表面发生化学反应而在基板表面形成被膜。对于此一连串的化学反应，在表面活性剂分子是以上述式(51)所示的硅烷类表面活性剂、羟基为基板表面的亲水性基团的场合，作以下说明。
化学吸附液与基板表面接触时，氯硅烷基与羟基发生脱氯化氢反应，由如下述式(91)所示的硅氧键把表面活性剂分子固定于基板表面。
接着，把基板从液体中提上来并暴露于含水分的空气中时，化学吸附在基板表面的表面活性剂分子与空气中的水分发生脱氯化氢反应，生成如下述式(92)所示的硅氧烷键。
Figure A9880105200382
用这样的工艺形成的被膜是由一端固定于基板表面的分子群所构成的化学吸附单分子膜，由于这些分子群是由硅氧键与基板结合且单个分子之间彼此也是结合在一起的，因此具有优异的耐剥离性等特性。
吸附膜与基板接触的方法可以使用把基板浸渍在吸附液中的方法。另外，在选择性形成被膜的场合，可以使用印刷机用所期望的图案把吸附液印在基板表面的方法，或先在基板表面上选择性覆盖上光刻胶后全面进行化学吸附工艺然后再除去光刻胶的方法等。在这些场合，由于化学吸附的膜不被有机溶剂所剥离，故使用可用有机溶剂溶解除去的光刻胶为优选。
另外，在基板与吸附液接触而使表面活性剂分子固定后，用有机溶剂清洗基板，再把基板按所期望的方向立起来进行轧液流延是优选的。这样做的结果是，通过使固定于基板上的表面活性剂分子按溶剂的轧流流延方向取向，可提高液晶取向膜的取向性。用于清洗的有机溶剂虽然可以是不含水的能溶解表面活性剂的溶剂那样的溶剂，但使用以含烷基、氟碳基、氯碳基、硅氧烷基等的非水性溶剂更为合适。虽然没有特别的限制，但具体说，它们可以是正己烷、氟利昂113、氯仿、六亚乙基二胺、六甲基二硅氧烷等。
另外，还可以把为基板固定了的表面活性剂分子通过偏光片曝光而使其按偏光方向再取向。这时，由于分子再取向后的取向方向已是单一方向的了，故以偏光方向与再取向方向前的取向方向并不完全90°交叉而或多少错开点为好，以错开几度以上为优选。在这种情况下，偏光方向与再取向前的取向方向大到相平行也是可以的。如果完全相差90°，则每个分子就向2个方向了。还有，在企图选择性改变取向方向的场合，可以采用把所期望的掩膜与偏光片叠合并反复几次曝光的方法。采用这种方法就非常容易制备图案状取向方向不同的单分子膜状多畴液晶取向膜。
图25示出了本发明的第三种液晶显示装置的一个实施方案。这种液晶显示装置是将在表面形成矩阵状载置的第一电极群221和驱动此电极的晶体管群222的第一基板223及有第二电极225和彩色滤光片群224的第二基板226，按第一电极群221等与彩色滤光片群224相对向配置，并用隔板228和粘结剂229固定而制成的。在包含这些第一基板223与第二基板226的对向表面上形成电极、薄膜晶体管、彩色滤光片等的区域的表面上形成按照本发明的液晶取向膜227。该液晶取向膜227是以覆盖上述电极等的方式形成，并夹进液晶230。另外，在基板223、226所构成的面板之两侧以夹入该面板的方式配置偏光片231、232。从这样构成的器件的第一基板一侧用背照光233全面照射，同时用视频信号驱动各晶体管，在箭头A的方向就显示出了影像。
在这样的液晶显示装置中，液晶230的取向方向是由摩擦方向所控制的，而且液晶230的预倾角是由液晶取向膜的临界表面能控制的。
本发明的第四种液晶取向膜的特征在于，它是在形成所期望的电极的基板表面上形成的被膜表面摩擦了的单分子膜状被膜。也就是说，在第三种液晶取向膜中在形成构成液晶取向膜的被膜工艺之前先摩擦基板表面，而在第四种液晶取向膜中则是在形成构成液晶取向膜的被膜工艺之后再摩擦被膜表面的。
除了摩擦工艺外，第四种液晶取向膜实际上是用与本发明的第三种液晶取向膜同样的材料与方法制备的。简单说，形成液晶取向膜的材料可以是含碳链或硅氧烷链且上述碳链或硅氧烷链的末端或一部分至少含一个控制表面能的官能团的硅烷类表面活性剂。形成被膜的方法可以采取，用这些表面活性剂制成化学吸附液，并使该化学吸附液与基板接触以使吸附液中的表面活性剂分子与基板表面发生化学反应，从而把表面活性剂分子固定于基板表面。另外，由基板与吸附液接触而使表面活性剂分子固定之后，用有机溶剂清洗基板，再把基板按所期望的方向立起来进行轧液流延是优选的。
如前所述，固定于基板上的用有机溶剂洗净的表面活性剂分子是按清洗用有机溶剂的轧液流延方向取向的。第四种液晶取向膜中通过在此之后再进行摩擦表面活性剂被膜表面的工艺，使表面活性剂分子按此摩擦方向取向。进一步说，与第三种液晶取向膜一样，由于用偏光片曝光，可使固定于基板之表面活性剂分子再取向。摩擦可用常用的摩擦布等来实施。
图34示出了本发明的第四种液晶显示装置的一个实施方案。此液晶显示装置，除了液晶取向膜327是本发明的第四种液晶取向膜外，实际上与本发明的第三种液晶显示装置的结构是一样的。在这种液晶显示装置中，液晶330的取向方向是由摩擦方向控制的，而且液晶330的预倾角是由液晶取向膜的临界表面能控制的。
[实施例1]
首先由下面的实施例来制备适合于曝光用掩膜的透光性基板。
如图7所示，把经用洗涤剂超声洗涤干净的丙烯酸透明基板12的表面11用硬度比此丙烯酸板更高的尼龙布13(纤维直径16～20μm，毛长3mm)以布刷压下量0.4mm、速度500m/min按同一方向擦基板表面以进行摩擦处理。用扫描电镜观察此基板表面时，看到已形成了多个沿大体同一方向的凸凹，其凹部(沟部)的宽度与深度大约在0.01～0.5μm范围。在由这样制备的透明曝光用光掩膜的表面涂上向列液晶(メルク社生产；ZL14792)，液晶沿摩擦方向有整齐的取向，证实了这些凸凹面具有使液晶取向的作用。
用聚碳酸酯板代替丙烯酸板作基板，用制备液晶取向膜所用的摩擦布象上面一样来擦，制备在表面具有使液晶取向作用的多个0.01～0.5μm且朝向大体同一方向的凸凹的透光性基板(曝光用掩膜)。
为比较，用苏格兰海绵(住友3M公司生产)替代尼龙布按上述同样过程来制备透光性基板时。虽然它也可在表面形成多个沿大体同一方向的凸凹，但光透过率差。在表面所形成的沟部之宽度和深度约在1～10μm范围。在这种基板的表面涂上上述向列液晶，结果是液晶只在沟部分地相叠形成的比0.5μm更小的沟部才部分地取向，而在其它表面则基本没有取向。
再为比较，在用尼龙布的上述实施例中，把布刷压下量变为0.05mm而其它都一样来制备凸凹时，发现丙烯酸板没有完全失透，在表面稀稀拉拉的形成了少数方向大体同一的沟，这些沟的宽度与深度约为0.001～0.01μm(1～10nm)。在这种基板表面涂上上述向列液晶后，只偶见液晶沿摩擦方向的取向。[实施例2]
进一步用下面的实施例来制备适合于曝光用掩膜的透光性基板。
在用经洗涤剂超声洗涤干净后的A4尺寸的白板玻璃基板表面涂布上0.5μm厚的光刻胶PDUR-P-14(东京应化工业公司生产)形成光刻胶被膜。如图8所示，在整个光刻胶被膜16面上用有0.4μm宽的黑白图案的5cm四方形的铬掩膜18由KrF excimer激光曝光装置以100mJ/cm2反复进行分步与重复曝光。此时的曝光要使掩膜位置由数mm的叠合接缝。其后，用NMD3显影液(东京应化工业公司生产)来显影，用纯水漂洗时，如图9所示，在玻璃基板15的表面上形成了对光有衍射作用的0.4μm宽的凸凹沟(即1250根/mm衍射光栅)的光刻胶薄膜17而得到了透光性基板(曝光用掩膜)。在此基板表面涂上向列液晶(メルク公司生产；ZL14792)时，可以看到液晶沿图案斜对方向有整齐的取向。在接缝处液晶也有同样的取向。
除了改变光刻胶被膜上复制的铬掩膜的图案纵横比外，反复进行同样的试验，得到如图10示出的结果。如由图10所表明，沿同一方向形成的宽度及深度在0.5μm以下的沟时，得到了控制液晶取向能力优异的表面形状。而在用摩擦法制成0.01μm以下的沟的场合，液晶的取向可以得到确认，但要在整个基板上的均匀形成这种沟是很困难的，因此实用性不大。图10中所示的T表示评价取向膜时的样品温度。
用各种基板材料来进行同样的实验表明，硼硅酸盐玻璃、石英玻璃、聚碳酸酯树脂、丙烯酸树脂等是可以用作基板的材料。另外，为形成0.5μm以下的衍射光栅图案，除可用的曝光光源外还可用紫外光、远紫外光代替KrFexcimer激光。再者，只要可以形成微细凸凹就是好的，不管是正型光刻胶还是负型光刻胶都无所谓。
在显影后，把基板再用氩气进行溅射蚀刻或用CF4气进行等离子蚀刻以加深沟的深度就可加大沟的纵横比，也就可提高控制取向能力。再就是，在用玻璃板和石英板为基材的场合，用氟酸类液体来作化学蚀刻也得到了同样的结果。[实施例3]
下面用上述实施例1所制备的曝光用光掩膜在基板表面形成液晶取向膜。
先准备好表面已形成透明电极的(表面含多个羟基的)玻璃基板并洗净脱脂。接着，在黄屋(用于处理紫外线感光的感光性材料的房间)中用下述化学式(93)所示的硅烷类表面活性剂与CH3SiCl3以摩尔比1∶2相混合，把此混合物溶在非水溶剂中配成约1重量百分数浓度的化学吸附液。其中所使用的非水溶剂是经很好脱水处理的十六烷。
(93)CH3(CH2)8-C≡C-C≡C-(CH2)4SiCl3
如图5所示，在干燥气氛(相对湿度在30％以下)中，把玻璃基板1浸渍于这种化学吸附液2中约1h，然后把玻璃基板1从化学吸附液2中提上来，如图6所示用很好脱水处理的非水性溶剂正己烷3洗净，并把基板按垂直方向立起来的状态从洗净液中提上来，在此状态下轧液流延。经过这一系列的工艺就形成了膜厚约2mm的化学吸附膜。另外，不浸渍而用吸附液涂布也是可以的。
这种化学吸附膜，是由如上述化学式(93)所示的氯硅烷类表面活性剂和CH3SiCl3所含的氯硅烷基与玻璃基板表面的羟基发生脱氯化氢反应由此形成了化学吸附单分子膜，在这种单分子膜中所含的线性烃基，与图3一样，沿着非水性溶剂的轧液流延方向作一次取向。
其后，如图11所示，把与在实施例1中所制备的掩膜一样的曝光用掩膜7按与基板上提方向5和摩擦方向6近乎正交而又不确切正交的方向近接配置于基板上，用365nm紫外线(紫外光8)以200mJ/cm2的强度曝光，从而把上述摩擦掩膜的图案复制到单分子膜上。
用AFM(原子力扫描显微镜)观察这样制成的单分子膜表面，结果如图12所示。可以确认，沿摩擦方向6形成了多个方向大体相同、宽度0.01～0.5μm的分子水平深度之凸凹。
在由曝光用掩膜7进行曝光工艺中，改变基板上提方向5与摩擦方向6之间的角度时，若两者不确切正交的话就可确认可以形成了沿大体同一方向延伸的凸凹。
进一步说，用两块基板以化学吸附单分子膜相对向组合起来而构成如反平行取向那样的间隙为20μm的液晶池，注入上述向列液晶而检测其取向状态。发现注入的液晶分子其对基板表面的预倾角为约73°，并且差不多都已沿上述化学吸附了的单分子膜的摩擦图案取向了。
把所期望的掩膜叠在上述光掩膜上作曝光工艺多次，就可以很容易的制备图案状取向方向不同的单分子膜状液晶取向膜(即多畴取向用的取向膜)。[实施例4]
下面用上述实施例3制备的液晶取向膜来制备液晶显示器件。
首先，与图13所示一样，在已载有矩阵状第一电极群及驱动此电极的晶体管群的第一基板上，和在有与第一电极群相对向配置的彩色泸光片群及第二电极的第二基板上，按实施例3同样的方法制备单分子膜状液晶取向膜。
接着，把上述第一和第二基板以电极相对向的配置组合成约5μm间隙并用隔板和粘结剂固定在一起。然后，在上述第一和第二基板中间注入上述TN液晶后再组合进偏光片，这样就制成了显示元件。
用背照光全面照射这种器件，同时用视频信号驱动各个晶体管，在箭头A的方向就显示出影像。
按此实施例那样在对向的二个形成了电极的基板表面上分别形成作为取向膜的上述被膜时，可提供TN型液晶显示装置。而且，除TN型液晶显示装置以外，本实施例的方法对在单个基板表面形成对向电极的面内开关(IPS)型液晶显示装置也是可适用的。[实施例5]
在实施例3的照光工艺中，在上述曝光掩膜上覆盖上每个象素分成4块的方格花纹状图案的掩膜后以改变沟状图案方向曝光2次，就可得到在同一象素内设定4个图案状取向方向不同的部分。因此，用所形成的这种取向膜基板制成的液晶显示装置的视角可得到大幅度的改善。[实施例6]
用在上述实施例2中所制备的曝光用掩膜在基板表面形成另一液晶取向膜。
准备好表面形成了透明电极的硼硅酸盐玻璃基板，很好洗净并脱脂。接着，用感光性聚酰亚胺树脂(东レ社制ホトニ一ス)涂布形成0.1μm厚的被膜。其后，如图14所示，用与实施例2一样制成的曝光用掩膜15由365nm紫外线107以500mJ/cm2的强度对玻璃基板101上的被膜104密集曝光。然后，用专用显影液、漂洗液进行显影、漂洗，把曝光用掩膜1 5的掩膜图案复制到聚酰亚胺树脂上。如图1 5所示，在由这样制备的聚酰亚胺树脂膜104’的表面上形成了多个互相平行的斜对向凸凹。这些凸凹的间距(周期)约0.8μm(各个凸、凹部的宽度约0.4μm)，深度约0.05μm。
在此基板表面涂布向列液晶时，液晶沿图案方向取向得到了确认。接着，用2块这种状态的基板以取向膜相对向配置而组合起来，构成反平行取向的间隙为20μm的液晶池，注入上述向列液晶并检测其取向状态时，发现所注入的液晶分子是沿斜对向凸凹且对基板有约5°预倾角取向的。
如此，用使液晶沿斜对向凸凹图案取向已得到确认的掩膜来对作为构成被膜的物质之感光性聚合物曝光、显影时，就把图案复制到膜的表面上，而可得到液晶取向膜。
而且，即使无感光性的树脂也可用KrF excimer激光的248nm远紫外线来曝光，不过其曝光时间要长10～100倍，使树脂表面发生部分分解或聚合，结果是同样可形成微细的凸凹，因而形成了显示同样取向作用的被膜。[实施例7]
下面用上述实施例2所制备的曝光用掩膜在基板表面形成另一液晶取向膜。
准备好表面形成了透明电极的(表面含多个羟基的)玻璃基板，很好洗净并脱脂。接着，在黄屋内用下述化学式(94)所示的硅烷类表面活性剂与CH3SiCl3以摩尔比1∶2混合并溶于非水性溶剂，配制成含此混合物1重量百分数左右浓度的化学吸附液。这时，非水性溶剂用的是经很好脱水处理的十六烷。
(94)CH3(CH2)8-C≡C-C≡C-(CH2)4SiCl3
在干燥气氛(相对湿度在30％以下)中，把玻璃基板浸渍于这种化学吸附液中约1h，然后把玻璃基板从化学吸附液中提上来，于是就在玻璃基板表面形成了含有有联乙炔基的表面活性剂分子之化学吸附聚合物膜。接着与实施例6-样，把上述化学吸附聚合物膜曝光、显影、漂洗，就可得到与实施例6一样的对液晶有控制取向能力的膜。[实施例8]
下面用上述实施例6制备的液晶取向膜来制备液晶显示器件。
首先，如图16所示，在已载有矩阵状第一电极群及驱动此电极的晶体管群的第一基板上，和在有与第一电极群相对向配置的彩色滤光片群及第二电极的第二基板上，按实施例6同样的方法制备液晶取向膜。
接着，把上述第一和第二基板以电极相对向的配置和用隔板与粘结剂构成约5μm的间隙而固定起来。然后，在上述第一和第二基板中间注入上述TN液晶(メルク社制；ZL14792)，然后组合进偏光片，这样就制成了显示元件。
用背照光全面照射这种器件，同时用视频信号驱动各个晶体管，在箭头A的方向就显示出了影像。
由此实施例可提供对向的二个已形成了电极的基板表面各自分别形成作为取向膜的上述被膜的TN型液晶显示装置。而且，除TN型液晶显示装置以外，本实施例的方法对在单个基板表面形成对向电极的面内开关(IPS)型液晶显示装置也是可适用的。[实施例9]
在实施例3的照光工艺中，在上述曝光掩膜上覆盖上每个象素分成4块的方格花纹状图案的掩膜后以改变沟状图案方向曝光2次，就可得到在同一象素内设定4个图案状取向方向不同的部分。因此，用所形成的这种取向膜的基板制成的液晶显示装置的视角可得到大幅度的改善。[实施例10]
准备表面形成了电极的(表面含多羟基的)玻璃基板201，在清洗脱脂后，用凝胶溶胶法形成约0.1μm厚的SiO2保护膜，然后加热固化。其后，用一般液晶显示装置制造工厂采用的人造棉制的摩擦布以布刷压入量约0.3mm、速度80m/min按所期望的方向摩擦表面。接着，把末端含控制被膜表面能的官能团的一组线性烃基及含Si的硅烷类表面活性剂(以下称为化学吸附化合物)、CH3(CH2)14SiCl3及NC(CH2)14SiCl3(以摩尔比1∶1混合)溶于非水性溶剂中调制成约1％(重量)浓度的化学吸附液。非水性溶剂用的是经很好脱水了的十六烷。于干燥气氛(相对湿度30％以下)中把上述基板201浸渍于由这样调制成的作为吸附液的溶液202中约1h(涂布也好)(图17)。之后，把基板从吸附液中提上来，用很好脱水后已不含水的非水性溶剂正己烷203洗净。然后，把基板按所期望的方向(轧液流方向)立起来的状态下从清洗液中提上来并进行轧液流延，并暴露于含水的空气中(图18)。经过上述一系列工艺，上述氯硅烷类表面活性剂的SiCl基与上述基板表面的羟基发生脱氯化氢反应，在基板表面生成下述式(95)和(96)的结合。进而，与空气中的水分反应而生成式(97)及(98)的结合。
Figure A9880105200461
Figure A9880105200462
Figure A9880105200463
Figure A9880105200464
由以上的处理，上述氯硅烷类表面活性剂经反应而变成的化学吸附单分子膜204，接着与预先摩擦了的基板表面含羟基部分形成硅氧烷共价键，这样就形成了膜厚约1.5nm的单分子状膜。另外，这时化学吸附膜的临界表面能约27mN/m。还有，单分子膜内的线性烃基是沿与轧液上提方向相反的方向(即流延方向)取向的。
进一步，用这样状态的基板2块以化学吸附膜相对向而组合，构成反平行取向有20μm间隙的液晶池，注入向列液晶(メルク社制；ZL14792)并检测其取向状态，发现注入的液晶分子不是沿由洗净上提而预取向了的被吸附分子的方向取向，而是沿摩擦方向取向的。而且，取决于化学吸附了的分子的表面能，大体沿与基板约65°方向预倾角取向(图19)。
进而，把CH3(CH2)14SiCl3及NC(CH2)14SiCl3的组成比例在1∶0～0∶1(以10∶1～1∶50为优选)范围内变化，则其临界表面能就在20mN/m至29mN/m中变化，取向方向则由摩擦方向控制，而且各预倾角可在90°至40°范围内任意控制。再，添加含氟表面活性剂如CF3(CF2)5(CH2)2SiCl3作为化学吸附化合物就可使临界表面能最低降至15mN/m。
此时，摩擦几乎不损伤已先形成的比一般使用的聚酰亚胺树脂等硬度更高的SiO2保护膜。取向方向依赖于摩擦方向的理由可认为是，由于单分子膜极薄，摩擦对已形成在保护膜底下的分子水平之凸凹的影响并没有因单分子膜而被缓和，即摩擦的效果仍可一直影响到单分子膜的表面，故它决定了取向的方向。另一方面，预倾角依赖于形成单分子膜的种类，可认为这是由于单分子膜的种类不同其表面能不同所致。
本实施例所得到的膜的临界表面能是不同的，而且把碳链长度与-(CH2)14-同长的硅烷类表面活性剂与不同碳链长度(例如-(CH2)n-,n从1至30范围内的整数)的表面活性剂混合使用时，就能进一步提高预倾角控制取向能力。
另一方面，用2块作过同样处理的这种状态下的基板分别在它们上面叠放固定以与轧液上提方向205大体正交的方向为偏光方向213的偏光片(HNP’B,)206(ポラロイド社制)，再用500W超高压汞灯的365nm(i线)光207(透过偏光片后为3.6mW/cm2)照射950mJ(图20)。
接着，用此状态的基板2块，采用其化学吸附膜相对向而组合，构成光照部分反平行取向的20μm间隙的液晶池，注入向列液晶(メルク社制；ZL14792)后检测其取向状态，发现注入的液晶分子在未见光部分是沿摩擦方向取向的，而照光部分则是沿偏光方向取向的了。
研究了照光部分的上述化学吸附单分子膜204’中的线性碳链的取向方向，发现虽然临界表面能与倾角没变，但取向方向208已变成差不多与轧液流延方向不同而与偏光方向213相平行了，而且其取向偏差也比轧液上提后的状态有了改善(图21和22)。图中209表示透明电极。
上述实施例中曝光用的是超高氧汞灯的i线365nm光。不过，可提据成膜物质吸收光的程度，使用436、405和254nm的光以及由KrFexcimer激光得到的248nm的光，尤其248与254nm光由于易于为大多数物质所吸收，故取向效率高。[实施例11]
实施例10中，在摩擦工艺之后、进行含碳链与硅氧烷链的表面活性剂分子化学吸附之前，把含复数个氯硅烷基的化合物溶解而制成化学吸附液，在干燥气氛下浸渍。这样做的结果是，在基板表面所含的羟基与含复数氯硅烷基的化合物中的氯硅烷基发生脱氯化氢反应。随后，残余的氯硅烷基又进一步与水反应而变成羟基，从而形成了表面含多个羟基的化学吸附膜。
例如，把作为含复数个氯的硅烷化合物的SiCl4溶于正辛烷中制成吸附液，在干燥气氛中把基板浸渍下去，由于表面含羟基，在界面发生脱氯化氢反应而形成下述式(99)和/或(100)的以-SiO-键固定于基板表面的氯硅烷分子211。
随后，用非水性溶剂如氯仿来清洗干净，把未与基板反应的多余SiCl4分子除去(图23)。再与来自于空气中的水反应，制得在表面形成如下述式(101)和/或(102)所示的含多个SiO键的硅氧烷单分子吸附膜212(图24)。
Figure A9880105200491
此时，若省去用例如氯仿等非水性溶剂清洗工艺的话，形成的是非常薄的约10nm厚的聚硅氧烷化学吸附膜。
再，这时由于硅氧烷单分子膜212与基板是通过-SiO-键而完全结合起来的，因此剥不下来。而且，所得单分子膜的表面有多个SiOH键，其数目为最初的-OH基数目的约2～3倍。在此状态下的已处理部分有极高的亲水性。
在此状态下，用与实施例10一样的表面活性剂来进行化学吸附工艺时，形成以上述硅氧烷单分子膜212为中介的以硅氧烷键共价结合状态之由与图19一样的表面活性剂反应所产生的1.5μm厚的含碳链化学吸附单分子膜。此时由于吸附表面活性剂前的基材表面之吸附位置(这种场合是羟基)比实施例10要多约2～3倍，故与实施例10的场合相比，可增大其吸附的分子密度，而且，处理部分变成了亲油性了。还有，这时的化学吸附膜中的分子密度不同但是在轧液上提方向的反向即在轧液流延方向取向了，而且这时的临界表面能为28mN/m。
用此状态下的基板2块以化学吸附膜相对向组合成反平行取向的20μm间隙之液晶池，注入向列液晶(メルク社制；ZL14792)并检测其取向状态，发现所注入的液晶分子是沿摩擦方向取向且是以相对于基板约46°预倾角而取向。
用另外的轧液流延之后的基板，在基板上放置以与轧液上提方向几乎正交方向为偏光方向的偏光片，用KrF excimer激光的248nm光半面照射800mJ。观察上述化学吸附单分子膜中线性碳链的取向方向，结果发现取向方向改变为与轧液上提的方向几乎正交的方向，且取向偏差也得到改善。然而，在未见光部分线性碳链的取向方向与光照前完全没变。
这时，用此状态的基板2块。以化学吸附膜相对向组合成光照部分反平行取向的20μm间隙之液晶池，注入向列液晶(メルク社制；ZL14792)并检测其取向状态，发现未见光部分的取向方向仍然是与摩擦方向平行而没改变。但光照部分所注入的液晶分子则已沿偏光方向以相对于基板约45°预倾角取向了。[实施例12]
用以1∶0～0∶1比例混合的ClSi(CH3)2OSi(CH3)2OSi(CH3)2Osi(CH3)2Cl和CH3(CH2)14SiCl3代替实施例10中的CH3(CH2)14SiCl3和NC(CH3)2(CH2)14SiCl3为化学吸附物质，就可随所用之混合比不同来在35mN/m至21mN/m范围内控制临界表面能。而且，组合成液晶池并注入同样的液晶后，液晶的取向方向是与摩擦方向平行的，其预倾角可在5°至90°范围内得到控制。
当用含线性硅氧烷链的ClSi(CH3)2OSi(CH3)2OSi(CH3)2OSi(CH3)2Cl与含线性烃链的CH3(CH2)14SiCl3按所期望比例混合来制作被膜就可在表面得到以下述式(103)和(104)所示的与混合比例相应之化学吸附单分子膜。 [实施例13]
用以1∶0～0∶1比例混合的HOOC(CH2)16Si(OCH3)3和Br(CH2)8Si(OCH3)3代替实施例10中的CH3(CH2)14SiCl3和NC(CH3)2(CH2)14SiCl3为化学吸附物质，在100℃下回流2h进行化学吸附，就可随所用之混合比不同而在56mN/m至31mN/m范围内控制临界表面能。
在组合成液晶池并注入同样的液晶后，液晶的取向方向与摩擦方向平行且其预倾角可在0°至28°范围内得到控制。[实施例14]
用以1∶0～1∶20比例混合的CH3CH2C*HCH3CH2OCO(CH2)10SiCl3(其中C*是不对称碳原子)和CH3SiCl3代替实施例10中的CH3(CH2)14SiCl3和NC(CH3)2(CH2)14SiCl3作为化学吸附物质来制备同样的取向膜。这种情况下，可随所用之混合比不同而在36mN/m至41mN/m范围内控制临界表面能。而且，组合成液晶池并注入同样的液晶后，液晶的取向方向与摩擦方向平行且预倾角可在3°至0.1°范围内得到控制。[实施例15]
下面用上述液晶取向膜来制备实际的液晶显示器件。
首先，如图25所示，准备其上载有矩阵状第一电极群221和驱动此电极的晶体管群222的第一基板223以及有与第一电极群对向配置的彩色滤光片群224和第二电极225的第二基板226，并在两个基板上按实施例14同样的步骤进行形成保护膜、摩擦、化学吸附、清洗轧液流延工艺，制成临界表面能为37mN/m的化学吸附单分子膜。
随后，把上述第一和第二基板223、226按电极对向且扭曲取向那样的位置加入垫片228并用粘结剂229固定成约5μm间隙。接着，在上述第一和第二基板中注入上述TN液晶230，封装后组合进偏光片231、232，就完成了显示元件。此时所注入的液晶的预倾角为3°，而且液晶的取向方向是与摩擦方向平行的，即是与电极图案平行取向的。
在用背照光233照射这样的器件的同时，用视频信号驱动各个晶体管就可在箭头A的方向显示影像。[实施例16]
在实施例15的清洗、轧液流延工艺后再于偏光板上叠上一个各象素分成4块的方格花纹状图案的掩膜，按实施例11同样照射1次，就可得到同一象素中设置了4个嵌镶图案状取向方向不同的部分。用形成这种取向膜的基板之液晶显示装置的视角可得到大幅度改善。[实施例17]
准备表面形成了透明电极的(表面含多羟基的)玻璃基板301，并清洗脱脂。用1∶1摩尔比混合的CH3(CH2)14SiCl3和NC(CH2)14SiCl3来作为末端含有控制被膜表面能的官能团的线性烃基及含Si的硅烷类表面活性剂(以下称为化学吸附物质或化学吸附化合物)并溶于非水性溶剂中调制成约1％(重量)浓度的化学吸附液。非水性溶剂用的是经很好脱水了的十六烷。令这样制备的溶液为吸附溶液302，于干燥气氛(相对湿度30％以下)中把上述基板301浸渍于由这样调制成的作为吸附液的溶液302中约1h(涂布也好)(图26)。之后，把基板从吸附液中提上来，用很好脱水后已不含水的非水性溶剂正己烷303洗净。然后，把基板按所期望的方向立起来从清洗液中上提和轧液，并暴露于含水的空气中(图27)。经过上述一系列工艺，上述氯硅烷类表面活性剂的SiCl基与上述基板表面的羟基发生脱氯化氢反应，生成下述式(105)和(106)的结合。进而，与空气中的水分反应而生成式(107)及(108)的结合。这时，吸附了的分子中之碳链沿轧液流延方向已有一定程度的取向。
Figure A9880105200521
接着用有人造棉布擦的摩擦装置以布刷压入量0.3mm、速度5m/min的条件沿与从液体中提上来的方向成45°的角度来摩擦。
经上述处理，上述由氯硅烷类表面活性剂反应生成之吸附单分子膜304与基板表面含羟基部分通过硅氧烷共价键化学结合的状态而结合，所结合了的分子沿摩擦方向305取向而形成约1.3μm厚的膜(图28)。这时的化学吸附膜的临界表面能为约25mN/m。
用这样状态的基板2块以化学吸附膜相对向而组合，构成与摩擦方向反平行的有20μm间隙的液晶池，注入向列液晶(メルク社制；ZL14792)并检测其取向状态，发现注入的液晶分子是沿摩擦方向305即沿化学吸附分子对基板约成61°预倾角的方向取向(图28)。
此时，把CH3(CH2)14SiCl3及NC(CH2)14SiCl3的组成比例在1∶0～0∶1(以10∶1～1∶50为优选)范围内变化，则其临界表面能就能在17mN/m至26mN/m范围内变化，而且预倾角可在86°至33°范围内任意控制。再，添加含氟表面活性剂如CF3(CF2)5(CH2)2SiCl3作为化学吸附化合物就可使临界表面能最低降至15mN/m。这场合下，液晶的预倾角几乎为90°，加上电压驱动就显示出极均匀的取向变化。
象上面那样，在本实施例中，所得膜表面的临界表面能不同，而且使用碳链长度与-(CH2)14-同长的硅烷类表面活性剂，但是即使碳链长度不同(如-(CH2)n-,n是从1至30的范围的整数)的表面活性剂混合使用，如果临界表面能相同时也可用摩擦方向控制取向方向，且预倾角也同样地可用单分子膜的临界表面能来控制。
使用2类这种状态下的基板，在基板上放置其偏光方向313与摩擦方向305几乎正交的偏光片(HNP’B),306(ポラロイド社制)，用500W超高压汞灯的365nm(i线)光7(透过偏光片后为3.6mW/cm2)照射900mJ(图29)。
其后，研究上述化学吸附单分子膜304’中的线性碳链的取向方向，发现虽然临界表面能与倾角没变，但取向方向308与偏光方向313差不多变成平行了，而且其取向偏差也比预取向时更改善了(图30-31)。图中309表示透明电极。
在进行了起始的全面摩擦之后，在偏光片上叠上图案状掩膜并用800～1200mJ能量的365nm波长紫外线照射，结果只有光照部分的取向被改变了，这样就可在同一面内的取向膜内设置多个图案状取向方向不同的部分，即液晶分别沿摩擦方向305与偏光方向313取向的部分。然后，在偏光片上叠上所期望的掩膜并在同样条件下进行几次曝光工艺，就可十分容易的制备图案状的有多个不同取向方向的单分子膜状液晶取向膜，即可提供一个象素中多畴取向的液晶显示装置。
在本实施例中曝光用的光是超高压汞灯的i线365nm光。不过根据膜物质的吸收程度也可以使用436、405、254nm以及由KrF excimer激光产生的248nm的光，尤其是248和254nm光易于为大多数物质所吸收，可提高能量-取向效率、[实施例18]
在实施例17中，进行含碳链与硅氧烷链的表面活性剂分子化学吸附工艺之前，把含复数个氯硅烷基的化合物溶解而制成化学吸附液，在干燥气氛下浸渍。这样做的结果是，在基板表面所含的羟基与含复数氯硅烷基的化合物中的氯硅烷基发生脱氯化氢反应，随后，残余的氯硅烷基又与水反应而变成羟基，从而在表面形成了含SiOH键即含多个羟基的化学吸附膜。
把作为含复数个氯的硅烷化合物的SiCl4溶于正辛烷中制成吸附液，在干燥气氛中把基板浸渍下去，由于表面含羟基，在界面发生脱氯化氢反应而形成下述式(109)和/或(110)的以-SiO-键连固定于基板表面的氯硅烷分子311。
Figure A9880105200541
Figure A9880105200542
随后，用非水性溶剂如氯仿来清洗干净，把未与基板反应的多余SiCl4分子除去(图32)。再与来自于空气中的水反应，在表面形成下述式(111)和/或(112)所示的含多个SiOH键连的硅氧烷单分子吸附膜312(图33)。
此时，若省去用例如氯仿等非水性溶剂清洗工艺的话，在表面形成的是含多个SiOH键连的聚硅氧烷化学吸附膜。
再，这时由于硅氧烷单分子膜312与基板是通过-SiO-键连而完全结合起来的，因此剥不下来。而且，所得单分子膜的表面有多个SiOH键连，尤其-OH基数目为最初的约2～3倍。在此状态下的已处理部分有极高的亲水性。于是，在此状态下，用与实施例17一样的表面活性剂来进行化学吸附工艺，形成以上述硅氧烷单分子膜312为中介的以硅氧烷键共价结合状态之由与图28一样的表面活性剂反应所产生的1.5μm厚的含碳链化学吸附单分子膜。此时，由于吸附表面活性剂前的基材表面之吸附位置(这种场合是羟基)比实施例17要多约2～3倍，故与实施例17的场合相比，可增大其吸附的分子密度，而且，处理部分变成了亲油性了。
接着，用此状态的基板，按与从液体中提上来的方向几乎正交的方向作为摩擦方向来摩擦。然后研究上述化学吸附单分子膜中线性碳链的取向方向，发现与实施例17相比，虽其预倾角稍大于86°，但取向方向变成差不多与摩擦方向平行，而且取向偏差也得到了改善。此时临界表面能是28mN/m。
用此状态下的基板2块以化学吸附膜相对向组合并且取向方向成反平行的组合20μm间隙之液晶池，注入向列液晶(メルク社制；ZL14792)并检测其取向状态，发现所注入的液晶分子是沿化学吸附分子相对于基板有约46°预倾角而取向。[实施例19]
用以1∶0～0∶1比例混合的ClSi(CH3)2OSi(CH3)2OSi(CH3)2Osi(CH3)2Cl和CH3(CH2)14SiCl3代替实施例17中的CH3(CH2)14SiCl3和NC(CH3)2(CH2)14SiCl3为化学吸附物质，就可随所用之混合比不同在35mN/m至21mN/m范围内控制临界表面能。而且，组合成液晶池并注入同样的液晶后，其预倾角可在5°至89°范围内得到控制。
当用含线性硅氧烷链的ClSi(CH3)2OSi(CH3)2OSi(CH3)2OSi(CH3)2Cl与含线性烃链的CH3(CH2)14SiCl3按所期望比例混合来制成被膜就可在表面得到以下述式(113)和(114)所示的与混合比率相应的化学吸附单分子膜。
Figure A9880105200561
Figure A9880105200562
[实施例20]
用以1∶0～0∶1比例混合的HOOC(CH2)16Si(OCH3)3和Br(CH2)8Si(OCH3)3代替实施例17中的CH3(CH2)14SiCl3和NC(CH3)2(CH2)14SiCl3为化学吸附物质，在100℃下回流2h进行化学吸附，在此情况下可随所用之混合比不同在56mN/m至31mN/m范围内控制临界表面能。在组合成液晶池并注入同样的液晶后，液晶的取向方向由摩擦方向控制且其预倾角可在0°至27°范围内得到控制。[实施例21]
用以1∶0～1∶20比例混合的CH3CH2C*HCH3CH2OCO(CH2)10SiCl3(其中C*是不对称碳原子)和CH3SiCl3代替实施例17中的CH3(CH2)14SiCl3和NC(CH3)2(CH2)14SiCl3作为化学吸附物质来制备同样的取向膜。这种情况下，可随所用之混合比不同在36mN/m至41mN/m范围内控制临界表面能。而且，组合成液晶池并注入同样的液晶后，液晶的取向方向是沿摩擦方向控制的且预倾角可在3°至0.1°范围内得到控制。[实施例22]
下面用上述液晶取向膜来制备实际的液晶显示器件。
首先，如图34所示，在已载有模板状第一电极群321和驱动此电极的晶体管群322的第一基板323上，以及在有与第一电极群对向配置的彩色滤光片群324和第二电极325的第二基板326上，按实施例5同样的步骤，用所调制的化学吸附液涂布，制成临界表面能为36mN/m的化学吸附单分子膜。
随后，在与实施例17同样条件下沿与电极图案平行方向进行摩擦，结果是可得到与实施例21一样的线性链状烃基沿电极图案再取向的临界表面能为37mN/m之液晶取向膜327。接着把上述第一和第二基板323、226按电极对向位置组合并用隔板328和用粘结剂329固定成约5μm间隙。然后，在上述第一和第二基板之间注入上述TN液晶330，并组合进偏光片331、332，就完成了显示元件。此时所注入的液晶的预倾角为3°。
在用背照光333全面照射这样的器件的同时，用视频信号驱动各个晶体管就可在箭头A的方向显示影像。[实施例23]
实施例22中，在摩擦工艺后再与实施例17一样，在上述偏光片上叠上各象素分成4个方格花纹图案状掩膜后进行一次曝光工艺，就可在同一象素内设定4个图案状取向方向不同的部分。用形成了这种取向膜的基板之液晶显示装置可大幅度改善其视角。产业化应用的可能性
通过上面说明，用本发明的液晶取向膜就可提供在大面积化的面板和有台阶部分的基板表面上保持液晶有良好均匀性取向而且耐剥离效果好的膜。用本发明的液晶显示装置，由于使用了这种液晶取向膜作为构成要素，故即使在大面积化的面板和基板表面台阶部分其取向膜的均匀性也不变差，仍可保持良好的液晶取向性。
用本发明液晶取向膜的制备方法就可高效且合理的制备在大面积化面板和基板表面台阶部分也保持良好均匀性的液晶取向膜。用此制法，面板的大面积化和基板表面的台阶对取向的均匀性基本没有影响，故基本上也不会降低面板大面积化生产的效率。
用本发明的曝光用透光性基板，就使本发明的制备方法变得更简单且实施起来更有效，用本发明的曝光用透光性基板的制法就可极其简便的制备曝光用光掩膜。
另外按照本发明，可以高效且合理的提供液晶取向方向由摩擦方向所控制的、液晶预倾角由单分子膜状被膜表面能所控制的高可靠性液晶显示元件用取向膜。在制备液晶取向膜时，在偏光片上叠上图案状掩膜进行曝光工艺时，可在同一面内的取向膜上设定几个图案状的仅取向方向不同的部分，从而可以高效且合理的制备各象素的取向分割成复数种的多畴液晶显示装置，这在历来的只用摩擦的方法是很难办到的。
再进一步说，用这样的液晶取向膜，与历来那种用由摩擦树脂制成取向膜的场合相比，由于在电极与电极上形成了很坚固的SiO2保护膜，得到的是缺陷发生少且显示所期望倾角的取向膜，因此就有可能提供成品合格率极高、成本低、可靠性高且显示性能优异的液晶显示装置。
由吸附形成的取向膜可能使有特定表面能的液晶如向列液晶与强介电液晶结合起来，因此可以高效合理制备不仅控制了取向方向与倾角而且控制取向能力大大提高了的取向膜。
与历来得到的取向膜相比，本发明中使用了把形成了电极的基板与含碳链或硅氧烷链的且上述碳链或硅氧烷链末端或一部分至少含一个控制被膜表面能的官能团的硅烷类表面活性剂分子所制成的化学吸附液相接触，使上述吸附液中的表面活性剂分子与基板表面发生化学反应而把上述表面活性剂分子的一端固定结合于基板表面上的工艺和摩擦工艺，因此就可提供特别均匀且薄的、所注入的液晶之取向方向由摩擦方向所控制的、预倾角由单分子膜表面能控制的新型取向膜。
在摩擦工艺之后，在偏光片上叠上图案状掩膜曝光多次的工艺就可在同一面内的取向膜上设定多个图案状仅取向方向不同的部分，从而可高效且合理的制成在历来用摩擦方法难于制成的各象素之取向分割成复数种的多畴液晶显示装置。
再进一步说，由于这样的取向膜与基板表面是通过共价键而坚固结合的，故可提供极高可靠性的液晶显示装置。
由吸附形成的取向膜，可以使有特定表面能的液晶如向列液晶与强介电液晶结合使用，因此就可合理高效的制备不仅控制了取向方向及倾角而且控制取向能力大大提高了的取向膜。

Claims (87)

1．一种液晶取向膜，其特征在于，它是由一端在基板表面上化学吸附的分子群构成的被膜，所说的分子群包含具有线性碳链的分子，且所说的线性碳链的至少一部分是选择性聚合了的。
2．权利要求1记载的液晶取向膜，其特征在于，通过所述线性碳链聚合，使所述线性碳链对基板的倾斜控制成一定角度。
3．权利要求2记载的液晶取向膜，其特征在于，所述分子群中还含有比具有线性碳链的分子更短的分子，由于所述分子的存在控制了所述线性碳链以一定角度对基板倾斜且由于所述线性碳链的至少一部分是彼此选择性聚合了的从而增加或减少对所述基板的上述倾斜角度致使在聚合了的区域形成凸部或凹部。
4．权利要求2记载的液晶取向膜，其特征在于，在基板表面，线性碳链聚合区域通过线性碳链未聚合区域形成复数条彼此大体互相平行的线条。
5．权利要求1记载的液晶取向膜，其特征在于，有线性碳链的分子的一端通过硅氧烷键固定于基板表面上。
6．权利要求1记载的液晶取向膜，其特征在于，构成所述分子群的分子是以硅氧烷键彼此结合。
7．一种液晶取向膜的制备方法，其特征在于，它包括通过把化学吸附液与基板表面接触而使所述化学吸附液中所含的具有线性碳链的表面活性剂分子与所述表面的亲水性基团发生化学反应，把所述分子的一端固定于所述表面之工艺和，通过对含所述分子的分子群构成的被膜选择性地曝光，赋予所述线性碳链的至少一部分对基板的取向性的工艺。
8．权利要求7记载的液晶取向膜的制备方法，其特征在于，所述的赋予线性碳链的至少一部分对基板的取向性的工艺，是通过使线性碳链聚合，控制所述线性碳链对基板倾斜成为一定角度的工艺。
9．权利要求8的液晶取向膜的制备方法，其特征在于，通过把有线性碳链的表面活性剂分子及比所述分子的分子长度短的分子的一端都固定于基板表面而控制所述线性碳链对基板的倾斜成为一定角度，并通过使线性碳链的至少一部分彼此选择性地聚合，使所述聚合了的线性碳链对基板的角度比上述角度增加或减少，通过上述增加或减少线性碳链聚合了的区域形成凸部或凹部。
10．权利要求7记载的液晶取向膜的制备方法，其特征在于，它包括在把有线性碳链的表面活性剂分子的一端固定于所述表面的工艺之后和把由含所述分子的分子群构成之被膜曝光工艺之前用有机溶剂清洗基板表面的工艺。
11．权利要求10记载的液晶取向膜的制备方法，其特征在于，在用有机溶剂清洗的工艺中，使有机溶剂从基板表面的轧液流延按预定方向进行，以使线性碳链按所述预定方向取向。
12．权利要求11记载的液晶取向膜的制备方法，其特征在于，通过使有机溶剂从基板表面的轧液流延按预定方向进行以控制所述线性碳链对基板的倾斜成为一定角度，以及通过使所述线性碳链的至少部分选择性地聚合，以使所述聚合了的线性碳链对基板的角度比上述角度增加或减少而通过上述增加或减少，线性碳链聚合区域形成凸部或凹部。
13．权利要求10记载的液晶取向膜的制备方法，其特征在于，作为有机溶剂，使用含选自烷基、氟碳基、氯碳基和硅氧烷基中至少一个的非水性有机溶剂。
14．权利要求8记载的液晶取向膜的制备方法，其特征在于，通过在表面上复数个沿大体同一方向延伸的凸凹的透光性基板进行曝光从而在基板表面，线性碳链聚合了的区域通过线性碳链未聚合区域形成复数条彼此互相平行的线条。
15．权利要求14记载的液晶取向膜的制备方法，其特征在于，使用表面凸凹之凹部的宽度与深度为0.01～0.5μm的透光性基板进行曝光。
16．权利要求14记载的液晶取向膜的制备方法，其特征在于，通过透光性基板到达被膜的光由上述透光性基板的凸凹进行衍射。
17．权利要求7至16中任一项记载的液晶取向膜的制备方法，其特征在于，有线性碳链的表面活性剂分子，在分子末端含有选自氯甲硅烷基、烷氧甲硅烷基和异氰酸酯甲硅烷基的含硅基团。
18．权利要求8记载的液晶取向膜的制备方法，其特征在于，有线性碳链的表面活性剂分子，线性碳链中含光聚合性官能团。
19．权利要求18记载的液晶取向膜的制备方法，其特征在于，光聚合性官能团是联乙炔基。
20．一种液晶取向膜的制备方法，其特征在于，它包括通过使化学吸附液与基板表面接触并使所述化学吸附液中所含的具有线性碳链的表面活性剂分子与基板表面的亲水性基团发生化学反应从而把所述分子的一端固定于所述表面上的工艺和、
通过使与上述表面接触的有机溶剂沿预定方向进行轧液流延而进行清洗并干燥所述表面的工艺和，
将表面上复数个凸凹沿大体同一方向延伸的透光性基板，以上述凸凹延伸方向与所述轧液流延方向不正交地配置，和通过上述透光性基板使由含所述分子的分子群构成的被膜曝光的工艺。
21．一种液晶显示装置，其特征在于，该液晶显示装置包括保持规定间距配置、且对向表面的至少一方形成液晶取向膜的两块基板和，夹在这两块基板之间并由上述液晶取向膜控制取向的液晶，其中，上述液晶取向膜，是由一端化学吸附于基板表面的分子群构成的被膜，上述分子群含具有线性碳链的分子，上述线性碳链的至少一部分选择性地相互聚合。
22．权利要求21记载的液晶显示装置，其特征在于，它备有由线性碳链聚合控制所述线性碳链对基板一定角度的倾斜之液晶取向膜。
23．权利要求21记载的液晶显示装置，其特征在于，在基板表面的一部分形成选自电极、彩色滤光片及薄膜晶体管中的至少一种薄膜部件和在上述表面产生台阶并在含上述台阶的区域形成液晶取向膜。
24．权利要求21记载的液晶显示装置，其特征在于，液晶取向膜含取向方向不同的复数个区域。
25．一种液晶取向膜的制备方法，其特征在于，在基板表面形成的被膜上，通过包括曝光的工艺形成复数个沿大体同一方向延伸的凸凹。
26．权利要求25记载的液晶取向膜的制备方法，其特征在于其凸凹之凹部的宽度与深度为0.01～0.5μm。
27．权利要求25记载的液晶取向膜的制备方法，其特征在于，其被膜是化学吸附聚合物膜。
28．权利要求27记载的液晶取向膜的制备方法，其特征在于，其化学吸附聚合物膜通过硅氧烷键与基板表面结合。
29．一种液晶取向膜的制备方法，其特征在于，它包括在基板表面形成含感光性聚合物被膜的工艺、曝光部分通过未曝光部分形成相互略平行的多个线条地使上述被膜曝光的工艺以及
利用构成所述被膜的分子由曝光导致分子结构不同和通过除去所述被膜一部分使在被膜表面形成复数个沿大体同一方向延伸凸凹的工艺。
30．权利要求29记载的液晶取向膜的制备方法，其特征在于，构成所述被膜的分子的分子结构由曝光产生的不同是构成所述被膜的分子的聚合度不同。
31．权利要求29记载的液晶取向膜的制备方法，其特征在于，它是用表面上有复数个沿大体同一方向延伸的凸凹的透光性基板进行曝光。
32．权利要求31记载的液晶取向膜的制备方法，其特征在于，所述被膜曝光的工艺是以其曝光部分形成复数个沿与所述透光性基板表面凸凹延伸方向大体同一方向延伸的线条方式使被膜之曝光的工艺。
33．权利要求31记载的液晶取向膜的制备方法，其特征在于，它是把所述透光性基板表面的凸凹图案作为所述被膜的曝光部分与未曝光部分的图案而复制的。
34．权利要求31记载的液晶取向膜的制备方法，其特征在于，透光性基板的表面凸凹之凹部的宽度与深度为0.01～0.5μm。
35．权利要求29记载的液晶取向膜的制备方法，其特征在于，通过把含感光性表面活性剂分子的溶液与基板表面接触，使所述表面活性剂分子化学吸附于基板上，形成含感光性聚合物被膜。
36．权利要求35记载的液晶取向膜的制备方法，其特征在于，表面活性剂分子，在分子末端含选自氯甲硅烷基、烷氧甲硅烷基和异氰酸酯甲硅烷基之含硅基团。
37．一种液晶取向膜曝光用透光性基板，其特征在于，其表面的复数个凸凹是沿大体同一方向延伸。
38．权利要求37记载的液晶取向膜曝光用透明性基板，其特征在于，凸凹的宽度与深度为0.01～0.5μm。
39．一种液晶取向膜曝光用透光性基板的制备方法，其特征在于，它是表面上多个凸凹略向同一方向延伸的液晶取向膜曝光用透光性基板的制备方法，该方法包括透明基板清洗工艺和，用比所述透明基板的硬度更高之部件在所述透明基板表面作大体同一方向摩擦的工艺。
40．权利要求39记载的液晶取向膜曝光用透光性基板的制备方法，其特征在于，透明基板是聚碳酸酯树脂或丙烯酸树脂。
41．一种液晶取向膜曝光用透光性基板的制备方法，其特征在于，它是表面多数个凸凹略成同一方向伸长的液晶取向膜曝光用透光性基板的制备方法，该方法包括透明基板清洗工艺和、在所述透明基板表面上涂布感光性光刻胶的工艺和、曝光部分通过未曝光部分形成复数个大体平行的线条地使上述感光性光刻胶曝光的工艺以及，把所述感光性光刻胶显影的工艺。
42．权利要求41记载的液晶取向膜曝光用透光性基板地制备方法，其特征在于，使用选自紫外线、远紫外线及电子束中的至少一种对感光性光刻胶进行曝光。
43．权利要求41记载的液晶取向膜曝光用透光性基板的制备方法，其特征在于，在感光性光刻胶显影工艺后再进一步用选自化学蚀刻、等离子蚀刻和溅射蚀刻中的至少一种方法来对所述表面进行蚀刻。
44．一种液晶显示装置，其特征在于，该液晶显示装置包括保持规定间距配置、且对向表面的至少一方形成液晶取向膜的2块基板和，夹在这2块基板之间并由上述液晶取向膜控取向的液晶，其中，上述液晶取向膜，在与液晶接触的表面上具有，由含曝光的工艺形成的略向同一方向伸长的多数个凸凹。
45．权利要求44记载的液晶显示装置，其特征在于，在基板表面的一部分通过形成选自电极、彩色滤光片及薄膜晶体管中的至少一种薄膜部件而在上述表面上形成台阶，并在含所述台阶的区域形成液晶取向膜。
46．权利要求44记载的液晶显示装置，其特征在于，它含有复数个不同取向方向区域的液晶取向膜。
47．一种液晶取向膜，其特征在于，它是在基板表面形成的被膜，并且是预先形成电极且所述电极表面直接或在形成任意薄膜后，摩擦的基板表面上形成的单分子膜状被膜。
48．权利要求47记载的液晶取向膜，其特征在于，构成单分子膜状被膜的分子含碳链或硅氧烷链，上述碳链或硅氧烷链的末端或一部分至少含有一个控制被膜表面能的官能团。
49．权利要求47记载的液晶取向膜，其特征在于，混合使用几种临界表面能不同的硅烷类表面活性剂作为构成被膜的分子，并控制被固定的被膜显示预定的临界表面能值。
50．权利要求47记载的液晶取向膜，其特征在于，控制表面能的官能团是选自三氟甲基(-CF3)、甲基(-CH3)、乙烯基(-CH=CH2)、烯丙基(-CH=CH-)、乙炔基(碳碳叁键)、苯基(-C6H5)、亚苯基(-C6H4-)、卤原子、烷氧基(-OR；R表示烷基)、氰基(-CN)、氨基(-NH2)、羟基(-OH)、羰基(=CO)、酰氧基(-COO-)以及羧基(-COOH)中的至少一种有机基团。
51．权利要求47记载的液晶取向膜，其特征在于，构成被膜的分子的末端含硅。
52．一种单分子膜状的液晶取向膜的制备方法，其特征在于，它包括对预先形成电极的基板表面直接或任意的保护膜形成以后沿该表面的任意方向摩擦的工艺和，与由含碳链或硅氧烷链、并在该碳链或硅氧烷链的末端或一部分含至少一种控制被膜表面能的官能团的硅烷类表面活性剂分子制作的化学吸附液接触以使所述吸附液中的表面活性剂分子与基板表面发生化学反应以使上述表面活性剂分子一端固定于基板表面的工艺。
53．权利要求52记载的单分子膜状的液晶取向膜的制备方法，其特征在于，作为表面活性剂使用含线性碳链或硅氧烷链和氯甲硅烷基或烷氧甲硅烷基或异氰酸酯甲硅烷基的硅烷类表面活性剂。
54．权利要求52记载的单分子膜状的液晶取向膜的制备方法，其特征在于，混合使用数种临界表面能不同的硅氧烷类表面活性剂作为表面活性剂。
55．权利要求52记载的单分子膜状的液晶取向膜的制备方法，其特征在于，碳链或硅氧烷链的末端或一部分含有选自三氟甲基(-CF3)、甲基(-CH3)、乙烯基(-CH=CH2)、烯丙基(-CH=CH-)、乙炔基(碳碳叁键)、苯基(-C6H5)、亚苯基(-C6H4-)、卤原子、烷氧基(-OR；R表示烷基，)、氰基(-CN)、氨基(-NH2)、羟基(-OH)、羰基(=CO)、酰氧基(-COO-)以及羧基(-COOH)中的至少一种有机基团。
56．权利要求52记载的单分子膜状的液晶取向膜的制备方法，其特征在于，在把表面活性剂分子的一端固定结合于基板表面的工艺之后，用有机溶剂清洗基板，再把基板按所预定方向立起来并进行轧液流延，以使所述被固定的分子沿轧液流延方向取向。
57．权利要求56记载的单分子膜状的液晶取向膜的制备方法，其特征在于，分子取向后再通过偏光片曝光以使所述取向了的分子按所预定方向再取向。
58．权利要求56记载的单分子膜状的液晶取向膜的制备方法，其特征在于，用含线性碳链或硅氧烷链与氯甲硅烷基或异氰酸酯甲硅烷基的硅烷类表面活性剂作为表面活性剂，及用不含水的非水性有机溶剂作为清洗用有机溶剂。
59．权利要求58记载的单分子膜状的液晶取向膜的制备方法，其特征在于，作为非水性有机溶剂，使用含烷基、氟碳基或氯碳基或硅氧烷基的溶剂。
60．权利要求52记载的单分子膜状的液晶取向膜的制备方法，其特征在于，在摩擦工艺之后和把表面活性剂分子的一端固定的工艺之前进行形成含多个SiO基的被膜的工艺，并通过所述被膜形成单分子膜状的被膜。
61．一种液晶显示装置，其特征在于，其中由含碳链或硅氧烷链、且该碳链或硅氧烷链的末端或一部分至少含一个控制被膜表面能的官能基的分子构成的被膜，作为液晶用的取向膜是在形成2个对向电极的且该电极表面直接地或形成任意薄膜后摩擦的基板表面的至少一方的基板的电极侧表面上直接地或通过其它被膜间接地形成，而其中的液晶是通过上述取向膜夹在上述2个对向电极之间。
62．权利要求61记载的液晶显示装置，其特征在于，在形成对向电极且摩擦了的2片基板表面上分别形成作为取向膜的上述被膜。
63．权利要求61记载的液晶显示装置，其特征在于，基板表面的被膜含复数个图案状取向方向不同的部分。
64．权利要求60记载的液晶显示装置，其特征在于，对向电极是在单个基板表面上形成的。
65．一种液晶显示装置的制造方法，其特征在于，它包括对具有预先载置成矩阵状第一电极群的第一基板直接地或任意薄膜形成以后对其表面进行摩擦的工艺和、与由含碳链或硅氧烷链、且该碳链或硅氧烷的末端或一部分含至少一个控制被膜表面能的官能团的硅烷类表面活性剂制成的化学吸附液接触并使所述吸附液中的表面活性剂分子与基板表面发生化学反应把所述表面活性剂分子的一端固定结合于基板表面的工艺和、用有机溶剂清洗后按所预定方向把基板立起来进行轧液流延以使所述被固定分子按轧液流延方向取向的工艺和、把有上述第一电极群的第一基板与第二基板，或有第二电极或电极群的第二基板以其电极面内侧保持一定间隙的位置组合并粘结固定的工艺和在上述第一和第二基板间注入规定液晶的工艺。
66．权利要求65记载的液晶显示装置的制造方法，其特征在于，在使被固定的分子取向的工艺后再进行用经偏光片向所预定方向偏光的光来曝光以使所述表面活性剂分子的倾斜状态与所预定的特定方向相一致的工艺。
67．权利要求66记载的液晶显示装置的制造方法，其特征在于，在进行用经偏光片向所预定方向偏光的光来曝光以使所述结合了的表面活性剂分子的倾斜状态与所预定的特定方向相一致的工艺中，采用的是在上述偏光片上叠上图案状掩膜曝光数次的工艺，以在同一面内的取向膜内设置数个图案状的取向方向不同的部分。
68．一种液晶取向膜，其特征在于，它是在形成了所预定的电极的基板表面上形成的单分子膜状被膜，上述被膜表面是摩擦过的。
69．权利要求68记载的液晶取向膜，其特征在于，构成被膜的分子含有碳链或硅氧烷链、且上述碳链或硅氧烷链的末端或一部分含至少一个控制被膜表面能的官能团。
70．权利要求68记载的液晶取向膜，其特征在于，混合使用几种临界表面能不同的硅烷类表面活性剂作为构成被膜的分子，控制固定了的被膜显示所预定的临界表面能值。
71．权利要求69记载的液晶取向膜，其特征在于控制表面能的官能基是由三氟甲基(-CF3)、甲基(-CH3)、乙烯基(-CH=CH2)、烯丙基(-CH=CH-)、乙炔基(碳碳叁键)、苯基(-C6H5)、亚苯基(-C6H4-)、卤原子、烷氧基(-OR；R表示烷基)、氰基(-CN)、氨基(-NH2)、羟基(-OH)、羰基(=CO)、酰氧基(-COO-)以及羧基(-COOH)中选出的至少一种有机基团。
72．权利要求68的任意一项记载的液晶取向膜，其特征在于，构成被膜的分子末端含硅。
73．一种单分子膜状的液晶取向膜的制备方法，其特征在于，它包括把形成了电极的基板与用含碳链或硅氧烷链、且该碳链或硅氧烷链的末端或一部分含至少一个控制被膜表面能的官能团的硅烷类表面活性剂所制成的化学吸附液接触而使所述吸附液中的表面活性剂分子与基板表面发生化学反应从而使所述表面活性剂分子的一端固定结合于基板表面的工艺和，摩擦表面的工艺。
74．权利要求73记载的单分子膜状的液晶取向膜的制备方法，其特征在于，使用含线性碳链或硅氧烷链与氯甲硅烷基或烷氧甲硅烷基或异氰酸酯甲硅烷基的硅烷类表面活性剂作为表面活性剂。
75．权利要求73记载的单分子膜状的液晶取向膜的制备方法，其特征在于，混合使用几种临界表面能不同的硅氧烷类表面活性剂作为表面活性剂。
76．权利要求73记载的单分子膜状的液晶取向膜的制备方法，其特征在于，其碳链或硅氧烷链的末端或一部分含由三氟甲基(-CF3)、甲基(-CH3)、乙烯基(-CH=CH2)、烯丙基(-CH=CH-)、乙炔基(碳碳叁键)、苯基(-C6H5)、亚苯基(-C6H4-)、卤原子、烷氧基(-OR；R表示烷基)、氰基(-CN)、氨基(-NH2)、羟基(-OH)、羰基(=CO)、酰氧基(-COO-)以及羧基(-COOH)中选出的至少一种有机基团。
77．权利要求73记载的单分子膜状的液晶取向膜的制备方法，其特征在于，在把表面活性剂分子一端固定结合于基板表面的工艺之后，用有机溶剂清洗，进而把基板按所预定方向立起来进行轧液流延，以使所述被固定的分子按轧液流延方向作预取向然后进行摩擦。
78．权利要求73记载的单分子膜状的液晶取向膜的制备方法，其特征在于，把单分子膜在任意方向摩擦使所述取向了的分子按所预定方向取向之后，再在偏光片上叠上图案状掩膜进行曝光工艺，使在同一面内的取向膜中设置几个图案状的取向方向不同的部分。
79．权利要求73～78中任意一项记载的单分子膜状的液晶取向膜的制备方法，其特征在于，用含线性碳链或硅氧烷链与氯甲硅烷基或异氰酸酯甲硅烷基的硅烷类表面活性剂作为表面活性剂，用不含水的非水性有机溶剂作为清洗用有机溶剂。
80．权利要求79记载的单分子膜状的液晶取向膜的制备方法，其特征在于，非水性有机溶剂是使用含烷基、氟碳基或氯碳基或硅氧烷基的溶剂。
81．权利要求73记载的单分子膜状的液晶取向膜的制备方法，其特征在于，在固定表面活性剂分子一端的工艺之前，先进行形成含多个SiO基的被膜工艺并通过所述被膜形成单分子膜状的被膜后进行摩擦。
82．一种液晶显示装置，其特征在于，其中，由含碳链或硅氧烷链、且该碳链或硅氧烷链的末端或一部分至少含一个控制被膜表面能的官能基的分子所构成的单分子膜状的被膜被摩擦，并且它作为液晶用的取向膜是在2个对向电极形成的基板表面的至少一方的基板的电极侧表面上，直接地或通过其它被膜间接地形成，而其中的液晶是通过上述取向膜夹在上述2个对向电极之间。
83．权利要求82记载的液晶显示装置，其特征在于，在形成2片对向电极的基板表面上分别形成作为取向膜的所述被膜。
84．权利要求82记载的液晶显示装置，其特征在于，基板表面的被膜含有几个图案状取向方向不同的部分。
85．权利要求82记载的液晶显示装置，其特征在于，其对向电极是在单个基板表面上形成。
86．一种液晶显示装置的制造方法，其特征在于，它包括把预先载有矩阵状第一电极群的第一基板直接或在形成任意薄膜后与由含碳链或硅氧烷链的，且该碳链或硅氧烷链的末端或一部分含至少一个控制被膜表面能的官能团的硅烷类表面活性剂制成的化学吸附液接触以使所述吸附液中的表面活性剂分子与基板表面发生化学反应而把所述表面活性剂分子的一端固定结合于基板表面的工艺和、用有机溶剂清洗后再按所预定的方向把基板立起来进行轧液流延以使所述被固定分子按轧液流延方向预取向的工艺和、表面摩擦工艺和、把有上述第一电极群的第一基板与第二基板，或有第二电极或电极群的第二基板以其电极面内侧保持规定间隙的位置组合并粘结固定的工艺和在上述第一和第二基板间注入预定液晶的工艺。
87．权利要求86记载的液晶显示装置的制造方法，其特征在于，经摩擦和使所述已固定结合的表面活性剂分子的倾斜状态与所预定的特定方向相一致的工艺之后进行在偏光片上叠上图案状掩膜和曝光的工艺以在同一面内的取向膜内设置多个图案状取向方向不同的部分。
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012068759A1 (zh) * 2010-11-23 2012-05-31 深圳市华星光电技术有限公司 液晶盒及显示装置的制造方法
CN102666591A (zh) * 2009-12-22 2012-09-12 Dic株式会社 改性微纤化纤维素及含有其的树脂复合材料
CN101805618B (zh) * 2009-02-18 2014-03-19 Jsr株式会社 液晶取向剂、液晶取向膜的形成方法、液晶显示元件以及液晶显示元件的制造方法
CN105009695A (zh) * 2013-02-18 2015-10-28 奥博泰克有限公司 两步直接刻写激光金属化
CN105431770A (zh) * 2013-05-31 2016-03-23 日产化学工业株式会社 具有横向电场驱动型液晶表示元件用液晶取向膜的基板的制造方法
CN105481889A (zh) * 2015-11-17 2016-04-13 深圳市华星光电技术有限公司 反应型垂直取向有机硅材料及液晶显示面板的制作方法
CN106662767A (zh) * 2014-07-29 2017-05-10 夏普株式会社 液晶显示装置
CN107463029A (zh) * 2017-08-25 2017-12-12 深圳市华星光电技术有限公司 自取向液晶显示面板及其制作方法
CN109270744A (zh) * 2018-11-14 2019-01-25 成都中电熊猫显示科技有限公司 液晶显示面板、液晶显示装置及光配向方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW482933B (en) * 1999-09-01 2002-04-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd Liquid crystal display panel and method for producing the panel
KR100453363B1 (ko) * 2001-09-14 2004-10-15 비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사 액정표시장치의 제조방법
KR101048704B1 (ko) * 2004-08-09 2011-07-14 엘지디스플레이 주식회사 액정표시소자용 기판의 세정방법
KR102297205B1 (ko) 2015-01-09 2021-09-01 삼성전자주식회사 광학 필름용 조성물, 필름 및 표시 장치

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH023015A (ja) * 1988-06-17 1990-01-08 Nec Corp 強誘電性液晶素子の製造方法
JPH02269318A (ja) * 1989-04-11 1990-11-02 Citizen Watch Co Ltd 強誘電性液晶素子の配向膜の製造方法
JPH03282547A (ja) * 1990-03-30 1991-12-12 Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk 印刷回路板の印刷用マスクの製造方法
JP2698717B2 (ja) * 1990-09-17 1998-01-19 松下電器産業株式会社 液晶配向膜及びその製造方法並びに液晶表示装置及びその製造方法
JPH04190328A (ja) * 1990-11-26 1992-07-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd 強誘電性液晶表示素子とその製造法
JPH04353827A (ja) * 1991-05-31 1992-12-08 Casio Comput Co Ltd 液晶表示素子
JPH05273558A (ja) * 1992-03-26 1993-10-22 Canon Inc 液晶素子
JPH0634976A (ja) * 1992-07-21 1994-02-10 Toshiba Corp 液晶表示素子
JP2914851B2 (ja) * 1992-12-04 1999-07-05 富士通株式会社 液晶表示装置及びその製造方法
JPH06138640A (ja) * 1992-10-28 1994-05-20 Yamaha Corp ホトマスクの製法
JPH07114029A (ja) * 1993-10-18 1995-05-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd 液晶配向膜及びその製造方法並びに液晶表示装置
JP3034422B2 (ja) * 1994-04-04 2000-04-17 積水化学工業株式会社 フォトマスク保護用粘着フィルム
JP3075917B2 (ja) * 1994-05-27 2000-08-14 シャープ株式会社 液晶表示装置、その製造方法およびその製造装置

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101805618B (zh) * 2009-02-18 2014-03-19 Jsr株式会社 液晶取向剂、液晶取向膜的形成方法、液晶显示元件以及液晶显示元件的制造方法
CN102666591A (zh) * 2009-12-22 2012-09-12 Dic株式会社 改性微纤化纤维素及含有其的树脂复合材料
CN102666591B (zh) * 2009-12-22 2015-11-25 Dic株式会社 改性微纤化纤维素及含有其的树脂复合材料
WO2012068759A1 (zh) * 2010-11-23 2012-05-31 深圳市华星光电技术有限公司 液晶盒及显示装置的制造方法
CN105009695A (zh) * 2013-02-18 2015-10-28 奥博泰克有限公司 两步直接刻写激光金属化
CN105431770A (zh) * 2013-05-31 2016-03-23 日产化学工业株式会社 具有横向电场驱动型液晶表示元件用液晶取向膜的基板的制造方法
CN105431770B (zh) * 2013-05-31 2021-06-04 日产化学工业株式会社 具有横向电场驱动型液晶表示元件用液晶取向膜的基板的制造方法
CN106662767B (zh) * 2014-07-29 2020-03-27 夏普株式会社 液晶显示装置
CN106662767A (zh) * 2014-07-29 2017-05-10 夏普株式会社 液晶显示装置
WO2017084147A1 (zh) * 2015-11-17 2017-05-26 深圳市华星光电技术有限公司 反应型垂直取向有机硅材料及液晶显示面板的制作方法
CN105481889B (zh) * 2015-11-17 2018-08-14 深圳市华星光电技术有限公司 反应型垂直取向有机硅材料及液晶显示面板的制作方法
US10167426B2 (en) 2015-11-17 2019-01-01 Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd. Reactive perpendicular aligned organosilicon material and manufacture method of liquid crystal display panel
CN105481889A (zh) * 2015-11-17 2016-04-13 深圳市华星光电技术有限公司 反应型垂直取向有机硅材料及液晶显示面板的制作方法
CN107463029A (zh) * 2017-08-25 2017-12-12 深圳市华星光电技术有限公司 自取向液晶显示面板及其制作方法
CN107463029B (zh) * 2017-08-25 2020-11-24 深圳市华星光电技术有限公司 自取向液晶显示面板及其制作方法
CN109270744A (zh) * 2018-11-14 2019-01-25 成都中电熊猫显示科技有限公司 液晶显示面板、液晶显示装置及光配向方法

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