JPH0950034A - Liquid crystal display device and its production - Google Patents

Liquid crystal display device and its production

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Publication number
JPH0950034A
JPH0950034A JP20317195A JP20317195A JPH0950034A JP H0950034 A JPH0950034 A JP H0950034A JP 20317195 A JP20317195 A JP 20317195A JP 20317195 A JP20317195 A JP 20317195A JP H0950034 A JPH0950034 A JP H0950034A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
film
region
substrate
pretilt angle
Prior art date
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Pending
Application number
JP20317195A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasushi Kawada
靖 川田
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP20317195A priority Critical patent/JPH0950034A/en
Publication of JPH0950034A publication Critical patent/JPH0950034A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal display device which is wide in a visual field angle and is free from display defects and a process for production capable of efficiently producing this liquid crystal display device. SOLUTION: This device includes first and second substrates 11, 11 respectively having oriented films on the main surfaces on one side and a liquid crystal material held between the first and second substrates 11 and 11 arranged in such a manner that these oriented films face each other. The oriented film of the first substrate 11 is segmented to a first region and the second regions inducing the pretilt angle smaller than the pretilt angle of the liquid crystal molecules induced in this first region. Further, the oriented film described above is laminated films composed of a first org. high-polymer film 12 which is thermally stable and a second org. high-polymer film 14 which is formed on this org. high-polymer film and is thermally or optically stable. The first and second substrates 11, 11 are so arranged that the liquid crystal material described above has spray deformation distortions. At this time, the pretilt angles are lowered by partially subjecting the surfaces of the oriented films to a heat treatment, such as irradiation with lasers.

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】液晶表示装置は、薄く、低電
圧駆動が可能であるので、腕時計、電卓等の表示装置と
して広く使用されている。特に、TFT(薄膜トランジ
スタ)等のアクティブスイッチ素子を組み込んだTN型
液晶表示装置は、CRT並の表示特性を発揮し、STN
型液晶表示装置はハイデューティのマルチプレックス駆
動を可能とするので、ともにワードプロセッサー、パー
ソナルコンピュータのディスプレイやテレビ等にも用い
られるようになってきている。
BACKGROUND OF THE INVENTION Liquid crystal display devices are thin and can be driven at a low voltage, and are therefore widely used as display devices for wrist watches, calculators and the like. In particular, a TN type liquid crystal display device incorporating an active switching element such as a TFT (thin film transistor) exhibits a display characteristic comparable to that of a CRT,
Type liquid crystal display devices are capable of high-duplex multiplex driving, and are therefore being used for word processors, personal computer displays, televisions, and the like.

【0002】しかしながら、TN型液晶表示装置は視野
角が狭く、光利用効率が低いという欠点を持つ。TN型
液晶表示装置の視野角特性は、電圧印加時の液晶分子の
立ち上がり方向により決定される。すなわち、TN型液
晶表示装置を斜めから見る際、液晶分子が立ち上がった
場合、その長軸方向と単軸方向から見ると、電圧−透過
特性が異なって観測される。このため、TN型液晶表示
装置のコントラストは画面を見る方角に依存し、一般に
CRTと比較して視野角は狭い。例えば、TN型液晶表
示装置を斜め上から見ると画面全体が白っぽく見え、斜
め下から見ると画面全体が黒く潰れて見える。この様に
TN型液晶表示装置を斜めから見るとコントラストが低
下する。
However, the TN type liquid crystal display device has drawbacks that the viewing angle is narrow and the light utilization efficiency is low. The viewing angle characteristics of the TN type liquid crystal display device are determined by the rising direction of liquid crystal molecules when a voltage is applied. That is, when the TN type liquid crystal display device is viewed obliquely, when the liquid crystal molecules rise, the voltage-transmission characteristics are observed differently when viewed from the long axis direction and the uniaxial direction. Therefore, the contrast of the TN type liquid crystal display device depends on the viewing direction of the screen, and the viewing angle is generally narrower than that of the CRT. For example, when the TN type liquid crystal display device is viewed obliquely from above, the entire screen looks whitish, and when viewed obliquely from below, the entire screen appears to be blackened. Thus, when the TN type liquid crystal display device is viewed obliquely, the contrast decreases.

【0003】また、TN型液晶表示装置により中間調表
示を行う場合に、TN型液晶表示装置を斜め下から見る
と色反転(階調反転)が起こる。例えば、人間を表示さ
せ、これを斜め下から見ると肌の色が黒く見え、髪の色
が白く見えるという、白黒逆転の現象が起こる。
Further, when halftone display is performed by a TN type liquid crystal display device, color inversion (gradation inversion) occurs when the TN type liquid crystal display device is viewed obliquely from below. For example, when a person is displayed and viewed from diagonally below, the phenomenon of black and white reversal occurs, in which the skin color looks black and the hair color looks white.

【0004】これらの点から、液晶表示装置の視野角を
評価する際には、コントラストが5:1以上得られる角
度、或いは階調反転が起こらない角度での視野角の広さ
を数値化する。
From these points, when evaluating the viewing angle of a liquid crystal display device, the viewing angle width is quantified at an angle at which a contrast of 5: 1 or more is obtained or at an angle at which gradation inversion does not occur. .

【0005】視野角を広くとる方法として、液晶分子の
立ち上がり方向を画素内で変えることにより、面内方向
における視野角の違いを相互に補償させる試みが成され
ている。このような液晶分子の立ち上がり方向を画素内
で変える方法には種々の方法があるが、例えば、配向膜
全体に1回目のラビング配向処理を施し、次いでその配
向膜上にフォトレジストを塗布し、各画素の1/2の領
域のみにレジストが残るように露光・現像する。
As a method of widening the viewing angle, an attempt has been made to mutually compensate for the difference in the viewing angle in the in-plane direction by changing the rising direction of liquid crystal molecules within the pixel. There are various methods for changing the rising direction of such liquid crystal molecules within a pixel. For example, the first rubbing alignment treatment is applied to the entire alignment film, and then a photoresist is applied onto the alignment film. Exposure and development are performed so that the resist remains only in a half area of each pixel.

【0006】この時、各画素の1/2の領域の配向膜は
フォトレジストによりマスクされ、残りの1/2の領域
の配向膜は露出する。この露出された配向膜上に前記ラ
ビング配向処理方向と180゜異なる方向から2回目の
ラビング配向処理を施す。その後、各画素の1/2の領
域に形成されていたフォトレジストを剥離する。この結
果、1つの画素内にラビング方向が互いに180゜異な
る2つの領域が形成される。
At this time, the alignment film in the 1/2 area of each pixel is masked by the photoresist, and the alignment film in the remaining 1/2 area is exposed. A second rubbing alignment treatment is performed on the exposed alignment film from a direction different from the rubbing alignment treatment direction by 180 °. After that, the photoresist formed in the half area of each pixel is removed. As a result, two regions whose rubbing directions are different from each other by 180 ° are formed in one pixel.

【0007】この様にして1つの画素内にラビング方向
が違いに180゜異なる2つの領域が形成された2枚の
基板を対向配置しセルを組み立てる。液晶分子はラビン
グ方向によって電圧印加時の立ち上がり方向が決定され
るので、この2つの領域は1つの画素内で液晶分子の立
ち上がり方向が互いに180゜異なる。この2の領域の
視角特性(コントラスト、色反転)は相互に補償される
ので、液晶表示装置の視野角が広がる。
In this way, two substrates in which two regions having different rubbing directions different by 180 ° are formed in one pixel are arranged opposite to each other to assemble a cell. Since the rising direction of the liquid crystal molecules when a voltage is applied is determined by the rubbing direction, the rising directions of the liquid crystal molecules in these two regions are different from each other by 180 ° in one pixel. Since the viewing angle characteristics (contrast, color reversal) of these two areas are mutually compensated, the viewing angle of the liquid crystal display device is widened.

【0008】しかしながら、この方法はラビング工程数
が倍になり、レジスト塗布工程、プリベーク工程、露光
・現像工程、リンス工程、ラビング配向処理工程、洗浄
工程、レジスト剥離工程、リンス工程を新たに追加する
必要があるため、工程が煩雑になるという欠点がある。
また、ラビング配向処理した配向膜がその後の現像工
程、レジスト剥離工程において、それぞれ現像液、剥離
液等に晒されるため劣化するという問題、レジストによ
りマスクをした状態で2回目のラビング配向処理を施し
たときにレジストが剥がれてしまうという問題がある。
However, in this method, the number of rubbing steps is doubled, and a resist coating step, a pre-baking step, an exposure / developing step, a rinsing step, a rubbing alignment treatment step, a cleaning step, a resist stripping step, and a rinsing step are newly added. Since it is necessary, there is a drawback that the process becomes complicated.
In addition, there is a problem that the alignment film subjected to the rubbing alignment treatment is deteriorated by being exposed to a developing solution and a stripping solution in the subsequent developing process and resist stripping process, respectively. There is a problem that the resist is peeled off when this is done.

【0009】液晶分子の立ち上がり方向を画素内で変え
る別の方法として、配向膜の画素の1/2の領域に紫外
線を照射し、配向膜表面の極性を部分的に変えることに
より液晶分子の立ち上がり方向を画素内で変化させるこ
とも試みられている(特開平5−210099号公
報)。この方法では、紫外線が照射された部分は、配向
膜の材料であるポリイミドの分子鎖が切れて、そこに酸
素原子が付加されて酸化される。これにより、配向膜表
面の極性が高くなり、親水性になる。このため、この部
分は液晶材料との親和性が向上してプレチルト角が小さ
くなる。
As another method of changing the rising direction of the liquid crystal molecules in the pixel, by irradiating the area of the pixel of the alignment film with ultraviolet rays to partially change the polarity of the surface of the alignment film, the rising of the liquid crystal molecule is increased. It has also been attempted to change the direction within a pixel (Japanese Patent Laid-Open No. 5-21099). In this method, the molecular chain of polyimide, which is a material of the alignment film, is broken in the portion irradiated with ultraviolet rays, and oxygen atoms are added to the molecular chain to be oxidized. Thereby, the polarity of the surface of the alignment film becomes high and it becomes hydrophilic. Therefore, this portion has improved affinity with the liquid crystal material and the pretilt angle becomes smaller.

【0010】このような配向膜を有する一対の基板を、
紫外線を照射した領域(プレチルト角が小さい領域)と
照射しない領域(プレチルトが高い領域)とが対向する
ように配置し、その間に液晶材料を注入してなる液晶表
示装置が開示されている(特開平6−281937号公
報)。この液晶表示装置では、電圧を印加したときに、
液晶分子はプレチルト角が大きい領域(紫外線を照射し
ない領域)の影響を強く受けて、プレチルト角が小さい
領域(紫外線を照射した領域)のプレチルトの方向と1
80゜反対の方向に立ち上がる。すなわち液晶分子は、
プレチルト角が大きい領域のプレチルト方向に揃う。そ
の結果、1つの画素内で液晶分子の立ち上がり方向が互
いに180゜異なる2つの領域ができ、この2つの領域
の視角特性は互いに補償されるので、液晶表示装置の視
野角が広がる。
A pair of substrates having such an alignment film are
There is disclosed a liquid crystal display device in which a region irradiated with ultraviolet rays (a region having a small pretilt angle) and a region not irradiated with ultraviolet rays (a region having a high pretilt) are arranged so as to face each other, and a liquid crystal material is injected between them. Kaihei 6-281937). In this liquid crystal display device, when a voltage is applied,
The liquid crystal molecules are strongly influenced by a region with a large pretilt angle (a region not irradiated with ultraviolet rays), and the pretilt direction of a region with a small pretilt angle (a region irradiated with ultraviolet rays) is 1
80 degrees up in the opposite direction. That is, the liquid crystal molecules are
It is aligned in the pretilt direction in the region where the pretilt angle is large. As a result, two regions where the rising directions of the liquid crystal molecules are different from each other by 180 ° are formed in one pixel, and the viewing angle characteristics of these two regions are compensated for each other, so that the viewing angle of the liquid crystal display device is widened.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法においては、紫外線を照射した領域と照射しない領域
で配向膜の性質(例えば、親水性、極性、帯電性、誘電
率、厚さ)が異なる。このため、液晶表示装置を交流駆
動させたときに、紫外線を照射した配向膜中に電荷、特
に負電荷が蓄積し、正極側と負極側で電圧の絶対値が異
なってしまう。従って液晶表示装置としては、フリッカ
ー(ちらつき)または焼き付きといった表示不良とな
る。
However, in this method, the properties of the alignment film (for example, hydrophilicity, polarity, chargeability, dielectric constant, thickness) are different between the area irradiated with ultraviolet rays and the area not irradiated with ultraviolet rays. Therefore, when the liquid crystal display device is driven by an alternating current, electric charges, especially negative charges, are accumulated in the alignment film irradiated with ultraviolet rays, and the absolute value of the voltage is different between the positive electrode side and the negative electrode side. Therefore, the liquid crystal display device has a display defect such as flicker or burn-in.

【0012】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、視野角が広く、かつ配向膜の膜質の変化に起因す
る表示不良(フリッカ、焼き付き)がない液晶表示装置
及びこの液晶表示装置を効率よく得ることができる製造
方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above points, and a liquid crystal display device having a wide viewing angle and free from display defects (flicker, burn-in) due to a change in the film quality of an alignment film, and the liquid crystal display device are provided. It is an object of the present invention to provide a manufacturing method that can be efficiently obtained.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、一方の主面上に配向膜をそれぞれ有する
第1及び第2の基板と、前記配向膜が対向するようにし
て配置された前記第1及び第2の基板間に挟持された液
晶材料を具備する液晶表示装置であって、前記第1の基
板の配向膜は第1の領域及び前記第1の領域に誘起され
る液晶分子のプレチルト角よりも小さいプレチルト角を
誘起する第2の領域に区画され、更に前記第1の基板の
配向膜は、熱的に安定な第1の有機高分子膜、この有機
高分子膜上に形成された熱的或いは光的に可塑な第2の
有機高分子膜の積層膜であり、前記液晶材料がスプレイ
変形歪を有するようにして前記第1及び第2の基板が配
置されていることを特徴とする液晶表示装置を提供す
る。
In order to achieve the above object, the present invention is designed so that the first and second substrates each having an alignment film on one main surface and the alignment film face each other. A liquid crystal display device comprising a liquid crystal material sandwiched between the arranged first and second substrates, wherein an alignment film of the first substrate is induced in a first region and the first region. The alignment film of the first substrate is divided into a second region that induces a pretilt angle smaller than the pretilt angle of the liquid crystal molecules, and the alignment film of the first substrate is a thermally stable first organic polymer film. It is a laminated film of a second organic polymer film which is formed on the film and is thermally or optically plastic, and the first and second substrates are arranged such that the liquid crystal material has a splay deformation strain. A liquid crystal display device is provided.

【0014】本発明の液晶表示装置は、前記第2の基板
の配向膜が、第1の領域及び前記第1の領域に誘起され
る液晶分子のプレチルト角よりも小さいプレチルト角を
誘起する第2の領域に区画され、更に前記第2の基板の
配向膜は、熱的に安定な第1の有機高分子膜、この有機
高分子膜上に形成された熱的或いは光的に可塑な第2の
有機高分子膜の積層膜であり、前記第1の基板の前記第
1の領域及び前記第2の領域と、前記第2の基板の前記
第2の領域及び前記第1の領域とがそれぞれ対向するよ
うに前記第1及び第2の基板が配置されていることが好
ましい。
In the liquid crystal display device of the present invention, the alignment film of the second substrate induces a pretilt angle smaller than the pretilt angle of the liquid crystal molecules induced in the first region and the first region. And an alignment film of the second substrate is a thermally stable first organic polymer film, and a thermally or optically plastic second film formed on the organic polymer film. Of the organic polymer film, wherein the first region and the second region of the first substrate and the second region and the first region of the second substrate are respectively formed. It is preferable that the first and second substrates are arranged so as to face each other.

【0015】また、本発明の液晶表示装置は、前記第2
の基板の前記配向膜に誘起される液晶分子のプレチルト
角は、前記第1の基板の前記第1の領域に誘起されるプ
レチルト角よりも小さく、かつ前記第1の基板の前記第
2の領域のプレチルト角よりも大きいことが好ましい。
Further, the liquid crystal display device of the present invention comprises:
The pretilt angle of the liquid crystal molecules induced in the alignment film of the first substrate is smaller than the pretilt angle induced in the first region of the first substrate, and the second region of the first substrate is Is preferably larger than the pretilt angle.

【0016】また、本発明は、基板の主面上に熱的に安
定な第1の有機高分子膜、熱的或いは光的に可塑な第2
の有機高分子膜を積層形成することにより配向膜を形成
する工程と、この配向膜上の選択された領域に、熱或い
は光を与えることにより、前記第2の有機高分子膜表面
を処理する工程と、前記配向膜上に液晶分子を配置し、
前記選択された領域の液晶分子のプレチルト角を、非選
択領域の液晶分子のプレチルト角よりも低くすることを
特徴とする液晶表示装置の製造方法を提供する。
Further, according to the present invention, the thermally stable first organic polymer film and the thermally or optically plastic second film are formed on the main surface of the substrate.
A step of forming an alignment film by stacking the organic polymer film, and treating the surface of the second organic polymer film by applying heat or light to a selected region on the alignment film. A step, arranging liquid crystal molecules on the alignment film,
A method for manufacturing a liquid crystal display device, wherein the pretilt angle of the liquid crystal molecules in the selected region is made lower than the pretilt angle of the liquid crystal molecules in the non-selected region.

【0017】また、本発明の液晶表示装置の製造方法
は、前記第2の有機高分子膜表面を処理する工程の前或
いは後に、前記第2の高分子膜表面を配向処理すること
が好ましい。
In the method of manufacturing a liquid crystal display device of the present invention, it is preferable that the surface of the second polymer film is subjected to alignment treatment before or after the step of treating the surface of the second organic polymer film.

【0018】また、本発明の液晶表示装置の製造方法
は、前記配向処理は、第2の高分子膜表面上に第3の膜
を形成し、この第3の膜を第2の膜から剥離することが
好ましい。
Further, in the method for manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention, in the alignment treatment, a third film is formed on the surface of the second polymer film, and the third film is peeled off from the second film. Preferably.

【0019】さらに、本発明の液晶表示装置は、視野角
を制御するための液晶分子のチルトアップ方向を決定す
るため、液晶材料に、右回りまたは左回りの捻れ性を付
与することが好ましい。
Further, in the liquid crystal display device of the present invention, in order to determine the tilt-up direction of the liquid crystal molecules for controlling the viewing angle, it is preferable to impart a clockwise or counterclockwise twist property to the liquid crystal material.

【0020】本発明において、熱的に可塑な材料とは、
ポリマーのガラス転移点が比較的低い材料であり、熱的
に安定な材料とは、ポリマーのガラス転移点が比較的高
い材料を意味する。本発明に用いる熱的に可塑な材料と
熱的に安定な材料は、基本的にはガラス転移点温度の差
が50〜60℃以上ある材料を用いる。
In the present invention, the thermally plastic material means
A polymer having a relatively low glass transition point and a thermally stable material means a material having a relatively high polymer glass transition point. As the thermally plastic material and the thermally stable material used in the present invention, materials having a difference in glass transition temperature of 50 to 60 ° C. or more are basically used.

【0021】実際に用いられる材料としては、熱的に安
定な材料はポリイミド、ポリアニリン、ポリピロールな
どであり、熱的に可塑な材料としてはポリビニルアルコ
ール、ポリ酢酸ビニル、ポリスチレン、ポリエチレン、
及びこれらの側鎖基を置換した誘導体が用いられる。熱
的に可塑な材料として特に接着力が強化されたポリビニ
ルアセタールなどは、プレチルト角度を高くするための
材料、あるいは配向均一性を向上するものとして有効で
ある。
As the materials actually used, the thermally stable materials are polyimide, polyaniline, polypyrrole, etc., and as the thermally plastic materials, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate, polystyrene, polyethylene,
And derivatives in which these side chain groups are substituted are used. As a thermally plastic material, polyvinyl acetal or the like having an especially enhanced adhesive force is effective as a material for increasing the pretilt angle or as a material for improving the alignment uniformity.

【0022】また本発明において、光的に可塑とは、実
質的には赤外レーザなどによるポリマー表面の加熱処理
を行うことを目的としており、熱的に可塑な材料と同じ
意味である。この時特に加熱手段として光(レーザ)を
用いており、ポリマー分子鎖を構成するユニットにレー
ザ光の波長成分によって顕著な熱運動を示す部位がある
場合効率的に、表面のみ熱処理ができるのでよい。すな
わち表面の熱的に可塑な膜のみを選択的に加熱させ、下
地の熱的に安定な膜に余り影響を与えないので、膜中に
電荷が蓄積されることはなくフリッカ、焼き付きといっ
た表示不良を生じることがない。
In the present invention, the term "optically plastic" is intended to substantially heat-treat the surface of the polymer by an infrared laser or the like, and has the same meaning as a thermally plastic material. At this time, in particular, light (laser) is used as the heating means, and when the unit that constitutes the polymer molecular chain has a site that shows significant thermal motion due to the wavelength component of the laser light, it is possible to efficiently perform heat treatment only on the surface. . That is, since only the thermally plastic film on the surface is selectively heated and does not affect the thermally stable film as the base so much, no electric charge is accumulated in the film and display defects such as flicker and burn-in occur. Does not occur.

【0023】ここで、基板としては、ガラス基板、プラ
スチック基板等を用いることができる。また配向膜材料
としては、ポリイミド、ベンゾシクロブテンポリマー等
を用いることができる。また液晶材料としては、ネマテ
ィック液晶材料、例えばZLI−3946(メルク社
製、商品名)等を用いることができる。本発明におい
て、プレチルト角の高い領域と低い領域は、1画素内に
形成してもよく、或いは1〜数画素毎に形成しても良
い。
Here, a glass substrate, a plastic substrate or the like can be used as the substrate. As the alignment film material, polyimide, benzocyclobutene polymer or the like can be used. As the liquid crystal material, a nematic liquid crystal material such as ZLI-3946 (trade name, manufactured by Merck & Co., Inc.) can be used. In the present invention, the region having a high pretilt angle and the region having a low pretilt angle may be formed within one pixel, or may be formed every one to several pixels.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細を説明する。
本発明の液晶表示表示装置は、基板の液晶と接する表面
は液晶分子のプレチルト角度を制御するための配向膜お
よび配向処理が施されている。この配向膜は熱的に安定
な有機高分子膜と熱的或いは光的に可塑な有機高分子膜
との積層構造をなす。この熱的或いは光的に可塑な有機
高分子膜表面に、熱或いは光エネルギーにより外部から
刺激を加えると、刺激を加えない場合と比べるとプレチ
ルト角が低くなる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The details of the present invention will be described below.
In the liquid crystal display device of the present invention, the surface of the substrate in contact with the liquid crystal is provided with an alignment film and an alignment treatment for controlling the pretilt angle of the liquid crystal molecules. This alignment film has a laminated structure of a thermally stable organic polymer film and a thermally or optically plastic organic polymer film. When a stimulus is externally applied to the surface of the thermally or optically plastic organic polymer film by heat or light energy, the pretilt angle becomes lower than that when no stimulus is applied.

【0025】本発明は、上記現象を利用したものであ
り、前記配向膜上に選択的に熱或いは光により刺激を加
え、基板上に液晶分子のプレチルト角が高くなる領域
と、低くなる領域を微細に形成する。この基板を2枚用
意し、プレチルト角が高い領域と低い領域がそれぞれ対
向するように組み合わせ、この基板間に液晶材料を充填
する。液晶分子はそれぞれの基板上のプレチルト角の高
い側の影響を受け、立ち上がる方向が決定されるので、
基板面で立ち上がり方向が異なることになり、視野角を
広げることができるようになる。
The present invention utilizes the above-mentioned phenomenon, and a region where the pretilt angle of liquid crystal molecules becomes high and a region where the pretilt angle of the liquid crystal molecule becomes low are selectively applied to the alignment film by heat or light. Form finely. Two substrates are prepared, combined so that a region having a high pretilt angle and a region having a low pretilt face each other, and a liquid crystal material is filled between the substrates. Since the liquid crystal molecules are affected by the side with a high pretilt angle on each substrate and the rising direction is determined,
Since the rising direction is different on the substrate surface, the viewing angle can be widened.

【0026】ここで特開平6−281937号公報に開
示されているような、単に熱的に安定なポリイミド膜上
に直接選択的に紫外線を照射して、液晶分子のプレチル
ト角を変える方法では、高いエネルギーによって膜中の
分子鎖を切断し膜質を変えているので、フリッカーや焼
き付きといった表示不良の問題が生じる。
Here, in the method of changing the pretilt angle of liquid crystal molecules by directly and selectively irradiating ultraviolet rays directly onto a thermally stable polyimide film as disclosed in JP-A-6-281937, Since the molecular chains in the film are cut by high energy to change the film quality, problems of display defects such as flicker and image sticking occur.

【0027】これに対して本発明では、配向膜表面に熱
的或いは光的に可塑な有機高分子膜を用いているので、
より低いエネルギーで熱的或いは光的に可塑な有機高分
子膜の表面をわずかに変質させることができるため、下
地の熱的に安定な膜の乱れを少なくでき、フリッカーや
焼き付きといった表示不良の問題は生じない。更に下層
には熱的に安定な有機高分子膜があるので、誘起される
プレチルト角は、この熱的に安定な誘起高分子膜の影響
を受け、それぞれの状態で安定になる。
On the other hand, in the present invention, since the organic polymer film that is thermally or optically plastic is used on the surface of the alignment film,
Since the surface of the thermally or optically plastic organic polymer film can be slightly altered with lower energy, the disorder of the thermally stable film of the underlying layer can be reduced, and the problem of display defects such as flicker and burn-in can be reduced. Does not occur. Further, since there is a thermally stable organic polymer film in the lower layer, the induced pretilt angle is affected by this thermally stable induced polymer film and becomes stable in each state.

【0028】本発明では、前記配向膜上に熱的或いは光
的に刺激を与える方法として、配向膜に赤外線レーザー
やIRランプ光(赤外光)を照射させる処理を挙げるこ
とができる。赤外線レーザーには、気体レーザー、半導
体レーザーなどがある。気体レーザーでは、配向膜がよ
く赤外光を吸収する波長に発振波長をもつCO2 レーザ
ー、COレーザー、N2 Oレーザー(それぞれ発振波長
は9〜11μm、5〜6.5μm,10〜11μm)が
好ましい。これらの気体レーザーは、高い出力のでる横
励起大気圧レーザー(TEAレーザー)であることが望
ましい。
In the present invention, as a method of thermally or optically stimulating the alignment film, a treatment of irradiating the alignment film with an infrared laser or IR lamp light (infrared light) can be mentioned. The infrared laser includes a gas laser and a semiconductor laser. In a gas laser, a CO 2 laser, a CO laser, and an N 2 O laser having an oscillation wavelength at a wavelength at which an alignment film absorbs infrared light well (oscillation wavelengths are 9 to 11 μm, 5 to 6.5 μm, and 10 to 11 μm, respectively). Is preferred. It is desirable that these gas lasers are transversely pumped atmospheric pressure lasers (TEA lasers) that have a high output.

【0029】また、半導体レーザーは小型、高効率、低
電力、低価格という利点がある。発振波長が配向膜の吸
収波長と一致する、Al,In,As,Sb,P,G
a,Pb,Se,Te,Sn,Ge,Sから選ばれる数
種の元素で構成される化合物を材料とするレーザー、例
えばAlInAsSbレーザー、InGaAsSbレー
ザー、PbSnTeレーザー、PbSnSeレーザー、
PbSSeレーザー、PbSeTeレーザー、PbGe
Teレーザー、PbGeSeレーザー、PbSnSeT
eレーザー、PbSnSSeレーザー等が好ましい。
The semiconductor laser has the advantages of small size, high efficiency, low power consumption, and low price. Al, In, As, Sb, P, G whose oscillation wavelength matches the absorption wavelength of the alignment film
a laser using a compound composed of several elements selected from a, Pb, Se, Te, Sn, Ge and S, such as AlInAsSb laser, InGaAsSb laser, PbSnTe laser, PbSnSe laser,
PbSSe laser, PbSeTe laser, PbGe
Te laser, PbGeSe laser, PbSnSeT
An e laser, a PbSnSSe laser and the like are preferable.

【0030】本発明では液晶材料の右回り或いは左回り
の捻れ性とを組み合わせることにより、液晶分子配列が
より安定な状態をとるようになる。また本発明の液晶表
示装置は、ツイスティッドネマティック(TN)表示装
置を始めとして、スーパーツイスティッドネマティック
(STN,SBE)表示装置、複屈折制御(ECB)表
示装置等の電界印加状態における液晶分子の立ち上がり
方向の違いにより視野角が影響される表示装置全てに用
いることができる。また本発明の液晶表示装置について
各画素にTFT等のアクティブスイッチング素子を組み
込むことにより、より良好な表示が可能となる。
In the present invention, by combining with the clockwise or counterclockwise twist of the liquid crystal material, the liquid crystal molecule alignment becomes more stable. In addition, the liquid crystal display device of the present invention includes a twisted nematic (TN) display device, a super twisted nematic (STN, SBE) display device, a birefringence control (ECB) display device, and the like. It can be used for all display devices in which the viewing angle is affected by the difference in the rising direction. Further, by incorporating an active switching element such as a TFT in each pixel of the liquid crystal display device of the present invention, a better display can be achieved.

【0031】本発明の液晶表示装置は、対向するそれぞ
れの基板の配向膜が第1の領域及び第1の領域のプレチ
ルト角よりも小さいプレチルト角を誘起する第2の領域
に区画され、第1の領域と第2の領域が対面するように
して一対の基板が配置されており、液晶材料がスプレイ
変形歪を有することを特徴としている。
In the liquid crystal display device of the present invention, the alignment film of each of the substrates facing each other is divided into a first region and a second region for inducing a pretilt angle smaller than the pretilt angle of the first region. The pair of substrates are arranged so that the region (1) and the second region face each other, and the liquid crystal material is characterized by having a splay deformation strain.

【0032】このような構成により、配向膜における1
画素内或いは1〜数画素毎に液晶分子の立ち上がり方向
が異なる2つの領域が存在する。その2つの領域は、互
いに視角特性を補償する。これにより、液晶表示装置が
広い視野角を有するようになる。
With this structure, the alignment film 1
There are two regions in which a rising direction of liquid crystal molecules is different in each pixel or every one to several pixels. The two regions mutually compensate the viewing angle characteristics. As a result, the liquid crystal display device has a wide viewing angle.

【0033】次に本発明の液晶表示装置において、電圧
印加時の液晶分子の立ち上がり方向がどのように変わる
かについて図1を用いて説明する。なお、図1(A)及
び(B)は、液晶分子43を90゜捻ったTNセルを平
面的にかつ模式的に示したものである。また、このTN
セルにおいては、液晶材料中に混合されたカイラル剤の
捻れの向きと、プレチルト角により安定に液晶分子13
が90゜捻れる向きが反対になるように基板41上の配
向膜12に施すラビング配向処理の方向を選択してい
る。すなわち液晶分子13がスプレイ変形歪を有するよ
うに基板の配向処理方向、基板の配置及びカイラル剤の
捻れ向きを選択した。
Next, in the liquid crystal display device of the present invention, how the rising direction of liquid crystal molecules changes when a voltage is applied will be described with reference to FIG. 1A and 1B are plan and schematic views of a TN cell in which the liquid crystal molecules 43 are twisted by 90 °. Also, this TN
In the cell, the liquid crystal molecules 13 are stabilized by the twist direction of the chiral agent mixed in the liquid crystal material and the pretilt angle.
The direction of the rubbing alignment treatment applied to the alignment film 12 on the substrate 41 is selected so that the directions twisted by 90 ° are opposite. That is, the orientation treatment direction of the substrate, the arrangement of the substrate, and the twisting direction of the chiral agent were selected so that the liquid crystal molecules 13 had splay deformation strain.

【0034】図1において配向膜は熱的に安定な有機高
分子膜12と、熱的或いは光的に可塑な有機高分子膜1
4の積層構造となっている。この時熱的或いは光的に可
塑な有機高分子膜14の斜線部14−2の領域は、熱或
いは光によって表面を処理して液晶分子のプレチルト角
が低下した領域(第2の領域)である。従って、この領
域(斜線領域)14−2上の液晶分子は、プレチルト角
が低下している。(低プレチルト角A)。
In FIG. 1, the alignment film is a thermally stable organic polymer film 12 and a thermally or optically plastic organic polymer film 1
It has a laminated structure of four. At this time, the shaded area 14-2 of the thermally or optically plastic organic polymer film 14 is an area (second area) in which the surface is treated with heat or light to reduce the pretilt angle of liquid crystal molecules. is there. Therefore, the pretilt angle of the liquid crystal molecules on this region (hatched region) 14-2 is lowered. (Low pretilt angle A).

【0035】同一基板上においてプレチルト角の低下し
た領域(第2の領域14−2)と、プレチルト角が低下
していない領域(第1の領域14−1)は隣接し、対向
する基板において第1の領域14−1と第2の領域14
−2がそれぞれ対向するように配置している。この時両
基板11は液晶分子13が図1に示すようにスプレイ変
形歪を有するように配置されている。このような状態で
TNセルに電圧を印加すると(中間調表示状態)液晶分
子の立ち上がり方向はプレチルト角のより高い配向膜
(領域14−1)のプレチルト角方向に従う。
A region where the pretilt angle is reduced (second region 14-2) and a region where the pretilt angle is not reduced (first region 14-1) are adjacent to each other on the same substrate, and the first substrate and the second substrate are opposed to each other. First area 14-1 and second area 14
-2 are arranged so as to face each other. At this time, both substrates 11 are arranged so that the liquid crystal molecules 13 have splay deformation strain as shown in FIG. When voltage is applied to the TN cell in such a state (halftone display state), the rising direction of the liquid crystal molecules follows the pretilt angle direction of the alignment film (region 14-1) having a higher pretilt angle.

【0036】図1(B)に示すように、第2の領域は対
向する第1の領域の影響を受けて領域Iの液晶分子43
の立ち上がり方向と、領域IIの液晶分子43の立ち上
がり方向とが反対となる。領域Iと領域IIとは隣合う
ので、画素内の隣合う領域で液晶分子13の立ち上がる
方向が同一基板上で反対となる(180゜異なる)。こ
のため、2つの領域が互いの視角特性を補償し、その結
果液晶表示装置の視野角が広がる。
As shown in FIG. 1B, the liquid crystal molecules 43 in the region I are affected by the first region facing the second region.
And the rising direction of the liquid crystal molecules 43 in the region II are opposite. Since the regions I and II are adjacent to each other, the rising directions of the liquid crystal molecules 13 in the adjacent regions in the pixel are opposite (180 ° different) on the same substrate. Therefore, the two regions compensate each other's viewing angle characteristics, and as a result, the viewing angle of the liquid crystal display device is widened.

【0037】このような液晶分子の配向を安定に得るた
めには、低プレチルト角Aは1.5〜4゜、高プレチル
ト角Bは3.5〜7゜であり、低プレチルト角Aと高プ
レチルト角Bの差が2〜6゜(好ましくは3〜4゜)で
あることが望ましい。
In order to stably obtain such alignment of the liquid crystal molecules, the low pretilt angle A is 1.5 to 4 ° and the high pretilt angle B is 3.5 to 7 °. The difference in pretilt angle B is preferably 2 to 6 ° (preferably 3 to 4 °).

【0038】[0038]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して具体
的に説明する。尚、これら実施例は、本発明の理解を容
易にする目的で記載されるものであり、本発明の要旨を
変えない範囲で種々変更して用いることができる。 (実施例1)図2は本発明の液晶表示装置の一実施例を
示す説明図である。図2に示すように、第1の基板であ
る透明基板にスイッチング素子としてTFT素子23を
設けITO等の透明電極材料で形成した200μm角の
画素電極を設けた。この画素電極は、信号線21及びゲ
ート線22でマトリクッス状に区画されている。また補
助容量線24は、画素を2つの領域に区画するように画
素の中央に設けた。一方、第2の基板である透明基板上
には、その全面に透明電極を形成し、さらにその上にカ
ラーフィルタ及びブラックマトリックスを形成した。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. It should be noted that these examples are described for the purpose of facilitating the understanding of the present invention, and can be variously modified and used without departing from the spirit of the present invention. (Embodiment 1) FIG. 2 is an explanatory view showing an embodiment of the liquid crystal display device of the present invention. As shown in FIG. 2, a TFT element 23 was provided as a switching element on a transparent substrate which was a first substrate, and a 200 μm square pixel electrode made of a transparent electrode material such as ITO was provided. The pixel electrode is divided into a matrix by the signal line 21 and the gate line 22. Further, the auxiliary capacitance line 24 is provided in the center of the pixel so as to divide the pixel into two regions. On the other hand, on the transparent substrate which is the second substrate, a transparent electrode was formed on the entire surface, and a color filter and a black matrix were further formed thereon.

【0039】第1及び第2の基板上に、それぞれ下記化
1の(化学式1)に示す構造を分子内に有する可溶性ポ
リイミドの溶液オプトマーAL(日本合成ゴム社製、商
品名)を厚さ600オングストロームで印刷し、これを
オーブン内に載置して180℃で30分加熱して溶液中
の溶剤を揮発させ、熱的に安定な有機高分子膜としてポ
リイミド膜を形成した。
On a first and a second substrate, a solution optomer AL (trade name, manufactured by Japan Synthetic Rubber Co., Ltd.) of a soluble polyimide having a structure represented by (Chemical Formula 1) of the following Chemical Formula 1 in the molecule is formed to a thickness of 600. Printing was performed with angstrom, and this was placed in an oven and heated at 180 ° C. for 30 minutes to volatilize the solvent in the solution to form a polyimide film as a thermally stable organic polymer film.

【0040】[0040]

【化1】 Embedded image

【0041】このポリイミド膜12表面にポリビニルア
ルコール水溶液を厚さ200〜300nmになるように
塗布し、ポリビニルアルコール膜を形成し、膜面が乾燥
するまえに厚さ30μmの水溶性ビニロンフィルム(ク
ラレ(株))を密着した。60℃にて2時間乾燥した後
に水溶性ビニロンフィルムを一定方向に剥離するこによ
り配向処理を行った。この時ポリイミド膜12の表面に
は、熱的或いは光的に可塑な有機高分子膜としてポリビ
ニルアルコール膜14が形成される。熱的或いは光的に
可塑な有機高分子膜の膜厚としては、熱的に安定なポリ
イミド膜表面に吸着した分子層の配向が液晶分子に接す
る面まで保持されることを必要とする理由により、10
0〜200nm程度が好ましい。
A polyvinyl alcohol aqueous solution is applied to the surface of the polyimide film 12 so as to have a thickness of 200 to 300 nm to form a polyvinyl alcohol film, and the water-soluble vinylon film (Kuraray (Kuraray ( Co., Ltd.). After drying at 60 ° C. for 2 hours, the water-soluble vinylon film was peeled off in a certain direction to perform orientation treatment. At this time, a polyvinyl alcohol film 14 is formed on the surface of the polyimide film 12 as an organic polymer film which is thermally or optically plastic. The thickness of the thermally or optically plastic organic polymer film is because the orientation of the molecular layer adsorbed on the thermally stable polyimide film surface needs to be retained up to the surface in contact with the liquid crystal molecules. 10,
About 0 to 200 nm is preferable.

【0042】なお、配向を制御するための膜である水溶
性ビニロンフィルムを引き剥す方向(配向処理方向引き
剥す方向に液晶分子が立ち上がる。)は、第1の基板に
対しては図2中の破線方向とし、第2の基板に対しては
図2中の実線方向とした。
The direction in which the water-soluble vinylon film, which is a film for controlling the alignment, is peeled off (the liquid crystal molecules rise in the direction in which the alignment treatment direction is peeled) is shown in FIG. 2 for the first substrate. The broken line direction was used, and the solid line direction in FIG. 2 was used for the second substrate.

【0043】第1の基板の画素の1/2の領域、すなわ
ち1画素内の信号線21、ゲート線22、及び補助容量
線24により囲まれた領域の一方にのみに、プレチルト
角を低下させるために、光透過可能な窓を設けたマスク
を用い、図3に示すようにしてレーザアニールを行っ
た。すなわちガラス基板31上に形成されたITOから
なる画素電極32の半分の領域34の配向膜35部分に
熱(レーザ)書き込みようマスク36を用いて上方から
レーザにより熱処理を行った。この時マスク開口部の膜
面温度を80℃以上に昇温させた。こうして低プレチル
ト角を誘起する配向膜を得ることができる。対向する第
2の基板も同様に配向処理を施し、高いプレチルト角を
誘起する領域と低いプレチルト角を誘起する領域を形成
した。
The pretilt angle is reduced to only one-half the area of the pixel on the first substrate, that is, one of the areas surrounded by the signal line 21, the gate line 22 and the auxiliary capacitance line 24 in one pixel. For that purpose, laser annealing was performed as shown in FIG. 3 using a mask provided with a light-transmittable window. That is, heat treatment was performed from above with a laser using a mask 36 for thermal (laser) writing on the alignment film 35 portion of the half region 34 of the pixel electrode 32 made of ITO formed on the glass substrate 31. At this time, the film surface temperature of the mask opening was raised to 80 ° C. or higher. Thus, an alignment film that induces a low pretilt angle can be obtained. The opposing second substrate was similarly subjected to the alignment treatment to form a region inducing a high pretilt angle and a region inducing a low pretilt angle.

【0044】上記の処理を施した第1の基板上にスペー
サを散布し、シール剤を塗布した後、高いプレチルト角
を誘起する領域14−1と低いプレチルト角を誘起する
領域14−2とが互いに対向するようにして第1の基板
と第2の基板とを組立て、捻れ角90゜のTNセルを形
成した。このTNセルにNp(左捻れ)の液晶材料、す
なわち第2の基板方向から第1の基板方向を見たとき
に、液晶分子が左回りに90゜ねじれている液晶材料を
注入し、電極間距離が6μmの液晶表示装置を作成し
た。この液晶表示装置を顕微鏡により観察したところ、
液晶分子はスプレイ変形歪を有することが確認された。
After the spacers are scattered on the first substrate that has been subjected to the above treatment and the sealant is applied, a region 14-1 for inducing a high pretilt angle and a region 14-2 for inducing a low pretilt angle are formed. The first substrate and the second substrate were assembled to face each other to form a TN cell with a twist angle of 90 °. A liquid crystal material of Np (left twist), that is, a liquid crystal material in which liquid crystal molecules are twisted 90 ° counterclockwise when the first substrate direction is viewed from the second substrate direction, is injected into this TN cell to form a gap between the electrodes. A liquid crystal display device having a distance of 6 μm was prepared. When observing this liquid crystal display device with a microscope,
It was confirmed that the liquid crystal molecules had splay deformation strain.

【0045】この時高いプレチルト角を誘起する領域1
4−2の液晶分子のプレチルト角は2゜となり、また低
いプレチルト角を誘起する領域14−1の液晶分子のプ
レチルト角は5.5゜となった。
At this time, a region 1 that induces a high pretilt angle
The pretilt angle of the liquid crystal molecules of 4-2 was 2 °, and the pretilt angle of the liquid crystal molecules of the region 14-1 inducing the low pretilt angle was 5.5 °.

【0046】この液晶表示装置は、1画素内で電圧印加
時の液晶分子の立ち上がり方向が180゜異なる2つの
領域I、IIを有しており、この立ち上がり方向が異な
る2つの領域が互いに視角を補償する。これにより、広
い視野角を有する液晶表示装置を得ることができる。実
際にコントラスト5:1の領域は上下方向で60゜であ
り、非常に広い視野角を得た。
This liquid crystal display device has two regions I and II in which the rising direction of liquid crystal molecules when a voltage is applied differs by 180 ° in one pixel, and the two regions having different rising directions form a viewing angle with each other. To compensate. Thereby, a liquid crystal display device having a wide viewing angle can be obtained. Actually, the area of contrast 5: 1 was 60 ° in the vertical direction, and a very wide viewing angle was obtained.

【0047】この2つの領域の境界にはチルトディスク
リネーションが発生するが、これは補助容量線54の下
に存在するため、このチルトディスクリネーションライ
ンが表示において見えることはなく、表示上の問題は全
くなかった。
Tilt disclination occurs at the boundary between these two areas, but since it exists below the auxiliary capacitance line 54, this tilt disclination line is not visible in the display and is displayed. There were no problems.

【0048】ここで、熱書き込みの利点として、熱処理
を施した領域は熱伝導でじわじわ広がるが、その輪郭は
曖昧になる。つまり熱処理が十分な領域から熱処理が行
われていない領域までグラディエントに変化する。この
曖昧な領域では熱処理が完全に処理された領域の示すプ
レチルト角度よりは若干高くなり、それぞれ熱処理され
た領域と熱処理されていない領域の液晶界面を、それぞ
れのプレチルト角度の差と配列状態とから決定されるエ
ネルギーが最小になるような配列状態を自発的に決定す
る。
Here, as an advantage of the thermal writing, the region subjected to the heat treatment gradually spreads by heat conduction, but its contour becomes ambiguous. That is, the gradient from the region where the heat treatment is sufficient to the region where the heat treatment is not performed is changed. In this ambiguous region, the heat treatment is slightly higher than the pretilt angle indicated by the completely treated region, and the liquid crystal interface between the heat treated region and the non-heat treated region is different from the pretilt angle difference and the arrangement state. The arrangement state is voluntarily determined so that the determined energy is minimized.

【0049】従って紫外線により膜を変質する従来の方
法ではそれぞれの領域の液晶界面ではプレチルト角が急
激に変化するため、非常に大きなディスクリネーション
ラインを生じるが、本発明では界面での欠陥を生じ難
い。
Therefore, in the conventional method of modifying the film by the ultraviolet rays, the pretilt angle changes abruptly at the liquid crystal interface in each region, so that a very large disclination line is generated, but in the present invention, a defect is generated at the interface. hard.

【0050】また、この液晶表示装置は良好な配向状態
を示し、中間調表示においても視角による明暗の反転が
ない良好な表示ができた。さらに配向膜表面は薄い熱
的、光的に可塑な有機高分子膜であるポリビニルアルコ
ール膜で形成しているので、照射する光は出力が極弱く
表面温度は80℃程度である。従って下地のポリイミド
膜(熱的に安定)の膜質(極性、帯電性、誘電率、厚
さ)はほぼ変わらなかったので、フリッカーや焼き付き
等の不良は発生しなかった。 (実施例2)図4は本発明の液晶表示装置の他の実施例
を示す説明図である。図4に示すように、第1の基板で
ある透明基板上にスイッチング素子としてTFT素子2
3を設け、ITO等の透明電極材料で形成した200μ
m角の画素電極を設けた。この画素電極は信号線21及
びゲート線22でマトリックス状に区画されている。一
方、第2の基板である透明基板上には、その全面に透明
電極を形成し、さらにその上にカラーフィルタ及びブラ
ックマトリックスを形成した。
Further, this liquid crystal display device showed a good alignment state, and even in the halftone display, a good display without bright / dark reversal depending on the viewing angle could be obtained. Furthermore, since the surface of the alignment film is formed of a polyvinyl alcohol film which is a thin thermally and optically plastic organic polymer film, the irradiation light has an extremely weak output and the surface temperature is about 80 ° C. Therefore, the film quality (polarity, chargeability, dielectric constant, thickness) of the underlying polyimide film (thermally stable) was almost unchanged, and defects such as flicker and image sticking did not occur. (Embodiment 2) FIG. 4 is an explanatory view showing another embodiment of the liquid crystal display device of the present invention. As shown in FIG. 4, the TFT element 2 as a switching element is formed on the transparent substrate which is the first substrate.
3 is provided and is 200 μm formed of a transparent electrode material such as ITO
An m-square pixel electrode was provided. This pixel electrode is divided into a matrix by signal lines 21 and gate lines 22. On the other hand, on the transparent substrate which is the second substrate, a transparent electrode was formed on the entire surface, and a color filter and a black matrix were further formed thereon.

【0051】第1及び第2の基板上に、それぞれ前記化
1の(化学式1)に示す構造を分子内に有する可溶性ポ
リイミドの溶液オプトマーAL(日本合成ゴム社製、商
品名)を厚さ600オングストロームで印刷し、これを
オーブン内に載置して180℃で30分加熱して溶液中
の溶剤を揮発させ、熱的に安定な有機高分子膜としてポ
リイミドからなる配向膜を形成した。
On a first and a second substrate, a solution optomer AL (trade name, manufactured by Japan Synthetic Rubber Co., Ltd.) of a soluble polyimide having a structure represented by (Chemical Formula 1) of Chemical Formula 1 in the molecule is formed to a thickness of 600. Printing was performed with angstrom, the plate was placed in an oven and heated at 180 ° C. for 30 minutes to volatilize the solvent in the solution to form an alignment film made of polyimide as a thermally stable organic polymer film.

【0052】このポリイミド膜12表面にポリビニルア
セタール水溶液を厚さ200〜300nmになるように
塗布し、ポリビニルアセタール膜を形成し、膜面が乾燥
するまえに厚さ30μmの水溶性ビニロンフィルムを密
着した。60℃にて2時間乾燥した後に水溶性ビニロン
フィルムを一定方向に剥離するこにより配向処理を行っ
た。この時ポリイミド膜12の表面には、熱的或いは光
的に可塑な有機高分子膜としてポリビニルアセタール膜
14が形成される。
An aqueous polyvinyl acetal solution was applied to the surface of the polyimide film 12 to a thickness of 200 to 300 nm to form a polyvinyl acetal film, and a water-soluble vinylon film having a thickness of 30 μm was adhered to the film before the film surface was dried. . After drying at 60 ° C. for 2 hours, the water-soluble vinylon film was peeled off in a certain direction to perform orientation treatment. At this time, a polyvinyl acetal film 14 is formed on the surface of the polyimide film 12 as an organic polymer film that is thermally or optically plastic.

【0053】なお、配向を制御するための膜である水溶
性ビニロンフィルムを引き剥す方向は、第1の基板に対
しては図4中の破線方向とし、第2の基板の配向膜に対
しては図4中の実線方向とした。
The direction of peeling the water-soluble vinylon film, which is a film for controlling the orientation, is the broken line direction in FIG. 4 for the first substrate, and for the orientation film of the second substrate. Is the direction of the solid line in FIG.

【0054】第1及び第2の基板上に図4に示すように
1画素おきに市松模様状になるように、プレチルト角を
低下させるために、光透過可能な窓を設けたマスクを用
い、図3に示すようにしてレーザアニールを行った。す
なわちガラス基板31上に形成されたITOからなる画
素電極32の半分の領域34の配向膜35部分に熱(レ
ーザ)書き込みようマスク36を用いて上方からレーザ
により熱処理を行った。この時マスク開口部の膜面温度
を80℃以上に昇温させた。こうして低プレチルト角を
誘起する領域を形成した。対向する第2の基板も同様に
配向処理を施し、高いプレチルト角を誘起する領域と低
いプレチルト角を誘起する領域になるように熱処理を施
した。して配向緩和処理を施した。
On the first and second substrates, as shown in FIG. 4, a mask provided with a window through which light can be transmitted is used to reduce the pretilt angle so that every other pixel has a checkered pattern. Laser annealing was performed as shown in FIG. That is, heat treatment was performed from above with a laser using a mask 36 for thermal (laser) writing on the alignment film 35 portion of the half region 34 of the pixel electrode 32 made of ITO formed on the glass substrate 31. At this time, the film surface temperature of the mask opening was raised to 80 ° C. or higher. Thus, a region that induces a low pretilt angle was formed. The opposing second substrate was similarly subjected to the alignment treatment, and heat treatment was performed so that the region where a high pretilt angle was induced and the region where a low pretilt angle was induced were formed. Then, orientation relaxation treatment was performed.

【0055】上記の処理を施した第1の基板上にスペー
サを散布し、シール剤を塗布した後、高いプレチルト角
を誘起する領域14−1と低いプレチルト角を誘起する
領域14−2とが互いに対向するようにして第1の基板
と第2の基板とを組立て、捻れ角90゜のTNセルを形
成した。このTNセルにNp(左捻れ)の液晶材料、す
なわち第2の基板方向から第1の基板方向を見たとき
に、液晶分子が左回りに90゜ねじれている液晶材料を
注入し、電極間距離が6μmの液晶表示装置を作成し
た。この液晶表示装置を顕微鏡により観察したところ、
液晶分子はスプレイ変形歪を有することが確認された。
After the spacers are scattered on the first substrate which has been subjected to the above treatment and the sealant is applied, a region 14-1 which induces a high pretilt angle and a region 14-2 which induces a low pretilt angle are formed. The first substrate and the second substrate were assembled to face each other to form a TN cell with a twist angle of 90 °. A liquid crystal material of Np (left twist), that is, a liquid crystal material in which liquid crystal molecules are twisted 90 ° counterclockwise when the first substrate direction is viewed from the second substrate direction, is injected into this TN cell to form a gap between the electrodes. A liquid crystal display device having a distance of 6 μm was prepared. When observing this liquid crystal display device with a microscope,
It was confirmed that the liquid crystal molecules had splay deformation strain.

【0056】この時高いプレチルト角を誘起する領域1
4−2の液晶分子のプレチルト角は2゜となり、また低
いプレチルト角を誘起する領域14−1の液晶分子のプ
レチルト角は5.5゜となった。
At this time, a region 1 inducing a high pretilt angle
The pretilt angle of the liquid crystal molecules of 4-2 was 2 °, and the pretilt angle of the liquid crystal molecules of the region 14-1 inducing the low pretilt angle was 5.5 °.

【0057】この液晶表示装置は、上下方向及び左右方
向で隣合う画素同士で電圧印加時の液晶分子の立ち上が
り方向が180゜異なり、この立ち上がり方向が異なる
領域が互いに視角を補償する。これにより、広い視野角
を有する液晶表示装置が実現される。実際にコントラス
ト5:1の領域は上下方向で65゜であり、非常に広い
視野角を有する液晶表示装置が達成された。
In this liquid crystal display device, the rising directions of the liquid crystal molecules when a voltage is applied are different by 180 ° between pixels that are adjacent to each other in the vertical direction and the horizontal direction, and the regions having different rising directions compensate each other for the viewing angle. As a result, a liquid crystal display device having a wide viewing angle is realized. In fact, the area of contrast 5: 1 was 65 ° in the vertical direction, and a liquid crystal display device having a very wide viewing angle was achieved.

【0058】この2つの領域の境界にはチルトディスク
リネーションが発生するが、これは信号線及びゲート線
の下に存在するため、このチルトディスクリネーション
ラインが表示において見えることはなく、表示上の問題
は全くなかった。また、この液晶表示装置は良好な配向
状態を示し、中間調表示においても視角による明暗の反
転がない良好な表示ができた。
Tilt disclination occurs at the boundary between these two areas, but since it exists below the signal line and the gate line, this tilt disclination line is not visible in the display and is not displayed. There was no problem. Further, this liquid crystal display device showed a good alignment state, and even in the halftone display, a good display without bright / dark reversal depending on the viewing angle could be performed.

【0059】さらに配向膜表面は薄い熱的、光的に可塑
な有機高分子膜であるポリビニルアルコール膜で形成し
ているので、照射する光は出力が極弱く表面温度は80
℃程度である。従って下地のポリイミド膜(熱的に安
定)の膜質(極性、帯電性、誘電率、厚さ)はほぼ変わ
らなかったので、フリッカーや焼き付き等の不良は発生
しなかった。 (実施例3)図5は本発明の液晶表示装置の他の実施例
を示す説明図である。図5に示すように、第1の基板で
ある透明基板上にスイッチング素子としてTFT素子2
3を設け、ITO等の透明電極材料で形成した40μm
角の画素電極を設けた。この画素電極は、信号線21及
びゲート線22でマトリックス状に区画されている。一
方、第2の基板である透明基板上には、その全面に透明
電極を形成し、さらにその上にカラーフィルタ及びブラ
ックマトリックスを形成した。
Furthermore, since the surface of the alignment film is formed of a polyvinyl alcohol film which is a thin thermally and optically plastic organic polymer film, the irradiation light has an extremely weak output and a surface temperature of 80.
It is about ℃. Therefore, the film quality (polarity, chargeability, dielectric constant, thickness) of the underlying polyimide film (thermally stable) was almost unchanged, and defects such as flicker and image sticking did not occur. (Embodiment 3) FIG. 5 is an explanatory view showing another embodiment of the liquid crystal display device of the present invention. As shown in FIG. 5, the TFT element 2 as a switching element is formed on the transparent substrate which is the first substrate.
40 μm formed with a transparent electrode material such as ITO
A corner pixel electrode was provided. This pixel electrode is divided into a matrix by signal lines 21 and gate lines 22. On the other hand, on the transparent substrate which is the second substrate, a transparent electrode was formed on the entire surface, and a color filter and a black matrix were further formed thereon.

【0060】第1及び第2の基板上に、それぞれ熱硬化
性ポリイミドの溶液サンエバー4140(ポリアミック
酸タイプ、日産化学社製、商品名)を厚さ600オング
ストロームで印刷し、これをオーブン内に載置して18
0℃で30分加熱してイミド化し、下記化2の(化学式
2)の構造を分子内に有する、熱的に安定な有機高分子
膜としてポリイミド膜からなる配向膜を形成した。
On each of the first and second substrates, a solution of thermosetting polyimide, SAN EVER 4140 (polyamic acid type, manufactured by Nissan Kagaku Co., Ltd., trade name) was printed at a thickness of 600 angstroms and placed in an oven. Put 18
It was imidized by heating at 0 ° C. for 30 minutes to form an alignment film made of a polyimide film as a thermally stable organic polymer film having a structure of (Chemical Formula 2) of the following Chemical Formula 2 in the molecule.

【0061】[0061]

【化2】 Embedded image

【0062】このポリイミド膜12表面にポリビニルア
セタール水溶液を厚さ200〜300nmになるように
塗布し、ポリビニルアセタール膜を形成し、膜面が乾燥
するまえに厚さ30nmの水溶性ビニロンフィルムを密
着した。60℃にて2時間乾燥した後に水溶性ビニロン
フィルムを一定方向に剥離するこにより配向処理を行っ
た。この時ポリイミド膜12の表面には、熱的或いは光
的に可塑な有機高分子膜としてポリビニルアセタール膜
14が形成される。
An aqueous polyvinyl acetal solution was applied to the surface of the polyimide film 12 so as to have a thickness of 200 to 300 nm to form a polyvinyl acetal film, and a water-soluble vinylon film having a thickness of 30 nm was adhered to the film before the film surface was dried. . After drying at 60 ° C. for 2 hours, the water-soluble vinylon film was peeled off in a certain direction to perform orientation treatment. At this time, a polyvinyl acetal film 14 is formed on the surface of the polyimide film 12 as an organic polymer film that is thermally or optically plastic.

【0063】なお、配向を制御するための膜である水溶
性ビニロンフィルムを引き剥す方向は、第1の基板に対
しては図5中の破線方向とし、第2の基板の配向膜に対
しては図5中の実線方向とした。
The direction of peeling off the water-soluble vinylon film, which is a film for controlling the orientation, is the direction of the broken line in FIG. 5 for the first substrate, and for the orientation film of the second substrate. Is the direction of the solid line in FIG.

【0064】第1及び第2の基板上に図5に示すように
2画素おきに市松模様状になるように、プレチルト角を
低下させるために、塗光透過可能な窓を設けたマスクを
用い、図3に示すようにしてレーザアニールを行った。
すなわちガラス基板31上に形成されたITOからなる
画素電極32の半分の領域34の配向膜35部分に熱
(レーザ)書き込みようマスク36を用いて上方からレ
ーザにより熱処理を行った。この時マスク開口部の膜面
温度を80℃以上に昇温させた。こうして低プレチルト
角を誘起する領域を形成した。対向する第2の基板も同
様に配向処理を施し、高いプレチルト角を誘起する領域
と低いプレチルト角を誘起する領域になるように熱処理
を施した。
On the first and second substrates, a mask provided with a window through which light can be transmitted is used in order to reduce the pretilt angle so that a checkered pattern is formed every two pixels as shown in FIG. Laser annealing was performed as shown in FIG.
That is, heat treatment was performed from above with a laser using a mask 36 for thermal (laser) writing on the alignment film 35 portion of the half region 34 of the pixel electrode 32 made of ITO formed on the glass substrate 31. At this time, the film surface temperature of the mask opening was raised to 80 ° C. or higher. Thus, a region that induces a low pretilt angle was formed. The opposing second substrate was similarly subjected to the alignment treatment, and heat treatment was performed so that the region where a high pretilt angle was induced and the region where a low pretilt angle was induced were formed.

【0065】上記の処理を施した第1の基板上にスペー
サを散布し、シール剤を塗布した後、高いプレチルト角
を誘起する領域14−1と低いプレチルト角を誘起する
領域14−2とが互いに対向するようにして第1の基板
と第2の基板とを組立て、捻れ角90゜のTNセルを形
成した。このTNセルにNp(左捻れ)の液晶材料、す
なわち第2の基板方向から第1の基板方向を見たとき
に、液晶分子が左回りに90゜ねじれている液晶材料を
注入し、電極間距離が6μmの液晶表示装置を作成し
た。この液晶表示装置を顕微鏡により観察したところ、
液晶分子はスプレイ変形歪を有することが確認された。
After the spacers are scattered on the first substrate which has been subjected to the above treatment and the sealant is applied, a region 14-1 for inducing a high pretilt angle and a region 14-2 for inducing a low pretilt angle are formed. The first substrate and the second substrate were assembled to face each other to form a TN cell with a twist angle of 90 °. A liquid crystal material of Np (left twist), that is, a liquid crystal material in which liquid crystal molecules are twisted 90 ° counterclockwise when the first substrate direction is viewed from the second substrate direction, is injected into this TN cell to form a gap between the electrodes. A liquid crystal display device having a distance of 6 μm was prepared. When observing this liquid crystal display device with a microscope,
It was confirmed that the liquid crystal molecules had splay deformation strain.

【0066】この時高いプレチルト角を誘起する領域1
4−2の液晶分子のプレチルト角は3゜となり、また低
いプレチルト角を誘起する領域14−1の液晶分子のプ
レチルト角は6゜となった。
At this time, a region 1 inducing a high pretilt angle
The pretilt angle of the liquid crystal molecules of 4-2 was 3 °, and the pretilt angle of the liquid crystal molecules of the region 14-1 which induces a low pretilt angle was 6 °.

【0067】この液晶表示装置は、上下方向及び左右方
向で隣合う画素同士で電圧印加時の液晶分子の立ち上が
り方向が180゜異なり、この立ち上がり方向が異なる
領域が互いに視角を補償する。これにより、広い視野角
を有する液晶表示装置が実現される。実際にコントラス
ト5:1の領域は上下方向で55゜であり、非常に広い
視野角を有する液晶表示装置が達成された。
In this liquid crystal display device, the rising directions of the liquid crystal molecules when a voltage is applied are different by 180 ° between the adjacent pixels in the vertical direction and the horizontal direction, and the regions having the different rising directions compensate for the viewing angles. As a result, a liquid crystal display device having a wide viewing angle is realized. In fact, the area of 5: 1 contrast was 55 ° in the vertical direction, and a liquid crystal display device having a very wide viewing angle was achieved.

【0068】この2つの領域の境界にはチルトディスク
リネーションが発生するが、これは信号線及びゲート線
の下に存在するため、このチルトディスクリネーション
ラインが表示において見えることはなく、表示上の問題
は全くなかった。また、この液晶表示装置は良好な配向
状態を示し、中間調表示においても視角による明暗の反
転のない良好な表示ができた。
Tilt disclination occurs at the boundary between these two areas, but since it exists below the signal line and the gate line, this tilt disclination line is not visible in the display and is not displayed. There was no problem. Further, this liquid crystal display device showed a good alignment state, and even in a halftone display, a good display without inversion of brightness and darkness depending on the viewing angle could be performed.

【0069】さらに配向膜表面は薄い熱的、光的に可塑
な有機高分子膜であるポリビニルアルコール膜で形成し
ているので、照射する光は出力が極弱く表面温度は80
℃程度である。従って下地のポリイミド膜(熱的に安
定)の膜質(極性、帯電性、誘電率、厚さ)はほぼ変わ
らなかったので、フリッカーや焼き付き等の不良は発生
しなかった。 (実施例4)本実施例では、図8及び図9を用いて説明
する。本実施例は第1の基板にのみレーザによる熱処理
を施したものである。
Further, since the surface of the alignment film is formed of a polyvinyl alcohol film which is a thin thermally and optically plastic organic polymer film, the irradiation light has an extremely weak output and a surface temperature of 80.
It is about ℃. Therefore, the film quality (polarity, chargeability, dielectric constant, thickness) of the underlying polyimide film (thermally stable) was almost unchanged, and defects such as flicker and image sticking did not occur. (Embodiment 4) This embodiment will be described with reference to FIGS. In this embodiment, only the first substrate is heat-treated by laser.

【0070】先ず本実施例の液晶表示装置の液晶分子の
プレチルト角を制御する方法を用いることにより、電圧
印加時の液晶分子の立ち上がり方向がどのように変わる
かについて図6を用いて説明する。なお、図6(A)及
び(B)は、液晶分子13を90゜捻ったTNセルを平
面的にかつ模式的に示したものである。また、このTN
セルにおいては、液晶材料中に混合されたカイラル剤の
捻れの向きと、プレチルト角により安定に液晶分子43
が90゜捻れる向きが反対になるように基板11上の配
向膜12に施すラビング配向処理の方向を選択してい
る。すなわち液晶分子13がスプレイ変形歪を有するよ
うに基板の配向処理方向、基板の配置及びカイラル剤の
捻れ向きを選択した。
First, how the rising direction of the liquid crystal molecules when a voltage is applied is changed by using the method of controlling the pretilt angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal display device of this embodiment will be described with reference to FIG. 6A and 6B are plan and schematic views of a TN cell in which the liquid crystal molecules 13 are twisted by 90 °. Also, this TN
In the cell, the liquid crystal molecules 43 are stably stabilized by the twist direction of the chiral agent mixed in the liquid crystal material and the pretilt angle.
The direction of the rubbing alignment treatment applied to the alignment film 12 on the substrate 11 is selected so that the direction of twisting by 90 ° is opposite. That is, the orientation treatment direction of the substrate, the arrangement of the substrate, and the twisting direction of the chiral agent were selected so that the liquid crystal molecules 13 had splay deformation strain.

【0071】図7において配向膜22の斜線部の領域
は、熱処理させてプレチルト角が低下した領域(第2の
領域)である。従って、この領域(斜線領域)上の液晶
分子は、プレチルト角が低下している。(低プレチルト
角A)。
In FIG. 7, the shaded region of the alignment film 22 is a region (second region) in which the pretilt angle has been reduced by heat treatment. Therefore, the pretilt angle of the liquid crystal molecules in this area (hatched area) is reduced. (Low pretilt angle A).

【0072】同一基板上において配向度の低下した領域
(第2の領域)の低プレチルト角Aのチルトアップの方
向は、隣接する配向度が低下していない領域(第1の領
域、斜線領域でない領域)の高プレチルト角Bのチルト
アップの方向とは一致している。
The tilt-up direction of the low pretilt angle A of the region (second region) in which the degree of orientation is lowered on the same substrate is adjacent to the region in which the degree of orientation is not lowered (first region, hatched region). The high pre-tilt angle B of the area) coincides with the tilt-up direction.

【0073】次に第1の領域の高プレチルト角Bと第2
の領域の低プレチルト角Aとの中間のプレチルト角Cと
なるようにラビング処理された対向する基板を用意し、
セルを組み立てる。この時両基板は液晶分子13が図6
に示すようにスプレイ変形歪を有するように配置されて
いる。
Next, the high pretilt angle B of the first region and the second
A facing substrate that has been rubbed so as to have a pretilt angle C intermediate to the low pretilt angle A of the region
Assemble the cell. At this time, the liquid crystal molecules 13 on both substrates are shown in FIG.
As shown in FIG. 3, the splay deformation is arranged.

【0074】このような状態でTNセルに電圧を印加す
ると(中間調表示状態)、図6(B)に示すように、領
域Iの液晶分子13は高プレチルト角Bの影響を受け、
領域IIの液晶分子13は中間のプレチルト角Cの影響
を受け、それぞれ立ち上がり方向が反対となる。領域I
と領域IIとは隣合うので、画素内の隣合う領域で液晶
分子13の立ち上がる方向が同一基板上で反対となる
(180゜異なる)。このため、2つの領域が互いの視
角特性を補償し、その結果液晶表示装置の視野角が広が
る。
When a voltage is applied to the TN cell in this state (halftone display state), the liquid crystal molecules 13 in the region I are affected by the high pretilt angle B, as shown in FIG. 6B.
The liquid crystal molecules 13 in the region II are affected by the intermediate pretilt angle C, and their rising directions are opposite to each other. Region I
And the region II are adjacent to each other, the rising directions of the liquid crystal molecules 13 in the adjacent regions in the pixel are opposite (180 ° different) on the same substrate. Therefore, the two regions compensate each other's viewing angle characteristics, and as a result, the viewing angle of the liquid crystal display device is widened.

【0075】次に本実施例の液晶表示装置の製造方法を
説明する。先ず第1の基板である透明基板上にスイッチ
ング素子としてTFT素子23を設け、ITO等の透明
電極材料で形成した100μm角の画素電極を設けた。
この画素電極は信号線21及びゲート線22でマトリッ
クス状に区画されている。また、補助容量線24は、画
素を2つの領域に区画するように画素の中央に設けた。
一方、第2の基板である透明基板上には、その全面に透
明電極を形成し、さらにその上にカラーフィルタ及びブ
ラックマトリックスを形成した。
Next, a method of manufacturing the liquid crystal display device of this embodiment will be described. First, a TFT element 23 was provided as a switching element on a transparent substrate which was a first substrate, and a 100 μm square pixel electrode formed of a transparent electrode material such as ITO was provided.
This pixel electrode is divided into a matrix by signal lines 21 and gate lines 22. Further, the auxiliary capacitance line 24 is provided in the center of the pixel so as to divide the pixel into two regions.
On the other hand, on the transparent substrate which is the second substrate, a transparent electrode was formed on the entire surface, and a color filter and a black matrix were further formed thereon.

【0076】第1の基板(TFT素子側)上に前記化1
の(化学式1)に示す構造を分子内に有する可溶性ポリ
イミドの溶液オプトマーAL(日本合成ゴム社製、商品
名)を厚さ600オングストロームで印刷し、これをオ
ーブン内に載置して180℃で30分加熱して溶液中の
溶剤を揮発させ、熱的に安定な有機高分子膜としてポリ
イミド膜からなる配向膜を形成した。
The above chemical formula 1 is formed on the first substrate (TFT element side).
A solution of a soluble polyimide having a structure represented by (Chemical formula 1) in the molecule, Optomer AL (trade name, manufactured by Japan Synthetic Rubber Co., Ltd.) is printed at a thickness of 600 angstrom, and is placed in an oven at 180 ° C. The solvent in the solution was volatilized by heating for 30 minutes to form an alignment film made of a polyimide film as a thermally stable organic polymer film.

【0077】このポリイミド膜12表面にポリビニルア
セタール水溶液を厚さ200〜300nmになるように
塗布し、ポリビニルアセタール膜を形成し、膜面が乾燥
するまえに厚さ30nmの水溶性ビニロンフィルムを密
着した。60℃にて2時間乾燥した後に水溶性ビニロン
フィルムを一定方向に剥離するこにより配向処理を行っ
た。この時ポリイミド膜12の表面には、熱的或いは光
的に可塑な有機高分子膜としてポリビニルアセタール膜
14が形成される。
An aqueous polyvinyl acetal solution was applied to the surface of the polyimide film 12 so as to have a thickness of 200 to 300 nm to form a polyvinyl acetal film, and a water-soluble vinylon film having a thickness of 30 nm was adhered to the film before the film surface was dried. . After drying at 60 ° C. for 2 hours, the water-soluble vinylon film was peeled off in a certain direction to perform orientation treatment. At this time, a polyvinyl acetal film 14 is formed on the surface of the polyimide film 12 as an organic polymer film that is thermally or optically plastic.

【0078】なお、配向を制御するための膜である水溶
性ビニロンフィルムを引き剥す方向は、第1の基板に対
しては図7中の破線方向とした。次に第2の基板(カラ
ーフィルタ側)上に前記化1の(化学式1)に示す構造
を分子内に有する可溶性ポリイミドの溶液オプトマーA
L(日本合成ゴム社製、商品名)を厚さ600オングス
トロームで印刷し、これをオーブン内に載置して180
℃で30分加熱して溶液中の溶剤を揮発させ、熱的に安
定な有機高分子膜としてポリイミドからなる配向膜を形
成した。
The water-soluble vinylon film, which is a film for controlling the orientation, was peeled off in the direction of the broken line in FIG. 7 with respect to the first substrate. Next, a solution optomer A of a soluble polyimide having the structure represented by (Chemical Formula 1) of Chemical Formula 1 in the molecule on the second substrate (color filter side)
L (manufactured by Japan Synthetic Rubber Co., Ltd., trade name) is printed with a thickness of 600 angstrom, and this is placed in an oven for 180
The solvent in the solution was volatilized by heating at 30 ° C. for 30 minutes to form an alignment film made of polyimide as a thermally stable organic polymer film.

【0079】このポリイミド膜12表面にポリビニルア
セタール水溶液を厚さ200〜300nmになるように
塗布し、ポリビニルアセタール膜を形成し、膜面が乾燥
するまえに厚さ30nmの水溶性ビニロンフィルムを密
着した。60℃にて2時間乾燥した後に水溶性ビニロン
フィルムを一定方向に剥離するこにより配向処理を行っ
た。この時ポリイミド膜12の表面には、熱的或いは光
的に可塑な有機高分子膜としてポリビニルアセタール膜
14が形成される。
An aqueous polyvinyl acetal solution was applied to the surface of this polyimide film 12 so as to have a thickness of 200 to 300 nm to form a polyvinyl acetal film, and a water-soluble vinylon film having a thickness of 30 nm was adhered to the film before the film surface was dried. . After drying at 60 ° C. for 2 hours, the water-soluble vinylon film was peeled off in a certain direction to perform orientation treatment. At this time, a polyvinyl acetal film 14 is formed on the surface of the polyimide film 12 as an organic polymer film that is thermally or optically plastic.

【0080】なお、配向を制御するための膜である水溶
性ビニロンフィルムを引き剥す方向は、第2の基板の配
向膜に対しては図5中の実線方向とした。この時第1の
基板のプレチルト角よりも第2の基板のプレチルト角の
方が小さくなるように配向処理条件を選んだ。
The direction of peeling off the water-soluble vinylon film, which is a film for controlling the orientation, was set to the solid line direction in FIG. 5 with respect to the orientation film of the second substrate. At this time, the alignment treatment conditions were selected so that the pretilt angle of the second substrate was smaller than the pretilt angle of the first substrate.

【0081】次に第1の基板の配向膜上に図7に示すよ
うに、画素の1/2の領域、すなわち1画素内で信号
線、ゲート線、及び補助容量線により囲まれた領域の一
方のみに、プレチルト角を低下させるために、光透過可
能な窓を設けたマスクを用い、図3に示すようにしてレ
ーザアニールを行った。すなわちガラス基板31上に形
成されたITOからなる画素電極32の半分の領域34
の配向膜35部分に熱(レーザ)書き込みようマスク3
6を用いて上方からレーザにより熱処理を行った。この
時マスク開口部の膜面温度を80℃以上に昇温させた。
こうして低プレチルト角を誘起する領域を形成した。こ
の時この低プレチルト角は対向する第2の基板のプレチ
ルト角よりも十分に小さくなるようにした。
Next, as shown in FIG. 7, on the alignment film of the first substrate, a half region of the pixel, that is, a region surrounded by the signal line, the gate line and the auxiliary capacitance line in one pixel is formed. In order to reduce the pretilt angle on only one side, a mask provided with a window through which light can be transmitted was used, and laser annealing was performed as shown in FIG. That is, a half region 34 of the pixel electrode 32 made of ITO formed on the glass substrate 31.
Mask 3 for writing heat (laser) on the alignment film 35 portion of
6 was used to perform heat treatment from above with a laser. At this time, the film surface temperature of the mask opening was raised to 80 ° C. or higher.
Thus, a region that induces a low pretilt angle was formed. At this time, the low pretilt angle was set to be sufficiently smaller than the pretilt angle of the second substrate facing the second pretilt angle.

【0082】この時熱処理した領域のプレチルト角は
1.5゜となった。また熱処理していない領域のプレチ
ルト角は6゜となった。なお、第2の基板上の液晶分子
のプレチルト角は3.5であった。
At this time, the pretilt angle of the heat-treated region was 1.5 °. In addition, the pretilt angle of the unheated region was 6 °. The pretilt angle of the liquid crystal molecules on the second substrate was 3.5.

【0083】上記の処理を施した第1の基板にスペーサ
を散布し、シール剤を塗布した後、第1の基板と第2の
基板とを対向させて捻れ角90゜のTNセルを形成し
た。このTNセルにNp(左捻れ)の液晶材料を注入
し、電極間距離が6μmの液晶表示装置を作成した。
Spacers were scattered on the first substrate which had been subjected to the above-mentioned treatment, and after applying a sealant, the first substrate and the second substrate were opposed to each other to form a TN cell having a twist angle of 90 °. . A liquid crystal material of Np (left twist) was injected into this TN cell to prepare a liquid crystal display device having a distance between electrodes of 6 μm.

【0084】この液晶表示装置は、1画素内で電圧印加
時の液晶分子の立ち上がり方向が180゜異なる2つの
領域を有しており、この立ち上がり方向の異なる2つの
領域が互いに視角を補償する。これにより、広い視野角
を有する液晶表示装置が実現される。実際にコントラス
ト5:1の領域は上下方向で60゜であり、非常に広い
視野角を有する液晶表示装置が達成された。
This liquid crystal display device has two regions in which the rising direction of liquid crystal molecules when a voltage is applied differs by 180 ° in one pixel, and these two regions having different rising directions compensate each other for the viewing angle. As a result, a liquid crystal display device having a wide viewing angle is realized. In fact, the area of 5: 1 contrast was 60 ° in the vertical direction, and a liquid crystal display device having a very wide viewing angle was achieved.

【0085】この2つの領域の境界にはチルトディスク
リネーションが発生するが、これは補助容量線24の下
に存在するため、このチルトディスクリネーションライ
ンが表示において見えることはなく、表示上の問題は全
くなかった。また、この液晶表示装置は良好な配向状態
を示し、中間調表示においても視角による明暗の反転が
ない良好な表示ができた。さらに配向膜表面は薄い熱
的、光的に可塑な有機高分子であるポリビニルアルコー
ル膜で形成しているので、照射する光は出力が極弱く表
面温度は80゜程度である。従って下地のポリイミド膜
(熱的に安定)の膜質(極性、帯電性、誘電率、厚さ)
はほぼ変わらなかったので、フリッカーや焼き付き等の
不良は発生しなかった。
Tilt disclination occurs at the boundary between these two areas, but since it exists below the auxiliary capacitance line 24, this tilt disclination line is not visible in the display, and is displayed. There were no problems. Further, this liquid crystal display device showed a good alignment state, and even in the halftone display, a good display without bright / dark reversal depending on the viewing angle could be performed. Furthermore, since the surface of the alignment film is formed of a polyvinyl alcohol film, which is a thin thermally and optically plastic organic polymer, the irradiation light has an extremely weak output and the surface temperature is about 80 °. Therefore, the film quality (polarity, chargeability, dielectric constant, thickness) of the underlying polyimide film (thermally stable)
Since there was almost no change, defects such as flicker and burn-in did not occur.

【0086】本実施例のように、一方の基板の配向膜に
低プレチルト角領域(配向度が低い領域)及び高プレチ
ルト角領域(配向度が高い領域)を形成し、他方の基板
の配向膜をこの低プレチルト角及び高プレチルト角の中
間の大きさのプレチルト角(配向度が中間の領域)に設
定し、この2つの基板を対向させることによっても液晶
分子の立ち上がり方向が異なるよう域を形成することが
できる。
As in this example, a low pretilt angle region (a region having a low degree of alignment) and a high pretilt angle region (a region having a high degree of alignment) are formed in the alignment film of one substrate, and the alignment film of the other substrate is formed. Is set to a pretilt angle (a region having an intermediate degree of orientation) intermediate between the low pretilt angle and the high pretilt angle, and the two substrates are opposed to each other to form a region in which the rising directions of the liquid crystal molecules are different. can do.

【0087】[0087]

【発明の効果】以上説明した如く本発明の液晶表示装置
においては、基板上の配向膜は1画素内或いは1〜数画
素毎に第1の領域及び第1の領域のプレチルト角よりも
小さいプレチルト角を有する第2の領域に区画され、第
1の領域と第2の領域が対面するようにして1対の基板
が配置されており、液晶材料がスプレイ変形歪を有する
ので1画素或いは1〜数画素毎に配向膜上の液晶分子の
立ち上がり方向が異なる2つの領域が形成され、その2
つの領域が互いの視角特性を相互補償して視野角を広く
することができる。
As described above, in the liquid crystal display device of the present invention, the alignment film on the substrate has a pretilt angle smaller than the pretilt angle of the first region and the first region within one pixel or every one to several pixels. A pair of substrates are arranged so as to be divided into a second region having a corner, and the first region and the second region face each other. Since the liquid crystal material has a splay deformation strain, one pixel or Two regions having different rising directions of liquid crystal molecules on the alignment film are formed every few pixels.
The two regions can mutually compensate each other's viewing angle characteristics to widen the viewing angle.

【0088】この時本発明は配向膜として、熱的に安定
な有機高分子膜とその表面に形成された熱的或いは光的
に可塑な有機高分子膜の積層膜を用いているので、プレ
チルトを低下させる熱処理を低い温度で行うことが可能
となり、実質的な膜質(極性、帯電性、誘電率、厚さ)
の変化を防ぐことが可能となる。従ってフリッカーや焼
き付きの問題のない広い視野角を有する液晶表示装置を
得ることができる。
At this time, since the present invention uses the laminated film of the thermally stable organic polymer film and the thermally or optically plastic organic polymer film formed on the surface as the alignment film, the pretilt It is possible to perform heat treatment that lowers the temperature at a low temperature, and the substantial film quality (polarity, chargeability, dielectric constant, thickness)
It is possible to prevent the change of. Therefore, it is possible to obtain a liquid crystal display device having a wide viewing angle without flicker or image sticking.

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

【図1】(A)は電圧無印加状態における本発明の液晶
表示装置を示す説明図、(B)は電圧印加状態(中間調
表示状態)における本発明の液晶表示装置を示す説明
図。
FIG. 1A is an explanatory diagram showing a liquid crystal display device of the present invention in a state where no voltage is applied, and FIG. 1B is an explanatory diagram showing a liquid crystal display device of the present invention in a voltage application state (halftone display state).

【図2】本発明の液晶表示装置の一実施例を示す説明
図。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an embodiment of a liquid crystal display device of the present invention.

【図3】本発明の液晶表示装置に熱処理を説明するため
の基板の断面図
FIG. 3 is a sectional view of a substrate for explaining heat treatment in the liquid crystal display device of the present invention.

【図4】本発明の液晶表示装置の実施例を示す説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram showing an embodiment of a liquid crystal display device of the present invention.

【図5】本発明の液晶表示装置の実施例を示す説明図。FIG. 5 is an explanatory diagram showing an embodiment of a liquid crystal display device of the present invention.

【図6】(A)は電圧無印加状態における本発明の液晶
表示装置を示す説明図、(B)は電圧印加状態(中間調
表示状態)における本発明の液晶表示装置を示す説明
図。
FIG. 6A is an explanatory diagram showing the liquid crystal display device of the present invention in a state where no voltage is applied, and FIG. 6B is an explanatory diagram showing the liquid crystal display device of the present invention in a voltage application state (halftone display state).

【図7】本発明の液晶表示装置の実施例を示す説明図。FIG. 7 is an explanatory diagram showing an embodiment of a liquid crystal display device of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 ・・・基板 12 ・・・熱的に安定な有機高分子膜 13 ・・・液晶分子 14 ・・・熱的或いは光的に可塑な有機高分子膜 15 ・・・高チルト領域 21 ・・・信号線 22 ・・・ゲート線 23 ・・・スイッチング素子 24 ・・・補助容量線 31 ・・・ガラス基板 32 ・・・画素電極 33 ・・・配向膜 34 ・・・熱処理領域 35 ・・・マスク 36 ・・・レーザ 11 ・ ・ ・ Substrate 12 ・ ・ ・ Thermally stable organic polymer film 13 ・ ・ ・ Liquid crystal molecule 14 ・ ・ ・ Thermally or optically plastic organic polymer film 15 ・ ・ ・ High tilt region 21 ・ ・・ Signal line 22 ・ ・ ・ Gate line 23 ・ ・ ・ Switching element 24 ・ ・ ・ Auxiliary capacitance line 31 ・ ・ ・ Glass substrate 32 ・ ・ ・ Pixel electrode 33 ・ ・ ・ Alignment film 34 ・ ・ ・ Heat treatment region 35 ・ ・ ・Mask 36 ・ ・ ・ Laser

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】一方の主面上に配向膜をそれぞれ有する第
1及び第2の基板と、 前記配向膜が対向するようにして配置された前記第1及
び第2の基板間に挟持された液晶材料を具備する液晶表
示装置であって、 前記第1の基板の配向膜は第1の領域及び前記第1の領
域に誘起される液晶分子のプレチルト角よりも小さいプ
レチルト角を誘起する第2の領域に区画され、更に前記
第1の基板の配向膜は、熱的に安定な第1の有機高分子
膜、この有機高分子膜上に形成された熱的或いは光的に
可塑な第2の有機高分子膜の積層膜であり、前記液晶材
料がスプレイ変形歪を有するようにして前記第1及び第
2の基板が配置されていることを特徴とする液晶表示装
置。
1. A first substrate and a second substrate each having an alignment film on one main surface, and the first and second substrates arranged so that the alignment films face each other. A liquid crystal display device comprising a liquid crystal material, wherein the alignment film of the first substrate induces a pretilt angle smaller than a pretilt angle of liquid crystal molecules induced in the first region and the first region. And an alignment film of the first substrate is a thermally stable first organic polymer film, and a thermally or optically plastic second film formed on the organic polymer film. 2. A liquid crystal display device, wherein the first and second substrates are arranged so that the liquid crystal material has a splay deformation strain.
【請求項2】前記第2の基板の配向膜は、第1の領域及
び前記第1の領域に誘起される液晶分子のプレチルト角
よりも小さいプレチルト角を誘起する第2の領域に区画
され、更に前記第2の基板の配向膜は、熱的に安定な第
1の有機高分子膜、この有機高分子膜上に形成された熱
的或いは光的に可塑な第2の有機高分子膜の積層膜であ
り、前記第1の基板の前記第1の領域及び前記第2の領
域と、前記第2の基板の前記第2の領域及び前記第1の
領域とがそれぞれ対向するように前記第1及び第2の基
板が配置されている請求項1記載の液晶表示装置。
2. The alignment film of the second substrate is divided into a first region and a second region that induces a pretilt angle smaller than a pretilt angle of liquid crystal molecules induced in the first region, Further, the alignment film of the second substrate is composed of a thermally stable first organic polymer film and a thermally or optically plastic second organic polymer film formed on the organic polymer film. A laminated film, wherein the first region and the second region of the first substrate and the second region and the first region of the second substrate face each other. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the first and second substrates are arranged.
【請求項3】前記第2の基板の前記配向膜に誘起される
液晶分子のプレチルト角は、前記第1の基板の前記第1
の領域に誘起されるプレチルト角よりも小さく、かつ前
記第1の基板の前記第2の領域のプレチルト角よりも大
きい請求項1記載の液晶表示装置。
3. The pretilt angle of liquid crystal molecules induced in the alignment film of the second substrate is the first tilt of the first substrate.
2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the pretilt angle is smaller than the pretilt angle induced in the region of 1 and is larger than the pretilt angle of the second region of the first substrate.
【請求項4】基板の主面上に熱的に安定な第1の有機高
分子膜、熱的或いは光的に可塑な第2の有機高分子膜を
積層形成することにより配向膜を形成する工程と、 この配向膜上の選択された領域に、熱或いは光を与える
ことにより、前記第2の有機高分子膜表面を処理する工
程と、 前記配向膜上に液晶分子を配置し、前記選択された領域
の液晶分子のプレチルト角を、非選択領域の液晶分子の
プレチルト角よりも低くすることを特徴とする液晶表示
装置の製造方法。
4. An alignment film is formed by stacking a thermally stable first organic polymer film and a thermally or optically plastic second organic polymer film on the main surface of a substrate. A step of treating the surface of the second organic polymer film by applying heat or light to a selected region on the alignment film, arranging liquid crystal molecules on the alignment film, A method of manufacturing a liquid crystal display device, wherein a pretilt angle of liquid crystal molecules in a selected region is made lower than a pretilt angle of liquid crystal molecules in a non-selected region.
【請求項5】前記第2の有機高分子膜表面を処理する工
程の前或いは後に、前記第2の高分子膜表面を配向処理
することを特徴とする請求項4記載の液晶表示装置の製
造方法。
5. The manufacturing of a liquid crystal display device according to claim 4, wherein the surface of the second polymer film is subjected to alignment treatment before or after the step of treating the surface of the second organic polymer film. Method.
【請求項6】前記配向処理は、第2の高分子膜表面上に
第3の膜を形成し、この第3の膜を第2の膜から剥離す
ることを特徴とする請求項5記載の液晶表示装置。
6. The alignment process according to claim 5, wherein a third film is formed on the surface of the second polymer film, and the third film is peeled off from the second film. Liquid crystal display device.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100769172B1 (en) * 2001-09-08 2007-10-23 엘지.필립스 엘시디 주식회사 Method For Fabricating A Multi-Domain Liquid Crystal Display Device
JP2008197691A (en) * 2008-05-23 2008-08-28 Sharp Corp Liquid crystal display device
CN114740661A (en) * 2022-04-11 2022-07-12 滁州惠科光电科技有限公司 Preparation method of liquid crystal panel and display panel

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