JPH0961793A - Liquid crystal display panel and its production - Google Patents

Liquid crystal display panel and its production

Info

Publication number
JPH0961793A
JPH0961793A JP21638895A JP21638895A JPH0961793A JP H0961793 A JPH0961793 A JP H0961793A JP 21638895 A JP21638895 A JP 21638895A JP 21638895 A JP21638895 A JP 21638895A JP H0961793 A JPH0961793 A JP H0961793A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
display panel
crystal display
voltage
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP21638895A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinya Kosako
慎也 古佐小
Hideaki Mochizuki
秀晃 望月
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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 Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP21638895A priority Critical patent/JPH0961793A/en
Publication of JPH0961793A publication Critical patent/JPH0961793A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal display panel which is low in threshold voltage, is small in hysteresis and is high in response speed by providing the liquid crystal display panel which is larger in the average diameter of a liquid crystal region than a cell gap and is smaller than the size of pixels. SOLUTION: A uniform soln. mixture composed of a chiral nematic liquid crystal material 109 having positive dielectric constant anisotropy and a UV curing high-polymer material is injected from a liquid crystal injection port into an empty cell consisting of a pair of transparent glass substrates 101, 102 provided with transparent electrodes 103, 104. The soln. is then irradiated with UV rays from which IR rays are removed through an IR cut filter 113 by using a UV lamp 112, by which the liquid crystal display panel enclosed by high-polymer walls 111 is obtd. The average diameter of the liquid crystal domains of this liquid crystal display panel is larger than the cell gap (d) (equal to the diameter 5μm of the spacers 106). The average diameter of the liquid crystal domains is larger than the size of the pixels). Electric field response is made possible with the small energy of liquid crystal molecules by development of pretilt angles, by which the threshold voltage is lowered and the response speed is increased.

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、一対の電極基板間
に高分子段差又は高分子壁によって分断された液晶ドメ
インが挟持された、ラビング処理の不要な広視野角液晶
表示パネル及びその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wide viewing angle liquid crystal display panel in which a liquid crystal domain divided by a polymer step or a polymer wall is sandwiched between a pair of electrode substrates and a rubbing-free wide viewing angle liquid crystal display panel and a method for manufacturing the same. Regarding

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、表示品位の高い画像を得るために
各画素に薄膜トランジスタをスイッチング素子として設
けたアクティブマトリクス方式の液晶表示パネルの開発
が盛んである。この方式は、単純マトリクス方式と比較
して、走査線数が増加しても高いコントラスト比が得ら
れるため、大容量が要求されるエンジニアリング・ワー
クステーション(EWS)や鮮明な画像が要求される映
像分野において急速に採用が進んでいる。
2. Description of the Related Art In recent years, active matrix type liquid crystal display panels in which a thin film transistor is provided as a switching element in each pixel have been actively developed in order to obtain an image of high display quality. Compared to the simple matrix method, this method can obtain a high contrast ratio even if the number of scanning lines is increased, so an engineering workstation (EWS) that requires a large capacity or a video that requires a clear image. Adoption is rapidly progressing in the field.

【0003】このようなアクティブマトリクス方式の液
晶表示パネルに広く用いられているのがツイステッドネ
マティック方式である。この方式は、対向する2枚の基
板の間に上下で液晶分子が90°だけ捩じれた構造の液
晶パネルを2枚の偏光板によって挟持したものである。
また、ツイステッドネマティック方式の中には、2枚の
偏光板の偏光軸が互いに直交し、一方の基板の界面にあ
る液晶分子の長軸と同じ側にある偏光板の偏光軸とが平
行又は垂直の関係にあるノーマリホワイトモードと、2
枚の偏光板の偏光軸が互いに平行で、一方の基板の界面
にある液晶分子の長軸と同じ側にある偏光板の偏光軸と
が平行又は垂直の関係にあるノーマリブラックモードと
がある。
The twisted nematic system is widely used for such an active matrix type liquid crystal display panel. In this system, a liquid crystal panel having a structure in which liquid crystal molecules are twisted by 90 ° vertically is sandwiched by two polarizing plates between two substrates facing each other.
In the twisted nematic method, the polarization axes of two polarizing plates are orthogonal to each other, and the long axis of liquid crystal molecules at the interface of one substrate is parallel or perpendicular to the polarization axis of the polarizing plate on the same side. 2 and the normally white mode that has a relationship of
There is a normally black mode in which the polarizing axes of the polarizing plates are parallel to each other and the long axes of the liquid crystal molecules at the interface of one substrate are parallel or perpendicular to the polarizing axes of the polarizing plates on the same side. .

【0004】従来、このような液晶表示パネルにおいて
は、液晶分子の配向方向をパネル全面で揃えるために、
液晶表示パネルの基板上にポリイミドなどの高分子有機
薄膜を形成し、ナイロンやポリエステルの布等を用いて
所定の方向に擦る、いわゆるラビング処理が施されてい
た。これにより、パネル全面にわたって単一配向領域
(モノドメイン)が実現されていた。
Conventionally, in such a liquid crystal display panel, in order to align the alignment direction of liquid crystal molecules over the entire panel,
A so-called rubbing treatment has been performed in which a polymer organic thin film such as polyimide is formed on a substrate of a liquid crystal display panel and rubbed in a predetermined direction with a cloth such as nylon or polyester. As a result, a single alignment region (mono domain) was realized over the entire surface of the panel.

【0005】しかし、上記のようにラビング処理を施す
と、ラビング時に薄膜トランジスタの静電破壊、発塵又
は膜汚染などが引き起こされる虞れがあるため、ラビン
グ処理プロセスを省くための開発が行われている。例え
ば、フォトリソグラフィー技術を応用することにより、
基板上にマイクログルーブを形成してネマティック液晶
を配向させる方式(川田、高頭、岐津、坂本、長谷川:
第17回液晶討論会予稿集、2F108)などが提案さ
れている。
However, when the rubbing treatment is performed as described above, there is a fear that electrostatic breakdown of the thin film transistor, dust generation or film contamination may be caused during the rubbing. Therefore, development for omitting the rubbing treatment process is performed. There is. For example, by applying photolithography technology,
Method of forming nematic liquid crystal by forming microgrooves on the substrate (Kawata, Takagashira, Gizu, Sakamoto, Hasegawa:
Proposals for the 17th Liquid Crystal Symposium, 2F108), etc. have been proposed.

【0006】さて、液晶表示パネルの用途が拡大し、大
面積、フルカラーが要求されてくると、アクティブマト
リクス方式の液晶表示パネルであっても、視角の狭さが
表示品位を落とす項目として特に最近クローズアップさ
れてきた。
Now, as the use of liquid crystal display panels expands, and large areas and full colors are required, even in the case of active matrix liquid crystal display panels, the narrow viewing angle is a particularly recent item which deteriorates the display quality. It has been close up.

【0007】液晶表示装置において、上下の基板間に電
圧を印加すると、液晶分子は捩じれ構造を解きながら電
界の向きに配列しようとするが、このときの液晶分子の
空間的配列状態によって液晶表示パネルを通過する光の
偏光状態が変化し、透過光が調光される。例えば、ノー
マリホワイトモードでは、電圧無印加時に白表示が実現
され、また十分高い電圧を印加した時に黒表示が実現さ
れることになる。ところで、液晶分子の空間的配列状態
が同じ状態(印加電圧一定)であっても、液晶層に入射
してくる光の入射方向によって光の偏光状態が変化する
ため、パネルの真正面と比較して全ての方向で光の透過
光強度が異なる。さらに、液晶表示パネルの透過光強度
は、2枚のパネル基板間の液晶層の中心を通り基板に平
行な面(ミッドプレーン)に位置する液晶分子の配列に
よって決定され、ミッドプレーンに位置する液晶分子の
長軸の傾斜方向と液晶表示パネルの透過光観察方向との
位置関係によって決定されることになる。
In the liquid crystal display device, when a voltage is applied between the upper and lower substrates, the liquid crystal molecules try to be aligned in the direction of the electric field while unraveling the twisted structure. However, the liquid crystal display panel depends on the spatial alignment state of the liquid crystal molecules at this time. The polarization state of the light passing through is changed, and the transmitted light is dimmed. For example, in the normally white mode, white display is realized when no voltage is applied, and black display is realized when a sufficiently high voltage is applied. By the way, even when the liquid crystal molecules are in the same spatial arrangement state (constant applied voltage), the polarization state of light changes depending on the incident direction of light entering the liquid crystal layer. The transmitted light intensity of light is different in all directions. Further, the transmitted light intensity of the liquid crystal display panel is determined by the arrangement of liquid crystal molecules located in a plane (midplane) that passes through the center of the liquid crystal layer between the two panel substrates and is parallel to the substrates. It is determined by the positional relationship between the tilt direction of the long axis of the molecule and the transmitted light observation direction of the liquid crystal display panel.

【0008】上記したラビング処理法、フォトリソグラ
フィー法のいずれの液晶配向処理方法でも、ミッドプレ
ーンに位置する液晶分子が電界によって傾斜する方向は
パネル面に対して一定方向であるため、見る角度による
複屈折の差、すなわち通過する光の偏光状態の変化が生
じ、コントラストや色相が見る角度によって大きく変化
するといった視野角の問題があった。
In both the rubbing method and the photolithography method, the liquid crystal molecules located on the mid-plane are tilted by the electric field in a fixed direction with respect to the panel surface. There is a problem of the viewing angle that the difference in refraction, that is, the polarization state of light passing therethrough is changed, and the contrast and the hue are largely changed depending on the viewing angle.

【0009】このため、近年、ツイステッドネマティッ
ク方式の液晶表示パネルについては、視野角の拡大を図
る技術の開発が盛んに行われている。一例として、ツイ
ステッドネマティック方式の液晶表示パネルの画素を2
つの配向状態の異なる領域(ドメイン)に分割して視野
角の拡大を図る方式(T.Takatori,K.Su
miyoshi,Y.Hirai,S.Kaneko:
JAPAN DISPLAY ′92,PP.591,
(1992)など)が提案されている。この方式は、画
素を2分割して、各画素中にミッドプレーンに位置する
液晶分子が電界によって傾斜する方向を2種類存在さ
せ、視角による複屈折の差を互いに補償することによ
り、視野角の拡大を図るものである。
Therefore, in recent years, with respect to the twisted nematic type liquid crystal display panel, a technique for expanding the viewing angle has been actively developed. As an example, two pixels of a twisted nematic liquid crystal display panel are used.
A method for expanding the viewing angle by dividing into regions (domains) having different alignment states (T. Takatori, K. Su.
miyoshi, Y .; Hirai, S .; Kaneko:
JAPAN DISPLAY '92, PP. 591,
(1992)) have been proposed. In this method, a pixel is divided into two, and in each pixel, there are two types of directions in which liquid crystal molecules located on the midplane are tilted by an electric field, and the birefringence difference depending on the viewing angle is compensated for each other. It is intended to be expanded.

【0010】しかし、上記の方式では、1画素の配向領
域を2分割しなくてはならないために、露光プロセスや
ラビング処理プロセスが増加し、製造工程が複雑になる
といった問題点があった。
However, in the above method, since the alignment region of one pixel has to be divided into two, there is a problem that the exposure process and the rubbing process are increased and the manufacturing process is complicated.

【0011】さらに進歩した技術として、ラビング処理
を施さずに、同時に視野角の拡大を図る画期的な方式が
提案されている(Y.Toko,T.Sugiyam
a,K.Katoh,Y.Iimura,S.Koba
yashi:SID 93 DIGEST,PP.62
2,(1993))。これは、「ランダム配向ツイステ
ッドネマティック」と呼ばれている。この方式では、ポ
リイミド配向膜を塗布した基板間に、ラビング処理を施
さずに液晶材料をネマティック−アイソトロピック相転
移温度以上で注入して冷却し、液晶分子をランダムに配
向させて、液晶分子の配向方向が異なる領域(ドメイ
ン)を多数形成することにより、視野角の拡大を図るも
のである。
As a further advanced technology, an epoch-making method for simultaneously expanding the viewing angle without rubbing has been proposed (Y. Toko, T. Sugiyama).
a, K .; Katoh, Y. Iimura, S .; Koba
yashi: SID 93 DIGEST, PP. 62
2, (1993)). This is called "random orientation twisted nematic". In this method, a liquid crystal material is injected at a temperature above the nematic-isotropic phase transition temperature without rubbing between substrates coated with a polyimide alignment film and cooled to randomly align the liquid crystal molecules, By forming a large number of regions (domains) having different alignment directions, the viewing angle is widened.

【0012】以下に、このラビング処理を施さない、ラ
ンダム配向による液晶表示パネルの表示方式について説
明する。図5はラビング処理を施さない、ランダム配向
による液晶表示パネルの無電界時の液晶分子の配向を示
した透視図である。これは、一定の間隙を有して対向す
るポリイミド配向膜が形成された上基板501と下基板
502との間に、自発的にほぼ90°の捩じれ角を有す
るカイラルネマティック液晶をネマティック−アイソト
ロピック相転移温度以上で封入した後、室温まで冷却し
て作製したものである。図5に示されているように、基
板界面の液晶分子は、基板上の各々の液晶ドメイン50
6間ではとり得る方位が全く等確率でランダムである
が、一つの液晶ドメイン506内では上基板501の液
晶分子503と下基板502の液晶分子504は互いに
90°だけ捩じれた構造を有している。
A display system of a liquid crystal display panel which is not subjected to the rubbing treatment and which has a random orientation will be described below. FIG. 5 is a perspective view showing the orientation of liquid crystal molecules when no electric field is applied to the liquid crystal display panel with random orientation without rubbing treatment. This is a nematic-isotropic chiral nematic liquid crystal having a twist angle of about 90 ° spontaneously between an upper substrate 501 and a lower substrate 502 on which a polyimide alignment film facing each other with a certain gap is formed. It was prepared by encapsulating at a phase transition temperature or higher and then cooling to room temperature. As shown in FIG. 5, the liquid crystal molecules at the interface of the substrate are separated by each liquid crystal domain 50 on the substrate.
The orientations that can be taken among the six are random with exactly equal probability, but within one liquid crystal domain 506, the liquid crystal molecules 503 of the upper substrate 501 and the liquid crystal molecules 504 of the lower substrate 502 have a structure in which they are twisted by 90 ° with respect to each other. There is.

【0013】この液晶表示パネルでは、ミッドプレーン
に位置する液晶分子505は、最初はほぼ水平に配向し
ているが、電圧を印加すると、誘電的自由エネルギーが
小さくなるように(誘電率異方性>0)傾斜していき、
高電圧印加時には垂直方向に立ってくる。ミッドプレー
ンに位置する液晶分子505は、上下の基板501、5
02の厚み方向の中央に位置する液晶分子であるため、
捩じれ角が90°の場合は丁度全捩じれ角度、すなわち
上基板501の液晶分子503と下基板502の液晶分
子504とのなす角度の1/2(45°)だけ捩じれた
位置に存在する。このミッドプレーンに位置する液晶分
子505の電圧印加による傾斜方向が視野角方向を決定
するため、一つの液晶ドメイン506内では視野角方向
は一定であるが、ランダムな配向方位を有するこれらの
液晶ドメイン506が1画素の中に十分多く存在するこ
とにより、巨視的には平均化され、種々の観察方向にお
ける透過率強度はほぼ対称となり、視角依存性がなくな
る。しかし、上記説明から分かるように、もし1画素中
の液晶ドメイン506の数が十分多くない場合、又は各
液晶ドメイン506の配向方位が完全にランダムでない
場合には、完全に補償することができないため、視角依
存性が残存することになる。
In this liquid crystal display panel, the liquid crystal molecules 505 located on the midplane are initially oriented substantially horizontally, but when a voltage is applied, the dielectric free energy becomes small (dielectric anisotropy). > 0) Inclining,
It stands in the vertical direction when a high voltage is applied. The liquid crystal molecules 505 located on the midplane are the upper and lower substrates 501, 5
02 is a liquid crystal molecule located in the center of the thickness direction,
When the twist angle is 90 °, the twist angle is just a half (45 °) of the total twist angle, that is, the angle formed by the liquid crystal molecules 503 of the upper substrate 501 and the liquid crystal molecules 504 of the lower substrate 502. Since the tilt direction due to the voltage application of the liquid crystal molecules 505 located on the midplane determines the viewing angle direction, the viewing angle direction is constant within one liquid crystal domain 506, but these liquid crystal domains having random alignment directions are present. Since 506 is sufficiently present in one pixel, it is macroscopically averaged, the transmittance intensities in various observation directions are substantially symmetrical, and the viewing angle dependency is eliminated. However, as can be seen from the above description, if the number of liquid crystal domains 506 in one pixel is not sufficiently large, or if the orientation of each liquid crystal domain 506 is not completely random, complete compensation cannot be performed. , The viewing angle dependence remains.

【0014】上記問題点を解決し、ラビング処理を施さ
ずに、同時に視野角の拡大を図る方式が提案されている
(特開平6−301015号公報)。この方式では、光
硬化性の高分子材料と液晶材料の混合物を電極基板間に
注入し、両基板に到達する高分子壁とこの高分子壁によ
って包囲された液晶領域を光相分離によって形成するも
のである。この方式では、1つの液晶領域で液晶分子が
同心円状又は放射状に配向しているため、視角補償を完
全に実現することができる。
There has been proposed a method of solving the above problems and simultaneously enlarging the viewing angle without performing rubbing treatment (Japanese Patent Laid-Open No. 6-301015). In this method, a mixture of a photocurable polymer material and a liquid crystal material is injected between electrode substrates, and a polymer wall reaching both substrates and a liquid crystal region surrounded by the polymer wall are formed by optical phase separation. It is a thing. In this method, since the liquid crystal molecules are concentrically or radially aligned in one liquid crystal region, the viewing angle compensation can be completely realized.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】しかし、光相分離によ
って高分子壁を形成した上記液晶表示パネルでは、基板
界面において液晶分子と基板とのなす角度、すなわちプ
レティルト角が0°であるため、閾値電圧が高くなり、
ヒステリシスが大きく、応答速度が遅いといった問題点
がある。
However, in the above liquid crystal display panel in which the polymer wall is formed by the optical phase separation, the angle formed by the liquid crystal molecules and the substrate at the substrate interface, that is, the pretilt angle is 0 °, so that the threshold value is The higher the voltage,
There is a problem that the hysteresis is large and the response speed is slow.

【0016】本発明は、従来技術における前記課題を解
決するため、閾値電圧が低く、ヒステリシスが小さく、
応答速度が速い液晶表示パネル及びその製造方法を提供
することを目的とする。
In order to solve the above problems in the prior art, the present invention has a low threshold voltage and a small hysteresis,
An object of the present invention is to provide a liquid crystal display panel having a fast response speed and a method for manufacturing the same.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る液晶表示パネルの構成は、一対の電極
基板間に、正の誘電率異方性を有するカイラルネマティ
ック液晶材料と高分子壁とが挟持され、少なくとも基板
付近で液晶領域が前記高分子壁によって包囲され、前記
液晶領域の平均直径がセルギャップよりも大きく、か
つ、画素の大きさよりも小さく、前記液晶領域の液晶分
子が基板面内で種々の方位を有し、無電界時に前記液晶
分子が基板に対して傾斜配向しているものである。
To achieve the above object, a liquid crystal display panel according to the present invention has a structure in which a chiral nematic liquid crystal material having a positive dielectric anisotropy and a polymer are provided between a pair of electrode substrates. The liquid crystal region is sandwiched between the walls and at least in the vicinity of the substrate, and the liquid crystal region is surrounded by the polymer wall, and the average diameter of the liquid crystal region is larger than the cell gap and smaller than the pixel size, and the liquid crystal molecules of the liquid crystal region are The liquid crystal molecules have various orientations in the plane of the substrate, and the liquid crystal molecules are obliquely oriented with respect to the substrate when no electric field is applied.

【0018】また、前記本発明の液晶表示パネルの構成
においては、液晶領域の捩じれ角がほぼ90゜であるの
が好ましい。また、前記本発明の液晶表示パネルの構成
においては、液晶材料の自発ピッチPと液晶層の厚みd
との比d/Pが0.2〜0.3であるのが好ましい。
Further, in the structure of the liquid crystal display panel of the present invention, the twist angle of the liquid crystal region is preferably about 90 °. Further, in the liquid crystal display panel of the present invention, the spontaneous pitch P of the liquid crystal material and the thickness d of the liquid crystal layer.
It is preferable that the ratio d / P with is 0.2 to 0.3.

【0019】また、前記本発明の液晶表示パネルの構成
においては、液晶材料の複屈折△nと液晶層の厚みdと
の積△n・dが0.3〜0.6μmであるのが好まし
い。また、本発明に係る液晶表示パネルの製造方法の構
成は、一対の電極基板間に、正の誘電率異方性を有する
カイラルネマティック液晶材料と高分子壁とが挟持さ
れ、少なくとも基板付近で液晶領域が前記高分子壁によ
って包囲され、前記液晶領域の平均直径がセルギャップ
よりも大きく、かつ、画素の大きさよりも小さく、前記
液晶領域の液晶分子が基板面内で種々の方位を有し、無
電界時に前記液晶分子が基板に対して傾斜配向している
液晶表示パネルの製造方法であって、紫外線硬化性の高
分子材料と液晶材料の混合組成物を一対の電極基板間に
注入し、前記電極基板間に電圧を印加しながら紫外線を
照射して、前記高分子壁を形成することを特徴とする。
In the structure of the liquid crystal display panel of the present invention, the product Δn · d of the birefringence Δn of the liquid crystal material and the thickness d of the liquid crystal layer is preferably 0.3 to 0.6 μm. . Further, the structure of the method for manufacturing a liquid crystal display panel according to the present invention is such that a chiral nematic liquid crystal material having a positive dielectric anisotropy and a polymer wall are sandwiched between a pair of electrode substrates, and a liquid crystal is at least near the substrate. The region is surrounded by the polymer wall, the average diameter of the liquid crystal region is larger than the cell gap, and smaller than the size of the pixel, the liquid crystal molecules of the liquid crystal region have various orientations in the substrate plane, A method of manufacturing a liquid crystal display panel in which the liquid crystal molecules are tilted and aligned with respect to a substrate when no electric field is applied, injecting a mixed composition of an ultraviolet curable polymer material and a liquid crystal material between a pair of electrode substrates, The polymer walls are formed by irradiating ultraviolet rays while applying a voltage between the electrode substrates.

【0020】また、前記本発明の液晶表示パネルの製造
方法の構成においては、電極基板間に印加される電圧が
液晶材料の閾値電圧以上であるのが好ましい。また、前
記本発明の液晶表示パネルの製造方法の構成において
は、電極基板間に印加される電圧の波形がほぼ方形波で
あるのが好ましい。
Further, in the structure of the method for manufacturing a liquid crystal display panel of the present invention, it is preferable that the voltage applied between the electrode substrates is equal to or higher than the threshold voltage of the liquid crystal material. Further, in the configuration of the method for manufacturing a liquid crystal display panel of the present invention, it is preferable that the waveform of the voltage applied between the electrode substrates is substantially a square wave.

【0021】また、前記本発明の液晶表示パネルの製造
方法の構成においては、一対の電極基板の一方に能動ス
イッチング素子を形成し、アクティブ駆動させることに
よって電圧を印加するのが好ましい。
Further, in the structure of the liquid crystal display panel manufacturing method of the present invention, it is preferable that the active switching element is formed on one of the pair of electrode substrates and the voltage is applied by active driving.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】前記本発明の液晶表示パネルの構
成によれば、一対の電極基板間に、正の誘電率異方性を
有するカイラルネマティック液晶材料と高分子壁とが挟
持され、少なくとも基板付近で液晶領域が前記高分子壁
によって包囲され、前記液晶領域の平均直径がセルギャ
ップよりも大きく、かつ、画素の大きさよりも小さく、
前記液晶領域の液晶分子が基板面内で種々の方位を有
し、無電界時に前記液晶分子が基板に対して傾斜配向し
ていることにより(プレティルト角の発現)、液晶分子
が小さいエネルギーで電界応答できる。その結果、閾値
電圧が低くなり、応答速度が速くなる。また、ディスク
リネーションの発生によってヒステリシスが生じるが、
プレティルト角の発現によって電圧下降時の液晶配向の
規制力が発生するので、各電圧における電圧下降時の配
向が電圧上昇時の配向と異なることから生ずるヒステリ
シスが大幅に緩和される。
According to the structure of the liquid crystal display panel of the present invention, a chiral nematic liquid crystal material having a positive dielectric anisotropy and a polymer wall are sandwiched between a pair of electrode substrates, and at least The liquid crystal region is surrounded by the polymer wall near the substrate, the average diameter of the liquid crystal region is larger than the cell gap, and smaller than the size of the pixel,
The liquid crystal molecules in the liquid crystal region have various orientations in the plane of the substrate, and the liquid crystal molecules are tilted with respect to the substrate when no electric field is applied (pretilt angle is expressed), so that the liquid crystal molecules can generate an electric field with small energy. I can respond. As a result, the threshold voltage becomes lower and the response speed becomes faster. Also, although the occurrence of disclination causes hysteresis,
The expression of the pretilt angle causes a regulating force of the liquid crystal alignment at the time of voltage decrease, so that the hysteresis caused by the fact that the alignment at the time of voltage decrease at each voltage is different from the alignment at the time of voltage increase is significantly reduced.

【0023】また、前記本発明の液晶表示パネルの構成
において、液晶領域の捩じれ角がほぼ90゜であるとい
う好ましい例によれば、白く、かつ、明るい液晶表示パ
ネルが得られる。その結果、きれいな白黒表示やカラー
表示が実現される。
Further, in the liquid crystal display panel of the present invention, according to a preferable example in which the twist angle of the liquid crystal region is about 90 °, a white and bright liquid crystal display panel can be obtained. As a result, beautiful monochrome display and color display are realized.

【0024】また、前記本発明の液晶表示パネルの構成
において、液晶材料の自発ピッチPと液晶層の厚みdと
の比d/Pが0.2〜0.3であるという好ましい例に
よれば、d/Pと液晶領域の捩じれ角との関係が、捩じ
れ角=d/P×360°であるため、液晶領域の捩じれ
角は72〜108°となり、白く、かつ、明るい液晶表
示パネルが得られる。その結果、きれいな白黒表示やカ
ラー表示が実現される。
According to a preferred example of the above-mentioned constitution of the liquid crystal display panel of the present invention, the ratio d / P between the spontaneous pitch P of the liquid crystal material and the thickness d of the liquid crystal layer is 0.2 to 0.3. , D / P and the twist angle of the liquid crystal region are twist angle = d / P × 360 °, the twist angle of the liquid crystal region is 72 to 108 °, and a white and bright liquid crystal display panel is obtained. To be As a result, beautiful monochrome display and color display are realized.

【0025】また、前記本発明の液晶表示パネルの構成
において、液晶材料の複屈折△nと液晶層の厚みdとの
積△n・dが0.3〜0.6μmであるという好ましい
例によれば、明るい液晶表示パネルが得られる。
In the liquid crystal display panel of the present invention, the product Δn · d of the birefringence Δn of the liquid crystal material and the thickness d of the liquid crystal layer is 0.3 to 0.6 μm. According to this, a bright liquid crystal display panel can be obtained.

【0026】また、前記本発明の液晶表示パネルの製造
方法の構成によれば、一対の電極基板間に、正の誘電率
異方性を有するカイラルネマティック液晶材料と高分子
壁とが挟持され、少なくとも基板付近で液晶領域が前記
高分子壁によって包囲され、前記液晶領域の平均直径が
セルギャップよりも大きく、かつ、画素の大きさよりも
小さく、前記液晶領域の液晶分子が基板面内で種々の方
位を有し、無電界時に前記液晶分子が基板に対して傾斜
配向している液晶表示パネルの製造方法であって、紫外
線硬化性の高分子材料と液晶材料の混合組成物を一対の
電極基板間に注入し、前記電極基板間に電圧を印加しな
がら紫外線を照射して、前記高分子壁を形成することを
特徴とするため、以下のようにして上記のような作用効
果を奏する液晶表示パネルが得られる。すなわち、紫外
線硬化性の高分子材料と液晶材料の混合組成物を一対の
電極基板間に注入した後、前記電極基板間に電圧を印加
しながら紫外線を照射し、光相分離によって液晶ドロプ
レット(小滴)を成長させていく。この液晶ドロプレッ
トと分離した高分子には界面が存在し、電圧を印加しな
い状態で光相分離を行うと、界面と液晶分子との相互作
用が強いために液晶ドロプレットの基板側の液晶分子は
界面に対してほぼ平行に配向しながら成長していく。し
かし、電圧を印加しながら光相分離を行うと、基板側の
液晶分子は電界に応答し、界面付近の液晶分子は界面と
所定の角度(プレティルト角)を保持しつつ液晶ドロプ
レットが成長を続ける。液晶ドロプレットが成長し、上
下の電極基板に達してもさらに光相分離は続行され、隣
接する液晶ドロプレットが接する直前で反応は完結す
る。光相分離反応が完結した後は、電界を取り除いて
も、液晶ドロプレットと高分子との界面はメモリー効果
のために前記プレティルト角を保持したまま残る。この
ようにプレティルト角が発現すると、液晶分子が小さい
エネルギーで電界応答できるようになるため、閾値電圧
が低くなり、応答速度が速くなる。また、ディスクリネ
ーションの発生によってヒステリシスが生じるが、電圧
下降時の液晶配向の規制力が前記プレティルト角の発現
によって発生するので、各電圧における電圧下降時の配
向が電圧上昇時の配向と異なることから生ずるヒステリ
シスが大幅に緩和される。
According to the structure of the method for manufacturing a liquid crystal display panel of the present invention, a chiral nematic liquid crystal material having positive dielectric anisotropy and a polymer wall are sandwiched between a pair of electrode substrates, At least in the vicinity of the substrate, the liquid crystal region is surrounded by the polymer wall, the average diameter of the liquid crystal region is larger than the cell gap and smaller than the size of the pixel, and the liquid crystal molecules of the liquid crystal region are various in the plane of the substrate. A method of manufacturing a liquid crystal display panel having an azimuth and in which the liquid crystal molecules are tilted and aligned with respect to a substrate when no electric field is applied, wherein a mixed composition of an ultraviolet curable polymer material and a liquid crystal material is used as a pair of electrode substrates A liquid crystal display that has the above-described operational effects as described below, because it is characterized in that the polymer wall is formed by irradiating ultraviolet rays while injecting it between the electrode substrates and applying a voltage between the electrode substrates. Panel can be obtained. That is, after injecting a mixed composition of an ultraviolet curable polymer material and a liquid crystal material between a pair of electrode substrates, ultraviolet rays are irradiated while applying a voltage between the electrode substrates, and liquid crystal droplets (small Drops) grow. There is an interface between the liquid crystal droplets and the separated polymer, and if optical phase separation is performed without applying a voltage, the liquid crystal molecules on the substrate side of the liquid crystal droplets form an interface because the interaction between the interface and the liquid crystal molecules is strong. And grows while being oriented substantially parallel to. However, when optical phase separation is performed while applying a voltage, the liquid crystal molecules on the substrate side respond to the electric field, and the liquid crystal molecules near the interface continue to grow while maintaining a predetermined angle (pretilt angle) with the interface. . Even when the liquid crystal droplets grow and reach the upper and lower electrode substrates, the optical phase separation is further continued, and the reaction is completed immediately before the adjacent liquid crystal droplets come into contact with each other. After the photo-phase separation reaction is completed, even if the electric field is removed, the interface between the liquid crystal droplets and the polymer remains with the pretilt angle maintained due to the memory effect. When the pretilt angle is developed in this way, the liquid crystal molecules can respond to the electric field with a small energy, so that the threshold voltage becomes low and the response speed becomes fast. In addition, although the occurrence of disclination causes hysteresis, since the regulating force of the liquid crystal alignment at the time of voltage decrease is generated by the expression of the pretilt angle, the alignment at the time of voltage decrease at each voltage is different from the alignment at the time of voltage increase. The hysteresis caused by is greatly reduced.

【0027】また、前記本発明の液晶表示パネルの製造
方法の構成において、電極基板間に印加される電圧が液
晶材料の閾値電圧以上であるという好ましい例によれ
ば、プレティルト角が容易に発現する。
Further, in the configuration of the method for manufacturing a liquid crystal display panel of the present invention, according to a preferred example in which the voltage applied between the electrode substrates is equal to or higher than the threshold voltage of the liquid crystal material, the pretilt angle is easily exhibited. .

【0028】また、前記本発明の液晶表示パネルの製造
方法の構成において、電極基板間に印加される電圧の波
形がほぼ方形波であるという好ましい例によれば、光相
分離時に印加する電圧(交流)が容易に得られる。
Further, according to the preferable example in which the waveform of the voltage applied between the electrode substrates is substantially a square wave in the structure of the method for manufacturing a liquid crystal display panel of the present invention, the voltage applied during optical phase separation ( Exchange) can be easily obtained.

【0029】また、前記本発明の液晶表示パネルの製造
方法の構成において、一対の電極基板の一方に能動スイ
ッチング素子を形成し、アクティブ駆動させることによ
って電圧を印加するという好ましい例によれば、アクテ
ィブ駆動パネルにおいて表示用として使用する回路をそ
のまま電圧印加用として使用することができる。
In the liquid crystal display panel manufacturing method of the present invention, according to a preferred example in which an active switching element is formed on one of the pair of electrode substrates and the voltage is applied by active driving, the active switching element is The circuit used for display in the drive panel can be used as it is for voltage application.

【0030】[0030]

【実施例】以下、実施例を用いて本発明をさらに具体的
に説明する。図1は本発明に係る液晶表示パネル及びそ
の製造方法の一実施例を示す断面図である。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to examples. FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a liquid crystal display panel and a method of manufacturing the same according to the present invention.

【0031】まず、インジウム・錫酸化膜からなる透明
電極103、104を設けた一対の透明ガラス基板10
1、102を洗浄した後、これらの透明ガラス基板10
1、102を110℃で30分間乾燥させた。次いで、
ポリイミド樹脂膜RN−747(日産化学社)を200
0回転/分、60秒の条件でスピナー塗布し、200℃
で1時間硬化させた。これにより、透明電極103、1
04の上に有機絶縁膜110が形成された。次いで、両
基板を、5μm径のプラスティック製スペーサ106
(ミクロパール:積水ファイン(株))を介して熱硬化
型のシール材105(ストラクトボンド:三井東圧化学
(株))により液晶注入口を設けた状態で貼り合わせ、
150℃で4時間加熱してシール材105を完全に硬化
させた。これにより、空セルが得られた。
First, a pair of transparent glass substrates 10 provided with transparent electrodes 103 and 104 made of an indium / tin oxide film.
After cleaning 1, 102, these transparent glass substrates 10
1, 102 was dried at 110 ° C. for 30 minutes. Then
Polyimide resin film RN-747 (Nissan Chemical Co., Ltd.) 200
Spinner is applied under the condition of 0 revolutions / minute and 60 seconds, and 200 ℃
Cured for 1 hour. Thereby, the transparent electrodes 103, 1
On 04, the organic insulating film 110 was formed. Next, the both substrates are connected to each other by a plastic spacer 106 having a diameter of 5 μm.
(Micropearl: Sekisui Fine Co., Ltd.) and a thermosetting sealant 105 (StructBond: Mitsui Toatsu Chemical Co., Ltd.) bonded together with a liquid crystal injection port provided.
The sealing material 105 was completely cured by heating at 150 ° C. for 4 hours. Thereby, an empty cell was obtained.

【0032】次に、液晶材料として、セルギャップdに
対して自発捩じれピッチPがd/P=0.25となるよ
うにカイラル材料S−811(メルク社)と正の誘電率
異方向性を有し、かつ、屈折率異方性が0.09のフッ
ソ系ネマティック液晶ZLI−4792(メルク社)と
を混合して生成した正の誘電率異方向性を有するカイラ
ルネマティック液晶材料109を8.20グラム準備
し、紫外線硬化性の高分子材料として、UV重合性材料
PN393(メルク社)を1.80グラム準備し(高分
子−液晶混合材料に対する液晶材料の比は82重量
%)、両者を40℃で十分撹拌することにより、高分子
−液晶の均一な混合溶液を調製した。ここで、液晶材料
の閾値電圧は1.1Vである。
Next, as a liquid crystal material, a positive dielectric constant anisotropy was obtained with the chiral material S-811 (Merck) so that the spontaneous twist pitch P was d / P = 0.25 with respect to the cell gap d. 7. A chiral nematic liquid crystal material 109 having a positive dielectric constant anisotropy, which is produced by mixing with a fluorine-based nematic liquid crystal ZLI-4792 (Merck) having a refractive index anisotropy of 0.09. 20 g of the UV curable polymer material was prepared, and 1.80 g of the UV polymerizable material PN393 (Merck) was prepared (the ratio of the liquid crystal material to the polymer-liquid crystal mixed material was 82% by weight). By thoroughly stirring at 40 ° C., a uniform mixed solution of polymer and liquid crystal was prepared. Here, the threshold voltage of the liquid crystal material is 1.1V.

【0033】d/Pと液晶領域の捩じれ角との関係は、
捩じれ角=d/P×360°であるため、上記のように
d/P=0.25の場合、液晶領域の捩じれ角は90°
となる。そして、このように液晶領域の捩じれ角が90
°の場合に、最も白く、かつ、最も明るい液晶表示パネ
ルが得られ、その結果、きれいな白黒表示やカラー表示
が実現される。
The relationship between d / P and the twist angle of the liquid crystal region is as follows:
Since the twist angle = d / P × 360 °, when d / P = 0.25 as described above, the twist angle of the liquid crystal region is 90 °.
Becomes Then, the twist angle of the liquid crystal region is 90
In the case of °, the whitest and brightest liquid crystal display panel is obtained, and as a result, clear black and white display and color display are realized.

【0034】また、上記液晶材料の複屈折△nは0.9
6であり、この液晶材料の複屈折△nと液晶層の厚みd
(=0.5μm)との積△n・dは0.48μmとな
る。このように△n・d=0.48μmのとき、最も明
るい液晶表示パネルが得られる。
The birefringence Δn of the liquid crystal material is 0.9.
6 and the birefringence Δn of this liquid crystal material and the thickness d of the liquid crystal layer
The product Δn · d with (= 0.5 μm) is 0.48 μm. Thus, when Δn · d = 0.48 μm, the brightest liquid crystal display panel can be obtained.

【0035】次に、この混合溶液を、40℃のホットプ
レート上で予め加温されている上記空セルに液晶注入口
から注入し、液晶注入口を封止した。次いで、透明電極
103、104に1V、2V、5V及び10Vの方形波
(30Hz)をそれぞれ印加した状態で、UVランプ1
12を用いて、IRカットフィルタ113を通して赤外
線を除去した紫外線を40℃、30mW/cm2 の強度
で200秒間照射した後、電圧の印加を止めた。これに
より、厚みが2μm以下の高分子壁111によって囲ま
れた液晶表示パネルが得られた。ここで、方形波は、波
形発生装置(HP)を用いて発生させた。
Next, this mixed solution was injected from the liquid crystal injection port into the empty cell previously heated on a hot plate at 40 ° C., and the liquid crystal injection port was sealed. Next, the UV lamp 1 was applied with square waves (30 Hz) of 1 V, 2 V, 5 V and 10 V applied to the transparent electrodes 103 and 104, respectively.
After applying infrared rays through the IR cut filter 113 using the No. 12 ultraviolet ray at 40 ° C. and an intensity of 30 mW / cm 2 for 200 seconds, the voltage application was stopped. As a result, a liquid crystal display panel surrounded by the polymer wall 111 having a thickness of 2 μm or less was obtained. Here, the square wave was generated using a waveform generator (HP).

【0036】この液晶表示パネルを直交ニコル状態の偏
光顕微鏡を用いて観察したところ、直径10〜30μm
のほぼ円形状の液晶ドメイン(単位液晶セル)が形成さ
れていた。このように液晶ドメインの平均直径は、セル
ギャップd(スペーサ106の径5μmに等しい)より
も大きい。また、液晶ドメインの平均直径は画素の大き
さよりも小さい。また、液晶ドメインの中には、そのほ
ぼ中央に配向欠陥が一つ存在し、そこを中心として4本
の黒帯が放射状に出ていることが観察された。そして、
液晶パネルを固定して偏光子及び検光子を回転させたと
ころ、4本の黒帯は偏光子と同じ方向に同じ角度だけ回
転した。また、各液晶ドメインは高分子壁111によっ
て完全に仕切られているが、この高分子壁111自体は
光を透過させないため、黒枠を形成していた。
Observation of this liquid crystal display panel using a polarizing microscope in a crossed Nicols state revealed a diameter of 10 to 30 μm.
The liquid crystal domain (unit liquid crystal cell) having a substantially circular shape was formed. Thus, the average diameter of the liquid crystal domains is larger than the cell gap d (equal to the spacer 106 diameter of 5 μm). Moreover, the average diameter of the liquid crystal domains is smaller than the size of the pixel. In addition, it was observed that in the liquid crystal domain, one alignment defect was present in the approximate center of the liquid crystal domain, and four black bands were radially formed around the alignment defect. And
When the polarizer and the analyzer were rotated with the liquid crystal panel fixed, the four black bands rotated in the same direction as the polarizer by the same angle. Further, although each liquid crystal domain is completely partitioned by the polymer wall 111, the polymer wall 111 itself does not transmit light, so that a black frame is formed.

【0037】図3は液晶分子の配向を示したものであ
る。図3(a)では、上下基板近傍の液晶分子302、
303及び中央面(ミッドプレーン)304の液晶分子
305は特異点を中心として点対称に配列されている。
また、上基板の液晶分子302と下基板の液晶分子30
3とは互いにカイラル添加量に応じた捩じれ構造をとり
(90°)、ミッドプレーン304の液晶分子305は
全捩じれ角度の1/2だけ捩じれた位置に存在してい
る。一方、図3(b)では、ミッドプレーン309の液
晶分子310が特異点を中心として同心円状に配列され
ている。図3(a)中、301は高分子壁であり、図3
(b)中、306は高分子壁、307、308は上下基
板近傍の液晶分子である。尚、本実施例の系では図3
(b)の液晶分子の配向が主流と考えられる。
FIG. 3 shows the orientation of liquid crystal molecules. In FIG. 3A, liquid crystal molecules 302 near the upper and lower substrates,
Liquid crystal molecules 305 on the central plane (midplane) 304 are arranged symmetrically about a singular point.
In addition, the liquid crystal molecules 302 on the upper substrate and the liquid crystal molecules 30 on the lower substrate
3 has a twist structure depending on the amount of chiral addition (90 °), and the liquid crystal molecules 305 of the midplane 304 are present at positions twisted by ½ of the total twist angle. On the other hand, in FIG. 3B, the liquid crystal molecules 310 of the midplane 309 are arranged concentrically around the singular point. In FIG. 3A, 301 is a polymer wall.
In (b), 306 is a polymer wall, and 307 and 308 are liquid crystal molecules near the upper and lower substrates. Incidentally, in the system of the present embodiment, FIG.
The alignment of liquid crystal molecules in (b) is considered to be the mainstream.

【0038】次に、この液晶表示パネルの外側に偏光板
107、108を偏光軸が互いに直交するようにして貼
り付け、パネル輝度−電圧特性を測定した。この場合、
測定方向はパネル正面とし、輝度計BM−8(トプコ
ン)を用いてパネル輝度を測定した。また、最初0Vか
ら8Vまで0.05Vステップで30Hzの方形波を印
加し、その後、8Vから0Vまで−0.05Vステップ
で同様の波形を印加して、駆動電圧、コントラスト比及
びヒステリシスを測定した。
Next, the polarizing plates 107 and 108 were attached to the outside of the liquid crystal display panel so that the polarization axes thereof were orthogonal to each other, and the panel luminance-voltage characteristics were measured. in this case,
The measurement direction was the front of the panel, and the panel brightness was measured using a brightness meter BM-8 (Topcon). A drive voltage, contrast ratio, and hysteresis were measured by first applying a 30 Hz square wave from 0 V to 8 V in 0.05 V steps, and then applying a similar waveform from 8 V to 0 V in -0.05 V steps. .

【0039】図4(a)に、光相分離時の印加電圧が1
0Vの場合の20℃における本液晶表示パネルのパネル
輝度−電圧特性を示す。図4(a)中、実線は昇圧時の
特性を示し、破線は降圧時の特性を示す。
In FIG. 4A, the applied voltage during optical phase separation is 1
The panel brightness-voltage characteristic of this liquid crystal display panel in 20 degreeC in case of 0V is shown. In FIG. 4A, the solid line shows the characteristic at the time of boosting, and the broken line shows the characteristic at the time of lowering the voltage.

【0040】駆動電圧を、(電圧無印加時のパネル輝
度)−(8V印加時のパネル輝度)の相対値を与える電
圧として定義する。この液晶表示パネルの駆動電圧は、
光相分離時の印加電圧に依存し、1V印加のときは、9
0%輝度で1.5V、10%輝度で3.5Vであった。
また、2V印加以上では、駆動電圧は印加電圧と共に減
少し、10V印加のときは、90%輝度で1.2V、1
0%輝度で3.0Vであった。
The drive voltage is defined as a voltage which gives a relative value of (panel brightness when no voltage is applied)-(panel brightness when 8 V is applied). The drive voltage of this liquid crystal display panel is
It depends on the applied voltage at the time of optical phase separation.
The 0% luminance was 1.5V and the 10% luminance was 3.5V.
In addition, when the applied voltage is 2V or more, the driving voltage decreases with the applied voltage.
It was 3.0 V at 0% brightness.

【0041】コントラスト比=(電圧無印加時のパネル
輝度)/(30Hz、5V印加時のパネル輝度)も同様
に、光相分離時の印加電圧に依存し、1V印加のときは
50であった。また、2V印加以上では、コントラスト
比は印加電圧と共に増加し、10V印加のときは80の
値が得られた。さらに、90%輝度及び10%輝度間の
応答速度を測定したところ、やはり光相分離時の印加電
圧に依存し、1V印加のときは150msであった。ま
た、2V印加以上では、応答速度は印加電圧と共に減少
し、10V印加のときは120msであった。
The contrast ratio = (panel brightness when no voltage is applied) / (panel brightness when 30 Hz, 5 V is applied) similarly depends on the applied voltage at the time of optical phase separation, and is 50 when 1 V is applied. . Moreover, the contrast ratio increased with the applied voltage when 2 V or more was applied, and the value of 80 was obtained when 10 V was applied. Furthermore, when the response speed between 90% brightness and 10% brightness was measured, it also depended on the applied voltage at the time of optical phase separation, and was 150 ms when 1 V was applied. Further, the response speed decreased with the applied voltage when 2 V or more was applied, and was 120 ms when 10 V was applied.

【0042】ヒステリシスは、((昇圧時の50%輝度
を与える電圧)−(降圧時の50%輝度を与える電
圧))/(昇圧時の50%輝度を与える電圧)によって
定義することができる。この定義に従って本液晶表示パ
ネルのヒステリシスの値を計算したところ、やはり光相
分離時の印加電圧に依存し、1V印加のときは0.10
であった。また、2V印加以上では、ヒステリシスは印
加電圧と共に減少し、10V印加のときは0.04であ
った。
The hysteresis can be defined by ((voltage which gives 50% brightness when stepping up)-(voltage which gives 50% brightness when stepping down)) / (voltage which gives 50% brightness when stepping up). When the hysteresis value of the present liquid crystal display panel was calculated according to this definition, it also depends on the applied voltage at the time of optical phase separation and is 0.10 when 1 V is applied.
Met. Further, when the applied voltage was 2 V or more, the hysteresis decreased with the applied voltage, and was 0.04 when 10 V was applied.

【0043】この液晶表示パネルの透過率を測定したと
ころ、後述する比較例の場合と比較して10%程度暗か
った。このことから、本実施例の液晶表示パネルにおい
ては、プレティルト角(基板界面において液晶分子の長
軸と基板とのなす角度)が発現していると考えられる。
なぜなら、プレティルト角が発現すると、ミッドプレー
ン上の液晶分子のティルト角が傾斜して複屈折が減少
し、透過率が減少するからである。
When the transmittance of this liquid crystal display panel was measured, it was about 10% darker than that of the comparative example described later. From this, it is considered that the pretilt angle (the angle formed by the long axis of the liquid crystal molecule and the substrate at the substrate interface) is exhibited in the liquid crystal display panel of the present embodiment.
This is because when the pretilt angle is developed, the tilt angle of the liquid crystal molecules on the midplane is tilted, the birefringence is reduced, and the transmittance is reduced.

【0044】<比較例>図2は比較例の液晶表示パネル
及びその製造方法を示す断面図である。上記実施例と同
様にして空セルを作製した。また、上記実施例と同様に
して高分子−液晶の均一な混合溶液を調整した。
<Comparative Example> FIG. 2 is a sectional view showing a liquid crystal display panel of a comparative example and a method of manufacturing the same. An empty cell was prepared in the same manner as in the above example. In addition, a uniform mixed solution of polymer and liquid crystal was prepared in the same manner as in the above example.

【0045】次に、この混合溶液を、40℃のホットプ
レート上で予め加温されている上記空セルに液晶注入口
から注入して、液晶注入口を封止した。次いで、UVラ
ンプ212を用いて、IRカットフィルタ213を通し
て赤外線を除去した紫外線を40℃、30mW/cm2
の強度で200秒間照射した。これにより、厚みが2μ
m以下の高分子壁211によって囲まれた液晶表示パネ
ルが得られた。尚、図2中、201は上ガラス基板、2
02は下ガラス基板、203、204は透明電極、20
5はシール材、206はスペーサ、209はカイラルネ
マティック液晶材料、210は有機絶縁膜である。
Next, this mixed solution was injected from the liquid crystal injection port into the empty cell previously heated on a hot plate at 40 ° C., and the liquid crystal injection port was sealed. Then, using the UV lamp 212, the ultraviolet rays from which infrared rays have been removed through the IR cut filter 213 are irradiated with the ultraviolet rays at 40 ° C. and 30 mW / cm 2.
For 200 seconds. As a result, the thickness is 2μ
A liquid crystal display panel surrounded by a polymer wall 211 of m or less was obtained. In FIG. 2, 201 is an upper glass substrate, 2
02 is a lower glass substrate, 203 and 204 are transparent electrodes, 20
5 is a sealing material, 206 is a spacer, 209 is a chiral nematic liquid crystal material, and 210 is an organic insulating film.

【0046】この液晶表示パネルを直交ニコル状態の偏
光顕微鏡を用いて観察したところ、直径10〜30μm
のほぼ円形状の液晶ドメイン(単位液晶セル)が形成さ
れていた。液晶ドメインの中には、そのほぼ中央に配向
欠陥が一つ存在し、そこを中心として4本の黒帯が放射
状に出ていることが観察された。そして、液晶パネルを
固定して偏光子及び検光子を回転させたところ、4本の
黒帯は偏光子と同じ方向に同じ角度だけ回転した。ま
た、各液晶ドメインは高分子壁211によって完全に仕
切られているが、この高分子の壁211自体は光を透過
させないため、黒枠を形成していた。以上の観察結果
は、上記実施例の場合と全く同様である。
Observation of this liquid crystal display panel using a polarizing microscope in a crossed Nicols state revealed a diameter of 10 to 30 μm.
The liquid crystal domain (unit liquid crystal cell) having a substantially circular shape was formed. It was observed that in the liquid crystal domain, one alignment defect was present in the approximate center of the liquid crystal domain, and four black bands were radially formed around the alignment defect. Then, when the liquid crystal panel was fixed and the polarizer and the analyzer were rotated, the four black bands were rotated in the same direction as the polarizer by the same angle. Further, although each liquid crystal domain is completely partitioned by the polymer wall 211, since the polymer wall 211 itself does not transmit light, a black frame is formed. The above observation results are exactly the same as in the case of the above embodiment.

【0047】次に、この液晶表示パネルの外側に偏光板
207、208を偏光軸が互いに直交するようにして貼
り付け、パネル輝度−電圧特性を測定した。測定方法は
上記実施例の場合と同様である。また、上記実施例の場
合と同様にして、駆動電圧、コントラスト比及びヒステ
リシスも測定した。
Next, polarizing plates 207 and 208 were attached to the outside of this liquid crystal display panel so that the polarization axes thereof were orthogonal to each other, and the panel luminance-voltage characteristics were measured. The measuring method is the same as in the above-mentioned embodiment. Further, the driving voltage, the contrast ratio, and the hysteresis were measured in the same manner as in the above-mentioned example.

【0048】図4(b)に、20℃におけるこの比較例
の液晶表示パネルのパネル輝度−電圧特性曲線を示す。
図4(b)中、実線は昇圧時の特性を示し、破線は降圧
時の特性を示す。
FIG. 4B shows a panel luminance-voltage characteristic curve of the liquid crystal display panel of this comparative example at 20 ° C.
In FIG. 4B, the solid line shows the characteristic at the time of boosting, and the broken line shows the characteristic at the time of lowering the voltage.

【0049】駆動電圧は、上記実施例の1V印加時の場
合と同様に、90%輝度で1.5V、10%輝度で3.
5Vであった。また、コントラスト比は、上記実施例の
1V印加時の場合と同様に50であった。また、この比
較例の液晶表示パネルにおいて、90%輝度及び10%
輝度を与える電圧間の応答速度を測定したところ、上記
実施例の1V印加時の場合と同様に150msであっ
た。また、この比較例の液晶表示パネルのヒステリシス
を、上記実施例における定義に従って計算したところ、
0.10であった。
The driving voltage is 1.5 V at 90% luminance and 3. at 10% luminance, as in the case of applying 1 V in the above embodiment.
It was 5V. The contrast ratio was 50 as in the case of applying 1 V in the above example. Further, in the liquid crystal display panel of this comparative example, 90% luminance and 10%
When the response speed between the voltages giving brightness was measured, it was 150 ms, as in the case of applying 1 V in the above-mentioned embodiment. Further, when the hysteresis of the liquid crystal display panel of this comparative example was calculated according to the definition in the above example,
0.10.

【0050】以上のように、比較例の液晶表示パネルに
比べて、上記実施例の液晶表示パネルの閾値電圧が低
く、応答速度が速く、ヒステリシスが大幅に緩和されて
いるのは、以下の理由によるものと考えられる。すなわ
ち、本実施例の液晶表示パネルにおいては、上記したよ
うにプレティルト角が発現しており、液晶分子が小さい
エネルギーで電界応答できるため、閾値電圧が低くな
り、応答速度が速くなる。また、ディスクリネーシショ
ンの発生によってヒステリシスが生じるが、プレティル
ト角の発現によって電圧降下時の規制力が発生するの
で、各電圧における電圧降下時の配向と異なることから
生ずるヒステリシスが大幅に緩和される。
As described above, the reason why the liquid crystal display panel of the above-mentioned embodiment has a lower threshold voltage, a faster response speed, and the hysteresis is significantly relaxed as compared with the liquid crystal display panel of the comparative example is as follows. It is thought to be due to. That is, in the liquid crystal display panel of the present embodiment, the pretilt angle is exhibited as described above, and since the liquid crystal molecules can respond to the electric field with a small energy, the threshold voltage becomes low and the response speed becomes fast. In addition, the occurrence of disclination causes hysteresis, but the regulation force at the time of voltage drop is generated by the expression of the pretilt angle, so that the hysteresis caused by the difference in the orientation at the time of voltage drop at each voltage is significantly relaxed. .

【0051】尚、上記実施例においては、光相分離時に
印加する電圧の波形として方形波が使用されているが、
必ずしもこれに限定されるものではなく、変形した方形
波や正弦波を使用しても同様の効果が得られる。
In the above embodiment, the square wave is used as the waveform of the voltage applied during the optical phase separation.
The present invention is not limited to this, and the same effect can be obtained by using a deformed square wave or sine wave.

【0052】また、上記実施例においては、方形波を発
生させるために波形発生装置(HP)が使用されている
が、必ずしもこれに限定されるものではなく、一対の電
極基板の一方に能動スイッチング素子を形成し、アクテ
ィブ駆動させることによって電圧を印加してもよい。こ
の構成によれば、アクティブ駆動パネルにおいて表示用
として使用する回路をそのまま電圧印加用として使用す
ることができる。
Further, in the above embodiment, the waveform generator (HP) is used to generate the square wave, but the invention is not necessarily limited to this, and active switching is performed on one of the pair of electrode substrates. A voltage may be applied by forming an element and actively driving it. With this configuration, the circuit used for display in the active drive panel can be used as it is for voltage application.

【0053】また、上記実施例においては、プレティル
ト角を付与するために電場が使用されているが、必ずし
もこの構成に限定されるものではなく、磁場によってプ
レティルト角を付与しても同様の効果が得られる。
In the above embodiment, the electric field is used to give the pretilt angle. However, the present invention is not limited to this configuration, and the same effect can be obtained even if the pretilt angle is given by the magnetic field. can get.

【0054】また、上記実施例においては、電圧保持率
を向上させるために有機絶縁膜としてポリイミド樹脂膜
RN−747を使用しているが、必ずしもこれに限定さ
れるものではなく、例えば、可溶性ポリイミド樹脂膜A
L−5417(日本合成ゴム社)、UV硬化樹脂PN3
93(メルク社)、ポリウレタンMS5510(三菱重
工社)などを使用しても同様の効果が得られる。
Further, in the above embodiment, the polyimide resin film RN-747 is used as the organic insulating film in order to improve the voltage holding ratio, but it is not necessarily limited to this, and for example, soluble polyimide is used. Resin film A
L-5417 (Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.), UV curable resin PN3
Similar effects can be obtained by using 93 (Merck) or polyurethane MS5510 (Mitsubishi Heavy Industries).

【0055】また、本実施例においては、紫外線硬化性
の高分子材料と液晶材料の混合組成物が、空セルを組み
立てた後に一対の電極基板間に注入されているが、必ず
しもこの順番に限定されるものではない。一方の電極基
板に予め混合組成物を滴下し、その後、2枚の基板を張
り合わせてから紫外線を照射することによって光相分離
を行ってもよい。
Further, in this embodiment, the mixed composition of the ultraviolet curable polymer material and the liquid crystal material is injected between the pair of electrode substrates after the empty cell is assembled, but it is not always limited to this order. It is not something that will be done. It is also possible to drop the mixed composition on one of the electrode substrates in advance, then bond the two substrates and then irradiate with ultraviolet rays to perform optical phase separation.

【0056】また、本実施例においては、液晶材料の自
発ピッチPと液晶層の厚みdとの比d/Pが0.25の
場合を例に挙げて説明したが、必ずしもこれに限定され
るものではなく、d/Pが0.2〜0.3であれば、白
く、かつ、明るい液晶表示パネルが得られ、きれいな白
黒表示やカラー表示が実現される。
In this embodiment, the case where the ratio d / P of the spontaneous pitch P of the liquid crystal material and the thickness d of the liquid crystal layer is 0.25 has been described as an example, but the present invention is not limited to this. However, if d / P is 0.2 to 0.3, a white and bright liquid crystal display panel can be obtained, and clear black and white display and color display can be realized.

【0057】また、本実施例においては、液晶材料の複
屈折△nと液晶層の厚みdとの積△n・dが0.48μ
mの場合を例に挙げて説明したが、必ずしもこれに限定
されるものではなく、△n・dが0.3〜0.6μmで
あれば、明るい液晶表示パネルが得られる。
Further, in this embodiment, the product Δn · d of the birefringence Δn of the liquid crystal material and the thickness d of the liquid crystal layer is 0.48 μm.
Although the case of m has been described as an example, the invention is not necessarily limited to this, and if Δn · d is 0.3 to 0.6 μm, a bright liquid crystal display panel can be obtained.

【0058】[0058]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ラビング処理が不要で、注入時にネマティック−アイソ
トロピック相転移点以上の高温に加熱しなくても作製す
ることができ、駆動電圧が低く、コントラストが高く、
応答速度が速く、しかもヒステリシスが緩和された液晶
表示パネルが得られる。
As described above, according to the present invention,
It does not require rubbing treatment, and can be manufactured without heating to a high temperature above the nematic-isotropic phase transition point at the time of injection, low driving voltage, high contrast,
It is possible to obtain a liquid crystal display panel which has a high response speed and has a reduced hysteresis.

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

【図1】本発明に係る液晶表示パネル及びその製造方法
の一実施例を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a liquid crystal display panel and a manufacturing method thereof according to the present invention.

【図2】比較例の液晶表示パネル及びその製造方法を示
す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a liquid crystal display panel of a comparative example and a manufacturing method thereof.

【図3】本発明の一実施例及び比較例の液晶表示パネル
の単位液晶セルの液晶分子の配向を示す概念図である。
FIG. 3 is a conceptual diagram showing the alignment of liquid crystal molecules of a unit liquid crystal cell of liquid crystal display panels of one example and a comparative example of the present invention.

【図4】(a)は本発明の一実施例の液晶表示パネルに
おけるパネル輝度−電圧特性図、(b)は比較例の液晶
表示パネルにおけるパネル輝度−電圧特性図である。
FIG. 4A is a panel luminance-voltage characteristic diagram of a liquid crystal display panel of an example of the present invention, and FIG. 4B is a panel luminance-voltage characteristic diagram of a liquid crystal display panel of a comparative example.

【図5】ラビング処理を施さない、ランダム配向による
液晶表示パネルの無電界時の液晶分子の配向を示す透視
図である。
FIG. 5 is a perspective view showing the alignment of liquid crystal molecules when no electric field is applied to the liquid crystal display panel with random alignment without rubbing treatment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 上ガラス基板 102 下ガラス基板 103、104 透明電極 105 シール材 106 スペーサ 107、108 偏光板 109 カイラルネマティック液晶 110 有機絶縁膜 111 高分子壁 112 UVランプ 113 IRカットフィルタ 101 Upper Glass Substrate 102 Lower Glass Substrate 103, 104 Transparent Electrode 105 Sealing Material 106 Spacer 107, 108 Polarizing Plate 109 Chiral Nematic Liquid Crystal 110 Organic Insulating Film 111 Polymer Wall 112 UV Lamp 113 IR Cut Filter

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一対の電極基板間に、正の誘電率異方性
を有するカイラルネマティック液晶材料と高分子壁とが
挟持され、少なくとも基板付近で液晶領域が前記高分子
壁によって包囲され、前記液晶領域の平均直径がセルギ
ャップよりも大きく、かつ、画素の大きさよりも小さ
く、前記液晶領域の液晶分子が基板面内で種々の方位を
有し、無電界時に前記液晶分子が基板に対して傾斜配向
している液晶表示パネル。
1. A chiral nematic liquid crystal material having a positive dielectric anisotropy and a polymer wall are sandwiched between a pair of electrode substrates, and a liquid crystal region is surrounded by the polymer wall at least near the substrate, The average diameter of the liquid crystal region is larger than the cell gap and smaller than the size of the pixel, the liquid crystal molecules in the liquid crystal region have various orientations in the plane of the substrate, and the liquid crystal molecules with respect to the substrate when there is no electric field. A liquid crystal display panel that is tilted.
【請求項2】 液晶領域の捩じれ角がほぼ90゜である
請求項1に記載の液晶表示パネル。
2. The liquid crystal display panel according to claim 1, wherein the twist angle of the liquid crystal region is approximately 90 °.
【請求項3】 液晶材料の自発ピッチPと液晶層の厚み
dとの比d/Pが0.2〜0.3である請求項1又は2
に記載の液晶表示パネル。
3. The ratio d / P between the spontaneous pitch P of the liquid crystal material and the thickness d of the liquid crystal layer is 0.2 to 0.3.
The liquid crystal display panel according to 1.
【請求項4】 液晶材料の複屈折△nと液晶層の厚みd
との積△n・dが0.3〜0.6μmである請求項1、
2又は3に記載の液晶表示パネル。
4. The birefringence Δn of the liquid crystal material and the thickness d of the liquid crystal layer.
The product Δn · d of and is 0.3 to 0.6 μm.
The liquid crystal display panel according to 2 or 3.
【請求項5】 一対の電極基板間に、正の誘電率異方性
を有するカイラルネマティック液晶材料と高分子壁とが
挟持され、少なくとも基板付近で液晶領域が前記高分子
壁によって包囲され、前記液晶領域の平均直径がセルギ
ャップよりも大きく、かつ、画素の大きさよりも小さ
く、前記液晶領域の液晶分子が基板面内で種々の方位を
有し、無電界時に前記液晶分子が基板に対して傾斜配向
している液晶表示パネルの製造方法であって、紫外線硬
化性の高分子材料と液晶材料の混合組成物を一対の電極
基板間に注入し、前記電極基板間に電圧を印加しながら
紫外線を照射して、前記高分子壁を形成することを特徴
とする液晶表示パネルの製造方法。
5. A chiral nematic liquid crystal material having a positive dielectric anisotropy and a polymer wall are sandwiched between a pair of electrode substrates, and a liquid crystal region is surrounded by the polymer wall at least near the substrate, The average diameter of the liquid crystal region is larger than the cell gap and smaller than the size of the pixel, the liquid crystal molecules in the liquid crystal region have various orientations in the plane of the substrate, and the liquid crystal molecules with respect to the substrate when there is no electric field. A method of manufacturing a liquid crystal display panel having an oblique alignment, comprising injecting a mixed composition of a UV-curable polymer material and a liquid crystal material between a pair of electrode substrates, and applying a voltage between the electrode substrates to emit UV light. And irradiating the polymer wall to form the polymer wall.
【請求項6】 電極基板間に印加される電圧が液晶材料
の閾値電圧以上である請求項5に記載の液晶表示パネル
の製造方法。
6. The method for manufacturing a liquid crystal display panel according to claim 5, wherein the voltage applied between the electrode substrates is not less than the threshold voltage of the liquid crystal material.
【請求項7】 電極基板間に印加される電圧の波形がほ
ぼ方形波である請求項5に記載の液晶表示パネルの製造
方法。
7. The method for manufacturing a liquid crystal display panel according to claim 5, wherein the waveform of the voltage applied between the electrode substrates is a substantially square wave.
【請求項8】 一対の電極基板の一方に能動スイッチン
グ素子を形成し、アクティブ駆動させることによって電
圧を印加する請求項5又は6に記載の液晶表示パネルの
製造方法。
8. The method of manufacturing a liquid crystal display panel according to claim 5, wherein an active switching element is formed on one of the pair of electrode substrates and the voltage is applied by active driving.
JP21638895A 1995-08-24 1995-08-24 Liquid crystal display panel and its production Pending JPH0961793A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21638895A JPH0961793A (en) 1995-08-24 1995-08-24 Liquid crystal display panel and its production

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21638895A JPH0961793A (en) 1995-08-24 1995-08-24 Liquid crystal display panel and its production

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0961793A true JPH0961793A (en) 1997-03-07

Family

ID=16687794

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP21638895A Pending JPH0961793A (en) 1995-08-24 1995-08-24 Liquid crystal display panel and its production

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0961793A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6061107A (en) * 1996-05-10 2000-05-09 Kent State University Bistable polymer dispersed cholesteric liquid crystal displays
TWI485501B (en) * 2012-04-19 2015-05-21 Innocom Tech Shenzhen Co Ltd Display device and manufacturing method of the same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6061107A (en) * 1996-05-10 2000-05-09 Kent State University Bistable polymer dispersed cholesteric liquid crystal displays
TWI485501B (en) * 2012-04-19 2015-05-21 Innocom Tech Shenzhen Co Ltd Display device and manufacturing method of the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR0161550B1 (en) Lcd panel
US6177976B1 (en) Liquid crystal display
JPH08122750A (en) Liquid crystal eelectrooptical device, projection type display device formed by utilizing the same and their driving method
CN1285050A (en) Bistable nematic liquid crystal device
JPH11305256A (en) Active matrix type liquid crystal display device
US7532298B2 (en) Fabrication method of an in-plane switching mode liquid crystal display device comprising first and second ferroelectric liquid crystal layers having different rotational velocities of their spontaneous polarizations
JPH07253578A (en) Liquid crystal display device
JP3110289B2 (en) LCD panel
JP3307917B2 (en) Liquid crystal display
JPH0961793A (en) Liquid crystal display panel and its production
JP3075673B2 (en) LCD panel
JPH07120764A (en) Liquid crystal display panel and its production
JPH0961794A (en) Liquid crystal display panel
JP3113553B2 (en) Liquid crystal display panel and method of manufacturing the same
JP2000275642A (en) Liquid crystal display device and its production
JP3059630B2 (en) Liquid crystal display panel and method of manufacturing the same
JP3193701B2 (en) LCD panel
JPH06331948A (en) Production of liquid crystal electrooptical device
JP6727282B2 (en) Liquid crystal display
JP3124425B2 (en) Liquid crystal display panel and method of manufacturing the same
JPH0961796A (en) Liquid crystal display panel and its production
JP3220126B2 (en) Liquid crystal display panel manufacturing method
JPH08179326A (en) Liquid crystal display element and its production
JPH0990432A (en) Liquid crystal display element and its production
US20040131798A1 (en) Liquid crystal display device and method of producing the same