JP2004302133A

JP2004302133A - 光学変調表示素子、および、その製造方法

Info

Publication number: JP2004302133A
Application number: JP2003094980A
Authority: JP
Inventors: Makoto Iwamoto; 誠岩本
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2003-03-31
Filing date: 2003-03-31
Publication date: 2004-10-28
Anticipated expiration: 2023-03-31
Also published as: JP4364538B2

Abstract

【課題】本発明の課題は、光学変調表示素子の基板を薄くしても、衝撃や曲げストレスに対して割れの発生しにくい信頼性に優れた光学変調表示素子を提供することにある。
【解決手段】本発明に係る光学変調表示素子は、基板１の外周端面の少なくとも一部に、保護用樹脂１１が付着されている構成からなり、割れ等が発生しやすい基板１の外周端面を保護用樹脂１１によって保護することにより、衝撃などを受けた際に端面から欠けなどの発生を防止するとともに、樹脂１１を付着する前に既に基板１の外周端面に欠けなどが生じていた場合であっても、その部分が保護用樹脂１１と一体化され補強されているので、衝撃などを受けた際もその部分を起点とした割れが生じ難い。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学変調表示素子に関し、より詳しくは、一対の基板の間に液晶が封入された液晶表示素子に適したものである。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】
この種液晶表示装置は基板としてガラス基板を用い、パネル製造ラインでの加工処理を含めその取り扱いや、アッセンブル時、あるいは製品に組み込んだ以降も押圧や変形、落下などの要因で発生する割れの問題を考慮して、一定以上の厚みを有するガラス基板を用いてきた。また、ガラス基板の代わりに樹脂基板を用いた液晶表示モジュールにおいても、熱硬化性樹脂等、樹脂の材料によっては強度を確保する為、一定以上の厚みを有する基板を使用してきた。
【０００３】
しかるに、近年、携帯電話や携帯情報端末あるいは大画面テレビ等のフラットパネルディスプレイの普及に伴い、商品の軽量、薄型化が求められて来ており、この要望に対して薄板ガラス基板や薄板樹脂基板を用いた液晶表示モジュールの開発が進められている。しかしながら単純に基板の厚みを薄くする事では、強度が弱くなるため、液晶表示モジュール用として使用できるガラス基板の厚みは、薄くても０．４ｍｍ程度にとどまってきた。また、同様に薄板樹脂基板を用いた液晶表示モジュールにおいても、樹脂の材料によっては、割れやすい場合があり、今まで以上の薄型化に対する課題となっていた。
【０００４】
本発明者らは、基板の割れ等の発生原因等を鋭意検討した結果、基板の割れを防止する意味で重要である基板切断面を保護することに着目した。つまり、液晶表示パネル切断時の条件によっては、切断面に微細な欠けやヒビ、クラックが生じ、液晶表示素子に衝撃や変形ストレスが加わった場合、前記切断面の欠けやヒビ、クラック部分に応力が集中しパネルの割れに至る。また、薄板ガラスの場合、同様のストレスが加わった場合でも、ガラス基板の厚みの減少に伴う剛性の低下により変形量が大きくなり、欠けやヒビ、クラックの影響を受けやすく、パネルの割れが生じやすくなる。また、薄板樹脂基板を用いた場合も欠けやヒビ、クラックが起点となって割れに至る点は同様である。
【０００５】
なお、液晶表示素子の端子部分における強度に着目したものとして、特許文献１所載のものが公知である。この特許文献１所載のものは、突出する端子電極に対向する基板側の偏光板を延設して、前記端子電極と突出した偏光板の隙間部に樹脂を充填することで、端子部分の曲げに対する強度を向上させるとともに電極の腐蝕や断線を防止するものである。しかしながら、端子以外の辺に対しては対策がなされておらず、上述のように分断面からの基板の破損等に何ら考慮されていない。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−５４９９２号
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本願発明は、光学変調表示素子の基板を薄くしても、衝撃や曲げストレスに対して割れの発生しにくい信頼性に優れた光学変調表示素子を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本願発明は、上記課題を解決すべくなされたものであり、本願発明に係る光学変調表示素子は、基板を有する光学変調表示素子であって、前記基板の外周端面の少なくとも一部に、保護用樹脂が付着されていることを特徴とする。
【０００９】
上記構成からなる光学変調表示素子は、割れ等が発生しやすい基板の外周端面が保護用樹脂によって保護されているので、衝撃や曲げのストレスを受けた際にこの端面から欠けやヒビやクラックが生じ難い。また保護用樹脂塗布前に基板の外周端面に欠けやヒビやクラックが生じていた場合でも、その部分が保護用樹脂と一体化され補強されているため、その後に衝撃や曲げのストレスを受けた際もその部分を起点とした割れが生じ難い。
【００１０】
また、本願発明に係る光学変調表示素子は、請求項２記載のように、前記基板は、一対の機能性部材によって挟まれた状態に設けられており、該機能性部材は、前記基板の外形よりも大きく、基板の外周端面よりも外周側にはみ出すように設けられており、この一対の機能性部材の間には、前記基板よりもはみ出した部分において前記保護用樹脂が充填されている構成を採用することが好ましい。
【００１１】
上記構成を採用する光学変調表示素子にあっては、基板よりもはみ出した機能性部材の間に保護用樹脂を充填することにより、容易且つ確実に基板の外周端面を保護用樹脂によって保護することができる。
【００１２】
また、本願発明において、保護用樹脂は、シリコーン系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、または、紫外線硬化型樹脂の何れかにより構成されていることが好ましく、これにより、基板の外周端面が機械強度面および信頼性面で補強される。
【００１３】
また、本願発明において、基板は、請求項４記載のように、厚み０．４ｍｍ以下のガラス基板から構成することが可能であり、また、請求項５記載のように、樹脂基板から構成することも可能である。これらの構成を採用することにより、薄型化・軽量化が図られる同時に保護用樹脂の保護によって機械強度面、信頼性面で優れたものとすることができる。
【００１４】
また、本願発明において、基板が、内部に液晶が介在されるように一対設けられており、保護用樹脂が、液晶駆動用の端子部以外の外周端面に付着されている構成を採用することも可能である。これにより、液晶表示素子において、液晶駆動用の端子部以外の外周端面を保護用樹脂で保護することができる。
【００１５】
また、本願請求項７記載の発明に係る光学変調表示素子の製造方法は、基板を有する光学変調表示素子の製造方法であって、前記基板の外周端面の少なくとも一部に、保護用樹脂を付着することを特徴とする。
【００１６】
上記構成から製造された光学変調表示素子は、割れ等が発生しやすい基板の外周端面が保護用樹脂によって保護されているので、衝撃や曲げのストレスを受けた際にこの端面から欠けやヒビやクラックが生じ難い。また保護用樹脂塗布前に基板の外周端面に欠けやヒビやクラックが生じていた場合でも、その部分が保護用樹脂と一体化され補強されているため、その後に衝撃や曲げのストレスを受けた際もその部分を起点とした割れが生じ難い。
【００１７】
また、本願請求項８記載の発明に係る光学変調素子の製造方法は、基板を各セルの大きさに切断する切断手順を有する光学変調表示素子の製造方法であって、切断手順の後に、切断面である基板の外周端面の少なくとも一部に、保護用樹脂を付着することを特徴とする。
【００１８】
上記構成から製造された光学変調表示素子は、割れ等が発生しやすい基板の外周端面たる切断面が保護用樹脂によって保護されているので、衝撃や曲げのストレスを受けた際にこの端面から欠けやヒビやクラックが生じ難い。また保護用樹脂塗布前に基板の外周端面に欠けやヒビやクラックが生じていた場合でも、その部分が保護用樹脂と一体化され補強されているため、その後に衝撃や曲げのストレスを受けた際もその部分を起点とした割れが生じ難い。
【００１９】
また、上記構成からなる本願発明に係る光学変調表示素子の製造方法にあっては、請求項９記載のように、前記切断手順の後に、基板の両面に、該基板の外形よりも大きい機能性部材を、基板の外周端面よりも外周側にはみ出すように貼り付ける貼着手順、該貼着手順の後に、一対の機能性部材の間に、基板からはみ出した部分において前記保護用樹脂を充填することにより、基板の外周端面に保護用樹脂を付着する構成を採用することが好ましい。
【００２０】
これにより、基板よりもはみ出した機能性部材の間に保護用樹脂を充填することにより、容易且つ確実に基板の切断面を保護用樹脂によって保護することができる。
【００２１】
また、本願発明に係る光学変調表示素子の製造方法にあっては、請求項１０記載のように、前記基板はガラス基板より構成されているとともに、切断手順の前に、ガラス基板を厚み０．４ｍｍ以下にエッチングするエッチング手順がなされる構成を採用することが好ましい。これにより、光学変調表示素子の薄型化・軽量化を図るとともに保護用樹脂によって機械強度面、信頼性面で優れたものとすることができ、しかも、エッチング手順の前の製造過程においては比較的肉厚としておくことにより、製造時の破損を防止できる利点を有する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の一実施形態について説明する。本実施形態においていは、光学変調表示素子の一例として、一対の基板１の間に液晶層３が介在された液晶表示素子を例にとり図１および図２を参酌しつつ説明する。なお、図１は、本願発明の実施形態の液晶表示素子を説明するための概略的断面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【００２３】
本実施形態の液晶表示素子の概略構成について説明すると、液晶層３と、この液晶層３を挟む一対の基板１と、この一対の基板１の間に設けられたシーリング材５と、一対の基板１の上下に積層された機能性板材７と、一方の基板１に接続されるフレキシブルプリント基板９とを備えている。
【００２４】
このフレキシブルプリント基板９が接続される一方の基板１は、他方の基板１よりもその外形が大きく形成されており、一方の基板１が他方の基板１からはみ出した部分にフレキシブルプリント基板９が接続されている。また、基板１は、ガラス基板から構成されており、その厚みは０．２ｍｍに設けられている。また、該基板１は、平面視矩形状に切断されて形成されている。なお、基板１には、他の基板１に対向する面に透明電極や配光膜等が形成されているが、その図示を省略している。
【００２５】
また、前記シーリング材５は、一対の基板１の間に基板１の外周に沿って設けられており、このシーリング材５によって液晶層３は、一対の基板１の間に密封されている。
【００２６】
また、前記機能性板材７は、一対の基板１の上下にそれぞれ貼着されており、基板１の外形よりも大きく、基板１の外周端面よりも外周側にはみ出すように設けられている。この上下の機能性フィルムは、フレキシブルプリント基板９が接続される側以外においては、同一程度にはみ出し、端部が対向するように設けられている。また、この機能性板材７としては、たとえば偏光板や反射板が挙げられる。
【００２７】
前記対向する機能性板材７の端部の間には、保護用樹脂１１が充填されており、これにより、基板１の外周端面が保護用樹脂１１により保護されている。また、フレキシブルプリント基板９が接続された一方の基板１側の機能性板材７において、基板１からはみ出した端部とフレキシブルプリント基板９との間にも前記保護用樹脂１１が充填されている。また、フレキシブルプリント基板９が接続されていない他方の基板１側の機能性板材７において、基板１からはみ出した端部と一方の基板１の対向面との間にも前記保護用樹脂１１が充填されている。
【００２８】
また、本実施形態においては、保護用樹脂１１として、シリコーン樹脂を採用している。
【００２９】
また、本実施形態の液晶表示素子にあっては、フレキシブルプリント基板９の基板１との接続面と、接続される基板１の端面の保護用樹脂１１とにより形成される隅部、および、フレキシブルプリント基板９の前記接続面の反対面と、液晶層３のシーリング材５に隣接する保護用樹脂１１とにより形成される隅部には、それぞれ接続補強用樹脂１３が設けられており、これらによりフレキシブルプリント基板９の接続強度が高められている。なお、この接続補強用樹脂１３は、上記保護用樹脂１１の材料と同一のものを利用可能である。
【００３０】
次に、本実施形態の液晶表示素子の製造方法について説明する。
【００３１】
まず、厚さ０．４ｍｍのソーダガラス基板１に透明導電膜をスパッタ法で成膜後、フォトリソ法にてセグメントおよびコモン電極パターンをそれぞれ形成する。そして、電極パターン上に配向膜材料をオフセット印刷機で印刷、焼成を行う事で配向膜を形成する。この配向膜表面はラビング法にて配向処理を行う。
【００３２】
そして、セグメント基板１にはスクリーン印刷機にてセグメント電極とコモン電極導通用の導電性粒子を含むシールを印刷し、コモン基板１には、スペーサーを散布し、貼り合わせ装置を用いて、セグメント基板１とコモン基板１を位置合わせしながら貼り合わせ、ホットプレス装置で加圧しながら加熱してシールを硬化する。この貼り合わせた一対の基板１をオーブンに移して、再度焼成する事でシール材の硬化及びシール内部での導電性粒子によるセグメント電極とコモン電極の接続を完了する。
【００３３】
次に、シール材の硬化が完了した一対の基板１の外周部分に紫外線硬化樹脂を塗布後、紫外線を照射する事で樹脂を硬化させ、端面を封止した状態でフッ化水素溶液に浸漬し、セグメント基板１およびコモン基板１のガラス厚みが０．４ｍｍから０．２ｍｍになるまでエッチングを行う。
【００３４】
このようにしてエッチング処理が施された一対の基板１を、一つのセルの大きさに切断する切断手順がとられる。そして、切断された一対の基板１内に液晶を注入、封止した後に、洗浄を行い、その後、コモン基板側およびセグメント基板側に機能性板材７を貼り付ける。ここで、この機能性板材７は、一対の基板それぞれの基板外形寸法より全周１ｍｍずつ大きいものとし、基板１の各端部から１ｍｍずつはみ出すように貼り付けられている。
【００３５】
そして、一方の基板１にフレキシブルプリント基板９を圧着した後に、ガラス基板１の外周端面に保護用樹脂１１を塗布する。具体的には、一対の機能性板材７の端部が互いに対向している部分においては（フレキシブルプリント基板９が接続される側面以外の側面に）、対向する機能性板材７の間に保護用樹脂１１を充填する。また、フレキシブルプリント基板９が接続される側面においては、一方の機能性板材７の端部とフレキシブルプリント基板９との間に、また、他方の機能性板材７の端部と一方の基板１との間に保護用樹脂１１を充填した。また、フレキシブルプリント基板９の基板１との接続面と、接続される基板１の端面の保護用樹脂１１とにより形成される隅部、および、フレキシブルプリント基板９の前記接続面の反対面と、液晶層３のシーリング材５に隣接する保護用樹脂１１とにより形成される隅部には、それぞれ接続補強用樹脂１３を塗布した。そして、これらの樹脂を加熱等により硬化せしめることにより、本実施形態の液晶表示素子が得られる。
【００３６】
上記実施形態の液晶表示素子にあっては、切断面である基板１の外周端面が保護用樹脂１１によって保護されているので、衝撃や曲げのストレスを受けた際にこの端面から欠けやヒビやクラックが生じ難い。より具体的には、上記実施形態の液晶表示素子をフレキシブルプリント基板９が上となる状態で端面落下試験（落下面の材質は５ｍｍ厚のステンレス）を行った結果、比較用の液晶表示素子（偏光板のサイズがセルの基板１外形寸法より小さく、分断面は樹脂で補強を行っていないもの）の欠け割れが発生する高さに比べ５０％増の高さでもガラス基板１の欠け、割れは発生しなかった。
【００３７】
なお、本願発明は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、本願発明の意図する範囲内で適宜設計変更可能である。
【００３８】
つまり、上記実施形態では、シリコン樹脂を保護用樹脂１１として用いるものであったが、その他の樹脂であっても採用可能である。
【００３９】
たとえば、保護用樹脂および接続補強用樹脂として、エポキシ樹脂を採用し、その他の構成は上記実施形態と同様の液晶表示素子について、フレキシブルプリント基板を上にした状態で端面落下試験（落下面の材質は５ｍｍ厚のステンレス）を行った結果、比較用の液晶表示素子（偏光板のサイズがセルの基板外形寸法より小さく、分断面は樹脂で補強を行っていないもの）の欠け割れが発生する高さに比べ５０％増の高さでもガラス基板の欠け、割れは発生しなかった。
【００４０】
また、保護用樹脂および接続補強用樹脂として、アクリル樹脂を採用し、その他の構成は上記実施形態と同様の液晶表示素子について、フレキシブルプリント基板を上にした状態で端面落下試験（落下面の材質は５ｍｍ厚のステンレス）を行った結果、比較用の液晶表示素子（偏光板のサイズがセルの基板外形寸法より小さく、分断面は樹脂で補強を行っていないもの）の欠け割れが発生する高さに比べ５０％増の高さでもガラス基板の欠け、割れは発生しなかった。
【００４１】
また、保護用樹脂および接続補強用樹脂として、紫外線硬化樹脂を採用して、紫外線照射により硬化を行った以外の構成は上記実施形態と同様の液晶表示素子について、フレキシブルプリント基板を上にした状態で端面落下試験（落下面の材質は５ｍｍ厚のステンレス）を行った結果、比較用の液晶表示素子（偏光板のサイズがセルの基板１外形寸法より小さく、分断面は樹脂で補強を行っていないもの）の欠け割れが発生する高さに比べ５０％増の高さでもガラス基板の欠け、割れは発生しなかった。
【００４２】
また、上記実施形態においては、ガラス基板を用いたものを例にとり説明したが、本願発明はこれに限定されるものではなく、たとえば樹脂基板にも適用可能である。具体的には、基板として厚み０．２ｍｍのエポキシ系プラスチック基板を使用して上記実施形態と同様の方法で電極パターン形成、配向膜形成、配向処理、シール印刷、スペーサー散布、貼り合わせ、ホットプレス、焼成を行い、貼り合わせプラスチック基板を得た。この後、基板のエッチング処理は行わず、セル化分断、液晶注入、封止、洗浄を行ったセルのコモン基板側およびセグメント基板側に偏光板を貼り付け、液晶表示モジュール用のパネルを作成した。偏光板のサイズは上記実施形態と同様に基板寸法より全周１ｍｍずつ大きく設定した。そして、一方の基板にフレキシブルプリントを圧着した。ここで、圧着部分および偏光板とガラス基板の隙間にシリコーン樹脂を塗布後、加熱する事で圧着部分とプラスチック基板の分断面の補強を行った。このようにして完成した液晶表示素子をフレキシブルプリント基板が上となる状態で端面落下試験（落下面の材質は５ｍｍ厚ステンレス）を行った結果、比較用の液晶表示素子（偏光板のサイズがセルの基板外形寸法より小さく、分断面は樹脂で補強を行っていないもの）の欠け割れが発生する高さに比べ５０％増の高さでも基板の欠け、割れは発生しなかった。
【００４３】
さらに、基板としてガラス基板を用いる場合にあっても、上記実施形態のようにエッチング処理によりガラス厚を薄くするものに限定されるものではない。具体的には、貼合わせた一対の基板をエッチングにより薄くしない状態で、そのまま上記実施形態と同様の手順により得られた液晶表示用素子について、フレキシブルプリント基板を上にした状態で端面落下試験（落下面の材質は５ｍｍ厚ステンレス）を行った結果、比較用のガラス基板の厚みが０．４ｍｍの液晶表示素子（偏光板のサイズがセルの基板外形寸法より小さく、分断面は樹脂で補強を行っていないもの）の欠け割れが発生する高さに比べ５０％増の高さでもガラス基板の欠け、割れは発生しなかった。
【００４４】
また、上記実施形態においては、白黒用の液晶表示素子を前提に説明したが、本願発明はこれに限定されるものではなく、基板を有する種々の光学変調表示素子に採用することができる。また、液晶表示素子に適用する場合にあっても、カラー構造や種々のアクティブ型液晶表示モジュールにも適用可能である。
【００４５】
また、基板の材質についてもソーダガラス、エポキシ系樹脂に限定されるものではなく、それ以外の基板材料にも適用可能である。
【００４６】
また、機能性部材の例として上記実施形態では偏光板を使用しているが、本願発明はこれに限定されるものではなく、位相差板、反射板、光学フィルム、それらの複合フィルムや、保護フィルムなどの液晶表示モジュールに貼り付けられるフィルム全般や、タッチパネルにも適用可能である。
【００４７】
【発明の効果】
上述のように、本願発明によれば、割れ等が発生しやすい基板の外周端面が保護用樹脂によって保護されるため、衝撃や曲げのストレスを受けた際にこの端面から欠けやヒビやクラックが生じ難い信頼性に優れた光学変調表示素子を得ることができる。さらに液晶表示パネル切断時の条件によって、基板の外周端面に微細な欠けやヒビ、クラックが生じている場合でも、外周端面の欠けやヒビ、クラックの部分が保護用樹脂と一体化され補強されているため、衝撃や曲げのストレスを受けた際に前記外周端面の欠けやヒビ、クラック部分への応力集中が避けられ、割れが生じ難くなる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の一実施形態の液晶表示素子を説明するための概略的平面断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【符号の説明】
１基板
３液晶層
５シーリング材
７機能性板材
９フレキシブルプリント基板
１１保護用樹脂
１３接続補強用樹脂

Claims

基板を有する光学変調表示素子であって、
前記基板の外周端面の少なくとも一部に、保護用樹脂が付着されていることを特徴とする光学変調表示素子。
請求項１記載の光学変調表示素子であって、
前記基板は、一対の機能性部材によって挟まれた状態に設けられており、
該機能性部材は、前記基板の外形よりも大きく、基板の外周端面よりも外周側にはみ出すように設けられており、
この一対の機能性部材の間には、前記基板よりもはみ出した部分において前記保護用樹脂が充填されていることを特徴とする光学変調表示素子。
請求項１または２記載の光学変調表示素子であって、
前記保護用樹脂が、シリコーン系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、または、紫外線硬化型樹脂の何れかにより構成されていることを特徴とする光学変調表示素子。
請求項１乃至３の何れかに記載の光学変調表示素子であって、
前記基板が、厚み０．４ｍｍ以下のガラス基板からなることを特徴とする光学変調表示素子。
請求項１乃至３の何れかに記載の光学変調表示素子であって、
前記基板が、樹脂基板から構成されていることを特徴とする光学変調表示素子。
請求項１乃至５の何れかに記載の光学変調表示素子であって、
前記基板は、内部に液晶が介在されるように一対設けられており、
前記保護用樹脂は、液晶駆動用の端子部以外の外周端面に付着されていることを特徴とする光学変調表示素子。
基板を有する光学変調表示素子の製造方法であって、
前記基板の外周端面の少なくとも一部に、保護用樹脂を付着することを特徴とする光学変調表示素子の製造方法。
基板を各セルの大きさに切断する切断手順を有する光学変調表示素子の製造方法であって、
前記切断手順の後に、切断面である基板の外周端面の少なくとも一部に、保護用樹脂を付着することを特徴とする光学変調表示素子の製造方法。
請求項８記載の光学変調表示素子の製造方法であって、
前記切断手順の後に、基板の両面に、該基板の外形よりも大きい機能性部材を、基板の外周端面よりも外周側にはみ出すように貼り付ける貼着手順、
該貼着手順の後に、一対の機能性部材の間に、基板からはみ出した部分において前記保護用樹脂を充填することにより、基板の外周端面に保護用樹脂を付着することを特徴とする光学変調表示素子の製造方法。
請求項８または９記載の光学変調表示素子の製造方法であって、
前記基板はガラス基板より構成されているとともに、
前記切断手順の前に、ガラス基板を厚み０．４ｍｍ以下にエッチングするエッチング手順がなされることを特徴とする光学変調表示素子の製造方法。