KR20010015442A

KR20010015442A - 액정표시소자 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20010015442A
Application number: KR1020000043096A
Authority: KR
Inventors: 야마다준; 니시구치겐지; 미요시다츠히코
Original assignee: 카나야 오사무; 미놀타가부시키가이샤
Priority date: 1999-07-27
Filing date: 2000-07-26
Publication date: 2001-02-26
Also published as: EP1072931A3; EP1072931A2; CN1282066A

Abstract

본 발명에 의하면, 비용의 절감과 시야각의 광각화(廣角化) 및 표시특성의 향상을 도모할 수 있고, 기판이 얇아져도 충분한 강도를 갖는 액정표시소자를 얻을 수 있음과 더불어, 적층구조의 액정표시소자를 간단한 공정이면서 저비용으로 양산할 수 있는 제조방법을 얻는다.

이를 위해, n층의 액정 조광층(調光層)과 n+1매의 기판을 교대로 적층한 액정표시소자를 제공한다. 각 액정 조광층은 액정재료와, 기판간의 갭을 유지하는 스페이서 및, 소정으로 배열되어 기판간을 결합하는 복수의 수지덩어리를 갖추고 있다. 또, 기판의 주변부는 밀봉벽(26)으로 둘러싸여 있다. 제1기판과 제2기판을 서로 압박함으로써, 그 제1 및 제2기판 사이에 제1액정재료를 충전하고, 상기 제2기판과 제3기판을 서로 압박함으로써, 그 제2 및 제3기판 사이에 제2액정재료를 충전하는 공정을 포함하는 액정표시소자의 제조방법을 제공한다.

Description

액정표시소자 및 그 제조방법 {LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND METHOD OF PRODUCING A LIQUID CRYSTAL DISPLAY}

본 발명은 액정표시소자 및 그 제조방법, 특히 복수의 액정 조광층(調光層)과 기판을 교대로 적층한 액정표시소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.

종래부터, 여러 가지 적층형 액정표시소자가 제안되어 있다. 예컨대, 청색 반사액정층, 녹색 반사액정층, 적색 반사액정층 3층이 적층된 액정표시소자가 제안되어 있다.

이러한 적층형 액정표시소자로는 도 35에 나타낸 형태가 주류를 이루고 있다. 이 액정표시소자로는, 액정층(201, 202, 203) 각각이 기판(211, 212) 사이, 기판(213, 214) 사이, 기판(215, 216) 사이에 끼여 유닛(unit)으로 되어 있고, 이들 각 유닛이 접착제층(218)에 의해 접착되어 있다. 즉, n층의 액정층에 대해 2n매의 기판을 갖춘 형태가 주류를 이루고 있었다.

그러나, 이 종래형태에서는 제조가 비교적 용이하지만, 각 액정층 사이에 2매의 기판이 개재하기 때문에, 표시가 어둡게 되거나, 시야각(θ1)이 충분하지 않거나 중량의 경량화가 곤란했다. 또, 액정층 사이에 기판을 접착하는 접착제층이 개재하기 때문에, 광의 불필요한 산란과 반사로 표시특성이 열화하는 문제도 가지고 있었다.

한편, 액정층과 기판을 교대로 적층하고, n층의 액정층에 대해 n+1매의 기판을 갖춘 적층형 액정표시장치도 제안되어 있다. 그러나, 이 형태의 액정표시소자에서는, 기판의 매수가 적기 때문에 액정셀이 얇아져 허리부가 약해지고, 최종제품으로 하기까지의 작업 도중에 있어서 취급에 주의를 요한다. 예컨대, 반송이 곤란하거나, 이방성 도전막(ACF)의 장착 등의 실장(實裝)시나 바깥 테두리로의 세팅시의 취급에 주의가 필요하게 된다. 또, 이 형태의 적층형 액정표시소자를 저가이면서 용이하게 제조하는 방법은 아직 알려져 있지 않다.

한편, 적층형 액정표시소자에 폴리머 분산형 액정층을 채용한 경우, 액정상(液晶相)과 폴리머상의 비율을 폴리머가 풍부하도록 설정하여 상분리를 적당히 제어함으로써, 액정층에 포함되는 폴리머상에 의해 표시소자의 강도부족을 보충하는 것이 가능하거나, 액정층 사이의 기판을 생략하는 것이 가능하다. 그러나, 이 형태에서는, 폴리머상이 표시영역내에 불규칙하게 분포하여 표시에 고르지 못한 농도가 생기거나, 폴리머상의 존재에 의해 액정을 구동하는데 고전압이 요구된다.

그래서, 본 발명의 목적은, 필요로 하는 기판매수를 줄이는 것에 의한 비용의 절감, 시야각의 광각화(廣角化)를 도모할 수 있으면서, 표시특성의 향상을 도모할 수 있는 액정표시소자를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 기판이 얇아져 경량의 것이어도 충분한 강도를 갖는 구조로 한 액정표시소자를 제공함에 있다.

더욱이, 본 발명의 다른 목적은 적층구조의 액정표시소자를 간단한 공정이면서 저비용으로 양산할 수 있는 제조방법을 제공함에 있다.

도 1은 본 발명에 따른 액정표시소자의 제1실시형태를 나타낸 단면도이고,

도 2는 본 발명에 따른 액정표시소자의 제2실시형태를 나타낸 단면도,

도 3은 상기 제2실시형태의 제조공정을 나타낸 설명도,

도 4는 상기 제2실시형태의 제조공정을 나타낸 설명도,

도 5는 상기 제2실시형태에 있어서 기판을 맞붙이는 제1방법을 나타낸 설명도,

도 6은 상기 제2실시형태에 있어서 기판을 맞붙이는 제2방법을 나타낸 설명도,

도 7은 본 발명에 따른 액정표시소자의 제3실시형태를 나타낸 단면도,

도 8은 본 발명에 따른 액정표시소자의 제4실시형태를 나타낸 단면도,

도 9는 본 발명에 따른 액정표시소자의 제5실시형태를 나타낸 단면도,

도 10은 본 발명에 따른 액정표시소자의 제6실시형태를 나타낸 단면도,

도 11은 상기 제6실시형태에 있어서 기판을 맞붙이는 제1방법을 나타낸 설명도,

도 12는 상기 제2실시형태에 있어서 기판을 맞붙이는 제2방법을 나타낸 설명도,

도 13은 본 발명에 따른 액정표시소자의 제7실시형태를 나타낸 단면도,

도 14는 상기 제7실시형태에서의 액정의 동작을 나타낸 설명도,

도 15는 본 발명에 따른 액정표시소자의 제8실시형태를 나타낸 단면도,

도 16은 상기 제8실시형태에서의 마이크로 컬러필터를 나타낸 단면도,

도 17은 기판의 양면 또는 편면에 형성되는 전극의 배치를 나타낸 사시도,

도 18은 본 발명에 따른 제조방법에 의해 얻어진 액정표시소자를 나타낸 단면도,

도 19는 제조방법의 제1실시형태를 나타낸 개략설명도,

도 20은 제조방법의 제2실시형태를 나타낸 개략설명도,

도 21은 제조방법의 제3실시형태를 나타낸 개략설명도,

도 22는 제조방법의 제4실시형태를 나타낸 개략설명도,

도 23은 제조방법의 제5실시형태를 나타낸 개략설명도,

도 24는 제조방법의 제6실시형태를 나타낸 개략설명도,

도 25는 제조방법의 제7실시형태를 나타낸 개략설명도,

도 26은 착막(着膜)공정을 실시한 기판을 나타낸 평면도,

도 27은 착막공정의 설명도,

도 28은 제1예로서의 맞붙임 장치로의 맞붙임 공정을 나타낸 설명도,

도 29는 제2예로서의 맞붙임 장치로의 맞붙임 공정을 나타낸 설명도,

도 30은 제3예로서의 맞붙임 장치로의 맞붙임 공정을 나타낸 설명도,

도 31은 제4예로서의 맞붙임 장치로의 맞붙임 공정을 나타낸 설명도,

도 32는 상기 제2예로서의 맞붙임 장치로의 다른 맞붙임 공정을 나타낸 설명도,

도 33은 상기 제4예로서의 맞붙임 장치로의 다른 맞붙임 공정을 나타낸 설명도,

도 34는 상기 제2예로서의 맞붙임 장치로의 더 다른 맞붙임 공정을 나타낸 설명도,

도 35는 종래의 적층형 액정표시소자를 나타낸 단면도이다.

이상의 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 제1액정표시소자는 n+1매(n은 2이상의 정수)의 기판과 n층의 액정 조광층이 교대로 적층되고, 각 액정 조광층은 액정재료와 각 액정 조광층을 사이에 둔 기판간의 갭을 유지하는 스페이서와, 각 액정 조광층의 표시영역내에서 소정으로 배열되어 각 액정 조광층을 사이에 둔 기판을 결합하는 복수의 수지덩어리를 갖추고 있는 것을 특징으로 한다.

액정재료로서는, 콜레스테릭상을 나타내는 것, 특히 쌍안정성을 나타내는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 또, 수지덩어리는 복수의 기둥형상의 수지구조물로 이루어진 것을 포함한다.

본 발명에 따른 상기 제1액정표시소자에 있어서는, 적어도 2층의 액정 조광층과 그 액정 조광층보다도 1매 많은 기판이 교대로 적층됨으로써, 종래에 비해 기판을 액정 조광층보다 1매 적은 매수로 줄이는 것이 가능해진다. 특히, 액정층이 늘어날수록 감소할 수 있는 기판매수가 많아져, 대폭적인 비용삭감과 경량화 및 박형화(薄型化)가 가능하게 된다. 또, 복수의 액정 조광층을 갖는 액정표시소자를 제작하기 위해, 적어도 1층의 액정 조광층을 갖는 액정셀의 중합 때문에 생기는 액정셀간의 접착제층이 없어짐으로써 광의 불필요한 산란과 반사가 줄고, 광투과율이 향상하여 액정표시소자로서의 성능향상에 관련된다.

또, 상기 제1액정표시소자에서는, 기판의 매수나 접착제층의 감소로 전체 두께가 얇아지기 때문에, 시야각이 넓어진다. 더욱이, 2매의 기판간에 액정 조광층을 갖춘 액정셀을 중합시키는 공정을 생략할 수 있어 생산효율을 높일 수 있다.

본 발명에 따른 상기 제1액정표소소자에서는, 기판의 적어도 1매가 가요성을 갖고 있는 것이 바람직하다. 경량화, 박형화는 물론이고, 시야각의 면에 있어서도 유리기판을 이용한 경우에 비해 유리하다. 모든 기판이 가요성을 갖고 있어도 좋고, 이 경우에는 경량화, 박형화, 광시야각화를 보다 높일 수 있고, 더욱이 액정표시소자가 알맞은 유연성을 갖게 되어 소자를 쪼개기 어려워진다.

본 발명에 따른 상기 제1액정표시소자에 있어서, 액정 조광층에 스페이서와 복수의 수지덩어리를 포함함으로써, 복수매의 기판을 그 사이에 액정재료를 충전하면서 맞붙이는 것이 가능하게 된다. 이는 액정충전공정과 맞붙임공정을 동시에 행할 수 있는 것을 의미하고, 공정수를 줄여 생산효율의 향상에 관련된다. 이와 같이, 액정재료를 충전하면서 맞붙임이 가능한 것은 수지덩어리의 존재에 의한 바가 크다. 수지덩어리에 의한 기판을 결합하는 힘이 가열롤러나 압착롤러 등에 의해 맞붙인 후의 기판의 휨 등에 의한 벗겨질려고 하는 힘에 비해 크고, 수지덩어리에 의해 충분히 기판 사이가 결합되기 때문에, 스페이서를 이용하는 것과 서로 어울려 정밀도 좋게 기판간의 갭을 유지할 수 있다.

각 액정 조광층의 표시영역내에 배치된 수지덩어리는, 액정 조광층을 사이에 두고 대향하는 기판을 접착지지하고 있다. 이 수지덩어리의 재료로서 열가소성 수지는 가열에 의해 연화시켜 실온으로 되돌림으로써 경화할 수 있다. 이 연화시키기 위한 가열시간은 적어서 좋다. 가열시간이 적게 완료되는 점에서 열가소성 수지를 수지덩어리로 이용하는 것은 유리하다. 더욱이, 수지로서의 신뢰성도 높다. 주성분을 열경화성 수지로 하는 수지덩어리는 내열성이 높아 반복의 가열에도 견딜 수 있기 때문에, 기판을 1매씩 차례로 맞붙이는 경우에 기판에 의해서는 가열횟수가 많아지는 경우가 생기지만 높은 신뢰성을 나타낸다. 수지덩어리로서 자외선 경화성 수지를 이용하면 가열에 의한 기판의 변형이 없어져 맞붙임의 정밀도를 높일 수 있다. 또, 경화를 위한 자외선 조사시간이 가열에 의한 경화시간보다 짧게 완료되기 때문에 액정표시소자의 제작시간의 단축에 관련된다. 특히, 수지덩어리가 기둥형상을 이루고, 규칙적인 격자형상으로 배열되어 있으면, 가요성을 갖는 기판을 보강하는 효과가 크다.

또, 액정 조광층에 포함되는 스페이서의 존재에 의해 기판간 갭을 균일하게 유지할 수 있다. 특히, 기판에 고착하는 타입의 스페이서를 이용함으로써, 스페이서와 기판과의 접착성을 높이는 것이 가능하게 된다. 이에 따라, 액정표시소자를 구부려도 스페이서의 이동이 일어나지 않고, 스페이서의 이동에 의해 기판에 흠을 내 표시불량이 발생하는 등의 문제를 해소할 수 있다.

더욱이, 본 발명에 따른 제1액정표시소자에 있어서, 각 액정 조광층은 그 표시영역을 둘러싸는 밀봉벽을 갖추고 있는 것이 바람직하다. 밀봉벽은 액정재료를 외기로부터 차단하고, 액정재료의 순도를 유지하여 액정표시소자의 신뢰성을 높인다. 밀봉벽의 재료로서 열경화성 수지는 열의 영향을 받기 어려워 반복의 가열에도 강하기 때문에, 생산공정에서의 가열에 대해 문제없이 이용할 수 있다. 또, 밀봉성도 높기 때문에, 액정재료가 외기에 접촉하는 일없이 액정표시소자로서 높은 신뢰성을 유지할 수 있다. 또, 열가소성 수지는 가열에 의해 연화시켜 실온으로 되돌림으로써 경화할 수 있다. 열가소성 수지를 밀봉벽에 이용하는 것은, 연화시키기 위한 가열시간이 적게 완료되어 생산효율점에서 유리하다. 또, 수지로서의 신뢰성도 높다. 혹은, 밀봉벽으로서 자외선 경화성 수지를 이용하면, 경화를 위한 자외선 조사시간이 짧게 완료되어 대폭적인 제작시간의 단축에 관련된다. 또, 가열을 행하지 않아도 좋기 때문에 가열에 의한 기판의 변형이 없어져 기판의 맞붙임의 정밀도를 높일 수 있다. 또, 상기 각종 수지를 혼합하여 이용할 수도 있다.

한편, 기판의 대형화가 진척되는 중에 스페이서를 균일하게 분포시키는 것이 곤란해져 오고 있다. 또, 밀봉벽을 설치한 기판에 스페이서를 산포하는 경우 등에는 밀봉벽 자체에 스페이서가 분포되어 있지 않은 상태로 되는 것도 있다. 이러한 경우 등을 위해, 미리 밀봉벽내에 스페이서를 균일하게 혼합해 둠으로써 기판간 갭을 일정하게 유지하는 것을 도울 수 있다. 마찬가지의 효과는, 상기 각 수지덩어리에 적어도 한개의 스페이서를 포함시킴으로써 얻을 수 있다.

더욱이, 본 발명에 따른 상기 제1액정표시소자에 있어서는, 각 기판에 복수의 전극을 설치해도 좋다. 특히, n+1매의 기판중 n층의 액정 조광층 사이에 끼인 n-1매의 기판의 양면에 각각 복수의 전극을 배치하고, 다른 기판의 일면에 복수의 전극을 배치하는 것이 바람직하다. 이것으로, 기판간에 충전된 전체 액정 조광층에 개별적으로 전압을 인가하는 것이 가능해져, 각 액정 조광층의 특성에 따른 상태로 구동할 수 있다.

더욱이, 본 발명에 따른 상기 제1액정표시소자에 있어서는, 적어도 1매의 기판에 편광특성을 갖든지 또는 편광층을 설치해도 좋다. 혹은, 적어도 1매의 기판에 위상차특성을 갖든지 또는 위상차층을 설치해도 좋다. 종래, 편광판이나 위상차판은 액정표시소자를 제작한 후에 붙였지만, 기판에 편광기능 혹은 위상차기능을 부가함으로써 액정표시소자에 편향판이나 위상차판을 별도 설치할 필요가 없어지고, 맞붙이는 공정을 생략하며, 맞붙임에 의한 먼지나 지문의 부착, 기포의 잔존을 줄여 생산성을 향상시킬 수 있다.

혹은, 적어도 1매의 기판에 특정 파장대역의 광을 흡수하는 광필터특성을 갖든지 또는 광필터층을 설치함으로써 고품위의 표시가 가능해진다. 특히, 액정의 콜레스테릭상에 의한 선택반사를 이용한 액정표시소자 등의 선택반사형 액정표시소자에 있어서 광필터기능을 부가함으로써 색순도를 높여 콘트라스트를 높일 수 있다. 게다가, 외광의 입사각이 크고 반사광이 단파장측으로 시프트하는 경우에 있어서도, 광필터기능에 의해 단파장측의 광을 흡수함으로써 표시색이 변화하지 않으며, 색순도도 저하하지 않는다는 이점을 갖는다.

혹은, 액정표시소자로의 외광 입사면과는 반대측에 위치하는 1매의 기판에 광흡수특성을 갖든지 또는 광흡수층을 설치해도 좋다. 특히, 콜레스테릭상을 나타내는 반사형 액정표시소자에 있어서는 표시 콘트라스트를 향상시킬 수 있다. 혹은, 외광 입사면과는 반대측에 위치하는 1매의 기판에 광반사특성을 갖든지 또는 광반사층을 설치해도 좋다. 이에 따라, 반사율이 높은 반사형 액정표시소자를 얻을 수 있다. 혹은, 외광 입사면과는 반대측에 위치하는 기판에 광확산특성 또는 반사방지특성을 갖든지 또는 광확산층 또는 반사방지막을 설치해도 좋다. 이와 같이 외광 입사면과는 반대측에 위치하는 기판에 광확산기능 또는 반사방지기능을 부여 부여하면, 액정표시소자의 배면 또는 측면에 조명을 배치함으로써 투과형의 표시장치를 구성할 수 있다. 게다가, 반사판 등을 별도 설치할 필요가 없기 때문에, 맞붙이는 공정을 생략하여 맞붙임에 의한 먼지나 지문의 부착, 기포의 잔존을 줄여 생산성을 향상시킬 수 있다.

또, 본 발명에 따른 제2액정표시소자는 제1기판과 제1기판과 제1액정 조광층, 제2기판, 제2액정 조광층 및 제3기판을 순차적으로 포갠 제1유닛과, 제4기판과 제3액정 조광층 및 제5기판을 순차적으로 포개고, 상기 제1유닛과 접착된 제2유닛을 구비한 것을 특징으로 한다. 여기에서, 제1, 제2, 제3액정 조광층은 반드시 수지덩어리나 스페이서를 포함하고 있을 필요는 없다.

즉, 본 발명에 따른 상기 제2액정표시소자는, 2층의 액정 조광층과 그것을 사이에 두는 3매의 기판으로 이루어진 제1유닛과, 1층의 액정 조광층과 그것을 사이에 두는 2매의 기판으로 이루어진 제2유닛으로 구성되어 있다. 환언하면, 3층의 액정 조광층과 5매의 기판으로 구성되어 있다.

풀컬러(full color)의 적층형 액정표시소자로서 가장 간단한 구성은, 3층의 액정 조광층과 그것들을 사이에 두는 4매의 기판을 서로 적층한 것이다. 이 3층 4매 타입에서는, 양면에 전극이 설치된 2매의 기판을 필요로 하고, 전극의 단선 등으로 액정표시소자의 제조상의 수율이 반드시 높은 것은 아니지만, 3층 5매 타입에서는 양면에 전극이 설치된 기판은 1매가 좋고, 제조상의 수율이 향상한다.

더욱이, 3층 6매 타입의 액정표시소자를 생각할 수도 있지만, 이 타입에 비해 3층 5매 타입은 기판의 매수가 적다는 것과 콘트라스트가 높아진다는 이점을 가지고 있다. 특히, 외광 입사측에 2층 3매 구성의 제1유닛을 설치하고, 그 아래에 1층 2매 구성의 제2유닛을 설치하면, 외광 입사측의 2층의 액정 조광층은 제1, 제2유닛을 접착하는 접착제층에 의한 광의 산란의 영향을 받기 어렵기 때문에 표시품위가 향상한다.

또, 본 발명에 따른 제1제조방법은, (a) 제1기판과 제2기판을 서로 압박함으로써, 그 제1, 제2기판 사이에 제1액정재료를 충전하는 공정과, (b) 상기 제2기판과 제3기판을 서로 압박함으로써, 그 제2, 제3기판 사이에 제2액정재료를 충전하는 공정을 구비한 것을 특징으로 한다. 상기 공정 (a)와 (b)는 동시에 실행되어도 좋고, 축차적으로 실행되어도 좋다.

더욱이, (c) 상기 제3기판과 제4기판을 서로 압박함으로써, 그 제3, 제4기판 사이에 제3액정재료를 충전하는 공정을 구비하고 있는 것이 바람직하고, 공정 (a), (b), (c)는 동시에 실행되어도 좋고, 축차적으로 실행되어도 좋다. 혹은, 상기 공정 (c)는 제4기판과 제5기판을 서로 압박함으로써, 그 제4, 제5기판 사이에 제3액정재료를 충전하는 공정으로, (d) 상기 제3, 제4기판을 맞붙이는 공정을 구비하고 있어도 좋다

또, 상기 공정 (a)는, (a-1) 상기 제1기판상에 상기 제1액정재료를 공급하는 공정과, (a-2) 상기 제2기판을 제1기판에 대해 제1액정재료를 매개로 압박함으로써 제1액정재료를 전신(展伸)시키는 공정을 구비하고 있어도 좋다. 더욱이, 상기 공정 (a-2)는, (a-2-1) 상기 제1기판을 테이블상에 탑재하는 공정과, (a-2-2) 상기 제2기판을 테이블상의 제1기판에 대해 적어도 하나의 롤러에 의해 압박하는 공정을 구비하고 있어도 좋다. 혹은, 상기 공정 (a-2)는, (a-2-1) 상기 제1, 제2기판을 한쌍의 롤러 사이에 삽입함으로써 제1, 제2기판을 압박하는 공정이어도 좋다.

본 발명에 따른 상기 제1제조방법에 있어서는, 기판의 맞붙임 공정과 액정재료의 충전공정이 하나의 공정으로 행해지기 때문에, 즉 기판을 맞붙여 가는 공정에 있어서 공급된 액정재료를 기판간에 충전(눌러 폄)시켜 가기 때문에, 제조에 요하는 시간을 단축할 수 있다.

본 발명에 따른 상기 제1제조방법에 있어서, 복수의 기판은 액정재료를 매개로 포개지고, 바람직하게는 가열·압착함으로써 맞붙여진다. 기판과 기판을 접착하기 위한 접착제층을 생략할 수 있다. 기판의 수를 n+1매로 한 경우는, 이 접착제층을 전부 사용하지 않도록 할 수도 있다. 따라서, 기판 사이에는 액정 조광층이 개재되고, 종래 접착제층에서 발생하고 있는 광의 산란이나 반사가 억제되어 투과율의 향상을 기대할 수 있다.

게다가, 상기 공정 (a), (b) 또는 (c)를 동시에 실행하면, 기판을 가열하는 횟수가 감소하기 때문에, 액정재료의 열화를 방지할 수 있다. 한편, 공정 (a), (b) 또는 (c)를 축차적으로 실행하는 것이면 제작이 용이하게 된다. 또, 최초로 제작한 적층체의 동작 확인을 행하고 나서 그 후의 공정에 착수할 수 있기 때문에, 불량품의 발생의 정도를 저감하기 쉽다.

또, 맞붙임에는 여러 가지의 장치를 이용할 수 있다. 예컨대, 한쌍의 롤러를 이용하거나, 테이블과 롤러와의 조합을 이용해도 좋다.

또, 본 발명에 따른 제2제조방법은, (a) p(p는 2이상의 정수)층의 액정 조광층과 p+1매의 기판이 교대로 적층된 제1액정표시유닛을 준비하는 공정과, (b) q(단, q는 1이상의 정수)층의 액정 조광층과 q+1매의 기판이 교대로 적층된 제2액정표시유닛을 준비하는 공정, (c) 상기 제1, 제2액정표시유닛을 서로 맞붙이는 공정을 구비한 것을 특징으로 한다. 이 제2제조방법에 의하면, 본 발명에 따른 상기 제2액정표시소자를 간단한 제조공정으로 얻을 수 있다.

(발명의 실시형태)

이하, 본 발명에 따른 액정표시소자 및 그 제조방법의 실시형태에 대해 첨부도면을 참조하여 설명한다.

<소자의 제1실시형태, 도 1 참조>

도 1에 본 발명의 제1실시형태인 액정표시소자를 나타낸다. 이 액정표시소자는, 화살표 A로 나타낸 광의 입사측으로부터 순차적으로 청색, 녹색, 적색을 반사하는 3개의 액정 조광층(15, 16, 17)과 4매의 기판(10, 11, 12, 13)을 교대로 적층하고, 액정 조광층을 매개로 대향하는 2매의 기판 사이에 표시영역내에서 그 기판을 접착지지하는 수지덩어리(25)와 기판간 갭을 제어하는 스페이서(27)를 배치하며, 더욱이 표시영역의 바깥쪽 주변부에 밀봉벽(26)을 설치한 것이다.

이하, 본 발명자가 제작한 구체예에 대해 설명한다.

기판(10, 11, 12)에는 폴리카보네이트(PC)기판을 이용하고, 최하부의 기판(13)으로서는 하면에 광흡수층(40)을 갖춘 유리기판을 이용했다. 기판간에는 기판간 갭을 균일하게 유지하기 위한 스페이서(27)로서 입경 8㎛의 마이크로펄(Mi cropearl; 세키스이 화인케미컬사제)을 약 200개/㎟의 산포밀도로 배치했다. 또, 액정층(15, 16, 17)을 사이에 두고 대향하는 기판을 접착지지하기 위해, 폴리에스테르 수지 PES-360S30(쓰리본드사제)을 이용하여 직경 50㎛, 높이 8㎛의 원주형상의 수지덩어리 (25)를 피치 300㎛로 격자형상으로 형성했다.

액정층(15, 16, 17)은 고분자 분산형 액정모드로 표시가 가능한 바와 같이, 네마틱액정에 카이랄제를 첨가한 카이랄 네마틱액정과 광경화성 수지를 혼합한 것을 기판 사이에 끼우고, 자외선을 조사하여 경화시켜 액정과 고분자를 상분리했다. 3층의 액정층에는, 각각 적색에는 선택반사의 피크파장이 680nm의 콜레스테릭액정(메르크사제 네마틱액정 BL46에 메르크사제 카이랄제 CB15를 32.6wt% 섞은 것), 녹색에는 선택반사의 피크파장이 550nm의 콜레스테릭액정(메르크사제 네마틱액정 BL46에 메르크사제 카이랄제 CB15를 40wt% 섞은 것), 청색에는 선택반사의 피크파장이 480nm의 콜레스테릭액정(메르크사제 네마틱액정 BL46에 메르크사제 카이랄제 CB15를 47.6wt% 섞은 것)을 이용했다. 이들을 3층 포갬으로써, 보다 자연광에 가까운 백색광을 얻을 수 있었다.

이 액정표시소자에 입력장치인 가압이 가능한 펜을 이용하여 압력을 가함으로써, 미리 포컬 코닉(focal conic)상태로 한 액정을 플레이너(planer)상태로 함으로써 백흑표시를 행할 수 있다. 액정이 메모리성을 갖고 있기 때문에, 한번 기입하면 장시간의 표시가 가능하다. 또, 가열하여 액정을 등방상(等方相)으로 되돌리고, 그 후 천천히 식힘으로써 포컬 코닉상태로 하여 표시를 없앨 수 있다. 이와 같이 기입과 소거가 가능한 3층 적층형의 액정표시소자에 있어서, 콘트라스트가 높은 표시를 행할 수 있었다.

이 액정표시소자는 캘린더나 계획표 등에 이용되는 종이 등에 바뀌는 새로운 표시소자로서 이용할 수 있다. 바꿔쓰기가 가능하기 때문에 반영구적으로 사용할 수 있고, 한번 기입을 행하면 그 후는 전력을 소비하는 일없이 종이 자원의 사용량의 삭감과 에너지 절약에 효과가 있다.

본 제1실시형태의 액정표시소자는, 액정층을 끼운 한쌍의 기판을 3개 적층한 6매 기판구성은 아니고, 4매의 기판간에 3개의 액정층을 끼운 구성을 갖추고 있어 시야각(θ2)이 광각화된다. 또, 기판의 매수가 적어 소가가 얇아지기 때문에 필기성도 향상한다.

<소자의 제2실시형태, 도 2 참조>

도 2에 본 발명의 제2실시형태인 액정표시소자를 나타낸다. 이 액정표시소자는 3개의 액정 조광층(15, 16, 17)과 4매의 기판(10, 11, 12, 13)을 교대로 적층하고, 액정층을 매개로 대향하는 2매의 기판 사이에 표시영역내에서 그 기판을 접착지지하는 수지덩어리(25)와 기판간 갭을 제어하는 스페이서(27)를 배치한 것이다.

본 액정표시소자가 도 35에 나타낸 종래의 적층타입의 소자와 다른 점은, 사용되고 있는 기판의 매수가 6매로부터 4매로 삭감되는 점과, 화살표 A로 나타낸 광의 입사측의 최상부와 최하부의 양단을 제외한 2매의 기판(11, 12)의 양면에 필요한 막이나 수지덩어리가 형성되어 있는 점이다. 요컨대, 본 제2실시형태는 종래의 액정표시소자내에 있는 기판, 접착제층, 기판의 조합을 1매의 기판으로 바꿔놓은 것이다.

본 제2실시형태에 있어서, 4매의 기판(10, 11, 12, 13)중 최하부의 기판(13)을 제외한 3매는 투명하다. 여기에서 말하는 투명이란 가시광 전역에서 균일하게 투과할 뿐만 아니라, 특정의 파장 및 파장대역의 광을 선택적으로 투과하는 것도 포함된다.

이용할 수 있는 투명기판으로서는, 필름모양의 것으로서 폴리카보네이트, 폴리에테르술폰, 폴리아릴레이트, 환상(環狀) 비정질 폴리올레핀 등이 있다.

기판으로서 필름기판을 이용하는 것은 액정표시소자의 경량화, 박형화의 점에서 유효하다. 이에 덧붙여서, 기판 자체의 가요성과 수지덩어리(25)를 설치함으로써 복수매의 기판을 동시에 액정을 충전하면서 맞붙이는 것이 가능해져, 생산의 효율화를 진척시킬 수 있다.

또, 필름기판과 유리기판을 조합하여 이용함으로써 액정표시소자의 강도를 높일 수 있고, 제조방법을 간이한 것으로 하여 수율을 향상시킬 수 있다. 예컨대, 중간부분만 필름기판을 이용하고 상하에는 유리기판을 이용할 수도 있다. 이 경우에는, 액정층이 n층이면 필름기판은 (n-1)매로 된다.

일반적으로, 필름기판에는 공기의 투과율을 내리기 위해 가스장벽층이 형성되어 있다. 그러나, 4매중 2매의 중간기판(11, 12)은 양면 모두 액정층에 면하고 있고, 외기에 접하지 않기 때문에 가스장벽층이 없는 필름기판을 이용해도 좋다.

상기 기판(10~13)에는 필요에 따라 액정층(15~17)에 각각 전압을 인가하기 위한 투명전극(21, 22)이 형성된다. 즉, 최상부와 최하부의 2매의 기판(10, 13)의 액정층(15, 17)에 접하는 면과, 액정층(15~17) 사이에 끼인 2매의 기판(11, 12)의 양면에는 ITO로 이루어진 전극(21, 22)이 형성되어 있다. 전극(21, 22)에는 ITO 외에 알루미늄, 실리콘 등의 금속전극 혹은 비정질 실리콘, BSO 등의 광도전성막을 이용할 수 있다.

기판(11, 12)의 양면에 형성되는 전극(21, 22)은 모두 띠형상으로 다수개 병설(竝設)한 패턴으로 되어 있다. 기판의 표리(表裏)면에서 동일한 형상과 배치로 해도 좋고, 기판의 이면과 표면에서 전극의 패턴이 달라도 좋다. 도 2에서는 기판의 이면과 표면에서 전극의 패턴이 다른 예를 나타낸다.

도 17은 띠형상의 전극을 형성한 기판의 개략도로, 도 17의 (a)는 기판의 표리에 동일패턴의 전극이 형성된 예이고, 도 17의 (b)는 기판의 표리에 다른 패턴의 전극이 형성된 예이다. 또, 여기에서 말하는 동일이란 표시영역내에서 전극의 패턴이 동일한 것을 의미하고, 전극 취출부(取出部) 등의 주변부분에서의 차이는 없다. 전극의 취출을 용이하게 하기 위해, 기판 주변부에 있어서 전극의 폭이나 간격을 바꿔도 좋다.

전극의 패턴을 다르게 하기 위해서는, 예컨대 한쪽 면에 띠형상 전극이 평행하게 늘어선 패턴을 형성하고, 다른 한쪽 면에는 그것을 평면상에서 회전시킨 패턴을 이용할 수 있다. 도 17의 (b)는 전극(21, 22)을 서로 직교(90°회전)시킨 경우를 나타내고 있다. 전극을 교차시키면 기판에 휨이 발생하지 않게 된다는 이점을 갖는다.

이들 전극(21, 22)이 설치된 4매의 기판(10~13)은 대향하는 기판간의 전극(21, 22)이 직교하도록, 더욱이 기판끼리가 평행하도록 배치되어 기판의 교차점이 각각의 화소를 형성한다.

혹은, 복수의 화소전극과 각 화소전극에 접속하는 박막 트랜지스터를 형성한 액티브 매트릭스형의 전극구조를 이용할 수 있다.

또, 전극(21, 22)은 액정층으로의 전압인가로서의 기능 이외에 지판을 맞붙일 때의 위치정합이나 맞붙인 후의 정밀도의 확인, 표리의 확인, 전극 취출부의 위치정합, 구멍뚫기 위한 마커(marker)로서도 기능시킬 수 있다. 또한, 이러한 기능을 갖는 마커를 기판에 설치해도 좋은 것은 물론이다.

각 기판(10~13)에 설치된 전극(21, 22)상에는 필요에 따라 절연막(31)이 형성된다. 절연막(31)의 두께는 특별히 지정되는 것은 아니다. 절연재료로서는, 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리비닐알콜, 폴리파라크실렌, SiO₂, TiO₂등을 이용할 수 있다.

상하에 인접하여 위치하는 액정층 사이에 필요에 따라 특정 파장대역의 광을 흡수하는 컬러필터층을 설치해도 좋다. 이에 따라, 불필요한 착란성분이 제거되어 표시품위를 높일 수 있다.

컬러필터층을 설치하는 장소는 액정층 사이라면 어디라도 좋고, 액정층의 관측자측에 있는 기판과 그 기판에 설치된 전극 사이, 액정층의 관측자측에 있는 기판에 설치된 전극상 등에 설치할 수 있다. 또, 기판자신이 착색되어도 좋고, 기판상에 설치한 전극, 절연막, 배향막이 착색되어도 좋다.

특히, 콜레스테릭 선택반사형 액정에 있어서는, 인접한 액정 사이에 외광의 입사측(화살표 A 참조)에 가까운 액정층이 선택적으로 반사하는 특정 파장대역의 광을 흡수하고, 외광의 입사측에 먼 액정층이 선택적으로 반사하는 특정 파장대역의 광을 투과하는 컬러필터층을 설치한다.

액정재료는 어떠한 모드로 이용되는 것이라도 좋고, 트위스티드 네마틱 모드, 슈퍼 트위스티드 네마틱 모드, 콜레스테릭 선택반사 모드, 다이나믹 스캐터링 모드, 게스트 호스트 모드, ECB모드, 상전이 모드, 고분자 분산형 액정모드, 강유전성 액정모드, 반강유전성 모드 등 어떠한 모드의 것이라도 좋다. 또, 콜레스테릭 선택반사 모드에 있어서는 반사색의 조정을 위해 액정에 색소를 섞어도 좋다.

액정층을 사이에 두고 대향하는 기판의 액정층에 접하는 면에는 필요에 따라 배향막(32)이 형성되어 있다. 배향막(32)에는 필요에 따라 러빙(rubbing)을 행해도 좋다.

또한, 액정의 콜레스테릭상의 선택반사를 이용하여 표시를 행하는 메모리성 액정표시소자에 있어서는, 원리적으로 액정의 배향제어를 행할 필요는 없지만, 배향막을 형성함으로써, 액정분자에 대해 어느 정도의 앵커링 효과(anchoring effect)를 갖게 할 수 있고, 액정표시소자의 특성이 경시적(經時的)으로 변화하는 것을 방지할 수 있는 점에서 유리하다. 이 경우, 배향막에 러빙처리는 필요하지 않다.

더욱이, 액정층을 매개로 대향하는 2매의 기판을 접착지지하기 위해, 표시영역내의 배향막(32)상의 소망하는 위치에 수지덩어리(25)가 형성되어 있다.

수지덩어리(25) 재료로서는, 열가소성 수지, 열경화성 수지, 자외선 경화성 수지가 있다. 특히, 열가소성 수지로서, 폴리염화비닐 수지, 폴리염화 비닐리덴 수지, 폴리초산 비닐수지, 폴리메타크릴 수지, 폴리아크릴산 에스테르 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리아미드 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리프로필렌 수지, 불소수지, 폴리아크릴로니트릴 수지, 폴리비닐 에테르수지, 폴리비닐케톤 수지, 폴리카보네이트 수지, 염소화 폴리에테로 수지, 폴리비닐 필로리돈 수지, 포화 폴리에스테르 수지가 있고, 이들을 단독으로도 복수조합하여 사용해도 좋다. 또, 열경화성 수지로서는 에폭시수지, 페놀수지, 폴리에스테르 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아미드 수지, 실리콘 수지 등, 또 자외선경화성 수지로서 아크릴계, 메타크릴계의 수지가 있고, 이들을 단독 또는 복수조합하여 사용해도 좋다. 물론, 열가소성 수지, 열경화성 수지, 자외성 경화성 수지를 혼합하여 이용할 수도 있다. 표시영역내의 소망하는 위치에 수지덩어리(25)를 형성함으로써, 기판을 넓은 면적으로 접착할 수 있어, 충격, 진동 등에 대해 강한 액정표시소자로 할 수 있다.

수지덩어리(25)의 색은 특별히 한정되지 않지만, 흑색으로 하면 표시에서의 흑이 인색하고, 또 투명으로 하면 개구율이 상승하여 밝은 표시를 하는 등의 효과가 있다.

기판을 맞붙인 후에 각 액정셀의 기판간의 갭을 균일하게 유지하기 위해, 기판간의 액정층에는 스페이서(27)가 배치되어 있다. 스페이서(27)에는 통상의 스페이서 외에 고착 스페이서를 이용할 수 있다. 이것은 스페이서 둘레를 수지로 피복한 것으로, 그 수지를 경화시킴으로써 맞붙인 후의 스페이서와 기판의 접착성을 높이는 것이 가능해진다. 이에 따라, 액정셀을 구부려도 스페이서의 이동이 일어나지 않고, 스페이서의 이동에 의해 기판에 흠을 내는 등의 문제가 발생하기 어려워진다. 고착 스페이서에 이용되는 수지에는 열경화성 수지, 열가소성 수지, 자외선 경화성 수지가 있다.

2개의 대향하는 기판 사이에 끼인 액정이 공기에 접촉하는 것이나 누출해버리는 일을 방지하여 액정표시소자의 신뢰성을 높이기 위해, 필요에 따라 표시영역의 외주변부에 밀봉벽(26)을 형성해도 좋다. 밀봉벽(26)을 환상(環狀)으로 함으로써, 맞붙임시의 압력을 없앨 때에 생기는 액정층으로의 공지의 흡입을 방지할 수 있다. 또, 셀갭의 균일성을 높이기 위해 밀봉벽(26)에는 미리 스페이서를 혼합해 두어도 좋다. 이것은 대형의 액정패널을 제작하는 경우에 스페이서의 산포를 균일하게 하는 것이 어려운 경우나, 밀봉벽(26)상에 스페이서를 충분히 산포할 수 없는 경우에 기판간의 액정층의 두께를 제어하는데 효과를 발휘한다.

액정을 충전하면서 맞붙이는 경우에는, 밀봉벽(26)의 형상은 액정의 누출을 방지하기 위해, 또 공기의 흡입을 없애기 위해 환상으로 하고 있다. 한편, 맞붙인 후에 액정을 봉입하는 경우에는, 환상구조의 일단에 액정을 넣는 주입구를 설치해 두어 액정주입후에 주입구를 메우는 것도 가능하다.

밀봉벽(26)으로서 사용가능한 수지로는, 열가소성 수지, 열경화성 수지, 자외선 경화성 수지가 있고, 구체적으로는 상기 수지덩어리(25)에 예시한 각종 수지재료를 사용할 수 있고, 이들을 복수혼합하여 이용할 수도 있다. 또, 밀봉벽(26)과 수지덩어리(25)에 같은 수지를 이용함으로써 생산효율을 상승하여 비용을 절감시킬 수 있다.

그 외, 최상부의 기판(10)으로서 반사방지 특성을 갖든지 또는 반사방지층을 갖는 것을 사용해도 좋다. 이 경우, 기판자신에 반사방지를 위한 가공, 자외선 절단가공, 안티글레어(antiglare) 가공을 실시해도 좋고, 표면상에 반사방지층, 자외선 절단층, 안티글레어층을 형성한 기판을 이용해도 좋다. 자외선 절단, 안티글레어, 반사방지중 2개 이상의 특성을 겸비한 기판을 이용할 수도 있다.

콜레스테릭 선택반사형 액정표시소자에서는 최하부에 위치하는 액정층(17)의 아래쪽에 광흡수층을 설치한다. 또, 미리 광흡수층을 갖춘 착색된 기판을 최하부의 기판(13)으로서 이용할 수도 있다.

마찬가지로, 최하부의 기판(13)으로서 광반사판이나 광반사·확산판을 이용함으로써, 반사형, 반사·반투과형의 액정표시소자로 할 수 있다. 동시에, 반사판이나 반사·반투과판을 액정패널에 맞붙이는 공정을 생략하고, 박형화를 진척시켜 맞붙임에 의한 먼지나 지문의 부착, 기포의 잔존을 줄일 수 있다.

더욱이, 편광판과 위상차판을 기판(13)으로서 이용함으로써 최후에 이들 조광판을 붙이는 공정을 생략함과 더불어, 박형화를 진척하여 맞붙임에 의한 먼지나 지문의 부착, 기포의 잔존을 줄일 수 있다.

또, 편광판, 이상차판을 이용하는 대신에 액정층중 어떤 층에 2색성 색소를 함유한 액정, 또는 네마틱 액정을 봉입함으로써, 편광판, 이상차판과 같은 특성을 가져도 좋고, 그 경우 중간에 위치하는 기판에서도 액정층에 접하는 면에 전극은 없어도 좋다.

그런데, 상기 액정표시소자의 제조방법으로서, 기판을 1매씩 맞붙이고, 모든 기판을 맞붙인 후에 액정을 진공주입하는 방법이 있다. 이 방법에서는, 먼저 기판에 기판간 갭을 균일하게 유지하는 스페이서와, 액정층을 사이에 두고 대향하는 기판을 접착지지하는 수지덩어리를 설치하고, 더욱이 기판의 소정의 면에 투명전극, 절연막, 배향막(필요에 따라 러빙을 실시함), 액정의 누출을 방지하는 밀봉벽을 필요에 따라 설치한다.

도 3의 (a)에 나타낸 바와 같이, 필요한 전극이나 고분자층 등을 설치한 제1기판(13)을 평면 스테이지(100)상에 고정하고, 제2기판(12)을 가동 기판 홀더(hol der; 도시하지 않음)를 이용하고, 기판(12, 13)에 설치한 마커에 의해 위치정합을 행하여 포갠다. 더욱이, 그 위에 마찬가지로 하여 제3 및 제4기판(11, 10)을 도 3의 (b)에 나타낸 바와 같이 차례로 포개고, 가열압착용 프레서(presser; 101)를 이용하여 기판(10~13)을 접착하여 맞붙인다.

맞붙인 후, 도 4에 나타낸 바와 같이 미리 설치해 둔 액정주입구(26a; 최상부에 위치하는 기판(10)에 설치된 밀봉벽(26)과 주입구(26a)만 나타냄)로부터 액정의 진공주입을 행한다. 액정주입후, 주입구를 밀봉한다.

이상과 같이 기판을 맞붙인 후에, 진공주입법에 의해 액정을 주입하는 방법을 채용할 수도 있다. 이 방법은 기판의 종류에 관계없이 유리기판, 필름기판 등 모든 기판에 이용할 수 있다. 즉, 유리기판과 필름기판 양쪽을 이용한 액정패널을 작성할 때에도, 필름기판만으로 구성된 액정패널을 작성할 때에도 이용할 수 있다.

다른 방법으로서, 이전에 본 특허출원인에 의해 일본 특원평 제10-13350호에서 제안한 맞붙임 장치를 이용하여 액정의 주입과 동시에 기판을 1매씩 맞붙이고, 액정셀을 1층씩 작성해 가는 방법이나, 복수매의 기판을 동시에 액정을 주입하면서 맞붙여 복수의 액정셀을 한번에 작성하는 방법을 이용할 수도 있다.

여기에서, 가요성 기판을 맞붙이는 경우의 제1방법으로서, 기판의 한쪽 면에 1매씩 기판을 맞붙이고, 액정층을 1층씩 작성해 가는 방법에 대해 설명한다. 스테이지상에 고정된 기판에 일본 특원평 제10-13350호에서 제안한 맞붙임 장치를 이용하여 기판을 맞붙일 때의 개략을 도 5에 나타낸다.

미리 기판에는 스페이서와 수지덩어리 및 밀봉벽이 설치되어 있고, 더욱이 기판의 소정의 면에는 투명전극과 절연막 및 배향막(필요에 따라 러빙을 실시함)이 필요에 따라 설치되어 있다.

이와 같이 필요한 막이 설치된 기판을 맞붙임 장치를 이용하여 맞붙인다. 먼저, 제1기판(13)을 맞붙임 장치의 평면 스테이지(110)상에 장착한다. 이어서, 기판(13)상에 액정을 도포하고, 맞붙이기 위한 제2기판(12)을 가동 기판홀더(도시하지 않음)에 고정시킨다. 제1기판(13)의 마커에 제2기판(12)의 마커를 겹치도록 기판홀더를 이동시키고, 가압롤러(111)를 이용하여 기판(12)을 억누른다. 다음으로, 가열압착롤러(112)에 의해 수지덩어리, 밀봉벽을 가열하여 기판간의 갭에 대응하는 두께까지 찌그러뜨리고, 셀두께를 일정하게 하면서 액정층에 기포가 들어가지 않도록 맞붙인다. 액정을 충전하면서 맞붙여 가는 공정을 반복하여, 제3 및 제4기판을 맞붙임으로써, 적층형의 액정패널을 작성할 수 있다.

가요성 기판을 맞붙이는 경우의 제2방법으로서, 복수매의 기판을 동시에 맞붙여 복수의 액정층을 한번에 작성하는 방법에 대해 설명한다. 맞붙일 때의 개략을 도 6에 나타낸다.

제1기판(13)을 가동 평면 스테이지(110)상에 나머지 3매의 기판(10, 11, 12)을 각각 가동 기판홀더(도시하지 않음)에 고정시킨다. 제1기판의 마커에 그 외의 기판의 마커가 겹쳐지도록 이동시켜 각 기판의 한변을 자르고, 가압롤러(111)를 이용하여 4매의 기판을 동시에 평면 스테이지(110)에 억누른다. 기판홀더에 설치된 3개의 액정 디스펜서(dispenser)로부터 액정을 적하하고, 적하후 평면 스테이지 (110)를 슬라이드(slid)시켜 평면 스테이지(110)의 슬라이드에 따라 가열압착롤러 (112)에 의해 액정을 기판 사이에 기포가 들어가지 않도록 충전한다.

이러하게 하여 액정을 충전하면서, 복수매의 기판을 동시에 맞붙여 적층형의 액정표시소자를 작성할 수 있다. 이 제2방법에 있어서도, 평면 스테이지(110)상에 설치하는 기판은 유리기판이어도 좋기 때문에 유리기판과 필름기판 양쪽을 이용한 구성의 액정패널의 작성에 이용할 수 있다.

이들 이외의 방법으로서, 중간의 액정셀을 작성한 후에, 그 상하에 액정을 충전하면서 기판을 맞붙이는 방법이나 기판간에 액정층을 갖춘 셀을 2개 작성한 후, 이들을 액정을 사이에 두고 포개는 방법 등이 있다. 또, 기판에 형성하는 전극이나 고분자층을 반드시 기판의 맞붙임 전에 형성할 필요는 없고, 맞붙임 공정중에 적당히 형성하는 것도 가능하다.

<소자이 제3실시형태, 도 7 참조>

본 제3실시형태는 도 7에 나타낸 바와 같이, 반사형 3층 적층 게스트 호스트 TFT 액정표시소자로 한 것이다. 이하, 본 발명자가 제작한 구체예와 더불어 설명한다.

최상부 기판(10)으로는 폴리카보네이트(PC) 기판을 이용하고, 기판(11, 12, 13)으로는 7059유리(코닝사제)를 이용했다. 유리기판(11, 12, 13) 상면에는 주사선, 신호선, 화소전극(모두 도시하지 않음) 및 TFT소자(35)가 형성되어 있다. 화소전극은 매트릭스 모양으로 배치된 화소 각각에 대해 1개씩 설치되어 있다. 주사선은 액정표시소자의 표시화면에 있어서 수평방향을 따라 각 주사선이 1행분의 화소에 대응하도록 형성되고, 신호선은 주사선과 직교하도록 각 신호선이 1열분의 화소에 대응하도록 형성되어 있다. 주사선 및 신호선과 화소전극은 TFT소자(35)에 의해 접속된다. 화소전극은 폭 300㎛, 길이 300㎛이다. TFT소자(35)가 형성된 유리기판(11, 12, 13)상에 전면에 걸쳐 러빙이 실시된 배향막(32)이 AL4552(JSR사제)로 두께 400Å으로 형성되어 있다.

한편, 각 액정층(15, 16, 17)을 사이에 두고 대향하는 기판(10, 11, 12)의 하면에는 TFT소자(35)로의 차광을 행하기 위한 블랙 매트릭스(black matrix; 36)가 안료 분산형 블랙 레지스트 PD-170K(히타치 카세이 코교사제)를 이용하여 1화소를 둘러싸도록 격자형상으로 형성되어 있다. 블랙 매트릭스(36)상에는 평탄화막(37)이 AC-8100(닛산 카가쿠 코교사제)로 형성되어 있다. 평탄화막(37)상에 ITO전극 (21)이 700Å 두께로 형성되고, 더욱이 ITO전극(21)상에는 러빙된 배향막 (32)이 AL4552(JSR사제)로 형성되어 있다.

각 기판간의 갭은 5㎛로, 여기에서는 수지덩어리(25)로서 열가소성 수지인 STAYSTIK371G(테크노 알파사제)를 이용하고, 직경 40㎛, 높이 5㎛의 원주형상으로 피치 300㎛의 격자형상으로 형성되어 있다. 더욱이, 열가소성 수지를 이용한 입경 5㎛의 고착 스페이서(27; N3M14, 우베 닛토 카세이 코교사제)가 약 200개/㎟의 산포밀도로 배치되어 있다.

각 액정층(15, 16, 17)에는 위에서부터 차례로 각각 네마틱 액정 ZLI-1565(메르크사제)에 노란색의 2색성 색소 2%, 자홍색의 2색성 색소를 3%, 청록색의 2색성 색소를 3% 각각 용해시킨 액정재료를 주입하고, 주입구는 자외선 경화형 포토렉(Photoleck) A-704-60(시미주 화인케미컬사제)로 밀봉했다.

최상부 기판(10) 상면에는 편광판(39)이 부착되어 있다.

이러한 구성의 3층 적층 게스트 호스트 TFT 액정표시소자는 동화(動畵)표시가 가능하고 표시품위가 높은 액정표시소자였다.

<소자의 제4실시형태, 그 제1예, 도 8 참조>

본 제4실시형태는 도 8에 나타낸 바와 같이, 3층 적층 콜레스테릭 선택반사형 액정표시소자로 한 것이다. 이하, 본 발명자가 제작한 제1예와 더불어 설명한다.

최상부 및 최하부 기판(10, 13)에는 7059 유리기판(코닝사제)을 이용하고, 중간기판(11, 12)에는 폴리카보네이트(PC) 기판을 이용했다. 기판(10, 13)에는 각각 하면 및 상면에 ITO전극(21, 22)이, 기판(11, 12)에는 양면에 ITO전극(21, 22)이 도 17의 (b)에 나타낸 바와 같이 띠형상이고, 또 평행하게 이면과 표면의 패턴이 직교하도록 형성되어 있다. 전극 폭은 300㎛로 했다. 기판(10, 13)의 액정에 접하지 않는 면을 제외한 전체 면에 절연막(31) 및 배향막(32; AL4552, JSR사제)이 형성되어 있다. 각 기판에 형성된 평행하게 늘어선 ITO전극(21, 22)이 액정을 사이에 두고 직교하도록, 또 기판끼리가 평행해지도록 배치되어 있다.

충전되어 있는 액정은 아래층으로부터 적색, 녹색, 청색의 광을 선택적으로 반사하는 콜레스테릭 선택반사형 액정으로, 액정으로서는 적색에는 선택반사의 피크파장이 680nm의 콜레스테릭 액정(메르크사제 네마틱액정 BL46에 메르크사제 카이랄제 CB15를 32.6wt% 섞은 것), 녹색에는 선택반사의 피크파장이 550nm의 콜레스테릭 액정(메르크사제 네마틱액정 BL46에 메르크사제 카이랄제 CB15를 40wt% 섞은 것), 청색에는 선택반사의 피크파장이 480nm의 콜레스테릭 액정(메르크사제 네마틱액정 BL46에 메르크사제 카이랄제 CB15를 47.6wt% 섞은 것)을 이용했다.

기판 사이에는 열경화성 수지로 피복한 입경 7㎛의 고착 스페이서(27; N3M14, 우베 닛토 카세이 코교사제)가 약 200개/㎟의 산포밀도로 배치되어 있다. 폴리에스테르 수지 PES-360S30(쓰리본드사제)으로 이루어진 원주형상의 수지덩어리 (25)가 직경 약 40㎛, 높이 7㎛로 피치 300㎛의 격자형상으로 형성되어 있다. 또, 액정주입구를 갖춘 밀봉벽(26)이 상기 폴리에스테르 수지 PES-360S30으로 형성되어 있다. 주입구는 액정주입후에 자외선 경화성 수지 포토렉 A-704-60(세키스이 화인케미컬사제)으로 밀봉되어 있다.

더욱이, 최하부 기판(13)의 하면에는 측색의 도료를 도포한 광흡수층(40)이 형성되어 있다.

이러한 구성의 3층 적층 콜레스테릭 선택반사형 액정표시소자에 있어서는, 경량화된 데다가 종래의 문제점이였던 기판간에서의 불필요한 반사를 억제하여, 반사율이 높고 시야각이 넓은 양호한 표시를 얻을 수 있었다.

<소자의 제4실시형태, 그 제2예, 도 8 참조>

이 제2예는 도 8에 나타내고 있는 3층 적층 콜레스테릭 선택반사형 액정표시소자에 있어서, 상기 제1예와 다른 점은 액정 조광층(15, 16, 17)마다 다른 배향막(32)을 이용한 점이다.

상기 제1예에서는, 전체 배향막(32)으로 AL4552(JSR사제)를 이용했지만, 이 제2예에서는 적색액정층(17) 상하면에는 AL3408(JSR사제), 녹색액정층(16) 상하면에는 AL8254(JSR사제), 청색액정층(15) 상하면에는 수직배향막의 SE-1211(닛산 카가쿠 코교사제)을 이용했다. 그 외 구성이나 재료는 제1예와 같다.

이러한 구성의 액정표시소자에 있어서 시야각 특성을 조사한 바, 이하의 제1표에 나타낸 결과로 되고, 액정층마다 다른 배향막을 이용함으로써 상기 제1예에 비해 시야각이 넓고 콘트라스트가 높은 표시를 얻을 수 있었다. 또, 시야각은 콘트라스트가 5:1로 보이는 범위로 했다.

(제1표)

	상하방향	좌우방향
제1예	70°	70°
제2예	110°	110°

<소자의 제4실시형태, 그 제3예, 도 8 참조>

이 제3예는 도 8에 나타내고 있는 3층 적층 콜레스테릭 선택반사형 액정표시소자에 있어서, 상기 제1예와 다른 점은 수지덩어리(25)에 열경화성 수지를 이용한 점이다.

이 제3예에서는 수지덩어리(25)로서 열경화성 수지인 XN-21-S(미츠이 화학사제)를 스크린 인쇄법에 의해 인쇄했다. 스크린판에는 수지투과부 직경이 40㎛, 피치가 600㎛, 두께가 25㎛의 것을 이용하고, 대형 인쇄기 FZ-36-1020(무라카미사제)로 인쇄했다. 또, 인쇄시의 기판의 온도, 습도를 제어하고, 항상 일정 온도 25℃로 맞붙임을 행했다. 맞붙일 때의 가열압착공정에서 이 수지는 눌려 찌그러뜨려져 높이가 스페이서(27)의 직경과 같은 7㎛로 되고, 맞붙인 후의 150℃의 가열공정에서 수지는 완전히 경화하여 액정층을 사이에 두고 대향하는 기판을 접착한다.

이와 같이 열경화성 수지를 이용하여 수지덩어리(25)를 제작함으로써, 가열에 대해서도 신뢰성이 높고, 액정층을 사이에 두고 대향하는 기판을 충분히 접착지지하는 셀로 할 수 있으며, 전압을 인가했을 때에는 액정표시소자로서 충분한 동작을 나타내어 양호한 표시가 가능했다.

<소자의 제4실시형태, 그 제4예, 도 8 참조>

이 제4예는 도 8에 나타내고 있는 3층 적층 콜레스테릭 선택반사형 액정표시소자에 있어서, 상기 제1예와 다른 점은 수지덩어리(25)에 자외선 경화성 수지를 이용한 점이다.

이 제4예에서는 수지덩어리(25)로서 자외선 경화성 수지인 자외선 경화형 TB-3025B(쓰리본드사제)를 스크린 인쇄법으로 인쇄했다. 스크린판에는 수지투과부 직경이 40, 피치가 600, 두께가 25의 것을 이용하여, 대형 인쇄기 FZ-36-1020(무라카미사제)로 인쇄했다.

맞붙일 때의 압착공정에서, 이 수지는 눌려 찌그러뜨려져 높이가 스페이서 (27)의 직경과 같은 7㎛로 되었다. 수지는 맞붙인 후에 기판을 투명한 경판(硬板)을 이용하여 끼워 넣고, 하중이 3.5kg/㎠ 걸린 상태에서 자외선을 200mJ/㎠ 조사하여 경화시켰다.

이와 같이 자외선 경화성 수지를 이용하여 수지덩어리(25)를 제작함으로써, 액정표시소자의 제작시간을 단축하고, 액정층을 사이에 두고 대향하는 기판을 충분히 접착지지하는 신뢰성이 높은 액정표시소자를 제작할 수 있었다. 더욱이, 인가전압을 가했을 때에 액정표시소자로서 충분한 동작을 나타내어 양호한 표시가 가능했다.

<소자의 제4실시형태, 그 제5예, 도 8 참조>

이 제5예는 도 8에 나타내고 있는 3층 적층 콜레스테릭 선택반사형 표시소자에 있어서, 그 최상부 기판(10) 상면에 반사방지층을 형성했다. 이것으로 소자표면에서의 반사를 억제하여 표시가 보기 쉬운 액정표시소자로 할 수 있다.

또, 최상부 기판(10)을 반사방지 시트로 치환할 수도 있다. 이에 따라 반사방지의 효과와 더불어 반사방지막을 제작하는 공정, 또는 반사방지 시트를 기판(10) 상면에 맞붙이는 공정을 생략할 수 있다. 이에 덧붙여서, 반사방지막의 제작, 반사방지 시트의 맞붙임 불량을 없애 생산성을 향상시킬 수 있다.

마찬가지로, 최상부 기판(10)에 자외선 절단가공, 안티글레어 가공을 실시함으로써 액정표시소자의 성능향상을 도모할 수 있다. 또, 최상부 기판(10)에 자외선 절단층을 미리 갖춘 기판, 안티글레어 가공을 실시한 기판을 이용함으로써 자외선 절단, 안티글레어에 덧붙여서 각종 기능성 막의 형성공정, 또는 맞붙임 공정의 생략이 가능해진다. 이에 덧붙여서, 그들 공정에서 발생하는 불량을 없애 생산성을 향상시킬 수 있다. 또, 반사방지 가공을 실시한 기판 대신에 자외선 절단, 안티글레어, 반사방지중 적어도 3개을 겸비한 기판을 최상부 기판(10)으로서 이용함으로써, 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

<소자의 제4실시형태, 그 제6예, 도 8 참조>

이 제6예는 도 8에 나타내고 있는 3층 적층 콜레스테릭 선택반사형 액정표시소자에 있어서, 그 최하부 기판(13)의 하면에 광흡수층(40)을 형성하는 대신에 기판(13) 자체를 광흡수특성을 갖춘 것으로 치환했다.

즉, 미리 광흡수층을 갖춘 기판(13)을 최하부 기판으로서 ITO전극(22)의 패터닝, 스페이서 산포, 수지덩어리 형성, 밀봉벽 형성 등의 기판에서의 전처리를 한 것을 이용함으로써, 기판에 광흡수층을 제작하는 공정을 생략하여 생산성을 향상시킬 수 있다.

또, 광흡수층 대신에 흑색의 색소를 함유한 액정층을 최하부에 더해 전압의 인가에 의해 제어해도 좋다.

상술한 바와 같이 제작한 광흡수층에 의해 충분한 광흡수가 가능하여 콘트라스트가 높은 양호한 표시를 얻을 수 있다.

<소자의 제5실시형태, 도 9 참조>

본 제5실시형태는 도 9에 나타낸 바와 같이, 3층 적층 콜레스테릭 선택반사형 액정표시소자로 한 것으로, 기본적으로는 도 8에 나타낸 제4실시형태와 마찬가지의 구성을 갖추고 있다. 다른 점은, 액정층(15, 16)의 사이 및 액정층(16, 17) 사이에 컬러필터층(33)을 형성한 것이다. 이하, 본 발명자가 제작한 구체예와 함께 설명한다.

최상부 및 최하부 기판(10, 13)으로는 7059유리기판(코닝사제)을 이용하고, 중간기판(11, 12)으로는 폴리에스테르술폰(PES) 기판을 이용했다. 기판(10, 13)으로는 각각 하면과 상면에 투명전극(21, 22)이, 기판(11, 12)에는 양면에 투명전극 (21, 22)이 도 17의 (b)에 나타낸 바와 같이 띠형상이고, 또 평행하게 이면과 표면의 패턴이 직교하도록 형성되어 있다. 전극 폭은 300㎛로 했다. 기판(10)의 하면, 기판(11)의 상면, 기판(12)의 상면, 기판(13)의 상면의 투명전극이 설치된 면에는 절연막(31; PC335, JSR사제)이 전면에 형성되어 있다.

기판(11) 하면의 투명전극(21)이 설치된 면에는 청색광을 흡수하고, 녹색광, 적색광을 투과하는 컬러필터층(33)으로서 CFPR-EX-2(도쿄 오오카 코교사제), 기판(12) 하면의 투명전극(21)이 설치된 면에는 청색광, 녹색광을 흡수하고, 적색광을 투과하는 컬러필터층(33)으로서 CFPR-R-ST100(도쿄 오오카 코교사제)이 각각 전면에 형성되어 있다.

기판상에 형성된 배향막, 액정과 기판간에 형성된 스페이서, 수지덩어리, 밀봉벽, 광흡수층에 대해서는 상기 제4실시형태와 같다.

이러한 컬러필터층(33)을 형성한 구성의 3층 적층 콜레스테릭 선택반사형 액정표시소자에 있어서는 제4실시형태의 액정표시소자에 비해 콘트라스트가 높은 표시를 얻을 수 있었다.

<소자의 제6실시형태, 그 제1예, 도 10 참조>

본 제6실시형태는 도 10에 나타낸 바와 같이, 반사형 3층 적층 게스트 호스트형 액정표시소자로 한 것이다. 이하, 본 발명자가 제작한 제1예와 함께 설명한다.

기판(10~13)으로는 폴리에테르술폰(PES) 기판을 이용했다. 기판(10)의 하면에는 투명전극(21)이, 기판(13)의 상면에는 투명전극 대신에 반사전극(22')이, 기판(11, 12)에는 양면에 투명전극(21, 22)이 도 17의 (a)에 나타낸 바와 같이 띠형상이고, 또 평행하게 이면과 표면의 패턴이 동일하게 되도록 형성되어 있다. 전극폭은 300㎛로 했다.

이들 4매의 PES기판(10~13)은 액정층(15, 16, 17)을 사이에 두고 대향하는 각각의 기판에 형성된 띠형상의 전극이 액정층을 사이에 두고 직교하도록, 더욱이 기판끼리가 평행하게 되도록 배치되어 있다. 기판(10)의 하면, 기판(11)의 양면, 기판(12)의 양면, 기판(13)의 상면에 형성된 전극(21, 22, 22')상에는 절연막(31; PC335, JSR사제)이 형성되어 있다.

절연막(31)상에는 배향막(32; 8302, 스미토모 베이클라이트사제)이 형성되고, 러빙이 실시되어 있다.

대향하는 기판(10~13) 사이에는 스페이서(27)로서 마이크로펄(세키스이 화인케미컬사제)을 혼합한, 주재 ERS-2200 및 경화재 ERS-2820(모두 스미토모 베이클라이트사제)의 에폭시계 열경화성 수지로 이루어진 밀봉벽(26)이 정방형의 환상으로 형성되어 있다. 기판과 밀봉벽으로 둘러싸인 공간에는 액정이 충전되어 있다.

각 액정층(15, 16, 17)에는 위로부터 차례로 각각 네마틱 액정 ZLI-1565(메르크사제)에 노란색의 2색성 색소 2%, 자홍색의 2색성 색소를 3%, 청록색의 2색성 색소 3%를 각각 용해시킨 액정재료를 이용하고 있다.

더욱이, 기판간에는 기판간 갭을 균일하게 유지하기 위한 입경 8㎛의 고착 스페이서(27; N3M14, 우베 닛토 카세이 코교사제)가 약 200개/㎟의 산포밀도로 배치되어 있다. 또, 액정층을 사이에 두고 대향하는 기판을 접착지지하기 위해 열가소성 수지인 STAYSTIK371G(테크로 알파사제)를 이용하여 직경 40㎛, 높이 8㎛의 원주형상의 수지덩어리(25)가 피치 300㎛의 격자형상으로 형성되어 있다.

최상부 기판(10)의 상면에는 편광판(39)이 부착되어 있다.

이러한 구성의 3층 적층 게스트 호스트형 액정표시소자에 전압을 인가하여 구동한 바, 양호한 표시를 얻을 수 있었다.

다음으로, 이 액정표시소자의 작성방법의 하나로서 기판의 한쪽 면에 다른 기판을 맞세워 액정층을 1층씩 작성해 가는 방법에 대해 설명한다.

미리 편면에 ITO전극(21)이 패터닝된 PES기판(10)과 편면에 반사전극(22')이 패터닝된 PES기판(13)과 양면에 ITO전극(21, 22)이 패터닝된 PES기판(11, 12)을 준비한다.

기판(13)상의 전극(22')상에 절연막(31)을 스핀코트(spin-coat)법에 의해 형성하고, 노광, 현상후 170℃로 1.5시간 소성한다. 소성후, 표시영역보다 두 둘레 크게 형성한 절연막(31)상에 배향막(32)을 형성한다. 배향막(32)은 롤코터(roll coater)를 이용하여 표시영역보다 한 둘레 크게 형성하고, 1.5시간 소성한다. 소성후, 기판(11, 12) 한쪽 면의 절연막(31)상에 설치된 배향막(32)상에 수지덩어리 (25)를 스크린 인쇄법에 의해 제작하고, 이어서 입경이 7㎛의 고착 스페이서(27)를 산포하여 150℃로 1.5시간 소성한다. 소성후, 기판(11, 12)의 배향막(32)을 형성한 면의 한쪽에 디스펜서 등을 이용하여 밀봉벽(26)을 환상으로 형성한다.

기판(10)은 기판의 세정후, 한쪽 면에 절연막(31), 배향막(32), 수지덩어리 (25), 밀봉벽(26)을 형성하고, 또 스페이서(27)를 산포한다.

기판 준비에 이어서 도 11의 (a)에 나타낸 바와 같이, 80℃로 가열된 평면 스테이지(110)에 진공흡착에 의해 고정되어 있는 기판(13)의 한쪽 면에 1매씩 기판을 맞붙이고, 액정층을 1층씩 작성해 간다. 먼저, 기판(12)을 맞붙인다. 맞붙이기 직전에 기판(12)은 80℃로 18분간 가열하고, 밀봉벽을 반경화상태로 하여 가동 기판홀더(113)에 고정시킨다. 기판(13)에 평면 스테이지(110) 곁에 갖춘 액정 디스펜서(도시하지 않음)로부터 청록색의 2색성 색소를 함유한 액정을 적하한다. 액정적하후, 기판(13)의 마커에 기판(12)의 마커가 겹쳐지도록 기판홀더(113)를 이동시키고, 가압롤러(111)를 이용하여 기판(12, 13)을 동시에 평면 스테이지(110)상에 억누른다(도 11의 (b) 참조). 평면 스테이지(110)를 슬라이드시키고, 평면 스테이지 (110)의 슬라이드에 연동시켜 155℃로 가열된 가열압착롤러(112)에 의해 액정을 기판(12, 13) 사이에 기포가 들어가지 않도록 충전한다(도 11의 (c) 참조). 이 때, 기판(12, 13) 사이에 형성된 수지덩어리는 소정의 높이까지 찌그러뜨려지고, 스페이서에 의해 기판간이 갭은 균일하게 되어 대향하는 기판은 수지덩어리에 의해 접착된다.

마찬가지로 하여, 기판(13, 12)을 맞붙이고 나서 자홍색의 2색성 색소를 함유한 액정을 적하하고, 맞붙이기 전에 가열에 의해 밀봉벽을 반경화상태로 하여 기판(11)을 맞붙인다(도 11의 (d) 참조).

마찬가지로 하여, 기판(13, 12, 11)을 맞붙이고 나서 노란색의 2색성 색소를 함유한 액정을 적하하고, 맞붙이기 전에 가열에 의해 밀봉벽을 반경화상태로 하여 기판(10)을 맞붙인다(도 11의 (e), (f) 참조).

맞붙임 종료후, 최상부 기판(10) 상면에 편광판(39)을 부착시킨다.

<소자의 제6실시형태, 그 제2예, 도 10 참조>

이 제2예는 도 10에 나타내고 있는 반사형 3층 적층 게스트 호스트형 액정표시소자에 있어서, 상기 제1예와 다른 점은, 4매의 폴리에테르술폰(PES) 기판을 이용한 점이다. 제작방법은 4매의 기판(10~13)을 동시에 맞붙이는 방법을 채용하고 있고, 이하 그 제작방법에 대해 설명한다.

기판상에 투명전극, 절연막, 배향막, 스페이서, 수지덩어리를 형성/배치하는 방법은 상기 제1예와 같다. 다른 점은, 밀봉벽을 반경화상태로 한 후, 4매의 기판 (10~13)을 액정을 충전하면서, 동시에 맞붙이는 점이다.

즉, 도 12의 (a)에 나타낸 바와 같이, 진공흡착용의 구멍과 진공펌프 및 흡착/해제를 절환하는 스위치를 갖는 진공흡착 가능한 80℃로 가열된 가동 평면 스테이지(110)에 기판(13)을 위치정합을 행하여 진공흡착에 의해 고정시킨다. 나머지 3매의 기판(12, 11, 10)을 각각 가동 기판홀더(113)에 고정시킨다. 기판(13)의 마커에 기판(12, 11, 10)의 마커가 겹쳐지도록 기판홀더(113)를 이동시키고, 4매 기판(10~13)을 가압롤러(111)에 의해 평면 스테이지(110)상에 억누른다(도 12의 (b) 참조). 이 상태에서 기판홀더(113)에 설치된 3개의 액정 디스펜서(도시하지 않음)로부터 액정을 적하한다. 적하후, 평면 스테이지(110)를 슬라이드시키고, 평면 스테이지(110)의 슬라이드에 연동하여 155℃로 가열된 가열압착롤러(112)에 의해 액정을 기판간에 기포가 들어가지 않도록 충전한다(도 12의 (c), (d) 참조).

맞붙임 종료후, 최상부 기판(10)의 상면에 편광판(39)을 부착시킨다.

<소자의 제6실시형태, 그 제3예, 도 10 참조>

이 제3예는 도 10에 나타내고 있는 반사형 3층 적층 게스트 호스트형 액정표시소자에 있어서, 상기 제1예와 다른 점은, 밀봉벽(26)에 열가소성 수지를 이용한 점이다.

이 제3예에서는, 밀봉벽(26)으로서 열가소성 수지인 STAYSTIK 371G(테크로 알파사제)를 이용하여 정방형의 환상으로 형성했다. 열가소성 수지를 이용하는 경우에는 수지를 데워 연화시킨 상태에서 하중이 걸리면서 맞붙임을 행하고, 가압상태인채로 기판을 실온까지 되돌려 맞붙임을 완성시킨다. 기판의 온도를 실온으로 되돌리는 것은 강제적으로 열은 빼앗는 것으로도 좋고, 천천히 식히는 것으로도 좋다.

열가소성 수지를 이용한 경우에는 이러한 공정으로 밀봉벽(26)을 제작하지만, 이 때의 기판에서의 가열시간은 짧게 끝나고, 열에 약한 기판에 대해 신뢰성이 높은 액정표시소자를 제작할 수 있다. 또, 이러한 구성의 3층 적층 게스트 호스트형 액정표시소자는 기판이 벗겨지거나 액정이 누출되는 일없이 충분히 기판끼리를 접착할 수 있어 양호한 표시를 행할 수 있었다.

<소자의 제6실시형태, 그 제4예, 도 10 참조>

이 제4예는 도 10에 나타내고 있는 반사형 3층 적층 게스트 호스트형 액정표시소자에 있어서, 상기 제1예와 다른 점은, 밀봉벽(26)에 열가소성 수지를 이용한 점이다.

이 제4예에서는, 밀봉벽(26)으로서 자외선 경화형 TB-3025B(쓰리본드사제)를 이용하여 정방형의 환상으로 형성했다. 이 자외선 경화성 수지는 맞붙인 후, 기판을 투명한 경판을 이용하여 끼워넣고, 하중이 3.5kg/㎠ 걸린 상태에서 자외선을 3000mJ/㎠ 조사하여 경화시켰다.

이와 같이 자외선 경화성 수지를 이용하여 밀봉벽(26)을 제작함으로써, 액정표시소자의 제작시간을 단축하고, 액정이 누출하는 경우가 없는, 대향하는 기판을 충분히 접착지지하는 신뢰성이 높을 셀을 제작할 수 있다. 또, 기판에서의 가열이 불필요하기 때문에, 가열에 의한 기판의 변형이 없고, 그에 의한 화소오차가 생기기 어려워진다.

이러한 자외선 경화성 수지를 밀봉벽(26)에 이용한 반사형 3층 적층 게스트 호스트형 액정표시소자는 맞붙인 기판이 벅겨지는 일없이 충분히 접착되고, 인가전압을 가함으로써 충분한 동작을 나타내어 양호한 표시가 가능했다.

<소자의 제6실시형태, 그 제5예, 도 10 참조>

이 제5예는 도 10에 나타내고 있는 반사형 3층 적층 게스트 호스트형 액정표시소자로 한 것으로, 상기 제1예와 다른 점은, 최상부 기판(10) 상면에 편광판(39)을 부착하는 대신에 편광판을 최상부 기판(10)으로서 이용한 점이다.

즉, 편광판의 한쪽 면에 ITO전극(21)을 형성하고, 절연막, 배향막, 스페이서, 수지덩어리, 밀봉벽을 마찬가지로 형성함으로써 도 10에 나타내고 있는 기판 (10)과 편광판(39) 사이의 접착제층을 없애고, 액정패널을 박형화하여 불필요한 산란을 감소시킬 수 있다. 그와 동시에 편광판을 부착하는 공정을 생락하여 박형화를 진척시키고, 맞붙임에 의한 먼지나 지문의 부착, 기포의 잔존을 줄여 생산성을 향상시킬 수 있다.

편광판 대신에 최상부 액정층(15)에 편광판과 같은 특성을 갖도록 2색성 색소를 함유시켜도 좋다. 이 경우, 2색성 색소를 함유한 액정층을 사이에 둔 2매 기판의 액정에 접하는 면에 투명전극은 없어도 좋다.

이와 같이, 최상부 기판(10)으로서 편광판을 이용한 게스트 호스트형 액정표시소자 또는 최상부에 2색성 색소를 함유한 액정층을 형성한 게스트 호스트형 액정표시소자로는 양호한 표시를 얻을 수 있었다.

<소자의 제6실시형태, 그 제6예, 도 10 참조>

이 제6예는, 도 10에 나타내고 있는 반사형 3층 적층 게스트 호스트형 액정표시소자로 한 것으로, 상기 제1예와 다른 점은 최하부 기판(13)으로서 광반사판을 이용한 점이다. 또, 이 기판(광반사판; 13)상에 형성되는 전극(22')도 반사전극이다.

이와 같이, 최하부 기판(13)을 광반사판으로 하고, 그 위에 반사전극(22'), 배향막(32)을 형성하고, 기판 1매로서 이용하는 구성의 반사형 3층 적층 게스트 호스트형 액정표시소자에 있어서는 반사율이 높고 밝은 표시를 얻을 수 있었다. 그에 덧붙여서, 액정패널에 광반사판을 맞붙이는 공정을 생략하고, 맞붙임에 이해 먼지나 지문의 부착, 기포의 잔존을 줄여 생산성을 향상시킬 수 있다.

<소자의 제6실시형태, 그 제7예, 도 10 참조>

이 제7예는 도 10에 나타내고 있는 반사형 3층 적층 게스트 호스트형 액정표시소자로 한 것으로, 상기 제1예와 다른 점은 4매의 기판(10~13)에 폴리카보네이트 (PC) 기판을 이용한 점이다.

전극(21, 22)은, 기판(10, 13)에는 그 한쪽 면에 형성되고, 기판(11, 12)에는 양면에, 도 17의 (b)에 나타낸 바와 같이 이면과 표면의 패턴이 직교하도록 형성되어 있다. 전극(21, 22) 폭은 300㎛로 했다.

그 외, 절연막(31), 배향막(32), 액정층(15, 16, 17), 스페이서(27), 수지덩어리(25)에 대해서는 모두 제1예와 같다. PC기판(11, 12) 양면에 형성된 투명전극 (21, 22)의 패턴을 이면과 표면에서 직교하도록 형성함으로써 기판의 맞붙임시에 생기는 화소오차가 작고, 콘트라스트가 높은 양호한 표시를 얻을 수 있었다.

<소자의 제6실시형태, 그 제8예, 도 10 참조>

이 제8예는 도 10에 나타내고 있는 반사형 3층 적층 게스트 호스트형 액정표시소자에 있어서, 수지덩어리(25)로서 흑색수지를 이용한 것이다. 그 이외의 구성, 재료는 상기 제1에와 마찬가지이다. 표시영역내에 위치하는 수지덩어리(25)를 흑색으로 함으로써 흑색의 표시가 보다 흑색에 가깝고, 인색함이 있는 표시가 실현가능했다.

<소자의 제6실시형태, 그 제9예, 도 10 참조>

이 제9예큰 도 10에 나타내고 있는 반사형 3층 적층 게스트 호스트형 액정표시소자에 있어서, 수지덩어리(25)로서 투명수지를 이용한 것이다. 그 이외의 구성과 재료는 상기 제1예와 마찬가지이다. 표시영역내에 위치하는 수지덩어리(25)를 투명하게 함으로써 개구율이 향상하여 보다 밝은 표시가 실현가능했다.

<소자의 제7실시형태, 도 13 참조>

본 제7실시형태는, 도 13에 나타낸 바와 같이 OCB모드의 투과형 액정표시소자로 한 것으로, 각 액정층을 사이에 두고 대향하는 기판의 액정층에 접하는 면에 형성한 배향막을 이하에 설명하도록 설정하고 있다. 이하, 본 발명자가 제작한 구체예와 함께 설명한다.

기판(10~13)에는 폴리카보네이트(PC) 기판을 이용했다. 기판(11, 12)에는 액정층(16)에 접하는 면에 띠형상의 투명전극(21, 22)이 폭 300㎛로 각각이 평행하게 되도록 형성되고, 투명전극(21, 22)은 직교상태에서 대향하고 있다. 또, 기판(11, 12)의 투명전극(21, 22)상에는 절연막(31; PC335, JSR사제)이 형성되어 있다.

액정층(15)을 사이에 두고 대향하는 기판(10, 11)의 액정층(15)에 접하는 2개의 면에는 각각 다른 배향막(51, 52)이 형성되어 있다. 기판(10)의 하면에는 평행배향막(51)으로서 SE-410, 기판(11) 상면에는 수직배향막(52)으로서 SE-1211(모두 닛산 카가쿠 코교사제)이 이용되고 있다. 마찬가지로 액정층(17)을 사이에 두고 대향하는 기판(12, 13)의 액정층(17)에 접하는 면에는 평행배향막(55)으로서 SE-410(모두 닛산 카가쿠 코교사제)이 이용되고 있다. 더욱이, 기판(11, 12)의 액정층(16)에 접하는 면에는 절연막(31)상에 같은 평행배향막(53)으로서 SE-410이 이용되고 있다.

더욱이, 각 기판(10~13)에는 기판간 갭을 균일하게 유지하기 위해 입경 8㎛의 고착 스페이서(27; N3M14, 우베 닛토 카세이 코교사제)가 약 200개/㎟의 산포밀도로 배치되어 있다. 또, 액정층을 사이에 두고 대향하는 기판을 접착지지하기 위해 열가소성 수지인 STAYSTIK371G(테크노 알파사제)를 이용하고, 직경 40㎛, 높이 8㎛의 원주형상의 수지덩어리(25)가 피치 300㎛의 격자형상으로 형성되어 있다.

대향하는 기판(10~13)에는 스페이서(27)로서 마이크로펄((세키스이 화인케미컬사제)을 혼합한, 주재 ERS-2200 및 경화재 ERS-2820(모두 스미토모 베이클라이트사제)의 에폭시계 열경화성 수지로 이루어진 밀봉벽(26)이 정방형의 환상으로 형성되어 있다. 기판과 밀봉벽으로 둘러싸인 공간에는 액정이 충전되어 있다.

액정재료로서 액정층(15, 17)에는 디스코틱(discotic) 액정을, 액정층(16)에는 네마틱 액정 ZLE-1565(메르크사제)를 이용하고 있다. 또, 이들 배향막에는 각 액정분자에 의해 액정층 및 광학위상파층의 투과광에 부여되는 지연(retardation)을 각 액정분자에 대응한 어느 하나의 광학 위상차층에 의해 투과광에 부여되는 지연에 의해 상쇄하고, 보상하도록 러빙이 실시되고 있다. 이와 같이, 배향막을 형성하여 러빙을 실시함으로써, 액정을 전압 무인가시에는 도 14의 (a), 소정 전압 V1 인가상태에서 도 14의 (b), 소정 전압 V2(단, V2>V1) 인가상태에서 도 14의 (c)에 나타낸 바와 같이 배열하도록 제어할 수 있다.

또, 최상부 기판(10) 상면에는 편광판(60)을 부착하고, 최하부 기판(13)의 하면에는 편광판(63)이 설치되어 있으며, 각각은 서로 직교하고 있다. 더욱이, 최하부에 위치하는 기판(13)의 하면에는 확산판(62)과 도광판(61)이 설치되어 있고, 도광판(61)의 한쪽 단에는 백 라이트(back light; 64)가 갖추어져 있다.

동일 액정층에 있어서, 액정을 사이에 두고 대향하는 기판 각각의 면에 다른 배향막을 설치함으로써 OCB방식의 투과형 액정표시소자를 얻을 수 있고, 낮은 구동전압으로 색의 선명도가 높아 색얼룩이 적으며 색분리가 양호한 표시를 행할 수 있었다.

더욱이, 액정표시소자의 배면에 조명광원을 설치하고, 최하부 기판(13)을 광반투과·반사판으로 함으로써 투과·반사 겸용으로 백 라이트(64)의 전력소비를 억제할 수도 있다.

<소자의 제8실시형태, 도 15 참조>

본 제8실시형태는 도 15에 나타낸 바와 같이, 2층의 액정 조광층(65, 66)과 3매 기판(70, 71, 72)을 교대로 적층하고, 액정층(65, 66)을 매개로 대향하는 2매의 기판(70, 71) 및 기판(71, 72) 사이에 그들을 접착지지하는 수지덩어리(25)와 스페이서(27)를 갖춘 풀컬러의 D-STN형 액정표시소자로 한 것이다. 이하, 본 발명자가 제작한 구체예와 함께 설명한다.

기판(70, 71, 72)은 위로부터 차례로 편광판, 투명기판(73)의 하면에 투명전극(74)을 형성한 마이크로 컬러필터기판(도 16 참조), 상면에 투명전극(22)을 형성한 편광판이다. 마이크로 컬러필터(75)는 도 16에 나타낸 바와 같이, 1조의 R, G, B로 1화소를 구성하고, 그 배열은 스트라이프(stripe), 비스듬한 모자이크, 3색 모자이크 등의 타입의 것도 좋다.

중간기판(필터기판; 71)에 형성한 전극(74)과 최하부의 기판(편광판; 72)ㅇ 형성한 전극(22)상에는 절연막(31)이 형성되어 있다. 그리고, 절연막(31)상에는 배향막(32; AL4552, JSR사제)이 형성되어 있다. 투명전극이 없는 면에서 액정층 (65, 66)에 접하는 면에는 배향막(32)만 형성되어 있다. 이들 배향막(32)에는 러빙이 실시되어 있다. 기판간에는 갭을 균일하게 유지하기 위한 고착 스페이서(27; N3M14, 우베 닛토 카세이 코교사제)가 배치되고, 액정을 사이에 두고 대향하는 기판을 접착지지하기 위해 표시영역내에 설치된 열경화성 수지(XN-21-2, 미츠이사제)로 이루어진 수지덩어리(25), 또 표시영역외의 주변부에는 스페이서(마이크로펄, 세키스이 화인케미컬사제)를 혼합한 열경화성 수지인 주재 ERS-2200 및 경화재 ERS-2820(모두 스미토모 베이클라이트사제)을 이용한 밀봉벽(26)이 형성되어 있다.

위상차 보상용의 액정층(65)과 표시용의 액정층(66)에는 STN액정으로서 MLC 6068-000(메르크사제)에 카이랄제 S-811(메르크사제)을 혼합한 것이 이용되고 있다.

이러한 구성의 D-STN형 액정표시소자에 전압을 인가하고, 단순 매트릭스 구동에 의해 동작시킨 바, 양호한 풀컬러표시가 얻어졌다.

<전극패턴에 의한 기판의 변형, 도 17 참조>

기판의 표리 양면 혹은 편면에 띠형상 전극을 형성하고, 그 기판을 맞붙여 액정패널을 제작할 때에 기판에 뒤틀림이 생긴다. 상기 제6실시형태와 같은 구성에 있어서, PC기판(10, 13)에는 도 17의 (c)에 나타낸 바와 같이 그 일면에 전극 (21, 22)을 띠형상으로 평행상태로 설치하고, PC기판(11, 12)에는 도 17의 (a)에 나타낸 바와 같이 그 양면에 띠형상으로 평행상태로 표면과 이면에서 동일위치에 전극(21, 22)을 형성하고, 다른 구성은 제6실시형태와 같게 한 액정표시소자를 제작했다. 전극(21, 22) 폭은 300㎛이다. 이러한 PC기판을 이용한 액정표시소자에 있어서는 화소오차가 생겨 콘트라스트의 저하가 확인되었다.

그래서, PC기판을 이용하여 전극을 도 17에 나타낸 3종류의 형태 (A), (B), (C)로 형성하고, 가열한 경우에서의 각각의 늘어남을 측정했다. 기판은 150mm 각의 것을 사용하고, 중앙부 100mm 각에 ITO전극을 280개 평행하게 형성했다. 3종류의 기판을 125℃의 클린 오븐(clean oven)에서 1.5시간 소성하고, 실온으로 100mm였던 전극형성부분에 대해 가열온도에서의 길이의 변화를 측정했다. 측정은, X방향, Y방향으로 각각 5개소씩 행하여, 그 평균치를 변화량으로 했다. 그 결과는 이하의 제2표에 나타낸 바와 같다.

(제2표)

전극의 배치	변화량(㎛)
전극의 배치	X방향	Y방향
(A)	0.36	0.20
(B)	0.18	0.18
(C)	0.58	0.23

제2표에 나타낸 변화량으로부터 명백해진 바와 같이, 도 17의 (b)에 나타낸 형태, 즉 기판의 양면에 전극을 각각 90°로 직료하는 패턴으로 형성한 경우, 가장 뒤틀림이 적다. 따라서, 양면에 전극을 형성하는 기판에 있어서는 전극의 패턴을 도 17의 (b)에 나타낸 형태로 함으로써, 맞붙임 공정중의 가열에 의한 뒤틀림을 극력 억제할 수 있고, 나아가서는 각 액정층에서의 화소오차를 작게 할 수 있다.

다음으로, 본 발명에 따른 제조방법의 실시형태에 대해서 도 18~도 34를 참조하여 설명한다. 여기에서는, 먼저 본 발명에 다른 제조방법에 의해 얻어진 액정표시소자에 대해 설명한다.

<본 발명에 따른 제조방법에 의해 얻어진 액정표시소자, 도 18 참조>

도 18에 본 발명에 따른 제조방법에 의해 얻어진 액정표시소자의 일례를 나타낸다. 이 액정표시소자는 반사형 컬러표시소자로, 3층의 액정 조광층(6A, 6B, 6C)을 각각 대향하는 4매의 가요성 기판(1A, 1B, 1C, 1D)으로 끼운 구조로 되어 잇다. 액정층(6A)은 청색의 광을 반사하고, 액정층(6B)은 녹색의 광을 반사하며, 액정층(6C)은 적색의 광을 반사한다.

여기에서, 가요성 기판(1A~1D)은 투명한 수지제 필름기판이고, 예컨대 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에테르술폰(PES) 등을 이용할 수 있다.

투명전극(2A, 2B, 2C, 2D, 2E, 2F)은 상기 기판(1A, 1D)의 편면 및 기판(1B, 1C)의 양면에 띠형상으로 패터닝되어 있고, 각 액정층을 매개로 대향하는 띠형상의 투명전극이 교차하며, 교차하고 있는 점이 각 화소를 형성한다. 이 투명전극 (2A~2F)은 반사 또는 투과시키고 싶은 파장의 광에 대해 투명하면 좋고, 예컨대 ITO를 스퍼터링에 의해 성막한 것이 이용된다.

절연막(3A, 3B, 3C, 3D, 3E, 3F)은 각 기판의 대향면에 투명전극에 덮여지도록 착막(着膜)되어 있다. 이 절연막(3A~3F)은 투명전극(2A~2F)과 액정층(6A. 6B. 6C)을 격리하는 것이다. 액정표시소자의 특성상 필요가 없는 경우는 생략 또는 컬러필터층(4A, 4B) 등으로 대용할 수 있다. 여기에서는 절연막(3A~3F)으로서 산화실리콘을 스퍼터링에 의해 성막했다.

컬러필터층(4A, 4B)은 절연막(3C, 3E) 및 투명전극(2C, 2E)으로 덮여지도록 착막되어 있다. 이 컬러필터층(4A, 4B)은 액정표시소자의 특성상 필요하지 않은 경우는 생략할 수 있다. 이들 컬러필터층은 그보다 하부(직시하는 방향(화살표 A 참조)의 안쪽)의 액정층으로부터의 반사광을 흡수하지 않는 것이면 좋다. 예컨대, 안료분산 컬러 레지스트를 호적하게 이용할 수 있다. 또, 컬러필터층은 그를 필요로 하는 액정층에 접하는 면의 기판을 사이에 두고 반대측에 착막되어 있어도 좋다.

배향막(5A, 5B, 5C, 5D, 5E, 5F)은 컬러필터층(4A, 4B), 절연막(3A~3F), 투명전극(2A~2F)으로 덮여지도록 착막되어 있다. 이 배향막은, 예컨대 폴리이미드 등을 이용할 수 있다. 액정표시소자의 특성상 필요하지 않은 경우는 생략할 수 있다.

가요성 기판(1A~1D)상에 투명전극(2A~2F) 및 절연막(3A~3F), 컬러필터층(4A, 4B), 배향막(5A~5F) 등을 적당히 착막한 기판(이후 이 상태의 가요성 기판을 간단히 기판이라 칭함)에 의해 각 액정층(6A, 6B, 6C)이 끼워져 있다. 액정재료로서는, 예컨대 네마틱액정, 스멕틱액정, 디스코틱 액정, 콜레스테릭 액정 등을 이용할 수 있다. 액정층이 n층인 경우, (n+1)매의 기판에 의해 끼워진다. 단, 기판의 매수는 (2n-1) 이하이다. 따라서, 3층의 액정층을 갖춘 본 소자의 경우는 기판의 매수는 4매 또는 5매이다.

액정층(6A, 6B, 6C)의 두께는 스페이서 혹은 고착 스페이서(8)에 의해 일정하게 유지된다. 스페이서로서는 실리카, 디비닐 벤젠 수지, 아크릴수지 등을 소재로 한 것이 이용가능하고, 그 입경은 기판간 갭에 맞혀 적당하게 선택하면 좋다. 여기에서 고착 스페이서로는, 스페이서의 표면과 열가소성 수지 등으로 피복한 것으로, 가열 등에 의해 기판에 고착시킬 수 있는 것을 말한다.

액정층이 끼워져 있는 부분의 외측에서 2매의 기판간에 수지제의 밀봉벽(7)이 설치되어 있다. 밀봉벽(7)은 기판에 접착가능한 것이면 좋고, 에폭시수지, 아크릴 수지 등으로 이루어진 열경화성 수지나 자외선 경화성 수지를 적당히 이용할 수 있다. 밀봉벽(7)내에도 기판간 갭을 일정하게 유지하기 위해 스페이서를 혼입해도 좋다.

수지덩어리(9)는 적어도 액정표시소자의 표시영역내에 상하에 대향하는 기판을 지지하도록 예컨대 기둥형상으로 배치되어 있다. 액정표시소자의 화소간에 수지덩어리(9)가 나란해지도록 배치함으로써 캡 얼룩의 발생을 극력 억제하여 화상품위의 저하를 방지할 수 있다.

수지덩어리(9)는 기판에 접착가능한 것이면 좋고, 그 재료로는 상술한 소자의 제1실시형태로서 설명한 바와 같다. 또, 감압접착제와 같은 압력에 의해 접착능력을 발휘하는 재료를 이용함으로써 기판을 포갠 후에 가압만으로 맞붙일 수 있다.

기판(1D)의 이면(관찰측과는 반대 면)에 액정소자의 동작모드에 맞혀 광흡수층이나 광반사층을 설치하거나, 기판(1D)을 광흡수성 또는 광반사성의 것으로도 좋다. 카이랄 네마틱 액정 등 액정의 콜레스테릭상에 의한 선택반사를 이용하는 등의 가법혼색(加法混色)에 의한 표시를 행하는 반사형 액정표시소자의 경우는 광흡수층을 형성하든지 광흡수성의 기판으로 함으로써, 콘트라스트를 향상시킬 수 있다. 또, 감법혼색(減法混色) 타입의 반사형 액정표시소자의 경우는 광반사층을 형성하든지 광반사성의 기판으로 하면 좋다.

<제조방법의 제1~7실시형태의 개략, 도 19~도 25 참조>

도 19는 제조방법의 제1실시형태를 나타내고, 기판(1A, 1B)을 사이에 액정층 6A)을 끼워 맞붙여 청색표시의 액정셀(B)을 제작하며, 다음으로 기판(1C)과 액정셀 (B)을 사이에 액정층(6B)을 끼워 맞붙여 녹색표시의 액정셀(G)을 제작하고, 더욱이 기판(1D)과 액정셀(B, G)을 사이에 액정층(6C)을 끼워 맞붙여 적색표시의 액정셀(R)을 제작한다. 또한, 각 액정셀의 제작수순은 임의로, 예컨대 셀(G)을 제작한 후에 셀(B)을 제작하고, 더욱이 셀(R)을 제작하도록 해도 좋다.

요점은, 먼저 2매의 기판을 이용하여 1개의 액정셀을 제작하고, 이 액정셀과 1매의 기판을 이용하여 2층 적층구성의 액정셀을 제작하며, 더욱이 이 2층 적층구성의 액정셀과 1매의 기판을 이용하여 3층 적층구성의 액정셀을 제작하는 방법이면 좋다.

도 20은 제조방법의 제2실시형태를 나타내고, 기판(1A, 1B) 및 기판(1C, 1D)을 각각 사이에 액정층(6A, 6B)을 끼워 맞붙여 액정셀(B, R)을 제작하고, 다음으로 각 액정셀(B, R)을 사이에 액정층(6B)을 끼워 맞붙여 액정셀(G)을 제작한다. 이 제2실시형태에서는, 액정셀(B, R)의 제작을 병행시킬 수 있기 때문에, 1층씩 맞붙이는 상기 제1실시형태에 비해 제조시간을 단축할 수 있다.

도 21은 제조방법의 제3실시형태를 나타내고, 먼저 기판(1B, 1C)을 사이에 액정층(6B)을 끼워 맞붙여 중간 액정셀(G)을 제작하고, 다음으로 액정셀(G)의 상하면에 기판(1A, 1D)을 각각 사이에 액정층(6A, 6C)을 끼워 맞붙여 액정셀(B, R)을 동시에 제작한다. 이 제3실시형태에서는, 액정셀(B, R)의 제작을 동시에 행하기 때문에 1층씩 맞붙이는 상기 제1실시형태에 비해 제조시간을 단축할 수 있다.

도 22는 제조방법의 제4실시형태를 나타내고, 기판(1A, 1B, 1C, 1D)을 각각 사이에 액정층(6A, 6B, 6C)을 끼워 동시에 맞붙인다. 이 제4실시형태에서는 맞붙이는 공정이 1회로 끝나기 때문에 제조시간이 보다 단축화된다.

도 23은 제조방법의 제5실시형태를 나타내고, 기판(1A, 1B, 1C)을 각각 사이에 액정층(6A, 6B)을 끼워 동시에 맞붙여 액정셀(B, G)을 제작하고, 다음으로 기판(1C)의 하면에 기판(1D)을 사이에 액정층(6C)을 끼워 맞붙여 액정셀(R)을 제작한다. 또, 이 제5실시형태에서는, 액정셀(G, R)을 먼저 제작하고, 다음으로 액정셀(B)을 제작해도 좋다.

요점은, 서로 이웃하는 2개의 액정층을 동시에 형성하여 적층구성의 액정셀을 작성한 후, 지금 1개의 기판을 이용하여 다른 1개의 액정층을 형성하는 방법이면 좋다.

도 24는 제조방법의 제6실시형태를 나타내고, 먼저 기판(1B, 1C')을 사이에 액정층(6B)을 끼워 맞붙여 액정셀(G)을 제작하는 동시에, 기판(1C'', 1D)을 사이에 액정층(6C)을 끼워 맞붙여 액정셀(R)을 제작한다. 다음으로, 액정셀(G)의 기판 (1B)과 기판(1A)을 사이에 액정층(6A)을 끼워 맞붙여 액정셀(B)을 제작한다. 더욱이, 액정셀(B, G) 및 액정셀(R)을 적층한다. 기판(1C', 1C'')은 접착제를 개재시키든지, 기판(1C', 1C'')의 주위를 고정기구로 고정시킴으로써 적층할 수 있다.

이와 같이, 액정셀을 2개의 유닛으로 분할하여 제작하고, 그 후 적층하는 제조방법에 있어서는, 각 액정셀을 병행하여 제작할 수 있으며, 제작시간을 단축화할 수 있을뿐만 아니라, 최종 적층공정을 행하기 전에 표시품위가 불량인 액정셀을 체크함으로써, 표시소자로서의 불량품의 발생률을 저감할 수 있어 생산성이 향상한다. 더욱이, 본 실시형태에 있어서, 적색필터를 기판(1C', 1C'') 사이에 삽입함으로써 액정 광변조층(6B, 6C) 사이에 용이하게 설치할 수 있다. 액정 광변조층(6C)이 적색 광성분보다도 짧은 파장의 광성분을 확산하는 경향이 있기 때문에, 이와 같이 적색필터를 설치하는 것은 액정표시소자에 있어서 바람직하다. 또, 이 효과는 이하에 설명하는 제7실시형태에서도 마찬가지이다.

도 25는 제조방법의 제7실시형태를 나타내고, 먼저 기판(1A, 1B')을 사이에 액정층(6A)을 끼워 맞붙여 액정셀(B)을 제작하는 동시에, 기판(1B'', 1C, 1D)을 각각 사이에 액정층(6B, 6C)을 끼워 동시에 맞붙여 액정셀(G, R)을 제작한다. 다음으로, 액정셀(B) 및 액정셀(G, R)을 적층한다. 기판(1B', 1B'')은 접착제를 개재시키든지, 기판(1B', 1B'')의 주위를 고정기구로 고정시킴으로써 적층할 수 있다.

<제조방법의 제1실시형태, 도 19, 26~28 참조>

다음으로, 제1실시형태의 상세, 즉 도 19에 나타낸 바와 같이 기판을 1매씩 부착해 가는 방법에 대해 설명한다.

먼저, 가요성 기판상에 ITO를 스퍼터(sputter)하여 ITO막을 형성한다. 그 후에 포토리소그래피(photolithography)공정에 의해 스트라이프모양의 투명전극을 형성한다. 이 중, 외측 기판(1A, 1D)은 적어도 편면에, 내측 기판(1B, 1C)은 양면에 전극이 패터닝되어 있다.

이 기판은 필요에 따라 액정층을 매개로 맞붙여지는 편면 또는 양면에 절연막(3A~3F), 배향막(5A~5F)이 코트(coat)된다. 도 26은 기판(1B)을 하면으로부터 본 상태를 나타낸다. 본 제1실시형태에서는, 투명전극의 패터닝을 끝낸 기판에 절연막, 필요에 다라 컬러필터층, 배향막을 착막한다. 이들 착막에는, 스핀코터 (spin coater)나 다이코터(die coater) 등을 이용할 수 있다. 배향막에 대해서는, 예컨대 도 27에 나타낸 바와 같이 스테이지(100)상에 가요성 기판(1)을 흡착고정시키고, 다이코터(101)를 전동(轉動)시켜 재료(5')를 도포하고, 170℃로 1시간 소성하여 형성했다. 재료(5')는 기판(1)과 성질이 잘 맞거나 액정층내에 불순물이 유출하지 않는 것 등을 고려하여 적당히 선택하면 좋다. 이하, 상술한 절연막, 컬러필터층, 배향막 등의 박막형성공정을 착막공정이라 칭한다.

다음으로, 상기 기판이 액정층을 매개로 맞붙여지는 편면 또는 양면에 밀봉벽(7), 수지덩어리(9), 스페이서(8)를 배치한다. 맞붙이는 1쌍의 기판의 어느 측에 배치할 것인지는 적당히 선택하면 좋다. 배치하는 방법은 다른 구조물의 형상을 무너지지 않도록 수지덩어리(9)는 스크린 인쇄로 적어도 표시영역 전역에 미리 스페이서를 혼입한 밀봉벽(7)은 수지덩어리(9)의 배치후에 디스펜서나 스크린 인쇄로 표시영역을 둘러싸도록 스페이서 혹은 고착 스페이서(8)는 기판의 다른 면에 스프레이(spray)법에 의해 적어도 표시영역 전역에 산포되도록 배치한다. 밀봉벽(7)은 맞붙이기 전에 가열 등에 의해 표면의 턱(tuck)이 없어지도록 처리해 두는 것이 바람직하다. 이러한 처리에 의해 액정층내에 불순물이 들어가지 않도록 할 수 있다. 고착 스페이서를 산포한 경우, 적당한 온도로 가열하고, 기판에 고착시켜도 좋다. 이하, 상술한 밀봉벽, 수지덩어리, 스페이서 등을 기판상에 배치하는 공정을 배치공정이라 칭한다.

상기 착막공정과 배치공정을 거친 기판은 도 28에 나타낸 바와 같이, 기판(1, 1)을 양측으로부터 끼워넣은 승온(昇溫)가능하게 서로 독립하여 회전가능한 복수의 가열압착롤러쌍(10)을 갖춘 맞붙임 장치를 이용하여 기포가 말려들어가지 않도록 1매씩 맞붙이고, 3층의 액정층을 갖춘 소자를 제작하는 경우에는 이 공정을 3회 반복한다. 이하, 이 공정을 맞붙임 공정이라 칭한다.

맞붙임 공정에서 이용하는 장치의 개요는, 기판을 반송하여 위치정합을 행하는 진행방향(C, C')에 직교하는 방향을 축으로서 회전하는 반송롤러쌍(111, 112)과 복수의 기판 또는 액정셀을 한번에 양측으로부터 끼워넣는 서로 독립하여 회전가능한 진행방향(C)에 직교하는 방향을 축으로서 회전하는 복수의 가열압착롤러쌍(110)을 갖춘 것이다. 액정재료가 가열압착롤러쌍(110)에 말려들어가기 직전의 위치 X에서 기판상에 정량공급하는 액정정량 토출기를 갖추고 있어도 좋다. 압착롤러쌍 (110)에는 기판을 압착하기 위해 각 롤러를 공기압 또는 스프링 압(壓) 등에 의해 기판간에 억누르는 기구를 갖추고 있어도 좋다. 또, 반송롤러쌍(111, 112) 및 가열압착롤러쌍(110)을 일체적으로 유닛화하고, 기판(1, 1)을 화살표 C방향으로 가이드(guide)하는 가이드부재를 설치해도 좋다.

또, 맞붙일 때에 액정층으로의 기포의 혼입을 막기 위해, 대향기판은 맞붙임 위치에 있어서 항상 서로 소정 이상의 각도를 갖는 것이 바람직하다. 그 때문에, 맞붙임 장치는 한쪽 기판의 맞붙임 종단부를 들어올리는 부재를 갖추고 있다. 더욱이, 이와 같이 액정을 봉입하면서 상하기판을 맞붙이는 경우에 있어서, 기판간 갭내로의 기포의 혼입은 표시성능이나 소자의 신뢰성 면에서도 바람직하지 않다. 그 때문에 맞붙임 공정을 진공챔버내 등의 감압하에서 행하는 것이 바람직하다.

기판을 맞붙이는 순서는, 기판(1D)으로부터 차례로 기판(1C, 1B, 1A)과 기판을 순차적으로 위쪽에 겹쳐도 좋고, 역으로 기판(1A)으로부터 차례로 기판(1B, 1C, 1D)과 순차적으로 겹쳐도 좋다.

각 기판은 반송롤러쌍(111, 112)에 의해 화살표 C, C'방향으로 반송되고, 바람직하게는 마커 등을 이용하여 기판끼리의 위치정합을 행한다.

반송롤러쌍(111, 112)에 의해 반송되고, 위치정합된 기판은 압착롤러쌍(110)에 의해 맞붙여진다. 상하 기판을 맞붙일 때는 한쪽 기판상에는 액정재료가 적하된다. 가열압착롤러쌍(110)을 이용하여 갭 발생을 행하면서 동시에 액정을 상하기판간에 충전하고, 순차적으로 액정을 퍼뜨리도록 기판의 맞붙임을 행한다. 이 때, 상하기판의 어느 한쪽에는 맞붙임 후의 액정의 누출을 막는 밀봉벽(7) 및 수지덩어리(9)가 형성되어 있고, 밀봉벽(7) 및 수지덩어리(9)는 이 맞붙임시에 가열압착롤러쌍(110)에 의해 동시에 소정의 갭까지 눌러 찌부러뜨려져 상하기판을 접착한다는 역할을 달성한다.

또, 상기 배치공정에서 밀봉벽(7)이나 수지덩어리(9)의 재료로서 가열하지 않아도 접착가능한 수지를 선택한 경우는, 가열압착롤러쌍(110)을 승온시키지 않아도 좋다. 맞붙임을 위해 기판을 가열하는 수단은 전열선에 의한 가열, 유도가열, 마이크로웨이브 조사에 의한 가열, 전자선 조사에 의한 가열, 초음파에 의한 마찰가열, 원적외선 조사에 의한 가열, 레이저 조사에 의한 가열, 투명전극에 전류를 흐르게 하는 것에 의한 주울(Joule)열에 의한 가열 및 이들을 병용한 가열방법을 선택할 수 있다. 맞붙일 때에 가열을 필요로 하는 경우는 기판이나 액정셀은 휨이나 화소오차의 원인으로 되지 않도록, 온도가 균일하게 되도록 가열하는 것이 필요하다.

각 기판은, 맞붙인 후에 제어신호선을 접속하기 쉽도록 각 액정층마다 위치를 어긋나게 하거나 기판형상을 다르게 함으로써 구동회로에 접속하기 위한 전극단자부로 되는 부분이 각 층마다 노출하도록 계단형상으로 구성해도 좋다. 또, 각 기판의 전극단자부분은 수지덩어리나 밀봉벽을 설치하지 않고, 또 액정을 공급하지 않도록 하여 맞붙임을 하지 않도록 하는 것이 바람직하다. 또, 다른 기판이나 액정셀과의 화소오차가 반화소(半畵素) 이내에 잘 들어가도록 맞붙일 때에 고려함으로써 표시소자의 하상의 품위저하를 회피할 수 있다.

4매의 기판(1A~1D)을 맞붙인 후, 필요에 따라 가열이나 자외선 조사에 의해 밀봉벽(7)이나 수지덩어리(9)를 경화시켜도 좋다.

n층의 액정층을 형성하는 경우는 상기 맞붙임 공정을 n회 반복한다. 이와 같은 방법에 의하면, 간이한 장치로 적층방향에서의 화소오차를 치소한으로 억제한 액정표시소자를 얻는 것이 가능하다.

<제조방법의 제2실시형태, 도 20, 도 29 참조>

다음으로, 제2실시형태의 상세에 대해 설명한다. 본 제2실시형태는 도 20에 나타낸 바와 같이 3층의 액정층 및 4매의 기판구성에 있어서, 먼저 상하 액정층(6A, 6C)을 끼운 액정셀(B, R)을 2조 제작하고, 다음으로 그 2조의 액정셀끼리를 맞붙여 중간 액정층(6B)을 끼운 액정셀(G)을 제작하는 방법이다.

먼저, 가요성 기판(1A~1D)상에 스트라이프형상의 투명전극(2A~2F)을 형성하고, 각 기판에 상기 착막공정과 배치공정을 실시한다. 각 공정의 상세는 상기 제1실시형태와 마찬가지이다.

그 후, 한쌍의 기판(1A, 1B) 및 기판(1C, 1D)을 도 29에 나타낸 맞붙임 장치를 이용하여, 액정층(6A, 6C)을 충전하면서 맞붙이고, 2개의 액정셀을 제작한다. 도 29는 액정층(6A)을 끼운 기판(1A, 1B)을 맞붙이는 경우를 나타내고 있다. 또, 기판(1B)의 이면에도 착막되어 있지만, 도 29에서는 도시를 생략했다.

이 맞붙임 장치는 평면 스테이지(120)상에 기판(1A, 1B)의 일단을 로드(rod; 121)에 고정시키고 위치정합을 행하며, 평면 스테이지(120)를 화살표 C방향으로 슬라이드시킴으로써, 위치고정된 가열압착롤러(122)로 기판(1A, 1B)을 가열압착하고, 액정층(6A)을 기판(1A, 1B) 사이에 충전하면서 맞붙인다. 평면 스테이지(120)는 기판(1A)을 진공흡착으로 고정시키고, 또 가열하는 기능을 갖고 있다. 또, 평면 스테이지(120)를 위치고정으로 하고, 가열압착롤러(122)를 화살표 C와는 역방향으로 전동(회전하면서 이동)시키도록 혹은 평면 스테이지(120)와 롤러(122) 양쪽을 서로 역방향으로 이동시켜도 좋다.

또한, 맞붙임시에 기포의 혼입을 막기 위해, 대향하는 기판(1A)은 맞붙임시에는 항상 평면 스테이지(120)상의 기판(1B)에 대해 소정 이상의 각도를 갖는 것이 바람직하고, 그 때문에 대향기판(1A)의 종단부를 들어올리는 부재를 갖추고 있다. 더욱이, 기판간 갭내로의 기포의 혼입은 표시성능이나 소자의 신뢰성 면에서도 바람직하지 않다. 그 때문에 맞붙임 공정을 진공챔버내 등의 감압하에서 행해도 좋은 것은 상기 제1실시형태에서 설명한 바와 같다. 감압하에 장치를 설치함으로써, 대형 기판을 진공흡착 유지하는 것이 곤란한 경우는 기판 주연부를 기계적으로 유지하는 것도 가능하다.

이상과 같이, 기판(1A, 1B) 및 기판(1C, 1D)에서 각 액정층(6A, 6C)을 끼운 2개의 액정셀을 제작한 후, 도 29에 나타낸 맞붙임 장치를 이용하여 2개의 액정셀을 사이에 액정층(6B)을 충전하면서 맞붙인다.

본 제2실시형태에서는, 2개의 액정셀을 병행하여 제작할 수 있어 상기 제1실시형태와 같이 1층씩 적층하는 방법에 대해 제조시간을 단축할 수 있다. 또, 제2실시형태를 도 28에 나타낸 맞붙임 장치를 이용하여 실시하는 것도 가능하다.

<제조방법의 제3실시형태, 도 21, 도 30 참조>

다음으로, 제3실시형태에 대해 설명한다. 본 제3실시형태는 도 21에 나타낸 바와 같이 3층의 액정층 및 4매의 기판구성에 있어서, 먼저 중앙의 액정층(6B)을 끼운 액정셀(G)을 제작하고, 다음으로 액정셀(G)의 상하면에 액정층(6A, 6B)을 사이에 두고 기판(1A, 1D)을 맞붙이는 방법이다.

그 후, 한쌍의 기판(1B, 1C)을 도 30에 나타낸 맞붙임 장치를 이용하여, 액정층(6B)을 충전하면서 맞붙이고, 액정셀(G)을 제작한다. 도 30의 (a)는 맞붙임 공정을 나타내고, 기판(1C)은 가열수단을 갖춘 평면 스테이지(130)상에 진공흡착으로 유지고며, 기판(1B)은 가열수단을 갖춘 원통형상의 스테이지(135)에 흡착유지되어 있다. 평면 스테이지(130)는 화살표 C방향으로 이동가능하고, 원통 스테이지 (135)는 맞붙임 위치 Y상에서 화살표 C'방향으로 회전가능하게 되어 있다. 원통 스테이지(135)는 그 외주면(外周面)에 형성된 다수의 흡인구멍(136)에 의해 기판 (1B)을 흡착유지하고, 맞붙임 위치 Y에서 순차 흡인을 해제해 간다. 또, 액정은 위치 X에서 디스펜서 등으로부터 적량공급된다.

다음으로, 도 30의 (b)에 나타낸 바와 같이, 평면 스테이지(130)상에 최하부 기판(1D)을 흡착유지하고, 기판(1D)상에 이전에 제작된 액정셀(G)을 포개며, 더욱이 원통 스테이지(135)상에 최상부 기판(1A)을 흡착유지하고, 사이에 액정층(6C, 6A)을 충전하면서 맞붙인다. 액정셀(G)의 단부는 가동 홀더(137)로 유지되고, 액정 공급위치 X에 있어서 기판(1D)과 소정의 간격 및 각도를 유지하도록 유지된다.

또, 상기 평면 스테이지(130)를 위치고정으로 하고, 원통 스테이지(135)를 화살표 C와는 역방향으로 전동(회전하면서 이동)시키도록, 혹은 평면 스테이지 (130)와 원통 스테이지(135) 양쪽을 서로 역방향으로 이동시켜도 좋다. 또, 액정층으로의 기포의 혼입을 방지하기 위한 방책이나 가열수단은 상기 제1 및 제2실시형태와 마찬가지이다. 더욱이, 제3실시형태를 도 28 및 도 29에 나타낸 맞붙임 장치를 이용하여 실시하는 것도 가능하고, 역으로 도 30에 나타낸 맞붙임 장치를 이용하여 제1 및 제2실시형태를 실시하는 것도 가능하다.

또, 도 30의 (b)에 나타낸 바와 같이, 2매 이상의 기판으로 이루어지고 기판간에 액정층을 갖춘 액정셀을 이용하여 맞붙임을 행하는 경우, 액정셀은 1매의 기판에 비해 가요성이 부족해지기 쉽기 때문에, 맞붙임을 행한 직후에 경화가 완료하기 전의 수지덩어리가 액정셀의 탄성 때문에 본래의 위치로부터 어긋나기 쉬워진다. 따라서, 이와 같이 액정셀을 구부려 맞붙이는 경우는, 기판(1A, 1B)간 및 기판(1C, 1D)간의 수지덩어리를 되도록이면 밀(密)로 형성해 위치오차가 생기지 않도록 하는 것이 바람직하다.

<제조방법의 제4실시형태, 도 22, 도 31, 도 32 참조>

다음으로, 제4실시형태에 대해 설명한다. 본 제4실시형태는 도 22에 나타낸 바와 같이 4매의 기판을 사이에 각 액정층을 끼워 동시에 맞붙이는 방법이다.

그 후, 도 31에 나타낸 바와 같이 , 제1압착롤러쌍(141), 제2압착롤러쌍 (142), 가열압착롤러쌍(143) 및 반송롤러쌍(144)을 갖춘 맞붙임 장치에 각 기판(1A~1D)을 통과시켜 맞붙인다. 각 기판은 각 반송방향 D'의 상류측에 설치된 도시하지 않은 반송롤러쌍에 의해 위치정합을 행해 반송되고, 각 다이코터(145)로부터 액정이 소정량 공급된다.

각 롤러쌍(141~144)은 기판을 화살표 D방향으로 반송하도록 회전구동되고, 각 기판에 대한 가압력은 스프링 압 혹은 에어실린더(air cylinder)의 공기압에 의해 조정된다.

또, 본 제4실시형태는 도 32에 나타낸 바와 같이 하여 제작할 수도 있다. 이 맞붙임 장치는 도 29에 나타낸 장치와 마찬가지이고, 평면 스테이지(120)상에 기판(1D)을 흡착유지하며, 액정층(6C)을 사이에 두고 기판(1C)을 겹치고, 더욱이 액정층(6B, 6A)을 각각 사이에 두고 기판(1B, 1A)을 겹치며, 가열압착롤러(122)로 압박함으로써 4매의 기판 사이에 액정층을 충전하면서 동시에 맞붙여진다. 각 기판은 화살표 C방향의 선단부에서 위치정합을 행하고, 후단부는 가동 홀더(125)에 의해 유지된 상태에서 맞붙여진다.

본 제4실시형태에서는 3층의 액정층을 충전하면서 4매의 기판을 동시에 맞붙이는 예로서 설명했지만, 이 구성에 한정되지 않고 n층의 액정층에 대해 (n+1)매의 기판을 동시에 맞붙일 수 있어 효율적이다.

<제조방법의 제5실시형태, 도 23, 도 33, 도 34 참조>

다음으로, 제5실시형태에 대해 설명한다. 본 제5실시형태는 도 23에 나타낸 바와 같이 3층의 액정층 및 4매의 기판구성에 있어서, 먼저 액정층(6A, 6B)을 끼운 액정셀(B, G)을 제작하고, 다음으로 기판(1C)의 하면에 액정층(6C)을 사이에 두고 기판(1D)을 맞붙이는 방법이다.

그 후, 기판(1A, 1B, 1C)을 사이에 각각 액정층(6A, 6B)을 충전하면서 동시에 맞붙인다. 맞붙임 장치는 도 28, 도 29, 도 30, 도 31에 나타낸 어느 하나의 장치를 사용해도 좋다. 예컨대, 도 31에 나타낸 장치를 사용하는 경우는 도 33에 나타낸 바와 같이, 3매의 기판(1A, 1B, 1C)을 각 롤러쌍(141, 142, 143, 144) 사이를 통과시켜 기판간에 액정층(6A, 6B)을 충전하면서 맞붙인다.

또는, 도 29에 나타낸 장치를 사용하는 경우에는, 도 34에 나타낸 바와 같이 3매의 기판(1A, 1B, 1C)을 평면 스테이지(120)와 가열압착롤러(122) 사이에서 액정층(6A, 6B)을 충전하면서 맞붙인다.

다음으로, 이상과 같이 제작된 액정셀과 기판(1D)을 사이에 액정층(6C)을 충전하면서 맞붙인다. 맞붙임 장치는 도 28, 도 29, 도 30, 도 31에 나타낸 어느 하나의 장치를 사용해도 좋다.

<제조방법의 제6실시형태, 도 24, 도 28~도 31 참조>

다음으로, 제6실시형태에 대해 설명한다. 본 제6실시형태는 도 24에 나타낸 바와 같이 3층의 액정층 및 5매의 기판구성에 있어서, 먼저 액정층(6B, 6C)을 끼운 액정셀(G, R)을 제작하고, 다음으로 기판(1B) 상면에 액정층(6A)을 사이에 두고 기판(1A)을 맞붙인다. 더욱이, 액정셀(R)과 액정셀(B, G)을 적층하는 방법이다.

먼저, 가요성 기판(1A~1D)상에 스트라이프형상의 투명전극(2A~2F)을 형성하고, 각 기판에 상기 착막공정과 배치공정을 실시한다. 각 공정의 상세는 상기 제1실시형태와 마찬가지이다. 단, 기판(1C', 1C'')의 편면에 착막은 실시되지 않는다.

그 후, 기판(1B, 1C', 1C'', 1D)을 사이에 각각 액정층(6B, 6C)을 충전하면서 맞붙여 액정셀(G, R)을 제작한다. 맞붙임 장치는 도 28, 도 29, 도 30, 도 31에 나타낸 어느 하나의 장치를 사용해도 좋다. 예컨대, 도 30에 나타낸 장치를 적당하게 사용할 수 있다.

다음으로, 이상과 같이 제작된 액정셀(G)의 기판(1B)과 기판(1A)을 사이에 액정층(6A)을 충전하면서 맞붙여 액정셀(B)을 제작한다. 이 경우도 맞붙임 장치는 도 28, 도 29, 도 30, 도 31에 나타낸 어느 하나의 장치를 사용해도 좋다.

더욱이, 액정셀(R) 및 액정셀(B, G)을 적층한다. 적층은 기판(1C', 1C'')을 접착제로 접착하든지, 기판(1C', 1C'')의 주위를 고정기구로 고정한다.

<제조방법의 제7실시형태, 도 25, 도 28~도 31 참조>

다음으로, 3층의 액정층 및 5매의 기판구성에 있어서, 먼저 액정층(6A)을 끼운 액정셀(B)과 액정층(6B, 6C)을 끼운 액정셀(G, R)을 각각 제작하고, 다음으로 액정셀(B)과 액정셀(G, R)을 적층하는 방법이다.

먼저, 가요성 기판(1A~1D)상에 스트라이프형상의 투명전극(2A~2F)을 형성하고, 각 기판에 상기 착막공정과 배치공정을 실시한다. 각 공정의 상세는 상기 제1실시형태와 마찬가지이다. 단, 기판(1B', 1B'')의 편면에 착막은 실시되지 않는다.

그 후, 기판(1A, 1B')을 사이에 각각 액정층(6A)을 충전하면서 맞붙여 액정셀(B)을 제작한다. 동시에, 기판(1B'', 1C, 1D)을 사이에 각각 액정층(6B, 6C)을 충전하면서 맞붙여 액정셀(G, R)을 제작한다. 맞붙임 장치는 도 28, 도 29, 도 30, 도 31에 나타낸 어느 하나의 장치를 사용해도 좋다. 예컨대, 도 30에 나타낸 장치를 적당하게 사용할 수 있다.

다음으로, 액정셀(G, R) 및 액정셀(B)을 적층한다. 적층은 기판(1B', 1B'')을 접착제로 접착하든지, 기판(1B', 1B'')의 주위를 고정기구로 고정한다.

또, 본 발명에 따른 액정표시소자 및 그 제조방법은 상기 각 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 그 요지의 범위내에서 여러 가지로 변경할 수 있다.

특히, 액정표시소자에 있어서, 각 기판상에 형성되는 전극의 형상, 패턴이나 절연막, 배향막 등의 유무 또는 재질 등은 임의적이다.

또, 제조방법의 상기 각 실시형태에 있어서는, 3층의 액정층이 적층된 액정표시소자를 예로 들어 설명했지만, 이에 한정되지 않고 3층보다 많은 액정층이 적층된 액정표시소자이어도 무방하다. 예컨대, 제1실시형태에 있어서는 5매의 기판을 차례로 맞붙여 4층의 액정층을 적층하고, 제2실시형태에 있어서는 1개의 액정층을 갖춘 액정셀과 3개의 액정층을 갖춘 적층구성의 액정셀을 이용하도록 하며, 제3실시형태에서는 2개의 액정층을 갖춘 적층구성의 액정셀의 상하면에 각각 기판을 맞붙이고, 제4실시형태에서는 5매의 기판을 이용하여 4층의 액정층을 동시에 형성하며, 제5~7실시형태에서는 각각 2층 구성의 액정셀 대신에 3층 구성의 액정셀로 함으로써, 각 실시형태에 있어서 5매의 기판간에 4층의 액정층이 끼인 액정표시소자로 할 수도 있다.

본 발명에 의하면, 필요로 하는 기판매수를 줄이는 것에 의한 비용의 절감, 시야각의 광각화(廣角化)를 도모할 수 있으면서, 표시특성의 향상을 도모할 수 있는 액정표시소자를 제공할 수 있다.

또, 기판이 얇아져 경량의 것이어도 충분한 강도를 갖는 구조로 한 액정표시소자를 제공할 수 있다.

더욱이, 적층구조의 액정표시소자를 간단한 공정이면서 저비용으로 양산할 수 있는 제조방법을 제공할 수 있다.

Claims

n+1매(n은 2이상의 정수)의 기판과 n층의 액정 조광층이 교대로 적층되고,

상기 각 액정 조광층은 액정재료와 각 액정 조광층을 사이에 둔 기판간의 갭을 유지하는 스페이서와, 각 액정 조광층의 표시영역내에서 소정으로 배열되어 각 액정 조광층을 끼운 기판을 결합하는 복수의 수지덩어리를 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제1항에 있어서, 기판의 적어도 1매가 가요성을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제1항에 있어서, 모든 기판이 가요성을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제1항에 있어서, 상기 각 수지덩어리는 열가소성 수지, 열경화성 수지 또는 자외선 경화성 수지중 적어도 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제1항에 있어서, 상기 각 수지덩어리는 기둥형상을 이루고, 규칙적인 격자형상으로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제1항에 있어서, 상기 각 수지덩어리는 적어도 1개의 스페이서를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제1항에 있어서, 상기 각 수지덩어리는 불투명한 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제7항에 있어서, 상기 각 수지덩어리는 흑색인 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제1항에 있어서, 상기 각 수지덩어리는 투명한 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제1항에 있어서, 상기 각 액정 조광층은 그 표시영역을 둘러싸는 밀봉벽을 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제10항에 있어서, 상기 밀봉벽은 복수의 스페이서를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제10항에 있어서, 상기 밀봉벽은 열가소성 수지, 열경화성 수지 또는 자외선 경화성 수지중 적어도 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제1항에 있어서, 상기 각 스페이서는 수지재에 의해 피복되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제13항에 있어서, 상기 각 스페이서를 피복하는 수지는 열가소성 수지, 열경화성 수지 또는 자외선 경화성 수지중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제1항에 있어서, 상기 각 기판은 복수의 전극을 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제1항에 있어서, n+1매의 기판중 n층의 액정 조광층 사이에 끼인 n-1매의 각 기판의 양면에 각각 복수의 전극이 배치되고, 다른 각 기판의 일면에 복수의 전극이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제16항에 있어서, 상기 각 전극은 띠형상을 이루고, 기판의 한면에 배치되어 있는 복수의 전극은 서로 평행한 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제17항에 있어서, n-1매의 각 기판의 양면에 배치되어 있는 복수의 전극은 서로 평행한 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제17항에 있어서, n-1매의 각 기판의 한면에 배치되어 있는 복수의 전극은 n-1매의 각 기판의 다른 면에 배치되어 있는 복수의 전극에 대해 직교하고 있는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제1항에 있어서, 3층의 액정 조광층이 설치되고, 각각 청색과 녹색 및 적색을 제어하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제20항에 있어서, 상기 각 액정 조광층의 액정재료는 콜레스테릭상을 나타내는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제21항에 있어서, 상기 각 액정 조광층의 액정재료는 쌍안정성을 나타내는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제1항에 있어서, 적어도 1매의 기판이 편광특성을 갖든지 또는 편광층을 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제1항에 있어서, 적어도 1매의 기판이 광필터특성을 갖든지 또는 광필터층을 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제1항에 있어서, 적어도 1매의 기판이 위상차특성을 갖든지 또는 위상차층을 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제1항에 있어서, 액정표시소자로의 외광 입사면과는 반대측에 위치하는 1매의 기판이 광흡수특성을 갖든지 또는 광흡수층을 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제1항에 있어서, 액정표시소자로의 외광 입사면과는 반대측에 위치하는 1매의 기판이 광반사특성을 갖든지 또는 광반사층을 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제1항에 있어서, 액정표시소자로의 외광 입사면과는 반대측에 위치하는 1매의 기판이 광확산특성을 갖든지 또는 광확산층을 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제1항에 있어서, 액정표시소자로의 외광 입사면과는 반대측에 위치하는 1매의 기판이 반사방지특성을 갖든지 또는 반사방지층을 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제1기판과 제1액정 조광층, 제2기판, 제2액정 조광층 및 제3기판을 순차적으로 포갠 제1유닛과,

제4기판과 제3액정 조광층 및 제5기판을 순차적으로 포개고, 상기 제1유닛과 접착된 제2유닛을 구비한 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제30항에 있어서, 외광이 상기 제2유닛을 통과하여 제1유닛으로 입사하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제31항에 있어서, 상기 제1, 제2, 제3액정 조광층은 각각 적색, 녹색 및 청색을 제어하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제30항에 있어서, 외광이 상기 제1유닛을 통과하여 상기 제2유닛으로 입사하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제33항에 있어서, 상기 제1, 제2, 제3액정 조광층은 각각 녹색, 청색 및 적색을 제어하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제30항에 있어서, 상기 제1, 제2, 제3, 제4, 제5기판중 적어도 1매가 가요성을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제30항에 있어서, 상기 제1, 제2, 제3, 제4, 제5기판 전부가 가요성을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제30항에 있어서, 복수의 수지덩어리가 상기 제1, 제2, 제3액정 조광층의 적어도 하나의 표시영역내에 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제37항에 있어서, 상기 수지덩어리는 소정으로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제38항에 있어서, 상기 각 수지덩어리는 기둥형상을 이루고, 규칙적인 격자형상으로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
(a) 제1기판과 제2기판을 서로 압박함으로써, 그 제1, 제2기판 사이에 제1액정재료를 충전하는 공정과,

(b) 상기 제2기판과 제3기판을 서로 압박함으로써, 그 제2, 제3기판 사이에 제2액정재료를 충전하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
제40항에 있어서, 상기 공정 (a)와 (b)는 동시에 실행되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
제40항에 있어서, 상기 공정 (a)와 (b)가 축차적으로 실행되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
제40항에 있어서, (c) 상기 제3기판과 제4기판을 서로 압박함으로써, 그 제3, 제4기판 사이에 제3액정재료를 충전하는 공정을 더 구비한 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
제43항에 있어서, 상기 공정 (a), (b), (c)가 동시에 실행되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
제43항에 있어서, 상기 공정 (a), (b), (c)가 축차적으로 실행되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
(c) 제4기판과 제5기판을 서로 압박함으로써, 그 제4, 제5기판 사이에 제3액정재료를 충전하는 공정과,

(d) 상기 제3, 제4기판을 맞붙이는 공정을 더 구비한 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
제40항에 있어서, 상기 공정 (a)는,

(a-1) 상기 제1기판상에 상기 제1액정재료를 공급하는 공정과,

(a-2) 상기 제2기판을 제1기판에 대해 제1액정재료를 매개로 압박함으로써 제1액정재료를 전신시키는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
제47항에 있어서, 상기 공정 (a-2)는,

(a-2-1) 상기 제1기판을 테이블상에 탑재하는 공정과,

(a-2-2) 상기 제2기판을 테이블상의 제1기판에 대해 적어도 하나의 롤러에 의해 압박하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
제47항에 있어서, 상기 공정 (a-2)는,

(a-2-1) 상기 제1, 제2기판을 한쌍의 롤러 사이에 삽입함으로써 제1, 제2기판을 압박하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
(a) p(p는 2이상의 정수)층의 액정 조광층과 p+1매의 기판이 교대로 적층된 제1액정표시유닛을 준비하는 공정과,

(b) q(단, q는 1이상의 정수)층의 액정 조광층과 q+1매의 기판이 교대로 적층된 제2액정표시유닛을 준비하는 공정,

(c) 상기 제1 및 제2액정표시유닛을 서로 맞붙이는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.