JP2001056468A - Liquid crystal display device and its production - Google Patents

Liquid crystal display device and its production

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JP2001056468A
JP2001056468A JP23204099A JP23204099A JP2001056468A JP 2001056468 A JP2001056468 A JP 2001056468A JP 23204099 A JP23204099 A JP 23204099A JP 23204099 A JP23204099 A JP 23204099A JP 2001056468 A JP2001056468 A JP 2001056468A
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JP
Japan
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liquid crystal
substrate
display device
polymer wall
spacer beads
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP23204099A
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Japanese (ja)
Inventor
Katsuhiko Kishimoto
克彦 岸本
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal display device and its production to avoid disturbance in the axially symmetric alignment of liquid crystal molecules while using spacer beads to regulate the cell gap, namely, to realize wide viewing angle characteristics while decreasing the production cost. SOLUTION: The liquid crystal display device consists of a first substrate 100a, a second substrate 100b disposed facing the first substrate, and a liquid crystal layer 30 disposed between the first and second substrates. Polymer walls 16 having inclined faces to the surface of the substrate are formed on the first substrate. The liquid crystal layer has a plurality of liquid crystal regions divided by the polymer walls. Spacer beads 20 to regulate the gap of the liquid crystal layer are present on the tops of the polymer walls and on one inclined face of the polymer wall in the four side lines of the polymer wall surrounding the liquid crystal region.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置およ
びその製造方法に関する。特に、高分子壁によって分割
された液晶領域内に軸対称配向した液晶分子を有する液
晶表示装置およびその製造方法に関する。
The present invention relates to a liquid crystal display device and a method for manufacturing the same. In particular, the present invention relates to a liquid crystal display device having liquid crystal molecules axially symmetrically aligned in a liquid crystal region divided by polymer walls, and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、電気光学効果を用いた表示装置と
して、ネマティック液晶を用いたTN(ツイストネマテ
ィック)型や、STN(スーパーツイストネマティッ
ク)型の液晶表示装置が用いられている。これらの液晶
表示装置の視野角を広くする技術の開発が精力的に行わ
れている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a display device using an electro-optic effect, a TN (twisted nematic) or STN (super twisted nematic) type liquid crystal display device using a nematic liquid crystal has been used. Techniques for increasing the viewing angle of these liquid crystal display devices have been energetically developed.

【0003】これまでに提案されているTN型液晶表示
装置の広視野角化技術の1つとして、特開平6−301
015号公報および特開平7−120728号公報に
は、高分子壁によって分割された液晶領域内に軸対称配
向した液晶分子を有する液晶表示装置、いわゆるASM
(Axially Symmetrically al
igned Microcell)モードの液晶表示装
置が開示されている。高分子壁で実質的に包囲された液
晶領域は、典型的には、絵素ごとに形成される。ASM
モードの液晶表示装置は、液晶分子が軸対称配向してい
るので、観察者がどの方向から液晶表示装置を見ても、
コントラストの変化が少なく、すなわち、広視野角特性
を有する。
As one of the techniques for increasing the viewing angle of a TN type liquid crystal display device which has been proposed so far, JP-A-6-301 discloses
No. 015 and JP-A-7-120728 disclose a liquid crystal display device having axisymmetrically aligned liquid crystal molecules in a liquid crystal region divided by polymer walls, a so-called ASM.
(Axially Symmetrically al
A liquid crystal display device of an ignited Microcell mode is disclosed. A liquid crystal region substantially surrounded by polymer walls is typically formed for each pixel. ASM
In the liquid crystal display device of the mode, since the liquid crystal molecules are oriented axially symmetrically, even if the observer looks at the liquid crystal display device from any direction,
The change in contrast is small, that is, it has a wide viewing angle characteristic.

【0004】上記の公報に開示されているASMモード
の液晶表示装置は、重合性材料と液晶材料との混合物を
重合誘起相分離させることによって製造される。
[0004] The ASM mode liquid crystal display device disclosed in the above publication is manufactured by subjecting a mixture of a polymerizable material and a liquid crystal material to polymerization induced phase separation.

【0005】図7(a)〜(i)を参照しながら、従来
のASMモードの液晶表示装置の製造方法を説明する。
まず、ガラス基板908の片面にカラーフィルタおよび
電極を形成した基板を用意する(工程(a))。なお、
説明を簡単にするためにガラス基板908の上面に形成
されている電極およびカラーフィルタは図示していな
い。なお、カラーフィルタの形成方法は後述する。
A method of manufacturing a conventional ASM mode liquid crystal display device will be described with reference to FIGS.
First, a substrate having a color filter and electrodes formed on one surface of a glass substrate 908 is prepared (step (a)). In addition,
The electrodes and the color filters formed on the upper surface of the glass substrate 908 are not shown for the sake of simplicity. The method for forming the color filter will be described later.

【0006】次に、ガラス基板908の電極およびカラ
ーフィルタが形成されている面に、液晶分子を軸対称配
向させるための高分子壁917を、例えば、格子状に形
成する(工程(b))。感光性樹脂材料をスピン塗布し
た後、所定のパターンを有するフォトマスクを介して露
光し、現像することによって、格子状の高分子壁を形成
する。感光性樹脂材料は、ネガ型でもポジ型でもよい。
また、別途レジスト膜を形成する工程が増えるが、感光
性の無い樹脂材料を用いて形成することもできる。
Next, on the surface of the glass substrate 908 on which the electrodes and the color filters are formed, polymer walls 917 for axisymmetrically aligning the liquid crystal molecules are formed, for example, in a lattice shape (step (b)). . After spin-coating the photosensitive resin material, it is exposed through a photomask having a predetermined pattern and developed to form a lattice-shaped polymer wall. The photosensitive resin material may be a negative type or a positive type.
Although the number of steps for forming a separate resist film is increased, the resist film can be formed using a non-photosensitive resin material.

【0007】得られた高分子壁917の頂部に、柱状突
起920を離散的にパターニング形成する(工程
(c))。柱状突起920も感光性樹脂材料を露光・現
像することにより形成される。
On the top of the obtained polymer wall 917, columnar projections 920 are discretely formed by patterning (step (c)). The columnar protrusions 920 are also formed by exposing and developing a photosensitive resin material.

【0008】次に、高分子壁917および柱状突起92
0が形成されたガラス基板908の表面をポリイミド等
の垂直配向剤921で被覆する(工程(d))。一方、
電極を形成した対向側のガラス基板902上も垂直配向
剤921で被覆する(工程(e)〜(f))。
Next, the polymer wall 917 and the columnar protrusion 92
The surface of the glass substrate 908 on which 0 is formed is covered with a vertical alignment agent 921 such as polyimide (step (d)). on the other hand,
The glass substrate 902 on the opposite side on which the electrodes are formed is also covered with the vertical alignment agent 921 (steps (e) to (f)).

【0009】電極を形成した面を内側にして、得られた
2枚の基板を貼り合わせ、液晶セルを形成する(工程
(g))。2枚の基板の間隔(セルギャップ;液晶層の
厚さ)は、高分子壁917と柱状突起920の高さの和
によって規定される。
The two substrates obtained are bonded together with the surface on which the electrodes are formed facing inward to form a liquid crystal cell (step (g)). The distance (cell gap; thickness of the liquid crystal layer) between the two substrates is defined by the sum of the heights of the polymer wall 917 and the columnar protrusion 920.

【0010】得られた液晶セルの間隙に真空注入法など
により、液晶材料を注入する(工程(h))。最後に、
例えば、対向配設された1つの電極間に電圧を印加する
ことによって、液晶領域916内の液晶分子を軸対称に
配向制御する(工程(i))。高分子壁917によって
分割された液晶領域内の液晶分子は、図7(i)中の破
線で示す軸918(両基板に垂直)を中心に軸対称配向
する。
A liquid crystal material is injected into the gap between the obtained liquid crystal cells by a vacuum injection method or the like (step (h)). Finally,
For example, by applying a voltage between one of the opposed electrodes, the liquid crystal molecules in the liquid crystal region 916 are axially symmetrically controlled (step (i)). The liquid crystal molecules in the liquid crystal region divided by the polymer wall 917 are oriented axially symmetric with respect to an axis 918 (perpendicular to both substrates) indicated by a broken line in FIG.

【0011】図8に、従来のカラーフィルタの断面構造
を示す。
FIG. 8 shows a sectional structure of a conventional color filter.

【0012】ガラス基板1001上に着色パターン間の
隙間を遮光するためのブラックマトリクス(BM)10
02と、各絵素に対応した赤・緑・青(R・G・B)の
着色樹脂層1003が形成されている。これらの上に、
平滑性の改善などのためにアクリル樹脂やエポキシ樹脂
からなる厚さ約0.5〜2.0μmのオーバーコート
(OC)層1004が形成されている。さらにこの上
に、透明の信号電極のインジウム錫酸化物(ITO)膜
1005が形成されている。BM膜1002は、一般
に、膜厚が約100〜150nmの金属クロム膜からな
る。着色樹脂層1003には樹脂材料を染料や顔料で着
色したものが用いられ、その膜厚は、約1〜3μmが一
般的である。
On a glass substrate 1001, a black matrix (BM) 10 for shielding a gap between colored patterns from light.
02 and red, green, and blue (R, G, and B) colored resin layers 1003 corresponding to the respective picture elements. On top of these,
An overcoat (OC) layer 1004 made of an acrylic resin or an epoxy resin and having a thickness of about 0.5 to 2.0 μm is formed to improve smoothness and the like. Furthermore, an indium tin oxide (ITO) film 1005 of a transparent signal electrode is formed thereon. The BM film 1002 is generally formed of a metal chromium film having a thickness of about 100 to 150 nm. As the colored resin layer 1003, a resin material colored with a dye or a pigment is used, and its film thickness is generally about 1 to 3 μm.

【0013】カラーフィルタの形成方法としては、基板
1001上に形成した感光性の着色樹脂層1003をフ
ォトリソグラフィ技術を用いてパターニングする方法が
用いられる。例えば、赤(R)・緑(G)・青(B)の
それぞれの色の感光性着色樹脂材料を用いて、感光性着
色樹脂の形成・露光・現像をそれぞれ(合計3回)行う
ことによって、R・G・Bのカラーフィルタを形成する
ことができる。感光性の着色樹脂層を形成する方法は、
液状の感光性着色樹脂材料(溶剤で希釈したもの)をス
ピンコート法などで基板に塗布する方法や、ドライフィ
ルム化された感光性着色樹脂材料を転写する方法などが
ある。このようにして形成したカラーフィルタを用い
て、前述のASMモードの液晶表示装置を作成すること
により、広視野角特性を有するカラー液晶表示装置が得
られる。
As a method of forming a color filter, a method of patterning a photosensitive colored resin layer 1003 formed on a substrate 1001 by using a photolithography technique is used. For example, by using a photosensitive colored resin material of each color of red (R), green (G), and blue (B), forming, exposing, and developing the photosensitive colored resin (total three times) , R, G, B color filters can be formed. The method of forming a photosensitive colored resin layer is as follows:
There are a method of applying a liquid photosensitive coloring resin material (diluted with a solvent) to a substrate by a spin coating method and the like, and a method of transferring a photosensitive coloring resin material formed into a dry film. The above-described ASM mode liquid crystal display device is manufactured using the color filters thus formed, whereby a color liquid crystal display device having a wide viewing angle characteristic can be obtained.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ASMモードの液晶表示装置およびその製造方法には、
以下の課題がある。
However, the above-mentioned ASM mode liquid crystal display device and its manufacturing method include:
There are the following issues.

【0015】すなわち、上述のASMモードの液晶表示
装置では、セルギャップを規定するために、柱状突起9
20を用いているが、これに起因して、高コストなフォ
トリソグラフィ法を用いなければならない点が挙げられ
る。レジスト塗布方法として、スピンコータを用いる方
法では、レジスト材料の使用効率が極めて悪いことが知
られているし、ドライフィルムレジストをラミネートす
る方法では、高価なラミネート装置を導入する必要が有
る。また、作製するパネルサイズが大きくなればなるほ
ど、露光に関わるコスト、例えばフォトマスクのコスト
や、照射ランプのコストも急激に増大してしまう。
That is, in the above-described ASM mode liquid crystal display device, the columnar projections 9 are formed in order to define the cell gap.
Although 20 is used, it is necessary to use a high-cost photolithography method due to this. It is known that the use efficiency of a resist material is extremely low in a method using a spin coater as a resist coating method, and an expensive laminating apparatus needs to be introduced in a method of laminating a dry film resist. In addition, as the size of a panel to be manufactured increases, the cost related to exposure, for example, the cost of a photomask and the cost of an irradiation lamp also increase rapidly.

【0016】そのため、より安価なプロセスが可能なス
ペーサビーズの散布を用いて、セルギャップを規定しよ
うとする試みも進められている。しかしながら、スペー
サビーズが絵素内に存在すると液晶表示装置の表示品位
に悪影響を及ぼすことが有る。例えば、ノーマリーホワ
イトモードの液晶表示装置においては、スペーサビーズ
が絵素内に存在していると、スペーサビーズを透過する
光が常に遮断されるので実質開口率の低下を招く。ま
た、ノーマリーブラックモードの液晶表示装置において
は、黒表示時にスペーサビーズを透過する光が完全に遮
断されないので光抜けが生じる。さらに、残留したスペ
ーサビーズなどが絵素内に不均一に凝集して分布してい
ると、液晶分子の配向に影響を及ぼしてディスクリネー
ションが発生することが確認されている。これらいずれ
の場合でも、コントラストが低下するという問題があっ
た。
[0016] For this reason, attempts have been made to define the cell gap by using spacer beads that can be manufactured at a lower cost. However, if the spacer beads exist in the picture element, the display quality of the liquid crystal display device may be adversely affected. For example, in a normally white mode liquid crystal display device, if a spacer bead is present in a picture element, light passing through the spacer bead is always blocked, which substantially lowers the aperture ratio. Further, in a normally black mode liquid crystal display device, light passing through the spacer beads during black display is not completely blocked, so that light leakage occurs. Furthermore, it has been confirmed that if the remaining spacer beads and the like are non-uniformly aggregated and distributed in a picture element, the orientation of liquid crystal molecules is affected and disclination occurs. In any of these cases, there is a problem that the contrast is reduced.

【0017】また、特にASMモードを利用する液晶表
示装置の場合、絵素内にスペーサビーズが存在すると液
晶分子の軸対称配向を乱し、せっかくの広視野角特性を
損ねてしまうので、絵素内にスペーサビーズが存在しな
いようにする必要が有る。
In particular, in the case of a liquid crystal display device utilizing the ASM mode, the presence of spacer beads in a picture element disturbs the axially symmetric alignment of liquid crystal molecules and impairs the wide viewing angle characteristics. There must be no spacer beads inside.

【0018】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、セルギャップを規定するためにスペー
サビーズを用いつつ、液晶分子の軸対称配向を乱さな
い、すなわち、製造コストの低滅を図りつつ、広視野角
特性を実現した液晶表示装置およびその製造方法を提供
することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problem, and does not disturb the axially symmetric alignment of liquid crystal molecules while using spacer beads for defining a cell gap, that is, a reduction in manufacturing cost. It is an object of the present invention to provide a liquid crystal display device having a wide viewing angle characteristic and a method of manufacturing the same while achieving the above.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、第1の基板と、該第1の基板に対向して配置された
第2の基板と、該第1および第2の基板の間に配設され
た液晶層とを有し、該第1の基板上には、該基板の表面
に対して傾斜した面を持つ高分子壁を有し、該液晶層
は、該高分子壁によって分割された複数の液晶領域を有
し、該液晶層の間隙を規定するスペーサビーズが、該高
分子壁の頂部上と、該液晶傾域を包囲する高分子壁の4
辺のうちの一つの高分子壁の傾斜した面上に存在するこ
とを特徴とし、そのことによって、上記目的が達成され
る。
A liquid crystal display device according to the present invention comprises a first substrate, a second substrate disposed opposite to the first substrate, and a first substrate and a second substrate. A liquid crystal layer disposed between the first substrate and the first substrate, the liquid crystal layer having a surface inclined with respect to the surface of the substrate, A spacer bead having a plurality of liquid crystal regions divided by a liquid crystal layer and defining a gap between the liquid crystal layers is formed on the top of the polymer wall and the polymer wall 4 surrounding the liquid crystal tilt region.
One of the sides is characterized by being present on the inclined surface of the polymer wall, whereby the object is achieved.

【0020】前記高分子壁の傾斜した面の長さは、前記
スペーサビーズの径より大きいことが好ましい。
Preferably, the length of the inclined surface of the polymer wall is larger than the diameter of the spacer bead.

【0021】前記スペーサビーズは、軸対称配向してい
る液晶分子を配向固定するための硬化性樹脂によってそ
の移動が規制されていてもよい。
[0021] The movement of the spacer beads may be restricted by a curable resin for fixing the liquid crystal molecules that are axially symmetrically aligned.

【0022】前記液晶領域のスペーサビーズが存在する
傾斜面が下になるように、略鉛直に液晶セルを立てて使
用してもよい。
The liquid crystal cell may be used standing upright so that the inclined surface of the liquid crystal region where the spacer beads are present faces downward.

【0023】本発明の液晶表示装置の製造方法は、第1
の基板と、該第1の基板に対向して配置される第2の基
板と、該第1および第2の基板の間に配設された液晶層
とを有し、該液晶層が、基板の表面に対して傾斜した面
を持つ高分子壁によって分割された複数の液晶領域を有
する、液晶表示装置の製造方法であって、該第1の基板
上に該高分子壁を形成する工程と、その後に、該高分子
壁が形成された第1の基板上にスペーサビーズを散布し
た後、該第1の基板上に第2の基板を貼り合わせる工程
と、該第1および第2の基板の間に液晶材料を注入する
工程と、該液晶領域内に散布されたスペーサビーズを該
高分子壁の傾斜した面上に移動させる工程と、を包含
し、そのことによって、上記目的が達成される。
The method for manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention comprises:
A substrate, a second substrate disposed opposite the first substrate, and a liquid crystal layer disposed between the first and second substrates. A method for manufacturing a liquid crystal display device having a plurality of liquid crystal regions divided by a polymer wall having a surface inclined with respect to the surface of the liquid crystal display device, comprising: forming the polymer wall on the first substrate; Dispersing spacer beads on the first substrate on which the polymer wall is formed, and then bonding a second substrate on the first substrate; and disposing the first and second substrates on the first substrate. The step of injecting a liquid crystal material in between, and the step of moving spacer beads dispersed in the liquid crystal region onto the inclined surface of the polymer wall, thereby achieving the above object. You.

【0024】液晶を注入した液晶セルを略鉛直に立て、
振動を与えることで前記液晶領域に散布されたスペーサ
ビーズを、前記高分子壁の傾斜した面上に移動させる方
法としてもよい。
The liquid crystal cell into which the liquid crystal has been injected is set substantially vertically,
A method may be used in which the spacer beads dispersed in the liquid crystal region are moved on the inclined surface of the polymer wall by applying vibration.

【0025】液晶を注入した液晶セルを略鉛直に立て、
加熱することで前記液晶領域に散布されたスペーサビー
ズを、前記高分子壁の傾斜した面上に移動させる方法と
してもよい。
The liquid crystal cell into which the liquid crystal has been injected is set substantially vertically,
The method may be such that the spacer beads dispersed in the liquid crystal region by heating are moved on the inclined surface of the polymer wall.

【0026】前記液晶領域内に散布されたスペーサビー
ズを、前記高分子壁の傾斜した面上に移動させる工程に
引き続き、液晶材料に混合させて注入した硬化性樹脂を
重合させる工程をさらに包含してもよい。
The method further includes, following the step of moving the spacer beads dispersed in the liquid crystal region onto the inclined surface of the polymer wall, a step of mixing the liquid crystal material with the liquid crystal material and polymerizing the injected curable resin. You may.

【0027】以下作用について説明する。The operation will be described below.

【0028】本発明によると、高分子壁の頂部の平坦面
上に位置するスペーサビーズによって、液晶セルのセル
ギャップが規定されている。セルギャップの規定に関与
しないスペーサビーズは、液晶領域を包囲する高分子壁
のうちの一辺の傾斜面上に移動させた後、液晶分子の軸
対称配向固定層を形成し、同時にスペーサビーズが移動
しないように固定される。
According to the present invention, the cell gap of the liquid crystal cell is defined by the spacer beads located on the flat surface on the top of the polymer wall. Spacer beads that do not contribute to the definition of the cell gap move on the inclined surface of one side of the polymer wall surrounding the liquid crystal region, and then form an axis-symmetric alignment fixed layer of liquid crystal molecules, and simultaneously move the spacer beads. Not fixed.

【0029】液晶材料と光硬化性樹脂の混合物に、電圧
を印加しながら、光照射を行うことで、光硬化性樹脂を
硬化させ、液晶分子を軸対称状にプレチルトさせるため
の軸対称配向固定層を形成する。この際、高分子壁の一
辺の斜面上に移動させられたスペーサビーズもその位置
で固定されることとなる。
By applying light to the mixture of the liquid crystal material and the photocurable resin while applying a voltage, the photocurable resin is cured, and the liquid crystal molecules are pre-tilted axially symmetrically. Form a layer. At this time, the spacer beads moved on the slope of one side of the polymer wall are also fixed at that position.

【0030】スペーサビーズを液晶領域から外に追い出
すことで、以下に述べるような表示品位への悪影響を防
止することができる。
By driving the spacer beads out of the liquid crystal region, it is possible to prevent the following adverse effects on display quality.

【0031】つまり、例えば、ノーマリーホワイトモー
ドの液晶表示装置においては、スペーサビーズが絵素内
に存在していると、スペーサビーズを透過する光が常に
遮断されるので実質開口率の低下を招く。また、ノーマ
リーブラックモードの液晶表示装置においては、黒表示
時にスペーサビーズを透過する光が完全に遮断されない
ので光抜けが生じる。さらに、残留したスペーサビーズ
などが絵素内に不均一に凝集して分布していると、液晶
分子の配向に影響を及ぼしてディスクリネーションが発
生することが確認されており、これらいずれの場合で
も、コントラストが低下するという問題があった。ま
た、特にASMモードを利用する液晶表示装置の場合、
絵素内にスペーサビーズが存在すると液晶分子の軸対称
配向を乱し、コントラストの低下の問題以外に、せっか
くの広視野角特性をも損ねてしまうこととなる。
That is, for example, in a normally white mode liquid crystal display device, if the spacer beads exist in the picture element, the light passing through the spacer beads is always blocked, so that the aperture ratio is substantially reduced. . Further, in a normally black mode liquid crystal display device, light passing through the spacer beads during black display is not completely blocked, so that light leakage occurs. Furthermore, it has been confirmed that if the remaining spacer beads and the like are non-uniformly aggregated and distributed in the picture element, the orientation of the liquid crystal molecules is affected and disclination occurs. However, there is a problem that the contrast is reduced. In particular, in the case of a liquid crystal display device using the ASM mode,
The presence of the spacer beads in the picture element disturbs the axially symmetric alignment of the liquid crystal molecules, thereby deteriorating the wide viewing angle characteristics in addition to the problem of lowering the contrast.

【0032】スペーサビーズを移動させる方法として
は、液晶セルを鉛直に立て、加熱および/または振動を
与える方法を用いることができる。
As a method for moving the spacer beads, a method in which the liquid crystal cell is set upright and heating and / or vibration is applied can be used.

【0033】液晶セルを立てる方向は、その液晶セルが
実際に使用される状態と同じ向きにすることが好まし
い。
The direction in which the liquid crystal cell is set up is preferably the same as the direction in which the liquid crystal cell is actually used.

【0034】[0034]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

【0035】(実施形態1)実施形態1の液晶表示装置
100を図1Aおよび図1Bに示す。
(Embodiment 1) FIGS. 1A and 1B show a liquid crystal display device 100 of Embodiment 1. FIG.

【0036】図1Aは液晶表示装置100の断面を模式
的に示す。図1Bはその上面図であり、図1Aは図1B
のX−Y線に沿った断面図である。
FIG. 1A schematically shows a cross section of the liquid crystal display device 100. FIG. 1B is a top view thereof, and FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line XY of FIG.

【0037】実施形態1においては、負の誘電異方性を
有する液晶材料と垂直配向膜とを用いた構成を例示する
が、本実施形態はこれらに限られない。
In the first embodiment, a configuration using a liquid crystal material having negative dielectric anisotropy and a vertical alignment film is exemplified, but the present embodiment is not limited to these.

【0038】液晶表示装置100は、第1基板100a
と第2基板100bと、その間に配設された誘電異方性
が負の液晶分子(不図示)からなる液晶層30とを有し
ている。第1基板100aは、以下のように構成されて
いる。
The liquid crystal display device 100 includes a first substrate 100a
And a second substrate 100b, and a liquid crystal layer 30 made of liquid crystal molecules (not shown) having negative dielectric anisotropy disposed therebetween. The first substrate 100a is configured as follows.

【0039】ガラス基板等の第1透明基板10の液晶側
表面上には、ITO(インジウム錫酸化物)等からなる
第1透明電極12が形成されている。さらに第1透明電
極12の上に、樹脂材料からなる高分子壁16が、例え
ば格子状に形成されている。高分子壁16は、液晶層3
0を複数の液晶領域30aに分割するとともに、液晶領
域30a内に存在する液晶分子を軸対称配向させる作用
を有する。すなわち、液晶領域30aは高分子壁16に
よって規定され、高分子壁16は液晶領域30aを実質
的に包囲する。
On the liquid crystal side surface of the first transparent substrate 10 such as a glass substrate, a first transparent electrode 12 made of ITO (indium tin oxide) or the like is formed. Further, a polymer wall 16 made of a resin material is formed on the first transparent electrode 12, for example, in a lattice shape. The polymer wall 16 is used for the liquid crystal layer 3.
In addition to dividing 0 into a plurality of liquid crystal regions 30a, the liquid crystal device has an effect of axially symmetrically aligning liquid crystal molecules existing in the liquid crystal region 30a. That is, the liquid crystal region 30a is defined by the polymer wall 16, and the polymer wall 16 substantially surrounds the liquid crystal region 30a.

【0040】本実施形態において高分子壁16は、絵素
領域に対応して格子状に設けられるが、高分子壁16の
配置の形態はこれに限られるものではない。さらに、高
分子壁16の頂部には、液晶層30の厚さ(セルギャッ
プ)を規定するためのスペーサビーズ20が離散的に存
在する。高分子壁16は、図1(a)に示すように、平
坦な頂部16bと傾斜面16aを持つ。該傾斜面16a
は頂部16bから基板10表面方向へ下り傾斜してお
り、高分子壁16は断面が略台形となっている。
In the present embodiment, the polymer walls 16 are provided in a lattice shape corresponding to the picture element regions, but the arrangement of the polymer walls 16 is not limited to this. Further, spacer beads 20 for defining the thickness (cell gap) of the liquid crystal layer 30 are discretely provided on the top of the polymer wall 16. As shown in FIG. 1A, the polymer wall 16 has a flat top 16b and an inclined surface 16a. The inclined surface 16a
Is inclined downward from the top 16b toward the surface of the substrate 10, and the polymer wall 16 has a substantially trapezoidal cross section.

【0041】本実施形態において、セルギャップは高分
子壁16の厚みとスペーサビーズ20の径の和によって
規定される。
In this embodiment, the cell gap is defined by the sum of the thickness of the polymer wall 16 and the diameter of the spacer beads 20.

【0042】また、液晶領域30aを実質的に包囲する
高分子壁16の4辺のうちの一辺の傾斜面上16aにも
スペーサビーズ20aが存在する。このスペーサビーズ
20aは、セルギャップの規定には関与しない。これら
を形成した第1基板100aの液晶側表面上に、液晶層
30の液晶分子(不図示)を配向するための垂直配向膜
18が、少なくとも第1透明電極12および高分子壁1
6を覆うように設けられている。
The spacer beads 20a also exist on the inclined surface 16a of one of the four sides of the polymer wall 16 which substantially surrounds the liquid crystal region 30a. The spacer beads 20a do not contribute to the definition of the cell gap. On the liquid crystal side surface of the first substrate 100a on which these are formed, a vertical alignment film 18 for aligning liquid crystal molecules (not shown) of the liquid crystal layer 30 includes at least the first transparent electrode 12 and the polymer wall 1.
6 is provided.

【0043】また、第2基板100bは以下のようにし
て構成されている。
The second substrate 100b is configured as follows.

【0044】図1(a)に示すように、ガラス基板等な
どの第2透明基板40の液晶層30側の表面上に、IT
Oなどからなる第2透明電極42が形成されている。さ
らに、第2透明電極42を覆って垂直配向膜48が形成
されている。
As shown in FIG. 1A, the surface of the second transparent substrate 40 such as a glass substrate on the liquid crystal layer 30 side is covered with an IT.
A second transparent electrode 42 made of O or the like is formed. Further, a vertical alignment film 48 is formed to cover the second transparent electrode 42.

【0045】液晶層30を駆動するための第1電極12
および第2電極42の構成および駆動方法には、公知の
電極構成および駆動方法を用いることができる。例え
ば、アクティブマトリクス型、または単純マトリクス型
が適用できる。また、プラズマアドレス型を適用するこ
とができる。この場合、第1電極12または第2電極4
2のどちらか一方の電極の代わりにプラズマ放電チャネ
ルが設けられる。なお、適用する電極構成および駆動方
法によって第1基板と第2基板は入れ替わっていてもよ
い。なお、プラズマアドレス型液晶表示装置について
は、例えば、特開平4−128265号公報に閑示され
ている。
The first electrode 12 for driving the liquid crystal layer 30
As the configuration and the driving method of the second electrode 42, a known electrode configuration and a driving method can be used. For example, an active matrix type or a simple matrix type can be applied. Further, a plasma address type can be applied. In this case, the first electrode 12 or the second electrode 4
A plasma discharge channel is provided instead of one of the two electrodes. Note that the first substrate and the second substrate may be switched depending on the electrode configuration and the driving method to be applied. The plasma address type liquid crystal display device is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-128265.

【0046】本実施形態の液晶表示装置100の動作を
図2(a)〜(d)を参照しながら説明する。
The operation of the liquid crystal display device 100 according to this embodiment will be described with reference to FIGS.

【0047】液晶領域30aに電圧を印加していない状
態においては、図2(a)に示すように、液晶分子33
は、基板100aおよび100bの液晶層側に形成され
た垂直配向膜18および48の配向規制力によって、基
板面に垂直に配向する。この状態をクロスニコル状態の
偏光顕微鏡で観察すると、図2(b)に示すように暗視
野となる(ノーマリーブラック状態)。
When no voltage is applied to the liquid crystal region 30a, as shown in FIG.
Are aligned perpendicular to the substrate surfaces by the alignment regulating forces of the vertical alignment films 18 and 48 formed on the liquid crystal layer side of the substrates 100a and 100b. When this state is observed with a crossed Nicols state polarizing microscope, a dark field is obtained as shown in FIG. 2B (normally black state).

【0048】液晶領域30aに中間調表示の電圧を印加
すると、負の誘電異方性を有する液晶分子33に、分子
の長軸を電界の方向に対して垂直に配向させる力が働く
ので、図2(C)に示すように、基板面に垂画な方向か
ら傾く(中間調表示状態)。このとき、高分子壁16の
作用によって、液晶領域30a内の液晶分子33は、図
中の破線で示した中心軸35を中心に、軸対称配向す
る。この状態をクロスニコル状態の偏光顕微鏡で観察す
ると図2(d)に示すように、偏光軸に沿った方向に消
光模様が観察される。
When a halftone display voltage is applied to the liquid crystal region 30a, a force acts on the liquid crystal molecules 33 having negative dielectric anisotropy to orient the major axis of the molecules perpendicular to the direction of the electric field. As shown in FIG. 2 (C), the substrate is inclined from a direction perpendicular to the substrate surface (halftone display state). At this time, due to the action of the polymer wall 16, the liquid crystal molecules 33 in the liquid crystal region 30a are axially symmetrically aligned around the central axis 35 shown by the broken line in the figure. When this state is observed with a polarizing microscope in a crossed Nicols state, an extinction pattern is observed in a direction along the polarization axis, as shown in FIG.

【0049】本明細書において、軸対称配向とは、同心
円状(tangential)や放射状を含む。さら
に、例えば、図3に示す渦巻き状配向も含む。この渦巻
き状配向は、液晶材料にカイラル剤を添加してツイスト
配向力を与えることによって得られる。液晶領域30a
の上部30Tおよび下部30Bでは、図3(c)に示し
たように渦巻き状に配向し、中央付近30Mでは同心円
状に配向しており、液晶層の厚さ方向に対してツイスト
配向している。軸対称配向の中心軸は、一般に基板の法
線方向にほぼ一致する。
In the present specification, the term “axially symmetric orientation” includes concentric (tangential) and radial shapes. Further, for example, a spiral orientation shown in FIG. 3 is also included. This spiral alignment can be obtained by adding a chiral agent to the liquid crystal material to give a twist alignment force. Liquid crystal area 30a
In the upper part 30T and the lower part 30B, the liquid crystal layer is spirally oriented as shown in FIG. 3C, concentrically oriented near the center 30M, and twist-oriented in the thickness direction of the liquid crystal layer. . The central axis of the axisymmetric orientation generally coincides substantially with the normal direction of the substrate.

【0050】液晶分子が軸対称配向することによって、
視角特性を改善することができる。液晶分子が軸対称配
向すると、液晶分子の屈折率異方性が全方位角方向にお
いて平均化されるので、従来のTNモードの液晶表示装
置の中間調表示状態において見られた、視角特性が方位
角方向によって大きく異なるという問題が無い。また、
水平配向膜と正の誘電異方性を有する液晶材料を用いれ
ば電圧無印加状態においても軸対称配向が得られる。少
なくとも電圧を印加した状態で、軸対称配向する構成で
あれば、広視野角特性が得られる。
When the liquid crystal molecules are axially symmetrically aligned,
The viewing angle characteristics can be improved. When the liquid crystal molecules are axially symmetrically aligned, the refractive index anisotropy of the liquid crystal molecules is averaged in all azimuthal directions, so that the viewing angle characteristic seen in the halftone display state of the conventional TN mode liquid crystal display device is azimuthal. There is no problem that the angle differs greatly depending on the angular direction. Also,
If a horizontal alignment film and a liquid crystal material having a positive dielectric anisotropy are used, an axially symmetric alignment can be obtained even when no voltage is applied. At least a wide viewing angle characteristic can be obtained if the structure is configured to be axially symmetrical with a voltage applied.

【0051】以下に、本実施形態の液晶表示装置が有す
る高分子壁16、16a形態、およびスペーサビーズ2
0、20aの状態について図4(a)を用いて説明す
る。
The polymer walls 16 and 16a of the liquid crystal display device of this embodiment and the spacer beads 2
The states of 0 and 20a will be described with reference to FIG.

【0052】なお、説明を簡単にするため、図中には、
ITOからなる透明電極と垂直配向膜は示していない。
液晶層30の厚さ(セルギャップ)は、高分子壁16の
頂部の高さと、頂部の上に存在するスペーサビーズの径
との和で規定されている。高分子壁の存在しない絵素領
域に位置したスペーサビーズ20bは、後述する方法に
より、高分子壁16の傾斜面16a上に移動させられ
る。
For the sake of simplicity, FIG.
The transparent electrode made of ITO and the vertical alignment film are not shown.
The thickness (cell gap) of the liquid crystal layer 30 is defined by the sum of the height of the top of the polymer wall 16 and the diameter of the spacer beads existing on the top. The spacer beads 20b located in the picture element region where the polymer wall does not exist are moved on the inclined surface 16a of the polymer wall 16 by a method described later.

【0053】図中に示した傾斜面16aの長さLが、ス
ペーサビーズ20の径Dよりも大きければ、傾斜面16
a上に移動したスペーサビーズ20aは、絵素領域30
aから完全に排除され、絵素領域30a内にスペーサビ
ーズ20bが存在することによるコントラストの低下
と、軸対称配向を乱すことによる視角特性の劣化の問題
を解決することができる。絵素領域30a外に移動させ
られたスペーサビーズ20は、液晶分子が安定に軸対称
配向するために形成される軸対称配向固定層(通常は、
液晶材料とともに混合して基板間に注入された硬化性樹
脂の硬化層)によって固定され、再度絵素領域内に移動
することを防いでいる。
If the length L of the inclined surface 16a shown in the figure is larger than the diameter D of the spacer beads 20, the inclined surface 16a
The spacer beads 20a that have moved onto the pixel regions 30a
Thus, the problem of the reduction in contrast due to the existence of the spacer beads 20b in the picture element region 30a and the deterioration of the viewing angle characteristics due to the disturbance of the axially symmetric orientation can be solved. The spacer beads 20 moved out of the picture element region 30a form an axially symmetric alignment fixed layer (usually,
It is fixed by a cured layer of a curable resin injected between the substrates after being mixed with the liquid crystal material, and is prevented from moving into the picture element region again.

【0054】本実施形態の液晶表示装置100の製造方
法を以下に具体的に説明する。
The method for manufacturing the liquid crystal display device 100 of the present embodiment will be specifically described below.

【0055】第1基板100aを次のようにして作製し
た。ガラス基板などの第1透明基板10上にITO膜を
成膜し、これをパターニングして、厚さ約200nmの
第1透明電極12を形成した。次に、第1透明電極12
上に全体的に膜厚約1.2μmのアクリル系ネガ型感光
性樹脂(例えば、富士フィルムオーリン株式会社製のC
T)をスピンコータにて塗布し、約130℃で、約12
0秒間プリベークを行った。さらに、所定の高分子壁パ
ターンを有するフォトマスクを用いて紫外線でプロキシ
ミティー露光し、現像した。現像液としては、富士フィ
ルムオーリン株式会社製のCDを用いて約60秒現像し
た。洗浄乾燥後に230℃で1時間ポストベークを行っ
た。
The first substrate 100a was manufactured as follows. An ITO film was formed on a first transparent substrate 10 such as a glass substrate, and was patterned to form a first transparent electrode 12 having a thickness of about 200 nm. Next, the first transparent electrode 12
On the whole, an acrylic negative photosensitive resin having a thickness of about 1.2 μm (for example, C
T) by a spin coater, and at about 130 ° C., about 12
Prebaking was performed for 0 seconds. Further, proximity exposure was performed with ultraviolet light using a photomask having a predetermined polymer wall pattern, and development was performed. Developing was performed for about 60 seconds using a CD made by Fuji Film Ohlin Co., Ltd. as a developing solution. After washing and drying, post-baking was performed at 230 ° C. for 1 hour.

【0056】以上の工程によって、第1透明基板10上
に液晶領域30aを実質的に包囲し、基板に対して傾斜
した側面を持つ高分子壁16(高さ約1.0μm、傾斜
角約12°、傾斜面の長さ約5.5μm)を形成した。
高分子壁16の側面の傾斜面16aの長さは、プロキシ
ミティー露光時のマスクと基板表面との間隔(プロキシ
ーギャップ)の調整と、材料塗布後のプリベーク温度の
最適化により、使用するスペーサビーズ20の径より長
くなるように高分子壁16を形成している。(本実施形
態では、5.0μm径のスペーサビーズを使用してい
る。)その後、第1透明電極12、高分子壁16が形成
された第1透明基板10上にさらに、JALS−204
(JSR製)をスピンコートし、垂直配向膜を形成し
た。
Through the above steps, the polymer wall 16 (having a height of about 1.0 μm and a tilt angle of about 12 μm) substantially surrounding the liquid crystal region 30a on the first transparent °, the length of the inclined surface is about 5.5 µm).
The length of the inclined surface 16a on the side surface of the polymer wall 16 can be adjusted by adjusting the distance (proxy gap) between the mask and the substrate surface at the time of proximity exposure and optimizing the pre-bake temperature after material application. The polymer wall 16 is formed so as to be longer than the diameter of 20. (In this embodiment, spacer beads having a diameter of 5.0 μm are used.) Thereafter, JALS-204 is further formed on the first transparent substrate 10 on which the first transparent electrode 12 and the polymer wall 16 are formed.
(Manufactured by JSR) was spin-coated to form a vertical alignment film.

【0057】一方、第2基板100bは、ガラス基板な
どの第2透明基板40上にITO膜を成膜し、これをパ
ターニングして、厚さ200nmの第2透明電極42を
形成し、さらにその上にJALS−204(JSR製)
をスピンコートし、垂直配向膜48を形成することによ
って作製した。
On the other hand, as the second substrate 100b, an ITO film is formed on a second transparent substrate 40 such as a glass substrate, and is patterned to form a second transparent electrode 42 having a thickness of 200 nm. JALS-204 (made by JSR) on top
Was formed by spin coating to form a vertical alignment film 48.

【0058】このようにして、作製された第1基板10
0aと第2基板100bを5.0μm径のスペーサ・ピ
ーズ20を間に介して接合した。スペーサビーズ20は
第1基板100aの表面に全面均一に散布した。第1基
板100aと第2基板100bとの間隙は、第1基板1
00aに設けられている高分子壁16の高さと、高分子
壁16の上に散布されたスペーサビーズ20の径との和
によって規定される。本実施形態では、セルギャップを
約6μmとした。接合された第1基板100aと第2基
板100bとの間にn型液晶材料(△ε=−4.0、△
n=0.08、セルギャップ6μmで90度ツイストと
なるようにカイラル剤を添加した)を注入して液晶セル
が形成される。液晶材料には、光硬化性樹脂として、下
記(化1)で示す化合物Aを0.3wt%、Irgac
ur651を0.1wt%を混合してある。
The first substrate 10 manufactured as described above
0a and the second substrate 100b were joined via a spacer piece 20 having a diameter of 5.0 μm. The spacer beads 20 were uniformly dispersed on the entire surface of the first substrate 100a. The gap between the first substrate 100a and the second substrate 100b is the first substrate 1
The height is defined by the sum of the height of the polymer wall 16 provided at 00 a and the diameter of the spacer beads 20 scattered on the polymer wall 16. In this embodiment, the cell gap is set to about 6 μm. An n-type liquid crystal material (△ ε = −4.0, △) is provided between the joined first substrate 100a and second substrate 100b.
n = 0.08, a cell gap of 6 μm and a chiral agent added so as to form a 90 ° twist) to form a liquid crystal cell. In a liquid crystal material, 0.3% by weight of a compound A represented by the following (Chemical Formula 1) was
0.1% by weight of ur651 is mixed.

【0059】[0059]

【化1】 Embedded image

【0060】(式中、nおよびn'は、0または1以上の
整数を示す。) 液晶材料と光硬化性樹脂の混合物を注入した後、図4
(b)に示すように、実際に使用する時と同じ向きに液
晶セルを立て、液晶セルを本実施例の液晶材料の相転移
点である80℃以上である100℃に加熱した。相転移
点以上に加熱されたことで、液晶材料の粘度が低くな
り、セルギャップの規定に寄与せず絵素内に存在してい
たスペーサビーズ20bは、重力によって下方に移動し
ていく。この際、超音波による振動(20K〜lMHz
程度)を加えることで、より効率的にスペーサビーズ2
0bを下方に移動させることができる。スペーサビーズ
20bは、各絵素毎に形成されている高分子壁16の傾
斜面16aに引っかかってそれ以上、下方へは移動しな
い。上述の工程により、絵素内に位置したスペーサビー
ズ20bを絵素外に移動させることができる。さらに、
後述する軸対称配向を固定するための、固定層を形成す
ることによりスペーサビーズ20aが再度移動すること
を防ぎ、信頼性の向上がはかれる。
(In the formula, n and n ′ represent 0 or an integer of 1 or more.) After injecting a mixture of a liquid crystal material and a photocurable resin, FIG.
As shown in (b), the liquid crystal cell was set up in the same direction as when actually used, and the liquid crystal cell was heated to 100 ° C., which is 80 ° C. or higher, which is the phase transition point of the liquid crystal material of this example. Since the liquid crystal material is heated to a temperature equal to or higher than the phase transition point, the viscosity of the liquid crystal material decreases, and the spacer beads 20b existing in the picture element without contributing to the definition of the cell gap move downward by gravity. At this time, vibration by ultrasonic waves (20 K to 1 MHz)
), The spacer beads 2 can be more efficiently
0b can be moved downward. The spacer beads 20b are caught by the inclined surface 16a of the polymer wall 16 formed for each picture element and do not move downward any further. By the above-described steps, the spacer beads 20b located in the picture element can be moved out of the picture element. further,
By forming a fixing layer for fixing an axially symmetric orientation described later, the spacer beads 20a are prevented from moving again, and the reliability is improved.

【0061】また、本実施形態の液晶表示装置100
は、液晶領域30a毎に一つの中心軸に対して液晶分子
が軸対称配向することが望ましい。液晶領域30a毎に
一つの中心軸を形成するために、以下の軸対称配向操作
を行うことが好ましい。
The liquid crystal display device 100 of the present embodiment
It is preferable that the liquid crystal molecules are axially symmetrically aligned with respect to one central axis for each liquid crystal region 30a. In order to form one central axis for each liquid crystal region 30a, it is preferable to perform the following axisymmetric alignment operation.

【0062】液晶材料を注入しただけでは、電圧印加時
に液晶領域30a内に複数の中心軸が形成され、複数の
軸対称配向傾域が形成されることがある。液晶領域30
a内に複数の中心軸が形成されると、図5に示した電圧
−透過率曲線において、電圧を上昇するときと、降下さ
せるときとで、同じ電圧に対して異なる透過率を示す
(ヒステリシスを示す)場合がある。液晶材料を注入し
ただけの液晶セルに電圧を印加し、印加電圧を徐々に上
昇すると、最初、複数の中心軸が形成され、Vth(閾
値電庄:相対透過率が10%を与える電圧)の半分以上
の電圧を印加し続けると、複数存在していた中心軸35
が、高分子壁16によって規定される液晶領域30a毎
に一つになる。したがって、Vthの半分以上の電圧を
印加する軸対称配向操作を行うことが好ましい。
When the liquid crystal material is simply injected, a plurality of central axes may be formed in the liquid crystal region 30a when a voltage is applied, and a plurality of axially symmetric alignment tilt regions may be formed. Liquid crystal area 30
When a plurality of central axes are formed in a, the voltage-transmittance curve shown in FIG. 5 shows different transmittances for the same voltage when the voltage is increased and when the voltage is decreased (hysteresis). Is shown). When a voltage is applied to the liquid crystal cell in which only the liquid crystal material has been injected and the applied voltage is gradually increased, a plurality of central axes are formed first, and the Vth (threshold voltage: voltage at which the relative transmittance gives 10%) is applied. When the voltage of more than half is continuously applied, the central axis 35 which exists plurally
Becomes one for each liquid crystal region 30 a defined by the polymer wall 16. Therefore, it is preferable to perform an axially symmetric alignment operation in which a voltage of half or more of Vth is applied.

【0063】図5を参照しながら上述したように、本発
明の液晶表示装置は、Vthの半分以上の電圧を常に印
加することが好ましい。基板に対して垂直に配向した液
晶分子に電圧を印加すると、液晶分子が倒れる方向が一
義的に決定されない。その結果、過渡的に複数の中心軸
が形成される現象が起きる。電圧を印加し続けると、高
分子壁で規定された液晶領域内に唯一の中心軸が形成さ
れ、1/2Vt以上の電圧を印加している限り、この状
態は安定に存在する。
As described above with reference to FIG. 5, it is preferable that the liquid crystal display device of the present invention always apply a voltage of half or more of Vth. When a voltage is applied to the liquid crystal molecules aligned perpendicular to the substrate, the direction in which the liquid crystal molecules fall cannot be uniquely determined. As a result, a phenomenon in which a plurality of central axes are formed transiently occurs. When the voltage is continuously applied, a single central axis is formed in the liquid crystal region defined by the polymer wall, and this state is stable as long as a voltage of 1/2 Vt or more is applied.

【0064】軸対称配向を安定化するための1/2Vt
h以上の電圧を印加した状態で、予め液晶材料中に混合
しておいた光硬化性樹脂を硬化させることによって、軸
対称配向を安定化させることができる。光硬化性樹脂を
硬化した後は、1/2Vth以上の電圧を取り除いて
も、複数の中心軸が形成されることは無く、再現性良
く、軸対称配向が形成される。
1/2 Vt for stabilizing the axially symmetric orientation
By curing the photocurable resin mixed in the liquid crystal material in advance with a voltage of h or more applied, the axially symmetric alignment can be stabilized. After the photocurable resin is cured, even if the voltage of 1/2 Vth or more is removed, a plurality of central axes are not formed, and an axially symmetric orientation is formed with good reproducibility.

【0065】光硬化性樹脂の添加量は、材料により最適
値が異なり本発明では特に限定しないが、樹脂含有量
(液晶材料を含む全体の重量に対する%)が約0.1〜
5%であることが好ましい。約0.1%より少ないと、
軸対称配向状態を、硬化した樹脂によって安定化するこ
とができず、また、スペーサビーズを位置固定する効果
が小さくなる。約5%を超えると、垂直配向膜の効果が
阻害され、液晶分子が垂直配向からずれるので、電圧オ
フ時の透過率時が上昇(光抜け)し、電圧オフ時の黒状
態が劣化する。
The addition amount of the photocurable resin varies depending on the material and varies depending on the material, and is not particularly limited in the present invention.
Preferably, it is 5%. If less than about 0.1%,
The axisymmetric alignment state cannot be stabilized by the cured resin, and the effect of fixing the position of the spacer beads is reduced. If it exceeds about 5%, the effect of the vertical alignment film is impaired, and the liquid crystal molecules deviate from the vertical alignment, so that the transmittance at the time of turning off the voltage increases (light leakage) and the black state at the time of turning off the voltage deteriorates.

【0066】本実施形態では、5Vの電圧を印加し、液
晶分子を軸対称配向を形成させた。軸対称配向領域は、
高分子壁16で実質的に包囲された液晶領域30a内に
形成され、中心軸は、絵素の中央部に形成された。この
後、閾値電圧2.0Vより0.5V高い電圧を印加しな
がら、室温(25℃)で10分間、紫外線照射(365
nmにおける強度:16mW/cm2)を行い、混合物
中の光硬化性樹脂を硬化させた。その結果、両基板の垂
直配向膜を覆うように、軸対称配向固定層が形成され
た。スペーサビーズも同固定層によって固定され、移動
することはなくなった。そのため、スペーサビーズが絵
素内に存在することが無くなり、コントラストの低下
や、視角特性の劣化の無い良好な表示品位を持つ液晶表
示装置が得られた。
In this embodiment, a voltage of 5 V is applied to form liquid crystal molecules in an axially symmetric orientation. The axisymmetric orientation region is
It was formed in the liquid crystal region 30a substantially surrounded by the polymer wall 16, and the central axis was formed at the center of the picture element. Thereafter, while applying a voltage 0.5 V higher than the threshold voltage 2.0 V, ultraviolet irradiation (365) is performed at room temperature (25 ° C.) for 10 minutes.
(intensity in nm: 16 mW / cm 2 ) to cure the photocurable resin in the mixture. As a result, an axially symmetric alignment fixed layer was formed so as to cover the vertical alignment films of both substrates. The spacer beads were also fixed by the fixed layer, and did not move. Therefore, the spacer beads are not present in the picture element, and a liquid crystal display device having a good display quality without lowering the contrast or deteriorating the viewing angle characteristics is obtained.

【0067】[0067]

【発明の効果】上述したように、本発明によると、液晶
分子の軸対称配向を利用して視角特性を改善する液晶表
示装置において、セル厚を規定するために、スペーサビ
ーズを用いることができるため、製造コストの削減と製
造歩留りの向上を果たした液晶表示装置が提供される。
また、軸対称配向している液晶領域内にスペーサビーズ
が存在しない構造のために、コントラストの低下や視角
特性の劣化の無い表示品位に優れた液晶表示装置が提供
される。
As described above, according to the present invention, a spacer bead can be used for defining the cell thickness in a liquid crystal display device in which the viewing angle characteristics are improved by utilizing the axially symmetric alignment of liquid crystal molecules. Therefore, a liquid crystal display device that achieves a reduction in manufacturing cost and an improvement in manufacturing yield is provided.
In addition, a liquid crystal display device having excellent display quality without lowering contrast or deteriorating viewing angle characteristics is provided because of a structure in which spacer beads do not exist in an axially symmetric liquid crystal region.

【0068】本発明の請求項2によると、液晶領域(絵
素)内に存在したスペーサビーズを液晶領域外に移動さ
せる際に必要な高分子壁の形状が規定されている。
According to the second aspect of the present invention, the shape of the polymer wall required for moving the spacer beads existing in the liquid crystal region (picture element) out of the liquid crystal region is defined.

【0069】また、本発明の請求項3によれば、絵素外
に移動させたスペーサビーズが再度移動することの無い
ように、その位置で固定された液晶表示装置が提供され
ている。
Further, according to the third aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display device fixed at the position so that the spacer beads moved outside the picture element do not move again.

【0070】請求項4によれば、重力の影響によりスペ
ーサビーズが移動してしまうことの無い液晶表示装置が
得られる。
According to the fourth aspect, a liquid crystal display device in which the spacer beads do not move under the influence of gravity can be obtained.

【0071】また、請求項5によれば、液晶分子の軸対
称配向を利用して視角特性を改善する液晶表示装置の製
造方法において、高コストで、製造工程も複雑になるフ
ォトリソグラフィ法を用いたセルギャップ・スペーサ形
成を行うこと無く、より低コストで単純なプロセスのス
ペーサビーズを用いてセルギャップを規定する製造方法
が提供される。また、同請求項によれば、絵素内にスペ
ーサビーズが存在しないことにより表示品位の低下の無
い液晶表示装置の製造方法も提供される。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a liquid crystal display device in which the viewing angle characteristics are improved by utilizing the axially symmetric alignment of liquid crystal molecules. Thus, there is provided a manufacturing method for defining a cell gap using spacer beads of a lower cost and a simple process without forming a cell gap spacer. According to the present invention, there is also provided a method of manufacturing a liquid crystal display device in which display quality is not deteriorated due to the absence of spacer beads in a picture element.

【0072】請求項6によれば、スペーサビーズを絵素
外に移動させるための方法が提供される。
According to the sixth aspect, there is provided a method for moving a spacer bead out of a picture element.

【0073】請求項7によれば、スペーサビーズを絵素
外に移動させるための別の方法が提供される。
According to claim 7, another method for moving the spacer beads out of the picture element is provided.

【0074】請求項8によれば、絵素外に移動させたス
ペーサビーズを、その位置で固定するための技術が示さ
れており、長期間表示させてもビーズ移動が無い信頼性
に優れた液晶表示装置の製造力法が提供される。
According to the eighth aspect, there is disclosed a technique for fixing a spacer bead moved outside a picture element at that position, and the reliability is excellent in that the bead does not move even when displayed for a long time. A method for manufacturing a liquid crystal display device is provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による液晶表示装置の構造を説明する図
である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a structure of a liquid crystal display device according to the present invention.

【図2】ASMモードの液晶表示装置の動作を説明する
模式図である。(a)と(b)は電圧無印加時、(c)
と(d)は電圧印加時をそれぞれ示す。
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an operation of a liquid crystal display device in an ASM mode. (A) and (b), when no voltage is applied, (c)
And (d) show the time of voltage application.

【図3】液晶領域内の液晶分子の軸対称配向状態を表す
模式図である。
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an axially symmetric alignment state of liquid crystal molecules in a liquid crystal region.

【図4】本発明の作用と、製造方法を説明する図であ
る。
FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the present invention and a manufacturing method.

【図5】本発明の液晶表示装置の電圧−透過率特性を模
式的に示すグラフである。
FIG. 5 is a graph schematically showing a voltage-transmittance characteristic of the liquid crystal display device of the present invention.

【図6】実施形態1の液晶セルを偏光顕微鏡(クロスニ
コル)で観察した結果を模式的に示す図である。
FIG. 6 is a diagram schematically showing the result of observing the liquid crystal cell of Embodiment 1 with a polarizing microscope (crossed Nicols).

【図7】従来のASMモードの液晶表示装置の製造方法
を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a method for manufacturing a conventional ASM mode liquid crystal display device.

【図8】従来のカラーフィルタ基板の断面図である。FIG. 8 is a sectional view of a conventional color filter substrate.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10、40 ガラス基板 12、42 透明電極 16 高分子壁 16a 高分子壁の傾斜面 18、48 垂直配向膜 20 スペーサビーズ 20a 高分子壁の傾斜面上に位置するスペーサビーズ 20b 絵素領域内に位置するスペーサビーズ 30 液晶層 30a 液晶領域 33 液晶分子 35 対称軸(中心軸) 100 液晶表示装置 100a 第1基板 100b 第2基板 10, 40 Glass substrate 12, 42 Transparent electrode 16 Polymer wall 16a Inclined surface of polymer wall 18, 48 Vertical alignment film 20 Spacer bead 20a Spacer bead 20b located on inclined surface of polymer wall 20b Positioned in picture element region Spacer bead 30 liquid crystal layer 30a liquid crystal region 33 liquid crystal molecule 35 symmetry axis (center axis) 100 liquid crystal display device 100a first substrate 100b second substrate

フロントページの続き Fターム(参考) 2H089 HA03 JA03 KA03 LA07 LA09 LA16 LA17 LA20 NA09 NA12 NA15 QA12 QA16 TA04 2H090 HB08Y LA02 MA01 MA06 MA10 MA15 MA17 5C094 AA12 AA43 AA44 BA43 CA19 EC03 GB01 Continued on front page F term (reference) 2H089 HA03 JA03 KA03 LA07 LA09 LA16 LA17 LA20 NA09 NA12 NA15 QA12 QA16 TA04 2H090 HB08Y LA02 MA01 MA06 MA10 MA15 MA17 5C094 AA12 AA43 AA44 BA43 CA19 EC03 GB01

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1の基板と、該第1の基板に対向して
配置された第2の基板と、該第1および第2の基板の間
に配設された液晶層とを有し、 該第1の基板上には、該基板の表面に対して傾斜した面
を持つ高分子壁を有し、 該液晶層は、該高分子壁によって分割された複数の液晶
領域を有し、 該液晶層の間隙を規定するスペーサビーズが、該高分子
壁の頂部上と、該液晶傾域を包囲する高分子壁の4辺の
うちの一つの高分子壁の傾斜した面上に存在することを
特徴とする液晶表示装置。
A first substrate, a second substrate disposed opposite to the first substrate, and a liquid crystal layer disposed between the first and second substrates. Having a polymer wall having a surface inclined with respect to the surface of the substrate on the first substrate, the liquid crystal layer having a plurality of liquid crystal regions divided by the polymer wall, Spacer beads defining the gap between the liquid crystal layers are present on the top of the polymer wall and on the inclined surface of one of the four sides of the polymer wall surrounding the liquid crystal tilt region. A liquid crystal display device characterized by the above-mentioned.
【請求項2】 前記高分子壁の傾斜した面の長さは、前
記スペーサビーズの径より大きいことを特徴とする請求
項1に記載の液晶表示装置。
2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein a length of the inclined surface of the polymer wall is larger than a diameter of the spacer bead.
【請求項3】 前記スペーサビーズは、軸対称配向して
いる液晶分子を配向固定するための硬化性樹脂によっ
て、その移動が規制されていることを特徴とする請求項
1又は2に記載の液晶表示装置。
3. The liquid crystal according to claim 1, wherein the movement of the spacer beads is regulated by a curable resin for fixing the alignment of the liquid crystal molecules that are axially symmetrically aligned. Display device.
【請求項4】 前記液晶領域のスペーサビーズが存在す
る高分子壁の傾斜面が鉛直方向の下になるように、略鉛
直に立てて使用される請求項1〜3のいずれかに記載の
液晶表示装置。
4. The liquid crystal according to claim 1, wherein the liquid crystal region is used so as to be substantially vertical so that the inclined surface of the polymer wall on which the spacer beads of the liquid crystal region are present is located below the vertical direction. Display device.
【請求項5】 第1の基板と、該第1の基板に対向して
配置される第2の基板と、該第1および第2の基板の間
に配設された液晶層とを有し、該液晶層が、基板の表面
に対して傾斜した面を持つ高分子壁によって分割された
複数の液晶領域を有する、液晶表示装置の製造方法であ
って、 該第1の基板上に該高分子壁を形成する工程と、その後
に、該高分子壁が形成された第1の基板上にスペーサビ
ーズを散布した後、該第1の基板上に第2の基板を貼り
合わせる工程と、該第1および第2の基板の間に液晶材
料を注入する工程と、該液晶領域内に散布されたスペー
サビーズを該高分子壁の傾斜した面上に移動させる工程
と、を包含する液晶表示装置の製造方法。
5. A semiconductor device comprising: a first substrate; a second substrate disposed to face the first substrate; and a liquid crystal layer disposed between the first and second substrates. A method for manufacturing a liquid crystal display device, wherein the liquid crystal layer has a plurality of liquid crystal regions divided by a polymer wall having a surface inclined with respect to the surface of the substrate; Forming a molecular wall, and thereafter, after dispersing spacer beads on the first substrate on which the polymer wall is formed, bonding a second substrate on the first substrate; A liquid crystal display device comprising: a step of injecting a liquid crystal material between first and second substrates; and a step of moving spacer beads dispersed in the liquid crystal region onto an inclined surface of the polymer wall. Manufacturing method.
【請求項6】 前記液晶領域に散布されたスペーサビー
ズを前記高分子壁の傾斜した面上に移動させる工程が、
第1および第2の基板の間に液晶材料を注入して得られ
る液晶セルを略鉛直に立て該液晶セルに振動を与えるこ
とによって実施される請求項5に記載の液晶表示装置の
製造方法。
6. The step of moving the spacer beads dispersed in the liquid crystal region onto the inclined surface of the polymer wall,
6. The method according to claim 5, wherein a liquid crystal cell obtained by injecting a liquid crystal material between the first and second substrates is set substantially vertically and a vibration is applied to the liquid crystal cell.
【請求項7】 前記液晶領域に散布されたスペーサビー
ズを前記高分子壁の傾斜した面上に移動させる工程が、
第1および第2の基板の間に液晶材料を注入して得られ
る液晶セルを略鉛直に立て加熱することによって実施さ
れる請求項5に記載の液晶表示装置の製造方法。
7. The step of moving the spacer beads dispersed in the liquid crystal region onto the inclined surface of the polymer wall,
6. The method for manufacturing a liquid crystal display device according to claim 5, wherein the method is performed by setting a liquid crystal cell obtained by injecting a liquid crystal material between the first and second substrates to be substantially vertical and heating the cell.
【請求項8】 前記液晶領域内に散布されたスペーサビ
ーズを前記高分子壁の傾斜した面上に移動させる工程に
引き続き、液晶材料に混合させて注入した硬化性樹脂を
重合させる工程を、さらに包含する請求項5〜7のいず
れかに記載の液晶表示装置の製造方法。
8. The method according to claim 8, further comprising, after the step of moving the spacer beads dispersed in the liquid crystal region on the inclined surface of the polymer wall, the step of mixing the liquid crystal material and polymerizing the injected curable resin. A method for manufacturing a liquid crystal display device according to any one of claims 5 to 7.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004302168A (en) * 2003-03-31 2004-10-28 Fujitsu Display Technologies Corp Manufacturing method of liquid crystal display

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