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JPH11218763A - Manufacturing method of liquid crystal display element - Google Patents

Manufacturing method of liquid crystal display element

Info

Publication number
JPH11218763A
JPH11218763A JP2173398A JP2173398A JPH11218763A JP H11218763 A JPH11218763 A JP H11218763A JP 2173398 A JP2173398 A JP 2173398A JP 2173398 A JP2173398 A JP 2173398A JP H11218763 A JPH11218763 A JP H11218763A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
grating
crystal display
alignment film
film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2173398A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kotaro Araya
康太郎 荒谷
Yasushi Tomioka
冨岡  安
Shinichi Komura
真一 小村
Takumi Ueno
巧 上野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2173398A priority Critical patent/JPH11218763A/en
Publication of JPH11218763A publication Critical patent/JPH11218763A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】グレーティング形状の配向膜を有する液晶表示
素子を提供する。 【解決手段】液晶配向膜を有する一対のガラス基板間に
液晶が挟持された液晶表示素子の製造方法であって、液
晶と接するガラス基板表面上にある光重合性モノマーに
グレーティング状のパターン光照射を施すことにより前
記液晶配向膜を形成する工程を備えたことを特徴とする
液晶表示素子の製造方法を提供する。
(57) Abstract: A liquid crystal display device having a grating-shaped alignment film is provided. A method of manufacturing a liquid crystal display element in which liquid crystal is sandwiched between a pair of glass substrates having a liquid crystal alignment film, wherein a photopolymerizable monomer on a surface of a glass substrate in contact with the liquid crystal is irradiated with grating-like pattern light. And forming a liquid crystal alignment film by applying the method.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータ等の
モニタ部分に用いられる液晶表示素子に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device used for a monitor of a computer or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶表示素子は、二枚の電極付きガラス
基板の間隙に液晶層を設け、電気光学効果により、文
字,数字,図,絵などを表示する装置として既に知られ
ている。現在知られているTN(Twisted Nematic),
STN(Supertwisted Nematic),FLC(Ferroelectr
ic Liquid crystal),IPS(In-Plane switching)
モードなどの液晶表示素子の製造方法は、二枚の電極付
きガラス基板上にラビングなどの配向処理を設け、その
基板上にスペーサービーズを散布しシール剤を用いて基
板をはりあわせ、その基板の間隙に液晶材料を注入する
工程を経る。
2. Description of the Related Art A liquid crystal display device is already known as a device in which a liquid crystal layer is provided in a gap between two glass substrates with electrodes and characters, numerals, figures, pictures, etc. are displayed by an electro-optic effect. Currently known TN (Twisted Nematic),
STN (Supertwisted Nematic), FLC (Ferroelectr
ic Liquid crystal), IPS (In-Plane switching)
In the method of manufacturing a liquid crystal display element such as a mode, an alignment process such as rubbing is provided on a glass substrate with two electrodes, spacer beads are scattered on the substrate, and the substrates are bonded together using a sealant. Through a step of injecting a liquid crystal material into the gap.

【0003】現在、この配向処理には、ポリイミド,ポ
リビニルアルコール等からなる高分子膜を透明電極上に
形成した後、その表面を布等を取り付けたローラーを用
いて擦ることにより表面に配向能を付与するラビング法
が最も頻繁に使用されている。
At present, in this alignment treatment, a polymer film made of polyimide, polyvinyl alcohol, or the like is formed on a transparent electrode, and the surface is rubbed with a roller to which a cloth or the like is attached so that the surface has an alignment ability. The applied rubbing method is most frequently used.

【0004】しかしながら、ラビング法には、ラビング
屑等が付着する汚染,液晶配向膜上において静電気の発
生等の問題点があり、特に、静電気の発生は、アクティ
ブマトリクス型の液晶表示素子のTFT(薄膜トランジ
スタ)を破壊してしまうため、新たな配向処理方法が望
まれている。
However, the rubbing method has problems such as contamination of rubbing dust and the like and generation of static electricity on the liquid crystal alignment film. In particular, the generation of static electricity is caused by the TFT (TFT) of an active matrix type liquid crystal display element. Therefore, a new alignment treatment method is desired because the thin film transistor is destroyed.

【0005】ラビング法に替わる配向処理方法として、
基板上の感光性ポリマーにグレーティング状の光を照射
し、一定の間隔をおいて直線状の溝を形成して液晶配向
能を生じせしめる方法(以下、グレーティング法と呼
ぶ)が知られている。このグレーティング法は、一定の
間隔をおいて形成した直線状の溝を有する基板上に液晶
分子をおいた場合、そのマクロな溝の沿った方向に液晶
分子が配向する事実(M.Nakamura ら、J.Appl.Phys,52,
210(1981))に基づいている。
[0005] As an alignment treatment method that can replace the rubbing method,
There is known a method of irradiating a photosensitive polymer on a substrate with light in the form of a grating to form linear grooves at regular intervals to generate liquid crystal alignment ability (hereinafter, referred to as a grating method). This grating method is based on the fact that when liquid crystal molecules are placed on a substrate having linear grooves formed at regular intervals, the liquid crystal molecules are aligned in the direction along the macro grooves (M. Nakamura et al., J. Appl. Phys, 52,
210 (1981)).

【0006】特開平1−210932号公報には、紫外線をポ
リイミド膜表面にパターン照射し、分解によりグレーテ
ィング状の溝を形成し配向処理を施す方法が開示されて
いる。また、特開平2−196219 号公報では、高分子膜の
表面にレーザー光を縞状に照射し、高分子を飛散せしめ
て高分子膜にグレーティング状の溝を形成し配向処理を
施す方法が開示されている。特開昭60−60624 号公報で
は、感光性ポリイミドの高分子膜に干渉光を照射し、架
橋反応を利用して高分子膜にグレーティング状の溝を形
成し配向処理を施す方法が開示されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-210932 discloses a method of irradiating a polyimide film surface with a pattern of ultraviolet rays, forming a grating-like groove by decomposition, and performing an alignment treatment. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-196219 discloses a method of irradiating the surface of a polymer film with a laser beam in a stripe shape, scattering the polymer, forming a grating-like groove in the polymer film, and performing an alignment treatment. Have been. Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-60624 discloses a method of irradiating a photosensitive polyimide polymer film with interference light, forming a grating-like groove in the polymer film using a crosslinking reaction, and performing an alignment treatment. I have.

【0007】これらの方法では、いずれも高分子膜を利
用しているため、高分子の薄膜形成工程,乾燥工程,露
光工程,未露光部あるいは照射部の除去工程等と工程数
が多く、さらにそれぞれの工程時間が長く生産性が悪い
という問題がある。また、露光量も大きくなくてはなら
ず、特にレーザー光を用いた場合、強いパワーのレーザ
ー光を照射する必要がある。さらには、再処理が困難な
高分子を扱っているため、部材の再利用は不可能でコス
ト高につながっている。特に、露光部分が分解あるいは
飛散する方法では全く再利用は考慮されていない。
In each of these methods, since a polymer film is used, the number of steps is large, including a polymer thin film forming step, a drying step, an exposure step, a step of removing an unexposed portion or an irradiated portion, and the like. There is a problem that each process time is long and productivity is poor. In addition, the amount of exposure must be large, and particularly when laser light is used, it is necessary to irradiate the laser light with high power. Furthermore, since polymers that are difficult to reprocess are handled, the members cannot be reused, leading to high costs. Particularly, in the method in which the exposed portion is decomposed or scattered, no reuse is considered.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、ラビ
ング法に替わる方法としてグレーティング法による配向
処理がこれまで数多く検討されているが、工程の煩雑
さ、多くの露光量を費やす点、そして部材のコスト高に
より、いまだラビング法に取って替わって実用化される
には至っていない。
As described above, a number of alignment treatments by the grating method have been studied as an alternative to the rubbing method. However, the process is complicated, a large amount of light is consumed, and the member is not easily processed. Due to the high cost of rubbing, the rubbing method has not yet been put to practical use.

【0009】本発明の目的は、このような問題に鑑み、
基板等の汚染を生じることなく、液晶分子に対して充分
な配向能を有するグレーティング状の液晶配向膜を、従
来のラビング方法と同程度に容易に形成でき、少ない露
光量で済み、部材の再利用が可能な液晶表示素子の製造
方法を提供する。
[0009] The object of the present invention is to address such a problem.
A grating-like liquid crystal alignment film having a sufficient alignment ability for liquid crystal molecules can be easily formed without causing contamination of the substrate and the like, as in the conventional rubbing method, requires only a small amount of exposure, and requires re-use of members. Provided is a method for manufacturing a liquid crystal display element that can be used.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、液晶配向膜を有する一対のガラス基板
間に液晶が挟持された液晶表示素子の製造方法におい
て、液晶と接するガラス基板表面上にある光重合性モノ
マーにグレーティング状のパターン光照射を施すことに
より前記液晶配向膜を形成する工程を備えた構成とす
る。本発明によれば、従来の感光性ポリマーや高分子膜
の替わりに光重合性モノマーを使用しているため、薄膜
形成工程,乾燥工程,洗浄工程に費やされる時間が大幅
に短縮され、従来のラビング方法と同程度に容易に形成
できる液晶表示素子の製造方法を提供できる。
According to the present invention, there is provided a method of manufacturing a liquid crystal display device in which a liquid crystal is sandwiched between a pair of glass substrates having a liquid crystal alignment film. The method includes a step of forming the liquid crystal alignment film by irradiating a grating-shaped pattern light to the photopolymerizable monomer on the substrate surface. According to the present invention, a photopolymerizable monomer is used in place of the conventional photosensitive polymer or polymer film, so that the time spent for the thin film forming step, the drying step, and the washing step is greatly reduced, A method for manufacturing a liquid crystal display element that can be formed as easily as the rubbing method can be provided.

【0011】本発明の請求項2では、感光性ポリマーや
高分子膜の替わりに液体状の光重合性モノマーを使用し
ているため、乾燥工程が不要で、洗浄工程に費やされる
時間が大幅に短縮されるのに加え、薄膜形成工程に費や
される時間も大幅に短縮される。また、液体状の光重合
性モノマーの回収は容易であることから、部材の再利用
が可能でコスト低減が可能である。
According to the second aspect of the present invention, since a liquid photopolymerizable monomer is used instead of a photosensitive polymer or a polymer film, a drying step is unnecessary, and the time spent in a cleaning step is greatly reduced. In addition to being reduced, the time spent in the thin film formation process is also significantly reduced. In addition, since the liquid photopolymerizable monomer can be easily recovered, the members can be reused and the cost can be reduced.

【0012】本発明の請求項3では、感光性ポリマーや
高分子膜の替わりに気体状の光重合性モノマーを使用し
ているため、薄膜形成工程,乾燥工程,洗浄工程のいず
れの工程も不要で、この配向膜形成に費やされる時間が
大幅に短縮される。また、露光部分の光重合性モノマー
のみが消費されるので、無駄な部材を浪費することがな
い。
In claim 3 of the present invention, since a gaseous photopolymerizable monomer is used instead of a photosensitive polymer or a polymer film, none of the thin film forming step, drying step and washing step are required. Thus, the time spent for forming the alignment film is greatly reduced. Further, since only the photopolymerizable monomer in the exposed portion is consumed, no useless members are wasted.

【0013】本発明に用いられる光重合性モノマーとし
ては、(1)アクリルアミド,メタクリルアミド,メチ
ロールアクリルアミド,ピロメリト酸ジイミドのように
アクリルアミド基を有するモノマー、(2)アクリル
酸,メチルメタクリラート、エチレングリコールジアク
リラート,ジアリールフタラート,ジアリルグリコラー
ト,ジアリルマレアート,ジエチレングリコールビスア
リルカルボナート等の不飽和ポリエステルのようにアク
リロイル基を有するモノマー、(3)ヘキサクロロブタ
ジエンのようにビニル基を有するモノマー、(4)メト
キシブテニルアントラキノンのようにアセチレン基を有
するモノマー、(5)パラトルエンスルホニルブタジイ
ンのようなジアセチレン基を有するモノマーなどを挙げ
ることができる。
The photopolymerizable monomers used in the present invention include (1) monomers having an acrylamide group such as acrylamide, methacrylamide, methylolacrylamide, and pyromellitic diimide; (2) acrylic acid, methyl methacrylate, and ethylene glycol. Monomers having an acryloyl group, such as unsaturated polyesters such as diacrylate, diaryl phthalate, diallyl glycolate, diallyl maleate, and diethylene glycol bisallyl carbonate; (3) monomers having a vinyl group, such as hexachlorobutadiene; 4) Monomers having an acetylene group such as methoxybutenylanthraquinone, and (5) monomers having a diacetylene group such as paratoluenesulfonylbutadiyne.

【0014】本発明に用いられる光重合性モノマーを基
板上に塗布する工程としては、光重合性モノマーが室
温,大気圧下で固体状であれば、適当な有機溶媒に溶解
して印刷やスピンコートなど通常の方法で塗布すること
ができる。光重合性モノマーでは感光性ポリマーや高分
子膜を塗布する場合と異なり、低沸点の溶媒を用いるこ
とが特徴で、塗布工程に使用された有機溶媒を乾燥する
工程を大幅に短縮することができる。光重合性モノマー
が室温,大気圧下で液体状であり、かつ粘性が低けれ
ば、そのまま塗布することができる。また、未露光部分
のモノマーが液体状であることが特徴で、回収及び再利
用が容易である。減圧下で気体状の光重合性モノマーと
して取り扱う場合、塗布する工程は全く不要である。
In the step of coating the photopolymerizable monomer used in the present invention on a substrate, if the photopolymerizable monomer is solid at room temperature and atmospheric pressure, the photopolymerizable monomer is dissolved in an appropriate organic solvent and printed or spun. It can be applied by an ordinary method such as a coat. Unlike the case of applying a photosensitive polymer or a polymer film, a photopolymerizable monomer is characterized by using a solvent having a low boiling point, and can greatly shorten the step of drying the organic solvent used in the application step. . If the photopolymerizable monomer is liquid at room temperature and atmospheric pressure and has low viscosity, it can be applied as it is. Further, the monomer in the unexposed portion is in a liquid state, and is easily collected and reused. When it is handled as a gaseous photopolymerizable monomer under reduced pressure, a coating step is not required at all.

【0015】本発明に使用される光重合性モノマーは、
単独で用いても良いが、重合に使用される露光量を更に
少なくするために、光増感剤や重合開始剤が含まれるの
が好ましい。光増感剤としては、カンファーキノン,ミ
ヒラーキノン,2−ナフタレンスルフニルクロリドイ,
3−メチル−2−ベンゾイルメチレンナフトチアゾー
ル,メチレンブルー,トリエタノールアミン等を挙げる
ことができる。重合開始剤としては有機カルボニル化合
物が一般的で、ベンゾイン,ベンゾインメチルエーテル
等のベンゾインエーテル類,ベンゾフェノン,ベンゾイ
ル安息香酸,チオキサントン,ボルナンジオン(カンフ
ァーキノン)などが挙げられる。
The photopolymerizable monomer used in the present invention is:
Although it may be used alone, it is preferable that a photosensitizer and a polymerization initiator are contained in order to further reduce the exposure amount used for the polymerization. Examples of photosensitizers include camphorquinone, michraquinone, 2-naphthalenesulfnyl chloride,
Examples thereof include 3-methyl-2-benzoylmethylenenaphthothiazole, methylene blue, and triethanolamine. As the polymerization initiator, an organic carbonyl compound is generally used, and examples thereof include benzoin ethers such as benzoin and benzoin methyl ether, benzophenone, benzoylbenzoic acid, thioxanthone, and bornandione (camphorquinone).

【0016】本発明のグレーティング状のパターン光照
射方法としては、マスクを用いた方法,光干渉を利用し
た方法,ライン状にスキャニングする既存の方法を用い
ることができる。光重合性モノマーが液状の場合、3次
元光造形法(日刊工業新聞社,1990,丸谷 他著)
が使用でき、コンピュータ制御によりグレーティング状
構造を作製することができる。本発明のグレーティング
構造のラインとスペースはそれぞれ1μm以下であれば
良く、更に0.5μm 以下であれば尚好ましい。
As the method of irradiating the grating pattern light of the present invention, a method using a mask, a method using light interference, or an existing method for scanning in a line shape can be used. When the photopolymerizable monomer is liquid, three-dimensional stereolithography (Nikkan Kogyo Shimbun, 1990, Marutani et al.)
And a grating-like structure can be produced by computer control. The lines and spaces of the grating structure of the present invention may each be 1 μm or less, and more preferably 0.5 μm or less.

【0017】即ち、本発明によれば、基板等の汚染を生
じることのない配向膜形成方法が提供できるばかりでは
なく、グレーティング形成部材として光重合モノマーを
用いているために、グレーティング構造形成に費やされ
る工程も少なく、さらにはそれぞれの工程が短時間で済
み、露光工程においても少ない露光量で済み、部材の再
利用が可能な液晶表示素子の製造方法を提供できる。
That is, according to the present invention, not only a method for forming an alignment film that does not cause contamination of a substrate or the like can be provided, but also because a photopolymerizable monomer is used as a grating forming member, it is not necessary to spend much time on forming a grating structure. The number of steps to be performed is small, and each step can be performed in a short time. In the exposure step, a small amount of exposure can be performed, and a method of manufacturing a liquid crystal display element that can reuse members can be provided.

【0018】以下、本発明について、実施例ならびに図
面を参照して詳細に説明するが、本発明はこれらの実施
例に限定されるものでない。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples and drawings, but the present invention is not limited to these examples.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】(実施例1)液晶表示素子はTN
駆動モードで、そのサイズは270mm(長片側)×20
0mm(短片側)で表示部は対角で10.4インチサイズ
であり、厚みが1.1mmで表面を研磨した透明なガラス
基板を用いた。その作製方法を図1で説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (Embodiment 1) The liquid crystal display device is TN
In drive mode, the size is 270mm (one long side) x 20
A transparent glass substrate having a thickness of 1.1 mm and a thickness of 1.1 mm and a polished surface was used. The manufacturing method will be described with reference to FIGS.

【0020】一方の上部基板となるガラス基板2の上
に、画素電極5を成形し、更にその上の最表面にグレー
ティング状の配向膜3を形成した。本実施例では配向膜
になる光重合モノマーとしてパラトルエンスルホニルブ
タジインを採用し、そのテトラヒドロフラン溶液(モノ
マーと溶媒は等重量)をスピンコート法により塗布し、
溶媒風乾後のモノマー膜厚を1.0μm 程度とした。こ
のモノマー膜膜上に、グレーティング状のパターン露光
を実施し、未露光部の洗浄工程を経てグレーティング状
の配向膜3を形成した。
A pixel electrode 5 was formed on a glass substrate 2 serving as one upper substrate, and a grating-like alignment film 3 was further formed on the uppermost surface thereof. In this example, para-toluenesulfonylbutadiyne was used as a photopolymerizable monomer to be an alignment film, and a tetrahydrofuran solution (equivalent weight of monomer and solvent) was applied by spin coating.
The thickness of the monomer after the solvent was air-dried was about 1.0 μm. A grating-like pattern exposure was performed on this monomer film film, and a grating-like alignment film 3 was formed through a cleaning process of an unexposed portion.

【0021】対向する下部基板となるガラス基板2は、
ストライプ状のR,G,Bの3色のカラーフィルタ9と
ブラックマトリックス10を備えた構造とした。カラー
フィルタの上には表面を平坦化するオーバーコート樹脂
8を積層した。オーバーコート樹脂の材料としてはエポ
キシ樹脂を用いた。更に、このオーバーコート樹脂上に
共通電極7を形成し、更にグレーティング状の配向膜を
形成した。
The glass substrate 2 serving as the lower substrate facing the substrate is
A structure including three stripes of color filters 9 of R, G, and B and a black matrix 10 is provided. An overcoat resin 8 for flattening the surface was laminated on the color filter. Epoxy resin was used as a material for the overcoat resin. Further, a common electrode 7 was formed on the overcoat resin, and a grating-like alignment film was further formed.

【0022】配向膜になる光重合モノマーとしてパラト
ルエンスルホニルブタジインを採用し、そのテトラヒド
ロフラン溶液(モノマーと溶媒は等重量)をスピンコー
ト法により塗布し、溶媒風乾後のモノマー膜厚を1.0
μm 程度とした。このモノマー膜膜上に、グレーティ
ング状のパターン露光を実施し、未露光部の洗浄工程を
経てグレーティング状の配向膜3を形成した。本基板の
グレーティング状の溝の長手方向は、他方のガラス基板
を重ね合わせたときに直交するように配置されている。
Para-toluenesulfonylbutadiyne is used as a photopolymerizable monomer for forming an alignment film, a tetrahydrofuran solution (equivalent weight of monomer and solvent) is applied by spin coating, and the film thickness of the monomer after air-drying the solvent is 1.0.
It was about μm. A grating-like pattern exposure was performed on this monomer film film, and a grating-like alignment film 3 was formed through a cleaning process of an unexposed portion. The longitudinal direction of the grating-shaped groove of the present substrate is arranged to be orthogonal to the other glass substrate when the other glass substrate is overlapped.

【0023】上下基板の接着は接着剤(エポキシ系樹
脂)の中にポリマビーズを適量混入し、シールマスクを
用いて表示部周辺の基板上に印刷した。その後、接着剤
の仮硬化を行い、上下基板を組み合わせた。そして、プ
レスを用いて二枚の基板を加圧しつつ、接着剤を硬化し
た。接着剤は基板周辺に設けられその一部を液晶が注入
されるよう開放してある。
For bonding the upper and lower substrates, an appropriate amount of polymer beads was mixed in an adhesive (epoxy resin) and printed on the substrate around the display section using a seal mask. Thereafter, the adhesive was temporarily cured, and the upper and lower substrates were combined. Then, the adhesive was cured while pressing the two substrates using a press. The adhesive is provided around the substrate and a part thereof is opened so that liquid crystal is injected.

【0024】液晶注入法は以下の通りである。まず真空
系内でパネルを減圧し、次に注入口に液晶を密着させ、
真空系内を徐々に常圧にすることでパネル内と真空系内
での気圧差により液晶がパネル内に注入され、約2時間
で注入を完了した。注入後パネル面内のギャップをより
均一にするためパネル面を加圧し、同時に封入口を光硬
化剤(アクリル性樹脂)で封止した。このようにして得
られた液晶表示素子を用いて、通電表示試験により応答
速度やコントラストを評価したところ通常のラビング膜
を用いた場合とほぼ同程度であった。
The liquid crystal injection method is as follows. First, depressurize the panel in a vacuum system, then adhere the liquid crystal to the inlet,
The liquid crystal was injected into the panel due to a pressure difference between the inside of the panel and the vacuum system by gradually increasing the pressure in the vacuum system to normal pressure, and the injection was completed in about 2 hours. After the injection, the panel surface was pressurized in order to make the gap in the panel surface more uniform, and at the same time, the sealing port was sealed with a photocuring agent (acrylic resin). The response speed and contrast of the liquid crystal display device thus obtained were evaluated by an energization display test, and the result was almost the same as the case where a normal rubbing film was used.

【0025】本実施例においては、光重合モノマーであ
るパラトルエンスルホニルブタジインの替わりに、アク
リルアミド,メタクリルアミド,メチロールアクリルア
ミド,ピロメリト酸ジイミド,アクリル酸,メチルメタ
クリラート,エチレングリコールジアクリラート,ジア
リールフタラート,ジアリルグリコラート,ジアリルマ
レアート,ジエチレングリコールビスアリルカルボナー
ト,メトキシブテニルアントラキノンを使用することが
できる。
In this embodiment, acrylamide, methacrylamide, methylolacrylamide, pyromellitic diimide, acrylic acid, methyl methacrylate, ethylene glycol diacrylate, diaryl phthalate are substituted for paratoluenesulfonylbutadiyne which is a photopolymerizable monomer. , Diallyl glycolate, diallyl maleate, diethylene glycol bisallyl carbonate, methoxybutenyl anthraquinone can be used.

【0026】(実施例2)液晶表示素子はIPS駆動モ
ードで、そのサイズは270mm(長片側)×200mm(短
片側)で表示部は対角で10.4インチサイズであり、
厚みが1.1mmで表面を研磨した透明なガラス基板を用
いた。その製法を図2により説明する。
(Embodiment 2) The liquid crystal display device is in the IPS drive mode, and its size is 270 mm (long side) × 200 mm (short side), and the display section is 10.4 inch diagonally.
A transparent glass substrate having a thickness of 1.1 mm and a polished surface was used. The manufacturing method will be described with reference to FIG.

【0027】一方の上部基板となるガラス基板2の上
に、画素電極5を成形し、更にその上の最表面にグレー
ティング状の配向膜3を形成した。本実施例では配向膜
になる光重合モノマーとしてエチレングリコールアクリ
ラートを採用し、この液体状モノマー(粘度は3センチ
ポアズ)に光増感剤ミヒラーケトンと重合開始剤ボルナ
ンジオン(カンファーキノン)を液体状モノマーの1重
量部に対してそれぞれ300分の1重量部を加え、スピ
ンコート法により塗布し、そのモノマー膜厚を1.0μ
m 程度とした。このモノマー膜膜上に、光干渉により
グレーティング状のパターン露光を実施し、未露光部の
液体状モノマーを回収し、洗浄工程を経てグレーティン
グ状の配向膜3を形成した。
A pixel electrode 5 was formed on a glass substrate 2 serving as one upper substrate, and a grating-like alignment film 3 was formed on the uppermost surface thereof. In this embodiment, ethylene glycol acrylate is used as a photopolymerizable monomer to be an alignment film, and a photosensitizer Michler's ketone and a polymerization initiator bornandione (camphorquinone) are used as a liquid monomer (viscosity is 3 centipoise). One hundred thirty parts by weight was added to 1 part by weight, and the mixture was applied by a spin coating method to make the monomer film thickness 1.0 μm.
m. On this monomer film, a grating-like pattern exposure was performed by light interference, the liquid monomer in the unexposed portion was collected, and a grating-like alignment film 3 was formed through a washing step.

【0028】対向する下部基板となるガラス基板2は、
ストライプ状のR,G,Bの3色のカラーフィルタ9と
ブラックマトリックス10を備えた構造とした。カラー
フィルタの上には表面を平坦化するオーバーコート樹脂
8を積層した。オーバーコート樹脂の材料としてはエポ
キシ樹脂を用いた。更に、このオーバーコート樹脂上に
グレーティング状の配向膜を形成した。
The glass substrate 2 serving as the lower substrate facing the substrate
A structure including three stripes of color filters 9 of R, G, and B and a black matrix 10 is provided. An overcoat resin 8 for flattening the surface was laminated on the color filter. Epoxy resin was used as a material for the overcoat resin. Further, a grating-like alignment film was formed on the overcoat resin.

【0029】配向膜になる光重合モノマーとしてエチレ
ングリコールアクリラートを採用し、この液体状モノマ
ー(粘度は3センチポアズ)に光増感剤ミヒラーケトン
と重合開始剤ボルナンジオン(カンファーキノン)を液
体状モノマーの1重量部に対してそれぞれ300分の1
重量部を加え、スピンコート法により塗布し、そのモノ
マー膜厚を1.0μm 程度とした。
Ethylene glycol acrylate is employed as a photopolymerizable monomer for forming an alignment film, and a photosensitizer Michler's ketone and a polymerization initiator bornandione (camphorquinone) are added to this liquid monomer (having a viscosity of 3 centipoise). 1/300 each for parts by weight
A part by weight was added, and the mixture was applied by a spin coating method to make the monomer film thickness about 1.0 μm.

【0030】このモノマー膜膜上に、光干渉によりグレ
ーティング状のパターン露光を実施し、未露光部の液体
状モノマーを回収し、洗浄工程を経てグレーティング状
の配向膜3を形成した。本基板のグレーティング状の溝
の長手方向は、他方のガラス基板を重ね合わせたときに
平行になるように配置されている。
On this monomer film, a grating-like pattern exposure was performed by light interference, the liquid monomer in the unexposed portion was recovered, and a grating-like alignment film 3 was formed through a washing step. The longitudinal direction of the grating-shaped groove of the present substrate is arranged so as to be parallel when the other glass substrate is overlaid.

【0031】上下基板の接着は接着剤(エポキシ系樹
脂)の中にポリマビーズを適量混入し、シールマスクを
用いて表示部周辺の基板上に印刷した。その後、接着剤
の仮硬化を行い、上下基板を組み合わせた。そして、プ
レスを用いて二枚の基板を加圧しつつ、接着剤を硬化し
た。接着剤は基板周辺に設けられその一部を液晶が注入
されるよう開放してある。
For bonding the upper and lower substrates, an appropriate amount of polymer beads was mixed in an adhesive (epoxy resin) and printed on the substrate around the display section using a seal mask. Thereafter, the adhesive was temporarily cured, and the upper and lower substrates were combined. Then, the adhesive was cured while pressing the two substrates using a press. The adhesive is provided around the substrate and a part thereof is opened so that liquid crystal is injected.

【0032】液晶注入法は以下の通りである。まず真空
系内でパネルを減圧し、次に注入口に液晶を密着させ、
真空系内を徐々に常圧にすることでパネル内と真空系内
での気圧差により液晶がパネル内に注入され、約3時間
半で注入を完了した。注入後パネル面内のギャップをよ
り均一にするためパネル面を加圧し、同時に封入口を光
硬化剤(アクリル性樹脂)で封止した。このようにして
得られた液晶表示素子を用いて、通電表示試験により応
答速度やコントラストを評価したところ通常のラビング
膜を用いた場合とほぼ同程度であった。
The liquid crystal injection method is as follows. First, depressurize the panel in a vacuum system, then adhere the liquid crystal to the inlet,
By gradually increasing the pressure in the vacuum system to normal pressure, the liquid crystal was injected into the panel due to the pressure difference between the panel and the vacuum system, and the injection was completed in about three and a half hours. After the injection, the panel surface was pressurized in order to make the gap in the panel surface more uniform, and at the same time, the sealing port was sealed with a photocuring agent (acrylic resin). The response speed and contrast of the liquid crystal display device thus obtained were evaluated by an energization display test, and the result was almost the same as the case where a normal rubbing film was used.

【0033】本実施例においては、光重合モノマーであ
るエチレングリコールアクリラートの替わりに、アクリ
ルアミド,メタクリルアミド,メチロールアクリルアミ
ド,ピロメリト酸ジイミド,アクリル酸,メチルメタク
リラート,ジアリールフタラート,ジアリルグリコラー
ト,ジアリルマレアート,ジエチレングリコールビスア
リルカルボナート,メトキシブテニルアントラキノン,
パラトルエンスルホニルブタジインを使用することがで
きる。
In this embodiment, acrylamide, methacrylamide, methylolacrylamide, pyromellitic diimide, acrylic acid, methyl methacrylate, diaryl phthalate, diallyl glycolate, diallyl are used in place of ethylene glycol acrylate as a photopolymerizable monomer. Maleate, diethylene glycol bisallyl carbonate, methoxybutenyl anthraquinone,
Paratoluenesulfonylbutadiyne can be used.

【0034】また、光増感剤であるミヒラーケトンの替
わりに、カンファーキノン,ミヒラーキノン,2−ナフ
タレンスルフニルクロリドイ,3−メチル−2−ベンゾ
イルメチレンナフトチアゾール,メチレンブルー,トリ
エタノールアミンを使用することができる。
Instead of Michler's ketone as a photosensitizer, camphorquinone, Michler's quinone, 2-naphthalenesulfnyl chloride, 3-methyl-2-benzoylmethylenenaphthothiazole, methylene blue, and triethanolamine are used. Can be.

【0035】さらに、重合開始剤であるボルナンジオン
(カンファーキノン)の替わりに、ベンゾイン,ベンゾ
インメチルエーテル,ベンゾインエチルエーテル,ベン
ゾインプロピルエーテル,ベンゾインブチルエーテル,
ベンゾフェノン,ベンゾイル安息香酸,チオキサントン
を使用することができる。
Further, benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin propyl ether, benzoin butyl ether, benzoin, benzoin methyl ether, benzoin butyl ether,
Benzophenone, benzoylbenzoic acid, thioxanthone can be used.

【0036】(実施例3)液晶表示素子はTN駆動モー
ドで、そのサイズは270mm(長片側)×200mm(短
片側)で表示部は対角で10.4インチサイズであり、
厚みが1.1mmで表面を研磨した透明なガラス基板を用
いた。その作製方法を図1で説明する。
(Embodiment 3) The liquid crystal display device is in a TN drive mode, and its size is 270 mm (long side) × 200 mm (short side), and the display section is 10.4 inch diagonally.
A transparent glass substrate having a thickness of 1.1 mm and a polished surface was used. The manufacturing method will be described with reference to FIGS.

【0037】一方の上部基板となるガラス基板2の上
に、画素電極5を形成し、更にその上の最表面にグレー
ティング状の配向膜3を形成した。本実施例では配向膜
になる光重合モノマーとしてヘキサクロロブタジエンの
気体状モノマーを採用した。画素電極形成後のガラス基
板をヘキサクロロブタジエン雰囲気中の減圧容器内に入
れ、ガラス基板上にグレーティング状のパターン露光を
実施しグレーティング状の配向膜3を形成した。
A pixel electrode 5 was formed on a glass substrate 2 serving as one upper substrate, and a grating-like alignment film 3 was further formed on the uppermost surface thereof. In the present example, a gaseous monomer of hexachlorobutadiene was employed as a photopolymerizable monomer to be an alignment film. The glass substrate after the formation of the pixel electrode was placed in a reduced-pressure container in a hexachlorobutadiene atmosphere, and a grating-like pattern exposure was performed on the glass substrate to form a grating-like alignment film 3.

【0038】対向する下部基板となるガラス基板2は、
ストライプ状のR,G,Bの3色のカラーフィルタ9と
ブラックマトリックス10を備えた構造とした。カラー
フィルタの上には表面を平坦化するオーバーコート樹脂
8を積層した。オーバーコート樹脂の材料としてはエポ
キシ樹脂を用いた。更に、このオーバーコート樹脂上に
共通電極7を形成し、更にグレーティング状の配向膜を
形成した。本基板のグレーティング状の溝の長手方向
は、他方のガラス基板を重ね合わせたときに直交するよ
うに配置されている。
The glass substrate 2 serving as the lower substrate facing the substrate is
A structure including three stripes of color filters 9 of R, G, and B and a black matrix 10 is provided. An overcoat resin 8 for flattening the surface was laminated on the color filter. Epoxy resin was used as a material for the overcoat resin. Further, a common electrode 7 was formed on the overcoat resin, and a grating-like alignment film was further formed. The longitudinal direction of the grating-shaped groove of the present substrate is arranged to be orthogonal to the other glass substrate when the other glass substrate is overlapped.

【0039】上下基板の接着は接着剤(エポキシ系樹
脂)の中にポリマビーズを適量混入し、シールマスクを
用いて表示部周辺の基板上に印刷した。その後、接着剤
の仮硬化を行い、上下基板を組み合わせた。そして、プ
レスを用いて二枚の基板を加圧しつつ、接着剤を硬化し
た。接着剤は基板周辺に設けられその一部を液晶が注入
されるよう開放してある。液晶注入法は以下の通りであ
る。
For bonding the upper and lower substrates, an appropriate amount of polymer beads was mixed in an adhesive (epoxy resin) and printed on the substrate around the display section using a seal mask. Thereafter, the adhesive was temporarily cured, and the upper and lower substrates were combined. Then, the adhesive was cured while pressing the two substrates using a press. The adhesive is provided around the substrate and a part thereof is opened so that liquid crystal is injected. The liquid crystal injection method is as follows.

【0040】まず真空系内でパネルを減圧し、次に注入
口に液晶を密着させ、真空系内を徐々に常圧にすること
でパネル内と真空系内での気圧差により液晶がパネル内
に注入され、約2時間で注入を完了した。注入後パネル
面内のギャップをより均一にするためパネル面を加圧
し、同時に封入口を光硬化剤(アクリル性樹脂)で封止
した。
First, the panel is decompressed in the vacuum system, and then the liquid crystal is brought into close contact with the injection port, and the pressure in the vacuum system is gradually increased to normal pressure. The injection was completed in about 2 hours. After the injection, the panel surface was pressurized in order to make the gap in the panel surface more uniform, and at the same time, the sealing port was sealed with a photocuring agent (acrylic resin).

【0041】このようにして得られた液晶表示素子を用
いて、通電表示試験により応答速度やコントラストを評
価したところ通常のラビング膜を用いた場合とほぼ同程
度であった。
Using the thus obtained liquid crystal display device, the response speed and the contrast were evaluated by an energization display test, and the results were almost the same as those when a normal rubbing film was used.

【0042】本実施例においては、光重合モノマーであ
るヘキサクロロブタジエンの替わりに、アクリルアミ
ド,メタクリルアミド,メチロールアクリルアミド,ピ
ロメリト酸ジイミド,アクリル酸,メチルメタクリラー
ト,エチレングリコールジアクリラート,ジアリールフ
タラート,ジアリルグリコラート,ジアリルマレアー
ト,ジエチレングリコールビスアリルカルボナート,メ
トキシブテニルアントラキノン,パラトルエンスルホニ
ルブタジインを使用することができる。
In this embodiment, acrylamide, methacrylamide, methylolacrylamide, pyromellitic diimide, acrylic acid, methyl methacrylate, ethylene glycol diacrylate, diaryl phthalate, diallyl are used in place of hexachlorobutadiene which is a photopolymerizable monomer. Glycolate, diallyl maleate, diethylene glycol bisallyl carbonate, methoxybutenyl anthraquinone, paratoluenesulfonyl butadiyne can be used.

【0043】[0043]

【発明の効果】本発明によれば、基板等の汚染を生じる
ことのない配向膜形成方法が提供できるばかりではな
く、グレーティング形成部材として従来のような感光性
ポリマーや高分子膜の替わりに光重合モノマーを用いて
いるために、グレーティング状のパターン露光に費やさ
れる工程も少なく、さらにはそれぞれの工程が短時間で
済み、露光工程においても少ない露光量で済み、部材の
再利用が可能な液晶表示素子の製造方法を提供できる。
According to the present invention, not only a method for forming an alignment film without causing contamination of a substrate or the like can be provided, but also a light-sensitive material instead of a conventional photosensitive polymer or polymer film as a grating forming member. Because polymerized monomers are used, the number of steps spent on pattern exposure in the form of a grating is small, and each step is completed in a short time. A method for manufacturing a display element can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明を説明するためのTN駆動モードの液晶
表示素子の断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device in a TN drive mode for explaining the present invention.

【図2】本発明を説明するためのIPS駆動モードの液
晶表示素子の断面図である。
FIG. 2 is a sectional view of a liquid crystal display device in an IPS drive mode for explaining the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…偏光板、2…ガラス基板、3…配向膜、4…液晶、
5…画素電極、6…スペーサービーズ、7…共通電極、
8…オーバーコート、9…カラーフィルタ、10…ブラ
ックマトリクス。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Polarizing plate, 2 ... Glass substrate, 3 ... Alignment film, 4 ... Liquid crystal,
5 ... pixel electrode, 6 ... spacer beads, 7 ... common electrode,
8: overcoat, 9: color filter, 10: black matrix.

フロントページの続き (72)発明者 上野 巧 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内Continued on the front page (72) Inventor Takumi Ueno 7-1-1, Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Within Hitachi Research Laboratory, Hitachi, Ltd.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】液晶配向膜を有する一対のガラス基板間に
液晶が挟持された液晶表示素子の製造方法であって、液
晶と接するガラス基板表面上にある光重合性モノマーに
グレーティング状のパターン光照射を施すことにより前
記液晶配向膜を形成する工程を備えたことを特徴とする
液晶表示素子の製造方法。
1. A method of manufacturing a liquid crystal display device in which a liquid crystal is sandwiched between a pair of glass substrates having a liquid crystal alignment film, wherein a photopolymerizable monomer on a surface of the glass substrate in contact with the liquid crystal has a grating pattern light. Forming a liquid crystal alignment film by irradiating the liquid crystal display element.
【請求項2】前記光重合性モノマーが液体状であること
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 according to claim 1, wherein the photopolymerizable monomer is in a liquid state.
【請求項3】前記光重合性モノマーが気体状であること
を特徴とする請求項1記載の液晶表示素子の製造方法。
3. The method according to claim 1, wherein the photopolymerizable monomer is in a gaseous state.
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