发明名称 液晶显示装置及其制造方法
摘要 本发明之首一目的,系在提供一种液晶显示装置,其液晶材料与高分子材料系作明确之相分离,液晶区域之配置及大小可获控制,且以高对比度使视角性质显着地改善,同时,其对于外压之显示性质变化,也可获得抑制。本发明之第二目的,系在提供一种可抑制制造时之位置配合精度,且可使制造过程简略化之液晶显示装置的制造方法。就构成上而言,于本发明中,对向配设之一对基板1、2的图素部以外之部份上,以图素部以外部份之表面自由能的值较图素部之表面自由能的值为小之方式,形成有薄膜5、6。藉由此等薄膜,光聚合性材料,较之集中于图素部,更易集中于图素部以外之部份,可在图素部以外之部份进行光聚合反应。
申请公布号 TW291543 申请公布日期 1996.11.21
申请号 TW083108632 申请日期 1994.09.17
申请人 夏普股份有限公司 发明人 见诚;山田信明;四宫时彦;冈本正之;近藤正彦;神崎修一;堀江
分类号 G02F1/13 主分类号 G02F1/13
代理机构 代理人 陈长文 台北巿敦化北路二○一号七楼
主权项 1. 一种液晶显示装置,备有:包含至少一个表面自由能相互不同之多数个区域以规则性图形形成的基板之一对基板;夹于该一对基板间,形成于第一表面自由能已决定之一部份的多数个区域上,由聚合性材料硬化而成的高分子材料所构成之高分子壁;以及夹于该一对基板间,形成于第二表面自由能已决定之另一部份的多数个区域上,由实质上由该高分子壁所包围的液晶材料所构成之多数个液晶区域;上述一部份的多数个区域、另一部份的多数个区域、高分子壁及液晶区域,系选自:上述第一表面自由能@ssp,第二表面自由能@ssE、液晶材料之表面自由能@ssL@ssC及高分子材料之表面自由能@ssM,可满足关系式:(@ssE-@ssP)(@ssL@ssC-@ssM)>0 ---(1)之组合者。2. 根据申请专利范围第1项之液晶显示装置,其中该第一表面自由能,系较上述第二表面自由能为低。3. 根据申请专利范围第1项之液晶显示装置,其中该图素部之上述一对基板的间隔d@ss1,以及至少该图素部以外之一部份的该一对基板的间隔d@ss2,系d@ss1>d@ss2之关系者。4. 根据申请专利范围第3项之液晶显示装置,其中该间隔d@ss1.d@ss2,系选自满足下式:0.1d@ss1<d@ss2<0.9d@ss1 ---(2)之关系者。5. 根据申请专利范围第3项之液晶显示装置,其中该液晶显示装置系主动矩阵显示装置,上述一对基板中,具有主动装置之基板,具有在上述图素部以外之部份的遮光区域,该一对基板中之另一基板,至少在该图素部以外之一部份,具有可使紫外线部份透过之区域者。6. 一种液晶显示装置,备有:对向配设之一对基板;设于该一对基板间,具有高分子壁以及由高分子壁所包围的多数个液晶区域之显示媒体;在该一对基板之至少一侧基板的显示媒体侧表面之图素部以外的至少一部份上形成,使该图素部以外之表面自由能的値,较该图素部之表面自由能的値为小之薄膜。7. 根据申请专利范围第6项之液晶显示装置,其中该图素之70%以上,系在一个图素内,至少保有一个大小为上述图素面积之30%以上的上述液晶区域。8. 根据申请专利范围第6项之液晶显示装置,其中该图素部以外之表面自由能,系在75mN/m以下。9. 根据申请专利范围第6项之液晶显示装置,其中该图素部以外之表面自由能与上述图素部之表面自由能的差,系在15mN/m以上。10. 一种液晶显示装置之制造方法,系用以制造包括至少一片具有透光性之两片基板,且该二片基板间夹持有具备由液晶材料及高分子材料所构成之空间构造体的复合体之液晶显示装置;其特征系在:在该液晶显示装置制作时,作为控制该空间构造体之方法,系使用可将构成该装置之系的自由能,作空间性控制之方法者。11. 根据申请专利范围第10项之液晶显示装置之制造方法,其中该作为将上述自由能作空间性控制之方法,系采用将至少一侧之上述基板的复合体侧界面,与该复合体构成成份之至少一成分间的界面自由能,予以控制之方法者。12. 根据申请专利范围第11项之液晶显示装置之制造方法,其中该作为上述界面自由能之控制方法,系采用感光性树脂。13. 根据申请专利范围第11项之液晶显示装置之制造方法,其中该作为上述界面自由能之控制方法,系将上述基板之表面改质者。14. 根据申请专利范围第10项之液晶显示装置之制造方法,其中该作为上述自由能之空间性控制方法,系控制上述两片基板间之空隙的距离,在制作装置时,以经控制之秩序构造的上述复合体构成材料之相分离界面的表面积,较无秩序构造状况下之该表面积为小的方式,构成基板,并控制该相分离界面之界面自由能。15. 一种液晶显示装置之制造方法,系对至少一侧基板具有表面自由能互异之多数个区域,且低表面自由能之区域的表面自由能在75mN/m以下的两片基板间所注入之至少包含液晶材料、光聚合性材料的混合物,照射紫外线,引起伴随聚合反应之相分离现象,而将高分子材料及液晶材料规则地分布。16. 根据申请专利范围第15项之液晶显示装置之制造方法,其系一面施加电压及磁场中之至少一者,一面将液晶材料与高分子材料相分离。17. 根据申请专利范围第15项之液晶显示装置之制造方法,其中该光聚合性材料含有液晶性聚合单体。18.根据申请专利范围第15项之液晶显示装置之制造方法,其中该光聚合性材料之表面自由能系在40mN/m以下。19. 根据申请专利范围第15项之液晶显示装置之制造方法,其系将上述液晶材料与光聚合性材料之混合物充填于上述两片基板间所成之液晶单元,由该混合物之均等化温度(T@ssi@sss@sso)以上徐冷至T@ssi@sss@sso以下,在该液晶材料析出后,再将该光聚合性材料硬化。20. 一种液晶显示装置之制造方法,系对至少一侧基板具有表面自由能互异之多数个区域,且该多数个区域之表面自由能差在15mN/m以上的两片基板间所注入之至少包含液晶材料、光聚合性材料的混合物,照射紫外线,引起伴随聚合反应之相分离现象,而将高分子材料及液晶材料规则地分布。21. 根据申请专利范围第20项之液晶显示装置之制造方法,其系一面施加电压及磁场中之至少一者,一面将液晶材料与高分子材料相分离。22. 根据申请专利范围第20项之液晶显示装置之制造方法,其中该光聚合性材料含有液晶性聚合单体。23.根据申请专利范围第20项之液晶显示装置之制造方法,其中该光聚合性材料之表面自由能系在40mN/m以下。24. 根据申请专利范围第20项之液晶显示装置之制造方法,其系将上述液晶材料与光聚合性材料之混合物充填于上述两片基板间所成之液晶单元,由该混合物之均等化温度(T@ssi@sss@sso)以上徐冷至T@ssi@sss@sso以下,在该液晶材料析出后,再将该光聚合性材料硬化。25. 一种液晶显示装置之制造方法,系用以制造在对向配设之一对基板间,设有具备包围于高分子壁之多数个液晶区域的显示媒体之液晶显示装置;其特征系在:此一制造方法包括:一在至少一侧基板之图素部以外的至少一部份上形成薄膜之过程;一将该一对基板,以该薄膜配设于内侧且设有间隙之方式对向并予贴合之过程;一在该间隙内,注入至少包含液晶材料、光聚合性材料及光聚合起始剂的混合物之过程;以及一将紫外线照射于该混合材料,而形成由高分子壁所包围之多数个液晶区域所构成的显示媒体之过程。26. 根据申请专利范围第25项之液晶显示装置之制造方法,其中当将紫外线照射于上述混合材料时,系将光罩罩覆于该混合材料之对应于上述图素部的部份,令由该光罩所罩覆之部份的紫外线强度,为照射之紫外线强度的80%以下。27. 根据申请专利范围第25项之液晶显示装置之制造方法,其系一面施加电压及磁场中之至少一者,一面将液晶材料与高分子材料相分离。28. 根据申请专利范围第25项之液晶显示装置之制造方法,其中该光聚合性材料含有液晶性聚合单体。29.根据申请专利范围第25项之液晶显示装置之制造方法,其中该光聚合性材料之表面自由能系在40mN/m以下。30. 一种液晶显示装置之制造方法,系对至少一侧基板具有表面自由能互异之多数个区域,且低表面自由能之区域的表面自由能在75mN/m以下的两片基板间所注入之至少包括液晶材料、热聚合性材料的混合物,予以加热,引起伴随聚合反应之相分离现象,而将高分子材料及液晶材料规则地分布。31. 根据申请专利范围第30项之液晶显示装置之制造方法,其系一面施加电压及磁场中之至少一者,一面将液晶材料与高分子材料相分离。32. 根据申请专利范围第30项之液晶显示装置之制造方法,其中该热聚合性材料含有液晶性聚合单体。33.根据申请专利范围第30项之液晶显示装置之制造方法,其中该热聚合性材料之表面自由能系在40mN/m以下。34. 根据申请专利范围第30项之液晶显示装置之制造方法,其系将上述液晶材料与热聚合性材料之混合物充填于上述两片基板间所成之液晶单元,由该混合物之均等化温度(T@ssi@sss@sso)以上徐冷至T@ssi@sss@sso以下,在该液晶材料析出后,再将该热聚合性材料硬化。35. 一种液晶显示装置之制造方法,系对至少一侧基板具有表面自由能互异之多数个区域,且该多数个区域之表面自由能差在15mN/m以上的两片基板间所注入之至少包含液晶材料、热聚合性材料的混合物,予以加热,引起伴随聚合反应之相分离现象,而将高分子材料及液晶材料规则地分布。36. 根据申请专利范围第35项之液晶显示装置之制造方法,其系一面施加电压及磁场中之至少一者,一面将液晶材料与高分子材料相分离。37. 根据申请专利范围第35项之液晶显示装置之制造方法,其中该热聚合性材料含有液晶性聚合单体。38.根据申请专利范围第35项之液晶显示装置之制造方法,其中该热聚合性材料之表面自由能系在40mN/m以下。39. 根据申请专利范围第35项之液晶显示装置之制造方法,其系将上述液晶材料与热聚合性材料之混合物充填于上述两片基板间所成之液晶单元,由该混合物之均等化温度(T@ssi@sss@sso)以上徐冷至T@ssi@sss@sso以下,在该液晶材料析出后,再将该热聚合性材料硬化。40. 一种液晶显示装置之制造方法,系用以制造在形成有电极之至少一侧基板系呈透明状的一对基板间,夹持有液晶材料及高分子材料之液晶显示装置;其特征系在:与由该液晶材料及高分子材料所构成之复合膜相接的基板之界面,系经选择性改质者。41. 根据申请专利范围第40项之液晶显示装置之制造方法,其中与由上述液晶材料及高分材料所构成之复合膜相接的基板之界面处,形成有定向膜。42. 根据申请专利范围第41项之液晶显示装置之制造方法,其中该定向膜系经摩擦处理,藉由上述电极之高低差所造成的摩擦强度差,而选择性地将定向膜表面改质。43. 根据申请专利范围第41项之液晶显示装置之制造方法,其中该定向膜之特定区域上,形成有被覆膜。44.根据申请专利范围第40项之液晶显示装置,其中该方法,还包括:一在上述形成有电极之基板上形成定向膜之过程,一在该定向膜之特定区域上形成被覆膜之过程,以及一将该定向膜及被覆膜予以摩擦处理之过程。图示简单说明:图1系本发明实施例1及1a之液晶显示装置的断面图。图2系实施例1液晶显示单元中之电极3及4的平面图。图3系实施例1a液晶显示装置之制造过程的平面图。图4系实施例1a、1b及比较例1.2之液晶显示装置的高分子壁形成状态,以SEM观察时所得之像的模式图。图5系实施例1c及比较例3之液晶显示装置的TFT基板10及对向基板11的平面图。图6系实施例1c及比较例3之液晶显示装置的制造过程的断面图。图7系习用例之视角性质的说明图。图8系本发明之视角性质的改善原理的说明图。图9系液晶-高分子复合装置之液晶区域内,高分子材料附着于基板上之区域的说明用断面图。图10系本发明之单元的断面图及平面图。图11系于表面自由能不同之区域,进行液晶材料与聚合性材料的分离之原理一例的说明图。图12系于表面自由能不同之区域,进行液晶材料与聚合性材料的分离之原理另一例的说明图。图13系本发明,不利用基板上的定向规制力之模式的概略图。图14系将图素中之液晶区域分割使用时之图素的平面图。图15系使用二官能液晶性聚合性材料时之偏光显微镜观察例的平面图。图16系实施例所作成之基板的图形的说明图。图17系实施例所作成之液晶显示装置之偏光显微镜观察例的平面图。图18系实施例所作成之液晶显示装置的视角性质的曲线图。图19系TN单元之视角性质的曲线图。图20系比较例所作成的基板之图形的示意图。图21系比较例所作成的液晶显示装置之偏光显微镜观察例的平面图。图22系实施例所使用之滤色器的平面图。图23系实施例中使用之TFT基板的平面图及断面图。图24系实施例图素之观察例的平面图。图25系实施例所作成之液晶显示装置的偏光与显微镜观察例的平面图。图26系本发明实施例所得之液晶显示装置的偏光显微镜观察下的平面图。图27系本发明中之比较例所获得的液晶显示装置之偏光显微镜观察下的平面图。图28系本发明之实施例所获得的液晶显示装置之偏光显微镜观察下的平面图。图29系本发明之实施例所获得的液晶显示装置之偏光显微镜观察下的平面图。图30系本发明实施例之液晶显示装置的断面图。图31系本发明实施例液晶显示装置的制造过程之断面图。图32系本实施例之液晶显示装置的平面图。
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