JP2006084881A - 液晶表示パネル及びその製造方法 - Google Patents

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浩也 森本
Norinosuke Kakehi
憲之介 筧
Eidai Obara
英大 小原
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Abstract

【課題】 分断不良のない液晶表示パネルと、シール材が表示領域外へも流出しないようにして不良品の発生をなくした液晶表示パネルの製造方法を提供すること。
【解決手段】 表示領域Lの外周囲にシール材32を挟んで貼り合わされた第1及び第2基板10、20と、前記シール材32及び前記両基板10、20で囲まれた部分に液晶及びスペーサ33を配置した液晶表示パネルLCDにおいて、前記第1及び第2基板10、20の少なくとも一方に、表示領域Lにおける前記両基板10、20間の間隔aよりも低い高さbを有する柵壁31を前記シール材32の外周囲に沿って配置し、前記柵壁31の頂部と前記貼り合わせた基板10(20)との隙間の間隔をbとしたとき、これらの関係がa>b>bとなるように前記第1、第2基板10、20が貼り合わされている液晶表示パネル。
【選択図】 図3

Description

本発明は、液晶表示パネル及びその製造方法に係り、特にガラス等からなる一対の基板を貼り合わせる際のシール部分を改良した液晶表示パネル及びその製造方法に関する。
液晶表示パネルは、一般的に表示領域の外周囲にシール部を形成して2枚の基板を貼り合わせ、前記基板及びシール部で囲まれた領域に液晶を封入した構成を有している。
このような液晶表示パネルは、一般に以下の製法で作られている。なお、図7は一般的な液晶表示パネルの製造方法を示す図である。
先ず、複数個の液晶表示パネルとなる複数のパネル予定領域を有する2枚のマザー基板100、200に、個々のパネル領域毎にそれぞれカラーフィルタ、半導体素子、及び配線パターン電極等が形成される。
次いで、両マザー基板100、200の間にシール材が介在されて貼り合わされる(図7(a)参照)。その後、例えば水平方向の分割予定線x(図7(a)参照)に沿って切断されて、1列の中間パネル集合体101が形成される。次いで、この集合体は更に垂直方向の分割線yに沿って切断され複数個の中間パネル102が形成される(図7(b)、図7(c)参照)。
その後、この中間パネル102に液晶注入口(図示省略)から液晶が封入された後、前記注入口が塞がれて液晶表示パネルが完成される。
このような製法において、シール材には、通常、熱硬化性樹脂が使用される。この熱硬化性樹脂は、一方の基板の周辺部に塗布され、仮焼成でシール材中の接着剤の溶剤が揮発された後に、シール材で囲まれた表示領域にスペーサが介在され2枚の基板が貼り合わされる。
ところが、上述の製法ではこの貼り合わせ工程において、シール材が加熱硬化するとき、シール材が表示領域に流れ出し、表示不良を起こすことがある。このため、このようなシール材の流れ出しを阻止しなければならないが、その阻止技術に関しても既に種々開発され、特許文献でも紹介されている(例えば、特許文献1〜3参照)。
図8、図9は下記特許文献1に記載された液晶表示パネルを示し、図8は液晶表示パネルの断面図、図9は図8の液晶表示パネルの製造工程を示す断面図である。
下記特許文献1(特開昭62−52531号公報)に記載の液晶表示パネルは、以下の方法で製造される。
先ず、図9(a)に示すように、第1の基板51上に電極配線52及び配向膜53が形成され、その後、スペーサ54が基板上に分散される。次に、図9(b)に示すように、第2の基板55の上に障壁56が形成される。このとき、障壁56の高さはスペーサ54の高さより低く形成される。続いて、障壁56の外側にシール樹脂57が印刷等で形成される。このように構成された2枚の基板51、55は、対向させて貼り合わされ、図8に示す構造の液晶表示パネルが得られる。
この構成によれば、シール樹脂57は2枚の基板51、55が圧接されたとき押し出されて広がるものの、内側に障壁56が存在するため画素部へ侵入することができなくなる。
また、下記特許文献2(特開平4−147218号公報)には、カラーフィルタの表示部と周辺シール部が設置される部分との間に、表示部と同じ高さで、且つ表示部と分離した補助防止柵をカラーフィルタ基板に設けた液晶表示パネルが記載されている。この構成によれば、対向基板と補助防止柵との間隙の毛細管現象を利用して、シール材が表示領域へ浸入されるのが阻止される。
上述の液晶表示パネルは、何れも障壁或いは補助防止柵がシール部の内側にあって、表示部に近接した場所に位置するものであるが、障壁等をシール材の外側に設けた液晶表示パネルも特許文献で既に紹介されている(例えば、特許文献3参照)。
図10は下記特許文献3に記載された液晶表示パネルを示す断面図である。
下記特許文献3(特開2002−174818号公報)に記載の液晶表示パネル60は、カラーフィルタ基板61上に、全画素領域を含む表示領域62の外周部にシール材保持壁63が形成され、また、アクティブマトリクス基板64上に表示領域62の外周部にカラーフィルタ基板61と貼り合わせるためのシール材65が形成された構成を備え、両基板61、62を貼り合わせたときに、シール材65を潰して伸ばし、シール材保持壁63に接触させ、シール材保持壁63とアクティブマトリクス基板64とのギャップ間に、シール材65が毛細管現象によってシール材保持壁63の方向、つまり表示領域62から外側へと誘導されている。
この構成によれば、表示領域62の方向にシール材65が侵入するのを防ぐことができる。
特開昭62−52531号公報(図1、図2、第2頁右欄上段から15行〜同頁左欄下段下から6行) 特開平4−147218号公報(図1、第2頁左欄上段上から1行〜同頁左欄下段下から4行) 特開2002−174818号公報(図1、図2、段落〔0022〕〜〔0028〕)
このような液晶表示パネルは、図7に関連して説明したように、2枚の大判マザー基板の間にシール材を介在し貼り合わせ、複数枚のパネル領域毎にそれぞれの切断予定線に沿って切断して、複数個の中間パネルを形成し、この中間パネルに液晶を封入することによって作製される。
ところが、近年、大判のマザー基板により複数枚の液晶表示パネルが作製されるようになってきたため、個々の液晶表示パネル間のスペースが極めて狭くなり、また、表示領域も最大限まで拡大される設計がなされ、隣接する液晶表示パネルのシール材間の間隔が極めて狭く、最近では例えば約0.6mm程度にまで狭められている。
このようにシール材間の間隔が極めて狭いと、切断線とシール材間の間隔は、その半分の0.3mmとなり、また、一方、シール材の幅長は、通常、約0.8mm±0.3mm程度に設計されている。このため、シール材が切断線から簡単にはみ出してしまうことがある。
また、シール材は、所定の幅長で表示領域の外周囲に塗布されるが、線状にシール材を塗ったつもりでも、直線状にならず、その幅長も一定にならず膨らみ、すなわちシール太りが発生してしまい切断予定線からはみ出してしまうことがある。
したがって、シール材が切断予定線からはみ出した状態で、切断予定線から所定の工具を用いて切断すると、はみ出したシール材部分の切断が不十分で、ガラス残りやガラス割れ等の不良や切断したい部分を切断できないという現象が発生してしまう。
しかしながら、上記特許文献1〜3に記載されている液晶表示パネルは、何れも、基板の貼り合わせ時に、シール材が表示領域へ侵入することを防止することを目的とし、シール材は何れも表示領域外に流れ出るようになっている。このため、上記の課題は何ら解決されない。
本発明は、この従来技術が抱える課題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、分断不良のない液晶表示パネルを提供することにある。
また、本発明の他の目的は、シール材が表示領域外へも流出しないようにして不良品の発生をなくした液晶表示パネルの製造方法を提供することにある。
上記目的を達成するために、本願の請求項1に記載の液晶表示パネルの発明は、表示領域の外周囲にシール材を挟んで貼り合わされた第1及び第2基板と、前記シール材及び前記両基板で囲まれた部分に液晶及びスペーサを配置した液晶表示パネルにおいて、前記第1及び第2基板から選択される少なくとも一方に、表示領域における前記両基板間の間隔aよりも低い高さbを有する柵壁を前記シール材の外周囲に沿って配置し、前記柵壁の頂部と前記貼り合わせた基板との隙間の間隔をbとしたとき、これらの関係がa>b>bとなるように前記第1、第2基板が貼り合わされていることを特徴とする。
また、本願の請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の液晶表示パネルに係り、前記柵壁は絶縁体からなり、両基板間に設けられるトランスファ電極の外側外周部を覆うように設けられていることを特徴とする。
本願の請求項3に記載の液晶表示パネルの製造方法の発明は、2枚の第1、第2基板の間にシール材及びスペーサを介在して貼り合わせ、内部に液晶層を形成する液晶表示パネルの製造方法において、前記第1又は第2基板の表示領域の外周囲に高さhを有するシール材の突起を形成する工程と、前記第1及び第2基板から選択される少なくとも一方に、前記シール材の突起の外周囲に位置し、前記シール材の突起の高さh及び前記スペーサの高さより低い高さbを有する柵壁を形成する工程と、前記第1、第2の基板を対向させて貼り合わせる工程とを有し、前記貼り合わせ工程は、表示領域における前記両基板間の隙間の間隔をa、前記柵壁の頂部と前記貼り合わせた基板との隙間の間隔をbとしたとき、これらの関係がa>b>bになるように前記第1、第2基板を貼り合わせたことを特徴とする。
また、本願の請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の液晶表示パネルの製造方法の発明に係り、前記柵壁は絶縁体からなり、両基板間に設けられるトランスファ電極の外側外周部を覆うように形成されることを特徴とする。
本発明は上述の構成により以下に示すような優れた効果を奏する。すなわち、請求項1の発明によれば、シール材で柵壁と基板間の隙間を塞いでも、前記柵壁と基板との隙間の間隔bが比較的広く形成されていることから、シール材がこの隙間より外側、すなわち表示領域と反対方向へ流出する恐れを軽減できる。
そのため、大判のマザー基板から第1、第2基板の積層体、すなわち液晶表示パネルを切断する際もシール材を損傷させずに切断でき、液晶表示パネルの分断不良を防止することが可能となる。また、液晶表示パネルの外周端とシール材との距離を短縮できるので、表示領域をより確実に確保することができるようになる。
また、シール材は、柵壁と基板との隙間の間隔bが両基板間の間隔aよりも狭く形成されるので、毛細管現象により表示領域側に流出することもなく、表示不良を起こす恐れもない。
請求項2の発明によれば、請求項1の効果に加え、絶縁体からなる柵壁をトランスファ電極の外側外周部に沿って形成することにより、トランスファ電極への不純物の侵入を抑制し、トランスファ電極の短絡を防止することができるようになる。
請求項3の発明によれば、2枚の大判マザー基板を貼り合わせたものから複数枚の液晶表示パネルを作製する際に、柵壁と基板との隙間の間隔bが比較的広く形成されていることから、シール材が柵壁と基板との隙間から外側、すなわち表示領域と反対方向へ流出する恐れを軽減でき、しかもマザー基板から個々の液晶表示パネルを切断する際もシール材が損傷される恐れがなくなり、製品の歩留まりを向上させることが可能になる。また、シール材は、表示領域に流出することもないので、表示不良を起こすこともない。
請求項4の発明によれば、請求項3の効果に加え、絶縁体からなる柵壁をトランスファ電極の外側外周部に沿って形成することにより、トランスファ電極への不純物の侵入を抑制し、トランスファ電極の短絡を防止することができるようになる。
以下、図面を参照して本発明の最良の実施形態を説明する。但し、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための液晶表示パネル及びその製造方法を例示するものであって、本発明をこの液晶表示パネル及びその製造方法に特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態のものも等しく適応し得るものである。
図1は一対のマザー基板をシール材により貼り合わせた状態の平面図、図2は図1のマザー基板を切断線で切断して形成した液晶表示パネル1つを示す平面図、図3は図2に記載のA−A線で切断した状態を示す断面図、図4は両基板の貼り合わせ工程を時系列で説明した断面図、図5は図1のB部を拡大して示す拡大平面図である。ちなみに図4に示す図の切断面は図3と同様A−A部分である。
本発明の液晶表示パネルは、図1に示すように、複数枚の液晶表示パネル予定領域を有する2枚のマザー基板10、20に、個々のパネル領域毎にそれぞれカラーフィルタ、半導体素子、及び配線パターン電極等が形成され、切断線x、yで切断することにより複数個の液晶表示パネルを得るものである。
一方のマザー基板10は、図3において符号10aで示されているようにカラーフィルタ基板(第2基板)となるもので、その表面にRGB3色からなるカラーフィルタ12と、ITO(Indium Tin Oxide)などの透明電極13とからなる各画素の領域が形成されている。また、他のマザー基板20は、図3において符号20aで示されているようにアクティブマトリクス基板(第1基板)となるもので、その表面に外部回路との電気的接続を行うための電極配線21と、複数個のTFT(図示省略)がマトリクス状に形成され、表示領域の外周部にカラーフィルタ基板10と貼り合わせるシール材32と、このシール材32の外周囲にシール材と接合した柵壁31とが形成されている。
このように構成されたマザー基板10、20は、それぞれ対向させて貼り合わされ、水平方向及び垂直方向の切断線x、yで切断することにより、図2に示す液晶表示パネルLCDが複数個得られる。
上述のように切断されて得られた個々の液晶表示パネルLCDは、図2に示すように、中央部に表示領域Lと、この表示領域Lを囲むシール材32と、このシール材32の外周囲を囲む柵壁31とを有し、シール材32は、その一部に液晶注入口31aが形成されている。なお、この注入口は、図1では省略されている。
この液晶表示パネルLCDは、図3に示すように、カラーフィルタ基板10a、アクティブマトリクス基板20a、シール材保持壁(柵壁)31、シール材32、カラーフィルタ12、透明電極13、電極配線21及びスペーサ33を備えている。
そして、カラーフィルタ基板10aとアクティブマトリクス基板20aとは、間にスペーサ33を介在して貼り合わされている。
両基板10a、20aを貼り合わせるときには、図3に示すように、柵壁31の高さをb(この高さbは、スペーサ33の高さより低くなっている)、表示領域L間の隙間の間隔をa、柵壁31の頂部とカラーフィルタ基板10aとの隙間の間隔をbとしたとき、これらの関係がa>b>bとなるように貼り合わされる。この貼り合わせにより、柵壁31とカラーフィルタ基板10aとの隙間の間隔bはシール材32で塞がれるが、前記柵壁と基板との隙間の間隔bが比較的広く形成されていることから、シール材がこの隙間より外側、すなわち表示領域と反対方向へ流出する恐れを軽減できる。また、このシール材32は、表示領域14に流出することもない。さらにまた、両基板10、20の貼り合わせの際に、予めシール材32の塗布量を少なめにすることにより前記柵壁と基板との隙間内にシール材32が入り込まないようにすることもできる。
上述のようにシール材32を柵壁31より外側に流出しないようにすれば、大判のマザー基板から液晶表示パネルLCDを切断する際もシール材32を損傷させずに切断できることから、マザー基板を複数の液晶表示パネルに切断成形する際に分断不良を起こす恐れをなくすることができる。また、液晶表示パネルLCDの外周端とシール材32との距離を短縮できることから表示領域を確実に確保でき、また、シール材32は、表示領域14に流出することもないので、表示不良を起こすこともない。
次に、図1、図4を参照して、上記シール材の形成工程を説明する。
2枚のマザー基板10、20のうち、一方のマザー基板20の各表示領域Lの外周囲に、図4(a)に示すように、シール材32からなる突起32aと、このシール材の突起32aの外側に隣接するように柵壁31を形成する。
シール材の突起32aは、例えばエポキシ系樹脂を塗布することにより形成する。また、このシール材の突起32aは、柵壁31より背高に形成し、その高さhは、例えば40μm程度である。
柵壁31は、スペーサ33(図3参照)の高さより短く、その高さbは、例えば1.0μm程度であり、例えば、エポキシ接着剤をスクリーン印刷又は描画し硬化させることによって形成する。また、シール材の突起32aと柵壁31の中心線間の長さwは、約0.3mmである。
上記のシール材の突起32a及び柵壁31をマザー基板20に形成した後、図4(b)に示すように、他のマザー基板10と対向させて貼り合わせる。この貼り合わせは、所定の押圧、例えば0.8kg/cmを掛け、且つ、所定の温度、例えば150℃で所定の時間を掛けて行う。
この工程において、シール材を構成するエポキシ樹脂は、その硬化温度を、例えば150℃とすると、硬化温度に達する以前の80〜100℃程度で非常に粘度が小さくなる領域で、シール材の一部が柵壁31とカラーフィルタ基板10aとの隙間の間隔bに向かって侵入する。このとき、表示領域L間の隙間の間隔をa、柵壁31の高さをbとすると、これらの関係がa>b>bになっている、すなわち、柵壁31と基板10aとの隙間の間隔bが、表示領域Lの隙間の間隔aより狭くなっているため、柵壁31と基板10aとの隙間の間隔bに毛細管現象によりシール材が侵入し、その表面張力によって柵壁31と基板10aとの隙間の間隔b内に留まる。bがaより狭ければシール材の流出を止めることができるが、bが狭すぎると柵壁とシール材の間に空気が溜まり、接着力の低下を招いたり、シール材が表示エリア側に流れる。そこで、実験の結果、空気溜まりを作ることなく、シール材の流出を防ぐには、bがaの50%以下がよく、より効果を発揮するのは20〜45%がよい。ちなみに、このときのシール材の突起32aから柵壁31までの距離wと、シール材の突起32aの量を実験的に選定することにより、柵壁31より外側に流出することなく、かつ表示領域14方向へも侵食しない最適なシール材の量及び距離wを設定することができる。
例えば、図4に示すように両マザー基板10、20を貼り合わせる際には、柵壁31とカラーフィルタ基板10aとの隙間の間隔bがシール材の突起32aで塞がれるが、この隙間を比較的広く形成することにより、シール材32が前記柵壁31と基板10aとの隙間の間隔bから外側、すなわち表示領域14の反対方向へ流出することがなくなる。また、このシール材は柵壁31とカラーフィルタ基板10aとの隙間に毛細管現象により引っ張られるため表示領域に流出することもない。
また前記柵壁31は、図5に示すように、アクティブマトリクス基板20に形成する際に、両基板10、20を電気的に接続するためのトランスファ電極34の外側外周部を覆うように形成されている。このようになせば、トランスファ電極34への不純物の侵入を抑制することができ、以ってトランスファ電極34の短絡を防止することができる。
本実施例では、シール材の突起32a及び柵壁31はマザー基板20上に形成したが、これらを他のマザー基板10に設けてもよく、或いは、シール材の突起32a及び柵壁31を別々のマザー基板に設けてシール材及び柵壁を形成するようにしてもよい。このような基板とシール材、及び柵壁との取り付け状態の他の実施例を図6を参照して以下に示す。
図6は本発明の他の実施例に係る液晶表示パネルのシール材端部の構造を示す断面図であり、図6(a)の液晶表示パネルLCD1においては、シール材32aをマザー基板20上に設け、柵壁31’をマザー基板10上に設けており、また、図6(b)の液晶表示パネルLCD2においては、シール材32aをマザー基板20上に設け、柵壁31、31’を両マザー基板10、20上に設けている。ちなみにここで設ける柵壁31、31’はその構成は前記で述べたものと同様である。
図6(a)に記載の液晶表示パネルLCD1に関しては、柵壁31’がマザー基板10上に設けられている点のみ液晶表示パネルLCDとは異なり、柵壁31’と、対向するマザー基板20との隙間の距離がbとなることから、その効果に関しても同様の効果を得ることができる。
また、図6(b)の液晶表示パネルLCD2は、柵壁31、31’を両マザー基板10、20上に設けているが、前記柵壁31、31’間の隙間の距離を確保するために柵壁31、31’の高さを調節することにより、より好適な液晶表示パネルを提供することができるようになる。
このように、シール材の突起及び柵壁をマザー基板の他方、或いは個別に設けるようにすることにより、シール材及び柵壁を形成する設計の自由度が拡大する。
また、柵壁は、連続して設ける必要がなく不連続に設けてもよい。更にまた、シール材の突起の高さhは、30〜40μm、柵壁突起の高さbは1.0〜1.4μmが好ましく、また、シール幅にもよるが両突起の中心線間の長さwは、最終できあがりのバラツキを含め、設計上のシール幅の1/2にしたものより小さい値であれば良い。
図1は一対のマザー基板をシール材により貼り合わせた状態の平面図 図2は図1のマザー基板を切断線で切断して形成した液晶表示パネル1つを示す平面図 図3は図2に記載のA−A線で切断した状態を示す断面図 図4は両基板の貼り合わせ工程を時系列で説明した断面図 図5は図1のB部を拡大して示す拡大平面図 図6は本発明の他の実施例に係る液晶表示パネルのシール材端部の構造を示す断面図 図7は一般的な液晶表示パネルの製造方法を示す図 図8は従来の液晶表示パネルの断面図 図9は図8の液晶表示パネルの製造工程を示す断面図 図10は従来の液晶表示パネルを示す断面図
符号の説明
L、14 表示領域
LCD 液晶表示パネル
10、10a マザー基板(カラーフィルタ基板)
20、20a マザー基板(アクティブマトリクス基板)
12 カラーフィルタ
21 電極配線
31、31’ シール材保持壁(柵壁)
32 シール材
33 スペーサ
34 トランスファ電極

Claims (4)

  1. 表示領域の外周囲にシール材を挟んで貼り合わされた第1及び第2基板と、前記シール材及び前記両基板で囲まれた部分に液晶及びスペーサを配置した液晶表示パネルにおいて、前記第1及び第2基板から選択される少なくとも一方に、表示領域における前記両基板間の間隔aよりも低い高さbを有する柵壁を前記シール材の外周囲に沿って配置し、前記柵壁の頂部と前記貼り合わせた基板との隙間の間隔をbとしたとき、これらの関係がa>b>bとなるように前記第1、第2基板が貼り合わされていることを特徴とする液晶表示パネル。
  2. 前記柵壁は絶縁体からなり、両基板間に設けられるトランスファ電極の外側外周部を覆うように設けられていることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示パネル。
  3. 2枚の第1、第2基板の間にシール材及びスペーサを介在して貼り合わせ、内部に液晶層を形成する液晶表示パネルの製造方法において、前記第1又は第2基板の表示領域の外周囲に高さhを有するシール材の突起を形成する工程と、前記第1及び第2基板から選択される少なくとも一方に、前記シール材の突起の外周囲に位置し、前記シール材の突起の高さh及び前記スペーサの高さより低い高さbを有する柵壁を形成する工程と、前記第1、第2の基板を対向させて貼り合わせる工程とを有し、前記貼り合わせ工程は、表示領域における前記両基板間の隙間の間隔をa、前記柵壁の頂部と前記貼り合わせた基板との隙間の間隔をbとしたとき、これらの関係がa>b>bになるように前記第1、第2基板を貼り合わせたことを特徴とする液晶表示パネルの製造方法。
  4. 前記柵壁は絶縁体からなり、両基板間に設けられるトランスファ電極の外側外周部を覆うように形成されることを特徴とする請求項3に記載の液晶表示パネルの製造方法。
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