-
GEBIET DER ERFINDUNG
-
Die Erfindung betrifft ein Flüssigkristalldisplay-Element
mit einer Substratstruktur, mit der eine gleichmäßige Zellendicke und ausreichende
Stoßfestigkeit
erzielt werden können,
sowie ein Herstellverfahren für
dieses.
-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
Herkömmlicherweise sind Flüssigkristalldisplay-Elemente
gut bekannt, die dadurch hergestellt werden, dass ein Paar von Substraten
so miteinander verbunden werden, dass ihre Elektroden tragenden
Flächen
nach innen zeigen und in den Zwischenraum zwischen ihnen ein Flüssigkristall
dicht eingeschlossen wird.
-
Wenn bei derartigen Flüssigkristalldisplays der
Abstand zwischen den einander gegenüberstehenden Substraten aufgrund
einer durch externen Druck oder andere nachteilige Effekte hervorgerufenen
Verformung der Substrate variiert, besteht die Tendenz, dass Änderungen
des Schwellenspannungswerts, Kurzschlüsse in den Elektroden zwischen
den einander gegenüberstehenden
Substraten, Störungen
in der Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle, usw.
auftreten, was es unmöglich
macht, für
gute Anzeigebilder zu sorgen. Aus diesem Grund wurden, um den Abstand
zwischen den paarigen Substraten konstant zu halten, einige Verfahren
zum Platzieren von Abstandshaltern zwischen den Substraten vorgeschlagen;
herkömmlicherweise
wird allgemein eines der folgenden zwei Verfahren verwendet: (1)
ein Verfahren zum Aufsprühen
kugelförmiger Teilchen
und (2) ein Verfahren zum Herstellen von Säulen aus
organischem oder anorganischem Material.
-
Zu speziellen Beispielen des Verfahrens
(1) gehören
ein Trockenverfahren, bei dem kugelförmige, feine Teilchen aus z.
B. einem organischen Harz, wie einem Polymer von Divinylbenzolen,
in einer Stickstoffgasströmung
dispergiert werden und dann auf die Substrate gesprüht werden,
sowie ein Verfah ren, bei dem kugelförmige, feine Teilchen in eine
Alkohollösung
oder andere Lösungen
eingemischt werden und in einem Nebelzustand auf die Substrate gesprüht werden.
-
Jedoch zeigt das Verfahren (1)
die folgenden Probleme: das erste Problem besteht darin, dass es, da
die feinen Teilchen Koagulationseigenschaften zeigen, gemäß denen
sie miteinander koagulieren, schwierig ist, sie auf gleichmäßige Weise
auf die Substrate zu sprühen
und demgemäß eine gleichmäßige Zellendicke
zu erzielen. Das zweite Problem besteht darin, dass, da es schwierig
ist, den Anhaftungsort der feinen Teilchen zu steuern, die Tendenz besteht,
dass Teilchen, die unbeabsichtigt auf Pixel gesprüht wurden,
in der Ausrichtung Defekte verursachen, was zu niedriger Anzeigequalität führt. Ferner
besteht ein drittes Problem darin, dass es, da die Substrate durch
die kugelförmigen,
feinen Teilchen abgestützt
werden, die nur an ihren Kontaktpunkten als Abstandshalter fungieren,
schwierig ist, ausreichende Festigkeit gegen äußeren Druck zu erzielen.
-
Darüber hinaus betrifft das Verfahren
(2) spezieller ein Verfahren, bei dem: ein organischer oder
anorganischer Film mit gewünschter
Dicke hergestellt wird, darauf ein Resistfilm hergestellt wird, und
der Resistfilm unter Verwendung einer Fotomaske mit ultraviolettem
Licht bestrahlt wird, um dadurch als Abstandshalter fungierende
Säulen
zu erzeugen. Hierbei können
anstelle des Resistfilms z. B. fotoempfindliche organische Harze
verwendet werden, wie fotoempfindliche Polyimid- oder fotoempfindliche Acrylharze.
-
Wie oben beschrieben, bestehen Vorteile des
Verfahrens (2) darin, dass die Säulen selektiv außerhalb
der Pixel hergestellt werden können
und dass die Kontaktflächen
zwischen den Substraten und den Säulen zu einem gewünschten
Muster geformt werden können.
Demgemäß ist das
Verfahren (2) hinsichtlich der Gleichmäßigkeit der Zellendicke, der
Festigkeit gegen externen Druck und der Anzeigequalität im Vergleich
zum Verfahren (1) überlegen.
-
In jüngerer Zeit haben ferroelektrische
Flüssigkristalle
Aufmerksamkeit als vielversprechendes Flüssigkristallmaterial auf sich
gezogen, da sie hervorragende Eigenschaften zeigen, wie spontane
Polarisation und Hochgeschwindigkeitsreaktion. Jedoch besteht ein
Nachteil ferroelektrischer Flüssigkristalle darin,
dass es schwierig ist, da sie eine Struktur aufweisen, deren Molekülregelmäßigkeit
näher an
der eines Kristalls liegt, wenn einmal die Molekülausrichtung gestört wurde,
schwierig ist, den ursprünglichen Zustand
wieder herzustellen, d. h., dass Anfälligkeit gegen Stöße besteht.
Aus diesem Grund ist es, um das o. g. inhärente Problem bei ferroelektrischen Flüssigkristallen
zu lösen,
wesentlich, für
eine Substratkonstruktion zu sorgen, die hinsichtlich der Schlagfestigkeit
hervorragend ist. Um ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen
Flüssigkristalldisplay-Elements
zu schaffen, wird das Verfahren (2) als vielversprechender
Kandidat als das Verfahren (1) angesehen.
-
Im Allgemeinen werden beim herkömmlichen
Herstellverfahren (2) nach dem Erzeugen einer Ausrichtungsschicht
auf einem isolierenden Substrat auf der Ausrichtungsschicht Abstandshalter
hergestellt. Jedoch zeigen die herkömmlichen Herstellverfahren
die folgenden verschiedenen Probleme.
-
Erstens kann der Herstellprozess
für die
Abstandshalter zu nachteiligen Auswirkungen auf die Ausrichtungsschicht
führen,
wie Verunreinigung, Beeinträchtigung
und Beschädigung.
Herkömmlicherweise
werden Abstandshalter im Allgemeinen auf einem Substrat, das einem
Ausrichtungsprozess unterzogen wurde, durch einen Fotolithografieprozess hergestellt,
bei dem fotoempfindliches Polyimid, ein Fotoresist und andere Materialien
verwendet werden. Hierbei besteht die Tendenz, dass Lösungsmittel,
wie sie beim Fotolithografieprozess verwendet werden, nachteilige
Auswirkungen auf die Ausrichtungsschicht zeigen. In diesem Fall
wird, da die Ausrichtungsfähigkeit
der Ausrichtungsschicht verringert wird, die Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle ungleichmäßig, wodurch
eine Beeinträchtigung
der Anzeigequalität
hervorgerufen wird.
-
Darüber hinaus ergeben sich, wenn
darauf geachtet wird, dass Abstandshaltermaterialien die Ausrichtungsschicht
nicht beeinflussen, Einschränkungen
für die
Abstandshaltermaterialien, wie die Einschränkung, dass keine Abstandshaltermaterialien
verwendet werden können,
die eine Härtungstemperatur über der
der Ausrichtungsschicht aufweisen.
-
Ferner verbinden sich beim o. g.
herkömmlichen
Herstellverfahren, wenn die Substrate miteinander verbunden werden,
die Abstandshalter, die auf einem der Substrate hergestellt wurden,
und die Ausrichtungsschicht, die auf dem gegenüberstehenden Substrat hergestellt
wurde, miteinander. Hierbei ergeben sich aus einem derartigen Verbindungsprozess
zwischen den Materialien verschiedener Typen die folgenden Probleme:
der Verbindungsprozess wird durch Anwenden von Wärme unter Druck ausgeführt, während sowohl
die Abstandshalter als auch die Ausrichtungsschicht erweicht sind;
daher kann, wenn zwi schen den jeweiligen Erweichungstemperaturen
der Abstandshalter und der Ausrichtungsschicht ein großer Unterschied
besteht, das Material mit der niedrigeren Erweichungstemperatur
seine Form nicht aufrechterhalten, wenn ein Temperaturanstieg bis
auf die höhere
Erweichungstemperatur vorliegt. Demgemäß können z. B., wenn sich die Abstandshalter
verformen, dieselben in die Pixelabschnitte eindringen, was zu Problemen
führt,
wie einer Beeinträchtigung
der Anzeigequalität
und niedriger Genauigkeit bei der Einstellung der Zellendicke. Wenn
dagegen nicht für
einen ausreichenden Temperaturanstieg gesorgt wird, kann keine ausreichende
Haftfestigkeit erzielt werden, so dass die Substrate dafür anfällig werden,
sich unter äußerem Druck
zu verformen.
-
Es wird auch auf den folgenden Stand
der Technik hingewiesen:
-
- – Patent
Abstracts of Japan, Vol. 94, No. 012 und der entsprechende Text JP 06 331970 A (Sanyo Electric
Co Ltd), 2. Dezember 1994;
- – SID
International Symposium - Digest of Technical Papers, Seattle, 16–21 Mai
1993, Vol. 24, Teil 1, 16. Mai 1993, Society for Information Display, Seiten
961–964,
XP000470786 Wenz R P et al: 'Plastic
microstructure-spaced LCD'
- – WO
86 05283 A (American Telephone und entsprechender Text Telegraph)
12. September 1986;
- – US-A-4
653 864 (Baron Yair et al.) 31. März 1987;
- – US-A-4
744 639 (Tsuboyama Akira) 17. Mai 1988.
-
ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
-
Durch die Erfindung sind ein Flüssigkristalldisplay-Element
und ein Verfahren zum Herstellen desselben geschaffen, wie sie in
den beigefügten
Ansprüchen
1 bzw. 13 dargelegt sind.
-
Für
ein vollständigeres
Verständnis
der Art und der Vorteile der Erfindung ist auf die folgende detaillierte
Beschreibung in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen Bezug zu nehmen.
-
KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist
eine Schnittansicht, die schematisch den Aufbau eines Flüssigkristalldisplay-Elements
gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung zeigt.
-
2(a) bis 2(e) sind Schnittansichten,
die jeweilige Stationen eines Herstellprozesses für das Flüssigkristalldisplay-Element
zeigen.
-
3 ist
eine Schnittansicht, die schematisch den Aufbau eines Flüssigkristalldisplay-Elements
gemäß einer
anderen Ausführungsform
der Erfindung zeigt.
-
4(a) bis 4(d) sind Schnittansichten,
die jeweilige Stationen eines Herstellprozesses für das Flüssigkristalldisplay-Element
der 3 zeigen.
-
5 ist
eine Schnittansicht, die schematisch den Aufbau eines Flüssigkristalldisplay-Elements
zeigt, das durch einen herkömmlichen
Herstellprozess hergestellt wurde.
-
BESCHREIBUNG
DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
<AUSFÜHRUNGSFORM 1>
-
Unter Bezugnahme auf die 1 und 2 erörter die
folgende Beschreibung eine Ausführungsform der
Erfindung.
-
Die 1 ist
eine Schnittansicht, die schematisch den Aufbau eines Flüssigkristalldisplay-Elements
gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung zeigt. Dieses Flüssigkristalldisplay-Element
besteht aus einem Paar von Substraten 10 und 20,
die Fläche
an Fläche
zueinander verbunden sind, wobei sich im Zwischenraum dazwischen
ein dicht eingeschlossener Flüssigkristall 7 befindet.
-
Das Substrat 10 besteht
aus einem isolierenden Substrat 1a und einer Anzahl von
Elektroden 2a, die parallel zueinander platziert sind,
Lichtabschirmungsfilmen 3a, einem Isolierfilm 4a,
der auf solche Weise ausgebildet ist, dass er das isolierende Substrat 1a,
die Elektroden 2a und die Lichtabschirmungsfilme 3a bedeckt,
Abstandshaltern 6, die auf der Oberfläche des Isolierfilms 4a hergestellt
sind, und einer Ausrichtungsschicht 5a, die auf solche
Weise hergestellt ist, dass sie die Oberflächen des Isolierfilms 4a und
der Abstandshalter 6 bedeckt.
-
Ferner besteht das Substrat 20 aus
einem isolierenden Substrat 1b, einer Anzahl von Elektroden 2b,
die parallel zueinander platziert sind, einem Isolierfilm 2b und
einer Ausrichtungsschicht 5b, die auf der Oberfläche der
Isolierschicht 4b hergestellt ist.
-
Die isolierenden Substrate 1a und 1b bestehen
aus einem transparenten Material wie Glas oder Kunststoff. Ferner
werden als Elektroden 2a und 2b im Allgemeinen
transparente Elektroden aus ITO (Indium Zinnoxid) verwendet. Jedoch
können
die Elektroden unter Verwendung anderer Metalle hergestellt werden.
Darüber
hinaus bestehen die Lichtabschirmungsfilme 3a aus Metallen,
wie Cr, Mo und Al, undurchsichtigen organischen Harzen oder anderen Materialien.
-
Bei dieser Ausführungsform wird ein ferroelektrischer
Flüssigkristall
als Flüssigkristall 7 verwendet.
Da ein ferroelektrischer Flüssigkristall
hervorragende Eigenschaften wie Hochgeschwindigkeitsreaktion und
Bistabilität,
zeigt, ist es möglich,
Bilder mit hoher Auflösung
und großer
Kapazität
anzuzeigen.
-
Das vorliegende Flüssigkristalldisplay-Element
mit dem o. g. Aufbau wird durch die folgenden Prozesse hergestellt.
Als Erstes wird auf der Oberfläche
des isolierenden Substrats 1a unter Verwendung eines Metalls
wie Molybdän
oder eines undurchsichtigen organischen Harzes ein Film mit einer
Dicke von ungefähr
100 nm hergestellt, und dieser Film wird durch Fotolithografie so
strukturiert, dass Lichtabschirmungsfilme 3a mit gewünschtem
Muster hergestellt werden, wie es in der 2(a) dargestellt ist.
-
Als Nächstes wird auf dem isolierenden
Substrat 1a durch ein Sputterverfahren ein ITO-Film mit einer
Filmdicke von ungefähr
100 nm hergestellt, und dieser Film wird durch Fotolithografie strukturiert,
um die Elektroden 2a auszubilden. Die sich ergebende Form
ist in der 2(b) dargestellt,
bei der die Lichtabschirmungsfilme 3a entlang beiden Seiten
jeder Elektrode 2a platziert sind.
-
Ferner wird darauf SiO2 durch
ein Schleuderbeschichtungsverfahren aufgetragen, um einen Isolierfilm 4a mit
gleichmäßiger Oberfläche auszubilden, wie
es in der 2(c) dargestellt
ist. Hierbei kann der Isolierfilm 4a fallabhängig weggelassen
werden.
-
Auf den Isolierfilm 4a wird
ein Negativ-Fotoresist, wie der von Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. hergestellte
Resist OMR-83, durch ein Schleuderbeschichtungsverfahren so aufgetragen,
dass er nach einem Brennprozess eine Filmdicke von 1,5 μm aufweist.
Als Nächstes
wird der Fotoresist mit Ultraviolettlicht unter Verwendung einer
Fotomaske nur in denjenigen Abschnitten be strahlt, in denen Abstandshalter
innerhalb Bereichen auszubilden sind, die zwischen den Lichtabschirmungsfilmen 3a liegen und
die über
keine Elektroden 2a verfügen. Danach werden nicht belichtete
Abschnitte entfernt, und es werden, wie es in der 2(d) dargestellt ist, Abstandshalter 6 dadurch
ausgebildet, dass ein Brennprozess bei ungefähr 145°C für 30 Minuten ausgeführt wird.
Außerdem
werden die Abstandshalter 6 so ausgebildet, dass sie eine
gewünschte
Form zeigen, wie Säulenform,
Wandform oder Streifenform, was durch Ändern des Musters und des Orts
der Fotomaske auf verschiedene Weisen erfolgt.
-
Als Nächstes wird das von Chisso
Corporation hergestellte Material PSI-A-2101 darauf so ausgebildet; dass es
eine Filmdicke von 50 nm aufweist, und nach dem es einem Vorbrennprozess
bei ungefähr
180°C für eine Stunde
unterzogen wurde, wird an seiner Oberfläche ein Reibeprozess ausgeführt, um
eine Ausrichtungsschicht 5a herzustellen, wie sie in der 2(e) dargestellt ist.
-
Das Substrat 10 wird durch
die o. g. Prozesse hergestellt. Ferner wird das Substrat 20 wie
folgt hergestellts Elektroden 2b, Lichtabschirmungsfilme, die
nicht dargestellt sind, und ein Isolierfilm 4b werden aufeinanderfolgend
durch dieselben Prozesse, wie sie oben beschrieben sind, auf einem
isolierenden Substrat 1b hergestellt, und auf dem Isolierfilm 4b wird
eine Ausrichtungsschicht 5b hergestellt.
-
Als Nächstes werden die Substrate 10 und 20 Fläche gegen
Fläche
zueinander so ausgerichtet, dass ihre Ausrichtungsschichten 5a und 5b dieselben
Reiberichtungen zeigen, und die Ausrichtungsschichten 5a und 5b werden
dadurch miteinander verbunden, dass bei ungefähr 200°C für eine Stunde ein Druck von
0,6 kg/cm2 angewandt wird. Ferner wird in
den Zwischenraum zwischen den Substraten 10 und 20 ein
Flüssigkristall 7 dicht
eingeschlossen; so ist ein Flüssigkristalldisplay-Element
hergestellt.
-
Das durch die o. g. Prozesse hergestellte Flüssigkristalldisplay-Element
kann eine gleichmäßige Zellendichte
mit einer Genauigkeit innerhalb von + 0,3 μm zeigen. Ferner werden gleichmäßige Ausrichtung
und gleichmäßige Schalteigenschaften
in den Pixelanzeigeabschnitten erzielt, da die Umgebung der Abstandshalter 6 durch
die Lichtabschirmungsfilme 3a und die Lichtabschirmungsfilme
(nicht dargestellt) auf dem Substrat 20 abgeschirmt ist.
-
Hierbei können hinsichtlich des Materials
der Abstandshalter 6 organische Harze, wie Polyimid- und
Acrylharz, sowie Metalle, wie Cr, Mo, Al zusätzlich zum o. g. Negativ-Fotoresist
verwendet werden. Darüber
hinaus können
die Abstandshalter 6, hinsichtlich ihrer Herstellung, in
jedem beliebigen Bereich auf dem isolierenden Substrat 1a ausgebildet werden;
jedoch ist es erforderlich, sie in den anderen Bereichen mit Ausnahme
der Pixelanzeigebereiche auszubilden, um die Anzeigequalität nicht
zu beeinträchtigen.
-
Außerdem gibt die obige Beschreibung
beispielhaft einen Aufbau an, bei dem die Abstandshalter 6 nur
auf dem Substrat 10 ausgebildet sind; jedoch können erforderliche
Abstandshalter 6 auf getrennte Weise auf den jeweiligen
Substraten 10 und 20 hergestellt werden, und die
Substrate 10 und 20 können dadurch miteinander verbunden
werden, dass die auf den Abstandshaltern 6 auf einem der Substrate 10 und 20 hergestellte
Ausrichtungsschicht an der Ausrichtungsschicht anhaften kann, die
auf dem anderen Substrat in Bereichen ohne Abstandshalter liegt.
-
Darüber hinaus sind die Isolierfilme 4a und 4b nicht
notwendigerweise erforderlich, und sie können weggelassen werden, solange
zwischen den Substraten 10 und 20 kein Leckstrom
auftritt. Ferner können
zusätzlich
zu den o. g. verschiedenen Filmen ein Überzugsfilm und andere Filme
bei Bedarf hergestellt werden.
-
Wie oben beschrieben, ist beim Flüssigkristalldisplay-Element
der Ausführungsform 1 ein
Paar von Substraten 10 und 20 vorhanden, und das
eine Substrat 10 ist wie folgt konzipiert: nachdem auf
einem isolierenden Substrat 1a Elektroden 2a und Lichtabschirmungsfilme 3a und,
falls erforderlich, ein Isolierfilm 4a und andere Filme
hergestellt wurden, werden auf diesen Filmen Abstandshalter 6 hergestellt,
und dann wird eine Ausrichtungsschicht 5a auf solche Weise
hergestellt, dass sie die gesamte Oberfläche des isolierenden Substrats 1a einschließlich der
Abstandshalter 6 bedeckt. Das andere Substrat 20 ist
wie folgt konzipiert: nachdem auf einem isolierenden Substrat 1b Elektroden 2b und,
falls erforderlich, ein Isolierfilm 4b hergestellt wurden,
wird eine Ausrichtungsschicht 5b auf solche Weise hergestellt, dass
sie die gesamte Oberfläche
des isolierenden Substrats 1b bedeckt.
-
Ferner werden die Substrate 10 und 20 dadurch
miteinander verbunden, dass die Ausrichtungsschichten 5a und 5b,
die beide aus demselben Material bestehen, erweichen können und
aneinander anhaften können,
wozu Wärme
und Druck angewandt werden. Hierbei erweichen die Abstartdshalter 6 selbst
bei diesem Prozess des Anwendens von Wärme und Druck nicht; daher
ist es abweichend von herkömmlichen
Anordnungen möglich,
zu verhindern, dass der Substratzwischenraum durch ein Erweichen
und Verformen der Abstandshalter ungleichmäßig wird, und demgemäß kann der
Zwischenraum zwischen den Substraten 10 und 20 mit
hoher Genauigkeit eingestellt werden.
-
Darüber hinaus ist es möglich, da
die paarigen Substrate durch Anhaftung zwischen denselben Materialien
miteinander verbunden werden, nachteilige Effekte zu vermeiden,
wie eine Verformung oder Beeinträchtigung
eines der Materialien sowie unzureichende Haftfestigkeit, wie sie
tendenzmäßig bei der
Haftung zwischen verschiedenen Materialien auftreten, wie bei der
Haftung zwischen einer herkömmlichen
Ausrichtungsschicht und Abstandshaltern. Anders gesagt, ist es möglich, das
Anwenden von Wärme
und Druck während
des Verbindungsprozesses auf einfache Weise zu kontrollieren, wodurch
die Zellendicke im Vergleich zur Haftung zwischen verschiedenen
Materialien gleichmäßig gemacht
werden kann. Ferner ist es möglich,
die Haftfestigkeit weiter zu verbessern. Demgemäß ist es möglich, ein Flüssigkristalldisplay-Element zu schaffen,
mit dem eine gute Anzeigequalität
ohne Ungleichmäßigkeit
erzielt werden kann, und das hervorragende Schlagfestigkeit zeigt.
-
Darüber hinaus können, wenn
die Abstandshalter 6 aus einem Material mit optisch isotropen
Eigenschaften bestehen, d. h. einem Material ohne Anisotropie seines
Brechungsindex, und wenn die Ausrichtungsschicht 5a auf
den Abstandshaltern 6 vollständig mit der Ausrichtungsschicht 5b auf
dem gegenüberstehenden
Substrat 20 ohne Zwischenraum verbunden ist, die Abstandshalter 6 verschwinden, wenn
sie durch gekreuzte Nicol-Prismen ibetrachtet werden. Anders gesagt,
schirmen die Abstandshalter 6 unter den o. g. Bedingungen,
da sie auch als Schwarzmatrix wirken, die anderen Abschnitte mit Ausnahme
der Pixelanzeigebereiche gegen Licht ab, was es ermöglicht,
den Kontrast zu verbessern.
-
Ferner steht, wie es deutlich in
der 1 dargestellt ist,
der Flüssigkristall 7 nur
mit den Ausrichtungsschichten 5a und 5b in Kontakt,
und er kann nicht mit den Abstandshaltern 6 in Kontakt
stehen. Bei herkömmlichen
Flüssigkristalldisplay-Elementen, bei
denen die Abstandshalter mit dem Flüssigkristall in Kontakt stehen,
besteht die Tendenz, dass die Ausrichtung und die Schalteigenschaften
des Flüssigkristalls
aufgrund der Abstandshalter ungleichmäßig werden, was zu Ungleichmäßigkeit
der Anzeige führt.
Jedoch werden bei der Anordnung der vorliegenden Ausführungsform 1,
da der Flüssigkristall 7 nicht
mit den Abstandshaltern 6 in Kontakt steht, sein Ausrichtungszustand
und seine Schalteigenschaften durch die Abstandshalter 6 nicht
nachteilig beeinflusst; so wird es möglich, einen guten Anzeigezustand
ohne Ungleichmäßigkeit
zu erzielen. Ferner wird die Umgebung der Abstandshalter 6 in
den Pixelanzeigebereichen durch die Lichtabschirmungsfilme 3a abgeschirmt;
daher führt
selbst dann, wenn eine geringfügige
Ungleichmäßigkeit
der Anzeige auftritt, diese Ungleichmäßigkeit kaum zu nachteiligen
Effekten auf den tatsächlichen
Anzeigezustand, wodurch es möglich
ist, eine hohe Anzeigequalität
zu liefern.
-
Darüber hinaus schützt bei
der Anordnung der vorliegenden Ausführungsform die Substratkonstruktion
mit hervorragender Stoßfestigkeit
den Flüssigkristall 7 gegen
externen Druck. Anders gesagt, ist es selbst dann, wenn als Flüssigkristall 7 ein
ferroelektrischer Kollektor-Anschluss verwendet wird, möglich, die
inhärenten
Nachteile eines solchen zu beseitigen, d. h. die Anfälligkeit
gegen externen Druck. Der sich ergebende Effekt ist der, dass ein
Flüssigkristalldisplay
für den
praktischen Gebrauch realisiert werden kann, das eine Bildanzeige
hoher Auflösung
bei großer
Kapazität
unter Verwendung eines ferroelektrischen Flüssigkristalls erlaubt.
-
Ferner ist es möglich, da die Abstandshalter 6 vor
der Herstellung der Ausrichtungsschicht 5a hergestellt
werden, zu verhindern, dass die Ausrichtungsschicht 5a durch
Lösungsmittel
oder andere Materialien beschädigt
wird, wie sie beim Herstellprozess für die Abstandshalter 6 verwendet
werden. Demgemäß ist es
möglich,
ein Flüssigkristalldisplay-Element
zu schaffen, mit dem eine gute Anzeigequalität ohne Nichtgleichmäßigkeit
erzielt werden kann.
-
<AUSFÜHRUNGSFORM 2>
-
Unter hauptsächlicher Bezugnahme auf die 3 und 4 erörtert die
folgende Beschreibung eine andere Ausführungsform der Erfindung. Hierbei
sind diejenigen Elemente, die dieselben Funktionen wie bei der o.
g. Ausführungsform
aufweisen und dort beschrieben sind, mit denselben Bezugszahlen
gekennzeichnet, und eine zugehörige
detaillierte Beschreibung wird weggelassen.
-
Die 3 ist
eine Schnittansicht, die schematisch den Aufbau eines Flüssigkristalldisplay-Elements
gemäß einer
anderen Ausführungsform
der Erfindung zeigt. Das bei der o. g. Ausführungsform 1 beschriebene Flüssigkristalldisplay-Element
zeigt eine Anordnung, bei der die Abstandshalter 6 auf dem
Isolierfilm 4a hergestellt sind und die Ausrichtungsschicht 5a auf
solche Weise hergestellt ist, dass sie die Oberflächen des
Isolierfilms 4a und der Abstandshalter 6 bedeckt.
Hier, bei der Ausführungsform
2, weist das Flüssigkristalldisplay-Element
einen Aufbau auf, bei dem ein Substrat 11, wie es in der 3 dargestellt ist, wie folgt
aufgebaut ist: Abstandshalter 16 sind in Abschnitten auf
der Oberfläche
eines isolierenden Substrats 1a hergestellt, wo weder Elektroden 2a noch
Lichtabschirmungsfilme 3a ausgebildet sind, und ein Isolierfilm 14a und
eine Ausrichtungsschicht 15a sind aufeinanderfolgend auf solche
Weise hergestellt, dass sie die Elektroden 2a, die Lichtabschirmungsfilme 3a und
die Abstandshalter 16 bedecken.
-
Das Flüssigkristalldisplay-Element
mit dem o. g. Aufbau wird durch die folgenden Prozesse hergestellt:
als Erstes werden die Elektroden 2a und die Lichtabschirmungsfilme 3a durch
die Prozesse, wie sie für
die o. g. Ausführungsform 1 in
den 2(a) und 2(b) veranschaulicht sind,
auf der Oberfläche des
isolierenden Substrats 1a hergestellt. Die 4(a) zeigt einen Zustand zum Zeitpunkt,
zu dem diese Prozesse abgeschlossen sind.
-
Als Nächstes wird auf das isolierende
Substrat 1a, auf dem die Elektroden 2a und die
Lichtabschirmungsfilme 3a hergestellt wurden, ein fotoempfindliches
organisches Harz durch ein Schleuderbeschichtungsverfahren aufgetragen,
wie z. B. das von Toray Industries Inc. hergestellte Harz UR-3100. Hierbei
wird, bei diesem Auftragungsprozess, die Filmdicke so eingestellt,
dass sie nach dem Brennprozess 1,5 μm beträgt. Anschließend wird
das fotoempfindliche Harz unter Verwendung einer Fotomaske nur in
denjenigen Abschnitten desselben, in dem Abstandshalter innerhalb
Bereichen herzustellen sind, die keine Elektroden 2a tragen
und die sich zwischen den Lichtabschirmungsfilmen 3a befinden,
mit ultraviolettem Licht bestrahlt. Danach werden nicht belichtete
Abschnitte entfernt, und ein Brennprozess wird bei ungefähr 300°C für 1 Stunde
ausgeführt;
so werden Abstandshalter 16 hergestellt, wie es in der 4(b) dargestellt ist. Zusätzlich werden
auch in diesem Fall, wie es bei der o. g. Ausführungsform 1 beschrieben ist,
die Abstandshalter 16 so hergestellt, dass sie über eine
gewünschte
Form verfügen,
wie Säulenform,
Wandform oder Streifenform, was durch Ändern des Musters und des Orts
der Fotomaske auf verschiedene Weisen erfolgt.
-
Als Nächstes wird SiO2 durch
ein Schleuderbeschichtungsverfahren auf die Oberflächen der Elektroden 2a,
der Lichtabschirmungsfilme 3a und der Abstandshalter 16 aufgetragen;
so wird ein Isolierfilm 14a hergestellt, wie es in der 4(c) dargestellt ist. Ferner
wird Polyimid (PSI-A-2101, hergestellt von Chisso Corporation) in
solcher Weise auf den Isolierfilm 14a aufgetragen, dass
es eine Filmdicke von 50 nm aufweist, und nachdem es einem Vorbrennprozess
bei ungefähr
180°C für 1 Stunde
unterzogen wurde, wird an seiner Oberfläche ein Reibprozess ausgeführt, um
eine Ausrichtungsschicht 15a herzustellen, wie es in der 4(d) dargestellt ist. Das
Substrat 11 wird durch die o. g. Prozesse hergestellt.
-
Als Nächstes werden die Substrate 11 und 20 auf
dieselbe Weise wie bei der o. g. Ausführungsform 1 miteinander verbunden,
und ein Flüssigkristall 7 wird
dicht in den Zwischenraum zwischen ihnen eingeschlossen; so wird
ein Flüssigkristalldisplay-Element
hergestellt.
-
Wie oben beschrieben, unterscheidet
sich das Flüssigkristalldisplay-Element
der vorliegenden Ausführungsform
von dem der o. g. Ausführungsform 1
dadurch, dass der Isolierfilm, der bei der o. g. Ausführungsform
1 im Prozess vor dem Prozess zum Herstellen der Abstandshalter hergestellt
wurde, in einem Prozess folgend auf denjenigen zum Herstellen der
Abstandshalter hergestellt wird. Jedoch werden hinsichtlich des
Vorgangs, bei dem die Ausrichtungsschicht 15a in einem
Prozess nach der Herstellung der Abstandshalter 16 hergestellt
wird, und einem Vorgang, bei dem die Substrate 11 und 20 dadurch
miteinander verbunden werden, dass die Ausrichtungsschichten 15a und 5b,
die beide aus demselben Material bestehen, durch Ausüben von
Wärme und
Druck erweichen und aneinander anhaften können, diese Vorgänge auf
dieselbe Weise wie bei der o. g. Ausführungsform 1 ausgeführt. Mit
diesem Aufbau ist es möglich,
dafür zu
sorgen, dass die Zellendicke mit höherer Genauigkeit als bei herkömmlichen
Anordnungen gleichmäßig wird,
und es wird auch die Haftfestigkeit der Substrate 11 und 20 verbessert.
Demgemäß wird es
möglich,
ein Flüssigkristalldisplay-Element
zu schaffen, das eine gute Anzeigequalität ohne Nichtungleichmäßigkeit
erzielen kann und das hervorragende Stoßfestigkeit zeigt.
-
Nun wird ein durch herkömmliche
Prozesse hergestelltes Flüssigkristalldisplay-Element
als Vergleichsbeispiel verwendet, und es wird mit den o. g. erfindungsgemäßen Flüssigkristalldisplay-Elementen
verglichen.
-
Wie es in der 5 dargestellt ist, verfügt das herkömmliche
Flüssigkristalldisplay-Element über einen
Aufbau, bei dem, nachdem eine Ausrichtungsschicht 35a hergestellt
wurde, Abstandshalter 36 auf derselben hergestellt werden.
Die Herstellprozesse für
das herkömmliche
Flüssigkristalldisplay hinsichtlich
der Gleichmäßigkeit
der Zellendicke als auch der Haftfestigkeit der Substrate überlegen
waren.
-
Die Erfindung soll nicht auf die
o. g. Ausführungsformen
beschränkt
sein, und innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung sind verschiedene
Modifizierungen möglich.
Z. B. sind bei den o. g. Beispielen transparente Glas- oder Kunststoffsubstrate
als isolierende Substrate 1a und 1b verwendet;
jedoch können
beliebige Substrate verwendet werden, solange mindestens ein Substrat über Lichttransmissionseigenschaften
verfügt.
Ferner soll der Flüssigkristall 7 nicht
auf einen ferroelektrischen Flüssigkristall beschränkt sein,
sondern es können
verschiedene Flüssigkristallmaterialien
verwendet werden.
-
Darüber hinaus kann ein anderes
Verfahren verwendet werden, bei dem nur ein Vorbrennprozess ausgeführt wird,
wenn jeweilige Ausrichtungsschichten auf den paarigen Substraten
hergestellt werden und wenn diese Substrate miteinander verbunden werden,
wobei ein Brennprozess ausgeführt
wird, während
Druck und Wärme
auf sie ausgeübt
wird. Auch dieses Verfahren ermöglicht
es, Flüssigkristalldisplay-Elemente
herzustellen, die sowohl hinsichtlich der Gleichmäßigkeit
der Zellendicke als auch der Haftfestigkeit der Substrate hervorragend
sind.
-
Nachdem die Erfindung auf diese Weise
beschrieben wurde, ist es ersichtlich, dass sie auf viele Arten
variiert werden kann. Derartige Variationen sind nicht als Abweichung
vom Schutzumfang der Erfindung anzusehen, und alle Modifizierungen,
wie sie für
den Fachmann ersichtlich sind, sollen im Schutzumfang der folgenden
Ansprüche
enthalten sein.