JPH1130773A

JPH1130773A - 液晶表示装置の製造方法

Info

Publication number: JPH1130773A
Application number: JP18530397A
Authority: JP
Inventors: Kanetaka Sekiguchi; 関口　　金孝
Original assignee: Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 1997-07-10
Filing date: 1997-07-10
Publication date: 1999-02-02
Anticipated expiration: 2017-07-10
Also published as: JP4005178B2

Abstract

(57)【要約】【課題】液晶層に紫外線を照射し、液晶層の高分子モ
ノマーを架橋処理する製造方法を有する高分子分散型液
晶表示装置の液晶層の紫外線の照射による劣化を防止す
る。【解決手段】高分子モノマーを有する第１の液晶層を
注入する工程と、第１の液晶層に含む高分子モノマーを
紫外線により架橋処理する工程と、第１の液晶層の一部
を除去し、第２の液晶層を注入する工程を利用し、高分
子モノマーの架橋処理の安定化と、第１の液晶層の紫外
線による安定性を向上する製造工程を有する液晶表示装
置の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示装置の製造
方法に関し、第１の基板と第２の基板を所定の間隙を有
して張り合わせた後に、前記間隙に高分子モノマーを含
む液晶を注入し、さらに前記液晶に紫外線を照射し、高
分子モノマーを架橋する工程を有し、前記液晶と架橋し
た高分子との屈折率の差により外部光を散乱、あるいは
透過する、いわゆる散乱型高分子液晶からなる液晶表示
装置の製造方法に関するものである。また、第１の基
板、あるいは第２の基板の表面の凹凸形状を利用し、液
晶との散乱性の増強を行う、いわゆる界面散乱型の液晶
表示装置の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶パネルを用いた液晶表示装置
の表示容量は、大容量化の一途をたどっている。その液
晶表示装置の構造は、第１の基板上に設ける信号電極に
液晶画素の表示電極を直接に接続するパッシブマトリク
ス型と、信号電極と表示電極の間に非線形抵抗素子を有
するアクティブマトリクス型がある。さらに、第１の基
板上の表示電極と対向するように液晶を介して対向電極
を設け、複数の信号電極と複数の対向電極をマトリクス
状に配置し、信号電極と、対向電極に接続するデーター
電極に外部回路より所定の信号を印加する構造からな
る。

【０００３】そして、単純マトリクス構成（パッシブマ
トリクス型）の液晶表示装置にマルチプレクス駆動を用
いる手段は、高時分割化するに従ってコントラストの低
下あるいは応答速度の低下が生じ、２００本程度の走査
線を有する場合では、充分なコントラストを得ることが
難しくなる。

【０００４】そこで、このような欠点を除去するため
に、個々の画素にスイッチング素子を設けるアクティブ
マトリクスの液晶表示パネルが採用されている。

【０００５】このアクティブマトリクスの液晶表示パネ
ルには、大別すると薄膜トランジスタを用いる三端子系
と、非線系抵抗素子を用いる二端子系とがある。これら
のうち構造や製造方法が簡単な点で、二端子系が優れて
いる。

【０００６】この二端子系のスイッチング素子として
は、ダイオード型や、バリスタ型や、ＴＦＤ型などが開
発されている。

【０００７】このうちＴＦＤ型は、とくに構造が簡単
で、そのうえ製造工程が短いという特徴を備えている。

【０００８】また、液晶表示装置には、液晶表示装置に
付帯する光源は設けず、外部の光源を利用して表示を行
う、反射型液晶表示装置と、液晶表示装置に光源を付帯
する透過型液晶表示装置、あるいは、反射型液晶表示装
置と透過型液晶表示装置の両方を備える半透過型液晶表
示装置がある。特に反射型液晶表示装置の場合には、外
部光源を利用するため、液晶表示装置の透過率、あるい
は反射率、あるいは散乱性が重要となる。そこで、現在
唯一ペーパーホワイトに近い表示が可能な液晶の表示モ
ードとして、高分子散乱型液晶を利用する方式がある。
高分子散乱型には、液晶に高分子モノマーを混合してお
き、液晶を注入処理後に紫外線等の外部エネルギーによ
りモノマーを架橋する方式と、液晶を高分子のドロップ
にする方法等がある。

【０００９】以下に、従来例を図面に基づいて説明す
る。従来例は、液晶層に高分子モノマーを混合し、紫外
線にて架橋構造とする方式を採用する。図１５は、液晶
表示装置の全体を示す平面図であり、図１６は、図１５
の一部を拡大するＡ−Ａ線における断面図であり、図１
６は従来例に示す高分子散乱型液晶表示装置の重要な製
造工程を示す断面図である。以下に図１５と図１６とを
交互に利用して説明する。

【００１０】図１５に示すように、液晶表示装置は、第
１の基板１上に形成するＮ行のデーター電極２と、第２
の基板３上に形成するＭ列の走査電極２の交点からなる
画素電極７を有し、Ｎ行Ｍ列の画素電極７からなる領域
を表示領域９とする。また、図１６に示すように、第１
の基板１と第２の基板３上には、液晶層１６を所定の方
向に揃えるために配向膜５を形成する。また、第１の基
板１と第２の基板３とを所定の間隙を設けて張り合わせ
るために、プラスチック製のスペーサー（図示せず）と
シール材８を形成する。シール材８には、液晶層１６を
前記間隙に注入するために、開口部１４を有する。液晶
層１６は、第１の基板１と第２の基板３とシール材８の
間隙を真空雰囲気に放置し、減圧化された状態にて開口
部１４より注入される。液晶層１６を注入後に開口部４
０を封止材１１により密閉される。

【００１１】液晶層１６には、液晶と高分子モノマー１
８と２色性色素２６とを含む複合液晶を利用している。

【００１２】つぎに、図１６に示すように、第１の基板
１の液晶層１６と対向する面と反対の面（裏面）より紫
外線１２を照射し、液晶層１６に含む高分子モノマーを
架橋させる。この場合に、液晶層１６の分子の分解を防
止するために、３７０ナノメートルより短波長側の紫外
線１２は短波長カットフィフター１３によりカットされ
る。以上により、液晶層１６の高分子モノマー１８は相
互に高分子モノマー１８が結合する架橋構造１９とな
り、液晶１６に高分子を分散する構造が完成する。高分
子の架橋性は、紫外線１２の強度と照射時間に依存し、
さらに、温度に依存する。また、高分子の架橋性（強
度）により高分子分散型液晶表示装置の散乱性（強度）
が決定するため、非常に重要な要因である。さらに、２
色性色素２６は、高分子モノマー１８を架橋構造１９と
する紫外線１２の強度により分解し、２色性の劣化と液
晶１６の例えば、電圧に対する液晶１６の光学変化量の
低下が発生する。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】高分子散乱型液晶表示
装置の表示性能、すなわち、散乱性（強度）と透過性
は、高分子の架橋性（強度）と液晶の屈折率あるいは、
屈折率異方性に依存する。さらに、透過率は、高分子の
屈折率（ｎp）と液晶の屈折率（ｎlc）の差に依存す
る。また、液晶層へ一定電圧を印加した際に起こる液晶
層の散乱性と透過率の変化は、液晶の分子構造に依存す
るため、液晶層の分子構造は非常に重要となる。

【００１４】そのため、液晶層に要求される内容は、高
分子モノマーの分散性が良いこと、粘度が小さいこと、
屈折率が大きいこと、屈折率異方性が大きいこと、印加
電圧に対する分子変化が大きいこと、紫外線で劣化しな
いことがある。しかし、液晶に全てを満足させることは
難しく、例えば、紫外線に対する耐光性と印加電圧に対
する大きな変化量、あるいは、屈折率異方性の大きさは
相反する傾向がある。そのため、高分子散乱型の特性を
重視する場合には、従来法では十分の性能が発揮できな
かった。

【００１５】さらに、高分子と液晶の屈折率の差による
散乱性（強度）では、十分な散乱性を得るためには、液
晶層の厚みを大きくする必要がある。そのため、液晶層
に印加する電圧を大きくする必要が発生し、応答速度の
低下を発生する。そのため、高分子と液晶の屈折率差以
外の散乱性が必要となる。

【００１６】さらに、二色性色素を有する液晶を利用す
る場合には、二色性色素により紫外線が吸収されるた
め、高分子モノマーを十分に架橋することができない。
さらに紫外線の強度の増加、あるいは、照射時間を長時
間化する場合には、二色性色素の分解、あるいは、劣化
が発生してしまう。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の液晶表示装置においては、下記記載の製造
方法を採用する。

【００１８】本発明の液晶表示装置の製造方法は、第１
の基板上に第１の電極をパターン形成する工程と第２の
基板に第２の電極をパターン形成する工程と、第１の基
板と第２の基板を所定の間隙を設けて張り合わせる工程
と、第１の基板と第２の基板の間隙に高分子モノマーを
含む第１の液晶を注入する工程と、少なくとも第１の基
板、あるいは第２の基板の面より紫外線を照射し前記高
分子モノマーを架橋する工程と、紫外線照射後に第１の
基板と第２の基板の間隙より第１の液晶の一部を除去す
る工程と、新たに第２の液晶を第１の基板と第２の基板
の間隙に再度注入する工程とを少なくとも有することを
特徴とする。

【００１９】本発明の液晶表示装置の製造方法は、第１
の基板上に第１の電極をパターン形成する工程と第２の
基板に第２の電極をパターン形成する工程と、少なくと
も第１の基板あるいは第２の基板上に凹凸を形成する工
程と、第１の基板と第２の基板を所定の間隙を設けて張
り合わせる工程と、第１の基板と第２の基板の間隙に高
分子モノマーを含む第１の液晶を注入する工程と、少な
くとも前記凹凸を有する基板の面より紫外線を照射し前
記高分子モノマーを架橋する工程と、紫外線照射後に第
１の基板と第２の基板の間隙より第１の液晶の一部を除
去する工程と、新たに第２の液晶を第１の基板と第２の
基板の間隙に再度注入する工程とを少なくとも有するこ
とを特徴とする。

【００２０】本発明の液晶表示装置の製造方法は、少な
くとも第１の基板上に凹凸を形成する工程と、第１の基
板上の凹凸上に第１の電極をパターン形成する工程と第
２の基板に第２の電極をパターン形成する工程と、第１
の基板と第２の基板を所定の間隙を設けて張り合わせる
工程と、第１の基板と第２の基板の間隙に高分子モノマ
ーを含む第１の液晶を注入する工程と、少なくとも前記
凹凸を有する基板の面より紫外線を照射し前記高分子モ
ノマーを架橋する工程と、紫外線照射後に第１の基板と
第２の基板の間隙より第１の液晶の一部を除去する工程
と、新たに第２の液晶を第１の基板と第２の基板の間隙
に再度注入する工程とを少なくとも有することを特徴と
する。

【００２１】本発明の液晶表示装置の製造方法は、少な
くとも第１の基板上に感光性樹脂を塗布する工程と、感
光性樹脂上に樹脂ビーズを散布する工程と、第１の基板
の感光性樹脂側および、第１の基板側より光を照射する
工程により凹凸を形成する工程と、第１の基板上の凹凸
上に第１の電極をパターン形成する工程と第２の基板に
第２の電極をパターン形成する工程と、第１の基板と第
２の基板を所定の間隙を設けて張り合わせる工程と、第
１の基板と第２の基板の間隙に高分子モノマーを含む第
１の液晶を注入する工程と、少なくとも前記凹凸を有す
る基板の面より紫外線を照射し前記高分子モノマーを架
橋する工程と、紫外線照射後に第１の基板と第２の基板
の間隙より第１の液晶の一部を除去する工程と、新たに
第２の液晶を第１の基板と第２の基板の間隙に再度注入
する工程とを少なくとも有することを特徴とする。

【００２２】本発明の液晶表示装置の製造方法は、第２
の液晶として二色性色素を含む液晶を第１の基板と第２
の基板の間隙に再度注入することを特徴とする。

【００２３】本発明の液晶表示装置の製造方法は、第１
の基板と第２の基板の間隙に高分子モノマーを含む第１
の液晶を注入する工程後に、第１の電極と第２の電極間
に電圧を印加し、液晶に電圧を印加する状態にて少なく
とも前記凹凸を有する基板の面より紫外線を照射し前記
高分子モノマーを架橋する工程を有することを特徴とす
る。

【００２４】（作用）高分子モノマーを含む液晶を第１
の液晶層として第１の基板と第２に基板の間隙に注入す
る。さらに、第１の液晶層に含む高分子モノマーに紫外
線等の外部エネルギーを与え、架橋反応を誘発し、高分
子に架橋を発生させる。この際利用する液晶は、高分子
モノマーに対する液晶の要求を最大限に活用できる液晶
を選択することが可能となる。また、高分子モノマーを
架橋する紫外線の照射強度は、液晶の劣化を無視して、
高分子モノマーの架橋を最優先に選択することが可能と
なる。

【００２５】さらに、第１の注入に利用する高分子モノ
マーを含む溶媒を、特に液晶に限定する必要はないが、
第１の液晶を除去した後に、第２の液晶を注入するた
め、第１の液晶が僅かに残るため、第１の注入に利用す
る高分子モノマーを含む溶媒は、液晶とすることによ
り、第２の液晶の特性を劣化することを防止できる。

【００２６】さらに、第１の液晶層を除去する工程の後
に、第２の液晶を注入する。この時の液晶は、高分子モ
ノマーの架橋反応を行う紫外線の照射する工程は、行わ
ないため、液晶の紫外線に対する耐久性は犠牲にでき
る。

【００２７】さらに、最終的に使用する液晶に二色性色
素を含む場合には、第２の液晶層に二色性色素を含有さ
せれば良いため、高分子モノマーの架橋の際に二色性色
素による吸収、あるいは二色性色素の劣化を防止するこ
とができる。

【００２８】さらに、第１の基板と第２の基板上に凹凸
を有する基板を採用し、第１の基板と第２の基板の凹凸
形状により紫外線の光量分布により、第１の液晶層に含
む高分子モノマーの架橋性を制御し、凹凸近傍には高分
子モノマーの架橋を少なくし、凹凸から離れた部分、例
えば平面的、あるいは、液晶層の断面的に凹凸部より離
れた部分に高分子モノマーの架橋を密にすることによ
り、第２の液晶と凹凸部の界面での散乱性の向上と、第
２の液晶と高分子との散乱の相乗効果により、従来の液
晶層と同様の厚さにおいても、散乱性を向上することが
できるため、低電圧にて液晶層を駆動することができ
る。さらに、応答特性を改善することができる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下に本発明の液晶表示装置の製
造方法を実施するための最良の形態を図面を使用して説
明する。

【００３０】はじめに、本発明の第１の実施形態におけ
る液晶表示装置の製造工程を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態を示す液晶表示装置の
全体を示す平面図である。図２は、第１の液晶を注入す
る工程を示す断面図である。図３は、液晶に含む高分子
モノマーを架橋構造にする工程を示す断面図であり、図
１のＢ−Ｂ線に示す断面図である。図４は、第１の液晶
の一部を除去し、同時に第２の液晶を注入する工程を示
す断面図である。図３と４とは、発明を明確にするため
に製造工程の途中を表している。以下、図１と図２と図
３と図４とを用いて本発明の第１の実施形態を説明す
る。

【００３１】図１に示すように、第１の基板１上に形成
するＮ行のデーター電極２と、第２の基板３上に形成す
るＭ列の走査電極４の交点からなる画素電極７を有し、
Ｎ行Ｍ列の画素電極７からなる領域を表示領域９とす
る。さらに、図３に示すように、第１の基板１と第２の
基板３上には、液晶層６を所定の方向に揃えるために配
向膜５を形成する、つぎに、第１の基板１と第２の基板
３とを所定の間隙を設けて張り合わせるために、プラス
チック製のスペーサー（図示せず）を第１の基板１、あ
るいは第２の基板３上に散布する。つぎに、シール材８
を形成する。シール材８には、第１の液晶層１６と第２
の液晶層１７とを前記間隙に注入するために、第１の開
口部１４を有する。さらに、シール材８には、第１の液
晶層１６の液晶成分の一部を除去するための第２の開口
部１５を有する。

【００３２】まづ、図２に示すように、第１の基板１と
第２の基板３との間隙は、シール材８と第２の開口部１
５を密閉する気密冶具３０とにより、第１の開口部１４
のみが開口する状態となる。つぎに、前記間隙は、真空
装置（図示せず）内で減圧状態とされ、液晶溜め３３を
満たす第１の液晶層１６を大気にて加圧することによ
り、第１の液晶層１６は、前記間隙に注入される。

【００３３】つぎに、図３に示すように、第１の基板１
の第１の液晶層１６と対向する面（裏面）より紫外線１
２を照射し、第１の液晶層１６に含む高分子モノマー１
８を架橋構造１９とする。この場合に、高分子モノマー
１８を十分に架橋させると同時に発生する高分子モノマ
ー１８の架橋構造１９の再分解を防止するために、３７
０ナノメートルより短波長側の紫外線１２をカットする
紫外線カットフィルター１３を紫外線光源と第１の基板
１との間に使用する。図３では、便宜上曲線にて架橋構
造１９の進行を示している。以降の実施形態においても
同様に示す。

【００３４】つぎに、図４に示すように、第１の液晶層
１６の一部を除去し、新たに第２の液晶層１７を注入す
る工程を行う。まづ、第２の開口部１５に吸引冶具３１
を装着し、吸引冶具３１により減圧雰囲気とし、第１の
基板１と第２の基板３との間隙にある第１の液晶層１６
の一部の成分を除去すると同時に、第１の開口部１４よ
り、第２の液晶層１７を注入する。図２と異なり、液晶
溜め３３には第２の液晶層１７を満たす。また、図４
は、工程を理解し易くするために、第１の液晶層１６の
一部を除去し、第２の液晶層１７を新たに注入する途中
を示している。

【００３５】つぎに、第１の基板１と第２の基板３との
間隙を一定とするように加圧状態にして第２の液晶層１
７を、僅かに第１の開口部１４と第２の開口部１５より
滲み出した後に、加圧を弱め、封止材（図示ぜず）を各
開口部１４、１５に浸透させ封止する。

【００３６】以上の工程により、第１の基板１と第２の
基板３との間隙には、架橋構造１９を有する高分子と第
２の液晶層１７があり、架橋構造１９の高分子と第２の
液晶層１７との屈折率差により散乱状態を示す、高分子
散乱型液晶表示装置が完成する。以上の工程により形成
される高分子散乱型液晶表示装置は、高分子モノマー１
８の架橋反応の際に発生する液晶の分解等の影響を受け
ていない第２の液晶層１７を再注入しているため、散乱
性の向上、安定性の向上、電圧保持率の向上、電気光学
特性の改善が可能となる。

【００３７】さらに、第１の液晶層１６を第１の基板１
と第２の基板３とシール材にて囲まれた間隙に注入する
際には、第２の開口部１５を気密冶具３０にて密閉する
ことにより、従来と同様に、第１の液晶層１６を注入す
ることが可能となる。さらに、第２の液晶層１７の注入
の際には、前記第２の開口部１５に吸引冶具３１を接続
することにより、第２の液晶層１７の注入を迅速にする
と同時に、第１の液晶層１６と第２の液晶１７の交換を
効率よく実施することが可能となる。

【００３８】つぎに、本発明の第２の実施形態における
液晶表示装置の製造工程を図面に基づいて説明する。図
５は、感光性樹脂をフォトマスクを利用し、第１の基板
上に凹凸部を形成する工程を示す断面図である。図６
は、第１の基板上に感光性樹脂からなる凹凸部を形成し
た断面図である。図７は、凹凸を有する第１の基板と第
２の基板を所定の間隙にて貼り合わせ、第１の液晶層を
注入し、高分子モノマーに紫外線を照射する工程を示す
断面図である。図８は、第１の液晶層の一部を除去し第
２の液晶層を注入する工程を示す断面図である。以下、
図５と図６と図７と図８とを用いて第２の実施形態を説
明する。

【００３９】まづ、図５に示すように、第１の基板１上
に感光性ポリイミド樹脂２０を回転塗布法にて２〜３マ
イクロメートル（μm）の膜厚で塗布する。つぎに、感
光性ポリイミド樹脂２０をフォトマスク２１上のパター
ン形成された遮光膜３６を利用して部分的に紫外線２３
にて露光する。感光性ポリイミド樹脂２０はネガ型のた
め紫外線２３の照射部が化学変化し、現像液に不溶性と
なる。図５には、紫外線２３の照射部２２とフォトマス
ク２１上の遮光膜３６に相当する未反応部を示し、紫外
線２３の露光量を大きくするとともに、フォーカスをず
らし、遮光膜３６の内側まで感光性樹脂２０を露光され
るようにしてある。

【００４０】つぎに、感光性ポリイミド樹脂２０をアル
カリ現像液にて現像処理を行い、紫外線の照射部２２と
その周囲以外の感光性ポリイミド樹脂２０を除去する。
さらに、残存感光性ポリイミド樹脂２０を２５０℃にて
焼成し、感光性ポリイミド樹脂２０の形状のスムーズ処
理を行い、図６に示すようにサイン曲線に類似する凹部
２３と凸部２４を形成する。凹凸部はスムーズな曲線形
状をしているため、以後の工程にて感光性ポリイミド樹
脂２０上に形成する第１の電極２の断線の防止と、高分
子モノマー１８の架橋する領域の制御に有効となる。

【００４１】つぎに、図７に示すように、感光性ポリイ
ミド樹脂２０に凹凸部２３、２４を有する第１の基板１
上に第１の電極２をパターン形成する。第１の電極２は
ストライプ形状とする。同様に、第２の基板３上におい
ても、感光性ポリイミド樹脂２０を形成し、紫外線によ
り露光処理を行い、凹凸部２３、２４を形成する。さら
に、凹凸部２３、２４上に第２の電極４をパターン形成
する。

【００４２】さらに、図７においては、以上の工程によ
り加工処理した第１の基板１と第２の基板３とを所定の
間隙を有して張り合わせ、第１の実施形態に示す図２と
同様に高分子モノマー１８を有する第１の液晶層１６を
第１の開口部（図示せず）より注入する。さらに、第１
の基板１の裏面より紫外線１２を照射する。この際に、
第１の基板１上の凹凸部２３、２４は、レンズとしての
作用と透過率の差により、凹部２３上の高分子モノマー
１８の架橋強度は、凸部２４上の高分子モノマー１８の
架橋強度より強く架橋するため、高分子モノマー１８の
架橋性に分布を形成することができる。さらに、第２の
基板３の裏面より同様に高分子モノマー１８に紫外線に
よる架橋処理を行うことにより、第２の基板３側におい
ても同様に架橋度の分布を形成できる。本実施形態にお
いては、第１の基板１の裏面と第２の基板３の裏面より
紫外線１２を照射し、高分子モノマー１８の架橋構造１
９の強度を向上させた。

【００４３】つぎに、第１の実施形態の図４と同様に、
第２の開口部（図示せず）により第１の液晶層１６の未
反応分の高分子モノマー１８と液晶を除去する工程によ
り、図８に示すように、凸部２４上の高分子モノマー１
８は除去される。そのため、凹部２３と凸部２４とで
は、架橋構造１９が異なる割合となる。さらに、第１の
開口部より第２の液晶層１７を注入し、第１の開口部と
第２の開口部を封光材（図示せず）にて封止する工程に
より、第２の液晶層１７と架橋構造１９とが異なる相互
作用を示す。

【００４４】以上の工程により、第１の基板１と第２の
基板３との間隙には、感光性ポリイミド樹脂２０の凹凸
部２３、２４と架橋構造１９に分布を有する第２の液晶
層１７を形成することができる。すなわち、架橋構造１
９の高分子と第２の液晶層１７との屈折率差により散乱
状態と第２の液晶層１７と基板１、３上の凹凸部２３、
２４と第２の液晶層１７との界面散乱との相乗効果を有
する高分子、界面散乱型液晶表示装置が完成する。以上
の工程により形成される高分子、界面散乱型液晶表示装
置は、高分子モノマー１８の架橋反応の際に発生する液
晶の分解等の影響を受けていない第２の液晶層１７を再
注入しているため、散乱性の向上、安定性の向上、電圧
保持率の向上、電気光学特性の改善が可能となる。さら
に、第１の液晶層１６中に残る未反応の高分子モノマー
１８を第１の液晶層１６の除去の際に取り去ることがで
きるため、高分子モノマー１８の架橋分布の安定化と、
液晶表示装置の使用中の紫外線照射による変質を防止で
きる。

【００４５】さらに、架橋構造１９の高分子と第２の液
晶層１７との屈折率差により散乱状態と第２の液晶層１
７と基板１、３上の凹凸部２３、２４と第２の液晶層１
７との界面散乱との相乗効果により、従来の高分子によ
る散乱のみの場合に比較し、散乱強度が向上できるた
め、第１の基板１と第２の基板３との間隙を小さくして
も良好の散乱強度が得られるため、従来より間隙を小さ
くすることができ、液晶表示装置の駆動電圧の低減化と
高速応答化ができる。さらに、第１の電極２、あるいは
第２の電極４を感光性ポリイミド樹脂２０の凹凸部２
３、２４上に形成するため、液晶層へ効率良く電圧を印
加することができる。

【００４６】つぎに、本発明の第３の実施形態における
液晶表示装置の製造工程を図面に基づいて説明する。第
３の実施形態においては、第２の実施形態に示す第１の
基板１、あるいは第２の基板３上に形成する凹部２３と
凸部２４の異なる製造工程に関して説明するものであ
る。さらに、第２の液晶層には２色性色素を有する場合
に関して説明するものである。図９は、第１の基板上に
凹凸部を形成する工程を示す断面図である。図１０は、
第１の液晶層を注入し、高分子モノマーを架橋処理する
工程を示す断面図である。図１１は、２色性色素を含む
第２の液晶層を注入する工程を示す断面図である。さら
に、図１２は、第１の液晶層を注入する際に利用する第
１の開口部と第２の開口部の様子を示す平面図である。
図９と図１０と図１１の断面図は、図１２のＣ−Ｃ線に
おける断面図に相当する。以下に、図９と図１０と図１
１と図１２とを交互に用いて第３の実施形態を説明す
る。

【００４７】まづ、図９に示すように、第１の基板１上
にポリイミド樹脂２０を回転塗布法にて２〜３マイクロ
メートル（μm）の膜厚で塗布する。つぎに、ポリイミ
ド樹脂２０上にプラスチック樹脂からなる５〜７マイク
ロメートル（μm）のビーズ２５を散布する。つぎに、
２００℃にて熱処理を行い、ビーズ２５をポリイミド樹
脂２０の内部に沈めるとともに、ビーズ２５上にポリイ
ミド樹脂２０を被服する。以上により、ビーズ２５の周
囲はスムーズは曲線形状とすることができる。また、ポ
リイミド樹脂２０とビーズ２５の屈折率を変えることが
できる。

【００４８】つぎに、図１０に示すように、ポリイミド
樹脂２０の凹凸部２３、２４を有する第１の基板１上に
第１の電極２をパターン形成する。第１の電極２はスト
ライプ形状とする。第２の基板３においても、同様に、
第２の基板３上にポリイミド樹脂２０を形成し、ビーズ
を散布し、熱処理工程により、凹凸部２３、２４を形成
する。さらに、第２の電極４をパターン形成する。以上
の第１の基板１と第２の基板３上に酸化シリコンを主成
分とする絶縁膜５を形成する。この酸化シリコン膜５
は、斜方蒸着法を利用し、配向性を有する膜である。以
上の工程により形成された基板１、３とを貼り合わせ
る。

【００４９】さらに、図１２に示すように、以上の処理
工程により形成された第１の基板１と第２の基板３をシ
ール材８により所定の間隙を有して貼り合わせる工程の
後に、前記シール材８に形成する第１の開口部１４によ
り第１の液晶層１６を注入する。この際に、第１の実施
形態に利用する第２の開口部１５は、細いシール材８に
より閉じられている。このため、第１の開口部１４のみ
が開口され、従来と同様に第１の液晶層１６を注入する
ことができる。

【００５０】さらに、第１の基板１の裏面より紫外線１
２を照射する。この際に、第１の基板１上の凹凸部２
３、２４は、レンズとしての作用と透過率の差により、
凹部２３上の高分子モノマー１８の架橋強度は、凸部２
４上の高分子モノマー１８の架橋強度より強く架橋する
ため、高分子モノマー１８の架橋性に分布を形成するこ
とができる。さらに、第２の基板３の裏面より同様に高
分子モノマー１８に紫外線による架橋処理を行うことに
より、第２の基板３側においても同様に架橋度の分布を
形成できる。本実施形態においては、第１の基板１の裏
面と第２の基板３の裏面より紫外線１２を照射し、高分
子モノマー１８の架橋構造１９の強度を向上させた。

【００５１】さらに、図１２に示す第２の開口部１５に
相当するシール材８の細い部分３７をレーザー光の照射
りより開口し、第２の開口部１５とし、第２の開口部１
５より第１の液晶層１６の一部を除去し、第１の開口部
１４より２色性色素２６を有する第２の液晶層１７を注
入する。さらに、第１の開口部１４と第２の開口部１５
とを封光材（図示せず）にて封止する工程を有する。以
上により、ポリイミド樹脂２０とビーズ２５との屈折率
の差により高分子モノマー１８の架橋の分布を制御する
ことができる。さらに、架橋構造１９の高分子と第２の
液晶層１７との屈折率差により散乱状態と第２の液晶層
１７と基板１、３上の凹凸部２３、２４と第２の液晶層
１７との界面散乱との相乗効果により、従来の高分子に
よる散乱のみの場合に比較し、散乱強度が向上できるた
め、第１の基板１と第２の基板３との間隙を小さくして
も良好の散乱強度が得られるため、従来より間隙を小さ
くすることができ、液晶表示装置の駆動電圧の低減化と
高速応答化ができる。

【００５２】また、最も有効な点は、高分子モノマー１
８を架橋処理するさいに、２色性色素２６の劣化を誘発
することが完全に防止できる点である。すなわち、第１
の液晶層１６にて高分子モノマー１８を架橋処理する工
程を行い、第１の液晶層１６の一部除去する工程と第２
の液晶層１７を注入する工程を設けることにより以上の
効果が達成できる。

【００５３】つぎに、本発明の第４の実施形態における
液晶表示装置の製造工程を図面に基づいて説明する。第
４の実施形態においては、第１の実施形態ほ、第１の実
施形態と同様の工程で形成し、高分子モノマーを含む第
１の液晶層を注入した後に第１の電極と第２の電極に電
圧を印加しながら紫外線を照射し、高分子モノマーの架
橋処理を行う製造方法を示す。図１３は、第１の実施形
態と同様に第１の液晶層に含む高分子モノマーを注入す
る工程を示す断面図である。図１４は、第１の電極と第
２の電極に電圧を印加し、液晶を電圧により分子変形処
理を行い、高分子モノマーの配向性を向上し、紫外線で
架橋処理する工程を示す断面図である。以下に、図１３
と図１４とを交互に用いいて第４の実施形態を説明す
る。

【００５４】まづ、図１３に示すように、第１の実施形
態と同様に、第１の基板１上に第１の電極２と液晶を規
則的に配列する配向処理を施した配向膜５を形成する。
あらに、第２の基板３上にも、同様に第２の電極４と配
向膜５とを形成する。さらに、前記処理工程を終了した
第１の基板１と第２の基板３とを所定の間隙を有して貼
り合わせ、高分子モノマー１８を含む第１の液晶層１６
を注入する。

【００５５】つぎに、第１の電極２に正の電圧３４を印
加し、第２の電極４に負の電圧３５を印加することによ
り、図１４に示すように、第１の液晶層１６の液晶と高
分子モノマー１８は、電圧の印加方向に配向する。つぎ
に、第１の基板１の裏面より、フィルター１３を介して
紫外線１２を照射する。この紫外線１２の照射により、
高分子モノマー１８は、電圧を印加した状態にて架橋構
造１９となるため、電圧を除去した後にも、電圧を印加
して状況を記憶させることができる。

【００５６】つぎに、第１の実施形態から第３の実施形
態に示す工程のいづれかを利用し、第１の液晶層１６の
一部を除去し、第２の液晶層１７を注入することによ
り、配向性の優れた架橋構造１９を形成することができ
る。以上により、従来より、第１の液晶層１６の架橋構
造１９と第２の液晶層１７の液晶との散乱強度の増加と
透過率の向上、すなわち、コントラストの改善が可能と
なる。

【００５７】

【発明の効果】以上の説明から明かなように、高分子モ
ノマーを含む液晶を第１の液晶層として第１の基板と第
２に基板の間隙に注入する。さらに、第１の液晶層に含
む高分子モノマーに紫外線等の外部エネルギーを与え、
架橋反応を誘発し、高分子に架橋を発生させる。この際
利用する液晶は、高分子モノマーに対する液晶の要求を
最大限に活用できる液晶を選択することが可能となる。
また、高分子モノマーを架橋する紫外線の照射強度は、
液晶の劣化を無視して、高分子モノマーの架橋を最優先
に選択することが可能となる。

【００５８】さらに、第１の注入に利用する高分子モノ
マーを含む溶媒を、特に液晶に限定する必要はないが、
第１の液晶を除去した後に、第２の液晶を注入するた
め、第１の液晶が僅かに残るため、第１の注入に利用す
る高分子モノマーを含む溶媒は、液晶とすることによ
り、第２の液晶の特性を劣化することを防止できる。

【００５９】さらに、第１の液晶層を除去する工程の後
に、第２の液晶を注入する。この時の液晶は、高分子モ
ノマーの架橋反応を行う紫外線の照射する工程は、行わ
ないため、液晶の紫外線に対する耐久性は犠牲にでき
る。

【００６０】さらに、最終的に使用する液晶に二色性色
素を含む場合には、第２の液晶層に二色性色素を含有さ
せれば良いため、高分子モノマーの架橋の際に二色性色
素による吸収、あるいは二色性色素の劣化を防止するこ
とができる。

【００６１】さらに、第１の基板と第２の基板上に凹凸
を有する基板を採用し、第１の基板と第２の基板の凹凸
形状により紫外線の光量分布により、第１の液晶層に含
む高分子モノマーの架橋性を制御し、凹凸近傍には高分
子モノマーの架橋を少なくし、凹凸から離れた部分、例
えば平面的、あるいは、液晶層の断面的に凹凸部より離
れた部分に高分子モノマーの架橋を密にすることによ
り、第２の液晶と凹凸部の界面での散乱性の向上と、第
２の液晶と高分子との散乱の相乗効果により、従来の液
晶層と同様の厚さにおいても、散乱性を向上することが
できるため、低電圧にて液晶層を駆動することができ
る。さらに、応答特性を改善することができる。

【００６２】さらに、第１の液晶層の高分子モノマーを
架橋処理する際に、第１の電極と第２の電極間に電圧を
印加して第１の液晶層を分子変形させながら架橋処理を
行うことにより、第１の液晶層に含む高分子モノマーの
架橋構造の配向性を向上することにより、液晶と高分子
モノマーの架橋構造との散乱強度の改善を行うことがで
きる。

【００６３】以上の第１の実施形態から第４の実施形態
にかんしては、第１の電極と第２の電極を単純に交差す
る構造、いわゆるパッシブ・マトリクス型の液晶表示装
置に関して説明したが、当然アクティブ・マトリクス型
の液晶表示装置に応用する場合においても本発明の効果
は、有効である。

【００６４】さらに、第１の実施形態から第４のに実施
形態の相互の組み合わせに関しても当然本発明の効果は
有効である。

【００６５】さらに、第１の実施形態から第４の実施形
態に関して、第１の電極あるいは、第２の電極のいづれ
かが金属膜、あるいは、反射性を有する電極において
も、当然本発明の効果は有効である。

【００６６】さらに、第１の実施形態から第４の実施形
態に関しては、第１の基板あるいは第２の基板のいづれ
においてもカラーフィルターを形成しない場合に関して
説明を行っているが、第１の基板、あるいは第２の基板
上のカラーフィルターを形成する場合においても、当然
本発明に効果は有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態における液晶表示装置
の平面図である。

【図２】本発明の第１の実施形態における液晶表示装置
の製造工程を示す断面図である。

【図３】本発明の第１の実施形態における液晶表示装置
の製造工程を示す断面図である。

【図４】本発明の第１の実施形態における液晶表示装置
の製造工程を示す断面図である。

【図５】本発明の第２の実施形態における液晶表示装置
の製造工程を示す断面図である。

【図６】本発明の第２の実施形態における液晶表示装置
の製造工程を示す断面図である。

【図７】本発明の第２の実施形態における液晶表示装置
の製造工程を示す断面図である。

【図８】本発明の第２の実施形態における液晶表示装置
の製造工程を示す断面図である。

【図９】本発明の第３の実施形態における液晶表示装置
の製造工程を示す断面図である。

【図１０】本発明の第３の実施形態における液晶表示装
置の製造工程を示す断面図である。

【図１１】本発明の第３の実施形態における液晶表示装
置の製造工程を示す断面図である。

【図１２】本発明の第３の実施形態における液晶表示装
置の構造を示す平面図である。

【図１３】本発明の第４の実施形態における液晶表示装
置の製造工程を示す断面図である。

【図１４】本発明の第４の実施形態における液晶表示装
置の製造工程を示す断面図である。

【図１５】従来例に液晶表示装置の構造を示す平面図で
ある。

【図１６】従来例における液晶表示装置の製造工程を示
す断面図である。

【符号の説明】

１第１の基板２第１の電極３第２の基板４第２の電極５配向膜、絶縁膜８シール１２紫外線１４第１の開口部１５第２の開口部１６第１の液晶層１７第２の液晶層１８高分子モノマー１９架橋構造２６２色性色素

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の基板上に第１の電極をパターン形
成する工程と第２の基板に第２の電極をパターン形成す
る工程と、第１の基板と第２の基板を所定の間隙を設け
て張り合わせる工程と、第１の基板と第２の基板の間隙
に高分子モノマーを含む第１の液晶を注入する工程と、
少なくとも第１の基板、あるいは第２の基板の面より紫
外線を照射し前記高分子モノマーを架橋する工程と、紫
外線照射後に第１の基板と第２の基板の間隙より第１の
液晶の一部を除去する工程と、新たに第２の液晶を第１
の基板と第２の基板の間隙に再度注入する工程とを少な
くとも有することを特徴とする液晶表示装置の製造方
法。
【請求項２】第１の基板上に第１の電極をパターン形
成する工程と第２の基板に第２の電極をパターン形成す
る工程と、少なくとも第１の基板あるいは第２の基板上
に凹凸を形成する工程と、第１の基板と第２の基板を所
定の間隙を設けて張り合わせる工程と、第１の基板と第
２の基板の間隙に高分子モノマーを含む第１の液晶を注
入する工程と、少なくとも前記凹凸を有する基板の面よ
り紫外線を照射し前記高分子モノマーを架橋する工程
と、紫外線照射後に第１の基板と第２の基板の間隙より
第１の液晶の一部を除去する工程と、新たに第２の液晶
を第１の基板と第２の基板の間隙に再度注入する工程と
を少なくとも有することを特徴とする液晶表示装置の製
造方法。
【請求項３】少なくとも第１の基板上に凹凸を形成す
る工程と、第１の基板上の凹凸上に第１の電極をパター
ン形成する工程と第２の基板に第２の電極をパターン形
成する工程と、第１の基板と第２の基板を所定の間隙を
設けて張り合わせる工程と、第１の基板と第２の基板の
間隙に高分子モノマーを含む第１の液晶を注入する工程
と、少なくとも前記凹凸を有する基板の面より紫外線を
照射し前記高分子モノマーを架橋する工程と、紫外線照
射後に第１の基板と第２の基板の間隙より第１の液晶の
一部を除去する工程と、新たに第２の液晶を第１の基板
と第２の基板の間隙に再度注入する工程とを少なくとも
有することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項４】少なくとも第１の基板上に感光性樹脂を
塗布する工程と、感光性樹脂上に樹脂ビーズを散布する
工程と、第１の基板の感光性樹脂側および、第１の基板
側より光を照射する工程により凹凸を形成する工程と、
第１の基板上の凹凸上に第１の電極をパターン形成する
工程と第２の基板に第２の電極をパターン形成する工程
と、第１の基板と第２の基板を所定の間隙を設けて張り
合わせる工程と、第１の基板と第２の基板の間隙に高分
子モノマーを含む第１の液晶を注入する工程と、少なく
とも前記凹凸を有する基板の面より紫外線を照射し前記
高分子モノマーを架橋する工程と、紫外線照射後に第１
の基板と第２の基板の間隙より第１の液晶の一部を除去
する工程と、新たに第２の液晶を第１の基板と第２の基
板の間隙に再度注入する工程とを少なくとも有すること
を特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項５】前記第２の液晶として二色性色素を含む
液晶を第１の基板と第２の基板の間隙に再度注入するこ
とを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の液晶
表示装置の製造方法。
【請求項６】前記第１の基板と第２の基板の間隙に高
分子モノマーを含む第１の液晶を注入する工程後に、第
１の電極と第２の電極間に電圧を印加し、液晶に電圧を
印加する状態にて少なくとも前記凹凸を有する基板の面
より紫外線を照射し前記高分子モノマーを架橋する工程
を有することを特徴とする請求項１から５のいずれかに
記載の液晶表示装置の製造方法。