(57)【要約】  電気光学材料及びポリマー前駆体の混合物を有する光学層を備えたアクティブマトリックス型表示装置の製造方法が提供される。アクティブプレートの上部層は、行導体及び列導体の透過特性又は反射特性と前記画素電極の透過特性又は反射特性との間の相違に応じて処理され、それによって上部層を行及び列のパターン又は画素電極のパターンに応じて処理する。そして、光学層は、ポリマー前駆体を分離されたポリマー表面層へと重合するための刺激に基板の上方から曝され、それによって電気光学材料を重合物質とアクティブプレートとの間に閉じ込めて表示画素を定める。表示画素を定める閉じ込められた電気光学材料の集まりが上部層の処理工程によって定められたパターンで定められる。この方法は、液晶セルのポケット間の仕切りを自己整合手法で規定するために、既存の行及び列のパターン又は画素電極のパターンを用いる。
2007512570.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気光学材料及びポリマー前駆体の混合物を有する光学層を備えたアクティブマトリックス型表示装置の製造方法であって：
基板を有するアクティブプレートの製造工程であり、該基板が：
画素回路の配列であり、各々の画素回路が画素電極を有する、ところの画素回路の配列；
画素の行に結び付いた複数の行導体；及び
画素の列に結び付いた複数の列導体；
を支持する、ところの製造工程；
前記行導体及び列導体の透過特性又は反射特性と前記画素電極の透過特性又は反射特性との間の相違に応じて前記アクティブプレートの上部層をフォト処理するフォト処理工程であり、それによって該上部層を前記行及び列のパターン又は前記画素電極のパターンに応じて処理するフォト処理工程；並びに
前記ポリマー前駆体を分離されたポリマー表面層へと重合するための刺激に前記光学層を前記基板の上方から曝す露曝工程であり、それによって前記電気光学材料を重合物質と前記アクティブプレートとの間に閉じ込めて表示画素を定め、かつ、該表示画素を定める閉じ込められた電気光学材料の集まりが前記上部層の前記フォト処理工程によって定められたパターンで定められる、ところの露曝工程；
を有する製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の製造方法であって、前記アクティブプレートの上部層のフォト処理工程が、前記基板を介し、かつ、前記行導体及び列導体と前記画素電極との何れかを介する照射を用いることを有する、ところの製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の製造方法であって、前記上部層のフォト処理工程後に、前記光学層の電気光学材料及びポリマー前駆体の混合物を前記アクティブプレート上に設ける工程をさらに有する製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の製造方法であって、前記上部層が前記基板上に堆積されたフォトレジスト層を有する、ところの製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の製造方法であって、前記フォトレジスト層がポジ型フォトレジスト層であり、前記フォト処理工程で用いられる照射に対して、前記行導体及び列導体は透明でなく前記画素電極は透明である、ところの製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の製造方法であって、前記フォト処理工程が、前記行導体及び列導体パターン上のフォトレジスト領域を残すように、露光された前記フォトレジスト層を除去することを有する、ところの製造方法。
【請求項７】
請求項４に記載の製造方法であって、前記フォトレジスト層がネガ型フォトレジスト層であり、前記フォト処理工程で用いられる照射に対して、前記行導体及び列導体は透明であり前記画素電極は透明でない、ところの製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載の製造方法であって、前記フォト処理工程が、前記画素電極パターンの外側のフォトレジスト領域を残すように、露光されていない前記フォトレジスト層を除去することを有する、ところの製造方法。
【請求項９】
請求項６又は８に記載の製造方法であって、前記光学層の混合物が残存する前記フォトレジスト領域に挟まれる空間に設けられる、ところの製造方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の製造方法であって、前記光学層の混合物が残存する前記フォトレジスト領域上にも設けられる、ところの製造方法。
【請求項１１】
請求項４乃至１０の何れかに記載の製造方法であって、表示画素セルがフォトレジスト層の側壁、前記アクティブプレート、及び前記ポリマー表面層によって閉じ込められる、ところの製造方法。
【請求項１２】
請求項１又は２に記載の製造方法であって、前記アクティブプレートの製造工程後に、前記光学層の電気光学材料及びポリマー前駆体の混合物を前記アクティブプレート上に設ける工程をさらに有し、かつ、前記上部層が前記光学層の混合物を有する、ところの製造方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の製造方法であって、前記フォト処理工程で用いられる照射に対して、前記行導体及び列導体は透明であり前記画素電極は不透明であり、かつ、前記フォト処理工程が前記行導体及び列導体パターン上に重合された側壁を形成する、ところの製造方法。
【請求項１４】
請求項１乃至１３の何れかに記載の製造方法であって、液晶配向膜を前記アクティブプレート上に設ける工程をさらに有する製造方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の製造方法であって、感光性配向膜が前記アクティブプレート上に設けられ、かつ、前記基板を介して照射するとき前記感光性配向膜の領域が活性化される、ところの製造方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の製造方法であって、前記照射が偏向された紫外光を用いる、ところの製造方法。
【請求項１７】
請求項１乃至１６の何れかに記載の製造方法であって、前記電気光学材料が液晶材料を有する、ところの製造方法。
【請求項１８】
電気光学材料及びポリマー前駆体の混合物を有する光学層を備えたアクティブマトリックス型表示装置であって：
アクティブプレートであり：
画素回路の配列であり各々の画素回路が画素電極を有する画素回路の配列、を支持する基板；
画素の行に結び付いた複数の行導体；及び
画素の列に結び付いた複数の列導体；
を有するアクティブプレート；並びに
側壁、前記混合物の重合された表面層、及び前記アクティブプレートの間に閉じ込められた電気光学材料を有する表示画素の配列であって、前記側壁が前記行導体及び列導体のパターン上に整合されている、ところの表示画素の配列；
を有する表示装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載の表示装置であって、前記側壁が前記混合物の重合された領域から形成されている、ところの表示装置。
【請求項２０】
電気光学材料及びポリマー前駆体の混合物を有する光学層を備えたアクティブマトリックス型表示装置であって：
アクティブプレートであり：
画素回路の配列であり各々の画素回路が画素電極を有する画素回路の配列、を支持する基板；
画素の行に結び付いた複数の行導体；及び
画素の列に結び付いた複数の列導体；
を有するアクティブプレート；並びに
側壁、前記混合物の重合された表面層、及び前記アクティブプレートの間に閉じ込められた電気光学材料を有する表示画素の配列であって、前記側壁が前記画素電極パターン間の空間に整合されている、ところの表示画素の配列；
を有する表示装置。
【請求項２１】
請求項１８又は２０に記載の表示装置であって、前記側壁がフォトレジストから形成されている、ところの表示装置。
【請求項２２】
請求項１８乃至２１の何れかに記載の表示装置であって、さらに液晶配向膜を前記アクティブプレート上に有する表示装置。
【請求項２３】
請求項１８乃至２２の何れかに記載の表示装置であって、前記電気光学材料が液晶材料を有する、ところの表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアクティブマトリックス型表示装置及びその製造方法に関し、特に、層状（stratified）光変調層を有する表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ｅ−ｉｎｋ社の装置のような電気泳動式表示装置、及び液晶表示装置（ＬＣＤ）等の多数の異なる型の表示装置が利用可能である。ＬＣＤは近年ますます人気を得るに至っている。ＬＣＤは、携帯情報端末（ＰＤＡ）及び移動電話のような手のひらサイズの電子装置からコンピュータモニター及びテレビ受像機まで広域にわたる製品が見受けられる。
【０００３】
現在、これらの表示装置の大型化を可能にするために著しい努力が払われている。従来からのＬＣＤの製造方法は液晶材料を２つのガラス又はポリマーの板の間に堆積するものである。パネル基板の大型化により、これらを処理することが困難となっている。さらに、大きなパネル基板は大きく重い機械を必要とし、そのことが製造プロセスを高コストなものにしている。
【０００４】
液晶表示装置の製造のための代替方法が開示されている（特許文献１参照）。ポリマー前駆体と液晶（ＬＣ）材料との混合物の層が配向膜を備える透明基板上に堆積され、その後、混合物がフォトリソグラフィ工程にて紫外光に露光される。この工程において、ポリマー前駆体が重合され、ＬＣＤの所望の画素間に側壁を形成する。続いて、混合物の残りが紫外光に露光される。これをきっかけにして相分離が起きる。この相分離において、ポリマー前駆体が重合され、ポリマーの側壁の頂部に連続した表面層が形成されるとともに、液晶材料がポリマー表面層、ポリマー側壁及び基板の間に閉じ込められる。こうして基板上に複数の画素が形成される。ポリマー表面層は第２基板として機能する。
【０００５】
このプロセスは、ポリマー前駆体及び液晶の混合物の層がコーティングプロセスによって塗布されることを可能にし、そのことは製造プロセスを簡略化し、そのコストを低減する。このプロセスはまた、光学積層体を従来からのＬＣＤでのそれより薄くすることを可能にする。しかしながら、この方法の欠点は、分離された液晶画素を形成するために、幾つものフォトリソグラフィ工程が必要であること、及び、マスクの開発及び製造にコストがかかることである。これらのフォトリソグラフィ工程は、特に各々の画素の重合された側壁を定めるために必要である。さらに、このプロセスは、混合物、及び頂部の重合物質の浅い表面層の深さ全体を貫通する側壁を定めるために波長及び強度の異なる多数の異なる紫外線露光工程を必要とする。
【０００６】
本発明の出願人は（この出願の出願日時点では公開されていないが）、単一の露光工程のみが必要な代替プロセスの提案を行ってきた。このプロセスでは、化学的官能種を基板上に選択的に堆積するためにスタンピングプロセスが用いられる。これは、基板の部分領域に混合物の重合物質への高い親和性（特に、部分的に重合された物質への高い親和性）を与える。単一の紫外線照射工程が行われる間、この高親和性領域により、重合が混合物のそれらの領域に集中する結果となる。混合物が部分的に重合されるとき、重合されていない液体は、高親和性領域に挟まれた空間に集まる傾向があり、それにより液晶セルを規定する。一方、混合物の重合部分は（照射強度が最大である）頂部の表面及び高親和性領域に集まり、それにより側壁を規定する。
【０００７】
このプロセスは紫外線照射プロセスを簡略化するが、官能種を堆積するために用いられるスタンプの正確な位置合わせを依然として必要とする。
【特許文献１】欧州特許出願公開第１０６５５５３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、電気光学材料及びポリマー前駆体の混合物を有する光学層を備えたアクティブマトリックス型表示装置及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る、電気光学材料及びポリマー前駆体の混合物を有する光学層を備えたアクティブマトリックス型表示装置の製造方法は：
基板を有するアクティブプレートの製造工程であり、該基板が：
画素回路の配列であり、各々の画素回路が画素電極を有する、ところの画素回路の配列；
画素の行に結び付いた複数の行導体；及び
画素の列に結び付いた複数の列導体；
を支持する、ところの製造工程；
前記行導体及び列導体の透過特性又は反射特性と前記画素電極の透過特性又は反射特性との間の相違に応じて前記アクティブプレートの上部層をフォト処理するフォト処理工程であり、それによって該上部層を前記行及び列のパターン又は前記画素電極のパターンに応じて処理するフォト処理工程；並びに
前記ポリマー前駆体を分離されたポリマー表面層へと重合するための刺激に前記光学層を前記基板の上方から曝す露曝工程であり、それによって前記電気光学材料を重合物質と前記アクティブプレートとの間に閉じ込めて表示画素を定め、かつ、該表示画素を定める閉じ込められた電気光学材料の集まりが前記上部層の前記フォト処理工程によって定められたパターンで定められる、ところの露曝工程；
を有する。
【００１０】
この方法は、液晶セルのポケット間の仕切りを自己整合手法で規定するために、既存の行及び列のパターン又は画素電極のパターンを用いる。これにより、光学層のフラッド露光前のマスクの基板へ正確な位置合わせを含め、マスク露光工程を不要とする。
【００１１】
好ましくは、フォト処理工程は、前記基板を介し、かつ、前記行導体及び列導体と前記画素電極との何れかを介する照射を用いることを有する。
【００１２】
前記光学層の電気光学材料及びポリマー前駆体の混合物は、上部層のフォト処理工程後に前記アクティブプレート上に設けられてもよい。例えば、上部層が隆起した側壁を定め、混合物が側壁間の空間に満たされ得る。前記上部層は前記基板上に堆積されたフォトレジスト層を有してもよい。
【００１３】
前記フォト処理工程で用いられる照射に対して前記行導体及び列導体が透明でなく、かつ、前記フォト処理工程で用いられる照射に対して前記画素電極が透明である場合には、前記フォトレジスト層はポジ型フォトレジスト層とされる。そして、前記フォト処理工程は、前記行導体及び列導体パターン上のフォトレジスト領域を残すように、露光された前記フォトレジストを除去することを有する。従って、これらの領域が側壁を規定する。
【００１４】
前記フォト処理工程で用いられる照射に対して前記行導体及び列導体が透明であり、かつ、前記フォト処理工程で用いられる照射に対して前記画素電極が透明でない場合には、前記フォトレジスト層はネガ型フォトレジスト層とされる。この場合、前記フォト処理工程は、前記画素電極パターンの外側のフォトレジスト領域を残すように、露光されていない前記フォトレジスト層を除去することを有する。従って、側壁間に残された空間は画素電極パターンに一致する。
【００１５】
上述のように、前記光学層の混合物は残存する前記フォトレジスト領域間の空間に設けられる。しかしながら、連続したポリマー表面層を形成する途切れのない頂部層が設けられるように、前記光学層の混合物は残存する前記フォトレジスト領域上にも設けられてもよい。
【００１６】
こうして、表示画素セルはフォトレジスト層の側壁、前記アクティブプレート、及び前記ポリマー表面層によって閉じ込められる。
【００１７】
上部層のフォト処理工程後に光学層の混合物をアクティブプレート上に設ける代わりに、前記光学層の電気光学材料及びポリマー前駆体の混合物は、該処理工程前に前記アクティブプレート上に設けられてもよく、前記上部層それ自体が前記光学層の混合物を有することも可能である。
【００１８】
こうして、行及び列パターン又は画素電極パターンは光学層の混合物の選択性照射に用いられ得る。例えば、前記行導体及び列導体は透明とされ、前記画素電極は前記フォト処理工程で用いられる照射に対して不透明とされることが可能である。前記フォト処理工程はそれによって前記行導体及び列導体パターン上に重合された側壁を形成する。
【００１９】
液晶配向膜が前記アクティブプレート上に設けられ得る。
【００２０】
一実施例において、感光性配向膜が前記アクティブプレート上に設けられ、前記基板を介して照射するとき前記感光性配向膜の領域が活性化される。この照射工程で用いられる光は直線偏向された光とし得る。
【００２１】
また、本発明に係る電気光学材料及びポリマー前駆体の混合物を有する光学層を備えたアクティブマトリックス型表示装置は：
アクティブプレートであり：
画素回路の配列であり各々の画素回路が画素電極を有する画素回路の配列、を支持する基板；
画素の行に結び付いた複数の行導体；及び
画素の列に結び付いた複数の列導体；
を有するアクティブプレート；並びに
側壁、前記混合物の重合された表面層、及び前記アクティブプレートの間に閉じ込められた電気光学材料を有する表示画素の配列であって、前記側壁が前記行導体及び列導体のパターン上に整合されている、ところの表示画素の配列；
を有する。
【００２２】
前記側壁はフォトレジストから形成されてもよく、前記混合物のポリマー前駆体から形成されてもよい。
【００２３】
本発明に係る電気光学材料及びポリマー前駆体の混合物を有する光学層を備えたアクティブマトリックス型表示装置は：
電気光学材料及びポリマー前駆体の混合物を有する光学層を備えたアクティブマトリックス型表示装置であって：
アクティブプレートであり：
画素回路の配列であり各々の画素回路が画素電極を有する画素回路の配列、を支持する基板；
画素の行に結び付いた複数の行導体；及び
画素の列に結び付いた複数の列導体；
を有するアクティブプレート；並びに
側壁、前記混合物の重合された表面層、及び前記アクティブプレートの間に閉じ込められた電気光学材料を有する表示画素の配列であって、前記側壁が前記画素電極パターン間の空間に整合されている、ところの表示画素の配列；
を有してもよい。
【実施例】
【００２４】
本発明の実施例について添付の図面を参照して詳細に述べる。
【００２５】
図１は未だ公開されていないが、本出願人によって既に提案された表示装置1の断面図である。この表示装置は重合による層状の層分離複合材料6を用いている。この複合材料は、従来からの液晶層と同様に機能する液体層7、及び重合物質の部分9、11を有する。これらの重合物質部分は被覆層9とともに側壁11をもたらし、側壁11は下地の基板3に向かって延びている。これらの側壁11及び頂部の層9は共同して、液晶材料7の部分が閉じ込められる封止領域を定め、また、これらは個々の表示画素を定める。
【００２６】
基板はベース膜3a及び別個のパターン形成層3bを有する。パターン形成層3bの表面は、側壁11を形成する重合可能物質に対して高親和性を有する領域5bをもたらす。液晶層7に露出されたベース膜3aの領域は、低親和性の領域5aをもたらす。
【００２７】
高親和性のパターン形成層3bの表面を重合可能物質に提供するため、この表面は化学反応基で官能化される。これらの基は、側壁11を得る素である重合可能物質と反応して、共有結合を形成することができる。これらの結合は図１に参照符号13として概略的に示されている。
【００２８】
特に、高親和性領域5bは部分的に重合された物質と共有結合を形成することが可能であり、低親和性領域5aはそれを形成することができない。ただし、共有結合はこれを実現することを可能にする唯一のものではない。その他の可能性としては、一方のエリアを有極性領域、他方のエリアを無極性領域とした基板表面であって、有極性又は無極性の何れかの重合可能物質と組み合わされたものが含まれる。同様に、イオン領域及び非イオン領域、又は、正に帯電されたイオン領域及び負に帯電されたイオン領域であって、電気的に帯電された重合可能物質と組み合わされたものも用いられ得る。
【００２９】
材料6の層分離は好ましくは光重合によって誘起される。しかし、溶媒又は温度誘起層分離可能物質を用いることも可能である。
【００３０】
好ましい例では、材料6の層は紫外光でフラッド露光される。層分離可能物質が紫外線を吸収し、層の厚みを横断する強度勾配がこの物質内に構成される。この層による放射線の吸収作用は、有効量の放射線が基板表面5、特に高親和性領域5b、に到達できるように選ばれる。
【００３１】
最初に、紫外線が材料の重合を誘起し、部分的に重合された材料を形成するが、これは依然として材料の液体に対して完全な混和性を有する。層分離する以前には、各々の侵入深さにおいて、重合変化は層全体を通して実質的に一定であるが、層を横断する方向では前記強度勾配によって、紫外線源に近いほど重合変化がより高くなる。この勾配は重合されていない材料を放射線源に向かって移動させ、（重合可能でない）液体を放射線源から離れる方向に移動させることとなる。さらに、高親和性領域5bでは、部分重合物質が高親和性領域5bの表面で化学反応基と反応して共有結合13を形成する。従って、部分重合物質が基板表面に付着し、重合物質の移動が妨げられる。
【００３２】
重合が進むにつれて、重合物質はもはや液体に混和できなくなり、ある時点で層分離が生じる。プロセスの最後に、層分離が高親和性領域5bの付近で生じ、液体が側壁群と頂部表面層9との間に封止される。
【００３３】
このように、図１に示される構造は単一の紫外線照射工程で製造され得る。
【００３４】
重合物質の層9の厚さは典型的に1乃至200μmであり、より好ましくは10μm乃至40μmである。表示画素を形成する液膜7は約1mmの厚さを有してもよく、例えば200μm以下といったかなり小さな厚さでもよい。液晶層は好ましくは1乃至10μmの厚さを有する。
【００３５】
層状の層分離複合材料を用いることは、機械的堅牢性を備えながら薄くて曲げられ、かつ製造コストも削減する、液晶表示装置を製造することを可能にする。
【００３６】
重合による層状の層分離複合材料は技術的に知られており、そのような材料の製造方法も同様に知られている。例として、特許文献ＵＳ６４８６９３２、ＷＯ０２／４２８３２、ＷＯ０２／４８２８１、ＷＯ０２／４８２８２及びＷＯ０２／４８７８３を参照することができる。
【００３７】
図２は図１の線Ｉ−Ｉに沿った表示装置の上面を概略的に示している。図示されるように、側壁11が長方形の壁の格子を形成し、液晶層7のための囲まれた空間を設けている。
【００３８】
上述のプロセスは製造プロセスを簡略化し、製造コストを削減する。しかし、１つの欠点として、高親和性領域5bを形成するように処理されるパターン形成層3bを形成するために、パターン形成された堆積プロセスが必要である。このプロセスはフォトリソグラフィプロセスとしてもよいし、あるいはスタンピングプロセスも用いられ得る。何れの場合も、特に層3bが個々の画素の回路素子に対して正しく位置決めされるように、正確な位置合わせが必要である。
【００３９】
図１には示されていないが、基板3はこの画素回路をも支持するであろうし、図１に示される層より多くの層を有するであろう。実際には、基板3はアクティブマトリックス型表示装置のアクティブプレートを有するであろう。
【００４０】
本発明は、封止された液晶セル7が自己整合プロセスで形成され得るように、アクティブプレート3の処理を変更するものである。行導体と列導体、又は画素電極の何れかが透明とされ、この相違が、上部層を行及び列パターン、又は画素電極パターンに応じて処理するために用いられる。上部層の処理によって定められたパターン内に、表示画素を規定する閉じ込められた電気光学材料の集まりが定められる。
【００４１】
本発明について述べる前に、アクティブマトリックス型液晶表示装置用のアクティブプレートの例について先ず述べる。
【００４２】
図3は各画素の画素回路を作り上げている電気的構成要素を示している。行導体30がＴＦＴ32  のゲートに接続され、列電極34がソースに結合される。画素上に設けられた液晶材料が、トランジスタ32のドレインと共通の接地面38との間に広がる液晶セル36を効率的に規定する。接地面38がパッシブプレートによって定められ、液晶セルの他の端子が画素電極12によって定められる。画素のストレージキャパシタ40がトランジスタ32のドレインと、隣接する画素の行に結び付いた行導体又は別個のライン41との間に接続される。
【００４３】
図４は、透過型表示装置の公知のアクティブプレートの一例における、ＴＦＴを通る断面図を示している。
【００４４】
行導体及びゲート電極30には金属層が用いられ、ソース及びドレインには金属層52が用いられる。画素電極12にはＩＴＯ等の透過性の導電性材料が必要である。
【００４５】
画素電極12が、保護層50上に設けられ、保護層50内のコンタクトホール56を介してＴＦＴ32のドレイン52と接触する。保護層は典型的に100nmから500nmの厚さであるが、必要であれば、より厚くてもよい。これに代わるＦＳＰ（Field  Shielded  Pixel）型では、例えば1μmから3μmのポリイミド等のより厚い保護層が用いられる。ＦＳＰ型では、行及び列の導体と画素電極との間に隙間がないように、画素電極12は行及び列の導体30、34と重なり合うことが可能である。なお、そうでなければ、行及び列の導体並びに画素電極は遮蔽される必要がある。このＦＳＰ型により、高開口の画素が得られる結果となる。
【００４６】
より詳細には、図４のアクティブプレート構造はガラス基板60、ゲート金属層30（これは行導体をも形成する）、及び窒化シリコンのゲート絶縁体62を有する。トランジスタのボディはアモルファスシリコン層64及びn+アモルファスシリコンコンタクト層66によって定められる。単一のソース・ドレイン金属化によりソース及びドレイン52が定められる。
【００４７】
特許文献１にある公知の層状液晶表示装置の形成方法は図４に示されるようなアクティブプレートに適用され得る。また、図４のアクティブプレートは、図１及び２を参照して上述された本出願人による提案のプロセスにも用いられ得る。
【００４８】
図５は、本発明を実施するための、図４のアクティブプレートへの第１の変更を示している。
【００４９】
第１実施例では、本発明はアクティブプレートの電極構造内の行及び列導体の不透明性を利用する。図４を参照して述べた従来からの手法で製造されたアクティブプレートの頂部上に、図５に示されるように付加的なフォトレジスト層70が設けられる。フォトレジスト層70は基板60の反対側からの照射72を用いてパターン形成される。この照射工程の際、行及び列の導体、並びにトランジスタのドレイン及びソースのコンタクトがマスクとしての役割を果たす。エッチング後、図５に示されるようにパターン形成されたフォトレジスト層70が生じる。
【００５０】
図６は、図５を参照して述べた操作の結果得られる、フォトレジスト層70のパターンを示している。図のように、このパターンは列（データ）導体に対応する部分70a、行導体に対応する部分70b及びＴＦＴのドレイン及びソースに対応する部分70cを有する。
【００５１】
この実施例では、フォトレジスト70はポジ型フォトレジストであり、例えばノボラックをベースとするフォトレジストである。アクティブプレートはスピンコーティングによってこのフォトレジストで覆われ得る。フォトレジストの照射部分が剥離されるとき、この部分が画素パッドを明らかにし、図５に示されるように残存するフォトレジスト70が側壁を規定する。
【００５２】
残存するフォトレジスト70によって作り出される高低差が多数の手法で利用される。
【００５３】
一手法においては、フォトレジスト層70は図１のポリマー側壁11を形成することを不要とし得る。従って、ポリマー側壁を形成するためのマスクの位置合わせが不要とされ得る。その代わりに、フォトレジスト部分70間の空間を満たすように、そして好ましくは、その構造の頂部を覆う薄い頂部膜を設けるように、光学的な混合物を吹き付け塗布することが可能である。それに続く混合物の紫外光への露光により、従来技術と同様の重合された表面層9が形成されるが、側壁は図５に示されるようにフォトレジスト70によって規定される。フォトレジスト層70の高低差しだいで、側壁間の空間を完全に満たすことが不要になり、その結果、アクティブプレート全体を覆う頂部膜が不要になる。
【００５４】
他の実施例では、フォトレジスト層70によって作り出される高低差の利用によって、アクティブプレートの高い部分に選択的に反応種を堆積するためにスタンピングプロセスを用いることが可能となる。図１を参照して述べた公知のプロセスと同様に、この反応種によって、照射工程にて如何なるマスクも必要とせずに、ポリマー側壁が紫外線照射中に光学的混合物内に形成される。照射によって、図１を参照して述べたように、表面層も形成される。
【００５５】
一般に、500nmのフォトレジスト層の厚さにより、フォトレジスト層はアクティブプレートの他の全ての部分に広がる上面を形成する。フォトレジスト層は、これらの高低差をさらに増すために、例えば1μmというように、より厚く設けられてもよい。
【００５６】
高低差は、パターン形成されたスタンプを必要とせずに官能化材料が堆積されることを可能にする。これにより、スタンプを画素パッドに関して正確に位置合わせする難易度の高い工程が省略される。このようにして、層状液晶プロセスが、如何なる追加のマスク工程をも必要としない自己整合手法に適用され得る。
【００５７】
大抵の液晶材料には配向膜が必要とされる。この配向膜はフォトレジスト層70の堆積前に塗布され得る。そのとき当然ながら、配向膜はフォトレジスト層の剥離プロセスに耐える必要がある。あるいは、配向膜はフォトレジストの壁70の形成後に塗布され得る。この場合、パターン形成されたフォトレジストが配向膜に適用される処理工程に耐える必要がある。例えば、ポリイミドの配向膜の場合、高温ベークが使用され、また、例えばＮ−メチルピロリドン等の様々な溶剤も使用される。これらの処理に対するフォトレジスト側壁の抵抗力を向上させるため、フォトレジストの高温でのポストベークが必要とされる場合がある。
【００５８】
配向膜は現在一般的にスピンコーティングによって堆積される。例え、配向膜がフォトレジスト層70上に設けられるとしても、もし高低差が過大でなければ、依然としてスピンコーティングが使用可能である。しかしながら、高低差の影響を受けにくい所謂フレキソ印刷がより適している。配向膜は典型的にはポリイミドであり、図示されていないが、露出されたアクティブプレートの上表面を覆う。高低差により、ポリイミドのラビングの際に問題が生じる可能性がある。その場合には、イオンビーム配向又はフォト配向等の非接触の配向方法が用いられ得る。
【００５９】
スタンピングプロセスによって官能種が表面に設けられるとき、高低差のない堅いゴム製のスタンプが用いられ得る。これは、例えばアルミ箔のような堅い基板に接着されたゴム製のスタンプを含んでもよい。その代わりに、より密に交差結合されたゴムが用いられてもよい。この場合、スタンプが現在用いられているＰＤＭＳ材料より遙かに堅くなる。
【００６０】
上述の実施例では、フォトレジスト層70は図４の完成したアクティブプレート上に設けられている。
【００６１】
図７に示される、これに代わる実施形態では、フォトレジスト層70は保護層50を置換することができる。図７に示されるように、画素電極12がゲート誘電層62上に設けられている。そして、フォトレジスト層70は、図５を参照して述べたのと同様に作用し、側壁を設け得る、或いは、図１を参照して説明したようにポリマー側壁を設けるために反応種のサポートを提供し得る。
【００６２】
上述の実施例は、行及び列の導体とＩＴＯ画素電極との間の透過特性の違いを利用するものである。これらの材料の反射特性にも大きな違いが存在する。従って、フォトレジストの処理は、基板を介してよりむしろ基板の上方からの照明を用いて実行される。このようなプロセスでは、入射光と反射光との和に等しい強度のコントラストを築く高い非線形性のポジ型フォトレジストが用いられ得る。行及び列導体の反射特性は故に、行及び列導体の位置であって画素電極の位置でない位置に形成されるフォトレジスト内にコントラストを生じさせる。例えばエポキシド又は多官能アクリレートをベースにするネガ型フォトレジストも、このプロセスに用いることができる。
【００６３】
反射型ＬＣＤ表示装置設計では、行及び列の導体が透明に設計され、画素電極は不透明にされる。この場合、ポリマー側壁を形成するために、電気光学材料及びポリマー前駆体の混合物がやはり使用可能であるが、本発明に従って、この形成は行及び列の電極パターンを使用して実行され得る。
【００６４】
図８Ａは、原則として行及び列の導体82のみが透明であるアクティブプレート80を概略的に示している。アクティブプレート80上には電気光学材料及びポリマー前駆体の混合物が層84として設けられている。
【００６５】
図８Ａの第１の照明工程にて、基板を介しての照射によって水平方向での層分離が生じ、行及び列導体の上方かつトランジスタの上方にポリマー壁を作り出す。これらのポリマー壁は図８Ａにて86として示されている。図８Ｂの第２照明工程にて、基板上方からの照射によって垂直方向での層分離が誘起されポリマー表面層88が設けられる。
【００６６】
上述のように、一般的に配向膜が必要とされる。例えばポリビニルケイ皮酸エステル又はクマリン型の膜などのフォト配向膜を利用することが可能である。これらフォト配向膜はケイ皮酸エステル又はクマリンの二重結合の付加環化反応によって作用する。
【００６７】
偏向された紫外光で露光されるとき、紫外光の電解ベクトルに平行な発色団のみが反応を受けるが、この場合に液晶分子が配向されることが広く知られている。基板背面を通しての露光は、配向膜が照射された領域、すなわち画素パッド部分の領域のみで付加環化反応が起こるようにするためである。これはまた液晶の配向が必要な場所でもある。しかし、画素パッドの周辺では、光が遮られるところであるため、フォト配向膜の二重結合は依然として影響を受けていない。二重結合のない領域（液晶配向が実施された領域）と二重結合のある領域とを交互に有するこの配向膜に層状混合物が塗布されると、ポリマーの突起が自動的に形成される。
【００６８】
このことにより、照射工程でのマスキングを必要とせずに重合側壁を作り出す別の方法が提供される。
【００６９】
上述の実施例では、フォトレジスト層によって作り出された高低差が層状プロセスに必要な側壁を形成するために用いられることが好ましい。フォトレジスト壁の配列は10μmの高さであってもよい。約5μm又はそれ以上の高さは一般に、層状液晶処理中にポリマー壁を形成するために必要な処理工程を省略するのに充分である。このようにして、層状液晶プロセスが追加マスク工程を必要としない自己整合手法に適用され得る。これにより、重合側壁が必要とされないので、スタンピング工程が不要となる。
【００７０】
加えて、フォトレジストは層状の層自体のポリマーと反応するように変更可能である。こうして、フォトレジスト層は２つの機能を有し得る。すなわち、フォトレジスト層は、表示画素セルの形状を定め、さらに、層状プロセス中に形成されるポリマー層をフォトレジスト層と結合させる反応基を含む。こうして、依然としてフォトレジスト側壁頂部の重合側壁を形成するものの、スタンピング工程が除去され得る。
【００７１】
このプロセスはアモルファスシリコン又はポリシリコンのプロセスにも適用され得る。
【００７２】
本発明はポリマー電子技術を用いるアクティブマトリックス型表示装置にも適用可能である。ポリマー電子技術を用いるアクティブプレートの好ましい層配置は、金電極、有機ゲート誘電層（フォトレジスト）及び“ＨＰＲ”保護層（同様にフォトレジスト）に基づく。
【００７３】
上述のように、液晶及び前駆体の混合物は既に知られている。例として、適した組成は：
50重量％の液晶混合物、例えばメルク社から販売されている混合物Ｅ７；
44.5重量％のフォト重合性イソボルニルメタクリル樹脂（サルトメール社から供給されている）；及び
5重量％のスチルベンジメタクリル酸染料：
【００７４】
【化１】
2007512570.tif 000003
これの総合体は特許文献ＷＯ０２／４２３８２で開示されており、それは本明細書に組み込まれるが、２つのアクリレートはポリマー前駆体であり；及び
0.5重量％のベンジルジメチルケタール（チバガイギー社からイルガキュア６５１という商品名で販売されている）；
である。
【００７５】
重合をもたらすためのこの材料の紫外線露光は、例えば、約0.1mW/cm2の強度の紫外光を用いて40℃で30分間この層を露光することを含む。
【００７６】
電磁スペクトルの紫外領域において強く吸収する発色団を有する化合物、すなわち上述の例におけるスチルベンジメタクリル酸染料、を含むことにより、この層を通る紫外線の強度に望ましい勾配が生じる。この効果は、その他のポリマー前駆体及び電気光学材料のような他の液体構成要素の紫外線吸収によって増幅されてもよい。その結果、紫外線源に面する表面において優勢に重合反応が起こる。
【００７７】
重合反応のきっかけとなる他の刺激が用いられるとき、重合反応が表面で優勢に起こることに注意が払われなければならない。
【００７８】
高親和性層が必要な場合には、この層は、アクティブプレート表面の隆起部分全体に同時に接触するスタンプ、又は、担体表面上に転がされるスタンプと共に堆積されてもよい。
【００７９】
本発明に係る電子デバイス1は担体10が可撓性のある（フレキシブル）担体であるとき特段の効果がある。
【００８０】
本発明は多くの異なる表示画素構成にも適用可能である。例えば、ＩＰＳ（In-Plane  Switching）型アクティブプレートは櫛型形状に構築されたドレインを有する。反対側の（共通の）電極もまた櫛型形状を有し、かつゲートラインに接続される。透過型ＩＰＳ表示装置のために、ＩＴＯに代わって金属ラインを使用することが可能である。なぜならば、電極の上側の液晶材料はＩＰＳモードではスイッチしないため、金属ラインを使用しても開口を有意には狭くしないからである。
【００８１】
上述の実施形態は本発明を例示するものであり限定するものではない。当業者にとって、添付の請求項の範囲を逸脱することなく、これらの実施形態に代わる実施形態を設計することが可能であろう。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本出願人によって既に提案されたＬＣＤの製造プロセスの説明図である。
【図２】図１の表示装置の１画素を示す平面図である。
【図３】公知のアクティブマトリックス型ＬＣＤの画素回路を示す回路図である。
【図４】図３の画素回路のＴＦＴを示す断面図である。
【図５】本発明に係る第１の処理技術を用いる第１の画素配置を示す図である。
【図６】図５の画素配置での行及び列導体の金属層パターンを示す平面図である。
【図７】本発明に係る第２の処理技術を用いる第２の画素配置を示す図である。
【図８Ａ】本発明に係る第３の処理技術の説明図である。
【図８Ｂ】本発明に係る第３の処理技術の説明図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【国際調査報告】
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