JP2004037842A - 表示素子 - Google Patents
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Abstract
【課題】従来よりも生産性に優れた表示素子を提供する。
【解決手段】互いに対向するＴＦＴ基板１００ａおよび対向基板１００ｂと、これらの間に設けられた液晶層３０と、ＴＦＴ基板１００ａと対向基板１００ｂとを互いに接着し、且つ、液晶層３０を包囲するシール部４０と、シール部４０に隣接し、且つ、接触するようにＴＦＴ基板１００ａ上に設けられた誘電体層５０とを有する表示素子である。誘電体層５０のＴＦＴ基板１００ａに対する密着力が、シール部４０のＴＦＴ基板１００ａに対する密着力よりも強い。
【選択図】 図１
【解決手段】互いに対向するＴＦＴ基板１００ａおよび対向基板１００ｂと、これらの間に設けられた液晶層３０と、ＴＦＴ基板１００ａと対向基板１００ｂとを互いに接着し、且つ、液晶層３０を包囲するシール部４０と、シール部４０に隣接し、且つ、接触するようにＴＦＴ基板１００ａ上に設けられた誘電体層５０とを有する表示素子である。誘電体層５０のＴＦＴ基板１００ａに対する密着力が、シール部４０のＴＦＴ基板１００ａに対する密着力よりも強い。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示素子に関し、特に、シール材を介して貼り合わされた一対の基板を備える表示素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、液晶表示素子等のフラットディスプレイパネルは、携帯電話やＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）などに広く用いられている。
【０００３】
フラットディスプレイパネルは、典型的には、一対のガラス基板を備えているが、携帯電話やＰＤＡの薄型化、軽量化および堅牢化が要望されている近年、ガラス基板に代えて、薄型・軽量・強固なプラスチック基板を用いることが提案されており、プラスチック基板を備えたＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）型やＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）型の液晶表示素子が一部実用化されている。
【０００４】
ところが、近年では、フラットディスプレイパネルには高速応答、高コントラスト比等の高い仕様が要求されているので、フラットディスプレイパネルの駆動方式としては、一方の基板にＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）やＭＩＭ等のスイッチング素子を設けたアクティブマトリクス方式が主流となっており、基板上にＴＦＴ等のスイッチング素子を設けるには、３００℃以上の高温プロセスが必要となる。そのため、スイッチング素子が設けられるアクティブマトリクス基板として、耐熱性の低いプラスチック基板を用いるのは難しい。
【０００５】
そこで、アクティブマトリクス基板としてはガラス基板を用い、これに対向する対向基板（カラーフィルタ等が設けられる基板）をプラスチック基板とすることで、薄型・軽量・強固なフラットディスプレイパネルを実現することが試みられている。
【０００６】
しかしながら、ガラス基板とプラスチック基板とでは線膨張係数が大きく異なるので、これらをシール材として一般的に使用されている熱硬化性樹脂を用いて貼り合わせると、基板間の線膨張係数の違いに起因した貼り合わせ不良や貼り合わせ後の基板の反りが発生する。そのため、ガラス基板とプラスチック基板とを貼り合わせて表示素子を作製することは困難である。
【０００７】
また、一方では、ガラス基板に代えてプラスチック基板等のフレキシブルな基板を用いることによるフレキシブルディスプレイの実用化も検討されており、線膨張係数が小さく耐熱性の高い不透明なプラスチック基板やＳＵＳ基板（ステンレス基板）等を用いることが検討されている。
【０００８】
しかし、アクティブマトリクス基板として上述したものを用いても、対向するプラスチック基板と線膨張係数が大きく異なるので、やはり基板間の線膨張係数の違いに起因した貼り合わせ不良や貼り合わせ後の基板の反りが発生してしまう。
【０００９】
上述したような、線膨張係数が異なる基板同士を貼り合わせる際の製造不良の発生を抑制するために、シール材として紫外線硬化性樹脂を用いるプロセスが提案されている。シール材として紫外線硬化性樹脂を用いると、熱硬化させる工程が不要となるので、熱による基板の伸びの発生が抑制され、製造不良の発生が抑制される。
【００１０】
また、特開２０００−２４１８２１号公報は、熱硬化性樹脂からなるシール材よりも外側に紫外線硬化型接着剤を塗布しておき、紫外線を照射して紫外線硬化型接着剤を硬化させることによって基板同士を仮止めした後、熱処理を施してシール材を硬化させる方法を開示している。この方法によると、基板同士の組みずれや基板の反りが防止される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、シール材として紫外線硬化性樹脂を用いる場合、紫外線硬化性樹脂は、一般に、熱硬化性樹脂と比べて基板に対する密着性が低いので、接着強度が十分ではないことがあり、後の工程においてシール材の剥がれが発生することがある。
【００１２】
また、特開２０００−２４１８２１号公報に開示されている方法では、熱硬化性樹脂を硬化させるプロセスが必要であるので、シール材として紫外線硬化性樹脂を用いる場合に比べ、製造に要する時間が長くなってしまうという問題がある。
【００１３】
さらに、アクティブマトリクス基板側に設けられた外部接続端子を取り出す（露出させる）工程において対向基板の一部を切断して除去する必要があるが、プラスチック基板のように粘性の比較的高い基板を対向基板として備えている場合には、対向基板の切断不良や、アクティブマトリクス基板側の接続端子の断線が発生することがある。
【００１４】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、従来よりも生産性に優れた表示素子を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明による表示素子は、互いに対向する第１基板および第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた表示媒体層と、前記第１基板と前記第２基板とを互いに接着し、且つ、前記表示媒体層を包囲するシール部と、前記第１基板上に設けられ、前記シール部に隣接する誘電体層とを有し、前記誘電体層の前記第１基板に対する密着力が、前記シール部の前記第１基板に対する密着力よりも強い構成を有し、そのことによって上記目的が達成される。
【００１６】
前記シール部は、光硬化性樹脂から形成されており、前記誘電体層は、熱硬化性樹脂から形成されていることが好ましい。
【００１７】
あるいは、本発明による表示素子は、互いに対向する第１基板および第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた表示媒体層と、前記第１基板と前記第２基板とを互いに接着し、且つ、前記表示媒体層を包囲するシール部と、前記第１基板上に設けられ、前記シール部に隣接する誘電体層とを有し、前記シール部は、光硬化性樹脂から形成されており、前記誘電体層は、熱硬化性樹脂から形成されている構成を有し、そのことによって上記目的が達成される。
【００１８】
前記誘電体層は、前記シール部に対して前記表示媒体層とは反対側に設けられていてもよいし、前記誘電体層は、前記シール部に対して前記表示媒体層側にも設けられていてもよい。勿論、前記誘電体層は、前記シール部に対して前記表示媒体層側にのみ設けられていてもよい。
【００１９】
前記誘電体層は、前記第２基板の外周の少なくとも一部と重なってもよい。
【００２０】
前記シール部は、前記誘電体層の少なくとも一部を覆ってもよい。
【００２１】
あるいは、本発明による表示素子は、互いに対向する第１基板および第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた表示媒体層と、前記第１基板と前記第２基板とを互いに接着し、且つ、前記表示媒体層を包囲するシール部と、前記第１基板上に前記シール部に対して前記表示媒体層とは反対側に設けられた誘電体層とを備え、前記誘電体層は、前記第２基板の外周の少なくとも一部と重なる構成を有し、そのことによって上記目的が達成される。
【００２２】
前記第１基板上に設けられた複数のスイッチング素子と、前記複数のスイッチング素子上に設けられた層間絶縁層と、それぞれが前記層間絶縁層に設けられたコンタクトホールにおいて前記複数のスイッチング素子のそれぞれと電気的に接続された複数の画素電極とを有している場合には、前記誘電体層は、前記層間絶縁層と同一の膜から形成されていることが好ましい。
【００２３】
前記表示媒体層は液晶層であってもよい。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明による実施形態の表示素子を説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
【００２５】
図１を参照しながら、本発明による実施形態の液晶表示素子１００の構造を説明する。
【００２６】
液晶表示素子１００は、アクティブマトリクス基板（以下「ＴＦＴ基板」と呼ぶ。）１００ａと、これに対向する対向基板（以下「カラーフィルタ基板」とも呼ぶ。）１００ｂと、ＴＦＴ基板１００ａと対向基板１００ｂとの間に設けられた表示媒体層としての液晶層３０とを有する。ＴＦＴ基板１００ａと対向基板１００ｂとの間には、これらを互いに接着するシール部４０が、液晶層３０を包囲するように設けられている。
【００２７】
ＴＦＴ基板１００ａとして、本実施形態では、ＰＩ（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）樹脂基板を用いる。ＰＩ樹脂基板は、不透明、低線膨張係数、高耐熱性であるという特徴を有している。ＴＦＴ基板１００ａの液晶層３０側の表面には、アクティブマトリクス回路１０が形成されている。
【００２８】
ここで、アクティブマトリクス回路１０の構成を図２および図３を参照しながら説明する。図２は、液晶表示素子１００を模式的に示す上面図であり、図３は、ＴＦＴ基板１００ａの１つの画素に対応する領域を模式的に示す断面図である。
【００２９】
ＰＩ樹脂基板（ＴＦＴ基板）１００ａ上に、複数のゲート配線（走査配線）１１と、ゲート配線１１に電気的に接続されたゲート電極１１ａおよびゲート接続端子１２と、ソース接続端子１３とが設けられている。ゲート配線１１、ゲート電極１１ａ、ゲート接続端子１２およびソース接続端子１３は、例えばチタン（Ｔｉ）から形成されている。
【００３０】
ゲート配線１１およびゲート電極１１ａを覆うように、ゲート絶縁膜（例えば窒化シリコン膜）１４が形成されている。さらに、ゲート電極１１ａ上には、ゲート絶縁膜１４を介して、真性アモルファスシリコン層１５ａと、リン（Ｐ）が不純物としてドープされたｎ＋アモルファスシリコン層１５ｂとが積層されている。
【００３１】
また、ゲート絶縁膜１４上には、ソース接続端子１３に接続された複数のソース配線１６と、ソース配線１６に接続されたソース電極１６ａと、ドレイン電極１７とが設けられている。ソース配線１６、ソース電極１６ａおよびドレイン電極１７は、例えばチタン（Ｔｉ）から形成されている。ソース配線１６は、ゲート絶縁膜１４を介してゲート配線１１と交差する（典型的には直交する）ように配置されている。
【００３２】
ゲート電極１１ａ、ゲート電極１１ａ上のゲート絶縁膜１４、真性アモルファスシリコン層１５ａ、ｎ＋アモルファスシリコン層１５ｂ、ソース電極１６ａおよびドレイン電極１７は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）２０を構成している。
【００３３】
薄膜トランジスタ２０は、ゲート配線１１とソース配線１６との交差部近傍に配置されている。また、薄膜トランジスタ２０は、ゲート電極１１ａを介してゲート配線１１に電気的に接続されているとともに、ソース電極１６ａを介してソース配線１６に電気的に接続されている。
【００３４】
上述の構成を有するアクティブマトリクス回路１０上（ゲート配線１１、ソース配線１６および薄膜トランジスタ２０上）に、層間絶縁層１８が設けられている。本実施形態では、層間絶縁層１８は、熱硬化性および感光性を有するアクリル系樹脂を用いて形成されている。
【００３５】
この層間絶縁層１８上に、画素ごとに画素電極１９が設けられている。本実施形態では、画素電極１９は、光を反射する材料（例えばアルミニウム）を用いて形成された反射電極である。画素電極１９は、層間絶縁層１８に設けられたコンタクトホール１８ａ内で薄膜トランジスタ２０のドレイン電極１７と電気的に接続されている。画素電極１９とソース配線１６との電気的な接続は、薄膜トランジスタ２０にゲート電極１１ａを介してゲート配線１１から印加される走査信号に応じてオン／オフされる。
【００３６】
画素電極１９上には、配向層（例えばポリイミド系樹脂を用いて形成された配向膜：不図示）が形成されている。
【００３７】
上述したＴＦＴ基板１００ａに対向する対向基板１００ｂとして、本実施形態では、ＰＥＳ（Ｐｏｌｙ Ｅｔｈｅｒ Ｓｕｌｆｏｎｅ）基板を用いる。ＰＥＳ基板は、ＰＩ樹脂基板と比較して、高透明性、高線膨張係数、低耐熱性である。
【００３８】
対向基板１００ｂ上に、図１に示したように、カラーフィルタ層２１、オーバーコート層２２および対向電極２３がこの順に設けられている。カラーフィルタ層２１は、典型的には、赤（Ｒ）色層、緑（Ｇ）色層および青（Ｂ）色層がストライプ状に配列され、これらの間に短冊状のブラックマトリクス（ＢＭ）が配置された構成を有しており、例えば顔料分散型のアクリル系樹脂を用いて形成されている。
【００３９】
カラーフィルタ層２１上に設けられたオーバーコート層２２は、透明なアクリル系樹脂を用いて形成されている。オーバーコート層２２上に設けられた対向電極２３は、透明導電材料を用いて形成されており、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）を用いて形成されている。
【００４０】
また、対向電極２３上には、配向層（例えばポリイミド系樹脂を用いて形成された配向膜：不図示）が形成されている。
【００４１】
上述の構成を有するＴＦＴ基板１００ａと対向基板１００ｂとは、シール部４０を介して貼り合わされている。本実施形態では、シール部４０は、紫外線硬化性樹脂を用いて、厚さ約５μｍ、幅約１．２ｍｍで形成されている。シール部４０によって包囲される領域内に液晶材料が封入され、表示媒体層としての液晶層３０がＴＦＴ基板１００ａと対向基板１００ｂとに挟持されている。
【００４２】
また、ＴＦＴ基板１００ａ上には、シール部４０に隣接する誘電体層５０が設けられている。誘電体層５０は、ＴＦＴ基板１００ａに密着するように形成されており、シール部４０にも密着している。本実施形態では、誘電体層５０は、層間絶縁層１８と同一の膜から形成されている。つまり、誘電体層５０は、層間絶縁層１８と同じ材料（ここでは熱硬化性および感光性を有するアクリル系樹脂）を用いて同一のプロセス（工程）で形成されている。
【００４３】
本実施形態の液晶表示素子１００においては、誘電体層５０のＴＦＴ基板１００ａに対する密着力は、シール部４０のＴＦＴ基板１００ａに対する密着力よりも強い。言い換えると、誘電体層５０のＴＦＴ基板１００ａに対する密着度（密着性）は、シール部４０のＴＦＴ基板１００ａに対する密着度（密着性）よりも高い。
【００４４】
例えば、シール部４０および誘電体層５０の材料を適宜選択することによって、シール部４０および誘電体層５０は、誘電体層５０のＴＦＴ基板１００ａに対する密着力がシール部４０のＴＦＴ基板１００ａに対する密着力よりも強くなるように形成され得る。本実施形態では、シール部４０の材料として紫外線硬化性樹脂を用い、誘電体層５０の材料として、熱硬化性樹脂を用いる。
【００４５】
上述したように、液晶表示素子１００においては、誘電体層５０のＴＦＴ基板１００ａに対する密着力が、シール部４０のＴＦＴ基板１００ａに対する密着力よりも強く、シール部４０は、ＴＦＴ基板１００ａの表面だけでなく、ＴＦＴ基板１００ａ上に設けられた誘電体層５０にも接触（密着）している。従って、シール部４０は、ＴＦＴ基板１００ａに対して直接接触した部分でＴＦＴ基板１００ａに固着されるだけでなく、誘電体層５０に接触した部分でも誘電体層５０を介して間接的にＴＦＴ基板１００ａに固着される。つまり、シール部４０とＴＦＴ基板１００ａとの固着に寄与する、シール部４０とＴＦＴ基板１００ａとの実効的な接触面積が広い。そのため、基板への密着力が比較的小さい材料を用いてシール部４０を形成しても、基板同士の接着強度を実用上十分に確保することができ、シール部４０の材料として熱硬化工程が不要な材料（例えば光硬化性樹脂）を用いることができる。それ故、シール部４０の熱硬化工程を省略することによって、熱硬化工程に起因する基板同士の組みずれや基板の反りの発生が抑制されるので、基板間の線膨張係数の差に起因する製造不良の発生が抑制される。
【００４６】
シール部４０の材料としては、例えば、紫外線硬化性樹脂などの光硬化性樹脂を用いることができる。光硬化性樹脂としては、具体的には、エポキシ系樹脂やアクリル系樹脂などを用いることができる。
【００４７】
一般に、熱硬化性樹脂は、光硬化性樹脂に比べて基板への密着力が強い。そのため、シール部４０の材料として光硬化性樹脂を用いる場合、誘電体層５０の材料として熱硬化性樹脂を用いることによって、誘電体層５０のＴＦＴ基板１００ａに対する密着力がシール部４０のＴＦＴ基板１００ａに対する密着力よりも強い構成が容易に実現される。
【００４８】
本実施形態では、誘電体層５０は、シール部４０の外周のほぼ全てに接触するように設けられているが、必ずしもシール部４０の全周と接触している必要はなく、実用上十分な接着強度が得られればよい。勿論、より接着強度を向上する観点からは、シール部４０との接触面積がなるべく広くなるように誘電体層５０を設けることが好ましい。
【００４９】
本実施形態では、誘電体層５０は、シール部４０に対して液晶層３０とは反対側（つまり外側）に設けられているが、勿論、図４に示すようにシール部４０に対して液晶層３０側に設けられていてもよいし、図５に示すようにシール部４０を挟むように両側に（つまり液晶層３０側および液晶層３０とは反対側の両方に）設けられてもよい。
【００５０】
図５に示したように、誘電体層５０がシール部４０の両側に設けられている（シール部４０の外側のみならず内側にも設けられている）と、シール部４０と誘電体層５０との接触面積が広くなり、シール部４０とＴＦＴ基板１００ａとの実効的な接触面積が広くなるので、シール部４０とＴＦＴ基板１００ａとをより強力に固着することができる。そのため、基板同士の接着強度をより向上することができる。
【００５１】
また、図６に示すように、シール部４０が、誘電体層５０の一部（あるいは全部）を覆うように形成されている構成を採用しても、シール部４０と誘電体層５０との接触面積が広くなり、シール部４０とＴＦＴ基板１００ａとの実効的な接触面積が広くなるので、基板同士の接着強度を向上することができる。
【００５２】
さらに、本実施形態のように、誘電体層５０を、層間絶縁膜１８と同一の膜から形成すると、誘電体層５０を設けるための工程を新たに設ける必要がないので、従来の製造プロセスに比べて工程数を増加させることなく上述したような製造不良の発生を抑制する効果が得られる。そのため、製造コストを著しく低減することが可能になる。
【００５３】
本実施形態の液晶表示装置１００は、例えば、以下のようにして製造される。
【００５４】
まず、画素ごとに薄膜トランジスタ２０および画素電極１９が形成されたＴＦＴ基板１００ａを作製する工程を説明する。
【００５５】
まず、ＴＦＴ基板１００ａとなる厚さ０．２ｍｍのＰＩ（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）樹脂基板を用意する。
【００５６】
次に、このＰＩ樹脂基板上に、チタン（Ｔｉ）薄膜をスパッタリング法により形成し、その後、フォトリソグラフィ法によりこのチタン薄膜をパターニングすることによって、ゲート配線１１、ゲート電極１１ａ、ゲート接続端子１２およびソース接続端子１３を形成する。
【００５７】
続いて、ゲート配線１１およびゲート電極１１ａを覆うように、窒化シリコンからなるゲート絶縁膜１４をＣＶＤ法を用いて形成する。
【００５８】
次に、ゲート絶縁膜１４上に、ＣＶＤ法を用いて真性アモルファスシリコン膜およびｎ＋アモルファスシリコン膜を形成し、これらをフォトリソグラフィ法により島状にパターニングすることによって、ゲート電極１１ａ上に位置する真性アモルファスシリコン層１５ａおよびｎ＋アモルファスシリコン層１５ｂを形成する。
【００５９】
続いて、ゲート絶縁膜１４上に、チタン（Ｔｉ）薄膜をスパッタリング法により形成した後、フォトリソグラフィ法によりこのチタン薄膜をパターニングすることによって、ソース配線１６、ソース電極１６ａおよびドレイン電極１７を形成する。
【００６０】
次に、ソース電極１６ａおよびドレイン電極１７をマスクとして、ｎ＋アモルファスシリコン層１５ｂの一部（ソース電極１６ａとドレイン電極１７との間に位置し、露出した部分）をエッチングすることによってチャネル部を形成する。
【００６１】
このようにして、ＴＦＴ基板１００ａ上に形成された薄膜トランジスタ２０が得られる。
【００６２】
次に、ソース配線１６や薄膜トランジスタ２０を覆うように感光性のアクリル系樹脂からなる熱硬化性樹脂をスピンコート法を用いて厚さ３μｍに塗布し、その後、この熱硬化性樹脂をフォトリソグラフィ法を用いてパターニングすることによって、層間絶縁層１８および誘電体層５０を同時に形成する。
【００６３】
このとき、層間絶縁層１８は、画素となる領域内に形成され、誘電体層５０は、後に形成されるシール部４０に隣接するような位置に形成される。誘電体層５０は、既に述べたように、表示領域内に形成されてもよいし、表示領域外に形成されてもよいし、表示領域内および表示領域外の両方に形成されてもよい。また、図６に示したように、誘電体層５０は、その一部（あるいは全部）が後に形成されるシール部４０によって覆われる位置に形成されてもよい。なお、ここでは、熱硬化性樹脂として、感光性を有するアクリル系樹脂を用いるが、エポキシ系樹脂などであってもよい。
【００６４】
次に、層間絶縁層１８上に、スパッタリング法を用いてアルミニウム（Ａｌ）薄膜を形成し、その後、アルミニウム薄膜をフォトリソグラフィ法を用いてパターニングすることによって、反射電極として機能する画素電極１９を形成する。
【００６５】
上述のようにして、画素ごとに薄膜トランジスタ２０および画素電極１９が形成されたＴＦＴ基板１００ａが得られる。
【００６６】
次に、カラーフィルタ層２１、オーバーコート層２２および対向電極２３を備えた対向基板１００ｂを作製する工程を説明する。
【００６７】
まず、対向基板１００ｂとなる厚さ０．２ｍｍのＰＥＳ（Ｐｏｌｙ Ｅｔｈｅｒ Ｓｕｌｆｏｎｅ）基板を用意する。
【００６８】
次に、このＰＥＳ基板上に、所定の色（例えば赤）に着色されたレジスト膜を形成し、その後このレジスト膜をフォトリソグラフィ法を用いてストライプ状にパターニングすることによって所定の色の色層（例えば赤色層）を形成する。この工程を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の各色について施すことにより、ストライプ状に配列された赤（Ｒ）色層、緑（Ｇ）色層および青（Ｂ）色層を形成する。
【００６９】
続いて、赤色層、緑色層および青色層が形成されたＰＥＳ基板上に、黒色のレジスト膜を塗布し、その後、赤色層、緑色層および青色層をマスクとしてこの黒色のレジスト膜を裏面露光法によりパターニングしてブラックマトリクス（ＢＭ）を形成する。このようにして、赤色層、緑色層、青色層およびブラックマトリクスを有するカラーフィルタ層２１が形成される。
【００７０】
次に、カラーフィルタ層２１上に、透明なアクリル系樹脂を用いて平坦化のためのオーバーコート層２２を形成する。
【００７１】
その後、オーバーコート層２２上に、スパッタリング法を用いてＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）からなる対向電極２３を形成する。
【００７２】
上述のようにして、カラーフィルタ層２１、オーバーコート層２２および対向電極２３を備えた対向基板１００ｂが得られる。
【００７３】
次に、ＴＦＴ基板１００ａと対向基板１００ｂとを貼り合わせる工程を説明する。
【００７４】
まず、ＴＦＴ基板１００ａおよび対向基板１００ｂ上にフレキソ法を用いて配向膜材料を印刷し、その後、焼成することによって配向膜を形成する。次に、配向膜にラビング法により配向処理を施す。
【００７５】
続いて、一方の基板上に、基板間の間隔を保持するスペーサとしてのプラスチックビーズを散布し、他方の基板上に、シール部４０となる紫外線硬化性樹脂（例えば、ナガセケムテックス社製ＸＮＲシリーズ）をディスペンサ法により塗布する。本実施形態では、シール部４０の厚さが約２０μｍ、幅が約０．３ｍｍとなるように紫外線硬化性樹脂を塗布する。なお、一方の基板上に、スペーサの散布および紫外線硬化性樹脂の塗布の両方を施してもよい。
【００７６】
次に、両基板を精度良く重ね合わせ、ＵＶプレス装置を用いて５０ｋｇｆの荷重を加えながら、メタルハライドランプを用いて強度１００ｍＷ、波長３６５ｎｍの紫外線を１２０秒間照射することによって紫外線硬化性樹脂を硬化させ、シール部４０を形成する。
【００７７】
その後、ＴＦＴ基板１００ａと対向基板１００ｂとの間隙に、液晶層３０となる液晶材料を封入することによって、液晶表示素子１００が完成する。
【００７８】
なお、対向基板１００ｂの一部、より具体的には接続端子（ゲート接続端子１２およびソース接続端子１３）上に位置する部分を切断・除去することによって接続端子の取り出し（露出）が行われるが、この工程において以下のような問題が発生することがある。
【００７９】
対向基板１００ｂがガラス基板である場合には、切断したい箇所にクラックを入れた後、基板に圧力を加えてクラックを助長する（クラックを基板の厚さ方向に進行させる）ことによって、対向基板１００ｂを容易に切断することができる。
【００８０】
しかしながら、対向基板１００ｂがプラスチック基板のような粘性の比較的高い基板である場合、適度なクラックを入れることが困難であり、また、クラックを入れた後に圧力を加えてもクラックが厚さ方向に進行しにくいので、対向基板１００ｂを容易に切断・除去できない。
【００８１】
そのため、対向基板１００ｂとして粘性の比較的高い基板を用いる場合、切断を確実に行うためには、図７に示すように、対向基板１００ｂに深い溝６０を形成する（基板の裏側近傍まで形成する）ことが好ましく、この溝６０の形成には、一般的には、精度の高いダイシングマシンが用いられる。
【００８２】
ダイシングマシンにより溝６０を形成する際、溝６０の深さが浅すぎると、対向基板１００ｂを確実に切断できないことがあり、また、溝６０の深さが深すぎると、ダイシングマシンのブレードがゲート接続端子１２（あるいはソース接続端子１３）まで切り込んでしまうことがある。そのため、形成する溝６０の深さを精度良く制御することが好ましい。
【００８３】
溝６０の深さを精度良く制御するためには、溝６０の形成に用いる機械（例えば上述したダイシングマシン）の加工精度や対向基板１００ｂの厚さの均一性が高いことが好ましいが、対向基板１００ｂが例えばプラスチック基板である場合には、対向基板１００ｂの厚さのばらつきが１０％程度であるため、精度の高いダイシングマシンを用いても十分な切断マージンの確保が難しいことがある。
【００８４】
例えば、対向基板１００ｂを確実に切断するためには、基板裏側から３０μｍ〜５０μｍ程度の深さまで溝６０を形成することが好ましいが、対向基板１００ｂとして厚さ約０．２ｍｍのプラスチック基板を用いると、２０μｍ程度の厚さのばらつきが存在するので、対向基板１００ｂに形成される溝６０の深さを精度良く制御することが難しい。
【００８５】
上述したように、粘性の比較的高い基板を対向基板１００ｂとして備える場合には、溝６０の深さが浅すぎること（切り込み不足）による切断不良や、溝６０の深さが深すぎること（切り込み過ぎ）による接続端子の断線が発生することがある。また、溝６０を形成する際の加圧によって、分断ライン（溝６０）下に存在するスペーサを介してＴＦＴ基板１００ａにも圧力が加えられ、それによって配線の断線が発生することもある。
【００８６】
図８（ａ）および（ｂ）に示すように、対向基板１００ｂの分断ライン（溝６０）下に誘電体層５０を設ける、言い換えると、対向基板１００ｂの外周１００ｂ１の少なくとも一部と重なるように誘電体層５０を設けると、誘電体層５０が接続端子の保護層として機能するので、切り込み過ぎによる接続端子の断線の発生が抑制される。従って、ダイシングマシンによる溝の深さの設定を通常よりも深く設定することが可能になり、切り込み不足による切断不良も減少する。また、分断ライン下に誘電体層５０が設けられていると、溝６０を形成する際の加圧によって分断ライン下のスペーサを介してＴＦＴ基板１００ａに加えられる圧力が緩和されるので、加圧に起因した断線の発生も抑制される。
【００８７】
なお、図８（ａ）および（ｂ）では、シール部４０に接触する誘電体層５０を備えた液晶表示素子１００において誘電体層５０を分断ライン下に設けた場合を例示したが、誘電体層を分断ライン下に設けることによって得られる上述の効果は、種々の構成の表示素子において同様に得られる。例えば、図９（ａ）および（ｂ）に示す液晶表示素子１００’のように、シール部４０と接触していない誘電体層５０’が分断ライン下に設けられていても、同様の効果が得られる。
【００８８】
また、本実施形態では、ＴＦＴ基板１００ａとして不透明なＰＩ基板を備えた反射型の液晶表示素子を例に本発明を説明したが、本発明は、透過型の液晶表示素子や透過反射両用型の液晶表示素子にも好適に用いることができる。透過型の液晶表示素子では、ＴＦＴ基板として透明性の高い基板が用いられ、画素電極としてＩＴＯのような透明導電材料からなる電極が用いられる。
【００８９】
さらに、本実施形態では、基板間に挟持される表示媒体層として液晶層３０を用いるが、勿論これに限定されず、表示媒体層としては、印加される電圧あるいは供給される電流に応じて光量を調整できるものを用いることができる。液晶層のようにバックライトや外部からの光の透過光量あるいは反射光量を調整できる表示媒体層を用いてもよいし、無機ＥＬや有機ＥＬのように自らが発光する表示媒体層を用いてもよい。
【００９０】
【発明の効果】
本発明によると、基板同士が実用上十分な接着強度で貼り合わされるとともに基板間の線膨張係数の差に起因する製造不良の発生が抑制された、生産性に優れた表示素子が提供される。本発明は、互いに線膨張係数が異なる一対の基板を備えた表示素子に好適に用いられ、例えば、プラスチック基板を備えた液晶表示素子に好適に用いられる。
【００９１】
また、本発明によると、接続端子を取り出す工程における切断不良や断線の発生が抑制された、生産性に優れた表示素子が提供される。本発明は、表示媒体層を介して対向する一対の基板の一方として粘性の高い基板を備えた表示素子に好適に用いられ、例えば、プラスチック基板を備えた液晶表示素子に好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による実施形態の液晶表示素子１００を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明による実施形態の液晶表示素子１００を模式的に示す上面図である。
【図３】液晶表示素子１００が備えるＴＦＴ基板１００ａの１つの画素に対応する領域を模式的に示す断面図である。
【図４】液晶表示素子１００に用いられる誘電体層５０の他の配置を模式的に示す断面図である。
【図５】液晶表示素子１００に用いられる誘電体層５０のさらに他の配置を模式的に示す断面図である。
【図６】液晶表示素子１００に用いられる誘電体層５０のさらに他の配置を模式的に示す断面図である。
【図７】対向基板１００ｂの一部を切断・除去する際に溝６０を形成する様子を模式的に示す断面図である。
【図８】対向基板１００ｂの一部を切断・除去する様子を模式的示す断面図であり、（ａ）は、溝６０の形成後で対向基板１００ｂの一部を除去する前の様子を示し、（ｂ）は、対向基板１００ｂの一部を除去した後の様子を示す。
【図９】対向基板１００ｂの一部を切断・除去する様子を模式的示す断面図であり、（ａ）は、溝６０の形成後で対向基板１００ｂの一部を除去する前の様子を示し、（ｂ）は、対向基板１００ｂの一部を除去した後の様子を示す。
【符号の説明】
１０ アクティブマトリクス回路
１１ ゲート配線
１１ａ ゲート電極
１２ ゲート接続端子
１３ ソース接続端子
１４ ゲート絶縁膜
１５ａ 真性アモルファスシリコン層
１５ｂ ｎ＋アモルファスシリコン層
１６ ソース配線１６
１６ａ ソース電極１６ａ
１７ ドレイン電極
１８ 層間絶縁層１８
１９ 画素電極
２０ 薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
２１ カラーフィルタ層
２２ オーバーコート層
２３ 対向電極
３０ 液晶層
４０ シール部
５０ 誘電体層
１００ 液晶表示素子
１００ａ ＴＦＴ基板（アクティブマトリクス基板）
１００ｂ 対向基板（カラーフィルタ基板）
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示素子に関し、特に、シール材を介して貼り合わされた一対の基板を備える表示素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、液晶表示素子等のフラットディスプレイパネルは、携帯電話やＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）などに広く用いられている。
【０００３】
フラットディスプレイパネルは、典型的には、一対のガラス基板を備えているが、携帯電話やＰＤＡの薄型化、軽量化および堅牢化が要望されている近年、ガラス基板に代えて、薄型・軽量・強固なプラスチック基板を用いることが提案されており、プラスチック基板を備えたＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）型やＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）型の液晶表示素子が一部実用化されている。
【０００４】
ところが、近年では、フラットディスプレイパネルには高速応答、高コントラスト比等の高い仕様が要求されているので、フラットディスプレイパネルの駆動方式としては、一方の基板にＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）やＭＩＭ等のスイッチング素子を設けたアクティブマトリクス方式が主流となっており、基板上にＴＦＴ等のスイッチング素子を設けるには、３００℃以上の高温プロセスが必要となる。そのため、スイッチング素子が設けられるアクティブマトリクス基板として、耐熱性の低いプラスチック基板を用いるのは難しい。
【０００５】
そこで、アクティブマトリクス基板としてはガラス基板を用い、これに対向する対向基板（カラーフィルタ等が設けられる基板）をプラスチック基板とすることで、薄型・軽量・強固なフラットディスプレイパネルを実現することが試みられている。
【０００６】
しかしながら、ガラス基板とプラスチック基板とでは線膨張係数が大きく異なるので、これらをシール材として一般的に使用されている熱硬化性樹脂を用いて貼り合わせると、基板間の線膨張係数の違いに起因した貼り合わせ不良や貼り合わせ後の基板の反りが発生する。そのため、ガラス基板とプラスチック基板とを貼り合わせて表示素子を作製することは困難である。
【０００７】
また、一方では、ガラス基板に代えてプラスチック基板等のフレキシブルな基板を用いることによるフレキシブルディスプレイの実用化も検討されており、線膨張係数が小さく耐熱性の高い不透明なプラスチック基板やＳＵＳ基板（ステンレス基板）等を用いることが検討されている。
【０００８】
しかし、アクティブマトリクス基板として上述したものを用いても、対向するプラスチック基板と線膨張係数が大きく異なるので、やはり基板間の線膨張係数の違いに起因した貼り合わせ不良や貼り合わせ後の基板の反りが発生してしまう。
【０００９】
上述したような、線膨張係数が異なる基板同士を貼り合わせる際の製造不良の発生を抑制するために、シール材として紫外線硬化性樹脂を用いるプロセスが提案されている。シール材として紫外線硬化性樹脂を用いると、熱硬化させる工程が不要となるので、熱による基板の伸びの発生が抑制され、製造不良の発生が抑制される。
【００１０】
また、特開２０００−２４１８２１号公報は、熱硬化性樹脂からなるシール材よりも外側に紫外線硬化型接着剤を塗布しておき、紫外線を照射して紫外線硬化型接着剤を硬化させることによって基板同士を仮止めした後、熱処理を施してシール材を硬化させる方法を開示している。この方法によると、基板同士の組みずれや基板の反りが防止される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、シール材として紫外線硬化性樹脂を用いる場合、紫外線硬化性樹脂は、一般に、熱硬化性樹脂と比べて基板に対する密着性が低いので、接着強度が十分ではないことがあり、後の工程においてシール材の剥がれが発生することがある。
【００１２】
また、特開２０００−２４１８２１号公報に開示されている方法では、熱硬化性樹脂を硬化させるプロセスが必要であるので、シール材として紫外線硬化性樹脂を用いる場合に比べ、製造に要する時間が長くなってしまうという問題がある。
【００１３】
さらに、アクティブマトリクス基板側に設けられた外部接続端子を取り出す（露出させる）工程において対向基板の一部を切断して除去する必要があるが、プラスチック基板のように粘性の比較的高い基板を対向基板として備えている場合には、対向基板の切断不良や、アクティブマトリクス基板側の接続端子の断線が発生することがある。
【００１４】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、従来よりも生産性に優れた表示素子を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明による表示素子は、互いに対向する第１基板および第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた表示媒体層と、前記第１基板と前記第２基板とを互いに接着し、且つ、前記表示媒体層を包囲するシール部と、前記第１基板上に設けられ、前記シール部に隣接する誘電体層とを有し、前記誘電体層の前記第１基板に対する密着力が、前記シール部の前記第１基板に対する密着力よりも強い構成を有し、そのことによって上記目的が達成される。
【００１６】
前記シール部は、光硬化性樹脂から形成されており、前記誘電体層は、熱硬化性樹脂から形成されていることが好ましい。
【００１７】
あるいは、本発明による表示素子は、互いに対向する第１基板および第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた表示媒体層と、前記第１基板と前記第２基板とを互いに接着し、且つ、前記表示媒体層を包囲するシール部と、前記第１基板上に設けられ、前記シール部に隣接する誘電体層とを有し、前記シール部は、光硬化性樹脂から形成されており、前記誘電体層は、熱硬化性樹脂から形成されている構成を有し、そのことによって上記目的が達成される。
【００１８】
前記誘電体層は、前記シール部に対して前記表示媒体層とは反対側に設けられていてもよいし、前記誘電体層は、前記シール部に対して前記表示媒体層側にも設けられていてもよい。勿論、前記誘電体層は、前記シール部に対して前記表示媒体層側にのみ設けられていてもよい。
【００１９】
前記誘電体層は、前記第２基板の外周の少なくとも一部と重なってもよい。
【００２０】
前記シール部は、前記誘電体層の少なくとも一部を覆ってもよい。
【００２１】
あるいは、本発明による表示素子は、互いに対向する第１基板および第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた表示媒体層と、前記第１基板と前記第２基板とを互いに接着し、且つ、前記表示媒体層を包囲するシール部と、前記第１基板上に前記シール部に対して前記表示媒体層とは反対側に設けられた誘電体層とを備え、前記誘電体層は、前記第２基板の外周の少なくとも一部と重なる構成を有し、そのことによって上記目的が達成される。
【００２２】
前記第１基板上に設けられた複数のスイッチング素子と、前記複数のスイッチング素子上に設けられた層間絶縁層と、それぞれが前記層間絶縁層に設けられたコンタクトホールにおいて前記複数のスイッチング素子のそれぞれと電気的に接続された複数の画素電極とを有している場合には、前記誘電体層は、前記層間絶縁層と同一の膜から形成されていることが好ましい。
【００２３】
前記表示媒体層は液晶層であってもよい。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明による実施形態の表示素子を説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
【００２５】
図１を参照しながら、本発明による実施形態の液晶表示素子１００の構造を説明する。
【００２６】
液晶表示素子１００は、アクティブマトリクス基板（以下「ＴＦＴ基板」と呼ぶ。）１００ａと、これに対向する対向基板（以下「カラーフィルタ基板」とも呼ぶ。）１００ｂと、ＴＦＴ基板１００ａと対向基板１００ｂとの間に設けられた表示媒体層としての液晶層３０とを有する。ＴＦＴ基板１００ａと対向基板１００ｂとの間には、これらを互いに接着するシール部４０が、液晶層３０を包囲するように設けられている。
【００２７】
ＴＦＴ基板１００ａとして、本実施形態では、ＰＩ（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）樹脂基板を用いる。ＰＩ樹脂基板は、不透明、低線膨張係数、高耐熱性であるという特徴を有している。ＴＦＴ基板１００ａの液晶層３０側の表面には、アクティブマトリクス回路１０が形成されている。
【００２８】
ここで、アクティブマトリクス回路１０の構成を図２および図３を参照しながら説明する。図２は、液晶表示素子１００を模式的に示す上面図であり、図３は、ＴＦＴ基板１００ａの１つの画素に対応する領域を模式的に示す断面図である。
【００２９】
ＰＩ樹脂基板（ＴＦＴ基板）１００ａ上に、複数のゲート配線（走査配線）１１と、ゲート配線１１に電気的に接続されたゲート電極１１ａおよびゲート接続端子１２と、ソース接続端子１３とが設けられている。ゲート配線１１、ゲート電極１１ａ、ゲート接続端子１２およびソース接続端子１３は、例えばチタン（Ｔｉ）から形成されている。
【００３０】
ゲート配線１１およびゲート電極１１ａを覆うように、ゲート絶縁膜（例えば窒化シリコン膜）１４が形成されている。さらに、ゲート電極１１ａ上には、ゲート絶縁膜１４を介して、真性アモルファスシリコン層１５ａと、リン（Ｐ）が不純物としてドープされたｎ＋アモルファスシリコン層１５ｂとが積層されている。
【００３１】
また、ゲート絶縁膜１４上には、ソース接続端子１３に接続された複数のソース配線１６と、ソース配線１６に接続されたソース電極１６ａと、ドレイン電極１７とが設けられている。ソース配線１６、ソース電極１６ａおよびドレイン電極１７は、例えばチタン（Ｔｉ）から形成されている。ソース配線１６は、ゲート絶縁膜１４を介してゲート配線１１と交差する（典型的には直交する）ように配置されている。
【００３２】
ゲート電極１１ａ、ゲート電極１１ａ上のゲート絶縁膜１４、真性アモルファスシリコン層１５ａ、ｎ＋アモルファスシリコン層１５ｂ、ソース電極１６ａおよびドレイン電極１７は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）２０を構成している。
【００３３】
薄膜トランジスタ２０は、ゲート配線１１とソース配線１６との交差部近傍に配置されている。また、薄膜トランジスタ２０は、ゲート電極１１ａを介してゲート配線１１に電気的に接続されているとともに、ソース電極１６ａを介してソース配線１６に電気的に接続されている。
【００３４】
上述の構成を有するアクティブマトリクス回路１０上（ゲート配線１１、ソース配線１６および薄膜トランジスタ２０上）に、層間絶縁層１８が設けられている。本実施形態では、層間絶縁層１８は、熱硬化性および感光性を有するアクリル系樹脂を用いて形成されている。
【００３５】
この層間絶縁層１８上に、画素ごとに画素電極１９が設けられている。本実施形態では、画素電極１９は、光を反射する材料（例えばアルミニウム）を用いて形成された反射電極である。画素電極１９は、層間絶縁層１８に設けられたコンタクトホール１８ａ内で薄膜トランジスタ２０のドレイン電極１７と電気的に接続されている。画素電極１９とソース配線１６との電気的な接続は、薄膜トランジスタ２０にゲート電極１１ａを介してゲート配線１１から印加される走査信号に応じてオン／オフされる。
【００３６】
画素電極１９上には、配向層（例えばポリイミド系樹脂を用いて形成された配向膜：不図示）が形成されている。
【００３７】
上述したＴＦＴ基板１００ａに対向する対向基板１００ｂとして、本実施形態では、ＰＥＳ（Ｐｏｌｙ Ｅｔｈｅｒ Ｓｕｌｆｏｎｅ）基板を用いる。ＰＥＳ基板は、ＰＩ樹脂基板と比較して、高透明性、高線膨張係数、低耐熱性である。
【００３８】
対向基板１００ｂ上に、図１に示したように、カラーフィルタ層２１、オーバーコート層２２および対向電極２３がこの順に設けられている。カラーフィルタ層２１は、典型的には、赤（Ｒ）色層、緑（Ｇ）色層および青（Ｂ）色層がストライプ状に配列され、これらの間に短冊状のブラックマトリクス（ＢＭ）が配置された構成を有しており、例えば顔料分散型のアクリル系樹脂を用いて形成されている。
【００３９】
カラーフィルタ層２１上に設けられたオーバーコート層２２は、透明なアクリル系樹脂を用いて形成されている。オーバーコート層２２上に設けられた対向電極２３は、透明導電材料を用いて形成されており、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）を用いて形成されている。
【００４０】
また、対向電極２３上には、配向層（例えばポリイミド系樹脂を用いて形成された配向膜：不図示）が形成されている。
【００４１】
上述の構成を有するＴＦＴ基板１００ａと対向基板１００ｂとは、シール部４０を介して貼り合わされている。本実施形態では、シール部４０は、紫外線硬化性樹脂を用いて、厚さ約５μｍ、幅約１．２ｍｍで形成されている。シール部４０によって包囲される領域内に液晶材料が封入され、表示媒体層としての液晶層３０がＴＦＴ基板１００ａと対向基板１００ｂとに挟持されている。
【００４２】
また、ＴＦＴ基板１００ａ上には、シール部４０に隣接する誘電体層５０が設けられている。誘電体層５０は、ＴＦＴ基板１００ａに密着するように形成されており、シール部４０にも密着している。本実施形態では、誘電体層５０は、層間絶縁層１８と同一の膜から形成されている。つまり、誘電体層５０は、層間絶縁層１８と同じ材料（ここでは熱硬化性および感光性を有するアクリル系樹脂）を用いて同一のプロセス（工程）で形成されている。
【００４３】
本実施形態の液晶表示素子１００においては、誘電体層５０のＴＦＴ基板１００ａに対する密着力は、シール部４０のＴＦＴ基板１００ａに対する密着力よりも強い。言い換えると、誘電体層５０のＴＦＴ基板１００ａに対する密着度（密着性）は、シール部４０のＴＦＴ基板１００ａに対する密着度（密着性）よりも高い。
【００４４】
例えば、シール部４０および誘電体層５０の材料を適宜選択することによって、シール部４０および誘電体層５０は、誘電体層５０のＴＦＴ基板１００ａに対する密着力がシール部４０のＴＦＴ基板１００ａに対する密着力よりも強くなるように形成され得る。本実施形態では、シール部４０の材料として紫外線硬化性樹脂を用い、誘電体層５０の材料として、熱硬化性樹脂を用いる。
【００４５】
上述したように、液晶表示素子１００においては、誘電体層５０のＴＦＴ基板１００ａに対する密着力が、シール部４０のＴＦＴ基板１００ａに対する密着力よりも強く、シール部４０は、ＴＦＴ基板１００ａの表面だけでなく、ＴＦＴ基板１００ａ上に設けられた誘電体層５０にも接触（密着）している。従って、シール部４０は、ＴＦＴ基板１００ａに対して直接接触した部分でＴＦＴ基板１００ａに固着されるだけでなく、誘電体層５０に接触した部分でも誘電体層５０を介して間接的にＴＦＴ基板１００ａに固着される。つまり、シール部４０とＴＦＴ基板１００ａとの固着に寄与する、シール部４０とＴＦＴ基板１００ａとの実効的な接触面積が広い。そのため、基板への密着力が比較的小さい材料を用いてシール部４０を形成しても、基板同士の接着強度を実用上十分に確保することができ、シール部４０の材料として熱硬化工程が不要な材料（例えば光硬化性樹脂）を用いることができる。それ故、シール部４０の熱硬化工程を省略することによって、熱硬化工程に起因する基板同士の組みずれや基板の反りの発生が抑制されるので、基板間の線膨張係数の差に起因する製造不良の発生が抑制される。
【００４６】
シール部４０の材料としては、例えば、紫外線硬化性樹脂などの光硬化性樹脂を用いることができる。光硬化性樹脂としては、具体的には、エポキシ系樹脂やアクリル系樹脂などを用いることができる。
【００４７】
一般に、熱硬化性樹脂は、光硬化性樹脂に比べて基板への密着力が強い。そのため、シール部４０の材料として光硬化性樹脂を用いる場合、誘電体層５０の材料として熱硬化性樹脂を用いることによって、誘電体層５０のＴＦＴ基板１００ａに対する密着力がシール部４０のＴＦＴ基板１００ａに対する密着力よりも強い構成が容易に実現される。
【００４８】
本実施形態では、誘電体層５０は、シール部４０の外周のほぼ全てに接触するように設けられているが、必ずしもシール部４０の全周と接触している必要はなく、実用上十分な接着強度が得られればよい。勿論、より接着強度を向上する観点からは、シール部４０との接触面積がなるべく広くなるように誘電体層５０を設けることが好ましい。
【００４９】
本実施形態では、誘電体層５０は、シール部４０に対して液晶層３０とは反対側（つまり外側）に設けられているが、勿論、図４に示すようにシール部４０に対して液晶層３０側に設けられていてもよいし、図５に示すようにシール部４０を挟むように両側に（つまり液晶層３０側および液晶層３０とは反対側の両方に）設けられてもよい。
【００５０】
図５に示したように、誘電体層５０がシール部４０の両側に設けられている（シール部４０の外側のみならず内側にも設けられている）と、シール部４０と誘電体層５０との接触面積が広くなり、シール部４０とＴＦＴ基板１００ａとの実効的な接触面積が広くなるので、シール部４０とＴＦＴ基板１００ａとをより強力に固着することができる。そのため、基板同士の接着強度をより向上することができる。
【００５１】
また、図６に示すように、シール部４０が、誘電体層５０の一部（あるいは全部）を覆うように形成されている構成を採用しても、シール部４０と誘電体層５０との接触面積が広くなり、シール部４０とＴＦＴ基板１００ａとの実効的な接触面積が広くなるので、基板同士の接着強度を向上することができる。
【００５２】
さらに、本実施形態のように、誘電体層５０を、層間絶縁膜１８と同一の膜から形成すると、誘電体層５０を設けるための工程を新たに設ける必要がないので、従来の製造プロセスに比べて工程数を増加させることなく上述したような製造不良の発生を抑制する効果が得られる。そのため、製造コストを著しく低減することが可能になる。
【００５３】
本実施形態の液晶表示装置１００は、例えば、以下のようにして製造される。
【００５４】
まず、画素ごとに薄膜トランジスタ２０および画素電極１９が形成されたＴＦＴ基板１００ａを作製する工程を説明する。
【００５５】
まず、ＴＦＴ基板１００ａとなる厚さ０．２ｍｍのＰＩ（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）樹脂基板を用意する。
【００５６】
次に、このＰＩ樹脂基板上に、チタン（Ｔｉ）薄膜をスパッタリング法により形成し、その後、フォトリソグラフィ法によりこのチタン薄膜をパターニングすることによって、ゲート配線１１、ゲート電極１１ａ、ゲート接続端子１２およびソース接続端子１３を形成する。
【００５７】
続いて、ゲート配線１１およびゲート電極１１ａを覆うように、窒化シリコンからなるゲート絶縁膜１４をＣＶＤ法を用いて形成する。
【００５８】
次に、ゲート絶縁膜１４上に、ＣＶＤ法を用いて真性アモルファスシリコン膜およびｎ＋アモルファスシリコン膜を形成し、これらをフォトリソグラフィ法により島状にパターニングすることによって、ゲート電極１１ａ上に位置する真性アモルファスシリコン層１５ａおよびｎ＋アモルファスシリコン層１５ｂを形成する。
【００５９】
続いて、ゲート絶縁膜１４上に、チタン（Ｔｉ）薄膜をスパッタリング法により形成した後、フォトリソグラフィ法によりこのチタン薄膜をパターニングすることによって、ソース配線１６、ソース電極１６ａおよびドレイン電極１７を形成する。
【００６０】
次に、ソース電極１６ａおよびドレイン電極１７をマスクとして、ｎ＋アモルファスシリコン層１５ｂの一部（ソース電極１６ａとドレイン電極１７との間に位置し、露出した部分）をエッチングすることによってチャネル部を形成する。
【００６１】
このようにして、ＴＦＴ基板１００ａ上に形成された薄膜トランジスタ２０が得られる。
【００６２】
次に、ソース配線１６や薄膜トランジスタ２０を覆うように感光性のアクリル系樹脂からなる熱硬化性樹脂をスピンコート法を用いて厚さ３μｍに塗布し、その後、この熱硬化性樹脂をフォトリソグラフィ法を用いてパターニングすることによって、層間絶縁層１８および誘電体層５０を同時に形成する。
【００６３】
このとき、層間絶縁層１８は、画素となる領域内に形成され、誘電体層５０は、後に形成されるシール部４０に隣接するような位置に形成される。誘電体層５０は、既に述べたように、表示領域内に形成されてもよいし、表示領域外に形成されてもよいし、表示領域内および表示領域外の両方に形成されてもよい。また、図６に示したように、誘電体層５０は、その一部（あるいは全部）が後に形成されるシール部４０によって覆われる位置に形成されてもよい。なお、ここでは、熱硬化性樹脂として、感光性を有するアクリル系樹脂を用いるが、エポキシ系樹脂などであってもよい。
【００６４】
次に、層間絶縁層１８上に、スパッタリング法を用いてアルミニウム（Ａｌ）薄膜を形成し、その後、アルミニウム薄膜をフォトリソグラフィ法を用いてパターニングすることによって、反射電極として機能する画素電極１９を形成する。
【００６５】
上述のようにして、画素ごとに薄膜トランジスタ２０および画素電極１９が形成されたＴＦＴ基板１００ａが得られる。
【００６６】
次に、カラーフィルタ層２１、オーバーコート層２２および対向電極２３を備えた対向基板１００ｂを作製する工程を説明する。
【００６７】
まず、対向基板１００ｂとなる厚さ０．２ｍｍのＰＥＳ（Ｐｏｌｙ Ｅｔｈｅｒ Ｓｕｌｆｏｎｅ）基板を用意する。
【００６８】
次に、このＰＥＳ基板上に、所定の色（例えば赤）に着色されたレジスト膜を形成し、その後このレジスト膜をフォトリソグラフィ法を用いてストライプ状にパターニングすることによって所定の色の色層（例えば赤色層）を形成する。この工程を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の各色について施すことにより、ストライプ状に配列された赤（Ｒ）色層、緑（Ｇ）色層および青（Ｂ）色層を形成する。
【００６９】
続いて、赤色層、緑色層および青色層が形成されたＰＥＳ基板上に、黒色のレジスト膜を塗布し、その後、赤色層、緑色層および青色層をマスクとしてこの黒色のレジスト膜を裏面露光法によりパターニングしてブラックマトリクス（ＢＭ）を形成する。このようにして、赤色層、緑色層、青色層およびブラックマトリクスを有するカラーフィルタ層２１が形成される。
【００７０】
次に、カラーフィルタ層２１上に、透明なアクリル系樹脂を用いて平坦化のためのオーバーコート層２２を形成する。
【００７１】
その後、オーバーコート層２２上に、スパッタリング法を用いてＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）からなる対向電極２３を形成する。
【００７２】
上述のようにして、カラーフィルタ層２１、オーバーコート層２２および対向電極２３を備えた対向基板１００ｂが得られる。
【００７３】
次に、ＴＦＴ基板１００ａと対向基板１００ｂとを貼り合わせる工程を説明する。
【００７４】
まず、ＴＦＴ基板１００ａおよび対向基板１００ｂ上にフレキソ法を用いて配向膜材料を印刷し、その後、焼成することによって配向膜を形成する。次に、配向膜にラビング法により配向処理を施す。
【００７５】
続いて、一方の基板上に、基板間の間隔を保持するスペーサとしてのプラスチックビーズを散布し、他方の基板上に、シール部４０となる紫外線硬化性樹脂（例えば、ナガセケムテックス社製ＸＮＲシリーズ）をディスペンサ法により塗布する。本実施形態では、シール部４０の厚さが約２０μｍ、幅が約０．３ｍｍとなるように紫外線硬化性樹脂を塗布する。なお、一方の基板上に、スペーサの散布および紫外線硬化性樹脂の塗布の両方を施してもよい。
【００７６】
次に、両基板を精度良く重ね合わせ、ＵＶプレス装置を用いて５０ｋｇｆの荷重を加えながら、メタルハライドランプを用いて強度１００ｍＷ、波長３６５ｎｍの紫外線を１２０秒間照射することによって紫外線硬化性樹脂を硬化させ、シール部４０を形成する。
【００７７】
その後、ＴＦＴ基板１００ａと対向基板１００ｂとの間隙に、液晶層３０となる液晶材料を封入することによって、液晶表示素子１００が完成する。
【００７８】
なお、対向基板１００ｂの一部、より具体的には接続端子（ゲート接続端子１２およびソース接続端子１３）上に位置する部分を切断・除去することによって接続端子の取り出し（露出）が行われるが、この工程において以下のような問題が発生することがある。
【００７９】
対向基板１００ｂがガラス基板である場合には、切断したい箇所にクラックを入れた後、基板に圧力を加えてクラックを助長する（クラックを基板の厚さ方向に進行させる）ことによって、対向基板１００ｂを容易に切断することができる。
【００８０】
しかしながら、対向基板１００ｂがプラスチック基板のような粘性の比較的高い基板である場合、適度なクラックを入れることが困難であり、また、クラックを入れた後に圧力を加えてもクラックが厚さ方向に進行しにくいので、対向基板１００ｂを容易に切断・除去できない。
【００８１】
そのため、対向基板１００ｂとして粘性の比較的高い基板を用いる場合、切断を確実に行うためには、図７に示すように、対向基板１００ｂに深い溝６０を形成する（基板の裏側近傍まで形成する）ことが好ましく、この溝６０の形成には、一般的には、精度の高いダイシングマシンが用いられる。
【００８２】
ダイシングマシンにより溝６０を形成する際、溝６０の深さが浅すぎると、対向基板１００ｂを確実に切断できないことがあり、また、溝６０の深さが深すぎると、ダイシングマシンのブレードがゲート接続端子１２（あるいはソース接続端子１３）まで切り込んでしまうことがある。そのため、形成する溝６０の深さを精度良く制御することが好ましい。
【００８３】
溝６０の深さを精度良く制御するためには、溝６０の形成に用いる機械（例えば上述したダイシングマシン）の加工精度や対向基板１００ｂの厚さの均一性が高いことが好ましいが、対向基板１００ｂが例えばプラスチック基板である場合には、対向基板１００ｂの厚さのばらつきが１０％程度であるため、精度の高いダイシングマシンを用いても十分な切断マージンの確保が難しいことがある。
【００８４】
例えば、対向基板１００ｂを確実に切断するためには、基板裏側から３０μｍ〜５０μｍ程度の深さまで溝６０を形成することが好ましいが、対向基板１００ｂとして厚さ約０．２ｍｍのプラスチック基板を用いると、２０μｍ程度の厚さのばらつきが存在するので、対向基板１００ｂに形成される溝６０の深さを精度良く制御することが難しい。
【００８５】
上述したように、粘性の比較的高い基板を対向基板１００ｂとして備える場合には、溝６０の深さが浅すぎること（切り込み不足）による切断不良や、溝６０の深さが深すぎること（切り込み過ぎ）による接続端子の断線が発生することがある。また、溝６０を形成する際の加圧によって、分断ライン（溝６０）下に存在するスペーサを介してＴＦＴ基板１００ａにも圧力が加えられ、それによって配線の断線が発生することもある。
【００８６】
図８（ａ）および（ｂ）に示すように、対向基板１００ｂの分断ライン（溝６０）下に誘電体層５０を設ける、言い換えると、対向基板１００ｂの外周１００ｂ１の少なくとも一部と重なるように誘電体層５０を設けると、誘電体層５０が接続端子の保護層として機能するので、切り込み過ぎによる接続端子の断線の発生が抑制される。従って、ダイシングマシンによる溝の深さの設定を通常よりも深く設定することが可能になり、切り込み不足による切断不良も減少する。また、分断ライン下に誘電体層５０が設けられていると、溝６０を形成する際の加圧によって分断ライン下のスペーサを介してＴＦＴ基板１００ａに加えられる圧力が緩和されるので、加圧に起因した断線の発生も抑制される。
【００８７】
なお、図８（ａ）および（ｂ）では、シール部４０に接触する誘電体層５０を備えた液晶表示素子１００において誘電体層５０を分断ライン下に設けた場合を例示したが、誘電体層を分断ライン下に設けることによって得られる上述の効果は、種々の構成の表示素子において同様に得られる。例えば、図９（ａ）および（ｂ）に示す液晶表示素子１００’のように、シール部４０と接触していない誘電体層５０’が分断ライン下に設けられていても、同様の効果が得られる。
【００８８】
また、本実施形態では、ＴＦＴ基板１００ａとして不透明なＰＩ基板を備えた反射型の液晶表示素子を例に本発明を説明したが、本発明は、透過型の液晶表示素子や透過反射両用型の液晶表示素子にも好適に用いることができる。透過型の液晶表示素子では、ＴＦＴ基板として透明性の高い基板が用いられ、画素電極としてＩＴＯのような透明導電材料からなる電極が用いられる。
【００８９】
さらに、本実施形態では、基板間に挟持される表示媒体層として液晶層３０を用いるが、勿論これに限定されず、表示媒体層としては、印加される電圧あるいは供給される電流に応じて光量を調整できるものを用いることができる。液晶層のようにバックライトや外部からの光の透過光量あるいは反射光量を調整できる表示媒体層を用いてもよいし、無機ＥＬや有機ＥＬのように自らが発光する表示媒体層を用いてもよい。
【００９０】
【発明の効果】
本発明によると、基板同士が実用上十分な接着強度で貼り合わされるとともに基板間の線膨張係数の差に起因する製造不良の発生が抑制された、生産性に優れた表示素子が提供される。本発明は、互いに線膨張係数が異なる一対の基板を備えた表示素子に好適に用いられ、例えば、プラスチック基板を備えた液晶表示素子に好適に用いられる。
【００９１】
また、本発明によると、接続端子を取り出す工程における切断不良や断線の発生が抑制された、生産性に優れた表示素子が提供される。本発明は、表示媒体層を介して対向する一対の基板の一方として粘性の高い基板を備えた表示素子に好適に用いられ、例えば、プラスチック基板を備えた液晶表示素子に好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による実施形態の液晶表示素子１００を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明による実施形態の液晶表示素子１００を模式的に示す上面図である。
【図３】液晶表示素子１００が備えるＴＦＴ基板１００ａの１つの画素に対応する領域を模式的に示す断面図である。
【図４】液晶表示素子１００に用いられる誘電体層５０の他の配置を模式的に示す断面図である。
【図５】液晶表示素子１００に用いられる誘電体層５０のさらに他の配置を模式的に示す断面図である。
【図６】液晶表示素子１００に用いられる誘電体層５０のさらに他の配置を模式的に示す断面図である。
【図７】対向基板１００ｂの一部を切断・除去する際に溝６０を形成する様子を模式的に示す断面図である。
【図８】対向基板１００ｂの一部を切断・除去する様子を模式的示す断面図であり、（ａ）は、溝６０の形成後で対向基板１００ｂの一部を除去する前の様子を示し、（ｂ）は、対向基板１００ｂの一部を除去した後の様子を示す。
【図９】対向基板１００ｂの一部を切断・除去する様子を模式的示す断面図であり、（ａ）は、溝６０の形成後で対向基板１００ｂの一部を除去する前の様子を示し、（ｂ）は、対向基板１００ｂの一部を除去した後の様子を示す。
【符号の説明】
１０ アクティブマトリクス回路
１１ ゲート配線
１１ａ ゲート電極
１２ ゲート接続端子
１３ ソース接続端子
１４ ゲート絶縁膜
１５ａ 真性アモルファスシリコン層
１５ｂ ｎ＋アモルファスシリコン層
１６ ソース配線１６
１６ａ ソース電極１６ａ
１７ ドレイン電極
１８ 層間絶縁層１８
１９ 画素電極
２０ 薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
２１ カラーフィルタ層
２２ オーバーコート層
２３ 対向電極
３０ 液晶層
４０ シール部
５０ 誘電体層
１００ 液晶表示素子
１００ａ ＴＦＴ基板（アクティブマトリクス基板）
１００ｂ 対向基板（カラーフィルタ基板）
Claims (10)
- 互いに対向する第１基板および第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた表示媒体層と、前記第１基板と前記第２基板とを互いに接着し、且つ、前記表示媒体層を包囲するシール部と、前記第１基板上に設けられ、前記シール部に隣接する誘電体層とを有し、
前記誘電体層の前記第１基板に対する密着力が、前記シール部の前記第１基板に対する密着力よりも強い、表示素子。 - 前記シール部は、光硬化性樹脂から形成されており、前記誘電体層は、熱硬化性樹脂から形成されている、請求項１に記載の表示素子。
- 互いに対向する第１基板および第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた表示媒体層と、前記第１基板と前記第２基板とを互いに接着し、且つ、前記表示媒体層を包囲するシール部と、前記第１基板上に設けられ、前記シール部に隣接する誘電体層とを有し、
前記シール部は、光硬化性樹脂から形成されており、前記誘電体層は、熱硬化性樹脂から形成されている、表示素子。 - 前記誘電体層は、前記シール部に対して前記表示媒体層とは反対側に設けられている、請求項１から３のいずれかに記載の表示素子。
- 前記誘電体層は、前記シール部に対して前記表示媒体層側にも設けられている、請求項４に記載の表示素子。
- 前記誘電体層は、前記第２基板の外周の少なくとも一部と重なる請求項４または５に記載の表示素子。
- 前記シール部は、前記誘電体層の少なくとも一部を覆っている、請求項１から６のいずれかに記載の表示素子。
- 互いに対向する第１基板および第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた表示媒体層と、前記第１基板と前記第２基板とを互いに接着し、且つ、前記表示媒体層を包囲するシール部と、前記第１基板上に前記シール部に対して前記表示媒体層とは反対側に設けられた誘電体層とを備え、
前記誘電体層は、前記第２基板の外周の少なくとも一部と重なる、表示素子。 - 前記第１基板上に設けられた複数のスイッチング素子と、前記複数のスイッチング素子上に設けられた層間絶縁層と、それぞれが前記層間絶縁層に設けられたコンタクトホールにおいて前記複数のスイッチング素子のそれぞれと電気的に接続された複数の画素電極とを有し、
前記誘電体層は、前記層間絶縁層と同一の膜から形成されている、請求項１から８のいずれかに記載の表示素子。 - 前記表示媒体層は液晶層である請求項１から９のいずれかに記載の表示素子。
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-
2002
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