JP2000284299A - 液晶パネル及び液晶パネルの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パネル内の気泡の発生に基づくガスの放出を
抑制するために必要であった空セルや、カラーフィルタ
ー基板のベーキング工程を省略または短縮することを可
能とし、液晶パネル組立のリードタイムを大幅に削減す
ることができる液晶パネル及び液晶パネルの製造方法を
提供する。 【解決手段】 アレイ基板１２とカラーフィルター基板
１３ａ間に液晶材料１１を挟持してなる液晶パネル１ａ
におけるカラーフィルター基板１３ａ上に形成された透
明電極層５ａを、液晶材料１１を封止するためのシール
材料９の一部と重なって、カラーフィルター基板１３ａ
の内側略全表面を覆うようにパターンニングしたもので
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液晶パネル及びこの
液晶パネルに用いられるカラーフィルター基板並びに液
晶パネルの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】以下、従来の液晶パネル及び液晶パネル
の製造方法について図面を参照しながら説明する。図４
は従来の液晶パネルの要部断面図、図５は従来の液晶パ
ネルの角部及び辺部を示す平面図、図６は従来の液晶パ
ネルにおける透明電極を含むカラーフィルター基板を示
す平面図である。

【０００３】図４ないし図６において、１は液晶パネ
ル、２はＢＭ層、３はカラーフィルター層、４はオーバ
ーコート層、５は透明電極層、６は導電ペースト、７は
配向膜、８はスペーサー粒子、９はシール材料、１０は
封口材料、１１は液晶材料、１２はＴＦＴのアレイ基
板、１３はカラーフィルター基板、１４は表示領域、１
５は非表示領域である。この従来の液晶パネルでは、図
５（ａ）に示すように、カラーフィルター基板１３上に
設けられた透明電極層５は液晶材料１１を封止するため
のシール材料９と重ならない領域Ａが存在しており、ま
た図５（ｂ）に示すように液晶パネル１の内部の非表示
領域１５のシール材料９と封口材料１０の近傍では、透
明電極層５の存在しない領域Ｂが存在し、後述のガス発
生の問題を包含している。

【０００４】また、従来知られている液晶パネルの製造
方法としては真空注入工法と滴下工法があり、真空注入
工法は、図４のアレイ基板１２とカラーフィルター基板
１３を貼り合わせて空セルを作成した後に、真空チャン
バー内で空セル内外の圧力差を利用して液晶材料１１を
注入する方法であるが、この工法の場合には、カラーフ
ィルター基板１３から水等のガスが発生してセル内に気
泡が残ることを避けるために、真空注入の前に空セルを
１００℃以上でベーキングして、十分なガス抜きをして
おくことが必要である。

【０００５】一方滴下工法は、シール材料９をパターニ
ングしたアレイ基板１２またはカラーフィルター基板１
３上に、適量の液晶材料１１を滴下した後に対向側の基
板を貼り合わせる工法であるが、この工法の場合は、カ
ラーフィルター基板１３からのガスの放出による気泡の
発生を防止するためのガス抜きは、投入洗浄前または組
立前にカラーフィルター基板１３をベーキングすること
で行っており、最終的な透明電極を含むカラーフィルタ
ー基板の平面形状は図６に示すようになる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成及び製造方法においてはカラーフィルター基板
１３よりのガスの放出の問題がある。例えば、カラーフ
ィルター基板１３としてＢＭ層２のあるものや、樹脂製
のオーバーコート層４がカラーフィルター層３の上に形
成されているカラーフィルター基板１３では特にガスの
放出が激しく、十分なベーキングが必要となるものの、
これらのベーキングによるガス抜きには、カラーフィル
ター基板１３の構成によっても異なるが、通常１０時間
以上の時間が必要であり、近年開発された真空チャンバ
ー中でベーキングを行う工法（真空ベーキング）を用い
ても数時間以上の時間が必要である。

【０００７】このように、従来の液晶パネルの構成で
は、カラーフィルター基板１３からのガスの放出が、液
晶パネル組立のリードタイムを著しく遅らせているとい
う問題点があった。

【０００８】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
であり、パネル内の気泡の発生に基づくガスの放出を抑
制するために必要であった空セルや、カラーフィルター
基板のベーキング工程を省略または短縮することを可能
とし、液晶パネル組立のリードタイムを大幅に削減する
ことができる液晶パネル及び液晶パネルの製造方法を提
供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶パネルは、
アレイ基板とカラーフィルター基板間に液晶材料を挟持
してなる液晶パネルにおけるカラーフィルター基板上に
形成された透明電極層を、液晶材料を封止するためのシ
ール材料の一部と重なって、カラーフィルター基板の内
側略全表面を覆うようにパターニングしたものである。

【００１０】この発明によれば、カラーフィルター基板
上のカラーフィルター層、ＢＭ層、オーバーコート層の
各樹脂層やそれぞれの界面にトラップされていた水等に
よって液晶パネル組立後に発生するガスの放出を透明電
極層によって抑制することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施の形態につ
いて図面を参照しながら説明する。なお、前記従来のも
のと同一の部分については同一の符号を用いるものとす
る。

【００１２】（実施の形態１）図１は本発明の液晶パネ
ルの実施の形態１における構成を示す要部断面図、図２
は図１に示す液晶パネルの角部及び辺部を示す平面図で
ある。図１において、１ａは液晶パネル、２はＢＭ層、
３はカラーフィルター層、４はオーバーコート層、５ａ
は透明電極層、５′ａは透明電極層５ａの端辺、６は導
電ペースト、７は配向膜、８はスペーサー粒子、９はシ
ール材料、１０は封口材、１１は液晶材料、１２はＴＦ
Ｔのアレイ基板、１３ａはカラーフィルター基板、１４
は表示領域、１５は非表示領域である。なお、説明の簡
略化のためＴＦＴのアレイ基板１２上のＴＦＴ素子及び
配線の構造については図面上省略してある。

【００１３】この液晶パネルは、カラーフィルター基板
１３ａ上の透明電極層５ａの端辺５ａ′が全て、液晶材
料１１を封止するためのシール材料９や封口材料１０と
重なっており、前記図５（ａ），（ｂ）に示す従来例の
ように、透明電極層５がシール材料９や封口材料１０と
重ならない領域Ａ，Ｂは存在せず、液晶パネルの内部の
カラーフィルター基板１３ａ側は、その略全表面に亘っ
て透明電極層５ａによって覆われている点が特徴であ
り、この構成により、カラーフィルター基板１３上のカ
ラーフィルター層３、ＢＭ層２、オーバーコート層４の
各樹脂層や、それぞれの界面にトラップされていた水等
による液晶パネル組立後のガス発生を抑制することがで
きる。

【００１４】以上のように、本実施の形態によれば、パ
ネル内の気泡に基づくガスの外部への放出は抑制されて
いるので、このガスの放出を抑制するために必要であっ
た空セルや、カラーフィルター基板のベーキング工程を
省略または短縮することが可能となり、液晶パネル組立
のリードタイムを大幅に削減することができる。

【００１５】次に、上記本発明の液晶パネルを製造する
ための製造方法を実施の形態２として説明する。

【００１６】（実施の形態２）図３は本発明の液晶パネ
ルの製造方法の実施の形態２において用いられる透明電
極を含むカラーフィルター基板の平面図であり、図３
（ａ）は真空注入工法の場合に用いられるもの、図３
（ｂ）は滴下工法の場合に用いられるものを示してい
る。

【００１７】（１）真空注入工法 まず、図１のように構成された図３（ａ）に示す本発明
のカラーフィルター基板１３ａを７枚と、これと比較の
ための図４のように構成された図６に示すような従来の
カラーフィルター基板１３を５枚、対向基板となるアレ
イ基板１２を１２枚準備した。

【００１８】ここで準備したカラーフィルター基板１３
ａ，１３は、ＢＭ層２、カラーフィルター層３、オーバ
ーコート層４の厚みがそれぞれ１．５μｍ、１．０μ
ｍ、１．０μｍのものであった。

【００１９】それぞれの基板に洗浄、配向膜印刷、配向
膜硬化、ラビング、ラビング後洗浄の所定の処理を行っ
た後、カラーフィルター基板１３ａ，１３にはシール材
料９の印刷、導電ペースト６の塗布、アレイ基板１２に
はスペーサー粒子８の散布を行った。この時、配向膜７
にはポリイミド製のものを用いており、硬化条件は２０
０℃、３時間であった。また、シール材料９にはエポキ
シ樹脂の熱硬化製のものを用い、樹脂中にはシール近傍
での液晶セルギャップを安定させるための粒径５．５μ
ｍのガラスファイバーを重量比で１％混入した。さら
に、アレイ基板１２上に散布したスペーサー粒子８には
平均粒径が４．５μｍの樹脂製のスペーサー材料を用
い、散布密度は１平方ミリメートル当たり２００個であ
った。

【００２０】次にこれらのカラーフィルター基板１３
ａ，１３とアレイ基板１１を貼り合わせ、シール材料９
を熱硬化して、液晶パネルの空セルを作成した。この時
のシール材料９の硬化条件は１７０℃、２時間であっ
た。

【００２１】これらの空セルの作成にあたっては、本発
明のカラーフィルター基板１３ａを用いた空セルでは、
注入口部分も含めて、セルの各辺のシール材料９の一部
と透明電極層５ａの端辺５ａ′が、重なり合うように十
分に注意して位置合わせを行った。

【００２２】これらの１２個パネルの空セルのうちの９
パネルに真空注入で液晶材料１１を注入する前に、（表
１）に示すような２，５，１２，２４時間のパネルベー
キングを施した。

【００２３】

【表１】 次にこれらの空セルを真空チャンバー中で０．０１ｔｏ
ｒｒまで真空引きし、５時間経過後、予め準備しておい
た液晶槽に注入口を浸けた後にチャンバー内をリークし
て１気圧に戻してから５時間放置し、液晶材料１１がほ
ぼ液晶パネル１ａ，１の注入口と反対側の辺まで到達し
たことを確認した。

【００２４】これらの液晶パネル１ａ，１を外部から弾
性体を用いて加圧し、注入口から余剰の液晶材料を放出
させて拭き取った後に、紫外線硬化型の封口材料１０を
注入口に塗布、紫外線照射によってその硬化を行った。
この時、本発明のカラーフィルター基板１３ａを用いた
構成の液晶パネル１ａに関しては、封口材料１０が透明
電極５ａのパターンに到達したものと到達しないものの
両方を作成した。

【００２５】これらの液晶パネル１ａ，１は液晶材料１
１が注入口と反対側の辺までほぼ到達したとはいえ、シ
ール材料９のパターンのコーナー部分には未だ液晶材料
１１が十分に到達せず、コーナー気泡となって残ってい
る。

【００２６】これらのパネルを１２０℃の高温槽に入れ
て放置し、放置時間による気泡の大きさの変化を観察し
た結果を（表１）に示す。

【００２７】（表１）より、パネル面内のカラーフィル
ター１３ａ上の略全表面に透明電極層５ａを形成した液
晶パネル１ａでは、従来の液晶パネル１の１２時間以上
の空セルベーキングを行った時と同等の効果が得られる
ことがわかる。

【００２８】（２）滴下工法 真空注入工法の場合と同様、図３（ｂ）に示すような本
発明のカラーフィルター基板１３ａと、これと比較のた
めの図６示すような従来のカラーフィルター基板１３を
それぞれ５枚、対向基板となるアレイ基板１２を１０枚
準備した。

【００２９】液晶パネルを組み立てる前に、これらの計
１０枚のカラーフィルター基板１２のうちの８枚のカラ
ーフィルター基板１３ａ，１３に（表２）に示すような
空セルベーキングを施した。

【００３０】

【表２】 次にそれぞれの基板に洗浄、配向膜７の印刷、配向膜７
の硬化、ラビング、ラビング後洗浄の所定の処理を行っ
た後、カラーフィルター基板１３ａ，１３にはシール材
料９の印刷、導電ペースト６の塗布、アレイ基板１２に
はスペーサー粒子８の散布を行った。

【００３１】この時、配向膜７にはポリイミド製のもの
を用いており、硬化条件は２００℃、３時間であった。
また、シール材料９には紫外線硬化型のアクリル樹脂の
紫外線硬化製のものを用い、樹脂中にはシール近傍での
液晶セルギャップを安定させるための粒径５．５μｍの
ガラスファイバーを重量比で１％混入した。さらに、ア
レイ基板１２上に散布したスペーサー粒子８には平均粒
径が４．５μｍの樹脂製のスペーサー材料を用い、散布
密度は１平方ミリメートル当たり２００個であった。

【００３２】次にカラーフィルター基板１３ａ，１３上
に適量の液晶材料１０を滴下して、真空チャンバー中で
アレイ基板１２と貼り合わせた後にシール材料９に紫外
線を照射してその硬化を行い、液晶パネルを完成させ
た。

【００３３】これらのパネルを１２０℃の高温槽に入れ
て放置し、放置時間による気泡の大きさの変化を観察し
た結果を（表２）に示す。（表２）より、真空注入工法
の場合と同様に、パネル面内のカラーフィルター基板１
３ａ，１３上の略全面に透明電極層５ａを形成した液晶
パネル１ａでは、従来の液晶パネル１の１２時間以上の
空セルベーキングを行った時と同等の効果が得られるこ
とがわかる。

【００３４】これはカラーフィルター基板１３ａの各樹
脂層から発生する水などの分子の液晶材料１１への進入
が、透明電極層５ａによって封鎖されたためと考えられ
る。この透明電極層５ａによる水等の分子の封鎖現象に
ついて、そのメカニズムは明らかにされていないが、透
明電極層５ａ内のグレインの構成が複雑であり、発生し
た分子がカラーフィルター基板１３ａの表面に到達する
までのインピーダンスとなっていることや、導電性の透
明電極層５ａが、水等の極性分子をトラップすることな
どが推測できる。

【００３５】また、滴下工法の場合にはカラーフィルタ
ー基板１３ａのベーキングを行った後に基板洗浄やラビ
ング後洗浄を行っているが、この際カラーフィルター基
板１３ａに付着する水の分子については、ラビング後洗
浄後の乾燥工程や、配向膜効果工程の熱処理によって蒸
発しており、パネル組立後の気泡の発生には関与してい
ないと考えられる。

【００３６】以上のように、本実施の形態によれば、カ
ラーフィルター基板上のカラーフィルター層、樹脂ＢＭ
層、オーバーコート層の各樹脂層や、それぞれの界面に
トラップされていた水等による液晶パネル組立後のガス
の発生が抑制されているので、真空注入工法におけるパ
ネルベーキング工程や、滴下工法におけるカラーフィル
ターベーキング工程を省略または、短縮することができ
る。

【００３７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、カラーフ
ィルター基板上のカラーフィルター層、ＢＭ層、オーバ
ーコート層の各樹脂層や、それぞれの界面にトラップさ
れていた水等による液晶パネル組立後のガスの発生を抑
制することができ、これにより、真空注入工法における
パネルベーキング工程や、滴下工法におけるカラーフィ
ルターベーキング工程を、省略または短縮することがで
きるという有利な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶パネルの実施の形態１における構
成を示す要部断面図

【図２】図１に示す液晶パネルの角部及び辺部を示す平
面図

【図３】本発明の液晶パネルの製造方法の実施の形態２
において用いられる透明電極を含むカラーフィルター基
板の平面図

【図４】従来の液晶パネルの要部断面図

【図５】従来の液晶パネルの角部及び辺部を示す平面図

【図６】従来の液晶パネルにおける透明電極を含むカラ
ーフィルター基板を示す平面図

【符号の説明】

１，１ａ 液晶パネル ２ ＢＭ層 ３ カラーフィルター層 ４ オーバーコート層 ５，５ａ 透明電極層 ６ 導電ペースト ７ 配向膜 ８ スペーサー粒子 ９ シール材料 １０ 封口材料 １１ 液晶材料 １２ アレイ基板 １３，１３ａ カラーフィルター基板 １４ 表示領域 １５ 非表示領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 後藤 任 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 松川 秀樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 江崎 弘 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 2H089 LA46 NA25 NA52 QA12 TA02 TA12 2H092 GA33 JB13 MA31 NA27

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アレイ基板とカラーフィルター基板間に
   液晶材料を挟持してなる液晶パネルであって、前記カラ
   ーフィルター基板上に形成された透明電極層が、液晶材
   料を封止するためのシール材料の一部と重なって、カラ
   ーフィルター基板の内側略全表面を覆うようにパターニ
   ングされていることを特徴とする液晶パネル。
2. 【請求項２】 アレイ基板とカラーフィルター基板間に
   液晶材料を挟持してなる液晶パネルであって、前記カラ
   ーフィルター基板上に形成された透明電極層が、液晶材
   料を封止するためのシール材料の一部及び、注入口を封
   止するための封口材料の一部と重なって、カラーフィル
   ター基板の内側略全表面を覆うようにパターニングされ
   ていることを特徴とする液晶パネル。
3. 【請求項３】 アレイ基板とカラーフィルター基板間に
   液晶材料を真空注入法で注入した後に、注入口にパネル
   の内部と外部の圧力差を利用して、封口材料をパネル内
   部のカラーフィルター基板に設けられた透明電極に重な
   るまで注入してから硬化することを特徴とする液晶パネ
   ルの製造方法。
4. 【請求項４】 アレイ基板とカラーフィルター基板間に
   液晶材料を挟持してなる液晶パネルに用いられるカラー
   フィルター基板であって、基板表面に形成された透明電
   極層が、液晶材料を封止するためのシール材料の一部と
   重なって、前記基板の略全表面を覆うようにパターニン
   グされていることを特徴とするカラーフィルター基板。
5. 【請求項５】 アレイ基板とカラーフィルター基板間に
   液晶材料を挟持してなる液晶パネルに用いられるカラー
   フィルター基板であって、基板表面に形成された透明電
   極層が、液晶材料を封止するためのシール材料の一部及
   び、注入口を封止するための封口材料の一部と重なっ
   て、前記基板の略全表面を覆うようにパターニングされ
   ていることを特徴とするカラーフィルター基板。