(57)【要約】【課題】簡単な構成でデフォーカス基板を貼り付ける接着剤の厚みを制御して、高い画像品質を維持することが可能な液晶表示素子を提供する。【解決手段】画素電極４が形成された画素有効エリア１２を有する第１基板６と、第１基板との間で液晶８を封止して接合される透明な第２基板１０と、第１基板の液晶側とは反対側面と第２基板の液晶側とは反対側面の内の少なくとも第２基板の液晶側とは反対側面に接着剤層２０を介して接合された透明なデフォーカス基板２２とを有する液晶表示素子２において、接着剤層は、画素有効エリアに対応する領域を含む領域がスペーサ部材が混入されていない透明なスペーサ無し接着剤２４からなるスペーサ無し領域であり、スペーサ無し領域の外周の外側の領域がスペーサ部材２６Ａが混入されたスペーサ入り接着剤２６からなるスペーサ有り領域である２つの領域によって構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素電極が形成された画素有効エリアを有する第１基板と、
前記第１基板との間で液晶を封止した状態で接合される透明な第２基板と、
前記第１基板の液晶側とは反対側面と前記第２基板の液晶側とは反対側面の内の少なくとも前記第２基板の液晶側とは反対側面に接着剤層を介して接合して設けられる透明なデフォーカス基板と、
を有する液晶表示素子において、
前記接着剤層は、前記画素有効エリアに対応する領域を含む領域がスペーサ部材が混入されていない透明なスペーサ無し接着剤からなるスペーサ無し領域であり、
前記スペーサ無し領域の外周の外側の領域がスペーサ部材が混入されたスペーサ入り接着剤からなるスペーサ有り領域である２つの領域によって構成されてなることを特徴とする液晶表示素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクタやプロジェクションＴＶ（テレビジョン）等の投射型表示装置に用いられる液晶表示素子に係り、特に透明基板に付く塵や傷等による画像品質の劣化を防止するデフォーカス基板を設けた液晶表示素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プロジェクタやプロジェクションＴＶ（テレビジョン）等の投射型表示装置が多用されている。そして、これらの表示装置には、液晶に入った入射光に液晶の光学的特性を利用して画像信号で変調を加えるようにした画像表示素子が設けられている。ここで光学的に変調された光は、投射レンズ等を有する光学系によってスクリーンなどに投射され、これにより画像が表示される。
【０００３】
ところで、上記液晶表示素子に用いられる透明基板に関しては、この基板表面に塵や傷等が付くと、上記光学系の焦点が液晶に合わせ込められているにもかかわらず、光学系の焦点深度等に起因してこの液晶から僅かな距離を隔てて位置する上記透明基板表面も合焦状態となり、この結果、上記塵や傷等がスクリーンに投影画像として表示されてしまい、画像品質を劣化させる原因となっていた。
【０００４】
このため、上記透明基板に付く塵や傷等に起因する画像品質の劣化を防止するために、液晶表示素子に用いる基板の片面（反射型液晶表示素子の場合）、或いは両面（透過型液晶表示素子の場合）に、例えば透明なガラス基板よりなるデフォーカス基板を光学接着剤により貼り付けるようにして、光学系の焦点から外れた位置に上記塵や傷等を位置させるようにした技術が提案されている（特許文献１等）。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２２７７６８号公報（特許第３６８６５６０号公報）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記デフォーカス基板を設けた場合には、上述したようにこのデフォーカス基板の表面に塵や傷等が付いても、この塵や傷の位置が光学系からは焦点外、すなわちデフォーカス状態となるので、投影画像上には写らず、この点に関しては画像品質の向上を図ることが可能となる。
【０００７】
しかしながら、上記デフォーカス基板を貼り付ける際に使用する接着剤に関しては、この接着剤の内部応力や、接着剤のはみ出し量の管理の必要性から厚みムラを制御する必要性があった。そのためには、貼り付け装置で貼り付けられるデフォーカス基板と液晶表示素子の透明基板との間の間隙である厚みのバラツキを高精度にフィールドバックして制御する必要があり、設備費のコストアップ等を余儀なくされる問題があった。
【０００８】
また、上記接着剤の硬化方法に関しては、光硬化型接着剤等を用いて短時間で硬化を行うようにしているので、硬化時における強力な光照射による液晶の劣化や、接着剤の急速な硬化収縮の影響などによってガラス基板よりなるデフォーカス基板に内部応力が発生し、この内部応力によって複屈折（シェーディング）が発現するので、これが画像品質を劣化させる場合があった。
【０００９】
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、簡単な構成でデフォーカス基板を貼り付ける接着剤の厚みを制御して、高い画像品質を維持することが可能な液晶表示素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に係る発明は、複数の画素電極が形成された画素有効エリアを有する第１基板と、前記第１基板との間で液晶を封止した状態で接合される透明な第２基板と、前記第１基板の液晶側とは反対側面と前記第２基板の液晶側とは反対側面の内の少なくとも前記第２基板の液晶側とは反対側面に接着剤層を介して接合して設けられる透明なデフォーカス基板と、を有する液晶表示素子において、前記接着剤層は、前記画素有効エリアに対応する領域を含む領域がスペーサ部材が混入されていない透明なスペーサ無し接着剤からなるスペーサ無し領域であり、前記スペーサ無し領域の外周の外側の領域がスペーサ部材が混入されたスペーサ入り接着剤からなるスペーサ有り領域である２つの領域によって構成されてなることを特徴とする液晶表示素子である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る画像表示素子によれば、簡単な構成でデフォーカス基板を貼り付ける接着剤の厚みを制御して、高い画像品質を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は本発明に係る液晶表示素子を示す拡大断面図、図２は液晶表示素子の製造方法の一例を示す工程図、図３は液晶表示素子の製造方法の他の一例を示す工程図、図４はスペーサ部材入り接着剤を硬化させる時の状況を示す部分拡大図である。ここでは反射型の液晶表示素子を例にとって説明する。
【００１３】
図１に示すように、この液晶表示素子２は、アルミニウム合金等よりなる複数の反射型の画素電極４を有する第１基板６と、この第１基板６に対して対向して配置されると共に、間に液晶８を封止して接合される透明な第２基板１０とにより主に構成されている。具体的には、上記第１基板６は、例えばシリコンウエハ等の不透明な半導体基板よりなり、この第１基板６の表面に、上記画素電極４が縦横にマトリクス状に配列されている。この画素電極４が配列された領域が実際に画像を形成するための画像有効エリア１２となっている。
【００１４】
また、上記各画素電極４に対応させて、第１基板６には上記画素電極４を駆動する駆動回路（図示せず）が設けられる。また、上記第２基板１０は例えば透明なガラス基板よりなり、この表面には、例えばＩＴＯ（インジウム錫酸化物）よりなる共通になされた透明な対向電極１４が形成されている。そして、上記画素電極４と対向電極１４とを向き合わせた状態で、上記第１及び第２基板６、１０を、その間に液晶８を密封した状態で接合する。接合に際しては、上記第１基板６、或いは第２基板１０の周辺部に沿って接着剤１６を塗布し、この接着剤１６を介在させて両基板６、１０を接着固定する。
【００１５】
そして、上記第２基板１０の液晶８側とは反対側の面には、本発明の特徴とする接着剤層２０を介して透明なデフォーカス基板２２が接合して設けられている。具体的には、上記デフォーカス基板２２は、例えば透明なガラス基板よりなる。そして、上記接着剤層２０として、少なくとも上記画素有効エリア１２に対応する領域に関しては、スペーサ部材の入っていない透明なスペーサ無し接着剤２４が用いられてスペーサ無し領域となっており、このスペーサ無し接着剤２４を設けたスペーサ無し領域の外周の外側には、スペーサ部材２６Ａが入ったスペーサ入り接着剤２６が設けられてスペーサ有り領域となっている。すなわち上記スペーサ無し領域の外側を上記スペーサ有り領域が囲むようにして設けられ、両領域で接着剤層２０を形成している。
【００１６】
このスペーサ無し接着剤２４としては、紫外線硬化樹脂などの光硬化型接着剤や熱硬化型接着剤を用いることができ、好ましくは、この接着剤２４と第２基板１０との屈折率を一致させる。更に好ましくは、このスペーサ無し接着剤２４の屈折率をデフォーカス基板２２の屈折率と一致させる。このように、画素有効エリア１２に対応する領域の全領域に亘って、上記スペーサ無し接着剤２４を薄く形成する。
【００１７】
これに対して、上記スペーサ入り接着剤２６中に入れるスペーサ部材２６Ａは、例えば直径が２μｍ程度のスペーサボールよりなり、例えば石英等により微細な球形状に形成されて、デフォーカス基板２２の接合時にスペーサとして機能するようになっている。図示するように、このスペーサ入り接着剤２６は、上記デフォーカス基板２２の周辺部に対応させて設けられており、上記画素有効エリア１２に対応する領域側に侵入しないようになっている。このスペーサ入り接着剤２６は、後述するように、デフォーカス基板２２の周辺部に沿って点在させて設けてもよいし、断続した、或いは連続した線状に設けてもよい。
【００１８】
このスペーサ入り接着剤２６は、画素有効エリア１２の外側に位置するので、入射光Ｌに対して透明でも、或いは不透明でもよい。このスペーサ入り接着剤２６としては、後述するように、仮止めできるように、例えば紫外線硬化樹脂等の光硬化型接着剤を用いることが好ましい。
【００１９】
ここで上記接着剤層２０を形成する時の方法について図２乃至図４も参照して説明する。まず、図２（Ａ）及び図３（Ａ）に示すように、第２基板１０の液晶８とは反対側の面上に、画素有効エリア１２に対応する領域にスペーサ無し接着剤２４を塗布し、また画素有効エリア１２に対応する領域の外周側に、スペーサ入り接着剤２６を塗布する。この場合、スペーサ無し接着剤２４は、過不足のない適量を中央部に山盛り状に形成してもよいし、画素有効エリア１２に対応する領域の略全域に亘って薄く塗布するようにしてもよい。
【００２０】
また、スペーサ入り接着剤２６は、図２（Ａ）に示すように、隅部などの要所に点状に散在させて塗布してもよいし、図３（Ａ）に示すように、画素有効エリア１２に対応する領域の外周に沿って線状に断続的に塗布するようにしてもよい。また図示されていないが、上記スペーサ入り接着剤２６を上記領域の外周に沿ってこの領域を囲むように線状に連続的に塗布するようにしてもよい。このスペーサ入り接着剤２６は、後に貼り付けるデフォーカス基板２２の周辺部（端部）が僅かに接触するような状態で塗布する。尚、この場合、上記第２基板１０の反対側面には、前工程ですでに液晶８を封止した状態で第１基板６が接合固定されている。
【００２１】
そして、このような状態で、図示しない貼り合わせ装置を用い、上記第２基板１０に対してデフォーカス基板２２を相対的に位置合わせしつつ接合する。この際、両基板１０、２２間に一定のプレス圧力を加えるだけで、デフォーカス基板２２の周辺部と第２基板１０の周辺部との間に介在されたスペーサ入り接着剤２６の機能により、両基板１０、２２間の間隙、すなわち厚さが一定になされ、この間に挟み込まれるスペーサ無し接着剤２４が全面に均一な厚さで広がると共に、余分な量のスペーサ無し接着剤２４は外側へはみ出ることになる。図２（Ｂ）及び図３（Ｂ）はそれぞれこの時の状態を示している。
【００２２】
これにより、簡単な構造でスペーサ無し接着剤２４の厚みを精度良く、且つ安定的に制御することができるので、スペーサ無し接着剤２４の厚みのバラツキを大幅に抑制することができる。また、デフォーカス基板２２の外周側へはみ出る接着剤２４、２６の量も少なく抑制することができ、また、はみ出す接着剤の量のバラツキも抑制することができる。尚、上記貼り合わせ装置は、例えば一方の基板側を載置して平面内を移動できる載置台や、他方の基板側を保持して上下方向へ移動可能になされたアーム機構を有している。
【００２３】
このように、デフォーカス基板２２を接合したならば、図４に示すように、光照射装置（図示せず）より光ファイバ３０を介して伝播させてきた必要な光Ｌ２を、光ノズル３２から上記スペーサ入り接着剤２６に向けて短時間、例えば１０秒程度、或いはそれ以内の時間だけ照射してこのスペーサ入り接着剤２６を硬化させて仮止めする。その後、この液晶表示素子２を次工程へ搬送し、例えばバッチ式の熱硬化プロセスで、スペーサ無し接着剤２４を完全に硬化させる。このように、スペーサ入り接着剤２６による仮止めを行って液晶表示素子２を次工程へ搬送することができるので、タクトタイムを短縮して生産性を向上させることができる。
【００２４】
上述したように、本発明によれば、画素有効エリアに対応する領域の外周にスペーサ入り接着剤２６を設けるようにしたので、簡単な構成でデフォーカス基板２２を貼り付けるスペーサ無し接着剤２４の厚みを制御して、高い画像品質を維持することができる。
尚、上記実施例では、スペーサ無し接着剤２４及びスペーサ入り接着剤２６を第２基板１０側に塗布する場合を例にとって説明したが、これに限定されず、上記両接着剤２４、２６をデフォーカス基板２２側の対応する位置に塗布するようにしてもよい。
【００２５】
また、ここでは反射型の液晶表示素子２を例にとって説明したが、これに限定されず、第１及び第２基板６、１０が共に透明な基板になされた透過型の液晶表示素子にも本発明を適用することができ、この場合には、第１及び第２基板６、１０の両方に上記デフォーカス基板２２をそれぞれ設けるようにする。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る液晶表示素子を示す拡大断面図である。
【図２】液晶表示素子の製造方法の一例を示す工程図である。
【図３】液晶表示素子の製造方法の他の一例を示す工程図である。
【図４】スペーサ部材入り接着剤を硬化させる時の状況を示す部分拡大図である。
【符号の説明】
【００２７】
２…液晶表示素子、４…画素電極、６…第１基板、８…液晶、１０…第２基板、１２…画素有効エリア、１４…対向電極、２０…接着剤層、２２…デフォーカス基板、２４…スペーサ無し接着剤、２６…スペーサ入り接着剤、２６Ａ…スペーサ部材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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