【手続補正書】
【提出日】平成16年12月6日(2004.12.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】      明細書
【発明の名称】  液晶表示装置の製造方法
【特許請求の範囲】
【請求項１】  それぞれ電極を設けた第１の基板と第２の基板を所定の間隙を設けてシール材で貼り合わせる工程と、
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、
少なくとも一方の基板側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、
紫外線照射後に前記間隙より第１の液晶を排出する工程と、
新たに第２の液晶を前記間隙に再度注入する工程とを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の基板と第２の基板にそれぞれ電極を形成する工程と、
少なくとも一方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シール材で貼り合わせる工程と、
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側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、
紫外線照射後に前記間隙より第１の液晶を排出する工程と、
新たに第２の液晶を前記間隙に再度注入する工程とを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の基板の凹凸上に第１の電極を形成する工程と、
第２の基板に第２の電極を形成する工程と、
第１の基板と第２の基板を所定の間隙を設けてシール材で貼り合わせる工程と、
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側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、
紫外線照射後に前記間隙より第１の液晶を排出する工程と、
新たに第２の液晶を前記間隙に再度注入する工程とを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】  請求項３に記載の液晶表示装置の製造方法において、
第１の基板上に凹凸を形成する工程は、
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の基板の少なくとも一方の側より光を照射する工程により凹凸を形成する工程であることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項５】  請求項３に記載の液晶表示装置の製造方法において、
第１の基板上に凹凸を形成する工程は、
第１の基板上にポリイミド樹脂を塗布する工程と、
ポリイミド樹脂上にビーズを散布する工程と、
このようにした第１の基板を加熱してビーズをポリイミド樹脂中に沈める熱処理工程により凹凸を形成する工程であることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項６】  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３のいずれかに記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項７】  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、液晶に電圧を印加した状態にて少なくとも一方の基板側より、特に基板上に凹凸を形成してある場合は凹凸を有する少なくとも一方の基板側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３のいずれかに記載の液晶表示装置の製造方法。
【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１６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列のデータ電極である第１の電極２と、第２の基板３上に形成するＭ行の走査電極である第２の電極４の交点からなる画素電極７を有し、Ｍ行Ｎ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６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６を前記間隙に注入するために、開口部１４を有する。液晶層６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６を注入後に開口部１４は封止材により密閉される。
【００１１】
液晶層６には、液晶と高分子モノマー１８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６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６に含む高分子モノマーを架橋させる。この場合に、液晶層６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ルター１３によりカットされる。以上により、液晶層６の高分子モノマー１８は相互に結合する架橋構造１９となり、液晶６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が、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て２色性が劣化することと、液晶層６の、例えば電圧に対する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の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の注入物を除去した後に、第２の液晶を注入する場合、どうしても第１の注入物の溶媒の一部が残るため、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列のデータ電極である第１の電極２と、第２の基板３上に形成するＭ行の走査電極である第２の電極４の交点からなる画素電極７を有し、Ｍ行Ｎ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１６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、後述するように、まず第１の液晶１６を前記間隙に注入し、次に第２の液晶１７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１６の液晶成分を除去するための第２の開口部１５を有する。
【００３２】
まず、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１５を密閉する気密治具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１６を大気にて加圧することにより、第１の液晶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１６と反対側の面（裏面）より紫外線１２を照射し、第１の液晶１６に含む高分子モノマー１８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、３７０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１６を除去し、新たに第２の液晶１７を注入する工程を行う。まず、第２の開口部１５に吸引治具３１を装着し、吸引治具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１６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１７を注入する。図２と異なり、液晶溜め３３には第２の液晶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１６を除去し、第２の液晶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１７を、僅かに第１の開口部１４と第２の開口部１５より滲み出させた後に、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１７があり、架橋構造１９の高分子と第２の液晶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１６を第１の基板１と第２の基板３とシール材８にて囲まれた間隙に注入する際には、第２の開口部１５を気密治具３０にて密閉することにより、従来と同様に、第１の液晶１６を注入することが可能となる。さらに、第２の液晶１７の注入の際には、前記第２の開口部１５に吸引治具３１を接続することにより、第２の液晶１７の注入を迅速にすると同時に、第１の液晶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の液晶を除去し第２の液晶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】
まず、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１２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１２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１２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１２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１９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１８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１７を形成することができる。すなわち、架橋構造１９の高分子と第２の液晶１７との屈折率差による散乱状態と、基板１、３上の凹凸部２３、２４と第２の液晶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１６中に残る未反応の高分子モノマー１８を第１の液晶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１７との屈折率差による散乱状態と、基板１、３上の凹凸部２３、２４と第２の液晶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。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２３、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１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１６を注入し、高分子モノマー１８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１７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１１と図１２とを交互に用いて第３の実施形態を説明する。
【００４７】
まず、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の配向膜５を形成する。この酸化シリコン膜は、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１６を注入することができる。
【００５０】
さらに、図１０に示すように、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１５より第１の液晶１６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１７を注入する。図１１の断面図にその様子を示す。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１７との屈折率差による散乱状態と、基板１、３上の凹凸部２３、２４と第２の液晶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１８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１６を除去する工程と第２の液晶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の基板と第２の基板をシール材で貼り合わせるまでは、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とを交互に用いて第４の実施形態を説明する。
【００５４】
まず、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。さらに、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１６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、一方の基板の裏面より、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１６を除去し、第２の液晶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１６の架橋構造１９と第２の液晶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第１の液晶を第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の実施形態に関しては、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
６  液晶層
７  画素電極
８  シール材
１２  紫外線
１３  フィルター
１４  第１の開口部
１５  第２の開口部
１６  第１の液晶
１７  第２の液晶
１８  高分子モノマー
１９  架橋構造
２０  ポリイミド樹脂
２１  フォトマスク
２３  凹部
２４  凸部
２６  ２色性色素
３１  吸引治具
３３  液晶溜め
３６  遮光膜
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
1999030773.tif 000001
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
1999030773.tif 000002
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
1999030773.tif 000003
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
1999030773.tif 000004
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
1999030773.tif 000005
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
1999030773.tif 000006
【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図９】
1999030773.tif 000007
【手続補正９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１０】
1999030773.tif 000008
【手続補正１０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１１】
1999030773.tif 000009