JPH09251165A - カラー表示装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ３種類の液状表示媒体を、互いに混じり合わ
ないように対向する一対の基板間に容易に注入できるよ
うにする。 【解決手段】 基板１０，２０間に、隔壁３１によっ
て、第１くし状溝領域４０、第２くし状溝領域５０およ
びジグザグ状溝領域６０を形成する。第１くし状溝領域
４０および第２くし状溝領域５０は、それぞれのくし歯
部分４０ｃ，５０ｃが互いに相手方のくし歯部分５０
ｃ，４０ｃの間に入り込むようにする。ジグザグ状溝領
域６０は、第１くし状溝領域４０のくし歯部分４０ｃと
第２くし状溝領域５０のくし歯部分５０ｃとの間を通る
ようにする。排出口４０ｂから第１くし状溝領域４０内
を真空に引いた後、注入口４０ａから第１くし状溝領域
４０内に赤の表示用の液晶材料７０を注入する。同様
に、第２くし状溝領域５０およびジグザグ状溝領域６０
内に青および緑の表示用の液晶材料８０および９０を注
入する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、色の表示用に液
晶材料などの液状表示媒体を用いるカラー表示装置、お
よびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のカラー液晶表示装置では、液晶を
挟持する基板上に印刷や染色などによりカラーフィルタ
を形成して着色を行い、オンオフ的ないしスイッチング
的な制御によってカラー表示を実現している。

【０００３】これに対して、カイラルネマティック液晶
やコレステリック液晶からなるホスト液晶中に二色性色
素を溶解したゲストホスト液晶を用いる液晶表示装置で
は、その二色性色素にもとづくカラー表示が可能とな
り、液晶層とは別にカラーフィルタを形成する必要がな
いという利点がある。

【０００４】このゲストホスト方式によれば、それぞれ
イエロー、マゼンタ、シアンの表示用のゲストホスト液
晶を積層することによって、減法混色方式により、原理
的にフルカラー表示ができることが報告されている
（Ｔ．Ｕｃｈｉｄａ Ｍｕｌｔｉｃｏｌｏｒ Ｌｉｑｕ
ｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙｓ Ｏｐｔｉｃ
ａｌ Ｅｎｇ．２３，３，ｐｐ２４７−２５２ ’８４
参照）。

【０００５】しかし、この方式では、３層のゲストホス
ト液晶を積層するため、斜め方向から見たとき、各層の
ゲストホスト液晶による像が視差のためにずれて見える
とともに、３層のゲストホスト液晶に対する電極や駆動
系などを別個に形成しなければならないため、装置の製
造が複雑となる。

【０００６】そこで、互いに異なる色の表示用の３種類
のゲストホスト液晶を同一平面上に並置する方式が考え
られている。ただし、この場合、それぞれ電極を形成し
た対向する一対の基板間に、３種類のゲストホスト液晶
の液晶材料を互いに混じり合わないように注入する必要
がある。

【０００７】このように３種類の液晶を同一平面上に並
置したカラー液晶表示装置、およびその製造方法とし
て、特開昭５８−２３０１５号公報および特開昭５９−
２１４８８６号公報には、次のようなものが示されてい
る。

【０００８】すなわち、特開昭５８−２３０１５号公報
に示された装置および方法では、図５に示すように、下
部支持基板１と上部支持基板２との間に、ポリイミドな
どからなる隔壁３によってストライプ状の溝４ｒ，４
ｇ，４ｂを形成し、その溝４ｒ，４ｇ，４ｂ内に、それ
ぞれ赤、緑、青の表示用の液晶材料を注入する。

【０００９】ただし、上部支持基板２は下部支持基板１
より短くして、上部支持基板２の両端側を開放し、その
両端側に、溝４ｒ，４ｇ，４ｂごとに異なる位置に開口
５ｒ，５ｇ，５ｂを形成したフィルム５を貼り付ける。

【００１０】そして、まず、溝４ｒ，４ｇ，４ｂの両端
部において、フィルム５の開口５ｇ，５ｂをテープ６
ｇ，６ｂで覆って、開口５ｒから溝４ｒ内に赤の表示用
の液晶材料を注入し、注入後、開口５ｒを封止する。

【００１１】次に、テープ６ｇを剥がして、開口５ｇか
ら溝４ｇ内に緑の表示用の液晶材料を注入し、注入後、
開口５ｇを封止する。最後に、テープ６ｂを剥がして、
開口５ｂから溝４ｂ内に青の表示用の液晶材料を注入
し、注入後、開口５ｂを封止する。

【００１２】特開昭５９−２１４８８６号公報に示され
た装置および方法では、図６に示すように、支持基板７
上に、隔壁３によってストライプ状の溝４ｒ，４ｇ，４
ｂを形成し、その溝４ｒ，４ｇ，４ｂ内に、それぞれ
赤、緑、青の表示用の液晶材料を注入する。

【００１３】ただし、この場合、溝４ｒ，４ｇ，４ｂの
一端は、支持基板７の一端面に臨んだ開口としておくと
ともに、溝４ｇ，４ｂの一端側は、溝４ｇ，４ｂごとに
異なる位置において仮封止材８ｇ，８ｂによって封止し
ておく。

【００１４】そして、まず、溝４ｒの一端の開口から溝
４ｒ内に赤の表示用の液晶材料を注入し、注入後、溝４
ｒを溝４ｂの仮封止材８ｂより内側の位置Ｌｃで本封止
する。

【００１５】次に、溝４ｒ，４ｇ，４ｂの一端部を、溝
４ｇの仮封止材８ｇと溝４ｂの仮封止材８ｂとの間の位
置Ｌａで支持基板７とともに切除して、溝４ｇの一端を
開口とし、この開口から溝４ｇ内に緑の表示用の液晶材
料を注入し、注入後、溝４ｇを溝４ｒと同じ位置Ｌｃで
本封止する。

【００１６】最後に、溝４ｒ，４ｇ，４ｂの一端部を、
仮封止材８ｂより内側の位置Ｌｂで支持基板７とともに
切除して、溝４ｂの一端を開口とし、この開口から溝４
ｂ内に青の表示用の液晶材料を注入し、注入後、溝４ｂ
を溝４ｒ，４ｇと同じ位置Ｌｃで本封止する。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５に
示した従来のカラー液晶表示装置およびその製造方法で
は、基板１，２の板面に垂直な方向に向いた開口５ｒ，
５ｇ，５ｂから溝４ｒ，４ｇ，４ｂ内に液晶材料を注入
するので、溝４ｒ，４ｇ，４ｂ内に液晶材料を注入する
のがかなり困難である。

【００１８】また、図６に示した従来のカラー液晶表示
装置およびその製造方法では、溝４ｒ，４ｇ，４ｂの延
長方向に向いた開口から溝４ｒ，４ｇ，４ｂ内に液晶材
料を注入するので、溝４ｒ，４ｇ，４ｂへの液晶材料の
注入は比較的容易となるが、あらかじめ２種類の溝４
ｇ，４ｂの多数のものをすべて仮封止しておかなければ
ならないとともに、１回目および２回目の液晶材料の注
入後には溝４ｒ，４ｇ，４ｂの一端部を支持基板７とと
もに切除しなければならず、さらに液晶材料の注入後に
は３種類の溝４ｒ，４ｇ，４ｂの多数のものをすべて本
封止しなければならないため、製造工程が著しく複雑に
なる。

【００１９】そこで、この発明は、色の表示用に液晶材
料などの液状表示媒体を用いるカラー表示装置、および
その製造方法において、互いに異なる色の表示用の３種
類の液状表示媒体を、互いに混じり合わないように対向
する一対の基板間に容易に注入することができるととも
に、注入や封止などのための工程を著しく簡略化するこ
とができるようにしたものである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】この発明のカラー表示装
置では、それぞれ電極を形成した対向する一対の基板間
に、第１くし状溝領域および第２くし状溝領域を、それ
ぞれのくし歯部分が互いに相手方のくし歯部分の間に入
り込むように形成するとともに、その第１くし状溝領域
のくし歯部分と第２くし状溝領域のくし歯部分との間を
通るジグザグ状溝領域を形成し、その第１くし状溝領
域、第２くし状溝領域およびジグザグ状溝領域に、互い
に異なる色の表示用の液状表示媒体を注入する。

【００２１】この発明の製造方法では、それぞれ電極を
形成した対向する一対の基板間に、第１くし状溝領域お
よび第２くし状溝領域を、それぞれの一端を注入口とし
て前記基板の端面に臨ませ、かつそれぞれのくし歯部分
を互いに相手方のくし歯部分の間に入り込ませた状態で
形成するとともに、その第１くし状溝領域のくし歯部分
と第２くし状溝領域のくし歯部分との間を通るジグザグ
状溝領域を、その一端を注入口として前記基板の端面に
臨ませた状態で形成し、前記第１くし状溝領域、第２く
し状溝領域およびジグザグ状溝領域に、それぞれの前記
注入口から、互いに異なる色の表示用の液状表示媒体を
注入し、その後、前記第１くし状溝領域、第２くし状溝
領域およびジグザグ状溝領域の、それぞれ前記注入口を
封止する。

【００２２】

【作用】上記の構成とする、この発明のカラー表示装置
においては、ジグザグ状溝領域の、第１くし状溝領域の
くし歯部分と第２くし状溝領域のくし歯部分との間を通
る並列部分と、その両側の第１くし状溝領域のくし歯部
分および第２くし状溝領域のくし歯部分とによって、互
いに異なる色の表示用の３つの基本画素からなる単位画
素が構成される。

【００２３】そして、この発明のカラー表示装置におい
ては、第１くし状溝領域、第２くし状溝領域およびジグ
ザグ状溝領域を、互いに独立の溝領域とすることができ
るとともに、それぞれの一端を液状表示媒体の注入口と
して、基板の端面に臨ませて、互いに十分に離すことが
できるので、これら第１くし状溝領域、第２くし状溝領
域およびジグザグ状溝領域に、互いに異なる色の表示用
の３種類の液状表示媒体を、互いに混じり合わないよう
に注入することができる。

【００２４】また、その第１くし状溝領域、第２くし状
溝領域およびジグザグ状溝領域の一端の注入口は、対向
する一対の基板の板面に垂直な方向に向いた開口ではな
く、それぞれの溝領域の延長方向に向いた開口とするこ
とができるので、その注入口からそれぞれの溝領域に容
易に液状表示媒体を注入することができる。

【００２５】さらに、あらかじめそれぞれの溝領域を仮
封止しておく必要がないとともに、液状表示媒体の注入
後にそれぞれの溝領域の一部を基板とともに切除する必
要がなく、さらに封止すべき開口も著しく少なくなるの
で、注入や封止などのための工程を著しく簡略化するこ
とができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】

〔第１の実施形態…図１〜図３〕図１〜図３は、この発
明のカラー表示装置の一例、およびその製造方法におけ
る一部の工程を示し、カラー液晶表示装置の場合であ
る。

【００２７】この例では、まず、図３に示すように、そ
れぞれガラス基板などの基板１０，２０上に、それぞれ
ＩＴＯ膜などによる電極１１，２１を、後述するパター
ンで形成する。また、この例は、液晶表示装置をアクテ
ィブマトリックス駆動方式とする場合で、図では省略し
ているが、基板１０上にはＴＦＴ（薄膜トランジスタ）
を形成する。

【００２８】次に、図では省略しているが、基板１０，
２０上に、それぞれＳｉＯの６０度傾斜法蒸着によっ
て、ホモジニアス配向を実現する配向膜を形成する。

【００２９】その後、基板１０，２０上に、それぞれポ
リイミドをスピンコータで塗布し、フォトリソ工程を行
って、後述するパターンの高さ２．５μｍの障壁３１
ａ，３１ｂを形成する。ただし、この段階では、障壁３
１ａ，３１ｂは完全にはイミド化していない。

【００３０】次に、障壁３１ａおよび３１ｂを突き合わ
せて、図２（Ｂ）に示すように基板１０および２０を張
り合わせ、基板１０および２０に圧力を加えながら、２
３０度の温度にして、９０分間保持する。これによっ
て、障壁３１ａおよび３１ｂが完全にイミド化して、基
板１０，２０間に、液晶セルのセルギャップを形成し、
後述する溝領域を形成する高さ５μｍの隔壁３１が形成
される。

【００３１】この隔壁３１の形成によって、図１に示す
ように、基板１０，２０間に、第１くし状溝領域４０
を、その一端および他端の開口が注入口４０ａおよび排
出口４０ｂとして基板１０，２０の一つの端面３５に臨
むように形成し、かつ第２くし状溝領域５０を、その一
端および他端の開口が注入口５０ａおよび排出口５０ｂ
として基板１０，２０の端面３５と反対側の端面３６に
臨み、そのくし歯部分５０ｃが第１くし状溝領域４０の
くし歯部分４０ｃの間に入り込むように形成するととも
に、ジグザグ状溝領域６０を、その一端の開口が注入口
６０ａとして基板１０，２０の端面３５，３６と直交す
る一つの端面３７に臨み、他端の開口が排出口６０ｂと
して基板１０，２０の端面３７と反対側の端面３８に臨
み、その並列部分６０ｃが第１くし状溝領域４０のくし
歯部分４０ｃと第２くし状溝領域５０のくし歯部分５０
ｃとの間を通るように形成する。

【００３２】この場合、図２（Ａ）に、より明確に示す
ように、第１くし状溝領域４０のくし歯部分４０ｃおよ
び第２くし状溝領域５０のくし歯部分５０ｃは、それぞ
れジグザグ状溝領域６０の並列部分６０ｃのほぼ倍の幅
にする。

【００３３】次に、それぞれ、排出口４０ｂ，５０ｂ，
６０ｂから第１くし状溝領域４０、第２くし状溝領域５
０、ジグザグ状溝領域６０内を真空に引いた後、図１の
矢印で示すように、注入口４０ａ，５０ａ，６０ａから
第１くし状溝領域４０、第２くし状溝領域５０、ジグザ
グ状溝領域６０内に、赤、青、緑の表示用のゲストホス
ト液晶の液晶材料７０，８０，９０を注入する。

【００３４】この場合、第１くし状溝領域４０、第２く
し状溝領域５０、ジグザグ状溝領域６０が、互いに独立
の溝領域とされているとともに、注入口４０ａ，５０
ａ，６０ａが、基板１０，２０の異なる端面３５，３
６，３７に形成されていて、互いに十分に離れているの
で、第１くし状溝領域４０、第２くし状溝領域５０、ジ
グザグ状溝領域６０内に、液晶材料７０，８０，９０
を、互いに混じり合わないように、かつ同時に、注入す
ることができる。

【００３５】しかも、注入口４０ａ，５０ａ，６０ａ
が、それぞれ第１くし状溝領域４０、第２くし状溝領域
５０、ジグザグ状溝領域６０の延長方向に向いていて、
基板１０，２０の板面に垂直な方向に向いていないの
で、液晶材料７０，８０，９０は、比較的短時間で容易
に、第１くし状溝領域４０、第２くし状溝領域５０、ジ
グザグ状溝領域６０内に注入される。

【００３６】このとき、毛細管現象によって、第１くし
状溝領域４０、第２くし状溝領域５０、ジグザグ状溝領
域６０内に液晶材料７０，８０，９０が注入される。た
だし、液晶材料７０〜９０の粘度が高く、毛細管現象の
みでは注入に時間がかかる場合には、基板１０，２０の
温度を高くして、液晶材料７０〜９０の流動性を高める
ようにしてもよい。または、液晶溜めに圧力をかけるこ
とによって、液晶材料７０〜９０に圧力を加え、注入を
促すようにしてもよい。

【００３７】このようにすることによって、３種類の液
晶材料７０，８０，９０を、互いに交じり合わないよう
に容易に、第１くし状溝領域４０、第２くし状溝領域５
０、ジグザグ状溝領域６０内に注入することができる。

【００３８】第１くし状溝領域４０、第２くし状溝領域
５０、ジグザグ状溝領域６０内に液晶材料７０，８０，
９０が注入されたら、排出口４０ｂ，５０ｂ，６０ｂお
よび注入口４０ａ，５０ａ，６０ａを、シール材によっ
て封止する。ただし、排出口４０ｂ，５０ｂ，６０ｂ
は、第１くし状溝領域４０、第２くし状溝領域５０、ジ
グザグ状溝領域６０内を真空に引いた直後に、封止する
ことができる。

【００３９】このようにして、カラー液晶表示装置を製
造することができる。この場合、あらかじめそれぞれの
溝領域４０〜６０を仮封止しておく必要がないととも
に、液晶材料７０〜９０の注入後にそれぞれの溝領域４
０〜６０の一部を基板１０，２０とともに切除する必要
がなく、さらに封止すべき注入口および排出口も著しく
少なくなるので、注入や封止などのための工程を著しく
簡略化することができる。

【００４０】そして、このように製造したカラー液晶表
示装置においては、図２（Ａ）で単位画素ＰａまたはＰ
ｂとして示すように、ジグザグ状溝領域６０の並列部分
６０ｃと、その片側の第１くし状溝領域４０のくし歯部
分４０ｃまたは第２くし状溝領域５０のくし歯部分５０
ｃの幅方向のほぼ半分の部分と、反対側の第２くし状溝
領域５０のくし歯部分５０ｃまたは第１くし状溝領域４
０のくし歯部分４０ｃの幅方向のほぼ半分の部分とによ
って、赤、緑、青の表示用の均等な面積の基本画素Ｒ，
Ｇ，Ｂからなる単位画素が構成される。したがって、電
極１１，２１は、このような単位画素を構成するパター
ンで形成する。ただし、単位画素Ｐａと単位画素Ｐｂで
は、基本画素Ｒ，Ｇ，Ｂの配列の順序が逆になる。

【００４１】なお、それぞれの溝領域４０，５０，６０
の上記の部分４０ｃ，５０ｃ，６０ｃを除く部分は、表
示画面を構成しない。

【００４２】〔第２の実施形態…図４〕上述した例で、
第１くし状溝領域４０および第２くし状溝領域５０は、
それぞれくし歯部分４０ｃおよび５０ｃが枝分れした形
状であるので、そのくし歯部分４０ｃおよび５０ｃに液
晶材料を注入しやすい。これに対して、ジグザグ状溝領
域６０は、注入口６０ａから排出口６０ｂに至る１本の
通路を構成するので、その延長距離が長いと、液晶材料
を注入するのに時間がかかる。

【００４３】すなわち、大画面の表示装置では、ジグザ
グ状溝領域６０の延長距離が３００メートルにも及び、
ギャップ間隔が５μｍ程度の溝領域に、このような長い
距離にわたって液晶材料を注入するには時間がかかる。
上述したように温度を高くし、または液晶材料に圧力を
加えても、使用する液晶材料などによっては、スループ
ットが上がらない場合がありうる。

【００４４】図４は、この発明のカラー表示装置の他の
例で、上記の点を考慮して、それぞれの溝領域への液晶
材料の注入を、より短時間で容易に行うことができるよ
うにした場合である。

【００４５】この例では、第１くし状溝領域を複数の第
１くし状溝領域４１〜４３に分けて、それぞれの注入口
４１ａ〜４３ａおよび排出口４１ｂ〜４３ｂを基板１
０，２０の端面３５に臨ませ、第２くし状溝領域も同数
の第２くし状溝領域５１〜５３に分けて、それぞれの注
入口５１ａ〜５３ａおよび排出口５１ｂ〜５３ｂを基板
１０，２０の端面３６に臨ませるとともに、ジグザグ状
溝領域も同数のジグザグ状溝領域６１〜６３に分けて、
ジグザグ状溝領域６１の注入口６１ａを基板１０，２０
の端面３７に臨ませ、排出口６１ｂを端面３６に臨ま
せ、ジグザグ状溝領域６２，６３の注入口６２ａ，６３
ａおよび排出口６２ｂ，６３ｂを端面３６に臨ませる。

【００４６】第１くし状溝領域４１〜４３、第２くし状
溝領域５１〜５３およびジグザグ状溝領域６１〜６３へ
の液晶材料の注入は、図１の場合と同様に行うことがで
きる。この場合、端面３５は勿論、端面３６において
も、それぞれの注入口の間隔を十分に取ることができる
ので、３種類の液晶材料を、互いに混じり合わないよう
に、第１くし状溝領域４１〜４３、第２くし状溝領域５
１〜５３およびジグザグ状溝領域６１〜６３内に注入す
ることができる。

【００４７】そして、ジグザグ状溝領域６１〜６３は、
それぞれ延長距離が短いものとなるとともに、第１くし
状溝領域４１〜４３および第２くし状溝領域５１〜５３
も、それぞれ枝分れしたくし歯部分の数が少ないものと
なるので、ジグザグ状溝領域６１〜６３、第１くし状溝
領域４１〜４３および第２くし状溝領域５１〜５３への
液晶材料の注入を短時間で容易に行うことができる。

【００４８】〔他の実施形態〕上記の例は、カラー液晶
表示装置をアクティブマトリクス駆動方式とする場合で
あるが、これに限らず、単純マトリクス駆動方式や、そ
の他の駆動方式としてもよい。また、３種類の液晶材料
は、それぞれシアン、マゼンタ、イエローを表示するも
のでもよい。

【００４９】さらに、この発明は、液晶表示装置に限ら
ず、ツイスティング・ボール・ディスプレイ、電気泳動
ディスプレイ、エレクトロクロミックディスプレイな
ど、一般に液状表示媒体を用いる表示装置に広く適用す
ることができる。

【００５０】

【発明の効果】上述したように、この発明によれば、互
いに異なる色の表示用の３種類の液状表示媒体を、互い
に混じり合わないように対向する一対の基板間に容易に
注入することができるとともに、注入や封止などのため
の工程を著しく簡略化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のカラー表示装置の一例を示す平面図
である。

【図２】図１のカラー表示装置の要部を拡大して示す平
面図および断面図である。

【図３】図１のカラー表示装置の製造過程における要部
を拡大して示す断面図である。

【図４】この発明のカラー表示装置の他の例を示す平面
図である。

【図５】従来のカラー表示装置の一例の製造過程におけ
る要部を示す図である。

【図６】従来のカラー表示装置の他の例の製造過程にお
ける要部を示す図である。

【符号の説明】

１０，２０ 基板 １１，２１ 電極 ３１ 隔壁 ３５〜３８ 端面 ４０，４１〜４３ 第１くし状溝領域 ４０ａ，４１ａ〜４３ａ 注入口 ４０ｂ，４１ｂ〜４３ｂ 排出口 ５０，５１〜５３ 第２くし状溝領域 ５０ａ，５１ａ〜５３ａ 注入口 ５０ｂ，５１ｂ〜５３ｂ 排出口 ６０，６１〜６３ ジグザグ状溝領域 ６０ａ，６１ａ〜６３ａ 注入口 ６０ｂ，６１ｂ〜６３ｂ 排出口 ７０，８０，９０ 液晶材料（液状表示媒体）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】それぞれ電極が形成された対向する一対の
   基板間に、第１くし状溝領域および第２くし状溝領域
   が、それぞれのくし歯部分が互いに相手方のくし歯部分
   の間に入り込むように形成されるとともに、その第１く
   し状溝領域のくし歯部分と第２くし状溝領域のくし歯部
   分との間を通るジグザグ状溝領域が形成され、 その第１くし状溝領域、第２くし状溝領域およびジグザ
   グ状溝領域に、互いに異なる色の表示用の液状表示媒体
   が注入された、 ことを特徴とするカラー表示装置。
2. 【請求項２】それぞれ電極を形成した対向する一対の基
   板間に、第１くし状溝領域および第２くし状溝領域を、
   それぞれの一端を注入口として前記基板の端面に臨ま
   せ、かつそれぞれのくし歯部分を互いに相手方のくし歯
   部分の間に入り込ませた状態で形成するとともに、その
   第１くし状溝領域のくし歯部分と第２くし状溝領域のく
   し歯部分との間を通るジグザグ状溝領域を、その一端を
   注入口として前記基板の端面に臨ませた状態で形成し、 前記第１くし状溝領域、第２くし状溝領域およびジグザ
   グ状溝領域に、それぞれの前記注入口から、互いに異な
   る色の表示用の液状表示媒体を注入し、 その後、前記第１くし状溝領域、第２くし状溝領域およ
   びジグザグ状溝領域の、それぞれ前記注入口を封止す
   る、 ことを特徴とする、カラー表示装置の製造方法。