(57)【要約】【課題】  良好な表示を実現する。【解決手段】  第１の透明基板と、第１の透明基板に対向配置された第２の透明基板であって、複数の金属線が平行に形成された第１のパターンと、第１のパターンを電気的に接続する第２のパターンを備える金属膜が配置されている第２の透明基板と、第１の透明基板と第２の透明基板との間に挟持された液晶層とを有する液晶表示素子を提供する。【選択図】          図５
2010210871.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の透明基板と、
前記第１の透明基板に対向配置された第２の透明基板であって、複数の金属線が平行に形成された第１のパターンと、前記第１のパターンを電気的に接続する第２のパターンを備える金属膜が配置されている第２の透明基板と、
前記第１の透明基板と前記第２の透明基板との間に挟持された液晶層と
を有する液晶表示素子。
【請求項２】
前記金属膜は、前記第２のパターンとは異なる位置で前記第１のパターンを電気的に接続する第３のパターンを備え、
前記第２及び第３のパターンの端子部が、前記第２の透明基板の端部に形成されている請求項１に記載の液晶表示素子。
【請求項３】
更に、前記第２の透明基板の端部に形成された、前記第２及び第３のパターンの端子部間に接続され、前記第２及び第３のパターン間に電流を流すことのできる電気回路を有する請求項２に記載の液晶表示素子。
【請求項４】
前記金属膜は、前記第２の透明基板の、前記液晶層側に形成されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
【請求項５】
前記金属膜は、前記第２の透明基板の、前記液晶層とは反対側に形成されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
【請求項６】
更に、複数の金属線が平行に形成されたパターンと、該パターンを電気的に接続するパターンとを備える金属膜が前記第１の透明基板に配置されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
【請求項７】
（ａ）第１の透明基板、第２の透明基板、及び前記第１及び第２の透明基板間に挟持された液晶層を備える液晶セルを準備する工程と、
（ｂ）前記第２の透明基板に、複数の金属線が平行に形成された第１のパターンと、前記第１のパターンを電気的に接続する第２のパターンを備える金属膜を配置する工程と
を有する液晶表示素子の製造方法。
【請求項８】
前記工程（ｂ）において、前記第１及び第２のパターンと、前記第２のパターンとは異なる位置で前記第１のパターンを電気的に接続する第３のパターンとを備え、前記第２及び第３のパターンの端子部が支持基板の端部に形成されている金属膜付き支持基板を、前記第２の透明基板に配置し、
更に、
（ｃ）前記第２及び第３のパターンの端子部間に、前記第２及び第３のパターン間に電流を流すことのできる電気回路を接続する工程と
を有する請求項７に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項９】
（ａ）複数の金属線が平行に形成された第１のパターンと、前記第１のパターンを電気的に接続する第２のパターンを備える金属膜が形成されている第１の透明基板を準備する工程と、
（ｂ）前記第１の透明基板と、第２の透明基板との間に液晶層を形成する工程と
を有する液晶表示素子の製造方法。
【請求項１０】
前記工程（ａ）において、前記第１及び第２のパターンと、前記第２のパターンとは異なる位置で前記第１のパターンを電気的に接続する第３のパターンとを備える前記金属膜が形成され、前記第２及び第３のパターンの端子部が基板の端部に形成されている前記第１の透明基板を準備し、
更に、
（ｃ）前記第２及び第３のパターンの端子部間に、前記第２及び第３のパターン間に電流を流すことのできる電気回路を接続する工程と
を有する請求項９に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項１１】
前記工程（ｂ）において、前記第１の透明基板と、複数の金属線が平行に形成された第４のパターンと、前記第４のパターンを電気的に接続する第５のパターンを備える金属膜が形成されている前記第２の透明基板との間に前記液晶層を形成する請求項９または１０に記載の液晶表示素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示素子(liquid Cristal Display; LCD)とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フィルム状の偏光板を、液晶セルの外側に配置した液晶表示素子が多く製造されている。また、たとえば使用する光の波長の半分以下の周期で一方向に並んだ金属の細線（ワイヤー）で構成される、ワイヤーグリッド偏光子も公知である。ワイヤーグリッド偏光子を、液晶セルの内側に形成する液晶表示素子も知られている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１には、特に明所におけるコントラストの低下を防止するために、ワイヤーグリッド偏光子のワイヤーに平行な偏光（ＴＥ(Transverse Electric)偏光）成分を吸収する吸収層の形成に関する技術が記載されている。
【０００３】
フィルム状の偏光板は、熱、湿度、光などに対する耐久性が低い。このため、液晶セルの外側に偏光板が配置された構成の液晶表示素子においては、液晶セルに問題がなくても、偏光板の劣化により、液晶表示素子の信頼性が低下する場合があった。
【０００４】
また、液晶表示素子には低温状況下で応答性が悪化するという問題もある。これに対しては、たとえばＩＴＯ(Indium Tin Oxide)で形成される透明ヒータを外付けするなどの対応策が考えられる。しかし、大幅なコストアップ、液晶セルの光透過率の低下、液晶表示素子の厚さの増大等のデメリットが生じる。
【０００５】
更に、液晶表示素子には静電気により誤作動するという問題もある。静電気対策としては、偏光板上や液晶セルのガラス基板上に、透明導電膜をコーティングする方法が挙げられる。これも大幅なコストアップ、液晶セルの光透過率の低下等を招いてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１０２４１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、良好な表示を実現することのできる液晶表示素子を提供することである。
【０００８】
また、良好な表示を実現可能な液晶表示素子を低コストで製造することのできる製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一観点によれば、第１の透明基板と、前記第１の透明基板に対向配置された第２の透明基板であって、複数の金属線が平行に形成された第１のパターンと、前記第１のパターンを電気的に接続する第２のパターンを備える金属膜が配置されている第２の透明基板と、前記第１の透明基板と前記第２の透明基板との間に挟持された液晶層とを有する液晶表示素子が提供される。
【００１０】
また、本発明の他の観点によれば、（ａ）第１の透明基板、第２の透明基板、及び前記第１及び第２の透明基板間に挟持された液晶層を備える液晶セルを準備する工程と、（ｂ）前記第２の透明基板に、複数の金属線が平行に形成された第１のパターンと、前記第１のパターンを電気的に接続する第２のパターンを備える金属膜を配置する工程とを有する液晶表示素子の製造方法が提供される。
【００１１】
更に、本発明の他の観点によれば、（ａ）複数の金属線が平行に形成された第１のパターンと、前記第１のパターンを電気的に接続する第２のパターンを備える金属膜が形成されている第１の透明基板を準備する工程と、（ｂ）前記第１の透明基板と、第２の透明基板との間に液晶層を形成する工程とを有する液晶表示素子の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、良好な表示を実現可能な液晶表示素子を提供することができる。
【００１３】
また、良好な表示を実現可能な液晶表示素子を低コストで製造することのできる製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施例による液晶表示素子の製造方法を示すフローチャートである。
【図２】フォトマスクのパターンを示す概略的な平面図である。
【図３】偏光膜付基板の光透過率の測定結果を示すグラフである。
【図４−１】と、
【図４−２】（Ａ）及び（Ｂ）は、偏光膜付基板と一般的な偏光フィルムとを貼り合わせた場合の光透過率の角度依存性を示すグラフであり、（Ｃ）及び（Ｄ）は、一般的な偏光フィルム２枚を重ねた場合のそれを示すグラフである。
【図５】（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ第１の実施例による液晶表示素子の概略的な断面図、及び平面図である。
【図６】（Ａ）及び（Ｂ）は、第２の実施例による液晶表示素子の製造方法を説明するための図である。
【図７】第２の実施例による液晶表示素子の概略的な断面図である。
【図８】第３の実施例による液晶表示素子の製造方法を示すフローチャートである。
【図９】第３の実施例による液晶表示素子の概略的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、第１の実施例による液晶表示素子の製造方法を示すフローチャートである。
【００１６】
まず、偏光膜付基板（ワイヤーグリッド偏光子付基板）を作製する。偏光膜付基板は、ステップＳ１０１（金属スパッタ工程）及びステップＳ１０２（金属パターニング工程）を含む工程によって作製される。
【００１７】
ステップＳ１０１（金属スパッタ工程）においては、たとえば厚さ０．７ｍｍｔの洗浄したガラス基板上に、厚さ１０００Åのモリブデン（Ｍｏ）膜をスパッタにて形成する。Ｍｏ膜の厚さは３００Å以上であればよいが、薄いと光抜けが生じ、厚いとパターニング性が低下するため、５００Å〜２０００Åが適当である。なお、ガラス基板上の導電性膜は、Ｍｏに限らず、クロムやチタンなどの金属で形成することもできる。
【００１８】
ステップＳ１０２（金属パターニング工程）においては、Ｍｏ膜上に、ポジ型の高解像度フォトレジスト材料を１μｍの厚さに、スピンコートでコーティングする。スピンコートに限らず、スリットコート、ロールコート、スピンコートとスリットコートの併用等により行ってもよい。レジスト膜の厚さは、０．１〜１．５μｍが適当である。
【００１９】
続いて、レジスト膜上に、フォトマスク（レチクル）を配置して露光を行う。
【００２０】
図２は、フォトマスクのパターンを示す概略的な平面図である。マスクパターンは、図面左右方向を長さ方向とする、線状の透光領域と遮光領域とが交互に形成された線状パターン６０ｃ部分と、線状パターン６０ｃの各端部を接続するベタパターン６０ｄ部分とを含む。線状の透光領域と遮光領域は、ともに幅０．１μｍ程度に形成されている。すなわち、線状パターン６０ｃは、図面上下方向に０．２μｍピッチで形成されている。なお、図示するマスクパターンは、８枚の偏光膜付基板を作製するためのマスクである。
【００２１】
露光はレジストの感度に合わせて、たとえば８０ｍＪ／ｃｍ２のフルエンスで行った。
【００２２】
露光後、プリベークを行い、現像を実施する。現像液として、ＫＯＨの無機アルカリ系水溶液を用いた。市販の現像液を使用することもできる。市販の現像液として、たとえばリソグラフィ用ポジ型レジストの現像に一般的に用いられる、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）が利用可能である。
【００２３】
なお、マスク（レチクル）の線状パターン６０ｃ部分は、レーザを利用した干渉露光系、またはマスクを利用した縮小露光系を用いて作製することができる。実施例においては、Ｈｅ−Ｃｄレーザの光学干渉系でパターンを作製した。
【００２４】
続いて、エッチングを、たとえばウェットエッチで行う。リン酸、硝酸、酢酸、水の混合液を、エッチャントとして用いた。エッチングは室温で行い、約１０秒で完了した。
【００２５】
エッチングはドライエッチで行ってもよい。ガラス基板上の膜がモリブデンやチタンで形成されている場合、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ４、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ６、Ｃ３Ｆ８、Ｃ４Ｆ８、Ｃ４Ｆ１０、Ｃ５Ｆ８、Ｃ６Ｆ１４、ＣＦ３ＣＦＯＣＦ２、Ｃ６Ｆ５ＣＦ２ＣＦＣＦ２、ＣＦ３Ｂｒ、ＣＦ３Ｉ、Ｃ２Ｆ５Ｉ、ＳＦ６、ＮＦ３、ＷＦ６、Ｃ２Ｆ５Ｃｌ、Ｃ２Ｆ４Ｃｌ２、ＣＦ３Ｃｌ、ＣＦ２Ｃｌ２、ＣＦＣｌ３、ＣＨＦ３、ＣＨ２Ｆ２、ＣＨＦ２ＣＦ３、ＣＨ２ＦＣＦ３、ＣＨ３ＣＨＦ２、Ｃ２Ｈ３Ｆ３、Ｃ３ＨＦ７、ＣＦ３ＣＨ２ＣＦ３、Ｃ６Ｆ５ＣＨＣＨ２等を用いることができる。また、ガラス基板上の膜がクロムで形成されている場合、Ｃｌ２、ＣＣｌ４、ＳｉＣｌ４、ＢＣｌ３、ＰＣｌ３、ＣＢｒＦ３、ＢＢｒ３、Ｃ２ＣｌＦ５、Ｃ２Ｃｌ２Ｆ４、ＣＣｌＦ３、ＣＣｌ２Ｆ２、ＣＣｌ３Ｆ、ＨＣｌ、ＣＨ２Ｃｌ２、ＣＨＣｌ３、ＨＢｒ等を用いることができる。
【００２６】
エッチングの後、ＮａＯＨ水溶液を用いてレジストを除去した。有機系のリムーバやアッシングを使ってもよい。
【００２７】
こうして偏光膜付基板が完成した。図２は、８枚分の偏光膜（Ｍｏ膜）付基板の偏光膜パターンを示す図でもある。偏光膜付基板（ワイヤーグリッド偏光子付基板）は、ガラス基板と、その上にＭｏで形成された偏光膜を含む。偏光膜は、線状パターン６０ｃ部分と、線状パターン６０ｃ部分の各端部を接続するベタパターン６０ｄ部分とを含む。線状パターン６０ｃの長さ方向は図の左右方向であり、幅方向は図の上下方向である。線状パターン６０ｃは、幅方向に０．２μｍピッチで形成されている。また、線状パターン６０ｃの各線の幅はほぼ０．１μｍである。
【００２８】
なお、線状パターン６０ｃ部分は、製造された液晶表示素子の表示領域に対応して、少なくとも表示領域には配置され、ベタパターン６０ｄ部分は、表示領域外に配置される。
【００２９】
本願発明者らは、作製した偏光膜付基板の光透過率を、基板法線方向より測定した。測定に当たっては、光源からの出射光に偏光成分が含まれている可能性を考慮し、偏光膜付基板を縦に置いたときと横に置いたとき（９０°ずらし）のそれぞれの場合について、光透過率を測定し、その平均値を算出した。
【００３０】
図３は、偏光膜付基板の光透過率の測定結果を示すグラフである。グラフの横軸は、偏光膜付基板に入射する光の波長を単位「ｎｍ」で表し、縦軸は、光透過率を単位「％」で表す。光透過率は、偏光膜付基板と同厚（０．７ｍｍｔ）のガラス基板を透過する場合を１００％として表示した。白四角を結んだ曲線は、偏光膜付基板を横に置いたとき（横配置の場合）の、光の波長と透過率との関係を示す。白丸を結んだ曲線は、偏光膜付基板を縦に置いたとき（縦配置の場合）の両者の関係を示す。また、黒丸を結んだ曲線は、横配置の場合と縦配置の場合の平均を示す。作製した偏光膜付基板の光透過率は、黒丸を結んだ曲線で表されると考えられる。
【００３１】
グラフより、偏光膜付基板の光透過率は、波長によらず４４％であると認められる。この値は、一般的な偏光フィルムの光透過率（同じ測定方法による測定で４２％程度）よりも高い値であった。
【００３２】
次に、本願発明者らは、作製した偏光膜付基板の偏光度を調べるため、偏光膜付基板と一般的な偏光フィルムとを貼り合わせ、光透過率特性を測定した。
【００３３】
図４（Ａ）及び（Ｂ）は、偏光膜付基板と一般的な偏光フィルムとを貼り合わせた場合の光透過率の角度依存性を示すグラフであり、図４（Ｃ）及び（Ｄ）は、一般的な偏光フィルム２枚を重ねた場合のそれを示すグラフである。各グラフの横軸は、入射させる光の入射角を単位「°」で表し、縦軸は光透過率を単位「％」で表す。黒丸を結んだ曲線は、偏光膜付基板と一般的な偏光フィルム、または、一般的な偏光フィルム２枚を平行ニコルに配置したときの光透過率の入射角依存性を示し、黒四角を結んだ曲線はクロスニコルに配置したときのそれを示す。なお、図４（Ｂ）、図４（Ｄ）に示すのは、それぞれ図４（Ａ）、図４（Ｃ）のクロスニコルの曲線を拡大した曲線である。
【００３４】
図４（Ａ）と図４（Ｃ）とを比較対照する。平行ニコル配置時の光透過率は、作製した偏光膜付基板を用いた場合（図４（Ａ））が高く、好ましいことがわかる。平行ニコル配置時の光透過率の入射角依存性（曲線のカーブの具合）は、図４（Ａ）と図４（Ｃ）とに示す各場合で大きな差はない。
【００３５】
図４（Ｂ）と図４（Ｄ）とを比較対照する。クロスニコル配置時の光透過率（光抜け）は、作製した偏光膜付基板を用いた場合（図４（Ｂ））が高い。ただ、この点は条件を最適化することにより、克服できる可能性がある。また、偏光膜付基板を用いた場合（図４（Ｂ））においては、光の入射角が６０°以上のとき、光抜けが顕著である。作製した偏光膜付基板を偏光板として使用する場合には、表示領域への光の入射角が６０°以上とならないように、バックライトの指向性を高くするなどの工夫をすることが望ましいであろう。
【００３６】
再び、図１を参照する。偏光膜付基板の作製終了前、または後、もしくは作製と並行して、セグメント基板とコモン基板とを作製する。
【００３７】
ステップＳ１０３及びＳ１０４において、２枚の透明基板、たとえば厚さ０．７ｍｍｔのガラス基板上に、たとえばＩＴＯで透明電極を形成する。透明電極は、ガラス基板上に蒸着またはスパッタで形成したＩＴＯ膜を、フォトリソ工程で所望のＩＴＯパターンにエッチングすることで形成する。セグメント電極を形成した基板をセグメント基板、コモン電極を形成した基板をコモン基板と呼ぶ。
【００３８】
セグメント基板には、ＴＦＴ(Thin Film Transistor)マトリクスを形成してもよい。コモン基板にはカラーフィルタ(Color Filter; CF)パターンを形成することができる。
【００３９】
なお、偏光膜付基板の偏光膜形成面とは異なる面に、セグメント基板のＩＴＯパターンと同様のパターンを作製してもよい。その場合、偏光膜の表面を、保護フィルムの貼付、コーティング膜の形成等で保護することが望ましい。また、偏光膜付基板の偏光膜形成面とは異なる面に、コモン基板のＣＦパターンと同様のパターンを作製することも可能である。
【００４０】
ＩＴＯパターンの形成されたセグメント基板、及びコモン基板上に、たとえばフレキソ印刷で絶縁膜を形成する。また、絶縁膜上に、たとえば絶縁膜とほぼ同じパターンに垂直配向膜を形成する。配向膜には、たとえばラビングにより配向処理を施す。ラビング処理は、たとえば上下基板間の配向状態がアンチパラレル（反平行）となるように行う。
【００４１】
ステップＳ１０３及びＳ１０４の工程によって、パターニングされたＩＴＯ電極、絶縁膜、配向処理の施された配向膜が、この順に形成されたセグメント基板及びコモン基板を得る。
【００４２】
ステップＳ１０５において、セル化を行う。一方の基板、たとえばセグメント基板にメインシールパターンを印刷し、他方の基板、たとえばコモン基板にギャップコントロール剤を散布する。あらかじめリブを形成した基板を用いてもよい。その後、セグメント基板とコモン基板との間に、たとえば誘電率異方性Δεが負の液晶材料を用いて液晶層を形成し、液晶セルを作製する。液晶層の形成は、真空注入法、液晶滴下注入法(One Drop Filling; ODF)のいずれを用いてもよい。
【００４３】
ステップＳ１０６は重ね合わせ工程である。液晶セルのセグメント基板上に偏光膜付基板を、偏光膜（Ｍｏ膜）がセルに接触する向きに載置する。偏光膜付基板とセグメント基板との貼り付けは行わない。
【００４４】
また、ステップＳ１０７において、コモン基板上にダイクロイックフィルムタイプの偏光板を貼り付ける。セグメント基板側の偏光膜と、コモン基板側の偏光板とは、偏光軸が相互に直交するように（クロスニコルに）、かつ、偏光軸がラビング方向に対し４５°の角度をなすように配置する。
【００４５】
ステップＳ１０８においては、液晶セルの端子部と駆動回路とをフレキシブルプリント基板(Flexible Printed Circuit; FPC)で接続する。また、偏光膜付基板のベタパターン６０ｄ部分の端子部とＤＣ回路とを、ハーネスで接続する。
【００４６】
図５（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ第１の実施例による液晶表示素子の概略的な断面図、及び平面図である。
【００４７】
図５（Ａ）を参照する。第１の実施例による液晶表示素子は、相互に平行に対向配置されたコモン基板２０、セグメント基板３０、両基板２０、３０間に挟持された垂直配向液晶層４０、及び、偏光膜付基板６０を含んで構成される。
【００４８】
コモン基板２０は、透明基板２１、透明基板２１上に形成された透明電極（コモン電極）２２、透明電極２２上に形成された絶縁膜２３、及び絶縁膜２３上に形成された配向膜２４を含む。同様に、セグメント基板３０は、透明基板３１、透明基板３１上に形成された透明電極（セグメント電極）３２、透明電極３２上に形成された絶縁膜３３、及び絶縁膜３３上に形成された配向膜３４を含む。
【００４９】
透明基板２１、３１は、たとえばガラス基板である。また、透明電極２２、３２はたとえばＩＴＯで形成される。配向膜２４、３４には、たとえばラビングにより、アンチパラレルに配向処理が施されている。
【００５０】
液晶層４０は、垂直配向する液晶層である。フレキシブルプリント基板７０を介して、透明電極（セグメント電極）３２の端子部３２ａと電気的に接続された駆動回路７１によって、液晶層４０に電圧が印加される。
【００５１】
透明基板２０、３０の液晶層４０と反対側の面には、それぞれ偏光板５０、偏光膜付基板６０が配置される。偏光板５０と偏光膜付基板６０とは、偏光板５０の偏光軸と、偏光膜付基板６０のそれとが相互に直交するように（クロスニコルに）、かつ、偏光軸が、基板２０、３０のラビング方向に対し４５°の角度をなすように配置される。
【００５２】
偏光板５０は、ダイクロイックフィルムタイプの偏光板であり、コモン基板２０の透明基板２１に貼り付けられている。
【００５３】
偏光膜付基板６０は、たとえばガラスで形成された透明基板６０ｂ、及び透明基板６０ｂ上にＭｏで形成された偏光膜６０ａを含んで構成される。偏光膜付基板６０は、偏光膜６０ａがセグメント基板３０と接するように、セグメント基板３０上に載置される。偏光膜付基板６０とセグメント基板３０とは貼り付けられていない。ＤＣ回路７２が、偏光膜付基板６０の偏光膜６０ａに、ハーネスで電気的に接続されている。
【００５４】
バックライト８０は、液晶セルの偏光膜付基板６０側に配置される。バックライト８０から出射する光は、６０°未満の入射角で液晶セルの表示領域へ入射する。
【００５５】
液晶セルとバックライト８０との間に金属偏光膜６０ａがあるため、バックライト８０を出射した光のうち、偏光膜６０ａを透過しない偏光成分は、偏光膜６０ａ表面でバックライト８０側に反射された後、偏光解消しながら再反射、再利用される。このため、第１の実施例による液晶表示素子は、高輝度で表示を行うことができる。
【００５６】
図５（Ｂ）は、第１の実施例による液晶表示素子をバックライト８０側から見た平面図である。
【００５７】
偏光膜付基板６０の偏光膜６０ａは、複数の細い金属線が平行に並ぶ線状パターン６０ｃ部分とベタパターン６０ｄ部分とを備える。線状パターン６０ｃ部分は、たとえば２０ｍｍ（図の左右方向、線状パターンの幅方向）×２５ｍｍ（図の上下方向、線状パターンの長さ方向）の範囲に形成され、ワイヤーグリッド偏光子として機能する。２つのベタパターン６０ｄ部分は、それぞれ線状パターン６０ｃ部分の各端部を電気的に接続する。
【００５８】
偏光膜付基板６０の端部に、各ベタパターン６０ｄと電気的に接続している端子部６０ｅが形成されている。ＤＣ回路７２は、２つの端子部６０ｅ間に接続され、偏光膜６０ａ（線状パターン６０ｃ部分、及び、ベタパターン６０ｄ部分）に電流を流すことができる。２つの端子部６０ｅ間の抵抗値は、たとえば２２Ωである。ＤＣ回路７２で２つの端子部６０ｅ間に電流を流すことで、抵抗加熱の原理により、線状パターン６０ｃ部分をヒータとして機能させることができる。
【００５９】
本願発明者らは、第１の実施例による液晶表示素子について幾つかのテストを行った。
【００６０】
まず、液晶層４０への電圧印加時と無印加時とにおける光透過率を測定した。その結果、電圧無印加時の光透過率は０．２３％、電圧印加時の最大光透過率は３３％、コントラスト比は約１４０であった。第１の実施例による液晶表示素子は、ワイヤーグリッド偏光子として機能する偏光膜６０ａを備えているため、良好な表示が可能である。
【００６１】
次に、偏光膜付基板６０の偏光膜６０ａのヒータ機能に関する測定を行った。本願発明者らは、ＤＣ回路７２で偏光膜６０ａに電流を流して加熱することにより、初期状態−３０℃だった液晶表示素子の温度が、１分後に約０℃となることを確認した。ヒータ機能をもつ偏光膜６０ａがセグメント基板３０（透明基板３１）と接しているため、液晶層４０が短時間で加熱されたものと考えられる。また、この加熱で、初期状態４０００ｍｓｅｃだった応答時間（立ち上がりと立ち下がりに要する合計時間）が、１分後には２００ｍｓｅｃにまで短縮された。第１の実施例による液晶表示素子は、低温に起因する損傷や機能の低下を防止することが可能な液晶表示素子である。また、高い応答性を実現することのできる液晶表示素子である。
【００６２】
最後に、静電気に対する影響を調べた。絶縁板（厚さ５ｍｍのベーク板）上に、偏光膜付基板６０が絶縁板と接するようにサンプルＬＣＤ（図５（Ａ）に示すＬＣＤからバックライト８０を除いたもの）を載置し、サンプルＬＣＤの表示領域中央に、静電ガンで１秒間の接触放電を１回行い、静電気帯電によりオンした液晶が、全面完全に元に戻るまでの時間を計測した。計測は、温度２２℃、湿度３６％、静電容量１５０ｐＦ、電気抵抗３３０Ω、印加電圧１５ｋＶの条件下で実施した。なお、計測には（株）ノイズ研究所の静電気試験機ＳＥＥ−２００ＡＸを使用した。
【００６３】
通常の液晶表示素子においては、１５ｋＶという高電圧の静電気に対して誤作動が生じ、特に電極が形成されていない部分では、誤作動が３分以上も継続した。それに対しサンプルＬＣＤにおいては、誤作動が生じなかった。このことから、サンプルＬＣＤは静電気に対し、非常に耐性の高い液晶表示素子であることがわかる。なお、サンプルＬＣＤからハーネスをはずし、ＤＣ回路７２を除いたＬＣＤの静電気耐性を同じ条件で調べたところ、短時間（１０秒以内）の誤作動が認められた。ＤＣ回路７２と導通させていない場合でも、高い静電気耐性効果が奏されることがわかる。静電気耐性効果は、線状パターン６０ｃ部分を電気的に接続することで奏される。このため、少なくとも１つのベタパターン６０ｄ部分があれば静電気耐性効果を奏することが可能である。
【００６４】
第１の実施例による液晶表示素子は、偏光膜６０ａが、偏光板としての機能、ヒータとしての機能、及び高い静電気耐性を実現させる機能とを併有しているため、小型化及び低価格の実現が可能である。
【００６５】
また、第１の実施例による液晶表示素子の製造方法によれば、たとえばヒータ用のＩＴＯ膜の形成工程、帯電防止材料の塗布工程等を必要としないので、低コストで高品質の液晶表示素子を製造することができる。
【００６６】
なお、ヒータ用のＩＴＯ膜を別途形成した場合、ＩＴＯの光透過率や屈折率の大きさに起因して、液晶表示素子の光透過率が低下するという問題が生じるが、第１の実施例による液晶表示素子においては、光透過率の低下は招来されない。図３を参照して説明したように、偏光膜付基板の光透過率は、一般的な偏光フィルムの光透過率よりも高いので、液晶表示素子の光透過率はむしろ高くなる。
【００６７】
更に、第１の実施例による液晶表示素子の製造方法においては、偏光膜付基板６０とセグメント基板３０との貼り付けは行わないため、切り出した偏光板をセグメント基板３０に貼付して液晶表示素子を作製する場合に比べ、少工程、低コストで液晶表示素子の製造が可能である。このメリットは、特に液晶の注入をＯＤＦで行う場合に顕著である。なお、両基板３０、６０をたとえば接着剤で接着してもよい。この場合は、接着剤にガラス基板と同等の屈折率（約１．５）を備えたものを採用することで、基板３０、６０界面における光の損失を抑制することができるため、高輝度で表示を行うことができる。
【００６８】
図６（Ａ）及び（Ｂ）を参照して、第２の実施例による液晶表示素子の製造方法を説明する。第１の実施例による液晶表示素子は、偏光膜付基板６０を作製し、セグメント透明基板３１の液晶層４０と反対側に偏光膜６０ａを配置したが、第２の実施例による液晶表示素子は、セグメント透明基板３１に偏光膜６０ａを形成し、液晶層４０側に偏光膜６０ａを配置する。
【００６９】
図６（Ａ）を参照する。ステップＳ２０１〜Ｓ２０４において、セグメント基板を作製する。第２の実施例におけるセグメント基板は、偏光膜付きのセグメント基板である。
【００７０】
ステップＳ２０１の金属スパッタ工程、及びステップＳ２０２の金属パターニング工程によって、たとえば厚さ０．７ｍｍｔのガラス基板上に偏光膜を形成する。偏光膜の形成方法は、第１の実施例におけるそれ（金属スパッタ工程Ｓ１０１、及び金属パターニング工程Ｓ１０２）と等しい。１枚のガラス基板上に、図２に示すような、８枚分の偏光膜（Ｍｏ膜）パターンが形成される。偏光膜の線状パターン６０ｃ部分が、製造される液晶表示素子の表示領域に対応して、少なくとも表示領域に配置されるように形成され、ベタパターン６０ｄ部分が、表示領域外に配置されるように形成される点も等しい。
【００７１】
ステップＳ２０３において、偏光膜パターンの上に絶縁膜を形成する。絶縁膜の形成は、たとえばＳＵＳで形成されたマスクを用いたスパッタ、ＣＶＤ、印刷等で行うことができる。第２の実施例においては、フレキソ印刷したレジスト材料をマスクとしてＳｉＯ２をスパッタし、リフトオフ法を用いて、必要な部分の偏光膜上にのみ絶縁膜パターンを形成した。図６（Ｂ）に、形成した絶縁膜パターン（ＳｉＯ２パターン）６０ｆを示す。
【００７２】
ステップＳ２０４において、絶縁膜（ＳｉＯ２膜）上に、たとえばＩＴＯで所定形状の透明電極を形成する。またはＴＦＴマトリクスを形成してもよい。
【００７３】
ステップＳ２０５において、コモン基板を作製する。たとえば厚さ０．７ｍｍｔのガラス基板上に、ＩＴＯで所定形状に透明電極を形成する。カラーフィルタ（ＣＦ）パターンを形成してもよい。
【００７４】
コモン基板及びセグメント基板の透明電極上に、絶縁膜、配向膜を形成し、配向処理を施す点は第１の実施例と同様である。配向膜に配向処理を行う代わりに、透明電極にスリットを形成したり、基板上に突起を形成することで液晶分子の配向状態を規定してもよい。
【００７５】
ステップＳ２０６において、セグメント基板とコモン基板との間に液晶滴下注入法（ＯＤＦ）で液晶層を形成し、液晶セルを作製する。一方の基板、たとえばコモン基板上にギャップコントロール剤を散布し、他方の基板、たとえばセグメント基板上に、閉じられた形状のメインシールパターンを印刷する。そしてシールパターンの内側に所定量の液晶を滴下し、真空中で両基板を重ね合わせ、第１の実施例と同様に垂直配向型の液晶セルを作製する。
【００７６】
ステップＳ２０７において、コモン基板上にダイクロイックフィルムタイプの偏光板を貼り付ける。セグメント基板側の偏光膜偏光軸と、コモン基板側の偏光板偏光軸との配置関係は、第１の実施例の場合と等しい。
【００７７】
ステップＳ２０８においては、液晶セルの端子部と駆動回路とをフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）で接続する。また、セグメント基板偏光膜のベタパターン６０ｄ部分の端子部とＤＣ回路とを、ハーネスで接続する。
【００７８】
図７は、第２の実施例による液晶表示素子の概略的な断面図である。第２の実施例による液晶表示素子は、偏光膜付基板６０を含まず、セグメント基板３０が偏光膜６０ａを含む点において第１の実施例による液晶表示素子と異なる。また、第２の実施例においては、偏光膜６０ａは、セグメント透明基板３１の液晶層４０側に配置される。セグメント基板３０は、透明基板３１上に形成された偏光膜６０ａ、その上に絶縁膜３５を介して形成された透明電極３２、絶縁膜３３、配向膜３４を含んで構成される。
【００７９】
第２の実施例による液晶表示素子の平面図は第１の実施例のそれ（図５（Ｂ））と同様である。セグメント基板３０の偏光膜６０ａは、線状パターン６０ｃ部分とベタパターン６０ｄ部分とを備え、２つのベタパターン６０ｄ部分は、それぞれ線状パターン６０ｃ部分の各端部を電気的に接続する。
【００８０】
セグメント基板３０（透明基板３１）の端部に、各ベタパターン６０ｄと電気的に接続している端子部６０ｅが形成され、ＤＣ回路７２が、２つの端子部６０ｅ間に接続されている。ＤＣ回路７２は、偏光膜６０ａ（線状パターン６０ｃ部分、及び、ベタパターン６０ｄ部分）に電流を流すことができる。
【００８１】
第２の実施例による液晶表示素子においても、偏光膜６０ａは、ワイヤーグリッド偏光子としての機能、ヒータとしての機能、静電気耐性を実現させる機能、輝度を向上させる機能等を備える。第２の実施例による液晶表示素子の効果は、第１の実施例の場合とほぼ等しいが、偏光膜６０ａが、液晶セルの内側（透明基板３１の液晶層４０側）に配置されているため、第１の実施例よりも、液晶層４０の加熱において高い効果を奏することができる。このため、第１の実施例よりも、たとえば高い応答性を実現することができる。また、液晶セルの内側に偏光膜６０ａ（線状パターン６０ｃ部分）が形成されているため、湿度の影響を受けず、第１の実施例より一層高い信頼性を発揮することができる。
【００８２】
なお、第１及び第２の実施例においては、液晶表示素子の表側（観察者側）にダイクロイックフィルムタイプの偏光板５０、裏側（バックライト８０側）にワイヤーグリッド偏光膜（金属偏光膜６０ａの線状パターン６０ｃ）を配置した。金属偏光膜６０ａを液晶表示素子の表側に用いた場合には、表面反射により外光が写り込み、液晶表示素子の表示品位が低下するという問題が生じるため、光学多層膜などの反射防止膜を形成することが望まれる。第１及び第２の実施例の構成を採用すれば、外光による表示品位低下の問題は回避され、反射防止膜形成のコストを削減することができる。また、市販の偏光フィルムは、金属偏光膜より優れた偏光度をもつ場合が多いため、液晶表示素子の表裏両面に金属偏光膜を配置する構成より、高コントラストの表示を実現することが可能である。金属偏光膜が用いられていれば、裏面のみであっても、ヒータとしての機能、静電気耐性を実現させる機能、輝度を向上させる機能等は維持される。特に、金属偏光膜を回路と電気的に接続したり、アースすることで、静電気耐性を一層高めることができる。
【００８３】
図８を参照して、第３の実施例による液晶表示素子の製造方法を説明する。第２の実施例による液晶表示素子は、セグメント基板側にのみ金属偏光膜を形成したが、第３の実施例においてはコモン基板側にも、液晶セルの内側に金属偏光膜を形成する。
【００８４】
ステップＳ３０１〜Ｓ３０４において、コモン基板を作製する。ステップＳ３０１〜Ｓ３０３の工程は、第２の実施例におけるステップＳ２０１〜Ｓ２０３の工程と等しい。これらの工程により、たとえば透明ガラス基板上に図６（Ｂ）に示したような金属膜及び絶縁膜のパターンを形成する。
【００８５】
ステップＳ３０４においては、絶縁膜上に、たとえばＩＴＯで所定形状の透明電極を形成する。カラーフィルタ（ＣＦ）を形成してもよい。
【００８６】
同様に、ステップＳ３０５〜Ｓ３０８において、セグメント基板を作製する。セグメント基板においては、金属偏光膜の端子部は必須ではなく、線状パターンとその各端部をつなぐベタパターンのみでよい。更に、金属偏光膜パターン上に形成する絶縁膜はパターニングせず、全面に形成することができる。なお、コモン基板とは、線状パターンの長さ方向が直交するように、パターンの形成を行う。
【００８７】
ステップＳ３０８においては、絶縁膜上に、たとえばＩＴＯで所定形状の透明電極を形成する。ＴＦＴマトリクスを形成してもよい。
【００８８】
コモン基板及びセグメント基板の透明電極上に、絶縁膜、配向膜を形成し、配向処理を施す。
【００８９】
ステップＳ３０９において、セグメント基板とコモン基板との間に液晶滴下注入法（ＯＤＦ）で垂直液晶層を形成し、液晶セルを作製する。ギャップコントロール剤の散布、メインシールパターンの印刷、液晶の滴下等の工程は、第１及び第２の実施例と同様である。
【００９０】
ステップＳ３１０において、液晶セルの端子部と駆動回路とをフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）で接続する。また、コモン基板偏光膜のベタパターン６０ｄ部分の端子部とＤＣ回路とを、ハーネスで接続する。なお、セグメント基板の偏光膜にも端子部、及び、図６（Ｂ）に示したような絶縁膜のパターンを形成した場合は、セグメント基板偏光膜のベタパターン６０ｄ部分の端子部とＤＣ回路とを、電気的に接続することもできる。
【００９１】
第３の実施例による液晶表示素子の製造方法においては、セグメント基板及びコモン基板の双方に金属偏光膜が形成されるため、液晶セルの外側に偏光板を貼付する工程が不要である。このため、液晶表示素子の製造コストを低減することが可能である。
【００９２】
図９は、第３の実施例による液晶表示素子の概略的な断面図である。第３の実施例による液晶表示素子は、コモン基板２０側、セグメント基板３０側双方とも、液晶セルの内側に金属偏光膜６０ａを有する液晶表示素子である。
【００９３】
第３の実施例による液晶表示素子は、偏光板５０を含まず、コモン基板２０に金属偏光膜６０ａ及び絶縁膜２５を備える点で、第２の実施例と異なる。また、ＤＣ回路７２が、セグメント基板３０ではなく、コモン基板２０の偏光膜６０ａに接続されている。なお、コモン基板２０に接続されているＤＣ回路７２と同一または異なるＤＣ回路を、セグメント基板３０の偏光膜６０ａに接続することができる。ＤＣ回路７２は、コモン基板２０、セグメント基板３０の少なくとも一方に接続されていればよい。
【００９４】
第３の実施例による液晶表示素子のコモン基板２０側から見た平面図は第１及び第２の実施例の平面図（図５（Ｂ））と同様である。コモン基板２０の偏光膜６０ａは、線状パターン６０ｃ部分とベタパターン６０ｄ部分とを備え、２つのベタパターン６０ｄ部分は、それぞれ線状パターン６０ｃ部分の各端部を電気的に接続する。
【００９５】
コモン基板２０（透明基板２１）の端部に、各ベタパターン６０ｄと電気的に接続している端子部６０ｅが形成され、ＤＣ回路７２が、２つの端子部６０ｅ間に接続される。ＤＣ回路７２は、偏光膜６０ａ（線状パターン６０ｃ部分、及び、ベタパターン６０ｄ部分）に電流を流すことができる。
【００９６】
第３の実施例による液晶表示素子において、コモン基板２０の偏光膜６０ａは、ワイヤーグリッド偏光子としての機能、ヒータとしての機能、静電気耐性を実現させる機能等を備える。第３の実施例による液晶表示素子の効果は、第２の実施例の場合とほぼ等しいが、コモン、セグメント両基板２０、３０とも液晶セル内側に金属偏光膜６０ａが形成されているため、湿度の影響を受けず、第２の実施例より一層高い信頼性を発揮することができる。また、第２の実施例より高輝度で表示を行うことができる。更に、セグメント基板側にもＤＣ回路を接続した構成においては、より短時間での液晶層４０加熱、及びより高い応答性の実現が可能である。
【００９７】
また、静電気耐性に関しては、第１及び第２の実施例より高い効果を奏することが確認された。第３の実施例による液晶表示素子においては、ＤＣ回路７２と接続した状態においては、誤作動が生じなかった。ＤＣ回路７２を除いた場合の誤作動時間も１秒以内と、ごく短時間であった。第３の実施例のより高い静電気耐性効果は、液晶表示素子の表側（コモン基板側）に、導電性の偏光膜が形成されているためと考えられる。
【００９８】
なお、第３の実施例において、コモン基板２０の偏光膜６０ａを液晶セルの外側（透明基板２１の液晶層４０の反対側）に形成することができる。この場合、絶縁膜２５は不要である。液晶セルの外側に形成された偏光膜６０ａ上には、ハードコートなどのコーティングを行うことが望ましいが、必須ではない。偏光膜６０ａを液晶セル内側に形成する場合と比較すると、ヒータ機能はやや劣り、起動直後の液晶層４０の温度上昇が遅くなる懸念がある。しかし外付けの透明ヒータと比較すると、偏光膜６０ａが透明基板２１と一体化しているため、温度の立ち上がりは速い。コモン基板２０の偏光膜６０ａを液晶セルの外側に形成した場合の静電気耐性は、内側に形成した場合とほとんど差がなかった。
【００９９】
以上、実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【０１００】
実施例におけるパターニング方法以外の方法、たとえば、特許文献１に記載されている方法で、金属偏光膜を作製してもよい。
【０１０１】
その他、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者には自明であろう。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
たとえば車載用ディスプレイ、遊戯用表示、携帯電話・ＤＳＣ用表示、オーディオ表示、パソコンモニタ表示、液晶テレビ表示、モバイルテレビ表示など液晶ディスプレイ関連全般に利用可能である。殊に、高信頼性が求められる液晶表示素子、低温時の応答性が求められる液晶表示素子、使用者が表示部を直接拭くことなどにより、静電気を発生させやすい液晶表示素子に好適に利用できる。
【符号の説明】
【０１０３】
２０  コモン基板
３０  セグメント基板
２１、３１  透明電極
２２、３２  透明電極
３２ａ  端子部
２３、３３  絶縁膜
２４、３４  配向膜
２５、３５  絶縁膜
４０  液晶層
５０  偏光板
６０  偏光膜付基板
６０ａ  偏光膜
６０ｂ  透明基板
６０ｃ  線状パターン
６０ｄ  ベタパターン
６０ｅ  端子部
６０ｆ  ＳｉＯ２パターン
７０  フレキシブルプリント基板
７１  駆動回路
７２  ＤＣ回路
８０  バックライト
【図１】
2010210871.tif 000003
【図２】
2010210871.tif 000004
【図３】
2010210871.tif 000005
【図４−１】
2010210871.tif 000006
【図４−２】
2010210871.tif 000007
【図５】
2010210871.tif 000008
【図６】
2010210871.tif 000009
【図７】
2010210871.tif 000010
【図８】
2010210871.tif 000011
【図９】
2010210871.tif 000012