JP2002049043A

JP2002049043A - 積層型液晶表示装置及びその製造方法

Info

Publication number: JP2002049043A
Application number: JP2001135653A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Sawayama; 豊澤山
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2000-05-25
Filing date: 2001-05-07
Publication date: 2002-02-15

Abstract

(57)【要約】【課題】フィルムを隔壁として使用した積層型液晶表
示装置の製造方法として、マザーガラスによる処理を可
能にすること、及び各パネルの表示エリア内のみに隔壁
が形成されるようにする。【解決手段】積層型液晶表示装置を製造する際に、隔
壁となる高分子薄膜を予め暫定的な支持体となる暫定基
板に添付しておき、その暫定基板に添付した状態でガラ
スなどの基板に貼り合わせた後、暫定基板のみを剥離す
ることで、基板上に高分子薄膜の隔壁を形成すること
で、積層型液晶表示装置を実現することができる。ま
た、隔壁と暫定基板としてドライフィルムレジストを使
用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶層を複数積層
した液晶表示装置の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】平面型ディスプレイとして重要な位置を
占める液晶表示装置は、いくつかの光学部材により構成
されており、その一例の模式図を図１７に示す。図１７
の液晶表示装置は、ガラス基板１、液晶層２、配向膜
３、透明電極４、バックライトユニット５、偏光板６の
光学部材により構成されている。なお、図１７では透過
型液晶表示装置について記載しているが、反射型液晶表
示装置の場合は、バックライトユニットの代わりが反射
板または反射電極となる。

【０００３】このような液晶表示装置を構成する光学部
材は、液晶パネル（以下セルと称する。）により代用で
きることは以前から知られており、例えば２色性色素を
混入した液晶を用いたゲスト−ホスト（以下ＧＨと称す
る。）モードは偏光板に、液晶セルそのものは位相差板
に、コレステリック液晶は選択反射層としてカラーフィ
ルタと反射板を兼ねたものとして使用できる。

【０００４】このように液晶セルを光学部材として使用
した場合の利点は、液晶表示装置を構成する各部材の光
学特性も必要に応じて変化させられることである。例え
ば光の利用効率が重要視される反射型液晶表示装置など
では偏光板による光のロス（１／２程度）の発生をなく
すことができ、理屈の上では偏光板を利用した表示方式
と比較して明るさが２倍となる。このような液晶表示方
式としては２層型ＧＨ（以下ＤＧＨと称する。）モード
などが挙げられる。更に、シアン（Ｃ）、マジェンタ
（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の３原色を積層すれば、カラー
フィルターを用いる必要がなくなり、光の利用効率が一
層向上する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように非常に利点
の多い積層型液晶表示装置であるが、その問題点は積層
方法に有る。例えば２枚の液晶セルを積層した場合の模
式図は図１８（ａ）のようになるが、実際には液晶層２
とそのガラス基板１とでは、厚さとして数１０〜数１０
０倍もの差が生じ、おおよそ前記縮尺にて図１８（ａ）
を書き直すと図１８（ｂ）のようになる。このため例え
ば図１９（ａ）に示すような市松模様を表示した場合、
上部液晶層の白（黒）表示領域９（８）と下部液晶層の
白（黒）表示領域９（８）とに視差が発生する。この時
の状態を図１９（ｂ）及び図１９（ｃ）に示すが、観察
者１１がパネルをパネル法線方向より表示を確認したと
きには問題は生じないものの、法線方向よりある程度傾
けて表示を確認した場合、視差による影１０（ボケ）が
発生する。

【０００６】この視差を解消するためには、液晶層間に
存在する支持基板を薄くすればよく、例えば１００〜３
００μｍ□の画素の場合、ガラス基板の厚さが数１００
μｍ以下であれば視差の発生が抑えられることが、筆者
らの試算により確認されているが、このような薄いガラ
スを用いる場合には、割れる、欠けるなど製造上の問題
が多数発生する。また各層を独立に駆動する場合、それ
ぞれにスイッチング素子が必要となり、製造コストの大
幅な上昇や１画素あたりの開口率の低下による光のロ
ス、透明電極を複数回通過することによる光のロスが発
生する。

【０００７】この問題を解決するために、液晶層を分離
する隔壁に液晶層と同程度以下の厚さのフィルムを使用
した液晶表示装置（月刊ＦＰＤ Intelligence 1998,8
P.66:IBM、ＳＩＤ '99 P.962:IBM等）が発表されてお
り、その方法であれば、２層の液晶層を独立に駆動する
必要もなく、隔壁を介し駆動することでスイッチング素
子は１枚の基板に形成するだけですむ。隔壁を介し駆動
する際に発生する、隔壁での電圧降下も従来使用される
１ｍｍ弱程度のガラス基板にて行なう場合に比べ、格段
に減少するため大幅な改善が期待できると共に、視差の
問題についても大幅に改善される。

【０００８】上記文献内にて開示された製造方法では、
液晶層の層厚を確保するために、また隔壁となるフィル
ム１３のたわみ、シワをなくすためにフィルム周囲に金
枠１４を形成している（図２０（ａ）参照）が、このよ
うな金枠１４を用いて作製した場合、次のような問題が
ある。

【０００９】前述の文献内の記載では、１つの液晶表示
装置の作製方法についての模式図が開示されているが、
実際の液晶表示装置の貼り合わせ工程は、１枚の大きな
マザーガラスと呼ばれるガラスより、複数枚の表示装置
（パネル）を作製する。この工程に前述の金枠付き隔壁
を用いた製造方法を適応させる場合として以下の２通り
が挙げられる。１）マザーガラス内の１パネル毎に金枠付のフィルム
（隔壁）を添付する。２）マザーガラス全面に渡り金枠付のフィルム（隔壁）
を添付する。

【００１０】１）の方法の場合、図２０（ｂ）に示すよ
うに、貼り合せる一対のマザーガラス内に金枠１４がく
ることとなる。この場合、隔壁となるフィルム１３を支
持する金枠１４がガラス基板の間にくることとなり、こ
の金枠１４が液晶層の厚み以下でない限り、図２０
（ｃ）に示すようにセル厚不良が発生する。よって１パ
ネル毎に金枠付きの隔壁となる薄膜１３を使用する場合
は、マザーガラスより事前に１パネル毎に分断し貼り合
せる必要が生じ、生産性が悪いという欠点が生じる。

【００１１】また、２）のようにマザーガラス全面に渡
る隔壁を付加した場合、基板上にパネルとして隔壁の必
要な領域１６と隔壁の不要な領域１７が発生する（図２
０（ｄ）参照）。この隔壁の不要な領域１７の部分には
通常液晶表示装置に外部からの信号を入力するためのド
ライバなどを付加するための端子群３７が形成されてい
る。ガラス全面に渡り隔壁を形成した場合、この端子群
３７上にも隔壁となるフィルム１３が存在するためこの
隔壁の不要な領域１７部分の隔壁となるフィルム１３の
除去が必要となるが、この部分の隔壁となるフィルム１
３を切断する際、図２１に示すようにフィルムカッター
用のカッター３４でその下の端子３５、または端子上に
形成される絶縁膜（図示せず）等にキズ３６を付ける恐
れがある。このようなキズ３６が発生した場合、例えば
高湿下にて連続的に表示を行う（高湿下における信頼性
試験など）場合に、端子配線の電食が発生するなどパネ
ル自身の信頼性低下の原因となる。

【００１２】以上のことから、フィルムを隔壁として使
用した液晶表示装置の製造方法としては、マザーガラス
による処理（多面取り）が可能であること、事前に各パ
ネルの表示エリア内のみに隔壁が形成されるようにする
ことが望ましい。本発明は前述の問題を解決し、容易に
かつ従来の工法と同様、１枚のマザーガラスにて貼り合
わせ（多面取りが）可能な隔壁を用いた積層型液晶表示
装置の製造方法を提供するものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の積層型液晶表示
装置の製造方法は、基板上に、略均一な間隙を形成する
ためのスペーサを形成又は散布する工程と、該基板に、
隔壁となる薄膜が付加された暫定基板を、前記基板のス
ペーサ形成面と前記薄膜とが対向するよう貼り合せる工
程と、前記暫定基板を剥離し、隔壁となる薄膜のみを残
す工程と、前記基板と同様にスペーサを形成又は散布し
た対向側となる基板と、前記薄膜とが対向するよう貼り
合せる工程と、を含むことを特徴としている。

【００１４】また、前記暫定基板上に付加された前記薄
膜が予め所定の形状に加工されており、かつ前記基板お
よび前記対向側となる基板上に形成されるシール材の形
成領域が前記薄膜内に収まるように形成されていれば良
い。

【００１５】また、前記隔壁と前記暫定基板とがドライ
フィルムレジストからなり、該ドライフィルムレジスト
のレジスト層を隔壁に使用し、ベースフィルムを暫定基
板に使用している。

【００１６】また、前記ドライフィルムレジストのレジ
スト層に、光照射領域が硬化するネガ型レジストを用い
ている。

【００１７】また、前記ドライフィルムレジストを貼り
合わせる基板上で、表示領域に複数配置される第１のス
ペーサと、表示領域外周に複数配置される第2のスペー
サとを感光性樹脂を用いて同時に形成している。

【００１８】また、複数配置された前記第2のスペーサ
のうち、少なくとも最外周のスペーサを環状形状にして
シールに用いている。

【００１９】また、前記環状形状のシールの一部にくび
れ部を設け、該くびれ部の箇所で基板を切断してシール
を開口させ、液晶の注入口を形成している。

【００２０】また、前記基板上に形成されたスペーサの
高さを、ドライフィルムレジストへの埋没量だけ厚く形
成している。

【００２１】また、液晶層を複数積層した積層型液晶表
示装置において、液晶層を分離する隔壁が液晶層の厚さ
以下のフィルムであり、表示エリア内に収まるようパタ
ーン化されている。

【００２２】以下、上記構成による作用を説明する。

【００２３】本発明により製造される液晶表示装置の模
式図を図１に示す。尚、図１中において液晶層と隔壁と
なるフィルムの断面は同一の縮尺にて記載してある。図
１において、液晶層を複数層に分離するための隔壁とな
る薄膜１３に求められる特性としては、ａ）薄いこと、
すなわち隔壁に分圧される電圧を小さくすると同時に異
なる層間の視差を解消する、ｂ）誘電率が高いこと、す
なわち隔壁に分圧される電圧を小さくする、ｃ）光透過
性の良いこと、すなわち液晶表示装置の明るさが向上で
きる、ｄ）特定波長の光の吸収が無いこと、すなわち液
晶表示装置の着色を防止する、等が挙げられる。このよ
うな部材には高分子フィルムがもっとも適当であるもの
の、数μｍ程度の膜厚のフィルムでは、シワ、たわみ等
が発生しやすく、また静電気等によりフィルムどうしが
貼りつくなど取り扱いが非常に困難である。

【００２４】そこで本発明の製造工程では、隔壁として
機能する薄膜（フィルム）を処理する際に、暫定的な支
持体（以下、暫定基板と称する。）を用いて処理するこ
とで前述の諸問題を解決している。

【００２５】この暫定基板をフィルムに添付する事で、
厚さ、強度が増し、ハンドリングが容易になる。また暫
定基板に添付しておくことでフィルム自身の曲がりやタ
ワミが解消されるばかりでなく、フィルム自身が各パネ
ルサイズにカットされていても１枚の基板として用いる
ことができるため、金枠付フィルムでは困難であった多
面取り工程への応用が非常に容易に実現できる。また、
この暫定基板は一時的に使用するものであるため、最終
形態としては存在せず、隔壁となるフィルムの膜厚を増
大させることもない。

【００２６】更にフィルムを所望の状態にカットするこ
とについても、前記暫定基板にフィルムを添付した後、
カットすることも可能（暫定基板は最終形態に残らず、
フィルムカット時に発生するキズ等も暫定基板側に発生
し、最終形態のパネルには影響しないため）となる。

【００２７】図２（ａ）〜（ｆ）に本発明による製造方
法の工程フロー（模式図）を示す。

【００２８】本発明では、隔壁となる薄膜（フィルム）
２１を予め前記暫定基板２４上に添付し、この暫定基板
２４をガラスなどの液晶表示装置を構成する基板に貼り
合わせる。その後、前記暫定基板２４を剥離することで
ガラス基板１上に隔壁となる薄膜２１を残し、対向基板
を貼り合わせ液晶表示装置を形成する。

【００２９】本発明の積層型液晶表示装置の製造方法に
よれば、液晶層を分離する隔壁として用いる薄膜を、暫
定基板として使用する基材に添付したうえで貼り合わせ
工程を行うことで、取り扱いが非常に困難であった薄膜
を使用した貼り合わせ工程が容易に実現可能となるう
え、前記暫定基板を貼り合わせ工程終了時に剥離するこ
とで隔壁の非常に薄い積層型液晶表示装置が実現でき
る。

【００３０】また、隔壁となる薄膜が予め所定の形状に
加工され、基板との接着層が該薄膜内に収まる様形成さ
れることにより、接続用の端子などが形成されたパネル
外周部上を薄膜が覆うことを事前に防ぐことができる。
この結果、基板と薄膜とが貼り合わされた後、薄膜を加
工する必要がなくなりパネル外周部に無用なキズを残さ
なくてすむ。

【００３１】また、隔壁と暫定基板とをドライフィルム
レジストにより実現することにより、隔壁をパターン化
する工程として、ナイフ等による機械的な裁断（接触
型）を行う事無く、フォトリソ工程によるパターン形成
（非接触型）が利用できる。これにより、対向基板への
ダメージや裁断線部分での隔壁の変形などを防止でき
る。

【００３２】さらに、隔壁となるフィルムのみを予め作
成する必要が無いので、薄膜化が比較的容易であり、ま
た、隔壁材料を延伸する工程を用いないので、不要なリ
ターデイションは発生せず、上層と下層の液晶層のみの
光学特性でディスプレイの特性が決定できる。

【００３３】隔壁がリターデイションを有する場合、上
層にて変調されなかった光の偏光状態が隔壁通過後に変
化してしまう。これは隔壁が位相差板として機能してし
まうためであり、例えばコレステリック液晶の2層化を
考えた場合、本来上層にて選択反射されず透過してしま
った円偏光成分が、リターデイションを持つ隔壁を透過
する事で偏光状態が変化する。この結果、下層での選択
反射効率が減少、更に下層で選択反射された円偏光が隔
壁で再度偏光状態が変化し、本来上層部で変調を受けな
いはずの下層での反射光の一部が反射される。この結
果、理想的には上層：50%＋下層：50%で100%近い効率を
望めるはずが、隔壁のリターデイションによる偏光変化
分だけ低下してしまう。

【００３４】また、ドライフィルムレジストのレジスト
材料に、光が照射された部分が重合反応を起こして現像
後に残るネガ型の感光性樹脂を用いることにより、露光
した時点で感光性樹脂の重合と硬化反応が終了する。こ
のため、ポジ型を採用した場合と比べ、ベースフィルム
を剥離した状態で処理する工程（例えば現像、焼成工
程）において、外的な影響に対し形状の変化が少ない。

【００３５】また、感光性樹脂により所望の位置に形成
したスペーサを、表示領域の外周部にも形成することに
より、表示領域全体に渡り所望のセル厚にすることがで
きる。

【００３６】また、表示領域の外周部に形成するスペー
サを環状形状にしてシールに用いることにより、基板と
隔壁との接着性を増して液晶層の混ざり合いを防止し、
製造工程途中での基板と隔壁の剥離を防止するととも
に、さらに、ドライフィルムレジストの現像工程で、本
来液晶を入れるための隔壁と基板間に形成した間隙間
へ、現像液や洗浄水等が進入することを防止する。

【００３７】また、環状形状のシールの一部にくびれを
設け、該くびれ部の箇所で基板を切断してシールを開口
させ液晶の注入口を形成することにより、レジストの現
像工程で現像液や洗浄水等が進入することを防止すると
ともに、液晶の注入口を容易に形成できる。

【００３８】また、前記基板上に形成されたスペーサの
高さを、ドライフィルムレジストへの埋没量だけ厚く形
成することにより、セル厚の減少を防止できる。

【００３９】また、積層型液晶表示装置の液晶層を分離
する隔壁が液晶層の厚さ以下のフィルムであり、表示エ
リア内に収まるようパターン化されているため、視差の
発生が抑えられ、さらに多面取りに適した積層型液晶表
示装置となる。

【００４０】

【発明の実施の形態】以下、実施の形態に従い本発明の
積層型液晶表示装置及びその製造方法を詳細に説明す
る。

【００４１】（実施の形態１）図１及び図２を用いて実
施の形態１について説明する。まず、図１に示すように
積層型液晶表示装置は、ガラス基板１上に透明電極４が
形成され、さらに配向膜３が形成された一対の基板間を
隔壁となる薄膜１３を間隙に挟み柱状などのスぺーサ１
８により支持される。このガラス基板１と隔壁となる薄
膜１３および柱状などのスぺーサで囲まれた空間の上部
には上部液晶層２２が存在しており、一方、下部には下
部液晶層２３が存在している構成になっている。

【００４２】図２には本実施の形態１での液晶表示装置
の作製フローを示しており、以下のフローにより作製さ
れる。

【００４３】図２（ａ）では、透明電極４付きガラス基
板１上に感光性樹脂材料１９を塗布する。図２（ｂ）で
は、フォトリソ工程により感光性樹脂材料１９のパター
ニング後、スペーサ（柱状）１８を形成する。図２
（ｃ）では、前記ガラス基板１に配向処理（例えばラビ
ング処理、配向膜は図示せず。）を施す。図２（ｄ）で
は、隔壁となる薄膜２１を添付した暫定基板２４を下部
液晶層用シール材２６にて貼り合わせる。図２（ｅ）で
は、暫定基板２４を剥離する。図２（ｆ）では、透明電
極４及びスペーサ（柱状）１８を別途形成した対向基板
であるガラス基板１を貼り合わせる。

【００４４】このように隔壁となる薄膜２１を、一旦暫
定基板２４に添付することで、隔壁となる薄膜２１の持
つ諸問題（たわみ、シワ、曲がり、薄膜どうし貼りつ
く）の発生をなくすことが出来るとともに、暫定基板２
４の存在により薄膜２１配向処理時などにおける取り扱
いが容易となる。以下、具体的に説明する。

【００４５】ガラス基板（１７３７ガラス：コーニング
社製）１上にＩＴＯ（インジウム・チン・オキサイド）
等の透明導電膜をスパッタ装置により５０〜１００［ｎ
ｍ］成膜した後、このＩＴＯを所定の形状にフォトリソ
工程を用いてパターニングして、透明電極４を形成す
る。このＩＴＯ付きガラス基板１上に感光性樹脂材料１
９をスピンコータにより５μｍ程度塗布（図２（ａ））
した後、フォトリソ工程にてパターニング及び焼成する
ことでスペーサ（柱状）１８を形成（図２（ｂ））す
る。このように作製されたガラス基板１に配向膜（オプ
トマーＡＬ−４５５２：ＪＳＲ社製：図示せず）をスピ
ンコータにより塗布した後、ラビング・ローラー２０に
より配向処理を施す（図２（ｃ））。

【００４６】次に隔壁として膜厚７．５μｍのポリイミ
ド（以下ＰＩと称する）フィルム（カプトン：デュポン
社製）である薄膜２１を暫定基板２４であるＵＶテープ
（ＥＬＥＧＲＩＰＴＡＰＥＵＨＰ−１５２５Ｆ８：
Ｄｉｓｃｏ社製）上に添付する。

【００４７】この暫定基板２４上の隔壁となる薄膜（Ｐ
Ｉフィルム）２１の表面をＵＶランプによるドライ洗浄
にて表面処理した後、前記ガラス基板１と同様に配向処
理を施す。

【００４８】次に、ガラス基板１と隔壁となる薄膜２１
が対向するように暫定基板２４とを下部液晶層用シール
材（ＵＶ硬化性シール材）２６にて貼り合わせる（図２
（ｄ））。尚、ガラス基板１上に形成した下部液晶層用
シール材（ＵＶ硬化性シール材）２６には５．１μｍの
ファイバースペーサが混入され、更に下部液晶層用シー
ル材（ＵＶ硬化性シール材）２６のパターンは暫定基板
２４上に添付した隔壁となる薄膜（ＰＩフィルム）２１
の範囲内に収まるよう形成されている。

【００４９】暫定基板２４として使用したＵＶテープ
は、紫外線を照射することによりその粘着力が著しく低
下するという特徴を持つ。このため、下部液晶層用シー
ル材（ＵＶ硬化性シール材）２６の硬化を完了させた後
に暫定基板２４の隔壁となる薄膜２１を添付していない
表面側より紫外線を照射し、隔壁となる薄膜（ＰＩフィ
ルム）２１との密着力を下げ、暫定基板２４を剥離し易
くすることでガラス基板１上にスペーサ１８の高さを保
った間隙を有し、膜厚７．５μｍ程度の隔壁となる薄膜
２１が形成される（図２（ｅ））。次に、対向ガラス基
板となるガラス基板１に形成した上部液晶層用シール材
（ＵＶ硬化性シール材）２５により隔壁となる薄膜２１
と対向ガラス基板となるガラス基板を貼り合わせる（図
２（ｆ））。

【００５０】以上の工程により、液晶層が隔壁となる薄
膜２１により分離された積層型液晶表示装置が、一対の
ガラス基板間で実現できる。この分離された上部液晶層
２２、下部液晶層２３にそれぞれ別種の液晶材料を注
入、または層毎に異なる配向処理を施す（この場合、上
下層で同一の液晶を注入することも可）ことで、従来の
液晶表示装置ではなし得なかった機能を付加することが
可能となる。

【００５１】尚、本実施の形態において示した工程はあ
くまでも一例であり、上記内容に限定されるものではな
く、たとえば液晶の配向制御方法についてもラビング法
だけでなく、ＳｉＯの斜方蒸着、偏光ＵＶ光を用いるな
どの方法が利用できる。また、具体例中において隔壁と
なる薄膜２１としてデュポン社製のカプトンを採用して
いるが、カプトンは可視光の短波長側を吸収するため黄
色に着色している。しかしながら耐熱性、耐薬品性に優
れることから本実施の形態においては工程を説明する上
での利便性から採用した。ただし、隔壁となる薄膜２１
が本実施の形態に限定されないことは自明である。

【００５２】（実施の形態２）図２〜５を用いて実施の
形態２について説明する。本実施の形態２ではコレステ
リックの選択反射を利用した表示モードについて述べ
る。本実施の形態２において使用する液晶表示装置は、
実施の形態１と同様に、図２に記載の作製フローにより
作製される。尚、本実施の形態２においては、ガラス基
板１及び隔壁となる薄膜２１に対し施す配向処理の方向
が反平行となるよう処理されている。また、隔壁となる
薄膜２１と前面及び背面のガラス基板１とを貼り合わせ
る際のシールパターンは、図３に示すように注入口が異
なる位置に設定されている。これは以下に示す理由によ
る。

【００５３】コレステリック液晶の選択反射は、 λ＝ｎ_ave×ｐ（式1）ここで、λ：選択反射の光の波長、ｎ_ave：液晶層の平
均屈折率、ｐ：液晶層のねじれピッチ。式１にて表され
る波長の光の中で、分子のねじれる方向と等しい回転の
円偏光を反射するものである。

【００５４】図５にその分光反射特性の一例を示すが、
波長６００〜６５０［ｎｍ］の範囲の光を約５０％反射
している（図中３１、３２でありそれぞれ右ねじれ、左
ねじれである。）。自然光は一般に左右の円偏光の組み
合せと考えられることから、１層のコレステリック液晶
層の選択反射効率は最大でも５０％となる。このため、
入射する光の全てを反射しようとした場合、右ねじれの
コレステリック層と左ねじれのコレステリック層を積層
する必要が生じる。図５には積層した場合の分光反射特
性３３も併記する。図５に記載の分光反射特性３１、３
２、３３を比較すれば一目瞭然であるが、互いに逆回転
にねじれ配向したセルを積層することで、入射光の変調
（選択反射）効率が格段に向上する。しかしながら上
層、下層とでねじれ方向を変えるためには異なる液晶を
注入する必要が生じることから、本実施の形態２にて示
す積層型液晶表示装置では、図３に示すように、異なる
位置に注入口２９が配置されており、その結果２種類の
異なる液晶を独立に注入することが可能となる。図４は
その工程の一例であるが、先ず上層、下層いずれか一方
に液晶を、セル内を真空脱気することで液晶導入方向２
８より導入する（図４（ａ））。先に液晶を導入した側
を封止材２７にて封止した後、もう一方の領域も真空脱
気にて（図４（ａ）とは異なる）液晶を液晶導入方向２
８より導入（図４（ｂ））することで、上下層それぞれ
独立に液晶を注入することが出来る（図４（ｃ））。

【００５５】このように、本実施の形態２において作製
された２層型コレステリック液晶表示装置の分光反射特
性３０は、図５に示すとおり前述の３１と３２の特性を
有するセルを２枚重ねた物の分光反射特性３３とほぼ同
等の分光反射特性となることから、本実施の形態２での
有効性が確認できた。

【００５６】尚、本実施の形態２にて示したものはあく
までも一例であり選択反射波長の設定値もこれに限定さ
れるものではない。また、実施の形態中では同一波長で
左右両円偏光を反射させる形態について述べたが、各層
毎に異なる波長を反射する液晶を注入する事で、マルチ
カラーとする事も、本実施の形態２の応用にて実現可能
である。また液晶の導入方法についても、本実施の形態
では各層ごとに順次導入したが、シール材のパターンを
最適化することで両層に同時に異なる液晶を導入するこ
とも可能である。

【００５７】（実施の形態３）図６および図７を用いて
実施の形態３について説明する。

【００５８】本実施の形態３では、本発明の製造方法を
用いてマザーガラスからの多面取りを行った場合につい
て述べる。基本的な工程のフローとしては、実施の形態
１と同様であり、本件では多面取りを行うために、事前
に隔壁である薄膜を所定の形状に加工する部分について
詳細に述べる。

【００５９】本実施の形態３にて使用する暫定基板（隔
壁用のフィルム付）は図６に記載する手法にて作製され
る。

【００６０】図６（ａ）は、暫定基板２４に隔壁となる
薄膜１３を添付する。図６（ｂ）は、暫定基板２４上に
添付された隔壁となる薄膜１３をフィルムカット用のカ
ッター３４で破線に示すラインで、所定の形状にカット
する。図６（ｃ）は、不要な部分の隔壁用フィルムを剥
離し暫定基板２４上にはパネルの隔壁となる薄膜２１の
みが残る。

【００６１】このように作製された隔壁となる薄膜２１
付暫定基板２４を、図６に示すように、実施の形態１同
様の工程を用いて、ガラス基板１に添付することで、パ
ネルの表示エリア（図２０（ｄ）記載の隔壁の必要な領
域１６）のみに隔壁となる薄膜２１を形成することが可
能となる。尚、本実施の形態において使用する暫定基板
２４は、実施の形態１同様にＵＶ光の照射により粘着力
が変化する部材を採用しているため、カットした後取り
除く部分のみ露光すれば容易に取り除くことができる。
また、この暫定基板２４として使用した部材は、最終形
態としては残るものではなく隔壁用のフィルム切断時に
若干キズが発生しても、パネル自身には何ら影響しな
い。また、この暫定基板２４とガラス基板１とのアライ
メントについても、ガラス基板１上に形成したシール材
１５が隔壁となる薄膜２１内に収まれば良い程度の荒い
精度ですむため製造上の問題も非常に小さい。

【００６２】本実施の形態では、事前に不要部分を剥離
しているが、図７のような工程も考えられる。図６
（ｂ）の工程を実施した後、ガラス基板１と貼り合せる
（図７（ａ））。隔壁が不要な部分はＵＶ光が透過しな
いようにマスク３８を行い、その後、隔壁が必要となる
領域にＵＶ光を照射し（図７（ｂ））、暫定基板２４を
剥離することでガラス基板１上には隔壁用となる薄膜２
１のみが残り、隔壁の不要な領域１７は暫定基板２４と
共に剥離される（図７（ｃ））。このようにして作製さ
れた基板に対向基板を貼り合わせることで積層型液晶表
示装置が実現される。

【００６３】（実施の形態４）本実施の形態では、隔壁
と暫定基板との２つの機能を兼ね持つドライフィルムレ
ジストを用いた積層型液晶表示装置の製造方法について
説明する。

【００６４】最初に図８を用いて、本実施の形態で使用
するドライフィルムレジストの作成方法を説明する。

【００６５】透明なベースフィルム３９（例えばＰＥ
Ｔ：ポリエチレンテレフタレート）が巻き取りローラ側
へ移動しながら、スリット７１（例えばキスタッチリバ
ース方式の塗工機）の下方においてスリットから吐出さ
れた感光性樹脂材料４０がベースフィルム上に均一に塗
布され、さらにヒータ６６上を通過することにより塗布
した感光性樹脂材料が乾燥される。

【００６６】続いて、感光性樹脂４０の損傷、異物の付
着を防止する保護フィルム層４１（例えばＰＥＴフィル
ム）が貼り合わされドライフィルムレジストが完成す
る。

【００６７】なお、感光性樹脂の材料は限定されるもの
ではなく、公知の材料を使用できるが、特にアクリル系
の（ネガ型）感光性樹脂材料がより好ましい。ネガ型の
感光性樹脂材料は、露光された部分が重合硬化反応を起
こして現像後に残る。このため、焼成により重合硬化反
応が進行するポジ型に比べ、焼成工程間での外的な影響
を受け難くする効果がある。

【００６８】本実施の形態では、上記方法にて、４００
μｍのＰＥＴフィルム上に膜厚１μｍのネガ型のアクリ
ル樹脂層を塗布してドライフィルムレジストを作成し、
隔壁及び暫定基板として使用した。

【００６９】続いて、本実施の形態の製造方法における
各工程について説明する。本製造方法は図９及び図１０
に示す以下の工程から成る。（１）スペーサとなる感光性樹脂材料の塗布（図９
（ａ））（２）スペーサ、環状シールの形成（図９（ｂ）
（ｃ））（３）液晶注入口（脱気口）の形成（図９（ｄ））（４）配向処理（図９（ｅ））（５）ドライフィルムレジストの貼り合わせ（図１０
（ａ））（６）隔壁の形成と暫定基板の切り離し（図１０（ｂ）
（ｃ））（７）対向基板の貼り合わせ（図１０（ｄ））これらの工程の内、実施の形態１（図２）と共通する部
分は省略し、ここではドライフィルムレジストを用いた
製造方法の特徴部について述べる。

【００７０】図１１を用いて、ドライフィルムレジスト
を基板上へ貼り合わせる工程について説明する。転写に
は真空ラミネータを用いるが、この真空ラミネータとし
ては、ＡＮＧＥＲＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ（アンガー・
エレクトロニック）ＧＭＢＨ社製のＶＡＣＵＵＭＬＡ
ＭＩＮＡＴＯＲＴＹＰＥＶＣＬ等がある。

【００７１】真空ラミネータにセットされたドライフィ
ルムレジスト４２は、ロールから引出されながら剥離機
６８でレジスト上の保護フィルムが剥された後、圧着ロ
ーラ６７により基板に圧着される。なお、図１１ではベ
ースフィルム巻取りローラー７０と他方の剥離機６８を
別途備えおり、ドライフィルムレジストを基板に圧着し
た後、連続して暫定基板（ベースフィルム）を剥すこと
も可能である。

【００７２】ここで、図９（Ａ）の要部拡大図に示すよ
うに、基板上のスペーサ１８はドライフィルムレジスト
４２にある程度埋没する形で圧着されている。したがっ
て、この埋没量４４を、転写する際の圧力、温度、送り
速度といった工程条件から見積もってスペーサの高さを
設定する必要がある。

【００７３】本実施の形態では、事前の条件出しで、厚
さ１μｍのドライフィルムを転写する場合、実際に形成
される間隙部の高さはスペーサ高より０．５μｍ程低く
なることが判明したため、間隙部の高さを５μｍにする
ためにスペーサ高は５．５μｍに設定した。

【００７４】なお、隔壁５１は暫定基板を剥離した後、
基板ごと２００℃で1時間焼成され硬化反応は完全に終
了する。このため、対向基板側に形成するスペーサ１８
は、隔壁であるドライフィルムレジストに埋没すること
がないため、所望のセル厚の高さに設定すればよい。

【００７５】次に、ドライフィルムレジストの貼り合わ
せにおいて生じる、ベースフィルムのたわみによるセル
厚異常の防止に有効な形態を説明する。例えば、表示領
域などスペーサが密に存在する領域では、スペーサの埋
没量だけを考慮すれば所定のセル厚が得られるが、スペ
ーサの密度が低い領域では、ベースフィルムが４００μ
mと厚いため、貼りつける際の圧着力によりベースフィ
ルムがたわみ、図１３（ａ）のようにドライフィルムレ
ジストと基板が直接貼り合わされたり、その周辺の表示
領域４９でセル厚が薄くなってしまう問題がある。

【００７６】そこで、図１２に示すように、本実施の形
態ではスペーサを形成するとき、表示領域５６内にスペ
ーサ１８（スペーサ群６１）を形成すると同時に、表示
領域５６の外周に沿って全体を囲う環状形状のパターン
４６（以下、このパターンを環状シール４６と称する）
も併せて形成している。

【００７７】図１２及び図１３（ｂ）に示すように、環
状シール４６を形成することにより、スペーサ密度の低
い部分でのベースフィルムのたわみを防止し、セル厚を
均一にすることができる。また、環状シールを複数形成
したり、表示領域５６と環状シールとの間に点状または
線状の他のスペーサを形成して、基板との接着性を高め
ることもできる。

【００７８】スペーサ及び環状シールと貼り合わされた
ドライフィルムレジストは、フォトリソ工程により隔壁
の形状にパターン化される。具体的には、図１０（ｂ）
に示すように、基板１上にドライフィルムレジスト４２
が転写された後、マスクを介してレジスト層に露光を行
い、ベースフィルムの剥離、現像工程を経て、所望の領
域のみに隔壁５１を形成することができる。

【００７９】このドライフィルムレジスト４２のフォト
リソ工程では、環状シール４６とドライフィルムレジス
ト４２とで間隙部４７を密閉することで、隔壁部へ現像
液や洗浄水が進入することを防止できる。

【００８０】図１０（ｄ）に示す隔壁を設けた基板と対
向基板の貼り合せは、（１）対向基板上に形成されたス
ペーサ及び環状シールの頂点部分に接着剤をつけ貼り合
せる（環状シールにシールとしての機能を付加する）、
（２）従来のLCD同様にシール材により上下基板を貼り
合せる等の方法が用いられ、上記の方法のいずれか、ま
たは併用して貼り合せる事も可能である。

【００８１】次に、液晶の注入工程について説明する。
本実施の形態では環状シール４６を設けているため、従
来の液晶表示装置のような液晶注入口は形成していな
い。そのため、図９（ｄ）に示すように、スペーサを形
成後、基板１の表示領域外でありかつ環状シール内に１
φのダイヤモンド電着ドリルにて複数個の貫通孔５０を
空けて、液晶の注入口および脱気口を形成している。

【００８２】また、この貫通孔５０は、ドライフィルム
レジスト４２の現像工程で隔壁部へ現像液や洗浄水の進
入を防止するため、基板裏面よりカプトンテープ（デュ
ポン社製）７３で液晶注入工程まで一時的に塞いでい
る。（なお、この貫通孔５０については図の煩雑化を避
けるため、図９（ｅ）−図１０（ｄ）では省略してい
る。）液晶の注入方法は、図１４（ａ）に示すように、上下基
板に空けられた複数個所の貫通孔５０のうち、１〜数点
を液晶導入口５４に、残りの穴を間隙部内の空気の脱気
口５５として使用して上下層から同時に行った。

【００８３】このように、上下層から同時に注入、脱気
することにより、隔壁が1μｍと薄い場合でも、2層間に
圧力差が生じないため隔壁がつぶれることを防止でき
る。図１４（ｂ）に1層づつ液晶を注入した場合を示
す。

【００８４】以上の工程により積層型液晶表示装置が作
成される。尚、本実施の形態４にて示した、スペーサ、
環状シール等の形状はあくまでも一例であり、特に本実
施の形態に限定されるものではない。

【００８５】（実施の形態５）環状シールの目的の一つ
である水分の進入防止機能を必要とする工程は、隔壁の
フォトリソ工程までであり、以降の工程では水分が進入
するような工程は無い。そのため、隔壁のフォトリソ工
程が終了後は、パネル端辺に従来と同様の注入口を形成
しても、問題は生じない。その手法について図１５〜１
６を用いて説明する。

【００８６】図１５に示すように本実施の形態では、環
状形状のシール材は表示領域全体を囲む最外周の環状シ
ール５７と、基板の切断により注入口が開口するように
一部がくびれ形状になったシール５８を環状シール５７
の内側に配置した多重構造にしている。

【００８７】また、環状シールの多重構造は、図１６に
示すように前記環状シール５７と前記シール５８とを組
み合わせたシール形状にしても良い。

【００８８】この環状シールの多重構造は、実施の形態
４と同様に製造過程において、表示領域外周のセル厚を
確保することと、フォトリソ工程での水分の進入防止す
ることを満足し、さらに対向基板と貼り合わせ後に上下
基板のくびれ部を設けた端面（図中一点鎖線：Ａ−Ａ）
で切断することにより、くびれ部が開口し注入口６５を
容易に形成できる。この注入口６５を使用して従来と同
様に液晶を注入することができる。

【００８９】このように、環状シールを多重構造にする
ことにより、隔壁との接着強度を増すことができ、膜は
がれ等といった不良の発生を低減できる。さらに、従来
と同じ液晶注入工程を用いることができ、積層型液晶表
示装置を容易に製造することができる。

【００９０】尚、本実施の形態にて示したスペーサ、環
状シール、注入口の形状、及び設置場所はあくまでも1
例であり、特に本実施の形態に限定されるものではな
い。

【００９１】

【発明の効果】以上のように、本発明の製造方法を利用
することにより、従来のような中間基板による視差の発
生を防止し、多面取りが可能な積層型液晶表示装置が製
造可能となる。

【００９２】また、隔壁と暫定基板の機能を有するドラ
イフィルムレジストを利用することにより、隔壁の薄膜
化がより容易に行え、隔壁のリターデイションを無く
し、隔壁の機械的裁断に起因する諸問題も防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造方法による積層型液晶表示装置の
断面図である。

【図２】本発明の製造方法の工程フローの一例を説明す
る図である。

【図３】実施の形態２におけるシールパターンの斜視図
である。

【図４】実施の形態２における液晶の注入方法を説明す
る図である。

【図５】実施の形態２により作製された積層型コレステ
リック液晶表示装置の分光反射特性と、従来の１層及び
２層を積層したセルの分光反射特性を説明する図であ
る。

【図６】実施の形態３にて記載の隔壁となる薄膜２１付
き暫定基板２４の作製方法（その１）を説明する図であ
る。

【図７】実施の形態３にて記載の積層型液晶表示装置の
別の製造方法を説明する図である。

【図８】ドライフィルムレジストの製造方法の模式図で
ある。

【図９】実施の形態４に記載の積層型液晶表示装置の製
造方法を説明する図である。

【図１０】実施の形態４に記載の積層型液晶表示装置の
製造方法を説明する図である。

【図１１】ドライフィルムレジストの転写工程を説明す
る図であり、Ａは要部拡大図である。

【図１２】基板上にスペーサ、環状シール、貫通孔を形
成した上面図である。

【図１３】ドライフィルムレジストのたわみを説明する
図である。

【図１４】液晶注入工程を説明する図である。

【図１５】多重の環状シールによる液晶注入口の形成方
法を説明する図である。

【図１６】他の環状シールによる液晶注入口の形成方法
を説明する図である。

【図１７】従来の液晶表示装置の模式図である。

【図１８】積層型液晶表示装置の模式図を示し、図１８
（ｂ）は図１８（ａ）の模式図を実際の縮尺に近い状態
で記載した模式図である。

【図１９】視差による表示特性劣化の説明図である。

【図２０】金枠による薄膜フィルムを用いる製造方法を
説明する図である。

【図２１】隔壁用のフィルムをカットする場合の問題点
を示す。

【符号の説明】

１ガラス基板２液晶層３配向膜４透明電極５バックライト・ユニット６偏光子７反射板８黒表示領域９白表示領域１０視差による影１１観察者１２パネル１３隔壁となる薄膜１４金枠１５シール材１６隔壁の必要な領域１７隔壁の不要な領域１８（柱状）スペーサ１９感光性樹脂材料２０ラビング・ローラ２１隔壁となる薄膜２２上部液晶層２３下部液晶層２４暫定基板２５上部液晶層用シール材２６下部液晶層用シール材２７封止材２８液晶導入方向２９注入口３０実施の形態２にて作製したセルの分光反射特
性３１右ねじれセルの分光反射特性３２左ねじれセルの分光反射特性３３３１と３２の特性を有するセルを２層積層し
たセルの分光反射特性３４フィルムカット用のカッター３５端子３６キズ３７端子群３８マスク３９ベースフィルム４０感光性樹脂（ドライフィルムレジスト）４１保護フィルム４２ト゛ライフィルムレシ゛スト４３スペーサ高４４スペーサのドライフィルムレジストへの埋没
分４５セル厚４６環状シール４７ドライフィルムレジストと基板間の間隙部４８マザーガラスでのパネル間隔４９ドライフィルムレジスト転写時のたわみによ
るセル厚不良部分５０基板に形成された貫通孔５１隔壁５２ドライフィルムレジストによる隔壁を形成し
た基板５３対向基板５４液晶導入口５５脱気口５６表示領域５７パネル周辺全体を囲う環状シール５８注入口を設けた環状シール５９液晶の回り込み防止用環状シール６０分断ライン６１スペーサ形成領域（表示領域）６２隔壁の変形により間隙部のつぶれた部分６３表示エリア周辺６４真空ポンプ６５注入口６６ヒータ６７圧着ローラー６８剥離器６９保護フィルム巻き取りローラ７０ベースフィルム巻き取りローラ７１スリット７２ドライフィルムレジストの膜厚７３カプトンテープ７４シール材７５開閉バルブ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に、略均一な間隙を形成するため
のスペーサを形成又は散布する工程と、該基板に、隔壁となる薄膜が付加された暫定基板を、前
記基板のスペーサ形成面と前記薄膜とが対向するよう貼
り合せる工程と、前記暫定基板を剥離し、隔壁となる薄膜のみを残す工程
と、前記基板と同様にスペーサを形成又は散布した対向側と
なる基板と、前記薄膜とが対向するよう貼り合せる工程
と、を含むことを特徴とする積層型液晶表示装置の製造
方法。
【請求項２】前記暫定基板上に付加された前記薄膜が
予め所定の形状に加工されており、かつ前記基板および
前記対向側となる基板上に形成されるシール材の形成領
域が前記薄膜内に収まるように形成されることを特徴と
する請求項１記載の積層型液晶表示装置の製造方法。
【請求項３】前記隔壁と前記暫定基板とがドライフィ
ルムレジストからなり、該ドライフィルムレジストのレ
ジスト層を隔壁に使用し、ベースフィルムを暫定基板に
使用することを特徴とする請求項１記載の積層型液晶表
示装置の製造方法。
【請求項４】前記ドライフィルムレジストのレジスト
層に、光照射領域が硬化するネガ型レジストを用いるこ
とを特徴とする請求項３記載の積層型液晶表示装置の製
造方法。
【請求項５】前記ドライフィルムレジストを貼り合わ
せる基板上で、表示領域に複数配置される第１のスペー
サと、表示領域外周に複数配置される第2のスペーサと
を感光性樹脂を用いて同時に形成することを特徴とする
請求項３乃至４記載の積層型液晶表示装置の製造方法。
【請求項６】複数配置された前記第2のスペーサのう
ち、少なくとも最外周のスペーサを環状形状にしてシー
ルに用いることを特徴とする請求項５記載の積層型液晶
表示装置の製造方法。
【請求項７】前記環状形状のシールの一部にくびれ部
を設け、該くびれ部の箇所で基板を切断してシールを開
口させ、液晶の注入口を形成することを特徴とする請求
項６記載の積層型液晶表示装置の製造方法。
【請求項８】前記基板上に形成されたスペーサの高さ
を、ドライフィルムレジストへの埋没量だけ厚く形成す
ることを特徴とする請求項３乃至７記載の積層型液晶表
示装置の製造方法。
【請求項９】液晶層を複数積層した積層型液晶表示装
置において、液晶層を分離する隔壁が液晶層の厚さ以下のフィルムで
あり、表示領域内に収まるようパターン化されているこ
とを特徴とする積層型液晶表示装置。