专利名称：液晶显示器、其制造方法及其制造装置的制作方法
技术领域：
本发明系关于一种液晶显示器，特别是视角特性优异的液晶显示器、其制造方法及其制造装置。
通常，液晶显示器(LCD)包括位于一对基片之间的液晶层内的液晶分子。当改变夹在一对基片间的液晶层的液晶分子之定向方向时，液晶层的光学折射率也随着改变。利用在液晶层上所造成的光学折射率的变化而进行显示。因此，液晶层内的液晶分子的定向的控制非常重要。藉着夹持液晶层的基片表面与液晶分子间的相互作用，使液晶分子得以规律地定向。
在使液晶分子朝一定的方向定向的方法中，有一常用的方法是在一对基片的相对表面上形成定向膜，再摩擦其定向膜的表面。
例如，藉着对形成在基片上的聚亚酰胺进行摩擦处理，可以使液晶分子朝向摩擦方向定向。由于此种传统的摩擦处理均向一个方向进行，因此使基板表面附近的液晶分子朝向一个方向定向，液晶显示器的视角方向被液晶层的液晶分子的方向(即摩擦的方向)所限定。
用这些摩擦方法所制得的液晶显示器由于其液晶层的厚度方向的中央部分的液晶分子的定向方向被限制在单一方向，因此有视角特性的上的问题。在此时，会有下述缺失。
在使用薄膜晶体管的液晶显示器(TFT-LCD)中，系采用扭转向列(以下称TN)型液晶。
图10及图11为显示传统的液晶显示器的示意构造的斜视图及剖面图。在图10及图11中，液晶显示器的正视角方向1系朝向液晶层中央附近的液晶分子2的长轴方向，即液晶分子站立起来之分子长轴方向，角度δ表示液晶分子2的预倾角。又，基片3之摩擦方向5与基片4的摩擦方向6互相垂直，从而使一对基片3、4间的液晶分子2被扭转90°而定向。在玻璃基片3a上依序设有透明电极3b及定向膜3c而形成基片3。又，于玻璃基片4a上依序设有透明电极4b及定向膜4c而形成基片4。
未施加电压之时从正上方(与基板垂直的方向)看白色显示之正常白(normally white，以下称NW)模式的液晶显示器时，其电压-透光率特性如图12的实线L1所示，光线的透过率随着施加电压的提高而降低。
若以从基片垂直的方向向正视角方向倾斜的方向看，其电压-透光率特性则如图12的实线L2所示，若提高施加电压，则产生光线的透过率亦高的电压区域，结果在此区域发生灰度反转，即画面之黑白反转的现象。此一现象是因为视角改变而使液晶分子的折射率产生外观上的改变而造成的。在NW模式下及液晶分子的长轴定向于与基片垂直的方向的状态下，从与基片垂直的方向(即平行于液晶分子的长轴的方向)看时可得到最暗的显示。液晶分子在各个灰度中，均对应各个电压而倾斜。若将视角从与基片垂直之方向倾斜，则视角方向从定向于与显示黑色之区域之基片垂直之方向上之液晶分子之长轴方向偏移，而成为与某一半度显示区域中之倾斜液晶分子之长轴方向平行。结果，半度显示区域变得比显示黑色之区域还要黑。
即，如图13A所示，当施加透明基片3、4上之电压为零或较低时，对位于从正视角方向1之观测者7而言，液晶层的中心分子2呈椭圆形。若徐徐地提高施加电压，则中心分子2上升而平行于电场方向。如图13所示，对观测者7而言中心分子2在某一电压时呈正圆形。又，若再提高电压，则如图13C所示，液晶分子2的方向与电场方向大致平行，对观测者7而言液晶分子2再度呈椭圆形。
同样地，在正视角方向1以外之方向上，电压-透光率(V-T)特性亦随视角而异。正视角方向以外的方向上，由于视角方向与液晶分子之长轴方向不一致，故不会产生反转现象。但如图12之实线L3所示，视角若倾斜则有对比率降低的问题。不限于TN模式之液晶显示器，只要是利用液晶分子之双折射率、在显示面板全体上具有一个定向状态(经过单一方向之定向处理)之显示装置，均会产生此种灰度反转、视角特性不均一之问题。
例如日本公开专利公报特开平5-173135号揭示了一种改善此等TN模式之液晶显示器之视角特性的液晶显示器制造技术，它是将定向膜表面朝一方向摩擦之后，将其一部分以保护层覆盖，再朝相反方向摩擦，以使有覆盖之区域及没覆盖之区域之摩擦方向相异，而在同一液晶元件内得到正反的视角方向。
若使用上述传统的数次摩擦定向膜表面的方法，则为了要使在一个象素内之液晶分子之定向方向成为二个方向，必须对上下基片各进行二次摩擦处理、一次保护层涂布处理及一次保护层剥离处理。为了使视角特性更佳而再细分之时，则须再增加摩擦次数及其他处理次数。
如此，若使用摩擦方法对一个象素赋与多个定向方向，则有制造步骤复杂化、照相制版步骤造成定向膜污杂或缺损等问题，不适合量产。
本发明之目的即在于解决上述现有技术的问题，以提供可解决制造步骤复杂化及定向膜之污染或缺损等问题且视角特性较佳之液晶显示器、其制造方法及其制造装置。
本发明之液晶显示器具有一对基片，在该一对基片上形成的一对电极；在该一对电极上形成之一对定向膜；及夹持在该一对定向膜之间之液晶层，其特征为该一对定向膜之至少一方之定向膜系经过光照射在其分子链上引起新的键结的生成反应或键结的分解反应，而具有对该液晶层的液晶分子赋与预倾角及方向性之性质，藉此达成上述目的。
在本发明的一实施例中，上述至少一方之定向膜可用偏振光、通过一条或数条狭缝之光、及向一个方向扫描之激光中之至少一种光线处理，以使之得以对液晶分子赋与预倾角及方向性。
根据本发明的另一方面，液晶显示器的制造方法是一种具有一对基片；在该一对基片上形成之一对电极；在该一对电极上形成之一对定向膜；及夹持在该一对定向膜之间的液晶层之液晶显示器的制造方法，其特征是它包括下列步骤对该一对定向膜之至少一方照射光线，在该定向膜之分子链上引起新键结的生成反应或分解反应，以使定向膜具有对液晶分子赋与预倾角及方向性之性质，藉此达成上述目的。
在本发明的一实施例中，上述对至少一方之定向膜照射之光线，可为偏振光、通过一条或数条狭缝之光、及向一个方向扫描的激光中之至少一种。
在本发明的另一实施例中，上述对至少一方之定向膜照射之光线为平行光，可从相对该至少一方之定向膜之法线方向倾斜之方向照射。
在本发明的又一实施例中，上述对至少一方之定向膜照射之光线可为紫外线、可见光及红外线中之任一种。
又，本发明之液晶显示器具有一对基片；在该一对基片上形成之一对电极；在该一对电极上形成之一对定向膜；及夹持在该一对定向膜之间之液晶层，其特征为该一对定向膜之至少一方之定向膜之多个区域系经过光照射在其分子链上引起新的键结的生成反应或分解反应，而具有对该液晶层之液晶分子赋与预倾角或方向性之性质，藉该定向膜，使该液晶层具有该液晶层之液晶分子之方向性互异之多个区域，藉此达成上述目的。
在本发明的一实施例中，上述至少一方之定向膜可以用在该定向膜之上述多个区域上偏振方向各异之偏振光、通过在该定向膜之上述多个区域上以各个不同的方向配置之一条或数条狭缝的光、及在该定向膜之该多个区域上以各个不同的方向描扫之激光的至少一种光线处理，以使上述液晶分子被赋与预倾角及方向性。
又，本发明的液晶显示器的制造方法系一种具有一对基片；在该一对基片上形成的一对电极；在该一对电极上形成之一对定向膜；及夹持在该一对定向膜之间的液晶层之液晶显示器的制造方法，其特征是包括以下步骤对该一对定向膜的至少一定的定向膜的多个区域照射光线，以使该液晶层具有该液晶层的液晶分子的方向性各异的多个区域，藉此达成上述目的。
在本发明的一实施例中，对上述至少一方的定向膜照射的光线可为在该定向膜的上述多个区域上偏振方向各异的偏振光、通过在该定向膜的上述多个区域上以各个不同的方向配置的一条或数条狭缝之光、及在该定向膜的该多个区域上以各个不同的方向描扫的激光的至少一种光线。
在本发明的另一实施例中，上述对至少一方的定向膜照射的光线为平行光，可从相对于该至少一方的定向膜的法线方向倾斜的方向照射。
在本发明的的又一实施例中，上述对至少一方的定向膜照射的光线可为紫外线、可见光及红外线中的至少一种。
根据本发明的另一方面，液晶显示器的制造装置具有光源；以及一方向性赋与装置，它是利用光源及从该光源发出的光线的能量，在定向膜的分子链上引起新的键结的生成反应或分解反应，而对液晶分子赋与预倾角及方向性，藉此达成上述目的。
在本发明的实施例中，上述方向性赋与装置可为具有多个偏振方向之偏振光滤光镜、或是将通过在一方向上或多个方向上具有狭缝的光罩之光线照射在上述定向膜的装置。
在本发明的另一实施例中，上述光源为激光源，上述方向性赋与装置是使发自该激光源的激光以任意方向扫描到上述定向膜上的扫描装置。
在本发明的又一实施例中，该制造液晶显示器的装置还包含具有用以支持装设于上述定向膜之基片部之支持部件；使发自上述光源之光线成为平行光之装置；以及可使该支持部与该基片部件同时相对于该平行光之照射方向倾斜之装置，及相对于该定向膜之法线使该光源倾斜之装置中的至少一种。
在本发明的又一实施例中，上述光源可为放射紫外线、可见光及红外线中的至少一种。
以上述之构成，可以使液晶显示器的显示画面之任意区域之液晶分子向任意的方向定向，故可改善视角特性。通过在面内之多个区域内偏振方向各异之偏振光滤光镜照射光线之方法、通过在各区域内方向各异之狭缝照射光线之方法、及在各区域中以不同方向扫描激光之方法可以使各区域之定向方向(即视角方向)相异。例如，若将一象素分割成两个区域并经过处理使其各具有正反的视角方向，则正视角方向之特性(图12之实线L2)与反视角方向之特性(图12之实线L3)互混，成为图12之实线L4所示的视角特性。藉此，正视角方向之反转现象及反视角方向之对比降低现象得以缓和，从而使显示品质获得改善。又，例如将象素分割成四个区域，且使其视角方向各相异90°，则可在四个方向上使其视角特性均一化。又，亦可将象素更细分，以使在几乎全方位上的视角特性均得以均一化。此一目标只要在各个区域上改变偏振光方向或狭缝之方向及激光之扫描方向即可实现。因此，所得到的视角方向的数目不受限制，且即使增加视角方向之数目亦几乎不会增加步骤数、产量及成本等。
又，由于本发明系利用光线照射处理使形成定向膜之聚合体分子之分子链具有多个定向方向，故不必用传统的摩擦法即可进行定向处理。
在使液晶分子具有预倾角及方向性的方法中，有以偏振光照射定向膜之方法、通过设有狭缝的板例如设有狭缝的光罩照射光线于定向膜的方法、以及扫描激光照射定向膜的方法等。若对含有聚合体分子的定向膜照射高能量光线，吸收光线之后键结会被切断或是新的键结会形成，而使聚合体分子的分子构造变化。若对由在随机之方向上均有化学键之聚合体分子所构成之定向膜照射偏振光，该偏振光与一般的非偏振光不同，则只有平行于偏振光方向之化学键会吸收光线而被切断。又，垂直于偏振光方向之化学键由于不吸收光线故不起化学变化。藉这种选种性反应，定向膜之分子构造得到与偏振光方向垂直的方向性。相反地，若对非聚合状态的定向膜照射偏振光，则产生选择性的化学键，得到具有与偏振光方向平行的方向性的分子构造的定向膜。
又，如果用通过数个狭缝的光线照射定向膜时，通过狭缝之光线呈例如条纹状地照射在定向膜上，被光线照射到的部分之化学键被切断，分子结构发生变化，因此在与狭缝之延伸方向平行之方向上的分子链得以定向。在使用狭缝的方法中，其他有例如在照射光线期间逐少地移动狭缝的方法。因光线照射而激发的电子，与光线未照射到之邻接部分产生结合键，因此，当电子从激发状态回到基底状态之时，若将狭缝向着与其延伸方向垂直之方向移动，则可在与狭缝的延伸方向垂直之方向(与狭缝之移动方向平行)形成具有方向性的分子构造。
再者，扫描激光于定向膜上的方法，基于相同的原理也是有效的方法。若在定向膜表面上扫描例如条纹状之激光，则只有激光照射到之部分切断化学键，而使分子链得到方向性。
在这些方法中，采用平行光束以某一角度照射定向膜的表面，以给液晶分子提供一倾角。这种光照射可通过例如将支撑部件(例如支撑基片的支撑台)倾斜或将光源置于某一角度而实现。
采用这些方法，由于能进行非接触式定向处理，可解决摩擦方法中之粉尘或静电之问题，从而提高效率。又，传统方法中的摩擦步骤中不可欠缺的在摩擦处理后之洗净步骤亦可免除，可缩短工时及降低成本。
因此，如上所述的本发明具有以下的优点(1)提供具有改善了的视角特性的液晶显示器，同时解决了定向膜的制造过程复杂、污染及缺陷等问题；(2)提供生产这种液晶显示器的方法；(3)提供生产这种液晶显示器的装置。
对于本领域的技术人员来说，本发明的其他优点将通过以下的结合附图的详细说明而变得清楚。
图1是本发明的实施例1的液晶显示器的制造步骤所用装置及基片部分的剖面图。
图2是显示图1的偏振光滤光镜16的偏振光方向、及定向膜14之定向方向的示意图。
图3是实施例1之光照射步骤中，使光源倾斜照射之第一种方法所用之装置及基片部分之配置图。
图4是实施例1之光照射步骤中，使光源倾斜照射之第二种方法所用之装置及基片部分的配置图。
图5是实施例1之光照射步骤中，使光源倾斜照射之第三种方法所用之装置及基片部分的配置图。
图6A为本发明的实施例2中的光照射步骤所用之装置及基片部分的剖面图；图6B为光照射步骤中所用的狭缝板的平面图。
图7是实施例2中的光照射步骤之另一例所用之装置及基片部分的剖面图。
图8是本发明之实施例4之液晶显示器中之各象素之偏振光方向分割图。
图9是本发明之实施例4中之光照射步骤所用之装置及基片部分的剖面图。
图10是说明传统的液晶显示器的视角特性的斜视图。
图11是说明传统的液晶显示器之视角特性的剖面图。
图12是液晶显示器中之施加电压-透光率特性之图表。
图13A-13C是说明传统的液晶显示器中之反转现象的剖面图。
图14A为本发明的液晶显示器的剖面图；14B为本发明的液晶显示器之基片部分的平面图。
符号之说明11a、11b、31玻璃基片12液晶层13a、13b、33、38电极14a、14b、34定向膜15a、15b、35基片部分16、43偏振光滤光镜36、37狭缝板17、42光18偏振光19、41光源20平台21镜44镜片以下将以举例方式说明本发明之实施例。各附图中对应的要素以相同的标号表示。
实施例1图14A为本发明之液晶显示器之剖面图。在基片部分15a与15b之间夹持一液晶层12。基片部分15a及15b上分别包括有透明基片(例如玻璃)11a及11b、于基片11a及11b上各自形成的象素电极13a及对向电极13b，及覆盖电极13a及13b而形成的定向膜14a、14b。液晶层12具有90度的扭转定向。
此液晶显示器为主动矩阵型液晶显示器，如图14B所示，基片部分15a上形成有薄膜晶体管(TFT)62，及分别连接到TFT62之源极及门极之源极汇流排母线51及门极汇流排母线52。象素电极13a连接到TFT62之漏极。亦设有覆盖电极13a、TFT62、母线51及52的定向膜材料，并将之烧成完整的定向膜14a(图14B中未示出)。
图1是说明图14A和14B所示之液晶显示器之基片部分15a及15b的制造方法之剖面图。兹以基片部分15a为例说明其制造方法。在与基片部分15a之定向膜14a相对的位置上，配置下述的偏振光滤光镜16。
首先在基片11a上形成电极13a、TFT62、母线51及52。其次，在基片11a之全表面上形成定向膜14a，以覆盖上述元件。在实施例1中，系使用有机聚合物膜之一的聚酰亚胺膜做为定向膜14a。如此，在形成定向膜14a之后，透过偏振光滤光镜16对定向膜14a照射光17。此时，光17本来向所有方向振动，但通过偏振光滤光镜16之光只向一定的方向振动，成为偏振光18。将此种只向一定方向振动之光照射到定向膜14a的特定区域，给与定向膜14a一定程度以上的能量之后，可以选择性地改变照射域中之定向膜14a之化学构造等。
在实施例1中，使用具有在图2之L方向上的偏振光轴之偏振光滤光镜16。光17可用紫外线、可见光及红外线中之任一种或它们之任一组合，但以能量较高之光源即在300nm范围或以下之紫外线最佳。此种紫外线可以用水银氙气灯或低压水银灯等有效地得到。在用此种紫外线照射定向膜时，通过偏振光滤光镜16后之光量必须在1J/cm2以上。此种光17之照射步骤可以在定向膜涂布后之任意时间实施。又，亦可在定向膜14a之聚合体链形成前照射偏振光而形成具有方向性之分子结构，也可在聚合体链形成后照射，以选择性地切断某一方向之键结，使其在定向上具有方向性。如此，若在定向膜涂布后及聚合体键形成前照射偏振光18，则只有吸收偏振光18之光能的电子足够地被激发，以产生键结，在与偏振光18之偏振方向平行之方向L上形成具有方向性之分子构造。因此液晶分子被选择地排列在与偏振方向平行之方向。又，若在聚合体链形成之后照射偏振光18，则在随机方向上存在之键结中，只有吸收偏振光18之光能的键结被切断，因此形成在与偏振光18垂直之方向T上具有方向性的分子结构，液晶分子排列在与偏振方向垂直之方向。
液晶分子虽如此排列，但若从斜方向照射平行之偏振光18，则可使液晶分子得到任意之预倾角。可以使用公知的具有准直光学系统的光源以得到平行之光线。在从斜方向照射偏振光18的方法中，有如图3所示的将光源19本身相对于基片部分15a倾斜而配置，并透过偏振光滤光镜16将偏振光18照射到基片部分15a的方法；如图4所示的将支持基片部分15a之平台20倾斜的方法；及如图5所示的用镜子21使光轴相对于基片部分15a倾斜之后，通过作为偏振光元件之偏振光滤光镜16将偏振光18照射到基片部分15a之方法等。
在图3至5所示的这些制造装置中，有的装设使支持基片部分15a的平台20或光源19倾斜之机构，以相对于定向膜14a之面从斜方向照射平行光，亦有的具有可使光轴得到任意倾角的光学系统。如此设置光源19及在面内具有一个或数个偏振光方向之偏振光滤光镜16。通过此偏振光滤光镜16对上下两基片15a及15b照射偏振光18，以进行对液晶分子的定向处理，对于覆盖基片部分15b的电极13b而形成之定向膜14b，亦进行上述定向处理，可得到相同的效果。其后，将基片部分15a及15b以使其液晶层具有扭转90°之定向之位置重叠对贴，并向两基片之间的空隙注入液晶材料，从而完成该液晶显示器。所得到的液晶显示器具有良好的定向状态。
又，上述实施例中，虽然以主动矩阵型的TN模式的透过型液晶显示器为例说明，但本发明并不限于此。在构成反射型液晶显示器时，基片11a及电极13a不必是透明的。此外，亦可用MIM(metal-insulator-metal、金属-绝缘体-金属)元件取代TFT。又，亦可适用STN(supertwisted nematic，超扭转向列型)等。本发明以光照射所进行的定向处理亦可视需要而仅对与液晶层接触之两片定向膜中之一方实施。又，在本实施例中，虽然使用聚酰亚胺膜作为定向膜14a，但可使用以聚乙烯醇、聚酰胺、聚苯乙烯等为主要成分的其他有机聚合体材料所构成的定向膜。
实施例2图6A为本发明的实施例2之光照射步骤之示意剖面图。在图6A中，在基片31上形成电极33，涂布定向膜材料覆盖电极33并将之烧成定向膜34，而构成基片部分35。在基片部分35的定向膜34的上方设置具有狭缝36a(开口部)之狭缝板36，通过狭缝36a对定向膜34照射光线。此照射光较佳为平行光。又，狭缝板36可使用例如一般的光罩等。图6B为狭缝板36之平面图。此狭缝板36具有宽(x)5微米和间隔(y)10微米之狭缝36a，用以覆盖在整个显示部分。
光透过狭缝36a被照射在定向膜34上，被照射部分的分子键结被切断，故定向膜聚合体被赋与平行于狭缝36a之延伸方向(图6B中之箭头E)的方向性。狭缝36a之宽度及间隔越小，定向膜之对液晶的定向限制力越强。若使所述间隔和宽度变小，则产生光干涉现象，但是，由于以强光线照射的部分之分子键被切断，而以弱光线照射的部分的分子键则没有被切断，因此光学干涉现象无违本发明之目的。
因此，设置光源及在面内具有至少一个方向的至少一条狭缝36a，并通过具有此狭缝36a之光罩照射光线的构造之制造装置可以制得定向良好之基片部分35。
又，在实施例2中，系透过一定宽度及一定间距之狭缝36a照射光线，但如图7所示，若将具有一条狭缝(例如宽5微米)37a的狭缝37一次移动一定之间隔(例如10微米)而进行光照射，亦可得到相同的结果。此时，因光照射而分子被切断的部分成为条纹状，从而可使定向膜34得到方向性。此等方法所需要的光量为1J/cm2或以上。
又，亦可连续地移动狭缝37a并同时进行光照射，而对定向膜34赋与方向性。此时，键结并没有被光能所切断。定向膜34的方向性是利用被激发之电子回到基态时与邻接的未被光照射的区域之原子之间产生新的键结的原理而获得的。藉此，定向膜34得到与狭缝37a之延长方向垂直之方向(与图7中之移动方向S平行之方向)上之方向性。不管用那一种方法，均可得到与实施例1同样的良好之定向状态的液晶显示器。
又，在实施例2中，狭缝36a的宽度为5微米，间距为10微米，但以数微米或以下之间距设置条状之狭缝并通过该狭缝照射光线亦可，将间隔更大的狭缝以一定的间隔移动同时照射光线亦可。
又，在实施例2中，虽然使用狭缝板36、37，但亦可用绕射光栅取代狭缝板36或37。
实施例3在本实施例中，亦与实施例1、2同样地在基片上形成定向膜。但对定向膜扫描并照射条纹状的激光，以取代通过狭缝照射光线，即可进行与实施例2相同的定向处理。只有激光照射到的部分的定向膜聚合体分子键被切断，而使定向膜得到方向性。即，藉着具有激光源及可在任意方向扫描激光之功能之制造装置，可以得到与实施例1同样的良好的定向状态的液晶显示器。
实施例4图8为本发明的实施例4的液晶显示器中各象素之偏振光方向分割图。在图8中，在基片上涂布定向膜材料，并在聚合体键形成前之状态下，将各象素38分割成a～d四个区域并照射偏振光。对a区域照射通过偏振光滤光镜的具有方向A之偏振光。其后依序对b区域照射偏振方向为B之偏振光，对c区域照射偏振方向为C之偏振光，对d区域照射偏振方向为D之偏振光。
如图9所示，上述光线照射系使发自光源41之光线42透过在其下面之倾斜面上各有偏振光滤光镜43之镜片44，并使光轴倾斜一定之角度θ，而对基片部分45之定向膜照射。电子在吸收偏振光之光能之后被激发而生成分子键，从而形成在与偏振方向平行之方向上有方向性之聚合体分子键。液晶分子沿着该方向排列，在光轴方向上具有倾角。各区域的光量为1J/cm2或以上。
藉此，a区域之视角方向成为A′，b区域之视角方向成为B′，c区域之视角方向成为C′，d区域之视角方向成为D′。整个显示器的视角特性成为四个方向上的视角特性的混合。因此，没有反转现象及对比之降低，从而可得到良好的视角特性。亦可通过设定别的定向膜的定向方向和/或两个定向膜之间的液晶层的液晶分子的扭转方向，而将视角方向设定在其他方向。
这样的液晶显示器可以用具有例如下述之部分的装置制造水银氙气灯或低压水银灯等光源41、偏振光滤光镜、支持基片的平台、使光源或平台倾斜的机构或使光轴倾斜的光学系统。
将定向膜分割成多个微小区域，使定向膜聚合体之分子向在各个小区域内向一个方向对齐，而在不同区域内则方向性不同。这种定向膜可通过以下的任一方向获得即，藉着对定向膜之每个微小切割区域照射偏振方向各异之偏振光、或是通过配置方向各异之一个或多个狭缝对定向膜之每个微小切割区域照射光线、或是对定向膜之每个微小切割区域扫描不同方向的激光。
因此，可以使用非接触式配向，将同一液晶元件或各个象素分割成多个微小区域进行定向处理，从而提供具有优良视角特性的液晶显示器。
又，在本实施例中，系将象素分割成不同视角方向的小区域，但亦可以使一个象素具有不同于其他象素的视角方向。一个小区域可相对于一个象素，或一个较大的区域可包括多个象素。又，本发明适用于传统的液晶显示器所使用的任何基片构造。
又，利用光线使液晶定向之技术可见于日本专利公报特开平4-350822号、特开平5-134247号及特开平5-34699号。除此之外，利用激光使液晶定向之技术可见于特开平5-535513号公报。但本发明之内容与主旨与之完全不同。即，在揭示非接触液晶定向方法的特开平4-350822号中，系在液晶材料被夹在上下基片间之状态下进行光照射。对液晶材料照射光线之时，随着液昌材料的劣化，会产生电压保持能力低下的问题。相对于此，本发明是在夹持液晶材料于基片之间之前照射光线，故液晶材料不会劣化。又，在特开平4-350822号中所公开的技术是通过对液晶分子进行照射而将液晶分子固定到定向膜上以进行液晶分子的均一定向的，且定向层是在施加电场或磁场的状态下照射光线的。另一方面，本发明只要以偏振光照射即可得到充分的效果。因此，特开平4-350822号所公开的发明，其构成和目的都是与本发明完全不同的。
如上所述，根据本发明，可以解决制造步骤复杂化及定向膜之污染或缺损的问题。此外，通过在多个任意方向上使液晶分子定向而改善视角特性。因此，可以用低成本及高效率提供高品质的液晶显示器。
对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明的范围和精神的前提下，各种修改都是显而易见及可容易达成的。因此，所附权利要求书的范围并不只限于如说明书所述，而应作更宽广的解释。
权利要求
1.一种液晶显示器，具有一对基片、在该一对基片上形成的一对电极、在该一对电极上形成的一对定向膜、及夹持在该一对定向膜之间之液晶层，其特征在于该一对定向膜之至少一方之定向膜系经过光照射在其分子链上引起新的键结的生成反应或键结分解反应，而具有对该液晶层之液晶分子赋与预倾角及方向性之性质。
2.根据权利要求1之液晶显示器，其特征在于，该至少一方之定向膜系用偏振光、通过一条或数条狭缝的光、及向一个方向扫描之激光中之至少一种光线处理，以使之得以对液晶分子赋与预倾角及方向性。
3.一种液晶显示器的制造方法，该液晶显示器具有一对基片、在该一对基片上形成的一对电极、在该一对电极上形成的一对定向膜、及夹持在该一对定向膜之间的液晶层，该方法的特征是它包括下列步骤对该一对定向膜之至少一方照射光线，以在该定向膜之分子键上引起新的键结的生成反应或键结分解反应，以使至少一方的定向膜具有对液晶层的液晶分子赋与预倾角及方向性之性质。
4.根据权利要求3的液晶显示器的制造方法，其特征在于，该对至少一方之定向膜照射之光线为偏振光、通过一条或数条狭缝的光、及向一个方向扫描的激光中之至少一种。
5.根据权利要求3的液晶显示的制造方法，其特征在于，该对至少一方之定向膜照射之光线为平行光，且从相对于该至少一方之定向膜的法线方向倾斜之方向照射。
6.根据权利要求3的液晶显示器的制造方法，其特征在于，对至少一方之定向膜照射之光线为紫外线、可见光及红外线中之至少一种。
7.一种液晶显示器，具有一对基片、在该一对基片上形成之一对电极、在该一对电极上形成之一对定向膜、及夹持在该一对定向膜之间的液晶层，其特征在于该一对定向膜之至少一方的定向膜的多个区域，系经过光照射在其分子链上引起新的键结的生成反应或键结分解反应，而具有对该液晶层之液晶分子赋与预倾角或方向性之性质，藉该定向膜，使该液晶层具有多个区域，该液晶层的各区域的液晶分子以不同的方向定向。
8.根据权利要求7的液晶显示器，其特征在于，该至少一方之定向膜系用在该定向膜的该多个区域上偏振方向各异之偏振光、通过在该定向膜之该多个区域上以各个不同的方向配置的一条或数条狭缝之光、及在该定向膜之多个区域上以各个不同的方向扫描之激光之至少一种光线处理，以使上述液晶分子被赋与倾角及方向性。
9.一种液晶显示器的制造方法，所说液晶显示器包括一对基片、在该一对基片上形成之一对电极、在该一对电极上形成之一对定向膜、及夹持在该一对定向膜之间的液晶层，该方法的特征是它包括下列步骤对该一对定向膜之至少一方之定向膜的多个区域照射光线，以使该液晶层具有液晶分子之方向性各异的多个区域。
10.根据权利要求9的液晶显示器的制造方法，其特征在于，对该至少一方之定向膜照射之光线为在该定向膜之该多个区域上偏振方向各异的偏振光、通过在该定向膜的该多个区域上以各个不同的方向配置的至少一条狭缝之光、及在该定向膜之该多个区域上以不同的方向描扫之激光之至少一种光线。
11.根据权利要求9的液晶显示的制造方法，其特征在于，该对至少一方的定向膜照射的光线为平行光，且从相对于该至少一方之定向膜之法线方向倾斜之方向照射。
12.根据权利要求9的液晶显示器的制造方法，其特征在于，该对至少一方之定向膜照射之光线为紫外线、可见光及红外线中之至少一种。
13.一种液晶显示器的制造装置，其特征在于具有一光源；一方向性赋与装置，其系利用光源及从该光源发出之光线之能量，在定向膜之分子链上引起新的键结的生成反应或键结分解反应，而对液晶分子赋与预倾角及方向性。
14.根据权利要求13的液晶显示器的制造装置，其特征在于，该方向性赋与装置系具有多个偏振方向的偏振光滤光镜、或是将通过在一方向上或多个方向上具有狭缝的光罩之光线照射在上述定向膜的装置。
15.根据权利要求13的液晶显示器的制造装置，其特征在于，该光源为激光源，且该方向性赋与装置为将发自该激光源之激光以任意方向描扫到上述定向膜上的扫描装置。
16.根据权利要求13的液晶显示器的制造装置，其特征在于还包括用以支持具有该定向膜之基片部分之支持部件；使发自该光源之光线成为平行光之装置；和可使该支持部件与该基片部分同时相对于该平行光之照射方向倾斜的装置，及相对于该定向膜的法线使该光源倾斜的装置中的至少一种。
17.根据权利要求13的液晶显示器的制造装置，其特征在于，该光源放射出紫外线、可见光及红外线中之至少一种。
全文摘要
本发明提供一种不增加制造步骤或使之复杂化，且定向膜不会污染或缺损，并具有宽视角特性之液晶显示器的制造方法。本发明可透过偏振光滤光镜16对定向膜14照射偏振光18，而使液晶分子朝任意的偏振方向定向。藉此，由于不必增加制造步骤且不必接触定向膜14即可进行定向处理，因此可以进行不会使定向膜14污染或缺损的定向处理，且可得到具有宽视角特性的液晶显示器。再者，若从斜方向照射偏光18，则可使液晶分子得到任意的预倾角。
文档编号G02F1/13GK1118076SQ9510642
公开日1996年3月6日 申请日期1995年5月26日 优先权日1994年5月27日
发明者岩越洋子, 水繁光 申请人:夏普公司