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JP5096026B2 - Manufacturing method of liquid crystal display element - Google Patents

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JP5096026B2 JP2007077862A JP2007077862A JP5096026B2 JP 5096026 B2 JP5096026 B2 JP 5096026B2 JP 2007077862 A JP2007077862 A JP 2007077862A JP 2007077862 A JP2007077862 A JP 2007077862A JP 5096026 B2 JP5096026 B2 JP 5096026B2
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Description

本発明は、液晶を用いて光を変調する液晶表示素子製造方法に関し、特に低消費電力かつ高速な階調画像表示が必要とされるフラットパネルディスプレイやフレキシブルディスプレイに好適な液晶表示素子製造方法に関するものである。 The present invention is the production of liquid crystal display relates to a manufacturing method for the device, flat panel displays and flexible displays suitable liquid crystal display element which is particularly required display low power consumption and high-speed tone image to modulate the light using a liquid crystal It is about the method.

近年、液晶ディスプレイが広く普及し、携帯電話用の小型ディスプレイからノート型パソコン用の中型ディスプレイ、さらにはテレビ用の大型ディスプレイまで製品化されるようになった。これまでの液晶ディスプレイパネルは、基板にガラスが用いられてきたが、柔軟性の高いプラスティックフィルム基板が適用できれば、自由に丸めて持ち運べる巻物型のディスプレイや、プロジェクタが不要なスクリーン型の大型ディスプレイ等、種々の新しいディスプレイの実現も可能となる。しかし、素子の基板として薄いガラス板や柔軟なプラスティックフィルム等を用いる場合、素子に物理的外圧が加えられると基板が容易に変形する。そのため、基板上にスペーサを散布して基板間のギャップを保持する手法が知られているが、このような手法では、基板の変形に伴いスペーサが移動して液晶層の膜厚の均一性が損われるため、光変調特性が変動してしまう。   In recent years, liquid crystal displays have become widespread and have come to be commercialized from small displays for mobile phones to medium-sized displays for notebook computers and even large displays for televisions. Until now, liquid crystal display panels have been made of glass, but if flexible plastic film substrates can be applied, scroll-type displays that can be rolled up freely and screen-type large displays that do not require a projector, etc. Various new displays can be realized. However, when a thin glass plate or a flexible plastic film is used as the substrate of the element, the substrate is easily deformed when a physical external pressure is applied to the element. For this reason, there is known a method for dispersing the spacers on the substrate to maintain the gap between the substrates. However, in such a method, the spacer moves as the substrate is deformed, and the uniformity of the film thickness of the liquid crystal layer is increased. As a result, the light modulation characteristics fluctuate.

そこで、周面に熱可塑性の樹脂を物理的にコーティングしたスペーサを基板上に散布し、熱処理により基板に接着させてスペーサの移動を防ぐ手法が知られている(例えば、特許文献1参照)。しかし、この手法では表面処理層が該散布時に剥がれ易く、液晶中に溶解して液晶を汚染するため、液晶光変調器の光変調特性が劣化するという問題があった。   Therefore, a technique is known in which spacers whose peripheral surfaces are physically coated with a thermoplastic resin are dispersed on the substrate and adhered to the substrate by heat treatment to prevent the spacer from moving (for example, see Patent Document 1). However, this method has a problem that the surface treatment layer easily peels off during the dispersion and dissolves in the liquid crystal to contaminate the liquid crystal, so that the light modulation characteristics of the liquid crystal light modulator deteriorate.

また、上記手法で問題となる樹脂の剥離や溶解を防ぐために、周面に熱可塑性の樹脂を化学結合させたスペーサを基板上に散布し、熱処理により基板に接着する手法が知られている。(例えば、特許文献2参照)。   In addition, in order to prevent the peeling and dissolution of the resin, which is a problem in the above-described method, a method is known in which spacers in which a thermoplastic resin is chemically bonded to the peripheral surface are dispersed on the substrate and bonded to the substrate by heat treatment. (For example, refer to Patent Document 2).

しかし、この手法によっては、スペーサと基板との接着力が、物理的に接着する場合に比べて弱く、外圧が加わるとスペーサが基板から剥離し易いという問題があった。   However, depending on this method, the adhesive force between the spacer and the substrate is weaker than when physically bonding, and there is a problem that the spacer is easily peeled off from the substrate when external pressure is applied.

一方、スペーサを基板上に直接作製する手法が知られている。特に、フォトリソグラフィ法を用い、フォトレジスト材料を規則的に基板上に形成していく手法が知られている。   On the other hand, a method of directly manufacturing a spacer on a substrate is known. In particular, a technique is known in which a photoresist material is regularly formed on a substrate using a photolithography method.

しかし、液晶を配向させるための配向膜を、スペーサ作成後に形成した場合、スペーサ近傍のラビング不良等により液晶配向が乱れるという問題があった。一方、ラビングがなされた配向膜を形成した後にスペーサを作成した場合、スペーサ作成のためのレジストにより配向膜が汚染されるという問題があった。さらに、耐熱性や耐薬品性の低いプラスティックフィルム基板を用いた場合、基板の熱変形が生じたり、高強度のスペーサを作成できない等という問題もあった。   However, when the alignment film for aligning the liquid crystal is formed after the spacer is formed, there is a problem that the liquid crystal alignment is disturbed due to a rubbing defect near the spacer. On the other hand, when a spacer is formed after forming an alignment film that has been rubbed, there is a problem that the alignment film is contaminated by a resist for forming the spacer. Further, when a plastic film substrate having low heat resistance and chemical resistance is used, there are problems that the substrate is thermally deformed and a high-strength spacer cannot be formed.

このような問題解決のため、近年、配向膜とスペーサを、一体的に形成する手法が開発されている(下記特許文献3、4参照)。   In order to solve such problems, in recent years, a method of integrally forming an alignment film and a spacer has been developed (see Patent Documents 3 and 4 below).

特開昭63−94424号公報JP-A 63-94424 特開平9−235527号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-235527 特開平11−160708号公報JP-A-11-160708 特開2006−30254号公報JP 2006-30254 A

しかしながら、上記特許文献3、4記載の技術においては、液晶分子の配向制御が配向膜の樹脂表面の形状異方性に依存しており、このため液晶分子に対する配向規制力が弱いばかりでなく、配向膜の配向機能による液晶分子の配向方向に揃うように、液晶分子を配向させる機能をスペーサにもたせることが原理的に難しかった。
このため、スペーサおよび配向膜を一体形成しても、配向機能の大幅な改善とはなっていなかった。
However, in the techniques described in Patent Documents 3 and 4, the alignment control of the liquid crystal molecules depends on the shape anisotropy of the resin surface of the alignment film. In principle, it has been difficult to give the spacer the function of aligning the liquid crystal molecules so that the alignment direction of the liquid crystal molecules is aligned with the alignment function of the alignment film.
For this reason, even if the spacer and the alignment film are integrally formed, the alignment function has not been greatly improved.

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、外力に対しても液晶層の膜厚を一定に保持するスペーサ構造を有し、スペーサおよび配向膜のいずれの近傍においても液晶分子が一様に配向されて良好な表示機能を発揮し得るとともに、大きい素子強度を確保し得る液晶表示素子製造方法を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above points, and has a spacer structure that keeps the film thickness of the liquid crystal layer constant against external force, and the liquid crystal molecules are uniform in the vicinity of both the spacer and the alignment film. together may be oriented exhibit good display function, it is an object to provide a method of manufacturing a liquid crystal display device capable of ensuring a large element strength.

本発明の液晶表示素子の製造方法は、
液晶層を挟むように配置された2枚の透明基板のうち少なくとも一方に、該液晶層の厚みを決定する高さのスペーサと液晶を配向させるための配向膜とを、同一の樹脂材料にて一体的に形成してなるスペーサ付配向膜を配設した液晶表示素子の製造方法において、
前記スペーサ付配向膜の生成工程において、まず、スペーサを形成するための溝をパターニングし、該溝を含む金型の表面に、前記配向膜に対して分子配向機能を付与するフッ素樹脂材料による剥離層を付設し、該剥離層の表面にラビング処理を施した後に、該金型を前記透明基板上に塗布された液晶性樹脂材料に押圧せしめて、前記溝形状を転写してスペーサを形成するとともに該液晶性樹脂材料の分子を前記剥離層の配向規制作用により配向制御して分子配向機能を付与し、前記配向膜と前記スペーサとは全体として前記液晶性樹脂材料の表面の分子が互いに同一方向に配向されてなり、この後、該液晶性樹脂材料を硬化させて分子配向を固定し、前記金型から離型することにより分子配向されているスペーサ付配向膜を形成することを特徴とするものである。
The method for producing the liquid crystal display element of the present invention comprises:
A spacer having a height that determines the thickness of the liquid crystal layer and an alignment film for aligning the liquid crystal are formed on at least one of the two transparent substrates arranged so as to sandwich the liquid crystal layer with the same resin material. In the method of manufacturing a liquid crystal display element in which an alignment film with a spacer formed integrally is disposed,
In the step of forming the alignment film with spacers, first, grooves for forming the spacers are patterned, and the surface of the mold including the grooves is peeled off by a fluororesin material that gives a molecular alignment function to the alignment film. After the layer is attached and the surface of the release layer is rubbed, the mold is pressed against the liquid crystalline resin material applied on the transparent substrate to transfer the groove shape to form a spacer. In addition, the molecules of the liquid crystalline resin material are aligned by the alignment regulating action of the release layer to provide a molecular alignment function, and the alignment film and the spacer as a whole have the same surface molecules of the liquid crystalline resin material. it is oriented in the direction, thereafter, that curing the liquid resin material a molecular orientation is fixed, thereby forming an alignment film with a spacer which is molecularly oriented by releasing from the mold It is an butterfly.

また、上記液晶表示素子の製造方法において、前記透明基板と前記スペーサ付配向膜との間に、該スペーサ付配向膜の分子配向を制御する配向下地層形成することが好ましい。 Further, in the above-described method for manufacturing a liquid crystal display device, between the transparent substrate and the spacer with the alignment film, it is preferable to form the alignment undercoat layer to control the molecular orientation of the orientation film with the spacer.

また、上記液晶表示素子の製造方法において、前記液晶性樹脂材料は、光硬化性または熱硬化性の液晶性モノマにより構成することが好ましい。 In the method for producing a liquid crystal display element, the liquid crystalline resin material is preferably composed of a photocurable or thermosetting liquid crystalline monomer.

また、上記液晶表示素子の製造方法において、前記スペーサ付配向膜は、2色性色素を添加されてなり、該2色性色素は、前記液晶性樹脂材料が配向制御された方向と同一方向に分子配向することが好ましい。 In the method for manufacturing a liquid crystal display element, the alignment film with a spacer is added with a dichroic dye, and the dichroic dye is in the same direction as the direction in which the alignment of the liquid crystalline resin material is controlled. Molecular orientation is preferred.

本発明の液晶表示素子の製造方法においては、液晶を挾む2枚の透明電極付き透明基板のうち少なくとも一方に、スペーサと配向膜が同じ樹脂材料を用いて一体的に形成することにより、良好な表示機能と素子強度を備えた液晶表示素子を得ることができる。 In the method for producing a liquid crystal display element of the present invention, it is preferable that the spacer and the alignment film are integrally formed using the same resin material on at least one of the two transparent substrates with transparent electrodes holding the liquid crystal. A liquid crystal display element having a good display function and element strength can be obtained.

また、本発明の液晶表示素子の製造方法においては、スペーサと配向膜を一体的に形成してなるスペーサ付配向膜を設けたことから、スペーサの剥離等の問題が生じ難く、大きい素子強度を確保することができる。 In the method for manufacturing a liquid crystal display element of the present invention, since an alignment film with a spacer formed by integrally forming a spacer and an alignment film is provided, problems such as separation of the spacer hardly occur, and a large element strength is obtained. Can be secured.

また、本発明の配向膜は形成時の配向制御により液晶に対する配向機能を発現することが可能であるため、直接ラビングすることが不要となり、スペーサ付配向膜のラビング不良の問題が解消できる。   In addition, since the alignment film of the present invention can exhibit an alignment function with respect to the liquid crystal by alignment control at the time of formation, direct rubbing is not required, and the problem of rubbing failure of the alignment film with spacers can be solved.

また、スペーサの分子配向を、配向膜の分子配向と同一方向となるように制御することが可能であるから、配向膜の表面近傍からスペーサの表面近傍までの領域に亘り、一方向に、かつ一様に近い状態で液晶分子を配向させることができ、良好な表示機能を得ることができる。   In addition, since it is possible to control the molecular orientation of the spacer so as to be in the same direction as the molecular orientation of the orientation film, it extends in one direction from the vicinity of the surface of the orientation film to the vicinity of the surface of the spacer, and Liquid crystal molecules can be aligned in a nearly uniform state, and a good display function can be obtained.

また、本発明の液晶表示素子の製造方法によれば、上記効果に加え、前記スペーサ付配向膜に、所定の微細構造を備えた金型を押付け、この状態で樹脂材料を硬化させることにより前記スペーサ付配向膜を容易に得ることができるため、基板の熱変形や耐薬品性等の影響が極めて小さく、素子強度に優れたスペーサ構造を得ることができる。   Further, according to the method for manufacturing a liquid crystal display element of the present invention, in addition to the above effect, the mold having a predetermined fine structure is pressed against the alignment film with spacers, and the resin material is cured in this state, thereby Since an alignment film with a spacer can be easily obtained, a spacer structure having excellent element strength can be obtained because the influence of thermal deformation and chemical resistance of the substrate is extremely small.

したがって、本発明により、フラットディスプレイ等の大型化や軽量化、さらには対衝撃性の向上を図ることができる。   Therefore, according to the present invention, it is possible to increase the size and weight of a flat display or the like and further improve the impact resistance.

以下に本発明の実施形態に係る液晶表示素子製造方法について、図面を参照しつつ詳細に説明する。 A method of manufacturing the liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明製造方法により作製した一実施形態液晶表示素子の模式的構成(断面図)を示す。本実施形態の液晶表示素子は透過型に構成されたものであって、1対の透明基板1a、1bが対向配置され、それぞれの透明基板1a、1bの内側に透明電極6a、6bが積層され、これら透明電極6a、6bのうち、透明電極6aの内側には配向膜7が、一方透明電極6bの内側には、配向膜3と液晶層の厚みを保持するスペーサ2からなるスペーサ付配向膜Pが設けられ、さらに配向膜7とスペーサ付配向膜Pの間にネマティック型等の液晶4が充填されてなる。さらに本実施形態のものにおいては、液晶4の漏出を防止するための封止剤5と、配向膜3の分子配向を制御するための配向下地層8を備えている。 Figure 1 shows a schematic configuration of a liquid crystal display element of one embodiment manufactured by the present invention production process (cross section). The liquid crystal display element of the present embodiment is configured to be a transmission type, and a pair of transparent substrates 1a and 1b are arranged to face each other, and transparent electrodes 6a and 6b are laminated inside the transparent substrates 1a and 1b. Of these transparent electrodes 6a and 6b, an alignment film 7 is formed inside the transparent electrode 6a, and an alignment film with a spacer formed of the alignment film 3 and a spacer 2 that maintains the thickness of the liquid crystal layer is formed inside the transparent electrode 6b. P is provided, and a nematic liquid crystal 4 is filled between the alignment film 7 and the alignment film P with the spacer. Further, in the present embodiment, a sealing agent 5 for preventing leakage of the liquid crystal 4 and an alignment base layer 8 for controlling the molecular alignment of the alignment film 3 are provided.

上記液晶表示素子では、透明電極6a、6b間に電圧が印加されると、液晶4の分子配列を変化させることができ、液晶4に入射した光を外部電圧により変調することが可能となる。   In the liquid crystal display element, when a voltage is applied between the transparent electrodes 6a and 6b, the molecular arrangement of the liquid crystal 4 can be changed, and light incident on the liquid crystal 4 can be modulated by an external voltage.

その際の光変調方法としては、電圧印加により光散乱状態を制御する方法や、上記液晶表示素子を1対の偏光板で挟み、かつ電圧印加に応じて液晶4に入射した光の偏光状態を変えることにより透過率を制御する方法等の、液晶表示素子の種々の表示手法を採用することができる。   As a light modulation method at that time, a method of controlling a light scattering state by applying a voltage, a polarization state of light incident on the liquid crystal 4 by sandwiching the liquid crystal display element between a pair of polarizing plates and applying the voltage is used. Various display methods of the liquid crystal display element, such as a method of controlling the transmittance by changing, can be employed.

また、本実施形態においては、スペーサ2が配向膜3と一体形成されて、スペーサ付配向膜Pを形成しているため、液晶内部で移動することなく液晶層の厚みを一定に保つことができる。   In this embodiment, since the spacer 2 is integrally formed with the alignment film 3 to form the alignment film P with a spacer, the thickness of the liquid crystal layer can be kept constant without moving inside the liquid crystal. .

上記スペーサ付配向膜Pの表面の樹脂は、スペーサ2と配向膜3の表面分子が互いに同一方向に配向されるように分子配向しており、この樹脂の分子配向方向に液晶分子が配向するため、対向基板側配向膜7との間に液晶4を挟むことにより液晶の配列を良好に制御することができる。その際、スペーサ付配向膜Pや対向基板側配向膜7は、配向のプレチルト角を制御することが可能であり、水平配向膜から垂直配向膜まで自由に選択できる。特に、透明基板1a、1bの基板面に水平に配向される水平配向、および該基板面に垂直に配向される垂直配向においては、液晶の分子配向が良好な一様性を示すことが確認されている。   The resin on the surface of the alignment film with spacer P is molecularly oriented so that the surface molecules of the spacer 2 and the alignment film 3 are aligned in the same direction, and the liquid crystal molecules are aligned in the molecular alignment direction of the resin. By arranging the liquid crystal 4 between the counter substrate side alignment film 7, the alignment of the liquid crystal can be controlled well. At that time, the alignment film P with spacer and the counter substrate side alignment film 7 can control the pretilt angle of alignment, and can be freely selected from a horizontal alignment film to a vertical alignment film. In particular, it has been confirmed that the liquid crystal molecular alignment exhibits good uniformity in the horizontal alignment aligned horizontally on the substrate surfaces of the transparent substrates 1a and 1b and in the vertical alignment aligned perpendicularly to the substrate surfaces. ing.

また、対向基板側配向膜7は、必ずしもスペーサ付配向膜Pと同じ材料により形成せずともよく、例えばラビング処理もしくは光配向処理されたポリイミド樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、あるいは斜方蒸着されたSiO、SiO等、配向膜として機能する種々の材料を用いることができる。 The counter substrate-side alignment film 7 does not necessarily have to be formed of the same material as the alignment film P with a spacer. For example, a rubbing or photo-aligned polyimide resin, polyvinyl alcohol resin, or obliquely deposited SiO, Various materials that function as an alignment film, such as SiO 2 , can be used.

また、配向膜3の膜厚としては、分子配向制御の点からは1μm以下が好ましく、さらに好ましくは500nm以下であるが、1μmより大きな厚みとすることも可能であり、この場合には、高い絶縁性を確保することも可能である。   In addition, the thickness of the alignment film 3 is preferably 1 μm or less, more preferably 500 nm or less from the viewpoint of molecular alignment control, but it is also possible to make the thickness larger than 1 μm. It is also possible to ensure insulation.

また、配向膜3の表面分子を配向制御させて配向膜としての機能を十分に得るためには、後述するように配向下地層8等を設けて確実に分子配向制御しておくことが好ましい。   Further, in order to sufficiently control the surface molecules of the alignment film 3 to obtain a sufficient function as the alignment film, it is preferable to provide an alignment underlayer 8 and the like so as to surely control the molecular alignment as will be described later.

また配向膜3の表面に微小な凹凸構造を形成すると、配向膜の配向制御機能に加えてこの凹凸による配向制御機能も持たせることができ、配向規制力の調整が容易となる等の効果を得ることができる。例えばストライプ状の凹凸構造を形成すると、液晶分子をこのストライプの方向に沿って配向させることが可能となる。   In addition, if a minute uneven structure is formed on the surface of the alignment film 3, in addition to the alignment control function of the alignment film, the alignment control function by the unevenness can be provided, and effects such as easy adjustment of the alignment regulating force can be achieved. Obtainable. For example, when a striped uneven structure is formed, liquid crystal molecules can be aligned along the direction of the stripe.

その場合、この凹凸構造のストライプピッチとしては、液晶分子に対して十分な配向機能を付与する観点からは数nm〜数100nm程度とすることが望ましいが、1μm以上の構造とすることも勿論可能である。   In this case, the stripe pitch of the concavo-convex structure is preferably about several nm to several hundred nm from the viewpoint of imparting a sufficient alignment function to the liquid crystal molecules, but can of course have a structure of 1 μm or more. It is.

また凹凸構造の形状としては、上述のストライプ形状の様に凹凸構造が一方向に連なった形状が液晶分子の配向制御に有利ではあるが、例えば円柱状、円筒状、角柱状、角錐状、波状等の他の種々の形状をとることも可能であり、さらに必ずしも対称形状や規則的な形状に限られるものではない。   As the shape of the concavo-convex structure, a shape in which the concavo-convex structure is connected in one direction like the above-described stripe shape is advantageous for controlling the alignment of liquid crystal molecules. For example, a columnar shape, a cylindrical shape, a prismatic shape, a pyramid shape, a wave shape It is also possible to take other various shapes and the like, and the shape is not necessarily limited to a symmetrical shape or a regular shape.

なお、配向膜表面の分子配向方向と、凹凸構造により制御される液晶分子の配向方向とは、必ずしも一致させずともよい。   Note that the alignment direction of the alignment film surface and the alignment direction of the liquid crystal molecules controlled by the concavo-convex structure do not necessarily coincide with each other.

また、スペーサ2は必ずしも対向基板側と接着する必要はないが、熱硬化、光硬化等を利用して基板表面に接着させれば、より大きい素子強度を得ることができる。   Further, the spacer 2 is not necessarily bonded to the counter substrate side. However, if the spacer 2 is bonded to the substrate surface using thermosetting, photocuring, or the like, higher element strength can be obtained.

なお、スペーサ2の形状としては、円形、四角形、多角形、ストライプ状、格子状等種々の形状を採用することができる。   As the shape of the spacer 2, various shapes such as a circle, a quadrangle, a polygon, a stripe, and a lattice can be adopted.

またスペーサ2の高さや幅、密度等は適宜変更することが可能である。例えば、スペーサ2の高さは、強誘電性液晶素子の場合には3μm以下であることが望ましく、またネマティック液晶では3〜7μm程度であることが望ましいが、勿論これらの範囲に限られるものではない。   The height, width, density, etc. of the spacer 2 can be changed as appropriate. For example, the height of the spacer 2 is desirably 3 μm or less in the case of a ferroelectric liquid crystal element, and desirably 3 to 7 μm in the case of a nematic liquid crystal, but of course it is not limited to these ranges. Absent.

上述したように、本実施形態のものでは、スペーサ付配向膜P全体として分子配向させているので、配向膜3の表面近傍からスペーサ2の表面近傍までの領域に亘り、一方向に、かつ一様に近い状態で液晶分子を配向させることができる等の効果を得ることができる。   As described above, in the present embodiment, since the alignment film P with spacers is molecularly aligned as a whole, the area from the vicinity of the surface of the alignment film 3 to the vicinity of the surface of the spacer 2 extends in one direction and one. The effect that the liquid crystal molecules can be aligned in a state close to the above can be obtained.

さらにスペーサ付配向膜Pの内部に2色性色素材料を添加し、この2色性色素を、スペーサ付配向膜Pを構成する分子の配向方向に分子配向させることにより、偏光板として機能させることができる。この場合、透明基板1bの外側に必ずしも偏光板を配置する必要がなくなるため、素子の厚みを大幅に低減することができ、さらに透明基板1a、1bにプラスティック基板を用いた際には、その基板の複屈折性が表示に与える影響を解消することができる。   Further, a dichroic dye material is added inside the alignment film P with spacer, and this dichroic dye is made to function as a polarizing plate by orienting the molecules in the alignment direction of the molecules constituting the alignment film P with spacer. Can do. In this case, since it is not always necessary to dispose the polarizing plate outside the transparent substrate 1b, the thickness of the element can be greatly reduced. Further, when a plastic substrate is used for the transparent substrates 1a and 1b, the substrate The effect of birefringence on the display can be eliminated.

また、上記液晶4としては、ネマティック液晶、コレステリック液晶あるいはスメクティック液晶等の種々のタイプの液晶を用いることができる。   As the liquid crystal 4, various types of liquid crystal such as nematic liquid crystal, cholesteric liquid crystal, and smectic liquid crystal can be used.

ただし高速応答を得るには、低粘性かつ高弾性の液晶材料が適しており、化学構造としては、液晶4の屈折率異方性Δn(Δn=異常光屈折率n−常光屈折率n)が大きいシアノ系、ビフェニール系、ターフェニール系、ピリミジン系、トラン系あるいはフッ素系等のネマティック液晶が適している。 However in order to obtain a fast response is a liquid crystal material having a low viscosity and high elasticity is suitable, as the chemical structure, the refractive index of the liquid crystal 4 anisotropy [Delta] n ([Delta] n = extraordinary refractive index n e - ordinary refractive index n o A nematic liquid crystal such as cyano, biphenyl, terphenyl, pyrimidine, tolan or fluorine is suitable.

また片面のみ液晶を配向させるモードを用いることもでき、対向基板側配向膜7は省略することも可能である。   Further, a mode in which liquid crystal is aligned only on one side can be used, and the counter substrate side alignment film 7 can be omitted.

また液晶モードの代表的なものとしては、ツイストネマティック(TN)、スーパーツイストネマティック(STN)、垂直配向(VA)、インプレーン配向(IPS)、コレステリック配向、ベンド配向(OCB)、強誘電性液晶配向、単安定化強誘電性液晶配向(VモードやハーフVモード)、反強誘電性液晶配向、あるいはこれらにポリマを分散させた配向法等が挙げられるが、これら以外にも従来の液晶素子に用いられる種々のモードを適宜採用することができる。   Typical liquid crystal modes include twisted nematic (TN), super twisted nematic (STN), vertical alignment (VA), in-plane alignment (IPS), cholesteric alignment, bend alignment (OCB), and ferroelectric liquid crystal. Examples thereof include alignment, mono-stabilized ferroelectric liquid crystal alignment (V mode and half V mode), anti-ferroelectric liquid crystal alignment, or an alignment method in which a polymer is dispersed therein. Various modes used in the above can be adopted as appropriate.

透明基板1a、1bとしては、例えば厚みが0.4mm以下の薄くて柔軟なプラスティックフィルムや、例えば厚みが0.7mm以下の薄いガラス板を用いることが可能である。   As the transparent substrates 1a and 1b, for example, a thin and flexible plastic film having a thickness of 0.4 mm or less or a thin glass plate having a thickness of 0.7 mm or less can be used.

上記のプラスティックフィルムの材料としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、アセチルセルロース、ポリスチレン、ポリエチレンおよびそれらの変性体等が挙げられるが、これらの材料に限られるものではない。   Examples of the plastic film material include polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polycarbonate, polysulfone, polyethersulfone, polyarylate, polyetherimide, acetylcellulose, polystyrene, polyethylene, and modified products thereof. It is not limited to materials.

なお、上記実施形態の液晶表示素子にバックライトを設けることにより、高コントラストの液晶表示装置を構成することができる。   In addition, a high contrast liquid crystal display device can be configured by providing a backlight in the liquid crystal display element of the above embodiment.

さらに、上記液晶表示素子に光反射板や光拡散板を設けることにより、バックライトが不要とされる低消費電力の反射型液晶表示装置を構成することも可能である。   Further, by providing the liquid crystal display element with a light reflecting plate or a light diffusing plate, a low power consumption reflective liquid crystal display device which does not require a backlight can be configured.

このような反射型液晶表示装置を構成する場合には、上述した実施形態のものにおいて、一方の透明基板1a、1bを不透明のものとしたり、一方の透明電極6a、6bを不透明な金属電極に置き換えたりすることも可能である。   In the case of configuring such a reflective liquid crystal display device, in the above-described embodiment, one transparent substrate 1a, 1b is opaque, or one transparent electrode 6a, 6b is an opaque metal electrode. It is also possible to replace it.

同様に上記光反射板の一部に光を透過する窓を設けて半透過型素子を構成することも可能である。   Similarly, a transflective element can be configured by providing a window that transmits light in a part of the light reflecting plate.

なお、上記透明基板1a、1bと透明電極6a、6bの間にカラーフィルタやブラックマトリクス等が設けられていてもよく、さらに基板上には画素を駆動するためのTFT等を搭載することも可能であり、液晶表示素子に用いられる種々の周知の構造を適宜採用することができる。   In addition, a color filter, a black matrix, or the like may be provided between the transparent substrates 1a and 1b and the transparent electrodes 6a and 6b, and a TFT or the like for driving pixels can be mounted on the substrate. Various known structures used for liquid crystal display elements can be employed as appropriate.

次に本発明の実施形態に係る液晶表示素子の製造方法について具体的に説明する。図2は透明基板50上にスペーサ付配向膜Pを形成するための各処理工程を示すものである。 Next, the manufacturing method of the liquid crystal display element according to the embodiment of the present invention will be specifically described. FIG. 2 shows each processing step for forming the alignment film P with spacers on the transparent substrate 50.

本実施形態では、まず透明基板50上に配向下地層40を成膜し、その上に液晶性樹脂材料10を塗布する(図2(A))。次にスペーサ60を形成するための溝が形成された金型20の表面に配向機能付与層として機能する剥離層30を塗設し、該剥離層30にラビング処理を施した後に、この金型20を液晶性樹脂材料10上に押圧する(図2(B))。この状態において、後述する硬化手法を用いて液晶性樹脂材料10を硬化させ、この後金型20から離型することにより、透明基板50上に配向膜70とスペーサ60を一体形成してなるスペーサ付配向膜Pを得る(図2(C))。 In the present embodiment, first, the alignment base layer 40 is formed on the transparent substrate 50, and the liquid crystalline resin material 10 is applied thereon (FIG. 2A). Next, a release layer 30 that functions as an orientation function-imparting layer is applied to the surface of the mold 20 in which grooves for forming the spacers 60 are formed, and the mold is subjected to a rubbing treatment. 20 is pressed onto the liquid crystalline resin material 10 (FIG. 2B). In this state, the liquid crystalline resin material 10 is cured using a curing method described later, and then released from the mold 20 to thereby form a spacer in which the alignment film 70 and the spacer 60 are integrally formed on the transparent substrate 50. An alignment film P is obtained (FIG. 2C).

本実施形態では、(図2(B))の状態において、配向下地層40および剥離層30の作用により液晶性樹脂材料10が配向制御された状態となる。
例えば、配向下地層40および剥離層30がともに水平配向膜として機能し、その配向規制の方向が互いに平行の場合、液晶性樹脂材料10は透明基板50に水平な方向にホモジニアス配向とされることになる。同様に、配向下地層40および剥離層30が垂直配向膜として機能する場合には、液晶性樹脂材料10はホメオトロピック配向とされることになる。
In the present embodiment, in the state of FIG. 2B, the liquid crystalline resin material 10 is in a state in which the orientation of the liquid crystalline resin material 10 is controlled by the action of the orientation base layer 40 and the release layer 30.
For example, when both the alignment base layer 40 and the release layer 30 function as a horizontal alignment film and the alignment control directions are parallel to each other, the liquid crystalline resin material 10 is homogeneously aligned in a direction horizontal to the transparent substrate 50. become. Similarly, when the alignment underlayer 40 and the release layer 30 function as a vertical alignment film, the liquid crystalline resin material 10 is homeotropic aligned.

上記の状態で液晶性樹脂材料10を硬化させると、スペーサ付配向膜Pにおいて、形成される配向膜70とスペーサ60の表面の分子配向が互いに同一方向となるように維持した状態で固定されるため、液晶素子を作製した際に配向膜70とスペーサ60の境界領域近傍においても液晶分子に配向規制を与えることができる。
このように、配向下地層40および剥離層30の配向規制作用により配向膜70およびスペーサ60の分子配向を自由に定めることが可能となる。
When the liquid crystalline resin material 10 is cured in the above state, the alignment film P with the spacer is fixed in a state in which the molecular orientations of the alignment film 70 and the spacer 60 formed are maintained in the same direction. Therefore, when the liquid crystal element is manufactured, alignment regulation can be applied to the liquid crystal molecules even in the vicinity of the boundary region between the alignment film 70 and the spacer 60.
As described above, the molecular alignment of the alignment film 70 and the spacer 60 can be freely determined by the alignment regulating action of the alignment base layer 40 and the release layer 30.

また、上記配向下地層40を配向制御するには、ラビング法や光配向法、あるいは微細な溝を形成する手法等の、従来周知の液晶に適応する種々の配向制御法を用いて行うことができる。   In addition, the alignment underlayer 40 can be controlled by various alignment control methods applicable to conventionally known liquid crystals, such as a rubbing method, a photo-alignment method, or a method of forming a fine groove. it can.

なお、ラビング等により分子配向が可能な導電性高分子材料を透明電極6a、6bとして用いる場合、配向下地層40を形成せずともスペーサ付配向膜Pの配向膜70やスペーサ60の分子配向制御を行うことが可能である。   When a conductive polymer material capable of molecular alignment by rubbing or the like is used as the transparent electrodes 6a and 6b, the molecular alignment control of the alignment film 70 and the spacer 60 of the alignment film P with the spacer without forming the alignment base layer 40. Can be done.

一方、金型20に塗設した剥離層30を配向制御するには、剥離層30にラビング法用いて行うOn the other hand, to the orientation control the release layer 30 was coated on the mold 20 is carried out using a rubbing method in the peeling layer 30.

なお、剥離層30の、溝部以外の平坦部分にラビング処理を施すことにより、溝部に入る液晶性樹脂材料10の少なくとも片側は配向規制がかからないようにすることができ、スペーサ部分の配向制御を弱めることが可能である。   In addition, by performing rubbing treatment on a flat portion other than the groove portion of the release layer 30, at least one side of the liquid crystalline resin material 10 entering the groove portion can be prevented from being subjected to alignment regulation, and the alignment control of the spacer portion is weakened. It is possible.

液晶性樹脂材料10としては、金型20表面の剥離層30により分子配向制御が可能な種々の低分子材料や高分子材料を用いることが可能であり、熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂、反応硬化性樹脂および熱可塑性樹脂等の材料を用いることができるが、特に耐熱性の低いプラスティック基板に適用する場合、紫外線等で室温でも硬化させることが可能な光硬化性樹脂を用いることが望ましい。また、液晶性樹脂材料10としては分子配向制御されることが可能な種々の低分子材料や高分子材料を用いることが可能であるが、特に熱硬化性や光硬化性もしくは反応硬化性の液晶性モノマを用いると、分子配向を比較的自由に調整することができるので好ましい。   As the liquid crystalline resin material 10, it is possible to use various low molecular materials and high molecular materials whose molecular orientation can be controlled by the release layer 30 on the surface of the mold 20, and a thermosetting resin, a photocurable resin, Although materials such as a reaction curable resin and a thermoplastic resin can be used, it is desirable to use a photocurable resin that can be cured at room temperature with ultraviolet rays or the like, particularly when applied to a plastic substrate having low heat resistance. . Further, as the liquid crystalline resin material 10, various low molecular materials and polymer materials that can be controlled in molecular orientation can be used, and in particular, a thermosetting, photocurable, or reactive curable liquid crystal. Use of a monomer is preferable because the molecular orientation can be adjusted relatively freely.

液晶性樹脂材料10を形成する具体的な樹脂材料としては、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリ塩化ビニル、酢酸ビニル、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、セルロース樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、メラニン樹脂、ポリエステル、ポリビニルブチラール、ポリビニルカルバゾール、ポリビニールアセテート、ポリカーボネート、ポリスチレン、シリコン樹脂、またはこれらの共重合体等が挙げられるが、これらの高分子樹脂に限られるものではない。   Specific resin materials for forming the liquid crystalline resin material 10 include methacrylic resin, acrylic resin, urethane resin, polyvinyl chloride, vinyl acetate, phenol resin, epoxy resin, cellulose resin, polyethylene, polypropylene, melanin resin, polyester, Examples thereof include polyvinyl butyral, polyvinyl carbazole, polyvinyl acetate, polycarbonate, polystyrene, silicone resin, and copolymers thereof, but are not limited to these polymer resins.

また、液晶性樹脂材料10として紫外線硬化性の樹脂を用いる場合、例えば、透明基板50側もしくは図3に示すように金型20側から紫外光を照射して液晶性樹脂材料10を硬化させる手法を用いることも可能である。   When an ultraviolet curable resin is used as the liquid crystalline resin material 10, for example, a method of curing the liquid crystalline resin material 10 by irradiating ultraviolet light from the transparent substrate 50 side or the mold 20 side as shown in FIG. It is also possible to use.

なお、図3に示すように金型20側から紫外光を照射する場合には、金型20として石英やガラス、あるいは石英やガラス上に形成された薄い樹脂膜等の、紫外線を透過する材料を用いる必要があるが、透明基板50側から紫外光を照射する場合には、例えばシリコン基板上に形成された樹脂膜等の不透明な金型20を用いることができる。   As shown in FIG. 3, when the mold 20 is irradiated with ultraviolet light, the mold 20 is made of quartz or glass, or a thin resin film formed on quartz or glass, etc. However, when irradiating ultraviolet light from the transparent substrate 50 side, an opaque mold 20 such as a resin film formed on a silicon substrate can be used, for example.

また金型20の作製には、ガラスやシリコン等の基板上にネガ型もしくはポジ型のフォトレジストを塗布し、露光・現像により溝等の型を形成するフォトリソグラフィ法を適用することが可能である。   The mold 20 can be produced by applying a photolithography method in which a negative or positive photoresist is coated on a substrate such as glass or silicon, and a mold such as a groove is formed by exposure and development. is there.

また同様に金型20の表面、もしくはガラスやシリコン等の基板上に塗布した樹脂材料の表面に、電子線やレーザ光等を照射して溝等のパターンを直接描画することも可能であり、特に電子ビームを用いて描画することにより極めて微細なパターンを形成することができる。   Similarly, it is also possible to directly draw patterns such as grooves by irradiating the surface of the mold 20 or the surface of a resin material coated on a substrate such as glass or silicon with an electron beam or laser light. In particular, an extremely fine pattern can be formed by drawing using an electron beam.

また、光硬化性樹脂を用いる場合、樹脂材料によっては必ずしも紫外光である必要はなく、例えば可視光とすることもできる。   Moreover, when using a photocurable resin, it does not necessarily need to be an ultraviolet light depending on the resin material, For example, it can also be set as visible light.

また液晶性樹脂材料10として熱硬化性樹脂を用いた場合、液晶性樹脂材料10を配向させた状態で透明基板50や金型20を加熱して液晶性樹脂材料10を熱硬化させることにより、スペーサ付配向膜Pを形成することができる。この場合、金型20がヒータとしての機能を兼ね備えていることが望ましい。   Further, when a thermosetting resin is used as the liquid crystalline resin material 10, by heating the transparent substrate 50 or the mold 20 in a state where the liquid crystalline resin material 10 is oriented, the liquid crystalline resin material 10 is thermally cured, An alignment film P with a spacer can be formed. In this case, it is desirable that the mold 20 also has a function as a heater.

また液晶性樹脂材料10として熱可塑性樹脂を用いた場合、例えば透明基板50や金型20を加熱して液晶性樹脂材料10を軟化させながら分子配向制御させた後、液晶性樹脂材料10を冷却することによりスペーサ付配向膜Pを形成することが可能である。   When a thermoplastic resin is used as the liquid crystalline resin material 10, for example, the liquid crystal resin material 10 is cooled after heating the transparent substrate 50 or the mold 20 to control the molecular orientation while softening the liquid crystalline resin material 10. By doing so, it is possible to form the alignment film P with spacers.

一方、剥離層30の形成材料としては、配向性機能を付与する機能以外に、スペーサ付配向膜Pを形成後に、このスペーサ付配向膜Pを金型20から離型し易くする機能を備えている必要があり、ッ素樹脂による剥離性の高い材料を用いOn the other hand, the forming material of the release layer 30 has a function of easily releasing the alignment film P with the spacer 20 from the mold 20 after the formation of the alignment film P with the spacer, in addition to the function of providing the alignment function. must have, Ru having a high peel material by full fluororesin.

フッ素樹脂材料としては、例えば分子構造の一部にフッ素基(F)を持つ、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリ塩化ビニル、酢酸ビニル、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、セルロース樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、メラニン樹脂、ポリエステル、ポリビニルブチラール、ポリビニルカルバゾール、ポリビニールアセテート、ポリカーボネート、ポリスチレン、シリコン樹脂、またはこれらの共重合体等が挙げられるが、これらに限られるものではない。   Examples of the fluororesin material include a methacrylic resin, acrylic resin, urethane resin, polyvinyl chloride, vinyl acetate, phenol resin, epoxy resin, cellulose resin, polyethylene, polypropylene, having a fluorine group (F) in a part of the molecular structure. Examples thereof include, but are not limited to, melanin resin, polyester, polyvinyl butyral, polyvinyl carbazole, polyvinyl acetate, polycarbonate, polystyrene, silicon resin, and copolymers thereof.

また液晶性樹脂材料10に2色性色素材料を混入し、この2色性色素材料を液晶性樹脂材料10とともに分子配向させた状態で紫外線を照射すると、2色性色素材料は配向された状態で固定されるため、スペーサ付配向膜Pに偏光板としての機能を付与することが可能となる。   Further, when a dichroic dye material is mixed into the liquid crystalline resin material 10 and irradiated with ultraviolet rays in a state where the dichroic dye material is molecularly oriented together with the liquid crystalline resin material 10, the dichroic dye material is oriented. Therefore, the alignment film P with spacers can be given a function as a polarizing plate.

また、図2に示す方法に替えて、例えば、図4に示す如く、剥離層130を形成しラビング処理を施す金型表面に微細な凹凸構造を形成する変更態様を採用することが可能である。このようにすると、スペーサ付配向膜Pの表面に凹凸形状が転写され、この形状による作用と、スペーサ付配向膜Pの表面分子の分子配向作用とが相俟って、例えば配向規制力を、より大きなレンジ、かつ大きな自由度をもって調節することが可能となる。 In addition, instead of the method shown in FIG. 2, for example, as shown in FIG. 4, it is possible to adopt a modified mode in which a fine concavo-convex structure is formed on a mold surface on which a peeling layer 130 is formed and subjected to a rubbing process. is there. In this way, the concavo-convex shape is transferred to the surface of the alignment film P with the spacer, and the action of this shape and the molecular alignment action of the surface molecules of the alignment film P with the spacer combine, for example, the alignment regulating force, It is possible to adjust with a larger range and a greater degree of freedom.

以下、上記変更態様について、具体的な実施例を用いて、さらに説明する。
すなわち、本実施例では、液晶材料としてネマティック液晶を使用し、スペーサ60および配向膜70を一体的に形成したスペーサ付配向膜P用の液晶性樹脂材料110として、紫外線硬化性の液晶性アクリル性モノマ(DIC社、UCL−011)を用いた。なお、液晶性樹脂材料110と透明基板150との間に配向下地層140が設けられている。
Hereinafter, the above-described modification mode will be further described using specific examples.
That is, in this embodiment, nematic liquid crystal is used as the liquid crystal material, and the liquid crystalline resin material 110 for the alignment film P with the spacer in which the spacer 60 and the alignment film 70 are integrally formed is used as the ultraviolet curable liquid crystalline acrylic. Monomer (DIC, UCL-011) was used. An alignment base layer 140 is provided between the liquid crystalline resin material 110 and the transparent substrate 150.

具体的な作製方法としては、まず金型120を形成するために、ITO透明電極付きのガラス基板上にポジ型のフォトレジストを成膜する。格子状(250μm間隔、幅20μm)に遮光されたフォトマスクを用いて紫外線を照射し、現像処理およびベーキング処理を行って、高さ6μmの溝を形成する。この金型上に剥離層130としてフッ素樹脂(CTX−809A、旭硝子)を成膜し、表面を微細なレー∃ンブラシで一方向に摩擦(ラビング)して配向機能を発現させる。 As a specific manufacturing method, first, in order to form the mold 120, a positive photoresist is formed on a glass substrate with an ITO transparent electrode. A 6 μm high groove is formed by irradiating ultraviolet rays using a photomask shielded in a grid pattern (250 μm interval, width 20 μm), and developing and baking. A fluororesin (CTX-809A, Asahi Glass) is formed on the mold as the release layer 130, and the surface is rubbed (rubbed) in one direction with a fine lane brush to develop an orientation function.

次に、ポリイミド配向膜をスピンコート法により透明電極(In203:Sn)付きプラスティックフィルム透明基板(ポリカーボネート、厚み0.1mm)150上に塗布し、ラビング処理を行う。この配向下地層140が塗布された透明基板150に、液晶性モノマ110を塗布し(図4(A)参照)、金型120とラミネートして液晶性モノマ110を分子配向制御する(図4(B)参照)。次に、室温で紫外線を照射して液晶性モノマ110を硬化させ、この後、金型120から離型して、透明基板150上に分子配向したスペーサ付配向膜Pを形成する(図4(C)参照)。   Next, a polyimide alignment film is applied onto a plastic film transparent substrate (polycarbonate, thickness 0.1 mm) 150 with a transparent electrode (In203: Sn) by spin coating, and a rubbing treatment is performed. The liquid crystal monomer 110 is applied to the transparent substrate 150 to which the alignment base layer 140 is applied (see FIG. 4A), and is laminated with the mold 120 to control the molecular orientation of the liquid crystal monomer 110 (FIG. 4 ( B)). Next, the liquid crystalline monomer 110 is cured by irradiating ultraviolet rays at room temperature, and then released from the mold 120 to form an alignment film P with spacers that is molecularly aligned on the transparent substrate 150 (FIG. 4 ( C)).

なお、この後、このスペーサ付配向膜P上にネマティック液晶(図示せず)を塗布し、ポリイミド配向膜を形成してなる他方の透明基板(図示せず)と、ラビング方向が互いに直交するようにラミネートし、周囲を封止剤でシールして液晶表示素子を作成した。   After that, a nematic liquid crystal (not shown) is applied on the alignment film P with spacers, and the other transparent substrate (not shown) formed by forming the polyimide alignment film so that the rubbing directions are orthogonal to each other. And the periphery was sealed with a sealant to prepare a liquid crystal display element.

以上の工程により作成した液晶表示素子(2cm×3cm)を1対のクロスニコルの偏光板の間に挟んで透過光を観察したところ、液晶がツイスト(TN)配向していることが確認され、液晶性モノマ110から形成されたスペーサ付配向膜Pにより、液晶分子を配向制御できることが実証された。また偏光顕微鏡を用いて観察したところ、一様に配向された壁の近傍でも液晶分子が一様に配向し、ラビング不良に基づく液晶配向の乱れを解消できることが明らかになった。さらに、1対の偏光フィルム間に挟んだ本実施例の液晶表示素子を湾曲させ、透明電極間に電圧を印加して動作させたところ、良好な光変調特性が得られることが確認された。   When the transmitted light was observed by sandwiching the liquid crystal display element (2 cm × 3 cm) prepared by the above steps between a pair of crossed Nicols polarizing plates, it was confirmed that the liquid crystal was twisted (TN) -oriented. It has been demonstrated that the alignment film P with spacers formed from the monomer 110 can control the alignment of liquid crystal molecules. Observation with a polarizing microscope revealed that the liquid crystal molecules were uniformly aligned in the vicinity of the uniformly aligned wall, and the disorder of the liquid crystal alignment due to the rubbing failure could be eliminated. Furthermore, when the liquid crystal display element of this example sandwiched between a pair of polarizing films was bent and operated by applying a voltage between the transparent electrodes, it was confirmed that good light modulation characteristics were obtained.

本発明の実施形態に係る製造方法により作製した一例の液晶表示素子の構成を示す断面図Sectional drawing which shows the structure of an example liquid crystal display element produced with the manufacturing method which concerns on embodiment of this invention 本発明の実施形態に係る液晶表示素子の製造方法の各工程を示す図The figure which shows each process of the manufacturing method of the liquid crystal display element which concerns on embodiment of this invention. 図2(B)で表される工程において、液晶樹脂材料を紫外線により硬化させてスペーサ付配向膜を形成する様子を示す図FIG. 2B is a diagram showing a state in which the alignment film with spacers is formed by curing the liquid crystal resin material with ultraviolet rays in the step shown in FIG. 図2に示す実施形態方法の変更態様の各工程を示す図The figure which shows each process of the change aspect of embodiment method shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1a、1b、50、150…透明基板
2、60…スペーサ
3、70…配向膜
4…液晶
5…封止剤
6a、6b…透明電極
7…対向基板側配向膜
8、40、140…配向下地層
10、110…液晶性樹脂材料
20、120…金型
30、130…剥離層
P…スペーサ付配向膜
1a, 1b, 50, 150 ... transparent substrate 2, 60 ... spacer 3, 70 ... alignment film 4 ... liquid crystal 5 ... sealant 6a, 6b ... transparent electrode 7 ... counter substrate side alignment film 8, 40, 140 ... under alignment Base layer 10, 110 ... Liquid crystalline resin material 20, 120 ... Mold 30, 130 ... Release layer P ... Alignment film with spacer

Claims (4)

液晶層を挟むように配置された2枚の透明基板のうち少なくとも一方に、該液晶層の厚みを決定する高さのスペーサと液晶を配向させるための配向膜とを、同一の樹脂材料にて一体的に形成してなるスペーサ付配向膜を配設した液晶表示素子の製造方法において、
前記スペーサ付配向膜の生成工程において、まず、スペーサを形成するための溝をパターニングし、該溝を含む金型の表面に、前記配向膜に対して分子配向機能を付与するフッ素樹脂材料による剥離層を付設し、該剥離層の表面にラビング処理を施した後に、該金型を前記透明基板上に塗布された液晶性樹脂材料に押圧せしめて、前記溝形状を転写してスペーサを形成するとともに該液晶性樹脂材料の分子を前記剥離層の配向規制作用により配向制御して分子配向機能を付与し、前記配向膜と前記スペーサとは全体として前記液晶性樹脂材料の表面の分子が互いに同一方向に配向されてなり、この後、該液晶性樹脂材料を硬化させて分子配向を固定し、前記金型から離型することにより分子配向されているスペーサ付配向膜を形成することを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
A spacer having a height that determines the thickness of the liquid crystal layer and an alignment film for aligning the liquid crystal are formed on at least one of the two transparent substrates arranged so as to sandwich the liquid crystal layer with the same resin material. In the method of manufacturing a liquid crystal display element in which an alignment film with a spacer formed integrally is disposed,
In the step of forming the alignment film with spacers, first, grooves for forming the spacers are patterned, and the surface of the mold including the grooves is peeled off by a fluororesin material that gives a molecular alignment function to the alignment film. After the layer is attached and the surface of the release layer is rubbed, the mold is pressed against the liquid crystalline resin material applied on the transparent substrate to transfer the groove shape to form a spacer. In addition, the molecules of the liquid crystalline resin material are aligned by the alignment regulating action of the release layer to provide a molecular alignment function, and the alignment film and the spacer as a whole have the same surface molecules of the liquid crystalline resin material. it is oriented in the direction, thereafter, that curing the liquid resin material a molecular orientation is fixed, thereby forming an alignment film with a spacer which is molecularly oriented by releasing from the mold Method of manufacturing a liquid crystal display element according to symptoms.
前記透明基板と前記スペーサ付配向膜との間に、該スペーサ付配向膜の分子配向を制御する配向下地層を形成することを特徴とする請求項1記載の液晶表示素子の製造方法。   2. The method for manufacturing a liquid crystal display element according to claim 1, wherein an alignment underlayer for controlling molecular alignment of the alignment film with spacers is formed between the transparent substrate and the alignment film with spacers. 前記液晶性樹脂材料は、光硬化性または熱硬化性の液晶性モノマにより構成されていることを特徴とする請求項1または2記載の液晶表示素子の製造方法。 3. The method for manufacturing a liquid crystal display element according to claim 1, wherein the liquid crystalline resin material is composed of a photocurable or thermosetting liquid crystalline monomer. 前記スペーサ付配向膜は、2色性色素を添加されてなり、該2色性色素は、前記液晶性樹脂材料が配向制御された方向と同一方向に分子配向されることを特徴とする請求項1から3のうちいずれか1項記載の液晶表示素子の製造方法。 The dichroic dye is added to the alignment film with a spacer, and the dichroic dye is molecularly aligned in the same direction as the direction in which the liquid crystalline resin material is controlled to be aligned. The method for producing a liquid crystal display element according to any one of 1 to 3.
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