JP2000056315A - 液晶表示素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シール部の配線金属を観察者から見えないよ
うにし、見栄えの良い液晶表示素子を提供することを目
的とする。 【解決手段】 シール剤を白く着色することにより、シ
ール剤の下の配線部が見えず、また、アクティブエリア
との境界が目立たず、実用上非常に見栄えの良い液晶表
示素子が得られる。さらに、そのシール剤の遮光性を高
く、また、光反射率などの光学的特性をアクティブエリ
アすなわち画像表示部の明状態とほぼ同等とすることに
より、アクティブエリアとの境界をさらに目立なくし、
実用上非常に見栄えの良い液晶表示素子が得られる。

Description

【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、特に、画像表示部の周囲において電極による反射を
防ぐことにより見栄えが格別に改善された反射型の液晶
表示素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、一般的に用いられている液晶表示
素子（liquid crystal display：ＬＣＤ）は、電極を有
する２枚のガラス基板の間に液晶が挟持され、これら２
枚の基板の周囲が液晶封入口を除いて接着剤（シール
剤）で固定され、液晶封入口が封止剤で封止された構成
を有する。通常は、この２枚の基板間の距離を一定に保
つためのスペーサとして粒径の均一なプラスティックビ
ーズ等を基板の間に散在させている。一方、カラー表示
用の液晶表示素子の場合は２枚のガラス基板のいずれか
に三原色（例えば、赤、緑、青：ＲＧＢあるいはイエロ
ー、シアン、マジェンダ：ＹＣＭ）の着色層のついたカ
ラーフィルタが形成されている。

【０００３】液晶表示素子の表示方式としては、例えば
ＴＮ（twisted nematic）形、ＳＴ（super-twisted）
形、ＧＨ（guest-host）形、あるいはＥＣＢ（electric
allycontrolled birefringence）形や強誘電性液晶など
が用いられる。封止剤としては、例えば、熱または紫外
線硬化型のアクリル系またはエポキシ系の接着剤などが
用いられる。また、カラー型アクティブマトリクス駆動
液晶表示素子は、アレイ基板と対向基板との間に液晶組
成物を挟持した構成を有する。アレイ基板は、例えば、
アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）を半導体層とした薄
膜トランジスタ（ＴＦＴ）とそれに接続された表示電極
と信号線電極、ゲート電極が形成されたアクティブマト
リクス基板である。対向基板は、ＴＦＴアレイ基板と対
向設置され、対向電極とＲＧＢカラーフィルタを有す
る。アレイ基板と対向基板との間には、電極転移材（ト
ランスファー）として銀ペースト等が画面周辺部に配置
され、この電極転移材で２枚の基板を電気的に接続して
いる。アレイ基板と対向基板の両側には偏光板がそれぞ
れ設けられ、光シャッタとして動作させることにより、
カラー画像を表示する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近年、低消費電力のＬ
ＣＤとして反射型の液晶表示素子が特に注目を集めてい
る。反射型ＬＣＤの場合は外部から入射する周囲光を光
源として利用するので、白地の画像表示とした方が明る
い画面が得られる。すなわち、白い紙の上に文字や図形
などを描くように、白地に黒のパターンを表示したり、
白地に色々な色を表示させる方が明るく明瞭な画面が得
られる。従って、画像表示領域の周辺部分の色も白い方
が、見栄えが良く、実用上は非常に有利となる。

【０００５】一方、高い表示品位を有するアクティブマ
トリックス方式のＬＣＤなどの場合は、画像表示領域の
周辺部には種々の金属配線が形成されている。しかし、
このような金属配線が画像表示領域の周囲に見えると、
実際にはその部分が光を反射して光って見えるために表
示画像が見づらいものとなってしまう。従来の液晶表示
素子の場合には、２枚の基板は例えばエポキシ系樹脂に
より接着されているが、この場合の樹脂は、透明もしく
は、混合されている樹脂成分やフィラー成分によっては
若干の赤〜桃色を帯びているものであり、ほぼ透明とい
えるものである。例えば、その光透過率は約１０％程度
である。その結果として、従来の反射型液晶表示素子
は、シール剤がほぼ透明なので周辺部の配線が見えてし
まい、見栄えが悪いものであった。

【０００６】本発明は、かかる課題の認識に基づいてな
されたものであり、シール部の配線金属を観察者から見
えないようにし、見栄えの良い液晶表示素子を提供する
ことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の液晶
表示素子は、対向配置された一対の基板、例えば、アレ
イ基板と、前記アレイ基板に対向して設けられた対向基
板と、それらの周辺部において接着するシール剤と、前
記一対の基板の間隙に封止された液晶層と、を備え、外
部から入射する光を反射し前記対向基板を介して外部に
放出させて所定の画像を表示する反射型の液晶表示素子
であって、前記シール剤は、白色に着色されてなること
を特徴とし、周辺部の電極を隠して表示品質を改善し見
栄えも改良することができる。

【０００８】ここで、前記シール剤の光透過率を１％以
下とすると、周辺部の電極を十分に隠すことができる。

【０００９】また、前記シール剤は、光反射率、色、及
び光沢の少なくともいずれかが、明状態における画像表
示部とほぼ等しいものとすれば、画像表示部との境界を
目立たなくして見栄えがさらに改良されデザイン的にも
優れたものとなる。

【００１０】また、前記シール剤は、酸化物からなる微
粒子が分散されてなるものとすれば、信頼性の劣化など
の問題を引き起こすことなく、上述の効果を得ることが
できる。

【００１１】具体的には、前記酸化物として、酸化チタ
ンまたは炭酸カルシウムまたはこれらの混合物を用いる
ことが望ましい。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態について説明する。

【００１３】図１は、本発明の液晶表示素子を例示する
概略平面図である。

【００１４】また、図２は、その周辺部の概略拡大断面
図である。図２に示したように、本発明の液晶表示素子
は、アレイ基板Ａと対向基板Ｂとこれらの間に挟持され
た液晶層ＬＣとを有する。アレイ基板Ａは、ガラスや石
英などの透光性材料からなる基板４の上に図示しないス
イッチング素子がマトリクス状に配置され、表示画素電
極１２の上に配向膜９が形成されている。また、画像表
示部の周囲には、金属の配線層２が設けられている。こ
れらの配線層は、それぞれ画像表示部の信号線や映像線
に対して所定の信号を供給する役割を有する。

【００１５】一方、対向基板Ｂは、ガラスや石英などの
透光性基板５の下面側にカラー・フィルタ７、対向電極
８、配向膜９がこの順序に積層された構成を有する。

【００１６】アレイ基板Ａと対向基板Ｂとは、その周辺
部においてシール剤３によって封止固定されている。本
発明においては、このシール剤３を白色に着色すること
により、周辺の金属配線層２を隠して外から見えないよ
うにしている。

【００１７】すなわち、本発明の液晶表示素子は、いわ
ゆる「反射型」であり、観察面側から入射した外光を表
示画素電極１２により反射し、その強度を画素毎に制御
することにより所定の画像を表示する。ここで、シール
剤３を白色に着色することにより、配線層２による光の
反射を防ぎ、表示画像が見にくくなるという問題を解消
することができる。さらに、シール剤３が画像表示部１
とほぼ同等の白さを持つように着色することにより、シ
ール剤３と画像表示部１との境界をほとんど見えなくす
ることもできる。

【００１８】次に、シール剤３の着色の方法について詳
細に説明する。シール剤としては、例えば、エポキシ系
の熱硬化樹脂（三井東圧化学株式会社製）を用いること
ができる。このシール剤に混合する白色顔料としては、
酸化物の微粒子を挙げることができる。発明者の実験に
よれば、添加する材料の化学的安定性が悪い場合はシー
ルの信頼性を低下させ、また、不純物が液晶中に溶出す
ることがあるので、特にＴＦＴ−ＬＣＤには好ましくな
いことが分かった。従って白色顔料の材料の選択やその
純度には十分な注意が必要である。また、添加する材料
によっては導電性があるため、液晶表示素子の電気的な
動作に影響することがある。実用的には、隣接する配線
間のシールを通したリーク抵抗が概略１００ｋΩ以上に
なるように調整すると、静電気によるＴＦＴへのダメー
ジを軽減する事もできる。

【００１９】本発明者の検討によれば、粒径０．１〜２
μｍ程度の酸化チタンあるいは酸化カルシウムを用いる
と良いことが分かった。これらの酸化物の微粒子は適宜
混合して用いることもできる。

【００２０】さらに、本発明者は、白色微粒子を直接シ
ール剤に混ぜると分散性が良くなく、微粒子を一旦溶媒
に分散させてからシール剤に加えると良いことを見出し
た。溶媒としては、プロピレングリコールモノメチルエ
ーテルアセテートなどが良い。また、このように溶媒を
用いるとシール剤の粘性が低下するので、顔料を分散さ
せた溶媒をシール剤に加えて混合した後に、余分な溶媒
を蒸発させて粘性を調整すると良い。

【００２１】シール剤の光透過率は、顔料である白色微
粒子の添加量によって調整できる。その目標とすべき光
透過率は１％以下であり、望ましくは０．７％以下が良
い。但し、白色微粒子を多量に加えすぎるとシール剤の
強度や、密着力が低下する場合がある。本発明者の実験
によれば、シール剤中の白色微粒子の濃度は重量％で２
０％以下とすることが望ましいことがわかった。また、
チクソ性への影響の点からは、重量比でフィラーの３倍
以下とすることが望ましい。典型的には、白色微粒子濃
度は重量比は８％とすることができる。

【００２２】次に、このシール剤を用いたＴＦＴ−ＬＣ
Ｄの製造工程について説明する。まず、一般的なＴＦＴ
を形成するプロセスと同様に成膜とパターニングを繰り
返し、ガラス基板４の上に薄膜トランジスタと、信号
線、走査線、あるいは蓄積容量線などの電極配線と、Ｔ
ＦＴのソース電極と蓄積容量の電極を兼ねた表示画素電
極１２とを形成する。ここで、表示画素電極１２は、外
光を反射する反射鏡としての役割を有するので、例え
ば、アルミニウムなどの反射率の高い材料により形成す
ることが望ましい。

【００２３】画像表示部は、例えば縦４００画素、横６
４０画素、画素ピッチ３００μｍのアモルファスシリコ
ンＴＦＴアレイにより構成することができる。

【００２４】このようにして形成したアレイ基板の表面
に、例えばＡＬ−１０５１（日本合成ゴム（株）製）を
約５００オングストロームの厚さに塗布し、ラビング処
理を行うことにより配向膜９を形成することができる。

【００２５】次に、対向基板として、ガラスなどの透光
性基板５の表面に赤、緑、青のカラーフィルタ７とＩＴ
Ｏ（indium tin oxide）を用いた共通電極８を形成す
る。さらに、ＡＬ−１０５１を塗布、ラビングを行うこ
とにより配向膜９を形成する。次に、対向基板の周囲
に、上述したように顔料を添加したシール剤を印刷し、
さらに基板表面にスペーサとして直径５μｍのプラスチ
ック・ビーズ（商品名；ミクロパール、積水ファインケ
ミカル製）を散布する。この時、シール剤の厚さが５μ
ｍで透過率を約０．５％とすることができる。次に、配
向膜９が対向し、またそれぞれのラビングの方向が９０
度となるように対向基板とアレイ基板とを配置し、加熱
してシール剤３を硬化させることにより対向基板とアレ
イ基板とを貼り合わせる。

【００２６】次に、シール剤３の一部にもうけた注入口
から真空注入法によって液晶組成物１を注入し、この後
注入口を紫外線硬化樹脂で封止する。液晶組成物として
は、例えば、ＺＬＩ−４７９２（Ｅ．メルク社製）にＳ
８１１を０．１ｗｔ％添加したものを用いることができ
る。

【００２７】この様にして作製した液晶セルの対向基板
の前面に偏光板６としてＬＬＣ２−９２１８Ｓ（株式会
社サンリッツ製）を貼り付け、電極端子に駆動回路を接
続する。

【００２８】こうして形成したカラー表示型アクティブ
マトリクス反射型液晶表示素子は、シール剤が白色であ
るためシール下部の配線２が目立たず、その反射による
表示画面の攪乱が解消されて良好な見栄えが得られた。
また、下地を白色とした表示モードにおいて、表示部と
シール剤３との境界を殆ど目立たなくすることができ
る。すなわち、画像表示部における明状態の光学的特性
とシール剤３との光学的特性を揃えることにより、これ
らの境界を目立たなくすることができる。例えば、シー
ル剤３の光反射率、色、あるいは光沢などを明状態の画
像表示部とほぼ同一とすることが望ましい。このように
すれば、表示画面が明瞭に強調され、認識しやすくな
り、さらにデザイン的にも優れたものとなるという効果
も得られる。以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の
形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具
体例に限定されるものではない。例えば、図示した具体
例においては、対向基板にカラーフィルタが設けられて
いるが、アレイ基板上にカラーフィルタが設けられてい
るものでも良い。また、本発明は、カラー表示が可能な
液晶表示素子に限定されず、モノクロ表示の液晶表示素
子についても同様に適用して同様の効果を得ることがで
きる。

【００２９】さらに、本発明は、アクティブマトリクス
型の液晶表示素子に限定されるものではなく、その他に
も、セグメント型やバーグラフ型あるいは単純マトリク
ス型など種々の反射型液晶表示素子に同様に適用して同
様の効果を得ることができる。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、シール剤を白く着色す
ることにより、シール剤の下の配線部が見えず、また、
アクティブエリアとの境界が目立たず、実用上非常に見
栄えの良い液晶表示素子が得られる。さらに、そのシー
ル剤の遮光性を高く、また、光反射率などの光学的特性
をアクティブエリアすなわち画像表示部の明状態とほぼ
同等とすることにより、アクティブエリアとの境界をさ
らに目立なくし、実用上非常に見栄えの良い液晶表示素
子が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示素子の概略平面図である。

【図２】本発明の液晶表示素子の周辺部分の概略断面図
である。

【符号の説明】

１ 表示領域 ２ 配線層 ３ シール剤 ４ 基板 ５ 基板 ６ 偏光板 ７ カラーフィルタ ８ 対向電極 ９ 配向膜 １２ 画素電極 Ａ アレイ基板 Ｂ 対向基板 ＬＣ 液晶層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山 本 武 志 埼玉県深谷市幡羅町１−９−２ 株式会社 東芝深谷電子工場内 Ｆターム(参考） 2H089 LA07 MA04Y MA05Y NA09 NA25 NA45 PA18 QA16 TA09 TA12 TA15

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】対向配置された一対の基板と、それらの周
   辺部において接着するシール剤と、前記一対の基板の間
   隙に封止された液晶層と、を備え、 外部から入射する光を反射し外部に放出させて所定の画
   像を表示する反射型の液晶表示素子であって、 前記シール剤は、白色に着色されてなることを特徴とす
   る液晶表示素子。
2. 【請求項２】前記シール剤の光透過率が１％以下である
   ことを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子。
3. 【請求項３】前記シール剤は、光反射率、色、及び光沢
   の少なくともいずれかが、明状態における画像表示部と
   ほぼ等しいことを特徴とする請求項１または２に記載の
   液晶表示素子。
4. 【請求項４】前記シール剤は、酸化物からなる微粒子が
   分散されてなることを特徴とする請求項１〜３のいずれ
   か１つに記載の液晶表示素子。
5. 【請求項５】前記酸化物は、酸化チタンまたは炭酸カル
   シウムまたはこれらの混合物からなることを特徴とする
   請求項４記載の液晶表示素子。