JP2010271475A - Liquid crystal display element - Google Patents

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JP2010271475A JP2009122163A JP2009122163A JP2010271475A JP 2010271475 A JP2010271475 A JP 2010271475A JP 2009122163 A JP2009122163 A JP 2009122163A JP 2009122163 A JP2009122163 A JP 2009122163A JP 2010271475 A JP2010271475 A JP 2010271475A
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Naoko Saruwatari
直子 猿渡
Masahito Okabe
将人 岡部
Makoto Ishikawa
誠 石川
Rei Harada
怜 原田
Naoki Saso
直紀 佐相
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal display element in which leakage of light is reduced in an area where a step due to a TFT (Thin Film Transistor) element or the like is present. <P>SOLUTION: The liquid crystal display element has a TFT substrate, a common electrode substrate, and a driving liquid crystal layer. The TFT substrate includes: a first substrate; a TFT electrode layer formed on the first substrate and having a plurality of TFT elements and a pixel electrode connected to the TFT elements; a reactive liquid crystal alignment layer formed on the TFT electrode layer; and a fixed liquid crystal layer formed on the reactive liquid crystal alignment layer and obtained by fixing the reactive liquid crystals. The common electrode substrate includes a second substrate and a common electrode formed on the second substrate. The driving liquid crystal layer is formed between the fixed liquid crystal layer of the TFT substrate and the common electrode of the common electrode substrate. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、薄膜トランジスタ(TFT)を用いた液晶表示素子に関するものである。   The present invention relates to a liquid crystal display element using a thin film transistor (TFT).

薄膜トランジスタ(以下、薄膜トランジスタをTFTと称する場合がある。)等のアクティブ素子を用いたアクティブマトリックス型液晶表示装置は、薄型、軽量、高画質等の特長から、表示装置として広く採用されている。アクティブマトリックス型液晶表示装置では、TFT素子および画素電極が形成された薄膜トランジスタ基板(以下、薄膜トランジスタ基板をTFT基板と称する場合がある。)と、TFT基板に対向して配置される共通電極基板との間に液晶を挟持し、TFT基板の画素電極と共通電極基板の共通電極との間に電圧を印加して液晶を駆動し、入射光を変調、出射することで画像を形成する。   An active matrix liquid crystal display device using an active element such as a thin film transistor (hereinafter, the thin film transistor may be referred to as a TFT) is widely used as a display device because of its thinness, light weight, high image quality, and the like. In an active matrix liquid crystal display device, a thin film transistor substrate on which TFT elements and pixel electrodes are formed (hereinafter, the thin film transistor substrate may be referred to as a TFT substrate) and a common electrode substrate disposed to face the TFT substrate. A liquid crystal is sandwiched between them, a voltage is applied between the pixel electrode of the TFT substrate and the common electrode of the common electrode substrate to drive the liquid crystal, and an incident light is modulated and emitted to form an image.

TFT基板では、例えば、基板上にゲート線およびゲート線に接続するゲート電極が形成され、ゲート線およびゲート電極を覆うようにゲート絶縁層が形成され、ゲート絶縁層上に半導体層が形成され、ゲート線と交差するようにソース線が形成され、半導体層上にソース線に接続するソース電極およびドレイン電極が形成され、ドレイン電極に接続する画素電極が形成されている。さらに、液晶表示装置に用いられるTFT基板においては、半導体層、ソース電極、ドレイン電極、ドレイン電極等のTFT素子や、画素電極を覆うように配向膜が形成されている。   In the TFT substrate, for example, a gate line and a gate electrode connected to the gate line are formed on the substrate, a gate insulating layer is formed to cover the gate line and the gate electrode, a semiconductor layer is formed on the gate insulating layer, A source line is formed so as to cross the gate line, a source electrode and a drain electrode connected to the source line are formed on the semiconductor layer, and a pixel electrode connected to the drain electrode is formed. Further, in a TFT substrate used in a liquid crystal display device, an alignment film is formed so as to cover TFT elements such as a semiconductor layer, a source electrode, a drain electrode, and a drain electrode, and a pixel electrode.

TFT基板には、ゲート線やソース線等の配線、半導体層、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極等のTFT素子、画素電極などにより基板表面に段差が存在し、この段差によって液晶の配向不良が発生し、光漏れ(白抜け)が起こるという問題がある。   A TFT substrate has steps on the substrate surface due to wiring such as gate lines and source lines, semiconductor layers, TFT elements such as gate electrodes, source electrodes, and drain electrodes, pixel electrodes, and the like. There is a problem that light leakage occurs.

この問題を解決するために、共通電極基板に遮光部を形成して、液晶の配向不良を隠す方法が提案されている。しかしながら、共通電極基板に遮光部を設けると、開口率が低くなったり、アライメントを要するために製造工程が煩雑になったりするという問題がある。
また、上記段差を平坦化することを目的として、配線、TFT素子、画素電極の上に平坦化層を形成することが提案されている(例えば特許文献1参照)。しかしながら、平坦化層を設けると、駆動電圧が高くなるという問題がある。さらに、上記段差を平坦化するために、配向膜を厚く形成することも考えられるが、上記の場合と同様に、駆動電圧が高くなるという問題がある。
In order to solve this problem, a method has been proposed in which a light shielding portion is formed on a common electrode substrate to conceal liquid crystal alignment defects. However, when the light shielding portion is provided on the common electrode substrate, there are problems that the aperture ratio becomes low and the manufacturing process becomes complicated because alignment is required.
In addition, for the purpose of flattening the step, it has been proposed to form a flattening layer on the wiring, TFT element, and pixel electrode (see, for example, Patent Document 1). However, when a planarization layer is provided, there is a problem that the drive voltage increases. Further, it is conceivable to form a thick alignment film in order to flatten the step, but there is a problem that the drive voltage becomes high as in the above case.

ところで、本発明者らは、液晶分子を配向させる配向膜として、反応性液晶を固定化してなる固定化液晶層を用いることを提案している(例えば特許文献2および特許文献3参照)。この固定化液晶層は、ラビング膜や光配向膜などの一般的な配向膜上に反応性液晶組成物を塗布し、反応性液晶を配向させた後、反応性液晶の配向状態を固定化することにより形成される。反応性液晶はラビング膜や光配向膜などの配向規制力によって配向しており、固定化液晶層では反応性液晶の配向状態が固定化されているため、固定化液晶層は液晶分子を配向させる配向膜として作用するのである。
また、例えば特許文献4および特許文献5においても、液晶分子を配向させる配向膜に、液晶性を示す高分子化合物を用いることが提案されている。
By the way, the present inventors have proposed using an immobilized liquid crystal layer formed by immobilizing reactive liquid crystals as an alignment film for aligning liquid crystal molecules (see, for example, Patent Document 2 and Patent Document 3). In this fixed liquid crystal layer, a reactive liquid crystal composition is applied on a general alignment film such as a rubbing film or a photo-alignment film, the reactive liquid crystal is aligned, and then the alignment state of the reactive liquid crystal is fixed. Is formed. Reactive liquid crystal is aligned by alignment regulating force such as rubbing film and photo-alignment film, and the alignment state of reactive liquid crystal is fixed in the fixed liquid crystal layer, so the fixed liquid crystal layer aligns the liquid crystal molecules. It acts as an alignment film.
For example, Patent Document 4 and Patent Document 5 also propose use of a polymer compound exhibiting liquid crystallinity for the alignment film for aligning liquid crystal molecules.

特開平11−142870号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-142870 特開2005−258428号公報JP 2005-258428 A 特開2006−350322号公報JP 2006-350322 A 特開平1−105912号公報JP-A-1-105912 特開2003−172935号公報JP 2003-172935 A

近年では液晶表示装置の高画質性能の一つとして高コントラストが求められており、光漏れ(白抜け)をできるだけ低減することが要求されている。
本発明者らは、上記段差による光漏れ(白抜け)と配向膜の種類や厚みとの関係について鋭意検討した結果、ラビング膜や光配向膜などの一般的な配向膜を単に厚く形成しただけでは、段差による光漏れを十分に改善できないことがわかった。すなわち、段差による光漏れを改善するには、段差を平坦化するだけでは十分ではないことが判明した。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、TFT素子などによる段差が存在する領域において光漏れを低減することができる液晶表示素子を提供することを主目的とする。
In recent years, high contrast is demanded as one of the high image quality performances of liquid crystal display devices, and it is required to reduce light leakage (white spots) as much as possible.
As a result of intensive studies on the relationship between the light leakage (white spots) due to the above steps and the type and thickness of the alignment film, the present inventors simply formed a thick general alignment film such as a rubbing film or a photo alignment film. Then, it turned out that the light leakage by a level difference cannot fully be improved. In other words, it has been found that flattening the step is not sufficient to improve light leakage due to the step.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and a main object of the present invention is to provide a liquid crystal display element capable of reducing light leakage in a region where a step due to a TFT element or the like exists.

そこで、本発明者らは、ラビング膜や光配向膜などの一般的な配向膜の形成過程と、上記の固定化液晶層の形成過程の相違に着目した。固定化液晶層の形成過程は、ラビング膜や光配向膜などの一般的な配向膜の形成過程とは異なり、反応性液晶を配向させる配向工程を経る。この形成過程の相違が、上記段差による液晶の配向不良に影響すると考えたのである。これまで、固定化液晶層は駆動液晶層中の駆動液晶の配向制御に有用であるという知見に基づいた研究は行われていたが、TFT素子などによる段差のような表面凹凸と固定化液晶層との関係についてはほとんど検討されていない。そして、本発明者らは、TFT基板に形成する配向膜として固定化液晶層を適用したところ、TFT素子などの段差による光漏れが顕著に改善されることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。   Therefore, the present inventors paid attention to the difference between the formation process of a general alignment film such as a rubbing film or a photo-alignment film and the formation process of the above-mentioned fixed liquid crystal layer. Unlike the formation process of a general alignment film such as a rubbing film or a photo-alignment film, the formation process of the fixed liquid crystal layer undergoes an alignment process for aligning the reactive liquid crystal. This difference in the formation process was thought to affect the alignment failure of the liquid crystal due to the step. Until now, research based on the knowledge that the fixed liquid crystal layer is useful for controlling the alignment of the driving liquid crystal in the driving liquid crystal layer has been conducted. There has been little investigation into the relationship. Then, the present inventors have found that when a fixed liquid crystal layer is applied as an alignment film formed on the TFT substrate, light leakage due to steps such as TFT elements is remarkably improved, and the present invention is based on this finding. It came to complete.

すなわち、本発明は、第1基板と、上記第1基板上に形成され、複数のTFT素子および上記TFT素子に接続された画素電極を有するTFT電極層と、上記TFT電極層上に形成された反応性液晶用配向膜と、上記反応性液晶用配向膜上に形成され、反応性液晶を固定化してなる固定化液晶層とを有するTFT基板と、
第2基板と、上記第2基板上に形成された共通電極とを有する共通電極基板と、
上記TFT基板の上記固定化液晶層および上記共通電極基板の上記共通電極の間に形成された駆動液晶層と
を有することを特徴とする液晶表示素子を提供する。
That is, the present invention is formed on a first substrate, a TFT electrode layer formed on the first substrate and having a plurality of TFT elements and pixel electrodes connected to the TFT elements, and the TFT electrode layer. A TFT substrate having an alignment film for reactive liquid crystal and an immobilized liquid crystal layer formed on the alignment film for reactive liquid crystal and formed by immobilizing reactive liquid crystal;
A common electrode substrate having a second substrate and a common electrode formed on the second substrate;
There is provided a liquid crystal display element comprising: the fixed liquid crystal layer of the TFT substrate; and a driving liquid crystal layer formed between the common electrodes of the common electrode substrate.

本発明によれば、TFT基板においてTFT電極層上に固定化液晶層が形成されていることにより、TFT素子などによる段差が存在する領域において駆動液晶の配向不良が起こるのを抑制し、光漏れ(白抜け)を低減することができる。これは、固定化液晶層は、例えば、反応性液晶用配向膜上に反応性液晶および溶剤を含む反応性液晶組成物を塗布し、反応性液晶組成物中の溶剤を乾燥させ、反応性液晶を配向させた後、反応性液晶を重合させることにより形成されるという、固定化液晶層の形成過程が関係しているものと考えられる。すなわち、反応性液晶が反応性液晶用配向膜上を流動して液晶相を示す状態となるので、段差による駆動液晶の配向不良を少なくすることができると推量される。   According to the present invention, since the fixed liquid crystal layer is formed on the TFT electrode layer in the TFT substrate, it is possible to suppress the alignment failure of the driving liquid crystal in a region where there is a step due to the TFT element or the like, and light leakage. (White spots) can be reduced. This is because the fixed liquid crystal layer is formed by, for example, applying a reactive liquid crystal composition containing a reactive liquid crystal and a solvent on an alignment film for reactive liquid crystal, drying the solvent in the reactive liquid crystal composition, This is considered to be related to the process of forming the immobilized liquid crystal layer, which is formed by polymerizing the reactive liquid crystal after aligning the liquid crystal. That is, since the reactive liquid crystal flows on the reactive liquid crystal alignment film and exhibits a liquid crystal phase, it is assumed that the alignment defect of the driving liquid crystal due to the step can be reduced.

上記発明においては、上記TFT基板が、上記TFT素子上に形成された遮光部を有することが好ましい。これにより、半導体層に光が照射されることにより、誤動作が起こり、これに起因して表示欠陥が生じるのを防ぐことができる。この場合、共通電極基板に遮光部を設けるのではなく、TFT基板に遮光部を設けることにより、アライメントが不要となり、製造工程を簡略化することができる。さらには、アライメントを要さないので、開口率を高めることができる。また、表面凹凸を生じさせる遮光部を、固定化液晶層を有するTFT基板に設け、この遮光部を覆うように固定化液晶層が形成されていることにより、遮光部による段差が存在する領域において駆動液晶の配向不良が起こるのを抑制し、光漏れ(白抜け)を低減することができる。   In the said invention, it is preferable that the said TFT substrate has a light-shielding part formed on the said TFT element. As a result, it is possible to prevent a malfunction caused by irradiating the semiconductor layer with light, resulting in a display defect. In this case, by providing the light shielding portion on the TFT substrate instead of providing the light shielding portion on the common electrode substrate, alignment becomes unnecessary and the manufacturing process can be simplified. Furthermore, since no alignment is required, the aperture ratio can be increased. In addition, in a region where a step due to the light-shielding portion exists, a light-shielding portion that causes surface irregularities is provided on the TFT substrate having the immobilized liquid crystal layer, and the fixed liquid crystal layer is formed so as to cover the light-shielding portion It is possible to suppress the occurrence of poor alignment of the driving liquid crystal and reduce light leakage (whiteout).

また本発明においては、上記TFT基板が、上記TFT電極層の非画素領域上に形成されたスペーサを有することが好ましい。共通電極基板にスペーサを設けるのではなく、TFT基板にスペーサを設けることにより、アライメントが不要となり、製造工程を簡略化することができるからである。また、表面凹凸を生じさせるスペーサを、固定化液晶層を有するTFT基板に設け、このスペーサを覆うように固定化液晶層が形成されていることにより、スペーサによる段差が存在する領域において駆動液晶の配向不良が起こるのを抑制し、光漏れ(白抜け)を低減することができる。   In the present invention, it is preferable that the TFT substrate has a spacer formed on a non-pixel region of the TFT electrode layer. This is because providing the spacer on the TFT substrate instead of providing the spacer on the common electrode substrate makes alignment unnecessary and simplifies the manufacturing process. In addition, a spacer that causes surface irregularities is provided on the TFT substrate having the fixed liquid crystal layer, and the fixed liquid crystal layer is formed so as to cover the spacer. It is possible to suppress alignment failure and reduce light leakage (whiteout).

さらに本発明においては、上記駆動液晶層が強誘電性液晶を含むことが好ましい。強誘電性液晶は、ネマチック液晶に比べて分子の秩序性が高いために配向制御が難しく、TFT素子などによる段差が存在する領域において配向不良が特に生じやすいからである。本発明においては、TFT素子などによる段差が存在する領域において駆動液晶の配向不良を少なくすることができるので、駆動液晶層が強誘電性液晶を含む場合であっても、強誘電性液晶の配向不良を低減することができる。   Furthermore, in the present invention, the driving liquid crystal layer preferably contains a ferroelectric liquid crystal. This is because the ferroelectric liquid crystal has higher molecular ordering than the nematic liquid crystal, so that it is difficult to control the alignment and alignment defects are particularly likely to occur in a region where there is a step due to a TFT element or the like. In the present invention, since the alignment defect of the driving liquid crystal can be reduced in a region where there is a step due to a TFT element or the like, even if the driving liquid crystal layer includes the ferroelectric liquid crystal, the alignment of the ferroelectric liquid crystal Defects can be reduced.

また本発明においては、上記共通電極基板が、上記共通電極上に形成された第2配向膜を有し、上記固定化液晶層および上記第2配向膜の間に上記駆動液晶層が形成されていることが好ましい。固定化液晶層および第2配向膜の間に駆動液晶層が形成されていることにより、駆動液晶の配向を効果的に制御することができるからである。   In the present invention, the common electrode substrate has a second alignment film formed on the common electrode, and the driving liquid crystal layer is formed between the fixed liquid crystal layer and the second alignment film. Preferably it is. This is because the alignment of the driving liquid crystal can be effectively controlled by forming the driving liquid crystal layer between the fixed liquid crystal layer and the second alignment film.

さらに本発明においては、上記反応性液晶が、ネマチック相を発現するものであることが好ましい。ネマチック相は、液晶相の中でも配向制御が比較的容易だからである。   Furthermore, in the present invention, the reactive liquid crystal preferably exhibits a nematic phase. This is because the nematic phase is relatively easy to control the alignment among liquid crystal phases.

また本発明においては、上記反応性液晶が、重合性液晶モノマーを含有することが好ましい。重合性液晶モノマーは、他の重合性液晶材料、すなわち重合性液晶オリゴマーや重合性液晶ポリマーと比較して、より低温で配向が可能であり、かつ配向に際しての感度も高く、容易に配向させることができるからである。   In the present invention, the reactive liquid crystal preferably contains a polymerizable liquid crystal monomer. The polymerizable liquid crystal monomer can be aligned at a lower temperature than other polymerizable liquid crystal materials, that is, a polymerizable liquid crystal oligomer and a polymerizable liquid crystal polymer, and has high sensitivity in alignment, and can be easily aligned. Because you can.

さらに本発明の液晶表示素子は、フィールドシーケンシャル方式により駆動させるものであることが好ましい。フィールドシーケンシャル方式では、共通電極基板にカラーフィルタを設ける必要がないため、TFT基板に上記の遮光部およびスペーサが形成されている場合には、開口率を高めることができると共に、アライメントが不要であり製造工程を簡略化することができる。   Furthermore, the liquid crystal display element of the present invention is preferably driven by a field sequential method. In the field sequential method, since it is not necessary to provide a color filter on the common electrode substrate, the aperture ratio can be increased and alignment is not necessary when the light shielding portion and the spacer are formed on the TFT substrate. The manufacturing process can be simplified.

本発明においては、TFT基板のTFT電極層上に固定化液晶層が形成されていることにより、TFT素子などによる段差が存在する領域において光漏れを低減することができるという効果を奏する。   In the present invention, since the fixed liquid crystal layer is formed on the TFT electrode layer of the TFT substrate, there is an effect that light leakage can be reduced in a region where a step due to the TFT element or the like exists.

本発明の液晶表示素子の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the liquid crystal display element of this invention. 本発明の液晶表示素子の他の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the liquid crystal display element of this invention. 液晶分子の挙動を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the behavior of a liquid crystal molecule. 強誘電性液晶の印加電圧に対する透過光量の変化を示したグラフである。It is the graph which showed the change of the transmitted light amount with respect to the applied voltage of a ferroelectric liquid crystal. 実施例1および比較例1の液晶表示素子の偏光顕微鏡写真である。2 is a polarizing microscope photograph of liquid crystal display elements of Example 1 and Comparative Example 1. FIG.

以下、本発明の液晶表示素子について、詳細に説明する。
本発明の液晶表示素子は、第1基板と、上記第1基板上に形成され、複数のTFT素子および上記TFT素子に接続された画素電極を有するTFT電極層と、上記TFT電極層上に形成された反応性液晶用配向膜と、上記反応性液晶用配向膜上に形成され、反応性液晶を固定化してなる固定化液晶層とを有するTFT基板と、
第2基板と、上記第2基板上に形成された共通電極とを有する共通電極基板と、
上記TFT基板の上記固定化液晶層および上記共通電極基板の上記共通電極の間に形成された駆動液晶層と
を有することを特徴とするものである。
Hereinafter, the liquid crystal display element of the present invention will be described in detail.
The liquid crystal display element of the present invention is formed on a first substrate, a TFT electrode layer formed on the first substrate and having a plurality of TFT elements and pixel electrodes connected to the TFT elements, and the TFT electrode layer. A TFT substrate having a reactive liquid crystal alignment film formed thereon, and an immobilized liquid crystal layer formed on the reactive liquid crystal alignment film and formed by fixing the reactive liquid crystal;
A common electrode substrate having a second substrate and a common electrode formed on the second substrate;
And a driving liquid crystal layer formed between the fixed liquid crystal layer of the TFT substrate and the common electrode of the common electrode substrate.

本発明の液晶表示素子について図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の液晶表示素子の一例を示す断面図である。図1に例示するように、液晶表示素子1は、TFT基板11および共有電極基板31の間に駆動液晶層41が形成されたものである。TFT基板11は、第1基板12と、第1基板12上に形成され、複数のTFT素子21およびTFT素子21に接続された画素電極13を有するTFT電極層と、TFT電極層上に形成された反応性液晶用配向膜14と、反応性液晶用配向膜14上に形成された固定化液晶層15とを有している。この固定化液晶層15では、反応性液晶の配向状態が固定化されている。また、TFT素子21は、ゲート電極22と、ゲート電極22上に形成されたゲート絶縁膜23と、ゲート絶縁膜23上に形成された半導体層24と、半導体層24上に所定の間隔をあけて対向するように形成されたソース電極25およびドレイン電極26とを有し、画素電極13はドレイン電極26と接続されている。一方、共通電極基板31は、第2基板32と、第2基板32上に形成された共通電極33と、共通電極33上に形成された第2配向膜34とを有している。
The liquid crystal display element of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the liquid crystal display element of the present invention. As illustrated in FIG. 1, the liquid crystal display element 1 has a driving liquid crystal layer 41 formed between a TFT substrate 11 and a shared electrode substrate 31. The TFT substrate 11 is formed on a first substrate 12, a TFT electrode layer formed on the first substrate 12, having a plurality of TFT elements 21 and pixel electrodes 13 connected to the TFT elements 21, and the TFT electrode layer. The reactive liquid crystal alignment film 14 and the fixed liquid crystal layer 15 formed on the reactive liquid crystal alignment film 14 are provided. In the fixed liquid crystal layer 15, the alignment state of the reactive liquid crystal is fixed. The TFT element 21 includes a gate electrode 22, a gate insulating film 23 formed on the gate electrode 22, a semiconductor layer 24 formed on the gate insulating film 23, and a predetermined interval on the semiconductor layer 24. The pixel electrode 13 is connected to the drain electrode 26. The source electrode 25 and the drain electrode 26 are formed so as to face each other. On the other hand, the common electrode substrate 31 includes a second substrate 32, a common electrode 33 formed on the second substrate 32, and a second alignment film 34 formed on the common electrode 33.

一般的な配向膜、例えばラビング膜や光配向膜などの場合、TFT素子などにより膜表面に段差が存在すると、膜にラビング処理、光配向処理等の配向処理を行う場合には、均一な配向処理が行えず、配向処理むらが生じる。その結果、TFT素子などによる段差が存在する領域において駆動液晶の配向不良が起こる。
一方、固定化液晶層は、例えば、反応性液晶用配向膜上に反応性液晶および溶剤を含む反応性液晶組成物を塗布し、反応性液晶組成物中の溶剤を乾燥させ、反応性液晶を配向させた後、反応性液晶を重合させることにより形成される。また、段差によって反応性液晶用配向膜に配向処理むらが生じているとしても、反応性液晶が反応性液晶用配向膜上を流動して液晶相を示す状態となるので、単にラビング膜や光配向膜などが形成されている場合と比較して、段差による駆動液晶の配向不良を少なくすることができる。
したがって本発明においては、TFT基板のTFT電極層上に固定化液晶層が形成され、固定化液晶層に直に接して駆動液晶層が形成されていることにより、TFT素子などによる段差が存在する領域において駆動液晶の配向不良が起こるのを抑制し、光漏れ(白抜け)を効果的に低減することが可能である。
In the case of a general alignment film such as a rubbing film or a photo-alignment film, if there is a step on the film surface due to a TFT element or the like, a uniform alignment is required when performing an alignment process such as a rubbing process or a photo-alignment process Processing cannot be performed, resulting in uneven alignment processing. As a result, an alignment defect of the driving liquid crystal occurs in a region where a step due to a TFT element or the like exists.
On the other hand, the fixed liquid crystal layer is formed by, for example, applying a reactive liquid crystal composition containing a reactive liquid crystal and a solvent on an alignment film for reactive liquid crystal, drying the solvent in the reactive liquid crystal composition, After the alignment, it is formed by polymerizing reactive liquid crystals. Further, even if the alignment treatment unevenness occurs in the reactive liquid crystal alignment film due to the step, the reactive liquid crystal flows on the reactive liquid crystal alignment film and exhibits a liquid crystal phase. Compared with the case where an alignment film or the like is formed, it is possible to reduce the alignment failure of the driving liquid crystal due to the step.
Therefore, in the present invention, the fixed liquid crystal layer is formed on the TFT electrode layer of the TFT substrate, and the driving liquid crystal layer is formed in direct contact with the fixed liquid crystal layer, so that there is a step due to the TFT element or the like. It is possible to suppress the occurrence of poor alignment of the driving liquid crystal in the region, and to effectively reduce light leakage (whiteout).

また、反応性液晶用配向膜上に固定化液晶層を形成する際には、反応性液晶用配向膜によって反応性液晶を配向させ、例えば紫外線を照射して反応性液晶を重合させることにより反応性液晶の配向状態を固定化することができる。それにより、固定化液晶層に駆動液晶に対する配向規制力を付与することができる。また、反応性液晶は固定化されているため、温度等の影響を受けないという利点を有する。さらに、反応性液晶は、強誘電性液晶と構造が比較的類似しており、駆動液晶との相互作用が強くなるため、駆動液晶の配向を効果的に制御することができる。   In addition, when the immobilized liquid crystal layer is formed on the reactive liquid crystal alignment film, the reactive liquid crystal is aligned by the reactive liquid crystal alignment film, and the reaction is performed by, for example, irradiating ultraviolet rays to polymerize the reactive liquid crystal. The alignment state of the conductive liquid crystal can be fixed. Thereby, the alignment regulating force with respect to the driving liquid crystal can be applied to the fixed liquid crystal layer. Further, since the reactive liquid crystal is fixed, it has an advantage that it is not affected by temperature or the like. Furthermore, the reactive liquid crystal is relatively similar in structure to the ferroelectric liquid crystal and has a strong interaction with the driving liquid crystal, so that the alignment of the driving liquid crystal can be controlled effectively.

以下、本発明の液晶表示素子の各構成部材について詳細に説明する。   Hereinafter, each component of the liquid crystal display element of the present invention will be described in detail.

1.TFT基板
本発明に用いられるTFT基板は、第1基板と、上記第1基板上に形成され、複数のTFT素子および上記TFT素子に接続された画素電極を有するTFT電極層と、上記TFT電極層上に形成された反応性液晶用配向膜と、上記反応性液晶用配向膜上に形成され、反応性液晶を固定化してなる固定化液晶層とを有するものである。
以下、TFT基板の各構成について説明する。
1. TFT substrate The TFT substrate used in the present invention includes a first substrate, a TFT electrode layer formed on the first substrate and having a plurality of TFT elements and pixel electrodes connected to the TFT elements, and the TFT electrode layer. It has an alignment film for reactive liquid crystal formed thereon, and an immobilized liquid crystal layer formed on the reactive liquid crystal alignment film and formed by immobilizing reactive liquid crystal.
Hereinafter, each configuration of the TFT substrate will be described.

(1)固定化液晶層
本発明に用いられる固定化液晶層は、反応性液晶用配向膜上に形成され、反応性液晶を固定化してなるものである。
(1) Immobilized liquid crystal layer The immobilized liquid crystal layer used in the present invention is formed on an alignment film for reactive liquid crystal, and is formed by immobilizing reactive liquid crystal.

本発明に用いられる反応性液晶としては、ネマチック相を発現するものであることが好ましい。ネマチック相は、液晶相の中でも配向制御が比較的容易だからである。   The reactive liquid crystal used in the present invention preferably exhibits a nematic phase. This is because the nematic phase is relatively easy to control the alignment among liquid crystal phases.

また、反応性液晶は、重合性液晶材料を含有することが好ましい。これにより、反応性液晶の配向状態を固定化することが可能になるからである。重合性液晶材料としては、重合性液晶モノマー、重合性液晶オリゴマー、および重合性液晶ポリマーのいずれかを用いることができるが、中でも、重合性液晶モノマーが好適に用いられる。重合性液晶モノマーは、他の重合性液晶材料、すなわち重合性液晶オリゴマーや重合性液晶ポリマーと比較して、より低温で配向が可能であり、かつ配向に際しての感度も高く、容易に配向させることができるからである。   The reactive liquid crystal preferably contains a polymerizable liquid crystal material. This is because the alignment state of the reactive liquid crystal can be fixed. As the polymerizable liquid crystal material, any of a polymerizable liquid crystal monomer, a polymerizable liquid crystal oligomer, and a polymerizable liquid crystal polymer can be used, and among them, a polymerizable liquid crystal monomer is preferably used. The polymerizable liquid crystal monomer can be aligned at a lower temperature than other polymerizable liquid crystal materials, that is, a polymerizable liquid crystal oligomer and a polymerizable liquid crystal polymer, and has high sensitivity in alignment, and can be easily aligned. Because you can.

上記重合性液晶モノマーとしては、重合性官能基を有する液晶モノマーであれば特に限定されるものではなく、例えばモノアクリレートモノマー、ジアクリレートモノマー等が挙げられる。また、これらの重合性液晶モノマーは単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。   The polymerizable liquid crystal monomer is not particularly limited as long as it is a liquid crystal monomer having a polymerizable functional group, and examples thereof include a monoacrylate monomer and a diacrylate monomer. These polymerizable liquid crystal monomers may be used alone or in combination of two or more.

モノアクリレートモノマーおよびジアクリレートモノマーとしては、特開2006−350322号公報、特開2006−323214号公報、特開2005−258429号公報、特開2005−258428号公報等に記載のものを用いることができる。   As the monoacrylate monomer and diacrylate monomer, those described in JP 2006-350322 A, JP 2006-323214 A, JP 2005-258429 A, JP 2005-258428 A, and the like are used. it can.

重合性液晶モノマーの中でも、ジアクリレートモノマーが好適である。ジアクリレートモノマーは、配向状態を良好に維持したまま容易に重合させることができるからである。   Of the polymerizable liquid crystal monomers, diacrylate monomers are preferred. This is because the diacrylate monomer can be easily polymerized while maintaining the orientation state in a good state.

上述した重合性液晶モノマーは、それ自体がネマチック相を発現するものでなくてもよい。これらの重合性液晶モノマーは、上述したように2種以上を混合して用いてもよいものであり、これらを混合した組成物すなわち反応性液晶が、ネマチック相を発現するものであればよいからである。   The polymerizable liquid crystal monomer described above does not have to exhibit a nematic phase. These polymerizable liquid crystal monomers may be used as a mixture of two or more kinds as described above, because the composition in which these are mixed, that is, the reactive liquid crystal may exhibit a nematic phase. It is.

本発明においては、必要に応じて、上記反応性液晶に光重合開始剤等を添加してもよい。特開2005−258428号公報に記載されているような光重合開始剤を用いることができる。なお、光重合開始剤の他に増感剤を、本発明の目的が損なわれない範囲で添加することも可能である。光重合開始剤の添加量としては、一般的には0.01質量%〜20質量%、好ましくは0.1質量%〜10質量%、より好ましくは0.5質量%〜5質量%の範囲で上記反応性液晶に添加することができる。   In this invention, you may add a photoinitiator etc. to the said reactive liquid crystal as needed. A photopolymerization initiator as described in JP-A-2005-258428 can be used. In addition to the photopolymerization initiator, it is also possible to add a sensitizer as long as the object of the present invention is not impaired. The addition amount of the photopolymerization initiator is generally in the range of 0.01% by mass to 20% by mass, preferably 0.1% by mass to 10% by mass, more preferably 0.5% by mass to 5% by mass. Can be added to the reactive liquid crystal.

固定化液晶層の厚みは、目的とする異方性に応じて適宜調整されるものであり、例えば1nm〜1000nmの範囲内で設定することができ、好ましくは3nm〜100nmの範囲内である。固定化液晶層の厚みが厚すぎると固定化液晶層の光学異方性が表示に影響を与える場合があり、また固定化液晶層の厚みが薄すぎると固定化液晶層が形成されない部分が生じる場合があるからである。   The thickness of the fixed liquid crystal layer is appropriately adjusted according to the target anisotropy, and can be set, for example, within a range of 1 nm to 1000 nm, and preferably within a range of 3 nm to 100 nm. If the fixed liquid crystal layer is too thick, the optical anisotropy of the fixed liquid crystal layer may affect the display, and if the fixed liquid crystal layer is too thin, a portion where the fixed liquid crystal layer is not formed is generated. Because there are cases.

固定化液晶層は、反応性液晶用配向膜上に上記反応性液晶および溶媒を含む反応性液晶組成物を塗布し、反応性液晶を配向させた後、反応性液晶を重合させて反応性液晶の配向状態を固定化することにより形成することができる。   The fixed liquid crystal layer is formed by coating the reactive liquid crystal composition containing the reactive liquid crystal and the solvent on the alignment film for reactive liquid crystal, aligning the reactive liquid crystal, and then polymerizing the reactive liquid crystal to react the reactive liquid crystal. It can be formed by fixing the orientation state.

上記反応性液晶組成物に用いる溶媒としては、上記反応性液晶等を溶解することができ、かつ反応性液晶用配向膜の配向能を阻害しないものであれば特に限定されるものではない。このような溶媒としては、例えば、特開2005−258428号公報に記載されているような溶媒を用いることができる。溶媒は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。   The solvent used in the reactive liquid crystal composition is not particularly limited as long as it can dissolve the reactive liquid crystal and the like and does not inhibit the alignment ability of the alignment film for reactive liquid crystal. As such a solvent, for example, a solvent described in JP-A-2005-258428 can be used. A solvent may be used independently and may use 2 or more types together.

また、単一種の溶媒を使用しただけでは、上記反応性液晶等の溶解性が不十分であったり、上述したように反応性液晶用配向膜が侵食されたりする場合がある。この場合には、2種以上の溶媒を混合使用することにより、この不都合を回避することができる。上記の溶媒のなかにあって、単独溶媒として好ましいものは、ケトン類であり、混合溶媒として好ましいのは、エーテル類、ケトン類と、グリコール系溶媒との混合系である。中でも2種類または3種類を組み合わせた混合溶媒、特に3種類の混合溶媒が好ましい。   Further, if only a single kind of solvent is used, the solubility of the reactive liquid crystal or the like may be insufficient, or the reactive liquid crystal alignment film may be eroded as described above. In this case, this inconvenience can be avoided by using a mixture of two or more solvents. Of the above-mentioned solvents, preferred as a single solvent are ketones, and preferred as a mixed solvent is a mixed system of ethers, ketones and a glycol solvent. Of these, a mixed solvent in which two or three types are combined, particularly three mixed solvents are preferable.

反応性液晶組成物の濃度は、反応性液晶の溶解性や、固定化液晶層の厚みに依存するため一概には規定できないが、通常は0.1質量%〜40質量%、好ましくは1質量%〜20質量%の範囲で調整される。反応性液晶組成物の濃度が上記範囲より低いと、反応性液晶が配向しにくくなる場合があり、逆に反応性液晶組成物の濃度が上記範囲より高いと、反応性液晶組成物の粘度が高くなるので均一な塗膜を形成しにくくなる場合があるからである。   Although the concentration of the reactive liquid crystal composition depends on the solubility of the reactive liquid crystal and the thickness of the immobilized liquid crystal layer, it cannot be defined unconditionally, but is usually 0.1% by mass to 40% by mass, preferably 1% by mass. It adjusts in the range of% -20 mass%. If the concentration of the reactive liquid crystal composition is lower than the above range, the reactive liquid crystal may be difficult to align. Conversely, if the concentration of the reactive liquid crystal composition is higher than the above range, the viscosity of the reactive liquid crystal composition is low. It is because it becomes high and it may become difficult to form a uniform coating film.

さらに、上記反応性液晶組成物には、本発明の目的を損なわない範囲内で、例えば、特開2005−258428号公報に記載されているような化合物を添加することができる。上記反応性液晶に対するこれら化合物の添加量は、本発明の目的が損なわれない範囲で選択される。これらの化合物の添加により、反応性液晶の硬化性が向上し、得られる固定化液晶層の機械強度が増大し、またその安定性が改善される。   Furthermore, a compound such as that described in JP-A-2005-258428 can be added to the reactive liquid crystal composition as long as the object of the present invention is not impaired. The amount of these compounds added to the reactive liquid crystal is selected within a range that does not impair the object of the present invention. Addition of these compounds improves the curability of the reactive liquid crystal, increases the mechanical strength of the resulting fixed liquid crystal layer, and improves its stability.

このような反応性液晶組成物を塗布する方法としては、例えばスピンコート法、ロールコート法、プリント法、ディップコート法、ダイコート法、キャスティング法、バーコート法、ブレードコート法、スプレーコート法、グラビアコート法、リバースコート法、押し出しコート法、インクジェット法、フレキソ印刷法、スクリーン印刷法等が挙げられる。   Examples of a method for applying such a reactive liquid crystal composition include spin coating, roll coating, printing, dip coating, die coating, casting, bar coating, blade coating, spray coating, and gravure. Examples thereof include a coating method, a reverse coating method, an extrusion coating method, an ink jet method, a flexographic printing method, and a screen printing method.

また、上記反応性液晶組成物を塗布した後は、溶媒を除去するのであるが、この溶媒の除去は、例えば、減圧除去もしくは加熱除去、さらにはこれらを組み合わせる方法等により行われる。   In addition, the solvent is removed after the reactive liquid crystal composition is applied, and the removal of the solvent is performed by, for example, removal under reduced pressure or removal by heating, or a combination thereof.

本発明においては、上述したように塗布された反応性液晶を、反応性液晶用配向膜により配向させて液晶規則性を有する状態とする。すなわち、反応性液晶にネマチック相を発現させる。これは、通常はN−I転移点以下で熱処理する方法等の方法により行われる。ここで、N−I転移点とは、液晶相から等方相へ転移する温度を示すものである。   In the present invention, the reactive liquid crystal applied as described above is aligned by the alignment film for reactive liquid crystal so as to have liquid crystal regularity. That is, a nematic phase is developed in the reactive liquid crystal. This is usually performed by a method such as a method of performing a heat treatment below the NI transition point. Here, the NI transition point indicates the temperature at which the liquid crystal phase transitions to the isotropic phase.

反応性液晶の配向状態を固定化するには、重合を活性化する活性放射線を照射する方法が用いられる。ここでいう活性放射線とは、反応性液晶に対して重合を起こさせる能力がある放射線をいい、必要であれば反応性液晶内に光重合開始剤が含まれていてもよい。このような活性放射線としては、反応性液晶を重合させることが可能な放射線であれば特に限定されるものではないが、通常は装置の容易性等の観点から紫外光または可視光線が使用される。なお、活性放射線の照射については、特開2005−258428号公報の記載のものと同様とすることができる。   In order to fix the alignment state of the reactive liquid crystal, a method of irradiating active radiation that activates polymerization is used. The active radiation as used herein refers to radiation capable of causing polymerization of the reactive liquid crystal. If necessary, a photopolymerization initiator may be included in the reactive liquid crystal. Such actinic radiation is not particularly limited as long as it is a radiation capable of polymerizing the reactive liquid crystal, but usually ultraviolet light or visible light is used from the viewpoint of the ease of the apparatus. . In addition, about irradiation of actinic radiation, it can be made the same as that of description of Unexamined-Japanese-Patent No. 2005-258428.

このような活性照射線の照射は、上記反応性液晶が液晶相となる温度条件で行ってもよく、また液晶相となる温度より低い温度で行ってもよい。一旦液晶相となった反応性液晶は、その後温度を低下させても、配向状態が急に乱れることはないからである。   Irradiation with such an active irradiation beam may be performed under a temperature condition in which the reactive liquid crystal becomes a liquid crystal phase, or may be performed at a temperature lower than a temperature at which the liquid crystal phase becomes. This is because the reactive liquid crystal once in the liquid crystal phase does not suddenly disturb the alignment state even if the temperature is lowered thereafter.

なお、反応性液晶の配向状態を固定化する方法としては、上記の活性放射線を照射する方法以外にも、加熱して反応性液晶を重合させる方法も用いることができる。この場合に用いられる反応性液晶としては、N−I転移点以下で熱重合する重合性液晶モノマーが好ましい。   As a method for fixing the alignment state of the reactive liquid crystal, in addition to the method of irradiating the active radiation, a method of heating and polymerizing the reactive liquid crystal can be used. The reactive liquid crystal used in this case is preferably a polymerizable liquid crystal monomer that undergoes thermal polymerization at a temperature below the NI transition point.

(2)反応性液晶用配向膜
本発明に用いられる反応性液晶用配向膜としては、上記反応性液晶を配向させることができ、さらに上記反応性液晶の配向状態を固定化する際に悪影響を及ぼさないものであれば特に限定されるものではない。反応性液晶用配向膜として、例えば、ラビング処理された配向膜、光配向処理された光配向膜、斜方蒸着配向膜等を用いることができる。
(2) Alignment film for reactive liquid crystal As the alignment film for reactive liquid crystal used in the present invention, the above-mentioned reactive liquid crystal can be aligned, and there is an adverse effect in fixing the alignment state of the above-mentioned reactive liquid crystal. There is no particular limitation as long as it does not reach. As the alignment film for reactive liquid crystal, for example, a rubbing-treated alignment film, a photo-alignment-treated photo-alignment film, an oblique vapor deposition alignment film, or the like can be used.

ラビング処理された配向膜は、比較的高いプレチルト角を実現することができる点で有用である。ラビング処理された配向膜としては、例えば特開2008−129529号公報に記載のものを用いることができる。   The rubbing-treated alignment film is useful in that a relatively high pretilt angle can be realized. As the alignment film subjected to the rubbing treatment, for example, those described in JP-A-2008-129529 can be used.

光配向膜は、光励起反応型材料を塗布した基板に偏光を制御した光を照射し、光励起反応(分解、異性化、二量化)を生じさせて得られた膜に異方性を付与することによりその膜上の液晶分子を配向させるものである。光配向膜は、光配向処理が非接触配向処理であることから静電気や塵の発生がなく、定量的な配向処理の制御ができる点で有用である。光配向膜に用いられる光励起反応型材料としては、光異性化反応を生じることにより膜に異方性を付与する光異性化型材料と、光二量化反応を生じることにより膜に異方性を付与する光二量化型材料と、光分解反応を生じることにより膜に異方性を付与する光分解型材料とを挙げることができる。光配向膜としては、例えば特開2006−350322号公報、特開2006−323214号公報、特開2005−258429号公報、特開2005−258428号公報に記載のものを用いることができる。   The photo-alignment film irradiates a substrate coated with a photo-excited reaction type material with light with controlled polarization to cause photo-excited reaction (decomposition, isomerization, dimerization) and to give anisotropy to the obtained film. This aligns the liquid crystal molecules on the film. The photo-alignment film is useful in that since the photo-alignment process is a non-contact alignment process, there is no generation of static electricity or dust, and the quantitative alignment process can be controlled. Photoexcitation materials used for photo-alignment films include photoisomerization materials that impart anisotropy to the film by photoisomerization reaction, and anisotropy to the film by photodimerization reaction. And a photodecomposable material that imparts anisotropy to the film by causing a photodecomposition reaction. As the photo-alignment film, for example, those described in JP-A-2006-350322, JP-A-2006-323214, JP-A-2005-258429, and JP-A-2005-258428 can be used.

斜方蒸着配向膜は、斜め蒸着法により形成されるものである。斜方蒸着配向膜は、比較的高いプレチルト角を実現することができる点で有用である。斜方蒸着配向膜としては、例えば国際公開WO2008/075732号パンフレットに記載のものを用いることができる。   The oblique vapor deposition alignment film is formed by an oblique vapor deposition method. The oblique deposition film is useful in that a relatively high pretilt angle can be realized. As the oblique deposition alignment film, for example, those described in International Publication WO2008 / 075732 Pamphlet can be used.

(3)遮光部
本発明においては、TFT基板がTFT素子上に形成された遮光部を有することが好ましい。例えば図2に示すように、遮光部27が半導体層22上に形成されていることが好ましい。これにより、半導体層に光が照射されることにより、誤動作が起こり、これに起因して表示欠陥が生じるのを防ぐことができる。また、共通電極基板に遮光部を設けるのではなく、TFT基板に遮光部を設けることにより、アライメントが不要となり、製造工程を簡略化することができ、さらには開口率を高めることができる。さらに、TFT基板に遮光部を設け、遮光部を覆うように固定化液晶層が形成されていることにより、遮光部による段差が存在する領域において駆動液晶の配向不良が起こるのを抑制し、光漏れ(白抜け)を低減することができる。
(3) Light-shielding part In this invention, it is preferable that a TFT substrate has a light-shielding part formed on the TFT element. For example, as shown in FIG. 2, the light shielding portion 27 is preferably formed on the semiconductor layer 22. As a result, it is possible to prevent a malfunction caused by irradiating the semiconductor layer with light, resulting in a display defect. Further, by providing the light shielding portion on the TFT substrate instead of providing the light shielding portion on the common electrode substrate, alignment becomes unnecessary, the manufacturing process can be simplified, and the aperture ratio can be increased. Further, the TFT substrate is provided with a light shielding portion, and the fixed liquid crystal layer is formed so as to cover the light shielding portion. Leakage (whiteout) can be reduced.

遮光部としては、所望の遮光性を有する材料からなるものであれば特に限定されるものではないが、通常、金属材料からなるもの、または、遮光材料および樹脂から構成されるものが用いられる。遮光部が金属材料からなるものである場合、この金属材料としては、所望の遮光性を有する金属であれば特に限定されないが、一般的にはクロム材料が用いられる。一方、遮光部が遮光材料および樹脂から構成されるものである場合、この遮光材料としては、例えば、カーボン微粒子、金属酸化物、無機顔料、有機顔料等の遮光性粒子等を挙げることができる。また、樹脂としては、一般的に樹脂製遮光部に用いられるものを採用することができる。   The light shielding part is not particularly limited as long as it is made of a material having a desired light shielding property, but is usually made of a metal material or a material made of a light shielding material and a resin. When the light shielding part is made of a metal material, the metal material is not particularly limited as long as it has a desired light shielding property, but a chromium material is generally used. On the other hand, when the light shielding part is composed of a light shielding material and a resin, examples of the light shielding material include light shielding particles such as carbon fine particles, metal oxides, inorganic pigments, and organic pigments. Moreover, as resin, what is generally used for the resin-made light-shielding part is employable.

遮光部の形成位置としては、半導体層上であればよい。遮光部が金属材料からなるものである場合には、遮光部と半導体層との間に絶縁層が形成されていることが好ましい。   The light shielding portion may be formed on the semiconductor layer. When the light shielding part is made of a metal material, an insulating layer is preferably formed between the light shielding part and the semiconductor layer.

遮光部の厚みとしては、遮光部が金属材料からなるものである場合には、例えば、200nm〜500nm程度とすることができる。一方、遮光部が遮光材料および樹脂から構成されるものである場合には、遮光部の厚みは、例えば、0.3μm〜2μm程度とすることができる。   The thickness of the light shielding part can be, for example, about 200 nm to 500 nm when the light shielding part is made of a metal material. On the other hand, when the light shielding portion is made of a light shielding material and a resin, the thickness of the light shielding portion can be set to about 0.3 μm to 2 μm, for example.

(4)スペーサ
本発明においては、TFT基板が、TFT電極層の非画素領域上に形成されたスペーサを有することが好ましい。共通電極基板にスペーサを設けるのではなく、TFT基板にスペーサを設けることにより、アライメントが不要となり、製造工程を簡略化することができるからである。この場合、図2に例示するように、第1基板12上にスペーサ16が形成され、スペーサ16を覆うように反応性液晶用配向膜14および固定化液晶層15が形成される。スペーサを覆うように固定化液晶層が形成されていることにより、スペーサによる段差が存在する領域において駆動液晶の配向不良が起こるのを抑制し、光漏れ(白抜け)を低減することができる。
(4) Spacer In the present invention, the TFT substrate preferably has a spacer formed on the non-pixel region of the TFT electrode layer. This is because providing the spacer on the TFT substrate instead of providing the spacer on the common electrode substrate makes alignment unnecessary and simplifies the manufacturing process. In this case, as illustrated in FIG. 2, the spacer 16 is formed on the first substrate 12, and the reactive liquid crystal alignment film 14 and the fixed liquid crystal layer 15 are formed so as to cover the spacer 16. Since the fixed liquid crystal layer is formed so as to cover the spacer, it is possible to suppress the alignment defect of the driving liquid crystal in a region where a step due to the spacer exists and to reduce light leakage (whiteout).

スペーサとしては、例えば、隔壁、柱状スペーサを挙げることができ、駆動液晶層に用いられる駆動液晶の種類に応じて適宜選択される。例えば、駆動液晶層にネマチック液晶を用いる場合には柱状スペーサが形成され、駆動液晶層に強誘電性液晶を用いる場合には隔壁が形成される。   Examples of the spacer include partition walls and columnar spacers, and are appropriately selected according to the type of driving liquid crystal used in the driving liquid crystal layer. For example, columnar spacers are formed when nematic liquid crystal is used for the driving liquid crystal layer, and barrier ribs are formed when ferroelectric liquid crystal is used for the driving liquid crystal layer.

スペーサの材料は、一般に液晶表示素子のスペーサに用いられる材料を使用することができ、具体的には樹脂を挙げることができ、中でも感光性樹脂が好ましく用いられる。感光性樹脂はパターニングが容易であるからである。   As a material for the spacer, a material generally used for a spacer of a liquid crystal display element can be used. Specifically, a resin can be used, and among these, a photosensitive resin is preferably used. This is because the photosensitive resin is easy to pattern.

また、スペーサの配置としては、非画素領域上であることが好ましい。スペーサ付近では駆動液晶の配向不良が生じやすいので、画像表示に影響のない非画素領域にスペーサが形成されていることが好ましい。例えば、ゲート線およびソース線などの配線上にスペーサを配置することができる。   In addition, the arrangement of the spacers is preferably on a non-pixel region. Since the drive liquid crystal is likely to be poorly aligned in the vicinity of the spacer, the spacer is preferably formed in a non-pixel region that does not affect image display. For example, spacers can be provided over wiring such as gate lines and source lines.

スペーサの形成方法としては、所定の位置にスペーサを形成することが可能な方法であれば特に限定されるものではなく、一般的なパターニング方法を適用することができ、例えば、フォトリソグラフィー法、インクジェット法、スクリーン印刷法等が挙げられる。   The method for forming the spacer is not particularly limited as long as the spacer can be formed at a predetermined position, and a general patterning method can be applied. For example, a photolithography method, an inkjet method Method, screen printing method and the like.

スペーサは複数形成されるものであり、複数のスペーサが所定の位置に規則的に形成されていることが好ましい。中でも、スペーサが隔壁の場合であって塗布方式(滴下方式)により液晶表示素子を作製する場合には、隔壁が略平行に等間隔で形成されていることが好ましい。複数の隔壁の形成位置が無秩序であると、駆動液晶の塗布量を正確に制御することが困難となる場合があるからである。
スペーサのピッチおよび幅は、一般的なものであればよい。また、スペーサの高さは、通常、セルギャップと同程度とされる。
スペーサの数としては、複数であれば特に限定されるものではなく、液晶表示素子の大きさによって適宜選択される。
A plurality of spacers are formed, and it is preferable that the plurality of spacers are regularly formed at predetermined positions. In particular, in the case where the spacer is a partition and a liquid crystal display element is manufactured by a coating method (drop method), it is preferable that the partition is formed substantially at equal intervals. This is because if the formation positions of the plurality of partition walls are disordered, it may be difficult to accurately control the application amount of the driving liquid crystal.
The pitch and width of the spacers may be general ones. In addition, the height of the spacer is usually about the same as the cell gap.
The number of spacers is not particularly limited as long as it is plural, and is appropriately selected depending on the size of the liquid crystal display element.

(5)TFT電極層
本発明におけるTFT電極層は、複数のTFT素子および上記TFT素子に接続された画素電極を有するものである。
(5) TFT electrode layer The TFT electrode layer in the present invention has a plurality of TFT elements and pixel electrodes connected to the TFT elements.

TFT素子は、図1に例示するように、ゲート電極22と、ゲート電極22上に形成されたゲート絶縁膜23と、ゲート絶縁膜23上に形成された半導体層24と、半導体層24上に所定の間隔をあけて対向するように形成されたソース電極25およびドレイン電極26とを有しており、画素電極13はドレイン電極26と接続されている。
TFT素子としては、特に限定されるものではなく、本発明の液晶表示素子の種類に応じて適宜選択され、例えば、a−Si TFT構造を有するものであってよく、p−Si TFT構造を有するものであってもよい。a−Si TFT構造を有するTFT素子の場合、正スタガ型(トップゲート構造)および逆スタガ型(ボトムゲート構造)のいずれであってもよい。また、逆スタガ型の場合、チャネルエッチ型およびチャネルプロテクト型のいずれであってもよい。一方、p−Si TFT構造を有するTFT素子の場合、プレーナ型およびスタガ型のいずれであってもよい。中でも、本発明においてはTFT素子による段差が存在している領域において駆動液晶の配向不良を少なくすることができることから、TFT素子は段差が大きいものであることが好ましい。
As illustrated in FIG. 1, the TFT element includes a gate electrode 22, a gate insulating film 23 formed on the gate electrode 22, a semiconductor layer 24 formed on the gate insulating film 23, and a semiconductor layer 24. The pixel electrode 13 is connected to the drain electrode 26. The source electrode 25 and the drain electrode 26 are formed so as to face each other with a predetermined interval.
The TFT element is not particularly limited, and is appropriately selected according to the type of the liquid crystal display element of the present invention. For example, the TFT element may have an a-Si TFT structure, and has a p-Si TFT structure. It may be a thing. In the case of a TFT element having an a-Si TFT structure, either a normal stagger type (top gate structure) or an inverted stagger type (bottom gate structure) may be used. In the case of an inverted stagger type, either a channel etch type or a channel protect type may be used. On the other hand, in the case of a TFT element having a p-Si TFT structure, either a planar type or a stagger type may be used. Among them, in the present invention, it is preferable that the TFT element has a large step since the alignment defect of the driving liquid crystal can be reduced in a region where the step due to the TFT element exists.

画素電極は、一般に液晶表示素子の画素電極として用いられているものであれば特に限定されるものではなく、例えば、酸化インジウム、酸化錫、酸化インジウム錫(ITO)、酸化インジウム錫(IZO)等が好ましく用いられる。   The pixel electrode is not particularly limited as long as it is generally used as a pixel electrode of a liquid crystal display element. For example, indium oxide, tin oxide, indium tin oxide (ITO), indium tin oxide (IZO), etc. Is preferably used.

(6)第1基板
本発明に用いられる第1基板は、一般に液晶表示素子の基板として用いられるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、ガラス板、プラスチック板などが好ましく挙げられる。
(6) 1st board | substrate The 1st board | substrate used for this invention will not be specifically limited if generally used as a board | substrate of a liquid crystal display element, For example, a glass plate, a plastic plate, etc. are mentioned preferably.

2.駆動液晶層
本発明における駆動液晶層は、TFT基板の固定化液晶層と共通電極基板の共通電極との間に形成されるものである。
2. Driving liquid crystal layer The driving liquid crystal layer in the present invention is formed between the fixed liquid crystal layer of the TFT substrate and the common electrode of the common electrode substrate.

駆動液晶層に用いられる駆動液晶としては、水平配向モードの液晶材料であれば特に限定されるものではない。なお、水平配向モードの液晶材料とは、電圧無印加時に基板に対して実質的に水平に配向する液晶材料をいう。このような液晶材料としては、例えば、ネマチック液晶、強誘電性液晶等のスメクチック液晶などを挙げることができる。中でも、本発明においては、駆動液晶層が強誘電性液晶を含むことが好ましい。強誘電性液晶は、ネマチック液晶に比べて分子の秩序性が高いために配向制御が難しく、TFT素子などによる段差が存在する領域において配向不良が特に生じやすいからである。本発明においては、TFT素子などによる段差が存在する領域において駆動液晶の配向不良を少なくすることができるので、駆動液晶層が強誘電性液晶を含む場合であっても、強誘電性液晶の配向不良を低減することができる。   The driving liquid crystal used for the driving liquid crystal layer is not particularly limited as long as it is a liquid crystal material in a horizontal alignment mode. The liquid crystal material in the horizontal alignment mode refers to a liquid crystal material that is aligned substantially horizontally with respect to the substrate when no voltage is applied. Examples of such a liquid crystal material include a smectic liquid crystal such as a nematic liquid crystal and a ferroelectric liquid crystal. Among them, in the present invention, it is preferable that the driving liquid crystal layer includes a ferroelectric liquid crystal. This is because the ferroelectric liquid crystal has higher molecular ordering than the nematic liquid crystal, so that it is difficult to control the alignment and alignment defects are particularly likely to occur in a region where there is a step due to a TFT element or the like. In the present invention, since the alignment defect of the driving liquid crystal can be reduced in a region where there is a step due to a TFT element or the like, even if the driving liquid crystal layer includes the ferroelectric liquid crystal, the alignment of the ferroelectric liquid crystal Defects can be reduced.

本発明に用いられる強誘電性液晶としては、カイラルスメクチックC(SmC)相を発現するものであれば特に限定されるものではない。強誘電性液晶の相系列としては、例えば、降温過程においてネマチック(N)相−コレステリック(Ch)相−カイラルスメクチックC(SmC)相と相変化するもの、ネマチック(N)相−カイラルスメクチックC(SmC)相と相変化するもの、ネマチック(N)相−スメクチックA(SmA)相−カイラルスメクチックC(SmC)相と相変化するもの、ネマチック(N)相−コレステリック(Ch)相−スメクチックA(SmA)相−カイラルスメクチックC(SmC)相と相変化するもの、などを挙げることができる。 The ferroelectric liquid crystal used in the present invention is not particularly limited as long as it exhibits a chiral smectic C (SmC * ) phase. As the phase series of the ferroelectric liquid crystal, for example, a phase change between a nematic (N) phase, a cholesteric (Ch) phase, a chiral smectic C (SmC * ) phase, and a nematic (N) phase-chiral smectic C are possible. Phase change with (SmC * ) phase, Nematic (N) phase-Smectic A (SmA) phase-Chiral smectic C (SmC * ) phase, Nematic (N) phase-Cholesteric (Ch) phase- Examples thereof include those that change phase with a smectic A (SmA) phase-chiral smectic C (SmC * ) phase.

また、強誘電性液晶としては、双安定性を示すものおよび単安定性を示すもののいずれも用いることができる。中でも、単安定性を示す強誘電性液晶が好ましい。単安定性を示す強誘電性液晶を用いた場合には、電圧変化により液晶のダイレクタ(分子軸の傾き)を連続的に変化させ、透過光度をアナログ変調することで、階調表示が可能となるからである。特に、液晶表示素子をフィールドシーケンシャルカラー方式により駆動させる場合には、単安定性を示す強誘電性液晶を用いることが好ましい。単安定性を示す強誘電性液晶を用いることにより、TFTを用いたアクティブマトリックス方式による駆動が可能になり、また、電圧変調により階調制御が可能になり、高精細で高品位の表示を実現することができるからである。   In addition, as the ferroelectric liquid crystal, either one showing bistability or one showing monostability can be used. Among these, ferroelectric liquid crystal exhibiting monostability is preferable. When a ferroelectric liquid crystal exhibiting monostability is used, gradation display is possible by continuously changing the director of the liquid crystal (inclination of the molecular axis) by voltage change and analog modulation of the transmitted light intensity. Because it becomes. In particular, when the liquid crystal display element is driven by a field sequential color system, it is preferable to use a ferroelectric liquid crystal exhibiting monostability. By using a ferroelectric liquid crystal exhibiting monostability, it is possible to drive using an active matrix method using TFTs, and to control gradation by voltage modulation, realizing high-definition and high-quality display. Because it can be done.

なお、「単安定性を示す」とは、電圧無印加時の強誘電性液晶の状態がひとつの状態で安定化している状態をいう。強誘電性液晶は、図3(a)〜(c)に例示するように、液晶分子42が層法線zから傾いており、層法線zに垂直な底面を有する円錐(コーン)の稜線に沿って回転する。このような円錐(コーン)において、液晶分子42の層法線zに対する傾き角をチルト角θという。このように、液晶分子42は層法線zに対しチルト角±θだけ傾く二つの状態間をコーン上に動作することができる。具体的に説明すると、単安定性を示すとは、電圧無印加時に液晶分子42がコーン上のいずれかひとつの状態で安定化している状態をいう。   “Showing monostability” means a state in which the state of the ferroelectric liquid crystal when no voltage is applied is stabilized in one state. As illustrated in FIGS. 3A to 3C, the ferroelectric liquid crystal has a cone ridge line in which the liquid crystal molecules 42 are inclined from the layer normal line z and have a bottom surface perpendicular to the layer normal line z. Rotate along. In such a cone, the tilt angle of the liquid crystal molecules 42 with respect to the layer normal z is referred to as a tilt angle θ. Thus, the liquid crystal molecules 42 can operate on the cone between two states inclined by a tilt angle ± θ with respect to the layer normal z. Specifically, the expression of monostability refers to a state in which the liquid crystal molecules 42 are stabilized in any one state on the cone when no voltage is applied.

単安定性を示す強誘電性液晶の中でも、図4(a)、(b)に例示するような、正負いずれかの電圧を印加したときにのみ液晶分子が動作する、ハーフV字型スイッチング特性を示すものであることが好ましい。このようなハーフV字型スイッチング特性を示す強誘電性液晶を用いると、白黒シャッターとしての開口時間を十分に長くとることができ、これにより時間的に切り替えられる各色をより明るく表示することができ、明るいカラー表示の液晶表示素子を実現することができるからである。   Among ferroelectric liquid crystals exhibiting monostability, half V-shaped switching characteristics in which liquid crystal molecules operate only when a positive or negative voltage is applied, as illustrated in FIGS. 4 (a) and 4 (b). It is preferable to show this. Using a ferroelectric liquid crystal exhibiting such a half V-shaped switching characteristic, it is possible to take a sufficiently long opening time as a black and white shutter, thereby making it possible to display each color that is temporally switched brighter. This is because a bright color display liquid crystal display element can be realized.

なお、「ハーフV字型スイッチング特性」とは、印加電圧に対する透過光量が非対称な電気光学特性をいう。具体的には、液晶層に正負の電圧10Vをそれぞれ印加したときの印加電圧に対する透過光量のうち、透過光量が小さい場合の印加電圧の透過光量をA、透過光量が大きい場合の印加電圧の透過光量をBとすると、B/Aが2以上となる特性をいう。   The “half V-shaped switching characteristic” refers to an electro-optical characteristic in which the amount of transmitted light is asymmetric with respect to an applied voltage. Specifically, among the transmitted light amounts with respect to the applied voltage when a positive and negative voltage of 10 V is applied to the liquid crystal layer, A is the transmitted light amount of the applied voltage when the transmitted light amount is small, and the applied voltage is transmitted when the transmitted light amount is large. When the amount of light is B, B / A is 2 or more.

このような強誘電性液晶としては、一般に知られる液晶材料の中から要求特性に応じて種々選択することができる。特に、Ch相からSmA相を経由しないでSmC相を発現する強誘電性液晶は、ハーフV字型スイッチング特性を示すものとして好適であり、具体的には、AZエレクトロニックマテリアルズ社製「R2301」が挙げられる。また、SmA相を経由する強誘電性液晶として、具体的には、AZエレクトロニックマテリアルズ社製「FELIXM4851−100」などが挙げられる。 Such a ferroelectric liquid crystal can be variously selected from generally known liquid crystal materials according to required characteristics. In particular, a ferroelectric liquid crystal that exhibits an SmC * phase from the Ch phase without passing through the SmA phase is suitable as a material exhibiting half V-shaped switching characteristics. Specifically, “R2301” manufactured by AZ Electronic Materials, Inc. ". Specific examples of the ferroelectric liquid crystal via the SmA phase include “FELIXM4851-100” manufactured by AZ Electronic Materials.

駆動液晶層が強誘電性液晶を含む場合、駆動液晶層には、上記の強誘電性液晶以外に他の化合物が含有されていてもよい。他の化合物としては、液晶表示素子に求められる機能に応じて任意の機能を備えるものを用いることができる。好適に用いられる他の化合物としては、重合性モノマーの重合物を挙げることができる。駆動液晶層中に重合性モノマーの重合物が含有されることにより、強誘電性液晶の配列がいわゆる「高分子安定化」され、優れた配向安定性が得られるからである。なお、駆動液晶層が強誘電性液晶および重合性モノマーの重合物を含有する場合については、特開2006−323215号公報等に記載のものと同様である。   When the driving liquid crystal layer includes a ferroelectric liquid crystal, the driving liquid crystal layer may contain other compounds in addition to the ferroelectric liquid crystal. As other compounds, those having an arbitrary function can be used depending on the function required for the liquid crystal display element. Examples of other compounds that can be suitably used include a polymer of a polymerizable monomer. This is because when the polymer of the polymerizable monomer is contained in the driving liquid crystal layer, the alignment of the ferroelectric liquid crystal is so-called “polymer stabilization” and excellent alignment stability can be obtained. The case where the drive liquid crystal layer contains a ferroelectric liquid crystal and a polymer of a polymerizable monomer is the same as that described in JP-A-2006-323215.

駆動液晶層の厚みとしては、駆動液晶層に用いられる駆動液晶の種類に応じて適宜選択される。例えば、駆動液晶層が強誘電性液晶を含む場合、駆動液晶層の厚みは、1.2μm〜3.0μmの範囲内であることが好ましく、より好ましくは1.3μm〜2.5μm、さらに好ましくは1.4μm〜2.0μmの範囲内である。駆動液晶層の厚みが薄すぎると液晶表示素子の最大透過率が十分に大きくならない場合があり、また駆動液晶層の厚みが厚すぎると強誘電性液晶が配向しにくくなる可能性があるからである。   The thickness of the driving liquid crystal layer is appropriately selected according to the type of driving liquid crystal used for the driving liquid crystal layer. For example, when the driving liquid crystal layer includes a ferroelectric liquid crystal, the thickness of the driving liquid crystal layer is preferably within a range of 1.2 μm to 3.0 μm, more preferably 1.3 μm to 2.5 μm, and even more preferably. Is in the range of 1.4 μm to 2.0 μm. If the driving liquid crystal layer is too thin, the maximum transmittance of the liquid crystal display element may not be sufficiently large. If the driving liquid crystal layer is too thick, the ferroelectric liquid crystal may be difficult to align. is there.

TFT基板の固定化液晶層と共通電極基板の共通電極との間に駆動液晶を挟持させる方法としては、一般に液晶セルの作製方法として用いられる方法を使用することができ、例えば真空注入方式、塗布方式(滴下方式)等を用いることができる。
真空注入方式では、例えばあらかじめTFT基板および共通電極基板を用いて作製した液晶セルに、加温することによって等方性液体とした駆動液晶を、キャピラリー効果を利用して注入し、接着剤で封鎖することにより、TFT基板および共通電極基板の間に駆動液晶を挟持させることができる。
一方、滴下方式では、例えばTFT基板の固定化液晶層上に、加温した駆動液晶を滴下し、共通電極基板の周縁部にシール剤を塗布し、減圧下でTFT基板および共通電極基板を重ね合わせ、シール剤を介して接着させることにより、TFT基板および共通電極基板の間に駆動液晶を挟持させることができる。中でも、滴下方式の場合、TFT基板の固定化液晶層上に駆動液晶を塗布することが好ましい。固定化液晶層は駆動液晶の配向を効果的に制御することができるため、初期配向を考慮すると、固定化液晶層上に駆動液晶を塗布することが好ましいからである。また、上述したように、TFT基板にスペーサが形成されていることが好ましいからである。
As a method for sandwiching the driving liquid crystal between the fixed liquid crystal layer of the TFT substrate and the common electrode of the common electrode substrate, a method generally used as a method for producing a liquid crystal cell can be used, for example, a vacuum injection method, coating A method (dropping method) or the like can be used.
In the vacuum injection method, for example, a driving liquid crystal that is made isotropic liquid by heating is injected into a liquid crystal cell that has been prepared in advance using a TFT substrate and a common electrode substrate, and sealed with an adhesive. By doing so, the driving liquid crystal can be sandwiched between the TFT substrate and the common electrode substrate.
On the other hand, in the dropping method, for example, a heated driving liquid crystal is dropped on the fixed liquid crystal layer of the TFT substrate, a sealant is applied to the peripheral edge of the common electrode substrate, and the TFT substrate and the common electrode substrate are stacked under reduced pressure. In addition, the driving liquid crystal can be sandwiched between the TFT substrate and the common electrode substrate by bonding them with a sealant. In particular, in the case of the dropping method, it is preferable to apply the driving liquid crystal on the fixed liquid crystal layer of the TFT substrate. This is because, since the fixed liquid crystal layer can effectively control the alignment of the driving liquid crystal, it is preferable to apply the driving liquid crystal on the fixed liquid crystal layer in consideration of the initial alignment. In addition, as described above, it is preferable that a spacer is formed on the TFT substrate.

TFT基板および共通電極基板の間に駆動液晶を挟持させた後は、駆動液晶を配向させる。この際、液晶セルを常温まで徐冷することにより、封入された駆動液晶を配向させることができる。
中でも、駆動液晶層が強誘電性液晶を含む場合、電界印加処理を行うことなく強誘電性液晶を配向させることが好ましい。共通電極基板に第2配向膜が形成されており、TFT基板の固定化液晶層と共通電極基板の第2配向膜との間に強誘電性液晶が挟持されている場合には、電界印加処理を行うことなく、強誘電性液晶を徐冷することのみで、固定化液晶層および第2配向膜の配向能、および、固定化液晶層および第2配向膜との強誘電性液晶への表面極性相互作用によって、強誘電性液晶を配向させ、自発分極の向きを制御することができるからである。よって、電界印加処理を行うことなく強誘電性液晶を配向させるので、相転移温度以上に昇温してもその配向を維持し、配向欠陥の発生を抑制することが可能である。
After the driving liquid crystal is sandwiched between the TFT substrate and the common electrode substrate, the driving liquid crystal is aligned. At this time, the encapsulated driving liquid crystal can be aligned by slowly cooling the liquid crystal cell to room temperature.
In particular, when the driving liquid crystal layer includes a ferroelectric liquid crystal, it is preferable to align the ferroelectric liquid crystal without performing an electric field application process. When the second alignment film is formed on the common electrode substrate and the ferroelectric liquid crystal is sandwiched between the fixed liquid crystal layer of the TFT substrate and the second alignment film of the common electrode substrate, an electric field application process is performed. And by slowly cooling the ferroelectric liquid crystal without performing the steps, the alignment ability of the fixed liquid crystal layer and the second alignment film, and the surface of the fixed liquid crystal layer and the second alignment film on the ferroelectric liquid crystal This is because the direction of spontaneous polarization can be controlled by aligning the ferroelectric liquid crystal by the polar interaction. Therefore, since the ferroelectric liquid crystal is aligned without performing an electric field application treatment, it is possible to maintain the alignment even when the temperature is raised above the phase transition temperature, and to suppress the occurrence of alignment defects.

また、強誘電性液晶を用いる場合であって、強誘電性液晶に重合性モノマーが添加されている場合には、強誘電性液晶を配向させた後、重合性モノマーを重合させる。重合性モノマーの重合方法としては、重合性モノマーの種類に応じて適宜選択され、例えば、重合性モノマーとして紫外線硬化性樹脂モノマーを用いた場合は、紫外線照射により重合性モノマーを重合させることができる。   When a ferroelectric liquid crystal is used and a polymerizable monomer is added to the ferroelectric liquid crystal, the polymerizable liquid crystal is polymerized after aligning the ferroelectric liquid crystal. The polymerization method of the polymerizable monomer is appropriately selected according to the type of the polymerizable monomer. For example, when an ultraviolet curable resin monomer is used as the polymerizable monomer, the polymerizable monomer can be polymerized by ultraviolet irradiation. .

3.共通電極基板
本発明に用いられる共通電極基板は、第2基板と、上記第2基板上に形成された共通電極とを有する共通電極基板とを有するものである。中でも、共通電極基板は、共通電極上に形成された第2配向膜を有することが好ましい。この場合、TFT基板の固定化液晶層と共通電極基板の第2配向膜との間に駆動液晶層が形成される。
3. Common Electrode Substrate The common electrode substrate used in the present invention has a second substrate and a common electrode substrate having a common electrode formed on the second substrate. Among these, the common electrode substrate preferably has a second alignment film formed on the common electrode. In this case, a driving liquid crystal layer is formed between the fixed liquid crystal layer of the TFT substrate and the second alignment film of the common electrode substrate.

なお、第2基板および共通電極については、上記TFT基板の第1基板および画素電極とそれぞれ同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。以下、共通電極基板の他の構成について説明する。   Note that the second substrate and the common electrode can be the same as the first substrate and the pixel electrode of the TFT substrate, respectively, and thus description thereof is omitted here. Hereinafter, other configurations of the common electrode substrate will be described.

(1)第2配向膜
本発明に用いられる第2配向膜としては、強誘電性液晶を配向させることができるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、ラビング処理された配向膜、光配向処理された光配向膜、斜方蒸着配向膜等を用いることができる。なお、ラビング処理された配向膜、光配向処理された光配向膜および斜方蒸着配向膜についてはそれぞれ、上記TFT基板の反応性液晶用配向膜の項に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
(1) Second alignment film The second alignment film used in the present invention is not particularly limited as long as the ferroelectric liquid crystal can be aligned. For example, a rubbing alignment film, A photo-alignment-treated photo-alignment film, an oblique deposition alignment film, or the like can be used. The rubbing alignment film, the photo-alignment alignment film, and the oblique deposition alignment film are the same as those described in the section of the alignment film for reactive liquid crystal of the TFT substrate. The description in is omitted.

(2)好ましい態様
本発明において、駆動液晶層が強誘電性液晶を含む場合であって、強誘電性液晶が降温過程においてスメクチックA(SmA)相を経由せずにカイラルスメクチックC(SmC)相を発現するものである場合、第2配向膜は、ラビング処理された配向膜、光配向処理された光配向膜、斜方蒸着配向膜であることが好ましい。SmA相を経由せずにSmC相を発現する強誘電性液晶は、層法線方向の異なる二つの領域(ダブルドメインと称する。)が発生しやすく、このようなダブルドメインは駆動時に白黒反転した表示になる。これに対し、固定化液晶層と上記のような第2配向膜との間に強誘電性液晶が挟持されていることにより、ダブルドメインの発生を抑制することができ、モノドメイン配向を得ることができる。これは、次のような理由によると考えられる。すなわち、固定化液晶層と上記のような第2配向膜とでは、強誘電性液晶と固定化液晶層表面および第2配向膜表面との相互作用である、極性表面相互作用が異なると考えられる。そのため、固定化液晶層と第2配向膜とで固定化液晶層の方が相対的に正の極性が強い傾向にあり、第2配向膜側に強誘電性液晶の自発分極の正極性が向く傾向にあることを利用して、液晶分子の自発分極の向きを制御することができる。そして、液晶分子の自発分極の向きを制御することができるので、SmA相を経由せずにSmC相を発現する強誘電性液晶に特有のダブルドメインを生じることなく、強誘電性液晶のモノドメイン配向を得ることができる。
(2) Preferred Embodiment In the present invention, the driving liquid crystal layer includes a ferroelectric liquid crystal, and the ferroelectric liquid crystal does not pass through the smectic A (SmA) phase in the temperature lowering process, and does not pass through the chiral smectic C (SmC * ). In the case of expressing the phase, the second alignment film is preferably a rubbing-treated alignment film, a photo-aligned photo-alignment film, or an oblique deposition alignment film. A ferroelectric liquid crystal that exhibits the SmC * phase without passing through the SmA phase is likely to generate two regions (referred to as a double domain) having different layer normal directions. Will be displayed. On the other hand, since the ferroelectric liquid crystal is sandwiched between the fixed liquid crystal layer and the second alignment film as described above, the occurrence of double domains can be suppressed and monodomain alignment can be obtained. Can do. This is considered to be due to the following reasons. That is, it is considered that the polar liquid surface interaction, which is the interaction between the ferroelectric liquid crystal, the surface of the fixed liquid crystal layer and the surface of the second alignment film, is different between the fixed liquid crystal layer and the second alignment film as described above. . Therefore, the fixed liquid crystal layer tends to have a relatively positive polarity between the fixed liquid crystal layer and the second alignment film, and the positive polarity of the spontaneous polarization of the ferroelectric liquid crystal is directed to the second alignment film side. By utilizing this tendency, the direction of spontaneous polarization of liquid crystal molecules can be controlled. Further, since the direction of spontaneous polarization of liquid crystal molecules can be controlled, the ferroelectric liquid crystal monolithic material does not generate a double domain peculiar to the ferroelectric liquid crystal that expresses the SmC * phase without passing through the SmA phase. Domain orientation can be obtained.

また、駆動液晶層が強誘電性液晶を含む場合であって、強誘電性液晶が降温過程においてスメクチックA(SmA)相を経由せずにカイラルスメクチックC(SmC)相を発現するものである場合、共通電極が駆動液晶層に直に接していることも好ましい。この場合、TFT基板の固定化液晶層と共通電極基板の共通電極との間に強誘電性液晶が挟持されていることにより、ダブルドメインの発生を抑制することができ、モノドメイン配向を得ることができる。固定化液晶層と共通電極とでは、強誘電性液晶と固定化液晶層表面および共通電極表面との相互作用である、極性表面相互作用が異なると考えられる。そのため、固定化液晶層と共通電極とで固定化液晶層の方が相対的に正の極性が強い傾向にあり、共通電極側に強誘電性液晶の自発分極の正極性が向く傾向にあることを利用して、液晶分子の自発分極の向きを制御することができる。そして、液晶分子の自発分極の向きを制御することができるので、SmA相を経由せずにSmC相を発現する強誘電性液晶に特有のダブルドメインを生じることなく、強誘電性液晶のモノドメイン配向を得ることができる。 Further, the driving liquid crystal layer includes a ferroelectric liquid crystal, and the ferroelectric liquid crystal exhibits a chiral smectic C (SmC * ) phase without passing through the smectic A (SmA) phase in the temperature lowering process. In this case, it is also preferable that the common electrode is in direct contact with the driving liquid crystal layer. In this case, since the ferroelectric liquid crystal is sandwiched between the fixed liquid crystal layer of the TFT substrate and the common electrode of the common electrode substrate, generation of double domains can be suppressed and monodomain alignment can be obtained. Can do. The fixed liquid crystal layer and the common electrode are considered to have different polar surface interactions, which are the interactions between the ferroelectric liquid crystal, the surface of the fixed liquid crystal layer, and the surface of the common electrode. For this reason, the fixed liquid crystal layer tends to have a relatively positive polarity between the fixed liquid crystal layer and the common electrode, and the positive polarity of the spontaneous polarization of the ferroelectric liquid crystal tends to face the common electrode side. Can be used to control the direction of spontaneous polarization of liquid crystal molecules. Further, since the direction of spontaneous polarization of liquid crystal molecules can be controlled, the ferroelectric liquid crystal monolithic material does not generate a double domain peculiar to the ferroelectric liquid crystal that expresses the SmC * phase without passing through the SmA phase. Domain orientation can be obtained.

さらに、駆動液晶層が強誘電性液晶を含む場合であって、強誘電性液晶が降温過程においてスメクチックA(SmA)相を経由せずにカイラルスメクチックC(SmC)相を発現するものである場合、共通電極基板は、第2基板と、上記第2基板上に形成された共通電極と、上記共通電極上に形成され、分子内にアゾベンゼン骨格を有する光異性化反応性化合物を含有し、配向処理が施されてない未配向処理層とを有することも好ましい。この場合、TFT基板の固定化液晶層と共通電極基板の未配向処理層との間に強誘電性液晶が挟持されていることにより、ダブルドメインの発生を抑制することができ、モノドメイン配向を得ることができる。固定化液晶層と未配向処理層とでは、強誘電性液晶と固定化液晶層表面および未配向処理層表面との相互作用である、極性表面相互作用が異なると考えられる。そのため、固定化液晶層と未配向処理層とで固定化液晶層の方が相対的に正の極性が強い傾向にあり、未配向処理層側に強誘電性液晶の自発分極の正極性が向く傾向にあることを利用して、液晶分子の自発分極の向きを制御することができる。そして、液晶分子の自発分極の向きを制御することができるので、SmA相を経由せずにSmC相を発現する強誘電性液晶に特有のダブルドメインを生じることなく、強誘電性液晶のモノドメイン配向を得ることができる。 Further, in the case where the driving liquid crystal layer includes a ferroelectric liquid crystal, the ferroelectric liquid crystal exhibits a chiral smectic C (SmC * ) phase without passing through the smectic A (SmA) phase in the temperature lowering process. The common electrode substrate contains a second substrate, a common electrode formed on the second substrate, a photoisomerization reactive compound formed on the common electrode and having an azobenzene skeleton in the molecule; It is also preferable to have an unoriented treatment layer that has not been subjected to an orientation treatment. In this case, the ferroelectric liquid crystal is sandwiched between the fixed liquid crystal layer of the TFT substrate and the non-oriented processing layer of the common electrode substrate, so that the generation of double domains can be suppressed, and the monodomain alignment can be achieved. Obtainable. The fixed liquid crystal layer and the non-oriented treatment layer are considered to have different polar surface interactions, which are the interactions between the ferroelectric liquid crystal and the surfaces of the fixed liquid crystal layer and the non-oriented treatment layer. For this reason, the fixed liquid crystal layer tends to have a relatively positive polarity between the fixed liquid crystal layer and the non-oriented treatment layer, and the positive polarity of the spontaneous polarization of the ferroelectric liquid crystal is directed to the non-oriented treatment layer side. By utilizing this tendency, the direction of spontaneous polarization of liquid crystal molecules can be controlled. Further, since the direction of spontaneous polarization of liquid crystal molecules can be controlled, the ferroelectric liquid crystal monolithic material does not generate a double domain peculiar to the ferroelectric liquid crystal that expresses the SmC * phase without passing through the SmA phase. Domain orientation can be obtained.

なお、未配向処理層が配向処理が施されていないものであることは、未配向処理層の偏光紫外・可視吸収スペクトルを測定することにより確認することができる。すなわち、紫外可視分光光度計(V7100:日本分光株式会社製)を用いて、未配向処理層に対して偏光紫外線を照射し、紫外線の偏光方向と平行および垂直方向の偏光紫外・可視吸収スペクトルを測定する。垂直方向と水平方向のスペクトルの吸収ピークの比が1.2以下であれば、配向処理が施されていないものであるとする。   In addition, it can confirm that a non-orientation treatment layer is what has not been subjected to the orientation treatment by measuring the polarization ultraviolet-visible absorption spectrum of a non-orientation treatment layer. That is, using a UV-visible spectrophotometer (V7100: manufactured by JASCO Corporation), the non-oriented treatment layer is irradiated with polarized ultraviolet rays, and polarized ultraviolet / visible absorption spectra parallel and perpendicular to the polarization direction of the ultraviolet rays are obtained. taking measurement. If the ratio of the absorption peak of the spectrum in the vertical direction and the horizontal direction is 1.2 or less, it is assumed that the alignment treatment has not been performed.

上記の垂直方向と水平方向のスペクトルの吸収ピークの比は、1.2以下であることが好ましく、より好ましくは1.1以下である。なお、未配向処理層を形成する際の上記材料の塗布方法等によっては未配向処理層が若干の異方性を有するものとなる場合もあることから、上記の垂直方向と水平方向のスペクトルの吸収ピークの比の下限は特に限定されるものではない。   The ratio of the absorption peak of the spectrum in the vertical direction and the horizontal direction is preferably 1.2 or less, more preferably 1.1 or less. Depending on the method of applying the material when forming the unoriented layer, the unoriented layer may have a slight anisotropy. The lower limit of the ratio of absorption peaks is not particularly limited.

なお、分子内にアゾベンゼン骨格を有する光異性化反応性化合物としては、例えば特開2006−350322号公報、特開2006−323214号公報、特開2005−258429号公報、特開2005−258428号公報に記載のものを用いることができる。   Examples of the photoisomerization reactive compound having an azobenzene skeleton in the molecule include, for example, JP 2006-350322 A, JP 2006-323214 A, JP 2005-258429 A, and JP 2005-258428 A. Can be used.

未配向処理層の厚みは、1nm〜1000nmの範囲内であることが好ましく、より好ましくは3nm〜100nmの範囲内である。未配向処理層の厚みが上記範囲より薄いと未配向処理層が部分的に形成されない場合があり、逆に未配向処理層の厚みが上記範囲より厚いと透過率が低下するからである。   The thickness of the unoriented treatment layer is preferably in the range of 1 nm to 1000 nm, more preferably in the range of 3 nm to 100 nm. This is because if the thickness of the non-oriented treatment layer is smaller than the above range, the non-oriented treatment layer may not be partially formed. Conversely, if the thickness of the non-oriented treatment layer is thicker than the above range, the transmittance is lowered.

なお、分子内にアゾベンゼン骨格を有する光異性化反応性化合物を含有し、光配向処理が施されていない未配向処理層の形成方法については、例えば特開2006−350322号公報、特開2006−323214号公報、特開2005−258429号公報、特開2005−258428号公報に記載の光配向膜の形成方法において、偏光を制御した光を照射しない以外は同様である。   For example, JP 2006-350322 A, JP 2006-2006 A include a photoisomerization reactive compound having an azobenzene skeleton in the molecule and a method for forming an unoriented treatment layer that has not been subjected to photo-alignment treatment. In the method for forming a photo-alignment film described in Japanese Patent No. 323214, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-258429, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-258428, the same applies except that light with controlled polarization is not irradiated.

4.偏光板
本発明の液晶表示素子は、TFT基板および共通電極基板の外側にそれぞれ偏光板を有していてもよい。偏光板としては、光の波動のうち特定方向のみを透過させるものであれば特に限定されるものではなく、一般に液晶表示素子の偏光板として用いられているものを使用することができる。
4). Polarizing plate The liquid crystal display element of the present invention may have a polarizing plate outside the TFT substrate and the common electrode substrate. The polarizing plate is not particularly limited as long as it transmits only a specific direction in the wave of light, and a polarizing plate that is generally used as a polarizing plate of a liquid crystal display element can be used.

5.液晶表示素子の駆動方法
本発明の液晶表示素子の駆動方法としては、フィールドシーケンシャル方式が好適である。共通電極基板に、カラーフィルタを設ける必要がなく、アライメントが不要であり、また開口率を高めることができるからである。中でも、駆動液晶層が強誘電性液晶を含む場合には、強誘電性液晶の高速応答性を利用することができるので、1画素を時間分割し、良好な動画表示特性を得るために高速応答性を特に必要とするフィールドシーケンシャル方式が適している。
5). Method for Driving Liquid Crystal Display Element As a method for driving the liquid crystal display element of the present invention, a field sequential method is suitable. This is because it is not necessary to provide a color filter on the common electrode substrate, alignment is unnecessary, and the aperture ratio can be increased. In particular, when the driving liquid crystal layer includes a ferroelectric liquid crystal, the high-speed response of the ferroelectric liquid crystal can be used, so that one pixel is time-divided and a high-speed response is obtained in order to obtain good video display characteristics. A field sequential method that requires special characteristics is suitable.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。   The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.

以下に実施例を示し、本発明をさらに詳細に説明する。
[実施例1]
(TFT基板の作製)
TFT電極層(厚さ0.75μmのTFT素子、厚さ0.25μmのゲート線、厚さ0.2mのソース線、厚さ0.55μmの補助容量、画素電極など)が形成された基板を準備した。画素サイズは、80μm×80μmとした。
この基板をよく洗浄し、この基板上に樹脂ブラックマトリクスレジスト(商品名:MCK−013−11S 三菱化学社製)をスピンコートして、減圧乾燥し、100℃で3分間プリベークを行った。次いで、100mJ/cmの紫外線でマスク露光し、無機アルカリ溶液で現像を行い、230℃で30分間ポストベークを行った。これにより、TFT素子上に高さ0.4μmの遮光部を形成した。
次に、基板の洗浄後、遮光部が形成された基板上に、透明レジスト(商品名NN780 JSR社製)をスピンコートした。次いで、100mJ/cmの紫外線でマスク露光し、無機アルカリ溶液で現像を行い、230℃で30分間ポストベークを行った。これにより、ゲート線上に高さ1.45μmの隔壁をストライプ状に形成した。この際、隔壁が12画素毎にゲート線上に位置するように、ストライプ状の隔壁を形成した。
次に、この基板を洗浄し、乾燥後、ラビング配向膜材料(商品名:PIA−5770−01A チッソ社製)のNBG−776で50%に希釈した溶液(チッソ社製)をスピンコート(1000rpm、20秒)し、100℃で15分間プリベークを行い、230℃で60分間ポストベークを行った。TFT基板を室温へと冷却後、ラビング配向処理を行い、ラビング膜を形成した。
次いで、ラビング膜上に、重合性液晶材料(商品名:ROF3604 ROLIC社製)のシクロペンタノン2.5質量%溶液をスピンコート(1000rpm、20秒)し、60℃で5分間乾燥を行い、窒素雰囲気下で1000mJ/cmの紫外線を照射し重合させ、固定化液晶層を形成した。
The following examples illustrate the present invention in more detail.
[Example 1]
(Production of TFT substrate)
A substrate on which a TFT electrode layer (a TFT element having a thickness of 0.75 μm, a gate line having a thickness of 0.25 μm, a source line having a thickness of 0.2 m, an auxiliary capacitor having a thickness of 0.55 μm, a pixel electrode) is formed Got ready. The pixel size was 80 μm × 80 μm.
The substrate was thoroughly washed, and a resin black matrix resist (trade name: MCK-013-11S manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) was spin coated on the substrate, dried under reduced pressure, and prebaked at 100 ° C. for 3 minutes. Subsequently, it exposed to a mask with 100 mJ / cm 2 ultraviolet rays, developed with an inorganic alkali solution, and post-baked at 230 ° C. for 30 minutes. As a result, a light-shielding portion having a height of 0.4 μm was formed on the TFT element.
Next, after cleaning the substrate, a transparent resist (trade name, manufactured by NN780 JSR) was spin-coated on the substrate on which the light shielding portion was formed. Subsequently, it exposed to a mask with 100 mJ / cm 2 ultraviolet rays, developed with an inorganic alkali solution, and post-baked at 230 ° C. for 30 minutes. As a result, partition walls having a height of 1.45 μm were formed in stripes on the gate lines. At this time, stripe-shaped partition walls were formed so that the partition walls were positioned on the gate lines every 12 pixels.
Next, this substrate was washed and dried, and then a solution (made by Chisso Corporation) diluted with NBG-776 of rubbing alignment film material (trade name: PIA-5770-01A made by Chisso Corporation) to 50% was spin coated (1000 rpm) , 20 seconds), pre-baked at 100 ° C. for 15 minutes, and post-baked at 230 ° C. for 60 minutes. After the TFT substrate was cooled to room temperature, a rubbing alignment treatment was performed to form a rubbing film.
Subsequently, a 2.5 mass% solution of cyclopentanone in a polymerizable liquid crystal material (trade name: manufactured by ROF 3604 ROLIC) is spin-coated (1000 rpm, 20 seconds) on the rubbing film, and dried at 60 ° C. for 5 minutes. Under a nitrogen atmosphere, ultraviolet rays of 1000 mJ / cm 2 were irradiated for polymerization to form an immobilized liquid crystal layer.

(共通電極基板の作製)
ITO電極が形成されたガラス基板をよく洗浄し、このガラス基板上に光異性化反応型の光配向膜材料(商品名:LIA−03 DIC社製)のN−メチル−2−ピロリドンで50%に希釈した溶液をスピンコート(1000rpm、20秒)し、100℃で4分間乾燥した後、直線偏光紫外線を約100mJ/cm照射し、配向処理を行い、光配向膜を形成した。
(Production of common electrode substrate)
The glass substrate on which the ITO electrode is formed is thoroughly washed, and 50% of this glass substrate is made of N-methyl-2-pyrrolidone of a photoisomerization reaction type photo-alignment film material (trade name: manufactured by LIA-03 DIC). The solution diluted to 1 was spin-coated (1000 rpm, 20 seconds), dried at 100 ° C. for 4 minutes, and then irradiated with linearly polarized ultraviolet rays of about 100 mJ / cm 2 to perform alignment treatment to form a photo-alignment film.

(液晶表示素子の作製)
次に、作製したTFT基板に、100℃に加熱したインクジェットヘッドを用いて、強誘電性液晶(R2301 AZエレクトロニックマテリアルズ社製)を塗布した。次に、作製した共通電極基板を115℃に加熱した吸着プレートで吸着した。次いで、共通電極基板との配向処理方向が平行になるように、向かい合わせの110℃に加熱した吸着プレートにTFT基板を吸着した。そして、真空チャンバー内が100Paになるように排気を行った状態で、両基板を密着させ、一定の圧力をかけた後、真空チャンバー内を常圧に戻した。その後、強誘電性液晶を室温まで徐冷することにより配向させ、液晶表示素子を作製した。
(Production of liquid crystal display element)
Next, ferroelectric liquid crystal (manufactured by R2301 AZ Electronic Materials) was applied to the produced TFT substrate using an inkjet head heated to 100 ° C. Next, the produced common electrode substrate was adsorbed by an adsorption plate heated to 115 ° C. Next, the TFT substrate was adsorbed on a suction plate heated to 110 ° C. facing each other so that the alignment treatment direction with the common electrode substrate was parallel. Then, both substrates were brought into close contact with each other in a state where the vacuum chamber was evacuated to 100 Pa, and after applying a certain pressure, the inside of the vacuum chamber was returned to normal pressure. Thereafter, the ferroelectric liquid crystal was aligned by slowly cooling to room temperature to produce a liquid crystal display element.

(評価)
作製した液晶表示素子について偏光顕微鏡で強誘電性液晶の配向状態を観察したところ、表示領域全体で均一な配向が得られた。また、ゲート線、ソース線部分でも配向乱れによる光漏れはほとんど見られなかった。図5(b)に実施例1の液晶表示素子の偏光顕微鏡写真を示す。
(Evaluation)
When the alignment state of the ferroelectric liquid crystal was observed with a polarizing microscope for the manufactured liquid crystal display element, uniform alignment was obtained over the entire display region. In addition, light leakage due to alignment disorder was hardly observed in the gate line and source line portions. FIG. 5B shows a polarizing microscope photograph of the liquid crystal display element of Example 1.

[実施例2]
TFT基板の作製において、重合性液晶材料の溶液濃度を1.0質量%にした以外は、実施例1と同様の方法で液晶表示素子を作製した。すなわち、実施例2の固定化液晶層の厚みを、実施例1の固定化液晶層の厚みよりも薄くした。
作製した液晶表示素子について偏光顕微鏡で強誘電性液晶の配向状態を観察したところ、表示領域全体で均一な配向が得られた。また、ゲート線、ソース線部分でも配向乱れによる光漏れはほとんど見られなかった。
[Example 2]
A liquid crystal display device was produced in the same manner as in Example 1 except that the solution concentration of the polymerizable liquid crystal material was changed to 1.0 mass% in the production of the TFT substrate. That is, the thickness of the fixed liquid crystal layer of Example 2 was made thinner than the thickness of the fixed liquid crystal layer of Example 1.
When the alignment state of the ferroelectric liquid crystal was observed with a polarizing microscope for the manufactured liquid crystal display element, uniform alignment was obtained over the entire display region. In addition, light leakage due to alignment disorder was hardly observed in the gate line and source line portions.

[実施例3]
TFT基板の作製において、重合性液晶材料として商品名:ROF5101(ROLIC社製)を用いたことを除いては、実施例1と同様の方法で液晶表示素子を作製した。
作製した液晶表示素子について偏光顕微鏡で強誘電性液晶の配向状態を観察したところ、ところどころにジグザグ欠陥は観察されたが、ゲート線、ソース線部分でも配向乱れによる光漏れはほとんど見られなかった。
[Example 3]
In the production of the TFT substrate, a liquid crystal display element was produced in the same manner as in Example 1 except that the trade name: ROF 5101 (manufactured by ROLIC) was used as the polymerizable liquid crystal material.
When the alignment state of the ferroelectric liquid crystal was observed with a polarizing microscope with respect to the prepared liquid crystal display element, zigzag defects were observed in some places, but light leakage due to alignment disorder was hardly observed even in the gate line and source line portions.

[比較例1]
(TFT基板の作製)
実施例1と同様に、遮光部およびストライプ状の隔壁を形成した。遮光部および隔壁が形成された基板を洗浄し、この基板上に光異性化型の光配向膜材料(商品名:LIA−03 DIC社製)のN−メチル−2−ピロリドンで50%に希釈した溶液をスピンコート(1000rpm、20秒)し、100℃で4分間乾燥した後、直線偏光紫外線を約100mJ/cm照射し、配向処理を行い、光配向膜を形成した。
(共通電極基板の作製)
ITO電極が形成されたガラス基板をよく洗浄し、このガラス基板上にラビング配向膜材料(商品名:PIA−5770−01A チッソ社製)のNBG−776で50%に希釈した溶液(チッソ社製)をスピンコート(1000rpm、20秒)し、100℃で15分間プリベークを行い、230℃で60分間ポストベークを行った。基板を室温へと冷却後、ラビング配向処理を行い、ラビング膜を形成した。次いで、ラビング膜上に、重合性液晶材料(商品名:ROF3604 ROLIC社製)のシクロペンタノン2.5質量%溶液をスピンコート(1000rpm、20秒)し、60℃で5分間乾燥を行い、窒素雰囲気下で1000mJ/cmの紫外線を照射し重合させ、固定化液晶層を形成した。
(液晶表示素子の作製)
次に、実施例1と同様の方法で、TFT基板と共通電極基板を貼り合せ液晶表示素子を作製した。
(評価)
作製した液晶表示素子について偏光顕微鏡で強誘電性液晶の配向状態を観察したところ、表示領域全体では均一な配向が得られたが、ゲート線、ソース線部分に沿って、配向乱れによる光漏れが見られた。図5(a)に比較例1の液晶表示素子の偏光顕微鏡写真を示す。
[Comparative Example 1]
(Production of TFT substrate)
In the same manner as in Example 1, a light shielding portion and a stripe-shaped partition were formed. The substrate on which the light-shielding part and the barrier ribs were formed was washed, and diluted to 50% with N-methyl-2-pyrrolidone of a photoisomerization type photo-alignment film material (trade name: manufactured by LIA-03 DIC) on this substrate. The obtained solution was spin-coated (1000 rpm, 20 seconds), dried at 100 ° C. for 4 minutes, and then irradiated with linearly polarized ultraviolet rays of about 100 mJ / cm 2 to perform an alignment treatment to form a photo-alignment film.
(Production of common electrode substrate)
The glass substrate on which the ITO electrode was formed was thoroughly washed, and a solution (manufactured by Chisso Corporation) diluted to 50% with NBG-776 of a rubbing alignment film material (trade name: PIA-5770-01A manufactured by Chisso Corporation) on the glass substrate. ) Was spin coated (1000 rpm, 20 seconds), pre-baked at 100 ° C. for 15 minutes, and post-baked at 230 ° C. for 60 minutes. After cooling the substrate to room temperature, a rubbing alignment treatment was performed to form a rubbing film. Subsequently, a 2.5 mass% solution of cyclopentanone in a polymerizable liquid crystal material (trade name: manufactured by ROF 3604 ROLIC) is spin-coated (1000 rpm, 20 seconds) on the rubbing film, and dried at 60 ° C. for 5 minutes. Under a nitrogen atmosphere, ultraviolet rays of 1000 mJ / cm 2 were irradiated for polymerization to form an immobilized liquid crystal layer.
(Production of liquid crystal display element)
Next, in the same manner as in Example 1, a TFT substrate and a common electrode substrate were bonded together to produce a liquid crystal display element.
(Evaluation)
When the alignment state of the ferroelectric liquid crystal was observed with a polarizing microscope for the manufactured liquid crystal display element, uniform alignment was obtained in the entire display region, but light leakage due to alignment disorder was observed along the gate line and source line portions. It was seen. FIG. 5A shows a polarizing microscope photograph of the liquid crystal display element of Comparative Example 1.

[比較例2]
TFT基板の作製において、光配向膜材料(商品名:LIA−03 DIC社製)を希釈せずにそのまま用いたこと以外は、比較例1と同様の方法で液晶表示素子を作製した。すなわち、比較例2の光配向膜の厚みを、比較例1の光配向膜の厚みよりも厚くした。
作製した液晶表示素子について偏光顕微鏡で強誘電性液晶の配向状態を観察したところ、表示領域全体では均一な配向が得られたが、ゲート線、ソース線部分に沿って、配向乱れによる光漏れが見られた。
[Comparative Example 2]
A liquid crystal display device was produced in the same manner as in Comparative Example 1 except that the photo-alignment film material (trade name: manufactured by LIA-03 DIC) was used as it was without being diluted in the production of the TFT substrate. That is, the thickness of the photo-alignment film of Comparative Example 2 was made larger than the thickness of the photo-alignment film of Comparative Example 1.
When the alignment state of the ferroelectric liquid crystal was observed with a polarizing microscope for the manufactured liquid crystal display element, uniform alignment was obtained in the entire display region, but light leakage due to alignment disorder was observed along the gate line and source line portions. It was seen.

1 … 液晶表示素子
11 … TFT基板
12 … 第1基板
13 … 画素電極
14 … 反応性液晶用配向膜
15 … 固定化液晶層
16 … スペーサ
21 … TFT素子
22 … ゲート電極
23 … ゲート絶縁膜
24 … 半導体層
25 … ソース電極
26 … ドレイン電極
27 … 遮光部
31 … 共通電極基板
32 … 第2基板
33 … 共通電極
34 … 第2配向膜
41 … 駆動液晶層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Liquid crystal display element 11 ... TFT substrate 12 ... 1st substrate 13 ... Pixel electrode 14 ... Reactive liquid crystal aligning film 15 ... Fixed liquid crystal layer 16 ... Spacer 21 ... TFT element 22 ... Gate electrode 23 ... Gate insulating film 24 ... Semiconductor layer 25 ... Source electrode 26 ... Drain electrode 27 ... Light shielding part 31 ... Common electrode substrate 32 ... Second substrate 33 ... Common electrode 34 ... Second alignment film 41 ... Drive liquid crystal layer

Claims (8)

第1基板と、前記第1基板上に形成され、複数のTFT素子および前記TFT素子に接続された画素電極を有するTFT電極層と、前記TFT電極層上に形成された反応性液晶用配向膜と、前記反応性液晶用配向膜上に形成され、反応性液晶を固定化してなる固定化液晶層とを有するTFT基板と、
第2基板と、前記第2基板上に形成された共通電極とを有する共通電極基板と、
前記TFT基板の前記固定化液晶層および前記共通電極基板の前記共通電極の間に形成された駆動液晶層と
を有することを特徴とする液晶表示素子。
A first substrate, a TFT electrode layer formed on the first substrate and having a plurality of TFT elements and pixel electrodes connected to the TFT elements, and an alignment film for reactive liquid crystal formed on the TFT electrode layer And a TFT substrate having a fixed liquid crystal layer formed on the reactive liquid crystal alignment film and formed by fixing the reactive liquid crystal,
A common electrode substrate having a second substrate and a common electrode formed on the second substrate;
A driving liquid crystal layer formed between the fixed liquid crystal layer of the TFT substrate and the common electrode of the common electrode substrate.
前記TFT基板が、前記TFT素子上に形成された遮光部を有することを特徴とする請求項1に記載の液晶表示素子。   The liquid crystal display element according to claim 1, wherein the TFT substrate has a light shielding part formed on the TFT element. 前記TFT基板が、前記TFT電極層の非画素領域上に形成されたスペーサを有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の液晶表示素子。   The liquid crystal display element according to claim 1, wherein the TFT substrate has a spacer formed on a non-pixel region of the TFT electrode layer. 前記駆動液晶層が強誘電性液晶を含むことを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれかに記載の液晶表示素子。   4. The liquid crystal display element according to claim 1, wherein the driving liquid crystal layer includes a ferroelectric liquid crystal. 前記共通電極基板が、前記共通電極上に形成された第2配向膜を有し、前記固定化液晶層および前記第2配向膜の間に前記駆動液晶層が形成されていることを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれかに記載の液晶表示素子。   The common electrode substrate has a second alignment film formed on the common electrode, and the driving liquid crystal layer is formed between the fixed liquid crystal layer and the second alignment film. The liquid crystal display element in any one of Claim 1- Claim 4. 前記反応性液晶が、ネマチック相を発現するものであることを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれかに記載の液晶表示素子。   6. The liquid crystal display element according to claim 1, wherein the reactive liquid crystal exhibits a nematic phase. 前記反応性液晶が、重合性液晶モノマーを含有することを特徴とする請求項1から請求項6までのいずれかに記載の液晶表示素子。   The liquid crystal display element according to any one of claims 1 to 6, wherein the reactive liquid crystal contains a polymerizable liquid crystal monomer. フィールドシーケンシャル方式により駆動させるものであることを特徴とする請求項1から請求項7までのいずれかに記載の液晶表示素子。   8. The liquid crystal display element according to claim 1, wherein the liquid crystal display element is driven by a field sequential method.
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