JPH0961796A - Liquid crystal display panel and its production - Google Patents

Liquid crystal display panel and its production

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JPH0961796A
JPH0961796A JP21754995A JP21754995A JPH0961796A JP H0961796 A JPH0961796 A JP H0961796A JP 21754995 A JP21754995 A JP 21754995A JP 21754995 A JP21754995 A JP 21754995A JP H0961796 A JPH0961796 A JP H0961796A
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JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
polymer film
display panel
crystal display
transparent
Prior art date
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Pending
Application number
JP21754995A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinya Kosako
慎也 古佐小
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wide visual field angle liquid crystal display panel which may be produced even if the panel is not subjected to rubbing treatments, has a high contrast and is capable of making uniform display. SOLUTION: This wide visual field angle liquid crystal display panel consists of the very small unit liquid crystal cells enclosed by a first high-polymer film 110 formed on the electrodes 103, 104 of substrates 101, 102 and a second high- polymer film 111 approximately perpendicular to these substrates 101, 102 and has at least one sheet of polarizing plate 107. The liquid crystal molecules on the surface of the substrate 101 have various bearings. The very small unit liquid crystal cell liquid crystals are composed of a chiral liquid crystal material having positive dielectric constant anisotropy.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示パネル及び
その製造方法に関し、特にラビング処理の不要な広視角
液晶表示パネル及びその製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display panel and a manufacturing method thereof, and more particularly to a wide viewing angle liquid crystal display panel which does not require rubbing treatment and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、液晶表示パネルにおいて、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さかんである。この方式は
単純マトリクス方式に比較して、走査線数が増加しても
高いコントラスト比を得ることができるため、大容量が
要求される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, in a liquid crystal display panel, active matrix type liquid crystal display panels in which a thin film transistor is provided as a switching element in each pixel in order to obtain an image with high display quality are being actively developed. Compared to the simple matrix method, this method can obtain a high contrast ratio even if the number of scanning lines is increased, so it is rapidly adopted in the EWS that requires a large capacity and the video field that requires a clear image. Is progressing.

【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TN(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度ねじれた構造
からなる液晶パネルを2枚の偏光板により挟持したもの
である。また、TN方式の中には前記2枚の偏光軸が互
いに直交し、一方の基板の界面にある液晶分子の長軸方
向と同じ側にある偏光板の偏光軸が平行または垂直の関
係にあるNW(ノーマリホワイト)モードと、前記2枚
の偏光軸が互いに平行で、一方の基板の界面にある液晶
分子の長軸方向と同じ側にある偏光板の偏光軸が平行ま
たは垂直の関係にあるNB(ノーマリブラック)モード
がある。
The TN (Twisted Nematic) system is widely used for such an active matrix type liquid crystal display panel. In this method, a liquid crystal panel having a structure in which liquid crystal molecules are twisted 90 degrees vertically is sandwiched between two opposing substrates by two polarizing plates. In the TN system, the two polarization axes are orthogonal to each other, and the polarization axes of the polarizing plates on the same side as the long axis direction of the liquid crystal molecules at the interface of one substrate are parallel or vertical. The NW (normally white) mode and the polarization axes of the two sheets are parallel to each other, and the polarization axes of the polarizing plates on the same side as the major axis direction of liquid crystal molecules at the interface of one substrate are parallel or vertical. There is a certain NB (normally black) mode.

【0004】従来、このような液晶表示パネルでは、液
晶分子の配向方向をパネル全面で揃えるため、液晶表示
パネルを構成する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、ポリエステル布等で所定方向
に擦る、いわゆるラビング処理を行っていた。これによ
り、パネル全面に渡り単一配向領域(モノドメイン)を
実現している。
Conventionally, in such a liquid crystal display panel, in order to align the orientation directions of liquid crystal molecules over the entire panel, a polymer organic thin film such as polyimide is formed on a substrate constituting the liquid crystal display panel, and nylon, polyester cloth, etc. A so-called rubbing process was performed by rubbing in a predetermined direction. As a result, a single alignment region (mono domain) is realized over the entire panel.

【0005】しかし、上記のラビング処理法では、ラビ
ング時に薄膜トランジスタの静電破壊、発塵、または膜
汚染などを引き起こす問題があるため、ラビング処理プ
ロセスの削除を図る開発が行われている。例えば、フォ
トリソグラフィ技術を応用して、基板上にマイクログル
ーブを形成し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, the above-mentioned rubbing treatment method has a problem of causing electrostatic breakdown, dust generation, or film contamination of the thin film transistor during rubbing, and therefore development has been made to eliminate the rubbing treatment process. For example, by applying photolithography technology, a method of forming microgrooves on a substrate and orienting a nematic liquid crystal (Kawata, Takagashira, Gizu, Sakamoto, Hasegawa: Proceedings of the 17th Liquid Crystal Symposium, 2F108), etc. 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
表示品位を落とす原因になるということが最近特にクロ
ーズアップされてきた。
Now, when the use of liquid crystal display panels is expanded and a large area and full color are required, the narrow viewing angle causes deterioration of display quality even in an active matrix type liquid crystal display panel. Things have been especially highlighted recently.

【0007】液晶表示装置では、上下基板間に電圧を印
加することにより、液晶分子はねじれ構造をほどきなが
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り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。たとえばNWモード
では、電圧無印加時に白表示が、また十分に高い電圧印
加時には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り光
の偏光状態は変化するため、パネルの真正面と比較し全
ての方向で光の透過光強度は異なる。さらに、液晶パネ
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
分子の配列により決定され、ミッドプレーンの液晶分子
の長軸の傾斜方向と、液晶パネルの透過光観察方向の位
置関係により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 unwinding the twisted structure. The polarization state of the light passing through is changed, and the transmitted light is dimmed. For example, in the NW 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 if the spatial alignment of liquid crystal molecules is the same (constant applied voltage), the polarization state of light changes depending on the incident direction of the light entering the liquid crystal layer. The transmitted light intensity of light differs depending on the direction. Furthermore, the transmitted light intensity of the liquid crystal panel is determined by the alignment of the liquid crystal molecules located in the plane (midplane) that passes through the center of the liquid crystal layer between the two panel substrates and is parallel to the substrate. Is determined by the positional relationship between the tilting direction of the liquid crystal panel and the transmitted light observation direction of the liquid crystal panel.

【0008】先にあげたラビング法、フォトリソグラフ
ィ法のいずれの液晶配向処理方式でも、ミッドプレーン
に位置する液晶分子の電界によって傾斜する方向がパネ
ル面に対して一定方向であるので、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り大きく異なるとい
う視野角の課題があった。
In any of the above-mentioned rubbing method and photolithography method of liquid crystal alignment, the direction of inclination due to the electric field of the liquid crystal molecules located on the midplane is a constant direction with respect to the panel surface. A difference in birefringence, that is, a change in the polarization state of light passing through,
There was a problem with the viewing angle that the contrast and hue differ greatly depending on the viewing angle.

【0009】このため近年、TN型液晶表示パネルで
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。1例として、TN型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.Sumiyoshi,Y.Hirai,S.K
aneko: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、各画素中に
おいてミッドプレーンに位置する液晶分子の電界により
傾斜する方向を2種類存在させ、これにより視角による
複屈折の差を互いに補償して視野角の拡大を図るもので
ある。
Therefore, in recent years, in the TN type liquid crystal display panel, a technique for expanding the viewing angle has been actively developed. As an example, a method of expanding a viewing angle by dividing a pixel of a TN type liquid crystal display panel into two regions (domains) having different alignment states (T.Takatori, K.Sumiyoshi, Y.Hirai, SK).
aneko: JAPAN DISPLAY '92, PP.591, (1992)) has been proposed. In this method, a pixel is divided into two, and in each pixel, there are two kinds of directions that are tilted by the electric field of liquid crystal molecules located on the midplane, thereby compensating for the difference in birefringence depending on the viewing angle and expanding the viewing angle. Is intended.

【0010】しかしながら、かかる方式では、1画素の
配向領域を2分割しなくてはならないために、露光工程
およびラビング処理工程が増加し、製造工程が繁雑にな
るという欠点がある。そこで、さらに進歩した技術とし
て、ラビング処理を行わず、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.Sugiyama,K.
Katoh,Y.Iimura,S.Kobayashi:SID 93 DIGEST,PP.622,(1
993))。これはランダム配向TNと呼ばれ、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
行わ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たのち冷却し、液晶分子をランダ
ムに配向させることで液晶分子の配向方向の異なる領域
(ドメイン)を多数形成し、これにより視野角の拡大を
図るものである。
However, in such a method, since the alignment region of one pixel has to be divided into two, there is a drawback that the exposure process and the rubbing process process increase and the manufacturing process becomes complicated. Therefore, as a further advanced technology, an epoch-making method for expanding the viewing angle at the same time without rubbing has been proposed (Y.Toko, T.Sugiyama, K.
Katoh, Y.Iimura, S.Kobayashi: SID 93 DIGEST, PP.622, (1
993)). This is called random alignment TN. In this method, the liquid crystal material is injected at a temperature above the nematic-isotropic phase transition temperature without performing rubbing treatment between the substrates coated with the polyimide alignment film, and then the liquid crystal molecules are randomly dispersed. By orienting, a large number of regions (domains) having different orientation directions of liquid crystal molecules are formed, thereby expanding the viewing angle.

【0011】以下にこのラビング処理を必要としないラ
ンダム配向TN型液晶表示パネルの表示方式を図を参照
しながら説明する。図4はランダム配向TN型液晶表示
パネルにおける無電界時の液晶分子の配向を模式的に示
した透視斜視図である。この図に示すように、一定の間
隙を空けて対向する,その表面にポリイミド配向膜が形
成された上基板501と下基板502の間に、自発的に
ほぼ90度のね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
で封入したのち室温まで冷却すると、基板界面の液晶分
子504は基板上の各々のドメイン間ではとり得る方位
は全く等確率でランダムであるが、上基板の液晶分子と
下基板の液晶分子が互いに90度ねじれた構造からなる
液晶ドメイン506が多数生成することとなる。
A display system of a random alignment TN type liquid crystal display panel which does not require the rubbing treatment will be described below with reference to the drawings. FIG. 4 is a perspective view schematically showing the alignment of liquid crystal molecules in a random alignment TN type liquid crystal display panel when no electric field is applied. As shown in this figure, a chiral nematic having a twist angle of about 90 degrees is spontaneously provided between an upper substrate 501 and a lower substrate 502, which face each other with a constant gap and have a polyimide alignment film formed on the surface thereof. When the liquid crystal is sealed at a temperature above the nematic-isotropic phase transition temperature and then cooled to room temperature, the liquid crystal molecules 504 at the substrate interface have random orientations that can be taken between the domains on the substrate at exactly the same probability. A large number of liquid crystal domains 506 having a structure in which the liquid crystal molecules of 1 and the liquid crystal molecules of the lower substrate are twisted by 90 degrees are generated.

【0012】このパネルでは、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、すなわち、誘電率異方性>0となるように傾斜し
て行き、高印加電圧では垂直方向に立って行く。ミッド
プレーンの液晶分子505は、上下基板の厚み方向の中
央に位置する液晶分子であるので、90度ねじれ角の場
合は丁度全ねじれ角度、即ち上基板の液晶分子503と
下基板の液晶分子504のなす角度の1/2の45度ね
じれた位置に存在する。このミッドプレーンの液晶分子
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持つこれらの液晶ドメイ
ンが1画素の中に十分多数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が
ほぼ対称となり、視角依存性がなくなるものである。し
かしながら、上記説明から分かるように、もし1画素中
の液晶ドメインの数が十分に多数でないとき、または各
液晶ドメインの配向方位が完全にランダムでない場合は
完全に補償できないので、視角依存性が残存することに
なる。
In this panel, the liquid crystal molecules 505 located in the midplane are initially oriented substantially horizontally,
When a voltage is applied, the dielectric free energy becomes smaller, that is, the dielectric anisotropy is inclined such that> 0, and at a high applied voltage, it stands in the vertical direction. Since the liquid crystal molecule 505 of the midplane is a liquid crystal molecule located at the center in the thickness direction of the upper and lower substrates, in the case of a 90 degree twist angle, it is just the full twist angle, that is, the liquid crystal molecule 503 of the upper substrate and the liquid crystal molecule 504 of the lower substrate. It exists at a position twisted by 45 degrees, which is ½ of the angle formed by. Since the tilt direction due to the voltage application of the liquid crystal molecules 505 of the midplane determines the viewing angle direction, the viewing angle direction is constant within one liquid crystal domain, but these liquid crystal domains having a random alignment direction form one pixel. The presence of a sufficient number in the matrix makes them macroscopically averaged so that the transmittance intensities in various observation directions become almost symmetrical and the viewing angle dependence disappears. However, as can be seen from the above description, if the number of liquid crystal domains in one pixel is not sufficiently large, or if the orientation of each liquid crystal domain is not completely random, compensation cannot be made completely, and the viewing angle dependence remains. Will be done.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】前記のランダム配向T
N型液晶表示パネルによる広視野角化の方式では以下の
ような課題があった。
DISCLOSURE OF THE INVENTION Random orientation T
The wide viewing angle system using the N-type liquid crystal display panel has the following problems.

【0014】すなわち、ランダム配向型液晶表示パネル
では、前記したように、全液晶注入時に液晶流動による
流動配向欠陥を避けるため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なければならな
いので特別な製造装置が必要である。また、通常行われ
ている真空液晶注入法では液晶材料を高温下で真空にさ
らすことになり、液晶材料中の低沸点材料が散逸するた
め、表示品位および信頼性が低下してしまうという課題
がある。また、小型映像表示装置や小型情報端末用の液
晶表示パネルでは、RGBの電極ピッチは例えば50μ
m以下のものがあるが、このような微小な画素内でさら
に微小な液晶ドメインを多数かつ安定に存在させること
は困難である。特に、電圧を印加したときに生じる線状
の配向欠陥(ディスクリネーションライン)はエネルギ
ー的に不安定なため、隣接する液晶ドメインどうしが融
合してより大きな液晶ドメインに成長してしまう傾向が
ある。さらに、液晶ドメインのサイズが十分に微小でな
いときには、斜め方向での各液晶ドメイン毎の透過率強
度の差がザラツキ感として観察され、表示品位を著しく
損ねるという課題がある。また、電界印加時に生じるデ
ィスクリネーションラインが黒表示のときの高電圧印加
時でも消えにくく、これによる光抜けがコントラストの
低下を招いていた。
That is, in the random alignment type liquid crystal display panel, as described above, the liquid crystal material must be injected at a temperature above the nematic-isotropic phase transition temperature in order to avoid flow alignment defects due to liquid crystal flow at the time of injecting all liquid crystals. Manufacturing equipment is required. Further, in the commonly used vacuum liquid crystal injection method, the liquid crystal material is exposed to a vacuum at a high temperature, and the low boiling point material in the liquid crystal material is dissipated, so that the display quality and reliability are degraded. is there. Also, in a liquid crystal display panel for a small image display device or a small information terminal, the RGB electrode pitch is, for example, 50 μm.
Although there are some m or less, it is difficult to make a large number of even smaller liquid crystal domains stably exist in such a minute pixel. In particular, linear alignment defects (disclination lines) that occur when a voltage is applied are energetically unstable, and therefore adjacent liquid crystal domains tend to coalesce to grow into larger liquid crystal domains. . Further, when the size of the liquid crystal domain is not sufficiently small, the difference in the transmittance intensity between the liquid crystal domains in the oblique direction is observed as a feeling of roughness, and there is a problem that the display quality is significantly impaired. Further, the disclination line generated when an electric field is applied is hard to disappear even when a high voltage is applied when black is displayed, and the light leakage due to this causes a reduction in contrast.

【0015】本発明は上記課題に鑑みてなされたもので
あり、室温近くでの液晶注入が可能で、ラビング処理を
行わずに視野角の拡大を図ることができ、しかも、微小
な画素内でそれよりさらに微小な液晶ドメインが安定に
存在し、かつ、配向欠陥が高印加電圧時に消滅される,
表示品位の優れた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。
The present invention has been made in view of the above problems. It is possible to inject liquid crystal near room temperature, to enlarge the viewing angle without performing rubbing treatment, and within a minute pixel. A finer liquid crystal domain exists more stably than that, and alignment defects disappear at high applied voltage.
An object of the present invention is to provide a liquid crystal display panel having excellent display quality and a manufacturing method thereof.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明にかかる液晶表示
パネルは、所定間隔を空けて互いの電極配設面が対向す
るように配置された2枚の透明電極付き透明基板と、前
記2枚の透明電極付き透明基板のそれぞれの電極配設面
に形成された第1の高分子膜と、前記第1の高分子膜の
表面に当該表面に対して略垂直に伸びるように形成され
た複数の第2の高分子膜と、前記第1の高分子膜及び前
記記複数の第2の高分子膜によって包囲された,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から
なる複数の円板状の微小単位液晶セルと、前記2枚の透
明電極付き透明基板の少なくとも一方の基板の外側面に
配設された偏光板とを備え、前記複数の微小単位液晶セ
ルが、その前記第1の高分子膜表面に存在する液晶分子
が一定方向に配列してなる第1の微小単位液晶セルと、
その同一平面に存在する液晶分子が線対称または点対称
に配列してなる第2の微小単位液晶セルが混在したもの
である。
A liquid crystal display panel according to the present invention includes two transparent substrates with transparent electrodes, which are arranged at a predetermined interval so that their electrode-arranged surfaces face each other, and the above-mentioned two substrates. A first polymer film formed on each electrode disposition surface of the transparent substrate with a transparent electrode, and a plurality of films formed on the surface of the first polymer film so as to extend substantially perpendicularly to the surface. And a plurality of circles made of a chiral nematic liquid crystal material having a positive dielectric anisotropy surrounded by the first polymer film and the plurality of second polymer films. A minute unit liquid crystal cell in the form of a plate; and a polarizing plate disposed on the outer surface of at least one of the two transparent substrates with transparent electrodes, wherein the plurality of minute unit liquid crystal cells are the first Liquid crystal molecules on the surface of the polymer film are aligned in a certain direction The first and the minute unit liquid crystal cell composed of Te,
The second minute unit liquid crystal cell in which the liquid crystal molecules existing on the same plane are arranged in line symmetry or point symmetry is mixed.

【0017】前記構成においては、前記微小単位液晶セ
ルの平均直径が、画素ピッチ以下であることが好まし
い。前記構成においては、前記カイラルネマティック液
晶材料の自発ピッチ(P)と前記微小単位液晶セルの厚
み(d)との比d/Pが0.25であることが好まし
い。
In the above arrangement, it is preferable that the average diameter of the minute unit liquid crystal cells is equal to or less than the pixel pitch. In the above structure, the ratio d / P between the spontaneous pitch (P) of the chiral nematic liquid crystal material and the thickness (d) of the minute unit liquid crystal cell is preferably 0.25.

【0018】前記構成においては、前記2枚の透明電極
付き透明基板の双方の外側面に偏光板が配設され、これ
ら2枚の偏光板の交差角が90度であることが好まし
い。次に、本発明にかかる液晶表示パネルの製造方法
は、その電極配設面を第1の高分子膜で被覆した2枚の
透明電極付き透明基板を用意し、これら2枚の透明電極
付き透明基板を互いの前記高分子膜が所定間隙を空けて
対向するようにシール材によって接着して空セルを形成
した後、所定量のカイラル剤を添加したカイラルネマテ
ィック液晶材料と紫外線硬化樹脂モノマーとの混合物を
前記空セルの前記間隙に注入し、次に前記混合物に紫外
線を照射して前記紫外線硬化樹脂モノマーを硬化させ,
前記第1の高分子膜表面に当該表面に立設する第2の高
分子膜を形成し、この後、前記2枚の透明電極付き透明
基板の少なくとも一方の基板の前記電極配設面とは異な
る側の基板表面に偏光板を配設するものである。
In the above structure, it is preferable that polarizing plates are disposed on both outer surfaces of the two transparent substrates with transparent electrodes, and the crossing angle of these two polarizing plates is 90 degrees. Next, in the method for manufacturing a liquid crystal display panel according to the present invention, two transparent substrates with transparent electrodes, the surfaces of which electrodes are provided are coated with a first polymer film, are prepared, and these two transparent substrates with transparent electrodes are prepared. After forming a blank cell by adhering the substrates to each other with a sealing material so that the polymer films face each other with a predetermined gap therebetween, a chiral nematic liquid crystal material containing a predetermined amount of a chiral agent and an ultraviolet curable resin monomer are added. Injecting a mixture into the gap of the empty cell, then irradiating the mixture with ultraviolet light to cure the ultraviolet curable resin monomer,
A second polymer film is formed on the surface of the first polymer film so as to stand upright on the surface, and thereafter, the electrode disposition surface of at least one of the two transparent substrates with transparent electrodes is A polarizing plate is arranged on the substrate surface on the different side.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】本発明の液晶表示パネルにおいて
は、所定間隔を空けて互いの電極配設面が対向するよう
に配置された2枚の透明電極付き透明基板と、前記2枚
の透明電極付き透明基板のそれぞれの電極配設面に形成
された第1の高分子膜と、前記第1の高分子膜の表面に
当該表面に対して略垂直に伸びるように形成された複数
の第2の高分子膜と、前記第1の高分子膜及び前記記複
数の第2の高分子膜によって包囲された,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からなる複
数の円板状の微小単位液晶セルと、前記2枚の透明電極
付き透明基板の少なくとも一方の基板の外側面に配設さ
れた偏光板とを備え、前記複数の微小単位液晶セルが、
その前記第1の高分子膜表面に存在する液晶分子が一定
方向に配列してなる第1の微小単位液晶セルと、その同
一平面に存在する液晶分子が線対称または点対称に配列
してなる第2の微小単位液晶セルが混在したものである
から、複数の微小単位液晶セルの各々が第2の高分子膜
で包囲,分断されていることにより、ザラツキ感のない
表示が得られるとともに、ディスクリネーションライン
が大きく成長することがなくなる。また、セル内の第1
の高分子膜表面(基板の電極配設面)に存在する液晶分
子が一定方向に配列している第1セルが複数存在するこ
とにより、巨視的な視野角方向が平均化されて視角方向
依存性がなくなるとともに、セル内の同一平面に存在す
る液晶分子が線対称または点対称に配列している第2セ
ルにおいては、セル内において視角補償が完結するの
で、極めて広い視野角の表示を行うことができる。ま
た、液晶セル中でイオンが発生した場合、第1の高分子
膜によってイオンが基板の画素電極に到達することが防
止されるので、印加電圧の減少による表示品位の劣化を
防止することができる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In a liquid crystal display panel of the present invention, two transparent substrates with transparent electrodes, which are arranged at a predetermined interval so that their electrode-disposed surfaces face each other, and the two transparent substrates described above. A first polymer film formed on each electrode arrangement surface of the transparent substrate with electrodes, and a plurality of first polymer films formed on the surface of the first polymer film so as to extend substantially perpendicular to the surface. A plurality of disc-shaped members made of a chiral nematic liquid crystal material having a positive dielectric anisotropy surrounded by the polymer film 2 and the first polymer film and the plurality of second polymer films. A minute unit liquid crystal cell and a polarizing plate arranged on the outer surface of at least one of the two transparent substrates with transparent electrodes, wherein the plurality of minute unit liquid crystal cells are
The first minute unit liquid crystal cell in which liquid crystal molecules existing on the surface of the first polymer film are arranged in a certain direction, and the liquid crystal molecules existing on the same plane are arranged in line symmetry or point symmetry. Since the second minute unit liquid crystal cells are mixed, each of the plurality of minute unit liquid crystal cells is surrounded and divided by the second polymer film, so that a display without roughness can be obtained. The disclination line does not grow significantly. Also, the first in the cell
Since there are a plurality of first cells in which liquid crystal molecules existing on the polymer film surface (the surface where the electrodes of the substrate are arranged) are arranged in a certain direction, the macroscopic viewing angle direction is averaged and the viewing angle direction dependence is obtained. In the second cell in which liquid crystal molecules existing in the same plane in the cell are arranged in line symmetry or point symmetry, the viewing angle compensation is completed in the cell, and therefore, an extremely wide viewing angle is displayed. be able to. Further, when the ions are generated in the liquid crystal cell, the first polymer film prevents the ions from reaching the pixel electrode of the substrate, so that it is possible to prevent the deterioration of the display quality due to the decrease of the applied voltage. .

【0020】前記構成の好ましい例として、前記微小単
位液晶セルの平均直径が画素ピッチ以下であると、水平
方向に液晶分子が偏ることを完全に防止できるので、よ
り広い視野角の表示を行うことができる。
As a preferred example of the above structure, when the average diameter of the minute unit liquid crystal cells is equal to or less than the pixel pitch, it is possible to completely prevent the liquid crystal molecules from being biased in the horizontal direction, and thus display with a wider viewing angle is performed. You can

【0021】前記構成の好ましい例として、前記カイラ
ルネマティック液晶材料の自発ピッチ(P)と前記微小
単位液晶セルの厚み(d)との比d/Pが0.25であ
ると、パネルを輝度が高く、かつ、良好な色味を有する
ものにできる。
As a preferred example of the above construction, when the ratio d / P between the spontaneous pitch (P) of the chiral nematic liquid crystal material and the thickness (d) of the minute unit liquid crystal cell is 0.25, the brightness of the panel is reduced. It can be high and have a good tint.

【0022】前記構成の好ましい例として、前記2枚の
透明電極付き透明基板の双方の外側面に偏光板が配設さ
れ、これら2枚の偏光板の交差角が90度であると、無
電界時に白色となり、電界印加時に黒色となる,高コン
トラストの表示を行うことができる。
As a preferred example of the above-mentioned constitution, when the polarizing plates are arranged on both outer surfaces of the two transparent substrates with transparent electrodes, and the crossing angle of these two polarizing plates is 90 degrees, there is no electric field. It is possible to perform high-contrast display in which white sometimes occurs and black when an electric field is applied.

【0023】次に、本発明にかかる液晶表示パネルの製
造方法は、その電極配設面を第1の高分子膜で被覆した
2枚の透明電極付き透明基板を用意し、これら2枚の透
明電極付き透明基板を互いの前記高分子膜が所定間隙を
空けて対向するようにシール材によって接着して空セル
を形成した後、所定量のカイラル剤を添加したカイラル
ネマティック液晶材料と紫外線硬化樹脂モノマーとの混
合物を前記空セルの前記間隙に注入し、次に前記混合物
に紫外線を照射して前記紫外線硬化樹脂モノマーを硬化
させ,前記第1の高分子膜表面に当該表面に立設する第
2の高分子膜を形成し、この後、前記2枚の透明電極付
き透明基板の少なくとも一方の基板の前記電極配設面と
は異なる側の基板表面に偏光板を配設するようにしたか
ら、前記第1及び第2の高分子膜により包囲形成された
複数の微小単位液晶セルを有する液晶表示パネルを簡単
に作製することができる。
Next, in the method of manufacturing a liquid crystal display panel according to the present invention, two transparent substrates with transparent electrodes, the surfaces of which electrodes are provided are covered with a first polymer film, are prepared. A transparent substrate with electrodes is adhered with a sealing material so that the polymer films face each other with a predetermined gap therebetween to form an empty cell, and then a chiral nematic liquid crystal material and an ultraviolet curable resin to which a predetermined amount of a chiral agent is added. Injecting a mixture with a monomer into the gap of the empty cell, then irradiating the mixture with ultraviolet rays to cure the ultraviolet curable resin monomer, and standing on the surface of the first polymer film. The second polymer film is formed, and thereafter, the polarizing plate is arranged on the substrate surface of at least one of the two transparent substrates with transparent electrodes, which is different from the electrode arrangement surface. , The first and The liquid crystal display panel having a plurality of minute unit liquid crystal cell surrounded formed by two of the polymer film can be easily prepared.

【0024】以下、本発明の液晶表示パネルが奏する作
用について図面を用いて詳しく説明する。図1は、本発
明による液晶表示パネルの一例の構成を示す断面図であ
る。図において、101,102は上ガラス基板と下ガ
ラス基板で、上ガラス基板101の上面には偏光板10
7が設けられ、下面には透明電極103が設けられてい
る。また、下ガラス基板102の上面には透明電極10
4が設けられ、下面には偏光板108が設けられてい
る。カイラルネマチック液晶109からなる全ての液晶
ドメイン(単位液晶セル)は、透明電極103,104
のそれぞれの表面に形成されたラビング処理されていな
い第1の高分子膜110によって挟持され、各液晶ドメ
イン(単位液晶セル)は、前記透明電極103、104
のそれぞれの表面に形成されたラビング処理されていな
い第1の高分子膜110の間に略垂直方向に伸びるよう
形成された第2の高分子膜111により包囲,分断され
ている。また、図中105はシール材、106はスペー
サである。ここで、単位液晶セルを形成するための前記
第2の高分子膜111は透明電極103,104間で必
ずしも連結されている必要はなく、中央部が分断されて
いてもかまわない。また、前記液晶ドメイン(単位液晶
セル)と前記第2の高分子膜111は、ネマティック液
晶材料(カイラルネマチック液晶109)と紫外線硬化
樹脂モノマーの混合物に紫外線を照射し,光相分離する
ことにより形成される。
The operation of the liquid crystal display panel of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing the configuration of an example of a liquid crystal display panel according to the present invention. In the figure, 101 and 102 are an upper glass substrate and a lower glass substrate, and a polarizing plate 10 is provided on the upper surface of the upper glass substrate 101.
7 is provided, and the transparent electrode 103 is provided on the lower surface. The transparent electrode 10 is formed on the upper surface of the lower glass substrate 102.
4 is provided, and a polarizing plate 108 is provided on the lower surface. All liquid crystal domains (unit liquid crystal cells) made of the chiral nematic liquid crystal 109 have transparent electrodes 103 and 104.
The liquid crystal domains (unit liquid crystal cells) sandwiched by the unrubbed first polymer film 110 formed on the respective surfaces of the transparent electrodes 103, 104
It is surrounded and divided by the second polymer film 111 formed so as to extend in a substantially vertical direction between the unrubbed first polymer film 110 formed on each surface of the. Further, in the figure, 105 is a sealing material, and 106 is a spacer. Here, the second polymer film 111 for forming the unit liquid crystal cell does not necessarily have to be connected between the transparent electrodes 103 and 104, and the central portion may be divided. Further, the liquid crystal domain (unit liquid crystal cell) and the second polymer film 111 are formed by irradiating a mixture of a nematic liquid crystal material (chiral nematic liquid crystal 109) and an ultraviolet curable resin monomer with ultraviolet rays to perform optical phase separation. To be done.

【0025】かかる液晶表示パネルでは、透明電極10
3,104間に電圧を印加すると、正の誘電率異方性の
ためにカイラルネマチック液晶109の液晶分子は水平
から徐々に傾斜してゆくが、ランダム配向TNとは異な
り、各液晶ドメイン(単位液晶セル)が第2の高分子膜
111により包囲,分断されていることにより、ディス
クリネーションラインが大きく成長することはない。
In such a liquid crystal display panel, the transparent electrode 10
When a voltage is applied between 3 and 104, the liquid crystal molecules of the chiral nematic liquid crystal 109 gradually incline from the horizontal due to the positive dielectric anisotropy, but unlike the random alignment TN, each liquid crystal domain (unit Since the liquid crystal cell) is surrounded and divided by the second polymer film 111, the disclination line does not grow significantly.

【0026】また、各液晶ドメイン(単位液晶セル)を
包囲,分断する第2の高分子膜111は、前記のように
ネマティック液晶材料と紫外線硬化樹脂モノマーの混合
物に紫外線を照射し,光相分離することにより形成され
るため、十分なドメイン径の微細化が可能であり、ザラ
ツキ感のない表示を得ることが可能ちなる。また、かか
る光相分離により得られる高分子は複屈折を殆ど有して
いないものであるため、交差角が90度の2枚の偏光板
(107,108)で挟まれた場合、高分子壁(第2の
高分子膜111)を通過する光は遮蔽されこととなり、
液晶表示パネルのコントラストの低下は起こらない。ま
た、第2の高分子膜111により分断された液晶ドメイ
ン(単位液晶セル)は、ランダム配向TNの場合と同様
に視角を補償することが可能であり、かかる視角の補償
には、以下の2つの補償機構が存在する。
The second polymer film 111 that surrounds and divides each liquid crystal domain (unit liquid crystal cell) irradiates the mixture of the nematic liquid crystal material and the ultraviolet curable resin monomer with ultraviolet rays as described above to perform optical phase separation. Since it is formed by doing so, it is possible to make the domain diameter fine enough, and it is possible to obtain a display without a feeling of roughness. Further, since the polymer obtained by such optical phase separation has almost no birefringence, when it is sandwiched by two polarizing plates (107, 108) having a crossing angle of 90 degrees, the polymer wall The light passing through (the second polymer film 111) is blocked,
The contrast of the liquid crystal display panel does not deteriorate. The liquid crystal domain (unit liquid crystal cell) divided by the second polymer film 111 can compensate the viewing angle as in the case of the random alignment TN. There are two compensation mechanisms.

【0027】すなわち、第1の視角補償機構はランダム
配向TNと全く同様の方式であり、基板界面の液晶分子
は基板上の各々の液晶ドメイン間ではとり得る方位は全
く等確率でランダムであるが、一つの液晶ドメイン内で
は上基板の液晶分子と下基板の液晶分子は互いにカイラ
ル添加量に応じたねじれ構造をとり(典型的には90
度)、一つの液晶ドメイン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持つこれらの液晶ドメイン
が1画素の中に十分多数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がほ
ぼ対称となって、視角依存性がなくなるものである。
That is, the first viewing angle compensation mechanism is the same as that of the random alignment TN, and the liquid crystal molecules at the interface of the substrate are randomly oriented with equal probability among the liquid crystal domains on the substrate. In one liquid crystal domain, the liquid crystal molecules of the upper substrate and the liquid crystal molecules of the lower substrate have a twisted structure depending on the chiral addition amount (typically 90
Angle), the viewing angle direction is constant within one liquid crystal domain, but because there are a sufficient number of these liquid crystal domains with random orientations in one pixel, they are macroscopically averaged and The transmittance intensity in the observing direction becomes almost symmetrical, and the viewing angle dependence disappears.

【0028】また、第2の視角補償機構は、ランダム配
向TNとは異なり、一つの液晶ドメイン中の各液晶分子
は点対称または線対称に配列し、一つの液晶ドメインで
補償が完結できるものである。しかし、上基板の液晶分
子と下基板の液晶分子が互いにカイラル添加量に応じた
ねじれ構造(典型的には90度)をとることは、第1の
視角補償機構と同様である。この機構では、一つの液晶
ドメイン内で視角補償ができるため、1画素の中に多数
の液晶ドメインが存在する必要はない。
The second viewing angle compensating mechanism is different from the random alignment TN in that each liquid crystal molecule in one liquid crystal domain is arranged in point symmetry or line symmetry so that compensation can be completed in one liquid crystal domain. is there. However, the liquid crystal molecules of the upper substrate and the liquid crystal molecules of the lower substrate have a twisted structure (typically 90 degrees) depending on the chiral addition amount, as in the first viewing angle compensation mechanism. With this mechanism, viewing angle compensation can be performed within one liquid crystal domain, and therefore it is not necessary for a plurality of liquid crystal domains to exist in one pixel.

【0029】図2は前記第1の視角補償機構を説明する
ための図であり、上下基板201、202の表面に存在
する液晶分子204、205は、液晶ドメイン内ではほ
ぼ液晶分子の方向が揃っているが、液晶ドメイン間では
ランダムである。この機構では、一つの液晶ドメイン内
では視野角方向は一定であるため、視角を補償するため
には十分な数の液晶ドメインが1画素の中に存在する必
要がある。
FIG. 2 is a diagram for explaining the first viewing angle compensation mechanism, in which the liquid crystal molecules 204 and 205 existing on the surfaces of the upper and lower substrates 201 and 202 are aligned in the liquid crystal domain. However, the liquid crystal domains are random. In this mechanism, since the viewing angle direction is constant in one liquid crystal domain, it is necessary that a sufficient number of liquid crystal domains be present in one pixel to compensate the viewing angle.

【0030】図3は前記第2の視角補償機構を説明する
ための図であり、図(a)では上下基板の表面に存在す
る液晶分子302,303およびミッドプレーンの液晶
分子305は特異点を中心に点対称に配列している。ま
た、上基板の表面に存在する液晶分子302と下基板の
表面に存在する液晶分子303は互いにカイラル添加量
に応じたねじれ構造をとり(典型的には90度)、ミッ
ドプレーンの液晶分子305は全ねじれ角度の1/2だ
けねじれた位置に存在する。
FIG. 3 is a diagram for explaining the second viewing angle compensation mechanism. In FIG. 3A, the liquid crystal molecules 302 and 303 existing on the surfaces of the upper and lower substrates and the liquid crystal molecule 305 of the midplane have singular points. They are arranged in point symmetry in the center. In addition, the liquid crystal molecules 302 existing on the surface of the upper substrate and the liquid crystal molecules 303 existing on the surface of the lower substrate have a twisted structure (typically 90 degrees) according to the chiral addition amount, and the liquid crystal molecules 305 of the midplane. Exists at a position twisted by 1/2 of the total twist angle.

【0031】実際に各液晶ドメイン(単位液晶セル)が
高分子膜により包囲,分断された構造からなる本発明の
液晶表示パネルを、ネマティック液晶材料と紫外線硬化
樹脂モノマーの混合物に紫外線を照射して,光相分離す
ることにより形成すると、前記の第1の視角補償機構に
よる構造と第2の視角補償機構による構造が混在してい
ることがわかった。
A liquid crystal display panel of the present invention having a structure in which each liquid crystal domain (unit liquid crystal cell) is surrounded and divided by a polymer film is actually irradiated with ultraviolet rays on a mixture of a nematic liquid crystal material and an ultraviolet curable resin monomer. It was found that the structure by the first viewing angle compensation mechanism and the structure by the second viewing angle compensation mechanism coexist when they are formed by optical phase separation.

【0032】さて、前記第2の高分子膜111はネマテ
ィック液晶材料と紫外線硬化樹脂モノマーの混合物に紫
外線を照射して,光相分離することにより容易に形成さ
れるものではあるが、かかる混合物として紫外線に耐光
性のあるフッ素系液晶材料を使用した場合でも、紫外線
による液晶分子の分解および高分子の分解により液晶ド
メイン中にイオン種が発生してしまう。TFT (thin
film toransistors )液晶表示パネルを構成してTFT
駆動する場合、1フレーム(通常1/30秒)内で画素
の電荷を保持する必要があるが、このようなイオンの発
生は、液晶中をイオンが移動して画素の電荷を中和し、
印加電圧を減少させてしまうという現象を引き起こし、
表示品位を著しく損なわせてしまうこととなる。しかし
ながら、本発明による液晶表示パネルでは、前記イオン
が電極基板上の画素電極に到達するのを第1の高分子膜
110が防止し、高い電圧保持性を持つことができる。
また、第1の高分子膜110のもう一つの作用は、この
第1の高分子膜110が電極部や非電極部など異なった
性質の表面に単一の膜として形成することにより、基板
表面での液晶の配向状態(特にプレティルト)を均一に
することにある。
The second polymer film 111 can be easily formed by irradiating a mixture of a nematic liquid crystal material and an ultraviolet curable resin monomer with ultraviolet rays to cause optical phase separation. Even when a fluorine-based liquid crystal material having light resistance to ultraviolet rays is used, ionic species are generated in the liquid crystal domain due to the decomposition of liquid crystal molecules and the decomposition of the polymer due to ultraviolet rays. TFT (thin
film toransistors) Compose LCD panel and TFT
When driving, it is necessary to retain the charge of the pixel within one frame (usually 1/30 second), but the generation of such ions causes the ions to move in the liquid crystal to neutralize the charge of the pixel,
Causing the phenomenon of reducing the applied voltage,
This will significantly impair the display quality. However, in the liquid crystal display panel according to the present invention, the first polymer film 110 prevents the ions from reaching the pixel electrode on the electrode substrate, and thus can have a high voltage holding property.
Another function of the first polymer film 110 is that the first polymer film 110 is formed as a single film on surfaces having different properties, such as an electrode portion and a non-electrode portion, so that the substrate surface In order to make the liquid crystal alignment state (especially pretilt) uniform.

【0033】かかる第1の高分子膜110は従来から実
用化されているスピナー塗布または印刷法により容易に
形成することができる。
The first polymer film 110 can be easily formed by a spinner coating method or a printing method which has been put into practical use.

【0034】[0034]

【実施例】以下、本発明を実施例を比較例とともに説明
する。 (実験例1)インジウム・錫酸化膜からなる透明電極を
設けた一対の透明透明ガラス基板を洗浄後、110℃で
30分乾燥し、基板の電極配設面に高分子膜を形成した
後、5μm径のプラスティック製のスペーサ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(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て貼り合わせ、150℃で4時間
加熱してシール材を完全硬化させて空セルを得た。ここ
で、前記高分子膜としては、可溶性ポリイミド樹脂膜
AL−5417(日本合成ゴム社)、ポリイミド樹脂
膜RN−747(日産化学社)、UV硬化樹脂PN3
93(メルク社)、およびポリウレタンMS5510
(三菱重工社))を用い、各高分子膜毎の試料を作製し
た。尚、高分子膜の成膜条件は、2000回転/分、6
0秒の条件でスピナー塗布し、については150℃で
1時間の乾燥、については200℃で1時間の乾燥、
については40℃で40mW/cm2 の紫外線を20
0秒照射、については150℃で1時間硬化処理を行
った。
EXAMPLES The present invention will be described below with reference to examples and comparative examples. (Experimental Example 1) After cleaning a pair of transparent transparent glass substrates provided with transparent electrodes made of an indium / tin oxide film, and drying at 110 ° C. for 30 minutes to form a polymer film on the electrode mounting surface of the substrate, A 5 μm diameter plastic spacer 106 (Micropearl: Sekisui Fine Co., Ltd.) was used to bond the thermosetting sealant (StructBond: Mitsui Toatsu Chemical Co., Ltd.) with a liquid crystal injection port provided, and bonded together. The sealing material was completely cured by heating at ℃ for 4 hours to obtain an empty cell. Here, as the polymer film, soluble polyimide resin film AL-5417 (Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.), polyimide resin film RN-747 (Nissan Chemical Co., Ltd.), UV curing resin PN3
93 (Merck) and polyurethane MS5510
(Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.) was used to prepare a sample for each polymer film. In addition, the film formation conditions for the polymer film are 2000 rpm and 6
Spinner was applied under the condition of 0 seconds, and was dried at 150 ° C. for 1 hour, at 200 ° C. for 1 hour,
About 40 mW / cm2 of ultraviolet light at 40 ° C
For 0 second irradiation, curing treatment was performed at 150 ° C. for 1 hour.

【0035】液晶材料としてカイラル材料S−811
(メルク社)をセルギャップ(d)にたいして自発ねじ
れピッチ(P)がd/P=0.25となるよう濃度調製
した屈折率異方性0.09のフッ素系ネマティック液晶
ZLI−4792(メルク社)8.20グラムと、UV
重合性材料PN393(メルク社)1.80グラムを準
備し(高分子−液晶混合材料に対する液晶材料の比は8
2重量%)、40℃で十分撹拌し高分子−液晶の均一な
混合溶液を調製した。
As a liquid crystal material, a chiral material S-811
Fluorine nematic liquid crystal ZLI-4792 with refractive index anisotropy of 0.09 (Merck Co., Ltd.) whose concentration was adjusted so that the spontaneous twist pitch (P) was d / P = 0.25 with respect to the cell gap (d). ) 8.20 grams, UV
1.80 grams of polymerizable material PN393 (Merck) was prepared (the ratio of liquid crystal material to polymer-liquid crystal mixed material was 8).
2% by weight) and sufficiently stirred at 40 ° C. to prepare a uniform polymer-liquid crystal mixed solution.

【0036】この均一混合溶液を40℃のホットプレー
ト上に予め加温してある上記空セルに液晶注入口から注
入し、注入口を封止したのち、40℃で40mW/cm
2 の紫外線で200秒照射して、液晶表示パネルを作製
した。 この液晶表示パネルを直交ニコル状態の偏光顕
微鏡で観察した結果、実施例1と全く同様に、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配向欠陥
がほぼ中央に一つ存在し、そこを中心に4本の黒帯が放
射状にでていることが観察できた。そして、液晶パネル
を固定して偏光子および検光子を回転させると、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、各液晶ドメインは厚みが2μm以下の高分子の壁に
より完全に仕切られているが、この高分子の壁自体は光
を透過しないため、黒枠を形成していた。
This homogeneous mixed solution was injected into the empty cell previously heated on a hot plate at 40 ° C. from the liquid crystal injection port, the injection port was sealed, and then 40 mW / cm at 40 ° C.
A liquid crystal display panel was produced by irradiating with ultraviolet rays of 2 for 200 seconds. As a result of observing this liquid crystal display panel with a polarization microscope in a crossed Nicols state, the diameter 10
An approximately circular liquid crystal domain (unit liquid crystal cell) having a size of ˜30 μm was formed. It was observed that in the liquid crystal domain, there was one alignment defect in the center, and four black bands were formed radially 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, each liquid crystal domain is completely partitioned by a polymer wall having a thickness of 2 μm or less, but since the polymer wall itself does not transmit light, a black frame is formed.

【0037】引き続き、このパネルに、30Hzの種々
の電圧の方形波を印加して液晶ドメインを観察すると、
1.5V前後でディスクリネーションラインが高分子壁
に沿って液晶ドメイン側にリング状に発生し始めるが、
電圧を徐々に上げるとそのリングの直径は次第に小さく
なり、約4Vで消滅した。
Subsequently, when a square wave having various voltages of 30 Hz was applied to this panel to observe the liquid crystal domain,
At around 1.5V, the disclination line starts to ring along the polymer wall on the liquid crystal domain side,
When the voltage was gradually increased, the diameter of the ring gradually decreased and disappeared at about 4V.

【0038】次に、この液晶表示パネルの外側に偏光板
を偏光軸が90度交差するように貼り付け、写真用のラ
イトボックスの上に置き、室温で0〜16V、30Hz
の種々の電圧の方形波を印加して液晶パネルの点灯状態
を観察した。液晶パネルは約1Vで点灯し始め、5Vで
ほぼ完全な黒表示が得られた。また、このパネルに30
Hz、5Vの方形波を印加したまま種々の方向から観察
したが、どの方向でもザラツキ感の全くない、良好な黒
表示が得られた。
Next, a polarizing plate was attached to the outside of the liquid crystal display panel so that the polarization axes crossed 90 degrees, placed on a light box for photography, and 0 to 16 V, 30 Hz at room temperature.
A square wave of various voltages was applied to observe the lighting state of the liquid crystal panel. The liquid crystal panel started to light at about 1V, and almost perfect black display was obtained at 5V. Also, 30 on this panel
When observed from various directions while applying a square wave of 5 Hz at 5 Hz, a good black display was obtained without any feeling of roughness in any direction.

【0039】次に、このパネルの正面でのコントラスト
比=(電圧無印加時のパネル輝度)/(30Hz、5V
印加時のパネル輝度)を測定すると100以上の値が得
られた。また、垂直方向および水平方向について、コン
トラスト比=5以上を与える角度範囲を調べた結果、±
70度以上あった。さらに、種々の観察方向においてパ
ネル輝度−電圧特性を測定したところ、印加電圧に対し
てパネル輝度は全て単調に減少した。このことは、本パ
ネルはフルカラー表示においても階調反転のない優れた
表示特性を示すことを意味している。
Next, the contrast ratio on the front of this panel = (panel brightness when no voltage is applied) / (30 Hz, 5 V
When the panel brightness at the time of application was measured, a value of 100 or more was obtained. In addition, as a result of examining the angle range giving a contrast ratio of 5 or more in the vertical direction and the horizontal direction,
It was over 70 degrees. Furthermore, when the panel brightness-voltage characteristics were measured in various observation directions, the panel brightness all decreased monotonically with respect to the applied voltage. This means that this panel exhibits excellent display characteristics without gradation inversion even in full-color display.

【0040】さらに、この液晶パネルを40℃の恒温糟
に放置し、60μs幅、5Vの方形波の交流パルスを3
3ms間隔で印加し、TFT駆動における電圧保持特性
(嶋崎、水嶋、峰崎、矢野:第14回液晶討論会予稿
集、2B110)を測定した結果、可溶性ポリイミド樹脂膜
AL−5417(日本合成ゴム社)を用いたパネルは8
5%、ポリイミド樹脂膜RN−747(日産化学社)
を用いたパネルは90%、UV硬化樹脂PN393
(メルク社)を用いたパネルは40%、ポリウレタン
MS5510(三菱重工社)を用いたパネルは15%で
あった。
Further, this liquid crystal panel was left to stand in a thermostatic chamber at 40 ° C., and a 5 V square wave AC pulse having a width of 60 μs was applied for 3 times.
As a result of applying voltage at 3 ms intervals and measuring voltage holding characteristics in TFT drive (Shimazaki, Mizushima, Minezaki, Yano: Proceedings of 14th Liquid Crystal Conference, 2B110), soluble polyimide resin film AL-5417 (Nippon Gosei Gomu Co., Ltd.) 8 panels using
5%, polyimide resin film RN-747 (Nissan Chemical Co., Ltd.)
Is 90%, UV curing resin PN393
The panel using (Merck) was 40%, and the panel using polyurethane MS5510 (Mitsubishi Heavy Industries) was 15%.

【0041】(実施例2)液晶材料として、カイラル材
料CN(チッソ石油化学製)の添加量を種々変更して、
セルギャップdにたいしての自発ねじれピッチPがd/
P=0.05〜0.5となるよう調製された,屈折率異
方性0.09のフッソ系ネマティック液晶ZLI−47
92(メルク社)と、UV重合性材料PN393(メル
ク社)を、高分子−液晶混合材料に対する液晶材料の比
が82重量%となるように準備し、これらを混合し、十
分撹拌して均一な混合溶液に調製した後、実施例1と同
様な方法で、液晶表示パネルを作製した。
(Example 2) As the liquid crystal material, the addition amount of the chiral material CN (manufactured by Chisso Petrochemical) was changed variously,
The spontaneous twist pitch P with respect to the cell gap d is d /
Fluorine-based nematic liquid crystal ZLI-47 having a refractive index anisotropy of 0.09 prepared so that P = 0.05 to 0.5.
92 (Merck) and UV-polymerizable material PN393 (Merck) were prepared so that the ratio of the liquid crystal material to the polymer-liquid crystal mixture material would be 82% by weight, and these were mixed and sufficiently stirred to homogeneity. After preparing the mixed solution, a liquid crystal display panel was produced in the same manner as in Example 1.

【0042】こうして完成した液晶表示パネルの外側に
偏光板を偏光軸が90度交差するように貼り付け、30
Hzの方形波を印加して種々の電圧におけるパネル輝度
を観察した。
A polarizing plate is attached to the outside of the liquid crystal display panel thus completed so that the polarization axes intersect each other at 90 degrees, and
A square wave of Hz was applied to observe the panel brightness at various voltages.

【0043】その結果、d/Pが0.25より小さいパ
ネルおよびd/Pが0.25より大きいパネルではパネ
ルの透過率すなわちパネル輝度がd/P=0.25の時
より暗く、また、d/Pが0.25より大きいパネルで
は暗いばかりでなく激しい緑黄色の着色が観察され、表
示品位は良好でなかった。d/Pがほぼ0.25のパネ
ルでは、パネルの明るさ、色味とも優れていた。
As a result, in the panel where d / P is smaller than 0.25 and the panel where d / P is larger than 0.25, the transmittance of the panel, that is, the panel brightness is darker than when d / P = 0.25, and In the panel having d / P of more than 0.25, not only dark but also intense green-yellow coloring was observed, and the display quality was not good. The panel with d / P of about 0.25 was excellent in the brightness and color of the panel.

【0044】なお、前記実施例では光相分離により高分
子壁で包囲された単位液晶セルを形成するようにした
が、本発明においては、例えばフォトリソグラフィーを
用いて高分子壁を形成するようにしても同様の結果を得
ることができる。
Although the unit liquid crystal cell surrounded by the polymer wall is formed by optical phase separation in the above embodiment, the polymer wall is formed by using, for example, photolithography in the present invention. However, the same result can be obtained.

【0045】また、前記実施例では偏光板はノーマリホ
ワイトモードにおける高コントラスト化の目的から偏光
軸が直交した関係にある2枚の偏光板で液晶パネルを挟
む例を示したが、電圧無印加時の透過率を向上させるた
め、あるいは色相を調整するために、偏光軸の交差角を
90度から少しずらしたり、ノーマリブラックモードで
使用するため偏光軸を平行に配置することも可能であ
る。さらに、反射型で使用する場合、表側の基板上に偏
光板を1枚配置して表示させても良い。
In the above-mentioned embodiment, the polarizing plate is an example in which the liquid crystal panel is sandwiched by two polarizing plates whose polarization axes are orthogonal to each other for the purpose of enhancing the contrast in the normally white mode, but no voltage is applied. In order to improve the transmittance at the time or to adjust the hue, the crossing angle of the polarization axes may be slightly shifted from 90 degrees, or the polarization axes may be arranged in parallel for use in the normally black mode. . Further, in the case of using the reflective type, one polarizing plate may be arranged on the front substrate to display.

【0046】[0046]

【発明の効果】上記の説明したように、本発明によれ
ば、コントラストが高くザラツキ感や階調反転のない高
品位の表示を得ることができ、しかも広視野角の表示を
行える液晶表示パネルを得ることができる。また、その
製造時においては、ラビング処理や,液晶の注入時にネ
マティック−アイソトロピック相転移点以上の高温に加
熱することを必要とせず、透明電極付き透明基板の電極
配設面に高分子膜を形成した後、ネマティック液晶材料
と紫外線硬化樹脂モノマーの混合物を2枚の透明電極付
き透明基板の間に室温近くで注入し、この後前記混合物
に紫外線を照射して光相分離することにより製造できる
ので、製造作業が簡単であるという効果もある。
As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a high-quality display having a high contrast and no feeling of graininess and gradation inversion, and further, a liquid crystal display panel capable of displaying a wide viewing angle. Can be obtained. In addition, at the time of manufacturing, it is not necessary to perform rubbing treatment or heating at a high temperature above the nematic-isotropic phase transition point at the time of injecting liquid crystal, and a polymer film is formed on the electrode-arranged surface of the transparent substrate with a transparent electrode. After the formation, a mixture of a nematic liquid crystal material and an ultraviolet curable resin monomer is injected between two transparent substrates with transparent electrodes near room temperature, and then the mixture is irradiated with ultraviolet rays to perform optical phase separation. Therefore, there is also an effect that the manufacturing work is simple.

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

【図1】本発明の一実施例による液晶表示パネルの一例
の構成を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of an example of a liquid crystal display panel according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例による液晶表示パネルの90
度ねじれ構造を持つ単位液晶セルの第1の液晶分子の配
向状態を示す概念図である。
FIG. 2 illustrates a liquid crystal display panel 90 according to an embodiment of the present invention.
It is a conceptual diagram which shows the orientation state of the 1st liquid crystal molecule of the unit liquid crystal cell which has a degree twist structure.

【図3】本発明の一実施例による液晶表示パネルの90
度ねじれ構造を持つ単位液晶セルの第2の液晶分子の配
向状態を示す概念図である。
FIG. 3 illustrates a liquid crystal display panel 90 according to an embodiment of the present invention.
It is a conceptual diagram which shows the orientation state of the 2nd liquid crystal molecule of the unit liquid crystal cell which has a twist structure.

【図4】従来のランダム配向液晶表示パネルの各ドメイ
ンの液晶分子の配向状態を示す概念図である。
FIG. 4 is a conceptual diagram showing an alignment state of liquid crystal molecules in each domain of a conventional random alignment liquid crystal display panel.

【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 第1の高分子 111 第2の高分子 201,501 上基板 202,502 下基板 203,306 高分子壁 204,205,302,303,307,308,5
03,504 液晶分子 206,304,309 ミッドプレーン 301 高分子壁 305,310,505 ミッドプレーン上の液晶分子 506 液晶ドメイン
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 First Polymer 111 Second Polymer 201, 501 Upper Substrate 202, 502 Lower Substrate 203 , 306 Polymer wall 204, 205, 302, 303, 307, 308, 5
03,504 Liquid crystal molecule 206,304,309 Midplane 301 Polymer wall 305,310,505 Liquid crystal molecule on midplane 506 Liquid crystal domain

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 所定間隔を空けて互いの電極配設面が対
向するように配置された2枚の透明電極付き透明基板
と、前記2枚の透明電極付き透明基板のそれぞれの電極
配設面に形成された第1の高分子膜と、前記第1の高分
子膜の表面に当該表面に対して略垂直に伸びるように形
成された複数の第2の高分子膜と、前記第1の高分子膜
及び前記記複数の第2の高分子膜によって包囲された,
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
料からなる複数の円板状の微小単位液晶セルと、前記2
枚の透明電極付き透明基板の少なくとも一方の基板の外
側面に配設された偏光板とを備え、 前記複数の微小単位液晶セルは、その前記第1の高分子
膜表面に存在する液晶分子が一定方向に配列してなる第
1の微小単位液晶セルと、その同一平面に存在する液晶
分子が線対称または点対称に配列してなる第2の微小単
位液晶セルが混在したものである液晶表示パネル。
1. Two transparent substrates with transparent electrodes, which are arranged so as to face each other at a predetermined interval, and the respective electrode mounting surfaces of the two transparent substrates with transparent electrodes. A first polymer film formed on the first polymer film, a plurality of second polymer films formed on the surface of the first polymer film so as to extend substantially perpendicularly to the surface, and the first polymer film. Surrounded by a polymer membrane and the plurality of second polymer membranes,
A plurality of disk-shaped minute unit liquid crystal cells made of a chiral nematic liquid crystal material having a positive dielectric anisotropy;
A polarizing plate disposed on the outer surface of at least one of the transparent substrates with transparent electrodes, wherein the plurality of minute unit liquid crystal cells have liquid crystal molecules present on the surface of the first polymer film. Liquid crystal display in which first fine unit liquid crystal cells arranged in a fixed direction and second fine unit liquid crystal cells in which liquid crystal molecules existing on the same plane are arranged in line symmetry or point symmetry are mixed. panel.
【請求項2】 前記微小単位液晶セルの平均直径が、画
素ピッチ以下である請求項1記載の液晶表示パネル。
2. The liquid crystal display panel according to claim 1, wherein the average diameter of the minute unit liquid crystal cells is not more than the pixel pitch.
【請求項3】 前記カイラルネマティック液晶材料の自
発ピッチ(P)と前記微小単位液晶セルの厚み(d)と
の比d/Pが0.25である請求項1に記載の液晶表示
パネル。
3. The liquid crystal display panel according to claim 1, wherein a ratio d / P between the spontaneous pitch (P) of the chiral nematic liquid crystal material and the thickness (d) of the minute unit liquid crystal cell is 0.25.
【請求項4】 前記2枚の透明電極付き透明基板の双方
の外側面に偏光板が配設され、これら2枚の偏光板の交
差角が90度である請求項1に記載の液晶表示パネル。
4. The liquid crystal display panel according to claim 1, wherein polarizing plates are provided on the outer surfaces of both of the two transparent substrates with transparent electrodes, and the crossing angle of these two polarizing plates is 90 degrees. .
【請求項5】 その電極配設面を第1の高分子膜で被覆
した2枚の透明電極付き透明基板を用意し、これら2枚
の透明電極付き透明基板を互いの前記高分子膜が所定間
隙を空けて対向するようにシール材によって接着して空
セルを形成した後、所定量のカイラル剤を添加したカイ
ラルネマティック液晶材料と紫外線硬化樹脂モノマーと
の混合物を前記空セルの前記間隙に注入し、次に前記混
合物に紫外線を照射して前記紫外線硬化樹脂モノマーを
硬化させ,前記第1の高分子膜表面に当該表面に立設す
る第2の高分子膜を形成し、この後、前記2枚の透明電
極付き透明基板の少なくとも一方の基板の前記電極配設
面とは異なる側の基板表面に偏光板を配設する液晶表示
パネルの製造方法。
5. Two transparent substrates with transparent electrodes, the surfaces of which electrodes are provided are covered with a first polymer film, are prepared, and these two transparent substrates with transparent electrodes are mutually arranged such that the polymer films have a predetermined shape. After forming a blank cell by adhering with a sealing material so as to face each other with a gap, a mixture of a chiral nematic liquid crystal material containing a predetermined amount of a chiral agent and an ultraviolet curable resin monomer is injected into the gap of the blank cell. Then, the mixture is irradiated with ultraviolet rays to cure the ultraviolet curable resin monomer, and a second polymer film standing on the surface of the first polymer film is formed on the surface of the first polymer film. A method for manufacturing a liquid crystal display panel, wherein a polarizing plate is provided on the surface of at least one of the two transparent substrates with transparent electrodes, which is different from the surface on which the electrodes are provided.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2009069249A1 (en) * 2007-11-30 2011-04-07 シャープ株式会社 Liquid crystal display device

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