JPH09160051A - Active matrix type liquid crystal display element having transverse electric field structure and its production as well as liquid crystal display device formed by using the same - Google Patents

Active matrix type liquid crystal display element having transverse electric field structure and its production as well as liquid crystal display device formed by using the same

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JPH09160051A
JPH09160051A JP32306695A JP32306695A JPH09160051A JP H09160051 A JPH09160051 A JP H09160051A JP 32306695 A JP32306695 A JP 32306695A JP 32306695 A JP32306695 A JP 32306695A JP H09160051 A JPH09160051 A JP H09160051A
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JP
Japan
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liquid crystal
crystal display
electrode
control film
spacer material
Prior art date
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Pending
Application number
JP32306695A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuyuki Funahata
一行 舟幡
Hisao Yokokura
久男 横倉
Katsumi Kondo
克己 近藤
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP32306695A priority Critical patent/JPH09160051A/en
Publication of JPH09160051A publication Critical patent/JPH09160051A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To form the display element so as to have a uniform liquid crystal thickness. SOLUTION: One electrode substrate 10 which has one orientation control film 15 on the common electrodes 11, gate insulating films 12 and electrodes, such as source electrodes 13 and drain electrodes 15 laminated on a substrate 10 and another electrode substrate 20 which has another orientation control film 23 on the light shielding films 21 and color filters 22 laminated on the substrate 20 are disposed to face each other via spacer materials 19 for regulating the spacing between both electrodes 10 and 20. Liquid crystals are packed into the spacing. At least either of the orientation control film 15 or 23 consists of a photosetting material or thermosetting material. The spacer materials 19 are directly fixed onto the uncured parts 18 on the orientation control film 15 or 23 formed by irradiating the thermosetting materials or thermosetting materials with light or heat so that electric fields are directly impressed on the surfaces of both electrode substrates 10, 20 in the direction parallel therewith from the respective electrodes 11, 13, 15.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、横電界構造の液晶
表示素子に係り、それらの液晶表示素子の製造方法及び
それを用いた液晶表示装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display element having a lateral electric field structure, a method for manufacturing the liquid crystal display element, and a liquid crystal display device using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の横電界構造のアクティブマトリク
ス型液晶表示素子では、液晶厚みを規定するスペーサ材
の分散・固定法として、1)特開平4−136916号
公報のように、ブラックマトリクス部にのみスペーサ材
を分散、固定した構造のもの、2)特開平4−6051
7号公報のように、スペーサ材をブラック・マトリクス
部に対応する領域にのみスペーサ材を分散、固定した構
造のもの、3)特開平4−243230号公報のよう
に、表面に接着剤層を形成したスペーサ材を配向膜上に
分散、固定した構造の液晶表示素子および製造方法等が
提案されている。
2. Description of the Related Art In a conventional active matrix type liquid crystal display device having a horizontal electric field structure, as a method of dispersing and fixing a spacer material that regulates the liquid crystal thickness, 1) a black matrix portion is used as disclosed in JP-A-4-136916. A structure in which only a spacer material is dispersed and fixed, 2) JP-A-4-6051
No. 7, the spacer material has a structure in which the spacer material is dispersed and fixed only in the region corresponding to the black matrix portion. 3) As in JP-A-4-243230, an adhesive layer is formed on the surface. A liquid crystal display device having a structure in which the formed spacer material is dispersed and fixed on an alignment film, a manufacturing method, and the like have been proposed.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術のスペー
サ材の分散・固定方法は、配向制御膜の下にスペーサ材
を配置するか、または接着材を介して配向制御膜の上に
スペーサ材を配置する方式であり、1)スペーサ材の大
きさのみで液晶厚みが規定できない、2)スペーサ材の
分散密度および分散位置が正確に規定できない、3)コ
ントラストを低下させずにスペーサ材の分散密度を大幅
に増やすことが難しい、4)スペーサ材の利用効率が低
い、5)フォトリソ工程及びスペーサ材の分散・固定時
に配向制御膜表面を汚染し易い等の欠点を有していた。
In the above-mentioned prior art method of dispersing / fixing a spacer material, the spacer material is arranged under the orientation control film, or the spacer material is placed on the orientation control film via an adhesive. It is a method of arranging, 1) the liquid crystal thickness cannot be defined only by the size of the spacer material, 2) the dispersion density and the dispersion position of the spacer material cannot be accurately defined, and 3) the dispersion density of the spacer material without lowering the contrast. It is difficult to significantly increase the number, 4) the utilization efficiency of the spacer material is low, and 5) the orientation control film surface is easily contaminated during the photolithography process and the dispersion / fixing of the spacer material.

【0004】従って、本発明の目的は、均一な液晶厚み
を有する横電界構造のアクティブマトリクス型液晶表示
素子およびその製造方法を提供するとともに、該横電界
構造のアクティブマトリクス型液晶表示素子を用いて、
均質で光漏れのない高品位な画像が得られる液晶表示装
置を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide an active matrix type liquid crystal display device having a horizontal electric field structure having a uniform liquid crystal thickness and a method for manufacturing the same, and using the active matrix type liquid crystal display device having the horizontal electric field structure. ,
An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device capable of obtaining a high-quality image that is uniform and has no light leakage.

【0005】[0005]

【問題点を解決するための手段】上記本発明の目的は、
基板に積層した複数の電極上に一方の配向制御膜を備え
る一方の電極基板と、他方の基板に積層した遮光膜及び
カラーフィルタ上に他方の配向制御膜を備える他方の電
極基板とが、該両電極基板間の間隙を規定するためのス
ペーサ材を介して対峙し、該間隙に液晶が充填され、か
つ、前記各電極から前記両電極基板面に対し平行方向に
電界が印加される横電界構造のアクティブマトリクス型
液晶表示素子において、少なくともどちらか一方の前記
配向制御膜は、光硬化材または熱硬化材からなり、該光
硬化材または熱硬化材からなる配向制御膜は、光または
熱が照射され当該配向制御膜上の所定位置にスペーサ材
が直接固着されていることにより達成される。
SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is as follows.
One electrode substrate provided with one orientation control film on the plurality of electrodes laminated on the substrate, and the other electrode substrate provided with the other orientation control film on the light shielding film and the color filter laminated on the other substrate, A transverse electric field facing each other through a spacer material for defining a gap between the two electrode substrates, the gap being filled with liquid crystal, and an electric field being applied from each of the electrodes in a direction parallel to the surfaces of the two electrode substrates. In the active matrix liquid crystal display element having a structure, at least one of the alignment control films is made of a photo-curable material or a thermosetting material, and the alignment control film made of the photo-curable material or the thermosetting material is This is achieved by irradiating and directly fixing the spacer material at a predetermined position on the orientation control film.

【0006】また、スペーサ材は、光硬化材または熱硬
化材で被覆されたものからなり、該光硬化材または熱硬
化材で被覆された前記スペーサ材は、光または熱が照射
された前記配向制御膜上の所定位置に直接固着されてい
るものでも良い。
Further, the spacer material is made of a material which is coated with a photo-curing material or a thermosetting material, and the spacer material which is coated with the photo-curing material or the thermosetting material is oriented in the direction of irradiation with light or heat. It may be directly fixed to a predetermined position on the control film.

【0007】さらに、上記目的を達成する横電界構造の
アクティブマトリクス型液晶表示素子の製造方法は、複
数の電極を有する基板に感光性樹脂薄膜を積層して一方
の電極基板を形成する工程と、該感光性樹脂薄膜上に光
または熱を照射し選択的に未硬化部を形成する工程と、
該未硬化部を含む前記感光性樹脂薄膜上にスペーサ材を
分散する工程と、光または熱を照射して前記未硬化部を
硬化し前記未硬化部上に分散した前記スペーサ材のみを
固着する工程と、未固着の前記スペーサ材を除去する工
程と、前記未硬化部上に残存固着している前記スペーサ
材を有する前記一方の電極基板に、遮光膜及びカラーフ
ィルタを有する基板に非感光性樹脂薄膜を積層して成る
他方の電極基板を重ね合わせる工程とを含むものであ
る。
Further, a method of manufacturing an active matrix type liquid crystal display device having a lateral electric field structure for achieving the above object comprises a step of laminating a photosensitive resin thin film on a substrate having a plurality of electrodes to form one electrode substrate, Irradiating light or heat on the photosensitive resin thin film to selectively form an uncured portion,
A step of dispersing a spacer material on the photosensitive resin thin film including the uncured portion, and curing the uncured portion by irradiating light or heat to fix only the spacer material dispersed on the uncured portion A step of removing the unfixed spacer material, and a non-photosensitive material on the substrate having the light-shielding film and the color filter on the one electrode substrate having the spacer material remaining fixed on the uncured portion. And a step of stacking the other electrode substrate formed by laminating resin thin films.

【0008】そして、本発明による液晶厚さが均一であ
る横電界構造のアクティブマトリクス型液晶表示素子を
用いて、均質で光漏れのない高品位な画像の液晶表示装
置が得られる。
Then, by using the active matrix type liquid crystal display device of the horizontal electric field structure having a uniform liquid crystal thickness according to the present invention, a liquid crystal display device of a high quality image which is homogeneous and does not leak light can be obtained.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、本発明を実施するに好適なアクティブマトリクス型
液晶表示装置(以下、単に液晶表示装置という)を取り上
げ、図面を用いて詳細に説明する。本実施例では、表示
規模640×480ドット(画素ピッチ:0.33mm×
0.33mm,画素サイズ:0.30mm×0.30m
m,画面対角サイズ:10.4インチ)のVGA対応ノー
トブックタイプ・パーソナルコンピュータ(以下、ノー
トPCと称する)用のアクティブマトリクス型液晶表示
素子(以下、単に液晶表示素子という)を主に説明する。
本発明によるスペーサ材の表面に接着材及びそれに類す
る層を形成せずに、均一な液晶厚みが得られる横電界構
造の液晶表示素子の製作法について説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings, taking an active matrix type liquid crystal display device (hereinafter, simply referred to as a liquid crystal display device) suitable for carrying out the present invention. To do. In this embodiment, the display scale is 640 × 480 dots (pixel pitch: 0.33 mm ×
0.33 mm, pixel size: 0.30 mm x 0.30 m
m, screen diagonal size: 10.4 inches), mainly the active matrix type liquid crystal display element (hereinafter, simply referred to as liquid crystal display element) for VGA compatible notebook type personal computer (hereinafter, referred to as notebook PC). To do.
A method of manufacturing a liquid crystal display device having a horizontal electric field structure, which can obtain a uniform liquid crystal thickness without forming an adhesive or a similar layer on the surface of the spacer material according to the present invention, will be described.

【0010】図1は、本発明による一実施例の液晶表示
装置の製作工程を示す図である。図に示すように、
(a)フォトリソグラフィ法により640×480ドッ
トの液晶を駆動するための、走査信号電極,映像信号電
極,画素電極としての複数の電極、すなわち、コモン電
極11(材料:アルミ,厚さ:3000Å),ソース電極
13,ドレイン電極14ならびにゲート絶縁膜12を備
えた基板10(無アルカリガラス:コーニング705
9,厚さ:0.7mm)の上に、スピンコート法や印刷法
等によって、液晶の分子配列を制御する配向制御膜15
(感光性ポリイミド系樹脂,厚さ:0.1μm)を積層
し、一方の電極基板を形成する。すなわち、電極基板面
に対して平行方向に電界を印加する構造の(以下、横電
界構造と称する)液晶表示素子に対応する電極基板が形
成される。
FIG. 1 is a diagram showing a manufacturing process of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure,
(A) A plurality of electrodes as a scanning signal electrode, a video signal electrode, and a pixel electrode for driving a liquid crystal of 640 × 480 dots by the photolithography method, that is, a common electrode 11 (material: aluminum, thickness: 3000Å) , Substrate 10 having source electrode 13, drain electrode 14 and gate insulating film 12 (alkali-free glass: Corning 705
9, thickness: 0.7 mm), and an alignment control film 15 for controlling the molecular alignment of liquid crystal by spin coating or printing.
(Photosensitive polyimide resin, thickness: 0.1 μm) are laminated to form one electrode substrate. That is, an electrode substrate corresponding to a liquid crystal display element having a structure in which an electric field is applied in a direction parallel to the electrode substrate surface (hereinafter referred to as a lateral electric field structure) is formed.

【0011】(b)幅5μmの格子状(約25μmピッ
チ×313μmピッチ)のマスクパターン16aを有する
フォトマスク16及び紫外線17を用いて、一方の配向
制御膜15上の各電極領域上に、紫外線17が照射され
ない非照射部分としての未硬化部18を形成する。換言
すれば、配向制御膜15上の未硬化部18は、当該配向
制御膜15上の光または熱が照射されない所定位置に形
成されるとも言える。尚、上記の未硬化部18が形成さ
れる各電極領域は、遮光部(幅:7μm,電極間々隙)と
も呼称する。また、一般的に、各電極領域と対面する位
置に後述する遮光膜領域が配設される。
(B) A photomask 16 having a mask pattern 16a having a lattice pattern (about 25 μm pitch × 313 μm pitch) having a width of 5 μm and an ultraviolet ray 17 are used to form an ultraviolet ray on each electrode region on one alignment control film 15. An uncured portion 18 is formed as a non-irradiated portion where 17 is not irradiated. In other words, it can be said that the uncured portion 18 on the orientation control film 15 is formed at a predetermined position on the orientation control film 15 which is not irradiated with light or heat. Each electrode region where the uncured portion 18 is formed is also referred to as a light shielding portion (width: 7 μm, gap between electrodes). Further, generally, a light-shielding film region, which will be described later, is arranged at a position facing each electrode region.

【0012】(c)未硬化部18を形成した配向制御膜
15上に、所定均一寸法を有するスペーサ材19 (積水
化学製:ポリマビーズ,粒子径:4.0±0.2μm)を
散布(分散)する。(d)紫外線17の照射または熱線1
7aの照射または紫外線17及び熱線17aの併用照射
により、配向制御膜15上の未硬化部18を硬化し、未
硬化部18上に分散させた該スペーサ材19のみを直接
固着する。従って、配向制御膜15は、光または熱が照
射され当該配向制御膜15上の所定位置にスペーサ材1
9が直接固着されているものとなる。(e)配向制御膜
15上から固着されない未固着のスペーサ材19を除去
する。(f)スペーサ材19が固着された配向制御膜1
5を、セルロース及びナイロン系のラビング布を装着し
たローラ30を用いてラビングし配向処理をする。
(C) A spacer material 19 (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd .: polymer beads, particle diameter: 4.0 ± 0.2 μm) having a predetermined uniform size is dispersed (dispersed) on the orientation control film 15 on which the uncured portion 18 is formed. ) Do. (D) Ultraviolet 17 irradiation or heat ray 1
The uncured portion 18 on the alignment control film 15 is cured by the irradiation of 7a or the combined use of the ultraviolet ray 17 and the heat ray 17a, and only the spacer material 19 dispersed on the uncured portion 18 is directly fixed. Therefore, the alignment control film 15 is irradiated with light or heat, and the spacer material 1 is placed at a predetermined position on the alignment control film 15.
9 is directly fixed. (E) The unfixed spacer material 19 that is not fixed is removed from the orientation control film 15. (F) Alignment control film 1 to which the spacer material 19 is fixed
5 is rubbed with a roller 30 equipped with a rubbing cloth made of cellulose and nylon to perform orientation treatment.

【0013】(g)上記のような未硬化部上に残存固着
しているスペーサ材19を有する一方の電極基板と、フ
ォトリソグラフィ法により640×3×480ドットま
たはそれ以下のピッチに対応する顔料あるいはクロム等
の金属から成る遮光膜21,顔料または染料から成るカ
ラーフィルタ22とを備えた基板20(無アルカリガラ
ス :コーニング7059,厚さ:0.7mm)上に、
他方の配向制御膜23(非感光性ポリイミド系樹脂,厚
さ:0.1μm)を膜付け,硬化,ラビングして形成した
他方の電極基板とを、両電極基板上の各電極領域と遮光
膜21からなる遮光膜領域とが対面するように両方の配
向制御膜面を対峙させ、かつ、両電極基板周辺にシール
剤としてのエポキシ系接着剤を配して重ね合わせる。
(G) One electrode substrate having the spacer material 19 remaining and fixed on the uncured portion as described above, and a pigment corresponding to a pitch of 640 × 3 × 480 dots or less by photolithography. Alternatively, on a substrate 20 (alkali-free glass: Corning 7059, thickness: 0.7 mm) provided with a light-shielding film 21 made of a metal such as chromium and a color filter 22 made of a pigment or a dye,
The other alignment control film 23 (non-photosensitive polyimide resin, thickness: 0.1 μm) is formed, cured, and rubbed to form the other electrode substrate, and each electrode region on both electrode substrates and a light-shielding film. Both alignment control film surfaces are opposed to each other so that the light-shielding film region made of 21 faces each other, and an epoxy-based adhesive as a sealant is arranged around both electrode substrates to overlap each other.

【0014】上記両電極基板に形成された電極とカラー
フィルタが1対1に対応するように重ね合わせることに
よって、対向している両電極基板の配向制御膜間にスペ
ーサ材で規定された均一なる基板間隙が形成される。す
なわち、均一なる液晶厚さが確保される。
By overlapping the electrodes formed on both the electrode substrates and the color filters in a one-to-one correspondence, the alignment control films of the two electrode substrates facing each other are made uniform by the spacer material. A substrate gap is formed. That is, a uniform liquid crystal thickness is ensured.

【0015】その後、減圧法により液晶材料を前述の基
板間隙に注入・封止する。そして、液晶駆動用LSIを
搭載したテープ・キャリア・パッケージ(以下、TCP
と称する)などの駆動回路,制御回路及び電源回路等を
接続し、冷陰極蛍光管(1灯,管径:3mm),導光体
(材質:アクリル系樹脂,形状:くさび形),プリズムシ
ート等から成るバックライトを組合せ、樹脂ケースと金
属フレームを用いてモジュール化して液晶表示装置を製
作するものである。
After that, a liquid crystal material is injected and sealed in the above-mentioned substrate gap by a pressure reduction method. Then, a tape carrier package (hereinafter, referred to as TCP
Drive circuit, control circuit, power supply circuit, etc., cold cathode fluorescent tube (1 lamp, tube diameter: 3 mm), light guide
A liquid crystal display device is manufactured by combining a backlight composed of (material: acrylic resin, shape: wedge shape), a prism sheet, etc. and using a resin case and a metal frame to make a module.

【0016】換言すれば、上記の液晶表示素子の製造方
法は、一方の基板に複数の電極が形成された電極基板上
に感光性樹脂からなる配向制御膜を所定の厚さに膜付け
する工程と、該配向制御膜にスペーサ材を分散および固
着するための未硬化部を選択的に形成する工程と、未硬
化部が形成された配向制御膜上にスペーサ材を分散する
工程と、スペーサ材が分散された感光性樹脂から成る配
向制御膜の未硬化部を硬化しスペーサ材を固着する工程
と、配向制御膜上の固着されていないスペーサ材を除去
する工程と、スペーサ材が分散・固着された配向制御膜
に配向処理を施す工程と、遮光膜及びカラーフィルタ上
に非感光性樹脂から成る配向制御膜が形成された後、配
向処理が施された他方の電極基板の配向制御膜面とを対
峙させ、かつ、各電極とカラーフィルタが一義的に対応
するように重ね合わせ、所定の両電極基板間の間隙(液
晶厚さ)を形成するように接着する工程と、両電極基板
間々隙に液晶を注入および封止する工程とから構成され
るものである。
In other words, the above-mentioned method for manufacturing a liquid crystal display device is a step of forming an alignment control film made of a photosensitive resin in a predetermined thickness on an electrode substrate having a plurality of electrodes formed on one substrate. A step of selectively forming an uncured portion for dispersing and fixing the spacer material on the orientation control film, a step of dispersing the spacer material on the orientation control film on which the uncured portion is formed, and a spacer material The process of curing the uncured portion of the alignment control film made of a photosensitive resin in which is dispersed to fix the spacer material, the process of removing the unfixed spacer material on the alignment control film, and the dispersion and fixation of the spacer material. Of the alignment control film on the other electrode substrate subjected to the alignment treatment after the alignment treatment is performed on the aligned alignment control film and the alignment control film made of the non-photosensitive resin is formed on the light shielding film and the color filter. And face each other, and The process of stacking the poles and color filters so that they correspond uniquely and adhering them so as to form a predetermined gap (liquid crystal thickness) between both electrode substrates, and injecting and sealing liquid crystal into the gap between both electrode substrates And the step of performing.

【0017】なお、上記実施例では、他方の配向制御膜
23として熱硬化材としての非感光性ポリイミド系樹脂
を使用したが、光硬化材としての感光性ポリイミド系樹
脂を使用しても良い。また、一方の配向制御膜15を非
感光性ポリイミド系樹脂とし他方の配向制御膜23を感
光性ポリイミド系樹脂として、上記実施例の逆工程で製
作しても可である。
Although the non-photosensitive polyimide resin as the thermosetting material is used as the other orientation control film 23 in the above embodiment, a photosensitive polyimide resin as the photocuring material may be used. It is also possible to manufacture one of the orientation control films 15 with a non-photosensitive polyimide resin and the other of the orientation control films 23 with a photosensitive polyimide resin in the reverse process of the above embodiment.

【0018】すなわち、上記(a),(b),(c),(d)に相
当する工程で、遮光膜21,カラーフィルタ22などを
有する他方の電極基板の他方の配向制御膜23の遮光膜
領域上に未硬化部18を形成し、スペーサ材19を残存
固着させる。その後 (e),(f),(g)に相当する工
程で、未硬化部18上に残存固着しているスペーサ材1
9を有する他方の電極基板に、複数の電極などを有する
一方の電極基板を重ね合わせて製作するものである。ま
たさらに、一方の配向制御膜15または他方の配向制御
膜23のうち少なくともどちらかの配向制御膜が光硬化
材または熱硬化であれば、スペーサ材19を固着するこ
とができると言える。
That is, in the steps corresponding to the above (a), (b), (c), and (d), light shielding of the other alignment control film 23 of the other electrode substrate having the light shielding film 21, the color filter 22, etc. An uncured portion 18 is formed on the film region, and the spacer material 19 is left and fixed. After that, in the steps corresponding to (e), (f), and (g), the spacer material 1 remaining and fixed on the uncured portion 18
One electrode substrate having a plurality of electrodes is superposed on the other electrode substrate having the electrode 9. Furthermore, it can be said that the spacer material 19 can be fixed if at least one of the one orientation control film 15 and the other orientation control film 23 is a photo-curing material or a thermosetting material.

【0019】簡潔に表現すれば、本発明による液晶表示
素子は、一方に複数の電極などを有する基板と他方にカ
ラーフィルタなどを有する基板とから成る一対の電極基
板が共に有する配向制御膜の、少なくともどちらか一方
の配向制御膜を光硬化材または熱硬化材から成る薄膜と
し、該配向制御膜光上に、接着材層及びそれに類する層
を介在させずに所定の位置にペーサ材を直接分散・固着
した後、他方の電極基板の配向制御膜面を対峙させ、両
電極基板の周辺をシーリング材で接着することにより、
液晶を封入するための所定間隙(所定液晶厚み)を形成し
たものである。すなわち、スペーサ材の新規な分散およ
び固定方法により課題を解決するものである。また上記
工程には、1)不要なスペーサ材の回収および再利用が
可能となる、2)パターニング,染色および印刷等の工
程がないので、配向制御膜の表面を汚染することがな
い、3)スペーサ材表面に接着材等を形成せずに配向制
御膜上に固定するため、スペーサ材の欠落部や移動軌跡
等が表示不良にならない、などの利点があり、生産コス
トの低減、すなわち、液晶表示装置の低価格化に結びつ
く効果がある。
In brief, the liquid crystal display device according to the present invention is composed of a pair of electrode substrates each including a substrate having a plurality of electrodes on one side and a substrate having a color filter on the other side. At least one of the orientation control films is a thin film made of a photocurable material or a thermosetting material, and the pacer material is directly dispersed on the light of the orientation control film at a predetermined position without interposing an adhesive layer or a similar layer. After fixing, by facing the orientation control film surface of the other electrode substrate and adhering the periphery of both electrode substrates with a sealing material,
A predetermined gap (predetermined liquid crystal thickness) for enclosing the liquid crystal is formed. That is, the problem is solved by a novel method of dispersing and fixing the spacer material. Further, in the above steps, 1) the unnecessary spacer material can be collected and reused, 2) there are no steps such as patterning, dyeing and printing, so that the surface of the alignment control film is not contaminated 3) Since it is fixed on the alignment control film without forming an adhesive on the surface of the spacer material, it has the advantage that the missing parts of the spacer material, the movement path, etc. do not cause display defects, thus reducing the production cost, that is, the liquid crystal. This has the effect of reducing the price of the display device.

【0020】また、アクリル系樹脂またはエポキシ系樹
脂等から成る平坦化膜を用いて、薄膜トランジスタを有
する電極基板上の電極による表面の凹凸あるいはカラー
フィルタ上の凹凸を軽減すれば、より均一な液晶厚みの
液晶表示素子が得られることも確認している。さらに、
カラーフィルタを各電極を有する電極基板側に形成すれ
ば、両電極基板間の位置合わせが不要になり、素子製作
が大幅に簡略化されるので低コスト化に対する効果は大
きい。
Further, by using a flattening film made of acrylic resin or epoxy resin to reduce surface irregularities due to electrodes on the electrode substrate having thin film transistors or irregularities on the color filter, a more uniform liquid crystal thickness can be obtained. It has been confirmed that the liquid crystal display element of can be obtained. further,
Forming the color filter on the side of the electrode substrate having each electrode eliminates the need for alignment between the two electrode substrates and greatly simplifies the device fabrication, which is highly effective in reducing costs.

【0021】以上を纏めれば本発明の特徴は、スペーサ
材を固着するための固着材としての光硬化材または熱硬
化材を用いて、選択された規定箇所にのみ光または熱を
照射し、上記の光硬化材または熱硬化材を硬化し、該選
択された規定箇所にのみスペーサ材を固着するので、所
定の分散位置および分散密度でスペーサ材を均一に固着
させられる点にある。そして、一つの例は、配向制御膜
を光硬化材または熱硬化材から構成し、配向制御膜に選
択的に光または熱を照射し、該照射した部分に分散され
たスペーサ材のみを配向制御膜に直接固着するものであ
る。なお、上記の実施例において、固着材として光硬化
材または熱硬化材と表現したが、光または熱を照射する
ことによってスペーサ材を固着する機能を有する材料で
あれば固着材として採用されることは言うまでもない。
Summarizing the above, the feature of the present invention is to use a photo-curing material or a thermo-curing material as a fixing material for fixing the spacer material, and to irradiate light or heat only on the selected prescribed portion, Since the photo-curable material or the thermo-curable material is cured and the spacer material is fixed only to the selected prescribed portion, the spacer material can be fixed uniformly at a predetermined dispersion position and dispersion density. In one example, the alignment control film is composed of a photo-curing material or a thermosetting material, and the alignment control film is selectively irradiated with light or heat, and only the spacer material dispersed in the irradiated portion is alignment-controlled. It adheres directly to the membrane. In the above examples, the fixing material is expressed as a photo-curing material or a thermosetting material, but any material having a function of fixing the spacer material by irradiating light or heat may be adopted as the fixing material. Needless to say.

【0022】換言すれば、光または熱の照射によってス
ペーサ材を固着する機能を有する材料から成る配向制御
膜にスペーサ材を固着する役目を、または、後述するよ
うな光硬化材または熱硬化材で被覆されたスペーサ材自
身に固着する役目を、持たせる方法である。そして、フ
ォトマスクなどを採用して光または熱を照射する所定位
置を正確に規定できるので、スペーサ材の分散位置およ
び分散密度が正確に規定される方法でもある。
In other words, a function of fixing the spacer material to the alignment control film made of a material having a function of fixing the spacer material by irradiation of light or heat, or a photocurable material or a thermosetting material as described later is used. This is a method of giving a role of fixing to the coated spacer material itself. Since a predetermined position for irradiating light or heat can be accurately defined by using a photomask or the like, this is also a method of accurately defining the dispersed position and dispersed density of the spacer material.

【0023】上記方法によって、スペーサ材を均一かつ
高分散密度で、液晶と接する配向制御膜上に直接固定で
きるので、液晶厚さを規定寸法に形成することができ
る。従って、上記横電界構造のアクティブマトリクス型
液晶表示素子を用いて、液晶表示素子全面にわたり均一
な液晶厚さが容易に得られると共に、表示性能を低下さ
せる要因がないことと液晶分子の屈折率を変化させない
駆動方式なので、高コントラストで角度依存性のない画
像の液晶表示装置が得られる。
According to the above method, the spacer material can be directly fixed on the alignment control film in contact with the liquid crystal with a uniform and high dispersion density, so that the thickness of the liquid crystal can be formed to the specified dimension. Therefore, a uniform liquid crystal thickness can be easily obtained over the entire surface of the liquid crystal display device by using the above-mentioned active matrix type liquid crystal display device of the horizontal electric field structure, and there is no factor that deteriorates the display performance and the refractive index of the liquid crystal molecules. Since the drive system does not change, a liquid crystal display device of an image having high contrast and no angle dependence can be obtained.

【0024】次に、本発明のポイントであるスペーサ材
を固着する配向制御膜の未硬化部の形成について、図2
から図5を用いて詳細に説明する。図2は、配向制御膜
に形成する未硬化部の一実施例を示す図である。図示の
ように、コモン電極11,ソース電極13,ドレイン電
極14,ゲート電極24などの各電極領域に対応する配
向制御膜上に、あるいはカラーフィルタ22に並設され
た遮光膜領域に対応する配向制御膜上に、格子状(また
は線状)のパターン形状で未硬化部18が形成される。
Next, the formation of the uncured portion of the alignment control film for fixing the spacer material, which is the point of the present invention, will be described with reference to FIG.
It will be described in detail with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram showing an example of an uncured portion formed on the orientation control film. As shown in the drawing, on the alignment control film corresponding to each electrode region of the common electrode 11, the source electrode 13, the drain electrode 14, the gate electrode 24, or the like, the alignment corresponding to the light-shielding film region arranged in parallel with the color filter 22. The uncured portions 18 are formed on the control film in a lattice (or linear) pattern shape.

【0025】特に、本発明に係る電極基板面に対して平
行方向に電界を印加する構造、すなわち、横電界構造の
液晶表示素子は、カラーフィルタ22の同一ドット内に
複数の電極(例えば、コモン電極11やソース電極13)
を配置するので、従来の電極基板面に対して垂直方向に
電界を印加する縦電界構造の液晶表示素子に比べて、狭
いピッチで未硬化部18を形成することができる。すな
わち、狭いピッチでスペーサ材19を分散させることが
できると言える。
In particular, a liquid crystal display device having a structure for applying an electric field in a direction parallel to the electrode substrate surface according to the present invention, that is, a lateral electric field structure, has a plurality of electrodes (for example, common electrodes) within the same dot of the color filter 22. Electrode 11 and source electrode 13)
As a result, the uncured portions 18 can be formed with a narrower pitch than in the conventional liquid crystal display device having a vertical electric field structure in which an electric field is applied in a direction perpendicular to the electrode substrate surface. That is, it can be said that the spacer material 19 can be dispersed at a narrow pitch.

【0026】具体的には図2において、1画素寸法は横
330μm×縦330μmである。1ドット寸法は、横
100μm×縦330μmである。1ドット内に3本の
コモン電極11と2本のソース電極13と1本のドレイ
ン電極14とが配置されている。即ち、1ドット内が横
方向に4分割されている。従って、各電極領域に対応す
る部位に未硬化部18を形成した場合、前述したような
「約25μmピッチ×313μmピッチ」の格子状パター
ンとなる。これに対し、従来の縦電界構造の液晶表示素
子の場合、上記のように電極で分割することは不可であ
るので、「100μmピッチ×313μmピッチ」の格子
状パターンとなる。 このことより、4.0μ
m位のスペーサ材19の粒子径に対し、100μmピッ
チでスペーサ材19が配設される従来の場合に比べ、約
25μmピッチで配設される本発明の場合の方がスパン
が短くなり、即ち「スパン/粒子径の比」が小さくなり、
遥かに均一な液晶厚さが得られることになる。
Specifically, in FIG. 2, the size of one pixel is 330 μm in width × 330 μm in length. The size of one dot is 100 μm in width × 330 μm in length. Three common electrodes 11, two source electrodes 13, and one drain electrode 14 are arranged in one dot. That is, one dot is horizontally divided into four. Therefore, when the uncured portions 18 are formed in the portions corresponding to the respective electrode regions, the lattice pattern of "about 25 μm pitch × 313 μm pitch" is obtained as described above. On the other hand, in the case of the conventional liquid crystal display element having the vertical electric field structure, since it is impossible to divide the electrodes as described above, the grid pattern is “100 μm pitch × 313 μm pitch”. From this, 4.0μ
Compared with the conventional case in which the spacer material 19 is arranged at a pitch of 100 μm with respect to the particle diameter of the spacer material 19 at the m-th position, the span in the case of the present invention in which the spacer material 19 is arranged at a pitch of about 25 μm is shorter, that is, The "span / particle size ratio" becomes smaller,
A much more uniform liquid crystal thickness can be obtained.

【0027】換言すれば、カラーフィルタ22のドット
ピッチより小さいピッチ寸法(図2の横方向の1ドット
の分割寸法)で未硬化部18を形成すれば、スペーサ材
19を狭いピッチで分散固着させることができ、均一な
液晶厚さの液晶表示素子が得られ、均質な画像表示と不
要な光漏れをなくすることによりコントラストの向上が
図れると言える。勿論、カラーフィルタ22のドットピ
ッチと同等のピッチ寸法(図2の横方向の1ドット寸法)
で未硬化部18を形成しても可である。これらによっ
て、液晶厚さの均一化かつ同一の高さに配置でき、しか
も有効スペーサ材の単分散率及び分散密度が向上する。
特に、液晶厚さの均一化に有効であることが判明した。
In other words, if the uncured portion 18 is formed with a pitch size smaller than the dot pitch of the color filter 22 (divided size of one dot in the horizontal direction in FIG. 2), the spacer material 19 is dispersed and fixed at a narrow pitch. It can be said that a liquid crystal display device having a uniform liquid crystal thickness can be obtained, a uniform image can be displayed, and unnecessary light leakage can be eliminated to improve the contrast. Of course, a pitch dimension equivalent to the dot pitch of the color filter 22 (one dot dimension in the horizontal direction in FIG. 2)
It is also possible to form the uncured portion 18 with. As a result, the liquid crystal can be made uniform in thickness and arranged at the same height, and the monodispersity ratio and dispersion density of the effective spacer material are improved.
In particular, it has been found to be effective for making the liquid crystal thickness uniform.

【0028】上記のように本発明の特徴は、遮光部とな
る各電極領域あるいはカラーフィルタ側に形成される遮
光膜領域上に、高い分散密度でスペーサを配置できるた
め、従来の縦電界構造液晶素子に比較して均一な液晶厚
みが形成し易い特徴がある。なお、図2の実施例では、
1ドッド内を4分割する電極構成で説明したが、これに
限定されるものではなく、低電圧駆動をするために分割
数を増加する、電極の幅を縮小するまたは膜厚を増加す
るなど、場合に応じて工夫しても良いことは言うまでも
ない。また、分割数を増やすことにより、電極数が増え
れば、スペーサ材の分散密度を向上できるので、液晶厚
みの均一性がさらに向上することも自明である。
As described above, the feature of the present invention is that the spacers can be arranged with a high dispersion density on each electrode region serving as a light shielding part or on the light shielding film region formed on the color filter side, so that the conventional vertical electric field structure liquid crystal. Compared with the device, it has a feature that a uniform liquid crystal thickness can be easily formed. In the embodiment of FIG. 2,
Although the description has been given of the electrode configuration in which one dod is divided into four, it is not limited to this, and the number of divisions is increased to drive at a low voltage, the width of the electrode is reduced, or the film thickness is increased. It goes without saying that it may be devised depending on the case. Further, it is also obvious that if the number of electrodes is increased by increasing the number of divisions, the dispersion density of the spacer material can be improved, so that the uniformity of the liquid crystal thickness is further improved.

【0029】また、上記カラーフィルタは例えば顔料分
散型または染料型からなり、遮光膜は例えば顔料分散型
またはクロムからなる。また本発明は、アモルファス・
シリコン部25から成る能動素子としての薄膜トランジ
スタ部26R,26G,26Bにより、コモン電極11と
ソース電極13間に電圧を印加し、同一平面内で液晶分
子の方向のみを変えるような駆動方式であり、電圧印加
の有無で液晶分子の屈折率が変わる縦電界構造の液晶デ
ィスプレイが有する欠点であった角度依存性が解消でき
ることも確認できた。
The color filter is of a pigment dispersion type or a dye type, for example, and the light shielding film is of a pigment dispersion type or chrome. The present invention is also
A thin film transistor portion 26R, 26G, 26B as an active element composed of the silicon portion 25 is a driving system in which a voltage is applied between the common electrode 11 and the source electrode 13 to change only the direction of liquid crystal molecules in the same plane. It was also confirmed that the angle dependence, which is a drawback of the liquid crystal display having a vertical electric field structure in which the refractive index of liquid crystal molecules changes depending on whether or not a voltage is applied, can be eliminated.

【0030】さらに、配向制御膜の未硬化部18の幅ま
たは長さ寸法を、所定寸法を有するスペーサ材19の粒
径と同等かそれ以下に形成することにより、未硬化部1
8に固着させるスペーサ材19の個数が規定されるので
(例えば、必ず1個しか固着されないので)、前述の電
極基板間隙が一定に確保され、均一な液晶厚さの液晶表
示素子が得られた。これによって、表示面内全域におい
て均一表示と高コントラスト化を達成した液晶表示装置
が得られた。また、未硬化部18を縦あるいは横方向の
みのストライプ状に配置した場合も格子状に配置したも
のとほぼ同等の液晶厚みの均一性が得られた。
Further, the width or length of the uncured portion 18 of the orientation control film is formed to be equal to or smaller than the grain size of the spacer material 19 having a predetermined dimension, whereby the uncured portion 1 is formed.
Since the number of the spacer materials 19 to be fixed to 8 is defined (for example, only one is surely fixed), the above-mentioned electrode substrate gap is kept constant, and a liquid crystal display element having a uniform liquid crystal thickness is obtained. . As a result, a liquid crystal display device achieving uniform display and high contrast over the entire display surface was obtained. Further, when the uncured portions 18 are arranged in a stripe shape only in the vertical or horizontal direction, almost the same liquid crystal thickness uniformity as that in a lattice shape is obtained.

【0031】次に、スペーサ材の凝集がなく、かつ所期
のスペーサ材分散密度が容易に得られる方法について図
3で説明する。図3は、配向制御膜に形成する未硬化部
の他の実施例を示す図である。図に示すように、スペー
サ材19を分散・固着する配向制御膜の未硬化部18の
大きさ(面積)を、1個のスペーサ材19を固着するに
必要十分なる面積、例えば、スペーサ材19の投影面積
以下とすると共に、コモン電極11,ソース電極13,
ドレイン電極14,ゲート電極24等の遮光性を有する
各電極領域あるいは遮光膜領域に対応する部分にのみ光
または熱を照射し、点状に未硬化部18を形成するもの
である。
Next, a method for easily obtaining a desired spacer material dispersion density without aggregation of the spacer material will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram showing another example of the uncured portion formed on the orientation control film. As shown in the drawing, the size (area) of the uncured portion 18 of the alignment control film in which the spacer material 19 is dispersed and adhered is set to an area sufficient for adhering one spacer material 19, for example, the spacer material 19 Of the common electrode 11, the source electrode 13,
Light or heat is applied only to the portions corresponding to the light-shielding electrode regions or the light-shielding film regions such as the drain electrode 14 and the gate electrode 24, and the uncured portions 18 are formed in dots.

【0032】これにより、スペーサ材の分散密度(換言
すれば、未硬化部に固着規定されるスペーサ材の個数)
を、更に高精度で制御できるようにしたものである。そ
して、スペーサ材を点状に分散・固着するための未硬化
部18を各電極あるいは遮光膜上にのみ形成することに
より、スペーサ材からの光漏れの影響を受けない液晶厚
みの均一な液晶表示素子とその液晶表示素子を用いた高
コントラストで均一画質の液晶表示装置が達成できた。
As a result, the dispersion density of the spacer material (in other words, the number of spacer materials fixedly defined on the uncured portion)
Is capable of being controlled with higher accuracy. By forming the uncured portion 18 for dispersing and fixing the spacer material in a dot shape only on each electrode or the light-shielding film, a liquid crystal display having a uniform liquid crystal thickness that is not affected by light leakage from the spacer material. A liquid crystal display device having high contrast and uniform image quality using the device and the liquid crystal display device has been achieved.

【0033】次に、効果的なスペーサ材の分散・固着法
として未硬化部18をラビング等の配向処理方向と同一
方向に形成するとともに、その配向処理方向と同一方向
にスペーサ材を分散・固着する本発明による実施例につ
いて説明する。図4は、配向制御膜に形成する未硬化部
の別の実施例を示す図である。 図5は、図4の実施例
におけるスペーサ材の分散方向とラビングローラの移動
方向の関係を示す図である。図に示すように、配向制御
膜の未硬化部18は、ラビング布を装着したローラ30
の移動方向31と同一方向に配列して形成されている。
そして、該配列形成された未硬化部18部分に、スペー
サ材19が固着されることにより、ラビング等の配向処
理によってスペーサ材19近傍での液晶の配向不良が生
じないという別の効果が得られた。
Next, as an effective dispersion / fixing method of the spacer material, the uncured portion 18 is formed in the same direction as the alignment treatment direction such as rubbing, and the spacer material is dispersed / fixed in the same direction as the alignment treatment direction. An example according to the present invention will be described. FIG. 4 is a diagram showing another example of the uncured portion formed on the orientation control film. FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the dispersion direction of the spacer material and the moving direction of the rubbing roller in the embodiment of FIG. As shown in the figure, the uncured portion 18 of the orientation control film is formed by a roller 30 on which a rubbing cloth is mounted.
Are formed in the same direction as the moving direction 31 of.
Then, by fixing the spacer material 19 to the uncured portion 18 formed in the array, another effect that the alignment process of the rubbing or the like does not cause the liquid crystal alignment defect in the vicinity of the spacer material 19 is obtained. It was

【0034】なお、本実施例の横電界構造のアクティブ
マトリクス型液晶表示素子では、スペーサ材を画素部以
外の領域に配置するとともに、その分散密度を2500
0〜50000個/cm2の範囲にした。そして、液晶
表示素子面内において、より均一な液晶厚さを得るため
にはスペーサ材の分散密度を25000〜40000個
/cm2の範囲にするのが望ましいことが判明した。こ
れに対し、従来の縦電界構造の液晶表示素子の場合、前
述したように細分割することが不可能であったので、1
0000〜20000個/cm2の範囲であった。
In the active matrix type liquid crystal display device of the horizontal electric field structure of this embodiment, the spacer material is arranged in a region other than the pixel portion and the dispersion density thereof is 2500.
It was set to a range of 0 to 50,000 pieces / cm 2 . It has been found that it is desirable to set the dispersion density of the spacer material in the range of 25,000 to 40,000 / cm 2 in order to obtain a more uniform liquid crystal thickness in the plane of the liquid crystal display element. On the other hand, in the case of the conventional liquid crystal display device having the vertical electric field structure, it is impossible to subdivide as described above.
It was in the range of 0000 to 20000 pieces / cm 2 .

【0035】ただし、スペーサ材の好ましい分散密度
は、スペーサ材の弾性率,液晶表示素子の大きさ,ガラ
ス基板の厚さ,素子構成等で異なり、上記の数値に限定
されるものではない。 また、本発明によって
製作される薄い液晶厚み(2〜4μm程度)を有する横電
界構造の液晶表示素子は、従来の縦電界構造の液晶表示
素子に比較して、スペーサ材の分散密度を大幅に増やす
ことができ、且つ、そのスペーサ材が各電極に配置され
ているので、コントラストに悪影響を及ぼさず非常に有
効である。
However, the preferable dispersion density of the spacer material differs depending on the elastic modulus of the spacer material, the size of the liquid crystal display element, the thickness of the glass substrate, the element structure, etc., and is not limited to the above numerical values. In addition, a liquid crystal display device having a horizontal electric field structure having a thin liquid crystal thickness (about 2 to 4 μm) manufactured according to the present invention has a dispersion density of a spacer material significantly larger than that of a conventional liquid crystal display device having a vertical electric field structure. Since it can be increased and the spacer material is arranged on each electrode, it is very effective without adversely affecting the contrast.

【0036】次に、本発明をTFTカラー液晶表示装置
に応用した例について説明する。図6は、本発明による
一実施例のカラー液晶表示装置を示す断面図である。図
には、カラー液晶表示素子およびバックライト部を示
し、そして、液晶表示素子の部分を断面している。図7
は、図6のカラー液晶表示装置のバックライト部の断面
図である。図は、カラー液晶表示装置全体の断面構造を
示している。図において、液晶表示素子50は、上側の
基板20および下側の基板10(無アルカリガラス:コ
ーニング7059,厚さ:0.7mm)、液晶27(メ
ルク製:ネマチック混合液晶)、上下の偏光板28,2
9(日東電工製:G1220DU,透過率:40%)で
構成した。
Next, an example in which the present invention is applied to a TFT color liquid crystal display device will be described. FIG. 6 is a sectional view showing a color liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention. In the figure, a color liquid crystal display element and a backlight portion are shown, and a portion of the liquid crystal display element is shown in cross section. FIG.
FIG. 7 is a cross-sectional view of a backlight unit of the color liquid crystal display device of FIG. The figure shows the sectional structure of the entire color liquid crystal display device. In the figure, a liquid crystal display device 50 includes an upper substrate 20 and a lower substrate 10 (alkali-free glass: Corning 7059, thickness: 0.7 mm), a liquid crystal 27 (Merck: nematic mixed liquid crystal), and upper and lower polarizing plates. 28,2
9 (manufactured by Nitto Denko: G1220DU, transmittance: 40%).

【0037】上側の基板20には、絶縁性の黒色遮光膜
21(顔料分散型,膜厚:0.5〜2.0μm)、赤,
緑,青の三原色カラーフィルタ22(顔料分散型,膜
厚:1.0〜1.8μm)、平坦化膜32(エポキシ系樹
脂,膜厚:1.0〜2.0μm)、配向制御膜23(感光
性ポリイミド系樹脂,厚さ:0.1μm)の上にスペー
サ材19(積水化学製:ポリマビーズ,粒子径:4.0
±0.2μm)を形成した。
On the upper substrate 20, an insulating black light-shielding film 21 (pigment dispersion type, film thickness: 0.5 to 2.0 μm), red,
Three primary color filters of green and blue (pigment dispersion type, film thickness: 1.0 to 1.8 μm), flattening film 32 (epoxy resin, film thickness: 1.0 to 2.0 μm), orientation control film 23 Spacer material 19 (made by Sekisui Chemical Co., Ltd .: polymer beads, particle diameter: 4.0) on (photosensitive polyimide resin, thickness: 0.1 μm)
± 0.2 μm) was formed.

【0038】一方、下側の基板10には、コモン電極1
1(材料:アルミ,膜厚:3000Å,電極幅:7μ
m)、ゲート絶縁膜12(材料:窒化シリコン,膜厚:1
000〜5000Å)、ソース電極13(材料:アル
ミ,膜厚:3000Å,電極幅:7μm)、ドレイン電
極11(材料:アルミ,膜厚:3000Å,電極幅:7μ
m)図示してないゲート電極(材料:アルミ,膜厚:30
00Å)、平坦化膜32(材料:エポキシ系樹脂,膜
厚:1.0〜2.0μm)、配向制御膜15(非感光性ポ
リイミド系樹脂,厚さ:0.05〜0.15μm)を形成
した。ただし、コモン電極11とソース電極13との間
隙は16μmとした。
On the other hand, the common electrode 1 is provided on the lower substrate 10.
1 (material: aluminum, film thickness: 3000Å, electrode width: 7μ
m), the gate insulating film 12 (material: silicon nitride, film thickness: 1
000-5000Å), source electrode 13 (material: aluminum, film thickness: 3000Å, electrode width: 7 μm), drain electrode 11 (material: aluminum, film thickness: 3000Å, electrode width: 7 μ)
m) Gate electrode not shown (material: aluminum, film thickness: 30
00Å), a flattening film 32 (material: epoxy resin, film thickness: 1.0 to 2.0 μm), an alignment control film 15 (non-photosensitive polyimide resin, thickness: 0.05 to 0.15 μm). Formed. However, the gap between the common electrode 11 and the source electrode 13 was 16 μm.

【0039】また、図に示すように、本発明の特徴であ
る上下電極基板を重ねて所期の液晶厚さを形成するため
のスペーサ材19は、遮光膜21または各電極11,1
3,14,28(非開口部)に対応する配向制御膜に分
散・固着させた。
As shown in the figure, the spacer material 19 for stacking the upper and lower electrode substrates, which is a feature of the present invention, to form a desired liquid crystal thickness is a light-shielding film 21 or electrodes 11, 1.
It was dispersed and fixed to the orientation control film corresponding to 3, 14, and 28 (non-opening portion).

【0040】さらに、上記構成のカラー液晶表示素子5
0の一方の電極基板側には冷陰極蛍光管53、導光体5
4(材質:アクリル,厚さ:2mm)、拡散板55(材
質:ポリエステル,厚さ:0.125mm)、プリズムシ
ート56、反射シート57,58(材質:ポリエステ
ル,厚さ:0.125mm)、反射フィルム59(材質:
ポリエステル(銀薄膜付き),厚さ:0.125m
m)、接着テープ60から成るバックライトを配置し
た。また、カラー液晶表示素子50には各絵素毎に形成
された薄膜トランジスタを制御するための集積回路が搭
載されたTCP51や電源回路,駆動制御回路等が搭載
されたプリント板52が接続されている。なお、図7に
は示していないが、カラー液晶表示素子50やバックラ
イト等は、樹脂ケースと金属フレーム等の筐体に内蔵し
てカラー液晶表示装置を製作した。
Further, the color liquid crystal display element 5 having the above structure
On one electrode substrate side of 0, the cold cathode fluorescent tube 53, the light guide 5
4 (material: acrylic, thickness: 2 mm), diffusion plate 55 (material: polyester, thickness: 0.125 mm), prism sheet 56, reflection sheets 57, 58 (material: polyester, thickness: 0.125 mm), Reflective film 59 (material:
Polyester (with silver thin film), thickness: 0.125m
m), a backlight composed of the adhesive tape 60 is arranged. Further, the color liquid crystal display element 50 is connected to a TCP 51 having an integrated circuit for controlling a thin film transistor formed for each pixel and a printed board 52 having a power supply circuit and a drive control circuit. . Although not shown in FIG. 7, the color liquid crystal display device 50, the backlight, and the like were built in a housing such as a resin case and a metal frame to manufacture a color liquid crystal display device.

【0041】次に、本発明を実施するに好適な別の実施
例について説明する。図8は、本発明による他の実施例
の液晶表示装置の製作工程を示す図である。図に示すよ
うに、(a)ガラス電極基板10に形成されたコモン電
極11(材料:アルミ,膜厚:3000Å,幅:7μ
m),ゲート絶縁膜12(材料:窒化シリコン,膜厚:1
000〜5000Å),ソース電極13(材料:アルミ,
膜厚:3000Å,幅:7μm),ドレイン電極14(材
料:アルミ,膜厚:3000Å,幅:7μm),その他図
には示していないがゲート電極,アモルファスシリコン
部から構成される薄膜トランジスタを有する各電極上に
非感光性ポリイミド系樹脂から成る配向制御膜15をス
ピンコート法または印刷法により1000Åの厚さに塗
布及び硬化し、一方の電極基板を形成する。
Next, another embodiment suitable for carrying out the present invention will be described. FIG. 8 is a diagram showing a manufacturing process of a liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention. As shown in the figure, (a) the common electrode 11 (material: aluminum, film thickness: 3000Å, width: 7 μm) formed on the glass electrode substrate 10.
m), gate insulating film 12 (material: silicon nitride, film thickness: 1
000-5000Å), source electrode 13 (material: aluminum,
Film thickness: 3000 Å, width: 7 μm), drain electrode 14 (material: aluminum, film thickness: 3000 Å, width: 7 μm), each having a thin film transistor composed of a gate electrode and an amorphous silicon portion, which are not shown in the figure. An alignment control film 15 made of a non-photosensitive polyimide resin is applied on the electrodes by a spin coating method or a printing method to a thickness of 1000 Å and cured to form one electrode substrate.

【0042】(b)その電極基板上に、半硬化状態の感
光性ポリイミド系樹脂(すなわち、光の照射によってス
ペーサ材を固着する機能を有する材料)または非感光性
ポリイミド系樹脂(すなわち、熱の照射によってスペー
サ材を固着する機能を有する材料)によって当該表面が
被覆されたスペーサ材19を分散する。(c)分散された
スペーサ材19表面に形成された半硬化状態樹脂をフォ
トマスク16を用いて、所定箇所に規制して(例えば、
ソース電極13とドレイン電極14を狙って)光を照射
する。そして、光が照射された配向制御膜15上の所定
位置に(換言すれば配向制御膜15上の必要な部分に)ス
ペーサ材19を直接固着する。尚、照射は紫外線17ま
たは熱線17a、あるいは光と熱を併用しても可であ
る。その後、(d)固着されない不要なスペーサ材19を
除去する。
(B) On the electrode substrate, a semi-cured photosensitive polyimide-based resin (that is, a material having a function of fixing the spacer material by irradiation of light) or a non-photosensitive polyimide-based resin (that is, a heat-sensitive polyimide resin). The spacer material 19 whose surface is covered with a material having a function of fixing the spacer material by irradiation) is dispersed. (c) The semi-cured resin formed on the surface of the dispersed spacer material 19 is regulated at a predetermined location using the photomask 16 (for example,
Light is irradiated (targeting the source electrode 13 and the drain electrode 14). Then, the spacer material 19 is directly fixed to a predetermined position on the alignment control film 15 irradiated with light (in other words, a necessary portion on the alignment control film 15). The irradiation may be performed with ultraviolet rays 17 or heat rays 17a, or a combination of light and heat. After that, (d) the unnecessary spacer material 19 that is not fixed is removed.

【0043】(e)スペーサ材19が分散・固着された
配向制御膜15を、セルロースまたはナイロン系のラビ
ング布が装着されたローラ30により配向処理をする。
(f)上記一方の基板を、ガラス基板20上に顔料また
はクロム等の金属から成る遮光膜21,顔料または染料
から成るカラーフィルタ22,配向制御膜23とが形成
された他方の基板に対峙させ、かつ両電極基板周辺をシ
ールするように配したエポキシ系接着剤を介して重ね合
わせる。
(E) The orientation control film 15 on which the spacer material 19 is dispersed and fixed is oriented by the roller 30 to which a rubbing cloth of cellulose or nylon is attached.
(F) The one substrate is made to face the other substrate on which a light-shielding film 21 made of a metal such as a pigment or chromium, a color filter 22 made of a pigment or a dye, and an alignment control film 23 are formed on a glass substrate 20. , And the two electrode substrates are superposed with an epoxy adhesive disposed so as to seal the periphery.

【0044】その後、電極間々隙に減圧法によりネマチ
ック混合液晶を充填し、感光性エポキシ系封止剤で液晶
注入口を封止する。そして、偏光板または位相差板付き
の偏光板を上記基板の両面に装着し、駆動回路及び制御
回路を接続して液晶表示素子を形成し、液晶表示素子,
バックライト等を樹脂ケース及び金属フレーム等の筐体
内に装着して液晶表示装置を製作する工程である。
After that, a nematic mixed liquid crystal is filled in the gap between the electrodes by a decompression method, and the liquid crystal injection port is sealed with a photosensitive epoxy sealant. Then, a polarizing plate or a polarizing plate with a retardation plate is attached to both sides of the substrate, and a drive circuit and a control circuit are connected to form a liquid crystal display element.
This is a process of manufacturing a liquid crystal display device by mounting a backlight and the like inside a housing such as a resin case and a metal frame.

【0045】なお、本実施例においても、スペーサ材を
画素部の内部領域にまでも配置すると共に、その分散密
度を25000〜50000個/cm2の範囲とした。
さらに、表示素子面内において、より均一な液晶厚さを
得るためにはスペーサ材の分散密度を25000〜40
000個/cm2の範囲に設定するのが望ましい。ただ
し、スペーサ部材の好ましい分散密度は、スペーサ材の
弾性率,液晶表示素子の大きさ,ガラス基板の厚さ,素
子構成等で異なり、上記の数値に限定されるものではな
い。
Also in this embodiment, the spacer material is arranged even in the inner region of the pixel portion, and the dispersion density thereof is set to the range of 25,000 to 50,000 pieces / cm 2 .
Further, in order to obtain a more uniform liquid crystal thickness in the display element plane, the dispersion density of the spacer material is set to 25000-40.
It is desirable to set in the range of 000 pieces / cm 2 . However, the preferable dispersion density of the spacer member varies depending on the elastic modulus of the spacer material, the size of the liquid crystal display element, the thickness of the glass substrate, the element configuration, etc., and is not limited to the above numerical values.

【0046】また、スペーサ材の分散は、いずれか片方
の電極基板にのみ分散しても、両電極基板に分散しても
同等の均一な液晶厚みを有する液晶表示素子は得られ
る。ただし、片方の基板にのみスペーサ材を分散する場
合は、両電極基板に分散する2倍の分散密度にしなけれ
ばならない。さらに、本実施例では配向制御膜として、
スペーサ材を分散・固着する一方の基板には感光性ポリ
イミド系樹脂を用い、他方の基板には非感光性ポリイミ
ド系樹脂を用いたが、両方の基板に感光性ポリイミド系
樹脂を使用した場合でも同等の効果が得られることを確
認している。
Further, even if the spacer material is dispersed only in one of the electrode substrates or in both electrode substrates, a liquid crystal display element having a uniform liquid crystal thickness can be obtained. However, when the spacer material is dispersed only in one of the substrates, the dispersion density must be twice as high as that in both electrode substrates. Furthermore, in this embodiment, as the orientation control film,
The photosensitive polyimide resin was used for one of the substrates on which the spacer material is dispersed and fixed, and the non-photosensitive polyimide resin was used for the other substrate, but even when the photosensitive polyimide resin is used for both substrates. It has been confirmed that equivalent effects can be obtained.

【0047】そして、アクリル系樹脂またはエポキシ系
樹脂等から成る平坦化膜を用いて、薄膜トランジスタを
有する電極基板上の電極による表面の凹凸あるいはカラ
ーフィルタ上の凹凸を軽減するれば、より均一な液晶厚
みの液晶表示素子が得られることも確認している。さら
にまた、上記平坦化膜にスペーサ材を固着するととも
に、ラビング等の配向処理を施して配向制御膜と兼用さ
せても同等の効果が得られることも確認できた。
A flattening film made of acrylic resin, epoxy resin, or the like is used to reduce the unevenness on the surface due to the electrodes on the electrode substrate having the thin film transistor or the unevenness on the color filter. It has also been confirmed that a liquid crystal display device having a thickness can be obtained. It was also confirmed that the same effect can be obtained by fixing the spacer material to the flattening film and subjecting it to an alignment treatment such as rubbing for alignment treatment.

【0048】上述したように、本発明は液晶層に接する
配向制御膜上に、所期の液晶厚さが得られるような狭い
分散ピッチ及び分散密度で、スペーサ材を容易に分散・
固着できるため、均一な液晶厚みの液晶表示素子が容易
に得られる特徴がある。従って、均一な配向規制力を有
する配向制御膜が形成でき、表示不良のない鮮明で、視
野角の広い画像が得られる液晶表示素子および液晶表示
装置が達成できる。さらに、ラビング等の配向処理方向
と同一方向にスペーサ材を分散・固着することで、スペ
ーサ材周辺で液晶の分子配向に乱れのないラビング処理
も可能になり、より均一な画質が得られる液晶表示素子
および液晶表示装置が達成できる。
As described above, according to the present invention, the spacer material can be easily dispersed on the alignment control film in contact with the liquid crystal layer with a narrow dispersion pitch and dispersion density so as to obtain a desired liquid crystal thickness.
Since they can be fixed, a liquid crystal display device having a uniform liquid crystal thickness can be easily obtained. Therefore, it is possible to form a liquid crystal display device and a liquid crystal display device that can form an alignment control film having a uniform alignment control force and can obtain a clear image with a wide viewing angle without display defects. Furthermore, by dispersing and fixing the spacer material in the same direction as the alignment processing direction such as rubbing, it is possible to perform rubbing processing without disturbing the molecular alignment of the liquid crystal around the spacer material, and to obtain a more uniform image quality. A device and a liquid crystal display device can be achieved.

【0049】さらに、本実施例のポイントであるスペー
サ材表面に形成した半硬化状態(ベタつかない程度)の接
着材は、一度軟化してから硬化するタイプのものであれ
ば光,熱硬化または光と熱の併用による硬化タイプでも
よい。そして、スペーサ材(シリカビーズ等無機材,ポ
リマビーズ等の有機材)の耐熱性はもとより、配向制御
膜の耐熱性を考慮して接着材を選定すればより効果的で
ある。
Furthermore, the semi-cured (non-sticky) adhesive formed on the surface of the spacer material, which is the point of this embodiment, is light, heat-curable or light-curable if it is of a type that is once softened and then cured. A curing type that uses both heat and heat may be used. It is more effective to select the adhesive in consideration of the heat resistance of the alignment control film as well as the heat resistance of the spacer material (inorganic material such as silica beads, organic material such as polymer beads).

【0050】尚、本実施例の固着材としての光硬化材ま
たは熱硬化材について、ポリイミド系樹脂についてのみ
説明したが、ポリアミド系樹脂,ポリイミドアミド系樹
脂,エポキシ系樹脂,アクリル系樹脂,ポリウレタン系
樹脂,ポリエステル系樹脂,ポリエーテル系樹脂等でも
同様の効果が得られることが判明している。
Regarding the photo-curing material or the thermosetting material as the fixing material in this embodiment, only the polyimide resin has been explained, but the polyamide resin, the polyimideamide resin, the epoxy resin, the acrylic resin, the polyurethane resin. It has been found that similar effects can be obtained with resins, polyester resins, polyether resins, and the like.

【0051】上記のように本発明による固着法であれ
ば、一般的な接着材層またはそれに類する層を介在させ
ずに(接着材を用いずに)、スペーサ材を直接配向制御
膜上に固着することができるので、従来のように接着材
で配向制御膜の表面を汚染するようなことが回避され
る。ところで、本発明において、使用するスペーサ材の
粒径の偏差や弾性係数等を勘案して、配向制御膜上に個
々のスペーサ材を分散・固着する形状およびピッチ等を
決定すれば、素子面内の液晶厚みをより高精度に制御で
きる利点がある。
According to the fixing method of the present invention as described above, the spacer material is directly fixed on the alignment control film without interposing a general adhesive layer or a similar layer (without using the adhesive). Therefore, it is possible to avoid the conventional contamination of the surface of the alignment control film with the adhesive. By the way, in the present invention, in consideration of the deviation of the particle size of the spacer material to be used, the elastic coefficient, etc., the shape and pitch of the individual spacer materials to be dispersed and fixed on the orientation control film can be determined by There is an advantage that the liquid crystal thickness can be controlled with higher accuracy.

【0052】次に、表面に半硬化状態の固着材を有する
スペーサ材を分散・固着する別の実施例について説明す
る。図9は、本発明による別の実施例の液晶表示装置の
製作工程を示す図である。図に示すように、(a)コモ
ン電極11,ソース電極13,ドレイン電極14,ゲー
ト電極等の各電極が形成された基板10上に配向制御膜
15をスピンコート法または印刷法により形成し、
(b)表面に半硬化状態の固着材を有するスペーサ材1
9を電極間の間隙である非開口部に対応する配向制御膜
15上に、パルス状の空気圧34でスペーサ材19を押
し出して分散するスペーサ材分散装置33を用いて分散
・配置し、(c)フォトマスク16を用いて、紫外線1
7または熱線17aを照射しスペーサ材19を所定位置
に直接固着し、(d)固着されない不要なスペーサ材1
9を除去し、(e)スペーサ材19が分散・固着された
配向制御膜15をラビングローラ30により配向処理
し、(f)遮光膜21,カラーフィルタ22上に配向制
御膜23が形成された基板20を対峙させる。
Next, another embodiment for dispersing and fixing a spacer material having a semi-cured fixing material on the surface will be described. FIG. 9 is a diagram showing a manufacturing process of a liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention. As shown in the figure, (a) an alignment control film 15 is formed on a substrate 10 on which electrodes such as a common electrode 11, a source electrode 13, a drain electrode 14 and a gate electrode are formed by spin coating or printing.
(B) Spacer material 1 having a semi-cured fixing material on the surface
9 is dispersed and arranged on the orientation control film 15 corresponding to the non-opening portion which is the gap between the electrodes by using the spacer material dispersing device 33 which pushes and disperses the spacer material 19 by the pulsed air pressure 34, and (c ) UV light 1 is applied using the photomask 16.
7 or heat rays 17a to directly fix the spacer material 19 to a predetermined position, and (d) unnecessary spacer material 1 which is not fixed.
9 is removed, and (e) the alignment control film 15 having the spacer material 19 dispersed and fixed thereon is subjected to the alignment treatment by the rubbing roller 30, and (f) the alignment control film 23 is formed on the light shielding film 21 and the color filter 22. The substrate 20 is opposed.

【0053】その後、電極基板周辺を接着材でシーリン
グし、両電極基板の間隙に液晶を減圧法により注入,感
光性接着剤で封止し、偏光板あるいは位相差板付き偏光
板等を貼付し、駆動回路および制御回路を接続し、液晶
表示素子およびバックライトを筐体内に組込んで液晶表
示装置を製作する工程とした。このスペーサ材分散方法
にても前述と同等の利点があるなお、本実施例では横電
界構造のアクティブマトリクス型TFT液晶表示装置に
ついて説明したが、本発明はそれに限定されるものでな
く、単純マトリクス型のTNまたはSTN液晶表示装
置,強誘電性液晶表示装置,ポリマ分散型液晶表示装置
等全ての液晶表示装置に対して適応可能である。特に、
液晶の複屈折性を積極的に利用した本発明の横電界構造
のアクティブマトリクス型TFT液晶表示装置やSTN
液晶表示装置では、液晶厚みの精度が表示性能を決定す
るため、均一な液晶厚みの表示素子が容易に得られ、か
つ表示不良が生じない均質で、視野角の広い画像が得ら
れる表示装置が達成できるので有効である。
After that, the periphery of the electrode substrate is sealed with an adhesive, liquid crystal is injected into the gap between both electrode substrates by a decompression method, sealed with a photosensitive adhesive, and a polarizing plate or a polarizing plate with a retardation plate is attached. The process of connecting the drive circuit and the control circuit, and incorporating the liquid crystal display element and the backlight into the housing was the process of manufacturing the liquid crystal display device. This spacer material dispersion method also has the same advantages as those described above. In addition, although an active matrix type TFT liquid crystal display device having a horizontal electric field structure has been described in the present embodiment, the present invention is not limited thereto and a simple matrix is used. Type TN or STN liquid crystal display device, ferroelectric liquid crystal display device, polymer dispersion type liquid crystal display device and the like. Especially,
The active matrix type TFT liquid crystal display device of the lateral electric field structure of the present invention and the STN that positively utilize the birefringence of the liquid crystal.
In a liquid crystal display device, the accuracy of the liquid crystal thickness determines the display performance, so that a display device with a uniform liquid crystal thickness can be easily obtained, and a uniform, wide-viewing image that does not cause display defects can be obtained. It is effective because it can be achieved.

【0054】また、金属配線等を有する液晶表示素子で
は、ガラス基板側から光照射することにより、フォトマ
スクを使用せずに金属配線上の配向制御膜部に、スペー
サ材を固着するための未硬化部を形成するすることがで
き、低コスト化に対して有効である。なお、開口部また
は非開口部のいずれにスペーサ材を固着するかは、ポジ
型またはネガ型いずれかの感光性材料を選択することで
決定できる。
Further, in a liquid crystal display element having metal wiring or the like, by irradiating light from the glass substrate side, it is not possible to fix the spacer material to the alignment control film portion on the metal wiring without using a photomask. It is possible to form a hardened portion, which is effective for cost reduction. Whether the spacer material is fixed to the opening or the non-opening can be determined by selecting either a positive type or a negative type photosensitive material.

【0055】最後に、縦電界構造のアクティブ・マトリ
クス型のTFT液晶表示装置における実施例についても
説明する。図10は、本発明による一実施例の縦電界構
造の液晶表示素子を示す断面図である。図10に示す縦
電界構造のTFT構造の液晶表示素子は、10〜13イ
ンチサイズのVGA〜XGA対応液晶表示装置に用いら
れている一般的なものである。一方の電極基板は、ガラ
スの基板10上にゲート電極80,蓄積容量電極81,
絶縁膜44,アモルファス・シリコン・チャネル層82,ド
レイン電極83,ソース電極84,画素部の透明電極1
1から形成される。この電極基板上に配向制御膜15を
形成した後、フォトマスクを用いて高さが一番高いゲー
ト電極80上の配向制御膜15に未硬化部を形成し、そ
の部分にスペーサ材19を分散・固着する。そしてカラ
ーフィルタを形成した他方の電極基板と接着剤を介して
組合せたものである。
Finally, an embodiment of an active matrix type TFT liquid crystal display device having a vertical electric field structure will be described. FIG. 10 is a sectional view showing a liquid crystal display device having a vertical electric field structure according to an embodiment of the present invention. The liquid crystal display element having the TFT structure of the vertical electric field structure shown in FIG. 10 is a general one used in a VGA to XGA compatible liquid crystal display device having a size of 10 to 13 inches. One of the electrode substrates is a glass substrate 10 on which a gate electrode 80, a storage capacitor electrode 81,
Insulating film 44, amorphous silicon channel layer 82, drain electrode 83, source electrode 84, transparent electrode 1 of pixel portion
It is formed from 1. After forming the orientation control film 15 on this electrode substrate, an uncured portion is formed on the orientation control film 15 on the gate electrode 80 having the highest height using a photomask, and the spacer material 19 is dispersed in the portion.・ Stuck. Then, it is combined with the other electrode substrate on which the color filter is formed via an adhesive.

【0056】図に示すように、個々のスペーサ材19を
ゲート電極80上の配向制御膜15にのみ分散・固着す
ることで、均一な液晶厚みの液晶表示素子が達成でき
た。また、金属配線上に個々のスペーサ材19を固着す
ることで、スペーサ材19からの光漏れのないコントラ
ストの高い、均質な画像が得られる液晶表示装置が達成
できた。ただし、配向制御膜15上に形成した未硬化部
18の形状,サイズ,ピッチ等は、前述の横電界構造の
アクティブマトリクス型TFT液晶表示装置と同様の条
件とした。
As shown in the drawing, by dispersing and fixing the individual spacer materials 19 only on the alignment control film 15 on the gate electrode 80, a liquid crystal display element having a uniform liquid crystal thickness could be achieved. Further, by fixing each spacer material 19 on the metal wiring, a liquid crystal display device which can obtain a uniform image with high contrast without light leakage from the spacer material 19 can be achieved. However, the shape, size, pitch, etc. of the uncured portions 18 formed on the alignment control film 15 were set to the same conditions as those of the above-mentioned active matrix type TFT liquid crystal display device of the horizontal electric field structure.

【0057】また、ゲート電極80及び蓄積容量電極8
1上の非開口部にスペーサ材19を分散・固着するに
は、ゲート電極80,ドレイン電極83,ソース電極8
4及び蓄積容量電極81にフォトマスクの役目をさせ
て、ガラス基板10側から光照射する方法でも達成でき
る。この方法には、フォトマスクを使用しなくても、確
実に非開口部にスペーサ材19を分散・固着することが
できる利点がある。
In addition, the gate electrode 80 and the storage capacitor electrode 8
To disperse and fix the spacer material 19 in the non-opening portion on the gate electrode 1, the gate electrode 80, the drain electrode 83, the source electrode 8
4 and the storage capacitor electrode 81 may function as a photomask, and light irradiation may be performed from the glass substrate 10 side. This method has an advantage that the spacer material 19 can be surely dispersed and fixed to the non-opening portion without using a photomask.

【0058】なお、対向する電極基板において、ゲート
電極80に対応する配向制御膜15上に、スペーサ材1
9を分散・固着しても、同様の効果が得られることは前
述した通りである。
In the facing electrode substrate, the spacer material 1 is formed on the alignment control film 15 corresponding to the gate electrode 80.
As described above, even if 9 is dispersed and fixed, the same effect can be obtained.

【0059】更に、液晶素子の内部に偏光膜や反射膜を
内蔵する反射型液晶表示装置では、それらが熱によるダ
メージを受け易いので、光または光と熱の併用で配向制
御膜を硬化し、しかもスペーサ材を固着できる本発明は
特に有効な方法である。しかし、液晶層の均一性に関し
ては電極配線部の多い横電界構造の方が縦電界構造に較
べ、スペーサ材を狭いピッチで数多く分散できるので有
利である。ただし、開口率に関しては横電界構造は電極
配線部が多いので、原理的に縦電界構造よりも低くなる
欠点を有している。
Further, in a reflection type liquid crystal display device in which a polarizing film or a reflecting film is built in a liquid crystal element, since they are easily damaged by heat, the alignment control film is cured by light or a combination of light and heat. Moreover, the present invention, which can fix the spacer material, is a particularly effective method. However, with respect to the uniformity of the liquid crystal layer, the lateral electric field structure having a large number of electrode wiring portions is advantageous in that many spacer materials can be dispersed at a narrow pitch as compared with the vertical electric field structure. However, the aperture ratio of the lateral electric field structure is lower than that of the vertical electric field structure in principle because the lateral electric field structure has many electrode wiring portions.

【0060】本発明は既存の製造設備でスペーサ材を精
度よく分散・固着でき、かつ低コスト化に対しても有効
な方法である。また、本実施例ではカラー液晶表示装置
についてのみ具体的に説明したが、白黒液晶表示素子で
も同様の製造工程で、均一な液晶厚みや所期のスペーサ
材の分散密度が容易に得られので、白黒液晶表示装置に
ついてもコントラスト等の表示品質向上が図れる効果が
得られる。
The present invention is a method which can disperse and fix the spacer material with high precision in the existing manufacturing equipment and is effective for cost reduction. Further, although only the color liquid crystal display device has been specifically described in the present embodiment, a uniform liquid crystal thickness and a desired spacer material dispersion density can be easily obtained in a similar manufacturing process even for a black and white liquid crystal display device. With respect to the black and white liquid crystal display device, it is possible to obtain the effect of improving display quality such as contrast.

【0061】上述したように、本発明の液晶表示装置
は、コントラストの角度依存性が小さく、しかも均質な
画像表示が達成でき、ノートPC,ノートブックタイプ
ワードプロセッサ(ノートWP),テレビジョン受像機
及びパーソナル・デジタル・アシスタント(PDA),
ワークステーション等に搭載されるディスプレイとして
有効である。特に、均一な画像表示が得にくい大画面デ
ィスプレイ用ではその効果が顕著である。なお、本発明
のポイントは接着材等を介在させずに任意の位置および
分散密度に、個々のスペーサ材を液晶表面に接する部分
(配向制御膜上)に直接分散・固着する新規な方法を提
案したものであり、液晶表示素子のギャップ形成のみに
限定されるものではない。
As described above, the liquid crystal display device of the present invention has a small angle dependence of contrast and can achieve a uniform image display, and can be used for a notebook PC, a notebook type word processor (notebook WP), a television receiver and Personal Digital Assistant (PDA),
It is effective as a display mounted on a workstation or the like. In particular, the effect is remarkable for a large-screen display for which uniform image display is difficult to obtain. The point of the present invention is to propose a novel method in which individual spacer materials are directly dispersed / fixed to a portion in contact with the liquid crystal surface (on the alignment control film) at an arbitrary position and dispersion density without interposing an adhesive or the like. However, the invention is not limited to forming the gap of the liquid crystal display element.

【0062】[0062]

【発明の効果】本発明におけるスペーサ材の分散・固着
方法によれば、個々のスペーサ材を接着材等を介在させ
ずに非開口部に対応する配向制御膜上にのみ均一に分散
・固着できるため、1)スペーサ材を狭ピッチでかつ高
密度に分散できる、2)スペーサ材の分散密度を正確に
規定できる、3)個々のスペーサ材を液晶に接する任意
の位置及び形状に固着できる、4)パターニング工程及
び接着材等が不要なので配向制御膜を汚染しない等の効
果があり、均一な液晶厚みを有する液晶表示素子及び不
要な光り漏れや表示不良がなく角度依存性もない高品質
な画像の液晶表示装置が得られる。
According to the spacer material dispersion / fixing method of the present invention, each spacer material can be uniformly dispersed / fixed only on the orientation control film corresponding to the non-opening portion without interposing an adhesive or the like. Therefore, 1) the spacer material can be dispersed with a narrow pitch and high density, 2) the dispersion density of the spacer material can be accurately defined, and 3) each spacer material can be fixed to any position and shape in contact with the liquid crystal. ) A patterning process and an adhesive material are not required, so that the alignment control film is not contaminated, and a liquid crystal display element having a uniform liquid crystal thickness and a high-quality image that does not have unnecessary light leakage or display defects and has no angle dependence The liquid crystal display device can be obtained.

【0063】また、5)最少量のスペーサ材(回収及び
再利用が容易)で所期の液晶厚みが得られる分散密度が
達成できる、6)光照射等により短時間で配向制御膜の
硬化およびスペーサ材の固着ができるため低コスト化に
も有効である。
Further, 5) a dispersion density that achieves a desired liquid crystal thickness can be achieved with a minimum amount of spacer material (easy to collect and reuse), 6) curing of the alignment control film in a short time by light irradiation and the like. Since the spacer material can be fixed, it is effective for cost reduction.

【0064】したがって、本発明によれば携帯性に優れ
た普及型(低価格)のノートPC,ノートWP,テレビ
ジョン受像機及びPDA,ワークステーション等に搭載
されるディスプレイに好適な液晶表示装置が達成でき
る。特に、視野角範囲が広く、かつ均質な画像が得にく
い大画面ディスプレイではその効果が顕著である。
Therefore, according to the present invention, there is provided a liquid crystal display device suitable for a display mounted on a popular (low-priced) notebook PC, a notebook WP, a television receiver, a PDA, a workstation, etc., which is excellent in portability. Can be achieved. In particular, the effect is remarkable in a large-screen display having a wide viewing angle range and in which it is difficult to obtain a uniform image.

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

【図1】本発明による一実施例の液晶表示装置の製作工
程を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a manufacturing process of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.

【図2】配向制御膜に形成する未硬化部の一実施例を示
す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an example of an uncured portion formed on an orientation control film.

【図3】配向制御膜に形成する未硬化部の他の実施例を
示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing another example of an uncured portion formed on the orientation control film.

【図4】配向制御膜に形成する未硬化部の別の実施例を
示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing another example of an uncured portion formed on the orientation control film.

【図5】図4の実施例におけるスペーサ材の分散方向と
ラビングローラの移動方向の関係を示す図である。
5 is a diagram showing a relationship between a dispersion direction of a spacer material and a moving direction of a rubbing roller in the embodiment of FIG.

【図6】本発明による一実施例のカラー液晶表示装置を
示す断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a color liquid crystal display device of one embodiment according to the present invention.

【図7】図6のカラー液晶表示装置のバックライト部の
断面図である。
7 is a cross-sectional view of a backlight unit of the color liquid crystal display device of FIG.

【図8】本発明による他の実施例の液晶表示装置の製作
工程を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a manufacturing process of a liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention.

【図9】本発明による別の実施例の液晶表示装置の製作
工程を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a manufacturing process of a liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention.

【図10】本発明による一実施例の縦電界構造の液晶表
示素子を示す断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a liquid crystal display device having a vertical electric field structure according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,20…基板、11…コモン電極(透明電極)、12
…ゲート絶縁膜、13…ソース電極、14…ドレイン電
極、15,23…配向制御膜、16…フォトマスク、16
a…マスクパターン、17…紫外線、17a…熱線、1
8…未硬化部、19…スペーサ材、21…遮光膜、22
…カラーフィルタ、24…ゲート電極、25…アモルフ
ァス・シリコン部、26…トランジスタ部、27…液
晶、28,29…偏光板、30…ローラ、31…移動方
向、32…平坦化膜、33…スペーサ材分散装置、34
…空気圧、44…絶縁膜、50…カラー液晶表示素子、
51…テープキャリアパケージ、52…プリント板、5
3…冷陰極型蛍光管、54…導光体、55…拡散板、5
6…プリズムシート、57,58…反射シート、59…
反射フィルム、60…接着テープ、80…ゲート電極、
81…蓄積容量電極、82…アモルファス・シリコン・
チャネル層、83…ドレイン電極 84…ソース電極
10, 20 ... Substrate, 11 ... Common electrode (transparent electrode), 12
... Gate insulating film, 13 ... Source electrode, 14 ... Drain electrode, 15, 23 ... Orientation control film, 16 ... Photomask, 16
a ... mask pattern, 17 ... ultraviolet, 17a ... heat rays, 1
8 ... Unhardened part, 19 ... Spacer material, 21 ... Light-shielding film, 22
... color filter, 24 ... gate electrode, 25 ... amorphous silicon part, 26 ... transistor part, 27 ... liquid crystal, 28, 29 ... polarizing plate, 30 ... roller, 31 ... moving direction, 32 ... flattening film, 33 ... spacer Material disperser, 34
... air pressure, 44 ... insulating film, 50 ... color liquid crystal display element,
51 ... Tape carrier package, 52 ... Printed board, 5
3 ... Cold cathode fluorescent tube, 54 ... Light guide, 55 ... Diffusion plate, 5
6 ... Prism sheet, 57, 58 ... Reflective sheet, 59 ...
Reflective film, 60 ... Adhesive tape, 80 ... Gate electrode,
81 ... Storage capacitor electrode, 82 ... Amorphous silicon
Channel layer, 83 ... Drain electrode 84 ... Source electrode

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】基板に積層した複数の電極上に一方の配向
制御膜を備える一方の電極基板と、他方の基板に積層し
た遮光膜及びカラーフィルタ上に他方の配向制御膜を備
える他方の電極基板とが、該両電極基板間の間隙を規定
するためのスペーサ材を介して対峙し、該間隙に液晶が
充填され、かつ、前記各電極から前記両電極基板面に対
し平行方向に電界が印加される横電界構造のアクティブ
マトリクス型液晶表示素子において、 少なくともどちらか一方の前記配向制御膜は、光硬化材
または熱硬化材からなり、該光硬化材または熱硬化材か
らなる配向制御膜は、光または熱が照射され当該配向制
御膜上の所定位置にスペーサ材が直接固着されているこ
とを特徴とする横電界構造のアクティブマトリクス型液
晶表示素子。
1. An electrode substrate having one alignment control film on a plurality of electrodes laminated on a substrate, and another electrode having the other alignment control film on a light-shielding film and a color filter laminated on the other substrate. The substrate faces each other via a spacer material for defining a gap between the two electrode substrates, the gap is filled with liquid crystal, and an electric field is generated from each of the electrodes in a direction parallel to the surfaces of the two electrode substrates. In an active matrix type liquid crystal display element having an applied transverse electric field structure, at least one of the alignment control films is made of a photo-curable material or a thermosetting material, and the alignment control film made of the photo-curable material or the thermosetting material is An active matrix type liquid crystal display device having a lateral electric field structure, characterized in that a spacer material is directly fixed to a predetermined position on the alignment control film by being irradiated with light or heat.
【請求項2】基板に積層した複数の電極上に一方の配向
制御膜を備える一方の電極基板と、他方の基板に積層し
た遮光膜及びカラーフィルタ上に他方の配向制御膜を備
える他方の電極基板とが、該両電極基板間の間隙を規定
するためのスペーサ材を介して対峙し、該間隙に液晶が
充填され、かつ、前記各電極から前記両電極基板面に対
し平行方向に電界が印加される横電界構造のアクティブ
マトリクス型液晶表示素子において、 前記スペーサ材は、光硬化材または熱硬化材で被覆され
たものからなり、該光硬化材または熱硬化材で被覆され
た前記スペーサ材は、光または熱が照射された前記配向
制御膜上の所定位置に直接固着されていることを特徴と
する横電界構造のアクティブマトリクス型液晶表示素
子。
2. One electrode substrate having one alignment control film on a plurality of electrodes laminated on a substrate, and the other electrode having a light-shielding film laminated on the other substrate and the other alignment control film on a color filter. The substrate faces each other via a spacer material for defining a gap between the two electrode substrates, the gap is filled with liquid crystal, and an electric field is generated from each of the electrodes in a direction parallel to the surfaces of the two electrode substrates. In an active matrix type liquid crystal display device having a lateral electric field structure to be applied, the spacer material is made of a material coated with a photo-curing material or a thermosetting material, and the spacer material is coated with the photo-curing material or a thermosetting material. Is an active matrix type liquid crystal display device having a lateral electric field structure, which is directly fixed to a predetermined position on the alignment control film irradiated with light or heat.
【請求項3】請求項1または請求項2において、前記光
または熱が照射された前記配向制御膜上の所定位置は、
前記カラーフィルタのドットピッチと同等のピッチ寸法
または該ドットピッチより小さいピッチ寸法の位置であ
ることを特徴とする横電界構造のアクティブマトリクス
型液晶表示素子。
3. The predetermined position on the alignment control film irradiated with the light or heat according to claim 1 or 2,
An active-matrix liquid crystal display device having a horizontal electric field structure, which has a pitch dimension equivalent to a dot pitch of the color filter or a pitch dimension smaller than the dot pitch.
【請求項4】請求項1または請求項2において、前記光
または熱が照射された前記配向制御膜上の所定位置は、
前記一方の配向制御膜の前記各電極領域上または前記他
方の配向制御膜の前記遮光膜領域上の位置であることを
特徴とする横電界構造のアクティブマトリクス型液晶表
示素子。
4. The predetermined position on the alignment control film irradiated with the light or heat according to claim 1 or 2,
An active matrix type liquid crystal display element having a horizontal electric field structure, which is located on each electrode region of the one alignment control film or on the light shielding film region of the other alignment control film.
【請求項5】複数の電極を有する基板に感光性樹脂薄膜
を積層して一方の電極基板を形成する工程と、該感光性
樹脂薄膜上に光または熱を照射し選択的に未硬化部を形
成する工程と、該未硬化部を含む前記感光性樹脂薄膜上
にスペーサ材を分散する工程と、光または熱を照射して
前記未硬化部を硬化し前記未硬化部上に分散した前記ス
ペーサ材のみを固着する工程と、未固着の前記スペーサ
材を除去する工程と、前記未硬化部上に残存固着してい
る前記スペーサ材を有する前記一方の電極基板に、遮光
膜及びカラーフィルタを有する基板に非感光性樹脂薄膜
を積層して成る他方の電極基板を重ね合わせる工程と
を、 含むことを特徴とする横電界構造のアクティブマトリク
ス型液晶表示素子の製造方法。
5. A step of laminating a photosensitive resin thin film on a substrate having a plurality of electrodes to form one electrode substrate, and irradiating light or heat onto the photosensitive resin thin film to selectively form an uncured portion. A step of forming, a step of dispersing a spacer material on the photosensitive resin thin film including the uncured portion, and a spacer dispersed on the uncured portion by irradiating light or heat to cure the uncured portion A step of fixing only the material, a step of removing the unfixed spacer material, and a light-shielding film and a color filter on the one electrode substrate having the spacer material remaining fixed on the uncured portion And a step of stacking the other electrode substrate formed by laminating a non-photosensitive resin thin film on the substrate, the manufacturing method of an active matrix type liquid crystal display device having a lateral electric field structure.
【請求項6】請求項1ないし請求項4のいずれか1項記
載の液晶厚さが均一である横電界構造のアクティブマト
リクス型液晶表示素子、あるいは請求項5記載のアクテ
ィブマトリクス型液晶表示素子の製造方法を用いて液晶
厚さが均一に製作された横電界構造のアクティブマトリ
クス型液晶表示素子を用いたことを特徴とする液晶表示
装置。
6. An active matrix type liquid crystal display device having a horizontal electric field structure having a uniform liquid crystal thickness according to any one of claims 1 to 4 or an active matrix type liquid crystal display device according to claim 5. A liquid crystal display device using an active matrix type liquid crystal display element having a lateral electric field structure, in which a liquid crystal is manufactured to have a uniform thickness using a manufacturing method.
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