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JP2009271207A - Liquid crystal display element - Google Patents

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JP2009271207A JP2008119898A JP2008119898A JP2009271207A JP 2009271207 A JP2009271207 A JP 2009271207A JP 2008119898 A JP2008119898 A JP 2008119898A JP 2008119898 A JP2008119898 A JP 2008119898A JP 2009271207 A JP2009271207 A JP 2009271207A
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Abstract

【課題】表示の変化を生じないように液晶の流動性を一層低減すると共に、表示の明るさおよびコントラストを維持しながら強度を向上した液晶表示素子の実現。
【解決手段】2枚の透明基板11,13間に液晶12を挟持し、2枚の透明基板を接着固定するスペーサ構造物41,43,45によりセルギャップが維持される液晶表示素子であって、スペーサ構造物は、各画素に対応した1個の開口部を有する閉構造物41と、閉構造物41内に設けられた内構造物43,45と、を備える液晶表示素子。
【選択図】図4
To realize a liquid crystal display element that further reduces the fluidity of liquid crystal so as not to cause a change in display, and improves the strength while maintaining the brightness and contrast of the display.
A liquid crystal display element in which a liquid crystal 12 is sandwiched between two transparent substrates 11 and 13 and a cell gap is maintained by spacer structures 41, 43, and 45 for bonding and fixing the two transparent substrates. The spacer structure includes a closed structure 41 having one opening corresponding to each pixel, and inner structures 43 and 45 provided in the closed structure 41.
[Selection] Figure 4

Description

本発明は、液晶表示素子に関し、特にメモリ性の液晶表示素子に関する。   The present invention relates to a liquid crystal display element, and more particularly to a memory type liquid crystal display element.

近年、電源を切っても表示内容を保持できる書換え可能な表示デバイスとして、電子ペーパーの開発が盛んに進められている。電子ペーパーは、電源を切ってもメモリ表示可能な超低消費電力と、目に優しく、疲れない反射型の表示と紙のような可撓性があるフレキシブルで薄型の表示体の実現を目指して研究が進められている。電子ペーパーの利用が期待されている応用分野として、電子書籍を筆頭に、モバイル端末機器のサブディスプレイやICカードの表示部など、多様な応用形態が提案されている。   In recent years, electronic paper has been actively developed as a rewritable display device that can retain display contents even when the power is turned off. Electronic paper aims to realize ultra-low power consumption that enables memory display even when the power is turned off, a reflective display that is easy on the eyes and does not get tired, and a flexible and thin display body that is flexible like paper Research is ongoing. As application fields in which electronic paper is expected to be used, various application forms such as electronic books, sub-displays for mobile terminal devices, and display units for IC cards have been proposed.

電子ペーパーは、各種の表示方式が提案されているが、表示電子ペーパーの有力な方式の1つに、コレステリック液晶がある。コレステリック液晶は、半永久的な表示保持(メモリ性)や鮮やかなカラー表示、高コントラスト、高解像度といった優れた特徴を有している。   Various display systems have been proposed for electronic paper, and cholesteric liquid crystal is one of the effective systems for display electronic paper. Cholesteric liquid crystal has excellent characteristics such as semi-permanent display retention (memory property), vivid color display, high contrast, and high resolution.

コレステリック液晶は、カライラルネマティック液晶とも称されることがあり、ネマティック液晶にキラル性の添加剤(カイラル材)を比較的多く(数十%)添加することにより、ネマティック液晶の分子がらせん状のコレステリック相を形成する液晶である。   Cholesteric liquid crystals are sometimes referred to as chiral nematic liquid crystals, and by adding a relatively large amount (several tens of percent) of chiral additives (chiral materials) to nematic liquid crystals, the molecules of nematic liquid crystals are helical. It is a liquid crystal that forms a cholesteric phase.

図1は、コレステリック液晶の状態を説明する図である。図1の(A)および(B)に示すように、コレステリック液晶を利用した表示素子10は、上側基板11と、コレステリック液晶層12と、下側基板13と、有する。コレステリック液晶には、図1の(A)に示すように入射光を反射するプレーナ状態と、図1の(B)に示すように入射光を透過するフォーカルコニック状態と、があり、これらの状態は、無電界下でも安定してその状態が保持される。   FIG. 1 is a diagram for explaining a state of a cholesteric liquid crystal. As shown in FIGS. 1A and 1B, the display element 10 using cholesteric liquid crystal has an upper substrate 11, a cholesteric liquid crystal layer 12, and a lower substrate 13. A cholesteric liquid crystal has a planar state that reflects incident light as shown in FIG. 1A and a focal conic state that transmits incident light as shown in FIG. The state is stably maintained even in the absence of an electric field.

プレーナ状態の時には、液晶分子のらせんピッチに応じた波長の光を反射する。反射が最大となる波長λは、液晶の平均屈折率n、らせんピッチpから次の式で表される。   In the planar state, light having a wavelength corresponding to the helical pitch of the liquid crystal molecules is reflected. The wavelength λ at which the reflection is maximum is expressed by the following formula from the average refractive index n of the liquid crystal and the helical pitch p.

λ=n・p
一方、反射帯域Δλは、液晶の屈折率異方性Δnにより大きく異なる。
λ = n · p
On the other hand, the reflection band Δλ varies greatly depending on the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal.

プレーナ状態の時には、入射光が反射するので「明」状態、すなわち白を表示することができる。一方、フォーカルコニック状態の時には、下側基板13の下に光吸収層を設けることにより、液晶層を透過した光が吸収されるので「暗」状態、すなわち黒を表示することができる。   In the planar state, incident light is reflected, so that a “bright” state, that is, white can be displayed. On the other hand, in the focal conic state, by providing a light absorption layer under the lower substrate 13, light transmitted through the liquid crystal layer is absorbed, so that a "dark" state, that is, black can be displayed.

上記のように、プレーナ状態の時には、液晶分子のらせんピッチに応じた波長の光を反射するので、液晶材料およびカイラル材を選択し、カイラル材の含有率を決定すると、青(ブルー)、緑(グリーン)および赤(レッド)の各波長を選択反射する3層のパネルが得ら、それらを積層すると、カラー表示素子が得られる。   As described above, in the planar state, light of a wavelength corresponding to the helical pitch of the liquid crystal molecules is reflected. Therefore, when the liquid crystal material and the chiral material are selected and the content of the chiral material is determined, blue (blue), green When a three-layer panel that selectively reflects each wavelength of (green) and red (red) is obtained and these are laminated, a color display element is obtained.

コレステリック液晶素子およびその駆動方法については、例えば、特許文献1などに記載されているので、ここでは詳しい説明は省略する。本出願において、特許文献1の記載内容は参照される。   Since the cholesteric liquid crystal element and the driving method thereof are described in, for example, Patent Document 1 and the like, detailed description thereof is omitted here. In this application, the description of Patent Document 1 is referred to.

液晶表示素子は、ガラス基板や樹脂基板などの透明基板間を所定の間隔(セルギャップ)で保持し、その空隙に所定の特性を有する液晶材料が充填される。液晶表示素子では均一なセルギャップを実現するため、スペーサと呼ばれる直径がセルギャップに対応する粒体を一方の基板上に散布した上で、他方の基板を貼り合わせている。また、一方の透明基板上にセルギャップに対応する高さのスペーサ構造物を形成し、他方の基板を貼り合わせることも行われている。コレステリック液晶表示素子においても、スペーサ構造物により所定のセルギャップを実現することが行われており、特に、接着性のスペーサ構造物を形成して基板を接着固定することにより、所定のセルギャップを安定して維持することが可能である。   The liquid crystal display element holds a transparent substrate such as a glass substrate or a resin substrate at a predetermined interval (cell gap), and a liquid crystal material having predetermined characteristics is filled in the gap. In a liquid crystal display element, in order to realize a uniform cell gap, particles having a diameter corresponding to the cell gap, which is called a spacer, are dispersed on one substrate, and then the other substrate is bonded. In addition, a spacer structure having a height corresponding to the cell gap is formed on one transparent substrate, and the other substrate is bonded. Also in the cholesteric liquid crystal display element, a predetermined cell gap is realized by a spacer structure, and in particular, by forming an adhesive spacer structure and bonding and fixing the substrate, the predetermined cell gap is reduced. It is possible to maintain it stably.

しかしながら、可撓性の電子ペーパーに使用する上記の選択反射型のコレステリック液晶表示素子の場合、表示素子を曲げたりその表面を押すなどにより生じる外力の発生や、温度分布の変化が発生すると、それにより液晶が流動する。このような液晶の流動が発生すると、画像を表示している配向状態が乱れることにより表示が変化するという問題を生じる。一般に、液晶が流動すると、指向性が高く、反射率が高い相(プレーナ状態)が現れるため、表示相の消失、表示コントラストの低下が起きる。   However, in the case of the selective reflection type cholesteric liquid crystal display element used in flexible electronic paper, if an external force is generated by bending the display element or pressing the surface, or if a change in temperature distribution occurs, Causes the liquid crystal to flow. When such liquid crystal flow occurs, there arises a problem that the display changes due to the disorder of the alignment state displaying the image. In general, when the liquid crystal flows, a phase (planar state) with high directivity and high reflectance appears, so that the display phase disappears and the display contrast decreases.

このような問題を解決するため、特許文献2は、十字形のスペーサ構造物を、隣接する4個の画素の間に設け、液晶の流動を制限する構成を記載している。図2は、特許文献2に記載されたスペーサ構造物を示す図であり、(A)が斜視図であり、(B)が平面図であり、(C)がスペーサ構造物31の拡大図である。図2の(C)に示すように、スペーサ構造物31は、基板との接着の安定性を増加させるために、壁の一部が太くなっている。単純マトリクス構造を有する液晶表示素子では、対向する2枚の基板に、90度異なる2方向に伸びる複数の帯状電極がそれぞれ形成され、帯状電極の交差部分に画素が形成される。図2の(A)および(B)に示すように、スペーサ構造物31は、一方の直線部分が下側基板の下側帯状電極15の間に位置し、他方の直線部分が図示していない上側基板の上側帯状電極の間に位置するように配置される。従って、各画素16は、4個のスペーサ構造物31で囲まれ、隣接するスペーサ構造物31の間に4個の開口が形成される。これにより液晶の流動が制限されるため、表示の変化を低減することが可能である。   In order to solve such a problem, Patent Document 2 describes a configuration in which a cross-shaped spacer structure is provided between four adjacent pixels to restrict the flow of liquid crystal. 2A and 2B are diagrams showing the spacer structure described in Patent Document 2, in which FIG. 2A is a perspective view, FIG. 2B is a plan view, and FIG. 2C is an enlarged view of the spacer structure 31. is there. As shown in FIG. 2C, a part of the wall of the spacer structure 31 is thick in order to increase the stability of adhesion to the substrate. In a liquid crystal display element having a simple matrix structure, a plurality of strip electrodes extending in two directions different by 90 degrees are formed on two opposing substrates, and a pixel is formed at an intersection of the strip electrodes. As shown in FIGS. 2A and 2B, in the spacer structure 31, one straight line portion is located between the lower strip electrodes 15 of the lower substrate, and the other straight line portion is not shown. It arrange | positions so that it may be located between the upper strip electrodes of an upper board | substrate. Accordingly, each pixel 16 is surrounded by four spacer structures 31, and four openings are formed between the adjacent spacer structures 31. As a result, the flow of the liquid crystal is limited, so that a change in display can be reduced.

しかし、特許文献2に記載された図2のスペーサ構造物を設けても、可撓性の電子ペーパーにおける液晶の流動性を十分に低減できず、液晶の流動性を一層低減することが求められた。そこで、特許文献3は、画素を囲むように1個の開口を有する閉構造を設けることにより、液晶の流動性を一層低減した液晶表示素子を記載している。図3は、特許文献3に記載されたスペーサ構造物の平面図である。スペーサ構造物32は、画素16を囲い、各画素16を縦方向に伸びる液晶の注入経路34につなげる小さな1個の開口部33を形成する。これにより、画素16内の液晶の流動性は、大幅に制限されることになり、外力や温度分布の変化に起因した表示の変化を低減することができる。   However, even if the spacer structure of FIG. 2 described in Patent Document 2 is provided, the fluidity of the liquid crystal in the flexible electronic paper cannot be sufficiently reduced, and further reduction of the fluidity of the liquid crystal is required. It was. Therefore, Patent Document 3 describes a liquid crystal display element in which the fluidity of liquid crystal is further reduced by providing a closed structure having one opening so as to surround a pixel. FIG. 3 is a plan view of the spacer structure described in Patent Document 3. As shown in FIG. The spacer structure 32 forms a single small opening 33 that surrounds the pixels 16 and connects each pixel 16 to a liquid crystal injection path 34 extending in the vertical direction. Thereby, the fluidity of the liquid crystal in the pixel 16 is greatly limited, and a change in display due to a change in external force or temperature distribution can be reduced.

国際公開WO2007/110949A1International Publication WO2007 / 110949A1 国際公開WO2007/007394A1International Publication WO2007 / 007394A1 国際公開WO2008/023416A1International Publication WO2008 / 023416A1

しかし、特許文献3に記載された図3に示すスペーサ構造物でも、液晶の流動性の低減が不十分であり、表示の変化を生じるという問題が依然存在している。   However, even in the spacer structure shown in FIG. 3 described in Patent Document 3, there is still a problem that the fluidity of the liquid crystal is insufficiently reduced and the display is changed.

さらに、図3では、画素面積に比べてスペーサ構造物32が大きな面積を占めており、その分表示の明るさが低くなり、コントラストも低下するという問題があった。この問題を解決するには、スペーサ構造物32の壁の厚さを小さくする必要があるが、その場合、画素が薄い壁のスペーサ構造物32で囲まれることになり、表示面に外力が加えられるとスペーサ構造物32が破壊されるという問題があった。   Further, in FIG. 3, the spacer structure 32 occupies a larger area than the pixel area, and there is a problem that the brightness of the display is lowered and the contrast is lowered accordingly. In order to solve this problem, it is necessary to reduce the wall thickness of the spacer structure 32. In this case, the pixels are surrounded by the spacer structure 32 having a thin wall, and an external force is applied to the display surface. If it is done, there is a problem that the spacer structure 32 is destroyed.

本発明は、表示の変化を生じないように液晶の流動性を一層低減すると共に、表示の明るさおよびコントラストを維持しながら強度を向上した液晶表示素子を実現することを目的とする。   An object of the present invention is to realize a liquid crystal display element that further reduces the fluidity of the liquid crystal so as not to cause a change in display, and has improved strength while maintaining display brightness and contrast.

本発明のドットマトリクス型表示素子は、2枚の透明基板を接着固定するスペーサ構造物を、1個の開口部を有する各画素に対応した閉構造物と、この閉構造物内に設けた内構造物と、で構成する。   The dot matrix type display element of the present invention includes a spacer structure for bonding and fixing two transparent substrates, a closed structure corresponding to each pixel having one opening, and an inner portion provided in the closed structure. And a structure.

内構造物は、閉構造物で囲まれる内部を、小さな副開口部を介して1個の開口部とつながる副空間に分ける形状であることが望ましい。   It is desirable that the inner structure has a shape that divides the interior surrounded by the closed structure into a subspace connected to one opening through a small subopening.

また、閉構造物で囲まれる空間内にさらに内構造物が設けられるので、閉構造物で囲まれる空間内での液晶の流動性が低減できる。特に、閉構造物で囲まれる内部を、小さな副開口部を介して1個の開口部とつながる副空間に分ける形状の内構造物を設ければ、閉構造物で囲まれる空間内での液晶の流動性が一層低減できる。   Further, since the inner structure is further provided in the space surrounded by the closed structure, the fluidity of the liquid crystal in the space surrounded by the closed structure can be reduced. In particular, if an internal structure having a shape that divides the interior surrounded by the closed structure into a subspace connected to one opening through a small subopening is provided, the liquid crystal in the space surrounded by the closed structure is provided. The fluidity of can be further reduced.

特許文献3に記載されたように、画素を囲むように1個の開口を有する閉構造を設けることにより画素内と画素外との間の液晶の流動性は大幅に低減される。しかし、表示の変化には、画素内での液晶の流動性による表示相の変化も影響しており、画素を囲むように1個の開口を有する閉構造を設けるだけでは画素内での液晶の流動性を十分に低減できず、これが表示の変化に影響していた。これに対して、本願発明によれば、閉構造物で囲まれる空間内での液晶の流動性が低減できるので、表示の変化を大幅に低減できる。なお、本願発明によれば、閉構造物で囲まれる空間内での液晶の流動性が低減できるだけでなく、画素内と画素外との間の液晶の流動性も一層低減できる。   As described in Patent Document 3, by providing a closed structure having one opening so as to surround a pixel, the fluidity of liquid crystal between the inside and outside of the pixel is greatly reduced. However, the change in the display is also affected by the change in the display phase due to the fluidity of the liquid crystal in the pixel, and the liquid crystal in the pixel is simply provided by providing a closed structure surrounding the pixel. The fluidity could not be reduced sufficiently, and this affected the change in display. On the other hand, according to the present invention, since the fluidity of the liquid crystal in the space surrounded by the closed structure can be reduced, the change in display can be greatly reduced. Note that according to the present invention, not only the fluidity of the liquid crystal within the space surrounded by the closed structure can be reduced, but also the fluidity of the liquid crystal between the inside and outside of the pixel can be further reduced.

閉構造物で囲まれる空間内にさらに内構造物が設けられるので、液晶表示素子の表面に加えられた外力は、閉構造物および内構造物に分散される。これにより、閉構造物および内構造物より破壊されにくくなり、その分壁の厚さを低減して表示の明るさおよびコントラストを向上できる。   Since the inner structure is further provided in the space surrounded by the closed structure, the external force applied to the surface of the liquid crystal display element is distributed to the closed structure and the inner structure. Thereby, it becomes harder to be destroyed than the closed structure and the internal structure, and accordingly, the thickness of the wall can be reduced and the brightness and contrast of the display can be improved.

以下、可撓性のコレステリック液晶表示素子を積層したフルカラーコレステリック液晶表示装置に本発明を適用した実施形態を説明するが、フルカラーコレステリック液晶表示装置については特許文献1から3などに詳細に記載されており、広く知られているので、ここではフルカラーコレステリック液晶表示装置についての説明は省略する。本実施形態のコレステリック液晶表示素子は、所定のセルギャップで2枚の基板を貼り合わせる接着性のスペーサ構造物の形状が、従来例と異なる。以下、異なる部分について説明する。   Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a full-color cholesteric liquid crystal display device in which flexible cholesteric liquid crystal display elements are laminated will be described. The full-color cholesteric liquid crystal display device is described in detail in Patent Documents 1 to 3 and the like. Since it is widely known, the description of the full-color cholesteric liquid crystal display device is omitted here. The cholesteric liquid crystal display element of this embodiment is different from the conventional example in the shape of an adhesive spacer structure that bonds two substrates with a predetermined cell gap. Hereinafter, different parts will be described.

実施形態のコレステリック液晶表示素子は、100μm厚のポリカーボネート製基板で作られ、各基板表面にIZO透明導電膜による帯状電極が複数形成される。上側基板の帯状電極と下側基板の帯状電極は、互いに直交する方向に対向して配置され、パッシブ駆動される。   The cholesteric liquid crystal display element of the embodiment is made of a polycarbonate substrate having a thickness of 100 μm, and a plurality of strip electrodes made of an IZO transparent conductive film are formed on the surface of each substrate. The strip electrode on the upper substrate and the strip electrode on the lower substrate are arranged to face each other in a direction orthogonal to each other, and are passively driven.

図4は、実施形態におけるスペーサ構造物の平面形状を示す図である。図6に示すように、上側帯状電極14と下側帯状電極15の帯状透明電極の交差部分に画素が形成される。スペーサ構造物は、各画素に対応して設けられた3重の正方形の薄い壁面で、一番外側の壁面41は小さな開口42を有する。壁面41の内部の壁面43は小さな開口44を有する。さらに、壁面43の内部の壁面45は小さな開口46を有する。従って、壁面45により囲まれる空間49は、小さな開口46を介して、壁面45と壁面43の間の空間48につながる。同様に、空間48は、小さな開口44を介して、壁面43と壁面41の間の空間47につながる。空間47は、小さな開口42を介して、画素の間の空間50につながる。   FIG. 4 is a diagram illustrating a planar shape of the spacer structure in the embodiment. As shown in FIG. 6, pixels are formed at the intersections of the strip-shaped transparent electrodes of the upper strip-shaped electrode 14 and the lower strip-shaped electrode 15. The spacer structure is a triple square thin wall surface provided corresponding to each pixel, and the outermost wall surface 41 has a small opening 42. The wall surface 43 inside the wall surface 41 has a small opening 44. Further, the wall surface 45 inside the wall surface 43 has a small opening 46. Therefore, the space 49 surrounded by the wall surface 45 is connected to the space 48 between the wall surface 45 and the wall surface 43 through the small opening 46. Similarly, the space 48 is connected to a space 47 between the wall surface 43 and the wall surface 41 through a small opening 44. The space 47 is connected to the space 50 between the pixels through a small opening 42.

一番外側の壁面41の2辺は、隣接する上側帯状電極14の間と隣接する下側帯状電極15の間に位置する。隣接する一番外側の壁面41の間、すなわち画素の間に空間50が形成され、各画素の空間47は、小さな開口42を介して、画素の間の空間50につながる。この空間50は画素間でつながっており、表示素子(パネル)の辺に、空間50につながる注入用の開口部が設けられる。パネル内を真空状態とした上で、開口部をコレステリック液晶に浸漬して大気開放することで液晶を注入する。   Two sides of the outermost wall surface 41 are located between the adjacent upper strip electrodes 14 and the adjacent lower strip electrodes 15. A space 50 is formed between adjacent outermost wall surfaces 41, that is, between pixels, and a space 47 of each pixel is connected to a space 50 between the pixels via a small opening 42. This space 50 is connected between pixels, and an injection opening connected to the space 50 is provided on the side of the display element (panel). After the inside of the panel is in a vacuum state, the liquid crystal is injected by immersing the opening in cholesteric liquid crystal and opening it to the atmosphere.

図5は、実施形態のコレステリック液晶表示素子の製造工程を示す図であり、左側がコモン電極が形成されるコモン基板を示し、右側がセグメント電極が形成されるセグメント基板を示す。基本的にコモン基板とセグメント基板のいずれを上側基板または下側基板として使用することも可能であるが、ここでは下側基板がコモン基板、上側基板がセグメント基板であるとし、下側基板にスペーサ構造物が形成されるとして説明する。   FIG. 5 is a diagram illustrating a manufacturing process of the cholesteric liquid crystal display element of the embodiment, the left side shows a common substrate on which a common electrode is formed, and the right side shows a segment substrate on which a segment electrode is formed. Basically, either the common board or the segment board can be used as the upper board or the lower board, but here the lower board is the common board and the upper board is the segment board, and the lower board is a spacer. The description will be made assuming that a structure is formed.

上側基板11および下側基板13の上に透明導電膜層14、15をそれぞれ形成する。   Transparent conductive film layers 14 and 15 are formed on the upper substrate 11 and the lower substrate 13, respectively.

透明導電膜層14、15の上にそれぞれレジスト層51、52を塗布する。   Resist layers 51 and 52 are applied on the transparent conductive film layers 14 and 15, respectively.

光リソグラフィなどにより、レジスト層51、52をそれぞれ帯状電極の形状に対応してパターニングする。   The resist layers 51 and 52 are each patterned corresponding to the shape of the strip electrode by photolithography or the like.

パターニングしたレジスト層51、52の上からエッチングして、透明導電膜層14、15を帯状電極に加工する。   Etching is performed on the patterned resist layers 51 and 52 to process the transparent conductive film layers 14 and 15 into strip-shaped electrodes.

パターニングしたレジスト層51、52を剥離すると、パターニングされた透明導電膜層(帯状電極)14、15が現れる。   When the patterned resist layers 51 and 52 are peeled off, the patterned transparent conductive film layers (band electrodes) 14 and 15 appear.

ここまでの工程は、上側基板11および下側基板13で同じである。   The steps up to here are the same for the upper substrate 11 and the lower substrate 13.

上側基板11の上に、パターニングされた帯状電極14を覆うように絶縁膜53を形成する。これにより上側基板11が完成する。   An insulating film 53 is formed on the upper substrate 11 so as to cover the patterned strip electrode 14. Thereby, the upper substrate 11 is completed.

下側基板13の上に、パターニングされた帯状電極15を覆うように、スペーサ構造物の壁面用ネガレジスト54を塗布する。   A negative resist 54 for the wall surface of the spacer structure is applied on the lower substrate 13 so as to cover the patterned strip electrode 15.

スペーサ構造物の壁面として残す部分を透過するフォトマスク55を使用して露光を行う。   Exposure is performed using a photomask 55 that transmits the portion to be left as the wall surface of the spacer structure.

下側基板13の表面を現像すると、ネガレジスト54のスペーサ構造物の壁面に対応する部分が硬化し、それ以外の部分は除去されるので、ベークするとスペーサ構造物の壁面が形成される。さらにパネルの周囲にシール56を形成する。シール56は、壁面用ネガレジスト54を利用して形成してもよい。   When the surface of the lower substrate 13 is developed, the portion corresponding to the wall surface of the spacer structure of the negative resist 54 is cured, and the other portions are removed, so that the wall surface of the spacer structure is formed when baked. Further, a seal 56 is formed around the panel. The seal 56 may be formed using the negative resist 54 for the wall surface.

以上で、下側基板13が完成する。   Thus, the lower substrate 13 is completed.

次に、上側基板11を反転して、上側基板11の帯状電極14と下側基板13の帯状電極14が直交するように位置合わせし、絶縁膜53がスペーサ構造物の壁面用ネガレジスト54に接触するように貼り合わせ、壁面用ネガレジスト54を硬化させて絶縁膜53を接着する。   Next, the upper substrate 11 is inverted and aligned so that the strip electrode 14 of the upper substrate 11 and the strip electrode 14 of the lower substrate 13 are orthogonal to each other, and the insulating film 53 is formed on the negative resist 54 for the wall surface of the spacer structure. The insulating film 53 is adhered by curing the wall-surface negative resist 54 in contact with each other.

図5はスペーサ構造物の壁面をネガレジストで形成する場合の製造工程であるが、スペーサ構造物の壁面をポジレジストで形成することも可能である。図6は、ポジレジストを使用する場合の製造工程を示す図である。   FIG. 5 shows a manufacturing process when the wall surface of the spacer structure is formed of a negative resist. However, the wall surface of the spacer structure can be formed of a positive resist. FIG. 6 is a diagram showing a manufacturing process when a positive resist is used.

ポジレジストを使用する場合の上側基板の製造工程および下側基板13上にパターニングされた帯状電極15を形成するまでの製造工程は、ネガレジストを使用する場合と同じである。   The manufacturing process of the upper substrate when the positive resist is used and the manufacturing process until the patterned strip electrode 15 is formed on the lower substrate 13 are the same as when the negative resist is used.

下側基板13上に、パターニングされた帯状電極15を覆うように、スペーサ構造物の壁面用ポジレジスト63を塗布する。   A positive resist 63 for the wall surface of the spacer structure is applied on the lower substrate 13 so as to cover the patterned strip electrode 15.

壁面として残す部分は透過しないフォトマスク65を使用して露光を行う。   The portion left as the wall surface is exposed using a photomask 65 that does not transmit.

下側基板13の表面を現像すると、ポジレジスト63のスペーサ構造物の壁面に対応する部分が残り、それ以外の部分は除去される。この時点では、ポジレジスト63は硬化していない。   When the surface of the lower substrate 13 is developed, a portion corresponding to the wall surface of the spacer structure of the positive resist 63 remains, and the other portions are removed. At this time, the positive resist 63 is not cured.

セルギャップに対応する直径を有する粒状のスペーサ64を散布する。この時、スペーサ64がポジレジスト63の上に散布される場合も生じる。さらにパネルの周囲にシール56を形成する。   A granular spacer 64 having a diameter corresponding to the cell gap is dispersed. At this time, the spacer 64 may be scattered on the positive resist 63. Further, a seal 56 is formed around the panel.

以上で、下側基板13が完成する。   Thus, the lower substrate 13 is completed.

次に、上側基板11を反転して、上側基板11の帯状電極14と下側基板13の帯状電極15が直交するように位置合わせし、絶縁膜53がスペーサ構造物の壁面用ポジレジスト63に接触するように貼り合わせる。この時上側基板11を下側基板13に押し付けると、ポジレジスト63上のスペーサ64は、硬化していないポジレジスト63に埋め込まれる。このようにスペーサ64により基板間の間隔がセルギャップになった状態で、壁面用ポジレジスト63を硬化させて絶縁膜53を接着する。   Next, the upper substrate 11 is inverted and aligned so that the strip electrode 14 of the upper substrate 11 and the strip electrode 15 of the lower substrate 13 are orthogonal to each other, and the insulating film 53 forms the positive resist 63 for the wall surface of the spacer structure. Laminate to touch. At this time, when the upper substrate 11 is pressed against the lower substrate 13, the spacers 64 on the positive resist 63 are embedded in the uncured positive resist 63. In this manner, the wall-surface positive resist 63 is cured and the insulating film 53 is adhered in a state in which the distance between the substrates becomes the cell gap by the spacer 64.

以上、実施形態のコレステリック液晶表示素子の製造工程を説明したが、製造工程には各種の変形例があり得るのはいうまでもない。   As mentioned above, although the manufacturing process of the cholesteric liquid crystal display element of embodiment was demonstrated, it cannot be overemphasized that there can be various modifications in a manufacturing process.

図7は、実施形態のコレステリック液晶表示素子のスペーサ構造物の壁面形状の変形例を示す図である。   FIG. 7 is a diagram illustrating a modification of the wall shape of the spacer structure of the cholesteric liquid crystal display element of the embodiment.

図7の(A)の例は、図4の一番外側の壁面41を同じ正方形の壁面71の内部に、交差する壁面73と74により形成される十字の壁面を設けたもので、壁面73の一方の端は壁面71に接続されており、壁面73の他方の端は壁面71の小さな開口部72に対して小さな開口部75を形成し、壁面74は壁面71との間に小さな開口部76を形成する。このような形状のスペーサ構造物により、画素は4つの閉領域に分けられ、4つの閉領域は小さな開口部でつながる。   In the example of FIG. 7A, the outermost wall surface 41 of FIG. 4 is provided inside the same square wall surface 71 and a cross wall surface formed by intersecting wall surfaces 73 and 74 is provided. One end of the wall surface 71 is connected to the wall surface 71, the other end of the wall surface 73 forms a small opening 75 with respect to the small opening 72 of the wall surface 71, and the wall surface 74 is a small opening between the wall surface 71. 76 is formed. The pixel structure is divided into four closed regions by the spacer structure having such a shape, and the four closed regions are connected by a small opening.

また、図7の(B)の例は、図4の一番外側の壁面41を同じ正方形の壁面81の内部に、壁面81の開口部82を有する下辺部分から伸びる2本の壁面と、下辺部分に対向する上辺部分から開口部82に向かって伸びる1本の壁面83と、を設けたものである。壁面83は、壁面81の小さな開口部82に対して小さな開口部85を形成し、壁面84は壁面81との間に小さな開口部86を形成する。このような形状のスペーサ構造物により、画素は4つの閉領域に分けられ、4つの閉領域は小さな開口部でつながる。   7B, the outermost wall surface 41 of FIG. 4 is placed inside the same square wall surface 81, two wall surfaces extending from the lower side portion having the opening 82 of the wall surface 81, and the lower side And a single wall surface 83 extending from the upper side facing the portion toward the opening 82. The wall surface 83 forms a small opening 85 with respect to the small opening 82 of the wall surface 81, and the wall surface 84 forms a small opening 86 between the wall surface 81. The pixel structure is divided into four closed regions by the spacer structure having such a shape, and the four closed regions are connected by a small opening.

以上説明した図4、図7の(A)および(B)のスペーサ構造物により、画素は複数の副領域に分けられるので、画素内の液晶の流動性が低下するだけでなく、画素内と画素外の間の液晶の流動性が低減される。また、液晶表示素子の表面に加えられた外力は、閉構造物および内構造物に分散される。これにより、閉構造物および内構造物より破壊されにくくなり、その分壁の厚さを低減して表示の明るさおよびコントラストを向上できる。なお、スペーサ構造物の形状は各種変形例があり得るのはいうまでもない。   The pixel structure is divided into a plurality of sub-regions by the spacer structure of FIGS. 4 and 7 described above, and not only the fluidity of the liquid crystal in the pixel is decreased, The fluidity of the liquid crystal outside the pixel is reduced. Further, the external force applied to the surface of the liquid crystal display element is dispersed in the closed structure and the internal structure. Thereby, it becomes harder to be destroyed than the closed structure and the internal structure, and accordingly, the thickness of the wall can be reduced and the brightness and contrast of the display can be improved. Needless to say, the shape of the spacer structure may have various modifications.

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各種の変形例が可能であるのはいうまでもない。例えば、実施形態では、コレステリック液晶を使用する例を説明したが、ほかの液晶でも本発明のスペーサ構造物により流動性が低減できるので、メモリ性を利用して表示を長時間維持する液晶表示素子であれば効果がある。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to this and various modifications are possible. For example, in the embodiment, an example in which cholesteric liquid crystal is used has been described. However, since the fluidity of other liquid crystals can be reduced by the spacer structure of the present invention, a liquid crystal display element that maintains display for a long time using memory characteristics If it is effective.

また、スペーサ構造物の形状については、仕様に応じて最適な形状を選択することは、当業者には自明のことである。   As for the shape of the spacer structure, it is obvious to those skilled in the art to select an optimum shape according to the specification.

図1は、コレステリック液晶の双安定状態(プレーナ状態とフォーカルコニック状態)を説明する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a bistable state (planar state and focal conic state) of a cholesteric liquid crystal. 図2は、スペーサ構造物の従来例を示す図である。FIG. 2 is a view showing a conventional example of a spacer structure. 図3は、スペーサ構造物の別の従来例を示す図である。FIG. 3 is a view showing another conventional example of the spacer structure. 図4は、実施形態のスペーサ構造物を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating the spacer structure according to the embodiment. 図5は、実施形態の液晶表示素子の製造工程を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a manufacturing process of the liquid crystal display element of the embodiment. 図6は、実施形態の液晶表示素子の別の製造工程を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating another manufacturing process of the liquid crystal display element of the embodiment. 図7は、実施形態のスペーサ構造物の変形例を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a modification of the spacer structure according to the embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10 表示素子
11 上側基板
12 液晶層
13 下側基板
14 上側帯状電極
15 下側帯状電極
17 吸光層
41,43,45 スペーサ構造物の壁面
42,44,46 開口部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Display element 11 Upper substrate 12 Liquid crystal layer 13 Lower substrate 14 Upper strip electrode 15 Lower strip electrode 17 Light absorption layer 41, 43, 45 Wall surface 42, 44, 46 of spacer structure Opening

Claims (5)

2枚の透明基板間に液晶を挟持し、前記2枚の透明基板を接着固定するスペーサ構造物によりセルギャップが維持される液晶表示素子であって、
前記スペーサ構造物は、各画素に対応した1個の開口部を有する閉構造物と、前記閉構造物内に設けられた内構造物と、を備えることを特徴とする液晶表示素子。
A liquid crystal display element in which a cell gap is maintained by a spacer structure that sandwiches liquid crystal between two transparent substrates and adheres and fixes the two transparent substrates,
The said spacer structure is provided with the closed structure which has one opening part corresponding to each pixel, and the inner structure provided in the said closed structure, The liquid crystal display element characterized by the above-mentioned.
前記内構造物は、前記閉構造物で囲まれる内部を、小さな副開口部を介して前記1個の開口部とつながる副空間に分けることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示素子。   The liquid crystal display element according to claim 1, wherein the inner structure divides an interior surrounded by the closed structure into a subspace connected to the one opening through a small subopening. 前記閉構造物内に複数の前記内構造物が形成されている、ことを特徴とする請求項1または2に記載の液晶表示素子。   The liquid crystal display element according to claim 1, wherein a plurality of the internal structures are formed in the closed structure. 前記内構造物は十字形状を有し、十字形状の前記内構造物により、前記閉構造物内の空間が、4つの前記副空間に分割される、ことを特徴とする請求項1または2に記載の液晶表示素子。   The internal structure has a cross shape, and a space in the closed structure is divided into four subspaces by the cross-shaped internal structure. The liquid crystal display element as described. 前記内構造物は、前記閉構造物から交互に櫛歯状に伸びる複数の壁を有する、ことを特徴とする請求項1または2に記載の液晶表示素子。   The liquid crystal display element according to claim 1, wherein the inner structure has a plurality of walls alternately extending in a comb shape from the closed structure.
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