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JPH05281558A - Liquid crystal display element - Google Patents

Liquid crystal display element

Info

Publication number
JPH05281558A
JPH05281558A JP8206392A JP8206392A JPH05281558A JP H05281558 A JPH05281558 A JP H05281558A JP 8206392 A JP8206392 A JP 8206392A JP 8206392 A JP8206392 A JP 8206392A JP H05281558 A JPH05281558 A JP H05281558A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
spacer
crystal display
display element
substrate
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
JP8206392A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tsutomu Hasegawa
励 長谷川
Kazuyuki Haruhara
一之 春原
Takeshi Miyagi
武史 宮城
Hiroko Kitsu
裕子 岐津
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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 Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP8206392A priority Critical patent/JPH05281558A/en
Publication of JPH05281558A publication Critical patent/JPH05281558A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Liquid Crystal (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a liquid crystal display element realizing all of uniformity of base spacing, high numerical aperture and high display quality without using special material, especially a TN-type or STN-type liquid crystal display element. CONSTITUTION:A pair of bases 1, 5 with electrodes and orientation films 3, 8 formed at the mutually opposed surface are held at a specified space apart through seals provided at the peripheral edge parts of the bases and a spacer 4 provided at a display part, and a liquid crystal 9 is filled between the bases to form a liquid crystal display element. In this liquid crystal display element, the side face of the spacer 4 possesses liquid crystal orientation capacity.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示素子、より詳
しくはツイスティッドネマティック型表示方式またはス
ーパーツイスティッドネマティック型表示方式の液晶表
示素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to a liquid crystal display device of twisted nematic display system or super twisted nematic display system.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶表示素子は、一般に、互いに対向す
る表面に電極および配向膜が形成された一対の基板を、
基板の周縁部に設けられたシールおよび表示部に設けら
れたスペーサを介して所定間隔を隔てて保持し、基板間
に液晶を封入した構造を有している。このような液晶表
示素子では、表示部において基板上に設けられた駆動用
の電極から、配向膜を介して液晶へ電圧が印加される。
2. Description of the Related Art A liquid crystal display device generally comprises a pair of substrates each having an electrode and an alignment film formed on the surfaces facing each other.
It has a structure in which a liquid crystal is sealed between the substrates, which are held at predetermined intervals via a seal provided on the peripheral portion of the substrate and a spacer provided on the display unit. In such a liquid crystal display element, a voltage is applied to the liquid crystal from the driving electrode provided on the substrate in the display section through the alignment film.

【0003】前記スペーサは、表示部における基板間隔
を均一に規定するために使用される。液晶表示素子の基
板間隔は通常1〜20μmに設定され、これを±0.1
μm程度の精度で均一に制御する必要がある。これは、
基板間隔にばらつきが生じると、色むら、干渉縞などの
表示品位の劣化原因となるばかりでなく、外力により基
板間隔が狭められた際に電極が接触して回路損傷や表示
不能などの不良の発生要因となるためである。このよう
に、スペーサは液晶表示素子の性能保持のための重要な
部材である。スペーサの素材としては、ガラスやシリカ
などの無機系と、ポリスチレン系高分子や感光性ポリイ
ミドなどの有機系とが用いられる。従来、スペーサの形
成方法としては、粒子状スペーサを散布する方法と、フ
ォトリソグラフィ技術を用いる方法が主に用いられてい
る。
The spacers are used to uniformly define the distance between the substrates in the display section. The substrate interval of the liquid crystal display device is usually set to 1 to 20 μm, and this is ± 0.1
It is necessary to control uniformly with an accuracy of about μm. this is,
If there is a variation in the board spacing, it not only causes the display quality to deteriorate such as color unevenness and interference fringes, but also when the board spacing is narrowed by an external force, the electrodes come into contact with each other, causing circuit damage and display failure. This is because it becomes a generation factor. Thus, the spacer is an important member for maintaining the performance of the liquid crystal display element. As a material of the spacer, an inorganic material such as glass or silica and an organic material such as polystyrene polymer or photosensitive polyimide are used. Conventionally, as a method of forming spacers, a method of spraying particulate spacers and a method of using a photolithography technique are mainly used.

【0004】最初に、現在の主流である、粒子状スペー
サを散布する工程を含む液晶表示素子の製造方法を説明
する。電極および配向膜が形成された一方の基板を用意
し、配向膜の表面に、粒子状スペーサを有機溶媒に懸濁
させた懸濁液を散布した後、溶媒を揮散させる。スペー
サが散布された基板と、電極および配向膜が形成された
他方の基板とを組み合わせ、周縁部をシール用接着剤で
シールして液晶セルを形成する。この液晶セル内に液晶
物質を充填した後、注入口を封口する。なお、シール用
接着剤中に粒子状スペーサと同様の部材を混入する場合
もある。
First, a method of manufacturing a liquid crystal display device including a step of spraying particulate spacers, which is the mainstream at present, will be described. One of the substrates on which the electrodes and the alignment film are formed is prepared, and a suspension in which the particulate spacer is suspended in an organic solvent is sprayed on the surface of the alignment film, and then the solvent is volatilized. A liquid crystal cell is formed by combining a substrate on which spacers are scattered and the other substrate on which an electrode and an alignment film are formed and sealing the peripheral edge with a sealing adhesive. After filling the liquid crystal cell with a liquid crystal substance, the injection port is sealed. A member similar to the particulate spacer may be mixed in the sealing adhesive.

【0005】しかし、この方法では、散布するスペーサ
の径が極めて小さいため、その径を制御するのが困難で
ある。また、スペーサを均一に散布することも困難であ
り、スペーサが塊となって散布されることがある。スペ
ーサの塊ができると、基板間ギャップが不均一になり、
前述したように表示品位の劣化を招く。また、この方法
は、大きさ数μmの粒子を散布するものであるため、そ
れ自体が塵の発生源となり、クリーンルーム内での作業
に適していない。
However, in this method, it is difficult to control the diameter because the diameter of the spacer to be scattered is extremely small. Further, it is difficult to evenly disperse the spacers, and the spacers may be dispersed in a lump. When spacers are formed, the gap between the substrates becomes uneven,
As described above, the display quality is deteriorated. Further, since this method sprays particles having a size of several μm, it itself becomes a source of dust and is not suitable for work in a clean room.

【0006】そこで、これに替わる方法として開発され
たものが、フォトリソグラフィ技術を用いてスペーサを
形成する方法である。一例として、光硬化性樹脂を用い
てスペーサを形成する工程を含む液晶表示素子の製造方
法を説明する。電極および配向膜が形成された基板の上
に、光硬化性樹脂層を形成する。露光用マスクを介して
光を照射し、露光部分のみを選択的に硬化させた後、適
当なエッチング液を用い、未露光部分を除去してスペー
サを形成する。電極および配向膜が形成された他方の基
板と組み合わせ、周縁部をシール用接着剤でシールして
液晶セルを形成する。この液晶セル内に液晶物質を充填
した後、注入口を封口する。なお、光硬化性樹脂の代わ
りに、光分解性樹脂が用いられることもある。また、ス
ペーサ材料上にフォトリソグラフィ技術により一旦マス
ク材を形成し、このマスク材をマスクとしてスペーサ材
料をエッチングする方法なども用いられる。
Therefore, a method developed as an alternative method is a method of forming a spacer by using a photolithography technique. As an example, a method of manufacturing a liquid crystal display element including a step of forming a spacer using a photocurable resin will be described. A photocurable resin layer is formed on the substrate on which the electrodes and the alignment film are formed. After irradiating light through the exposure mask to selectively cure only the exposed portion, an appropriate etching liquid is used to remove the unexposed portion to form a spacer. A liquid crystal cell is formed by combining the electrode and the other substrate on which the alignment film is formed and sealing the peripheral edge with a sealing adhesive. After filling the liquid crystal cell with a liquid crystal substance, the injection port is sealed. A photodegradable resin may be used instead of the photocurable resin. Further, there is also used a method in which a mask material is once formed on the spacer material by a photolithography technique and the spacer material is etched using the mask material as a mask.

【0007】この方法では、スペーサを特定の位置に形
成できる。例えば、スペーサを配線上などの非画素部分
にのみ配置すれば、スペーサによる光抜けを防止でき、
表示品位が向上する。なお、熱硬化性樹脂にスペーサを
混合して印刷する方法でもフォトリソグラフィ技術と同
様な効果が期待できるが、精度や微細化の点ではフォト
リソグラフィ技術に劣る。
According to this method, the spacer can be formed at a specific position. For example, by arranging the spacer only on the non-pixel portion such as on the wiring, it is possible to prevent light leakage due to the spacer.
The display quality is improved. Although the same effect as the photolithography technique can be expected by the method of printing by mixing the spacer with the thermosetting resin, the photolithography technique is inferior in terms of accuracy and miniaturization.

【0008】一方、現在広く用いられている液晶表示素
子は素子内における液晶の配向状態によって、ツイステ
ィッドネマティック(TN)型とスーパーツイスティッ
ドネマティック(STN)型とに分けられる。
On the other hand, currently widely used liquid crystal display elements are classified into a twisted nematic (TN) type and a super twisted nematic (STN) type according to the alignment state of liquid crystals in the element.

【0009】TN型では、上下の基板を、互いの配向膜
の配向方向が直交するように配置し、上下の基板間で液
晶分子の平均的な分子長軸方向を90°捩れた状態で配
向させる。このとき液晶層は90°の旋光性を示す。
In the TN type, the upper and lower substrates are arranged so that the alignment directions of the alignment films are orthogonal to each other, and the average long-axis direction of the liquid crystal molecules is twisted by 90 ° between the upper and lower substrates. Let At this time, the liquid crystal layer exhibits optical rotation of 90 °.

【0010】この表示素子を、互いに偏光面が平行な2
枚の偏光板の間に挟んだ場合には、ノーマリブラック
(NB)表示と呼ばれる。すなわち、電圧を印加しない
と、液晶層が旋光性を有するため、光がブロックされ
る。電圧を印加すると、配向膜のごく近傍を除いて液晶
は直立し、液晶層が旋光性を失うので、光が透過する。
一方、この表示素子を、互いに偏光面が直交する2枚の
偏光板の間に挟んだ場合には、ノーマリホワイト(N
W)表示と呼ばれる。この場合、電圧非印加時には光が
透過し、電圧印加時には光がブロックされる。いずれの
偏光板配置も広く使用されている。
This display element has a polarization plane parallel to each other.
When sandwiched between a pair of polarizing plates, it is called normally black (NB) display. That is, when no voltage is applied, light is blocked because the liquid crystal layer has optical rotatory power. When a voltage is applied, the liquid crystal stands upright except in the vicinity of the alignment film, and the liquid crystal layer loses its optical rotatory power, so that light is transmitted.
On the other hand, when this display element is sandwiched between two polarizing plates whose polarization planes are orthogonal to each other, a normally white (N
W) called display. In this case, the light is transmitted when the voltage is not applied, and the light is blocked when the voltage is applied. Both polarizing plate arrangements are widely used.

【0011】STN型は、表示素子内における液晶の平
均的な分子長軸方向の捩れ角を約270°とする以外
は、基本的にはTN型と同様である。この捩れ角の設定
により、電圧印加に対する液晶の応答を高速化できる。
ただし、基板間隔の管理が困難であるなどの問題も発生
する。
The STN type is basically the same as the TN type, except that the average twist angle of the liquid crystal in the display element in the direction of the major axis of the molecule is about 270 °. By setting this twist angle, the response of the liquid crystal to the voltage application can be speeded up.
However, problems such as difficulty in controlling the substrate spacing also occur.

【0012】TN型は、STN型の出現当初には顧みら
れなくなった。しかし、その画質の高さのために、近年
急激に普及してきたアクティブマトリクス方式による液
晶表示素子の多くには、TN型表示方式が採用され、そ
の重要性が再認識されている。
The TN type was disregarded when the STN type first appeared. However, because of its high image quality, the TN type display system is adopted in many of the liquid crystal display devices by the active matrix system which have been rapidly popularized in recent years, and the importance thereof has been recognized again.

【0013】これらの表示方式による液晶表示素子は、
大面積化・高精細化される傾向にある。特に、投射型の
液晶表示素子などに関しては、高精細化が急務となって
いる。これを実現するため、画素ピッチは急激に減少し
ている。これに伴って、画素部におけるスペーサの近傍
における表示品位、より詳しくはコントラストの低下が
問題になってきている。このコントラスト低下の原因
は、スペーサ自体に起因するものと、スペーサ近傍の液
晶配向の乱れに起因するものとに大別される。
The liquid crystal display device according to these display methods is
There is a tendency for larger areas and higher definition. In particular, for projection type liquid crystal display elements, there is an urgent need for higher definition. To realize this, the pixel pitch is rapidly reduced. Along with this, display quality in the vicinity of the spacer in the pixel portion, more specifically, deterioration of contrast has become a problem. The cause of this contrast reduction is roughly classified into one caused by the spacer itself and one caused by the disorder of the liquid crystal alignment in the vicinity of the spacer.

【0014】スペーサ自体に起因する原因として、スペ
ーサを通しての光抜けが挙げられる。これはNB表示の
際に顕著に認められる。この解決案として、スペーサに
色素を添加する(特開昭62−66228号)、スペー
サの表面を染色する(特開平1−144021号)、ス
ペーサの表面を金属めっきする(特開平2−96716
号)などが提案されている。しかし、これらの改良案で
は、色素などの光吸収材料による液晶の汚染、表面の修
飾にともなうスペーサの機械強度低下という問題があ
る。さらに、スペーサと同程度の面積範囲に及ぶ場合も
ある、液晶配向の乱れを解消することはできない。
A cause of the spacer itself is light leakage through the spacer. This is noticeable when displaying NB. As a solution to this problem, a dye is added to the spacer (JP-A-62-66228), the surface of the spacer is dyed (JP-A-1-14021), and the surface of the spacer is metal-plated (JP-A-2-96716).
No.) etc. have been proposed. However, these improvements have a problem that the liquid crystal is contaminated by a light absorbing material such as a dye and the mechanical strength of the spacer is reduced due to the surface modification. Further, it is impossible to eliminate the disorder of the liquid crystal alignment which may reach the same area range as the spacer.

【0015】液晶配向の乱れに起因するコントラスト低
下の解決策として、スペーサ散布後に配向膜を形成しラ
ビング処理を施す技術(特開昭63−36224号)な
どが知られている。しかしこの技術は、スペーサ密度の
管理が困難な散布法を用いるうえ、配向膜形成時にスペ
ーサが移動凝集し、基板間隔のばらつきをさらに悪化さ
せるおそれがある。また、スペーサによって配向膜の平
坦性が損なわれるため、ラビングむらによる表示不良が
発生する。
As a solution to the reduction in contrast due to the disorder of the liquid crystal alignment, there is known a technique (Japanese Patent Laid-Open No. 63-32424) in which an alignment film is formed after spacers are dispersed and a rubbing treatment is performed. However, this technique uses a spraying method in which it is difficult to control the spacer density, and the spacers may move and agglomerate during the formation of the alignment film, which may further worsen the variation in the substrate spacing. Further, since the spacer impairs the flatness of the alignment film, defective display due to uneven rubbing occurs.

【0016】両方の原因を一挙に解決するため、スペー
サを画素以外に選択的に配置する方法も提案されてい
る。代表例として、ブラックマトリクス下にスペーサを
配置する方法(特開昭63−228126号)、超電導
体を含有するスペーサを画素以外に選択的に配置する方
法(特開平2−62517号)、磁性体を含有するスペ
ーサを画素以外に選択的に配置する方法(特開平2−1
98421号)が挙げられる。しかし、これらの方法に
は実用化を困難にする問題がある。例えば、特開昭63
−228126号のようにブラックマトリクスを使用す
ると、高精細化にともない表示部の開口率が極端に低下
する。特開平2−62517号および特開平2−198
421号の場合には、特殊な材料を使用するため、コス
ト面で不利である。
In order to solve both causes at once, there has been proposed a method of selectively arranging spacers other than pixels. As a typical example, a method of arranging a spacer under a black matrix (JP-A-63-228126), a method of selectively arranging a spacer containing a superconductor other than pixels (JP-A-2-62517), a magnetic material Method for selectively disposing spacers containing helium other than pixels
98421). However, these methods have a problem that they are difficult to put into practical use. For example, JP-A-63
The use of a black matrix such as No. 228126 causes the aperture ratio of the display unit to be extremely reduced as the definition becomes higher. JP-A-2-62517 and JP-A-2-198
In the case of No. 421, a special material is used, which is disadvantageous in terms of cost.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、特殊
な材料を用いることなく、基板間隔の均一性、高開口
率、高表示品位の全てを実現できる液晶表示素子、特に
TN型またはSTN型の液晶表示素子を提供することに
ある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device, particularly a TN type or STN, which can realize uniform substrate spacing, high aperture ratio and high display quality without using a special material. Type liquid crystal display device.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段と作用】本発明の液晶表示
素子は、互いに対向する表面に電極および配向膜が形成
された一対の基板を、基板の周縁部に設けられたシール
および表示部に設けられたスペーサを介して所定間隔を
隔てて保持し、基板間に液晶を封入した液晶表示素子に
おいて、スペーサの側面が液晶配向能を有することを特
徴とするものである。本発明において、スペーサの側面
は、液晶分子を動作時の状態すなわち捩れ配向または垂
直配向させる配向能を有することが望ましい。以下、本
発明の液晶表示素子を構成するスペーサについてさらに
詳細に説明する。
In the liquid crystal display element of the present invention, a pair of substrates having electrodes and an alignment film formed on the surfaces facing each other are used as a seal and a display portion provided on the periphery of the substrates. In a liquid crystal display element in which liquid crystal is sealed between substrates by holding it at predetermined intervals via spacers provided, the side surfaces of the spacers have a liquid crystal aligning ability. In the present invention, it is desirable that the side surface of the spacer has an alignment capability of causing the liquid crystal molecules to be in a state during operation, that is, twisted alignment or vertical alignment. Hereinafter, the spacer constituting the liquid crystal display device of the present invention will be described in more detail.

【0019】まず、本発明に係るスペーサを所定位置に
所定形状で形成するには、一般的には、印刷技術または
フォトリソグラフィー技術を適用することが考えられ
る。例えば、断面積が50μm×50μm以上のスペー
サを形成する場合には、オフセット印刷などの印刷技術
を用いることができる。ただし、50μmという値は、
10インチ液晶表示素子の画素電極間隔の典型値である
100μmの半分に達することから、断面積のより小さ
いスペーサが好ましい。一方、フォトリソグラフィー技
術を使用すれば、数μm四方の断面積を持つスペーサを
形成できる。この技術では、スペーサを構成する主成分
として感光性樹脂が用いられる。感光性樹脂としては、
ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリ
アクリルアミド、環化ゴム、ノボラック樹脂、ポリエス
テル、ポリウレタン、アクリレート樹脂、ビスフェノー
ル樹脂またはゼラチンに感光性を付与したものが挙げら
れる。感光性樹脂は、ネガ型でも、ポジ型でもよい。こ
れらの樹脂のうちでは、ネガ型の感光性ポリイミドを用
いた場合に、最も優れた配向状態が得られ、基板間ギャ
ップの制御性も良好である。
First, in order to form the spacer according to the present invention in a predetermined shape at a predetermined position, it is generally considered that a printing technique or a photolithography technique is applied. For example, when forming a spacer having a cross-sectional area of 50 μm × 50 μm or more, a printing technique such as offset printing can be used. However, the value of 50 μm is
A spacer having a smaller cross-sectional area is preferable because it reaches half of 100 μm, which is a typical value of the pixel electrode spacing of a 10-inch liquid crystal display element. On the other hand, if the photolithography technique is used, a spacer having a cross-sectional area of several μm square can be formed. In this technique, a photosensitive resin is used as the main constituent of the spacer. As the photosensitive resin,
Examples thereof include polyimide, polyamide, polyvinyl alcohol, polyacrylamide, cyclized rubber, novolac resin, polyester, polyurethane, acrylate resin, bisphenol resin, or gelatin to which photosensitivity is imparted. The photosensitive resin may be a negative type or a positive type. Among these resins, when a negative photosensitive polyimide is used, the most excellent alignment state is obtained, and the controllability of the gap between the substrates is also good.

【0020】本発明において、スペーサの側面に捩れ配
向能を付与するためには、例えば機械的に捩れを生じさ
せる方法、またはそれ自体が捩れ配向する材料を利用す
る方法が考えられる。
In the present invention, in order to impart the twist orientation ability to the side surface of the spacer, for example, a method of mechanically producing a twist or a method of utilizing a material which is twist-oriented by itself can be considered.

【0021】機械的に捩れを生じさせる方法としては、
フォトリソグラフィ技術などを利用して基板上の所定位
置に弾性に優れた樹脂からなる数μmの高さのスペーサ
を形成し、対向基板を重ねて接着した後、対向基板を回
転させる方法を用いることができる。この方法では、ス
ペーサに捩り応力を加えることにより、その側面に液晶
を捩り配向させる能力を付与する。ただし、この方法は
スペーサが表示部の中央に1個存在すれば基板間隔の均
一性が保証できるような、表示面積の小さい(具体的に
は約3インチ以下)液晶表示素子にのみ適用できる方法
である。
As a method for mechanically causing the twist,
Using a method of forming spacers made of a resin having excellent elasticity and having a height of several μm at a predetermined position on the substrate by using photolithography technology, stacking and adhering the opposing substrates, and then rotating the opposing substrates. You can In this method, a twisting stress is applied to the spacer to give the side surface the ability to twist the liquid crystal. However, this method can be applied only to a liquid crystal display element having a small display area (specifically, about 3 inches or less) so that the uniformity of the substrate spacing can be guaranteed if there is one spacer in the center of the display section. Is.

【0022】これに対して、スペーサの構成成分とし
て、それ自体が捩れ配向する材料を用いる方法はより実
用性が高い。これらの材料は、スペーサの主成分である
感光性樹脂などに添加されて使用される。このような材
料としては、カイラル基を持つ側鎖型高分子液晶物質、
または側鎖型高分子液晶物質とカイラル基を持つ低分子
有機物質との組み合わせが挙げられる。これらの材料は
液晶相を示す温度範囲で所定時間熱処理することにより
捩れ配向する。したがって、捩れ配向したスペーサの構
成成分と液晶分子との分子間力により、液晶分子の捩れ
配向が実現される。この場合、100℃以上の温度では
液晶相(カイラルネマティック相)を示し、これより低
温では固相であるものが好ましい。100℃未満の温度
で液晶相を示す材料は、支持部材としての役目を果たさ
ないだけでなく、液晶物質を汚染するおそれがある。さ
らに、カラーフィルタを有する基板上に形成する場合
は、約200℃以下の温度範囲で液晶層を示すことが好
ましい。これは、200℃を超える高温で熱処理する
と、カラーフィルタの劣化が顕著になるためである。前
記の温度条件を満たす材料としては以下のようなものが
ある。カイラル基を持つ側鎖型高分子液晶物質として
は、例えばコレステリル−ω−(4−メタクリロイルオ
キシフェニルアルカノエート)のうちアルキル炭素数が
2および6のものを、重合比1:1で共重合させたもの
が挙げられる。側鎖型高分子液晶物質とカイラル基を持
つ低分子有機物質との組み合わせとしては、例えばp−
シアノビフェニル−4−メタクリロイルオキシベンゾエ
ートとS(−)−2−メチルブチルメタクリレートとの
組み合わせが挙げられる。
On the other hand, the method of using a material in which the spacer itself is twist-oriented as a constituent component of the spacer is more practical. These materials are used by being added to a photosensitive resin which is the main component of the spacer. Examples of such a material include a side chain type polymer liquid crystal substance having a chiral group,
Alternatively, a combination of a side chain type polymer liquid crystal substance and a low molecular weight organic substance having a chiral group may be mentioned. These materials are twisted and aligned by heat-treating for a predetermined time in a temperature range showing a liquid crystal phase. Therefore, the twisted alignment of the liquid crystal molecules is realized by the intermolecular force between the liquid crystal molecules and the constituent components of the twisted aligned spacers. In this case, a liquid crystal phase (chiral nematic phase) is exhibited at a temperature of 100 ° C. or higher, and a solid phase is preferable at a temperature lower than this. A material exhibiting a liquid crystal phase at a temperature of less than 100 ° C. may not serve as a supporting member, but may contaminate a liquid crystal substance. Further, when formed on a substrate having a color filter, it is preferable that the liquid crystal layer exhibits a temperature range of about 200 ° C. or lower. This is because when the heat treatment is performed at a high temperature exceeding 200 ° C., the color filter is significantly deteriorated. The following materials are available as materials satisfying the above temperature conditions. Examples of the side chain type polymer liquid crystal substance having a chiral group include cholesteryl-ω- (4-methacryloyloxyphenylalkanoate) having 2 or 6 alkyl carbon atoms and copolymerized at a polymerization ratio of 1: 1. There are some. Examples of the combination of the side chain type polymer liquid crystal substance and the low molecular weight organic substance having a chiral group include p-
A combination of cyanobiphenyl-4-methacryloyloxybenzoate and S (−)-2-methylbutylmethacrylate may be mentioned.

【0023】スペーサの側面に捩れ配向能を付与するた
めの熱処理は、フォトリソグラフィ技術などを利用して
側鎖型高分子液晶物質を含有する樹脂を所定の位置にス
ペーサを形成する途中で行ってもよいし、形成後に行っ
てもよい。また、前記の材料を用いる場合、スペーサ形
成に先立ち、配向膜が液晶配向能を持った状態で形成さ
れていることが望ましい。これは、配向膜の表面によっ
て側鎖型高分子液晶物質の側鎖の配向方向が規制され、
捩れ配向による螺旋軸が基板に垂直な方向になるためで
ある。
The heat treatment for imparting the twist orientation ability to the side surface of the spacer is carried out while forming the spacer at a predetermined position of the resin containing the side chain type polymer liquid crystal substance by using a photolithography technique or the like. It may be performed, or may be performed after formation. Further, when the above materials are used, it is desirable that the alignment film is formed in a state of having the liquid crystal alignment ability before forming the spacer. This is because the alignment direction of the side chain of the side chain type polymer liquid crystal substance is regulated by the surface of the alignment film,
This is because the spiral axis due to the twist orientation is in the direction perpendicular to the substrate.

【0024】本発明において、スペーサの側面に垂直配
向能を付与する方法としては、例えばスペーサの側面に
微細な溝を設ける方法、またはスペーサの構成成分とし
てそれ自体が垂直配向する材料を用いる方法が挙げられ
る。
In the present invention, as a method of imparting the vertical alignment ability to the side surface of the spacer, for example, a method of forming fine grooves on the side surface of the spacer, or a method of using a material which is itself vertically aligned as a constituent component of the spacer is used. Can be mentioned.

【0025】スペーサの側面に微細な溝を設けるには、
フォトリソグラフィ技術などではなく、以下のような方
法が用いられる。すなわち、基板上に樹脂を数μmの厚
さに形成した後、所定位置にマスク材を形成し、このマ
スク材をマスクとしてRIE(Reactive Io
n Etching)により樹脂をエッチングして、所
定位置に所定形状のスペーサを形成するとともに、その
側面を加工して微細な溝を設ける。この方法では、スペ
ーサ側面の幾何学的な形状効果によって、液晶分子を垂
直配向させることができる。
To form a fine groove on the side surface of the spacer,
The following method is used instead of the photolithography technique. That is, after a resin having a thickness of several μm is formed on a substrate, a mask material is formed at a predetermined position, and this mask material is used as a mask for RIE (Reactive Io).
n Etching), the resin is etched to form spacers having a predetermined shape at predetermined positions, and the side surfaces thereof are processed to form fine grooves. In this method, the liquid crystal molecules can be vertically aligned by the geometrical effect of the spacer side surface.

【0026】スペーサの構成成分としてそれ自体が垂直
配向する材料を用いる方法では、直鎖型高分子液晶物質
が用いられる。これらの材料も、スペーサの主成分であ
る感光性樹脂などに添加されて使用される。これらの材
料は液晶相を示す温度範囲で所定時間熱処理することに
より垂直配向する。したがって、垂直配向したスペーサ
の構成成分と液晶分子との分子間力により、液晶分子の
垂直配向が実現される。このような直鎖型高分子液晶物
質も、前述した側鎖型高分子液晶物質の場合と同様の温
度範囲で液晶相を示すものが望ましく、例えばノバキュ
レート(三菱化成製商品名)が挙げられる。
In the method of using a material that vertically aligns itself as a constituent component of the spacer, a linear polymer liquid crystal substance is used. These materials are also used by being added to the photosensitive resin which is the main component of the spacer. These materials are vertically aligned by heat-treating for a predetermined time in a temperature range showing a liquid crystal phase. Therefore, the vertical alignment of the liquid crystal molecules is realized by the intermolecular force between the constituent components of the vertically aligned spacers and the liquid crystal molecules. It is desirable that such a linear polymer liquid crystal substance also exhibits a liquid crystal phase in the same temperature range as in the case of the side chain polymer liquid crystal substance described above, and examples thereof include Novacurate (trade name of Mitsubishi Kasei). ..

【0027】この場合、配向膜は形成前であるか、また
は液晶配向能を持たない状態であることが望ましい。こ
れは、直鎖型高分子液晶物質の垂直方向への配列を阻害
するおそれがあるためである。なお、直鎖型高分子液晶
物質の配向を促進するために、垂直方向へ外場を印加し
てもよい。
In this case, it is desirable that the alignment film is not formed yet or has no liquid crystal aligning ability. This is because there is a possibility that the alignment of the linear polymer liquid crystal substance in the vertical direction may be disturbed. An external field may be applied in the vertical direction to promote the alignment of the linear polymer liquid crystal substance.

【0028】本発明に係る液晶表示素子の表示方式は特
に限定されない。すなわち、アクティブマトリクス型で
も単純マトリクス型表示方式でもよく、TN型でもST
N型でもよく、透過型でも反射型でもよい。これらの液
晶表示素子の例を図面を参照して説明する。
The display system of the liquid crystal display device according to the present invention is not particularly limited. That is, the active matrix type or the simple matrix type display system may be used, and the TN type or ST
It may be N-type, transmissive or reflective. Examples of these liquid crystal display elements will be described with reference to the drawings.

【0029】図8はTN型液晶を用いた3端子アクティ
ブマトリクス方式の透過型液晶表示素子の一例を示す分
解斜視図である。図8において、一方のガラス基板(T
FTアレイ基板)1上には、画素電極2およびTFT素
子(薄膜トランジスタ)11がマトリクス状に形成され
ている。1つの画素電極2と1つのTFT素子11で構
成される矩形状の各画素の間には、複数のデータ配線2
1およびアドレス配線22が互いに直交して形成されて
いる。TFT素子11のソース電極は画素電極2に、ド
レイン電極はデータ配線21に、ゲート電極はアドレス
配線22にそれぞれ接続されている。このようなTFT
アレイ基板1の表面に配向膜(図示せず)が形成されて
いる。他方のガラス基板(対向基板)5には、カラーフ
ィルタ6、対向電極7、配向膜(図示せず)が順次形成
されている。画素電極2と対向電極7とが互いに対向す
る領域が画素に相当する。これらのTFTアレイ基板1
と対向基板5との間に、基板周縁部にシール、表示部に
本発明に係るスペーサ(図示せず)が配置され、基板間
ギャップが規定される。そして、両方の基板間に液晶物
質が封入される。さらに、透過型表示の場合には、TF
Tアレイ基板1の外側に偏光板51、拡散板52を介し
てバックライト(背面照明)53が設けられ、対向基板
5の外側に偏光板54が設けられている。
FIG. 8 is an exploded perspective view showing an example of a three-terminal active matrix type transmissive liquid crystal display element using a TN type liquid crystal. In FIG. 8, one glass substrate (T
Pixel electrodes 2 and TFT elements (thin film transistors) 11 are formed in a matrix on an FT array substrate) 1. A plurality of data wirings 2 are provided between each rectangular pixel composed of one pixel electrode 2 and one TFT element 11.
1 and the address wiring 22 are formed orthogonal to each other. The source electrode of the TFT element 11 is connected to the pixel electrode 2, the drain electrode is connected to the data wiring 21, and the gate electrode is connected to the address wiring 22. Such a TFT
An alignment film (not shown) is formed on the surface of the array substrate 1. A color filter 6, a counter electrode 7, and an alignment film (not shown) are sequentially formed on the other glass substrate (counter substrate) 5. A region where the pixel electrode 2 and the counter electrode 7 face each other corresponds to a pixel. These TFT array substrate 1
Between the substrate and the counter substrate 5, a seal is provided at the peripheral portion of the substrate, and a spacer (not shown) according to the present invention is provided at the display portion to define the inter-substrate gap. Then, a liquid crystal material is sealed between both substrates. Furthermore, in the case of transmissive display, TF
A backlight (back lighting) 53 is provided outside the T array substrate 1 via a polarizing plate 51 and a diffusion plate 52, and a polarizing plate 54 is provided outside the counter substrate 5.

【0030】この液晶表示素子において、画素電極2お
よび対向電極7は例えばITO(Indium Tin
Oxide)、金属などの材質からなる導電性薄膜で
形成される。透過型表示素子の場合には、両電極にIT
Oなど透明性を有する材質が用いられる。反射型表示素
子の場合には、どちらか一方の電極のみが透明性を有し
ていればよく、通常は対向電極側を透明とすることが多
い。またこの場合、TFTアレイ基板1の外側の偏光板
51、拡散板52、バックライト53は不要になる。
In this liquid crystal display element, the pixel electrode 2 and the counter electrode 7 are made of, for example, ITO (Indium Tin).
Oxide), a conductive thin film made of a material such as a metal. In the case of a transmissive display element, IT is used for both electrodes.
A transparent material such as O is used. In the case of a reflective display element, only one of the electrodes needs to be transparent, and usually the counter electrode side is often transparent. Further, in this case, the polarizing plate 51, the diffusion plate 52, and the backlight 53 on the outside of the TFT array substrate 1 are unnecessary.

【0031】図9は単純マトリックス方式の液晶表示素
子の一例を示す分解斜視図である。図9において、一方
のガラス基板1の表面には、X軸方向に複数の帯状の走
査電極31および配向膜(図示せず)が形成されてい
る。他方のガラス基板(対向基板)5の表面には、Y軸
方向に複数の帯状の表示電極32および配向膜(図示せ
ず)が形成されている。走査電極31および表示電極3
2の交差部が画素に相当する。これらのガラス基板1と
ガラス基板5の間に、基板周縁部にシール、表示部に本
発明に係るスペーサ(図示せず)が配置され、基板間ギ
ャップが規定される。そして、両方の基板間に液晶物質
が封入される。
FIG. 9 is an exploded perspective view showing an example of a simple matrix type liquid crystal display element. In FIG. 9, a plurality of strip-shaped scanning electrodes 31 and an alignment film (not shown) are formed on the surface of one glass substrate 1 in the X-axis direction. On the surface of the other glass substrate (counter substrate) 5, a plurality of strip-shaped display electrodes 32 and an alignment film (not shown) are formed in the Y-axis direction. Scan electrode 31 and display electrode 3
The intersection of 2 corresponds to a pixel. Between the glass substrate 1 and the glass substrate 5, a seal is provided at the peripheral portion of the substrate and a spacer (not shown) according to the present invention is provided at the display portion to define the inter-substrate gap. Then, a liquid crystal material is sealed between both substrates.

【0032】本発明に係る液晶表示素子は、ITO膜な
どを素材とする透明電極や、TFT、MIM(Meta
l Insulator Metal)などの駆動素子
が形成された基板表面に、配向膜および前述した方法に
よりスペーサを形成した後、組立工程、液晶注入工程な
どを経て製造される。配向膜とスペーサとは、どちらを
先に形成してもよく、同時に形成してもよい。工程の簡
便性と表示素子の性能とを考慮して、形成順序が決定さ
れる。例えば、スペーサの材料として感光性樹脂を用い
る場合、この感光性樹脂をプリベークし、露光し、再度
基板側から熱処理した後、現像すればスペーサと配向膜
とを同時に形成できる。すなわち、露光後に熱処理する
と、基板側の感光性樹脂が重合し、現像液に対する溶解
速度が遅くなるため、現像後にこの部分を残すことがで
きる。したがって、この部分を配向処理すれば配向膜と
して利用できる。このような方法を採用すれば、配向膜
を独立に形成する工程が不要になる。
The liquid crystal display element according to the present invention includes a transparent electrode made of an ITO film or the like, a TFT, a MIM (Meta).
l Insulator Metal) is formed on the surface of a substrate on which a driving element such as an Insulator Metal is formed by an alignment film and a spacer by the above-described method, and then an assembly process and a liquid crystal injection process are performed. Either of the alignment film and the spacer may be formed first, or they may be formed simultaneously. The formation order is determined in consideration of the convenience of the process and the performance of the display device. For example, when a photosensitive resin is used as the material for the spacer, the photosensitive resin can be pre-baked, exposed, heat-treated again from the substrate side, and then developed to form the spacer and the alignment film at the same time. That is, when the heat treatment is performed after the exposure, the photosensitive resin on the substrate side is polymerized and the dissolution rate in the developing solution is slowed, so that this portion can be left after the development. Therefore, if this portion is oriented, it can be used as an orientation film. If such a method is adopted, the step of independently forming the alignment film becomes unnecessary.

【0033】スペーサは、例えば画素の端部に形成する
ことが好ましい。また、一方の基板に駆動素子が形成さ
れている液晶表示素子では、駆動素子の中央凹部にスペ
ーサを形成することが好ましい。
It is preferable that the spacer is formed, for example, at the end of the pixel. Further, in a liquid crystal display element in which a driving element is formed on one substrate, it is preferable to form a spacer in the central recess of the driving element.

【0034】[0034]

【作用】本発明の液晶表示素子では、スペーサの側面が
比較的平坦な形状で、かつ液晶配向能を有するので、特
殊な材料を用いなくとも、スペーサの近傍においても液
晶分子を安定に配向させることができる。このため、液
晶分子の配向乱れに起因するコントラスト低下を防止で
き、表示品位を向上できる。
In the liquid crystal display device of the present invention, the side surfaces of the spacer are relatively flat and have liquid crystal aligning ability, so that liquid crystal molecules can be stably aligned even in the vicinity of the spacer without using a special material. be able to. Therefore, it is possible to prevent the deterioration of contrast due to the disordered alignment of the liquid crystal molecules, and it is possible to improve the display quality.

【0035】また、スペーサの構成成分としてそれ自体
が配向する性質を有する材料を用いた場合には、スペー
サ自体が旋光性つまり遮光性を有する。したがって、ス
ペーサ中を透過する光量を抑えることができ、黒レベル
に関して特に要請の厳しいNB表示であっても、開口率
を低下させるブラックマトリクスを使用することなく、
高品位の表示を達成できる。この場合、スペーサの構成
成分として遮光性を向上させる他の材料を併用すれば、
より大きな効果が期待できる。
Further, when a material having a property of orienting itself is used as a constituent component of the spacer, the spacer itself has an optical rotatory property, that is, a light shielding property. Therefore, the amount of light transmitted through the spacer can be suppressed, and even in the case of NB display in which the black level is particularly demanding, without using a black matrix that reduces the aperture ratio,
A high-quality display can be achieved. In this case, if another material that improves the light-shielding property is used together as a constituent component of the spacer,
Greater effect can be expected.

【0036】さらに、一方の基板に駆動素子が形成され
ている液晶表示素子では、駆動素子の中央凹部にスペー
サを形成することにより、駆動素子に照射される光量を
抑えることができる。このため、過度の光照射による駆
動素子の誤動作を防止でき、表示品位をさらに向上でき
る。この場合、前述したようにスペーサ自体が遮光性を
有していれば、より大きな効果が期待できる。
Further, in the liquid crystal display element in which the driving element is formed on one of the substrates, the spacer can be formed in the central concave portion of the driving element to suppress the amount of light applied to the driving element. Therefore, malfunction of the drive element due to excessive light irradiation can be prevented, and the display quality can be further improved. In this case, if the spacer itself has a light shielding property as described above, a greater effect can be expected.

【0037】[0037]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。なお、以下の実施例および比較例においては、液
晶表示素子としてTN型液晶を用いたアクティブマトリ
クス方式の液晶セルを作製し、その特性を評価した。 実施例1
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following examples and comparative examples, active matrix type liquid crystal cells using TN type liquid crystal as a liquid crystal display element were prepared and their characteristics were evaluated. Example 1

【0038】予め、以下のようにしてスペーサ形成材料
を調製した。Finkelmannらの方法(Macr
omol.Chem.,179,829(1978))
に従い、コレステリル−ω−(4−メタクリロイルオキ
シフェニルアルカノエート)のうちアルキル炭素数が2
および6である液晶物質を合成し、さらにこれら2種の
液晶物質を重合比1:1で共重合させて側鎖型高分子液
晶物質を合成した。得られた側鎖型高分子液晶物質を、
感光性ポリイミド(チバガイギー社製、商品名:プロビ
ミド400)の溶液に添加してスペーサ形成材料とし
た。
A spacer forming material was prepared in advance as follows. The method of Finkelmann et al. (Macr
omol. Chem. , 179, 829 (1978))
According to cholesteryl-ω- (4-methacryloyloxyphenylalkanoate), the number of alkyl carbon atoms is 2
Liquid crystal substances of Nos. 6 and 6 were synthesized, and further, these two kinds of liquid crystal substances were copolymerized at a polymerization ratio of 1: 1 to synthesize a side chain type polymer liquid crystal substance. The obtained side chain type polymer liquid crystal substance,
It was added to a solution of photosensitive polyimide (manufactured by Ciba-Geigy, trade name: Probimide 400) to form a spacer forming material.

【0039】図1および図2に示される、表面に表示電
極2およびTFT素子11がマトリクス状に形成された
一方のガラス基板(TFTアレイ基板)1を用意した。
このTFT素子11の構造は以下のようなものである。
すなわち、ガラス基板1上にゲート電極12、ゲート絶
縁膜13、半導体層14が順次形成されている。この半
導体層14にはソース、ドレイン領域(図示せず)が形
成されている。半導体層14上には、これらの領域と接
続されたソース電極15、およびドレイン電極16が形
成されている。ソース電極15は表示電極2と接続され
ている。ドレイン電極16はデータ配線に、ゲート電極
12はアドレス配線に、それぞれ接続されている。図2
に示されるように、TFT素子11は表示電極2の1隅
に形成されており、1つの表示電極2と1つのTFT素
子11とで130μm×100μmの1画素を構成して
いる。
As shown in FIGS. 1 and 2, one glass substrate (TFT array substrate) 1 on the surface of which display electrodes 2 and TFT elements 11 were formed in a matrix was prepared.
The structure of this TFT element 11 is as follows.
That is, the gate electrode 12, the gate insulating film 13, and the semiconductor layer 14 are sequentially formed on the glass substrate 1. Source and drain regions (not shown) are formed in the semiconductor layer 14. A source electrode 15 and a drain electrode 16 connected to these regions are formed on the semiconductor layer 14. The source electrode 15 is connected to the display electrode 2. The drain electrode 16 is connected to the data line, and the gate electrode 12 is connected to the address line. Figure 2
3, the TFT element 11 is formed at one corner of the display electrode 2, and one display electrode 2 and one TFT element 11 form one pixel of 130 μm × 100 μm.

【0040】このTFTアレイ基板1上に、熱硬化性ポ
リイミド(日本合成ゴム社製、商品名:オプトマーAL
−1051)の溶液をロールコータにより塗布した後、
200℃で1時間加熱して乾燥した。このポリイミド膜
表面を、布を装着したローラでラビング処理し、配向膜
3を形成した。
On this TFT array substrate 1, thermosetting polyimide (manufactured by Japan Synthetic Rubber Co., Ltd., trade name: Optomer AL
After applying the solution of (1051) with a roll coater,
It was dried by heating at 200 ° C. for 1 hour. The surface of this polyimide film was rubbed with a roller equipped with a cloth to form an alignment film 3.

【0041】この配向膜3の上に、前述したスペーサ形
成材料を2500rpmで25秒間スピンコートした。
TFTアレイ基板をホットプレート上にて110℃で1
5分間スペーサ形成材料をプリベークした。硬化膜表面
から6μm上方の位置に、図3に示すフォトマスク10
1を配置した。このフォトマスク101では、縦260
μm、横200μmごとに直径10μmの透光部110
が形成され、その他の部分が遮光部120となってい
る。また、図2に示すように、TFTアレイ基板上の1
つおきの表示電極2のTFT素子11と対角線上の位置
(スペーサ形成位置)に、透光部110が重なるように
フォトマスクを位置合わせした。
On the alignment film 3, the above-mentioned spacer forming material was spin-coated at 2500 rpm for 25 seconds.
Place the TFT array substrate on a hot plate at 110 ° C for 1
The spacer forming material was pre-baked for 5 minutes. The photomask 10 shown in FIG. 3 is provided at a position 6 μm above the surface of the cured film.
1 was placed. In this photomask 101, the vertical 260
Translucent part 110 having a diameter of 10 μm for every 200 μm
Is formed, and the other portion serves as the light shielding portion 120. In addition, as shown in FIG.
A photomask was aligned so that the light-transmitting portion 110 overlaps with the TFT element 11 of the alternate display electrode 2 at a diagonal position (spacer forming position).

【0042】このフォトマスクを介して400mJ/c
2 の平行光を露光した。窒素ガスによる加圧下、硬化
膜に現像液(チバガイギー社製、QZ3301)をスプ
レーして現像し、現像液とリンス液の混合液(チバガイ
ギー社製、QZ3311)をスプレーし、リンス液(チ
バガイギー社製、QZ3312)でリンスし、さらに窒
素ガスを用いてスピンドライした。現像条件は、以下の
通りである。 窒素加圧 2.5kg/cm2 現像液噴射量 10ml/min 現像液処理時間 240秒 オーバーラップ時間 10秒 リンス時間 10秒 窒素スピンドライ時間 20秒
400 mJ / c through this photomask
m2 Parallel light was exposed. Curing under pressure with nitrogen gas
Sprinkle developer (QZ3301 made by Ciba-Geigy) on the film
And develop, and then mix the developer and rinse solution (
Gee Co., QZ3311) is sprayed and rinsed
Rinse with baggygie QZ3312)
Spin dry was performed using a raw gas. The development conditions are as follows.
On the street. Nitrogen pressurization 2.5kg / cm2  Developer injection amount 10 ml / min Developer processing time 240 seconds Overlap time 10 seconds Rinse time 10 seconds Nitrogen spin dry time 20 seconds

【0043】現像処理後、基板を200℃で1時間加熱
し、溶媒を揮発させた。この加熱処理により、側鎖型高
分子液晶物質はカイラルスメクティック相に保持され捩
れ配向する。これを室温まで放冷して、スペーサ4を形
成した。
After the development treatment, the substrate was heated at 200 ° C. for 1 hour to volatilize the solvent. By this heat treatment, the side chain type polymer liquid crystal substance is held in the chiral smectic phase and twisted and aligned. This was allowed to cool to room temperature to form spacers 4.

【0044】次に、表面に保護膜付きのカラーフィルタ
6および対向電極7が順次形成された他方のガラス基板
(対向基板)5を用意した。この対向基板5上に、熱硬
化性ポリイミド(日本合成ゴム社製、商品名:オプトマ
ーAL−1051)の溶液をロールコータにより塗布し
た後、200℃で1時間加熱して乾燥した。このポリイ
ミド膜表面を、布を装着したローラでラビング処理して
配向膜8を形成した。この対向基板5の周縁部上に、シ
ール材として熱硬化性エポキシ樹脂(三井東圧社製、商
品名:ストラクトボンド)をスクリーン印刷した。
Next, another glass substrate (counter substrate) 5 having a color filter 6 with a protective film and a counter electrode 7 formed on the surface thereof in order was prepared. A solution of thermosetting polyimide (manufactured by Japan Synthetic Rubber Co., Ltd., trade name: Optomer AL-1051) was applied onto the counter substrate 5 by a roll coater, and then heated at 200 ° C. for 1 hour to be dried. The surface of this polyimide film was rubbed with a cloth-mounted roller to form an alignment film 8. A thermosetting epoxy resin (manufactured by Mitsui Toatsu Co., Ltd., trade name: StructBond) was screen-printed on the peripheral portion of the counter substrate 5 as a sealing material.

【0045】これらのTFTアレイ基板1および対向基
板5を互いに対向するように組み合わせ、180℃で1
時間加熱した後、室温まで放冷して液晶セルを作製し
た。このセルを真空チャンバー内に入れ、真空下でセル
の内部にネマティック液晶組成物(メルク社製、ZLI
−1370)9を封入した。注入口を紫外線硬化型接着
剤で封口した。さらに、セルを洗浄した後、TFT基板
の外側および対向基板の外側に透過光の振動面が平行と
なるようにそれぞれ偏光板を配置した。 実施例2
The TFT array substrate 1 and the counter substrate 5 are combined so as to face each other, and the temperature is set to 180.degree.
After heating for a period of time, the liquid crystal cell was prepared by cooling to room temperature. This cell was placed in a vacuum chamber, and the nematic liquid crystal composition (ZLI manufactured by Merck & Co., Inc.) was placed inside the cell under vacuum.
-1370) 9 was enclosed. The inlet was sealed with a UV curable adhesive. Further, after washing the cell, polarizing plates were arranged outside the TFT substrate and outside the counter substrate, respectively, so that the vibration planes of the transmitted light were parallel to each other. Example 2

【0046】本実施例では、スペーサ4の形成位置が実
施例1と異なっている。すなわち、図4に示すように、
TFTアレイ基板1上に形成されたTFT素子11の中
央の凹部にスペーサ4を形成した。これ以外は、実施例
1と同様にして液晶表示素子を作製した。 実施例3
In this embodiment, the formation position of the spacer 4 is different from that of the first embodiment. That is, as shown in FIG.
A spacer 4 was formed in the central recess of the TFT element 11 formed on the TFT array substrate 1. A liquid crystal display device was produced in the same manner as in Example 1 except for this. Example 3

【0047】本実施例では、実施例1と異なる以下のよ
うな方法により、TFTアレイ基板上に配向膜を形成し
た。表面に表示電極2およびTFT素子11がマトリク
ス状に形成されたTFTアレイ基板1上に、感光性ポリ
イミド(チバガイギー社製、商品名:プロビミド40
0)の5%溶液を3000rpmで25秒間スピンコー
トした。TFTアレイ基板をホットプレート上にて11
0℃で15分間加熱して感光性ポリイミドをプリベーク
した。この硬化膜の表面から6μm上方の位置に、図5
に示すフォトマスク102を配置した。このフォトマス
ク102では、0.2μm幅の透光部110と1.0μ
m幅の遮光部120とがストライプ状に形成されてい
る。このフォトマスクを介して180mJ/cm2 の平
行光を露光した後、実施例1と同様にスプレー現像を行
った。現像条件は、以下の通りである。 現像液噴射量 10ml/min 窒素加圧 2.5kg/cm2 現像液処理時間 60秒 オーバーラップ時間 10秒 リンス時間 15秒 窒素スピンドライ時間 10秒
This embodiment differs from the first embodiment in the following.
An alignment film is formed on the TFT array substrate by such a method.
It was The display electrode 2 and the TFT element 11 are arranged on the surface of the matrix.
On the TFT array substrate 1 formed in a stripe shape, a photosensitive poly
Imide (manufactured by Ciba Geigy, trade name: Probimide 40
Spin coat 5% solution of 0) at 3000 rpm for 25 seconds.
I got it. Place the TFT array substrate on the hot plate 11
Pre-bake photosensitive polyimide by heating at 0 ° C for 15 minutes
did. At a position 6 μm above the surface of this cured film, the
The photomask 102 shown in FIG. This photo mass
In the case 102, the 0.2 μm wide transparent portion 110 and 1.0 μm
The light-shielding portion 120 having a width of m is formed in a stripe shape.
It 180mJ / cm through this photomask2 Nodaira
After exposure to line light, spray development was performed as in Example 1.
It was. The developing conditions are as follows. Amount of developer jet 10ml / min Nitrogen pressurization 2.5kg / cm2  Developer processing time 60 seconds Overlap time 10 seconds Rinse time 15 seconds Nitrogen spin dry time 10 seconds

【0048】現像処理後、基板を250℃で1時間加熱
して乾燥し、室温まで放冷して配向膜3を形成した。こ
の工程以外は実施例1と全く同様にして液晶表示素子を
作製した。 実施例4 本実施例では、実施例1〜3とは異なり、対向基板5上
にスペーサを形成した。
After the development treatment, the substrate was heated at 250 ° C. for 1 hour, dried, and allowed to cool to room temperature to form the alignment film 3. A liquid crystal display device was produced in exactly the same manner as in Example 1 except for this step. Example 4 In this example, unlike Examples 1 to 3, spacers were formed on the counter substrate 5.

【0049】まず、実施例1と同様にして、表面に表示
電極およびTFT素子が形成されたTFTアレイ基板上
にポリイミド膜を形成し、ラビング処理して配向膜を形
成した。
First, in the same manner as in Example 1, a polyimide film was formed on a TFT array substrate on the surface of which display electrodes and TFT elements were formed, and a rubbing treatment was performed to form an alignment film.

【0050】次に、表面に保護膜付きのカラーフィルタ
6および対向電極7が形成された対向基板5を用意し
た。この対向基板上に、可溶性ポリイミド(チバガイギ
ー社製、商品名:プロビミド200)の溶液を2000
rpmで30秒間スピンコートした後、180℃で1時
間加熱して乾燥した。このポリイミド膜上に、スパッタ
法により厚さ1μmのMo層を形成した。このMo層を
フォトエッチングして、図6に示すように、カラーフィ
ルタ6に対応させて1画素おきの1隅上に直径10μm
のMoからなるマスク材を形成した。
Next, a counter substrate 5 having a color filter 6 with a protective film and a counter electrode 7 formed on its surface was prepared. On this counter substrate, 2000 of a solution of soluble polyimide (manufactured by Ciba-Geigy, trade name: Probimide 200)
After spin coating at rpm for 30 seconds, it was dried by heating at 180 ° C. for 1 hour. A Mo layer having a thickness of 1 μm was formed on the polyimide film by a sputtering method. This Mo layer is photo-etched, and as shown in FIG. 6, a diameter of 10 μm is provided on each corner of every other pixel so as to correspond to the color filter 6.
A mask material made of Mo was formed.

【0051】この対向基板を真空チャンバー内に入れ、
高真空にした後、O2 ガスを導入し、Ar+ イオンビー
ムを照射して、マスク材でマスクされていないポリイミ
ド膜を反応性イオンエッチングした。このときの条件は
以下の通りである。 O2 ガス濃度 1×10-4Torr 照射強度 200W 照射時間 5分
This counter substrate is placed in a vacuum chamber,
After evacuating to a high vacuum, introducing O 2 gas, Ar + The polyimide film not masked by the mask material was subjected to reactive ion etching by irradiation with an ion beam. The conditions at this time are as follows. O 2 gas concentration 1 × 10 −4 Torr irradiation intensity 200 W irradiation time 5 minutes

【0052】こうして基板に垂直な方向に微細な溝を有
するスペーサおよび配向膜を同時に形成した。すなわ
ち、前記の条件では、ポリイミド膜のエッチングは基板
表面まで及ばない。したがって、残った薄膜部分を配向
膜として用いることができる。次に、マスク材として用
いられたMoをエッチングした後、配向膜を布を装着し
たローラでラビング処理した。以下、実施例1と同様に
して、液晶表示素子を作製した。 実施例5
Thus, the spacer and the alignment film having fine grooves in the direction perpendicular to the substrate were simultaneously formed. That is, under the above conditions, the etching of the polyimide film does not reach the substrate surface. Therefore, the remaining thin film portion can be used as an alignment film. Next, after Mo used as a mask material was etched, the alignment film was rubbed with a roller equipped with a cloth. Hereinafter, a liquid crystal display element was produced in the same manner as in Example 1. Example 5

【0053】本実施例では、実施例3と同様な方法によ
りTFTアレイ基板上に感光性樹脂を用いて配向膜を形
成し、実施例4と同様な方法により対向基板上にスペー
サおよび配向膜を形成した。以下、実施例1と同様にし
て、液晶表示素子を作製した。 比較例1
In this embodiment, an alignment film is formed on the TFT array substrate by using a photosensitive resin in the same manner as in Embodiment 3, and a spacer and an alignment film are formed on the counter substrate in the same manner as in Embodiment 4. Formed. Hereinafter, a liquid crystal display element was produced in the same manner as in Example 1. Comparative Example 1

【0054】表面に表示電極およびTFT素子がマトリ
クス状に形成されたTFTアレイ基板上に、熱硬化性ポ
リイミド(日本合成ゴム社製、商品名:オプトマーAL
−1051)の溶液をロールコータにより塗布した後、
200℃で1時間、加熱乾燥した。このポリイミド膜の
表面を、布を装着したローラでラビング処理して配向膜
を形成した。この配向膜上に、球形スペーサ(積水ファ
インケミカル社製、商品名:ミクロパールSP−20
5)のエタノール分散液をスプレー散布した。
Thermosetting polyimide (manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd., trade name: Optomer AL) is formed on a TFT array substrate having display electrodes and TFT elements formed in a matrix on the surface.
After applying the solution of (1051) with a roll coater,
It heat-dried at 200 degreeC for 1 hour. The surface of this polyimide film was rubbed with a roller equipped with a cloth to form an alignment film. On this alignment film, a spherical spacer (manufactured by Sekisui Fine Chemical Co., trade name: Micropearl SP-20
The ethanol dispersion of 5) was sprayed.

【0055】一方、表面に保護膜付きカラーフィルタお
よび対向電極が順次形成された対向基板上に、熱硬化性
ポリイミド(日本合成ゴム社製、商品名:オプトマーA
L−1051)の溶液をロールコータにより塗布した
後、200℃で1時間、加熱乾燥した。得られたポリイ
ミド膜表面を、布を装着したローラでラビング処理して
配向膜を形成した。この対向基板上に、シール材として
熱硬化性エポキシ樹脂(三井東圧社製、商品名:ストラ
クトボンド)をスクリーン印刷した。以下、実施例1と
同様の方法に従って、液晶表示素子を作製した。これら
実施例1〜5および比較例1の液晶セルについて、以下
のような特性に関する観察および評価を行った。これら
の結果を表1に示す。 特性1) 電圧無印加時における配向状態(目視観察) 特性2) 電圧無印加時における配向状態(顕微鏡観
察) 特性3) V−T特性(液晶セルの電圧−透過光量の関
係) 特性4) コントラスト比(電圧印加時の透過光量:無
印加時の透過光量) 特性5) 高温(85℃)ライフテスト500時間後の
動画表示状態
On the other hand, a thermosetting polyimide (manufactured by Japan Synthetic Rubber Co., Ltd., trade name: Optomer A) is formed on a counter substrate on which a color filter with a protective film and a counter electrode are sequentially formed on the surface.
The solution of L-1051) was applied by a roll coater and then dried by heating at 200 ° C. for 1 hour. The surface of the obtained polyimide film was rubbed with a roller equipped with a cloth to form an alignment film. On this counter substrate, a thermosetting epoxy resin (manufactured by Mitsui Toatsu Co., Ltd., trade name: Structbond) was screen printed as a sealing material. Hereinafter, a liquid crystal display element was produced in the same manner as in Example 1. The liquid crystal cells of Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 were observed and evaluated for the following characteristics. The results are shown in Table 1. Characteristic 1) Alignment state when no voltage is applied (visual observation) Characteristic 2) Alignment state when no voltage is applied (microscopic observation) Characteristic 3) VT characteristic (relationship between voltage of liquid crystal cell and amount of transmitted light) Characteristic 4) Contrast Ratio (amount of transmitted light when voltage is applied: amount of transmitted light when no voltage is applied) Characteristic 5) High temperature (85 ° C) movie display after 500 hours of life test

【0056】[0056]

【表1】 [Table 1]

【0057】比較例1の液晶セルの顕微鏡観察では、良
好な配向を示す暗視野中でスペーサの周囲が白くぼやけ
た状態となっており、配向不良が発生していることが確
認された。またこの際、球状スペーサ部分は、光抜けの
ために明るく見えた。比較例1では、これらが原因とな
ってコントラスト比が低下していると考えられる。これ
に対して、実施例1〜5では、いずれも配向状態が良好
であり、高いコントラスト比が得られている。
Microscopic observation of the liquid crystal cell of Comparative Example 1 confirmed that the periphery of the spacer was white and blurred in the dark field showing good alignment, and that alignment failure occurred. At this time, the spherical spacer portion appeared bright due to light leakage. In Comparative Example 1, it is considered that the contrast ratio is lowered due to these factors. On the other hand, in each of Examples 1 to 5, the alignment state was good and a high contrast ratio was obtained.

【0058】なお、以上の実施例では、液晶表示素子と
してTN型液晶を用いたアクティブマトリクス方式の液
晶セルを作製したが、本発明は単純マトリックス方式の
液晶表示素子にも適用できる。
In the above embodiments, an active matrix type liquid crystal cell using TN type liquid crystal as a liquid crystal display element was manufactured, but the present invention can also be applied to a simple matrix type liquid crystal display element.

【0059】単純マトリックス方式の液晶表示素子の例
を図7を参照して説明する。図7に示されるように、表
面に走査電極31が形成された一方のガラス基板1に熱
硬化性ポリイミドの溶液を塗布し、加熱・乾燥した後、
ラビング処理して配向膜3を形成する。例えば実施例1
と同様に、この配向膜3上にスペーサ形成材料を塗布
し、プリベークした後、露光・現像し、さらに加熱処理
して捩れ配向能を有するスペーサ4を形成する。次に、
表面に表示電極32が形成された他方のガラス基板(対
向基板)5上に、熱硬化性ポリイミドの溶液を塗布した
後、加熱・乾燥した後、ラビング処理して配向膜8を形
成する。この対向基板5の周縁部上に、シール材として
熱硬化性エポキシ樹脂をスクリーン印刷し、ガラス基板
1および対向基板5を互いに対向するように組み合わ
せ、加熱して液晶セルを作製する。このセルの内部に液
晶組成物9を封入し、注入口を封口する。この場合も、
前述した実施例と同様な効果を得ることができる。
An example of a simple matrix type liquid crystal display element will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 7, the glass substrate 1 having the scanning electrodes 31 formed on the surface thereof is coated with a thermosetting polyimide solution, heated and dried,
A rubbing process is performed to form the alignment film 3. Example 1
Similarly to the above, a spacer forming material is applied on the alignment film 3, prebaked, exposed and developed, and further heat-treated to form a spacer 4 having a twist alignment ability. next,
A solution of a thermosetting polyimide is applied on the other glass substrate (counter substrate) 5 having the display electrodes 32 formed on the surface, heated and dried, and then subjected to a rubbing treatment to form an alignment film 8. A thermosetting epoxy resin is screen-printed on the peripheral portion of the counter substrate 5 as a sealing material, the glass substrate 1 and the counter substrate 5 are combined so as to face each other, and heated to produce a liquid crystal cell. The liquid crystal composition 9 is sealed inside the cell, and the injection port is sealed. Again,
It is possible to obtain the same effect as that of the above-described embodiment.

【0060】以下に示す実施例では、スペーサの材料と
して感光性樹脂を用い、この感光性樹脂をプリベーク
し、露光し、再度熱処理した後、現像することによりス
ペーサと配向膜とを同時に形成する方法について説明す
る。 実施例6
In the examples shown below, a method of forming a spacer and an alignment film at the same time by using a photosensitive resin as a material for the spacer, pre-baking the photosensitive resin, exposing it to light again, heat treating it again, and then developing it Will be described. Example 6

【0061】表示電極とTET素子とが形成されたTF
Tアレイ基板上に感光性ポリイミド(チバガイギー社
製、商品名:プロビミド412)を1500rpmでス
ピンコートした。このTFTアレイ基板をホットプレー
ト上にのせ、110℃で15分間という通常の条件でポ
リイミド膜をプリベークした。
TF formed with display electrodes and TET elements
A photosensitive polyimide (manufactured by Ciba-Geigy, trade name: Probimide 412) was spin-coated on a T-array substrate at 1500 rpm. The TFT array substrate was placed on a hot plate, and the polyimide film was prebaked under the usual condition of 110 ° C. for 15 minutes.

【0062】スペーサのパターンが形成されたフォトマ
スクを介してポリイミド膜を露光した。この基板をホッ
トプレートにのせ、再度基板側から170℃で10分間
加熱した。この加熱により、基板側の感光性樹脂が重合
し、光が照射された部分および熱処理により重合した部
分の現像液に対する溶解速度が遅くなる。この感光性樹
脂を実施例1と同様に現像処理した。現像条件は、以下
の通りである。 窒素加圧 1.3〜2.5kg/cm2 現像液噴射量 8〜10ml/min 現像液処理時間 240秒 オーバーラップ時間 10秒 リンス時間 10秒 窒素スピンドライ時間 20秒
A photomask having a spacer pattern formed thereon.
The polyimide film was exposed through a screen. This board
Place it on the plate and again from the substrate side at 170 ° C for 10 minutes.
Heated. This heating causes the photosensitive resin on the substrate side to polymerize.
However, the parts exposed to light and the parts polymerized by heat treatment
The dissolution rate of the minute part in the developing solution becomes slow. This photosensitive tree
The fat was developed as in Example 1. The development conditions are as follows
Is the street. Nitrogen pressurization 1.3-2.5kg / cm2  Developer injection amount 8-10 ml / min Developer processing time 240 seconds Overlap time 10 seconds Rinse time 10 seconds Nitrogen spin dry time 20 seconds

【0063】このTFTアレイ基板を排気型オーブンの
中に入れ、250℃で1時間ポリイミド膜をキュアし
た。この結果、高さ5μm、直径15μmの円柱形のス
ペーサおよび厚さ120nmの配向膜が形成された。こ
の配向膜をラビング処理した。
This TFT array substrate was placed in an exhaust type oven and the polyimide film was cured at 250 ° C. for 1 hour. As a result, a cylindrical spacer having a height of 5 μm and a diameter of 15 μm and an alignment film having a thickness of 120 nm were formed. This alignment film was rubbed.

【0064】一方、カラーフィルタ、ブラックマトリク
スおよび透明電極が形成された対向基板に熱硬化性ポリ
イミドを塗布しラビング処理して配向膜を形成した。対
向基板の周縁部にシール材をスクリーン印刷した。TF
Tアレイ基板と対向基板とを組み合せ、加圧状態で加熱
してシール材を硬化させ、セルを作製した。このとき、
スペーサはブラックマトリクス上に配置した。このセル
内に液晶を注入し、注入口を封口して液晶表示素子を製
造した。
On the other hand, a thermosetting polyimide was applied to a counter substrate on which a color filter, a black matrix and a transparent electrode were formed, and a rubbing treatment was performed to form an alignment film. A sealing material was screen-printed on the peripheral portion of the counter substrate. TF
The T-array substrate and the counter substrate were combined and heated under pressure to cure the sealing material, thus producing a cell. At this time,
The spacer was arranged on the black matrix. Liquid crystal was injected into this cell and the injection port was sealed to manufacture a liquid crystal display element.

【0065】得られた対角4インチの液晶表示素子の全
面で、基板間ギャップの精度は±0.1μmであった。
また、配向状態も良好であることが確認された。さら
に、スペーサがブラックマトリクス上に配置されている
ので、スペーサによる光抜けや開口率の低下はなく、T
FTの破損も防止することができた。 実施例7
The accuracy of the inter-substrate gap was ± 0.1 μm on the entire surface of the obtained 4-inch diagonal liquid crystal display element.
It was also confirmed that the alignment state was good. Furthermore, since the spacers are arranged on the black matrix, there is no light leakage or reduction in aperture ratio due to the spacers.
It was also possible to prevent damage to the FT. Example 7

【0066】実施例6と同様に、TFTアレイ基板上へ
の感光性ポリイミド(プロビミド412)の塗布、プリ
ベーク、露光、熱処理を行った。この際、露光後の熱処
理条件は実施例6と異なり、200℃で10分間であっ
た。この感光性ポリイミドを実施例6と同一の条件で現
像処理し、キュアした。この結果、高さ5μm、直径1
5μmのスペーサおよび厚さ150nmの配向膜が形成
された。この配向膜をラビング処理した。以下、実施例
6と同様にして液晶表示素子を作製した。得られた対角
4インチの液晶表示素子の全面で、基板間ギャップの精
度は±0.1μmであった。また、配向状態も良好であ
ることが確認された。 実施例8
In the same manner as in Example 6, application, prebaking, exposure and heat treatment of the photosensitive polyimide (Probimide 412) onto the TFT array substrate were performed. At this time, the heat treatment condition after the exposure was different from that of Example 6 and was 200 ° C. for 10 minutes. This photosensitive polyimide was developed and cured under the same conditions as in Example 6. As a result, the height is 5 μm and the diameter is 1
A spacer having a thickness of 5 μm and an alignment film having a thickness of 150 nm was formed. This alignment film was rubbed. Hereinafter, a liquid crystal display element was produced in the same manner as in Example 6. The accuracy of the inter-substrate gap was ± 0.1 μm on the entire surface of the obtained 4-inch diagonal liquid crystal display element. It was also confirmed that the alignment state was good. Example 8

【0067】表示電極とTET素子とが形成されたTF
Tアレイ基板上に感光性ポリイミド(チバガイギー社
製、商品名:プロビミド408)を1200rpmでス
ピンコートした。このTFTアレイ基板をホットプレー
ト上にのせ、110℃で10分間という通常の条件でポ
リイミド膜をプリベークした。実施例6と同様にこのポ
リイミド膜を露光し、実施例6と同一の条件で熱処理
し、さらに現像処理時間を100秒とした以外は実施例
6と同一の条件で現像処理し、キュアした。この結果、
高さ2μm、直径10μmの円柱形のスペーサおよび厚
さ100nmの配向膜が形成された。この配向膜をラビ
ング処理した。以下、実施例6と同様にして液晶表示素
子を作製した。得られた対角4インチの液晶表示素子の
全面で、基板間ギャップの精度は±0.2μmであっ
た。また、配向状態も良好であることが確認された。 実施例9
TF formed with display electrodes and TET elements
A photosensitive polyimide (manufactured by Ciba-Geigy, trade name: Probimide 408) was spin-coated on a T-array substrate at 1200 rpm. This TFT array substrate was placed on a hot plate, and the polyimide film was prebaked under the normal condition of 110 ° C. for 10 minutes. This polyimide film was exposed in the same manner as in Example 6, heat-treated under the same conditions as in Example 6, and further developed and cured under the same conditions as in Example 6 except that the development processing time was 100 seconds. As a result,
A cylindrical spacer having a height of 2 μm and a diameter of 10 μm and an alignment film having a thickness of 100 nm were formed. This alignment film was rubbed. Hereinafter, a liquid crystal display element was produced in the same manner as in Example 6. The accuracy of the inter-substrate gap was ± 0.2 μm on the entire surface of the obtained 4-inch diagonal liquid crystal display element. It was also confirmed that the alignment state was good. Example 9

【0068】実施例6と同様に、TFTアレイ基板上へ
の感光性ポリイミド(プロビミド412)の塗布、プリ
ベーク、露光、熱処理を行った。この際、露光後の熱処
理条件は実施例6と異なり、排気型オーブンを用い、1
20℃で1時間とした。この感光性ポリイミドを実施例
6と同一の条件で現像処理し、キュアした。この結果、
高さ5μm、直径15μmのスペーサおよび厚さ150
nmの配向膜が形成された。この配向膜をラビング処理
した。以下、実施例6と同様にして液晶表示素子を作製
した。得られた対角4インチの液晶表示素子の全面で、
基板間ギャップの精度は±0.2μmであった。
In the same manner as in Example 6, the photosensitive polyimide (Providimide 412) was applied onto the TFT array substrate, prebaked, exposed and heat-treated. At this time, the heat treatment conditions after the exposure were different from those in Example 6, and an exhaust type oven was used.
The temperature was 20 ° C. for 1 hour. This photosensitive polyimide was developed and cured under the same conditions as in Example 6. As a result,
Spacer with a height of 5 μm and a diameter of 15 μm and a thickness of 150
An alignment film having a thickness of nm was formed. This alignment film was rubbed. Hereinafter, a liquid crystal display element was produced in the same manner as in Example 6. On the entire surface of the obtained 4-inch diagonal liquid crystal display element,
The accuracy of the gap between the substrates was ± 0.2 μm.

【0069】なお、スペーサの近傍、特にラビング方向
に対してスペーサの後方に液晶の配向不良領域が認めら
れた。ただし、ラビング処理の方向をブラックストライ
プに平行にすれば、この配向不良領域はブラックストラ
イプの下になるので、表示部への影響はなく、良好な表
示結果が得られた。 比較例2
An alignment defect region of the liquid crystal was observed near the spacer, particularly behind the spacer with respect to the rubbing direction. However, when the rubbing process was made parallel to the black stripes, this defective alignment region was located under the black stripes, so that the display portion was not affected and good display results were obtained. Comparative example 2

【0070】実施例6と同様に、TFTアレイ基板上へ
の感光性ポリイミド(プロビミド412)の塗布、プリ
ベーク、露光した。ただし、露光後に熱処理は行わなか
った。この感光性ポリイミドを実施例6と同一の条件で
現像処理し、キュアした。この結果、高さ5μmのスペ
ーサは形成されたが、スペーサ以外の紫外線が照射され
ない部分は現像によりすべて剥離され配向膜は形成され
なかった。
In the same manner as in Example 6, coating, pre-baking and exposure of photosensitive polyimide (Probimide 412) on the TFT array substrate were carried out. However, heat treatment was not performed after the exposure. This photosensitive polyimide was developed and cured under the same conditions as in Example 6. As a result, a spacer having a height of 5 μm was formed, but the portions other than the spacer which were not irradiated with ultraviolet rays were all peeled off by the development and the alignment film was not formed.

【0071】[0071]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明は、特殊な
材料を用いることなく、基板間隔の均一性、高開口率、
高表示品位の全てを実現する液晶表示素子を提供する上
で、顕著な効果を奏するものである。特に、ツイスティ
ッドネマティック(TN)型表示方式、あるいはスーパ
ーツイスティッドネマティック(STN)型表示方式に
よる液晶表示素子において、優れたV−T特性、コント
ラスト、動画表示状態の性能を提供する上で効果的であ
る。
As described in detail above, according to the present invention, the uniformity of the substrate spacing, the high aperture ratio, the
This is a significant effect in providing a liquid crystal display device that realizes all of high display quality. In particular, it is effective in providing excellent VT characteristics, contrast, and performance of a moving image display state in a liquid crystal display device using a twisted nematic (TN) type display system or a super twisted nematic (STN) type display system. Is.

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

【図1】本発明の実施例1におけるアクティブマトリク
ス方式の液晶表示素子の断面図。
FIG. 1 is a cross-sectional view of an active matrix liquid crystal display element according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例1における液晶表示素子に関し
て、TFTアレイ基板上でのスペーサの形成位置を示す
平面図。
FIG. 2 is a plan view showing the formation positions of spacers on the TFT array substrate in the liquid crystal display element according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施例1における液晶表示素子に関し
て、スペーサの形成に使用されるフォトマスクの平面
図。
FIG. 3 is a plan view of a photomask used for forming spacers in the liquid crystal display element according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施例2における液晶表示素子に関し
て、TFTアレイ基板上でのスペーサの形成位置を示す
平面図。
FIG. 4 is a plan view showing the formation positions of spacers on the TFT array substrate in the liquid crystal display element according to the second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施例3における液晶表示素子に関し
て、スペーサの形成に使用されるフォトマスクの平面
図。
FIG. 5 is a plan view of a photomask used for forming spacers in the liquid crystal display element according to the third embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施例4に係る液晶表示素子に関し
て、対向基板上でのスペーサの形成位置を示す平面図。
FIG. 6 is a plan view showing a formation position of a spacer on a counter substrate in a liquid crystal display element according to Example 4 of the present invention.

【図7】本発明の他の実施例における単純マトリクス方
式の液晶表示素子の断面図。
FIG. 7 is a sectional view of a simple matrix type liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention.

【図8】アクティブマトリクス方式の液晶表示素子を示
す分解斜視図。
FIG. 8 is an exploded perspective view showing an active matrix liquid crystal display element.

【図9】単純マトリクス方式の液晶表示素子を示す分解
斜視図。
FIG. 9 is an exploded perspective view showing a simple matrix type liquid crystal display element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ガラス基板(TFTアレイ基板)、2…画素電極、
3…配向膜、4…スペーサ、5…ガラス基板(対向基
板)、6…カラーフィルタ、7…対向電極、8…配向
膜、9…液晶物質、11…TFT素子、12…ゲート電
極、13…ゲート絶縁膜、14…半導体層、15…ソー
ス電極、16…ドレイン電極、21…データ配線、22
…アドレス配線、31…走査電極、32…表示電極、5
1…偏光板、52…拡散板、53…バックライト、54
…偏光板、101、102…フォトマスク、110…透
光部、120…遮光部。
1 ... Glass substrate (TFT array substrate), 2 ... Pixel electrode,
3 ... Alignment film, 4 ... Spacer, 5 ... Glass substrate (counter substrate), 6 ... Color filter, 7 ... Counter electrode, 8 ... Alignment film, 9 ... Liquid crystal substance, 11 ... TFT element, 12 ... Gate electrode, 13 ... Gate insulating film, 14 ... Semiconductor layer, 15 ... Source electrode, 16 ... Drain electrode, 21 ... Data wiring, 22
... address wiring, 31 ... scanning electrode, 32 ... display electrode, 5
1 ... Polarizing plate, 52 ... Diffusing plate, 53 ... Backlight, 54
... polarizing plate, 101, 102 ... photomask, 110 ... translucent part, 120 ... light-shielding part.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岐津 裕子 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝総合研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yuko Gizu 1 Komukai Toshiba-cho, Sachi-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Stock company Toshiba Research Institute

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 互いに対向する表面に電極および配向膜
が形成された一対の基板を、この基板の周縁部に設けら
れたシールおよび表示部に設けられたスペーサを介して
所定間隔を隔てて保持し、前記基板間に液晶を封入した
液晶表示素子において、前記スペーサの側面が液晶配向
能を有することを特徴とする液晶表示素子。
1. A pair of substrates each having an electrode and an alignment film formed on the surfaces facing each other are held at predetermined intervals via a seal provided on the peripheral portion of the substrates and a spacer provided on the display section. Then, in the liquid crystal display element in which liquid crystal is sealed between the substrates, a side surface of the spacer has a liquid crystal aligning ability.
JP8206392A 1992-04-03 1992-04-03 Liquid crystal display element Pending JPH05281558A (en)

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