JP2009187043A - Liquid crystal display device - Google Patents

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Hideo Senda
秀雄 千田
Hideshi Yoshida
秀史 吉田
Yasutoshi Tasaka
泰俊 田坂
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal display panel that prevents display irregularities and has excellent viewing angle characteristics. <P>SOLUTION: The liquid crystal display device includes: first and second opposed substrates; liquid crystal held between the first and second substrates; a plurality of pixel electrodes, a bus line, and an alignment film provided to the inner surface side of the first substrate; and a common electrode and an alignment film provided to the inner surface side of the second substrate. At least one of the alignment films on the first and second substrates is subjected to processing for aligning the liquid crystal in a predetermined direction, and the alignment film on the second substrate is provided with a bank structure of 0.1 to 0.15 μm at a position corresponding to the bus line on the first substrate. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は液晶の配向を制御するために配向膜に紫外線を照射しあるいは配向膜に土手構造物を設けたりした液晶表示装置に関する。また、本発明は液晶表示装置の配向膜の露光装置及び配向膜の処理方法に関する。   The present invention relates to a liquid crystal display device in which an alignment film is irradiated with ultraviolet rays or a bank structure is provided on the alignment film in order to control the alignment of liquid crystal. The present invention also relates to an aligner exposure apparatus and alignment film processing method for liquid crystal display devices.

液晶表示装置は一対の基板の間に液晶を挟持してなり、各基板の内面側には液晶に電界を印加するための電極及び液晶の配向を制御する配向膜が設けられる。配向膜は、液晶分子を所定の方向に配向させるために配向処理される。典型的には、配向膜はレーヨン等の繊維材料でラビングされ、液晶分子はラビング方向に配向するようになる。しかし、配向膜を繊維材料でラビングすると、繊維材料が飛び散り、液晶パネルが汚染される可能性がある。そこで、配向膜をラビングすることなく、液晶の配向を制御する技術が求められている。   In a liquid crystal display device, a liquid crystal is sandwiched between a pair of substrates, and an electrode for applying an electric field to the liquid crystal and an alignment film for controlling the alignment of the liquid crystal are provided on the inner surface side of each substrate. The alignment film is subjected to an alignment treatment in order to align liquid crystal molecules in a predetermined direction. Typically, the alignment film is rubbed with a fiber material such as rayon, and the liquid crystal molecules are aligned in the rubbing direction. However, if the alignment film is rubbed with a fiber material, the fiber material may scatter and the liquid crystal panel may be contaminated. Therefore, there is a demand for a technique for controlling the alignment of liquid crystal without rubbing the alignment film.

例えば、特許文献1は、配向膜に紫外線を斜めから照射することによって液晶の配向を制御する技術を開示している。この公報に記載された発明では、配向膜を移動させながら、紫外線はスリットを有するマスクを介して斜め方向から配向膜に照射される。   For example, Patent Document 1 discloses a technique for controlling the alignment of liquid crystal by irradiating an alignment film with ultraviolet rays obliquely. In the invention described in this publication, ultraviolet rays are applied to the alignment film from an oblique direction through a mask having slits while moving the alignment film.

特許文献2は、配向膜に土手構造物(突起状のパターン)を設けることによって液晶の配向を制御する技術を開示している。この場合、垂直配向膜が使用され、液晶分子は配向膜に対して垂直に配向する。土手構造物(突起状のパターン)がある位置では、液晶分子は土手構造物(突起状のパターン)の側面に対して垂直に配向し、概しては基板面に対して斜めに配向することになる。土手構造物(突起状のパターン)は両側に側面を有し、土手構造物(突起状のパターン)の一方の側面に対して垂直に配向する液晶分子の配向方向は、土手構造物(突起状のパターン)の反対側の側面に対して垂直に配向する液晶分子の配向方向とは逆になる。これによって、配向分割が達成される。   Patent Document 2 discloses a technique for controlling the alignment of liquid crystal by providing a bank structure (protruding pattern) on an alignment film. In this case, a vertical alignment film is used, and the liquid crystal molecules are aligned perpendicular to the alignment film. At a position where there is a bank structure (projection-like pattern), the liquid crystal molecules are aligned perpendicular to the side surface of the bank structure (projection-like pattern) and generally obliquely with respect to the substrate surface. . The bank structure (protruding pattern) has side surfaces on both sides, and the alignment direction of the liquid crystal molecules aligned perpendicular to one side of the bank structure (protruding pattern) is the bank structure (protruding pattern). This is opposite to the alignment direction of the liquid crystal molecules aligned perpendicular to the opposite side surface of the pattern. Thereby, the alignment division is achieved.

配向分割は、1画素内に液晶の配向が異なった複数の領域を設けることである。ラビングを例にとると、配向膜の1画素分の面積を2つの領域に分割し、第1の領域を一方の方向にラビングをし、第2の領域を反対の方向にラビングする。すると、第1の領域に接する液晶分子は一方の方向を向いてプレチルトし、第2の領域に接する液晶分子は反対の方向を向いてプレチルトする。配向分割をされた液晶表示装置では、視角特性が改善されることが知られている。   The alignment division is to provide a plurality of regions having different liquid crystal alignments in one pixel. Taking rubbing as an example, the area of one pixel of the alignment film is divided into two regions, the first region is rubbed in one direction, and the second region is rubbed in the opposite direction. Then, the liquid crystal molecules in contact with the first region are pretilted in one direction, and the liquid crystal molecules in contact with the second region are pretilted in the opposite direction. It is known that the viewing angle characteristic is improved in the liquid crystal display device in which the alignment is divided.

負の誘電率異方性を有する液晶、及び垂直配向性を有する配向膜を用いると、容易に配向分割を実現することができる。   When a liquid crystal having negative dielectric anisotropy and an alignment film having vertical alignment are used, alignment division can be easily realized.

垂直配向性を有する配向膜に紫外線を斜めから照射すると、紫外線の照射方向と垂直な平面内に存在する配向膜のアルキル側鎖が紫外線を吸収して切断され、紫外線の照射方向と平行な平面内に存在する配向膜のアルキル側鎖が紫外線を吸収することなく残り、この残ったアルキル側鎖に従って液晶分子が配向する。配向分割を行うためには、配向膜の一つの領域に紫外線を一方の斜め方向から照射し、配向膜の他の一つの領域に紫外線を反対の斜め方向から照射する。この場合、紫外線光源と配向膜との間にマスクを配置して前記一つの領域及び他の一つの領域に選択的に紫外線を照射する。   When an alignment film having vertical alignment properties is irradiated with ultraviolet rays from an oblique direction, the alkyl side chain of the alignment film existing in a plane perpendicular to the irradiation direction of ultraviolet rays is cut by absorbing the ultraviolet rays, and a plane parallel to the irradiation direction of the ultraviolet rays. The alkyl side chain of the alignment film existing inside remains without absorbing ultraviolet rays, and the liquid crystal molecules are aligned according to the remaining alkyl side chain. In order to perform the alignment division, one region of the alignment film is irradiated with ultraviolet rays from one oblique direction, and the other region of the alignment film is irradiated with ultraviolet rays from the opposite oblique direction. In this case, a mask is disposed between the ultraviolet light source and the alignment film, and the one region and the other region are selectively irradiated with ultraviolet rays.

配向膜としては種々の材料が使用される。例えば、特許文献3は、ポリアミック酸とポリイミドとの混合物からなる配向膜を用いたTN型液晶表示装置を開示している。ただし、この公報では、ポリアミック酸とポリイミドとの混合物はTN型液晶セルを構成している。   Various materials are used as the alignment film. For example, Patent Document 3 discloses a TN type liquid crystal display device using an alignment film made of a mixture of polyamic acid and polyimide. However, in this publication, a mixture of polyamic acid and polyimide constitutes a TN liquid crystal cell.

さらに、垂直配向性を有する配向膜に紫外線を斜めから照射すると、液晶表示装置として使用するときに液晶が紫外線の照射方向と平行な方向に配向するようになる。一方、基板には配向膜とともに電極が設けられている。一方の基板はTFT基板であり、複数の画素電極及びバスラインを有する。他方の基板はカラーフィルタ基板であり、共通電極を有する。配向膜の配向処理は、液晶の配向方向がバスラインと平行になるように行われる。この場合、画素電極とバスラインとの間に横電界が作用し、画素電極とバスラインとの境界部分においては、液晶の配向が横電界により乱されるという問題がある。   Further, when the alignment film having vertical alignment properties is irradiated with ultraviolet rays from an oblique direction, the liquid crystal is aligned in a direction parallel to the irradiation direction of the ultraviolet rays when used as a liquid crystal display device. On the other hand, the substrate is provided with electrodes along with the alignment film. One substrate is a TFT substrate and has a plurality of pixel electrodes and bus lines. The other substrate is a color filter substrate and has a common electrode. The alignment treatment of the alignment film is performed so that the alignment direction of the liquid crystal is parallel to the bus line. In this case, there is a problem that a horizontal electric field acts between the pixel electrode and the bus line, and the alignment of the liquid crystal is disturbed by the horizontal electric field at the boundary between the pixel electrode and the bus line.

特開平11−202336号公報JP-A-11-202336 特開平11−352489号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-352489 特開昭64−004720号公報JP-A 64-004720

配向膜に紫外線を斜めから照射する場合、紫外線光源は配向膜に対して角度をつけて配置される。このような角度をつけた配置においては、紫外線光源と配向膜との間の距離(光路長)が配向膜の位置によって変化する。そのため、配向膜に照射される紫外線の強度が変動し、それによって実現されるプレチルト角が変動することがあり、安定した配向を得ることができず、ドメインが現れるなどして良好な表示ができなくなるという問題があった。   When the alignment film is irradiated with ultraviolet rays obliquely, the ultraviolet light source is disposed at an angle with respect to the alignment film. In such an angled arrangement, the distance (optical path length) between the ultraviolet light source and the alignment film varies depending on the position of the alignment film. For this reason, the intensity of the ultraviolet rays applied to the alignment film may fluctuate, and the pretilt angle realized thereby may fluctuate. As a result, stable alignment cannot be obtained, and a good display can be obtained due to the appearance of domains. There was a problem of disappearing.

紫外線照射による配向制御技術において、配向分割を達成するためには、紫外線光源とマスクとを含む露光装置を使用する。マスクは紫外線光源と配向膜との間に配置され、よって紫外線が配向膜の部分に選択的に照射される。配向分割の第1の方法では、マスクの開口部の面積を小さくし、散乱性をもった紫外線がマスクの開口部を透過するようにする。しかし、この方法では、紫外線の利用効率が低く、紫外線の照射時間を長くしなければならないという問題があった。   In the alignment control technique using ultraviolet irradiation, an exposure apparatus including an ultraviolet light source and a mask is used to achieve alignment division. The mask is disposed between the ultraviolet light source and the alignment film, so that the ultraviolet rays are selectively irradiated onto the alignment film portion. In the first method of orientation division, the area of the opening of the mask is reduced so that ultraviolet light having scattering properties is transmitted through the opening of the mask. However, this method has a problem that the utilization efficiency of ultraviolet rays is low and the irradiation time of ultraviolet rays must be lengthened.

配向分割の第2の方法では、マスクの開口部の面積を画素の半分を照射するのに適した大きさにし、紫外線光源をマスクに斜めに配置して紫外線を配向膜の各画素の半分を照射し、それから紫外線光源をマスクに逆向きに斜めに配置して紫外線を配向膜の各画素の残りの半分を照射する。しかし、この場合、画素が小さくなるに従って、マスクと配向膜との位置合わせが難しくなる。また、プロキシミティ露光ではマスクと配向膜との間に間隔を空けてマスクと配向膜との位置合わせを行う。しかし、画素が小さくなるに従って、マスクと配向膜との間の間隔を小さくする必要があるが、マスクと配向膜との間の間隔を許容値よりも小さくすることができない。   In the second method of alignment division, the area of the opening of the mask is set to a size suitable for irradiating half of the pixels, and an ultraviolet light source is arranged obliquely with the mask to irradiate half of each pixel of the alignment film. Then, an ultraviolet light source is arranged obliquely in the reverse direction with the mask, and the other half of each pixel of the alignment film is irradiated with ultraviolet rays. However, in this case, as the pixels become smaller, it becomes difficult to align the mask and the alignment film. In proximity exposure, the mask and the alignment film are aligned with a gap between the mask and the alignment film. However, as the pixels become smaller, it is necessary to reduce the distance between the mask and the alignment film, but the distance between the mask and the alignment film cannot be made smaller than the allowable value.

本発明の目的は、液晶の安定な配向を実現することができ、それによって良好な表示を得ることのできる液晶表示装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device capable of realizing stable alignment of liquid crystals and thereby obtaining a good display.

本発明の目的は、紫外線の利用効率の高い、液晶の安定な配向を実現することができるようにした配向膜の露光装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide an alignment film exposure apparatus that can realize stable alignment of liquid crystals with high utilization efficiency of ultraviolet rays.

本発明の目的は、紫外線の照射により配向膜の配向処理を行う際に、マスクと配向膜との位置合わせを容易に行うことができるようにした配向膜の処理方法を提供することである。   An object of the present invention is to provide a method for treating an alignment film, in which alignment of the mask and the alignment film can be easily performed when the alignment film is subjected to alignment treatment by ultraviolet irradiation.

本発明の目的は、液晶の配向が画素電極とバスラインとの境界部分において横電界により乱されるのを防止するようにした液晶表示装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device in which the orientation of liquid crystal is prevented from being disturbed by a lateral electric field at a boundary portion between a pixel electrode and a bus line.

本発明による液晶表示装置は、一対の基板と、該一対の基板の間に挟持される液晶と、該基板の内面側に設けられた配向膜とを備え、該配向膜は、ジアミン成分を含むポリアミック酸と、該ポリアミック酸のジアミン成分とは異なるジアミン成分を含むポリイミドとの混合物からなり、該配向膜は紫外線照射により配向処理されていることを特徴とする。   A liquid crystal display device according to the present invention includes a pair of substrates, a liquid crystal sandwiched between the pair of substrates, and an alignment film provided on the inner surface side of the substrate, and the alignment film includes a diamine component. It consists of a mixture of a polyamic acid and a polyimide containing a diamine component different from the diamine component of the polyamic acid, and the alignment film is characterized by being subjected to alignment treatment by ultraviolet irradiation.

この構成において、ポリアミック酸は紫外線の照射量が変化しても実現されるプレチルト角はほとんど変わらず、ポリイミドは紫外線の照射量が変化すると実現されるプレチルト角が大きく変化する。この両者を混合すると、紫外線の照射を開始してある時間に達すると、紫外線照射量に依存することなく、ポリイミドとポリアミック酸の混合割合に対応したプレチルト角が安定に実現されることになる。ただし、ポリアミック酸及びポリイミドに用いられるジアミン成分が同一のものであると、ポリアミック酸とポリイミドが均一に混ざりやすくなり、ポリイミドの配向状態を変化させる効果が少なくなるため、ポリアミック酸の性質に近くなってしまう。このため、ポリアミック酸に用いられるジアミン成分とポリイミドに用いられるジアミン成分とは異なる方がよい。   In this configuration, the pretilt angle realized with polyamic acid does not change even when the amount of ultraviolet irradiation changes, and the pretilt angle realized with polyimide changes greatly when the amount of ultraviolet irradiation changes. When both are mixed, when a certain time has elapsed since the start of ultraviolet irradiation, a pretilt angle corresponding to the mixing ratio of polyimide and polyamic acid is stably realized without depending on the amount of ultraviolet irradiation. However, if the diamine component used for the polyamic acid and the polyimide is the same, the polyamic acid and the polyimide are easily mixed uniformly, and the effect of changing the orientation state of the polyimide is reduced, so that the properties of the polyamic acid are close. End up. For this reason, it is better that the diamine component used for the polyamic acid is different from the diamine component used for the polyimide.

本発明による配向膜の露光装置は、紫外線光源と、紫外線光源から放射された紫外線を通過させるスリット及び紫外線光源とは反対側に反射面を有する反射板と、反射板のスリットから出射した紫外線を通過させる開口部及び反射板側に反射面を有するフォトマスクとを備えたことを特徴とする。   An alignment film exposure apparatus according to the present invention includes an ultraviolet light source, a slit through which ultraviolet light emitted from the ultraviolet light source passes and a reflecting plate having a reflecting surface on the opposite side of the ultraviolet light source, and ultraviolet light emitted from the slit of the reflecting plate. It is characterized by comprising a photomask having an opening to pass through and a reflecting surface on the reflecting plate side.

上記露光装置によれば、紫外線の利用効率が高く、液晶の安定な配向を実現することができる。   According to the exposure apparatus, the use efficiency of ultraviolet rays is high, and stable alignment of liquid crystals can be realized.

本発明による配向膜の処理方法は、複数の画素領域が規定されている配向膜に紫外線を照射して配向膜の配向処理を行う配向膜の形成方法において、フォトマスクを配向膜の上方に配置し、フォトマスクの第1の開口部の中心部が配向膜の第1の画素領域の中心部に整列するようにフォトマスクを配向膜に対して位置合わせし、紫外線光源をフォトマスクの上方に配置し、紫外線光源、フォトマスク及び配向膜は、フォトマスクの前記第1の開口部を通過した紫外線が配向膜の前記第1の画素領域からn個(nは0以上の整数)離れた画素領域を照射するように配置されており、そして、フォトマスクの開口部の幅をa(μm)、フォトマスクと配向膜との間の間隔をd(μm)、配向膜に入射する紫外線の角度をθ(rad)、画素領域のピッチをg(μm)とするとき、紫外線光源、フォトマスク、及び配向膜は次の関係を満足するように配置され、
(g/2−20)≦a≦(g/2+20) (1)
The alignment film processing method according to the present invention is a method for forming an alignment film in which an alignment film having a plurality of pixel regions is irradiated with ultraviolet rays to align the alignment film. A photomask is disposed above the alignment film. The photomask is aligned with the alignment film so that the center of the first opening of the photomask is aligned with the center of the first pixel region of the alignment film, and the ultraviolet light source is positioned above the photomask. An ultraviolet light source, a photomask, and an alignment film are arranged, and the number of ultraviolet rays that have passed through the first opening of the photomask is n (n is an integer of 0 or more) away from the first pixel region of the alignment film. The width of the opening of the photomask is a (μm), the distance between the photomask and the alignment film is d (μm), and the angle of the ultraviolet rays incident on the alignment film Θ (rad), the pixel area pixel When the switch and g ([mu] m), ultraviolet light, photomask, and an alignment layer is disposed so as to satisfy the following relationship:
(G / 2-20) ≦ a ≦ (g / 2 + 20) (1)

Figure 2009187043
そして、紫外線光源から紫外線を照射して配向膜に配向処理を行うことを特徴とする。
Figure 2009187043
Then, the alignment film is subjected to alignment treatment by irradiating ultraviolet rays from an ultraviolet light source.

上記処理方法によれば、マスクと配向膜との位置合わせを容易に行って、紫外線の照射により配向膜の配向処理を行うことができる。   According to the above processing method, alignment between the mask and the alignment film can be easily performed, and the alignment film can be aligned by irradiation with ultraviolet rays.

本発明による液晶表示装置は、第1及び第2の対向する基板と、該第1及び第2の基板の間に挟持される液晶と、該第1の基板の内面側に設けられた複数の画素電極、バスライン及び配向膜と、該第2の基板の内面側に設けられた共通電極及び配向膜とを備え、該第1及び第2の基板の少なくとも一方の配向膜には液晶を所定の方向に配向させる処理が施されており、該第2の基板の配向膜には該第1の基板のバスラインに対応する位置に厚さ0.1〜0.15μmの土手構造が設けられていることを特徴とする。   A liquid crystal display device according to the present invention includes a first and second opposing substrates, a liquid crystal sandwiched between the first and second substrates, and a plurality of liquid crystals provided on the inner surface side of the first substrate. A pixel electrode, a bus line, and an alignment film; and a common electrode and an alignment film provided on the inner surface side of the second substrate. A liquid crystal is applied to at least one alignment film of the first and second substrates. The alignment film of the second substrate is provided with a bank structure having a thickness of 0.1 to 0.15 μm at a position corresponding to the bus line of the first substrate. It is characterized by.

この構成においては、土手構造が液晶の配向が画素電極とバスラインとの境界部分において横電界により乱されるのを防止する。   In this configuration, the bank structure prevents the alignment of the liquid crystal from being disturbed by a lateral electric field at the boundary portion between the pixel electrode and the bus line.

本発明によれば、液晶の安定な配向を実現することができ、それによって良好な表示を得ることのできる液晶表示装置を得ることができる。   According to the present invention, it is possible to obtain a liquid crystal display device capable of realizing stable alignment of liquid crystals and thereby obtaining a good display.

本発明の第1実施例の液晶表示装置を示す図である。It is a figure which shows the liquid crystal display device of 1st Example of this invention. 図1の配向膜に紫外線を照射する例を示す図である。It is a figure which shows the example which irradiates an ultraviolet-ray to the alignment film of FIG. 図2の配向膜を使用するときに液晶分子が配向する例を示す図である。It is a figure which shows the example which a liquid crystal molecule aligns when using the alignment film of FIG. 図1の液晶表示装置の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the liquid crystal display device of FIG. 図4の配向膜に紫外線を照射する例を示す図である。It is a figure which shows the example which irradiates an ultraviolet-ray to the alignment film of FIG. ポリアミック酸及びポリイミドをそれぞれ単独で配向膜としたときの紫外線の照射量とプレチルト角との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the irradiation amount of an ultraviolet-ray when a polyamic acid and a polyimide are each made into an alignment film independently, and a pretilt angle. ポリアミック酸とポリイミドとを混合して配向膜としたときの紫外線の照射量とプレチルト角との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the irradiation amount of an ultraviolet-ray when a polyamic acid and a polyimide are mixed and it is set as an alignment film, and a pretilt angle. 2種類の樹脂を単独で基板に塗布したときの配向膜及び混合したときの配向膜の紫外線の照射量と表面エネルギーの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the irradiation amount of the ultraviolet-ray of the alignment film when apply | coating two types of resin to a board | substrate independently, and the alignment film when it mixes, and surface energy. 2種類の樹脂を単独で基板に塗布したときの配向膜及び混合したときの配向膜の紫外線の照射量と電圧保持率を示す図である。It is a figure which shows the irradiation amount and voltage holding rate of the ultraviolet-ray of the orientation film when apply | coating two types of resin to a board | substrate independently, and the orientation film when mixed. 本発明の第2実施例による配向膜の露光装置を示す図である。It is a figure which shows the aligner exposure apparatus by 2nd Example of this invention. 図10のフォトマスクの詳細を示す図である。It is a figure which shows the detail of the photomask of FIG. 図10の配向膜の露光装置の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the exposure apparatus of the alignment film of FIG. 本発明の第3実施例による配向膜の露光方法の1回目の露光ステップを示す図である。It is a figure which shows the 1st exposure step of the exposure method of the alignment film by 3rd Example of this invention. 図13の1回目の露光ステップの後の2回目の露光ステップを示す図である。It is a figure which shows the 2nd exposure step after the 1st exposure step of FIG. 図13及び図14の露光方法によって処理された配向膜を有する基板を示す図である。It is a figure which shows the board | substrate which has the orientation film processed by the exposure method of FIG.13 and FIG.14. 図13及び図14の配向膜の処理方法の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the processing method of the alignment film of FIG.13 and FIG.14. 1つの画素領域を2回の露光により配向分割した液晶表示装置の非露光領域の幅と配向状態を示す図である。It is a figure which shows the width | variety and alignment state of the non-exposure area | region of the liquid crystal display device which divided | segmented one pixel area | region by exposure twice. 1つの画素領域を2回の露光により配向分割した液晶表示装置の重複露光領域の幅と配向状態を示す図である。It is a figure which shows the width | variety and orientation state of the overlap exposure area | region of the liquid crystal display device which divided | segmented one pixel area | region by exposure twice. フォトマスクの開口部の大きさを変えた場合の1画素領域の露光状態を示す図である。It is a figure which shows the exposure state of 1 pixel area | region at the time of changing the magnitude | size of the opening part of a photomask. フォトマスクと配向膜との間の間隔を変えた場合の1画素領域の露光状態を示す図である。It is a figure which shows the exposure state of 1 pixel area | region at the time of changing the space | interval between a photomask and alignment film. 画素ピッチを変えた場合の問題点を説明する図である。It is a figure explaining the problem at the time of changing a pixel pitch. 本発明の第4実施例の液晶表示装置を示す図である。It is a figure which shows the liquid crystal display device of 4th Example of this invention. 図22のカラーフィルタ基板の一部を示す拡大図である。It is an enlarged view which shows a part of color filter board | substrate of FIG. 図22のカラーフィルタ基板を示す平面図である。It is a top view which shows the color filter board | substrate of FIG. カラーフィルタ基板の土手構造が付加的に示されたTFT基板を示す平面図である。It is a top view which shows the TFT substrate in which the bank structure of the color filter substrate was additionally shown. 液晶の配向が画素電極とバスラインとの境界部分において横電界により乱されるのを説明するための液晶表示装置の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the liquid crystal display device for demonstrating that the orientation of a liquid crystal is disturb | confused by a horizontal electric field in the boundary part of a pixel electrode and a bus line. 液晶の配向が乱されるのを防止する基本的な例を示す図である。It is a figure which shows the basic example which prevents that the orientation of a liquid crystal is disturbed. 土手構造と画素電極とのオーバーラップと輝度比との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the overlap of a bank structure and a pixel electrode, and a luminance ratio. 土手構造と画素電極とのオーバーラップと輝度比との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the overlap of a bank structure and a pixel electrode, and a luminance ratio. 土手構造と画素電極とのオーバーラップと輝度比との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the overlap of a bank structure and a pixel electrode, and a luminance ratio.

以下本発明の実施例について図面を参照して説明する。図1は本発明の第1実施例の液晶表示装置を示す図である。液晶表示装置10は、一対の透明な基板12,14と、一対の基板12,14の間に挟持される液晶16と、基板12,14の内面側に設けられる配向膜18,20とを備える。電極22,24がそれぞれ配向膜18,20の下に設けられる。一方の電極はTFTを含むアクティブマトリクスとともに設けられる。液晶16は負の誘電率異方性をもつ液晶であり、配向膜18,20は垂直配向膜である。従って、図1に示すように、液晶16は基板12,14に対してほぼ垂直に且つプレチルトをもって配向する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention. The liquid crystal display device 10 includes a pair of transparent substrates 12 and 14, a liquid crystal 16 sandwiched between the pair of substrates 12 and 14, and alignment films 18 and 20 provided on the inner surfaces of the substrates 12 and 14. . Electrodes 22 and 24 are provided under the alignment films 18 and 20, respectively. One electrode is provided together with an active matrix including TFTs. The liquid crystal 16 is a liquid crystal having negative dielectric anisotropy, and the alignment films 18 and 20 are vertical alignment films. Therefore, as shown in FIG. 1, the liquid crystal 16 is aligned substantially perpendicularly to the substrates 12 and 14 and with a pretilt.

この実施例では、配向膜18,20はジアミン成分を含むポリイミドを含む材料で形成される。好ましくは、配向膜18,20は、ジアミン成分を含むポリアミック酸と、ジアミン成分を含むポリイミドとの混合物で作られ、ポリアミック酸のジアミン成分とポリイミドのジアミン成分とは互いに異なっている。そして、ポリイミドのジアミン成分については、実質的に垂直配向性に寄与しないジアミン成分と実質的に垂直配向性に寄与するジアミン成分とを含み、ジアミン成分全体に対する該実質的に垂直配向性に寄与するジアミン成分の割合が30%以上である。   In this embodiment, the alignment films 18 and 20 are formed of a material containing polyimide containing a diamine component. Preferably, the alignment films 18 and 20 are made of a mixture of a polyamic acid containing a diamine component and a polyimide containing a diamine component, and the diamine component of the polyamic acid and the diamine component of the polyimide are different from each other. The polyimide diamine component includes a diamine component that does not substantially contribute to vertical alignment and a diamine component that substantially contributes to vertical alignment, and contributes to the substantially vertical alignment with respect to the entire diamine component. The proportion of the diamine component is 30% or more.

図2は配向膜18(20)に紫外線を照射する例を示す図である。配向膜18(20)の実質的に垂直配向性に寄与するジアミン成分は誇大化して示したアルキル側鎖18a,18bを有するものとする。アルキル側鎖18a,18bは配向膜18(20)の表面に対して種々の向きで突出している。アルキル側鎖18aは紫外線の入射方向に対してほぼ平行な平面内に存在し、アルキル側鎖18bは紫外線の入射方向に対してほぼ垂直な平面内に存在している。配向膜18(20)に無偏光又は偏光した紫外線を斜めから照射すると、紫外線の照射方向に対してほぼ垂直な平面内に存在しているアルキル側鎖18bは紫外線を吸収して切断され、紫外線の入射方向に対してほぼ平行な平面内に存在しているアルキル側鎖18aは紫外線を吸収せず、切断されない。従って、アルキル側鎖18aは切断されずに残る。   FIG. 2 is a diagram showing an example in which the alignment film 18 (20) is irradiated with ultraviolet rays. The diamine component that contributes substantially to the vertical alignment of the alignment film 18 (20) has the alkyl side chains 18a and 18b shown exaggeratedly. The alkyl side chains 18a and 18b protrude in various directions with respect to the surface of the alignment film 18 (20). The alkyl side chain 18a exists in a plane substantially parallel to the incident direction of ultraviolet rays, and the alkyl side chain 18b exists in a plane substantially perpendicular to the incident direction of ultraviolet rays. When the alignment film 18 (20) is irradiated with non-polarized or polarized ultraviolet rays obliquely, the alkyl side chain 18b existing in a plane substantially perpendicular to the irradiation direction of the ultraviolet rays is absorbed and cut. The alkyl side chain 18a existing in a plane substantially parallel to the incident direction of the light does not absorb ultraviolet rays and is not cut. Therefore, the alkyl side chain 18a remains uncut.

図3は図2の配向膜18(20)を使用するときに液晶分子が配向する例を示す図である。このようにして処理された配向膜18,20を含む液晶表示装置を図1に示すように組み立て、液晶16を挿入すると、液晶16の分子は切断されずに残ったアルキル側鎖18aに従ってプレチルトするようになる。従って、液晶16の分子は、配向膜18,20の垂直配向性により基板12,14に対してほぼ垂直に配向するが、アルキル側鎖18aに従って所定のプレチルト角だけプレチルトする。   FIG. 3 is a diagram showing an example in which liquid crystal molecules are aligned when the alignment film 18 (20) of FIG. 2 is used. When the liquid crystal display device including the alignment films 18 and 20 thus processed is assembled as shown in FIG. 1 and the liquid crystal 16 is inserted, the molecules of the liquid crystal 16 are pretilted according to the remaining alkyl side chains 18a without being cut. It becomes like this. Accordingly, the molecules of the liquid crystal 16 are aligned substantially perpendicular to the substrates 12 and 14 due to the vertical alignment of the alignment films 18 and 20, but are pretilted by a predetermined pretilt angle according to the alkyl side chain 18a.

図4は図1の液晶表示装置の変形例を示す図である。図4においては、液晶16は基板12,14に対してほぼ垂直に且つプレチルトをもって配向している。しかし、一部の領域の液晶16の分子16aは他の一部の領域の液晶16の分子16bとは異なった方向に配向(プレチルト)している。1画素内に異なった配向をもつ複数の領域があると(配向分割)、液晶表示装置の視角特性が改善されることが知られている。   FIG. 4 is a view showing a modification of the liquid crystal display device of FIG. In FIG. 4, the liquid crystal 16 is aligned substantially perpendicularly to the substrates 12 and 14 and with a pretilt. However, the molecules 16a of the liquid crystal 16 in some regions are aligned (pretilt) in a direction different from the molecules 16b of the liquid crystals 16 in other regions. It is known that when there are a plurality of regions having different orientations within one pixel (alignment division), the viewing angle characteristics of the liquid crystal display device are improved.

図5は図4の配向膜18(20)に紫外線を照射する例を示す図である。一部の領域の液晶16の分子16aを配向させるためには、紫外線UV1が一方の斜め方向から照射される。他の一部の領域の液晶16の分子16bを配向させるためには、紫外線UV2が前記のものとは反対の斜め方向から照射される。紫外線UV1,UV2が照射されるときに、マスク26が使用される。   FIG. 5 is a diagram showing an example in which the alignment film 18 (20) of FIG. 4 is irradiated with ultraviolet rays. In order to align the molecules 16a of the liquid crystal 16 in a partial region, the ultraviolet ray UV1 is irradiated from one oblique direction. In order to align the molecules 16b of the liquid crystal 16 in another part of the region, the ultraviolet ray UV2 is irradiated from an oblique direction opposite to the above. The mask 26 is used when the ultraviolet rays UV1 and UV2 are irradiated.

上記したように、紫外線を斜めから照射すると、紫外線放射源と配向膜18(20)との間の光路長が位置によって変化し、照射される紫外線の強度が位置によって異なって、プレチルト角が異なるようになり、安定した配向を得ることができないという問題がある。そこで、本発明では、配向膜18(20)の材料を上記したように構成することによってそのような問題点を改善する。   As described above, when ultraviolet rays are irradiated obliquely, the optical path length between the ultraviolet radiation source and the alignment film 18 (20) varies depending on the position, the intensity of the irradiated ultraviolet rays varies depending on the position, and the pretilt angle varies. Thus, there is a problem that a stable orientation cannot be obtained. Therefore, in the present invention, such a problem is improved by configuring the material of the alignment film 18 (20) as described above.

図6はポリアミック酸及びポリイミドをそれぞれ単独で配向膜としたときの紫外線の照射量とプレチルト角との関係を示す図である。曲線A,B,Cは垂直配向性に寄与するジアミン成分の含有量が異なるポリアミック酸A,B,Cについての紫外線の照射量とプレチルト角との関係を示す図である。便宜のために、樹脂の種類とそれに対応する曲線とを同じ記号で示す。ポリアミック酸単独で配向膜としたときには、ジアミン成分の含有量が異なっても、実現されるプレチルト角はほとんど変化しない。   FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the irradiation amount of ultraviolet rays and the pretilt angle when polyamic acid and polyimide are each independently used as an alignment film. Curves A, B, and C are diagrams showing the relationship between the irradiation amount of ultraviolet rays and the pretilt angle for polyamic acids A, B, and C having different contents of diamine components that contribute to vertical alignment. For convenience, the type of resin and the corresponding curve are indicated by the same symbol. When the alignment film is made of polyamic acid alone, the realized pretilt angle hardly changes even if the content of the diamine component is different.

曲線D,E,F,G,H,Iは垂直配向性に寄与するジアミン成分の含有量が異なるポリイミドD,E,F,G,H,Iについての紫外線の照射量とプレチルト角との関係を示す図である。便宜のために、樹脂の種類とそれに対応する曲線とを同じ記号で示す。ポリイミドD,E,F,G,H,Iの垂直配向性に寄与するジアミン成分の割合は、20,40,50,60,90,100%である。ポリイミド単独で配向膜としたときには、紫外線照射により実現されるプレチルト角は大きく変化する。しかし、ポリイミド単独で配向膜としたときには、紫外線の照射量が変化すると実現されるプレチルト角がかなり大きく変化する。   Curves D, E, F, G, H, and I represent the relationship between the amount of UV irradiation and the pretilt angle for polyimides D, E, F, G, H, and I having different diamine component contents that contribute to vertical alignment. FIG. For convenience, the type of resin and the corresponding curve are indicated by the same symbol. The ratio of the diamine component that contributes to the vertical alignment of polyimides D, E, F, G, H, and I is 20, 40, 50, 60, 90, and 100%. When polyimide is used alone as an alignment film, the pretilt angle realized by ultraviolet irradiation changes greatly. However, when the alignment film is made of polyimide alone, the pretilt angle realized changes considerably when the irradiation amount of ultraviolet rays changes.

図7はポリアミック酸とポリイミドとを混合して配向膜としたときの紫外線の照射量とプレチルト角との関係を示す図である。曲線DA,EA,CA,GB,HA,IAは、上記したポリアミック酸A,B,Cと、上記したポリイミドD,E,F,G,H,Iとをそれぞれ混合して作成した配向膜の場合を示す。垂直配向性に寄与するジアミン成分の含有量が少ない(20%)ポリイミドを含む混合物を示す曲線DAにおいては、紫外線の照射量が変化すると、実現されるプレチルト角が大きく変化する。垂直配向性に寄与するジアミン成分の含有量が多い(90、又は100%)ポリイミドを含む混合物に関する曲線IAにおいては、紫外線の照射量が多くなっても、実現されるプレチルト角の変化は比較的に小さい。垂直配向性に寄与するジアミン成分の含有量が適切な(30%以上)ポリイミドを含む混合物に関する曲線EA,FC,GB,HAにおいては、紫外線の照射量が変化するにもかかわらず、実現されるプレチルト角の変化が非常に小さい。   FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the amount of UV irradiation and the pretilt angle when polyamic acid and polyimide are mixed to form an alignment film. Curves DA, EA, CA, GB, HA, and IA are obtained by mixing the polyamic acids A, B, and C and the polyimides D, E, F, G, H, and I described above, respectively. Show the case. In the curve DA indicating a mixture containing polyimide with a small content (20%) of the diamine component that contributes to the vertical alignment, the pretilt angle that is realized changes greatly as the amount of ultraviolet irradiation changes. In the curve IA for a mixture containing polyimide with a high content of diamine component that contributes to vertical alignment (90 or 100%), the change in pretilt angle achieved is relatively high even when the amount of UV irradiation increases. Small. In the curves EA, FC, GB, and HA relating to a mixture containing polyimide with an appropriate content (30% or more) of a diamine component that contributes to vertical alignment, it is realized even though the irradiation amount of ultraviolet rays changes. The change in the pretilt angle is very small.

要するに、ポリアミック酸は紫外線の照射量が多くても実現されるプレチルト角の変化はかなり小さく、ポリイミドは紫外線の照射量が多くなるにつれてプレチルト角が比較的に大きく変化する。この両者を混合すると、ポリイミドの特性とポリアミック酸の特性とが平均化され、紫外線の照射の開始からある時間経過後には、それからの紫外線照射量に依存することなく、ポリイミドとポリアミック酸の混合割合に対応したプレチルト角が安定に維持されることになる。すなわち、紫外線の照射量2000mJから3000mJの範囲では、曲線EA,FC,GG,HAにおいては紫外線の照射量が変化してもプレチルト角はほとんど変化しない。従って、実際に照射される紫外線の量が変動しても、実現されるプレチルト角はほとんど一定になる。   In short, polyamic acid has a very small change in pretilt angle realized even when the amount of ultraviolet irradiation is large, and polyimide has a relatively large change in pretilt angle as the amount of ultraviolet irradiation increases. When both are mixed, the characteristics of polyimide and polyamic acid are averaged, and after a certain period of time from the start of UV irradiation, the mixing ratio of polyimide and polyamic acid does not depend on the amount of UV irradiation thereafter. Thus, the pretilt angle corresponding to is maintained stably. That is, in the range of the ultraviolet irradiation amount of 2000 mJ to 3000 mJ, the pretilt angle hardly changes in the curves EA, FC, GG, HA even if the ultraviolet irradiation amount changes. Therefore, even if the amount of ultraviolet rays actually irradiated varies, the realized pretilt angle is almost constant.

ただし、ポリアミック酸に用いられるジアミン成分とポリイミドに用いられるジアミン成分が同一のものであると、ポリアミック酸とポリイミドが均一に混ざりやすくなり、ポリイミドの配向状態を変化させる効果が少なくなるため、ポリアミック酸の性質に近くなってしまう。このため、ポリアミック酸に用いられるジアミン成分とポリイミドに用いられるジアミン成分とは異なる方がよい。   However, if the diamine component used in the polyamic acid and the diamine component used in the polyimide are the same, the polyamic acid and the polyimide are easily mixed uniformly, and the effect of changing the orientation state of the polyimide is reduced. It becomes close to the nature of. For this reason, it is better that the diamine component used for the polyamic acid is different from the diamine component used for the polyimide.

また、ジアミンには垂直配向性を発現するものとそうでないものとがある。ポリイミドに用いられる垂直配向性を発現するジアミンがあまり少ないと、紫外線を照射したときのプレチルト変化が大きくなりすぎるので、ポリアミック酸と混合したときにプレチルトの制御が難しくなる。このために、ジアミン成分全体に対する垂直配向性を有するジアミン成分の割合が30%以上であるのがよい。より好ましくは、垂直配向性を有するジアミン成分の割合が40%以上で90%以下であるのがよい。   In addition, some diamines exhibit vertical alignment and others do not. If the diamine that expresses the vertical alignment used in the polyimide is too small, the change in pretilt when irradiated with ultraviolet rays becomes too large, making it difficult to control the pretilt when mixed with polyamic acid. For this reason, it is good that the ratio of the diamine component which has the vertical orientation with respect to the whole diamine component is 30% or more. More preferably, the ratio of the diamine component having vertical alignment is 40% or more and 90% or less.

図8は2種類の樹脂を単独で基板に塗布したときの配向膜及び混合したときの配向膜の紫外線の照射量と表面エネルギーの関係を示す図である。曲線Bは上記のポリアミック酸Bと同様のポリアミック酸Bに関するものであり、曲線Gは上記のポリイミドGと同様のポリイミドGに関するものである。曲線GBはポリアミック酸BとポリイミドGとを混合したものに関するものである。図6,7に示したプレチルト角のときと同様に、紫外線の照射により表面エネルギーがほとんど変わらない樹脂と大きく変わる樹脂とを混合することで、ある照射量で表面エネルギーがほとんど変わらない安定した領域が現れる。これにより、安定したプレチルトを得ることができる。   FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the surface energy and the irradiation amount of the alignment film when two kinds of resins are individually applied to the substrate and the alignment film when they are mixed. Curve B relates to polyamic acid B similar to polyamic acid B described above, and curve G relates to polyimide G similar to polyimide G described above. Curve GB relates to a mixture of polyamic acid B and polyimide G. As in the case of the pretilt angle shown in FIGS. 6 and 7, a stable region in which the surface energy hardly changes at a certain irradiation amount by mixing a resin whose surface energy hardly changes by irradiation with ultraviolet rays and a resin that changes greatly. Appears. Thereby, a stable pretilt can be obtained.

表面エネルギーが異なっていれば、ジアミン成分が異なるときの理由と同じで、樹脂を混合させたときにある程度の不均一性を生じるため都合がよい。従って、基板12,14上に形成される配向膜18,20の表面エネルギーの値が2mN/m以上異なる樹脂の混合物であることが好ましい。   If the surface energy is different, it is convenient for the same reason as when the diamine component is different, and a certain degree of non-uniformity is produced when the resin is mixed. Therefore, it is preferable that the alignment films 18 and 20 formed on the substrates 12 and 14 are a mixture of resins having different surface energy values of 2 mN / m or more.

紫外線に対する表面エネルギーの変化量が異なる樹脂を混合することは、ポリアミック酸とポリイミドとを混合したときのようにプレチルト角が異なる樹脂を混合することに相当する。従って、基板12,14上に形成される配向膜18,20が紫外線に対する表面エネルギーの変化量が異なる少なくとも2種類の樹脂を混合してなることが好ましい。   Mixing resins with different amounts of change in surface energy with respect to ultraviolet rays corresponds to mixing resins with different pretilt angles, such as when polyamic acid and polyimide are mixed. Therefore, it is preferable that the alignment films 18 and 20 formed on the substrates 12 and 14 are formed by mixing at least two kinds of resins having different surface energy change amounts with respect to ultraviolet rays.

図9は2種類の樹脂を単独で基板に塗布したときの配向膜及び混合したときの配向膜の紫外線の照射量と電圧保持率を示す図である。曲線Cは上記のポリアミック酸Cと同様のポリアミック酸Cに関するものであり、曲線Fは上記のポリイミドFと同様のポリイミドFに関するものである。曲線FCはポリイミドFとポリアミック酸Cとを混合したものに関するものである。曲線Cの配向膜は紫外線により電圧保持率が低下し、曲線Fの配向膜は紫外線により電圧保持率が上昇する。この両者を混合する(曲線FC)と、結果的に電圧保持率の低下が抑えられるので、紫外線が照射されても良好な電圧保持率を得ることができる。   FIG. 9 is a diagram showing the irradiation amount of ultraviolet rays and the voltage holding ratio of the alignment film when two kinds of resins are individually applied to the substrate and when the alignment film is mixed. Curve C relates to polyamic acid C similar to polyamic acid C described above, and curve F relates to polyimide F similar to polyimide F described above. Curve FC relates to a mixture of polyimide F and polyamic acid C. The voltage holding ratio of the alignment film of curve C is lowered by ultraviolet rays, and the voltage holding ratio of the alignment film of curve F is increased by ultraviolet rays. When both are mixed (curve FC), a decrease in the voltage holding ratio is suppressed as a result, and a good voltage holding ratio can be obtained even when irradiated with ultraviolet rays.

従って、基板12,14上に形成される配向膜18,20が紫外線に対する電圧保持率の変化量が異なる少なくとも2種類の樹脂を混合してなることが好ましい。   Therefore, it is preferable that the alignment films 18 and 20 formed on the substrates 12 and 14 are formed by mixing at least two types of resins having different amounts of change in the voltage holding ratio with respect to ultraviolet rays.

次に具体的な例について説明する。   Next, a specific example will be described.

(例1)
ポリアミック酸AとポリイミドH(垂直配向性に寄与するジアミン成分の含有量が90%)との混合物から配向膜18,20を作った。混合比率は、ポリアミック酸A:ポリイミドH=49:1とした。この混合物を含む配向膜材料をスピナーで塗布し、ベークして、基板12,14上に配向膜18,20を形成した。この配向膜18,20に45°の斜め方向から紫外線を照射した。なお、紫外線の照射量を変化させて幾つかのサンプルを作成した。一方の基板に熱硬化性シール材を塗布し、他方の基板に4μmのスペーサを散布して、両基板を貼り合わせた。真空パック後熱硬化を行い、空セルを作成した。この空セルに負の誘電率異方性を有する液晶を真空中にて注入し、液晶表示パネルを作成した。このようにして作成した液晶表示パネルのプレチルト角を測定したところ、図7の曲線HAに示すように、紫外線の照射量3Jでプレチルト角は最低となり、プレチルト角の変化はこの最低値の前後でかなり小さい。これによって、安定したプレチルト角を得ることができた。
(Example 1)
Alignment films 18 and 20 were made from a mixture of polyamic acid A and polyimide H (content of the diamine component contributing to vertical alignment is 90%). The mixing ratio was polyamic acid A: polyimide H = 49: 1. The alignment film material containing this mixture was applied with a spinner and baked to form alignment films 18 and 20 on the substrates 12 and 14. The alignment films 18 and 20 were irradiated with ultraviolet rays from an oblique direction of 45 °. Several samples were prepared by changing the irradiation amount of ultraviolet rays. A thermosetting sealing material was applied to one substrate, and a 4 μm spacer was sprayed on the other substrate, and both substrates were bonded together. After vacuum packing, thermosetting was performed to create an empty cell. A liquid crystal having a negative dielectric anisotropy was injected into the empty cell in a vacuum to prepare a liquid crystal display panel. When the pretilt angle of the liquid crystal display panel thus prepared was measured, as shown by the curve HA in FIG. 7, the pretilt angle became the lowest at the ultraviolet irradiation amount 3J, and the change in the pretilt angle was around this minimum value. Pretty small. As a result, a stable pretilt angle could be obtained.

(例2)
図8に示されるような表面エネルギーの変化をもつポリアミック酸BとポリイミドG(垂直配向性に寄与するジアミン成分の含有量が60%)との混合物から配向膜18,20を作った。混合比率は、ポリアミック酸B:ポリイミドG=4:1とした。この混合物を含む配向膜材料を用いて例1と同様にして液晶表示パネルを作成した。このようにして作成した液晶表示パネルのプレチルト角を測定したところ、図7の曲線GBに示すように、紫外線の照射量3Jでプレチルト角は最低となり、プレチルト角の変化はこの最低値の前後でかなり小さい。これによって、安定したプレチルト角を得ることができた。また、図8に示したように、表面エネルギーもほとんど変化しなかった。
(Example 2)
Alignment films 18 and 20 were made from a mixture of polyamic acid B having a change in surface energy as shown in FIG. 8 and polyimide G (content of diamine component contributing to vertical alignment is 60%). The mixing ratio was polyamic acid B: polyimide G = 4: 1. A liquid crystal display panel was produced in the same manner as in Example 1 using the alignment film material containing this mixture. When the pretilt angle of the liquid crystal display panel thus prepared was measured, as shown by the curve GB in FIG. 7, the pretilt angle became the minimum at the ultraviolet irradiation amount 3J, and the change in the pretilt angle was around this minimum value. Pretty small. As a result, a stable pretilt angle could be obtained. Moreover, as shown in FIG. 8, the surface energy hardly changed.

(例3)
図9に示されるような表面エネルギーの変化をもつポリアミック酸CとポリイミドF(垂直配向性に寄与するジアミン成分の含有量が50%)との混合物から配向膜18,20を作った。混合比率は、ポリアミック酸C:ポリイミドF=3:1とした。この混合物を含む配向膜材料を用いて例1と同様にして液晶表示パネルを作成した。このようにして作成した液晶表示パネルのプレチルト角を測定したところ、図7の曲線FCに示すように、紫外線の照射量2Jから3Jでプレチルト角は88°程度となり、プレチルト角の変化はほとんどない。これによって、安定したプレチルト角を得ることができた。また、図9に示したように、電圧保持率の変化も小さく、良好な電圧保持率を得ることができた。
(Example 3)
Alignment films 18 and 20 were formed from a mixture of polyamic acid C having a change in surface energy as shown in FIG. 9 and polyimide F (content of diamine component contributing to vertical alignment is 50%). The mixing ratio was polyamic acid C: polyimide F = 3: 1. A liquid crystal display panel was produced in the same manner as in Example 1 using the alignment film material containing this mixture. When the pretilt angle of the liquid crystal display panel thus prepared was measured, as shown by the curve FC in FIG. 7, the pretilt angle was about 88 ° at an ultraviolet irradiation amount of 2J to 3J, and there was almost no change in the pretilt angle. . As a result, a stable pretilt angle could be obtained. Further, as shown in FIG. 9, the change in the voltage holding ratio was small, and a good voltage holding ratio could be obtained.

(比較例)
ポリアミック酸AとポリイミドD(垂直配向性に寄与するジアミン成分の含有量が20%)との混合物から配向膜18,20を作った。混合比率は、ポリアミック酸C:ポリイミドF=49:1とした。この混合物を含む配向膜材料を用いて例1と同様にして液晶表示パネルを作成した。このようにして作成した液晶表示パネルのプレチルト角を測定したところ、図7の曲線DAに示すように、紫外線の照射量が増加するにつれて、プレチルト角は急激に低下し、安定したプレチルト角を得ることができなかった。
(Comparative example)
Alignment films 18 and 20 were made from a mixture of polyamic acid A and polyimide D (content of the diamine component contributing to vertical alignment is 20%). The mixing ratio was polyamic acid C: polyimide F = 49: 1. A liquid crystal display panel was produced in the same manner as in Example 1 using the alignment film material containing this mixture. When the pretilt angle of the liquid crystal display panel thus prepared was measured, as shown by the curve DA in FIG. 7, the pretilt angle rapidly decreased as the amount of ultraviolet irradiation increased, and a stable pretilt angle was obtained. I couldn't.

図10は本発明の第2実施例による配向膜の露光装置を示す図である。配向膜の露光装置30は、例えば図4に示された液晶表示装置10の配向膜18(20)に配向処理を行うものである。露光装置30は、紫外線光源32と、紫外線を通過させるスリット34aを有する反射板34と、反射板34のスリット34aを通過した紫外線aを直接に及び反射板34のスリット34aを通過した後で反板34の紫外線光源32とは反対側の表面で反射した紫外線を通過させる開口部36aを有するフォトマスク36とを備えたものである。   FIG. 10 is a view showing an alignment film exposure apparatus according to a second embodiment of the present invention. The alignment film exposure apparatus 30 performs, for example, alignment processing on the alignment film 18 (20) of the liquid crystal display device 10 shown in FIG. The exposure apparatus 30 directly reacts the ultraviolet light source 32, the reflecting plate 34 having a slit 34a through which ultraviolet light passes, and the ultraviolet light a that has passed through the slit 34a of the reflecting plate 34 and after passing through the slit 34a of the reflecting plate 34. The plate 34 includes a photomask 36 having an opening 36a through which ultraviolet light reflected by the surface opposite to the ultraviolet light source 32 of the plate 34 passes.

反射板34のスリット34a及びフォトマスク36の開口部36aは図10の紙面に垂直な方向にストライプ状に延びる。反射板34のスリット34aの幅は例えば約5mmである。フォトマスク36の開口部36aの幅は例えば約20μmであり、開口部36aは220μmピッチで設けられている。反射板34とフォトマスク36間の間隔は1cm、フォトマスク36と配向膜18(20)間の間隔は100μmである。   The slits 34a of the reflecting plate 34 and the openings 36a of the photomask 36 extend in a stripe shape in a direction perpendicular to the paper surface of FIG. The width of the slit 34a of the reflecting plate 34 is about 5 mm, for example. The width of the openings 36a of the photomask 36 is, for example, about 20 μm, and the openings 36a are provided at a pitch of 220 μm. The distance between the reflecting plate 34 and the photomask 36 is 1 cm, and the distance between the photomask 36 and the alignment film 18 (20) is 100 μm.

実施例においては、反射板34は透明な散乱板38に取り付けられている。従来の露光装置で使用されるマスクはクロム等で作られているが、クロム等は反射率が低い。本発明の反射板34及びフォトマスク36は、紫外線の波長領域において高い反射率を有する材料からなる。例えば、反射板34とフォトマスク36とがアルミニウム、又はフッ素化合物によりコーティングされたアルミニウムで形成されている。あるいは、反射板34及びフォトマスク36は、誘電体多層膜で形成されている。   In the embodiment, the reflecting plate 34 is attached to a transparent scattering plate 38. A mask used in a conventional exposure apparatus is made of chrome or the like, but chrome or the like has a low reflectance. The reflector 34 and the photomask 36 of the present invention are made of a material having a high reflectance in the ultraviolet wavelength region. For example, the reflector 34 and the photomask 36 are made of aluminum or aluminum coated with a fluorine compound. Alternatively, the reflecting plate 34 and the photomask 36 are formed of a dielectric multilayer film.

紫外線光源32は主として220nmから260nmまでの範囲の紫外線を放射する。この波長の範囲の紫外線は紫外線照射により配向膜のアルキル側鎖を切断するのに適しており、良好な配向膜の配向処理を行うことができる。また、この波長の範囲の紫外線は室内光とは区別できるため、扱い易い。アルミニウムは220nmから260nmまでの範囲の紫外線に対する反射率は90パーセント程度であるため,紫外線に対する反射率の高い材料として適している。   The ultraviolet light source 32 mainly emits ultraviolet light in the range of 220 nm to 260 nm. Ultraviolet rays in this wavelength range are suitable for cleaving the alkyl side chain of the alignment film by irradiation with ultraviolet light, and a satisfactory alignment film alignment process can be performed. Also, ultraviolet rays in this wavelength range are easy to handle because they can be distinguished from room light. Aluminum has a reflectivity for ultraviolet rays in the range of 220 nm to 260 nm of about 90 percent, and is therefore suitable as a material having a high reflectivity for ultraviolet rays.

アルミニウムは使用しているうちに表面が酸化され、その酸化物はアルミニウムを保護するが、紫外線の反射率が低下する原因となる。そこで、表面をフッ素化合物でコーティングされたアルミニウムを用いることで、紫外線の反射率が低下するのを防止し、反射率を増加させることができる。このようなフッ素化合物としては、例えばフッ化マグネシウムやフッ化カルシウムがある。また、誘電体多層膜としては、SiO2 /MgF2 や、LaF3 /MgF2 がある。誘電体多層膜は屈折率の異なる2つの物質を1/4波長の厚さで交互に数十層形成したものであり、その反射率は95%程度である。 While aluminum is used, the surface is oxidized, and the oxide protects the aluminum, but it causes a decrease in the reflectivity of ultraviolet rays. Therefore, by using aluminum whose surface is coated with a fluorine compound, it is possible to prevent the reflectance of ultraviolet rays from decreasing and to increase the reflectance. Examples of such a fluorine compound include magnesium fluoride and calcium fluoride. Examples of the dielectric multilayer film include SiO 2 / MgF 2 and LaF 3 / MgF 2 . The dielectric multilayer film is formed by alternately forming several tens of layers of two materials having different refractive indexes with a thickness of ¼ wavelength, and the reflectance is about 95%.

反射板34のフォトマスク36側の表面、及びフォトマスク36の反射板34側の表面は反射面となる。紫外線光源32は散乱光を出射する。従って、実線の矢印で示されるように、紫外線光源32から放射された紫外線は反射板34のスリット34aを通り、そして、フォトマスク36の開口部36aを通って、配向膜18(20)を照射する。さらに、破線の矢印で示されるように、紫外線光源32から放射された紫外線は反射板34のスリット34aを通り、フォトマスク36で反射し且つ反射板34で反射してフォトマスク36の開口部36aを通って、配向膜18(20)を照射する。   The surface on the photomask 36 side of the reflecting plate 34 and the surface on the reflecting plate 34 side of the photomask 36 are reflecting surfaces. The ultraviolet light source 32 emits scattered light. Therefore, as indicated by the solid arrow, the ultraviolet light emitted from the ultraviolet light source 32 passes through the slit 34a of the reflector 34 and passes through the opening 36a of the photomask 36 to irradiate the alignment film 18 (20). To do. Further, as indicated by the dashed arrow, the ultraviolet light emitted from the ultraviolet light source 32 passes through the slit 34a of the reflecting plate 34, is reflected by the photomask 36, and is reflected by the reflecting plate 34, and is opened by the opening 36a of the photomask 36. Then, the alignment film 18 (20) is irradiated.

このように、反射板34のスリット34aから出射した紫外線が直接に、及び反射板34のスリット34aから出射してフォトマスク36及び反射板34で反射した紫外線が、フォトマスク36の開口部36aを通って、配向膜18(20)を照射する。従って、反射板34がない場合と比べて、フォトマスク36の開口部36aを通る紫外線の量が増加し、紫外線の利用効率の高い、液晶の安定な配向を実現することができる配向膜18(20)を得ることができるようになる。そして、散乱板38が設けられていると、散乱板38の内部を透過してきた紫外線が反射板34のスリット34aから出射するようになり、紫外線の利用効率がさらに向上する。   As described above, the ultraviolet rays emitted from the slit 34a of the reflecting plate 34 directly and the ultraviolet rays emitted from the slit 34a of the reflecting plate 34 and reflected by the photomask 36 and the reflecting plate 34 enter the opening 36a of the photomask 36. Then, the alignment film 18 (20) is irradiated. Therefore, the amount of ultraviolet rays passing through the opening 36a of the photomask 36 is increased as compared with the case where there is no reflecting plate 34, and the alignment film 18 (which can realize stable alignment of liquid crystal with high use efficiency of ultraviolet rays can be realized. 20) can be obtained. When the scattering plate 38 is provided, the ultraviolet rays that have passed through the scattering plate 38 come out from the slits 34a of the reflecting plate 34, and the utilization efficiency of the ultraviolet rays is further improved.

紫外線光源32は散乱光を出射し、フォトマスク36の開口部36aを通った紫外線は主として配向膜18(20)を斜めに照射する。一方の方向から斜めに進む紫外線(UV1)は、配向膜18(20)の一部の領域に当たる。反対の方向から斜めに進む紫外線(UV1)は、配向膜18(20)の他の一部の領域に当たる。このようにして、紫外線を配向膜18(20)に斜めに照射することによる配向膜18(20)の配向処理の作用については図2及び図3を参照して説明した通りである。一方の方向から斜めに進む紫外線(UV1)及び反対の方向から斜めに進む紫外線(UV1)により、配向分割を達成する作用は図4及び図5を参照して説明した通りである。本実施例では、1回の配向処理により、配向分割を達成することができる。   The ultraviolet light source 32 emits scattered light, and the ultraviolet light passing through the opening 36a of the photomask 36 mainly irradiates the alignment film 18 (20) obliquely. Ultraviolet rays (UV1) traveling obliquely from one direction strike a part of the alignment film 18 (20). Ultraviolet rays (UV1) traveling obliquely from the opposite direction hit another part of the alignment film 18 (20). The action of the alignment treatment of the alignment film 18 (20) by obliquely irradiating the alignment film 18 (20) with ultraviolet rays as described above is as described with reference to FIGS. The action of achieving alignment division by ultraviolet rays (UV1) traveling obliquely from one direction and ultraviolet rays (UV1) traveling obliquely from the opposite direction is as described with reference to FIGS. In this embodiment, the alignment division can be achieved by one alignment process.

図11はフォトマスク36の詳細を示す図である。フォトマスク36は透明な基材36bに紫外線反射率の高い材料層(アルミニウム)36cと紫外線を吸収する材料層(酸化チタン)36dとを二層構造で形成したものである。開口部36aは紫外線反射率の高い材料層36cに形成される。紫外線反射率の高い材料層36cは反射板34のスリット34aから出射した紫外線を反射させ、さらに反射板34で反射した紫外線を開口部36aを通過させるものである。紫外線を吸収する材料層36dは照射されるべき配向膜18(20)側に位置し、配向膜18(20)で反射した紫外線を吸収する。こうして、配向膜18(20)で反射した紫外線がフォトマスク36で反射して迷光として配向膜18(20)に入射するのを防止している。   FIG. 11 is a diagram showing details of the photomask 36. The photomask 36 is formed by forming a material layer (aluminum) 36c having a high ultraviolet reflectance on a transparent substrate 36b and a material layer (titanium oxide) 36d that absorbs ultraviolet rays in a two-layer structure. The opening 36a is formed in the material layer 36c having a high ultraviolet reflectance. The material layer 36c having a high ultraviolet reflectance reflects the ultraviolet light emitted from the slit 34a of the reflecting plate 34, and further allows the ultraviolet light reflected by the reflecting plate 34 to pass through the opening 36a. The material layer 36d that absorbs ultraviolet rays is located on the alignment film 18 (20) side to be irradiated and absorbs ultraviolet rays reflected by the alignment film 18 (20). Thus, ultraviolet rays reflected by the alignment film 18 (20) are prevented from being reflected by the photomask 36 and entering the alignment film 18 (20) as stray light.

図10及び図11の露光装置30で作成された配向膜(JSR製)18,20を有する基板12,14の一方に熱硬化性シール材(三井化学製)を塗布し、他方の基板に4μmのスペーサ(積水ファインケミカル製)を散布して、両基板を貼り合わせた。真空パックして135℃のオーブンに90分間放置して空セルを作成した。この空セルに負の誘電率異方性を有する垂直配向膜(メルク製)16を挿入して、液晶表示パネルを製造した。   A thermosetting sealing material (manufactured by Mitsui Chemicals) is applied to one of the substrates 12 and 14 having the alignment films (manufactured by JSR) 18 and 20 created by the exposure apparatus 30 of FIGS. 10 and 11, and 4 μm is applied to the other substrate. The spacers (manufactured by Sekisui Fine Chemical Co., Ltd.) were sprayed to bond both substrates together. An empty cell was prepared by vacuum packing and leaving in an oven at 135 ° C. for 90 minutes. A vertical alignment film (made by Merck) 16 having negative dielectric anisotropy was inserted into the empty cell to manufacture a liquid crystal display panel.

図12は図10の配向膜の露光装置の変形例を示す図である。図11の例と同様に、配向膜の露光装置30は、紫外線光源32と、紫外線を通過させるスリット34aを有する反射板34と、反射板34のスリット34aから出射した紫外線及び反射板34の紫外線光源32とは反対側の表面で反射した紫外線を通過させる開口部36aを有するフォトマスク36とを備えたものである。反射板34は透明な散乱板38に取り付けられている。   FIG. 12 is a view showing a modification of the alignment film exposure apparatus of FIG. Similar to the example of FIG. 11, the alignment film exposure apparatus 30 includes an ultraviolet light source 32, a reflecting plate 34 having a slit 34 a through which ultraviolet rays pass, ultraviolet rays emitted from the slit 34 a of the reflecting plate 34, and ultraviolet rays of the reflecting plate 34. A photomask 36 having an opening 36a through which ultraviolet rays reflected by the surface opposite to the light source 32 pass is provided. The reflection plate 34 is attached to a transparent scattering plate 38.

図12においては、紫外線光源32が平行な紫外線を放射し、そして、紫外線光源32と反射板34との間に凸レンズからなる集光手段40が設けられている。集光手段40は紫外線光源32から出た紫外線を反射板34のスリット34aで集光させ、集光された紫外線が反射板34のスリット34aを通過する。また、散乱板38を透過した光も反射板34のスリット34aを通過する。反射板34のスリット34aの幅は例えば約5mmである。フォトマスク36の開口部36aの幅は例えば約20μmであり、開口部36aは220μmピッチで設けられている。集光手段40と反射板34との間の間隔は2cm、反射板34とフォトマスク36間の間隔は1cm、フォトマスク36と配向膜18(20)間の間隔は100μmである。前例と同様にして液晶表示パネルを作成した。   In FIG. 12, the ultraviolet light source 32 emits parallel ultraviolet light, and a condensing means 40 composed of a convex lens is provided between the ultraviolet light source 32 and the reflection plate 34. The condensing means 40 condenses the ultraviolet light emitted from the ultraviolet light source 32 through the slit 34 a of the reflecting plate 34, and the condensed ultraviolet light passes through the slit 34 a of the reflecting plate 34. Further, the light transmitted through the scattering plate 38 also passes through the slit 34 a of the reflecting plate 34. The width of the slit 34a of the reflecting plate 34 is about 5 mm, for example. The width of the openings 36a of the photomask 36 is, for example, about 20 μm, and the openings 36a are provided at a pitch of 220 μm. The distance between the condensing means 40 and the reflecting plate 34 is 2 cm, the distance between the reflecting plate 34 and the photomask 36 is 1 cm, and the distance between the photomask 36 and the alignment film 18 (20) is 100 μm. A liquid crystal display panel was prepared in the same manner as the previous example.

図13は本発明の第3実施例による配向膜の露光方法の1回目の露光ステップを示す図である。図14は図13の後の2回目の露光ステップを示す図である。基板14は図1に示された液晶表示装置10の基板14と同様のTFT基板である。基板14は画素電極24及び配向膜20を有する。   FIG. 13 is a view showing a first exposure step of the alignment film exposure method according to the third embodiment of the present invention. FIG. 14 shows the second exposure step after FIG. The substrate 14 is a TFT substrate similar to the substrate 14 of the liquid crystal display device 10 shown in FIG. The substrate 14 has a pixel electrode 24 and an alignment film 20.

各画素電極24はゲートバスライン42及びデータバスラインによって囲まれている。図13及び図14はゲートバスライン42とクロスする断面図であり、画素電極24はデータバスラインと平行に長く延びる形状を有し、ゲートバスライン42及びデータバスラインは200μm×70μmの画素領域を形成する。ゲートバスライン42及びデータバスラインは幅5μmであり、画素電極24から3μm離れて形成されている。対向基板12はブラックマトリクス及び共通電極22及び配向膜18を有する。ブラックマトリクスは200μm×70μmの画素領域を形成する。画素ピッチgは2つのゲートバスライン42によって定められる。対向基板12の場合にも、同様にして画素ピッチgが定められる。   Each pixel electrode 24 is surrounded by a gate bus line 42 and a data bus line. 13 and 14 are cross-sectional views crossing the gate bus line 42. The pixel electrode 24 has a shape extending long in parallel with the data bus line, and the gate bus line 42 and the data bus line have a pixel area of 200 μm × 70 μm. Form. The gate bus line 42 and the data bus line have a width of 5 μm and are formed 3 μm apart from the pixel electrode 24. The counter substrate 12 includes a black matrix, a common electrode 22, and an alignment film 18. The black matrix forms a pixel area of 200 μm × 70 μm. The pixel pitch g is determined by two gate bus lines 42. In the case of the counter substrate 12, the pixel pitch g is determined in the same manner.

露光装置44は、平行な紫外線を出射する紫外線光源46と、フォトマスク48とを備えている。フォトマスク48は透明な板(例えば石英)の表面に遮光部材(例えば金属クロム)48aを設けたものであり、遮光部材48aは開口部48bを形成している。フォトマスク48の開口部48bの大きさはa(μm)である。   The exposure device 44 includes an ultraviolet light source 46 that emits parallel ultraviolet light and a photomask 48. The photomask 48 is provided with a light shielding member (for example, metallic chrome) 48a on the surface of a transparent plate (for example, quartz), and the light shielding member 48a has an opening 48b. The size of the opening 48b of the photomask 48 is a (μm).

フォトマスク48は配向膜20の上方に配置され、フォトマスク48(の遮光部材48aの表面)と配向膜20との間の間隔はd(μm)である。フォトマスク48は、フォトマスク48の1つの開口部48bの中心部が配向膜20の1つの画素領域の中心部(2つのゲートバスライン42間の中心)に整列するように、配向膜20に対して位置合わせされる。   The photomask 48 is disposed above the alignment film 20, and the distance between the photomask 48 (the surface of the light shielding member 48a) and the alignment film 20 is d (μm). The photomask 48 is formed on the alignment film 20 so that the center of one opening 48b of the photomask 48 is aligned with the center of one pixel region of the alignment film 20 (the center between two gate bus lines 42). Aligned with respect to.

紫外線光源46はフォトマスク48の上方に斜めに配置される。紫外線光源46はフォトマスク48及び配向膜20に入射する紫外線の角度がθ(rad)となるように配置される。紫外線光源46は、図13に示されるように最初フォトマスク48の上方に斜めに角度θで配置され、1回目の露光を行い、それから図14に示されるように最初の配置の紫外線光源46に対して対称に斜めに角度θで配置され、1回目の露光を行う。   The ultraviolet light source 46 is disposed obliquely above the photomask 48. The ultraviolet light source 46 is disposed so that the angle of ultraviolet light incident on the photomask 48 and the alignment film 20 is θ (rad). As shown in FIG. 13, the ultraviolet light source 46 is first arranged obliquely above the photomask 48 at an angle θ, and the first exposure is performed. Then, as shown in FIG. On the other hand, it is symmetrically arranged at an angle θ, and the first exposure is performed.

開口部48bの大きさa(μm)は画素ピッチg(μm)のほぼ半分であるのが望ましい。例えば、開口部48bの大きさaは100μmであり、画素ピッチgは200μmである。こうすれば、図13に示されるようにフォトマスク48を配向膜20に位置決めして1回目の露光を行い、配向膜20の各画素領域の半分を紫外線で照射することができ、それからフォトマスク48と配向膜20との関係を維持した状態で(再度位置決めすることなしに)図14に示されるように2回目の露光を行い、配向膜20の各画素領域の残りの半分を紫外線で照射することができる。つまり、面倒なフォトマスク48と配向膜20との位置決め作業を1回だけにして、異なった角度から2回の露光を行うことができる。   It is desirable that the size a (μm) of the opening 48b is approximately half of the pixel pitch g (μm). For example, the size a of the opening 48b is 100 μm, and the pixel pitch g is 200 μm. In this way, as shown in FIG. 13, the photomask 48 can be positioned on the alignment film 20 to perform the first exposure, and half of each pixel area of the alignment film 20 can be irradiated with ultraviolet rays. The second exposure is performed as shown in FIG. 14 while maintaining the relationship between the alignment layer 48 and the alignment layer 20 (without positioning again), and the remaining half of each pixel region of the alignment layer 20 is irradiated with ultraviolet rays. can do. That is, it is possible to perform exposure twice from different angles by performing the positioning operation of the troublesome photomask 48 and the alignment film 20 only once.

図15は図13及び図14の露光方法によって処理された配向膜20を有する基板14を示す図である。一部の領域の液晶16の分子16aと、他の一部の領域の液晶16の分子16bとは、反対方向に配向する。このようにして、配向分割した液晶表示装置を容易に製造することができる。   FIG. 15 is a view showing the substrate 14 having the alignment film 20 processed by the exposure method of FIGS. 13 and 14. The molecules 16a of the liquid crystal 16 in some regions and the molecules 16b of the liquid crystal 16 in other regions are aligned in opposite directions. In this manner, an alignment-divided liquid crystal display device can be easily manufactured.

図16は図13及び図14の配向膜の処理方法の変形例を示す図である。図16において、露光装置44は、平行な紫外線を出射する紫外線光源46と、フォトマスク48とを備えている。画素ピッチはg(μm)であり、開口部48bの大きさはa(μm)である。フォトマスク48は配向膜20の上方に配置され、フォトマスク48と配向膜20との間の間隔はd(μm)である。紫外線光源46はフォトマスク48の上方に斜めに配置される。紫外線光源46はフォトマスク48及び配向膜20に入射する紫外線の角度がθ(rad)となるように配置される。   FIG. 16 is a view showing a modified example of the processing method of the alignment film in FIGS. 13 and 14. In FIG. 16, the exposure apparatus 44 includes an ultraviolet light source 46 that emits parallel ultraviolet light, and a photomask 48. The pixel pitch is g (μm), and the size of the opening 48b is a (μm). The photomask 48 is disposed above the alignment film 20, and the distance between the photomask 48 and the alignment film 20 is d (μm). The ultraviolet light source 46 is disposed obliquely above the photomask 48. The ultraviolet light source 46 is disposed so that the angle of ultraviolet light incident on the photomask 48 and the alignment film 20 is θ (rad).

フォトマスク48は配向膜20の上方に配置され、フォトマスク48と配向膜20との間の間隔はd(μm)である。フォトマスク48は、フォトマスク48の1つの開口部48bの中心部が配向膜20の1つの画素領域の中心部(2つのゲートバスライン42間の中心)に整列するように、配向膜20に対して位置合わせされる。図16の紫外線光源46は、最初フォトマスク48の上方に斜めに角度θで配置され、1回目の露光を行い、それから最初の配置の紫外線光源46に対して対称に斜めに角度θで配置され、2回目の露光を行う。こうして、図13及び図14の配向膜の処理方法と同様に、図16の配向膜の処理方法は、面倒なフォトマスク48と配向膜20との位置決め作業を1回だけにして、異なった角度から2回の露光を行うことができる。   The photomask 48 is disposed above the alignment film 20, and the distance between the photomask 48 and the alignment film 20 is d (μm). The photomask 48 is formed on the alignment film 20 so that the center of one opening 48b of the photomask 48 is aligned with the center of one pixel region of the alignment film 20 (the center between two gate bus lines 42). Aligned with respect to. The ultraviolet light source 46 in FIG. 16 is first arranged obliquely above the photomask 48 at an angle θ, and is subjected to the first exposure, and then symmetrically arranged obliquely at an angle θ with respect to the ultraviolet light source 46 initially arranged. A second exposure is performed. Thus, similar to the alignment film processing method of FIGS. 13 and 14, the alignment film processing method of FIG. 16 differs from the complicated photomask 48 and alignment film 20 by performing the positioning operation between the photomask 48 and the alignment film 20 only once. Can be exposed twice.

第3実施例の基本的な特徴においては、紫外線光源46、フォトマスク48及び配向膜20は、フォトマスク48の1つの開口部48bを通過した紫外線が該1つの開口部48bと整列した(該1つの開口部48bの直下にある)配向膜20の画素領域からn個(nは0以上の整数)離れた画素領域を照射するように配置されている。   In the basic feature of the third embodiment, the ultraviolet light source 46, the photomask 48, and the alignment film 20 are arranged such that the ultraviolet rays that have passed through one opening 48b of the photomask 48 are aligned with the one opening 48b (the It is arranged so as to irradiate n pixel areas (n is an integer of 0 or more) away from the pixel area of the alignment film 20 (just below one opening 48b).

図16においては、フォトマスク48の1つの開口部48bを通過した紫外線が該1つの開口部48bと整列した(該1つの開口部48bの直下にある)配向膜20の画素領域から1個離れた(隣の)画素領域を照射するように配置されている。なお、図13及び図14の例はnが0の場合に相当する。   In FIG. 16, the ultraviolet rays that have passed through one opening 48b of the photomask 48 are separated from the pixel region of the alignment film 20 aligned with the one opening 48b (directly below the one opening 48b). It is arranged so as to irradiate the (adjacent) pixel area. The examples in FIGS. 13 and 14 correspond to the case where n is 0.

そして、紫外線光源46、フォトマスク48、及び配向膜20は次の関係を満足するように配置される。   The ultraviolet light source 46, the photomask 48, and the alignment film 20 are arranged so as to satisfy the following relationship.

(g/2−20)≦a≦(g/2+20) (1)       (G / 2-20) ≦ a ≦ (g / 2 + 20) (1)

Figure 2009187043
このように、位置決めを行った後で、紫外線光源46から紫外線を照射して配向膜20に配向処理を行う。
Figure 2009187043
As described above, after the positioning, the alignment film 20 is subjected to the alignment treatment by irradiating the ultraviolet light from the ultraviolet light source 46.

また、フォトマスク48と配向膜20との間の間隔d(μm)は次の関係を満足する。   Further, the distance d (μm) between the photomask 48 and the alignment film 20 satisfies the following relationship.

Figure 2009187043
また、配向膜20に入射する紫外線の角度θ(rad)は次の関係を満足する。
Figure 2009187043
Further, the angle θ (rad) of the ultraviolet light incident on the alignment film 20 satisfies the following relationship.

Figure 2009187043
図17は1つの画素領域を2回の露光により配向分割した液晶表示装置の非露光領域の幅と配向状態を示す図である。図18は1つの画素領域を2回の露光により配向分割した液晶表示装置の重複露光領域の幅と配向状態を示す図である。非露光領域及び重複露光領域は図19及び図20を参照して説明される。1回目及び2回目に露光される領域がそれぞれ1画素領域の中心線の両側に丁度分布するならば、非露光領域及び重複露光領域は生じない。しかし、実際にはそのように理想的にはいかない。非露光領域及び重複露光領域が小さいならば、配向状態に影響を与えないが、非露光領域及び重複露光領域が大きいと、配向状態に影響を与える。
Figure 2009187043
FIG. 17 is a diagram showing the width and alignment state of a non-exposed region of a liquid crystal display device in which one pixel region is aligned and divided by two exposures. FIG. 18 is a diagram showing the width and alignment state of an overlapped exposure region of a liquid crystal display device in which one pixel region is aligned and divided by two exposures. The non-exposure area and the overlapping exposure area will be described with reference to FIGS. 19 and 20. If the areas exposed for the first time and the second time are just distributed on both sides of the center line of the one pixel area, the non-exposure area and the overlapping exposure area do not occur. However, in reality, this is not ideal. If the non-exposure area and the overlapping exposure area are small, the alignment state is not affected. However, if the non-exposure area and the overlap exposure area are large, the alignment state is affected.

図17は非露光領域の幅が20μm以下であれば、良好な配向状態を維持することができることを示している。図18は重複露光領域の幅が20μm以下であれば、良好な配向状態を維持することができることを示している。上記関係式(1)、(2)は図17及び図18に示される検討結果に基づいている。   FIG. 17 shows that when the width of the non-exposed region is 20 μm or less, a good alignment state can be maintained. FIG. 18 shows that when the width of the overlapping exposure region is 20 μm or less, a good alignment state can be maintained. The above relational expressions (1) and (2) are based on the examination results shown in FIGS.

図19はフォトマスク48の開口部48bの大きさa(μm)を変えた場合の1画素領域の露光状態を示す図である。50は1画素領域を示し、50Aは1回目の露光により露光された領域を示し、50Bは1回目の露光により露光された領域を示す。矢印はプレチルトの方向である。図19(A)は開口部48bの大きさa(μm)が、1回目及び2回目の露光により露光される領域50A,50Bがそれぞれ1画素領域の中心線の両側に丁度分布するように設定された場合である。この場合、非露光領域及び重複露光領域がない。   FIG. 19 is a diagram showing an exposure state of one pixel region when the size a (μm) of the opening 48b of the photomask 48 is changed. Reference numeral 50 denotes one pixel area, 50A denotes an area exposed by the first exposure, and 50B denotes an area exposed by the first exposure. The arrow indicates the pretilt direction. In FIG. 19A, the size a (μm) of the opening 48b is set so that the areas 50A and 50B exposed by the first exposure and the second exposure are each distributed on both sides of the center line of the one pixel area. This is the case. In this case, there are no non-exposed areas and overlapping exposed areas.

図19(B)は開口部48bの大きさa(μm)が、図19(A)の場合よりも小さく設定された場合である。この場合、露光領域50A,50Bがともに狭くなるので、非露光領域50Cが発生する。図19(C)は開口部48bの大きさa(μm)が、図19(A)の場合よりも大きく設定された場合である。この場合、露光領域50A,50Bがともに広くなるので、重複露光領域50Dが発生する。   FIG. 19B shows a case where the size a (μm) of the opening 48b is set smaller than that in the case of FIG. In this case, since the exposure areas 50A and 50B are both narrowed, a non-exposure area 50C is generated. FIG. 19C shows a case where the size a (μm) of the opening 48b is set larger than that in the case of FIG. In this case, since both the exposure areas 50A and 50B become wide, an overlapping exposure area 50D is generated.

図20はフォトマスク48と配向膜20との間の間隔d(μm)を変えた場合の1画素領域の露光状態を示す図である。図20(A)は間隔dが、1回目及び2回目の露光により露光される領域50A,50Bがそれぞれ1画素領域の中心線の両側に丁度分布するように設定された場合である。この場合、非露光領域及び重複露光領域がない。   FIG. 20 is a diagram showing an exposure state of one pixel region when the distance d (μm) between the photomask 48 and the alignment film 20 is changed. FIG. 20A shows a case where the distance d is set so that the areas 50A and 50B exposed by the first and second exposures are each distributed on both sides of the center line of one pixel area. In this case, there are no non-exposed areas and overlapping exposed areas.

図20(B)は間隔dが、図20(A)の場合よりも小さく設定された場合である。この場合、露光領域50A,50Bが外側にずれるので、画素中心部に非露光領域50Cが発生し、画素端部に重複露光領域50Dが発生する。図20(C)は間隔dが、(A)の場合よりも大きく設定された場合である。この場合、露光領域50A,50Bが中心側にずれるので、画素中心部に重複露光領域50Dが発生し、画素端部に非露光領域50Cが発生する。   FIG. 20B shows a case where the interval d is set smaller than that in the case of FIG. In this case, since the exposure areas 50A and 50B are shifted outward, a non-exposure area 50C is generated at the center of the pixel, and an overlapping exposure area 50D is generated at the end of the pixel. FIG. 20C shows a case where the interval d is set larger than in the case of (A). In this case, since the exposure areas 50A and 50B are shifted to the center side, an overlapping exposure area 50D is generated at the center of the pixel, and a non-exposure area 50C is generated at the end of the pixel.

図21は画素ピッチg(μm)を変えた場合の問題点を説明する図である。プロキシミティ露光ではフォトマスク48と配向膜20との間に間隔dを空けてフォトマスク48と配向膜20との位置合わせを行う。しかし、画素が小さくなるに従って、フォトマスク48と配向膜20との間の間隔dを小さくする必要があるが、間隔dを許容値よりも小さくすることができない。   FIG. 21 is a diagram for explaining a problem when the pixel pitch g (μm) is changed. In the proximity exposure, the photomask 48 and the alignment film 20 are aligned with a gap d between the photomask 48 and the alignment film 20. However, as the pixels become smaller, it is necessary to reduce the distance d between the photomask 48 and the alignment film 20, but the distance d cannot be made smaller than the allowable value.

図21(A)は画素ピッチgが十分に大きく、フォトマスク48と配向膜20との間の間隔dが許容範囲内にある場合を示す図である。図21(B)は画素ピッチgが小さくなって、間隔dが許容範囲内よりも小さい値をとることが必要になった場合を示す図である。しかし、実際には、間隔dが許容範囲内よりも小さい値をとることができないので、一回の位置合わせで、2回の露光を行うことができるようにするためには、間隔dを許容範囲内の値にして、配向膜20に入射する紫外線の角度θを変える場合がある。しかし、配向膜20に入射する紫外線の角度θを変えると、紫外線の照射による配向処理能力が低下するので好ましくない。   FIG. 21A is a diagram showing a case where the pixel pitch g is sufficiently large and the distance d between the photomask 48 and the alignment film 20 is within an allowable range. FIG. 21B is a diagram showing a case where the pixel pitch g becomes smaller and the interval d needs to be smaller than the allowable range. However, in practice, since the distance d cannot take a value smaller than the allowable range, in order to be able to perform two exposures with one alignment, the distance d is allowed. There is a case where the angle θ of the ultraviolet ray incident on the alignment film 20 is changed to a value within the range. However, changing the angle θ of the ultraviolet light incident on the alignment film 20 is not preferable because the alignment processing ability due to the ultraviolet irradiation is reduced.

このような場合には、図16を参照して説明したように、フォトマスク48の1つの開口部48bを通過した紫外線が該1つの開口部48bと整列した(該1つの開口部48bの直下にある)配向膜20の画素領域からn個(nは0以上の整数)離れた画素領域を照射するように構成するとよい。こうすれば、間隔dを許容範囲内の値にして、且つ配向膜20に入射する紫外線の角度θを適切な値に設定することができる。第3実施例はこの利点を奏することができる。   In such a case, as described with reference to FIG. 16, the ultraviolet rays that have passed through one opening 48b of the photomask 48 are aligned with the one opening 48b (directly below the one opening 48b). It is preferable to irradiate a pixel region n (n is an integer of 0 or more) away from the pixel region of the alignment film 20. In this way, the interval d can be set to a value within the allowable range, and the angle θ of the ultraviolet light incident on the alignment film 20 can be set to an appropriate value. The third embodiment can provide this advantage.

図22は本発明の第4実施例の液晶表示装置を示す図である。液晶表示装置10は、一対の透明な基板12,14と、一対の基板12,14の間に挟持される液晶16と、基板12,14の内面側に設けられる配向膜18,20とを備える。電極22,24がそれぞれ配向膜18,20の下に設けられる。一方の基板12はカラーフィルタ基板であり、電極22は共通電極である。他方の基板14はTFT基板であり、電極24はTFTを含むアクティブマトリクスとともに設けられる複数の画素電極からなる。   FIG. 22 is a diagram showing a liquid crystal display device according to a fourth embodiment of the present invention. The liquid crystal display device 10 includes a pair of transparent substrates 12 and 14, a liquid crystal 16 sandwiched between the pair of substrates 12 and 14, and alignment films 18 and 20 provided on the inner surfaces of the substrates 12 and 14. . Electrodes 22 and 24 are provided under the alignment films 18 and 20, respectively. One substrate 12 is a color filter substrate, and the electrode 22 is a common electrode. The other substrate 14 is a TFT substrate, and the electrode 24 is composed of a plurality of pixel electrodes provided together with an active matrix including TFTs.

図24は図22のカラーフィルタ基板12の内面を示す平面図である。カラーフィルタ基板12はブラックマトリクス54を有する。図25はカラーフィルタ基板12の土手構造が付加的に示されたTFT基板14の内面を示す平面図である。画素電極24はゲートバスライン42及びデータバスライン52によって囲まれている。図22ではデータバスライン52が見えている。   FIG. 24 is a plan view showing the inner surface of the color filter substrate 12 of FIG. The color filter substrate 12 has a black matrix 54. FIG. 25 is a plan view showing the inner surface of the TFT substrate 14 on which the bank structure of the color filter substrate 12 is additionally shown. The pixel electrode 24 is surrounded by the gate bus line 42 and the data bus line 52. In FIG. 22, the data bus line 52 is visible.

液晶16は負の誘電率異方性をもつ液晶であり、配向膜18,20は垂直配向膜である。配向膜18,20は液晶分子16cが図22の紙面に対して垂直な方向に配向するように配向処理されている。図24及び図25では、液晶の配向方向(プレチルト方向)が矢印で示されている。配向処理はあらゆる手段により行われることができる。例えば、配向処理はラビング又はこれまで説明した紫外線照射により行われることができる。   The liquid crystal 16 is a liquid crystal having negative dielectric anisotropy, and the alignment films 18 and 20 are vertical alignment films. The alignment films 18 and 20 are aligned so that the liquid crystal molecules 16c are aligned in a direction perpendicular to the paper surface of FIG. 24 and 25, the alignment direction (pretilt direction) of the liquid crystal is indicated by an arrow. The alignment treatment can be performed by any means. For example, the alignment treatment can be performed by rubbing or ultraviolet irradiation described above.

図23は図22のカラーフィルタ基板12の一部を示す拡大図である。図22及び図23において、カラーフィルタ基板12の配向膜18にはTFT基板14のデータバスライン52に対応する位置に土手構造56が設けられている。誘電体の膜58が共通電極22上に所定の形状に形成され、土手構造56は配向膜18が誘電体の膜58を覆う凸部として形成されている。誘電体の膜58は非常に薄い。例えば、誘電体の膜58をレジストパターンで形成する場合、形成されたレジストパターンをオゾンアッシングするなどしてレジストパターンを薄くする。また、レジストを希釈剤で薄めておいてスピンコートし、希釈剤を飛ばすことによってレジストパターンを薄くする。本発明においては、土手構造56の厚さtは0.1〜0.15μmの範囲内にする。   FIG. 23 is an enlarged view showing a part of the color filter substrate 12 of FIG. 22 and 23, the alignment film 18 of the color filter substrate 12 is provided with a bank structure 56 at a position corresponding to the data bus line 52 of the TFT substrate 14. A dielectric film 58 is formed on the common electrode 22 in a predetermined shape, and the bank structure 56 is formed as a convex portion where the alignment film 18 covers the dielectric film 58. The dielectric film 58 is very thin. For example, when the dielectric film 58 is formed with a resist pattern, the resist pattern is thinned by ozone ashing the formed resist pattern. Further, the resist is thinned with a diluent, spin-coated, and the resist pattern is thinned by removing the diluent. In the present invention, the thickness t of the bank structure 56 is in the range of 0.1 to 0.15 μm.

図22から図25に示されるように、土手構造56はデータバスライン52の直上に位置し、データバスライン52と平行に延びる。土手構造56の幅はデータバスライン52の幅よりも広い。従って、土手構造56はデータバスライン52を覆うだけでなく、画素電極24の端部とオーバーラップしている。土手構造56と画素電極24とのオーバーラップ量はOで示され、土手構造56のブラックマトリクス54からのはみ出し量はPで示されている。   As shown in FIGS. 22 to 25, the bank structure 56 is located immediately above the data bus line 52 and extends in parallel with the data bus line 52. The bank structure 56 is wider than the data bus line 52. Therefore, the bank structure 56 not only covers the data bus line 52 but also overlaps the end portion of the pixel electrode 24. The amount of overlap between the bank structure 56 and the pixel electrode 24 is indicated by O, and the amount of protrusion of the bank structure 56 from the black matrix 54 is indicated by P.

図26は液晶の配向が画素電極とバスラインとの境界部分において横電界により乱されるのを説明するための液晶表示装置の例を示す図である。配向膜18,20は図26では省略されている。液晶分子16cは図26の紙面に対して垂直な方向に配向するようになっている。ところが、画素電極24とデータバスライン52との境界部分に位置する液晶分子16dは、画素電極24とデータバスライン52との間の横電界の作用を受け、破線の矢印で示されるように図26の紙面に対して平行な方向に(画素電極24の端部から中心部へ向かう方向に)傾斜しようとする。このため、液晶の配向が画素電極24とデータバスライン52との境界部分において乱され、ハッチングで示されるように、ディスクリネーションが生じる。例えば、この部分では、白表示をするときに透過率が低下し、輝度が低下する。   FIG. 26 is a diagram showing an example of a liquid crystal display device for explaining that the orientation of the liquid crystal is disturbed by a lateral electric field at the boundary portion between the pixel electrode and the bus line. The alignment films 18 and 20 are omitted in FIG. The liquid crystal molecules 16c are aligned in a direction perpendicular to the paper surface of FIG. However, the liquid crystal molecules 16d located at the boundary portion between the pixel electrode 24 and the data bus line 52 are affected by a lateral electric field between the pixel electrode 24 and the data bus line 52, and as shown by the broken arrows in FIG. 26 in a direction parallel to the paper surface (in a direction from the end of the pixel electrode 24 toward the center). For this reason, the alignment of the liquid crystal is disturbed at the boundary between the pixel electrode 24 and the data bus line 52, and disclination occurs as shown by hatching. For example, in this portion, when white display is performed, the transmittance is lowered and the luminance is lowered.

図27は液晶の配向が乱されるのを防止する基本的な例を示す図である。かなりの厚さを有する土手構造60がデータバスライン52の直上にデータバスライン52と平行に設けられる。土手構造60の近傍の液晶分子16dは土手構造60の表面に対して垂直に配向しようとする。土手構造60の近傍の液晶分子16dの配向方向は、画素電極24とデータバスライン52との境界部分に位置して横電界の作用を受ける液晶分子16dの配向方向と逆になり、両者は相殺しあって図27の紙面に対して平行な方向に(画素電極24の端部から中心部へ向かう方向に)傾斜しようとするのが防止される。従って、ディスクリネーションの発生を抑えることができる。   FIG. 27 is a diagram showing a basic example for preventing the alignment of the liquid crystal from being disturbed. A bank structure 60 having a considerable thickness is provided in parallel with the data bus line 52 immediately above the data bus line 52. The liquid crystal molecules 16 d in the vicinity of the bank structure 60 try to align perpendicularly to the surface of the bank structure 60. The alignment direction of the liquid crystal molecules 16d in the vicinity of the bank structure 60 is opposite to the alignment direction of the liquid crystal molecules 16d that are located at the boundary between the pixel electrode 24 and the data bus line 52 and receive the action of a lateral electric field. Thus, it is possible to prevent an inclination from occurring in a direction parallel to the paper surface of FIG. 27 (in a direction from the end of the pixel electrode 24 toward the center). Therefore, the occurrence of disclination can be suppressed.

しかし、土手構造60はカラーフィルタ基板12に設けられているので、カラーフィルタ基板12とTFT基板14との貼り合わせ時の位置あわせずれを考慮する必要がある。また、土手構造60と画素電極24の端部とのオーバーラップ量が問題となる。オーバーラップ量が小さいと、土手構造60の配向規制力が小さくなり、横電界に起因するディスクリネーションの発生を抑えることができない。オーバーラップ量が大きいと、土手構造60の配向規制力が大きくなり、逆に土手構造60に起因するディスクリネーションが発生する。   However, since the bank structure 60 is provided on the color filter substrate 12, it is necessary to consider misalignment when the color filter substrate 12 and the TFT substrate 14 are bonded together. Further, the amount of overlap between the bank structure 60 and the end of the pixel electrode 24 becomes a problem. When the overlap amount is small, the orientation regulating force of the bank structure 60 is small, and the occurrence of disclination due to the transverse electric field cannot be suppressed. If the amount of overlap is large, the orientation regulating force of the bank structure 60 increases, and conversely due to the bank structure 60 occurs.

土手構造60と画素電極24の端部とのオーバーラップ量とディスクリネーションとの関係について考察した結果、最もディスクリネーションが軽減される場合の土手構造60と画素電極24の端部とのオーバーラップ量は土手構造60の厚さtにより変化することが分かった。土手構造60の厚さtが大きくなるほど、ディスクリネーションが軽減される場合のオーバーラップ量は小さくなり、逆に、土手構造60の厚さtが小さくなるほど、ディスクリネーションが軽減される場合のオーバーラップ量は大きくなる。   As a result of considering the relationship between the amount of overlap between the bank structure 60 and the end of the pixel electrode 24 and the disclination, the overlap between the bank structure 60 and the end of the pixel electrode 24 when the disclination is most reduced. It has been found that the amount of wrap varies depending on the thickness t of the bank structure 60. The greater the thickness t of the bank structure 60, the smaller the overlap amount when the disclination is reduced. Conversely, the smaller the thickness t of the bank structure 60 is, the more the disclination is reduced. The amount of overlap increases.

ディスクリネーションが位置合わせずれに基づいて発生するのを小さくするため、土手構造60の厚さをできるだけ薄くすることが望ましい。本発明においては、土手構造56の厚さtは0.1μm以上、0.15μm以下の範囲内にする。この場合、ディスクリネーションが軽減される場合の土手構造56と画素電極24の端部とのオーバーラップ量は2μm以上、8μm以下の範囲内にあるのが好ましい。   In order to reduce the occurrence of disclination based on misalignment, it is desirable to make the bank structure 60 as thin as possible. In the present invention, the thickness t of the bank structure 56 is in the range of 0.1 μm or more and 0.15 μm or less. In this case, the overlap amount between the bank structure 56 and the end of the pixel electrode 24 when disclination is reduced is preferably in the range of 2 μm or more and 8 μm or less.

実施例においては、ゲートバスライン42方向の画素ピッチが80μm、データバスライン52の幅が5μm、画素電極24とデータバスライン52との間の間隔が3μm、画素電極24の幅が69μmである。また、ブラックマトリクス54の幅が11μm、ブラックマトリクス54のピッチが80μmである。土手構造56の厚さは0.12μm、土手構造56の幅は21μmである。従って、土手構造56と画素電極24とのオーバーラップ量Oは5μmであり、土手構造56のブラックマトリクス54からのはみ出し量Pは5μmである。   In the embodiment, the pixel pitch in the direction of the gate bus line 42 is 80 μm, the width of the data bus line 52 is 5 μm, the interval between the pixel electrode 24 and the data bus line 52 is 3 μm, and the width of the pixel electrode 24 is 69 μm. . Further, the width of the black matrix 54 is 11 μm, and the pitch of the black matrix 54 is 80 μm. The bank structure 56 has a thickness of 0.12 μm, and the bank structure 56 has a width of 21 μm. Therefore, the overlap amount O between the bank structure 56 and the pixel electrode 24 is 5 μm, and the protrusion amount P of the bank structure 56 from the black matrix 54 is 5 μm.

カラーフィルタ基板12とTFT基板14との貼り合わせは、ブラックマトリクス54の端部と画素電極24の端部とが整列するように行った。また、カラーフィルタ基板12の配向膜18のプレチルト方向とTFT基板14の配向膜20のプレチルト方向とが互いに逆になるようにして貼り合わせた。カラーフィルタ基板12とTFT基板14との貼り合わせる際、位置合わせマージンを±3μm程度考慮する必要がある。土手構造56と画素電極24とのオーバーラップ量Oが5μmであれば、位置ずれが生じた場合にもオーバーラップ量Oは2μm〜8μmの範囲内に納まることになる。オーバーラップ量Oがこの範囲内にあれば、ディスクリネーションの発生を抑えることができる。   The color filter substrate 12 and the TFT substrate 14 were bonded so that the end of the black matrix 54 and the end of the pixel electrode 24 were aligned. Further, the alignment was performed such that the pretilt direction of the alignment film 18 of the color filter substrate 12 and the pretilt direction of the alignment film 20 of the TFT substrate 14 were opposite to each other. When the color filter substrate 12 and the TFT substrate 14 are bonded together, it is necessary to consider an alignment margin of about ± 3 μm. When the overlap amount O between the bank structure 56 and the pixel electrode 24 is 5 μm, the overlap amount O is within the range of 2 μm to 8 μm even when a positional shift occurs. If the overlap amount O is within this range, the occurrence of disclination can be suppressed.

図28は土手構造56の厚さが0.15μmの場合の土手構造56と画素電極24とのオーバーラップOと輝度比との関係を示す図である。輝度比は画素電極24の中心部を1とした場合の画素電極24の端部の輝度を示す。オーバーラップOが2〜8μmの範囲内であれば、輝度低下は20%以内である。また、オーバーラップOが2〜8μmの範囲外になっても、輝度低下は小さい。   FIG. 28 is a diagram showing the relationship between the brightness ratio and the overlap O between the bank structure 56 and the pixel electrode 24 when the thickness of the bank structure 56 is 0.15 μm. The luminance ratio indicates the luminance at the end of the pixel electrode 24 when the center of the pixel electrode 24 is 1. When the overlap O is in the range of 2 to 8 μm, the luminance reduction is within 20%. Further, even when the overlap O is outside the range of 2 to 8 μm, the decrease in luminance is small.

図29は土手構造56の厚さが0.31μmの場合の土手構造56と画素電極24とのオーバーラップOと輝度比との関係を示す図である。オーバーラップOが3μmを中心とする小さな範囲内であれば、輝度低下は20%以内である。オーバーラップOがこの範囲外になると、急激に輝度が低下する。   FIG. 29 is a diagram illustrating the relationship between the brightness ratio and the overlap O between the bank structure 56 and the pixel electrode 24 when the thickness of the bank structure 56 is 0.31 μm. If the overlap O is within a small range centered on 3 μm, the luminance drop is within 20%. When the overlap O is out of this range, the brightness is rapidly reduced.

図30は土手構造56の厚さが1.75μmの場合の土手構造56と画素電極24とのオーバーラップOと輝度比との関係を示す図である。オーバーラップOが−1μm〜+3μmの範囲内であれば、輝度低下は20%以内である。オーバーラップOがこの範囲外になると、急激に輝度が低下する。なお、オーバーラップOが−1μmとは、土手構造56と画素電極24との間が空いていることを示す。   FIG. 30 is a diagram showing the relationship between the brightness ratio and the overlap O between the bank structure 56 and the pixel electrode 24 when the thickness of the bank structure 56 is 1.75 μm. If the overlap O is in the range of −1 μm to +3 μm, the luminance reduction is within 20%. When the overlap O is out of this range, the brightness is rapidly reduced. Note that the overlap O of −1 μm indicates that the space between the bank structure 56 and the pixel electrode 24 is open.

本発明によれば、液晶の安定な配向を実現することができ、それによって良好な表示を得ることのできる液晶表示装置を得ることができる。   According to the present invention, it is possible to obtain a liquid crystal display device capable of realizing stable alignment of liquid crystals and thereby obtaining a good display.

10 液晶表示装置
12、14 基板
16 液晶
18、20 配向膜
22、24 電極
26 マスク
30 露光装置
32 紫外線光源
34 反射板
36 フォトマスク
38 散乱板
40 集光手段
42 ゲートバスライン
44 露光装置
46 紫外線光源
48 フォトマスク
50 画素領域
52 データバスライン
54 ブラックマトリクス
56 土手構造
58 誘電体の膜
60 土手構造
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Liquid crystal display device 12, 14 Substrate 16 Liquid crystal 18, 20 Alignment film 22, 24 Electrode 26 Mask 30 Exposure device 32 Ultraviolet light source 34 Reflector plate 36 Photomask 38 Scatter plate 40 Condensing means 42 Gate bus line 44 Exposure device 46 Ultraviolet light source 48 Photomask 50 Pixel area 52 Data bus line 54 Black matrix 56 Bank structure 58 Dielectric film 60 Bank structure

Claims (1)

第1及び第2の対向する基板と、該第1及び第2の基板の間に挟持される液晶と、該第1の基板の内面側に設けられた複数の画素電極、バスライン及び配向膜と、該第2の基板の内面側に設けられた共通電極及び配向膜とを備え、該第1及び第2の基板の少なくとも一方の配向膜には液晶を所定の方向に配向させる処理が施されており、該第2の基板の配向膜には該第1の基板のバスラインに対応する位置に厚さ0.1〜0.15μmの土手構造が設けられていることを特徴とする液晶表示装置。   First and second opposing substrates, liquid crystal sandwiched between the first and second substrates, a plurality of pixel electrodes, bus lines and alignment films provided on the inner surface side of the first substrate And a common electrode and an alignment film provided on the inner surface side of the second substrate, and at least one alignment film of the first and second substrates is subjected to a treatment for aligning liquid crystals in a predetermined direction. The alignment film of the second substrate is provided with a bank structure having a thickness of 0.1 to 0.15 μm at a position corresponding to the bus line of the first substrate. Display device.
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