[发明专利]一种液晶显示装置及制该装置的方法

说明书

本发明涉及一种液晶显示装置及制造该装置的方法，特别地涉及一种具有改进的视角特性的液晶显示装置及制造该装置的方法。

通常，利用光电效应的液晶显示(下面称LCD)装置是众所周知的。已投入实际应用的不同类型的LCD装置包括，例如，扭曲向列LCD装置和超扭曲向列LCD装置，两种装置均使用向列液晶材料。下面扭曲向列LCD装置将称作＂TN LCD装置＂，超扭曲向列LCD装置将称作＂STN LCD装置＂。利用铁电体液晶的LCD装置也已提出。

上述的LCD装置需要一个偏振板及一些取向处理。在最初的状态，当扭转90°的角度时，在液晶层里，液晶分子在相同的一直线方向上以一预倾斜(pre-tilt)角度倾斜。使用取向层或类似的处理液晶分子以使得当一指定的电压加到其上时，液晶分子以一相同的方向竖立。当施加这样的一个电压以显示一中间色调的图像时，液晶分子在一相同的方向上以一定的角度倾斜。由于此在一相同方向上的倾斜及液晶材料的双折射，当从不同的方向看时，液晶分子的折射率不同。由于此不同的折射率，图像的对比度依赖于图像被看的方向而明显地不同。在一极端的情形下，会出现有缺陷的显示，如其中的图像的对比度颠倒的显示颠倒。由此，通常的LCD装置存在视觉特性不好的缺陷。

不需要偏振动板的其他类型的LCD装置利用了液晶材料的动态散射(DS)效应或相变(PC)效应。

日本公开专利61-502128描述了另一类型的LCD装置，该LCD装置不包括一偏振板。该类型的LCD装置也不需要取向处理，而利用液晶的双折射以控制液晶处于透明或不透明状态。这样的一种LCD装置基本以下面的方式进行操作。该LCD装置中的液晶层包括液晶和聚合物。液晶分子的平常的折射率与用作围绕物的聚合物的折射率相匹配。从而，当施加一电压以取向该LCD装置的液晶分子的取向方向，使其在电场的方向上时，该液晶层处于一透明状态以透光。当不施加电压时，液晶分子的取向方向不一致，即，由于对光的散射，该液晶层处于一不透明状态。根据一已知的制造方法，通过将可光固化树脂或热固树脂与液晶材料混和并固化所得的混和物以将液晶相与聚合物相分开，从而在树脂中构成液晶层，可以制造这样的LCD装置。

日本公开专利4-338923和4-212928描述了改进具有一薄膜晶体管(下称＂TFT＂)的TN LCD装置的视角特性的方法。根据这些公开，在透明状态下透光或在不透明状态下散射光的LCD装置包括插入两个偏振动板之间的一液晶层，该两个偏振板的偏振轴相互垂直。在上述公开描述的方法中，由一个偏振板偏振的光通过该液晶层在光的散射状态下去掉偏振。原则上，投射到该LCD装置上的光的亮度至少降低50％。实际上，透过此类LCD装置的光的亮度是透过一般TN LCD装置的光的亮度为1／3[H．Yoshida，M．Ohashi和M．Okabe，《日本显示》(Japan Display)1992，S-17，第631页]。

日本公开专利5-27242描述了改进TN LCD装置的视角特性的另一方法，在该方法中，一个液晶层包括众多由聚合物壁分开的液晶区域。每一液晶区域包括随机设置的众多液晶子域。液晶子域的相同设置被该聚合物壁打破，因此，该液晶子域处于一种随机的状态，从而改进了视角特性。然而，在此方法中，液晶区域不能在精确地相应于设置在一矩阵中的众多的象素的地方形成，由于此缺点，透过该LCD装置的光的透射性仍然受到影响。另外，当该液晶子域随机设置时，在视角特性中不出现极端恶化的情形如颠倒。然而，即使电压饱和，理论上没有光传输时，在与该LCD装置的基底相垂直的方向上，以一偏置的角度测量，该LCD装置中仍然有大量的光的泄漏。

为了解决上述问题，研究人员(包括本发明的一些发明人)在日本专利申请5-30996中提出了另一类LCD装置。在此专利申请中描述的LCD装置包括相对的一对基底，以及插入该基底之间的液晶、光固树脂和光引发剂的混和物。一个光掩模位于两个基底中的一个相对的基底上，以将对应于众多象素的该混和物的区域与光屏蔽。当紫外线从该光掩模的侧面照射到该混和物上时，在该混和物的对应于象素的区域形成液晶区域，该区域被强度很低的该紫外线曝光。聚合物在别的区域聚集，即，与象素不对应的和被高强度的该紫外线曝光的区域。在这样的LCD装置中，由于光掩模，液晶区域能够在对应于象素的部位形成。在如使用向列液晶以在液晶区域里辐射状或随机地设置液晶子域时，与一般的TN LCD装置相比，该LCD装置的视角特性明显地改进。