JP2017138528A - 液晶パネル及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板間のギャップの不均一性に起因して生じる表示画像における色ムラなどを解消することが可能な液晶パネル及びその製造方法を提供する。【解決手段】第一基板２と第二基板３との間のギャップが液晶パネル９の中央部において凸となるように局所的に膨らんでいる場合に、第二基板３の液晶５に接する側とは反対側の表面（下面）にそこを貫通しない深さの複数のスリット９を形成する。こうすることで、第二基板３の中央部が液晶５に向かって凸となるように変形し、結果的に第一基板２と第二基板３との間のギャップが均一化される。【選択図】図１

Description

本発明は液晶パネル及びその製造方法に関するものである。

液晶パネルは薄型化ができること、小型化ができること、低消費電力で駆動できること等々の利点があることから、近年ではモバイル機器やプロジェクター、ビューファインダー等の小型電子機器の分野で表示素子として広く使用されている。またそれと同時に近年では液晶ビューファインダー等へのより高品質な画質要求に応じて、画素数を増やし画面をより高精細化したものが要求されてきている。

図３は従来技術による液晶パネルの上面図であり、図４は従来技術による液晶パネルのＡ−Ａ断面図である。従来技術による液晶パネル１は、例えば、ガラス等の透光性基板から成る第一基板２と、シリコン等の遮光性基板から成る第二基板３とが、枠状の周辺接着剤４を介して接着されることで構成された反射型液晶パネルで、第一基板２の表面には透明電極（対向電極）と配向膜が形成され、それと対向する第二基板３の表面には反射電極（画素電極）と配向膜が形成されている。第一基板２と第二基板３との間に形成されたギャップ（隙間）には、周辺接着剤４の一部に設けられた注入口６を介して液晶５が注入され、注入口６が封口剤７で封口されることにより、周辺接着剤４で囲まれた領域のギャップ内に液晶５が気密に封止（封入）された状態となっている。（例えば、特許文献１、２参照）

特開２０１３−１５８１０号公報 特開２０１２−２０８１９８号公報

従来技術による液晶パネル１では第一基板２と第二基板３とが周辺接着剤４を介して貼り合わされているが、基板を貼り合わせる際に周辺接着剤４で囲まれた領域のギャップ内の空気が抜ききれなかった場合や、液晶５を注入口６から注入する際に液晶５がギャップ内に入り過ぎた場合には、図４に示すように液晶パネル１の中央部が液晶５とは反対側に向かって凸となるように膨らむ傾向にある。このように中央部が膨らんだ状態の液晶パネル１では、第一基板２と第二基板３との間のギャップが中央部とその周辺部とでは異なることから、光が液晶５に接している時間に差が生じ、結果的に表示画像に色ムラなどが発生することとなる。また、それとは反対に液晶パネル１の中央部が液晶５に向かって凸となるように縮んだ（凹んだ）状態となる場合もあるが、この場合にも第一基板２と第二基板３との間のギャップが不均一となり、同様の問題が発生する。これらを回避するには第一基板２と第二基板３との間のギャップを均一にする必要があるが、製造プロセス上様々な工法をしてギャップの均一性をある程度改善できたとしても多少の不均一性は依然残ってしまう。

本発明は以上の問題に鑑みて成されたもので、基板間のギャップの不均一性に起因して生じる表示画像における色ムラなどを解消することが可能な液晶パネル及びその製造方法を提供することを目的とする。

第一基板と第二基板とを所定の間隔を隔てて周辺接着剤を介して貼り合わせることで形成された隙間に液晶を封入してなる液晶パネルであって、前記第一基板と前記第二基板のうち少なくとも何れか一方の基板の表面に、前記第一基板と前記第二基板との間の前記隙間を均一化させる溝が形成されている液晶パネルとする。

前記溝は、前記第一基板と前記第二基板のうち画像の観察側とはならない基板の表面に形成されている液晶パネルとすることができる。

前記溝は、前記第一基板と前記第二基板のうち少なくとも何れか一方の基板の表面のうち、前記液晶に接する側とは反対側の表面に形成されている液晶パネルとすることができる。

前記溝は、複数形成されると共に、互いの間隔が部分的に異なるように配置されている液晶パネルとすることができる。

前記間隔は、前記第一基板と前記第二基板のうち前記溝が形成された基板の中央部とその外周部において、前記中央部では前記外周部よりも相対的に狭く、前記外周部では前記中央部よりも相対的に広くなるように設けられている液晶パネルとすることができる。

前記間隔は、前記中央部から前記外周部に向かって漸次広くなるように設けられている液晶パネルとすることができる。

前記溝は、複数形成されると共に、そのうちの少なくとも二つが互いに交差するように配置されている液晶パネルとすることができる。

前記溝は、前記第一基板と前記第二基板のうち前記溝が形成された基板の一辺と平行な方向へ延びる複数の溝と、前記一辺と隣接する他辺と平行な方向へ延びる複数の溝とを含み、前記一辺と平行な方向へ延びる複数の前記溝と、前記他辺と平行な方向へ延びる複数の前記溝は、互いに交差するように配置されている液晶パネルとすることができる。

第一基板と第二基板とを所定の間隔を隔てて周辺接着剤を介して貼り合わせることで形成された隙間に液晶を封入してなる液晶パネルの製造方法であって、前記第一基板と前記第二基板のうち少なくとも何れか一方の基板の表面に、第一基板と第二基板との間の前記隙間を均一化させる溝を形成する工程を有する、液晶パネルの製造方法とする。

前記溝を形成する工程は、前記第一基板と前記第二基板との間の前記隙間に前記液晶を注入した後に行われる液晶パネルの製造方法とすることができる。

前記溝を形成する工程は、前記第一基板と前記第二基板との間の前記隙間に前記液晶を注入して気密に封止した後に行われる液晶パネルの製造方法とすることができる。

前記溝を形成する工程は、前記第一基板と前記第二基板との間の前記隙間に前記液晶を注入する前に行われる液晶パネルの製造方法とすることができる。

前記溝を形成する工程は、前記第一基板と前記第二基板を貼り合わせる前に行われる液晶パネルの製造方法とすることができる。

本発明によると、液晶パネルを構成する第一基板と第二基板との間のギャップ（隙間）を均一化させることができることから、ギャップの不均一性に起因して生じる表示画像における色ムラなどを解消することができる。

本発明による液晶パネルの一実施例を示す（ａ）上面図、（ｂ）下面図 本発明による液晶パネルの一実施例を示すＡ−Ａ断面図 従来技術による液晶パネルを示す上面図 従来技術による液晶パネルを示すＡ−Ａ断面図

図１は本発明による液晶パネルの一実施例を示す（ａ）上面図、（ｂ）下面図であり、図２は本発明による液晶パネルの一実施例を示すＡ−Ａ断面図である。本発明の液晶パネルの一実施例である液晶パネル９は、例えば、ガラス等の透光性基板から成る第一基板２と、シリコン等の遮光性基板から成る第二基板３とが、枠状の周辺接着剤４を介して接着されることで構成された反射型液晶パネルで、第一基板２の表面には透明電極（対向電極）と配向膜が形成され、それと対向する第二基板３の表面には反射電極（画素電極）と配向膜が形成されている。第一基板２と第二基板３との間に形成されたギャップ（隙間）には、周辺接着剤４の一部に設けられた注入口６を介して液晶５が注入され、注入口６が封口剤７で封口されることにより、周辺接着剤４で囲まれた領域のギャップ内に液晶５が気密に封止（封入）された状態となっている。ここまでの構成は従来技術と同様である。

しかしこの状態では、液晶パネル９のギャップの中央部が膨らんでしまい、ギャップが均一でない場合があるが、その場合には、第二基板３の液晶５に接する側とは反対側の表面（下面）に第二基板３の厚み未満の深さのスリット８を形成することにより、スリット８がその内側に閉じようとする方向へ機械的応力を発生させ、結果的に第二基板３の中央部を液晶５に向かって凸となるように変形させる。ここでスリット８の数や形状などの各種パラメーターを適宜調整して第二基板３を変形させる領域や量を制御すれば、第一基板２と第二基板３との間のギャップを均一化させることができる。但し、ギャップを均一化させる領域は、第一基板２と第二基板３とが対向する領域の全てに限らず、例えば、液晶５が封入された領域のみや画像の表示に寄与する有効画像表示領域のみであっても構わない。

尚、図２では第一基板２と第二基板３が共に平坦化された状態を示しているが、実際には、図４に示すように第一基板２の中央部は液晶５とは反対側に向かって凸となるように変形しており、それに対して第二基板３の中央部がそれに追従して液晶５に向かって凸となるように変形することで、第一基板２と第二基板３の中央部が同様に凸となるように変形しつつ、それらの間のギャップが均一化された状態となっている。

スリット８は、第二基板３の表面に沿って直線状に延びる断面がＶ状又は凹状の溝とされ、隣接するスリット８の間で一定のピッチ（間隔）を保った状態で互いに平行となるように複数設けられている。更に複数のスリット８は、図２（ｂ）に示すように、第二基板３の注入口６に隣接する一辺と平行な方向へ延びる複数のスリット８と、その一辺と隣接する他辺と平行な方向へ延びる複数のスリット８とが、第二基板２の中央部においてマトリクス状に交差するように配置されている。このように複数のスリット８を互いに交差させれば、二次元的に広がるギャップの膨らみを効率的に均一化させることができる。

第二基板３にスリット８を形成する工程は、液晶パネル９の製造プロセス内の任意のタイミングで実施することが可能であるが、例えば、（１）第一基板２と第二基板３との間のギャップに液晶５を注入して注入口６を封口材７で封口した後、（２）第一基板２と第二基板３との間のギャップに液晶５を注入した後であって注入口６を封口材７で封口する前、（３）第一基板２と第二基板３を貼り合わせた後であって第一基板２と第二基板３との間のギャップに液晶５を注入する前、（４）第一基板２と第二基板３を貼り合わせる前、のうちの何れかのタイミングが挙げられる。

上記（１）と（２）のタイミングでは、液晶５が注入された状態でのギャップの不均一性を予め確認してからスリット８を形成することができることから、ギャップをより精確に均一化させることができ、特に（１）のタイミングでは、注入口６が予め封口されていることから、スリット８を形成する際に注入口６の内部が汚染されるなどの問題も回避することができる。

上記（３）と（４）のタイミングでは、液晶５が注入された状態でのギャップの不均一性を予め確認することができず、最終的なギャップの不均一性を予測してスリット８を形成しなければならないが、液晶５が注入されていない状態でスリット８を形成することになるため、スリット８を形成する際の液晶５への影響を気にすることなく、スリット８を形成することができ、特に（４）のタイミングでは、第一基板２と第二基板３を個別に取り扱うことができることから、スリット８を形成しない側の基板への影響を気にすることなく、スリット８を形成することができる。

スリット８の形成方法としてはレーザー加工、ダイシング加工、エッチング加工などを用いることが可能であるが、直線状のスリット８に対しては一般的なダイシング加工を用いるのが簡便である。

スリット８のピッチ（間隔）、幅、深さ、長さ、形状、位置、数などの各種パラメーターは、第二基板３を変形させる態様に応じて適宜決定されるが、ピッチは狭い方が基板を変形させる効き量が多く、ギャップの不均一性が大きい場合にはピッチを狭くするのが有効であり、またピッチを部分的に異ならせれば、基板を変形させる量を部分的に異ならせることも可能である。

基板を変形させる量を部分的に異ならせる場合の具体的な例としては、ギャップの膨らみの大きい液晶パネル９の中央部においてはスリット８のピッチを外周部よりも相対的に狭くし、ギャップの膨らみの小さい外周部においてはスリット８のピッチを中央部よりも相対的に広くすることが挙げられる。このようにすれば、ギャップをより精確に均一化させることができる。更にこの場合において、スリット８のピッチを液晶パネル９の中央部からその外周部に向かって連続的又は段階的に漸次広くすれば、ギャップをより精確に均一化させることができる。

スリット８は、円柱状、角柱状、円錐状、角錐状などのドット状の溝に置き換えることも可能であり、またその場合において、ドット状の溝の密集度を、例えば、ギャップの膨らみの大きい液晶パネル９の中央部においては外周部よりも相対的に高くし、ギャップの膨らみの小さい周辺部においては中央部よりも相対的に低くするなどして、部分的に異ならせれば、ギャップをより精確に均一化させることができる。更にこの場合において、ドット状の溝の密集度を、液晶パネル９の中央部からその外周部に向かって連続的又は段階的に漸次小さくなるようにすれば、ギャップをより精確に均一化させることができる。但し、加工の容易性の観点からすれば、スリット８は、一般的なダイシング加工で形成することができる直線状の溝であるのが好ましい。

スリット８は、第二基板３の表面に替えて又はそれに加えて、第一基板２の液晶５に接する側とは反対側の表面（上面）に形成されていても良く、その場合には、第一基板２が液晶５に向かって凸となるように変形し、第一基板２と第二基板３との間のギャップが均一化されることとなる。但し、画像の観察側となる第一基板２にスリット８を形成すると画質が低下する恐れがあるため、その観点からすれば、スリット８は、画像の観察側とは反対側の第二基板３にのみ形成されているのが好ましい。

上述の実施例では、液晶パネル９の中央部が液晶５とは反対側に向かって凸となるように予め膨らんでいた場合を想定し、スリット８を第一基板２と第二基板３の表面のうち液晶５に接する側とは反対側の表面に形成することとしているが、それとは反対に液晶パネル９の中央部が液晶５に向かって凸となるように予め縮んで（凹んで）いた場合には、スリット８を第一基板２と第二基板３の表面のうち液晶５に接する側の表面に形成することとなる。この場合には、スリット８が形成された基板の中央部が液晶５とは反対側に向かって凸となるように変形し、第一基板２と第二基板３との間のギャップが均一化される。

但し、スリット８を液晶５に接する側の表面に形成すると、スリット８と直接的又は間接的に接する配向膜や電極が構造的に不安定となる恐れがあるため、その観点からすれば、スリット８は液晶５に接する側とは反対側の表面に形成されているのが好ましい。しかしながら、液晶パネル９の中央部が液晶５に向かって凸となるように予め縮んで（凹んで）いた場合には、液晶５に接する側の表面にスリット８を形成せざるを得ないが、これに対しては、例えば、液晶パネル９の中央部を液晶５とは反対側に向かって凸となるように予め変形させて（膨らませて）おくことで対処することが可能である。このように液晶パネル９の中央部を予め膨らませておく方法としては、例えば、第一基板２と第二基板３を貼り合わせる際にそれらの間に介在する空気をあえて抜ききらずに適度に残しておくことが挙げられる。

本発明は、上述の実施例で示したような反射型液晶パネルにのみ適用されるものではなく、第一基板２と第二基板３が共にガラスなどの透光性基板で構成された透過型液晶パネルなどにも適用することが可能である。

以上のように本発明では、液晶パネル９の表面にスリット８などの溝を形成することにより、第一基板２と第二基板３との間のギャップが均一化されていることから、ギャップの不均一性に起因して生じる表示画像における色ムラなどを解消することができる。

１ 液晶パネル
２ 第一基板
３ 第二基板
４ 周辺接着剤
５ 液晶
６ 注入口
７ 封口材
８ スリット
９ 液晶パネル

Claims (13)

1. 第一基板と第二基板とを所定の間隔を隔てて周辺接着剤を介して貼り合わせることで形成された隙間に液晶を封入してなる液晶パネルであって、
   前記第一基板と前記第二基板のうち少なくとも何れか一方の基板の表面に、前記第一基板と前記第二基板との間の前記隙間を均一化させる溝が形成されている、ことを特徴とする液晶パネル。
2. 前記溝は、前記第一基板と前記第二基板のうち画像の観察側とはならない基板の表面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶パネル。
3. 前記溝は、前記第一基板と前記第二基板のうち少なくとも何れか一方の基板の表面のうち、前記液晶に接する側とは反対側の表面に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶パネル。
4. 前記溝は、複数形成されると共に、互いの間隔が部分的に異なるように配置されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一つに記載の液晶パネル。
5. 前記間隔は、前記第一基板と前記第二基板のうち前記溝が形成された基板の中央部とその外周部において、前記中央部では前記外周部よりも相対的に狭く、前記外周部では前記中央部よりも相対的に広くなるように設けられていることを特徴とする請求項４に記載の液晶パネル。
6. 前記間隔は、前記中央部から前記外周部に向かって漸次広くなるように設けられていることを特徴とする請求項５に記載の液晶パネル。
7. 前記溝は、複数形成されると共に、そのうちの少なくとも二つが互いに交差するように配置されていることを特徴とする請求項１〜６の何れか一つに記載の液晶パネル。
8. 前記溝は、前記第一基板と前記第二基板のうち前記溝が形成された基板の一辺と平行な方向へ延びる複数の溝と、前記一辺と隣接する他辺と平行な方向へ延びる複数の溝とを含み、前記一辺と平行な方向へ延びる複数の前記溝と、前記他辺と平行な方向へ延びる複数の前記溝は、互いに交差するように配置されていることを特徴とする請求項７に記載の液晶パネル。
9. 第一基板と第二基板とを所定の間隔を隔てて周辺接着剤を介して貼り合わせることで形成された隙間に液晶を封入してなる液晶パネルの製造方法であって、
   前記第一基板と前記第二基板のうち少なくとも何れか一方の基板の表面に、第一基板と第二基板との間の前記隙間を均一化させる溝を形成する工程を有する、ことを特徴とする液晶パネルの製造方法。
10. 前記溝を形成する工程は、前記第一基板と前記第二基板との間の前記隙間に前記液晶を注入した後に行われることを特徴とする請求項９に記載の液晶パネルの製造方法。
11. 前記溝を形成する工程は、前記第一基板と前記第二基板との間の前記隙間に前記液晶を注入して気密に封止した後に行われることを特徴とする請求項１０に記載の液晶パネルの製造方法。
12. 前記溝を形成する工程は、前記第一基板と前記第二基板との間の前記隙間に前記液晶を注入する前に行われることを特徴とする請求項１１に記載の液晶パネルの製造方法。
13. 前記溝を形成する工程は、前記第一基板と前記第二基板を貼り合わせる前に行われることを特徴とする請求項１２に記載の液晶パネルの製造方法。

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