(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のセルギャップが形成されるように周辺シール材を介して圧着され、そのセルギャップ内に液晶層が封入された一対の透明電極基板を含み、上記一方の透明電極基板の内面側に表面が微細な凹凸により粗面化された光拡散層を有し、同光拡散層上に光全反射性もしくは光半透過性の光反射膜が形成されているとともに、同光反射膜上を覆うようにさらに所定の樹脂材よりなる平滑化層が設けられ、同平滑化層上に透明電極が形成されている反射型もしくは半透過型の液晶表示素子において、
上記粗面化された光拡散層と上記平滑化層とが、上記一方の透明電極基板の周辺シール材形成領域を含む内面全面にわたって形成されているとともに、上記光反射膜は上記光拡散層と上記平滑化層との間にあって、上記周辺シール材の形成領域よりも内側に形成されており、上記周辺シール材形成領域では、上記光拡散層の粗面上に上記平滑化層が直接的に接合されていることを特徴とする液晶表示素子。
【請求項２】
上記光反射膜は、上記周辺シール材の形成領域から少なくとも０．３ｍｍ以上離されている請求項１に記載の液晶表示素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示素子に関し、さらに詳しく言えば、内面に光反射膜と光拡散層とを有する反射型もしくは半透過型の液晶表示素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
反射型、半透過型のいずれの型式においても、多くの場合、反射光を有効に利用して表示画質を向上させるため内面に光拡散層が設けられており、反射型についての一例を図３により説明する。
【０００３】
この液晶表示素子は、周辺シール材３を介して熱圧着された一対のガラス基板１，２を備えている。図３において下側に配置されている通称Ｒ板と称されるガラス基板１の内面側には光拡散層１１が設けられている。
【０００４】
この光拡散層１１は例えば感光性樹脂からなり、その表面は微細な凹凸により粗面化されている。図３にはその凹凸が誇張して示されているが、この凹凸は例えばフォトリソ法により形成した後、メルティングすることにより最適には波形状に形成される。
【０００５】
光拡散層１１上には光反射膜１２が形成されている。この光反射膜１２はアルミニウムなどの金属膜からなり、光拡散層１１上にスパッタ法などにて例えば１００ｎｍ程度の厚さに成膜されている。なお、半透過型の場合には、金属膜にマイクロホール（微細孔）が開けられるか、もしくはきわめて薄い例えば３５ｎｍ程度の金属薄膜が用いられるとともに、ガラス基板１の裏面側にバックライトが設置される。
【０００６】
光反射膜１２には光拡散層１１の凹凸が現れているため、光反射膜１２上には表面を平坦に仕上げるため、また、電気的絶縁のために平滑化層１３が形成されており、この平滑化層１３上にＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ）からなる透明電極１４が形成されている。他方のガラス基板２には、透明電極１４に対する対向電極２１が形成されている。
【０００７】
ガラス基板１，２を貼り合わせるにあたっては、例えば一方のガラス基板１側に面内スペーサ（図示省略）が散布され、他方のガラス基板２側にエポキシ系の熱硬化型樹脂からなる周辺シール材３が印刷法などにより塗布され、両ガラス基板１，２が熱圧着される。
【０００８】
そして、周辺シール材３に形成されている図示しない注入口の切り出しが行なわれ、その注入口から基板間のセルギャップ内にネマチック液晶などの液晶物質が注入され、その後注入口が封止樹脂にて封止される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このようにして、反射型（もしくは半透過型）の液晶表示素子が作製されるのであるが、これには次のような課題があった。
【００１０】
すなわち、周辺シール材３は熱圧着時に押し潰されるため、僅かながらもその幅にバラツキが生ずる。したがって、光拡散層１１および平滑化層１３の端部と周辺シール材３との間に隙間Ｇが生じ、この隙間Ｇ内に面内スペーサの一部が落ち込むことになる。このため、シール際でギャップ幅が変動し、これが表示むら発生の原因となっていた。
【００１１】
これを防止するため、従来においては、図４に示されているように光拡散層１１および平滑化層１３をガラス基板１の内面全面にわたって形成し、周辺シール材３の下方にまで引き延ばすようにしている。これによれば、シール際でのギャップ幅変動はなくなるが、他方において次のような別の課題が提起されることになる。
【００１２】
すなわち、光拡散層１１に微細な凹凸をフォトリソ法により形成する場合、表示部以外の周辺部分にはマスクがかけられ、最終的にその周辺部分は平坦面として残されることになる。そして、その平坦面上に平滑化層１３が形成されるのであるが、平坦面同士であるため密着性が余りよくない。
【００１３】
特に、高温高湿の雰囲気下においては、光拡散層１１と平滑化層１３とが剥離しやすく、シール部分の剥離強度が著しく低下してしまう。また、これに伴なって、光拡散層１１と平滑化層１３との間から水分が浸入し、光反射膜１２が腐蝕を起こしてしまう。
【００１４】
なお、光反射膜１２にアルミニウム膜を用いる場合には、耐蝕性を高めるための対策として、その表面にＳｉＯ２などの層を設けるようにしているが、水分の存在下では役に立たず、アルミニウム膜が容易に腐蝕してしまう。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的は、光拡散層と平滑化層とを周辺シール材の下方にまで引き出すにあたって、そのシール部分の剥離強度が高く、しかも光反射膜を水分腐蝕から効果的に保護することができるようにした反射型もしくは半透過型の液晶表示素子を提供することにある。
【００１６】
上記目的を達成するため、本発明は、所定のセルギャップが形成されるように周辺シール材を介して圧着され、そのセルギャップ内に液晶層が封入された一対の透明電極基板を含み、上記一方の透明電極基板の内面側に表面が微細な凹凸により粗面化された光拡散層を有し、同光拡散層上に光全反射性もしくは光半透過性の光反射膜が形成されているとともに、同光反射膜上を覆うようにさらに所定の樹脂材よりなる平滑化層が設けられ、同平滑化層上に透明電極が形成されている反射型もしくは半透過型の液晶表示素子において、上記粗面化された光拡散層と上記平滑化層とが、上記一方の透明電極基板の周辺シール材形成領域を含む内面全面にわたって形成されているとともに、上記光反射膜は上記光拡散層と上記平滑化層との間にあって、上記周辺シール材の形成領域よりも内側に形成されており、上記周辺シール材形成領域では、上記光拡散層の粗面上に上記平滑化層が直接的に接合されていることを特徴としている。
【００１７】
光拡散層の表面には微細な凹凸が形成されているため、平坦な場合よりもその表面積が大きい。したがって、アンカー効果（食い付き効果）が発揮され、たとえ樹脂の相性が余りよくない場合でも、光拡散層と平滑化層との密着性が高められる。
【００１８】
このように、光拡散層と平滑化層との密着性が良好であるため、これらの間から水分が浸入するおそれはほとんどないが、光反射膜を水分腐蝕からより効果的に保護するためには、光反射膜を周辺シール材の形成領域から少なくとも０．３ｍｍ以上、特には０．５ｍｍ以上離すことが好ましく、この点も本発明の特徴の一つである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施例を図１の部分拡大断面図および図２の平面図により説明するが、この実施例において、先に説明した従来例と同一もしくは同一と見なされてよい部分には、それと同じ参照符号が付されている。
【００２０】
この実施例においても、Ｒ板としての一方のガラス基板１の内面には、光拡散層１１、光反射膜１２およびオーバーコート層としての平滑化層１３がこの順序で形成されているが、光拡散層１１と平滑化層１３は、ガラス基板１の周辺シール材形成領域を含む内面全面にわたって設けられている。
【００２１】
光拡散層１１は感光性樹脂からなり、その表面には外光を乱反射させるための微細な凹凸が形成されているが、その凹凸は表示エリアＤＡ（図２参照）の部分みでなく光拡散層１１の全面にわたって形成されている。すなわち、この光拡散層１１において、凹凸は周辺シール材３が配置される領域の端部１１ａにまで形成されている。
【００２２】
この凹凸は、例えば、まずフォトリソ法により角部が角張った原形を形成し、次にメルティングによりその原形の角部を落として滑らかにすることにより、最適な波形状に形成されるが、フォトリソ時にガラス基板１よりも大きなマスクを用いることにより、光拡散層１１の端部１１ａを含めて、その全面にわたって凹凸を形成することができる。
【００２３】
光反射膜１２は、アルミニウムや銀などの金属膜により形成されるが、本発明によると、光反射膜１２は周辺シール材３の内縁から好ましくは０．３ｍｍ以上内側に入った内面領域に形成される。この場合、周辺シール材３は熱圧着後のものであり、したがって組み立て後において、周辺シール材３の内縁と光反射膜１２の周縁との間には少なくとも０．３ｍｍのブランク部が枠状に存在することになる。
【００２４】
さらに好ましい態様からすれば、光反射膜１２は周辺シール材３の内縁から０．５ｍｍ以上離されるが、その場合でも、光反射膜１２は表示エリアＤＡよりも大きい範囲に形成される。すなわち、図２に示されているように、光反射膜１２はその周縁が、周辺シール材３の内側と表示エリアＤＡとの中間に位置する面積内に形成されることになる。
【００２５】
平滑化層１３は例えばアクリル樹脂からなり、光拡散層１１と同じくガラス基板１の内面側の全面にわたって塗布される。したがって、平滑化層１３の端部１３ａは光拡散層１１の端部１１ａ上に直接塗布されることになり、その端部１１ａには微細な凹凸が形成されているため、アンカー効果により密着性が高められる。このアンカー効果を十分に引き出すために、光拡散層１１の凹凸は、ＤＩＮ＋点平均粗さ（ＲｚＤ）が０．５〜５．０μｍ、特に１．０〜２．０μｍの範囲内に形成することが好ましい。
【００２６】
なお、平滑化層１３は塗布後に焼成される。また、さきに説明した従来例と同様、Ｒ板側のガラス基板１には、その平滑化層１３上に透明電極１４が形成され、Ｆ板側のガラス基板２には、その対向電極２１が形成される。
【００２７】
そして、例えばガラス基板１側に図示しない面内スペーサが散布され、ガラス基板２側に周辺シール材３が塗布され、両基板１，２が熱圧着される。なお、半透過型とする場合には、光反射膜１２にマイクロホールを設けるか、あるいは光透過性を有する金属薄膜を用いればよい。
【００２８】
このように、光拡散層１１と平滑化層１３とをガラス基板１の内面全面にわたって形成し、その上に周辺シール材３を形成するにしても、本発明によれば、光拡散層１１と平滑化層１３の各端部１１ａ，１３ａが密着性よく接合されているため、高温高湿下においても剥離が生ずるおそれはない。
【００２９】
また、光反射膜１２は光拡散層１１と平滑化層１３の間にあって、それらの端縁から距離的に十分に離されているため、外部の水分が光反射膜１２まで浸入することもなく、光反射膜１２が腐蝕を起こすおそれもない。
【００３０】
【実施例】
《実施例１》
図１を参照して、Ｒ板側のガラス基板１（サイズ；５０ｍｍ×６０ｍｍ）の内面全面にわたって、拡散用樹脂として日産化学社製のポジ型ポリイミド感光性樹脂ＲＮ−９０１を約３μｍ厚で均一に塗布し、プリベイク後に一括露光機にて露光し、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド溶液でアンダー現像後焼成して、全表面に微細な凹凸を有する光拡散層１１を形成した。この光拡散層１１の平均のＲｚＤ（十点平均粗さ）は１．５μｍであった。なお、光拡散層１１の全表面に微細な凹凸を形成するため、凹凸形成用マスクとしてガラス基板１よりも０．５ｍｍ大きなマスクを用いた。
次に、この光拡散層１１上にアルミニウムをスパッタ法により１００ｎｍ厚に成膜し、さらにその上に耐触を目的としてＳｉＯ２を２０ｎｍ厚に成膜して光反射膜１２を形成した。このとき、その成膜エリアが周辺シール材形成領域の内側０．７ｍｍとなるようにマスクをかけた。
そして、平滑化および電気的絶縁のために、光拡散層１１および光反射膜１２を覆うように、それらの全面にわたってアクリル系樹脂を３μｍ厚で均一に塗布し焼成して平滑化層１３を形成した。その後、平滑化層１３上にＩＴＯを成膜し、所定にパターニングして透明電極１４を形成した。
Ｆ板側のガラス基板２には、カラーフィルタ、平滑化層およびＩＴＯを順次形成し、ＩＴＯを所定にパターニングして対向電極２１を形成した。
両ガラス基板１，２にそれぞれ配向膜を形成し、ラビング処理した後、ガラス基板１側に面内スペーサを散布し、ガラス基板２側に周辺シール材３を塗布し、両ガラス基板１，２を熱圧着した。そして、注入口出しを行ない、その注入口からセルギャップ内にネマチック液晶を封入してＳＴＮ型の反射カラー液晶表示素子を作製した。
この液晶表示素子について、まず、シール部分の剥離強度を測定したところ、５００ｇ／ｃｍ２強の値が得られた。次に、この液晶表示素子を６０℃，相対湿度９０％の信頼性試験にかけたところ、１０００時間経過後においても光拡散層１１と平滑化層１３との間に剥離が発生しなかった。また、１０００時間経過後においても光反射膜１２に腐蝕は発生しなかった。
【００３１】
〈比較例１〉
図４のように、光拡散層１１の端部に微細な凹凸を形成することなく、すなわち光拡散層１１の端部を平坦面とした状態で、光拡散層１１の上に平滑化層１３を形成した。それ以外は上記実施例１と同様にしてＳＴＮ型の反射カラー液晶表示素子を作製した。
シール部分の剥離強度は約３００ｇ／ｃｍ２であった。また、６０℃，相対湿度９０％の信頼性試験の結果は、５００時間経過後に光拡散層１１と平滑化層１３との間に剥離が認められた。
【００３２】
〈比較例２〉
光反射膜１２を周辺シール材３の下部中央にまで延ばした以外は、上記実施例１と同様にしてＳＴＮ型の反射カラー液晶表示素子を作製した。
６０℃，相対湿度９０％の信頼性試験において、２５０時間経過後に光反射膜１２の一部に腐蝕が見られた。
【００３３】
〈比較例３〉
光反射膜１２を光拡散層１１の全面にわたって形成した以外は、上記実施例１と同様にしてＳＴＮ型の反射カラー液晶表示素子を作製した。
６０℃，相対湿度９０％の信頼性試験において、２５０時間経過後にはかなりの内側までアルミニウムの腐蝕が見られた。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、内面に光拡散層、光反射膜および平滑化層を有する反射型もしくは半透過型の液晶表示素子において、一方のガラス基板の内面全面にわたって、端部に至るまで全面が粗面化された光拡散層を形成し、この光拡散層上において光反射膜を周辺シール材の形成領域よりも内側に形成するとともに、その上に平滑化層を光拡散層の全面を覆うように形成して、周辺シール材形成領域では、光拡散層の粗面上に平滑化層が直接的に接合するようにしたことにより、高温高湿下においても、シール部分が剥離することがなく、しかも光反射膜を水分腐蝕から効果的に保護することができる液晶表示素子が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による液晶表示素子の実施例を示した部分拡大断面図。
【図２】上記実施例の平面図。
【図３】第１従来例を示した部分拡大断面図。
【図４】第２従来例を示した部分拡大断面図。
【符号の説明】
１，２  ガラス基板
１１  光拡散層
１２  光反射膜
１３  平滑化層
１４，２１  透明電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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