JP2006227417A - 基板装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製造性が容易で割れにくくできる液晶表示装置を提供する。
【解決手段】液晶セル１のガラス基板４の配線領域17の両側縁７の応力集中点Ａにエポキシ樹脂やＵＶ硬化樹脂などの割れ防止材21を塗布する。割れ防止材21で液晶セル１の応力集中点Ａを覆って補強する。液晶セル１の下端縁８の作用点Ｃへの衝撃にて作用する応力を割れ防止材21で緩和できる。応力が液晶セル１の応力集中点Ａに集中しなくなる。液晶セル１を応力集中点Ａから割れにくくできる。液晶セル１のガラス基板４,12の境目を始点とする割れを低減できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、第１の基板に第２の基板が対向して配設された基板装置およびその製造方法に関する。

従来、この種の基板装置としての液晶表示装置は、携帯電話機の画像表示装置として用いられており、矩形平板状の液晶表示パネルを備えている。この液晶表示パネルは、矩形平板状のガラス基板を備えたアレイ基板を有している。そして、このアレイ基板のガラス基板の一主面上には、このガラス基板より長手寸法が小さく幅寸法が略等しい矩形平板状のガラス基板を備えた対向基板が対向して配設されている。この対向基板のガラス基板は、このガラス基板の長手方向の一端縁をアレイ基板のガラス基板の長手方向の一端縁に揃えた状態で、このアレイ基板のガラス基板上に取り付けられている。さらに、これらアレイ基板のガラス基板と対向基板のガラス基板との間には、液晶が介在されて液晶層が形成されて液晶表示パネルが構成されている。

そして、この液晶表示パネルは、携帯電話機の落下による衝撃や、携帯電話機の変形によるひねりなどによって、割れが発生し、表示不良が発生するおそれがある。この液晶表示パネルの割れや表示不良の発生は、携帯電話機の製造費の削減や、大きさの縮小、重量の削減などに伴って、携帯電話機自体の強度が低下する傾向にあり、結果として液晶表示パネルの割れが多く発生してしまう傾向にある。具体的に、この液晶表示パネルの割れは、この液晶表示パネルを切断して分割する工程に大きく起因している。

また、この液晶表示パネルの各ガラス基板の切断面が均一で、切断時に発生する微小なひびの発生量を少なくできれば、この液晶表示パネルの割れの発生を少なくできる。このため、極力割れが発生しにくい液晶表示パネルとなるように、この液晶表示パネルの製造工程を管理して対応しているが、製造工程の管理で液晶表示パネルを割れにくくするのは容易ではなく、この液晶表示パネルの製造工程の管理だけでは対応しきれない。

そこで、この種の液晶表示パネルの製造方法としては、この液晶表示パネルの各ガラス基板を切断した後に、これらガラス基板の切断面を研磨することによって、これらガラス基板の割れの発生を抑制させる方法が知られている(例えば、特許文献１参照。)。
特開２００２−３７０１４５号公報

しかしながら、上述の液晶表示パネルの製造方法では、液晶表示パネルの各ガラス基板の切断面を研磨することによって、この液晶表示パネルを極力割れにくくしているが、この液晶表示パネルの各ガラス基板の切断面を研磨する工程を導入する必要があるから、この液晶表示パネルを割れにくくすることによって、製造コストが上がってしまい、この液晶表示パネルの製造性の向上が容易ではないという問題を有している。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、製造性が容易で割れにくくできる基板装置およびその製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、平板状の第１の基板と、この第１の基板の一主面に一主面を対向して取り付けられ前記第１の基板より小さな平板状の第２の基板とを具備し、前記第１の基板の一主面上であってこの第１の基板の一主面と前記第２の基板の端部との間に設けられた割れ防止材を備えたものである。

そして、平板状の第１の基板一主面に、この第１の基板より小さな平板状の第２の基板の一主面が対向して取り付け、この第１の基板の一主面上であってこの第１の基板の一主面と第２の基板の端部との間に衝撃吸収材が設けられている。このため、この第１の基板の一主面上のこの第１の基板の一主面と第２の基板の端部との間に割れ防止材を設けるだけで、この第１の基板の一主面上のこの第１の基板の一主面と第２の基板の端部との間の最も割れやすい部分を割れ防止材にて容易に割れにくくできる。したがって、基板装置の製造性が容易であり、この基板装置を割れにくくできる。

本発明によれば、平板状の第１の基板一主面に、この第１の基板より小さな平板状の第２の基板の一主面を対向して取り付けてから、この第１の基板の一主面上であってこの第１の基板の一主面と第２の基板の端部との間に割れ防止材を設けるだけで、この第１の基板の一主面上のこの第１の基板の一主面と第２の基板の端部との間の最も割れやすい部分を割れ防止材にて容易に割れにくくできるから、基板装置の製造性が容易で、この基板装置を割れにくくできる。

以下、本発明の液晶表示装置の第１の実施の形態の構成を図１ないし図３を参照して説明する。

図１ないし図３において、１は基板装置としての液晶セルで、この液晶セル１は、図示しない携帯電話機の画像表示装置として用いられる携帯電話機用のＬＣＤ(Liquid Crystal Display)モジュールとしての液晶表示装置である。また、この液晶セル１は、略矩形平板状に形成された液晶表示装置であって、この液晶セル１の中央部に平面視矩形状の表示領域としての表示エリア２が形成されている。すなわち、この表示エリア２は、任意の画像の液晶表示が可能な表示部である。

さらに、この液晶セル１は、矩形平板状のアレイ基板３を備えている。このアレイ基板３は、第１の基板としての絶縁透明基板である矩形平板状のガラス基板４を有している。このガラス基板４の一主面である上面５には、電極配線としての図示しない走査線および信号線のそれぞれが交差して設けられており、これら走査線および信号線にて囲われた領域のそれぞれに図示しない画素が設けられている。

そして、アレイ基板３のガラス基板４の上面５には、カラーフィルタ(Color Filter:ＣＦ)基板としての矩形平板状の対向基板11が対向して配設されている。この対向基板11は、第２の基板としての絶縁透明基板である矩形平板状のガラス基板12を有している。このガラス基板12は、アレイ基板３のガラス基板４の長手寸法より小さな長手寸法であるとともに、このアレイ基板３のガラス基板４の幅寸法と等しい幅寸法の矩形平板状に形成されている。さらに、このガラス基板12は、液晶セル１の表示エリア２より大きく、この表示エリア２に相似した平面視矩形状に形成されている。

また、このガラス基板12は、このガラス基板12の一主面である下面13をアレイ基板３のガラス基板４の上面５に面状に対向させて配設されて、このアレイ基板３に取り付けられている。さらに、このガラス基板12は、このガラス基板12の長手方向の一端部である上端縁14をアレイ基板３のガラス基板４の長手方向の一端部である上端縁６に揃えつつ、このガラス基板12の幅方向の両側部である両側縁15のそれぞれをアレイ基板３のガラス基板４の幅寸法の両側部である両側縁７に揃えた状態で、このアレイ基板３のガラス基板４上に積層されている。ここで、この対向基板11のガラス基板12の下面13には、図示しないカラーフィルタ層が積層されており、このカラーフィルタ層上には、図示しない対向電極が積層されている。

さらに、この対向基板11のガラス基板12の長手方向の他端部である下端縁16より外側に突出したアレイ基板３のガラス基板４の長手方向の他端側である下端側の上面５には、細長矩形状の配線領域17が設けられている。この配線領域17は、アウターリードボンディング(Outer Lead Bonding:ＯＬＢ)エリアであるとともに、チップオングラス(Chip on Glass:ＣＯＧ)エリアでもある。そして、この配線領域17の対向基板11のガラス基板12側の一側縁18には、このガラス基板12の上面５上であって、このガラス基板12の下端縁16と配線領域17の一側縁18との間の隙間を覆うように、衝撃吸収材としての割れ防止材21が塗布されている。この割れ防止材21は、ガラス基板12の下端縁16の幅方向に沿った両側縁15の角部の応力集中点Ａを中心として等間隔に離間された平面視扇状に塗布されている。

言い換えると、この割れ防止材21は、アレイ基板３のガラス基板４の上面５と対向基板11のガラス基板12の下端縁16との間であるとともに、このガラス基板12の応力集中点Ａを中心とし配線領域17の幅寸法を半径寸法として、対向基板11のガラス基板12の下端縁16からアレイ基板３のガラス基板４の幅方向の相対する両側縁７までに亘って、このアレイ基板３のガラス基板４の上面５に平面視扇状に設けられている。さらに、この割れ防止材21は、対向基板11のガラス基板12の下端縁16の他主面である上面19に沿った位置からアレイ基板３のガラス基板４の長手方向の他端である下端縁８の上面５に沿った位置までに亘って塗布されて側面視扇状に設けられている。したがって、この割れ防止材21は、対向基板11のガラス基板12の応力集中点Ａを中心とした略円錐状に塗布されて設けられている。

また、この割れ防止材21は、対向基板11のガラス基板12の応力集中点Ａから、アレイ基板３のガラス基板４の下端縁８へと円弧状に湾曲した割れ発生位置Ｂを覆うように塗布されている。ここで、応力集中点Ａは、アレイ基板３のガラス基板４の下端縁８の両側縁７である作用点Ｃへの衝撃による応力が最も集中する部分であって、最も割れ易い部分である。さらに、割れ防止材21は、例えばＤＰ−ＰＵＲＥ６０(住友スリーエム株式会社製)などの２液性のエポキシ樹脂や紫外線(ＵＶ)硬化樹脂などの塗布後に硬化して硬くなる透明な硬化樹脂などにて構成されている。そして、この割れ防止材21は、この割れ防止材21の塗布によって、アレイ基板３のガラス基板４の作用点Ｃへの衝撃に基づく対向基板11のガラス基板12の応力集中点Ａへの応力の集中を防止させて分散させて、応力集中点Ａからの割れ欠けや、この割れ欠けに伴う液晶セル１の表示不良などを防止する。

さらに、アレイ基板３のガラス基板４と対向基板11のガラス基板12の間には、液晶組成物が注入されて挟持されて光変調層としての液晶層31が形成されている。この液晶層31は、液晶セル１の表示エリア２に介挿されて封止されている。また、アレイ基板３のガラス基板４の他主面である下面９と、対向基板11のガラス基板12の他主面である上面19とのそれぞれには、矩形平板状の偏光板32,33がそれぞれ積層されて取り付けられている。これら偏光板32,33は、液晶セル１の表示エリア２の大きさに略等しい大きさの平面視矩形状に形成されている。

次に、上記第１の実施の形態の液晶表示装置の作用を説明する。

まず、携帯電話機用として用いられる液晶セル１の市場で発生する割れの解析を実施した結果、ほとんどが同じ位置で割れが発生していた。具体的には、図３に示すように、液晶セル１の応力集中点Ａからアレイ基板３のガラス基板４の配線領域17の下端縁16までの割れ発生位置Ｂで割れが発生していた。

そして、この割れ発生位置Ｂでの割れを解析した結果、この割れ発生位置Ｂでの割れの発生は、液晶セル１の作用点Ｃにこの液晶セル１の下端側から力が加わることによって、この液晶セル１の応力集中点Ａに応力が集中してストレスが加わって、この応力集中点Ａから液晶セル１の配線領域17に割れが発生していることが分かった。

すなわち、この液晶セル１の応力集中点Ａに応力が集中しないようにすることも効果的であるが、この応力集中点Ａは、携帯電話機のセットメーカの設計によって大きさや形状が決められているため、液晶セル１の設計によって解消させることができない。

そこで、液晶セル１の作用点Ｃへの外力の付加によって作用する、この液晶セル１の応力集中点Ａへの応力を緩和させて、この液晶セル１の応力集中点Ａからの割れの発生を防止させればよい。

具体的には、図１および図２に示すように、この液晶セル１のアレイ基板３のガラス基板４の配線領域17上の応力集中点Ａを中心とした部分に、例えば２液性のエポキシ樹脂やＵＶ硬化樹脂などの割れ防止材21を塗布してから硬化させて平面視扇状に形成させる。

この結果、この液晶セル１の作用点Ｃへの外力の付加によって作用する応力が割れ防止材21にて分散され、この応力が液晶セル１の応力集中点Ａに集中しなくなるから、この液晶セル１が応力集中点Ａから割れにくくなる。

具体的には、この液晶セル１の応力集中点Ａを覆うように割れ防止材21を塗布した場合には、この液晶セル１の応力集中点Ａを覆うように割れ防止材21を塗布しない場合に比べ、液晶セル１の割れ強度が１．２倍となった。したがって、液晶セル１の応力集中点Ａを覆うように割れ防止材21を塗布することによって、この液晶セル１のストレスに対する割れ強度が向上した。

上述したように、上記第１の実施の形態によれば、携帯電話機用の液晶セル１は、携帯電話機の落下による衝撃や、携帯電話機の変形によるひねりストレスなどによって、液晶セル１が割れたり、この液晶セル１に表示不良などが発生したりしてしまう。

そこで、図１および図２に示すように、液晶セル１のアレイ基板３のガラス基板４の配線領域17上の応力集中点Ａを中心とした部分に、例えば２液性のエポキシ樹脂やＵＶ硬化樹脂などの割れ防止材21を塗布して硬化させて、この割れ防止材21にて液晶セル１の応力集中点Ａを覆って補強させた。

この結果、この液晶セル１の下端縁８の作用点Ｃへの衝撃によって作用する応力を割れ防止材21にて緩和させて分散できるから、この応力が液晶セル１の応力集中点Ａに集中しなくできるので、この液晶セル１を応力集中点Ａから容易に割れにくくできる。このため、この液晶セル１のアレイ基板３のガラス基板４と対向基板11のガラス基板12との境目を始点とするガラス割れを低減できる。

したがって、液晶セル１の応力集中点Ａを覆うように割れ防止材21を塗布するだけで、この液晶セル１の作用点Ｃへの衝撃によって作用する応力の応力集中点Ａへの集中を緩和できるから、この液晶セル１の最も割れやすい部分である応力集中点Ａからの割れの発生を防止できる。よって、この液晶セル１の市場で発生するストレスに対する割れ強度を向上できるから、この液晶セル１の市場で発生する割れによる表示不良を削減できる。

さらに、液晶セル１の各ガラス基板４,12の角部を研磨する研磨工程を加えて、この液晶セル１の割れ強度を向上させる場合に比べ、液晶セル１の応力集中点Ａを覆うように割れ防止材21を塗布する工程を加えるだけで済むので、この液晶セル１の割れ強度を向上させるための作業や工程が容易である。このため、この液晶セル１の割れ強度を容易に向上できるとともに、この割れにくい液晶セル１の製造を容易にできるので、この割れにくい液晶セル１を製造性良く製造できる。

なお、上記第１の実施の形態では、単個状に分割した液晶セル１の配線領域17の両端部に割れ防止材21を塗布したが、図４および図５に示す第２の実施の形態のように、複数の液晶セル１が幅方向に沿って連続して位置した短冊状態である短冊状の大型基板41の状態で、この大型基板41の各液晶セル１それぞれの応力集中点Ａを覆うように割れ防止材21を塗布することもできる。

具体的に、この大型基板41は、複数のアレイ基板３のガラス基板４が幅方向に沿って連続して位置した短冊状の第１の大型基板としての大型ガラス基板42を備えている。この大型ガラス基板42の一主面である上面５には、複数の対向基板11のガラス基板12が幅方向に沿って連続して位置した短冊状の第２の大型基板としての大型ガラス基板43の一主面である下面13が対向して積層されて配設されて取り付けられている。

そして、これら大型ガラス基板42,43は、これら大型ガラス基板42,43のそれぞれを幅方向に沿って直線状の複数の分割線44が設けられている。すなわち、これら大型ガラス基板42,43は、各分割線44に沿って大型ガラス基板42,43のそれぞれをカットして分割させることによって、これら大型ガラス基板42,43が単個状のガラス基板４,12に分割される。さらに、これら大型ガラス基板42,43のそれぞれを分割線44に沿って分割させた後の各液晶セル１の配線領域17の一側縁18の長手方向の一端部には、トランスファとしての転送部45が設けられている。この転送部45は、対向基板11のガラス基板12の下端縁16と表示エリア２の下端側の周縁との間に設けられている。

また、各大型ガラス基板42,43のそれぞれを分割線44に沿って分割した際の応力集中点Ａの両側部である分割線44の両側部には、割れ防止材21がそれぞれ塗布されている。すなわち、この割れ防止材21は、大型ガラス基板42の上面５と大型ガラス基板43の下端縁16との間に設けられている。ここで、これら割れ防止材21は、各大型ガラス基板42,43を単個状の液晶セル１に分割した場合に、これら液晶セル１のアレイ基板３のガラス基板４の上面５と対向基板11のガラス基板12の下端縁16との間であるとともに、対向基板11のガラス基板12の下端縁16からアレイ基板３のガラス基板４の両側縁７までに亘って、このアレイ基板３のガラス基板４の上面５に平面視凹状に設けられている。

さらに、これら割れ防止材21は、対向基板11のガラス基板12の下端縁16の上面19に沿った位置からアレイ基板３のガラス基板４の下端縁８の上面５に沿った位置までに亘って塗布されて側面視凹状に設けられている。さらに、これら割れ防止材21は、各液晶セル１の転送部45を覆わないように、これら転送部45を避けて塗布されている。これら割れ防止材21としては、透明な硬化樹脂が用いられて、液晶セル１のアライアメントマークなどの割れ防止材21を塗布した後の工程で使用する図示しないマークなどが隠れないように構成されている。

そして、これら液晶セル１の配線領域17が設けられている側の反対側の上端縁６,14には、これら液晶セル１のアレイ基板３のガラス基板４と対向基板11のガラス基板12との間に液晶組成物を注入させて液晶層31を形成させる液晶注入口46が設けられている。そして、この液晶注入口46は、この液晶注入口46から液晶組成物が注入された状態で封止剤47にて封止されている。

したがって、複数の液晶セル１が幅方向に沿って連続して位置した短冊状の大型基板41の大型ガラス基板42の配設領域17の一側縁18と大型ガラス基板43の下端縁16との間の両側縁15の応力集中点Ａのそれぞれに割れ防止材21を塗布して硬化させた後に、この大型基板41の各大型ガラス基板42,43のそれぞれを分割線44に沿って分割して、複数の液晶セル１とする構成とした。この結果、これら複数の液晶セル１それぞれのアレイ基板３のガラス基板４と対向基板11のガラス基板12との境目を始点とするガラス割れを低減できるので、上記第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。

さらに、大型基板41を分割線44に沿って分割する前に、この大型基板41の応力集中点Ａのそれぞれに割れ防止材21を塗布して硬化させたことにより、この大型基板41を分割した後に複数の液晶セル１それぞれの応力集中点Ａに割れ防止材21を塗布する場合に比べ、これら複数の液晶セル１それぞれの応力集中点Ａへの割れ防止材21の塗布時間を大幅に短縮できるとともに、大型基板41を分割させる際に生じ得る各液晶セル１の配線領域17の割れ欠けと、これら液晶セル１の転送部45の腐食とのそれぞれを防止できる。よって、この転送部45の腐食対策や、液晶セル１を単個状にカットする際の配線領域17の割れ欠け対策などを全体として工程を増やさずに対策できる。

なお、上記各実施の形態では、液晶セル１の各応力集中点Ａに塗布する割れ防止材21を、２液性のエポキシ樹脂や紫外線(ＵＶ)硬化樹脂などの塗布後に硬化して硬くなる透明な硬化樹脂にて構成したが、この割れ防止材21を封止剤47と同じ材料で同じ工程で同時に塗布して硬化させることもできる。そして、この割れ防止材21を封止剤47と同一工程で同じ材料で形成させることによって、この割れ防止材21を塗布して硬化させる工程を新たに設ける必要がなくなるので、この割れ防止材21が塗布されて割れにくく構成された液晶セル１をより製造性良く製造できる。

また、アレイ基板３のガラス基板４と対向基板11のガラス基板12との境目に割れ防止材21を塗布して液晶セル１のガラス基板４,12の境目を始点とするガラス割れを低減させたが、この液晶セル１以外の平面表示装置やその他の装置であっても、大きさが異なる２枚の平板状の基板を対向させて積層させる構成であれば、対応させて用いることができる。

本発明の基板装置の第１の実施の形態を示す説明平面図である。 同上基板装置を示す説明側面図である。 同上基板装置の割れ発生位置を示す説明平面図である。 本発明の基板装置の第２の実施の形態を示す説明平面図である。 同上基板装置を示す説明側面図である。

符号の説明

１ 基板装置としての液晶セル
４ 第１の基板としてのガラス基板
12 第２の基板としてのガラス基板
21 割れ防止材
42 第１の大型基板としての大型ガラス基板
43 第２の大型基板としての大型ガラス基板

Claims (5)

1. 平板状の第１の基板と、
   この第１の基板の一主面に一主面を対向して取り付けられ前記第１の基板より小さな平板状の第２の基板とを具備し、
   前記第１の基板の一主面上であってこの第１の基板の一主面と前記第２の基板の端部との間に設けられた割れ防止材を備えた
   ことを特徴とした基板装置。
2. 割れ防止材は、第２の基板の端部の両側部に設けられている
   ことを特徴とした請求項１記載の基板装置。
3. 第１の基板は、矩形平板状に形成され、
   第２の基板は、前記第１の基板の幅寸法に等しい幅寸法であるとともにこの第１の基板の長手寸法より小さな長手寸法の矩形平板状に形成され、この第１の基板の長手方向の一端部に長手方向の一端部を揃えた状態で、この第１の基板に対向して配設され、
   割れ防止材は、第１の基板の長手方向の他端部の両側部に設けられている
   ことを特徴とした請求項１または２記載の基板装置。
4. 平板状の複数の第１の基板が幅方向に連続して位置した第１の大型基板の一主面に、前記第１の基板より小さな平板状の複数の第２の基板が幅方向に連続して位置した第２の大型基板の一主面を対向させて取り付け、
   この第１の大型基板の一主面上であって前記第１の大型基板の一主面と前記第２の大型基板の端部との間に割れ防止材を設け、
   これら第１の大型基板および第２の大型基板のそれぞれを、第１の基板および第２の基板のそれぞれに分割する
   ことを特徴とした基板装置の製造方法。
5. 第１の大型基板の一主面上の第２の大型基板のそれぞれの第２の基板の端部の両側部に割れ防止材を設ける
   ことを特徴とした請求項４記載の基板装置の製造方法。

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