(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示に関わる状態が局所的に変化可能な媒体層と、媒体層を挟んで対向配置されている第１基板および第２基板と、第１基板と第２基板とを間隔を空けて貼合わせている枠状のシール部材と、第１基板表面の法線方向から見てシール部材の内側端面よりも内側の領域の一部分である画像表示領域内において、第１基板と媒体層との間に配置される１以上の第１表示電極と、画像表示領域内において、第１基板と第１表示電極との間に配置されるカラーフィルタ層と、画像表示領域の端からシール部材の内側端面までの間の領域において、第１基板と前記媒体層との間に配置される平滑層と、全第１表示電極の媒体層側表面を少なくとも覆う第１絶縁膜と、第１絶縁膜形成後の第１基板の一方面上に、第１絶縁膜に重ねて形成される第１配向膜とを備える平板型表示素子において、
第１配向膜の端面が、第１基板と第２基板とシール部材とによって封止された封止空間内に配設され、さらに第１絶縁膜の端面よりも外側でかつシール部材の内側端面よりも内側に位置するとともに、第１絶縁膜の端面からシール部材の内側端面までの範囲の中心に位置するように、第１配向膜の形状および第１基板表面に対する第１配向膜の位置が定められ、
カラーフィルタ層の層厚と平滑層の層厚とは等しく、かつカラーフィルタ層と平滑層とは接しており、
第１絶縁膜の端面は、第１基板表面の法線方向から見て、画像表示領域の端とシール部材の内側端面との間に位置することを特徴とする平板型表示素子。
【請求項２】
第１絶縁膜は、シール部材との接触および干渉を常に排しており、かつ所定の膜構造上に配置されることを特徴とする請求項１記載の平板型表示素子。
【請求項３】
前記第１絶縁膜の端面から前記シール部材内側の端面までの距離が、１１００μｍ以上に選ばれていることを特徴とする請求項１または２記載の平板型表示素子。
【請求項４】
前記第１絶縁膜の端面から前記画像表示領域の端までの距離が、１５０μｍ以上１２５０μｍ以下に選ばれていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の平板型表示素子。
【請求項５】
前記平滑層は、前記カラーフィルタ層と同じ材料から形成されたダミーフィルタ層であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の平板型表示素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、液晶表示素子に代表される平板型表示素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液晶表示素子は、２枚の各基板の一方面に電極および配向膜がそれぞれ配置され、シール材によって２枚の基板が所定の間隙を保って貼合わされ、該間隙に液晶が封入されることによって、構成されている。液晶表示素子において、液晶層を挟む２枚の各基板上にそれぞれ配置されている透明電極からの電流リークを防止するために、透明電極を覆う絶縁膜がさらに設けられている。電流リークの防止機能を優先するあまり、絶縁膜は、絶縁膜の配置に起因する表示品位不良をもたらす場合がある。また従来技術の絶縁膜構造を有する液晶表示素子においては、絶縁膜端面の位置が絶縁膜本来の機能を優先して設計されるため、少なくとも基板上において電極が配置される領域全面を覆うように絶縁膜が配置される。この場合、シール材によって封止されたシール領域の外側に絶縁膜端面が露出してしまうので、水分および塩分に起因する電極腐食不良等を誘発する原因に成り易い。
【０００３】
特開平２−１９３１１８号公報は、２枚の基板表面における電極からの電流リークの対策、および液晶表示素子の防湿信頼性の向上を図るための構成を有する液晶表示素子を開示している。特開平２−１９３１１８号公報の液晶表示素子は、従来の構成に加えて、さらに、シール材よりも外側の領域およびシール材よりも内側の領域だけに電極を覆う絶縁膜が設けられており、シール材の下には絶縁膜および配向膜が形成されていない。特開平２−１９３１１８号公報の液晶表示素子は、絶縁膜をシール領域内に配置する構成になっているが、絶縁膜端面とシール材内側端面との距離が適正になっていない。このために、２枚の基板が貼合わされた場合、液晶表示素子のセル構造のうち、髄一、２枚の基板を剛結的に固定しているシール材近辺の２枚の基板の平行度が低くなっている。この結果、画像表示領域においても２枚の基板が平行度を保てないので、セルギャップの不均一に起因する表示むらの発生を余儀なくさせてしまっている。
【０００４】
特開平４−９７３１９号公報は、表示むらを低減するための構成を有しかつ強誘電性液晶を用いた液晶表示素子を開示している。特開平４−９７３１９号公報の液晶表示素子は、従来の構成に加えて、２枚の各基板のシール材が接着されている部分に非表示電極が形成されており、かつシール材の内側の表示用電極上だけでなくシール材が接着される部分に、配向膜を兼ねた絶縁膜が形成されている。さらに表示用電極上に散布されたものと同じスペーサが、シール材内部に混入されている。強誘電性液晶を用いた液晶表示素子に特開平４−９７３１９号公報開示の技術が適用された場合は表示むらを低減させるものの、昨今多く用いられている閾値の急峻な液晶を用いた液晶表示素子、およびセルギャップが狭いタイプの液晶表示素子に特開平４−９７３１９号公報開示の技術を適用しても、満足のいく表示品位が必ずしも得られなくなって来ている。また特開平４−９７３１９号公報の液晶表示素子は、従来の液晶表示素子に新たな構成材料を追加しているので、材料価格の増加および生産装置の追加を余儀なくされる。ゆえに、低価格で高品位の液晶表示素子を消費者に提供することが難しい。
【０００５】
特開平８−３２８０２１号公報は、２枚の基板間の間隔を均一にする構成を有する液晶表示素子を開示している。特開平８−３２８０２１号公報の液晶表示素子は、従来構成に加えて、画像を表示する有効領域に配置されたカラーフィルタと、該カラーフィルタの外側に形成されたダミーカラーフィルタと、一方の基板上の電極を被膜した平滑層とをさらに含む。ダミーカラーフィルタ端面または平滑層端面とシール材端面との間隔が、０．１ｍｍ〜０．３ｍｍになっている。特開平８−３２８０２１号公報の液晶表示素子においては、絶縁膜および配向膜の構成と表示品位の関係が配慮されていないので、表示むらが助長されてしまう可能性がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明したように、特開平２−１９３１１８号公報の液晶表示素子においては、絶縁膜および配向膜の構成と表示品位の関係が配慮されていないので、表示むらが助長されてしまう結果になっている。特開平８−３２８０２１号公報の液晶表示素子においても、絶縁膜および配向膜の構成と表示品位の関係が配慮されていないので、表示むらが助長されてしまう可能性がある。
【０００７】
また、特開平４−９７３１９号公報のように表示品位を向上させるための構造も紹介されているが、特開平２−１９３１１８号公報と同様に、絶縁膜、配向膜、およびシール材の位置のばらつき、ならびに印刷だれの発生が考慮されていないので、場合によっては、絶縁膜、配向膜、およびシール材の端面の交差に起因する構造のばらつきが発生してしまう。この結果、特開平２−１９３１１８号公報と同様に、２枚の基板が平行度を保てないので、セルギャップの不均一に起因する表示むらの発生を余儀なくさせてしまっている。さらに、従来の液晶表示素子に存在しない部品を追加する必要があるので、フレキソ版の追加に基づくコスト増加が避けられない。
【０００８】
さらに、本件出願人による本発明に至るまでの検討の結果、カラー液晶表示素子においては、カラーフィルタ層と絶縁膜との配置位置関係によっては、画像表示領域内部に表示むらが発生することが判明している。このためにカラー液晶表示素子においては、絶縁膜、シール材、およびカラーフィルタ層と、画像表示領域との構造設計および配置を、トータルで考慮する必要がある。
【０００９】
本発明の目的は、絶縁膜に起因する表示品位低下を防止することができる平板型表示素子を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、表示に関わる状態が局所的に変化可能な媒体層と、媒体層を挟んで対向配置されている第１基板および第２基板と、第１基板と第２基板とを間隔を空けて貼合わせている枠状のシール部材と、第１基板表面の法線方向から見てシール部材の内側端面よりも内側の領域の一部分である画像表示領域内において、第１基板と媒体層との間に配置される１以上の第１表示電極と、画像表示領域内において、第１基板と第１表示電極との間に配置されるカラーフィルタ層と、画像表示領域の端からシール部材の内側端面までの間の領域において、第１基板と前記媒体層との間に配置される平滑層と、全第１表示電極の媒体層側表面を少なくとも覆う第１絶縁膜と、第１絶縁膜形成後の第１基板の一方面上に、第１絶縁膜に重ねて形成される第１配向膜とを備える平板型表示素子において、
第１配向膜の端面が、第１基板と第２基板とシール部材とによって封止された封止空間内に配設され、さらに第１絶縁膜の端面よりも外側でかつシール部材の内側端面よりも内側に位置するとともに、第１絶縁膜の端面からシール部材の内側端面までの範囲の中心に位置するように、第１配向膜の形状および第１基板表面に対する第１配向膜の位置が定められ、
カラーフィルタ層の層厚と平滑層の層厚とは等しく、かつカラーフィルタ層と平滑層とは接しており、
第１絶縁膜の端面は、第１基板表面の法線方向から見て、画像表示領域の端とシール部材の内側端面との間に位置することを特徴とする平板型表示素子である。
【００１１】
本発明に従えば、平板型表示素子において、画像表示領域の端よりも外側でかつシール部材の内側端面よりも内側に端面が位置するように、第１絶縁膜が配置される。この結果第１絶縁膜の端面は、平滑化層上に常に配置され、かつシール部材よりも常に内側に配置される。このように第１絶縁膜は、シール部材との接触および干渉を常に排しており、かつ所定の膜構造上に配置されているので、第１基板と第２基板との平行度が常に保たれる。これによって、表示素子の表示面内において、媒体層の層厚に相当するセルギャップが予め定める値に常に保たれるので、平板型表示素子の表示むらの発生が抑えられる。しかも第１絶縁膜形成後の第１基板の一方面上に、第１絶縁膜に重ねて第１配向膜が形成される。この第１配向膜は、この端面が第１基板と第２基板とシール部材とによって封止された封止空間内に配設される。さらに第１配向膜の端面が、第１絶縁膜の端面よりも外側でかつシール部材の内側端面よりも内側に位置するとともに、第１絶縁膜の端面からシール部材の内側端面までの範囲の中心に位置するように、第１配向膜の形状および第１基板表面に対する第１配向膜の位置が定められている。したがって、表示むらの無い、非常に高品位な平板型表示素子の提供が可能になる。
本発明の平板型表示素子は、第１絶縁膜は、シール部材との接触および干渉を常に排しており、かつ所定の膜構造上に配置されることを特徴とする。
本発明に従えば、第１絶縁膜は、シール部材との接触および干渉を常に排しており、かつ所定の膜構造上に配置されるので、第１基板と第２基板との平行度が常に保たれ、平板型表示素子の表示むらの発生が抑えられる。
【００１２】
本発明の平板型表示素子は、前記第１絶縁膜の端面から前記シール部材内側の端面までの距離が、１１００μｍ以上に選ばれていることを特徴とする。
【００１３】
本発明に従えば、平板型表示素子において、絶縁膜端面の位置がシール部材内側端面に対して数値的に最適化されている。この結果、平板型表示素子の表示むらの発生がより確実に抑えられる。
【００１４】
本発明の平板型表示素子は、前記第１絶縁膜の端面から前記画像表示領域の端までの距離が、１５０μｍ以上１２５０μｍ以下に選ばれていることを特徴とする。
【００１５】
本発明に従えば、平板型表示素子において、絶縁膜端面の位置が画像表示領域端に対して数値的に最適化されている。この結果、絶縁膜のパターン印刷時に発生する端面だれに基づいて生じる絶縁層内の膜厚が不安定になる領域は、画像表示領域へ影響を及ぼさない。これによって、平板型表示素子の表示むらの発生が、より確実に抑えられる。
【００１６】
本発明の平板型表示素子は、前記平滑層は、前記カラーフィルタ層と同じ材料から形成されたダミーフィルタ層であることを特徴とする。
【００１７】
本発明に従えば、平板型表示素子において、平滑層がダミーフィルタ層で実現される。これによって、膜硬度の観点に基づき、最適の平滑層を得ることが可能になる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の一形態の平板型表示素子である液晶表示素子１の平面図である。図２は、図１の液晶表示素子１のＡ−Ａ断面を簡略化して示す図である。図３は、図１の液晶表示素子１のＢ−Ｂ部分拡大断面図である。図１〜図３を合わせて説明する。
【００２３】
図１の液晶表示素子１は、カラー表示が可能な構成になっている。液晶表示素子１は、平板型表示素子として、媒体層４、第１基板５、第２基板６、シール部材７、少なくとも１つの第１表示電極８、第１絶縁膜９、カラーフィルタ層１７、および平滑層１８を少なくとも含む。図１〜図３の液晶表示素子１は、第１配向膜１１、第１端子１２、第２表示電極１３、第２絶縁膜１４、第２配向膜１５、および第２端子をさらに含む。なお図３では第１端子１２が省略されている。
【００２４】
媒体層４は、表示に関わる状態が局所的に変化可能な表示媒体から形成されている。本実施の形態では、表示媒体として、液晶材料が用いられている。第１基板５および第２基板６は、媒体層４を挟んで相互に対向配置される。シール部材７は枠状の部材である。シール部材７は、第１基板５と第２基板６とを、予め定める間隔を空けた状態で貼合わせている。シール部材７は、一部分が開口した略枠状の部材と、略枠状部材の開口部を封止する部材とから構成されている。少なくとも、媒体層４、第１表示電極８、第１絶縁膜９、カラーフィルタ層１７、および平滑層１８は、第１基板５と第２基板６とシール部材７とによって封止された空間である封止空間２１内に、封入されている。
【００２５】
全第１表示電極８は、第１基板５と媒体層４との間に配置される。かつ全第１表示電極８は、第１基板５の表面の法線方向ＤＶから見て、予め定める画像表示領域２２内に所定の配置で配置されている。画像表示領域２２は、第１基板５表面の法線方向ＤＶから見て、シール部材７の内側端面２６よりも内側の領域の一部分である。画像表示領域２２の端２７は、シール部材内側端面２６から、予め定める距離だけ離れている。第１端子１２は、第１表示電極８への電気信号の入力端子である。第１端子１２は、第１表示電極８に電気的に接続されており、かつシール部材７を貫通して封止空間２１の外に露出している。第１端子１２は、第１表示電極８の端部を封止空間２１外部まで伸延した部分、または第１表示電極８に接続されている配線の端部を封止空間２１外部まで伸延した部分によって、実現される。
【００２６】
第１絶縁膜９は、全第１表示電極８の媒体層４側表面を少なくとも覆う。第１絶縁膜９の端面２５は、第１基板５の表面の法線方向ＤＶから見て、シール部材内側端面２６から画像表示領域端２７までの領域である周辺領域２３内に位置する。好ましくは、第１絶縁膜端面２５からシール部材内側端面２６までの距離である第１距離Ｗ１が１１００μｍ以上になるように、第１絶縁膜９は配置されている。第１距離Ｗ１の実用上の最適範囲は１１００μｍ以上５０００μｍ以下であり、第１距離Ｗ１の最適値は、１１００μｍである。また好ましくは、第１絶縁膜端面２５から画像表示領域端２７までの距離である第２距離Ｗ２が、第１絶縁膜９の印刷ダレ領域の幅Ｗ３以上になるように、第１絶縁膜９は配置されている。第２距離Ｗ２の理想の許容範囲は１５０μｍ以上１２５０μｍ以下であり、第２距離Ｗ２の最適値は２５０μｍである。
【００２７】
カラーフィルタ層１７の層厚は平滑層１８の層厚と等しく、かつカラーフィルタ層１７と平滑層１８との間に隙間は無い。カラーフィルタ層１７は、画像表示領域２２内において、第１基板５と各第１表示電極８との間に配置される。平滑層１８は、周辺領域２３内において第１基板５と媒体層４との間に配置される。液晶表示素子１がカラー表示が可能な構成である場合、第１絶縁膜端面２５は、第１基板５の表面法線方向ＤＶから見て、平滑層１８に重なっている。
【００２８】
本実施の形態では、カラーフィルタ層１７は、赤と緑と青とのうちのいずれかの波長の光だけをそれぞれ透過する３種類のカラーフィルタを所定の配列で並べて構成されたＲＧＢアレイパターンで実現されている。隣合う２つのカラーフィルタは、隙間なく隣接配置されていても良く、遮光層を挟んで配置されていてかつ遮光層と隣接配置されてもよい。平滑層１８は層厚がカラーフィルタ層１７と等しければ、カラーフィルタ層１７と同じ材料から形成されているダミーフィルタ層によって実現されてもよく、光を遮光する材料から形成された遮光層によって実現されてもよく、その他の材料から形成された層によって実現されてもよい。平滑層１８がダミーフィルタ層によって実現されている場合、膜硬度の観点に基づき、最適の平滑層を得ることが可能になる。
【００２９】
第１配向膜１１は、第１基板５と媒体層４との間に配置される。第１基板５と媒体層４との間に配置される全部品、本実施の形態では第１表示電極８と第１絶縁層９とカラーフィルタ層１７と平滑層１８と第１配向膜１１とのうち、第１配向膜１１が媒体層４に最近接している。図１においては、第１基板５の表面法線方向ＤＶから見て、第１配向膜１１の端面２８は、周辺領域２３に位置する。第１配向膜端面２８が封止空間２１内にある場合、第１配向膜端面２８からシール部材７内側端面２６までの距離Ｗ４の最適値は、第１距離Ｗ１の半分になるように設定された値である。
【００３０】
第２表示電極１３は、第１基板５の表面法線方向ＤＶから見て、画像表示領域２２内に位置している。第２表示電極１３は、第２基板６と媒体層４との間に配置され、かつ媒体層４を介して第１表示電極８と対向している。第２端子は、第２表示電極１３への電気信号の入力端子である。第２端子は、第２表示電極１３に電気的に接続されており、かつシール部材７を貫通して封止空間２１の外に露出している。なお第２端子は図示されていない。第２絶縁膜１４は、全第２表示電極１３の媒体層４側表面を少なくとも覆う。第２配向膜１５は、第２基板６と媒体層４との間に配置される。かつ第２基板６と媒体層４との間の部品のうち、第２配向膜１５が媒体層４に最近接している。第２絶縁膜１４と画像表示領域２２およびシール部材７との関係は、好ましくは、第１絶縁膜９と画像表示領域２２およびシール部材７との関係と等しい。第２配向膜１６とシール部材７との関係は、好ましくは、第１配向膜１１とシール部材７との関係と等しい。
【００３１】
画像表示領域２２は、第１基板５の表面法線方向ＤＶから液晶表示素子１を目視した場合、画像が実際に表示される領域である。液晶表示素子１の表示面内、すなわち第１基板表面の画像表示領域２２内の部分において、第１表示電極８と第２表示電極１３とが対向している複数の各箇所が、画素になっている。媒体層４における表示に関わる状態の分布状態に応じて、画像表示領域２２に画像が表示される。表示媒体が液晶である場合、表示に関わる状態とは、媒体層における光の透過率である。相互に対向している第１電極８と第２表示電極１３との間の電圧に応じて定まる電界に応答して、媒体層４の該電界内の部分の表示に関わる状態が制御される。
【００３２】
以上説明したように、画像表示領域端２７よりも外側でかつシール部材内側端面２６よりも内側に端面２５が位置するように、第１絶縁膜９が配置されているので、第１絶縁膜端面２５は、平滑層１８上に常に配置され、かつシール部材７よりも常に内側に配置される。この結果、第１絶縁膜９とシール部材７との接触および第１絶縁膜９とシール部材７との相互干渉が常に排され、さらに第１絶縁膜９が所定の膜構造上に常に配置されるので、第１基板と第２基板との平行度が常に保たれる。これによって液晶表示素子１の画像表示領域２２内部におけるセルギャップが均一になるので、液晶表示素子の表示むらの発生が抑えられる。したがって、表示むらが無く非常に高品位の液晶表示素子の提供が可能になる。
【００３３】
図１〜図３に示す液晶表示素子１の製造方法は、以下のとおりである。
第１基板５の一方面上には、まず、カラーフィルタ層１７および平滑層１８が形成される。平滑層１８は、ＲＧＢアレイパターンで実現されているカラーフィルタ層１７の端部を画像表示領域２２外部まで伸延させた部分、すなわちダミーフィルタ層によって、実現されている。シール部材７の配置位置の交差を見越して、シール部材７配置後の第１基板５表面においてシール部材内側端面２６よりも２００μｍ内側の位置から画像表示領域端２７までの範囲を最低限覆うように、平滑層１８となるべきダミーフィルタ層が配置されている。
【００３４】
次いで、カラーフィルタ層１７に少なくとも一部分が重なるように、第１表示電極８が形成される。第１表示電極形成のために、第１基板５の一方面上にカラーフィルタ層および平滑層１８に重ねてＩＴＯ（インジウム錫酸化物）の薄膜が成膜され、成膜されたＩＴＯ薄膜が所定形状にパターニングされる。第１表示電極８内において、液晶表示素子１完成時にシール部材が配置される位置を越えて画像表示領域２２外に伸延されている部分が、第１端子１２として用いられる。
【００３５】
第１表示電極８形成後の第１基板５の一方面上に、第１表示電極８に重ねて、第１絶縁膜９が形成される。第１絶縁膜９は、オフセット印刷法を用いて、膜厚が１２００×１０-10ｍ〔１２００Å〕になるように、成膜されている。かつ第１絶縁膜形成時において、液晶表示素子１完成後に、シール部材内側端面２６から第１絶縁膜端面２５までの第１距離Ｗ１が１５００μｍになり、さらに第１絶縁膜端面２５から画像表示領域端２７までの第２距離Ｗ２が５００μｍになるように、第１絶縁膜９の形状および第１基板５表面上の第１絶縁膜９の位置が定められている。
【００３６】
第１絶縁膜９形成後の第１基板５の一方面上に、第１絶縁膜９に重ねて、第１配向膜１１が形成される。第１配向膜１１形成のために、オフセット印刷法を用いて膜厚が８００×１０-10ｍ〔８００Å〕になるように薄膜が成膜され、成膜された薄膜が焼成され、さらに焼成後の薄膜表面にラビング法を用い配向処理が施される。第１配向膜成膜時において、液晶表示素子１完成後に、第１基板の表面法線方向ＤＶから見て、第１配向膜端面２８が第１絶縁膜端面２５よりも外側でかつシール部材内側端面２６よりも内側であり、かつ第１配向膜端面２８が第１絶縁膜端面２５からシール部材内側端面２６までの範囲Ｗ１の中心に位置するように、第１配向膜１１の形状および第１基板５表面に対する第１配向膜１１の位置が定められている。この結果、第１配向膜端面２８から第１絶縁膜端面２５までの距離、および第１配向膜端面２８からシール部材内側端面２６は、どちらも７５０μｍになる。
【００３７】
第２基板６の一方面上には、まず、第２表示電極１３が形成される。第２表示電極形成のために、第２基板６の一方面上にＩＴＯの薄膜が成膜され、成膜されたＩＴＯ薄膜が所定形状にパターニングされる。第２表示電極１３内において、液晶表示素子１完成後に画像表示領域２２になるべき領域の外に伸延されている部分が、第２端子として用いられる。第２表示電極１３形成後の第２基板６の一方面上に、第２表示電極１３に重ねて、第２絶縁膜１４が形成される。第２絶縁膜１４の具体的構成および具体的製法は、第１絶縁膜９の具体的構成および具体的製法と等しい。第２絶縁膜１４形成後の第２基板６の一方面上に、第２絶縁膜１４に重ねて、第２配向膜１５が形成される。第２配向膜１５の具体的構成および具体的製法は、第１配向膜１１の具体的構成および具体的製法と等しい。
【００３８】
第１配向膜１１および第２配向膜１５形成後、第１基板５および第２基板６のうちのいずれか一方基板の配向膜上に、プラスチックビーズスペーサ１９が、散布方式を用いて配設される。プラスチックビーズスペーサ１９の粒径は６μｍである。プラスチックビーズスペーサ１９の散布密度は、直径１ｍｍの円内当たり１３０個〔１３０個／ｍｍφ〕である。さらに、第１基板５および第２基板６のうちのいずれか他方基板の配向膜が形成された一方面に、シール部材７の略枠状部材の材料となる貼合わせ剤が、注入口となる開口部を有する略枠状の形状になるように、スクリーン印刷法を用いて配設される。貼合わせ剤としては、熱硬化性１液エポキシシール剤が用いられる。スペーサ１９および貼合わせ剤の配設後、第１基板５と第２基板６とが、貼合わせ剤によって、配向膜が相互に対向するように貼合わせられ、かつ貼合わせ剤が硬化させられる。硬化後の貼合わせ剤が、シール部材７の略枠状部材になる。貼合わせ剤硬化後、第１基板５上の第１配向膜１１と第２基板６上の第２配向膜１５とシール部材７の略枠状部材とによって囲まれた空間に、略枠状部材の一部に設けられていた注入口から、真空含浸法を用いて液晶材料が注入される。液晶材料注入後、樹脂材料を用いて、注入口が封止される。空間内に封入された液晶材料から、媒体層４が形成される。以上の工程によって、液晶表示素子１が完成する。
【００３９】
なお液晶表示素子１の製造方法の説明において記述した液晶表示素子１の部品の材質および形状等の具体的条件は、カラー表示が可能な液晶表示素子１の構成の最適例の１つである。液晶表示素子１の部品の具体的条件は、上記内容に限らず他の条件でも良い。また液晶表示素子１の製造方法の説明において記述した液晶表示素子１の部品の具体的製法は、カラー液晶表示素子１の製法の最適例の１つである。液晶表示素子１の部品の具体的製法は、上記内容に限らず他の製法でも良い。
【００４０】
本件出願人は、上記の製法によって得られた液晶表示素子１の画像表示領域２２内の各所におけるセルギャップ、特にシール部材７に近い部分のセルギャップを計測した。セルギャップは、液晶材料から形成された媒体層の厚みであり、本実施の形態では、第１基板５上の第１配向膜１１から第２基板６上の第２配向膜１５までの間隔に相当する。測定の結果、液晶表示素子１の画像表示領域２２内において、セルギャップのむらは見られなかった。また本件出願人は、上記の製法によって得られた液晶表示素子１の画像表示領域２２の表示状態を観測した。観測の結果、液晶表示素子１の画像表示領域２２の表示状態は、画像表示領域２２全体においてほぼ均一になっていた。
【００４１】
本件出願人は、図１〜図３の構成を有する液晶表示素子１において、第１絶縁膜端面２５からシール部材内側端面２６までの第１距離Ｗ１と液晶表示素子１の表示品位との関係を調べるために、以下に説明する第１実験を行った。実験対象として作成された複数台の液晶表示素子は、第１距離Ｗ１だけが相互に異なり、他の構成は相互に等しい。実験対象の液晶表示素子は、平滑層１８としてダミーフィルタ層を用いたＳＴＮ方式のカラー型液晶表示素子である。実験対象となる液晶表示素子のパネルサイズ、すなわち該液晶表示素子の面積は、１２型〔約４３２ｃｍ2〕である。実験対象となる液晶表示素子のセル厚、すなわち該液晶表示素子の媒体層４の厚さは、６．７μｍである。第１絶縁膜端面２５から画像表示領域端までの第２距離Ｗ２は、５００μｍに選ばれている。これら実験対象の液晶表示素子の表示品位は、電圧無印加状態、すなわち第１表示電極と第２表示電極との間の電圧が０Ｖである状態における表示状態を、検査者に目視確認させて、測定した。表示品位評価は、［優］［良］［可］［不良］［悪］の５段階評価であり、表示品位ランクが［可］以上の液晶表示素子１が良品とされる。
【００４２】
図４は、第１実験の結果に基づく、第１距離Ｗ１に対する液晶表示素子１の表示品位ランクの変化を示すグラフである。第１距離Ｗ１が０μｍ以上２００μｍ未満である場合、第１距離Ｗ１に関わらず、表示品位ランクは［悪］である。第１距離Ｗ１が２００μｍ以上である場合、第１距離Ｗ１が増加する程、表示品位ランクは向上している。第１距離Ｗ１が１１００μｍ以上である場合、表示品位ランクは［可］以上になっている。
【００４３】
図４のグラフに基づき、かつ液晶表示素子のばらつき安定性を考慮すると、第１距離Ｗ１が１１００μｍ以上である場合、液晶表示素子が良品であることが分かる。１１００μｍ以上∞以下の理論上の許容範囲内であれば、理論上、第１距離Ｗ１は大きいほど好ましい。実用上、第１距離Ｗ１は、１１００μｍ以上５０００μｍ以下であることが好ましい。５０００μｍは、液晶表示素子１の設計に基づく第１距離Ｗ１の最適範囲の上限値であり、液晶表示素子のセルの外形寸法の狭額縁化と画像表示領域のサイズの拡大化とに起因して定められる。このような第１実験の結果に基づいた数値範囲内の値に第１距離Ｗ１が選ばれた場合、第１距離Ｗ１が数値的に最適化されるので、液晶表示素子の表示むらの発生がより抑えられる。
【００４４】
本件出願人は、図１〜図３の構成を有する液晶表示素子１において、第１絶縁膜端面２５から画像表示領域端２７までの第２距離Ｗ２と液晶表示素子１の表示品位との関係を調べるために、以下に説明する第２実験を行った。実験対象として作成された複数台の液晶表示素子は、第２距離Ｗ２だけが相互に異なり、他の構成は相互に等しい。実験対象の液晶表示素子は、平滑層１８としてダミーフィルタ層を用いたＳＴＮ方式のカラー型液晶表示素子である。実験対象となる液晶表示素子のパネルサイズは、１２型である。実験対象となる液晶表示素子のセル厚は、６．７μｍである。第１絶縁膜端面２５からシール部材内側端面２６間での第１距離Ｗ１は、１５００μｍに選ばれている。これら実験対象の液晶表示素子の表示品位は、電圧無印加状態における表示状態を、検査者に目視確認させて測定した。表示品位評価は、［優］［良］［可］［不良］［悪］の５段階評価であり、表示品位ランクが［可］以上の液晶表示素子１が良品とされる。
【００４５】
図５は、第２実験の結果に基づく、第２距離に対する液晶表示素子１の表示品位ランクの変化を示すグラフである。図５のグラフの極大点における第２距離Ｗ２MAXは、２５０μｍである。第２距離Ｗ２が０μｍ以上極大点の第２距離Ｗ２MAX未満である場合、第２距離Ｗ２が増加する程、表示品位ランクは向上している。第２距離Ｗ２が極大点の第２距離Ｗ２MAX以上である場合、第２距離Ｗ２が増加する程、表示品位ランクは低下している。第２距離Ｗ２が１５０μｍ以上１２５０μｍ以下である間、表示品位ランクは［可］以上になっている。
【００４６】
図５に基づき、かつ液晶表示素子のばらつき安定性を考慮すると、第１絶縁膜端面２５から画像表示領域端２７までの第２距離は、１５０μｍ以上１２５０μｍ以下であることが好ましく、第２距離の最適値が２５０μｍであることが分かる。このような第２実験の結果に基づいた数値範囲内の値に第２距離Ｗ２が選ばれた場合、第２距離Ｗ２が数値的に最適化されるので、液晶表示素子の表示むらの発生がより抑えられる。特に第２距離Ｗ２が最適値２５０μｍに選ばれた場合、液晶表示素子の表示品位が最良になる。
【００４７】
前述の第２距離Ｗ２が第１絶縁膜９の印刷ダレ領域の幅Ｗ３以上になるように、第１絶縁膜９の位置および形状が調整されているのは、第１絶縁膜９の印刷ダレ領域の影響が液晶表示素子１の表示品位に及ばないようにするためである。第１絶縁膜９の印刷ダレ領域は、第１絶縁膜９の端部の領域であって、膜厚が不安定になっている。第１絶縁膜９の印刷ダレ領域の幅Ｗ３は、第１絶縁膜成膜時に用いられる生産用印刷機の位置決め能力に基づいて定まる値であり、位置決めのずれ量はたとえば１５０μｍである。第１絶縁膜９の印刷ダレ領域の幅Ｗ３は、１０μｍ以上２００μｍであることが分かっている。第２距離Ｗ２が第１絶縁膜９の印刷ダレ領域の幅Ｗ３以上になるように第１絶縁膜が設計されているならば、画像表示領域内に第１絶縁膜９の印刷ダレ領域を入込まないので、該印刷ダレ領域の影響が液晶表示素子１の表示品位に及ぶことが、未然に防止される。
【００４８】
上述の第１実験に基づいて定められた第１距離Ｗ１の数値範囲、および第２実験に基づいて定められた第２距離Ｗ２の数値範囲は、基本的には、液晶表示素子の他の構成にに影響を受けない。たとえば第１距離Ｗ１が上記数値範囲内の代表値である１５００μｍであり、第２距離が上記数値範囲内の代表値である５００μｍである場合、今現在のベーシックな構成をもつ平板型表示素子の１つであるダミーフィルタ層を備えたＳＴＮ方式のカラー液晶表示素子のパネルサイズは１８型〔約９７２ｃｍ2〕と１２型と３型〔約２７ｃｍ2〕とのうちのいずれであってもよく、該カラー液晶表示素子のセル厚は６．０μｍと６．７μｍとのうちのいずれであってもよい。
【００４９】
本発明の実施の形態の液晶表示素子の他の構成例としては、図６に示すように、第１配向膜の端が封止空間２１の外部まで伸延されるように、第１配向膜を印刷配置させる。図６は、本発明の実施の一形態の他の例である液晶表示素子５１の第１基板表面法線方向の断面を簡略化して図である。図７は、図６の液晶表示素子５１のＣ−Ｃ平面部分拡大断面図である。図６および図７を合わせて説明する。図６の液晶表示素子５１は、図１の液晶表示素子１と比較すると、第１配向膜の構成だけが少なくとも異なり、他の構成は等しい。図６および図７の液晶表示素子５１の構成部品のうち、図１〜図３の液晶表示素子１の構成部品と等価な部品には、図１〜図３と同じ参照符を付し、説明は省略する。なお図７において、第１端子１２は省略している。
【００５０】
第１配向膜５３は、第１基板５と媒体層４との間に配置される。かつ第１配向膜５３は、第１基板５と媒体層４との間の部品のうち、媒体層４に最近接している。図６においては、第１配向膜５３の端部は、シール部材７と第１基板５との間を通って、封止空間２１の外部まで伸延されている。また第２配向膜５７は、第１配向膜５３と同様に、端部が封止空間２１の外部まで伸延されていてもよい。このように、第１配向膜端面５４が封止空間外に至るように、第１配向膜５３の端部が遠心されている場合、液晶表示素子の表示品位がさらに向上する。
【００５１】
第１配向膜５３の端面５４の適切な最外位置は、液晶表示素子５１の封止空間２１外部にある端子に被らない位置である。第１配向膜端面５４が封止空間２１外にある場合、第１配向膜５３の端面５４からシール部材７の外側端面５５までの距離Ｗ５の最適値は、５００μｍである。前記距離Ｗ５が５００μｍに選ばれている場合、該距離Ｗ５が数値的に最適化されるので、液晶表示素子の表示品位が最良になる。
【００５２】
本件出願人は、図６の液晶表示素子５１の画像表示領域２２の表示状態を観測した。観測の結果、従来技術の液晶表示素子において画像表示領域の外郭近傍に見られた配向処理の不均一に起因する表示ムラは、図６の液晶表示素子５１では発生していなかった。この結果、図６の液晶表示素子５１の画像表示領域２２の表示状態は、画像表示領域２２全体においてさらに均一になっていた。これによって、第１配向膜の端面は、封止空間２１の外部まで伸延されていることが好ましいことが分かる。
【００５３】
図１の液晶表示素子１および図６の液晶表示素子５１のどちらにおいても、第１配向膜１１，５３の端面の位置は、第１絶縁膜９が露出（Ｒｕｂ）しないように、第１配向膜１１，５３は第１絶縁膜９よりも広めにする必要がある。
【００５４】
本件出願人は、図６の液晶表示素子５１の比較例として、図８に示す構成の液晶表示素子を作成した。図８の比較例の液晶表示素子は、第１絶縁膜端面の位置だけが図６の液晶表示素子５１と異なり、他の構成は図６の液晶表示素子５１と等しい。図８の比較例の液晶表示素子は、第１絶縁膜９の端面２５が画像表示領域２２の端２７と一致するように、設計されている。比較例の液晶表示素子の表示状態を目視観察したところ、第１絶縁膜９の端部に生じた印刷ダレに影響されて、画像表示領域外郭近傍にセルギャップむらが発生しており、画像表示領域の表示状態も均一ではなかった。ゆえに、図６に示す本発明の液晶表示素子５１と図８の比較例の液晶表示素子とを比較すると、本発明の液晶表示素子５１においては、印刷ダレの影響が除かれていることが分かる。
【００５５】
以上説明したように、図１および図６で説明したように、液晶表示素子１，５１における第１絶縁膜端面位置の最適化技術は、液晶表示素子に代表される平板型表示素子の画像表示領域の品質向上に用いられる。前記最適化技術は、特に、カラーフィルタ層を有するカラー表示素子の品質向上に用いられ、さらには、ＴＮ型およびＳＴＮ型のカラー液晶表示素子の品質向上に用いられる。また前記最適化技術は、ＥＬ表示パネルの防湿封止構造に適用されてもよい。
【００５６】
本実施の形態の液晶表示素子１，５１は、本発明の平面型表示素子の例示であり、主要な構成が等しければ、他の様々な構成によって実現することができる。特に表示素子の各構成部品の詳細な構成は、同じ効果が得られるならば、上述の構成に限らず他の構成によって実現されてもよい。本発明の平面型表示素子は、媒体層４、第１基板５、第２基板６、シール部材７、少なくとも１つの第１表示電極８、および第１絶縁膜９を最低限含めば良く、これら部品４〜９以外の部品は適宜省略されてもよい。また媒体層４は、液晶材料に限らず、電界に応じて局所的に表示に関わる状態を変化可能な表示媒体から構成されていればよい。たとえば本発明の平面型表示素子は、液晶表示素子１に限らず、ＥＬ表示パネルやプラズマディスプレイによって実現されてもよい。
【００５７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、平板型表示素子において、画像表示領域の端よりも外側でかつシール部材の内側端面よりも内側に端面が位置するように、第１絶縁膜が配置される。したがって、表示素子の表示面内においてセルギャップが予め定める値に常に保たれるので、平板型表示素子の表示むらの発生が抑えられる。しかも第１絶縁膜形成後の第１基板の一方面上に、第１絶縁膜に重ねて第１配向膜が形成される。この第１配向膜は、この端面が第１基板と第２基板とシール部材とによって封止された封止空間内に配設される。さらに第１配向膜の端面が、第１絶縁膜の端面よりも外側でかつシール部材の内側端面よりも内側に位置するとともに、第１絶縁膜の端面からシール部材の内側端面までの範囲の中心に位置するように、第１配向膜の形状および第１基板表面に対する第１配向膜の位置が定められている。したがって、表示むらの無い、非常に高品位な平板型表示素子の提供が可能になる。また本発明によれば、第１絶縁膜は、シール部材との接触および干渉を常に排しており、かつ所定の膜構造上に配置されるので、第１基板と第２基板との平行度が常に保たれ、平板型表示素子の表示むらの発生が抑えられる。また本発明によれば、第１絶縁膜端面からシール部材内側端面までの距離が、１１００μｍ以上に選ばれている。この結果、平板型表示素子の表示むらの発生がより確実に抑えられる。さらにまた本発明によれば、第１絶縁膜端面から画像表示領域端までの距離が、１５０μｍ以上２５０μｍ以下に選ばれている。この結果、絶縁膜の端面だれに起因する平板型表示素子の表示むらの発生が、より確実に抑えられる。
【００５８】
また本発明によれば、第１絶縁膜の端部が重なる平滑層が、カラーフィルタ層と同じ材料から形成されるダミーフィルタ層で実現される。これによって、最適の平滑層を得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態の平板型表示素子である液晶表示素子１の平面図である。
【図２】図１の液晶表示素子１の基板表面法線方向のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１の液晶表示素子１のＢ−Ｂ部分拡大断面図である。
【図４】図１の液晶表示素子１において、第１絶縁膜端面２５からシール部材内側端面２６までの第１距離Ｗ１と液晶表示素子１の表示品位との関係を調べるための第１実験の実験結果を示すグラフである。
【図５】図１の液晶表示素子１において、第１絶縁膜端面２５から画像表示領域端２７までの第２距離Ｗ２と液晶表示素子１の表示品位との関係を調べるための第２実験の実験結果を示すグラフである。
【図６】本発明の実施の一形態の他の例である液晶表示素子５１の基板表面法線方向の断面図である。
【図７】図６の液晶表示素子５１のＣ−Ｃ部分拡大断面図である。
【図８】比較例となる液晶表示素子の部分拡大断面図である。
【符号の説明】
１，５１  液晶表示素子
４  媒体層
５  第１基板
６  第２基板
７  シール部材
８  第１表示電極
９  第１絶縁膜
１１  第１配向膜
１７  カラーフィルタ層
１８  平滑層
２１  封止空間
２２  画像表示領域
２５  第１絶縁膜の端面
２６  シール部材の内側端面
２７  画像表示領域の端
２８  第１配向膜の端面
Ｗ１  第１絶縁膜端面からシール部材内側端面までの第１距離
Ｗ２  第１絶縁膜端面から画像表示領域端までの第２距離
Ｗ３  第１絶縁膜の端面ダレ領域の幅
Ｗ５  第１配向膜からシール部材外側端面までの距離
【図１】
0003778751.tif 000002
【図２】
0003778751.tif 000003
【図３】
0003778751.tif 000004
【図４】
0003778751.tif 000005
【図５】
0003778751.tif 000006
【図６】
0003778751.tif 000007
【図７】
0003778751.tif 000008
【図８】
0003778751.tif 000009