JP2010097098A - Method for manufacturing substrate for liquid crystal display device, substrate for liquid crystal display device, and liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
【課題】発塵や静電気の発生がなく、確実に液晶の配向を行うことができる。
【解決手段】液晶表示装置用基板の製造方法は、基板1上に、光照射により液晶配向性を発現する配向膜材料2を成膜する工程A1と、成膜した配向膜材料2に液晶配向性を与えるための溝3をインプリントにより形成する工程A2と、溝3が形成された配向膜材料2に光照射4により液晶配向性を与える配向処理を行う工程A3と、を有する。また、液晶表示装置用基板の製造方法は、基板101上に、液晶配向性を与えるための溝を形成するための材料102を成膜する工程B1と、成膜した溝を形成するための材料102に液晶配向性を与えるための溝103をインプリントにより形成する工程B2と、溝103を形成した膜の上面に光照射により液晶配向性を発現する配向膜材料104を成膜する工程B3と、成膜された配向膜材料104に光照射105により液晶配向性を与える配向処理を行う工程B4と、を有する。
【選択図】図1Liquid crystal alignment can be performed reliably without generation of dust or static electricity.
A method of manufacturing a substrate for a liquid crystal display device includes: a step A1 for forming an alignment film material 2 that exhibits liquid crystal alignment properties by light irradiation on a substrate 1; and a liquid crystal alignment for the alignment film material 2 formed. A step A2 for forming the groove 3 for imparting properties by imprinting, and a step A3 for performing an alignment treatment for imparting liquid crystal orientation to the alignment film material 2 in which the groove 3 is formed by light irradiation 4. Further, the method for manufacturing a substrate for a liquid crystal display device includes a step B1 of forming a material 102 for forming a groove for imparting liquid crystal alignment on the substrate 101 and a material for forming the formed groove. Step B2 for forming a groove 103 for imparting liquid crystal alignment to 102 by imprinting; Step B3 for forming an alignment film material 104 that exhibits liquid crystal alignment by light irradiation on the upper surface of the film on which the groove 103 is formed; And a step B4 of performing an alignment treatment for imparting liquid crystal alignment to the alignment film material 104 formed by light irradiation 105.
[Selection] Figure 1
Description
この発明は、例えば液晶表示パネルなどの配向に好適な液晶配向性を発現する液晶表示装置用基板の製造方法及び液晶表示装置用基板並びに液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a substrate for a liquid crystal display device that exhibits liquid crystal orientation suitable for alignment of a liquid crystal display panel, for example, a substrate for a liquid crystal display device, and a liquid crystal display device.
例えば、液晶表示パネルなどの液晶表示装置は、薄型軽量、低消費電力といった特徴を持ち、広く普及しており、この液晶表示装置では、その動作原理が電場の作用による液晶配向の変化を利用したものであるため、液晶配向の均一性と安定性が特に重要とされ、特に液晶を均一に配向させるために配向膜を用いている。 For example, a liquid crystal display device such as a liquid crystal display panel has features such as thin and light weight and low power consumption, and is widely used. In this liquid crystal display device, the operation principle uses a change in liquid crystal alignment due to the action of an electric field. Therefore, the uniformity and stability of the liquid crystal alignment are particularly important, and an alignment film is used to align the liquid crystal uniformly.
一般的には、配向膜は、ポリイミド樹脂またはその前駆体の溶液を基板上に塗布して成膜し、バフロールで一方向にこする「ラビング」という処理により液晶配向処理を行うものがある(特許文献1参照)。このようなラビングは、発塵や静電気の発生という問題がある。 In general, an alignment film is formed by applying a solution of polyimide resin or a precursor thereof onto a substrate to form a film, and performing a liquid crystal alignment process by a process called “rubbing” that is rubbed in one direction with baffle ( Patent Document 1). Such rubbing has a problem of generation of dust and static electricity.
これに対し、光に反応する官能基を有する樹脂を配向膜として用い、偏光した紫外線を照射する等により配向処理を行う配向膜材料が提案されている(特許文献2参照)。
ところで、特許文献2などにより提案されている光による配向処理を行う配向膜材料は、液晶を配向させる配向規制力が、特許文献1などにより提案されているラビング処理より弱いため、液晶の配向の不良が発生しやすく、問題となっている。 By the way, the alignment film material that performs alignment treatment with light proposed by Patent Document 2 and the like has weaker alignment control force for aligning liquid crystal than rubbing treatment proposed by Patent Document 1 and the like, and therefore, the alignment of the liquid crystal. Defects are likely to occur and are a problem.
この発明は、かかる実情に鑑みてなされたもので、発塵や静電気の発生がなく、確実に液晶の配向を行うことができる液晶表示装置用基板の製造方法及び液晶表示装置用基板並びに液晶表示装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of such circumstances, and there is no generation of dust or static electricity, and a liquid crystal display device substrate manufacturing method, a liquid crystal display device substrate, and a liquid crystal display capable of reliably aligning liquid crystals. The object is to provide a device.
前記課題を解決し、かつ目的を達成するために、この発明は、以下のように構成した。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention is configured as follows.
請求項1に記載の発明は、基板上に、光照射により液晶配向性を発現する配向膜材料を成膜する工程と、
前記成膜した配向膜材料に液晶配向性を与えるための溝をインプリントにより形成する工程と、
前記溝が形成された配向膜材料に光照射により液晶配向性を与える配向処理を行う工程と、
を有することを特徴とする液晶表示装置用基板の製造方法である。
The invention according to claim 1 is a step of forming an alignment film material that exhibits liquid crystal alignment by light irradiation on a substrate;
Forming a groove for imparting liquid crystal alignment to the formed alignment film material by imprinting;
Performing an alignment treatment for imparting liquid crystal alignment by light irradiation to the alignment film material in which the groove is formed;
It is a manufacturing method of the board | substrate for liquid crystal display devices characterized by having.
請求項2に記載の発明は、基板上に、液晶配向性を与えるための溝を形成するための材料を成膜する工程と、
前記成膜した溝を形成するための材料に液晶配向性を与えるための溝をインプリントにより形成する工程と、
前記溝を形成した前記膜の上面に光照射により液晶配向性を発現する配向膜材料を成膜する工程と、
前記成膜された配向膜材料に光照射により液晶配向性を与える配向処理を行う工程と、
を有することを特徴とする液晶表示装置用基板の製造方法である。
The invention according to claim 2 is a step of forming a material on the substrate for forming a groove for imparting liquid crystal alignment,
Forming a groove for imparting liquid crystal alignment to the material for forming the film-formed groove by imprinting;
Forming an alignment film material that exhibits liquid crystal alignment by light irradiation on the upper surface of the film in which the groove is formed;
A step of performing an alignment treatment to give liquid crystal alignment by light irradiation to the formed alignment film material;
It is a manufacturing method of the board | substrate for liquid crystal display devices characterized by having.
請求項3に記載の発明は、前記溝は、幅1nm以上1000nm以下であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の液晶表示装置用基板の製造方法である。 The invention according to claim 3 is the method for manufacturing a substrate for a liquid crystal display device according to claim 1 or 2, wherein the groove has a width of 1 nm or more and 1000 nm or less.
請求項4に記載の発明は、前記溝を形成するための材料が、架橋性樹脂である請求項2に記載の液晶表示装置用基板の製造方法である。 The invention described in claim 4 is the method for manufacturing a substrate for a liquid crystal display device according to claim 2, wherein the material for forming the groove is a crosslinkable resin.
請求項5に記載の発明は、前記架橋性樹脂が、熱架橋性樹脂である請求項4に記載の液晶表示装置用基板の製造方法である。 The invention according to claim 5 is the method for producing a substrate for a liquid crystal display device according to claim 4, wherein the crosslinkable resin is a heat crosslinkable resin.
請求項6に記載の発明は、前記架橋性樹脂が、光架橋性樹脂である請求項4に記載の液晶表示装置用基板の製造方法である。 The invention according to claim 6 is the method for producing a substrate for a liquid crystal display device according to claim 4, wherein the crosslinkable resin is a photocrosslinkable resin.
請求項7に記載の発明は、前記基板が、プラスチックフィルムである請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の液晶表示装置用基板の製造方法である。 The invention according to claim 7 is the method of manufacturing a substrate for a liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 6, wherein the substrate is a plastic film.
請求項8に記載の発明は、請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の液晶表示装置用基板の製造方法により製造されることを特徴とする液晶表示装置用基板である。 The invention according to claim 8 is a substrate for a liquid crystal display device manufactured by the method for manufacturing a substrate for a liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 7.
請求項9に記載の発明は、請求項8に記載の液晶表示装置用基板を用いて製造されることを特徴とする液晶表示装置である。 The invention according to claim 9 is a liquid crystal display device manufactured using the substrate for liquid crystal display device according to claim 8.
前記構成により、この発明は、以下のような効果を有する。 With the above configuration, the present invention has the following effects.
請求項1に記載の発明では、基板上に、光照射により液晶配向性を発現する配向膜材料を成膜し、さらにインプリントにより配向膜材料に液晶配向性を与えるための溝を形成し、光照射による配向処理を行うことで、発塵や静電気の発生がなく、簡単な構成で確実に液晶の配向を行うことができる。 In the first aspect of the present invention, an alignment film material that exhibits liquid crystal alignment is formed on the substrate by light irradiation, and a groove for imparting liquid crystal alignment to the alignment film material is formed by imprinting. By performing the alignment treatment by light irradiation, there is no generation of dust and static electricity, and the liquid crystal can be reliably aligned with a simple configuration.
請求項2に記載の発明では、基板上に、液晶配向性を与えるための溝を形成するための材料を成膜してインプリントにより溝を形成し、さらに溝を形成した膜の上面に配向膜材料を成膜して光照射による配向処理を行うことで、発塵や静電気の発生がなく、確実に液晶の配向を行うことができる。 In the invention described in claim 2, a material for forming a groove for imparting liquid crystal alignment is formed on the substrate, the groove is formed by imprinting, and the groove is further aligned on the upper surface of the film. By forming a film material and performing alignment treatment by light irradiation, liquid crystal alignment can be performed reliably without generation of dust or static electricity.
請求項3に記載の発明では、溝は、幅1nm以上1000nm以下であり、より確実に液晶の配向を行うことができる。 In the invention according to claim 3, the groove has a width of 1 nm or more and 1000 nm or less, and the liquid crystal can be aligned more reliably.
請求項4に記載の発明では、溝を形成するための材料が、架橋性樹脂であり、インプリントにより溝を精度よく形成することができる。 In the invention according to claim 4, the material for forming the groove is a crosslinkable resin, and the groove can be formed with high accuracy by imprinting.
請求項5に記載の発明では、架橋性樹脂が、熱架橋性樹脂であり、加熱してインプリントにより溝を精度よく形成することができる。 In the invention according to claim 5, the crosslinkable resin is a heat crosslinkable resin, and the groove can be accurately formed by imprinting by heating.
請求項6に記載の発明では、架橋性樹脂が、光架橋性樹脂であり、光照射してインプリントにより溝を精度よく形成することができる。 In the invention described in claim 6, the crosslinkable resin is a photocrosslinkable resin, and the grooves can be formed with high precision by imprinting with light irradiation.
請求項7に記載の発明では、基板が、プラスチックフィルムであり、溝を形成するための材料と強固に一体化でき、薄く、かつ柔軟性があり、取り扱いが容易である。 In the invention described in claim 7, the substrate is a plastic film, can be firmly integrated with the material for forming the groove, is thin and flexible, and is easy to handle.
請求項8に記載の発明では、請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の液晶表示装置用基板の製造方法により発塵や静電気の発生がなく、簡単な構成で確実に液晶の配向を行うことができる。 In the invention according to claim 8, there is no generation of dust or static electricity by the method for manufacturing a substrate for a liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 7. Orientation can be performed.
請求項9に記載の発明では、請求項8に記載の液晶表示装置用基板を用いて製造され、液晶配向の均一性と安定性に優れた液晶表示装置を得ることができる。 According to the ninth aspect of the invention, a liquid crystal display device manufactured using the liquid crystal display device substrate according to the eighth aspect and having excellent uniformity and stability of liquid crystal alignment can be obtained.
以下、この発明の液晶表示装置用基板の製造方法及び液晶表示装置用基板並びに液晶表示装置の実施の形態について説明する。この発明の実施の形態は、発明の最も好ましい形態を示すものであり、この発明はこれに限定されない。 Embodiments of a method for manufacturing a substrate for a liquid crystal display device, a substrate for a liquid crystal display device, and a liquid crystal display device according to the present invention will be described below. The embodiment of the present invention shows the most preferable mode of the present invention, and the present invention is not limited to this.
まず、液晶表示装置用基板の製造方法の実施の形態について説明する。
[第1の実施の形態]
図1は第1の実施の形態の液晶表示装置用基板の製造方法の工程図、図2は液晶表示装置用基板の製造方法を説明する図、図3は溝を形成する工程を説明する図である。
First, an embodiment of a method for manufacturing a substrate for a liquid crystal display device will be described.
[First Embodiment]
1 is a process diagram of a method for manufacturing a substrate for a liquid crystal display device according to the first embodiment, FIG. 2 is a diagram illustrating a method for manufacturing a substrate for a liquid crystal display device, and FIG. 3 is a diagram illustrating a process of forming a groove. It is.
この第1の実施の形態の液晶表示装置用基板の製造方法は、図1に示すように、配向膜材料を成膜する工程A1と、溝をインプリントにより形成する工程A2と、配向処理を行う工程A3と、を有する。 As shown in FIG. 1, the manufacturing method of the substrate for a liquid crystal display device according to the first embodiment includes a step A1 for forming an alignment film material, a step A2 for forming grooves by imprinting, and an alignment treatment. And performing step A3.
(配向膜材料を成膜する工程A1)
この配向膜材料を成膜する工程A1では、図2(a)に示すように、基板1上に、光照射により液晶配向性を発現する配向膜材料2を成膜する。基板1は、ガラス、プラスチックフィルムを用いることができるが、プラスチックフィルムが、薄く、かつ柔軟性があり、取り扱いが容易である。プラスチックフィルムとして、例えばポリエチレンレテフタレート、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン等の熱可塑性プラスチックフィルムの他、エポキシ樹脂等の架橋性樹脂も用いることができるが、これに限定されない。
(Process A1 for depositing alignment film material)
In step A1 for forming this alignment film material, as shown in FIG. 2A, an alignment film material 2 that exhibits liquid crystal alignment properties is formed on the substrate 1 by light irradiation. As the substrate 1, glass or plastic film can be used. However, the plastic film is thin and flexible and easy to handle. Examples of the plastic film include, but are not limited to, thermoplastic resins such as polyethylene terephthalate, polycarbonate, and polyethersulfone, and crosslinkable resins such as epoxy resins.
配向膜材料2は、偏光紫外線を照射することで偏光方向と直交方向に液晶を配向する性質を持つ光分解型の配向膜材料を用いることができ、基板の表面に塗布して成膜されるが、これに限定されず、接着などにより接合してもよい。 As the alignment film material 2, a photodecomposition type alignment film material having a property of aligning liquid crystal in a direction orthogonal to the polarization direction by irradiating polarized ultraviolet rays can be used, and is formed by coating on the surface of the substrate. However, it is not limited to this, and may be joined by adhesion or the like.
配向膜材料2としては、例えばポリビニルシンナメート、ポリイミドなどの有機膜を用いることができ、直線偏光された紫外線を照射することにより、液晶配向能を付与する。また、ポリアミック酸薄膜を用いることができ、室温以上に加熱しつつ、偏光または非偏光の放射線を照射して液晶配向性を付与する。
(溝をインプリントにより形成する工程A2)
この溝をインプリントにより形成する工程A2では、図2(b)に示すように、成膜した配向膜材料2に液晶配向性を与えるための溝3をインプリントにより形成する。このインプリントは、図3(a)に示すように、成形型60を用いる。この成形型60は、複数のスケール溝61を有する接触面62を有する。成形型60は、実施例によっては他の材料又は材料の組み合わせを使用しても良いが、この実施の形態では、成形型60は石英板を使用して作製されるが、ニッケル(Ni)などを使用して作製してもよい。スケール溝61は、エッチングして作製しても良いし、又は、さもなければリソグラフィのような従来手段を使用して接触面62上に作製しても良い。
As the alignment film material 2, for example, an organic film such as polyvinyl cinnamate and polyimide can be used, and liquid crystal alignment ability is imparted by irradiating linearly polarized ultraviolet rays. Further, a polyamic acid thin film can be used, and liquid crystal alignment is imparted by irradiation with polarized or non-polarized radiation while heating to room temperature or higher.
(Process A2 for forming grooves by imprint)
In step A2 of forming this groove by imprinting, as shown in FIG. 2B, a groove 3 for imparting liquid crystal orientation to the formed alignment film material 2 is formed by imprinting. This imprint uses a mold 60 as shown in FIG. The mold 60 has a contact surface 62 having a plurality of scale grooves 61. The mold 60 may use other materials or combinations of materials depending on the embodiment, but in this embodiment, the mold 60 is manufactured using a quartz plate, but nickel (Ni) or the like is used. You may make using. The scale groove 61 may be made by etching or otherwise made on the contact surface 62 using conventional means such as lithography.
このような成形型60を作成した後、図3(b)に示すように、成形型60の接触面62を配向膜材料2の表面に押し付けて転写させる。ここでは、インプリント法により、図3(c)に示すように、成形型60の接触面62のスケール溝61を配向膜材料2に転写し、配向膜材料2に液晶配向性を与えるための溝3を形成する。 After forming such a mold 60, as shown in FIG. 3B, the contact surface 62 of the mold 60 is pressed against the surface of the alignment film material 2 to be transferred. Here, as shown in FIG. 3C, the scale groove 61 of the contact surface 62 of the mold 60 is transferred to the alignment film material 2 by the imprint method, and the alignment film material 2 is given liquid crystal alignment properties. Groove 3 is formed.
この溝3は、平行で、幅1nm以上1000nm以下であり、1μmよりも大きく且つ深さ(又は高さ)が50nm未満であることが、より確実に液晶の配向を行うことができる。 The grooves 3 are parallel, have a width of 1 nm or more and 1000 nm or less, are larger than 1 μm, and have a depth (or height) of less than 50 nm, whereby liquid crystal alignment can be performed more reliably.
(配向処理を行う工程A3)
この配向処理を行う工程A3では、図2(c)に示すように、溝3が形成された配向膜材料2に光照射4により液晶配向性を与える配向処理を行う。この実施の形態では、室温で、溝と直交方向に偏光紫外線を照射して配向膜の配向処理を行い、液晶表示装置用基板を得ることができる。
(Step A3 for performing orientation treatment)
In step A3 for performing the alignment treatment, as shown in FIG. 2C, alignment treatment for imparting liquid crystal alignment to the alignment film material 2 in which the grooves 3 are formed by light irradiation 4 is performed. In this embodiment, a substrate for a liquid crystal display device can be obtained by performing an alignment treatment of the alignment film by irradiating polarized ultraviolet rays in a direction orthogonal to the grooves at room temperature.
このように、基板1上に、光照射により液晶配向性を発現する配向膜材料2を成膜し、さらにインプリントにより配向膜材料2に液晶配向性を与えるための溝3を形成し、光照射4による配向処理を行うことで、発塵や静電気の発生がなく、簡単な構成で確実に液晶の配向を行うことができる。
[第2の実施の形態]
図4は第2の実施の形態の液晶表示装置用基板の製造方法の概略構成図、図5は液晶表示装置用基板の製造方法を説明する図である。
As described above, the alignment film material 2 that exhibits liquid crystal alignment is formed on the substrate 1 by light irradiation, and the grooves 3 for imparting liquid crystal alignment to the alignment film material 2 are formed by imprinting. By performing the alignment treatment by irradiation 4, there is no generation of dust and static electricity, and the liquid crystal can be reliably aligned with a simple configuration.
[Second Embodiment]
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a method for manufacturing a substrate for a liquid crystal display device according to the second embodiment, and FIG. 5 is a diagram for explaining a method for manufacturing a substrate for a liquid crystal display device.
この第2の実施の形態の液晶表示装置用基板の製造方法は、図4に示すように、溝を形成するための材料を成膜する工程B1と、溝をインプリントにより形成する工程B2と、配向膜材料を成膜する工程B3と、配向処理を行う工程B4と、を有する。 As shown in FIG. 4, the manufacturing method of the substrate for a liquid crystal display device according to the second embodiment includes a process B1 for forming a material for forming a groove, and a process B2 for forming the groove by imprinting. And a step B3 of forming an alignment film material and a step B4 of performing an alignment process.
(溝を形成するための材料を成膜する工程B1)
この溝を形成するための材料を成膜する工程B1では、図5(a)に示すように、基板101上に、液晶配向性を与えるための溝を形成するための材料102を成膜する。
(Step B1 of depositing a material for forming the groove)
In the step B1 of forming a material for forming the groove, as shown in FIG. 5A, a material 102 for forming a groove for imparting liquid crystal alignment is formed on the substrate 101. .
基板101は、第1の実施の形態の基板1と同様に、ガラス、プラスチックフィルムを用いることができる。 As the substrate 101, glass and plastic film can be used as in the substrate 1 of the first embodiment.
溝を形成するための材料102は、エポキシ樹脂等の架橋性樹脂を用いることができ、基板の表面に塗布して成膜される。架橋性樹脂としては、光架橋性樹脂および熱架橋性樹脂が挙げられる。また、光架橋性樹脂としてはアクリル樹脂を用いることができ、熱架橋性樹脂としてはエポキシ樹脂を用いることができる。 As the material 102 for forming the groove, a crosslinkable resin such as an epoxy resin can be used, and the groove is formed by applying to the surface of the substrate. Examples of the crosslinkable resin include a photocrosslinkable resin and a heat crosslinkable resin. An acrylic resin can be used as the photocrosslinkable resin, and an epoxy resin can be used as the thermally crosslinkable resin.
(溝をインプリントにより形成する工程B2)
この溝をインプリントにより形成する工程B2では、図5(b)に示すように、成膜した溝を形成するための材料102に液晶配向性を与えるための溝103をインプリントにより形成する。インプリントは、図3の実施の形態の成形型60を用い、同様に溝を形成するための材料102に溝103を形成することができる。溝を形成するための材料102として、架橋性樹脂を用いることで、インプリントにより溝103を精度よく形成することができ、特に熱架橋性樹脂は、加熱してインプリントにより溝103を精度よく形成することができ、光架橋性樹脂は、光照射してインプリントにより溝103を精度よく形成することができ、加工方法と樹脂特性の適合性が良好になる。この溝103は、平行で、幅1nm以上1000nm以下であり、1μmよりも大きく且つ深さ(又は高さ)が50nm未満であることが、より確実に液晶の配向を行うことができる。
(配向膜材料を成膜する工程B3)
この配向膜材料を成膜する工程B3では、図5(c)に示すように、溝103を形成した膜の上面に光照射により液晶配向性を発現する配向膜材料104を成膜する。配向膜材料104は、偏光紫外線を照射することで偏光方向と直交方向に液晶を配向する性質を持つ光分解型の配向膜材料を用いることができ、基板の表面に塗布して成膜されるが、これに限定されず、接着などにより接合してもよい。
(Process B2 for forming grooves by imprint)
In step B2 of forming the groove by imprinting, as shown in FIG. 5B, a groove 103 for imparting liquid crystal alignment to the material 102 for forming the formed groove is formed by imprinting. Imprinting can use the mold 60 of the embodiment of FIG. 3 to form the groove 103 in the material 102 for forming the groove in the same manner. By using a crosslinkable resin as the material 102 for forming the groove, the groove 103 can be formed with high precision by imprinting. In particular, with the heat crosslinkable resin, the groove 103 can be accurately formed by heating and imprinting. The photocrosslinkable resin can be formed, and the groove 103 can be formed with high accuracy by light irradiation and imprinting, and the compatibility between the processing method and the resin characteristics is improved. The grooves 103 are parallel, have a width of 1 nm or more and 1000 nm or less, are larger than 1 μm, and have a depth (or height) of less than 50 nm, whereby liquid crystal alignment can be performed more reliably.
(Process B3 for depositing alignment film material)
In the step B3 of forming this alignment film material, as shown in FIG. 5C, an alignment film material 104 that exhibits liquid crystal alignment is formed by light irradiation on the upper surface of the film in which the groove 103 is formed. As the alignment film material 104, a photodegradable alignment film material having a property of aligning liquid crystal in the direction orthogonal to the polarization direction by irradiating polarized ultraviolet rays can be used, and is formed by coating on the surface of the substrate. However, it is not limited to this, and may be joined by adhesion or the like.
配向膜材料104としては、例えばポリビニルシンナメート、ポリイミドなどの有機膜を用いることができ、直線偏光された紫外線を照射することにより、液晶配向能を付与することができる。また、ポリアミック酸薄膜を用いることができ、室温以上に加熱しつつ、偏光または非偏光の放射線を照射して液晶配向性を付与することができる。 As the alignment film material 104, for example, an organic film such as polyvinyl cinnamate or polyimide can be used, and liquid crystal alignment ability can be imparted by irradiating linearly polarized ultraviolet rays. Further, a polyamic acid thin film can be used, and liquid crystal alignment can be imparted by irradiation with polarized or non-polarized radiation while heating to room temperature or higher.
(配向処理を行う工程B4)
この配向処理を行う工程B4では、図5(d)に示すように、成膜された配向膜材料104に光照射105により液晶配向性を与える配向処理を行う。この実施の形態では、室温で、溝と直交方向に偏光紫外線を照射して配向膜の配向処理を行い、液晶表示装置用基板を得ている。
(Step B4 for performing orientation treatment)
In step B4 for performing the alignment treatment, as shown in FIG. 5D, alignment treatment for imparting liquid crystal alignment to the formed alignment film material 104 by light irradiation 105 is performed. In this embodiment, the alignment film is aligned by irradiating polarized ultraviolet rays in a direction orthogonal to the grooves at room temperature to obtain a substrate for a liquid crystal display device.
このように、基板101上に、液晶配向性を与えるための溝を形成するための材料102を成膜してインプリントにより溝103を形成し、さらに溝103を形成した膜の上面に配向膜材料104を成膜して光照射105による配向処理を行うことで、発塵や静電気の発生がなく、確実に液晶の配向を行うことができる。 In this manner, the material 102 for forming a groove for imparting liquid crystal alignment is formed on the substrate 101, the groove 103 is formed by imprinting, and the alignment film is formed on the upper surface of the film on which the groove 103 is formed. By depositing the material 104 and performing the alignment treatment by the light irradiation 105, the liquid crystal can be reliably aligned without generation of dust or static electricity.
次に、液晶表示装置用基板の実施の形態について説明する。
[第1の実施の形態]
この第1の実施の形態の液晶表示装置用基板Aは、図6(a)に示すように、基板1上に、光照射により液晶配向性を発現する配向膜材料2を成膜し、成膜した配向膜材料2に液晶配向性を与えるための溝3をインプリントにより形成し、溝3が形成された配向膜材料2に光照射により液晶配向性を与える配向処理を行い、第1の実施の形態の製造方法により製造されたものである。
[第2の実施の形態]
この第2の実施の形態の液晶表示装置用基板Bは、図6(b)に示すように、基板101上に、液晶配向性を与えるための溝を形成するための材料102を成膜し、成膜した溝を形成するための材料102に液晶配向性を与えるための溝103をインプリントにより形成し、溝103を形成した膜の上面に光照射により液晶配向性を発現する配向膜材料104を成膜し、成膜された配向膜材料104に光照射により液晶配向性を与える配向処理を行い、第2の実施の形態の製造方法により製造されたものである。
Next, an embodiment of a substrate for a liquid crystal display device will be described.
[First Embodiment]
In the liquid crystal display substrate A of the first embodiment, as shown in FIG. 6A, an alignment film material 2 that exhibits liquid crystal alignment is formed on a substrate 1 by light irradiation. A groove 3 for imparting liquid crystal orientation to the alignment film material 2 is formed by imprinting, and alignment treatment for imparting liquid crystal orientation to the alignment film material 2 formed with the groove 3 by light irradiation is performed. It is manufactured by the manufacturing method of the embodiment.
[Second Embodiment]
In the liquid crystal display device substrate B of the second embodiment, as shown in FIG. 6B, a material 102 for forming a groove for imparting liquid crystal alignment is formed on the substrate 101. An alignment film material in which a groove 103 for imparting liquid crystal alignment is formed by imprinting on the material 102 for forming the formed groove, and liquid crystal alignment is expressed by light irradiation on the upper surface of the film on which the groove 103 is formed 104 is formed, and the alignment film material 104 thus formed is subjected to an alignment process for imparting liquid crystal alignment by light irradiation, and manufactured by the manufacturing method of the second embodiment.
次に、液晶表示装置の実施の形態について説明する。
[第1の実施の形態]
この第1の実施の形態の液晶表示装置Cは、図7(a)に示すように、液晶セル300を有する。この液晶セル300は、第1の実施の形態の2枚の液晶表示装置用基板Aを、配向処理方向が90度になるように組み合わせ、セルギャップのセルを作製して液晶301を注入し、液晶301が等方性液体になる温度まで一旦加温し、その後室温まで冷却する処理を行い、2枚の液晶表示装置用基板Aの各面に、配向処理方向と吸収軸の方向が直交するように偏光板302を貼り合せたものである。
Next, an embodiment of a liquid crystal display device will be described.
[First Embodiment]
The liquid crystal display device C of the first embodiment has a liquid crystal cell 300 as shown in FIG. In this liquid crystal cell 300, the two liquid crystal display device substrates A of the first embodiment are combined so that the orientation processing direction is 90 degrees, a cell gap cell is produced, and the liquid crystal 301 is injected, The liquid crystal 301 is once heated to a temperature at which it becomes an isotropic liquid, and then cooled to room temperature, and the orientation processing direction and the absorption axis direction are orthogonal to each surface of the two substrates A for liquid crystal display devices. Thus, the polarizing plate 302 is bonded.
[第2の実施の形態]
この第2の実施の形態の液晶表示装置Dは、図7(b)に示すように、液晶セル310を有する。この液晶セル310は、第2の実施の形態の2枚の液晶表示装置用基板Bを、配向処理方向が90度になるように組み合わせ、セルギャップのセルを作製して液晶301を注入し、液晶が等方性液体になる温度まで一旦加温し、その後室温まで冷却する処理を行い、2枚の液晶表示装置用基板Bの各面に、配向処理方向と吸収軸の方向が直交するように偏光板302を貼り合せたものである。
[Second Embodiment]
The liquid crystal display device D of the second embodiment has a liquid crystal cell 310 as shown in FIG. In this liquid crystal cell 310, the two liquid crystal display device substrates B of the second embodiment are combined so that the orientation processing direction is 90 degrees, a cell gap cell is produced, and the liquid crystal 301 is injected, The liquid crystal is once heated to an isotropic liquid and then cooled to room temperature, so that the orientation process direction and the absorption axis direction are perpendicular to each surface of the two liquid crystal display device substrates B. A polarizing plate 302 is bonded to the substrate.
このように、液晶表示装置は、少なくとも、液晶セルと偏光板からなる。そして、偏光板は、少なくとも、保護膜と偏光膜からなる。一般的に、偏光板は、ポリビニルアルコールフィルムからなる偏光膜をヨウ素にて染色し、延伸を行い、その両面に保護膜を積層して得られる。透過型液晶表示装置では、この偏光板を液晶セルの両側に取り付け、さらには一枚以上の光学補償シートを配置することもある。一方、反射型液晶表示装置では、反射板、液晶セル、一枚以上の光学補償シート、偏光板の順に配置するのが一般的である。液晶セルは、液晶性分子、それを封入するための二枚の基板および液晶性分子に電圧を加えるための電極層からなる。液晶セルは、液晶性分子の配向状態の違いで、ON・OFF表示を行う。そして、当該液晶セルは、透過および反射型いずれにも適用でき、TN(Twisted Nematic)、IPS(In−Plane Switching)、OCB(Optically Compensatory Bend)、VA(Vertically Aligned)、ECB(Electrically Controlled Birefringence),強誘電性液晶のような表示モードが知られている。 Thus, the liquid crystal display device includes at least a liquid crystal cell and a polarizing plate. And a polarizing plate consists of a protective film and a polarizing film at least. Generally, a polarizing plate is obtained by dyeing a polarizing film made of a polyvinyl alcohol film with iodine, stretching, and laminating protective films on both sides. In the transmissive liquid crystal display device, the polarizing plate is attached to both sides of the liquid crystal cell, and one or more optical compensation sheets may be disposed. On the other hand, in a reflective liquid crystal display device, it is common to arrange a reflector, a liquid crystal cell, one or more optical compensation sheets, and a polarizing plate in this order. The liquid crystal cell includes a liquid crystal molecule, two substrates for encapsulating the liquid crystal molecule, and an electrode layer for applying a voltage to the liquid crystal molecule. The liquid crystal cell performs ON / OFF display depending on the alignment state of liquid crystal molecules. The liquid crystal cell can be applied to both transmissive and reflective types, such as TN (Twisted Nematic), IPS (In-Plane Switching), OCB (Optically Compensated Bend), VA (Vertically Aligned), ECB (Electrical Bly). A display mode such as a ferroelectric liquid crystal is known.
次に、実施例について説明する。
(実施例1)
透明電極として酸化インジウム錫(ITO)を成膜したガラス基板上に、偏光紫外線を照射することで偏光方向と直交方向に液晶を配向する性質を持つ光分解型の配向膜材料を塗布し、80℃のホットプレート上で1分間予備乾燥した後、180℃のオーブン中で30分間熱処理し、膜厚60nmの配向膜を得た。
Next, examples will be described.
Example 1
On a glass substrate on which indium tin oxide (ITO) is formed as a transparent electrode, a photodegradable alignment film material having a property of aligning liquid crystals in a direction orthogonal to the polarization direction by irradiating polarized ultraviolet rays is applied. After pre-drying for 1 minute on a hot plate at 0 ° C., heat treatment was performed in an oven at 180 ° C. for 30 minutes to obtain an alignment film having a thickness of 60 nm.
この基板をシリコーンゴムのシート上にセットし、配向膜面に、幅10nm、深さ10nmの溝を20nm周期で刻んだ石英板を温度200℃、圧力0.5MPaで押し当ててインプリントを行った。その後、室温で、溝と直交方向に偏光紫外線を照射して配向膜の配向処理を行い、液晶表示装置用基板を得た。 This substrate is set on a sheet of silicone rubber, and a quartz plate having grooves of 10 nm width and 10 nm depth chopped at a cycle of 20 nm on the alignment film surface is pressed at a temperature of 200 ° C. and a pressure of 0.5 MPa to perform imprinting. It was. Then, the alignment film was subjected to an alignment treatment by irradiating polarized ultraviolet rays in a direction orthogonal to the grooves at room temperature to obtain a substrate for a liquid crystal display device.
2枚の液晶表示装置用基板を、配向処理方向が90度になるように組み合わせ、セルギャップ5μmのセルを作製して液晶を注入した。続いて、液晶が等方性液体になる温度まで一旦加温し、その後室温まで冷却する処理を行った。各面に、配向処理方向と吸収軸の方向が直交するように偏光板を貼り合せ、試験用の液晶表示装置とした。 Two substrates for a liquid crystal display device were combined so that the alignment treatment direction was 90 degrees, a cell having a cell gap of 5 μm was produced, and liquid crystal was injected. Subsequently, the liquid crystal was once heated to a temperature at which the liquid crystal became an isotropic liquid, and then cooled to room temperature. A polarizing plate was bonded to each surface so that the alignment treatment direction and the absorption axis direction were orthogonal to each other to obtain a test liquid crystal display device.
この液晶表示装置を目視および顕微鏡を用いて観察したところ、液晶の配向は良好であった。
(実施例2)
ポリエーテルスルホン製フィルム基板上に、熱架橋樹脂の溶液を塗布し、90℃のオーブン中で15分間予備乾燥した後に160℃で60分間加熱して架橋させ膜厚1μmの塗膜を得た。
When this liquid crystal display device was observed visually and using a microscope, the alignment of the liquid crystal was good.
(Example 2)
A solution of a thermal crosslinking resin was applied on a polyethersulfone film substrate, preliminarily dried for 15 minutes in an oven at 90 ° C., and then heated and crosslinked at 160 ° C. for 60 minutes to obtain a coating film having a thickness of 1 μm.
この基板をシリコーンゴムのシート上にセットし、配向膜面に、幅100nm、深さ200nmの溝を200nm周期で刻んだ石英板を温度170℃、圧力1MPaで押し当ててインプリントを行った。 This substrate was set on a silicone rubber sheet, and a quartz plate having grooves of 100 nm width and 200 nm depth chopped at a cycle of 200 nm was pressed on the alignment film surface at a temperature of 170 ° C. and a pressure of 1 MPa for imprinting.
続いて、この基板上にスパッタリングによりITOを成膜した。その際、基板が170℃以上にならないように冷却を行った。 Subsequently, an ITO film was formed on the substrate by sputtering. At that time, the substrate was cooled so as not to exceed 170 ° C.
次に、偏光紫外線を照射することで偏光方向と平行に液晶を配向させる性質を持つ光架橋型の配向膜材料を塗布し、90℃のホットプレート上で1分間予備乾燥した後、150℃のオーブン中で90分間熱処理し、膜厚40nmの配向膜を得た。 Next, a photo-crosslinking type alignment film material having the property of aligning the liquid crystal parallel to the polarization direction by irradiating polarized ultraviolet rays is applied, pre-dried on a 90 ° C. hot plate for 1 minute, and then heated to 150 ° C. It heat-processed for 90 minutes in oven, and obtained the alignment film with a film thickness of 40 nm.
その後、室温で、溝と平行方向に偏光紫外線を照射して配向膜の配向処理を行い、液晶表示装置用基板を得た。 Thereafter, the alignment film was subjected to an alignment treatment by irradiating polarized ultraviolet rays in a direction parallel to the grooves at room temperature to obtain a substrate for a liquid crystal display device.
以下実施例1と同様にして試験用の液晶表示装置を製作した。 In the same manner as in Example 1, a test liquid crystal display device was manufactured.
この液晶表示装置を目視および顕微鏡を用いて観察したところ、液晶の配向は良好であった。
(実施例3)
ITOを成膜したポリエーテルスルホン製フィルム基板上に、光架橋樹脂の溶液を塗布し、オーブン中120℃で30分間乾燥して膜厚100nmの塗膜を得た。
When this liquid crystal display device was observed visually and using a microscope, the alignment of the liquid crystal was good.
(Example 3)
A solution of a photocrosslinking resin was applied onto a film substrate made of polyethersulfone on which ITO was formed and dried in an oven at 120 ° C. for 30 minutes to obtain a coating film having a thickness of 100 nm.
この基板をシリコーンゴムのシート上にセットし、配向膜面に、幅50nm、深さ50nmの溝を100nm周期で刻んだ石英板を温度30℃、圧力1MPaで押し当てながら石英板の裏面から紫外線を照射して光架橋樹脂を架橋させインプリントを行った。 This substrate is set on a silicone rubber sheet, and a quartz plate having grooves of 50 nm width and depth of 50 nm chopped at a cycle of 100 nm on the alignment film surface is pressed from the back surface of the quartz plate while pressing it at a temperature of 30 ° C. and a pressure of 1 MPa. Was imprinted by crosslinking the photocrosslinked resin.
次に、偏光紫外線を照射することで偏光方向と平行に液晶を配向させる性質を持つ光架橋型の配向膜材料を塗布し、90℃のホットプレート上で1分間予備乾燥した後、150℃のオーブン中で90分間熱処理し、膜厚40nmの配向膜を得た。 Next, a photo-crosslinking type alignment film material having the property of aligning the liquid crystal parallel to the polarization direction by irradiating polarized ultraviolet rays is applied, pre-dried on a 90 ° C. hot plate for 1 minute, and then heated to 150 ° C. It heat-processed for 90 minutes in oven, and obtained the alignment film with a film thickness of 40 nm.
その後、室温で、溝と平行方向に偏光紫外線を照射して配向膜の配向処理を行い、液晶表示装置用基板を得た。 Thereafter, the alignment film was subjected to an alignment treatment by irradiating polarized ultraviolet rays in a direction parallel to the grooves at room temperature to obtain a substrate for a liquid crystal display device.
以下実施例1と同様にして試験用の液晶表示装置を製作した。 In the same manner as in Example 1, a test liquid crystal display device was manufactured.
この液晶表示装置を目視および顕微鏡を用いて観察したところ、液晶の配向は良好であった。
(比較例1)
インプリントを行わない以外は、実施例1と同様に実施した。液晶表示装置を顕微鏡で観察したところ、ディスクリネーションラインおよび液晶注入に伴う流動配向の痕跡が観察され、液晶の配向は不良であった。
(比較例2)
配向膜を形成しない以外は、実施例2と同様に実施した。液晶表示装置を観察したところ流動配向の痕跡とランダムな配向が観察され、液晶の配向は不良であった。
When this liquid crystal display device was observed visually and using a microscope, the alignment of the liquid crystal was good.
(Comparative Example 1)
It implemented like Example 1 except not imprinting. When the liquid crystal display device was observed with a microscope, disclination lines and traces of flow alignment accompanying liquid crystal injection were observed, and the liquid crystal alignment was poor.
(Comparative Example 2)
It implemented like Example 2 except not forming alignment film. When the liquid crystal display device was observed, traces of fluid alignment and random alignment were observed, and the alignment of the liquid crystal was poor.
この発明は、例えば液晶表示パネルなどの配向に好適な液晶配向性を発現する液晶表示装置用基板の製造方法及び液晶表示装置用基板並びに液晶表示装置に適用可能であり、発塵や静電気の発生がなく、確実に液晶の配向を行うことができる。 The present invention is applicable to, for example, a method for manufacturing a substrate for a liquid crystal display device that exhibits liquid crystal orientation suitable for alignment of a liquid crystal display panel, etc., a substrate for a liquid crystal display device, and a liquid crystal display device. The liquid crystal can be surely aligned.
A1 配向膜材料を成膜する工程
A2 溝をインプリントにより形成する工程
A3 配向処理を行う工程
1 基板
2 配向膜材料
3 溝
4 光照射
B1 溝を形成するための材料を成膜する工程
B2 溝をインプリントにより形成する工程
B3 配向膜材料を成膜する工程
B4 配向処理を行う工程
101基板
102 溝を形成するための材料
103 溝
104 配向膜材料
105 光照射
A 第1の実施の形態の液晶表示装置用基板
B 第2の実施の形態の液晶表示装置用基板
C 第1の実施の形態の液晶表示装置
D 第2の実施の形態の液晶表示装置
300,310 液晶セル
301 液晶
302 偏光板
A1 Step of forming alignment film material A2 Step of forming groove by imprinting A3 Step of performing alignment treatment 1 Substrate 2 Alignment film material 3 Groove 4 Light irradiation B1 Step of forming material for forming groove B2 Groove B3 Step of forming alignment film material B4 Step of performing alignment treatment 101 Substrate 102 Material for forming groove 103 Groove 104 Alignment film material 105 Light irradiation A Liquid crystal of the first embodiment Substrate for display device B Substrate for liquid crystal display device of the second embodiment C Liquid crystal display device of the first embodiment D Liquid crystal display device of the second embodiment 300, 310 Liquid crystal cell 301 Liquid crystal 302 Polarizing plate
Claims (9)
前記成膜した配向膜材料に液晶配向性を与えるための溝をインプリントにより形成する工程と、
前記溝が形成された配向膜材料に光照射により液晶配向性を与える配向処理を行う工程と、
を有することを特徴とする液晶表示装置用基板の製造方法。 Forming an alignment film material that exhibits liquid crystal alignment by light irradiation on a substrate;
Forming a groove for imparting liquid crystal alignment to the formed alignment film material by imprinting;
Performing an alignment treatment for imparting liquid crystal alignment by light irradiation to the alignment film material in which the groove is formed;
A method for producing a substrate for a liquid crystal display device, comprising:
前記成膜した溝を形成するための材料に液晶配向性を与えるための溝をインプリントにより形成する工程と、
前記溝を形成した前記膜の上面に光照射により液晶配向性を発現する配向膜材料を成膜する工程と、
前記成膜された配向膜材料に光照射により液晶配向性を与える配向処理を行う工程と、
を有することを特徴とする液晶表示装置用基板の製造方法。 Forming a material for forming a groove for providing liquid crystal alignment on a substrate;
Forming a groove for imparting liquid crystal alignment to the material for forming the film-formed groove by imprinting;
Forming an alignment film material that exhibits liquid crystal alignment by light irradiation on the upper surface of the film in which the groove is formed;
A step of performing an alignment treatment to give liquid crystal alignment by light irradiation to the formed alignment film material;
A method for producing a substrate for a liquid crystal display device, comprising:
A liquid crystal display device manufactured using the substrate for a liquid crystal display device according to claim 8.
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