JP2000510971A - 液晶セルを製造する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ゼラチンによりコーティングされたガラス板を製造する方法を記載する。その際まず、ガラス板上にゼラチンが取付けられ、その後、ゼラチン層上に載せられた遮光部によって保護層がスパッタリングされる。遮光部を取り除いた後に、保護層を備えていない範囲におけるゼラチンは、ドライエッチングによって取り除くことができる。その後、ガラス板は、割れ目を付けかつ割ることによって簡単に分割することができる。本発明による方法は、写真乳剤からなるカラーフィルタ又は黒マトリクスを利用することができる液晶ディスプレイを、大量生産で製造することを可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】 液晶セルを製造する方法 従来の技術 本発明は、独立請求項の上位概念に記載の液晶セルを製造する方法、及びゼラ チンコーティングを有する板を製造する方法に関する。 論文“Ｓｉｍｐｌｅｓｔ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｃｏｌｏｒ ＴＦＴ−ＬＣＤｓ” によれば、液晶セルを製造する方法が公知である。液晶セルは、スペーサによっ て維持された互いにわずかな間隔を置いて互いに接着された２つのガラス板から なる。これらのガラス板の間に、液晶がある。両方のガラス板のうち一方は、液 晶セルの内側において、１つ又は複数の写真乳剤層によってコーティングされて いる。 さらにその際に写真乳剤の代わりにカラーピグメントコーティングを利用する が、複数の液晶セルを大きなガラス板上に製造し、このガラス板に製造プロセス の最後に割れ目を形成し、かつ該ガラス板を割ることは、従来の技術である。 しかしながら写真乳剤によってコーティングされたガラス板を割ることは、問 題であり、このことは、写真乳剤コーティングによる液晶セルの大量生産を困難 にしている。写真乳剤は、通常比較的厚い（例えば１ ６マイクロメータ）ゼラチン層からなり、このゼラチン層は、割る際に、大きな 面積においてガラスから離れる。さらにゼラチンは、湿気に敏感なので、水噴射 による切断も不可能である。 発明の利点 それに対して請求の範囲第１項の特徴部分の特徴を有する本発明による方法は 、ゼラチンによってコーティングされた複数のガラス板を１つのプロセス通過に おいて製造することができるという利点を有する。それにより一方において製造 が簡単になり、かつ安価にもなり、他方においてそれにより製造品質のばらつき も減少する。請求の範囲第７項の特徴部分の特徴を有する本発明による方法は、 写真乳剤からなるカラーフィルタを有する又は写真乳剤からなるブラックマトリ クスを有する液晶セルも、大量の個数で、したがって望ましい価格で製造するこ とを可能にするという利点を有する。 従属請求項に説明した処置によって、独立請求項に記載した方法の有利な変形 及び改善が可能である。 割れ目による目標割り位置の製造は、とくに有利である。なぜなら分離のこの 方法に対して、既存の数値コンピュータ制御された機械を利用することができる からである。 有利にもガラスは、割れ目形成及び割りによって分割することができるので、 望ましい機械的特性と、き わめて小さな吸収係数を有するように製造できるので、望ましい光学的特性とを 兼ね備えている。 その上さらにガラスは、化学的に不活性であり、かつ多数のコーティングを備 えることができる。 保護層のスパッタリングは、比較的望ましい価格の薄膜技術をなしており、か つそれ故に製造のそれ以上の低価格化につながる。 保護層としてインジウム−すず−酸化物を利用することによって、有利にもそ の保護機能を越えて、電気的に導通しかつ光学的に透明な層が得られる。したが って保護層は、保護層及び電極として、二重の機能を果たす。 Ｏ₂−Ａｒ−Ｓｆ₆を利用して反応性イオンエッチングによってゼラチン層を取 り除くことは、とくに有利である。なぜならこの方法ステップは、一方において 露光された範囲におけるゼラチンの基本的な除去を保証するが、同時に除去され ないようにするゼラチンの縁範囲を巻き添えにしない。したがってアンダーカッ トなしに、きわめて鋭いエッジが製造される。 最後に保護層上に配向層を取付けることは有利である。なぜならそれにより液 晶セル内に充填すべき液晶が、正確に定義された優先方向を得るからである。 図面 本発明の実施例を図面に示し、かつ次の説明において詳細に説明する。図１な いし図６は、ゼラチンコー ティングされた板を製造する方法を示し、図７は、液晶セルを示し、図８ないし １０は、液晶セルを製造する方法を示している。 説明 図１において先駆板(Vorlaeuferplatte)２１が示されており、この先駆板は、 もろい材料、例えばガラスからなる。 先駆板２１は、ゼラチン層１３を備える。図２は、この方法ステップの後の先 駆板２１を示している。 図３は、ゼラチン層１３を備えた先駆板２１上にどのようにして遮光部２０が 載せられたかを示している。この実施例において利用された遮光部２０は、ここ において選ばれた実施例において、大体において方形格子にして配置された橋絡 片(Stege)、及びほぼ長方形の形を有する切り欠きを有する。この時、遮光部２ ０の切り欠きを通して、ゼラチン層１３上に保護層がスパッタリングされる。 スパッタリングとは、専門家には、イオン衝撃による固体の飛散と解されてい る。ここに選ばれた実施例においてインジウム−すず−酸化物からなりかつ図３ には示されていない基板は、イオンビームによって衝撃を受けるので、飛散した インジウム−すず−酸化物２２は、ゼラチン層１３及び遮光部２０上に堆積する ことができる。 次の方法ステップにおいて、遮光部２０は取り除か れるので、ここでも保護層１４のほぼ長方形のセグメントを備えたゼラチン層１ ３によってコーティングされた先駆板２１が後に残る。このことは、図４に示さ れている。構造化された保護層１４を備えたこのゼラチン層１３上に、この時、 エッチングガスビーム２３が向けられる。 エッチングガスビーム２３は、例えばＯ₂−Ａｒ−ＳＦ₆−ガス混合物からなり 、このガス混合物は、インジウム−すず−酸化物からなる保護層１４を侵食しな いが、保護層１４によって覆われていない範囲においてゼラチン１３を取り除く 。別のガス混合物も考えることができるが、ここではゼラチンが水に対して敏感 であり、かつ水に接触した際に膨潤することを考慮する。 図５は、エッチングステップの終了後における先駆板２１を示している。先駆 板２１は、ほぼ長方形に構造化されたゼラチン層１３を備え、これらのゼラチン 層は、同様にほぼ長方形に構造化された保護層１４によって覆われている。 図６に示された最後の方法ステップにおいて、先駆板２１は、個々のセグメン トに分割され、その際、それぞれのセグメントは、ゼラチン層１３と保護層１４ からなる長方形の多層構造を有する。この分割は、割り線２６に沿って行なわれ る。先駆板２１の分割は、先駆板に割り線２６に沿って割れ目を付けるので、目 標割り位置２５が生じることによって行なわれる。続いて先駆板２１は、力２４ を衝撃的に加えることによって分割される。 本発明による方法は、ゼラチンコーティングされたガラス板によって図解した 。方法の重要性は、ゼラチンが写真乳剤のための支持−及び結合剤をなし、かつ かなりの程度までその機械的な特性を決めるという点にある。写真乳剤は、初め に引用した従来の技術の文献において述べられたように、液晶セルの製造の分野 においていくつかの製造ステップをとくに合理的に構成するために、ここでも必 要である。 写真乳剤を製造するためにゼラチンとは別の材料を利用しようとする場合、明 らかに方法は、そのためにも考慮されている。 他方において方法は、例えば写真乾板をさらに合理的に製造するためにも適し ている。 遮光部２０は、ここに図示した実施例において、フライス盤により構造化され た板からなる。それにより達成される精度は、液晶ディスプレイにおける意図し た使用に対して十分である。 ゼラチン及び保護層によってコーティングされたガラス板を使用することがで きる液晶ディスプレイは、図７に示されている。ここにおいて図１ないし６にお けるものと同じ参照符号は、同じ構成部分を表わしている。 液晶セルは、互いに平行に配置された第１の板１及び第２の板２からなる。第 １の板１は、第２の板２の方に向いたその側にゼラチン層１３を備え、このゼラ チン層は、他方において再び、保護層１４を備えている。ゼラチン層１３及び保 護層１４の横方向の寸法は、第１の板１よりもいくらか小さいので、第２の板２ の方に向いた面において第１の板１の縁範囲は、コーティングのないままである 。第２の板２は、第１の板１の方に向いたその側に導電コーティング１２を備え ている。導電コーティング１２の横方向の寸法は、同様に第２の板２の横方向の 寸法よりもいくらか小さく、この第２の板は、再び第１の板１と同じ横方向の寸 法を有する。第１の板１及び第２の板２は、接着剤の層１１によって互いに結合 されている。接着剤１１は、１つのコーティング１２、１３、１４がある第１及 び第２の板の範囲に取付けられている。保護層１４と導電コーティング１２が互 いに接触することを防ぐために、これらの間にスペーサ１５があり、これらのス ペーサは、例えばガラス繊維の短い断片からなる。同様に接着剤は、スペーサと 混合してもよい。それにより第１の板１と第２の板２の間に空間１８が生じ、こ の空間は、両方の板１、２に間において接着剤１１によって密封される。この空 間１８内に液晶がある。これまで説明した構成部分は、液晶セルを形成する。液 晶セルは、例えば照明ユニット１６を備え、この照明 ユニットが光１７を放射し、この光が液晶セルを透過するか、又はここから反射 されるかによって、液晶ディスプレイとして利用することができる。場合によっ てはなお追加的な光学フィルム及び機械的な構成部分を設けるが、これらは、本 発明にとって重要ではない。 次に図１ないし５に示す方法によって、図７に示すような液晶ディスプレイが どのようにして製造することができるかを示すようにする。液晶セルの製造のた めに、再び他方において同じ形に構造化された保護層によって覆われる長方形に 構造化されたゼラチン層１３がある図５に示された先駆板２１が利用される。こ の装置には、ガラス繊維の短い断片が散布され、これらの断片がスペーサ１５と して使われる。 さらに先駆板２１上に、接着剤からなる条片が取付けられ、その際、それぞれ １つの条片が、ゼラチン及び保護層からなる長方形をほぼ完全に囲んでいる。次 の方法ステップにおいて、液晶を満たすことを可能にするために、条片を、完全 には閉じていない長方形の形に構成することが、推奨に値する。図８は、任意の 順序で行なうことができるこれら２つの方法ステップを行なった後の先駆板２１ を示している。 有利なようにではあるが必然的にではなく、接着剤１１は、一部写真乳剤によ ってコーティングされた面を、一部写真乳剤を免除された面を覆うように配置さ れている。したがってこの接着剤は、効果的に側面を湿気から保護している。 次の方法ステップにおいて、先駆板２１、ゼラチン層１３、保護層１４、スペ ーサ１５及び接着剤１１からなる装置上に、上側先駆板３０が降ろされる。上側 先駆板３０は、ここでは薄いガラス板３１として構成されており、このガラス板 は、端から端まで延びたインジウム−すず−酸化物層３２を備えている。図９は 、この方法ステップの後に生じる装置を示している。 図１０は、先駆板２１からなりかつゼラチン層１３及び保護層１４を備えかつ 接着剤１１とスペーサ１５によって上側先駆板３０に結合された図９において生 じた装置が、どのようにして分割されるかを示している。そのために図６と同様 に、先駆板２１と上側先駆板３０は、割れ目によって目標割り位置２５を備える 。力２４の衝撃的な作用によって、装置は、目標割り位置２５によって定義され る割り線２６に沿って割ることができる。 したがって図７に示されたような液晶セルが得られ、その際、先,駆板２１の 一部は、第１の板１を、上側先駆板３０の一部は、導電コーティング１２の第２ の板２を形成する。 図１０に示された装置の分割によって生じる液晶セルは、図７に示された液晶 セルと相違して、その横方向の寸法が第２の板自体のものとちょうど同じ大きさ の第２の板２上におけるコーティングを有する。両方の大きさの比は、可能であ り、かつ考慮されており、かつ本発明にとって重要ではないものとする。 両方の板のうち少なくとも一方に、配向層を取付け、この配向層が、液晶に安 定な配向を与えるために使われることは、同様に可能であり、かつ考慮されてい る。これは、例えばポリアミドからなることができ、このポリアミドは、適当な 手段によって表面において構造化される。この配向層が、遮光部を取り除いた後 に、すでにエッチングされかつ保護層によってコーティングされたゼラチン層上 に取付けられると、ゼラチン層の縁が、環境の影響、とくに湿気から保護される という追加的な利点が得られる。 最後に、本発明による方法にしたがって製造された液晶セルによって、アクテ ィブ−マトリクス−ディスプレイを構成することが、可能であり、かつ考慮され ている。その際、酸化物層３２は、列−及び行導線を介して制御されるスイッチ 要素、例えば薄膜トランジスタ又は−ダイオードのマトリクス状の配置に置き換 えられる。その際、マトリクスは、インジウム−すず−酸化物からなる個別的な 画像電極を選択的にアドレス制御するために使われる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. ゼラチンからなるコーティングを先駆板上に取付け、かつ先駆板を割り線に 沿って分割する、ゼラチンからなるコーティングを有するもろい材料からなる板 を製造する方法において、 ａ）ゼラチン層（１３）上に遮光部（２０）を載せ、その際、遮光部（２０） が橋絡片を有し、これらの橋絡片が、割り線（２６）を覆うように配置され、 ｂ）導電性の透明な材料からなる保護層（１４）を遮光部の橋絡片によって覆 われていないゼラチンの範囲上に取付け、 ｃ）遮光部（２０）を取り除き、 ｄ）保護層（１４）によって覆われない範囲におけるゼラチン層（１３）を、 その全厚さにおいてドライエッチングによって取り除き、 ｅ）先駆板（２１）に、割り線（２６）に沿って目標割り位置（２５）を備え 、 ｆ）先駆板（２１）を割り線（２６）に沿って割ることを特徴とする、ゼラチ ンからなるコーティングを有するもろい材料からなる板を製造する方法。 2. 目標割り位置を割れ目によって作る、請求項１記載の方法。 3. 板をガラスから製造する、請求項１又は２記載の 方法。 4. 保護層をスパッタリングする、請求項１から３までのいずれか１項に記載の 方法。 5. 保護層をインジウム−すず−酸化物から製造する、請求項１から４までのい ずれか１項に記載の方法。 6. Ｏ₂−Ａｒ−ＳＦ₆−ガス混合物を用いて反応性イオンエッチングによってエ ッチングする、請求項１から５までのいずれか１項に記載の方法。 7. ２つの板（１，２）及びその間にあるスペーサ（１５）を装置になるように 結合し、かつ装置を割り線（２６）に沿って分割する、液晶セルを製造する方法 において、 ａ）板（２１）を一方の側においてゼラチン（１３)によってコーティングし 、 ｂ）ゼラチン層（１４）上に遮光部（２０）を載せ、その際、遮光部が橋絡片 を有し、これらの橋絡片が、割り線（２６）を覆うように配置され、 ｃ）導電性の透明な材料からなる保護層（１４）を、遮光部の橋絡片によって 覆われていないゼラチンの範囲上に取付け、 ｄ）遮光部を取り除き、 ｅ）保護層（１４）によって覆われない範囲におけるゼラチン層（１３）を、 その全厚さにおいてドライエッチングによって取り除き、 ｆ）板を、装置になるように、第２の板（３０）及びその間にあるスペーサ（ １５）に結合し、その際、両方の板の割り線（２６）が、対向して配置され、 ｇ）板に、割り線（２６）に沿って目標割り位置（２５）を備え、 ｈ）装置を割り線に沿って割る ことを特徴とする、液晶セルを製造する方法。 8. 両方の板の間にゼラチン層があるように、板を配置する、請求項７記載の方 法。 9. 目標割り位置を割れ目によって作る、請求項７又は８記載の方法。 10．板をガラスから製造する、請求項７から９までのいずれか１項に記載の方法 。 11．保護層をスパッタリングする、請求項７から１０までのいずれか１項に記載 の方法。 12．保護層をインジウム−すず−酸化物から製造する、請求項７から１１までの いずれか１項に記載の方法。 13．Ｏ₂−Ａｒ−ＳＦ₆−ガス混合物を用いて反応性イオンエッチングによってエ ッチングする、請求項７から１２までのいずれか１項に記載の方法。 14．ゼラチン層が、写真乳剤として構成されている、請求項１から１３までのい ずれか１項に記載の方法。 15．ゼラチン層が、カラー写真乳剤として構成されている、請求項１から１４ま でのいずれか１項に記載の方法。 16．保護層上に配向層を取付ける、請求項１から１５までのいずれか１項に記載 の方法。