JP3638346B2 - Liquid crystal display element - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示素子に関し、特に、液晶表示素子において液晶を封止する2つの基板間の距離を一定に保つ為に導入された柱状スペーサに関連する改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
現在、一般的に用いられている液晶表示素子は、電極を有する2枚のガラス基板を対向させて、その2枚の基板の周囲が液晶封入口を除いて接着剤で固定され、2枚の基板間に液晶が挟持され、液晶封入口が封止剤で封止された構成となっている。この2枚の基板間の距離を一定に保つためのスペーサとして粒径の均一なプラスティックビーズ等を基板間に散在させている。
【0003】
カラー表示用の液晶表示素子を構成する2枚のガラス基板のうちの1枚に、RGBの着色層のついたカラーフィルタが形成してある。例えば、単純マトリクス駆動のカラー型ドットマトリクス液晶表示素子においては、横(Y)方向に帯状にパターニングされたY電極を有するY基板と縦(X)方向に帯状にパターニングされたX電極の下に着色層を有するX基板とを、Y電極とX電極がほぼ直交するように対向設置し、その間に液晶組成物を挟持した構成を持っている。液晶表示素子の表示方式としては、例えばTN(Twisted Nematic )形、STN(Super Twisted Nematic )形、GH(Guest Host)形、あるいはECB(Electrically Controlled Birefringence )形や強誘電性液晶などが用いられる。封止剤としては、例えば熱または紫外線硬化型のアクリル系またはエポキシ系の接着剤などが用いられる。
【0004】
また、カラー型アクティブマトリクス駆動液晶表示素子においては、スイッチング素子、例えばアモルファスシリコン(a−Si)を半導体層とした薄膜トランジスタ(TFT)とそれに接続された画素電極と信号線電極、ゲート電極が形成されたアクティブマトリクス基板であるTFTアレイ基板とそれに対向設置された対向電極を有し、RGBカラーフィルタを対向基板上に形成し、アクティブマトリクス基板上から対向基板へ電圧を印加する電極転移材(トランスファー)として銀ペースト等を画面周辺部に配置し、この電極転移材で2枚の基板を電気的に接続し、この2枚の間に液晶組成物を挟持した構成をしている。さらに、この2枚の基板の両側に偏光板を挟持し、この偏光板光をカラー画像を表示する際の表示シャッタとしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
これらの液晶表示素子では、2枚の基板間に散在させたスペーサ周辺の液晶の配向が乱れ、スペーサ周辺部から光が漏れコントラストが低下する傾向がある。また、スペーサを均一に分散させることは困難であり、スペーサを基板上に散在させる工程でスペーサが不均一に配置されると、表示不良を引き起し、製品の歩留まりの低下を招く。
【0006】
その対策として、表示領域以外の位置にスペーサをカラーフィルタの着色層を重ねて形成したり、フォトレジスト等で柱状のスペーサを形成することを、例えば、特願平7−212192号によって提案した。
【0007】
ところが、その後、主に2つの改善すべき点が見出された。それはラビングによる配向処理と、柱状スペーサの機械的強度と、に関するものである。
【0008】
まず、柱状スペーサ形成後に配向膜を形成し、配向膜全体にラビング布によって一方向に多数の微細な溝を形成するラビング処理を行う場合、柱状スペーサにラビング布が当る。柱状スペーサの形状が四角形や丸形のためラビング布に比較的に大きなストレス(摩擦抵抗)がかかり、ラビング布の毛足を曲げたり、ラビング布の毛足を痛める。このような毛足に異常のあるラビング布を引続き使用すると不均一なラビング処理を行うことになり、表示不良の原因となる。
【0009】
また、柱状スペーサによってラビング布の毛足が一時的に曲げられることによって、ラビング布の毛足が元に戻るまでの間に不均一な微細溝群が部分的に形成され、柱状スペーサの近傍に部分的なラビング不良が発生し、表示不良の原因となる。
【0010】
柱状スペーサは樹脂や感光性樹脂を用いて基板に直接形成される。樹脂や感光性樹脂は高分子材料であるため、硬度や付着力等の機械的強度が十分でなく、スペーサの剥がれ、変形等が起こり易い。そのため、液晶表示装置の信頼性が低下するという不具合が生じる。
【0011】
また、基板間距離が2μm程度と非常に狭く、液晶を注入する際に柱状スペーサが液晶の流入の妨げとなる。特に、強誘電性液晶では液晶の注入が困難になる。
【0012】
よって、本発明は、柱状スペーサの導入によってラビング処理において生じる配向の乱れを防止して、表示性能が低下することを防止することを目的とする。
【0013】
また、本発明は、樹脂等によって形成される柱状スペーサの機械的強度を確保することを他の目的とする。
【0014】
また、本発明は、液晶表示素子への液晶の注入を容易にした液晶表示素子を提供することを目的とする。
【0017】
第3の発明の液晶表示素子は、互いに対向して配置されて間に液晶を挟持する2つの絶縁性基板の間に、複数の画素領域をマトリクス状あるいはストライプ状に開口する遮光層と、上記開口した部分に配置されるカラーフィルタと、上記2つの絶縁性基板間の隙間を確保するスペーサと、上記液晶に特定方向の配向を与える配向処理が施される配向膜と、を少なくとも有する液晶表示素子であって、上記スペーサは、上記遮光層上の開口近傍に位置し、かつ、この位置から上記特定方向の下流側で緑色のカラーフィルタに隣接しない位置に配置され、前記配向膜に前記配向処理を行うことによって発生する配向不良領域は、前記カラーフィルタが配置された領域のうち、前記緑色のカラーフィルタ領域に形成されず、赤色のカラーフィルタ領域及び/又は青色のカラーフィルタ領域に形成されたことを特徴とする。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態のいくつかについて図面を参照して説明する。
【0022】
まず、ラビング処理における不具合を解消せんとする第1の発明にあっては、一方向になされるラビング処理において、ラビング布の毛足が当る柱状スペーサの面をラビング布の毛足にとってダメージ(抵抗)が少ない形状となるようにする。
【0023】
すなわち、ラビング布の毛足が当る柱状スペーサの面にテーパを形成し、毛先に対する抵抗を減らす。また、最初にラビング布の毛足が当る柱状スペーサの部分(前端部)の該ラビング方向と直角に交差する方向における幅(基板と平行な平面による柱状スペーサの断面の幅)を、この部分よりもラビング方向において後方にある部分(中央部や後端部)における同様の幅よりも狭い形状とする。角錐、円錐、角錐台、円錐台等はこの範疇にはいる。後に述べるように、更に柱状スペーサの機械的強度を考慮する場合には、好ましくはスペーサを担う基板に平行な平面によるスペーサの断面形状が長軸をラビング方向とする楕円となるようにする。
【0024】
例えば、柱状スペーサの形状を略2等辺三角形状、ひし形状とする。柱状スペーサのラビング開始側を略二等辺三角形状もしくはひし形状の頂点とすることにより、ラビング布の毛足の引っかかりを減らして、毛足がスペーサの側面にスムースに回り込むようにし、毛足が受けるストレスを減少させる。更に、スペーサ形状をスペーサの高さがラビング開始側が低くなるようにテーパを持つ形状に形成することで、ラビング布に対するストレスをより減少させることができる。
【0025】
この結果、ラビング布の毛足の曲がりによる表示不良の発生を防ぐことが可能となり、表示性能の高い、信頼性のある液晶表示素子を得ることが出来る。
【0026】
図1は、本発明による実施の一形態にかかるアクティブマトリクス液晶素子の断面図である。この液晶表示素子は、アクティブマトリクス基板1と対向基板2とが対向配置され、それらの間に液晶組成物28が封入されている。
【0027】
図2は、アクティブマトリクス基板1の構成を詳しく示す断面図であり、このアクティブマトリクス基板はTFT部が逆スタガ型と称される構造となっている。ガラス基板11の主面側のTFT部にはゲート電極14が、配線部には走査線1fがそれぞれ配設され、これらの上には絶縁膜1aが堆積されている。この絶縁膜1a上でゲート電極14の上方にはアモルファスシリコンよりなる半導体膜1bが形成され、この半導体膜1bおよび絶縁膜1aにまたがるようにソース1cおよびドレイン1dが半導体膜1bの中央部に所定の距離を隔てて対向するように形成されている。ドレイン1dには信号線13が連結されて形成され、ソース1cには画素電極15が連結形成されている。そして、TFT部および配線部の全面に保護膜1eが形成され、画素部の全面には配向膜16が形成されている。なお、図1においては図2と同じ要素には同じ参照番号を付してあるが、発明をよりわかりやすくするため、一部形状を変えてある。
【0028】
再び図1を参照すると、上側の対向基板2は、ガラス基板21上に画素位置に合わせて形成された赤、緑、青のカラーフィルタ23、24、25を有している。また、これらのカラーフィルタ材料が積層され、柱状のスペーサ30が形成されている。このスペーサ30は樹脂、フォトレジスト等によって形成されている。そして全面に透明電極膜26および配向膜27が堆積されている。
【0029】
両基板は対向され、対向基板2のスペーサ30はアクティブマトリクス基板1の遮光領域とされる、TFT部あるいは配線部において当接するようにされている。図2からわかるように、最下層である走査線の上には2層の絶縁層が存在し、スペーサ30が当接しても絶縁性が損なわれてショート等の欠陥が発生することはきわめて少ない。勿論、図1に示すようにTFT部上で当接しても良い。この場合には、基板の山の部分を利用するのでスペーサ30の膜厚(高さ)を相対的に薄く形成することが可能となる。そして、両基板の間には液晶組成物28が充填封入されている。
【0030】
図3は、柱状スペーサ30の形状の例を示している。同図(a)は柱状スペーサ30の斜視図、同図(b)は側面図である。この例では、柱状スペーサ30は三角錐に形成され、ラビング方向において、ラビング布の毛足を抵抗少なく分けるように、底面が頂角あるいは頂となる部分(頂部)が最初にラビング布の毛足に当るように考慮されている。また、同図(b)に示すように、柱状スペーサ30は徐々に高さが増すように、テーパを有する形状となっており、摩擦抵抗や引っかかりを減らして、ラビング布の毛足にダメージを与えないように配慮されている。なお、図3においては、スペーサの底面が基板21側となる(後述のスペーサの他の形状の例においても同様である)。
【0031】
次に、このような液晶表示素子の製造方法について説明する。
【0032】
まず、知られている薄膜トランジスタ(TFT)を形成するプロセスと同様に、厚さ1.1mmのガラス基板(例えば、コーニング社製、#7059)11上に成膜とパターニングを繰り返し、アモルファスシリコンからなる薄膜トランジスタ12とITOからなる画素電極15がマトリクス状に配列され、トランジスタ12を介して各画素電極12に所定電圧を印加する複数の信号線13及びトランジスタ12の導通を制御する複数のゲート線14が、マトリクス状に配置された複数の画素電極に沿って格子状に形成され、アレイ基板を形成する。その後配向膜材料としてAL−1051(日本合成ゴム(株)製)を全面に500オングストローム塗布し、ラビング処理を行い、配向膜16を形成する。
【0033】
次に、厚さ1.1mmのコーニング社製の#7059ガラス基板21からなる対向基板上に、感光性の黒色樹脂CK−2000(富士ハントテクノロジー(株)製)をスピンナーを用いて塗布し、90℃、10分の乾燥後、遮光層のパターンのフォトマスクを用いて365nmの波長で、300mJ/cm2 の露光量で露光したあとpH11.5のアルカリ水溶液にて現像し、200℃、60分の焼成にて膜厚2.0μmの遮光層22を形成する。
【0034】
赤色の顔料を分散させた紫外線硬化型アクリル樹脂レジストCR−2000(富士ハントテクノロジー(株)製)をスピンナーにて全面塗布し、赤を着色したい部分に光が照射される赤フィルタ形成用のフォトマスクを介し365nmの波長で100mJ/cm2 照射し、KOHの1%水溶液で10秒間現像し、赤の着色層23を形成する。
【0035】
同様の工程を繰返して、緑、青の着色層24,25を形成し、最終的に230℃で1時間焼成する。ここでは緑の着色材料は、CG−2000(富士ハントテクノロジー(株)製)、青の着色材はCB−2000(富士ハントテクノロジー(株)製)を用いた。このときのR,G,Bの膜厚はそれぞれ1.5μmとした。
【0036】
次に、顔料の入ってない紫外線硬化型アクリル樹脂レジストをスピンナーにて全面塗布し、スペーサを形成したい遮光層上の所望の位置に光が照射されるようなフォトマスクを介し365nmの波長で100mJ/cm2 照射し、KOHの1%水溶液で30秒間現像し、スペーサ30を形成する。
【0037】
このときの膜厚は4μmで、略二等辺三角形になるように現像を強めにした。こうして略三角形のスペーサ30が得られた。その後、透明電極26としてITO膜をスパッタ法にて1500オングストローム成膜し、その上に同様の配向膜材料を形成した後ラビング処理を行い、配向膜27を形成した。なお、透明電極26の形成前にスペーサ30を形成することでスペーサ30の密着力が得られる。
【0038】
この後、ガラス基板21上の配向膜27の周辺に沿って接着剤を注入口(図示せず)を除いて印刷し、アクティブマトリクス基板から対向電極に電圧を印加するための電極転移材を接着剤の周辺の電極転移電極上に形成した。次に、配向膜27,16が対向し、また、それぞれのラビング方向が90度となるよう基板11,21を配置し、加熱して接着剤を硬化させ貼り合わせた。次に通常の方法により注入口より液晶組成物29として、ZLI−1565(E.メルク社製)にS811を0.1wt%添加したものを注入し、この後注入口を紫外線硬化樹脂で封止した。
【0039】
こうして形成したカラー表示型アクティブマトリクス液晶表示素子は、ラビング布に対するストレスが少なく、ラビング布の毛足が曲がることもないので、ラビングに起因する表示不良も防ぐことが出来、表示性能の高い、信頼性のある液晶表示素子を得ることが可能となった。
【0040】
図5は、本発明の他の実施の形態を示しており、図1と対応する部分には同一符号を付し、かかる部分の説明は省略する。
また、図6は、この実施の形態によるスペーサ30の概略図である。
【0041】
この実施の形態では、スペーサ30は、図6に示すように、ラビング方向を座標軸とすればこの軸を含む平面による断面形状がひし形状となる形状をしている。このような、スペーサ30の形状も、頂角がラビング布の毛足が最初に当る位置にあり、テーパ面を有するので、ラビング布に対するストレスが少なく、ラビング布の毛足が無理に曲がることもないので、ラビングに起因する表示不良も防ぐことが可能となる。他の構成は、図1に示す実施の形態と同様である。
【0042】
この実施の形態による液晶表示素子の製造法について説明する。
【0043】
知られているTFTを形成するプロセスと同様に厚さ1.1mmのコーニング社製の#7059ガラス基板11上に成膜とパターンニングを繰り返し、アモルファスシリコンからなる薄膜トランジスタ12と信号線13、ゲート線14、ITOからなる表示電極15を形成したアレイ基板を形成する。その後配向膜材料としてAL−1051(日本合成ゴム(株)製)を全面に500オングストローム塗布し、ラビング処理を行い、配向膜16を形成した。
【0044】
次に、厚さ1.1mmのコーニング社製の#7059ガラス基板21からなる対向基板上に、感光性の黒色樹脂CK−2000(富士ハントテクノロジー(株)製)をスピンナーを用いて塗布し、90℃、10分の乾燥後、所定のパターン形状のフォトマスクを用いて365nmの波長で、300mJ/cm2 の露光量で露光したあとpH11.5のアルカリ水溶液にて現像し、200℃、60分の焼成にて膜厚2.0μmの遮光層22を形成する。次いで、赤色の顔料を分散させた紫外線硬化型アクリル樹脂レジストCR−2000(富士ハントテクノロジー(株)製)をスピンナーにて全面塗布し、赤を着色したい部分に光が照射されるようなフォトマスクを介し365nmの波長で100mJ/cm2 照射し、KOHの1%水溶液で10秒間現像し、赤の着色層23を形成する。同様に緑、青の着色層24,25を繰り返し形成し、最終的に230℃で1時間焼成する。ここでは緑の着色材料は、CG−2000(富士ハントテクノロジー(株)製)、青の着色材はCB−2000(富士ハントテクノロジー(株)製)を用いた。このときのR,G,Bの膜厚はそれぞれ1.5μmとした。
【0045】
次に、顔料の入ってない紫外線硬化型アクリル樹脂レジストをスピンナーにて同じ厚みに全面に塗布した。1回目のエッチングは、スペーサ30を形成したい遮光層上の所望の位置に光が照射されるようなフォトマスクを介し365nmの波長で100mJ/cm2 照射し、KOHの1%水溶液で30秒間現像した。更に、2回目のエッチングは、スペーサ30がサイドエッチ量の多い逆テーパー形状になるように行った。このときの膜厚は4μmで、強度なテーパー形状になるように現像を強めにした。こうして、ひし形状のスペーサ30が得られた。
【0046】
その後、透明電極26としてITO膜を1500オングストロームスパッタ法にて成膜し、その上に同様の配向膜材料を形成した後、ラビング処理を行い、配向膜27を形成した。
【0047】
なお、図1に示す実施の形態と同様に、透明電極26の形成前にスペーサ30を形成することでスペーサの密着力が得られる。
【0048】
この後、ガラス基板21上の配向膜27の周辺に沿って接着剤を注入口(図示せず)を除いて印刷し、アクティブマトリクス基板から対向電極に電圧を印加するための電極転移材を接着剤の周辺の電極転移電極上に形成した。次に、配向膜27,16が対向し、またそれぞれのラビング方向が90度となるよう基板11,21を配置し、加熱して接着剤を硬化させ貼り合わせた。次に通常の方法により注入口より液晶組成物29として、ZLI−1565(E.メルク社製)にS811を0.1wt%添加したものを注入し、この後注入口を紫外線硬化樹脂で封止した。
【0049】
こうして形成したカラー表示型アクティブマトリクス液晶表示素子は、ラビング布に対するストレスが少なく、ラビング布の毛足が曲がることもないので、ラビングによる表示不良も防ぐことが出来、表示性能の高い、信頼性のある液晶表示素子を得ることが出来た。
【0050】
図6は、本発明の他の実施の形態を示しており、図1と対応する部分には同一符号を付し、かかる部分の説明は省略する。
また、図7は、この実施の形態によるスペーサ30の概略図である。
【0051】
この実施の形態では、スペーサ30は、図7に示すように、三角柱の上部を断面が三角形となるように削った形状をしており、ラビング方向を座標軸とすればこの軸を含む平面による断面形状が台形形状となる形状をしている。このような、スペーサ30の形状も、頂角がラビング布の毛足が最初に当る位置にあり、テーパ面を有するので、ラビング布に対するストレスが少なく、ラビング布の毛足が無理に曲がることもないので、ラビングに起因する表示不良も防ぐことが可能となる。他の構成は、図1に示す実施の形態と同様である。
【0052】
この実施の形態による液晶表示素子の製造法について説明する。
【0053】
通常のTFTを形成するプロセスと同様に厚さ1.1mmのコーニング社製の#7059ガラス基板11上に成膜とパターンニングを繰り返し、アモルファスシリコンからなる薄膜トランジスタ12と信号線13、ゲート線14、ITOからなる表示電極15を形成したアレイ基板を形成する。その後、配向膜材料としてAL−1051(日本合成ゴム(株)製)を全面に500オングストローム塗布し、ラビング処理を行い、配向膜16が形成される。
【0054】
次に、厚さ1.1mmのコーニング社製の#7059ガラス基板21からなる対向基板上に、感光性の黒色樹脂CK−2000(富士ハントテクノロジー(株)製)をスピンナーを用いて塗布し、90℃、10分の乾燥後、所定のパターン形状のフォトマスクを用いて365nmの波長で、300mJ/cm2 の露光量で露光したあとpH11.5のアルカリ水溶液にて現像し、200℃、60分の焼成にて膜厚2.0μmの遮光層22を形成する。ついで、赤色の顔料を分散させた紫外線硬化型アクリル樹脂レジストCR−2000(富士ハントテクノロジー(株)製)をスピンナーにて全面塗布し、赤を着色したい部分に光が照射されるようなフォトマスクを介し365nmの波長で100mJ/cm2 照射し、KOHの1%水溶液で10秒間現像し、赤の着色層23を形成する。同様に緑、青の着色層24,25を繰り返し形成し、最終的に230℃で1時間焼成する。ここでは緑の着色材料は、CG−2000(富士ハントテクノロジー(株)製)、青の着色材はCB−2000(富士ハントテクノロジー(株)製)を用いた。このときのR,G,Bの膜厚はそれぞれ1.5μmとした。
【0055】
次に、顔料の入ってない紫外線硬化型アクリル樹脂レジストをスピンナーにて全面塗布し、スペーサを形成したい遮光層上の所望の位置に光が照射されるようなフォトマスクを介し365nmの波長で100mJ/cm2 照射し、KOHの1%水溶液で30秒間現像した。このときの膜厚は4μmである。
【0056】
次に、階調マスクを用いて、同様に365nmの波長で100mJ/cm2 照射し、KOHの1%水溶液で30秒間現像することにより、一片の高さのみ低くなっているスペーサ30を形成した。
【0057】
その後、透明電極26としてITO膜を1500オングストロームスパッタ法にて成膜し、その上に同様の配向膜材料を形成した後ラビング処理を行い、配向膜27を形成した。
なお、透明電極形成前にスペーサを形成することでスペーサの密着力が得られる。
【0058】
基板21上の配向膜27の周辺に沿って接着剤を注入口(図示せず)を除いて印刷し、アクティブマトリクス基板から対向電極に電圧を印加するための電極転移材を接着剤の周辺の電極転移電極上に形成した。
【0059】
次に、配向膜27,16が対向し、またそれぞれのラビング方向が90度となるよう基板11,21を配置し、加熱して接着剤を硬化させ貼り合わせた。次に通常の方法により注入口より液晶組成物29として、ZLI−1565(E.メルク社製)にS811を0.1wt%添加したものを注入し、この後注入口を紫外線硬化樹脂で封止した。
【0060】
こうして形成したカラー表示型アクティブマトリクス液晶表示素子は、実施例1、2よりもラビング布に対するストレスが少なく、ラビング布の毛足が曲がることもないので、ラビングによる表示不良も防ぐことが出来、表示性能の高い、信頼性のある液晶表示素子を得ることが出来た。
【0061】
なお、本発明の実施例で述べた着色順は一例でありこれに限定されるものではない。
【0062】
図8は、本発明に係る形状のスペーサ30をラビング方向に向けて整列し、基板21上に配置した例を示している。このように、スペーサをラビング方向に整えて配列すると、ラビング方向を考慮せずに配置した場合よりもラビング布の毛足が受ける抵抗が減少する。その結果、ラビング布の寿命を延し、ラビング処理の不具合を減少することが可能となる。
【0063】
以上述べたように、柱状スペーサの形状を略二等辺三角形状もしくはひし形状とし、ラビング開始側を略二等辺三角形状もしくはひし形状の頂点とすることにより、ラビング布に対するストレスが減少する。更に、スペーサの高さをラビング開始側が低くなるように形成することで、ラビング布に対するストレスをより減少させることができる。また、このように形成されたスペーサをラビング方向に整列することにより、全体としてラビング布が受ける抵抗を減少することが可能となる。
【0064】
次に、第2の発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0065】
まず、この第2の発明によれば、ラビング布の毛足がスペーサ当って微細溝が乱れることによって生ずる、スペーサを起点とした配向不良領域が画素内に到達しない位置にスペーサを配置してあるため、表示品位の低下を防止することができる。
【0066】
また、人間の視覚特性に着目すると、光の3原色である赤、青、緑を比べた場合、配向不良領域が比較的目の感度の良い緑色画素領域には極力生じないようにすれば、赤色画素領域若しくは青色画素領域、あるいは、赤色画素領域と青色画素領域の両領域、に多少配向不良領域が生じたとしても視覚特性上目立たない。そこで、青色画素領域に隣接しないようにスペーサの配置を定めることによって表示品位の低下を可及的に抑制することが可能となる。
【0067】
この場合には、スペーサの形状を特殊な形状にせずに済むので、例えば、特願平7−212192号によって提案しているような、スペーサをカラー液晶表示装置の構成材料であるカラーフィルタと同一材料、かつ、同時に形成することで工程を増やさずスペーサを配置することができる。
【0068】
図9は第2の発明を説明するための、液晶表示素子の断面図であり、同図において図1と対応する部分には同一符号を付し、かかる部分の説明は省略する。この液晶表示素子においては、スペーサ30が着色層(赤)23、着色層(緑)24、着色層(青)25の積層によって略円柱状に構成されている。このため、図1に示した例のように、別途スペーサ30を形成する工程を必要としない。そして、この実施の形態では、特に、スペーサ30の配置場所が工夫されており、TFTの遮光領域に配置される。
【0069】
図10は、図9に示される液晶表示素子のスペーサ30の配置場所と配向不良領域41との関係を概略的に説明する図である。同図より判るように、対向基板21のスペーサ3によってラビング布の毛足が乱れるため、スペーサ30を起点とした配向むら41がラビング方向の下流側に発生する。ここで、ラビング方向は、左右方向の視野−角度表示特性を対称とするために、液晶表示素子の縦又は横方向に対して45度の方向としている。スペーサ30の配置場所をTFT遮光領域31のラビング方向において上流側とすることによって、TFT遮光領域31及び遮光層22を活用して画素に影響しない部分内に配向むら41を収めることが可能となる。この結果、画像から配向むらの影響が除かれる。
【0070】
この実施の形態による液晶表示素子の製造法について説明する。
まず、この対向基板21は次のようにして作製した。ガラス基板21上に、感光性の黒色樹脂をスピンナーを用いて塗布し、90℃、10分間乾燥後、遮光層5の幅が30(μm)のパターン形状となるフォトマスクを介して紫外線を、300mJ/cm2 の露光量で照射した後pH=11.5のアルカリ性水溶液で現像し、200℃、60分焼成することにより膜厚2.0(μm)の遮光層22を形成する。
【0071】
赤色の顔料を分散させた感光性レジストCR−2000(富士ハントエレクトロニクステクノロジー(株)製)をスピンナーを用いて全面塗布し、90℃、10分の乾燥後、スペーサ30を起点とした配向むら41が、TFT12の遮光領域41でマスクされるような位置へのスペーサ30の形成を含め、赤色の着色層を形成する部分のみに紫外線が照射されるようなフォトマスクを介し露光量が100mJ/cm2 となるように露光を行った。次に、水酸化カリウム1wt%水溶液で20秒間現像を行い、200℃、60分焼成することにより赤色の着色層を形成した。
【0072】
同様に、緑、青の着色層をスペーサの形成を含め、繰り返し形成することにより各着色層の膜厚が1.5(μm)であるカラーフィルタ4と、遮光層5上に3色の着色層が重畳したスペーサ30が得られた。ここで、緑の着色材料には、CG−2000(富士ハントエレクトロニクステクノロジー(株)製)、青の着色材料にはCB−2000(富士ハントエレクトロニクステクノロジー(株)製)を用いた。
【0073】
対向電極26としてのITO膜をスパッタ法にて1500オングストロームの厚さに成膜し、対向電極26の全面を覆うようポリイミドを塗布後ラビング処理することにより配向膜27を形成した。
【0074】
アレイ基板11は次のようにして作製した。公知の技術を用いて通常のTFT7を形成するプロセスと同様に成膜とパターニングを繰り返し、アレイ基板11を形成した。その後、ITO膜をスパッタ法を用いて1000オングストロームの厚さに成膜し、フォトリソグラフィー工程を用いて、パターニングを行い、画素電極15を形成し、画素電極15を覆うようポリイミドを塗布後ラビング処理することにより配向膜16を形成した。
【0075】
続いて、対向基板21とアレイ基板11とを張り合わせた後、両基板の液晶と接する面とは反対側の面に偏光板をそれぞれ貼設した(図示省略)。そしてTFT基板11の偏光板側外部には、この液晶表示装置のバックライトとしての光源(図示省略)を配設した。
【0076】
液晶組成物28は、上記の対向基板21とTFT基板11との間隙(セルギャップ)に挟持される液晶であって、その組成は、一般的なTN(ツイストネマティック)型のものである。
【0077】
本発明の液晶表示素子では、スペーサ30による配向不良領域41がTFT12を遮光するための遮光層22上となるため、スペーサ30に起因する液晶の配向むら41を見えなくすることができ、光漏れなどによるコントラストの低下のない、均一な表示が実現される。
【0078】
また、本実施の形態では、対向基板21に遮光層22、カラーフィルタ23,24,25、スペーサ30が配置されているが、アレイ基板11に配設してもよく、アレイ基板11に遮光層22、カラーフィルタ23,24,25、スペーサ30を配置した場合は、対向基板21とアレイ基板11の位置合わせが不要となり、高品位な液晶表示装置を安価に作ることができる。
【0079】
第3の発明について図11及び図12を参照して説明する。
【0080】
図11は第3の発明を説明するための、液晶表示素子の断面図であり、同図において図1と対応する部分には同一符号を付し、かかる部分の説明は省略する。この液晶表示素子は、表示電極15a、遮光層22、赤着色層23、緑着色層24、青着色層25、配向膜22、スペーサ30、等をガラス基板21上に有するカラーフィルタ基板3と、表示電極26a、配向膜16等をガラス基板11上に有し、上記カラーフィルタ基板3と対向するように配設された対向基板2aと、これら2枚の基板間隙に挟持される液晶組成物28とからその主要部が構成されている。
【0081】
この実施の形態においては、スペーサ30が着色層(赤)23、着色層(緑)24、着色層(青)25の積層によって略円柱状に構成されている。このため、図1に示した例のように、別途スペーサ30を形成する工程を必要としない。そして、この実施の形態では、特に、スペーサ30の配置場所が工夫されており、スペーサ30の配置場所は、緑の着色層24内にスペーサ30による配向不良領域41が入込まないようにするために、ラビング方向においてスペーサ30の下流に緑の着色層24が隣接しないようにしている。人の視覚の色感度特性は緑に対して高く、青及び赤に対しては相対的に低いので、緑の着色層24以外の着色層、すなわち、赤領域23若しくは青領域25、あるいは赤領域及び青領域に配向不良が生ずるようにして、可及的に配向不良による表示の不具合が目立たないようにする。
【0082】
図12は、図11に示される液晶表示素子のスペーサ30の配置場所と配向不良領域41との関係を概略的に説明する平面図である。同図より判るように、カラーフィルタ基板3のスペーサ30によってラビング布の毛足が乱れるため、スペーサ30を起点とした配向むら41がラビング方向の下流側に発生する。ここで、ラビング方向は、左右方向の視野−角度表示特性を対称とするために、液晶表示素子の縦又は横方向に対して45度の方向としている。
【0083】
そこで、スペーサ30の配置場所をラビング方向において緑の着色層24の上流側に隣接しない位置とする。この結果、表示画像から配向むらの影響が可及的に除かれる。
これは、遮光領域22が構造上比較的に狭く、遮光領域内に配向不良領域を収めることが難しい場合に有効である。
【0084】
この実施の形態による液晶表示素子の製造法について説明する。
まず、カラーフィルタ基板3は、次のようにして作製される。
【0085】
公知のフォトリソグラフィー工程を用いてガラス基板21上に、遮光層22、カラーフィルタ23〜25、スペーサ30を形成した。
【0086】
具体的に述べると、ガラス基板21上に、感光性の黒色樹脂をスピンナーを用いて塗布し、90℃、10分間乾燥後、所定のパターン形状のフォトマスクを介して紫外線を、300mJ/cm2 の露光量で照射した後pH=11.5のアルカリ性水溶液で現像し、200℃、60分焼成することにより膜厚1.5(μm)の遮光層22を形成した。続いて、赤色の顔料を分散させた感光性レジストCR−2000(富士ハントエレクトロニクステクノロジー(株)製)をスピンナーを用いて全面塗布し、90℃、10分の乾燥後、スペーサ30を起点とする配向むら41が青色画素領域のみとなるようなスペーサ30の形成を含め、赤色の着色層23を形成する部分のみに紫外線が照射されるようなフォトマスクを介し露光量が100mJ/cm2 となるように露光を行った。水酸化カリウム1wt%水溶液で20秒間現像を行い、200℃、60分焼成することにより赤色の着色層を形成した。
【0087】
同様に、緑、青の着色層を繰り返し形成することにより各着色層の膜厚が1.5(μm)であるカラーフィルタを形成したが、緑と青の着色層では、スペーサ30は形成せず、遮光層22上には赤色の着色層のみからなるスペーサ30が得られた。
【0088】
ここで、緑の着色材料には、CG−2000(富士ハントエレクトロニクステクノロジー(株)製)、青の着色材料にはCB−2000(富士ハントエレクトロニクステクノロジー(株)製)を用いた。
【0089】
その後、表示電極15aとしてITO膜をスパッタ法にて1500オングストロームの厚さに成膜し、公知のフォトリソグラフィー工程を用いて線幅80(μm)、間隔20(μm)となるようにストライプ状にパターニングした。次に、表示電極15aの全面を覆うようポリイミドを塗布後ラビング処理することにより配向膜27を形成した。
【0090】
対向基板2aは次のようにして作製した。
ガラス基板11上に、表示電極26aとしてITO膜をスパッタ法にて1500オングストロームの厚さに成膜し、公知のフォトリソグラフィー法を用いて線幅80(μm)、間隔20(μm)となるようにストライプ状にパターニングした。次に、表示電極26aの全面を覆うようポリイミドを塗布後ラビング処理することにより配向膜16を形成した。
【0091】
カラーフィルタ基板3と対向基板2aを張り合わせた後、両基板の液晶と接する面とは反対側の面に偏光板をそれぞれ貼設した(図示省略)。そして、カラーフィルタ基板3の偏光板側外部には、この液晶表示素子のバックライトとしての光源(図示省略)を配設した。
【0092】
液晶組成物28は、カラーフィルタ基板3と対向基板2aとの間隙(セルギャップ)に挟持される液晶であって、強誘電性液晶を用いている。
【0093】
本発明の液晶表示素子では、スペーサ30 による配向不良領域が青色画素領域のみであるため、スペーサに起因する液晶の配向むら41は、目視では目立たない高品位な表示が得られた。
【0094】
次に、スペーサの機械的強度を保つ本発明の実施の形態について説明する。
【0095】
図19に示す表は、楕円スペーサの機械的強度を確認するために、スペーサに最も機械的強度が要求されるラビング処理を行い、スペーサの欠損状態を確認したものである。
【0096】
TFT−液晶表示素子のスペーサの高さHを5μm、遮光層の幅Dを25μmとし、長径a、短径b、を種々の値に設定して欠損状態を観察した。表中の○は、ラビング後、スペーサに明らかな欠損がないもの、△は、ラビング後、スペーサに明らかな欠損が生じたもの、×は、ラビング後、スペーサに明らかな欠損が生じたものを示している。なお、表中の二重の枠線外の○は長径と短径の大きさが逆になる部分である。
【0097】
この結果、スペーサの短径bが(2×H)より小さいと、ラビング工程でスペーサの欠落が認められた。また、長径aと短径bとはa>bである。スペーサの長径aの方向がラビング方向と同じ(平行)角度45度であるので、遮光層幅Dのルート2倍の長さスペーサを配置することができるから、遮光層幅Dから画素領域内にはみ出さない限度はa<((2)1/2 ×D)となる。
【0098】
従って、楕円状スペーサの形状条件は、
アクティブ型マトリクス液晶素子の場合には、
(2×H)≦b<a≦((2)1/2 ×D)
単純マトリックス型液晶表示素子の場合には、
(2×H)≦b<a≦((2)1/2 ×W) となる。
ここで、Wは、表示電極間の間隔である。
【0099】
アクティブマトリックス型液晶表示素子についての第4の発明及び単純マトリックス型液晶表示素子についての第5の発明によれば、スペーサに最も機械的強度が要求される配向膜に配向性を付与するラビング工程においても、スペーサの形状が楕円柱であり、スペーサの長径方向が配向膜の配向方向と平行であるため、スペーサの強度を保ち、かつ、スペーサに加わる負荷を最小限にすることができるが、スペーサの短径は、スペーサの高さの2倍以上でないと、スペーサの機械的強度が不足となり、アクティブマトリックス型液晶表示素子では遮光層の幅より、単純マトリックス型液晶表示素子では、表示電極の間隔より大きくなると、スペーサが画素内に入り込むため、表示品位が低下する。
【0100】
また、2枚の基板間の距離を正確に制御するには、スペーサの基板上での分布密度も重要な因子となる。通常の液晶表示装置に要求される基板間距離1〜10(μm)程度を実現するには、スペーサの1平方ミリメートル当たりに占める、上記基板と平行な面における断面積の合計が、0.0001平方ミリメートルを越え、0.002平方ミリメートル未満であることが必要である。1平方ミリメートル当たり0.0001平方ミリメートル以下では、スペーサとしての機械的強度が不足となり、2枚の基板間距離を画面内で均一精密制御することが困難となる。また、1平方ミリメートル当たり0.002平方ミリメートル以上では、液晶表示装置を低温にした場合に発生するいわゆる「低温発泡」(液晶の熱膨張率が液晶表示装置の熱膨張率より大きいため真空領域が発生し、泡に見える)が発生し易くなり、また、液晶の注入が困難となる、表示品位が低下する等の弊害が生ずる。
【0101】
さらに、スペーサをカラー液晶表示装置の構成材料であるカラーフィルタと同一材料、かつ、同時に形成することで工程を増やさずスペーサを配置することができ、かつ、従来の液晶表示装置で必要であったスペーサ(ビーズ)の分散散布工程をなすくことができる。
【0102】
また、スペーサの長径方向が、液晶表示装置全面に液晶を均一に注入し易い方向に向いているため、液晶の注入を容易にすることができる。
【0103】
図13は、第4の発明のアクティブマトリックス型液晶表示素子の断面図であり、図9と同じ構成であるので、対応する部分に同一符号を付し、説明を省略する。図13中に示されるDは遮光層22の幅を表している。
【0104】
図15は、スペーサ30の形状を示しており、スペーサ30は、長径a、短径b、高さHの楕円形状である。そして、スペーサ30は、(2×H)≦b<a≦((2)1/2 ×D)となるように形成される。ここで、遮光層の幅Dよりもスペーサの長径aが(2)1/2 倍大きく許容されるのは、スペーサの長径方向43が配向方向42と同じ45度の方向を向いて斜めに遮光層内に配置されるからである。
【0105】
図16は、更に、ラビング布のダメージを軽減することを考慮したものであり、楕円柱のラビング布が最初に当る部分が頂角を持ち、かつ、テーパ面を有するようになされている。
【0106】
図14は、図13の対向基板2のスペーサ30の長径の向き43と配向方向(ラビング方向)42を示した平面図である。スペーサ30の長径の向き43は、配向方向(ラビング方向)42と同じに設定されている。
【0107】
この実施の形態に係る液晶表示素子の製造法について説明する。
まず、対向基板2は次のようにして作製した。
公知のフォトリソグラフィー工程を用いて遮光層22、赤、緑、青のカラーフィルタ23〜35、スペーサ30を形成した。
【0108】
具体的に述べると、ガラス基板21上に、感光性の黒色樹脂をスピンナーを用いて塗布し、90℃、10分間乾燥後、遮光層22の幅が30(μm)のパターン形状となるフォトマスクを介して紫外線を、300mJ/cm2 の露光量で照射した後pH=11.5のアルカリ性水溶液で現像し、200℃、60分焼成することにより膜厚2.0(μm)の遮光層5を形成した。
【0109】
続いて、赤色の顔料を分散させた感光性レジストCR−2000(富士ハントエレクトロニクステクノロジー(株)製)をスピンナーを用いて全面塗布し、90℃、10分の乾燥後、スペーサ3の大きさが短径15(μm)、長径25(μm)、かつ、スペーサ3の長径の向きが配向膜6の配向方向と平行となり、かつ、スペーサ3が1平方ミリメートル当たりに占める断面積の合計が、0.0009平方ミリメートルとなるようなスペーサ3の形成を含め、赤色の着色層を形成する部分のみに紫外線が照射されるようなフォトマスクを介し露光量が100mJ/cm2 となるように露光を行った。次に、水酸化カリウム1wt%水溶液で20秒間現像を行い、200℃、60分焼成することにより赤色の着色層を形成した。
【0110】
同様に、緑、青の着色層をスペーサの形成を含め、繰り返し形成することにより各着色層の膜厚が1.5(μm)であるカラーフィルタ23〜25と、遮光層22上に3色の着色層が重畳したスペーサ30が得られた。
【0111】
ここで、緑の着色材料には、CG−2000(富士ハントエレクトロニクステクノロジー(株)製)、青の着色材料にはCB−2000(富士ハントエレクトロニクステクノロジー(株)製)を用いた。
【0112】
その後、対向電極26としてのITO膜をスパッタ法にて1500オングストロームの厚さに成膜し、対向電極26の全面を覆うようポリイミドを塗布後ラビング処理することにより配向膜27を形成した。
【0113】
アクティブマトリクス基板1は次のようにして作製した。
公知の技術を用いて通常のTFT12を形成するプロセスと同様に成膜とパターニングを繰り返し、アクティブマトリクス基板1を形成した。ITO膜をスパッタ法を用いて1000オングストロームの厚さに成膜し、公知のフォトリソグラフィー工程を用いて、パターニングを行い、画素電極15を形成する。画素電極15を覆うポリイミドを塗布後ラビング処理することにより配向16を形成した。
【0114】
アクティブマトリクス基板1と対向基板2を張合わせた後、両基板の液晶と接する面とは反対側の面に偏光板をそれぞれ貼設した(図示省略)。そして、アクティブマトリクス基板1の偏光板側外部には、この液晶表示装置のバックライトとしての光源(図示省略)を配設した。
【0115】
液晶組成物28は、アクティブマトリクス基板1と対向基板2との間隙(セルギャップ)に挟持される液晶であって、その組成は、一般的なTN(ツイストネマティック)型のものである。
【0116】
本発明の液晶表示装置のセルギャップは平均値4.70(μm)で、最大値4.80(μm)、最小値4.60(μm)と高精度に制御されていた。
【0117】
また、スペーサの欠損は、認められず、コントラスト比が高く、高品位の表示が得られた。
【0118】
また、本実施例では、対向基板2に遮光層22、カラーフィルタ23〜25、スペーサ30が配置されているが、アクティブマトリクス基板1に配設してもよく、アクティブマトリクス基板1に、遮光層22、カラーフィルタ23〜25、スペーサ30を配置した場合は、アクティブマトリクス基板1と対向基板2の位置合わせが不要となり、高品位な液晶表示装置を安価に作ることができる。
【0119】
第5発明の実施の形態について説明する。
【0120】
図17は、単純マトリクス型の液晶表示素子の断面図を示しており、図11と対応する部分には同一符号を付し、かかる部分の説明は省略する。図17において、液晶表示素子は、表示電極15a、遮光層22、カラーフィルタ23〜25、配向膜27、楕円柱状のスペーサ30、等を有するカラーフィルタ基板3と、表示電極26a、配向膜16等を有し、上記カラーフィルタ基板3と対向するように配設された対向基板2aと、これら2枚の基板の間隙に挟持される液晶組成物28とからその主要部が構成されている。ここで、図中に示されるWは、同一基板上における表示電極間の間隔を表しており、図14中の遮光層の幅Dに相当するものである。
【0121】
スペーサ30は、(2×H)≦b<a≦((2)1/2 ×W)となるように楕円柱状に形成される。前述したように、Hはスペーサの高さ、aはスペーサ(楕円)の長径、bはスペーサの短径、である。ここで、表示電極間の間隔Wよりもスペーサの長径aが(2)1/2 倍大きく許容されるのは、スペーサの長径方向43が配向方向42と同じ45度の方向を向いて斜めに表示電極間に配置されるからである。但し、後述するようにスペーサの長径方向43が配向方向42とは異なる方向に向けられる場合がある。
【0122】
図18は、上記液晶表示素子のカラーフィルタ基板3のスペーサ30の長径の向き43と液晶注入口の位置44を示した平面図である。この例では、基板間の隙間が特に狭い場合に、液晶組成物がよりスムースに2つの基板間に注入されることを重視したものである。
【0123】
このため、全てのスペーサ30を配向方向42に揃えて整列するのではなく、個々のスペーサ30の長径の方向43を液晶注入口44から注入される液晶組成物28の流入の方向に沿って定めている。より簡便には、スペーサ30の向き43を液晶注入口44に向ける。
【0124】
また、応用例として、注入される液晶組成物28のスムースな流入を妨げる一部の複数のスペーサ30の長径の方向43を液晶注入口44から注入される液晶組成物28の流入の方向(あるいは液晶注入口44の位置する方向)に沿って定め、他の液晶組成物28のスムースな流入を妨げない複数のスペーサ30の長径の方向43を配向方向等に適宜に揃えるものである。
【0125】
この場合、スペーサ30の長径の角度θはマトリクスの縦方向あるいは横方向に対して0度〜45度の状態となるので、この角度範囲内において上述した個々のスペーサ30の形状の寸法条件は、
アクティブ型液晶表示素子の場合
(2×H)≦b<a≦((1/cos θ)×D)
単純マトリクス型の場合
(2×H)≦b<a≦((1/cos θ)×W) となる。
【0126】
例えば、
θ=0度の場合、
(2×H)≦b<a≦W
θ=45度の場合、
(2×H)≦b<a≦((2)1/2 ×W) となる。
この実施の形態に係る液晶表示素子の製造法について説明する。
まず、カラーフィルタ基板3は、次のようにして作製した。
【0127】
公知のフォトリソグラフィー工程を用いて遮光層22、カラーフィルタ23〜25、スペーサ30を形成した。具体的に述べると、ガラス基板21上に、感光性の黒色樹脂をスピンナーを用いて塗布し、90℃、10分間乾燥後、所定のパターン形状のフォトマスクを介して紫外線を、300mJ/cm2 の露光量で照射した後、pH=11.5のアルカリ性水溶液で現像し、200℃、60分焼成することにより膜厚1.5(μm)の遮光層22を形成した。
【0128】
続いて、赤色の顔料を分散させた感光性レジストCR−2000(富士ハントエレクトロニクステクノロジー(株)製)をスピンナーを用いて全面塗布し、90℃、10分の乾燥後、スペーサ30の大きさが短径9(μm)、長径18(μm)、かつ、スペーサ30の長径の向きが液晶注入口44に向き、かつ、スペーサ30が1平方ミリメートル当たりに占める断面積の合計が、0.0007平方ミリメートルとなるようなスペーサ30の形成を含め、赤色の着色層を形成する部分のみに紫外線が照射されるようなフォトマスクを介し露光量が100mJ/cm2 となるように露光を行った。その後、水酸化カリウム1wt%水溶液で20秒間現像を行い、200℃、60分焼成することにより赤色の着色層を形成した。
【0129】
同様に、緑、青の着色層を繰り返し形成することにより各着色層の膜厚が1.5(μm)であるカラーフィルタ23〜25を形成したが、基板間の隙間を比較的に狭く形成するために緑と青の着色層ではスペーサ30は形成せず、遮光層22上には赤色の着色層のみからなるスペーサ30を形成した。ここで、緑の着色材料には、CG−2000(富士ハントエレクトロニクステクノロジー(株)製)、青の着色材料にはCB−2000(富士ハントエレクトロニクステクノロジー(株)製)を用いた。
【0130】
表示電極15aとしてITO膜をスパッタ法にて1500オングストロームの厚さに成膜し、公知のフォトリソグラフィー工程を用いて線幅80(μm)、間隔20(μm)となるようにストライプ状にパターニングした。次に、表示電極15aの全面を覆うようポリイミドを塗布後ラビング処理することにより配向膜27を形成した。
【0131】
対向基板2aは次のようにして作製した。
【0132】
ガラス基板11上に、表示電極26aとしてITO膜をスパッタ法にて1500オングストロームの厚さに成膜し、公知のフォトリソグラフィー法を用いて線幅80(μm)、間隔20(μm)となるようにストライプ状にパターニングした。次に、表示電極26aの全面を覆うようポリイミドを塗布後ラビング処理することにより配向膜16を形成した。
【0133】
カラーフィルタ基板3と対向基板2aを張り合わせた後、両基板の液晶と接する面とは反対側の面に偏光板をそれぞれ貼設した(図示省略)。
【0134】
そして、カラーフィルタ基板3の偏光板側外部には、この液晶表示素子のバックライトとしての光源(図示省略)を配設した。
【0135】
液晶組成物28は、上記のカラーフィルタ基板3と対向基板2aとの間隙(セルギャップ)に挟持される液晶であって、強誘電性液晶を用いた。
【0136】
本実施の形態の液晶表示素子のセルギャップは、平均1.7(μm)で、最大値1.72(μm)、最小値1.68(μm)と高精度に制御されていた。また、スペーサ30の長径の向きは、配向膜27の配向方向と平行でないがスペーサの高さが低いため、ラビング処理の際にスペーサ3に加わる負荷が少ないため、スペーサの欠損は認められず、コントラスト比が高く、高品位の表示が得られた。
【0137】
また、本実施の形態では、強誘電性液晶を使用したため、セルギャップは、平均1.7(μm)と非常に狭いにも係わらず、短時間で、かつ、均一に液晶材料を注入することができた。
【0138】
また、本実施の形態では、スペーサ30の長径の向き43を全て1個の液晶注入口44に向けたが、液晶表示装置全面に均一に注入できればよく、注入口の複数化、流体力学的に最も流動抵抗が小さくなるような適当な配置にすることができる。
【0139】
第6の発明について図面を参照して説明する。
図20に示す表は、高さ、最大幅、最小幅で特定されるスペーサの機械的強度を確認するために、スペーサに最も機械的強度が要求されるラビング処理を行い、スペーサの欠損状態を確認したものである。この例では、長手のスペーサの使用を考慮しているため、スペーサの最大幅の方向がラビング方向と一致することを前提としていない。ここで、スペーサの最大幅とは、基板表面と平行な面におけるスペーサ断面の最大幅をいうものとする。スペーサの最小幅とは、基板表面と平行な面におけるスペーサ断面の最小幅をいうものとする。
【0140】
TFT−液晶表示素子のスペーサの高さHを5μm、遮光層の幅Dを30μmとし、最大幅a、最小幅b、を種々の値に設定してスペーサの欠損状態を観察した。表中の○は、ラビング後、スペーサに明らかな欠損がないもの、△は、ラビング後、スペーサに明らかな欠損が生じたもの、×は、ラビング後、スペーサに明らかな欠損が生じたものを示している。
【0141】
この結果、スペーサの最小幅bがスペーサの高さHより小さく、スペーサの最大幅が遮光層幅より小さいと、ラビング工程でスペーサの欠落が認められた。従って、長手形状のスペーサの形状条件は、まず、H≦b、D<aとなる。
更に、最大幅・最小幅の関係より、b<a、スペーサが画素領域にはみ出さないようにするためにはb≦Dであることが必要であるから、長手形状のスペーサの形状条件は、
アクティブ型マトリクス液晶素子の場合には、
H≦b<D≦a
単純マトリックス型液晶表示素子の場合には、
H≦b<W≦a となる。
ここで、Wは、図17に示す表示電極間の間隔である。
【0142】
この発明によれば、スペーサの最小幅が、スペーサの高さ以上、かつ、スペーサの最大幅が遮光層の幅より大きいため、スペーサ機能としての機械的強度が十分得られ、スペーサに最も機械的強度が要求される配向膜の配向処理としてのラビング処理などにおいてもスペーサの欠け、剥がれの発生しない十分な強度が得られる。
【0143】
これに対し、スペーサの最小幅が、スペーサの高さ未満、かつ、スペーサの最大幅が遮光層の幅より小さい場合は、スペーサ機能としての機械的強度が不足となり、配向膜のラビング処理などでスペーサの欠け、剥がれ等が発生する。
【0144】
また、スペーサの最小幅が遮光層の幅より小さいため、スペーサが画素内に入り込まず、表示品位が低下することがない。
【0145】
スペーサをカラー液晶表示素子の構成材料であるカラーフィルタと同一材料、かつ、同時に形成することで工程を増やさずスペーサを配置することができる。従来の液晶表示素子で必要であったスペーサ(粒子)の分散散布工程をなくすことができる。
【0146】
第6の発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0147】
図21は、この発明に係る液晶表示素子の断面図であり、対向電極26、スペーサ30、カラーフィルタ23〜25、遮光層22、配向膜26等を有する対向基板21と、スイッチング素子としてのTFT(薄膜トランジスタ)12、走査線1f、透明電極としての画素電極15、配向膜16等を有し、上記対向基板2と対向するように配設されたアクティブマトリクス基板1と、これら2枚の基板間隙に挟持される液晶組成物28とからその主要部が構成されている。
【0148】
図22は、本発明の対向基板2のスペーサ30の位置を示した平面図である。スペーサ30は長手の形状をしており、図示の例では長方形である。スペーサの最大幅a、最小幅b、スペーサの高さH、遮光層幅Dは、H≦b<D≦aとなるように形成されている。
【0149】
この実施の形態に示される液晶表示素子は以下の製造法によって得ることができる。
まず、この対向基板21は次のようにして作製した。
公知のフォトリソグラフィー工程を用いて遮光層22、カラーフィルタ23〜25、スペーサ30を形成した。
【0150】
具体的に述べると、ガラス基板21上に、感光性の黒色樹脂をスピンナーを用いて塗布し、90℃、10分間乾燥後、遮光層5の幅が25(μm)のパターン形状となるフォトマスクを介して紫外線を、300mJ/cm2 の露光量で照射した後pH=11.5のアルカリ性水溶液で現像し、200℃、60分間焼成することにより膜厚2.0(μm)の遮光層5を形成した。
【0151】
続いて、赤色の顔料を分散させた感光性レジストCR−2000(富士ハントエレクトロニクステクノロジー(株)製)をスピンナーを用いて全面塗布し、90℃、10分の乾燥後、スペーサ3の断面形状の最小幅15(μm)、最大幅40(μm)となり、スペーサ30の位置が遮光層22上となるスペーサ30の形成を含め、赤色の着色層を形成する部分のみに紫外線が照射されるようなフォトマスクを介し露光量が100mJ/cm2 となるように露光を行った。
【0152】
次に、水酸化カリウム1wt%水溶液で20秒間現像を行い、200℃、60分焼成することにより赤色の着色層を形成した。
同様に、緑、青の着色層をスペーサ3の形成を含め、繰り返し形成することにより各着色層の膜厚が1.5(μm)であるカラーフィルタ23〜25と、遮光層22上に3色の着色層が重畳したスペーサ30が得られた。スペーサ30の基板表面からの高さは6.3(μm)であった。
【0153】
ここで、緑の着色材料には、CG−2000(富士ハントエレクトロニクステクノロジー(株)製)、青の着色材料にはCB−2000(富士ハントエレクトロニクステクノロジー(株)製)を用いた。
【0154】
その後、対向電極26としてのITO膜をスパッタ法にて1500Aの厚さに成膜し、対向電極26の全面を覆うようにポリイミドを塗布後、ラビング処理することにより配向膜26を形成した。
【0155】
アクティブマトリクス基板1は次のようにして作製した。
ガラス基板11上に、公知の技術を用いて通常のTFT12を形成するプロセスと同様に成膜とパターニングを繰り返し、アレイ基板を形成した。次に、酸化珪素膜をスパッタ法を用いて2000A(オングストローム)の厚さに成膜し、公知のフォトリソグラフィー工程を用いて、パターニングを行い、保護膜1eを形成し、ITO膜をスパッタ法を用いて1000Aの厚さに成膜し、公知のフォトリソグラフィー工程を用いて、パターニングを行い、画素電極15を形成し、画素電極15を覆うようポリイミドを塗布後ラビング処理することにより配向膜16を形成した。
【0156】
次に、アクティブマトリクス基板1と対向基板2とを張り合わせた後、両基板の液晶と接する面とは反対側の面に偏光板をそれぞれ貼設した(図示省略)。そして、アクティブマトリクス基板1の偏光板側外部には、この液晶表示素子のバックライトとしての光源(図示省略)を配設した。
【0157】
液晶組成物28は、アクティブマトリクス基板1と対向基板2との間隙(セルギャップ)に挟持される液晶であって、その組成は、一般的なTN(ツイストネマティック)型のものである。
【0158】
本発明の液晶表示装置のセルギャップは平均値4.70(μm)で、最大値4.80(μm)、最小値4.60(μm)と高精度に制御されていた。また、スペーサの欠損は、認められず、コントラスト比が高く、高品位の表示が得られた。
【0159】
なお、上述の実施の形態では、
(1)スペーサ30の断面形状が長方形であったが、図23に示すように、楕円、菱形、三角形、台形等のいずれの長手形状のものであっもよい。
【0160】
(2)対向基板2に遮光層22、カラーフィルタ23〜25、スペーサ30が配置されているが、これ等をアクティブマトリクス基板1に配設してもよい。こうした場合は、アクティブマトリクス基板1と対向基板2との位置合わせが不要となり、高品位な液晶表示装置を安価に作ることが可能となる。
【0161】
(3)カラーフィルタの材料として顔料を分散させた感光性レジストを用いたが、感光性レジストによらず、顔料を分散させた着色樹脂を、公知のフォトリソグラフィー工程を用いて、エッチングによりパターニングしても良い。
【0162】
(4)遮光層22の材料として顔料を分散させた感光性レジストを用いたが、感光性レジストによらず、顔料を分散させた着色樹脂を、公知のフォトリソグラフィー工程を用いて、エッチングによりパターニングしても良い。また、金属クロム(Cr)、酸化クロム(CrO)等の樹脂以外でも良い。
【0163】
遮光層22を設けずに、非遮光性部材が遮光層としての機能を兼ねるようにしても良く、非透光性部材上にスペーサ30を設けても、本発明と同様の効果が得られる。
【0164】
(5)アクティブマトリックス型液晶表示素子で記述したが、単純マトリックス型液晶表示素子などでも良い。
【0165】
(6)3色の着色層を重ねてスペーサ3を形成したが、2色や1色でも、所望のセルギャップが得られれば良い。
【0166】
【発明の効果】
第1の発明によれば、スペーサの頂角部分が最初にラビング布の毛足に当るようにして毛足がスペーサをスムースに回り込むようにし、また、テーパを付けることによってラビング布の毛足が受ける抵抗を減らしているので、ラビング布の毛足の曲がりに起因する表示不良を防ぐことが可能となり、表示性能の高く、信頼性のある液晶表示素子を得ることが出来る。また、スペーサの全体の配置をラビング方向に整列させることによってラビング布へのダメージを全体的に軽減することが可能となる。
【0167】
第2の発明によれば、スペーサを起点としたラビングなどによる配向処理で発生する配向不良領域が画素内に到達しない位置にスペーサを配置してあるため、表示品位の低下を防止することができる。
【0168】
第3の発明によれば、スペーサを起点とした、ラビングなどによる配向処理で発生する配向不良領域が、人間の視覚特性において、比較的感度の良い緑色画素領域には入り込まないようにスペーサを配置したため、表示品位の低下を可及的に抑制することが可能となる。
【0169】
なお、第2及び第3の発明によれば、第1の発明のようにスペーサを特殊な形状に形成するものではないので、カラー液晶表示装置の構成材料であるカラーフィルタと同一材料により、フィルタと同時に形成することができ、工程を増やさずスペーサを配置することができる。
【0170】
第4及び第5の発明によれば、スペーサに最も機械的強度が要求される配向膜に配向性を付与するラビング工程においても、スペーサの形状が楕円柱であり、スペーサの高さH、スペーサの長径a、スペーサの短径b、遮光層の幅D、表示電極間の同一基板上での間隔Wとしたとき、アクティブマトリックス型液晶表示装置では(2×H)≦b<a≦((2)1/2 ×D)の条件を満たし、単純マトリックス型液晶表示装置では(2×H)≦b<a≦((2)1/2 ×W)の条件を満たし、かつ、スペーサの長径方向を配向膜の配向方向と同方向とすることにより、スペーサの強度を保ち、かつ、スペーサに加わる負荷を最小限にすることができる。
【0171】
また、通常の液晶表示装置に要求される基板間距離1〜10(μm)程度を均一に実現するために、スペーサが1平方ミリメートル当たりに占める、上記基板と平行な面における断面積の合計が、0.0001平方ミリメートルを越え、0.002平方ミリメートル未満であるようにしたので、2枚の基板間距離を画面内で均一精密制御することができる。
【0172】
スペーサの長径方向を2つの基板の隙間内の液晶の流入方向に沿って定め、抵抗を軽減することにより、スペーサとしての機械的強度を保ちつつ、液晶の注入を容易にするとが可能となる。
【0173】
第6の発明の液晶表示素子は、スペーサの高さH≦スペーサの最小幅b≦遮光層幅D<スペーサの最大幅aとなるように、スペーサの形状を定めたので、スペーサ機能としての機械的強度が十分得られ、スペーサに最も機械的強度が要求される配向膜の配向処理としてのラビング処理などにおいてもスペーサの欠け、剥がれの発生しない十分な強度が得られる。
【0174】
また、スペーサの最小幅が遮光層の幅より小さいため、スペーサが画素内に入り込まないため、表示品位が低下することがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の液晶表示素子の概略を説明する断面図である。
【図2】アクティブマトリクス基板1の構成を説明する断面図である。
【図3】本発明の液晶表示素子におけるスペーサ形状の概略を説明する説明図である。
【図4】本発明の液晶表示素子の概略を説明する断面図である。
【図5】本発明の液晶表示素子におけるスペーサ形状の概略を説明する説明図である。
【図6】本発明の液晶表示素子の概略を説明する断面図である。
【図7】本発明の液晶表示素子におけるスペーサ形状の概略を説明する説明図である。
【図8】本発明の液晶表示素子におけるスペーサの配列の例を説明する説明図である。
【図9】本発明の液晶表示素子の概略を説明する断面図である。
【図10】本発明の液晶表示素子におけるスペーサの配置場所を説明する説明図である。
【図11】本発明の液晶表示素子の概略を説明する断面図である。
【図12】本発明の液晶表示素子におけるスペーサの配置場所を説明する説明図である。
【図13】本発明の液晶表示素子の概略を説明する断面図である。
【図14】本発明の液晶表示素子における楕円柱状スペーサの配置場所及び方向を説明する説明図である。
【図15】楕円柱状スペーサの例を説明する斜視図である。
【図16】楕円柱状スペーサの他の例を説明する斜視図である。
【図17】本発明の液晶表示素子の概略を説明する断面図である。
【図18】本発明の液晶表示素子におけるスペーサの配置場所及び方向を説明する説明図である。
【図19】ラビング方向と同じ方向に長径方向が配置された楕円柱スペーサがラビング処理によって受けるダメージの実験結果を示す図である。
【図20】ラビング方向とは無関係な方向に長手方向が配置された長手のスペーサがラビング処理によって受けるダメージの実験結果を示す図である。
【図21】本発明の液晶表示素子の概略を説明する断面図である。
【図22】本発明の液晶表示素子における長手スペーサの配置場所及び方向を説明する説明図である。
【図23】長手スペーサの例を説明をする説明図である。
【符号の説明】
1 アクティブマトリクス基板
2 対向基板
3 カラーフィルタ基板
11,21 ガラス基板
12 能動素子(TFT)
15 画素電極、
15a 表示電極
14 ゲート線
13 信号線
16,27 配向膜
22 遮光層
23 着色層(R)
24 着色層(G)
25 着色層(B)
26 共通電極
26a 表示電極
28 液晶組成物
30 スペーサ
31 TFT遮光領域
41 配向不良領域
42 配向方向(ラビング方向)
43 スペーサの長径方向
44 液晶注入口[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal display element, and more particularly to an improvement related to a columnar spacer introduced to keep a distance between two substrates sealing liquid crystal in the liquid crystal display element constant.
[0002]
[Prior art]
At present, a liquid crystal display element that is generally used has two glass substrates having electrodes facing each other, and the periphery of the two substrates is fixed with an adhesive except for a liquid crystal sealing port. The liquid crystal is sandwiched between the substrates, and the liquid crystal sealing port is sealed with a sealant. As a spacer for keeping the distance between the two substrates constant, plastic beads having a uniform particle diameter are scattered between the substrates.
[0003]
A color filter with an RGB colored layer is formed on one of two glass substrates constituting a liquid crystal display element for color display. For example, in a color-type dot matrix liquid crystal display element of simple matrix driving, under a Y substrate having a Y electrode patterned in a strip shape in the horizontal (Y) direction and an X electrode patterned in a strip shape in the vertical (X) direction. An X substrate having a colored layer is disposed so as to face each other so that the Y electrode and the X electrode are substantially orthogonal to each other, and the liquid crystal composition is sandwiched therebetween. As a display method of the liquid crystal display element, for example, a TN (Twisted Nematic) type, STN (Super Twisted Nematic) type, GH (Guest Host) type, ECB (Electrically Controlled Birefringence) type, ferroelectric liquid crystal, or the like is used. As the sealant, for example, a heat or ultraviolet curable acrylic or epoxy adhesive is used.
[0004]
In a color type active matrix driving liquid crystal display element, a switching element, for example, a thin film transistor (TFT) using amorphous silicon (a-Si) as a semiconductor layer, a pixel electrode connected thereto, a signal line electrode, and a gate electrode are formed. An electrode transition material (transfer) that has a TFT array substrate, which is an active matrix substrate, and a counter electrode disposed opposite to the TFT matrix substrate, and that forms an RGB color filter on the counter substrate and applies a voltage from the active matrix substrate to the counter substrate As described above, a silver paste or the like is disposed in the periphery of the screen, and two substrates are electrically connected by this electrode transition material, and a liquid crystal composition is sandwiched between the two sheets. Further, a polarizing plate is sandwiched between both sides of the two substrates, and the polarizing plate light is used as a display shutter when displaying a color image.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In these liquid crystal display elements, the orientation of the liquid crystal around the spacers scattered between the two substrates is disturbed, and light leaks from the peripheral part of the spacer and the contrast tends to decrease. In addition, it is difficult to uniformly disperse the spacers. If the spacers are non-uniformly arranged in the process of dispersing the spacers on the substrate, display defects are caused and the product yield is reduced.
[0006]
As countermeasures, for example, Japanese Patent Application No. 7-212192 proposed that a spacer is formed by overlapping a colored layer of a color filter at a position other than the display region, or that a columnar spacer is formed of a photoresist or the like.
[0007]
However, after that, two main points to be improved were found. It relates to the alignment treatment by rubbing and the mechanical strength of the columnar spacer.
[0008]
First, when a rubbing process is performed in which an alignment film is formed after forming the columnar spacers and a large number of fine grooves are formed in one direction with the rubbing cloth on the entire alignment film, the rubbing cloth hits the columnar spacers. Since the columnar spacer has a quadrangular or round shape, a relatively large stress (friction resistance) is applied to the rubbing cloth, which causes the rubbing cloth to bend or damage the rubbing cloth. If such a rubbing cloth having an abnormality on the hair is continuously used, a non-uniform rubbing process is performed, which causes a display defect.
[0009]
In addition, the bristles of the rubbing cloth are temporarily bent by the columnar spacer, so that a non-uniform fine groove group is partially formed until the bristles of the rubbing cloth return to the original, and in the vicinity of the columnar spacer. Partial rubbing failure occurs and causes display failure.
[0010]
The columnar spacer is directly formed on the substrate using a resin or a photosensitive resin. Since the resin and the photosensitive resin are polymer materials, the mechanical strength such as hardness and adhesion is not sufficient, and the spacer is easily peeled off and deformed. For this reason, there arises a problem that the reliability of the liquid crystal display device is lowered.
[0011]
Further, the distance between the substrates is as very small as about 2 μm, and the columnar spacers hinder the inflow of the liquid crystal when the liquid crystal is injected. In particular, the ferroelectric liquid crystal makes it difficult to inject liquid crystal.
[0012]
Therefore, an object of the present invention is to prevent disorder of orientation caused by rubbing treatment by introducing columnar spacers and to prevent display performance from being deteriorated.
[0013]
Another object of the present invention is to ensure the mechanical strength of a columnar spacer formed of resin or the like.
[0014]
Another object of the present invention is to provide a liquid crystal display element that facilitates the injection of liquid crystal into the liquid crystal display element.
[0017]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display element comprising: a light-shielding layer having a plurality of pixel regions opened in a matrix or stripe between two insulating substrates that are arranged opposite to each other and sandwich a liquid crystal therebetween; A liquid crystal display having at least a color filter disposed in the opened portion, a spacer that secures a gap between the two insulating substrates, and an alignment film that is subjected to an alignment treatment that gives the liquid crystal alignment in a specific direction. The element, the spacer is located in the vicinity of the opening on the light-shielding layer, and is disposed at a position not adjacent to the green color filter on the downstream side in the specific direction from this position, and the alignment film is aligned with the alignment film. The misalignment region generated by the processing is not formed in the green color filter region in the region where the color filter is arranged, but the red color filter region. And wherein the and / or formed on the blue color filter regions.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0022]
First, in the first invention for solving the problem in the rubbing process, in the rubbing process performed in one direction, the surface of the columnar spacer against which the hair of the rubbing cloth hits the hair of the rubbing cloth (resistance) ) To reduce the shape.
[0023]
In other words, a taper is formed on the surface of the columnar spacer that the rubbing cloth touches and reduces resistance to the hair tips. In addition, the width (the width of the cross section of the columnar spacer in a plane parallel to the substrate) in the direction perpendicular to the rubbing direction of the columnar spacer portion (front end) where the bristles of the rubbing cloth first contact is determined from this portion. In the rubbing direction, the shape is narrower than the same width in the rear portion (center portion and rear end portion). Pyramids, cones, truncated pyramids, truncated cones, etc. fall into this category. As will be described later, when the mechanical strength of the columnar spacer is further taken into consideration, it is preferable that the cross-sectional shape of the spacer by a plane parallel to the substrate serving as the spacer be an ellipse whose major axis is the rubbing direction.
[0024]
For example, the columnar spacer has a substantially isosceles triangular shape and a rhombus shape. By setting the rubbing start side of the columnar spacer to the apex of a substantially isosceles triangle or rhombus, the bristle foot of the rubbing cloth is reduced so that the bristle smoothly wraps around the side of the spacer, and the bristle foot receives Reduce stress. Furthermore, the stress on the rubbing cloth can be further reduced by forming the spacer shape into a tapered shape so that the height of the spacer is lower on the rubbing start side.
[0025]
As a result, it becomes possible to prevent the occurrence of display defects due to the bending of the bristle feet of the rubbing cloth, and a highly reliable liquid crystal display element with high display performance can be obtained.
[0026]
FIG. 1 is a sectional view of an active matrix liquid crystal device according to an embodiment of the present invention. In this liquid crystal display element, an
[0027]
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the
[0028]
Referring to FIG. 1 again, the
[0029]
The two substrates are opposed to each other, and the
[0030]
FIG. 3 shows an example of the shape of the
[0031]
Next, a method for manufacturing such a liquid crystal display element will be described.
[0032]
First, similar to the process of forming a known thin film transistor (TFT), film formation and patterning are repeated on a glass substrate (for example, # 7059, manufactured by Corning) 11 having a thickness of 1.1 mm, and made of amorphous silicon. A
[0033]
Next, a photosensitive black resin CK-2000 (manufactured by Fuji Hunt Technology Co., Ltd.) was applied onto a counter substrate made of a Corning Corporation # 7059
[0034]
A photo for forming a red filter in which a UV curable acrylic resin resist CR-2000 (produced by Fuji Hunt Technology Co., Ltd.) in which a red pigment is dispersed is applied to the entire surface with a spinner, and light is irradiated on the portion to be colored red. The film is irradiated with 100 mJ / cm @ 2 at a wavelength of 365 nm through a mask and developed with a 1% aqueous solution of KOH for 10 seconds to form a red
[0035]
By repeating the same process, green and blue
[0036]
Next, an ultraviolet curable acrylic resin resist containing no pigment is applied on the entire surface with a spinner, and 100 mJ at a wavelength of 365 nm is passed through a photomask that irradiates light to a desired position on the light shielding layer where a spacer is to be formed. / Cm @ 2 irradiation and development with a 1% aqueous solution of KOH for 30 seconds to form
[0037]
The film thickness at this time was 4 μm, and the development was strengthened so as to form a substantially isosceles triangle. Thus, a substantially
[0038]
Thereafter, an adhesive is printed along the periphery of the
[0039]
The color display type active matrix liquid crystal display element thus formed has less stress on the rubbing cloth, and the hair of the rubbing cloth does not bend, thus preventing display defects due to rubbing and having high display performance and reliability. It became possible to obtain a liquid crystal display element having a property.
[0040]
FIG. 5 shows another embodiment of the present invention. Parts corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
FIG. 6 is a schematic view of the
[0041]
In this embodiment, as shown in FIG. 6, the
[0042]
A method of manufacturing the liquid crystal display element according to this embodiment will be described.
[0043]
Similar to a known TFT forming process, film formation and patterning are repeated on a # 7059
[0044]
Next, a photosensitive black resin CK-2000 (manufactured by Fuji Hunt Technology Co., Ltd.) was applied onto a counter substrate made of a Corning Corporation # 7059
[0045]
Next, an ultraviolet curable acrylic resin resist containing no pigment was applied on the entire surface with a spinner to the same thickness. In the first etching, 100 mJ / cm @ 2 was irradiated at a wavelength of 365 nm through a photomask that irradiates a desired position on the light shielding layer where the
[0046]
Thereafter, an ITO film was formed as the
[0047]
Similar to the embodiment shown in FIG. 1, the spacer adhesion can be obtained by forming the
[0048]
Thereafter, an adhesive is printed along the periphery of the
[0049]
The color display type active matrix liquid crystal display element thus formed has less stress on the rubbing cloth, and the hair of the rubbing cloth does not bend, so it can prevent display defects due to rubbing and has high display performance and reliability. A liquid crystal display element could be obtained.
[0050]
FIG. 6 shows another embodiment of the present invention. Parts corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
FIG. 7 is a schematic view of the
[0051]
In this embodiment, as shown in FIG. 7, the
[0052]
A method of manufacturing the liquid crystal display element according to this embodiment will be described.
[0053]
Similar to the process of forming a normal TFT, film formation and patterning are repeated on a # 7059
[0054]
Next, a photosensitive black resin CK-2000 (manufactured by Fuji Hunt Technology Co., Ltd.) was applied onto a counter substrate made of a Corning Corporation # 7059
[0055]
Next, an ultraviolet curable acrylic resin resist containing no pigment is applied on the entire surface with a spinner, and 100 mJ at a wavelength of 365 nm is passed through a photomask that irradiates light to a desired position on the light shielding layer where a spacer is to be formed. / Cm @ 2 and developed with a 1% aqueous solution of KOH for 30 seconds. The film thickness at this time is 4 μm.
[0056]
Next, using a gradation mask, 100 mJ / cm @ 2 was similarly irradiated at a wavelength of 365 nm, and development was performed with a 1% aqueous solution of KOH for 30 seconds, thereby forming a
[0057]
Thereafter, an ITO film was formed as the
In addition, the adhesive force of a spacer is acquired by forming a spacer before transparent electrode formation.
[0058]
An adhesive is printed along the periphery of the
[0059]
Next, the
[0060]
The color display type active matrix liquid crystal display device thus formed has less stress on the rubbing cloth than in Examples 1 and 2, and the hair of the rubbing cloth does not bend. A liquid crystal display element with high performance and reliability could be obtained.
[0061]
The coloring order described in the embodiment of the present invention is an example, and the present invention is not limited to this.
[0062]
FIG. 8 shows an example in which the
[0063]
As described above, the stress on the rubbing cloth is reduced by setting the shape of the columnar spacer to be a substantially isosceles triangle shape or a rhombus shape and setting the rubbing start side to be a vertex of a substantially isosceles triangle shape or a rhombus shape. Furthermore, the stress on the rubbing cloth can be further reduced by forming the spacer so that the rubbing start side is lowered. Further, by aligning the spacers thus formed in the rubbing direction, it is possible to reduce the resistance received by the rubbing cloth as a whole.
[0064]
Next, an embodiment of the second invention will be described with reference to the drawings.
[0065]
First, according to the second aspect of the invention, the spacer is arranged at a position where the misalignment region starting from the spacer does not reach the inside of the pixel, which occurs when the bristle of the rubbing cloth hits the spacer and disturbs the fine groove. Therefore, it is possible to prevent display quality from being deteriorated.
[0066]
Also, focusing on human visual characteristics, when comparing the three primary colors of light, red, blue, and green, if the poorly aligned region does not occur as much as possible in the green pixel region with relatively good eye sensitivity, Even if a misalignment region is somewhat generated in the red pixel region or the blue pixel region, or both the red pixel region and the blue pixel region, the visual characteristics are not conspicuous. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of display quality as much as possible by determining the arrangement of the spacers so as not to be adjacent to the blue pixel region.
[0067]
In this case, since it is not necessary to use a special shape for the spacer, for example, the spacer is the same as the color filter which is a constituent material of the color liquid crystal display device as proposed in Japanese Patent Application No. 7-212192. By forming the material at the same time, the spacer can be arranged without increasing the number of steps.
[0068]
FIG. 9 is a cross-sectional view of a liquid crystal display element for explaining the second invention. In FIG. 9, parts corresponding to those in FIG. In this liquid crystal display element, the
[0069]
FIG. 10 is a diagram schematically illustrating the relationship between the location of the
[0070]
A method of manufacturing the liquid crystal display element according to this embodiment will be described.
First, the
[0071]
A photosensitive resist CR-2000 (manufactured by Fuji Hunt Electronics Technology Co., Ltd.) in which a red pigment is dispersed is applied over the entire surface using a spinner, dried at 90 ° C. for 10 minutes, and then
[0072]
Similarly, the green and blue colored layers are repeatedly formed, including the formation of spacers, so that the
[0073]
An ITO film as the
[0074]
The
[0075]
Subsequently, the
[0076]
The
[0077]
In the liquid crystal display element of the present invention, since the
[0078]
In the present embodiment, the
[0079]
A third invention will be described with reference to FIGS.
[0080]
FIG. 11 is a cross-sectional view of a liquid crystal display element for explaining the third invention. In FIG. 11, parts corresponding to those in FIG. The liquid crystal display element includes a
[0081]
In this embodiment, the
[0082]
FIG. 12 is a plan view schematically illustrating the relationship between the location of the
[0083]
Therefore, the arrangement position of the
This is effective when the
[0084]
A method of manufacturing the liquid crystal display element according to this embodiment will be described.
First, the
[0085]
The
[0086]
More specifically, a photosensitive black resin is applied onto the
[0087]
Similarly, a color filter in which the thickness of each colored layer is 1.5 (μm) is formed by repeatedly forming green and blue colored layers, but the
[0088]
Here, CG-2000 (Fuji Hunt Electronics Technology Co., Ltd.) was used as the green coloring material, and CB-2000 (Fuji Hunt Electronics Technology Co., Ltd.) was used as the blue coloring material.
[0089]
Thereafter, an ITO film is formed as a display electrode 15a to a thickness of 1500 angstrom by sputtering, and is striped using a known photolithography process so that the line width is 80 (μm) and the interval is 20 (μm). Patterned. Next, an
[0090]
The counter substrate 2a was produced as follows.
An ITO film is formed as a display electrode 26a on the
[0091]
After the
[0092]
The
[0093]
In the liquid crystal display element of the present invention, since the alignment defect region due to the
[0094]
Next, an embodiment of the present invention that maintains the mechanical strength of the spacer will be described.
[0095]
The table shown in FIG. 19 confirms the defect state of the spacer by performing a rubbing process that requires the most mechanical strength of the spacer in order to confirm the mechanical strength of the elliptical spacer.
[0096]
The height of the spacer of the TFT-liquid crystal display element was 5 μm, the width D of the light shielding layer was 25 μm, the major axis a and the minor axis b were set to various values, and the defect state was observed. ○ in the table indicates that the spacer has no obvious defect after rubbing, Δ indicates that the spacer has an obvious defect after rubbing, × indicates that the spacer has an obvious defect after rubbing Show. In addition, (circle) outside the double frame line in a table | surface is a part where the magnitude | size of a major axis and a minor axis becomes reverse.
[0097]
As a result, when the short axis b of the spacer was smaller than (2 × H), the absence of the spacer was recognized in the rubbing process. The major axis a and the minor axis b are a> b. Since the direction of the major axis a of the spacer is the same (parallel) angle of 45 degrees as the rubbing direction, a spacer having a length twice as long as the root of the light shielding layer width D can be disposed. The limit that does not protrude is a <((2) 1/2 XD).
[0098]
Therefore, the shape condition of the elliptical spacer is
In the case of active matrix liquid crystal elements,
(2 × H) ≦ b <a ≦ ((2) 1/2 × D)
In the case of a simple matrix type liquid crystal display element,
(2 × H) ≦ b <a ≦ ((2) 1/2 × W)
Here, W is an interval between the display electrodes.
[0099]
According to the fourth aspect of the active matrix type liquid crystal display element and the fifth aspect of the simple matrix type liquid crystal display element, in the rubbing step of imparting alignment to the alignment film that requires the most mechanical strength of the spacer. However, since the spacer has an elliptic cylinder and the major axis direction of the spacer is parallel to the alignment direction of the alignment film, the strength of the spacer can be maintained and the load applied to the spacer can be minimized. If the minor axis is not more than twice the height of the spacer, the mechanical strength of the spacer will be insufficient. In the active matrix liquid crystal display element, the width of the light-shielding layer is smaller than in the simple matrix liquid crystal display element. If it is larger, the spacer enters the pixel, so that the display quality is lowered.
[0100]
In addition, in order to accurately control the distance between the two substrates, the distribution density of the spacers on the substrate is also an important factor. In order to achieve the inter-substrate distance of about 1 to 10 (μm) required for a normal liquid crystal display device, the total cross-sectional area in a plane parallel to the substrate occupying per square millimeter of the spacer is 0.0001. It must be greater than square millimeters and less than 0.002 square millimeters. Below 0.0001 square millimeters per square millimeter, the mechanical strength as a spacer is insufficient, and it becomes difficult to uniformly and precisely control the distance between two substrates within the screen. Also, at 0.002 square millimeters or more per square millimeter, the so-called “low temperature foaming” that occurs when the liquid crystal display device is cooled (the vacuum region is larger because the thermal expansion coefficient of the liquid crystal is larger than the thermal expansion coefficient of the liquid crystal display device). Are generated, and bubbles are likely to occur), and it is difficult to inject liquid crystal and display quality is deteriorated.
[0101]
Furthermore, the spacers can be arranged without increasing the number of processes by forming the spacers at the same time as the color filter, which is a constituent material of the color liquid crystal display device, and is necessary for the conventional liquid crystal display device. The dispersion | distribution dispersion | distribution process of a spacer (bead) can be made.
[0102]
In addition, since the major axis direction of the spacer faces the direction in which the liquid crystal can be uniformly injected into the entire surface of the liquid crystal display device, the liquid crystal can be easily injected.
[0103]
FIG. 13 is a cross-sectional view of the active matrix liquid crystal display element according to the fourth aspect of the present invention, and has the same configuration as that of FIG. D shown in FIG. 13 represents the width of the
[0104]
FIG. 15 shows the shape of the
[0105]
FIG. 16 further considers reducing damage to the rubbing cloth, and the portion where the elliptical rubbing cloth first hits has an apex angle and has a tapered surface.
[0106]
FIG. 14 is a plan view showing the
[0107]
A method of manufacturing the liquid crystal display element according to this embodiment will be described.
First, the
The
[0108]
Specifically, a photosensitive black resin is applied on the
[0109]
Subsequently, a photosensitive resist CR-2000 (manufactured by Fuji Hunt Electronics Technology Co., Ltd.) in which a red pigment is dispersed is applied over the entire surface using a spinner. After drying at 90 ° C. for 10 minutes, the size of the
[0110]
Similarly, three colors are formed on the light-
[0111]
Here, CG-2000 (manufactured by Fuji Hunt Electronics Technology Co., Ltd.) was used as the green coloring material, and CB-2000 (manufactured by Fuji Hunt Electronics Technology Co., Ltd.) was used as the blue coloring material.
[0112]
Thereafter, an ITO film as the
[0113]
The
The
[0114]
After the
[0115]
The
[0116]
The cell gap of the liquid crystal display device of the present invention was controlled with high accuracy, with an average value of 4.70 (μm), a maximum value of 4.80 (μm), and a minimum value of 4.60 (μm).
[0117]
Further, no defect in the spacer was observed, the contrast ratio was high, and a high-quality display was obtained.
[0118]
In this embodiment, the
[0119]
An embodiment of the fifth invention will be described.
[0120]
FIG. 17 is a cross-sectional view of a simple matrix type liquid crystal display element. The same reference numerals are given to the portions corresponding to those in FIG. 11, and the description of such portions is omitted. In FIG. 17, the liquid crystal display element includes a display electrode 15a, a
[0121]
The
[0122]
FIG. 18 is a plan view showing the
[0123]
For this reason, rather than aligning all the
[0124]
As an application example, the
[0125]
In this case, the angle θ of the major axis of the
In case of active liquid crystal display
(2 × H) ≦ b <a ≦ ((1 / cos θ) × D)
For simple matrix type
(2 × H) ≦ b <a ≦ ((1 / cos θ) × W).
[0126]
For example,
When θ = 0 degrees,
(2 × H) ≦ b <a ≦ W
When θ = 45 degrees,
(2 × H) ≦ b <a ≦ ((2) 1/2 × W)
A method of manufacturing the liquid crystal display element according to this embodiment will be described.
First, the
[0127]
The
[0128]
Subsequently, a photosensitive resist CR-2000 (manufactured by Fuji Hunt Electronics Technology Co., Ltd.) in which a red pigment is dispersed is applied over the entire surface using a spinner, dried at 90 ° C. for 10 minutes, and then the size of the
[0129]
Similarly, the
[0130]
An ITO film was formed as a display electrode 15a to a thickness of 1500 angstrom by sputtering, and patterned in a stripe shape so as to have a line width of 80 (μm) and an interval of 20 (μm) using a known photolithography process. . Next, an
[0131]
The counter substrate 2a was produced as follows.
[0132]
An ITO film is formed as a display electrode 26a on the
[0133]
After the
[0134]
A light source (not shown) as a backlight of the liquid crystal display element was disposed outside the polarizing plate side of the
[0135]
The
[0136]
The cell gap of the liquid crystal display element according to the present embodiment is 1.7 (μm) on average, and is controlled with a maximum value of 1.72 (μm) and a minimum value of 1.68 (μm) with high accuracy. In addition, the direction of the major axis of the
[0137]
In this embodiment, since the ferroelectric liquid crystal is used, the liquid crystal material can be injected uniformly in a short time even though the cell gap is as narrow as 1.7 μm on average. I was able to.
[0138]
Further, in this embodiment, the
[0139]
A sixth invention will be described with reference to the drawings.
In order to confirm the mechanical strength of the spacer specified by the height, the maximum width, and the minimum width, the table shown in FIG. It has been confirmed. In this example, since the use of a long spacer is considered, it is not assumed that the direction of the maximum width of the spacer coincides with the rubbing direction. Here, the maximum width of the spacer means the maximum width of the spacer cross section in a plane parallel to the substrate surface. The minimum width of the spacer means the minimum width of the spacer cross section in a plane parallel to the substrate surface.
[0140]
The height of the spacer H of the TFT-liquid crystal display element was 5 μm, the width D of the light shielding layer was 30 μm, the maximum width a and the minimum width b were set to various values, and the defect state of the spacer was observed. ○ in the table indicates that the spacer has no obvious defect after rubbing, Δ indicates that the spacer has an obvious defect after rubbing, × indicates that the spacer has an obvious defect after rubbing Show.
[0141]
As a result, when the minimum width b of the spacer was smaller than the height H of the spacer and the maximum width of the spacer was smaller than the width of the light shielding layer, the absence of the spacer was recognized in the rubbing process. Therefore, the shape conditions of the long spacer are first H ≦ b and D <a.
Furthermore, from the relationship between the maximum width and the minimum width, b <a, and in order to prevent the spacer from protruding into the pixel region, it is necessary that b ≦ D. Therefore, the shape condition of the long spacer is
In the case of active matrix liquid crystal elements,
H ≦ b <D ≦ a
In the case of a simple matrix type liquid crystal display element,
H ≦ b <W ≦ a.
Here, W is an interval between the display electrodes shown in FIG.
[0142]
According to this invention, since the minimum width of the spacer is not less than the height of the spacer and the maximum width of the spacer is larger than the width of the light shielding layer, sufficient mechanical strength as a spacer function can be obtained, and the spacer has the most mechanical strength. In the rubbing process as an alignment process for an alignment film that requires strength, sufficient strength can be obtained without causing spacer chipping or peeling.
[0143]
On the other hand, when the minimum width of the spacer is less than the height of the spacer and the maximum width of the spacer is smaller than the width of the light shielding layer, the mechanical strength as the spacer function is insufficient, and the alignment film is rubbed. Spacer chipping, peeling, etc. occur.
[0144]
Further, since the minimum width of the spacer is smaller than the width of the light shielding layer, the spacer does not enter the pixel, and the display quality does not deteriorate.
[0145]
By forming the spacer in the same material as the color filter that is a constituent material of the color liquid crystal display element and at the same time, the spacer can be arranged without increasing the number of steps. It is possible to eliminate the step of dispersing and dispersing spacers (particles) necessary for conventional liquid crystal display elements.
[0146]
An embodiment of the sixth invention will be described with reference to the drawings.
[0147]
FIG. 21 is a cross-sectional view of the liquid crystal display element according to the present invention. The
[0148]
FIG. 22 is a plan view showing the position of the
[0149]
The liquid crystal display element shown in this embodiment can be obtained by the following manufacturing method.
First, the
The
[0150]
More specifically, a photosensitive black resin is applied onto a
[0151]
Subsequently, a photosensitive resist CR-2000 (manufactured by Fuji Hunt Electronics Technology Co., Ltd.) in which a red pigment is dispersed is applied over the entire surface using a spinner, and dried at 90 ° C. for 10 minutes. The minimum width is 15 (μm) and the maximum width is 40 (μm). Only the portion where the red colored layer is formed is irradiated with ultraviolet rays, including the formation of the
[0152]
Next, development was carried out with a 1 wt% potassium hydroxide aqueous solution for 20 seconds, followed by baking at 200 ° C. for 60 minutes to form a red colored layer.
Similarly, the green and blue colored layers including the formation of the
[0153]
Here, CG-2000 (manufactured by Fuji Hunt Electronics Technology Co., Ltd.) was used as the green coloring material, and CB-2000 (manufactured by Fuji Hunt Electronics Technology Co., Ltd.) was used as the blue coloring material.
[0154]
Thereafter, an ITO film as a
[0155]
The
An array substrate was formed on the
[0156]
Next, the
[0157]
The
[0158]
The cell gap of the liquid crystal display device of the present invention was controlled with high accuracy, with an average value of 4.70 (μm), a maximum value of 4.80 (μm), and a minimum value of 4.60 (μm). Further, no defect in the spacer was observed, the contrast ratio was high, and a high-quality display was obtained.
[0159]
In the above-described embodiment,
(1) Although the cross-sectional shape of the
[0160]
(2) The
[0161]
(3) Although a photosensitive resist in which a pigment is dispersed is used as a color filter material, a colored resin in which a pigment is dispersed is patterned by etching using a known photolithography process regardless of the photosensitive resist. May be.
[0162]
(4) Although a photosensitive resist in which a pigment is dispersed is used as a material for the
[0163]
The non-light-shielding member may also serve as the light-shielding layer without providing the light-
[0164]
(5) Although the active matrix type liquid crystal display element is described, a simple matrix type liquid crystal display element or the like may be used.
[0165]
(6) The
[0166]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, the bristle feet smoothly move around the spacer so that the apex portion of the spacer first hits the rubbing feet of the rubbing cloth, and the rubbing cloth has its fur feet by tapering. Since the resistance received is reduced, it is possible to prevent display defects due to bending of the hair of the rubbing cloth, and a liquid crystal display element with high display performance and high reliability can be obtained. Moreover, it becomes possible to reduce the damage to the rubbing cloth as a whole by aligning the entire arrangement of the spacers in the rubbing direction.
[0167]
According to the second invention, since the spacer is disposed at a position where the alignment failure region generated by the alignment process such as rubbing with the spacer as the starting point does not reach the inside of the pixel, it is possible to prevent the display quality from being deteriorated. .
[0168]
According to the third aspect of the present invention, the spacers are arranged so that the alignment defect area generated by the alignment process such as rubbing starting from the spacer does not enter the relatively sensitive green pixel area in human visual characteristics. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of display quality as much as possible.
[0169]
According to the second and third inventions, the spacer is not formed in a special shape as in the first invention, so the filter is made of the same material as the color filter that is a constituent material of the color liquid crystal display device. At the same time, the spacers can be formed without increasing the number of steps.
[0170]
According to the fourth and fifth inventions, even in a rubbing process for imparting orientation to an alignment film that requires the most mechanical strength of the spacer, the shape of the spacer is an elliptical column, the height H of the spacer, the spacer In the active matrix type liquid crystal display device, (2 × H) ≦ b <a ≦ (( 2) 1/2 XD) and the simple matrix type liquid crystal display device satisfies (2 × H) ≦ b <a ≦ ((2) 1/2 By satisfying the condition of (W) and making the major axis direction of the spacer the same as the alignment direction of the alignment film, the strength of the spacer can be maintained and the load applied to the spacer can be minimized.
[0171]
Further, in order to uniformly realize the inter-substrate distance of about 1 to 10 (μm) required for a normal liquid crystal display device, the total of the cross-sectional areas in the plane parallel to the substrate is occupied by the spacer per square millimeter. , Exceeding 0.0001 square millimeters and less than 0.002 square millimeters, the distance between the two substrates can be controlled uniformly and precisely within the screen.
[0172]
By defining the major axis direction of the spacer along the inflow direction of the liquid crystal in the gap between the two substrates and reducing the resistance, the liquid crystal can be easily injected while maintaining the mechanical strength as the spacer.
[0173]
In the liquid crystal display element of the sixth invention, since the spacer shape is determined so that the height H of the spacer ≦ the minimum width b of the spacer ≦ the light shielding layer width D <the maximum width a of the spacer, Sufficient strength is obtained so that the spacer is not chipped or peeled off even in a rubbing process as an alignment process for an alignment film that requires the most mechanical strength of the spacer.
[0174]
Further, since the minimum width of the spacer is smaller than the width of the light shielding layer, the spacer does not enter the pixel, so that the display quality is not deteriorated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an outline of a liquid crystal display element of the present invention.
2 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining an outline of a spacer shape in the liquid crystal display element of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating an outline of a liquid crystal display element of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory view for explaining an outline of a spacer shape in the liquid crystal display element of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating an outline of a liquid crystal display element of the present invention.
FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining an outline of a spacer shape in the liquid crystal display element of the present invention.
FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating an example of the arrangement of spacers in the liquid crystal display element of the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating an outline of a liquid crystal display element of the present invention.
FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating a location of spacers in the liquid crystal display element of the present invention.
FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating an outline of a liquid crystal display element of the present invention.
FIG. 12 is an explanatory diagram for explaining the location of spacers in the liquid crystal display element of the present invention.
FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating an outline of a liquid crystal display element of the present invention.
FIG. 14 is an explanatory diagram for explaining an arrangement place and direction of an elliptic columnar spacer in the liquid crystal display element of the present invention.
FIG. 15 is a perspective view illustrating an example of an elliptic columnar spacer.
FIG. 16 is a perspective view illustrating another example of an elliptic columnar spacer.
FIG. 17 is a cross-sectional view illustrating an outline of a liquid crystal display element of the present invention.
FIG. 18 is an explanatory diagram for explaining the location and direction of spacers in the liquid crystal display element of the present invention.
FIG. 19 is a diagram showing an experimental result of damage received by the rubbing process on the elliptical column spacer in which the major axis direction is arranged in the same direction as the rubbing direction.
FIG. 20 is a diagram illustrating an experimental result of damage that a longitudinal spacer having a longitudinal direction arranged in a direction unrelated to the rubbing direction receives by rubbing treatment;
FIG. 21 is a cross-sectional view illustrating an outline of a liquid crystal display element of the present invention.
FIG. 22 is an explanatory diagram for explaining the location and direction of the longitudinal spacer in the liquid crystal display element of the present invention.
FIG. 23 is an explanatory diagram illustrating an example of a longitudinal spacer.
[Explanation of symbols]
1 Active matrix substrate
2 Counter substrate
3 Color filter substrate
11, 21 Glass substrate
12 Active device (TFT)
15 pixel electrodes,
15a display electrode
14 Gate line
13 Signal line
16, 27 Alignment film
22 Shading layer
23 Colored layer (R)
24 Colored layer (G)
25 Colored layer (B)
26 Common electrode
26a Display electrode
28 Liquid crystal composition
30 Spacer
31 TFT shading area
41 Misalignment region
42 Orientation direction (rubbing direction)
43 Major axis direction of spacer
44 Liquid crystal inlet
Claims (3)
前記スペーサは、前記遮光層上の開口近傍に位置し、かつ、この位置から前記特定方向の下流側で緑色のカラーフィルタに隣接しない位置に配置され、
前記配向膜に前記配向処理を行うことによって発生する配向不良領域は、前記カラーフィルタが配置された領域のうち、前記緑色のカラーフィルタ領域に形成されず、赤色のカラーフィルタ領域及び/又は青色のカラーフィルタ領域に形成された
ことを特徴とする液晶表示素子。A light-shielding layer that opens a plurality of pixel regions in a matrix shape or stripe shape between two insulating substrates that are arranged to face each other and sandwich a liquid crystal therebetween, and a color filter that is arranged in the opened portion A liquid crystal display element having at least a spacer that secures a gap between the two insulating substrates, and an alignment film that is subjected to an alignment treatment that provides alignment in a specific direction to the liquid crystal,
The spacer is located in the vicinity of the opening on the light shielding layer, and is arranged at a position not adjacent to the green color filter on the downstream side in the specific direction from this position,
The alignment failure region generated by performing the alignment process on the alignment film is not formed in the green color filter region in the region where the color filter is disposed, and the red color filter region and / or the blue color filter region is not formed. A liquid crystal display element formed in a color filter region.
ことを特徴とする請求項1記載の液晶表示素子。The spacer is disposed adjacent to a red filter region, a blue filter region, or both regions of the red filter and the blue filter.
The liquid crystal display element according to claim 1.
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