JP2004102272A - ディスプレイ・パネル及びディスプレイ・パネルの製造用多層プレート - Google Patents

Abstract

【課題】　本発明は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤｓ）の製造、特に内部偏光子を有する透過または反射または半透過ＬＣＤｓで用いることができる多層プレートの製造方法を提供することをその課題とする。
【解決手段】　光学的に透明な基板と、保護層と、導電性層と、及び少なくとも一つの異方性結晶薄膜とを備えている多層プレートが提供される。異方性結晶薄膜は、芳香族環を含んでおりかつ光軸の一つに沿って３．４±０．２Åの格子面間隔を有する構造を有している物質で作られる。結晶薄膜は、基板と導電性層との間に配置されかつ保護層によって導電性層から分離される。ＵＶ放射に対する多層プレートの透過は、３８０ｎｍ以下の波長で１０％を超えない。
【選択図】　　　　　図１

Description

　本発明は、一般に、データ・ディスプレイ用装置に関し、特に液晶ディスプレイ・パネルの素子に関する。

　従来、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は、二つの面平行ベース・プレートと電極のシステムとを備えているフラット・セルを表す。電極は、例えば、インジウムと酸化錫（ＩＴＯ）の固溶体、Ｉｎ₂Ｏ₃及びＳＯ₂のような、光学的に透明な、導電性材料で作られ、かつプレートの内側面上に形成される。電極を有するプレートの面は、ポリイミドまたはその他のポリマーの層で通常覆われかつ、面における及びセルに形成された液晶層の大部分における液晶の分子の要求された均一アライメントを確保する特殊処理の対象になる。アセンブリ後、セルは、その光学特性が印加された電界の作用で変化する、能動媒体として機能する５〜２０μｍの厚さの層を形成する、液晶（ＬＣ）で充填される。光学特性における変化は、セルの外部面に通常接着される交叉偏光子のシステムによって示される。Yeh, Pochi, and Gu, Claire Optics of liquid crystal displays, N. Y., 1999を参照。

　市販されているＬＣＤパネルは、面平行ガラス基板と導電性層とを備えているプレートを用いて製造される。ガラス・プレートは、非常にプレーナーでかつ気泡及びその他の光学的欠陥が無いものでなければならない。将来の動作条件により、ブランク・プレートは、異なる導電性層を備えている。透過モードで動作しているディスプレイに対して、導電性層は、透明にされる。反射モードで動作しているディスプレイに対して、フロント・プレートは、透明導電性層で作られ、かつバック・プレートは、反射導電性層で作られる。Wu, Shin-Tson, and Yang, Deng-Ke, Reflective Liquid Crystal, N. Y., 2001を参照。透明導電性層は、１０から１０²オームまでの範囲の表面抵抗、及び可視スペクトル範囲において０．７から０．９までの透過係数を一般に有する。導電性層は、様々な成長技術によって製造される。

　一般に、ＬＣＤパネルは、マスク・エッチングの方法によって製造された各ＬＣＤに対して必要な電極構成を有する、ＬＣＤｓのアレイを載せている。電極は、外部コネクタをはんだ付けするのに適した接触領域によりガラス・プレート・エッジで終結させる。パネル上の個々のＬＣＤｓは、所望のＬＣＤパネル構成が接着される、エッチングされた経路によって分離される。プレート間の必要な間隙（ギャップ）は、アセンブリの周囲に配置されたスペーサによって供給される。ＬＣＤパネル（またはアレイ）は、真空においてＬＣ溶液で充填される。この処理中、プレートは、ＬＣ粘性を減少しかつギャップのより良い充填を供給するために加熱される。次いで、アレイに形成された個々のＬＣＤｓは、スクライビング及びブレーキングによって分離され、かつ各ＬＣＤセルは、密閉して封止される。そして、偏光子は、外部ＬＣＤ面に接着される。偏光子は、保護層を載せているかまたは追加のガラス・プレートによって保護される。

　ディスプレイ動作の間にガラスからＬＣへのイオンの拡散を防ぐために、特別な保護層がガラス・プレートと導電性薄膜との間に形成される。一般的に、この保護層は、ポリマー薄膜を用いることもできるが、二酸化珪素または一酸化重金属で構成される。層の厚さ及び密度がグラスからのＬＣの信頼できる隔離を供給しなければならないと同時に、保護層は、稼動スペクトル範囲において透明でなければならない。

　材料を気化させるかまたはスパッタリングすることに基づく物理的技法、及び化学反応を採用している化学的方法を含んでいる、保護層を成長させる種々の方法が存在する。Proceedings of 3rd International Conference on Coatings on Glass, Oct. 29-Nov. 2, 2000, Maastricht, the Netherlandsを参照。現在最も広く用いられる技法は、真空成長の方法を採用している。この技法は、高真空状態における所与の材料の熱気化に基づく。蒸気は、基板面上に薄い層を形成するために凝縮する。処理は、かなり急速であり、数秒から数分を要する。

　別の物理成長技法は、カソード・スパッタリングに基づく。この処理は、希薄気体の高エネルギー・イオンで衝突されたカソードからスパッタされた原子を採用する。スパッタされた原子は、基板面上に成長される。反応スパッタリングの場合には、化学的に活性な気体（例えば、酸素）が稼動しているチャンバに導入され、要求された化学成分による成長の形成に有利に働く。

　化学蒸着方法は、例えば、加水分解化合物の溶液からの薄膜の形成を含む。これにより、遠心機で回転している基板へのシリコン・エチラート溶液からの成長によって二酸化珪素薄膜を得ることができる。

　米国特許第５，３５８，７３９号は、基板にシラザン・ポリマーの層を適用し、続いて酸化媒介で加熱することによって二酸化珪素薄膜の形成方法を記述する。保護コーティングの形成の多くの他の方法が存在する。

　ＬＣＤｓ用の従来の偏光子は、ＰＶＡまたは単一軸ストレッチングによって配向されたその派生物、ヨウ素化合物で着色されたバルクで作られたポリマー薄膜を示す。M. M. Zwick, J. Appl. Polym. Sci., No. 9, 2393-2424 (1995)を参照。ヨウ素着色されたＰＶＡベースの偏光子は、可視スペクトル範囲の長波領域において高い偏光特性を有しかつ光で非常に安定している。ヨウ素を含んでいる偏光子の欠点は、低い湿気抵抗及び熱安定性であり、様々な保護層を用いることを必要とする。かかる偏光子は、１０個の層までを含みうる。

　ヨウ素を含んでいる偏光子に対する代替は、二色性染料を含んでいる薄膜によって供給される。米国特許第５，３４０，５０４号及び日本特許第５９，１４５，２５５号を参照。かかる偏光薄膜は、二色性染料でバルク着色されたポリマー（例えば、ＰＶＡ）薄膜を単軸的にストレッチすることによって得られる。しかしながら、二色性染料で着色された偏光子の使用は、保護層を適用することも必要とする。

　単軸的にストレッチすることによって得られた偏光子の光軸は、薄膜側面の一つに沿って指向される。しかしながら、ＴＮ及びＳＴＮ形式のＬＣＤｓのある設計は、偏光軸がＬＣＤｓの側面と非ゼロ角度を成すことを必要とする。かかる偏光子をカットすることは、かなりの量（２０％まで）の廃棄物を導く。

　偏光子は、アセンブリ後にＬＣＤセルに接着され、更なる技術的動作を生じさせかつ最終製品のコストを増加させる。

　国際公開ＷＯ９４／２８０７３号公報は、有機染料の液晶性溶液に基づく偏光子を記述する。この技術によれば、偏光子は、既知の方法の一つによって液晶性染料の薄い層をガラスまたはポリマー基板上に成長させることによって得られる。この技術の特別な特徴は、染料分子の配向が成長の間に影響を及ぼされ、熱的に安定した偏光薄膜が乾燥することにより直ぐに得られることである。かかる偏光子を用いることは、偏光層をＬＣセルの（外部または内部）壁の上に直ぐに形成できるような、新しい種類のＬＣＤｓを開発させる。この設計がＬＣＤｓの強度及び信頼性を増大し、ＬＣＤ設計を簡略化しかつ技術的動作の数を低減するので、内部層が好ましい。

　アプリケーション及びアライメント条件を適切に選択することによって、少なくとも部分的に、結晶構造を有している異方性薄膜を含んでいる二色性偏光子を得ることが可能である。ＥＰ ０１１２８１９２ Ａ１を参照。かかる二色性偏光子は、きわめて高い異方性及び良好な熱安定性によって特徴付けられる。

米国特許第５，３５８，７３９号 米国特許第５，３４０，５０４号 日本特許第５９，１４５，２５５号 国際公開公報ＷＯ９４／２８０７３号 ＥＰ ０１１２８１９２ Ａ１ ＥＰ ０１００４９２１ Ａ１ 米国特許第５，５３９，５５２号 米国特許第５，２８１，５６２号 Yeh, Pochi, and Gu, Claire Optics of liquid crystal displays, N. Y., 1999 Wu, Shin-Tson, and Yang, Deng-Ke, Reflective Liquid Crystal, N. Y., 2001 Proceedings of 3rd International Conference on Coatings on Glass, Oct. 29-Nov. 2, 2000, Maastricht, the Netherlands M. M. Zwick, J. Appl. Polym. Sci., No. 9, 2393-2424 (1995)

　内部偏光子を有するＬＣＤｓでは、二色性偏光層は、ＥＰ ０１００４９２１ Ａ１により電極システムの上に通常形成される。この目的に対して、電極は、レベリング（プレーナーライゼーション）を確実にしかつ二色性偏光子材料の接着を改良する特別な層で覆われる。しかしながら、これは、層の数、合計ＬＣＤ厚さ、及び技術的動作の数を増加する。更に、電極システムの形成後の二色性偏光子の適用は、製造スキームをフレキシブルにさせないし、それゆえに製造の組合せにおける変化を妨げる。

　ＬＣＤｓの製造における別の問題は、ＵＶ放射からのそれらの保護である。知られているように、最新のＬＣＤｓに採用される液晶は、ＵＶ放射への露出による２０から２５時間後に劣化する。これは、ＬＣＤ設計における追加の保護層または特別な材料の使用を必要とする。米国特許第５，５３９，５５２号を参照。例えば、米国特許第５，２８１，５６２号は、ベース・プレート用材料として用いられる約４００ｎｍにおいて鋭いカットオフを有している特別なガラスを記述する。

　本発明は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤｓ）の製造、特に内部偏光子を有する透過または反射または半透過ＬＣＤｓで用いることができる多層プレートの生成を目的とする。

　本発明は、光学的に透明な基板と、保護層と、導電性層と、及び少なくとも一つの異方性結晶薄膜とを備えている多層プレートを提供する。異方性結晶薄膜は、芳香族環を含んでおりかつ光軸の一つに沿って３．４±０．２Åの格子面間隔を有する構造を有している物質で作られる。結晶薄膜は、基板と導電性層との間に配置されかつ保護層によって導電性層から分離される。ＵＶ放射に対する多層プレートの透過は、３８０ｎｍ以下の波長で１％を超えない。

　本発明は、光学的に透明な基板と、保護層と、電極のシステムと、及び少なくとも一つの異方性結晶薄膜とを備えているディスプレイ・パネルを提供する。結晶薄膜は、芳香族環を含んでおりかつ光軸の一つに沿って３．４±０．２Åの格子面間隔を有する構造を有している物質で作られる。少なくとも一つの結晶薄膜は、基板と導電性層との間に配置されかつ保護層によって導電性層から分離される。ＵＶ放射に対する多層プレートの透過は、３８０ｎｍ以下の波長で１％を超えない。

　本発明は、添付した図面を参照して以下の詳細な説明及び特許請求の範囲を読むことによりさらに明確に理解されるであろう。

　本発明の技術結果は、信頼性における増加及びＬＣＤｓの厚みにおける、並びにＬＣＤ組立処理に含まれる動作の数における減少である。

　この技術結果は、基板と、保護層と、導電性層と、及び異方性結晶薄膜の少なくとも一つの層とを含んでいる多層プレートを用いることによって達成される。結晶薄膜は、芳香族環の含んでいる物質を示しかつ光軸の一つに沿って３．４±０．２Åの格子面間隔（ブラグ反射）を有する。結晶薄膜の少なくとも一つの層は、基板と導電性層との間に閉じ込められ、かつ特別の保護層によって導電性層から分離される。また、結晶薄膜物質は、ヘテロサイクルも含みうる。

　透過または半透過性多層パネルに対して、基板は、光学的に透明な材料、例えばガラスまたはプラスチックで作られる。この設計では、光学的に透明な基板は、ＵＶ放射を吸収する基板を作るＵＶ添加剤で製造することができる。別の実施形態では、追加の層がＵＶ放射に対して保護するために供給される。

　反射性多層プレートに対して、リフレクタそれ自体は、基板として役に立つことができる。

　保護層は、二酸化珪素および／または一酸化重金属および／またはポリマーで作ることができる。材料は、エッチング処理手順中に十分に保護的であるべきであり、かつ同時に用いられる導電性材料への良好な接着を有するべきである。保護層は、導電性層として通常用いられるＩＴＯへの良好な接着を有する材料として二酸化珪素を備えている多層構造でありうる；そして、二酸化珪素の下に、導電性層のエッチング中に保護層として用いられる分離保護層が通常存在する。この場合における保護層は、通常ポリウレタンまたはアクリラートで作られる。

　ある場合には、ＩＴＯ層の導電率は、（例えば、マスク成長技法によって）金属グリッドを成長させることによって増大することができる。金属グリッドの合計領域は、多層プレートの合計領域の１０％を超えてはならない。

　結晶薄膜は、Ｅ形式の偏光子を通常表す。ある場合には、結晶薄膜は、偏光子及び移相層の機能を同時に実行することができる。

　ある場合には、保護層の少なくとも一部は、（例えば、面ドーピングによって）導電性でありうる。

　反射及び半透過多層パネルは、正反射または拡散ミラーでありかつ例えばＡｌ（アルミニウム）、Ａｇ（銀）またはＡｕ（金）で作られうるリフレクタを備えている。

　輸送中の破損を防ぐために、多層プレートを追加の保護ポリマー薄膜によって覆うことが推奨される。

　更に、上記クレームした技術結果は、光学的に透明な基板と、保護層と、電極のシステムと、及び異方性結晶薄膜の少なくとも一つの層とを含んでいる透過性ＬＣＤパネルを用いることによって達成される。結晶薄膜は、芳香族環の含んでいる物質で構成されかつ光軸の一つに沿って３．４±０．２Åの格子面間隔（ブラグ反射）を有する。結晶薄膜の少なくとも一つの層は、基板と電極システムとの間に閉じ込められ、かつ特別の保護層によって導電性層から分離される。また、結晶薄膜物質は、ヘテロサイクルも含みうる。

　導電性、特にＩＴＯ層の導電率は、（例えば、マスク成長技法によって）金属グリッドを成長させることによって増大することができる。金属グリッドの合計領域は、多層プレートの合計領域の１０％を超えてはならない。

　ＬＣＤパネルは、追加の接着層を含みうる。

　反射性または半透過性ＬＣＤパネルは、一つの透過性多層プレートと、一つの反射性または半透過性多層パネルとを備えうる。プレートの少なくとも一つは、少なくとも一つの異方性結晶薄膜の使用で設計されるべきである。一実施形態では、透過性多層プレートは、結晶薄膜を備え、そして反射性または半透過性多層プレートは、通常の偏光子を備えている。別の実施形態では、透過性多層薄膜は、通常の偏光子を備え、そして反射性または半透過性プレートは、異方性結晶薄膜を備えている。更なる実施形態では、各プレート−透過性及び反射性または半透過性は、その設計において少なくとも一つの結晶薄膜を備えている。

　本発明による多層プレートは、以下の層を備えている：（ｉ）透過的設計のために光学的に透明でありかつソーダ石灰ガラスで通常作られる、基板；（ｉｉ）芳香族環を含んでおりかつ光軸の一つに沿って３．４±０．２Åの格子面間隔（ブラグ反射）を有している物質を表している光学的異方性結晶薄膜層；（ｉｉｉ）例えば、中間層として二酸化珪素を有するポリウレタンまたはアクリレートの、保護層；（ｉｖ）ＩＴＯのような、導電性層；及び（ｖ）上記層のいずれかの間に適用することができる、可視範囲で透明な追加のＵＶ−カットオフ層。ＵＶ−カットオフ・フィルタの役割は、その場合には追加の層が不要でありうる、光学的に透明な基板によって実行することができる。ＵＶ放射に対する多層プレートの透過が、可視スペクトル領域において８０％以下であってはならないと同時に、３８０ｎｍ以下の波長で１％を超えないということを確保することが必要である。

　反射性または半透過性多層プレート設計において、ＵＶカットオフ・フィルタは、任意である。半透過設計は、ＵＶカットオフ・フィルタの異なる位置を有する−この場合にはそれはガラスの下であるべきである−バックライトの側。

　光学的異方性層は、偏光子の機能を実行するかまたは偏光子及び移相層の機能を同時に実行する。好適にはこの層は、少なくとも部分的に結晶性であり、構造の高い安定性及び必要な光学パラメータを確保する。この層に対するベース材料の選択は、芳香族環におけるπ−共役結合の開発されたシステムの存在及び 分子の面に横わたっておりかつ結合の芳香族システムに入っている（アミン、フェノール、ケトン、等のような）グループの存在によって決定される。分子および／または分子フラグメントは、プレーナー構造を有する。これらは、例えば、インダントロン（バット・ブルー４（Vat Blue ４））、１，４，５，８−ナフタリンテトラカルボン酸ジベンゾイミダゾール（バット・レッド１４（Vat Red １４）、３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸ジベンゾイミダゾール、またはキナクリドン（ピグメント・バイオレット １９）、等ような有機物質、安定したリオトロピックＬＣフェーズを形成することができるように構成された派生物（または混合物）でありうる。

　有機化合物は、システムのキネティック・ユニット（運動ユニット）を表している超分子複合体に分子が組合されるような、適切な溶媒（溶剤）に溶解されたときにコロイド系（リオトロピックＬＣフェーズ）を形成する。このリオトロピックＬＣフェーズは、異方性結晶薄膜が超分子複合体の配向及び溶媒の除去により形成される、システムの順序付き先駆物質状態である。
　超分子複合体を特徴とするコロイド系から結晶薄膜を得る方法は、以下の段階を具備する：
　（ｉ）基板にコロイド系を適用する段階；コロイド系は、それが予め設定された温度で発生しかつ確定的な濃度を有するということを意味する、シキソトロピック（揺変性）でなければならない；
　（ｉｉ）システムの粘性を減少する、外部作用（加熱、せん断変形歪力、等）によって高流(high flow)状態への適用の前またはその間にコロイド系システムを変換する段階；この外部作用は、システムがアライメント中に増大した粘性を有する状態にリラックスしない（緩まない）ように、後続アライメント段階全体にわたり適用することができるかまたは最小必要時間の間だけ続くことができる。
　（ｉｉｉ）機械的またはその他の既知の技法によって生成することができる、システムを外部的に位置合わせする（システムを配向する）段階；この外部作用の程度は、コロイド系のキネティック・ユニットに必要な位置合わせを与えかつ層の将来の結晶格子のベースとしての役割をする構造を形成するために十分であるべきである。
　（ｉｖ）初期外部位置合わせによって達成される、低減された粘性の状態から、初期またはより高い粘性に層の配向された領域を変換する；この遷移は、既存の構造のディスオリエンテーションをもたらさずかつ層面に欠陥を生成しないように実行される。
　（ｖ）要求された結晶構造が形成される間に、溶媒を除去するための乾燥する段階；及び
　（ｖｉ）二価金属または三価金属のイオンを含んでいる溶液で面を処理することによって結晶薄膜を水不溶性形式に変換する段階。

　結果として得られた結晶薄膜では、分子のプレーン（面）は、互いに平行でありかつ分子は、少なくとも層の一部において、三次元結晶を形成する。製造技術の最適化は、単結晶層を取得させる。結晶薄膜の光軸は、分子のプレーンに垂直である。かかる結晶層は、かなり異方性でありかつ少なくとも一つの方向で高い屈折率を示す。

　必要な光学的特性を有している結晶層を得るために、コロイド系を混ぜ合わせることが可能であり、それによって接合超分子複合体が溶解において形成される。混合コロイド溶液から得られた層の吸収率及び屈折率は、初期成分の特性によって決定されたある一定の限度内で様々な値を取得することができる。様々なコロイド系を接合超分子複合体のフォーメーションと混合することの可能性は、一つの分子の大きさ（前述した有機化合物において３．４Å）の一致によって供給される。水溶性層で発生している間、分子は、基板における超分子複合体の配向により長距離オーダー（ロング・レンジ・オーダー）を有する。溶媒の気化により、三次元結晶を形成することは、分子にとってエネルギー的に有利である。

　最終結晶層の厚みは、水溶性溶液における固体物質の内容（コンテント）及び基板に適用された水溶性層の厚みによって決定される。かかる層の形成中に、市販製品条件下で都合よく制御された技術的パラメータは、溶液濃度によって供給される。最終層の結晶性の程度は、Ｘ線回折または光学的方法によって観測することができる。

　これらの結晶薄膜の特有な特徴は、最新のＬＣＤ製造技術に対して特に重要である、高い熱安定性である。

　例えば、アクリルまたはポリウレタン製の保護層は、技術処理の間の、特にＩＴＯ層のエッチング中の、外部因子による異方性層の破損を防ぐため、及びＬＣＤ動作中の電極及びＬＣとの接触から異方性層を絶縁するために設けられている。導電性層と保護層との間に適用される、二酸化珪素層は、真空における気化による成長、カソード・スパッタリング、溶液からの“ウェット（湿式）”成長、等を含んでいる、種々の既知の方法によって形成することができる。また、保護層は、酸化重金属も含みうる。例えば、溶液からの保護層の形成のためのＣＥＲＡＭＡＴＥ化学成分組成は、（ＴｉＯ₂、ＺｒＯ₂、ＳｉＯ₂、Ｓｂ₂Ｏ₅を含んでいる）固体フェーズの６％までを含む。溶液から成長された層は、通常、高温における焼結の対象となる。多層プレートの製造において、この動作は、光学的特性における著しい変化なしで、１８０℃までの加熱または２５０℃までの及びそれ以上の短時間加熱に耐えることができる、異方性層の高い熱安定性により可能である。　

　また、保護層は、熱及び化学安定性を有している種々のポリマーで作ることもできる。ＬＣＤ製造（例えば、電極システム上のポリイミド層のレベリング及び位置合わせの形成）に含まれるある技術動作が高温までの加熱を含むので、多層プレートの全ての層の熱安定性が必要である。

　また、保護層は、導電性層への良好な接着を有する材料から形成することもでき、その場合には二酸化珪素層のような追加の中間層は、上述したように不要である。

　導電性（ＩＴＯ）層は、既知の方法によって形成することができる。

　基板は、可視範囲において透明でかつＵＶ放射成分をカットオフするポリマーまたはガラス材で作られることが望ましい。これは、例えば、酸化セレン（０．１-１．０％）、二酸化鉄（約０．０７％）、二酸化コバルト（０．０００００１-０．００１％）、及びセレン（０．０８％まで）の添加剤を有する無色ソーダ石灰ガラスでありうる。これらの材料は、偏光のＵＶ放射を吸収する。

　特別なＵＶ保護光学的透明基板と一緒に、ＵＶ放射に対する保護は、例えば、三酢酸セルロース薄膜に組み込まれた、４-アルコキシ-２-ヒドロキシフェニル-ｓ-トリアジン形式の、追加の層によっても供給することができる。この場合には、基板は、通常のソーダ石灰ガラスまたはプラスチックで作ることができる。ＵＶカットオフ層は、多層プレート機能層のいずれかの間またはプレートの外側に適用することができる。また、多層プレートの外面は、必要な添加剤を含んでおりかつＵＶ放射を吸収するラッカーで覆うこともできる。

　多層プレートの反射及び半透過設計は、例えば、Ａｌ（アルミニウム）またはＡｇ（銀）またはＡｕ（金）で製造された、通常の正反射または拡散リフレクタのリフレクタを備えている。反射層は、基板に適用することができるし、またはリフレクタ自体は、基板としての役目をすることができる。プレーナーライゼーション層は、反射層の最上部に適用すべきである。このプレーナーライゼーション層は、結晶薄膜用副層として機能する。他の実施形態では、リフレクタの面は、追加の層が必要ないようにプレーナーライズすることができ、かつ結晶薄膜は、リフレクタに直接適用される。

　また、多層プレートは、ＬＣＤ製造の前に除去される、輸送中に機械的破損からシステムを保護する追加の外部層を含みうる。

　全ての主要機能のＬＣＤ層を含んでいる多層プレートは、ＬＣＤパネルの製造に対してブランク（空白）を表す。これは、ＬＣＤ組立て処理に含まれる技術的動作の数を低減することによって技術を簡略化する。

　多層プレートの大きさは、ＬＣＤ製造業者の要求事項によって決定される。一般的に、各ウェハは、いくつかのＩＣＤパネルを収容する。各パネルは、対応する電極システム及び所望のＬＣＤパネル構成が接着されるエッチングされた経路を備えている。導電性材料は、フォトリソグラフィック技法、レーザ・アブレーション（削摩）、等によってプレートの必要な領域から除去することができる。

　保護層の密度及び厚さは、フォトリソグラフィー及び他のエッチング技法が異方性結晶薄膜を破損しないことを確保するために十分に大きくなければならない。

　ＬＣＤセルを接着するための経路の形成に対してレーザ・アブレーションを使用する場合には、導電性層のエッチングは、保護二酸化珪素層を有するガラス・プレートの焼結と同時に実行することができる。

　電極システムは、レベリング（プレーナーライゼーション）及びＬＣアライメント層として機能するポリイミド層で通常覆われる。また、レベリングは、その他の材料、特に、二酸化珪素の成長によって供給することもできる。この場合には、レベリング層は、電極間を破壊から防ぐ追加の絶縁を生成する。

　前方及び後方ＬＣＤパネルの所望のアレイを形成した後、プレートは接着されかつセルはＬＣ溶液で充填される。次いで個々のＬＣＤｓが分離される。得られたＬＣＤｓは、内部偏光子を含み、設計を簡略化し、合計装置厚みを低減し、かつＬＣＤ動作の信頼性を増大する。

　図１に示した一実施形態では、多層プレートは、ソーダ石灰ガラスで作られた光学的に透明な基板１、ＵＶ放射を吸収する保護層２、（３００から８００ｎｍ厚さでかつの硫化インダントロンの９．５％水溶性溶液から形成される結晶薄膜を表している）偏光子３、保護二酸化珪素層４、及び導電性層５（通常ＩＴＯ）を備えている。輸送中、かかるプレートは、プリマー薄膜６により両側から保護される。

　保護層は、ＳｉＯ₂及びポリイミドのような異なる材料の少数の分離層を含むことができる。

　全ての主要機能ＬＣＤ層を含んでいる多層プレートは、ＬＣＤパネルの製造に対してブランク（空白）を表す。

　図２は、内部偏光子を有するＬＣＤの可能な設計の一つを示す。装置は、その内部面が連続的に成長された偏光子３、保護二酸化珪素層４、光学的に透明な導電性材料（ＩＴＯ）の電極システム８、及びポリイミド層９を載せる、二つの面平行ガラス・プレート７から組み立てられたフラット・セルを備えている。外部ガラス・プレート面の一つは、ＵＶ放射からシステムを保護している層２を載せている。アセンブリ後、セルは、液晶１０で充填されかつシーラント１１で気密化（密封化）される。

　図３は、反射または半透過ＬＣＤで用いられる多層プレートの設計-本発明の別の実施形態を示す。プレートは、通常、ＵＶ保護添加剤を有するかまたは有していない、二面並行石灰ガラス・プレートである光学的に透明な基板１を備えている。反射液晶ディスプレイの場合には、ガラス・プレートの外部側のガラスまたはＵＶ保護層２におけるＵＶ保護添加剤の使用は、任意である。ガラスの内部面には連続的に成長されたミラー１２、プレーナーライゼーション層１３、偏光子３、及び保護層４が存在する。保護層４は、ポリイミドまたはアクリルまたは二酸化珪素で作ることができる。ミラーは、反射性または半透過性でありうる（後者は半透過ＬＣＤで用いられる）。それは、Ａｌ（アルミ）、Ａｇ（銀）、Ａｕ（金）で作ることができ、かつ正反射的または拡散的でありうる。輸送に対して、プレートは、ポリマー薄膜６によって両側から保護される。

　図４は、本発明の別の実施形態を示す。図３の実施形態と比較すると、違いは、反射被覆が（結晶薄膜を含む、最上部に全ての他の層を有する）多層プレーンの後方側に適用されかつプレーナーライゼーション層が存在しないということである。

　図５は、内部偏光子を有する反射性または半透過性ＬＣＤの別の実施形態を示す。装置は、図３に示された反射性または半透過性多層プレートから組み立てられたフラット・セルと、図１に示されたような透明多層プレートとを備えている。組立て後、セルは、液晶１０で充填されかつシーラント１１で気密化される。本実施形態では、最上部多層プレートは、その他の層の中でもＵＶ保護層２を有し、かつ最下部（低部）多層プレートは、ＵＶ保護層なしで選択される。

　図６は、内部偏光子を有する半透過性ＬＣＤの別の実施形態を示す。装置は、図３に示した半透過性多層プレートから組み立てられたフラット・セルと、図１に示した透明多層プレートとを備えている。組立て後、セルは、液晶１０で充填されかつシーラント１１で気密化される。図５の設計と比較すると、相違は、追加の偏光子１４がガラス・プレートの背後に取り付けられるということである。それは、通常の偏光子または結晶薄膜偏光子でありうる。半透過設計に対するこの追加の偏光子は、偏光特性を向上させるために用いられる。偏光子３及び偏光子１４に対する偏光軸は、同じであるべきである。

　内部偏光子を有するＬＣＤ設計は、合計装置厚さを低減しかつＬＣＤ動作の信頼性を増大する。更に、かかるＬＣＤｓに異方性層として採用された結晶薄膜の光学的特性は、高コントラスト及び広い視野角を有する装置の生成に有利である。

本発明の一実施形態による透明多層プレートの略図である。 本発明の一実施形態による内部偏光子を有するＬＣＤの略図である。 本発明の一実施形態による異なる位置のリフレクタを有する反射性または半透過性多層プレートの略図である。 本発明の一実施形態による異なる位置のリフレクタを有する反射性または半透過性多層プレートの略図である。 本発明の一実施形態による内部偏光子を有する反射性または半透過性ＬＣＤの略図である。 本発明の一実施形態によるガラス・プレートの後方にある追加の偏光子及び内部偏光子を有する半透過性ＬＣＤの略図である。

符号の説明

１　光学的透明基板
２　保護層
３　偏光子
４　保護二酸化珪素層
５　導電性層
６　ポリマー薄膜

Claims (51)

1. 　光学的に透明な基板と、
   　保護層と、
   　導電性層と、及び
   　芳香族環を含みかつ光軸の一つに沿って３．４±０．２Åの格子面間隔を有する構造を有している物質で作られた少なくとも一つの異方性結晶薄膜と
   を備え、
   　前記少なくとも一つの結晶薄膜は、ＵＶ放射に対する多層プレートの透過が３８０ｎｍ以下の波長で１％を超えないように、前記基板と前記導電性層との間に配置されかつ前記保護層によって前記導電性層から分離されることを特徴とする多層プレート。
2. 　前記結晶薄膜の前記物質は、ヘテロサイクルを含むことを特徴とする請求項１に記載の多層プレート。
3. 　前記ヘテロサイクルは、それらのプレーンが前記基板のプレーンに垂直であるように配向されることを特徴とする請求項２に記載の多層プレート。
4. 　前記基板は、ＵＶ放射を吸収する材料で作られることを特徴とする請求項１に記載の多層プレート。
5. 　前記基板は、ガラスで作られることを特徴とする請求項１に記載の多層プレート。
6. 　前記基板は、プラスチックで作られることを特徴とする請求項１に記載の多層プレート。
7. 　追加の反射層を更に含んでいることを特徴とする請求項１に記載の多層プレート。
8. 　前記反射層は、正反射的または拡散的であることを特徴とする請求項７に記載の多層プレート。
9. 　前記反射層は、前記基板の後方側に適用されることを特徴とする請求項８に記載の多層プレート。
10. 　前記反射層は、前記基板の前方側に適用されかつ前記反射層と前記結晶薄膜との間にプレーナーライゼション層があることを特徴とする請求項８に記載の多層プレート。
11. 　半透過層を更に備えていることを特徴とする請求項１に記載の多層プレート。
12. 　前記トランスフレクティング層は、正反射的または拡散的であることを特徴とする請求項７に記載の多層プレート。
13. 　前記トランスフレクティング層は、前記基板の後方側に適用されることを特徴とする請求項１２に記載の多層プレート。
14. 　前記トランスフレクティング層は、前記基板の前方側に適用されかつ前記トランスフレクティング層と前記結晶薄膜との間にプレーナーライゼション層があることを特徴とする請求項１２に記載の多層プレート。
15. 　前記保護層は、二酸化珪素および／または少なくとも一つの一酸化重金属またはポリマーで作られることを特徴とする請求項１に記載の多層プレート。
16. 　ＵＶ放射を吸収する層を更に備えていることを特徴とする請求項１に記載の多層プレート。
17. 　前記可視スペクトル範囲の透過は、８０％よりも少なくないことを特徴とする請求項１６に記載の多層プレート。
18. 　前記導電性層は、ＩＴＯで作られることを特徴とする請求項１に記載の多層プレート。
19. 　金属グリッドは、前記導電性層に適用されることを特徴とする請求項１８に記載の多層プレート。
20. 　前記金属グリッドの総合領域は、前記多層プレートの総合領域の１０％よりも少ない量になることを特徴とする請求項１９に記載の多層プレート。
21. 　前記結晶薄膜は、Ｅ形式の偏光子であることを特徴とする請求項１に記載の多層プレート。
22. 　前記結晶薄膜は、偏光子と移相層の機能を同時に実行することを特徴とする請求項２１に記載の多層プレート。
23. 　前記保護層の少なくとも一部は、導電性であることを特徴とする請求項１に記載の多層プレート。
24. 　少なくとも一つのスペクトル領域における各層の屈折率、これらの層の厚み、及びそれらの組合せは、前記多層プレートがこのスペクトル領域における光の少なくとも一つの偏光に対して干渉極値を供給するように選択されることを特徴とする請求項１に記載の多層プレート。
25. 　少なくとも一つのポリマー・コーティングを更に備えていることを特徴とする請求項１に記載の多層プレート。
26. 　光学的に透明な基板と、
    　保護層と、
    　電極のシステムと、及び
    　芳香族環を含みかつ光軸の一つに沿って３．４±０．２Åの格子面間隔を有する構造を有している物質で作られた少なくとも一つの異方性結晶薄膜と
    を備え、
    　前記少なくとも一つの結晶薄膜は、ＵＶ放射に対する多層プレートの透過が３８０ｎｍ以下の波長で１％を超えないように、前記基板と導電性層との間に配置されかつ前記保護層によって前記導電性層から分離されることを特徴とするディスプレイ・パネル。
27. 　前記結晶薄膜の前記物質は、ヘテロサイクルを含むことを特徴とする請求項２６に記載のディスプレイ・パネル。
28. 　前記ヘテロサイクルは、それらのプレーンが前記基板のプレーンに垂直であるように配向されることを特徴とする請求項２７に記載のディスプレイ・パネル。
29. 　前記基板は、ＵＶ放射を吸収する材料で作られることを特徴とする請求項２６に記載のディスプレイ・パネル。
30. 　前記基板は、ガラスで作られることを特徴とする請求項２６に記載のディスプレイ・パネル。
31. 　前記基板は、プラスチックで作られることを特徴とする請求項２６に記載のディスプレイ・パネル。
32. 　反射層を更に備えていることを特徴とする請求項２６に記載のディスプレイ・パネル。
33. 　前記反射層は、正反射的または拡散的であることを特徴とする請求項３２に記載のディスプレイ・パネル。
34. 　前記反射層は、前記基板の後方側に適用されることを特徴とする請求項３３に記載のディスプレイ・パネル。
35. 　前記反射層は、前記基板の前方側に適用されかつ前記反射層と前記結晶薄膜との間にプレーナーライゼション層があることを特徴とする請求項３３に記載のディスプレイ・パネル。
36. 　半透過層を更に備えていることを特徴とする請求項２６に記載のディスプレイ・パネル。
37. 　前記トランスフレクティング層は、正反射的または拡散的であることを特徴とする請求項３６に記載のディスプレイ・パネル。
38. 　前記トランスフレクティング層は、前記基板の後方側に適用されることを特徴とする請求項３７に記載のディスプレイ・パネル。
39. 　前記トランスフレクティング層は、前記基板の前方側に適用されかつ前記トランスフレクティング層と前記結晶薄膜との間にプレーナーライゼション層があることを特徴とする請求項３７に記載のディスプレイ・パネル。
40. 　ＵＶ放射を吸収する層を更に備えていることを特徴とする請求項２６に記載のディスプレイ・パネル。
41. 　前記可視スペクトル範囲の透過は、８０％よりも少なくないことを特徴とする請求項４０に記載のディスプレイ・パネル。
42. 　前記保護層は、二酸化珪素および／または少なくとも一つの一酸化重金属またはポリマーで作られることを特徴とする請求項２６に記載のディスプレイ・パネル。
43. 　前記電極システムは、ＩＴＯで作られることを特徴とする請求項２６に記載のディスプレイ・パネル。
44. 　金属グリッドは、前記ＩＴＯ層に適用されることを特徴とする請求項４３に記載のディスプレイ・パネル。
45. 　前記金属グリッドの総合領域は、前記電極の総合領域の１０％よりも少ない量になることを特徴とする請求項４４に記載のディスプレイ・パネル。
46. 　前記結晶薄膜は、Ｅ形式の偏光子であることを特徴とする請求項２６に記載のディスプレイ・パネル。
47. 　前記結晶薄膜は、偏光子と移相層の機能を同時に実行することを特徴とする請求項４６に記載のディスプレイ・パネル。
48. 　少なくとも一つのスペクトル領域における各層の屈折率、これらの層の厚み、及びそれらの組合せは、前記ディスプレイ・パネルがこのスペクトル領域における光の少なくとも一つの偏光に対して干渉極値を供給するように選択されることを特徴とする請求項２６に記載のディスプレイ・パネル。
49. 　接着層を更に備えていることを特徴とする請求項２６に記載のディスプレイ・パネル。
50. 　追加の偏光子を更に備えていることを特徴とする請求項２６に記載のディスプレイ・パネル。
51. 　前記追加の偏光子は、前記結晶薄膜とは反対の前記基板の側に配置されることを特徴とする請求項５０に記載のディスプレイ・パネル。

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