JPH02236527A - 液晶セルの製造方法および液晶セル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は液晶セルの製造方法およびこの製造方法によっ
て作成された液晶セルに関する．特殊クラスの液晶（例
えばスメクチックＣ一強誘電体）は、このような物質を
用いてディスプレイの広い面を作成するために電掻間ス
ベーシングの正確なコントロールが要求される。

従来のスペーシング技術の１つは、不均一な状態で１方
の電極の表面を横切る変形可能なプラスチック球または
プラスチックファイバを用いる方法である．その場合、
上部電極は上記球の頂部にｉｉｚされ、ギャップに液晶
が充填された後に所定の位置に接着される． この製造方法はスベーシングの許容誤差のコントロール
に欠け、生産性を阻害するごみまたは微粒子の影響を受
け昌い． 他の従来技術は、薄膜デボジソションを用いてプレート
上に設けられた電極の上に絶縁層を施す方法であり、上
記絶縁層は次いでスベーサのみを残してエッチングされ
、２枚のプレートは一体に組合わされるようになされて
いる。

本発明は、基ＦｉＥに設けられた電極層の上に材料を施
してバッファー層を形成し、次に上記バノファ一層が、
２つの電極層の中間層となるように材料を施して第２電
極層を形成し、次いで上記バノファ一層の一部分を除去
して、液晶材料を収容する領域を設けることよりなる液
晶セルの製造方法を提供するものである． 上記除去工程は、エソチング技術例えば、上記バソファ
−層の材料に依存する適当な処理による耐エッチ物質の
生成があらかじめなされていないバッファ−層の郡分を
エッチングするために、両電極層間にエッチング液を導
入し、次いでバノファ一層の一部分を除去して液晶材料
を収容する領域を形成するということによって達成され
るのが好ましい．上記処理は、バノファ一層に対する選
択的ドーピングまたは化学的処理または紫外線照射によ
ってなされうる． また本発明は、順次の層デボジソション工程を伴う液晶
セル製造のための技術を提供し、これによって２枚のプ
レートを用いた技術に伴うスペーシング許容誤差の問題
およびごみの堆積に伴う問題等を解決している。さらに
、層デポジッションのみを含む製造技術の提供によって
、基板の平坦度の重要性を低減もしくは皆無にしている
．その理由は基板の形状における僅かな凹凸はデボジソ
トされた層によって平坦化され、その結果、従来の技術
では必要であった高度（０．１μｍ以内に）に研磨され
たプレートの代りに比較的粗面のガラスを使用すること
ができるからである。かくして本発明を採用することに
より、ガラス基板に対する要求が従来技術ほど厳しくな
くなるので、大面積のディスプレイの製造が可能になる
。

本発明はまた、上述の技術によって製造された液晶セル
を提供するものである。例えば、本発明は、第２電極層
の形成後に除去されたバッファ−層の部分を間に介在さ
せた２つの電極層を備えた基板よりなる。

（実　施　例） 以下、図面を参照して本発明の実施例について詳細に説
明する。

第１図〜第４回は本発明による液晶セルの製造方法の各
段階を示す。まずＩＴＯ層が電ｐｉｉｉとして平坦なガ
ラス基板２上にデボジソトされて透明電極を形成する．
ガラス基板２は、従来の液晶セル製造に必要な表面粗さ
程度（一最に０．１μｍ以内）にまで注意深く研磨する
必要がなく、その代りに本発明の方法では、いかなる実
質的な存害作用も伴なわない比較的凹凸のあるガラスを
用いることが許容される。したがって、費用がかかり、
かつ時間もかかる研磨工程が不要になり、これによって
本発明の漉晶セルは従来の液晶セルよりも安価に製造す
る“ことができる。

次にポリイミド層がデボジノトされ、こすりまたは他の
適当な処理によってアラインメント層３を形成する．次
いで、怒光性ポリイミド層またはスピンによって施され
る低融点ガラスのような材料よりなるバフファ一Ｎ４が
上記アラインメント層３上にデポジットされる。第１図
はこの段階における製品の断面図を示す．バノファ一層
４は、隣接するアラインメント層３に対しては不活性で
ある酸、アルカリまたは他の溶剤によって容易にエッチ
ングされうるが、選択的ドーピングおよび／または化学
処理または照射のような適当な処理によって特定部分が
容易かつ直ちに耐エノチ状態に変質されうる性質を有す
る．このような物質の１つは、ノーランド（Ｎｏｒｌａ
ｎｄ）　Ｕ　Ｖ　Ｓ　９０ポリイミド接着剤であり、こ
の物質は紫外線に感光する感光性ポリイミドであり、そ
れ故に従来の光蝕刻技術によって処理することができ、
これによって耐エノチ部分を画成してスペーサを形成す
る．他のこのような物質は、ハンツ（Ｈｕｎｔｓ）Ａ２
１３５０のような標準的感光レジストである（この種の
物質は、一般にスピンによって表面上にデボジソトされ
る）．上記感光レジストは、他の場合はそれがデポジッ
トされた層を写真技術によって画成するのに用いられる
．このような物質は従来から公知であり、最良の結果を
得るために必要な温度、時間および溶剤のような工程条
件に関する詳細な仕様を有している．すでに示したよう
に、アラインメント層３およびバッファ−層４の材料は
、アラインメント層３の溝成に対し実質的に影響を与え
ることなしにバソファ−層４を処理しかつエソチするの
が可能なように選択される．次にバッファ−層４は、紫
外線照射または化学的ドーピングによって、！極層間に
スペーサ・エレメントを形成する頭域５（第２図参照）
内への適切な処理がなされる．例えば、もしバ，７フ１
一層４が感光性ポリマー材料で形成されている場合は、
分子的架橋（ｃｒｏｓｓ−Ｈｎｋｉｎｇ）を生しる紫外
線照射によって耐エッチ物質が生成される。第１に、近
紫外線を透過−しうる良質な写真プレート上にマスクパ
ターンが形成される。上記プレートは、液晶プレート上
に像を形成しまたは単にそれに近接して置かれる．紫外
線が上記プレートを貫通して照射されると、液晶プレー
ト上に形成される影のパターンは、感光性ボリマー層内
に再現される．紫外線照射の前後において、感光性材料
は最良の結果を得るために加熱または焼き固めを必要と
する． 実質的にデポジットされて上部アラインメント層６を形
成する他のポリイミド材料上に対する模様の転写を確実
にするために、露光されたバッファー層４の表面はこす
られまたは処理される．ＩＴＯ材料よりなる層がアライ
ンメント層６上にデポジットされて、第２の透明電極層
７を形成する（第３図参照）．次にエソチング液をバッ
ファー層４に導入ずるための孔（図示せず）が層６およ
び７を貫通してあけられる。そしてバッファー層４の未
処理部分は、エッチングによって反応して除去される（
第４図参照）。処理された部分５の形状および配置は、
エッチング液の導入および反応生成物の除去が容易なよ
うに、それに加えて必要なピクセル・フォーマントに適
するようにデザインされる． 次にスパソタによってデボジ・νトされたシーリング層
８が各ピクセル・ステージの４／５以上を覆って設けら
れ、次いでビクセルは、適当な真空技術を用いて、スメ
クティソクＣ誘電体液晶物質９によって充たされる．残
りのシールされないセル部分は、スバソタ・デボジフシ
ッンによって第５図に示されたディスプレイ部分が作成
される。

適当なシーリング材料は、表面上にスパッタされたガラ
スＳｉｎ．であるが、他のガラスまたは比較的透明な材
料も用いることができる．シーリング材料は、もしスビ
ニングが液晶材料を乱すほど激しくなければ、スピンが
可能な従来のポリイミドのような物質であってもよい．
スピン層は数ミクロンの厚さとなるであろう． このように本発明は、一連の薄膜デボジ，ションによる
液晶セルの製造技術を提供するものであり、その結果か
ら得られる利点は正確さ（広い領域に亘って許容誤差は
±１０％以下である）と均一性である．さらにこの技術
は単に１枚のガラスプレートを必要とするのみであるか
ら、２枚のガラスプレートを必要とする従来技術よりも
部品コストを低減することができ、また、従来技術のよ
うに２枚のガラスプレートを必要とする場合は、間隔を
良好な許容誤差範囲内（例えば０．１μｍ）に抑える一
とは困難であった．さらに単一プレートの場合の平坦度
は、従来技術のように重要なものではない．何故ならば
、基板の形状における僅かな凹凸は、デポジントされた
層によって平坦化されるからである． さらに従来技術では、２枚のプレートが互いに一様な状
態で得られるのをごみの分子が阻害するのに対し、本発
明では、ごみの分子自体が第１のディスプレイにおいて
スペーサとなるので、ロスを生じる原因とならず、これ
によって製造環境がそんなに清潔でなくとも良いことに
なる．またごみの問題は、従来技術では電極層の間隔を
最低１μｍに限定するのに重大な問題であったが、本発
明では電極層の間隔をｌ，ｌＩｍ以下にすることが可能
になる． 第１図〜第５図に示された方法においては、バノファ一
Ｎ４は上部アラインメント層７のデポジットされる以前
に処理されて、耐エッチ物質が生成されるが、用いられ
る物質が感光性材料である場合、用いられる紫外線がバ
ッファー層４の上方の材料層を貫通することができる限
り、エッチングに先立って耐エッチ物質を生成すること
は困難ではない．しかしながら、もしこれらの付加層が
厚い場合、高レベルの紫外線が必要になる．ごみまたは
バソフｙ−Ｊ！！より上方の層における表面不規則性お
よび不一致性は、紫外線照射工程をさらに複雑にする可
能性がある．この理由から、耐エッチ物質となるバッフ
ァー層の部分に対し、その上方の層がデボジフトされる
以前に紫外線照射を行なう方がよい． さらに１枚のガラス基板のみを用いることの利点は、最
終のシーリング層の上方にカラーフィルタを設けること
−である。従来の液晶セルでは、カラーフィルタは、上
部電極とガラスＳＩ＆との間に設けられて、液晶セルが
真上から視られないときのパララックスの問題を緩和し
ている．本発明による製造方法は、従来の液晶セルにお
けると同様の位置にスベーサを形成するのに用いること
ができるのは明らかである．またこの方法により、例え
ば第６図に示されるような他の構造のものを製造するこ
とが可能である． 第６図は、ガラス基板（図示は省略）上のバッファー層
１０の一部を示す平面図である．層１０はスペーサを形
成する頷域ｌ２において耐エッチ物質を生成している（
スペーサは、四角、円形あるいは他の形状となしうる）
，頷域１２はバッファー層のコラム１４の形に作成され
ているのみであり、他のコラムｌ６はいかなる耐エッチ
領域ｌ２をも含んでいない．第７図は第６図のＡ−Ａｖ
Ａに沿った断面図である．第７図はまた、下部アライン
メント層２１、ガラス基ｖｉ．２２および下部電極２３
を示している． 次の製造工程では、上部アラインメント層２６および上
部電極２７がデポジットされるが、第８図に示すように
、耐エッチ領域１２を含むバッファ−１１１０のコラム
ｌ４の上方にはデポジットされない。バンファ一層１Ｇ
がエッチされると、耐エノチ頷域１２のみが残る．第９
図はコラム１６がエソチング工程で除去された状態を概
略的に示している。コラムｌ４内に作成された個のスベ
ーサは図面を簡単にするために省略されている．次に第
１０図に示すように、シーリング層２８が設けられ、上
部電極２７をそれぞれ含む隔離されたコラム３０が両成
される．孔（図示せず）が各コラム３０のためのシーリ
ング１１２Ｂ内に残され、液晶セルは液晶材料によって
充される．この実施例では、各孔から充される液晶材料
の量が低減され、これによって液晶材料を充填する工程
が節単になる利益がある． 他の実施例が第１１図に示されている。この実施例は第
６図のものに僚ており、同様の部分には同一符号を付し
てある．しかしながら本実施例は、スペーサがコラーム
ｌ４内のストライプ３２として示されている．このよう
なスペーサを備えた液晶セルは、最終のシーリング層が
施される以前に液晶材料で充される。液晶セルは液晶材
料内に浸され、毛管現象によって液晶材料がスベーサ間
の空間に引込まれる．次に液晶セルは液晶物質内から取
出されるが、コラム１４内の液晶物質は毛管現象によっ
て保持される．次に最終のシーリング層が設けられる．

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明による液晶セルの製造方法の各
段階を示す断面図、第５図は完成した液晶セルの断面図
、第６図は他の実施例の製造方法における中間工程を示
す平面図、第７図〜第ｌθ図は第６図の実施例の製造工
程を示す断面図、第１１図は第６図の変形を示す図であ
る．ｌ、７一電極層　　　　　２・−ガラス基板３、６
−アラインメント層 ４−バッファ−層　　　　５・・・処理された領域８−
　シーリング層

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基板上の第１電極層上に材料を施してバッファー層
   を形成する工程と、 上記バッファー層が第１および第２電極間層となるよう
   に、材料を施して第２電極層を形成する工程と、 上記バッファー層の一部分を除去して、液晶材料を収容
   する領域を設ける工程と よりなることを特徴とする液晶セルの製造方法。 ２、基板層上に材料をデポジットして第１電極層を形成
   する工程と、 上記第１電極上に材料をデポジットしてバッファー層を
   形成する工程と、 上記バッファー層が上記第１および第２電極層間の中間
   層となるように、材料を施して第２電極層を形成する工
   程と、 上記バッファー層の一部分を除去して、液晶材料を収容
   するための領域を設ける工程と よりなることを特徴とする請求項１の方法。 ３、材料を施す各工程が上記材料をデポジットする工程
   よりなることを特徴とする請求項１または２の方法。 ４、上記除去工程がエッチング技術によって達成される
   ことを特徴とする請求項１〜３の方法。 ５、上記除去工程が、上記バッファー層の耐エッチ物質
   部分を生成する工程と、次にエッチング液を上記第１お
   よび第２電極層に導入して、上記バッファー層の耐エッ
   チ物質が生成されていない部分をエッチングする工程と
   よりなることを特徴とする請求項４の方法。 ６、上記請求項１〜５の方法によって製造された液晶セ
   ル。 ７、一部分が除去されたバッファー層により形成された
   スペーシング手段を間に介在させた第１および第２電極
   層を有する基板よりなる液晶セル。