JP2007114235A

JP2007114235A - 液晶ディスプレイパネルおよび同パネルの修理方法

Info

Publication number: JP2007114235A
Application number: JP2005302420A
Authority: JP
Inventors: ▲呉▼美▲葉▼; Biyo Go
Original assignee: Chunghwa Picture Tubes Ltd
Current assignee: Chunghwa Picture Tubes Ltd
Priority date: 2005-10-18
Filing date: 2005-10-18
Publication date: 2007-05-10

Abstract

【課題】良好な表示性能を有する液晶ディスプレイパネルを提供する。
【解決課題】、液晶ディスプレイパネルは、少なくとも非表示領域を含む第1の基板と、第１の基板上に配置した第２の基板と、第１の基板と第２の基板との間に配置した液晶層と、第１の基板の非表示領域と第２の基板との間に配置され、該液晶層を包囲しかつ複数の液晶収容空間を含むパターン付けしたスペーサと、第１の基板の非表示領域と第２の基板との間に配置され、パターン付けしたスペーサを包囲する封止剤とからなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、一般に液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネルに関し、より詳しく述べると、本発明は液晶ディスプレイパネルおよび同液晶ディスプレイパネルの修理方法に関する。

光電技術および半導体技術の進歩に伴い、板状ディスプレイを製造する技術が成熟しつつある。板状ディプレイの中で、画像品質が高く、コンパクト性に優れ、電力消費が低くかつ放射線を伴わないという利点を有する液晶ディスプレイが、市場の主流となっている。さらに、このような液晶ディスプレイは液晶ディスプレイパネルとバックライトモジュールとを有し、バックライトモジュールによって液晶ディスプレイパネルに対して所要の光源を付与している。

例えば、液晶ディスプレイパネルは、カラーフィルター基板と、アクティブマトリックス基板とこれら２つの基板の間に挟まれた液晶層とからなる。液晶ディスプレイパネルに良好なディスプレイ品質を持たせるためにはカラーフィルターとアクティブマトリックス基板との間のギャップは均一に保持しなければならない。一般に、上記２つの基板の間のギャップを一定の値に保持するためには、通常ボール状のスペーサあるいはフォトスペーサをこれら２つの基板の間に配置する。今日、これら２枚の基板の間のギャップに液晶を充填するために液晶滴下（ＯＤＦ：one drop fill）法が開発されている。

さらに、液晶滴下（ＯＤＦ）法は、はじめにアクティブマトリックス基板およびカラーフィルター基板のいずれかの一方の基板上に紫外線硬化性接着剤を塗布して包囲領域を形成する。その後、包囲領域に液晶を滴下し、次に加熱あるいは紫外線を照射する方法を用いてアクティブマトリックス基板をカラーフィルター基板に接着する。

しかしながら、液晶滴下工程の制御が不適切であれば、これら２枚の基板の間のギャップに充填される液晶の量は多過ぎたり、あるいは不足したりする可能性がある。また、液晶量が不十分であれば、液晶層に気泡が生ずる可能性がある。一方、液晶量が多すぎると、使用に際してパネルは垂直に配置されるため重力によって余剰の液晶が影響を受けて、液晶重量にムラが生じる。さらに、バーンイン試験によって処理すると、液晶の膨張によって液晶ディスプレイパネルの表示品質に影響がでる。

したがって、本発明は良好な表示性能を有する液晶ディスプレイパネルに関する。

さらに、本発明は、液晶が不均一分布する現象を除去するための、液晶ディスプレイパネルの修理方法に関する。

上記目的あるいは他の目的に基づき、本発明は少なくとも第１の基板と、第２の基板と、液晶層と、パターン付けしたスペーサと封止剤とからなる。さらに詳しく述べると、本発明の液晶ディスプレイパネルは、少なくとも、非表示領域を含む第1の基板と、第１の基板上に配置した第２の基板と、第１の基板と第２の基板との間に配置した液晶層と、第１の基板の非表示領域と第２の基板との間に配置され、該液晶層を包囲しかつ複数の液晶収容空間を含むパターン付けしたスペーサと、第１の基板の非表示領域と第２の基板との間に配置され、パターン付けしたスペーサを包囲する封止剤とからなる。

本発明の一実施態様によれば、前記パターン付けしたスペーサは、前記液晶層を包囲する第1のスペーサと、前記第１のスペーサを包囲し、ギャップによって第１のスペーサから離間された第２のスペーサと、前記第１のスペーサと前記第２のスペーサとの間に配置された第３のスペーサとからなり、前記ギャップはさらに仕切られており、前記第１のスペーサ、前記第２のスペーサ、前記第３のスペーサ、前記第１の基板および前記第２の基板よって前記液晶収容空間を画成している。

本発明の他の実施態様では、前記第１の基板と前記第２の基板とは矩形形状とすることができる。

本発明のさらに他の実施態様では、前記パターン化したスペーサの材料は、少なくともフォトレジスト材料とすることができる。

本発明のさらに他の実施態様では、前記第１の基板の非表示領域と前記第２の基板との間でかつ前記パターン化したスペーサと前記第１の基板との間に配置された黒色マトリックス層とをさらに含むことができる。

本発明のさらに他の実施態様では、前記第１の基板は少なくともアクティブ素子アレイ基板とすることができる。

本発明のさらに他の実施態様では、前記第１の基板は少なくともカラーフィルター基板とすることができる。

本発明のさらに他の実施態様では、前記封止剤の材料は少なくとも熱硬化接着剤とすることができる。

本発明のさらに他の実施態様では、前記封止剤の材料は少なくとも紫外線硬化接着剤とすることができる。

上記目的及び他の目的のために、本発明は上記液晶ディスプレイパネルの修理を行う場合に、液晶ディスプレイパネルを修理する方法を提供する。さらに、液晶ディスプレイパネルに液晶が不均一に分布する現象が生じた場合に、上記修理方法は、パターン化したスペーサを部分的に除去して複数の液晶収容空間の一部を開口して余剰量の液晶を受ける工程を含むことからなる、液晶が不均一分布した状態を呈する液晶ディスプレイパネルを修理することからなる。

本発明の他の実施態様では、パターン化したスペーサを部分的に除去する方法は、レーザによって行うことができる。この場合、レーザの波長は紫外線光の波長である。

上記説明から明らかなように、液晶収容空間を備えたスペーサを本発明の液晶ディスプレイパネルの非表示領域に配置されている。したがって、液晶の量が過剰の場合にはパターン付けしたスペーサを部分的に除去して余剰量の液晶を液晶収容空間に流し込むことができる。その結果、液晶はさらに均一に分散され、ゆえに液晶ディスプレイパネルの表示品質が向上する。

本発明の目的、他の特徴及び利点は、添付する図面とあわせて考慮すれば、発明の詳細な記載からより明確かつ容易に本発明を理解されるであろう。

液晶ディスプレイパネルおよび同液晶ディスプレイパネルの修理方法を詳細に説明する。これらの例を添付する図面で説明する。可能な場合には、同一の部品に言及する場合に、同一の参照番号を用いる。

図１は本発明の一実施態様にかかる液晶でディスプレイパネルの平面図を示し、図２は図１のＡ−Ａ’線に沿った部分横断面図を示す。図１と図２とに同時に言及して説明するが、液晶ディスプレイパネル１００は、第１の基板１１０と、第２の基板１２０と、液晶層１３０と、パターン化したスペーサ１４０と封止フレーム１５０とを有する。さらに、例えば、第１の基板１１０は表示領域１１４とこの表示領域を包囲する非表示領域１１２とからなる。一実施例では、例えば、第１の基板１１０はアクティブ素子アレイ基板とすることができる。このアクティブ素子アレイ基板は薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）あるいはダイオードアレイ基板とすることができる。

さらに、第２の基板１２０は第１の基板１１０の上に配置され、例えば、複数の赤、緑および青色のフィルターフィルム（図示せず）が上に配置されたカラーフィルム（図示）とすることができる。また、これらのフィルタ膜はそれぞれ第１の基板上の画素と対応しており、それにより液晶ディスプレイパネル１００が全色画像のディスプレイをすることを可能としている。他の実施例では、第１の基板１１０はカラーフィルター基板とし、第２の基板１２０をアクティブ素子とすることができる。

さらに、液晶層１３０を第１の基板１１０と第２の基板１２０との間に配置する。パターン化したスペーサ１４０が第１の基板１１０の非表示領域１１２と第２の基板１２０の間に配置され、スペーサ１４０は液晶層１３０を包囲し、かつ複数の液晶包含空間１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃと備えている。

封止フレーム１５０は第１の基板１１０の非表示領域１１２と第２の間に配置され、パターン化したスペーサ１４０を包囲している。封止フレーム１５０はこれら２枚の基板１１０、１２０を接着させ、これら２枚の基板１１０と１２０との間に液晶を封止する。さらに、一実施例では、封止剤１５０の材料としては、例えば、熱硬化性接着剤あるいは熱硬化性接着剤等とすることができ、該接着剤を熱あるいは紫外線を用いて硬化させることによって２枚の基板１１０と１２０とを一緒に固定することができる。

また、液晶ディスプレイパネル１００はその上に黒色マトリックス層１７０を備えることもでき、該黒色マトリックス層１７０はさらに第１基板１１０の非表示領域１１２と第２の基板１２０との間でかつパターン化したスペーサ１４０と第１の基板１１０との間に配置することもできる。さらに、黒色マトリックス層１７０によって表示領域１１４を包囲させることによって、光漏洩問題を除去しかつ液晶ディスプレイパネル１００のコントラストを向上することができる。

一実施例では、第１の基板１１０をカラーフィルター膜がカラーフィルターレイ（ＣＯＡ）上に形成された基板とし、第２の基板１２０をガラス基板とする。一方、黒色マトリックス層１７０をＣＯＡ構造として構成することもできる。他の実施例では、第１の基板１１０をアクティブアレイ基板とし、第２の基板１２０をカラーフィルター基板とする。一方、黒色マトリックス層１７０をカラーフィルター基板上に形成することもできる。

図１と図２に同時に言及すると、例えば、パターン付けしたスペーサ１４０を第１スペーサ１４２と、第２スペーサ１４４と複数の第３のスペーサ１４６とから構成し、さらに第１のスペーサ１４２が液晶層１３０を包囲し、一方第２のスペーサ１４４が第１のスペーサ１４２を包囲する。第２のスペーサ１４４と第１のスペーサ１４２との間のギャップｄ１が存在するが、このギャップｄ１は例えば５μｍとすることができる。さらに、これらの第３のスペーサ１４６は第１スペーサ１４２と第２のスペーサ１４４との間に配置され、該第３のスペーサによってギャップｄ１の空隙を仕切る。さらに、第１のスペーサ１４２と、第２のスペーサ１４４と、第３のスペーサ１４６と第１の基板１１０と第２の基板１２０とにより、液晶収容空間１６０ａ、１６０ｂと１６０ｃとを画成する。

例えば、第１のスペーサ１４２と第２のスペーサ１４４の平面視図を矩形形状とすることができる。さらに、図１に示すように、第１のスペーサ１４２と第２のスペーサ１４４とが幅ｄ２を有するとし、幅ｄ２を２μｍとすることができる。第３のスペーサ１４６の各々が長さｄ３と幅ｄ１（すなわち、ギャップｄ１）とし、例えば長さｄ３を２μｍとし、幅ｄ１を例えば５μｍとすることができる。複数の液晶収容空間１６０ａ，１６０ｂ，１６０ｃの体積はスペーサのギャップｄ１、幅ｄ２、第３のスペーサ１４６の長さｄ３を変更することによって変えることができる。さらに、第１のスペーサ１４２および第２のスペーサ１４４の平面視図は図１に示す矩形形状に限定する必要がなく、円形、楕円形あるいは多角形形状とすることもできる。

パターン化したスペーサ１４０の材料をフォトレジスト材料とすることができ、この場合には従来のフォトリソグラフィー法によってパターン化したスペーサ１４０を形成することが可能である。さらに、パターン化したスペーサ１４０は表示領域１１４に位置していないので、ディスプレイ品質に影響を与えることはない。液晶ディスプレイパネルに対して液晶が不均一に分布する現象が生じた場合には、液晶ディスプレイパネルを修理することが可能となる。以下に、上記液晶ディスプレイパネル１００の修理方法を説明する。

上記修理方法は、液晶ディスプレイパネルに対して液晶が不均一に分布する現象が生じた場合には、例えば、余剰量の液晶が液晶収容空間１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃの一部に流れ込むことが可能となるように、パターン化したスペーサ１４０の一部を除去することにより行うことができる。さらに、例えば、０．１ｍＪ等のエネルギーを有する紫外線の波長を有するレーザを用いてパターン化したスペーサ１４０の一部を除去することができる。

図３に図１のＢ−Ｂ線に沿った部分横断面図を示す。図３に言及して、詳細な修理工程を以下に説明する。まず、液晶が均一に分布している領域１８４の幅ｄ５と液晶が均一に分布していない領域１８２の幅ｄ４とを測定する。ｄ４とｄ５は、それぞれ２つの基板１１０と１２０との間の幅である。

次に、液晶が均一に分布していない領域１８２の面積を測定する。そして、余剰量の液晶が計算される。この余剰量は、（液晶が均一に分布していない領域１８２の面積）ｘ（液晶が均一に分布していない領域１８２の幅ｄ４−液晶が均一に分布している領域１８４の幅ｄ５）に等しい。さらに、液晶の余剰量に基づいて、液晶収容空間１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃを十分に開放するためにどの程度パターン化したスペーサ１４０を除去するかということを決定する。

図１に戻ると、液晶ディスプレイパネル１００は、一般的には使用に際し立てて置かれるので、液晶は重力の影響を受けてパネル１００の底部にたまってくる。したがって、右底角部あるいは左底角部の第１のスペーサ１４２が最初に除去され、液晶収容空間１６０ａが余剰量の液晶を受けことが可能となる。その後、算定を行い、パネル１００の頂部に渡ってあるいはパネル１００の底部下方に位置するスペーサ１４２を除去して液晶収容空間１６０ｂを開口するかどうかを決定する。液晶の量が依然多すぎる場合には、さらに第１のスペーサ１４２を除去して、液晶収容空間１６０ｃを開口する。しかしながら、液晶の量が極めて多い場合には、第１のスペーサ１６０ａの４つの角部を最初に除去し、きわめて多量の余剰体積の液晶を受けることを可能とする。そして、そのスペーサをさらに除去して、液晶収容空間１６０ａ、１６０ｂ及び１６０ｃを連通させる。

要するに、本発明の液晶ディスプレイパネルおよび同パネルを修理する方法は、以下の利点を有する。

１．複数の溝部（液晶収容空間）を有しパターン化されたスペーサは本発明の液晶ディスプレイパネルの非表示部に配置される。パターン化したスペーサは表示領域に配置されていないので、表示品質に影響を与えない。
２．液晶ディスプイパネルに対して液晶が均一に分布しない現象が生じた場合には、複数のスペーサの一部を除去して複数の液晶収容空間の一部が余剰の液晶を受けることが可能となるようにする。その結果、液晶ディスプレイパネルにおける異常な表示が行われてしまう領域を低減あるいは完全に除去するとこができる。

本発明の範囲あるいは精神から逸脱することなく、本発明の構造に種々の変形および変更を加えることが可能であることは当業者には明らかであろう。上記説明を考慮して、本発明の種々の変形・変更が特許請求の範囲およびそれらの均等物内に入ることを条件に、本発明はこれらの変更、変更さえ含むことをいとしている。

本発明の一実施態様にかかる液晶でディスプレイパネルの平面図を示す。図１のＡ−Ａ’線に沿った部分横断面図を示す。図１のＢ−Ｂ’線に沿った部分横断面図を示す。

符号の説明

１００・・・液晶ディスプレイパネル、１１０・・・第１の基板、１１２・・・非表示領域、１１４・・・表示領域、１２０・・・第２の基板、１３０・・・液晶層、１４０・・・パターン化したスペーサ、１４２・・・第１のスペーサ、１４４・・・第２のスペーサ、１４６・・・第３のスペーサ、１５０・・・封止フレーム、１６０ａ，１６０ｂ，１６０ｃ・・・液晶収容空間、１７０・・・黒色マトリックス層、１８２・・・液晶不均一分布領域、１８４・・・液晶均一分布領域

Claims

少なくとも、非表示領域を含む第1の基板と、
第１の基板上に配置した第２の基板と、
第１の基板と第２の基板との間に配置した液晶層と、
第１の基板の非表示領域と第２の基板との間に配置され、該液晶層を包囲しかつ複数の液晶収容空間を含むパターン付けしたスペーサと、
第１の基板の非表示領域と第２の基板との間に配置され、パターン付けしたスペーサを包囲する封止剤とからなる、液晶ディスプレイパネル。
前記パターン付けしたスペーサは、前記液晶層を包囲する第1のスペーサと、
前記第１のスペーサを包囲し、ギャップによって第１のスペーサから離間された第２のスペーサと、
前記第１のスペーサと前記第２のスペーサとの間に配置された第３のスペーサとからなり、前記ギャップはさらに仕切られており、前記第１のスペーサ、前記第２のスペーサ、前記第３のスペーサ、前記第１の基板および前記第２の基板よって前記液晶収容空間が画成されている、請求項１記載の液晶ディスプレイパネル。
前記第１の基板と前記第２の基板とは矩形形状である、請求項１または２記載の液晶ディスプレイパネル。
前記パターン化したスペーサの材料は、少なくともフォトレジスト材料からなる、請求項１乃至３のいずれかに記載の液晶ディスプレイパネル。
前記第１の基板の非表示領域と前記第２の基板との間でかつ前記パターン化したスペーサと前記第１の基板との間に配置された黒色マトリックス層とをさらに含む請求項１乃至４のいずれかに記載の液晶ディスプレイパネル。
前記第１の基板は少なくともアクティブ素子アレイ基板からなる、請求項１乃至５のいずれかに記載の液晶ディスプレイパネル。
前記第１の基板は少なくともカラーフィルター基板からなる、請求項１乃至５のいずれかに記載の液晶ディスプレイパネル。
前記封止剤の材料は少なくとも熱硬化接着剤からなる、請求項１乃至７のいずれかに記載の液晶ディスプレイパネル。
前記封止剤の材料は少なくとも紫外線硬化接着剤からなる、請求項１乃至７のいずれかに記載の液晶ディスプレイパネル。
パターン化したスペーサを部分的に除去して複数の液晶収容空間の一部を開口して余剰量の液晶を受ける工程を含む、液晶が不均一分布した状態を呈する液晶ディスプレイパネルを修理する方法。
パターン化したスペーサを部分的に除去して複数の液晶収容空間の一部を開口する前記工程をレーザによって行う、請求項１０記載の方法。
レーザの波長は紫外線光の波長である、請求項１１記載の方法。