JP2004198643A - Liquid crystal display element and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示素子及びその製造方法に関し、より具体的には外力が加圧された場合においても基板間の対向距離(以下、ギャップという)が変化しにくい液晶表示素子及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
液晶表示素子は、電極を設けた2つの基板を、その電極が対向するように配置させて生じる空隙内に液晶物質を封入し、その電極間に電圧を印加することにより、印加された電圧によって決定される液晶物質の光透過率を制御する構成をしている。基板間のギャップは、液晶表示素子の光透過率を決定するパラメータであるため、設計値かつ面内均一にさせるための種々の技術が考案されている。そのひとつに、所定温度にて溶融又は軟化して変形した後、硬化して両基板に接着力を発現するパターニング可能な第1ギャップ保持材と、所定温度以下の温度における変形量が略零であるパターニング可能な第2ギャップ保持材とを基板間に配置させることにより、ギャップを面内均一にさせる技術がある(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
【特許文献1】
特開平8−110524号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、第1ギャップ保持材の基板に接着する断面の形状が四角形の場合、応力(300kPa程度)が加わったときに、第1ギャップ保持材が基板から剥がれてしまう虞があった。第1ギャップ保持材が基板から剥がれる状況は、ギャップが設計値に対して広ギャップ、面内不均一になることを意味し、剥がれた領域は、所定の光透過率が得られず目的の階調表示ができない、つまり表示ムラが発生する。
【0005】
例えば、液晶物質にTN(Twisted Nematic)液晶を用いた場合、TN液晶の複屈折率Δn及びギャップdの積はリタデーションΔn・dと呼ばれ、透過光強度Iは、リタデーションΔn・dをパラメータとして、それ自体公知の式(1)により決定される(λ:波長)。従って、液晶表示素子の面内でギャップdが不均一となれば、面内で光透過率が変化するため、モノクロ液晶表示素子及び単板式のカラー液晶表示素子等では明暗ムラが発生し、3板のモノクロ液晶表示素子に夫々赤、緑、及び青等の3原色の光を入射して利用するカラープロジェクター等では色ムラが発生する。
【0006】
【数1】
【0007】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、基板に対する接着面の形状が90°以下の角を有さない第1ギャップ保持材と、第2ギャップ保持材とを、基板間に配置することにより、第1ギャップ保持材の基板からの剥がれを抑制し、外力が加圧された場合においてもギャップが変化しにくい液晶表示素子の提供を目的とする。
【0008】
また本発明は、第1ギャップ保持材及び/又は第2ギャップ保持材を、光が出射される領域である画素領域を除いて配置することにより、第1ギャップ保持材及び/又は第2ギャップ保持材による透過光の光吸収をなくし、光透過率が低下することのない液晶表示素子の提供を目的とする。
【0009】
また本発明は、第1ギャップ保持材及び/又は第2ギャップ保持材を、等間隔に、又は第1ギャップ保持材と第2ギャップ保持材とを交互に配置することにより、液晶物質をギャップ間に充填する工程に要する時間を短縮することができる液晶表示素子の提供を目的とする。
【0010】
更に本発明は、基板に形成された配向膜の配向方向を規制するラビング処理を施した後に、第1ギャップ保持材及び第2ギャップ保持材を形成することにより、均一な配向規制力を有する液晶表示素子の製造方法の提供を目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
請求項1に係る液晶表示素子は、第1基板と第2基板との間に、所定温度にて溶融又は軟化して変形した後、硬化して第1基板及び第2基板に対し接着力を発現する第1ギャップ保持材と、前記所定温度以下の温度における変形量が略零である第2ギャップ保持材とが配置された液晶表示素子において、前記第1ギャップ保持材の前記第1基板及び前記第2基板に対する接着面の形状が、90°以下の角を有していないことを特徴とする。
【0012】
請求項2に係る液晶表示素子は、前記接着面の形状が、n角形(n≧5)、円、又は楕円状であることを特徴とする。
【0013】
請求項3に係る液晶表示素子は、前記第1ギャップ保持材及び/又は前記第2ギャップ保持材が、画素領域を除いて配置されていることを特徴とする。
【0014】
請求項4に係る液晶表示素子は、前記第1ギャップ保持材及び/又は前記第2ギャップ保持材が、等間隔で配置されていることを特徴とする。
【0015】
請求項5に係る液晶表示素子は、前記第1ギャップ保持材と前記第2ギャップ保持材とが、交互に配置されていることを特徴とする。
【0016】
請求項6に係る液晶表示素子の製造方法は、第1電極上に配向膜を設けた第1基板と、第2電極上に配向膜を設けた第2基板との間に、所定温度にて溶融又は軟化して変形した後、硬化して第1基板及び第2基板に対し接着力を発現する第1ギャップ保持材と、前記所定温度以下の温度における変形量が略零である第2ギャップ保持材とが形成される液晶表示素子の製造方法において、前記第1基板及び前記第2基板の配向膜の配向方向を規制するラビング処理を施した後に、前記第1基板及び前記第2基板に対する接着面の形状が90°以下の角を有していない第1ギャップ保持材と、前記第2ギャップ保持材とを形成することを特徴とする。
【0017】
請求項1の液晶表示素子にあっては、所定温度にて溶融又は軟化して変形した後、硬化して第1基板及び第2基板に対し接着力を発現し、その接着面の形状が90°以下の角を有さない第1ギャップ保持材と、所定温度以下の温度における変形量が略零である第2ギャップ保持材とを、基板間に配置することにより、第1ギャップ保持材の基板からの剥がれを抑制する。
【0018】
請求項2の液晶表示素子にあっては、所定温度にて溶融又は軟化して変形した後、硬化して第1基板及び第2基板に対し接着力を発現し、その接着面の形状がn角形(n≧5)、円、又は楕円状である第1ギャップ保持材と、所定温度以下の温度における変形量が略零である第2ギャップ保持材とを、基板間に配置することにより、第1ギャップ保持材の基板からの剥がれを抑制する。
【0019】
請求項3の液晶表示素子にあっては、第1ギャップ保持材及び/又は第2ギャップ保持材が、画素領域を除いて配置されていることにより、第1ギャップ保持材及び/又は第2ギャップ保持材による透過光の光吸収をなくす。
【0020】
請求項4の液晶表示素子にあっては、第1ギャップ保持材及び/又は第2ギャップ保持材が、等間隔で配置されていることにより、液晶物質をギャップ間に充填する工程に要する時間を短縮する。
【0021】
請求項5の液晶表示素子にあっては、第1ギャップ保持材と第2ギャップ保持材とが、交互に配置されていることにより、液晶物質をギャップ間に充填する工程に要する時間を短縮する。
【0022】
請求項6の液晶表示素子の製造方法にあっては、第1基板及び第2基板の配向膜の配向方向を規制するラビング処理を施した後に、所定温度にて溶融又は軟化して変形した後、硬化して第1基板及び第2基板に対し接着力を発現し、その接着面の形状が90°以下の角を有さない第1ギャップ保持材と、所定温度以下の温度における変形量が略零である第2ギャップ保持材とを形成することにより、第1ギャップ保持材の基板からの剥がれを抑制するとともに、第1ギャップ保持材及び第2ギャップ保持材による配向膜表面での配向性の乱れを防止し、均一な配向規制力を有する液晶表示素子を製造する。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
【0024】
図1は本発明に係る液晶パネルの一例を示す模式的平面図、図2は図1のII−II線における構造断面図、図3は図1のIII−III線における構造断面図である。図中1、51は、可視光領域(380nm〜770nm)における透過率が優れたガラス又は石英等からなる平面視が正方形の基板(縦50mm×横50mm,厚0.7mm)である。
【0025】
基板1上には、TFT(Thin Film Transistor)の能動層となるアモルファスシリコン等からなる半導体層11がピッチ88μmのマトリックス状に形成されている。そして、TFTのゲート端子であり、同一行のTFTのゲート端子を直線状に接続したポリシリコン等からなるゲート線12が酸化膜又は窒化膜等のゲート絶縁膜31を介して形成されている。更に、図示しないコンタクトホールにより同一列のTFTのソース端子と接続したアルミニウム等からなるソース線13がNSG又はBPSG等の層間絶縁膜32を介して形成されている。半導体層11とゲート線12とのオーバラップ領域がTFTとして機能し、半導体層11の幅がゲート幅、ゲート線12の幅がゲート長となり、この2つのパラメータ及び拡散条件等によりスイッチング特性が決定される。
【0026】
半導体層11、ゲート線12、及びソース線13が形成された基板1上には、ITO(Indium Tin Oxide)製の透過率に優れた画素電極(長さ80μm×幅80μm)3が、透過率に優れたアクリル樹脂等の平坦化膜2を介して、ピッチ88μmのマトリックス状に形成されており、図示しないコンタクトホールによりTFTのドレイン端子と接続されている。なお、平坦化膜2により、半導体層11、ゲート線12、及びソース線13等のパターンに起因する段差が平滑化されている。
【0027】
画素電極3上には、液晶の基板1側の配向方向を規制するために、ポリイミド(例えば、日産化学製:SE7792)等の配向膜4が、200℃にて1時間ベークすることにより、膜厚100nmにて形成されている。配向膜4は、レーヨン製の布により図1の上から下方向にラビングされ、配向膜4の側鎖方向が規制されている。
【0028】
ゲート線12上の配向膜4上に、ネガ型アクリルフォトレジスト(例えば、JSR製:MN700)等の第2ギャップ保持材(長さ80μm×幅6μm,厚4μm)6が、180℃にて1時間ポストベークすることにより、ピッチ88μmのマトリックス状に形成されている。また、ソース線13上の配向膜4上に、ポリシラン系材料(日本ペイント製:グラシアPS−SR103)等の第1ギャップ保持材(長さ80μm×幅6μm,厚4μm)5が、80℃にて30分間プリベークすることにより、ピッチ88μmのマトリックス状に形成されている。ここで、第1ギャップ保持材5,第2ギャップ保持材6の断面は、長方形の4つの角を半径1μmの扇形状(所謂、1μmのR)にさせた形状となっており、角(90°以下の角)を有していない。なお、このような断面形状にするには、フォトマスクを用いてパターニングすればよい。また、第1ギャップ保持材5,第2ギャップ保持材6の形成プロセスの温度制御、時間制御により形成することもできる。
【0029】
一方、基板51の基板1対向面には、Cr(Chromium)又はWSi(Wolfram(Tungsten) Silicide)等の遮光特性に優れた遮光膜52が、基板1に形成した画素電極3を除いた領域に形成されている。なお、本実施形態では、画素電極3のエッジ部に発生する光漏れを防止するため、遮光膜52は画素電極3と僅かながらオーバラップ(2μm)されている。そして、遮光膜52、及び遮光膜52欠損領域の基板51面に、ITO製の透過率に優れた対向電極(共通電極ともいう)53が形成され、対向電極53面に、液晶の基板51側の配向方向を規制するための配向膜54が、膜厚100nmにて形成されている。配向膜54は、図1の左から右方向にラビングされ、配向膜54の側鎖方向が規制されている。換言すれば、配向膜4,54の側鎖方向が90°となるようにラビングされている。なお、遮光膜52が形成されていない矩形部が、光が出射される領域である画素領域となる画素開口部(縦80μm×横80μm)71であり、画素電極3,対向電極53間に印加された電圧に基づいて液晶の光透過率が制御され、画素開口部71より光が出射される。
【0030】
そして、図示しない液晶注入口を設けたシール剤(例えば、三井化学製:XN−21F)が基板51の外周部に塗布され、基板1,51は配向膜4,54を形成した面を対向して配置され、150℃にて1時間ポストベークすることにより、シール剤,第1ギャップ保持材5を硬化させて基板1,基板51に接着させ、基板1、基板51、及びシール剤により形成された空隙内に、液晶注入口より液晶を充填して液晶層9が形成されている。例えば、液晶層9は、液晶の長軸方向が90°ツイストするように光学活性剤(カイラル剤)を適量添加したTN液晶(例えば、メルク製:ZLI−4792)を、液晶注入口から真空注入法により充填すればよい。カイラル剤は、リバースツイスト発生によるコントラスト特性の低下を抑制する効果を有する。ここで、第1ギャップ保持材5,第2ギャップ保持材6がマトリックス状(等間隔)に形成されていることにより、液晶の注入経路が規則的になるため、液晶は液晶注入口から均一的に液晶層9へ注入される。従って、液晶をギャップ間に充填する工程に要する時間が短縮される。なお、第1ギャップ保持材5を形成するプロセス、及び基板1,51を接着させるプロセスは熱反応を利用しているが、これらプロセス(加熱)による第2ギャップ保持材6の変形量は略零であり、第2ギャップ保持材6は変形しないものとして扱える。
【0031】
基板1の表面には、光吸収軸が配向膜4のラビング方向と平行になるように偏光板7が貼付けられ、基板51の表面には、光吸収軸が配向膜54のラビング方向と垂直となるように偏光板57が貼付けられている。即ち、その光吸収軸が平行になるように偏光板7,57が貼付けられており、画素電極3,対向電極53間に電圧を印加することにより、黒表示から白表示へ制御されるノーマリーブラックモードの液晶パネル99(図4)とする。
【0032】
このように構成された液晶パネル99の製造方法として、基板1,基板51の配向膜4,54の配向方向を規制するラビング処理を施した後に、第1ギャップ保持材5と第2ギャップ保持材6とを形成するようにすれば、第1ギャップ保持材5及び第2ギャップ保持材6による配向膜表面での配向性の乱れを防止できる。
【0033】
次に、このように構成された液晶パネル99の耐荷重依存性を評価するため、第1ギャップ保持材5の種々の断面形状に対して、平面静圧耐荷重試験(以下、荷重試験という)を実施した。図4は平面静圧耐荷重試験の実施状態を示す図である。荷重試験は、バックライト91上に液晶パネル99を配置し、シリコンシート(縦10mm×横10mm)93を介して、50,100,200,300,400,500kPaの平面静圧荷重(以下、荷重という)をプッシュプルゲージ92により液晶パネル99へ順に加える。そして、その都度、液晶パネル99の表示に変化がないか否かを確認し、変化が生じた場合には、そのときの荷重の一つ前に加圧された荷重を平面静圧耐荷重(以下、耐荷重という)とする。例えば、200kPaの荷重時には変化がなく、300kPaの荷重時に変化が生じた場合には、耐荷重を200kPaとする。
【0034】
荷重試験を行った第1ギャップ保持材5の断面形状は、本発明例として、図5に示すように、五角形(同図(a))、六角形(同図(b))、円(同図(c))、楕円(同図(d))、四角形の角の部分を扇形状にさせた形(同図(e))とし、比較例として、図9に示すように、三角形(同図(a))、四角形(同図(b))、90°以下の角と楕円(円を含む)との複合形(以下、涙形という,同図(c))とした。
【0035】
【表1】
【0036】
評価結果をまとめると表1のようになり、本発明例のように、第1ギャップ保持材5の断面が90°以下の角を有さない場合には、300kPa程度の応力が加わったときでも、表示に変化がみられなかった。なお、表1中、角の部分を扇形状にさせた四角形を”楕円状”として記載した。一方、比較例のように、90°以下の角を有する場合には、300kPa程度の応力が加わると、加圧領域と非加圧領域とが異なる透過率特性を示す表示ムラが観察された。表示ムラの原因を調べると、第1ギャップ保持材5が基板から剥がれたために、ギャップに変化が生じて表示ムラが発生したことがわかった。つまり、第1ギャップ保持材5の断面が90°以下の角を有さない場合には、300kPa程度の応力が加わったときでも、第1ギャップ保持材5が基板から剥がれないことがわかった。
【0037】
以下、第1ギャップ保持材5の剥がれの原因について考察する。図6は第1ギャップ保持材5が剥がれる原因を考察するための図である。第1ギャップ保持材5が剥がれる起点が基板との接着面の外周点であり、その外周点を中心とする微小円に含まれる接触面の面積が小さい箇所から剥がれると仮定する。同図(a)の正三角形の場合、剥がれる起点は頂点81Aであり、頂点81Aを中心とする半径rの円に含まれる接触面81の面積はπ×r2 ×(1/6)である。同様に、同図(b)の正四角形の場合は頂点82Aが、同図(c)の正五角形の場合は頂点83Aが、同図(d)の正六角形の場合は頂点84Aが、剥がれる起点であり、夫々の頂点82A,83A,84Aを中心とする半径rの円に含まれる接触面82,接触面83,接触面84の面積は、夫々π×r2 ×(1/4),π×r2 ×(3/10),π×r2 ×(1/3)である。なお、円、楕円等の角を有さないものは、半径rの微小円であると考えると、π×r2 ×(1/2)となる。
【0038】
これら外周点を中心とする微小円に含まれる接触面の面積(以下、単に面積という)を横軸に、表1に示した耐荷重を縦軸にプロットしたグラフを図7に示す。図7が示すように、面積と耐荷重とは正の相関関係を持っており、面積が大きいほど、すなわち、第1ギャップ保持材5の基板に接着する断面の形状が有する角の角度が大きいほど、耐荷重が大きいことがわかる。
【0039】
なお、実施形態にて詳述した液晶パネル99では、第2ギャップ保持材6をゲート線12上の配向膜4上に、第1ギャップ保持材5をソース線13上の配向膜4上に、夫々マトリックス状に形成された形態としたが、これに限定されるものではない。例えば、図8に示すように、ゲート線12上の配向膜4上に、第1ギャップ保持材5と第2ギャップ保持材6とが交互に88μmピッチで形成され、一のソース線13上の配向膜4上に、第1ギャップ保持材5が88μmピッチで形成され、その隣のソース線13上の配向膜4上に、第2ギャップ保持材6が88μmピッチで形成されているような構成であってもよい。なお、その他の構成は図1と同様であるので、対応する部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
【0040】
また、実施形態にて詳述した液晶パネル99では、基板1上に、能動層となる半導体層11を形成した後に、ゲート絶縁膜31を介してゲート線12を形成する構造としたが、もちろん、ゲート線12を形成した後に、ゲート絶縁膜31を介して半導体層11を形成する構造としてもよい。
【0041】
また、ポリシラン系材料の第1ギャップ保持材が形成された形態について詳述したが、これに限定されるものではなく、第1ギャップ保持材を、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アルキドポリエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、珪素樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、フラン樹脂、キシレン樹脂、ホルムアルデヒド及びケトン樹脂、アニリン樹脂、スルホンアミド樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリコン樹脂、レゾルシノール樹脂等の熱硬化性樹脂の一種類、またはそれぞれの二種類以上の組み合わせとすることができる。
【0042】
また、ネガ型アクリルフォトレジストの第2ギャップ保持材が形成された形態について詳述したが、これに限定されるものではなく、第2ギャップ保持材を、ポリスチレン系架橋重合体樹脂、ジビニルベンゼン系架橋重合体、アミノ樹脂等の有機系合成樹脂の硬化球状粒子の一種類またはそれぞれの二種類以上の組み合わせとすることができ、グラスファイバーを細粉化したもの、ボール状の珪酸ガラス、アルミナ等の無機系材料の粉末の一種類またはそれぞれの二種類以上の組み合わせとすることができる。
【0043】
また、TFTの能動層としてポリシリコンが形成されていてもよく、ポリシリコンとすれば、キャリアの電界効果移動度を向上させ、スイッチング特性を向上させることができる。もちろん、スイッチング素子としてTFTに限定されるものではなく、MIM(Metal Insulator Metal)等のスイッチング素子であってもよい。もちろん、スイッチング素子を用いない、所謂パッシブ型の液晶表示素子であってもよい。
【0044】
また、画素電極3の構成を正方配列としたが、もちろん、デルタ配列としてもよい。
【0045】
更に、画素電極3,対向電極53間に電圧を印加することにより黒表示から白表示に制御するノーマリーブラックモードの液晶パネル99としたが、液晶分子の長軸方向が一方に傾いた場合に明状態になるように、基板1,51の表面に、クロスニコル状態の2枚の偏光板7,57を夫々貼付け、画素電極3,対向電極53間に電圧を印加することにより白表示から黒表示に制御するノーマリーホワイトモードの液晶パネルとしてもよく、一般にノーマリーホワイトモードの液晶パネルの方がコントラスト特性に優れる。
【0046】
【発明の効果】
以上詳述した如く本発明によれば、基板に対する接着面の形状が90°以下の角を有していない第1ギャップ保持材と、第2ギャップ保持材とを配置させることにより、第1ギャップ保持材の基板からの剥がれを抑制し、外力が加圧された場合においてもギャップの変化を抑制できる。従って、表示ムラ等の表示品質の低下を抑制できる液晶表示素子を提供できる。
【0047】
また本発明によれば、第1ギャップ保持材及び/又は第2ギャップ保持材を、画素領域を除いた領域に配置することにより、第1ギャップ保持材及び/又は第2ギャップ保持材による透過光の光吸収をなくすことができ、光透過率を低下することなく表示ムラ等の表示品質の低下を抑制できる。
【0048】
また本発明によれば、第1ギャップ保持材及び/又は2ギャップ保持材を、等間隔に、又は第1ギャップ保持材と第2ギャップ保持材とを交互に配置することにより、液晶物質をギャップ間に充填する工程に要する時間を短縮することができるため、製造コストを削減することができる。
【0049】
更に本発明によれば、基板に形成された配向膜の配向方向を規制するラビング処理を施した後に、第1ギャップ保持材及び第2ギャップ保持材を形成することにより、均一な配向規制力を有することができるため、表示ムラ等の表示品質の優れた液晶表示素子を製造することができる等、優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る液晶パネルの一例を示す模式的平面図である。
【図2】図1のII−II線における構造断面図である。
【図3】図1のIII−III線における構造断面図である。
【図4】平面静圧耐荷重試験の実施状態を示す図である。
【図5】本発明における第1ギャップ保持材の断面の形状を示す図である。
【図6】第1ギャップ保持材が剥がれる原因を考察するための図である。
【図7】面積と耐荷重との関係を示すグラフである。
【図8】本発明に係る液晶パネルの他の例を示す模式的平面図である。
【図9】比較例における第1ギャップ保持材の断面の形状を示す図である。
【符号の説明】
1 基板
3 画素電極
4 配向膜
5 第1ギャップ保持材
6 第2ギャップ保持材
9 液晶層
11 半導体層
12 ゲート線
13 ソース線
51 基板
52 遮光膜
53 対向電極
54 配向膜
71 画素開口部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same, and more specifically, to a liquid crystal display device in which an opposing distance (hereinafter, referred to as a gap) between substrates hardly changes even when external force is applied, and a method of manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
In a liquid crystal display element, a liquid crystal substance is sealed in a gap formed by arranging two substrates provided with electrodes so that the electrodes are opposed to each other, and a voltage is applied between the electrodes. The light transmittance of the determined liquid crystal material is controlled. Since the gap between the substrates is a parameter that determines the light transmittance of the liquid crystal display element, various techniques have been devised for making the design value and in-plane uniformity. One of them is a first gap holding material that can be melted or softened and deformed at a predetermined temperature and then hardened to develop an adhesive force on both substrates, and a deformation amount at a temperature equal to or lower than a predetermined temperature is substantially zero. There is a technique of disposing a patternable second gap holding material between substrates to make the gap uniform in a plane (for example, see Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-8-110524
[Problems to be solved by the invention]
However, when the shape of the cross section of the first gap holding material that adheres to the substrate is rectangular, the first gap holding material may be peeled off from the substrate when a stress (approximately 300 kPa) is applied. The situation where the first gap holding material is peeled off from the substrate means that the gap is wider than the designed value and the in-plane unevenness occurs. Tone display is not possible, that is, display unevenness occurs.
[0005]
For example, when a TN (Twisted Nematic) liquid crystal is used as the liquid crystal material, the product of the birefringence Δn and the gap d of the TN liquid crystal is called a retardation Δn · d, and the transmitted light intensity I is obtained by using the retardation Δn · d as a parameter. , Is determined by equation (1) known per se (λ: wavelength). Therefore, if the gap d becomes non-uniform in the plane of the liquid crystal display element, the light transmittance changes in the plane, and uneven brightness occurs in the monochrome liquid crystal display element and the single-panel type color liquid crystal display element. Color unevenness occurs in a color projector or the like that uses light of three primary colors, such as red, green, and blue, respectively, incident on a monochrome liquid crystal display element of a plate.
[0006]
(Equation 1)
[0007]
The present invention has been made in view of such circumstances, and a first gap holding material having a shape of an adhesive surface to a substrate having no angle of 90 ° or less and a second gap holding material are arranged between the substrates. By doing so, an object of the present invention is to provide a liquid crystal display element in which the first gap holding material is prevented from peeling from the substrate, and the gap is hardly changed even when an external force is applied.
[0008]
Further, according to the present invention, by disposing the first gap holding material and / or the second gap holding material except for a pixel region which is a region from which light is emitted, the first gap holding material and / or the second gap holding material are arranged. An object of the present invention is to provide a liquid crystal display element in which light absorption of transmitted light by a material is eliminated and light transmittance does not decrease.
[0009]
Further, according to the present invention, the first gap holding material and / or the second gap holding material are arranged at equal intervals, or the first gap holding material and the second gap holding material are alternately arranged, so that the liquid crystal material is formed between the gaps. It is an object of the present invention to provide a liquid crystal display element capable of shortening the time required for the step of filling the liquid crystal.
[0010]
Further, the present invention provides a liquid crystal having a uniform alignment control force by forming a first gap holding material and a second gap holding material after performing a rubbing process for controlling an alignment direction of an alignment film formed on a substrate. An object is to provide a method for manufacturing a display element.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The liquid crystal display element according to claim 1 is configured such that after being melted or softened at a predetermined temperature and deformed between the first substrate and the second substrate, the liquid crystal display element is cured and has an adhesive force to the first and second substrates. In a liquid crystal display element in which a first gap holding material that develops and a second gap holding material whose deformation at a temperature equal to or lower than the predetermined temperature is substantially zero are disposed, the first substrate of the first gap holding material and The shape of the bonding surface to the second substrate does not have an angle of 90 ° or less.
[0012]
The liquid crystal display element according to
[0013]
The liquid crystal display element according to
[0014]
A liquid crystal display element according to a fourth aspect is characterized in that the first gap holding material and / or the second gap holding material are arranged at equal intervals.
[0015]
A liquid crystal display element according to a fifth aspect is characterized in that the first gap holding members and the second gap holding members are alternately arranged.
[0016]
A method for manufacturing a liquid crystal display element according to
[0017]
In the liquid crystal display element according to the first aspect, after being melted or softened and deformed at a predetermined temperature, it is cured and expresses an adhesive force to the first and second substrates, and the shape of the adhesive surface is 90%. By disposing a first gap holding material having no angle of not more than ° and a second gap holding material having a deformation amount of substantially zero at a temperature equal to or lower than a predetermined temperature between the substrates, Suppresses peeling from the substrate.
[0018]
In the liquid crystal display element according to the second aspect, after being melted or softened at a predetermined temperature and deformed, it is cured and develops an adhesive force to the first substrate and the second substrate, and the shape of the adhesive surface is n. By disposing a first gap holding material having a square shape (n ≧ 5), a circle, or an ellipse and a second gap holding material having a deformation amount of substantially zero at a temperature equal to or lower than a predetermined temperature between substrates, The first gap holding material is prevented from peeling from the substrate.
[0019]
In the liquid crystal display element according to the third aspect, the first gap holding material and / or the second gap holding material are arranged except for the pixel region, so that the first gap holding material and / or the second gap holding material are arranged. Eliminates light absorption of transmitted light by the holding material.
[0020]
In the liquid crystal display device according to the fourth aspect, the first gap holding material and / or the second gap holding material are arranged at equal intervals, so that the time required for the step of filling the gap with the liquid crystal material is reduced. Shorten.
[0021]
In the liquid crystal display device according to the fifth aspect, the first gap holding material and the second gap holding material are alternately arranged, so that the time required for the step of filling the gap with the liquid crystal material is reduced. .
[0022]
In the method for manufacturing a liquid crystal display element according to
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings showing the embodiments.
[0024]
1 is a schematic plan view showing an example of the liquid crystal panel according to the present invention, FIG. 2 is a structural sectional view taken along line II-II in FIG. 1, and FIG. 3 is a structural sectional view taken along line III-III in FIG. In the drawing,
[0025]
On the substrate 1, a
[0026]
On the substrate 1 on which the
[0027]
An
[0028]
On the
[0029]
On the other hand, a light-shielding
[0030]
Then, a sealant (for example, XN-21F manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.) provided with a liquid crystal injection port (not shown) is applied to the outer peripheral portion of the
[0031]
A polarizing plate 7 is attached to the surface of the substrate 1 so that the light absorption axis is parallel to the rubbing direction of the
[0032]
As a method of manufacturing the liquid crystal panel 99 configured as described above, the first
[0033]
Next, in order to evaluate the load resistance of the liquid crystal panel 99 configured as described above, a plane static pressure load test (hereinafter, referred to as a load test) is performed on various cross-sectional shapes of the first
[0034]
The cross-sectional shape of the first
[0035]
[Table 1]
[0036]
The evaluation results are summarized in Table 1, and when the cross section of the first
[0037]
Hereinafter, the cause of the peeling of the first
[0038]
FIG. 7 is a graph in which the area of the contact surface (hereinafter, simply referred to as the area) included in the minute circle centered on the outer peripheral point is plotted on the horizontal axis, and the load resistance shown in Table 1 is plotted on the vertical axis. As shown in FIG. 7, the area and the withstand load have a positive correlation, and the larger the area, that is, the larger the angle of the corner of the cross-sectional shape of the first
[0039]
In the liquid crystal panel 99 described in detail in the embodiment, the second
[0040]
Further, the liquid crystal panel 99 described in detail in the embodiment has a structure in which the
[0041]
Further, although the form in which the first gap holding material of the polysilane material is formed has been described in detail, the invention is not limited to this, and the first gap holding material may be a phenol resin, a urea resin, a melamine resin, an alkyd polyester resin. , Unsaturated polyester resin, silicon resin, polyurethane resin, epoxy resin, furan resin, xylene resin, formaldehyde and ketone resin, aniline resin, sulfonamide resin, diallyl phthalate resin, silicone resin, resorcinol resin and other thermosetting resins It can be a type or a combination of two or more types.
[0042]
In addition, although the form in which the second gap holding material of the negative type acrylic photoresist is formed has been described in detail, the present invention is not limited to this, and the second gap holding material may be a polystyrene-based crosslinked polymer resin, a divinylbenzene-based resin. A crosslinked polymer, one type of hardened spherical particles of an organic synthetic resin such as an amino resin or a combination of two or more types thereof can be used, and finely divided glass fibers, ball-shaped silicate glass, alumina, etc. Or a combination of two or more of the inorganic material powders.
[0043]
Further, polysilicon may be formed as an active layer of the TFT. If polysilicon is used, the field-effect mobility of carriers can be improved, and the switching characteristics can be improved. Of course, the switching element is not limited to a TFT, and may be a switching element such as MIM (Metal Insulator Metal). Of course, a so-called passive type liquid crystal display element that does not use a switching element may be used.
[0044]
Further, the configuration of the
[0045]
Further, the liquid crystal panel 99 of a normally black mode in which a black display is controlled to a white display by applying a voltage between the
[0046]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the present invention, the first gap holding member and the second gap holding member having the shape of the bonding surface with respect to the substrate not having an angle of 90 ° or less are arranged, so that the first gap holding member is formed. Peeling of the holding material from the substrate can be suppressed, and a change in the gap can be suppressed even when an external force is applied. Therefore, it is possible to provide a liquid crystal display element that can suppress a decrease in display quality such as display unevenness.
[0047]
Further, according to the present invention, the first gap holding material and / or the second gap holding material are arranged in a region excluding the pixel region, so that light transmitted by the first gap holding material and / or the second gap holding material is provided. , And the deterioration of display quality such as display unevenness can be suppressed without lowering the light transmittance.
[0048]
Further, according to the present invention, the first gap holding material and / or the two gap holding materials are arranged at equal intervals or the first gap holding material and the second gap holding material are alternately arranged, so that the liquid crystal material is formed in a gap. Since the time required for the step of filling in between can be reduced, the manufacturing cost can be reduced.
[0049]
Furthermore, according to the present invention, after performing a rubbing process for regulating the orientation direction of the orientation film formed on the substrate, the first gap retaining material and the second gap retaining material are formed, so that a uniform orientation regulating force can be obtained. Because of this, excellent effects such as the production of a liquid crystal display element having excellent display quality such as display unevenness can be produced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic plan view showing an example of a liquid crystal panel according to the present invention.
FIG. 2 is a structural sectional view taken along line II-II of FIG.
FIG. 3 is a structural sectional view taken along line III-III in FIG. 1;
FIG. 4 is a diagram showing an implementation state of a plane static pressure withstand load test.
FIG. 5 is a diagram illustrating a cross-sectional shape of a first gap holding member according to the present invention.
FIG. 6 is a diagram for considering the cause of the first gap holding material coming off.
FIG. 7 is a graph showing a relationship between an area and a load resistance.
FIG. 8 is a schematic plan view showing another example of the liquid crystal panel according to the present invention.
FIG. 9 is a diagram illustrating a cross-sectional shape of a first gap holding member in a comparative example.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1
Claims (6)
前記第1ギャップ保持材の前記第1基板及び前記第2基板に対する接着面の形状が、90°以下の角を有していないことを特徴とする液晶表示素子。A first gap holding material that melts or softens at a predetermined temperature, deforms, and then cures to develop an adhesive force to the first and second substrates between the first substrate and the second substrate; In a liquid crystal display element in which a second gap holding member whose deformation amount at a temperature equal to or lower than a predetermined temperature is substantially zero is disposed,
A liquid crystal display element, wherein a shape of a bonding surface of the first gap holding member to the first substrate and the second substrate does not have an angle of 90 ° or less.
前記第1基板及び前記第2基板の配向膜の配向方向を規制するラビング処理を施した後に、前記第1基板及び前記第2基板に対する接着面の形状が90°以下の角を有していない第1ギャップ保持材と、前記第2ギャップ保持材とを形成することを特徴とする液晶表示素子の製造方法。Between a first substrate provided with an alignment film on the first electrode and a second substrate provided with an alignment film on the second electrode, the material is melted or softened and deformed at a predetermined temperature, and then hardened and cured. A method for manufacturing a liquid crystal display element, in which a first gap holding material exhibiting an adhesive force to a first substrate and a second substrate and a second gap holding material having a deformation amount of substantially zero at a temperature equal to or lower than the predetermined temperature are formed. At
After performing a rubbing process for regulating the orientation direction of the orientation film of the first substrate and the second substrate, the shape of the bonding surface to the first substrate and the second substrate does not have an angle of 90 ° or less. A method for manufacturing a liquid crystal display element, comprising forming a first gap holding material and the second gap holding material.
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