CN100447638C

CN100447638C - 液晶显示装置及其生产方法

Info

Publication number: CN100447638C
Application number: CNB2006101018188A
Authority: CN
Inventors: 中村公昭; 千田秀雄; 片冈真吾; 吉田秀史; 小池善郎
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Merck Patent GmbH
Priority date: 2002-05-31
Filing date: 2003-05-30
Publication date: 2008-12-31
Anticipated expiration: 2023-05-30
Also published as: JP2004004329A; JP4037690B2; CN1900796A

Abstract

一种液晶显示装置，其中液晶层由一块液晶基板支撑，其中在液晶基板上还形成了用于控制该液晶层中液晶分子在预定的方向上取向的取向控制层，而所述的取向控制层是通过将一种掺合添加剂加入液晶而形成的。

Description

液晶显示装置及其生产方法

本申请是分案申请，其原申请的申请号为03123883.1，申请日为2003年5月30日，发明名称为“液晶显示装置及其生产方法”。

技术领域

本发明涉及一种液晶显示装置，更具体地说，涉及一种提高基板上的液晶分子的取向度以确保高显示质量的液晶显示装置及其生产方法。本发明还涉及一种能在高速下运行的液晶显示装置，例如用于专用于运动图像显示的场序驱动，以及生产所述装置的一种方法。

背景技术

液晶显示装置正广泛地应用于个人电脑、液晶电视、汽车导航、数码相机、摄像机以及便携式电话中。在笔记本电脑和液晶电视中，人们非常期望它能放宽视角，即改善视角特性和提高图像的精细度，以符合不断增大屏幕尺寸的需要。一般来说，液晶显示装置具有一种结构，在所述的结构中，将液晶密封于一对绝缘基板例如玻璃基板之间，如此则其中的液晶分子按预定方向取向，而在相应基板的朝向液晶的一面上则形成一层取向膜。作为一种取向膜材料，常用的是聚酰亚胺或聚酰胺酸(例如，参见特开昭JP64-4720)。通过使绝缘基板上形成的取向膜经历一个用于设置预倾角(pretilt angle)的取向处理过程，液晶分子可发生高度取向，所述的预倾角即为所述的液晶分子与绝缘基板之间的一个接触角。此外，为了改善视角特性与屏幕精细度，已经提出了许多液晶显示装置，例如，已提出一种分化取向面板(split orientation panel)结构，其中包括多种具有不同取向方向的液晶分子。

常规的液晶显示装置的生产步骤正如图1的流程图中的图解说明所示，通常有形成取向膜、取向处理、装配基板以及密封液晶等步骤。这些生产步骤将进一步得到描述。首先，将用于取向膜的材料涂在清洗后的绝缘元件或CF(彩色滤光)基板上，并焙烤所述材料以形成取向膜。然后，为了设置预倾角可对取向膜进行摩擦处理，所述的摩擦处理即通过使用一种抛光布来摩擦取向膜表面。通过清洗与干燥取向膜，除去由摩擦处理产生的粉末、尘土以及静电引力，并由此完成所述的取向处理。在取向处理完成之后，将一种密封材料(通常为一种粘合剂)印在单元基板上，然后涂覆或散布(下文中也称作“喷洒”)一种隔离材料，以得到相对于滤光基板的一个间隙。接着，将单元基板和滤光基板粘合在一起以装配成一张液晶基板，然后将液晶通过绝缘基板的一个进样口注入，并将进样口密封，所述的绝缘基板由上述方法形成。将一个或两个偏振片安装在所述的滤光基板上即可做成一个液晶面板，所述的液晶面板具有一层密封于一对基板之间的液晶，所述的一对基板上涂有取向膜。在完成一系列的步骤之后，将预定的电路装配在液晶面板的周围，并由此做成诸如笔记本个人电脑等产品。

在上述的一系列生产步骤中，在用于设置预倾角的取向处理中采用了以抛光布摩擦取向膜表面的摩擦处理方法，所述的预倾角即为液晶分子与绝缘基板之间的一个接触角。因此，物理接触与摩擦将会产生尘土和粉末，导致取向膜的损伤，并由于静电引力的产生而污染液晶层的表面，引起绝缘基板上形成的薄膜晶体管(TFT)的静电击穿，从而致使产品成品率下降。为了解决这些问题，必须实施后处理步骤例如清洗与干燥，然而这些步骤的实施不可避免地会导致加工步骤的增多。此外，随着屏幕尺寸的增大，由于在一张绝缘基板上仅形成一张或两张液晶面板，所以产品成品率取决于缺陷是否存在，仅表现为两个值即0％和100％或者仅表现为三个值即0％、50％和100％。另外，因为需要的是高图像精细度，所以，一张液晶面板上形成的显示元素的数目为，例如640×480点阵。在三色显示的情况下，所述的点阵数可能会达到总计920,000个元素，因而，由于缺陷的发生而导致的成品率的下降将会成为一个严重的问题。

为解决这个问题，已经提出了一种用于设置取向膜中的预倾角的光学取向方法，所述的方法采用了光而不是依靠通过与取向膜表面的物理接触来设置预倾角的摩擦处理(例如，见特开平JP9-5747)。如上所述，预倾角代表的是，绝缘基板与液晶分子之间的接触角。因此，通常称设预倾角的方向为倾斜方向。

以下将参考图2A至2C来描述光学取向方法的一个例子。

参考图2A，将取向膜材料例如聚亚酰胺或聚酰胺酸涂在一张绝缘基板51例如玻璃基板上，并加以焙烤从而使之形成一层取向膜52。然后，采用偏振方向为垂直的紫外线54a垂直照射所述的绝缘基板51，以实施用于调整取向膜材料的物理性质的预曝光。接着，如图2B所示，以一个预定的角度α°，采用偏振方向已改变90度的紫外线54b照射绝缘基板51，由此设置了取向膜52中以紫外线照射方向倾斜的预倾角α，并且如图2C所示，液晶分子56在相同的方向及与预倾角相同的角度上取向。根据以上基于光学取向的取向处理方法，已不再需要实施摩擦、清洗和干燥等步骤，从而解决了上述问题。

但这个光学取向方法仍然存在一个问题。例如，如果试图采用上述的光学取向方法来实现可能改善液晶面板视角特性与屏幕图像精细度的分化取向面板结构，则由液晶分子的取向方向决定，必须在取向膜区域采用不同照射方向的偏振紫外线的照射来设置大量的预倾角。为了在同一张取向膜上设置大量的倾斜角，则需要准备多种用于透射和切断偏振紫外线的光学掩模，而且需要使用光学掩模多次照射具有不同照射角度的偏振紫外线，这使得取向处理需要极长的时间。

进一步地，当在基板上形成取向膜时，不仅必须增加生产步骤，同时也必须安装专用的生产设备例如用于印刷取向膜材料的印刷机和用于取向膜的焙烤装置，从而不可避免地导致生产面的扩大和生产成本的大幅度上升。

进一步地，为了减少生产步骤和提高成品率，特开平JP11-95221中提出了一种生产液晶显示元件的方法，其将含有由光固化高分子量树脂组成的取向辅助物的液晶组合物密封于玻璃基板之间的液晶单元中，静置液晶组合物，再采用玻璃基板的表面能将所述的取向辅助物吸附于基板的表面，从而形成一层取向膜。

对于常规的液晶显示装置，有人提出一种使用有效矩阵的液晶显示(LCD)，像这样的LCD，使用得比较广泛的是一种TN(扭转向列)模式的液晶显示装置，在所述的装置中，在不透光的状态下，正介电各向异性的液晶材料相对于一块基板的表面为水平取向，而相对于对立的另一块基板则扭转90度。

TN模式的液晶显示装置具有视角特性差的问题，为了努力提高其视角特性，已经对此进行了广泛的研究。作为另一个选择性的系统，已经开发了一种MVA(多区域垂直排列)系统，根据这一系统，具有负介电各向异性的液晶材料为垂直取向，而当施加电压后，可将液晶分子的倾斜方向控制于多个方向，从而大大地改善了视角特性，所述的系统采用基板表面形成的突出物和狭缝控制液晶分子的倾斜方向而不用对取向膜进行摩擦处理。

然而，为了使液晶材料垂直取向，不仅在TN模式的液晶显示装置中，而且在MVA系统中也同样必须采用聚亚酰胺等材料形成一层取向膜。取向膜的形成需要印刷、焙烤以及清洗等等步骤，所述步骤是减少生产步骤和减低生产成本的主要阻碍因素。

另外，作为一种使用有效矩阵的液晶显示装置，采用向列型液晶的液晶显示装置已得到了广泛的应用。近年来，已经需要提供一种用于例如适应于运动画面显示的场序驱动型的液晶显示装置。这种液晶显示装置需要液晶分子的高速开关。因此，迫切需要提供一种具有更高的响应速度的液晶显示装置。

在使用向列型液晶的液晶显示装置中，缩小液晶单元的厚度和增大预倾角对于提高液晶的响应速度极为有效。通常，通过采用抛光布摩擦有机取向膜例如聚亚酰胺或聚酰胺酸形成的膜来实现液晶的预倾。但采用摩擦处理难以得到均匀且较大的预倾角。一般来说，其预倾角上限是约6至7度。此外，摩擦处理产生了粉末和尘土，同时也造成这样的一个问题，即元件会因静电而毁坏。因此，特别对活性基板来说，希望能采用其它方法而不是摩擦来进行取向处理。

进一步地，采用包含大量的一种烷基基团的有机取向膜和提高取向膜表面所述烷基基团的密度，可有效地得到较大的预倾角。然而，当通过上述方法企图得到较大的预倾角时，会产生一个问题，即阴影会由于平面上预倾角中的散射而变得突出，而条纹则会因摩擦而变得醒目。

作为摩擦处理之外的一种取向方法，已经提出一种在取向膜表面提供堰结构的方法和上文参考图2A至2C描述的光学取向方法。根据在取向膜表面提供堰结构的方法，在一块基板的取向膜上形成第一条纹堰，在另一块基板的取向膜上形成平行但又偏离于第一条纹面板的第二条纹堰。其利用第一条纹堰和第二条纹堰之间的液晶分子具有垂直取向于这些条纹堰的性质这一事实，控制了全部液晶分子的取向。

然而，提供堰结构的方法可应用于垂直取向型液晶显示装置，而无法应用于所述的TN型液晶显示装置。进一步地说，根据光学取向方法，其采用紫外线照射聚亚酰胺或聚酰胺酸的取向膜可使得取向膜表面各向异性，从而使液晶分子取向。然而，采用光学取向方法时，其限制取向的强制力较弱，而且难以实现较大的预倾角。例如，采用光学取向方法时，其能达到的预倾角为约1度。

此外，就液晶显示装置的取向控制技术而论，特开平JP5-173138讲授了分化取向的方法，而特开平JP9-146096则公开了一种液晶显示装置，其中的取向膜包含了条纹状的垂直取向区域和条纹状的平行取向区域，两者交替排列，所述的取向膜经过摩擦处理，所述的摩擦处理的摩擦方向垂直于垂直取向区域及平行取向区域。

发明内容

如上所述，常规的液晶显示装置仍然包含着亟待解决的问题。本发明致力于解决这些问题。

首先，本发明的目标在于，提供一种液晶显示装置及其生产方法，所述的装置通过控制液晶分子的取向例如垂直取向或平行取向来实现高品质的显示特性，同时不需要单独提供取向膜，从而成功地减少了生产步骤、减低了生产成本以及减少了生产原料。

其次，本发明的目标还在于，提供一种液晶显示装置，其特征为具有极好的响应速度，而不需要摩擦配有有效矩阵结构的基板。

除了这些目标之外，本发明的目标还在于，解决常规液晶显示装置中存在的诸多问题，在所述的常规液晶显示装置中，必须在组成液晶显示装置的成对基板的每一块基板上形成取向膜，同时取向膜表面必须经过摩擦处理或光学取向处理，因而其中涉及了许多有关生产步骤、生产成本以及管理步骤的问题。更确切的说：

因此，本发明的目标在于，提供一种液晶显示装置，所述的装置不需要在液晶侧基板上形成取向膜的步骤。

进一步地，本发明的目标在于，提供一种液晶显示装置，所述的装置具有简单的组成，并以减低的成本简单制得。

进一步地，本发明的目标在于，提供一种生产高性能但同时又能保证成品率的液晶显示装置的方法。

通过下文中对本发明详细的描述，将可容易地理解本发明的上述目标和其他目标。

本发明的第一个方面在于一种液晶显示装置，其中，液晶层由一个液晶基板支撑，其特征在于，在液晶基板的表面形成一层用于控制液晶层中液晶分子在预定的方向上取向的取向控制层，而所述的取向控制层是通过将一种掺合添加剂加入液晶而形成的。

在这方面，本发明还在于一种生产液晶显示装置的方法，其中，液晶层由液晶基板支撑，其特征在于通过在液晶基板之间注入添加过添加剂的液晶而由此在液晶基板的表面上形成液晶层，所述的添加剂具有控制液晶分子按预定的方向取向的性能，所述的液晶层具有由所述的添加剂组成的取向控制层。

本发明的第二个方面在于一种液晶显示装置，所述装置包含了一对相对而立的基板、一层在基板对上形成的取向控制层、一层排列在基板对之间的液晶层和一个用于给液晶层施加电场的电极，其中所述的取向控制层形成于这对基板中的至少一个基板上，而且包含了多个的第一细长的取向区域，所述的第一细长的取向区域用于使液晶分子按几乎垂直于基板表面的方向取向，还包含了多个的第二细长的取向区域，所述的第二细长的取向区域用于使液晶分子按几乎平行于基板表面的方向取向，所述的第一取向区域和第二取向区域交替排列，位于第一取向区域的部分液晶和位于第二取向区域的部分液晶连续取向。

根据这个组成，位于第一取向区域的部分液晶和位于第二取向区域的部分液晶连续取向，同时也彼此互相影响，这就实现了具有大预倾角和高响应速度的液晶显示装置。

本发明的第三个方面在于一种具有面板结构的液晶显示装置，所述的装置其中包含了一对彼此相对排列的基板和密封于这些基板之间的液晶，其中，将所述的树脂层插入所述的液晶和所述的与液晶接触的液晶面板组成元件之间的界面，所述的树脂层是通过使可固化的添加剂固化而形成，所述的可固化的添加剂包含一种单官能团的单体和一种多官能团的单体，而包含于可固化添加剂中的单体上的垂直取向表达的官能团从所述的树脂层的表面衍生出来。

在这个方面，本发明在于一种生产具有面板结构的液晶显示装置的方法，所述的装置包含了一对彼此相对排列的基板和密封于这些基板之间的液晶，其中所述的方法包括如下步骤：

将所述液晶与一种可固化的添加剂的混合物注入所述的基板之间，所述的可固化添加剂包含一种单官能团单体和一种多官能团单体；以及

施加能量以使所述的可固化添加剂固化，并由此选择性地在所述的液晶和与所述液晶接触的液晶面板组成元件之间的界面形成具有筛状结构的树脂层，并从所述的树脂层的表面，衍生出包含于所述的可固化添加剂中的单体的垂直取向表达的官能团。

在根据本发明的液晶显示装置及其生产方法中，可固化添加剂为可采用各种能源进行固化，优选光固化、热固化或电子束固化的单体、低聚物和其他添加剂。

附图说明

图1为一张流程图，用于说明常规液晶显示面板的生产步骤；

图2A至2C为一组截面图，其图解和依次说明了光学取向的常规方法；

图3为一张视图，其图解说明了本发明的液晶显示装置，所述的装置处于这样的状态，即加入到液晶中的添加剂由液晶基板的表面吸附；

图4A为一张截面图，其图解说明了一种常规的液晶显示装置；

图4B为一张截面图，其图解说明了根据本发明的一种液晶显示装置；

图5A至5C是一组截面图，其图解说明了使液晶垂直取向的步骤，其中通过紫外线的照射将添加剂加入所述的液晶；

图6为一张视图，其图解说明了一种状态，即根据本发明的第二实施方案，在玻璃基板的表面形成两种取向控制层；

图7为一张截面图，其图解说明了根据本发明的第一实施方案而形成的一种液晶显示装置；

图8为一张截面图，其图解说明了在图7的液晶显示装置中的第二块玻璃基板上的一层取向膜的运行情况；

图9为一张平面图，其说明了图7中的第二块玻璃基板上的像素电极上的取向膜；

图10为一张示意图，其说明了从图9的箭头A方向观察到的在液晶显示装置完成后的液晶的预倾角；

图11为一张截面图，其图解说明了根据本发明的第二实施方案而形成的液晶显示装置；

图12为一张示意图，其图解说明了根据图11的实施方案的第一和第二玻璃基板；

图13为一张示意图，其以放大的尺寸说明图12的B部分；

图14为一张平面图，其说明了第二玻璃基板的一个改变的例子；

图15A为一张示意图，其说明了灰化(ashing)之前的结构；

图15B为一张示意图，其说明了灰化之后的结构；

图16为一张截面图，其图解说明了根据本发明的第三实施方案的液晶显示装置中的第二玻璃基板；

图17为一张截面图，其图解说明了根据本发明的第四实施方案而形成的液晶显示装置；

图18为一张截面图，其图解说明了图17中的液晶显示装置的操作；

图19为一张截面图，其图解说明了根据本发明的第五实施方案而形成的液晶显示装置；

图20为一张截面图，其图解说明了根据本发明的全色TFT液晶显示装置的主要组成；

图21为一张截面图，其图解说明了图20中的液晶显示装置里树脂层的一种状态；

图22为一张截面图，其图解说明了靠近图21的树脂层的液晶分子的一种取向状态；

图23为一张流程图，其说明了根据本发明的一种液晶显示面板的生产步骤；

图24A和24B为一组截面图，其依次说明了根据本发明的树脂层的形成步骤；

图25A和25B为一组截面图，其说明了根据本发明的液晶显示装置的另两个实施方案；

图26A和26B分别为一张平面图和一张截面图，其说明了根据本发明的液晶显示装置的另一个实施方案；

图27为一张截面图，其说明了根据本发明的液晶显示装置的另一个实施方案；

图28为一张截面图，其说明了根据本发明的液晶显示装置的另一个实施方案；

图29为一张截面图，其说明了根据本发明的液晶显示装置的另一个实施方案；

图30为一张截面图，其说明了根据本发明的液晶显示装置的另一个实施方案；以及

图31为一张截面图，其说明了根据本发明的液晶显示装置的另一个实施方案。

具体实施方式

根据本发明每一个方面的液晶显示装置和生产方法可在本发明的范围内，以各种实施方案，得到有利地实施。现将参考相应的附图描述本发明的优选实施方案。然而，应当注意的是，绝不能将本发明仅仅局限于以下的实施方案。

在本发明的第一个方面中，液晶显示装置是一种液晶层由液晶基板支撑的装置。所述的液晶层包含了一种掺合在液晶中的添加剂，并且所述的液晶层具有一层在其表面形成的取向控制层，所述的取向控制层用于控制液晶分子在预定的方向上的取向。

优选的情况下，所述的液晶显示装置是一种液晶层由液晶基板支撑的装置，所述的液晶层包含了一种液晶B，所述的液晶B中加入了掺合的添加剂C，所述的添加剂C具有控制液晶分子在预定的方向上取向的特性，并且具有以下的关系式：

(v_AB-v_AC)/v_BC＞-1

更优选的情况下满足：

(v_AB-v_AC)/v_BC＞1

其中v_AB是当液晶B润湿表面A时，表面A上的表面能的变化量，v_AC是当添加剂C润湿表面A时，表面A上的表面能的变化量，而v_BC是当液晶B与添加剂C接触时，液晶B上的表面能的变化量。

首先，以下描述的是本发明的要点。

以在不需要涂覆和形成取向膜的前提下，得到可与常规的取向膜的功能匹敌的功能为基础，本发明人尝试将一种能控制液晶分子在预定的方向上取向的添加剂掺合在液晶中，并使用上述的液晶达到了形成液晶层的目的。因此，所述的方法有可能使实质上具有常规的取向膜的相同功能的取向控制层，接近在液晶层形成的同时，在液晶层的表面上自动形成，而不用涂覆和形成取向膜，所述的涂覆和形成取向膜正是完成常规液晶显示装置的必要条件。

为了注入含有掺合添加剂的液晶，以在液晶层表面形成一种取向控制层，如上所述，添加剂必须局部地处在液晶层的表面部分，液晶基板的表面必须用添加剂润湿，并因此吸附所述的添加剂。然后，为了实现本发明的以上要点，本发明人已经分析了液晶基板表面与添加剂之间的关系、液晶基板表面与液晶之间的关系以及液晶与添加剂之间的关系，并且针对上述的关系设计了一个所谓的定性的有条件公式，如下所述。

发明人发现，当满足以下关系式时，液晶基板的表面将能吸附掺合在液晶中的添加剂：

(v_AB-v_AC)/v_BC＞-1 ---(1)

其中v_AB是当液晶B润湿表面A时，表面A上的表面能的变化量，v_AC是当添加剂C润湿表面A时，表面A上的表面能的变化量，而v_BC是当液晶B与添加剂C接触时，液晶B上的表面能的变化量

图3中说明了一个具体例子，其中的液晶基板为一个透明电极102，其表面吸附了一种掺合的添加剂201。

发明人进一步发现，当满足以下关系式时，所述的添加剂将更适合为液晶基板所吸附，并发生扩散：

(v_AB-v_AC)/v_BC＞1 ---(2)

当所述的添加剂中包含了两种或多种材料时，可应用以上的有条件公式，选择任何具有吸引力的材料。

对于所述的添加剂而言，所需的具体特性包括，所述的添加剂中至少有一部分呈现垂直取向的特性并能与液晶基板的表面形成化学键；所述的添加剂能在物理上为液晶基板的表面所吸附并与表面形成化学键；所述的添加剂能在物理上为液晶基板的表面所吸附并能在添加剂之间形成化学键；以及，所述的添加剂包含了一种单体材料，而且能在物理上为液晶基板的表面所吸附，并能形成高聚物结构以作为取向控制层。

以下描述的是基于上述本发明的基本要点的具体实施方案。

现将详细描述实施方案，着重于描述取向控制层的形成，特别是在形成液晶层的同时。在本实施方案中，液晶基板的表面、液晶和添加剂表面的表面能变化量均满足以上的公式(1)和(2)。

(第一实施方案)

图4A和4B为一组截面图，其图解说明了与常规液晶显示装置相比较的根据一个实施方案的液晶显示装置，其中图4A说明的是常规装置，图4B说明的是本发明的实施方案，其中公用的标记表示相同的组成元件。

在常规的液晶显示装置中，如图4A所示，ITO(铟锡氧化物)透明电极膜102在一对玻璃基板101的表面形成。在透明电极膜102上还形成了用于控制取向的取向结构，即堰状结构104，其高为1.5μm，宽为10μm。所述堰之间的间隙为25μm。

作为取向结构，可在透明电极膜102上形成狭缝或细小狭缝以作为堰结构104的补充或代替堰结构104(参见JP2000-295266；S.Kataoka等人，Digest of SIDO1，p.1066(2001)；A.Tanaka等人，Digest of SID99，p.206(1999)；A.Tanaka等人，Digest of SID98，p.1077(1998))。

在堰状结构104上形成了垂直取向膜103。将厚度为例如约4μm并包含负液晶的液晶层105固定于垂直取向膜103之间，而且堰状结构104使得液晶分子105a在θp角方向发生倾斜。

在另一方面，在根据本发明的实施方案的液晶显示装置中，如图4B所示，采用掺合了添加剂201的液晶形成液晶层105，而不需要形成垂直的取向层103。在这种情况下，可在液晶层105的表面形成取向控制层202，以有效地实现一个稳定的垂直取向结构。在这种情况下，可提供堰状结构104(或狭缝或细小狭缝)而作为取向控制层202的补充的取向结构，用以控制液晶分子在θp方向的取向。

在本实施方案中，所述的液晶是负液晶，而用于掺合的添加剂是，例如具有液晶式骨架的一种双官能团丙烯酸酯单体。此外还在所述的液晶中加入了一种紫外线聚合引发剂。当添加剂201在紫外线照射液晶的情况下粘附在透明电极膜102的表面上时，可在液晶层105的表面上形成一种聚合物结构而作为取向控制层202。据估计，粘附的双官能团丙烯酸酯单体部分地与玻璃基板101形成了化学键。在本实施方案中，液晶基板的表面为透明电极膜102，然而，所述的透明电极膜102也可用最终保护膜例如SiN或玻璃基板取代。在这种情况下，进一步地，还能通过变换单体的性质来实现水平取向。此外，使一种具有垂直取向基团的单官能团丙烯酸酯单体发生接枝聚合而形成一种刷状聚合物，也有可能实现一种稳定而有效的取向。

图5A至5C为一组截面图，其图解说明了在紫外线的照射下，使添加过添加剂的液晶发生垂直取向的步骤。

在紫外线302的照射下，液晶分子105a逐渐地从图5A所示的起始状态趋于垂直取向状态，所述的图5A的起始状态中添加过添加剂的液晶301已被密封，而图5B所显示的是开始形成取向控制层202。然后，如图5C所示，液晶分子105a发生垂直取向，并且几乎在同时形成了取向控制层202。

此时，在双官能团丙烯酸酯单体发生聚合的同时，通过对液晶施加预定电压，还能使所述液晶分子的取向进一步达到稳定。

液晶基板的表面还可以预先使用氧等离子体或激态原子紫外线进行修饰，以便其能更有效地吸附所述的添加剂。例如，液晶基板的表面可以在500瓦的氧等离子体下处理1分钟。

液晶基板的表面还可以预先使用亲水性试剂例如碱性表面活性剂进行修饰，以便其能更有效地吸附所述的添加剂。代表性的表面活性剂包括Alkonox和其他的基质洗涤剂。

(第二实施方案)

在本实施方案中，用于掺合的添加剂为一种具有双官能丙烯酰基团的单体和一种具有直链烷基的含单官能甲基丙烯酰基团的单体的混合物。此外，还在液晶中加入了一种紫外线聚合引发剂。

如图6所示，在紫外线照射液晶的情况下，具有高反应性的丙烯酰单体首先为玻璃基板101所吸附，并形成第一取向控制层401。然后，在第一取向控制层401上形成由反应性较低的甲基丙烯酰单体组成的第二取向控制层402。由于表面上形成的直链烷基的作用，所述的液晶分子可发生垂直取向。

(第三实施方案)

在本实施方案中，所述的液晶是负液晶，而用于掺合的添加剂是具有一个直链烷基的卤化硅。在这种情况下，存在于透明导电膜中的OH基团可与卤素发生反应。由于硅烷与玻璃基板中的氧形成化学键，因此直链烷基处于液晶基板的表面，由此液晶分子发生垂直取向。

(第四实施方案)

在本实施方案中，所述的添加剂为一种失水山梨醇单油酸酯(产品名，Reodol SP-010)，该添加剂是由Kao公司生产的一种非离子型表面活性剂。将SP-010加入液晶，其用量水平为占液晶2重量％。所述的表面活性剂在物理上由玻璃基板的表面吸附，而液晶分子则发生垂直取向。SP-010为一种非离子型表面活性剂，其表现出良好的导电性质。

在物理吸附的情况下，液晶分子的取向显得相对不太稳定。因此，可对液晶在清亮点(nematic isotropic)附近进行退火处理，而使液晶的取向结构在不受破坏的前提下达到稳定。

(第五实施方案)

在本实施方案中，将SP-010加入液晶，其用量水平为占液晶的2重量％，所述的SP-010是Kao公司的一个产品名，其可在极性基团例如失水山梨糖醇中加入丙烯酰基团而得到。然后，在混合物中加入一种光聚合引发剂，其用量占总量的约1重量％。在紫外线的照射下，丙烯酰基团之间和丙烯酰基团与液晶基板表面之间可形成化学键。在使用紫外线照射液晶并向其施加电压的情况下，所述的单体依从液晶的取向发生聚合，从而稳定所述的取向。

(第六实施方案)

在本实施方案中，具有液晶式骨架的一种双官能团丙烯酸酯单体作为一种添加剂加入液晶，其用量为占液晶的0.3重量％。然后加入一种光聚合引发剂，其用量为占所述双官能团丙烯酸酯单体的约2重量％。再加入SP-010以作为一种添加剂，其用量为占液晶的2重量％，所述的SP-010是Kao公司的一个产品名。加完添加剂后，液晶即发生垂直取向。在使用紫外线照射液晶并向其施加电压的情况下，所述的单体依从液晶的取向发生聚合，从而稳定所述的取向。

(第七实施方案)

在本实施方案中，将具有液晶式骨架的一种单官能团丙烯酸酯单体和具有三个或更多官能团的一种丙烯酸酯单体与液晶进行混合。然后，在混合物中加入一种光聚合引发剂，其用量占总量的约1重量％。由于三官能团丙烯酸酯单体的缘故，可得到稳定的取向结构。在使用紫外线照射液晶并向其施加电压的情况下，所述的单体依从液晶的取向发生聚合

(第八实施方案)

在本实施方案中，将一种烷基加入液晶以作为侧链，而将一种酸酐加入其中以作为主链，使两者均在液晶中发生聚合。如此则使液晶分子发生稳固的取向。进一步地，液晶基板的表面可吸附一种聚合物而使液晶分子的取向更趋稳定，所述的聚合物包含了作为侧链的且与液晶相容的烷基以及作为主链的酸酐。

根据上述本发明的实施方案，可在不单独提供取向膜的前提下对取向例如液晶分子的垂直取向或液晶分子的水平取向进行控制，这样就有可能减少生产步骤、生产成本以及生产原料，但仍能获得高显示特性。

从上述可知，根据本发明，其提供了一种液晶显示装置，其可在不单独提供取向膜的前提下对取向例如液晶分子的垂直取向或液晶分子的水平取向进行控制，这样就有可能减少生产步骤、生产成本以及生产原料，但仍能获得高显示特性。

在本发明的第二个方面中，所述的液晶显示装置包含了一对相对而立的基板、一层在基板对上形成的取向控制层、一层排列在基板对之间的液晶层和一个用于给液晶层施加电场的电极，其中所述的取向控制层形成于这对基板中的至少一个基板上，而且包含了多个第一细长的取向区域，其用于使液晶分子按几乎垂直于基板表面的方向取向，还包含了多个第二细长的取向区域，其用于使液晶分子按几乎平行于基板表面的方向取向，所述的第一取向区域和第二取向区域交替排列，位于第一取向区域的部分液晶和位于第二取向区域的部分液晶连续取向。

图7为一张横截面图，其图解说明了本发明第一实施方案给出的液晶显示装置的基本组件。液晶显示装置110包含了一对对置的透明玻璃基板112和114以及插在该对玻璃基板112和114之间的液晶层。第一玻璃基板112上具有一个共用电极118和一层取向膜(即取向控制层)120。第二玻璃基板114上具有一个像素电极122和一层取向膜(即取向控制层)124。所述的第二玻璃基板114包含一种有效矩阵结构。

图8为一张横截面图，其图解说明了图7中液晶显示装置的第二玻璃基板114上的取向膜124的运行情况。图9为一张示意图，其图解说明了图7中第二玻璃基板114上的像素电极122上的取向膜124的一个部分。在图9中，显示像素区域上，取向膜124包含了多个第一细长取向区域124V，其中液晶分子按接近垂直于基板表面的方向取向，还包含了多个第二细长取向区域124H，其中液晶分子按接近平行于基板表面的方向取向。第一细长区域124V和第二细长区域124H均具有一种直条纹形态，而且彼此平行交替排列。

图10为一张示意图，其说明了从图9的箭头A方向观察到的在液晶显示装置110完成后的液晶的预倾角。在图10中，液晶分子在第一取向区域124V中的预倾角以θ_v表示，而液晶分子在第二取向区域124H中的预倾角以θ_h表示。θ_v几乎与基板表面垂直，而θ_h几乎与基板表面平行。此外，在液晶层116的本体部分(即液晶层116中介于取向膜120和124之间的主要部分，除去与取向膜120和124直接接触的那一部分液晶)中的倾斜角以θ_b表示。在本发明中，液晶层116本体部分的液晶发生了接近均匀的取向，并保持一个关系式θ_h＜θ_b＜θ_v。

在图8中，在位于取向膜120的第一取向区域124V上的液晶中，与第一取向区域124V直接接触的116Va部分的液晶发生了几乎与基板表面垂直的取向。在位于取向膜120的第一取向区域124V上的液晶中，处在远离第一取向区域124V的本体部分中116Vb部分的液晶得到了与基板表面成斜角的取向。另一方面，在位于取向膜120的第二取向区域124H上的液晶中，与第二取向区域124H直接接触的116Ha部分的液晶发生了几乎与基板表面平行的取向。在这种情况下，所述的液晶可在与124V区域和124H区域的纵向平行的方向上发生取向。在位于取向膜120的第二取向区域124H上的液晶中，处在远离第二取向区域124H的本体部分中116Hb部分的液晶得到了与基板表面成斜角的取向。

在本发明中，位于第一取向区域124V的本体部分的116Vb部分的液晶和位于第二取向区域124H的本体部分的116Hb部分的液晶，两者互相影响而使得液晶层116的本体部分中的取向取得平均，因而位于第一取向区域124V和第二取向区域124H的116Vb和116Hb部分的液晶可发生连续且接近均匀的取向。

在这种情况下，如果第一取向区域124V和第二取向区域124H中的一边或两边具有相对较大的宽度，则位于这些区域中心的这部分液晶受位于邻近区域的那部分液晶的影响较小。由此，液晶层116的本体部分的取向无法得到平均，在整个区域中液晶将以垂直或水平取向。因此，第一取向区域124V和第二取向区域124H的宽度必须非常狭小，以便其中位于本体部分的那部分液晶可互相作用。优选第一取向区域124V和第二取向区域124H的宽度不大于10μm，更优选的情况下，不大于5μm。

因此，根据本发明，提供带有有效矩阵结构的基板实现了较大的预倾角，而不需要进行摩擦处理，如此则有可能实现具有极好的响应速度的液晶显示装置。进一步地，这也使得有可能提高生产过程的成品率以及生产量。这还使得有可能提供一种用于场序驱动的液晶显示装置，所述的场序驱动适合于与窄隙结合在一起。

在上述的结构中，第一取向区域124V和第二取向区域124H可分别由不同取向膜材料制得。替换地，第一取向区域124V和第二取向区域124H可由一种单一的取向膜材料制得，而且可以选择性地进行处理。在这种情况下，可使用具有直链烷基结构的化合物作为一种形成取向膜124的材料，而第二取向区域124H可具有一种不如第一取向区域124V稠密的烷基结构。为了形成具有低稠密的烷基结构的区域和具有稠密的烷基结构的区域，可在需要低稠密的区域排斥烷基或通过后处理方法减少烷基。具体地说，可采用以下方式。

(a)在第二取向区域124H上形成一种结构，然后将一种垂直取向膜涂覆在第二基板114上的整个表面以形成取向膜124。所选择的结构对于垂直取向膜材料几乎没有粘附作用，即所述的结构排斥所述的垂直取向膜材料。在无所述结构的区域，可取增加的用量涂覆垂直取向膜材料，而在存在所述结构的区域，可取减少的用量涂覆垂直取向膜材料，由此则确定了第一取向区域124V和第二取向区域124H。优选使所述的结构形成时具有不大于50mN/m的表面能，而且排斥垂直取向膜材料。所述的结构将排斥部分取向膜而使烷基变得不稠密，并能把取向膜划分成不同的区域。所述结构的高度不具有显著的意义，可不大于1μm。取向膜的表面会由于提供了所述结构而变得不平，但是当取向膜材料流动时，其又会变得平坦(见图15A和15B)。

(b)在取向膜124形成后，使用紫外线照射第二取向区域124H，以切除烷基并施加横向的取向。

(c)将具有直链烷基的化合物加入液晶，并将所述液晶注入基板之间，以便所述的化合物能为两个基板所吸附。吸附的化合物层可发挥取向控制层的功能，其显示出垂直取向作用，而使得有可能省去涂覆和形成取向膜的步骤。在这种情况下，从稳定性的立足点出发，优选所述的具有直链烷基的化合物包含一个光反应基团。在注入包含所述的具有直链烷基的化合物的液晶之后，所述的化合物可选择性地为或第一取向区域124V或第二取向区域124H所吸附(或以更大的量为这些区域的任一边所吸附)。在这种情况下，所述的结构也可在基板上形成不同的极性的区域，或可采用紫外线对其进行选择性的照射。

图11为一张横截面图，其图解说明了根据本发明第二实施方案而形成的液晶显示装置110。在图8中，对液晶的取向的描述仅依赖于第二玻璃基板114上的取向膜124的关系。由此可知，在第一玻璃基板112上的取向膜120可以多种方式组成。在图11中，对液晶的取向的描述基于第一玻璃基板112上的取向膜120和第二基板114上的取向膜124之间的关系。

如图11所示的液晶显示装置110与图7所示的液晶显示装置110的组成基本相同。换言之，液晶显示装置110包含了一对对置的透明玻璃基板112和114，以及插在该对玻璃基板112和114之间的液晶层116。第一玻璃基板112上具有一个共用电极118和一层取向膜(即取向控制层)120。第二玻璃基板114上具有一个像素电极122和一层取向膜(即取向控制层)124。所述的第二玻璃基板114还包含一种有效矩阵结构。

在图11中，结构132排列在像素电极122和取向膜124之间。所述的结构132如同图9中的第二取向区域124H一样，以条纹状形态伸展，并为取向膜124所覆盖。如上所述，所选择的结构132对于垂直取向膜材料几乎没有粘附作用，而起到了排斥垂直取向膜材料的作用。优选使所述的结构132具有不大于50mN/m的表面能。由此，取向膜124包含了处在两个结构132之间的间隙的第一取向区域124V和处在所述结构132上的第二取向区域124H。正如以上参考图7至图10所解释的，此处所述的第一取向区域124V和第二取向区域124H显示出相同的作用。

图12为一张示意图，其图解说明了图11显示的实施方案所给出的第一和第二玻璃基板112和114。图13为一张示意图，其以放大的尺寸说明了图12中的B部分。图12说明了第一玻璃基板112和第二玻璃基板114。所述的第二玻璃基板具有像素电极122。参考图13，在每一个像素电极122上形成了第一取向区域124V和第二取向区域124H。换言之，在每一个像素电极122上形成了多个细长结构132。第一取向区域124V起到了使液晶分子几乎与基板表面垂直取向的作用，而第二取向区域124H起到了使液晶分子几乎与基板表面平行取向的作用。

对第一玻璃基板112上的取向膜120在箭头R方向上进行摩擦处理。所选择的摩擦方向R与第二玻璃基板114上的结构132的纵向(即第一取向区域124V及第二取向区域124H的纵向)接近成85度。此处，还能选择相对于结构132的直角方向作为摩擦方向。

图14为一张平面图，其说明了第二玻璃基板114的一个改变的例子。在图14中，第二玻璃基板114包括了像素电极122、门控总线线路(gatebus lines)126、数据总线线路128以及TFTs 130。取向膜124包括第一取向区域124V和第二取向区域124H。第一取向区域124V和第二取向区域124H以直条纹的形态形成，而且彼此平行交替排列。第一取向区域124V和第二取向区域124H以相对于门控总线线路126和数据总线线路128接近45度的角度形成。像素电极122的宽度约为50μm，而第一取向区域124V和第二取向区域124H的宽度约为6至7μm。箭头R表示摩擦第一玻璃基板112上的取向膜120的方向。第一取向区域124V和第二取向区域124H在与摩擦方向R接近成直角的方向上形成。

接着，下文描述的是生产图11中的液晶显示装置110的方法及其运行情况。采用Shipley公司生产的Resist S1808，在第二玻璃基板114上的ITO的像素电极122上形成宽度为5μm的结构132，并保持与之相同的间隙宽度。此处，所述的结构132的高度为0.7μm。将由JSR公司生产的JALS-2004型垂直取向膜材料涂覆在包含了结构132的第二玻璃基板114上，并由此形成一层取向膜124。

将JSR公司生产的AL-3046型水平取向膜材料涂覆在第一玻璃基板112上，以形成一层取向膜120。对所述的取向膜120在由箭头R表示的方向上进行摩擦处理。在这种情况下，所选择的摩擦方向与相对的基板114上形成的结构132的纵向成85度。将两张玻璃基板112和114粘合在一起，并将正液晶(正介电各向异性)注入其中，制成一个液晶单元。

制备四种液晶单元样品，其具有相同的结构而只改变所含的结构132的宽度。所述的结构132的宽度分别为5μm、7.5μm、10μm和12.5μm。两个结构132之间的间隙的宽度与所述的结构132的宽度相同。

对这些液晶单元的取向的观察揭示，在包含宽度为5μm和7.5μm的结构132的液晶显示装置110中，其形成结构132的区域(第二取向区域124H)里形成了扭转向列(TN)模式的取向。另一方面，在这些结构132的间隙(第一取向区域124V)里则形成了杂化(HAN)模式的取向。

包含宽度为10μm和12.5μm的结构132的液晶显示装置110则拥有一种交替排列的取向结构，即在形成结构132的区域(第二取向区域124H)里为水平取向，而在这些结构132的间隙(第一取向区域124V)里则为杂化取向。

对包含宽度为5μm的结构132的液晶显示装置110，采用基于晶体旋转方法的预倾角测量装置测其预倾角，结果发现其预倾角约为10度。进一步地，对包含宽度为12.5μm的结构132的液晶显示装置110中水平取向区域的预倾角进行测量，结果发现其预倾角约为2度。

接着，以下描述的是针对图11中液晶显示装置110的一个改变的例子。所制造的液晶显示装置110与图11中液晶显示装置110具有相同的组成。在这个改变的例子中，垂直取向膜材料具有和JSR公司生产的JALS-2004型垂直取向膜材料相同的分子结构，但其中的垂直取向组分的量已减少到垂直装配液晶的下限。对如此制造的液晶单元的取向的观察揭示，在包含宽度为5μm、7.5μm和10μm的结构132的液晶显示装置110中，其形成结构132的区域(第二取向区域124H)里形成了扭转向列(TN)模式的取向。另一方面，在这些结构132的间隙(第一取向区域124V)里则形成了杂化(HAN)模式的取向。

包含宽度为12.5μm的结构132的液晶显示装置110则拥有一种交替排列的取向结构，即在形成结构132的区域(第二取向区域124H)里为水平取向，而在这些结构132的间隙(第一取向区域124V)里则为杂化取向。

以下描述的是针对图11中液晶显示装置110的一个进一步的改变的例子。所制造的液晶显示装置110与图11中液晶显示装置110具有相同的组成。然而，在这个改变的例子中，在结构132形成之后，为了改变所述的结构132的表面张力，对第二玻璃基板114进行了等离子灰化处理。然后，在所述的基板上涂覆垂直取向膜材料。

图15A和15B为一组示意图，其说明了灰化前和灰化后的结构132。图15A说明的是灰化前的结构132，图15B说明的是灰化后的结构132。灰化后的结构132具有坚硬的表面，其表现出的表面张力大于灰化前的结构132的表面张力。灰化前的结构132的表面张力为42mN/m，其饱和后为65mN/m。对由此得到的液晶单元的取向的观察揭示，当其表面张力不大于50mN/m时，形成扭转向列(TN)模式的取向，而当其表面张力不小于50mN/m时，形成杂化取向。

图16为一张截面图，其图解说明了根据本发明的第三实施方案而形成的液晶显示装置的第二玻璃基板114。在本实施方案中，采用紫外线选择性地照射取向膜124，而不用形成结构132。为了形成取向膜124，可将由JSR公司生产的JALS-2004型垂直取向膜材料涂覆在第二玻璃基板114上的像素电极122上。在所述的取向膜124上放置一块掩模134，用以形成狭缝图案，所述的狭缝宽度为5μm、7.5μm、10μm和12.5μm，随后用紫外线进行照射。在紫外线照射区域，切除烷基并削弱垂直取向结构。将由JSR公司生产的AL-3046水平取向膜材料涂覆在第一玻璃基板112上，从而形成取向膜120，然后摩擦所述的取向膜120。所选择的摩擦方向与掩模134的狭缝图案方向成85度。将两块玻璃基板112和114粘合在一起，并在其中注入正液晶(正介电各向异性)制成液晶单元。

对所述液晶单元的取向的观察揭示，如同图11的实施方案一样，其中已经形成扭转向列(TN)模式的取向。

图17为一张截面图，其图解说明了根据本发明的第四实施方案形成的液晶显示装置。在本实施方案中，如同图11的实施方案一样，将结构132排列在像素电极122和取向膜124之间。进一步地，将结构136排列在第一玻璃基板112上的像素电极118和取向膜120之间。所形成的结构136与结构132的图案相同，并与结构132成直角或成85度角。在这种情况下，不对第一玻璃基板作摩擦处理。

在制造所述的液晶显示装置的过程中，采用Shipley公司的ResistS1818在第一和第二玻璃基板112和114上的电极118和122上分别形成宽度为5μm的结构132和136，同时保持与之相同的间隙，所述结构的形成方式是在两者的图案的纵向彼此成直角的情况下，将其图案贴合在一起。此处，结构132和136的高度为0.7μm。涂覆由JSR公司生产的JALS-2004型垂直取向膜材料以便覆盖结构132和136，从而形成取向膜120和124。将两块玻璃基板112和114粘合在一起，并在其中注入具有手性的正液晶，从而制成液晶单元。

图18为一张截面图，其图解说明了图17中的液晶显示装置110的运行情况。对所述的液晶单元的取向的观察揭示，形成结构(132，136)的区域(第二取向区域124H)里形成了扭转向列(TN)模式的取向。另一方面，在这些结构132和136的间隙(第一取向区域124V)里则形成了垂直取向。

图19为一张截面图，其图解说明了根据本发明的第五实施方案形成的液晶显示装置。在图19中，如同图17的实施方案一样，采用Shipley公司的Resist S1818在第一和第二玻璃基板112和114上分别形成宽度为5μm的结构132和136，同时保持与之相同的间隙，所述结构的形成方式为两者的图案的纵向彼此成85度。结构132和136的高度为0.7μm。在本实施方案中，没有涂覆取向膜120和124，而是将第一和第二玻璃基板112和114直接粘合在一起。然后，在由此粘合的单元中注入添加过含烷基的化合物的液晶，随后用紫外线进行照射。加入液晶的所述化合物包含以下丙烯酸酯单体A和B，其比例为15∶1。

单体A：

CH₂:COO(CH₂)₁₇CH₃

单体B：

CH₂:CHCOO(CH₂)₉OCOH:CH₂

所述化合物中的垂直取向组分为第一和第二玻璃基板112和114所吸附，从而形成取向控制层138和140。采用一种具有直链烷基结构的化合物作为组成取向控制层138和140的单元，而且用于使液晶分子发生接近水平取向的第二取向区域124H所具有的直链烷基结构不如用于使液晶分子发生接近垂直取向的第一取向区域124V来得稠密。

如上所述，将所述的添加过具有直链烷基的化合物的液晶注入第一和第二玻璃基板112和114之间，以便所述的化合物能为第一和第二玻璃基板112和114所吸附。吸附的化合物层可作为取向控制层138和140，其显示出的垂直取向作用使得有可能省去用于涂覆和形成取向膜120和124的步骤。在这种情况下，从稳定性的立足点出发，优选所述的具有直链烷基的化合物包含一个光反应基团。在注入包含所述的具有直链烷基的化合物的液晶之后，所述的化合物可选择性地为或第一取向区域124V或第二取向区域124H所吸附(或以更大的量为这些区域的任一边所吸附)。在这种情况下，所述的结构132和136也可在基板112和114上形成不同的极性区域，或可采用紫外线对其进行选择性的照射以改变其极性。在结构132和136中，吸附少量所述的化合物的区域确定为第二取向区域124H。当采用了具有光反应基团的化合物，第一取向区域124V和第二取向区域124H的形成就取决于注入液晶后和使用紫外线照射后的基板的极性。

对如此获得的液晶单元的取向的观察揭示，在紫外线照射的区域(在第二取向区域124H里)里形成了扭转向列(TN)模式的取向。另一方面，在这些紫外线照射的区域之间的间隙(第一取向区域124V)里则形成了垂直取向(VA)。

从上述可知，根据本发明，在不进行摩擦处理的情况下，可在至少一个具有有效矩阵的基板上得到大预倾角。这就实现了具有极好响应速度的液晶显示装置。这使得有可能在提高生产过程的成品率以及生产量的同时，提供一种具有高品质的液晶显示装置。进一步地，这也使得有可能在不用涂覆和形成取向膜的情况下(当然是指在去除摩擦体系)，采用具有烷基的化合物和特别是一种具有丙烯酸酯基团的材料得到较大的预倾角。

正如以上所描述的第一和第二方面，根据本发明的第三方面所形成的液晶显示装置可具有基本上与通常使用的各种类型液晶显示装置相同的结构。然而，第三方面的液晶显示装置的特征在于，所述的装置不包含取向膜或取向层，取而代之的是一种在液晶注入后用光的照射而形成的固化树脂层。例如，如果根据显示模式分类的话，本发明的液晶显示装置可以是发射型、反射型或投射型中的任何一种。例如，发射型的液晶显示装置能通过对液晶显示面板后面的背光的强度的调制，在所述的液晶显示面板上显示图像。

图20为一张截面图，其说明了一种全色TFT(薄膜晶体管)液晶显示装置的主要组成，所述的装置为根据本发明的发射型液晶显示装置。所述的液晶显示装置包含了由一块TFT基板和一块彩色滤光(CF，colorfilter)基板堆积在一起而制得的一种液晶显示面板。

液晶显示装置10包含了一对彼此面对的绝缘基板(在这种情况下使用透明玻璃基板)11和12和固定于所述基板之间的液晶层13，所述的基板之间保持着预定的间隙。组成所述的液晶层13的液晶材料可为任意一种液晶材料，最好是适用于实施本发明的一种液晶材料，而且可以选自公知的许多液晶材料。可用的液晶材料可以是向列型液晶、超扭转向列型液晶、手性向列型液晶(胆甾型液晶)或近晶型液晶。

在组成TFT基板的一个透明玻璃基板11上，通过一个绝缘层14形成了多个像素电极15，并形成本发明指定的树脂层16覆盖所述的像素电极15。可用液晶浸渍树脂层16。绝缘层14可采用例如二氧化硅膜等材料形成，而像素电极15可采用例如ITO(铟-锡氧化物)膜等材料形成。

将根据本发明的滤色片18、共用电极19和树脂层17依次叠在另一块透明玻璃基板12上，从而组成CF基板。树脂层17可用液晶浸渍。举例来说，滤色片18可由印刷一种着色材料例如染料而形成。此外，共用电极19可由例如ITO膜形成。

将偏振片21和22安装在透明玻璃基板11和12的外边。偏振片21和22可以是偏振滤光片或偏振膜。像素电极15连同一个有效矩阵一起形成。所描述的实施方案显示了所述有效矩阵的数据总线线路。电极可仅形成于一块基板上(例如在IPS模式的情况下)。

虽然此处没有说明，但仍需将一种隔离材料插入基板之间，以便恒定地保持基板之间的一个间隙以及保持一个均匀的空间用于注入液晶。此外，在基板的外部边缘还需提供一种密封材料，以保持注入于基板之间的液晶处于密封状态而不会泄漏。

在图20的液晶显示装置中，将树脂层16(17)插入液晶层13和透明基板11之间，所述的透明基板11为一个液晶面板组成元件。然而，在本发明的液晶显示装置中，液晶面板组成元件并不仅限于基板。换言之，除基板之外，液晶面板组成元件包括用于密封液晶的密封件、用于保持基板间的间隙的隔离材料、在基板上形成的电极或其他的元件。可将树脂层插入液晶与这些元件中的一个元件之间的界面或可将其插入液晶与这些元件中的两个或更多元件之间的界面。在本发明中重要的是，其中所包括的树脂层的作用方式与常规取向膜是一致的。除此之外，这种作用可以很容易地表示出来而无需引入复杂的工艺，例如取向膜所需的摩擦处理或光学取向。对本发明而言，不再需要迄今一直在使用的取向膜。具体地说，由于本发明不需要通过印刷方法和其他方法形成取向膜，因而取得了许多优势，例如其使得有可能形成较薄的树脂层、防止有机溶剂混合在树脂层中以及防止在印刷过程中形成诸如筛状等图案等。以下将对其进行具体描述。

在将液晶注入液晶显示装置的中间产物之后，所述的树脂层可在一种可固化的添加剂固化的过程中形成，所述的可固化添加剂包含了一种单官能团单体和一种多官能团单体的组合，所述的树脂层还具有这样的特征，即所述的树脂层具有一种筛状或网状结构，所述的树脂层的形成覆盖了液晶组成元件的表面，而且组成可固化添加剂的分子中的垂直取向表达的官能团衍生自树脂层的表面且近似以一个接触角相对例如基板的表面倾斜。此处，所述的“可固化的添加剂”指的是，任何一种可作为添加剂而在施加任何能量的情况下发生固化的化合物，例如光固化、热固化或电子束固化的单体、低聚物和其他化合物。其中光固化的化合物特别有效。

图21中图解说明了所述树脂的上述特征。即，具有筛状结构的所述树脂层16(17)在基板11(12)上形成并覆盖其表面。所述树脂层16(17)的筛状结构的形成主要基于用于可固化的添加剂的多官能团单体的交联。此外，筛状结构的的存在也实现了其由液晶浸渍的状态。为了简单起见，所述的附图说明的树脂是与基板直接接触的。然而，通常会将一种液晶面板组成元件例如绝缘层、滤色片或电极插入基板与树脂层之间。此外，垂直取向表达官能团A从树脂层16(17)的表面伸出。垂直取向表达官能团A包含在单体分子中，所述的单体包含在添加剂里。优选垂直取向表达官能团A包含在如下所述的单官能团单体中。在所描述的实施方案中，所述的垂直取向表达官能团A通过近似以一个预定的角度相对基板11(12)的表面倾斜而衍生出来。如上所述，由于存在与液晶层接触的垂直取向表达官能团A，因而本发明的液晶显示装置可运行而使液晶分子3发生垂直取向，并保持如图22中所图解说明的稳定性。所述的垂直取向表达官能团A可由相对基板11(12)的表面垂直衍生而得到，或者倾斜衍生和垂直衍生以混合的方式共存。

在本发明的实施中，由添加剂材料的组成决定，可固化添加剂可因受热而经历固化，换言之，其可由各种的光例如紫外线的照射或者由电子束的照射而经历固化，树脂层可通过任何方法得到。从简单作业的出发点来看，用于固化的一种合适的光源是紫外线。因此，以下描述的本发明特别与紫外线可固化的添加剂有关。

用作可固化添加剂的单官能团单体和多官能团单体可以是各种聚合化学里常用的单体。适用于本发明实施的单体有羧酸，例如(甲基)丙烯酸；烯烃，例如乙烯、丙烯、氯乙烯和苯乙烯等等。这些单体中，从可固化性和固化可控性来看，(甲基)丙烯酸特别适合于实施本发明。

尽管此处没有加以特别的限制，但可用于本发明的实施的(甲基)丙烯酸单官能团单体优选以如下的通式(I)来表示：

其中R₁为一个氢原子或一个低级烷基基团，例如甲基或乙基，而A是一个官能团，优选是一种当其用于液晶面板时能使液晶分子发生垂直取向的官能团(即本发明中所指的垂直取向表达官能团)，或者是包含这种官能团的一个单元(也可称之为部分)。

所述的官能团A优选以通式-OR₂为代表，其中R₂是一个烷基，并且优选是一个长链烷基、一个烷氧基或一个卤素原子并且优选是氟原子。所述的长链烷基优选以通式-C_mH_2m+1来表示，其中m为整数，通常从约8至约18，并且优选从约10至约15。所述的单官能团单体可以单独使用或和两个或更多的单体一起使用。

在预定量的光例如紫外线的照射下，通式为(I)的(甲基)丙烯酸单官能团单体转变为由如下的通式(II)表示的聚[(甲基)丙烯酸酯]：

其中R₁和A与上述定义相同，而l为整数，优选从约20至约200。所述的可固化的添加剂在其支链部分具有一个垂直取向表达官能团A，正如之前图22所描述的，其能使液晶分子发生垂直于基板的取向。

举例来说，可由上述通式表示的单官能团单体包括如下单体。

MF-1：

CH₂＝CHCOO-C₁₂H₂₅

MF-2：

CH₂＝CHCOO-F

在可固化添加剂中，结合上述的单官能团单体，还使用了一种多官能团单体。采用所述的多官能团单体的目的是为了当其在可固化添加剂中固化时，其能在基板上形成一种筛状结构而有力地支撑基于单官能团的可固化添加剂，以及有力而有效地覆盖基板的表面和其他液晶面板组成元件的表面。因此，所述的多官能团单体在其分子中不需要携带垂直取向表达官能团，但必须具有两个或更多的有助于固化的官能团，例如丙烯酰基或甲基丙烯酰基。如下所述，优选的多官能团单体通常包括双官能团单体、三官能团单体和四官能团单体。与上述的单官能团一样，所述的多官能团单体可以单独使用或结合两个或更多的单体一起使用。当两个或更多的多官能团单体混合一起使用时，对其单体混合比例并无限制。

尽管此处没有加以特别的限制，但可用于本发明实施的(甲基)丙烯酸双官能团单体优选以如下的通式(III)来表示：

其中R₁和R₂可以相同或不同，可以是氢原子或低级烷基例如甲基或乙基，而B是一个能在得到的可固化添加剂中确定骨架的单元(或者可称之为部分或偶联基团)，例如一个取代或未取代的直链烷基。双官能团单体呈现出区别于结合其一起使用的单官能团单体的功能。因此，所述的组成双官能团单体分子的单元B不包含对于单官能团单体来说必需的垂直取向表达官能团。

通式(III)所表示的双官能团单体优选以如下的通式(III-1)来代表：

其中R₁和R₂可以相同或不同，可以是氢原子或低级烷基例如甲基或乙基，R¹和R²可以相同或不同，可以是低级烯烃基团例如乙烯基、丙烯基或丁烯基，R为一种直链或支化链脂肪族烃基、一种取代或未取代的芳香族烃基或者取代或未取代的脂环族烃基，而m与n是彼此独立且从0至4的整数。

由上述通式(III-1)代表的双官能团单体包括如下单体：

PF-1

CH₂＝CHCOO-(CH₂)₆-OCOCH＝CH₂

PF-2

CH₂＝CHCOO-(CH₂)₁₀-OCOCH＝CH₂

进一步地，通式(III)表示的双官能团单体还优选以如下的通式(III-2)来表示：

其中R₁和R₂可以相同或不同，可以是氢原子或低级烷基例如甲基或乙基，R¹是一个低级烯烃基团例如乙烯基、丙烯基或丁烯基，n为一个从0至12的整数。

举例来说，由上述通式(III-2)表示的双官能团单体包括如下单体。

PF-11

CH₂＝CHCOO-(C₂H₄O)₂-COCH＝CH₂

PF-12

CH₂＝CHCOO-(C₂H₄O)₈-COCH＝CH₂

PF-13

CH₂＝CHCOO-(C₃H₆O)₃-COCH＝CH₂

进一步地，由通式(III)表示的双官能团单体，还优选以如下的通式(III-3)来表示。

其中R₁和R₂可以相同或不同，可以是氢原子或低级烷基例如甲基或乙基，R、R’和R”可以相同或不同，可为直链或支化链脂肪族烃基、取代或未取代的芳香族烃基或者取代或未取代的脂环族烃基，而m与n是彼此独立的0或1。

由上述通式(III-3)表示的双官能团单体包括如下单体

尽管此处没有加以特殊的限制，但可用于本发明实施的(甲基)丙烯酸三官能团单体优选以如下的通式(IV)来表示：

其中R₁、R₂和R₃可以相同或不同，可以是氢原子或低级烷基例如甲基或乙基，R¹、R²和R³可以相同或不同，可以是低级烯烃基团例如乙烯基、丙烯基或丁烯基，R为一种直链或支化链脂肪族烃基、一种取代或未取代的芳香族烃基或者取代或未取代的脂环族烃基，而l、m与n是彼此独立的0至3的整数。

由上述通式(IV)表示的三官能团单体包括如下的单体。

尽管此处没有加以特殊的限制，但可用于本发明实施的(甲基)丙烯酸四官能团单体优选以如下的通式(V)来表示：

其中R₁、R₂、R₃和R₄可以相同或不同，可以是氢原子或低级烷基例如甲基或乙基，R¹、R²、R³和R⁴可以相同或不同，可以是低级烯烃基团例如乙烯基、丙烯基或丁烯基，R为一种直链或支化链脂肪族烃基、一种取代或未取代的芳香族烃基或者取代或未取代的脂环族烃基，而k、l、m与n是彼此独立的0至2的整数。

由上述通式(V)表示的四官能团单体包括如下单体。

在用于形成树脂层的可固化添加剂中，可将单官能团单体和多官能团单体以各种比例混合在一起后使用，其混合比例取决于所需的垂直取向表达官能团的分布状态和所需达到的效果。通常，优选使用的单官能团单体的摩尔用量近似等于或大于多官能团单体的摩尔用量。当单官能团单体的用量小于多官能团单体的用量时，换言之，当多官能团单体的用量大于单官能团单体的用量时，则将不再可能使垂直取向表达的官能团取得所需的分布状态，因而将难于达到足够的垂直取向程度。所述的单官能团单体与多官能团单体的摩尔量之比优选在约1∶1至约50∶1的范围之内，更优选的情况下，在约5∶1至约50∶1的范围之内。

所述的树脂层完全由源于以上可固化添加剂的固化树脂组成，而且可以按所需的效果包含任何其他附加的树脂，例如源于光固性材料的光固化树脂、源于热固性材料的热固性树脂或其他树脂。举例来说，优选的一种附加树脂可以是双季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)等。当加入这样的一种树脂时，则可期待出现诸如加固筛状结构、缩短反应时间等效果。尽管此处没有加以特殊的限制，但所加的附加树脂的量通常应在占固化树脂的总量的约1重量％至约10重量％的范围之内。

进一步地，所述的树脂层是通过固化所述的可固化添加剂而形成的，因而其厚度小于常规取向膜的厚度，而且尽管其厚度有所降低，但却显示出可与常规取向膜匹敌或优于常规取向膜的性能。事实上，取向膜的厚度通常为80nm。另一方面，本发明的树脂层的厚度通常为以上厚度的一半或不大于一半，即，其厚度在从约5至约40nm的范围内，而优选在约10至约40nm的范围内。

此外，尽管对于形成常规取向膜而言，溶剂的使用是必需的，但所述的树脂层现可在无溶剂的条件下形成。由于不使用溶剂，这就是使得有可能排除环境污染问题、减少成本以及避免液晶与溶剂之间发生不必要的反应。

此外，与常规取向膜不同，所述的树脂层不是通过在基板的表面上印刷而形成的。换言之，所述的树脂层可通过简单的方法使用现有的设备形成，而无须经过导致生产步骤增多或设备规模扩大的制膜步骤。优选通过在基板之间注入液晶与可固化添加剂的混合物，再向其施加能量，例如紫外线而形成所述的树脂层。

当将液晶与可固化添加剂的混合物注入基板之间时，液晶与可固化添加剂的比例可在一个较宽的范围内变动，其比例取决于所述的液晶和所述的可固化添加剂的成分。所述的液晶与可固化添加剂的比例通常在约10∶1至约400∶1的范围内，优选的情况下，在约20∶1至约200∶1的范围内。当液晶的比例小于或大于以上的范围，则所得到的液晶显示面板将不能表达出令人满意的显示功能。

以下描述的是排列在彼此相对的基板之间的液晶层。此处对于组成液晶层的液晶材料没有特殊的限制，可在本技术领域中公知的许多液晶材料中选择任何一种最适合于驱动系统和象这样的液晶显示装置的材料。具体而言，在本发明的实施中，使用一种表现为负介电各向异性，而且其中液晶分子的长轴在不施加电压的情况下与基板近似垂直的液晶材料将更为有利。在本发明中，重要的是，所述的液晶层可单独由液晶材料组成，而无须使用常规应用的高成本的高分子量分散型液晶。换言之，本发明使用的是高分子量的非分散型液晶。

一般而言，适合于形成液晶层的液晶材料包括向列型液晶、超扭转向列型液晶、手性向列型液晶(胆甾型液晶)、近晶型液晶、discotic液晶和高分子液晶。如果以化合物的名字来陈述，这些液晶材料是化合物中的酯型、联苯型、环己烷型、苯基嘧啶型和二氧杂环己烷型。

以上的液晶材料可单独使用，也可两种或多种结合一起使用。如果需要对于可用于本发明的实施的液晶材料的更详细的描述，则应当参考文献，例如特开平JP6-211710和JP11-116512。

本发明不仅在于所述的具有面板结构的液晶显示装置，所述的面板结构包含了一对彼此相对排列的基板和密封于这些基板之间的液晶，除此之外，本发明还在于一种生产上述液晶显示装置的方法。即，根据本发明的生产所述的液晶显示装置的方法包括：

一个在基板之间注入液晶与可固化添加剂的混合物的步骤，所述的可固化添加剂包含了一种单官能团单体与一种多官能团单体；以及

一个从外部施加能量以固化所述的可固化添加剂的步骤，例如当所述的添加剂为一种光固化树脂时，则使用预定量的某波长的光源，在足以使所述的添加剂固化的时间内，对其进行照射。当可固化添加剂由此而固化后，参考图21，如上所述，具有筛状结构的树脂层可选择性地在液晶和与液晶接触的液晶面板组成元件之间的界面形成。进一步地，也如图21所示，在所述的树脂层内，组成可固化添加剂的分子中的垂直取向表达官能团可通过以一个预定的角度相对基板表面倾斜而从树脂层的表面衍生出来。此外，正如之前所述的，垂直取向表达的官能团还能从树脂层的表面以垂直或其他方向衍生出来。

依照图23所示的程序，根据本发明的生产所述液晶显示装置的方法通常能得到有利的实施。即，通过如下的步骤，本发明的生产方法将能得到有利的实施：

(1)清洗和干燥基板；

(2)印刷密封材料(密封粘合剂)；

(3)施用隔离材料；

(4)粘合滤光(CF)基板；

(5)注入液晶和可固化添加剂的混合物；

(6)密封液晶注入口：

(7)施加用于固化的能量；以及

(8)贴上偏振片。

在通过贴上偏振片完成所述的液晶显示面板之后，制成预定的电路围绕在液晶面板上以完成所述的液晶显示装置。此处，本发明中提到的液晶显示装置包括各种平板型的显示装置。尽管不限于以下列出的那些装置，但代表性的例子包括个人电脑的显示装置(台式PC机和笔记本式PC机)、液晶电视、汽车导航系统、数码相机、摄像机以及便携式电话。

在本发明的实施过程中，首先，准备一对基板。此处，所用的基板优选透明绝缘基板。适用的绝缘基板包括，例如，玻璃基板、硅基板及其他基板。如果需要的话，也可使用塑料基板。

通常需要对基板进行清洗和干燥，为的是除去污染物质例如粉末、尘土和皮肤油脂。所述的清洗步骤可以是，例如使用去污剂和纯水进行超声波清洗和使用有机溶剂例如异丙醇进行浸没清洗。所述的干燥步骤的实施可以通过强制干燥来进行，例如吹入压缩干燥空气或气体。

接着，在所述基板上形成电极。此处所述的形成的电极为，例如共用电极和像素电极。在所述电极的种类中也包括接触电极和转移电极，所述的接触电极和转移电极是用于用电力把电极连接在一起，例如把共用电极和像素电极用电力连接在一起。所述的这些电极通常采用ITO、氧化铟(IO)或氧化锡(NESA^TM)按所需的图案形成，并同时保持所需的厚度。所述的膜可采用溅射法或蒸发法形成。

接着，作为在将液晶注入液晶面板后密封液晶的装置，除了基板上的液晶注入口之外，将一个密封件印刷在基板的外部边缘部分。此处所用的密封件通常包含了一种粘合剂，因而可称之为一种密封粘合剂。所述的密封粘合剂通常包含了一种环氧树脂。为了将所述的密封粘合剂印刷到基板上预定的区域，此处优选使用一种印刷方法例如丝网印刷法。在所述的密封粘合剂的印刷完成之后，通过喷洒的方法在基板之间施用一种隔离材料以保持单元基板(例如TFT基板)和CF基板之间的间隙。所述的隔离材料可以是，例如一种树脂、一种玻璃或二氧化硅。所述的隔离材料使用时可以有多种形式，其通常为小球或小棒。

接着，将基板中的一个叠上另一个，粘合在一起；例如，将单元基板(例如TFT基板)和CF基板校准位置后，一个叠上另一个，采用已经印刷好的密封粘合剂将其粘合在一起。还优选结合实施加热的方法以便有力地将基板结合在一起。由此完成了可将液晶注入其中的面板结构(所谓的“液晶面板的前体”)。

然后，将液晶与可固化添加剂的混合物通过液晶注入口注入，由此得到面板结构。此处所用的液晶/可固化添加剂(混合物)包括了上述的各种材料和各种组分的混合物。此外，作为一种注入方法，此处可使用各种装置。具体的说，从准确控制注入量的出发点来看，优选采用液滴型注入器。优选在真空下实施注入作业。

在依照上述方式的液晶/可固化添加剂(混合物)的注入完成之后，可将在面板结构上开口的液晶注入口密封。适用的密封剂可以是上述使用的密封粘合剂或其他粘合剂，或其他粘合树脂。

然后，如图24A所示，从外部对已注入面板结构的基板之间的液晶/可固化添加剂(混合物)施加用于固化添加剂的能量。在所阐明的实施方案中，使用光固化单体以形成树脂层，并采用光能hυ进行照射。如所示，所述的面板结构具有相对的两块基板11和12，而包含了可固化添加剂2和液晶3的液晶/可固化添加剂(混合物)23置于基板之间。在施加能量之前的阶段，可固化添加剂2与液晶3以一种随机的方式分散。

当施加能量时，可固化添加剂经历了固化反应。此时，如图24B所示，形成中的固化树脂出人意料地向基板的表面迁移并在基板11和12上面沉积而成为树脂层16和17，尽管还不知道其详细机理。所述的树脂层16和17以薄膜的形式有力地结合在各自的基板上，并具有筛状结构。因此，其中的间隙部分将为所述的液晶3所浸渍。此外，所述的树脂层16和17具有排列于其表面的垂直取向表达基团A。

在树脂层如上所述形成后，将偏振元件例如偏振片、偏振膜和偏振滤光片粘附在面板结构中基板的外部。

在本发明的液晶显示装置中，通过固化可固化添加剂而形成的树脂层在本发明的范围之内，可呈现多种状态。参考图21，所述的树脂层可呈现如上所述的单层形式。甚至在单个树脂层的情况下，所述的树脂层也可采用实质上分成两层的形式组成。即，举例来说，如图25A所示，所述的树脂层16可以包含具有垂直取向表达的官能团的第一层树脂“a”，其主要分布在相对于液晶层13的界面区域，还包含了具有筛状结构的第二层树脂“b”，其主要分布在相对于基板11(12)的界面区域。

进一步地，如图25B所示，树脂层16(或17)可具有两层式的结构，其中包含了由与液晶层13接触处形成且具有垂直取向表达官能团的第一层树脂组成的第一树脂层16a(或17a)，以及由与基板11(或12)接触处形成且具有筛状结构的第二层树脂组成的第二树脂层16b(或17b)。

具有两层式结构的树脂层将得到进一步的描述。这样的树脂层优选由两种或多种可固化添加剂形成，其中一种可固化添加剂对基板例如玻璃基板表现出良好的润湿性，而其他可固化添加剂对基板表现出不良的润湿性。进一步地，所需的对基板表现出良好的润湿性的可固化添加剂为一种多官能团材料，其包含一个树脂骨架单元以及一个键合在骨架上的直链烷基基团和/或具有一种水平取向性能。进一步地，所需的对基板表现出不良的润湿性的可固化添加剂具有一种用于决定液晶取向的液晶取向控制能力，优选的情况下，其具有一种垂直取向表达性能。优选的情况下，这样的一种可固化添加剂具有一个烷基或烷氧基支链或一个氟基团作为一个垂直取向表达单元。通过使用至少两种这样的可固化添加剂，使得有可能得到一种具有两层式结构的树脂层16(或17)，典型的两层式结构如图25B所示。

正如之前所描述的，树脂层必须具有一个与液晶层接触的表面，并具有另一个与一件或多件液晶面板组成元件接触的表面，所述的液晶面板组成元件举例来说为，基板、用于密封液晶的密封材料、用于保持基板之间恒定间隙的隔离材料和在基板上形成的电极。此处，尽管不仅限于以下描述的那些，能够在树脂层与液晶面板组成元件之间保持良好的接触关系的液晶面板包括：

(1)一种液晶面板，其具有的树脂层在上下彼此相对的基板的整个主表面上形成；

(2)一种液晶面板，其具有的树脂层在液晶面板的整个内壁表面上形成；

(3)一种液晶面板，其具有的树脂层在密封材料的侧面上形成，所述的密封材料用于密封液晶显示面板的上下基板之间的间隙；

(4)一种液晶面板，其具有的树脂层在喷洒的隔离材料的表面上形成，所述的隔离材料用于保持液晶面板的上下基板之间的恒定间隙；以及

(5)一种液晶面板，其具有的树脂层在液晶面板的电极表面上形成，例如一种液晶面板，其具有的树脂层在连接平头电极(所谓的转移电极)的侧面形成，所述的连接平头电极的形成是为了得到一个例如相对的基板的共用电压和实现对单元基板上的电极的电连接。

图26A和26B说明了根据本发明的液晶显示装置的一个优选实施方案，其中图26A为液晶显示装置的密封材料的一张平面图，而图26B是沿着图26A中B-B线的一张截面图。从图26A中应当可以理解，在此液晶显示装置中，密封材料31具有一层涂覆在其整个侧面的树脂层36。从图26B中也应当可以理解，树脂层36完全覆盖了整个内壁，该内壁确定了液晶面板中的液晶层13，即，完全覆盖了基板11和12的表面、密封材料31的侧面和隔离材料32的表面。

因此，在所阐明的液晶面板中，树脂层在基板的整个表面上形成，而没有表示其存在的分界线。就常规的取向膜来说，其通过印刷或涂覆来施用形成取向膜的材料，由此形成的取向膜的边缘部分在基板上显示出阶梯式的分界线，从而造成了与本发明的差异。阶梯上的分界线极有可能会对液晶显示装置的显示特性造成不良的影响。因此，就本发明的液晶显示装置来说，其能在液晶面板的整个内壁表面得到统一指定的取向。

图27是一张阐明本发明的液晶显示装置的另一个优选实施方案的视图。所述的液晶显示装置具有一个用于电连接反向电极与单元基板儿上的共用电极15的平头电极(所谓的转移电极)33，以便TFT基板12的反向电极19的电压能充当一个共用电压。覆盖基板11和12的整个表面的树脂层36也在平头电极33的侧面形成。由此形成于整个表面的树脂层36使得有可能统一指定液晶面板的整个内壁表面上液晶的取向，因而避免了在常规装置里明显发生的不正常取向。这是因为，在常规的装备有取向膜的液晶显示装置中，尽管没有对其进行说明，其在平头电极的侧面无法形成取向膜，而且在平头电极的基部(连接基板的部分)也不存在取向膜，这是导致不正常取向的原因，所述的不正常取向同时也包括了印刷形成的取向膜的边缘部分。

进一步地，虽然所述的树脂层可以应用于所有本发明的液晶面板，但它也可能将树脂层的厚度减少到小于其他区域的厚度或可能相对于黑色矩阵或TFT总线的内表面上的其他部分减少树脂的用量。换言之，在这些部分，固化树脂的存在几率相对较少。

还有可能在本发明的范围之内，对本发明的液晶显示装置作许多改进和修改。例如，在本发明的液晶显示装置中，优选在基板上形成凸状图案(所谓的堰结构)或凹状图案(所谓的狭缝结构)，两者可单独使用或结合起来使用。为了得到以改善视角特性为代表的一个显著优势，可将像素区域分成两个或更多具有凸状图案或具有凹状图案的区域，由此形成多个区域，在所述的区域里液晶分子具有不同的取向。

可在基板上以脊状凸起的形式，形成堰结构，所述的脊状凸起具有三角形、波纹形或梯形的截面形状或以任何其他凸起的形状。通过在基板上涂覆一种光敏性材料例如光刻胶，再采用光刻法将所述的光敏性材料暴露在光照下，随即实施显影和印刷，则可有利地形成堰结构。堰结构的尺寸可具有一个较宽的变化范围，其通常宽为约5至约20μm，高为约0.5至3μm。在制备以上的堰结构的过程中，凸起图案可以在基板上的树脂层表面上复制，并进而实现预定的取向分化。

在上述的堰结构中，实现取向分化的过程正如下文所述。在本发明的液晶面板中，在基板表面上形成的树脂有可能使固定于基板之间的液晶层中的液晶分子相对基板垂直取向。在基板上提供堰结构的部位，液晶分子可相对堰结构垂直取向而相对基板成倾斜取向。所述的堰结构在其两侧具有倾斜的侧面。因此，相对堰结构的一个侧面成垂直的取向的液晶分子的取向方向结果与相对同一个堰结构的相反一侧的侧面成垂直的取向的液晶分子的取向方向相反。由此使得有可能在一个像素区域内实现取向分化。

所述的狭缝结构可通过在基板表面上形成条纹状或任何其他形状的凹槽而形成。与堰结构相反，凹槽通常设计成横截面为内三角形或内梯形的样式，或从设计类似狭缝的电极图案的出发点来看将其横截面设为方形。优选在设计用于在基板上形成电极的图案的同时或之后形成狭缝结构。狭缝结构的尺寸可具有一定的变化范围，但通常宽为约5至20μm，深为约0.02至3μm。当在基板上形成如此的一个狭缝结构时，可在基板上用液晶浸渍的树脂层的表面复制所述的狭缝图案，以便实现所需的取向分化。所述的分化取向的机理基本上与上述的堰结构中的分化取向机理相同，或是由从指向狭缝的电极所形成的横向电场造成的取向而引起。

图28至30说明的是本发明的液晶显示装置的优选实施方案，其用于改善可根据上述方法分化取向的液晶浸渍的树脂层的表面。

在图28的液晶面板中，狭缝26在单元基板11的一边形成。所述的狭缝26源于预先在单元基板11上的像素电极15中形成的条纹状凹槽。像素电极15上的树脂层16复制了凹槽图案，而且确定了狭缝26。在CF基板12对着单元基板11的那面上介于两个狭缝26之间的中间部位，提供横截面为近似的三角形的堰结构25。通常在相应于单元基板11的数据总线线路且与其平行的位置提供所述的堰结构25。在CF基板12上的共用电极19上形成堰结构25，而在共用电极上的液晶浸渍的树脂层17复制三角形的凸出图案。

在图29的液晶面板中，如同图28的液晶面板一样，狭缝26在单元基板11的一边形成。所述的狭缝26源于预先在单元基板11上的像素电极15中形成的条纹状凹槽。像素电极15上的树脂层16复制了凹槽图案，而且确定了狭缝26。在CF基板12对着单元基板11的那面上，既不提供狭缝结构也不提供堰结构。即，在CF基板12上形成共用电极19，而在共用电极19上形成树脂层17。

在图30的液晶面板中，如同图28和29的液晶面板一样，狭缝26在单元基板11的一边形成。所述的狭缝26源于预先在单元基板11上的像素电极15中形成的条纹状凹槽。像素电极15上的树脂层16复制了凹槽图案，而且确定了狭缝26。进一步在CF基板12对着单元基板11的那面上形成狭缝26。即，在CF基板12上形成共用电极19，而在共用电极19上形成树脂层17。所述的狭缝26处于在单元基板11上两个狭缝26之间的中部位置。

此外，就一个普通液晶面板来说，CF基板与单元基板例如TFT基板是彼此相对排列的，而且允许将一个滤色片与单元基板的一面结合，虽然至今为止滤色片是与反向的基板结合的。

图31说明了这种液晶显示装置的一个典型实施例。所述的液晶显示装置10包括一对彼此相对的绝缘基板(透明玻璃基板)11和12，，两基板间保持预定的间隙，而液晶层13固定在这些基板之间。滤色片18和像素电极15依次在一个透明玻璃基板11上形成从而组成所示的TFT基板，为了覆盖像素电极15形成本发明的树脂层。

就这种液晶显示装置来说，不需要在相对的基板上形成CF或黑色矩阵(BM)。因此，本发明的树脂层17简单地在液晶层13的一边的另一块透明玻璃基板12上形成。所以，当以光照的形式施加能量来形成树脂层16和17时，可将穿过玻璃基板12的光线引到介于基板11和12之间的区域而不受到任何阻碍；即，树脂层16和17将以更有效和均匀的方式形成。进一步地，当所述的装置由此组成时，则有可能避免一种现象，即用于显示的光在产生液晶显示时变暗，从而获得了一种更均匀的显示效果。

从上述可知，根据本发明，其可在不使用取向膜的情况下提供一种高性能的液晶显示装置，而所述的取向膜对常规的液晶显示装置来说是必须的，因而，其显示出许多优势，所述的优势起源于对成膜步骤、取向步骤(摩擦、光学取向等)和焙烤步骤等的省略，换言之，其大幅度减少了生产步骤的数目和生产时间，大幅度减少了生产成本并改善了步骤管理方法和成品率。

进一步地，与取向膜不同的是，本发明的树脂层的形成不依赖于印刷法或涂覆法，而且并不会在其表面随之形成不需要的图案，例如筛状图案(由所用的筛网引起)，从而避免了对其特性造成不良影响。

进一步地，在本发明的液晶显示装置中，其垂直取向源于树脂层，而且能在不受干扰的情况下保持均匀和稳定。

实施例

本发明将在参考实施例的情况下得到进一步地描述。应当注意的是，本发明绝不仅限于这些实施例。尽管没有使用，为了简化描述起见，在以下的实施例中的可固化添加剂可根据需要与聚亚酰胺和聚酰胺酸以合适的比例共混，或将它们部分地引入可固化添加剂的结构中来。

实施例1

准备两块玻璃基板(商品名“OA-2”，由Nihon Denki Garasu公司生产)，使用IPA分别清洗基板的表面并使之干燥。采用密封材料(商品名XN-21F，由Mitsui Kagaku公司生产)涂覆一块基板的围缘区域，并在其表面上形成一种密封形式。在另一块基板的表面喷洒一种球形二氧化硅隔离材料，其直径为4μm(由Sekisui Fine Chemical公司生产)且由乙醇浸湿。然后将具有密封材料的基板和具有隔离材料的基板粘合在一起，其粘合方式为密封材料和隔离材料在内部，在真空里将两个基板压紧，并于130℃焙烤。焙烤进行90分钟。由此得到一个空心面板，其具有两块粘合在一起的玻璃基板及两者之间的一个用于注入液晶的空腔。

将一个可由如下的分子式表示的单官能团单体(商品名“SR-335”，由Nihon Kayaku公司生产)：

CH₂＝CHCOO-C₁₂H₂₅

和一个可由如下的分子式表示的双官能团单体，1，6-己二醇二丙烯酸酯(商品名“HDDA”，由Nihon Kayaku公司生产)：

CH₂＝CHCOO-(CH₂)₆-OCOCH＝CH₂

以15∶1的比例混合在一起。将所得的单体混合物以占2重量％的用量与具有负介电各向异性的向列型液晶(商品名“MLC2002”，由Merck公司生产)混合。此外，还将一种光聚合引发剂(商品名“Irgacure184”，由Ciba Speciality Chemicals公司生产)以占单体总量的1重量％的用量混入液晶和单体的混合物。

将所得的混合物通过密封材料中的开口注入空心面板。所述的开口随即用环氧树脂封好。然后，对包含了密封于其中的液晶与单体的混合物的液晶面板，采用10mw的紫外线(波长：300至450nm)照射3分钟。所述的紫外线的照射是在室温下进行的。

通过对得到的液晶显示面板中液晶层的观察，证实已经通过上述两种单体的聚合而形成薄膜形式的树脂层(约40nm)。通过对得到的液晶层中液晶的分子状态的观察，进一步发现，在紫外线照射之前单体分子已经分散在液晶分子中，而且单独的液晶分子已经与基板的表面近似成平行的取向。然而，在紫外线照射后，作为单体聚合的结果，液晶层已经独由液晶分子组成，而且液晶分子已经与基板的表面近似成垂直的取向。由此生产的液晶显示面板还显示出极好的驱动特性和视角特性，并能令人满意地显示精细的彩色图像。

实施例2

重复以上实施例1中描述的方法。在本实施例中，单官能团单体与双官能团单体的混合比例从15∶1改为1∶1。

以与实施例1相同的方式观察所得到的液晶面板中的液晶层，以确定在相应的基板与液晶层之间的界面上薄膜形式(约40nm)的树脂层的形成。进一步可确定，在紫外线照射之前，液晶层中的单个液晶分子已经与基板的表面近似成平行的取向。然而，在紫外线照射后，液晶分子已经与基板的表面近似成垂直的取向。此外，所述的液晶显示面板还显示出极好的驱动特性和视角特性，并能令人满意地显示精细的彩色图像。

实施例3

重复以上实施例1中描述的方法。在本实施例中，单官能团单体与双官能团单体的混合比例从15∶1改为50∶1。

以与实施例1相同的方式观察所得到的液晶面板中的液晶层，以确定在相应的基板与液晶层之间的界面上薄膜形式(约40nm)的树脂层的形成。进一步可确定，在紫外线照射之前，液晶层中单个的液晶分子已经与基板的表面近似成平行的取向。然而，在紫外线照射后，液晶分子已经与基板的表面近似成垂直的取向。此外，所述的液晶显示面板还显示出极好的驱动特性和视角特性，并能令人满意地显示精细的彩色图像。

比较例1

重复以上实施例1中描述的方法。在本比较例中，为了进行比较，单官能团单体与双官能团单体的混合比例从15∶1改为1∶2。

以与实施例1相同的方式观察所得到的液晶显示面板中的液晶层，以确定在相应的基板与液晶层之间的界面上的树脂层的形成，然而，所述的树脂层并非实施例1形成的那种清晰的薄膜。进一步可确定，在紫外线照射之前，单独的液晶分子已经与基板的表面近似成平行的取向。然而，甚至在紫外线照射之后，所述的取向仍然没有改变，液晶分子保持着水平取向状态。由于液晶分子没有发生垂直取向，因而即使通过驱动液晶显示面板也不能显示所需要的图像。

比较例2

重复以上实施例1中描述的方法。在本比较例中，为了进行比较，单官能团单体与双官能团单体的混合比例从15∶1改为60∶1：。

实施例4

重复以上实施例1中描述的方法。在本实施例中，用一种双官能团单体(商品名“KAYARAD R-684”，由Nihon Kayaku公司生产)取代了1，6-己二醇二丙烯酸酯，其可用如下的分子式来表示：

单官能团单体与双官能团单体的混合比例仍然为15∶1。

以与实施例1相同的方式观察所得到的液晶显示面板中的液晶层，以确定在相应的基板与液晶层之间的界面上薄膜形式(约40nm)的树脂层的形成。进一步可确定，在紫外线照射之前，液晶层中单个的液晶分子已经与基板的表面近似成平行的取向，但是在紫外线照射后，液晶分子已经与基板的表面近似成垂直的取向。此外，所述的液晶显示面板还显示出极好的驱动特性和视角特性，并能令人满意地显示精细的彩色图像。

实施例5

重复以上实施例1中描述的方法。在本实施例中，用一种双官能团单体(商品名“KAYARAD R-268”，由Nihon Kayaku公司生产)取代了1，6-己二醇二丙烯酸酯，其可用如下的分子式来表示：

CH₂＝CHCOO-(C₂H₄O)₄-COCH＝CH₂

单官能团单体与双官能团单体的混合比例仍然为15∶1。

实施例6

重复以上实施例1中描述的方法。在本实施例中，用一种双官能团单体(商品名“KAYARAD R-526”，由Nihon Kayaku公司生产)取代了1，6-己二醇二丙烯酸酯，其可用如下的分子式来表示：

单官能团单体与双官能团单体的混合比例仍然为15∶1。

实施例7

重复以上实施例1中描述的方法。在本实施例中，用一种三官能团单体(商品名“KAYARAD SR-502”，由Nihon Kayaku公司生产)取代了双官能团单体(1，6-己二醇二丙烯酸酯)，其可用如下的分子式来表示以作为一种多官能团单体：

单官能团单体与三官能团单体的混合比例仍然为15∶1。

实施例8

重复以上实施例1中描述的方法。在本实施例中，用一种四官能团单体(商品名“KAYARAD SR-295”，由Nihon Kayaku公司生产)取代了双官能团单体(1，6-己二醇二丙烯酸酯)，其可用如下的分子式来表示以作为一种多官能团单体：

单官能团单体与四官能团单体的混合比例仍然为15∶1。

实施例9

重复以上实施例1中描述的方法。在本实施例中，取代单独使用双官能团单体(1，6-己二醇二丙烯酸酯)作为一种多官能团单体的方法，采用上述双官能团单体与实施例7中所描述的三官能团单体(商品名“KAYARAD SR-502”)混合物，其混合比例为1∶1。所述的单官能团单体与多官能团单体(即所述的双官能团单体与三官能团单体的混合物)的混合比例仍然保持为15∶1。

实施例10

在本实施例中，根据以上实施例1所描述的方法生产如图26A和26B所图解说明的液晶显示面板。

准备一块具有一层ITO电极15的玻璃基板11，用密封材料(商品名XN-21F，由Mitsui Kagaku公司生产)涂覆于其一个表面的围缘区域以形成一种密封形式31。在另一块具有ITO电极19的玻璃基板12的一个表面上喷洒一种球形二氧化硅的隔离材料，其直径为4μm(由Seki sui FineChemical公司生产)且由乙醇浸湿。然后将具有密封材料的基板11和具有隔离材料的基板12粘合在一起，其粘合方式为密封材料和隔离材料在内部，在真空里将两个基板压紧，并于130℃焙烤。焙烤进行90分钟。由此得到一个空心面板，其具有两块粘合在一起的玻璃基板11和12及两者之间的一个用于注入液晶的空腔。

将一个单官能团单体(SR-335)和一个双官能团单体(HDDA)以15∶1的比例混合在一起。将所得的单体混合物以占3重量％的用量与具有负介电各向异性的向列型液晶(MLC2002)混合。此外，还将一种光聚合引发剂(Irgacure 184)以占单体总量的1重量％的用量混入液晶和单体的混合物。

将所得的混合物通过密封材料中的开口注入空心面板。所述的开口用环氧树脂封好。然后，对包含了密封于其中的液晶与单体的混合物的液晶面板，采用10mw的紫外线(波长：300至450nm)照射3分钟。所述的紫外线的照射是在室温下进行的。

通过对得到的液晶显示面板中液晶层13的观察，证实薄膜形式的树脂层36(约30nm)已经如图26B所示，通过上述两种单体的聚合，形成于相应的基板11(12)与液晶层13之间的界面、密封材料31与液晶层13之间的界面和隔离材料32与液晶层13的界面。

如上所述，有可能在密封材料31的侧面形成树脂层36，就所述的密封材料31的侧面来说是与液晶层直接接触的，因而有可能会对密封材料31附近的液晶分子的取向起稳定作用。因此有可能将密封材料31与显示像素(图中没有示出)之间的间隙减少至小于0.5mm。除了密封材料31的侧面之外，还有可能在隔离材料32的侧面形成树脂层36，从而也使得有可能对隔离材料32表面的液晶分子的取向进行控制。

此外，尽管这些元件同样应用于本发明的其他液晶显示面板，但在本实施例的液晶显示面板中，仍可获得许多引人注意的优势，其优势源于省去了通过印刷法(例如照相胶印法印刷或凸版印刷)形成取向膜(例如聚酰亚胺取向膜)的步骤，所述步骤正是常规液晶显示面板所必需的。

首先，由于不使用印刷方法，树脂层的表面不再具有伴随着印刷而带来的图案，例如对液晶的取向有不良影响的筛状。

进一步地，由于不使用印刷方法，则不再产生位于基板表面的印刷图案的末端或边界处的台阶。由此，可避免由于台阶的形成而导致的不正常取向，而液晶分子将在整个屏幕范围内得到令人满意的取向。

进一步地，由于不使用印刷方法，则不再需要那些繁重的操作步骤，如将取向膜材料溶解在有机溶剂中，调整所得到的溶液的粘度是很困难的。此外，从保护环境与避免因有机溶剂遗留在树脂层中而导致的缺陷的出发点来看，不使用有机溶剂是比较有利的。

此外，使用常规的印刷方法在技术上难以缩小取向膜的厚度。与此相反，根据本发明，由于其使用了一种革新的方法，所述的方法是使液晶层中的单体向基板一侧迁移并通过聚合形成树脂层，因而其使得有可能形成所保持的厚度非常小的树脂层。具体地说，本发明使得有可能容易地形成均匀的厚度不大于40nm的薄膜，优选的情况下，其厚度不大于30nm，这是使用常规的印刷方法所不能实现的。由于所形成的树脂层能保持如此小的厚度，从而使得有可能对液晶层施加高度增强的电压，因而能以较低的阈值电压驱动所述的液晶显示面板。具体的说，用于改变液晶取向的阈值电压可以降低约0.5V。

实施例11

在本实施例中，根据以上实施例1和10所描述的方法生产如图27所图解说明的液晶显示面板。在此液晶面板中，根据以上实施例10所描述的方法也将密封材料与隔离材料排列在预定的位置，但为了简化叙述起见，没有在图中明示。

准备一块具有一层ITO电极(共用电极)15的玻璃基板(TFT基板)11，用密封材料(商品名XN-21F，由Mitsui Kagaku公司生产)涂覆于其一个表面的围缘区域以形成一种密封形式31。在另一块具有ITO电极(反向电极)19的玻璃基板(CF基板)12的一个表面上喷洒一种球形二氧化硅，其直径为4μm(由Sekisui Fine Chemical公司生产)且由乙醇浸湿。进一步地，在TFT基板11的预定位置上形成转移电极33用于电连接共用电极15与CF基板12上的反向电极19，并因此向反向电极19施加一个预定的电压。所述的转移电极33是通过沉积一层预定厚度的银膏，随即制成图案而得到的。

然后，将具有密封材料和转移电极的基板11和具有隔离材料的CF基板12粘合在一起，其粘合方式为密封材料和隔离材料在内部，在真空里将两个基板压紧，并于130℃焙烤。焙烤进行90分钟。由此得到一个空心面板，其具有两块粘合在一起的基板11和12及两者之间的用于注入液晶的一个空腔。

通过对得到的液晶显示面板中液晶层13的观察，证实薄膜形式的树脂层36(约30nm)已经如图27所示，通过上述两种单体的聚合，形成于相应的基板11(12)与液晶层13之间的界面和转移电极33与液晶层13之间的界面。此外，尽管没有说明，但已证实在密封材料与液晶层的界面和隔离材料与液晶层的界面上也形成了相似的具有均匀厚度的薄膜树脂层。

如上所述，有可能在转移电极33的底部和侧面形成树脂层36，就所述的转移电极33的底部和侧面来说是与液晶层直接接触的，因而有可能对转移电极33附近的液晶分子的取向起稳定作用。常规的方法需要一个繁重的操作，即在基板上形成取向膜、选择性地除去其中一部分以及在暴露的电极上形成转移电极。然而，本实施例中，不需要这一步骤，因而其非常有助于简化生产步骤和减低生产成本。此外，根据常规方法选择性地除去取向膜时，将不可避免地产生不良取向。然而，本实施例却排除了上述不良取向问题的产生。

除了以上的优势之外，本实施例还提供了以上实施例10中所得到的优点，换言之，即由在密封材料与液晶层之间的界面和隔离材料与液晶层之间的界面形成树脂层所带来的优点，以及由不使用印刷方法所带来的优点。

此外，所述的本实施例的液晶显示面板还显示出极好的驱动特性和视角特性，并能令人满意地显示精细的彩色图像。

实施例12至14

在这些实施例中，根据以上实施例1和10所描述的方法生产如图28至30所图解说明的具有堰结构和/或狭缝结构的液晶显示面板。在这些液晶面板中，根据以上实施例10所描述的方法也将密封材料与隔离材料排列在预定的位置，获得了类似的优点，但为了简化叙述，没有加以图解说明。

此外，尽管没有说明，但在这些液晶显示面板里的任何一种中，树脂层可参考图25B，如同之前的描述一样，以两层式结构形成。所述的两层式结构的树脂层包括，例如

树脂1...一种组成第一树脂层的树脂，其在液晶层的一面形成，而且其中，举例来说，由一个支链烷基与一个直链烷基结合，例如一种(甲基)丙烯酸酯树脂；以及

树脂2...一种组成第二树脂层的树脂，其在基板的一面形成，而且其中结合了一个直链烷基或形成了一个骨架，例如一种(甲基)丙烯酸酯树脂；

上述内容已在前文有过描述。

这些树脂混合在一起后得到树脂混合物。然后，举例来说，液晶(例如表现为负介电各向异性的向列型液晶)和树脂混合物以98∶2的比例(重量比)混合在一起，向其中加入一种聚合引发剂，其用量占树脂的5重量％。此处，所述的树脂1和树脂2的适合于得到垂直取向的混合比例通常在1∶1至30∶1的范围内，所述的范围也可以向上扩展到50∶1。

在图28所示的实施例12中，将液晶层13密封于具有ITO电极15的TFT基板11与具有ITO电极19的CF基板12之间。进一步在TFT基板11上叠上一层具有一个狭缝结构的树脂层16，所述的狭缝结构是由于ITO电极15上的一个台阶而产生的。树脂层16通过分散在液晶中的单体的聚合而形成。另一方面，ITO电极19和树脂层17依次在CF基板12上形成。在树脂层17的表面形成了一种凸起的图案，其源于预先在ITO电极19上形成的堰结构25。

在具有以上结构的液晶显示面板中，当处于不施加电压的状态时，液晶层13中的液晶分子3为垂直取向。这是因为与液晶层13接触的树脂层16(17)参与了液晶的取向过程。然后，对液晶显示面板施加电压，而且所施加的电场是倾斜的，由此液晶分子3将在两个方向上发生倾斜，从而导致取向的分化。所述的取向分化非常有助于提高响应速度。

在图29所示的实施例13中，也将液晶层13密封于具有IT0电极15的TFT基板11与具有ITO电极19的CF基板12之间。进一步在TFT基板11上叠上ITO电极15与一层具有狭缝结构26的树脂层16。如上所述，树脂层16通过分散在液晶中的单体的聚合而形成。另一方面，ITO电极19和树脂层17依次在CF基板12上形成。然而，与图28的液晶显示面板(实施例12)的情况不同的是，在树脂层17的表面，没有形成由堰结构产生的凸出的图案。

如果用于备案而需要进行简要描述，那么在使用液晶和用于形成具有上述两层式结构的树脂层的树脂的混合物时，所述的液晶显示面板可采用如下描述的方式制成。

清洗所述的TFT基板11和CF基板12，在这些基板的边缘部分涂上密封剂之后将其粘合在一起。然后，将液晶和树脂的混合物在真空状态下从一个密封破裂的部位(注入口)注入。在混合物注入后，使用一种可用可见光固化的树脂将注入口密封。接着，采用紫外线照射整个液晶面板。使用一种高压水银灯作为照射源。当紫外线的射线穿过玻璃时，所述的玻璃可切断紫外线中的波长较短的部分。因此，可调节聚合引发剂的吸附边沿，使之能与穿过玻璃基板而进入的光反应。具体地说，将聚合引发剂的吸附边沿调节到波长大于300nm的一边。那些在注入完成后立即变为水平取向或无规取向的液晶分子，在紫外线照射后，立刻在整个表面上发生了垂直取向。

在图30所示的实施例14中，也将液晶层13密封于具有ITO电极15的TFT基板11与具有ITO电极19的CF基板12之间。进一步在TFT基板11上层叠ITO电极15与一层具有狭缝结构26的树脂层16。如上所述，树脂层16通过分散在液晶中的单体的聚合而形成。另一方面，ITO电极19和树脂层17依次在CF基板12上形成。此外，在树脂层17的表面，还存在着一个狭缝结构26，其源于ITO电极19上的一个台阶。

尽管此处没有说明，但要推荐的是，包括本实施例的液晶显示面板在内的本发明的液晶显示面板均可夹在一对圆形偏振片(或圆形的偏振膜)之间而制成夹心结构。这使得有可能大大地提高亮度。据本发明人所知，与简单地由交叉偏光镜制成的夹心结构相比，其亮度增强了约40％。

实施例15

在本实施例中，根据以上实施例1和10所描述的方法生产如图31所图解说明的液晶显示面板。在此液晶面板中，根据以上实施例10所描述的方法也将密封材料与隔离材料排列在预定的位置，但为了简化叙述，没有加以图解说明。关于排列在TFT基板11上的滤色片18，所述的液晶显示装置10不同于上述本发明根据图20的液晶显示装置。

如果作进一步描述，则所述的液晶显示装置10由一对玻璃基板，即TFT基板11和相对的基板12，以及固定在这些基板之间的液晶层13组成。组成液晶层13的液晶是一种向列型液晶。

如图所示，在TFT基板11上，所制成的TFT单元由一个门电极41和一个源电极42组成。所述的TFT单元是至今在TFT基板上通用的任何一种TFT单元。在TFT基板11上还形成了一个滤色片18。进一步在所述的滤色片18形成像素电极15。形成本发明指定的树脂层16，以便覆盖像素电极15。将根据本发明的树脂层17叠在相对的基板12上。将偏振片21和22粘附于TFT基板11和相对的基板12的外面。

本实施例采用一种组成，其中在相对的基板12上既无滤色片(CF)也无黑色矩阵(BM)，所述的相对的基板12排列在面对TFT基板11的位置。因此，TFT基板的整个表面能均匀地得到紫外线的照射。照射的紫外线不会在CF或BM上衰减；换言之，不会形成阴影，可显示均匀的图像。CF基板上的CF、BM和总线的厚度足以切断紫外线照射。因此，换言之，本实施例避免了因TFT基板上的总线附近、CF附近和BM附近的紫外线照射的切断而带来的不便之处。

Claims

1.一种液晶显示装置，所述的液晶显示装置具有面板结构，该面板结构包括一对彼此相对排列的基板和密封于所述一对基板之间的液晶，其中，将一树脂层插在所述的液晶和与所述的液晶接触的液晶面板组成元件之间的界面，所述的树脂层是通过使可固化的添加剂固化而形成的，所述的可固化的添加剂包含一种单官能团的单体和一种多官能团的单体，而包含于所述可固化添加剂中的单体上的垂直取向表达的官能团从所述的树脂层的表面衍生出来。

2.如权利要求1所述的液晶显示装置，其中所述的垂直取向表达的官能团是一种烷基或烷氧基和/或卤素原子。

3.如权利要求1或2所述的液晶显示装置，其中所述的液晶面板组成元件是选自由所述的基板、用于密封所述液晶的密封材料、用于保持所述基板之间恒定间隙的隔离材料和在所述基板上形成的电极组成的组中的至少一个元件。

4.如权利要求1所述的液晶显示装置，其中所述的可固化添加剂包含所述的单官能团单体，所述的单官能团单体的摩尔用量等于或大于所述的多官能团单体的摩尔用量。

5.如权利要求1所述的液晶显示装置，其中所述的单官能团单体和所述的多官能团单体在所述的可固化添加剂中的摩尔量比率范围为从1∶1至50∶1。

6.如权利要求1所述的液晶显示装置，其中所述的单官能团单体和/或所述的多官能团单体是(甲基)丙烯酸单官能团单体、双官能团单体、三官能团单体或四官能团单体。

7.如权利要求6所述的液晶显示装置，其中所述的(甲基)丙烯酸单官能团单体用如下的通式(I)来表示：

其中R₁为一个氢原子或一个低级烷基基团；A是一个用于液晶面板时能使液晶分子发生垂直取向的官能团，或者是包含这种官能团的一个单元。

8.如权利要求6所述的液晶显示装置，其中所述的(甲基)丙烯酸双官能团单体用如下的通式(III)来表示：

其中R₁和R₂可以相同或不同，其为氢原子或低级烷基；B尾一个能在得到的可固化添加剂中确定骨架的单元。

9.如权利要求6所述的液晶显示装置，其中所述的(甲基)丙烯酸双官能团单体用如下的通式(III-1)来表示：

其中R₁和R₂可以相同或不同，其为氢原子或低级烷基；R¹和R²可以相同或不同，其为低级烯烃基团；R为一种直链或支化链脂肪族烃基、一种取代或未取代的芳香族烃基或者取代或未取代的脂环族烃基；m与n是彼此独立且从0至4的整数。

10.如权利要求6所述的液晶显示装置，其中所述的(甲基)丙烯酸双官能团单体用如下的通式(III-2)来表示：

其中R₁和R₂可以相同或不同，其为氢原子或低级烷基；R¹是一个低级烯烃基团；n为一个从0至12的整数。

11.如权利要求6所述的液晶显示装置，其中所述的(甲基)丙烯酸双官能团单体用如下的通式(III-3)来表示：

其中R₁和R₂可以相同或不同，其为氢原子或低级烷基；R、R’和R”可以相同或不同，其为直链或支化链脂肪族烃基、取代或未取代的芳香族烃基或者取代或未取代的脂环族烃基；m与n是彼此独立的0或1。

12.如权利要求6所述的液晶显示装置，其中所述的(甲基)丙烯酸三官能团单体用如下的通式(IV)来表示：

其中R₁、R₂和R₃可以相同或不同，其为氢原子或低级烷基；R¹、R²和R³可以相同或不同，其为低级烯烃基团；R为一种直链或支化链脂肪族烃基、一种取代或未取代的芳香族烃基或者取代或未取代的脂环族烃基；l、m与n是彼此独立的0至3的整数。

13.如权利要求6所述的液晶显示装置，其中所述的(甲基)丙烯酸三官能团单体用如下的通式(V)来表示：

其中R₁、R₂、R₃和R₄可以相同或不同，其为氢原子或低级烷基；R¹、R²、R³和R⁴可以相同或不同，其为低级烯烃基团；R为一种直链或支化链脂肪族烃基、一种取代或未取代的芳香族烃基或者取代或未取代的脂环族烃基；k、l、m与n是彼此独立的0至2的整数。

14.如权利要求1所述的液晶显示装置，其中所述的树脂层的厚度在从5nm至40nm的范围之内。

15.如权利要求1所述的液晶显示装置，其中所述的树脂层是通过将所述的液晶与所述的可固化添加剂的混合物注入所述的基板之间，随后施加能量而形成的。

16.如权利要求15所述的液晶显示装置，其中所述的液晶与所述的可固化添加剂的比例在从10∶1至400∶1的范围之内。

17.如权利要求1所述的液晶显示装置，其中所述的液晶表现出负介电各向异性，而且在不施加电压的情况下液晶分子的取向使得所述液晶分子的长轴与所述的基板近似垂直。

18.如权利要求1所述的液晶显示装置，其中所述的树脂层实质上分成两层，具有垂直取向表达的官能团的树脂主要分布在相对于液晶层的界面区域，具有筛状结构的树脂层主要分布在相对于所述的基板的界面区域。

19.如权利要求1所述的液晶显示装置，其中所述的树脂层由第一树脂层和第二树脂层组成，所述的第一树脂层由与液晶层接触的第一树脂形成且具有垂直取向表达的官能团，而所述的第二树脂层由与所述的基板接触的第二树脂形成且具有筛状结构。

20.如权利要求1所述的液晶显示装置，其中在所述的基板上形成一种堰结构和/或一种狭缝结构。