JP3998775B2 - 液晶表示素子装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は液晶表示素子、特に、基板間隔の均一な液晶表示素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の液晶パネルの組立工程順序を簡略に以下に述べる。
▲１▼素子基板を作製する。
▲２▼スペーサにより前記基板と対向基板の基板間隔を保ち、シール材（接着材）によって接着する。
▲３▼一対の基板をシール材により貼り合わせ、加熱加圧して強固に接着する。
▲４▼貼り合わせ、接着した一対の基板を任意の形状に分断する。
▲５▼液晶注入口から液晶を注入し、注入口を封止する。
以上の工程により、図４に示すような液晶パネルを作製していた。
【０００３】
▲１▼の工程において、素子基板とは、下地基板４００上にアクティブマトリクス回路および周辺回路が設けられた基板を指している。また、▲２▼の工程の対向基板４０１は、素子基板に対向配置して設けられる基板であって、対向電極、カラーフィルター等が形成されたものを指している。図４中において、４０２は表示部および周辺回路、４０７は封止材である。
【０００４】
このような液晶表示素子においては、表示特性は基板の歪みや、セル間隔（液晶セルの液晶層の厚さ）の変化に極めて敏感に反応するため、基板の形状不変と、精度の高い均一性を有する基板間隔およびセル間隔が求められていた。特に、基板の変形による歪みは、基板間隔およびセル間隔を変化させ、色ムラを伴って表示品位を大きく損なうものであった。
【０００５】
従来、基板間隔およびセル間隔を均一にする方法として、液晶層中にスペーサ（ギャップ材とも呼ぶ）を分散させ、基板全体において基板間隔およびセル間隔を均一にする方法や、対向基板と素子基板を接着するためのシール材（接着材と呼ぶこともある）中に円柱状のファイバーや、微粒子（スペーサ）を混合させることにより、基板端部において基板間隔およびセル間隔を均一にする方法が知られている。
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記基板間隔およびセル間隔を均一にする方法を用いて、基板を貼り合わせると、基板間隔がバラツキ、基板が変形してしまうという問題が生じていた。なぜなら、従来のパネルの構成では、シールパターン下層に配線が形成されているので最後に下地基板に積層される層間絶縁膜表面に凸凹を有していたためである。
【０００７】
このシールパターン下層の配線は、信号線であり表示部に配置されている画素部ＴＦＴに接続されている。また、この配線の端部はそのまま引き出し端子となっている。通常、層間絶縁膜として平坦化膜を積層しているが、この凸凹した箇所を完全に平坦化することはできない。
【０００８】
そこで、この基板の凸凹した箇所、特に、シール材を引き出し端子部を端部に有する配線の凸部により生じるシールパターン下層の段差を緩和する方法として、シールパターンの下層にダミー配線を設ける方法（特開平９−１７９１３０号）を用いた。図５（ａ）のＡ─Ａ’断面図で示すように、シールパターン下層の配線４１７は上下間でショートするのを防ぐ目的で、２層構造としている。そのために、ダミー配線４１３を等間隔に第２の層間絶縁膜４１５上および第１の層間絶縁膜４１４上に設けて、下部構成を一様にし、下地基板表面から層間絶縁膜表面までの距離を一定にした。
【０００９】
しかしながら、作製工程中における表示素子の静電破壊防止のために、ショートリングを設けた場合、ショートリング配線４１１、４１２の上層または下層にダミー配線を設けると容量が形成されてしまうので好ましくない。
【００１０】
なお、このショートリング配線の配線数４１１は、少なくとも走査線の数だけある。また、ショートリング配線の配線数４１２は、少なくとも信号線の数だけある。
【００１１】
また、ショートリング配線４１１、４１２の幅は、引き出し端子（４０８）を端部に有する配線４１７（幅３０〜４０μｍ）に比べ、５μｍ程度と細く、層間絶縁膜を用いても平坦化できず、段差が生じていた。
【００１２】
仮に、ショートリング配線４１１、４１２の上層または下層にダミー配線を設けたとしても、シールパターンを形成する他の箇所（ダミー配線を設けた箇所）と比較して、へこんでしまい、凹部が形成されてしまうといった問題点が生じていた。
【００１３】
この凹部に、シール材４０６を設け、圧力を加えて接着すると図５（ｂ）のＢ−Ｂ’断面図や、図５（ｃ）のＣ−Ｃ’断面図で示すように基板４０１が変形し、基板間隔が一定でなくなっていた。図５（ｂ）および図５（ｃ）には、図示していないが、同様に下地基板４００および素子基板全体も変形することは勿論である。
【００１４】
一対の基板を貼り合わせて接着した時に、素子基板上の凸凹した箇所、特に、ショートリング配線周辺４０３、４０４の基板が変形して、表示にムラが生じ、表示不良が目立っていた。
【００１５】
本発明は、基板間隔が一定で、干渉色等の表示ムラのない良好な液晶表示素子装置を提供することを課題とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本明細書で開示する本発明の構成は、
マトリクス回路を有する素子基板と、
前記素子基板と対向する対向基板と、
前記素子基板と前記対向基板の間隙に、少なくとも一箇所の液晶注入口から液晶を封入してなる液晶表示素子装置であって、
前記素子基板と前記対向基板は、複数の異なるシール材で接着されていることを特徴とする液晶表示素子装置である。
【００１７】
また、本発明の他の構成は、
マトリクス回路を有する素子基板と、
前記素子基板と対向する対向基板と、
前記素子基板と前記対向基板の間隙に、少なくとも一箇所の液晶注入口から液晶を封入してなる液晶表示素子装置であって、
前記素子基板と前記対向基板は、第１のシール材と第２のシール材で接着されていることを特徴とする液晶表示素子装置である。
【００１８】
上記構成において、前記第１のシール材の下方には、層間絶縁膜を介してショートリング配線が設けられている。
【００１９】
ここでいう第１のシール材の下方とは、素子基板において、下地基板側を指している。
【００２０】
上記構成において、第１のシール材と第２のシール材には、少なくとも微粒子またはファイバーが混合され、
前記第１のシール材に混合されている微粒子またはファイバーの直径は、前記第２のシール材に混合されている微粒子またはファイバーの直径よりも大きい。
【００２１】
上記構成において、前記微粒子としては、グラスファイバースペーサ、プラスチィック球スペーサ、アルミナ粒子、が挙げられる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１を用いて本発明の構成について説明を行う。図１は本発明の概略の上面構造図であり、周辺回路（周辺駆動回路）と表示部をパネル一体化したものである。
【００２３】
本発明の液晶表示素子は、一対の基板（素子基板と対向基板１０１）にスペーサ１１８を配置して、表示部周辺をシール材１０５、１０６でシールしてセルを形成し、注入口から液晶１１９を封入して封止材１０７で封止した液晶表示素子である。
【００２４】
本発明において最も特徴的な構成は、２つのシールパターンで一対の基板を貼り合わせている点である。すなわち、ショートリング配線が下層に形成されている第１のシールパターンは、粒径の大きい微粒子１０９を含有しているシール材１０５で形成し、第２のシールパターンは、第１のシールパターンの粒径より小さい微粒子１１０を含有しているシール材１０６で形成している。
【００２５】
第２のシールパターンの下層には、ダミー配線１１３が設けられており、下地基板（１００）表面から第２のシールパターンに接する層間絶縁膜（１１６）表面までの距離を一定に保っている。一方、第１のシールパターンの下層には、ショートリングが設けられているため、ダミー配線を形成しない。そのため、下地基板表面から第１のシールパターンに接する層間絶縁膜（１１６）表面までの距離は、下地基板表面から第２のシールパターンに接する層間絶縁膜（１１６）表面までの距離よりも短くなっており、段差が生じている。
【００２６】
ショートリング配線１１１は、マトリクス回路の画素ＴＦＴのゲイト線に接続されており、シール材１０５を横切って基板端部まで延在している。また、ショートリング配線１１２は、マトリクス回路の画素ＴＦＴの信号線に接続されており、シール材１０５を横切って基板端部まで延在している。
【００２７】
実際、これらのショートリング配線は多数設けられているが、図中には、便宜上、数本しか図示していない。また、配線１１７も多数設けられているが、同様に図中には、便宜上、数本しか図示していない。
【００２８】
また、図１（ｃ）においては、表示部および周辺回路１０２に配置されたスペーサ１１８の粒径と微粒子１１０の粒径が概略同一に示されているが、実際は微粒子１１０の粒径より表示部のスペーサ１１８の粒径の方が大きい。
【００２９】
本発明は、ショートリング配線が下層に形成されている第１のシールパターンを、粒径の大きい微粒子を含有しているシール材で形成し、第２のシールパターンを、第１のシールパターンの粒径より小さい微粒子を含有しているシール材で形成することによって、基板間隔を一定に保つ構成とした。
【００３０】
本発明においては、粒径の大きい微粒子を含有しているシール材で形成された第１のシールパターンの下層には、ダミー配線が存在しない構成とすることが重要である。第１のシールパターンは、図１に示すように、全てのショートリング配線１１１、１１２上に形成することが望ましいが、基板間隔を一定に保つことが可能であれば、特に全てのショートリング配線上に設ける必要はない。
【００３１】
また、第２のシールパターンは、ショ─トリング配線領域１０３、１０４上の一部にまで延長させて、パネルの貼り合わせ時に第１のシールパターンと確実に密着するようにマージンを取ることが望ましい。ただし、このショ─トリング配線上に延長した部分（マージン）の下層には、ダミー配線が存在しない構成とする。
【００３２】
すなわち、ショートリング領域のシール形成領域においては粒径の大きい微粒子によって、基板基板間隔が一定に保たれている。また、ショートリング形成領域以外のシール形成領域においては、粒径の小さい微粒子によって、基板基板間隔が一定に保たれている。
【００３３】
さらに、粒径の大きい微粒子を含有しているシール材で形成されたシールパターンの端部と、粒径の小さい微粒子を含有しているシール材で形成されたシールパターンの端部との接合部においては、粒径の大きい微粒子によって、基板基板間隔が一定に保たれている。
【００３４】
本発明は、層間絶縁膜（１１６）表面の段差の分だけ大きい粒径の微粒子を含有しているシール材を第１のシールパターンに用いる。すなわち、シールパターン形成領域において、基板間隔を一定に保つために、シール材に混合している微粒子の粒径を調整することを特徴としている。
【００３５】
【実施例】
〔実施例１〕
以下、本発明の具体的な実施例を説明するが、この実施例に限定されないことは勿論である。
図１は、本発明の一実施例を示す図である。
図１（ａ）は、液晶セルの基本的な上面図であり、図１（ｂ）は、基板と垂直にＢ−Ｂ’面で切断して内部を示した断面図である。
以下に、本実施例のパネルの作製工程を説明する。
【００３６】
まず、素子基板と対向基板１０１を用意する。
【００３７】
素子基板とは、下地基板１００上にアクティブマトリクス回路および周辺回路が設けられた基板を指している。ここで、１０３はショートリング配線領域（走査線側）、１１１はショートリング配線、１０４はショートリング配線領域（信号線側）、１１２はショートリング配線、１１３はダミー配線、１１４は下地膜または第１の層間絶縁膜、１１５は第２の層間絶縁膜、１１６は第３の層間絶縁膜、１１７は引き出し端子を端部に有する配線である。
【００３８】
素子基板において、ダミー配線１１３が設けられているが、これはシールパターンが形成される領域において、引き出し端子（１００）を端部に有する配線１１７の箇所が凸部となるため、高さを均一にするために同時に形成したものである。
【００３９】
また、対向基板１０１は、素子基板に対向配置して設けられる基板であって、対向電極、カラーフィルター等が形成されたものを指している。下地基板と対向基板は、ガラス基板、プラスティック基板等の絶縁性を有する基板であれば、特に限定されない。
【００４０】
次に、上記素子基板と対向基板に液晶を配向させるための配向膜（図示しない）を塗布し、焼成した後にラビング処理を行う。本実施例においては、液晶を垂直配向させる。
【００４１】
次いで、スペーサ１１８を表示部および周辺回路１０２に選択的に散布する。スペーサ材としては、ポリマー系、ガラス系、シリカ系等の球形状のものを用いる。シール材で囲まれた表示部にはスペーサが均一に分散されて、セル間隔を均一にする機能を果たしている。本実施例において、このスペーサ１１８の粒径は、５μｍのものを用いた。
【００４２】
その後、シール印刷機またはシールディスペンサーにより、素子基板あるいは対向基板にパネルのシールパターンを設ける。シール材１０５、１０６には、紫外線硬化性や熱硬化性を有し、且つ、円柱状のファイバーあるいは微粒子１０９、１１０が混合されている封止用の樹脂等を用いる。
【００４３】
微粒子１０９、１１０としては、グラスファイバースペーサ、プラスチィック球スペーサ、アルミナ粒子、が挙げられる。
【００４４】
本実施例においては、２種類のそれぞれ粒径の異なる微粒子を含むシール材１０５、１０６を用いてシールパターンを設ける。なぜなら、本実施例における素子基板表面は、段差を有しており、特に、ショートリング配線形成領域１０３、１０４において、下地基板（１００）表面から層間絶縁膜（１１６）表面までの距離が、他の箇所の下地基板（１００）表面から層間絶縁膜（１１６）表面までの距離よりも短いからである。
【００４５】
従って、ショートリング配線が下層に形成されている領域には、粒径の大きい微粒子１０９を含有しているシール材１０５で第１のシールパターンを形成する。ショートリング配線が下層に存在しない領域には、第１のシールパターンの粒径より小さい微粒子１１０を含有しているシール材１０６で第２のシールパターンを形成する。また、第１のシール材の微粒子１０９の粒径と、第２のシール材の微粒子１１０の粒径の差は、層間絶縁膜１１６の段差の距離と概略等しい構成とした。こうすることによって、基板間隔を一定に保つ構成とする。本実施例において、この微粒子１０９の粒径は、４．２μｍ、微粒子１１０の粒径は、４μｍのものを用いた。
【００４６】
シール材の形状は、図１に示すような角枠状に限定されず、素子に要求される表示領域の形状に応じて任意の形状をとることができる。
【００４７】
次に、スペーサとシールパターンが設けられた素子基板あるいは対向基板を重ね合わせて、熱プレスを行い接着させる。この時に、２種類のシールパターンが接合される。
【００４８】
次に、スクライバーとブレイカーによる分断工程により、液晶材料の注入口を形成し、該注入口をパネルの一対の端面が揃っている辺に１つまたは複数設ける。この時ショートリングも切断される。
【００４９】
そして、液晶層は液晶注入口から液晶材料１１９を注入し、封止材１０７により注入口を封止することにより形成される。
【００５０】
液晶材料１１９としては、ネマチック、スメクチック、コレステリック等を使用できる。ここではネマチック液晶を用いる。
【００５１】
また、ここでの封止材１０７としては、紫外線硬化型や熱硬化型の封止用の樹脂を用いた。
【００５２】
本実施例においては、透過型の液晶表示素子を作製したが、反射型の液晶表示素子を作製する場合には、素子基板に反射電極を設け、表示部のスペーサの直径は５μｍ、第１のシール材に含有されている微粒子の粒径は３．８μｍ、第２のシール材に含有されている微粒子の粒径は３μｍのものを用いる。
【００５３】
以上のようにして、基板間隔とセル間隔を一定にすることができ、均一な背景色と良好な表示特性を有する液晶表示素子装置が得られる。
【００５４】
〔実施例２〕
図２に本実施例の構造図を示す。
本実施例は、４つのシールパターンで構成した場合の例である。
基本的な構成は、実施例１で作製したものとほぼ同様である。図２中において、２００は下地基板、２０１は対向基板、２０２は表示部および周辺（駆動）回路、２０７は封止材、２０８は引き出し端子、２１７は引き出し端子（２０８）を端部に有する配線である。
【００５５】
ショートリング配線領域２０３、２０４のみに、第２のシール材２０６の外縁に接して第１のシール材２０５を形成した構成とした。こうすることによって、粒径の大きい微粒子を含有しているシール材で形成された第１のシールパターンの下層に、より確実にダミー配線が存在しない構成とすることができる。
【００５６】
本実施例において、表示部および周辺（駆動）回路２０２に配置されたスペーサの直径は４．５μｍ、第１のシール材に含有されている微粒子の粒径は４μｍ、第２のシール材に含有されている微粒子の粒径は３．８μｍのものを用いた。
【００５７】
〔実施例３〕
図３に本実施例の構造図を示す。
本実施例は、４つのシールパターンで構成した場合の例である。
基本的な構成は、実施例１で作製したものとほぼ同様である。図３中において、３００は下地基板、３０１は対向基板、３０２は表示部および周辺（駆動）回路、３０７は封止材、３０８は引き出し端子、３１７は引き出し端子（３０８）を端部に有する配線である。
【００５８】
ショートリング配線領域３０３、３０４のみに、第２のシール材３０６の内縁に接して第１のシール材３０５を形成した構成とした。こうすることによって、粒径の大きい微粒子を含有しているシール材で形成された第１のシールパターンの下層に、より確実にダミー配線が存在しない構成とすることができる。
【００５９】
本実施例において、表示部および周辺（駆動）回路３０２に配置されたスペーサの直径は５μｍ、第１のシール材に含有されている微粒子の粒径は４．２μｍ、第２のシール材に含有されている微粒子の粒径は４μｍのものを用いた。
【００６０】
〔実施例４〕
本実施例では、本発明を利用した電気光学装置を利用する電子機器（応用製品）の一例を図６に示す。なお、電子機器とは半導体回路および／または電気光学装置を搭載した製品のことを意味している。
【００６１】
本願発明を適用しうる電子機器としてはビデオカメラ、電子スチルカメラ、プロジェクター、ヘッドマウントディスプレイ、カーナビゲーション、パーソナルコンピュータ、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、ＰＨＳ（パーソナルハンディフォンシステム）等）などが挙げられる。
【００６２】
図６（Ａ）は携帯電話であり、本体２００１、音声出力部２００２、音声入力部２００３、表示装置２００４、操作スイッチ２００５、アンテナ２００６で構成される。本願発明は音声出力部２００２、音声出力部２００３、表示装置２００４等に適用することができる。
【００６３】
図６（Ｂ）はビデオカメラであり、本体２１０１、表示装置２１０２、音声入力部２１０３、操作スイッチ２１０４、バッテリー２１０５、受像部２１０６で構成される。本願発明は表示装置２１０２、音声入力部２１０３、受像部２１０６等に適用することができる。
【００６４】
図６（Ｃ）はモバイルコンピュータ（モービルコンピュータ）であり、本体２２０１、カメラ部２２０２、受像部２２０３、操作スイッチ２２０４、表示装置２２０５で構成される。本願発明はカメラ部２２０２、受像部２２０３、表示装置２２０５等に適用できる。
【００６５】
図６（Ｄ）はヘッドマウントディスプレイであり、本体２３０１、表示装置２３０２、バンド部２３０３で構成される。本発明は表示装置２３０２に適用することができる。
【００６６】
図６（Ｅ）はリア型プロジェクターであり、本体２４０１、光源２４０２、表示装置２４０３、偏光ビームスプリッタ２４０４、リフレクター２４０５、２４０６、スクリーン２４０７で構成される。本発明は表示装置２４０３に適用することができる。
【００６７】
図６（Ｆ）はフロント型プロジェクターであり、本体２５０１、光源２５０２、表示装置２５０３、光学系２５０４、スクリーン２５０５で構成される。本発明は表示装置２５０３に適用することができる。
【００６８】
以上の様に、本願発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。また、電気光学装置や半導体回路を必要とする製品であれば全てに適用できる。
【００６９】
【発明の効果】
本発明では、粒径の異なる微粒子がそれぞれ混合されている複数のシール材を用いた。
【００７０】
粒径の大きい微粒子を含有しているシール材はショートリングの箇所に設け、他の箇所には、粒径の小さい微粒子を含有しているシール材を設ける構造としたため、一定の基板間隔を高精度に保ち、干渉色等の表示ムラがなく、コントラストが良好な液晶表示素子装置を提供することができる。
【００７１】
特に、本発明は、液晶の複屈折性を利用する（ＥＣＢモード）液晶表示素子において、最も効果を発揮する。また、本発明は、例えば、透過型液晶表示素子、反射型液晶表示素子、代表的には、ＴＮ型液晶表示素子、Ｓ−ＴＮ型液晶表示素子等のあらゆる液晶表示モードに適用することができ、同様の効果、すなわち、干渉色等の表示ムラ（輝度ムラ等）がなく、良好なコントラストを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例１における上面構造図および断面図
【図２】 本発明の実施例２における上面構造図
【図３】 本発明の実施例３における上面構造図
【図４】 従来例の上面構造図
【図５】 従来例の断面図
【図６】 電気機器の一例を示す図
【符号の説明】
１００ 下地基板
１０１ 対向基板
１０２ 表示部および周辺回路
１０３ ショートリング配線領域（走査線側）
１０４ ショートリング配線領域（信号線側）
１０５ 第１のシール材
１０６ 第２のシール材
１０７ 封止材
１０８ 引き出し端子
１０９ 微粒子（第１のシール材）
１１０ 微粒子（第２のシール材）
１１１ ショートリング配線（走査線）
１１２ ショートリング配線（信号線）
１１３ ダミー配線
１１４ 下地膜または第１の層間絶縁膜
１１５ 第２の層間絶縁膜
１１６ 第３の層間絶縁膜
１１７ 引き出し端子を端部に有する配線
１１８ スペーサ（表示部および周辺回路１０２上に配置された）
１１９ 液晶材料
【発明が属する技術分野】
本発明は液晶表示素子、特に、基板間隔の均一な液晶表示素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の液晶パネルの組立工程順序を簡略に以下に述べる。
▲１▼素子基板を作製する。
▲２▼スペーサにより前記基板と対向基板の基板間隔を保ち、シール材（接着材）によって接着する。
▲３▼一対の基板をシール材により貼り合わせ、加熱加圧して強固に接着する。
▲４▼貼り合わせ、接着した一対の基板を任意の形状に分断する。
▲５▼液晶注入口から液晶を注入し、注入口を封止する。
以上の工程により、図４に示すような液晶パネルを作製していた。
【０００３】
▲１▼の工程において、素子基板とは、下地基板４００上にアクティブマトリクス回路および周辺回路が設けられた基板を指している。また、▲２▼の工程の対向基板４０１は、素子基板に対向配置して設けられる基板であって、対向電極、カラーフィルター等が形成されたものを指している。図４中において、４０２は表示部および周辺回路、４０７は封止材である。
【０００４】
このような液晶表示素子においては、表示特性は基板の歪みや、セル間隔（液晶セルの液晶層の厚さ）の変化に極めて敏感に反応するため、基板の形状不変と、精度の高い均一性を有する基板間隔およびセル間隔が求められていた。特に、基板の変形による歪みは、基板間隔およびセル間隔を変化させ、色ムラを伴って表示品位を大きく損なうものであった。
【０００５】
従来、基板間隔およびセル間隔を均一にする方法として、液晶層中にスペーサ（ギャップ材とも呼ぶ）を分散させ、基板全体において基板間隔およびセル間隔を均一にする方法や、対向基板と素子基板を接着するためのシール材（接着材と呼ぶこともある）中に円柱状のファイバーや、微粒子（スペーサ）を混合させることにより、基板端部において基板間隔およびセル間隔を均一にする方法が知られている。
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記基板間隔およびセル間隔を均一にする方法を用いて、基板を貼り合わせると、基板間隔がバラツキ、基板が変形してしまうという問題が生じていた。なぜなら、従来のパネルの構成では、シールパターン下層に配線が形成されているので最後に下地基板に積層される層間絶縁膜表面に凸凹を有していたためである。
【０００７】
このシールパターン下層の配線は、信号線であり表示部に配置されている画素部ＴＦＴに接続されている。また、この配線の端部はそのまま引き出し端子となっている。通常、層間絶縁膜として平坦化膜を積層しているが、この凸凹した箇所を完全に平坦化することはできない。
【０００８】
そこで、この基板の凸凹した箇所、特に、シール材を引き出し端子部を端部に有する配線の凸部により生じるシールパターン下層の段差を緩和する方法として、シールパターンの下層にダミー配線を設ける方法（特開平９−１７９１３０号）を用いた。図５（ａ）のＡ─Ａ’断面図で示すように、シールパターン下層の配線４１７は上下間でショートするのを防ぐ目的で、２層構造としている。そのために、ダミー配線４１３を等間隔に第２の層間絶縁膜４１５上および第１の層間絶縁膜４１４上に設けて、下部構成を一様にし、下地基板表面から層間絶縁膜表面までの距離を一定にした。
【０００９】
しかしながら、作製工程中における表示素子の静電破壊防止のために、ショートリングを設けた場合、ショートリング配線４１１、４１２の上層または下層にダミー配線を設けると容量が形成されてしまうので好ましくない。
【００１０】
なお、このショートリング配線の配線数４１１は、少なくとも走査線の数だけある。また、ショートリング配線の配線数４１２は、少なくとも信号線の数だけある。
【００１１】
また、ショートリング配線４１１、４１２の幅は、引き出し端子（４０８）を端部に有する配線４１７（幅３０〜４０μｍ）に比べ、５μｍ程度と細く、層間絶縁膜を用いても平坦化できず、段差が生じていた。
【００１２】
仮に、ショートリング配線４１１、４１２の上層または下層にダミー配線を設けたとしても、シールパターンを形成する他の箇所（ダミー配線を設けた箇所）と比較して、へこんでしまい、凹部が形成されてしまうといった問題点が生じていた。
【００１３】
この凹部に、シール材４０６を設け、圧力を加えて接着すると図５（ｂ）のＢ−Ｂ’断面図や、図５（ｃ）のＣ−Ｃ’断面図で示すように基板４０１が変形し、基板間隔が一定でなくなっていた。図５（ｂ）および図５（ｃ）には、図示していないが、同様に下地基板４００および素子基板全体も変形することは勿論である。
【００１４】
一対の基板を貼り合わせて接着した時に、素子基板上の凸凹した箇所、特に、ショートリング配線周辺４０３、４０４の基板が変形して、表示にムラが生じ、表示不良が目立っていた。
【００１５】
本発明は、基板間隔が一定で、干渉色等の表示ムラのない良好な液晶表示素子装置を提供することを課題とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本明細書で開示する本発明の構成は、
マトリクス回路を有する素子基板と、
前記素子基板と対向する対向基板と、
前記素子基板と前記対向基板の間隙に、少なくとも一箇所の液晶注入口から液晶を封入してなる液晶表示素子装置であって、
前記素子基板と前記対向基板は、複数の異なるシール材で接着されていることを特徴とする液晶表示素子装置である。
【００１７】
また、本発明の他の構成は、
マトリクス回路を有する素子基板と、
前記素子基板と対向する対向基板と、
前記素子基板と前記対向基板の間隙に、少なくとも一箇所の液晶注入口から液晶を封入してなる液晶表示素子装置であって、
前記素子基板と前記対向基板は、第１のシール材と第２のシール材で接着されていることを特徴とする液晶表示素子装置である。
【００１８】
上記構成において、前記第１のシール材の下方には、層間絶縁膜を介してショートリング配線が設けられている。
【００１９】
ここでいう第１のシール材の下方とは、素子基板において、下地基板側を指している。
【００２０】
上記構成において、第１のシール材と第２のシール材には、少なくとも微粒子またはファイバーが混合され、
前記第１のシール材に混合されている微粒子またはファイバーの直径は、前記第２のシール材に混合されている微粒子またはファイバーの直径よりも大きい。
【００２１】
上記構成において、前記微粒子としては、グラスファイバースペーサ、プラスチィック球スペーサ、アルミナ粒子、が挙げられる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１を用いて本発明の構成について説明を行う。図１は本発明の概略の上面構造図であり、周辺回路（周辺駆動回路）と表示部をパネル一体化したものである。
【００２３】
本発明の液晶表示素子は、一対の基板（素子基板と対向基板１０１）にスペーサ１１８を配置して、表示部周辺をシール材１０５、１０６でシールしてセルを形成し、注入口から液晶１１９を封入して封止材１０７で封止した液晶表示素子である。
【００２４】
本発明において最も特徴的な構成は、２つのシールパターンで一対の基板を貼り合わせている点である。すなわち、ショートリング配線が下層に形成されている第１のシールパターンは、粒径の大きい微粒子１０９を含有しているシール材１０５で形成し、第２のシールパターンは、第１のシールパターンの粒径より小さい微粒子１１０を含有しているシール材１０６で形成している。
【００２５】
第２のシールパターンの下層には、ダミー配線１１３が設けられており、下地基板（１００）表面から第２のシールパターンに接する層間絶縁膜（１１６）表面までの距離を一定に保っている。一方、第１のシールパターンの下層には、ショートリングが設けられているため、ダミー配線を形成しない。そのため、下地基板表面から第１のシールパターンに接する層間絶縁膜（１１６）表面までの距離は、下地基板表面から第２のシールパターンに接する層間絶縁膜（１１６）表面までの距離よりも短くなっており、段差が生じている。
【００２６】
ショートリング配線１１１は、マトリクス回路の画素ＴＦＴのゲイト線に接続されており、シール材１０５を横切って基板端部まで延在している。また、ショートリング配線１１２は、マトリクス回路の画素ＴＦＴの信号線に接続されており、シール材１０５を横切って基板端部まで延在している。
【００２７】
実際、これらのショートリング配線は多数設けられているが、図中には、便宜上、数本しか図示していない。また、配線１１７も多数設けられているが、同様に図中には、便宜上、数本しか図示していない。
【００２８】
また、図１（ｃ）においては、表示部および周辺回路１０２に配置されたスペーサ１１８の粒径と微粒子１１０の粒径が概略同一に示されているが、実際は微粒子１１０の粒径より表示部のスペーサ１１８の粒径の方が大きい。
【００２９】
本発明は、ショートリング配線が下層に形成されている第１のシールパターンを、粒径の大きい微粒子を含有しているシール材で形成し、第２のシールパターンを、第１のシールパターンの粒径より小さい微粒子を含有しているシール材で形成することによって、基板間隔を一定に保つ構成とした。
【００３０】
本発明においては、粒径の大きい微粒子を含有しているシール材で形成された第１のシールパターンの下層には、ダミー配線が存在しない構成とすることが重要である。第１のシールパターンは、図１に示すように、全てのショートリング配線１１１、１１２上に形成することが望ましいが、基板間隔を一定に保つことが可能であれば、特に全てのショートリング配線上に設ける必要はない。
【００３１】
また、第２のシールパターンは、ショ─トリング配線領域１０３、１０４上の一部にまで延長させて、パネルの貼り合わせ時に第１のシールパターンと確実に密着するようにマージンを取ることが望ましい。ただし、このショ─トリング配線上に延長した部分（マージン）の下層には、ダミー配線が存在しない構成とする。
【００３２】
すなわち、ショートリング領域のシール形成領域においては粒径の大きい微粒子によって、基板基板間隔が一定に保たれている。また、ショートリング形成領域以外のシール形成領域においては、粒径の小さい微粒子によって、基板基板間隔が一定に保たれている。
【００３３】
さらに、粒径の大きい微粒子を含有しているシール材で形成されたシールパターンの端部と、粒径の小さい微粒子を含有しているシール材で形成されたシールパターンの端部との接合部においては、粒径の大きい微粒子によって、基板基板間隔が一定に保たれている。
【００３４】
本発明は、層間絶縁膜（１１６）表面の段差の分だけ大きい粒径の微粒子を含有しているシール材を第１のシールパターンに用いる。すなわち、シールパターン形成領域において、基板間隔を一定に保つために、シール材に混合している微粒子の粒径を調整することを特徴としている。
【００３５】
【実施例】
〔実施例１〕
以下、本発明の具体的な実施例を説明するが、この実施例に限定されないことは勿論である。
図１は、本発明の一実施例を示す図である。
図１（ａ）は、液晶セルの基本的な上面図であり、図１（ｂ）は、基板と垂直にＢ−Ｂ’面で切断して内部を示した断面図である。
以下に、本実施例のパネルの作製工程を説明する。
【００３６】
まず、素子基板と対向基板１０１を用意する。
【００３７】
素子基板とは、下地基板１００上にアクティブマトリクス回路および周辺回路が設けられた基板を指している。ここで、１０３はショートリング配線領域（走査線側）、１１１はショートリング配線、１０４はショートリング配線領域（信号線側）、１１２はショートリング配線、１１３はダミー配線、１１４は下地膜または第１の層間絶縁膜、１１５は第２の層間絶縁膜、１１６は第３の層間絶縁膜、１１７は引き出し端子を端部に有する配線である。
【００３８】
素子基板において、ダミー配線１１３が設けられているが、これはシールパターンが形成される領域において、引き出し端子（１００）を端部に有する配線１１７の箇所が凸部となるため、高さを均一にするために同時に形成したものである。
【００３９】
また、対向基板１０１は、素子基板に対向配置して設けられる基板であって、対向電極、カラーフィルター等が形成されたものを指している。下地基板と対向基板は、ガラス基板、プラスティック基板等の絶縁性を有する基板であれば、特に限定されない。
【００４０】
次に、上記素子基板と対向基板に液晶を配向させるための配向膜（図示しない）を塗布し、焼成した後にラビング処理を行う。本実施例においては、液晶を垂直配向させる。
【００４１】
次いで、スペーサ１１８を表示部および周辺回路１０２に選択的に散布する。スペーサ材としては、ポリマー系、ガラス系、シリカ系等の球形状のものを用いる。シール材で囲まれた表示部にはスペーサが均一に分散されて、セル間隔を均一にする機能を果たしている。本実施例において、このスペーサ１１８の粒径は、５μｍのものを用いた。
【００４２】
その後、シール印刷機またはシールディスペンサーにより、素子基板あるいは対向基板にパネルのシールパターンを設ける。シール材１０５、１０６には、紫外線硬化性や熱硬化性を有し、且つ、円柱状のファイバーあるいは微粒子１０９、１１０が混合されている封止用の樹脂等を用いる。
【００４３】
微粒子１０９、１１０としては、グラスファイバースペーサ、プラスチィック球スペーサ、アルミナ粒子、が挙げられる。
【００４４】
本実施例においては、２種類のそれぞれ粒径の異なる微粒子を含むシール材１０５、１０６を用いてシールパターンを設ける。なぜなら、本実施例における素子基板表面は、段差を有しており、特に、ショートリング配線形成領域１０３、１０４において、下地基板（１００）表面から層間絶縁膜（１１６）表面までの距離が、他の箇所の下地基板（１００）表面から層間絶縁膜（１１６）表面までの距離よりも短いからである。
【００４５】
従って、ショートリング配線が下層に形成されている領域には、粒径の大きい微粒子１０９を含有しているシール材１０５で第１のシールパターンを形成する。ショートリング配線が下層に存在しない領域には、第１のシールパターンの粒径より小さい微粒子１１０を含有しているシール材１０６で第２のシールパターンを形成する。また、第１のシール材の微粒子１０９の粒径と、第２のシール材の微粒子１１０の粒径の差は、層間絶縁膜１１６の段差の距離と概略等しい構成とした。こうすることによって、基板間隔を一定に保つ構成とする。本実施例において、この微粒子１０９の粒径は、４．２μｍ、微粒子１１０の粒径は、４μｍのものを用いた。
【００４６】
シール材の形状は、図１に示すような角枠状に限定されず、素子に要求される表示領域の形状に応じて任意の形状をとることができる。
【００４７】
次に、スペーサとシールパターンが設けられた素子基板あるいは対向基板を重ね合わせて、熱プレスを行い接着させる。この時に、２種類のシールパターンが接合される。
【００４８】
次に、スクライバーとブレイカーによる分断工程により、液晶材料の注入口を形成し、該注入口をパネルの一対の端面が揃っている辺に１つまたは複数設ける。この時ショートリングも切断される。
【００４９】
そして、液晶層は液晶注入口から液晶材料１１９を注入し、封止材１０７により注入口を封止することにより形成される。
【００５０】
液晶材料１１９としては、ネマチック、スメクチック、コレステリック等を使用できる。ここではネマチック液晶を用いる。
【００５１】
また、ここでの封止材１０７としては、紫外線硬化型や熱硬化型の封止用の樹脂を用いた。
【００５２】
本実施例においては、透過型の液晶表示素子を作製したが、反射型の液晶表示素子を作製する場合には、素子基板に反射電極を設け、表示部のスペーサの直径は５μｍ、第１のシール材に含有されている微粒子の粒径は３．８μｍ、第２のシール材に含有されている微粒子の粒径は３μｍのものを用いる。
【００５３】
以上のようにして、基板間隔とセル間隔を一定にすることができ、均一な背景色と良好な表示特性を有する液晶表示素子装置が得られる。
【００５４】
〔実施例２〕
図２に本実施例の構造図を示す。
本実施例は、４つのシールパターンで構成した場合の例である。
基本的な構成は、実施例１で作製したものとほぼ同様である。図２中において、２００は下地基板、２０１は対向基板、２０２は表示部および周辺（駆動）回路、２０７は封止材、２０８は引き出し端子、２１７は引き出し端子（２０８）を端部に有する配線である。
【００５５】
ショートリング配線領域２０３、２０４のみに、第２のシール材２０６の外縁に接して第１のシール材２０５を形成した構成とした。こうすることによって、粒径の大きい微粒子を含有しているシール材で形成された第１のシールパターンの下層に、より確実にダミー配線が存在しない構成とすることができる。
【００５６】
本実施例において、表示部および周辺（駆動）回路２０２に配置されたスペーサの直径は４．５μｍ、第１のシール材に含有されている微粒子の粒径は４μｍ、第２のシール材に含有されている微粒子の粒径は３．８μｍのものを用いた。
【００５７】
〔実施例３〕
図３に本実施例の構造図を示す。
本実施例は、４つのシールパターンで構成した場合の例である。
基本的な構成は、実施例１で作製したものとほぼ同様である。図３中において、３００は下地基板、３０１は対向基板、３０２は表示部および周辺（駆動）回路、３０７は封止材、３０８は引き出し端子、３１７は引き出し端子（３０８）を端部に有する配線である。
【００５８】
ショートリング配線領域３０３、３０４のみに、第２のシール材３０６の内縁に接して第１のシール材３０５を形成した構成とした。こうすることによって、粒径の大きい微粒子を含有しているシール材で形成された第１のシールパターンの下層に、より確実にダミー配線が存在しない構成とすることができる。
【００５９】
本実施例において、表示部および周辺（駆動）回路３０２に配置されたスペーサの直径は５μｍ、第１のシール材に含有されている微粒子の粒径は４．２μｍ、第２のシール材に含有されている微粒子の粒径は４μｍのものを用いた。
【００６０】
〔実施例４〕
本実施例では、本発明を利用した電気光学装置を利用する電子機器（応用製品）の一例を図６に示す。なお、電子機器とは半導体回路および／または電気光学装置を搭載した製品のことを意味している。
【００６１】
本願発明を適用しうる電子機器としてはビデオカメラ、電子スチルカメラ、プロジェクター、ヘッドマウントディスプレイ、カーナビゲーション、パーソナルコンピュータ、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、ＰＨＳ（パーソナルハンディフォンシステム）等）などが挙げられる。
【００６２】
図６（Ａ）は携帯電話であり、本体２００１、音声出力部２００２、音声入力部２００３、表示装置２００４、操作スイッチ２００５、アンテナ２００６で構成される。本願発明は音声出力部２００２、音声出力部２００３、表示装置２００４等に適用することができる。
【００６３】
図６（Ｂ）はビデオカメラであり、本体２１０１、表示装置２１０２、音声入力部２１０３、操作スイッチ２１０４、バッテリー２１０５、受像部２１０６で構成される。本願発明は表示装置２１０２、音声入力部２１０３、受像部２１０６等に適用することができる。
【００６４】
図６（Ｃ）はモバイルコンピュータ（モービルコンピュータ）であり、本体２２０１、カメラ部２２０２、受像部２２０３、操作スイッチ２２０４、表示装置２２０５で構成される。本願発明はカメラ部２２０２、受像部２２０３、表示装置２２０５等に適用できる。
【００６５】
図６（Ｄ）はヘッドマウントディスプレイであり、本体２３０１、表示装置２３０２、バンド部２３０３で構成される。本発明は表示装置２３０２に適用することができる。
【００６６】
図６（Ｅ）はリア型プロジェクターであり、本体２４０１、光源２４０２、表示装置２４０３、偏光ビームスプリッタ２４０４、リフレクター２４０５、２４０６、スクリーン２４０７で構成される。本発明は表示装置２４０３に適用することができる。
【００６７】
図６（Ｆ）はフロント型プロジェクターであり、本体２５０１、光源２５０２、表示装置２５０３、光学系２５０４、スクリーン２５０５で構成される。本発明は表示装置２５０３に適用することができる。
【００６８】
以上の様に、本願発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。また、電気光学装置や半導体回路を必要とする製品であれば全てに適用できる。
【００６９】
【発明の効果】
本発明では、粒径の異なる微粒子がそれぞれ混合されている複数のシール材を用いた。
【００７０】
粒径の大きい微粒子を含有しているシール材はショートリングの箇所に設け、他の箇所には、粒径の小さい微粒子を含有しているシール材を設ける構造としたため、一定の基板間隔を高精度に保ち、干渉色等の表示ムラがなく、コントラストが良好な液晶表示素子装置を提供することができる。
【００７１】
特に、本発明は、液晶の複屈折性を利用する（ＥＣＢモード）液晶表示素子において、最も効果を発揮する。また、本発明は、例えば、透過型液晶表示素子、反射型液晶表示素子、代表的には、ＴＮ型液晶表示素子、Ｓ−ＴＮ型液晶表示素子等のあらゆる液晶表示モードに適用することができ、同様の効果、すなわち、干渉色等の表示ムラ（輝度ムラ等）がなく、良好なコントラストを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例１における上面構造図および断面図
【図２】 本発明の実施例２における上面構造図
【図３】 本発明の実施例３における上面構造図
【図４】 従来例の上面構造図
【図５】 従来例の断面図
【図６】 電気機器の一例を示す図
【符号の説明】
１００ 下地基板
１０１ 対向基板
１０２ 表示部および周辺回路
１０３ ショートリング配線領域（走査線側）
１０４ ショートリング配線領域（信号線側）
１０５ 第１のシール材
１０６ 第２のシール材
１０７ 封止材
１０８ 引き出し端子
１０９ 微粒子（第１のシール材）
１１０ 微粒子（第２のシール材）
１１１ ショートリング配線（走査線）
１１２ ショートリング配線（信号線）
１１３ ダミー配線
１１４ 下地膜または第１の層間絶縁膜
１１５ 第２の層間絶縁膜
１１６ 第３の層間絶縁膜
１１７ 引き出し端子を端部に有する配線
１１８ スペーサ（表示部および周辺回路１０２上に配置された）
１１９ 液晶材料
Claims (6)
- マトリクス回路を有する素子基板と、
前記素子基板と対向する対向基板と、を有し、
前記素子基板と前記対向基板の間隙に、少なくとも一箇所の液晶注入口から液晶を封入してなる液晶表示素子装置であって、
前記素子基板と前記対向基板は、粒径の大きい微粒子が混合された第１のシール材と粒径の小さい微粒子が混合された第２のシール材で接着され、前記素子基板と前記対向基板との間隔は一定に保持され、
前記第１のシール材の下方には、層間絶縁膜を介してショートリング配線が設けられ、
前記第２のシール材の下方には、前記層間絶縁膜を介してダミー配線が設けられていることを特徴とする液晶表示素子装置。 - マトリクス回路を有する素子基板と、
前記素子基板と対向する対向基板と、を有し、
前記素子基板と前記対向基板の間隙に、少なくとも一箇所の液晶注入口から液晶を封入してなる液晶表示素子装置であって、
前記素子基板と前記対向基板は、粒径の大きい微粒子が混合された第１のシール材と粒径の小さい微粒子が混合された第２のシール材で接着され、前記素子基板と前記対向基板との間隔は一定に保持され、
前記素子基板上には第１の層間絶縁膜が設けられ、
前記第１の層間絶縁膜上であって、前記第２のシール材下方には第１のダミー配線が設けられ、
前記第１のダミー配線及び前記第１の層間絶縁膜上には第２の層間絶縁膜が設けられ、
前記第２の層間絶縁膜上であって、前記第２のシール材下方には第２のダミー配線が設けられ、
前記第２の層間絶縁膜上であって、前記第１のシール材下方にはショートリング配線が設けられ、
前記第２のダミー配線、前記ショートリング配線及び前記第２の層間絶縁膜上には第３の層間絶縁膜が設けられ、
前記第１のシール材及び第２のシール材は前記第３の層間絶縁膜上に接して設けられていることを特徴とする液晶表示素子装置。 - マトリクス回路を有する素子基板と、
前記素子基板と対向する対向基板と、を有し、
前記素子基板と前記対向基板の間隙に、少なくとも一箇所の液晶注入口から液晶を封入してなる液晶表示素子装置であって、
前記素子基板と前記対向基板は、粒径の大きい微粒子が混合された第１のシール材と粒径の小さい微粒子が混合された第２のシール材で接着され、前記素子基板と前記対向基板との間隔は一定に保持され、
前記素子基板上には第１の層間絶縁膜が設けられ、
前記第１の層間絶縁膜上であって、前記第２のシール材下方には第１のダミー配線が設けられ、
前記第１の層間絶縁膜上であって、前記第１のシール材下方にはショートリング配線が設けられ、
前記第１のダミー配線、前記ショートリング配線及び前記第１の層間絶縁膜上には第２の層間絶縁膜が設けられ、
前記第２の層間絶縁膜上であって、前記第２のシール材下方には第２のダミー配線が設けられ、
前記第２のダミー配線及び前記第２の層間絶縁膜上には第３の層間絶縁膜が設けられ、
前記第１のシール材及び第２のシール材は前記第３の層間絶縁膜上に接して設けられていることを特徴とする液晶表示素子装置。 - 請求項１において、前記素子基板表面から前記第１のシール材に接する前記層間絶縁膜表面までの距離は、前記素子基板表面から前記第２のシール材に接する前記層間絶縁膜表面までの距離よりも短いことを特徴とする液晶表示素子装置。
- 請求項２又は３において、前記素子基板表面から前記第１のシール材に接する前記第３の層間絶縁膜表面までの距離は、前記素子基板表面から前記第２のシール材に接する前記第３の層間絶縁膜表面までの距離よりも短いことを特徴とする液晶表示素子装置。
- 請求項１乃至５のいずれか一において、前記微粒子は、グラスファイバースペーサ、プラスチィック球スペーサ、アルミナ粒子から選ばれたものを用いることを特徴とする液晶表示素子装置。
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