JPH0711635B2

JPH0711635B2 - 液晶表示装置作製方法

Info

Publication number: JPH0711635B2
Application number: JP60099285A
Authority: JP
Inventors: 利光小沼; 舜平山崎; 喬犬島; 晃間瀬; 光範坂間; 康平沖津
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 1985-05-10
Filing date: 1985-05-10
Publication date: 1995-02-08
Anticipated expiration: 2010-02-08
Also published as: JPS61256322A

Description

【発明の詳細な説明】「発明の利用分野」この発明は、マイクロコンピュータ、ワードプロセッサ
またはテレビ等の表示部等に用いられる液晶表示装置の
作成方法に関するものである。

「従来の技術」固体表示パネルは各絵素を独立に制御する方式が大面積
用として有効である。このようなアクティブ素子を用い
たパネルとして、横方向640素子（フルカラーの場合は6
40×３＝1920素子）また縦方向は200素子または526素子
とするA4判またはそれ以上の大面積マトリックス構成の
表示装置が求められている。

さらに大面積化に伴い液晶物質のスメチック相を用いた
高速応答性を示す液晶表示装置が作成されている。

「発明が解決しようとする問題点」これら大面積液晶表示装置、特にスメチック相を用いた
液晶表示装置を作成する場合、問題となるのが液晶物質
を配向させる技術である。

この方法として、温度勾配法、スペーサーエッジ法及び
ラビング法等が現在行われているが、大面積化した場
合、ラビング法のみが可能である。しかし、この方法は
配向膜の表面に物理的に「キズ」をつけるため、大面積
セル全体での均一な配向、メモリ効果等が大きな問題と
なっている。

「問題を解決するための手段」本発明はこれらの問題を解決するための大面積用液晶表
示セル作製方法である。

本発明は、一対の基板間に液晶性物質が充填された液晶
表示セルにおいて、前記液晶生物質の液晶分子を配列さ
せるために、前記液晶表示セルの表側または裏側の少な
くとも一方から前記液晶性物質の一部に対して光を照射
することで、前記光が照射された部分の前記液晶性物質
を等方性液体状態に変化させ、前記光が照射される位置
を一定方向に連続的に移動することにより、前記液晶性
物質が等方性液体状態となる位置を連続的に移動させる
ことを特徴とするものである。

即ち、基板上に電極、電極配線、アクティブ素子等、回
路を構成するのに必要なものを形成後、基板を張り合わ
せて液晶用セルを形成後に液晶性物質の注入時または注
入後に、照射部分において長方形または楕円の断面形状
を有するように加工された光を液晶セルに照射し、照射
位置を相対的に移動させていくことにより、セル中に封
入された液晶性物質を配列させるものである。

「作用」即ち、液晶表示セルの表側または裏側の少なくとも一方
から液晶性物質の一部に対して、照射部分において例え
ば長方形または楕円の断面形状を有するように加工され
た光を照射することで、光が照射された部分の液晶性物
質のみを液晶相から等方性液体状態に変化させる。

さらに光の照射される位置を一定方向に連続的に移動さ
せて、液晶性物質が等方性液体状態となる位置を連続的
に移動させる。

光照射が通過した液晶性物質は再び液晶相となり、スペ
ーサの界面状態や隣接する液晶分子の配列に従って液晶
分子が配列する。光照射位置を移動することにより順次
液晶分子が配列し、配向させることができる。

即ち、長方形、楕円の形状に加工された光を液晶用セル
に対し相対的に移動させることによって人為的に温度勾
配を起こし、液晶を配向させるものである。

以下、実施例によって本発明を説明する。

「実施例」第２図は本実施例の固体表示装置を用いた回路図を示
す。

図面において、画素は非線型素子（６）の電極（22）
（第２の電極）より液晶（７）の一方の電極（23）（第
３の電極）に連結している。非線型素子はクロック信号
を与えるＸ配線のアドレス線（８），（９）に第１の電
極（21）により連結している。他方、液晶（７）の第４
の電極（24）はＹ配線のデータ線（10）、（11）に連結
している。Ｙ配線は他の透光性絶縁基板、代表的にはガ
ラス基板（第５図（Ｃ）における（20′））側にそれぞ
れ対応して設けている。そしてこの第４の電極（24）は
Ｒ（赤）（Y₁）,G（緑）（Y₂）,B（青）（Y₃図面では省
略）のフィルタ（25），（25′）を有しており、フルカ
ラー化を施している。

このＸ配線は同一絶縁基板代表的にはガラス基板（第５
図（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）における（20））上に設けら
れている。その結果、クロストーク（33）がおきにく
く、この部分の抵抗を10⁹Ω以上、好ましくは10¹⁰以上
とすることが可能となった。

かかる絵素をマトリックス構成せしめ、図面では２×２
を示した。しかし本発明はかかる小マトリックスではな
く、スケール・アップした表示装置例えば（画素100×1
00,1920×200または512）といった大きなマトリックス
のパネルに対し有効である。

かくの如き複合ダイオードを用いた画素の一部である非
線型素子の製造工程およびその特性の例を第３図，第４
図に示している。

この第３図の製造工程は、第５図（Ａ）における（30）
の領域を特に拡大して製造する場合に対応している。

第３図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（D-2）は第５図C-C′
の縦断面図に対応している。第３図（D-1）は第５図に
おけるA-A′の縦断面図に対応し、その素子構造を示し
ている。

第３図（Ａ）において、透光性絶縁基板としてコーニン
グ7059ガラス（20）を用いた。この上面にスパッタ法ま
たは電子ビーム蒸着法により導電膜であるアルミニュー
ム（14）とその上のクロム膜（15）を0.1〜0.5μおよび
500〜1500Åの厚さにそれぞれ形成した。アルミニュー
ムの下にさらにガラスとの密着性を助長させるために、
クロム（500〜1500Å）を形成してもよい。

この後、これらの全面にプラズマ気相反応法を用いてNI
N（NP^-N,NIPIN,NIPI^-INを含む）構造を有する非単結晶
半導体よりなる複合ダイオードを形成した。即ち、Ｎ型
半導体をシランに13.56MHzの高周波グロー放電を行うこ
とにより、200〜300℃に保持された基板上の被形成面上
に非単結晶半導体を作る。

その電気伝導度は、10^-7〜10^-4（Ωcm）^-1を有し、500
〜2500Åの厚さとした。次に10^-6〜10^-7torrまで、十分
真空引きをした。シラン（SimH₂m₊₂例えばｍ＝１のSi
H₄）とDMS（Si（CH₃）_３）とを用いさらに必要に応じて
B₂H₆を添加してＩ型の非単結晶半導体を300Å〜0.5μの
厚さに形成した。例えば0.2μの厚さに、DMS/（DMS＋Si
H₄）＝1/80,B₂H₆/SiH₄＝7PPMとしてP^-のSixC_1-xを形成
した。さらに10^-6〜10^-7torrまで十分真空引きをした。
その上にＮ型半導体50〜500Åの厚さに積層してNP^-N接
合のSi−SixC_1-x（０＜Ｘ＜１）−Siヘテロ接合を形成
させた。

この後、この上面に、遮光用のクロム（16）を電子ビー
ム蒸着法またはスパッタ法により第２の電極として積層
した。

さらに、第３図（Ａ），（Ｂ）に示す如く、第１のフォ
トマスク（17）により周辺部（26）が垂直になるよう
に異方性プラズマエッチを行い、積層体（18）を構成さ
せた。次にこれら全面に対し例えば200℃にて半導体
（６）に熱酸化を行い、固相−気相酸化による酸化珪素
の作製を行った。次にこれらの全面に感光性ポリイミド
樹脂（29）をコーティング法にて約２μの厚さに形成さ
せた。かくして、積層体（18）の上面（16）とポリイミ
ド樹脂（29）の上面（39）とは積層体（18）の凸部を除
きキュア後で概略同一平面（絶縁物表面と積層体表面と
がなめらかに連続している）となるようにさせた。例え
ば現像とキュアにより40〜50％減少する場合は、積層体
が約１μであるため、約２μの厚さとした。次にガラス
基板（20）側の裏面側より紫外光（40）を公知のマスク
アライナによりマスクを用いることなく露光させた。例
えばコビルト社のアライナーでは約２分間露光した。そ
の強度が300〜400nmの波長の紫外光（10mW/cm²）におい
ては15〜30秒で十分である。

すると第３図（Ｃ）に示す如く、（26）の側面を有する
積層体に対し蔭となるその上方の凸領域は感光せず、そ
の側周辺のみが感光する。さらに現像を行った後、リン
ス液により非感光性の凸部を溶去した。かくして第３図
（Ｃ）を得た。

次にこれらすべてを180℃30分＋300℃30分＋400℃30分
の加熱を窒素中で行いキュアさせた。かくして積層体の
上面である非線型素子の第２の電極をフォトマスクを用
いることなく露光せしめるに加えて、この上面と周辺部
のポリイミド樹脂の絶縁物の表面とを概略同一平面を構
成させることが可能となった。

次にこの第３図（Ｃ）の上面全面にCTFをITOまたは酸化
スズにより0.1〜0.5μの厚さに形成せしめた。さらに第
２のフォトマスクによりこのCTFを選択エッチングを
した。加えてこのCTF（23）が液晶の画素用第３の電極
（第２図（23））を構成するが、このCTFをマスクとし
て画素間（31）の不要の半導体を（D-1）に示す如く除
去した。かくして、第３図（D-1），（D-2）を得た。

さらにこの後この半導体の（31）の側面に対しても（2
9）と同様の絶縁物CTF上の配向膜形成用のポリイミド樹
脂の一部も充填してを形成することは有効である。

即ち、第３図において、ガラス基板（20）上の第１の電
極（21）,NP^-NまたはNIN半導体積層体よりなる複合ダイ
オード（６），第２の電極（16），さらにこの第２の電
極に密接して透光性導電膜よりなる第３の電極（23）を
半導体積層体（６）と側周辺の有機樹脂とを覆うように
して設けた。

この後、２枚の基板（20），（20′）を張り合わせ、約
10μのスペーサを間に入れ、周りを樹脂で固めて液晶セ
ルを形成した。この後、このセルを真空槽内に入れ、液
晶を注入した。この後長方形の形状に加工された光（本
実施例ではXeランプを用いた）を液晶セルに一方側より
照射した。この概略図を第１図（Ａ）に示す。

本実施例では液晶物質としてDOBAMBCを用い、光源とし
ては液晶物質を等方性液体状態にまで昇温可能な出力、
本実施例では1KWのXeランプを用い、10mm×200mmの長方
形の形状に加工した。この光に対し、液晶セルを5mm/分
の速度で約60分で液晶を配向させることができた。その
後、液晶セルの両側に偏光板を接着し、液晶表示セルと
した。

なお本発明は本実施例のみに限定されないことはいう
までもない。

特に、光源の種類及び出力は液晶物質の性質及び基板の
種類によって変更は可能である。

「効果」本発明により、従来は配向処理の有効な手段とされなが
らも大面積、大量生産等工業的には不向きとされていた
ものが可能となり、大面積の液晶表示セルの配向処理に
特に有効であった。

また、現在工業的に用いられているラビング法等に比べ
液晶物質が直接接する部分にホコリ等のゴミを発生させ
ることがまったくないため、液晶の配向が大面積で均一
に行われ欠陥がまったく発生せず大面積にわたって均一
な液晶の配向が得られた。

又、ラビング法では、不可能といわれる、液晶物質のメ
モリー効果の利用が本発明では可能となり、大面積でか
つ高速応答性のすぐれた液晶表示セルを作成することが
できた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の概略図を示す。第２図は本発明の液晶表示パネルの回路図を示す。第３図は液晶セルの製造工程を示す縦断面図である。。第４図は本発明に用いた複合ダイオードの非線型素子の
動作特性を示す。第５図は本発明の表示パネルの平面図および縦断面図を
示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者坂間光範東京都世田谷区北烏山７丁目21番21号株式会社半導体エネルギー研究所内 (72)発明者沖津康平東京都世田谷区北烏山７丁目21番21号株式会社半導体エネルギー研究所内審査官寺山啓進 (56)参考文献特開昭59−49518（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−66231（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対の基板間に液晶性物質が充填された液
晶表示セルにおいて、前記液晶性物質の液晶分子を配列
させるために、前記液晶表示セルの表側または裏側の少なくとも一方か
ら前記液晶性物質の一部に対して光を照射することで、
前記光が照射された部分の前記液晶性物質を等方性液体
状態に変化させ、前記光が照射される位置を一定方向に連続的に移動する
ことにより、前記液晶性物質が等方性液体状態となる位
置を連続的に移動させることを特徴とする液晶表示装置
作製方法。
【請求項２】特許請求の範囲第１項において、前記光が
照射された部分における前記光の形状は長方形または楕
円形であることを特徴とする液晶表示装置作製方法。
【請求項３】特許請求の範囲第１項において、光照射は
一対の基板間に液晶性物質を注入する時に行なうことを
特徴とする液晶表示装置作製方法。