JP2007047343A - Liquid crystal display element and its manufacturing method, and liquid crystal display device - Google Patents
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Description
本発明は、垂直配向液晶の配向特性を利用して映像を表示するために使用される液晶表示素子およびその製造方法、ならびに液晶表示素子を利用して映像を表示する液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display element used for displaying an image using the alignment characteristics of vertically aligned liquid crystal, a manufacturing method thereof, and a liquid crystal display device that displays an image using a liquid crystal display element.
近年、プロジェクションディスプレイの高精細化、小型化および高輝度化に関する要望が高まっていることに伴い、そのディスプレイデバイスとして反射型デバイスが実用化されている。この反射型デバイスでは、高精細化および小型化と共に、高い光利用効率を併せて実現することが可能である。 In recent years, with the increasing demand for higher definition, smaller size, and higher brightness of projection displays, reflective devices have been put to practical use as display devices. In this reflection type device, high light utilization efficiency can be realized together with high definition and miniaturization.
この反射型デバイスとしては、シリコン駆動素子基板と透明電極基板との間に配向膜およびシール材を介して液晶が充填された構成を有するアクティブ型の反射型液晶表示素子が知られている。シリコン駆動素子基板は、シリコン基板に回路駆動用の駆動素子や光反射用の反射電極(いわゆる画素電極)などが設けられたものであり、透明電極基板は、透明基板に透明電極などが設けられたものである。また、配向膜は、液晶分子を所定の配向状態となるように配向させるためのものである。 As this reflection type device, an active reflection type liquid crystal display element having a configuration in which a liquid crystal is filled between a silicon driving element substrate and a transparent electrode substrate via an alignment film and a sealing material is known. A silicon driving element substrate is a silicon substrate provided with a driving element for circuit driving, a reflective electrode for light reflection (so-called pixel electrode), etc., and a transparent electrode substrate is provided with a transparent electrode or the like on a transparent substrate. It is a thing. The alignment film is for aligning liquid crystal molecules in a predetermined alignment state.
この反射型液晶表示素子では、画素電極と透明電極との間に電圧が印加されると、両電極間の電位差に応じて液晶分子の配向状態が変化するため、光が変調される。これにより、階調画像が再現されるため、映像が表示される。 In this reflective liquid crystal display element, when a voltage is applied between the pixel electrode and the transparent electrode, the alignment state of the liquid crystal molecules changes according to the potential difference between the two electrodes, and thus light is modulated. Thereby, since a gradation image is reproduced, an image is displayed.
この反射型液晶表示素子のうち、特に、垂直配向性を有する液晶(いわゆる垂直配向液晶)を利用したものは、コントラストが高く、かつ応答速度も速いため、表示性能を向上し得るものとして注目されている。この「垂直配向液晶」とは、負の誘電異方性、すなわち液晶分子のうちの長軸に平行な方向の誘電率ε(‖)と長軸に垂直な方向の誘電率ε(⊥)との間の差異δε(=ε(‖)−ε(⊥))が負となる性質を有する液晶である。 Among these reflective liquid crystal display elements, those using vertical alignment liquid crystals (so-called vertical alignment liquid crystals) are particularly noted as being capable of improving display performance due to their high contrast and fast response speed. ing. This “vertical alignment liquid crystal” means negative dielectric anisotropy, that is, dielectric constant ε (‖) in a direction parallel to the major axis of liquid crystal molecules and dielectric constant ε (⊥) in a direction perpendicular to the major axis. Is a liquid crystal having a property that the difference δε (= ε (‖) −ε (⊥)) is negative.
この垂直配向液晶を利用した場合には、印加電圧がゼロのときに液晶分子がシリコン駆動素子基板の基板面に対して垂直に配向するため、いわゆるノーマリーブラックモードと呼ばれる表示状態が得られ、一方、電圧が印加されると液晶分子が基板面内に傾斜するため、光の透過率が変化する。この場合には、特に、傾斜時に液晶分子の傾斜方向が一様でないと明暗のむらが生じるため、その明暗のむらを解消するために、あらかじめ一定方向に僅かな角度(プレティルト角)だけ傾斜させた状態で液晶分子を配向させる必要がある。 When this vertically aligned liquid crystal is used, since the liquid crystal molecules are aligned perpendicularly to the substrate surface of the silicon driving element substrate when the applied voltage is zero, a so-called normally black mode display state is obtained, On the other hand, when a voltage is applied, the liquid crystal molecules are tilted in the plane of the substrate, so that the light transmittance changes. In this case, in particular, if the tilt direction of the liquid crystal molecules is not uniform during tilting, unevenness of light and darkness will occur. Therefore, in order to eliminate the unevenness of light and darkness, a state in which a slight angle (pretilt angle) is tilted in advance in a certain direction. It is necessary to align the liquid crystal molecules.
一般に、液晶表示素子では、表示領域を画定する枠型のシール材を挟んでシリコン駆動素子基板および透明電極基板が支持固定されており、両基板がスペーサと呼ばれる粒子を利用して所定の間隔(セルギャップ)となるように対向配置されている。このスペーサとしては、表示領域の周辺に配置されたシールスペーサと、表示領域に配置されたセルスペーサとが挙げられる。このシールスペーサは、一般に、シール材中に埋め込まれる場合が多い。この液晶表示素子の製造工程では、シール材およびスペーサを挟んでシリコン駆動素子基板および透明電極基板が加圧されることにより、スペーサの粒径に基づいて所定の値となるようにセルギャップが決定されたのち、そのシール材に設けられた注入口を通じて液晶が注入される。この液晶の注入方法としては、一般に、毛細管現象および内外差圧を利用する真空注入法(差圧注入法)が使用されている。 In general, in a liquid crystal display element, a silicon driving element substrate and a transparent electrode substrate are supported and fixed with a frame-type sealing material that defines a display area interposed therebetween, and both substrates use predetermined particles (referred to as spacers). (Cell gap). Examples of the spacer include a seal spacer arranged around the display area and a cell spacer arranged in the display area. In general, the seal spacer is often embedded in a seal material. In the manufacturing process of the liquid crystal display element, the silicon drive element substrate and the transparent electrode substrate are pressurized with the sealing material and the spacer interposed therebetween, so that the cell gap is determined to be a predetermined value based on the particle size of the spacer. After that, liquid crystal is injected through an injection port provided in the sealing material. As a method for injecting the liquid crystal, a vacuum injection method (differential pressure injection method) using a capillary phenomenon and an internal / external differential pressure is generally used.
ところが、プロジェクションディスプレイでは、小型の反射型デバイスを使用して映像を拡大投影するため、表示領域にセルスペーサが配置されていると、表示性能に不具合が生じる。具体的には、セルスペーサの周辺において液晶分子の配向状態が乱れるため、光が漏洩することによりコントラストが上昇したり、あるいはセルスペーサ自体がスクリーンに投影されるため、映像中に影が映り込んでしまう。これらのことから、高画質化を目指したプロジェクションディスプレイでは、表示領域にスペーサを配置させない方式(いわゆるスペーサレス方式)が採用されている。特に、垂直配向液晶を利用した反射型液晶表示素子では、高画質用途において使用されることに伴い、スペーサレス方式を採用することが望ましい。 However, in the projection display, an image is enlarged and projected using a small reflection type device, and if cell spacers are arranged in the display area, a problem occurs in display performance. Specifically, since the alignment state of the liquid crystal molecules is disturbed around the cell spacer, the contrast increases due to light leakage, or the cell spacer itself is projected on the screen, so that a shadow appears in the image. End up. For these reasons, a projection display aiming at high image quality employs a method in which no spacer is arranged in the display area (so-called spacerless method). In particular, in a reflective liquid crystal display element using vertically aligned liquid crystal, it is desirable to adopt a spacerless system as it is used in high image quality applications.
なお、液晶の注入方法に関しては、既にいくつかの技術が知られている。具体的には、複数の注入口を通じて液晶を注入することにより、注入時間を短縮する技術が提案されている(例えば、特許文献1,2参照。)。また、注入口に突起部を設けることにより、注入ムラを解消する技術も提案されている(例えば、特許文献3参照。)。
ところで、プロジェクションディスプレイの量産性を向上させるためには、製造工程に要する時間を可能な限り短縮する必要がある。しかしながら、垂直配向液晶を利用した反射型液晶表示素子の製造工程では、スペーサレス方式である(表示領域にセルギャップ調整用のセルスペーサが配置されていない)ことに伴い、液晶の注入時において垂直配向液晶に特有の問題が生じる。具体的には、シリコン駆動素子基板および透明電極基板が液晶自体の粘性(表面張力)や内外差圧に起因する応力の影響を受けて撓むため、セルギャップが意図せずに狭まってしまう。この撓み現象は、酸化ケイ素を含む配向膜と垂直配向液晶とを組み合わせた場合に生じる固有な現象であり、その種の配向膜に対する垂直配向液晶の濡れ性が不十分であることに起因して生じる。この撓み現象が生じると、両基板の撓みが緩和されることによりセルギャップが回復するまでに長時間を要するため、プロジェクションディスプレイの量産性を向上させることが困難になる。特に、撓みの程度はディスプレイサイズが大きくなるにしたがって顕著になるため、量産性が著しく低下してしまう。 By the way, in order to improve the mass productivity of the projection display, it is necessary to shorten the time required for the manufacturing process as much as possible. However, in the manufacturing process of the reflective liquid crystal display element using the vertically aligned liquid crystal, the spacerless system (the cell spacer for adjusting the cell gap is not disposed in the display area) is used, so that the liquid crystal is injected vertically. A problem peculiar to the alignment liquid crystal arises. Specifically, since the silicon driving element substrate and the transparent electrode substrate are bent by the influence of the stress (surface tension) of the liquid crystal itself and the internal / external differential pressure, the cell gap is unintentionally narrowed. This bending phenomenon is an inherent phenomenon that occurs when an alignment film containing silicon oxide and a vertical alignment liquid crystal are combined, and is caused by insufficient wettability of the vertical alignment liquid crystal with respect to that type of alignment film. Arise. When this bending phenomenon occurs, it takes a long time for the cell gap to recover due to the relaxation of the bending of both substrates, making it difficult to improve the mass productivity of the projection display. In particular, since the degree of bending becomes more prominent as the display size increases, mass productivity is significantly reduced.
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、量産性を向上させることが可能な液晶表示素子およびその製造方法、ならびに液晶表示装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide a liquid crystal display element capable of improving mass productivity, a manufacturing method thereof, and a liquid crystal display device.
本発明に係る液晶表示素子は、互いに対向配置されたシリコン駆動素子基板および透明電極基板と、シリコン駆動素子基板および透明電極基板のうちの互いに対向し合う面を覆うように設けられ、酸化ケイ素を含む配向膜と、シリコン駆動素子基板と透明電極基板との間に表示領域を画定するように設けられ、液晶注入用の複数の注入口を有するシール材と、配向膜およびシール材により囲まれた空間に充填された垂直配向液晶とを備えたものである。 A liquid crystal display element according to the present invention is provided so as to cover a silicon driving element substrate and a transparent electrode substrate that are arranged to face each other, and surfaces of the silicon driving element substrate and the transparent electrode substrate that face each other. An alignment film including a sealing material provided between the silicon driving element substrate and the transparent electrode substrate so as to demarcate a display region and having a plurality of injection holes for liquid crystal injection; and surrounded by the alignment film and the sealing material And a vertically aligned liquid crystal filled in the space.
本発明に係る液晶表示素子の製造方法は、液晶注入用の複数の注入口を有するシール材を挟んで、互いに対向し合う面を覆うように酸化ケイ素を含む配向膜が設けられたシリコン駆動素子基板と透明電極基板とを互いに対向配置させることにより、それらの配向膜およびシール材により囲まれるように空間を構成する工程と、差圧注入法を使用して、複数の注入口を通じて空間に垂直配向液晶を注入する工程とを含むものである。 A method of manufacturing a liquid crystal display element according to the present invention includes a silicon driving element in which an alignment film including silicon oxide is provided so as to cover surfaces facing each other with a sealing material having a plurality of injection holes for liquid crystal injection interposed therebetween. The substrate and the transparent electrode substrate are arranged opposite to each other, thereby forming a space so as to be surrounded by the alignment film and the sealing material, and using a differential pressure injection method, the space is perpendicular to the space through a plurality of injection ports. And a step of injecting alignment liquid crystal.
本発明に係る液晶表示装置は、液晶表示素子により変調された光を利用して映像を表示するものであり、液晶表示素子が、互いに対向配置されたシリコン駆動素子基板および透明電極基板と、シリコン駆動素子基板および透明電極基板のうちの互いに対向し合う面を覆うように設けられ、酸化ケイ素を含む配向膜と、シリコン駆動素子基板と透明電極基板との間に表示領域を画定するように設けられ、液晶注入用の複数の注入口を有するシール材と、配向膜およびシール材により囲まれた空間に充填された垂直配向液晶とを備えたものである。 A liquid crystal display device according to the present invention displays an image using light modulated by a liquid crystal display element. The liquid crystal display element includes a silicon driving element substrate and a transparent electrode substrate, which are arranged to face each other, and silicon. Provided to cover the mutually facing surfaces of the drive element substrate and the transparent electrode substrate, and to provide a display region between the alignment film containing silicon oxide and the silicon drive element substrate and the transparent electrode substrate A sealing material having a plurality of injection holes for injecting liquid crystal, and vertically aligned liquid crystal filled in a space surrounded by the alignment film and the sealing material.
本発明に係る液晶表示素子またはその製造方法、あるいは液晶表示装置では、酸化ケイ素を含む配向膜および垂直配向液晶を併せて備えた液晶表示素子を製造する場合に、シール材に複数の注入口が設けられることにより、差圧注入法を使用して複数の注入口を通じて空間に垂直配向液晶が注入される。この場合には、垂直配向液晶の注入工程時において、表面張力や内外差圧に起因する応力の影響を受けてシリコン駆動素子基板と透明電極基板との間の間隔(セルギャップ)が一時的に狭まったとしても、単一の注入口を設ける場合と比較してセルギャップが狭まる量が小さくなるため、そのセルギャップを初期状態に回復させるために要する時間も短くなる。 In the liquid crystal display element or the manufacturing method thereof or the liquid crystal display device according to the present invention, when manufacturing a liquid crystal display element having both an alignment film containing silicon oxide and a vertical alignment liquid crystal, a plurality of injection holes are provided in the sealing material. By being provided, the vertically aligned liquid crystal is injected into the space through the plurality of injection ports using the differential pressure injection method. In this case, the gap (cell gap) between the silicon driving element substrate and the transparent electrode substrate is temporarily affected by the stress caused by the surface tension and the internal / external differential pressure during the vertical alignment liquid crystal injection process. Even if the gap is narrowed, the amount of narrowing of the cell gap is reduced compared to the case where a single injection port is provided, and the time required to restore the cell gap to the initial state is also shortened.
本発明に係る液晶表示素子またはその製造方法、あるいは液晶表示装置によれば、シール材に複数の注入口を設けることにより、差圧注入法を使用して複数の注入口を通じて空間に垂直配向液晶を注入するようにしたので、液晶注入工程においてセルギャップが短時間で回復する。したがって、量産性を向上させることができる。 According to the liquid crystal display element or the manufacturing method thereof or the liquid crystal display device according to the present invention, by providing a plurality of injection holes in the sealing material, a vertically aligned liquid crystal is formed in the space through the plurality of injection holes using the differential pressure injection method. Therefore, the cell gap is recovered in a short time in the liquid crystal injection process. Therefore, mass productivity can be improved.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
まず、図1〜図3を参照して、本発明の一実施の形態に係る液晶表示装置に搭載される液晶表示素子の構成について説明する。図1〜図3は液晶表示素子の構成を表しており、図1は詳細な断面構成を示し、図2は平面構成を模式的に示し、図3は断面構成を模式的に示している。なお、図3は、図2に示したIII−III線に沿った断面を示している。 First, with reference to FIGS. 1-3, the structure of the liquid crystal display element mounted in the liquid crystal display device which concerns on one embodiment of this invention is demonstrated. 1 to 3 show a configuration of a liquid crystal display element, FIG. 1 shows a detailed sectional configuration, FIG. 2 schematically shows a planar configuration, and FIG. 3 schematically shows a sectional configuration. FIG. 3 shows a cross section taken along line III-III shown in FIG.
この液晶表示素子は、図1〜図3に示したように、互いに対向配置されたシリコン駆動素子基板10および透明電極基板20と、それらのシリコン駆動素子基板10および透明電極基板20のうちの互いに対向し合う面を覆うように設けられ、酸化ケイ素を含む配向膜30と、シリコン駆動素子基板10と透明電極基板20との間に表示領域60を画定するように設けられ、液晶注入用の複数の注入口52を有するシール材50と、配向膜30およびシール材50により囲まれた液晶充填用の空間Pに充填された垂直配向液晶40と、シリコン駆動素子基板10と透明電極基板20との間に設けられた複数のスペーサ51とを備えている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the liquid crystal display element includes a silicon
シリコン駆動素子基板10は、主に、垂直配向液晶40を駆動させることにより、その垂直配向液晶40の配向状態を制御するものである。このシリコン駆動素子基板10は、駆動素子12を含む駆動回路が形成されたシリコン基板(単結晶シリコン基板)11の一面に、画素電極13が設けられた構成を有している。なお、図2および図3では、シリコン駆動素子基板10の平面サイズが透明電極基板20の平面サイズよりも大きい場合を示しているが、必ずしもこれに限られるものではなく、それらの両基板の平面サイズは自由に設定可能である。一例を挙げておけば、シリコン駆動素子基板10の平面サイズが透明電極基板20の平面サイズに一致していてもよい。
The silicon
駆動素子12は、垂直配向液晶40を駆動させるための駆動回路を構成するものである。この駆動素子12は、例えば、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor )型またはNMOS(Negative polarity Metal Oxide Semiconductor )型のトランジスタ121およびキャパシタ(補助容量)122などを含んでおり、アクティブ型の駆動回路を構成している。
The
画素電極13は、垂直配向液晶40に電圧を印加するための一方の電極である。この画素電極13は、マトリックス状の配列パターンとなるように複数個に渡って分割配置されており、独立して個別に電位が供給されるようになっている。ここでは、画素電極13は、例えば、光反射性を有する反射電極である。この反射電極を備える液晶表示素子は、いわゆる反射型液晶表示素子である。この画素電極13は、例えば、アルミニウム(Al)または銀(Ag)などの高光反射性を有する金属により構成されている。なお、画素電極13は、例えば、反射率が増加するように、誘電体ミラーなどの多層膜構造を有する反射層により覆われていてもよいし、あるいは外部から保護されるように、酸化物や窒化物などの保護層により覆われていてもよい。
The
透明電極基板20は、主に、液晶表示素子の外部から内部に入射する光(入射光L1)および液晶表示素子において変調されることにより外部へ出射される光(出射光L2)を透過させるものである。この透明電極基板20は、透明基板21の一面に、透明電極22が設けられた構成を有している。
The
透明基板21は、例えば、ガラスなどの透明(光透過性)材料により構成されている。 The transparent substrate 21 is made of, for example, a transparent (light transmissive) material such as glass.
透明電極22は、垂直配向液晶40に電圧を印加するための他方の電極である。この透明電極22は、各画素電極13に対向する領域を連続的に経由するように延在しており、共通の電位が供給されるようになっている。この透明電極22は、例えば、酸化インジウム錫(ITO;Indium Tin Oxide)などの透明電極材料により構成されている。
The
配向膜30は、垂直配向液晶40を所定の配向状態となるように配向させるものである。この配向膜30は、シリコン駆動素子基板10においては画素電極13およびその周辺のシリコン基板11を覆っており、透明電極基板20においては透明電極22を覆っている。
The
垂直配向液晶40は、画素電極13および透明電極22に対する電圧印加に応じて配向状態を変化させることにより、入射光L1を変調させるものである。この垂直配向液晶40では、印加電圧がゼロのときに液晶分子がシリコン基板11の基板面に対して垂直に配向し(いわゆるノーマリーブラックモード)、一方、電圧が印加されたときに液晶分子が基板面に傾斜して配向するようになっている。特に、垂直配向液晶40では、印加電圧がゼロの状態において、一定の方向にプレティルト角だけ傾斜した状態で液晶分子が配向している。この一定方向とは、例えば、画素電極13の上面における対角方向(=約45°方向)である。また、プレティルト角は、僅かな角度であり、例えば、約1°〜5°である。このプレティルト角が僅かな角度である理由は、そのプレティルト角が大きすぎると、液晶分子の垂直配向性が劣化し、すなわち黒レベルが上昇することに起因してコントラストが低下するからである。
The vertical
シール材50は、シリコン駆動素子基板10と透明電極基板20との間に垂直配向液晶40を充填させるために、それらの両基板間に設けられた空間Pをシール(封止)するものである。このシール材50は、例えば、略枠型のパターン構造を有することにより表示領域60を画定している。この表示領域60とは、液晶表示素子が液晶表示装置に搭載された際に映像が表示される領域であり、互いに対向する2組の長辺および短辺(2つの長辺および2つの短辺)により画定された四角形状の平面形状を有している。この表示領域60の対角サイズ(対角線の長さ)Sは、いわゆる液晶表示装置の表示サイズ(単位:インチ)である。ここでは、例えば、対角サイズSは約1インチ(=約2.54cm)以上である。図2および図3では、例えば、大部分(表示領域60を画定する部分)が透明電極基板20の外縁よりも内側に後退する(大部分の輪郭が透明電極基板20の輪郭よりも小さい)と共に一部分(注入口52が設けられている部分)が透明電極基板20の外縁まで到達する(一部分が透明電極基板20の外縁まで延設される)ようにシール材50を構成した場合を示している。
The sealing
複数の注入口52は、例えば、図2に示したように、互いに対向する2組の長辺および短辺により表示領域60が画定されている場合に、シール材50のうちの1つの長辺に対応する箇所に設けられている。特に、長辺の寸法(幅)をW、短辺の寸法(高さ)をH、注入口52の数をNとしたとき、その注入口52の数Nは、N>W/Hで表される。図2では、例えば、2つの注入口52(52A,52B)が設けられている場合を示している。これらの2つの注入口52A,52Bは、例えば、表示領域60の中心線Cを基準として対称(左右対称)に配置されており、空間Pに垂直配向液晶40が充填された状態において栓53(2つの栓53A,53B)により閉塞されている。この中心線Cとは、短辺と平行に延在する仮想線である。なお、注入口52A,52Bの幅は、自由に設定可能である。ここでは、例えば、注入口52A,52Bの幅が互いに一致しており、具体的には約2mmである。確認までに説明しておくと、複数の注入口52は、表示領域60を画定する2組の長辺および短辺のうちのただ1つの長辺に対応する箇所のみに設けられており、他の1つの長辺および2つの短辺に対応する箇所には設けられていない(液晶注入用の注入口のみが設けられており、液晶注入時における排気用の排気口は設けられていない)。
For example, when the
スペーサ51は、シリコン駆動素子基板10と透明電極基板20との間の間隔(いわゆるセルギャップG)を規定するためのものである。このセルギャップGとは、図1から図3を参照して説明すると、厳密には、表示領域60の中央位置における配向膜30間の間隔である。このスペーサ51は、例えば、図2に示したように、表示領域60の周辺に配置されている一方で、表示領域60に配置されていない。ここでは、例えば、スペーサ51は、枠型のパターン構造に沿ってシール材50に埋め込まれている。
The
次に、図1〜図4を参照して、液晶表示素子の詳細な構成について説明する。図4は、図1〜図3に示した液晶表示素子の回路構成を表している。 Next, a detailed configuration of the liquid crystal display element will be described with reference to FIGS. FIG. 4 shows a circuit configuration of the liquid crystal display element shown in FIGS.
液晶表示素子のうちの回路部分は、表示領域60内において複数の画素Gを構成する画素駆動回路61と、その表示領域60の周囲に設けられたデータドライバ62および走査ドライバ63とを含んでいる。
The circuit portion of the liquid crystal display element includes a
画素駆動回路61は、画素電極13よりも下側の階層に設けられており、例えば、上記したトランジスタ121およびキャパシタ122を含んでいる。この画素駆動回路61では、トランジスタ121およびキャパシタ122と共に画素電極13および垂直配向液晶40により1つの画素Gが構成されている。すなわち、上記した表示領域60は、複数の画素Gがマトリックス状に配列されることにより映像を表示可能に構成された領域である。なお、図4では、複数の画素Gを含む表示領域60を示している他、画素駆動回路61のうちの4つの画素Gに対応する領域を別途拡大して示している。
The
この画素駆動回路61では、行方向に複数のデータ線71が配列されていると共に列方向に複数の走査線72が配列されており、それらのデータ線71および走査線72が互いに交差する位置に画素Gが構成されている。各トランジスタ121では、ソース電極がデータ線71に接続され、ゲート電極が走査線72に接続され、ドレイン電極がキャパシタ122および画素電極13に接続されている。各データ線71は、データドライバ62に接続されており、そのデータドライバ62から画像信号が供給されるようになっていると共に、各走査線72は、走査ドライバ63に接続されており、その走査ドライバ63から走査信号が順次供給されるようになっている。
In the
データドライバ62および走査ドライバ63は、複数の画素Gの中から特定の画素Gを選択するものである。このデータドライバ62には、信号線64を通じて外部から画像信号Dが入力されるようになっている。
The
次に、図1〜図4を参照して、液晶表示素子の動作について説明する。 Next, the operation of the liquid crystal display element will be described with reference to FIGS.
この液晶表示素子では、透明電極基板20を経由して入射光L1が入射されると、その入射光L1が垂直配向液晶40を通過したのちに画素電極13において反射されることにより、出射光L2として再び透明電極基板20を経由して出射される。
In this liquid crystal display element, when the incident light L1 is incident through the
この際、画素電極13と透明電極22との間に電圧が印加されると、両電極間の電位差に応じて垂直配向液晶40の配向状態が変化するため、入射光L1が変調される。これにより、変調された出射光L2に基づいて階調画像が再現されるため、映像が表示される。
At this time, when a voltage is applied between the
なお、垂直配向液晶40の配向状態を変化させる際には、画素駆動回路61により電圧が印加される。この際、信号線64を通じて入力された画像信号Dに基づいてデータドライバ62がデータ線71に画像信号を供給すると共に、所定のタイミングにおいて走査ドライバ63が走査線72に走査信号を順次供給する。これにより、走査線72に供給された走査信号に応じて走査され、かつデータ線71に供給された画像信号に応じて選択された画素Gにおいて、垂直配向液晶40の配向状態が変化する。
Note that a voltage is applied by the
次に、図1〜図8を参照して、図1〜図4に示した液晶表示素子の製造方法について説明する。図5〜図8は液晶表示素子の製造方法を説明するためのものであり、図5および図7は図2に示した平面構成に対応し、図6および図8は図3に示した断面構成に対応している。なお、図6は図5に示したVI−VI線に沿った断面を示し、図8は図7に示したVIII−VIII線に沿った断面を示している。以下では、液晶表示素子の製造工程のうちの液晶注入工程について言及する。 Next, with reference to FIGS. 1-8, the manufacturing method of the liquid crystal display element shown in FIGS. 1-4 is demonstrated. 5 to 8 are diagrams for explaining a method of manufacturing a liquid crystal display element. FIGS. 5 and 7 correspond to the planar configuration shown in FIG. 2, and FIGS. 6 and 8 are cross sections shown in FIG. Corresponds to the configuration. 6 shows a cross section taken along line VI-VI shown in FIG. 5, and FIG. 8 shows a cross section taken along line VIII-VIII shown in FIG. Hereinafter, the liquid crystal injection process in the manufacturing process of the liquid crystal display element will be referred to.
液晶表示素子を製造する際には、まず、図5および図6に示したように、複数の注入口52(2つの注入口52A,52B)を有するシール材50と共にスペーサ51を挟んで、互いに対向し合う面を覆うように酸化ケイ素を含む配向膜30が設けられたシリコン駆動素子基板10と透明電極基板20とを互いに対向配置させることにより、それらの配向膜30およびシール材50により囲まれるように液晶充填用の空間Pを構成する。これにより、液晶表示素子の原型(プレ製造物)が構築される。なお、液晶表示素子のプレ製造物(以下、単に「プレ製造物」という。)の構成的特徴に関しては、液晶表示素子の構成的特徴として既に詳細に説明したため、その説明を省略する。
When manufacturing the liquid crystal display element, first, as shown in FIGS. 5 and 6, the
続いて、図7および図8に示したように、差圧注入法を使用して、シール材50に設けられた2つの注入口52A,52Bを通じて空間Pに垂直配向液晶40を注入する。具体的には、液晶たまり111が設けられた液晶ボート110を使用して、減圧雰囲気中において2つの注入口52A,52Bを液晶たまり111に接触させたのち、雰囲気を常圧に戻すことにより、毛細管現象および内外差圧(プレ製造物の内部(空間P)と外部(外部雰囲気)との間の圧力差)を利用して空間Pに垂直配向液晶40を供給する。これにより、図2に示したように、空間Pに垂直配向液晶40が充填される。この空間Pに垂直配向液晶40が注入される際には、図8に示したように、スペーサ51により支持固定されていない領域(表示領域60)において、表面張力や内外差圧に起因する応力の影響を受けてシリコン駆動素子基板10および透明電極基板20が互いに近づくように撓むため、セルギャップGが一時的に狭まる。なお、差圧注入法を使用する場合の減圧条件は、自由に設定可能である。一例を挙げておけば、約100Paである。
Subsequently, as shown in FIGS. 7 and 8, the vertical
最後に、プレ製造物を液晶ボート110から取り外したのち、2つの注入口52A,52Bに余剰分の垂直配向液晶40を残存させたまま、そのプレ製造物を自然放置する。このプレ製造物が放置されると、上記した表面張力や内外差圧に起因する応力の影響が緩和されながら、余剰分の垂直配向液晶40が空間Pに追加注入されるため、図3に示したように、シリコン駆動素子基板10および透明電極基板20の撓みが解消されることにより、セルギャップGが初期状態(空間Pに垂直配向液晶40を注入する前の状態)に回復する。こののち、図2に示したように、注入口52A,52Bをそれぞれ栓53A,53Bで封止することにより、空間Pに垂直配向液晶40を封入する。これにより、液晶注入工程が完了するため、図1〜図4に示した液晶表示素子が完成する。
Finally, after the pre-product is removed from the
次に、図9を参照して、本実施の形態に係る液晶表示装置の構成について説明する。図9は、図1〜図4に示した液晶表示素子を搭載した液晶表示装置の構成を模式的に表している。 Next, the configuration of the liquid crystal display device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 9 schematically shows a configuration of a liquid crystal display device on which the liquid crystal display elements shown in FIGS. 1 to 4 are mounted.
本実施の形態に係る液晶表示装置は、例えば、図1〜図4に示した液晶表示素子をライトバルブとして利用した液晶プロジェクタである。より具体的には、液晶表示装置は、例えば、3色用の液晶ライトバルブとして、赤色用の液晶ライトバルブ90R、緑色用の液晶ライトバルブ90Gおよび青色用の液晶ライトバルブ90Bを利用してスクリーン100にフルカラーの映像を表示する3枚方式の反射型液晶プロジェクタである。
The liquid crystal display device according to the present embodiment is, for example, a liquid crystal projector using the liquid crystal display element shown in FIGS. 1 to 4 as a light valve. More specifically, the liquid crystal display device uses, for example, a liquid crystal
この液晶表示装置は、例えば、上記した液晶ライトバルブ90R,90G,90Bと共に、光源81と、ダイクロイックミラー82,83および全反射ミラー84と、偏光ビームスプリッタ85,86,87と、合成プリズム88と、投射レンズ89とを併せて備えており、それらの一連の構成要素が光軸Fに沿って配置された構成を有している。
The liquid crystal display device includes, for example, the above-described liquid
光源81は、赤色光LR、緑色光LGおよび青色光LBを含む白色光Lを発生させるものであり、例えば、ハロゲンランプ、メタルハライドランプまたはキセノンランプなどである。
The
ダイクロイックミラー82は、白色光Lを青色光LBとその他の混合光(赤色光LRおよび緑色光LG)とに分離するものである。このダイクロイックミラー82は、光源81とダイクロイックミラー83または全反射ミラー84との間に配置されており、青色光LBを全反射ミラー84へ導くと共にその他の混合光をダイクロイックミラー83へ導くようになっている。
The
ダイクロイックミラー83は、ダイクロイックミラー82を経由して導かれた混合光を赤色光LRと緑色光LGとに分離するものである。このダイクロイックミラー83は、ダイクロイックミラー82と偏光ビームスプリッタ85,86との間に配置されており、赤色光LRを偏光ビームスプリッタ85へ導くと共に緑色光LGを偏光ビームスプリッタ86へ導くようになっている。
The
全反射ミラー84は、ダイクロイックミラー82を経由して導かれた青色光LBを反射させるものである。この全反射ミラー84は、ダイクロイックミラー82と偏光ビームスプリッタ87との間に配置されており、青色光LBを偏光ビームスプリッタ87へ導くようになっている。
The
偏光ビームスプリッタ85は、赤色光LRの光路上において液晶ライトバルブ90Rと合成プリズム88との間に配置されている。この偏光ビームスプリッタ85は、偏光分離面85Mを有しており、その偏光分離面85Mにおいて赤色光LRを互いに直交する2つの偏光成分に分離するものである。この偏光分離面85Mは、一方の偏光成分(例えば、S偏光成分)を反射させることにより液晶ライトバルブ90Rへ導くと共に他方の偏光成分(例えば、P偏光成分)を透過させるようになっている。なお、偏光ビームスプリッタ86,87は、それぞれ緑色光LGおよび青色光LBを互いに直交する2つの偏光成分に分離する点を除き、偏光ビームスプリッタ85と同様の機能および構成を有している。すなわち、偏光ビームスプリッタ86は、緑色光LGの光路上において液晶ライトバルブ90Gと合成プリズム88との間に配置され、偏光分離面86Mを有していると共に、偏光ビームスプリッタ87は、青色光LBの光路上において液晶ライトバルブ90Bと合成プリズム88との間に配置され、偏光分離面87Mを有している。
The
液晶ライトバルブ90Rは、画像信号に基づいて供給された駆動電圧に応じて駆動することにより、偏光ビームスプリッタ85を経由して導かれた赤色光LR(例えば、S偏光成分)を変調させるものである。この液晶ライトバルブ90Rは、偏光ビームスプリッタ85に対向配置されており、変調させた光(変調光)を偏光ビームスプリッタ85へ向けて反射させるようになっている。なお、液晶ライトバルブ90G,90Bは、それぞれ偏光ビームスプリッタ86,87を経由して導かれた光を変調させる点を除き、液晶ライトバルブ90Rと同様の機能および構成を有している。すなわち、液晶ライトバルブ90Gは、緑色光LG(例えば、S偏光成分)を変調させたのち、その変調光を偏光ビームスプリッタ86へ向けて反射させるようになっていると共に、液晶ライトバルブ90Bは、青色光LB(例えば、S偏光成分)を変調させたのち、その変調光を変調ビームスプリッタ87へ向けて反射させるようになっている。
The liquid crystal
合成プリズム88は、液晶ライトバルブ90R,90G,90Bからそれぞれ偏光ビームスプリッタ85,86,87を経由して導かれた変調光を合成するものである。この合成プリズム88は、偏光ビームスプリッタ85,86,87により三方から囲まれるように配置されており、合成した光(合成光)を投射レンズ89へ向けて出射するようになっている。
The combining
投射レンズ89は、合成プリズム88から出射された合成光をスクリーン100に投射することにより、映像を表示するものである。
The
この液晶表示装置では、光源81から白色光Lが発生すると、その白色光Lがダイクロイックミラー82,83において赤色光LR、緑色光LGおよび青色光LBに分離される。これらの赤色光LR、緑色光LGおよび青色光LBは、それぞれ偏光ビームスプリッタ85,86,87において所定の偏光成分(例えば、S偏光成分)に分離されたのちに液晶ライトバルブ90R,90G,90Bにおいて変調されることにより、最終的に合成プリズム88において合成される。この合成光が投射レンズ89によりスクリーン100に投射されることにより、そのスクリーン100にフルカラーの映像が表示される。
In this liquid crystal display device, when white light L is generated from the
本実施の形態に係る液晶表示装置、あるいは液晶表示素子またはその製造方法では、酸化ケイ素を含む配向膜30および垂直配向液晶40を併せて備えると共に表示領域60にスペーサ51が配置されていない液晶表示素子を製造する場合に、シール材50に複数の注入口52を設けることにより、差圧注入法を使用して複数の注入口52を通じて空間Pに垂直配向液晶40を注入するようにしたので、以下の理由により、量産性を向上させることができる。
In the liquid crystal display device, the liquid crystal display element, or the manufacturing method thereof according to the present embodiment, the liquid crystal display including the
図10〜図13は、本実施の形態に係る液晶表示素子またはその製造方法に関する比較例としての液晶表示素子またはその製造方法の構成および手順を説明するためのものであり、それぞれ図2、図3、図7および図8に対応している。この比較例の液晶表示素子またはその製造方法は、シール材150が単一の注入口152を有し、その注入口152が栓153により閉塞されていると共に、単一の注入口152を通じて空間Pに垂直配向液晶40を注入する点を除き、本実施の形態に係る液晶表示素子またはその製造方法と同様の構成および手順を有している。
10 to 13 are for explaining the configuration and procedure of a liquid crystal display element or a manufacturing method thereof as a comparative example related to the liquid crystal display element or the manufacturing method thereof according to the present embodiment. 3, and correspond to FIG. 7 and FIG. In the liquid crystal display element of this comparative example or the manufacturing method thereof, the sealing
比較例の液晶表示素子またはその製造方法では、図10および図11に示したように、シール材150に単一の注入口152しか設けられていないため、液晶表示素子の製造工程において、差圧注入法を使用して注入口152を通じて空間Pに垂直配向液晶40を注入すると、その注入工程に長時間を要してしまう。具体的には、図12および図13に示したように、表面張力や内外差圧に起因する応力の影響が著しく大きくなることによりシリコン駆動素子基板10および透明電極基板20が過剰に撓みやすくなる結果、セルギャップGが過剰に狭まりやすくため、そのセルギャップGを初期状態に回復させるために要する放置時間が長くなる。これにより、液晶表示素子の全体の製造工程に要する時間中において注入工程が占める割合が相対的に大きくなることにより、全体の製造効率が低下するため、量産性を向上させることが困難になる。
In the liquid crystal display element of the comparative example or the manufacturing method thereof, as shown in FIGS. 10 and 11, only the
これに対して、本実施の形態に係る液晶表示素子またはその製造方法では、図2および図3に示したように、シール材50に複数の注入口52が設けられているため、液晶表示素子の製造工程において、差圧注入法を使用して各注入口52を通じて空間Pに垂直配向液晶40を注入すると、その注入工程に長時間を要しない。具体的には、図7および図8に示したように、表面張力や内外差圧に起因する応力の影響が緩和されることによりシリコン駆動素子基板10および透明電極基板20が過剰に撓みにくくなる結果、セルギャップGが過剰に狭まりにくくなるため、そのセルギャップGを初期状態に回復させるために要する放置時間が短くなる。したがって、液晶表示素子の全体の製造工程に要する時間中において注入工程が占める割合が相対的に小さくなることにより、全体の製造効率が向上するため、量産性を向上させることができるのである。
On the other hand, in the liquid crystal display element according to the present embodiment or the manufacturing method thereof, as shown in FIG. 2 and FIG. 3, the sealing
ここで、本発明の技術的意義について説明しておく。すなわち、本発明では、シール材50に複数の液晶注入用の注入口52を設けることを特徴としているが、単に「複数の液晶注入用の注入口を設ける」観点のみに言及すれば、上記「背景技術」の項において先行技術を例示して説明したように、その観点において提案された技術が既にいくつか知られている。しかしながら、本発明においてシール材50に複数の注入口52を設けることは、液晶表示素子の基本構成および製造プロセスと関連付けた場合において、単に「複数の注入口を設ける」こととは異なる技術的意義を有している。具体的には、本発明の液晶表示素子では、(1)垂直配向液晶40を配向させるために酸化ケイ素を含む配向膜30を使用し、(2)表示領域60にスペーサ51が配置されておらず(いわゆるスペーサレス方式を採用し)、(3)空間Pに垂直配向液晶40を注入するために差圧注入法を使用しており、それらの(1)〜(3)の条件が同時に満たされる場合において、シール材50に複数の注入口52を設けることにより独自の技術的意義が生じる。なぜなら、(1)〜(3)の条件が満たされる場合には、上記したように、配向膜30に対する垂直配向液晶40の濡れ性が不充分であることに起因してシリコン駆動素子基板10および透明電極基板20が撓みやすくなるという固有の現象が生じ、しかもスペーサレス方式および差圧注入法を採用していることに起因して上記した撓み現象が顕著化されるため、その場合においてシール材50に複数の注入口52を設けることにより、シリコン駆動素子基板10および透明電極基板20が撓みにくくなるという有利な技術的作用が得られるからである。この有利な技術的作用は、特に、表示領域60の対角サイズSが約1インチ以上である場合に効果的に働く。したがって、本発明においてシール材50に複数の注入口52を設けることは、(1)〜(3)条件が満たされていない場合において「複数の注入口を設ける」こととは、根本的に異なるのである。
Here, the technical significance of the present invention will be described. That is, the present invention is characterized in that the sealing
特に、本実施の形態では、図2に示したように、表示領域60を画定する1つの長辺に対応する箇所に複数の注入口52を設けるようにしたので、1つの短辺に対応する箇所に複数の注入口52を設ける場合と比較して、空間Pに垂直配向液晶40を注入する際の注入距離が短くなる。この垂直配向液晶40の注入距離とは、シール材50のうちの注入箇所(注入口52が設けられている箇所)から反対箇所(注入口52が設けられている箇所と反対側の箇所)までの距離である。具体的には、長辺に対応する箇所に複数の注入口52を設ける場合においては高さHに等しい距離であり、一方、短辺に対応する箇所に複数の注入口52を設ける場合においては幅Wに等しい距離である。したがって、注入時において垂直配向液晶40の移動距離が短くなることにより充填ムラが生じにくくなるため、空間Pに垂直配向液晶40を均一に充填させることができる。
In particular, in the present embodiment, as shown in FIG. 2, a plurality of
また、本実施の形態では、図2に示したように、表示領域60の中心線Cを基準として複数の注入口52を対称に配置するようにしたので、複数の注入口52を非対称に配置する場合とは異なり、空間Pに垂直配向液晶40を注入する際に、中心線Cの右側領域および左側領域において垂直配向液晶40が均等に注入される。したがって、垂直配向液晶40の充填状態が上記した右側領域および左側領域において均質化されることによりやはり充填ムラが生じにくくなるため、この観点においても空間Pに垂直配向液晶40を均一に充填させることができる。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 2, the plurality of
なお、本実施の形態では、図2に示したように、シール材50に複数の注入口52として2つの注入口52A,52Bを設けるようにしたが、必ずしもこれに限られるものではなく、その注入口52の数は2つ以上の範囲において自由に設定可能である。
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the two
次に、本発明に関する実施例について説明する。 Next, examples relating to the present invention will be described.
まず、セルギャップの回復状況に関する注入口の数の影響を調べたところ、図14に示した結果が得られた。図14はセルギャップの回復状況を表しており、横軸は時間T(時間)を示し、縦軸はセルギャップG(−)を示している。この時間Tは、液晶表示素子の製造工程中の時間経過を表しており、時間T=−2時間〜0時間は液晶注入工程に要した時間を示し、時間T=0時間〜15時間は液晶注入工程後の放置時間を示している。また、セルギャップGは、時間T=−2時間および15時間におけるセルギャップの値を基準として規格化した値である。図14に示した記号(×,○,△,□)は注入口の数の差異を表しており、×が1つ、○が2つ、△が3つ、□が5つを示している。なお、セルギャップの回復状況を調べる際には、表示領域の対角サイズを1.55インチ、注入口の幅を2mm、差圧注入法の減圧条件を100Paとした。 First, when the influence of the number of injection ports on the recovery state of the cell gap was examined, the result shown in FIG. 14 was obtained. FIG. 14 shows the recovery state of the cell gap, the horizontal axis indicates time T (time), and the vertical axis indicates cell gap G (−). This time T represents the passage of time during the manufacturing process of the liquid crystal display element, the time T = -2 hours to 0 hours indicates the time required for the liquid crystal injection process, and the time T = 0 hours to 15 hours is the liquid crystal. The standing time after the injection process is shown. The cell gap G is a value normalized with respect to the cell gap values at time T = −2 hours and 15 hours. The symbols (×, ○, Δ, □) shown in FIG. 14 represent the difference in the number of inlets, where x indicates 1, ○ indicates 2, △ indicates 3, and □ indicates 5. . When examining the recovery state of the cell gap, the diagonal size of the display region was 1.55 inches, the width of the injection port was 2 mm, and the pressure reduction condition of the differential pressure injection method was 100 Pa.
図14に示した結果から判るように、セルギャップGは、注入口の数にかかわらず、液晶注入過程(時間T=−2時間〜0時間)において一時的に狭まったのち、放置過程(時間T=0時間〜15時間)において初期状態(時間T=−2時間の状態)に回復した。しかしながら、複数の注入口を設けた場合(○,△,□)と単一の注入口を設けた場合(×)との間においてセルギャップGの回復時間を比較すると、その回復時間は、単一の注入口を設けた場合よりも複数の注入口を設けた場合において短くなった。具体的には、単一の注入口を設けた場合には、セルギャップGが時間T=15時間において回復したのに対して、複数の注入口を設けた場合には、セルギャップGが時間T=6時間において回復し、すなわち回復に要する時間(放置時間)が9時間短くなった。なお、複数の注入口を設けた場合には、注入口の数(2つ、3つまたは5つ)によっては回復時間に大きな差異が見られなかった。このことから、本発明では、複数の注入口を設けることにより、セルギャップの回復に要する時間を短縮可能であることが確認された。 As can be seen from the results shown in FIG. 14, the cell gap G is temporarily narrowed in the liquid crystal injection process (time T = −2 hours to 0 hour), regardless of the number of injection ports, and then the standing process (time). It recovered to the initial state (time T = -2 hours) at T = 0 to 15 hours). However, when the recovery time of the cell gap G is compared between the case where a plurality of injection ports are provided (◯, Δ, □) and the case where a single injection port is provided (×), the recovery time is simply In the case where a plurality of inlets are provided, the length is shorter than in the case where one inlet is provided. Specifically, when a single inlet is provided, the cell gap G recovered at time T = 15 hours, whereas when a plurality of inlets are provided, the cell gap G is timed. Recovery occurred at T = 6 hours, that is, the time required for recovery (leaving time) was shortened by 9 hours. When a plurality of injection ports were provided, no significant difference was found in the recovery time depending on the number of injection ports (2, 3, or 5). From this, it was confirmed that the time required to recover the cell gap can be shortened by providing a plurality of injection ports in the present invention.
ここで、確認までに、単一の注入口を設けた場合に関して、セルギャップの回復状況に関する注入口の幅の影響を調べたところ、図15に示した結果が得られた。図15は他のセルギャップの回復状況を表しており、図14に示した回復状況に対応している。図15に示した記号(○,△)は注入口の幅の差異を表しており、○が2mm、△が6mmを示している。なお、セルギャップの回復状況を調べる際の条件(対角サイズおよび減圧条件)は、図14に関して説明した場合と同様である。 Here, before the confirmation, when the influence of the width of the injection port on the recovery state of the cell gap was examined in the case where a single injection port was provided, the result shown in FIG. 15 was obtained. FIG. 15 shows the recovery status of another cell gap, and corresponds to the recovery status shown in FIG. The symbols (◯, Δ) shown in FIG. 15 indicate the difference in the width of the injection port, where ○ indicates 2 mm and Δ indicates 6 mm. The conditions (diagonal size and decompression conditions) for examining the recovery state of the cell gap are the same as those described with reference to FIG.
図15に示した結果から判るように、単一の注入口を設けた場合(○,△)には、その注入口の幅の差異にかかわらず、セルギャップGが時間T=15時間において回復した。このことは、1.55インチの対角サイズを有する場合に単一の注入口しか設けられていないと、注入口の幅よりも表面張力や内外差圧に起因する応力がセルギャップGの回復状況に大きな影響を及ぼすため、単に注入口の幅を増加させただけではセルギャップGの回復状況が改善されないことを表している。このことから、セルギャップの回復に要する時間を短縮するためには、注入口の幅を増加させるよりも数を増加させることが効果的であることが確認された。 As can be seen from the results shown in FIG. 15, when a single injection port is provided (◯, Δ), the cell gap G recovers at time T = 15 hours regardless of the difference in the width of the injection port. did. This means that if only a single inlet is provided in the case of a diagonal size of 1.55 inches, the stress caused by the surface tension and the internal / external differential pressure is recovered rather than the width of the inlet by the recovery of the cell gap G. This greatly influences the situation, and simply increasing the width of the injection port does not improve the recovery state of the cell gap G. From this, it was confirmed that increasing the number is more effective than increasing the width of the injection port in order to shorten the time required for recovery of the cell gap.
また、やはり単一の注入口を設けた場合に関して、セルギャップの回復状況に関する対角サイズの影響を調べたところ、図16に示した結果が得られた。図16はさらに他のセルギャップの回復状況を表しており、図14に示した回復状況に対応している。図16に示した記号(○,△)は対角サイズの差異を表しており、○が1.55インチ、△が0.78インチを示している。なお、セルギャップの回復状況を調べる際の条件(注入口の幅および減圧条件)は、図14に関して説明した場合と同様である。 Further, when the influence of the diagonal size on the recovery state of the cell gap was examined with respect to the case where a single injection port was provided, the result shown in FIG. 16 was obtained. FIG. 16 shows still another recovery state of the cell gap, which corresponds to the recovery state shown in FIG. The symbols (◯, Δ) shown in FIG. 16 represent the difference in diagonal size, where ○ indicates 1.55 inches and Δ indicates 0.78 inches. The conditions (injection port width and decompression conditions) for examining the recovery state of the cell gap are the same as those described with reference to FIG.
図16に示した結果から判るように、セルギャップGの回復に要する時間は、対角サイズが0.78インチの場合(△)よりも対角サイズが1.55インチの場合(○)において長くなった。具体的には、対角サイズが0.78インチの場合には、セルギャップGの狭まり具合が相対的に小さくなり、そのセルギャップGが時間T=5時間において回復したのに対して、対角サイズが1.55インチの場合には、セルギャップGの狭まり具合が相対的に大きくなり、そのセルギャップGが時間T=15時間において回復した。このことは、対角サイズが概ね1インチよりも大きくなると、セルギャップが回復しにくくなることを表している。このことから、対角サイズが1インチよりも大きい場合に複数の注入口を設ければ、セルギャップの回復時間を効果的に短縮可能であることが確認された。 As can be seen from the results shown in FIG. 16, the time required for the recovery of the cell gap G is greater when the diagonal size is 1.55 inches (◯) than when the diagonal size is 0.78 inches (Δ). It became long. Specifically, when the diagonal size is 0.78 inches, the degree of narrowing of the cell gap G becomes relatively small, and the cell gap G recovered at time T = 5 hours, whereas When the angular size was 1.55 inches, the degree of narrowing of the cell gap G was relatively large, and the cell gap G recovered at time T = 15 hours. This means that when the diagonal size is larger than about 1 inch, the cell gap is difficult to recover. From this, it was confirmed that the recovery time of the cell gap can be effectively shortened by providing a plurality of injection ports when the diagonal size is larger than 1 inch.
以上、実施の形態または実施例を挙げて本発明の液晶表示装置、あるいは液晶表示素子またはその製造方法を説明したが、本発明は上記実施の形態または実施例において説明した態様に限定されず、上記したように、酸化ケイ素を含む配向膜および垂直配向液晶を備えると共に表示領域にスペーサが配置されていない場合にシール材に複数の液晶注入用の注入口を設け、差圧注入法を使用して複数の注入口を通じて垂直配向液晶を注入することにより量産性を向上させることが可能な限り、それらの液晶表示装置、あるいは液晶表示素子またはその製造方法に関する構成や手順は自由に変更可能である。 As described above, the liquid crystal display device, the liquid crystal display element, or the manufacturing method thereof according to the present invention has been described with reference to the embodiment or the example. However, the present invention is not limited to the aspect described in the above embodiment or example. As described above, when the alignment film containing silicon oxide and the vertical alignment liquid crystal are provided and the spacer is not disposed in the display region, a plurality of liquid crystal injection ports are provided in the sealing material, and the differential pressure injection method is used. As long as it is possible to improve the mass productivity by injecting vertically aligned liquid crystal through a plurality of injection ports, the configuration and procedure regarding the liquid crystal display device, the liquid crystal display element, or the manufacturing method thereof can be freely changed. .
また、上記実施の形態または実施例では、本発明の液晶表示装置、あるいは液晶表示素子またはその製造方法を反射型の液晶表示装置または液晶表示素子に適用するようにしたが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、透過型の液晶表示装置または液晶表示素子に適用することも可能である。これらの透過型の液晶表示装置または液晶表示素子では、画素電極がITOなどの透明電極材料により構成される。この場合においても、上記実施の形態または実施例と同様の効果を得ることができる。 In the above embodiment or example, the liquid crystal display device, the liquid crystal display element, or the manufacturing method thereof according to the present invention is applied to the reflective liquid crystal display device or the liquid crystal display element. For example, the present invention can be applied to a transmissive liquid crystal display device or a liquid crystal display element. In these transmissive liquid crystal display devices or liquid crystal display elements, the pixel electrodes are made of a transparent electrode material such as ITO. Even in this case, the same effect as the above-described embodiment or example can be obtained.
本発明に係る液晶表示装置、あるいは液晶表示素子またはその製造方法は、例えば、反射型液晶プロジェクタなどのプロジェクションディスプレイに適用することが可能である。 The liquid crystal display device, the liquid crystal display element, or the manufacturing method thereof according to the present invention can be applied to a projection display such as a reflective liquid crystal projector.
10…シリコン駆動素子基板、11…シリコン基板、12…駆動素子、13…画素電極、20…透明電極基板、21…透明基板、22…透明電極、30…配向膜、40…垂直配向液晶、50…シール材、51…スペーサ、52(52A,52B)…注入口、53(53A,53B)…栓、60…表示領域、61…画素駆動回路、62…データドライバ、63…走査ドライバ、64…信号線、71…データ線、72…走査線、81…光源、82,83…ダイクロイックミラー、84…全反射ミラー、85,86,87…偏光ビームスプリッタ、85M,86M,87M…偏光分離面、88…合成プリズム、89…投射レンズ、100…スクリーン、110…液晶ボート、111…液晶たまり、121…トランジスタ、122…キャパシタ、C…中心線、D…画像信号、F…光軸、G…セルギャップ、H…高さ、L…白色光、L1…入射光、L2…出射光、LB…青色光、LG…緑色光、LR…赤色光、P…空間、S…対角サイズ、W…幅。
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記シリコン駆動素子基板および前記透明電極基板のうちの互いに対向し合う面を覆うように設けられ、酸化ケイ素を含む配向膜と、
前記シリコン駆動素子基板と前記透明電極基板との間に表示領域を画定するように設けられ、液晶注入用の複数の注入口を有するシール材と、
前記配向膜および前記シール材により囲まれた空間に充填された垂直配向液晶と、を備えた
ことを特徴とする液晶表示素子。 A silicon driving element substrate and a transparent electrode substrate disposed opposite to each other;
An alignment film that is provided so as to cover mutually facing surfaces of the silicon driving element substrate and the transparent electrode substrate, and includes silicon oxide;
A sealing material provided to demarcate a display region between the silicon driving element substrate and the transparent electrode substrate, and having a plurality of injection holes for liquid crystal injection;
And a vertical alignment liquid crystal filled in a space surrounded by the alignment film and the sealing material.
前記複数の注入口が、前記シール材のうちの1つの長辺に対応する箇所に設けられている
ことを特徴とする請求項1記載の液晶表示素子。 The display area has a rectangular planar shape defined by two sets of long sides and short sides facing each other;
The liquid crystal display element according to claim 1, wherein the plurality of inlets are provided at locations corresponding to one long side of the sealing material.
ことを特徴とする請求項2記載の液晶表示素子。 The number N of the inlets is represented by N> W / H, where W is the dimension of the long side, H is the dimension of the short side, and N is the number of the inlets. 2. A liquid crystal display element according to 2.
ことを特徴とする請求項1記載の液晶表示素子。 The liquid crystal display element according to claim 1, wherein the plurality of inlets are arranged symmetrically with respect to a center line of the display region.
そのスペーサが、前記表示領域の周辺に配置されている一方で、前記表示領域に配置されていない
ことを特徴とする請求項1記載の液晶表示素子。 And a plurality of spacers provided between the silicon driving element substrate and the transparent electrode substrate,
The liquid crystal display element according to claim 1, wherein the spacer is arranged around the display area, but is not arranged in the display area.
ことを特徴とする請求項2記載の液晶表示素子。 The liquid crystal display element according to claim 2, wherein a diagonal size of the display area is 1 inch or more.
ことを特徴とする請求項1記載の液晶表示素子。 The liquid crystal display element according to claim 1, wherein the liquid crystal display element is configured as a reflective liquid crystal display element.
差圧注入法を使用して、前記複数の注入口を通じて前記空間に垂直配向液晶を注入する工程と、を含む
ことを特徴とする液晶表示素子の製造方法。 A silicon driving element substrate provided with an alignment film containing silicon oxide and a transparent electrode substrate are arranged opposite to each other with a sealing material having a plurality of injection holes for liquid crystal injection interposed therebetween so as to cover the surfaces facing each other. A step of configuring a space so as to be surrounded by the alignment film and the sealing material,
And a step of injecting vertically aligned liquid crystal into the space through the plurality of injection ports using a differential pressure injection method.
前記液晶表示素子が、
互いに対向配置されたシリコン駆動素子基板および透明電極基板と、
前記シリコン駆動素子基板および前記透明電極基板のうちの互いに対向し合う面を覆うように設けられ、酸化ケイ素を含む配向膜と、
前記シリコン駆動素子基板と前記透明電極基板との間に表示領域を画定するように設けられ、液晶注入用の複数の注入口を有するシール材と、
前記配向膜および前記シール材により囲まれた空間に充填された垂直配向液晶と、を備えた
ことを特徴とする液晶表示装置。 A liquid crystal display device that displays an image using light modulated by a liquid crystal display element,
The liquid crystal display element is
A silicon driving element substrate and a transparent electrode substrate disposed opposite to each other;
An alignment film that is provided so as to cover mutually facing surfaces of the silicon driving element substrate and the transparent electrode substrate, and includes silicon oxide;
A sealing material provided to demarcate a display region between the silicon driving element substrate and the transparent electrode substrate, and having a plurality of injection holes for liquid crystal injection;
And a vertical alignment liquid crystal filled in a space surrounded by the alignment film and the sealing material.
ことを特徴とする請求項9記載の液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 9, further comprising: a light source that generates light; and a projection lens that projects light modulated by the liquid crystal display element.
反射型液晶表示装置として構成されている
ことを特徴とする請求項10記載の液晶表示装置。
The liquid crystal display element is a reflective liquid crystal display element further comprising a pixel electrode having light reflectivity,
The liquid crystal display device according to claim 10, wherein the liquid crystal display device is configured as a reflective liquid crystal display device.
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