(57)【要約】【課題】絶縁膜破断が防止され短絡防止効果に優れた信頼性の高い電気光学装置及びこれを備えた電子機器を提供する。【解決手段】第１基板１０と、第１基板１０上に設けられたカラーフィルタ層１２と、カラーフィルタ層１２上に設けられた保護層１３と、保護層１３上に設けられた第１表示用電極１４と、第１表示用電極１４上に設けられた絶縁膜１５と、絶縁膜１５上に設けられた配向膜１６と、第１基板１０に対向配置された第２基板２０と、第２基板２０上に設けられた第２表示用電極２４と、第１基板１０及び第２基板２０間に配置された電気光学物質５０とを備え、絶縁膜１５の膜ストレスが９．８×１０4Ｎ／ｍ2より大きく、９．８×１０7Ｎ／ｍ2未満であることを特徴とする。【選択図】        図１
2005241838.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板と、
前記第１基板上に設けられたカラーフィルタ層と、
前記カラーフィルタ層上に設けられた保護層と、
前記保護層上に設けられた第１表示用電極と、
前記第１表示用電極上に設けられた絶縁膜と、
前記絶縁膜上に設けられた配向膜と、
前記第１基板に対向配置された第２基板と、
前記第２基板上に設けられた第２表示用電極と、
前記第１基板及び第２基板間に配置された電気光学物質と、
を備え、
前記絶縁膜の膜ストレスが、９．８×１０4Ｎ／ｍ2より大きく、９．８×１０7Ｎ／ｍ2未満であることを特徴とする電気光学装置。
【請求項２】
前記第１基板と前記カラーフィルタ層との間、または前記第２基板と前記第２表示用電極との間に反射膜を備えることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
【請求項３】
前記絶縁膜が、前記カラーフィルタ層の形成温度以下の温度で焼成されてなることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
【請求項４】
第１基板と、
前記第１基板上に設けられた第１表示用電極と、
前記第１表示用電極上に設けられた絶縁膜と、
前記絶縁膜上に設けられた配向膜と、
前記第１基板に対向配置された第２基板と、
前記第２基板上に設けられた第２表示用電極と、
前記第１基板及び第２基板間に配置された電気光学物質と、
を備え、
前記第１表示用電極は、前記第１基板上に設けられた金属層、及び前記金属層上に設けられた透明導電層を有してなり、
前記金属層は、銀単体、銀を主成分とする合金、アルミニウム単体、及びアルミニウムを主成分とする合金からなる群より選ばれる金属材料からなり、
前記絶縁膜の膜ストレスが、９．８×１０4Ｎ／ｍ2より大きく、９．８×１０7Ｎ／ｍ2未満であることを特徴とする電気光学装置。
【請求項５】
前記絶縁膜は、弾性化成分が付与されたバインダー成分が架橋及び焼成されてなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電気光学装置。
【請求項６】
前記弾性化成分が主に炭素結合からなる１つの長鎖を有する３官能型シランであり、前記バインダー成分がＴｉＯ2、ＳｉＯ2、ＺｒＯ2のうちのいずれか一種以上であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電気光学装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の電気光学装置を備えることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気光学装置、電子機器に関する。詳しくは、基板間に電気光学物質層を狭持して表示を行う電気光学装置、電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気光学装置として、例えばバックライト等の光源を用いることなく、外光を利用して表示を行う反射型液晶装置は、低消費電力化、小型軽量化等の観点から有利であるため、特に携帯性が重要視される携帯電話、腕時計、電子手帳、ノートパソコン等の携帯用電子機器に採用されている。このような反射型液晶装置は、一対の基板間に液晶その他複数の構成要素を備えて構成されており、例えば裏側基板の液晶側に金属反射膜、カラーフィルタ、保護層、透明電極、絶縁層、配向層を、表側基板の液晶側に透明電極、配向層をこの順で備えて構成される。そして、表側から入射される外光を偏光板、基板、液晶等を介して金属反射膜で反射するように構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１４３３４号公報（第９頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した金属反射膜は通常、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）及びこれらを主成分とする合金からなるが、この金属反射膜は膜自体の硬度が低い。また、金属反射膜よりも上層に配されたカラーフィルタ、保護膜なども同様に硬度が低い。このため、表側から外力が加えられた場合、裏側基板の上層に位置する絶縁膜は該絶縁膜の下層により均一に支持されないために絶縁膜に応力が集中し、わずかな外力で破断してしまい、短絡防止効果を十分に得ることができないという問題がある。
【０００５】
例えば製造工程中に導電性異物が基板間に混入し、該導電性異物の存在する位置に表側から外力が加えられた場合には、絶縁膜が破断するとともに導電性異物を介して２枚の基板の電極が短絡してしまい、製品の構成によっては短絡不良率が高くなってしまう。また、この短絡は、製品化された後にも生じる恐れがある。
【０００６】
また、従来の絶縁膜は、３００℃以上の温度で成膜しなければならない。しかしながら、このような高温プロセスはカラーフィルタにダメージを与えてしまうため、カラーフィルタ上、すなわちカラーフィルタを備えた側の基板には形成できない。
【０００７】
したがって、本発明は上述した問題点に鑑みて創案されたものであり、絶縁膜破断が防止され短絡防止効果に優れた信頼性の高い電気光学装置、及びこれを備えた電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以上の目的を達成する本発明に係る電気光学装置は、第１基板と、第１基板上に設けられたカラーフィルタ層と、カラーフィルタ層上に設けられた保護層と、保護層上に設けられた第１表示用電極と、第１表示用電極上に設けられた絶縁膜と、絶縁膜上に設けられた配向膜と、第１基板に対向配置された第２基板と、第２基板上に設けられた第２表示用電極と、第１基板及び第２基板間に配置された電気光学物質とを備え、絶縁膜の膜ストレスが、９．８×１０4Ｎ／ｍ2より大きく、９．８×１０7Ｎ／ｍ2未満であることを特徴とする。
【０００９】
以上のような本発明に係る電気光学装置においては、絶縁膜の膜ストレスが９．８×１０7Ｎ／ｍ2未満とされているため、該絶縁膜は、弾性力の良好なものが使用される。そして、該絶縁膜はその弾性力により絶縁膜自体が外力を吸収し、緩衝材としての役割を果たすため、従来の絶縁膜のようにわずかな外力で破断することがない。更に、絶縁膜の膜ストレスが９．８×１０4Ｎ／ｍ2以下の場合、絶縁膜の成膜が困難であるのだが、本願発明によれば、絶縁膜の膜ストレスが９．８×１０4Ｎ／ｍ2よりも大きいのでこのような不具合は生じない。
【００１０】
このため、本発明に係る電気光学装置においては、わずかな外力で第１表示用電極及び第２表示用電極間の絶縁状態が破壊されることがないため、第１表示用電極及び第２表示用電極の短絡が効果的に防止される。
【００１１】
したがって、本発明においては、絶縁膜の膜ストレスを９．８×１０7Ｎ／ｍ2未満とすることにより、絶縁膜の応力に対する耐久性を向上させ、これにより短絡防止効果に優れた信頼性の高い高品質な電気光学装置を実現できる。
【００１２】
また、上述した本発明に係る電気光学装置においては、第１基板とカラーフィルタ層との間、または第２基板と第２表示用電極との間に反射膜を備えた構成とすることができる。これにより、前述した利点を有する反射型の電気光学装置を実現することができる。
【００１３】
また、本発明に係る電気光学装置においては、カラーフィルタ層上に絶縁膜を形成する際に該絶縁膜がカラーフィルタ層の形成温度以下の温度で焼成されてなることを特徴とする。これにより、カラーフィルタ層に対して熱的影響によるダメージを与えることなく、カラーフィルタ層上に絶縁膜を形成することが可能とされ、構造設計の自由度の大きな電気光学装置を実現できる。
【００１４】
また、本発明に係る電気光学装置は、第１基板と、第１基板上に設けられた第１表示用電極と、第１表示用電極上に設けられた絶縁膜と、絶縁膜上に設けられた配向膜と、第１基板に対向配置された第２基板と、第２基板上に設けられた第２表示用電極と、第１基板及び第２基板間に配置された電気光学物質とを備え、第１表示用電極は第１基板上に設けられた金属層、及び金属層上に設けられた透明導電層を有してなり、金属層は銀単体、銀を主成分とする合金、アルミニウム単体、及びアルミニウムを主成分とする合金からなる群より選ばれる金属材料からなり、絶縁膜の膜ストレスが９．８×１０4Ｎ／ｍ2より大きく、９．８×１０7Ｎ／ｍ2未満であることを特徴とする。
【００１５】
以上のような構成とされた本発明に係る電気光学装置においては、絶縁膜が銀単体、銀を主成分とする合金、アルミニウム単体、及びアルミニウムを主成分とする合金などの軟らかい金属層上に形成された場合においても、絶縁膜の膜ストレスが９．８×１０7Ｎ／ｍ2未満とされているため、該絶縁膜は、弾性力の良好なものが使用される。そして、該絶縁膜はその弾性力により絶縁膜自体が外力を吸収し、緩衝材としての役割を果たすため、従来の絶縁膜のようにわずかな外力で破断することがない。更に、絶縁膜の膜ストレスが９．８×１０4Ｎ／ｍ2以下の場合、絶縁膜の成膜が困難であるのだが、本願発明によれば、絶縁膜の膜ストレスが９．８×１０4Ｎ／ｍ2よりも大きいのでこのような不具合は生じない。
【００１６】
このため、本発明に係る電気光学装置においては、わずかな外力で第１表示用電極及び第２表示用電極間の絶縁状態が破壊されることがないため、第１表示用電極及び第２表示用電極の短絡が効果的に防止される。
【００１７】
したがって、本発明においては、絶縁膜の膜ストレスを９．８×１０7Ｎ／ｍ2未満とすることにより、絶縁膜が軟らかい金属層上に形成された場合においても該絶縁膜の応力に対する耐久性を向上させ、これにより短絡防止効果に優れた信頼性の高い高品質な電気光学装置を実現できる。
【００１８】
また、本発明に係る電気光学装置は、絶縁膜は弾性化成分が付与されたバインダー成分が架橋及び焼成されてなることを特徴とする。これにより、上述した膜ストレスが９．８×１０7Ｎ／ｍ2未満となり、応力に対する耐久性に優れた絶縁膜を構成し、短絡防止効果に優れた信頼性の高い高品質な電気光学装置を実現できる。
【００１９】
また、本発明に係る電気光学装置においては、前述の弾性化成分には、主に炭素結合からなる１つの長鎖を有する３官能型シランを使用し、バインダー成分としてＴｉＯ2、ＳｉＯ2、ＺｒＯ2のうちのいずれか一種以上を用いることが好ましい。これにより、上述した特性を備えた絶縁膜を構成し、短絡防止効果に優れた信頼性の高い高品質な電気光学装置を実現することができる。
【００２０】
本発明に係る電子機器は、上記課題を解決するために、上述した本発明の電気光学装置を備える。したがって、本発明の電子機器によれば、本発明の電気光学装置を用いて信頼性の高い高品質な電子機器を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施例を詳細に説明する。なお、本発明は以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下の図面においては、説明の便宜上、実際の縮尺とは異なることがある。
【実施例１】
【００２２】
実施例１は、本発明をカラーフィルタが反射膜の上層に形成されたパッシブマトリクス駆動方式の反射型カラー液晶表示パネルに適用したものである。
【００２３】
図１は、本発明を適用した液晶表示パネル１を対向基板である第２基板側から見た平面図であり、図２は、図１中の線分Ａ−Ａ’における断面図である。なお、図１においては、説明の便宜上、透明電極層を縦横６本ずつ示しているが、実際には多数本の電極が存在しており、図１及び図２においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材の縮尺を異ならしめてある。
【００２４】
液晶表示パネル１は、図１及び図２に示すように第１基板１０と、該第１基板１０に対向配置された透明な第２基板２０と、第１基板１０及び第２基板２０間に狭持された電気光学物質層である液晶層５０とを備えている。
【００２５】
また、第１基板１０上の第２基板２０に対向する側、すなわち図２における上側表面には、反射膜１１と、該反射膜１１上に配置されたカラーフィルタ１２と、該カラーフィルタ１２上に配置された保護層１３と、該保護層１３上に配置された表示用電極である複数の第１透明電極層１４と、第１透明電極層１４上に配置された絶縁膜１５と、該絶縁膜１５上に配置された配向膜１６とを備える。
【００２６】
そして、第２基板２０上の第１基板１０に対向する側、すなわち図２における下側表面には、第１透明電極層１４と相交差するように配置された表示用電極である複数の第２透明電極層２４と、第２透明電極層２４上に配置された配向膜２６とを備える。
【００２７】
第１基板１０及び第２基板２０は、液晶層５０の周囲において、シール材３１により貼り合わされており、液晶層５０は、シール材３１及び封口材３２により第１基板１０及び第２基板２０間に封入されている。
【００２８】
第１基板１０は、透明でも不透明でも良いため、例えばガラス基板、石英基板や半導体基板からなる。一方、第２基板２０は、可視光に対して透明あるいは少なくとも半透明であることが要求されるため、例えばガラス基板や石英基板等からなる。
【００２９】
反射膜１１は、例えば銀、アルミニウム、クロム及びそれらを主成分とする合金からなり、基板２０側から入射した波長５５０ｎｍ付近の光を中心として、例えば４００ｎｍから波長７００ｎｍ程度の範囲の光に対する透過率が良くなるように構成されている。このような反射膜１１は、蒸着やスパッタリング等により形成される。
【００３０】
カラーフィルタ１２は、青色光、緑色光及び赤色光を画素毎にそれぞれ透過する着色層とともに各画素の境界にブラックマスク或いはブラックマトリクスと称される遮光膜が形成されて各画素間の混色を防止するように構成されたデルタ配列、ストライプ配列、モザイク配列、トライアングル配列等の公知のカラーフィルタである。また、遮光膜は形成されていなくても良い。また、図１及び図２では省略しているが、シール材３１の内側に平行して、例えばカラーフィルタ１２中の遮光膜と同じ或いは異なる材料からなる画像表示領域の周辺を規定する額縁として遮光膜が設けられていても良い。或いはこのような額縁は、液晶装置を入れる遮光性のケースの縁により規定しても良い。
【００３１】
保護層１３は、例えば透明樹脂または感光性透明樹脂からなり、スピンコートまたはフレキソ印刷により形成される。また、露光工程／現像工程で所定の形状としても良い。但し、保護層１３は、カラーフィルタの保護及び平坦性を向上する必要がない場合には、省略することも可能である。
【００３２】
第１透明電極層１４及び第２透明電極層２４は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明導電性膜からなる。
【００３３】
配向膜１６及び２６は、それぞれ、ポリイミド薄膜などの有機薄膜からなり、スピンコートまたはフレキソ印刷により形成され、ラビング処理等の所定の配向処理が施されている。
【００３４】
シール材３１は、例えば光硬化性樹脂や熱硬化性樹脂からなる接着剤である。特に当該液晶装置が対角数インチ以下程度の小型の場合には、シール材中に両基板間の距離を所定とするためのグラスファイバーやガラスビーズ等のギャップ材（スペーサ）が混入される。ただし、このようなギャップ材は、液晶層５０内に混入されても良い。また、封口材３２は、シール材３１の注入口を介して液晶を真空注入した後に、当該注入口を封止する樹脂性接着剤等からなる。
【００３５】
液晶層５０は、第１透明電極層１４及び第２透明電極層２４間で電界が印加されていない状態で配向膜１６及び２６により所定の配向状態をとる。液晶層５０は例えば一種または数種類のネマティック液晶を混合した液晶からなる。
【００３６】
絶縁膜１５は、光透過性を有する材料からなり、第２基板２０側から入射した波長５５０ｎｍ付近の光を中心として、例えば４００ｎｍから波長７００ｎｍ程度の範囲の光に対する透過率が良くなるように構成されている。
【００３７】
ここで、第１基板１０上の第１透明電極層１４は、絶縁膜１５により第２基板２０側の第２透明電極層２４から絶縁されている。例えば絶縁膜１５が形成されていない場合には、導電性異物が混入した場合や、工程中に発生する配向膜１６及び２６のキズ、微少欠陥等により第２基板２０側の第２透明電極層２４と短絡してしまう、すなわち、短絡不良となる。
【００３８】
しかしながら、この液晶表示パネル１においては、絶縁膜１５が設けられているため、このような短絡を防止することができ、液晶の駆動に支障を与えず、全体として装置の信頼性の向上が図られている。
【００３９】
ところが、液晶表示パネルは、その使用時においては、第２基板２０側から該基板に対して外力が加えられる場合も発生する。反射膜１１は通常、上述したようにアルミニウム、クロム及びそれらを主成分とする合金からなるが、これらの層は例えば鉛筆硬度が４Ｈ程度と硬度が低い。また、反射膜１１よりも上層に配されたカラーフィルタ１２、保護層１３なども同様に硬度が低い。このため、第２基板２０側から外力が加えられた場合、絶縁膜１５の下層に配置された反射膜１１等は絶縁膜１５を均一に支持することができず、他の層に比べ比較的硬度の高い絶縁膜１５に外力が集中してしまう。その結果、従来の絶縁膜はわずかな外力で破断してしまい、第１透明電極層１４及び第２透明電極層２４間の絶縁状態が破壊されるため、第１基板１０と第２基板２０との間の絶縁効果を十分に得ることができない。
【００４０】
また、例えば第１基板１０と第２基板２０との間に導電性異物が混入し、さらに第２基板２０側から応力が加えられた場合、従来の絶縁膜はわずかな外力で破断してしまい、第１透明電極層１４及び第２透明電極層２４間の絶縁状態が破壊され、さらに導電性異物を介して第１透明電極層１４と第２透明電極層２４とが上下導通してしまい、短絡不良が発生する。
【００４１】
これに対して、従来は絶縁膜の硬度を高くする方向で研究が進められてきた。しかしながら、単に絶縁膜の硬度を高くしてもそれとともに脆性も高くなるため、絶縁膜はわずかな応力で割れてしまい、十分な短絡防止効果を備えた液晶表示パネルは実現できていない。
【００４２】
そこで、本発明においては、絶縁膜に所定の弾性を備えた絶縁膜を用いることにより前述の問題を解消して、結果として絶縁膜破断を防止し、優れた短絡防止効果を有し、信頼性に優れた液晶表示パネルを実現している。
【００４３】
この液晶表示パネル１においては、膜ストレスが９．８×１０4Ｎ／ｍ2より大きく、しかも、９．８×１０7Ｎ／ｍ2未満にある絶縁膜１５を用いる。本発明においては絶縁膜１５の弾性力を膜ストレス、すなわち単位面積あたりの膜応力により規定する。ここで、膜応力は主にその製造工程の膜硬化収縮において発生した圧縮応力である。
【００４４】
膜ストレスをこのような範囲とすることにより、弾性の良好な絶縁膜１５を実現することができる。これにより、絶縁膜１５はその弾性により絶縁膜１５自体が外力を吸収し、緩衝材としての役割を果たすため、絶縁膜１５は従来の絶縁膜のようにわずかな外力で破断することがない。また、絶縁膜の膜ストレスが９．８×１０4Ｎ／ｍ2以下の場合、絶縁膜の成膜が困難であるが、本願発明によれば、絶縁膜の膜ストレスが９．８×１０4Ｎ／ｍ2よりも大きいのでこのような不具合は生じない。
【００４５】
そして、絶縁膜１５の膜ストレスは５．２６×１０6Ｎ／ｍ2以下とすることがより好ましい。膜ストレスをこのような範囲に規定することにより、より確実に弾性の良好な絶縁膜１５を実現することができる。
【００４６】
なお、膜ストレスが小さすぎる場合、第１基板１０及び第２基板２０間の液晶層５０にスペーサが混入された構成の場合には、スペーサが絶縁膜１５にめり込むことにより所定のギャップを保持できない恐れがある。したがって、膜ストレスの下限は所定のギャップを保持可能な程度の大きさとする。
【００４７】
また、前記のように規定された絶縁膜１５を用いることにより、例えば第１基板１０と第２基板２０との間に導電性異物が混入し、さらに第２基板２０側から応力が加えられた場合においても、絶縁膜１５自体が応力を吸収するため、わずかな応力により絶縁膜１５が破断することがない。したがって、わずかな外力で第１透明電極層１４及び第２透明電極層２４間の絶縁状態が破壊されることがないため、第１透明電極層１４及び第２透明電極層２４間の短絡を効果的に防止することができる。
【００４８】
従来の絶縁膜においては、第２基板２０側から２００〜３００ｇｆ／ｃｍ2程度の応力が加わった場合、絶縁膜は破断してしまう。しかしながら、この絶縁膜１５においては、２ｋｇ〜３ｋｇｆ／ｃｍ2程度の応力に耐えることが可能である。
【００４９】
このような絶縁膜１５は、従来公知のバインダーに弾性化成分を付与することにより形成することができる。例えば、ＴｉＯ2、ＳｉＯ2、ＺｒＯ2などのバインダーに、弾性化効果を有する官能基、例えば主に炭素結合からなる１つの長鎖を有する３官能型シランなどを所定量だけ付与する。ここで、弾性化効果とは、バインダーに付与され、バインダーとともに架橋、焼成されることで絶縁膜１５の膜ストレスを低下させ、絶縁膜１５の弾性力を向上させる効果をいう。
【００５０】
そして、弾性化成分、すなわち弾性化効果を有する官能基が付与されたバインダーに、必要に応じてフィラー等を混合し、溶剤に溶解する。溶剤としては、従来公知のものが使用でき、例えばシンナー系の溶剤であるヘキシレングリコールなどを用いることができる。
【００５１】
次いで、これを所定の位置、例えば第１透明電極層１４上に塗布し、ＵＶ照射及び所定の温度で焼成を施すことにより膜ストレスが９．８×１０7Ｎ／ｍ2未満で、弾性の良好な絶縁膜１５を形成することができる。なお、膜ストレスの大きさは、バインダー、弾性化成分、フィラー等の種類及び構成比などの諸条件を調整することにより適宜変更可能である。
【００５２】
また、従来の絶縁膜は、３００℃以上の高温で焼成して形成される。ところが、カラーフィルタ１２は、通常２４０℃〜２５０℃程度の温度で形成されている。このため、カラーフィルタ１２の形成された基板の上層に絶縁膜を形成しようとした場合、絶縁膜を形成するために３００℃以上の温度をカラーフィルタ１２にも加えることとなり、カラーフィルタ１２に熱的影響によるダメージを与えてしまう。
【００５３】
しかしながら、このような絶縁膜１５は、構成要素を選択することにより従来の絶縁膜のように３００℃以上の高温で焼成することなく、１５０℃〜２００℃程度の比較的低温で焼成して形成することが可能である。例えば、上述したＴｉＯ2、ＳｉＯ2、ＺｒＯ2のうちいずれか一種以上のバインダーに、主に炭素結合からなる１つの長鎖を有する３官能型シランを付与し、溶剤に溶解する。溶剤としては、従来公知のものが使用でき、例えばシンナー系の溶剤であるヘキシレングリコールなどを用いることができる。
【００５４】
そして、これを第１透明電極層１４上に塗布し、ＵＶ照射及び焼成を施すことにより絶縁膜１５を形成することができる。このとき、焼成は構成要素により異なるが、１５０℃〜２００℃程度の比較的低温で行うことができる。
【００５５】
したがって、上述した絶縁膜１５は、１５０℃〜２００℃程度の比較的低温で形成することが可能であるため、カラーフィルタ１２に熱的影響によるダメージを与えることなく図２に示すようにカラーフィルタ１２の上層に形成することが可能とされている。これにより、構造設計の自由度が大きな液晶表示パネル１が実現されている。
【００５６】
また、このような絶縁膜１５は、塗布液、すなわち弾性化成分が付与されたバインダーを溶剤に溶解した溶液の塗布後のＵＶ照射及び焼成後の膜面方向の膜硬化収縮率があまり大きくないことが好ましい。例えば、膜硬化収縮率は７０％よりも小さいことが好ましく、５０％以下であることがより好ましい。これは、膜ストレスの大きさは膜硬化収縮率のみに依存するわけではないが、膜硬化収縮率が大きすぎる場合には形成された絶縁膜１５の密度が大きくなりすぎるため、膜ストレスの値が大きくなってしまうからである。
【００５７】
また、このような絶縁膜１５は、バインダー、フィラー、弾性化成分の種類や構成比等の諸条件を考慮して該絶縁膜１５上に配置される配向膜１６との密着性の良好な材料により構成することが好ましい。配向膜１６との密着性を良好とすることにより、使用時における配向膜１６の剥離やずれを防止することができ、より信頼性に優れた液晶表示パネルを実現することができる。
【００５８】
また、このような絶縁膜１５には、アクリル樹脂などの樹脂を用いることも可能である。絶縁膜１５として、アクリル樹脂を用いた場合においても、上述した本発明の効果を得ることができる。
【００５９】
上述したように、この液晶表示パネル１においては、絶縁膜１５の膜ストレスを９．８×１０4Ｎ／ｍ2より大きく、９．８×１０7Ｎ／ｍ2未満とすることにより、絶縁膜１５の応力に対する耐久性を大幅に向上させ、これにより、短絡防止効果に優れた信頼性の高い高品質な液晶表示パネル１を実現している。
【００６０】
また、この液晶表示パネル１では、絶縁膜１５の絶縁膜破断に起因した短絡不良が防止されるため、歩留まりの良好な、生産性に優れた液晶表示パネルが実現されている。
【００６１】
以下に、図１に示す構成の液晶表示パネルであるサンプル１〜サンプル３を作製し、膜ストレスとパネル強度との関係を測定した結果を示す。
【００６２】
（サンプル１）
サンプル１では、表１に示すような弾性化成分を付与したバインダー成分とフィラーを溶剤に溶解することにより塗布液を調製して塗布し、ＵＶ照射及び焼成を行うことにより膜厚６０ｎｍの絶縁膜を作製して液晶表示パネルを作製した。なお、塗布液は、溶剤としてヘキシレングリコールを９４ｗｔ％、表１に示した固形分６％により構成した。
【００６３】
塗布液は以下のようにして調製した。まず、メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン（東レダウコーニング（株）製）８２．８ｇを純水２０．０ｇおよびエチルアルコール８９６．２ｇとの混合溶媒に添加し、これに濃度６０重量％の硝酸１．０ｇを加え、撹拌を行いながら６０℃で４８時間保持し、メタクリロキシプロピルトリメトキシシランの部分加水分解物溶液（Ｅ−１）を得た。この部分加水分解物溶液（Ｅ−１）を室温に冷却後、該部分加水分解物溶液（Ｅ−１）にヘキシレングリコール３００ｇを添加し、減圧蒸留によりヘキシレングリコールを主溶媒成分とする固形分濃度１５重量％の加水分解物溶液（Ｅ−２）を得た。
【００６４】
次に、弾性化バインダー成分溶液となる加水分解物溶液（Ｅ−２）４６ｇに、テトライソプロポキシチタニウム（ＴｉＯ2として２８重量％）１６．１ｇと、トリブトキシ−モノアセチルアセトナトジルコニウムのブタノール溶液（ＺｒＯ2として１０重量％）６０ｇと、テトラエトキシシラン（ＳｉＯ2として２８．８重量％）２５ｇと、を順次添加し、３０分間撹拌した。その後さらにこの溶液に、ヘキシレングリコール２５９．２ｇと６０％硝酸０．１ｇと水３．６ｇとを混合して５分間撹拌した溶液を添加した。
【００６５】
ついで、この溶液に、平均粒子径５ｎｍのＳｉＯ2微粒子をヘキシレングリコール中に均一分散させた固形分濃度６重量％のＳｉＯ2ゾル３０ｇと、平均粒子径２０ｎｍのＳｂ2Ｏ5微粒子をヘキシレングリコール中に均一分散させた固形分濃度６重量％のＳｂ2Ｏ5ゾル６０ｇとを順次添加して３０分間混合した後、これらの混合溶液を撹拌しながら４０℃に保持した。この温度保持は、１２０時間行い、室温に冷却後、固形分濃度６重量％の絶縁膜形成用溶液（Ｓ−１）、すなわちサンプル１での塗布液を得た。
【００６６】
また、その他の各部材の構成条件は以下の通りである。また、絶縁膜の焼成は、２２０℃の温度で行った。
【００６７】
（各部材の構成条件）
第１基板：（材質：無アルカリガラス）、（厚み：０．５ｍｍ）
第２基板：（材質：無アルカリガラス）、（厚み：０．５ｍｍ）
反射膜：（材質：Ａｇ合金）、（厚み：２０００Å）
カラーフィルタ：（材質：アクリル樹脂）、（厚み：１．２μｍ）
保護層：（材質：アクリル樹脂）、（厚み：３μｍ）
第１透明電極：（材質：ＩＴＯ）、（厚み：１２５０Å）
第２透明電極：（材質：ＩＴＯ）、（厚み：１２５０Å）
配向膜：（材質：ポリイミド）、（厚み：２００Å）
【００６８】
（サンプル２）
サンプル２では、表１に示すような固形分組成で塗布液を調製したこと以外は、サンプル１と同様にして液晶表示パネルを作製した。なお、絶縁膜の焼成は、２２０℃の温度で行った。サンプル２での塗布液は以下のようにして調製した。
【００６９】
上述したサンプル１で得た、弾性化バインダー成分溶液となる加水分解物溶液（Ｅ−２）９４ｇに、テトライソプロポキシチタニウム（ＴｉＯ2として２８重量％）１６．１ｇと、トリブトキシ−モノアセチルアセトナトジルコニウムのブタノール溶液（ＺｒＯ2として１０重量％）６０ｇを順次添加し、３０分間撹拌した。その後さらにこの溶液に、ヘキシレングリコール２３６．２ｇと６０％硝酸０．１ｇと水３．６ｇとを混合して５分間撹拌した溶液を添加した。
【００７０】
ついで、この溶液に、平均粒子径５ｎｍのＳｉＯ2微粒子をヘキシレングリコール中に均一分散させた固形分濃度６重量％のＳｉＯ2ゾル３０ｇと、平均粒子径２０ｎｍのＳｂ2Ｏ5微粒子をヘキシレングリコール中に均一分散させた固形分濃度６重量％のＳｂ2Ｏ5ゾル６０ｇとを順次添加して３０分間混合した後、これらの混合溶液を撹拌しながら４０℃に保持した。この温度保持は、１２０時間行い、室温に冷却後、固形分濃度６重量％の絶縁膜形成用溶液（Ｓ−２）、すなわちサンプル２での塗布液を得た。
【００７１】
（サンプル３）
サンプル３では、表１に示すように弾性化成分を付与しないバインダー成分を用いて塗布液を調製したこと以外は、サンプル１と同様にして液晶表示パネルを作製した。なお、絶縁膜の焼成は、３００℃の温度で行った。サンプル３での塗布液は以下のようにして調製した。
【００７２】
テトライソプロポキシチタニウム（ＴｉＯ2として２８重量％）５３．６ｇと、トリブトキシ−モノアセチルアセトナトジルコニウムのブタノール溶液（ＺｒＯ2として１０重量％）３０ｇと、テトラエトキシシラン（ＳｉＯ2として２８．８重量％）２２．９ｇとを混合し、３０分間撹拌した。その後さらにこの溶液に、ヘキシレングリコール２９９．８ｇと６０％硝酸０．１ｇと水３．６ｇとを混合して５分間撹拌した溶液を添加した。
【００７３】
ついで、この溶液に、平均粒子径５ｎｍのＳｉＯ2微粒子をヘキシレングリコール中に均一分散させた固形分濃度６重量％のＳｉＯ2ゾル３０ｇと、平均粒子径２０ｎｍのＳｂ2Ｏ5微粒子をヘキシレングリコール中に均一分散させた固形分濃度６重量％のＳｂ2Ｏ5ゾル６０ｇとを順次添加して３０分間混合した後、これらの混合溶液を撹拌しながら４０℃に保持した。この温度保持は、１２０時間行い、室温に冷却後、固形分濃度６重量％の絶縁膜形成用溶液（Ｓ−３）、すなわちサンプル３での塗布液を得た。
【００７４】
以上のように作製したサンプル１〜サンプル３の液晶表示パネルについてパネル強度を測定した。パネル強度は、液晶表示パネルを点灯させた状態で直径２ｍｍの範囲に加重を加えた際に上下導通、すなわち第１透明電極と第２透明電極との短絡が発生する強度（ｋｇｆ／ｃｍ2）で評価した。
【００７５】
また、ガラス基板上に上記の条件で膜厚６０ｎｍの絶縁膜を形成し、膜ストレス及び膜硬化収縮率（％）を測定した。ここで、膜ストレスとは、単位面積あたりの膜応力であり、また、膜硬化収縮率とは、塗布液を塗布長さに対する、ＵＶ照射・焼成後の絶縁膜の膜面方向の収縮率である。その結果を表２に示す。また、膜ストレスとパネル強度との関係を図３に、膜硬化収縮率とパネル強度との関係を図４に示す。
【００７６】
【表１】
2005241838.tif 000003
【００７７】
【表２】
2005241838.tif 000004
【００７８】
表２及び図３より、膜ストレスが９．８×１０4Ｎ／ｍ2より大きく、しかも、９．８×１０7Ｎ／ｍ2未満にあるサンプル１及びサンプル２は、良好なパネル強度を有し、短絡防止効果に優れた信頼性の高い高品質な液晶表示パネルが実現されていることがわかる。
【００７９】
一方、膜ストレスが９．８×１０7Ｎ／ｍ2であるサンプル３は、パネル強度が非常に小さく、サンプル１及びサンプル２と比較して短絡しやすいことがわかる。
【００８０】
また、サンプル１及びサンプル２は、絶縁膜の焼成温度が２２０℃であり、これにより、カラーフィルタの形成温度よりも低い温度で応力に対する耐久性が大幅に向上した絶縁膜が形成可能であるといえる。
【００８１】
また、表２及び図４より、膜硬化収縮率が７０％と大きいサンプル３は膜硬化収縮率が５０％及び３０％であるサンプル１及びサンプル２と比較して膜ストレスが大きいことがわかる。また、膜硬化収縮率がサンプル１よりも小さいサンプル２では、膜ストレスもサンプル１よりも小さい値を示すことがわかる。これより、膜硬化収縮率を小さくした場合には膜ストレスも小さな値を示すと考えられる。
【００８２】
なお、前記においては、絶縁膜が第１基板又は第２基板のいずれか一方に形成された場合について説明したが、本発明においては絶縁膜を第１基板及び第２基板の双方に備えた構成とすることも可能である。
【００８３】
また、上述した実施例１においては、カラーフィルタが第１基板に形成された場合について説明したが、本発明においてはカラーフィルタが第２基板に形成された構成とすることもできる。すなわち、カラーフィルタ１２及び保護層１３を第２基板に形成した構成とすることも可能である。このような構成とした場合においても、上述した効果を得ることができ、絶縁膜破断が防止され短絡防止効果に優れた信頼性の高い液晶表示パネルを実現することができる。
【実施例２】
【００８４】
図５は、実施例２に係る液晶表示パネル１０１の断面図であり、本発明を適用した透過型のカラー液晶表示パネルである。なお、液晶表示パネル１０１を構成する各部材は、上述した実施例１と同様であるため前記の説明を参照することとし、ここでは液晶表示パネル１０１の構成を説明するにとどめ、詳細な説明は省略する。
【００８５】
液晶表示パネル１０１は、図５に示すように第１基板１１０と、該第１基板１１０に対向配置された透明な第２基板１２０と、第１基板１１０及び第２基板１２０間に狭持された液晶層１５０とを備えている。
【００８６】
また、第１基板１１０上の第２基板１２０に対向する側、すなわち図５における上側表面には、カラーフィルタ１１２と、該カラーフィルタ１１２上に配置された保護層１１３と、該保護層１１３上に配置された複数の第１透明電極層１１４と、第１透明電極層１１４上に配置された絶縁膜１１５と、該絶縁膜１１５上に配置された配向膜１１６とを備える。
【００８７】
そして、第２基板１２０上の第１基板１１０に対向する側、すなわち図５における下側表面には、第１透明電極層１１４と相交差するように配置された複数の第２透明電極層１２４と、第２透明電極層１２４上に配置された絶縁膜１２５と、該絶縁膜１２５上に配置された配向膜１２６とを備える。
【００８８】
また、第１基板１１０及び第２基板１２０は、液晶層１５０の周囲において、シール材１３１により貼り合わされており、液晶層１５０は、シール材１３１及び図示しない封口材により第１基板１１０及び第２基板１２０間に封入されている。
【００８９】
なお、この液晶表示パネル１０１は透過型であり、第１基板１１０も可視光に対して透明あるいは少なくとも半透明であることが要求されるため、第１基板１１０は、例えばガラス基板や石英基板等からなる。
【００９０】
上記のような構成においては、第２基板１２０側から外力が加えられた場合には、カラーフィルタ１１２と保護層１１３の硬度が低いため絶縁膜１１５を均一に支持することができず、絶縁膜１１５に外力が集中してしまう。
【００９１】
しかしながら、以上のように構成された液晶表示パネル１０１においては、上述した液晶表示パネル１と同様に膜ストレスが９．８×１０4Ｎ／ｍ2より大きく、しかも、９．８×１０7Ｎ／ｍ2未満にある絶縁膜１１５が用いられている。
【００９２】
これにより、液晶表示パネル１０１においても上述した液晶表示パネル１と同様に、絶縁膜破断が防止され短絡防止効果に優れた信頼性の高い液晶表示パネルが実現されている。
【００９３】
なお、上述した実施例１及び実施例２では本発明をパッシブマトリクス駆動方式のカラー液晶表示パネルに適用した場合について説明したが、本発明はパッシブマトリクス駆動方式に限定されることなく、例えばＴＦＤ（Thin Film Diode）を用いたアクティブマトリクス駆動方式の液晶表示パネルに適用することも可能である。
【００９４】
従来のアクティブマトリクス駆動方式の液晶表示パネルにおいては、絶縁膜が形成されていない。しかしながら、アクティブマトリクス駆動方式の液晶表示パネルにおいても絶縁膜を形成することにより短絡防止策を施し、より信頼性の高い液晶表示パネルを提供できることが好ましい。ところが、液晶表示パネル作製工程中における高温加熱が素子側基板の電気的な特性に大きく影響を及ぼすため、３００℃又はそれ以上の高温で素子側基板に絶縁膜を形成することはできなかった。
【００９５】
そこで、上述したように本発明によれば１５０℃〜２００℃程度の比較的低温で絶縁膜を形成することが可能であるため、アクティブマトリクス駆動方式の液晶表示パネルにおいても本発明を適用し、絶縁膜破断が防止され短絡防止効果に優れた信頼性の高い液晶表示パネルを実現することが可能である。
【実施例３】
【００９６】
図６は、実施例３に係る液晶表示パネル２０１の断面図であり、本発明を適用した他の反射型のカラー液晶表示パネルである。なお、液晶表示パネル２０１を構成する各部材は、上述した実施例１と同様であるため前記の説明を参照することとし、ここでは液晶表示パネル２０１の構成を説明するにとどめ、詳細な説明は省略する。
【００９７】
液晶表示パネル２０１は、図６に示すように第１基板２１０と、該第１基板２１０に対向配置された透明な第２基板２２０と、第１基板２１０及び第２基板２２０間に狭持された液晶層２５０とを備えている。
【００９８】
また、第１基板２１０上の第２基板２２０に対向する側、すなわち図６における上側表面には、金属配線層２１７及び該金属配線層２１７上に配置された第１透明電極層２１８からなる第１表示用電極層２１４と、該第１表示用電極層２１４上に配置された絶縁膜２１５と、該絶縁膜２１５上に配置された配向層２１６とを備える。
【００９９】
ここで、金属配線層２１７は、銀単体、銀を主成分とする合金、アルミニウム単体、及びアルミニウムを主成分とする合金からなる群より選ばれる金属材料からなるものである。すなわち、金属配線層２１７は、カラーフィルタと同様に上述したような軟らかい金属材料からなるものである。このため、金属配線層２１７は、表側から外力が加えられた場合、第１基板２１０の上層に位置する絶縁膜２１５を均一に支持することはできない。したがって、この構成においては第２基板２２０側から外力が加えられた場合には、絶縁膜２１５に外力が集中してしまう。なお、金属配線層２１７は、配線としての機能と反射膜としての機能を兼ねている。
【０１００】
そして、第２基板２２０上の第１基板２１０に対向する側、すなわち図６における下側表面には、カラーフィルタ２２２と、該カラーフィルタ２２２上に配置された保護層２２３と、該保護層２２３上に第１透明電極層２１４と相交差するように配置された複数の第２透明電極層２２４と、第２透明電極層２２４上に配置された配向膜２２６とを備える。
【０１０１】
また、第１基板２１０及び第２基板２２０は、液晶層２５０の周囲において、シール材２３１により貼り合わされており、液晶層２５０は、シール材２３１及び図示しない封口材により第１基板２１０及び第２基板２２０間に封入されている。
【０１０２】
そして、以上のように構成された液晶表示パネル２０１においては、上述した液晶表示パネル１と同様に膜ストレスが９．８×１０4Ｎ／ｍ2より大きく、しかも、９．８×１０7Ｎ／ｍ2未満にある絶縁膜２１５が用いられている。
【０１０３】
これにより、液晶表示パネル２０１においても上述した液晶表示パネル１と同様に、絶縁膜破断が防止され短絡防止効果に優れた信頼性の高い液晶表示パネルが実現されている。
【実施例４】
【０１０４】
最後に、上記液晶表示パネルを電子機器の表示装置として用いる場合の実施例について説明する。図７は、本実施例の全体構成を示す概略構成図である。ここに示す電子機器は、上記と同様の液晶表示パネル２００と、これを制御する制御手段１２００とを有する。ここでは、液晶表示パネル２００を、パネル構造体２００Ａと、半導体ＩＣ等で構成される駆動回路２００Ｂとに概念的に分けて描いてある。また、制御手段１２００は、表示情報出力源１２１０と、表示情報処理回路１２２０と、電源回路１２３０と、タイミングジェネレータ１２４０とを有する。
【０１０５】
表示情報出力源１２１０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等からなるメモリと、磁気記録ディスクや光記録ディスク等からなるストレージユニットと、デジタル画像信号を同調出力する同調回路とを備え、タイミングジェネレータ１２４０によって生成された各種のクロック信号に基づいて、所定フォーマットの画像信号等の形で表示情報を表示情報処理回路１２２０に供給するように構成されている。
【０１０６】
表示情報処理回路１２２０は、シリアル−パラレル変換回路、増幅・反転回路、ローテーション回路、ガンマ補正回路、クランプ回路等の周知の各種回路を備え、入力した表示情報の処理を実行して、その画像情報をクロック信号ＣＬＫと共に駆動回路２００Ｂへ供給する。駆動回路２００Ｂは、走査線駆動回路、データ線駆動回路及び検査回路を含む。また、電源回路１２３０は、上述の各構成要素にそれぞれ所定の電圧を供給する。
【０１０７】
以上のような電子機器においては、上記と同様の本発明を適用した液晶表示パネル２００を備えるため、短絡不良が防止された信頼性の高い高品質な電子機器が実現されている。
【０１０８】
また、前記においては、電気光学装置として液晶表示パネルを例に説明したが、本発明の電気光学装置は、光源からの照射光を反射または透過して表示を行う様々な電気光学装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】実施例１に係る液晶表示パネルの平面図である。
【図２】実施例１に係る液晶表示パネルの断面図である。
【図３】膜ストレスとパネル強度との関係を示す特性図である。
【図４】膜硬化収縮率とパネル強度との関係を示す特性図である。
【図５】実施例２に係る液晶表示パネルの断面図である。
【図６】実施例３に係る液晶表示パネルの断面図である。
【図７】実施例４の全体構成を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【０１１０】
１  液晶表示パネル、１０  第１基板、１１  反射膜、１２  カラーフィルタ、１３  保護層、１４  第１透明電極層、１５  絶縁膜、１６  配向膜、２０  第２基板、２４  第２透明電極層、２６  配向膜、３１  シール材、３２  封口材、５０  液晶層
【図１】
2005241838.tif 000005
【図２】
2005241838.tif 000006
【図３】
2005241838.tif 000007
【図４】
2005241838.tif 000008
【図５】
2005241838.tif 000009
【図６】
2005241838.tif 000010
【図７】
2005241838.tif 000011