JP3080300B2 - Liquid crystal element - Google Patents

Liquid crystal element

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JP3080300B2
JP3080300B2 JP08197957A JP19795796A JP3080300B2 JP 3080300 B2 JP3080300 B2 JP 3080300B2 JP 08197957 A JP08197957 A JP 08197957A JP 19795796 A JP19795796 A JP 19795796A JP 3080300 B2 JP3080300 B2 JP 3080300B2
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Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、カイラルスメクチ
ック液晶やカイラルネマチック液晶等の双安定性を有す
る液晶を用いた液晶素子に関し、特にマルチプレクシン
グ駆動時における画質のざらつきを抑えるものに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal device using a liquid crystal having bistability, such as a chiral smectic liquid crystal or a chiral nematic liquid crystal.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、液晶分子の屈曲異方性を利用して
偏光素子との組み合わせにより透過光線を制御する型の
液晶素子がクラーク(Clark)及びラガーウオル
(Lagerwall−)により提案されている(米国
特許第4367924号公報)。ここで、この液晶素子
で用いられる液晶は、一般に特定の温度域においてカイ
ラルスメクチックC相(Sm* C)またはH相(Sm*
H)を有する一方、この状態において、加えられる電界
に応答して第1の光学的安定状態と第2の光学的安定状
態のいずれかをとり、かつ電界の印加のない時はその状
態を維持する性質、即ち双安定性を有し、また電界の変
化に対する応答も速やかなカイラルスメクチック液晶や
カイラルネマチック液晶等の双安定性液晶である。従っ
て、この液晶素子は、高速並びに記憶型の表示素子とし
ての広い利用が期待されている。
2. Description of the Related Art Heretofore, a liquid crystal element of a type that controls transmitted light in combination with a polarizing element by utilizing the bending anisotropy of liquid crystal molecules has been proposed by Clark and Lagerwall-. U.S. Pat. No. 4,367,924). Here, the liquid crystal used in this liquid crystal element generally has a chiral smectic C phase (Sm * C) or an H phase (Sm * ) in a specific temperature range .
H), in this state, it takes either the first optically stable state or the second optically stable state in response to an applied electric field, and maintains that state when no electric field is applied. Bistable liquid crystals, such as chiral smectic liquid crystals and chiral nematic liquid crystals, which have a property of being stable, that is, have a quick response to a change in electric field. Therefore, this liquid crystal element is expected to be widely used as a high-speed and storage type display element.

【0003】ところで、このような液晶素子では、例え
ばカイラルスメクチック液晶を走査電極と信号電極とで
構成したマトリックス電極間で保持する一方、走査電極
に走査信号を順次印加すると共に、この走査信号と同期
して信号電極に情報信号を印加するマルチプレクシング
駆動にて画素領域の液晶の配向状態を変化させる、即ち
液晶をON・OFFするようにしている。
In such a liquid crystal element, for example, a chiral smectic liquid crystal is held between a matrix electrode composed of a scanning electrode and a signal electrode, while a scanning signal is sequentially applied to the scanning electrode and synchronized with the scanning signal. Then, the alignment state of the liquid crystal in the pixel area is changed by multiplexing driving for applying an information signal to the signal electrode, that is, the liquid crystal is turned ON / OFF.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
駆動方法により液晶を駆動する従来の液晶素子におい
て、液晶駆動時、ON・OFFする画素領域外の領域に
おける液晶の配向状態が、例えば図9に示すように画素
20a,20b内の分子配列の影響等で白または黒の不
均一な状態を呈する場合がある。
However, in a conventional liquid crystal element which drives liquid crystal by such a driving method, the alignment state of the liquid crystal in a region outside the pixel region which is turned ON / OFF when driving the liquid crystal is, for example, as shown in FIG. As shown in (1), a white or black non-uniform state may be exhibited due to the influence of the molecular arrangement in the pixels 20a and 20b.

【0005】なお、同図において、20aは白書き込み
画素、20bは黒書き込み画素を示しており、21a,
21bは、これら2つの画素20a,20b内の分子配
列の影響等により、画素領域外の領域20cで発生した
白ドメインと黒ドメインを示している。そして、このよ
うに画素領域外の領域20cでドメイン21a,21b
が混在すると、画面全体がざらざらして低品質な画質に
なるという問題点があった。
In FIG. 1, reference numeral 20a denotes a white writing pixel, and 20b denotes a black writing pixel.
Reference numeral 21b indicates a white domain and a black domain generated in the region 20c outside the pixel region due to the influence of the molecular arrangement in the two pixels 20a and 20b. Then, as described above, the domains 21a and 21b are located in the region 20c outside the pixel region.
There is a problem in that when images are mixed, the whole screen is rough and the image quality is low.

【0006】なお、これは画素20a,20bにおける
配向状態(主にプレチルト)と画素領域外の領域20c
における配向状態とに大きな差がつきずらいことから、
画素20a,20b内の配向と同様に画素領域外の領域
20cの配向も双安定状態を呈するようになり、これに
より部分的に不均一な領域が発生するためであり、この
ため表示全体がざらついた画質になる。ここで、この現
象は、双安定性を示すカイラルネマチック液晶をマルチ
プレクシング駆動した場合も、同様に発生する。
This is because the alignment state (mainly pretilt) in the pixels 20a and 20b and the area 20c outside the pixel area are different.
It is difficult to make a large difference with the orientation state in
Similarly to the orientation in the pixels 20a and 20b, the orientation of the region 20c outside the pixel region also exhibits a bistable state, which results in a partially non-uniform region, thereby making the entire display rough. Image quality. Here, this phenomenon similarly occurs when multiplex driving of a chiral nematic liquid crystal exhibiting bistability is performed.

【0007】一方、このような表示上のざらつきを抑え
るため、従来画素領域以外の領域20cに遮光層を設け
ることが行われているが、この遮光層として金属膜を用
いる場合は成膜・フォトリソのための工数が生じるため
コストアップとなる。また、双安定性液晶を用いる液晶
素子においては、耐衝撃性が信頼性上の弱点であること
は周知の事実であるが、この対策として行う上下基板間
の固定も信頼性上の問題とともに更なるコストアップの
要因である。
On the other hand, a light-shielding layer is conventionally provided in the area 20c other than the pixel area in order to suppress such roughness on the display. However, when a metal film is used as the light-shielding layer, film formation / photolithography is required. As a result, the number of man-hours required increases the cost. It is well known that impact resistance is a weak point in reliability of a liquid crystal element using a bistable liquid crystal. This is a factor of cost increase.

【0008】そこで、本発明は、このような従来の問題
点に鑑み、表示品位が高く、また安価な液晶素子を提供
すること目的とするものである。
Accordingly, an object of the present invention is to provide an inexpensive liquid crystal device having high display quality in view of the conventional problems.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、一対の基板間
に液晶を挟持すると共に、前記基板には前記液晶を駆動
するための電界を発生させる電極群と、所望の液晶配列
を得るためラビング処理により一軸性配向を付与された
配向膜とが形成されている液晶素子において、前記一対
の基板間における前記電極群にて生じる電界により前記
液晶が配向状態を変化させる画素領域以外の領域に、遮
光性と前記一対の基板を接着させる接着能力を持つ樹脂
膜によって形成されると共に接着面には微細な凹凸が形
成されている立体構造を設け、前記画素領域及び画素領
域外領域での液晶の配向状態が異なるようしたことを特
徴とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, a liquid crystal is sandwiched between a pair of substrates, an electrode group for generating an electric field for driving the liquid crystal is provided on the substrate, and a desired liquid crystal arrangement is obtained. In a liquid crystal element in which an alignment film provided with uniaxial alignment by rubbing treatment is formed in a region other than a pixel region in which the liquid crystal changes an alignment state by an electric field generated in the electrode group between the pair of substrates. A three-dimensional structure formed of a resin film having a light-shielding property and an adhesive ability to adhere the pair of substrates, and having a three-dimensional structure in which fine irregularities are formed on an adhesive surface; Are characterized by different alignment states.

【0010】また本発明は、前記立体構造は、少なくと
も一方の前記基板の画素領域外領域に対応する位置に設
けられることを特徴とするものである。
The present invention is characterized in that the three-dimensional structure is provided at a position corresponding to a region outside a pixel region of at least one of the substrates.

【0011】[0011]

【0012】[0012]

【0013】[0013]

【0014】また本発明は、前記立体構造の専有面積
は、前記画素領域外領域の面積の4%以上90%以下で
あることを特徴とするものである。
Further, the present invention is characterized in that the occupied area of the three-dimensional structure is not less than 4% and not more than 90% of the area of the region outside the pixel region.

【0015】[0015]

【0016】また、本発明のように液晶を挟持する基板
に設けられた電極群にて生じる電界により画素領域の液
晶をON・OFFする一方、画素領域以外の領域に立体
構造を設けることにより、画素領域及び画素領域外領域
での液晶の配向状態が異なるようにして近傍の画素にお
ける液晶の駆動によって画素間の液晶分子配列が変動す
ることを防止するようにする。
Further, by turning on / off the liquid crystal in the pixel region by an electric field generated by an electrode group provided on the substrate holding the liquid crystal as in the present invention, by providing a three-dimensional structure in a region other than the pixel region, The alignment state of the liquid crystal in the pixel region and the region outside the pixel region are made different so as to prevent the liquid crystal molecular arrangement between the pixels from being changed by the driving of the liquid crystal in the neighboring pixels.

【0017】[0017]

【0018】また、立体構造を、基板の画素領域外領域
に対応する位置に設けられ、遮光性と一対の基板を接着
させる接着能力を持つと共に接着面には微細な凹凸が形
成されている樹脂膜によって形成することにより、液晶
分子配列の変動を防止すると共に耐衝撃性を向上させる
ようにする。
A resin having a three-dimensional structure provided at a position corresponding to a region outside the pixel region of the substrate, having a light-shielding property and an adhesive ability for bonding a pair of substrates, and having fine irregularities formed on the bonding surface. By forming the film, a change in the alignment of liquid crystal molecules is prevented, and the impact resistance is improved.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0020】図1は本発明の基礎となる第1の参考例に
係る液晶素子の概略構成を示す断面図である。同図にお
いて、1は液晶素子、2a,2bは双安定性液晶、例え
ばカイラルスメクチック液晶(以下液晶という)3を挟
持する一対のガラス基板(以下基板という)、4は一方
の基板2aに形成されたカラーフィルター、5は液晶3
を駆動するための電界を発生するための透明電極であ
り、6は初期的に垂直配向を与える配向膜である。な
お、各基板2a,2bの透明電極5は、液晶3をマルチ
プレクシング駆動するようマトリクス状に形成されてい
る。
FIG. 1 is a sectional view showing a schematic structure of a liquid crystal element according to a first reference example on which the present invention is based. In the figure, 1 is a liquid crystal element, 2a and 2b are a pair of glass substrates (hereinafter referred to as substrates) sandwiching a bistable liquid crystal, for example, a chiral smectic liquid crystal (hereinafter referred to as liquid crystal) 3, and 4 is formed on one substrate 2a. Color filter, 5 is liquid crystal 3
Is a transparent electrode for generating an electric field for driving the substrate, and 6 is an alignment film that initially provides vertical alignment. The transparent electrodes 5 on the substrates 2a and 2b are formed in a matrix so as to drive the liquid crystal 3 in a multiplexing manner.

【0021】また、7はカラーフィルター4の画素領域
以外の領域(以下画素外領域という)8aに設けられた
立体構造である微細パターンであり、この微細パターン
7により画素外領域8aの液晶3が画素領域8bとは異
なる配向状態、例えば対向基板2a,2b間で非対称な
配向状態または垂直配向となって単安定化するようにし
ている。なお、本参考例において、この微細パターン7
はカラーフィルター4と同一材料にて、カラーフィルタ
ー4と同時に形成するようにしており、これにより工数
及び材料の数を少なくするようにしている。
Reference numeral 7 denotes a fine pattern having a three-dimensional structure provided in a region (hereinafter, referred to as a non-pixel region) 8a other than the pixel region of the color filter 4, and the liquid crystal 3 in the non-pixel region 8a is formed by the fine pattern 7. An alignment state different from that of the pixel region 8b, for example, an asymmetric alignment state or a vertical alignment between the opposing substrates 2a and 2b is performed so as to be monostable. In this embodiment, the fine pattern 7
Are formed simultaneously with the color filter 4 using the same material as the color filter 4, thereby reducing the number of steps and the number of materials.

【0022】そして、このように微細パターン7により
画素外領域8aで単安定化することにより液晶3の配向
が固定されるので、その近傍の画素領域8bにおける液
晶3の駆動によって画素外領域8aの液晶分子配列が変
動することが防止され、これによりざらつきのない均一
な高品位の画像表示を行うことができるようになってい
る。
Since the orientation of the liquid crystal 3 is fixed by the mono-stabilization in the extra-pixel region 8a by the fine pattern 7, the driving of the liquid crystal 3 in the neighboring pixel region 8b causes the extra-pixel region 8a to be fixed. Fluctuations in the liquid crystal molecule arrangement are prevented, whereby uniform, high-quality image display without roughness can be performed.

【0023】ところで、この微細パターン7としては、
例えば、図2の(a)に示すように面積が3μm2 の複
数の角柱状の立体構造体71から成るもの、図2の
(b)に示すように直径が3μmの複数の円柱状の立体
構造体72から成るもの、ストライプ状の立体構造体
(図示せず)から成るもの等の任意のパターンとするこ
とができる。ここで、このパターンのライン部あるいは
柱部等の専有面積は、パターニング精度及び周囲の垂直
配向に対向可能な平行配向ドメインサイズ等を考慮し、
画素領域外の全面積の4%以上50%以下に設定するこ
とが好ましい。なお、図2の(a)は25%、図2の
(b)は39%とした場合を示している。
By the way, as the fine pattern 7,
For example, as shown in FIG. 2 (a), a plurality of prismatic three-dimensional structures 71 having an area of 3 μm 2 , and as shown in FIG. 2 (b), a plurality of columnar three-dimensional structures having a diameter of 3 μm. Arbitrary patterns such as those composed of the structure 72 and those composed of the striped three-dimensional structure (not shown) can be used. Here, the occupied area of the line portion or the pillar portion of the pattern is determined in consideration of the patterning accuracy, the size of the parallel alignment domain that can be opposed to the surrounding vertical alignment, and the like.
It is preferable to set the area to 4% or more and 50% or less of the entire area outside the pixel region. Note that FIG. 2A shows a case of 25%, and FIG. 2B shows a case of 39%.

【0024】次に、このような構成の液晶素子の製造方
法について説明する。
Next, a method of manufacturing a liquid crystal device having such a configuration will be described.

【0025】まず、一方の基板2aに、東京応化工業製
(商品名CFPRシリーズ)をスピンナー塗布し、10
0℃のプリベークを2分、露光200mj、アルカリ現
像液によるシャワー現像40秒、250℃のポストベー
クを5分行い、1.5μmの膜厚のカラーフィルター4
及び微細パターン7を形成する。
First, one substrate 2a is spinner-coated with a product made by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. (trade name: CFPR series).
Pre-baking at 0 ° C. for 2 minutes, exposure at 200 mj, shower development with an alkaline developer for 40 seconds, and post-baking at 250 ° C. for 5 minutes to give a 1.5 μm thick color filter 4
And a fine pattern 7 is formed.

【0026】次に、このカラーフィルター4及び微細パ
ターン7に透明電極5を積層した後、日立化成製(商品
名LQ1800)を塗布し、270℃で10分間焼成し
た後、200Åの膜厚の配向膜6を形成する。この後、
この配向膜6に対し1軸配向性とおよそ20°のプレチ
ルトを得る強度でラビング処理を行う。
Next, after laminating the transparent electrode 5 on the color filter 4 and the fine pattern 7, a Hitachi Chemical (trade name: LQ1800) is applied and baked at 270 ° C. for 10 minutes. A film 6 is formed. After this,
A rubbing process is performed on the alignment film 6 with a strength to obtain a uniaxial orientation and a pretilt of about 20 °.

【0027】次に、この基板2aと、カラーフィルター
4の形成及び−8°のクロス角を与えるラビング方向以
外は上記と同様に作成された対向基板2bとをスペーサ
ー(図示せず)を介して張り合わせ、最後にこれら基板
2a,2bの間に液晶3を注入して液晶素子1を製造す
る。
Next, the substrate 2a and a counter substrate 2b formed in the same manner as described above except for the formation of the color filter 4 and the rubbing direction giving a cross angle of -8 ° are interposed via a spacer (not shown). The liquid crystal 3 is injected between the substrates 2a and 2b, and the liquid crystal element 1 is manufactured.

【0028】ところで、このようにして製造された液晶
素子1では、画素領域8bで所望のプレチルトを持つユ
ニフォーム配向を実現しつつ、画素外領域8aでは垂直
配向と水平配向のハイブリット配向となり、画素外領域
8aでは液晶配向が固定され、ざらつきのない高品位な
画像表示が得られた。
By the way, in the liquid crystal element 1 manufactured as described above, the uniform alignment having a desired pretilt is realized in the pixel region 8b, and the vertical alignment and the horizontal alignment are hybridized in the out-of-pixel region 8a. In the region 8a, the liquid crystal alignment was fixed, and a high-quality image display without roughness was obtained.

【0029】次に、本発明の基礎となる第2の参考例に
係る液晶素子について説明する。
Next, a liquid crystal device according to a second reference example on which the present invention is based will be described.

【0030】本参考例の液晶素子は、図3に示すように
一方の基板2aに加え、他方の基板2bにもカラーフィ
ルター4及び微細パターン7が形成されている。なお、
このカラーフィルター4の膜厚は0.75μmとし、ま
たカラーフィルター4は両基板2a,2bで同じ色が重
なるよう対向する位置に形成している。
As shown in FIG. 3, the liquid crystal element of this embodiment has a color filter 4 and a fine pattern 7 formed on one substrate 2a and on the other substrate 2b. In addition,
The thickness of the color filter 4 is 0.75 μm, and the color filter 4 is formed at a position facing each other so that the same color is overlapped on both substrates 2a and 2b.

【0031】ところで、このような液晶素子1’は、そ
れぞれの基板2a,2bにカラーフィルター4及び微細
パターン7を形成した後、既述した第1の参考例と同様
な電極・配向膜形成・ラビング処理、セル化の工程を行
うことにより製造される。
By the way, in such a liquid crystal element 1 ', after forming the color filter 4 and the fine pattern 7 on the respective substrates 2a and 2b, the same electrode / alignment film forming / forming as in the first embodiment described above is performed. It is manufactured by performing a rubbing process and a cell forming process.

【0032】ここで、このようにして製造された液晶素
子1’では、画素領域8bで所望のプレチルトを持つユ
ニフォーム配向を実現しつつ、画素外領域8aでは垂直
配向となり、ざらつきのない高品位な画像表示が得られ
た。さらに、この構成の液晶素子1’では、駆動マージ
ンの経時耐久性の改善、液晶の移動によるセルギャップ
変化の抑制といった効果が得られた。
Here, in the liquid crystal element 1 'manufactured in this manner, uniform alignment having a desired pretilt is realized in the pixel region 8b, while vertical alignment is achieved in the out-of-pixel region 8a, and high quality without roughness is achieved. An image display was obtained. Further, in the liquid crystal element 1 'having this configuration, effects such as improvement of the durability of the drive margin with time and suppression of the cell gap change due to the movement of the liquid crystal were obtained.

【0033】次に、本発明の基礎となる第3の参考例に
係る液晶素子について図1を参照して説明する。
Next, a liquid crystal device according to a third reference example on which the present invention is based will be described with reference to FIG.

【0034】本参考例の液晶素子は、液晶3としてカイ
ラルネマチック液晶を用いるものであり、次のようにし
て製造する。
The liquid crystal element of this embodiment uses a chiral nematic liquid crystal as the liquid crystal 3 and is manufactured as follows.

【0035】まず、画素外領域8aのカラーフィルター
4、微細パターン7及び透明電極5までは第1の実施の
形態と同様にして2枚の基板2a,2bを作成する。次
に、ポリイミド配向膜(日産化学社製・SE−314
0)6を形成した後、ラビング処理を施す。次に、各基
板2a,2bをスペーサビーズを介してラビングの方向
が反平行となると共に、その間隔が2.0μmとなるよ
うに貼り合わせる。
First, two substrates 2a and 2b are formed in the same manner as in the first embodiment up to the color filter 4, the fine pattern 7, and the transparent electrode 5 in the extra-pixel region 8a. Next, a polyimide alignment film (SE-314 manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.)
0) After forming 6, rubbing treatment is performed. Next, the substrates 2a and 2b are bonded together via spacer beads such that the rubbing directions are antiparallel and the distance between the rubbings is 2.0 μm.

【0036】そして、最後に、この基板2a,2bの間
隙にネマチック液晶組成物(チッソ社製・KN−40
0)に光学活性剤を添加して得たヘリカルHピッチ3.
4μmのカイラルネマチック液晶3を注入し、液晶素子
1を製造する。
Finally, a nematic liquid crystal composition (KN-40 manufactured by Chisso Corporation) is provided in the gap between the substrates 2a and 2b.
2. Helical H pitch obtained by adding an optically active agent to 0)
The chiral nematic liquid crystal 3 of 4 μm is injected to manufacture the liquid crystal element 1.

【0037】ここで、この液晶素子1をマルチプレック
ス駆動したところ、画素外領域8aの液晶配向が固定さ
れ、ざらつきがほとんどみられなかった。
Here, when the liquid crystal element 1 was multiplex-driven, the liquid crystal orientation in the extra-pixel region 8a was fixed, and almost no roughness was observed.

【0038】次に、本発明の第1の実施の形態について
説明する。
Next, a first embodiment of the present invention will be described.

【0039】図4は本実施の形態に係る液晶素子の概略
構成を示す断面図である。同図において、1Aは液晶素
子、2a,2bは液晶3を挟持する一対のガラス基板
(以下基板という)、4は一方の基板2aに形成された
カラーフィルター、5は電極パターン、6は初期的に垂
直配向を与える配向膜である。
FIG. 4 is a sectional view showing a schematic structure of the liquid crystal element according to the present embodiment. In FIG. 1, reference numeral 1A denotes a liquid crystal element, 2a and 2b denote a pair of glass substrates (hereinafter referred to as substrates) sandwiching a liquid crystal 3, 4 denotes a color filter formed on one substrate 2a, 5 denotes an electrode pattern, and 6 denotes an initial pattern. This is an alignment film that gives vertical alignment to.

【0040】また、画素外領域8aには、遮光性と接着
性とを有する樹脂により形成された遮光層(樹脂膜)9
が設けられており、この遮光層9の接着面には、図5に
示すように微細な凹凸を有する凹凸部10が形成されて
いる。ここで、この凹凸部10は、ラビング処理に対す
る障壁の働きを果たしてラビング処理の効果を減ずるた
めのものである。
A light-shielding layer (resin film) 9 made of a resin having a light-shielding property and an adhesive property is provided on the extra-pixel region 8a.
On the bonding surface of the light shielding layer 9, an uneven portion 10 having fine unevenness is formed as shown in FIG. Here, the uneven portion 10 serves as a barrier to the rubbing process to reduce the effect of the rubbing process.

【0041】そして、このような凹凸部10を有する遮
光層9を画素外領域8aに設けることにより、画素外領
域8aの液晶3が対向基板2a,2b間で非対称な配向
状態または垂直配向となって単安定化するようになり、
その近傍の画素8bにおける液晶3の駆動によって画素
外領域8aの液晶分子配列が変動するのを防止すること
ができるようになっている。
By providing the light-shielding layer 9 having such uneven portions 10 in the out-of-pixel region 8a, the liquid crystal 3 in the out-of-pixel region 8a becomes an asymmetric or vertical alignment between the opposing substrates 2a and 2b. And become monostable,
The driving of the liquid crystal 3 in the neighboring pixels 8b can prevent the liquid crystal molecule arrangement in the non-pixel region 8a from being changed.

【0042】なお、この遮光層9を樹脂にて形成するこ
とにより、金属膜に比べてコストを下げることができ
る。また、耐衝撃性も向上するので、耐衝撃性を有しな
がら液晶3を注入することが可能となる。なお、この凹
凸部10の専有面積は、既述したようにパターニング精
度及び周囲の垂直配向に対向可能な平行配向ドメインサ
イズ等を考慮し、画素外領域8aの面積の4%以上90
%以下に設定することが好ましい。なお、本実施の形態
において、この専有面積は後述する図6に示すフォトマ
スクにより39%となっている。
By forming the light-shielding layer 9 from a resin, the cost can be reduced as compared with a metal film. Further, since the shock resistance is improved, the liquid crystal 3 can be injected while having the shock resistance. The occupied area of the concavo-convex portion 10 is, as described above, 4% or more of the area of the non-pixel region 8a in consideration of the patterning accuracy, the size of the parallel alignment domain that can be opposed to the surrounding vertical alignment, and the like.
% Is preferable. In this embodiment, the occupied area is 39% by a photomask shown in FIG. 6 described later.

【0043】次に、このような構成の液晶素子1Aの製
造方法について説明する。
Next, a method of manufacturing the liquid crystal element 1A having such a configuration will be described.

【0044】まず、一方の基板2aに東京応化工業製
(商品名CFPRシリーズ)をスピンナー塗布し、10
0℃のプリベークを2分、光200mj、アルカリ現像
液によるシャワー現像40秒、250℃のポストベーク
を5分行った後、1.5μmの膜厚のカラーフィルター
4を形成する。
First, one substrate 2a is spinner-coated with a product made by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. (trade name: CFPR series).
After prebaking at 0 ° C. for 2 minutes, 200 mj of light, shower development with an alkali developing solution for 40 seconds, and postbaking at 250 ° C. for 5 minutes, a color filter 4 having a thickness of 1.5 μm is formed.

【0045】次に、同様にして3色のカラーフィルター
4を形成した後、東京応化工業製(商品名TP−AR)
感光性接着樹脂に、アクリルコーティングカーボンを分
散させたものを塗布した後プリベークを行う。この後、
図6に例示するように3μmの径を有する複数の円形開
口部10aが形成されているフォトマスク10を用いて
裏面露光を行い、現像処理により微細パターンからなる
凹凸部10を有する遮光層9を形成する。なお、この凹
凸部10の凸部の膜厚は最終的には2.1μmとする。
Next, after forming color filters 4 of three colors in the same manner, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo (trade name: TP-AR)
A pre-bake is performed after applying an acrylic coating carbon dispersed in a photosensitive adhesive resin. After this,
As shown in FIG. 6, the back surface is exposed using a photomask 10 in which a plurality of circular openings 10a having a diameter of 3 μm are formed. Form. The thickness of the projections of the uneven portion 10 is finally set to 2.1 μm.

【0046】さらに、透明電極5を形成後、配向膜6と
して日立化成製(商品名LQ1800)を塗布し、27
0℃で10分間焼成した後200Åの膜厚を得た。これ
に1軸配向性とおよそ20°のプレチルトを得る強度で
ラビング処理を行う。
Further, after forming the transparent electrode 5, Hitachi Chemical (trade name: LQ1800) is applied as an alignment film 6,
After baking at 0 ° C. for 10 minutes, a film thickness of 200 ° was obtained. A rubbing treatment is performed on the resultant structure so as to obtain uniaxial orientation and a pretilt of about 20 °.

【0047】その後、この基板2aと、カラーフィルタ
ー形成および−8°のクロス角を与えるラビング方向以
外は上記と同様に作成された対向基板2bとをスペーサ
ーを介して張り合わる。なお、シール材の圧着硬化条件
は1kg/cm2 で、160℃30分とする。そして、
最後に、これら基板2a,2bの間に液晶3を注入して
液晶素子1Aを製造する。
Thereafter, the substrate 2a and the opposing substrate 2b formed in the same manner as described above except for the rubbing direction for forming a color filter and providing a cross angle of -8 ° are bonded via a spacer. The pressure-curing condition of the sealing material is 1 kg / cm 2 and 160 ° C. for 30 minutes. And
Finally, the liquid crystal 3 is injected between the substrates 2a and 2b to manufacture the liquid crystal element 1A.

【0048】ところで、このようにして作成された液晶
素子1Aでは、画素領域8bで所望のプレチルトを持つ
ユニフォーム配向を実現しつつ、画素外領域8aでは垂
直配向と水平配向のハイブリット配向となり、画素外領
域8aの液晶配向が固定され、ざらつきのない高品位な
画像表示が得られた。
By the way, in the liquid crystal element 1A thus prepared, uniform alignment having a desired pretilt is realized in the pixel region 8b, and hybrid alignment of vertical alignment and horizontal alignment is realized in the non-pixel region 8a. The liquid crystal orientation in the region 8a was fixed, and a high-quality image display without roughness was obtained.

【0049】次に、本発明の第2の実施の形態に係る液
晶素子について説明する。
Next, a liquid crystal device according to a second embodiment of the present invention will be described.

【0050】本実施の形態の液晶素子1A’は、図7に
示すように一方の基板2aに加え、他方の基板2bにも
遮光層9及びカラーフィルター4が形成されている。こ
こで、この液晶素子1A’は、第1の実施の形態と同様
にカラーフィルター4を形成するが、膜厚は0.75μ
mとし、同じ色が重なるよう各基板2a,2bの対向位
置に形成するようにしている。
As shown in FIG. 7, the liquid crystal element 1A 'of this embodiment has a light-shielding layer 9 and a color filter 4 formed on one substrate 2a and on the other substrate 2b. Here, the liquid crystal element 1A 'forms the color filter 4 in the same manner as in the first embodiment, but has a thickness of 0.75 μm.
m, and are formed at positions facing each of the substrates 2a and 2b so that the same color overlaps.

【0051】一方、遮光層9も同様に、2つの基板2
a,2bの対向位置に形成されるようになっており、こ
れにより同図に示すように、それぞれの遮光層9が画素
外領域8aで接着するようになっている。なお、遮光層
9の凸部の膜厚は1.35μmである。
On the other hand, the light-shielding layer 9 is similarly
The light shielding layer 9 is formed at the position opposite to the pixels a and 2b so that the respective light shielding layers 9 are adhered to each other in the pixel outside region 8a as shown in FIG. The thickness of the projection of the light shielding layer 9 is 1.35 μm.

【0052】ところで、この液晶素子1A’は第1の実
施の形態と同様の電極・配向膜形成・ラビング処理、セ
ル化の工程により製造されるが、このようにして製造さ
れた液晶素子1A’では、画素領域8bで所望のプレチ
ルトを持つユニフォーム配向を実現しつつ、画素外領域
8aでは遮光膜9と垂直配向の効果で、ざらつきがなく
コントラストが高い高品位な画像表示が得られた。さら
に、所期の目的である耐衝撃性を保ちつつ駆動マージン
の経時耐久性の改善、液晶3の移動によるセルギャップ
変化の抑制と言った効果も得られた。
The liquid crystal element 1A 'is manufactured by the same electrode, alignment film forming, rubbing, and cell forming steps as in the first embodiment. As a result, a uniform alignment having a desired pretilt is realized in the pixel region 8b, and a high-quality image display with high contrast and high contrast is obtained in the non-pixel region 8a by the effect of the vertical alignment with the light shielding film 9. In addition, the effects of improving the durability over time of the drive margin while maintaining the intended impact resistance and suppressing the change in the cell gap due to the movement of the liquid crystal 3 were also obtained.

【0053】最後に、このような液晶素子1を備えた情
報伝達装置における液晶素子の駆動構成について、図8
を用いて簡単に説明する。
Finally, the driving configuration of the liquid crystal element in the information transmission device having such a liquid crystal element 1 will be described with reference to FIG.
This will be briefly described with reference to FIG.

【0054】本発明に係る液晶素子1を備えたプリンタ
ー、カラーディスプレー等の情報伝達装置においては、
同図に示すように液晶素子1には走査信号印加回路40
2及び情報信号印加回路403が接続されており、これ
らの走査信号印加回路402及び情報信号印加回路40
3には駆動制御回路404及びグラフィックコントロー
ラ405が順に接続されている。そして、グラフィック
コントローラ405からはデータと走査方式信号とが、
駆動制御回路404を介して走査信号制御回路406及
び情報信号制御回路407へ送信されるようになってい
る。
In an information transmission device such as a printer or a color display provided with the liquid crystal element 1 according to the present invention,
As shown in FIG.
2 and the information signal applying circuit 403 are connected to each other.
3, a drive control circuit 404 and a graphic controller 405 are connected in order. Then, the data and the scanning method signal are sent from the graphic controller 405,
The data is transmitted to the scanning signal control circuit 406 and the information signal control circuit 407 via the drive control circuit 404.

【0055】このうちのデータは、これらの走査信号制
御回路406及び情報信号制御回路407によって走査
線アドレスデータと表示データに変換され、また他方の
走査方式信号は、そのまま走査信号印加回路402及び
情報信号印加回路403に送られるようになっている。
The data among them is converted into scanning line address data and display data by the scanning signal control circuit 406 and the information signal control circuit 407, and the other scanning method signal is directly used by the scanning signal applying circuit 402 and the information signal. The signal is sent to the signal application circuit 403.

【0056】さらに、走査信号印加回路402は、走査
線アドレスデータによって決まる走査電極に走査方式信
号によって決まる波形の走査信号を印加し、また情報信
号印加回路403は、表示データによって送られる白又
は黒の表示内容と走査方式信号の2つによって決まる波
形の情報信号を印加するように構成されている。
Further, the scanning signal applying circuit 402 applies a scanning signal having a waveform determined by the scanning method signal to the scanning electrode determined by the scanning line address data, and the information signal applying circuit 403 outputs white or black sent by the display data. And an information signal having a waveform determined by the two display contents and the scanning method signal.

【0057】[0057]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、画
素領域外に立体構造を設けて画素領域外の配向状態を単
安定化することにより、表示のざらつきを抑えることが
でき、表示品位を高めることができる。また、画素領域
外を垂直配向にした場合には、さらに駆動マージンの経
時耐久性の改善、液晶の移動によるセルギャップ変化の
抑制といった効果が得られるので、液晶素子の品質向上
・信頼性向上に大きく寄与することができる。
As described above, according to the present invention, by providing a three-dimensional structure outside the pixel region to mono-stabilize the alignment state outside the pixel region, it is possible to suppress display roughness and to improve display quality. Can be increased. In addition, when vertical alignment is performed outside the pixel region, effects such as improvement of durability over time of a drive margin and suppression of cell gap change due to movement of liquid crystal can be obtained, thereby improving quality and reliability of a liquid crystal element. It can greatly contribute.

【0058】さらに、画素領域外に立体構造として遮光
層を設けて画素領域外の配向状態を単安定化しつつ遮光
することにより、表示のざらつきを抑えながらコントラ
ストを改善することができると共に、遮光層を接着能力
を有する樹脂にて形成することにより、安価な液晶素子
を提供することができる。
Further, by providing a light-shielding layer as a three-dimensional structure outside the pixel area to shield the light while stabilizing the alignment state outside the pixel area, it is possible to improve the contrast while suppressing the roughness of the display and to improve the contrast. Is formed of a resin having an adhesive ability, an inexpensive liquid crystal element can be provided.

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

【図1】本発明の基礎となる第1の参考例に係る液晶素
子の概略構成を示す断面図。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a liquid crystal element according to a first reference example on which the present invention is based.

【図2】上記液晶素子の画素領域外に設ける微細パター
ンの例を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a fine pattern provided outside a pixel region of the liquid crystal element.

【図3】本発明の基礎となる第2の参考例に係る液晶素
子の概略構成を示す断面図。
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a liquid crystal element according to a second reference example on which the present invention is based.

【図4】本発明の第1の実施の形態に係る液晶素子の概
略構成を示す断面図。
FIG. 4 is a sectional view showing a schematic configuration of a liquid crystal element according to the first embodiment of the present invention.

【図5】上記液晶素子の画素領域外に設ける接着遮光層
の断面模式図。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of an adhesive light-shielding layer provided outside a pixel region of the liquid crystal element.

【図6】上記接着遮光層の微細パターンを形成するフォ
トマスクパターンを示す図。
FIG. 6 is a view showing a photomask pattern for forming a fine pattern of the adhesive light shielding layer.

【図7】本発明の第2の実施の形態に係る液晶素子の概
略構成を示す要部断面図。
FIG. 7 is an essential part cross-sectional view showing a schematic configuration of a liquid crystal element according to a second embodiment of the present invention.

【図8】液晶素子を備えた情報伝達装置における液晶素
子の駆動構成を示す図。
FIG. 8 is a diagram illustrating a driving configuration of a liquid crystal element in an information transmission device including the liquid crystal element.

【図9】従来の液晶素子における白黒のドメインが混在
している状態を表した模式図。
FIG. 9 is a schematic diagram showing a state where black and white domains are mixed in a conventional liquid crystal element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,1a,1A,1A’ 液晶素子 2a,2b ガラス基板 3 液晶 4 カラーフィルター 7 微細パターン 71,72 立体構造体 8a 画素外領域 8b 画素領域 9 遮光層 10 凹凸部 1, 1a, 1A, 1A 'Liquid crystal element 2a, 2b Glass substrate 3 Liquid crystal 4 Color filter 7 Fine pattern 71, 72 Three-dimensional structure 8a Non-pixel region 8b Pixel region 9 Light shielding layer 10 Uneven portion

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−192329(JP,A) 特開 平4−225325(JP,A) 特開 昭58−172622(JP,A) 特開 平7−318950(JP,A) 特開 平4−93942(JP,A) 特開 平6−331970(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/1337 - 1/1339 500 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-3-192329 (JP, A) JP-A-4-225325 (JP, A) JP-A-58-172622 (JP, A) JP-A-7- 318950 (JP, A) JP-A-4-93942 (JP, A) JP-A-6-331970 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G02F 1 / 1337-1 / 1339 500

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 一対の基板間に液晶を挟持すると共に、
前記基板には前記液晶を駆動するための電界を発生させ
る電極群と、所望の液晶配列を得るためラビング処理に
より一軸性配向を付与された配向膜とが形成されている
液晶素子において、 前記一対の基板間における前記電極群にて生じる電界に
より前記液晶が配向状態を変化させる画素領域以外の領
域に、遮光性と前記一対の基板を接着させる接着能力を
持つ樹脂膜によって形成されると共に接着面には微細な
凹凸が形成されている立体構造を設け、前記画素領域及
び画素領域外領域での液晶の配向状態が異なるようした
ことを特徴とする液晶素子。
A liquid crystal is sandwiched between a pair of substrates,
A liquid crystal element in which an electrode group for generating an electric field for driving the liquid crystal and an alignment film provided with uniaxial alignment by a rubbing process to obtain a desired liquid crystal alignment is formed on the substrate. In a region other than a pixel region in which the liquid crystal changes its alignment state by an electric field generated by the electrode group between the substrates , the light shielding property and the bonding ability for bonding the pair of substrates are improved.
It is formed by a resin film that has
A liquid crystal element having a three-dimensional structure in which unevenness is formed , wherein the liquid crystal has different alignment states in the pixel region and a region outside the pixel region.
【請求項2】 前記立体構造は、少なくとも一方の前記
基板の画素領域外領域に対応する位置に設けられること
を特徴とする請求項1記載の液晶素子。
2. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the three-dimensional structure is provided at a position corresponding to a region outside a pixel region of at least one of the substrates.
【請求項3】 前記立体構造の専有面積は、前記画素領
域外領域の面積の4%以上90%以下であることを特徴
とする請求項1又は2記載の液晶素子。
Footprint of claim 3 wherein said three-dimensional structure, the liquid crystal device according to claim 1 or 2, wherein the 90% or less than 4% of the area of the pixel region outside the region.
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