(57)【要約】  少なくとも第１および第２の２つの層を有する多層セルに対して媒体を充填する多層セルの媒体充填方法は、前記第１の層に、当該第１の層に対して第１の媒体を充填するための第１の媒体注入領域を形成し、前記第２の層に、前記第１の媒体注入領域とは異なる領域に対応し、当該第２の層に対して第２の媒体を充填する第２の媒体注入領域を形成し、前記第１および第２の層を積層し、前記第１の媒体注入領域内であって前記多層セルを層の厚み方向に貫通する第１の貫通孔、および、前記第２の媒体注入領域内であって前記多層セルを層の厚み方向に貫通する第２の貫通孔を形成し、前記第１および第２の貫通孔に対してそれぞれ前記第１および第２の媒体を注入し、前記第１および第２の層に対して当該第１および第２の媒体を充填することを備える。これにより、製造における劣化が少なく、より短時間で容易に多層セルを作製することが可能になる。
2007088635.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも第１および第２の２つの層を有する多層セルであって、
前記第１の層は、当該第１の層に対して第１の媒体を充填するための第１の媒体注入領域を有し、
前記第２の層は、前記第１の媒体注入領域とは異なる領域に対応し、当該第２の層に対して第２の媒体を充填する第２の媒体注入領域を有し、
前記第１の媒体注入領域内であって前記多層セルを層の厚み方向に貫通し、前記第１の層に対してのみ前記第１の媒体を充填する第１の貫通孔と、
前記第２の媒体注入領域内であって前記多層セルを層の厚み方向に貫通し、前記第２の層に対してのみ前記第２の媒体を充填する第２の貫通孔と、を備えることを特徴とする多層セル。
【請求項２】
請求項１に記載の多層セルにおいて、
前記第１の層における前記第２の媒体注入領域に対応する個所には第１の障壁が設けられ、且つ、前記第２の層における前記第１の媒体注入領域に対応する個所には第２の障壁が設けられていることを特徴とする多層セル。
【請求項３】
請求項１に記載の多層セルにおいて、さらに、
前記第１の媒体注入領域および前記第２の媒体注入領域とは異なる領域に対応し、第３の媒体を充填するための第３の媒体注入領域を有する第３の層を有し、
前記第３の媒体注入領域内であって前記多層セルを層の厚み方向に貫通し、前記第３の層に対してのみ前記第３の媒体を充填する第３の貫通孔を備えることを特徴とする多層セル。
【請求項４】
請求項３に記載の多層セルにおいて、
前記第１の層における前記第２および第３の媒体注入領域に対応する個所には第１の障壁が設けられ、前記第２の層における前記第３および第１の媒体注入領域に対応する個所には第２の障壁が設けられ、且つ、前記第３の層における前記第１および第２の媒体注入領域に対応する個所には第３の障壁が設けられていることを特徴とする多層セル。
【請求項５】
請求項３に記載の多層セルにおいて、
前記第１，第２および第３の層は、それぞれ青色，緑色および赤色を反射するコレステリック液晶層であり、且つ、前記多層セルは、フルカラー表示が可能な電子ペーパを構成する液晶セルであることを特徴とする多層セル。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の多層セルを適用したことを特徴とする電子端末。
【請求項７】
少なくとも第１および第２の２つの層を有する多層セルに対して媒体を充填する多層セルの媒体充填方法であって、
前記第１の層に、当該第１の層に対して第１の媒体を充填するための第１の媒体注入領域を形成し、
前記第２の層に、前記第１の媒体注入領域とは異なる領域に対応し、当該第２の層に対して第２の媒体を充填する第２の媒体注入領域を形成し、
前記第１および第２の層を積層し、
前記第１の媒体注入領域内であって前記多層セルを層の厚み方向に貫通する第１の貫通孔、および、前記第２の媒体注入領域内であって前記多層セルを層の厚み方向に貫通する第２の貫通孔を形成し、
前記第１および第２の貫通孔に対してそれぞれ前記第１および第２の媒体を注入し、前記第１および第２の層に対して当該第１および第２の媒体を充填することを特徴とする多層セルの媒体充填方法。
【請求項８】
請求項７に記載の多層セルの媒体充填方法において、
前記第１の層に前記第１の媒体注入領域を形成するときに、前記第２の媒体注入領域に対応する個所に第１の障壁を形成し、且つ、
前記第２の層に前記第２の媒体注入領域を形成するときに、前記第１の媒体注入領域に対応する個所に第２の障壁を形成することを特徴とする多層セルの媒体充填方法。
【請求項９】
請求項７に記載の多層セルの媒体充填方法において、
前記第１および第２の貫通孔に対してそれぞれ前記第１および第２の媒体を注入するとき、最下層の下に遮蔽部材を配置して行うことを特徴とする多層セルの媒体充填方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の多層セルにおいて、前記第１および第２の層は、多層セルユニットを構成し、該多層セルユニットを前記第１および第２の層の厚さ方向に積層して、複数組の多層セルユニットを同時に処理することを特徴とする多層セルの媒体充填方法。
【請求項１１】
少なくとも第１，第２および第３の３つの層を有する多層セルに対して媒体を充填する多層セルの媒体充填方法であって、
前記第１の層に、当該第１の層に対して第１の媒体を充填するための第１の媒体注入領域を形成し、
前記第２の層に、前記第１の媒体注入領域とは異なる領域に対応し、当該第２の層に対して第２の媒体を充填する第２の媒体注入領域を形成し、
前記第３の層に、前記第１の媒体注入領域とは異なる領域に対応し、当該第３の層に対して第３の媒体を充填する第３の媒体注入領域を形成し、
前記第１，第２および第３の層を積層し、
前記第１の媒体注入領域内であって前記多層セルを層の厚み方向に貫通する第１の貫通孔、前記第２の媒体注入領域内であって前記多層セルを層の厚み方向に貫通する第２の貫通孔、および、前記第３の媒体注入領域内であって前記多層セルを層の厚み方向に貫通する第３の貫通孔を形成し、
前記第１，第２および第３の貫通孔に対してそれぞれ前記第１，第２および第３の媒体を注入し、前記第１，第２および第３の層に対して当該第１，第２および第３の媒体を充填することを特徴とする多層セルの媒体充填方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の多層セルの媒体充填方法において、
前記第１の層に前記第１の媒体注入領域を形成するときに、前記第２の媒体注入領域および前記第３の媒体注入領域に対応する個所に第１の障壁を形成し、
前記第２の層に前記第２の媒体注入領域を形成するときに、前記第３の媒体注入領域および前記第１の媒体注入領域に対応する個所に第２の障壁を形成し、且つ、
前記第３の層に前記第３の媒体注入領域を形成するときに、前記第１の媒体注入領域および前記第２の媒体注入領域に対応する個所に第３の障壁を形成したことを特徴とする多層セルの媒体充填方法。
【請求項１３】
請求項１１に記載の多層セルの媒体充填方法において、
前記第１，第２および第３の層に充填する媒体は、それぞれ青色，緑色および赤色を反射するコレステリック液晶であり、前記多層セルは、フルカラー表示が可能な電子ペーパを構成する液晶セルであることを特徴とする多層セルの媒体充填方法。
【請求項１４】
請求項１１に記載の多層セルの媒体充填方法において、
前記第１，第２および第３の貫通孔に対してそれぞれ前記第１，第２および第３の媒体を注入するとき、最下層の下に遮蔽部材を配置して行うことを特徴とする多層セルの媒体充填方法。
【請求項１５】
請求項１１に記載の多層セルにおいて、前記第１，第２および第３の層は、多層セルユニットを構成し、該多層セルユニットを前記第１，第２および第３の層の厚さ方向に積層して、複数組の多層セルユニットを同時に処理することを特徴とする多層セルの媒体充填方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の多層セルにおいて、隣接する２つの前記多層セルユニット間に対して、前記第１，第２および第３の貫通孔が形成された密着部材を配置して行うことを特徴とする多層セルの媒体充填方法。
【請求項１７】
多層セルにおいて、各層が媒体を充填するための媒体注入領域を有し、
前記各層に媒体を注入する媒体注入経路が、前記多層セルの層の厚さ方向に貫通する貫通孔であって、
当該貫通孔は、媒体を注入したい層の媒体注入領域にのみに接続されており、他の層と前記媒体注入領域とは接続されていないことを特徴とする多層セル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層セル、電子端末および多層セルの媒体充填方法に関し、特に、液晶等の媒体を多層液晶セルの各層へ充填する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電源が無くても表示を保持することができ、また、電気的に書換えが可能な電子ペーパの技術分野が急速に発展している。電子ペーパは、電源を切断してもメモリ表示可能な超低消費電力と目にやさしく、疲れない反射型の表示と紙のような可撓性のあるフレキシブルで薄型の表示体の実現を目指している。【０００３】
そして、各企業や大学等の研究機関で電子ペーパの開発が盛んに進められている。電子ペーパが期待されている応用市場としては、電子ブック（電子書籍）を筆頭として、電子新聞や電子ポスター、さらには、モバイル端末のサブディスプレイやＩＣカードの表示部といった多様な応用形態が提案されている。【０００４】
ところで、電子ペーパの表示方式としては、帯電粒子を空気中や液体中で移動させる電気泳動方式、二色に色分けした帯電粒子を回転させるツイストボール方式、或いは、液晶層の干渉反射を利用した双安定性のある選択反射型のコレステリック液晶方式等の開発が進められている。【０００５】
このような各種方式の中で、カラー表示においては、圧倒的に有利なのがコレステリック液晶方式である。コレステリック液晶方式以外の方式は、画素毎に３色に塗り分けたカラーフィルタを設けなければならないため、明るさが最大でも３分割に相当する１／３になるために現実的とはいえない。これに対して、コレステリック液晶方式は、液晶の干渉で色を反射するため、積層するだけでカラー表示が可能であり、５０パーセント程度の明るさが得られるという利点がある。【０００６】
このように、電子ペーパとして有力視されているコレステリック液晶は、半永久的な表示保持（メモリ性）、並びに、鮮やかなカラー表示，高コントラストおよび高解像性といった優れた特徴を有し、Ｒ（赤色），Ｇ（緑色）およびＢ（青色）の各反射色を呈する表示層を積層することにより鮮やかなフルカラー表示も可能になる。【０００７】
ところで、コレステリック液晶はメモリ性を有する液晶であるため、安価な単純マトリクス駆動が可能であり、例えば、Ａ４サイズ以上の大型化も比較的容易である。そして、コレステリック液晶は、表示内容を更新する（画像を書換える）時だけ電力が消費され、画像の書換えが終了したら電源を全てオフにしても画像はそのまま保持される。【０００８】
なお、本明細書では、主としてＲ，Ｇ，Ｂの三層のコレステリック液晶を多層化したフルカラー表示が可能な電子ペーパを例として説明するが、本発明に係る多層セル（表示素子）は、このような電子ペーパに限定されるものではなく、例えば、電気化学光電池等の複数の層（すなわち、２つ以上の層）に対してそれぞれ媒体を充填して構成される多層セルに対して幅広く適用することができる。【０００９】
まず、本発明が適用される表示素子の一例としてのコレステリック液晶の駆動例について説明する。【００１０】
図１Ａおよび図１Ｂはコレステリック液晶の配向状態を説明するための図であり、図１Ａはプレーナ状態を示し、図１Ｂはフォーカルコニック状態を示す。【００１１】
コレステリック液晶は、プレーナ状態およびフォーカルコニック状態の安定した２つの状態を無電界下でとることができる。【００１２】
すなわち、図１Ａに示されるように、プレーナ状態において、入射光は液晶で反射されるため、人間の目はその反射光を見ることができる。【００１３】
また、図１Ｂに示されるように、フォーカルコニック状態において、入射光は液晶を通過する。そして、液晶層とは別に光吸収層を設けることにより、フォーカルコニック状態において、黒色を表示させることができる。【００１４】
ここで、プレーナ状態においては、液晶分子の螺旋ピッチに応じた波長の光が反射され、反射が最大になる波長λは、液晶の平均屈折率をｎとし、螺旋ピッチをｐとすると、λ＝ｎ・ｐで示される。なお、反射帯域Δλは、液晶の屈折率異方性Δｎに伴って大きくなる。【００１５】
図２Ａ，図２Ｂおよび図２Ｃはコレステリック液晶を駆動するための電圧特性（時間と電圧との関係）を示す図であり、液晶に印加する電界と各ホメオトロピック状態，フォーカルコニック状態およびプレーナ状態の変化の様子を示している。ここで、ホメオトロピック状態をＨ、フォーカルコニック状態をＦＣ、そして、プレーナ状態をＰとする。【００１６】
まず、コレステリック液晶に対して強い電界を与えると、液晶分子の螺旋構造は完全にほどけ、全ての分子が電界の向きに従うホメオトロピック状態Ｈになる。【００１７】
図２Ｂに示されるように、ホメオトロピック状態Ｈから急激に電界をゼロにすると、液晶の螺旋軸は電極に垂直になり、螺旋ピッチに応じた光を選択的に反射するプレーナ状態Ｐになる。【００１８】
一方、図２Ａに示されるように、液晶分子の螺旋軸がやっとほどける程度の弱い電界の形成後に電界を除去した場合、或いは、図２Ｃに示されるように、強い電界をかけ緩やかに電界を除去した場合には、液晶の螺旋軸は電極に平行になり、入射光を透過するフォーカルコニック状態ＦＣになる。【００１９】
また、中間的な強さの電界を与え、それを急激に除去すると、プレーナ状態Ｐとフォーカルコニック状態ＦＣの液晶が混在し、中間調の表示が可能になる。【００２０】
このように、コレステリック液晶は双安定性であり、この現象を利用して情報の表示を行うことができる。【００２１】
図３はコレステリック液晶の反射率特性（電圧と反射率との関係）を示す図であり、図２Ａ〜図２Ｃを参照して説明したコレステリック液晶の電圧応答性をまとめて示すものである。【００２２】
図３に示されるように、初期状態がプレーナ状態Ｐ（図３の左端の反射率の高い部分）だと、パルス電圧をある範囲に上げるとフォーカルコニック状態ＦＣ（図３の反射率の低い部分）への駆動帯域になり、さらにパルス電圧を上げると再度プレーナ状態Ｐ（右端の電圧の高い部分）への駆動帯域になる。【００２３】
初期状態がフォーカルコニック状態ＦＣ（左端の反射率の低い部分）だと、パルス電圧を上げるにつれて次第にプレーナ状態Ｐへの駆動帯域になる。【００２４】
なお、プレーナ状態Ｐでは、右円偏光または左円偏光のみを反射し、残りの円偏光は透過するため、理論上の反射率の最大値は５０パーセントである。【００２５】
図４は表示素子を適用した電子端末（表示装置）の一例を概略的に示すブロック図である。図４において、参照符号１は表示素子（多層セル）、３は電源回路、４は制御回路、２１は走査側のドライバＩＣ（スキャンドライバ）、そして、２２はデータ側のドライバＩＣ（データドライバ）を示している。【００２６】
図４に示されるように、電源回路３は、昇圧部３１、電圧生成部３２およびレギュレータ３３を備える。昇圧部３１は、例えば、電池から＋３〜＋５Ｖ程度の入力電圧を受け取り、表示素子１を駆動する電圧に昇圧して電圧生成部３２に供給する。電圧生成部３２は、スキャンドライバ２１およびデータドライバ２２に対してそれぞれ必要な電圧を生成し、レギュレータ３３は、電圧生成部３２からの電圧を安定化させてスキャンドライバ２１およびデータドライバ２２に供給する。【００２７】
制御回路４は、演算部４１、制御データ生成部４２および画像データ生成部４３を備える。演算部４１は、外部から供給された画像データおよび制御信号を演算し、画像データは、画像データ生成部４３を介して表示素子１に適したデータとしてデータドライバ２２へ供給し、また、制御信号は、制御信号生成部４２を介して表示素子１に適した各種の制御信号としてスキャンドライバ２１およびデータドライバ２２へ供給する。【００２８】
ここで、制御信号生成部４２からスキャンドライバ２１およびデータドライバ２２へ供給される制御信号としては、例えば、表示素子１に与えるパルス電圧の極性を反転制御するパルス極性制御信号ＣＳ２、１フレームの画像の開始を示すフレーム開始信号ＣＳ３、データドライバ２２によりデータが格納されるラインおよびスキャンドライバ２１により選択されるラインの同期制御を行うデータラッチ・スキャンシフト信号ＣＳ４、並びに、データドライバ２２およびスキャンドライバ２１のドライバ出力を遮断するドライバ出力遮断信号ＣＳ５等である。また、制御信号生成部４２からデータドライバ２２へは、１ライン分のデータを順次取り込むためのデータ取り込みクロックＣＳ１も供給されている。【００２９】
図５は図４に示す表示素子（液晶表示素子：多層セル）の一部を概略的に示す断面図であり、１つの層（Ｒ，Ｇ，Ｂの個別の層）を示すものである。図５において、参照符号１１および１５は基板（フィルム基板）、１２および１４は透明電極（例えば、ＩＴＯ）、１３は液晶組成物（コレステリック液晶）、１６は駆動回路、そして、１７はシール剤を示している。【００３０】
表示素子１は、液晶組成物１３を含み、透明の基板１１および１５の内面（液晶組成物１３が封入されている面）には、それぞれ垂直に交差する複数の透明電極１２および１４が形成されている。すなわち、対向する基板１１および１５には、複数のスキャン電極１２および複数のデータ電極１４がマトリクス状に形成されている。なお、図５では、一見するとスキャン電極１２とデータ電極１４が平行するように描かれているが、実際には、例えば、１本のスキャン電極１２に対して複数のデータ電極１４が交差しているのはいうまでもない。さらに、各基板１１および１５の厚さとしては、例えば、０．２ｍｍ程度であり、また、液晶組成物１３の層の厚さは、例えば、３μｍ〜６μｍ程度ではあるが、説明のためにそれらの比率は無視されている。【００３１】
ここで、各電極１２および１４上には、絶縁性薄膜や配向安定化膜がコーティングされることが好ましい。また、最も下の層（例えば、Ｒ層）の光を入射させる側とは反対側の基板（１２）の下部（裏面）には、必要に応じて、可視光吸収層が設けられる。なお、液晶組成物１３は、例えば、室温でコレステリック相を示すコレステリック液晶である。【００３２】
シール剤１７は、液晶組成物１３を基板１１および１５間に封入するためのものである。なお、駆動回路１６は、電極１２および１４に所定のパルス状の電圧を印加するためのものである。【００３３】
基板１１および１５は、例えば、ガラス基板を例示できるが、ガラス基板以外にも、ＰＥＴやＰＣ等の可撓性の樹脂フィルム基板を使用することができる。また、電極１２および１４としては、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide：インジウム錫酸化物）が代表的であるが、その他に、例えば、ＩＺＯ（Indium Zic Oxide：インジウム亜鉛酸化物）等の透明導電膜、或いは、アルミニウムやシリコン等の金属電極、若しくは、アモルファスシリコン、ＢＳＯ（Bismuth Silicon Oxide：）等の光導電性膜等を用いることができる。【００３４】
図５に示す液晶表示素子においては、前述したように、透明フィルム基板１１および１５の内表面に互いに平行な複数の帯状透明電極１２および１４が形成されており、これらの電極１２および１４は基板に垂直な方向から見て互いに交差するように向かい合わされている。【００３５】
ここで、表示素子は、電極間の短絡を防止し、或いは、ガスバリア層として液晶表示素子の信頼性を向上させる機能を有する絶縁性薄膜を形成してもよい。また、配向安定化膜としては、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、アクリル樹脂等の有機膜、或いは、酸化シリコン、酸化アルミニウム等の無機材料を例示することができる。なお、電極１２および１４にコーティングする配向安定化膜は、絶縁性薄膜と兼用することもできる。【００３６】
また、液晶表示素子は、一対の基板間に、基板間ギャップを均一に保持するためのスペーサを設けてもよい。このスペーサとしては、樹脂製または無機酸化物製の球体をＦ例示することができる。また、表面に熱可塑性の樹脂がコーティングしてある固着スペーサも好適に用いることができる。【００３７】
なお、本発明が対象とする多層セルは、ＲＧＢの液晶層を有する液晶表示セルに限定されるものではなく、例えば、電気化学光電池等の複数の層に対してそれぞれ媒体を充填して構成される多層セルに対して幅広く適用することができ、また、多層セルは、電子ブック等の電子ペーパ、並びに、上述したようなモバイル端末等電子端末等として様々な分野に適用することができるのはもちろんである。【００３８】
図６は多層セル（表示素子）の一例を示す図である。図６において、参照符号１０１は青色の光を反射する青（Ｂ）層、１０２は緑色の光を反射する緑（Ｇ）層、１０３は赤色の光を反射する赤（Ｒ）層、そして、１０４は光を吸収する黒（Ｋ）層を示している。【００３９】
図６に示されるように、表示素子１は、Ｋ層１０４上に順にＲ層１０３，Ｇ層１０２およびＢ層１０１を積層した構造とされている。Ｂ層１０１は、対向する基板（フィルム基板）と透明電極（ＩＴＯ）１１１，１１２および１１５，１１４で液晶１１３を挟んだ構成とされ、また、Ｇ層１０２は、対向する基板と透明電極１２１，１２２および１２５，１２４で液晶１２３を挟んだ構成とされ、そして、Ｒ層１０３は、対向する基板と透明電極１３１，１３２および１３５，１３４で液晶１３３を挟んだ構成とされている。なお、光の入射する側から順にＢ層１０１，Ｇ層１０２，Ｒ層１０３と積層するのは、例えば、視野角を広くすると共に、各層からの色の反射によるカラー表示を適切なものとするためであるが、外の順番で並べてもよい。【００４０】
Ｂ層１０１の透明電極１１２および１１４は、Ｂ層用制御回路１１０に接続され、また、Ｇ層１０２の透明電極１２２および１２４は、Ｇ層用制御回路１２０に接続され、そして、Ｒ層１０３の透明電極１３２および１３４は、Ｒ層用制御回路１３０に接続されている。なお、各層の透明電極１１２，１１４；１２２，１２４；１３２，１３４は、それぞれスキャン電極およびデータ電極を構成し、互いに対向状態で交差するようになっている。なお、各層１０１〜１０３において、スキャン電極にはスキャンドライバが接続され、また、データ電極にはデータドライバが接続される。以上の構成により、表示素子１は、フルカラーに近い表示を行うことができるようになっている。【００４１】
以上において、表示素子１は、例えば、Ａ６サイズのＱＶＧＡとして構成されており、Ｂ層１０１，Ｇ層１０２およびＲ層１０３の積層順番や液晶の偏光方向並びに使用ドライバ等は，図５に関連して説明したＡ４サイズのＱＶＧＡの表示素子と同様である。なお、図６では、ＲＧＢ各層の制御回路（スキャンドライバ）１３０〜１１０を別に設けているが、これらＲＧＢ各層のスキャンドライバ（１３０〜１１０）を共通化させることにより、コストの低減を図ることができる。【００４２】
ところで、従来、コレステリック液晶方式のカラーの多層セル（液晶光変調素子）としては様々なものが提案されており、明るくてコントラストおよび色純度が良好であり、しかも双安定性に優れる液晶光変調素子が提案されている（例えば、特許文献１参照）。【００４３】
また、従来、短時間で完全に液晶を注入することができる液晶表示パネルとして、空間内を排気して液晶を注入する少なくとも１個の注入口が基板を貫通して形成され、注入口を囲む突出部を有する液晶表示パネルに液晶を充填した後、不要となる注入部を含む部分を分断して除去するものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。【００４４】
さらに、従来、液晶材料を封入した液晶表示セルが複数積層された積層型液晶表示セルにおいて、個々の液晶表示セルにおける所定の液晶材料への不純物の混入を十分に抑制し、且つ、各液晶表示セルにおけるセルギャップを目的の値とするために、対向する一対の基板の周縁部を少なくとも１つの外部に連通開口する液晶材料注入口部を残してシールし、その複数の空セルを重ね合わせて積層型空セルを形成し、その積層型空セルの各空セルに液晶材料注入口部から液晶材料を同時または略同時に真空注入する積層型液晶表示セルの製造方法も提案されている（例えば、特許文献３参照）。【００４５】
また、従来、液晶ディスプレイセルや電気化学光電池等の密封フレームにより対で接合された複数の重ね合わせた基板を含む多層セルを提供するものとして、多層セルに対して、少なくとも部分的にセルの面に配置され、それぞれ異なる空洞と連通された充填孔を設け、その充填孔は少なくとも１つの空洞を通してそれらが結合された空洞に至り、充填孔は、それらが通過する１つまたは複数の空洞で隔離された多層セルも提案されている（例えば、特許文献４参照）。この特許文献４に記載された多層セルは、各セルに対する液晶等の異なる液体の充填を同時に行うことができる。【００４６】
【特許文献１】特開２００２−１１６４６１号公報
【特許文献２】特開２００２−２８７１５７号公報
【特許文献３】特開２００３−１６１９６０号公報
【特許文献４】特開２００４−０２９７８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００４７】
前述したように、近年、電子ペーパは、例えば、コレステリック液晶等を使用したものが提案され、Ｒ，Ｇ，Ｂの三層のコレステリック液晶を多層化したフルカラー表示が可能な電子ペーパも実用化されつつある。【００４８】
このようなＲＧＢの三層を積層した積層型のカラー液晶表示素子（多層セル）を作製するには、通常、ＲＧＢそれぞれの液晶パネルを作製し、その後、ＲＧＢの各パネルを接着剤等で接合して積層する。【００４９】
このパネルの積層工程においては、従来、例えば、使用する接着剤等を硬化させて各パネルを接合固定するために熱や光をパネルに加える必要があった。このような工程は、パネルに使用されている各部材、特に、液晶に悪影響を与えることになり液晶の特性を劣化させる大きな要因となっていた。【００５０】
さらに、積層時にパネルへの過熱が必要となるような工程を経る場合には、各パネル（セル）内の液晶の体積膨張等によりシール部がリークし、或いは、パネルが破損して歩留りを低下させることにもなっていた。【００５１】
なお、多層セル（表示装置）の作製効率を悪化させないためには、例えば、ＲＧＢの各層セルへの液晶充填を同時に実施できることが好ましい。【００５２】
本発明の主たる目的は、より短時間で容易に多層セルを作製することにある。さらに、本発明は、劣化の少ない多層セルの提供も目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００５３】
本発明の第１の形態によれば、少なくとも第１および第２の２つの層を有する多層セルであって、前記第１の層は、当該第１の層に対して第１の媒体を充填するための第１の媒体注入領域を有し、前記第２の層は、前記第１の媒体注入領域とは異なる領域に対応し、当該第２の層に対して第２の媒体を充填する第２の媒体注入領域を有し、前記第１の媒体注入領域内であって前記多層セルを層の厚み方向に貫通し、前記第１の層に対してのみ前記第１の媒体を充填する第１の貫通孔と、前記第２の媒体注入領域内であって前記多層セルを層の厚み方向に貫通し、前記第２の層に対してのみ前記第２の媒体を充填する第２の貫通孔と、を備えることを特徴とする多層セルが提供される。【００５４】
本発明の第２の形態によれば、少なくとも第１および第２の２つの層を有する多層セルであって、前記第１の層は、当該第１の層に対して第１の媒体を充填するための第１の媒体注入領域を有し、前記第２の層は、前記第１の媒体注入領域とは異なる領域に対応し、当該第２の層に対して第２の媒体を充填する第２の媒体注入領域を有し、前記第１の媒体注入領域内であって前記多層セルを層の厚み方向に貫通し、前記第１の層に対してのみ前記第１の媒体を充填する第１の貫通孔と、前記第２の媒体注入領域内であって前記多層セルを層の厚み方向に貫通し、前記第２の層に対してのみ前記第２の媒体を充填する第２の貫通孔と、を備えることを特徴とする多層セルを適用したことを特徴とする電子端末が提供される。【００５５】
本発明の第３の形態によれば、少なくとも第１および第２の２つの層を有する多層セルに対して媒体を充填する多層セルの媒体充填方法であって、前記第１の層に、当該第１の層に対して第１の媒体を充填するための第１の媒体注入領域を形成し、前記第２の層に、前記第１の媒体注入領域とは異なる領域に対応し、当該第２の層に対して第２の媒体を充填する第２の媒体注入領域を形成し、前記第１および第２の層を積層し、前記第１の媒体注入領域内であって前記多層セルを層の厚み方向に貫通する第１の貫通孔、および、前記第２の媒体注入領域内であって前記多層セルを層の厚み方向に貫通する第２の貫通孔を形成し、前記第１および第２の貫通孔に対してそれぞれ前記第１および第２の媒体を注入し、前記第１および第２の層に対して当該第１および第２の媒体を充填することを特徴とする多層セルの媒体充填方法が提供される。【００５６】
本発明の第４の形態によれば、少なくとも第１，第２および第３の３つの層を有する多層セルに対して媒体を充填する多層セルの媒体充填方法であって、前記第１の層に、当該第１の層に対して第１の媒体を充填するための第１の媒体注入領域を形成し、前記第２の層に、前記第１の媒体注入領域とは異なる領域に対応し、当該第２の層に対して第２の媒体を充填する第２の媒体注入領域を形成し、前記第３の層に、前記第１の媒体注入領域とは異なる領域に対応し、当該第３の層に対して第３の媒体を充填する第３の媒体注入領域を形成し、前記第１，第２および第３の層を積層し、前記第１の媒体注入領域内であって前記多層セルを層の厚み方向に貫通する第１の貫通孔、前記第２の媒体注入領域内であって前記多層セルを層の厚み方向に貫通する第２の貫通孔、および、前記第３の媒体注入領域内であって前記多層セルを層の厚み方向に貫通する第３の貫通孔を形成し、前記第１，第２および第３の貫通孔に対してそれぞれ前記第１，第２および第３の媒体を注入し、前記第１，第２および第３の層に対して当該第１，第２および第３の媒体を充填することを特徴とする多層セルの媒体充填方法が提供される。【００５７】
本発明の第５の形態によれば、多層セルにおいて、各層が媒体を充填するための媒体注入領域を有し、前記各層に媒体を注入する媒体注入経路が、前記多層セルの層の厚さ方向に貫通する貫通孔であって、当該貫通孔は、媒体を注入したい層の媒体注入領域にのみに接続されており、他の層と前記媒体注入領域とは接続されていないことを特徴とする多層セルが提供される。
【発明の効果】
【００５８】
本発明によれば、より短時間で容易に多層セルを作製することが可能な多層セル、該多層セルを適用した電子端末および多層セルの媒体充填方法を提供することができる。さらに、本発明によれば、製造における劣化の少ない多層セルを提供することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１Ａ】コレステリック液晶の配向状態を説明するための図（その１）である。
【図１Ｂ】コレステリック液晶の配向状態を説明するための図（その２）である。
【図２Ａ】コレステリック液晶を駆動するための電圧特性を示す図（その１）である。
【図２Ｂ】コレステリック液晶を駆動するための電圧特性を示す図（その２）である。
【図２Ｃ】コレステリック液晶を駆動するための電圧特性を示す図（その３）である。
【図３】コレステリック液晶の反射率特性を示す図である。
【図４】表示素子を適用した電子端末の一例を概略的に示すブロック図である。
【図５】図４に示す表示素子の一部を概略的に示す断面図である。
【図６】多層セルの一例を示す図である。
【図７】本発明に係る多層セルを構成する各セルの一例を概略的に示す図である。
【図８】本発明に係る多層セルの媒体充填方法の予備工程を説明するための図である。
【図９Ａ】図８の予備工程により形成された多層セルの平面図である。
【図９Ｂ】図９Ａに示す多層セルのＡ−Ａ線断面図である。
【図１０Ａ】図９Ａおよび図９Ｂに示す多層セルに対して媒体を注入する貫通孔を形成したものの平面図である。
【図１０Ｂ】図１０Ａに示す多層セルのＢ−Ｂ線断面図である。
【図１１Ａ】図１０Ａおよび図１０Ｂに示す多層セルに対して媒体を注入した様子を示す平面図である。
【図１１Ｂ】図１１Ａに示す多層セルのＣ−Ｃ線断面図である。
【図１２】本発明に係る多層セルの媒体充填方法における媒体の注入工程の一例を説明するための図である。
【図１３】本発明に係る多層セルの媒体充填方法における媒体の注入工程の他の例を説明するための図である。
【符号の説明】
【００６０】
１    表示素子
３    電源回路
４    制御回路
１１，１５；１１１，１１５；１２１，１２５；１３１，１３５    基板（フィルム基板）
１２，１４；１１２，１１４；１２２，１２４；１３２，１３４    透明電極（ＩＴＯ）
１３；１１３，１２３，１３３    液晶組成物（コレステリック液晶）
１６    駆動回路
１７，１１７，１２７，１３７    シール剤
２１    走査側のドライバＩＣ（スキャンドライバ）
２２    データ側のドライバＩＣ（データドライバ）
３１    昇圧部
３２    電圧生成部
３３    レギュレータ
４１    演算部
４２    制御信号生成部
４３    画像データ生成部
１０１    青（Ｂ）層
１０２    緑（Ｇ）層
１０３    赤（Ｒ）層
１０４    光吸収層（黒（Ｋ）層）
１１０    青（Ｂ）層用制御回路
１１８，１２８，１３８    媒体注入領域
１１９，１２９，１３９    障壁
１２０    緑（Ｇ）層用制御回路
１３０    赤（Ｒ）層用制御回路
ＦＣ    フォーカルコニック状態
Ｈ    ホメオトロピック状態
Ｐ    プレーナ状態
【発明を実施するための最良の形態】
【００６１】
本発明の実施例を詳述する前に、本発明に係る多層セルの媒体充填方法の概略を説明する。なお、以下の説明では、Ｒ，Ｇ，Ｂの三原色の液晶（コレステリック液晶）を三層のセルに対して充填する液晶表示セルを例として説明するが、本発明は、例えば、電気化学光電池等の複数の層に対してそれぞれ異なる媒体を充填するような様々な多層セルに対して幅広く適用することができる。【００６２】
まず、各セルに用いる２枚の基板の内、どちらか一方にシール剤（１７，１１７，１２７，１３７）を塗布し、液晶注入領域（１１８，１２８，１３８）の周囲に接着剤（障壁１１９；１２９ａ，１２９ｂ；１３９）をべた塗りする。【００６３】
次に、シール剤塗布を行った側の基板またはもう一方の基板どちらかにスペーサを散布し、両方の基板を貼り合せてセル化した後、接着剤を用いて三層を積層する（図８参照）。【００６４】
さらに、三層の積層の後、各層の液晶の注入領域（１１８，１２８，１３８）に貫通孔（１５１，１５２，１５３）を設ける（図１０Ａ，図１０Ｂ等参照）。【００６５】
そして、例えば、積層後の空セルを真空チャンバ内に入れ、チャンバ内を真空にし、真空を保ったまま、各貫通孔（１５１，１５２，１５３）にディスペンサからそれぞれ充填したいＲ，Ｇ，Ｂの液晶を注入する（図１２参照）。【００６６】
その後、チャンバ内の真空状態を解除することにより、Ｒ，Ｇ，Ｂの各液晶は、それぞれ対応するセルに充填される。【００６７】
なお、三層の空セルを１つのユニットとし、複数ユニットを重ね、複数のユニットに対する液晶の注入を同時に行うこともできる。
【実施例】
【００６８】
以下、本発明に係る多層セルおよびその媒体充填方法の実施例を、添付図面を参照して詳述する。【００６９】
図７は本発明に係る多層セルを構成する各セルの一例を概略的に示す図であり、Ｒ，Ｇ，Ｂの個別の層を示すものである。ここで、図７に示す多層セル１は、前述した図６に示す多層セル（表示素子）に対応するものである。【００７０】
すなわち、多層セル１は、上から（観察する面から）順に、青色の光を反射するＢ層１０１、緑色の光を反射するＧ層１０２、および、赤色の光を反射するＲ層１０３を積層して構成する。なお、最下層のＲ層１０３の下には、図示しない光を吸収するＫ層（１０４）を設けてもよい。【００７１】
Ｂ層１０１のシール剤１１７は、青色用のコレステリック液晶（青色用媒体）を注入する青色用媒体注入領域１１８を設けるようにして対向する基板を接合し、また、Ｇ層１０２のシール剤１２７は、緑色用のコレステリック液晶（緑色用媒体）を注入する緑色用媒体注入領域１２８を設けるようにして対向する基板を接合し、そして、Ｒ層１０３のシール剤１３７は、赤色用のコレステリック液晶（赤色用媒体）を注入する赤色用媒体注入領域１３８を設けるようにして対向する基板を接合する。【００７２】
図７に示されるように、青色用媒体注入領域１１８，緑色用媒体注入領域１２８および赤色用媒体注入領域１３８は、Ｂ層１０１，Ｇ層１０２およびＲ層１０３を接着剤で接合固定したときに、それぞれ異なる位置となるように配置される。【００７３】
さらに、三層を接合したときに、Ｂ層１０１における緑色用媒体注入領域１２８および赤色用媒体注入領域１３８に対応する個所には障壁（充填剤）１１９が設けられ、また、Ｇ層１０２における赤緑色用媒体注入領域１３８および青色用媒体注入領域１１８に対応する個所には障壁１２９ａおよび１２９ｂが設けられ、そして、Ｒ層１０３における青色用媒体注入領域１１８および緑色用媒体注入領域１２８に対応する個所には障壁１３９が設けられている。ここで、障壁１１９、１２９ａ，１２９ｂおよび１３９は、ＢＧＲの各層において対向する基板（１１１，１１５、１２１，１２５および１３１，１３５）間に充填されるもので、例えば、熱硬化性または紫外線硬化性樹脂が使用される。【００７４】
図８は本発明に係る多層セルの媒体充填方法の予備工程を説明するための図である。
まず、図８の左側の図に示されるように、Ｂ層１０１、Ｇ層１０２およびＲ層１０３のそれぞれを、シール剤１１７、１２７および１３７、並びに、熱硬化性樹脂等の障壁１１９、１２９ａ，１２９ｂおよび１３９を使用して組み立てる。このとき、各層の媒体注入領域１１８；１２８；１３８と、障壁１１９；１２９ａ，１２９ｂ；１３９との位置関係は、図７を参照して説明した通りである。【００７５】
ここで、例えば、シール剤１１７，１２７，１３７および障壁１１９；１２９ａ，１２９ｂ；１３９を硬化させるために加熱或いは紫外線照射等が必要な場合は、各層に媒体（液晶）を注入する前に行う。【００７６】
次に、図８の中央の図に示されるように、それぞれ媒体が注入されずに空の状態のＢ層１０１、Ｇ層１０２およびＲ層１０３を接着剤１４１，１４２で接合して、図８の右側図のような多層セルを形成する。このとき、各層の間に特定色（例えば、緑色）を減衰させるＧカットフィルタ等の色材を塗布する場合もある。【００７７】
ここでも、例えば、接着剤１４０を硬化させて各層１０１，１０２，１０３の接合を強固なものとするために加熱或いは紫外線照射等が必要な場合、それらの加熱或いは紫外線照射等は、各層に媒体が注入される前に行われることになる。【００７８】
なお、前述したように、例えば、Ｒ層１０３のさらに下側に光吸収層を設ける場合には、この段階で接着剤等を使用して接合固定する。このようにして、各層に媒体が注入（充填）される前の多層セルが形成される。【００７９】
図９Ａは図８の予備工程により形成された多層セルの平面図であり、図９Ｂは図９Ａに示す多層セルのＡ−Ａ線断面図である。【００８０】
図９Ａおよび図９Ｂから明らかなように、Ｂ層１０１、Ｇ層１０２およびＲ層１０３を接着剤１４１，１４２で接合固定したとき、Ｂ層１０１における緑色用媒体注入領域１２８および赤色用媒体注入領域１３８に対応する個所には障壁１１９が存在し、また、Ｇ層１０２における赤緑色用媒体注入領域１３８および青色用媒体注入領域１１８に対応する個所には障壁１２９ａおよび１２９ｂが存在し、そして、Ｒ層１０３における青色用媒体注入領域１１８および緑色用媒体注入領域１２８に対応する個所には障壁１３９が存在することが分かる。【００８１】
図１０Ａは図９Ａおよび図９Ｂに示す多層セルに対して媒体を注入する貫通孔を形成したものの平面図であり、図１０Ｂは図１０Ａに示す多層セルのＢ−Ｂ線断面図である。また、図１１Ａは図１０Ａおよび図１０Ｂに示す多層セルに対して媒体を注入した様子を示す平面図であり、図１１Ｂは図１１Ａに示す多層セルのＣ−Ｃ線断面図である。【００８２】
図１０Ａおよび図１０Ｂに示されるように、Ｂ層１０１の青色用媒体注入領域１１８に対してＢ，Ｇ，Ｒの三層１０１，１０２，１０３を貫通する青色用貫通孔１５１を形成する。図１１Ａおよび図１１Ｂに示されるように、青色用貫通孔１５１は、青色用貫通孔１５１を介して青色用媒体（青色用コレステリック液晶）をＢ層１０１へ注入するときに、Ｂ層１０１に対してのみ青色用媒体が注入され、他のＧ層１０２およびＲ層１０３に対しては、障壁１２９ｂおよび１３９により青色用媒体の注入が妨げられるようになっている。【００８３】
同様に、Ｇ層１０２の緑色用媒体注入領域１２８に対して三層を貫通する緑色用貫通孔１５２を形成する。緑色用貫通孔１５２は、緑色用貫通孔１５２を介して緑色用媒体（緑色用コレステリック液晶）をＧ層１０２へ注入するときに、Ｇ層１０２に対してのみ緑色用媒体が注入され、他のＲ層１０３およびＢ層１０１に対しては、障壁１３９および１１９により緑色用媒体の注入が妨げられるようになっている。【００８４】
さらに、Ｒ層１０３の赤色用媒体注入領域１３８に対して三層を貫通する赤色用貫通孔１５３を形成する。赤色用貫通孔１５３は、赤色用貫通孔１５３を介して赤色用媒体（赤色用コレステリック液晶）をＲ層１０３へ注入するときに、Ｒ層１０３に対してのみ赤色用媒体が注入され、他のＢ層１０１およびＧ層１０２に対しては、障壁１１９および１２９ａにより赤色用媒体の注入が妨げられるようになっている。【００８５】
ここで、Ｂ層１０１，Ｇ層１０２およびＲ層１０３に対する青色用媒体，緑色用媒体および赤色用媒体の注入（充填）は、全て同時に行うことができる。なお、この各媒体を対応する貫通孔に注入する処理は、最下層であるＲ層１０１の下部基板１３５の下に、例えば、シリコンゴム等の遮蔽部材１６０を配置して行う。【００８６】
図１２は本発明に係る多層セルの媒体充填方法における媒体の注入工程の一例を説明するための図である。図１２において、参照符号２００は真空チャンバを示し、また、右上方の多層セルは図１０Ａおよび図１０Ｂに示したものに対応し、右下方の多層セルは図１１Ａおよび図１１Ｂに示したものに対応する。【００８７】
図１２の上方の図に示されるように、積層後の多層セル（空セル）１を真空チャンバ２００内に入れ、チャンバ２００内を真空にする。さらに、チャンバ２００の真空を保ったまま、青色用貫通孔１５１，緑色用貫通孔１５２および赤色用貫通孔１５３に対してそれぞれ青色用コレステリック液晶，緑色用コレステリック液晶および赤色用コレステリック液晶を注入（滴下）する。なお、最下層であるＲ層１０１の下には、例えば、シリコンゴム等の遮蔽部材１６０を配置する。【００８８】
さらに、図１２の上方の図に示されるように、チャンバ２００内の真空状態を解除することにより、青色用コレステリック液晶，緑色用コレステリック液晶および赤色用コレステリック液晶は、Ｂ層１０１，Ｇ層１０２およびＲ層１０３の対向する基板間に充填される。【００８９】
図１３は本発明に係る多層セルの媒体充填方法における媒体の注入工程の他の例を説明するための図である。【００９０】
図１３と図１２との比較から明らかなように、本実施例の多層セルの媒体充填方法では、図１２に示す多層セルを１つのユニット（多層セルユニット）とし、この２つの多層セルユニット１ａおよび１ｂをシリコンゴム等の密着部材１７０を挟んで重ね合わせ、２つの多層セルユニット１ａおよび１ｂに対して同時に媒体を注入するようになっている。【００９１】
ここで、図１３から明らかなように、密着部材１７０には、貫通孔１５１，１５２および１５３に対応する位置に孔が設けられている。なお、重ね合わせる多層セルユニットの数は２つに限定されないのはもちろんである。【００９２】
このように、本発明に係る多層セルの媒体充填方法によれば、液晶充填前の液晶セルを積層した後に、各セル内にそれぞれの液晶を充填するため、例えば、接着剤を硬化するための加熱や紫外線照射による液晶の劣化を防止することができる。また、本発明の多層セルの媒体充填方法によれば、各セルに対して互いの液晶同士が接触し混ざり合うことなく同時に充填することができるため、短時間で容易に多層セルを作製することが可能になり、また、充填時に無駄となる液晶量も減少させることも可能になる。さらに、複数の多層セル（複数の多層セルユニット）に対する液晶の充填を同時に行うこともできるため、より一層短時間で容易に多層セルを作製することが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明に係る多層セルおよび多層セルへの媒体充填方法は、主としてフルカラー表示が可能なコレステリック液晶の複数層（例えば、Ｒ，ＧおよびＢの三層）を有する電子ペーパに対して適用されるが、それに限定されるものではなく、例えば、電気化学光電池等の複数の層に対してそれぞれ媒体を充填して構成される多層セルに対して幅広く適用することができる。
【図１Ａ】
2007088635.tif 000003
【図１Ｂ】
2007088635.tif 000004
【図２Ａ】
2007088635.tif 000005
【図２Ｂ】
2007088635.tif 000006
【図２Ｃ】
2007088635.tif 000007
【図３】
2007088635.tif 000008
【図４】
2007088635.tif 000009
【図５】
2007088635.tif 000010
【図６】
2007088635.tif 000011
【図７】
2007088635.tif 000012
【図８】
2007088635.tif 000013
【図９Ａ】
2007088635.tif 000014
【図９Ｂ】
2007088635.tif 000015
【図１０Ａ】
2007088635.tif 000016
【図１０Ｂ】
2007088635.tif 000017
【図１１Ａ】
2007088635.tif 000018
【図１１Ｂ】
2007088635.tif 000019
【図１２】
2007088635.tif 000020
【図１３】
2007088635.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】平成20年5月12日(2008.5.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも第１および第２の２つの層を有する多層セルであって、
前記第１の層は、当該第１の層に対して第１の媒体を充填するための第１の媒体注入領域を有し、
前記第２の層は、前記第１の媒体注入領域とは異なる領域に対応し、当該第２の層に対して第２の媒体を充填する第２の媒体注入領域を有し、
前記第１の媒体注入領域内であって前記多層セルを層の厚み方向に貫通し、前記第１の層に対してのみ前記第１の媒体を充填する第１の貫通孔と、
前記第２の媒体注入領域内であって前記多層セルを層の厚み方向に貫通し、前記第２の層に対してのみ前記第２の媒体を充填する第２の貫通孔と、を備えることを特徴とする多層セル。
【請求項２】
請求項１に記載の多層セルにおいて、さらに、
前記第１の媒体注入領域および前記第２の媒体注入領域とは異なる領域に対応し、第３の媒体を充填するための第３の媒体注入領域を有する第３の層を有し、
前記第３の媒体注入領域内であって前記多層セルを層の厚み方向に貫通し、前記第３の層に対してのみ前記第３の媒体を充填する第３の貫通孔を備えることを特徴とする多層セル。
【請求項３】
請求項２に記載の多層セルにおいて、
前記第１の層における前記第２および第３の媒体注入領域に対応する個所には第１の障壁が設けられ、前記第２の層における前記第３および第１の媒体注入領域に対応する個所には第２の障壁が設けられ、且つ、前記第３の層における前記第１および第２の媒体注入領域に対応する個所には第３の障壁が設けられていることを特徴とする多層セル。
【請求項４】
請求項２に記載の多層セルにおいて、
前記第１，第２および第３の層は、それぞれ青色，緑色および赤色を反射するコレステリック液晶層であり、且つ、前記多層セルは、フルカラー表示が可能な電子ペーパを構成する液晶セルであることを特徴とする多層セル。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の多層セルを適用したことを特徴とする電子端末。
【請求項６】
少なくとも第１および第２の２つの層を有する多層セルに対して媒体を充填する多層セルの媒体充填方法であって、
前記第１の層に、当該第１の層に対して第１の媒体を充填するための第１の媒体注入領域を形成し、
前記第２の層に、前記第１の媒体注入領域とは異なる領域に対応し、当該第２の層に対して第２の媒体を充填する第２の媒体注入領域を形成し、
前記第１および第２の層を積層し、
前記第１の媒体注入領域内であって前記多層セルを層の厚み方向に貫通する第１の貫通孔、および、前記第２の媒体注入領域内であって前記多層セルを層の厚み方向に貫通する第２の貫通孔を形成し、
前記第１および第２の貫通孔に対してそれぞれ前記第１および第２の媒体を注入し、前記第１および第２の層に対して当該第１および第２の媒体を充填することを特徴とする多層セルの媒体充填方法。
【請求項７】
少なくとも第１，第２および第３の３つの層を有する多層セルに対して媒体を充填する多層セルの媒体充填方法であって、
前記第１の層に、当該第１の層に対して第１の媒体を充填するための第１の媒体注入領域を形成し、
前記第２の層に、前記第１の媒体注入領域とは異なる領域に対応し、当該第２の層に対して第２の媒体を充填する第２の媒体注入領域を形成し、
前記第３の層に、前記第１の媒体注入領域とは異なる領域に対応し、当該第３の層に対して第３の媒体を充填する第３の媒体注入領域を形成し、
前記第１，第２および第３の層を積層し、
前記第１の媒体注入領域内であって前記多層セルを層の厚み方向に貫通する第１の貫通孔、前記第２の媒体注入領域内であって前記多層セルを層の厚み方向に貫通する第２の貫通孔、および、前記第３の媒体注入領域内であって前記多層セルを層の厚み方向に貫通する第３の貫通孔を形成し、
前記第１，第２および第３の貫通孔に対してそれぞれ前記第１，第２および第３の媒体を注入し、前記第１，第２および第３の層に対して当該第１，第２および第３の媒体を充填することを特徴とする多層セルの媒体充填方法。
【請求項８】
請求項７に記載の多層セルの媒体充填方法において、
前記第１の層に前記第１の媒体注入領域を形成するときに、前記第２の媒体注入領域および前記第３の媒体注入領域に対応する個所に第１の障壁を形成し、
前記第２の層に前記第２の媒体注入領域を形成するときに、前記第３の媒体注入領域および前記第１の媒体注入領域に対応する個所に第２の障壁を形成し、且つ、
前記第３の層に前記第３の媒体注入領域を形成するときに、前記第１の媒体注入領域および前記第２の媒体注入領域に対応する個所に第３の障壁を形成したことを特徴とする多層セルの媒体充填方法。
【請求項９】
請求項７に記載の多層セルの媒体充填方法において、前記第１，第２および第３の層は、多層セルユニットを構成し、該多層セルユニットを前記第１，第２および第３の層の厚さ方向に積層して、複数組の多層セルユニットを同時に処理することを特徴とする多層セルの媒体充填方法。
【請求項１０】
多層セルにおいて、各層が媒体を充填するための媒体注入領域を有し、
前記各層に媒体を注入する媒体注入経路が、前記多層セルの層の厚さ方向に貫通する貫通孔であって、
当該貫通孔は、媒体を注入したい層の媒体注入領域にのみに接続されており、他の層と前記媒体注入領域とは接続されていないことを特徴とする多層セル。
【手続補正２】
【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】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層セル、電子端末および多層セルの媒体充填方法に関し、特に、液晶等の媒体を多層液晶セルの各層へ充填する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電源が無くても表示を保持することができ、また、電気的に書換えが可能な電子ペーパの技術分野が急速に発展している。電子ペーパは、電源を切断してもメモリ表示可能な超低消費電力と目にやさしく、疲れない反射型の表示と紙のような可撓性のあるフレキシブルで薄型の表示体の実現を目指している。
【０００３】
そして、各企業や大学等の研究機関で電子ペーパの開発が盛んに進められている。電子ペーパが期待されている応用市場としては、電子ブック（電子書籍）を筆頭として、電子新聞や電子ポスター、さらには、モバイル端末のサブディスプレイやＩＣカードの表示部といった多様な応用形態が提案されている。
【０００４】
ところで、電子ペーパの表示方式としては、帯電粒子を空気中や液体中で移動させる電気泳動方式、二色に色分けした帯電粒子を回転させるツイストボール方式、或いは、液晶層の干渉反射を利用した双安定性のある選択反射型のコレステリック液晶方式等の開発が進められている。
【０００５】
このような各種方式の中で、カラー表示においては、圧倒的に有利なのがコレステリック液晶方式である。コレステリック液晶方式以外の方式は、画素毎に３色に塗り分けたカラーフィルタを設けなければならないため、明るさが最大でも３分割に相当する１／３になるために現実的とはいえない。これに対して、コレステリック液晶方式は、液晶の干渉で色を反射するため、積層するだけでカラー表示が可能であり、５０パーセント程度の明るさが得られるという利点がある。
【０００６】
このように、電子ペーパとして有力視されているコレステリック液晶は、半永久的な表示保持（メモリ性）、並びに、鮮やかなカラー表示，高コントラストおよび高解像性といった優れた特徴を有し、Ｒ（赤色），Ｇ（緑色）およびＢ（青色）の各反射色を呈する表示層を積層することにより鮮やかなフルカラー表示も可能になる。
【０００７】
ところで、コレステリック液晶はメモリ性を有する液晶であるため、安価な単純マトリクス駆動が可能であり、例えば、Ａ４サイズ以上の大型化も比較的容易である。そして、コレステリック液晶は、表示内容を更新する（画像を書換える）時だけ電力が消費され、画像の書換えが終了したら電源を全てオフにしても画像はそのまま保持される。
【０００８】
なお、本明細書では、主としてＲ，Ｇ，Ｂの三層のコレステリック液晶を多層化したフルカラー表示が可能な電子ペーパを例として説明するが、本発明に係る多層セル（表示素子）は、このような電子ペーパに限定されるものではなく、例えば、電気化学光電池等の複数の層（すなわち、２つ以上の層）に対してそれぞれ媒体を充填して構成される多層セルに対して幅広く適用することができる。
【０００９】
まず、本発明が適用される表示素子の一例としてのコレステリック液晶の駆動例について説明する。
【００１０】
図１Ａおよび図１Ｂはコレステリック液晶の配向状態を説明するための図であり、図１Ａはプレーナ状態を示し、図１Ｂはフォーカルコニック状態を示す。
【００１１】
コレステリック液晶は、プレーナ状態およびフォーカルコニック状態の安定した２つの状態を無電界下でとることができる。
【００１２】
すなわち、図１Ａに示されるように、プレーナ状態において、入射光は液晶で反射されるため、人間の目はその反射光を見ることができる。
【００１３】
また、図１Ｂに示されるように、フォーカルコニック状態において、入射光は液晶を通過する。そして、液晶層とは別に光吸収層を設けることにより、フォーカルコニック状態において、黒色を表示させることができる。
【００１４】
ここで、プレーナ状態においては、液晶分子の螺旋ピッチに応じた波長の光が反射され、反射が最大になる波長λは、液晶の平均屈折率をｎとし、螺旋ピッチをｐとすると、λ＝ｎ・ｐで示される。なお、反射帯域Δλは、液晶の屈折率異方性Δｎに伴って大きくなる。
【００１５】
図２Ａ，図２Ｂおよび図２Ｃはコレステリック液晶を駆動するための電圧特性（時間と電圧との関係）を示す図であり、液晶に印加する電界と各ホメオトロピック状態，フォーカルコニック状態およびプレーナ状態の変化の様子を示している。ここで、ホメオトロピック状態をＨ、フォーカルコニック状態をＦＣ、そして、プレーナ状態をＰとする。
【００１６】
まず、コレステリック液晶に対して強い電界を与えると、液晶分子の螺旋構造は完全にほどけ、全ての分子が電界の向きに従うホメオトロピック状態Ｈになる。
【００１７】
図２Ｂに示されるように、ホメオトロピック状態Ｈから急激に電界をゼロにすると、液晶の螺旋軸は電極に垂直になり、螺旋ピッチに応じた光を選択的に反射するプレーナ状態Ｐになる。
【００１８】
一方、図２Ａに示されるように、液晶分子の螺旋軸がやっとほどける程度の弱い電界の形成後に電界を除去した場合、或いは、図２Ｃに示されるように、強い電界をかけ緩やかに電界を除去した場合には、液晶の螺旋軸は電極に平行になり、入射光を透過するフォーカルコニック状態ＦＣになる。
【００１９】
また、中間的な強さの電界を与え、それを急激に除去すると、プレーナ状態Ｐとフォーカルコニック状態ＦＣの液晶が混在し、中間調の表示が可能になる。
【００２０】
このように、コレステリック液晶は双安定性であり、この現象を利用して情報の表示を行うことができる。
【００２１】
図３はコレステリック液晶の反射率特性（電圧と反射率との関係）を示す図であり、図２Ａ〜図２Ｃを参照して説明したコレステリック液晶の電圧応答性をまとめて示すものである。
【００２２】
図３に示されるように、初期状態がプレーナ状態Ｐ（図３の左端の反射率の高い部分）だと、パルス電圧をある範囲に上げるとフォーカルコニック状態ＦＣ（図３の反射率の低い部分）への駆動帯域になり、さらにパルス電圧を上げると再度プレーナ状態Ｐ（右端の電圧の高い部分）への駆動帯域になる。
【００２３】
初期状態がフォーカルコニック状態ＦＣ（左端の反射率の低い部分）だと、パルス電圧を上げるにつれて次第にプレーナ状態Ｐへの駆動帯域になる。
【００２４】
なお、プレーナ状態Ｐでは、右円偏光または左円偏光のみを反射し、残りの円偏光は透過するため、理論上の反射率の最大値は５０パーセントである。
【００２５】
図４は表示素子を適用した電子端末（表示装置）の一例を概略的に示すブロック図である。図４において、参照符号１は表示素子（多層セル）、３は電源回路、４は制御回路、２１は走査側のドライバＩＣ（スキャンドライバ）、そして、２２はデータ側のドライバＩＣ（データドライバ）を示している。
【００２６】
図４に示されるように、電源回路３は、昇圧部３１、電圧生成部３２およびレギュレータ３３を備える。昇圧部３１は、例えば、電池から＋３〜＋５Ｖ程度の入力電圧を受け取り、表示素子１を駆動する電圧に昇圧して電圧生成部３２に供給する。電圧生成部３２は、スキャンドライバ２１およびデータドライバ２２に対してそれぞれ必要な電圧を生成し、レギュレータ３３は、電圧生成部３２からの電圧を安定化させてスキャンドライバ２１およびデータドライバ２２に供給する。
【００２７】
制御回路４は、演算部４１、制御データ生成部４２および画像データ生成部４３を備える。演算部４１は、外部から供給された画像データおよび制御信号を演算し、画像データは、画像データ生成部４３を介して表示素子１に適したデータとしてデータドライバ２２へ供給し、また、制御信号は、制御信号生成部４２を介して表示素子１に適した各種の制御信号としてスキャンドライバ２１およびデータドライバ２２へ供給する。
【００２８】
ここで、制御信号生成部４２からスキャンドライバ２１およびデータドライバ２２へ供給される制御信号としては、例えば、表示素子１に与えるパルス電圧の極性を反転制御するパルス極性制御信号ＣＳ２、１フレームの画像の開始を示すフレーム開始信号ＣＳ３、データドライバ２２によりデータが格納されるラインおよびスキャンドライバ２１により選択されるラインの同期制御を行うデータラッチ・スキャンシフト信号ＣＳ４、並びに、データドライバ２２およびスキャンドライバ２１のドライバ出力を遮断するドライバ出力遮断信号ＣＳ５等である。また、制御信号生成部４２からデータドライバ２２へは、１ライン分のデータを順次取り込むためのデータ取り込みクロックＣＳ１も供給されている。
【００２９】
図５は図４に示す表示素子（液晶表示素子：多層セル）の一部を概略的に示す断面図であり、１つの層（Ｒ，Ｇ，Ｂの個別の層）を示すものである。図５において、参照符号１１および１５は基板（フィルム基板）、１２および１４は透明電極（例えば、ＩＴＯ）、１３は液晶組成物（コレステリック液晶）、１６は駆動回路、そして、１７はシール剤を示している。
【００３０】
表示素子１は、液晶組成物１３を含み、透明の基板１１および１５の内面（液晶組成物１３が封入されている面）には、それぞれ垂直に交差する複数の透明電極１２および１４が形成されている。すなわち、対向する基板１１および１５には、複数のスキャン電極１２および複数のデータ電極１４がマトリクス状に形成されている。なお、図５では、一見するとスキャン電極１２とデータ電極１４が平行するように描かれているが、実際には、例えば、１本のスキャン電極１２に対して複数のデータ電極１４が交差しているのはいうまでもない。さらに、各基板１１および１５の厚さとしては、例えば、０．２ｍｍ程度であり、また、液晶組成物１３の層の厚さは、例えば、３μｍ〜６μｍ程度ではあるが、説明のためにそれらの比率は無視されている。
【００３１】
ここで、各電極１２および１４上には、絶縁性薄膜や配向安定化膜がコーティングされることが好ましい。また、最も下の層（例えば、Ｒ層）の光を入射させる側とは反対側の基板（１２）の下部（裏面）には、必要に応じて、可視光吸収層が設けられる。なお、液晶組成物１３は、例えば、室温でコレステリック相を示すコレステリック液晶である。
【００３２】
シール剤１７は、液晶組成物１３を基板１１および１５間に封入するためのものである。なお、駆動回路１６は、電極１２および１４に所定のパルス状の電圧を印加するためのものである。
【００３３】
基板１１および１５は、例えば、ガラス基板を例示できるが、ガラス基板以外にも、ＰＥＴやＰＣ等の可撓性の樹脂フィルム基板を使用することができる。また、電極１２および１４としては、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide：インジウム錫酸化物）が代表的であるが、その他に、例えば、ＩＺＯ（Indium Zic Oxide：インジウム亜鉛酸化物）等の透明導電膜、或いは、アルミニウムやシリコン等の金属電極、若しくは、アモルファスシリコン、ＢＳＯ（Bismuth Silicon Oxide：）等の光導電性膜等を用いることができる。
【００３４】
図５に示す液晶表示素子においては、前述したように、透明フィルム基板１１および１５の内表面に互いに平行な複数の帯状透明電極１２および１４が形成されており、これらの電極１２および１４は基板に垂直な方向から見て互いに交差するように向かい合わされている。
【００３５】
ここで、表示素子は、電極間の短絡を防止し、或いは、ガスバリア層として液晶表示素子の信頼性を向上させる機能を有する絶縁性薄膜を形成してもよい。また、配向安定化膜としては、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、アクリル樹脂等の有機膜、或いは、酸化シリコン、酸化アルミニウム等の無機材料を例示することができる。なお、電極１２および１４にコーティングする配向安定化膜は、絶縁性薄膜と兼用することもできる。
【００３６】
また、液晶表示素子は、一対の基板間に、基板間ギャップを均一に保持するためのスペーサを設けてもよい。このスペーサとしては、樹脂製または無機酸化物製の球体をＦ例示することができる。また、表面に熱可塑性の樹脂がコーティングしてある固着スペーサも好適に用いることができる。
【００３７】
なお、本発明が対象とする多層セルは、ＲＧＢの液晶層を有する液晶表示セルに限定されるものではなく、例えば、電気化学光電池等の複数の層に対してそれぞれ媒体を充填して構成される多層セルに対して幅広く適用することができ、また、多層セルは、電子ブック等の電子ペーパ、並びに、上述したようなモバイル端末等電子端末等として様々な分野に適用することができるのはもちろんである。
【００３８】
図６は多層セル（表示素子）の一例を示す図である。図６において、参照符号１０１は青色の光を反射する青（Ｂ）層、１０２は緑色の光を反射する緑（Ｇ）層、１０３は赤色の光を反射する赤（Ｒ）層、そして、１０４は光を吸収する黒（Ｋ）層を示している。
【００３９】
図６に示されるように、表示素子１は、Ｋ層１０４上に順にＲ層１０３，Ｇ層１０２およびＢ層１０１を積層した構造とされている。Ｂ層１０１は、対向する基板（フィルム基板）と透明電極（ＩＴＯ）１１１，１１２および１１５，１１４で液晶１１３を挟んだ構成とされ、また、Ｇ層１０２は、対向する基板と透明電極１２１，１２２および１２５，１２４で液晶１２３を挟んだ構成とされ、そして、Ｒ層１０３は、対向する基板と透明電極１３１，１３２および１３５，１３４で液晶１３３を挟んだ構成とされている。なお、光の入射する側から順にＢ層１０１，Ｇ層１０２，Ｒ層１０３と積層するのは、例えば、視野角を広くすると共に、各層からの色の反射によるカラー表示を適切なものとするためであるが、外の順番で並べてもよい。
【００４０】
Ｂ層１０１の透明電極１１２および１１４は、Ｂ層用制御回路１１０に接続され、また、Ｇ層１０２の透明電極１２２および１２４は、Ｇ層用制御回路１２０に接続され、そして、Ｒ層１０３の透明電極１３２および１３４は、Ｒ層用制御回路１３０に接続されている。なお、各層の透明電極１１２，１１４；１２２，１２４；１３２，１３４は、それぞれスキャン電極およびデータ電極を構成し、互いに対向状態で交差するようになっている。なお、各層１０１〜１０３において、スキャン電極にはスキャンドライバが接続され、また、データ電極にはデータドライバが接続される。以上の構成により、表示素子１は、フルカラーに近い表示を行うことができるようになっている。
【００４１】
以上において、表示素子１は、例えば、Ａ６サイズのＱＶＧＡとして構成されており、Ｂ層１０１，Ｇ層１０２およびＲ層１０３の積層順番や液晶の偏光方向並びに使用ドライバ等は，図５に関連して説明したＡ４サイズのＱＶＧＡの表示素子と同様である。なお、図６では、ＲＧＢ各層の制御回路（スキャンドライバ）１３０〜１１０を別に設けているが、これらＲＧＢ各層のスキャンドライバ（１３０〜１１０）を共通化させることにより、コストの低減を図ることができる。
【００４２】
ところで、従来、コレステリック液晶方式のカラーの多層セル（液晶光変調素子）としては様々なものが提案されており、明るくてコントラストおよび色純度が良好であり、しかも双安定性に優れる液晶光変調素子が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【００４３】
また、従来、短時間で完全に液晶を注入することができる液晶表示パネルとして、空間内を排気して液晶を注入する少なくとも１個の注入口が基板を貫通して形成され、注入口を囲む突出部を有する液晶表示パネルに液晶を充填した後、不要となる注入部を含む部分を分断して除去するものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【００４４】
さらに、従来、液晶材料を封入した液晶表示セルが複数積層された積層型液晶表示セルにおいて、個々の液晶表示セルにおける所定の液晶材料への不純物の混入を十分に抑制し、且つ、各液晶表示セルにおけるセルギャップを目的の値とするために、対向する一対の基板の周縁部を少なくとも１つの外部に連通開口する液晶材料注入口部を残してシールし、その複数の空セルを重ね合わせて積層型空セルを形成し、その積層型空セルの各空セルに液晶材料注入口部から液晶材料を同時または略同時に真空注入する積層型液晶表示セルの製造方法も提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【００４５】
また、従来、液晶ディスプレイセルや電気化学光電池等の密封フレームにより対で接合された複数の重ね合わせた基板を含む多層セルを提供するものとして、多層セルに対して、少なくとも部分的にセルの面に配置され、それぞれ異なる空洞と連通された充填孔を設け、その充填孔は少なくとも１つの空洞を通してそれらが結合された空洞に至り、充填孔は、それらが通過する１つまたは複数の空洞で隔離された多層セルも提案されている（例えば、特許文献４参照）。この特許文献４に記載された多層セルは、各セルに対する液晶等の異なる液体の充填を同時に行うことができる。
【００４６】
【特許文献１】特開２００２−１１６４６１号公報
【特許文献２】特開２００２−２８７１５７号公報
【特許文献３】特開２００３−１６１９６０号公報
【特許文献４】特開２００４−０２９７８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００４７】
前述したように、近年、電子ペーパは、例えば、コレステリック液晶等を使用したものが提案され、Ｒ，Ｇ，Ｂの三層のコレステリック液晶を多層化したフルカラー表示が可能な電子ペーパも実用化されつつある。
【００４８】
このようなＲＧＢの三層を積層した積層型のカラー液晶表示素子（多層セル）を作製するには、通常、ＲＧＢそれぞれの液晶パネルを作製し、その後、ＲＧＢの各パネルを接着剤等で接合して積層する。
【００４９】
このパネルの積層工程においては、従来、例えば、使用する接着剤等を硬化させて各パネルを接合固定するために熱や光をパネルに加える必要があった。このような工程は、パネルに使用されている各部材、特に、液晶に悪影響を与えることになり液晶の特性を劣化させる大きな要因となっていた。
【００５０】
さらに、積層時にパネルへの過熱が必要となるような工程を経る場合には、各パネル（セル）内の液晶の体積膨張等によりシール部がリークし、或いは、パネルが破損して歩留りを低下させることにもなっていた。
【００５１】
なお、多層セル（表示装置）の作製効率を悪化させないためには、例えば、ＲＧＢの各層セルへの液晶充填を同時に実施できることが好ましい。
【００５２】
本発明の主たる目的は、より短時間で容易に多層セルを作製することにある。さらに、本発明は、劣化の少ない多層セルの提供も目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００５３】
本発明の第１の形態によれば、少なくとも第１および第２の２つの層を有する多層セルであって、前記第１の層は、当該第１の層に対して第１の媒体を充填するための第１の媒体注入領域を有し、前記第２の層は、前記第１の媒体注入領域とは異なる領域に対応し、当該第２の層に対して第２の媒体を充填する第２の媒体注入領域を有し、前記第１の媒体注入領域内であって前記多層セルを層の厚み方向に貫通し、前記第１の層に対してのみ前記第１の媒体を充填する第１の貫通孔と、前記第２の媒体注入領域内であって前記多層セルを層の厚み方向に貫通し、前記第２の層に対してのみ前記第２の媒体を充填する第２の貫通孔と、を備えることを特徴とする多層セルが提供される。
【００５４】
本発明の第２の形態によれば、少なくとも第１および第２の２つの層を有する多層セルであって、前記第１の層は、当該第１の層に対して第１の媒体を充填するための第１の媒体注入領域を有し、前記第２の層は、前記第１の媒体注入領域とは異なる領域に対応し、当該第２の層に対して第２の媒体を充填する第２の媒体注入領域を有し、前記第１の媒体注入領域内であって前記多層セルを層の厚み方向に貫通し、前記第１の層に対してのみ前記第１の媒体を充填する第１の貫通孔と、前記第２の媒体注入領域内であって前記多層セルを層の厚み方向に貫通し、前記第２の層に対してのみ前記第２の媒体を充填する第２の貫通孔と、を備えることを特徴とする多層セルを適用したことを特徴とする電子端末が提供される。
【００５５】
本発明の第３の形態によれば、少なくとも第１および第２の２つの層を有する多層セルに対して媒体を充填する多層セルの媒体充填方法であって、前記第１の層に、当該第１の層に対して第１の媒体を充填するための第１の媒体注入領域を形成し、前記第２の層に、前記第１の媒体注入領域とは異なる領域に対応し、当該第２の層に対して第２の媒体を充填する第２の媒体注入領域を形成し、前記第１および第２の層を積層し、前記第１の媒体注入領域内であって前記多層セルを層の厚み方向に貫通する第１の貫通孔、および、前記第２の媒体注入領域内であって前記多層セルを層の厚み方向に貫通する第２の貫通孔を形成し、前記第１および第２の貫通孔に対してそれぞれ前記第１および第２の媒体を注入し、前記第１および第２の層に対して当該第１および第２の媒体を充填することを特徴とする多層セルの媒体充填方法が提供される。
【００５６】
本発明の第４の形態によれば、少なくとも第１，第２および第３の３つの層を有する多層セルに対して媒体を充填する多層セルの媒体充填方法であって、前記第１の層に、当該第１の層に対して第１の媒体を充填するための第１の媒体注入領域を形成し、前記第２の層に、前記第１の媒体注入領域とは異なる領域に対応し、当該第２の層に対して第２の媒体を充填する第２の媒体注入領域を形成し、前記第３の層に、前記第１の媒体注入領域とは異なる領域に対応し、当該第３の層に対して第３の媒体を充填する第３の媒体注入領域を形成し、前記第１，第２および第３の層を積層し、前記第１の媒体注入領域内であって前記多層セルを層の厚み方向に貫通する第１の貫通孔、前記第２の媒体注入領域内であって前記多層セルを層の厚み方向に貫通する第２の貫通孔、および、前記第３の媒体注入領域内であって前記多層セルを層の厚み方向に貫通する第３の貫通孔を形成し、前記第１，第２および第３の貫通孔に対してそれぞれ前記第１，第２および第３の媒体を注入し、前記第１，第２および第３の層に対して当該第１，第２および第３の媒体を充填することを特徴とする多層セルの媒体充填方法が提供される。
【００５７】
本発明の第５の形態によれば、多層セルにおいて、各層が媒体を充填するための媒体注入領域を有し、前記各層に媒体を注入する媒体注入経路が、前記多層セルの層の厚さ方向に貫通する貫通孔であって、当該貫通孔は、媒体を注入したい層の媒体注入領域にのみに接続されており、他の層と前記媒体注入領域とは接続されていないことを特徴とする多層セルが提供される。
【発明の効果】
【００５８】
本発明によれば、より短時間で容易に多層セルを作製することが可能な多層セル、該多層セルを適用した電子端末および多層セルの媒体充填方法を提供することができる。さらに、本発明によれば、製造における劣化の少ない多層セルを提供することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５９】
本発明の実施例を詳述する前に、本発明に係る多層セルの媒体充填方法の概略を説明する。なお、以下の説明では、Ｒ，Ｇ，Ｂの三原色の液晶（コレステリック液晶）を三層のセルに対して充填する液晶表示セルを例として説明するが、本発明は、例えば、電気化学光電池等の複数の層に対してそれぞれ異なる媒体を充填するような様々な多層セルに対して幅広く適用することができる。
【００６０】
まず、各セルに用いる２枚の基板の内、どちらか一方にシール剤（１７，１１７，１２７，１３７）を塗布し、液晶注入領域（１１８，１２８，１３８）の周囲に接着剤（障壁１１９；１２９ａ，１２９ｂ；１３９）をべた塗りする。
【００６１】
次に、シール剤塗布を行った側の基板またはもう一方の基板どちらかにスペーサを散布し、両方の基板を貼り合せてセル化した後、接着剤を用いて三層を積層する（図８参照）。
【００６２】
さらに、三層の積層の後、各層の液晶の注入領域（１１８，１２８，１３８）に貫通孔（１５１，１５２，１５３）を設ける（図１０Ａ，図１０Ｂ等参照）。
【００６３】
そして、例えば、積層後の空セルを真空チャンバ内に入れ、チャンバ内を真空にし、真空を保ったまま、各貫通孔（１５１，１５２，１５３）にディスペンサからそれぞれ充填したいＲ，Ｇ，Ｂの液晶を注入する（図１２参照）。
【００６４】
その後、チャンバ内の真空状態を解除することにより、Ｒ，Ｇ，Ｂの各液晶は、それぞれ対応するセルに充填される。
【００６５】
なお、三層の空セルを１つのユニットとし、複数ユニットを重ね、複数のユニットに対する液晶の注入を同時に行うこともできる。
【実施例】
【００６６】
以下、本発明に係る多層セルおよびその媒体充填方法の実施例を、添付図面を参照して詳述する。
【００６７】
図７は本発明に係る多層セルを構成する各セルの一例を概略的に示す図であり、Ｒ，Ｇ，Ｂの個別の層を示すものである。ここで、図７に示す多層セル１は、前述した図６に示す多層セル（表示素子）に対応するものである。
【００６８】
すなわち、多層セル１は、上から（観察する面から）順に、青色の光を反射するＢ層１０１、緑色の光を反射するＧ層１０２、および、赤色の光を反射するＲ層１０３を積層して構成する。なお、最下層のＲ層１０３の下には、図示しない光を吸収するＫ層（１０４）を設けてもよい。
【００６９】
Ｂ層１０１のシール剤１１７は、青色用のコレステリック液晶（青色用媒体）を注入する青色用媒体注入領域１１８を設けるようにして対向する基板を接合し、また、Ｇ層１０２のシール剤１２７は、緑色用のコレステリック液晶（緑色用媒体）を注入する緑色用媒体注入領域１２８を設けるようにして対向する基板を接合し、そして、Ｒ層１０３のシール剤１３７は、赤色用のコレステリック液晶（赤色用媒体）を注入する赤色用媒体注入領域１３８を設けるようにして対向する基板を接合する。
【００７０】
図７に示されるように、青色用媒体注入領域１１８，緑色用媒体注入領域１２８および赤色用媒体注入領域１３８は、Ｂ層１０１，Ｇ層１０２およびＲ層１０３を接着剤で接合固定したときに、それぞれ異なる位置となるように配置される。
【００７１】
さらに、三層を接合したときに、Ｂ層１０１における緑色用媒体注入領域１２８および赤色用媒体注入領域１３８に対応する個所には障壁（充填剤）１１９が設けられ、また、Ｇ層１０２における赤緑色用媒体注入領域１３８および青色用媒体注入領域１１８に対応する個所には障壁１２９ａおよび１２９ｂが設けられ、そして、Ｒ層１０３における青色用媒体注入領域１１８および緑色用媒体注入領域１２８に対応する個所には障壁１３９が設けられている。ここで、障壁１１９、１２９ａ，１２９ｂおよび１３９は、ＢＧＲの各層において対向する基板（１１１，１１５、１２１，１２５および１３１，１３５）間に充填されるもので、例えば、熱硬化性または紫外線硬化性樹脂が使用される。
【００７２】
図８は本発明に係る多層セルの媒体充填方法の予備工程を説明するための図である。
まず、図８の左側の図に示されるように、Ｂ層１０１、Ｇ層１０２およびＲ層１０３のそれぞれを、シール剤１１７、１２７および１３７、並びに、熱硬化性樹脂等の障壁１１９、１２９ａ，１２９ｂおよび１３９を使用して組み立てる。このとき、各層の媒体注入領域１１８；１２８；１３８と、障壁１１９；１２９ａ，１２９ｂ；１３９との位置関係は、図７を参照して説明した通りである。
【００７３】
ここで、例えば、シール剤１１７，１２７，１３７および障壁１１９；１２９ａ，１２９ｂ；１３９を硬化させるために加熱或いは紫外線照射等が必要な場合は、各層に媒体（液晶）を注入する前に行う。
【００７４】
次に、図８の中央の図に示されるように、それぞれ媒体が注入されずに空の状態のＢ層１０１、Ｇ層１０２およびＲ層１０３を接着剤１４１，１４２で接合して、図８の右側図のような多層セルを形成する。このとき、各層の間に特定色（例えば、緑色）を減衰させるＧカットフィルタ等の色材を塗布する場合もある。
【００７５】
ここでも、例えば、接着剤１４０を硬化させて各層１０１，１０２，１０３の接合を強固なものとするために加熱或いは紫外線照射等が必要な場合、それらの加熱或いは紫外線照射等は、各層に媒体が注入される前に行われることになる。
【００７６】
なお、前述したように、例えば、Ｒ層１０３のさらに下側に光吸収層を設ける場合には、この段階で接着剤等を使用して接合固定する。このようにして、各層に媒体が注入（充填）される前の多層セルが形成される。
【００７７】
図９Ａは図８の予備工程により形成された多層セルの平面図であり、図９Ｂは図９Ａに示す多層セルのＡ−Ａ線断面図である。
【００７８】
図９Ａおよび図９Ｂから明らかなように、Ｂ層１０１、Ｇ層１０２およびＲ層１０３を接着剤１４１，１４２で接合固定したとき、Ｂ層１０１における緑色用媒体注入領域１２８および赤色用媒体注入領域１３８に対応する個所には障壁１１９が存在し、また、Ｇ層１０２における赤緑色用媒体注入領域１３８および青色用媒体注入領域１１８に対応する個所には障壁１２９ａおよび１２９ｂが存在し、そして、Ｒ層１０３における青色用媒体注入領域１１８および緑色用媒体注入領域１２８に対応する個所には障壁１３９が存在することが分かる。
【００７９】
図１０Ａは図９Ａおよび図９Ｂに示す多層セルに対して媒体を注入する貫通孔を形成したものの平面図であり、図１０Ｂは図１０Ａに示す多層セルのＢ−Ｂ線断面図である。また、図１１Ａは図１０Ａおよび図１０Ｂに示す多層セルに対して媒体を注入した様子を示す平面図であり、図１１Ｂは図１１Ａに示す多層セルのＣ−Ｃ線断面図である。
【００８０】
図１０Ａおよび図１０Ｂに示されるように、Ｂ層１０１の青色用媒体注入領域１１８に対してＢ，Ｇ，Ｒの三層１０１，１０２，１０３を貫通する青色用貫通孔１５１を形成する。図１１Ａおよび図１１Ｂに示されるように、青色用貫通孔１５１は、青色用貫通孔１５１を介して青色用媒体（青色用コレステリック液晶）をＢ層１０１へ注入するときに、Ｂ層１０１に対してのみ青色用媒体が注入され、他のＧ層１０２およびＲ層１０３に対しては、障壁１２９ｂおよび１３９により青色用媒体の注入が妨げられるようになっている。
【００８１】
同様に、Ｇ層１０２の緑色用媒体注入領域１２８に対して三層を貫通する緑色用貫通孔１５２を形成する。緑色用貫通孔１５２は、緑色用貫通孔１５２を介して緑色用媒体（緑色用コレステリック液晶）をＧ層１０２へ注入するときに、Ｇ層１０２に対してのみ緑色用媒体が注入され、他のＲ層１０３およびＢ層１０１に対しては、障壁１３９および１１９により緑色用媒体の注入が妨げられるようになっている。
【００８２】
さらに、Ｒ層１０３の赤色用媒体注入領域１３８に対して三層を貫通する赤色用貫通孔１５３を形成する。赤色用貫通孔１５３は、赤色用貫通孔１５３を介して赤色用媒体（赤色用コレステリック液晶）をＲ層１０３へ注入するときに、Ｒ層１０３に対してのみ赤色用媒体が注入され、他のＢ層１０１およびＧ層１０２に対しては、障壁１１９および１２９ａにより赤色用媒体の注入が妨げられるようになっている。
【００８３】
ここで、Ｂ層１０１，Ｇ層１０２およびＲ層１０３に対する青色用媒体，緑色用媒体および赤色用媒体の注入（充填）は、全て同時に行うことができる。なお、この各媒体を対応する貫通孔に注入する処理は、最下層であるＲ層１０１の下部基板１３５の下に、例えば、シリコンゴム等の遮蔽部材１６０を配置して行う。
【００８４】
図１２は本発明に係る多層セルの媒体充填方法における媒体の注入工程の一例を説明するための図である。図１２において、参照符号２００は真空チャンバを示し、また、右上方の多層セルは図１０Ａおよび図１０Ｂに示したものに対応し、右下方の多層セルは図１１Ａおよび図１１Ｂに示したものに対応する。
【００８５】
図１２の上方の図に示されるように、積層後の多層セル（空セル）１を真空チャンバ２００内に入れ、チャンバ２００内を真空にする。さらに、チャンバ２００の真空を保ったまま、青色用貫通孔１５１，緑色用貫通孔１５２および赤色用貫通孔１５３に対してそれぞれ青色用コレステリック液晶，緑色用コレステリック液晶および赤色用コレステリック液晶を注入（滴下）する。なお、最下層であるＲ層１０１の下には、例えば、シリコンゴム等の遮蔽部材１６０を配置する。
【００８６】
さらに、図１２の上方の図に示されるように、チャンバ２００内の真空状態を解除することにより、青色用コレステリック液晶，緑色用コレステリック液晶および赤色用コレステリック液晶は、Ｂ層１０１，Ｇ層１０２およびＲ層１０３の対向する基板間に充填される。
【００８７】
図１３は本発明に係る多層セルの媒体充填方法における媒体の注入工程の他の例を説明するための図である。
【００８８】
図１３と図１２との比較から明らかなように、本実施例の多層セルの媒体充填方法では、図１２に示す多層セルを１つのユニット（多層セルユニット）とし、この２つの多層セルユニット１ａおよび１ｂをシリコンゴム等の密着部材１７０を挟んで重ね合わせ、２つの多層セルユニット１ａおよび１ｂに対して同時に媒体を注入するようになっている。
【００８９】
ここで、図１３から明らかなように、密着部材１７０には、貫通孔１５１，１５２および１５３に対応する位置に孔が設けられている。なお、重ね合わせる多層セルユニットの数は２つに限定されないのはもちろんである。
【００９０】
このように、本発明に係る多層セルの媒体充填方法によれば、液晶充填前の液晶セルを積層した後に、各セル内にそれぞれの液晶を充填するため、例えば、接着剤を硬化するための加熱や紫外線照射による液晶の劣化を防止することができる。また、本発明の多層セルの媒体充填方法によれば、各セルに対して互いの液晶同士が接触し混ざり合うことなく同時に充填することができるため、短時間で容易に多層セルを作製することが可能になり、また、充填時に無駄となる液晶量も減少させることも可能になる。さらに、複数の多層セル（複数の多層セルユニット）に対する液晶の充填を同時に行うこともできるため、より一層短時間で容易に多層セルを作製することが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本発明に係る多層セルおよび多層セルへの媒体充填方法は、主としてフルカラー表示が可能なコレステリック液晶の複数層（例えば、Ｒ，ＧおよびＢの三層）を有する電子ペーパに対して適用されるが、それに限定されるものではなく、例えば、電気化学光電池等の複数の層に対してそれぞれ媒体を充填して構成される多層セルに対して幅広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１Ａ】コレステリック液晶の配向状態を説明するための図（その１）である。
【図１Ｂ】コレステリック液晶の配向状態を説明するための図（その２）である。
【図２Ａ】コレステリック液晶を駆動するための電圧特性を示す図（その１）である。
【図２Ｂ】コレステリック液晶を駆動するための電圧特性を示す図（その２）である。
【図２Ｃ】コレステリック液晶を駆動するための電圧特性を示す図（その３）である。
【図３】コレステリック液晶の反射率特性を示す図である。
【図４】表示素子を適用した電子端末の一例を概略的に示すブロック図である。
【図５】図４に示す表示素子の一部を概略的に示す断面図である。
【図６】多層セルの一例を示す図である。
【図７】本発明に係る多層セルを構成する各セルの一例を概略的に示す図である。
【図８】本発明に係る多層セルの媒体充填方法の予備工程を説明するための図である。
【図９Ａ】図８の予備工程により形成された多層セルの平面図である。
【図９Ｂ】図９Ａに示す多層セルのＡ−Ａ線断面図である。
【図１０Ａ】図９Ａおよび図９Ｂに示す多層セルに対して媒体を注入する貫通孔を形成したものの平面図である。
【図１０Ｂ】図１０Ａに示す多層セルのＢ−Ｂ線断面図である。
【図１１Ａ】図１０Ａおよび図１０Ｂに示す多層セルに対して媒体を注入した様子を示す平面図である。
【図１１Ｂ】図１１Ａに示す多層セルのＣ−Ｃ線断面図である。
【図１２】本発明に係る多層セルの媒体充填方法における媒体の注入工程の一例を説明するための図である。
【図１３】本発明に係る多層セルの媒体充填方法における媒体の注入工程の他の例を説明するための図である。
【符号の説明】
【００９３】
１    表示素子
３    電源回路
４    制御回路
１１，１５；１１１，１１５；１２１，１２５；１３１，１３５    基板（フィルム基板）
１２，１４；１１２，１１４；１２２，１２４；１３２，１３４    透明電極（ＩＴＯ）
１３；１１３，１２３，１３３    液晶組成物（コレステリック液晶）
１６    駆動回路
１７，１１７，１２７，１３７    シール剤
２１    走査側のドライバＩＣ（スキャンドライバ）
２２    データ側のドライバＩＣ（データドライバ）
３１    昇圧部
３２    電圧生成部
３３    レギュレータ
４１    演算部
４２    制御信号生成部
４３    画像データ生成部
１０１    青（Ｂ）層
１０２    緑（Ｇ）層
１０３    赤（Ｒ）層
１０４    光吸収層（黒（Ｋ）層）
１１０    青（Ｂ）層用制御回路
１１８，１２８，１３８    媒体注入領域
１１９，１２９，１３９    障壁
１２０    緑（Ｇ）層用制御回路
１３０    赤（Ｒ）層用制御回路
ＦＣ    フォーカルコニック状態
Ｈ    ホメオトロピック状態
Ｐ    プレーナ状態
【国際調査報告】
2007088635.tif 000022
2007088635.tif 000023
2007088635.tif 000024