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JP5325069B2 - Liquid crystal display element and manufacturing method thereof - Google Patents

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JP5325069B2
JP5325069B2 JP2009234855A JP2009234855A JP5325069B2 JP 5325069 B2 JP5325069 B2 JP 5325069B2 JP 2009234855 A JP2009234855 A JP 2009234855A JP 2009234855 A JP2009234855 A JP 2009234855A JP 5325069 B2 JP5325069 B2 JP 5325069B2
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal display element capable of displaying excellently. <P>SOLUTION: The liquid crystal display element includes: a first transparent substrate including a first polarizing film having a plurality of spiral patterns or radial patterns, and a first transparent electrode; a second transparent substrate arranged opposite to the first transparent substrate, and including a second polarizing film having a plurality of spiral patterns or radial patterns, and a second transparent electrode; and a liquid crystal layer sandwiched between the first transparent substrate and the second transparent substrate. When viewed from a normal direction of the first and second transparent substrates, a pixel is demarcated on a position where the first transparent substrate is faced with the second transparent substrate, and the center of the spiral patterns or the radial patterns of the first polarizing film agrees with the center of the spiral patterns or the radial patterns of the second polarizing film, wherein both centers are arranged out of the pixel. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、液晶表示素子(Liquid Cristal Display; LCD)とその製造方法に関する。   The present invention relates to a liquid crystal display (LCD) and a method for manufacturing the same.

一般的な液晶表示素子においては、液晶セルの外側に延伸フィルム型の偏光板が配置される。偏光板は、ヨウ素または染料を分散した樹脂をフィルム化し、一軸方向に延伸して作製する。   In a general liquid crystal display element, a stretched film type polarizing plate is disposed outside the liquid crystal cell. The polarizing plate is produced by forming a resin in which iodine or a dye is dispersed into a film and stretching it in a uniaxial direction.

図9に、延伸フィルム型の偏光板を液晶セルの外側に配置したツイストネマチック(Twisted Nematic; TN)型液晶表示素子の等コントラスト曲線を示す。円の周方向に沿う0°、90°、180°及び270°の方位角で液晶表示素子の基板面内における方位を表す。270°−90°方位が液晶表示素子の左右方位を表し、180°−0°方位が液晶表示素子の上下方位を表す。円の半径方向に沿う0°〜50°の角度は、基板法線方向からの傾き角を表す。0°の位置(円の中心)は基板法線方向から観察される液晶表示素子のコントラストを示す。黒丸を結んだ曲線で、コントラストが10となる観察位置を表示する。また、白丸を結んだ曲線、黒四角を結んだ曲線でそれぞれコントラストが20、50となる観察位置を表示する。   FIG. 9 shows an isocontrast curve of a twisted nematic (TN) type liquid crystal display device in which a stretched film type polarizing plate is arranged outside the liquid crystal cell. The azimuth in the substrate surface of the liquid crystal display element is represented by azimuth angles of 0 °, 90 °, 180 ° and 270 ° along the circumferential direction of the circle. The 270 ° -90 ° azimuth represents the left-right azimuth of the liquid crystal display element, and the 180 ° -0 ° azimuth represents the vertical azimuth of the liquid crystal display element. An angle of 0 ° to 50 ° along the radial direction of the circle represents an inclination angle from the normal direction of the substrate. The 0 ° position (the center of the circle) indicates the contrast of the liquid crystal display element observed from the substrate normal direction. The observation position where the contrast is 10 is displayed by a curve connecting black circles. In addition, the observation positions where the contrast is 20 and 50 are displayed by a curve connecting white circles and a curve connecting black squares.

コントラストが大きな視角依存性を有していることが瞭然と認められる。図9からわかるように延伸フィルム型の偏光板を液晶セルの外側に配置した構成の液晶表示素子においては、良好な視角特性を実現することに困難が伴う。   It can be clearly seen that the contrast has a large viewing angle dependency. As can be seen from FIG. 9, in the liquid crystal display element having a configuration in which a stretched film type polarizing plate is arranged outside the liquid crystal cell, it is difficult to realize good viewing angle characteristics.

また、延伸フィルム型の偏光板は、熱、湿度、光などに対する耐久性が低い。このため、液晶セルの外側に延伸フィルム型の偏光板が配置された液晶表示素子においては、液晶セルの品質が維持されていても、偏光板の劣化により、液晶表示素子の信頼性が低下するという問題がある。   A stretched film type polarizing plate has low durability against heat, humidity, light, and the like. For this reason, in a liquid crystal display element in which a stretched film type polarizing plate is disposed outside the liquid crystal cell, the reliability of the liquid crystal display element is lowered due to deterioration of the polarizing plate even if the quality of the liquid crystal cell is maintained. There is a problem.

更に、一軸方向に延伸して作製される延伸フィルム型の偏光板においては、偏光軸(透過軸または吸収軸)を一方向にしか制御できないため、偏光板自体に起因して視角依存性が生じる。   Furthermore, in a stretched film type polarizing plate produced by stretching in a uniaxial direction, the polarization axis (transmission axis or absorption axis) can be controlled only in one direction, and thus the viewing angle dependency occurs due to the polarizing plate itself. .

図10(A)〜(C)を参照して、偏光板自体に起因する視角依存性について説明する。   With reference to FIG. 10 (A)-(C), the viewing angle dependence resulting from polarizing plate itself is demonstrated.

図10(A)に示すように、一軸方向に延伸して作製された偏光板が2枚、クロスニコルに配置されている。これを偏光板の法線方向から観察した場合、2枚の偏光板の偏光軸のなす角度は90°となる。   As shown in FIG. 10A, two polarizing plates produced by stretching in a uniaxial direction are arranged in crossed Nicols. When this is observed from the normal direction of the polarizing plate, the angle formed by the polarization axes of the two polarizing plates is 90 °.

図10(B)を参照する。クロスニコルに配置された偏光板を、偏光板の法線方向から偏光軸の方位に傾いた方向から観察した場合も、2枚の偏光板の偏光軸のなす角度は90°である。   Reference is made to FIG. When the polarizing plate arranged in crossed Nicols is observed from the direction inclined from the normal direction of the polarizing plate to the direction of the polarizing axis, the angle formed by the polarizing axes of the two polarizing plates is 90 °.

図10(C)を参照する。クロスニコルに配置された偏光板を、偏光板の法線方向から偏光軸の方位とは異なる方位(たとえば、偏光軸の方位から45°ずれた方位)に傾いた方向から観察した場合には、2枚の偏光板の偏光軸のなす角度は90°より大きくなる。このように2枚の偏光板の偏光軸が90°とは異なる角度をなす方向から観察する場合には、光抜けが多く生じるため、液晶表示素子の表示品質が悪化する。   Reference is made to FIG. When the polarizing plate arranged in crossed Nicols is observed from a direction inclined from the normal direction of the polarizing plate to an orientation different from the orientation of the polarization axis (for example, an orientation shifted by 45 ° from the orientation of the polarization axis), The angle formed by the polarization axes of the two polarizing plates is greater than 90 °. Thus, when observing from the direction in which the polarization axes of the two polarizing plates form an angle different from 90 °, light leakage often occurs, and the display quality of the liquid crystal display element deteriorates.

偏光板に起因する光抜けを補償するために、ポジティブAプレートとポジティブCプレートを組み合わせて用いたり、二軸性位相差フィルムを使用する方法が提案されているが、これらの光学フィルムはいずれも高価であるため、液晶表示素子のコスト高を招来する。また、液晶表示素子の厚さを増す要因ともなるため、特にモバイルLCDや携帯電話など、薄さを要求される製品に採用するのは不向きである。   In order to compensate for light leakage due to the polarizing plate, a method using a combination of a positive A plate and a positive C plate or a method using a biaxial retardation film has been proposed. Since it is expensive, the cost of the liquid crystal display element is increased. Moreover, since it also increases the thickness of the liquid crystal display element, it is not suitable for use in products that require thinness, such as mobile LCDs and mobile phones.

高コントラストであり、熱的に安定かつ容易に作製することのできる軸対称偏光板の発明が開示されている(たとえば、特許文献1参照)。特許文献1において、軸対称状とは、点対称な平面形状であって、その形状を中心点の回りに回転させたとき、所要の回転角度あるいはその近傍で元の形状と重ね合わせることができる形状をいう。   An invention of an axially symmetric polarizing plate that has high contrast and can be manufactured thermally and stably is disclosed (for example, see Patent Document 1). In Patent Document 1, the axially symmetric shape is a point-symmetric plane shape, and when the shape is rotated around the center point, it can be superposed on the original shape at or around the required rotation angle. Refers to the shape.

二色性物質を保持してそれによる偏光軸の方向が相違することを特徴とする多軸偏光子の発明も公知である(たとえば、特許文献2参照)。特許文献2には、(a)トリアセチルセルロースフィルムのケン化処理面上に、二色性染料含有のリオトロピック液晶からなるブラック偏光インクをスピンコートして得られる、放射状の偏光軸を示す多軸偏光子、(b)トリアセチルセルロースフィルムのケン化処理面上に、ブラック偏光インクを、回転する円盤状基材で剪断力を付加しながらコートして得られる、同心円状の偏光軸を示す多軸偏光子が、実施例として記載されている。   An invention of a multi-axis polarizer characterized by holding a dichroic substance and causing the direction of the polarization axis to be different is also known (see, for example, Patent Document 2). In Patent Document 2, (a) a multi-axis showing a radial polarization axis obtained by spin-coating a black polarizing ink comprising a lyotropic liquid crystal containing a dichroic dye on a saponification-treated surface of a triacetyl cellulose film Polarizer, (b) A polypolar film having concentric circular polarization axes obtained by coating black polarizing ink on a saponification-treated surface of a triacetyl cellulose film while applying a shearing force with a rotating disk-shaped substrate. An axial polarizer is described as an example.

また、液晶の配向方向を制御する様々な技術が知られている(たとえば、特許文献3参照)。特許文献3には、光照射によって表面性状が変化する配向膜の外側に、スリット状の光透過部を有するフォトマスクと光源とを配置し、フォトマスクと光源との相対的な位置関係を一定に保った状態で、配向膜をフォトマスクに対して相対的に旋回運動させながら、光透過部を介して配向膜に一定の斜め入射角度で光を照射し、これによって配向膜に光配向処理を施す光配向法が記載されている。特許文献3記載の光配向法により、同心円状もしくは放射状の液晶配向を得ることができる。連続的に液晶配向を変えられるため、ディスクリネーションラインなどの欠陥が生じず、マルチドメイン配向が得られ、広視角の液晶表示素子を実現することが可能となる。   Various techniques for controlling the alignment direction of the liquid crystal are known (see, for example, Patent Document 3). In Patent Document 3, a photomask having a slit-like light transmission portion and a light source are arranged outside the alignment film whose surface properties change due to light irradiation, and the relative positional relationship between the photomask and the light source is constant. In this state, while rotating the alignment film relative to the photomask, the alignment film is irradiated with light at a certain oblique incident angle via the light transmission part, and thereby the alignment film is photo-aligned. A photo-alignment method for applying is described. By the photo-alignment method described in Patent Document 3, concentric or radial liquid crystal alignment can be obtained. Since the liquid crystal alignment can be continuously changed, defects such as disclination lines do not occur, multi-domain alignment is obtained, and a liquid crystal display element with a wide viewing angle can be realized.

図11に、特許文献3に記載の方法で配向処理を行った液晶セルに、延伸フィルム型の一軸偏光板をクロスニコルに配置した液晶表示素子の等コントラスト曲線を示す。円の周方向に沿う0°、90°、180°、270°の方位角、及び、円の半径方向に沿う0°〜50°の傾き角度の意味するところは、図9における場合と等しい。また、コントラストが10、20、50となる等コントラスト曲線の表示方法も図9における場合と同じである。一軸偏光板の偏光軸は、270°−90°方位、及び、180°−0°方位に配置されている。   FIG. 11 shows an isocontrast curve of a liquid crystal display element in which a stretched film type uniaxial polarizing plate is arranged in a crossed Nicol state in a liquid crystal cell that has been subjected to alignment treatment by the method described in Patent Document 3. The meanings of azimuth angles of 0 °, 90 °, 180 °, 270 ° along the circumferential direction of the circle, and inclination angles of 0 ° to 50 ° along the radial direction of the circle are the same as those in FIG. The display method of the isocontrast curve with the contrast of 10, 20, 50 is the same as in FIG. The polarization axis of the uniaxial polarizing plate is arranged in a 270 ° -90 ° azimuth and a 180 ° -0 ° azimuth.

比較的広い視野特性を示しているものの、偏光軸方位(270°−90°方位、180°−0°方位)に比べ、偏光軸方位からずれた方位、特に45°、135°、225°及び315°方位のコントラストが低いことがわかる。これは偏光板自体に起因する視角依存性(観察方向による光抜け)によるものであると考えられる。このように、特許文献3記載の発明を一軸偏光板と組み合わせて液晶表示素子を作製すると、発明の利点が十分に生かされない場合がある。   Although it shows a relatively wide field of view characteristics, it is different from the polarization axis orientation (especially 45 °, 135 °, 225 °, etc.) compared to the polarization axis orientation (270 ° -90 ° orientation, 180 ° -0 ° orientation). It can be seen that the contrast in the 315 ° azimuth is low. This is considered to be due to viewing angle dependency (light omission depending on the observation direction) caused by the polarizing plate itself. Thus, when the liquid crystal display element is manufactured by combining the invention described in Patent Document 3 with a uniaxial polarizing plate, the advantages of the invention may not be fully utilized.

また、図11に等コントラスト曲線を示す液晶表示素子は、図9のコントラスト特性を有する液晶表示素子より、平均的なコントラスト値がやや低いことがわかる。特許文献3記載の技術を適用した液晶表示素子においては、液晶分子が同心円状または放射状に配向されているため、クロスニコルに配置された偏光板の偏光軸方位とは異なる方位に並ぶ液晶分子が必ず存在する。そのような液晶分子は、偏光軸方位と平行または直交する方位に配向する液晶分子に比べ、光透過率の波長分散性が大きい。このためコントラストが低下する。   Further, it can be seen that the liquid crystal display element having an isocontrast curve in FIG. 11 has a slightly lower average contrast value than the liquid crystal display element having the contrast characteristics of FIG. In the liquid crystal display element to which the technology described in Patent Document 3 is applied, the liquid crystal molecules are aligned concentrically or radially, so that the liquid crystal molecules arranged in an orientation different from the polarization axis orientation of the polarizing plate arranged in crossed Nicols are arranged. It must exist. Such a liquid crystal molecule has a larger wavelength dispersion of light transmittance than a liquid crystal molecule aligned in an orientation parallel or orthogonal to the polarization axis orientation. For this reason, the contrast is lowered.

円状の偏光板を作製するには、量産性の面からナノインプリント技術を用いることが望ましい。ナノプリント技術は、モールドと呼ばれる型を反転転写する精密な金型技術の一種である。具体的には、表面に金属層及びレジスト層を積層したシリコン基板を200℃程度に昇温することにより、レジスト層を軟化させ、軟化させたレジスト層に別に作製した円状のパターンを有するモールドを押し付け、加圧保持(13Mpa)して冷却させてレジスト層を硬化させ、モールドをレジスト層から剥離し、酸素RIE等によりモールド押し付けにより生じたレジスト層の凹部の残膜を除去する。その後、金属層をエッチングして、レジスト層を除去することにより、円状のパターンを有する偏光板を作製する。   In order to produce a circular polarizing plate, it is desirable to use nanoimprint technology from the viewpoint of mass productivity. Nanoprint technology is a kind of precise mold technology that reversely transfers a mold called a mold. Specifically, by heating the temperature of a silicon substrate having a metal layer and a resist layer laminated on the surface to about 200 ° C., the resist layer is softened, and a mold having a circular pattern separately formed on the softened resist layer Is pressed and held (13 Mpa) and cooled to cure the resist layer, the mold is peeled off from the resist layer, and the remaining film in the recesses of the resist layer generated by the mold pressing is removed by oxygen RIE or the like. Thereafter, the metal layer is etched and the resist layer is removed, thereby producing a polarizing plate having a circular pattern.

特開平9−21913号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-21913 特開2001−215489号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2001-215489 特開2002−82333号公報JP 2002-82333 A

円状のパターンを有するモールドの場合、当該モールドをシリコン基板上に形成されるレジスト層に対して押し付ける際に、軟化したレジストの流れを作ることができずに、細かな気泡が残ることがある。残留する気泡が非常に細かなものであったとしても、当該部分は偏光板としての機能が失われることとなり、液晶表示装置としての性能を大幅に低下させてしまう。   In the case of a mold having a circular pattern, when the mold is pressed against a resist layer formed on a silicon substrate, a softened resist flow cannot be made and fine bubbles may remain. . Even if the remaining bubbles are very fine, the function as a polarizing plate is lost in the portion, and the performance as a liquid crystal display device is greatly deteriorated.

また、加圧保持する工程では、本来気泡が全く無いものとして(全て液体のレジスト材として)加圧条件を設定しているが、気泡が入ってしまうと、その分実質的にレジストに加えられる圧力が低くなったり、気泡の発生場所にばらつきがあると加圧状態が場所により不均一になったりすることがある。このような状態になると、レジスト層の凹部の残膜の厚さが場所により異なることとなり、場所によって金属部分の間隔が異なったり、ひどい場合には、金属層が完全にエッチングされず、場所により又は最悪の場合は全面において偏光板の機能を発揮できなくなったりする。   Further, in the step of holding pressure, the pressure condition is set assuming that there are essentially no bubbles (all as a liquid resist material). However, if bubbles enter, they are substantially added to the resist. If the pressure is low or there are variations in the location where bubbles are generated, the pressurized state may become uneven depending on the location. In such a state, the thickness of the remaining film of the concave portion of the resist layer varies depending on the location, and the distance between the metal portions varies depending on the location, or in a severe case, the metal layer is not completely etched, and depending on the location Or, in the worst case, the function of the polarizing plate cannot be exhibited on the entire surface.

本発明の目的は、良好な表示を実現することのできる液晶表示素子を提供することである。   An object of the present invention is to provide a liquid crystal display element capable of realizing good display.

また、良好な表示を実現可能な液晶表示素子を製造することのできる製造方法を提供することである。   Moreover, it is providing the manufacturing method which can manufacture the liquid crystal display element which can implement | achieve favorable display.

本発明の一観点によれば、液晶表示素子は、複数の螺旋状パターンまたは放射状パターンをもつ第1の偏光膜、及び第1の透明電極を備える第1の透明基板と、前記第1の透明基板に対向配置され、複数の螺旋状パターンまたは放射状パターンをもつ第2の偏光膜、及び第2の透明電極を備える第2の透明基板と、前記第1の透明基板と前記第2の透明基板との間に挟持された液晶層とを有し、前記第1及び第2の透明基板の法線方向から見たとき、前記第1の透明電極と前記第2の透明電極とが対向する位置に画素が画定され、前記第1の偏光膜の螺旋状パターンまたは放射状パターンの中心と、前記第2の偏光膜の螺旋状パターンまたは放射状パターンの中心とが一致し、かつ、前記画素外に配置されている。
According to an aspect of the present invention, a liquid crystal display element includes a first transparent substrate including a first polarizing film having a plurality of spiral patterns or radial patterns, and a first transparent electrode, and the first transparent substrate. A second transparent substrate including a second polarizing film disposed opposite to the substrate and having a plurality of spiral patterns or radial patterns; and a second transparent electrode; the first transparent substrate; and the second transparent substrate. And a position where the first transparent electrode and the second transparent electrode face each other when viewed from the normal direction of the first and second transparent substrates. And the center of the spiral pattern or radial pattern of the first polarizing film coincides with the center of the spiral pattern or radial pattern of the second polarizing film, and is disposed outside the pixel. Has been.

本発明の他の観点によれば、液晶表示素子の製造方法は、(a)第1の透明電極の形成された第1の透明基板、第2の透明電極の形成された第2の透明基板、及び前記第1及び第2の透明基板間に挟持された液晶層を備え、前記第1及び第2の透明基板の法線方向から見たとき、前記第1の透明電極と前記第2の透明電極とが対向する位置に画素が画定される液晶セルを準備する工程と、(b)前記第1の透明基板に、複数の螺旋状パターンまたは放射状パターンをもつ第1の偏光膜を配置し、前記第2の透明基板に、複数の螺旋状パターンまたは放射状パターンをもつ第2の偏光膜を配置する工程とを有し、前記工程(b)において、前記第1及び第2の透明基板の法線方向から見たとき、前記第1の偏光膜の螺旋状パターンまたは放射状パターンの中心と、前記第2の偏光膜の螺旋状パターンまたは放射状パターンの中心とを一致させ、かつ、前記画素外に配置する。 According to another aspect of the present invention, a method for manufacturing a liquid crystal display element includes: (a) a first transparent substrate on which a first transparent electrode is formed, and a second transparent substrate on which a second transparent electrode is formed. And a liquid crystal layer sandwiched between the first and second transparent substrates, and when viewed from the normal direction of the first and second transparent substrates, the first transparent electrode and the second transparent substrate Preparing a liquid crystal cell in which pixels are defined at a position facing the transparent electrode; and (b) disposing a first polarizing film having a plurality of spiral patterns or radial patterns on the first transparent substrate. And disposing a second polarizing film having a plurality of spiral patterns or radial patterns on the second transparent substrate, and in the step (b), the first transparent substrate and the second transparent substrate When viewed from the normal direction, the spiral pattern or radial pattern of the first polarizing film Turn the center of, is matched with the center of the spiral pattern or a radial pattern of the second polarizing film, and is arranged outside the pixel.

本発明によれば、良好な表示を実現可能な液晶表示素子を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the liquid crystal display element which can implement | achieve favorable display can be provided.

また、良好な表示を実現可能な液晶表示素子を製造することのできる製造方法を提供することができる。   In addition, it is possible to provide a manufacturing method capable of manufacturing a liquid crystal display element capable of realizing good display.

(A)〜(G)は、第1の実施例による液晶表示素子の偏光膜付基板の作製方法を示す概略的な断面図である。(A)-(G) are schematic sectional drawings which show the preparation methods of the board | substrate with a polarizing film of the liquid crystal display element by a 1st Example. (A)及び(B)は、マスク70aのパターンを示す概略的な平面図である。(A) And (B) is a schematic plan view which shows the pattern of the mask 70a. (A)及び(B)は、マスク70bのパターンを示す概略的な平面図である。(A) And (B) is a schematic plan view which shows the pattern of the mask 70b. (A)〜(G)は、モールド90の作製工程を示す概略断面図である。(A)-(G) are schematic sectional drawings which show the preparation process of the mold 90. FIG. (A)〜(E)は、第1の実施例による液晶表示素子の製造方法を説明するための図である。(A)-(E) is a figure for demonstrating the manufacturing method of the liquid crystal display element by a 1st Example. 第1の実施例による液晶表示素子の等コントラスト曲線を示す。2 shows an isocontrast curve of the liquid crystal display element according to the first embodiment. (A)〜(E)は、第2の実施例による液晶表示素子の製造方法を説明するための図である。(A)-(E) is a figure for demonstrating the manufacturing method of the liquid crystal display element by a 2nd Example. 第2の実施例による液晶表示素子の等コントラスト曲線を示す。The isocontrast curve of the liquid crystal display element by a 2nd Example is shown. 延伸フィルム型の偏光板を液晶セルの外側に配置したツイストネマチック型液晶表示素子の等コントラスト曲線を示す。2 shows an isocontrast curve of a twisted nematic type liquid crystal display element in which a stretched film type polarizing plate is disposed outside a liquid crystal cell. (A)〜(C)は、偏光板自体に起因する視角依存性について説明するための図である。(A)-(C) are the figures for demonstrating the viewing angle dependence resulting from polarizing plate itself. 特許文献3に記載の方法で配向処理を行った液晶セルに、延伸フィルム型の一軸偏光板をクロスニコルに配置した液晶表示素子の等コントラスト曲線を示す。An isocontrast curve of a liquid crystal display element in which a stretched film type uniaxial polarizing plate is arranged in crossed Nicols is shown in a liquid crystal cell that has been subjected to an alignment treatment by the method described in Patent Document 3.

図1(A)〜(G)は、第1の実施例による液晶表示素子の偏光膜付基板の作製方法を示す概略的な断面図である。   1A to 1G are schematic cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a substrate with a polarizing film of a liquid crystal display device according to a first embodiment.

図1(A)を参照する。たとえば厚さ0.7mmtの洗浄したガラス基板51上に、厚さ1000Åのモリブデン(Mo)膜(金属膜52)をスパッタにて形成する。金属膜52の厚さは300Å以上であればよいが、薄いと光抜けが生じ、厚いとパターニング性が低下するため、500Å〜2000Åが適当である。なお、ガラス基板51上の導電性膜は、Moに限らず、アルミ、クロムやチタンなどの金属で形成することもできる。   Reference is made to FIG. For example, a 1000 mm thick molybdenum (Mo) film (metal film 52) is formed by sputtering on a cleaned glass substrate 51 having a thickness of 0.7 mm. The thickness of the metal film 52 may be 300 mm or more, but if it is thin, light leakage occurs, and if it is thick, the patterning property is lowered. Note that the conductive film on the glass substrate 51 is not limited to Mo, and may be formed of a metal such as aluminum, chromium, or titanium.

金属膜52上に、UV硬化性の樹脂からなるレジスト材料を1μmの厚さに、スピンコートでコーティングし、レジスト膜53を形成する。スピンコートに限らず、スリットコート、ロールコート、スピンコートとスリットコートの併用等により行ってもよい。レジスト膜53の厚さは、0.8〜1.5μmが適当である。   A resist material made of UV curable resin is coated on the metal film 52 to a thickness of 1 μm by spin coating to form a resist film 53. Not only spin coating but also slit coating, roll coating, combined use of spin coating and slit coating, and the like may be performed. The thickness of the resist film 53 is suitably 0.8 to 1.5 μm.

続いて、金属膜52上に、マスクパターン(レジスト膜)53を形成する。マスクパターン(レジスト膜)53は、図2(A)に示すような螺旋状パターン70aを有するモールド90を用いて、ナノインプリント技術で反転転写を行い形成する。本実施例では、光ナノインプリント技術を用いるが、熱サイクルナノインプリント技術を用いても良い。   Subsequently, a mask pattern (resist film) 53 is formed on the metal film 52. The mask pattern (resist film) 53 is formed by reverse transfer using a nanoimprint technique using a mold 90 having a spiral pattern 70a as shown in FIG. In this embodiment, an optical nanoimprint technique is used, but a thermal cycle nanoimprint technique may be used.

図2(A)は、ナノインプリント技術を用いてガラス基板51上に形成されるマスク70aのパターンを示す概略的な平面図である。マスク70aには、縦方向及び横方向に一定間隔で螺旋状のパターンが形成されている。螺旋状パターンの半径方向に沿う、ライン(金属線部分、遮光部分)の線幅とスリット(開口部分)の線幅とは、ともに0.1μm程度である。螺旋状パターンは、半径方向に0.2μmのパターンピッチで形成されている。   FIG. 2A is a schematic plan view showing a pattern of a mask 70a formed on the glass substrate 51 using the nanoimprint technique. A spiral pattern is formed on the mask 70a at regular intervals in the vertical and horizontal directions. The line width of the line (metal line part, light shielding part) and the line width of the slit (opening part) along the radial direction of the spiral pattern are both about 0.1 μm. The spiral pattern is formed with a pattern pitch of 0.2 μm in the radial direction.

螺旋状のパターンを用いることにより、レジストが流れを作ることができるので、基板上のレジストの間に気泡が残留する可能性を著しく低下させることができる。   By using a spiral pattern, the resist can make a flow, so the possibility of bubbles remaining between the resist on the substrate can be significantly reduced.

なお、ナノインプリントにより得られたパターンは厚い部分で約1.5μm、薄い部分(図1(C)の残膜53a)で約0.1μmであった。   The pattern obtained by nanoimprinting was about 1.5 μm at the thick part and about 0.1 μm at the thin part (residual film 53a in FIG. 1C).

螺旋状のパターンは、LCD基板内の画素パターン(ドットマトリックス)とは、図2(B)に示すように対応する。図中、点線で示した四角いパターンが1つの画素になる。1つの螺旋状パターンで4つの画素に対応していることが分かる。   The spiral pattern corresponds to the pixel pattern (dot matrix) in the LCD substrate as shown in FIG. In the figure, a square pattern indicated by a dotted line is one pixel. It can be seen that one spiral pattern corresponds to four pixels.

図1(B)に戻り、大気中でレジスト膜53にモールド90を押し付ける。モールド90の押し付け時には、装置全体を真空引きし、モールド90とガラス基板51上のレジスト膜53との間に気泡が入らないようにすることが理想的であるが、装置が非常に高価なものとなってしまうので、本実施例では、真空引きを行わずに大気中でモールド90の押し付けを行う。モールド90を加圧保持(例えば、13Mpa)したまま、ガラス基板51側から紫外線露光を行う。露光はレジストの感度に合わせて、たとえば80mJ/cmのフルエンスで行う。 Returning to FIG. 1B, the mold 90 is pressed against the resist film 53 in the air. When pressing the mold 90, it is ideal that the entire apparatus is evacuated so that bubbles do not enter between the mold 90 and the resist film 53 on the glass substrate 51. However, the apparatus is very expensive. Therefore, in this embodiment, the mold 90 is pressed in the atmosphere without vacuuming. While the mold 90 is held under pressure (for example, 13 MPa), ultraviolet exposure is performed from the glass substrate 51 side. The exposure is performed at a fluence of, for example, 80 mJ / cm 2 in accordance with the sensitivity of the resist.

図1(C)を参照する。露光後、モールド90を剥離し、プリベークを行い、現像を実施する。現像液として、KOHの無機アルカリ系水溶液を用いた。市販の現像液を使用することもできる。市販の現像液として、たとえばリソグラフィ用ポジ型レジストの現像に一般的に用いられる、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)が利用可能である。金属膜52上に、マスク70aのマスクパターンと等しいパターンに、レジスト膜53が残存する。   Reference is made to FIG. After the exposure, the mold 90 is peeled off, pre-baked and developed. An inorganic alkaline aqueous solution of KOH was used as the developer. Commercially available developers can also be used. As a commercially available developer, for example, tetramethylammonium hydroxide (TMAH) generally used for developing a positive resist for lithography can be used. On the metal film 52, the resist film 53 remains in a pattern equal to the mask pattern of the mask 70a.

なお、この時、マスク70aのマスクパターンの線間のモールド90の凸部94に対応する部分に残膜53aが残留する。この残膜をRIE等によりエッチングして除去し、図1(D)に示すような状態とする。   At this time, the remaining film 53a remains in a portion corresponding to the convex portion 94 of the mold 90 between the mask pattern lines of the mask 70a. The remaining film is removed by etching using RIE or the like to obtain a state as shown in FIG.

図1(E)を参照する。金属膜52のエッチングを、たとえばドライエッチで行う。なお、本実施例では、SFとNの混合ガスを用いる。 Reference is made to FIG. The metal film 52 is etched by, for example, dry etching. In this embodiment, a mixed gas of SF 6 and N 2 is used.

金属膜52がモリブデンやチタンで形成されている場合、CF、C、C、C、C、C、C10、C、C14、CFCFOCF、CCFCFCF、CFBr、CFI、CI、SF、NF、WF、CCl、Cl2、CFCl、CFCl、CFCl、CHF、CH、CHFCF、CHFCF、CHCHF、C、CHF、CFCHCF、CCHCH等を用いることができる。また、金属膜52がクロムで形成されている場合、Cl、CCl、SiCl、BCl、PCl、CBrF、BBr、CClF、CCl、CClF、CCl、CClF、HCl、CHCl、CHCl、HBr等を用いることができる。 When the metal film 52 is formed of molybdenum or titanium, CF 4 , C 2 F 4 , C 2 F 6 , C 3 F 6 , C 3 F 8 , C 4 F 8 , C 4 F 10 , C 5 F 8 , C 6 F 14 , CF 3 CFOCF 2 , C 6 F 5 CF 2 CFCF 2 , CF 3 Br, CF 3 I, C 2 F 5 I, SF 6 , NF 3 , WF 6 , C 2 F 5 Cl, C 2 F 4 C l2, CF 3 Cl, CF 2 Cl 2, CFCl 3, CHF 3, CH 2 F 2, CHF 2 CF 3, CH 2 FCF 3, CH 3 CHF 2, C 2 H 3 F 3, C 3 HF 7, CF 3 CH 2 CF 3, C 6 F 5 CHCH 2 or the like can be used. Also, when the metal film 52 is formed by chromium, Cl 2, CCl 4, SiCl 4, BCl 3, PCl 3, CBrF 3, BBr 3, C 2 ClF 5, C 2 Cl 2 F 4, CClF 3, CCl 2 F 2 , CCl 3 F, HCl, CH 2 Cl 2 , CHCl 3 , HBr, or the like can be used.

なお、リン酸、硝酸、酢酸、水の混合液を、エッチャントとして用いたウェットエッチで行ってもよい。ウェットエッチングは室温で行い、約10秒で完了する。   Note that a mixed solution of phosphoric acid, nitric acid, acetic acid, and water may be performed by wet etching using an etchant. Wet etching is performed at room temperature and is completed in about 10 seconds.

図1(F)を参照する。NaOH水溶液を用いてレジスト膜53を除去する。有機系のリムーバやアッシングを使ってもよい。ドライエッチングを行った場合、Oプラズマなどによるアッシングが望ましい。こうして、本実施例においては、ガラス基板51上に、マスク70aのパターンを有する金属膜(偏光膜54)を備える偏光膜付基板50が作製される。 Reference is made to FIG. The resist film 53 is removed using an aqueous NaOH solution. Organic remover and ashing may be used. When dry etching is performed, ashing using O 2 plasma or the like is desirable. Thus, in the present embodiment, the polarizing film-coated substrate 50 including the metal film (polarizing film 54) having the pattern of the mask 70a on the glass substrate 51 is manufactured.

図1(G)を参照する。図1(A)〜(F)を参照して説明した手順と同様の手順で、ガラス基板61上に、マスク70bのパターンと相似(本実施例においては、相似比は1:1.25)の放射状パターンを有するMo膜(偏光膜64)を備える偏光膜付基板60が作製される。   Reference is made to FIG. Similar to the procedure described with reference to FIGS. 1 (A) to 1 (F), similar to the pattern of the mask 70b on the glass substrate 61 (in this embodiment, the similarity ratio is 1: 1.25). A substrate 60 with a polarizing film including a Mo film (polarizing film 64) having a radial pattern of is prepared.

図3(A)は、他の偏光膜付基板60を作製する際に、ナノインプリント技術によりガラス基板61上に形成されるマスク70bのパターンを示す概略的な平面図である。   FIG. 3A is a schematic plan view showing a pattern of a mask 70b formed on the glass substrate 61 by the nanoimprint technique when another substrate 60 with a polarizing film is manufactured.

マスク70bには、縦方向及び横方向に一定間隔で放射状のパターンが形成されている。放射状パターンの縦横方向に沿う形成間隔は、図2(A)に示すマスク70aにおける螺旋状パターンのそれと等しい。各放射状パターンにおいては、すべてのライン及びスリットが1点(放射状パターンの中心)に向く。ただし、双方の幅を保ったまま中心の1点を向くのは不可能であるため、スリットの向きが中心向きになり、かつ、スリットの幅が常にほぼ0.08μm〜0.1μmとなるようにする。発明者らが実際に作成したところ、マスク上で0.08μmになるように設計した時、仕上がりで0.1μmのスリットパターンが得られた。ラインの幅はできる限り、向きを中心に向け、幅を0.1μmに近くなるようにするが、特にライン幅は場所により変動し、最大で0.2μm程度になる。放射状パターンの中心から離れるに従い、隣り合うラインの中心間距離は大きくなる。このときにスリット幅をほぼ一定になるように保つ。縦方向または横方向に沿って、隣り合うライン間の距離が0.3μmとなったところで、各ライン及びスリットは隣接する放射状パターンのそれらと連続する。   A radial pattern is formed on the mask 70b at regular intervals in the vertical and horizontal directions. The formation interval along the vertical and horizontal directions of the radial pattern is equal to that of the spiral pattern in the mask 70a shown in FIG. In each radial pattern, all lines and slits point to one point (the center of the radial pattern). However, since it is impossible to face one central point while maintaining both widths, the slit is oriented toward the center, and the slit width is always approximately 0.08 μm to 0.1 μm. To. As a result of actual creation by the inventors, a slit pattern of 0.1 μm was obtained in the finish when designed to be 0.08 μm on the mask. The width of the line is as much as possible with the direction as the center, and the width is close to 0.1 μm. In particular, the line width varies depending on the location, and is about 0.2 μm at the maximum. The distance between the centers of adjacent lines increases as the distance from the center of the radial pattern increases. At this time, the slit width is kept substantially constant. When the distance between adjacent lines becomes 0.3 μm along the vertical direction or the horizontal direction, each line and slit are continuous with those of the adjacent radial pattern.

放射状のパターンは、LCD基板内の画素パターン(ドットマトリックス)とは、図3(B)に示すように対応する。図中、点線で示した四角いパターンが1つの画素になる。1つの放射状パターンで4つの画素に対応していることが分かる。   The radial pattern corresponds to the pixel pattern (dot matrix) in the LCD substrate as shown in FIG. In the figure, a square pattern indicated by a dotted line is one pixel. It can be seen that one radial pattern corresponds to four pixels.

本願発明者らは、作製した偏光膜付基板50、60の光透過率を、基板法線方向より測定した。偏光膜付基板50、60と同厚(0.7mmt)のガラス基板を透過する光量を100%としたとき、螺旋状パターンのMo偏光膜54を備える偏光膜付基板50の光透過率は44%であった。この値は、一般的な偏光フィルムの光透過率(同じ測定方法による測定で42%程度)よりも高い値である。一方、放射状パターンのMo偏光膜64を備える偏光膜付基板60の光透過率は40%であり、偏光膜付基板50の光透過率よりも小さかった。偏光膜付基板60のMo偏光膜64(ライン部分、遮光部分)の面積が、偏光膜付基板50におけるそれよりも大きいことが原因であると考えられる。   The inventors of the present application measured the light transmittance of the produced polarizing film-coated substrates 50 and 60 from the normal direction of the substrate. When the amount of light transmitted through the glass substrate having the same thickness (0.7 mmt) as the polarizing film-coated substrates 50 and 60 is 100%, the light transmittance of the polarizing film-coated substrate 50 including the Mo-polarized film 54 having a spiral pattern is 44. %Met. This value is higher than the light transmittance of a general polarizing film (about 42% as measured by the same measurement method). On the other hand, the light transmittance of the polarizing film-coated substrate 60 including the Mo polarizing film 64 having a radial pattern was 40%, which was smaller than the light transmittance of the polarizing film-coated substrate 50. It is considered that this is because the area of the Mo polarizing film 64 (line portion, light shielding portion) of the polarizing film-coated substrate 60 is larger than that of the polarizing film-coated substrate 50.

また、偏光膜付基板50及び60を、螺旋状パターンの中心と、放射状パターンの中心とが一致するように重ねたときの光透過率は約0.02%であった。この値は、一般的なワイヤーグリッド型偏光板をクロスニコルに配置した場合の光透過率と同等である。   Further, when the polarizing film-coated substrates 50 and 60 were overlapped so that the center of the spiral pattern coincided with the center of the radial pattern, the light transmittance was about 0.02%. This value is equivalent to the light transmittance when a general wire grid type polarizing plate is arranged in crossed Nicols.

更に、このように重ねた偏光膜付基板50及び60を、様々な方位、及び極角方向から観察したときの遮光性は、観察方位及び極角方向によらずほぼ一定であった。たとえば一軸方向に偏光方向をもつ偏光板をクロスニコルに配置する場合に発現する、観察方位及び極角方向に依存する光抜けが防止されることがわかる。   Furthermore, the light-shielding properties when the polarizing film-coated substrates 50 and 60 were observed from various orientations and polar angles were almost constant regardless of the observation orientation and polar angles. For example, it can be seen that light leakage depending on the observation azimuth and polar angle direction, which occurs when a polarizing plate having a polarization direction in a uniaxial direction is arranged in crossed Nicols, is prevented.

図4は、図1(B)に示すモールド押し付け工程で用いられるモールド90の作製工程を示す概略断面図である。モールド90は、一般的な電子線マスク描画装置を用いて作製する。   FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a manufacturing process of a mold 90 used in the mold pressing process shown in FIG. The mold 90 is manufactured using a general electron beam mask drawing apparatus.

図4(A)を参照する。表面に熱酸化SiO膜92を形成したシリコン基板91にポジ型レジスト材料を塗布してレジスト膜93を形成する。 Reference is made to FIG. A positive resist material is applied to a silicon substrate 91 having a thermally oxidized SiO 2 film 92 formed on the surface to form a resist film 93.

図4(B)を参照する。レジスト膜93に対して図3(A)に示す螺旋状パターンで電子ビーム露光を行う。その後、図4(C)に示すように、現像を行い図3(A)に示す螺旋状パターンと等しいパターンで熱酸化SiO膜92上にレジスト膜93が残存する。 Reference is made to FIG. Electron beam exposure is performed on the resist film 93 in a spiral pattern shown in FIG. Thereafter, as shown in FIG. 4C, development is performed, and the resist film 93 remains on the thermally oxidized SiO 2 film 92 in a pattern equal to the spiral pattern shown in FIG.

図4(D)を参照する。パターンニングされたレジスト膜93及び露出している熱酸化SiO膜92上に、クロムコーティングを施し、クロム膜95を形成する。その後、レジスト膜93を、例えば、アセトン等を用いて溶かして除去する。これにより、図4(E)に示すように、図3(A)に示す螺旋状パターンを反転させたパターンでクロム膜95が熱酸化SiO膜92上に残存する。 Reference is made to FIG. A chromium coating 95 is formed on the patterned resist film 93 and the exposed thermally oxidized SiO 2 film 92 to form a chromium film 95. Thereafter, the resist film 93 is removed by dissolving with, for example, acetone. As a result, as shown in FIG. 4E, the chromium film 95 remains on the thermally oxidized SiO 2 film 92 in a pattern obtained by inverting the spiral pattern shown in FIG.

図4(F)を参照する。反転パターンを有するクロム膜95をマスクとして用いてドライエッチングを行い、クロム膜95のパターン間に露出する熱酸化SiO膜92を除去する。その後、クロムエッチングを行い、クロム膜95を除去することにより図4(G)に示すような図3(A)に示す螺旋状パターンを反転させたパターンを有するモールド90が完成する。 Reference is made to FIG. Dry etching is performed using the chromium film 95 having the reverse pattern as a mask, and the thermally oxidized SiO 2 film 92 exposed between the patterns of the chromium film 95 is removed. Thereafter, chromium etching is performed to remove the chromium film 95, thereby completing the mold 90 having a pattern obtained by inverting the spiral pattern shown in FIG. 3A as shown in FIG.

なお、偏光膜付基板60の放射状パターンを作製するためのモールドも図4に示す工程と同様の工程で作製される。なお、この際用いられるパターンは図3(A)に示すものである。   In addition, the mold for producing the radial pattern of the polarizing film-coated substrate 60 is also produced by the same process as shown in FIG. The pattern used at this time is as shown in FIG.

図1に示す偏光膜付基板50、60を作製する工程に続いて、セグメント電極を形成したセグメント基板、及び、コモン電極を形成したコモン基板を作製する。   Subsequent to the steps of manufacturing the polarizing film-coated substrates 50 and 60 shown in FIG. 1, a segment substrate on which segment electrodes are formed and a common substrate on which common electrodes are formed are manufactured.

図5は、セグメント電極を形成したセグメント基板、及び、コモン電極を形成したコモン基板を作製する工程を説明するための概略断面図である。   FIG. 5 is a schematic cross-sectional view for explaining a process for producing a segment substrate on which segment electrodes are formed and a common substrate on which common electrodes are formed.

図5(A)を参照する。透明基板、たとえば厚さ0.7mmtのガラス基板31上に、ITO膜32を、蒸着またはスパッタで形成する。   Reference is made to FIG. An ITO film 32 is formed by vapor deposition or sputtering on a transparent substrate, for example, a glass substrate 31 having a thickness of 0.7 mm.

図5(B)を参照する。ITO膜32を、フォトリソ工程で所望のパターン、たとえばドットマトリクスパターンにパターニングすることで、透明電極(セグメント電極)33を形成し、セグメント基板30を得る。なお、透明電極33上には配向膜を形成する。   Reference is made to FIG. By patterning the ITO film 32 into a desired pattern, for example, a dot matrix pattern, by a photolithography process, a transparent electrode (segment electrode) 33 is formed, and the segment substrate 30 is obtained. An alignment film is formed on the transparent electrode 33.

図5(C)を参照する。透明基板、たとえば厚さ0.7mmtのガラス基板21上に形成したITO膜のパターニングを行って、透明電極(コモン電極)23を作製し、コモン基板20を得る。コモン基板20の配向処理は行わない。   Reference is made to FIG. By patterning an ITO film formed on a transparent substrate, for example, a glass substrate 21 having a thickness of 0.7 mm, a transparent electrode (common electrode) 23 is produced, and the common substrate 20 is obtained. The alignment process of the common substrate 20 is not performed.

セグメント基板30には、TFT(Thin Film Transistor)マトリクスを形成してもよい。コモン基板20にはカラーフィルタ(Color Filter; CF)パターンを形成することができる。   A TFT (Thin Film Transistor) matrix may be formed on the segment substrate 30. A color filter (CF) pattern can be formed on the common substrate 20.

なお、偏光膜付基板50、60の偏光膜54、64形成面とは異なる面に、セグメント基板30のITOパターンと同様のパターンを作製してもよい。その場合、偏光膜54、64の表面を、保護フィルムの貼付、コーティング膜の形成等で保護することが望ましい。また、偏光膜付基板50、60の偏光膜54、64形成面とは異なる面に、コモン基板20のCFパターンと同様のパターンを作製することも可能である。   In addition, you may produce the same pattern as the ITO pattern of the segment board | substrate 30 in the surface different from the polarizing film 54,64 formation surface of the board | substrates 50 and 60 with a polarizing film. In that case, it is desirable to protect the surfaces of the polarizing films 54 and 64 by attaching a protective film, forming a coating film, or the like. In addition, a pattern similar to the CF pattern of the common substrate 20 can be formed on a surface different from the surface on which the polarizing films 54 and 64 of the polarizing film-coated substrates 50 and 60 are formed.

図5(D)を参照する。平行に対向配置されたセグメント基板30及びコモン基板20間に挟持される液晶層40を形成し、液晶セルを作製する。一方の基板、たとえばセグメント基板30にメインシールパターンを印刷し、他方の基板、たとえばコモン基板20にギャップコントロール剤を散布して重ね合わせ、真空注入法を用いてカイラル剤入りの液晶を注入する。液晶滴下注入法(One Drop Filling; ODF)を利用してもよい。公知の技術、たとえば特許第2621110号公報に記載の技術を用いることが可能である。たとえばアモルファス配向を有するTN型の液晶セルが作製される。セグメント基板30の透明電極(セグメント電極)33と、コモン基板20の透明電極(コモン電極)23とが対向配置される基板内の領域に画素が1つ画定される。   Reference is made to FIG. A liquid crystal layer 40 sandwiched between the segment substrate 30 and the common substrate 20 arranged to face each other in parallel is formed to manufacture a liquid crystal cell. A main seal pattern is printed on one substrate, for example, the segment substrate 30, and a gap control agent is spread and superimposed on the other substrate, for example, the common substrate 20, and liquid crystal containing a chiral agent is injected using a vacuum injection method. Liquid crystal dropping injection (One Drop Filling; ODF) may be used. A known technique, for example, the technique described in Japanese Patent No. 2621110 can be used. For example, a TN liquid crystal cell having an amorphous orientation is manufactured. One pixel is defined in a region in the substrate where the transparent electrode (segment electrode) 33 of the segment substrate 30 and the transparent electrode (common electrode) 23 of the common substrate 20 are opposed to each other.

図5(E)を参照する。液晶セルのセグメント基板30上に偏光膜付基板50を、螺旋状パターンを有する偏光膜54がセルに接触する向きに重ね合わせる。また、コモン基板20上に偏光膜付基板60を、放射状パターンを有する偏光膜64がセルに接触する向きに重ね合わせる。重ね合わせにおいては、基板20、30の法線方向から液晶セルを見たときに、偏光膜54、64の各螺旋状パターン、及び各放射状パターンの中心が一致するように、かつ、中心が画素外に配置されるように位置合わせを行う。更に、バックライト80を、たとえば液晶セルの偏光膜付基板50側に配置する。   Reference is made to FIG. A polarizing film-coated substrate 50 is superposed on the segment substrate 30 of the liquid crystal cell so that the polarizing film 54 having a spiral pattern contacts the cell. Further, the polarizing film-coated substrate 60 is superposed on the common substrate 20 in such a direction that the polarizing film 64 having a radial pattern contacts the cell. In the superposition, when the liquid crystal cell is viewed from the normal direction of the substrates 20 and 30, the spiral patterns of the polarizing films 54 and 64 and the centers of the radial patterns coincide with each other, and the center is the pixel. Align so that it is placed outside. Furthermore, the backlight 80 is arrange | positioned at the board | substrate 50 side with a polarizing film of a liquid crystal cell, for example.

図2(B)及び図3(B)を参照して、偏光膜付基板50、60の配置について詳細に説明する。両図において、点線で示す正方形のパターンが1つの画素(セグメント電極33の形成位置)を示す。偏光膜付基板50、60は、螺旋状、放射状の偏光膜パターンがドットマトリクスの画素パターンと対応する位置に設置される。たとえば基板20、30の法線方向から見たとき、螺旋状、放射状の各パターンと、4つの画素とが対応するように、基板30、20上に偏光膜付基板50、60を配置する。   With reference to FIG. 2 (B) and FIG. 3 (B), the arrangement of the polarizing film-coated substrates 50 and 60 will be described in detail. In both figures, a square pattern indicated by a dotted line indicates one pixel (formation position of the segment electrode 33). The polarizing film-coated substrates 50 and 60 are installed at positions where the spiral and radial polarizing film patterns correspond to the pixel patterns of the dot matrix. For example, when viewed from the normal direction of the substrates 20 and 30, the polarizing film-coated substrates 50 and 60 are arranged on the substrates 30 and 20 so that the spiral and radial patterns correspond to the four pixels.

第1の実施例による液晶表示素子の概略的な断面は、図5(E)に示されるように、相互に平行に対向配置されたコモン基板20、セグメント基板30、両基板20、30間に挟持された液晶層40、及び、偏光膜付基板50、60を含んで構成される。   As shown in FIG. 5E, a schematic cross section of the liquid crystal display element according to the first embodiment is shown between a common substrate 20, a segment substrate 30, and both substrates 20, 30 arranged opposite to each other. It is configured to include the sandwiched liquid crystal layer 40 and the substrates 50 and 60 with polarizing films.

コモン基板20は、ガラス基板21、及びガラス基板21上にITOで形成された透明電極(コモン電極)23を含む。セグメント基板30は、ガラス基板31、及びガラス基板31上にITOで形成された透明電極(セグメント電極)33を含む。液晶層40は、アモルファス配向する(液晶分子の配向状態がランダムである)TN型の液晶層である。   The common substrate 20 includes a glass substrate 21 and a transparent electrode (common electrode) 23 formed of ITO on the glass substrate 21. The segment substrate 30 includes a glass substrate 31 and a transparent electrode (segment electrode) 33 formed on the glass substrate 31 with ITO. The liquid crystal layer 40 is a TN liquid crystal layer that is amorphously aligned (the alignment state of liquid crystal molecules is random).

コモン基板20、セグメント基板30の液晶層40と反対側の面には、それぞれ偏光膜付基板60、50が配置される。偏光膜付基板50は、ガラス基板51、及びガラス基板51上に形成された偏光膜54を含む。偏光膜54は、直交する2方向に一定間隔で螺旋状のパターンが形成された金属偏光膜である。また、偏光膜付基板60は、ガラス基板61、及びガラス基板61上に形成された偏光膜64を含む。偏光膜64は、直交する2方向に、偏光膜54の螺旋状パターンの形成間隔と等しい一定間隔で、放射状のパターンが形成された金属偏光膜である。偏光膜付基板50、60は、それぞれ偏光膜54、64が、セグメント基板30、コモン基板20のガラス基板31、21と接するように配置される。偏光膜54、64は、偏光機能を有する金属膜であり、それぞれ金属線部分(ライン部分)に沿って、螺旋状パターン、放射状パターンに偏光軸が配置されている。   On the surface of the common substrate 20 and the segment substrate 30 opposite to the liquid crystal layer 40, substrates with polarizing films 60 and 50 are disposed, respectively. The substrate 50 with a polarizing film includes a glass substrate 51 and a polarizing film 54 formed on the glass substrate 51. The polarizing film 54 is a metal polarizing film in which a spiral pattern is formed at regular intervals in two orthogonal directions. The polarizing film-coated substrate 60 includes a glass substrate 61 and a polarizing film 64 formed on the glass substrate 61. The polarizing film 64 is a metal polarizing film in which radial patterns are formed at constant intervals equal to the formation interval of the spiral pattern of the polarizing film 54 in two orthogonal directions. The polarizing film-attached substrates 50 and 60 are disposed so that the polarizing films 54 and 64 are in contact with the segment substrates 30 and the glass substrates 31 and 21 of the common substrate 20, respectively. The polarization films 54 and 64 are metal films having a polarization function, and the polarization axes are arranged in a spiral pattern and a radial pattern along the metal line portion (line portion), respectively.

バックライト80は、液晶セルの偏光膜付基板50側に配置される。第1の実施例による液晶表示素子は、ノーマリホワイトモードの液晶表示素子である。   The backlight 80 is disposed on the polarizing film-coated substrate 50 side of the liquid crystal cell. The liquid crystal display element according to the first embodiment is a normally white mode liquid crystal display element.

第1の実施例による液晶表示素子を、偏光膜付基板50、60の法線方向から見た場合、それぞれ図2(B)及び図3(B)に示すように、縦横2つずつ、計4つの画素で構成される1単位に偏光膜54、64の各螺旋状パターン、及び各放射状パターンが対応して配設される。各螺旋状及び放射状パターンの中心は一致して、当該4つの画素の中央となる画素外の1点に配置される。   When the liquid crystal display element according to the first embodiment is viewed from the normal direction of the polarizing film-coated substrates 50 and 60, as shown in FIG. 2B and FIG. Each spiral pattern and each radial pattern of the polarizing films 54 and 64 are arranged corresponding to one unit composed of four pixels. The centers of the spiral and radial patterns coincide with each other and are arranged at one point outside the pixel, which is the center of the four pixels.

図6に、第1の実施例による液晶表示素子の等コントラスト曲線を示す。円の周方向に沿う0°、90°、180°、270°の方位角、及び、円の半径方向に沿う0°〜50°の傾き角度の意味するところは、図9における場合と等しい。また、コントラストが10、20、50となる等コントラスト曲線の表示方法も図9における場合と同じである。   FIG. 6 shows an isocontrast curve of the liquid crystal display device according to the first embodiment. The meanings of azimuth angles of 0 °, 90 °, 180 °, 270 ° along the circumferential direction of the circle, and inclination angles of 0 ° to 50 ° along the radial direction of the circle are the same as those in FIG. The display method of the isocontrast curve with the contrast of 10, 20, 50 is the same as in FIG.

極めて広い視角特性を示しているのがわかる。第1の実施例による液晶表示素子は、いずれの方位、方向から見ても反転表示や中間調表示のない、良好な表示を実現することができる。   It can be seen that the viewing angle characteristic is extremely wide. The liquid crystal display element according to the first embodiment can realize a good display without inversion display or halftone display when viewed from any orientation and direction.

図7(A)〜(E)を参照して、第2の実施例による液晶表示素子の製造方法を説明する。第3の実施例による液晶表示素子においては、セグメントガラス基板31、コモンガラス基板21の液晶層40側に、直接偏光膜54、偏光膜64を形成する。   With reference to FIGS. 7A to 7E, a method of manufacturing a liquid crystal display device according to the second embodiment will be described. In the liquid crystal display device according to the third embodiment, the polarizing film 54 and the polarizing film 64 are directly formed on the liquid crystal layer 40 side of the segment glass substrate 31 and the common glass substrate 21.

図7(A)を参照する。透明基板、たとえば厚さ0.7mmtのガラス基板31上に、Mo膜を成膜し、これをパターニング等して、螺旋状のパターンを有する偏光膜54を形成する。形成方法や形成厚さ等は第1の実施例における偏光膜54の場合と同様である。その後、偏光膜54上に絶縁膜55を形成する。絶縁膜55の形成は、たとえばSUSで形成されたマスクを用いたスパッタ、CVD、印刷等で行うことができる。第2の実施例においては、フレキソ印刷したレジスト材料をマスクとしてSiOをスパッタし、リフトオフ法を用いて、必要な部分の偏光膜54上にのみ絶縁膜55パターンを形成した。 Reference is made to FIG. A Mo film is formed on a transparent substrate, for example, a glass substrate 31 having a thickness of 0.7 mm, and this is patterned to form a polarizing film 54 having a spiral pattern. The formation method, the formation thickness, and the like are the same as those of the polarizing film 54 in the first embodiment. Thereafter, an insulating film 55 is formed on the polarizing film 54. The insulating film 55 can be formed by sputtering, CVD, printing, or the like using a mask formed of SUS, for example. In the second embodiment, SiO 2 was sputtered using a flexographically-printed resist material as a mask, and an insulating film 55 pattern was formed only on a necessary portion of the polarizing film 54 using a lift-off method.

図7(B)を参照する。図5(A)及び(B)を参照して説明した工程と同様の工程により、絶縁膜55上にITO膜を形成し、パターニング等を行って、ドットマトリクスパターンの透明電極(セグメント電極)33を形成する。ここで、ガラス基板31の法線方向から見た場合、第1の実施例を説明するに当たって、図2(B)に示したように、縦横2つずつ、計4つのドットマトリクス電極で構成される1単位に偏光膜54の各螺旋状パターンを対応して配設する。各螺旋状パターンの中心は、当該4つのドットマトリクス電極の中央となるドットマトリクス電極外の1点に配置される。   Reference is made to FIG. A transparent electrode (segment electrode) 33 having a dot matrix pattern is formed by forming an ITO film on the insulating film 55 and performing patterning or the like by a process similar to the process described with reference to FIGS. Form. Here, when viewed from the normal direction of the glass substrate 31, in explaining the first embodiment, as shown in FIG. 2 (B), it is composed of a total of four dot matrix electrodes, two vertically and two horizontally. Each spiral pattern of the polarizing film 54 is arranged corresponding to one unit. The center of each spiral pattern is arranged at one point outside the dot matrix electrode, which is the center of the four dot matrix electrodes.

こうして、ガラス基板31、偏光膜54、絶縁膜55、及び透明電極33を含んで構成されるセグメント基板30を得る。なお、セグメント基板30には、TFTマトリクスを形成してもよい。   Thus, the segment substrate 30 including the glass substrate 31, the polarizing film 54, the insulating film 55, and the transparent electrode 33 is obtained. Note that a TFT matrix may be formed on the segment substrate 30.

図7(C)及び(D)を参照する。図4(A)及び(B)を参照して説明した工程と同様の工程により、コモン基板20を作製する。コモン基板20は、ガラス基板21、ガラス基板21上に形成され、放射状パターンをもつ偏光膜64、偏光膜64上に形成された絶縁膜65、及び絶縁膜65上に形成された透明電極(コモン電極)23を備える。なお、コモン基板20にはカラーフィルタパターンを形成することができる。   Refer to FIGS. 7C and 7D. The common substrate 20 is manufactured by a process similar to the process described with reference to FIGS. The common substrate 20 is formed on the glass substrate 21, the polarizing substrate 64 having a radial pattern, the insulating film 65 formed on the polarizing film 64, and the transparent electrode (common) formed on the insulating film 65. Electrode) 23. A color filter pattern can be formed on the common substrate 20.

セグメント基板30及びコモン基板20に、配向処理を施す。セグメント基板30の偏光膜54パターンと対応する位置に、螺旋円状パターンもしくは同心円状パターンの配向処理を施す。また、コモン基板20の偏光膜64パターンと対応する位置に、偏光膜64の放射状パターンに等しい放射状パターンの配向処理を施す。セグメント基板30に放射状パターン、コモン基板20に同心円状パターンの配向処理を施してもよい。配向処理には、たとえば特許文献3に記載の方法を用いることができる。このような配向処理により、液晶層の液晶分子を螺旋状に配向させることができる。   An alignment process is performed on the segment substrate 30 and the common substrate 20. At the position corresponding to the pattern of the polarizing film 54 on the segment substrate 30, an orientation process of a spiral circular pattern or a concentric circular pattern is performed. Further, the alignment process of the radial pattern equal to the radial pattern of the polarizing film 64 is performed at a position corresponding to the polarizing film 64 pattern of the common substrate 20. The segment substrate 30 may be subjected to an alignment process of a radial pattern and the common substrate 20 may be subjected to a concentric pattern alignment process. For example, the method described in Patent Document 3 can be used for the alignment treatment. By such an alignment treatment, the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer can be spirally aligned.

図7(E)を参照する。透明電極33、23が向き合うように平行に対向配置したセグメント基板30及びコモン基板20間に挟持される液晶層40を、液晶滴下注入法(ODF)で形成し、液晶セルを作製する。一方の基板、たとえばセグメント基板30上に、閉じられた形状のメインシールパターンを印刷し、他方の基板、たとえばコモン基板20上にギャップコントロール剤を散布する。あらかじめリブを形成した基板を用いてもよい。そしてシールパターンの内側に所定量の液晶を滴下し、真空中で両基板を重ね合わせる。   Reference is made to FIG. The liquid crystal layer 40 sandwiched between the segment substrate 30 and the common substrate 20 which are arranged to face each other in parallel so that the transparent electrodes 33 and 23 face each other is formed by a liquid crystal dropping injection method (ODF) to produce a liquid crystal cell. A main seal pattern having a closed shape is printed on one substrate, for example, the segment substrate 30, and a gap control agent is sprayed on the other substrate, for example, the common substrate 20. A substrate on which ribs are formed in advance may be used. Then, a predetermined amount of liquid crystal is dropped inside the seal pattern, and both substrates are superposed in a vacuum.

両基板20、30の重ね合わせに当たり、偏光膜54、64の各螺旋状パターン、及び各放射状パターンは、たとえば図2(B)及び図3(B)に示されるように、第1の実施例と同様に配置される。   When the two substrates 20 and 30 are overlapped, the spiral patterns and the radial patterns of the polarizing films 54 and 64 are the same as those in the first embodiment as shown in FIGS. 2B and 3B, for example. Arranged in the same way.

バックライト80は、液晶セルのセグメント基板30側に配置される。   The backlight 80 is disposed on the segment substrate 30 side of the liquid crystal cell.

こうして作製される第2の実施例による液晶表示素子は、たとえばノーマリホワイトモードのTN型液晶表示素子である。   The liquid crystal display element according to the second embodiment thus manufactured is, for example, a normally white mode TN liquid crystal display element.

図8に、第2の実施例による液晶表示素子の等コントラスト曲線を示す。円の周方向に沿う0°、90°、180°、270°の方位角、及び、円の半径方向に沿う0°〜50°の傾き角度の意味するところは、図6及び図9における場合と等しい。また、コントラストが10、20、50となる等コントラスト曲線の表示方法も図6及び図9における場合と同じである。   FIG. 8 shows isocontrast curves of the liquid crystal display device according to the second embodiment. The meanings of the azimuth angles of 0 °, 90 °, 180 °, 270 ° along the circumferential direction of the circle, and the inclination angle of 0 ° to 50 ° along the radial direction of the circle are the cases in FIGS. Is equal to Further, the display method of the isocontrast curve with the contrast of 10, 20, 50 is the same as that in FIGS.

極めて広い視角特性を示しており、いずれの方位から見ても高コントラスト比の表示が得られることがわかる。TNモードの液晶表示素子においては、最高水準の視角特性を実現することができると考えられる。   It shows an extremely wide viewing angle characteristic, and it can be seen that a display with a high contrast ratio can be obtained from any orientation. In the TN mode liquid crystal display element, it is considered that the highest viewing angle characteristic can be realized.

第1及び第2の実施例による液晶表示素子においては、延伸フィルム型の偏光板ではなく、金属膜を、線間距離が光の波長以下である極めて細い線状にパターニングした、ワイヤーグリッドタイプの偏光膜を用いて、光を偏光させる。このため、液晶表示素子の信頼性を向上させることができる。ガラス基板の液晶層側に偏光膜が配置されている第2の実施例においては、湿度の影響を受けないため信頼性が一層高まる。   In the liquid crystal display elements according to the first and second embodiments, not a stretched film type polarizing plate, but a metal film is patterned into an extremely thin line having a line-to-line distance equal to or less than the wavelength of light. Light is polarized using a polarizing film. For this reason, the reliability of a liquid crystal display element can be improved. In the second embodiment in which the polarizing film is disposed on the liquid crystal layer side of the glass substrate, the reliability is further enhanced because it is not affected by humidity.

また、第1及び第2の実施例による液晶表示素子においては、液晶層40を挟んで、螺旋状パターンを備える偏光膜54と放射状パターンを有する偏光膜64とが配置されている。偏光膜54、64の偏光軸方向は各パターンのラインに沿う。偏光膜の視角による光抜けを防止することができるため、液晶表示素子の視角特性を飛躍的に向上させることができる。偏光膜パターンに対応する、または類似する配向処理を施した場合には、一層高い視角改善効果を得ることができる。   In the liquid crystal display elements according to the first and second embodiments, the polarizing film 54 having a spiral pattern and the polarizing film 64 having a radial pattern are arranged with the liquid crystal layer 40 interposed therebetween. The polarization axes of the polarizing films 54 and 64 are along the lines of each pattern. Since light leakage due to the viewing angle of the polarizing film can be prevented, the viewing angle characteristics of the liquid crystal display element can be dramatically improved. When an alignment treatment corresponding to or similar to the polarizing film pattern is performed, a higher viewing angle improvement effect can be obtained.

実施例においては、螺旋状及び放射状パターンによる1つの画素内における偏光方向の変化(相違)は約90°である。1つの画素内で偏光膜偏光軸がずれる角度を90°としたことで、どの方向から観察した場合にも、等方的な視角特性を得ることができる。たとえば約180°、270°、360°となるように、螺旋状及び放射状パターン同士を一対として設定しても同様の効果が得られる。この場合、放射状同士よりも螺旋状同士の方が、開口率を高めやすいため好ましい。   In the embodiment, the change (difference) in the polarization direction within one pixel due to the spiral and radial patterns is about 90 °. By setting the angle at which the polarization axis of the polarizing film shifts within one pixel to 90 °, isotropic viewing angle characteristics can be obtained from any direction. For example, the same effect can be obtained even if the spiral and radial patterns are set as a pair so as to be about 180 °, 270 °, and 360 °. In this case, spirals are more preferable than radials because the aperture ratio can be easily increased.

また、第1及び第2の実施例による液晶表示素子においては、螺旋状及び放射状の偏光膜パターンの中心部を画素の外に配置している。このような構成を採用することにより、螺旋状及び放射状パターンの中心部近傍では十分な偏光度を得にくいという問題や、観察方位(視角)を変化させたときに、偏光軸のなす角度が90°からずれやすくなるという問題を回避することができる。また、光透過率の低い螺旋状及び放射状パターンの中心部近傍を画素外に配置することで、明るい表示を実現することができる。   In the liquid crystal display elements according to the first and second embodiments, the central portions of the spiral and radial polarizing film patterns are arranged outside the pixels. By adopting such a configuration, there is a problem that it is difficult to obtain a sufficient degree of polarization near the center of the spiral and radial patterns, and when the observation azimuth (viewing angle) is changed, the angle formed by the polarization axis is 90. The problem of easily deviating from the angle can be avoided. In addition, a bright display can be realized by disposing the vicinity of the central portion of the spiral and radial patterns having low light transmittance outside the pixel.

第1及び第2の実施例による液晶表示素子は、液晶層40とバックライト80との間に金属偏光膜54があるため、バックライト80を出射した光のうち、偏光膜54を透過しない偏光成分は、偏光膜54表面でバックライト80側に反射された後、偏光解消しながら再反射、再利用される。このため、実施例による液晶表示素子は、高輝度で表示を行うことができる。   Since the liquid crystal display elements according to the first and second embodiments have the metal polarizing film 54 between the liquid crystal layer 40 and the backlight 80, the polarized light that does not pass through the polarizing film 54 out of the light emitted from the backlight 80. The component is reflected on the surface of the polarizing film 54 toward the backlight 80 and then re-reflected and reused while depolarizing. For this reason, the liquid crystal display element according to the embodiment can perform display with high luminance.

また、第1及び第2の実施例による液晶表示素子の製造方法においては、高精度のスタンパを用いてパターンを転写する技術(ナノインプリント技術)を利用したので、螺旋状及び放射状のマスターパターンを一度作れば、あとは一軸偏光板を作製する工程と同様の工程を用いることができる。すなわちワイヤーグリッドタイプの偏光膜を作製するにあたっては、マスクまたはスタンパのパターンを変えるだけでよいので、一軸偏光板を作製する場合と比較して、追加工程がない。   Further, in the method for manufacturing the liquid crystal display element according to the first and second embodiments, a technique for transferring a pattern using a high-precision stamper (nanoimprint technique) is used. Once made, the same process as the process for producing the uniaxial polarizing plate can be used. That is, in producing the wire grid type polarizing film, it is only necessary to change the pattern of the mask or stamper, so there is no additional process compared to the case of producing a uniaxial polarizing plate.

さらに、第1及び第2の実施例による液晶表示素子の製造方法においては、円状ではなく螺旋状のパターンを用いるため、ナノインプリント技術でのモールド転写工程(押し付け工程)において、レジストが流れを作ることが可能となり、モールドとガラス基板上のレジストとの間に気泡が残留する可能性が著しく低くなる。よって、常に良好な偏光板を作成することができるとともに、歩留まりを向上させることができる。   Furthermore, in the liquid crystal display device manufacturing method according to the first and second embodiments, a spiral pattern is used instead of a circle, so that the resist creates a flow in the mold transfer process (pressing process) in the nanoimprint technology. And the possibility of bubbles remaining between the mold and the resist on the glass substrate is significantly reduced. Therefore, it is possible to always produce a good polarizing plate and improve the yield.

以上、実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。   As mentioned above, although this invention was demonstrated along the Example, this invention is not limited to these.

たとえば、実施例においては、TN型の液晶表示素子について説明したが、垂直配向型の液晶表示素子でもよい。   For example, in the embodiments, a TN liquid crystal display element has been described. However, a vertical alignment liquid crystal display element may be used.

また、実施例は、一方の基板側に螺旋状パターンの偏光膜を配置し、他方の基板側に放射状パターンの偏光膜を配置することによって、ノーマリホワイトタイプの液晶表示素子としたが、双方の基板側に螺旋状パターンの偏光膜を配置する、または双方の基板側に放射状パターンの偏光膜を配置することによって、ノーマリブラックタイプの液晶表示素子とすることができる。ノーマリブラックタイプの液晶表示素子の場合、液晶セルの厚さを厚くして液晶層のリターデーションを大きくした方が、高コントラスト比を得やすい。   Moreover, although the Example arrange | positioned the polarizing film of the spiral pattern on the one board | substrate side, and arrange | positions the polarizing film of the radial pattern on the other board | substrate side, it was set as the normally white type liquid crystal display element, A normally black type liquid crystal display element can be obtained by arranging a polarizing film with a spiral pattern on the substrate side or by arranging a polarizing film with a radial pattern on both substrate sides. In the case of a normally black type liquid crystal display element, it is easier to obtain a high contrast ratio when the thickness of the liquid crystal cell is increased to increase the retardation of the liquid crystal layer.

偏光膜パターンは真円状の螺旋状に限らず、楕円状の螺旋状又は螺旋状の多角形でもよい。それらの多角形や楕円は、パターン中心の周囲に回転させなくても、拡大または縮小することで相互に重なり合うように配置される。たとえば楕円状パターンの偏光膜と放射状パターンの偏光膜とを組み合わせる場合、楕円状パターンの各ラインと直交する略放射状パターンの偏光膜を形成する。多角形状パターンの偏光膜と放射状パターンの偏光膜とを組み合わせる場合は、多角形状パターンの各辺と直交する平行線の集合体とした略放射状パターンの偏光膜を形成する。たとえば画素形状が長方形である場合、または一対の偏光膜パターンに対応するドットマトリクスの集合が長方形状である場合に、楕円状パターンの偏光膜と略放射状パターンの偏光膜との組み合わせが有効であろう。   The polarizing film pattern is not limited to a perfect circular spiral, but may be an elliptical spiral or a spiral polygon. These polygons and ellipses are arranged so as to overlap each other by being enlarged or reduced without being rotated around the pattern center. For example, when combining an elliptical pattern polarizing film and a radial pattern polarizing film, a substantially radial pattern polarizing film orthogonal to each line of the elliptical pattern is formed. When combining a polarizing film with a polygonal pattern and a polarizing film with a radial pattern, a polarizing film with a substantially radial pattern is formed as an assembly of parallel lines orthogonal to each side of the polygonal pattern. For example, when the pixel shape is rectangular, or when the set of dot matrices corresponding to a pair of polarizing film patterns is rectangular, a combination of an elliptical pattern polarizing film and a substantially radial pattern polarizing film is effective. Let's go.

なお、前述のように、コモン基板20またはセグメント基板30に、偏光膜パターンに対応する、または類似する配向処理を施した場合、たとえば偏光膜が螺旋楕円状パターンを備えるときは当該パターンに対応する螺旋楕円状又は同心楕円状パターンに配向処理を施して、液晶分子の配向状態を螺旋楕円状又は同心楕円状とした場合には、一層高い視角改善効果を得ることができる。偏光膜パターンが螺旋多角形状であるときも同様で、液晶分子の配向状態を対応する螺旋多角形状又は同心多角形状とすることにより、優れた視角改善効果を得ることができる。両基板20、30側の偏光膜パターンがともに放射状、または略放射状である場合、対応する放射状、または略放射状パターンに配向処理を施して、液晶分子の配向状態を放射状、または略放射状とすればよい。   As described above, when the common substrate 20 or the segment substrate 30 is subjected to an alignment treatment corresponding to or similar to the polarizing film pattern, for example, when the polarizing film has a spiral elliptical pattern, it corresponds to the pattern. When an orientation treatment is performed on the spiral ellipse or concentric ellipse pattern and the orientation state of the liquid crystal molecules is changed to a spiral ellipse or concentric ellipse, a higher viewing angle improvement effect can be obtained. The same applies to the case where the polarizing film pattern has a helical polygonal shape, and an excellent viewing angle improvement effect can be obtained by setting the alignment state of the liquid crystal molecules to the corresponding helical polygonal shape or concentric polygonal shape. When the polarizing film patterns on both the substrates 20 and 30 side are both radial or substantially radial, the alignment process of the liquid crystal molecules is made radial or substantially radial by applying alignment treatment to the corresponding radial or substantially radial pattern. Good.

また、実施例においては、偏光膜の螺旋状パターンは半径方向に0.2μmのパターンピッチで形成されていたが、ライン幅とスリット幅とをほぼ等しくする場合、パターンピッチは0.1μmより大きく、0.4μmより小さくすることができる。パターンピッチが0.1μm以下になると可視光に対する偏光度が低下する。また、0.4μm以上になると干渉色が観察される。楕円状パターン、多角形状パターンの場合も同様である。   In the embodiment, the spiral pattern of the polarizing film is formed with a pattern pitch of 0.2 μm in the radial direction. However, when the line width and the slit width are substantially equal, the pattern pitch is larger than 0.1 μm. , Smaller than 0.4 μm. When the pattern pitch is 0.1 μm or less, the degree of polarization with respect to visible light decreases. Moreover, when it becomes 0.4 micrometer or more, an interference color is observed. The same applies to an elliptical pattern and a polygonal pattern.

延伸フィルム型の一軸偏光板を用いる液晶表示素子の製造工程においては、一軸偏光板を切り出し小割した液晶セルに個別に貼る工程が必要であるが、実施例による液晶表示素子の製造方法においては、基板上に偏光膜を形成するため、一軸偏光板の貼付工程が不要となる。したがって、高い生産効率と低コストによる製造とを実現することができる。特に液晶セルをODFで作製する場合、大きな利点となる。   In the manufacturing process of a liquid crystal display element using a stretched film type uniaxial polarizing plate, a process of cutting out a uniaxial polarizing plate and individually sticking it to a liquid crystal cell is necessary. Since the polarizing film is formed on the substrate, the step of attaching the uniaxial polarizing plate is not necessary. Therefore, high production efficiency and low-cost manufacturing can be realized. In particular, when a liquid crystal cell is manufactured by ODF, it is a great advantage.

その他、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者には自明であろう。     It will be apparent to those skilled in the art that other various modifications, improvements, combinations, and the like are possible.

たとえば車載用ディスプレイ、遊戯用表示、携帯電話・DSC用表示、オーディオ表示、パソコンモニタ表示、液晶テレビ表示、モバイルテレビ表示など液晶ディスプレイ関連全般に利用可能である。殊に、広視角表示、高信頼性が求められる液晶表示素子に好適に利用できる。   For example, it can be used for all types of liquid crystal displays such as in-vehicle displays, display for games, mobile phone / DSC displays, audio displays, personal computer monitor displays, liquid crystal TV displays, and mobile TV displays. In particular, it can be suitably used for a liquid crystal display element that requires wide viewing angle display and high reliability.

20 コモン基板
21 ガラス基板
22 ITO膜
23 透明電極
30 セグメント基板
31 ガラス基板
32 ITO膜
33 透明電極
40 液晶層
50 偏光膜付基板
51 ガラス基板
52 金属膜
53 レジスト膜
54 偏光膜
55 絶縁膜
60 偏光膜付基板
61 ガラス基板
62 金属膜
64 偏光膜
65 絶縁膜
70a、70b マスクパターン
80 バックライト
90 モールド
91 シリコン基板
92 熱酸化SiO
93 レジスト膜
95 クロム膜
20 common substrate 21 glass substrate 22 ITO film 23 transparent electrode 30 segment substrate 31 glass substrate 32 ITO film 33 transparent electrode 40 liquid crystal layer 50 substrate with polarizing film
51 glass substrate 52 metal film 53 resist film 54 polarizing film 55 insulating film 60 substrate with polarizing film 61 glass substrate 62 metal film 64 polarizing film 65 insulating films 70a and 70b mask pattern 80 backlight 90 mold 91 silicon substrate 92 thermally oxidized SiO 2 Film 93 Resist film 95 Chromium film

Claims (6)

複数の螺旋状パターンまたは放射状パターンをもつ第1の偏光膜、及び第1の透明電極を備える第1の透明基板と、
前記第1の透明基板に対向配置され、複数の螺旋状パターンまたは放射状パターンをもつ第2の偏光膜、及び第2の透明電極を備える第2の透明基板と、
前記第1の透明基板と前記第2の透明基板との間に挟持された液晶層と
を有し、
前記第1及び第2の透明基板の法線方向から見たとき、
前記第1の透明電極と前記第2の透明電極とが対向する位置に画素が画定され、
前記第1の偏光膜の螺旋状パターンまたは放射状パターンの中心と、前記第2の偏光膜の螺旋状パターンまたは放射状パターンの中心とが一致し、かつ、前記画素外に配置されている液晶表示素子。
A first transparent substrate comprising a first polarizing film having a plurality of spiral patterns or radial patterns, and a first transparent electrode;
A second transparent substrate comprising a second polarizing film disposed opposite to the first transparent substrate and having a plurality of spiral patterns or radial patterns, and a second transparent electrode;
A liquid crystal layer sandwiched between the first transparent substrate and the second transparent substrate;
When viewed from the normal direction of the first and second transparent substrates,
A pixel is defined at a position where the first transparent electrode and the second transparent electrode face each other,
A liquid crystal display element in which the center of the spiral pattern or radial pattern of the first polarizing film coincides with the center of the spiral pattern or radial pattern of the second polarizing film and is arranged outside the pixel .
前記第1または第2の偏光膜の螺旋状パターンが、螺旋状に形成された円パターン、楕円パターン、または多角形パターンである請求項1記載の液晶表示素子。   The liquid crystal display element according to claim 1, wherein the spiral pattern of the first or second polarizing film is a spiral pattern, an elliptical pattern, or a polygonal pattern. 前記第1または第2の偏光膜の螺旋状パターンの、半径方向に沿うパターンピッチが、0.1μmより大きく、0.4μmより小さい請求項1又は2記載の液晶表示素子。 3. The liquid crystal display element according to claim 1, wherein a pattern pitch along a radial direction of the spiral pattern of the first or second polarizing film is larger than 0.1 μm and smaller than 0.4 μm. (a)第1の透明電極の形成された第1の透明基板、第2の透明電極の形成された第2の透明基板、及び前記第1及び第2の透明基板間に挟持された液晶層を備え、前記第1及び第2の透明基板の法線方向から見たとき、前記第1の透明電極と前記第2の透明電極とが対向する位置に画素が画定される液晶セルを準備する工程と、
(b)前記第1の透明基板に、複数の螺旋状パターンまたは放射状パターンをもつ第1の偏光膜を配置し、前記第2の透明基板に、複数の螺旋状パターンまたは放射状パターンをもつ第2の偏光膜を配置する工程と
を有し、
前記工程(b)において、前記第1及び第2の透明基板の法線方向から見たとき、前記第1の偏光膜の螺旋状パターンまたは放射状パターンの中心と、前記第2の偏光膜の螺旋状パターンまたは放射状パターンの中心とを一致させ、かつ、前記画素外に配置する液晶表示素子の製造方法。
(A) a first transparent substrate on which a first transparent electrode is formed, a second transparent substrate on which a second transparent electrode is formed, and a liquid crystal layer sandwiched between the first and second transparent substrates And a liquid crystal cell in which a pixel is defined at a position where the first transparent electrode and the second transparent electrode face each other when viewed from the normal direction of the first and second transparent substrates. Process,
(B) A first polarizing film having a plurality of spiral patterns or radial patterns is disposed on the first transparent substrate, and a second having a plurality of spiral patterns or radial patterns on the second transparent substrate. A step of disposing a polarizing film of
Wherein in the step (b), wherein when viewed from the first and the normal direction of the second transparent substrate, and the center of the spiral pattern or a radial pattern of the first polarizing film, the spiral of the second polarizing film A method for manufacturing a liquid crystal display element, wherein the center of a pattern or a radial pattern is made coincident and is arranged outside the pixel.
前記偏光膜が、前記透明基板と前記透明電極の間に形成され、かつ前記透明電極との間には絶縁膜を介して形成されていることを特徴とする請求項4記載の液晶表示素子の製造方法。   5. The liquid crystal display element according to claim 4, wherein the polarizing film is formed between the transparent substrate and the transparent electrode, and is formed between the transparent electrode via an insulating film. Production method. 前記偏光膜の螺旋状又は放射状パターンは、ナノインプリント技術により転写形成される請求項4又は5記載の液晶表示素子の製造方法。
6. The method of manufacturing a liquid crystal display element according to claim 4, wherein the spiral or radial pattern of the polarizing film is transferred and formed by a nanoimprint technique.
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