JPH08304829A - Liquid crystal display element and its production - Google Patents

Liquid crystal display element and its production

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JPH08304829A
JPH08304829A JP10670195A JP10670195A JPH08304829A JP H08304829 A JPH08304829 A JP H08304829A JP 10670195 A JP10670195 A JP 10670195A JP 10670195 A JP10670195 A JP 10670195A JP H08304829 A JPH08304829 A JP H08304829A
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JP
Japan
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liquid crystal
alignment
crystal display
substrate
vertical alignment
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP10670195A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuo Toko
康夫 都甲
Takashi Sugiyama
貴 杉山
Toru Hashimoto
徹 橋本
Shunsuke Kobayashi
駿介 小林
Yasufumi Iimura
靖文 飯村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Stanley Electric Co Ltd
Original Assignee
Stanley Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To provide such a method that a rubbing treatment which causes dependence on the visual angle and defects in the product such as display defects or damages in the element can be omitted and by which the rising direction of liquid crystal molecules is determined when voltage is applied, and to provide a liquid crystal display element by using this method. CONSTITUTION: A memory film for polarization of light is formed on at least one transparent substrate. By this method, an orientation treatment in the substrate plane direction is intentionally performed by irradiating with polarized light, while plural perpendicular oriented areas are formed by irradiation of natural light or by heating with laser beams.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示素子とその製
造方法に関し、特にラビングが不要で、視野角を改善で
きる液晶表示素子とその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display element and a method for manufacturing the same, and more particularly to a liquid crystal display element which does not require rubbing and can improve a viewing angle and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶表示ディスプレイ等に使用される液
晶表示装置(液晶セル)は、液晶の特定な分子配列を電
界等の外部からの作用によって別の異なる分子配列に状
態変化させて、光学的特性の変化を視覚的な変化として
表示に利用している。一般に、液晶分子をある特定の配
列状態にするため、液晶を挟むガラス基板の表面に配向
処理を行っている。
2. Description of the Related Art A liquid crystal display device (liquid crystal cell) used for a liquid crystal display or the like is an optical device in which a specific molecular arrangement of liquid crystal is changed to another different molecular arrangement by an external action such as an electric field. The changes in characteristics are used as visual changes for display. In general, in order to bring liquid crystal molecules into a specific alignment state, an alignment treatment is performed on the surface of a glass substrate sandwiching liquid crystal.

【0003】従来のツイストネマティック(TN)形液
晶セルなどでは、配向処理として、液晶を挟むガラス基
板を綿布のようなもので一方向に擦るいわゆるラビング
法が採用されている。ラビングの方向は上下の基板間で
ラビング方向が互いに直交するように行う。
In a conventional twisted nematic (TN) type liquid crystal cell or the like, a so-called rubbing method in which a glass substrate sandwiching liquid crystal is unidirectionally rubbed with a glass cloth is used as an alignment treatment. The rubbing direction is such that the rubbing directions of the upper and lower substrates are orthogonal to each other.

【0004】液晶セルがネガ表示の場合にはセルを挟む
平行配置の偏光板をその偏光軸がどちらか一方のラビン
グ方向と平行になるように配置する。またポジ表示の場
合には、直交配置の偏光板をその偏光軸が隣接する基板
のラビング方向と平行になるように配置する。
When the liquid crystal cell is a negative display, parallel polarizing plates sandwiching the cell are arranged such that their polarization axes are parallel to one of the rubbing directions. In the case of positive display, orthogonally arranged polarizing plates are arranged so that their polarization axes are parallel to the rubbing direction of the adjacent substrate.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ラビングする際に、摩
擦による静電気が発生し、配向膜に絶縁破壊が起きた
り、その部分の配向不良により、結果的に、液晶表示不
良を招くことがある。アクティブ駆動方式を採用する液
晶セルでは、ラビングによる静電気の為に、駆動素子や
配線が破壊されることもある。
When rubbing, static electricity due to friction is generated, dielectric breakdown occurs in the alignment film, and alignment failure in that portion may result in defective liquid crystal display. In a liquid crystal cell adopting an active driving method, driving elements and wiring may be destroyed due to static electricity due to rubbing.

【0006】さらに、ラビング時に微小なゴミが大量に
発生し、そのゴミが静電気によって基板に付着し、それ
が液晶セルのギャップ不良や黒点や白点といった表示不
良の原因となることもある。
Further, a large amount of fine dust is generated during rubbing, and the dust adheres to the substrate due to static electricity, which may cause display defects such as gap defects of liquid crystal cells and black and white dots.

【0007】また、このようなラビングで配向処理をし
た場合、液晶分子は、ラビングするベクトル方向、すな
わち配向方向にプレチルトを生じる。プレチルトとは、
例えば図8に示すように、液晶分子が基板面に対する法
線からθの角、即ち極角θの傾斜を有している状態のこ
とである。垂直成分の配向を有している状態とも言え
る。基板面に対して垂直方向に電圧が印加されるとプレ
チルトしている液晶分子は、図8に示す極角θを減少さ
せる方向に立ち上がる。
When the alignment treatment is performed by such rubbing, the liquid crystal molecules are pretilted in the rubbing vector direction, that is, the alignment direction. What is pretilt?
For example, as shown in FIG. 8, this is a state in which the liquid crystal molecules have an angle θ with respect to the normal to the substrate surface, that is, a polar angle θ. It can also be said that it has a vertical component orientation. When a voltage is applied in the direction perpendicular to the substrate surface, the liquid crystal molecules that are pretilted rise in the direction of decreasing the polar angle θ shown in FIG.

【0008】プレチルトはラビング方向である一方向に
のみ生じる為、電圧印加時に液晶分子の立ち上がる方向
が揃ってしまい、観測者から見る表示の見やすい角度が
特定の角度範囲に制限されてしまう。したがって、液晶
セルはある方向からは見えやすく、別の方向からは見え
にくいといった視角依存性を持つことになる。
Since the pretilt occurs only in one direction, which is the rubbing direction, the rising directions of the liquid crystal molecules are aligned when a voltage is applied, and the angle at which the observer can easily see the display is limited to a specific angle range. Therefore, the liquid crystal cell has a viewing angle dependency that it is easy to see from one direction and hard to see from another direction.

【0009】このように、視角依存性をもつ液晶セルを
表示装置として利用した場合には、表示画面に対してあ
る角度ではコントラストが極端に低下し、甚だしい場合
には表示の明暗が反転してしまう。
As described above, when a liquid crystal cell having a viewing angle dependency is used as a display device, the contrast is extremely lowered at a certain angle with respect to the display screen, and in extreme cases, the brightness of the display is reversed. I will end up.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示素子
は、少なくとも一方の透明基板に基板面に平行にかつ基
板面内の所定方向に液晶分子を配向させる積極的配向構
造を有する一対の透明基板と、前記一対の基板間に挟ま
れた液晶層とを有し、前記積極的配向処理された基板面
の一部に、基板面に対し垂直方向の成分を有する液晶分
子の配向を発生させる垂直配向領域を複数有する。
The liquid crystal display element of the present invention comprises a pair of transparent substrates having at least one transparent substrate having a positive alignment structure for aligning liquid crystal molecules parallel to the substrate surface and in a predetermined direction within the substrate surface. A substrate and a liquid crystal layer sandwiched between the pair of substrates are generated, and alignment of liquid crystal molecules having a component in a direction perpendicular to the substrate surface is generated on a part of the substrate surface that has been subjected to the positive alignment treatment. It has a plurality of vertical alignment regions.

【0011】さらに、本発明による液晶表示素子の製造
方法は、一対の透明基板の少なくとも一方に光偏光記憶
特性を持つ配向膜を形成する工程と、前記配向膜に対し
偏光を照射して基板面内の配向を形成する工程と、前記
配向膜上に、基板面に対し垂直方向の成分を有する液晶
分子の配向を発生させる垂直配向領域を形成する工程
と、前記一対の基板を貼りあわせ液晶セルを形成する工
程と、前記セル内に液晶材料を注入する工程とを有す
る。
Further, the method of manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention comprises the steps of forming an alignment film having optical polarization memory characteristics on at least one of a pair of transparent substrates, and irradiating the alignment film with polarized light to form a substrate surface. Forming a vertical alignment region for generating alignment of liquid crystal molecules having a component perpendicular to the substrate surface on the alignment film, and bonding the pair of substrates to each other to form a liquid crystal cell. And a step of injecting a liquid crystal material into the cell.

【0012】[0012]

【作用】ラビングを行わないので、静電気の発生による
素子の破壊や、ゴミ等の付着がない。
Since the rubbing is not performed, there is no destruction of the element due to the generation of static electricity and no attachment of dust or the like.

【0013】垂直配向領域にある液晶分子は、電界無印
加時においても基板面に垂直方向の配向成分を有する。
例えば垂直配向された液晶分子が形成されると、それに
近接する他の液晶分子は、垂直配向した液晶分子の影響
を受け極角方向の傾斜を有するように配列する。
The liquid crystal molecules in the vertical alignment region have an alignment component in the vertical direction to the substrate surface even when no electric field is applied.
For example, when a vertically aligned liquid crystal molecule is formed, other liquid crystal molecules in the vicinity thereof are aligned under the influence of the vertically aligned liquid crystal molecule so as to have a tilt in a polar angle direction.

【0014】液晶セル間に電圧が印加されると、まず極
角方向の傾斜を有する液晶分子が、すでに持ち上がって
いる方の液晶分子の片側を上にして立ち上がる。すなわ
ち、立ち上がり方向が液晶分子の極角により定まる。続
いて、周辺の水平方向にのみ配向された液晶分子も先に
立ち上がった液晶分子の方向に沿って立ち上がる。
When a voltage is applied between the liquid crystal cells, first, the liquid crystal molecules having the inclination in the polar angle direction rise with one side of the liquid crystal molecules already lifted up. That is, the rising direction is determined by the polar angle of the liquid crystal molecules. Then, the liquid crystal molecules aligned only in the horizontal direction around the periphery also rise along the direction of the liquid crystal molecules that have risen earlier.

【0015】[0015]

【実施例】1)光偏光記憶膜を用いた配向方法 従来のラビング方法を用いない液晶分子配向方法として
は、光偏光記憶膜を用いた配向方法が提案されている。
例えば、以下のような光偏光記憶膜の例が発表されてい
る: (1)ジアゾアミン系染料をドープしたシリコンポリイ
ミドを用いたもの:Wayne M.Gibbons
他,NATURE Vol.351(1991)p.4
9、(2)アゾ系染料をドープしたPVA(ポリビニル
アルコール)を用いたもの:飯村靖文他:第18回液晶
討論会−日本化学会第64秋期年会−,p.34,平成
4年9月11日発行,社団法人日本化学会。もしくは、
Jpn.J.Appl.Phys.Vol.32(19
93)pp.L93−L96、(3)光重合フォトポリ
マーを用いたもの:Martin Schadt他,J
pn.J.Appl.Phys.Vol.31(199
2)pp.2155−2164。
EXAMPLES 1) Alignment Method Using Optical Polarization Memory Film As an alignment method for liquid crystal molecules that does not use the conventional rubbing method, an alignment method using an optical polarization memory film has been proposed.
For example, the following examples of optical polarization memory films have been published: (1) Using a diazoamine dye-doped silicon polyimide: Wayne M .; Gibbons
Others, NATURE Vol. 351 (1991) p. Four
9, (2) Using PVA (polyvinyl alcohol) doped with an azo dye: Yasufumi Iimura et al .: 18th Liquid Crystal Symposium-The 64th Annual Meeting of the Chemical Society of Japan-, p. 34, Published September 11, 1992, The Chemical Society of Japan. Or
Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 32 (19
93) pp. L93-L96, (3) with photopolymerized photopolymers: Martin Schatt et al., J.
pn. J. Appl. Phys. Vol. 31 (199
2) pp. 2155-2164.

【0016】本出願人も、平成5年12月24日付で出
願された特願平5−326990号の明細書の中で、光
偏光記憶膜を基板面に形成し、一画素内に多数のドメイ
ンを含むマルチドメイン構造を採用し、マルチドメイン
の個々の微小領域毎に積極的配向処理を行い、各微小領
域に一定方向の配向を形成するとともに、マルチドメイ
ン全体としては、ランダムな配向を実現する方法を開示
している。
The applicant of the present invention also discloses that in the specification of Japanese Patent Application No. 5-326990 filed on Dec. 24, 1993, an optical polarization memory film is formed on a substrate surface, and a large number of pixels are formed in one pixel. Adopts a multi-domain structure that includes domains, performs a positive alignment process for each micro area of the multi-domain, and forms an orientation in a certain direction in each micro area, while realizing a random orientation for the entire multi-domain The method of doing is disclosed.

【0017】上記のような光偏光記憶膜を使用した場
合、ラビングの際に発生したような液晶分子の一方向の
プレチルトは存在しない。よって電圧無印加時において
は、液晶は基板面に沿って水平に配列している。マルチ
ドメインにランダムな配向処理を行った場合でも、基板
面内方向にランダムな配向を有するのみである。
When the optical polarization memory film as described above is used, there is no one-way pretilt of liquid crystal molecules that occurs during rubbing. Therefore, when no voltage is applied, the liquid crystal is arranged horizontally along the substrate surface. Even when the multi-domain is subjected to the random alignment treatment, it only has the random alignment in the in-plane direction of the substrate.

【0018】このようにプレチルトが存在しないと、液
晶セルの基板間に電圧を印加した時、液晶分子の立ち上
がる方向が定まらず、ばらばらの方向に立ち上がること
となる。場合によっては、立ち上がる方向が場所によっ
て偏ったり、立ち上がり方向が安定しなかったりする。
When the pretilt does not exist in this way, when a voltage is applied between the substrates of the liquid crystal cell, the rising directions of the liquid crystal molecules are not fixed, but rise in different directions. In some cases, the rising direction may be uneven depending on the location, or the rising direction may not be stable.

【0019】基板面内方向にランダムな積極的配向処理
を施しても、電圧印加時の立ち上がり方向が制御されて
いないと、液晶の立ち上がり方向に偏りが生じ易く、配
向方向のランダム性を保証できなくなり視角依存性が生
じてしまう。
Even if a random positive alignment treatment is performed in the in-plane direction of the substrate, if the rising direction when a voltage is applied is not controlled, the rising direction of the liquid crystal tends to be biased, and the randomness of the alignment direction can be guaranteed. It disappears, and the viewing angle dependence occurs.

【0020】2)液晶分子の立ち上がり方向の制御 以下に、光偏光記憶膜を用いて配向処理を行った場合に
おいて、液晶セル電圧印加時における液晶分子の立ち上
がり方向を制御することにより視野角依存性を無くす液
晶表示装置の製造方法の実施例について説明する。
2) Control of rising direction of liquid crystal molecules In the following, when the alignment treatment is performed using the optical polarization storage film, the viewing angle dependence is controlled by controlling the rising direction of the liquid crystal molecules when the liquid crystal cell voltage is applied. An embodiment of a method of manufacturing a liquid crystal display device that eliminates the above will be described.

【0021】液晶表示装置の製造方法には、1)透明基板
上に透明電極、駆動素子等を形成する工程、2)該透明基
板上に配向処理を行う工程、3)一対のガラス基板をスペ
ーサ等を挟んで張り合わせ液晶セルを形成する工程、4)
液晶注入工程、および5)封止工程等が含まれる。ここで
は、上記の製造工程中 2)、3)、4)の工程を中心に説明
する。
In the method of manufacturing a liquid crystal display device, 1) a step of forming a transparent electrode, a driving element and the like on a transparent substrate, 2) a step of performing an alignment treatment on the transparent substrate, 3) a pair of glass substrates as spacers Step of forming a liquid crystal cell by sandwiching the same, 4)
A liquid crystal injection step, and 5) sealing step and the like are included. Here, the steps 2), 3), and 4) of the above manufacturing process will be mainly described.

【0022】尚、透明基板上に透明電極、駆動素子を形
成する1)の工程および、5)封止工程は、一般に使用され
ている方法を用いれば良い。駆動方法は、単純マトリッ
クス型、TFT(薄膜トランジスタ)型、MIM等いず
れを用いても良い。
In addition, generally used methods may be used for the step 1) of forming the transparent electrode and the driving element on the transparent substrate and the step 5) of sealing. As a driving method, any of a simple matrix type, a TFT (thin film transistor) type, an MIM and the like may be used.

【0023】透明基板上への配向処理−基板面内方向
の積極的配向形成 透明基板上に光偏光記憶膜を用いて、基板面内方向に積
極的配向処理を行う工程について説明する。
Alignment treatment on transparent substrate-in-plane direction of substrate
The step of performing the positive alignment treatment in the in-plane direction of the substrate by using the optical polarization storage film on the transparent substrate will be described.

【0024】使用する光偏光記憶膜は、例えばポリビニ
ルシンナメート等を用いる。この光偏光記憶膜を一対の
透明基板の一方、もしくは両方の基板面に塗布した後、
光偏光記憶膜の配向処理をおこなう。
The light polarization memory film used is, for example, polyvinyl cinnamate. After applying this optical polarization memory film to one of the pair of transparent substrates, or both substrate surfaces,
Orients the optical polarization memory film.

【0025】例えば、各ミクロドメイン(微小領域)内
では配向が揃い、マクロドメインとしては配向がランダ
ムになるように配向を形成する。形成する配向の一例を
図2に示す。図中示された縦線、横線、および、矢印は
それぞれ配向の方向を示す。
For example, the orientation is formed so that the orientation is uniform in each micro domain (micro area), and the orientation is random for the macro domain. An example of the orientation to be formed is shown in FIG. The vertical lines, horizontal lines, and arrows shown in the figure indicate the orientation directions, respectively.

【0026】例えば、図2(A)に示すように、配向方
向が90度ずつ異なる四角形の4つの微小領域1a、1
b、1c、1dを合わせて一単位として光偏光記憶膜全
面に隙間なく多数の単位領域を配置する。また、図2
(B)に示すように、六角形の微小領域1eを光偏光記
憶膜上に隙間なく形成してもよい。微小領域の形状は四
角形、六角形の他、三角形、ひし型等、膜面に隙間無く
形成できるものであれば、どのような形状のものでもよ
い。
For example, as shown in FIG. 2 (A), four quadrangular minute regions 1a, 1 having different orientations of 90 degrees each.
b, 1c, and 1d are combined to form one unit, and a large number of unit regions are arranged on the entire surface of the optical polarization storage film without a gap. Also, FIG.
As shown in (B), the hexagonal minute region 1e may be formed on the optical polarization storage film without a gap. The shape of the minute region may be any shape such as a quadrangle, a hexagon, a triangle, and a diamond shape as long as it can be formed on the film surface without a gap.

【0027】各微小領域の大きさは一画素当たり、多数
の微小領域が含まれるように設定する。例えば、典型的
な1画素の大きさである100×300μm程度の面積
に数〜数十の微小領域が含まれるようにする。図2
(A)に示したような4つの微小領域を一単位としてマ
ルチドメインを形成する場合は、一画素中に一もしくは
複数の単位領域を形成することが望ましい。
The size of each micro area is set to include a large number of micro areas per pixel. For example, several to several tens of minute regions are included in an area of about 100 × 300 μm, which is a typical size of one pixel. Figure 2
In the case of forming a multi-domain by using four minute regions as a unit as shown in (A), it is desirable to form one or a plurality of unit regions in one pixel.

【0028】配向を形成する方法としては、例えば図3
に示すような光学系を使用する。レーザ光源2から出力
されたレーザを、光学系(例えば、所定形状の開口とレ
ンズを含む)3により絞りこみ、偏光特性を解消した所
定のビームスポット径を得る。
As a method for forming the orientation, for example, FIG.
An optical system as shown in is used. The laser output from the laser light source 2 is narrowed down by an optical system (including, for example, an aperture having a predetermined shape and a lens) 3 to obtain a predetermined beam spot diameter in which the polarization characteristic is eliminated.

【0029】さらに、レーザビームを所定方向の偏光軸
を有する偏光板4を通過させて直線偏光レーザ光5とす
る。この直線偏光レーザ光5を透明ガラス基板6に形成
された光偏光記憶膜上の所定の微小領域に照射する。照
射ビームスポット径の大きさのミクロドメインが形成で
きる。偏光方向を回転させつつ、可動ステージ7をXY
方向に動かすことにより、偏光方向に応じた配向方向を
形成し、基板全面に所定のマルチドメインを形成でき
る。
Further, the laser beam is passed through a polarizing plate 4 having a polarization axis in a predetermined direction to obtain linearly polarized laser light 5. The linearly polarized laser light 5 is applied to a predetermined minute area on the optical polarization storage film formed on the transparent glass substrate 6. A micro domain having the size of the irradiation beam spot diameter can be formed. XY move the movable stage 7 while rotating the polarization direction.
By moving in the direction, an alignment direction corresponding to the polarization direction can be formed, and a predetermined multi-domain can be formed on the entire surface of the substrate.

【0030】尚、レーザビームを拡大し、一種のフォト
マスクのようなミクロドメインごとに偏光方向が異なる
偏光板を介することにより、複数の微小領域の配向を1
回の照射でまとめて形成することも可能である。
It is to be noted that the laser beam is expanded and the orientation of a plurality of minute regions is set to 1 by passing through a polarizing plate having a different polarization direction for each micro domain such as a kind of photomask.
It is also possible to form them all at once by irradiation.

【0031】透明基板上への配向処理−垂直配向領域
の形成 ポリビニルシンナメートを光偏光記憶膜として使用した
場合、レーザ光などの局部的な加熱効果を伴う光の照射
もしくはその他の加熱手段により、200℃以上の温度
に光偏光記憶膜を加熱すると、その部分の配向状態が解
除され、そこに配置された液晶分子を垂直配向すること
が出願人らによる実験で確認されている。
Alignment Treatment on Transparent Substrate-Vertical Alignment Area
When polyvinyl cinnamate is used as a light polarization memory film, when the light polarization memory film is heated to a temperature of 200 ° C. or higher by irradiation with light having a local heating effect such as laser light or other heating means, It has been confirmed by experiments by the applicants that the alignment state of the portion is released and the liquid crystal molecules arranged therein are vertically aligned.

【0032】また、自然光(ランダム偏光)を光偏光記
憶膜に垂直照射した場合も、同様に垂直配向領域が形成
されることも実験で確認されている。この場合は、自然
光照射により、光偏光記憶膜中の側鎖が垂直方向に並ぶ
ことで垂直配向領域が形成されるのかもしれない。
It has also been confirmed by experiments that a vertical alignment region is similarly formed when natural light (random polarization) is vertically irradiated to the optical polarization storage film. In this case, the vertical alignment region may be formed by arranging the side chains in the polarization memory film in the vertical direction by natural light irradiation.

【0033】上記いずれかの方法を用いて、光偏光記憶
膜に垂直配向領域を形成する。例えば、レーザ照射を行
う場合であれば、光偏光記憶膜を配向処理する際に用い
た図3に示す装置を兼用できる。この場合、偏光板4を
取り外して、無偏光の状態で使用すると良い。
A vertical alignment region is formed in the optical polarization storage film by using any one of the above methods. For example, in the case of performing laser irradiation, the device shown in FIG. 3 used for the orientation processing of the optical polarization storage film can also be used. In this case, the polarizing plate 4 may be removed and used in a non-polarized state.

【0034】後に触れるように、一つの垂直配向領域
は、この領域を中心にして半径数十から数百μmの範囲
にある液晶分子の立ち上がり方向に影響を与えることか
ら、これと同じ間隔もしくはこれより狭い間隔で垂直配
向領域を形成すれば良い。垂直配向領域は、等確率に存
在することが好ましく、一画素あたりに形成する垂直配
向領域の数を揃えることが好ましい。
As will be mentioned later, one vertical alignment region affects the rising direction of the liquid crystal molecules in the radius of several tens to several hundreds of μm centering on this region, and therefore, the same spacing or the same interval as this. The vertical alignment regions may be formed at narrower intervals. It is preferable that the vertical alignment regions exist with equal probability, and it is preferable that the number of vertical alignment regions formed per pixel is made uniform.

【0035】形成する場所は、基本的にはどの場所でも
よい。但し、垂直配向領域が存在すると、その領域を中
心もしくは境界として、液晶分子の極角方向が変化する
ことになるので、始めから配向された微小領域の境界に
垂直領域を形成する方が好ましい。境界上に形成しない
場合は、できるだけ垂直領域の形成によって新たに作ら
れる配向の境界が配向領域を均等に分けるようにする。
The place to be formed may be basically any place. However, if there is a vertical alignment region, the polar angle direction of the liquid crystal molecules will change with that region as the center or boundary, so it is preferable to form the vertical region at the boundary of the minute regions aligned from the beginning. If not formed on the boundary, the boundary of the alignment newly created by forming the vertical region should equally divide the alignment region.

【0036】例えば、図2(A)に示すような4つの9
0度ずつ配向方向が異なる四角形の微小領域を組み合わ
せて一単位としてこれを複数配列する配向方法を例にと
ると、図1(A)中のαで示すように、単位領域の中心
部すなわち微小領域の境界の交点に垂直配向領域を形成
する。あるいは、図1(B)中のβに示すように、4つ
の微小領域それぞれの境界上に線状の垂直領域を形成す
る。四角形以外のミクロドメインの場合も同様に、複数
のミクロドメインごとの境界の交点に微小な垂直領域を
形成したり、ミクロドメインの境界上に垂直領域を形成
することができる。
For example, four 9's as shown in FIG.
As an example of an alignment method in which a plurality of quadrangular minute regions each having a different orientation direction by 0 degree are combined and arranged as one unit, as shown by α in FIG. A vertical alignment region is formed at the intersection of the region boundaries. Alternatively, as shown by β in FIG. 1B, a linear vertical region is formed on the boundary of each of the four minute regions. Similarly, in the case of a micro domain other than a quadrangle, a minute vertical region can be formed at the intersection of the boundaries of a plurality of micro domains, or a vertical region can be formed on the boundary of the micro domains.

【0037】配向領域の大きさには、特に限定はない
が、この領域で液晶一分子もしくは数分子以上が垂直配
向されれば良いと思われる。勿論ミクロドメインの境界
上に垂直配向領域を形成した場合は、液晶一分子もしく
は数分子が列になって垂直配向されれば良いだろう。
The size of the alignment region is not particularly limited, but it seems that one molecule or several molecules of liquid crystal may be vertically aligned in this region. Of course, when the vertical alignment region is formed on the boundary of the micro domain, it is sufficient that one molecule or several molecules of the liquid crystal be aligned in a row.

【0038】液晶セル形成と液晶注入工程 光偏光記憶膜への配向処理工程後、対となる2枚の基板
を、ギャップ材を挟んで対向配置させ、注入口を設けて
端部で貼り合わし、液晶セルを形成する。
Liquid crystal cell formation and liquid crystal injection step After the alignment treatment step for the optical polarization storage film, two substrates to be paired are arranged to face each other with a gap material sandwiched between them, and an injection port is provided to bond them at the end. Form a liquid crystal cell.

【0039】液晶材料としては、ネマティック液晶材料
にカイラル分子を混合した液晶を用いる。例えば、液晶
材料としては、ZL1−2392(メルク社製)、SR
−5003(チッソ社製)、カイラル材としては、S−
811(メルク社製)等を用いる。
As the liquid crystal material, a liquid crystal in which a nematic liquid crystal material is mixed with chiral molecules is used. For example, as the liquid crystal material, ZL1-2392 (manufactured by Merck), SR
-5003 (manufactured by Chisso Corporation), and as a chiral material, S-
811 (manufactured by Merck) is used.

【0040】対向する基板間で液晶分子が90°ツイス
トしているTN−LCD(液晶表示素子)を作成する場
合は、カイラルネマティック液晶のカイラルピッチをp
とし、ガラス基板で挟持される方向の液晶層の厚みをd
とした時に、d/p=0.25を充たすように、カイラ
ルピッチdと液晶層厚みdを設定するとよい。
When a TN-LCD (liquid crystal display element) in which liquid crystal molecules are twisted by 90 ° between opposing substrates is used, the chiral pitch of the chiral nematic liquid crystal is set to p.
And the thickness of the liquid crystal layer sandwiched between the glass substrates is d
Then, the chiral pitch d and the liquid crystal layer thickness d should be set so that d / p = 0.25 is satisfied.

【0041】なお、旋光性は、90度に限定されず、0
≦d/p≦0.75となるようにpとdの値を選択すれ
ばよい。図4に示すように、容器14に入った液晶材料
9の中に注入口17を浸ける。例えば基板11には、共
通電極15とその上に光偏光記憶膜16が形成されてお
り、もう一方の基板10には、TFT素子12、及び画
素電極13が形成されている。
The optical rotatory power is not limited to 90 degrees, and it is 0
The values of p and d may be selected so that ≤d / p≤0.75. As shown in FIG. 4, the injection port 17 is immersed in the liquid crystal material 9 contained in the container 14. For example, the substrate 11 has the common electrode 15 and the optical polarization storage film 16 formed thereon, and the other substrate 10 has the TFT element 12 and the pixel electrode 13 formed thereon.

【0042】両基板10、11間に毛細管現象等を用い
て液晶材料9を注入する。液晶注入の際、両側からヒー
タのような加熱装置18、19によって液晶材料9を加
熱し、液晶のネマティック相−アイソトロピック相間の
相転移温度(N−I点)以上の温度にする。例えば、上
記液晶材料ZL−2392を用いた場合は、105℃
(N−I点)以上とすればよい。液晶材料9中の液晶分
子8は等方性の状態となる。尚、予め液晶セルを液晶注
入前の空の状態で加熱装置18、19を用いて十分加熱
しておくとより確実に等方性の状態を確保できる。
The liquid crystal material 9 is injected between the substrates 10 and 11 by using a capillary phenomenon or the like. At the time of injecting the liquid crystal, the liquid crystal material 9 is heated from both sides by heating devices 18 and 19 such as heaters to a temperature equal to or higher than the phase transition temperature (NI point) between the nematic phase and the isotropic phase of the liquid crystal. For example, when the above liquid crystal material ZL-2392 is used, 105 ° C.
(N-I point) or more. The liquid crystal molecules 8 in the liquid crystal material 9 are in an isotropic state. It should be noted that if the liquid crystal cell is preliminarily heated in an empty state before liquid crystal injection using the heating devices 18 and 19, the isotropic state can be more surely ensured.

【0043】液晶の温度制御は液晶材料9中に温度検知
器を入れて温度をモニタしながらヒータ18、19の電
流量を調整するような温度制御技術が利用できる。温度
制御は手動でも自動でも可能である。
For the temperature control of the liquid crystal, a temperature control technique can be used in which a temperature detector is placed in the liquid crystal material 9 and the current amount of the heaters 18 and 19 is adjusted while monitoring the temperature. Temperature control can be manual or automatic.

【0044】液晶材料を注入後、加熱装置18、19に
よる発熱量を低下させつつ、徐々に液晶材料9を冷却し
てゆく。冷却速度は0.1〜10℃/分の範囲、例えば
0.5℃/分となるように温度制御する。この速度で相
転移温度(N−I点)まで冷却していくと、液晶材料9
は最初等方性(I)状態であったものが、ネマティック
液晶(N)状態に相転移していく。
After the liquid crystal material is injected, the amount of heat generated by the heating devices 18 and 19 is reduced, and the liquid crystal material 9 is gradually cooled. The temperature is controlled so that the cooling rate is in the range of 0.1 to 10 ° C./minute, for example, 0.5 ° C./minute. When cooled to the phase transition temperature (N-I point) at this speed, the liquid crystal material 9
Initially has an isotropic (I) state, but undergoes a phase transition to a nematic liquid crystal (N) state.

【0045】少なくとも一方の基板上には配向構造が形
成されているため、液晶分子は配向面上では配向方向に
揃い、厚さ方向にはカイラルピッチに従ってツイストす
る。以上、垂直方向領域を有するマルチドメイン型液晶
表示素子の形成例を示したが、かならずしも上述のよう
な注入時の液晶材料の加熱は必要なく、室温でネマティ
ック状態で注入してもよい。また、一対の基板の両方の
面に配向処理を行う場合であって、相対応する配向の方
向を90°ずらした場合は、特に上述するようなアイソ
トロピック状態の液晶を注入したり、カイラルピッチを
ツイスト角に適合させるようなカイラル剤の混合量の調
整を行う必要はない。
Since the alignment structure is formed on at least one of the substrates, the liquid crystal molecules are aligned in the alignment direction on the alignment surface and twisted in the thickness direction according to the chiral pitch. Although the example of forming the multi-domain type liquid crystal display element having the vertical region has been described above, the liquid crystal material need not always be heated at the time of injection as described above and may be injected in a nematic state at room temperature. Further, in the case where the alignment treatment is performed on both surfaces of the pair of substrates and the directions of the corresponding alignments are deviated by 90 °, the liquid crystal in the isotropic state as described above or the chiral pitch is injected. It is not necessary to adjust the mixing amount of the chiral agent so as to match the twist angle with.

【0046】但し、一方の基板のみに配向処理が施され
たものにネマティック状態の液晶を注入する場合は、注
入時の流動配向による流動パターンがそのまま残り、著
しく表示品位を低下させてしまうことがある。よって、
液晶材料の注入後、配向膜と液晶相の界面における結合
状態を解き、液晶分子の自由運動を可能にする為のエネ
ルギを付与し、流動パターンを消滅させる必要がある。
例えば液晶材料注入後、N−I点より高い温度で、かつ
光偏光記憶膜の化学的性質を変えず、液晶材料の分解温
度を越えない所定温度以下に液晶セルを加熱すると流動
パターンを消滅させることができる。加熱以外にも、磁
界の照射、光照射、超音波振動等によりエネルギを与え
ることもできる。
However, in the case of injecting the liquid crystal in the nematic state into the one in which only one of the substrates has been subjected to the alignment treatment, the flow pattern due to the flow alignment at the time of injection remains as it is, and the display quality is remarkably deteriorated. is there. Therefore,
After the injection of the liquid crystal material, it is necessary to release the flow pattern by releasing the bonding state at the interface between the alignment film and the liquid crystal phase, applying energy to enable the free movement of the liquid crystal molecules.
For example, after injecting the liquid crystal material, if the liquid crystal cell is heated to a temperature higher than the NI point, and without changing the chemical properties of the optical polarization storage film and below a predetermined temperature that does not exceed the decomposition temperature of the liquid crystal material, the flow pattern disappears. be able to. Besides heating, energy can be applied by irradiation with a magnetic field, light irradiation, ultrasonic vibration, or the like.

【0047】3)液晶分子の配向状態 電圧無印加時における液晶分子の配向 上述の方法で形成した液晶表示素子の電圧無印加時(液
晶セル間に電界がかかっていない時)における液晶分子
の配向状態について説明する。図1(A)に示すような
4つの微小配向領域の境界の交点に垂直配向領域が形成
される場合、液晶分子は、図5(A)もしくは、図6
(A)に示すような配向状態をとると考えられる。
3) Alignment state of liquid crystal molecules Alignment of liquid crystal molecules when no voltage is applied Alignment of liquid crystal molecules when no voltage is applied (when an electric field is not applied between liquid crystal cells) of the liquid crystal display device formed by the above method The state will be described. When the vertical alignment region is formed at the intersection of the boundaries of the four minute alignment regions as shown in FIG. 1A, the liquid crystal molecules are formed as shown in FIG.
It is considered that the orientation state shown in FIG.

【0048】図5(A)、図6(A)は、図1(A)中
の一点鎖線a−a’で示した線で切断した際の断面図に
あたる。図中に示す「自然光を照射した部分」が垂直配
向処理された部分に相当する。両図とも、一対の基板の
一方にのみ光偏光記憶膜を用いた積極的配向処理と垂直
配向領域の形成を行った場合を示している。
FIGS. 5A and 6A are sectional views taken along the line indicated by the chain line aa 'in FIG. 1A. The “portion irradiated with natural light” shown in the figure corresponds to the portion subjected to the vertical alignment treatment. Both figures show the case where the positive alignment process and the vertical alignment region are formed using the optical polarization storage film on only one of the pair of substrates.

【0049】垂直配向領域にある液晶分子は基板面に垂
直な方向に配向され、それ以外の液晶分子は本来水平方
向(基板面内方向)にのみ配向されている。しかし、液
晶分子は細長い形状をしている為、隣接する液晶分子の
配列の影響を受けやすく、同じ配列方向に並ぼうとする
性質がある。この為、図5(A)に示すように、垂直配
向領域近傍の液晶分子は、垂直配向された液晶分子の影
響を受け、ある程度垂直方向に傾いた配向をする。即ち
極角方向に傾きを持つ。
The liquid crystal molecules in the vertical alignment region are aligned in the direction perpendicular to the substrate surface, and the other liquid crystal molecules are originally aligned only in the horizontal direction (in-plane direction of the substrate). However, since the liquid crystal molecules have an elongated shape, they are easily affected by the arrangement of adjacent liquid crystal molecules and tend to be aligned in the same arrangement direction. For this reason, as shown in FIG. 5A, the liquid crystal molecules in the vicinity of the vertical alignment region are influenced by the vertically aligned liquid crystal molecules, and are aligned to a certain degree in the vertical direction. That is, it has a tilt in the polar angle direction.

【0050】垂直配向された液晶分子から離れるに従
い、その影響は薄れ、液晶分子は水平に近い配向状態を
示すようになる。経験的には、垂直方向に配向した液晶
分子から数μm離れた位置にある液晶分子の配向は、垂
直成分を有さない、基板面内方向の配向のみとなると思
われる。
As the distance from the vertically aligned liquid crystal molecules is reduced, the influence becomes weaker, and the liquid crystal molecules exhibit a nearly horizontal alignment state. Empirically, the liquid crystal molecules located at a position several μm away from the liquid crystal molecules aligned in the vertical direction are considered to be the alignments in the in-plane direction of the substrate without the vertical component.

【0051】図5(A)と図6(A)とでは、垂直配向
処理領域近傍の液晶分子の極角方向が異なるが、これは
基板面内に形成された各ミクロドメイン内の配向方向と
のバランスによって決まると思われる。
The polar angle direction of the liquid crystal molecules in the vicinity of the vertical alignment treatment region is different between FIG. 5A and FIG. 6A, but this is different from the alignment direction in each microdomain formed in the plane of the substrate. It seems to be determined by the balance of.

【0052】図5(B)から(D)および図6(B)か
ら(D)は、液晶セル厚み方向で、マルチドメインの配
向処理を行った基板面近傍、セル中央、配向処理されて
いない基板面近傍の3ポイントにおいての、水平面の液
晶分子の液晶ダイレクタを示したものである。尚、図中
に示された矢印は、液晶分子の持ち上がっている側即ち
液晶分子のチルトアップ方向を示しており、以下この矢
印方向を液晶ダイレクタと呼ぶ。また、ここに示した図
は、TN型液晶表示素子の場合に相当する。
5B to 5D and 6B to 6D are, in the thickness direction of the liquid crystal cell, in the vicinity of the substrate surface subjected to the multi-domain alignment treatment, in the cell center, and without the alignment treatment. It shows the liquid crystal directors of the liquid crystal molecules on the horizontal plane at three points near the substrate surface. In addition, the arrow shown in the drawing indicates the rising side of the liquid crystal molecule, that is, the tilt-up direction of the liquid crystal molecule, and this arrow direction is hereinafter referred to as a liquid crystal director. Further, the drawing shown here corresponds to the case of a TN type liquid crystal display element.

【0053】例えば、図5(D)に示すように、光偏光
記憶膜上の配向処理側の液晶分子が微小領域ごとに90
°づつ異なる左回りの液晶ダイレクタを有する場合、セ
ル中央では図5(C)に示すように、4つの微小領域の
それぞれの液晶分子は垂直配向処理がされている中心に
向かうようなダイレクタを示し、配向処理がされていな
い基板側の液晶分子は、図5(B)に示すように、配向
処理された基板上の液晶分子と配向方向が丁度90度異
なる右回りのダイレクタを示す。
For example, as shown in FIG. 5D, the liquid crystal molecules on the alignment processing side on the optical polarization memory film are 90 in each minute region.
In the case of having different counterclockwise liquid crystal directors, the liquid crystal molecules in each of the four micro regions are directed toward the center where vertical alignment processing is performed, as shown in FIG. 5C. As shown in FIG. 5B, the liquid crystal molecules on the side of the substrate that has not been subjected to the alignment process are clockwise directors whose alignment directions are different from those of the liquid crystal molecules on the substrate on which the alignment process is performed by 90 degrees.

【0054】もしくは、図6(D)に示すように、配向
膜近傍の液晶分子が領域ごとに90°づつ異なる右回り
のダイレクタを有する場合、セル中央の液晶分子は、図
6(C)に示すように、4つの微小領域のそれぞれの液
晶分子は垂直配向処理がされている中心から外がわに向
かうようなダイレクタを示し、配向処理がされていない
基板上の液晶分子は、図6(B)に示すように、液晶分
子が領域ごとに90°づつ異なる左回りのダイレクタを
示す。勿論いずれの配向状態であっても良い。
Alternatively, as shown in FIG. 6D, when the liquid crystal molecules in the vicinity of the alignment film have clockwise directors that are different by 90 ° in each region, the liquid crystal molecules in the center of the cell are shown in FIG. 6C. As shown in the figure, the liquid crystal molecules in each of the four minute regions show directors that go outward from the center where the vertical alignment processing is performed, and the liquid crystal molecules on the substrate where the alignment processing is not performed are shown in FIG. As shown in B), liquid crystal molecules show counterclockwise directors that differ by 90 ° in each region. Of course, it may be in any orientation.

【0055】このように、液晶分子は、光偏光記憶膜の
全面に施される基板面内の配向処理と部分的に施される
垂直配向処理により基板に水平な方位角方向と極角方向
を有する。
As described above, the liquid crystal molecules are aligned in the horizontal azimuth direction and the polar angle direction on the substrate by the in-plane alignment treatment performed on the entire surface of the optical polarization memory film and the vertical alignment treatment partially performed. Have.

【0056】電圧印加時における液晶分子の配向方向 図7は、図5(A)に示した配向状態を持つ液晶表示素
子のセル間に電圧を印加した場合の液晶分子の配向状態
を示したものである。
Alignment Direction of Liquid Crystal Molecules when Voltage is Applied FIG. 7 shows the alignment state of the liquid crystal molecules when a voltage is applied between the cells of the liquid crystal display device having the alignment state shown in FIG. Is.

【0057】セル中央の垂直配向領域に隣接している極
角方向に傾いている度合いの大きい(極角が小さい)液
晶分子から低電圧で立ち上がり始める。立ち上がり方向
は、極角方向に依存し、すでに持ち上がっている側の液
晶分子の片側を上にして立ち上がる。垂直配向領域に隣
接する液晶分子が立ち上がると、これらの液晶分子の周
囲にある液晶分子もその影響を受け、すでに立ち上がっ
た液晶分子の方向に沿って立ち上がり始める。続いて、
垂直配向領域より半径数十から数百μmの領域にある液
晶分子が同方向に次々と立ち上がっていく。
Liquid crystal molecules adjacent to the vertical alignment region at the center of the cell and having a large degree of inclination in the polar angle direction (small polar angle) start rising at a low voltage. The rising direction depends on the polar angle direction and rises with one side of the liquid crystal molecule already lifted up. When the liquid crystal molecules adjacent to the vertical alignment region rise, the liquid crystal molecules around these liquid crystal molecules are also affected by the rise, and start to rise along the direction of the liquid crystal molecules that have already risen. continue,
Liquid crystal molecules in a region having a radius of several tens to several hundreds μm from the vertical alignment region rise in the same direction one after another.

【0058】電圧無印加時において垂直成分の配向方向
を有する液晶分子は、垂直方向に配向された液晶分子か
らわずか半径数μm以下の領域に存在するものに過ぎな
いが、より広い領域にある液晶分子の立ち上がり方向
が、この垂直配向された液晶分子の影響を受け定まって
いく。
The liquid crystal molecules having a vertical component alignment direction when no voltage is applied are present only in a region having a radius of several μm or less from the liquid crystal molecules aligned in the vertical direction, but the liquid crystal molecules in a wider region. The rising direction of the molecule is determined by the influence of the vertically aligned liquid crystal molecule.

【0059】このように垂直配向領域を形成して、電圧
無印加時において一部の液晶分子に垂直方向の配向成分
を与えることにより、基板全体の液晶分子の電圧印加時
の立ち上がり方向を安定に発生させることができる。
By thus forming the vertical alignment region and applying a vertical alignment component to some of the liquid crystal molecules when no voltage is applied, the rising direction of the liquid crystal molecules on the entire substrate when voltage is applied is stabilized. Can be generated.

【0060】垂直配向領域を基板面全体に均等になるよ
うに配置し、垂直方向に配向成分を有する液晶分子の持
つ方位角方向が基板全体として偏りなくほぼあらゆる方
向に等確率に存在するように調整すれば、視角依存性の
ない良好な表示を得ることができる。
The vertical alignment regions are arranged evenly over the entire surface of the substrate so that the azimuth directions of the liquid crystal molecules having the alignment component in the vertical direction are present in the entire substrate without any deviation and at equal probability. If adjusted, it is possible to obtain a good display that does not depend on the viewing angle.

【0061】上述した実施例では、垂直配向領域を一方
の基板面にのみ形成した例について主に説明したが、両
方の基板面に垂直配向領域を形成しても良い。但し、そ
れぞれの基板に形成した垂直配向領域の影響が上下の基
板で相反することとなると、セル中央の液晶分子の立ち
上がり方向が不安定になることもある。むしろ、片面の
みに垂直配向領域を形成する方が安定した立ち上がり方
向を規定することができるし、工程数も少なくて済む。
In the above-described embodiments, the example in which the vertical alignment region is formed only on one substrate surface has been mainly described, but the vertical alignment region may be formed on both substrate surfaces. However, if the influences of the vertical alignment regions formed on the respective substrates conflict with each other on the upper and lower substrates, the rising direction of the liquid crystal molecules in the center of the cell may become unstable. Rather, it is possible to define a stable rising direction by forming the vertical alignment region on only one surface, and the number of steps can be reduced.

【0062】また、上述した実施例では、光偏光記憶膜
の配向処理を行った後に、垂直配向領域を形成したが、
垂直配向領域を先に形成し、その後に光偏光記憶膜の配
向処理を行っても、同様な効果が期待できる。
Further, in the above-mentioned embodiment, the vertical alignment region is formed after the alignment treatment of the optical polarization memory film is performed.
The same effect can be expected by forming the vertical alignment region first and then performing the alignment treatment of the optical polarization storage film.

【0063】また、光偏光記憶膜に何の配向処理を行わ
ない場合、もしくは一方向のみに配向処理を行う場合で
あっても、垂直配向領域を適当な間隔で均等に形成する
ことで液晶分子の立ち上がり方向を規定し、視角特性を
安定させる効果を得ることができる。
Even if the optical polarization storage film is not subjected to any alignment treatment, or even if it is aligned in only one direction, the vertical alignment regions are uniformly formed at appropriate intervals, and liquid crystal molecules are formed. It is possible to obtain the effect of defining the rising direction of the, and stabilizing the viewing angle characteristics.

【0064】尚、垂直配向領域にある液晶分子は、電圧
無印加時において必ずしも完全な垂直配向(極角が0
度)である必要はなく、垂直方向の配向成分を有するも
のであれば、同様に近傍の液晶分子の立ち上がり方向を
規定する効果を有する。
The liquid crystal molecules in the vertical alignment region do not necessarily have complete vertical alignment (polar angle is 0 when no voltage is applied).
However, if it has a vertical alignment component, it similarly has the effect of defining the rising direction of liquid crystal molecules in the vicinity.

【0065】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。たとえば、
種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者
に自明であろう。
The present invention has been described above with reference to the embodiments.
The present invention is not limited to these. For example,
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.

【0066】[0066]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ラビング処理に伴うゴミ、静電気発生による諸問題が解
決できる。また、液晶分子の立ち上がり方向が規定さ
れ、セル全面に渡って均一で等方的な視角特性を持つこ
とができる。
As described above, according to the present invention,
Various problems due to dust and static electricity generated by rubbing treatment can be solved. Further, the rising direction of liquid crystal molecules is defined, and uniform and isotropic viewing angle characteristics can be provided over the entire cell surface.

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

【図1】実施例による液晶分子の配向処理状態を示す拡
大図である。
FIG. 1 is an enlarged view showing an alignment treatment state of liquid crystal molecules according to an example.

【図2】実施例により光偏光記憶膜への配向処理状態を
示す拡大図である。
FIG. 2 is an enlarged view showing a state of alignment treatment on a light polarization memory film according to an example.

【図3】実施例により光偏光記憶膜への配向処理を行う
為の装置の斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view of an apparatus for performing an alignment treatment on an optical polarization storage film according to an example.

【図4】実施例による液晶表示素子の製造装置の断面図
である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of an apparatus for manufacturing a liquid crystal display element according to an example.

【図5】実施例による液晶分子の配向処理状態を示す拡
大図である。
FIG. 5 is an enlarged view showing an alignment treatment state of liquid crystal molecules according to an example.

【図6】実施例による液晶分子の配向処理状態を示す拡
大図である。
FIG. 6 is an enlarged view showing an alignment treatment state of liquid crystal molecules according to an example.

【図7】実施例による液晶分子の配向処理状態を示す拡
大図である。
FIG. 7 is an enlarged view showing an alignment treatment state of liquid crystal molecules according to an example.

【図8】プレチルトを有する液晶分子を示す拡大図であ
る。
FIG. 8 is an enlarged view showing a liquid crystal molecule having a pretilt.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a,1b,1c,1d,1e 微小領域 2 レーザ光源 3 光学系 4 偏光板 5 直線偏光レーザ光 6 透明ガラス基板 7 可動ステージ 8 液晶分子 9 液晶材料 10、11 ガラス基板 12 素子 13 画素電極 14 容器 15 透明電極 16 光偏光記憶膜 17 液晶注入口 18、19 加熱装置 1a, 1b, 1c, 1d, 1e Micro area 2 Laser light source 3 Optical system 4 Polarizing plate 5 Linearly polarized laser light 6 Transparent glass substrate 7 Movable stage 8 Liquid crystal molecule 9 Liquid crystal material 10, 11 Glass substrate 12 Element 13 Pixel electrode 14 Container 15 transparent electrode 16 light polarization memory film 17 liquid crystal injection port 18, 19 heating device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 都甲 康夫 神奈川県横浜市青葉区荏田西1−3−1 スタンレー電気株式会社内 (72)発明者 杉山 貴 神奈川県横浜市青葉区荏田西1−3−1 スタンレー電気株式会社内 (72)発明者 橋本 徹 神奈川県横浜市青葉区荏田西1−3−1 スタンレー電気株式会社内 (72)発明者 小林 駿介 東京都練馬区西大泉3−13−40 (72)発明者 飯村 靖文 埼玉県朝霞市宮戸2−8−34 ツインハウ スクライム 201 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yasuo Toko 1-3-1 Eda Nishi, Aoba-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Stanley Electric Co., Ltd. (72) Inventor Takashi Sugiyama 1-Eda Nishi, Aoba-ku, Yokohama-shi, Kanagawa 3-1 In Stanley Electric Co., Ltd. (72) Inventor Toru Hashimoto 1-3-1 Eda Nishi, Aoba-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Inside Stanley Electric Co., Ltd. (72) Inoue Susuke 3-13 Nishi-izumi, Nerima-ku, Tokyo 40 (72) Inventor Yasufumi Iimura 2-8-34 Miyato, Asaka City, Saitama Twin Howe Slime 201

Claims (20)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも一方の透明基板に基板面に平
行にかつ基板面内の所定方向に液晶分子を配向させる積
極的配向構造を有する一対の透明基板と、前記一対の基
板間に挟まれた液晶層とを有し、前記積極的配向構造を
有する基板面の一部に、基板面に対し垂直方向の成分を
有する液晶分子の配向を発生させる垂直配向領域を複数
有する液晶表示素子。
1. A pair of transparent substrates having at least one transparent substrate having a positive alignment structure for aligning liquid crystal molecules parallel to the substrate surface and in a predetermined direction in the substrate surface, and sandwiched between the pair of substrates. A liquid crystal display device having a liquid crystal layer, and having a plurality of vertical alignment regions for generating alignment of liquid crystal molecules having a component perpendicular to the substrate surface, in a part of the substrate surface having the positive alignment structure.
【請求項2】 前記積極的配向構造が、光偏光記憶膜上
に形成されている請求項1に記載の液晶表示素子。
2. The liquid crystal display element according to claim 1, wherein the positive alignment structure is formed on a light polarization memory film.
【請求項3】 前記垂直配向領域が、半径数十から数百
μmの領域ごとに一またはそれ以上存在する請求項1も
しくは2のいずれかに記載の液晶表示素子。
3. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein one or more vertical alignment regions are provided for each region having a radius of several tens to several hundreds of μm.
【請求項4】 前記液晶表示素子が多数の画素を含み、
前記垂直配向領域の大きさが一画素の大きさに較べ十分
に微小であり、各画素毎に同数の前記垂直配向領域を有
する請求項1から3のいずれかに記載の液晶表示素子。
4. The liquid crystal display device includes a large number of pixels,
4. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the size of the vertical alignment region is sufficiently smaller than the size of one pixel, and each pixel has the same number of the vertical alignment regions.
【請求項5】 前記積極的配向構造が、基板面内の配向
方向が異なる微小領域を多数有する請求項1から4のい
ずれかに記載の液晶表示素子。
5. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the positive alignment structure has a large number of minute regions having different alignment directions in the plane of the substrate.
【請求項6】 前記積極的配向構造が微小領域を多数形
成し、全体的には、基板面内の配向方向が全方向に対し
等確率に存在する請求項1から5のいずれかに記載の液
晶表示素子。
6. The positive orientation structure according to claim 1, wherein a large number of minute regions are formed by the positive orientation structure, and the orientation directions in the plane of the substrate are present with equal probability in all directions as a whole. Liquid crystal display device.
【請求項7】 該積極的配向構造が90°、180°も
しくは270°づつ互いの基板面内の配向方向がずれた
隣接する4つの微小領域を一単位とし、多数の単位を有
する請求項1から6のいずれかに記載の液晶表示素子。
7. The positive orientation structure has a large number of units, each of which has four adjacent minute regions whose orientation directions are deviated from each other by 90 °, 180 ° or 270 ° as one unit. 7. The liquid crystal display device according to any one of items 6 to 6.
【請求項8】 前記垂直配向領域が、基板面内の配向方
向が異なる微小領域の境界に存在することを特徴とする
請求項1から7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 vertical alignment region is present at a boundary between minute regions having different alignment directions in the plane of the substrate.
【請求項9】 前記垂直配向領域が、配向方向の異なる
微小領域の境界の交点に存在することを特徴とする請求
項1から7のいずれかに記載の液晶表示素子。
9. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the vertical alignment region exists at an intersection of boundaries of minute regions having different alignment directions.
【請求項10】 前記垂直配向領域が、基板面内にほぼ
均等に配置され、かつ垂直方向の配向成分を有する液晶
分子の方位角方向が、基板全体として偏りなくあらゆる
方向に等確率に存在する請求項1から9のいずれかに記
載の液晶表示素子。
10. The azimuth directions of liquid crystal molecules, in which the vertical alignment regions are arranged substantially evenly in the plane of the substrate and have a vertical alignment component, are evenly distributed in all directions in the entire substrate with equal probability. The liquid crystal display element according to claim 1.
【請求項11】 前記液晶層がカイラルネマティック液
晶を含み、該カイラルネマティック液晶のカイラルピッ
チをpとし、前記一対の透明基板間の前記液晶層の厚み
をdとした時、d/pの値が0から0.75である請求
項1から10のいずれかに記載の液晶表示素子。
11. The liquid crystal layer contains a chiral nematic liquid crystal, and when the chiral pitch of the chiral nematic liquid crystal is p and the thickness of the liquid crystal layer between the pair of transparent substrates is d, the value of d / p is The liquid crystal display element according to claim 1, wherein the liquid crystal display element has a thickness of 0 to 0.75.
【請求項12】 前記積極的配向処理を施された透明基
板に対向するもう一方の基板が、配向処理されていない
請求項1から11のいずれかに記載の液晶表示素子。
12. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the other substrate facing the transparent substrate that has been subjected to the positive alignment treatment is not subjected to the alignment treatment.
【請求項13】 前記積極的配向処理を施された透明基
板に対向するもう一方の基板にも、積極的配向処理を施
した請求項1から11のいずれかに記載の液晶表示素
子。
13. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the other substrate facing the transparent substrate that has been subjected to the positive alignment treatment is also subjected to the positive alignment treatment.
【請求項14】 一方の透明基板にのみ、前記垂直配向
領域を有する請求項1から13のいずれかに記載の液晶
表示素子。
14. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the vertical alignment region is provided only on one transparent substrate.
【請求項15】 一対の透明基板の少なくとも一方に光
偏光記憶特性を持つ配向膜を形成する工程と、 前記配向膜に対し、偏光を照射して基板面内の配向を形
成する工程と、 前記配向膜上に、基板面に対し垂直方向の成分を有する
液晶分子の配向を発生させる垂直配向領域を形成する工
程と、 前記一対の基板を貼りあわせ、液晶セルを形成する工程
と、 前記セル内に液晶材料を注入する工程と、を有する液晶
表示素子の製造方法。
15. A step of forming an alignment film having optical polarization memory characteristics on at least one of a pair of transparent substrates, a step of irradiating the alignment film with polarized light to form an in-plane orientation of the substrate, A step of forming, on the alignment film, a vertical alignment region for generating alignment of liquid crystal molecules having a component in a direction perpendicular to the substrate surface; a step of bonding the pair of substrates to form a liquid crystal cell; And a step of injecting a liquid crystal material into the liquid crystal display element.
【請求項16】 前記垂直配向領域を形成する工程が、
前記配向膜の所定の領域を200℃以上に加熱すること
を含む請求項15に記載の液晶表示素子の製造方法。
16. The step of forming the vertical alignment region comprises:
The method for manufacturing a liquid crystal display element according to claim 15, further comprising heating a predetermined region of the alignment film to 200 ° C. or higher.
【請求項17】 前記垂直配向領域を形成する工程が、
前記配向膜の所定の領域にレ−ザ光を照射することを含
む請求項15もしくは16のいずれかに記載の液晶表示
素子の製造方法。
17. The step of forming the vertical alignment region comprises:
The method for manufacturing a liquid crystal display device according to claim 15, further comprising irradiating a predetermined region of the alignment film with laser light.
【請求項18】 前記垂直配向領域を形成する工程が、
前記配向膜の所定の領域に自然光を照射することを含む
請求項15から17のいずれかに記載の液晶表示素子の
製造方法。
18. The step of forming the vertical alignment region comprises:
The method for manufacturing a liquid crystal display element according to claim 15, comprising irradiating a predetermined region of the alignment film with natural light.
【請求項19】 前記液晶材料を注入する工程が、N−
I点以上の温度に加熱した液晶材料を注入することを含
む請求項15から18のいずれかに記載の液晶表示素子
の製造方法。
19. The step of injecting the liquid crystal material comprises N-
The method for manufacturing a liquid crystal display element according to claim 15, further comprising injecting a liquid crystal material heated to a temperature of point I or higher.
【請求項20】 前記液晶材料を注入する工程が、ネマ
ティック状態の液晶を注入するものであり、さらにこの
工程の後、液晶分子と前記基板表面との結合状態を解
き、液晶分子の自由な運動を可能とするエネルギを与え
る工程を有する請求項15から19のいずれかに記載の
液晶表示素子の製造方法。
20. The step of injecting the liquid crystal material is an step of injecting liquid crystal in a nematic state, and after this step, the bonded state between the liquid crystal molecule and the surface of the substrate is released to allow free movement of the liquid crystal molecule. 20. The method for manufacturing a liquid crystal display element according to claim 15, further comprising the step of applying energy that enables the above.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100467513B1 (en) * 1997-06-30 2005-09-02 삼성전자주식회사 Vertical alignment liquid crystal display device and manufacturing method using compensation film
KR100716669B1 (en) * 2005-10-29 2007-05-09 (주)파버나인 Liquid Crystal Display Having Thin Polarizing Plate
WO2008078629A1 (en) * 2006-12-27 2008-07-03 Sharp Kabushiki Kaisha Liquid crystal display device, method for production thereof, and alignment film

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