JPH0651319A - Liquid crystal display element - Google Patents
Liquid crystal display elementInfo
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- JPH0651319A JPH0651319A JP4286893A JP4286893A JPH0651319A JP H0651319 A JPH0651319 A JP H0651319A JP 4286893 A JP4286893 A JP 4286893A JP 4286893 A JP4286893 A JP 4286893A JP H0651319 A JPH0651319 A JP H0651319A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は液晶表示素子に関する。FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a liquid crystal display device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に液晶表示素子は、一定距離を隔て
て対向された一対の基板と、それぞれの前記基板の互い
に対向する表面を被覆する配向膜と、基板間の距離（ギ
ャップ）を一定に保つためのスペーサと、基板間に配向
膜を介して封入された液晶とを具備した構造をとってい
る。2. Description of the Related Art Generally, a liquid crystal display device has a pair of substrates facing each other with a certain distance, an alignment film covering the surfaces of the substrates facing each other, and a distance (gap) between the substrates being constant. It has a structure including a spacer for holding the liquid crystal and a liquid crystal sealed between the substrates via an alignment film.
【０００３】液晶表示素子において、基板間距離はその
表示特性に重大な影響を及ぼす。素子全面にわたってセ
ルギャップが均一でないと、色むら、表示むら、干渉縞
など表示品位の劣化の原因となる。近年、液晶表示パネ
ルの高精細化、大容量表示化にともない、従来より大き
な面積で高精度に基板間距離を保つことが必要になって
きた。この様な問題を解決するものとして特開昭６１−
２６７７３６号に示される液晶素子がある。図１９は、
従来の液晶表示素子の断面図である。In a liquid crystal display device, the distance between the substrates has a significant influence on its display characteristics. If the cell gap is not uniform over the entire surface of the element, it may cause display quality deterioration such as color unevenness, display unevenness, and interference fringes. 2. Description of the Related Art In recent years, with the increase in definition of liquid crystal display panels and the increase in display capacity thereof, it has become necessary to maintain the distance between substrates with a larger area and higher accuracy than in the past. As a means for solving such a problem, JP-A-61-161
There is a liquid crystal element shown in No. 267736. FIG. 19 shows
It is sectional drawing of the conventional liquid crystal display element.
【０００４】表面に画素電極、配線等をマトリックス状
に形成した基板１１上に柱状に形成したスペーサ１２
と、このスペーサ上に対向基板４１が配置されている。
４２は配向膜、４３は基板１１と基板４１の間に充填さ
れた液晶である。A spacer 12 formed in a columnar shape on a substrate 11 on the surface of which pixel electrodes, wirings, etc. are formed in a matrix.
Then, the counter substrate 41 is arranged on this spacer.
Reference numeral 42 is an alignment film, and 43 is a liquid crystal filled between the substrate 11 and the substrate 41.
【０００５】一般に、スペーサの周囲の液晶はスペーサ
表面の影響を受けるので、スペーサの周囲には配向の乱
れた領域４４が生じる。特に液晶の配向を規制している
上下基板の配向膜４２からもっとも離れたセル中央部に
おいて配向の乱れは最大となり大きく広がる。この配向
の乱れた液晶は光を旋光させることができないため、電
圧のＯＮ、ＯＦＦによって光をＯＮ、ＯＦＦすることが
できないという問題がある。従って、電圧無印加時にお
いて、スペーサ１２が存在する部分、及びスペーサ周囲
の配向の乱れた領域４４では、入射光は旋光されない。
このためノーマリーホワイトのモードでは、白レベルの
表示をするとスペーサ１２及びその周辺部の配向の乱れ
た領域４４が黒い点となり、表示品位の低下の要因とな
る。同様に、ノーマリーブラックのモードでは、黒レベ
ルの表示をするとスペーサ１２及びその周辺部の配向が
乱れた領域４４が白い点（光抜け）となり、表示品位の
低下の要因となる。In general, the liquid crystal around the spacer is influenced by the surface of the spacer, so that a region 44 having a disordered orientation is formed around the spacer. In particular, the disorder of the alignment becomes maximum and spreads largely in the central portion of the cell farthest from the alignment films 42 of the upper and lower substrates that regulate the alignment of the liquid crystal. Since the liquid crystal with the disordered orientation cannot rotate the light, there is a problem that the light cannot be turned on and off by turning the voltage on and off. Therefore, when no voltage is applied, the incident light is not rotated in the portion where the spacer 12 is present and in the region 44 where the orientation around the spacer is disturbed.
For this reason, in the normally white mode, when the white level is displayed, the spacers 12 and the peripheral regions 44 in which the orientation is disturbed become black dots, which causes deterioration of display quality. Similarly, in the normally black mode, when the black level is displayed, the regions 12 in which the alignment of the spacers 12 and the peripheral portions thereof are disturbed become white dots (light leakage), which causes deterioration of display quality.
【０００６】従来の液晶表示素子においては、この配向
の乱れは柱状スペーサの周辺部特にその中央部で大きく
広がってしまうので画面上で確認される黒い点或いは白
い点（光抜け）の面積はスペーサ１２の面積よりもはる
かに大きくなり人間の目にも十分認識されるものとなっ
てしまう。In the conventional liquid crystal display element, this disorder of the orientation is greatly spread in the peripheral portion of the columnar spacer, particularly in the central portion thereof, so that the area of black dots or white dots (light leakage) confirmed on the screen is the spacer. It will be much larger than the area of 12, and will be well recognized by the human eye.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の
液晶表示素子では、スペーサ周辺部の配向の乱れた部分
及びスペーサの部分によるノーマリーホワイトのモード
での黒い点或いはノーマリーブラックのモードでの白い
点（光抜け）が大きくなってしまうという欠点があっ
た。そこで、本発明は、黒い点或いは白い点（光抜け）
の面積を十分小さくし素子の表示品位の向上を目的とす
る。As described above, in the conventional liquid crystal display device, a black dot or a normally black mode in a normally white mode due to a portion of the spacer periphery where the alignment is disturbed and the spacer portion is used. There was a drawback that the white spots (light leakage) in the image became large. Therefore, the present invention uses a black dot or a white dot (light leakage).
The purpose is to sufficiently reduce the area of the device and improve the display quality of the device.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、対向する第１及び第２の基板と、この第
１及び第２の基板間に挟持された液晶と、前記第１或は
第２の基板の少なくとも一方に形成され前記液晶を配向
するための配向手段と、前記第１及び第２の基板間に配
置され、前記液晶の厚さを一定に保つ柱状で前記第１及
び第２の基板に接している端の幅よりも前記端と端の間
の部分の幅が狭い部材とを具備することを特徴とする液
晶表示素子を提供するものである。In order to achieve the above object, the present invention provides a first and a second substrate facing each other, a liquid crystal sandwiched between the first and the second substrate, and the first and second substrates. Aligning means for aligning the liquid crystal formed on at least one of the first and second substrates and a columnar member arranged between the first and second substrates to keep the thickness of the liquid crystal constant. A liquid crystal display device, comprising: a member having a width between an end in contact with the first and second substrates that is narrower than a width between the ends.
【０００９】また、第２の発明は、対向する第１及び第
２の基板と、この第１及び第２の基板間に挟持された液
晶と、前記第１及び第２の基板間に配置され、前記液晶
の厚さを一定に保つ柱状で、前記第１あるいは第２の基
板の少なくとも一方と接している部分の形状が凹型をし
ている部材とを具備することを特徴とする液晶表示素子
を提供するものである。According to a second aspect of the invention, the first and second substrates facing each other, the liquid crystal sandwiched between the first and second substrates, and the liquid crystal sandwiched between the first and second substrates are arranged. A liquid crystal display element, characterized in that the member has a columnar shape for keeping the thickness of the liquid crystal constant and the shape of a portion in contact with at least one of the first and second substrates is concave. Is provided.
【００１０】また、柱状部材としての柱状スペ−サの材
料としては、クロムなどの金属、SiO 2 などの無機材
料、ポリイミドなどの有機材料から選ばれる少なくとも
１つの材料を用いることができる。なかでも感光性樹脂
を用いると最も簡単な工程で柱状スペ−サを形成するこ
とができる。柱状スペーサの形状は以下に示す条件に適
合することが望ましい。As the material of the columnar spacer as the columnar member, at least one material selected from metals such as chromium, inorganic materials such as SiO 2 and organic materials such as polyimide can be used. Among them, when the photosensitive resin is used, the columnar spacer can be formed in the simplest process. It is desirable that the shape of the columnar spacer conforms to the following conditions.
【００１１】図４に示すように、柱状スペーサの断面に
おいて、上部または下部の幅をＬ１、中央部の幅をＬ２
とする。Ｌ２の大きさは基板間のギャップが必要とする
精度で均一に保つことができる強度があればいくら小さ
くても問題はない。As shown in FIG. 4, in the cross section of the columnar spacer, the upper or lower width is L1, and the central width is L2.
And There is no problem with the size of L2 as long as the gap between the substrates has a strength that can be uniformly maintained with the required accuracy.
【００１２】また、Ｌ２／Ｌ１≦０．９５であれば、光
抜けを低減する効果が認められる。さらに、顕著な効果
を得るためには、Ｌ２／Ｌ１≦０．８であることが好ま
しい。また、本発明では柱状スペーサの中央部の幅を狭
くしているため、スペーサの強度が低下することが予想
される。しかし、柱状スペーサの材料として感光性ポリ
イミドを用いる場合、Ｌ２を3 〜200 μｍとし、Ｌ２／
Ｌ１＞０．４とすれば、Ｌ２＝Ｌ１（中央部の幅を狭く
していない柱状スペーサ）のものと比較して、基板に加
重をかけた際のスペーサの強度やギャップ制御能に差は
認められなかった。When L2 / L1≤0.95, the effect of reducing light leakage is recognized. Furthermore, in order to obtain a remarkable effect, it is preferable that L2 / L1 ≦ 0.8. Further, in the present invention, since the width of the central portion of the columnar spacer is narrowed, it is expected that the strength of the spacer will decrease. However, when photosensitive polyimide is used as the material for the columnar spacer, L2 is set to 3 to 200 μm and L2 /
If L1> 0.4, there is a difference in the strength and gap controllability of the spacer when a load is applied to the substrate, as compared with the case of L2 = L1 (columnar spacer in which the width of the central portion is not narrowed). I was not able to admit.
【００１３】[0013]
【作用】本発明によれば、柱状のスペーサの端と端の間
の部分例えば中央部をその上下の端よりも凹ませること
により、柱状スペーサ周辺部の液晶の配向の乱れた部
分、特にセル中央部に存在する液晶配向の乱れが最も広
がった領域をこの柱状スペーサの端と端の間の凹んだ部
分に入れることができるので配向の乱れた部分の広がり
を抑えることができる。このことにより、液晶の配向の
乱れによるノーマリーホワイトのモードでの黒い点或い
はノーマリーブラックのモードでの白い点（光抜け）の
面積を十分小さくし素子の表示品位の向上を図ることが
できる。According to the present invention, the portion between the ends of the columnar spacer, for example, the central portion is recessed from the upper and lower ends thereof, so that the liquid crystal orientation is disturbed in the peripheral portion of the columnar spacer, particularly in the cell. Since the region in the central portion where the disorder of the liquid crystal alignment is most widespread can be put in the recessed portion between the ends of the columnar spacer, it is possible to prevent the region of the disordered alignment from spreading. As a result, it is possible to sufficiently reduce the area of black dots in the normally white mode or white dots (light leakage) in the normally black mode due to the disordered alignment of the liquid crystal, and to improve the display quality of the device. .
【００１４】また本発明によれば、柱状のスペーサの基
板と接している部分の形状を凹型とすることにより、こ
の凹んだ部分に入っている液晶が光を散乱させる。この
ことにより、ノーマリーブラックモードにおいてスペー
サ部の光抜けの程度（白い点の輝度）を十分小さくし、
素子の表示品位の向上を図ることができる。Further, according to the present invention, by making the shape of the portion of the columnar spacer in contact with the substrate concave, the liquid crystal contained in this concave portion scatters light. As a result, in the normally black mode, the degree of light leakage (luminance of white dots) in the spacer part is sufficiently reduced,
The display quality of the element can be improved.
【００１５】[0015]
【実施例】図１〜図４を参照して本発明の第１の実施例
を説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
【００１６】ＴＦＴ及び画素電極をマトリックス状に形
成した第１の基板１１上に感光性ポリイミドを2000rpm
でスピンコートし、ホットプレートを用いて110 ℃、15
分間プリベークした。On the first substrate 11 on which the TFTs and pixel electrodes are formed in a matrix, a photosensitive polyimide is placed at 2000 rpm.
Spin coat at 110 ° C for 15 minutes using a hot plate.
Prebaked for a minute.
【００１７】こうして形成されたポリイミド膜に露光用
マスクを介して柱状スペ−サのパタ−ンを露光した後、
現像処理を行った。露光条件は、極大波長365nm の平行
光で380mJ/cm2 とした。現像条件は、以下の通りであ
る。窒素ガス1.5kg/cm2 の加圧下、流量9ml/min で現像
液を感光性ポリイミド膜に噴霧した（スプレー現像）。
現像時間は、現像液で240 秒、現像液とリンス液の混合
物で10秒、リンス液で10秒とし、さらに窒素ガスを用い
てスピンドライで20秒間乾燥した。このようにして、基
板１１上にポリイミドの円柱１２を設けた（図１）。次
にこの基板１１上にレジストを塗布し、通常のフォトリ
ソグラフィ工程によって円柱１２上にレジスト２１を残
した（図２）。この工程で使用するフォトマスクは、図
１の工程で用いたマスクと同じものを使用することがで
きる。After the polyimide film thus formed is exposed to a pattern of columnar spacers through an exposure mask,
Development processing was performed. The exposure condition is 380 mJ / cm 2 with parallel light with a maximum wavelength of 365 nm. And The developing conditions are as follows. Nitrogen gas 1.5kg / cm 2 The developer was sprayed onto the photosensitive polyimide film at a flow rate of 9 ml / min under the pressure of 1 (spray development).
The developing time was 240 seconds for the developing solution, 10 seconds for the mixture of the developing solution and the rinsing solution, 10 seconds for the rinsing solution, and further dried by spin drying for 20 seconds using nitrogen gas. In this way, the polyimide cylinder 12 was provided on the substrate 11 (FIG. 1). Next, a resist was applied on this substrate 11, and the resist 21 was left on the cylinder 12 by a normal photolithography process (FIG. 2). As the photomask used in this step, the same mask used in the step of FIG. 1 can be used.
【００１８】次にこれを60℃のヒドラジン溶液に1 分間
浸透させると円柱の側面よりポリイミドが溶解し、中央
部の幅がその上下端に比べて狭くなる。これを排気型オ
ーブンの中に入れ250 ℃で1 時間キュアして残留してい
る溶媒を揮発させ、中央部がその上下端に比べて狭くな
った柱状スペーサ１２−１を形成した（図３）。柱状ス
ペーサ１２−１の形状は、高さが5.0 μm で、上端及び
下端の直径が15μｍ、中央部の幅が最も狭い部分の直径
が11μｍのつづみ型をしていた。Next, when this is impregnated with a hydrazine solution at 60 ° C. for 1 minute, the polyimide is dissolved from the side surface of the cylinder, and the width of the central portion becomes narrower than the upper and lower ends thereof. This was placed in an exhaust type oven and cured at 250 ° C for 1 hour to volatilize the remaining solvent to form columnar spacers 12-1 whose central portion was narrower than the upper and lower ends (Fig. 3). . The columnar spacer 12-1 had a height of 5.0 μm, a diameter of 15 μm at the upper end and the lower end, and a diameter of 11 μm at the narrowest part of the central portion, and was in the form of a staggered type.
【００１９】柱状スペーサ１２を有する基板表面に配向
膜４２として熱硬化性ポリイミドの5 ％溶液をロールコ
ーターにより塗布した後、200 ℃で1 時間加熱した。布
を装着したローラーで得られたポリイミド膜表面を擦
り、ラビング配向処理を行った。また、透明電極、カラ
ーフィルタおよびブラックマトリックスを形成した第２
の基板４１に配向膜４２を塗布し配向処理を行った後、
基板周辺にシール材（図示せず）を印刷した。第１の基
板１１と第２の基板４１を組み合せ、加圧状態で加熱し
てシール材を硬化させセルをつくり、液晶４３を注入し
て対角4 インチの液晶表示素子に組み立てた（図４）。
この液晶表示素子において、シール剤は常温硬化２液性
エポキシ樹脂を、液晶はネマティック液晶組成物を用い
た。A 5% solution of thermosetting polyimide was applied to the surface of the substrate having the columnar spacers 12 as an alignment film 42 by a roll coater, and then heated at 200 ° C. for 1 hour. The surface of the polyimide film obtained was rubbed with a roller equipped with a cloth to perform rubbing orientation treatment. In addition, a second electrode having a transparent electrode, a color filter and a black matrix is formed.
After the alignment film 42 is applied to the substrate 41 of and the alignment treatment is performed,
A sealant (not shown) was printed around the substrate. The first substrate 11 and the second substrate 41 are combined, heated under pressure to cure the sealing material to form a cell, and the liquid crystal 43 is injected to assemble a 4-inch diagonal liquid crystal display element (Fig. 4). ).
In this liquid crystal display element, a room temperature curing two-component epoxy resin was used as the sealant and a nematic liquid crystal composition was used as the liquid crystal.
【００２０】この実施例によれば、対角4 インチの液晶
表示素子でギャップが前面にわたって±0.1 μｍという
高精度で得られた。また、従来の方法で形成された直径
15μｍの円柱状のスペーサは、円柱の周囲に直径24μｍ
の配向の乱れた領域がみられた。ノーマリーブラックで
表示した場合、この配向の乱れた領域が光抜けを起こ
し、スペーサの部分に直径24μｍの白い点ができ、表示
品位が低下した。このときのコントラストは５０：１で
あった。これに対し、本実施例では、直径15μｍの円柱
を形成した後、中央部を上下端の幅よりも狭くした柱状
スペーサを形成した。このことにより、柱状スペーサ中
央部の液晶の配向の乱れた領域は、柱状スペーサの凹ん
だ部分に取り込まれることになる。このような液晶セル
を持つ液晶表示素子を作成しノーマリーブラックで表示
した場合、配向の乱れによる光抜けの領域は直径ｂ＝15
μｍとなり、柱周辺部の光抜けを大幅に低減することが
できた。この結果、コンストラストが改善され１００：
１になり、極めて良好な表示画像が得られた。According to this embodiment, a liquid crystal display element having a diagonal size of 4 inches was obtained with a high accuracy of ± 0.1 μm over the front surface. Also the diameter formed by conventional methods
The cylindrical spacer of 15 μm has a diameter of 24 μm around the cylinder.
A region with disordered orientation was observed. In the case of displaying in normally black, this disordered region caused light leakage, and white spots with a diameter of 24 μm were formed in the spacer portion, and the display quality was degraded. The contrast at this time was 50: 1. On the other hand, in this embodiment, after forming a column having a diameter of 15 μm, a columnar spacer having a central portion narrower than the width of the upper and lower ends was formed. As a result, the region in which the alignment of the liquid crystal is disturbed in the central portion of the columnar spacer is taken into the recessed portion of the columnar spacer. When a liquid crystal display device having such a liquid crystal cell is produced and displayed in normally black, the region of light leakage due to the disordered orientation has a diameter b = 15.
It became μm, and it was possible to significantly reduce the light leakage around the pillar. As a result, the contract is improved 100:
It was 1, and a very good display image was obtained.
【００２１】本実施例のように柱状スペーサの材料に感
光性樹脂を用いる場合、柱状スペ−サは1mm 2 あたり0.
05個〜700 個の割合で配置されることが好ましい。形状
については、基板に対して垂直な断面は本発明の特徴と
して中央部の幅をその上下の端に比べて狭くしたが、基
板に対して平行な断面は円やだ円が好ましく、正方形、
長方形、三角形などの多角形でもよい。When a photosensitive resin is used for the material of the columnar spacer as in this embodiment, the columnar spacer is 1 mm 2 Around 0.
It is preferable to arrange at a ratio of 05 to 700. Regarding the shape, a cross section perpendicular to the substrate has a width of the central portion narrower than the upper and lower ends as a feature of the present invention, but a cross section parallel to the substrate is preferably a circle or an ellipse, and a square,
It may be a polygon such as a rectangle or a triangle.
【００２２】本発明による柱状スペ−サの形成に使用さ
れる感光性樹脂には多種にわたるポジ型またはネガ型の
感光性樹脂が使用され得る。例えば、ポリイミド、ポリ
アミド、ポリビニルアルコ−ル、ポリアクリルアミド、
環化ゴム、ノボラック樹脂、ポリエステル、ポリウレタ
ン、アクリレ−ト樹脂、ビスフェノ−ル樹脂またはゼラ
チンを感光性樹脂化したものから選択される少なくとも
一種の樹脂を使用することができる。ポジ型の感光性樹
脂が使用された場合、その露光部が分解され、現像処理
によって選択的に除去される。一方、ネガ型の感光性樹
脂が使用された場合、その露光部は架橋反応または重合
反応が誘起されて固化し、現像処理によって選択的に残
存する。A wide variety of positive-type or negative-type photosensitive resins can be used as the photosensitive resin used for forming the columnar spacer according to the present invention. For example, polyimide, polyamide, polyvinyl alcohol, polyacrylamide,
It is possible to use at least one resin selected from cyclized rubber, novolac resin, polyester, polyurethane, acrylate resin, bisphenol resin, or a photosensitive resin of gelatin. When a positive type photosensitive resin is used, the exposed portion is decomposed and selectively removed by the developing process. On the other hand, when a negative type photosensitive resin is used, the exposed portion thereof is solidified by the induction of a crosslinking reaction or a polymerization reaction, and selectively remains by the development treatment.
【００２３】一般的には、前記感光性樹脂として感光性
ポリイミドが好ましい。この感光性ポリイミドとしては
特に限定されず、アクリル基またはメタクリル基等のラ
ジカル重合性二重結合を含まない感光性ポリイミドが挙
げられる。さらに、前記感光性ポリイミドは、下記［化
１］に示す一般式（Ｉ）の反復単位を有するポリマーで
あることが好ましい。Generally, photosensitive polyimide is preferred as the photosensitive resin. The photosensitive polyimide is not particularly limited, and examples thereof include a photosensitive polyimide that does not contain a radical-polymerizable double bond such as an acrylic group or a methacrylic group. Further, the photosensitive polyimide is preferably a polymer having a repeating unit represented by the general formula (I) shown in the following [Chemical Formula 1].
【００２４】[0024]
【化１】 （但し、Ｒ1 はアルキル基、Ｒ2 は有機残基一般、ｎは
正の整数をそれぞれ示す。）[Chemical 1] (However, R 1 is an alkyl group, R 2 is an organic residue in general, and n is a positive integer.)
【００２５】多くの感光性ポリイミドはイミド化反応を
完成するのに300 〜400 ℃に加熱する必要があるのに対
し、上記構造を有する感光性ポリイミドは既にイミド化
された可溶性タイプのポリイミドであるため、300 〜40
0 ℃といった高温まで加熱する必要がない。したがっ
て、上記構造を有する感光性ポリイミドを用いて柱状ス
ペ−サを形成すれば、ＴＦＴアレイやカラーフィルタの
ような比較的熱に弱い部材を損なうことはない。また、
硬化させる際に不要な反応生成物を発生することがない
ため、熱硬化の前後で柱状スペ−サの形状や大きさがほ
とんど変化することがなく、この点でも上記構造を有す
る感光性ポリイミドは好ましい。次に本発明の第２の実
施例を説明する。以下の実施例では同一部分は同一符号
を付してその詳しい説明を省略する。While many photosensitive polyimides need to be heated to 300-400 ° C. to complete the imidization reaction, the photosensitive polyimides having the above structure are already imidized soluble type polyimides. For 300-40
It is not necessary to heat to a high temperature such as 0 ° C. Therefore, if the columnar spacer is formed by using the photosensitive polyimide having the above-mentioned structure, the relatively heat-sensitive member such as the TFT array and the color filter is not damaged. Also,
Since unnecessary reaction products are not generated during curing, the shape and size of the columnar spacers hardly change before and after heat curing. In this respect also, the photosensitive polyimide having the above structure is preferable. Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the following embodiments, the same parts are designated by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.
【００２６】柱状スペ−サの形成法を除いては、実施例
１と同じ方法により液晶セルを作製した。柱状スペ−サ
は以下の方法により形成した。本実施例においては、ノ
ーマリーブラックの表示の際柱状スペーサが目だたない
ように柱状スペーサを褐色に形成することに目的があ
る。第１の実施例で示したスペーサと外観が同じなので
図１〜図４を参照し、以下に説明する。A liquid crystal cell was prepared in the same manner as in Example 1, except that the column spacer was formed. The column spacer was formed by the following method. The purpose of this embodiment is to form the columnar spacers brown so that the columnar spacers do not stand out when displaying normally black. Since the outer appearance is the same as that of the spacer shown in the first embodiment, it will be described below with reference to FIGS.
【００２７】ＴＦＴと画素電極をマトリックス状に形成
した第１の基板１１上に感光性ポリイミド「パイライ
ン」（商品名：デュポン製）を3000rpm でスピンコ−ト
し、ホットプレートを用いて75℃、25分間プリベ−クし
た。A photosensitive polyimide "Piline" (trade name: made by DuPont) was spin-coated at 3000 rpm on a first substrate 11 on which TFTs and pixel electrodes were formed in a matrix, and a hot plate was used at 75 ° C at 25 ° C. Prebaked for a minute.
【００２８】こうして形成された感光性ポリイミド膜に
露光用マスクを介して柱状スペ−サのパタ−ンを露光し
た後、現像処理を行った。露光条件は、極大波長405nm
の平行光で200mJ/cm2 とした。現像はスプレー現像で行
い、現像時間は、現像液で15秒、オーバーラップ4 秒、
リンス液で16秒とし、さらに窒素ガスを用いてスピンド
ライで20秒間乾燥した。これを排気型オーブンの中に入
れた。オーブンの温度を室温から400 ℃まで２時間で直
線的に上昇させ、さらに400 ℃で30分間保ちイミド化を
行い、ポリイミドの円柱を形成した（図１）。The photosensitive polyimide film thus formed was exposed to a pattern of columnar spacers through an exposure mask and then developed. Exposure condition is maximum wavelength 405nm
Parallel light of 200 mJ / cm 2 And Development is done by spray development, developing time is 15 seconds with developer, overlap 4 seconds,
The rinse solution was used for 16 seconds, and further dried for 20 seconds by spin drying using nitrogen gas. This was placed in an exhaust oven. The temperature of the oven was linearly increased from room temperature to 400 ° C over 2 hours, and the temperature was kept at 400 ° C for 30 minutes for imidization to form a polyimide cylinder (Fig. 1).
【００２９】次に、この上にレジストを塗布し、通常の
フォトリソグラフィ工程で円柱１２上にレジスト２１を
残した（図２）。この工程で使用するフォトマスクは、
図１の工程で用いたマスクと同じものを使用することが
できる。これをヒドラジン溶液に3 分間浸透させると円
柱の側面よりポリイミドが溶解し、中央部の幅がその上
下の端に比べて狭くなる。これを排気型オーブンの中に
入れ200 ℃で1 時間キュアして残留している溶媒を揮発
させ、中央部が凹んだ柱状スペーサ１２−１を形成し
た。このときの柱状スペーサ１２の形状は、高さが5.2
μm で、上端及び下端の直径(L1)が15μｍ、中央部の幅
が最も狭い部分の直径(L2)が11μｍのつづみ型をしてい
た。また、その色は褐色であった。Next, a resist was applied on this, and the resist 21 was left on the cylinder 12 by a normal photolithography process (FIG. 2). The photomask used in this process is
The same mask as that used in the step of FIG. 1 can be used. When this is soaked in the hydrazine solution for 3 minutes, the polyimide is dissolved from the side of the cylinder, and the width of the central part becomes narrower than the upper and lower ends. This was placed in an exhaust type oven and cured at 200 ° C. for 1 hour to volatilize the residual solvent to form a columnar spacer 12-1 having a concave central portion. The shape of the columnar spacer 12 at this time is 5.2 in height.
The diameter was Lm at the upper and lower ends (L1) of 15 μm, and the diameter of the narrowest part (L2) of the central portion was 11 μm, which was a loop type. The color was brown.
【００３０】本実施例で用いたようなポリアミック酸溶
液を塗布し露光・現像した後、300〜400 ℃に加熱して
イミド化させるタイプの感光性ポリイミドを用いると、
加熱後ポリイミドは褐色となり、ノーマリーブラックで
セルを作製した場合には、スペーサ部分の光抜け防止に
有効である。When a photosensitive polyimide of the type in which a polyamic acid solution as used in this example is applied, exposed and developed, and then heated at 300 to 400 ° C. to imidize,
After heating, the polyimide turns brown, which is effective in preventing light from passing through the spacer portion when the cell is made of normally black.
【００３１】この様な柱状スペーサを用いた対角4 イン
チの液晶表示素子によれば、ギャップが前面にわたって
±0.2 μｍという高精度で得られた。また、柱状スペー
サの光抜けは直径が15.2μｍとなり、ほぼ柱と同じ大き
さになった。つまり本実施例によると、柱状スペーサ周
辺の配向の乱れた領域を中央の凹んだ部分にほとんどす
べて取り込むことができ、従来の柱状スペーサで問題と
なる柱周辺の配向の乱れた領域の広がりをほとんど無く
すことができた。従って、柱部分の光抜けを最小限にで
き、スペーサを褐色にしたことと併せて、コントラスト
は１５０：１になり極めて良好な表示画像が得られた。
次に本発明の第３の実施例を図５、図６を用いて説明す
る。柱状スペ−サの形成法を除いては、実施例１と同じ
方法により液晶セルを作製した。柱状スペ−サは以下の
方法により形成した。According to the liquid crystal display device having a diagonal of 4 inches using such a columnar spacer, the gap was obtained with high accuracy of ± 0.2 μm over the front surface. Further, the light leakage of the columnar spacer was 15.2 μm in diameter, which was almost the same size as the column. That is, according to the present embodiment, almost all of the disordered region around the columnar spacer can be captured in the recessed portion in the center, and the spread of the disordered region around the column, which is a problem in the conventional columnar spacer, is almost eliminated. I was able to lose it. Therefore, it is possible to minimize the light leakage of the column portion, and in addition to making the spacer brown, the contrast becomes 150: 1, and a very good display image was obtained.
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. A liquid crystal cell was produced by the same method as in Example 1 except for the method of forming the columnar spacer. The column spacer was formed by the following method.
【００３２】ＴＦＴと画素電極をマトリックス状に形成
した第１の基板１１上に感光性ポリイミドを2000rpm で
スピンコ−トし、ホットプレートを用いて60℃、15分間
プリベ−クした。A photosensitive polyimide was spin-coated at 2000 rpm on a first substrate 11 having a matrix of TFTs and pixel electrodes, and prebaked at 60 ° C. for 15 minutes using a hot plate.
【００３３】こうして形成された感光性ポリイミド膜に
露光用マスクを介して柱状スペ−サのパタ−ンを露光し
た後、現像処理を行った。露光条件は、極大波長365nm
の平行光で100mJ/cm2 とした。現像はスプレー現像で行
った。さらに窒素ガスを用いてスピンドライで20秒間乾
燥した。これを排気型オーブンの中に入れた。オーブン
の温度を室温から400 ℃まで２時間で直線的に上昇さ
せ、さらに400 ℃で30分間保ちイミド化を行い、柱状ス
ペーサ１２−２を形成した（図５）。The photosensitive polyimide film thus formed was exposed to a pattern of columnar spacers through an exposure mask and then developed. Exposure conditions are maximum wavelength 365nm
Parallel light of 100 mJ / cm 2 And The development was performed by spray development. Further, it was dried by spin drying for 20 seconds using nitrogen gas. This was placed in an exhaust oven. The temperature of the oven was linearly increased from room temperature to 400 ° C. for 2 hours, and the temperature was kept at 400 ° C. for 30 minutes for imidization to form columnar spacers 12-2 (FIG. 5).
【００３４】本実施例で使用しているような、ポリアミ
ック酸溶液を塗布し露光及び現像後、300 〜400 ℃に加
熱してイミド化させるタイプの感光性ポリイミドは、多
くの場合、365nm 付近に最大の吸収をもつ。本実施例の
ように365nm の光で露光すると膜表面で吸収される光が
多く、膜の下部まで到達する光が少ないので、膜の下部
は光硬化反応が進行しにくい。このため、現像を行うと
図５のような形状の柱状スペーサ１２−２となった。In most cases, a photosensitive polyimide of the type used in this embodiment, in which a polyamic acid solution is applied, exposed and developed, and then heated to 300 to 400 ° C. for imidization, has a wavelength of around 365 nm. Has maximum absorption. When exposed to light having a wavelength of 365 nm as in this example, a large amount of light is absorbed on the film surface and a small amount of light reaches the lower part of the film, so that the photocuring reaction does not easily proceed to the lower part of the film. Therefore, when the development is performed, the columnar spacer 12-2 having the shape as shown in FIG. 5 is obtained.
【００３５】柱状スペーサ１２−２の形状は、高さが5.
0 μm で、上端の直径(L1)が15μｍ、幅が最も狭い部分
の直径(L2)が12μｍであった。また、第１の基板からの
距離(L3)は2 μｍであった。The height of the columnar spacer 12-2 is 5.
At 0 μm, the diameter at the top (L1) was 15 μm, and the diameter at the narrowest part (L2) was 12 μm. The distance (L3) from the first substrate was 2 μm.
【００３６】これを実施例１と同様にして対角4 インチ
の液晶表示素子に組み立てた（図６）。この実施例によ
れば、対角4 インチの液晶表示素子でギャップが前面に
わたって±0.2 μｍという高精度で得られた。また、柱
状スペーサの周辺部の光抜けの部分は、直径17μｍであ
った。コントラストは８０：１となり良好な表示画像が
得られた。This was assembled in the same manner as in Example 1 into a liquid crystal display device having a diagonal of 4 inches (FIG. 6). According to this embodiment, a liquid crystal display element having a diagonal size of 4 inches was obtained with a high accuracy of ± 0.2 μm over the front surface. In addition, the diameter of the light leakage portion in the peripheral portion of the columnar spacer was 17 μm. The contrast was 80: 1, and a good display image was obtained.
【００３７】この様に幅が最も狭い部分が中心になくて
もその効果は発揮される。本発明者の実験の結果セルギ
ャップが５μｍの場合(L3)が1 μｍ以上４μｍ以下であ
れば十分に効果が現れる。次に本発明の第４の実施例を
図７、図８を用いて説明する。柱状スペ−サの形成法を
除いては、実施例１と同じ方法により液晶セルを作製し
た。柱状スペ−サは以下の方法により形成した。As described above, the effect is exhibited even if the narrowest portion is not located at the center. As a result of the experiment by the present inventor, when the cell gap is 5 μm (L3) is 1 μm or more and 4 μm or less, the effect is sufficiently exhibited. Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. A liquid crystal cell was produced by the same method as in Example 1 except for the method of forming the columnar spacer. The column spacer was formed by the following method.
【００３８】ＴＦＴと画素電極をマトリックス状に形成
した第１の基板１１上に感光性ポリイミドを3000rpm で
スピンコ−トし、ホットプレートを用いて75℃、25分間
プリベ−クした。A photosensitive polyimide was spin-coated at 3000 rpm on a first substrate 11 having a matrix of TFTs and pixel electrodes, and prebaked at 75 ° C. for 25 minutes using a hot plate.
【００３９】こうして形成された光硬化性ポリイミド膜
に露光用マスクを介して柱状スペ−サのパタ−ンを露光
した後、現像処理を行った。露光条件は、極大波長365n
m の平行光で100mJ/cm2 とした。現像は、スプレー現像
で行い、現像時間は、現像液で15秒、オーバーラップ4
秒、リンス液で16秒とし、さらに窒素ガスを用いてスピ
ンドライで20秒間乾燥した。The photocurable polyimide film thus formed was exposed to a pattern of columnar spacers through an exposure mask and then developed. Exposure conditions are maximum wavelength 365n
100 mJ / cm 2 with m parallel light And Development is carried out by spray development, development time is 15 seconds with developer, overlap 4
Seconds, the rinse liquid was used for 16 seconds, and further spin drying was performed for 20 seconds using nitrogen gas.
【００４０】これを排気型オーブンの中に入れた。室温
から400 ℃まで20分間で急速に加熱し、400 ℃に30分間
保つと円柱がその中心に向かって収縮して図７のような
上部と側面が凹の形状になった。この柱状スペーサ１２
−３は、高さが5.2 μm で、下端の直径(L1)が15μｍ、
中央部の幅が最も狭い部分の直径(L2)が12μｍであっ
た。This was placed in an exhaust type oven. When heated rapidly from room temperature to 400 ° C for 20 minutes and kept at 400 ° C for 30 minutes, the cylinder contracted toward its center and the upper and side surfaces became concave as shown in Fig. 7. This columnar spacer 12
-3 has a height of 5.2 μm and a lower end diameter (L1) of 15 μm.
The diameter (L2) of the narrowest part of the central part was 12 μm.
【００４１】これを実施例１と同様にして対角4 インチ
の液晶表示素子に組み立てた（図８）。基板間のギャッ
プは前面にわたって±0.2 μｍという高精度で保たれて
いた。また、柱状スペーサ周辺部の光抜けの部分は、直
径が17μｍであった。コントラストは８０：１となり、
良好な表示画像が得られた。This was assembled in the same manner as in Example 1 into a liquid crystal display device having a diagonal of 4 inches (FIG. 8). The gap between the substrates was maintained with high accuracy of ± 0.2 μm over the front surface. Further, the diameter of the light leakage portion around the columnar spacer was 17 μm. The contrast is 80: 1,
A good display image was obtained.
【００４２】本実施例は急速に加熱すると樹脂が中心に
向かって収縮する性質を利用して柱状スペーサの中央部
の幅を上下端の幅よりも狭くした。こうすることによっ
てフォトレジストのマスク合わせ、エッチング工程がな
くコストの面で有利である。次に、本発明の第５の実施
例を図９、図１０を用いて説明する。本実施例では柱状
スペ−サの形状を変更し、実施例１に記したものと同様
にして柱状スペ−サの形成、並びに液晶セルの作製を行
った。対向する第１の基板１１及び第２の基板４１のそ
れぞれに台形状の柱状スペーサ１２−４を形成する（図
９）。In this embodiment, the width of the central portion of the columnar spacer is made narrower than the width of the upper and lower ends by utilizing the property that the resin shrinks toward the center when heated rapidly. By doing so, there is no need for photoresist mask alignment and etching steps, which is advantageous in terms of cost. Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In this example, the shape of the column spacer was changed, and the column spacer was formed and the liquid crystal cell was prepared in the same manner as described in Example 1. A trapezoidal columnar spacer 12-4 is formed on each of the first substrate 11 and the second substrate 41 facing each other (FIG. 9).
【００４３】次に、上下基板の柱状スペーサが一致する
ように２枚の基板を組み合わせ、実施例１と同様にして
液晶表示素子を作製した（図１０）。この場合、中央部
の幅が最も狭くなっている部分の長さを実施例１で述べ
たＬ２とする。このようにして作製した液晶表示素子で
は、柱状スペーサの周辺部の光抜けを低減することがで
き、良好な表示画像が得られた。次に本発明の第６の実
施例を図１１、図１２を用いて説明する。本実施例では
柱状スペ−サの形状を実施例１と変更した点以外は、実
施例１に記したものと同様にして柱状スペ−サの形成、
並びに液晶セルの作製を行った。Next, the two substrates were combined so that the columnar spacers of the upper and lower substrates were aligned with each other, and a liquid crystal display element was produced in the same manner as in Example 1 (FIG. 10). In this case, the length of the portion where the width of the central portion is the narrowest is L2 described in the first embodiment. In the liquid crystal display element manufactured in this way, it was possible to reduce light leakage in the peripheral portion of the columnar spacer, and a good display image was obtained. Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In this example, the columnar spacer was formed in the same manner as described in Example 1 except that the shape of the columnar spacer was changed from that of Example 1.
In addition, a liquid crystal cell was manufactured.
【００４４】対向する第１の基板１１及び第２の基板４
１のそれぞれに柱状スペーサの幅が階段状に変化し、中
央部の幅が最も狭くなるようにした柱状スペーサを実施
例１と同様にして形成する（図１１）。Opposing first substrate 11 and second substrate 4
In the same manner as in Example 1, columnar spacers in which the width of the columnar spacers changed stepwise in each of the No. 1 and the width of the central portion became the smallest (FIG. 11).
【００４５】次に、上下基板の柱状スペーサ１２−５が
一致するように２枚の基板を組み合わせ、実施例１と同
様にして液晶表示素子を作製した（図１２）。この場
合、中央部の幅を最も狭くした部分の長さを実施例１で
述べたＬ２とする。このようにして作製したセルでは、
柱状スペーサの周辺部の光抜けを低減することができ、
良好な表示画像が得られた。図１３〜図１６を参照して
本発明の第７の実施例を説明する。柱状スペ−サの形成
法を除いては、実施例１と同じ方法により液晶セルを作
製した。柱状スペ−サは以下の方法により形成した。Then, two substrates were combined so that the columnar spacers 12-5 of the upper and lower substrates were aligned with each other, and a liquid crystal display element was produced in the same manner as in Example 1 (FIG. 12). In this case, the length of the portion where the width of the central portion is the narrowest is L2 described in the first embodiment. In the cell manufactured in this way,
It is possible to reduce light leakage around the columnar spacer,
A good display image was obtained. A seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. A liquid crystal cell was produced by the same method as in Example 1 except for the method of forming the columnar spacer. The column spacer was formed by the following method.
【００４６】ＴＦＴ及び画素電極をマトリックス状に形
成した第１の基板１１上に感光性ポリイミドを2000rpm
でスピンコ−トし、ホットプレートを用いて110 ℃、15
分間プリベ−クした。A photosensitive polyimide is applied at 2000 rpm on the first substrate 11 on which TFTs and pixel electrodes are formed in a matrix.
Spin coat at 110 ° C for 15 minutes using a hot plate.
Prebaked for a minute.
【００４７】こうして形成された感光性ポリイミド膜に
露光用マスクを介して柱状スペ−サのパタ−ンを露光し
た後、現像処理を行った。露光条件は、極大波長365nm
の平行光で380mJ/cm2 とした。現像条件は、以下の通り
である。窒素ガス1.5kg/cm2 の加圧下、流量9ml/min で
現像液を感光性ポリイミド膜に噴霧した（スプレー現
像）。現像時間は、現像液で240 秒、現像液とリンス液
の混合物で10秒、リンス液で10秒とし、さらに窒素ガス
を用いてスピンドライで20秒間乾燥した。このようにし
て、基板上にポリイミドの円柱１２を設けた（図１
３）。The photosensitive polyimide film thus formed is
The pattern of the column spacer is exposed through the exposure mask.
After that, development processing was performed. Exposure conditions are maximum wavelength 365nm
380mJ / cm in parallel light2 And The development conditions are as follows
Is. Nitrogen gas 1.5kg / cm2 Under pressure, at a flow rate of 9 ml / min
The developer was sprayed onto the photosensitive polyimide film (spray
image). The development time is 240 seconds with the developer, and the developer and rinse solution.
Mixture for 10 seconds, rinse solution for 10 seconds, and nitrogen gas.
Was dried by spin drying for 20 seconds. Like this
To form a polyimide cylinder 12 on the substrate (see FIG. 1).
3).
【００４８】次にこの基板１１上にレジストを塗布し、
通常のフォトリソグラフィ工程により円柱１２上にレジ
スト２１を残した（図１４）。ここまでの工程は第１の
実施例と同じである。Next, a resist is applied on the substrate 11,
The resist 21 was left on the cylinder 12 by a normal photolithography process (FIG. 14). The steps up to this point are the same as in the first embodiment.
【００４９】次にこれを60℃のヒドラジン溶液に1 分間
浸透させると、レジストがのっていない円柱の上面より
ポリイミドが溶解し、円柱の上面が凹む。これを排気型
オーブンの中に入れ250 ℃で1 時間キュアして残留して
いる溶媒を揮発させ、上面が凹んだ柱状スペーサ１２−
６を形成した（図１５）。柱状スペーサの形状１２−６
は、高さが5.0 μm 、直径が15μｍの円柱で、凹んだ部
分は直径が10μm 、深さが2 μm であった。Next, when this is impregnated with a hydrazine solution at 60 ° C. for 1 minute, the polyimide is dissolved from the upper surface of the column without the resist, and the upper surface of the column is dented. This was placed in an exhaust type oven and cured at 250 ° C for 1 hour to volatilize the residual solvent, and the columnar spacer 12-
6 was formed (FIG. 15). Shape of columnar spacer 12-6
Was a cylinder with a height of 5.0 μm and a diameter of 15 μm, and the recessed part had a diameter of 10 μm and a depth of 2 μm.
【００５０】柱状スペーサ１２−６を有する基板表面に
配向膜４２として熱硬化性ポリイミドの5 ％溶液をロー
ルコーターにより塗布した後、200 ℃で1 時間加熱し
た。布を装着したローラーで得られたポリイミド膜表面
を擦り、ラビング配向処理を行った。また、透明電極、
カラーフィルタおよびブラックマトリックスを形成した
第２の基板４１に配向膜４２を塗布し配向処理を行った
後、基板周辺にシール材（図示せず）を印刷した。第１
の基板１１と第２の基板４１を組み合せ、加圧状態で加
熱してシール材を硬化させセルをつくり、液晶４３を注
入して対角4 インチ液晶表示素子に組み立てた（図１
６）。この液晶表示素子において、シール剤は常温硬化
２液性エポキシ樹脂を、液晶はネマティック液晶組成物
を用いた。A 5% solution of thermosetting polyimide was applied to the surface of the substrate having the columnar spacers 12-6 as an alignment film 42 by a roll coater, and then heated at 200 ° C. for 1 hour. The surface of the polyimide film obtained was rubbed with a roller equipped with a cloth to perform rubbing orientation treatment. Also, a transparent electrode,
After the alignment film 42 was applied to the second substrate 41 on which the color filter and the black matrix were formed and the alignment treatment was performed, a sealant (not shown) was printed around the substrate. First
Substrate 11 and second substrate 41 are combined, heated under pressure to cure the sealing material to form a cell, and liquid crystal 43 is injected to assemble a 4-inch diagonal liquid crystal display element (see FIG. 1).
6). In this liquid crystal display element, a room temperature curable two-component epoxy resin was used as the sealant, and a nematic liquid crystal composition was used as the liquid crystal.
【００５１】この実施例によれば、対角4 インチの液晶
表示素子でギャップが前面にわたって±0.1 μｍという
高精度で得られた。また、柱状スペーサ部の光抜け（ノ
ーマリーホワイトモードの場合は黒い点）を低減するこ
とができ、極めて良好な表示画像が得られた。According to this embodiment, a liquid crystal display device having a diagonal size of 4 inches was obtained with a high accuracy of ± 0.1 μm over the front surface. In addition, light leakage (black dots in the normally white mode) of the columnar spacer portion can be reduced, and an extremely good display image was obtained.
【００５２】柱状スペ−サの材料としては、クロムなど
の金属、SiO 2 などの無機材料、ポリイミドなどの有機
材料から選ばれる少なくとも１つの材料を用いることが
できる。なかでも感光性樹脂を用いると最も簡単な工程
で柱状スペ−サを形成することができる。As the material of the column spacer, at least one material selected from metals such as chromium, inorganic materials such as SiO 2 and organic materials such as polyimide can be used. Among them, when the photosensitive resin is used, the columnar spacer can be formed in the simplest process.
【００５３】以上詳述したように本実施例は、基板と接
している部分の形状を凹型とした柱状スペーサを採用す
ることにより、この凹んだ部分に入っている液晶が光を
散乱させるので、液晶表示素子の光抜けの程度を著しく
小さくすることができる。次に図１７及び図１８を用い
て本発明の第８の実施例を説明する。As described in detail above, in this embodiment, since the columnar spacer in which the shape of the portion in contact with the substrate is concave is adopted, the liquid crystal contained in this concave portion scatters light. The degree of light leakage of the liquid crystal display element can be significantly reduced. Next, an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
【００５４】柱状スペ−サの形成法を除いては、実施例
１と同じ方法により液晶セルを作製した。柱状スペ−サ
は以下の方法により形成した。本実施例においては、ヒ
ドラジン等によるポリイミドのエッチングを行わずに、
より簡単な工程で柱状スペーサを形成することに目的が
ある。A liquid crystal cell was manufactured by the same method as in Example 1 except for the method of forming the column spacers. The column spacer was formed by the following method. In this example, without etching the polyimide with hydrazine or the like,
The purpose is to form the columnar spacer by a simpler process.
【００５５】ＴＦＴと画素電極をマトリックス状に形成
した第１の基板１１上に感光性ポリイミド前駆体を3000
rpm でスピンコ−トし、ホットプレートを用いて75℃、
25分間プリベ−クした。A photosensitive polyimide precursor is deposited on the first substrate 11 on which the TFTs and the pixel electrodes are formed in a matrix form in 3000.
Spin coat at rpm, hot plate at 75 ° C,
Prebaked for 25 minutes.
【００５６】こうして形成された光硬化性ポリイミド膜
に露光用マスクを介して柱状スペ−サのパタ−ンを露光
した後、現像処理を行った。露光条件は、極大波長365n
m の平行光で100mJ/cm2 とした。現像は、スプレー現像
で行った。さらに窒素ガスを用いてスピンドライで20秒
間乾燥した。The photocurable polyimide film thus formed was exposed to a pattern of columnar spacers through an exposure mask, and then developed. Exposure conditions are maximum wavelength 365n
100 mJ / cm 2 with m parallel light And The development was performed by spray development. Further, it was dried by spin drying for 20 seconds using nitrogen gas.
【００５７】これを排気型オーブンの中に入れた。室温
から400 ℃まで20分間で急速に加熱し、400 ℃に30分間
保つと、柱状スペーサがその中心に向かって収縮して図
１７のような上部と側面が凹の形状になった。この柱状
スペーサ１２−７は、高さが5.2 μm で、下端の直径が
15μｍ、中央部の幅が最も狭い部分の直径が12μｍであ
った。また、凹んでいる部分は、直径が12μm で深さが
1 μm であった。This was placed in an exhaust oven. When heated rapidly from room temperature to 400 ° C. for 20 minutes and kept at 400 ° C. for 30 minutes, the columnar spacer contracted toward its center, and the upper and side surfaces were concave as shown in FIG. The columnar spacer 12-7 has a height of 5.2 μm and a diameter of the lower end.
The diameter of the narrowest part was 15 μm and the central part was 12 μm. The recessed part has a diameter of 12 μm and a depth of
It was 1 μm.
【００５８】これを実施例１と同様にして対角4 インチ
の液晶表示素子に組み立てた（図１８）。基板間のギャ
ップは前面にわたって±0.2 μｍという高精度で保たれ
ていた。また、柱状スペーサ及びその周辺部の光抜けを
低減することができ、更に柱状スペーサの上部の凹んで
いる部分に液晶が入り込み柱状スペーサ部の光抜け（ノ
ーマリーホワイトモードの場合は黒い点）を低減するこ
とができ、極めて良好な表示画像が得られた。This was assembled in the same manner as in Example 1 into a liquid crystal display element having a diagonal size of 4 inches (FIG. 18). The gap between the substrates was maintained with high accuracy of ± 0.2 μm over the front surface. In addition, it is possible to reduce the light leakage of the columnar spacer and its peripheral portion, and further the liquid crystal enters the recessed part of the upper portion of the columnar spacer to prevent the light leakage of the columnar spacer portion (black dots in the normally white mode). It was possible to reduce the number, and a very good display image was obtained.
【００５９】以上詳述したように本実施例は、基板と接
している部分の形状を凹型とした柱状スペーサを採用す
ることにより、この凹んだ部分に入っている液晶が光を
散乱させるので、液晶表示素子の光抜けの程度を著しく
小さくすることができる。As described above in detail, in this embodiment, since the columnar spacer in which the shape of the portion in contact with the substrate is concave is adopted, the liquid crystal contained in this concave portion scatters light. The degree of light leakage of the liquid crystal display element can be significantly reduced.
【００６０】これら実施例は本発明の理解を容易にする
目的で記載されたものであり、本発明を限定するもので
はない。また、アクティブ・マトリックス型の液晶表示
素子、単純マトリックス型液晶表示素子やカラ−液晶投
射型表示装置にも適用することができる。また、実施例
においては、液晶を配向する配向手段としてラビング処
理した配向膜を使用したが、この他に基板にミクロンオ
ーダで加工した溝、或はレーザを用いる方法等他の方法
を用いても良い。その他本発明の主旨を逸脱すること無
く種々変形することが可能である。These examples are provided for the purpose of facilitating the understanding of the present invention, and do not limit the present invention. Further, it can also be applied to an active matrix type liquid crystal display element, a simple matrix type liquid crystal display element and a color liquid crystal projection type display device. In the examples, the rubbing-treated alignment film is used as the alignment means for aligning the liquid crystal, but other methods such as a groove processed in the order of micron on the substrate or a method using a laser may be used. good. Other various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
【００６１】[0061]
【発明の効果】以上詳述したように本発明は、端と端の
間の部分の幅が上下の幅よりも狭くしている柱状スペー
サを採用することにより、スペーサによる配向の乱れを
凹んでいる部分に取り込むことができるので、液晶表示
素子の画面上の黒い点、或は光抜けの面積を必要最小限
に抑えることができる。また、スペーサの基板と接して
いる部分を凹ませることにより、この部分の液晶が光を
散乱させスペーサ部での光抜けを防ぐことができる。As described in detail above, according to the present invention, by adopting the columnar spacer in which the width between the ends is narrower than the upper and lower widths, the alignment disorder due to the spacer is dented. Since it can be taken into a portion where there is, a black spot on the screen of the liquid crystal display element or an area of light leakage can be suppressed to a necessary minimum. Further, by denting the portion of the spacer that is in contact with the substrate, the liquid crystal in this portion can scatter light and prevent light leakage through the spacer portion.
【図１】 本発明の第１の実施例に係る液晶表示素子の
製造工程を説明する断面図。FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a liquid crystal display element according to a first embodiment of the present invention.
【図２】 本発明の第１の実施例に係る液晶表示素子の
製造工程を説明する断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the liquid crystal display element according to the first embodiment of the present invention.
【図３】 本発明の第１の実施例に係る液晶表示素子の
製造工程を説明する断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating the manufacturing process of the liquid crystal display element according to the first embodiment of the present invention.
【図４】 本発明の第１の実施例に係る液晶表示素子の
断面図。FIG. 4 is a sectional view of the liquid crystal display element according to the first embodiment of the present invention.
【図５】 本発明の第３の実施例に係る液晶表示素子の
製造工程を説明する断面図。FIG. 5 is a sectional view illustrating a manufacturing process of a liquid crystal display element according to a third embodiment of the present invention.
【図６】 本発明の第３の実施例に係る液晶表示素子の
断面図。FIG. 6 is a sectional view of a liquid crystal display element according to a third embodiment of the present invention.
【図７】 本発明の第４の実施例に係る液晶表示素子の
製造工程を説明する断面図。FIG. 7 is a sectional view illustrating a manufacturing process of a liquid crystal display element according to a fourth embodiment of the present invention.
【図８】 本発明の第４の実施例に係る液晶表示素子の
断面図。FIG. 8 is a sectional view of a liquid crystal display element according to a fourth embodiment of the present invention.
【図９】 本発明の第５の実施例に係る液晶表示素子の
製造工程を説明する断面図。FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a liquid crystal display element according to a fifth embodiment of the present invention.
【図１０】 本発明の第５の実施例に係る液晶表示素子
の断面図。FIG. 10 is a sectional view of a liquid crystal display element according to a fifth embodiment of the present invention.
【図１１】 本発明の第６の実施例に係る液晶表示素子
の製造工程を説明する断面図。FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating the manufacturing process of the liquid crystal display element according to the sixth embodiment of the present invention.
【図１２】 本発明の第６の実施例に係る液晶表示素子
の製造工程を説明する断面図。FIG. 12 is a sectional view illustrating a manufacturing process of a liquid crystal display element according to a sixth embodiment of the present invention.
【図１３】 本発明の第７の実施例に係る液晶表示素子
の製造工程を説明する断面図。FIG. 13 is a sectional view illustrating a manufacturing process of a liquid crystal display element according to a seventh embodiment of the present invention.
【図１４】 本発明の第７の実施例に係る液晶表示素子
の製造工程を説明する断面図。FIG. 14 is a cross-sectional view explaining the manufacturing process of the liquid crystal display element according to the seventh embodiment of the present invention.
【図１５】 本発明の第７の実施例に係る液晶表示素子
の製造工程を説明する断面図。FIG. 15 is a sectional view illustrating a manufacturing process of a liquid crystal display element according to a seventh embodiment of the present invention.
【図１６】 本発明の第７の実施例に係る液晶表示素子
の断面図。FIG. 16 is a sectional view of a liquid crystal display element according to a seventh embodiment of the present invention.
【図１７】 本発明の第８の実施例に係る液晶表示素子
の製造工程を説明する断面図。FIG. 17 is a cross-sectional view explaining the manufacturing process of the liquid crystal display element according to the eighth embodiment of the present invention.
【図１８】 本発明の第７の実施例に係る液晶表示素子
の断面図。FIG. 18 is a sectional view of a liquid crystal display element according to a seventh embodiment of the present invention.
【図１９】 従来の液晶表示素子の断面図。FIG. 19 is a sectional view of a conventional liquid crystal display element.
１１…第１の基板 １２…柱状スペーサ ２１…レジスト ４１…第２の基板 ４２…配向膜 ４３…液晶 ４４…配向の乱れた領域 11 ... 1st substrate 12 ... Columnar spacer 21 ... Resist 41 ... 2nd substrate 42 ... Alignment film 43 ... Liquid crystal 44 ... Distorted region
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮城 武史 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Takeshi Miyagi 1 Komukai Toshiba-cho, Kouki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Incorporated Toshiba Research and Development Center
Claims (2)
記液晶を配向するための配向手段と、 前記第１及び第２の基板間に配置され、前記液晶の厚さ
を一定に保つ柱状で前記第１及び第２の基板に接してい
る端の幅よりも前記端と端の間の部分の幅が狭い部材と
を具備することを特徴とする液晶表示素子。1. A first substrate and a second substrate facing each other, a liquid crystal sandwiched between the first and second substrates, and the liquid crystal formed on at least one of the first or second substrate. An aligning means for aligning, and a columnar shape arranged between the first and second substrates, which keeps the thickness of the liquid crystal constant, and has a width larger than that of an end in contact with the first and second substrates. A liquid crystal display device comprising: a member having a narrow width between ends.
１及び第２の基板間に挟持された液晶と、前記第１及び
第２の基板間に配置され、前記液晶の厚さを一定に保つ
柱状で、前記第１あるいは第２の基板の少なくとも一方
と接している部分の形状が凹型をしている部材とを具備
することを特徴とする液晶表示素子。2. The first and second substrates facing each other, the liquid crystal sandwiched between the first and second substrates, and the liquid crystal disposed between the first and second substrates and having a thickness of the liquid crystal. And a member in which the shape of a portion in contact with at least one of the first or second substrate is concave, which keeps the above constant.
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