JPH10319413A - 平面ディスプレイ - Google Patents
平面ディスプレイInfo
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- JPH10319413A JPH10319413A JP10281098A JP10281098A JPH10319413A JP H10319413 A JPH10319413 A JP H10319413A JP 10281098 A JP10281098 A JP 10281098A JP 10281098 A JP10281098 A JP 10281098A JP H10319413 A JPH10319413 A JP H10319413A
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- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1339—Gaskets; Spacers; Sealing of cells
- G02F1/13394—Gaskets; Spacers; Sealing of cells spacers regularly patterned on the cell subtrate, e.g. walls, pillars
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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- G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
- G02F1/13378—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by treatment of the surface, e.g. embossing, rubbing or light irradiation
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 液晶ディスプレイセルなどのノンアクティブ
領域上の場所しか占有しない高性能スペーサ素子を提供
する。 【解決手段】 平面ディスプレイの１つである液晶ディ
スプレイは２枚の基板を有し、一方の基板はアクティブ
開口領域３４とノンアクティブ領域３６とを有してい
る。２枚の基板の間にはスペーサ層があり、スペーサ層
は異方性形状と寸法を持つスペーサ５４を有している。
異方性形状スペーサ機能部は基板のノンアクティブ領域
３６内だけに形成される。スペーサ５４が一方の基板上
に形成された後、基板を機械的にラビングする工程を経
て２枚の基板が貼り合わされ液晶ディスプレイセルが構
成される。
領域上の場所しか占有しない高性能スペーサ素子を提供
する。 【解決手段】 平面ディスプレイの１つである液晶ディ
スプレイは２枚の基板を有し、一方の基板はアクティブ
開口領域３４とノンアクティブ領域３６とを有してい
る。２枚の基板の間にはスペーサ層があり、スペーサ層
は異方性形状と寸法を持つスペーサ５４を有している。
異方性形状スペーサ機能部は基板のノンアクティブ領域
３６内だけに形成される。スペーサ５４が一方の基板上
に形成された後、基板を機械的にラビングする工程を経
て２枚の基板が貼り合わされ液晶ディスプレイセルが構
成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的には、ディ
スプレに関するものであり、より詳しくは、平面ディス
プレイ、例えば２枚の基板間に高性能のスペーサ層を備
えたアクティブマトリックス液晶ディスプレイセルに関
するものである。
スプレに関するものであり、より詳しくは、平面ディス
プレイ、例えば２枚の基板間に高性能のスペーサ層を備
えたアクティブマトリックス液晶ディスプレイセルに関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】アクティブマトリックス液晶ディスプレ
イ（ＡＭ ＬＣＤ）は背面投射モニターにおける投射素
子としての使用も含めて、多方面で使用されている。Ａ
Ｍ ＬＣＤは、一般にアドレッシング要素と画素ＩＴＯ
電極を有する背面ガラス層、液晶層、およびアドレッシ
ング要素と画素ＩＴＯ電極を有する前面ガラス層を用い
て作られている。光がＡＭ ＬＣＤ内を一様に通過する
ためには、前面ガラス層と背面ガラス層の間のセル間隙
の間隔を一様に保たねばならない。セル間隙の間隔の一
様さを所定の公差内におさまるようにＡＭ ＬＣＤを組
み立てるために、幾つかの慣用の方法が提供されてい
る。
イ（ＡＭ ＬＣＤ）は背面投射モニターにおける投射素
子としての使用も含めて、多方面で使用されている。Ａ
Ｍ ＬＣＤは、一般にアドレッシング要素と画素ＩＴＯ
電極を有する背面ガラス層、液晶層、およびアドレッシ
ング要素と画素ＩＴＯ電極を有する前面ガラス層を用い
て作られている。光がＡＭ ＬＣＤ内を一様に通過する
ためには、前面ガラス層と背面ガラス層の間のセル間隙
の間隔を一様に保たねばならない。セル間隙の間隔の一
様さを所定の公差内におさまるようにＡＭ ＬＣＤを組
み立てるために、幾つかの慣用の方法が提供されてい
る。
【０００３】図１は液晶ディスプレイセルを組み立てる
ための慣用の真空チャック法または真空プレス法の断面
図を示す。この方法では、真空チャック１０が液晶ディ
スプレイセルの上に押付け力２４を及ぼす。液晶ディス
プレイセルは、下部基板１２、上部基板１４、エポキシ
シールまたは他の形式の接着剤から作られたシール１
６、液晶材１８、および不規則に配置された多くのスペ
ーサ２０を有している。これらのスペーサ２０は、一般
には、球状のガラス玉または円柱状の微小繊維であり、
周知のドライクラウド法または周知の溶剤散布法（solv
ent dispersed method）の手法を用いて、下部基板１２
の上に不規則に配置されている。さらに、スペーサ２０
の中には、シール１６の中に配置されるものもある。液
晶ディスプレイセルは、可塑性樹脂（例えば登録商標
「サラン」ラップ）または撓みやすいプラスチックシー
ト２２で覆われ、押付け力２４が下部基板１２と上部基
板１４とを一緒に圧縮している間に、紫外線２６によっ
てシール１６を硬化させる。
ための慣用の真空チャック法または真空プレス法の断面
図を示す。この方法では、真空チャック１０が液晶ディ
スプレイセルの上に押付け力２４を及ぼす。液晶ディス
プレイセルは、下部基板１２、上部基板１４、エポキシ
シールまたは他の形式の接着剤から作られたシール１
６、液晶材１８、および不規則に配置された多くのスペ
ーサ２０を有している。これらのスペーサ２０は、一般
には、球状のガラス玉または円柱状の微小繊維であり、
周知のドライクラウド法または周知の溶剤散布法（solv
ent dispersed method）の手法を用いて、下部基板１２
の上に不規則に配置されている。さらに、スペーサ２０
の中には、シール１６の中に配置されるものもある。液
晶ディスプレイセルは、可塑性樹脂（例えば登録商標
「サラン」ラップ）または撓みやすいプラスチックシー
ト２２で覆われ、押付け力２４が下部基板１２と上部基
板１４とを一緒に圧縮している間に、紫外線２６によっ
てシール１６を硬化させる。
【０００４】図２は、前記の真空チャック法または真空
加圧法に類似した、液晶ディスプレイセルを組み立てる
ための慣用の真空密閉プラスチックバッグ法を示す。こ
の液晶ディスプレイセルは、下部基板１２、上部基板１
４、シール１６、液晶材１８、および不規則に配置され
た多くのスペーサ２０を有している。この方法では、真
空密閉プラスチックバッグ２８が液晶ディスプレイセル
に押付け力２４を及ぼす。シール１６は、その形式に応
じて、紫外線または熱を用いて硬化される。
加圧法に類似した、液晶ディスプレイセルを組み立てる
ための慣用の真空密閉プラスチックバッグ法を示す。こ
の液晶ディスプレイセルは、下部基板１２、上部基板１
４、シール１６、液晶材１８、および不規則に配置され
た多くのスペーサ２０を有している。この方法では、真
空密閉プラスチックバッグ２８が液晶ディスプレイセル
に押付け力２４を及ぼす。シール１６は、その形式に応
じて、紫外線または熱を用いて硬化される。
【０００５】図３は、液晶ディスプレイセルを組み立て
るための慣用のバルーン法（balloon method）を示す。
この場合も、また、液晶ディスプレイセルは、下部基板
１２、上部基板１４、シール１６、液晶材１８、および
不規則に配置された多くのスペーサ２０を有している。
バルーン３０と熱チャックホットプレート３２は液晶デ
ィスプレイセルに押付け力２４を及ぼし、かつ、シール
１６を硬化させる。従って、シール１６は熱的に硬化さ
れる。一方、紫外線硬化のシールを用いる場合、熱チャ
ックホットプレート３２をガラスで置き換え、液晶ディ
スプレイセルを紫外線で背面照射すれば良い。
るための慣用のバルーン法（balloon method）を示す。
この場合も、また、液晶ディスプレイセルは、下部基板
１２、上部基板１４、シール１６、液晶材１８、および
不規則に配置された多くのスペーサ２０を有している。
バルーン３０と熱チャックホットプレート３２は液晶デ
ィスプレイセルに押付け力２４を及ぼし、かつ、シール
１６を硬化させる。従って、シール１６は熱的に硬化さ
れる。一方、紫外線硬化のシールを用いる場合、熱チャ
ックホットプレート３２をガラスで置き換え、液晶ディ
スプレイセルを紫外線で背面照射すれば良い。
【０００６】前記真空チャック法、前記真空密閉プラス
チックバッグ法、または前記バルーン法のいずれかを用
いて組み立てられた液晶ディスプレイセルの平面図を図
４に示す。実際の画素数はもっと多いが、ここでは説明
を簡単にするため、単に９個の画素の配列を示す。液晶
ディスプレイセルは、スペーサ２０によってアクティブ
開口領域３４とノンアクティブ領域３６とに分割され、
スペーサ２０はアクティブ開口領域３４とノンアクティ
ブ領域３６の全域にわたって不規則に分布している。
チックバッグ法、または前記バルーン法のいずれかを用
いて組み立てられた液晶ディスプレイセルの平面図を図
４に示す。実際の画素数はもっと多いが、ここでは説明
を簡単にするため、単に９個の画素の配列を示す。液晶
ディスプレイセルは、スペーサ２０によってアクティブ
開口領域３４とノンアクティブ領域３６とに分割され、
スペーサ２０はアクティブ開口領域３４とノンアクティ
ブ領域３６の全域にわたって不規則に分布している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述の慣用の方法によ
って、許容出来る公差内で一様なセル厚さを有する液晶
ディスプレイセルを製造することが出来る。しかし、ア
クティブ開口領域の大きさが小さくなるに従って、いく
つかの問題が発生する傾向がある。例えば、ある投影デ
ィスプレイにおいては、アクティブ開口領域３４の寸法
は、スペーサ２０と同じ程度になり得る。スペーサ２０
がアクティブ開口領域３４の上に重なったり、または領
域３４上に載っている場合、その部分はアクティブ開口
領域３４の約１５％を占め、これは液晶ディスプレイセ
ルの性能を著しく低下させ、得られる画像の質も低下さ
せる。さらに、スペーサ２０はその周りの液晶のプロフ
ァイル、つまり配向を乱し、これはさらに、得られる画
像の質を低下させる（すなわち、輝度とコントラストを
低下させる）。
って、許容出来る公差内で一様なセル厚さを有する液晶
ディスプレイセルを製造することが出来る。しかし、ア
クティブ開口領域の大きさが小さくなるに従って、いく
つかの問題が発生する傾向がある。例えば、ある投影デ
ィスプレイにおいては、アクティブ開口領域３４の寸法
は、スペーサ２０と同じ程度になり得る。スペーサ２０
がアクティブ開口領域３４の上に重なったり、または領
域３４上に載っている場合、その部分はアクティブ開口
領域３４の約１５％を占め、これは液晶ディスプレイセ
ルの性能を著しく低下させ、得られる画像の質も低下さ
せる。さらに、スペーサ２０はその周りの液晶のプロフ
ァイル、つまり配向を乱し、これはさらに、得られる画
像の質を低下させる（すなわち、輝度とコントラストを
低下させる）。
【０００８】不規則に配置されたスペーサ２０は、図５
に示すように、シール１６内のスペーサ２０だけを残し
て、他を取り去ってしまう訳には行かない。なぜなら
ば、図５のように、押付け力２４が、上部基板１４に曲
げ変形を引き起こし、それは液晶ディスプレイセル全体
を変形させ、許容できない画像品質の低下をもたらす結
果になるからである。
に示すように、シール１６内のスペーサ２０だけを残し
て、他を取り去ってしまう訳には行かない。なぜなら
ば、図５のように、押付け力２４が、上部基板１４に曲
げ変形を引き起こし、それは液晶ディスプレイセル全体
を変形させ、許容できない画像品質の低下をもたらす結
果になるからである。
【０００９】参考のため紹介すると、例えば、「Improv
ed construction of Liquid Crystal Cells（液晶セル
構造の改良）」、Maltese他、Alta Frequenza、Vol.XL
VII、No．9、pp．664-667、Sept.1978、には、剛性の高
い構造を作るためプレート間に小面積のスペーサを分布
させた大型多重液晶パネルが開示されている。
ed construction of Liquid Crystal Cells（液晶セル
構造の改良）」、Maltese他、Alta Frequenza、Vol.XL
VII、No．9、pp．664-667、Sept.1978、には、剛性の高
い構造を作るためプレート間に小面積のスペーサを分布
させた大型多重液晶パネルが開示されている。
【００１０】同様に、１９９６年１２月１７日出願の米
国特許出願第０８／７６７，６５２号には、スペーサ素
子を下部基板上に不規則に配置し、引き続いて、それら
のスペーサ素子をアクティブ領域から除去する少なくと
も一つの方法が開示されている。
国特許出願第０８／７６７，６５２号には、スペーサ素
子を下部基板上に不規則に配置し、引き続いて、それら
のスペーサ素子をアクティブ領域から除去する少なくと
も一つの方法が開示されている。
【００１１】上記課題を解決するために本発明はなさ
れ、液晶セルなどの平面ディスプレイにおいて表示に寄
与するアクティブ領域に、平面ディスプレイの基板間の
ギャップを一定に維持するためのスペーサが位置して表
示に悪影響を及ぼすことを防止するディスプレイ構成を
提案することを目的とする。
れ、液晶セルなどの平面ディスプレイにおいて表示に寄
与するアクティブ領域に、平面ディスプレイの基板間の
ギャップを一定に維持するためのスペーサが位置して表
示に悪影響を及ぼすことを防止するディスプレイ構成を
提案することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、平面ディスプレイのノンアクティブ領域
内に隠れ、かつ、平面ディスプレイのノンアクティブ領
域上の場所しか占有しないスペーサ素子を上記平面ディ
スプレイを構成する２枚の基板の内の少なくとも一方の
基板に作成する。
に、本発明は、平面ディスプレイのノンアクティブ領域
内に隠れ、かつ、平面ディスプレイのノンアクティブ領
域上の場所しか占有しないスペーサ素子を上記平面ディ
スプレイを構成する２枚の基板の内の少なくとも一方の
基板に作成する。
【００１３】即ち、対向する２枚の基板の内の少なくと
も一方の基板が、アクティブ開口領域とノンアクティブ
領域を有し、前記２枚の基板の間にスペーサ層が設けら
れた平面ディスプレイであって、前記スペーサ層は、ス
ペーサ素子を構成する付着部とスペーサ機能部を含み、
前記スペーサ機能部は異方性形状を有し、前記付着部は
少なくとも前記ノンアクティブ領域の一部分を占め、か
つ、前記アクティブ開口領域のほぼ外側に位置するよう
に前記２枚の基板の少なくとも一方の基板に付着し、前
記スペーサ素子によって概ね等距離だけ互いに離間した
状態で前記２枚の基板が互いに貼り合わされていること
を特徴とする。
も一方の基板が、アクティブ開口領域とノンアクティブ
領域を有し、前記２枚の基板の間にスペーサ層が設けら
れた平面ディスプレイであって、前記スペーサ層は、ス
ペーサ素子を構成する付着部とスペーサ機能部を含み、
前記スペーサ機能部は異方性形状を有し、前記付着部は
少なくとも前記ノンアクティブ領域の一部分を占め、か
つ、前記アクティブ開口領域のほぼ外側に位置するよう
に前記２枚の基板の少なくとも一方の基板に付着し、前
記スペーサ素子によって概ね等距離だけ互いに離間した
状態で前記２枚の基板が互いに貼り合わされていること
を特徴とする。
【００１４】基板上に付着するようにして形成されたこ
のスペーサ素子は、また、液晶表示装セル（ＬＣＤ）組
立時に施される激しい機械的ラビング工程に適応できる
ように、その主体部をなすスペーサ機能部が著しい異方
性形状にすることが好適である。また、スペーサ素子の
分布と総数は、正確に制御することができる。
のスペーサ素子は、また、液晶表示装セル（ＬＣＤ）組
立時に施される激しい機械的ラビング工程に適応できる
ように、その主体部をなすスペーサ機能部が著しい異方
性形状にすることが好適である。また、スペーサ素子の
分布と総数は、正確に制御することができる。
【００１５】スペーサ素子の位置決めは、フォトリソグ
ラフィ法技術を用いるマスク設計によって決定し、制御
することができる。さらに、該平面ディスプレイが液晶
セルである場合に、スペーサの存在による液晶セルの表
示欠陥部が液晶画面上に表示されたり、該液晶セルを投
影型ライトバルブとして用いた場合にスクリーン上に上
記表示欠陥部が投影されるのを避けるため、スペーサ素
子が液晶ディレクター場（director-field）に及ぼす影
響がノンアクティブ領域内に限定されるように、スペー
サを極めて細くすることが好適である。スペーサの厚さ
の精密な制御は、スピンコーティング法またはＣＶＤ技
術を用いて達成することができる。高性能スペーサは、
アクティブマトリックス基板、または、カバー基板上に
作ることができる。つまり、液晶セルにおいて、薄膜ト
ランジスタなどの能動素子が形成された基板、又はこの
基板と対向し、共通電極の形成されている基板上のいず
れに形成することもできる。
ラフィ法技術を用いるマスク設計によって決定し、制御
することができる。さらに、該平面ディスプレイが液晶
セルである場合に、スペーサの存在による液晶セルの表
示欠陥部が液晶画面上に表示されたり、該液晶セルを投
影型ライトバルブとして用いた場合にスクリーン上に上
記表示欠陥部が投影されるのを避けるため、スペーサ素
子が液晶ディレクター場（director-field）に及ぼす影
響がノンアクティブ領域内に限定されるように、スペー
サを極めて細くすることが好適である。スペーサの厚さ
の精密な制御は、スピンコーティング法またはＣＶＤ技
術を用いて達成することができる。高性能スペーサは、
アクティブマトリックス基板、または、カバー基板上に
作ることができる。つまり、液晶セルにおいて、薄膜ト
ランジスタなどの能動素子が形成された基板、又はこの
基板と対向し、共通電極の形成されている基板上のいず
れに形成することもできる。
【００１６】本発明のその他の目的、長所および顕著な
特徴は、好適な実施態様を開示している添付の図面と関
連してなされる詳細な説明を読むことによって、当業者
には明白になるであろう。
特徴は、好適な実施態様を開示している添付の図面と関
連してなされる詳細な説明を読むことによって、当業者
には明白になるであろう。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について図面を用いて説明する。なお、以下において
は、平面ディスプレイとして液晶ディスプレイを例に挙
げて説明する。
について図面を用いて説明する。なお、以下において
は、平面ディスプレイとして液晶ディスプレイを例に挙
げて説明する。
【００１８】図６は、４個の画素配置を有する液晶ディ
スプレイセルの下部基板１２を示す。画素の実際の数は
図示のものよりは多いほうが望ましい。従って、本発明
でも、もっと多数の画素を有している。本発明は、液晶
ディスプレイセルの組立体だけに限定されるものではな
く、電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ）やエレクトロルミ
ネッセンスのように近接配置された下部基板１２と上部
基板１４とを備え、かつ、該２枚の基板の間隔が一様な
間隔に維持されるべき構成を有するいかなるディスプレ
イセルの組立体にも適用できる。
スプレイセルの下部基板１２を示す。画素の実際の数は
図示のものよりは多いほうが望ましい。従って、本発明
でも、もっと多数の画素を有している。本発明は、液晶
ディスプレイセルの組立体だけに限定されるものではな
く、電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ）やエレクトロルミ
ネッセンスのように近接配置された下部基板１２と上部
基板１４とを備え、かつ、該２枚の基板の間隔が一様な
間隔に維持されるべき構成を有するいかなるディスプレ
イセルの組立体にも適用できる。
【００１９】下部基板１２は、アクティブ開口領域３４
とノンアクティブ領域３６とを有する。このノンアクテ
ィブ領域３６は不透明であり、なるべく紫外線（ＵＶ）
領域の光を透過させないことが望ましい。下部基板１２
は、ネガ型フォトレジストまたはネガ型ＵＶ硬化ポリイ
ミドの薄い皮膜でコーティングされることが望ましい。
薄膜の厚さは、約０．１μｍから０．５μｍの範囲にな
ければならない。最低でも、０．０５μｍ以上、最大で
も１μｍ以下、なるべくなら、０．２μｍが望ましい。
もしこの薄膜が厚すぎると、埋没の問題（filling prob
lem）を引き起こす。例えば、上記薄膜が厚すぎると、
通常薄膜の下方に形成された画素電極等に電圧を印加し
ても液晶層に好適な電圧を印加することができなくな
る。よってこの様な問題は、液晶のプロファイル（配
向）を乱すこととなる。
とノンアクティブ領域３６とを有する。このノンアクテ
ィブ領域３６は不透明であり、なるべく紫外線（ＵＶ）
領域の光を透過させないことが望ましい。下部基板１２
は、ネガ型フォトレジストまたはネガ型ＵＶ硬化ポリイ
ミドの薄い皮膜でコーティングされることが望ましい。
薄膜の厚さは、約０．１μｍから０．５μｍの範囲にな
ければならない。最低でも、０．０５μｍ以上、最大で
も１μｍ以下、なるべくなら、０．２μｍが望ましい。
もしこの薄膜が厚すぎると、埋没の問題（filling prob
lem）を引き起こす。例えば、上記薄膜が厚すぎると、
通常薄膜の下方に形成された画素電極等に電圧を印加し
ても液晶層に好適な電圧を印加することができなくな
る。よってこの様な問題は、液晶のプロファイル（配
向）を乱すこととなる。
【００２０】下部基板１２をネガ型フォトレジストまた
はネガ型ＵＶ硬化ポリイミドの薄い皮膜でコーティング
した後、下部基板１２のノンアクティブ領域３６内にフ
ォトリソグラフィ法によって、スペーサ素子を形成す
る。なお、スペーサ素子は、ここでは、付着部及びスペ
ーサ機能部を備えるが、基板上にスペーサ素子が形成さ
れる場合、付着部は実質的には基板間を所定間隔だけ隔
てる高さを有するスペーサ機能部と一体である。上記方
法に代えてＣＶＤによる酸化物、窒化物または、酸素／
窒化物、或いはこれらの組み合わせのような堆積誘電体
を用い、フォトリソグラフィ法によってスペーサ素子
（以下単にスペーサと示す）５４を形成することもでき
る。本発明のスペーサは、アクティブ領域３４の中に重
なり合うことはない。以下で検討するように、機械的ラ
ビング工程を含むＬＣＤ組立工程に耐えるため、スペー
サは異方性形状を有する。それらの形状は、また、それ
らが液晶ディレクター場におよぼす影響がノンアクティ
ブ領域３６内に限定されるように、アクティブ領域３４
の外側に配置されるように最適化される。スペーサの分
布と総数は、当業者には良く知られている周知のフォト
リソグラフィ法技術に対するマスク設計に基づいて、精
密に制御される。
はネガ型ＵＶ硬化ポリイミドの薄い皮膜でコーティング
した後、下部基板１２のノンアクティブ領域３６内にフ
ォトリソグラフィ法によって、スペーサ素子を形成す
る。なお、スペーサ素子は、ここでは、付着部及びスペ
ーサ機能部を備えるが、基板上にスペーサ素子が形成さ
れる場合、付着部は実質的には基板間を所定間隔だけ隔
てる高さを有するスペーサ機能部と一体である。上記方
法に代えてＣＶＤによる酸化物、窒化物または、酸素／
窒化物、或いはこれらの組み合わせのような堆積誘電体
を用い、フォトリソグラフィ法によってスペーサ素子
（以下単にスペーサと示す）５４を形成することもでき
る。本発明のスペーサは、アクティブ領域３４の中に重
なり合うことはない。以下で検討するように、機械的ラ
ビング工程を含むＬＣＤ組立工程に耐えるため、スペー
サは異方性形状を有する。それらの形状は、また、それ
らが液晶ディレクター場におよぼす影響がノンアクティ
ブ領域３６内に限定されるように、アクティブ領域３４
の外側に配置されるように最適化される。スペーサの分
布と総数は、当業者には良く知られている周知のフォト
リソグラフィ法技術に対するマスク設計に基づいて、精
密に制御される。
【００２１】図７は、マスクとネガ型フォトリアクティ
ブポリイミドを用いて形成することが可能な本発明のス
ペーサ５４の側面図を示す。スペーサ５４は、異方性形
状を有し、Ｘ方向（長軸ともいう）に沿う第１の辺５６
と、Ｙ方向（図７には図示せず）に沿う第２の辺５８と
を有する。スペーサ５４が異方性形状を有するという意
味は、Ｙ方向の辺が短いのに対してＸ方向の辺が長いこ
とによる。スペーサ５４は、なるべくならＸ方向には１
２μｍ、Ｙ方向には４μｍが望ましい。しかし、これら
の寸法はディスプレイの画素設計に応じて代えることが
できる。これにより、スペーサ５４は、機械的ラビング
工程に耐えることができ、アクティブ領域３４と干渉す
ることなく、ノンアクティブ領域３６内に、スペーサ５
４を位置決めすることが可能になる。スペーサ５４の位
置決めは、当業者には良く知られているマスク設計によ
って決定される。このマスク設計を制御することによっ
て、スペーサの分布と総数もまた制御することができ
る。さらに、例えば、液晶セルを投影型ライトバルブに
用いる場合に、表示の欠陥部がスクリーン上に投影され
てしまうのを避けるため、スペーサ５４をこのスペーサ
５４が液晶ディレクター場に及ぼす影響がノンアクティ
ブ領域３６内にとどまるのに充分な寸法となるように作
成することができる。スペーサ５４のＺ方向の厚さは、
当業者には良く知られているスピンコーティング法また
はＣＶＤ技術によって精密に実現することができる。最
小のディスプレイ距離としては、光学的異方性Δｎが
０．０９〜０．１のＬＣ材料に対しては、Ｚ方向高さの
セル間隙が一般に５μｍ程度であることが要求される。
Ｚ方向高さは、用いられるＬＣのΔｎ値に強く依存す
る。
ブポリイミドを用いて形成することが可能な本発明のス
ペーサ５４の側面図を示す。スペーサ５４は、異方性形
状を有し、Ｘ方向（長軸ともいう）に沿う第１の辺５６
と、Ｙ方向（図７には図示せず）に沿う第２の辺５８と
を有する。スペーサ５４が異方性形状を有するという意
味は、Ｙ方向の辺が短いのに対してＸ方向の辺が長いこ
とによる。スペーサ５４は、なるべくならＸ方向には１
２μｍ、Ｙ方向には４μｍが望ましい。しかし、これら
の寸法はディスプレイの画素設計に応じて代えることが
できる。これにより、スペーサ５４は、機械的ラビング
工程に耐えることができ、アクティブ領域３４と干渉す
ることなく、ノンアクティブ領域３６内に、スペーサ５
４を位置決めすることが可能になる。スペーサ５４の位
置決めは、当業者には良く知られているマスク設計によ
って決定される。このマスク設計を制御することによっ
て、スペーサの分布と総数もまた制御することができ
る。さらに、例えば、液晶セルを投影型ライトバルブに
用いる場合に、表示の欠陥部がスクリーン上に投影され
てしまうのを避けるため、スペーサ５４をこのスペーサ
５４が液晶ディレクター場に及ぼす影響がノンアクティ
ブ領域３６内にとどまるのに充分な寸法となるように作
成することができる。スペーサ５４のＺ方向の厚さは、
当業者には良く知られているスピンコーティング法また
はＣＶＤ技術によって精密に実現することができる。最
小のディスプレイ距離としては、光学的異方性Δｎが
０．０９〜０．１のＬＣ材料に対しては、Ｚ方向高さの
セル間隙が一般に５μｍ程度であることが要求される。
Ｚ方向高さは、用いられるＬＣのΔｎ値に強く依存す
る。
【００２２】図８は、第１の辺５６と第２の辺５８の間
に角部の辺６０が設けられているスペーサ５４の平面図
を示す。これにより、スペーサ５４は、機械的ラビング
工程に耐え、液晶ディレクター場におけるそれらの影響
を制御することができるような形状を提供する。この角
部の辺６０は、スペーサとアクティブ領域３４が接近し
ていることによって引き起こされる従来技術の干渉問題
を解決する。図示はしていないけれども、角部の辺は円
弧状または曲線状であっても良い。
に角部の辺６０が設けられているスペーサ５４の平面図
を示す。これにより、スペーサ５４は、機械的ラビング
工程に耐え、液晶ディレクター場におけるそれらの影響
を制御することができるような形状を提供する。この角
部の辺６０は、スペーサとアクティブ領域３４が接近し
ていることによって引き起こされる従来技術の干渉問題
を解決する。図示はしていないけれども、角部の辺は円
弧状または曲線状であっても良い。
【００２３】図９は、スペーサ５４のＸ方向（長軸）に
沿って転動するローラ５０を用いる慣用のＬＣＤラビン
グ工程を示す。従来技術のスペーサと異なり、本発明の
スペーサは、それらのスペーサの有する異方性形状によ
って、このラビング工程に耐えることができる。従来技
術における柱状のスペーサはこのラビング工程によって
容易に破壊されてしまう。ラビング工程に続いて、完全
な液晶セルを形成するために、上述のような方法（例え
ば図１〜図３参照）を適用して上部基板１４と下部基板
１２とのシール作業等を行う。
沿って転動するローラ５０を用いる慣用のＬＣＤラビン
グ工程を示す。従来技術のスペーサと異なり、本発明の
スペーサは、それらのスペーサの有する異方性形状によ
って、このラビング工程に耐えることができる。従来技
術における柱状のスペーサはこのラビング工程によって
容易に破壊されてしまう。ラビング工程に続いて、完全
な液晶セルを形成するために、上述のような方法（例え
ば図１〜図３参照）を適用して上部基板１４と下部基板
１２とのシール作業等を行う。
【００２４】スペーサの位置は、スペーサを選択的に位
置決めするのに用いられるマスク設計に依存する。図１
０（ａ）に示されているように、スペーサ５４は、ノン
アクティブ領域３６内に隠れ、従ってノンアクティブ領
域３６内にのみ位置するように、ＬＣＤのデータ線５７
と走査線５９の交差部分に配置することができる。ま
た、その異方性形状のため、つまり、ノンアクティブ領
域３６内にのみ選択的に位置する形状のため、スペーサ
５４は、アクティブ領域３４内には配置されない。ここ
で、図１０（ａ）は、スペーサ５４が各データ線５７と
走査線５９の交差部分に配置されている態様を示してい
る。また、図１０（ｂ）は、スペーサ５４が４番目毎の
交差部分に配置されている態様を示している。更に、図
１０（ｃ）は、スペーサ５４が基板１２の全面にわたっ
て不規則に分布されている態様を示す。その他のマスク
設計の例としては、１６個毎の交差部分または３２個毎
の交差部分にスペーサを配置するものも考えられる。ま
た、上述したが、スペーサの分布と総数はマスク設計に
基づいて精密に制御することができる。理想的には、ス
ペーサ５４の数は最適な光学性能を確保するように最少
にする。
置決めするのに用いられるマスク設計に依存する。図１
０（ａ）に示されているように、スペーサ５４は、ノン
アクティブ領域３６内に隠れ、従ってノンアクティブ領
域３６内にのみ位置するように、ＬＣＤのデータ線５７
と走査線５９の交差部分に配置することができる。ま
た、その異方性形状のため、つまり、ノンアクティブ領
域３６内にのみ選択的に位置する形状のため、スペーサ
５４は、アクティブ領域３４内には配置されない。ここ
で、図１０（ａ）は、スペーサ５４が各データ線５７と
走査線５９の交差部分に配置されている態様を示してい
る。また、図１０（ｂ）は、スペーサ５４が４番目毎の
交差部分に配置されている態様を示している。更に、図
１０（ｃ）は、スペーサ５４が基板１２の全面にわたっ
て不規則に分布されている態様を示す。その他のマスク
設計の例としては、１６個毎の交差部分または３２個毎
の交差部分にスペーサを配置するものも考えられる。ま
た、上述したが、スペーサの分布と総数はマスク設計に
基づいて精密に制御することができる。理想的には、ス
ペーサ５４の数は最適な光学性能を確保するように最少
にする。
【００２５】説明と理解を容易にするため、４個のアク
ティブ領域３４と１個のスペーサ素子がデータ線５７と
走査線５９の交差部分内に配置されている場合を図１１
に示す。スペーサ５４は、Ｘ方向（長軸）に沿った２個
の第１の辺５６と、Ｙ方向（短軸）に沿った２個の第２
の辺５８と、これら第１と第２の辺に挟まれた角部の辺
６０とを有する。スペーサのＹ方向の幅は、なるべくな
ら３〜５μｍが望ましい。このような態様においては、
各角部の辺６０は、各アクティブ領域３４から少なくと
も１．５μｍは離れて配置される。
ティブ領域３４と１個のスペーサ素子がデータ線５７と
走査線５９の交差部分内に配置されている場合を図１１
に示す。スペーサ５４は、Ｘ方向（長軸）に沿った２個
の第１の辺５６と、Ｙ方向（短軸）に沿った２個の第２
の辺５８と、これら第１と第２の辺に挟まれた角部の辺
６０とを有する。スペーサのＹ方向の幅は、なるべくな
ら３〜５μｍが望ましい。このような態様においては、
各角部の辺６０は、各アクティブ領域３４から少なくと
も１．５μｍは離れて配置される。
【００２６】この構造では、スペーサ５４がネマティッ
クディレクター場に及ぼす影響は最小になる。例えば、
一般的な構成では、もし液晶分子がスペーサ２０に接触
すると、スペーサ２０上の表面力が液晶の配向を乱し、
図１２に示されているように、液晶のＴＮ配向構造がず
れてしまう。図１２は、アクティブ領域３４の一部が従
来技術のスペーサ２０によって配向の乱れた乱配向領域
を含むことも有り得ることを示している。これに反し
て、本発明のスペーサ５４は幅が狭く、かつ、異方性形
状を有するように作られているので、液晶ディレクター
場は、アクティブ画素領域３４内でその最適なＴＮ配向
状態を維持するのに充分ゆとりある距離があり、さら
に、ＬＣＤ組立工程にも適応する。
クディレクター場に及ぼす影響は最小になる。例えば、
一般的な構成では、もし液晶分子がスペーサ２０に接触
すると、スペーサ２０上の表面力が液晶の配向を乱し、
図１２に示されているように、液晶のＴＮ配向構造がず
れてしまう。図１２は、アクティブ領域３４の一部が従
来技術のスペーサ２０によって配向の乱れた乱配向領域
を含むことも有り得ることを示している。これに反し
て、本発明のスペーサ５４は幅が狭く、かつ、異方性形
状を有するように作られているので、液晶ディレクター
場は、アクティブ画素領域３４内でその最適なＴＮ配向
状態を維持するのに充分ゆとりある距離があり、さら
に、ＬＣＤ組立工程にも適応する。
【００２７】上述の態様は、下部基板１２上に作られた
スペーサ５４に関連して記述しているが、スペーサ５４
は上部基板１４上に作られていてもよい。
スペーサ５４に関連して記述しているが、スペーサ５４
は上部基板１４上に作られていてもよい。
【００２８】上述の発明は好適な態様に関して記述して
いるが、他に多くの変更および変形が有り得る。そし
て、このような変更と変形の全ては特許請求の範囲で規
定している本発明の範囲に合致することが意図されてい
る。
いるが、他に多くの変更および変形が有り得る。そし
て、このような変更と変形の全ては特許請求の範囲で規
定している本発明の範囲に合致することが意図されてい
る。
【図１】 液晶ディスプレイセルを組み立てるための方
法を説明する図である。
法を説明する図である。
【図２】 液晶ディスプレイセルを組み立てるための別
の方法を説明する図である。
の方法を説明する図である。
【図３】 液晶ディスプレイセルを組み立てるための更
に別の方法を説明する図である。
に別の方法を説明する図である。
【図４】 図１〜図３に示されたいずれかの方法を用い
て組み立てられた液晶ディスプレイセルを示す平面概念
図である。
て組み立てられた液晶ディスプレイセルを示す平面概念
図である。
【図５】 液晶ディスプレイセルを組み立てるための更
に別の方法を説明する図である。
に別の方法を説明する図である。
【図６】 下部基板の平面図である。
【図７】 本発明のスペーサ素子の１つの側面構成を示
す図である。
す図である。
【図８】 本発明のスペーサ素子の１つの平面構成を示
す図である。
す図である。
【図９】 本発明によるラビング工程を示す図である。
【図１０】 スペーサ素子の各種の配置例を示す図であ
る。
る。
【図１１】 本発明に係る基板上のスペーサ素子の１つ
の平面の構成を示す図である。
の平面の構成を示す図である。
【図１２】 従来のスペーサを有し液晶の配向の乱れた
領域が存在する液晶ディスプレイセルを概念的に示す側
面図である。
領域が存在する液晶ディスプレイセルを概念的に示す側
面図である。
１０ 真空チャック、１２ 下部基板、１４ 上部基
板、１６ シール、１８液晶材、２２ プラスチックシ
ート、２４ 押付け力、２６ 紫外線、２８真空密閉プ
ラスチックバッグ、３０ バルーン、３２ 熱チャック
ホットプレート、３４ アクティブ開口領域、３６ ノ
ンアクティブ領域、５０ ローラ、５４ スペーサ、５
６ 第１の辺、５７ データ線、５８ 第２の辺、５９
走査線、６０ 角部の辺。
板、１６ シール、１８液晶材、２２ プラスチックシ
ート、２４ 押付け力、２６ 紫外線、２８真空密閉プ
ラスチックバッグ、３０ バルーン、３２ 熱チャック
ホットプレート、３４ アクティブ開口領域、３６ ノ
ンアクティブ領域、５０ ローラ、５４ スペーサ、５
６ 第１の辺、５７ データ線、５８ 第２の辺、５９
走査線、６０ 角部の辺。
Claims (1)
- 【請求項１】 対向する２枚の基板の内の少なくとも一
方の基板が、アクティブ開口領域とノンアクティブ領域
を有し、 前記２枚の基板の間にスペーサ層が設けられた平面ディ
スプレイであって、 前記スペーサ層はスペーサ素子を構成する付着部とスペ
ーサ機能部を含み、前記スペーサ機能部は異方性形状を
有し、前記付着部は少なくとも前記ノンアクティブ領域
の一部分を占め、かつ、前記アクティブ開口領域のほぼ
外側に位置するように前記２枚の基板の少なくとも一方
の基板に付着し、前記スペーサ素子によって概ね等距離
だけ互いに離間した状態で前記２枚の基板が互いに貼り
合わされていることを特徴とする平面ディスプレイ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/842,586 | 1997-04-15 | ||
| US08/842,586 US5978063A (en) | 1997-04-15 | 1997-04-15 | Smart spacers for active matrix liquid crystal projection light valves |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2009006064A Division JP2009104166A (ja) | 1997-04-15 | 2009-01-14 | ディスプレイセル及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10319413A true JPH10319413A (ja) | 1998-12-04 |
| JP4530437B2 JP4530437B2 (ja) | 2010-08-25 |
Family
ID=25287722
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10281098A Expired - Lifetime JP4530437B2 (ja) | 1997-04-15 | 1998-04-14 | 平面ディスプレイ |
| JP2009006064A Pending JP2009104166A (ja) | 1997-04-15 | 2009-01-14 | ディスプレイセル及びその製造方法 |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2009006064A Pending JP2009104166A (ja) | 1997-04-15 | 2009-01-14 | ディスプレイセル及びその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5978063A (ja) |
| JP (2) | JP4530437B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6465268B2 (en) * | 1997-05-22 | 2002-10-15 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method of manufacturing an electro-optical device |
| JP4094759B2 (ja) * | 1999-02-05 | 2008-06-04 | 株式会社日立製作所 | 液晶表示装置 |
| US6303273B1 (en) * | 1999-03-04 | 2001-10-16 | National Semiconductor Corporation | Single metal pixel array for light valve utilizing lateral sublithographic spacer isolation |
| US6680487B1 (en) | 1999-05-14 | 2004-01-20 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor comprising a TFT provided on a substrate having an insulating surface and method of fabricating the same |
| JP4298131B2 (ja) * | 1999-05-14 | 2009-07-15 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 液晶表示装置の作製方法 |
| US6275277B1 (en) * | 1999-05-17 | 2001-08-14 | Colorado Microdisplay, Inc. | Micro liquid crystal displays having a circular cover glass and a viewing area free of spacers |
| US6777254B1 (en) | 1999-07-06 | 2004-08-17 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and fabrication method thereof |
| TW459275B (en) * | 1999-07-06 | 2001-10-11 | Semiconductor Energy Lab | Semiconductor device and method of fabricating the same |
| US7002659B1 (en) | 1999-11-30 | 2006-02-21 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Liquid crystal panel and liquid crystal projector |
| US7071041B2 (en) * | 2000-01-20 | 2006-07-04 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method of manufacturing a semiconductor device |
| JP2001318383A (ja) | 2000-05-12 | 2001-11-16 | Sony Corp | 液晶表示装置 |
| US6642987B2 (en) | 2001-09-19 | 2003-11-04 | Intel Corporation | Built-in spacers for liquid crystal on silicon (LCOS) devices |
| KR100480694B1 (ko) * | 2001-09-29 | 2005-04-06 | 엘지전자 주식회사 | 반사형 액정표시소자 |
| US20030160930A1 (en) * | 2002-02-26 | 2003-08-28 | Ling-Yuan Tseng | Method for forming spacers of micro-displays |
| JP4075802B2 (ja) * | 2002-04-04 | 2008-04-16 | ソニー株式会社 | 液晶表示装置 |
| US6655788B1 (en) | 2002-05-17 | 2003-12-02 | Viztec Inc. | Composite structure for enhanced flexibility of electro-optic displays with sliding layers |
| CN103576373A (zh) * | 2012-08-02 | 2014-02-12 | 瀚宇彩晶股份有限公司 | 液晶显示面板 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3978580A (en) * | 1973-06-28 | 1976-09-07 | Hughes Aircraft Company | Method of fabricating a liquid crystal display |
| US3863332A (en) * | 1973-06-28 | 1975-02-04 | Hughes Aircraft Co | Method of fabricating back panel for liquid crystal display |
| US4763995A (en) * | 1983-04-28 | 1988-08-16 | Canon Kabushiki Kaisha | Spacers with alignment effect and substrates having a weak alignment effect |
| DE3400429A1 (de) * | 1984-01-09 | 1985-07-18 | Vdo Adolf Schindling Ag, 6000 Frankfurt | Anzeigevorrichtung, insbesonders fluessigkristallanzeige sowie verfahren zu ihrer herstellung |
| JPS61260222A (ja) * | 1985-05-15 | 1986-11-18 | Canon Inc | 液晶素子 |
| US4775225A (en) * | 1985-05-16 | 1988-10-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid crystal device having pillar spacers with small base periphery width in direction perpendicular to orientation treatment |
| JPS6418127A (en) * | 1987-07-13 | 1989-01-20 | Fuji Photo Film Co Ltd | Production of cell for liquid crystal display element |
| JPH04240622A (ja) * | 1991-01-24 | 1992-08-27 | Seiko Epson Corp | 液晶電気光学素子 |
| US5739882A (en) * | 1991-11-18 | 1998-04-14 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | LCD polymerized column spacer formed on a modified substrate, from an acrylic resin, on a surface having hydrophilic and hydrophobic portions, or at regular spacings |
| JP3391485B2 (ja) * | 1992-12-10 | 2003-03-31 | セイコーエプソン株式会社 | 液晶素子の製造方法 |
| JP3210126B2 (ja) * | 1993-03-15 | 2001-09-17 | 株式会社東芝 | 液晶表示装置の製造方法 |
| JP3638346B2 (ja) * | 1995-09-06 | 2005-04-13 | 東芝電子エンジニアリング株式会社 | 液晶表示素子 |
| US5707785A (en) * | 1996-01-22 | 1998-01-13 | Industrial Technology Research Institute | Spacers for liquid crystal displays |
-
1997
- 1997-04-15 US US08/842,586 patent/US5978063A/en not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-04-14 JP JP10281098A patent/JP4530437B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2009
- 2009-01-14 JP JP2009006064A patent/JP2009104166A/ja active Pending
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| JP4530437B2 (ja) | 2010-08-25 |
| US5978063A (en) | 1999-11-02 |
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