CN1272184A - 液晶取向膜及其制造方法以及使用该液晶取向膜的液晶显示装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

提供一种取向控制性和耐久性优良的多畴取向的液晶取向膜,以及用其制成的、画质好、对比度高、视角广而且响应性优良的多畴型液晶显示装置。此目的可由以下方法制成的液晶取向膜实现:使用含有感光性基团、硅、以及直碳链或直链硅氧烷键合链的化学吸附物质,使此物质化学吸附在具有显示电极的基板表面上形成单分子层状薄膜,再使构成此薄膜的吸附分子沿特定方向倾斜后,照射图案状偏振光,用感光性基团部分将吸附分子交联键合,使构成薄膜分子的长轴相对于基板表面的倾斜和/或取向方向,在一个像素被分割成多个分割区而得到的每个分割区内各异。

Description

液晶取向膜及其制造方法以及使用 该液晶取向膜的液晶显示装置及其制造方法

技术领域

本发明涉及液晶取向膜及使用其的液晶显示装置，以及其制造方法。更详细地讲，本发明涉及用液晶来显示电视(TV)图像和电脑图像等的平面显示板中使用的液晶取向膜及其制造方法，以及使用该液晶取向膜的液晶显示装置及其制造方法。

背景技术

彩色显示用液晶显示装置的应用，近年来得到迅速扩展。此装置构成如下：具有以矩阵状设置的透明电极和在此透明电极上形成的液晶取向膜的一对基板，将所说的基板保持一定间隙相对设置，并使所说的液晶取向膜处于内侧，在此间隙内封入液晶。

更具体讲，例如分别在形成有像素电极和薄膜晶体管(TFT)的第一玻璃基板表面上，和形成有多个红兰绿彩色滤光片并在其上还形成共用透明电极的第二玻璃基板表面上，各形成高分子薄膜，摩擦此薄膜赋予液晶取向性。进而将薄膜(液晶取向膜)设置在内侧，在一定间隙下使之相对设置，并将基板四周粘接形成空盒(面板结构)。在此空腔内注入扭转向列(TN)等液晶后密封制成显示元件，再在此元件的两个外表面上设置偏振板，在第一电极外侧设置背照光，从而制成光学显示型液晶显示装置。

具有这种结构的液晶显示装置，利用TFT接通/切断施加在电极间的电压来改变液晶取向状态，控制光的透过，因而显示任意图像。因此，处于光透过途径中制约液晶取向状态的取向膜，在决定显示性能上起着极为重要的作用。

然而，过去一直广泛使用聚酰亚胺及其前体聚酰胺酸和聚乙烯醇等高分子材料作为液晶取向膜；其制造方法，采用旋涂法等将例如聚酰亚胺等溶解在有机溶剂中制成溶液，将其涂布在基板表面上形成薄膜后，用毡布等摩擦薄膜表面，制成液晶取向膜。

然而采用此方法，因基板表面凹凸不平和垂直错位而导致涂布不均和摩擦不均，而且面板面积加大时(例如14英寸显示器)更容易产生涂布不均和摩擦不均。而且，摩擦伴生的尘粒还会产生显示不均的问题。

此外用摩擦法制造所谓多畴(multidomain)型液晶显示装置时，必须使掩盖和摩擦操作交替反复处理的复杂工序重复数次。而反复摩擦还会使TFT损伤和产生尘粒的上述问题进一步加剧，同时因工序复杂而使液晶显示板的生产率大幅度降低。

发明的公开

以下一组发明针对上述问题而提出。这组发明的目的，首先在于提供一种能够获得所需的取向特性，同时对液晶分子的取向约束力优良，取向特性不随热等外部因素的波动而变化，而且在液晶盒内不损害光透过和电场的纳米级薄膜制成的液晶取向膜。其次在于提供一种使用这种液晶取向膜、具有宽视角和高显示响应速度的多畴型液晶显示装置。第三在于提供一种以高生产率制造这种液晶取向膜和液晶显示装置的制造方法。

其中，这一组发明是在密切相关的一系列研究开发后经过认真思考后作出的，而且各发明用不同的实施例具体化。因此，以下将这一组发明分成第一组发明和第二组发明，并分别就各组发明内容进行说明。

[第一组发明的公开]

第一组发明的构成如下。

(1)一种液晶取向膜，由在具有电极的基板表面形成的单分子层状薄膜构成的，薄膜构成分子的一端结合固定在基板表面上，同时所说分子之间在各区域内，是在分子长轴相对于基板倾斜/或在取向方向不同的状态下交联键合而成。

基板上形成的单分子层薄膜具有这样的结构，即构成薄膜的分子(吸附物质分子)一端结合在基板面(吸附介质)上，另一端沿着与基板面背离的方向取向，在此状态下沿着基板面排列。因此，构成薄膜的单个分子之间有一定间隙，液晶分子能进入此间隙，此时液晶分子以与上述间隙形状相适应的取向嵌入其中。也就是说，液晶分子的倾斜(预倾斜(pretilt)角)和方向(预倾斜(pretilt)方向)，相对于构成薄膜的吸附物质分子基板的倾斜和方向等一致，以这种状态嵌入间隙之中，所以若控制吸附物质分子(薄膜构成分子)长轴的倾斜和方向，则能够控制液晶分子的取向性(预倾斜角和预倾斜方向)。

然而，仅仅分子一端固定的吸附物质分子的取向状态是不稳定的，受热或受到外力时容易变动。因此，对于仅仅分子一端固定的单分子层状薄膜而言，控制液晶分子取向不稳定。其中，具有上述结构的液晶取向膜结构是：构成分子的一端被固定在基板上，且各分子在分子长轴的特定处彼此交联键合，互相连接。也就是说，处于立体结构下的分子取向状态可以稳定化，所以能稳定地制约液晶分子取向。而且，具有上述结构的液晶取向膜是由单分子层状薄膜形成的，全部构成分子均与液晶分子取向有关。因而对液晶分子取向的制约力强。

此外，上述构成中，在薄膜的各个区域内，薄膜构成分子的长轴的倾斜和/或取向方向不同。因此，在取向膜的各个区域内，可以控制液晶分子的预倾斜角和预倾斜方向，利用这种方法可以实现所谓多畴取向的液晶取向膜。

除了上述的之外，上述结构的液晶取向膜还具有一些极其有用的性质，即它是由单分子层状薄膜形成的，极薄(纳米数量级)，因不属于高分子膜而绝缘性小。因此，不因形成取向膜导致液晶盒厚度增加，而且取向膜几乎不妨碍光透过和液晶驱动电场。其中，所说的预倾斜角，是指液晶分子长轴相对于基板平面的倾斜角度；所谓预倾斜方向，是指液晶分子长轴在基板平面上的方向角。

然而，与本发明的这种液晶取向膜相比，以长主链互相缠绕状态密集构成的已有液晶取向膜(例如由上述聚酰胺制成的高分子膜)中，由于不过只能在表层部分使液晶取向，所以很难得到充分的取向控制力。而且，利用摩擦赋予取向性的已有取向膜，一旦受到热和摩擦等外部刺激，就会使取向性变化或劣化。此外，聚酰胺等高分子膜的膜厚且电阻高，因而成为妨碍光透过和液晶驱动的主要原因。因此，使用聚酰胺等高分子膜的情况下，不能得到像上述结构的液晶取向膜那样的效果。

本发明人等虽然确认，利用改变薄膜构成分子长轴的倾斜和方向的方法，能够使液晶分子的预倾斜角和预倾斜方向发生变化；但是尚未充分查明构成分子长轴的倾斜和方向与预倾斜角和预倾斜方向之间的详细关系(例如二者是否一致)。

上述(1)中记载的液晶取向膜，可以构成如下。

也就是说可以使上述各区域变成与一个像素对应的区域被分割成数个图案状区域。用这种结构可以提供实现多畴(包括双畴，以下同)的液晶取向膜。

可以使上述薄膜形成这样一种交联结构，即含有感光性基团和硅以及直碳链或直链硅氧烷键合链的化学吸附物质，化学吸附在基板表面上，同时化学吸附分子之间被感光性基团交联键合。若是含有感光性基团和硅以及直碳链或直链硅氧烷键链的化学吸附物质，则能够通过硅结合在基板面上，感光性基团部分能够使分子之间交联键合，由于直碳链或直链硅氧烷键链能够确保长轴的长度，所以适于赋予基板以化学吸附性和取向性。

而且还可以使上述薄膜构成分子制成端基含有硅的物质。若是通过端基元素硅结合在基板面上的分子群形成的薄膜，则因与基板结合牢固而难于剥离，所以能制成耐久性良好的产品，因而优选。

而且，若使上述薄膜构成分子成为由分子长轴长度各异的多种分子组成的分子，则能够制成多种分子以混交状态结合在基板表面上的薄膜。若是分子长轴长度各异的多种分子以混交状态沿基板表面排列而成的薄膜，则由于长短分子互相组合的结果，分子的取向状态因其立体结构而稳定化。而且短分子和长分子之间的混合比例，一旦发生变化就会使分子取向状态发生变化，所以能够制成具有所需取向特性的取向膜。

此外还可以使上述多种分子变成这样一种分子，其中分子结构中所含直碳链或直链硅氧烷键链的长度各异。具有直链的分子，适于作为规定液晶分子取向的分子，通过使直链的长度发生变化，能够使对于液晶分子取向限制的特性发生变化，因而优选。

(2)上述(1)中记载的液晶取向膜可以用如下方法制造，该方法特征在于具有以下工序：

使含有带感光性基团和直碳链或直链硅氧烷键合链的硅烷类化学吸附物质和含有非水类有机溶剂的化学吸附液，与具有显示电极的基板表面接触，使化学吸附液中的化学吸附分子化学吸附在基板表面上形成单分子层状薄膜的薄膜形成工序，

用非水类有机溶剂组成的洗涤液将所说的单分子层状薄膜洗涤后，沿一定方向使基板竖起以沥液干燥所说的洗涤液，由此使薄膜构成分子的取向方向，沿一定方向假取向的假取向工序，和

对经假取向的薄膜表面，照射偏振方向不同的图案状偏振光，使构成分子按特定方向交联键合的交联键合工序组成的取向性赋予工序。

上述各构成要素的作用如下。首先，当含有硅烷类化学吸附物质和非水类有机溶剂的化学吸附液与电极表面接触时，电极表面上存在的羟基等亲水基团化学吸附硅烷类化学吸附物质的分子(化学吸附物质分子)，形成单分子层状薄膜。此薄膜经非水类有机溶剂组成的洗涤液洗涤，除去未反应的分子，可以制成液晶分子能够进入的间隙更多的优良单分子层状薄膜。其中这种洗涤操作也有作为后续进行的假取向的前处理的作用。

其次，利用使具有处在含洗涤液状态下薄膜的基板按一定方向竖起以便沥液干燥时，薄膜的湿润面自上而下地(即沿重力方向)进行干燥，此时薄膜构成分子沿干燥方向假取向。于是，在假取向状态下一经偏振光照射，与未取向的情况相比，构成分子之间更容易沿一定方向交联键合。因此，通过继续进行图案状偏振光照射，薄膜构成分子能够高效交联键合，利用这种方法能够以高生产率制造具有多个图案状交联键合区域的取向膜。

以上说明，利用具有上述构成的制造方法，可以得到具有数个区域的取向膜，这些区域中相对薄膜构成分子基板的倾斜和方向均不相同，这种取向膜具有在上述数个区域内预倾斜角和预倾斜方向各异的特性。

在上述(2)的制造方法中，可以将上述交联键合工序设计成这样一种工序，即对上述假取向工序中经假取向的薄膜表面进行两次以上偏振光照射，每次照射采用偏振方向不同的偏振光，而且每次照射的照射区不同；将与一个像素对应的区域分割成数个图案状分割区，在每个分割区内薄膜构成分子相对于基板表面的倾斜和/或取向方向各异的工序。

按照此工序可以进一步确实地制造多畴取向的液晶取向膜，其中将与一个像素相应的区域分割成数个图案状分割区，每个分割区薄膜构成分子相对于基板表面的倾斜和/或取向方向各异.

在上述(2)的制造方法中，可以将上述取向性赋予工序设计成如下的工序，即用由用非水类有机溶剂组成的洗涤液洗净单分子层状薄膜后，通过使基板按一定方向竖起将所说的洗涤液沿一定方向沥液干燥，使薄膜构成分子的取向方向沿一定方向假取向的第一取向工序；和使用偏振方向与所说的第一取向工序中假取向方向大体平行的偏振光进行照射的第二取向工序组成的联合工序，将此联合工序重复两次以上；使第N次(其中N是2以上整数)的沥液干燥方向，与第(N-1)次前沥液干燥方向不同，同时使第N次沥液干燥后进行的第N次偏振光照射时基板的照射区，与第(N-1)次前的照射区不同，利用这种方法将与一个像素对应的区域分割成数个图案状分割区，使每个分割区内薄膜构成分子的长轴，相对于基板表面的倾斜和/或取向方向各异。

具有这种构成的第一取向工序，虽然与上述(2)中记载的假取向工序实质上相同，但是此构成中第一取向工序的特征在于：对第一工序中经假取向的薄膜，重复沿与假取向方向大体相同的方向照射偏振光的第二工序。此构成的技术意义如下。

经如上所述假取向后照射偏振光时，分子之间虽然容易沿特定方向交联键合，但是在上述构成中由于照射与假取向方向大体平行的偏振光，所以能够更有效和确实地使分子之间沿偏振光方向交联连接。于是分子之间一旦被交联连接，取向状态因立体结构而趋于稳定化，其后即使再进行沥液和干燥其取向状态也不会变动。重复第一工序和第二工序的上述构成的这种制造方法，正是利用这种性质的。也就是说，经偏振光照射交联连接的区域，再次经沥液干燥处理也不会再次假取向；另一方面，通过对薄膜的其他区域再次沥液干燥处理，可以解除最初沥液干燥引起的假取向，可以沿着再次进行的沥液干燥方向假取向。因此，通过反复进行假取向和偏振光照射，能够形成多畴特性优良的液晶取向膜。具体讲，可以得到能够对每个分割像素赋予不同的预倾斜角和/或预倾斜方向的多畴特性优良的液晶取向膜。

上述构成中虽然对N值大小并无特别限制，但是从提高视角特性的目的出发，将N值定为2～4是足够的。其中，所谓对每个分割像素赋予不同的预倾斜角和/或预倾斜方向是指，若以一个像素分割为二的情况为例进行说明，则一个分割像素的预倾斜角例如定为0.8°，则另一个分割像素的预倾斜角例如应当定为4°，或者各分割像素的预倾斜方向相对于两个分割像素界面相反。

其中，作为上述两种以上硅烷类化合物，可以使用分子长轴长度不同的两种以上硅烷类化合物的混合物。而且，通过改变上述两种以上硅烷类化合物的混合比，能够控制最长分子相对于基板的倾斜程度，对液晶取向膜赋予所需的预倾斜角和/或预倾斜方向。而且，在上述两种以上硅烷类化合物的混合比不变的情况下，通过改变相对较短分子的长度，可以控制最长分子相对于基板的倾斜程度，能够对液晶取向膜赋予所需的预倾斜角和/或预倾斜方向。此外，作为上述硅烷类化学吸附物质，可以改变从直碳链和直链硅氧烷键链中选出的一种以上分子链的长度，将这样得到的分子长度不同的两种以上上述化合物混合后使用。而且，通过改变两种以上上述化合物的混合比和/或规定各化合物的分子长度，控制最长分子相对于基板的倾斜程度，可以对液晶取向膜赋予所需的液晶取向特性。

上述的相对较短和较长的分子是一种相对概念，因此关于长度并无特别限制。所说的短分子，一般使用1～18个碳原子长度的分子；而所说的长分子，一般使用14～18碳原子长度的分子。而且，长分子和短分子的优选混合比，也应当根据相互关系来确定，虽然不能预先设定限制，但是此二者间的混合比，长分子的分子数/短分子的分子数处于10/1～1/10范围内一般是适当的。在此范围内可以得到充分的混合效果。

此外，优选使用不含水的非水类有机溶剂作为上述的洗涤液。若使用含水溶剂，则溶剂中所含的水份与化学吸附性物质反应，降低化学吸附性物质对基板的吸附能力，而且因反应产物而在取向膜上产生斑点。优选的非水类有机溶剂，从对化学吸附性物质溶解能力优良的角度出发，可以举出例如含有从烷基、氟代甲基、氯代甲基和硅氧烷基中选出的至少一种有机基团的溶剂。

而且，优选使用含有感光性基团、从直碳链和直链硅氧烷键链中选出的一种以上分子链、以及从氯代甲硅烷基、烷氧甲硅烷基和异氰酸酯甲硅烷基中选出的至少一种以上有机基团的化合物，作为上述甲硅烷类化学吸附物质。因为这种化合物与基板的反应活性优良，而且经偏振光照射能够使分子间交联键合，所以适于作为构成薄膜的化学吸附物质使用。这种化合物中的感光性基团，可以举出例如肉桂酰基、苯丙烯酰苯基和甲基丙烯酸基等。

此外，作为上述化合物，优选在上述直碳链或直链硅氧烷键链的末端或一部分上，具有三氟甲基(-CF₃)、甲基(-CH₃)、乙烯基(-CH＝CH₂)、烯丙基(-CH＝CH₂-)、炔基(C-C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)、酯基(-COO-)和羧基(-COOH)等有机基团的化合物。使用这些化合物容易获得所需的预倾斜角。

而且，上述制造方法中，在上述薄膜形成工序之前，还可以附加在基板表面上形成具有SiOH基团的基底层的工序。形成有SiOH基团基底层的基板上，由于SiOH基团起亲水基团的作用，所以能使化学吸附性物质高密度吸附的性能优良。

(3)采用以上说明的液晶取向膜的液晶显示装置可以构成如下。

一种液晶显示装置，其特征在于其中至少具有一对相对设置的基板，在所说的一对基板中至少在有显示电极的基板表面上形成有液晶取向膜，以及容纳在处于所说相对设置的一对基板间的盒间隙内的液晶；

所说的取向膜是由结合在基板表面上的化学吸附性分子经交联键合而成的单分子层状薄膜，而且在一个像素被分割形成图案状取向膜分割区内，每个分割区中吸附物质分子长轴相对于基板表面的倾斜和/或取向方向各异；

容纳在所说盒间隙内的液晶分子，其预倾斜角和/或预倾斜方向可以用所说的吸附物质分子长轴相对于基板表面的倾斜和/或倾斜方向加以控制。

在上述结构的液晶显示装置中，可以将容纳在上述相对的一对基板间隙内的液晶作为向列液晶，将上述液晶盒间隙设定得使液晶分子旋转90°或180～270°取向。

此外，也可以将上述液晶显示装置作为在单面基板表面上形成一对显示电极的面内转换(inplane switching)型液晶显示装置。

(4)上述(3)中记载的液晶显示装置，可以用至少具有以下工序的制造方法制造：

使含有带感光性基团和直碳链或直链硅氧烷键合链的硅烷类化学吸附物质和非水类有机溶剂组成的化学吸附液，与具有显示电极的基板表面接触，将所说的化学吸附液中的化学吸附物质分子，在分子长轴方向的一端化学吸附在基板表面上，形成单分子层状薄膜的薄膜形成工序，

用非水类有机溶剂组成的洗涤液将所说的单分子层状薄膜洗净后，沿一定方向将基板竖起沥液干燥所说的洗涤液，以便使薄膜构成分子的取向方向沿一定方向假取向的假取向工序，

对假取向后的薄膜表面，照射有不同偏振方向的图案状偏振光，将化学吸附物质分子交联聚合，使薄膜构成分子的长轴相对于基板表面的倾斜和/或取向方向各异的液晶取向膜的带液晶取向膜基板的取向性赋予工序，和

将所说的带液晶取向膜基板和至少有相对电极的相对基板，以一定方式重合，使形成显示电极的表面处于内侧并有预定液晶盒间隙，然后在两基板之间设置液晶的液晶盒形成工序。

在此制造方法中，在上述两基板之间设置的液晶可以采用向列液晶，使上述薄膜构成分子长轴相对于基板表面的倾斜和/或取向方向及液晶盒间隙扭转取向，其中液晶分子扭转90°或180～270°取向。采用这种制造方法，能够高生产率地制造出视角宽的多畴型液晶显示装置，而且能够制造出一种液晶取向膜的取向特性不易劣化并长期发挥优良液晶显示性能的液晶显示装置。

进而，以多畴型液晶显示装置的制造方法为例，对本发明概要作更详细说明。

作为本发明一种实施方式的装置，可以制造如下。以矩阵状形成的第一电极组和TFT，在第一基板上形成之后，直接地或形成SiO₂层作为基底层后，与将具有感光性基团和直碳链或直链状硅氧烷键链的硅烷类化学吸附性物质溶解在非水类有机溶剂中制成的化学吸附液接触，使吸附液中的化学吸附性物质分子化学吸附在基板表面上。用这种方法能够形成化学吸附性物质分子一端结合在基板表面上形成的单分子层状薄膜。其中，化学吸附液的接触，优选在低湿度气氛(例如相对湿度在35％以下)下进行。

接着，将上述带薄膜的基板浸渍在充满非水类有机溶剂的溶剂槽中冲洗未反应的分子，然后从溶剂槽中向上取出基板，使其在沿一定方向竖起的状态下沥液和干燥。利用这种方法能够使构成薄膜的吸附分子，沿沥液干燥方向假取向。

然后，将第一图案状掩模重叠在偏振板上，将偏振光方向调整得与假取向方向大体平行，对经假取向的薄膜表面照射这种图案状偏振光。利用这种方法能够使薄膜构成分子(吸附分子)的感光性基团有选择地光致聚合，能够形成一种基板表面的构成薄膜的分子(吸附分子)之间沿特定方向交联键合的图案状区域。其中，当照射图案状偏振光时，应当进行适当调整，使构成图案的各区照射不同的像素。

其后，再次将经上述交联键合的带薄膜的基板浸渍在溶剂槽中，本次改变向上拉出的方向，使之与第一次向上拉出的方向不同，使基板沿此方向竖起，进行第二次沥液干燥，使薄膜构成分子沿此方向再取向。其中，经第一次交联键合的图案状区域的薄膜构成分子，其取向状态因交联键合而得以固定，已不再取向。

进而将与上述图案不同的第二片图案状掩模重叠在第一次未照射到的部分上，对其照射与再取向方向平行方向的图案状偏振光，与第一次同样进行光致聚合，使薄膜构成分子交联键合。以下，可以根据需要重复同样操作，使薄膜表面上形成图案状取向方向(构成分子相对于基板的倾斜和/或方向)不同的数个区域。用这种方法制成本发明的带液晶取向膜的第一基板。

接着，准备与上述具有第一电极组的第一基板不同的、具有第二电极组的第二基板(可以带或不带取向膜)，使电极面处于内侧，在保持有预定间隙的位置下将其重合，将基板四周粘接固定，然后在第一和第二基板之间注入例如向列液晶制成液晶盒。按照惯常方法在这种液晶盒上设置偏振板和背照光，制成本发明的多畴型液晶显示装置。

按照上述方法制造的液晶显示装置，每个分割像素内预倾斜角和/或预倾斜方向各异，通过使构成液晶取向膜的吸附物质分子(薄膜构成分子)相对于基板的倾斜和/或方向在各区域内不同的手段，能够获得这种特性。使薄膜构成分子相对于基板的倾斜和/或方向在各区域内不同的手段和方式，已经在上面(解决课题的手段)做了说明。因此，这里的说明省略，借助于沥液干燥方向和偏振光方向可以控制构成薄膜的方向，利用将分子长各异的多种吸附物质分子混合后使用的方法等，能够控制薄膜构成分子相对于基板的倾斜。而且，在沥液干燥时通过改变竖直角度也能在一定程度上改变薄膜构成分子相对于基板的倾斜。

[第一组发明中附图的简要说明]

图1是制造本发明实施例1-1中单分子层状薄膜时化学吸附工序的说明图。

图2是本发明实施例1-1中薄膜洗涤工序的说明图。

图3是本发明实施例1-1中构成薄膜分子的假取向状态(第一次沥液干燥后)的示意图。

图4是本发明实施例1-1中偏振光照射工序的说明图。

图5是本发明实施例1-1中以分子级水平说明第一次偏振光照射方式的放大示意图。

图6是本发明实施例1-1中以分子级水平说明第二次沥液干燥后薄膜状态的示意图。

图7是本发明实施例1-1中以分子级水平说明第二次偏振光照射后薄膜的取向状态示意图。

图8是本发明实施例1-1中说明第二次偏振光照射后薄膜分子的取向方向图。

图9是无机硅烷类化学吸附分子在基板表面上吸附方式(与空气中的水份反应之前)的示意图。

图10是图9表示的无机硅烷类化学吸附分子，与水分反应转变成富含OH化合物的示意图。

图11是说明本发明液晶显示装置的断面示意图。

图12是本发明实施例1-6中4分割多畴像素的液晶取向方向的示意图。

[第一组发明的最佳实施方式]

以下基于实施例将就本发明内容进行具体说明。

[实施例1-1]

准备表面上形成了ITO(铟锡氧化物)构成的透明电极的玻璃基板(含有许多羟基的)，将基板充分洗涤脱脂后，利用溅射法使电极表面覆盖100纳米厚度的SiO₂薄膜。

另外，作为含有感光性基团、直碳链(可以是烃基等)和硅的硅烷类化学吸附物质(也可以叫作表面活性剂)，准备由C₆H₅CH＝CHCOC₆H₄O(CH₂)₆OSiCl₃表示的化合物，将此化合物溶解在脱水处理后的十六碳烷(非水类有机溶剂)中，使其浓度约达1重量％，制成化学吸附液。

然后如图1所示，用上述化学吸附液1002充满溶剂槽，在干燥气氛下(相对湿度30％以下)将上述玻璃基板1001浸渍在上述溶剂槽中大约1小时。也可以采用涂布法代替浸渍。接着，从溶剂槽中取出基板1001，用脱水处理后的正己烷3(非水类有机溶剂)浸渍10分钟的方式洗涤，重复这种洗涤三次后，使基板在大体垂直的状态下，沿与重力大体平行的方向(1005方向)取出沥液干燥(参见附图2)，进而使基板面保持在与重力大体平行的状态下，暂时放置在含水的空气中。其中，利用这种静置的方法，使未反应的吸附分子上的Cl基团置换成羟基，使吸附分子的化学吸附性能失活。利用这种方法形成沿沥液干燥方向假取向的化学吸附分子组成的单分子层状薄膜(厚度1.8纳米)(参见附图3)。在附图3中，1004a表示感光性基部。

利用FTIR(傅立叶变换红外光谱)和液晶试验晶胞取向法研究了上述制成的单分子层状薄膜(化学吸附单分子膜1004)，确认构成薄膜的吸附物质分子是沿沥液干燥方向取向的。

此外，利用FTIR分析了上述制造的单分子层状薄膜(化学吸附单分子膜1004)，确认氯代硅烷类化学吸附物质的SiCl基团与基板表面的羟基产生脱盐酸反应，形成下式(化学式1)的键，以及与空气中的水份反应形成下式(化学式2)的键。

化学式1

化学式2

然后，将部分遮光的掩模1007a与偏振板(ポラロイド株式会社制，HNP’B)重叠制成光掩模1007，以使偏振光方向1006与拉起方向1005大体平行(例如相对于拉起方向偏移3°，但是也可以完全平行叠合)的方式叠合此光掩模1007，，用超高压水银灯照射强度为100毫焦/厘米²的365nm紫外线(UV光)(参见图4)。图中1010表示透明电极。

用FTIR分析了经UV光照射的薄膜后，发现经紫外偏振光照射的部分内，化学吸附分子沿偏振光方向取向，同时化学吸附物质分子通过乙烯基部分的碳键(参见化学式3)，将吸附分子之间交联键合(参见图5)。

化学式3

进而将基板再浸渍在上述溶剂槽中约5分钟，沿着与上述拉出方向1005完全相反的方向1005’拉出基板沥液干燥。此基板表面的薄膜经FTIR分析后发现，经过UV照射的交联键合部分1004’完全没有变化，而未经照射部分的化学吸附分子1004”，沿着与从第二次洗涤液中拉出方向1005’相反的方向，即沥液干燥方向存在吸附分子的再取向(参见图6)。

然后，将部分遮住照射过部分的掩模1007’a和偏振板(ポラロイド株式会社制，HNP’B)重叠成光掩模1007’，叠合此光掩模1007’，使偏振光方向与拉起方向1005’大体平行(例如叠合得相对于拉起方向1005’偏移3°)，用超高压水银灯照射强度为100毫焦/厘米²的365nm紫外线(UV光)8(参见图7)。

进而用FTIR分析后发现，经偏振光的紫外线照射部分的化学吸附膜1004”内，化学吸附分子沿第二偏振光方向1009’取向再取向，同时进行光致聚合，化学吸附物质分子通过乙烯基部分的碳键(参见化3)将吸附分子之间交联键合1004(参见图8)。

然后使用上面制成的带化学吸附膜(液晶取向膜)的两块基板，以使化学吸附膜相对且其曝光部分相互不平行取向的方式，将液晶盒间隙组合成20个微小液晶盒，注入向列液晶(ZLI4792；メルク株式会社制)后，调查了液晶的取向状态。结果发现，注入的液晶分子沿着被化学吸附的分子排列，每个分子相对于基板的预倾斜角大约为1°，预倾斜方向处于从洗涤液中拉出方向1005、1005’的相反方向1009、1009’上，并且沿着与偏振光方向1006的平行方向取向。此结果与FTIR分析结果一致。

上述情况可以证明，在不改变构成化学吸附膜的物质组成的情况下，通过改变洗涤液的沥液干燥方向和偏振光照射的偏振光方向，能够使限制液晶分子的取向方向发生改变。

其中，此时若薄膜构成分子端基含有元素硅，则适于制造耐剥离性优良的液晶取向膜。

此外，即使用含有从烷氧基甲硅烷基和异氰酸酯基甲硅烷基中选出的至少一种有机基团代替氯代甲硅烷基的物质，也能制造同样的取向膜。

另外还发现，作为硅烷类化学吸附物质，若使用在直碳链(即使是直链状硅氧烷键链(-SiO-)的情况下也同样处理)的端基或一部分上，含有从三氟甲基(-CF₃)、甲基(-CH₃)、乙烯基(-CH＝CH₂)、烯丙基(-CH＝CH₂-)、炔基(C-C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)、酯基(-COO-)和羧基(-COOH)等至少一个有机基团的化合物，则根据导入有机基团的种类可以使预倾斜角变化，并且能在大范围内控制预倾斜角。

而且，若使用含有从烷基、氟代甲基、氯甲基和硅氧烷基中选出的至少一种有机基团的溶剂作为非水有机溶剂，则能够制造取向控制性优良的液晶取向膜。

[实施例1-2]

除了分别在1∶0.1和1∶0.2比例(重量比)下混合C₆H₅CH＝CHCOC₆H₄O(CH₂)₆OSiCl₃和CH₃(CH₂)₁₈SiCl₃后，作为化学吸附物质使用之外，与上述实施例1-1同样制造液晶取向膜，同时与实施例1-1做了同样分析。

结果表明，重量混合比1∶0.1条件下，各个部分的取向方向(预倾斜方向)与实施例1-1同样是相反的，各个部分的倾斜角为1.5°和1.4°。而且当重量混合比为1∶0.2的条件下，各个部分的取向方向(预倾斜方向)也相反，倾斜角分别为2.1°和2.3°。

上述情况说明，使用长度不同的两种化学吸附分子组成的化学吸附性物质时，若至少一种化学吸附性物质具有感光性基团，则经偏振光照射能够通过感光性基团使吸附分子之间沿所需的方向聚合，利用这种方法能够赋予化学吸附膜以液晶取向性。而且发现，在重量混合比改变的情况下，能够使液晶的预倾斜角发生变化。

此外，即使用有直链状硅氧烷键合链代替直碳链的化学吸附剂作为化学吸附性物质，虽然直碳链的预倾斜角各异，但是使混合重量比变化时也能使液晶的预倾斜角发生变化。

不仅如此，即使使用从烷氧基甲硅烷基和异氰酸酯甲硅烷基中选出的至少一种有机基团，代替氯代硅烷类化学吸附性物质中的氯代甲硅烷基，也能得到大体上同样的取向膜。

[实施例1-3]

除了以1∶0.1(重量比)，分别混合使用组合C₆H₅CH＝CHCOC₆H₄O(CH₂)₆OSiCl₃和CH₃(CH₂)₂₂SiCl₃，以及C₆H₅CH＝CHCOC₆H₄O(CH₂)₆OSiCl₃和CH₃(CH₂)₁₄SiCl₃作为化学吸附物质之外，与上述实施例1-2同样地制造液晶取向膜，并与实施例1-2做了同样分析。

结果表明，使用组合C₆H₅CH＝CHCOC₆H₄O(CH₂)₆OSiCl₃和CH₃(CH₂)₂₂SiCl₃时，各个部分内取向方向与实施例1-2同样是相反的，倾斜角各为1.1°。而且，使用组合C₆H₅CH＝CHCOC₆H₄O(CH₂)₆OSiCl₃和CH₃(CH₂)₁₄SiCl₃的情况下，各个部分的取向方向也相反，倾斜角各为0.8°。

上述情况说明，不改变混合比，通过使薄膜构成分子长度发生变化，也能使液晶的预倾斜角发生变化。

[实施例1-4]

除了以1∶0.1(重量比)混合使用C₆H₅CH＝CHCOC₆H₄O(CH₂)₆OSiCl₃和CF₃(CF₂)₇(CH₂)₂SiCl₃之外，与上述实施例1-2同样进行。

结果表明，各个部分内取向方向与实施例1-2同样是相反的，倾斜角各为89°。由此说明，通过混合后使用含氟化合物和其他吸附性化学物质，也能使液晶取向膜变成具有垂直(各向同性)取向的特性。

[实施例1-5]

实施例1-1中是使吸附物质吸附在预先在基板表面上形成了SiO₂膜的基板上作为基底层的，而在实施例1-5中，为了代替SiO₂膜，使用了基板表面经含有SiCl基团的无机硅烷类化学吸附剂接触处理过的基板。

具体讲，作为含有SiCl基团的无机硅烷类化学吸附剂，使用SiCl₄，将此化合物溶解在脱水后的十六碳烷中，制成浓度约3重量％的溶液，在干燥气氛气体下(相对湿度5％)，在此溶液中将实施例1-1中记载的具有电极的基板浸渍10分钟。用这种方法形成附图9所示的、由＞SiCl₂和-SiCl₃形成的单分子层状薄膜1011。然后用充分脱水的环己烷洗涤干净，除去多余的SiCl₄后，使之与水反应，如图10所示，在玻璃表面和ITO电极表面都形成了含有数个羟基的硅氧烷单分子膜1012(基底层)。

进而，使用按上述方法形成了基底层的基板，进行与实施例1-1同样的工序，制成带液晶取向膜的基板。接着对液晶取向膜作了FTIR分析。结果表明，与实施例1-1同样地能够在基板全部表面上形成均匀的取向膜。

其中，之所以能够在基板上形成薄膜1011，是因为在玻璃表面和ITO电极表面上都存在一定程度羟基(-OH)的缘故。

而且，除了使用了根本没有形成基底层的基板之外，与实施例1-1同样制造了带有取向膜的基板，用液晶研究了取向性。结果表明，液晶分子在玻璃基板上取向良好，而在ITO电极上的取向却存在混乱，这种混乱与不耐使用的程度相当。据认为其原因在于，在玻璃表面上存在较多的羟基，但是电极表面上的羟基密度小，不能充分吸附吸附分子。

通过另外的试验发现，若使用由Cl(SiCl₂O)_nSiCl₃(n是1～3的整数)表示的物质代替SiCl₄，则在ITO表面上增加羟基的效果更大。与SiCl₄相比，这些物质有沸点高而更容易处理的优点。

[实施例1-6]

以下参照图11，就使用上述液晶取向膜实际制造液晶显示装置的制造过程进行说明。

首先，如图11所示，在具有被设置成矩阵状的第一电极组21和驱动此电极的晶体管22的第一基板23上，形成二氧化硅薄膜后，按照与实施例1-1同样操作顺序涂布化学吸附液，在基板表面上形成薄膜(化学吸附单分子膜)。

然后，用非水类有机溶剂氯仿洗涤薄膜，沿门基线(gate baseline)方向竖直基板从洗涤液中拉出，沥液干燥后沿第一次沥液方向使薄膜构成分子取向。接着，将上述电极组每个电极四分割成方格状像素，将仅能对每个分格内的一个特定像素(第一次分割的像素组)曝光的图案状掩模和偏振板NHP’B(ポラロイド株式会社制)重叠，作为曝光用掩模，使此掩模与第一次分割像素组位置吻合，使偏振光方向与沥液干燥方向平行，用500瓦超高压水银灯从垂直方向照射45秒钟365nm(i线)波长紫外光(通过偏振板后能量为3.6毫焦/厘米²)(第一次)。

其中所说的分格像素是指将一个电极四分割的区域，所说的分格像素组是指与设置成矩阵状的数个电极组成的“电极组”相对应的一个概念，可以在包括电极组中各电极的特定分格像素这一意义上使用。为了提高生产率，应当对此分格像素组同时进行光照射。

第一次处理后，再将第一次处理后的基板浸渍在同上的洗涤液中5分钟，此次沿与第一次相反的方向拉出基板后，进行第二次沥液干燥，使未曝光部分的薄膜构成分子沿第二次沥液干燥方向取向。然后，与第一次同样地使曝光用掩模与第二分格像素组位置吻合，沿着与第二次沥液干燥方向和偏振光方向平行地直射偏振光(第二次)。

此外，再次将基板浸渍在同上洗涤液中5分钟，沿着与第一次和第二次垂直的方向拉出基板，进行第三次沥液干燥，使第一和第二次未曝光的薄膜部分薄膜构成分子沿着第三次沥液干燥方向取向。进而与第一次同样，使曝光用掩模与第三分格像素组的位置吻合，沿着与第三次沥液干燥方向和偏振光方向平行的方向照射偏振光(第三次)。

最后，再次将基板浸渍在同上洗涤液中5分钟，沿着与第三次相反的方向拉出基板，进行第四次沥液干燥，使第一～第三次未曝光的薄膜部分薄膜构成分子沿着第四次沥液干燥方向取向。进而与第一次同样，使曝光用掩模与第四分格像素组的位置吻合，沿着与第四次沥液干燥方向和偏振光方向平行的方向照射偏振光(第四次)。

经过上述处理后，能够制造出薄膜构成分子分别沿着图12所示的方向取向的液晶取向膜1027。图12中，1040表示门基线方向，1041表示液晶取向方向，1042表示一个像素。

另外，还在具有彩色滤光片组1024和第二电极1025的第二基板1026上，按照与上述同样的方法制成了另一液晶取向膜1027’，使得与液晶取向膜1027各像素对应的各像素的取向方向互相不平行。

然后，使电极面相对，通过垫片将上述第一基板1023和第二基板1026重叠在一起，四周用粘接剂1029密闭固定，形成液晶盒间隙为5微米的空腔。接着在此空腔内注入向列液晶1030制成液晶盒，再设置偏振板1031和1032后，制成多畴型液晶显示装置(图11)。

其中，注入上述液晶盒内的液晶预倾斜角大体为1°，整个区域内基本上一致。而且取向方向，如图12所示，各分割区均不相同。各分割区域之间各沿着偏移90°的方向取向。

就上述液晶显示装置，一边照射背照光1033，一边用电视信号将各个晶体管驱动，使图像沿着箭头方向显示，调节视角后上下左右都能确保140°视角。

[其他事项]

利用与实施例1-5所示同样的方法，对第一基板和第二基板各自液晶取向膜的取向性和液晶盒间隙进行设定，使其与液晶盒内注入液晶分子之间的关系达到旋转90°取向，制成了视角广的TN型多畴液晶显示装置。

而且，使用在一个基板表面上形成有一对电极的面内转换(IPS)型TFT阵列作为第一基板，制成带有像素二分割型多畴取向膜的基板，使用这种基板制成液晶显示装置后，研究了显示特性。结果证明，能够实现视角特性优良的IPS多畴型液晶显示装置。

而且，在上述实施例中，虽然使用了超高压水银灯i线的365nm光作为曝光用光，但是也可以根据薄膜构成分子的光吸收程度，使用436nm、405nm、254nm的光，以及由KrF激发激光器发出的248nm的光。其中，由于248nm和254nm波长的光线能够被大部分物质所说的吸收，所以赋予取向的效率高。

此外，作为组合到化学吸附性物质分子化学结构内的基团，除了感光性基团、直碳链或直链硅氧烷键链和硅等以外，也可以组合有具有特定表面能的向列液晶结构，由此也能提高取向约束力。

正如以上说明的那样，按照第一组发明中的发明，可以提供对于液晶分子取向限制特性和耐久性优良，而且不妨碍光透过和电场的极薄的取向膜。而且，按照第一组发明中的发明，赋予取向性时由于不必进行摩擦操作，所以起因于基板表面凹凸不平的取向缺陷和起因于摩擦时伴生尘粒的显示缺陷等伴随摩擦产生的问题都能得以消除。不仅如此，采用第一组发明的制造方法，可以高成品率地制造具有优良取向约束力，而且能够控制取向膜各区域内预倾斜角和预倾斜方向的液晶取向膜。因而证实，通过使用这种液晶取向膜，能够提高视角特性优良的多畴型液晶显示装置。

[第二组发明的公开]

第二组发明中的发明，鉴于传统各向同性取向型多畴型液晶显示装置中存在的问题，例如取向膜伴随着用摩擦法使多畴型液晶显示装置中产生摩擦条纹、光致抗蚀膜的显影和剥离现象而劣化，液晶分子的预倾斜角和预倾斜方向分散等问题，或者在强介电性液晶(FLC)型和反强介电性液晶(AFLC)型等液晶显示装置中的烧结、显示特性的温度依赖性和耐冲击性差等问题，提供一种能解决这些问题，没有因液晶分子取向不良等原因产生的显示缺陷，而且视角广和响应迅速的同向取向型多畴液晶显示装置。

为了解决上述问题，第二组发明中的发明采用以下构成。

(1)一种液晶显示装置，其中具有在内侧面上形成各显示电极的一对基板、在上述一对基板中至少一个基板的内侧面上形成的液晶取向膜、含有设置在上述一对基板的间隙内的其介电常数的各向异性为负的液晶的液晶层、和设置在上述一对基板外侧的偏振板，不加电压时上述液晶层的液晶分子相对于基板大体上垂直取向。

一种液晶显示装置，其特征在于所说的液晶取向膜是一种单分子层状的薄膜，这种薄膜中所含的带感光性基团的化学吸附性物质，其分子长轴的一端直接或者通过基底层与基板面结合，同时具有感光性基团的分子之间至少以感光性基团部分按特定方向交联键合；所说的薄膜构成分子相对于基板的倾斜和/或取向的方向，在用预定图案分割一个像素后形成的取向膜各分割区内各不相同。

具有上述构成的液晶显示装置，其特征在于使用由一种单分子层状薄膜形成的液晶取向膜，其中薄膜构成分子相对于基板的倾斜和/或取向的方向，在用预定图案分割一个像素后形成的取向膜各分割区内各不相同。利用此特征可以获得以下作用效果。

首先，由单分子层状薄膜形成的取向膜极薄(纳米数量级)。因此，液晶盒厚度不因取向膜的形成而增加，而且几乎不妨碍光透过，同时由于没有电绝缘性或电绝缘性小而不影响液晶驱动电场。其次，若是单分子层状薄膜，由于各薄膜构成分子能赋予液晶分子取向限制，所说能效率极高地液晶分子的取向，同时施加电压时液晶分子能圆滑地改变取向。第三，具有这种功能的上述结构液晶取向膜，由于其构成分子(薄膜构成分子)的一端可以与基板结合，同时分子之间具有可以交联键合的结构，所以与基板之间的密着性和固着性均优良，而且因交联连接形成立体结构而使取向状态稳定化。因此耐久性优良。由于上述原因，一旦具有有上述构成，就能够实现具有显示不均少，亮度和高速响应性优良，而且长期使用性能并不劣化等特性的液晶显示装置。

正如对第一组发明所说的的那样，对于在长主链互相缠绕的状态下密集形成的传统液晶取向膜(例如由上述聚酰胺制成的高分子膜等)而言，由于不过是仅在表层部分能够赋予液晶的取向性，所以很难获得充分的取向限制力。而且，利用摩擦高分子膜的方法赋予取向性的已有的液晶取向膜，当施加热和摩擦等外部刺激时，取向性有发生变化或劣化的可能。此外，已有装置中的取向膜，由于是在粘接作用下附着在基板上的，所以与基板的结合力小。而且，聚酰胺等高分子膜的厚度大，电阻也大，所以妨碍光的透过和导致驱动电压上升。因此，在使用这种取向膜的装置中，难以获得本发明液晶显示装置那样的性能。

其中，在具有上述结构的液晶显示装置中，上述液晶层中液晶分子的预倾斜角和/或预倾斜方向，受到上述薄膜构成分子相对于基板的倾斜角和/或倾斜方向的制约。其中关于预倾斜角和/或预倾斜方向的含义，与上述第一发明组的情况相同，预倾斜角是指液晶分子的长轴相对于基板平面的角度；所谓预倾斜方向，是指液晶分子长轴在基板平面上的方向角。

上述构成的液晶显示装置也可以构成如下。

可以使处于相邻取向膜分割区的薄膜构成分子的取向性和/或取向方向，相对于上述相邻取向膜分割区的分界面互相对称。利用这种结构，依靠可见角度可以提供画质不变和大视角的显示装置。

而且可以利用具有感光性基团、直碳链和/或硅氧烷键合链并含有硅原子官能团的化合物，作为具有感光性基团的化合物。

此外，还可以将有疏水性的分子，或含有具有疏水性分子的两种以上分子组成的物质，制成上述薄膜。

可以将具有氟代甲基作为端基的分子，作为具有上述疏水作用的分子。

而且，还可以使具有氟代甲基作为端基的上述分子，进一步具有直碳链和/或硅氧烷结合链，以及具有含硅原子的官能团。

此外，在上述一对电极中的任一种电极上，可以设有控制向显示电极施加电压用的开关元件。利用这种结构，能够提供视角广，画质高，对比好且响应速度高的、优良的同向取向模式的有源矩阵型液晶显示装置。

也可以在上述基板和显示电极之间，设置使显示电极平坦化的平坦化膜。

而且，对应于上述取向膜分割区，将一对显示电极中至少一种显示电极分割成数个分割电极形成一个像素，可以形成使上述各分割电极之间具有预定间隔的结构。利用这种结构，可以形成一种使上述间隙附近的电力线方向沿相反方向互相倾斜的电极边缘电场，以上述间隙为界限，沿着不同方向倾斜地对液晶分子施加作用力。这样一来，这种取向制约力和取向膜的取向制约力相加，能够确实而迅速地控制液晶分子取向，结果在数个分割电极中，液晶分子在每个分割电极内均不会产生取向不良现象，因而能够圆滑而迅速地加以驱动控制。

而且，还可以制成在上述基板和上述显示电极之间，设置使显示电极平坦化的平坦化膜的结构。

此外，也可以制成这样一种结构，即上述一对基板中的任何一种基板，或者上述一对显示电极中的任何一种显示电极，都可以用光反射材料制成。利用这种结构，无需使用新材料就能制成反射型液晶显示装置。

液晶分子的预倾斜角θp，可以处于80度≤θp＜90度范围内。若预倾斜角θp处于80度≤θp＜90度范围内，则能够使电压通断引起的液晶分子转向圆滑地进行，所以得到响应性好而对比度高的画质。

在上述基板中任何一种基板的外侧，可以设置至少一块相位板。这种结构下能够使视角进一步扩大。而且，所说的相位板可以使用正负相位差板中的任何一种。

(2)本发明的上述液晶显示装置，可以用具有如下的制造方法制造。

一种液晶显示装置的制造方法，其中所说的液晶显示装置具有：

在内侧面上分别形成有显示电极的一对基板，

在上述一对基板中至少一个基板的内侧面上形成有液晶取向膜，

包含设置在上述一对基板间隙内，且其介电常数各向异性为负的液晶的液晶层，和

设置在上述一对基板外侧的偏振板；而且，

上述液晶层的液晶分子在未施加电压时相对于基板大体上垂直取向；

所说的制造方法至少包括以下工序：

在上述各基板上分别形成显示电极的显示电极形成工序；

使同时含有带疏水作用官能团的化合物、和具有感光性基团的化合物的化学吸附物质，化学吸附在上述各显示电极上，形成单分子层状薄膜的单分子膜形成工序；

使上述薄膜含浸非水类有机溶剂后，沿一定方向将上述非水类有机溶剂沥液干燥，使薄膜构成分子沿一定方向假取向的假取向工序；

带取向膜的基板的制造工序，即对假取向工序中经假取向的薄膜照射图案状能束，使薄膜构成分子再取向，同时使薄膜构成分子交联键合，以固定上述再取向状态，将一个像素区被分割成数个图案状取向膜分割区，制成薄膜构成分子在每个分割区内倾斜方向各异的取向膜；

基板组装工序，即将具有上述取向膜的一对基板相对设置，使各取向膜的取向膜分割区互相对应，并将其贴合得各取向膜之间留有预定间隙；以及

将含有介电常数各向异性为负的液晶的液晶材料，注入上述间隙之间，形成液晶层的液晶注入工序。

具有上述构成的液晶显示装置的制造方法，也可以构成如下。即，

作为具有带疏水作用官能团的化合物，可以使用端基中含氟代甲基的化合物。如果构成单分子层状薄膜的分子中，含有带疏水作用官能团的分子，则该分子因疏水作用而相对于基板垂直取向。因而能够获得预倾斜角大的液晶取向膜，若端基中存在带疏水作用的官能团，则相对于基板的倾斜能进一步扩大，因而是适用的。其中，作为具有带疏水作用官能团的化合物，因其亲水性基团部分(例如含硅原子的官能团)与基板结合，所以作为上述端基的氟代甲基将处于从基板突出的分子末端的位置上。

而且，作为含有氟代甲基作为上述端基的化合物，也可以使用具有直碳链和/或硅氧烷键合链和含硅原子官能团的化合物。若是有直碳链和/或硅氧烷键合链的化合物，则能够自由设定分子链的长度，适于制约液晶分子取向。而且，分子链中具有硅氧烷键合链的化合物，由于以氧原子为中心的分子容易自由旋转，所以容易使吸附分子(薄膜构成分子)沿预定方向倾斜。因此，能够使吸附分子群以更一致的状态沿预定方向倾斜。另一方面，通过硅氧烷键合能够更容易使具有含硅原子官能团的化合物化学键合在显示电极表面上存在的羟基上。因而能制成耐剥离性优良的液晶取向膜。

作为具有感光性基团的化合物，也可以使用具有直碳链和/或硅氧烷键合链和含硅原子官能团的化合物。若是含有这种官能团的化合物，首先如上所述，能通过含硅原子的官能团使之化学吸附在显示电极的表面上。于是，通过对被化学吸附分子进行光照射，能够使分子之间在感光性基团部分交联键合。这样一来，能够使具有稳定取向结构的取向膜牢固地结合在基板上，制成液晶取向特性和耐剥离性均优良的液晶取向膜。其中，关于直碳链和/或硅氧烷键合链的作用效果，与上述说明相同。

而且，也可以将上述带有取向膜的基板的制造工序，设计成以下工序。即对在上述假取向工序中经假取向的薄膜表面，进行两次以上偏振光照射，每次照射使用偏振方向不同的偏振光，而且每次照射的照射区域不同；将与一个像素对应的薄膜区分割成数个图案状取向膜分割区，使每个分割区内的薄膜构成分子，相对于基板表面倾斜和/或取向方向不同的工序。

此外，还可以将上述带有取向膜基板的制造工序，设计成以下工序。即，使单分子层状薄膜含浸非水类有机溶剂后，沿一定方向沥液干燥，使薄膜构成分子的取向方向沿一定方向假取向的第一取向工序，以及照射与上述第一取向工序中假取向方向大体平行方向的偏振光的第二取向工序组成的一串工序重复两次以上，

使第N次(其中N是2以上的整数)的沥液干燥方向，与第(N-1)次前的沥液干燥方向不同，同时在第N次沥液干燥后用偏振光对基板进行第N次照射时，基板上的照射区与第(N-1)次前的照射区不同，利用这种方法将与一个像素对应的区域分割成数个图案状取向膜分割区，使每个分割区内薄膜构成分子的长轴，相对于基板表面的倾斜和/或取向方向各异的工序。

通过使非水类有机溶剂的沥液干燥方向与照射光的偏振光方向一致，能够更确实地使相对于基板表面的倾斜和/或取向的方向，特别是取向方向不同，所以使沥液干燥和偏振光照射组成的一系列工序反复进行的方法，能够获得在各区域中相对于基板表面的倾斜和/或取向的方向不同的、高品质多畴型液晶取向膜。因此，使用这种液晶取向膜能够制成视角、对比度和响应等各特性均优良的液晶显示装置。

而且，在上述制造方法中，还可以附加设置开关元件的工序，即在上述一对基板中任何一种基板上，设置一种控制在显示电极上施加的电压的开关元件。

此外，在上述制造方法中，也可以附加设置平坦化膜的工序，即在上述基板和显示电极之间，设置使显示电极平坦化的平坦化膜。

对于设有平坦化膜的方案而言，无论基板上存在多少凹凸、污迹和伤痕以及开关元件等，由于凹凸处等被平坦化膜所覆盖，所以能够使形成显示电极的表面平坦，结果能够使在该平坦化膜上形成的显示电极表面平坦。当在显示电极间施加电压时，能够防止开关元件附近出现电场畸曲，即能够防止所谓的横向电场。因而能够消除取向膜附近的液晶分子不按预定方向取向等问题。而且，当显示电极平坦时，由于能使液晶显示装置中的基板在全部表面上均有一定间隙，所以能减少显示不均现象的发生。此外，由于不必考虑基板表面的凹凸和开关元件造成的凹凸不平之处，所以能够减小液晶盒间隙，这样能使液晶层中形成的电场增强，因而能进一步提高响应速度。

此外，在上述制造方法中，还可以附加这样一个工序，即在上述一对显示电极中的至少一种显示电极上设置有预定间隔的沟槽，利用这种方法形成与上述取向膜分割区对应的数个分割电极的工序。

而且，上述一对基板中的任何一种电极，或者上述一对显示电极中的任何一种显示电极，也可以用反射光的材料制成。若使用反射光的材料制成显示电极，则该显示电极同时兼作反射板，所以不必重新制作反射板。因而能以低成本制造反射型液晶显示装置。

[第二组发明中附图的简要说明]

图13是实施例2-1中液晶显示装置和液晶分子取向状态的说明图。

图14是实施例2-1中显示装置制造方法的说明图。

图15是实施例2-1中显示装置制造方法的说明图。

图16是实施例2-1中显示装置制造方法的说明图。

图17是实施例2-1中显示装置制造方法的说明图。

图18是实施例2-1中显示装置制造方法的说明图。

图19是实施例2-2中液晶显示装置和液晶分子取向状态的说明图。

图20是说明液晶分子的取向状态的平面图。

图21是说明液晶分子的取向状态的平面图。

图22是说明液晶分子的取向状态的平面图。

图23是表示实施例2-3中有源矩阵型液晶显示装置概要的断面示意图。

图24是表示实施例2-4中有源矩阵型液晶显示装置概要的示意图。

图25是表示实施例2-5中有源矩阵型液晶显示装置概要的示意图。

图26是说明实施例2-5中显示装置内一对显示电极对应关系的局部剖平面图。

[第二组发明的最佳实施方式]

以下基于实施例就第二组发明的内容进行具体说明。

[实施例2-1]

参照图13～18进行说明。其中，图13～18(其他附图也同样)省略了不需要说明的部分。而且为了便于说明，有些部分是以放大或缩小的方式图示的。

实施例2-1中的透过型液晶显示装置，如图13(b)所示，具有上基板2001和下基板2002，以及处于上下基板之间的液晶层2008。在上基板2001内侧面上，形成有显示电极2003，在该显示电极2003上形成有取向膜2005。上基板2001外侧面上设有负的薄膜相位差板2010。而且，在该薄膜相位差板2010的外侧，设有偏振板2011。

在上述下基板2002内侧面上，形成有显示电极2004，在该显示电极2004上形成有取向膜2006。而且，在上述下基板2002的外侧，设有偏振板2012。

上述的上基板2001和下基板2002，例如是由玻璃或石英制成的透明基板。而且，上述显示电极2003和2004，例如是由铟锡氧化物(ITO)制成的透明导电膜。上述液晶层2008含有介电常数的各向异性为负的向列液晶(例如，商品名：MJ-95152，メルク公司出品)，该液晶层2008的厚度，例如为3.5微米。这种液晶层2008，将各像素二等分分割成液晶分子取向方向不同的两个液晶取向区A和B。属于液晶取向区A(以下将液晶取向区简称为取向区)的液晶分子和属于取向区B的液晶分子，相对于边界表面P向相反方向倾斜，而且预倾斜角均接近直角。其中，由于以此方式将一个像素分割成两个取向区A和B，而且使取向区A的液晶分子和取向区B的液晶分子，均相对于边界表面P向相反方向倾斜，所以从倾斜方向观看显示画面时，液晶分子的折射率各向异性可以平均化，能够获得大视角。

上述取向膜2005和取向膜2006是这样一种单分子层状薄膜(也叫作单分子膜)，其中由数个硅烷类分子组成的分子组，经硅氧烷键(-SiO-)化学吸附在显示电极2003或显示电极2004上，而且在每个分割区2005a、2005b、2006a和2006b中，均沿着预定方向(在分割区2005a和2005b沿X方向，在分割区2006a和2006b沿X’)倾斜的状态下交联而成。由于取向膜2005和2006是经硅氧烷键化学吸附在显示电极2003和2004表面上形成的，所以取向膜2005和2006具有优良的耐剥离性。而且由于取向膜2005和2006是单分子层的，所以厚度极薄。

当液晶分子与这种取向膜2005和2006接触时，液晶分子的端部嵌入硅烷类分子的分子之间。此时，如上所述，由于数个硅烷类分子在每个分割区2005a、2005b、2006a和2006b各沿着预定方向倾斜，所以各区附近的液晶分子2007a～2007d均受到所说的数个硅烷类分子制约，硅烷类分子沿倾斜方向倾斜。在本实施例中，各液晶分子2007a～2007d都相对于上基板2001或下基板2002以预倾斜角θp倾斜。按照这样的取向膜2005和2006的取向处理，液晶层2008的液晶取向区以此方式被分割成相对于边界面P的两个取向区A和B。在图13(a)所示的实例中，可以等分分成与取向区A对应的取向膜分割区2005a和2005b，和与取向区B对应的取向膜分割区2006a和2006b，因此，取向区A和B变成相对于分界面P对称分布。其中，一个像素单位由两个取向区A和B组成。

由上述硅烷类分子群组成的单分子层状薄膜，是由包含具有直碳链和/或硅氧烷键合链、含硅原子(Si)的官能团和感光性基团的分子(以下称为A分子)，以及具有直碳链和/或硅氧烷键合链、含硅原子(Si)的官能团和以氟代甲基作端基的分子(以下称为分子B)的薄膜前体物质组成的。其中，作为薄膜前体物质中的上述分子A，具有感光性基团，通过感光性基团之间聚合，能够使取向膜2005和2006产生交联结构。另一方面，上述的分子B，由于以氟代甲基作端基，所以通过该氟代甲基的疏水作用能够加大液晶分子的预倾斜角。

此外，上述分子A和B都有含硅原子的官能团，通过使在具有显示电极的基板表面(例如，显示电极2003和2004表面)上存在的羟基与硅氧烷结合，能够有力地化学结合在基板表面上。尤其是使含硅原子的官能团处于分子长轴一端的分子，由于更容易使之化学吸附在基板表面上，而且从基板表面伸出的分子长度更长，对液晶分子的取向制约力更强，因而优选。而且，若使分子链中保有硅氧烷键合链，则以氧原子为中心的分子容易自由旋转，能提高分子的自由度。因此，从更容易使分子以更一致的状态沿预定方向倾斜的观点来看，优选硅氧烷键合链。含有直碳链的情况下，因能自由设定分子链长度而优选。此外，上述直碳链的碳原子数目优选处于5～30范围内，更优选处于8～25范围内。当上述碳原子数小于5时，有时很难使液晶分子沿上基板2001和下基板2002的法线方向取向，反之若上述碳原子数大于30，则将不适于作为取向膜材料使用。

作为上述的氟代甲基，可以举出例如三氟甲基(-CF₃)、二氟甲基(-CF₂-)等。作为上述感光性基团，可以举出例如肉桂酰基和甲基丙烯酰基等。作为上述含有硅原子的官能团，可以是对羟基(-OH)具有结合性的基团。具体讲可以举出例如氯代甲硅烷基(-SiCl)、二氯甲硅烷基(-SiCl₂)、三氯甲硅烷基(-SiCl₃)、烷氧基甲硅烷基和异氰酸酯基甲硅烷基等。

上述A分子与B分子之间的比例(分子数比)，优选处于1∶0.1～0.01∶1范围内。分子比例过小，因未交联的B分子增加而难于使单分子膜保持在沿预定方向倾斜的状态下。也就是说，难于使各液晶分子沿预定方向一致取向，容易产生取向不良现象。另一方面，分子A的比例过大，具有氟代甲基的分子B相对减少，难于使液晶分子在高预倾斜角下取向。因此优选处于上述范围内，在上述范围内通过改变分子A和分子B的比例，能够将液晶分子的预倾斜角适当设定在所需的角度下。

以下说明实施例2-1中的液晶显示装置的制造方法。

首先用公知方法在下基板2002上形成显示电极2004。而且，用CVD(化学气相沉积法)和溅射法在上述显示电极2004上形成SiO₂膜(图中未示出)。分别准备用下述化学式(化学式4)或(化学式5)表示的硅烷类化学吸附物质(也叫作表面活性剂)作为上述分子A和分子B，制成(化学式4)与(化学式5)之间混合比例为1∶0.08的混合溶液。然后，将此混合溶液溶解在经脱水的十六碳烷(非水类有机溶剂)中，制成浓度约1重量％的化学吸附液。

化学式4

化学式5

其中所说的非水类有机溶剂并不限于上述的十六碳烷。除了十六碳烷之外，还可以使用例如戊烷、己烷、环己烷、辛烷、癸烷、十六碳烷等烃类溶剂，三氯甲烷(氯仿)、四氢化碳、三氯乙烯、氯代甲烷等含氯溶剂和含氟溶剂等。其中特别优选含有从烷基、氟代甲基、氯代甲基和硅氧烷基等中选出的至少一个官能团的非水类有机溶剂。使用这种非水类有机溶剂，可以得到能够使液晶分子沿所需方向取向的取向控制性优良的取向膜。

接着，如图14所示，将下基板2002在化学吸附液2081中浸渍大约1小时，使由上述(化学式4)和(化学式5)表示的分子化学吸附在显示电极2004上，形成单分子膜2016。如上所述，下基板2002和显示电极2004分别由玻璃或ITO等组成，在其表面上存在-OH基、-HN₂基、＞NH基或-SH基等含有活泼氢的官能团。因此，化学吸附物质中含有硅的官能团与上述的任何官能团之间将产生脱氯化氢的反应，形成-SiO-键或-SiN＜键等共有键。在此实施例中，如下式所示，-SiCl₃基和-OH基之间将产生脱氯化氢反应。

其中，也可以采用在显示电极2004的表面上涂布上述化学吸附液的涂布法等，代替在化学吸附液2081中将下基板2002浸渍的方法。

化学式6

然后将下基板2002从上述化学吸附液2081中取出，用经充分脱水的氯仿制成的洗涤液2083浸渍上述下基板2002约10分钟，每次洗涤操作均更换一次洗涤液，重复洗涤三次。经此洗涤操作后，可以除去未反应的硅烷类化学吸附物质，而且能减少尘埃等污染，所以能够得到取向控制性和透明度均优良的取向膜。

进而，如图15(a)和(b)所示，对洗涤液2083进行沥液干燥。具体讲，沿箭头V的方向从洗涤液2083中将下基板2002拉出(参照图15a)，再在保持此拉出方向的状态下，使残留在基板表面上的洗涤液沥液干燥(参照图15b)。这样一来，单分子膜2016的构成分子沿沥液方向V’倾斜。其中，本说明书中将此操作产生的倾斜称为假取向。

经上述沥液干燥后，将下基板2002暴露在含水的空气中，使吸附分子与水反应。利用这种方法，可以使化学吸附在显示电2004上吸附分子中的未反应的Cl置换成羟基。此反应适于下述化学式7中。

化学式7

再使上述的下基板2002干燥。这样将会产生化8所示的脱水反应。假取向至此才算完成。其中，基板上这样形成的单分子膜2026(参照图15b)的厚度约为1.8nm。

化学式8

其中的沥液干燥方法，并不限于上述方法。还可以采用将下基板2002置于旋转台等之上使之旋转，沿离心方向沥液的干燥方法。而且也可以在用洗涤液将单分子膜润湿后，采用从一定方向向单分子膜喷吹空气进行沥液干燥的方法。

以下说明吸附分子交联键合的工序。如图16所示，用带有遮光部分2085的光掩模2086，遮住单分子膜2026的分割区2006a的光线。然后沿箭头U所示的方向照射45秒钟在偏振方向T偏振光的紫外线(波长365nm，照射强度500瓦)。这种方法使分割区2006b被偏振光照射，处于该分割区的吸附分子群(薄膜构成分子群)沿V’方向倾斜，同时具有感光性基团的分子之间经光致聚合而交联键合。其中，具有感光性基团的分子是上述(化学式4)所示的分子，这些分子之间如下述化学式(化学式9)所示，通过感光性基团部分(乙烯基)的碳-碳键实现交联键合。

化学式9

另一方面，上述(化学式5)所示的分子因没有感光基团而未光致聚合，但是据认为上述(化学式4)所示的分子却在倾斜状态下互相交联，所以上述(化学式5)所示的分子也受此制约而同样倾斜。其中，与以往的高分子膜相比，极薄的单分子膜光致聚合反应所需的紫外线能量少，所以能够使紫外线照射的时间极短。

如图17(a)所示，将下基板2002再次浸渍在上述洗涤液2083之中，沿箭头V’方向将其拉出(参见a图)，在此方向下暂时放置一段时间，使洗涤液沿V方向沥液干燥(第二次沥液干燥)。其中，区域2006b，在第一次光照射下因分子之间交联键合而使取向状态稳定化。因此，如图17(b)所示，分割区2006b的吸附分子群，保持第一次取向方向的，即沿V’方向倾斜的状态。另一方面，作为第一次遮光区的分割区2006a内的吸附分子群，却沿第二次沥液干燥方向，即V方向再次假取向。

第二次假取向后，如图18所示，与上述同样地用光掩模2086遮住分割区2006b，对分割区2006a照射紫外线。这种方法能够使分割区2006a中具有感光性基团的分子之间光致聚合，如图6所示，能够形成取向方向与分割区2006b的取向方向相反的区域2006a。

对于基板2001再次重复与上述同样的工序，在显示电极2003上形成与分割区2005a和2005b的取向方向相反的取向膜2005。

接着将具有取向膜2005的上基板2001和具有取向膜2006的下基板2002相对组成空腔，使分割区2005a、分割区2006a分别与分割区2005b、分割区2006b对应(参见图13b)。然后，向上述空腔内注入含有向列液晶的液晶材料形成液晶层2008，再于基板2001外侧设置末相位差板2010和偏振板2011，在下基板2002外侧设置偏振板2012，制成液晶显示装置。

采用上述制造方法，借助于沥液干燥这一简单手段就能使吸附分子群假取向，然后利用照射偏振光的手段能够赋予单分子膜以液晶取向的控制特性。利用这种手段由于不必进行摩擦处理，所以不产生因摩擦条纹等造成取向膜表面的劣化问题。而且，通过采用光掩模对单分子膜上不同分割区选择性照射偏振光，能够使上述不同分割区内的液晶取向膜控制特性不相同，此时由于光掩模能够遮住射向取向膜预定分割区的光线，所以无需采用在单分子膜上形成遮光用薄膜的特别操作过程。也就是说，按照上述制造方法，能够以生产率高生产出品质优良的具有多畴取向的液晶取向膜。与此相比，使用摩擦法制造具有多畴取向性的取向膜时，需要反复进行光刻胶(保护膜)的形成及其剥离的复杂操作，此时难免使取向膜出现物理和化学损伤。

以下说明实施例2-1的液晶显示装置的动作方式。在上述构成的液晶显示装置上，连接有例如输出图像信号的图像信号驱动电路(图中未示出)。借助于此能够使图像显示在显示画面上。在显示电极2003和2004之间未施加电压的情况下，各液晶分子2007…的初期取向状态如下。也就是说，如图13(b)所示，处于取向膜2006附近的液晶分子2007b和2007d，其取向受取向膜2006制约，相对于下基板2002表面以88度的预倾斜角分别沿着X或X’方向倾斜。而且，取向膜2005附近的分子2007a和2007d，也与上述同样以88度预倾斜角分别沿着Y或Y’方向倾斜。

另一方面，在显示电极2003和2004之间施加电压的情况下，由于在液晶层2008中沿着下基板2002的法线方向产生电场，所以处于液晶层2008中央附近的液晶分子2007e和2007f，在电场作用下向新的取向状态转移。也就是说，液晶分子2007e和2007f的短轴方向，虽然变得与上述电场中的电力线平行，但是上述液晶分子2007e和2007f由于受取向膜2005和2006附近液晶分子2007a～2007d影响，所以沿相反方向倾斜得相对于分界面P对称。也就是说，各液晶分子2007…的取向方向，在取向区A和B内同样沿一致方向倾斜。因此，取向区域A和B内的光线透过率均呈现均匀变化，在取向区A和B内均将一个像素分割成两等分，所以即使从倾斜方向观看，液晶分子折射率的各向异性平均化，结果使视角特性提高。

以上述原理为基础的实施例2-1的液晶显示装置显示对比度约为300，视角±70度，响应速度约为20毫秒。然而，传统的旋转向列(TN)型液晶显示装置采用介电常数各向异性为正的向列液晶，其响应速度约为50毫秒。因而可以断定，本发明可以提供响应性高，对比度好，视角广的同向性取向型液晶显示装置。

[实施例2-2]

根据图19至22说明本发明的实施例2-2。其中，与实施例2-1的装置具有同样功能的元件，给予与上述说明图相同的符号，并且省略对这些元件的详细说明。

实施例2-2中的有源矩阵型液晶显示装置和上述实施例2-1中的液晶显示装置，对一个像素的分割数不同，实施例2-2的装置中，一个像素被分割成四等分。具体讲，如图19所示，将与一个像素对应的液晶层2018的区域，等分分割成四个液晶取向区C～F；液晶分割区C内的液晶分子和液晶分割区E内的液晶分子，向相反方向倾斜取向；而液晶分割区D内的液晶分子和液晶分割区F内的液晶分子，也沿相反方向倾斜取向。其中在图19(a)中，X是液晶取向区C内液晶分子的取向方向，Y是液晶取向区D内液晶分子的取向方向，X’是液晶取向区E内液晶分子的取向方向，Y’是液晶取向区F内液晶分子的取向方向。

另外，为了使取向膜2005和2006形成液晶取向区C～F，与液晶取向区C～F对应地，形成分割区2005C、2005D、2005E、2005F(取向膜2005)，以及分割区2006C、2006D、2006E、2006F(取向膜2006)，这些分割区中液晶分子的倾斜方向(分子取向方向)不同。

以下说明本发明实施例2-2中液晶显示装置的制造方法。

首先，与上述实施例2-1同样，在下基板2002的显示电极2004上，通过SiO₂膜化学吸附硅烷类分子，在洗涤液2083中浸渍洗涤干净，除去未反应的硅烷类化学吸附物质，同时沿附图19(a)所示X方向相反的方向拉出下基板2002，在维持此方向的状态下将洗涤液沥液干燥。其后暴露在含水空气中，使硅烷类分子中未反应的Cl置换成羟基。接着用具有遮光部分2085的光掩模2086遮住分割区2006d～f，照射与分割区2006c中X方向平行的偏振光。用这种方法使属于分割区2006c分子群在沿X方向倾斜的状态下固定。

对于用光掩模2086遮住的上述分割区2006d、2006e和2006f各区，也进行与分割区2006c的情况同样的工序(但是化学吸附工序中没有未反应Cl的置换工序)，属于分割区2006d的分子群沿Y方向，属于分割区2006E的分子群沿X’方向，属于分割区2006f的分子群沿Y’方向，分别在倾斜状态下被固定，制成带有这种取向膜的下基板2002。

而且与下基板2002同样方式，将上基板2001制成带取向膜的基板2001，其中的取向膜具有分子群取向方向不同的分割区2005c、2005d、200e和2005f。

接着在预定间隔下将带取向膜的上基板2001和待取向膜的下基板2002贴合在一起，在该间隙内注入液晶材料(液晶层2018)制成液晶盒，在上基板2001外侧设置膜相位差板2010和偏振板2011，在下基板2002外侧设置偏振板2012后制成液晶显示装置(参照图19(b))。

本实施例可以在不进行摩擦处理和光刻处理的条件下，将一个像素四等分分割成分割像素，利用这种方法能够得到不仅显示画面左右方向的视角，而且上下方向的视角也扩大的同向性取向的分割液晶显示装置。

[实施例2-2的附加事项]

也可以将一个像素内的液晶取向区作更多的分割，例如如图20所示，将与一个像素对应的液晶区八等分分割，形成取向区a～h。将取向区这样八等分分割的情况下，优选采用反复进行沥液干燥和偏振光照射。其中，若将一个像素内的取向区八等分分割，则能够得到视角特性更加优良的液晶显示装置。

在上述实施例2-2中，虽然可以仅根据将一个像素分割成的液晶取向区数来改变沥液干燥方向和偏振方向，但是设法按以下方式进行沥液干燥，也能削减制造工序的数目。即，首先沿图21所示的Z方向沥液干燥(第一次沥液干燥)。这样，使构成单分子膜的分子群沿Z方向倾斜。接着将其暴露在含水的空气中使单分子膜中未反应的分子与水反应。然后对分割区c(与图21的取向区C对应)照射偏振方向与X方向平行的紫外线。而且对分割区d(与图21的取向区D对应)照射偏振方向与Y方向平行的紫外线。这样一来，就能使分别属于分割区c和d的构成分子群，在向X或Y方向倾斜的状态下产生分子间交联。其次，本次沿Z方向沥液干燥，然后对分割区e(与图21的取向区E对应)照射偏振方向与X’方向平行的紫外线，对分割区f(与图21的取向区F对应)照射偏振方向与Y’方向平行的紫外线。这样能使分别属于分割区e和f的构成分子群，在向X’或Y’方向倾斜的状态下交联连接。这种方法由于能够用两次沥液干燥形成四个分割区，因而能提高生产效率。

从减少制造工序数目的角度来看，如图22所示，也可以采用沿两个对角线将取向区四等分分割的方法。现就这种情况下的制造方法进行简单说明。将取向膜分割区a和b沿Z方向沥液干燥后，对分割区a和b照射偏振方向分别沿Y和X’方向的紫外线。另一方面，将分割区c和d沿Z’方向沥液干燥后，对分割区c和d照射偏振方向分别沿X和Y’方向的紫外线。利用这种方法，如图22所示，能够得到与一个像素对应的取向膜区域被四等分的取向膜。这种方法不必对每个分割区进行沥液干燥，仅利用两次沥液干燥就能形成四个分割区，所以不但能提高生产效率，而且还能得到从倾斜方向看视角特性也优良的液晶显示装置。

[实施例2-3]

根据图23说明本发明的实施例2-3。其中，与实施例2-2的情况相同，对于与实施例2-1的装置有同样功能的元件，给予相同的符号，并省略了对其的详细说明。

如图23所示，本实施例2-3中的有源矩阵型液晶显示装置，与上述实施例2-1中的液晶显示装置相比，不同点在于在下基板2002上设有开关元件2009，除了开关元件2009之外的各元件，与上述实施例2-1同样地制作。

其中，开关元件2009是控制显示电极2004施加电压的通断用的一种元件，例如设置可以驱动有源矩阵的TFT(薄膜晶体管)。关于TFT等开关元件2009的形成方法并没有特别限制，可以采用各种公知方法。

使用TFT作为开关元件2009的实施例2-3中装置的显示特性如下。当开关元件2009处于截止状态时(在显示电极2003和2004之间未加电压时)，取向区G和H中的取向膜2005和2006附近的各液晶分子2007a～d，相对于边界面互相对称，而且沿相反方向以88度倾斜角倾斜，液晶分子2007e和2007f也受液晶分子2007a～d的影响，相对于边界面对称并互相沿相反方向倾斜。另一方面，当开关元件2009处于接通状态时(在显示电极2003和2004之间加电压时)，由于在基板表面的法线方向上产生电场，各液晶分子的长轴沿与法线方向垂直方向取向。

而且检查显示对比度、视角和响应速度后发现，显示对比度约300，视角±70度，响应速度约20毫秒。

其中，之所以能够获得大视角，是因为各液晶分子2007…在各取向区G和H内同样倾斜，光线透过率在各取向区G和H内变得均一，结果使液晶分子的折射率各向异性平均化的缘故。而且之所以能够获得优良的显示对比度，是因为控制液晶分子取向的取向膜的取向秩序优良的缘故；之所以能够获得高响应速度，是因为这样一种显示方式的缘故，其中因使用上述取向膜，未施加电压时使液晶分子相对于基板大体垂直取向，施加电压时使之转变成沿遮断光透过的方向取向。

按照本实施例构成，可以用开关元件2009独立驱动各像素中液晶分子。因此，能够增加像素数目和深浅层次数目，这样能够实现高精细度全彩色图像。

[实施例2-4]

根据图24说明本发明的实施例2-4。其中，对于与实施例2-3的液晶显示装置有同样功能的元件，给予与上述相同符号，并省略对其详细说明。

如图24所示，本实施例2-4中的有源矩阵型液晶显示装置，与上述实施例2-1中的液晶显示装置相比，不同点在于在下基板2002上设有开关元件2009和平坦化膜2061，与实施例2-3相比不同点在于设置有平坦化膜2061。以下就本实施例中装置的特征部分进行说明。

可以将上述的平坦化膜2061，设置在形成有开关元件2009的下基板2002上，还可以在此平坦化膜2061上设置接触孔2070，使开关元件2009和显示电极2004通过接触孔2070实现电气连接。这样构成的意义如下。

在下基板2002的表面上，一部分材料(附加其他元件之前)往往存在凹凸不平和污物以及伤痕，同时当开关元件2009和布线图案(图中未示出)形成后下基板2002的表面也会变得凹凸不平。由于这个原因，当在下基板2002上直接形成显示电极2004时，很难形成均一的显示电极2004，同时显示电极2004也能变得凹凸不平。其中在本实施例中采用的结构是，在形成开关元件2009的下基板2002上，形成平坦化膜2061，使基板表面平坦后，再形成显示电极。利用这种结构，当在显示电极2003和2004间施加电压时，能够防止开关元件附近出现电场畸曲，即能够防止所谓的横向电场，没有开关元件附近的液晶分子按相反方向取向膜等取向不良的等问题。由于能够形成平坦的显示电极2004，使液晶层全部表面的间隙一定，因而能减少显示不均现象发生。

然而，过去考虑到下基板2002表面的凹凸不平和开关元件2009附近的电场畸曲等，将间隙设定得具有一定余量。但是通过设置上述平坦膜，能够消除上述下基板2002表面上的凹凸不平等，没有必要使间隙保持一定余量，因而能减小液晶盒间隙。其结果，作用在液晶层2028上的电场增强，消耗的电力得以减少，同时也能提高响应速度。

本实施例中的液晶显示装置，除了平坦化膜2061的成膜工序和接触孔2070的形成工序之外，可以通过进行与上述实施例2-3同样的工序得到。其中，作为平坦化膜2061的材料，只要是绝缘物质就可以采用而无特别限制，可以使用过去公知的各种材料。具体讲，可以使用氧化硅(SiO₂)和聚合物树脂等。上述平坦化膜的形成方法，可以用例如涂布法、偏置溅射法、重流法、背面腐蚀法(etchingback)、去除(lift-over)法等形成，而且例如可以用光刻法等过去公知的各种方法形成上述的接触孔2070。

其中，在平坦化膜2061上设置接触孔2070，通过接触孔2070使开关元件2009与显示电极2004电路连接，所以利用开关元件2009能够控制在显示电极2004上施加的电压。而且，本实施例中有源矩阵型液晶显示装置的动作方式，基本上与上述实施例2-3相同。经测试，本装置的特性数值如下：显示对比度约为300，视角±70度，响应速度约为10毫秒，响应速度比上述实施例2-3的装置更快。

以上说明，利用实施例2-4所示的结构，能够制成响应速度比上述实施例2-3有更加优良响应性的液晶显示装置。

[实施例2-5]

根据图25(液晶显示装置的断面图)和26(从与基板垂直方向观察图25时见到的视图)说明本发明的实施例2-5。图26是表示显示电极2003和2074的局部剖视平面图。其中对与实施例2-3的液晶显示装置有同样功能的元件，给予与上述相同符号，并省略对其详细说明。

如图25和26所示，本实施例2-5中的有源矩阵型液晶显示装置，与上述实施例2-3中的液晶显示装置相比，不同点在于使用具有开口部分2074c的显示电极2074，以代替下基板2002侧的显示电极2004。

其中，通过间隔为10毫微米的狭缝2074c，预先将上述显示电极2074分割成面积相等的两个区域2074a和2074b，这种区域2074a和2074b分别被等分分割成对应的分割区2005a和2006a，或分割区2005b和2006b。与此对应地也将液晶层2038的取向区分割成K和L两个区域。

具有这种特征的本实施例2-5中的液晶显示装置，除了用腐蚀法在ITO制成的透明电极上按图案形成开口部分2074c的工序之外，可以用与上述实施例2-3同样的工序加以制造。

其次说明本实施例装置的动作方式。

在具有上述结构的装置中，取向膜2005和2006的取向制约力，施加在取向膜2005和2006附近的液晶分子上，设置开口部分2074c的作用效果，即电极边缘电场(图中的箭头)的取向制约力起作用。因此，液晶取向区K和L内的液晶分子，能更可靠地沿互相相反方向取向。更详细地说明如下：使开关元件2009处于截止状态时(显示电极2003和2074间未加电压时)，液晶取向区K和L中的各液晶分子2007a～d，相对于边界面P对称并沿相反方向倾斜。另一方面，使开关元件2009处于接通状态时(显示电极2003和2074间加电压时)，在开口部分2074c附近和显示电极2003的端部2003a和2003b附近，形成一种其电力线O的方向相对于边界面P对称，并沿相反方向倾斜的电极边缘电场，其中各液晶分子2007…的介电常数各向异性由于为负，所以开口部分2074c附近的液晶分子2007g和2007h，以及端部2003a和2003b附近的液晶是分子2007a和2007c，相对于上述电极边缘电场中的电力线O对称，并倾斜得使该液晶分子2007a、2007c、2007g和2007h的短轴方向平行。也就是说，上述各液晶分子2007a、2007c、2007g和2007h受到上述电极边缘电场的很强取向制约力，因而能可靠而迅速地相对于边界面P对称的方向进一步倾斜。

因此，实施例2-5的装置，液晶分子的取向状态随电场的通断变化大，而且取向状态的变化平滑，结果表现出响应速度约15毫秒，显示对比度约300，视角±70度等这些优良的性能。

[实施例2-5的附加说明]

在上述结构的装置中，与上述的实施例2-4同样地可以在形成了开关元件的下基板2002上，形成平坦化膜2061。采用这种结构，除了电极边缘的作用效果之外，还附加有使聚亚苯基间隙变得狭窄的作用效果，因而能实现更迅速的响应速度。

也可以设置分离的两个以上的显示电极，来代替上述那样通过开口部分2074c分割成区域2074a和2074b的显示电极2074。这种方法能够扩大视角，同时能使例如从斜上方观察画面时视角大于从斜下方观察的视角等，可以轻易获得非对称的各种视角特性。其中，为了向各显示电极施加不同电压，例如可以通过预定的辅助电容与各显示电极相连，或者在各显示电极上分别连接开关元件后供给独立的图像信号。在后者情况下，通过控制各图像信号电压，还能够调节到所需的视角等。

在上述实施例2-5中，虽然在下基板2002上形成的显示电极2074内设置了预定间隙，但是也可以在上基板2001形成的显示电极2003内设置预定间隙来作为分割电极。

在实施例2-5中虽然采用了设有开关元件2009的结构，但是并不限于此，实施例2-5中所示的方案也能用于简单矩阵型液晶显示装置。

[其他需要说明的附加事项]

在上述各实施例中，使用了上述化学式4(分子A)和化学式5(分子B)表示的两种分子的混合物作为硅烷类化学吸附物质，但是也可以代之以使用含有氟代甲基端基、感光性基团、直碳链和/或硅氧烷键合链和含硅原子官能团的一种分子，或者混合使用含有这些官能团的两种以上分子的混合物。采用这种方法，由于构成薄膜的前体分子中都有感光性基团，全部分子都能交联键合，所以能够形成极为稳定的取向结构。而且，通过改变直碳链和/或硅氧烷键合链等官能团的设计，能够赋予所需的预倾斜角。

在上述各实施例中，虽然是以透过型液晶显示装置进行说明的，但是本发明对于反射型液晶显示装置也能适用。具体讲，对于显示电极2003或显示电极2004(或显示电极2074)中任何一种显示电极，都可以采用铝(Al)等具有光反射性的金属材料实施。这种情况下，对显示电极表面照射紫外线或在臭氧气氛下进行アツシヤ-等，也能使硅烷类分子容易被化学吸附。而且，若将上基板2001或下基板2002制成含硅等光反射性基板，则硅烷类分子变得容易被化学吸附。另一方面，在上述实施例的液晶显示装置外侧设置光反射板等，利用这种手段能够制成反射型液晶显示装置。

此外，上述各实施例中说明的虽然是在显示电极2003和显示电极2004上形成二氧化硅膜后，形成取向膜2005和取向膜2006的实例，但是也可以使用聚乙烯醇和明胶等亲水性高分子膜代替上述的二氧化硅膜。作为聚乙烯醇膜和明胶膜的形成方法，可以采用例如涂布法。此外，从能够获得可以使液晶分子更可靠取向，而且对比度高以及响应性和视角特性均优良的液晶显示装置的观点来看，本发明中优选液晶的预倾斜角θp，处于80度≤θp＜90度范围内，最好处于85度≤θp＜90度范围内。

上述各实施例中，虽然说明的是将液晶取向区面积等分的实例，但是也可以将各取向区的面积不等分，或者通过变更膜相位差板2010的设定，使分割的各取向区面积不等。利用这种方法能够使视角不对称地扩大等，设定成所需的视角特性。

对薄膜表面照射偏振光的波长当然并不限于365nmn，偏振光的波长和强度也可以根据薄膜构成分子的特性适当设定。而且照射次数也不限于一次，也可以根据薄膜构成分子的性质等分数次照射。此外，不仅可以照射偏振光，也可以照射无偏振光的紫外线。在上述实施例2-1以及实施例2-3～2-5中，虽然是在将取向膜构成分子取向方向固定在沥液干燥方向(即假取向方向)的目的下，照射偏振光的，但是这种情况下也可以使用无偏振光的紫外线代替偏振光照射。若在沿沥液干燥方向倾斜的状态下使吸附分子群交联键合，则能够达到提高取向稳定性的目的，即使用无偏振光的紫外线照射也能引起聚合反应形成交联键合结构，所以能够达到此目的。但是，从使吸附分子取向方向能得到更可靠控制的观点来看，最好采用与沥液干燥方向平行的偏振光。

在上述实施例2-3～实施例2-5中，也能与上述实施例2-2同样分割一个像素内的液晶取向区，这样能进一步提高显示画面的视角特性。

正如以上说明的那样，采用第二发明组中的发明时，能够在不进行摩擦处理和光刻处理的条件下，实现多畴型同向取向类型的液晶显示装置。

工业上利用的可能性

正如以上说明的那样，本发明能够提供一种比过去有机高分子类液晶取向膜薄得多，而且取向均匀的液晶取向膜。这种液晶取向膜由单分子层状薄膜组成，构成薄膜的分子群因化学吸附而被牢固地结合固定在显示电极上，而且构成分子之间呈交联键合结构，所以构成分子的取向不因热和摩擦等外部因素而变动。此外，构成薄膜的分子群中的每个分子，都能参与液晶分子的取向控制，并排列成单分子层状结构，所以这种取向膜将能发挥特别优良的取向控制能力。

按照本发明的制造方法，由于采用沥液干燥和偏振光照射这些比较简便的手段，所以能够可靠和高效地制造出，在每个分割成图案状的分割区内取向方向各异的多畴型液晶取向膜。此外，采用本发明的这种液晶取向膜，能够实现视角广、高画质、高对比度和高响应性等性能优良的同向取向类型的多畴型液晶显示装置。因此，本发明组在工业上具有重大意义。

Claims (58)

1、一种液晶取向膜，由有显示电极的基板表面上形成的单分子层状薄膜组成，在薄膜构成分子一端与基板表面化学结合的同时，在使薄膜表面上各区内分子长轴相对于基板表面倾斜和/或取向的方向各异的状态下，使薄膜构成分子之间聚合而形成。

2、如权利要求1所述的液晶取向膜，其中所说的薄膜是在含感光性基团、硅和直碳链或直链硅氧烷键合链的化学吸附物质，化学吸附在基板表面上的同时，经感光性基团部分将化学吸附分子交联键合而成。

3、如权利要求2所述的液晶取向膜，其中所说的薄膜构成分子的末端具有硅元素。

4、如权利要求3所述的液晶取向膜，其中所说的薄膜由分子长轴长度不同的多种分子构成，所说的多种分子以混交状态结合在基板表面上。

5、如权利要求4所述的液晶取向膜，其中所说的分子长轴长度不同的多种分子，在分子结构中所含的直碳链或直链硅氧烷键合链的长度不同。

6、如权利要求1所述的液晶取向膜，其中所说的各区是将与一个像素对应的区域分割成的数个图案状的区域。

7、如权利要求6所述的液晶取向膜，其中所说的薄膜是在含感光性基团、硅和直碳链或直链硅氧烷键合链的化学吸附物质，化学吸附在基板表面上的同时，由感光性基团部分将化学吸附分子交联键合而成。

8、如权利要求7所述的液晶取向膜，其中所说的薄膜构成分子的末端含有硅。

9、如权利要求8所述的液晶取向膜，其中所说的薄膜由分子长轴长度不同的多种分子构成，所说的多种分子以混交状态结合在基板表面上。

10、如权利要求9所述的液晶取向膜，其中所说的分子长轴长度不同的多种分子，在分子结构中所含直碳链或直链硅氧烷键合链的长度不同。

11、一种液晶取向膜制造方法，其特征在于包括以下工序：

使含有带感光性基团和直碳链或直链硅氧烷键合链的硅烷类化学吸附物质和非水类有机溶剂的化学吸附液，与具有显示电极的基板表面接触，使化学吸附液中的化学吸附分子化学吸附在基板表面上，而形成单分子层状薄膜的薄膜形成工序，以及

用非水类有机溶剂组成的洗涤液将所说的单分子层状薄膜洗涤后，沿一定方向使基板竖起以沥液干燥所说的洗涤液，由此使薄膜构成分子的取向方向，沿一定方向假取向的假取向工序，和对经假取向的薄膜表面，照射偏振方向不同的图案状偏振光，使构成分子按特定方向交联键合的交联键合工序组成的取向性赋予工序。

12、如权利要求11所述的液晶取向膜制造方法，其中作为所说的硅烷类化学吸附物质，混合使用两种以上硅烷类化合物。

13、如权利要求12所述的液晶取向膜制造方法，其中作为所说的硅烷类化学吸附物质，混合使用分子长轴长度不同的两种以上硅烷类化合物。

14、如权利要求13所述的液晶取向膜制造方法，其特征在于通过改变作为上述硅烷类化学吸附物质而使用的两种以上硅烷类化合物的混合比，控制最长分子相对于基板的倾斜，赋予液晶取向膜以所需的预倾斜角和/或预倾斜方向。

15、如权利要求13所述的液晶取向膜制造方法，其特征在于不改变所说的两种以上硅烷类化合物的混合比，通过改变相对较短分子的长度，控制最长分子相对于基板的倾斜，赋予液晶取向膜以所需的预倾斜角和/或预倾斜方向。

16、如权利要求11所述的液晶取向膜制造方法，其中使用含有感光性基团、从直碳链和直链硅氧烷键合链中选出的一种以上分子链、以及从氯代甲硅烷基、烷氧基甲硅烷基和异氰酸酯甲硅烷基中选出的一种以上有机基团的化合物，作为所说的硅烷类化学吸附物质。

17、如权利要求16所述的液晶取向膜制造方法，其中作为所说的硅烷类化学吸附物质，混合使用通过改变从直碳链和直链硅氧烷键合链中选出的一种以上分子链的长度而使分子长度不同的两种以上所说的化合物。

18、如权利要求16所述的液晶取向膜制造方法，其特征在于通过改变两种以上所说化合物的混合比，和/或限制各化合物的分子长度，控制最长分子相对于基板的倾斜，赋予液晶取向膜以所需的液晶取向特性。

19、如权利要求16所述的液晶取向膜制造方法，其中使用含有从烷基、氟代甲基、氯代甲基和硅氧烷基中选出的至少一种有机基团的溶剂，作为非水类有机溶剂。

20、如权利要求16所述的液晶取向膜制造方法，其中所说的化合物是，在所说的直碳链或直链硅氧烷键合链末端或一部分上，还具有从三氟甲基(-CF₃)、甲基(-CH₃)、乙烯基(-CH＝CH₂)、烯丙基(-CH＝CH₂-)、炔基(C-C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)、酯基(-COO-)和羧基(-COOH)中选出的至少一种有机基团的化合物。

21、如权利要求20所述的液晶取向膜制造方法，其特征在于通过改变两种以上所说化合物的混合比，和/或限制各化合物的分子长度，控制最长分子相对于基板的倾斜，赋予液晶取向膜以所需的液晶取向特性。

22、如权利要求20所述的液晶取向膜制造方法，其中作为所说的硅烷类化学吸附物质，混合使用通过改变从直碳链和直链硅氧烷键合链中选出的一种以上分子链的长度使分子长度不同的两种以上所说的化合物。

23、如权利要求20所述的液晶取向膜制造方法，其中使用含有从烷基、氟代甲基、氯代甲基和硅氧烷基中选出的至少一种有机基团的溶剂，作为非水类有机溶剂。

24、如权利要求11所述的液晶取向膜制造方法，其中所说的交联键合工序是：对所说的假取向工序中被假取向的薄膜表面进行两次以上偏振光照射，每次照射使用偏振方向不同的偏振光，而且每次照射的照射区不同，将与一个像素对应的区域分割成数个图案状取向膜分割区，使每个分割区内的薄膜构成分子相对于基板表面的倾斜和/或取向方向各异的工序。

25、如权利要求11所述的液晶取向膜制造方法，其中所说的取向性赋予工序是：用由非水类有机溶剂组成的洗涤液洗净单分子层状薄膜后，通过使基板按一定方向竖起将所说的洗涤液沿一定方向沥液干燥，使薄膜构成分子的取向方向沿一定方向假取向的第一取向工序；和使用偏振方向与所说的第一取向工序中假取向方向大体平行的偏振光进行照射的第二取向工序组成的联合工序，将此联合工序重复两次以上；

并使第N次(其中N是2以上整数)的沥液干燥方向，与第(N-1)次前沥液干燥方向不同，同时使第N次沥液干燥后进行的第N次偏振光照射时基板的照射区，与第(N-1)次前的照射区不同，利用这种方法将与一个像素对应的区域分割成数个图案状分割区，使每个分割区内薄膜构成分子的长轴，相对于基板表面的倾斜和/或取向方向各异的工序。

26、如权利要求11所述的液晶取向膜制造方法，其中在所说的薄膜形成工序前，还有在基板表面上形成具有SiOH基的基底层的工序。

27、一种液晶显示装置，其特征在于：

是这样一种液晶显示装置，即，至少具有一对相对设置的基板，在所说的一对基板中至少在有显示电极的基板表面上形成有液晶取向膜，以及容纳在处于所说相对设置的一对基板之间的液晶盒间隙内的液晶；

所说的取向膜是由结合在基板表面上的化学吸附性分子经交联键合而成的单分子层状薄膜，而且在一个像素被分割形成的图案状取向膜分割区内，吸附物质分子长轴相对于基板表面的倾斜和/或取向方向各异；且

容纳在所说液晶盒间隙内的液晶分子的预倾斜角和/或预倾斜方向，可通过所说的吸附物质分子长轴相对于基板表面的倾斜和/或取向方向加以控制。

28、如权利要求27所述的液晶取向膜制造方法，其中容纳在所说的相对的一对基板间隙内的液晶是向列液晶，且所说的液晶盒间隙被设定成使液晶分子扭转90°或180～270°后取向。

29、如权利要求27所述的液晶取向膜制造方法，其中所说的液晶显示装置，是在一个基板的表面上形成一对显示电极的面内转换型液晶显示装置。

30、一种液晶显示装置的制造方法，其中至少包括以下工序：

使含有带感光性基团和直碳链或直链硅氧烷键合链的硅烷类化学吸附物质和非水类有机溶剂的化学吸附液，与具有显示电极的基板表面接触，将所说的化学吸附液中的化学吸附物质分子，在分子长轴方向的一端化学吸附在基板表面上，形成单分子层状薄膜的薄膜形成工序，

用非水类有机溶剂组成的洗涤液将所说的单分子层状薄膜洗净后，沿一定方向将基板竖起沥液干燥所说的洗涤液，以便使薄膜构成分子的取向方向沿一定方向假取向的假取向工序，

对假取向后的薄膜表面，照射有不同偏振方向的图案状偏振光，将化学吸附物质分子交联聚合，使薄膜构成分子的长轴相对于基板表面的倾斜和/或取向方向各异的液晶取向膜的带液晶取向膜基板的取向性赋予工序，以及

将所说的带液晶取向膜基板和至少有相对电极的相对基板，重合，使形成显示电极的表面处于内侧并设置有预定液晶盒间隙，然后在两基板之间设置液晶的液晶盒形成工序。

31、如权利要求30所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于其中使用向列液晶作为所说的两基板之间设置的液晶，而且控制所说的薄膜构成分子的长轴相对于基板表面的倾斜和/或取向方向，以及液晶盒间隙，使液晶分子扭转90°或180～270°后取向。

32、一种液晶显示装置，其特征在于：

是这样一种液晶显示装置，即，具有内侧面各形成显示电极的一对基板，在所说的一对基板中的至少一个基板的内侧面上形成有液晶取向膜，含有设置在所说的一对基板间隙内的介电常数各向异性为负的液晶的液晶层，和设置在所说的基板外侧的偏振板，所说的液晶层的液晶分子在未加电压时相对于基板大体上垂直取向；

所说的液晶取向膜是，含有带感光性基团化合物的化学吸附性物质，直接或通过基底层以分子长轴的一端结合在基板表面上，同时至少有感光性基团的分子由感光性基团沿特定方向交联键合而形成单分子层状薄膜，而且构成所说薄膜的分子，在将一个像素分割形成图案状取向膜分割区得到的每个分割区内，相对于基板的倾斜和/或取向方向各异。

33、如权利要求32所述的液晶显示装置，其中所说液晶层中液晶分子的预倾斜角和/或倾斜方向，可由所说的构成薄膜的分子相对于基板的倾斜和/或取向方向制约。

34、如权利要求33所述的液晶显示装置，其中相邻的取向分割区内薄膜构成分子的倾斜和/或取向方向，相对于所说的相邻的取向分割区的边界面互相对称。

35、如权利要求34所述的液晶显示装置，其中具有感光性基团的所说化合物，是具有感光性基团、直碳链和/或硅氧烷键合链和含硅原子的官能团的化合物。

36、如权利要求35所述的液晶显示装置，其中所说的薄膜是由具有疏水性的分子、或者，含有具有疏水性分子的两种以上分子所组成的。

37、如权利要求36所述的液晶显示装置，其中所说的具有疏水作用的分子，是以氟代甲基作为端基的分子。

38、如权利要求37所述的液晶显示装置，其中以氟代甲基作为端基的所说分子，还具有直碳链和/或硅氧烷键合链，以及含硅原子的官能团。

39、如权利要求33所述的液晶显示装置，其中在所说的一对基板中的任何一个基板上，还设有控制向显示电极施加电压的开关元件。

40、如权利要求39所述的液晶显示装置，其中在所说的基板和显示电极之间，还设有使显示电极平坦化的平坦化膜。

41、如权利要求40所述的液晶显示装置，其中将一对显示电极中的至少一个显示电极，与所说的取向膜分割区对应地分割成数个分割电极，构成一个像素单位，且在所说的各分割电极之间设有预定间隔。

42、如权利要求33所述的液晶显示装置，其中将一对显示电极中的至少一个显示电极，与所说的取向膜分割区对应地分割成数个分割电极，构成一个像素单位，且在所说的各分割电极之间设有预定间隔。

43、如权利要求42所述的液晶显示装置，其中在所说的基板和所说的显示电极之间，设置有使显示电极平坦化的平坦化膜。

44、如权利要求33所述的液晶显示装置，其中所说的一对基板中任何一个基板，或所说的一对显示电极内任何一个显示电极，由反射光的材料制成。

45、如权利要求33所述的液晶显示装置，其中液晶分子的预倾斜角θp，在80度≤θp＜90度范围内

45、如权利要求33所述的液晶显示装置，其中在所说的一对基板中的任何一个基板的外侧，至少设置一块相位板。

46、一种液晶显示装置的制造方法，其特征在于：

所说的液晶显示装置具有：

在内侧面上分别形成有显示电极的一对基板，

在上述一对基板中的至少一个基板的内侧面上形成的液晶取向膜，

包含设置在上述一对基板间隙内的、其介电常数各向异性为负的液晶的液晶层，和

设置在上述一对基板外侧的偏振板；而且，

上述液晶层的液晶分子在未施加电压时相对于基板大体上垂直取向；

所说的制造方法至少包括以下工序：

在上述各基板上分别形成显示电极的显示电极形成工序；

使同时含有带疏水作用官能团的化合物和具有感光性基团的化合物的化学吸附物质，化学吸附在上述各显示电极上，形成单分子层状薄膜的单分子膜形成工序；

使上述薄膜含浸非水类有机溶剂后，沿一定方向将上述非水类有机溶剂沥液干燥，使薄膜构成分子沿一定方向假取向的假取向工序；

带取向的膜基板的制造工序，即对假取向工序中被假取向的薄膜照射图案状能束，使薄膜构成分子再取向，同时使薄膜构成分子交联键合，以固定上述再取向状态，将一个像素区被分割成数个图案状取向膜分割区，制成薄膜构成分子在每个分割区内倾斜方向各异的取向膜；

将具有上述取向膜的一对基板相对设置，使各取向膜的取向膜分割区互相对应，并将其贴合成各取向膜之间留有预定间隙的基板组装工序；以及

将含有介电常数各向异性为负液晶的液晶材料，注入上述间隙之间，形成液晶层的液晶注入工序。

47、如权利要求46所述的液晶显示装置，其中具有带疏水作用官能团的化合物，是以氟代甲基作为端基的化合物。

48、如权利要求47所述的液晶显示装置，其中所说的以氟代甲基作为端基的所说化合物，还具有直碳链和/或硅氧烷键合链，以及含硅原子的官能团。

49、如权利要求46所述的液晶显示装置，其中所说的具有感光性基团的化合物，还有直碳链和/或硅氧烷键合链，以及含硅原子的官能团。

50、如权利要求49所述的液晶显示装置，其中所说的具有疏水作用官能团的化合物，是以氟代甲基作为端基的化合物。

51、如权利要求50所述的液晶显示装置，其中所说的以氟代甲基作为端基的所说化合物，还具有直碳链和/或硅氧烷键合链，以及含硅原子的官能团。

52、如权利要求46所述的液晶显示装置的制造方法，其中所说的带取向膜的基板的制造工序是：对上述假取向工序中经被取向的薄膜表面，进行两次偏振光照射，每次照射使用偏振方向不同的偏振光，而且每次照射的照射区不同，在将与一个像素对应的薄膜区域分割成多数图案状分割区得到的每个分割区内，使薄膜构成分子相对于基板表面的倾斜和/或倾斜度方向各异的工序。

53、如权利要求46所述的液晶显示装置的制造方法，其中所说的带取向膜的基板的制造工序是：使单分子层状薄膜含浸非水类有机溶剂后，沿一定方向沥液干燥，使薄膜构成分子的取向方向沿一定方向假取向的第一取向工序，以及照射与上述第一取向工序中假取向方向大体平行方向的偏振光的第二取向工序组成的联合工序重复两次以上，

使第N次(其中N是2以上的整数)的沥液干燥方向，与第(N-1)次前的沥液干燥方向不同，同时在第N次沥液干燥后用偏振光对基板进行第N次照射时，基板上的照射区与第(N-1)次前的照射区不同，由此使将与一个像素对应的区域分割成数个图案状取向膜分割区得到的每个分割区内，薄膜构成分子的长轴相对于基板表面的倾斜和/或取向方向各异的工序。

54、如权利要求46所述的液晶显示装置的制造方法，其中所说的制造方法还包括：在上述一对基板中的任何一个基板上，设置控制向显示电极施加电压的开关元件的工序。

55、如权利要求54所述的液晶显示装置的制造方法，其中所说的制造方法还包括：在上述基板和显示电极之间设置使显示电极平坦化的平坦化膜的工序。

56、如权利要求46所述的液晶显示装置的制造方法，其中所说的制造方法还包括：在上述一对显示电极中的至少一个显示电极上设置预定间隔的沟槽，以形成与上述取向膜分割区对应的数个分割电极的工序。

57、如权利要求46所述的液晶显示装置的制造方法，其中所说的一对基板中的任何一个基板，或者所说的一对显示电极中的任何一个显示电极，由反射光的材料制成。

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