液晶表示素子
【課題】クロムマスクと同じ位置に紫外線を透過し、かつ、可視光を遮蔽する特性の光選択性膜を配置し、光学的制限を満足させると共に強度の強い入射光に対しても複屈折の発生を抑制し、シール材のＵＶ硬化を妨げない構造とする。
【解決手段】液晶表示素子２０は、複数の画素電極２を含む表示領域を有する半導体基板３と、複数の画素電極２に所定の間隙を有して対向配置された光透過性及び導電性を有する透明電極４を備えた光透過性を有する透明基板６と、紫外線硬化樹脂を含み、表示領域を囲うと共に半導体基板３と透明基板６とを貼り合わせるシール部２２と、上記所定の間隙に充填された液晶１０とを備える。透明基板６は、シール部２２が形成されている領域に対応する領域を含んで形成され、かつ、表示領域に対応する領域に開口部を有する光選択性膜２１を備え、光選択性膜２１は、紫外線を透過し、かつ、可視光を遮蔽する。
【解決手段】液晶表示素子２０は、複数の画素電極２を含む表示領域を有する半導体基板３と、複数の画素電極２に所定の間隙を有して対向配置された光透過性及び導電性を有する透明電極４を備えた光透過性を有する透明基板６と、紫外線硬化樹脂を含み、表示領域を囲うと共に半導体基板３と透明基板６とを貼り合わせるシール部２２と、上記所定の間隙に充填された液晶１０とを備える。透明基板６は、シール部２２が形成されている領域に対応する領域を含んで形成され、かつ、表示領域に対応する領域に開口部を有する光選択性膜２１を備え、光選択性膜２１は、紫外線を透過し、かつ、可視光を遮蔽する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示素子に係り、特に反射型の液晶表示素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像を大画面で高精細に表示できるディスプレイとして、プロジェクタやプロジェクションテレビ等の投射型の液晶表示装置が普及している。この投射型の液晶表示装置に用いられる液晶表示素子は、一般的に、液晶表示素子の一方から入射した光をこの液晶表示素子を透過して他方に射出する透過型と、液晶表示素子の一方から入射した光をこの液晶表示素子で反射させて入射した側に出射する反射型とがある。
【０００３】
透過型液晶表示素子は、反射型液晶表示素子と比較して開口率では劣る傾向にあるものの、光の入射と射出の面が異なるため投射の際に組み合わせる光学系が簡素化できるというメリットがある。
【０００４】
一方、反射型の液晶表示素子は、透過型液晶表示素子に比べて、開口率を低下させずに高い解像度を実現する上で有利である。反射型液晶表示素子は一般的にシリコン系の半導体基板の上に各画素に対応するＭＯＳ型トランジスタを配置し、その上層に金属配線を施し、その上に反射電極画素を形成する。
【０００５】
図５は、従来の反射型液晶表示素子の第１の例の断面図を示す。同図において、反射型液晶表示素子１は、光反射性を有する画素電極２がマトリクス状に形成された表示領域を表面に有する半導体基板３と、光透過性及び導電性を有する透明電極４が一方の表面に形成され、かつ、透明の反射防止膜５が他方に表面に形成された光透過性を有する透明基板６とが、画素電極２と透明電極４とが互いに向き合うように離間対向配置すると共に、配向膜７、８を介し上記表示領域を囲う環状のシール部９によって空隙を有して貼り合わせ、空隙には液晶１０が充填されてなる構造である。
【０００６】
また、この液晶表示素子１に入射する光は完全な平行光ではないため、そのままでは表示領域以外の素子部に照射されてしまう。特に、シール部９にあたった光は偏光方向がランダムになるため非駆動状態でも明るく光り、画像品位を非常に悪くしてしまう。そこで、液晶表示素子１は、表示領域に対応する開口部を持ち、かつ、光を反射しない黒色のプレートであるアパチャーマスク１１を反射防止膜５の上方に設置し、画像品位を下げる原因となる領域に光を入射させない構造をとる。
【０００７】
図６は、従来の反射型液晶表示素子の第２の例の断面図を示す。同図中、図５と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。図６において、反射型液晶表示素子１２は、アパチャーマスク１１の代わりに、表示領域に対応する開口部を有し、透明電極４とシール部９との間に、クロム／酸化クロム膜によるマスク（以下、クロムマスク）１３が形成されている。
【０００８】
図７は、クロムマスク１３の入射光の波長に対する透過率、反射率、吸収率のシミュレーショングラフを示す。同図に示すように、クロムマスク１３は入射光の吸収率が高く、可視光領域における光の約９５％以上を吸収していることが分る。クロムマスク１３による効果をアパチャーマスク１１と比較し、図８を用いて説明する。
【０００９】
図８（Ａ）は、液晶表示素子１の部分断面図、同図（Ｂ）は、液晶表示素子１２の部分断面図を示す。同図（Ａ）、（Ｂ）において、入射光は完全な平行光ではないので必ず光学系のｆ値で規定される角度を持つ。光学系のｆ値が同じであれば入射角度θは等しくなるのでマスクが画素面から近ければ近いほど画素領域端から光が漏れる範囲が狭くなる。
【００１０】
この範囲は、液晶表示素子１では図８（Ａ）に示すようにｄ２であり、液晶表示素子１２では同図（Ｂ）に示すようにｄ１である。この範囲は狭くなればなるほど漏れ光も少なく、遮光効率が高い。従って、範囲ｄ１は範囲ｄ２よりも狭いので、遮光効率はアパチャーマスク１１よりクロムマスク１３の方が高いといえる。
【００１１】
ところで、近年の液晶表示素子は低コスト化の要求が激しく、画素の小型化によって画素密度を上げてウエハあたりの配置数を増やすことでチップあたりの単価を下げる必要がある。そのような点から、シール部９等の表示領域以外の領域をできるだけ狭くすることが要求されており、実際にはシール部９だけでなく、駆動回路部も含めてシール領域として利用しているのが現実である。
【００１２】
このように、低コスト化の要求からウエハあたりの画素電極の配置数を増やすことが求められているため、光学的な制限からシール部分を隠すアパチャーマスクは画素に近い位置に配置することが望まれる。そこで、上記のようにクロムマスクは光の吸収率も高く、画像品位の向上が望めるので、低コスト化の要求からクロムマスク１３を備えた液晶表示素子１２の方がアパチャーマスク１１を備えた液晶表示素子１に比べて望ましいといえる。
【００１３】
しかし、クロムマスク１３を備えた図６の反射型液晶表示素子１２は、以下の問題がある。すなわち、画素電極２がマトリクス状に形成された表示領域を表面に有する半導体基板３の所定位置にシール材を塗布した後、そのシール材に透明電極４と反射防止膜５が各一方の面（表面と裏面）に形成された透明基板６を、配向膜７、８を介して空隙を有して貼り合わせる。このときにできる空隙には、液晶を予め必要量だけ供給しておくことも可能であり、さらにシール材を一部塗布しない領域を作り、その領域から液晶を真空注入した後に、別途シール材を塗布して密閉することもできる。ここで用いられるシール材は生産性や即効性を考えて紫外線（ＵＶ）硬化タイプの材料が大半を占める。
【００１４】
しかし、クロムマスク１３を形成した場合、クロムマスク１３の下面のシール材１４には、図９に１５で示すようにＵＶ光がクロムマスク１３の吸収によって照射されず、シール材１４を十分に硬化させてシール部９を形成することができない。このようにシール材の硬化不足又は未硬化が問題である。
【００１５】
そこで、従来はシール材と重なる部分の光透過手段（開口部）を設け、その光透過手段を通してＵＶ光をシール材に照射することにより、シール材を完全に硬化させてシール部を形成する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００４−３１００３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、特許文献１記載の方法は、画素電極が形成された半導体基板がガラス等のＵＶ光を透過させる透過型液晶表示素子にのみ適用できるものであって、反射型液晶表示素子には適用することができない。
【００１８】
また、図６及び図８（Ｂ）に示した反射型液晶表示素子１２では、範囲ｄ１に画像品位を悪化させる要因となる漏れ光が照射されるため、範囲ｄ１を除く領域に表示領域を形成しなければならない。そのため、範囲ｄ１がデッドスペースとなるので、上述した液晶表示素子の低コスト化に対してさらなる改善が望まれている。
【００１９】
また、図６及び図８（Ｂ）に示した反射型液晶表示素子１２において、クロムマスク１３を形成することで、図５及び図８（Ａ）に示した反射型液晶表示素子１に比べて高い遮光効率は得られるものの、クロムマスク１３が光を吸収して該当部分の画像を黒にするために、吸収した光が熱に変わり、入射光の強度が強い場合、クロムマスク１３付近の温度が例えば数十度も上昇する可能性がある。
【００２０】
クロムマスク１３付近の部分は、半導体基板３と透明基板６という熱膨張率の異なる材質をシール材で貼り合せて形成した部分であるので、上記の温度上昇による半導体基板３と透明基板６との熱膨張率の違いによる双方の機械的ストレスのために歪が生じ、吸熱部分による複屈折が発生してしまう。
【００２１】
なお、クロムマスクの代わりに反射率の高い材料を用いることで複屈折の発生は抑えることが可能になるものの、シール材の硬化に関しては改善されない。
【００２２】
本発明は以上の点に鑑みなされたもので、クロムマスクと同じ位置に紫外線を透過し、かつ、可視光を反射等により遮蔽する特性の光選択性膜を配置し、光学的制限を満足させると共に強い強度の入射光に対しても複屈折の発生を抑制し、シール材のＵＶ硬化を妨げない構造を有する反射型液晶表示素子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】
【００２３】
本発明は上記の目的を達成するため、複数の画素電極を含む表示領域を有する半導体基板と、複数の画素電極に所定の間隙を有して対向配置された光透過性及び導電性を有する透明電極を備えた光透過性を有する透明基板と、紫外線硬化樹脂を含み、表示領域を囲うと共に半導体基板と透明基板とを貼り合わせるシール部と、所定の間隙に充填された液晶と、を備え、透明基板は、シール部が形成されている領域に対応する領域を含んで形成され、かつ、表示領域に対応する領域に開口部を有する光選択性膜を備え、光選択性膜は、紫外線を透過し、かつ、可視光を遮蔽する特性を有することを特徴とする。
【００２４】
ここで、上記の可視光は、所定の偏光面を有する第１の偏光であり、上記の紫外線は、無偏光又は前記所定の偏光面とは異なる偏光面を有する第２の偏光であり、上記の光選択性膜は、第１の偏光を遮蔽し、第２の偏光を透過する偏光選択性膜である。
【００２５】
または、上記の光選択性膜は、第１の屈折率を有する高屈折率膜と、第１の屈折率よりも小さい第２の屈折率を有する低屈折率膜とが交互積層された多層膜であり、可視光を遮蔽し、かつ、可視光よりも波長の短い前記紫外線を透過する波長選択膜である。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、画像品位向上のための光学的制限を満足させることで画像品位の悪化を抑制することができ、また、クロムマスクを用いたときのような複屈折の発生を抑制し、更に、シール材のＵＶ硬化を妨げることがないので、生産性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の液晶表示素子の第１の実施の形態の模式的断面図である。
【図２】本発明の液晶表示素子の第１の実施の形態の模式的上面図である。
【図３】本発明の液晶表示素子の第１の実施の形態の製造方法を説明する各工程での素子断面図である。
【図４】本発明の液晶表示素子の第２の実施の形態で用いる波長選択膜の波長対透過率特性の一例を示す図である。
【図５】従来の反射型液晶表示素子の第１の例の模式的断面図である。
【図６】従来の反射型液晶表示素子の第２の例の模式的断面図である。
【図７】図６のクロムマスクの透過率、反射率、吸収率の一例のシミュレーショングラフである。
【図８】図５と図６の液晶表示素子におけるマスク位置による漏れ光の違いの説明図である。
【図９】クロムマスクによるＵＶ光の遮光説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２９】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明になる液晶表示素子の第１の実施の形態の模式的断面図、図２は、本発明になる液晶表示素子の第１の実施の形態の模式的上面図を示す。両図中、同一構成部分には同一符号を付してある。
【００３０】
図１に示すように、本実施の形態の液晶表示素子２０は反射型液晶表示素子で、光反射性を有する複数の画素電極２がマトリクス状に形成された表示領域を表面に有する半導体基板３と、光透過性及び導電性を有する透明電極４と光選択性膜である偏光選択性膜２１とが一方の表面に形成され、かつ、透明の反射防止膜５が他方の表面に形成された光透過性を有する透明基板６とが、画素電極２と透明電極４及び偏光選択性膜２１とが互いに向き合うように離間対向配置されると共に、配向膜７、８を介し上記表示領域を囲う環状のシール部２２によって空隙Ａを有して貼り合わされ、空隙Ａには液晶１０が充填されてなる構造を有する。なお、空隙Ａはセルギャップと称される。
【００３１】
透明電極４、偏光選択性膜２１、反射防止膜５が形成された透明基板６は対向電極基板２３を構成している。また、偏光選択性膜２１は、光選択性膜の一例であり、直線偏光である可視光を反射すると共に、例えば無偏光の紫外線（以下、ＵＶ光ともいう）を透過する膜で、透明基板６上の透明電極４が形成されている面であって、上記の表示領域以外の領域に形成されており、上記の表示領域に対応する領域に開口部を有している。
【００３２】
また、液晶表示素子２０に用いる半導体基板３には、図２に示すように、中央の所定範囲Ｄに複数の画素電極２がマトリクス状に配置されると共に、その所定範囲Ｄの複数の画素電極２の全体を覆うように図１に示した配向膜７が形成されている。また、その所定範囲Ｄの周囲に駆動回路部２４が形成され、更にその駆動回路部２４上を一部含み、所定範囲Ｄを囲むように環状のシール部２２が形成されている。上記所定範囲Ｄは、前記表示領域に相当する。また、図１に示す配向膜８は、図２に示した所定範囲Ｄに対応する範囲における透明電極４を覆うように形成されている。
【００３３】
なお、図２において、駆動回路部２４に隣接して図１では図示を省略した、液晶表示素子２０と外部を電気的に接続するワイヤボンディング用のパッド配置領域２５が形成されている。
【００３４】
次に、本実施の形態の要部である偏光選択性膜２１について説明する。偏光選択性膜２１は、所定の偏光面を有する偏光のみを透過する偏光特性を有する環状の光選択性膜であり、偏光子として用いられる偏光材料で構成される。偏光子には透明誘電体の反射を利用する方法、複屈折性を利用する方法、光の吸収が振動方向によって異なる二色性を利用する方法などがあるが、二色性を利用する方法は比較的簡単に大きな板状の偏光子を作ることができ、偏光板として利用されている。この偏光板には、例えばモクステック（Moxtek）社製の偏光板（ProFlux:登録商標）があり、これを偏光選択性膜２１に用いることができる。
【００３５】
次に、本実施の形態の液晶表示素子２０の製造方法について図３の各工程の素子断面図と共に説明する。まず、図３（Ａ）に示すように、一方の面に反射防止膜５が形成され、かつ、他方の面に前述した偏光選択性膜２１となる偏光板３０が形成された透明基板６を作成する。偏光板３０は、偏光選択性膜２１として形成されたときに、図３（Ａ）の上から下方向に入射する直線偏光である可視光のみを反射するため、入射する可視光の偏光面に対し直交する偏光面の偏光を透過する状態となるように基板形状を定めて形成される。
【００３６】
続いて、図３（Ｂ）に示すように偏光板３０の表面にレジスト膜３１を形成した後、図３（Ｃ）に示すように、通常のフォト・リソグラフィ技術を適用して、露光用マスク３２によりレジスト膜３１の偏光選択性膜２１となる部分以外の表示領域に対応した領域をマスクし、レジスト膜３１の露光用マスク３２によりマスクされていない部分（偏光選択性膜２１となる部分に対応した部分）に対して露光光３３を照射する。続いて、図３（Ｄ）に示すように、現像して露光光３３が照射されていない部分のレジスト膜３１を除去して開口部３４を形成する。
【００３７】
次に、図３（Ｅ）に示すように、公知のエッチングによりレジスト膜３１で覆われていない部分の偏光板３０を除去して、開口部３５を形成するパターニングを行う。続いて、図３（Ｆ）に示すように、塩素系のガスを用いてレジスト膜３１を除去することにより、レジスト膜３１で覆われていた環状の偏光板３０を偏光選択性膜２１として作成する。
【００３８】
次に、図３（Ｇ）に示すように、偏光選択性膜２１の表面及び偏光選択性膜２１で覆われていない透明基板６の露出した表面に、それぞれ公知の方法で透明電極４を被覆して対向電極基板を形成する。続いて、図３（Ｈ）に示すように、同図（Ｇ）に示した対向電極基板の透明基板６の凹部を含む表示領域に配向膜８を被覆する。そして、図３（Ｈ）に示すように、公知の液晶表示素子の製造方法により形成した、表面に複数の画素電極２がマトリクス状に形成され、かつ、その複数の画素電極２を被覆する配向膜７が形成された半導体基板３とを、配向膜７及び配向膜８が互いに対向するように配置する。
【００３９】
続いて、図３（Ｉ）に示すように、セルギャップＡ（図１参照）に対応する所定の直径を持つスペーサボールが紫外線硬化樹脂に混入されたシール材３６を半導体基板３上に環状に塗布する。そして、図３（Ｊ）に示すように、透明電極４、反射防止膜５、配向膜８、偏光選択性膜２１を含む透明基板６（対向電極基板）を、配向膜７及び配向膜８が対向した状態で、互いに接近する方向に所定の圧力を印加しつつ上記シール材３６をＵＶ光の照射により硬化させることによって、シール部２２を形成して上記の対向電極基板と、画素電極２、配向膜７を含む半導体基板３（画素電極基板）とを貼り合わせる。このとき、シール部２２は、セルギャップＡの距離をスペーサの直径に応じて設定することができる。
【００４０】
この時に塗布されたシール材３６の形状は表示領域（図２のＤに相当）にある複数の画素電極２の周囲を完全に覆う場合と、後に液晶を注入する隙間を空けておく場合の２種類が考えられる。完全に覆う場合は画素電極基板と対向電極基板とを重ね合わせる前に、形成される容積に対応する液晶をどちらかの基板の上へ事前に供給しておく必要がある。
【００４１】
また、シール材３６を硬化するために使用するＵＶ光は、偏光選択性膜２１が透過する偏光面と同じ方向の偏光面を持つ直線偏光、もしくは無偏光のランダム光でなければならない。これにより、ＵＶ光は偏光選択性膜２１を透過してシール材３６に照射されて、シール材３６の硬化を促進させてシール部２２を形成することができる。
【００４２】
通常のシール材はシール材を硬化させるのに必要なエネルギーとして３６５ｎｍ換算で３０００ｍＪを目安とし、１００ｍＷのＵＶ光源を用いて約３０秒の照射を行う。ＵＶ光としてランダム光を入射した場合、透過効率を考えて約１分以上の照射が必要となる。
【００４３】
上記のようにしてＵＶ光照射によりシール材３６を硬化させてシール部２２を形成した後、一般的に用いられる液晶注入装置へ導入し、真空注入の手法を用いて先の液晶を注入する隙間から液晶を配向膜７及び８とシール部２２で囲まれた空隙内に注入する。液晶を注入した後、液晶を注入した隙間に再度シール材を塗布し、硬化させて完全に封をする。その後、周囲に付着した液晶や他の有機物のコンタミを除去する。
【００４４】
この後に外部駆動基板との接続を行うＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）を貼り付け、ワイヤボンディング等で液晶表示素子とＦＰＣとの電気的な接続を行い、本実施の形態の図１及び図２に示したと同様の液晶表示素子２０が完成する。
【００４５】
なお、液晶表示素子２０は、図３（Ｊ）では透明電極４が偏光選択性膜２１の表面と偏光選択性膜２１の開口部を通して透明基板６の露出した表面の両方を覆うように形成されているが、図１に示したように、透明電極４が偏光選択性膜２１の開口部を通して透明基板６の露出した表面のみに形成されるようにしてもよい。
【００４６】
このように、本実施の形態によれば、シール材硬化のためのＵＶ光は透過し、かつ、表示のために入射する直線偏光である可視光（例えば、時分割的に入射する三原色光の各原色光）は反射する特性の偏光選択性膜２１を、シール部２２の上に形成するようにしたため、画像品位向上のための光学的制限を満足させると共に、クロムマスクのような強い入射光に対する温度上昇が殆どないので、複屈折を発生させることがなく、また、ＵＶ光を透過するのでシール材のＵＶ硬化を妨げない特長が得られる。
【００４７】
また、本実施の形態の液晶表示素子２０を製造する際に、特殊なプロセスを追加せずにＵＶ光を十分に照射することができるため、照射による硬化時間を伸ばす必要がないため、液晶表示素子の生産性を向上することができる。更に、本実施の形態によれば、画像品位を下げる原因であるシール部からの漏れ光を遮断する膜として偏光選択性膜２１がシール部２２の上に形成されるため、漏れ光遮断のための領域を別に確保する必要がなくなる。そのため、半導体基板３のサイズを従来と同様とした場合は、１枚のウエハに配置する画素電極の数を多くすることができるので、その分基板コストを低減することができる。
【００４８】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００４９】
本実施の形態の液晶表示素子は、第１の実施の形態の断面図及び平面図に示した液晶表示素子２０と同様の断面及び平面を示す。ただし、本実施の形態の液晶表示素子は、第１の実施の形態の表示素子２０と比較して、偏光選択性膜２１の代わりに波長選択膜をシール部の上に形成した点に特徴がある。
【００５０】
次に、本実施の形態の要部である波長選択膜について説明する。本実施の形態で用いる波長選択膜は、光選択性膜の一例であり、可視光波長領域（おおよそ４００ｎｍ〜７００ｎｍ）の可視光を反射し、シール材硬化のために用いる波長領域（おおよそ３６５ｎｍを中心として３００ｎｍ〜３８０ｎｍ）のＵＶ光は透過する特性を有し、高屈折率膜（例えば屈折率が１以上の膜）と低屈折率膜（例えば屈折率が１未満の膜）とがそれぞれ交互に積層された、環状の多層膜である。
【００５１】
ここでは、波長選択膜は必要性から可視光中の遮光が必要な入射光波長の透過率を１％未満とする。この透過率は小さければ小さいほど、波長選択膜を通過する光量が少なくなり、液晶表示素子で反射されて投射レンズを通してスクリーンに投影される画像の波長選択膜に対応する部分を黒くすることができるが、１％未満であれば画像品位を落とすことはない。
【００５２】
本実施の形態の波長選択膜に使用される材料は、入射するＵＶ光に対して光学的に安定でなければならない。光学的に不安定な膜を使用した場合、シール材硬化のためのＵＶ光照射により屈折率に代表される光学定数が変化してしまい、上記の可視光の透過率の仕様を満たさなくなる可能性が高い。本発明で使用可能な波長選択膜は、高屈折率材料としてジルコニウムの酸化物又はハフニウムの酸化物、低屈折材料として珪素（シリコン）の酸化物等が代表的な材料として考えられる。
【００５３】
本実施の形態で用いる波長選択膜は、上記透過率条件を満たす下記の構成の多層膜構成である。
【００５４】
光学ガラス基板/(66.84H 106.42L )10(49.87H 79.49L )10/液晶
ここで、上記括弧内の数字は各膜の厚み（単位ｎｍ）、Ｈは高屈折材料（ＺｒＯ2：ニ酸化ジルコニウム）の膜、Ｌは低屈折材料（ＳｉＯ2：ニ酸化珪素）の膜、括弧の後の数字はその前の括弧内の組み合わせの膜をその回数分積層したことを意味する。
【００５５】
図４は、本実施の形態で用いる上記波長選択膜の波長対透過率特性を示す。プロジェクタにおいて通常使用される光源の波長は光源としてＵＨＰランプを使用した場合、４４０ｎｍ（青色光）、５６０ｎｍ（緑色光）、６５０ｎｍ（赤色光）、及びその近傍の可視光波長領域である。
【００５６】
図４から分るように上記の可視光波長領域における本実施の形態の波長選択膜の透過率は各々０.２％以下となっており、充分な遮光特性が得られている。また、紫外線（ＵＶ光）の波長領域（おおよそ３６５ｎｍを中心として３００ｎｍ〜３８０ｎｍ）の本実施の形態の波長選択膜の透過率は、図４から分るように７０〜８０％を確保しており、ＵＶ光に対して十分な透過特性が得られている。
【００５７】
次に、本実施の形態の液晶表示素子の製造方法について説明する。本実施の形態の製造方法は、基本的には図３に示した第１の実施の形態の液晶表示素子の製造方法と略同様であるので、異なる工程についてのみ説明する。
【００５８】
第２の実施の形態では、透明基板として、例えばコーニング社製のＥＡＧＬＥ ＸＧガラス基板を用いることができる。洗浄したこの透明基板上に不要な部分への成膜がされないためにマスクを被覆した後、スパッタ法を用いて前記高屈折材料（ＺｒＯ2）と低屈折材料（ＳｉＯ2）を指定の膜厚になるように交互に積層する。この成膜は、公知のスパッタ法による誘電体材料の成膜手法を用いて行うことができる。
【００５９】
その後、透明基板上に成膜された多層膜の波長選択膜と反対側面の透明基板上に反射防止膜を形成すると共に、波長選択膜の表面を透明電極で被覆形成する。これら反射防止膜及び透明電極は公知の液晶表示素子の製造方法を用いて容易に形成することが可能である。
【００６０】
以下、図３（Ｈ）、（Ｉ）、（Ｊ）で示した製造工程と同様の製造工程を経て、透明電極４、反射防止膜５、配向膜８、波長選択膜（図３では偏光選択性膜２１）を含む透明基板６（対向電極基板）を、配向膜７及び配向膜８が対向した状態で、互いに接近する方向に所定の圧力を印加しつつシール材３６を、所定の波長領域のＵＶ光の照射により硬化させることによって、シール部２２を形成して上記の対向電極基板と、画素電極２、配向膜７を含む半導体基板３（画素電極基板）とを貼り合わせる。このとき、シール部２２は、セルギャップＡの距離をスペーサの直径に応じて設定することができる。
【００６１】
上記の対向電極基板と画素電極基板とを貼り合わせた後の製造工程は、第１の実施の形態と同様であるので、その説明は省略する。
【００６２】
このように、本実施の形態によれば、シール材硬化のためのＵＶ光は透過し、かつ、表示のために入射する可視光（例えば、時分割的に入射する三原色光の各原色光）は遮蔽する特性の環状の波長選択膜を、環状のシール部の上に形成するようにしたため、画像品位向上のための光学的制限を満足させると共に、クロムマスクのような強度の強い入射光に対する温度上昇が殆どないので、複屈折の発生を抑制し、また、ＵＶ光を透過するのでシール材のＵＶ硬化を妨げないという特長が得られる。
【００６３】
また、本実施の形態の液晶表示素子を製造する際に、特殊なプロセスを追加せずにＵＶ光を十分に照射することができるため、照射による硬化時間を伸ばす必要がないため、液晶表示素子の生産性を向上することができる。更に、本実施の形態によれば、画像品位を下げる原因であるシール部からの漏れ光を遮断する膜として波長選択膜がシール部の上に形成されるため、漏れ光遮断のための領域を別に確保する必要がなくなる。そのため、半導体基板３のサイズを従来と同様とした場合は、１枚のウエハに配置する画素電極の数を多くすることができるので、その分基板コストを低減することができる。
【００６４】
なお、本発明は以上の実施の形態の反射型液晶表示素子に限定されず、透過型液晶表示素子にも適用可能である。
【符号の説明】
【００６５】
２ 画素電極
３ 半導体基板
４ 透明電極
５ 反射防止膜
６ 透明基板
７、８ 配向膜
１０ 液晶
２０ 液晶表示素子
２１ 偏光選択性膜
２２ シール部
２３ 対向電極基板
２４ 駆動回路部
３０ 偏光板
３１ レジスト膜
３２ 露光用マスク
３６ シール材
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示素子に係り、特に反射型の液晶表示素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像を大画面で高精細に表示できるディスプレイとして、プロジェクタやプロジェクションテレビ等の投射型の液晶表示装置が普及している。この投射型の液晶表示装置に用いられる液晶表示素子は、一般的に、液晶表示素子の一方から入射した光をこの液晶表示素子を透過して他方に射出する透過型と、液晶表示素子の一方から入射した光をこの液晶表示素子で反射させて入射した側に出射する反射型とがある。
【０００３】
透過型液晶表示素子は、反射型液晶表示素子と比較して開口率では劣る傾向にあるものの、光の入射と射出の面が異なるため投射の際に組み合わせる光学系が簡素化できるというメリットがある。
【０００４】
一方、反射型の液晶表示素子は、透過型液晶表示素子に比べて、開口率を低下させずに高い解像度を実現する上で有利である。反射型液晶表示素子は一般的にシリコン系の半導体基板の上に各画素に対応するＭＯＳ型トランジスタを配置し、その上層に金属配線を施し、その上に反射電極画素を形成する。
【０００５】
図５は、従来の反射型液晶表示素子の第１の例の断面図を示す。同図において、反射型液晶表示素子１は、光反射性を有する画素電極２がマトリクス状に形成された表示領域を表面に有する半導体基板３と、光透過性及び導電性を有する透明電極４が一方の表面に形成され、かつ、透明の反射防止膜５が他方に表面に形成された光透過性を有する透明基板６とが、画素電極２と透明電極４とが互いに向き合うように離間対向配置すると共に、配向膜７、８を介し上記表示領域を囲う環状のシール部９によって空隙を有して貼り合わせ、空隙には液晶１０が充填されてなる構造である。
【０００６】
また、この液晶表示素子１に入射する光は完全な平行光ではないため、そのままでは表示領域以外の素子部に照射されてしまう。特に、シール部９にあたった光は偏光方向がランダムになるため非駆動状態でも明るく光り、画像品位を非常に悪くしてしまう。そこで、液晶表示素子１は、表示領域に対応する開口部を持ち、かつ、光を反射しない黒色のプレートであるアパチャーマスク１１を反射防止膜５の上方に設置し、画像品位を下げる原因となる領域に光を入射させない構造をとる。
【０００７】
図６は、従来の反射型液晶表示素子の第２の例の断面図を示す。同図中、図５と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。図６において、反射型液晶表示素子１２は、アパチャーマスク１１の代わりに、表示領域に対応する開口部を有し、透明電極４とシール部９との間に、クロム／酸化クロム膜によるマスク（以下、クロムマスク）１３が形成されている。
【０００８】
図７は、クロムマスク１３の入射光の波長に対する透過率、反射率、吸収率のシミュレーショングラフを示す。同図に示すように、クロムマスク１３は入射光の吸収率が高く、可視光領域における光の約９５％以上を吸収していることが分る。クロムマスク１３による効果をアパチャーマスク１１と比較し、図８を用いて説明する。
【０００９】
図８（Ａ）は、液晶表示素子１の部分断面図、同図（Ｂ）は、液晶表示素子１２の部分断面図を示す。同図（Ａ）、（Ｂ）において、入射光は完全な平行光ではないので必ず光学系のｆ値で規定される角度を持つ。光学系のｆ値が同じであれば入射角度θは等しくなるのでマスクが画素面から近ければ近いほど画素領域端から光が漏れる範囲が狭くなる。
【００１０】
この範囲は、液晶表示素子１では図８（Ａ）に示すようにｄ２であり、液晶表示素子１２では同図（Ｂ）に示すようにｄ１である。この範囲は狭くなればなるほど漏れ光も少なく、遮光効率が高い。従って、範囲ｄ１は範囲ｄ２よりも狭いので、遮光効率はアパチャーマスク１１よりクロムマスク１３の方が高いといえる。
【００１１】
ところで、近年の液晶表示素子は低コスト化の要求が激しく、画素の小型化によって画素密度を上げてウエハあたりの配置数を増やすことでチップあたりの単価を下げる必要がある。そのような点から、シール部９等の表示領域以外の領域をできるだけ狭くすることが要求されており、実際にはシール部９だけでなく、駆動回路部も含めてシール領域として利用しているのが現実である。
【００１２】
このように、低コスト化の要求からウエハあたりの画素電極の配置数を増やすことが求められているため、光学的な制限からシール部分を隠すアパチャーマスクは画素に近い位置に配置することが望まれる。そこで、上記のようにクロムマスクは光の吸収率も高く、画像品位の向上が望めるので、低コスト化の要求からクロムマスク１３を備えた液晶表示素子１２の方がアパチャーマスク１１を備えた液晶表示素子１に比べて望ましいといえる。
【００１３】
しかし、クロムマスク１３を備えた図６の反射型液晶表示素子１２は、以下の問題がある。すなわち、画素電極２がマトリクス状に形成された表示領域を表面に有する半導体基板３の所定位置にシール材を塗布した後、そのシール材に透明電極４と反射防止膜５が各一方の面（表面と裏面）に形成された透明基板６を、配向膜７、８を介して空隙を有して貼り合わせる。このときにできる空隙には、液晶を予め必要量だけ供給しておくことも可能であり、さらにシール材を一部塗布しない領域を作り、その領域から液晶を真空注入した後に、別途シール材を塗布して密閉することもできる。ここで用いられるシール材は生産性や即効性を考えて紫外線（ＵＶ）硬化タイプの材料が大半を占める。
【００１４】
しかし、クロムマスク１３を形成した場合、クロムマスク１３の下面のシール材１４には、図９に１５で示すようにＵＶ光がクロムマスク１３の吸収によって照射されず、シール材１４を十分に硬化させてシール部９を形成することができない。このようにシール材の硬化不足又は未硬化が問題である。
【００１５】
そこで、従来はシール材と重なる部分の光透過手段（開口部）を設け、その光透過手段を通してＵＶ光をシール材に照射することにより、シール材を完全に硬化させてシール部を形成する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００４−３１００３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、特許文献１記載の方法は、画素電極が形成された半導体基板がガラス等のＵＶ光を透過させる透過型液晶表示素子にのみ適用できるものであって、反射型液晶表示素子には適用することができない。
【００１８】
また、図６及び図８（Ｂ）に示した反射型液晶表示素子１２では、範囲ｄ１に画像品位を悪化させる要因となる漏れ光が照射されるため、範囲ｄ１を除く領域に表示領域を形成しなければならない。そのため、範囲ｄ１がデッドスペースとなるので、上述した液晶表示素子の低コスト化に対してさらなる改善が望まれている。
【００１９】
また、図６及び図８（Ｂ）に示した反射型液晶表示素子１２において、クロムマスク１３を形成することで、図５及び図８（Ａ）に示した反射型液晶表示素子１に比べて高い遮光効率は得られるものの、クロムマスク１３が光を吸収して該当部分の画像を黒にするために、吸収した光が熱に変わり、入射光の強度が強い場合、クロムマスク１３付近の温度が例えば数十度も上昇する可能性がある。
【００２０】
クロムマスク１３付近の部分は、半導体基板３と透明基板６という熱膨張率の異なる材質をシール材で貼り合せて形成した部分であるので、上記の温度上昇による半導体基板３と透明基板６との熱膨張率の違いによる双方の機械的ストレスのために歪が生じ、吸熱部分による複屈折が発生してしまう。
【００２１】
なお、クロムマスクの代わりに反射率の高い材料を用いることで複屈折の発生は抑えることが可能になるものの、シール材の硬化に関しては改善されない。
【００２２】
本発明は以上の点に鑑みなされたもので、クロムマスクと同じ位置に紫外線を透過し、かつ、可視光を反射等により遮蔽する特性の光選択性膜を配置し、光学的制限を満足させると共に強い強度の入射光に対しても複屈折の発生を抑制し、シール材のＵＶ硬化を妨げない構造を有する反射型液晶表示素子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】
【００２３】
本発明は上記の目的を達成するため、複数の画素電極を含む表示領域を有する半導体基板と、複数の画素電極に所定の間隙を有して対向配置された光透過性及び導電性を有する透明電極を備えた光透過性を有する透明基板と、紫外線硬化樹脂を含み、表示領域を囲うと共に半導体基板と透明基板とを貼り合わせるシール部と、所定の間隙に充填された液晶と、を備え、透明基板は、シール部が形成されている領域に対応する領域を含んで形成され、かつ、表示領域に対応する領域に開口部を有する光選択性膜を備え、光選択性膜は、紫外線を透過し、かつ、可視光を遮蔽する特性を有することを特徴とする。
【００２４】
ここで、上記の可視光は、所定の偏光面を有する第１の偏光であり、上記の紫外線は、無偏光又は前記所定の偏光面とは異なる偏光面を有する第２の偏光であり、上記の光選択性膜は、第１の偏光を遮蔽し、第２の偏光を透過する偏光選択性膜である。
【００２５】
または、上記の光選択性膜は、第１の屈折率を有する高屈折率膜と、第１の屈折率よりも小さい第２の屈折率を有する低屈折率膜とが交互積層された多層膜であり、可視光を遮蔽し、かつ、可視光よりも波長の短い前記紫外線を透過する波長選択膜である。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、画像品位向上のための光学的制限を満足させることで画像品位の悪化を抑制することができ、また、クロムマスクを用いたときのような複屈折の発生を抑制し、更に、シール材のＵＶ硬化を妨げることがないので、生産性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の液晶表示素子の第１の実施の形態の模式的断面図である。
【図２】本発明の液晶表示素子の第１の実施の形態の模式的上面図である。
【図３】本発明の液晶表示素子の第１の実施の形態の製造方法を説明する各工程での素子断面図である。
【図４】本発明の液晶表示素子の第２の実施の形態で用いる波長選択膜の波長対透過率特性の一例を示す図である。
【図５】従来の反射型液晶表示素子の第１の例の模式的断面図である。
【図６】従来の反射型液晶表示素子の第２の例の模式的断面図である。
【図７】図６のクロムマスクの透過率、反射率、吸収率の一例のシミュレーショングラフである。
【図８】図５と図６の液晶表示素子におけるマスク位置による漏れ光の違いの説明図である。
【図９】クロムマスクによるＵＶ光の遮光説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２９】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明になる液晶表示素子の第１の実施の形態の模式的断面図、図２は、本発明になる液晶表示素子の第１の実施の形態の模式的上面図を示す。両図中、同一構成部分には同一符号を付してある。
【００３０】
図１に示すように、本実施の形態の液晶表示素子２０は反射型液晶表示素子で、光反射性を有する複数の画素電極２がマトリクス状に形成された表示領域を表面に有する半導体基板３と、光透過性及び導電性を有する透明電極４と光選択性膜である偏光選択性膜２１とが一方の表面に形成され、かつ、透明の反射防止膜５が他方の表面に形成された光透過性を有する透明基板６とが、画素電極２と透明電極４及び偏光選択性膜２１とが互いに向き合うように離間対向配置されると共に、配向膜７、８を介し上記表示領域を囲う環状のシール部２２によって空隙Ａを有して貼り合わされ、空隙Ａには液晶１０が充填されてなる構造を有する。なお、空隙Ａはセルギャップと称される。
【００３１】
透明電極４、偏光選択性膜２１、反射防止膜５が形成された透明基板６は対向電極基板２３を構成している。また、偏光選択性膜２１は、光選択性膜の一例であり、直線偏光である可視光を反射すると共に、例えば無偏光の紫外線（以下、ＵＶ光ともいう）を透過する膜で、透明基板６上の透明電極４が形成されている面であって、上記の表示領域以外の領域に形成されており、上記の表示領域に対応する領域に開口部を有している。
【００３２】
また、液晶表示素子２０に用いる半導体基板３には、図２に示すように、中央の所定範囲Ｄに複数の画素電極２がマトリクス状に配置されると共に、その所定範囲Ｄの複数の画素電極２の全体を覆うように図１に示した配向膜７が形成されている。また、その所定範囲Ｄの周囲に駆動回路部２４が形成され、更にその駆動回路部２４上を一部含み、所定範囲Ｄを囲むように環状のシール部２２が形成されている。上記所定範囲Ｄは、前記表示領域に相当する。また、図１に示す配向膜８は、図２に示した所定範囲Ｄに対応する範囲における透明電極４を覆うように形成されている。
【００３３】
なお、図２において、駆動回路部２４に隣接して図１では図示を省略した、液晶表示素子２０と外部を電気的に接続するワイヤボンディング用のパッド配置領域２５が形成されている。
【００３４】
次に、本実施の形態の要部である偏光選択性膜２１について説明する。偏光選択性膜２１は、所定の偏光面を有する偏光のみを透過する偏光特性を有する環状の光選択性膜であり、偏光子として用いられる偏光材料で構成される。偏光子には透明誘電体の反射を利用する方法、複屈折性を利用する方法、光の吸収が振動方向によって異なる二色性を利用する方法などがあるが、二色性を利用する方法は比較的簡単に大きな板状の偏光子を作ることができ、偏光板として利用されている。この偏光板には、例えばモクステック（Moxtek）社製の偏光板（ProFlux:登録商標）があり、これを偏光選択性膜２１に用いることができる。
【００３５】
次に、本実施の形態の液晶表示素子２０の製造方法について図３の各工程の素子断面図と共に説明する。まず、図３（Ａ）に示すように、一方の面に反射防止膜５が形成され、かつ、他方の面に前述した偏光選択性膜２１となる偏光板３０が形成された透明基板６を作成する。偏光板３０は、偏光選択性膜２１として形成されたときに、図３（Ａ）の上から下方向に入射する直線偏光である可視光のみを反射するため、入射する可視光の偏光面に対し直交する偏光面の偏光を透過する状態となるように基板形状を定めて形成される。
【００３６】
続いて、図３（Ｂ）に示すように偏光板３０の表面にレジスト膜３１を形成した後、図３（Ｃ）に示すように、通常のフォト・リソグラフィ技術を適用して、露光用マスク３２によりレジスト膜３１の偏光選択性膜２１となる部分以外の表示領域に対応した領域をマスクし、レジスト膜３１の露光用マスク３２によりマスクされていない部分（偏光選択性膜２１となる部分に対応した部分）に対して露光光３３を照射する。続いて、図３（Ｄ）に示すように、現像して露光光３３が照射されていない部分のレジスト膜３１を除去して開口部３４を形成する。
【００３７】
次に、図３（Ｅ）に示すように、公知のエッチングによりレジスト膜３１で覆われていない部分の偏光板３０を除去して、開口部３５を形成するパターニングを行う。続いて、図３（Ｆ）に示すように、塩素系のガスを用いてレジスト膜３１を除去することにより、レジスト膜３１で覆われていた環状の偏光板３０を偏光選択性膜２１として作成する。
【００３８】
次に、図３（Ｇ）に示すように、偏光選択性膜２１の表面及び偏光選択性膜２１で覆われていない透明基板６の露出した表面に、それぞれ公知の方法で透明電極４を被覆して対向電極基板を形成する。続いて、図３（Ｈ）に示すように、同図（Ｇ）に示した対向電極基板の透明基板６の凹部を含む表示領域に配向膜８を被覆する。そして、図３（Ｈ）に示すように、公知の液晶表示素子の製造方法により形成した、表面に複数の画素電極２がマトリクス状に形成され、かつ、その複数の画素電極２を被覆する配向膜７が形成された半導体基板３とを、配向膜７及び配向膜８が互いに対向するように配置する。
【００３９】
続いて、図３（Ｉ）に示すように、セルギャップＡ（図１参照）に対応する所定の直径を持つスペーサボールが紫外線硬化樹脂に混入されたシール材３６を半導体基板３上に環状に塗布する。そして、図３（Ｊ）に示すように、透明電極４、反射防止膜５、配向膜８、偏光選択性膜２１を含む透明基板６（対向電極基板）を、配向膜７及び配向膜８が対向した状態で、互いに接近する方向に所定の圧力を印加しつつ上記シール材３６をＵＶ光の照射により硬化させることによって、シール部２２を形成して上記の対向電極基板と、画素電極２、配向膜７を含む半導体基板３（画素電極基板）とを貼り合わせる。このとき、シール部２２は、セルギャップＡの距離をスペーサの直径に応じて設定することができる。
【００４０】
この時に塗布されたシール材３６の形状は表示領域（図２のＤに相当）にある複数の画素電極２の周囲を完全に覆う場合と、後に液晶を注入する隙間を空けておく場合の２種類が考えられる。完全に覆う場合は画素電極基板と対向電極基板とを重ね合わせる前に、形成される容積に対応する液晶をどちらかの基板の上へ事前に供給しておく必要がある。
【００４１】
また、シール材３６を硬化するために使用するＵＶ光は、偏光選択性膜２１が透過する偏光面と同じ方向の偏光面を持つ直線偏光、もしくは無偏光のランダム光でなければならない。これにより、ＵＶ光は偏光選択性膜２１を透過してシール材３６に照射されて、シール材３６の硬化を促進させてシール部２２を形成することができる。
【００４２】
通常のシール材はシール材を硬化させるのに必要なエネルギーとして３６５ｎｍ換算で３０００ｍＪを目安とし、１００ｍＷのＵＶ光源を用いて約３０秒の照射を行う。ＵＶ光としてランダム光を入射した場合、透過効率を考えて約１分以上の照射が必要となる。
【００４３】
上記のようにしてＵＶ光照射によりシール材３６を硬化させてシール部２２を形成した後、一般的に用いられる液晶注入装置へ導入し、真空注入の手法を用いて先の液晶を注入する隙間から液晶を配向膜７及び８とシール部２２で囲まれた空隙内に注入する。液晶を注入した後、液晶を注入した隙間に再度シール材を塗布し、硬化させて完全に封をする。その後、周囲に付着した液晶や他の有機物のコンタミを除去する。
【００４４】
この後に外部駆動基板との接続を行うＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）を貼り付け、ワイヤボンディング等で液晶表示素子とＦＰＣとの電気的な接続を行い、本実施の形態の図１及び図２に示したと同様の液晶表示素子２０が完成する。
【００４５】
なお、液晶表示素子２０は、図３（Ｊ）では透明電極４が偏光選択性膜２１の表面と偏光選択性膜２１の開口部を通して透明基板６の露出した表面の両方を覆うように形成されているが、図１に示したように、透明電極４が偏光選択性膜２１の開口部を通して透明基板６の露出した表面のみに形成されるようにしてもよい。
【００４６】
このように、本実施の形態によれば、シール材硬化のためのＵＶ光は透過し、かつ、表示のために入射する直線偏光である可視光（例えば、時分割的に入射する三原色光の各原色光）は反射する特性の偏光選択性膜２１を、シール部２２の上に形成するようにしたため、画像品位向上のための光学的制限を満足させると共に、クロムマスクのような強い入射光に対する温度上昇が殆どないので、複屈折を発生させることがなく、また、ＵＶ光を透過するのでシール材のＵＶ硬化を妨げない特長が得られる。
【００４７】
また、本実施の形態の液晶表示素子２０を製造する際に、特殊なプロセスを追加せずにＵＶ光を十分に照射することができるため、照射による硬化時間を伸ばす必要がないため、液晶表示素子の生産性を向上することができる。更に、本実施の形態によれば、画像品位を下げる原因であるシール部からの漏れ光を遮断する膜として偏光選択性膜２１がシール部２２の上に形成されるため、漏れ光遮断のための領域を別に確保する必要がなくなる。そのため、半導体基板３のサイズを従来と同様とした場合は、１枚のウエハに配置する画素電極の数を多くすることができるので、その分基板コストを低減することができる。
【００４８】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００４９】
本実施の形態の液晶表示素子は、第１の実施の形態の断面図及び平面図に示した液晶表示素子２０と同様の断面及び平面を示す。ただし、本実施の形態の液晶表示素子は、第１の実施の形態の表示素子２０と比較して、偏光選択性膜２１の代わりに波長選択膜をシール部の上に形成した点に特徴がある。
【００５０】
次に、本実施の形態の要部である波長選択膜について説明する。本実施の形態で用いる波長選択膜は、光選択性膜の一例であり、可視光波長領域（おおよそ４００ｎｍ〜７００ｎｍ）の可視光を反射し、シール材硬化のために用いる波長領域（おおよそ３６５ｎｍを中心として３００ｎｍ〜３８０ｎｍ）のＵＶ光は透過する特性を有し、高屈折率膜（例えば屈折率が１以上の膜）と低屈折率膜（例えば屈折率が１未満の膜）とがそれぞれ交互に積層された、環状の多層膜である。
【００５１】
ここでは、波長選択膜は必要性から可視光中の遮光が必要な入射光波長の透過率を１％未満とする。この透過率は小さければ小さいほど、波長選択膜を通過する光量が少なくなり、液晶表示素子で反射されて投射レンズを通してスクリーンに投影される画像の波長選択膜に対応する部分を黒くすることができるが、１％未満であれば画像品位を落とすことはない。
【００５２】
本実施の形態の波長選択膜に使用される材料は、入射するＵＶ光に対して光学的に安定でなければならない。光学的に不安定な膜を使用した場合、シール材硬化のためのＵＶ光照射により屈折率に代表される光学定数が変化してしまい、上記の可視光の透過率の仕様を満たさなくなる可能性が高い。本発明で使用可能な波長選択膜は、高屈折率材料としてジルコニウムの酸化物又はハフニウムの酸化物、低屈折材料として珪素（シリコン）の酸化物等が代表的な材料として考えられる。
【００５３】
本実施の形態で用いる波長選択膜は、上記透過率条件を満たす下記の構成の多層膜構成である。
【００５４】
光学ガラス基板/(66.84H 106.42L )10(49.87H 79.49L )10/液晶
ここで、上記括弧内の数字は各膜の厚み（単位ｎｍ）、Ｈは高屈折材料（ＺｒＯ2：ニ酸化ジルコニウム）の膜、Ｌは低屈折材料（ＳｉＯ2：ニ酸化珪素）の膜、括弧の後の数字はその前の括弧内の組み合わせの膜をその回数分積層したことを意味する。
【００５５】
図４は、本実施の形態で用いる上記波長選択膜の波長対透過率特性を示す。プロジェクタにおいて通常使用される光源の波長は光源としてＵＨＰランプを使用した場合、４４０ｎｍ（青色光）、５６０ｎｍ（緑色光）、６５０ｎｍ（赤色光）、及びその近傍の可視光波長領域である。
【００５６】
図４から分るように上記の可視光波長領域における本実施の形態の波長選択膜の透過率は各々０.２％以下となっており、充分な遮光特性が得られている。また、紫外線（ＵＶ光）の波長領域（おおよそ３６５ｎｍを中心として３００ｎｍ〜３８０ｎｍ）の本実施の形態の波長選択膜の透過率は、図４から分るように７０〜８０％を確保しており、ＵＶ光に対して十分な透過特性が得られている。
【００５７】
次に、本実施の形態の液晶表示素子の製造方法について説明する。本実施の形態の製造方法は、基本的には図３に示した第１の実施の形態の液晶表示素子の製造方法と略同様であるので、異なる工程についてのみ説明する。
【００５８】
第２の実施の形態では、透明基板として、例えばコーニング社製のＥＡＧＬＥ ＸＧガラス基板を用いることができる。洗浄したこの透明基板上に不要な部分への成膜がされないためにマスクを被覆した後、スパッタ法を用いて前記高屈折材料（ＺｒＯ2）と低屈折材料（ＳｉＯ2）を指定の膜厚になるように交互に積層する。この成膜は、公知のスパッタ法による誘電体材料の成膜手法を用いて行うことができる。
【００５９】
その後、透明基板上に成膜された多層膜の波長選択膜と反対側面の透明基板上に反射防止膜を形成すると共に、波長選択膜の表面を透明電極で被覆形成する。これら反射防止膜及び透明電極は公知の液晶表示素子の製造方法を用いて容易に形成することが可能である。
【００６０】
以下、図３（Ｈ）、（Ｉ）、（Ｊ）で示した製造工程と同様の製造工程を経て、透明電極４、反射防止膜５、配向膜８、波長選択膜（図３では偏光選択性膜２１）を含む透明基板６（対向電極基板）を、配向膜７及び配向膜８が対向した状態で、互いに接近する方向に所定の圧力を印加しつつシール材３６を、所定の波長領域のＵＶ光の照射により硬化させることによって、シール部２２を形成して上記の対向電極基板と、画素電極２、配向膜７を含む半導体基板３（画素電極基板）とを貼り合わせる。このとき、シール部２２は、セルギャップＡの距離をスペーサの直径に応じて設定することができる。
【００６１】
上記の対向電極基板と画素電極基板とを貼り合わせた後の製造工程は、第１の実施の形態と同様であるので、その説明は省略する。
【００６２】
このように、本実施の形態によれば、シール材硬化のためのＵＶ光は透過し、かつ、表示のために入射する可視光（例えば、時分割的に入射する三原色光の各原色光）は遮蔽する特性の環状の波長選択膜を、環状のシール部の上に形成するようにしたため、画像品位向上のための光学的制限を満足させると共に、クロムマスクのような強度の強い入射光に対する温度上昇が殆どないので、複屈折の発生を抑制し、また、ＵＶ光を透過するのでシール材のＵＶ硬化を妨げないという特長が得られる。
【００６３】
また、本実施の形態の液晶表示素子を製造する際に、特殊なプロセスを追加せずにＵＶ光を十分に照射することができるため、照射による硬化時間を伸ばす必要がないため、液晶表示素子の生産性を向上することができる。更に、本実施の形態によれば、画像品位を下げる原因であるシール部からの漏れ光を遮断する膜として波長選択膜がシール部の上に形成されるため、漏れ光遮断のための領域を別に確保する必要がなくなる。そのため、半導体基板３のサイズを従来と同様とした場合は、１枚のウエハに配置する画素電極の数を多くすることができるので、その分基板コストを低減することができる。
【００６４】
なお、本発明は以上の実施の形態の反射型液晶表示素子に限定されず、透過型液晶表示素子にも適用可能である。
【符号の説明】
【００６５】
２ 画素電極
３ 半導体基板
４ 透明電極
５ 反射防止膜
６ 透明基板
７、８ 配向膜
１０ 液晶
２０ 液晶表示素子
２１ 偏光選択性膜
２２ シール部
２３ 対向電極基板
２４ 駆動回路部
３０ 偏光板
３１ レジスト膜
３２ 露光用マスク
３６ シール材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素電極を含む表示領域を有する半導体基板と、
前記複数の画素電極に所定の間隙を有して対向配置された光透過性及び導電性を有する透明電極を備えた光透過性を有する透明基板と、
紫外線硬化樹脂を含み、前記表示領域を囲うと共に前記半導体基板と前記透明基板とを貼り合わせるシール部と、
前記所定の間隙に充填された液晶と、
を備え、
前記透明基板は、前記シール部が形成されている領域に対応する領域を含んで形成され、かつ、前記表示領域に対応する領域に開口部を有する光選択性膜を備え、
前記光選択性膜は、紫外線を透過し、かつ、可視光を遮蔽する特性を有することを特徴とする液晶表示素子。
【請求項２】
前記可視光は、所定の偏光面を有する第１の偏光であり、
前記紫外線は、無偏光又は前記所定の偏光面とは異なる偏光面を有する第２の偏光であり、
前記光選択性膜は、前記第１の偏光を遮蔽し、前記第２の偏光を透過する偏光選択性膜であることを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子。
【請求項３】
前記光選択性膜は、第１の屈折率を有する高屈折率膜と、前記第１の屈折率よりも小さい第２の屈折率を有する低屈折率膜とが交互積層された多層膜であり、前記可視光を遮蔽し、かつ、前記可視光よりも波長の短い前記紫外線を透過する波長選択膜であることを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子。
【請求項１】
複数の画素電極を含む表示領域を有する半導体基板と、
前記複数の画素電極に所定の間隙を有して対向配置された光透過性及び導電性を有する透明電極を備えた光透過性を有する透明基板と、
紫外線硬化樹脂を含み、前記表示領域を囲うと共に前記半導体基板と前記透明基板とを貼り合わせるシール部と、
前記所定の間隙に充填された液晶と、
を備え、
前記透明基板は、前記シール部が形成されている領域に対応する領域を含んで形成され、かつ、前記表示領域に対応する領域に開口部を有する光選択性膜を備え、
前記光選択性膜は、紫外線を透過し、かつ、可視光を遮蔽する特性を有することを特徴とする液晶表示素子。
【請求項２】
前記可視光は、所定の偏光面を有する第１の偏光であり、
前記紫外線は、無偏光又は前記所定の偏光面とは異なる偏光面を有する第２の偏光であり、
前記光選択性膜は、前記第１の偏光を遮蔽し、前記第２の偏光を透過する偏光選択性膜であることを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子。
【請求項３】
前記光選択性膜は、第１の屈折率を有する高屈折率膜と、前記第１の屈折率よりも小さい第２の屈折率を有する低屈折率膜とが交互積層された多層膜であり、前記可視光を遮蔽し、かつ、前記可視光よりも波長の短い前記紫外線を透過する波長選択膜であることを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−１４１４８２（Ｐ２０１１−１４１４８２Ａ）
【公開日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３０２０（Ｐ２０１０−３０２０）
【出願日】平成２２年１月８日（２０１０．１．８）
【出願人】（０００００４３２９）日本ビクター株式会社 (3,896)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月８日（２０１０．１．８）
【出願人】（０００００４３２９）日本ビクター株式会社 (3,896)
【Ｆターム（参考）】
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