JP2009092884A - 液晶表示装置、およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】液晶表示装置を構成する基板材料としてガラスを使用して、曲面状の表示面を有する液晶表示装置を実現する。
【解決手段】本発明の液晶表示装置は、アクティブマトリクス基板１１と対向基板１２との間に液晶層１３が設けられた液晶表示パネル１０を備えている。アクティブマトリクス基板１１および対向基板１２は、ともにガラス製の基板で形成され、液晶表示パネルの表面１０ａ側には透明フィルム１７（第１のフィルム）が貼り付けられており、裏面１０ｂ側には偏光膜付き反射板１５（第２のフィルム）が貼り付けられている。そして、透明フィルム１７の熱膨張率と、偏光膜付き反射板１５の熱膨張率とが異なっていることに起因して、温度の変化によって表面１０ａと裏面１０ｂとの間に発生する応力差を利用して、液晶表示パネル１０の表面は湾曲している。
【選択図】図１

Description

本発明は、表示面が曲面状のパネルを有する液晶表示装置およびその製造方法に関するものである。

近年、液晶表示装置の各種用途への利用が拡大する中で、表示面が曲面状の液晶表示装置が提案されている。このような表示面が曲面状の液晶表示装置においては、アクティブマトリクス基板（ＴＦＴ基板）およびカラーフィルタ（ＣＦ）基板の土台となる基板として、樹脂基板が一般的に用いられる。

例えば、特許文献１には、液晶表示装置を構成する２枚の樹脂基板が、互いに異なる熱膨張率を有していることによって、表示面を曲面状に形成するという技術が開示されている。

また、特許文献２には、液晶表示装置を構成する一対のプラスチック基板をポリウレタン系ポリマーで構成し、該プラスチック基板がポリウレタン系ポリマーのガラス転移温度を境に形状記憶機能または形状回復機能を有している液晶表示装置が開示されている。この構成により、外力を加え続けることなく曲面形状を保持することができるとされている。
特開平７−３０１７８９号公報（１９９５年１１月１４日公開） 特開平７−１４０４５１号公報（１９９５年６月２日公開）

しかしながら、ＴＦＴ基板およびＣＦ基板の土台となる基板自体を樹脂基板（プラスチック基板）で製造した場合には、以下のような問題が生ずる。

すなわち、上記のような樹脂製の基板を使用した液晶表示装置は、基板の耐熱温度がガラス基板に比べて低いため、ＴＦＴ基板及びＣＦ基板を形成するのに必要とされる十分な熱プロセスを利用して基板を作成することが困難である。

そこで、ガラス製の基板を使用した場合と比較して低温の熱を加えてＴＦＴ基板及びＣＦ基板を形成すると、パターニングの精度が低下してしまうという問題が発生する。また、樹脂製の基板はガラス製の基板と比較して、素材自身が軟らかで曲がり易いことに加え、熱膨張率が大きいことも、パターニングの精度を低下させる原因となる。また、高温の熱プロセスを加えることができないために、使用できる材料が限定されてしまい、製造コストが高くなってしまうという問題もある。

その上、上記特許文献１，２のように、ＣＦ基板とＴＦＴ基板とで基板材料として熱膨張率及び素材の異なる材料を用いてパネルを構成すると、製造プロセスにおいてＣＦ基板とＴＦＴ基板との間で樹脂製基板の反り方が異なるため、両基板を貼り合わせることが非常に困難となってしまう。そのため、製造歩留まりの悪化、製造コストの増加、及びパネルの信頼性の低下という問題も発生する。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、液晶表示装置を構成する基板材料としてガラスを使用して、曲面状の表示面を有する液晶表示装置を提供することを目的とする。

本発明にかかる液晶表示装置は、上記の課題を解決するために、アクティブマトリクス基板と対向基板との間に液晶層が設けられた液晶表示パネルを備えている液晶表示装置であって、上記アクティブマトリクス基板および上記対向基板は、ともにガラス製の基板で形成され、上記アクティブマトリクス基板および上記対向基板の少なくとも何れかには、上記液晶層が設けられている側と反対側にフィルムが貼り付けられており、上記フィルムの熱膨張率が、上記フィルムが貼り付けられている面とは反対側の液晶表示パネルの表面を構成している材料の熱膨張率とは異なっていることにより、上記液晶表示パネルの表面が湾曲していることを特徴としている。

本発明の液晶表示装置は、表示面が湾曲した形状を有している従来の液晶表示装置とは異なり、基板材料として耐熱性に優れたガラスを使用している。そのため、アクティブマトリクス基板および対向基板にパターン形成などを行う際に、十分な温度をかけることができ、パターン精度が低下することを防止することができる。

さらに、本発明の液晶表示装置では、液晶表示パネルの表面（対向基板の液晶層が設けられている側と反対側の面）または裏面（アクティブマトリクス基板の液晶層が設けられている側と反対側の面）の少なくとも何れかに配置されたフィルムの熱膨張率と、該フィルムとは反対側の面に配置されている部材（例えば、ガラス基板、偏光板、反射板など）の材料の熱膨張率とが異なっていることに起因して、温度の変化によって表面と裏面との間に発生する応力差を利用して液晶表示パネルを湾曲させている。このような応力差を利用することで、パネル全体に均一に力をかけることができる。

そのため、上記の構成によれば、局所的に力が集中することでガラス製の基板が割れることを防止することもできる。したがって、製造歩留まりが悪化することを避けることができる。

また、上記の構成によれば、アクティブマトリクス基板および対向基板の土台となる各ガラス基板には、同じ材質のものを使用することができるため、各基板の製造プロセスにおいて基板の反り方などが異なり、両基板を貼りあわせることが困難になるという問題も解決することができる。

本発明の液晶表示装置においては、上記２枚のガラス製の基板の厚さの合計が、０．１ｍｍ以上０．８ｍｍ以下であることが好ましい。

上記の構成によれば、２枚のガラス基板の厚さの合計が０．８ｍｍ以下であることによって、液晶表示パネルにフィルムを貼付するときの温度を、液晶材料に相転移を発生させない１００℃以下にしても、仕上り時に十分な曲率（すなわち、曲率半径Ｒ＝２０００ｍｍ以下）を有する液晶表示パネルを得ることができる。

また、ガラス製基板の板厚を１枚につき０．０５ｍｍ程度とする事で、曲げる応力が小さくて済み、曲率を付与するときの歩留が向上する。しかし、１枚の板厚がこれよりも薄くなると、ガラスを薄型化する時の製造歩留が悪化してしまう。そのため、１枚のガラス製基板の板厚の下限値は、０．０５ｍｍであることが好ましい。このことから、２枚のガラス基板の厚さの合計は、０．１ｍｍ以上であることが好ましい。

本発明の液晶表示装置において、上記アクティブマトリクス基板および上記対向基板には、上記液晶層が設けられている側と反対側にそれぞれフィルムが貼り付けられており、上記対向基板に貼り付けられた第１のフィルムと、上記アクティブマトリクス基板に貼り付けられた第２のフィルムとは、互いに異なる熱膨張率を有していてもよい。

上記の構成によれば、第１のフィルムと第２のフィルムとの熱膨張率の差に起因して、温度の変化によって発生する応力差を利用して、目的とする曲率になるように液晶表示パネルの表面をより容易に湾曲させることができる。

本発明の液晶表示装置において、上記第１のフィルムおよび第２のフィルムの何れか一方は、透明フィルムであり、他の一方は、偏光板、位相差板、反射板、および光散乱板からなる群から選択されたものであってもよい。

上記の構成によれば、透明フィルムと、偏光板、位相差板、反射板、および光散乱板のうちの何れかとの熱膨張率の差によって、表面が湾曲した液晶表示装置を容易に作製することができる。

本発明の液晶表示装置において、上記透明フィルムは、ポリカーボネート、ポリアリレート、およびポリエチレンテレフタレートからなる群から選択されることが好ましい。

上記の構成によれば、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエチレンテレフタレートは、いずれもその熱膨張率が５．０×１０^−５／℃以上と高いため、偏光板、位相差板、反射板、および光散乱板の何れかから選択される他の一方のフィルムとの熱膨張率の差を十分に大きくすることができる。これにより、温度の変化によって液晶表示パネルを容易に湾曲させることができる。

本発明の液晶表示装置において、上記液晶表示パネルは、熱を加えることによって形状が変化する材料で形成された筐体内に配置されていてもよい。

従来、湾曲した液晶表示装置を製造するために、ガラス製の基板を使用した液晶表示パネルを湾曲した筐体に保持しようとすると、液晶表示パネルに応力をかけ、曲げた状態で筐体に固定する必要があった。そのため、液晶表示パネルに不均一な力がかかり易く、製造過程でパネルが割れてしまい、不良品の発生率が高くなってしまうという問題があった。

上記の構成によれば、液晶表示パネルを収めるための筐体が、熱を加えることによって形状が変化する材料で形成されていることにより、筐体を含めた装置全体が湾曲した液晶表示装置を容易に作製することができる。つまり、熱を加えた状態で筐体の内部に液晶表示パネルを固定し、その後常温に戻すという製造方法によって、ガラス基板を使用した液晶表示パネルが製造途中で割れることなく、湾曲した液晶表示装置を容易に作製することができる。

本発明の液晶表示装置において、上記材料は、バイメタル材料であってもよい。

上記の構成によれば、温度を変化させることによって、筐体も液晶表示パネルと同じように湾曲させることができる。

本発明の液晶表示装置において、上記材料は、形状記憶合金材料であってもよい。

上記の構成によれば、温度を変化させることによって、筐体も液晶表示パネルと同じように湾曲させることができる。

本発明にかかる液晶表示装置の製造方法は、上記の課題を解決するために、アクティブマトリクス基板と対向基板との間に液晶層が設けられた液晶表示パネルを備え、上記アクティブマトリクス基板および上記対向基板は、ともにガラス製の基板材料で形成され、上記アクティブマトリクス基板および上記対向基板の少なくとも何れかには、上記液晶層が設けられている側と反対側にフィルムが貼り付けられており、上記フィルムの熱膨張率が、上記フィルムが貼り付けられている面とは反対側の液晶表示パネルの表面を構成している材料の熱膨張率とは異なっている液晶表示装置の製造方法であって、加熱した状態で、上記フィルムをアクティブマトリクス基板または上記対向基板の少なくとも何れかに貼り付ける工程と、加熱状態を解除することによって、上記フィルムとその反対側の表面を構成している材料との間に発生する応力差を利用して、液晶表示パネルの表面を湾曲させる工程と、を含むことを特徴としている。

本発明の液晶表示装置の製造方法では、液晶表示パネルの表面（対向基板の液晶層が設けられている側と反対側の面）または裏面（アクティブマトリクス基板の液晶層が設けられている側と反対側の面）の少なくとも何れかに配置されたフィルムの熱膨張率と、該フィルムとは反対側の面に配置されている部材（例えば、ガラス基板、偏光板、反射板など）の材料の熱膨張率とが異なっていることに起因して、温度の変化によって表面と裏面との間に発生する応力差を利用して液晶表示パネルを湾曲させている。このような応力差を利用することで、パネル全体に均一に力をかけることができる。

そのため、上記の方法によれば、局所的に力が集中することでガラス製の基板が割れることを防止することができる。したがって、製造歩留まりが悪化することを避けることができる。

本発明の液晶表示装置の製造方法において、上記液晶表示装置は、熱を加えることによって形状が変化する材料で形成された筐体をさらに備えており、上記フィルムを貼り付ける工程の後に、加熱を維持した状態で、上記液晶表示パネルを上記筐体内に配置させる工程をさらに含み、該工程の後に加熱状態を解除することが好ましい。

上記の方法によれば、液晶表示パネルが筐体内に収容されている液晶表示装置を製造する場合に、熱を加えた状態で筐体の内部に液晶表示パネルを固定し、その後常温に戻すという工程を行うことによって、ガラス基板を使用した液晶表示パネルが製造途中で割れることなく筐体内に液晶表示パネルを配置させることができ、湾曲した液晶表示装置を容易に作製することができる。

本発明の液晶表示装置は、以上のように、上記アクティブマトリクス基板および上記対向基板は、ともにガラス製の基板で形成され、上記アクティブマトリクス基板および上記対向基板の少なくとも何れかには、上記液晶層が設けられている側と反対側にフィルムが貼り付けられており、上記フィルムの熱膨張率が、上記フィルムが貼り付けられている面とは反対側の液晶表示パネルの表面を構成している材料の熱膨張率とは異なっていることにより、上記液晶表示パネルの表面が湾曲しているというものである。

また、本発明の液晶表示装置の製造方法は、上記の構成を有する液晶表示装置の製造方法であって、加熱した状態で、上記フィルムをアクティブマトリクス基板または上記対向基板の少なくとも何れかに貼り付ける工程と、加熱状態を解除することによって、上記フィルムとその反対側の表面を構成している材料との間に発生する応力差を利用して、液晶表示パネルの表面を湾曲させる工程と、を含むものである。

従って、本発明によれば、基板材料として耐熱性に優れたガラスを使用しているため、アクティブマトリクス基板および対向基板にパターン形成などを行う際に、十分な温度をかけることができ、パターン精度が低下することを防止することができるという効果を奏する。また、本発明によれば温度の変化によってパネル表面と裏面との間に発生する応力差を利用してパネルを湾曲させているため、局所的に力が集中することでガラス製の基板が割れることを防止することができる。したがって、製造歩留まりが悪化することを避けることができる。

〔実施の形態１〕
本発明の一実施形態について図１〜図３に基づいて説明すると以下の通りである。但し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りはこの発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

本実施の形態では、外部光を反射板によって反射させて表示を行う反射型の液晶表示装置を例に挙げて説明する。本実施の形態の液晶表示装置は、ガラス製の基板を使用して作製されたアクティブマトリクス基板（ＴＦＴ基板）およびカラーフィルタ基板（ＣＦ基板）を用いて構成された、表面が曲面状の液晶表示装置である。

図１には、本実施の形態にかかる液晶表示装置に備えられた液晶表示パネル１０の断面構成を示す。

図１に示すように、液晶表示パネル１０は、アクティブマトリクス基板（ＴＦＴ基板）１１と、これに対向して配置されたカラーフィルタ（ＣＦ）基板（対向基板）１２との間に、液晶層１３が挟持された構造を有している。

ＴＦＴ基板１１は、ガラス基板（ガラス製の基板）上に走査線、信号線からなる格子状のマトリクス配線、画素ごとに設けられたスイッチング素子（ＴＦＴ素子）、画素電極などが形成されたものである。カラーフィルタ基板１２は、ガラス基板上に共通電極、カラーフィルタ層などが形成された構造を有している。ＴＦＴ基板１１およびカラーフィルタ基板１２の詳細な構造については、従来公知の構造を適用できるため、その説明を省略する。

液晶層１３は、シール材１４によって２枚の基板の間に液晶材料を封入した構造を有している。また、液晶層１３内には、ＴＦＴ基板１１とＣＦ基板１２との間隔を保持するためのスペーサ（図示せず）が配置されている。

また、ＴＦＴ基板１１の外側（液晶層１３が設けられている側と反対側）には、偏光膜付き反射板１５（第２のフィルム）が貼り付けられている。一方、ＣＦ基板１２の外側（液晶層１３が設けられている側と反対側）には、偏光板１６が貼り付けられているとともに、そのさらに外側には、透明フィルム（第１のフィルム）１７が貼り付けられている。

本実施の形態において、透明フィルム１７は、ポリカーボネート製であり、その熱膨張率は６．９×１０^−５／℃であり、その厚さは０．１ｍｍ程度である。また、偏光膜付き反射板１５および偏光板１６の熱膨張率は、２．０×１０^−５／℃であり、これらの厚さはともに０．１５ｍｍ程度である。

このように、本実施の形態においては、液晶表示パネル１０の表面１０ａ側に配置された透明フィルム１７（第１のフィルム）の熱膨張率と、裏面１０ｂ側に配置された偏光膜付き反射板１５（第２のフィルム）の熱膨張率とが異なっている。

これにより、温度の変化によって表面１０ａ側と裏面１０ｂ側との間で発生する応力差を利用して、液晶表示パネル１０は、図１に示すように表面（画像表示面）１０ａが、パネルの端部から中央へ向かうにしたがって裏面（画像表示面とは反対側の面）１０ｂの方へ湾曲した形状を有している。つまり、液晶表示パネル１０の表面は、滑らかに凹んだ曲面状になっている。

続いて、本実施の形態にかかる液晶表示パネル１０の製造方法について説明する。なお、ＴＦＴ基板１１およびＣＦ基板１２の製造方法については、従来公知のパターニング方法などを利用して実施することができる。また、ＴＦＴ基板１１およびＣＦ基板１２の間に液晶材料を封入する工程についても、従来公知の封入方法を利用して実施することができる。そのため、ここでは、これらの工程の説明については省略し、液晶材料が封入されたパネルに各フィルムを貼り付ける工程について、図１および図２を参照しながら以下に説明する。

図２は、液晶表示パネル１０の製造過程において、高温（約８０℃）に加熱した状態で、偏光板１６および透明フィルム１７をＣＦ基板１２に貼り付けるとともに、偏光膜付き反射板１５をＴＦＴ基板１１に貼り付けた状態を示す図である。

図１は、図２に示す加熱状態を解除し、液晶表示パネル１０を実用温度（約２５℃）に戻した状態（すなわち、液晶表示パネル１０が完成した状態）を示す図である。

まず、温度調整が可能な恒温槽（図示せず）を用意し、この恒温槽内を約８０℃に設定する。この恒温槽内に、ＴＦＴ基板１１およびＣＦ基板１２の間に液晶材料を封入した液晶表示パネルを置き、その表面および裏面に、偏光膜付き反射板１５および偏光板１６をそれぞれ貼り付ける作業を行う。

ここで、ＴＦＴ基板１１およびＣＦ基板１２の土台となっているガラス製の基板の厚みは、両方とも０．２５ｍｍであり、この２枚を合わせた厚さ（総厚）は０．５ｍｍである。偏光板１６及び偏光膜付き反射板１５の厚さはともに０．１５ｍｍ程度であり、サイズはともに３００×１５０ｍｍ程度である。

次に、偏光板１６の上に、さらに厚み０．１ｍｍ程度の透明フィルム１７（ポリカーボネート製：熱膨張率６．９×１０^−５／℃）を貼り付ける作業を行う。

そして、この加熱状態（約８０℃）で約１０分放置した後に取り出し、常温（２５℃程度）に戻したところ、図１に示すように湾曲した液晶表示パネル１０が得られる。このとき、液晶表示パネル１０の表面１０ａの曲率半径を測定したところ、Ｒ＝約１５００ｍｍであった。

このように湾曲するのは、主に透明フィルム１７が温度の影響により伸びた状態になる一方、偏光板１６及び偏光膜付き反射板１５についても若干伸びるが、これらの熱膨張率は、２．０×１０^−５／℃と透明フィルム１７と比較して小さいため、温度変化による影響は小さいためである。このように、液晶表示パネル１０の表面１０ａ側に配置された透明フィルム１７の熱膨張率と、裏面１０ｂ側に配置された偏光膜付き反射板１５の熱膨張率とが異なっているため、上記の加熱状態を解除すると、双方の間で応力差が発生する。本発明では、この応力差を利用して液晶表示パネル１０を湾曲させる。

つまり、８０℃の恒温層内にある液晶表示パネル１０を室温（２５℃）に戻すことにより、裏面１０ｂ側に配置された偏光膜付き反射板１５はほとんど値縮まない一方で、表面１０ａ側に配置された透明フィルム１７が縮むことで、液晶表示パネル１０には、表面１０ａの中央部が凹むように湾曲する力が働く。

〔実施例〕
ここで、液晶表示パネル１０の作製に使用されるガラス基板の好ましい厚さのを検証した結果を示す。

液晶表示パネル１０を構成するＴＦＴ基板１１およびＣＦ基板１２の作製に使用されるガラス基板の厚さが、１．０ｍｍ、０．９ｍｍ、０．８ｍｍ、０．７ｍｍ、０．６ｍｍ、０．５ｍｍ、０．４ｍｍの７種類の基板を用意した。ここでのガラス基板の厚さとは、ＴＦＴ基板およびＣＦ基板に使用される各ガラス基板の合計の厚さのことを意味する。

それぞれの厚さのガラス基板を使用してＴＦＴ基板およびＣＦ基板を作製し、ＴＦＴ基板とＣＦ基板とを貼り合わせ、その間に液晶材料を封入して液晶表示パネルを作製した。この液晶表示パネル１０に厚さ０．１ｍｍの透明フィルム１７（ポリカーボネート製）を恒温槽の温度を４０℃〜１３０℃に変えた状態で貼り付けた後、それぞれの温度で１０分放置し、その後常温（２５℃）に戻した後の曲率半径Ｒ（ｍｍ）を測定した。その結果を図３に示す。

なお、ここで使用されたガラス基板のサイズは、３００ｍｍ×１５０ｍｍ程度であり、貼り付けられた各フィルム（透明フィルム、反射板、偏光板など）のサイズもこれとほぼ同程度である。

液晶表示パネルにおいては、その曲率半径Ｒが２０００ｍｍ以上であると、見た目に曲がった物であると判断するのは難しいので、曲率半径Ｒは２０００ｍｍ以下であることが望ましい。また、一般的な液晶表示パネルに用いられる液晶材料の熱相転移温度が約８０〜１００℃であるため、液晶表示パネルを１００℃以上にすると、液晶材料は完全な液体となってしまう。そこで、液晶表示パネルにかける温度は１００℃以下であることが望ましい。

しかし、図３に示すように、液晶表示パネルを構成するガラス製基板の板厚の合計が０．９ｍｍ以上になると、フィルム貼り付け時の加熱温度を１００℃以上にしないと曲率半径Ｒが２０００ｍｍ以下にはならないことが確認された。

このことから、２枚のガラス製基板の合計の板厚を０．８ｍｍ以下にすることが好ましいことが確認された。これにより、各フィルム（透明フィルムおよび反射板など）を液晶表示パネルに貼り付ける作業を行う場合の加熱温度を１００℃以下としても、曲面状の液晶表示パネルを作製することができる。

また、ガラス製基板の板厚は、１枚につき０．０５ｍｍ以上であることが好ましい。

ガラス製基板の板厚を１枚につき０．０５ｍｍ程度とする事で、曲げる応力が小さくて済み、曲率を付与するときの歩留が向上する。しかし、１枚の板厚がこれよりも薄くなると、ガラスを薄型化する時の製造歩留が悪化してしまう。そのため、ガラス製基板の板厚の下限値は、０．０５ｍｍであることが好ましい。

このことから、液晶表示パネルを構成する２枚のガラス製基板の合計の板厚は、０．１ｍｍ以上、０．８ｍｍ以下であることが好ましい。

また、図３に示すように、フィルム貼り付け時の加熱温度を６０℃以上にしたときに、液晶表示パネルの曲率は大きく変化する傾向がある。一方、６０℃以下の温度では、温度変化による曲率の変化が小さい。すなわち、温度が約６０℃以下では、液晶表示パネルの曲率があまり変化しない。このことから、各フィルムを液晶表示パネルに貼り付ける作業を行うときの加熱温度は、６０℃以上１００℃以下であることが好ましい。

また、上記のように温度が約６０℃以下では、液晶表示パネルの曲率はあまり変化しないので、実用上の使用温度領域（通常、２０〜３０℃）においては、液晶表示パネル自体が全体的に湾曲した形状を安定して維持することができる。

また、ポリカーボネート製の透明フィルム１７を貼れば、偏光膜付き反射板１５や偏光板１６を使用しなくとも、透明フィルムとその反対側に配置されたガラス基板との熱膨張率の差によってパネルを湾曲させることができるため、全体的にそれ自体が湾曲した液晶表示装置を得ることができる。

以上のように、本実施の形態の液晶表示パネルを備えた液晶表示装置は、表示面が湾曲した形状を有している従来の液晶表示装置とは異なり、基板材料として耐熱性に優れたガラスを使用している。そのため、ＴＦＴ基板およびＣＦ基板にパターン形成などを行う際に、十分な温度をかけることができ、パターン精度が低下することを防止することができる。

さらに、本実施の形態においては、液晶表示パネルの表面側に配置された透明フィルム（第２のフィルム）の熱膨張率と、裏面側に配置された偏光膜付き反射板（第１のフィルム）の熱膨張率とが異なっていることに起因して、温度の変化によって両フィルム間に発生する応力差を利用して液晶表示パネルを湾曲させている。このような応力差を利用することで、パネル全体に均一に力をかけることができる。そのため、局所的に力が集中することでガラス製の基板が割れることを防止することもできる。したがって、製造歩留まりが悪化することを避けることができる。

また、ＴＦＴ基板およびＣＦ基板の土台となるガラス基板には、同じ材質のものを使用することができるため、各基板の製造プロセスにおいて基板の反り方などが異なり、両基板を貼りあわせることが困難になるという問題も解決することができる。

また、貼り付ける透明フィルムの種類を、その熱膨張率に基づいて選択することによって、パネル表面が目的とする曲率半径を有するように湾曲させることができる。

なお、上記の実施の形態では、透明フィルム１７を、液晶表示パネル１０の表面１０ａ側に貼り付け、表面１０ａを凹ませる方向に湾曲させているが、本発明は必ずしもこのような構成に限定されない。つまり、加熱した状態で液晶表示パネル１０の裏面１０ｂ側に透明フィルム１７を貼り付け、その後常温に戻すことによって、液晶表示パネル１０を上記とは反対側に湾曲させた構成（すなわち、表面１０ａが中央部に向かって盛り上がるように湾曲した形状）も本発明の範疇に含まれる。

さらに、上記の実施形態では、液晶表示パネル１０のＣＦ基板１２側に偏光板１６および透明フィルム１７を貼り付けるとともに、液晶表示パネル１０のＴＦＴ基板１１側に偏光膜付き反射板１５を貼り付けているものを湾曲させているが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。例えば、液晶表示パネル１０の表面１０ａのみに透明フィルム１７と偏光板１６を貼り付けているものを湾曲させ、その後、液晶表示パネル１０の裏面１０ｂに偏光膜付き反射板１５を貼り付けるようにしてもよい。

また、上記の実施の形態では、液晶材料が封入されてなる液晶表示パネル１０を湾曲させているが、液晶材料を封入する前の液晶表示パネル１０（すなわち、ＴＦＴ基板とＣＦ基板とを貼りあわせた状態のパネル）を湾曲させた後に、液晶材料を封入するようにしてもよい。

〔実施の形態２〕
続いて、本発明の第２の実施形態について以下に説明する。
本実施の形態では、実施の形態１で説明した液晶表示パネル１０が筐体３１（ベゼルとも呼ばれる）内に収められている構成を有している液晶表示装置３０について、図４および図５を参照しながら説明する。

図５は、液晶表示装置３０の製造過程において、高温（約８０℃）に加熱した状態の液晶表示装置３０の形状を示す図である。図４は、上記の加熱状態を解除し、液晶表示装置３０を実用温度（約２５℃）に戻した状態（すなわち、液晶表示パネル１０が完成した状態）を示す図である。

図４に示すように、本実施の形態の液晶表示装置３０では、熱を加えることによって形状が変化する材料で形成された筐体３１内に、液晶表示パネル１０が配置されている。液晶表示パネル１０については、実施の形態１で説明したものと同様の構成のものを使用できるため、その説明を省略する。

筐体３１は、温度が８０℃のときに平板状（図５参照）になり、室温状態（２５℃程度）で図４に示すように湾曲する特性を有するバイメタル材料、または形状記憶合金材料（例えば、Ｎｉ−Ｔｉ系の形状記憶合金）で形成されている。筐体３１と液晶表示パネル１０とは、接着樹脂３２によって接着されている。具体的には、筐体３１の内部の側面と、液晶表示パネル１０のＴＦＴ基板１１の端部とが、接着樹脂３２によって接続されている。

そして、図４に示すように、本実施の形態の液晶表示装置３０は、通常の状態（すなわち、室温におかれている状態）において、液晶表示パネル１０およびそれを収めている筐体３１がともに湾曲した形状となっている。

続いて、本実施の形態にかかる液晶表示装置３０の製造方法について説明する。

まず、実施の形態１と同様に温度調整が可能な恒温槽（図示せず）を用意し、この恒温槽内を約８０℃に設定する。この恒温槽内に、ＴＦＴ基板１１およびＣＦ基板１２の間に液晶材料を封入した液晶表示パネルを置き、その表面および裏面に、偏光膜付き反射板１５および偏光板１６をそれぞれ貼り付ける作業を行う。そして、偏光板１６の上に、さらに厚み０．１ｍｍ程度の透明フィルム１７を貼り付ける作業を行う。

次に、同じ８０℃の恒温槽内において、各フィルムを貼り付けた液晶表示パネル１０を筐体３１の中に入れ、接着樹脂３２等を用いて固定し、この状態（約８０℃）で約１０分放置する。その後、液晶表示装置３０を恒温槽から取り出し、常温（２５℃程度）に戻す。これにより、図４に示すように湾曲した筐体３１に入った液晶表示装置３０が得られる。

ここで、筐体３１の材料としては、高温で平坦になり、常温（２５℃程度）において図３で示す曲率になるように調整した材料を用いる。使用する素材の具体例としては、例えばバイメタル材料については、富士金属製５０２０などが挙げられ、形状記憶合金材料については、Ｎｉ−Ｔｉ系素材などの合金が挙げられる。

なお、上記の実施形態１および２では、総厚０．５ｍｍで、片側０．２５ｍｍのガラス基板を用いているが、これに限定されるものではない。本発明では、ＴＦＴ基板側のガラス基板とＣＦ基板側のガラス基板の厚さの合計（総厚）が０．８ｍｍ以下であれば、どのようなガラス厚の組み合わせでもよく、例えば、ＣＦ基板側のガラス基板が０．１ｍｍであり、ＴＦＴ基板側のガラス基板が０．４ｍｍであるというように、ガラス基板の厚さが互いに異なっていてもよい。

さらに、液晶表示パネルのサイズについても、上記の実施形態に記載したサイズに限定されることはなく、どのようなサイズでもよい。

また、上記の実施の形態においては、透明フィルム１７として、ポリカーボネート製のフィルムを用いたが、本発明はこれに限定されることはない。ポリカーボネート以外の透明フィルムの材料としては、例えば、ポリアリレート（熱膨張率：６．２×１０^−５／℃）及びポリエチレンテレフタレート（熱膨張率：５．５×１０^−５／℃）等の熱膨張率の高いフィルムが挙げられる。

また、上述の各実施形態では、反射型の液晶表示装置を例に挙げて説明したが、本発明はこのような構成に限定されることはない。裏面にバックライトが設けられた透過型の液晶表示装置にも本発明を適用することが可能である。この場合、ＴＦＴ基板側に曲面化可能なバックライトを設置すれば、全体に湾曲した液晶表示装置を実現することができる。

本発明によれば、ガラス製の基板を使用した液晶表示装置を容易に湾曲させることができる。

本発明の一実施の形態にかかる液晶表示装置に備えられた液晶表示パネルの構成を示す断面図である。 図１に示す液晶表示パネルの製造途中の構成を示すものであって、フィルムおよび偏光板を貼付するために高温状態とした場合の構成を示す断面図である。 本発明の一実施の形態の液晶表示装置において、ガラス基板の厚さをそれぞれ異ならせた場合におけるフィルム貼付時の温度と、液晶表示パネルの仕上り曲率との関係を示すグラフである。 本発明の第２の実施形態にかかる液晶表示装置の構成を示す断面図である。 図４に示す液晶表示装置の製造途中の構成を示すものであって、液晶表示パネルにフィルムおよび偏光板を貼付し、その後この液晶表示パネルを筐体にはめ込むために高温状態とした場合の構成を示す断面図である。

符号の説明

１０ 液晶表示パネル
１０ａ （液晶表示パネルの）表面
１０ｂ （液晶表示パネルの）裏面
１１ ＴＦＴ基板（アクティブマトリクス基板）
１２ ＣＦ（カラーフィルタ）基板（対向基板）
１３ 液晶層
１４ シール材
１５ 偏光膜付き反射板（第２のフィルム）
１６ 偏光板
１７ 透明フィルム（第１のフィルム）
３０ 液晶表示装置
３１ 筐体
３２ 接着樹脂
Ｒ 曲率半径

Claims (10)

1. アクティブマトリクス基板と対向基板との間に液晶層が設けられた液晶表示パネルを備えている液晶表示装置であって、
   上記アクティブマトリクス基板および上記対向基板は、ともにガラス製の基板で形成され、
   上記アクティブマトリクス基板および上記対向基板の少なくとも何れかには、上記液晶層が設けられている側と反対側にフィルムが貼り付けられており、
   上記フィルムの熱膨張率が、上記フィルムが貼り付けられている面とは反対側の液晶表示パネルの表面を構成している材料の熱膨張率とは異なっていることにより、上記液晶表示パネルの表面が湾曲していることを特徴とする液晶表示装置。
2. 上記２枚のガラス製の基板の厚さの合計が、０．１ｍｍ以上０．８ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 上記アクティブマトリクス基板および上記対向基板には、上記液晶層が設けられている側と反対側にそれぞれフィルムが貼り付けられており、
   上記対向基板に貼り付けられた第１のフィルムと、上記アクティブマトリクス基板に貼り付けられた第２のフィルムとは、互いに異なる熱膨張率を有していることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置。
4. 上記第１のフィルムおよび第２のフィルムの何れか一方は、透明フィルムであり、
   他の一方は、偏光板、位相差板、反射板、および光散乱板からなる群から選択されたものであることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
5. 上記透明フィルムは、ポリカーボネート、ポリアリレート、およびポリエチレンテレフタレートからなる群から選択されることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
6. 上記液晶表示パネルは、熱を加えることによって形状が変化する材料で形成された筐体内に配置されていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の液晶表示装置。
7. 上記材料は、バイメタル材料であることを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
8. 上記材料は、形状記憶合金材料であることを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
9. アクティブマトリクス基板と対向基板との間に液晶層が設けられた液晶表示パネルを備え、
   上記アクティブマトリクス基板および上記対向基板は、ともにガラス製の基板材料で形成され、
   上記アクティブマトリクス基板および上記対向基板の少なくとも何れかには、上記液晶層が設けられている側と反対側にフィルムが貼り付けられており、
   上記フィルムの熱膨張率が、上記フィルムが貼り付けられている面とは反対側の液晶表示パネルの表面を構成している材料の熱膨張率とは異なっている液晶表示装置の製造方法であって、
   加熱した状態で、上記フィルムをアクティブマトリクス基板または上記対向基板の少なくとも何れかに貼り付ける工程と、
   加熱状態を解除することによって、上記フィルムとその反対側の表面を構成している材料との間に発生する応力差を利用して、液晶表示パネルの表面を湾曲させる工程と、
   を含むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
10. 上記液晶表示装置は、熱を加えることによって形状が変化する材料で形成された筐体をさらに備えており、
    上記フィルムを貼り付ける工程の後に、加熱を維持した状態で、上記液晶表示パネルを上記筐体内に配置させる工程をさらに含み、該工程の後に加熱状態を解除することを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置の製造方法。

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