JPH1172792A - Liquid crystal display element and its production - Google Patents

Liquid crystal display element and its production

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JPH1172792A
JPH1172792A JP23312697A JP23312697A JPH1172792A JP H1172792 A JPH1172792 A JP H1172792A JP 23312697 A JP23312697 A JP 23312697A JP 23312697 A JP23312697 A JP 23312697A JP H1172792 A JPH1172792 A JP H1172792A
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JP
Japan
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liquid crystal
layer
crystal display
pixel
substrate
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP23312697A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Noriaki Onishi
憲明 大西
Toshiyuki Hirai
敏幸 平井
Nobuaki Yamada
信明 山田
Shinichi Terashita
慎一 寺下
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
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Publication of JPH1172792A publication Critical patent/JPH1172792A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make it possible to stably manufacture a novel liquid crystal display element having a wide visual angle and high luminance with a good reproduciltlity and to improve the reliability on the use environment by exhibitting plural twist directions with one pixel and using an internal optical compensation effect by liquid crystal molecule alignment in the element. SOLUTION: An insulating layer in which grain size controllers to uniformly regulate an inter-substrate spacing in part on the whole region outside the pixel consists of the constitution satisfying the equation γ<A<=D/2. In equation, the width of the insulating material layer is defined as D, the radius of the grain size controllers or half the major axis thereof as γ and the shortest distance from the center of the grain size controllers to the end face (wall) of the insulating material layer as A. The bead spacers are fixed onto the light shielding layer outside the pixel in such a manner, by which the stable formation of the liquid crystal layer having at least >=2 twist directions varying in the rising direction within one pixel and having the specific orientation constituted of plural liquid crystal molecule orientation regions is made possible. The liquid crystal display element having a uniform display grade is created.

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、例えば多人数で見
る携帯情報端末や、パーソナルコンピュータ、ワードプ
ロセッサ、アミューズメント機器またはテレビなど広視
野角特性を生かした平面ディスプレーとして、また、シ
ャッタ効果を利用した表示板等として、利用することが
できる液晶表示素子およ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 portable information terminal for a large number of people, a personal computer, a word processor, an amusement device, a television, etc., a flat display utilizing a wide viewing angle characteristic, and a display utilizing a shutter effect. The present invention relates to a liquid crystal display element that can be used as a plate or the like and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】上述した液晶表示素子としては、従来よ
り種々の表示モードを利用したものが実用化されてい
る。液晶表示素子の一般的な構造は、図12に示すよう
に、対向する一対の基板21、22の間に液晶材料の封
入されてなる液晶層23を有している。
2. Description of the Related Art As the above-mentioned liquid crystal display elements, those utilizing various display modes have been practically used. A general structure of a liquid crystal display element has a liquid crystal layer 23 in which a liquid crystal material is sealed between a pair of opposed substrates 21 and 22, as shown in FIG.

【0003】特に、薄膜トランジスタ(TFT)等によ
り駆動される、代表的な表示モードであるツイステッド
ネマティック(TN)液晶を用いたTNモードでは、前
記液晶層23の液晶分子24が2枚の基板21、22の
間で連続的にほぼ90°捩れる様に螺旋状に配向してい
る。しかも、基板21、22の上に形成した図示しない
配向膜の近傍では、液晶分子24はプレティルト角を有
しており、液晶分子の配向方向やプレティルト角は配向
膜の種類やラビング処理等の配向処理方法などによって
制御されている。
In particular, in a TN mode using a twisted nematic (TN) liquid crystal, which is a typical display mode, driven by a thin film transistor (TFT) or the like, the liquid crystal molecules 24 of the liquid crystal layer 23 are composed of two substrates 21. It is helically oriented so as to be continuously twisted by about 90 ° between the 22. In addition, the liquid crystal molecules 24 have a pretilt angle near the alignment film (not shown) formed on the substrates 21 and 22, and the alignment direction and the pretilt angle of the liquid crystal molecules are determined by the type of the alignment film and the alignment by rubbing or the like. It is controlled by the processing method.

【0004】このようなTNモードの液晶表示素子で
は、画面を見る角度に依存して、階調表示時の輝度が変
化するために画像の階調反転や表示の白浮き等が確認さ
れ、特に、画面法線方向からの傾きの大きい高視野角方
向で表示の変化が顕著に認められるようになる。
[0004] In such a TN mode liquid crystal display element, since the luminance at the time of gradation display changes depending on the angle at which the screen is viewed, inversion of the gradation of the image and whitening of the display are confirmed. In addition, a change in display becomes noticeable in a high viewing angle direction in which the inclination from the screen normal direction is large.

【0005】この視角に依存した現象は、図12に示す
ように液晶分子24の配向状態の非対称性と大きな関係
がある。その理由を以下に説明する。
This phenomenon depending on the viewing angle has a great relationship with the asymmetry of the alignment state of the liquid crystal molecules 24 as shown in FIG. The reason will be described below.

【0006】液晶層23内での液晶分子24の立ち上が
り方向および立ち上がり角度は、プレティルト角の大き
さや印加電圧に依存している。また、印加電圧に応じた
液晶分子24の動的な挙動については、基板21、22
上に形成した配向膜(図示せず)の近傍の液晶分子は配
向規制の影響が強いために動きが小さい。これに対し
て、液晶セルの中間部分では、配向規制の束縛が小さい
ために比較的容易に印加電圧に応答する。このように液
晶セル内の厚み方向において異なる動きをする液晶分子
の基板に対する立ち上がり挙動により、液晶表示素子は
中間調や白黒表示を行う。
The rising direction and the rising angle of the liquid crystal molecules 24 in the liquid crystal layer 23 depend on the magnitude of the pretilt angle and the applied voltage. The dynamic behavior of the liquid crystal molecules 24 according to the applied voltage is described with reference to the substrates 21 and 22.
The liquid crystal molecules in the vicinity of the alignment film (not shown) formed thereon have a small movement due to a strong influence of alignment control. On the other hand, the middle part of the liquid crystal cell responds to the applied voltage relatively easily because the restriction of the alignment control is small. As described above, the liquid crystal display element performs a halftone or black and white display by the rising behavior of the liquid crystal molecules that move differently in the thickness direction in the liquid crystal cell with respect to the substrate.

【0007】したがって、従来の液晶表示素子にあって
は、図12に示す中間調表示時に、液晶分子24の立ち
上がり方向Aから液晶パネルを観察すると液晶パネルが
白く見え、逆方向Bから観察すると黒く見えるようにな
り、表示の白浮き等の原因となる。また、立ち上がり挙
動の変化が印加電位の変化に追従しないことがあり、そ
の場合には階調反転が発生することとなる。
Therefore, in the conventional liquid crystal display device, the liquid crystal panel looks white when viewed from the rising direction A of the liquid crystal molecules 24 and black when viewed from the opposite direction B during the halftone display shown in FIG. This causes the display to be whitened. Further, the change in the rising behavior may not follow the change in the applied potential, in which case, the grayscale inversion occurs.

【0008】以上のような視角特性の影響を解決する為
に、特開平5−210099号公報や特開平6−222
366号公報などには、1画素毎の単位液晶領域を配向
方向の異なる2つの液晶分子配向領域に分割、つまり画
素分割した液晶表示素子に関する技術の開示がなされて
いる。前者の特開平5−210099号公報は、画素分
割の手法として、液晶分子配向領域に対応する基板部分
の一方の領域では一方向ラビングを行い、他方の領域で
は逆方向にラビング処理する方法を提案している。後者
の特開平6−222366号公報は、配向膜の微小な領
域に選択的に紫外光を照射することで配向の異なる2つ
の液晶分子配向領域に分割する方法を提案している。こ
のような画素分割の手法により、それぞれの微小な液晶
分子配向領域の視角特性が平均化され、全体として視角
特性を向上させることが可能となる。
In order to solve the influence of the viewing angle characteristics as described above, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. H5-210099 and H6-222.
Japanese Patent Application Publication No. 366 discloses a technique relating to a liquid crystal display element in which a unit liquid crystal region for each pixel is divided into two liquid crystal molecule alignment regions having different alignment directions, that is, a pixel is divided. Japanese Patent Application Laid-Open No. H5-210099 proposes a method of performing one-way rubbing in one region of a substrate portion corresponding to a liquid crystal molecule alignment region and performing rubbing in the other direction in the other region as a method of pixel division. doing. Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-222366 proposes a method in which a minute region of an alignment film is selectively irradiated with ultraviolet light to divide the region into two liquid crystal molecule alignment regions having different alignments. By such a pixel division method, the viewing angle characteristics of each minute liquid crystal molecule alignment region are averaged, and the viewing angle characteristics can be improved as a whole.

【0009】しかしながら、このようにして液晶分子の
立ち上がる方向が異なる複数の微小な液晶分子配向領域
を設けた場合、液晶分子の立ち上がる方向の異なる液晶
分子配向領域の境界部には、ディスクリネーションとい
う配向欠陥が生じ、例えばノーマリーホワイト(NW)
モードの場合には、この配向欠陥が輝線となるためにコ
ントラスト低下の問題が発生する。
However, when a plurality of minute liquid crystal molecule alignment regions having different rising directions of liquid crystal molecules are provided in this manner, the boundary between the liquid crystal molecule alignment regions having different rising directions of the liquid crystal molecules is referred to as disclination. An alignment defect occurs, for example, normally white (NW)
In the case of the mode, since the alignment defect becomes a bright line, a problem of a decrease in contrast occurs.

【0010】このディスクリネーションに起因する表示
特性低下を防止するためには、ディスクリネーションの
発生位置等を制御し、かつ、遮光層を設けてディスクリ
ネーションを覆う必要がある。例えば、アクティブマト
リクス型液晶表示素子の場合には、ゲートバスラインや
ソースバスラインなどの信号線と画素電極との間に発生
する横電界の影響や、液晶配向処理に伴う影響などを十
分に制御してディスクリネーション発生位置等を制御す
る必要がある。また、高精細化に伴って画素電極および
信号線を微細化することにより配線間隔が小さくなる
と、横電界の影響はさらに大きな問題となり、画素分割
により安定な液晶分子配向性を確保することと、画素分
割のための配向状態の異なる2液晶分子配向領域の境界
でのディスクリネーション発生の位置を制御することが
一層難しくなる。
In order to prevent the display characteristics from deteriorating due to the disclination, it is necessary to control the position where the disclination occurs and to provide a light shielding layer to cover the disclination. For example, in the case of an active matrix type liquid crystal display device, the effects of the horizontal electric field generated between the signal lines such as the gate bus line and the source bus line and the pixel electrode, and the effects of the liquid crystal alignment processing are sufficiently controlled. It is necessary to control the disclination occurrence position and the like. In addition, when the wiring interval is reduced by miniaturizing the pixel electrode and the signal line with high definition, the influence of the horizontal electric field becomes a more serious problem, and it is necessary to secure a stable liquid crystal molecule orientation by dividing the pixel. It becomes more difficult to control the position of occurrence of disclination at the boundary between two liquid crystal molecule alignment regions having different alignment states for pixel division.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したデ
ィスクリネーションが原因となる表示特性低下の問題を
解決する新たな手法として、Euro Display
’96 p159(1996)などに“4−Doma
in CTNモード”が提案されている。
As a new technique for solving the above-mentioned problem of deterioration of display characteristics caused by disclination, Euro Display has been proposed.
'4-Doma, p.159 (1996)
In CTN mode "has been proposed.

【0012】この提案手法は、図13に示すように、ツ
イスト方向が逆の2つの液晶分子配向領域(ドメイン領
域)と、立ち上がり方向が逆の2つの液晶分子配向領域
(ドメイン領域)とからなる計4つの液晶分子配向領域
A、B、C、Dにおける液晶分子配向を制御することで
画素内での光学補償効果による広視角化を実現する方法
である。その特徴は、配向が異なる隣接する液晶分子配
向領域の境界に発生するディスクリネーションは、立ち
上がり方向が同一で、かつ、ツイスト方向が異なる液晶
分子配向領域で形成されるディスクリネーションであ
り、ノーマリーホワイト(NW)モードの場合には境界
部分で光が透過しないので遮光層が必要でなく、高コン
トラスト表示が実現できることである。
This proposed method, as shown in FIG. 13, comprises two liquid crystal molecule alignment regions (domain regions) having opposite twist directions and two liquid crystal molecule alignment regions (domain regions) having opposite rising directions. This is a method of realizing a wide viewing angle by an optical compensation effect in a pixel by controlling the liquid crystal molecule alignment in a total of four liquid crystal molecule alignment regions A, B, C, and D. The characteristic is that disclinations that occur at the boundaries between adjacent liquid crystal molecule alignment regions having different orientations are disclinations formed in liquid crystal molecule alignment regions having the same rising direction and different twist directions. In the case of the maritime white (NW) mode, since light does not pass through the boundary portion, no light-shielding layer is required, and high contrast display can be realized.

【0013】しかしながら、この提案の表示モードの液
晶表示素子にあっても、配向が異なる微小な液晶分子配
向領域の配向特性などを如何にして制御するか、また、
配向規制を固定化して如何に安定な配向を再現性よく実
現させることができるかが重要な問題であり、開示され
た技術だけではその課題を解消できず、また、動作時の
表示特性を十分満足できるレベルにすることができない
という別の課題が残されていた。
However, even in the liquid crystal display device of the proposed display mode, how to control the alignment characteristics and the like of minute liquid crystal molecule alignment regions having different alignments is described.
An important issue is how to achieve stable alignment with good reproducibility by fixing the alignment regulation.The disclosed technology alone cannot solve the problem, and the display characteristics during operation are not sufficient. Another challenge was that it was not possible to achieve a satisfactory level.

【0014】更には、前記提案の表示モードの液晶表示
素子や、その他、画素単位で液晶分子配向が異なる液晶
分子配向領域の配向特性等を高精度に制御して前記課題
を解消でき、しかも液晶分子配向領域が画素内に複数存
在する新規な液晶表示素子において、基板間隙を保持す
る基板間隙保持手段として用いられる、無機物からなる
ビーズ等や有機物からなる粒状の粒径制御材であるLC
Dスぺーサが画素内に存在することである。つまり、こ
れらビーズやLCDスぺーサなどの基板間隙保持手段に
より液晶の配向乱れや配向欠陥が部分的に認められ、大
きな課題となる。
Further, the above problem can be solved by controlling the alignment characteristics and the like of the liquid crystal display element of the proposed display mode and other liquid crystal molecule alignment regions having different liquid crystal molecule alignments in pixel units with high accuracy. In a novel liquid crystal display device in which a plurality of molecular alignment regions exist in a pixel, LC is a granular particle size control material made of inorganic beads or organic material used as a substrate gap holding means for holding a substrate gap.
The D spacer is present in the pixel. In other words, the alignment gap of the liquid crystal and the alignment defect are partially recognized by the substrate gap holding means such as the beads and the LCD spacer, which is a major problem.

【0015】本発明は、このような従来技術の課題を解
決すべくなされたものであり、基板間隙保持手段による
配向乱れや配向欠陥の発生を防止することができる、画
素内に複数の液晶分子配向領域が設けられている液晶表
示素子およびその製造方法を提供することを目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem of the related art, and a plurality of liquid crystal molecules in a pixel can be prevented from being disordered in alignment or caused by an alignment defect by a substrate gap holding means. It is an object of the present invention to provide a liquid crystal display device provided with an alignment region and a method for manufacturing the same.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明の請求項1の液晶
表示素子は、対向配設された少なくとも一方が透明な一
対の基板の間に液晶層が挟持され、各画素が液晶分子の
立ち上がり方向を異ならせてあると共に少なくとも2つ
以上の捩れ方向をもつ複数の液晶分子配向領域から形成
され、かつ、各画素の外側であって画素の大きさを規定
すべく設けた遮光層の上に、基板間隙を保持するための
基板間隙保持手段が設けられ、そのことにより上記目的
が達成される。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display device in which a liquid crystal layer is sandwiched between a pair of substrates, at least one of which is disposed so as to be opposed to each other, and each pixel has a rising edge of liquid crystal molecules. A plurality of liquid crystal molecule alignment regions having different directions and having at least two or more twist directions are formed on a light-shielding layer provided outside the pixels and provided to define the size of the pixels. A substrate gap holding means for holding a substrate gap is provided, thereby achieving the above object.

【0017】本発明の請求項2の液晶表示素子は、前記
基板間隙保持手段が、パターニング形成された絶縁層か
らなることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the liquid crystal display device, the substrate gap holding means is formed of an insulating layer patterned and formed.

【0018】本発明の請求項3の液晶表示素子は、対向
配設された少なくとも一方が透明な一対の基板の間に、
液晶材料と重合体とからなる表示媒体が挟持され、各画
素が液晶分子の立ち上がり方向を異ならせてあると共に
少なくとも2つ以上の捩れ方向をもつ複数の液晶分子配
向領域から形成され、かつ、各画素の外側に基板間隙を
保持するための基板間隙保持手段が設けられ、そのこと
により上記目的が達成される。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display device comprising:
A display medium comprising a liquid crystal material and a polymer is sandwiched, and each pixel is formed of a plurality of liquid crystal molecule alignment regions having different rising directions of liquid crystal molecules and having at least two or more twist directions. A substrate gap holding means for holding a substrate gap outside the pixel is provided, thereby achieving the above object.

【0019】本発明の請求項4の液晶表示素子は、前記
画素の外側に設けた遮光層の上に選択的にスペーサが存
在し、該スペーサが前記基板間隙保持手段を構成してい
ることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the liquid crystal display element, a spacer is selectively provided on the light shielding layer provided outside the pixel, and the spacer forms the substrate gap holding means. Features.

【0020】本発明の請求項5の液晶表示素子は、前記
基板間隙保持手段が、パターニング形成された絶縁層か
らなることを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the liquid crystal display device, wherein the substrate gap holding means is formed of a patterned insulating layer.

【0021】本発明の請求項6の液晶表示素子は、前記
基板間隙保持手段である、パターニング形成された絶縁
層が、少なくとも1つ以上の層により構成されているこ
とを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the liquid crystal display device, wherein the patterned insulating layer, which is the substrate gap holding means, comprises at least one layer.

【0022】本発明の請求項7の液晶表示素子は、前記
画素の外側に配設された基板間隙保持手段が絶縁材料中
に混在させた粒径制御物からなり、該粒径制御物を混在
する絶縁材料からなる層の幅(D)が、該層の幅方向に
おける粒径制御物の長さ寸法の1/2をrとし、該層の
幅方向における粒径制御物の中心から該層の端までの距
離をAとしたとき、r<A≦D/2を満足することを特
徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the liquid crystal display device, wherein the substrate gap maintaining means provided outside the pixel is made of a particle size control material mixed in an insulating material. The width (D) of the layer made of an insulating material is defined as r, which is の of the length of the grain size control object in the width direction of the layer, and the layer is formed from the center of the grain size control object in the width direction of the layer. Where r <A ≦ D / 2, where A is the distance to the end of

【0023】本発明の請求項8の液晶表示素子は、前記
画素の外側に配設された基板間隙保持手段が絶縁材料中
に混在させた粒径制御物からなり、該粒径制御物を固定
する第1の絶縁材料からなる層の幅(D1)と該粒径制
御物を覆う第2の絶縁材料からなる層の幅(D2)が、
該層の幅方向における粒径制御物の長さ寸法の1/2を
rとしたとき、D1+4r<D2を満足することを特徴と
する。
In the liquid crystal display device according to the present invention, the substrate gap holding means provided outside the pixel is made of a particle size control material mixed in an insulating material, and the particle size control material is fixed. The width (D 1 ) of the layer made of the first insulating material and the width (D 2 ) of the layer made of the second insulating material that covers the grain size control object are:
When 1/2 of the length of the controlled particle size in the width direction of the layer is defined as r, D 1 + 4r <D 2 is satisfied.

【0024】本発明の請求項9の液晶表示素子は、前記
一対の基板の各々に設けた電極の対向部分で前記画素が
構成されており、各画素を構成する一対の電極のうちの
少なくとも一方の電極に、複数の液晶分子配向領域に分
割するための、電極の無い電極開口部を有することを特
徴とする。
According to a ninth aspect of the present invention, in the liquid crystal display device according to the ninth aspect of the present invention, the pixels are formed by opposing portions of the electrodes provided on each of the pair of substrates, and at least one of the pair of electrodes forming each pixel is provided. Is characterized by having an electrode opening without an electrode for dividing the liquid crystal molecule into a plurality of liquid crystal molecule alignment regions.

【0025】本発明の請求項10の液晶表示素子は、前
記一対の基板の両側に、一対の偏光板がそれぞれの偏光
軸が直交するように配置されており、かつ該一対の偏光
板と該一対の基板間に、光学的に負の複屈折性を有する
位相差フィルムが少なくとも一枚配設されていることを
特徴とする。
According to a tenth aspect of the present invention, in the liquid crystal display device, a pair of polarizing plates are disposed on both sides of the pair of substrates so that respective polarizing axes are orthogonal to each other. At least one retardation film having optically negative birefringence is provided between a pair of substrates.

【0026】本発明の請求項11の液晶表示素子は、前
記位相差フィルムの屈折率楕円体の面内方向の屈折率を
x、ny、厚さ方向の屈折率をnzとすると、式 nx>ny>nz を満足する位相差フィルムを備えることを特徴とする。
The liquid crystal display device according to claim 11 of the present invention, the phase difference the refractive index in the in-plane direction n x of the refractive index ellipsoid of the film, n y, and the refractive index in the thickness direction is n z, It is characterized by including a retardation film satisfying the expression nx > ny > nz .

【0027】本発明の請求項12の液晶表示素子は、前
記位相差フィルムの屈折率のうちnxの方向が、該位相
差フィルムに隣接する偏光板の透過軸とはほぼ平行にな
るように該位相差フィルムが配置されていることを特徴
とする。
The liquid crystal display device according to claim 12 of the present invention, as the direction of n x of the refractive index of the retardation film becomes substantially parallel to the transmission axis of the polarizing plate adjacent to the retardation film The retardation film is disposed.

【0028】本発明の請求項13の液晶表示素子は、前
記一対の偏光板と前記一対の基板間に前記位相差フィル
ムがそれぞれ1枚ずつ配置されており、前記位相差フィ
ルムの屈折率のうちnxの方向が、該位相差フィルムに
隣接する偏光板の透過軸とはほぼ平行になるように該位
相差フィルムが配置されていることを特徴とする。
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the liquid crystal display device according to the thirteenth aspect, the retardation films are disposed one by one between the pair of polarizing plates and the pair of substrates. direction of n x, characterized in that the retardation film to be substantially parallel to the transmission axis of the polarizing plate adjacent to the retardation film is arranged.

【0029】本発明の請求項14の液晶表示素子は、前
記液晶分子の複屈折異方性をΔn、前記液晶層厚をd、
前記位相差フィルムの厚さをd′とし、前記位相差フィ
ルムの面内リタデーションRs{=(nx−ny)・
d′}が前記液晶層のリタデーション値(Δn・d)よ
り小さいことを特徴とする。
According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display device wherein the birefringence anisotropy of the liquid crystal molecules is Δn, the thickness of the liquid crystal layer is d,
The thickness of the retardation film and d ', the in-plane retardation Rs of the retardation film {= (n x -n y) ·
d ′} is smaller than the retardation value (Δn · d) of the liquid crystal layer.

【0030】本発明の請求項15の液晶表示素子は、前
記位相差フィルムの厚さ方向のリタデーションR{=
(nx−nz)・d′}が前記液晶層のリタデーション値
(Δn・d)より小さいことを特徴とする。
According to a fifteenth aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display device wherein the retardation in the thickness direction of the retardation film is R {=
(N x -n z) · d '} is characterized in that the smaller than the retardation value of the liquid crystal layer (Δn · d).

【0031】本発明の請求項16の液晶表示素子の製造
方法は、請求項1に記載の液晶表示素子を製造する方法
であって、前記一対の基板の一方に画素の大きさを規定
する遮光層をパターニングすると共に粒径制御物を混在
した絶縁材料を用いて基板間隙保持手段を形成する工程
と、該基板間隙保持手段を有する基板ともう一方の基板
とに配向膜を形成し、ラビング処理を行う工程と、両基
板を互いにラビング方向が90°直交するように配置し
て液晶セルを得る工程と、該液晶セルに液晶材料を充填
する工程とを含み、そのことにより上記目的が達成され
る。
A method of manufacturing a liquid crystal display device according to claim 16 of the present invention is the method of manufacturing a liquid crystal display device according to claim 1, wherein a light-shielding element defining a pixel size on one of the pair of substrates. Patterning a layer and forming a substrate gap holding means using an insulating material mixed with a particle size controlling material; forming an alignment film on the substrate having the substrate gap holding means and the other substrate; and performing a rubbing treatment. And a step of arranging both substrates so that the rubbing directions are orthogonal to each other at 90 ° to obtain a liquid crystal cell, and a step of filling the liquid crystal cell with a liquid crystal material, whereby the object is achieved. You.

【0032】本発明の請求項17の液晶表示素子の製造
方法は、請求項2に記載の液晶表示素子を製造する方法
であって、前記一対の基板の一方の基板における画素外
に、1層以上の絶縁材料層をパターニング形成して基板
間隙保持手段を得る工程と、該基板間隙保持手段を有す
る基板ともう一方の基板とに配向膜を形成し、ラビング
処理を行う工程と、両基板を互いにラビング方向が90
°直交するように配置して液晶セルを得る工程と、該液
晶セルに液晶材料を充填する工程とを含み、そのことに
より上記目的が達成される。
According to a seventeenth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a liquid crystal display element according to the second aspect, wherein one layer of the pair of substrates is provided outside a pixel on one of the substrates. A step of patterning and forming the insulating material layer to obtain a substrate gap holding unit, a step of forming an alignment film on the substrate having the substrate gap holding unit and the other substrate, and performing a rubbing process; Rubbing directions are 90
The method includes a step of obtaining a liquid crystal cell by arranging the liquid crystal cells at right angles to each other, and a step of filling the liquid crystal cell with a liquid crystal material, whereby the object is achieved.

【0033】本発明の請求項18の液晶表示素子の製造
方法は、請求項3に記載の液晶表示素子を製造する方法
であって、少なくとも一方が透明な一対の基板上に配向
膜を形成し、ラビング処理を行う工程と、該一対の基板
を互いにラビング方向が90°直交するように配置して
液晶セルを得る工程と、該液晶セルに、液晶組成物と重
合性材料とを含む混合物を充填した後、重合過程を経て
液晶層の配向を固定化する工程とを含み、そのことによ
り上記目的が達成される。
The method of manufacturing a liquid crystal display device according to claim 18 of the present invention is the method of manufacturing a liquid crystal display device according to claim 3, wherein an alignment film is formed on a pair of transparent substrates. A step of performing a rubbing process, a step of arranging the pair of substrates so that the rubbing directions are orthogonal to each other at 90 ° to obtain a liquid crystal cell, and, in the liquid crystal cell, a mixture containing a liquid crystal composition and a polymerizable material. After filling, a step of fixing the orientation of the liquid crystal layer through a polymerization process, whereby the object is achieved.

【0034】本発明の請求項19の液晶表示素子の製造
方法は、少なくとも一方が透明な一対の基板上に配向膜
を形成し、ラビング処理を行う工程と、該基板のうちの
いずれかの基板上の画素外の領域に基板間隙保持手段を
構成する工程とを更に含むことを特徴とする。
According to a nineteenth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a liquid crystal display device, comprising the steps of: forming an alignment film on a pair of transparent substrates, and performing a rubbing process; Forming the substrate gap holding means in the upper region outside the pixel.

【0035】本発明の請求項20の液晶表示素子の製造
方法は、前記粒径制御物を混在した絶縁材料を用いて基
板間隙保持手段を形成する工程において、該絶縁材料か
らなる層を、その幅(D)が、該層の幅方向における粒
径制御物の長さ寸法の1/2をrとし、該層の幅方向に
おける粒径制御物の中心から該層の端までの距離をAと
したとき、r<A≦D/2を満足するように形成するこ
とを特徴とする。
According to a twentieth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a liquid crystal display element, in the step of forming the substrate gap holding means using the insulating material mixed with the grain size controlling material, the layer made of the insulating material is removed. The width (D) is defined as r, where 1 / is the length of the particle size control object in the width direction of the layer, and A is the distance from the center of the particle size control object in the width direction of the layer to the end of the layer. , Where r <A ≦ D / 2 is satisfied.

【0036】本発明の請求項21の液晶表示素子の製造
方法は、前記粒径制御物を、パターニング形成された絶
縁材料からなる層にて固定する工程において、該粒径制
御物を固定する第1の絶縁材料からなる層と、該粒径制
御物を覆う第2の絶縁材料からなる層とを、第1の絶縁
材料からなる層の幅(D1)および第2の絶縁材料から
なる層の幅(D2)が、該層の幅方向における粒径制御
物の長さ寸法の1/2をrとしたとき、D1+4r<D2
を満足するように形成することを特徴とする。
According to a twenty-first aspect of the present invention, in the method of manufacturing a liquid crystal display element according to the twenty-first aspect, in the step of fixing the grain size control object with a layer made of a patterned insulating material, The layer made of the first insulating material and the layer made of the second insulating material that cover the grain size controlling member are formed by the width (D 1 ) of the layer made of the first insulating material and the layer made of the second insulating material. Is the length (D 2 ) of the particle size control material in the width direction of the layer, where r is D 1 + 4r <D 2
Is formed so as to satisfy the following.

【0037】本発明の請求項22の液晶表示素子の製造
方法は、請求項9に記載の液晶表示素子を製造する方法
であって、前記各画素を構成する一対の電極のうち少な
くとも一方の電極に、複数の液晶分子配向領域に分割す
るための、電極が無い電極開口部を形成する工程と、該
電極開口部を有する基板ともう一方の基板とからなる液
晶セルに、前記液晶層を形成する材料を充填した後、電
極に電界を印加して画素内に液晶分子配向が異なる複数
の液晶分子配向領域を形成する工程とを更に含むことを
特徴とする。
According to a twenty-second aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a liquid crystal display element according to the ninth aspect, wherein at least one of a pair of electrodes constituting each pixel is provided. Forming an electrode opening without an electrode for dividing the liquid crystal molecule into a plurality of liquid crystal molecule alignment regions, and forming the liquid crystal layer on a liquid crystal cell including a substrate having the electrode opening and another substrate. Forming a plurality of liquid crystal molecule alignment regions having different liquid crystal molecule alignments in the pixels by applying an electric field to the electrodes after the material is filled.

【0038】以下、本発明の作用について説明する。Hereinafter, the operation of the present invention will be described.

【0039】本発明の液晶表示素子にあっては、各画素
が、複数のツイスト方向を示し、しかも、液晶分子配向
による内部光学補償効果を有する構成となっている。よ
って、従来の液晶表示デバイスでは見られない広視角、
高輝度等が確保された特徴が得られる。また、ビーズス
ペーサ等の基板間隙保持手段が、画素外の遮光層の上に
配設されている。このため、液晶の配向乱れや配向欠陥
の発生を防止することが可能である。
In the liquid crystal display device of the present invention, each pixel shows a plurality of twist directions and has an internal optical compensation effect due to liquid crystal molecular alignment. Therefore, a wide viewing angle not seen in the conventional liquid crystal display device,
A characteristic in which high luminance and the like are secured can be obtained. Further, a substrate gap holding means such as a bead spacer is provided on the light shielding layer outside the pixel. For this reason, it is possible to prevent the alignment disorder and the alignment defect of the liquid crystal from occurring.

【0040】さらに、本発明の液晶表示素子にあって
は、画素単位での特異な液晶分子配向を再現性よく定着
させるために、液晶に重合性材料を少量添加してその重
合過程を経て形成される重合体により配向安定化効果を
実現させている。これにより、配向の安定性と再現性お
よび信頼性を大幅に改善することができる。
Further, in the liquid crystal display device of the present invention, a small amount of a polymerizable material is added to the liquid crystal and the polymer is formed through the polymerization process in order to fix a unique liquid crystal molecular alignment in a pixel unit with good reproducibility. The effect of stabilizing the orientation is realized by the polymer. Thereby, the stability, reproducibility and reliability of the orientation can be greatly improved.

【0041】[0041]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の内容を具体的に
説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The contents of the present invention will be specifically described below.

【0042】本発明においては、以下に記載する2つの
手法を採用する。
In the present invention, the following two methods are employed.

【0043】基板間隙保持手段としてのビーズスペー
サを画素外の遮光層に固定した液晶セル構成としたり、
または、基板間隙保持手段としての絶縁材料層を選択的
に画素外にパターニング形成した液晶セル構成とする。
これにより、画素内に存在するビーズスペーサや、画素
と遮光層との境界部分に存在するビーズスペーサに起因
した分割画素の液晶の配向乱れや配向欠陥の発生を防止
できる。
A liquid crystal cell structure in which a bead spacer as a substrate gap holding means is fixed to a light shielding layer outside a pixel,
Alternatively, a liquid crystal cell configuration in which an insulating material layer as a substrate gap holding means is selectively patterned and formed outside a pixel.
Thereby, it is possible to prevent the alignment disorder and the alignment defect of the liquid crystal of the divided pixel caused by the bead spacer existing in the pixel or the bead spacer existing at the boundary between the pixel and the light shielding layer.

【0044】さらに、液晶材料中に重合性材料を少量
添加することにより、重合過程を経て形成される重合体
による配向安定化効果を得ることができる。これによ
り、複雑な液晶分子配向領域が画素内に複数存在する液
晶表示素子を再現性良く作製でき、特異な液晶分子配向
を安定に固定化でき、更に、配向の熱安定性も大幅に向
上するために液晶パネルの表示に関する耐熱性の改善効
果が得られる。
Furthermore, by adding a small amount of a polymerizable material to the liquid crystal material, an effect of stabilizing the alignment by the polymer formed through the polymerization process can be obtained. As a result, a liquid crystal display device in which a plurality of complicated liquid crystal molecule alignment regions exist in a pixel can be produced with good reproducibility, a unique liquid crystal molecule alignment can be stably fixed, and the thermal stability of the alignment can be greatly improved. Therefore, the effect of improving the heat resistance of the display of the liquid crystal panel can be obtained.

【0045】次に、本発明について更に詳細に説明す
る。
Next, the present invention will be described in more detail.

【0046】(液晶セル)本発明の液晶表示素子におけ
る液晶セルは、画素外に基板間隙保持手段を設ける。つ
まり、液晶層での液晶分子配向不良の発生を抑制するた
めに、スペーサの画素内への混入を抑制し、高コントラ
ストで視角特性に優れた液晶セルとする。また、本発明
の液晶表示素子における液晶セルは、外圧に対する表示
変化を抑制して耐衝撃性にも優れ、大面積にも対応した
液晶セルとすることが好ましい。
(Liquid Crystal Cell) In the liquid crystal cell in the liquid crystal display device of the present invention, a substrate gap holding means is provided outside the pixel. That is, in order to suppress the occurrence of the liquid crystal molecule alignment defect in the liquid crystal layer, the mixing of the spacer into the pixel is suppressed, and the liquid crystal cell has high contrast and excellent viewing angle characteristics. Further, it is preferable that the liquid crystal cell in the liquid crystal display device of the present invention is a liquid crystal cell which suppresses a change in display with respect to an external pressure, has excellent impact resistance, and is compatible with a large area.

【0047】これらを満足させ得る液晶セルとしては、
画素外に配設した絶縁材料からなる層により基板間隙を
均一に保持する方法による液晶セルや、ビーズスペーサ
を画素外の遮光層上にパターニング固定する方法による
液晶セルなどが有力である。
As a liquid crystal cell which can satisfy these requirements,
A liquid crystal cell based on a method of uniformly maintaining a substrate gap by a layer made of an insulating material provided outside a pixel and a liquid crystal cell based on a method of patterning and fixing a bead spacer on a light-shielding layer outside a pixel are promising.

【0048】このうち前者の方法による液晶セルの場
合、絶縁材料からなる層は画素外の信号線上にパターニ
ングして形成する方法が実用的である。その絶縁材料層
のパターニング方法としては、以下に示す画素外に、感
光性材料のフォトプロセスを利用して該絶縁材料層をパ
ターニング形成する方法や、印刷法により画素外に絶縁
材料層を所定の厚みでパターニング形成する方法などが
考えられる。
In the case of the liquid crystal cell according to the former method, it is practical to form a layer made of an insulating material by patterning on a signal line outside a pixel. As a method of patterning the insulating material layer, a method of patterning and forming the insulating material layer using a photo process of a photosensitive material outside the pixel shown below, or a method of forming the insulating material layer outside the pixel by a printing method in a predetermined manner. A method of forming a pattern with a thickness can be considered.

【0049】すなわち、具体的な絶縁材料層のパターニ
ング方法としては、以下の方法がある。
That is, as a specific patterning method of the insulating material layer, there is the following method.

【0050】第1の方法は、絶縁性が高い有機膜などを
基板上に均一に形成した後、フォトレジストを塗布・形
成する工程およびマスク露光、現像、エッチング、レジ
スト剥離等の工程を経て、絶縁材料層をパターニング形
成する方法である。
The first method is to form a highly insulating organic film and the like on a substrate uniformly, and then apply and form a photoresist, and perform steps such as mask exposure, development, etching, and resist peeling. This is a method of patterning and forming an insulating material layer.

【0051】第2の方法は、感光性を有する絶縁性有機
膜、例えばネガ型フォトレジストやポジ型フォトレジス
ト単体や感光性ポリイミドなどを、基板上に均一に形成
した後、マスク露光、現像などの工程を経て絶縁材料層
をパターニング形成する方法である。本方法では、第1
の方法の工程を簡略化できる利点がある。
The second method is to form an insulating organic film having photosensitivity, for example, a negative type photoresist, a positive type photoresist alone, or a photosensitive polyimide uniformly on a substrate, and then perform mask exposure and development. Is a method of patterning and forming an insulating material layer through the steps of In the method, the first
There is an advantage that the steps of the method can be simplified.

【0052】第3の方法は、凸版印刷法や凹版印刷法ま
たはスクリーン印刷などの印刷法を単独あるいは組み合
わせて用いることで、基板上の画素外の信号線上に絶縁
性物質を所定の厚みでパターニングする方法である。
The third method is to use a printing method such as letterpress printing, intaglio printing or screen printing alone or in combination to pattern an insulating material with a predetermined thickness on signal lines outside the pixels on the substrate. How to

【0053】ところで、大面積にわたり、使用温度環境
や外圧などに対しても影響を受けずに基板間隙(セルギ
ャップ)を均一に保つには、均一に膜厚を制御した絶縁
材料層をLCDスペーサとして用いるだけでなく、その
均一に制御された膜厚を有する絶縁材料層の中にガラス
繊維、ガラスビーズ、無機物や有機物等の粒状物の粒径
制御材を混入させてセルギャップ制御を行うことが極め
て有効である。
By the way, in order to keep the substrate gap (cell gap) uniform over a large area without being affected by the operating temperature environment or the external pressure, an insulating material layer having a uniform thickness is formed by using an LCD spacer. Control the cell gap by mixing a particle size control material such as glass fiber, glass beads, and inorganic or organic substances into the insulating material layer having a uniformly controlled film thickness. Is extremely effective.

【0054】さらに、1種類あるいは2種類以上の絶縁
材料層を組み合わせて基板間隙保持手段をパターニング
形成することも可能である。特に、黒色顔料やカーボン
ブラック等の黒色原料を感光性材料中に分散した黒色樹
脂を用いて、画素外の信号線上にパターニング形成した
黒色樹脂層(遮光層として機能する)を単独で上記LC
Dスペーサとして形成する方法や、あるいは、この黒色
樹脂層を第1層とし、その上にさらに異種または同種の
絶縁性物質をパターニング形成してLCDスペーサを構
成する方法も、以下の点などから有望である。
Further, it is also possible to pattern and form the substrate gap holding means by combining one kind or two or more kinds of insulating material layers. In particular, using a black resin in which a black raw material such as a black pigment or carbon black is dispersed in a photosensitive material, a black resin layer (functioning as a light-shielding layer) formed by patterning on signal lines outside the pixels is used alone as the LC.
A method of forming an LCD spacer as a D spacer or a method of forming a black resin layer as a first layer and further patterning and forming a different kind or the same kind of insulating material on the first layer is also promising from the following points. It is.

【0055】(i)黒色樹脂層はブラックマトリクス
(BM)としての機能を持つ遮光層であって、画素外の
信号線上に配設することで、従来の金属Crから構成さ
れたBMに比べて表面反射率を低減でき、液晶パネルの
低反射化も達成できる。さらに、薄膜トランジスタ(T
FT)がアレイ状に設けられたTFT基板側に黒色樹脂
層を形成し、これをLCDスペーサおよびBMとして機
能させるようにした場合には、従来のようにTFT基板
に対向して設けられるカラーフィルタ基板側にBMを配
置した液晶パネルに比べて、画素開口率の向上を実現で
きるという利点も有している。
(I) The black resin layer is a light-shielding layer having a function as a black matrix (BM). By disposing the black resin layer on the signal line outside the pixel, the black resin layer can be compared with the conventional BM made of metal Cr. The surface reflectance can be reduced, and the reflection of the liquid crystal panel can be reduced. Further, a thin film transistor (T
In the case where a black resin layer is formed on the TFT substrate side on which the FT) is provided in an array, and this is used as an LCD spacer and a BM, a color filter provided opposite to the TFT substrate as in the related art is used. Compared to a liquid crystal panel in which the BM is arranged on the substrate side, there is also an advantage that the pixel aperture ratio can be improved.

【0056】(ii)黒色樹脂層を第1層とした上に、さ
らに異種または同種の絶縁材料層をパターニング形成し
て、これらによりLCDスペーサを構成する場合には、
第1層に絶縁性の黒色樹脂層を形成し、第2層に感光性
樹脂を用いてパターニングすると、第1層の遮光層をマ
ーカとして位置合わせをすることができるために、工程
が容易になり、大面積の液晶パネルの均一性も向上でき
る。
(Ii) In the case where a different type or the same type of insulating material layer is further formed by patterning on the black resin layer as the first layer and these are used to form an LCD spacer,
When an insulating black resin layer is formed on the first layer and patterning is performed using a photosensitive resin on the second layer, the alignment can be performed using the light shielding layer of the first layer as a marker. Thus, the uniformity of a large-area liquid crystal panel can be improved.

【0057】特に、画素内に存在するビーズスペーサ
や、画素と遮光層との境界に存在するビーズスペーサに
起因した液晶の配向乱れ等の問題点を解決するために、
ビーズスペーサを画素外の遮光層上に固定すること等
で、1画素内で立ち上がり方向が異なる少なくとも2つ
以上の捩れ方向を持った複数の液晶分子配向領域から構
成される特異な配向を有する液晶層をより安定に形成
し、均一な高表示品位の液晶表示素子を創出することが
可能である。
In particular, in order to solve the problems such as the disorder of the alignment of the liquid crystal caused by the bead spacer existing in the pixel and the bead spacer existing on the boundary between the pixel and the light shielding layer,
A liquid crystal having a unique alignment composed of a plurality of liquid crystal molecule alignment regions having at least two or more torsional directions having different rising directions within one pixel by fixing a bead spacer on a light shielding layer outside the pixel. It is possible to form a layer more stably and to create a liquid crystal display element with uniform high display quality.

【0058】具体的には、画素内で上記の特異な配向を
有する液晶表示素子において、画素外の一部または全領
域に基板間隙を均一に規定する粒径制御物が混在した絶
縁材料層が、下記式(1)の関係を満たす構成とする。
More specifically, in a liquid crystal display device having the above-described unique orientation in a pixel, an insulating material layer in which a particle size control material for uniformly defining a substrate gap is mixed in a part or the whole area outside the pixel. , Satisfying the following equation (1).

【0059】r<A≦D/2 …(1) ここで、絶縁材料層の幅をD、粒径制御物の半径あるい
は長径の1/2をr、粒径制御物の中心から絶縁材料層
の端面(壁)までの最短距離をAと規定する。
R <A ≦ D / 2 (1) Here, the width of the insulating material layer is D, the radius or the long diameter of the controlled particle size is r, and the insulating material layer is positioned from the center of the controlled particle size. A is defined as the shortest distance to the end surface (wall).

【0060】図1は、絶縁材料層と粒径制御物との位置
関係を概略的に示す図である。この図に示す粒径制御物
の中心から絶縁材料層の壁までの最短距離Aが、粒径制
御物の半径rより小さい場合には、粒径制御物が絶縁材
料層の壁より画素内に突出することとなる。その場合に
は、液晶の配向乱れ・配向軸の位置ずれによるざらつき
の増大等の表示特性に悪影響を及ぼす原因となる。ま
た、該距離Aの最大値は、絶縁材料層の幅Dの1/2に
なることから、上記式(1)が規定される。なお、ここ
では、ビーズスペーサが真球である場合について示して
いるが、粒径制御物としてファイバースペーサを用いた
場合は、ファイバースペーサの長径の1/2の長さをr
として上記式(1)を適用することができる。
FIG. 1 is a diagram schematically showing a positional relationship between an insulating material layer and a grain size control object. When the shortest distance A from the center of the grain size control object to the wall of the insulating material layer shown in this figure is smaller than the radius r of the grain size control object, the grain size control object is located within the pixel from the wall of the insulating material layer. It will protrude. In that case, it causes a bad influence on the display characteristics such as an increase in the roughness due to the disorder of the alignment of the liquid crystal and the displacement of the alignment axis. Since the maximum value of the distance A is の of the width D of the insulating material layer, the above equation (1) is defined. Here, the case where the bead spacer is a true sphere is shown, but when a fiber spacer is used as the particle size controller, the length of half of the major diameter of the fiber spacer is set to r.
Equation (1) above can be applied.

【0061】さらに、基板の間隙を保持するために画素
外に配設された絶縁材料層は、1種類以上の材料を用
い、2段階以上の工程を経てパターニング形成されてい
てもよい。すなわち、図2(平面図)に示すように、粒
径制御物を混在した前記第1段階の絶縁材料層9aの幅
をD1、最終段階の絶縁材料層9bの幅をD2と規定した
際に、これら絶縁材料層が下記式(2)を満たす構成と
する。
Further, the insulating material layer provided outside the pixel in order to maintain the gap between the substrates may be formed by patterning through one or more kinds of materials and two or more steps. That is, as shown in FIG. 2 (plan view), the width of the first-stage insulating material layer 9a in which the grain size control substances are mixed is defined as D 1 , and the width of the final-stage insulating material layer 9b is defined as D 2 . At this time, the insulating material layers are configured to satisfy the following expression (2).

【0062】D1+4r<D2 …(2) この図2は、多段階の絶縁材料層を導入する際の絶縁材
料層と粒径制御物との位置関係を概略的に示す図であ
る。ここで、第1段階の絶縁材料層の幅D1と最終段階
の絶縁材料層の幅D2との間で、D1+4rがD2に等し
い場合、あるいはD2よりも大きい場合には、図2
(a)に示すように、絶縁材料層の壁より粒径制御物が
画素内に突出することになり、上述した液晶の配向乱れ
・配向軸の位置ずれの原因となる。以上の点から、上記
式(2)が規定される。この式(2)を満足する場合に
は、図2(b)に示すように粒径制御物が絶縁材料層中
に埋設された状態になる。なお、絶縁材料層は、スペー
サ等の基板間隙保持手段による配向乱れや配向欠陥の発
生を抑制すべく遮光性のものを使用する。
D 1 + 4r <D 2 (2) FIG. 2 is a diagram schematically showing a positional relationship between the insulating material layer and the grain size control member when the multi-step insulating material layer is introduced. Here, between the width D 2 of the insulating material layer having a width D 1 and the final stage of the first stage of the insulating material layer, if D 1 + 4r is equal to D 2, or greater than D 2 are, FIG.
As shown in (a), the particle size control material protrudes into the pixel from the wall of the insulating material layer, which causes the above-described liquid crystal alignment disorder and misalignment of the alignment axis. From the above points, the above equation (2) is defined. When the expression (2) is satisfied, the particle size control material is buried in the insulating material layer as shown in FIG. It is to be noted that a light-shielding material is used for the insulating material layer in order to suppress the occurrence of alignment disorder and alignment defects caused by the substrate gap holding means such as a spacer.

【0063】一方、本方法をTFTなどのスイッチング
素子を有するアクティブマトリクス型液晶パネルに適用
する際には、TFT付近での多層膜積層による基板上で
の積層膜厚の分布差や、ゲート信号線幅とソース信号線
幅との違いを利用して、上記スペーサを多段階パターニ
ングすることが液晶セルの厚みを均一に保持する点で重
要となる。
On the other hand, when this method is applied to an active matrix type liquid crystal panel having a switching element such as a TFT, the difference in the distribution of the film thickness on the substrate due to the multilayer film lamination near the TFT, the gate signal line It is important to perform the multi-step patterning of the spacer by utilizing the difference between the width and the source signal line width in order to keep the thickness of the liquid crystal cell uniform.

【0064】さらに、本発明により、露光、現像等のフ
ォト工程を利用して絶縁材料層をパターニングする際に
は、遮光層や信号線をフォトマスクの遮光部として基板
背面から露光することも極めて有効となる。すなわち、
この場合には、フォトマスクの作製工程とフォトマスク
の厳密なアライメント工程とを省略できるという利点が
ある。特に、TFTなどのスイッチング素子を有するア
クティブマトリクス型液晶パネルに適用する際には、工
程の簡略化と製造コスト低減の目的のために適してい
る。
Further, according to the present invention, when patterning an insulating material layer using a photo process such as exposure and development, it is extremely possible to expose a light-shielding layer or a signal line from the back of the substrate as a light-shielding portion of a photomask. Becomes effective. That is,
In this case, there is an advantage that a photomask manufacturing process and a strict photomask alignment process can be omitted. In particular, when applied to an active matrix type liquid crystal panel having a switching element such as a TFT, it is suitable for the purpose of simplifying the process and reducing the manufacturing cost.

【0065】以上の工程を経て形成した絶縁材料層をL
CDスペーサとして用いることで、無機物や有機物等の
粒状物からなる粒径制御材を画素内に存在させることが
なく、セルギャップを均一に保つことができ、しかも、
外圧に対する表示変化を抑制した耐衝撃性に優れた液晶
表示素子を得ることが可能となる。
The insulating material layer formed through the above steps is
By using it as a CD spacer, a particle size controlling material made of a granular substance such as an inorganic substance or an organic substance does not exist in the pixel, and the cell gap can be kept uniform.
It is possible to obtain a liquid crystal display element excellent in impact resistance in which a display change due to an external pressure is suppressed.

【0066】(液晶領域の配向および配向制御法)1画
素内で立ち上がり方向が異なる、少なくとも2つ以上の
捩れ方向を持った複数の液晶分子配向領域から構成され
る特異な配向の液晶層を有する液晶表示素子において
は、例えば1画素が4液晶分子配向領域からなるタイプ
の場合、画素内の液晶領域で2つの捩れ方向と2つの立
ち上がり方向の計4つの液晶分子配向領域から形成され
ることを特徴としている。この構成は、プレティルト角
がゼロか、あるいは極めて低い状態のラビング処理を施
した基板から構成される液晶セルと、非カイラルの液晶
材料とを用いて実現可能となる。
(Orientation and Orientation Control of Liquid Crystal Region) A liquid crystal layer having a unique orientation composed of a plurality of liquid crystal molecule orientation regions having at least two or more torsional directions having different rising directions within one pixel. In a liquid crystal display device, for example, in the case of a type in which one pixel is composed of four liquid crystal molecule alignment regions, it is assumed that the liquid crystal region in the pixel is formed of a total of four liquid crystal molecule alignment regions of two twist directions and two rising directions. Features. This configuration can be realized by using a liquid crystal cell composed of a rubbed substrate having a pretilt angle of zero or extremely low and a non-chiral liquid crystal material.

【0067】すなわち、前記のようなラビング処理を施
した基板2枚を90°ずらせて配置して液晶セルを作製
すると、非カイラルの液晶材料を用いた場合に、捩れ方
向としては左と右の2種類のものが等確率で実現するこ
とになると共に、ティルト発生方向が異なる領域が出現
して、立ち上がり方向が異なる、少なくとも2つ以上の
捩れ方向を持った複数の液晶分子配向領域から構成され
る特異な配向の液晶層が創出可能となる。特に、このよ
うな異なる配向状態にある液晶ドメインを画素単位で制
御した場合、上述したような特長が顕著に示されること
になる。
That is, when a liquid crystal cell is manufactured by disposing two substrates subjected to the rubbing treatment as described above with a shift of 90 °, when a non-chiral liquid crystal material is used, the twist directions are left and right. The two types are realized with equal probability, and a region in which the tilt generation direction is different appears, and is constituted by a plurality of liquid crystal molecule alignment regions having at least two or more twist directions in which the rising direction is different. A liquid crystal layer having a unique alignment can be created. In particular, when the liquid crystal domains in such different alignment states are controlled on a pixel-by-pixel basis, the above-described features are remarkably exhibited.

【0068】このように、画素単位で複数の液晶分子配
向領域に分割された各液晶分子配向領域の隣接するもの
同士は、互いに立ち上がり方向が同一で捩れ(ツイス
ト)方向が逆方向の状態となり、その境界部の液晶分子
配向は基板界面近傍では表面の配向規制力の影響が大き
く、液晶層内部では各々の隣接領域の液晶分子配向の平
均的な配向をとる。このために、液晶セルの両側に偏光
子(P)と検光子(A)から構成された2枚の偏光板を
直交配置させた場合、液晶層において液晶分子が連続的
にツイストせず、NWモードでは入射光が検光子を透過
することなく、隣接ドメインの境界線のディスクリネー
ションラインは輝線とならず、高コントラスト表示に優
れている。
As described above, adjacent ones of the liquid crystal molecule alignment regions divided into a plurality of liquid crystal molecule alignment regions on a pixel-by-pixel basis have the same rising direction and the opposite twisting direction. The liquid crystal molecule alignment at the boundary is largely influenced by the surface alignment regulating force near the substrate interface, and the liquid crystal layer takes an average liquid crystal molecule alignment in each adjacent region inside the liquid crystal layer. For this reason, when two polarizing plates composed of a polarizer (P) and an analyzer (A) are arranged orthogonally on both sides of the liquid crystal cell, the liquid crystal molecules do not continuously twist in the liquid crystal layer, and the NW In the mode, the incident light does not pass through the analyzer, the disclination line at the boundary between adjacent domains does not become a bright line, and the display is excellent in high-contrast display.

【0069】画素単位で制御された複数の液晶分子配向
領域から構成される特異な配向の液晶層の配向制御法に
関する一例として、以下の工程が挙げられる。
The following steps are an example of a method for controlling the alignment of a liquid crystal layer having a unique alignment composed of a plurality of liquid crystal molecule alignment regions controlled on a pixel-by-pixel basis.

【0070】図3に示すように、TFTを有する第1基
板11と対向する第2基板12側に、液晶分子16のダ
イレクタが互いに離れて立ち上がる方向であるラビング
処理方向に一致した表示用透明電極13の電極開口部1
5を画素の対角線方向に設ける。そして、第1基板11
とラビング処理方向が交差するように両基板11、12
を配置して液晶セルを作製する。図3中の14は配向膜
である。
As shown in FIG. 3, on the side of the second substrate 12 facing the first substrate 11 having the TFT, a transparent electrode for display corresponding to the rubbing direction in which the directors of the liquid crystal molecules 16 stand apart from each other. 13 electrode openings 1
5 are provided in the diagonal direction of the pixel. Then, the first substrate 11
And the two substrates 11 and 12 so that the
Are arranged to produce a liquid crystal cell. Reference numeral 14 in FIG. 3 denotes an alignment film.

【0071】次いで、この液晶セルに非カイラルの液晶
材料を注入する。その後、液晶材料の等方性温度状態か
ら液晶相温度状態へと冷却すると共に、画素内で析出す
る液晶滴を成長させ、この降温過程において液晶材料の
閾電圧以上の電界を上下基板間に印加しながら液晶滴を
両基板の配向膜上に成長・固定させる。これにより、目
的とする画素単位での配向特性が制御された複数の液晶
分子配向領域にて構成される特異な配向の液晶層を形成
できる。
Next, a non-chiral liquid crystal material is injected into the liquid crystal cell. Thereafter, the liquid crystal material is cooled from the isotropic temperature state to the liquid crystal phase temperature state, and liquid crystal droplets deposited in the pixels are grown. During this cooling process, an electric field higher than the threshold voltage of the liquid crystal material is applied between the upper and lower substrates. While growing, liquid crystal droplets are grown and fixed on the alignment films of both substrates. Thereby, it is possible to form a liquid crystal layer having a unique alignment composed of a plurality of liquid crystal molecule alignment regions in which the alignment characteristics in a target pixel unit are controlled.

【0072】なお、表示用透明電極13の電極開口部1
5の効果としては、両基板11、12の電極13、13
間に作用する電気力線が隣接する液晶分子配向領域の境
界で発生するディスクリネーションを固定することがで
きると共に安定な画素分割を実現できることである。
The electrode opening 1 of the display transparent electrode 13
The effect of 5 is that the electrodes 13, 13 of both substrates 11, 12
It is possible to fix the disclination generated at the boundary between the liquid crystal molecule alignment regions adjacent to the line of electric force acting between them, and to realize stable pixel division.

【0073】ここに示すような工程の他に、重合性材料
の重合工程を経て液晶分子配向の安定化を達成したり、
温度および電界や磁界などの外部エネルギーを印加して
配向を制御することも極めて有効である。
In addition to the steps shown here, stabilization of liquid crystal molecular alignment can be achieved through a polymerization step of a polymerizable material,
It is also very effective to control the orientation by applying temperature and external energy such as electric and magnetic fields.

【0074】また、TFT液晶パネルに、本発明に記載
した特異な画素分割を施す液晶層を形成する場合には、
遮光層を用いて1画素を複数の液晶分子配向領域に分割
して配向の定着と特性の改善とを行うことも可能とな
る。
In the case where a liquid crystal layer for performing unique pixel division described in the present invention is formed on a TFT liquid crystal panel,
By using a light-shielding layer, one pixel can be divided into a plurality of liquid crystal molecule alignment regions to fix the alignment and improve the characteristics.

【0075】(位相差フィルム)前記2枚の偏光板の間
に、光学的に負の複屈折性を有する光学補償板(位相差
フィルム)を少なくとも1枚配設することにより、視角
特性を向上させることができる。
(Retardation Film) At least one optical compensator (retardation film) having optically negative birefringence is disposed between the two polarizing plates to improve the viewing angle characteristics. Can be.

【0076】光学的に負の複屈折性を有する位相差フィ
ルムとしては、位相差フィルムの面内に光学異方性のな
い、負の一軸性の位相差フィルムを用いることができ
る。位相差フィルムの屈折率楕円体の平面内にX軸とY
軸をとり、フィルムの厚さ方向にZ軸をとると、フィル
ムの各軸方向での屈折率nx,nY,nzが、式 nx=nY>nz を満足する関係にある。位相差フィルムの厚さをd′と
すると、位相差フィルムの厚さ方向のリタデーションR
(=d’・Δn’)は、R=d’×{(nx+nY)/2
−nz}と示される。本発明においては、特に、200
nm〜500nmのリターデーションRをとる位相差フ
ィルムが、視角特性改善の目的から好ましい。また、位
相差フィルムの面内の屈折率の方向を、ラビング方向に
一致させるように配置させることが好ましい。
As the retardation film having optically negative birefringence, a negative uniaxial retardation film having no optical anisotropy in the plane of the retardation film can be used. X-axis and Y-axis within the plane of the refractive index ellipsoid of the retardation film
When the axis is taken and the Z axis is taken in the thickness direction of the film, the refractive indices nx , ny , nz in the respective axial directions of the film are in a relationship satisfying the equation nx = ny > nz. . Assuming that the thickness of the retardation film is d ', the retardation R in the thickness direction of the retardation film is R
(= D ′ · Δn ′) is R = d ′ × {( nx + ny ) / 2.
−n z }. In the present invention, in particular, 200
A retardation film having a retardation R of nm to 500 nm is preferable from the viewpoint of improving viewing angle characteristics. Further, it is preferable that the in-plane refractive index direction of the retardation film is arranged so as to match the rubbing direction.

【0077】光学的に負の複屈折性を有する位相差フィ
ルムとして、また、位相差フィルムの屈折率楕円体の平
面内にX軸とY軸をとり、フィルムの厚さ方向にZ軸を
とると、位相差フィルムの各軸方向での屈折率nx
Y,nzが、式 nx>nY>nz を満足する関係にある位相差フィルムを用いることによ
り、さらに視角改善の効果をより大きくできる。本発明
の液晶表示素子の視角を変化させて観察した場合、
(i)偏光板自身の特性の視角依存性、および、(i
i)液晶層のリタデーションの視角依存性とにより、光
漏れが観測され、コントラスト比の低下が起こる。上記
液晶表示素子に偏光板の透過軸方向から入った光は、液
晶層の屈折率楕円体を横切る時、常光もしくは異常光の
みの成分しか有さないが、偏光板の偏光軸から45゜ず
れた方向で斜めから光が入った場合、液晶層の屈折率楕
円体を横切る時、常光と異常光との両成分を有するため
に(見かけ上、互いに直交した偏光板の偏光軸が互いに
開いた状態に対応している。)、楕円偏光となり光漏れ
が顕著になる。偏光板吸収軸方向に対して45゜方向に
おいて、一定の方向の視角、例えば、35゜〜50゜程
度でコントラストが著しく低下し、さらには階調特性が
反転する。
As the retardation film having optically negative birefringence, the X-axis and the Y-axis are set in the plane of the refractive index ellipsoid of the retardation film, and the Z-axis is set in the thickness direction of the film. When the refractive index in each axial direction of the phase difference film n x,
n Y, n z is, by using the phase difference film in a relationship satisfying the formula n x> n Y> n z , it may further increase the effect of viewing angle improvement. When observed by changing the viewing angle of the liquid crystal display element of the present invention,
(I) the viewing angle dependence of the characteristics of the polarizing plate itself, and (i)
i) Due to the viewing angle dependence of the retardation of the liquid crystal layer, light leakage is observed and the contrast ratio decreases. Light entering the liquid crystal display element from the direction of the transmission axis of the polarizing plate, when crossing the refractive index ellipsoid of the liquid crystal layer, has only the component of ordinary light or extraordinary light, but is shifted by 45 ° from the polarizing axis of the polarizing plate. When light enters obliquely in the direction, when it crosses the refractive index ellipsoid of the liquid crystal layer, it has both components of ordinary light and extraordinary light. Corresponding to the state), and the light becomes elliptically polarized light, and light leakage becomes remarkable. At a viewing angle of 45 ° with respect to the absorption axis of the polarizing plate, the contrast is remarkably reduced at a certain viewing angle, for example, about 35 ° to 50 °, and the gradation characteristics are inverted.

【0078】上記式の関係を満たす屈折率楕円体を有す
る位相差フィルムを配置することにより、視角特性が改
善される。位相差フィルムの最大屈折率方向であるnx
方向(遅延軸)と、該位相差フィルムに隣接する偏光板
の透過軸とはほぼ平行になるように配置することが好ま
しい。前記位相差フィルムの厚さをd′とすると、厚さ
方向のリタデーションRは、R=(nx−nz)・d′、
面内リタデーションRsは、Rs=(nx−nY)・d′
で表される。
By arranging a retardation film having a refractive index ellipsoid satisfying the relationship of the above formula, the viewing angle characteristics are improved. N x which is the maximum refractive index direction of the retardation film
It is preferable that the direction (delay axis) and the transmission axis of the polarizing plate adjacent to the retardation film are arranged substantially in parallel. The thickness of the retardation film d 'When, retardation R in the thickness direction, R = (n x -n z ) · d',
Plane retardation Rs is, Rs = (n x -n Y ) · d '
It is represented by

【0079】前記液晶分子の複屈折異方性をΔn、前記
液晶層厚をdとすると、面内リタデーションRs{=
(nx−nY)・d′}が、前記液晶層のリタデーション
(Δn・d)よりも小さいことが望ましい。さらに、面
内リタデーションRs{=(nx−nY)・d′}が、前
記液晶層のリタデーション(Δn・d)の3.5%〜1
5%の範囲にあることが望ましい。また、前記位相差フ
ィルムの厚さ方向のリタデーションR{=(nx−nz
・d′}が、前記液晶層のリタデーション(Δn・d)
よりも小さいことが望ましい。さらに、厚さ方向のリタ
デーションR{=(nx−nz)・d′}が、前記液晶層
のリタデーション(Δn・d)の30%〜80%の範囲
にあることが望ましい。約30%以下では、位相差フィ
ルムの効果が小さく、約80%以上では、広視野角方向
で色付きが大きくなり、好ましくない。
Assuming that the birefringence anisotropy of the liquid crystal molecules is Δn and the thickness of the liquid crystal layer is d, the in-plane retardation Rs {=
(N x -n Y) · d '} It is desirable the smaller than the retardation of the liquid crystal layer (Δn · d). Furthermore, the in-plane retardation Rs {= (n x -n Y ) · d '} is, 3.5% of the retardation (Δn · d) of the liquid crystal layer to 1
It is desirable to be in the range of 5%. Also, the retardation R in the thickness direction of the retardation film {= (n x -n z)
D ′} is the retardation of the liquid crystal layer (Δn · d)
It is desirably smaller than the above. Further, the thickness direction retardation R {= (n x -n z ) · d '} is desirably in a range of 30% to 80% of the retardation (Δn · d) of the liquid crystal layer. If it is about 30% or less, the effect of the retardation film is small, and if it is about 80% or more, coloring becomes large in a wide viewing angle direction, which is not preferable.

【0080】上記位相差フィルムの材料としては、ポリ
エーテルサルホン(PES)、ポリカーボネート(P
C)、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)、ポリビニ
ルアルコール(PVA)等の高分子を用いることができ
る。これらの材料を、屈折率特性、波長分散特性等の分
光学特性を考慮して、ブレンドもしくは共重合したりし
て作製してもよい。また、延伸フィルムを積層してもよ
い。また、厚さ方向の屈折率方向が位相差フィルムの法
線方向から傾斜してもよい。厚さ方向の屈折率方向の位
相差フィルムの法線方向から傾斜角度が、厚さ方向で連
続的に変化していてもよい。
As the material of the retardation film, polyether sulfone (PES), polycarbonate (P
Polymers such as C), polymethyl methacrylate (PMMA), and polyvinyl alcohol (PVA) can be used. These materials may be blended or copolymerized in consideration of spectroscopic properties such as refractive index characteristics and wavelength dispersion characteristics. Further, a stretched film may be laminated. Further, the refractive index direction in the thickness direction may be inclined from the normal direction of the retardation film. The inclination angle from the normal direction of the retardation film in the refractive index direction in the thickness direction may be continuously changed in the thickness direction.

【0081】(重合性材料による配向安定化)本発明に
おいて、画素単位での液晶層の特異な液晶分子配向状態
を安定に定着させると共に、配向の熱安定性も大幅に改
善して、液晶パネルの表示に関する特性と信頼性を向上
させる目的で、少量の重合性材料と重合開始剤などの添
加剤を用いることは極めて改善効果が大きくなる。
(Stabilization of Alignment by Polymerizable Material) In the present invention, a unique liquid crystal molecule alignment state of a liquid crystal layer in a pixel unit is stably fixed and the thermal stability of alignment is greatly improved. The use of a small amount of a polymerizable material and an additive such as a polymerization initiator for the purpose of improving the characteristics and reliability of the display of will greatly increase the effect of improvement.

【0082】液晶材料に添加する重合性材料などの割合
は、好ましくは液晶材料に対して0.05重量%から1
0重量%の範囲であり、特に好ましい割合の範囲は液晶
材料に対して0.05重量%から5重量%程度である。
The ratio of the polymerizable material added to the liquid crystal material is preferably 0.05% by weight to 1% with respect to the liquid crystal material.
The range is 0% by weight, and a particularly preferable range is about 0.05% to 5% by weight based on the liquid crystal material.

【0083】また、重合開始剤については、上記の好ま
しい添加割合で混入した重合性材料に対して約1重量%
から10重量%の範囲で混入することが有効である。
The polymerization initiator was added in an amount of about 1% by weight based on the amount of the polymerizable material mixed at the above-mentioned preferable ratio.
It is effective to mix in the range of 10 to 10% by weight.

【0084】重合性材料の混入割合の限定範囲において
は、この範囲よりも重合性材料が少ない場合には、上述
した液晶分子配向状態を安定に定着させる効果が十分に
発揮できないという問題が発生する。この範囲よりも重
合性材料が多くなると、液晶中に重合過程を経て形成し
た高分子の影響で液晶層の駆動電圧が高くなる等の表示
特性が低下が認められると共に、液晶の配向を乱すとい
う悪影響が顕著となり本発明に記載した目的には適さな
くなる。そのために、上記の範囲限定が有効である。
In the limited range of the mixing ratio of the polymerizable material, when the amount of the polymerizable material is smaller than this range, there occurs a problem that the effect of stably fixing the liquid crystal molecule alignment state cannot be sufficiently exhibited. . When the amount of the polymerizable material is larger than this range, the display characteristics such as an increase in the driving voltage of the liquid crystal layer due to the effect of the polymer formed through the polymerization process in the liquid crystal are reduced, and the alignment of the liquid crystal is disturbed. The adverse effects become significant and are no longer suitable for the purposes described in the present invention. Therefore, the above-mentioned range limitation is effective.

【0085】適用され得る重合性材料としては、例え
ば、以下に示すような液晶類似骨格を有する重合性樹脂
や光硬化型の重合性樹脂などを用いることが可能であ
る。
As a polymerizable material that can be applied, for example, a polymerizable resin having a liquid crystal-like skeleton or a photocurable polymerizable resin as shown below can be used.

【0086】(液晶類似骨格を有する重合性樹脂)液晶
類似骨格を有する重合性樹脂とは、以下の化学式等で示
されるように、分子中に液晶に類似したメソーゲン骨格
を有し、分子末端に1つ、または2つの重合性官能基を
有する重合性樹脂をいう。本発明では、これらの樹脂材
料を総称して液晶性重合材料(液晶性を単体で発現する
必要はない)として表記する。
(Polymerizable resin having a liquid crystal-like skeleton) A polymerizable resin having a liquid crystal-like skeleton has a mesogen skeleton similar to a liquid crystal in a molecule as shown by the following chemical formula and the like, and is provided at a molecular terminal. It refers to a polymerizable resin having one or two polymerizable functional groups. In the present invention, these resin materials are collectively referred to as a liquid crystalline polymer material (it is not necessary to exhibit liquid crystallinity alone).

【0087】本発明で挙げる液晶性重合材料とは、例え
ば、化学式1で示される化合物などであり、ホストの液
晶材料の液晶性を乱しにくい化合物のことである。
The liquid crystalline polymer material mentioned in the present invention is, for example, a compound represented by the chemical formula 1 or the like, and is a compound which does not easily disturb the liquid crystallinity of the liquid crystal material of the host.

【0088】(化学式1) A−B−LC 化学式1中のAは、CH2=CH−,CH2=CH−CO
O−,CH2=C(CH3)−COO−,エポキシなどの
不飽和結合、又は歪みを持ったヘテロ環構造を持った官
能基を示す。また、Bは重合性官能基とメソーゲン骨格
を結ぶ連結基であり、具体的にはアルキル鎖(−(CH
2n−)、エステル結合(−COO−)、エーテル結合
(−O−),ポリエチレングリコール鎖(−CH2CH2
O−)、及びこれらの結合基を組み合わせた結合基であ
る。また、LCは、液晶類似のメソーゲン骨格を示し、
下記化学式2で示される化合物又はコレステロール環及
びその誘導体などである。
(Chemical Formula 1) AB-LC A in Chemical Formula 1 is CH 2 CHCH—, CH 2 CHCH—CO
It represents a functional group having an unsaturated bond such as O—, CH 2 , C (CH 3 ) —COO—, epoxy, or a heterocyclic structure having a strain. B is a linking group connecting the polymerizable functional group and the mesogen skeleton, and specifically, an alkyl chain (-(CH
2) n -), an ester bond (-COO-), ether bond (-O-), a polyethylene glycol chain (-CH 2 CH 2
O-), and a bonding group obtained by combining these bonding groups. LC indicates a mesogen skeleton similar to liquid crystal,
Examples include a compound represented by the following chemical formula 2, or a cholesterol ring and a derivative thereof.

【0089】(化学式2) D−E−G 化学式2中のGは、誘電異方性などを発現させる極性基
であり、−CN,−OCH3、−F,−C1,−OC
3、−OCCl3、−H,−R(R:アルキル基)等の
官能基を有するベンゼン環、シクロヘキサン環、ジフェ
ニル環、フェニルシクロヘキサン環等である。また、E
はD,Gの連結官能基で、単結合、−CH2−、−CH2
CH2−、−O−,−C≡C−、−CH=CH−等であ
る。また、Dは、化学式1中のBと結合する官能基で、
液晶分子の誘電率異方性,屈折率異方性の大きさを左右
する部分となり、具体的にはパラフェニル環、1,10
−ジフェニル環、1,4−シクロヘキサン環、1,10
−フェニルシクロヘキサン環等である。
(Chemical Formula 2) D-E G in Chemical Formula 2 is a polar group that develops dielectric anisotropy and the like, and is represented by —CN, —OCH 3 , —F, —C1, and —OC.
Examples include a benzene ring, a cyclohexane ring, a diphenyl ring, and a phenylcyclohexane ring having a functional group such as F 3 , —OCCl 3 , —H, and —R (R: an alkyl group). Also, E
It is D, a linking functional group G, a single bond, -CH 2 -, - CH 2
CH 2 —, —O—, —C≡C—, —CH = CH— and the like. D is a functional group that binds to B in Chemical Formula 1,
It is a portion that determines the magnitude of the dielectric anisotropy and the refractive index anisotropy of the liquid crystal molecules, and specifically includes a paraphenyl ring, 1,10
-Diphenyl ring, 1,4-cyclohexane ring, 1,10
-A phenylcyclohexane ring and the like.

【0090】上記の例示では、液晶性重合材料として単
官能材料について示しているが、これらの他に、分子両
末端に前述の重合性官能基を有する2官能性の液晶性重
合材料や、分岐した重合性官能基を有する2官能性の液
晶性重合材料等が、本発明の液晶性重合材料として効果
がある。
In the above examples, monofunctional materials are shown as liquid crystalline polymer materials. In addition to these, bifunctional liquid crystalline polymer materials having the above-mentioned polymerizable functional groups at both molecular terminals, branched materials, A bifunctional liquid crystal polymer material having a polymerizable functional group is effective as the liquid crystal polymer material of the present invention.

【0091】(光重合性材料)光硬化型の重合性樹脂と
しては、C3以上の長鎖アルキル基またはベンゼン環を
有するアクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、さ
らに具体的には、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ス
テアリル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸イソアミ
ル、n−ブチルメタクリレート、n−ラウリルメタクリ
レート、トリデシルメタクリレート、2−エチルヘキシ
ルアクリレート、n−ステアリルメタアクリレート、シ
クロヘキシルメタクリレート、ベンジルメタクリレー
ト、2−フェノキシエチルメタクリレート、イソボルニ
ルアクリレート、イソボルニルメタクリレートなどが挙
げられ、特に、ポリマーの物理的強度を高めるためには
2官能以上の多官能性樹脂、例えば、ビスフェノールA
ジアクリレート、1、4−ブタンジオールジメタクリレ
ート、1、6−へキサンジオールジメタクリレート、ト
リメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロ
ールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタ
ンテトラアクリレート、ネオペンチルジアクリレート、
R−684なども利用できる。
(Photopolymerizable Material) Examples of the photocurable polymerizable resin include acrylic acid esters and methacrylic acid esters having a long-chain alkyl group of C3 or more or a benzene ring, more specifically, isobutyl acrylate, acrylic Stearyl acid, lauryl acrylate, isoamyl acrylate, n-butyl methacrylate, n-lauryl methacrylate, tridecyl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate, n-stearyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, benzyl methacrylate, 2-phenoxyethyl methacrylate, isovol Nyl acrylate, isobornyl methacrylate, and the like. In particular, in order to increase the physical strength of the polymer, a bifunctional or higher functional polyfunctional resin such as bisphenol A
Diacrylate, 1,4-butanediol dimethacrylate, 1,6-hexanediol dimethacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, trimethylolpropane triacrylate, tetramethylolmethane tetraacrylate, neopentyl diacrylate,
R-684 and the like can also be used.

【0092】(光重合開始剤)光重合開始剤としては、
Irgacure651,Irgacure184,I
rgacure907、Darocur1173、Da
rocur1116、Darocur2956などの一
般的な光重合開始剤を使用することができる。また、電
圧保持率を向上させるために、低エネルギーの可視光で
重合できるような重合開始剤あるいは増感剤などを使用
してもよい。
(Photopolymerization initiator) As the photopolymerization initiator,
Irgacure 651, Irgacure 184, I
rgacure907, Darocur1173, Da
Common photopolymerization initiators such as rocur1116 and Darocur2956 can be used. Further, in order to improve the voltage holding ratio, a polymerization initiator or a sensitizer capable of polymerizing with low energy visible light may be used.

【0093】(駆動方法)作製される液晶セルは、単純
マトリックス駆動、TFT,MIMなどのアクティブ素
子を用いたアクティブ駆動などの駆動法で駆動すること
が可能である。
(Driving Method) The manufactured liquid crystal cell can be driven by a driving method such as simple matrix driving or active driving using active elements such as TFTs and MIMs.

【0094】以下、本発明の具体的な実施形態を示す。
但し、本発明は、これに限定されるものではない。
Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described.
However, the present invention is not limited to this.

【0095】(実施形態1)第1基板として、ガラス基
板(1.1mm厚)上にITO(酸化インジュウムおよ
び酸化スズの化合物)からなる厚み100nmの透明電
極を有する基板を使用した。この第1基板の上に、黒色
顔料分散ネガ型黒色レジストCFPR−BK510S
(東京応化社製)をスピンコート法で均一に塗布し、焼
成した。
(Embodiment 1) As a first substrate, a substrate having a 100-nm-thick transparent electrode made of ITO (compound of indium oxide and tin oxide) on a glass substrate (1.1 mm thick) was used. On this first substrate, a black pigment-dispersed negative black resist CFPR-BK510S
(Manufactured by Tokyo Ohkasha Co., Ltd.) was uniformly applied by a spin coating method and baked.

【0096】その後、図4に示すフォトマスクaを用い
て露光し、続いて、現像、リンス、後焼成工程を経てパ
ターニングし、黒色樹脂からなる第1の絶縁材料層を形
成した。
Thereafter, exposure was carried out using a photomask a shown in FIG. 4, followed by patterning through development, rinsing and post-baking steps to form a first insulating material layer made of a black resin.

【0097】その後、ネガ型透明耐熱レジストV−25
9PA(新日鐵化学社製)中に平均粒径4.5μmのプ
ラスティックビーズ(ミクロパール;積水ファインケミ
カル社製)を0.5wt%均一に分散した絶縁材料を使
用し、これをスピンコート法で均一に塗布し、焼成し
た。
Thereafter, a negative type transparent heat-resistant resist V-25 was used.
An insulating material in which plastic beads (micropearl; Sekisui Fine Chemical Co., Ltd.) having an average particle size of 4.5 μm are uniformly dispersed in 0.5 wt% in 9PA (manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.), and this is spin-coated. It was applied uniformly and fired.

【0098】その後、図5に示すフォトマスクbを用い
て露光し、続いて現像、リンスおよび後焼成を経てパタ
ーニングし、“柱状”の第2の絶縁材料層からなる基板
間隙保持手段を形成した。
Thereafter, exposure was performed using a photomask b shown in FIG. 5, followed by patterning through development, rinsing, and post-baking, thereby forming a substrate gap holding means composed of a "pillar-shaped" second insulating material layer. .

【0099】次いで、印刷法により配向膜として、例え
ばAL−1054(日本合成ゴム社製)を塗布し、焼成
した。
Next, for example, AL-1054 (manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.) was applied as an alignment film by a printing method and baked.

【0100】その後、図6に示すように、以上の工程を
経た基板4aに対し、ほぼ45°方向から一方向ラビン
グ処理(ラビング方向ri)を施した。これにより、第
1基板が作製される。
Thereafter, as shown in FIG. 6, a one-way rubbing process (rubbing direction ri) was performed on the substrate 4a having undergone the above-described steps from a direction of approximately 45 °. Thus, a first substrate is manufactured.

【0101】以上のようにして作製された第1基板4a
と、対向するように配設される第2基板4bは、基板上
にITOの透明電極を成膜した後、フォトプロセスおよ
びエッチングプロセスを経て、第1基板4aのラビング
方向riと平行でかつ1画素の対角線に対応する幅6μ
mの電極開口部5を設け、続いて、第1基板4aと同一
の配向膜を形成した後、その配向膜に一方向ラビング処
理(ラビング方向ro)を施した。なお、第2基板4b
は、第1基板4aより先に作製してもよい。
The first substrate 4a manufactured as described above
After the transparent electrode of ITO is formed on the substrate, the second substrate 4b is disposed in parallel with the rubbing direction ri of the first substrate 4a through a photo process and an etching process. 6μ width corresponding to diagonal line of pixel
After forming the same electrode film as the first substrate 4a, a unidirectional rubbing treatment (rubbing direction ro) was performed on the alignment film. The second substrate 4b
May be manufactured before the first substrate 4a.

【0102】これら両基板4a、4bを、図6に示すよ
うに、ラビング方向が互いに直交するようにし、間にシ
ール材(ストラクトボンドXN−21S)を介してを貼
り合わせて液晶セルを作製した。
As shown in FIG. 6, the two substrates 4a and 4b were rubbed in a direction perpendicular to each other, and bonded together with a sealing material (Struct Bond XN-21S) therebetween to produce a liquid crystal cell. .

【0103】次に、作製した液晶セルに、液晶材料ZL
I−4792(メルク社製;非カイラル)を注入した。
Next, a liquid crystal material ZL was added to the prepared liquid crystal cell.
I-4792 (Merck; non-chiral) was injected.

【0104】次いで、得られた液晶パネルを、その液晶
材料の等方性温度より5℃高い温度に保った後、室温ま
で0.5℃/分の冷却速度で冷却すると共に、上下の両
基板の電極に中間調駆動用の電圧を印加した。この配向
制御工程を経て作製した液晶パネルを偏光顕微鏡下で観
察したところ、一画素内で立ち上がり方向が異なる少な
くとも2つ以上の捩れ方向を持った複数配向領域から構
成される特異な配向の液晶層を有することが確認でき
た。しかも、画素内においてスペーサなどを基づく配向
乱れや配向欠陥等ほとんど認められなかった。
Next, after keeping the obtained liquid crystal panel at a temperature 5 ° C. higher than the isotropic temperature of the liquid crystal material, it is cooled to room temperature at a cooling rate of 0.5 ° C./min. A voltage for halftone driving was applied to the electrodes. When the liquid crystal panel manufactured through this alignment control step was observed under a polarizing microscope, a unique alignment liquid crystal layer composed of a plurality of alignment regions having at least two or more twist directions having different rising directions within one pixel. Was confirmed. Moreover, almost no alignment disturbance or alignment defect based on spacers or the like was observed in the pixel.

【0105】次に、図6に示すように、液晶パネルの両
側に、偏光板1(透過軸P)と偏光板2(透過軸A)を
各々、ラビング方向ri、roに対してほぼ45°の角
度になるように配置して液晶表示素子を得た。
Next, as shown in FIG. 6, a polarizing plate 1 (transmission axis P) and a polarizing plate 2 (transmission axis A) were provided on both sides of the liquid crystal panel at approximately 45 ° with respect to the rubbing directions ri and ro. And a liquid crystal display element was obtained.

【0106】以上のようにして作製された液晶表示素子
に電圧を印加しながら偏光顕微鏡で観察したところ、電
圧印加時においても輝線となるディスクリネーションラ
インが発生せず、全体に黒くなっていくことが観察され
た。
Observation with a polarizing microscope while applying a voltage to the liquid crystal display device manufactured as described above shows that even when a voltage is applied, no disclination line as a bright line is generated, and the whole becomes black. Was observed.

【0107】また、電気光学特性及び液晶パネルの特性
評価について、表1にまとめて記載した。本測定では、
偏光軸を互いに平行にした2枚の偏光仮をブランク(透
過率100%)として測定した。
Table 1 summarizes the evaluation of the electro-optical characteristics and the characteristics of the liquid crystal panel. In this measurement,
The measurement was performed by using two temporary polarization plates having polarization axes parallel to each other as blanks (transmittance: 100%).

【0108】(実施形態2)第1基板として、ガラス基
板(1.lmm厚)上にITO(酸化インジュウムおよ
び酸化スズの化合物)からなる厚み100nmの透明電
極を有するものを使用した。この第1基板の上に、実施
形態1と同様に、印刷法により配向膜として、例えばJ
ALS−212(日本合成ゴム社製)を塗布し、焼成し
た。
Embodiment 2 As a first substrate, a glass substrate (1.1 mm thick) having a transparent electrode made of ITO (compound of indium oxide and tin oxide) with a thickness of 100 nm was used. On the first substrate, as in the first embodiment, an alignment film such as J
ALS-212 (manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.) was applied and fired.

【0109】その後、基板のほぼ45°方向から一方向
ラビング処理(ラビング方向ri)を施した。これによ
り、第1基板が作製された。
Thereafter, a one-way rubbing process (rubbing direction ri) was performed from a direction of approximately 45 ° on the substrate. As a result, a first substrate was manufactured.

【0110】次に、第1基板に対向して配設される第2
基板についても、実施形態1と同様に透明電極に電極開
口部を設け、配向膜に一方向ラビング処理(ラビング方
向ro)を施した。なお、この第2基板と第1基板の作
製順序は、どちらを先にしてもよい。このことは、以下
の実施形態においても同様である。
Next, the second substrate provided opposite to the first substrate
As for the substrate, an electrode opening was provided in the transparent electrode as in Embodiment 1, and the unidirectional rubbing treatment (rubbing direction ro) was performed on the alignment film. Note that the order of manufacturing the second substrate and the first substrate may be any order. This is the same in the following embodiments.

【0111】その後、平均粒径4.5μmのプラスティ
ックビーズ(ミクロパール;積水ファインケミカル社
製)の散布工程を経て、図6に示すように2枚の基板4
a、4bをラビング方向が互いに直交するようにし、間
にシール材(ストラクトボンドXN−21S)を介して
貼り合わせて、液晶セルを作製した。
Then, through a process of spraying plastic beads (micropearl; Sekisui Fine Chemical Co., Ltd.) having an average particle size of 4.5 μm, as shown in FIG.
The liquid crystal cell was manufactured by affixing a and 4b such that the rubbing directions were orthogonal to each other, and bonding them together with a sealing material (Structbond XN-21S) therebetween.

【0112】次に、作製した液晶セルに、以下の混合物
を注入した。その混合物は、液晶組成物ZLI−479
2(メルク社製;非カイラル)99.0重量%と、重合
性材料として化合物1を0.97重量%と、光重合開始
剤Irgacure651を0.03重量%との混合し
たものである。
Next, the following mixture was injected into the manufactured liquid crystal cell. The mixture is a liquid crystal composition ZLI-479.
9 (manufactured by Merck; non-chiral), 0.97% by weight of Compound 1 as a polymerizable material, and 0.03% by weight of Irgacure 651 photopolymerization initiator.

【0113】[0113]

【化1】 Embedded image

【0114】次に、実施形態1と同様の温度プロセスと
電圧印加プロセスとを経て液晶層の配向制御をした後、
高圧水銀ランプ{10mW/cm2(365nm)}下
で5分間紫外線を照射して重合性材料の重合を行って上
記の配向を定着させた。
Next, after controlling the orientation of the liquid crystal layer through the same temperature process and voltage application process as in the first embodiment,
Ultraviolet rays were irradiated for 5 minutes under a high-pressure mercury lamp {10 mW / cm 2 (365 nm)} to polymerize the polymerizable material and fix the above orientation.

【0115】この配向定着工程を経て作製した液晶パネ
ルを偏光顕微鏡下で観察したところ、実施形態1と同様
に、一画素内で立ち上がり方向が異なる少なくとも2つ
以上の捩れ方向を持った複数配向領域から構成される特
異な配向の液晶層を有することが確認できた。ただし、
一部の領域には、画素内に存在したスペーサ近傍で配向
乱れや配向欠陥等が少し認められた。
When the liquid crystal panel produced through this alignment fixing step was observed under a polarizing microscope, as in the first embodiment, a plurality of alignment regions having at least two or more twist directions having different rising directions within one pixel were obtained. It was confirmed that the liquid crystal layer had a unique alignment composed of However,
In a part of the region, a little alignment disturbance or alignment defect was observed near the spacer existing in the pixel.

【0116】次に、液晶パネルの両側に、図6に示すよ
うに偏光板1(透過軸P)と偏光板2(透過軸A)を各
々、ラビング方向ri、roに対してほぼ45°の角度
になるように配置して液晶表示素子を得た。
Next, as shown in FIG. 6, a polarizing plate 1 (transmission axis P) and a polarizing plate 2 (transmission axis A) are provided on both sides of the liquid crystal panel at an angle of approximately 45 ° with respect to the rubbing directions ri and ro. The liquid crystal display device was obtained by arranging them at an angle.

【0117】また、実施形態1と同様に、作製した液晶
表示素子に電圧を印加しながら偏光顕微鏡で観察したと
ころ、電圧印加時においても輝線となるディスクリネー
ションラインが発生せず、全体に黒くなっていくことも
観察された。電気光学特性及び液晶パネルの特性評価に
ついて、表1にまとめて記載した。
As in the first embodiment, when a voltage was applied to the manufactured liquid crystal display device and observed with a polarizing microscope, no disclination line, which was a bright line, was generated even when a voltage was applied, and the entire liquid crystal display device was blackened. It was also observed that it was getting worse. Table 1 summarizes the electro-optical characteristics and the evaluation of the characteristics of the liquid crystal panel.

【0118】併せて、この液晶パネルを70℃、100
時間保存した後、液晶層の配向状態を偏光顕微鏡で観察
すると、初期の配向状態がそのまま保たれていることが
確認でき、本実施形態で処理した配向定着工程の効果が
確かめられた。この保存試験での結果についても表1に
記載した。
At the same time, this liquid crystal panel was heated at 70 ° C. and 100 ° C.
After storage for a period of time, when the alignment state of the liquid crystal layer was observed with a polarizing microscope, it was confirmed that the initial alignment state was maintained as it was, and the effect of the alignment fixing step treated in the present embodiment was confirmed. Table 1 also shows the results of this storage test.

【0119】(比較例1)実施形態1と同様のITOか
らなる透明電極付きの2枚の基板に、配向膜AL455
2(日本合成ゴム社製)を成膜し、その後にラビング処
理を行った。その後、一方の基板上に、平均粒径4.5
μmのプラスティックビーズ(ミクロパール;積水ファ
インケミカル社製)を均一に散布した後、両基板を配向
方向が互いに直交になるように配置し、間にシール材
(ストラクトボンドXN−21S,焼成温度170℃/
2h)を介して貼り合わせて液晶セルを作製した。
(Comparative Example 1) An alignment film AL455 was formed on two substrates with transparent electrodes made of ITO as in Embodiment 1.
2 (manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.), followed by a rubbing treatment. Then, an average particle size of 4.5 was formed on one substrate.
μm plastic beads (Micropearl; manufactured by Sekisui Fine Chemical Co., Ltd.) are evenly dispersed, and then both substrates are arranged so that their orientation directions are orthogonal to each other, and a sealing material (Stract Bond XN-21S, sintering temperature 170 ° C.) /
2h) to form a liquid crystal cell.

【0120】次に、作製した液晶セルに、実施形態1と
同様の液晶材料ZLI−4792(メルク社製;非カイ
ラル)を注入し、実施形態1と同様の温度プロセスと電
圧印加プロセスを経て液晶層の配向制御を行って液晶パ
ネルを作製した。この液晶パネルの偏光顕微鏡下での観
察結果より、上記実施形態と同様な一画素内で立ち上が
り方向が異なる少なくとも2つ以上の捩れ方向を持った
複数配向領域から構成される特異な配向をもつことが確
認できた。ただし、この液晶パネルにおいては、一部の
領域で画素内に存在したスペーサ近傍で配向乱れや配向
欠陥等が認められた。
Next, the same liquid crystal material ZLI-4792 (manufactured by Merck; non-chiral) as in the first embodiment was injected into the manufactured liquid crystal cell, and subjected to the same temperature process and voltage application process as in the first embodiment. A liquid crystal panel was manufactured by controlling the orientation of the layers. According to the observation result of the liquid crystal panel under a polarizing microscope, the liquid crystal panel has a unique alignment composed of a plurality of alignment regions having at least two or more twist directions having different rising directions within one pixel as in the above embodiment. Was confirmed. However, in this liquid crystal panel, alignment disorder and alignment defects were observed in the vicinity of the spacers existing in the pixels in some regions.

【0121】次に、作製した液晶パネルに、上記の配置
で2枚の偏光板を設けて液晶表示素子を得た。
Next, two polarizing plates were provided on the manufactured liquid crystal panel in the above arrangement to obtain a liquid crystal display device.

【0122】この液晶パネルの電圧印加の特性評価や7
0℃加熱保存試験結果については表1に記載した。特
に、70℃加熱保存試験後、配向乱れが認められ、一部
で特性の低下が認められた。
Evaluation of the voltage application characteristics of this liquid crystal panel and
Table 1 shows the results of the 0 ° C. heat storage test. In particular, after the heat storage test at 70 ° C., orientation disorder was observed, and a part of the properties was deteriorated.

【0123】(実施形態3)実施形態1と同様の、IT
Oからなる透明電極付き第1基板に感光性ポリイミド
“フォトニース”UR−3140(東レ社製)をスピン
コート法で均一に塗布して焼成し、その後、実施形態1
で用いた図4に示すフォトマスクaを用いて所定の露光
を行い、続いて現像、リンスおよび後焼成キュア工程を
経て、最終膜厚5.1μmのパターニングをして基板間
隙保持手段を形成した。
(Embodiment 3) As in Embodiment 1, the IT
Photosensitive polyimide UR-3140 (manufactured by Toray Industries, Inc.) is uniformly applied to a first substrate with a transparent electrode made of O by a spin coat method and baked.
A predetermined exposure was performed using the photomask a shown in FIG. 4 used in the above, followed by development, rinsing, and post-baking cure steps, followed by patterning to a final film thickness of 5.1 μm to form a substrate gap holding means. .

【0124】その後、実施形態1と同様に、印刷法で配
向膜として、例えばAL−1054(日本合成ゴム社
製)を塗布して焼成した後、基板のほぼ45°方向から
一方向ラビング処理(ラビング方向ri)を施した。
After that, as in the first embodiment, for example, AL-1054 (manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.) is applied and baked as an alignment film by a printing method, and then the substrate is unidirectionally rubbed from a substantially 45 ° direction. The rubbing direction ri) was performed.

【0125】次いで、対向の第2基板は、基板上にIT
Oからなる透明電極を成膜した後、フォトプロセスおよ
びエッチングプロセスを経て、第1基板のラビング方向
riと平行でかつ1画素の対角線に対応する幅6μmの
電極開口部5を設けた。続いて、この第2基板に、第1
基板と同一の配向膜を形成した後、一方向ラビング処理
(ラビング方向ro)を施した。
Next, the opposing second substrate is provided with an IT
After forming a transparent electrode made of O, an electrode opening 5 having a width of 6 μm, which is parallel to the rubbing direction ri of the first substrate and corresponds to a diagonal line of one pixel, is provided through a photo process and an etching process. Subsequently, the first substrate
After forming the same alignment film as the substrate, a unidirectional rubbing treatment (rubbing direction ro) was performed.

【0126】次に、図14に示すように、これら両基板
4a、4bを、ラビング方向が互いに直交するように
し、間にシール材(ストラクトボンドXN−21S)を
介して貼り合わせて、液晶セルを作製した。
Next, as shown in FIG. 14, the two substrates 4a and 4b are bonded so that the rubbing directions are perpendicular to each other, with a sealing material (Stract Bond XN-21S) interposed therebetween. Was prepared.

【0127】次に、作製した液晶セルに、液晶材料ZL
I−4801−000(メルク社製;非カイラル)を注
入した。
Next, a liquid crystal material ZL was added to the prepared liquid crystal cell.
I-4801-000 (Merck; non-chiral) was injected.

【0128】次いで、液晶パネルを、その液晶材料の等
方性温度より5℃高い温度に保った後、室温まで0.5
℃/分の冷却速度て冷却すると共に、上下両基板の電極
に中間調駆動用電圧を印加した。この配向制御工程を経
て作製した液晶パネルを偏光願微鏡下で観察したとこ
ろ、実施形態1などと同様に一画素内で立ち上がり方向
が異なる、少なくとも2つ以上の捩れ方向を持った複数
の液晶分子配向領域から構成される特異な配向の液晶層
を有することが確認できた。しかも、画素内において配
向乱れや配向欠陥は認められなかった。
Next, the liquid crystal panel is kept at a temperature higher by 5 ° C. than the isotropic temperature of the liquid crystal material, and is then cooled to room temperature by 0.5 ° C.
The cooling was performed at a cooling rate of ° C./min, and a halftone driving voltage was applied to the electrodes on both the upper and lower substrates. When the liquid crystal panel manufactured through this alignment control step was observed under a polarizing microscope, a plurality of liquid crystals having at least two or more twist directions having different rising directions within one pixel as in Embodiment 1 and the like were obtained. It was confirmed that the liquid crystal layer had a peculiarly oriented liquid crystal layer composed of molecular orientation regions. Moreover, no alignment disorder or alignment defect was observed in the pixel.

【0129】次に、液晶パネルの両側に、図14に示す
ように偏光板1(透過軸P)と偏光板2(透過軸A)を
各々、ラビング方向ri、roに一致させて配置して液
晶表示素子を得た。この液晶表示素子においても、実施
形態1などと同様に、液晶層内部の分子配向により内部
光学補償効果を有する視角特性が広い液晶表示素子であ
ることが確かめられた。特に、ラビング方向と偏光板の
透過軸とを一致させることで、上下方向の視角特性がや
や低下するものの、液晶パネルの明るさは若干向上する
という特長を有している。本実施形態で示されたよう
に、パターニングした絶縁材料層を基板間隙保持手段と
する液晶表示素子を構成することで、液晶層の特異な分
子配向を再現性よく得ることが可能であることが確認で
きた。
Next, as shown in FIG. 14, a polarizing plate 1 (transmission axis P) and a polarizing plate 2 (transmission axis A) are arranged on both sides of the liquid crystal panel so as to coincide with the rubbing directions ri and ro. A liquid crystal display device was obtained. Also in this liquid crystal display element, it was confirmed that the liquid crystal display element has a wide viewing angle characteristic having an internal optical compensation effect due to the molecular orientation inside the liquid crystal layer, as in the first embodiment and the like. In particular, by matching the rubbing direction with the transmission axis of the polarizing plate, the viewing angle characteristics in the vertical direction are slightly lowered, but the brightness of the liquid crystal panel is slightly improved. As shown in this embodiment, it is possible to obtain a unique molecular orientation of the liquid crystal layer with good reproducibility by configuring a liquid crystal display element using a patterned insulating material layer as a substrate gap maintaining means. It could be confirmed.

【0130】(実施形態4、5)実施形態1と同様の、
ITOからなる透明電極付き第1基板の上に、平均粒径
4.5μmのプラスティックビーズ(ミクロパール;積
水ファインケミカル社製)を2wt%混合させた耐熱ネ
ガ型黒色レジストV−259−BK(新日鐵化学社製)
をスピンコート法で均一に塗布して焼成した。
(Embodiments 4 and 5) Similar to Embodiment 1,
A heat-resistant negative black resist V-259-BK (Nippon Steel) in which 2 wt% of plastic beads (micropearl; manufactured by Sekisui Fine Chemical Co., Ltd.) having an average particle size of 4.5 μm are mixed on a first substrate with a transparent electrode made of ITO. (Manufactured by Tekko Kagaku)
Was uniformly applied by a spin coating method and baked.

【0131】その後、実施形態1で用いた、図4に示す
フォトマスクaを用いて所定の露光を行い、続いて現
像、リンスおよび後焼成を経てビーズスペーサを定着さ
せた黒色樹脂からなる第1の絶縁材料層を形成した。
Thereafter, a predetermined exposure is performed using the photomask a shown in FIG. 4 used in the first embodiment, and then the first resin made of a black resin fixed with a bead spacer through development, rinsing and post-baking is applied. Was formed.

【0132】その後、第2の絶縁材料層用の材料である
ネガ型透明耐熱レジストV−259PA(新日鐵化学社
製)を均一に塗布して焼成し、その後、上記フォトマス
クaよりも透光部の線幅が20μm(左右に10μmず
つ)太いフォトマスク(図示せず)を用いて露光し、続
いて現像、リンスおよび後焼成を行って、第1段の絶縁
材料層とビーズスペーサとを完全に遮蔽した第2段の絶
縁材料層を形成した。これら2つの絶縁材料層にて基板
間隙保持手段が構成される。
Thereafter, a negative transparent heat-resistant resist V-259PA (manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.), which is a material for the second insulating material layer, is uniformly applied and baked. Exposure is performed using a thick photomask (not shown) having a line width of the light portion of 20 μm (10 μm on each side), followed by development, rinsing, and post-baking to form a first-stage insulating material layer, a bead spacer, and the like. Was completely shielded to form a second-stage insulating material layer. These two insulating material layers constitute a substrate gap holding means.

【0133】次いで、実施形態1と同様に、印刷法で配
向膜として、例えばJALS−632(日本合成ゴム社
製)を塗布して焼成し、その後、基板のほぼ45°方向
から一方向ラビング処理(ラビング方向ri)を施し
た。
Next, in the same manner as in the first embodiment, for example, JALS-632 (manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.) is applied and baked as an alignment film by a printing method. (Rubbing direction ri).

【0134】次に、対向の第2基板は、基板上にITO
からなる透明電極を成膜した後、フォトプロセスおよび
エッチングプロセスを経て、第1基板のラビング方向r
iと平行でかつ1画素の対角線に対応する幅6μmの電
極開口部5を設けた。続いて、その第2基板に、第1基
板と同一の配向膜を形成した後、一方向ラビング処理
(ラビング方向ro)を施した。
Next, an opposing second substrate is provided on the substrate by ITO.
After forming a transparent electrode made of, a rubbing direction r of the first substrate is passed through a photo process and an etching process.
An electrode opening 5 having a width of 6 μm, which is parallel to i and corresponds to a diagonal line of one pixel, is provided. Subsequently, after forming the same alignment film as that of the first substrate on the second substrate, a one-way rubbing treatment (rubbing direction ro) was performed.

【0135】次に、図6に示すように、これら両基板4
a、4bを、ラビング方向が互いに直交するようにし、
間にシール材(ストラクトボンドXN−21S)を介し
て貼り合わせて、液晶セルを作製した。
Next, as shown in FIG.
a, 4b, so that the rubbing directions are orthogonal to each other,
A liquid crystal cell was produced by bonding together with a sealant (Structbond XN-21S) therebetween.

【0136】次に、作製した液晶セルに、実施形態4で
は液晶材料ZLI−4801−000(メルク社製;非
カイラル)を注入した。また、実施形態5では、液晶組
成物ZLI−4801−000(メルク社製;非カイラ
ル)99.0重量%に、重合性材料として下記の化合物
2を0.97重量%および光重合開始剤Irgacur
e651を0.03重量%混合した材料を注入した。
Next, in Embodiment 4, a liquid crystal material ZLI-4801-000 (manufactured by Merck; non-chiral) was injected into the manufactured liquid crystal cell. In the fifth embodiment, 0.97% by weight of the following compound 2 as a polymerizable material was added to 99.0% by weight of a liquid crystal composition ZLI-4801-000 (manufactured by Merck; non-chiral), and a photopolymerization initiator Irgacur.
A material containing 0.03% by weight of e651 was injected.

【0137】[0137]

【化2】 Embedded image

【0138】次いで、液晶パネルを液晶の等方性温度よ
り5℃高い温度に保った後、室温まで0.5℃/分の冷
却速度で冷却すると共に、上下の両基板の電極に中間調
駆動用電圧を印加して液晶分子配向を制御した。また、
実施形態5については、特に、液晶層の配向制御後、高
圧水銀ランプ{10mW/cm2(365nm)}下で
5分間紫外線を照射して重合性材料の重合を行って上記
の配向を定着させた。
Next, after keeping the liquid crystal panel at a temperature 5 ° C. higher than the isotropic temperature of the liquid crystal, the liquid crystal panel is cooled to room temperature at a cooling rate of 0.5 ° C./min, and halftone driving is performed on the electrodes of the upper and lower substrates. The application voltage was applied to control the liquid crystal molecular alignment. Also,
In the fifth embodiment, in particular, after controlling the orientation of the liquid crystal layer, the polymerizable material is polymerized by irradiating ultraviolet rays for 5 minutes under a high-pressure mercury lamp {10 mW / cm 2 (365 nm)} to fix the above orientation. Was.

【0139】これらの配向制御工程を経て作製した液晶
パネルを偏光顕微鏡下で観察したところ、実施形態4お
よび実施形態5の両者の液晶パネル共に、一画素内で立
ち上がり方向が異なる少なくとも2つ以上の捩れ方向を
持った複数配向領域から構成される特異な配向の液晶層
を有することが確認できた。しかも、画素内においてス
ペーサなどに基づく配向乱れや配向欠陥等は全く認めら
れなかった。
When the liquid crystal panels produced through these alignment control steps were observed under a polarizing microscope, both liquid crystal panels of Embodiments 4 and 5 had at least two or more different rising directions within one pixel. It was confirmed that the liquid crystal layer had a unique orientation composed of a plurality of orientation regions having a twist direction. In addition, no alignment disturbance or alignment defect due to spacers or the like was observed in the pixel.

【0140】次に、液晶パネルの両側に、図6に示すよ
うに、偏光板1(透過軸P)と偏光板2(透過軸A)を
各々、ラビング方向ri、roに対してほぼ45°の角
度になるように配置して液晶表示素子を得た。
Next, as shown in FIG. 6, a polarizing plate 1 (transmission axis P) and a polarizing plate 2 (transmission axis A) were provided on both sides of the liquid crystal panel at approximately 45 ° with respect to the rubbing directions ri and ro. And a liquid crystal display element was obtained.

【0141】このようにして作製した液晶表示素子の液
晶セルに電圧を印加しながら偏光顕微鏡で観察したとこ
ろ、電圧印加時においても輝線となるディスクリネーシ
ョンラインが発生せず、全体に黒くなっていくことが観
察された。また、これらの液晶パネルの特性評価結果も
表1に併せて記載する。
Observation with a polarizing microscope while applying a voltage to the liquid crystal cell of the liquid crystal display element manufactured as described above shows that even when a voltage is applied, no disclination line which becomes a bright line is generated and the whole becomes black. Going was observed. Table 1 also shows the results of evaluating the characteristics of these liquid crystal panels.

【0142】本実施形態の液晶表示素子においては、基
板間隙保持手段を完全に画素領域から排除したことによ
り、配向不良などを原因とする特性の低下を抑制できる
ことが確認できた。
In the liquid crystal display device of the present embodiment, it was confirmed that the deterioration of the characteristics due to poor alignment or the like can be suppressed by completely eliminating the substrate gap holding means from the pixel region.

【0143】(実施形態6)実施形態4と同様の工程を
経て第1基板に基板間隙保持手段を形成した後、実施形
態1と同様の配向膜を形成し、ラビング処理(ラビング
方向ri)を施した。
(Embodiment 6) After the substrate gap holding means is formed on the first substrate through the same steps as in Embodiment 4, an alignment film similar to that in Embodiment 1 is formed, and a rubbing process (rubbing direction ri) is performed. gave.

【0144】次に、対向の第2基板も、実施形態4と同
様に電極開口部5を設け、同一の配向膜を形成した後、
一方向ラビング処理(ラビング方向ro)を施した。
Next, also in the opposing second substrate, an electrode opening 5 is provided in the same manner as in Embodiment 4, and after forming the same alignment film,
A one-way rubbing treatment (rubbing direction ro) was performed.

【0145】次に、図15に示すように、これら両基板
4a、4bを、ラビング方向が互いに直交するように
し、間にシール材(ストラクトボンドXN−21S)を
介して貼り合わせて、液晶セルを作製した。
Next, as shown in FIG. 15, the two substrates 4a and 4b are bonded so that the rubbing directions are orthogonal to each other, with a sealing material (Struct Bond XN-21S) therebetween. Was prepared.

【0146】次いで、作製した液晶セルに液晶材料ZL
I−4801−000(メルク社製;非カイラル)を注
入した後、実施形態1と同様の配向制御工程を経て液晶
パネルを得た。
Next, the liquid crystal material ZL was added to the prepared liquid crystal cell.
After injecting I-4801-000 (manufactured by Merck; non-chiral), a liquid crystal panel was obtained through the same alignment control process as in Embodiment 1.

【0147】完成した液晶パネルの外側に、図15に示
すように、第1の基板4aの外側に偏光板1を、第2の
基板4bの外側に偏光板2を、偏光板1の透過軸Pと偏
光板2の透過軸Aが直交するように、かつ、透過軸P、
透過軸Aがラビング方向ri、roに対してほぼ45゜
の角度になるように配置した。さらに、偏光板2と第2
の基板4bとの間に、負の一軸性の複屈折性を有し、リ
タデーションRが280nmである位相差フィルム3を
配置した。位相差フィルムの面内の屈折率のうちnx
向を、第2の基板4bのラビング方向roとほぼ平行と
なるように配置した。このようにして液晶表示素子を得
た。
As shown in FIG. 15, the polarizing plate 1 is provided outside the first substrate 4a, the polarizing plate 2 is provided outside the second substrate 4b, and the transmission axis of the polarizing plate 1 is provided outside the completed liquid crystal panel. P and the transmission axis A of the polarizing plate 2 are orthogonal to each other, and
The transmission axis A was arranged at an angle of about 45 ° with respect to the rubbing directions ri and ro. Further, the polarizing plate 2 and the second
The retardation film 3 having a negative uniaxial birefringence and a retardation R of 280 nm is disposed between the substrate 4b and the substrate 4b. The n x direction in the in-plane refractive index of the retardation film were arranged so as to be substantially parallel to the rubbing direction ro of the second substrate 4b. Thus, a liquid crystal display device was obtained.

【0148】このようにして作製した液晶表示素子の液
晶セルに電圧を印加しながら偏光顕微鏡で観察したとこ
ろ、電圧印加時においても輝線となるディスクリネーシ
ョンラインが発生せず、全体に黒くなっていくことが観
察された。また、この液晶パネルの特性評価結果も表1
に併せて記載する。
Observation with a polarizing microscope while applying a voltage to the liquid crystal cell of the liquid crystal display element manufactured in this way revealed that even when the voltage was applied, no disclination line as a bright line was generated, and the entire area became black. Going was observed. Table 1 shows the results of evaluating the characteristics of this liquid crystal panel.
Are also described.

【0149】[0149]

【表1】 [Table 1]

【0150】本実施形態の液晶表示素子において、位相
差フィルムの付与により液晶分子が互いに立ち上がる方
向に相当するやや弱い方向の視角特性が全方位的なもの
に改善できた。
In the liquid crystal display device of the present embodiment, the viewing angle characteristic in a slightly weaker direction corresponding to the direction in which the liquid crystal molecules rise can be improved to the omnidirectional one by providing the retardation film.

【0151】本実施形態では、位相差フィルム3を偏光
板2と第2の基板4bとの間に1枚配設したが、偏光板
1と第1の基板4aとの間に配設してもよい。また、偏
光板1と第1の基板4aとの間と、偏光板2と第2の基
板4bとの間の両方に配設してもよい。更に、複数枚配
設してもよい。
In this embodiment, one retardation film 3 is provided between the polarizing plate 2 and the second substrate 4b. However, the retardation film 3 is provided between the polarizing plate 1 and the first substrate 4a. Is also good. Further, the light emitting device may be provided both between the polarizing plate 1 and the first substrate 4a and between the polarizing plate 2 and the second substrate 4b. Further, a plurality of sheets may be provided.

【0152】(実施形態7)第1基板を以下のようにし
て作製した。すなわち、実施形態1の手法に従って耐熱
ネガ型黒色レジストV−259−BK(新日鐵化学社
製)を画素外の領域にパターニングした黒色樹脂からな
る第1段の絶縁材料層を形成した後、黒色インキ中に平
均粒径4.0μmのプラスティックビーズ(ミクロパー
ル;積水ファインケミカル社製)を1.2wt%混入し
た絶縁材料を、図7に示すスクリーン版fを用いた印刷
法にてパターン化して定着した後、150℃で2時間焼
成して、第2段の絶縁材料層を形成した。これら2つの
絶縁材料層、特に第2段の絶縁材料層にて基板間隙保持
手段が構成される。次いで、この第1基板の上に、実施
形態1と同様に配向膜を形成し、これに一方向ラビング
処理を施した。
(Embodiment 7) A first substrate was manufactured as follows. That is, after forming a first-stage insulating material layer made of a black resin obtained by patterning a heat-resistant negative type black resist V-259-BK (manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.) in a region outside the pixel according to the method of Embodiment 1, An insulating material obtained by mixing 1.2 wt% of plastic beads (micropearl; manufactured by Sekisui Fine Chemical Co., Ltd.) having an average particle size of 4.0 μm in black ink is patterned by a printing method using a screen plate f shown in FIG. After the fixing, baking was performed at 150 ° C. for 2 hours to form a second-stage insulating material layer. These two insulating material layers, in particular, the second-stage insulating material layer constitute the substrate gap holding means. Next, an alignment film was formed on the first substrate in the same manner as in Embodiment 1, and this was subjected to a one-way rubbing treatment.

【0153】次に、対向の第2基板も実施形態1の手法
に従って準備した後、図6に示すように、これら両基板
4a、4bを、ラビング方向が互いに直交するように
し、間にシール材(ストラクトボンドXN−21S)を
介して貼り合わせて、液晶セルを作製した。
Next, after the opposing second substrate is also prepared according to the method of the first embodiment, as shown in FIG. 6, these two substrates 4a and 4b are set so that the rubbing directions are orthogonal to each other, and a sealing material is interposed therebetween. (Structobond XN-21S) was attached to each other to produce a liquid crystal cell.

【0154】次に、作製した液晶セルに液晶材料ZLI
−4792(メルク社製;非カイラル)を注入し、同様
の液晶分子配向制御工程を経て液晶パネルを作製した。
Next, a liquid crystal material ZLI was added to the manufactured liquid crystal cell.
-4792 (manufactured by Merck; non-chiral) was injected, and a liquid crystal panel was produced through the same liquid crystal molecular alignment control step.

【0155】本実施形態で得られた液晶パネルにおいて
も、偏光顕微鏡下での観察により、他の実施形態とほぼ
同様の液晶層の配向が得られており、印刷法で形成した
基板間隙保持手段を有する液晶セルでは、パターンピッ
チ精度が感光性樹脂の場合より若干劣るものの、簡便な
プロセスにより、大型基板のパターニングにも容易に適
用し得ることが認められた。
In the liquid crystal panel obtained in the present embodiment, the orientation of the liquid crystal layer was substantially the same as that of the other embodiments by observation under a polarizing microscope. Although the pattern pitch accuracy is slightly inferior to that of the photosensitive resin in the liquid crystal cell having the above, it has been recognized that the liquid crystal cell can be easily applied to patterning of a large substrate by a simple process.

【0156】(実施形態8)本実施形態は、TFT素子
を備えるアクティブマトリクス液晶セルに本発明を適用
した場合である。
(Embodiment 8) This embodiment is a case where the present invention is applied to an active matrix liquid crystal cell having a TFT element.

【0157】図8で示すように、透明ガラス基板101
a上にマトリクス状に形成されたTFT素子103と画
素電極107とを有するTFT基板101の上に、耐熱
ネガ型黒色レジストV−259−BK(新日鐵化学社
製)をスピンコート法にて均一に塗布して焼成した。な
お、図8において、ガラス基板101a上には絶縁膜1
01bが設けられ、その上には両側がソース・ドレイン
領域105で挟まれたチャネル領域102が設けられ
る。チャネル領域102の上側には、ゲート絶縁膜を介
してゲート電極104が設けられる。これらソース・ド
レイン領域105やゲート電極104により、TFT素
子103が構成される。ソース領域105には、ソース
信号線203の一部であるソース電極108が電気的に
接続される。TFT素子103の上には層間絶縁膜10
6が形成され、この層間絶縁膜106の上に設けた画素
電極107が層間絶縁膜106に設けたコンタクトホー
ルを介してドレイン領域105と電気的に接続される。
また、TFT素子103の上方の層間絶縁膜106部分
上には、ブラックマトリクス層110が形成され、ブラ
ックマトリクス層110および画素電極107の上を覆
って配向膜101cが形成される。なお、109はドレ
イン電極、205はTFT素子である。このように構成
されるTFT基板101と対向基板114との間には、
両基板の各々に設けた配向膜101cと114cとに両
端を接触固定して、絶縁材料からなる基板間隙保持手段
115が設けられる。この基板間隙保持手段115の内
部には、プラスティックビーズ116が設けられてい
る。両基板にて挟まれた部分には、主として液晶材料か
らなる液晶領域117と、主として重合性材料等の高分
子からなる高分子領域118とが設けられる。対向基板
114は、ベースとなるガラス基板111の上にカラー
フィルタ112、対向電極113、前記配向膜114c
などが形成される。
As shown in FIG. 8, the transparent glass substrate 101
a) A heat-resistant negative black resist V-259-BK (manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.) is spin-coated on a TFT substrate 101 having a TFT element 103 and a pixel electrode 107 formed in a matrix on a. It was applied uniformly and fired. In FIG. 8, the insulating film 1 is formed on the glass substrate 101a.
01b is provided thereon, on which a channel region 102 sandwiched between source / drain regions 105 is provided. A gate electrode 104 is provided above the channel region 102 via a gate insulating film. The TFT element 103 is constituted by the source / drain region 105 and the gate electrode 104. A source electrode 108 which is a part of the source signal line 203 is electrically connected to the source region 105. On the TFT element 103, an interlayer insulating film 10
6 is formed, and the pixel electrode 107 provided on the interlayer insulating film 106 is electrically connected to the drain region 105 via the contact hole provided in the interlayer insulating film 106.
Further, a black matrix layer 110 is formed on the interlayer insulating film 106 above the TFT element 103, and an alignment film 101 c is formed to cover the black matrix layer 110 and the pixel electrode 107. In addition, 109 is a drain electrode, and 205 is a TFT element. Between the TFT substrate 101 thus configured and the counter substrate 114,
Both ends are fixedly contacted to the alignment films 101c and 114c provided on each of the substrates, and a substrate gap holding means 115 made of an insulating material is provided. Plastic beads 116 are provided inside the substrate gap holding means 115. A liquid crystal region 117 mainly made of a liquid crystal material and a polymer region 118 mainly made of a polymer such as a polymerizable material are provided in a portion sandwiched between the two substrates. The opposing substrate 114 includes a color filter 112, an opposing electrode 113, and the alignment film 114c on a glass substrate 111 serving as a base.
Are formed.

【0158】次に、図9に示すネガパターンフォトマス
クcを用いて所定の露光を行い、続いて現像、リンス、
および後焼成を経て、ブラックマトリクス層110を形
成した。前記ネガパターンフォトマスクcは、ゲート信
号線202上およびソース信号線203上等の画素外の
メタル配線上を透光部としてブラックマトリクス層11
0を形成するように設計したものである。
Next, predetermined exposure is performed using the negative pattern photomask c shown in FIG. 9, followed by development, rinsing,
After the post-baking, the black matrix layer 110 was formed. The negative pattern photomask c is formed on the metal wiring outside the pixel, such as on the gate signal line 202 and the source signal line 203, by using the black matrix layer 11 as a light-transmitting portion.
0 is formed.

【0159】その後、第2の絶縁材料層のパターニング
化を行った。つまり、耐熱ネガ型フォトレジスト材料V
−259−PA(新日鐵化学社製)中に平均粒径3.5
μmのプラスティックビーズ116(ミクロパール;積
水ファインケミカル社製)を2wt%均一に分散して混
入した絶縁材料を、スピンコート法にて均一に塗布し、
焼成した後に、前記ブラックマトリクス層110上のゲ
ート信号線202およびソース信号線203上の所定の
位置に、柱状の絶縁材料層をパターン形成するように設
計した、図10に示すネガパターンフォトマスクdを用
いて、所定の露光を行い、続いて現像、リンス、および
後焼成を経てパターニングし、“柱状”をした第2の絶
縁材料層からなる基板間隙保持手段115を形成した。
After that, the second insulating material layer was patterned. That is, the heat-resistant negative photoresist material V
-259-PA (Nippon Steel Chemical Co., Ltd.) with an average particle size of 3.5
An insulating material in which 2 μm of plastic beads 116 (micropearl; manufactured by Sekisui Fine Chemical Co., Ltd.) are uniformly dispersed and mixed is applied by a spin coating method.
After baking, a negative pattern photomask d shown in FIG. 10 was designed to pattern a columnar insulating material layer at predetermined positions on the gate signal lines 202 and the source signal lines 203 on the black matrix layer 110. Then, patterning was performed through development, rinsing, and post-baking to form the substrate gap holding means 115 made of a “pillar-shaped” second insulating material layer.

【0160】次いで、印刷法で配向膜として、例えばA
L−1054(日本合成ゴム社製)を塗布し、焼成した
後、画素中心からほぼ45°方向から一方向ラビング処
理を施した。
Then, as an alignment film by a printing method, for example, A
After applying and firing L-1054 (manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.), a one-way rubbing treatment was performed from a direction substantially 45 ° from the pixel center.

【0161】一方、対向基板114のベースである基板
111上に、顔料分散型カラーフィルタ(CF)11
2、オーバーコート層を形成した後、この基板上にIT
Oの透明電極膜をスパッタリング法で100nm堆積さ
せて対向電極113を成膜した。その後、この対向電極
113に、TFT基板側のラビング方向に平行でかつ画
素中心を通る直線を基準にして、幅6μmの電極開口部
(非電極部)を設けた。
On the other hand, a pigment dispersion type color filter (CF) 11
2. After forming the overcoat layer, the IT
A transparent electrode film of O was deposited to a thickness of 100 nm by a sputtering method to form a counter electrode 113. Thereafter, an electrode opening (non-electrode portion) having a width of 6 μm was provided in the counter electrode 113 with reference to a straight line parallel to the rubbing direction on the TFT substrate side and passing through the center of the pixel.

【0162】続いて、この対向基板の上に、TFT基板
側と同一の配向膜を形成した後、TFT基板のラビング
方向に対して90°傾いた方向から一方向ラビング処理
を施した。
Subsequently, after forming the same alignment film as that on the TFT substrate side on the counter substrate, a one-way rubbing treatment was performed from a direction inclined by 90 ° with respect to the rubbing direction of the TFT substrate.

【0163】次に、両基板を貼り合わせた。この工程
は、対向基板にシール材(ストラクトボンドXN−21
S,焼成温度170℃/2h)を印刷法でパターニング
した後、TFT基板を押圧にて貼り合わせて、アクティ
ブマトリクス液晶セルを作製した。
Next, both substrates were bonded together. In this step, the opposing substrate is provided with a sealing material (Structbond XN-21).
(S, baking temperature: 170 ° C./2 h), and after patterning by a printing method, the TFT substrate was bonded by pressing to form an active matrix liquid crystal cell.

【0164】次に、作製したアクティブマトリクス液晶
セルに、実施形態5と同一の液晶材料と重合性材料との
混合材料を減圧下にて真空注入を行った。
Next, the same mixed material of a liquid crystal material and a polymerizable material as in Embodiment 5 was vacuum-injected into the manufactured active matrix liquid crystal cell under reduced pressure.

【0165】次に、液晶パネルを、液晶材料の等方性温
度より5℃高い温度に保った後、室温まで0.5℃/分
の冷却速度で冷却すると共に、この液晶セルのソース電
極に実効電圧3V:60Hz、ゲート電極にDC10V
の電圧を印加しながら、液晶分子配向を制御した。この
液晶分子配向制御をした後に、高圧水銀ランプ{10m
W/cm2(365nm)}下で5分間紫外線を照射し
て重合性材料の重合を行って液晶層の配向を定着させ
た。
Next, after maintaining the liquid crystal panel at a temperature 5 ° C. higher than the isotropic temperature of the liquid crystal material, the liquid crystal panel is cooled to room temperature at a cooling rate of 0.5 ° C./min. Effective voltage 3 V: 60 Hz, DC 10 V for gate electrode
, The liquid crystal molecular alignment was controlled. After controlling the liquid crystal molecule alignment, a high-pressure mercury lamp of about 10 m
Ultraviolet rays were irradiated for 5 minutes under W / cm 2 (365 nm)} to polymerize the polymerizable material to fix the orientation of the liquid crystal layer.

【0166】次に、液晶パネルの両側に、図6に示すよ
うに、偏光板1(透過軸P)と偏光板2(透過軸A)を
各々、TFT基板4a、対向基板4bのラビング方向に
対してほぼ45°の角度になるように配置して液晶表示
素子を得た。
Next, as shown in FIG. 6, a polarizing plate 1 (transmission axis P) and a polarizing plate 2 (transmission axis A) are provided on both sides of the liquid crystal panel in the rubbing directions of the TFT substrate 4a and the counter substrate 4b, respectively. The liquid crystal display device was obtained by arranging it at an angle of approximately 45 ° with respect to the liquid crystal display device.

【0167】このアクティブマトリクス液晶パネルを顕
微鏡下で観察したところ、一画素内で立ち上がり方向が
異なる、少なくとも2つ以上の捩れ方向を持った複数の
液晶分子配向領域から構成される特異な配向の液晶層を
有することが確認できた。しかも、画素内においてスペ
ーサなどに基づく液晶の配向乱れや配向欠陥等は殆ど認
められなかった。また、電圧を印加した観察において
も、電圧印加時においても輝線となるディスクリネーシ
ョンラインが発生せず、全体に黒くなっていくことが観
察され、従来のTNモードの液晶表示素子で観察された
反転現象なども認めず、良好な表示が得られた。目視観
察においても、透過率のむらは観察できず、液晶セルか
ら10cm離れたところからの観察では、ざらつきは認
められなかった。
Observation of this active matrix liquid crystal panel under a microscope revealed that a liquid crystal having a unique orientation composed of a plurality of liquid crystal molecule orientation regions having at least two or more twist directions having different rising directions within one pixel. It was confirmed to have a layer. In addition, in the pixels, alignment disorder or alignment defect of the liquid crystal due to the spacer or the like was hardly recognized. In addition, even when the voltage was applied, even when the voltage was applied, no disclination line as a bright line was generated, and it was observed that the entire area became black, which was observed in a conventional TN mode liquid crystal display device. Good display was obtained without inversion phenomenon or the like. Irregularities in transmittance could not be observed even by visual observation, and roughness was not observed when observed from a position 10 cm away from the liquid crystal cell.

【0168】(実施形態9)実施形態8と同様のTFT
基板上に、平均粒径4.5μmのプラスティックビーズ
(ミクロパール;積水ファインケミカル社製)を2wt
%混合させた耐熱ネガ型黒色レジストV−259−BK
(新日鐵化学社製)を成膜した。その後、図11に示す
よう、ゲート信号線上の比較的積層段差の均一な部位に
スペーサービーズを含有した絶縁材料層をパターニング
できるように設計されたネガパターンフォトマスクeを
用いて露光を行い、続いて現像を行うことにより、一部
ゲート信号線上のみにビーズスペーサを内部に分散定着
させた、黒色樹脂からなる第1段階目の絶縁材料層をパ
ターニングした。
(Embodiment 9) TFT similar to Embodiment 8
2 wt% of plastic beads (micropearl; manufactured by Sekisui Fine Chemical Co., Ltd.) having an average particle size of 4.5 μm were placed on the substrate
% Black Heat Resist V-259-BK
(Manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.). Thereafter, as shown in FIG. 11, exposure is performed using a negative pattern photomask e designed so that an insulating material layer containing spacer beads can be patterned on a relatively uniform portion of the gate signal line with a relatively high level difference. Then, the first-stage insulating material layer made of black resin, in which the bead spacers were dispersed and fixed only partially on the gate signal lines, was patterned.

【0169】続いて、第2の絶縁材料層用の材料である
ネガ型透明耐熱レジストV−259PA(新日鐵化学社
製)を成膜し、各信号線の幅よりも左右に10μmずつ
太いマスク(図示せず)を用いて露光を行い、続いて現
像、リンスおよび後焼成を行って、第1段の絶縁材料層
とビーズスペーサとを完全に遮蔽した基板間隙保持手段
を形成した。次いで、実施形態8と同様の工程で、配向
膜を形成し、ラビング処理を行った。
Subsequently, a negative-type transparent heat-resistant resist V-259PA (manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.), which is a material for the second insulating material layer, is formed to be 10 μm thicker to the left and right than the width of each signal line. Exposure was performed using a mask (not shown), followed by development, rinsing, and post-baking to form a substrate gap holding unit that completely shields the first-stage insulating material layer and the bead spacer. Next, in the same process as in Embodiment 8, an alignment film was formed and rubbing treatment was performed.

【0170】対向基板も、実施形態8と同じ工程で作製
した。このようにして得られた両基板を貼り合わせてア
クティブマトリクス液晶セルを作製した。
The opposite substrate was manufactured in the same process as in the eighth embodiment. The two substrates thus obtained were bonded to each other to produce an active matrix liquid crystal cell.

【0171】次に、作製したアクティブマトリクス液晶
セルに、実施形態1と同じ液晶材料を真空注入した後、
液晶パネルを液晶材料の等方性温度より5℃高い温度に
保った後、室温まで0.5℃/分の冷却速度で冷却する
と共に、この液晶セルのソース電極に実効電圧2.5
V:60Hz、ゲート電極にDC10Vの電圧を印加し
ながら、液晶分子配向を制御した。
Next, the same liquid crystal material as in Embodiment 1 was vacuum-injected into the manufactured active matrix liquid crystal cell.
After maintaining the liquid crystal panel at a temperature 5 ° C. higher than the isotropic temperature of the liquid crystal material, the liquid crystal panel is cooled to room temperature at a cooling rate of 0.5 ° C./min, and an effective voltage of 2.5 V is applied to the source electrode of the liquid crystal cell.
V: The liquid crystal molecular alignment was controlled while applying a voltage of 60 Hz and a DC voltage of 10 V to the gate electrode.

【0172】完成した液晶パネルの外側に、実施形態6
と同様に図15に示すように、第1の基板4aの外側に
偏光板1を、第2の基板4bの外側に偏光板2を、偏光
板1の透過軸Pと偏光板2の透過軸Aが直交するよう
に、かつ、透過軸P、透過軸Aがラビング方向ri、r
oに対してほぼ45゜の角度になるように配置した。さ
らに、偏光板2と第2の基板4bとの間に、負の一軸性
の複屈折性を有し、リタデーションRが300nmであ
る位相差フィルム3を配置した。位相差フィルムの面内
の屈折率のうちnx方向を、第2の基板4bのラビング
方向roとほぼ平行となるように配置した。このように
して液晶表示素子を得た。
The sixth embodiment is provided outside the completed liquid crystal panel.
Similarly to FIG. 15, the polarizing plate 1 is provided outside the first substrate 4a, the polarizing plate 2 is provided outside the second substrate 4b, the transmission axis P of the polarizing plate 1 and the transmission axis of the polarizing plate 2 as shown in FIG. A are orthogonal to each other, and the transmission axis P and the transmission axis A are in the rubbing directions ri, r.
It was arranged so as to be at an angle of approximately 45 ° to o. Further, a retardation film 3 having negative uniaxial birefringence and a retardation R of 300 nm was disposed between the polarizing plate 2 and the second substrate 4b. The n x direction in the in-plane refractive index of the retardation film were arranged so as to be substantially parallel to the rubbing direction ro of the second substrate 4b. Thus, a liquid crystal display device was obtained.

【0173】このアクティブマトリクス液晶パネルを顕
微鏡下で観察したところ、一画素内で立ち上がり方向が
異なる、少なくとも2つ以上の捩れ方向を持った複数の
液晶分子配向領域から構成される特異な配向の液晶層を
有することが確認できた。しかも、画素内において液晶
の配向乱れや配向欠陥等は全く認められなかった。ま
た、電圧を印加した観察においても、電圧印加時におい
ても輝線となるディスクリネーションラインが発生せ
ず、全体に黒くなっていくことが観察され、反転現象な
ども認めず、全方位に亙る極めて良好な表示特性が得ら
れた。
Observation of this active matrix liquid crystal panel under a microscope reveals that the liquid crystal has a unique orientation composed of a plurality of liquid crystal molecule orientation regions having at least two or more torsional directions with different rising directions within one pixel. It was confirmed to have a layer. Moreover, no alignment disorder or alignment defect of the liquid crystal was observed in the pixel. In addition, even when the voltage was applied, even when the voltage was applied, no disclination line as a bright line was generated, and it was observed that the entire area became black. Good display characteristics were obtained.

【0174】(実施形態10)実施形態9と同様にして
完成した液晶パネルの外側に、図16に示すように、第
1の基板4aの外側に偏光板1を、第2の基板4bの外
側に偏光板2を、偏光板1の透過軸Pと偏光板2の透過
軸Aが直交するように、かつ、透過軸P、透過軸Aがラ
ビング方向ri、roに対してほぼ45゜の角度になる
ように配置した。さらに、偏光板1と第1の基板4aの
間と、偏光板2と第2の基板4bの間に、屈折率nx
y、nzが、nx>ny>nzを満足する関係にある位相
差フィルム3a、3bをそれぞれ配設した。位相差フィ
ルム3aの面内の屈折率のうちnx方向(遅延軸方向R
a)を、第1の基板4aのラビング方向riとほぼ平行
となるように、位相差フィルム3bの面内の屈折率のう
ちnx方向(遅延軸方向Rb)を、第2の基板4bのラ
ビング方向roとほぼ平行となるように配置した。この
ようにして液晶表示素子を得た。
(Embodiment 10) As shown in FIG. 16, the polarizing plate 1 is provided outside the first substrate 4a, and the outside of the second substrate 4b is provided outside the liquid crystal panel completed in the same manner as in Embodiment 9. And the transmission axis P of the polarization plate 1 and the transmission axis A of the polarization plate 2 are orthogonal to each other, and the transmission axis P and the transmission axis A have an angle of approximately 45 ° with respect to the rubbing directions ri and ro. It was arranged to become. Furthermore, between the polarizing plate 1 and the first substrate 4a and between the polarizing plate 2 and the second substrate 4b, the refractive index n x ,
n y, n z is, n x> n y> n z retardation film 3a are in a relationship satisfying, 3b were disposed respectively. Of the in-plane refractive indices of the retardation film 3a, the nx direction (the delay axis direction R
The a), so as to be substantially parallel to the rubbing direction ri of the first substrate 4a, n x direction in the in-plane refractive index of the retardation film 3b (delay axis Rb), the second substrate 4b They were arranged so as to be substantially parallel to the rubbing direction ro. Thus, a liquid crystal display device was obtained.

【0175】[0175]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明による場合
には、1画素で複数のツイスト方向を示し、しかも、液
晶分子配向による内部光学補償効果を用いた構成をとっ
ているので、従来の液晶表示デバイスでは見られない広
視角、高輝度等の特徴を持つ新規な液晶表示素子を再現
性よく安定に作製でき、しかも、使用環境に対する信頼
性を大幅に改善できることになる。すなわち、本発明で
は、複雑な液晶分子配向領域が画素内に複数存在する新
規な液晶表示デバイスにおいて配向乱れや配向欠陥の大
きな要因となるビーズスペーサ等の基板間隙保持手段を
画素内部に設けることなく、画素外の信号線上にパター
ニング形成することで基板間隙を均一に保持する液晶セ
ルを得ることができる。
As described above in detail, in the case of the present invention, since one pixel indicates a plurality of twist directions and the internal optical compensation effect by liquid crystal molecule alignment is used, the conventional structure is employed. Thus, a novel liquid crystal display element having characteristics such as a wide viewing angle and high brightness, which cannot be seen in the liquid crystal display device described above, can be stably manufactured with good reproducibility, and the reliability in the use environment can be greatly improved. That is, in the present invention, in a novel liquid crystal display device in which a plurality of complicated liquid crystal molecule alignment regions exist in a pixel, a substrate gap holding means such as a bead spacer which is a major factor of alignment disorder and alignment defect is not provided inside the pixel. By forming a pattern on the signal line outside the pixel, a liquid crystal cell that maintains the substrate gap uniformly can be obtained.

【0176】さらに、画素単位での特異な液晶分子配向
を再現性よく定着させるために、液晶に重合性材料を少
量添加することにより、重合過程を経て形成される重合
体によって配向を固定して、安定性と再現性および信頼
性を大幅に改善することが可能となる。
Further, in order to fix a unique liquid crystal molecular alignment in a pixel unit with good reproducibility, a small amount of a polymerizable material is added to the liquid crystal to fix the alignment by a polymer formed through a polymerization process. , Stability, reproducibility and reliability can be greatly improved.

【0177】以上のように、本発明においては、広視角
で高コントラストという優れた表示特性を示し、外圧に
対する表示変化を抑制して耐衝撃性を改善した新規な液
晶表示デバイスを安定に、且つ、再現性よく実現できる
ことが確認された。
As described above, in the present invention, a novel liquid crystal display device exhibiting excellent display characteristics such as a wide viewing angle and high contrast, suppressing a change in display with respect to an external pressure, and improving impact resistance is stably provided. It was confirmed that it can be realized with good reproducibility.

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

【図1】本発明で規定する粒径制御物とそれを混在する
絶縁材料層との関係を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a relationship between a grain size control object defined in the present invention and an insulating material layer containing the same.

【図2】本発明で規定する粒径制御物とそれを混在する
絶縁材料層との関係を示す図であり、(a)は粒径制御
物が画素部に析出した場合の図、(b)は粒径制御物が
絶縁材料層に完全に埋没した場合の図である。
FIGS. 2A and 2B are diagrams showing a relationship between a controlled particle size defined by the present invention and an insulating material layer in which the controlled particle size is mixed, wherein FIG. () Is a diagram when the grain size control material is completely buried in the insulating material layer.

【図3】本発明において、液晶層の配向制御を行う際の
液晶セル構成を示す概略図(断面図)である。
FIG. 3 is a schematic view (cross-sectional view) showing a liquid crystal cell configuration when controlling the alignment of a liquid crystal layer in the present invention.

【図4】実施形態1で使用したフォトマスクを示す正面
図である。
FIG. 4 is a front view showing a photomask used in the first embodiment.

【図5】実施形態1で使用したフォトマスクを示す正面
図である。
FIG. 5 is a front view showing a photomask used in the first embodiment.

【図6】実施形態1などにおいて基板を配置した例を概
略的に示す分解斜視図である。
FIG. 6 is an exploded perspective view schematically showing an example in which a substrate is arranged in the first embodiment and the like.

【図7】実施形態7で使用したスクリーン印刷版を示す
平面図である。
FIG. 7 is a plan view showing a screen printing plate used in a seventh embodiment.

【図8】実施形態8で使用したアクティブマトリクス液
晶パネルの概略図であり、(a)はその断面図、(b)
はその正面図である。
FIGS. 8A and 8B are schematic diagrams of an active matrix liquid crystal panel used in an eighth embodiment, where FIG. 8A is a cross-sectional view thereof and FIG.
Is a front view thereof.

【図9】実施形態8で使用したフォトマスクを示す正面
図である。
FIG. 9 is a front view showing a photomask used in the eighth embodiment.

【図10】実施形態8で使用したフォトマスクを示す正
面図である。
FIG. 10 is a front view showing a photomask used in an eighth embodiment.

【図11】実施形態9で使用したフォトマスクを示す正
面図である。
FIG. 11 is a front view showing a photomask used in a ninth embodiment.

【図l2】TN−LCDの視角依存性を示す概念図(断
面図)である。
FIG. 12 is a conceptual diagram (cross-sectional view) showing the viewing angle dependency of a TN-LCD.

【図13】従来提案の液晶表示素子における、1画素が
異なる4つの液晶分子配向領域から構成された4−Do
main CTNモードを示す概念図(正面図)であ
る。
FIG. 13 shows a conventional liquid crystal display device, in which one pixel is composed of four different liquid crystal molecule alignment regions.
FIG. 3 is a conceptual diagram (front view) showing a main CTN mode.

【図14】実施形態3において基板を配置した例を概略
的に示す分解斜視図である。
FIG. 14 is an exploded perspective view schematically showing an example in which a substrate is arranged in the third embodiment.

【図15】実施形態6、9において基板を配置した例を
概略的に示す分解斜視図である。
FIG. 15 is an exploded perspective view schematically showing an example in which substrates are arranged in Embodiments 6 and 9.

【図16】実施形態10において基板を配置した例を概
略的に示す分解斜視図である。
FIG. 16 is an exploded perspective view schematically showing an example in which a substrate is arranged in the tenth embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

ri 第1基板のラビング方向 ro 第2基板のラビング方向 a、b、c、d、e フォトマスク f スクリーン版 1 偏光板(透過軸P) 2 偏光板(透過軸A) 3、3a、3b 位相差フィルム Ra 位相差フィルム3aの遅延軸 Rb 位相差フィルム3bの遅延軸 4a、11 第1基板 4b、12 第2基板 13 透明電極 14 配向膜 15 電極開口部 16 液晶分子 101 TFT基板 101a ガラス基板 101b 絶縁膜 101c 配向膜 102 チャネル領域 103 TFT素子 104 ゲート電極 105 ソース・ドレイン領域 106 絶縁膜 107 画素電極 108 ソース電極 109 ドレイン電極 110 BM層 111 ガラス基板 112 カラーフィルタ 113 対向電極 114 対向基板 114c 配向膜 115 基板間隙保持手段 116 プラスティックビース 117 液晶領域 118 高分子領域 202 ゲート信号線 203 ソース信号線 ri Rubbing direction of first substrate ro Rubbing direction of second substrate a, b, c, d, e Photomask f Screen plate 1 Polarizer (transmission axis P) 2 Polarizer (transmission axis A) 3, 3a, 3b Phase difference film Ra Delay axis of phase difference film 3a Rb Delay axis of phase difference film 3b 4a, 11 First substrate 4b, 12 Second substrate 13 Transparent electrode 14 Alignment film 15 Electrode opening 16 Liquid crystal molecule 101 TFT substrate 101a Glass substrate 101b Insulating film 101c Alignment film 102 Channel region 103 TFT element 104 Gate electrode 105 Source / drain region 106 Insulating film 107 Pixel electrode 108 Source electrode 109 Drain electrode 110 BM layer 111 Glass substrate 112 Color filter 113 Counter electrode 114 Counter substrate 114c Alignment film 115 Substrate gap maintaining means 1 6 Plastic beads 117 crystal region 118 polymeric region 202 a gate signal line 203 a source signal line

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺下 慎一 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued from the front page (72) Inventor Shinichi Terashita 22-22 Nagaikecho, Abeno-ku, Osaka-shi, Osaka Inside Sharp Corporation

Claims (22)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 対向配設された少なくとも一方が透明な
一対の基板の間に液晶層が挟持され、各画素が液晶分子
の立ち上がり方向を異ならせてあると共に少なくとも2
つ以上の捩れ方向をもつ複数の液晶分子配向領域から形
成され、かつ、各画素の外側であって画素の大きさを規
定すべく設けた遮光層の上に、基板間隙を保持するため
の基板間隙保持手段が設けられている液晶表示素子。
1. A liquid crystal layer is interposed between a pair of substrates, at least one of which is transparent and opposed to each other. Each pixel has a different rising direction of liquid crystal molecules.
A substrate for holding a substrate gap on a light-shielding layer formed from a plurality of liquid crystal molecule alignment regions having one or more twist directions and provided outside the pixels and defining the size of the pixels. A liquid crystal display device provided with a gap holding means.
【請求項2】 前記基板間隙保持手段が、パターニング
形成された絶縁層からなる請求項1に記載の液晶表示素
子。
2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein said substrate gap holding means comprises an insulating layer formed by patterning.
【請求項3】 対向配設された少なくとも一方が透明な
一対の基板の間に、液晶材料と重合体とからなる表示媒
体が挟持され、各画素が液晶分子の立ち上がり方向を異
ならせてあると共に少なくとも2つ以上の捩れ方向をも
つ複数の液晶分子配向領域から形成され、かつ、各画素
の外側に基板間隙を保持するための基板間隙保持手段が
設けられている液晶表示素子。
3. A display medium comprising a liquid crystal material and a polymer is sandwiched between a pair of substrates, at least one of which is disposed opposite to each other, and each pixel has a different rising direction of liquid crystal molecules. A liquid crystal display element formed of a plurality of liquid crystal molecule alignment regions having at least two or more torsional directions and provided with a substrate gap holding means for holding a substrate gap outside each pixel.
【請求項4】 前記画素の外側に設けた遮光層の上に選
択的にスペーサが存在し、該スペーサが前記基板間隙保
持手段を構成している請求項3に記載の液晶表示素子。
4. The liquid crystal display device according to claim 3, wherein a spacer is selectively provided on the light shielding layer provided outside the pixel, and the spacer forms the substrate gap holding means.
【請求項5】 前記基板間隙保持手段が、パターニング
形成された絶縁層からなる請求項3または4に記載の液
晶表示素子。
5. The liquid crystal display device according to claim 3, wherein said substrate gap holding means is formed of an insulating layer patterned and formed.
【請求項6】 前記基板間隙保持手段である、パターニ
ング形成された絶縁層が、少なくとも1つ以上の層によ
り構成されている請求項2または5に記載の液晶表示素
子。
6. The liquid crystal display element according to claim 2, wherein the patterned insulating layer, which is the substrate gap holding means, is constituted by at least one layer.
【請求項7】 前記画素の外側に配設された基板間隙保
持手段が絶縁材料中に混在させた粒径制御物からなり、
該粒径制御物を混在する絶縁材料からなる層の幅(D)
が、該層の幅方向における粒径制御物の長さ寸法の1/
2をrとし、該層の幅方向における粒径制御物の中心か
ら該層の端までの距離をAとしたとき、r<A≦D/2
を満足する請求項1または4に記載の液晶表示素子。
7. The substrate gap holding means provided outside the pixel is made of a particle size control material mixed in an insulating material.
Width (D) of layer made of insulating material mixed with the particle size control material
Is 1 / the length of the particle size control material in the width direction of the layer.
2 as r, and the distance from the center of the grain size control material in the width direction of the layer to the end of the layer is A, r <A ≦ D / 2
The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the following condition is satisfied.
【請求項8】 前記画素の外側に配設された基板間隙保
持手段が絶縁材料中に混在させた粒径制御物からなり、
該粒径制御物を固定する第1の絶縁材料からなる層の幅
(D1)と該粒径制御物を覆う第2の絶縁材料からなる
層の幅(D2)が、該層の幅方向における粒径制御物の
長さ寸法の1/2をrとしたとき、D1+4r<D2を満
足する請求項1または4に記載の液晶表示素子。
8. The substrate gap holding means provided outside the pixel is made of a particle size control material mixed in an insulating material.
The width (D 1 ) of the layer made of the first insulating material for fixing the particle size control object and the width (D 2 ) of the layer made of the second insulating material covering the particle size control object are determined by the width of the layer. The liquid crystal display device according to claim 1 , wherein D 1 + 4r <D 2 is satisfied, where r is の of the length of the controlled particle size in the direction.
【請求項9】 前記一対の基板の各々に設けた電極の対
向部分で前記画素が構成されており、各画素を構成する
一対の電極のうちの少なくとも一方の電極に、複数の液
晶分子配向領域に分割するための、電極の無い電極開口
部を有する請求項1から8に記載の液晶表示素子。
9. The pixel is constituted by a portion of an electrode provided on each of the pair of substrates, and at least one of the pair of electrodes constituting each pixel is provided with a plurality of liquid crystal molecule alignment regions. 9. The liquid crystal display device according to claim 1, further comprising an electrode opening having no electrode for dividing the liquid crystal display into electrodes.
【請求項10】 前記一対の基板の両側に、一対の偏光
板がそれぞれの偏光軸が直交するように配置されてお
り、かつ該一対の偏光板と該一対の基板間に、光学的に
負の複屈折性を有する位相差フィルムが少なくとも一枚
配設されている請求項1乃至9のいずれか一つに記載の
液晶表示素子。
10. A pair of polarizing plates are disposed on both sides of the pair of substrates so that their respective polarization axes are orthogonal to each other, and an optically negative voltage is applied between the pair of polarizing plates and the pair of substrates. 10. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein at least one retardation film having birefringence is provided.
【請求項11】 前記位相差フィルムの屈折率楕円体の
面内方向の屈折率をnx、ny、厚さ方向の屈折率をnz
とすると、式 nx>ny>nz を満足する位相差フィルムを備える請求項10に記載の
液晶表示素子。
Wherein said phase difference plane direction of the refractive index of the refractive index ellipsoid n x of the film, n y, the refractive index in the thickness direction n z
The liquid crystal display device according to claim 10, comprising a retardation film satisfying the following formula: nx > ny > nz .
【請求項12】 前記位相差フィルムの屈折率のうちn
xの方向が、該位相差フィルムに隣接する偏光板の透過
軸とはほぼ平行になるように該位相差フィルムが配置さ
れている請求項11に記載の液晶表示素子。
12. The refractive index of the retardation film, n
The liquid crystal display device according to claim 11, wherein the retardation film is arranged such that the direction of x is substantially parallel to a transmission axis of a polarizing plate adjacent to the retardation film.
【請求項13】 前記一対の偏光板と前記一対の基板間
に前記位相差フィルムがそれぞれ1枚ずつ配置されてお
り、前記位相差フィルムの屈折率のうちnxの方向が、
該位相差フィルムに隣接する偏光板の透過軸とはほぼ平
行になるように該位相差フィルムが配置されている請求
項11に記載の液晶表示素子。
13. are disposed one by one the retardation film, respectively between the pair of polarizing plates and the pair of substrates, the direction of n x of the refractive index of the retardation film,
The liquid crystal display device according to claim 11, wherein the retardation film is disposed so as to be substantially parallel to a transmission axis of a polarizing plate adjacent to the retardation film.
【請求項14】 前記液晶分子の複屈折異方性をΔn、
前記液晶層厚をd、前記位相差フィルムの厚さをd′と
し、前記位相差フィルムの面内リタデーションRs{=
(nx−ny)・d′}が前記液晶層のリタデーション値
(Δn・d)より小さいことを特徴とする請求項11乃
至13のいずれか一つに記載の液晶表示素子。
14. The liquid crystal molecule has a birefringence anisotropy of Δn,
The thickness of the liquid crystal layer is d, the thickness of the retardation film is d ', and the in-plane retardation of the retardation film Rs {=
(N x -n y) · d '} liquid crystal display device according to any one of claims 11 to 13, wherein the smaller than the retardation value of the liquid crystal layer (Δn · d).
【請求項15】 前記位相差フィルムの厚さ方向のリタ
デーションR{=(nx−nz)・d′}が前記液晶層の
リタデーション値(Δn・d)より小さいことを特徴と
する請求項11乃至13のいずれか一つに記載の液晶表
示素子。
15. The method of claim, wherein the retardation R thickness direction of the retardation film {= (n x -n z) · d '} is less than the retardation value of the liquid crystal layer (Δn · d) A liquid crystal display device according to any one of items 11 to 13.
【請求項16】 請求項1に記載の液晶表示素子を製造
する方法であって、 前記一対の基板の一方に画素の大きさを規定する遮光層
をパターニングすると共に粒径制御物を混在した絶縁材
料を用いて基板間隙保持手段を形成する工程と、 該基板間隙保持手段を有する基板ともう一方の基板とに
配向膜を形成し、ラビング処理を行う工程と、 両基板を互いにラビング方向が90°直交するように配
置して液晶セルを得る工程と、 該液晶セルに液晶材料を充填する工程とを含む液晶表示
素子の製造方法。
16. The method for manufacturing a liquid crystal display element according to claim 1, wherein a light-shielding layer for defining a size of a pixel is patterned on one of the pair of substrates, and an insulating material in which a particle size controller is mixed. A step of forming a substrate gap holding means using a material; a step of forming an alignment film on the substrate having the substrate gap holding means and the other substrate; and performing a rubbing treatment; A method for manufacturing a liquid crystal display element, comprising the steps of: obtaining a liquid crystal cell by arranging the liquid crystal cell at right angles; and filling the liquid crystal cell with a liquid crystal material.
【請求項17】 請求項2に記載の液晶表示素子を製造
する方法であって、 前記一対の基板の一方の基板における画素外に、1層以
上の絶縁材料層をパターニング形成して基板間隙保持手
段を得る工程と、 該基板間隙保持手段を有する基板ともう一方の基板とに
配向膜を形成し、ラビング処理を行う工程と、 両基板を互いにラビング方向が90°直交するように配
置して液晶セルを得る工程と、 該液晶セルに液晶材料を充填する工程とを含む液晶表示
素子の製造方法。
17. The method for manufacturing a liquid crystal display device according to claim 2, wherein one or more insulating material layers are formed by patterning outside pixels on one of the pair of substrates to maintain a gap between the substrates. Obtaining the means, forming an alignment film on the substrate having the substrate gap holding means and the other substrate, and performing a rubbing process; and disposing both substrates so that the rubbing directions are orthogonal to each other by 90 °. A method for manufacturing a liquid crystal display element, comprising: obtaining a liquid crystal cell; and filling the liquid crystal cell with a liquid crystal material.
【請求項18】 請求項3に記載の液晶表示素子を製造
する方法であって、 少なくとも一方が透明な一対の基板上に配向膜を形成
し、ラビング処理を行う工程と、 該一対の基板を互いにラビング方向が90°直交するよ
うに配置して液晶セルを得る工程と、 該液晶セルに、液晶組成物と重合性材料とを含む混合物
を充填した後、重合過程を経て液晶層の配向を固定化す
る工程とを含む液晶表示素子の製造方法。
18. A method for manufacturing a liquid crystal display device according to claim 3, wherein at least one of the substrates is formed of an alignment film on a pair of transparent substrates, and a rubbing process is performed. A step of arranging the liquid crystal cells so that the rubbing directions are orthogonal to each other at 90 ° to obtain a liquid crystal cell; filling the liquid crystal cell with a mixture containing a liquid crystal composition and a polymerizable material; Fixing the liquid crystal display element.
【請求項19】 少なくとも一方が透明な一対の基板上
に配向膜を形成し、ラビング処理を行う工程と、 該基板のうちのいずれかの基板上の画素外の領域に基板
間隙保持手段を構成する工程とを更に含む請求項18に
記載の液晶表示素子の製造方法。
19. A step of forming an alignment film on a pair of substrates, at least one of which is transparent, and performing a rubbing process; and forming a substrate gap holding means in a region outside a pixel on any one of the substrates. 19. The method for manufacturing a liquid crystal display device according to claim 18, further comprising the step of:
【請求項20】 前記粒径制御物を混在した絶縁材料を
用いて基板間隙保持手段を形成する工程において、 該絶縁材料からなる層を、その幅(D)が、該層の幅方
向における粒径制御物の長さ寸法の1/2をrとし、該
層の幅方向における粒径制御物の中心から該層の端まで
の距離をAとしたとき、r<A≦D/2を満足するよう
に形成する請求項16または18に記載の液晶表示素子
の製造方法。
20. In the step of forming a substrate gap holding means using an insulating material mixed with a particle size controlling material, the layer made of the insulating material has a width (D) in the width direction of the layer. Assuming that r is 1/2 of the length dimension of the diameter control object and A is the distance from the center of the particle size control object to the edge of the layer in the width direction of the layer, r <A ≦ D / 2 is satisfied. The method for manufacturing a liquid crystal display element according to claim 16, wherein the liquid crystal display element is formed so as to be formed.
【請求項21】 前記粒径制御物を、パターニング形成
された絶縁材料からなる層にて固定する工程において、 該粒径制御物を固定する第1の絶縁材料からなる層と、
該粒径制御物を覆う第2の絶縁材料からなる層とを、第
1の絶縁材料からなる層の幅(D1)および第2の絶縁
材料からなる層の幅(D2)が、該層の幅方向における
粒径制御物の長さ寸法の1/2をrとしたとき、D1
4r<D2を満足するように形成する請求項16、18
または20に記載の液晶表示素子の製造方法。
21. A step of fixing the particle size control object with a layer made of a patterned insulating material, comprising: a first insulating material layer fixing the particle size control object;
The width of the layer made of the second insulating material (D 1 ) and the width of the layer made of the second insulating material (D 2 ) are defined by the following: When 1/2 of the length of the particle size control material in the width direction of the layer is r, D 1 +
4r <claim 16, 18 formed so as to satisfy D 2
21. The method for manufacturing a liquid crystal display element according to 20.
【請求項22】 請求項9に記載の液晶表示素子を製造
する方法であって、 前記各画素を構成する一対の電極のうち少なくとも一方
の電極に、複数の液晶分子配向領域に分割するための、
電極が無い電極開口部を形成する工程と、 該電極開口部を有する基板ともう一方の基板とからなる
液晶セルに、前記液晶層を形成する材料を充填した後、
電極に電界を印加して画素内に液晶分子配向が異なる複
数の液晶分子配向領域を形成する工程とを更に含む請求
項16乃至21のいずれか一つに記載の液晶表示素子の
製造方法。
22. The method for manufacturing a liquid crystal display element according to claim 9, wherein at least one of a pair of electrodes constituting each pixel is divided into a plurality of liquid crystal molecule alignment regions. ,
A step of forming an electrode opening having no electrode, and after filling a material for forming the liquid crystal layer into a liquid crystal cell including a substrate having the electrode opening and another substrate,
22. The method according to claim 16, further comprising: applying an electric field to the electrode to form a plurality of liquid crystal molecule alignment regions having different liquid crystal molecule alignments in the pixel.
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