JPH0943607A - Production of liquid crystal display element - Google Patents

Production of liquid crystal display element

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JPH0943607A
JPH0943607A JP19192295A JP19192295A JPH0943607A JP H0943607 A JPH0943607 A JP H0943607A JP 19192295 A JP19192295 A JP 19192295A JP 19192295 A JP19192295 A JP 19192295A JP H0943607 A JPH0943607 A JP H0943607A
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JP
Japan
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liquid crystal
substrate
alignment
mother substrate
crystal display
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP19192295A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuo Toko
康夫 都甲
Hiyakuei Chiyou
百英 張
Takashi Sugiyama
貴 杉山
Kiyoshi Ando
潔 安藤
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.)
Stanley Electric Co Ltd
Original Assignee
Stanley Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH0943607A publication Critical patent/JPH0943607A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a process for producing a liquid crystal display element capable of averting the damage of the element and the deterioration in the characteristics of the element by the static electricity at the time of rubbing by eliminating the need for subjecting at least either of the substrates constituting liquid crystal cells to a direct rubbing treatment with respect to a novel orientation treatment technique capable of forming the liquid crystal display element with the substrates which are not subjected to the rubbing treatment. SOLUTION: A mother substrate 1 having an oriented structure subjected to the orientation treatment is prepd. and the sub-substrate 5 which is not subjected to the orientation treatment is prepd. This process has a transfer stage of arranging the mother substrate 1 and the sub-substrate 5 opposite to each other, holding the primary liquid crystal material 8 of an isotropic state between the substrates and transferring the oriented state corresponding to the oriented state of the mother substrate 1 to the sub-substrate 5 in the state of impressing an electric field between the substrates 1 and 5.

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】本発明は液晶表示素子の製造
方法に関し、特にラビング処理がされない基板で液晶表
示素子を作成することができる新規な配向処理技術に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a liquid crystal display device, and more particularly to a novel alignment treatment technique capable of producing a liquid crystal display device on a substrate which is not subjected to rubbing treatment.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶表示ディスプレイ(LCD)等に使
用される液晶表示素子いわゆる液晶セルは、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、その間の光学的特性の変
化を視覚的な変化として表示に利用している。液晶分子
をある特定の配列状態にするために液晶をはさむガラス
基板の表面には配向処理を行うのが普通である。
2. Description of the Related Art A liquid crystal display element used for a liquid crystal display (LCD) or the like, a so-called liquid crystal cell, changes a specific molecular arrangement of liquid crystal into another different molecular arrangement by an external action such as an electric field, The changes in optical characteristics during that time are used for display as visual changes. Generally, an alignment treatment is performed on the surface of a glass substrate holding liquid crystal in order to arrange liquid crystal molecules in a specific alignment state.

【0003】従来のツイストネマチック(TN)型液晶
セルなどでは、配向処理として、液晶を挟むガラス基板
全体にポリイミド等の配向膜を形成し、配向膜上をラビ
ング布で一方向に擦るいわゆるラビング法が採用されて
いる。
In a conventional twisted nematic (TN) type liquid crystal cell or the like, a so-called rubbing method is used in which an alignment film such as polyimide is formed on the entire glass substrate sandwiching the liquid crystal, and the alignment film is rubbed in one direction with a rubbing cloth. Has been adopted.

【0004】たとえば図8に示すように、綿布のような
ラビング布を表面に巻いたラビングローラ10を基板1
1上の配向膜11aに触れさせつつそれを矢印A方向に
回転させながら基板面上を移動すると配向膜11aの面
全体に均一に矢印B方向に配向処理ができる。
For example, as shown in FIG. 8, a rubbing roller 10 having a rubbing cloth such as cotton cloth wound on its surface is mounted on a substrate 1.
By touching the alignment film 11a on 1 and moving it on the substrate surface while rotating it in the direction of arrow A, the entire surface of the alignment film 11a can be uniformly aligned in the direction of arrow B.

【0005】TN型液晶セルでは図9に示すように液晶
セルの上下の基板12、13間で液晶分子14の基板面
内配向方向が互いに直交するようにラビング処理を行
う。基板に接している液晶分子14は基板の配向方向に
従って配向する。
In the TN type liquid crystal cell, as shown in FIG. 9, a rubbing process is performed so that the in-plane orientation directions of the liquid crystal molecules 14 are orthogonal to each other between the upper and lower substrates 12 and 13 of the liquid crystal cell. The liquid crystal molecules 14 in contact with the substrate are aligned according to the alignment direction of the substrate.

【0006】液晶セルがネガ表示の場合にはセルを挟む
平行ニコル配置の偏光板15、16をその偏光軸が一方
のラビング方向と平行になるように配置し、またポジ表
示の場合には、直交ニコル配置の偏光板をその偏光軸が
隣接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, the polarizing plates 15 and 16 arranged in parallel Nicols sandwiching the cell are arranged so that the polarization axes thereof are parallel to one rubbing direction. A polarizing plate having a crossed Nicols arrangement is arranged such that its polarization axis is parallel to the rubbing direction of the adjacent substrate.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】アクティブ駆動方式を
採用する液晶セルで、TFT(薄膜トランジスタ)やM
IM(Metal Insulator Metal
Diode)などの駆動素子や配線が表面に形成された
基板をラビングする場合には、図8のように全面同時に
ラビングを施すと、それらの素子も同時にラビングされ
ることは避けられない。その場合、ラビングによる静電
気によって素子やその配線が破壊されたり特性が劣化す
るという可能性がある。また、ラビングは細かなダスト
を発生しやすい。これらのダストが基板面上に付着する
と、完全に除去することは容易ではない。
SUMMARY OF THE INVENTION A liquid crystal cell adopting an active drive system, which includes a TFT (thin film transistor) and an M
IM (Metal Insulator Metal)
When rubbing a substrate having drive elements such as a diode) or wiring formed on the surface, if the entire surface is simultaneously rubbed as shown in FIG. 8, it is inevitable that those elements are rubbed at the same time. In such a case, there is a possibility that the element or its wiring is destroyed or its characteristics are deteriorated due to static electricity generated by rubbing. Rubbing tends to generate fine dust. If these dusts adhere to the substrate surface, it is not easy to completely remove them.

【0008】また従来のラビングで配向処理をした場
合、液晶分子の配向方向が一様なために、観測者から画
面を見たときの表示が見やすい角度(視察方向)が特定
の角度範囲に制限される視角特性が生じる。
In addition, when the conventional rubbing process is performed, since the orientation direction of the liquid crystal molecules is uniform, the angle at which the display is easy to see (viewing direction) when an observer views the screen is limited to a specific angle range. Viewing angle characteristics are produced.

【0009】たとえば、従来のツイストネマチック型液
晶表示セル(TN−LCD)の視角特性を表す等コント
ラスト曲線を測定すると、コントラストの高い視角領域
は特定の角度領域に偏っている。したがって、このよう
な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。
For example, when an isocontrast curve representing a viewing angle characteristic of a conventional twisted nematic liquid crystal display cell (TN-LCD) is measured, a viewing angle region having high contrast is biased toward a specific angle region. Therefore, such a liquid crystal cell has a viewing angle dependency such that it is easy to see from one direction and hard to see from another direction.

【0010】このような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。
When a liquid crystal cell having such a viewing angle dependence is used as a display device, the contrast is extremely reduced at a certain angle with respect to the display screen, and in extreme cases, the contrast of the display is reversed. .

【0011】液晶セルが視角特性を持つ原因の一つは、
ラビングによって液晶分子にプレチルトが生じるからで
ある。液晶分子がプレチルトを持つ方向は、ラビングす
るベクトル方向に一致する。
One of the causes of the liquid crystal cell having a viewing angle characteristic is as follows.
This is because rubbing causes pretilt in liquid crystal molecules. The direction in which the liquid crystal molecules have a pretilt coincides with the rubbing vector direction.

【0012】図8に示すラビング方法ではすべての液晶
分子が同一方向にプレチルト角を有した状態で配向す
る。液晶層に垂直に電圧を印加すると図9に示すように
すべての液晶分子14が同一方向に立ち上がる。従って
観測者17の見る方向(矢印で示す視角)によって液晶
分子の立ち具合が異なるために視角依存性が生ずる。
In the rubbing method shown in FIG. 8, all liquid crystal molecules are aligned in the same direction with a pretilt angle. When a voltage is applied vertically to the liquid crystal layer, all liquid crystal molecules 14 rise in the same direction as shown in FIG. Therefore, the degree of standing of the liquid crystal molecules differs depending on the viewing direction of the observer 17 (viewing angle indicated by an arrow), and thus viewing angle dependency occurs.

【0013】視角依存性を少なくして視野角を拡大する
ために、分割配向を行うことが提案されている。たとえ
ば1画素を複数の小領域に分割して互いの小領域の配向
方向を逆にしたり異ならせることにより画素全体として
実質的に等方的な視角特性を得ようとする配向処理技術
である。
In order to reduce the viewing angle dependency and increase the viewing angle, it has been proposed to perform a split orientation. For example, this is an alignment processing technique that divides one pixel into a plurality of small regions and reverses or changes the alignment direction of the small regions to obtain a substantially isotropic viewing angle characteristic as a whole pixel.

【0014】図10と図11に2分割配向の例を示す
(たとえば、Japan Display 1992年 591
頁参照)。図10は上下基板20、21の1画素領域で
プレチルト角の大きい配向膜22と小さい配向膜23と
を選択的に露出させた例である。基板20,21の全面
に配向膜23を形成した後、選択的にプレチルト角の大
きい配向膜22を形成している。なお、配向膜22、2
3を逆の関係にしたり、それぞれをパターニングしても
よい。
10 and 11 show examples of two-division orientation (for example, Japan Display 1992 591).
See page). FIG. 10 shows an example in which the alignment film 22 having a large pretilt angle and the alignment film 23 having a small pretilt angle are selectively exposed in one pixel region of the upper and lower substrates 20 and 21. After forming the alignment film 23 on the entire surfaces of the substrates 20 and 21, the alignment film 22 having a large pretilt angle is selectively formed. The alignment films 22 and 2
3 may be reversed, or each may be patterned.

【0015】図11は2分割した1画素領域で互いに異
なる方向にラビングを行ったものである。上基板20上
には全面に配向膜23を形成し、同一方向のラビングを
行なう。下基板21上には全面に配向膜22を形成し、
各画素を2分割して互いに逆方向のラビングを行なう。
FIG. 11 shows a case where rubbing is performed in different directions in one divided pixel area. An alignment film 23 is formed on the entire surface of the upper substrate 20, and rubbing is performed in the same direction. An alignment film 22 is formed on the entire surface of the lower substrate 21,
Each pixel is divided into two and rubbing in opposite directions is performed.

【0016】図10と図11で示すような分割配向処理
は、フォトレジストを用いたフォトリソグラフィ工程な
どにより分割小領域のパターニングを基板毎に行う必要
があるために、液晶セルの製造工程が増加し、コスト増
加の原因となっていた。
In the divisional alignment treatment as shown in FIGS. 10 and 11, since it is necessary to pattern the divisional small regions for each substrate by a photolithography process using a photoresist, the number of liquid crystal cell manufacturing processes is increased. However, it was a cause of cost increase.

【0017】また、分割配向の場合には2分割よりも4
分割の方がより等方的な視角特性が得られるために良い
と考えられる。しかし、図10の方法では2分割が限界
である。さらに図11の方法では配向処理工程が通常の
倍となるために実際には実現が困難である。
Also, in the case of the split orientation, it is more than 4 than in the case of 2 splits.
It is considered that the division is better because more isotropic viewing angle characteristics can be obtained. However, the method of FIG. 10 is limited to two divisions. Further, the method of FIG. 11 is actually difficult to realize because the number of alignment treatment steps is twice as large as usual.

【0018】本発明の目的は、液晶セルを構成する基板
の少なくとも一方に直接ラビング処理をすることを不要
として、ラビングの際の静電気による素子損傷や特性劣
化を避けることができる液晶表示素子の製造方法を提供
することである。
An object of the present invention is to manufacture a liquid crystal display device which can avoid device damage and characteristic deterioration due to static electricity at the time of rubbing by making it unnecessary to directly perform rubbing treatment on at least one of the substrates constituting the liquid crystal cell. Is to provide a way.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】本発明による液晶表示素
子の製造方法は、配向処理を施した配向構造を表面に有
する母基板を用意する工程と、配向処理を施していない
子基板を用意する工程と、母基板と子基板を対向配置し
て基板間にアイソトロピック状態の1次液晶材料を挟
み、基板間に電界または磁界を印加した状態で、母基板
の配向状態に対応した配向状態を子基板に転写する転写
工程とを有する。
A method of manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention comprises a step of preparing a mother substrate having an alignment structure subjected to an alignment treatment on its surface and a child substrate not subjected to the alignment treatment. In the process, the mother substrate and the daughter substrate are arranged so as to face each other, the primary liquid crystal material in the isotropic state is sandwiched between the substrates, and the alignment state corresponding to the alignment state of the mother substrate is applied in the state where the electric field or the magnetic field is applied between the substrates. And a transfer step of transferring to a child substrate.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】原版となる母基板側にあらかじめ
所望の配向処理を施しておく。実際の液晶セルに使用す
る子基板と配向処理をした母基板とを対向配置して、両
基板間に1次液晶材料を注入する。両基板間に電界また
は磁界を印加した状態で、母基板の配向状態に対応した
配向状態を子基板に転写すると、1次液晶は母基板の配
向処理および電界または磁界に従って配向し子基板の界
面にも液晶分子が配向する。一度転写した配向状態は母
基板と子基板とを分離しても子基板の界面に吸着した液
晶分子により保存(メモリ効果)される。従って、一つ
の母基板をあらかじめ作っておけば、配向状態の転写に
よりラビング処理なしに配向処理した子基板が大量に製
作できる。一旦作製した子基板を次の母基板として用い
てもよい。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A desired orientation treatment is performed in advance on a mother substrate side which is an original plate. A sub-substrate used for an actual liquid crystal cell and a mother substrate subjected to alignment treatment are arranged to face each other, and a primary liquid crystal material is injected between the two substrates. When an alignment state corresponding to the alignment state of the mother substrate is transferred to the daughter substrate while an electric field or magnetic field is applied between the two substrates, the primary liquid crystals are aligned according to the mother substrate alignment treatment and the electric field or magnetic field, and the interface of the daughter substrate is obtained. Also, the liquid crystal molecules are aligned. The orientation state once transferred is preserved (memory effect) by the liquid crystal molecules adsorbed on the interface of the child substrate even when the mother substrate and the child substrate are separated. Therefore, if one mother substrate is prepared in advance, a large number of alignment-processed daughter substrates can be manufactured without rubbing by transferring the alignment state. The child substrate once manufactured may be used as the next mother substrate.

【0021】[0021]

【実施例】図1(A)から図5(H)までを順に参照し
て、本発明の実施例による液晶表示素子の製造方法につ
いて説明する。
EXAMPLE A method of manufacturing a liquid crystal display device according to an example of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 (A) to 5 (H) in order.

【0022】図1(A)は、原版となるべき母基板を製
作する工程を示す。ガラス基板1の上にITO(インジ
ウム錫酸化物)膜2を形成する。さらに、ITO膜2の
上に配向膜3を形成する。ITO膜2は、透明の導電膜
である。
FIG. 1A shows a process of manufacturing a mother substrate to be an original plate. An ITO (indium tin oxide) film 2 is formed on a glass substrate 1. Further, the alignment film 3 is formed on the ITO film 2. The ITO film 2 is a transparent conductive film.

【0023】ITO膜2や配向膜3の形成は公知の方法
で行える。例えば、ITO膜2は、スパッタリングや蒸
着法により形成できる。配向膜3は、ポリイミド、ポリ
アミド、ポリペプチドアルコール等の膜をスピンコート
や印刷法で形成できる。
The ITO film 2 and the alignment film 3 can be formed by a known method. For example, the ITO film 2 can be formed by sputtering or vapor deposition. The alignment film 3 can be formed of a film of polyimide, polyamide, polypeptide alcohol or the like by spin coating or printing.

【0024】まず、図1(A)で示すように、ラビング
ローラ4を矢印R1の方向(時計回り方向)に回転しな
がらITO膜2と配向膜3とが形成された基板1上を擦
り、ラビングローラ4と基板1を相対的に矢印T1の方
向に移動させ、配向膜3にラビング処理を行なう。
First, as shown in FIG. 1A, while rubbing roller 4 is rotated in the direction of arrow R1 (clockwise direction), rubbing is performed on substrate 1 on which ITO film 2 and alignment film 3 are formed, The rubbing roller 4 and the substrate 1 are relatively moved in the direction of arrow T1, and the alignment film 3 is rubbed.

【0025】ラビングローラ4はローラの表面に綿布の
ようなラビング布を張りつけたものである。ラビングロ
ーラ4を使用するラビング処理は公知の方法が利用でき
る。図1(A)のラビング工程では、図の右から左に向
かう方向を配向方向としてラビングされる。これで原版
となる母基板ができる。
The rubbing roller 4 is formed by sticking a rubbing cloth such as cotton cloth on the surface of the roller. A known method can be used for the rubbing process using the rubbing roller 4. In the rubbing process of FIG. 1A, rubbing is performed with the direction from right to left in the drawing as the alignment direction. Thus, a mother substrate serving as an original is completed.

【0026】なお、母基板は、ガラス基板1上にITO
膜2と配向膜3を直接形成するので、一旦基板上に電極
や能動素子等を形成し、その上に配向膜を形成する場合
と較べて製造工程はより簡単である。また、平坦な表面
が得られるので、一様なラビングを実現しやすい。
The mother substrate is ITO on the glass substrate 1.
Since the film 2 and the alignment film 3 are directly formed, the manufacturing process is simpler than the case where the electrodes, active elements, etc. are once formed on the substrate and then the alignment film is formed thereon. Further, since a flat surface is obtained, uniform rubbing can be easily realized.

【0027】こうして作製した母基板は、子基板にパタ
ーンを転写するために用いられ、実際のLCDに組み合
わされるわけではない。したがって、母基板は原理的に
は何回でも使用することができる。そのため、液晶セル
作製コスト中の母基板作製コストを低減することができ
る。
The mother substrate thus manufactured is used for transferring a pattern to the daughter substrate and is not combined with an actual LCD. Therefore, the mother substrate can be used any number of times in principle. Therefore, the production cost of the mother substrate in the production cost of the liquid crystal cell can be reduced.

【0028】次に、図1(B)を参照して母基板1から
子基板5に配向状態を転写する工程を説明する。図1
(B)で示すように、図1(A)の工程で作成した母基
板1と転写したい子基板5とを対向配置させる。子基板
5の上にはITO膜6が形成される。さらに、ITO膜
6の上には配向処理のしてない配向膜7が形成されてい
る。配向膜7は、たとえばポリイミド膜、ポリアミド
膜、ポリビニールアルコール膜やSiO2 膜等で形成さ
れる。特に、側鎖付きのポリイミド膜で形成することが
好ましい。
Next, the process of transferring the alignment state from the mother substrate 1 to the daughter substrate 5 will be described with reference to FIG. FIG.
As shown in FIG. 1B, the mother substrate 1 created in the step of FIG. 1A and the child substrate 5 to be transferred are arranged to face each other. The ITO film 6 is formed on the child substrate 5. Further, an alignment film 7 which is not subjected to the alignment treatment is formed on the ITO film 6. The alignment film 7 is formed of, for example, a polyimide film, a polyamide film, a polyvinyl alcohol film or a SiO 2 film. In particular, it is preferable to form a polyimide film with a side chain.

【0029】なお、配向膜3,7を形成せず、基板1,
5上にそれぞれITO膜2,6のみを形成してもよい。
その場合は、ITO膜2,6が配向膜としての機能を果
たす。
In addition, the alignment films 3 and 7 are not formed, and the substrates 1 and
You may form only the ITO films 2 and 6 on 5 respectively.
In that case, the ITO films 2 and 6 function as an alignment film.

【0030】図1(B)では簡略化してITO膜6を示
してあるが、実際上、ITO膜6は子基板5上に形成さ
れる薄膜トランジスタに接続される画素電極であり、画
素毎に分離して設けられている。なお、子基板5上に複
数のセグメント電極やコモン電極を形成したり、子基板
5上の全面にITO膜6を形成してもよい。
Although the ITO film 6 is shown in a simplified manner in FIG. 1B, the ITO film 6 is actually a pixel electrode connected to a thin film transistor formed on the child substrate 5, and is separated for each pixel. Is provided. Note that a plurality of segment electrodes or common electrodes may be formed on the child substrate 5, or the ITO film 6 may be formed on the entire surface of the child substrate 5.

【0031】図2は、画素電極を有する子基板5の構成
例を示す。ガラス基板5a上に配線または電極6a、画
素電極6b、薄膜トランジスタQが形成されている。電
極6aと画素電極6bは、図1(B)のITO膜6に相
当する。配線6aはトランジスタQを介して画素電極6
bに接続される。たとえば、配線6aと画素電極6bは
ITOで形成し、薄膜トランジスタの電極部はドープド
ポリシリコン、チャンネル部はポリシリコン、ゲート絶
縁膜はシリコン酸化膜で形成する。
FIG. 2 shows a structural example of the child substrate 5 having a pixel electrode. Wirings or electrodes 6a, pixel electrodes 6b, and thin film transistors Q are formed on the glass substrate 5a. The electrode 6a and the pixel electrode 6b correspond to the ITO film 6 in FIG. The wiring 6a is connected to the pixel electrode 6 via the transistor Q.
connected to b. For example, the wiring 6a and the pixel electrode 6b are made of ITO, the electrode portion of the thin film transistor is made of doped polysilicon, the channel portion is made of polysilicon, and the gate insulating film is made of a silicon oxide film.

【0032】図1(B)において、交流電源9は、母基
板1上のITO膜2と子基板5上のITO膜6との間に
接続される。子基板5については、全画素に対応する薄
膜トランジスタをオンにし、子基板5上の全画素電極6
と母基板1上のITO膜2との間に電界を生じさせる。
In FIG. 1B, the AC power source 9 is connected between the ITO film 2 on the mother substrate 1 and the ITO film 6 on the daughter substrate 5. For the child substrate 5, the thin film transistors corresponding to all the pixels are turned on, and all the pixel electrodes 6 on the child substrate 5 are turned on.
An electric field is generated between the ITO film 2 and the ITO film 2 on the mother substrate 1.

【0033】母基板1と子基板5の間には、2V、20
0Hzの方形波交流電圧が印加される。ここで、液晶セ
ルのしきい値は1.7Vである。基板間に印加する電圧
は、液晶セルのしきい値からしきい値の2倍までの範囲
内が好ましい。
Between the mother board 1 and the daughter board 5, 2V, 20
A square wave AC voltage of 0 Hz is applied. Here, the threshold value of the liquid crystal cell is 1.7V. The voltage applied between the substrates is preferably in the range from the threshold of the liquid crystal cell to twice the threshold.

【0034】母基板1と子基板5間はシール材等で固定
封止する必要はない。この場合、両基板間のギャップ間
隔は特に制限はないが、きれいな転写を行うためには出
来るだけ狭く、かつ均一な間隔が望ましい。
It is not necessary to fix and seal the space between the mother substrate 1 and the daughter substrate 5 with a sealing material or the like. In this case, the gap interval between the two substrates is not particularly limited, but is desirably as narrow and uniform as possible in order to perform a clean transfer.

【0035】そして、カイラル剤を含まないフッ素型混
合ネマティック液晶材料(N−I点98℃)8を加熱し
てアイソトロピック状態とし、対向配置した母基板1と
子基板5間に注入する。基板間への液晶注入は、真空注
入、毛細管注入等の方法によって行なえる。また、一方
の基板上に液晶をたらし、その上に他方の基板を重ねて
もよい。
Then, the fluorine-type mixed nematic liquid crystal material (NI point 98 ° C.) 8 containing no chiral agent is heated to be in an isotropic state, and is injected between the mother substrate 1 and the daughter substrate 5 which are arranged facing each other. The liquid crystal can be injected between the substrates by a method such as vacuum injection or capillary injection. Alternatively, liquid crystal may be provided on one substrate, and the other substrate may be overlaid thereon.

【0036】液晶材料8の注入後、液晶材料8を相転移
温度以下(たとえば室温)まで徐々に冷却し、ネマティ
ック相に相転移させる。液晶材料8は、母基板1上の配
向状態を子基板5に向かって次第に伝達する。図3
(C)で示すように、全ての液晶分子8は母基板1の配
向処理方向に対応し、さらに交流電源9による電界方向
にやや立ち上がった方向に配向する。つまり、母基板1
と子基板5の間に電界をかけることにより液晶分子8の
チルト角を大きくすることができる。
After the liquid crystal material 8 is injected, the liquid crystal material 8 is gradually cooled to a temperature below the phase transition temperature (for example, room temperature) to cause a phase transition to a nematic phase. The liquid crystal material 8 gradually transmits the alignment state on the mother substrate 1 toward the daughter substrate 5. FIG.
As shown in (C), all the liquid crystal molecules 8 correspond to the alignment treatment direction of the mother substrate 1 and are aligned in a direction slightly raised in the electric field direction by the AC power supply 9. That is, the mother board 1
The tilt angle of the liquid crystal molecules 8 can be increased by applying an electric field between the substrate 5 and the child substrate 5.

【0037】液晶材料8が母基板1から子基板5に配向
状態を伝達することにより、母基板1の配向状態が子基
板5に転写されることになる。なお、母基板1を子基板
5より低温になるように保って徐冷してもよい。その場
合、母基板1は子基板5よりも低温であるので、液晶材
料8は、まず母基板1との界面においてアイソトロピッ
ク相からネマティック相へ相転移する。その後、順次、
子基板5との界面に向かって相転移が進む。母基板1か
ら子基板5へ向けて、順次、液晶材料8を相転移させる
ことにより、母基板1の配向状態を良好に子基板5へ転
写することができる。
The liquid crystal material 8 transfers the alignment state from the mother substrate 1 to the daughter substrate 5, whereby the alignment state of the mother substrate 1 is transferred to the daughter substrate 5. The mother substrate 1 may be gradually cooled while being kept at a lower temperature than the child substrate 5. In that case, since the mother substrate 1 is at a lower temperature than the daughter substrate 5, the liquid crystal material 8 first undergoes a phase transition from the isotropic phase to the nematic phase at the interface with the mother substrate 1. After that,
The phase transition progresses toward the interface with the child substrate 5. By sequentially changing the phase of the liquid crystal material 8 from the mother substrate 1 to the daughter substrate 5, the alignment state of the mother substrate 1 can be satisfactorily transferred to the daughter substrate 5.

【0038】上記の場合には、カイラル剤を含まない液
晶材料8を使用したために、液晶分子8は厚さ方向でね
じれずに、母基板1の配向状態と実質的に同じ状態が子
基板5側に転写されることになる。ただし、チルト角は
逆向きになる。子基板5上に所望のチルト角を形成する
には、母基板1のチルト角の向きを逆にする必要があ
る。
In the above case, since the liquid crystal material 8 containing no chiral agent was used, the liquid crystal molecules 8 were not twisted in the thickness direction, and the state substantially the same as the orientation of the mother substrate 1 was obtained. Will be transferred to the side. However, the tilt angle is opposite. In order to form a desired tilt angle on the daughter substrate 5, the tilt angle of the mother substrate 1 needs to be reversed.

【0039】なお、ツイストネマティック液晶表示素子
を作成する場合等には、カイラル剤を適量ネマチック液
晶材料に添加してアイソトロピック相で注入してもよ
い。子基板上に残る液晶をその後に用いる液晶と同種類
とすることができる。この場合、カイラル剤添加量、ギ
ャップ間隔および電界に応じたねじれ角が液晶分子に生
じるので母基板1の配向状態にそのねじれ角を加味した
配向状態が子基板5側に転写されることになる。
When a twisted nematic liquid crystal display device is produced, a chiral agent may be added to the nematic liquid crystal material in an appropriate amount and injected in the isotropic phase. The liquid crystal remaining on the child substrate can be of the same type as the liquid crystal used thereafter. In this case, a twist angle depending on the added amount of the chiral agent, the gap distance, and the electric field is generated in the liquid crystal molecules, so that the alignment state in which the twist angle is added to the alignment state of the mother substrate 1 is transferred to the child substrate 5 side. .

【0040】カイラル剤を含む液晶を用いる場合、転写
時のセル厚が均一でないと子基板上の液晶配向方向が場
所により異なってしまう。従って、カイラル剤を含む液
晶を用いる場合にはギャップ間隔を厳密に制御管理する
ことが好ましい。
When a liquid crystal containing a chiral agent is used, if the cell thickness at the time of transfer is not uniform, the orientation direction of the liquid crystal on the daughter substrate will vary depending on the location. Therefore, when using a liquid crystal containing a chiral agent, it is preferable to strictly control and manage the gap interval.

【0041】液晶材料8を十分に冷却した後、図3
(D)に示すように、基板間に接続された交流電源9を
外し、電界をオフにする。電界がオフになると、液晶分
子8のチルト角はやや小さくなる。ただし、このプレチ
ルト角は、転写前の元来の母基板1のプレチルト角より
も大きい。子基板5上の液晶分子8は、適度なプレチル
ト角を有する均一配向状態で配向する。
After the liquid crystal material 8 is sufficiently cooled, FIG.
As shown in (D), the AC power supply 9 connected between the substrates is removed to turn off the electric field. When the electric field is turned off, the tilt angle of the liquid crystal molecules 8 becomes slightly smaller. However, this pretilt angle is larger than the original pretilt angle of the mother substrate 1 before transfer. The liquid crystal molecules 8 on the child substrate 5 are aligned in a uniform alignment state having an appropriate pretilt angle.

【0042】子基板5上のプレチルト角は、交流電源9
による電界条件および母基板1のプレチルト角により制
御することができる。例えば、基板間に高電圧を印加す
るほど、プレチルト角は大きくなる。ただし、あまりに
高い電圧(8V以上)を印加すると、子基板5上の配向
が乱れてしまうので好ましくない。
The pretilt angle on the child board 5 is determined by the AC power source 9
Can be controlled by the electric field condition and the pretilt angle of the mother substrate 1. For example, the higher the voltage applied between the substrates, the larger the pretilt angle. However, if a too high voltage (8 V or more) is applied, the orientation on the child substrate 5 is disturbed, which is not preferable.

【0043】また、子基板5上の配向膜7の種類によ
り、子基板5のプレチルト角を制御することができる。
配向膜7に側鎖付きのポリイミド膜を用いると、大きな
プレチルト角を得ることができる。
The pretilt angle of the child substrate 5 can be controlled depending on the type of the alignment film 7 on the child substrate 5.
If a polyimide film with a side chain is used as the alignment film 7, a large pretilt angle can be obtained.

【0044】界面の液晶分子は、一旦基板表面に吸着さ
れると容易には動かなくなる性質を有する。これを一般
にメモリ効果という。従って、こうして製作された子基
板5と液晶層との界面付近の液晶は基板上の配向膜7に
吸着され、その初期配向状態は保存(メモリ効果)され
る。
The liquid crystal molecules at the interface have a property that they are not easily moved once they are adsorbed on the substrate surface. This is generally called a memory effect. Therefore, the liquid crystal near the interface between the sub-substrate 5 and the liquid crystal layer thus manufactured is adsorbed by the alignment film 7 on the substrate, and the initial alignment state is preserved (memory effect).

【0045】次に、母基板1と子基板5の分離を行う。
この分離を液晶8がネマチック状態もしくは低温状態で
行なうと転写した基板上の液晶配向状態が乱れることが
ある。そこで、図4(E)に示すように、一旦液晶を高
温状態、特にN−I点以上に加熱して界面以外の液晶
8’を等方相にしてから、分離を行なうと、転写基板上
の液晶8の配向状態はほとんど乱れることなく分離する
ことができる。
Next, the mother substrate 1 and the daughter substrate 5 are separated.
If this separation is performed in a nematic state or a low temperature state of the liquid crystal 8, the liquid crystal alignment state on the transferred substrate may be disturbed. Therefore, as shown in FIG. 4 (E), once the liquid crystal is heated to a high temperature state, especially above the NI point to make the liquid crystal 8'other than the interface into an isotropic phase, and then the separation is carried out, the liquid crystal 8'is separated on the transfer substrate. The alignment state of the liquid crystal 8 can be separated with almost no disturbance.

【0046】この原因は転写基板上の液晶配向のアンカ
リングエネルギ、特に方位角方向のアンカリングが弱い
ためと考えられ、分離時に基板を動かすときのバルクの
液晶の動きに影響され、転写基板上の配向が乱れるもの
と考えられる。高温になるに従い、液晶の粘度や弾性定
数は低下し、特にN−I点以上では液晶の弾性定数は急
激に小さくなる。このため、分離時にバルクの液晶が動
いても転写基板上の液晶配向には影響を及ぼさなくなる
ものと考えられる。
It is considered that this is because the anchoring energy of the liquid crystal orientation on the transfer substrate, especially the anchoring in the azimuth direction is weak, and is influenced by the movement of the bulk liquid crystal when the substrate is moved during separation, and It is considered that the orientation of is disturbed. As the temperature increases, the viscosity and elastic constant of the liquid crystal decrease, and particularly, the elastic constant of the liquid crystal sharply decreases above the NI point. Therefore, it is considered that even if the bulk liquid crystal moves during separation, it does not affect the liquid crystal alignment on the transfer substrate.

【0047】また、図に示したように基板界面付近の液
晶分子8は、バルクの液晶がアイソトロピック状態にな
る温度に達しても基板に吸着した状態のまま(ネマチッ
ク状態)であると考えられる。しかし、それよりさらに
加熱すると、やがて界面の液晶分子も熱振動により動き
始め、転写した配向状態が乱れてしまうことがある。そ
のため、分離時の液晶はN−I点以上ある範囲内の温度
範囲とすることが好ましい。
Further, as shown in the figure, the liquid crystal molecules 8 near the interface of the substrate are considered to remain adsorbed on the substrate (nematic state) even when the temperature of the bulk liquid crystal reaches the isotropic state. . However, when heating is further performed, the liquid crystal molecules at the interface may start to move due to thermal vibration, and the transferred alignment state may be disturbed. For this reason, it is preferable that the temperature of the liquid crystal at the time of separation be within a certain range of the NI point or higher.

【0048】次に、図4(F)に示すように、母基板1
と子基板5とを分離して余分な液晶材料8’を取り除く
と、子基板5上には液晶層8が残る。子基板5上に残っ
た液晶分子8は配向膜7に吸着されたまま図3(D)で
配向した状態を保つ。以上により、子基板5の作製は終
了する。
Next, as shown in FIG. 4F, the mother substrate 1
The liquid crystal layer 8 is left on the sub-substrate 5 by separating the sub-substrate 5 and the extra liquid crystal material 8 ′. The liquid crystal molecules 8 remaining on the child substrate 5 are kept adsorbed by the alignment film 7 and remain aligned as shown in FIG. With the above, the production of the child substrate 5 is completed.

【0049】なお、母基板1と子基板5の分離を行う
際、液晶8を加熱してアイソトロピック状態にしなくて
も、ネマチック状態のままで分離を行ってもよい。その
場合は、基板上の配向状態が乱れないように注意して、
分離する必要がある。
When the mother substrate 1 and the daughter substrate 5 are separated, the nematic state may be maintained without heating the liquid crystal 8 to bring it into the isotropic state. In that case, be careful not to disturb the alignment state on the substrate,
Need to be separated.

【0050】こうして得られた子基板5を2枚、図5
(G)で示すように所定間隔で対向配置してセルを製作
する。配向膜7はラビングされていないが、吸着した液
晶分子8が配向構造を形成している。
Two sub-boards 5 thus obtained are shown in FIG.
As shown in (G), cells are manufactured by facing each other at a predetermined interval. The alignment film 7 is not rubbed, but the adsorbed liquid crystal molecules 8 form an alignment structure.

【0051】次に、図5(H)に示すように、それら2
枚の子基板5間に液晶材料(2次液晶)8”を注入する
と、残った液晶分子8は配向構造として働き、LCDが
完成する。
Next, as shown in FIG.
When a liquid crystal material (secondary liquid crystal) 8 ″ is injected between the child substrates 5, the remaining liquid crystal molecules 8 act as an alignment structure, and the LCD is completed.

【0052】基板間に液晶8”を注入する際、液晶8”
はネマチック状態でもアイソトロピック状態でもよい。
好ましくは、アイソトロピック状態で液晶8”を注入す
る。その後、液晶セルを徐冷すると、液晶層8”がネマ
チック相となって配向構造8に従って配向する。以上
で、所定の液晶配向状態を有するLCDが完成する。
When the liquid crystal 8 ″ is injected between the substrates, the liquid crystal 8 ″
May be in a nematic state or an isotropic state.
Preferably, the liquid crystal 8 ″ is injected in the isotropic state. Then, when the liquid crystal cell is gradually cooled, the liquid crystal layer 8 ″ becomes a nematic phase and is aligned according to the alignment structure 8. With the above, an LCD having a predetermined liquid crystal alignment state is completed.

【0053】なお、液晶8”はネマチック相で注入して
もかまわないが転写された配向はアンカリングエネルギ
が充分強くないため欠陥が生じることがある。この点か
らは、上述のようにアイソトロピック相で注入すること
が好ましい。
The liquid crystal 8 ″ may be injected in the nematic phase, but the transferred orientation may have defects because the anchoring energy is not sufficiently strong. From this point, as described above, isotropic It is preferred to inject in phase.

【0054】この例では、カイラル剤を添加していない
ネマチック液晶を注入し、均一な配向のアンチパラレル
セルを作製することができた。ねじれネマチックセル
(TNまたはSTN−LCD)を作製するときは対向基
板の配向方向を所定の向きに合わせ、適量のカイラル剤
を添加すればよい。また、1次液晶と2次液晶とは同一
のものでも別のものでもかまわないが、液晶層の性質を
精密に制御するためには同一であることが好ましい。
In this example, a nematic liquid crystal containing no chiral agent was injected to produce an antiparallel cell with uniform alignment. When manufacturing a twisted nematic cell (TN or STN-LCD), the orientation direction of the opposing substrate may be adjusted to a predetermined direction, and an appropriate amount of a chiral agent may be added. The primary liquid crystal and the secondary liquid crystal may be the same or different, but are preferably the same in order to precisely control the properties of the liquid crystal layer.

【0055】液晶8”の注入方法は、真空注入法、また
は毛細管現象を利用した注入法等を用いることができ
る。液晶セルを構成する一対の基板の内、一方の基板の
みを母(子)基板の配向状態を転写した子(孫)基板で
構成してもよい。その場合には、図5(G)の他方の基
板は配向膜に配向処理を行ってない基板としても、配向
膜を持たない基板としてもよい。あるいは、図5(G)
の一方の基板のみを母基板の配向状態を転写した子基板
で構成し、他方の基板を通常のラビング処理を行った基
板で構成してもよい。その場合には、子基板にTFTな
どの能動素子や幅狭の電極を形成し、ラビングを行なう
基板はこれら静電気に弱い構造を有さない基板とするこ
とが好ましい。
As a method of injecting the liquid crystal 8 ″, a vacuum injecting method, an injecting method utilizing a capillary phenomenon, or the like can be used. Of a pair of substrates constituting a liquid crystal cell, only one substrate is a mother (child). The substrate may be formed of a child substrate (grandchild) to which the orientation state of the substrate is transferred, in which case the other substrate in FIG. Alternatively, the substrate may not be provided, or FIG.
It is also possible to configure only one of the substrates as a child substrate on which the orientation of the mother substrate is transferred and the other substrate as a substrate that has been subjected to a normal rubbing treatment. In such a case, it is preferable that an active element such as a TFT or a narrow electrode is formed on the daughter substrate, and the substrate for rubbing does not have a structure that is susceptible to static electricity.

【0056】以上の工程を行うことにより、図5(H)
に示すように、均一な配向の液晶セルを作製することが
できた。完成したLCDのプレチルト角を、リタデーシ
ョン法により測定したところ、プレチルト角は6.5〜
8°となり、非常に大きな値が得られた。
By performing the above steps, FIG.
As shown in (1), a liquid crystal cell with uniform alignment could be produced. When the pretilt angle of the completed LCD was measured by the retardation method, the pretilt angle was 6.5.
It was 8 °, and a very large value was obtained.

【0057】ちなみに、基板間に電圧を印加せずに転写
した場合、および異なる種類のポリイミド(側鎖のない
ポリイミド等)を配向膜として使用した場合には、プレ
チルト角は1°以下にしかならなかった。
By the way, when the transfer is performed without applying a voltage between the substrates and when a different kind of polyimide (such as polyimide without side chains) is used as the alignment film, the pretilt angle is 1 ° or less. There wasn't.

【0058】また、液晶セルをオンにしたときおよびオ
フにしたときのそれぞれについて、偏光顕微鏡で液晶セ
ル表面を写真撮影してみた。本実施例(2V印加)と比
較例(0V印加)の両方について撮影を行い、比較を行
った。
Further, the surface of the liquid crystal cell was photographed with a polarization microscope when the liquid crystal cell was turned on and when it was turned off. Both the present example (2 V applied) and the comparative example (0 V applied) were photographed and compared.

【0059】液晶セルのオン時おいて、比較例によるも
のはプレチルト角が小さいため、駆動電圧(5V)印加
直後(約数秒間)に多数のリバースチルトディスクリネ
ーションラインが発生した。本実施例によるものはプレ
チルト角が大きく6°以上であるので、リバースチルト
ディスクリネーションラインによる欠陥は発生しなかっ
た。
When the liquid crystal cell was turned on, the comparative example had a small pretilt angle, so that a large number of reverse tilt disclination lines were generated immediately after the drive voltage (5 V) was applied (about several seconds). Since the pretilt angle of the present example is large and 6 ° or more, no defect due to the reverse tilt disclination line occurred.

【0060】液晶セルのオフ時において、本実施例およ
び比較例は、ラビングや光配向等のように直接配向膜に
配向処理を行う一般的なLCDに比べ、顕微鏡写真にお
いてはわずかにバラツキのある配向状態になっているも
のの、肉眼上では均一の配向状態として見えるので、実
用上は差がない。
When the liquid crystal cell is off, the present example and the comparative example have slight variations in micrographs as compared with a general LCD in which an alignment film is directly subjected to alignment treatment such as rubbing or photo-alignment. Although it is in the aligned state, it looks as a uniform aligned state to the naked eye, so there is no practical difference.

【0061】なお、転写工程において、基板間に2V、
200Hzの方形波の交流電圧を印加して、プレチルト
角を大きくする場合について説明したが、他の電圧値、
周波数、波形でもよい。交流でなく直流でもよい。
In the transfer process, 2V is applied between the substrates,
The case where a square wave AC voltage of 200 Hz is applied to increase the pretilt angle has been described, but other voltage values,
It may be a frequency or a waveform. DC may be used instead of AC.

【0062】また、基板間に電界をかける代わりに磁界
をかけてもよい。図6は、図1(B)の電界を用いて1
次液晶注入を行う代わりに、磁界を用いる工程を示す。
A magnetic field may be applied instead of an electric field between the substrates. FIG. 6 shows a case where the electric field of FIG.
The step of using a magnetic field instead of performing the next liquid crystal injection will be described.

【0063】母基板1と子基板5の間に、磁界Hをかけ
る。磁界は、例えばコイルに電流を流すことにより発生
させることができる。磁界をかけた状態で、1次液晶8
を基板間に注入し、その後、前述と同様に、冷却し、磁
界を0にすれば、プレチルト角の大きな液晶分子が子基
板5に転写される。
A magnetic field H is applied between the mother substrate 1 and the daughter substrate 5. The magnetic field can be generated, for example, by passing a current through the coil. Primary liquid crystal 8 under magnetic field
Are injected between the substrates, and then cooled and the magnetic field is set to 0 in the same manner as described above, liquid crystal molecules having a large pretilt angle are transferred to the child substrate 5.

【0064】磁界の強さは、液晶セルのしきい値からし
きい値の2倍までの範囲内が好ましい。磁界について
も、電界と同様に、種々のパラメータを用いることがで
きる。磁界を用いた場合には、さらに、磁界を印加する
角度を任意に制御することができるので、磁界を印加す
る角度によりプレチルト角を調整することができる。
The strength of the magnetic field is preferably within the range from the threshold value of the liquid crystal cell to twice the threshold value. Similar to the electric field, various parameters can be used for the magnetic field. When a magnetic field is used, the angle at which the magnetic field is applied can be further controlled arbitrarily, so the pretilt angle can be adjusted by the angle at which the magnetic field is applied.

【0065】以上は、均一配向の液晶分子を転写する場
合について述べたが、分割配向の液晶分子を転写するこ
ともできる。図7は、分割配向の母基板の作製方法を示
す。代表例として、図7(C)に示すような2分割配向
の場合を例にとって説明する。液晶表示装置LCDは行
列状に配置された多数の画素PXを含む。各画素PX
は、たとえば正方形等の矩形であり、配向方向が逆の2
つのサブ画素領域PXa、PXbからなる。
Although the case of transferring liquid crystal molecules of uniform alignment has been described above, it is also possible to transfer liquid crystal molecules of divided alignment. FIG. 7 shows a method for manufacturing a split orientation mother substrate. As a typical example, a case of a two-division orientation as shown in FIG. 7C will be described. The liquid crystal display device LCD includes a number of pixels PX arranged in a matrix. Each pixel PX
Is, for example, a rectangle such as a square.
It consists of one sub-pixel area PXa, PXb.

【0066】図7(A)と図7(B)は、原版となるべ
き母基板を製作する工程を示す。まず、前述と同様に、
ガラス基板1の上にITO膜2および配向膜3を形成す
る。さらに、配向膜3の上に一方のサブ画素領域PXa
を覆い、他方のサブ画素領域PXbを露出するフォトレ
ジストパターンMK1を形成する。
7 (A) and 7 (B) show a process of manufacturing a mother substrate to be an original plate. First, as before,
The ITO film 2 and the alignment film 3 are formed on the glass substrate 1. Further, one sub-pixel region PXa is formed on the alignment film 3.
And a photoresist pattern MK1 that covers the other sub-pixel region PXb is exposed.

【0067】フォトレジストパターンMK1は、一般的
なフォトレジスト、たとえば東京応化製OFPR800
をスピンコートやロールコートで基板上に塗布し、露
光、現像により不要領域を除去して形成できる。
The photoresist pattern MK1 is a general photoresist such as OFPR800 manufactured by Tokyo Ohka.
Can be formed by spin coating or roll coating on a substrate and removing unnecessary areas by exposure and development.

【0068】まず、図7(A)で示すように、ラビング
ローラ4を矢印R1の方向(時計回り方向)に回転しな
がらフォトレジスト膜MK1が形成された基板1上を擦
り、ラビングローラ4と基板1を相対的に矢印T1の方
向に移動させ、配向膜3にラビング処理を行なう。この
ラビング工程により、フォトレジスト膜MK1で覆われ
ず、配向膜3の露出した領域のみが図の右から左に向か
う方向を配向方向としてラビングされる。
First, as shown in FIG. 7A, the rubbing roller 4 is rubbed against the rubbing roller 4 while rotating the rubbing roller 4 in the direction of arrow R1 (clockwise direction). The substrate 1 is relatively moved in the direction of the arrow T1, and the alignment film 3 is rubbed. By this rubbing process, only the exposed region of the alignment film 3 which is not covered with the photoresist film MK1 is rubbed with the direction from right to left in the drawing as the alignment direction.

【0069】次に、図7(A)のフォトレジスト膜MK
1を除去して、新たなフォトレジスト膜を塗布する。図
7(B)に示すようにすでにラビングを行ったサブ画素
領域PXbを覆い、他のサブ画素領域PXaを露出する
ようにフォトレジスト膜をパターニングしてフォトレジ
ストパターンMK2を形成する。
Next, the photoresist film MK of FIG.
1 is removed and a new photoresist film is applied. As shown in FIG. 7B, the photoresist film is patterned so as to cover the already rubbed sub-pixel region PXb and expose the other sub-pixel regions PXa to form a photoresist pattern MK2.

【0070】今度はラビングローラ4を矢印R2で示す
逆方向(反時計回り方向)に回転しながら基板1上を擦
り、基板1とラビングローラ4とを矢印T2で示す方向
に相対的に移動させ、配向膜3を擦って行く。図7
(B)のラビング工程では、フォトレジストパターンM
K2に覆われず、配向膜3の露出した領域のみが図の左
から右に向かう方向を配向方向としてラビングされる。
This time, the rubbing roller 4 is rubbed on the substrate 1 while rotating in the opposite direction (counterclockwise direction) indicated by the arrow R2, and the substrate 1 and the rubbing roller 4 are relatively moved in the direction indicated by the arrow T2. Then, the alignment film 3 is rubbed. Figure 7
In the rubbing step (B), the photoresist pattern M
Only the exposed region of the alignment film 3 which is not covered with K2 is rubbed with the direction from left to right in the drawing as the alignment direction.

【0071】配向膜3上のフォトレジストパターンMK
2を除去すると、基板1上には図7(C)に示すような
配向方向が互いに逆向きの2分割サブ画素領域PXa,
PXbに対応する配向処理した配向膜3ができる。これ
で原版となる母基板が完成する。
Photoresist pattern MK on the alignment film 3
When 2 is removed, the two-divided sub-pixel regions PXa whose orientation directions are opposite to each other on the substrate 1 as shown in FIG.
An alignment film 3 having an alignment treatment corresponding to PXb is formed. This completes the mother board that is the original plate.

【0072】なお、配向方向が互いに異なる2つのサブ
画素領域が配向処理の不要な領域で仕切られて互いに離
れて配置されるパターンの場合には、配向処理の不要な
領域をフォトレジストパターンで覆い、サブ画素領域毎
にラビングローラ4の回転方向を制御するだけで配向方
向を変化することも可能である。この場合は、フォトレ
ジストパターンの形成は1回で済む。
In the case of a pattern in which two sub-pixel regions having different alignment directions are separated from each other by a region that does not require alignment treatment and are arranged apart from each other, the region that does not require alignment treatment is covered with a photoresist pattern. It is also possible to change the orientation direction only by controlling the rotation direction of the rubbing roller 4 for each sub-pixel area. In this case, the photoresist pattern need only be formed once.

【0073】また、ラビングローラ4によるラビング領
域の位置制御精度がかなり高ければ、フォトレジストパ
ターンは用いずに、ラビングローラ4の位置制御によっ
て、直接分割配向処理を行なうことも可能である。もち
ろん、ラビングローラ4以外の手段で配向膜3を擦って
ラビング処理をしてもかまわない。
Further, if the position control accuracy of the rubbing area by the rubbing roller 4 is quite high, it is also possible to directly perform the split orientation process by controlling the position of the rubbing roller 4 without using the photoresist pattern. Of course, rubbing treatment may be performed by rubbing the alignment film 3 by means other than the rubbing roller 4.

【0074】図7(D)に示すような4分割配向等、2
分割配向に限らず、それ以上の多分割配向を行なった
り、ラビング以外のそれほど量産性に優れない方法(斜
方蒸着膜、ラングミュア・ブロジェット(LB)膜、光
配向膜、延伸高分子膜等)を用いて母基板の配向構造を
作製しても、実際の生産性にはほとんど影響を与えない
ようにすることもできる。
A 4-divisional orientation such as shown in FIG.
Not only divisional orientation but also more multi-divisional orientation, and methods other than rubbing that are not very mass-producible (oblique vapor deposition film, Langmuir-Blodgett (LB) film, photo-alignment film, stretched polymer film, etc.) Even if the oriented structure of the mother substrate is produced by using (1), it is possible to have little effect on the actual productivity.

【0075】以上のように、母基板から子基板への転写
を行うことにより、直接ラビング処理を行っていない子
基板に適度なプレチルト角を有する配向状態を形成する
ことができる。この転写を行う際に、電界または磁界を
加えることにより、プレチルト角を制御することができ
る。具体的には、印加電圧、印加磁界の大きさ、および
磁界の印加角度によりプレチルト角が決まる。
As described above, by performing the transfer from the mother substrate to the daughter substrate, it is possible to form an alignment state having a proper pretilt angle on the daughter substrate which is not directly subjected to the rubbing treatment. When performing this transfer, the pretilt angle can be controlled by applying an electric field or a magnetic field. Specifically, the pretilt angle is determined by the applied voltage, the magnitude of the applied magnetic field, and the applied angle of the magnetic field.

【0076】子基板のプレチルト角は、その他、母基板
のプレチルト角および子基板上の配向膜の種類によって
も決まる。子基板の配向膜に、側鎖付きのポリイミドを
用いると、プレチルト角は大きくなる。
The pretilt angle of the daughter substrate is also determined by the pretilt angle of the mother substrate and the type of alignment film on the daughter substrate. If polyimide having a side chain is used for the alignment film of the child substrate, the pretilt angle becomes large.

【0077】また、転写される子基板等は、ラビング処
理を行う必要がないので、TFTやMIM等のアクティ
ブ素子に、ラビングによる静電ダメージを与えずに、L
CDを作製することができる。静電気による特性劣化や
絶縁破壊を防止し、LCDの表示品位の低下を防止する
ことができる。
Further, since it is not necessary to perform a rubbing process on the child substrate or the like to be transferred, the active element such as the TFT or the MIM is prevented from being damaged by rubbing, and L
A CD can be made. It is possible to prevent characteristic deterioration and dielectric breakdown due to static electricity, and prevent deterioration of the display quality of the LCD.

【0078】母基板を一旦作製すれば、半無限に配向用
原版として用いることができる。そのため、1回母基板
を作製してしまえば転写基板は同じ工程で無限に作製で
き、複雑な工程を必要とする分割配向の母基板を作製す
る場合であっても、均一配向の母基板の場合に比べ、コ
ストがほとんど変わらない。分割配向のLCDも安価に
作製することができる。
Once the mother substrate is produced, it can be used as an original plate for orientation in a semi-infinite manner. Therefore, if the mother substrate is manufactured once, the transfer substrate can be manufactured indefinitely in the same process, and even when the mother substrate of the divided orientation which requires complicated processes is manufactured, The cost is almost the same as the case. A split orientation LCD can also be manufactured at low cost.

【0079】多分割配向のLCDは、優れた視覚特性を
有し、高品位な表示を行うことができる。特に、4分割
以上の分割配向LCDは、いずれの方向から見ても、視
覚特性が同じである。
The LCD of multi-divided orientation has excellent visual characteristics and can perform high quality display. In particular, a split-orientation LCD with four or more splits has the same visual characteristics when viewed from any direction.

【0080】以上説明した実施例の構成、材料等はあく
までも例示であって、本発明はこれに限るものではな
く、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能であること
は当業者にとって自明であろう。
It is obvious to those skilled in the art that the configurations, materials and the like of the embodiments described above are merely examples, and the present invention is not limited to these, and various changes, improvements and combinations can be made. Let's do it.

【0081】[0081]

【発明の効果】本発明によれば、転写を行う両基板間に
電界または磁界を印加することにより、電界または磁界
に応じた配向状態が子基板に転写される。電界または磁
界の条件を制御すれば、所望の配向状態を子基板に転写
させることができる。
According to the present invention, by applying an electric field or a magnetic field between both substrates to be transferred, the alignment state according to the electric field or the magnetic field is transferred to the child substrate. By controlling the conditions of the electric field or the magnetic field, a desired orientation state can be transferred to the child substrate.

【0082】また、子基板にラビング処理のような配向
処理を行なうことは不要となるため、ラビング工程での
静電気による子基板のアクティブ素子破壊や特性劣化の
問題がなくなる。
Further, since it is not necessary to perform an orientation treatment such as a rubbing treatment on the child substrate, there is no problem of active element destruction or characteristic deterioration of the child substrate due to static electricity in the rubbing process.

【0083】さらに、母基板は一旦作成しておけば、半
永久的に原版として用いることができる。分割配向の場
合には、母基板だけフトリソグラフィなどの工程で配向
処理をしておけば、転写する子基板は転写以外の配向処
理が不要であるので子基板を大量に製作する場合には量
産効果が向上し、コストを低減することができる。
Further, once the mother substrate is prepared, it can be used semi-permanently as an original. In the case of split orientation, if only the mother substrate is subjected to alignment treatment by a process such as photolithography, the child substrate to be transferred does not require any alignment treatment other than transfer. The effect can be improved and the cost can be reduced.

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

【図1】図1(A)は本発明の実施例による母基板の配
向処理工程を説明する断面図である。図1(B)は本発
明の実施例による1次液晶注入工程を説明する断面図で
ある。
FIG. 1A is a sectional view illustrating a mother substrate alignment treatment process according to an embodiment of the present invention. FIG. 1B is a sectional view illustrating a primary liquid crystal injection process according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1(B)の工程で用いる子基板の断面図であ
る。
FIG. 2 is a cross-sectional view of a child substrate used in the step of FIG.

【図3】図3(C)は本発明の実施例による第1の配向
転写工程を説明する断面図である。図3(D)は本発明
の実施例による第2の配向転写工程を説明する断面図で
ある。
FIG. 3C is a sectional view illustrating a first alignment transfer process according to an embodiment of the present invention. FIG. 3D is a sectional view illustrating a second alignment transfer process according to the embodiment of the present invention.

【図4】図4(E)は本発明の実施例による第1の分離
工程を説明する断面図である。図4(F)は本発明の実
施例による第2の分離工程を説明する断面図である。
FIG. 4 (E) is a sectional view illustrating a first separation step according to the embodiment of the present invention. FIG. 4F is a sectional view for explaining the second separation step according to the embodiment of the present invention.

【図5】図5(G)は本発明の実施例による液晶セルの
組立工程を説明する断面図である。図5(H)は本発明
の実施例による液晶表示装置(LCD)の完成状態を説
明する断面図である。
FIG. 5G is a cross-sectional view illustrating a process of assembling a liquid crystal cell according to an embodiment of the present invention. FIG. 5H is a sectional view illustrating a completed state of the liquid crystal display device (LCD) according to the embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施例による他の1次液晶注入工程を
説明する断面図である。
FIG. 6 is a sectional view illustrating another primary liquid crystal injection process according to an embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施例による2分割配向の母基板を製
作する工程を説明するための断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a process of manufacturing a mother substrate having a two-divided orientation according to an embodiment of the present invention.

【図8】従来の技術によるラビング処理の工程を示す斜
視図である。
FIG. 8 is a perspective view showing a rubbing process according to a conventional technique.

【図9】従来の技術により作成された液晶表示素子の断
面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device manufactured by a conventional technique.

【図10】従来の技術により作成された2分割配向の液
晶表示素子の断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view of a two-divided alignment liquid crystal display device manufactured by a conventional technique.

【図11】従来の技術により作成された2分割配向の液
晶表示素子の断面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view of a two-divided liquid crystal display device manufactured by a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 母基板 2,6 ITO膜 3,7 配向膜 4 ラビングローラ 5 子基板 8 液晶材料 9 交流電源 MK フォトレジスト 1 Mother Substrate 2,6 ITO Film 3,7 Alignment Film 4 Rubbing Roller 5 Substrate 8 Liquid Crystal Material 9 AC Power Supply MK Photoresist

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安藤 潔 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 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kiyoshi Ando 1-3-1 Eda Nishi, Aoba-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Stanley Electric Co., Ltd.

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 配向処理を施した配向構造を表面に有す
る母基板を用意する工程と、 配向処理を施していない子基板を用意する工程と、 前記母基板と前記子基板を対向配置して基板間にアイソ
トロピック状態の1次液晶材料を挟み、基板間に電界を
印加した状態で、前記母基板の配向状態に対応した配向
状態を前記子基板に転写する転写工程とを有する液晶表
示素子の製造方法。
1. A step of preparing a mother substrate having an alignment structure subjected to an alignment treatment on its surface, a step of preparing a daughter substrate not subjected to the alignment treatment, and the mother substrate and the daughter substrate being arranged to face each other. A liquid crystal display device comprising: a primary liquid crystal material in an isotropic state sandwiched between substrates; and a transfer step of transferring an alignment state corresponding to the alignment state of the mother substrate to the child substrate in a state where an electric field is applied between the substrates. Manufacturing method.
【請求項2】 配向処理を施した配向構造を表面に有す
る母基板を用意する工程と、 配向処理を施していない子基板を用意する工程と、 前記母基板と前記子基板を対向配置して基板間にアイソ
トロピック状態の1次液晶材料を挟み、基板間に磁界を
印加した状態で、前記母基板の配向状態に対応した配向
状態を前記子基板に転写する転写工程とを有する液晶表
示素子の製造方法。
2. A step of preparing a mother substrate having an alignment structure subjected to an alignment treatment on its surface, a step of preparing a child substrate not subjected to the alignment treatment, and disposing the mother substrate and the daughter substrate so as to face each other. A liquid crystal display device comprising: a primary liquid crystal material in an isotropic state sandwiched between substrates; and a transfer step of transferring an alignment state corresponding to the alignment state of the mother substrate to the daughter substrate in a state where a magnetic field is applied between the substrates. Manufacturing method.
【請求項3】 さらに、前記母基板と前記子基板とを分
離する分離工程と、 一対の基板であって、少なくとも一方が前記配向状態が
転写された前記子基板である一対の基板を対向配置して
該一対の基板間に2次液晶材料を注入してセルを作製す
る工程とを有する請求項1または2記載の液晶表示素子
の製造方法。
3. A separation step of separating the mother substrate and the sub-substrate, and a pair of substrates, at least one of which is the sub-substrate to which the orientation state has been transferred, is arranged to face each other. And a step of injecting a secondary liquid crystal material between the pair of substrates to form a cell, the method of manufacturing a liquid crystal display element according to claim 1 or 2.
【請求項4】 前記転写工程で注入する前記1次液晶材
料と、前記セルを作製する工程で注入する2次液晶材料
とは同じ材料である請求項3記載の液晶表示素子の製造
方法。
4. The method of manufacturing a liquid crystal display element according to claim 3, wherein the primary liquid crystal material injected in the transfer step and the secondary liquid crystal material injected in the step of manufacturing the cell are the same material.
【請求項5】 前記セルを作製する工程において、前記
2次液晶材料はカイラル剤を含む請求項3記載の液晶表
示素子の製造方法。
5. The method of manufacturing a liquid crystal display element according to claim 3, wherein the secondary liquid crystal material contains a chiral agent in the step of manufacturing the cell.
【請求項6】 前記転写工程において、前記1次液晶材
料はカイラル剤を含む請求項5記載の液晶表示素子の製
造方法。
6. The method of manufacturing a liquid crystal display device according to claim 5, wherein, in the transferring step, the primary liquid crystal material contains a chiral agent.
【請求項7】 前記母基板の配向構造は、実質的に半永
久的に保存されるように配向処理が施されている請求項
1〜6のいずれかに記載の液晶表示素子の製造方法。
7. The method for manufacturing a liquid crystal display device according to claim 1, wherein the alignment structure of the mother substrate is subjected to an alignment treatment so as to be substantially semipermanently preserved.
【請求項8】 前記母基板の配向処理はラビング法によ
り行われる請求項1〜7のいずれかに記載の液晶表示素
子の製造方法。
8. The method of manufacturing a liquid crystal display element according to claim 1, wherein the alignment treatment of the mother substrate is performed by a rubbing method.
【請求項9】 前記母基板の配向構造は、複数の異なる
配向方向の領域を有する請求項1〜8のいずれかに記載
の液晶表示素子の製造方法。
9. The method for manufacturing a liquid crystal display device according to claim 1, wherein the alignment structure of the mother substrate has a plurality of regions having different alignment directions.
【請求項10】 前記子基板は、前記母基板に対向する
表面に側鎖付きのポリイミドの配向膜を形成したもので
ある請求項1〜9のいずれかに記載の液晶表示素子の製
造方法。
10. The method for manufacturing a liquid crystal display device according to claim 1, wherein the daughter substrate has a polyimide alignment film with a side chain formed on a surface thereof facing the mother substrate.
【請求項11】 前記母基板は、ガラス基板上に透明導
電膜および配向膜を形成したものである請求項1、3〜
10のいずれかに記載の液晶表示素子の製造方法。
11. The mother substrate is formed by forming a transparent conductive film and an alignment film on a glass substrate.
11. The method for manufacturing a liquid crystal display element according to any one of 10.
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