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。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，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 Controlled Birefringence )、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。根据本专利技术，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。
技术介绍
在过去，在各种液晶;漠式例如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，曰 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 壽丈聚酰亚胺，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。
技术实现思路
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卜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 lxl(r4J/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1 pm。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l ^m的值。这里，在液晶显示面板中，单元间隙 约为3至4 pm。因此，当格栅的深度不小于1 |im时，深度不小于1 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1 pm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。根据本专利技术的第一构造，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。根据本专利技术的第一构造，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本文档来自技高网...
【技术保护点】
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。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：玉置昌哉，山口英将，田中大直，西田基晴，
申请(专利权)人：索尼株式会社，
类型：发明
国别省市：JP
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