JPS63116126A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は電気光学表示装置に係わり、更に詳細には強誘
電性液晶を封入すると好適な液晶表示装置に関する。

（従来の技術） 第３図にツイストネマスティンク（以下ＴＮと略す）型
液晶をもちいた透過型液晶表示装置の一例を示す、光源
（１）は三波長型蛍光燈・自然光等であり、光源（１）
を出た光は偏光子（２）、透明基板（３）、画素電極（
４）またはセグメント電極、配向膜（５）、液晶（６）
、配向膜（７）、対向電極（８）またはコモン電極、透
明基板（９）、検光子Ｏｌを通過する。液晶（６）はス
ペーサー００で一定間隔に保たれ、又封止材Ｑ２１で外
気から防護される０画素電極（４）と対向電極（８）間
に電圧を印加すると表示装置として動作する。液晶（６
）の厚みは、従来のＴＮ型液晶・ゲストホスト（以下Ｇ
Ｈと略す）型液晶では５μ讃ないし１０μ■であって、
液晶（６）の厚み即ち電極間隔はスペーサー０１）で規
制していた。スペーサー００は従来ガラスファイバー、
ガラスピーズ、樹脂ビーズ等を適宜散布するだけで、第
１パネル（Ａ）と第２パネル（Ｂ）とを接合していなか
った。第１パネル（Ａ）と第２パネル（Ｂ）の接合はも
っばら封止材０りが担い、該封止材０２＋は予じめ第１
パネル（Ａ）又は第２パネル（Ｂ）にシルクスクリーン
等で接着剤を印ｒｔｉシ、その後二つのパネルを密着し
て加熱硬化させていた。

（発明が解決しようとする問題点） 強誘電性液晶はメーヤー（Ｍｅｙｅｒ）ら（Ｊ、ｄｅ、
Ｐｈｙｓ。

３６、６９．１９７５）により初めて合成されその存在
が証明された。

クラークとランガーウオール（Ｃ１ａｒｋとＬａｇｅｒ
ｗａｌｌ）（Ａｐｐｌ、　Ｐｈｙｓ、　１ｅｔｔ、　３
６．８９９．１９８０）によると、この強誘電性液晶を
狭いキャップを保持したセルに封入し、配向させて形成
したセルと二枚の偏光板より成る素子は、高速応答特性
、メモリー効果、高コントラスト比等、従来の液晶素子
に比べ卓越した特性を有する。

ただし、この時求められるギャップは液晶によっても異
なるが、２μ−以下であることが多い。

ところが従来のパネル形成方法では、前記ガラスファイ
バー、ガラスピーズ樹脂ビーズ等の外径を２μ−以下の
高精度に均一に形成する゛のが困難であるばかりか散布
作業時間等の諸工程で塵埃等によって汚染されやすく、
さらにその後の洗浄が難しいこともあり、電極間隙と２
μ−以下に保つことが、極めて困難であった。

また、封止剤を２μ鋼以下に均一に印刷することも困難
である。

さらに、従来の方法では特定の場所にスペーサーを形成
するのが難しく、スペーサーは、表示面において画素上
にも平均的に分散しているのが普通である。

ところで、現在用いられる強誘電性液晶は、その多くが
、カイラルスメクティックＣ層（以下Ｓａｃ”と略す）
において、その強誘電性液晶を発現する。Ｓａｃ”は一
般に配向させ難（、また、異物により配向が乱れやすい
、従って、画素上にスペーサー等が存在することは、配
向性の観点から望ましくない。

また、画素上に分布したスペーサーは二枚の偏光板を直
交させて配置すると黒くみえるため表示画面のコントラ
スト比が低下する要因となっている。

（発明の構成） 第１図（イ）及び第１図（Ｉｌｌ）で本発明になる液晶
封入用セルの構成を示す、透明基板（３）上に透明な画
素電極（４）またはセグメント電極を設け、更に該画素
電極（４）上に配向膜（５）を設けた第１パネル（に）
と透明基板（９）上に透明な対向電極（８）またはコモ
ン電極を設は該対向電極（８）上に、必要に応じ、絶縁
膜０３＋を形成した第２パネル（「）とを対峙させた状
態で、液晶セル表示面の全面に画素と画素の間に微細パ
ターン状に設けたスペーサーを兼ねる接着層（ロ）で第
１パネル（Ａ′）と第２パネル（「）とを接合する。封
止材０りは接着層０４１と同様にして形成することがで
きる。　また、必要に応じ第１図（ハ）に示すように接
着層０４の近傍に該接着層０４）と同一膜厚である剛性
の補助スペーサー（１４’　）を設けてもよい。

透明基板（３）及び透明基板（９）は、厚み０．５ｍ＋
＊ないし５ｍのガラス基板が適応でき、光学研磨をした
無アルカリ金属ガラスが好ましいが、酸化硅素をコート
した青板ガラスでもよい８画素電極（４）及び対向電極
（８）は酸化スズ、酸化インジューム又はその混合物（
以下ＩＴＯと略す）をスパッタ蒸着法等で成膜し、常法
に従って任意形状たとえばストライプ状、ドツト状等に
パターン加工する。配向膜（５）はＰ、Ｖ、Ａ　　・ポ
リイミド等をオフセット印刷スピンコータ等で塗布・乾
燥後必要に応じ適宜パターン化しラビングする。また、
配向膜（５）としてＳｉＯ鵞の斜方蒸着等も適応できる
。絶縁膜側は必要に応じＳｉｎｇ又は＾ｊ！　、０３等
をスパッター等により膜厚０．２ｐ−ないし０．５μ■
に形成する。絶縁膜０′！Ｊは耐圧性を向上させる。

さらに第２図に示すように、必要に応じ第一パネルまた
は第二パネル上に透明電極（４）の下にＲ（赤）、Ｇ（
緑）、Ｂ（青）のカラーフィルタＯＱを形成する。これ
以外に、カラーフィルタ０６）は電極（４）の上に形成
しても良い。

接着層（ロ）はスペーサも兼ねるものであり、材質とし
てはゴム系フォトレジスト、ポジ型フォトレジスト金属
インジウム、ポリビニルアルコール。

ゼラチン、コラーゲン、アクリル樹脂、ポリイミド等を
用いることができる。

なお、該接着層（ロ）の膜厚は強誘電性液晶を用いる場
合０．３〜３μ−程度に形成するのが好ましい。

また、該接着層０４の形状はドツト状、またはストライ
プ状等任意に設定できるが、表示効果を損わない様に画
素と画素との間に配置する。

特にＩＴＯパターンの存在する部位としない部位とに接
着層がまたがる時ＩＴＯパターンの厚みのため接着が不
充分となることがある。この場合はたとえば第１図（ニ
）、（ネ）のように画素電極形状を変形し、第一パネル
と第二パネルを重ね合わせた時にＩＴＯと接着層とが接
着しないようにする。

この時接着層の形状を十字形等にすると接着面積が増し
強度が増加するので好ましい。

また、片側のみＩＴＯパターンと一部接触しても、接着
性の観点等からかまわない場合は、第１図（へ）、　（
））のようにあばら骨形として画素を囲むような形状と
することにより接着性が増し、さらに二枚の偏光板の偏
光面を直交させて用いることにより、該接￥ＩＪ！が実
際には、透明若しくはそれに近い場色でも暗色を呈し、
遮光層として機能する。偏光面が平行の場合は、黒色顔
料等を散布させて用いるεとにより同様に機能させるこ
とができる。

また、第１図（八）に示すように接着Ｎｏ４）の近傍に
膜厚が等しい補助スペーサー（１４’　）を形成するこ
とにより、第１パネル（に）と第２パネル（チ）の加圧
・加熱時に接着層０４１が広がることを防ぐことができ
る。とくに透明基板（３）及び透明基板（９）の平面性
が劣る状態にあると均一に加圧した場合でもパネル全面
にわたり局部的に圧力差が生じ、圧力の集中した部分で
接着層（財）が広がり易く、該接着Ｊ！１Ｑ４１がスペ
ーサーの役割をはたさない場合が生じるが、か−る場合
に補助スペーサー（１４”）が存在することにより電極
間の間隙を所望する値に保つことが可能である。

（作用） 本発明の従来技術との際立った作用の相違は接着ＮＱ４
にある。従来技術ではスペーサー００は第１パネル（Ａ
）および第２パネル（Ｂ）とを接着する役割はなかった
のに対し、本発明になる接着Ｎ０４はスペーサー００の
役割と同時に第１パネル（Ａ′）と第２パネル（す）と
を強固に接着している点にある。更にまた接着層側は任
意の場所に任意の大きさで画素間に意図的に設けること
ができるので表示効果を損うことがない。

更にまた従来の液晶の液晶封入セルでは液晶（６）を封
入する場合にパネル（Ａ）とパネル（Ｂ）とを加圧して
スペーサー００を該パネル（Ａ）と該パネル（Ｂ）に接
触させた状態で液晶を封入していたのに対し、本発明に
なる液晶封入セルでは、予めパネル（Ａ′）とパネル（
ｆｆ）が接着層（ロ）で接合されているので、液晶封入
時に加圧する必要がなく作業性が極めて良好である。

（発明の効果） 従来技術では、スペーサーＯＩ）の加工精度及び散布作
業中の汚れ等から２μ■以下、特に１μ−以下に電極間
隙を保つことが困難であった０本発明になる接着層０４
１は用いる材質の組成・コート条件等を変更することに
より該接着１０４の膜厚を連続して０．３μｍから３μ
−まで自由に変えることができる。

また、パターン形状は任意の位置に、任意の形で形成で
きるため、特に、第１図（へ）、　（））のようにスト
ライブ状でかつ画素を囲むように設けた場合は二枚の偏
光板の偏光面を直交させて用いる時に透明な層であって
も異色に見えるため遮光層として機能する。

偏光面が平行で用いる接着層が透明若しくはそれに近い
場合は黒色顔料等を分散させることにより同様に機能さ
せることができる。

また、形状を第１図（＝）のような十字形、第１図（へ
）のようなあばら骨形にすることで、単なるドツト若し
くはストライプ状に形成する場合に比し、同じ接触面積
を得るのであれば、線巾を狭くすることができるため、
画素の開口率の向上、また、より微細なパターン化が可
能となる。

その上、従来の方式では、スペーサ散布後の基板の洗浄
が非常に困難であり塵埃等が混入した場合その除去は、
難しかったが、本発明の方法では、適当な液体または気
体を選択すれば、基板の洗浄を行なうことができ、スペ
ーサ形成後に付着した不変物を取り除くことが可能であ
る。

さらに、パネル（Ａ′）とパネル（す）とを貼り合わせ
た場合、接着ｒｒｉａ４１で接合しているのでセル間隔
が安定して広い面積で保持でき、極めて優れた液晶表示
装置を提供するものである。

〈実施例〉 ３インチ角厚み１．６ｍｍのガラス基板を光学研磨し平
面の平坦性を２μｍ以内に加工して透明基板（３）を得
た。該透明基板（３）上に４００人のＩＴＯ膜をスパッ
タリング法で製膜し、常法のフォトエツチング法に従っ
て線巾２８０μ雌、ピッチ３００μ曽、長さ６０ｍの万
線パターンの画素１１ｔｉ　（４）を形成した。

次に該画素電極（４）上にポリイミド樹脂ＰＩＸ−１４
００（日立化成工業株式会社製）を３０００ｒｐ−で２
分間スピンナーコート後８０°Ｃ１５分、２００°Ｃ３
０分、３００°Ｃ３０分加熱した０次にラビング装置を
もちいて配向処理を行って配向膜（５）を設計第１パネ
ル（Ａ′）を製造した。他方光学研磨した厚み０．５ｍ
、　３インチ角のガラス基板の表面にＩＴＯをスパッタ
リング法で製膜し前記同様に線巾２８０μ■、ピッチ３
００μ霞、長さ６０ｍｍの万線からなる対向電極（８）
を形成し、更に絶縁膜Ｏｊを設けて第２パネル（「）を
得た。更に該第２パネル（す）上にゴム系レジストＯＭ
Ｒ−８３（東京応化工業株式会社製）の粘麿３．Ｏｃ、
ｐ、、溶液３０００ｒｐｍで１，５秒間回転塗布し、常
法のフォトエツチング法に従って、５０μ−角を画素間
にパターン露光し現像し、接着ＮＱ４を設けた。このと
きの現像後膜厚は０．６μ−であった０次に第１パネル
（Ａ′）と第２パネル（「）を封密着させ、１　ｋｇ／
ｃｄの圧力で加圧し常温より５°Ｃ／１分間の昇温速度
で１８０°Ｃまで昇温し１時間保持し引き続いて冷却し
圧力をはずして液晶封入用セルを製造した。これにより
接着［０４１で両パネルが接着した。このときのセル間
隔なお、このときのＩＴＯ膜パターン加工法は以下の通
りである。

（１）　　ＩＴＯ１ｌＱ上にポジ型ホトレジストを塗布
し９０°Ｃ３０分の乾燥後マスクｎ光し専用現像剤で現
像後１３０°Ｃ３０分間ポストベークした。

（２）次に塩化第２鉄液及び塩酸の混合液を６０°Ｃに
加熱して前記ＩＴＯ膜を浸漬してエツチングしく３）専
用リムーバーで０ＦＰＲｎを製膜し純水で洗浄した。

また、液晶を封入するときは、液晶封入用セルを減圧加
熱オープン中で強誘電性液晶０つとしてＣｓ−１０１１
（チッソ株式会社製）を１２０°Ｃに加熱し、封入口Ｃ
ｅより該強誘電性液晶θつを封入して、良好な液晶表示
パネルを製造した。

〈実施例２〉 実施例１と同様に第一パネル（Ａ）に画素電極（４）な
らびに配向膜（５）を形成し、金属インジウムを０．６
μ厚迄蒸着後、実施例（１）と同様に、常法に従って線
幅２０μの万線パターンを画素電極（４）の余白に接着
層（２）をエツチング形成した。つぎに３インチ角厚み
２．６ｍｍのガラス基板を光学研磨し平面の平坦性を２
μ以内に加工して透明基板（９）を得た。

該透明基板（９）上に４００人のＩＴＯ膜をスパッタリ
ング法で製膜し、常法に従って線幅２８０μ、ピッチ３
００μ長さ６０ｍｍの万緑パターンの対向電極（８）を
形成した後、Ｓｉｎ、をスパッタリングで膜厚５００人
に製膜して絶縁膜Ｃ″！Ｊを形成した。つぎに“セミコ
ファイン５Ｐ−９１０″　（東し■）１ｇにたいしてエ
チルセロソルブ０．５ｇの割合で希釈撹拌し３０００　
ｒｐｍで２分間回転塗布後１３５°Ｃで３０分間乾燥し
た。その後全面に“０ＦＰＲｎ”　（東京応化工業■）
を回転塗布し、第一パネル（Ａ）の接着層ａ／Ｄに近傍
して１０μ幅のパターンをマスク露光して、ノンメタル
専用現像剤で０ＦＰＲ■を現像すると同時に前記セミコ
ファイン５Ｐ−９１０をエツチングする。引続き酢酸ノ
ルマルブチルとイソプロピルアルコールの１対１容積比
の混合溶剤で０ＦＰＲＩ［を溶解した。その後第一パネ
ル（Ａ）を８０°Ｃ３０分、２００℃３０分、３００°
Ｃ３０分加熱焼成して補助スペーサー（１４’　）を形
成いた。以後実施例１と同様に第一パネルと第二パネル
を密着させ、１　ｋｇ／ｄの圧力で加圧し常温より５°
Ｃ／ｗｉｎの昇温速度で１８０°Ｃまで昇温し、１時間
保持し引き続いて冷却し圧力を外して液晶封入用セルを
製造した。　この時のセル間隔は０．５μで表示面の全
面にわたり均一であった。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）は、本発明の液晶表示装置の一実施例を示
す要部断面図であり、第１図（ロ）は、同じく本発明の
液晶表示装置の一実施例を示す平面図であり、第１図（
ハ）〜第１図（ト）は、本発明の液晶表示装置における
接着層兼スペーサーと画素電極の様々な実施例形態を示
す拡大平面図であり、第２図は、電極パネルの他の実施
例を示す断面図であり、第３図は、従来の液晶表示装置
の一例を示す説明図である。 （１）・・・光源　　　　　（２）・・・偏光子（３）
・・・透明基板　　　（４）・・・画素電極（５）・・
・配向膜　　　　（６）・・・液晶（７）・・・配向膜
　　　　（８）・・・対向電極（９）・・・透明基板　
　　θω・・・検光子００・・・スペーサー　　０２１
・・・封止剤０３）・・・絶縁膜　　　　（ロ）・・・
接着層（１４’　）・・・補助スペーサー　ａつ・・・
強誘電性液晶０θ・・・封入口　　　　０η・・・カラ
ーフィルター特許出願人　　凸版印刷株式会社 代表者　　鈴　木　和　夫 第１図（イ） 第１図　Ｃ口） 第１図（ハ） 第１図にノ 第１図に１−） 第１図　（八） 第１図（ト）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）透明基板上に少なくとも透明な画素電極及び該画素
   電極上に配向膜を設けた第一パネルと透明基板上に少な
   くとも透明な対向電極を設けた第二パネルにより液晶を
   挟持してなる液晶表示装置に於いて、少なくとも一方に
   は上記電極が存在しない部位にあって、外観上暗色を呈
   する微細パターン状の接着層兼スペーサーが第一パネル
   と第二パネルとの間に設けてあることを特徴とする液晶
   表示装置。 ２）接着層兼スペーサーが画素を囲むような形状を呈す
   る特許範囲の範囲第１項記載の液晶表示装置。 ３）接着層兼スペーサーがドット状の形状を呈する特許
   請求の範囲第１項記載の液晶表示装置。 ４）接着層兼スペーサーがストライプ状の形状を呈する
   特許請求の範囲第１項記載の液晶表示装置。 ５）接着層兼スペーサーの厚みとして３μｍ以下である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の液晶表示
   装置。 ６）接着層兼スペーサーと同一膜厚である剛性の補助ス
   ペーサーを設けたことを特許とする特許請求の範囲第１
   項記載の液晶表示装置。 ７）第一パネル又は第二パネルの透明基板上にカラーフ
   ィルターを介して画素電極又は対向電極を設けたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の液晶表示装置。 ８）第一パネルの画素電極上にカラーフィルタを設けた
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の液晶表示
   装置。