WO2015033721A1 - 表示パネル - Google Patents

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WO2015033721A1
WO2015033721A1 PCT/JP2014/070485 JP2014070485W WO2015033721A1 WO 2015033721 A1 WO2015033721 A1 WO 2015033721A1 JP 2014070485 W JP2014070485 W JP 2014070485W WO 2015033721 A1 WO2015033721 A1 WO 2015033721A1
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WO
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hole
liquid crystal
display
seal portion
substrates
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PCT/JP2014/070485
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Inventor
寿史 渡辺
昌行 兼弘
仲西 洋平
Original Assignee
シャープ株式会社
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Publication date
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    • G02F2201/56Substrates having a particular shape, e.g. non-rectangular

Definitions

  • the present invention relates to a display panel having holes in the display area.
  • a transmissive liquid crystal display device includes a liquid crystal panel, a backlight unit, a circuit board and a power source for supplying various electric signals to the liquid crystal panel, and a housing for housing these.
  • the liquid crystal panel is provided with a display area (active area) in which a plurality of pixels are arranged and a frame area (inactive area) located outside the display area.
  • a display area active area
  • a frame area inactive area located outside the display area.
  • the display area pixel electrodes, TFTs (thin film transistors), and the like are provided, and images and videos are displayed.
  • the frame region includes a sealing material for sealing the liquid crystal material between the substrates, wiring connected to the scanning lines or signal lines, a monolithic driving circuit, terminals connected to the external driving circuit, and the like. It is arranged and is not used for displaying images and videos.
  • the frame area of the liquid crystal panel is an area that does not contribute to display, it is preferable that the frame area be narrowed. However, although the narrowing of the frame of the liquid crystal panel is progressing year by year, it is theoretically difficult to eliminate the frame area.
  • the convex curved surface portion (lens portion) of the translucent cover typically covers the frame area of the display panel and a part of the display area in the vicinity of the frame area (hereinafter sometimes referred to as a peripheral display area).
  • a peripheral display area a part of the display area in the vicinity of the frame area.
  • the light emitted from the pixels (peripheral pixels) arranged in the peripheral display area is refracted by the lens unit, and as a result, the image is enlarged and displayed in front of the frame area. As a result, the frame area is less noticeable, or the frame area does not exist.
  • the display device as described above is used, for example, in a portable electronic device such as a smartphone, it is possible to provide a substantially entire area of the viewer-side panel surface as a display area.
  • Such an electronic device is advantageous from the viewpoint of downsizing the device because the area where information can be displayed is large relative to the size of the device.
  • Patent Documents 2 to 4 A configuration in which a through hole is provided in the display area of a liquid crystal panel is also disclosed in Patent Documents 2 to 4, for example.
  • Patent Documents 2 and 3 disclose a configuration in which wiring for driving pixels is made to avoid a through hole.
  • Patent Document 4 describes a sealing material and a spacer provided around the hole.
  • the display medium layer is configured using a fluid material such as a liquid crystal material
  • the display quality is likely to deteriorate around.
  • the present invention has been made in order to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to prevent deterioration in display quality in a display panel having holes in the display area.
  • a display panel includes a pair of substrates and a display medium layer held between the pair of substrates, wherein a display region and a frame region outside the display region are defined,
  • the display panel includes an outer seal portion provided so as to surround the display medium layer, and an opening is provided in a part of the outer seal portion, and the periphery of the hole
  • the corner portion or the protruding portion of the seal portion is provided on or near the straight line passing through the opening and the hole at a position on the back side of the hole when viewed from the opening of the outer seal portion. It has been.
  • the display panel includes an outer seal portion provided so as to surround the display medium layer, and the outer seal portion is provided in a closed annular shape, and the corner of the hole periphery seal portion is provided.
  • the portion or the protruding portion is provided on or near a straight line passing through the hole and the center of the display region at a position on the back side of the hole as viewed from the center of the display region.
  • the hole periphery seal portion has the corner portion, and the hole has a corner portion corresponding to the corner portion of the hole periphery seal portion.
  • a display panel includes a pair of substrates and a display medium layer held between the pair of substrates, wherein a display region and a frame region outside the display region are defined, A display panel in which a hole penetrating the pair of substrates and the display medium layer is formed on the inner side, and a hole peripheral seal portion disposed so as to surround the hole between the pair of substrates; At least one layered body formed on at least one of the substrates, and the at least one layered body has a non-formation region in a region outside the hole peripheral seal portion in contact with the hole peripheral seal portion. In addition, the cell gap in the non-formation region is larger than the cell gap in other regions.
  • the at least one layered body includes at least one of a color filter layer, an overcoat layer, a protective layer, and an interlayer insulating layer.
  • a display panel includes a pair of substrates and a display medium layer held between the pair of substrates, wherein a display region and a frame region outside the display region are defined, A display panel in which a hole penetrating the pair of substrates and the display medium layer is formed on the inner side, and a hole peripheral seal portion disposed so as to surround the hole between the pair of substrates; At least one vertical alignment film formed on at least one of the substrates, wherein the at least one vertical alignment film is a non-formation region in a region outside the hole peripheral seal portion in contact with the hole peripheral seal portion have.
  • An electronic apparatus includes any one of the display panels described above and an input / output device disposed in the hole of the display panel.
  • a liquid crystal panel manufacturing method includes a step of preparing a pair of substrates, a step of providing an outer seal portion and a hole periphery seal portion on one of the pair of substrates, and the periphery of the holes A step of spreading the liquid crystal material on at least the substrate surface of the one substrate by flowing the liquid crystal material supplied to a position away from the seal portion; and the outer seal portion and the hole peripheral seal portion between the pair of substrates. And a step of forming a hole inside the region where the hole peripheral seal portion of the pair of substrates is provided, and the hole peripheral seal portion has a corner portion or a protruding portion.
  • the liquid crystal material is caused to flow around the hole peripheral seal portion along the hole peripheral seal portion by at least two flows having different directions. Spreading said at least two orientations is the corners or protrusions of the hole peripheral seal portion in the confluence of different flow are arranged.
  • the display panel according to the embodiment of the present invention even when a through hole is provided in the display area, the display quality around the hole is prevented from being deteriorated.
  • FIG. 6 is a diagram showing a manufacturing process of a liquid crystal panel according to Reference Example 1, (a1) to (a3) are perspective views showing different processes, and (b1) to (b4) are around the holes in the liquid crystal sealing process.
  • FIG. FIG. 10 is a diagram illustrating a manufacturing process of a liquid crystal panel according to Reference Example 2, and (a1) to (a3) are perspective views illustrating different processes.
  • 1A and 1B are diagrams showing a configuration of a liquid crystal display device according to Embodiment 1 of the present invention, in which FIG. 1A is a plan view, and FIG. (A) to (c) show, in order, how the liquid crystal material flows around the hole in the manufacturing process of the liquid crystal panel included in the liquid crystal display device of Embodiment 1.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention, where (a) is a plan view and (b) is a cross-sectional view taken along line xx of (a).
  • FIG. 5 is a diagram for explaining various forms of a liquid crystal panel of Embodiment 2, and (a) to (d) are plan views showing different panel configurations.
  • 4A and 4B are diagrams showing a configuration of a liquid crystal display device according to Embodiment 3 of the present invention, where FIG. 5A is a plan view and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line xx of FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view illustrating a configuration around a hole of a liquid crystal panel of Embodiment 3.
  • FIG. (A) to (c) sequentially show how the liquid crystal material flows around the hole in the manufacturing process of the liquid crystal panel of the third embodiment.
  • FIG. 3 It is a figure for demonstrating an example of the manufacturing process of the liquid crystal panel of Embodiment 3, (a) is a top view, (b) and (c) show the state just before board
  • an outer frame seal portion (hereinafter referred to as an outer seal portion) is provided along the periphery of the substrate, and a seal portion (hereinafter referred to as a hole peripheral seal portion) is also provided around a hole penetrating the substrate. Therefore, it is necessary to seal the liquid crystal material between the substrates.
  • a pair of substrates 90 arranged to face each other with a gap for injecting a liquid crystal material is prepared.
  • substrate 90 is bonded together by the outer side seal part 93B provided in the periphery.
  • the outer seal portion 93B is provided with a liquid crystal injection port 23B.
  • a hole 10A is formed so as to penetrate the pair of substrates 90 inside the region surrounded by the outer seal part 93B, and a closed annular hole peripheral seal part 93A is provided around the hole 10A. It has been.
  • a pair of bonded substrates 90 are placed in a vacuum environment, where the liquid crystal injection port 23B is brought into contact with the liquid crystal material.
  • the liquid crystal material LC is injected into the empty cell from the liquid crystal injection port 23B.
  • the liquid crystal material LC expands the gap between the substrates from the liquid crystal injection port 23B toward the back of the empty cell.
  • the liquid crystal material LC that has entered the empty cell contacts the hole peripheral seal portion 93A on the outer side of the hole 10A from the front side, and then wraps around the hole peripheral seal portion 93A. Then, it spreads to the back side of the hole seal portion 93A.
  • the shape of the hole peripheral seal portion 93A is, for example, an annular shape
  • the liquid crystal material may not quickly wrap around to the side opposite to the portion where the liquid crystal material LC first reaches (the portion behind the hole 10A). .
  • the liquid crystal material LC that has entered from the left and right of the hole 10A cannot flow along the outer periphery of the hole peripheral seal portion 93A, and forms a gap A behind the hole 10A. To merge.
  • the liquid crystal material LC is injected while leaving the gap A behind the hole 10A.
  • the size of the gap A formed as described above depends on the degree of vacuum, and the lower the degree of vacuum, the larger the gap A is formed.
  • the gap A is formed after the injection port 23B is sealed with the sealing resin 19B as shown in FIGS. 1 (a3) and 1 (b4).
  • the fine bubbles B thus made remain around the hole 10A.
  • the display quality around the hole is lowered.
  • the bubble B may be generated not only when the hole is circular but also when the hole has another shape such as a quadrangle.
  • an outer seal portion 93B and a hole peripheral seal portion 93A are provided on one substrate 91 in a vacuum, and the liquid crystal material LC is applied to the dropping position DP in the center portion of the panel. Then, after the one substrate 91 is bonded to the other substrate 92, the seal portion is cured by ultraviolet irradiation or the like. In the ODF method, the liquid crystal material is often dropped at a position away from the seal portion (usually near the center of the panel) in order to prevent the liquid crystal material from contacting and being contaminated.
  • the liquid crystal material LC spreads between the substrates around the dropping position DP toward the periphery.
  • the present inventor has conducted earnest research on a method for preventing the generation of bubbles B around the hole 10A. As a result, it has been found that the generation of bubbles can be reduced by appropriately designing the shape of the hole periphery seal portion and the configuration of the display panel around the hole.
  • FIGS. 3A and 3B are a plan view and a cross-sectional view showing a liquid crystal display device 100 including the liquid crystal panel 10 of the first embodiment.
  • FIG. 3B shows a cross section taken along line xx of FIG.
  • the liquid crystal display device 100 may be various electronic devices as long as the liquid crystal panel 10 is provided.
  • the entire electronic device including the liquid crystal panel 10 may be referred to as a “liquid crystal display device”.
  • electronic devices generally including a display panel may be referred to as “display devices”.
  • the liquid crystal display device (or electronic device) 100 includes, for example, a portable game machine, a smartphone, a mobile phone, a PDA (Personal Digital Assistant), a tablet terminal, an electronic book reader, a music player, a camera, an electronic dictionary, an electronic notebook, and navigation. It may be a system, a display device, a personal computer, a wearable computer, a wristwatch, a game machine, a television, an information display, or the like.
  • a display panel using a liquid crystal layer as a display medium layer (that is, a liquid crystal panel) will be exemplified, but the embodiment of the present invention is not limited to this.
  • the configurations described below can be applied to various electronic devices including a display panel using another display medium layer having fluidity, such as an electrophoretic display device and an electrowetting display device.
  • the liquid crystal display device 100 includes a liquid crystal panel 10 and a circuit board 20 disposed on the back side of the liquid crystal panel 10.
  • the liquid crystal display device 100 is a transmissive liquid crystal display device, and a backlight 40 is provided between the liquid crystal panel 10 and the circuit board 20.
  • the backlight 40 may be an edge light type backlight provided with optical elements such as a light guide plate, a diffusion plate, and a reflection plate in addition to a light source such as an LED.
  • the backlight 40 may be a direct type (surface emitting type) backlight configured using a surface light emitting element or the like.
  • the liquid crystal panel 10 includes a TFT substrate (active matrix substrate) 11 in which pixels are arranged in an array, a counter substrate 12 disposed to face the TFT substrate 11 with a gap, and a pair of these substrates 11 and 12. And a liquid crystal layer 14 held between them.
  • An optical film layer 15 made of a polarizing plate, a retardation film, or the like is attached to the outer surfaces of the TFT substrate 11 and the counter substrate 12 via an adhesive layer.
  • the display mode of the liquid crystal display device 100 may be various.
  • the TFT substrate 11 is provided with a TFT and a pixel electrode connected thereto for each pixel, and the counter substrate 12 is provided with a common electrode or a color filter. Layers, black matrix, etc. are provided.
  • a horizontal electric field mode such as FFS (Fringe Field Switching) mode
  • the TFT substrate 11 is provided with a pixel electrode having a plurality of slits and elongated electrode portions, and for generating a horizontal electric field between the pixel electrode.
  • a common electrode or the like is provided.
  • the optical film layer 15 may not be provided.
  • a hole 10A that penetrates the liquid crystal panel 10 is provided inside the frame region RF (that is, the display region RA).
  • An input / output device 30 described later is disposed inside the hole 10A.
  • the diameter of the hole 10A may be any size according to the mode of the input / output device 30, but is set to about 1 mm to about 15 mm, for example. Further, the configuration of the present embodiment is effective for suppressing the generation of bubbles, which will be described later, when the diameter of the hole 10A is relatively small, particularly 10 mm or less.
  • a hole peripheral seal portion 13A is provided around the hole 10A. Further, an outer frame-shaped outer seal portion 13 ⁇ / b> B is provided on the periphery of the liquid crystal panel 10.
  • a liquid crystal injection port 23B is provided in the outer seal portion 13B, and the liquid crystal injection port 23B is sealed with a sealing resin 19B.
  • the liquid crystal layer 14 is sealed between the pair of substrates 11 and 12 by the outer seal portion 13B, the sealing resin 19B, and the hole peripheral seal portion 13A.
  • a portion of the hole periphery seal portion 13A that has a generally annular shape is provided with a “ ⁇ ”-shaped corner or protrusion 13P (hereinafter referred to as “corner 13P”).
  • the corner portion 13P is on or near the straight line 11 passing through the liquid crystal injection port 23B and the center of the hole 10A, and is opposite to the side close to the liquid crystal injection port 23B in the hole 10A (the hole 10A as viewed from the injection port 23B). On the back side).
  • the area inside the frame area RF formed around the liquid crystal panel 10 is referred to as a display area RA for the sake of convenience, but the display area RA does not contribute to display (outside area).
  • a non-display area other than the frame area RF) may be included.
  • a non-display area RF2 is formed in the display area RA around the hole 10A.
  • the non-display region RF2 includes a region provided with a hole 10A itself, a hole peripheral seal portion 13A, or a light shielding member (not shown) for preventing light leakage near the hole 10A.
  • FIGS. 4A to 4C show the flow of the liquid crystal material LC around the hole 10A when the liquid crystal material LC is injected into the empty cell by the vacuum injection method.
  • the liquid crystal material LC is a hole peripheral sealing material. It comes into contact with the front side of 13A, and then splits left and right along the hole periphery sealing material 13A and spreads to the back side of the hole periphery sealing material 13A.
  • the liquid crystal material LC turns around from the left and right to the back side of the hole peripheral sealing material 13A.
  • the corner portion 13P is provided in the hole peripheral sealing material 13A.
  • the liquid crystal material LC flows along the hole-periphery sealing material 13A, and the flows that wrap around from the left and right of the hole-periphery sealing material 13A merge in the vicinity of the corner 13P. For this reason, unlike the case shown in FIG. 1 (b2), the formation of the gap A on the back side of the hole 10A is prevented.
  • the liquid crystal material LC is injected further into the hole 10. And even after the liquid crystal material is completely injected into the empty cell, unlike the case shown in FIG. 1 (b4), the bubble B is not generated around the hole 10A. Deterioration of display quality is prevented.
  • the liquid crystal display device 100 includes an input / output device 30 disposed in the hole 10A.
  • the input / output device 30 is, for example, a push-type electric switch, and corresponds to, for example, a hardware button provided on a smartphone.
  • the input / output device 30 will be described in more detail.
  • the input / output device 30 is disposed inside the hole 10A of the liquid crystal panel 10 and is connected to the circuit board 20 via a connector.
  • the backlight 40 disposed between the liquid crystal panel 10 and the circuit board 20 is also provided with a through hole, and the input / output device 30 penetrates the liquid crystal panel 10 and the backlight 40.
  • the circuit board 20 is connected through the hole.
  • the input / output device 30 is a variety of devices such as physical / electrical switches, buttons, optical elements that can receive external light, audio output devices, and light emitting devices that receive input from the user. It's okay.
  • the input / output device 30 receives input (direct operation) from the user, push button, direction key (cross key), analog stick, touch panel (touch sensor), rotary switch (volume controller), rotation It may be a type selector (jog dial), toggle switch, trackball, trackpad, stick-type pointing device, hardware keyboard and the like.
  • the input / output device 30 includes an image sensor (CCD image sensor, CMOS image sensor, etc.), an optical element (fiber optic face plate, etc.), and an optical sensor (illuminance sensor, proximity sensor, etc.) that receive optical input. .
  • image sensor CCD image sensor, CMOS image sensor, etc.
  • optical element fiber optic face plate, etc.
  • optical sensor illumination sensor, proximity sensor, etc.
  • it may be a temperature sensor, a microphone, an input terminal such as HDMI (registered trademark) or USB, or a wiring terminal such as a plug or an outlet.
  • the input / output device 30 may be an audio output device such as a speaker, a light emitting device such as an LED, or a display device that operates independently of the liquid crystal panel 10. .
  • the input / output device 30 is physically, electrically, or optically connected to the circuit board 20 disposed on the back side of the liquid crystal panel 10.
  • a signal from the input / output device 30 or a signal to the input / output device 30 may be processed / generated by various processing units provided in the circuit board 20.
  • the input / output device 30 may have a portion that protrudes from the viewer side surface of the liquid crystal panel 10. Further, the input / output device 30 may have a widened portion having a diameter larger than the diameter of the hole 10 ⁇ / b> A as a portion protruding from the liquid crystal panel 10. If the non-display area RF2 around the hole is hidden by the widened portion, the sense of unity between the input / output device 30 and the display screen can be improved.
  • the widened portion may be provided so as to be fixed to the input / output device 30 after the input / output device 30 is mounted on the circuit board 20 through the hole 10A.
  • the input / output device 30 may include a detachable part, for example, an operation unit disposed inside the hole 10A of the liquid crystal panel 10 and connected to the circuit board 20, and detachable from the operation unit. It may be composed of a stick part. In this case, the user can use it as an input device such as an analog controller by attaching a stick part to a fitting hole or a screw hole provided in the operation part as necessary.
  • a detachable part for example, an operation unit disposed inside the hole 10A of the liquid crystal panel 10 and connected to the circuit board 20, and detachable from the operation unit. It may be composed of a stick part. In this case, the user can use it as an input device such as an analog controller by attaching a stick part to a fitting hole or a screw hole provided in the operation part as necessary.
  • a source wiring (not shown) extending in the vertical direction and a gate wiring (not shown) extending in the horizontal direction are provided so as to bypass the hole 10A.
  • pixels can be provided in a matrix form except for the periphery of the hole 10A, and an image or the like can be displayed by supplying a signal to the pixels via the TFTs connected to the gate wiring and the source wiring.
  • the channel of the TFT provided in the pixel may be formed of amorphous silicon, low-temperature polysilicon exhibiting crystallinity, or an oxide semiconductor such as an In—Ga—Zn—O-based semiconductor.
  • the In—Ga—Zn—O-based semiconductor may be amorphous or may include a crystalline part.
  • an area where pixels cannot be arranged may be formed around the hole 10A.
  • the wiring region around the hole that cannot be used for display may be covered with a black matrix in order to prevent light leakage. Note that, as will be described later with reference to FIG. 14, at least one portion of the wiring region around the hole may be covered with the hole peripheral seal portion 13A.
  • the liquid crystal display device 100 of the present embodiment may be configured to display an image related to the input / output device 30 in the display area of the liquid crystal panel 10 (for example, around the hole 10A and the input / output device 30). Good. For example, when a volume controller is provided as the input / output device 30, the current volume size determined by the user's operation may be displayed around the input / output device 30.
  • the control of the image displayed around the hole can be performed by a known image processing device (image processing unit).
  • the image processing apparatus may include, for example, an arithmetic processing unit, a graphic processing unit, a memory, and the like provided on a circuit board.
  • the image processing apparatus is configured to be able to generate image data based on a signal output from the input / output device 30, so that a related image can be displayed around the input / output device 30. .
  • a touch panel may be provided on the viewer side of the liquid crystal panel 10.
  • the touch panel may have a known configuration, and an out-cell type, on-cell type, or in-cell type touch panel can be arbitrarily used.
  • an electrode a plurality of sensor wirings
  • the like constituting the touch sensor are provided inside the liquid crystal panel 10.
  • FIG. 5A is a view for explaining the shape of the corner portion 13P provided in the hole periphery seal portion 13A.
  • the shape of the corner portion 13P may be defined by the angle ⁇ .
  • the angle ⁇ of the corner portion 13P is set to 45 ° to 170 °, for example. This angle ⁇ may be appropriately set in consideration of the size of the hole 10A, the fluidity of the liquid crystal material, the cell gap, and the like.
  • Table 1 below is a table showing an observation result as to whether or not bubbles are generated around the hole when the angle ⁇ of the corner portion 13P is changed in a range of 45 ° to 180 °.
  • “ ⁇ ” indicates that bubbles were not generated
  • “ ⁇ ” indicates that no bubbles were generated
  • “ ⁇ ” indicates that bubbles were generated.
  • the angle ⁇ of the corner is in the range of 45 ° to 170 °, compared to the case where the corner is not provided (that is, when the angle ⁇ is 180 °), the generation of bubbles is suppressed. It turns out that there is an effect. Further, from the results in Table 1, it can be seen that the angle ⁇ of the corner is particularly preferably set to 45 ° to 150 °.
  • the angle ⁇ is an acute angle of less than 45 °, the formation of the hole 10A is often difficult.
  • the angle ⁇ is preferably set to 45 ° or more, but the angle ⁇ may be less than 45 ° as long as the hole can be appropriately processed.
  • FIG. 5C shows a panel structure when the shape of the hole 10A is substantially square.
  • the shape of the hole peripheral seal portion 13A also has a shape corresponding to the hole 10A.
  • the shape of the hole periphery seal portion 13A is preferably a shape corresponding to the hole 10A.
  • the corner portion 13P is provided on the back side of the hole (that is, the side opposite to the liquid crystal injection port 23B side). In this configuration, when the liquid crystal material is injected from the liquid crystal injection port 23B to the back side of the empty cell, generation of bubbles can be prevented by providing the corner portion 13P.
  • FIG. 5D shows still another modification.
  • the liquid crystal injection port 23B is provided on the right side of the liquid crystal panel in the drawing and at a position shifted from the center of the right side (specifically, a position near the lower side).
  • a region where the spread speed of the liquid crystal material is fast and a region where the liquid crystal material is spread are formed.
  • the liquid crystal material spreads quickly above the hole 10A, as indicated by the solid arrow V1 in FIG. 5D, and the hole 10A has an opening as indicated by the broken arrow V2 in FIG. 5D.
  • the spread of the liquid crystal material is slow.
  • the corner portion 13P may be provided at an assumed confluence point of the liquid crystal material, that is, a position shifted from the straight line l1.
  • the apex of the corner 13P is typically provided on or near the straight line l1.
  • the vertex of the corner 13P is arranged at a position where the angle formed by the straight line 11 and the straight line connecting the center of the hole 10A and the vertex of the corner 13P is, for example, 0 ° to 40 °.
  • the hole periphery seal portion 13A has a square or elliptical shape corresponding to the shape of the hole 10A.
  • the corner portion 13P and the protruding portion 13P 'of the hole peripheral seal portion 13A are disposed in the vicinity of a straight line 11 passing through the center of the hole 10A and the injection port 23B. In this case, it is possible to prevent a gap from being formed when the liquid crystal material injected from the injection port 23B wraps behind the hole periphery seal portion 13A, and to suppress a deterioration in display quality around the hole. .
  • a sealing material is applied on one substrate (here, the TFT substrate 11).
  • the sealing material is provided in a linear shape having a width of about 1 mm, for example, using a known dispenser device.
  • an ultraviolet curable or thermosetting resin material (acrylic resin or the like) can be used.
  • a UV curable sealing agent “PHOTOREC” manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd. should be used. Can do.
  • an outer frame-shaped outer sealing material is provided on the peripheral edge of the TFT substrate 11, and in the region where the through hole 10A (see FIG. 1 (a3)) is formed in the subsequent step.
  • a hole periphery sealing material is provided around the periphery.
  • the hole periphery sealing material is provided inside the region surrounded by the outer sealing material.
  • a corner is provided on the side opposite to the injection port 23B.
  • the corners can be formed by appropriately controlling the dispenser device described above.
  • the sealing material is cured by heat or ultraviolet rays, whereby the outer seal portion 13B and the hole peripheral seal portion 13A having the corner portions 13P are formed. 11 and 12 are completed. Note that by providing a plurality of photo spacers having a uniform height over the entire substrate surface of the counter substrate 12, the cell gap can be easily set to a desired thickness over the entire panel surface.
  • a through hole 10A (hole 10A) penetrating the TFT substrate 11 and the counter substrate 12 is formed inside the hole periphery seal portion 13A.
  • the hole 10A can be formed by, for example, scribing (laser scribing or mechanical scribing), using a laser, a drill, or the like, or by a water jet. Note that the step of forming the hole 10A may be performed after the liquid crystal injection step.
  • the liquid crystal display device 100 including the liquid crystal panel 10 of the present embodiment when the liquid crystal layer is formed by the vacuum injection method, the input / output device 30 that passes through the hole 10A provided in the display area RA can be disposed, and the hole It is possible to prevent a deterioration in display quality around 10A.
  • (Embodiment 2) 7A and 7B are a plan view and a cross-sectional view illustrating a configuration of a liquid crystal display device 200 including the liquid crystal panel 102 of the second embodiment.
  • the liquid crystal material is sealed between the substrates by the ODF method instead of the vacuum injection method.
  • the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description may be omitted.
  • a through hole 10A is also provided in the display area of the liquid crystal panel 102 of the present embodiment, and the liquid crystal layer 14 is sealed between the substrates around the display hole.
  • a hole peripheral seal portion 13A is provided.
  • a closed annular outer seal portion 13B is provided on the periphery of the liquid crystal panel 102.
  • the outer seal portion 13B is not provided with a liquid crystal injection port.
  • the hole periphery seal portion 13A has a corner portion 13P.
  • the corner portion 13P is on or near the straight line 12 passing through the position DP (here, the substantially central position of the liquid crystal panel 10) where the liquid crystal is dropped in the ODF method and the center of the hole 10A. It is provided at a position opposite to the liquid crystal dropping position DP in 10A (the back side of the hole 10A as viewed from the liquid crystal dropping position DP).
  • a sealant corresponding to the outer seal portion 13B and the hole peripheral seal portion 13A shown in FIG. 7A is applied on one substrate (for example, the TFT substrate 11) using a known dispenser device.
  • the sealing material is provided in a linear shape having a width of about 1 mm, for example, using an ultraviolet curable or thermosetting resin material (acrylic resin or the like) as in the first embodiment.
  • a liquid crystal material is dropped onto a position DP near the central portion on the substrate provided with the sealing material.
  • the outer sealing portion 13B and the hole peripheral sealing portion 13A are formed by curing the sealing material with heat or ultraviolet rays.
  • the liquid crystal material is spread over the entire substrate surface, whereby the liquid crystal layer 14 is formed.
  • the liquid crystal layer 14 is filled in a space between the substrates inside the outer seal portion 13B and outside the hole peripheral seal portion 13A.
  • the hole periphery seal portion 13A is provided with a corner portion 13P on the side facing the liquid crystal dropping position DP with the hole 10A interposed therebetween, so that the liquid crystal material spreading from the liquid crystal dropping position DP is transferred to the hole periphery sealing portion 13A. It is possible to prevent a void from being formed when wrapping back.
  • a hole 10A penetrating the TFT substrate 11 and the counter substrate 12 is formed inside the hole periphery seal portion 13A.
  • the hole 10A can be formed by, for example, scribing (laser scribing or mechanical scribing), using a laser, a drill, or the like, or by a water jet.
  • the liquid crystal display device 200 including the liquid crystal panel 102 of the present embodiment when the liquid crystal layer is formed by the ODF method, the input / output device 30 that passes through the hole 10A provided in the display area RA can be disposed, and the hole 10A It is possible to prevent the display quality from deteriorating around.
  • the liquid crystal layer forming step is performed by the ODF method.
  • the dropping position DP of the liquid crystal material in each aspect is shown.
  • the outer seal portion 13B provided on the outer peripheral portion of the liquid crystal panel is provided in an annular shape that is closed along the side of the panel so that the liquid crystal layer can be sealed inside.
  • FIG. 8 (a) shows a mode in which a circular hole 10A is provided in the lower region of the liquid crystal panel, similarly to the mode shown in FIGS. 7 (a) and (b).
  • the dropping position DP is in the vicinity of the center of the panel, and the corner portion 13P is formed below the hole peripheral seal portion 13A.
  • FIG. 8B shows a case where the shape of the hole 10A is square in the configuration shown in FIG. Also in this case, the corner portion 13P is provided below the hole peripheral seal portion 13A.
  • FIG. 8C shows a mode in which a circular hole 10A is provided at the center of the panel.
  • the liquid crystal dropping position DP is disposed in the upper region of the panel.
  • the corner portion 13P is provided downward of the hole peripheral seal portion 13A. The position where the corner 13P is provided may be appropriately selected depending on the position of the liquid crystal dropping position DP and the hole 10A.
  • a circular hole 10A is provided in the center of the panel, and liquid crystal dropping positions DP are set in two places, an upper region and a lower region of the panel.
  • the liquid crystal material applied to the two liquid crystal dropping positions DP flows from the upper and lower sides toward the hole peripheral seal portion 13A in the substrate bonding step.
  • the liquid crystal materials that have flowed from both the upper and lower sides typically merge at the left and right positions of the hole 10A.
  • the corner portions 13P at the left and right positions of the hole 10A the liquid crystal material can flow along the hole peripheral seal portion 13A, and the generation of bubbles is suppressed. Can do.
  • FIGS. 9A and 9B are a plan view and a cross-sectional view illustrating a configuration of a liquid crystal display device 300 including the liquid crystal panel 103 according to the third embodiment.
  • the corners or protrusions 13P are not provided in the hole peripheral seal portion 13A, but the liquid crystal is formed around the hole peripheral seal portion 13A. A region where the material easily flows is formed.
  • the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description may be omitted.
  • a layered body 35 is provided on the TFT substrate 11 and the counter substrate 12 on the liquid crystal layer 14 side.
  • the layered body 35 has an opening region 36 that overlaps a region of a predetermined width outside the hole periphery seal portion 13A.
  • the open region 36 is a region 36 where the layered body 35 is not provided, and the cell thickness in this region 36 is larger than the cell thickness in other regions.
  • FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view showing the periphery of the hole 10A of the liquid crystal panel 103 (in FIG. 10, a portion 10A ′ where the hole 10A is formed later is shown).
  • the layered body 35 provided on the counter substrate 12 may include a color filter layer (1 to 2 ⁇ m), an overcoat layer (2 to 3 ⁇ m), and the like.
  • the layered body 35 provided on the TFT substrate 11 may include an inorganic protective film (about 0.2 ⁇ m) covering the TFT, a planarizing film (2 to 3 ⁇ m) formed from an organic insulating material, and the like. .
  • the opening region 36 in which the layered body 35 is not formed is a region in which the cell thickness is increased.
  • the cell thickness in the region in which the layered body 35 is formed is about 3 ⁇ m.
  • the cell thickness is about 7 ⁇ m.
  • the opening region 36 is provided outside the hole peripheral seal portion 13A so as to have a predetermined width (for example, about 0.1 to 1 mm).
  • the opening region 36 is formed by providing an opening in a corresponding region using a photolithography method or the like in the step of forming the layered body 35.
  • the liquid crystal material LC flows so as to wrap around from both sides of the hole 10A.
  • the liquid crystal material LC preferentially flows into the opening region 36, thereby forming a gap as shown in FIG.
  • the liquid crystal material joins in the back of the hole 10A without any failure. Accordingly, as shown in FIG. 11C, the generation of bubbles around the hole 10A is prevented.
  • FIGS. 12A to 12C are diagrams for explaining an example of the manufacturing process of the liquid crystal panel 103 of the present embodiment.
  • the TFT substrate 11 and the counter substrate 12 are prepared.
  • the layered body 35 (the black matrix and the color filter layer 18a or the overcoat layer 18b) is formed on the counter substrate 12, as shown in FIG. It is not provided around the area 10A ′ where the hole 10A is provided.
  • the layered body 35 (passivation layer 17a and organic interlayer insulating layer 17b) is not provided around the region 10A 'where the hole 10A is provided.
  • the cell thickness in the opening region 36 where the cell thickness around the hole is large becomes about 4 ⁇ m.
  • the transparent electrode 19 a provided on the TFT substrate 11 and the counter substrate 12 may be present only in the pixel array region 37.
  • the circuit layer 19b including the TFT, the source wiring, the gate wiring, and the like provided on the TFT substrate 11 includes a wiring detouring around the hole 10A, and thus is formed inside the region 36 where the cell thickness is large. It may contain parts.
  • the hole peripheral seal portion 13A is formed.
  • the sealing material 13 ′ is applied in the form of a dot or a plane at the center of the region 10A ′ where the hole 10A is to be formed later.
  • the applied sealing material 13 ′ is spread by the substrate and spreads around the region 10 A ′ where a hole is to be formed.
  • the sealing material 13 ′ is adjusted to an amount that does not reach the portion where the layered body 35 exists even after being spread (that is, an amount that does not cover the entire opening region 36 of the layered body 35).
  • FIG. 12 (c) even after the seal material is cured and the hole periphery seal portion 13A is formed, a region having a large cell thickness (open region 36) remains outside the hole periphery seal portion 13A. To do.
  • the liquid crystal layer filling step may be performed by a vacuum injection method or an ODF method.
  • the liquid crystal material LC that flows from the liquid crystal injection port 23B or the liquid crystal dropping position DP in the direction of the hole 10A wraps around to the back side of the hole 10A relatively quickly in the opening region 36 of the layered body 35. The generation of bubbles can be prevented.
  • a hole 10A is provided so as to penetrate the TFT substrate 11, the counter substrate 12, and the hole peripheral sealing material 13A, and the liquid crystal panel has the hole 10A in the display area. Can be obtained.
  • the step of forming the hole 10A can also be performed before the liquid crystal filling step.
  • the liquid crystal display device 300 including the liquid crystal panel 103 of the present embodiment when the liquid crystal layer is formed by either the vacuum injection method or the ODF method, the input / output device 30 that passes through the hole 10A provided in the display region RA. Can be disposed, and the deterioration of display quality around the hole 10A can be prevented.
  • FIGS. 13A and 13B are diagrams for explaining the liquid crystal panel 104 of the fourth embodiment.
  • the liquid crystal panel 104 of the present embodiment is different from the liquid crystal panel 103 of the third embodiment in that an opening region 39 that is not provided with the vertical alignment film 38 is formed around the hole 10A instead of the layered body 35. .
  • production is acquired even when using any of a vacuum injection method and ODF method.
  • FIG. 14A shows the liquid crystal panel 105 of the fifth embodiment
  • FIG. 14B shows the area around the hole 10A in the liquid crystal panel 105 in an enlarged manner
  • FIG. 14C is an enlarged view around the hole of the liquid crystal panel of the reference example.
  • the hole 10A has the same shape (similarity) as the hole peripheral seal portion 13A. That is, the hole 10A has a corner portion 10P at a position corresponding to the corner portion 13P of the hole periphery seal portion 13A.
  • Wiring is provided around the hole 10A so as to overlap the hole peripheral seal portion 13A.
  • FIG. 14A only one source line 4 is shown, but a large number of source lines and gate lines may be provided so as to overlap with the hole periphery seal portion 13A.
  • the pixel Px is not provided in the region where the hole peripheral seal portion 13A exists. This region is typically covered with a black matrix to prevent light leakage.
  • the width of the non-display area If it is not constant, a non-display area can be seen only in a thick area (a magnified image by the lens part is not displayed), and there is a problem that the appearance is not good. For this reason, by making the shape of the hole 10A similar to the shape of the hole periphery seal portion 13, the width of the non-display area can be made constant, and thereby the non-display area can be hardly observed.
  • the hole periphery seal portion 13A may have a shape having a protruding portion that fills the gap A shown in FIG. 1 (b2), and does not necessarily have a corner portion.
  • the corner portion may have a shape where two curves intersect instead of two straight lines.
  • This specification discloses a manufacturing method of a display panel, a display device, and a liquid crystal panel described in the following items.
  • the display panel of item 1 it is possible to suppress the generation of bubbles in the display medium layer around the hole, thereby preventing the display quality from being deteriorated.
  • the outer seal portion is provided so as to surround the display medium layer, an opening is provided in a part of the outer seal portion, and the corner portion or the protruding portion of the hole periphery seal portion is The display panel according to item 1, wherein the display panel is provided on a straight line passing through the opening and the hole or in the vicinity of the straight line at a position on the back side of the hole when viewed from the opening of the outer seal portion. .
  • the display panel described in Item 2 when the liquid crystal material is sealed between the substrates by a vacuum injection method, the generation of bubbles in the display medium layer around the hole can be effectively suppressed.
  • An outer seal portion provided so as to surround the display medium layer, the outer seal portion is provided in a closed annular shape, and the corner portion or the protruding portion of the hole-periphery seal portion is provided in the display area.
  • the display panel according to item 1 wherein the display panel is provided on or near a straight line passing through the hole and the center of the display region at a position on the back side of the hole as viewed from the center.
  • the display panel of item 4 it is possible to make the light-shielding region provided corresponding to the hole periphery seal portion inconspicuous.
  • At least one layered body, and the at least one layered body has a non-formed region in a region outside the hole peripheral seal portion in contact with the hole peripheral seal portion, and a cell in the non-formed region
  • the display panel of item 5 it is possible to suppress the generation of bubbles in the display medium layer in the vicinity of the hole, thereby preventing deterioration in display quality.
  • the display panel of item 6 it is possible to suppress the generation of bubbles in the display medium layer by using the color filter layer, overcoat layer, protective layer, or interlayer insulating layer provided on the display panel. .
  • the display panel of item 7 it is possible to suppress the generation of bubbles in the display medium layer around the hole, thereby preventing deterioration in display quality.
  • An electronic apparatus comprising: the display panel according to any one of items 1 to 7; and an input / output device disposed in the hole of the display panel.
  • the display quality around the hole can be improved.
  • the liquid crystal material includes: The periphery of the hole periphery seal portion is spread by at least two flows having different directions that circulate along the hole periphery seal portion, and is at a merging point of the flows having different directions. There the angle portion or protrusion of the hole peripheral seal portion is disposed, a method of manufacturing a liquid crystal panel.
  • the generation of bubbles in the liquid crystal layer around the hole is suppressed, and this can prevent deterioration in display quality.
  • the display panel according to the embodiment of the present invention is widely used in various electronic devices such as a portable game machine and a smartphone.
  • Liquid crystal display device (electronic equipment) DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Liquid crystal panel 10A Through-hole 11 TFT substrate 12 Counter substrate 13A Hole periphery seal part 13B Outer seal part 13P Corner

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Abstract

 表示パネル(10)は、一対の基板(11、12)および一対の基板間に保持された表示媒体層(14)を備え、表示領域(RA)および表示領域の外側の額縁領域(RF)が規定されており、額縁領域の内側において一対の基板および液晶層を貫通する孔(10A)が形成されており、一対の基板間において孔を囲むように配置された孔周辺シール部(13A)を備え、孔周辺シール部が角部または突出部(13p)を有する。

Description

表示パネル
 本発明は、表示領域内に孔が設けられた表示パネルに関する。
 一般に、透過型の液晶表示装置は、液晶パネル、バックライトユニット、液晶パネルに各種の電気信号を供給するための回路基板や電源、および、これらを収容する筐体などを備えている。
 液晶パネルには、複数の画素が配列された表示領域(アクティブエリア)と、その外側に位置する額縁領域(非アクティブエリア)とが設けられている。表示領域には、画素電極やTFT(thin film transistor)などが設けられており、画像や映像が表示される。一方、額縁領域には、液晶材料を基板間に封止するためのシール材、走査線または信号線に接続された配線やモノリシックに形成された駆動回路、外部駆動回路に接続される端子などが配置されており、画像や映像の表示のために用いられない。
 液晶パネルの額縁領域は、表示に寄与しない領域であるので、狭小化されることが好ましい。しかし、液晶パネルの狭額縁化が年々進んではいるものの、額縁領域を無くすことは原理的に困難である。
 以前より、表示パネルの額縁領域を狭小化する、あるいは、目立たなくする方法が検討されている。本出願人は、特許文献1において、表示パネルの観察者側に透光性カバーを設ける表示装置を開示している。この表示装置において、透光性カバーの端部には、レンズとして機能する凸曲面部分が設けられている。
 透光性カバーの凸曲面部分(レンズ部)は、典型的には、表示パネルの額縁領域と、額縁領域近傍の表示領域の一部(以下、周辺表示領域と呼ぶ場合がある)とを覆うように配置される。周辺表示領域に配列された画素(周辺画素)から出射された光は、レンズ部で屈折し、その結果、額縁領域の前方に画像が拡大されて表示される。これにより、額縁領域が目立ちにくくなる、あるいは、額縁領域が存在しないように見える。
 上記のような表示装置を用いれば、例えばスマートフォンなどの携帯型の電子機器において、観察者側パネル面の略全域を表示領域として提供することが可能になる。このような電子機器は、機器のサイズに対して情報表示が可能な領域が大きいので、機器の小型化という観点から有利である。
国際公開第2010/089998号 特開2005-46352号公報 特開2009-47902号公報 特開2004-329694号公報
 観察者側パネル面の全体を表示に利用しようとする試みがなされているが、額縁領域を完全に無くしてしまうと、従来、前面の額縁領域に配置されていた物理的なボタンやカメラ等を設けるスペースが無くなる。
 これに対し、本出願人は、国際出願第PCT/JP2014/054966号において、表示パネルの額縁領域内側の領域すなわち表示領域内に貫通孔を設け、この貫通孔にボタン等の入力デバイスを設置する構成を開示している。参考のために、国際出願第PCT/JP2014/054966号の開示内容の全てを、本明細書に援用する。
 液晶パネルの表示領域に貫通孔を設ける構成は、例えば、特許文献2~4にも開示されている。特許文献2および3には、貫通孔を避けるようにして画素を駆動するための配線を巡らせる構成が開示されている。また、特許文献4には、孔の周辺に設けられるシール材やスペーサについての記載がある。
 しかし、本発明者の検討の結果、例えば液晶材料のような流動性を有する材料を用いて表示媒体層を構成する場合において、従来の構成では、表示パネルに貫通孔を設けたときに、孔の周りで表示品位が低下しやすいことが分かった。
 本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、表示領域に孔を有する表示パネルにおいて表示品位の低下を防止することをその目的とする。
 本発明の実施形態による表示パネルは、一対の基板および前記一対の基板間に保持された表示媒体層を備え、表示領域および前記表示領域の外側の額縁領域が規定されており、前記額縁領域の内側において前記一対の基板および前記表示媒体層を貫通する孔が形成されている表示パネルであって、前記一対の基板間において、前記孔を囲むように配置された孔周辺シール部を備え、前記孔周辺シール部が角部または突出部を有する。
 ある実施形態において、上記の表示パネルは、前記表示媒体層を囲むように設けられた外側シール部を有し、前記外側シール部の一部には、開口部が設けられており、前記孔周辺シール部の前記角部または前記突出部は、前記外側シール部の前記開口部から見て前記孔の奥側の位置において、前記開口部と前記孔とを通る直線上または前記直線の近傍に設けられている。
 ある実施形態において、上記の表示パネルは、前記表示媒体層を囲むように設けられた外側シール部を有し、前記外側シール部は、閉じた環状に設けられ、前記孔周辺シール部の前記角部または前記突出部は、前記表示領域の中心から見て前記孔の奥側の位置において、前記孔と前記表示領域の中心とを通る直線上または前記直線の近傍に設けられている。
 ある実施形態において、前記孔周辺シール部は前記角部を有し、前記孔は前記孔周辺シール部の前記角部に対応する角部を有している。
 本発明の実施形態による表示パネルは、一対の基板および前記一対の基板間に保持された表示媒体層を備え、表示領域および前記表示領域の外側の額縁領域が規定されており、前記額縁領域の内側において前記一対の基板および前記表示媒体層を貫通する孔が形成されている表示パネルであって、前記一対の基板間において、前記孔を囲むように配置された孔周辺シール部と、前記一対の基板のうちの少なくとも一方に形成された少なくとも1つの層状体とを備え、前記少なくとも1つの層状体は、前記孔周辺シール部に接する前記孔周辺シール部の外側の領域において非形成領域を有しており、前記非形成領域におけるセルギャップが、他の領域におけるセルギャップよりも大きい。
 ある実施形態において、前記少なくとも1つの層状体は、カラーフィルタ層、オーバーコート層、保護層、および、層間絶縁層のうちの少なくとも1つを含む。
 本発明の実施形態による表示パネルは、一対の基板および前記一対の基板間に保持された表示媒体層を備え、表示領域および前記表示領域の外側の額縁領域が規定されており、前記額縁領域の内側において前記一対の基板および前記表示媒体層を貫通する孔が形成されている表示パネルであって、前記一対の基板間において、前記孔を囲むように配置された孔周辺シール部と、前記一対の基板のうちの少なくとも一方に形成された少なくとも1つの垂直配向膜とを備え、前記少なくとも1つの垂直配向膜は、前記孔周辺シール部に接する前記孔周辺シール部の外側の領域において非形成領域を有している。
 本発明の実施形態による電子機器は、上記いずれかの表示パネルと、前記表示パネルの前記孔に配置された入出力デバイスとを備える。
 本発明の実施形態による液晶パネルの製造方法は、一対の基板を用意する工程と、前記一対の基板のうちの一方の基板上に外側シール部および孔周辺シール部を設ける工程と、前記孔周辺シール部から離れた位置に供給された液晶材料を流動させることによって、少なくとも前記一方の基板の基板面上に液晶材料を広げる工程と、前記一対の基板を前記外側シール部および孔周辺シール部を介して貼り合わせる工程と、前記一対の基板の前記孔周辺シール部が設けられた領域の内側に孔を形成する工程とを包含し、前記孔周辺シール部は、角部または突出部を有し、前記液晶材料を広げる工程において、前記液晶材料は、前記孔周辺シール部の周囲を、前記孔周辺シール部に沿って回り込む少なくとも2つの互いに向きが異なる流れによって広がり、前記少なくとも2つの向きが異なる流れの合流地点において前記孔周辺シール部の前記角部または突出部が配置されている。
 本発明の実施形態による表示パネルによれば、表示領域内に貫通孔を設けた場合にも、孔周辺での表示品位の低下が防止される。
参考例1による液晶パネルの製造工程を示す図であり、(a1)~(a3)はそれぞれ別の工程を示す斜視図であり、(b1)~(b4)は、液晶封止工程における孔周りの様子を拡大して示す斜視図である。 参考例2による液晶パネルの製造工程を示す図であり、(a1)~(a3)はそれぞれ別の工程を示す斜視図である。 本発明の実施形態1による液晶表示装置の構成を示す図であり、(a)は平面図、(b)は(a)のx-x線に沿った断面図である。 (a)~(c)は、実施形態1の液晶表示装置が備える液晶パネルの作製工程において、孔周辺を液晶材料が流動する様子を順に示す。 実施形態1の液晶パネルの種々の形態を説明するための図であり、(a)は角部の角度を示し、(b)は参考例のパネル構成を示し、(c)および(d)は変形例のパネル構成を示す平面図である。 (a)および(b)は、実施形態1の液晶パネルの別の変形例を示す平面図である。 本発明の実施形態2による液晶表示装置の構成を示す図であり、(a)は平面図、(b)は(a)のx-x線に沿った断面図である。 実施形態2の液晶パネルの種々の形態を説明するための図であり、(a)~(d)はそれぞれ別のパネル構成を示す平面図である。 本発明の実施形態3による液晶表示装置の構成を示す図であり、(a)は平面図、(b)は(a)のx-x線に沿った断面図である。 実施形態3の液晶パネルの孔周辺の構成を拡大して示す断面図である。 (a)~(c)は、実施形態3の液晶パネルの作製工程において孔周辺を液晶材料が流動する様子を順に示す。 実施形態3の液晶パネルの作製工程の一例を説明するための図でり、(a)は平面図、(b)および(c)は、基板貼り合わせ直前および基板貼り合わせ後の様子をそれぞれ示す断面図である。 本発明の実施形態4の液晶パネルを説明するための図であり、(a)は平面図、(b)は断面図である。 本発明の実施形態5の液晶パネルを説明するための図であり、(a)は平面図、(b)は孔周辺部分を拡大して示す平面図であり、(c)は(b)に対応する参考例の平面図である。 本発明の実施形態5の液晶パネルを備える液晶表示装置を説明するための図であり、(a)は平面図、(b)は断面図である。
 まず、本発明の実施形態を説明する前に、本発明者によって見出された、表示領域に貫通孔を設けた表示パネルにおいて生じ得る孔周りでの表示不良の発生要因について説明する。なお、以下には表示媒体層として液晶層を有するパネル(液晶パネル)について説明するが、電気泳動表示装置やエレクトロウェッティング表示装置が備える表示パネルなどの、液晶パネル以外の流動性を有する表示媒体層を有する表示パネルについても、同様の説明が適用される。
 液晶パネルの表示領域に貫通孔を設ける場合、基板間に液晶材料を適切に封止するためには、孔の部分から液晶材料が漏れないようにしなければならない。このため、基板周縁部に沿って外枠のシール部(以下、外側シール部と呼ぶ)を設けるとともに、基板を貫通する孔の周りにもシール部(以下、孔周辺シール部と呼ぶ)を設けて、基板間に液晶材料を封止する必要がある。
 ところが、本発明者が検討したところ、孔周辺シール部が設けられた液晶パネルにおいて、真空注入法やODF(One Drop Fill)法によって、基板間に液晶材料を付与する際に、孔周辺シール部の周りで気泡が発生する場合があることがわかった。以下、具体的に説明する。
 図1(a1)~(a3)、(b1)~(b4)は、真空注入法によって液晶層を形成する参考例1による液晶パネルの製造工程を示す。
 まず、図1(a1)に示すように、液晶材料を注入するための隙間を空けて対向配置された一対の基板90が用意される。一対の基板90は、その周縁に設けられた外側シール部93Bによって貼り合わせられている。本参考例では、液晶真空注入法によって基板間に液晶層を設けるので、外側シール部93Bには、液晶注入口23Bが設けられている。
 また、外側シール部93Bによって囲まれた領域の内部において、一対の基板90を貫通するように孔10Aが形成されており、孔10Aの周囲には、閉じた環状の孔周辺シール部93Aが設けられている。
 貼り合わせた一対の基板90(いわゆる空セル)は真空環境下に置かれ、ここで液晶注入口23Bが液晶材料に接触させられる。次に、これを大気圧に戻すことによって、図1(a2)に示すように、液晶注入口23Bから空セル内に液晶材料LCが注入される。液晶材料LCは、液晶注入口23Bから、空セルの奥に向かって基板間の空隙を広がっていく。
 このとき、図1(b1)に示すように、空セル内に侵入した液晶材料LCは、孔10A外側の孔周辺シール部93Aに手前側から接した後、孔周辺シール部93Aを回り込むようにして孔シール部93Aの奥側へ広がっていく。しかし、孔周辺シール部93Aの形状が例えば円環状の場合などにおいて、液晶材料LCが最初に到達する部分の反対側(孔10Aの背後の部分)に液晶材料が迅速に回り込めないことがある。その結果、図1(b2)に示すように、孔10Aの左右から回り込んだ液晶材料LCが、孔周辺シール部93Aの外周に沿って流動できず、孔10Aの背後において空隙Aを形成するように合流する。
 その後、図1(b3)に示すように、孔10Aの背後に空隙Aを残したまま液晶材料LCの注入が進行する。なお、上記のようにして形成される空隙Aの大きさは真空度によって左右され、真空度が低いほど大きな空隙Aが形成される。
 このようにして液晶注入工程が行われると、図1(a3)および図1(b4)に示すように、注入口23Bを封止樹脂19Bによって封止した後に、空隙Aが分散することによって形成された細かい気泡Bが、孔10Aの周りに残ることになる。気泡Bが残存していると、孔周りの表示品位は低下する。なお、気泡Bは、孔が円形の場合だけでなく、四角形等の他の形状の場合であっても生じることがある。
 以上、真空注入法によって液晶充填工程を行う場合に、孔周辺シール部93Aの近傍で液晶層に気泡が生じる過程を説明したが、ODF法によって液晶充填工程を行う場合にも気泡が発生することがある。以下、具体的に説明する。
 図2(a1)~(a3)は、ODF法によって液晶層を形成する、参考例2による液晶パネルの製造工程を示す。
 まず、図2(a1)に示すように、真空中で、一方の基板91上に、外側シール部93Bおよび孔周辺シール部93Aを付与するとともに、パネルの中央部の滴下位置DPに液晶材料LCを滴下し、その後、一方の基板91を他方の基板92と貼り合わせた後に紫外線照射などによりシール部を硬化させる。なおODF法では、液晶材料が硬化前のシール部に接触し汚染されることを避けるために、シール部から離れた位置(通常ではパネルの中央部付近)に滴下されることが多い。
 この貼り合わせ工程において、図2(a2)に示すように、液晶材料LCが、滴下位置DPを中心として周囲に向かって基板間を広がっていく。
 この場合にも、図1(b1)~(b4)に示した場合と同様に、液晶材料が最初に孔周辺シール部93Aに接する側とは反対側(すなわち、滴下位置DPの側とは反対側)において、空隙Aが残ったまま液晶材料LCが広がり、これによって、図2(a3)に示すように、孔10Aの周囲に気泡Bが残存してしまうことがあった。
 そこで、本発明者は、孔10Aの周りに気泡Bが発生することを防ぐ方法について鋭意研究を行った。その結果、孔周辺シール部の形状や、孔の周りでの表示パネルの構成を適切に設計することで、気泡の発生を低減し得ることを見出した。
 以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明するが、本発明は以下に説明する実施形態に限定されるものではない。
(実施形態1)
 図3(a)および(b)は、実施形態1の液晶パネル10を備える液晶表示装置100を示す平面図および断面図である。図3(b)は、図3(a)のx-x線に沿った断面を示す。
 液晶表示装置100は、液晶パネル10を備える限り、種々の電子機器であってよい。本明細書では、液晶パネル10を備えた電子機器全般を「液晶表示装置」と称することがある。同様に、表示パネルを備えた電子機器全般を「表示装置」と称することがある。
 液晶表示装置(あるいは電子機器)100は、例えば、携帯型ゲーム機、スマートフォン、モバイルフォン、PDA(Personal Digital Assistant)、タブレット型端末、電子ブックリーダー、音楽プレーヤー、カメラ、電子辞書、電子ノート、ナビゲーションシステム、表示装置、パーソナルコンピュータ、ウェアラブルコンピュータ、腕時計、遊戯機、テレビジョン、インフォメーションディスプレイなどであってもよい。
 また、以下には、表示媒体層として液晶層を利用する表示パネル(すなわち液晶パネル)を例示するが、本発明の実施形態はこれに限られるものではない。電気泳動表示装置、エレクトロウェッティング表示装置など、流動性を有する他の表示媒体層を用いる表示パネルを備えた種々の電子機器において、以下に説明する構成を適用することができる。
 以下、液晶表示装置100の具体的な構成を説明する。液晶表示装置100は、液晶パネル10と、液晶パネル10の背面側に配置された回路基板20とを備えている。液晶表示装置100は透過型の液晶表示装置であり、液晶パネル10と回路基板20との間にはバックライト40が設けられている。
 バックライト40は、LEDなどの光源に加え、導光板、拡散板、反射板などの光学素子を備えるエッジライト型のバックライトであってよい。また、バックライト40は、面発光素子等を用いて構成された直下型(面発光型)のバックライトであってもよい。
 液晶パネル10は、画素がアレイ状に配置されたTFT基板(アクティブマトリクス基板)11と、TFT基板11に間隙を空けて対向するように配置された対向基板12と、これら一対の基板11、12の間に保持される液晶層14とを備えている。また、TFT基板11および対向基板12の外側面には、偏光板や位相差フィルムなどで構成される光学フィルム層15が粘着層を介して貼りつけられている。
 液晶表示装置100の表示モードは種々のものであって良い。例えば、フルカラー表示を行う垂直配向(VA)モードの場合、TFT基板11には、TFTおよびこれに接続される画素電極が各画素ごとに設けられ、対向基板12には、共通電極や、カラーフィルタ層、ブラックマトリクスなどが設けられる。また、FFS(Fringe Field Switching)モードなどの横電界モードの場合、TFT基板11には、複数のスリットや細長電極部分を有する画素電極や、この画素電極との間に横電界を生じさせるための共通電極などが設けられる。また、PDLC(Polymer Dispersed Liquid Crystal)を利用する表示モードでは、光学フィルム層15は設けられていなくても良い。
 本実施形態の液晶表示装置100において、額縁領域RFの内側(すなわち、表示領域RA)に、液晶パネル10を貫通する孔10Aが設けられている。孔10Aの内側には、後述する入出力デバイス30が配置されている。
 孔10Aの直径は、入出力デバイス30の態様に応じた任意の大きさであって良いが、例えば、約1mm~約15mmに設定される。また、本実施形態の構成は、孔10Aの径が、特に10mm以下と比較的小さい場合に、後述する気泡の発生の抑制に関して効果的である。
 液晶パネル10において、孔10Aの周りには、孔周辺シール部13Aが設けられている。また、液晶パネル10の周縁には、外枠状の外側シール部13Bが設けられている。本実施形態では、真空注入法によって液晶材料が封入されるので、外側シール部13Bに液晶注入口23Bが設けられており、この液晶注入口23Bは封止樹脂19Bによって封止されている。この構成において、液晶層14は、外側シール部13Bと封止樹脂19B、さらに孔周辺シール部13Aによって、一対の基板11、12の間に密封されている。
 本実施形態において、概ね円環状を為す孔周辺シール部13Aの一部には、「く」の字型の角部または突出部13P(以下、「角部13P」と称する)が設けられている。角部13Pは、液晶注入口23Bと孔10Aの中心とを通る直線l1上またはその近傍であって、孔10Aにおける液晶注入口23Bに近い側とは反対側(注入口23Bから見て孔10Aの奥側)の位置に設けられている。
 なお、本明細書では、液晶パネル10の周辺に形成された額縁領域RFの内側の領域を、便宜上、表示領域RAと呼んでいるが、表示領域RAには、表示に寄与しない領域(外側の額縁領域RF以外の非表示領域)が含まれていても良い。図2(b)に示すように、本実施形態では、孔10Aの周辺において、表示領域RA内に非表示領域RF2が形成されている。非表示領域RF2には、孔10A自体や孔周辺シール部13A、あるいは、孔10A近辺の光漏れを防止する遮光部材(図示せず)が設けられた領域などが含まれる。
 ここで、液晶パネル10における液晶層14の形成工程を説明する。
 図4(a)~(c)は、真空注入法によって空セルに液晶材料LCを注入するときの、孔10Aの周辺における液晶材料LCの流れを示す。
 図4(a)に示すように、注入口23B(図3(a)参照)の側から空セルの奥へと液晶材料LCが注入されていく過程において、液晶材料LCは、孔周辺シール材13Aの手前側に接触し、その後、孔周辺シール材13Aに沿って左右に分かれて孔周辺シール材13Aの奥側へと広がっていく。
 次に、図4(b)に示すように、孔周辺シール材13Aの奥側に液晶材料LCが左右から回り込むが、このとき、孔周辺シール材13Aに角部13Pが設けられているので、液晶材料LCは、孔周辺シール材13Aに沿ったまま流動し、角部13Pの付近で、孔周辺シール材13Aの左右から回り込んだ流れが合流する。このため、図1(b2)に示した場合とは異なり、孔10Aの奥側に空隙Aが形成されることは防止される。
 その後、図4(c)に示すように、孔10のさらに奥側へと液晶材料LCが注入されていく。そして、空セルに液晶材料が完全に注入された後にも、図1(b4)に示した場合と異なり、孔10Aの周りに気泡Bが発生することはなく、したがって、孔10Aの周囲での表示品位の低下は防止される。
 以下、再び図3(a)および(b)を参照しながら、液晶表示装置100の構成をさらに説明する。
 本実施形態において、液晶表示装置100は、孔10Aに配置された入出力デバイス30を備えている。入出力デバイス30は、例えば、押下型の電気スイッチであり、例えば、スマートフォンに設けられたハードウェアボタンがこれに該当する。
 ここで、入出力デバイス30についてより詳細に説明する。液晶表示装置100において、入出力デバイス30は、液晶パネル10の孔10Aの内部に配置されており、コネクタを介して回路基板20に接続されている。なお、本実施形態では、液晶パネル10と回路基板20との間に配置されるバックライト40にも貫通孔が設けられており、入出力デバイス30は、液晶パネル10およびバックライト40を貫通する孔を通って回路基板20に接続されている。
 入出力デバイス30は、ユーザからの入力を受け取る物理的・電気的なスイッチ、ボタンや、外光を受光することができる光学素子、あるいは、音声出力デバイスや、発光デバイスなど、種々のデバイスであってよい。
 より具体的には、入出力デバイス30は、ユーザからの入力(直接操作)を受け取る、押しボタン、方向キー(十字キー)、アナログスティック、タッチパネル(タッチセンサ)、ロータリスイッチ(ボリュームコントローラ)、回転式セレクタ(ジョグダイヤル)、トグルスイッチ、トラックボール、トラックパッド、スティック型ポインティングデバイス、ハードウェアキーボードなどであってよい。
 また、入出力デバイス30は、光学的な入力を受け取る、撮像素子(CCDイメージセンサ、CMOSイメージセンサなど)、光学素子(ファイバオプティックフェイスプレートなど)、光学センサ(照度センサや近接センサなど)を含む。その他、温度センサ、マイクロフォン、HDMI(登録商標)やUSBなどの入力端子、プラグやコンセントなどの配線端子などであってよい。
 さらに、入出力デバイス30は、スピーカーなどの音声出力装置や、LEDなどの発光デバイスなどであっても良く、あるいは、液晶パネル10とは別個に独立して動作する表示デバイスなどであってもよい。
 入出力デバイス30は、液晶パネル10の背面側に配置される回路基板20に対して、物理的、電気的あるいは光学的に接続されている。入出力デバイス30からの信号、または、入出力デバイス30への信号は、回路基板20に設けられた各種処理部において処理/生成されてよい。
 入出力デバイス30として、例えば、ボリュームコントローラを用いる場合、入出力デバイス30は、液晶パネル10の観察者側面から突出する部分を有していても良い。また、入出力デバイス30は、液晶パネル10から突出する部分として、孔10Aの口径よりも大きい径を有する拡幅部分を有していても良い。この拡幅部分によって孔周りの非表示領域RF2を隠すようにすれば、入出力デバイス30と表示画面との一体感を向上させることができる。なお、拡幅部分は、孔10Aを介して、入出力デバイス30を回路基板20に実装した後に、入出力デバイス30に対して固定するようにして設けてもよい。
 また、入出力デバイス30は、着脱可能な部分を含んでいても良く、例えば、液晶パネル10の孔10Aの内部に配置され回路基板20と接続される動作部と、動作部に対して着脱可能なスティック部とから構成されていてもよい。この場合、動作部に設けられた嵌合孔やネジ穴に、必要に応じてユーザがスティック部を装着することによって、アナログコントローラなどの入力デバイスとして使用することができる。
 ここで、TFT基板11における、孔10Aの周囲の配線について説明する。孔10Aの周囲では、例えば、特許文献2および3に開示されているように、マトリクス配線が、孔10Aを避けるように形成されていてよい。
 液晶表示装置100では、垂直方向に延びるソース配線(図示せず)および水平方向に延びるゲート配線(図示せず)が、孔10Aを迂回するように設けられる。この構成において、孔10Aの周辺以外ではマトリクス状に画素を設けることができ、ゲート配線およびソース配線に接続されたTFTを介して画素に信号を供給することにより、画像などを表示することができる。なお、画素に設けられるTFTのチャネルは、アモルファスシリコン、結晶性を示す低温ポリシリコン、あるいは、In-Ga-Zn-O系半導体などの酸化物半導体などから形成されていて良い。In-Ga-Zn-O系半導体は、アモルファスでもよいし、結晶質部分を含んでもよい。
 ただし、孔10Aを迂回させて配線を行うことで、孔10Aの周囲には、画素を配置できない領域が形成されることがある。この場合、表示に利用することができない孔周りの配線領域を、光漏れを防止するために、ブラックマトリクスで覆っても良い。なお、図14を用いて後述するように、この孔周りの配線領域は、孔周辺シール部13Aによって少なくとも1部が覆われていても良い。
 本実施形態の液晶表示装置100は、液晶パネル10の表示領域内(例えば、孔10Aおよび入出力デバイス30の周囲)に、入出力デバイス30に関連する画像を表示できるように構成されていてもよい。例えば、入出力デバイス30としてボリュームコントローラを設ける場合、ユーザの操作により決定された現在のボリュームの大きさを、入出力デバイス30の周囲に表示させるようにしても良い。
 入出力デバイス30に関連する情報をその周辺に表示させることによって、ユーザの利便性を高めることができる。また、現在の入出力デバイス30の機能がどのようなものであるかを、表示画像によってユーザに認識させることが可能である。このため、入出力デバイス30を多目的に使用しやすいという利点も得られる。
 孔周辺に表示する画像の制御は、公知の画像処理装置(画像処理部)によって行うことが可能である。画像処理装置は、例えば、回路基板上に設けられた演算処理ユニットやグラフィック処理ユニット、メモリなどを含んでいて良い。画像処理装置は、入出力デバイス30から出力された信号に基づいて画像データを生成することができるように構成されており、これにより、入出力デバイス30の周囲に関連画像を表示させることができる。
 また、液晶表示装置100において、液晶パネル10の観察者側にタッチパネルが設けられていてもよい。タッチパネルは公知の構成を有していて良く、アウトセル型、オンセル型、またはインセル型のタッチパネルを任意に利用することができる。なお、インセル型のタッチパネルでは、液晶パネル10の内部において、タッチセンサを構成する電極(複数のセンサ配線)等が設けられる。
 次に、図5および図6を参照しながら、本実施形態の液晶パネル10の種々の形態を説明する。
 図5(a)は、孔周辺シール部13Aに設けられる角部13Pの形状を説明するための図である。図示するように、角部13Pは、その角度θによって形状が規定されてよい。角部13Pの角度θは、例えば、45°~170°に設定される。この角度θは、孔10Aのサイズや液晶材料の流動性、セルギャップなどを考慮して適宜設定されてよい。
 下記の表1は、角部13Pの角度θを45°~180°の範囲で変更したときの、孔周辺に気泡が発生したかどうかの観察結果を示す表である。「気泡の有無」の欄において、○は気泡が発生しなかったことを示し、△は気泡が発生しない場合とした場合とがあったことを示し、×は気泡が発生したことを示す。表1に示すように、角部の角度θが45°~170°の範囲の場合に、角部を設けない場合(すなわち角度θが180°の場合)に比べて、気泡の発生の抑制に効果があることがわかる。また、表1の結果から、角部の角度θは、45°~150°に設定されることが特に好ましいことがわかる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 なお、図5(b)に示すように、角度θが45°未満の鋭角を為す場合、孔10Aの形成が困難となる場合が多い。このため、角度θは45°以上に設定されることが好ましいが、適切に孔の加工が行えるのであれば、角度θは45°未満であってもよい。
 また、図5(c)は、孔10Aの形状が略正方形である場合のパネル構造を示す。この場合、孔周辺シール部13Aの形状も、孔10Aに対応した形状を有する。表示に利用できる領域を増加させるためには、孔周辺シール部13Aの形状も孔10Aに対応する形状であることが好ましい。
 ただし、孔周辺シール部13Aにおいても、孔の背後側(すなわち、液晶注入口23Bの側とは反対側)に角部13Pが設けられている。この構成において、液晶注入口23Bから空セルの奥側に液晶材料を注入するときに、角部13Pが設けられていることで、気泡の発生を防止することができる。
 図5(d)は、さらに別の変形例を示す。図5(d)に示す形態では、液晶注入口23Bが、図における液晶パネルの右辺において、かつ、右辺の中央からずれた位置(具体的には下辺寄りの位置)に設けられている。この場合、液晶注入工程において、液晶材料の広がりのスピードが早い領域と、遅い領域とが形成される。図示する例では、図5(d)において実線の矢印V1で示すように、孔10Aの上側では液晶材料の広がりが早く、図5(d)において破線の矢印V2で示すように、孔10Aの下側では液晶材料の広がりが遅い。この結果、孔10Aの上下に二手に分かれて回り込む液晶材料の合流地点が、液晶注入口23Bと孔10Aとの中心とを通る直線l1からずれた位置になることが考えられる。この場合、気泡の発生をより効果的に防止するために、角部13Pを、想定される液晶材料の合流地点、すなわち、直線l1からずれた位置に設けるようにしても良い。
 ただし、角部13Pの頂点は、典型的には、上記直線l1上またはその近傍に設けられる。具体的には、上記の直線l1と、孔10Aの中心と角部13Pの頂点とを結ぶ直線が為す角度が例えば0°~40°となるような位置に、角部13Pの頂点が配置される。
 図6(a)および(b)は、本実施形態の液晶パネルのさらなる変形例を示す。図6(a)および(b)に示すように、孔周辺シール部13Aは、孔10Aの形状に対応して、正方形または楕円形の形状を有している。この構成において、孔周辺シール部13Aが有する角部13Pや突出部13P’は、孔10Aの中心と注入口23Bとを通る直線l1の近傍に配置されている。この場合、注入口23Bから注入される液晶材料が孔周辺シール部13Aの後ろに回り込んだときに空隙が形成されることが防止され、孔周りでの表示品位の低下を抑制することができる。
 ここで、液晶パネル10のより具体的な作製工程を説明する。
 まず、公知の方法によってTFT基板11および対向基板12を作製した後、片側の基板(ここではTFT基板11)上に、シール材が付与される。シール材は、公知のディスペンサ装置を用いて、例えば、約1mmの幅を有する線状に設けられる。シール材の材料としては、紫外線硬化性や熱硬化性の樹脂材料(アクリル樹脂など)を用いることができ、例えば、積水化学工業社製のUV硬化性シール剤「フォトレック」などを使用することができる。
 シール材を付与する工程において、TFT基板11の周縁部には、外枠状の外側シール材が設けられ、また、後の工程で貫通孔10A(図1(a3)参照)を形成する領域の周囲には、孔周辺シール材が設けられる。孔周辺シール材は、外側シール材で囲まれた領域の内部に設けられる。
 孔周辺シール材において注入口23Bの対向側には角部が設けられる。角部は、上記のディスペンサ装置を適切に制御することで形成することができる。TFT基板11と対向基板12とを対向配置させた後、熱や紫外線によってシール材を硬化させることによって、外側シール部13Bや、角部13Pを有する孔周辺シール部13Aが形成されるとともに、基板11、12の貼り合わせ工程が完了する。なお、対向基板12の基板面全体にわたって、高さが揃った複数のフォトスペーサを設けておくことによって、パネル面全体にわたってセルギャップを所望の厚さに設定しやすい。
 次に、孔周辺シール部13Aの内側において、TFT基板11および対向基板12を貫通する貫通孔10A(孔10A)が形成される。孔10Aは、例えば、スクライブ(レーザスクライブまたはメカニカルスクライブ)によって、または、レーザ、ドリルなどを用いて、あるいは、ウォータジェットによって形成することができる。なお、孔10Aを形成する工程は、液晶注入工程の後に行われても良い。
 このようにして、液晶注入口23Bを除いて、外部に対して封止された空間が一対の基板11、12間に形成され、いわゆる空セルが完成する。なお、空セルに液晶材料を注入する工程は、図4(a)~(c)を用いて前述した通りであり、このようにして、孔周りの気泡の発生を抑制しながら、貫通孔10Aが設けられた液晶パネル10を得ることができる。
 本実施形態の液晶パネル10を備える液晶表示装置100によれば、真空注入法によって液晶層を形成する場合において、表示領域RA内に設けた孔10Aを通る入出力デバイス30を配置できるとともに、孔10Aの周りでの表示品位の低下を防止することができる。
(実施形態2)
 図7(a)および(b)は、実施形態2の液晶パネル102を備える液晶表示装置200の構成を示す平面図および断面図である。本実施形態では、実施形態1の液晶パネル10とは異なり、真空注入法ではなく、ODF法によって基板間に液晶材料が封止される。なお、簡単のため、本実施形態において、実施形態1と同様の構成要素には同じ参照符号を付すとともに、詳細な説明を省略することがある。
 図7(a)および(b)に示すように、本実施形態の液晶パネル102の表示領域にも貫通孔10Aが設けられており、その周囲には、液晶層14を基板間に封止するための孔周辺シール部13Aが設けられている。また、液晶パネル102の周縁には、閉じた環状の外側シール部13Bが設けられている。本実施形態ではODF法によって液晶材料を基板間に封止するので、外側シール部13Bに液晶注入口は設けられていない。
 本実施形態においても、孔周辺シール部13Aは、角部13Pを有している。ただし、角部13Pは、ODF法において液晶が滴下される位置DP(ここでは、液晶パネル10の略中央の位置)と、孔10Aの中心とを通る直線l2上またはその近傍であって、孔10Aにおける液晶滴下位置DPとは反対側(液晶滴下位置DPから見て孔10Aの奥側)の位置に設けられている。
 ここで、液晶パネル102の作製工程を説明する。
 まず、一方の基板(例えばTFT基板11)上に、公知のディスペンサ装置を用いて、図7(a)に示す外側シール部13Bおよび孔周辺シール部13Aに対応するシール材を付与する。シール材は、実施形態1と同様に、紫外線硬化性や熱硬化性の樹脂材料(アクリル樹脂など)を用いて、例えば、約1mmの幅を有する線状に設けられる。次に、真空下で、シール材が付与された基板上の中央部付近の位置DPに、液晶材料を滴下する。
 その後、2枚の基板すなわちTFT基板11と対向基板12とを貼り合わせる工程が行われる。この工程において、シール材と液晶材料が接する前に、熱や紫外線によりシール材を硬化させることによって、外側シール部13Bおよび孔周辺シール部13Aが形成される。
 また、外側シール部13Bおよび孔周辺シール部13Aが形成された後、液晶材料が基板面全体に広がることによって、液晶層14が形成される。液晶層14は、基板間の、外側シール部13Bの内側かつ孔周辺シール部13Aの外側の空間に充填される。
 このとき、孔周辺シール部13Aには、孔10A挟んで液晶滴下位置DPと対向する側に角部13Pが設けられているので、液晶滴下位置DPから広がる液晶材料が、孔周辺シール部13Aの後ろに回り込んだときに空隙が形成されることが防止される。
 最後に、孔周辺シール部13Aの内側に、TFT基板11および対向基板12を貫通する孔10Aが形成される。孔10Aは、例えば、スクライブ(レーザスクライブまたはメカニカルスクライブ)によって、または、レーザ、ドリルなどを用いて、あるいは、ウォータジェットによって形成することができる。
 本実施形態の液晶パネル102を備える液晶表示装置200によれば、ODF法によって液晶層を形成する場合において、表示領域RA内に設けた孔10Aを通る入出力デバイス30を配置できるとともに、孔10Aの周りでの表示品位の低下を防止することができる。
 図8(a)~(d)は、本実施形態の液晶パネルの種々の態様を示す。なお、下記に説明するいずれの態様においても、ODF法によって液晶層の形成工程が行われる。図8(a)~(d)のそれぞれにおいて、各態様における液晶材料の滴下位置DPがそれぞれ示されている。なお、いずれの態様においても、液晶パネルの外周部に設けられた外側シール部13Bは、その内側に液晶層を封止できるように、パネルの辺に沿って閉じた環状に設けられている。
 図8(a)は、図7(a)および(b)に示した態様と同様に、液晶パネルの下側領域において円形の孔10Aが設けられている態様を示す。この態様では、滴下位置DPがパネルの中央近辺にあり、角部13Pは、孔周辺シール部13Aの下側に形成されている。また、図8(b)は、図8(a)に示す構成において、孔10Aの形状が正方形の場合を示している。この場合にも、孔周辺シール部13Aの下側に、角部13Pが設けられている。
 図8(c)は、円形の孔10Aがパネルの中央部に設けられている態様を示す。図示する態様において、液晶の滴下位置DPは、パネルの上側領域に配置されている。この場合にも、孔周辺シール部13Aの下向きに角部13Pが設けられる。角部13Pが設けられる位置は、液晶の滴下位置DPと孔10Aとの位置によって適宜選択されてよい。
 図8(d)は、円形の孔10Aがパネルの中央部に設けられるとともに、パネルの上側領域および下側領域の2カ所において、液晶の滴下位置DPが設定されている。この場合、2カ所の液晶滴下位置DPに付与された液晶材料が、基板貼り合わせ工程において、上下両側から孔周辺シール部13Aに向かって流動する。上下両側から流動してきた液晶材料は、典型的には、孔10Aの左右の位置で合流する。このような態様においては、孔10Aの左右の位置にそれぞれ角部13Pを設けておくことによって、孔周辺シール部13Aに沿わせて液晶材料を流動させることができ、気泡の発生を抑制することができる。
(実施形態3)
 図9(a)および(b)は、実施形態3の液晶パネル103を備える液晶表示装置300の構成を示す平面図および断面図である。本実施形態では、実施形態1および実施形態2の液晶パネル10、102とは異なり、孔周辺シール部13Aに角部または突出部13Pを設けるのではなく、孔周辺シール部13Aの周辺において、液晶材料が流動し易い領域が形成されている。なお、簡単のため、本実施形態において、実施形態1と同様の構成要素には同じ参照符号を付すとともに、詳細な説明を省略することがある。
 本実施形態では、TFT基板11および対向基板12の液晶層14側に層状体35が設けられている。ただし、この層状体35は、孔周辺シール部13A外側の所定幅の領域と重なる開口領域36を有している。開口領域36は、層状体35が設けられていない領域36であり、この領域36におけるセル厚は、他の領域におけるセル厚よりも大きい。
 図10は、液晶パネル103の孔10A(なお、図10では、後に孔10Aが形成される部分10A’が示されている)の周辺を拡大して示す断面図である。対向基板12に設けられる層状体35には、カラーフィルタ層(1~2μm)や、オーバーコート層(2~3μm)などが含まれていて良い。また、TFT基板11に設けられる層状体35には、TFTを覆う無機保護膜(約0.2μm)や有機絶縁材料などから形成される平坦化膜(2~3μm)などが含まれていて良い。
 層状体35が形成されていない開口領域36は、セル厚が厚くなっている領域であり、例えば、層状体35が形成されている領域でのセル厚が約3μmであるのに対して、開口領域36ではセル厚が約7μmとなる。また、開口領域36は、孔周辺シール部13Aの外側に所定の幅(例えば、0.1~1mm程度)を有するように設けられている。開口領域36は、層状体35を形成する工程において、フォトリソグラフィ法などを用いて、対応する領域に開口を設けることで形成される。
 このように層状体35が存在しない開口領域36を設けておくことによって、図11(a)に示すように、液晶注入工程において、液晶材料LCが孔10Aの両側から奥に回り込むように流動する際に、開口領域36における液晶材料LCの流動速度が比較的大きいことで、開口領域36に優先的に液晶材料LCが流れ込み、これによって、図11(b)に示すように、空隙が形成されることなく孔10Aの奥で液晶材料が合流する。従って、図11(c)に示すように、孔10Aの周りでの気泡の発生が防止される。
 図12(a)~(c)は、本実施形態の液晶パネル103の製造工程の一例を説明するための図である。
 まず、TFT基板11と対向基板12とを用意するが、図12(b)に示されるように、対向基板12において、層状体35(ブラックマトリクスおよびカラーフィルタ層18aやオーバーコート層18b)を、孔10Aを設ける領域10A’の周囲には設けないようにする。また、TFT基板11において、層状体35(パッシベーション層17aや有機層間絶縁層17b)を、孔10Aを設ける領域10A’の周囲には設けないようにする。
 これにより、画素配列領域37のセル厚(約3μm)に比べて、孔周辺のセル厚が大きい開口領域36でのセル厚は約4μmほど厚くなる。なお、TFT基板11および対向基板12に設けられる透明電極19aも、画素配列領域37にのみ存在していればよい。また、TFT基板11上に設けられるTFTやソース配線、ゲート配線等を含む回路層19bは、孔10Aの周辺で迂回する配線を含んでいるので、セル厚が大きい領域36の内側に形成される部分を含んでいても良い。
 次に、図12(a)および(b)に示すように、本実施形態では、一方の基板(ここではTFT基板11)にシール材を付与する工程において、孔周辺シール部13Aを形成するためのシール材13’が、後に孔10Aが形成される領域10A’の中心に、点状または面状に付与される。
 その後、基板貼り合わせ工程において、付与されたシール材13’が基板によって押し広げられ、孔を形成すべき領域10A’の周囲に広がる。ただし、シール材13’は、押し広げられた後にも、層状体35が存在する部分に達しないような分量(すなわち、層状体35の開口領域36の全体を覆わない分量)に調整されており、図12(c)に示すように、シール材を硬化させて孔周辺シール部13Aが形成された後にも、孔周辺シール部13Aの外側において、セル厚が大きい領域(開口領域36)が残存する。
 その後、図11を用いて説明した通り、液晶層を基板間に充填する工程が行われる。液晶層の充填工程は、真空注入法によって行われても良いし、ODF法によって行われても良い。いずれの場合にも、液晶注入口23Bまたは液晶滴下位置DPから孔10Aの方向に向かって流動する液晶材料LCが、層状体35の開口領域36において比較的速やかに孔10Aの裏側へと回り込むため、気泡の発生を防止することができる。
 その後、図示しない工程において、実施形態1および2と同様に、TFT基板11、対向基板12および孔周辺シール材13Aを貫通するように孔10Aが設けられ、表示領域内に孔10Aを有する液晶パネルを得ることができる。なお、孔10Aを形成する工程は、上記の液晶充填工程の前に行うことも可能である。
 本実施形態の液晶パネル103を備える液晶表示装置300によれば、真空注入法またはODF法のいずれかによって液晶層を形成する場合において、表示領域RA内に設けた孔10Aを通る入出力デバイス30を配置できるとともに、孔10Aの周りでの表示品位の低下を防止することができる。
(実施形態4)
 図13(a)および(b)は、実施形態4の液晶パネル104を説明するための図である。本実施形態の液晶パネル104が実施形態3の液晶パネル103と異なる点は、孔10Aの周りにおいて、層状体35ではなく、垂直配向膜38を設けない開口領域39が形成されている点である。
 図13(a)および(b)に示すように、液晶パネル104では、垂直配向膜38が、孔周辺シール部13Aの外側において所定の幅で設けられていない領域が存在する。液晶注入工程において、この領域39では、垂直配向膜38が設けられている領域とは異なり、垂直配向膜38の配向規制力によって液晶分子の流動性が低下することがない。このため、図11(a)~(c)を用いて説明した実施形態4の場合と同様に、孔周辺シール部13Aの近傍における液晶材料の回り込みがその他の領域よりも促進される。これによって、気泡が発生しにくい構成とすることができる。
 なお、本実施形態の構成によれば、真空注入法およびODF法のいずれを利用する場合にも、気泡発生を抑制する効果が得られる。
(実施形態5)
 図14(a)は、実施形態5の液晶パネル105を示し、図14(b)は液晶パネル105における孔10Aの周辺の領域を拡大して示す。また、図14(c)は、参考例の液晶パネルの孔周辺の拡大図である。
 図14(a)および(b)からわかるように、液晶パネル105では、孔10Aが、孔周辺シール部13Aと同様(相似)の形状を有している。すなわち、孔10Aは、孔周辺シール部13Aの角部13Pに対応する位置に、角部10Pを有している。
 孔10Aの周囲において、孔周辺シール部13Aと重なるように配線が設けられる。なお、図14(a)には、1本のソース配線4のみを示しているが、多数のソース配線およびゲート配線が、孔周辺シール部13Aと重なるように設けられていて良い。一方で、孔周辺シール部13Aが存在する領域に画素Pxを設けることはない。この領域は、光漏れ防止のために典型的にはブラックマトリクスで覆われている。
 このため、図14(c)に示すように、孔10Aの形状と孔周辺シール部13Aの形状とが異なっていると、非表示領域RF2の幅が、部分的に太くなる箇所が発生する。このように非表示領域RF2の幅が均一でないと、見た目が良くない場合が多い。
 また、図15(a)および(b)に示すように、孔10Aの周辺にレンズ部(曲面部)を有する透光性カバー50を液晶パネル10の前面に配する場合、非表示領域の幅が一定でないと、太いところだけ非表示領域が見えてしまう(レンズ部による拡大像が表示されない)ので、見た目が良くないという問題がある。このため、孔10Aの形状と孔周辺シール部13の形状とを相似させることで、非表示領域の幅を一定にし、これによって、非表示領域が観察されにくい構成とすることができる。
 以上、本発明の実施形態について説明したが、種々の改変が可能であることは言うまでもない。例えば、孔周辺シール部13Aは、図1(b2)に示した空隙Aを埋めるような突出部を有する形状を有していても良く、必ずしも角部を有している必要はない。また、角部は、2本の直線ではなく、2本の曲線が交わる形状を有していても良い。
 本明細書は、以下の項目に記載の表示パネル、表示装置および液晶パネルの製造方法を開示している。
 [項目1]
 一対の基板および前記一対の基板間に保持された表示媒体層を備え、表示領域および前記表示領域の外側の額縁領域が規定されており、前記額縁領域の内側において前記一対の基板および前記表示媒体層を貫通する孔が形成されている表示パネルであって、前記一対の基板間において、前記孔を囲むように配置された孔周辺シール部を備え、前記孔周辺シール部が角部または突出部を有する、表示パネル。
 項目1の表示パネルによれば、孔周辺において表示媒体層に気泡が発生することが抑制され、これによって、表示品位の低下を防止することができる。
 [項目2]
 前記表示媒体層を囲むように設けられた外側シール部を有し、前記外側シール部の一部には、開口部が設けられており、前記孔周辺シール部の前記角部または前記突出部は、前記外側シール部の前記開口部から見て前記孔の奥側の位置において、前記開口部と前記孔とを通る直線上または前記直線の近傍に設けられている、項目1に記載の表示パネル。
 項目2に記載の表示パネルによれば、真空注入法で液晶材料を基板間に封止する場合に、孔周辺における表示媒体層での気泡の発生を効果的に抑制することができる。
 [項目3]
 前記表示媒体層を囲むように設けられた外側シール部を有し、前記外側シール部は、閉じた環状に設けられ、前記孔周辺シール部の前記角部または前記突出部は、前記表示領域の中心から見て前記孔の奥側の位置において、前記孔と前記表示領域の中心とを通る直線上または前記直線の近傍に設けられている、項目1に記載の表示パネル。
 項目3に記載の表示パネルによれば、ODF法で液晶材料を基板間に封止する場合に、孔周辺における表示媒体層での気泡の発生を効果的に抑制することができる。
 [項目4]
 前記孔周辺シール部は、前記角部を有し、前記孔は、前記孔周辺シール部の前記角部に対応する角部を有している、項目1から3のいずれかに記載の表示パネル。
 項目4の表示パネルによれば、孔周辺シール部に対応して設けられる遮光領域を目立ちにくくすることができる。
 [項目5]
 一対の基板および前記一対の基板間に保持された表示媒体層を備え、表示領域および前記表示領域の外側の額縁領域が規定されており、前記額縁領域の内側において前記一対の基板および前記表示媒体層を貫通する孔が形成されている表示パネルであって、前記一対の基板間において、前記孔を囲むように配置された孔周辺シール部と、前記一対の基板のうちの少なくとも一方に形成された少なくとも1つの層状体とを備え、前記少なくとも1つの層状体は、前記孔周辺シール部に接する前記孔周辺シール部の外側の領域において非形成領域を有しており、前記非形成領域におけるセルギャップが、他の領域におけるセルギャップよりも大きい、表示パネル。
 項目5の表示パネルによれば、孔周辺において表示媒体層に気泡が発生することが抑制され、これによって、表示品位の低下を防止することができる。
 [項目6]
 前記少なくとも1つの層状体は、カラーフィルタ層、オーバーコート層、保護層、および、層間絶縁層のうちの少なくとも1つを含む、項目5に記載の表示パネル。
 項目6の表示パネルによれば、表示パネルに設けられたカラーフィルタ層、オーバーコート層、保護層、または、層間絶縁層を利用して、表示媒体層での気泡の発生を抑制することができる。
 [項目7]
 一対の基板および前記一対の基板間に保持された表示媒体層を備え、表示領域および前記表示領域の外側の額縁領域が規定されており、前記額縁領域の内側において前記一対の基板および前記表示媒体層を貫通する孔が形成されている表示パネルであって、前記一対の基板間において、前記孔を囲むように配置された孔周辺シール部と、前記一対の基板のうちの少なくとも一方に形成された少なくとも1つの垂直配向膜とを備え、前記少なくとも1つの垂直配向膜は、前記孔周辺シール部に接する前記孔周辺シール部の外側の領域において非形成領域を有している、表示パネル。
 項目7の表示パネルによれば、孔周辺において表示媒体層に気泡が発生することが抑制され、これによって、表示品位の低下を防止することができる。
 [項目8]
 項目1から7のいずれかに記載の表示パネルと、前記表示パネルの前記孔に配置された入出力デバイスとを備える電子機器。
 項目8の電子機器によれば、表示領域に入出力デバイスが設けられた電子機器において、孔周囲での表示品位を向上させることができる。
 [項目9]
 一対の基板を用意する工程と、前記一対の基板のうちの一方の基板上に外側シール部および孔周辺シール部を設ける工程と、前記孔周辺シール部から離れた位置に供給された液晶材料を流動させることによって、前記一方の基板の基板面上に液晶材料を広げる工程と、前記一対の基板を前記外側シール部および孔周辺シール部を介して貼り合わせる工程と、前記一対の基板の前記孔周辺シール部が設けられた領域の内側に孔を形成する工程とを包含し、前記孔周辺シール部は、角部または突出部を有し、前記液晶材料を広げる工程において、前記液晶材料は、前記孔周辺シール部の周囲を、前記孔周辺シール部に沿って回り込む少なくとも2つの互いに向きが異なる流れによって広がり、前記少なくとも2つの向きが異なる流れの合流地点において前記孔周辺シール部の前記角部または突出部が配置されている、液晶パネルの製造方法。
 項目9の液晶パネルの製造方法によれば、孔周辺において液晶層に気泡が発生することが抑制され、これによって、表示品位の低下を防止することができる。
 本発明の実施形態による表示パネルは、携帯型ゲーム機、スマートフォン等の種々の電子機器において広く利用される。
100 液晶表示装置(電子機器)
10 液晶パネル
10A 貫通孔
11 TFT基板
12 対向基板
13A 孔周辺シール部
13B 外側シール部
13P 角部または突出部
14 液晶層
15 光学フィルム層
20 駆動回路
23B 液晶注入口
30 入出力デバイス
40 バックライト
RF 額縁領域(非アクティブエリア)
RA 表示領域(アクティブエリア)

Claims (5)

  1.  一対の基板および前記一対の基板間に保持された表示媒体層を備え、表示領域および前記表示領域の外側の額縁領域が規定されており、前記額縁領域の内側において前記一対の基板および前記表示媒体層を貫通する孔が形成されている表示パネルであって、
     前記一対の基板間において、前記孔を囲むように配置された孔周辺シール部を備え、
     前記孔周辺シール部が角部または突出部を有する、表示パネル。
  2.  前記表示媒体層を囲むように設けられた外側シール部を有し、
     前記外側シール部の一部には、開口部が設けられており、
     前記孔周辺シール部の前記角部または前記突出部は、前記外側シール部の前記開口部から見て前記孔の奥側の位置において、前記開口部と前記孔とを通る直線上または前記直線の近傍に設けられている、請求項1に記載の表示パネル。
  3.  前記表示媒体層を囲むように設けられた外側シール部を有し、
     前記外側シール部は、閉じた環状に設けられ、
     前記孔周辺シール部の前記角部または前記突出部は、前記表示領域の中心から見て前記孔の奥側の位置において、前記孔と前記表示領域の中心とを通る直線上または前記直線の近傍に設けられている、請求項1に記載の表示パネル。
  4.  一対の基板および前記一対の基板間に保持された表示媒体層を備え、表示領域および前記表示領域の外側の額縁領域が規定されており、前記額縁領域の内側において前記一対の基板および前記表示媒体層を貫通する孔が形成されている表示パネルであって、
     前記一対の基板間において、前記孔を囲むように配置された孔周辺シール部と、
     前記一対の基板のうちの少なくとも一方に形成された少なくとも1つの層状体とを備え、
     前記少なくとも1つの層状体は、前記孔周辺シール部に接する前記孔周辺シール部の外側の領域において非形成領域を有しており、前記非形成領域におけるセルギャップが、他の領域におけるセルギャップよりも大きい、表示パネル。
  5.  一対の基板および前記一対の基板間に保持された表示媒体層を備え、表示領域および前記表示領域の外側の額縁領域が規定されており、前記額縁領域の内側において前記一対の基板および前記表示媒体層を貫通する孔が形成されている表示パネルであって、
     前記一対の基板間において、前記孔を囲むように配置された孔周辺シール部と、
     前記一対の基板のうちの少なくとも一方に形成された少なくとも1つの垂直配向膜とを備え、
     前記少なくとも1つの垂直配向膜は、前記孔周辺シール部に接する前記孔周辺シール部の外側の領域において非形成領域を有している、表示パネル。
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