CN101339336B - 液晶显示器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开来一种液晶显示器及其制造方法。该液晶显示器包括基板、液晶、取向层和电极。取向层包括基层和涂膜，基层具有平行地设置有多个槽的主表面，而涂膜覆盖该主表面。涂膜具有水平取向能力，以在没有施加电压的条件下使液晶分子的分子主轴平行地取向。每个槽沿着预定的方向延伸，并且以给定的间距沿着垂直于该预定方向的方向重复排列。

Description

液晶显示器及其制造方法

技术领域

本发明涉及液晶显示器及其制造方法，并且可应用于各种液晶模式，例如扭曲向列(TN，Twisted Nematic)、电控双折射(ECB，Electrically ControlledBirefringence)、超扭曲向列(STN，Super Twisted Nematic)、平面内切换(IPS，In-Plane Switching)、边缘场切换(FFS，Fringe Field Switching)等。根据本发明，取向膜下侧上的表面形成槽形，以使取向膜在特定方向上具有取向能力，由此与根据相关技术获得的液晶显示器相比，实现更高的生产率、对液晶更满意的取向控制力和更高的图像质量。

背景技术

在过去，在各种液晶模式例如TN、ECB、STN、IPS、FFS等的液晶显示面板中，液晶分子通过取向处理在固定的方向上取向，并且已经提出了进行取向处理的各种技术。

作为取向处理之一的摩擦方法是最频繁使用的方法，其中由例如聚酰亚胺的聚合物膜组成的取向膜形成在透明电极上，并且其后通过配有布等的辊子在取向膜的表面上沿固定方向摩擦，由此给取向膜以取向的能力。然而，该摩擦方法具有这样的问题，取向膜的表面会受到摩擦产生的碎片沉积的污染，并且面板上的薄膜晶体管(TFT)会由于静电的产生而被破坏。

作为取代摩擦方法的取向处理方法的所谓格栅方法(grating method)是这样的方法，其中加工基板的表面以形成格栅(槽)，并且利用格栅产生的弹性应变使液晶分子取向。在格栅方法中，液晶分子沿平行于格栅的方向取向，在该方向弹性自由能最为稳定。

关于格栅方法，M.Nakamura等人在J.Appl.Phys.，52，210(1981)提出了这样的方法，其中用光照射光敏聚合物层以形成以固定的间隔布置的直线形式的格栅。另外，日本专利申请公开No.平11-218763提出了这样的方法，其中用光照射基板上的光聚合性单体，以形成格栅型取向膜。除此之外，日本专利申请公开No.2000-105380提出了这样的方法，其中通过采用转移(transfer)技术，基板表面上的树脂涂敷膜设置有格栅状凹凸(起伏)形状，以由此形成格栅型取向膜。

在格栅方法中，已知通过调整格栅的间距和高度可以控制锚定能量(anchoring energy)(Y.Ohta等，J.J.Appl.Phys.，43，4310(2004))。

此外，关于格栅方法，已经提出了这样的方法，其中通过利用取向膜材料(例如聚酰亚胺)自身拥有的取向控制力来增强锚定强度。具体地将，日本专利申请公开No.平5-88177提出了这样的方法，其中通过光刻图案化光敏聚酰亚胺，并且日本专利申请公开No.平8-114804提出了这样的方法，其中第一取向膜的表面设置有凹凸形状，该凹凸形状在预定的方向上为条形，并且在垂直于该预定方向的方向上具有锯齿表面外形，并且分子轴沿垂直方向取向的有机物质层叠在第一取向膜上以形成取向膜。此外，日本专利申请公开No.平3-209220提出了这样的方法，其中光刻光敏玻璃以使玻璃表面形成凹凸形状，随后将取向膜材料涂覆到这样成形的表面。

根据格栅方法，能够消除摩擦方法中频繁遇到的取向膜表面的污染和静电的产生。

发明内容

然而，在通过格栅方法仅简单利用弹性应变效应取向液晶分子的情况下，必须设定槽间隔P与槽高度H之间的比率T(＝H/P)在足够高的值。更具体地讲，根据上述的Y.Ohta et al.，J.J.Appl.Phys.43，4310(2004)，为了获得与经受摩擦处理的取向膜的方位锚定强度(anchoring strength)(约1×10^-4J/m²)相当的方位锚定强度，必须设定槽间隔P与槽高度H之间的比率T到不小于1的值。

同样，实际使用中假定格栅的间距不小于1μm。因此，为了保证足够的方位锚定强度，在仅简单利用弹性应变效应取向液晶分子的情况下，必须设定格栅的深度为不低于1μm的值。这里，在液晶显示面板中，单元间隙约为3至4μm。因此，当格栅的深度不小于1μm时，深度不小于1μm的周期凹凸形成在面板的平面中，从而液晶的延迟在面板平面中发生变化，并且难于保证足够的对比度。另外，考虑到生产率，所希望的是设定格栅的深度在小于1μm的值，并且以由此保证足够的锚定强度。

此外，关于利用聚酰亚胺等取向膜的取向控制力的方法，也存在下面的问题。例如，在日本专利申请公开No.平5-88177和日本专利申请公开No.平3-209220中提出的方法的情况下，当由基板表面的凹凸引起的取向控制力与由取向膜引起的取向控制力比较时，后者较强；因此，液晶分子的取向方向与取向膜中分子主轴的取向方向一致。因为取向膜中分子主轴的方向没有得到控制，所以不能说总体上可以获得足够的取向控制力。

此外，在日本专利申请公开No.平8-114804提出的方法的情况下，取向膜中分子轴由呈现在基板表面中的凸凹控制，但是用于形成取向膜的材料是光聚合性液晶材料；因此，这里存在不能采用在可靠性和电性能上优良并且用于批量生产的聚酰亚胺材料的问题。另外，液晶的取向方向平行于槽，这导致对于控制预倾斜角必须控制槽的形状为非常复杂的形状的问题。具体地讲，需要在基本上垂直于凸凹的条形的方向上形成具有锯齿截面形状的凸凹，这使得必须依赖于其中利用冲压(stamping)等极低生产率的方法。

根据本发明的第一构造，提供有这样的液晶显示器，包括：彼此结合的成对的基板，基板之间具有预定的间隙；液晶，夹置在该间隙中；取向层，形成在所述基板的至少之一上，并且使液晶分子取向；以及电极，形成在所述基板的至少之一上，用于在液晶上施加电压，

其中取向层包括基层和涂膜，该基层具有平行地设置有多个槽的主表面，而该涂膜覆盖该设置有槽的主表面；

涂膜具有水平取向能力，以在主表面上没有施加电压的条件下，平行地取向表示液晶分子的纵向方向的分子主轴；

槽的每一个都沿着预定的方向延伸，并且以给定的间距沿着垂直于该预定方向的正交方向重复排列；

基层沿着该正交方向的截面具有凹凸结构，该凹凸结构中凹部每个对应于每个槽的底部，凸部每个对应于相邻槽的边界，所述凹部和凸部交替和重复地出现；以及

凸部的宽度设定为小于凹部的宽度，由此液晶的分子主轴在垂直于槽的该预定方向的正交方向上水平取向。

根据本发明的第一构造，还提供有制造液晶显示器的方法，该液晶显示器包括：彼此结合的成对的基板，基板之间具有预定的间隙；液晶，夹置在该间隙中；取向层，形成在所述基板的至少之一上，并且使液晶的分子取向；以及电极，形成在所述基板的至少之一上，用于在液晶上施加电压，

其中取向层包括基层和涂膜，该基层具有平行地设置有多个槽的主表面，而该涂膜覆盖该设置有槽的主表面；

涂膜具有水平取向能力，以在主表面上没有施加电压的条件下，平行地取向表示液晶分子的纵向方向的分子主轴；

槽的每一个都沿着预定的方向延伸，并且以给定的间距沿着垂直于该预定方向的正交方向重复排列；

基层沿着正交方向的截面具有凹凸结构，该凹凸结构中凹部每个对应于每个槽的底部，凸部每个对应于相邻槽的边界，所述凹部和凸部交替和重复地出现；以及

凸部的宽度设定为小于凹部的宽度，由此液晶的分子主轴在垂直于槽的预定方向的正交方向上水平取向。

根据本发明的第二构造，提供这样的液晶显示器，包括：彼此结合的成对的基板，基板之间具有预定的间隙；液晶，夹置在该间隙中；取向层，形成在所述基板的至少之一上，并且使液晶分子取向；以及电极，形成在所述基板至少之一上，用于在液晶上施加电压，

其中取向层包括基层和涂膜，该基层平行地设置有多个槽，而该涂膜覆盖该槽；

槽的每一个都沿着预定方向延伸，并且以给定的间距沿着垂直于该预定方向的正交方向重复排列；

涂膜具有水平取向能力，以在没有施加电压的条件下，平行于基板取向表示液晶分子的纵向方向的分子主轴；以及

表示槽的深度与槽的排列间距之比的纵横比(aspect ratio)在下限0.05与上限0.5之间的范围内，并且液晶的分子主轴沿相对于槽的垂直方向水平取向。

根据本发明的第二构造，还提供有制造液晶显示器的方法，该液晶显示器包括：彼此结合的成对的基板，基板之间具有预定的间隙；液晶，夹置在该间隙中；取向层，形成在所述基板的至少之一上，并且使液晶分子取向；以及电极，形成在所述基板的至少之一上，用于在液晶上施加电压，

其中取向层包括基层和涂膜，该基层平行地设置有多个槽，而该涂膜覆盖这些槽；

槽的每一个都沿着预定方向延伸，并且以给定的间距沿着垂直于该预定方向的正交方向重复排列；

涂膜具有水平取向能力，以在没有施加电压的条件下，平行于基板取向表示液晶分子的纵向方向的分子主轴；

表示槽的深度与槽的排列间距之比的纵横比具有下限和上限；

当纵横比在下限之下时，液晶的分子主轴沿随机方向水平取向，然而当纵横比在上限之上时，液晶的分子主轴沿槽延伸的预定方向水平取向；

当纵横比为从下限至上限的范围内时，液晶的分子主轴沿相对于槽的正交方向水平取向；以及

多个槽形成在基层中，从而纵横比落入从下限至上限的范围内。

典型地，根据本发明的第一构造，用于取向液晶分子的取向层具有两层结构。具体地讲，取向层包括下侧的基层和上侧的涂膜。基层在其表面(主表面)内设置有多个槽(格栅)。另一方面，涂膜包括例如聚酰亚胺的聚合物取向膜，并且具有水平取向能力，以将液晶的分子主轴平行于主表面取向。设置有条形格栅的基层和具有水平取向能力的涂膜以这种方式结合使得能够沿垂直于格栅的槽延伸的预定方向(这里，预定方向在某些情况下可以称为“直线方向”)的正交方向排列液晶的分子主轴。在下文，该取向状态在某些情况下将称为“垂直取向”。相反，相关技术中的纯粹格栅系统包括平行于槽的直线方向排列液晶的分子主轴。在下文，该取向状态在某些情况下将称为“平行取向”)。

在根据相关技术的格栅系统中，液晶的分子主轴平行于槽的直线方向排列，从而必须设定槽的纵横比在高的值，这从显示质量和生产率的观点看已经成为严重的障碍。相反，在本发明中，格栅与具有水平取向能力的涂膜相结合，由此液晶的分子主轴不是沿槽的直线方向排列而是沿垂直方向排列。该垂直取向通过基层的格栅与聚合物涂膜的水平取向能力的结合的结合效果或者合成效果来获得，并且该垂直取向在相关技术中还是根本未知的。在相关技术中沿槽的平行取向仅依赖于格栅，并且因此其中槽的纵横比需要设定为高的值。另一方面，根据本发明的第一构造的垂直取向通过格栅与聚合物涂膜的结合效果来获得，并且因此槽的纵横比自身与根据相关技术的纯粹格栅方法中的相比可以较低，这保证了较高的生产率和显示质量。

此外，在本发明的第一构造中，液晶分子沿垂直于槽的方向的正交方向取向，这保证了仅通过设定槽的截面形状为不对称的而容易地发展倾斜角(tilt angle)。另外，在本发明的第一构造中，不是特殊材料而是已经实际上长期使用的聚酰亚胺可以用于形成取向膜，并且因此该取向膜可以原样使用现有的生产设备来生产。

在本发明的第一构造中，尤其为了稳定液晶的分子主轴的垂直取向，规定了格栅的截面形状。设置有格栅的基层的正交方向上的截面具有凹凸结构，该凹凸结构中凹部每个对应于每个槽的底部，凸部每个对应于相邻槽的边界，所述凹部和凸部交替和重复地出现。本发明第一构造的特征特征在于，凸部的宽度设定为小于凹部的宽度，由此液晶的分子主轴稳定地沿垂直于槽的直线方向的正交方向水平取向。当凸部的宽度设定为小于凹部的宽度以使得凸部的顶表面失去平坦性(flatness)的程度时，可以稳定液晶沿着格栅的正交方向的水平取向。理想地，格栅的截面中的凸部设定为完全失去其顶表面的平坦性而成为倒转的V形截面，然而凹部设定为U形截面同时保持其底部表面的平坦性，由此液晶的分子主轴可以均匀和稳定地、可控地沿期望的方向取向。作为前述的结果，根据本发明第一构造的液晶显示器与相关技术的相比，可为高的生产率，能够具有足够的取向控制力，并且可以保证高的图像质量。

此外，根据本发明的第二构造，液晶采用具有复合结构的取向膜而均匀地取向，该取向膜包括设置有条形槽的基层和覆盖该基层的涂膜。涂膜包括聚酰亚胺树脂等的聚合物膜，并且具有水平取向能力，以将液晶的分子主轴平行于基板取向。当具有水平取向能力的涂膜和设置有条形槽的基层层叠时，液晶的取向条件可以通过涂膜和基层的合成效果来控制。

已经发现，液晶由包括设置有条形槽(格栅)的基层和具有水平取向能力的涂膜的复合取向层的取向控制依赖于所谓的格栅的纵横比。该纵横比是代表槽深度对槽的排列间距之比的参数，并且是表示格栅深度(高度)的指标。本发明第二构造中的复合取向膜具有这样的特性，当纵横比低于预定的下限时(当格栅的槽太浅时)，液晶的分子主轴沿随机方向水平取向。这里，该取向条件在某些情况下将称为“随机取向”。该随机取向类似于以没有摩擦的聚酰亚胺取向膜获得的取向条件，并且在此情况下的槽太浅而不能显示出格栅的效果。另一方面，当纵横比在预定的上限之上时(当格栅的槽太深时)，液晶的分子主轴沿槽延伸的预定方向(平行于槽)水平取向。这里，该取向条件在某些情况下将称为“平行取向”。该平行取向类似于相关技术中由格栅取向获得的条件，其中取向专门由格栅产生的取向控制力(锚定强度)控制，并且没有展示出涂膜和基层的结合效果。

当格栅的纵横比在下限和上限之间的范围中时(当格栅为适当的形状，而不是太浅或者太深时)，液晶的分子主轴沿相对于槽的正交方向水平取向。这里，该取向条件在某些情况下将称为“垂直取向”。该垂直取向是新颖的取向条件，恰由格栅基层和取向涂膜的结合效果所获得，并且与相关技术的格栅获得的平行取向相比，稳定性和均匀性方面较好。根据本发明的取向层，纵横比较低，并且因此与根据相关技术的格栅取向层相比，生产率较高。根据本发明第二构造的液晶显示器这样来构造，基层设置有格栅，该格栅的纵横比在下限和上限之间的范围内，并且具有格栅的基层由取向涂膜覆盖。与相关技术相比，该构造使其能够实现液晶显示器具有较高的生产率，具有更均匀和稳定的取向控制力，并且能够保证更高的图像质量。

此外，在本发明的第二构造中，液晶分子沿垂直于槽方向的正交方向取向，从而倾斜角可以仅通过设定槽的截面形状为不对称来容易地实现。此外，在本发明的第二构造中，作为取向膜可以使用实际中长期采用的聚酰亚胺等材料而不是特殊材料的水平取向膜，从而可以原样使用现有的生产设备来生产取向膜。

附图说明

图1是展示根据本发明实施例的液晶显示器的主要部分的示意图；

图2是展示根据参考实例的液晶显示器的示意图；

图3是根据本发明实施例的液晶显示器的主要部分的截面显微照片；

图4是根据参考实例的液晶显示器的主要部分的截面显微照片；

图5A和5B示意性地图解了液晶分子的取向条件；

图6是展示本发明实施例的效果的图；

图7是展示根据本发明液晶显示器的第一实施例的示意性截面图；

图8是第一实施例的主要部分的示意性透视图；

图9展示了第一实施例的偏振光显微照片；

图10展示了根据参考实例的液晶显示器的偏振光显微照片；

图11是在描述根据第一实施例的液晶显示器的运行中采用的示意性截面图；

图12是展示根据本发明液晶显示器的第二实施例的主要部分透视图；

图13是展示根据本发明液晶显示器的第三实施例的主要部分透视图；

图14是展示根据本发明液晶显示器的第四实施例的主要部分透视图；

图15是展示根据本发明液晶显示器的第五实施例的平面图；

图16是展示第五实施例的截面图；

图17是展示第五实施例的截面图；

图18是展示根据本发明液晶显示器的第六实施例的示意性平面图；

图19是根据本发明的液晶显示器的主要部分的局部透视图；

图20A和20B是在本发明实施例的描述中采用的示意图；

图21是在本发明实施例的描述中采用的图；

图22是在本发明实施例的描述中采用的图；

图23A和23B是在本发明实施例的描述中采用的示意图；

图24是用于展示本发明实施例的效果的图；

图25是展示根据本发明液晶显示器的第七实施例的示意性截面图；

图26是展示第七实施例的示意性透视图；

图27展示了根据第七实施例的液晶显示器的偏振光显微照片；

图28展示了根据参考实例的液晶显示器的偏振光显微照片；

图29是在描述根据第七实施例的液晶显示器的运行中采用的示意性截面图；

图30是展示根据本发明液晶显示器的第八实施例的主要部分透视图；

图31是展示根据本发明液晶显示器的第九实施例的主要部分透视图；

图32是展示根据本发明液晶显示器的第十实施例的主要部分透视图；

图33是展示根据本发明液晶显示器的第十一实施例的平面图；

图34是展示第十一实施例的截面图；

图35是展示第十一实施例的截面图；和

图36是展示根据本发明液晶显示器的第十二实施例的示意性平面图。

具体实施方式

<本发明的第一构造>

现在，将在下面参照附图详细描述根据本发明第一构造的优选实施例。

图1是展示根据本发明实施例的液晶显示器的主要部分的示意性局部透视图。根据本发明实施例的液晶显示器基本上包括：彼此结合的成对的基板，基板之间具有预定的间隙；液晶，夹置在该间隙中；取向层，形成在所述基板的至少之一上，用于使液晶分子取向；以及电极，形成在所述基板的至少之一上，用于在液晶上施加电压。图1示意性地展示了其上形成有取向层的一个基板。顺便提及，为了易于观察附图，在图中省略了电极。

取向层包括基层和涂膜，基层具有设置有多个平行的槽M的主表面，而涂膜覆盖设置有槽M的主表面。这里应当注意的是，多个槽M可以不必几何上彼此严格平行，而是在能够产生它们在本发明中所期望的作用或效果的范围内，槽M总体上或者基本上平行就可以满足要求。涂膜包括例如聚酰亚胺树脂等的聚合物膜。在如图所示的实例中，组成有机聚合物涂膜的聚合物链沿着槽M排列。然而，应当注意的是，该图示意性地展示了聚合物链的情况，并且本发明可以不必限于这种聚合物链排列。涂膜具有水平取向能力，由此表示液晶分子的纵向的分子主轴在其上没有施加电压的情况下平行于主表面取向。在下文，具有以这种方式使液晶分子取向的能力的涂膜在某些情况下将称为“取向膜”。另外，主表面代表基层设置有多个槽M的表面(面对侧的表面)，并且平行于基板表面。

槽M每个都沿给定的直线方向延伸，并且它们以沿垂直于该直线方向的正交方向的给定间距重复排列。基层沿着正交方向的截面具有凹凸结构，该凹凸结构中凹部每个对应于每个槽的底部，凸部每个对应于相邻槽的边界，所述凹部和凸部交替和重复地出现。

本发明的特性特征在于，凸部的宽度设定为小于凹部的宽度，由此液晶的分子主轴均匀和稳定地沿垂直于槽M的直线方向的正交方向水平取向。优选地，凸部的宽度设定为小于凹部的宽度到凸部的宽度以使得凸部的顶表面失去平坦性的程度。理想地，凸部完全失去其顶表面的平坦性以成为倒转的V形截面，然而凹部为U形截面同时保持其底表面的平坦性。顺便提及，槽M形成为使得其纵横比小于一，该纵横比表示槽的深度与槽的排列间距之比。在实施例中，液晶包括具有正介电常数各向异性的向列型液晶，而且，当电压施加在基板之一上设置的电极上时，成对的基板之间的间隙的中心部分中的液晶的分子主轴垂直于基板表面取向，而基板之一的表面处的液晶的分子主轴保持水平取向，如图所示。

在本发明中，尤其为了稳定液晶的分子主轴的垂直取向，确定来格栅的截面形状。沿着设置有格栅的基层的正交方向的截面具有凹凸结构，该凹凸结构中凹部每个对应于每个槽的底部，凸部每个对应于相邻槽的边界，所述凹部和凸部交替和重复地出现。本发明的特性特征在于凸部的宽度设定为小于凹部的宽度，从而液晶的分子主轴稳定地沿垂直于槽的直线方向的正交方向水平取向。关于凸部的宽度设定为小于凹部的宽度以使得失去凸部的顶表面的平坦性的程度，可以稳定沿相对于格栅的正交方向的水平取向。理想地，格栅截面上的凸部设定为完全失去其顶表面的平坦性以成为倒转的V形截面，然而凹部设定为U形截面而保持其底表面的平坦性，由此液晶的分子主轴可以均匀和稳定地沿希望的方向可控地取向。作为前述的结果，与相关技术相比，根据本发明实施例的液晶显示器具有高的生产率，可以具有充分的取向控制力，并且可以保证高的图像质量。

图2是展示液晶显示器参考实例的示意图，其中为了比较采用对应于图1所示根据本发明实施例的液晶显示器的描绘。两个显示器之间的差别在于形成在基层主表面中的格栅的凹凸结构。在此情况下，在一定程度上保持了该实例中凸部的顶表面的平坦性，从而该凸部转为倒转的U形截面，其形状恰好与凹部的截面形状是倒转的。在这样的格栅凹凸结构中，聚合物链沿着每个凹部的底部排列，然而在每个凸部的平坦顶表面上聚合物链没有排列。该条件与根据相关技术的摩擦系统中应用取向膜到平坦基板表面所获得的条件相同。因此，液晶的分子主轴没有沿固定的方向排列而是保持在随机水平取向条件，除非对其实施摩擦处理。因此，如图所示，尽管凹部中的液晶分子沿相对于格栅的正交方向取向，但是凸部上的液晶分子为随机情形，从而不能总体上获得液晶分子沿相对于格栅的正交方向排列的均匀水平取向。从上面的讨论可以清楚可见，本发明的特征在于格栅每个凸部的宽度设定为小于每个凹部的宽度，由此液晶的分子主轴均匀和稳定地沿垂直于槽的直线方向的正交方向水平取向。

图3是展示根据本发明实施例的液晶显示器实施例的显微照片。该图展示了图1所示的基板表面的情形。如图所示，在实际的基板结构中，电极形成在基层上，并且涂膜(取向膜)形成在电极上。基层例如由光敏树脂层构成，并且其表面(主表面)通过蚀刻设置有格栅。具体地讲，通过条形掩模用紫外(UV)线照射基层，然后进行曝光处理，且其后进行显影处理(蚀刻)，以获得如图所示的凹凸形状。在此情况下，随着曝光处理的掩模所采用的条形图案的条形宽度设定为更窄，凸部的宽度变得更窄，并且凸部变得更陡峭。更具体地讲，当基层由正光敏树脂层构成时，对应于条形图案中的阴影的部分留下作为凸部，然而光敏感地受到条形图案中相邻条之间紫外线影响的部分被去除以形成凹部。随着条形图案的宽度值降低，可以获得具有期望的倒转的V形凸部的格栅。

图4是展示根据参考实例的液晶显示器中基板截面的显微照片。在参考实例中，在基层上也形成电极，并且这些部件覆盖有涂膜(取向膜)。与上述相类似，通过采用条形图案的曝光处理，基层的主表面设置有格栅。该参考实例不同于图3所示的实施例在于，用作掩模的条形图案具有放大的条宽度，由此格栅的凸部的顶表面保持平坦性。在此情况下，不能获得均匀和稳定的均一取向。

图5A和5B示意性地图解了夹置在成对的基板之间的液晶的取向条件。如图所示，液晶的分子主轴水平取向而沿固定的方向排列；在这里，该取向条件在某些情况下将称为“均一取向”。另外，液晶的分子主轴的排列方向在这里的某些情况下将称为“取向方向”。因此，本发明固有的正交方向是均一取向，其中定位方向与相对于格栅的正交方向一致。

液晶显示器通过采用取向层来控制液晶的取向，并且通过控制施加的电压来转换取向条件，由此显示希望的图像。取向条件的改变例如通过上下成对的偏振板可以转换为亮度(明亮度)的改变。图5A展示了成对的偏振板的正交尼科耳(nicol)布置，其中上下偏振板的透射轴(transmission axis)彼此垂直。下侧或者入射(进入)侧的偏振板的透射轴平行于液晶的取向方向。发射(出射)侧的偏振板的透射轴垂直于液晶的取向方向。当液晶为理想的均一取向时，入射光优选由成对的偏振板中断，从而光泄漏为零。因此而获得黑色显示。

图5B展示了成对的偏振板的平行尼科耳布置。在平行尼科耳的条件下，上下偏振板的透射轴平行于液晶的取向方向。在此情况下，入射光被原样发射，即没有被吸收。结果，获得白色显示。在没有施加电压的条件下，通过采取平行尼科耳布置来获得常白显示(normally white display)。相反，在没有施加电压的条件下，通过采取正交尼科耳布置来获得常黑显示(normallyblack display)。

图6是展示本发明效果的图。该图展示了对于设置有间距为3μm的格栅的液晶显示面板，图5A所示的正交尼科耳的条件下透射光量的测量结果。顺便提及，格栅的间距固定在3μm，然而格栅的高度在0.1至1μm的范围内变化，以形成各自的样品，用于在正交尼科耳条件下测量透射率。顺便提及，格栅的高度对应于槽的深度。

在图6的图中，格栅的高度(μm)呈现于横坐标轴上，而作为透射率的指标的黑亮度(尼特，nit)呈现于纵坐标轴上。在正交尼科耳的条件下，黑亮度(black luminance)随着液晶的均一取向接近理想的条件而降低。顺便提及，图6中的图展示了对于通过改变条形图案宽度制造的三种样品的黑亮度的测量结果。换言之，该图展示了以条形图案的宽度为参数的三条特征曲线。由于间距固定在3μm，条形图案宽度为0.3μm的样品对应于最陡峭的凸部形状。除了该样品外，准备了条形图案宽度为0.8μm的样品和条形图案宽度为1.2μm的样品，并且也用于评估。

尽管取决于格栅的高度，但是在条形图案宽度为0.3μm的情况下，在最好的条件下获得的黑亮度为2.5尼特(nit)。这显示出液晶的均一取向，以及良好的液晶取向特性。在样品的条形图案宽度为0.8μm的情况下，当格栅高度在0.4至0.7μm的范围内时，获得略少于4尼特的黑亮度。在样品的条形图案宽度为1.2μm的情况下，当格栅高度在0.4至0.7μm的范围时，获得略多于4尼特的黑亮度。因此，可以看出，取向特性随条形图案宽度的增加而成比例降低。

如上所述，掩模的条形图案宽度基本上对应于格栅的凸部的宽度。因此，格栅间距为3μm并且条形图案宽度为0.3μm时，凸部的宽度约为0.3μm，而凹部的宽度为剩余的2.7μm。对于格栅的凸部的宽度如此设定为小于凹部宽度，可以基本上使液晶分子沿着相对于格栅的正交方向的均一取向，尽管取决于格栅的高度。类似地，条形图案宽度为0.8μm时，凸部的宽度约为0.8μm，而凹部的宽度为2.2μm。在该样品中，凸部的宽度也小于凹部的宽度，并且可以获得所希望的均一取向。此外，甚至在条形图案宽度为1.2μm的样品中，凸部的宽度为1.2μm，而凹部的宽度为1.8μm，从而凸部的宽度小于凹部的宽度，并且因此可以获得所希望的均一取向。

另一方面，关于格栅高度，可以看出，如果格栅高度增大超过适当值，均一取向被破坏，并且黑亮度突然升高。例如，当关注条形图案宽度为0.3μm的样品时，可以看出，当格栅高度超过0.7μm时，透射率突然升高，这意味着不能获得沿相对于格栅的正交方向的均一取向。因此，当格栅的高度与格栅的间距的比率(纵横比)变为较高时，格栅固有的效果显示出更强，并且液晶分子显示出更倾向于沿相对于格栅的直线方向取向。当纵横比超过一定值时，液晶分子平行于格栅取向，从而液晶显示器会显示出扭曲取向条件而不是均一取向。因此，会改变取向条件，以增加光的泄漏，导致黑亮度的劣化。换言之，为了获得沿相对于格栅的正交方向的均一取向，格栅的纵横比必须降低到一定的程度，并且这一点构成与根据相关技术的简单格栅系统的区别。类似地，在样品的条形图案宽度值为0.8μm和1.2μm的情况下，如果格栅高度超过0.8μm并且纵横比升高，则液晶分子的取向方向偏离相对于格栅的正交方向成为相对于格栅的直线方向，使其能够获得低的黑亮度。

图7是要应用到根据本发明实施例1的液晶显示器的液晶面板1的局部放大截面图。该实施例的液晶显示器是所谓的透射型或者反射型显示器，其中偏振板等至少设置在图7中的液晶面板1的表面，即上侧。另外，在透射型中，背光装置设置在图7中的液晶面板1的背侧，即下侧。在反射型中，前光装置设置在图7中的液晶面板1的表面，即上侧。

液晶面板1具有夹设在TFT阵列基板2和CF基板3之间的液晶层。这里，CF基板3通过这样的方法制造，其中滤色器5、绝缘膜6、由透明电极构成的电极7和取向膜8依次形成在透明绝缘基板的玻璃基板4上。这里，电极7通常通过在整个表面区域上形成ITO(铟锡氧化物)膜来形成，但是它可以以每个像素为基础或者以每个子像素为基础来图案化。取向膜8通过这样的方法形成，其中通过印刷工艺涂敷作为用于导致水平取向的液晶取向材料的可溶聚酰亚胺和聚酰胺酸(polyamic acid)混合物，并且在200℃的温度下烘焙75分钟，以形成厚度为50nm的聚酰亚胺薄膜，接着通过摩擦处理以给聚酰亚胺薄膜以取向能力。顺便提及，在摩擦处理中的摩擦方向是图中的箭头方向，其垂直于稍后描述的槽M的延伸方向(直线方向)。

另一方面，TFT阵列基板2通过这样的方法制造，其中如图8所示，TFT等形成在透明绝缘基板的玻璃基板10上，然后绝缘膜11形成玻璃基板10上，并且电极12和取向膜13依次形成在绝缘膜11上。由上面的描述清楚可见，依次形成在基板10上的绝缘膜11、电极12和取向膜13组成了本发明实施例中的取向层。关于这些部件，绝缘膜11和电极12对应于图1所示的基层，并且取向膜13对应于图1所示的涂膜。

TFT阵列基板2这样来制造，使得用于形成在其上的取向膜13的主表面的形状具有槽形，其中在预定的方向上直线延伸的槽沿垂直于预定方向的方向重复排列，并且槽形涂敷有聚酰亚胺膜以形成取向膜13。此外，在该实施例中，绝缘膜11的表面形状制造为与槽形一致，并且用于在其上形成取向膜13的表面形成槽形。这里，每个槽M沿着给定的直线方向延伸，并且以给定的间距P沿着垂直于直线方向的正交方向重复排列。绝缘膜11沿着正交方向的截面具有凹凸结构，该凹凸结构中凹部每个对应于每个槽M的底部，凸部每个对应于相邻槽M的边界，所述凹部和凸部交替和重复地出现。特性特征在于，凸部的宽度设定为小于凹部的宽度，由此液晶分子15的主轴沿垂直于槽M的直线方向的正交方向水平取向。具体地讲，凸部设定为完全失去其顶表面的平坦性以成为倒转的V形截面，然而凹部设定为U形截面而保持其底表面的平坦性，由此液晶分子15均匀地和一致地设定为均一取向。

这里，槽M的截面形状为大致环形的圆弧形状，以槽M的峰为对称中心。另外，槽M形成为1μm的间距P和400nm的高度(深度)H，从而间距P与高度H之间的比率T(＝H/P)为0.4，该比率小于一。

更具体地讲，在TFT阵列基板2中，绝缘膜11采用酚醛清漆(novolak)或者丙烯酸或者其它有机抗蚀剂材料形成，或者采用SiO₂、SiN或者包含SiO₂或SiN作为主要成分的无机材料形成。

这里，在采用光敏有机抗蚀剂材料形成绝缘膜11的情况下，TFT阵列基板2涂敷有光敏有机抗蚀剂材料，随后预烘焙，然后采用具有对应于槽M图案(条形图案)的掩模用紫外线等曝光抗蚀剂材料。此外，进行显影和后烘焙，以由此应用光刻工艺，因此绝缘膜11的表面加工为具有槽形。顺便提及，替代采用掩模，可以利用从两个不同方向照射的光束的干涉来进行曝光处理。此外，光刻工艺可以用其它技术比如纳米压印(nano-imprinting)工艺替代。

另外，在采用无机材料形成绝缘膜11的情况下，通过真空蒸发、溅射或CVD等，在TFT阵列基板2上以预定的膜厚度沉积无机材料，然后通过光刻工艺将光敏有机抗蚀剂材料图案化成槽形，并且其后进行湿法蚀刻或者干法蚀刻，由此取向膜13一侧的表面加工成槽形。此外，绝缘膜11也可以采用基于无机材料和有机材料的混合物的市场上可以获得的光敏材料形成。在此情况下，通过光刻进行图案化，随后通过烘焙等步骤，由此有机成分消散在大气中，留下主要由无机成分构成的绝缘膜11。

在透射类型的情况下，电极12通常通过在整个表面上形成透明电极材料如ITO的膜来形成，随后被图案化。顺便提及，在反射型的情况下，可以应用金属材料，例如铝、银等。

取向膜13通过这样的方法形成，其中通过胶印(offset printing)工艺涂敷通常采用的聚酰亚胺材料，随后200℃温度下烘焙75分钟。在取向膜13经受烘焙处理后，在取向膜中的聚合物链沿相对于槽M的预定方向排列，由此给取向膜13以取向能力。顺便提及，涂敷用于形成取向膜13的材料的方法可以从各种技术中选择，例如旋涂法(spin coating method)、浸渍法(dipping method)、喷雾法(spraying method)等，浸渍法是通过用溶剂例如伽马丁内酯(gamma-butyrolactone)、丙酮等稀释准备的溶液中浸渍。

这里，在形成取向膜13中，具体地讲，在下层设置有槽表面形状的条件下涂敷和烘焙取向材料的工艺中，取向膜中的聚合物链沿相对于槽的预定方向排列，由此给取向膜13以取向能力。该现象的原因之一被认为是在于这样的事实：在烘焙期间温度升高和降低的工艺中，基板10膨胀和收缩，并且由膨胀和收缩引起的应力通过根据槽的形状作用在取向膜13的特定方向上而产生单轴取向效应，由此取向膜中的聚合物链沿预定的方向排列。

作为各种研究的结果可以发现，为了在涂敷材料后通过烘焙使液晶分子轴沿固定的方向排列，垂直于该固定方向的方向延伸的槽M需要首先形成在取向膜13的下侧的表面中，并且仅仅存在简单的凸起或者粗糙都导致取向膜中的分子轴排列在从每个顶部朝着平面(plain)的方向上，且取向膜13不能提供有特定方向上的取向能力。

关于槽M，即使在间距P和高度H之间的比率T(＝H/P)小于一的情况下，也能充分地给取向膜13以取向能力。从加工取向膜13的下侧的表面成为槽形的观点看，通过设定间距P与高度H之间的比率T到小于一的值可以提高生产率，优选间距P与高度H之间的比率T设定到小于0.5的值。

通过密封材料将TFT阵列基板2和CF基板3彼此粘合来制造液晶显示面板1，并且将正介电常数各向异性的向列型液晶灌入TFT阵列基板2和CF基板3之间的间隙。顺便提及，在图7中，液晶分子由标号15表示，而符号θ和θ/2表示液晶分子15的倾斜角。在此情况下，当液晶灌入间隙中并且检测液晶分子15的取向方向时，可以确定的是，在TFT阵列基板2一侧的表面附近，液晶分子15沿垂直于槽M的延伸方向的方向取向，并且当TFT阵列基板2和CF基板3彼此粘合使得槽M的延伸方向垂直于摩擦方向时，液晶分子15为均一取向，如图7所示。顺便提及，还可以确定的是，当TFT阵列基板2和CF基板3彼此粘合使得槽M的延伸方向平行于摩擦方向时，液晶分子15为扭曲向列取向。

图9展示了液晶显示面板1的一个像素部分的偏振光显微照片，其展示了这样条件下的观测结果：成对的偏振板设定为上述的正交尼科耳布置，并且具有均一取向的液晶显示面板1设置在偏振板之间。从图上可以清楚地看出，根据本发明实施例的液晶显示面板1在正交尼科耳条件下基本上为完全的黑显示状态。顺便提及，显微照片中的白点反映了用于保持成对的基板之间的间隙尺寸不变的间隔物。

图10展示了采用根据相关技术的简单格栅系统的取向方法获得的液晶显示面板的偏振光显微照片。换言之，相关技术中的格栅系统的液晶显示面板是这样获得的，仅通过简单利用格栅的弹性应变效应来取向液晶分子，而省略了TFT阵列基板2一侧的取向膜13。图10中的显微照片展示了如上相同正交尼科耳条件下液晶显示面板的观测结果。

在此情况下，当液晶显示面板1的光轴完全对齐时，在从偏振器入射的光中不产生相位变化，从而观测上获得黑显示。然而，当光轴局部偏离时，观测到灰或白图案。参照图9和10所示的观测结果，对应于图9的图样观测到更深的黑色。由此可以确定的是，根据本发明实施例的液晶显示面板的液晶取向特性高于根据相关技术由格栅方法获得的液晶显示面板，在相关技术中液晶分子仅通过简单利用弹性应变效应使液晶分子为均一取向。

另外，在根据本实施例的液晶显示面板1中，槽间距P与槽高度H之间的比率T为0.2，其小于一，并且与相关技术中的格栅方法相比，通过显著简化形成槽M的步骤能够保证更高的生产率，在相关技术中仅通过简单利用弹性应变效应来使液晶分子取向，且在相关技术中比率T不小于一。此外，该实施例的液晶显示面板1可以采用各种优良特性的材料制造，此外，可以容易和可靠地实现取向能力。因此，在实施格栅方法中，该实施例能够有效地消除在基于利用取向膜自身具有的取向控制力的相关技术的构造中所遇到的各种问题。

此外，通过图9和10所示的观测结果已经可以确定的是，尽管在根据该实施例的液晶显示面板1中液晶分子沿垂直于TFT阵列基板2一侧的槽M的延伸方向的方向取向，但是在通过根据相关技术的格栅方法获得液晶显示面板中液晶分子沿平行于TFT阵列基板2一侧的槽M的延伸方向的方向取向。这意味着在该实施例的取向膜13的作用下液晶分子15的取向不同于基于利用弹性应变效应的相关技术中的格栅方法的取向。

另外，在均一取向状态下的液晶单元(liquid crystal cell)的倾斜角通过晶体旋转法(crystal rotation method)测量，约为1.5度。这里，在TFT阵列基板2和CF基板3二者经受摩擦处理情况下的液晶单元的倾斜角约为3度。因此，应当考虑的是，在根据该实施例的液晶显示面板1中，在CF基板3的表面的倾斜角θ为3度，而在TFT阵列基板2的表面的倾斜角为0度。

图11示意性地图解了在该液晶显示面板1上施加电压的情况。即使给液晶显示面板1施加电压，在TFT阵列基板2和CF基板3界面附近也不改变液晶分子的取向，液晶分子15的倾斜角随着远离界面而逐渐增加，并且在TFT阵列基板2和CF基板3之间的间隙的中心部分倾斜角达到最大，约为90度。

通过旋转检偏器法(rotating analyzer method)测量了施加电压时的延迟，并且与通过TFT阵列基板2和CF基板3二者都经受摩擦处理获得的液晶单元的延迟进行了比较。这里，在锚定强度(anchoring strength)低的情况下，在TFT阵列基板2一侧的界面的液晶分子的倾斜角通过施加电压而改变。因此，这里所测得的延迟会小于通过TFT阵列基板2和CF基板3二者都经受摩擦处理获得的液晶单元的延迟。然而，在施加电压时，该实施例的液晶显示面板1显示与通过TFT阵列基板2和CF基板3二者都经受摩擦处理获得的液晶单元的延迟相当的延迟。由此，可以确定的是，通过在TFT阵列基板2的一侧存在取向膜13的功能，保证了充分的锚定强度。

顺便提及，尽管在图7所示的实施例1中已经描述了分别通过槽形和摩擦处理使TFT阵列基板2上的取向膜13和CF基板3上的取向膜8提供有取向能力的情况，但是本发明不限于该构造。相反，TFT阵列基板2上的取向膜13和CF基板3上的取向膜8可以分别通过摩擦处理和槽形提供有取向能力。此外，TFT阵列基板2和CF基板3上的取向膜13和8二者都可以通过槽形提供有取向能力。另外，尽管在上面图7的实施例中已经描述了应用向列型液晶的情况，但是本发明可广泛应用于各种液晶，例如碟状(Smectic)液晶和胆甾型(cholesteric)液晶等。

图12是展示应用根据本发明实施例2的液晶显示面板的TFT阵列基板的透视图，以与图8对照。该TFT阵列基板22具有这样的结构，其中取代绝缘膜11的表面形状，电极12的表面形状形成为槽形，从而用于在其上形成取向膜13的表面形成为槽形。该实施例中的液晶显示面板除了涉及形成该槽形的加工的方面外，与实施例1中的液晶显示面板相同。

具体地讲，在制造该实施例中的TFT阵列基板22中，绝缘膜11以与上述实施例1中相同的方式以预定的厚度形成在玻璃基板10上。随后，形成ITO、铝或银等的膜，通过光刻工艺将光致抗蚀剂图案化为槽的形状，并且通过湿法蚀刻处理或者干法蚀刻处理使电极12形成为槽形。顺便提及，图12所示的构造可以以与上面实施例1中所述的相同方式应用于CF基板。

当通过将电极12的表面形状取代绝缘膜的表面形状而形成为槽形使得用于在其上形成取向膜的表面形成为槽形时，如在本实施例中，也可以获得如实施例1中相同的效果。

图13是展示应用于根据本发明实施例3的液晶显示器的液晶显示面板的TFT阵列基板的透视图，以与图8对照。该TFT阵列基板32具有这样的结构，其中取代绝缘膜11的表面形状，用作绝缘基板的玻璃基板10的表面形状直接形成为槽形，由此用于在其上形成取向膜13的表面形成为槽形。该实施例中的液晶显示面板除了涉及用于形成槽形的加工的方面外，与上述实施例1中的液晶显示面板1相同。顺便提及，尽管在图13所示的实施例中省略了绝缘膜，但是可以根据需要设置绝缘膜。

具体地讲，在制造TFT阵列基板32中，通过在玻璃基板10的表面上进行光刻工艺，将光致抗蚀剂图案化为槽形，然后进行湿法蚀刻处理或者干法蚀刻处理，以将玻璃基板10的表面加工为槽形。其后，依次形成电极12和取向膜13。顺便提及，图13所示的构造可以以与上述实施例1相同的方式应用于CF基板。尽管在实施例1至3中取向膜形成在基层上，而电极在取向膜和基层之间，但是本发明不限于该结构；在某些情况下，取向膜可以直接形成在基层上。

当通过将绝缘基板的表面形状而不是绝缘膜的表面形状形成为槽形而使得用于在其上形成取向膜的表面形成为槽形时，如在该实施例中，也可以获得与上述实施例相同的效果。

图14是展示应用于根据本发明实施例4的液晶显示器的TFT阵列基板42的透视图，以与图8对照。在制造该TFT阵列基板42中，槽M形成为使得多于预定数量的槽M没有以固定间距P连续形成。更具地讲，在TFT阵列基板42中，槽间距P在槽M的接续中随机变化。这保证了TFT阵列基板42中的连续的槽M不起衍射光栅的作用。除了在TFT阵列基板42中设定槽间距P上的差别外，该实施例中的液晶显示面板以与上述实施例相同的方式构造。

为了更加具体，在槽M以固定的间距P形成的情况中，周期的槽M起衍射光栅的作用，从而看到彩虹颜色干涉条纹(rainbow-colored interferencefringe)，导致图像质量的显著下降。在透射型液晶显示面板的情况下，取向膜与折射率约为1.5的液晶接触。因为例如ITO的透明电极的折射率约为二，因此，产生彩虹颜色干涉条纹，尽管没有如在槽M暴露到空气的情况下那样严重。此外，在反射型液晶显示面板的情况下彩虹颜色干涉条纹更加显著。

另一方面，当槽间隔P如该实施例随机变化从而多于预定量的槽M没有以固定的间隔P连续呈现时，能够防止这样彩虹干扰带的产生，并且防止图像质量的下降。

图15是展示应用到根据本发明实施例5的液晶显示器的液晶显示面板的平面图，并且图16是沿着图15的A-A线剖取的液晶显示面板51的详细截面图。另外，图17是展示给电极施加电压条件的截面图，以与图16对照。在该实施例中的液晶显示面板51中，与上述实施例中相同的部件采用与上面使用的相同的符号表示，并且适当省略对它们的描述。

在液晶显示面板51中，CF基板上的取向膜8和TFT阵列基板上的取向膜13二者都通过槽形提供有取向能力。顺便提及，槽形可以运用实施例1至3中的任何方法形成。

液晶显示面板51具有这样的构造，其中，在CF基板和TFT阵列基板中，在每个像素中心的上侧和下侧(在该图中)，槽M形成为在图中水平延伸，反之在每个像素中心的左侧和右侧(在该图中)，槽M形成为在图中垂直延伸。因此，槽M形成四角形的形状，像素的中心为每个四角形的中心。因此，液晶显示面板51具有形成为在图中的垂直和水平方向上相对于像素中心对称的图案的槽M。另外，液晶分子15被取向以指向像素的中心。具体地讲，每个像素中心的上侧和下侧(在该图中)的液晶分子15沿图中的垂直方向取向，而每个像素中心的左侧和右侧(在该图中)的液晶分子15沿图中的水平方向取向。

此外，在液晶显示面板51的TFT阵列基板中，在一个像素的中心，四角形金字塔形凸起形成为朝着CF基板突出。这使得液晶显示面板51具有这样的结构，其中倾斜角随着从一个像素的中心朝着该像素的周边逐渐减小。因此，在液晶显示面板51中，来自相同极角(polar angle)的入射在液晶单元上的光的相位将基本上相等，即使对于不同的方位值，从而液晶显示面板51具有增大的可见角度(angle of visibility)。

根据该实施例，通过变化每个像素中槽的延伸方向，可以保证希望的可见角度。

具体地讲，通过形成槽M为在图中的垂直和水平方向上相对于每个像素的中心对称的图案，可以增大可见角度。顺便提及，可以采用这样的构造，其中每个像素分成多个子像素，并且槽形成为相对于每个子像素的中心对称的图案。

图18是展示应用于根据本发明实施例6的液晶显示器的液晶显示面板的平面图，以与图15对照。除了槽M形成为同心圆的形状，该液晶显示面板61以与上面的实施例5中的液晶显示面板51相同的方式构造。在此情况下，圆锥凸起设置在一个像素的中心，取代上述的四角形金字塔形凸起。

根据该实施例，关于形成为同心圆形状的槽，也可以获得与上述实施例5相同的效果。

<本发明的第二构造>

现在，将参照附图详细描述根据本发明第二构造的实施例。

图19是展示根据本发明实施例的液晶显示器的主要部分的示意性局部透视图。根据本发明实施例的液晶显示器基本上包括彼此结合的成对的基板，基板之间具有预定的间隙，并且液晶夹置在该间隙中。图19展示了其中一个基板和存在于该一个基板表面附近的液晶分子。用于取向液晶分子的取向层形成在所述基板的至少之一上。顺便提及，尽管在图中没有示出，但是用于在液晶上施加电压的电极形成在该成对的基板的至少之一上。

取向层具有由基层和涂膜组成的混合结构，基层设置有多个平行的槽M，而涂膜覆盖槽M。这里应当注意的是，多个槽M可以不必几何上彼此严格平行，在显示出本发明中期望的作用或者效果的范围内，槽M总体上或者基本上平行就可以满足要求。每个槽M都沿预定的方向延伸，并且以沿着垂直于预定方向即槽的延伸方向的正交方向的给定的间距重复排列。在下文，该预定的方向在某些情况下将称为“直线方向”。然而，这里应当注意的是，槽可以不必具有直线形状，并且可以具有如稍后所描述的曲线形状。涂膜包括例如聚酰亚胺树脂等的聚合物膜，并且具有水平取向能力，在没有施加电压的条件下，表示液晶分子的纵向的分子主轴由该水平取向能力而平行于基板取向。当设置有条形形状槽(格栅)的基层涂敷有聚合物涂膜时，聚合物链沿着该格栅排列。这样排列的聚合物链产生对液晶分子的取向控制力。因此，液晶分子可以可控地进行取向而不摩擦。这是由于涂膜和基层结合效果的取向控制。尽管取决于处理条件，但是所示的实例中的聚合物链沿着槽M的直线方向排列。在某些情况下，通过固化基层上的涂膜时的单轴取向，聚合物链可以沿相对于格栅的正交方向排列。

具有其中层叠涂膜和基层的混合结构的取向层，根据格栅的纵横比对液晶分子进行不同种类的取向控制。如上所述，纵横比表示格栅的深度与格栅的排列间距的比率。根据本发明实施例的复合取向层具有这样的特性，当纵横比低于预定的下限时(当格栅的槽太浅时)，液晶的分子主轴沿随机方向水平取向。该随机取向类似于没有摩擦聚酰亚胺取向膜获得的取向状态，并且因槽太浅而没有显示出格栅的效果。另一方面，当纵横比高于预定的上限时(当格栅的槽太深时)，液晶的分子主轴沿槽的直线方向水平取向(平行于槽)。该平行的取向类似于根据相关技术的格栅取向获得的状态，其中该取向完全通过由格栅引起的取向控制力(锚定强度)控制，并且没有显示出涂膜和基层结合效果。

当格栅的纵横比在下限和上限之间的范围内时(当格栅具有适当的形状而不是太浅或者太深时)，液晶的分子主轴沿相对于槽的正交方向水平取向。该垂直取向是通过格栅基层和取向膜的结合效果获得的确实新颖的取向状态，并且稳定性和均匀性优于根据相关技术的格栅获得的平行取向。根据本发明实施例的取向层与相关技术的格栅取向层相比具有抑制的纵横比，并且因此生产率优于相关技术的格栅取向层。在根据本发明实施例的液晶显示器中，基层设置有这样的格栅，使得纵横比在下限和上限之间的范围内，并且格栅覆盖有取向涂膜。该构造与根据相关技术的构造相比，使得液晶显示器能够实现较高的生产率，具有更稳定的取向控制力，并且能够保证更高的图像质量。

图20A和20B示意性地展示了液晶分子的取向条件，其中图20A对应于垂直取向，而图20B对应于平行取向。图20A和20B的每一个都是沿着相对于格栅的正交方向剖取的截面图，并且对应于格栅的凹凸出现在取向层中。在垂直取向中，如图20A所示，液晶分子平行于相对于格栅的正交方向排列。在平行取向中，如图20B所示，液晶分子沿格栅的直线方向(垂直于纸面的方向)排列。当格栅的纵横比适当地设定在下限和上限之间的范围中时，通过格栅的基层和水平取向涂膜的结合作用，液晶分子垂直地取向，如图20A所示。另一方面，当格栅的纵横比超过上限并且格栅的锚定作用单独变为主导地位时，如图20B所示，液晶分子转换成与根据相关技术的格栅取向相同方式的平行取向。

图21是展示格栅高度与液晶显示器的黑亮度之间的关系的图。这里，液晶显示器具有这样的结构，其中上下偏振板和液晶分子取向方向之间的关系如图23A的示意性图解，其中液晶分子在一个基板上通过摩擦取向来取向，而在另一个基板上通过格栅取向来取向。因为摩擦方向设定在垂直于格栅的方向，所以可以获得液晶分子的均一取向。图中的黑亮度表示在没有施加电压的条件下液晶屏幕的亮度，并且是液晶的取向状态的指标。较低的黑亮度(较暗的屏幕)表示液晶的垂直取向状态更加均匀和稳定。

在该图中，格栅的间距作为参数，并且该间距按着P1、P2和P3的顺序增加。三个实线曲线代表由格栅自身的弹性应变效应(锚定强度)产生的取向状态。如上所述，弹性应变效应基本上具有平行于格栅取向液晶分子的特性。由图可以清楚地看出，随着格栅的变高(随着槽的变深)，格栅自身的弹性应变效应变得越强，从而液晶经受从垂直取向到平行取向的转换，并且总体上产生从均一取向到扭曲取向的改变。因为在该方式下失去了垂直取向，黑亮度升高(屏幕褪色到白色)。

另一方面，三个虚线曲线代表本发明的固有作用产生的取向状态。本发明的固有作用是这样的排列作用，基层的格栅对于在由聚酰亚胺(PI)等构成的聚合物涂膜中的聚合物链具有该排列作用，由此液晶分子垂直于格栅取向。由图可以清楚地看出，随着格栅的变高(随着格栅的变深)，聚酰亚胺(PI)涂膜由此排列，使得液晶分子垂直取向，黑亮度变低，并且获得更加均匀和稳定的取向状态。当格栅太浅时，显示不出格栅对PI涂膜的聚合物的排列作用，从而使得液晶分子随机取向，并且黑亮度升高。因此，对于格栅的纵横比存在下限，并且格栅必须形成在展现出槽的聚合物排列作用的范围内。

因此，本发明的特征在于，通过利用其中格栅的基层和聚合物涂膜的复合取向层的垂直取向能力占优势的范围，对液晶分子进行取向控制。理论上，认为垂直取向能力随着格栅的增高而增强。然而，随着格栅设定为较高，格栅自身的平行取向能力也增大，以最终克服垂直取向能力，导致平行取向能力占优势。因此，对于格栅的纵横比存在上限，并且格栅必须形成在平行取向能力不变为优势的范围内。

图22是展示格栅的高度与锚定能量之间关系的图。锚定能量代表格栅自身弹性应变效应的强度，并且液晶的平行取向状态随着锚定能量的增大而更加稳定。在图中，还展示了根据相关技术的由摩擦取向获得的锚定能量。在该图中，格栅间距作为参数，并且设定在2μm、3μm和4μm的值。从图上可以清楚地看出，随着格栅制作得更高，锚定能量增加，液晶的平行取向程度增加，并且液晶接近摩擦取向状态。在本发明中，利用了涂膜聚合物上的格栅的排列作用，但是必须控制格栅的纵横比到格栅自身的弹性应变效应不变为占优势的区域内。

图23A和23B示意性地图解了夹置在成对的基板之间的液晶的取向状态。如图所示，液晶的分子主轴水平取向同时沿固定的方向排列。在下文，该取向状态在某些情况下将称为“均一取向”。另外，在下文，液晶的分子主轴的排列方向在某些情况下将称为“取向方向”。因此，本发明实施例的固有的垂直取向是均一取向，其中取向方向与相对于格栅的正交方向一致。

在液晶显示器中，采用取向层进行液晶取向控制，并且控制要施加的电压，由此转换取向状态，以由此显示所希望的图像。通过例如上下成对的偏振板，可以将取向状态的改变转换成亮度的改变。图23A图解了成对的偏振板的正交尼科耳布置，其中上下偏振板的透射轴彼此垂直。图中的下侧即入射(进入)侧的偏振板的透射轴平行于液晶的取向方向。出射(发出)侧的偏振板的透射轴垂直于液晶的取向方向。当液晶为理想的均一取向时，入射光完全由成对的偏振板中断，并且光泄漏为零。因此，获得黑显示。

图23B图解了成对的偏振板的平行尼科耳布置。在平行尼科耳条件下，上下偏振板的透射轴平行于液晶的取向方向。在此情况下，入射光被原样发射而不被吸收。因此，获得白显示。在没有施加电压的条件下，当采用平行尼科耳布置时，获得常白显示。相反，在没有施加电压的条件下，当采用正交尼科耳布置时，获得常黑显示。

图24是展示本发明实施例的效果的图，具体地讲，展示了格栅高度和黑亮度之间关系的测量结果，液晶显示器的样品对应于图23A所示的取向模式，并且采用不同的格栅间距制造。在该图中，格栅高度(μm)取作横坐标轴，而黑亮度(尼特)取作纵坐标轴。可以看出，在槽排列间距为5μm的样品中，当格栅高度在0.3至0.7μm的范围内时，黑亮度为低的水平，这里可以获得稳定的和均匀的垂直取向。当格栅的高度为0.3μm或者更低时，使液晶为随机取向，并且因此黑亮度升高。此外，当格栅高度超过0.7μm时，失去垂直取向，并且产生到平行取向的转换，从而黑亮度升高。

在格栅排列间距为4μm的样品中，当格栅高度(槽深度)在0.2至0.7μm的范围内时，获得均匀和稳定的垂直取向状态。此外，在格栅排列间距为3μm的样品中，当格栅高度在0.4至0.7μm的范围内时，黑亮度在低的水平，并且获得均匀和稳定的垂直取向。另外，在格栅间距为1μm的样品中，当格栅高度(槽深度)在大于0.1μm的范围内时，黑亮度在低的水平，并且获得稳定的垂直取向。

从图24所示的结果可以推测的是，作为总体倾向，当纵横比在0.05至0.5的范围内时，可以获得均匀和稳定的垂直取向。优选地，当槽排列间距在1至5μm范围内时，通过设定槽深度在0.1至0.7μm范围内，液晶的分子主轴沿相对于槽的正交方向水平地取向。

图25是展示根据本发明液晶显示器的第七实施例(实施例7)的示意性截面图。该实施例中的液晶显示器是所谓的透射型或者反射型，其中偏振板等至少设置在液晶显示面板1的表面或者图25中的上侧。此外，在透射型中，背光装置设置在液晶显示面板1的背侧或者图25中的下侧。在反射型中，前光装置设置在液晶显示面板1的表面或者图25中的上侧。

液晶显示面板1具有夹设在TFT阵列基板2和CF基板3之间的液晶。这里，CF基板3这样来制造，在用作透明绝缘基板的玻璃基板4上依次形成滤色器5、绝缘膜6、由透明电极构成的电极7和取向膜8。电极7通常通过在整个表面上形成ITO(铟锡氧化物)膜而形成，但是可以以每个像素为基础或者以每个子像素为基础进行图案化。另外，取向膜8通过这样的方法形成，其中通过印刷工艺涂敷作为用于导致水平取向的液晶取向材料的聚酰胺酸和可溶聚酰亚胺的混合物，随后在200℃的温度下烘焙75分钟，以形成厚度为50nm的聚酰亚胺薄膜，然后进行摩擦处理，以给聚酰亚胺薄膜以取向能力。顺便提及，摩擦处理的方向是图中的箭头方向，其垂直于稍后描述的槽M的延伸方向(直线方向)。

另一方面，TFT阵列基板2通过这样的方法制造，其中，如图26所示，在用作透明绝缘基板的玻璃基板10上形成TFT等，并且形成绝缘膜11，而电极12和取向膜13依次形成在绝缘膜11上。从上面的描述清楚可见，依次形成在基板10上的绝缘膜11、电极12和取向膜13构成了本发明的本实施例中的取向层。关于这些部件，绝缘膜11和电极12对应于图19所示的基层，而取向膜13对应于图19所示的涂膜。

在TFT阵列基板2中，用于在其上形成取向膜13的主表面具有槽形，其中在预定方向上直线延伸的槽沿垂直于该预定方向的方向重复排列，并且该槽形覆盖有形成取向膜13的聚合物膜。此外，在该实施例中，绝缘膜11的表面形状为该槽的形状，并且用于在其上形成取向膜13的表面形成为该槽形。这里，每个槽M沿给定的直线方向延伸，并且以给定的间距P沿垂直于该直线方向的正交方向的重复排列。绝缘膜11沿着正交方向的截面具有凹凸结构，该凹凸结构中凹部每个对应于每个槽M的底部，凸部每个对应于相邻槽M的边界，所述凹部和凸部交替和重复地出现。

这里，槽M的截面形状是以槽M的顶点为对称中心的对称的倒转的圆弧形状。另外，槽M形成为具有1μm的间距P和0.4μm的高度(深度)H。此外，间距P和高度H之间的比率T＝H/P为0.4，并且其设定为在0.05和0.5的之间的优选纵横比范围内。顺便提及，在根据本发明的本实施例的液晶显示器中的槽M的截面形状不限于对称形状，例如圆弧形状，而槽可以是不对称的截面形状。

更具体地讲，在TFT阵列基板2中，绝缘膜11采用酚醛清漆或者丙烯酸或者其它有机抗蚀剂材料形成，或者采用SiO₂、SiN或者包含SiO₂或SiN作为主要成分的无机材料形成。

这里，在采用光敏有机抗蚀剂材料形成绝缘膜11的情况下，TFT阵列基板2涂敷有光敏有机抗蚀剂材料，随后预烘焙，然后采用对应于槽M的图案(条形图案)的掩模用紫外线等曝光抗蚀剂材料。随后，进行显影和后烘焙，以通过光刻工艺将绝缘膜11的表面加工为槽形。顺便提及，替代采用掩模，可以利用从两个不同方向上照射的光束的干涉来进行曝光处理。另外，可以用其它技术例如纳米压印工艺替代光刻工艺。

在采用无机材料形成绝缘膜11的情况下，通过真空蒸发、溅射或CVD等，在TFT阵列基板2上以预定的膜厚度沉积无机材料，然后通过光刻工艺将光敏有机抗蚀剂材料图案化成槽形，并且其后进行湿法蚀刻或者干法蚀刻，以使取向膜13一侧的表面形成槽形。另外，绝缘膜11也可以采用包括无机材料和有机材料的混合无的市场上可以获得的光敏材料形成；在此情况下，通过光刻工艺进行图案化后，进行烘焙等步骤，由此有机成分消散在大气中，并且形成主要由无机成分构成的绝缘膜11。

此外，在透射类型的情况下，电极12通常通过在整个表面上形成透明电极材料如ITO的膜来形成，随后图案化该膜。顺便提及，在反射型的情况下，可以应用例如铝、银等金属材料形成电极12。

取向膜13通过这样来形成：通过胶印工艺涂敷通常采用的聚酰亚胺材料，随后在200℃温度下烘焙75分钟。在取向膜13经受烘焙时，在取向膜中的聚合物链沿相对于槽M的预定方向排列，由此给取向膜13以取向能力。顺便提及，涂敷取向膜13的材料的方法可以是各种技术中的任何一个，例如旋涂工艺、浸渍工艺、喷雾工艺等，浸渍工艺是在用溶剂例如γ丁内酯、丙酮等稀释的溶液中浸渍。顺便提及，取向膜的材料不限于聚酰亚胺，并且可以是其它聚合物，例如聚乙烯醇(PVA)、聚苯乙烯等。

这里，在形成取向膜13中，具体地讲，在下层的表面形成形成为槽形的条件下涂敷和烘焙取向材料的工艺中，取向膜中的聚合物链沿相对于槽的预定方向排列，由此给取向膜13提供取向能力。该现象的原因之一被认为是在于这样的事实：在烘焙期间温度升高和降低的工艺中，基板10膨胀和收缩，并且由膨胀和收缩引起的应力通过根据槽的形状作用在取向膜13的特定方向上而产生单轴取向效应，由此取向膜中的聚合物链沿预定的方向排列。

作为各种研究的结果可以发现，为了在涂敷材料后通过烘焙使液晶分子轴沿固定的方向排列，沿垂直于该固定方向的方向延伸的槽M需要首先形成在取向膜13的下侧的表面中，并且仅仅存在简单的凸起或者粗糙导致取向膜中的分子轴在从每个顶部朝着平面的方向上排列，且取向膜13不能提供有特定方向上的取向能力。

关于槽M，间距P和高度H之间的比率T(＝H/P)可以在0.05和0.5之间的范围内，由此可以给取向膜13以充分的取向能力。从加工取向膜13的下侧的表面成为槽形的观点看，通过设定间距P与高度H之间的比率T到小于0.5可以保证提高的生产率。

通过密封材料将TFT阵列基板2和CF基板3彼此粘合来制造液晶显示面板1，并且将正介电常数各向异性的向列型液晶灌入TFT阵列基板2和CF基板3之间的间隙。顺便提及，在图25中，液晶分子由标号15表示，而符号θ和θ/2表示液晶分子15的倾斜角。在此情况下，当液晶灌入间隙中并且检测液晶分子15的取向方向时，可以确定的是，在TFT阵列基板2一侧的表面附近，液晶分子15沿垂直于槽M的延伸方向的方向取向，并且如图25所示，当TFT阵列基板2和CF基板3彼此粘合使得槽M的延伸方向垂直于摩擦方向时，液晶分子15为均一取向。顺便提及，还可以确定的是，当TFT阵列基板2和CF基板3彼此粘合使得槽M的延伸方向平行于摩擦方向时，液晶分子15为扭曲向列取向。

图27展示了液晶显示面板1的一个像素部分的偏振光显微照片，其展示了在成对的偏振板设定为上述的正交尼科耳布置并且均一取向的液晶显示面板1设置在偏振板之间的条件下的观测结果。从图上可以清楚地看出，根据本发明实施例的液晶显示面板1在正交尼科耳条件下具有很好的液晶取向特性。顺便提及，显微照片中的白点反映了用于保持成对的基板之间的间隙尺寸恒定的间隔物。

图28展示了采用根据相关技术的简单格栅系统的取向方法获得的液晶显示面板的偏振光显微照片。换言之，过去的格栅系统的液晶显示面板是这样获得的，仅通过简单利用格栅的弹性应变效应来取向液晶分子，而省略了TFT阵列基板2一侧的取向膜13。根据过去的格栅，液晶分子平行于槽取向；因此，平行于槽进行摩擦处理，以便获得均一取向的液晶显示器。图28中的显微照片显示了该液晶显示面板在上述相同的正交尼科耳条件下的观测结果。

在此情况下，当液晶显示面板1的光轴完全对齐时，在从偏振器入射的光中不产生相位改变，从而观测时获得黑显示。然而，当光轴局部偏离时，观测到灰或白图案。参照图27和28所示的观测结果，对应于图27的图样观测到更深的黑色。由此可以确定的是，根据本发明实施例的液晶显示面板比根据相关技术由格栅方法获得的液晶显示面板具有更高的液晶取向特性，在相关技术中液晶分子仅通过简单利用弹性应变效应使液晶分子均一取向。

另外，该实施例的液晶显示面板1可以采用各种优良特性的材料制造，此外，可以容易和可靠地实现取向能力。因此，在实施格栅方法中，该实施例能够有效地消除过去基于利用取向膜自身具有的取向控制力的构造中所遇到的各种问题。

此外，通过图27和28所示的观测结果已经可以确定的是，尽管在根据该实施例的液晶显示面板1中液晶分子沿垂直于TFT阵列基板2一侧的槽M的延伸方向的方向取向，但是在通过根据相关技术的格栅方法获得的液晶显示面板中液晶分子沿平行于TFT阵列基板2一侧的槽M的延伸方向的方向取向。这意味着在该实施例的取向膜13的作用下液晶分子15的取向不同于通过基于利用弹性应变效应的相关技术的取向。

另外，在均一取向状态下的液晶单元的倾斜角通过晶体旋转法测量，约为1.5度。这里，在TFT阵列基板2和CF基板3二者经受摩擦处理情况下的液晶单元的倾斜角约为3度。因此，应当考虑的是，在根据该实施例的液晶显示面板1中，在CF基板3的表面的倾斜角θ为3度，而在TFT阵列基板2的表面的倾斜角为0度。

图29示意性地图解了在该液晶显示面板1上施加电压的情况。即使给液晶显示面板1施加电压，在TFT阵列基板2和CF基板3界面附近也不改变液晶分子的取向，液晶分子15的倾斜角随着远离界面而逐渐增加，并且在TFT阵列基板2和CF基板3之间的间隙的中心部分倾斜角达到最大，约为90度。

通过旋转检偏器法测量了施加电压时的延迟，并且与通过TFT阵列基板2和CF基板3二者都经受摩擦处理获得的液晶单元的延迟进行了比较。这里，在锚定强度降低的情况下，在TFT阵列基板2一侧的界面液晶分子的倾斜角通过施加电压而改变。因此，这里测量的延迟会小于通过TFT阵列基板2和CF基板3二者都经受摩擦处理获得的液晶单元的延迟。然而，在施加电压时，该实施例的液晶显示面板1显示的延迟与通过TFT阵列基板2和CF基板3二者都经受摩擦处理获得的液晶单元的延迟相当。由此，可以确定的是，通过存在于TFT阵列基板2一侧的取向膜13的作用保证了充分的锚定强度。

顺便提及，尽管在图25所示的实施例7中已经描述了分别通过槽形和摩擦处理使TFT阵列基板2上的取向膜13和CF基板3上的取向膜8提供有取向能力的情况，但是本发明不限于该构造。相反，TFT阵列基板2上的取向膜13和CF基板3上的取向膜8可以分别通过摩擦处理和槽形提供有取向能力。此外，TFT阵列基板2和CF基板3上的取向膜13和8二者都可以通过槽形提供有取向能力。另外，尽管在上面图25的实施例中已经描述了应用向列型液晶的情况，但是本发明可广泛应用各种液晶，例如碟状液晶和胆甾醇液晶。

图30是展示应用到本发明实施例8的液晶显示面板的TFT阵列基板的透视图，以与图26对照。该TFT阵列基板22具有这样的结构，其中取代绝缘膜11的表面形状，电极12的表面形状形成为槽形，从而用于在其上形成取向膜13的表面形成为槽形。该实施例中的液晶显示面板除了涉及形成该槽形的加工方面外，与实施例7中的液晶显示面板相同。

具体地讲，在制造该实施例中的TFT阵列基板22中，绝缘膜11以与上述实施例7中相同的方式以预定的厚度形成在玻璃基板10上。随后，形成ITO、铝或银等膜，通过光刻工艺将光致抗蚀剂图案化为槽的形状，并且通过湿法蚀刻处理或者干法蚀刻处理将电极12形成为槽形。顺便提及，图30所示的构造可以以与上面实施例7中所述的相同方式应用于CF基板。

当通过将电极12的表面形状取代绝缘膜的表面形状来形成为槽形使得用于在其上形成取向膜的表面形成为槽形时，作为本实施例，也可以获得与实施例7中相同的效果。

图31是展示应用于根据本发明实施例9的液晶显示器的液晶显示面板的TFT阵列基板的透视图，以与图26对照。该TFT阵列基板32具有这样的结构，其中取代绝缘膜11的表面形状，用作绝缘基板的玻璃基板10的表面形状直接形成为槽形，由此用于在其上形成取向膜13的表面形成为槽形。该实施例中的液晶显示面板除了涉及用于形成槽形的加工方面外，与上述实施例7中的液晶显示面板1相同。顺便提及，尽管在图31所示的实施例中省略了绝缘膜，但是可以根据需要设置绝缘膜。

具体地讲，在制造TFT阵列基板32中，通过在玻璃基板10的表面上进行光刻工艺，将光致抗蚀剂图案化为槽形，然后进行湿法蚀刻处理或者干法蚀刻处理，以将玻璃基板10的面对侧的表面加工为槽形。其后，依次形成电极12和取向膜13。顺便提及，图31所示的构造可以以与上述实施例7相同的方式应用于CF基板。尽管在实施例7至9中取向膜形成在基层上，电极在取向膜和基层之间，但是本发明不限于该结构；在某些情况下，取向膜可以直接形成在基层上。

当通过将绝缘基板的表面形状而不是绝缘膜的表面形状形成为槽形而使得用于在其上形成取向膜的表面形成为槽形时，作为该实施例，也可以获得与上述实施例7相同的效果。

图32是展示应用于根据本发明实施例10的液晶显示器的TFT阵列基板42的透视图，以与图26对照。在制造该TFT阵列基板42中，槽M形成为使得多于预定数量的槽M没有以固定间距P连续形成。更具体地讲，在TFT阵列基板42中，槽间距P在槽M的连续中随机变化。这保证了TFT阵列基板42中的连续的槽M不起衍射光栅的作用。除了在设定TFT阵列基板42中槽间距P的差别外，该实施例中的液晶显示面板以与上述实施例相同的方式构造。

为了更加具体，在槽M以固定的间隔P形成的情况中，周期的槽M起衍射光栅的作用，从而看到彩虹颜色干涉条纹，导致图像质量的显著下降。在透射型液晶显示面板的情况下，取向膜与折射率约为1.5的液晶接触。因为例如ITO的透明电极的折射率约为2，因此，产生彩虹颜色干涉条纹，尽管没有槽M暴露到空气的情况下那样严重。此外，在反射型液晶显示面板的情况下彩虹颜色干涉条纹更加显著。

另一方面，当槽间距P如该实施例随机变化从而多于预定数量的槽M没有以固定的间距P连续呈现时，能够防止这种彩虹颜色干涉条纹的产生，并且防止图像质量的下降。

图33是展示应用到根据本发明实施例11的液晶显示器的液晶显示面板的平面图，而图34是沿着图33的A-A线剖取的液晶显示面板51的详细截面图。另外，图35是展示在电极上施加电压的条件的截面图，以与图34对照。在该实施例中的液晶显示面板51中，与上述实施例中相同的部件采用与上面使用的相同的符号表示，并且适当省略对它们的描述。

在液晶显示面板51中，CF基板上的取向膜8和TFT阵列基板上的取向膜13二者都通过槽形提供有取向能力。顺便提及，槽形可以应用实施例7至9中的任何方法形成。

液晶显示面板51具有这样的构造，其中，在CF基板和TFT阵列基板中，在每个像素中心的上侧和下侧(在该图中)，槽M形成为在图中水平延伸，而在每个像素中心的左侧和右侧(在该图中)，槽M形成为在图中垂直延伸。因此，槽M形成四角形的形状，像素的中心为每个四角形的中心。因此，液晶显示面板51具有形成为在图中的垂直和水平方向上相对于像素中心对称的图案的槽M。另外，液晶分子15取向为指向像素的中心。具体地讲，每个像素中心的上侧和下侧(在该图中)的液晶分子15沿图中的垂直方向取向，而每个像素中心的左侧和右侧(在该图中)的液晶分子15沿图中的水平方向取向。

此外，在液晶显示面板51的TFT阵列基板中，在一个像素中心，四角形金字塔形凸起形成为朝着CF基板突出。这使得液晶显示面板51具有这样的结构，其中倾斜角随着从一个像素的中心朝着该像素的周边逐渐减小。因此，在液晶显示面板51中，来自相同极角的入射在液晶单元上的光的相位将基本上相等，甚至对于不同的方位值，从而液晶显示面板51具有增大的可见角度。

根据该实施例，通过变化每个像素中槽的延伸方向，可以保证希望的可见角度。

具体地讲，通过使槽M形成为在图中的垂直和水平方向上相对于每个像素的中心对称的图案，可以增大可见角度。顺便提及，可以采用这样的构造，其中每个像素分成多个子像素，并且槽形成为相对于每个子像素的中心对称的图案。

图36是展示应用于根据本发明实施例12的液晶显示器的液晶显示面板的平面图，以与图33对照。除了槽M形成同心圆的形状，该液晶显示面板61以与上面的实施例11中的液晶显示面板51相同的方式构造。在此情况下，取代上述的四角形金字塔形凸起，圆锥凸起设置在一个像素的中心。

根据该实施例，关于形成为同心圆形状的槽，也可以获得与上述实施例11相同的效果。

本领域的技术人员应当理解的是，在权利要求或其等同特征的范围内，根据设计需要和其它因素，可以进行各种修改、结合、部分结合和替换。

本发明包含与分别于2007年7月3日和2007年7月25日提交至日本专利局的日本专利申请JP 2007-174821和2007-193307相关的主题，将其全部内容引用结合于此。

Claims (11)

1.一种液晶显示器，包括：

彼此结合的成对的基板，在所述基板之间具有预定的间隙；

液晶，夹置在所述间隙中；

取向层，形成在所述基板的至少之一上，并且使所述液晶的分子取向；和

电极，形成在所述基板的至少之一上，用于在所述液晶上施加电压，

其中所述取向层包括基层和涂膜，所述基层具有平行地设置有多个槽的主表面，且所述涂膜覆盖设置有所述槽的所述主表面；

所述涂膜具有水平取向能力，以在没有施加电压的条件下，在所述主表面上平行地取向表示所述液晶的所述分子的纵向方向的分子主轴；

所述槽的每一个都沿着预定的方向延伸，并且以给定的间距沿着垂直于所述预定方向的正交方向重复排列；

所述基层沿着所述正交方向的截面具有凹凸结构，在所述凹凸结构中凹部每个对应于每个所述槽的底部，凸部每个对应于相邻槽的边界，所述凹部和凸部交替和重复地出现；以及

所述凸部的宽度设定为小于所述凹部的宽度，由此所述液晶的所述分子主轴沿垂直于所述槽的所述预定方向的所述正交方向水平取向。

2.如权利要求1所述的液晶显示器，其中所述凸部的宽度设定为小于所述凹部的宽度以使得所述凸部的顶表面失去平坦性。

3.如权利要求2所述的液晶显示器，其中所述凸部制作成为倒转的V形截面以使得所述凸部的顶表面完全失去平坦性，而所述凹部具有U形截面且同时保持所述凹部的底表面的平坦性。

4.如权利要求1所述的液晶显示器，其中所述槽形成为使得纵横比小于1，所述纵横比表示所述槽的深度与所述槽的排列间距的比率。

5.如权利要求1所述的液晶显示器，其中所述基层的所述主表面分成多个区域，并且对于一个区域的所述槽的所述预定方向与对于相邻区域的所述槽的所述预定方向彼此不同。

6.一种制造液晶显示器的方法，所述液晶显示器包括：

彼此结合的成对的基板，在所述基板之间具有预定的间隙；

液晶，夹置在所述间隙中；

取向层，形成在所述基板的至少之一上，并且使所述液晶的分子取向；和

电极，形成在所述基板的至少之一上，用于在所述液晶上施加电压，

其中所述取向层包括基层和涂膜，所述基层具有平行地设置有多个槽的主表面，且所述涂膜覆盖设置有所述槽的所述主表面；

所述涂膜具有水平取向能力，以在没有施加电压的条件下，在所述主表面上平行地取向表示所述液晶的所述分子的纵向方向的分子主轴；

所述槽的每一个都沿着预定的方向延伸，并且以给定的间距沿着垂直于所述预定方向的正交方向重复排列；

所述基层沿着所述正交方向的截面具有凹凸结构，在所述凹凸结构中凹部每个对应于每个所述槽的底部，凸部每个对应于相邻槽的边界，所述凹部和凸部交替和重复地出现；以及

所述凸部的宽度设定为小于所述凹部的宽度，由此所述液晶的所述分子主轴沿垂直于所述槽的所述预定方向的所述正交方向水平取向。

7.一种液晶显示器，包括：

彼此结合的成对的基板，在所述基板之间具有预定的间隙；

液晶，夹置在所述间隙中；

取向层，形成在所述基板的至少之一上，并且使所述液晶的分子取向；和

电极，形成在所述基板的至少之一上，用于在所述液晶上施加电压，

其中所述取向层包括基层和涂膜，所述基层平行地设置有多个槽，且所述涂膜覆盖所述槽；

所述槽的每一个都沿着预定方向延伸，并且以给定的间距沿着垂直于所述预定方向的正交方向重复排列；

所述涂膜具有水平取向能力，以在没有施加电压的条件下，平行于所述基板取向表示所述液晶的所述分子的纵向方向的分子主轴；以及

表示所述槽的深度与所述槽的排列间距的比率的纵横比在下限0.05与上限0.5之间的范围内，并且所述液晶的所述分子主轴沿相对于所述槽的所述正交方向水平取向。

8.如权利要求7所述的液晶显示器，其中所述槽形成为具有在1至5μm的范围内的排列间距以及0.1至0.7μm的范围内的槽深度，并且所述液晶的所述分子主轴沿相对于所述槽的所述正交方向水平取向。

9.一种制造液晶显示器的方法，所述液晶显示器包括：

彼此结合的成对的基板，在所述基板之间具有预定的间隙；

液晶，夹置在所述间隙中；

取向层，形成在所述基板的至少之一上，并且使所述液晶的分子取向；和

电极，形成在所述基板的至少之一上，用于在所述液晶上施加电压，

其中所述取向层包括基层和涂膜，所述基层平行地设置有多个槽，且所述涂膜覆盖所述槽；

所述槽的每一个都沿着预定方向延伸，并且以给定的间距沿着垂直于所述预定方向的正交方向重复排列；

所述涂膜具有水平取向能力，以在没有施加电压的条件下，平行于所述基板取向表示所述液晶的所述分子的纵向方向的分子主轴；

表示所述槽的深度与所述槽的排列间距的比率的纵横比具有下限和上限；

当所述纵横比低于所述下限时，所述液晶的所述分子主轴沿随机方向水平取向，而当所述纵横比高于所述上限时，所述液晶的所述分子主轴沿所述槽延伸的所述预定方向水平取向；

当所述纵横比在从所述下限至所述上限的范围内时，所述液晶的所述分子主轴沿相对于所述槽的所述正交方向水平取向；以及

所述多个槽形成在所述基层中，从而所述纵横比落入从所述下限至所述上限的范围内。

10.如权利要求9所述的制造液晶显示器的方法，其中所述多个槽形成在所述基层中，从而所述纵横比落入下限0.05和上限0.5之间的范围内。

11.如权利要求9所述的制造液晶显示器的方法，其中所述槽形成为具有1至5μm的范围内的排列间距和0.1至0.7μm的范围内的槽深度，从而所述液晶的所述分子主轴沿相对于所述槽的所述正交方向水平取向。

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