JP3895447B2 - Liquid crystal display element and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、衝撃性に優れ、且つ、良好な表示品位を実現する液晶表示素子およびその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、一対の基板を電極が形成された面が内側になるように互いに貼り合わせ、その間隙に液晶を封入してなる液晶表示素子が知られている。このような液晶表示素子は、外圧による基板の変形等の結果、対向する基板間の距離が変化すると、しきい値電圧の変化、対向する基板間での電極ショート、あるいは液晶分子の配向の乱れ等により、良好な表示が不可能となる。このため、一対の基板間の距離を一定に保つためにスペーサを基板間に配置する方法が知られており、従来、(1)球状の粒子を散布する方法、(2)有機系または無機系の柱を形成する方法、のいずれかが一般に用いられている。
【0003】
(1)の方法の具体的な例としては、例えばジビニルベンゼン系重合体等の有機系樹脂からなる真珠微粒子を窒素雰囲気中に分散させて基板上に散布する乾式法や、かかる真珠微粒子をアルコール溶液などに混合して基板上に霧状に散布する方法が知られている。
【0004】
しかし、(1)の方法は、以下のような問題点を有している。まず第一の問題点は、微粒子は互いに凝集する性質を持つため、基板上に均等に散布することが困難であり、均一なセル厚を実現し難いことである。また、第二の問題点としては、微粒子の配置を制御することが困難であることから、画素部分にも散布された微粒子が配向欠陥を招来し、表示品位を低下させる可能性があることが挙げられる。さらに、第三の問題点は、基板がスペーサとしての真珠微粒子との点接点で支持されているために、外圧に対して十分な強度を得ることが難しいということである。
【0005】
一方、(2)の方法は、より具体的には、有機または無機系膜を所定の膜厚に形成し、さらにその上にレジスト膜を形成した後にマスク露光することにより、スペーサとしての柱を形成する方法である。また、上記レジスト膜の代わりに、例えば感光性ポリイミドあるいは感光性アクリル樹脂などの感光性有機樹脂を用いることもできる。
【0006】
このように、(2)の方法は、柱を画素外部に選択的に形成できる。また、基板と柱の接触面を任意のパターンに形成できるという長所を備えており、(1)の方法に比較して、セル厚の均一性、外圧に対する強度、および表示品位の点において優れている。
【0007】
近年、液晶材料として強誘電性液晶が注目されているが、強誘電性液晶は自発分極を有することにより高速応答が可能であるなどの優れた性質を持つ反面、分子の配向の規則性がより結晶に近い構造を持つため、外圧により分子配向の規則性が乱されると元の状態に戻りにくい、つまり、衝撃に対して弱い、という問題点を有している。このため、強誘電性液晶が有する上記の問題点を克服するためには、衝撃性に優れた基板構造を持つことが必要となる。このような液晶表示素子を作製する方法として、(1)の方法に比較して、上記(2)の方法がより有力な候補であると考えられている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
従来の液晶表示素子の構成では、(A)絶縁性基板上に配向制御層を形成した後、この配向制御層上にスペーサを形成し、一方の基板上のスペーサの頂部と他方の基板上の配向制御層との接着により一対の基板を貼り合わせた構成、(B)絶縁性基板上にスペーサを形成した後に、このスペーサを覆うように配向制御層を形成し、一方の基板上のスペーサ頂部の配向制御層と他方の基板の配向制御層との接着により一対の基板を貼り合わせた構成の液晶表示素子が挙げられる。
【0009】
しかしながら、上記従来の構成では以下のような種々の問題点を有している。
【0010】
まず、(A)においては、配向制御層上にスペーサを形成するため、スペーサの製造工程が配向制御層の汚染、変質、破壊等を招来する可能性があるという問題がある。感光性ポリイミドやフォトレジスト等を用いたフォトリソグラフィによって、配向処理を行った後の基板上にスペーサが形成されるが、このフォトリソグラフィの工程において使用される溶剤が配向制御層に対して悪影響を及ぼす可能性がある。このような場合、配向制御層の配向規制能力が低下するために液晶分子の配向が不均一となり、表示品位の低下が避けられない。また、配向制御層に影響を与えないことを考慮すれば、スペーサまたは配向制御層の材料が制約されるという問題点がある。
【0011】
一方、(B)においては、配向制御層同士を接着させるために加圧下での加熱によって配向制御層を軟化させるので、配向制御層の配向規制力に悪影響を及ぼす可能性があるという問題がある。このような場合、配向制御層の配向規制能力が変化するために液晶分子の配向が不均一となり、表示品位の低下が避けられない。また、配向制御層として有機溶媒可溶性ポリイミドを使用した場合、ポリアミック酸型に比較すると加熱によりイミド化が進行しないため、十分な接着強度が得られないという問題があり、配向制御層材料の制約が生じる。なお、(A)においては、一対の基板を一方の基板上のスペーサと他方の基板上の配向制御層との接着により貼り合わす構成である。そのため、配向制御層ではなくスペーサを軟化させるため、(B)で問題となる配向制御層の軟化による表示品位の低下が生じない。
【0012】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、均一なセル厚を有するとともに、十分な耐ショック性を備え、ムラのない良好な表示品位を実現できる液晶表示素子およびその製造方法を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る液晶表示素子は、上記の課題を解決するために、少なくとも一方が光透過性を有する一対の基板間に液晶を封入してなる液晶表示素子において、前記一対の基板の少なくとも一方の基板は、絶縁基板と複数の電極とを覆うように形成された絶縁膜の上に、均一な高さを有する柱状または壁状のスペーサを備え、該スペーサの頂部に位置する部分を除いて前記一方の基板の絶縁膜の表面を覆うように、前記スペーサにはじかれる材料によって配向制御層が設けられており、前記スペーサの頂部に位置する部分が他方の基板の配向制御層に接着されることにより、前記一対の基板が互いに貼り合わされていることを特徴としている。
【0014】
上記の構成によれば、一対の基板が均一な高さを有する柱状あるいは壁状のスペーサによって均一な間隔を保って、互いに貼り合わされる。また、上記一対の基板は、スペーサが形成された後に配向制御層を形成するため、スペーサ形成工程による配向制御層の汚染、変質、破壊等に起因する表示品位の低下、スペーサまたは配向制御層の材料の制約を回避することができる。
【0015】
さらに、上記の構成では、スペーサの頂部を除いて基板表面を覆うように配向制御層が設けられ、一方の基板に形成されたスペーサの頂部と、他方の基板の配向制御層との接着によって一対の基板が貼り合わされている。このため、配向制御層を軟化させずにスペーサを軟化させるので、配向制御層同士の接着の場合に起こる配向制御層の軟化による表示品位の低下や、接着強度不足を回避することができる。
【0016】
以上のように、上記の構成によれば、セル厚を従来よりもさらに高い精度で均一化できると共に、むらのない良好な表示品位、耐ショックに優れた液晶表示素子を提供することができる。
【0017】
上記の構成によれば、一方の基板上の絶縁膜の表面を覆うように、前記スペーサにはじかれる材料によって配向制御層を設けるため、スペーサが配向制御層をはじくものとなっている。
【0018】
これにより、配向制御層を設ける際、配向制御層をスペーサを形成した絶縁性基板の上層全体を覆うように、スピンコート法、ロールコート法などにより塗布しても、スペーサが配向制御層をはじくために、配向制御層はスペーサ形成領域以外の絶縁性基板上層を覆うように塗布することができる。従って、従来のようにスペーサ上部の配向制御層を除去する必要がないので、配向制御層の汚染、破損などが生じず、また、簡単な製造方法で良好な表示品位を実現する液晶表示素子を提供できる。
【0019】
本発明では、一対の基板は一方の基板上のスペーサと他方の基板上の配向制御層との接着により貼り合わされるので、配向制御層は少なくともスペーサ頂部を除く絶縁性基板上層に形成されればよく、スペーサ側面には、配向制御層が形成されてもされなくてもよい。
【0020】
本発明に係る液晶表示素子は、上記構成に加えて、前記スペーサは、感光性有機樹脂からなることを特徴としている。
【0021】
上記の構成によれば、スペーサは感光性有機樹脂からなる。スペーサ材料が無機あるいは非感光性有機樹脂の場合はフォトレジストを用いたフォトリソグラフィによってスペーサを形成するが、感光性有機樹脂の場合はフォトレジストを用いる必要がなく、従って、より簡単な製造方法で表示品位、耐ショックに優れた液晶表示素子を提供することが可能となる。
【0022】
本発明に係る液晶表示素子は、上記構成に加えて、前記スペーサは、前記一方の基板上の複数の電極間の領域の絶縁膜上に配置され、且つ、光学的な等方性を有することを特徴としている。
【0023】
上記の構成によれば、スペーサは画素領域外に形成される。このため、画素内にスペーサを形成する場合に起こる開口率、表示品位の低下を回避することができる。さらに、スペーサが光学的な等方性を有するためブラックマトリックスとして機能することが可能となる。
【0024】
本発明に係る液晶表示素子は、上記構成に加えて、前記液晶は、強誘電性液晶であることを特徴としている。
【0025】
上記の構成によれば、強誘電性液晶は自発分極を有し、メモリ性を有すること等によって高速応答が可能となるため、例えば大容量且つ高精細な画像の表示が可能な液晶表示素子を提供することができる。
【0026】
なお、強誘電性液晶は、例えば、ネマティック液晶と比較すると分子配列が結晶に近いので、外圧により分子配向の規則性が一旦乱されると元の状態に戻りにくい、つまり衝撃に弱いという欠点を有しているが、上記の構成によれば充分な基板強度が実現されているために上記の欠点が解消され、この結果、強誘電性液晶の優れた特性が発揮された液晶表示素子を提供することが可能となる。
【0027】
本発明に係る液晶表示素子の製造方法は、上記の課題を解決するために、少なくとも一方が光透過性を有する一対の基板間に液晶を封入してなる液晶表示素子の製造方法において、前記一対の基板の少なくとも一方の基板に、絶縁性基板と複数の電極とを覆うように形成された絶縁膜の上に均一な高さの柱状または壁状のスペーサを複数形成する第1工程と、前記スペーサの頂部に位置する部分を除いて前記一方の基板の絶縁膜の表面を覆うように、前記スペーサにはじかれる材料によって配向制御層を形成する第2工程と、前記スペーサの頂部に位置する部分を、他方の基板の配向制御層に接着させる第3工程とを含んでいることを特徴としている。
【0028】
上記の方法によれば、まず、第1工程において絶縁性基板の上層にスペーサが形成される。なお、上記第1工程の前あるいは後に必要に応じて各基板上に電極、遮光層、または絶縁膜等を形成することができる。その後、第2工程においてスペーサ頂部を除く絶縁性基板の上層を覆うように配向制御層が形成される。このように配向制御層の形成に先立ってスペーサの形成を行うことにより、スペーサ形成の工程で用いられる溶剤等により配向制御層が汚染されたり損傷を受けたりすることが防止される。
【0029】
これにより、むらのない良好な表示品位を実現し得る液晶表示素子を提供することが可能となる。さらに、スペーサ頂部以外の絶縁性基板上層を覆うように選択的に配向制御層を形成することにより、一対の基板は、一方の基板のスペーサの頂部と他方の基板の配向制御層との接着によって貼り合わされる。このようにスペーサ頂部以外の絶縁性基板上層を覆うように選択的に配向制御層を形成することにより、配向膜同士の接着の場合に起こる配向制御層の軟化による表示品位の低下、接着強度不足を回避することが可能となる。
【0030】
本発明に係る液晶表示素子の製造方法は、前記第2工程にて、絶縁膜の表面を覆うように、前記スペーサにはじかれる材料によって配向制御層を形成することを特徴としている。
【0031】
上記の方法によれば、配向制御層をスペーサ形成領域外に選択的に形成するために、スペーサが配向制御層をはじくことを利用している。
【0032】
配向制御層をスペーサ形成領域外の絶縁性基板上層を覆うように形成する方法として、まず、スペーサを含む絶縁性基板上層全体を覆うように配向制御層を形成し、次にフォトリソグラフィ等によりスペーサ上の配向制御層を除去する方法が挙げられる。しかし、この方法の場合は、上記フォトリソグラフィ工程により配向制御層の汚染、損傷等が生じるため、良好な表示品位が得られないという問題がある。
【0033】
しかし、本発明の方法では、配向制御層をスペーサを形成した絶縁性基板の上層全体を覆うように、スピンコート法、ロールコート法などにより塗布しても、スペーサが配向制御層をはじくために、配向制御層はスペーサ形成領域以外の絶縁性基板上層を覆うように塗布することができる。従って、上記従来法のようにスペーサ上部の配向制御層を除去する必要がないので、配向制御層の汚染、破損などが生じず、また、簡単な製造方法で良好な表示品位を実現することが可能となる。
【0034】
なお、スペーサが配向制御層をはじくためには、以下の方法により配向制御層のスペーサ表面に対する濡れ性を、スペーサ以外の絶縁性基板上の領域に対するものより悪くすればよい。
(1)スペーサに対する配向制御層の濡れ性が悪くなるスペーサ材料あるいは配向制御層材料を選択する
(2)スペーサあるいは配向制御層材料へ界面活性剤を添加する
(3)スペーサ形成後の絶縁性基板の界面活性剤処理を行う
本発明では、一対の基板は一方の基板上のスペーサと他方の基板上の配向制御層との接着により貼り合わされるので、配向制御層は少なくともスペーサ頂部を除く絶縁性基板上層に形成されればよく、スペーサ側面に配向制御層が形成されてもされなくてもよい。
【0035】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態について図1および図2に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【0036】
図1は、本発明の実施の一形態に係る液晶表示素子の概略構成を示す断面図である。本液晶表示素子は、一対の基板10・20を対向させて貼り合わせ、その間隙に液晶7を封入した構成である。
【0037】
基板10は、絶縁性基板1aと、互いに平行に配された複数の電極2aと、遮光層3aと、前記絶縁性基板1a、電極2a、および遮光層3aを覆うように形成された絶縁膜4aと、この絶縁膜4aの表面に形成されたスペーサ6と、このスペーサ6の頂部を除く絶縁膜4aの表面を覆うように形成された配向制御層5aとによって構成されている。
【0038】
また、基板20は、絶縁性基板1bと、互いに平行に配された複数の電極2bと、絶縁膜4bと、前記絶縁膜4bの表面に積層された配向制御層5bとにより構成されている。また、上記基板10・20は、上記絶縁性基板1a上に形成されたスペーサ6の頂部と上記絶縁性基板1b上に形成された配向制御層5bとの接着により貼り合わされている。
【0039】
上記の絶縁性基板1a・1bは、ガラスあるいはプラスチック等の透明材料からなる。また、電極2a・2bとしては、一般にITO(Indium Tin Oxide)からなる透明電極を用いるが、その他の金属を用いた電極としてもよい。また、遮光層3aは、Cr、Mo、Al等の金属や、あるいは不透明な有機樹脂等により形成される。
【0040】
また、液晶7には、強誘電性液晶組成物が用いられている。強誘電性液晶は、高速応答が可能でメモリ性を有する等の優れた特性を持つことから、大容量且つ高精細な画像を表示することが可能となる。
【0041】
上記した構成を備える本実施形態の液晶表示素子は、以下の工程により作製される。すなわち、まず、絶縁性基板1aの表面にモリブデン等の金属あるいは不透明な有機樹脂により厚さ100nm程度の膜を形成し、この膜をフォトリソグラフィによってパターニングすることにより、図2(a)に示すように、所定のパターンの遮光層3aを形成する。
【0042】
次に、この上に、スパッタ法により厚さ100nm程度のITOを成膜し、これをフォトリソグラフィによってパターニングすることにより電極2aを形成する。この結果、図2(b)に示すように、電極2aの両端に沿って遮光層3aが配置された形状となる。
【0043】
さらに、この上にSiO2をスピンコート法により塗布し、図2(c)に示すように、均一な表面を有する絶縁膜4aを形成する。なお、この絶縁膜4aは、場合によっては省略した構成とすることができる。
【0044】
上記の絶縁膜4a上に、例えば新日鉄化学社製のネガ型感光性アクリル樹脂V−259を、焼成後の膜厚が1.5μmになるようにスピンコート法により塗布する。次に、遮光層3aの間で且つ電極2aがない領域で且つスペーサを形成すべき場所にフォトマスクを施して紫外線照射し、非露光部を除去した後、約180℃で1時間の焼成を行うことにより、図2(d)に示すようにスペーサ6を形成する。なお、上記フォトマスクのパターンや配置位置を種々に変更することにより、スペーサ6を、円柱状、壁状、あるいはストライプ状等の任意の形状に形成することができる。
【0045】
次いで、チッソ社製配向膜PSI−A−2101を膜厚50nmになるようにスピンコート法により塗布し、約200℃で1時間焼成を行った後、表面にラビング処理を施し、図2(e)に示すように、配向制御層5aを形成する。
【0046】
上記のように、配向制御層5aを形成する際、スペーサ6が配向制御層材料をはじくために、図2(e)に示すように、配向制御層5aを、スペーサ6の頂部を除く基板10上層を覆うように設けることができる。この点については、後に詳述する。
【0047】
以上の工程によって、基板10を形成することができる。また、基板20については、絶縁性基板1b上に上記と同様の工程によって、電極2b、図示しない遮光層、および絶縁膜4bを順次形成し、この絶縁膜4bの上に配向制御層5bを形成することにより作製される。
【0048】
次に、これらの基板10・20を、配向制御層5a・5bのラビング方向が同一になるように対向させて、約180℃で1時間、0.9kg/cm2の圧力を加えることによりスペーサ6と配向制御層5bとを接着させる。さらに、基板1
0および20の間隙に液晶7を封入することにより、液晶表示素子が完成する。
【0049】
以上のような工程により実際に作製した液晶表示素子は、セル厚を±0.03μm以内の精度で均一化することができた。また、スペーサ6の近傍は、遮光層3aおよび基板20側の遮光層により隠されているため、画素表示部において均一な配向とスイッチング特性、高開口率を得ることができた。
【0050】
なお、スペーサ6の材料としては、上記したネガ型感光性有機樹脂の他に、非感光性のポリイミドやアクリル樹脂などの有機樹脂や、Cr、Mo、Al等の金属を用いることができる。しかし、感光性有機樹脂の場合はフォトレジストが不要であるため、より簡単で低コストで作製できる利点がある。また、スペーサ6を形成する位置は、絶縁性基板1a上のどの領域でも可能であるが、表示品位を低下させないためには、画素表示領域外に形成することが望ましい。
【0051】
なお、上記構成では、基板10側にのみスペーサ6を設けた構成について説明したが、必要なスペーサ6を基板10および20の両方に分散させて設け、一方の基板の上のスペーサ頂部を他方の基板におけるスペーサがない領域の配向制御層に接着することにより基板10および20を貼り合わせた構成とすることも可能である。
【0052】
また、絶縁膜4a・4bは必須の構成ではなく、基板10および20の間でリーク電流が発生しなければ省略した構成とすることも可能である。また、上記した各種の膜の他に、必要に応じてオ−バーコート膜等を形成してもよい。
【0053】
上記のように、配向制御層5aは、スペーサ6の頂部以外の領域で且つ絶縁膜4aの表面を覆うように形成される。配向制御層5aとして使用したPSI−A−2101は、スペーサ6として使用したV−259に対して濡れ性が悪く、且つ絶縁膜4aとして使用したSiO2に対しては良い。このため、配向制御層5aをスピンコートした際には、スペーサ6の表面では配向制御層5aははじかれ形成されず、スペーサ6以外の領域で且つ絶縁膜4aの表面では均一に形成される。また、スクリーン印刷法によりスペーサ6以外の領域で且つ絶縁膜4aの表面に選択的に配向制御層5aを形成することも可能である。
【0054】
以上のように、本実施形態に係る液晶表示素子は、一対の基板10・20を備え、一方の基板10は、絶縁性基板1aの上層に電極2a、遮光層3a、および必要に応じて絶縁膜4aを形成した後、さらにこれらの上層にスペーサ6を形成し、このスペーサ6以外の領域で且つ絶縁膜4aの上層を覆うように配向制御層5aが積層された構成である。他方の基板20は、絶縁性基板1bの上層に、電極2b、および必要に応じて絶縁膜4bを形成した上層の全体を覆うように配向制御層5bが積層された構成である。
【0055】
配向制御層5aはスペーサ6の形成後に形成されるため、スペーサ形成工程による配向制御層5aの汚染、変質、破壊等がないため、良好な表示品位が得られる。
【0056】
また、配向制御層5aは、スペーサ6以外の領域で且つ絶縁膜4aの上層を選択的に覆うように形成される。その結果、これらの基板10および20は、絶縁性基板1a上のスペーサ6の頂部と絶縁性基板1b上の配向制御層5bとの接着により貼り合わされることになる。すなわち、配向制御層は軟化させずに、スペーサ6だけを軟化させて基板を接着すればよい。貼り合わせ工程における加熱温度180℃では配向制御層は軟化せず、スペーサ6のみが軟化する。また、配向制御層の焼成温度200℃より低温である。そのため、貼り合わせ工程の加熱は配向制御層の配向規制力に影響を及ぼさない。このため、従来の配向膜同士の接着の際に起こりがちであった配向制御層の軟化による配向制御能力の低下、配向制御層材料の制約を回避でき、基板同士の接着をより強固なものとして、耐ショックに優れた液晶表示素子を提供することが可能となる。
【0057】
さらに、スペーサ6を光学的に等方性を有する材料、すなわち屈折率に異方性がない材料で形成し、且つ、スペーサ6を対向する基板20の配向制御層5bと隙間なく完全に接着させることにより、スペーサ6はクロスニコル下で消光する。つまり、上記の条件下で、スペーサ6はブラックマトリックスとしても機能するので、画素領域以外の部分を遮光してコントラストを向上させるという効果を奏する。
【0058】
また、スペーサ6近傍は液晶の配向やスイッチング特性が不均一になり、表示むらが発生する場合もあったが、本実施形態の構成によれば、スペーサ6の近傍は遮光層3aによって隠される構成となっているために、若干の表示むらが生じたとしても実際の表示状態に影響を与えず、高い表示品位が得られる。
【0059】
〔比較例1〕
ここで、比較例として従来の工程により作製された液晶表示素子を挙げ、上記で説明した本実施形態の液晶表示素子との比較を行うこととする。なお、前記した実施形態で説明した構成と同様の構成には同一の符号を付記し、その詳細な説明を省略する。
【0060】
従来の液晶表示素子は、図3に示すように、スペーサ6を形成した後に、スペーサ6および絶縁膜4aの上層の全体を覆うように配向制御層5aを形成し、基板11および20は、絶縁性基板11a上の配向制御層5aと絶縁性基板1b上の配向制御層5b同士の接着により貼り合わされた構成である。
【0061】
上記従来の液晶表示素子の製造工程は、以下の通りである。
【0062】
図2(a)〜図2(d)を参照して説明した工程と同様の工程により、絶縁性基板11aの表面に電極2a、遮光層3a、絶縁膜4a、およびスペーサ6を形成する。
【0063】
次に、この絶縁性基板11aを、東レダウコーニング社製シランカップリング剤SH6020のイソプロピル溶液に浸漬した後、水洗する。次いで、チッソ社製配向膜PSI−A−2101を膜厚50nmになるようにスピンコート法により塗布し、約200℃で1時間焼成を行った後、表面にラビング処理を施し、配向制御層5aを形成する。以上の工程によって基板11が作製される。
【0064】
次に、これらの基板11・20を、配向制御層5a・5bのラビング方向が同一になるように対向させて、約250℃で1時間、0.9kg/cm2の圧力を加えることにより配向制御層5a・5bを接着させる。さらに、基板11および20の間隙に液晶7を封入することにより、液晶表示素子が完成する。
【0065】
以上のように、本比較例1に係る液晶表示素子では、シランカップリング剤処理によりスペーサ6の表面の濡れ性が改善され、配向制御層5aがスペーサ6および絶縁膜4aの上層の全体を覆うように形成され、その結果として基板11・20が配向制御層5a・5b同士によって接着されている点が、本発明の実施形態と異なっている。
【0066】
配向制御層5aは、スペーサ6の形成後に形成されるため、スペーサ形成工程による配向制御層5aの汚染、変質、破壊等がないことは、本実施形態と同様である。
【0067】
しかし、比較例の配向制御層5aは、スペーサ6および絶縁膜4aの上層を覆うように形成される。その結果、これらの基板11および20は絶縁性基板11a上の配向制御層5aと絶縁性基板1b上の配向制御層5bとを軟化させて貼り合わせることになる。そのために必要な貼り合わせ工程における加熱温度は250℃であり、配向制御層の焼成温度200℃より高温である。従って、貼り合わせ工程の加熱は配向制御層の配向規制力に影響を及ぼし、本実施形態と比較すると良好な配向が得られなかった。なお、貼り合わせ工程の加熱温度が本実施形態と同じ200℃の場合は、良好な接着強度が得られなかった。
【0068】
このように、上記した従来工程により作製された液晶表示素子と、本発明の実施形態に係る液晶表示素子とを比較すると、基板の接着強度、表示品位において後者が優れていることが判った。
【0069】
〔比較例2〕
他の従来の液晶表示素子は、図4に示すように、配向制御層5aの上層にスペーサ6を形成し、基板40および20は絶縁性基板21a上のスペーサ6と絶縁性基板1b上の配向制御層5bとの接着により貼り合わされた構成である。
【0070】
上記従来の液晶表示素子の製造工程は以下の通りである。
【0071】
図2(a)〜図2(c)を参照して説明した工程と同様の工程により、絶縁性基板21aの表面に電極2a、遮光層3a、および絶縁膜4aを形成する。
【0072】
次に、この絶縁膜4a上に、チッソ社製配向膜PSI−A−2101を膜厚50nmになるようにスピンコート法により塗布し、約200℃で1時間焼成することにより、配向制御層5aを形成した。
【0073】
次に、この配向制御層5a上に新日鉄化学社製のネガ型感光性アクリル樹脂V−259を、焼成後の膜厚が1.5μmになるようにスピンコート法により塗布する。次に、遮光層3aの間で且つ電極2aがない領域で且つスペーサを形成すべき場所にフォトマスクを施して紫外線照射し、非露光部を除去した後、約180℃で1時間の焼成を行うことにより、スペーサ6を形成した。
【0074】
このようにスペーサ6を形成した後に、配向制御膜5aにラビング処理を施して、基板40が完成した。次いで、基板40および20を、スペーサ6と配向制御層5bとを接着させることにより互いに接着し、その間隙に液晶7を封入することにより図4に示すような液晶表示素子が完成する。
【0075】
以上のように、本比較例2に係る液晶表示素子では、配向制御層5a上にスペーサ6を形成するため、スペーサ6の形成工程が配向制御層5aに影響を及ぼすこととなる。
【0076】
上記のような従来工程により作製された液晶表示素子と、本発明の実施形態に係る液晶表示素子とを比較すると、表示品位において後者が優れていることが判った。
【0077】
【発明の効果】
本発明の液晶表示素子は、以上のように、一対の基板の少なくとも一方の基板は、絶縁性基板と複数の電極とを覆うように形成された絶縁膜の上に、均一な高さを有する柱状または壁状のスペーサを備え、該スペーサの頂部に位置する部分を除いて前記一方の基板の絶縁膜の表面を覆うように、前記スペーサにはじかれる材料によって配向制御層が設けられており、前記スペーサの頂部に位置する部分が他方の基板の配向制御層に接着されることにより、前記一対の基板が互いに貼り合わされている構成である。
【0078】
これにより、スペーサが形成された後に配向制御層を形成できるため、スペーサ形成工程による配向制御層の汚染、変質、破壊等に起因する表示品位の低下、スペーサまたは配向制御層の材料の制約を回避することができる。
【0079】
また、スペーサと配向制御層との接着により一対の基板が貼り合わされていることにより、配向制御層の軟化による表示品位の低下、接着強度不足、配向制御層材料の制約を回避することができる。
【0080】
それゆえ、むらのない良好な表示品位を実現できると共に、耐ショックに優れた液晶表示素子を提供できるという効果を奏する。
【0081】
さらに、スペーサが形成された絶縁性基板上層全体を覆うように配向制御層を塗布しても、配向制御層を、スペーサ頂部を除く絶縁性基板上層に選択的に形成できる。それゆえ、配向制御層の汚染、破壊等が生じず、良好な表示品位の液晶表示素子を提供できるという効果を奏する。
【0082】
本発明の液晶表示素子は、以上のように、上記の構成において、前記スペーサは、感光性有機樹脂からなる構成である。
【0083】
それゆえ、スペーサの形成工程においてフォトレジストを必要としないため、より簡単で安価な製造方法で、耐ショック、良好な表示品位の液晶表示素子を提供できるという効果を奏する。
【0084】
本発明の液晶表示素子は、以上のように、上記の構成において、前記スペーサは、前記一方の基板上の複数の電極間の領域の絶縁膜上に配置され、且つ、光学的な等方性を有する構成である。
【0085】
それゆえ、スペーサが画素領域外に形成されることにより、画素内にスペーサを形成する場合に起こる開口率、表示品位の低下を回避することが可能となるという効果を奏する。
【0086】
さらに、スペーサが光学的な等方性を有するためブラックマトリックスとして機能することが可能となるという効果も奏する。
【0087】
本発明の液晶表示素子は、以上のように、上記の構成において、前記液晶は、強誘電性液晶である構成である。
【0088】
これにより、耐ショックに優れた基板に強誘電性液晶が挟持されることにより、外圧に弱いという強誘電性液晶の欠点が解消される。それゆえ、強誘電性液晶の優れた特性が発揮された液晶表示素子を提供できるという効果を奏する。
【0089】
本発明の液晶表示素子の製造方法は、以上のように、一対の基板の少なくとも一方の基板に、絶縁性基板と複数の電極とを覆うように形成された絶縁膜の上に均一な高さの柱状または壁状のスペーサを複数形成する第1工程と、前記スペーサの頂部に位置する部分を除いて前記一方の基板の絶縁膜の表面を覆うように、前記スペーサにはじかれる材料によって配向制御層を形成する第2工程と、前記スペーサの頂部に位置する部分を、他方の基板の配向制御層に接着させる第3工程とを含んでいる方法である。
【0090】
これにより、配向制御層の形成に先立ってスペーサを形成するので、スペーサの形成工程で用いられる溶剤等により配向制御層が汚染されたり、損傷を受けたりすることが防止される。さらに、スペーサ頂部以外の絶縁性基板上層を覆うように選択的に配向制御層を形成することにより、つまり、配向制御層はスペーサ頂部には形成されないため、一対の基板は、一方の基板のスペーサの頂部と他方の基板の配向制御層との接着によって貼り合わされる。そのため、配向膜同士の接着の場合に起こる配向制御層の軟化による表示品位の低下、接着強度不足を回避することが可能となる。それゆえ、むらのない良好な表示品位、耐ショックに優れた液晶表示素子を提供できるという効果を奏する。
【0091】
本発明の液晶表示素子の製造方法は、前記第2工程にて、絶縁膜の表面を覆うように、前記スペーサにはじかれる材料によって配向制御層をスペーサ形成領域外に選択的に形成する方法である。
【0092】
これにより、スペーサが配向制御層をはじくので、スペーサが形成された絶縁性基板上層全体を覆うように配向制御層を塗布しても、配向制御層を、スペーサ頂部を除く絶縁性基板上層に選択的に形成できる。それゆえ、配向制御層の汚染、破壊等が生じず、良好な表示品位の液晶表示素子を提供できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の一形態に係る液晶表示素子の概略構成を示す断面図である。
【図2】 (a)ないし(e)は、上記液晶表示素子の製造工程の各段階を示す断面図である。
【図3】 従来の製造工程により作製した液晶表示素子の概略構成を示す断面図である。
【図4】 従来の製造工程により作製した他の液晶表示素子の概略構成を示す断面図である。
【符号の説明】
10・20 基板
5a・5b 配向制御層
6 スペーサ
7 液晶(強誘電性液晶)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal display element that is excellent in impact properties and realizes a good display quality, and a manufacturing method thereof.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a liquid crystal display element in which a pair of substrates are bonded to each other so that a surface on which an electrode is formed is on the inside and liquid crystal is sealed in a gap therebetween. In such a liquid crystal display element, when the distance between the opposing substrates changes as a result of deformation of the substrate due to external pressure, the threshold voltage changes, the electrode shorts between the opposing substrates, or the disorder of the orientation of the liquid crystal molecules. As a result, good display becomes impossible. For this reason, in order to keep the distance between a pair of substrates constant, a method of arranging spacers between the substrates is known. Conventionally, (1) a method of dispersing spherical particles, (2) an organic or inorganic system One of the methods for forming the column is generally used.
[0003]
Specific examples of the method (1) include a dry method in which pearl particles made of an organic resin such as a divinylbenzene polymer are dispersed in a nitrogen atmosphere and sprayed on a substrate, or the pearl particles are alcoholized. A method of mixing in a solution or the like and spraying it on a substrate in a mist form is known.
[0004]
However, the method (1) has the following problems. The first problem is that the fine particles have the property of aggregating with each other, so that it is difficult to evenly distribute them on the substrate and it is difficult to achieve a uniform cell thickness. As a second problem, since it is difficult to control the arrangement of the fine particles, the fine particles dispersed in the pixel portion may cause an alignment defect, which may deteriorate the display quality. Can be mentioned. Furthermore, the third problem is that it is difficult to obtain sufficient strength against the external pressure because the substrate is supported by point contacts with the pearl particles as the spacer.
[0005]
On the other hand, in the method (2), more specifically, an organic or inorganic film is formed to a predetermined thickness, and a resist film is further formed thereon, and then mask exposure is performed to form pillars as spacers. It is a method of forming. Instead of the resist film, for example, a photosensitive organic resin such as photosensitive polyimide or photosensitive acrylic resin can be used.
[0006]
Thus, in the method (2), the pillars can be selectively formed outside the pixels. In addition, it has the advantage that the contact surface between the substrate and the pillar can be formed in an arbitrary pattern, and is superior in the uniformity of cell thickness, strength against external pressure, and display quality compared to the method (1). Yes.
[0007]
In recent years, ferroelectric liquid crystal has attracted attention as a liquid crystal material. Ferroelectric liquid crystal has excellent properties such as being capable of high-speed response due to spontaneous polarization, but it has more regular alignment of molecules. Since it has a structure close to a crystal, it has a problem that it is difficult to return to its original state when the regularity of molecular orientation is disturbed by external pressure, that is, it is weak against impact. For this reason, in order to overcome the above-described problems of the ferroelectric liquid crystal, it is necessary to have a substrate structure with excellent impact properties. As a method for manufacturing such a liquid crystal display element, the method (2) is considered to be a more promising candidate compared to the method (1).
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
In the configuration of the conventional liquid crystal display element, (A) after forming an alignment control layer on an insulating substrate, a spacer is formed on the alignment control layer, and the top of the spacer on one substrate and the other substrate are formed. A structure in which a pair of substrates are bonded together by adhesion to an orientation control layer. (B) After forming a spacer on an insulating substrate, an orientation control layer is formed so as to cover the spacer, and the top of the spacer on one substrate And a liquid crystal display element having a structure in which a pair of substrates are bonded together by bonding the alignment control layer of the first substrate to the alignment control layer of the other substrate.
[0009]
However, the above-described conventional configuration has the following various problems.
[0010]
First, in (A), since the spacer is formed on the orientation control layer, there is a problem that the manufacturing process of the spacer may cause contamination, alteration, destruction, etc. of the orientation control layer. Spacers are formed on the substrate after the alignment treatment by photolithography using a photosensitive polyimide or a photoresist, but the solvent used in this photolithography process has an adverse effect on the alignment control layer. There is a possibility of effect. In such a case, since the alignment control ability of the alignment control layer is reduced, the alignment of liquid crystal molecules becomes non-uniform, and a reduction in display quality is inevitable. Further, considering that the alignment control layer is not affected, there is a problem that the material of the spacer or the alignment control layer is restricted.
[0011]
On the other hand, in (B), since the alignment control layer is softened by heating under pressure in order to bond the alignment control layers to each other, there is a problem that the alignment control force of the alignment control layer may be adversely affected. . In such a case, since the alignment control ability of the alignment control layer changes, the alignment of the liquid crystal molecules becomes non-uniform and the display quality is inevitably lowered. In addition, when organic solvent-soluble polyimide is used as the orientation control layer, imidization does not proceed by heating compared to the polyamic acid type, so there is a problem that sufficient adhesive strength cannot be obtained, and there are restrictions on the orientation control layer material. Arise. Note that in (A), a pair of substrates is bonded to each other by adhesion between a spacer on one substrate and an orientation control layer on the other substrate. Therefore, since the spacer is softened instead of the orientation control layer, display quality is not deteriorated due to softening of the orientation control layer, which is a problem in (B).
[0012]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a liquid crystal display element that has a uniform cell thickness, has sufficient shock resistance, and can realize good display quality without unevenness. And providing a manufacturing method thereof.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
BookIn order to solve the above problems, a liquid crystal display element according to the invention is a liquid crystal display element in which liquid crystal is sealed between a pair of substrates, at least one of which is light transmissive, and at least one of the pair of substrates.On the insulating film formed so as to cover the insulating substrate and the plurality of electrodes.A columnar or wall-like spacer having a uniform height, and the one substrate excluding a portion located at the top of the spacerThe surface of the insulation filmTo coverDepending on the material repelled by the spacerAn alignment control layer is provided, and a portion located at the top of the spacer is bonded to the alignment control layer of the other substrate, whereby the pair of substrates are bonded to each other.
[0014]
According to said structure, a pair of board | substrate is bonded together by the column-shaped or wall-shaped spacer which has uniform height, maintaining a uniform space | interval. In addition, since the pair of substrates forms the alignment control layer after the spacer is formed, the display quality deteriorates due to contamination, alteration, destruction, etc. of the alignment control layer due to the spacer formation process. Material constraints can be avoided.
[0015]
Further, in the above configuration, the orientation control layer is provided so as to cover the substrate surface except for the top portion of the spacer, and a pair is formed by adhesion between the top portion of the spacer formed on one substrate and the orientation control layer of the other substrate. The substrate is attached. For this reason, since the spacer is softened without softening the alignment control layer, it is possible to avoid deterioration in display quality due to softening of the alignment control layer and insufficient adhesive strength that occur when the alignment control layers are bonded to each other.
[0016]
As described above, according to the above-described configuration, it is possible to provide a liquid crystal display element that can make the cell thickness uniform with higher accuracy than before, and has good display quality without unevenness and excellent shock resistance.
[0017]
According to the above configuration,By the material repelled by the spacer so as to cover the surface of the insulating film on one substrateSince the orientation control layer is provided, the spacer repels the orientation control layer.
[0018]
As a result, when the orientation control layer is provided, the spacer repels the orientation control layer even if the orientation control layer is applied by spin coating or roll coating so as to cover the entire upper layer of the insulating substrate on which the spacer is formed. Therefore, the orientation control layer can be applied so as to cover the upper layer of the insulating substrate other than the spacer formation region. Accordingly, since there is no need to remove the alignment control layer on the spacer as in the prior art, the alignment control layer is not contaminated or damaged, and a liquid crystal display element that realizes good display quality with a simple manufacturing method is provided. Can offerThe
[0019]
Main departureThe pair of substrates are bonded together by adhesion between the spacer on one substrate and the orientation control layer on the other substrate, so that the orientation control layer only needs to be formed on the insulating substrate except at least the top of the spacer. The alignment control layer may or may not be formed on the spacer side surface.
[0020]
BookThe liquid crystal display element according to the invention isIn addition to the above configuration,The spacer is made of a photosensitive organic resin.
[0021]
According to said structure, a spacer consists of photosensitive organic resin. When the spacer material is an inorganic or non-photosensitive organic resin, the spacer is formed by photolithography using a photoresist. However, in the case of a photosensitive organic resin, it is not necessary to use a photoresist, and therefore, a simpler manufacturing method is used. It is possible to provide a liquid crystal display element excellent in display quality and shock resistance.
[0022]
BookThe liquid crystal display element according to the invention isIn addition to the above configuration,The spacer is a region between a plurality of electrodes on the one substrate.On the insulation filmIt is arranged and has optical isotropy.
[0023]
According to the above configuration, the spacer is formed outside the pixel region. For this reason, it is possible to avoid a decrease in aperture ratio and display quality that occurs when a spacer is formed in a pixel. Furthermore, since the spacer has optical isotropy, it can function as a black matrix.
[0024]
BookThe liquid crystal display element according to the invention isIn addition to the above configuration,The liquid crystal is a ferroelectric liquid crystal.
[0025]
According to the above configuration, since the ferroelectric liquid crystal has spontaneous polarization and can have a high-speed response due to its memory property, for example, a liquid crystal display element capable of displaying a large-capacity and high-definition image is provided. Can be provided.
[0026]
Ferroelectric liquid crystals, for example, have a molecular alignment close to that of crystals compared to nematic liquid crystals, so that once the regularity of molecular orientation is disturbed by external pressure, it is difficult to return to its original state, that is, it is vulnerable to impact. However, according to the above configuration, sufficient substrate strength is realized, so that the above-mentioned drawbacks are eliminated, and as a result, a liquid crystal display element that exhibits excellent characteristics of ferroelectric liquid crystal is provided. It becomes possible to do.
[0027]
BookIn order to solve the above-described problems, a method for manufacturing a liquid crystal display element according to the invention is the method for manufacturing a liquid crystal display element in which liquid crystal is sealed between a pair of substrates each having at least one light transmission property. On at least one of the substratesOn the insulating film formed to cover the insulating substrate and the plurality of electrodesA first step of forming a plurality of columnar or wall-like spacers of uniform height, and the one substrate except for a portion located at the top of the spacerInsulating film surfaceTo coverDepending on the material repelled by the spacerThe method includes a second step of forming an orientation control layer and a third step of bonding a portion located on the top of the spacer to the orientation control layer of the other substrate.
[0028]
According to the above method, first, a spacer is formed on the upper layer of the insulating substrate in the first step. In addition, an electrode, a light shielding layer, an insulating film, or the like can be formed on each substrate as needed before or after the first step. Thereafter, in the second step, an orientation control layer is formed so as to cover the upper layer of the insulating substrate excluding the spacer top. Thus, by forming the spacer prior to the formation of the alignment control layer, the alignment control layer is prevented from being contaminated or damaged by the solvent or the like used in the spacer formation process.
[0029]
As a result, it is possible to provide a liquid crystal display element capable of realizing good display quality without unevenness. Further, by selectively forming the orientation control layer so as to cover the upper layer of the insulating substrate other than the top of the spacer, the pair of substrates is bonded to the top of the spacer of one substrate and the orientation control layer of the other substrate. It is pasted together. In this way, by selectively forming the alignment control layer so as to cover the insulating substrate upper layer other than the top of the spacer, the display quality deteriorates due to the softening of the alignment control layer that occurs when the alignment films are bonded to each other, and the adhesive strength is insufficient. Can be avoided.
[0030]
BookIn the liquid crystal display element manufacturing method according to the invention, in the second step,An orientation control layer is formed by a material repelled by the spacer so as to cover the surface of the insulating film.It is characterized by forming.
[0031]
According to the above method, in order to selectively form the alignment control layer outside the spacer formation region, it is utilized that the spacer repels the alignment control layer.
[0032]
As a method of forming the alignment control layer so as to cover the insulating substrate upper layer outside the spacer formation region, first, the alignment control layer is formed so as to cover the entire insulating substrate upper layer including the spacer, and then the spacer is formed by photolithography or the like. A method of removing the upper alignment control layer is mentioned. However, in the case of this method, there is a problem that good display quality cannot be obtained because the alignment control layer is contaminated or damaged by the photolithography process.
[0033]
However, in the method of the present invention, the spacer repels the alignment control layer even if the alignment control layer is applied by spin coating or roll coating so as to cover the entire upper layer of the insulating substrate on which the spacer is formed. The orientation control layer can be applied so as to cover the upper layer of the insulating substrate other than the spacer formation region. Therefore, since there is no need to remove the alignment control layer above the spacer as in the conventional method, the alignment control layer is not contaminated or damaged, and good display quality can be realized with a simple manufacturing method. It becomes possible.
[0034]
In order for the spacer to repel the orientation control layer, the wettability of the orientation control layer with respect to the spacer surface may be made worse than that with respect to the region on the insulating substrate other than the spacer by the following method.
(1) Select a spacer material or an orientation control layer material that will deteriorate the wettability of the orientation control layer with respect to the spacer.
(2) Add surfactant to spacer or orientation control layer material
(3) Surface treatment with insulating substrate after spacer formation
In the present invention, the pair of substrates are bonded together by adhesion between the spacer on one substrate and the alignment control layer on the other substrate. Therefore, if the alignment control layer is formed at least on the insulating substrate excluding the top of the spacer. The alignment control layer may or may not be formed on the side surface of the spacer.
[0035]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
One embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2 as follows.
[0036]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a liquid crystal display element according to an embodiment of the present invention. The present liquid crystal display element has a configuration in which a pair of
[0037]
The substrate 10 includes an insulating substrate 1a, a plurality of
[0038]
The
[0039]
The insulating
[0040]
For the
[0041]
The liquid crystal display element of the present embodiment having the above-described configuration is manufactured by the following steps. That is, first, a film having a thickness of about 100 nm is formed on the surface of the insulating substrate 1a with a metal such as molybdenum or an opaque organic resin, and this film is patterned by photolithography, as shown in FIG. Then, a
[0042]
Next, an ITO film having a thickness of about 100 nm is formed thereon by sputtering, and this is patterned by photolithography to form the
[0043]
Furthermore, on this, SiO2As shown in FIG. 2C, an insulating
[0044]
On the insulating
[0045]
Next, an alignment film PSI-A-2101 manufactured by Chisso was applied by spin coating so as to have a film thickness of 50 nm, baked at about 200 ° C. for 1 hour, and then subjected to rubbing treatment on the surface, as shown in FIG. ), The
[0046]
As described above, when the
[0047]
Through the above steps, the substrate 10 can be formed. For the
[0048]
Next, these
The liquid crystal display element is completed by sealing the
[0049]
The liquid crystal display element actually produced by the above process was able to make the cell thickness uniform with an accuracy within ± 0.03 μm. Further, since the vicinity of the
[0050]
In addition to the negative photosensitive organic resin described above, the
[0051]
In the above configuration, the configuration in which the
[0052]
Further, the insulating
[0053]
As described above, the
[0054]
As described above, the liquid crystal display element according to the present embodiment includes the pair of
[0055]
Since the
[0056]
The
[0057]
Further, the
[0058]
Further, in the vicinity of the
[0059]
[Comparative Example 1]
Here, a liquid crystal display element manufactured by a conventional process is cited as a comparative example, and the comparison with the liquid crystal display element of the present embodiment described above is performed. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure similar to the structure demonstrated by above-described embodiment, and the detailed description is abbreviate | omitted.
[0060]
In the conventional liquid crystal display device, as shown in FIG. 3, after the
[0061]
The manufacturing process of the conventional liquid crystal display element is as follows.
[0062]
The
[0063]
Next, this insulating substrate 11a is immersed in an isopropyl solution of a silane coupling agent SH6020 manufactured by Toray Dow Corning, and then washed with water. Next, an alignment film PSI-A-2101 manufactured by Chisso Corporation was applied by a spin coating method so as to have a film thickness of 50 nm, baked at about 200 ° C. for 1 hour, and then subjected to rubbing treatment on the surface, and the
[0064]
Next, these
[0065]
As described above, in the liquid crystal display element according to Comparative Example 1, the wettability of the surface of the
[0066]
Since the
[0067]
However, the
[0068]
As described above, when the liquid crystal display element manufactured by the conventional process described above and the liquid crystal display element according to the embodiment of the present invention are compared, it has been found that the latter is superior in the bonding strength and display quality of the substrate.
[0069]
[Comparative Example 2]
In another conventional liquid crystal display element, as shown in FIG. 4, a
[0070]
The manufacturing process of the conventional liquid crystal display element is as follows.
[0071]
The
[0072]
Next, an orientation film PSI-A-2101 manufactured by Chisso Corporation is applied on the insulating
[0073]
Next, a negative photosensitive acrylic resin V-259 manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd. is applied onto the
[0074]
After the
[0075]
As described above, in the liquid crystal display element according to the comparative example 2, since the
[0076]
Embodiments of the present invention and the liquid crystal display device manufactured by the conventional process as described aboveInWhen compared with such a liquid crystal display element, it was found that the latter was superior in display quality.
[0077]
【The invention's effect】
BookAs described above, the liquid crystal display element of the invention is at least one of the pair of substrates.On the insulating film formed to cover the insulating substrate and the plurality of electrodes.A columnar or wall-like spacer having a uniform height, and the one substrate excluding a portion located at the top of the spacerInsulating film surfaceTo coverDepending on the material repelled by the spacerAn alignment control layer is provided, and the pair of substrates are bonded to each other by bonding a portion located at the top of the spacer to the alignment control layer of the other substrate.
[0078]
As a result, the alignment control layer can be formed after the spacer is formed, thus avoiding deterioration of display quality due to contamination, alteration, destruction, etc. of the alignment control layer due to the spacer formation process, and restrictions on the material of the spacer or alignment control layer. can do.
[0079]
In addition, since the pair of substrates are bonded to each other by adhesion between the spacer and the orientation control layer, it is possible to avoid display quality degradation, insufficient adhesive strength, and restrictions on the orientation control layer material due to softening of the orientation control layer.
[0080]
Therefore, it is possible to realize a good display quality without unevenness and to provide a liquid crystal display element excellent in shock resistance.
[0081]
further,Even if the alignment control layer is applied so as to cover the entire upper layer of the insulating substrate on which the spacer is formed, the alignment control layer can be selectively formed on the upper layer of the insulating substrate except for the top of the spacer. Therefore, the alignment control layer is not contaminated, broken, and the like, and it is possible to provide a liquid crystal display element with good display quality.
[0082]
BookThe liquid crystal display element of the invention is as described above.the aboveIn the structure, the spacer is made of a photosensitive organic resin.
[0083]
Therefore, since a photoresist is not required in the spacer forming step, it is possible to provide a liquid crystal display element having shock resistance and good display quality by a simpler and cheaper manufacturing method.
[0084]
BookThe liquid crystal display element of the invention is as described above.the aboveIn the configuration, the spacer is a region between the plurality of electrodes on the one substrate.On the insulation filmIt is the structure which is arrange | positioned and has optical isotropy.
[0085]
Therefore, when the spacer is formed outside the pixel region, it is possible to avoid a decrease in aperture ratio and display quality that occurs when the spacer is formed in the pixel.
[0086]
In addition, since the spacer has optical isotropy, the spacer can function as a black matrix.
[0087]
BookThe liquid crystal display element of the invention is as described above.the aboveIn the configuration, the liquid crystal is a ferroelectric liquid crystal.
[0088]
Thereby, the ferroelectric liquid crystal is sandwiched between the substrates having excellent shock resistance, so that the disadvantage of the ferroelectric liquid crystal that is weak against external pressure is solved. Therefore, it is possible to provide a liquid crystal display element that exhibits the excellent characteristics of the ferroelectric liquid crystal.
[0089]
BookThe manufacturing method of the liquid crystal display element of the invention is as described above, on at least one of the pair of substrates,On the insulating film formed to cover the insulating substrate and multiple electrodesA first step of forming a plurality of columnar or wall-like spacers of uniform height, and the one substrate except for a portion located at the top of the spacerInsulating film surfaceTo coverDepending on the material repelled by the spacerThe method includes a second step of forming an orientation control layer and a third step of bonding a portion located on the top of the spacer to the orientation control layer of the other substrate.
[0090]
Thus, since the spacer is formed prior to the formation of the alignment control layer, the alignment control layer is prevented from being contaminated or damaged by the solvent or the like used in the spacer formation process. Further, by selectively forming the orientation control layer so as to cover the insulating substrate upper layer other than the top of the spacer, that is, since the orientation control layer is not formed on the top of the spacer, the pair of substrates is a spacer of one substrate. Are bonded together by adhesion between the top of the substrate and the orientation control layer of the other substrate. Therefore, it is possible to avoid deterioration of display quality and insufficient adhesive strength due to softening of the alignment control layer, which occurs in the case of bonding between alignment films. Therefore, there is an effect that it is possible to provide a liquid crystal display element having good display quality without unevenness and excellent shock resistance.
[0091]
BookThe manufacturing method of the liquid crystal display element of the invention is the second step,By the material repelled by the spacer so as to cover the surface of the insulating filmIn this method, the orientation control layer is selectively formed outside the spacer formation region.
[0092]
As a result, the spacer repels the orientation control layer, so even if the orientation control layer is applied so as to cover the entire insulating substrate upper layer on which the spacer is formed, the orientation control layer is selected as the insulating substrate upper layer excluding the top of the spacer. Can be formed. Therefore, the alignment control layer is not contaminated, broken, and the like, and it is possible to provide a liquid crystal display element with good display quality.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a liquid crystal display element according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 2A to 2E are cross-sectional views showing respective stages of the manufacturing process of the liquid crystal display element.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a liquid crystal display device manufactured by a conventional manufacturing process.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of another liquid crystal display element manufactured by a conventional manufacturing process.
[Explanation of symbols]
10.20 Substrate
5a ・ 5b Orientation control layer
6 Spacer
7 Liquid crystal (ferroelectric liquid crystal)
Claims (5)
前記一対の基板の少なくとも一方の基板は、絶縁性基板と複数の電極とを覆うように形成された絶縁膜の上に、均一な高さを有する柱状または壁状のスペーサを備え、該スペーサの頂部に位置する部分を除いて前記一方の基板の絶縁膜の表面を覆うように、前記スペーサにはじかれる材料によって配向制御層が設けられており、前記スペーサの頂部に位置する部分が他方の基板の配向制御層に接着されることにより、前記一対の基板が互いに貼り合わされていることを特徴とする液晶表示素子。In a liquid crystal display element in which liquid crystal is sealed between a pair of substrates, at least one of which is light transmissive,
At least one of the pair of substrates includes a columnar or wall-shaped spacer having a uniform height on an insulating film formed so as to cover the insulating substrate and the plurality of electrodes . An orientation control layer is provided by a material repelled by the spacer so as to cover the surface of the insulating film of the one substrate except for the portion located at the top, and the portion located at the top of the spacer is the other substrate. A liquid crystal display element, wherein the pair of substrates are bonded to each other by being adhered to the orientation control layer.
前記一対の基板の少なくとも一方の基板に、絶縁性基板と複数の電極とを覆うように形成された絶縁膜の上に均一な高さの柱状または壁状のスペーサを複数形成する第1工程と、
前記スペーサの頂部に位置する部分を除いて前記一方の基板の絶縁膜の表面を覆うように、前記スペーサにはじかれる材料によって配向制御層を形成する第2工程と、
前記スペーサの頂部に位置する部分を、他方の基板の配向制御層に接着させる第3工程とを含んでいることを特徴とする液晶表示素子の製造方法。In a method for manufacturing a liquid crystal display element in which liquid crystal is sealed between a pair of substrates, at least one of which has optical transparency,
A first step of forming, on at least one of the pair of substrates, a plurality of columnar or wall spacers having a uniform height on an insulating film formed so as to cover the insulating substrate and the plurality of electrodes ; ,
A second step of forming an orientation control layer with a material repelled by the spacer so as to cover the surface of the insulating film of the one substrate except for a portion located at the top of the spacer;
And a third step of bonding a portion located on the top of the spacer to the orientation control layer of the other substrate.
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