JP2007108203A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板とシール剤との界面から表示部への水分浸透を防止すること。
【解決手段】本発明は、シール剤２を介して２枚の基板（駆動基板１１、対向基板１２）を貼り合わせ、シール剤２の内側に例えば液晶１０を封入して表示部を構成する表示装置１において、この２枚の基板（駆動基板１１、対向基板１２）が対向する面でシール剤２の外側領域の全周および２枚の基板（駆動基板１１、対向基板１２）の側端面の全周にわたり疎水膜３を形成したものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、２枚の基板を対向させた状態でシール剤を介して貼り合わせ、そのシール剤で囲まれた領域を表示部とする表示装置に関し、特にシール剤と基板との界面から表示部への水分浸透を防止できる表示装置に関する。

液晶を用いた表示装置では、２枚のガラス基板の一方に駆動素子、他方に透明電極を形成し、これらをシール剤によって所定ギャップで貼り合わせ、そのギャップ内に液晶を封入して構成している。

このような液晶表示装置の信頼性の多くはシール剤であるメインシール部または封止部材の材料に強く依存している。例えば、外環境から浸透する水分については、シール剤と基板との密着性が重要な要素となっている。すなわち、液晶層に水分が進入すると表示斑の発生やコントラストの低下といった表示不良を招くことになる。

しかし、完全に外環境の水分を遮断することや、形成されたシール剤壁が侵食されない部材を獲得するのは難しく、さらなる高信頼性を確保するための新材料の研究開発が必要となる。そこで、構造的な改善効果を求める観点から、特許文献１に開示されているように、二重シール構造を形成することが考えられている。

特公平７−１１３７２１号公報

この二重シール構造は、２枚の基板を貼り合わせる通常のシール剤とは別の導電性被膜を形成し、外環境から水分が進入するのを防止する構成である。しかしながら、このような二重シール構造においては、基板面内におけるシールエリアが広くなり、このシールエリアを確保するために基板を大きくする、もしくは表示エリアを小さくする必要が生じ、表示装置の小型化を図る上で非常に問題となる。また、二重シール構造にしたとしてもシール剤と基板との界面付近となる基板露出部分に水分が付着すると界面を浸透してやがて表示不良を起こす原因となり、十分な水分浸入対策とはなっていない。

本発明はこのような課題を解決するために成されたものである。すなわち、本発明は、シール剤を介して２枚の基板を貼り合わせ、シール剤の内側領域を表示部とする表示装置において、この２枚の基板が対向する面でシール剤の外側領域の全周および２枚の基板の側端面の全周にわたり疎水膜を形成したものである。

このような本発明では、２枚の基板を貼り合わせるシール剤の外側領域で、基板が露出する基板対向面や基板側端面の全周にわたり疎水膜が形成されているため、基板露出部分に外環境から水分が付着することを抑制でき、シール剤を二重構造にしなくてもシール剤と基板との界面から内側領域へ水分が浸透することを確実に抑制できるようになる。

したがって、本発明によれば、２枚の基板を貼り合わせる表示装置において、外環境から内部領域である表示部に浸透する水分を抑制できるため、二重シール構造にしなくても水分による表示不良を防止でき、製品の小型化および信頼性向上の両立を図ることが可能となる。

以下、本発明の実施の形態を図に基づき説明する。図１は、本実施形態に係る表示装置を説明する模式断面図である。すなわち、この表示装置１は、主として液晶表示装置から成り、ＴＦＴ等の駆動素子が画素ごとに形成される駆動基板１１と、透明電極が一様に形成される対向基板１２とがシール剤２を介して貼り合わせられたもので、シール剤２の内側領域に液晶１０が封入されることによって表示部が形成されている。

駆動基板１１は、約０．７ｍｍ〜０．８ｍｍ厚のガラス基板の表面にＴＦＴ（Thin Film Transistor）等の駆動素子が半導体製造プロセスによって画素ごとに形成されたものである。対向基板１２は、約約０．７ｍｍ〜０．８ｍｍ厚のガラス基板の表面に透明電極が形成されたものである。

これら駆動基板１１および対向基板１２を所定のギャップで貼り合わせるため、例えばエポキシ系のシール剤２が設けられている。シール剤２は一方の基板に約１ｍｍ幅の枠状にディスペンス塗布され、このシール剤２を介して２枚の基板を貼り合わせた状態で硬化している。シール剤２には図示しないスペーサが混入しており、駆動基板１１および対向基板１２を貼り合わせた際、このスペーサによって基板間に一定のギャップ（約２ｍｍ）が構成される。

通常、駆動基板１１や対向基板１２は１枚のガラス基板から複数個の液晶パネルを製造するため、各々の液晶パネルの領域に対応して縦横数個分ずつ配置されている。したがって、シール剤２も各液晶パネル毎に枠状に塗布され、これらの基板を貼り合わせた状態でダイシングすることによって個々の液晶パネル部材となっている。このためダイシング後の液晶パネル部材では、シール剤２の外側にわずかにガラス基板の端部がはみ出した状態となっている。

また、シール剤２によって駆動基板１１と対向基板１２との間に形成されるギャップ内には液晶１０が充填される。液晶１０を充填した後、注入孔を紫外線硬化樹脂で封孔することで、液晶パネル（表示装置１）が完成する。

本実施形態の表示装置１では、２枚のガラス基板（駆動基板１１、対向基板１２）が対向する面（貼り合せ面）におけるシール剤２の外側領域（約０．５ｍｍ幅）のガラス露出部全周および基板側端面の全周にわたり疎水膜３が形成されている。つまり、ダイシング後の液晶パネル部材において、シール剤２の外側にわずかにはみ出しているガラス基板露出面に疎水膜３が形成されている。

疎水膜３は、一般的にフッ素化されたポリマや、含フッ化シラン、ポリジメチルシロキサン、ポリフルオロアルキル基、長鎖脂肪酸を有するガラス基板とシロキサン結合可能なハロゲン化物などで処理することが好ましいが、その中でも今回は炭化水素系のトリクロロシラン、中でも今回は、オクタデシルトリクロロシラン（Ｃ₁₈Ｈ₃₇ＳｉＣｌ₃）を用いて疎水処理を行っている。

疎水処理としては、ディップまたは塗布法で良いが、本実施形態では塗布法により処理を実施している。これにより、例えば数ｎｍ〜数十μｍ厚といった非常に薄い疎水膜３を形成することができる。なお、例えば、キャスト法による成膜については、特公昭５７−３６８４６号公報等に開示されている。

このように、シール剤２の外側領域となるガラス露出部およびガラス基板側端面の全周にわたり疎水膜３を形成すると、外環境から基板露出部に水分が付着することを抑制でき、シール剤２と基板（駆動基板１１、対向基板１２）との界面から内側領域（表示部）へ水分が浸透することを抑制できるようになる。

つまり、外環境からシール剤２の内側領域へ水分が進入する経路は基板とシール剤２との界面が最も多い。このため、界面と隣接する基板露出部に水分が存在しているとその水分が界面を伝わり、内部へ進入しやすくなってしまう。そこで、界面と隣接する基板露出部に疎水膜３を形成しておけば、この部分に水分が付着しにくい状態となり、界面への水分浸透を抑制でき、内部への水分浸入を効果的に防止できるようになる。

また、本実施形態では、シール剤２の外側領域の基板露出部分にディップや塗布法によって非常に薄い皮膜から成る疎水膜３を形成しているため、シール幅として通常のシール幅とほとんど変わらない。したがって、シール剤２を二重構造にする必要がなく、水分浸入防止効果を得られる構造でありながら小型化を図ることが可能となる。

ここで、本実施形態に係る表示装置１のような疎水膜３の処理済み試料と未処理試料とについて、多湿環境室内（湿度９０％以上）に長時間保存することで信頼性の加速試験を行った。

図２は試験結果を説明する図で、オクタデシルシランによる疎水膜処理した試料（本実施形態）をＡ、未処理試料をＢとしたときのデバイスの時間経過に対するコントラストを示している。ここで、多湿環境投入前のコントラストを１として、多湿環境室内に投入後の経過時間について、コントラストの変化を確認している。

上記試験の結果、オクタデシルシランによる疎水膜処理を施した試料Ａ（本実施形態）ではコントラスト低下がわずかであるのに対し、未処理の試料Ｂではコントラスト低下が顕著に現れている。これにより、疎水膜処理を施した本実施形態では、外環境からの水分の浸透を大きく低減できていることが分かる。

また、図３は、他の実施形態を説明する模式断面図である。この表示装置１は、駆動基板１１、対向基板１２、およびこれらを貼り合わせるシール剤２、シール剤２の内側領域に封入される液晶１０、ならびにシール剤２の外側領域の基板露出部全周および基板側端面の全周にわたり形成される疎水膜３を備える点で図１に示す表示装置１と同様であるが、シール剤２の外周面全周にも疎水膜３’が形成される点で相違する。

このように、シール剤２の外周面全周にも疎水膜３’が形成されることで、基板露出部での撥水効果に加え、シール剤２の外周面でも撥水効果を得ることができ、水との親和性を大きく低減させ、シール剤２と基板（駆動基板１１、対向基板１２）との界面からの水分の浸入をより効果的に抑制することが可能となる。

ここで、基板露出部の疎水膜形成処理については、図１に示す表示装置１の場合と同様である。さらに、エポキシ系のシール剤２の表面に疎水膜３’を形成するには、シロキサン系の高分子を用いることでシール剤２への十分な密着性を得られることが可能となる。

この実施形態のように、シール剤２の外周面にも疎水膜３’を形成することで外環境からの水分浸入を抑制し、図２に示す場合と同様、疎水膜の未処理試料に比べて多湿環境下でのコントラスト低下を大幅に抑制することが可能となる。

なお、上記説明したいずれの実施形態でも液晶パネルから成る表示装置１を例としたが、本発明はこれに限定されず、２枚の基板をシール剤で貼り合わせ、シール剤の内側領域を表示部とする表示装置であればどのようなものであっても適用可能である。

本実施形態に係る表示装置を説明する模式断面図である。 疎水処理済みと未処理とのコントラスト比の変化を説明する図である。 他の実施形態に係る表示装置を説明する模式断面図である。

符号の説明

１…表示装置、２…シール剤、３…疎水膜、３’…疎水膜、１０…液晶、１１…駆動基板、１２…対向基板

Claims (6)

1. シール剤を介して２枚の基板を貼り合わせ、前記シール剤の内側領域を表示部とする表示装置において、
   前記２枚の基板が対向する面で前記シール剤の外側領域の全周および前記２枚の基板の側端面の全周にわたり疎水膜が形成されている
   ことを特徴とする表示装置。
2. 前記疎水膜は、フッ素系樹脂から成る
   ことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
3. 前記疎水膜は、ガラスとシロキサン結合可能なハロゲン化物から成る
   ことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
4. 前記疎水膜は、炭化水素系のトリクロロシラン、好ましくは、炭化水素基に含まれる炭素数が１８であるオクタデシルトリクロロシランから成る
   ことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
5. 前記表示部には液晶が満たされている
   ことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
6. 前記シール剤の外周面に疎水膜が形成されている
   ことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
   

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