JPH0441809B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〓発明の利用分野〓 本発明は液晶表示パネルまたはアクテイブ・マ
トリツクス方式による液晶表示パネルに関するも
のであつて、マイクロコンピユータ、ワードプロ
セツサまたはテレビ等の表示部の薄型化を図る液
晶表示装置の作成方法に関する。

〓従来の技術〓 従来の液晶表示装置に関しては、２つの透明基
板の内側にそれぞれ透明導電膜、配向膜が設けら
れ、この間に液晶を充填して、２つの電極間に印
加される電圧の有無により「オン」「オフ」を制
御していた。そしてこの表示により、文字、グラ
フまたは絵を表示したものである。

しかしこの２つの透明電極間は、約10μもの厚
い間隔を有し、最近はこの間隔も5μにまでなつ
た。しかしかかる広い間隔はTN（ツウイフテツ
ク・ネマチツク）型液晶においては必要である
が、カイラル・スメクチツクスＣ相を用いる強誘
電性液晶（以下FLCという）を用いるならば、
2μ以下一般には１±0.5μが求められている。

また、従来より公知のTN液晶もこの10μの間
隔に表面張力を用いて充填する場合、この間〓を
制御するスペーサが考えだされた。即ちスペーサ
は一般に有機樹脂の球形を有する粒子であつて、
例えばミクロパールSP−210（平均粒径10.0±
0.5μ）を用いている。このミクロパールはジビニ
ルベンゼン系架橋重合体であり、透明な真球微粒
子である。

即ち、第１図に従来の液晶表示装置の縦断面図
を示している。図面において、液晶表示用の２つ
の透明基板１，１′の周辺部には、液晶が外部に
もれないよう樹脂とスペーサ７とを混合したシー
ル材６が溜めてあり、２つの基板間の距離を周辺
部において一定に保つている。しかし表示部１０
即ち液晶５が充填された領域において、外部より
透明基板の機械的なストレスまたは基板の平坦性
の厚さにより２つの透明電極がシヨートまたは近
接しやすい。その結果、液晶が透光性でなくなつ
たり、一部が黒化して不良が発生してしまいやす
かつた。このため、液晶部に対しても他のスペー
サ４を散在させてそれぞれの電極がシヨートしな
いよう一定の距離に保たせていた。

このスペーサは単に配向膜間に散在させたのみ
であり、それぞれと点接触となり、この接触部は
局部荷重が大きく加わつてしまつた。そしてこの
接触部にもアクテイブ素子があると、この素子を
破壊してしまうこともあり得る。

〓発明が解決しようとする問題点〓 さらにこのTN液晶を用いて実際に液晶表示装
置を作らんとすると、２つの基板をシール材で周
辺の一部を除きシールしてしまつた後、この中を
真空に保ち、毛細管現象を利用して液晶を充填し
ている。しかしその間隔が2μまたはそれ以下を
必要とするFLCの如き液晶では、それ自体の粘
度が大きいため、毛細管現象を利用して充填する
場合スペーサが動いてしまつたり、またスペーサ
それ自体が小さいため、ますます互いに凝集しや
すくなり、均一に散在させることが不可能であつ
た。

またスペーサと配向膜とは何等接着させていな
いため、封止後、表示装置の温度が上がると、液
晶それ自体の熱膨張により基板がふくらみやすく
なり、２つの電極間距離を一定に保てなくなる。
このため表示のコントラストは中央部と周辺部で
異なつてしまう現象が見られてしまつた。特に表
示装置が20cm×30cmと大きなパネル状になつた時
に不良が発生しやすかつた。さらにスペーサが散
在する位置がばらばらであるため、アクテイブ素
子が連結したデイスプレイにおいて、この素子に
局部的に点応力を加えてしまうことも起き、素子
の不良を誘発してしまいやすい。

〓問題を解決するための手段〓 このため本発明は、従来より公知の単体ででき
ているスペーサを用いるのではなく、マスク作用
を有する積層体が設けられた一方の基板側を所定
の高さに塗布法等により有機樹脂膜例えばポリイ
ミド系樹脂で覆い、これに基板の裏面側より光照
射をし、マスクを用いることなしに選択的に所定
の位置に“貝柱”状にスペーサを形成したもので
ある。さらに同時に周辺部のシール材をも同じ材
料で形成させてしまうものである。このため、特
にこの塗布されるポリイミド樹脂上にポジレジス
トを用いこのレジストのうち積層体上方以外のレ
ジストをエツチングして除去し、その後ポリイミ
ド樹脂を除去する工程をとることにより、積層体
上方に概略同一状にスペーサを形成することがで
きた。かくして新たなマスクをまつたく用いるこ
となくスペーサ、シール材の作製が可能となつ
た。

もちろんスペーサ用有機樹脂膜例えばポリイミ
ド樹脂がポジ感光性を有するならば、ポジレジス
トを用いることなく塗布法によりポジ感光性ポリ
イミド樹脂をコートし、さらにこの後積層体をマ
スクとして紫外光を照射し、マスク作用を有する
積層体上方以外のポリイミド樹脂を何等のマスク
を用いることなく除去しスペーサを作ることがで
きる。

〓作用〓 かくすることにより、新たなマスクをまつたく
用いることなく、予め設けられたマスク作用を有
する積層体上にスペーサを作ることが可能となつ
た。またこのマスク作用を有する積層体は例えば
NIN構造を有する非単結晶半導体およびその上
下の一対の電極の積層体またはMIM（金属−絶縁
物−金属）構造を有する積層体よりなる非線型素
子が一般的である。

かくすることにより、スペーサとして作用する
有機樹脂はその高さを周辺部のシール材と表示部
のスペーサと同一材料で成就し、またその高さの
ばらつきも同じ塗布膜を選択的に残存せしめたも
ののため、±0.2μ以下の精度を得ることができた。
加えてこのシール材、スペーサをして対抗する他
の透光性基板の内側面と互いに密着させている。
このため、２つの基板は初期において、基板自体
のうねり的な凹凸による多少の非平坦性を有して
も、シール材とスペーサの大きさ（高さ）により
一定にさせることができる。即ち、ポリイミド樹
脂により“貝柱”状にシール部とスペーサ部を構
成させた後、セミハードの透光性を有する他の基
板をその上側に真空中で配設し、加熱して密着さ
せる。すると互いに密着したシール部とスペーサ
部により、この後真空をといてもそれぞれの基板
が実質的に互いに密着しているため、もとの非平
坦の状態に戻らず、電極間の間隙が一定になつ
て、最終状態において、パネルの一部が広すぎる
等の支障が発生しない。またスペーサにより互い
の基板を密着させたため、表示パネルそれ自体の
機械的強度も１枚のみの強度ではなく、合わせガ
ラスに近い強い実質的に２枚の強度に等しい強固
さを有せしめることが可能となつた。

以下に実施例に従つて本発明を記す。

実施施例 １ 第２図に本発明の液晶表示装置及びその製造工
程を示す縦断面図を示す。

第２図Ａにおいて、２つの透光性基板、例えば
ガラス基板１，１′、一方は固いガラス基板１，
他方は間隙を真空引きをした際、曲がり得る程度
のセミハードなガラス板または透光性有機樹脂基
板１′を用いた。

この固い基板１の一方の面は、下側のリード１
１，NIN接合を有する非単結晶半導体の非線型
素子１２，上側のクロム電極１３よりなる積層体
５０を有する。そしてこの積層体５０の周辺は透
光性層間絶縁物８が設けられている。かかる下側
基板１の積層体上に透明導電膜２，配向処理また
は配向膜３が設けられ、この透明導電膜２と積層
体５０の上側電極１３とは電気的に直列接続をさ
せている。

第２図Ｃにしか図示されていないが、セミハー
ドな基板１′に対しても、同様の透光性導電膜
２′，配向処理３′を行つた。

次に第３図Ａに示す如く、一方の側の上面にス
ピナー、ロールコータ、スプレー法またはスクリ
ーン印刷法により、ポリイミド溶液１５例えば
PIQを塗布する。

さらにその上にポジ用のフオトレジスト（図面
では省略）を塗布する。

次にこれらに対し基板の下側から紫外光２０を
この基板を通して露光（10mW／cm²の光を約60
秒）した。するとこの積層体５０が遮光性を有す
るため、その上方のレジストのみ残し他部を除去
できる。このレジストをマスクとしてその下の
PIQを除去した。しかる後、ポジレジストを除去
し、第２図Ｂを得た。

同時に基板の周辺部には巾３mmで液晶充填部を
除き、他部の内部を取り囲むようにシール材６と
しての“貝柱”を設けた。即ち、スペーサ間を実
質的に所定の間隔としてスペーサを散在して配設
させることが可能となる。さらにこのマスク方式
で“貝柱”を作ることにより、アクテイブ方式の
液晶パネルであつた場合、非線型素子またスイツ
チング素子に局部的に機械的応力が加わりリード
が断線したり、また素子が不動作になる可能性を
避けることができる。

さらに本発明方法をより完成させるため、第２
図Ｃに示す如く、透光性電極２′、配向膜３′が内
側に設けられたセミハードな対向透光性基板１′
を合わせプレスと同時に間隙の真空引きも行つ
た。この状態でポストベークを200〜300℃にて行
つた。すると貝柱の６，１４が対向するガラスの
ポリイミド配向膜に密着し２枚のガラスをはりあ
わせることができた。

このポストベーク後でその高さを2μまたはそ
れ以下この場合には1.2μ±0.2μにするようにし
FLCに対し好ましい間隔とした。

この場合、対抗するガラスまたは透光性有機樹
脂をセミハードな固さとすると、ガラス１自体が
持つている歪みにそつて他方の透光性基板１′を
合わせ、かつ、そのスペーサでお互いを固着して
しまうため、ガラス基板自体が歪み（滑らかな凹
凸）を有していても、それと無関係に電極間隙を
一定としてその対向するガラス同志を実質的に互
いに張り合わせ得る。

本発明の実施例においては、この後このスペー
サで保持された間隙内に強誘電性液晶５を公知の
方法で充填した。

〓効果〓 本発明は以上に示す如く、２つの相対向する電
極の間隙を一定にするため、１つのポリイミド樹
脂膜を選択的に残存させてスペーサ及びシール材
として同じ上下のポリイミド系の配向膜と互いに
密着せしめたものである。そしてその製造に新た
なるマスクをまつたく用いることなく実施したも
のである。その結果、２つの配向膜間の間隔は
2μ以下の所定の厚さ±0.5μの範囲で一定にでき
た。特にアクテイブ・マトリツクス構造を有し、
そのドツト数を400×1920も有する20cm×30cmも
の大面積の液晶パネルにおいて、中央部が必要以
上に膨れたり、また互いに２つの電極間が近接し
たりすることを防ぐことができた。

このため、従来では大面積の基板を用いて液晶
表示装置を作らんとすると、それぞれの基板をき
わめて精密に研磨しなければならず、シール材と
スペーサとはまつたく異なつた材料により作られ
ていた。加えてスペーサは上下の基板内面と密着
していなかつた。またスペーサの位置の推定がで
きなかつた。しかし本発明においては、かかるガ
ラス基板の価格の２〜５倍もの高価な研磨処理工
程がない、シール材によりシールする工程と、ス
ペーサを散在させる工程を１つに簡略化できると
いう他の特長を有する。

加えてスペーサが約400μ間に１〜数個（実施
例では１ケ）設けられているため、いわゆる合わ
せガラスと同様にきわめて強固な基板として液晶
パネルを取り扱うことができるようになつた。

スペーサの形状を基板表面と点接触ではなく面
接触とし得、またその面積も自由に制御できる。

本発明において、ガラス基板の周辺部のシール
材部において、ガラス基板上に配向膜を残存させ
ても、また除去させてもよい。

本発明において、ポリイミド溶液を用いた。し
かしこのポリイミドは、紫外線硬化型ポリイミド
（ポジ）樹脂を用い、選択エツチ法によりスペー
サ、シール材を形成してもよい。しかしかかるポ
ジ型ポリイミド樹脂が市販されておらず試験段階
のため、現状ではレジストコートの工程を省略で
きるが高価になつている。

本発明において、“貝柱”とその上下の配向膜
とは同一主成分材料を用いた。これはすべてをポ
リイミド系とすることにより、互いの密着性を向
上させるためである。しかしこの密着性が保証さ
れるなら他の材料を用いてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来より公知の液晶表示装置の縦断面
図を示す。第２図は本発明の液晶表示装置の作成
工程を示す縦断面図を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 透明基板上にマスク作用を有する積層体と透
   明電極とを形成する工程と、これらの上に透光性
   の有機樹脂膜を形成する工程と、該樹脂膜上にポ
   ジ用フオトレジスト膜を形成する工程と、前記基
   板の裏面側より光照射をし、前記マスク作用を有
   する積層体をマスクとして前記レジストを選択的
   に所定の形状に形成する工程と、該工程により形
   成された前記レジストをマスクとして前記有機樹
   脂膜を所定の形状に形成する工程とにより、残存
   する前記有機樹脂膜をスペーサとして形成するこ
   とを特徴とする液晶表示装置作成方法。 ２ 透明基板上にマスク作用を有する積層体と透
   明電極とを形成する工程と、これらの上にポジ型
   光感光性有機樹脂膜を形成する工程と、前記基板
   の裏面側より光照射をし、前記マスク作用を有す
   る積層体をマスクとして前記有機樹脂膜を選択的
   に所定の形状に形成する工程とにより、残存する
   前記有機樹脂膜をスペーサとして形成することを
   特徴とする液晶表示装置作成方法。 ３ 特許請求の範囲第１項または第２項におい
   て、マスク作用を有する被膜はアクテイブ・マト
   リツクス方式による液晶表示パネルの各画素に連
   結したアクテイブ素子とすることを特徴とした液
   晶表示装置作成方法。