JP2007199299A

JP2007199299A - 平面表示装置及びその製造方法

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Publication number: JP2007199299A
Application number: JP2006016730A
Authority: JP
Inventors: Arihiro Takeda; 有広武田
Original assignee: Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd
Current assignee: Japan Display Central Inc
Priority date: 2006-01-25
Filing date: 2006-01-25
Publication date: 2007-08-09

Abstract

【課題】大型であってもその製造が容易な平面表示装置及びその製造方法を提供する。
【解決手段】小型絶縁基板３２上に複数の表示画素を形成して小型アレイ基板２８を複数枚製造し、この複数枚の小型アレイ基板２８を補強板３４上に並べ、アレイ基板１２の表示領域外周にシール材１６を設け、１枚の対向基板１４を貼り合わせる。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶表示装置などの平面表示装置及びその製造方法に関するものである。

従来より、液晶表示装置を製造する場合に、アレイ基板と対向基板とを貼り合わせ、その間に液晶層を設けている。最近の液晶表示装置は大型化しているため、アレイ基板及び対向基板を大きな１枚のガラス基板から形成する必要があり、その製造装置が大型化するという問題点がある。

そのため、従来より、小型の対向基板と小型のアレイ基板とを先ず貼り合わせて小型の液晶セルを形成し、この小型の液晶セルを同一平面上に複数個並べて、大型の液晶表示装置を製造する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−４２３３３公報

上記のような小型の液晶セルを製造した後に、小型の液晶セル同士を互いに接着剤で接合して１つの液晶表示装置を製造する場合には、小型の液晶セル同士の接合部が見え易いという問題点がある。また、小型の液晶セル同士を、同一平面上に接合するため、強度が弱いという問題点もある。

そこで、本発明は上記問題点に鑑み、大型であってもその製造が容易な平面表示装置及びその製造方法を提供する。

請求項１に係る発明は、絶縁基板上に複数の表示画素が形成されると共に前記各画素に画像信号が供給されるアレイ基板と、絶縁基板からなる対向基板とを対向して配置した平面表示装置において、小型絶縁基板上に複数の表示画素が形成された小型アレイ基板を同一平面上に複数枚並べて前記アレイ基板を形成し、この形成したアレイ基板に前記対向基板を対向して配置し、前記同一平面上に並べた複数枚の小型アレイ基板によって一つの表示領域を形成することを特徴とする平面表示装置である。

請求項１７に係る発明は、絶縁基板上に複数の表示画素が形成されると共に前記各画素に画像信号が供給されるアレイ基板と、絶縁基板から形成された対向基板とを対向して配置した平面表示装置の製造方法において、小型絶縁基板上に複数の表示画素を形成して小型アレイ基板を複数枚製造する第１工程と、前記複数枚の小型アレイ基板を同一平面上に並べて前記アレイ基板を形成する第２工程と、前記アレイ基板に前記対向基板を対向して配置する第３工程と、を有することを特徴とする平面表示装置の製造方法である。

本発明であると、小型絶縁基板上に複数の表示画素を形成して小型アレイ基板を複数枚製造し、これら複数枚の小型アレイ基板を同一平面上に並べてアレイ基板を形成し、このアレイ基板に対向基板を対向して配置する。

これにより、大型の絶縁基板上に複数の表示画素を形成し難いアレイ基板については、小型絶縁基板上に複数の表示画素を形成するため、その製造設備が小型になり、かつ、容易に製造することができる。

また、このように形成した複数枚の小型アレイ基板を１枚の対向基板に対向して配置するためその貼り合わせが容易であり、また、１枚の対向基板に複数枚の小型アレイ基板を対向して配置する構造であるため、従来のように小型の液晶セルを繋ぎ合わせる構造より強度が向上する。

以下、本発明の各実施形態の平面表示装置について図面に基づいて説明する。

（第１の実施形態）
第１の実施形態の平面表示装置である液晶表示装置１０について、図１及び図２に基づいて説明する。

本実施形態の液晶表示装置１０は、３２インチなどの大型の液晶テレビに用いられるものである。

（１）液晶表示装置１０の構造
液晶表示装置１０は、図１及び図２に示すように、アレイ基板１２と、対向基板１４とをシール材１６で貼り合わせ、その間に液晶はＴＮモードの液晶層１８が設けられている。

アレイ基板１２には、縦方向に複数本の信号線が配線され、横方向に複数本のゲート線が配線され、この信号線とゲート線との交点近傍に例えばポリシリコン半導体よりなる薄膜トランジスタ（以下、単にＴＦＴという）１９が設けられている。また、この信号線、ゲート線及びＴＦＴの上層にはＲ，Ｇ，Ｂのカラーフィルター層１７が設けられ、Ｒ，Ｇ，Ｂの各画素が形成されている。そして、コンタクトホールを介して、ＴＦＴ１９と接続された画素電極が各画素毎に設けられている。以下、これら各部分をまとめて透過型の表示画素部２０という。

表示画素部２０の上層には、配向膜２２が積層されている。

対向基板１４においては、ＩＴＯ（透明電極）よりなる対向電極２４が絶縁基板４０に積層され、この対向電極２４には、配向膜２６が形成されている。

そして、アレイ基板１２が、図１に示すように、上下左右の小型アレイ基板２８を同一平面上に４枚接合したものからなる。そして、この小型アレイ基板２８を同一平面上に配置しその強度の補強のために、透明な補強板３４が設けられている。

補強板３４の下面には、不図示のバックライトを配置する。

以下、この液晶表示装置１０の製造方法について順番に説明する。

（２）液晶表示装置１０の製造方法
（２−１）第１工程
第１工程においては、小型絶縁基板３２をレーザーカット装置で切り出す。このようにレーザーカット装置でガラス板を切断すると、切断面のバリが小さく（３μｍ以下）なり、セルギャップ異常とはなり難い。また、この場合に小型絶縁基板３２の厚さは、０．５ｍｍ以下の薄板ガラス板を用いる。

（２−２）第２工程
第２工程においては、小型絶縁基板３２の上面に、表示画素部２０を形成する。すなわち、小型絶縁基板３２の上面にＴＦＴ１９を構成する半導体層、複数本のゲート線、複数本の信号線を形成する。次に、カラーフィルター層１７を積層する。次に、コンタクトホールを介して、ＴＦＴ１９と接続するように画素電極を形成する。最後に、配向膜２２を積層する。この場合に、４枚の小型絶縁基板３２の大きさは、４枚共に同一サイズで長方形である。小型アレイ基板２８毎に配向処理（ラビング処理）を行う。ここでは、カラーフィルタ層はアレイ基板側に設けたが、対向基板側に設けても良い。

（２−３）第３工程
第３工程においては、ガラス板または透明な樹脂板（例えば、アクリル板）よりなる補強板３４の上面に４枚の小型アレイ基板２８を上下左右に並べて、バルサム材などのＵＶ硬化樹脂を用いて貼り合わせる。この場合に、補強板３４の大きさは、４枚の小型アレイ基板２８を並べられる大きさであり、かつ、対向基板１４とほぼ同じサイズである。補強板の厚みに関しては製品として要求される強度にもよるが、従来方式と同等の強度を求めるなら対向基板１４と同程度の厚さとする事が好ましい。

補強板３４の上に並べた４枚の小型アレイ基板２８は、この４枚で１つの表示領域を形成する。アレイ基板の引出し配線は接合面とは異なる辺となるように配置する。

（２−４）第４工程
第４工程においては、対向基板１４を構成する絶縁基板４０の下面に前記した対向電極２４と配向膜２６を形成する。

（２−５）第５工程
第５工程においては、図１に示すようにアレイ基板１２の表示領域３６の外周部にＵＶ硬化樹脂よりなるシール材１６を額縁状に設け、１枚の対向基板１４と貼り合わせる。

（２−６）第６工程
第６工程においては、対向基板１４とアレイ基板１２のセルギャップに、液晶を注入して液晶層１８を形成する。

これにより、大型の液晶セルが完成する。

（３）液晶表示装置１０の駆動方法
上記のようにして形成した液晶セルに、信号線に画像信号を供給する信号線ドライバー回路を設け、また、ゲート線にゲート信号を供給するゲート線ドライバー回路を設け、対向電極２４に対向電圧を供給する制御回路を設ける。これにより、従来と同様の方法で一つの表示領域３６に画像を表示することができる。

この表示領域３６において、小型アレイ基板２８の接合部分にある表示画素同士に関して、同一の小型アレイ基板２８上に形成されていないため同じ表示特性を有さず、画像を表示すると接合部が目で分かる場合がある。そのため、接合部を境にして隣接した表示画素については、同じ輝度で発光するようにするため、出荷前にＶ−Ｔ特性を測定し、接合部間の表示画素の輝度差が小さくなるように、信号線ドライバー回路からガンマ特性を補正した画像信号を前記表示画素に供給する。

（４）液晶表示装置１０の効果
上記液晶表示装置１０であると、大型の液晶セルを製造するにもかかわらず、小型アレイ基板２８をそれぞれ製造して接合する方法であるため、製造設備を小型化することができ、コストを削減することができる。また、対向基板１４については、対向電極２４と配向膜２６を形成するだけであるため、大型のガラス基板を用いてもその製造設備を簡単にすることができる。

また、分割された小型アレイ基板２８であっても、１枚の対向基板１４に対向して貼り合わされ、かつ、補強板３４の上面にバルサム材３５によって接着されているため、その強度が１枚のアレイ基板１２と変わらない。

また、小型アレイ基板２８を形成する小型絶縁基板３２が、レーザーカット装置で切断されているため、その切断面のバリが小さく、小型アレイ基板２８同士を並べて接合しても、その接合部が判別しがたい。

（５）変更例
上記実施形態では小型アレイ基板２８を形成する小型絶縁基板３２について０．５ｍｍ厚さ以下のガラス基板を用いたが、これに限らず対向基板１４を形成する絶縁基板（ガラス基板）４０を、０．５ｍｍ厚さ以下にしてもよい。

また、小型絶縁基板３２及び絶縁基板４０は、対向基板１４とアレイ基板１２の貼り合わせた後に研磨して薄くしてもよい。

また、上記実施形態では、アレイ基板１２側にカラーフィルターを設けたが、これに代えて対向基板１４側にカラーフィルターを設けてもよい。

また、上記実施形態では、小型アレイ基板２８に配向膜２２を形成して、各小型アレイ基板２８毎に配向処理（ラビング処理）を行っていた。しかし、これに代えて、４枚の小型アレイ基板２８を補強板３４に貼り合わせた後、４枚の小型アレイ基板２８の配向膜２２を同時に配向処理してもよい。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態の液晶表示装置１０について、図３に基づいて説明する。

上記実施形態では、４枚の小型アレイ基板２８は同じ配向膜２２を形成したが、本実施形態では異なる配向膜を形成する。

液晶表示装置においては、左右の視野角を広げることが重要な課題となっている。しかしながら、第１の実施形態のように同じ配向処理を施すと、液晶の特性にその視野角が左右され、左側及び右側の視野角が狭くなりがちである。そのため、本実施形態では、左側にある小型アレイ基板２８，２８については左側の視野角が広くなるようにし、右側の小型アレイ基板２８，２８では右側の視野角が広くなるようにする。そのための手段として、左側の小型アレイ基板２８，２８における配向膜４２と、右側にある小型アレイ基板２８，２８の配向膜４４と、対向基板１４の配向膜２６のプレチルト角をそれぞれ異なったものにしている。具体的には、配向膜４２のプレチルト角をＡ、配向膜４４のプレチルト角をＢ、対向基板１４の配向膜２６のプレチルト角をＣとすると、Ｂ＞Ｃ＞Ａの関係になるようにプレチルト角を形成する。

このようにすることで次のような効果がある。左側の小型アレイ基板２８については、配向膜４２のプレチルト角が配向膜２６のプレチルト角より小さいため、電圧が印可された際の液晶分子の立ち上がる方向が左半分の視野角が広がるようになる。一方、右側の小型アレイ基板２８，２８の配向膜４４のプレチルト角は、対向基板１４の配向膜２６のプレチルト角よりも大きいため、左側の小型アレイ基板２８，２８の液晶分子の立ち上がる方向とは逆になり、右半分の視野角が広くなるように立ち上がる。そのため、液晶表示装置１０全体としては、左側では左側の視野角が広くなり、右側では右側の視野角が広がることとなり、例えば、左側から眺めた観察者からは左半分の表示情報しか視認できず、右側半分の表示情報は黒潰れして認識することができない。逆に、左側から眺めた観察者からは右半分の表示情報しか視認できず、右側半分の表示情報は黒潰れして認識することができない。ゲーム機など特殊な用途において需要が考えられる。

なお、本実施形態の変更例として、左側の小型アレイ基板２８，２８については左側の視野角を狭くし、逆に右側の小型アレイ基板２８，２８については右側の視野角を狭くして、左右から覗き込まれても液晶表示装置１０に表示されている表示内容が分からないようにしてもよい。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態の液晶表示装置１０について、図４に基づいて説明する。

上記の第２の実施形態では、各配向膜４２，４４，２６のプレチルト角が異なるようなものを塗り分けたが、これに代えて、本実施形態では左側の小型アレイ基板２８，２８については水平方向の配向処理を行い、右側の小型アレイ基板２８，２８の配向膜４４には垂直方向に配向処理を行う。対向基板１４の配向膜２６については水平方向の配向処理を行う。また、右側の小型アレイ基板２８，２８の表示画素部２０には、アルミニウムよりなる反射電極４８を設け、右半分のみ反射型の表示画素部４６とする。左側の小型アレイ基板２８，２８については、上記実施形態と同様に透過型の表示画素部２０とする。

これにより、表示領域の左半分の領域はＨｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ型となり、右半分の領域はＨＡＮ型となる。右側のＨＡＮ型はアレイ基板１２が垂直方向、対向基板１４が水平方向の配向となるハイブリッド型の構成のため、左側半分のＨｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ型に比べ液晶層のリタデーションがほぼ半分となる。そして、上記したように右半分が反射型の表示画素部４６であり、かつ、リタデーションが小さくなるため、従来のようにセルギャップを小さくすることなく、右半分のみ反射型の液晶表示を実現することができる。

（第４の実施形態）
上記２つの実施形態では、各小型アレイ基板２８の解像度、即ち、形成されている表示画素の数は同じであったが、これを異なるようにすると、各小型アレイ基板２８毎に解像度が異なることとなり、１つの表示領域で解像度が異なる表示を行うことができる。

（第５の実施形態）
第５の実施形態において、左側の小型アレイ基板２８，２８を水平方向の配向を行い、右側の小型アレイ基板２８，２８について垂直方向の配向を行い、対向基板１４については水平方向の配向を行った。しかし、これに代えて、左側及び右側の小型アレイ基板２８については水平方向の配向を行い、対向基板１４については、左半分の領域を水平方向に配向した後、右半分の領域に例えばインクジェット方式により垂直方向の配向膜を塗布してもよい。

（変更例）
上記実施形態では、小型のアレイ基板２８を上下左右４枚で構成したが、これに代えて図５に示すように左右２枚の小型アレイ基板２８，２８で構成してもよい。また、図６に示すように上下の小型アレイ基板２８，２８で構成してもよい。

また、全て同じ形状、同じサイズの小型アレイ基板２８を用いるのでなく、大きさや形状が異なる小型アレイ基板２８を組み合わせて１枚のアレイ基板１２を構成してもよい。

また、上記実施形態ではＴＮモードの液晶表示装置について説明したが、これに代えてＶＡモードやＩＰＳモードの液晶を用いた液晶表示装置であってもよい。

また、上記実施形態ではアレイ基板１２側にカラーフィルター層を対向基板１４側に設けても良い。

また、液晶表示装置に限らず、有機ＥＬ装置などの他の平面表示装置であってもよい。

本発明の一実施形態を示す液晶表示装置の分解斜視図である。同じく液晶表示装置の縦断面図である。第２の実施形態の液晶表示装置の縦断面図である。第３の実施形態の液晶表示装置の縦断面図である。変更例の小型アレイ基板の平面図である。変更例の他の小型アレイ基板の平面図である。

符号の説明

１０液晶表示装置
１２アレイ基板
１４対向基板
１６シール材
１８液晶層
２０表示画素部
２２配向膜
２４対向電極
２６配向膜
２８小型アレイ基板
３２小型絶縁基板
３４補強板
３５バルサム材
３６表示領域

Claims

絶縁基板上に複数の表示画素が形成されると共に前記各画素に画像信号が供給されるアレイ基板と、絶縁基板からなる対向基板とを対向して配置した平面表示装置において、
小型絶縁基板上に複数の表示画素が形成された小型アレイ基板を同一平面上に複数枚並べて前記アレイ基板を形成し、この形成したアレイ基板に前記対向基板を対向して配置し、
前記同一平面上に並べた複数枚の小型アレイ基板によって一つの表示領域を形成する
ことを特徴とする平面表示装置。
前記複数枚の小型アレイ基板が、補強板上に並べられている
ことを特徴とする請求項１記載の平面表示装置。
前記複数枚の小型アレイ基板と前記対向基板とを貼り合わせるシール材が、前記表示領域の外周部にのみ設けられている
ことを特徴とする請求項１または２のいずれか一項に記載の平面表示装置。
前記一の小型アレイ基板の接合部分にある一の表示画素の表示特性と、前記一の小型アレイ基板と隣接する他の小型アレイ基板の接合部分にある他の表示画素の表示特性とを同じにするように、前記一の表示画素、前記他の表示画素、または、その両方に供給される画像信号を補正する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の平面表示装置。
前記小型アレイ基板側にカラーフィルターを設けた
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の平面表示装置。
前記小型アレイ基板毎に視野特性が異なる
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の平面表示装置。
前記複数枚の小型アレイ基板の中で左側にある小型アレイ基板の左側の視野角を広くし、右側にある小型アレイ基板の右側の視野角を広くした
ことを特徴とする請求項６記載の平面表示装置。
前記複数枚の小型アレイ基板の中で左側にある小型アレイ基板の左側の視野角を狭くし、右側にある小型アレイ基板の右側の視野角を狭くした
ことを特徴とする請求項６記載の平面表示装置。
前記アレイ基板と前記対向基板との間に液晶層が挟持され、
前記小型アレイ基板の中の一部の小型アレイ基板に第１の配向膜を形成し、それ以外の他の小型アレイ基板に第２の配向膜を形成し、前記対向基板に第３の配向膜を形成し、
前記第１の配向膜のプレチルト角＞前記第３の配向膜のプレチルト角＞前記第２の配向膜のプレチルト角とする
ことを特徴とする請求項６から８のいずれか一項に記載の平面表示装置。
前記アレイ基板と前記対向基板との間に液晶層が挟持され、
前記小型アレイ基板の中の一部の小型アレイ基板に第１の配向膜を形成し、それ以外の他の小型アレイ基板に第２の配向膜を形成し、前記対向基板に第３の配向膜を形成し、
前記第１の配向膜と前記第２の配向膜の配向方向が異なる
ことを特徴とする請求項６から９のいずれか一項に記載の平面表示装置。
前記第１の配向膜を形成した小型アレイ基板には透過型の表示画素が形成され、前記第２の配向膜を形成した小型アレイ基板には反射型の表示画素が形成されている
ことを特徴とする請求項９または１０のいずれか一項に記載の平面表示装置。
前記アレイ基板と前記対向基板との間に液晶層が挟持され、
前記小型アレイ基板毎に前記液晶層に対するリタデーションが異なる
ことを特徴とする請求項１記載の平面表示装置。
前記複数枚の小型アレイ基板の中の少なくとも一枚の小型アレイ基板に反射型の表示画素が形成され、それ以外の他の小型アレイ基板には透過型の表示画素が形成され、
前記反射型の表示画素が形成された小型アレイ基板の前記リタデーションが、前記透過型の表示画素が形成された小型アレイ基板の前記リタデーションより小さい
ことを特徴とする請求項１２記載の平面表示装置。
前記複数枚の小型アレイ基板が、全て同じ形状で、全て同じサイズである
ことを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載の平面表示装置。
前記複数枚の小型アレイ基板の中の少なくとも一枚の小型アレイ基板のサイズが、それ以外の他の小型アレイ基板とは異なる
ことを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載の平面表示装置。
前記アレイ基板の絶縁基板、または、前記対向基板の絶縁基板の少なくともどちらか一方が、厚さ０．５ｍｍ以下のガラス板である
ことを特徴とする請求項１から１５のいずれか一項に記載の平面表示装置。
絶縁基板上に複数の表示画素が形成されると共に前記各画素に画像信号が供給されるアレイ基板と、絶縁基板からなる対向基板とを対向して配置した平面表示装置の製造方法において、
小型絶縁基板上に複数の表示画素を形成して小型アレイ基板を複数枚製造する第１工程と、
前記複数枚の小型アレイ基板を同一平面上に並べて前記アレイ基板を形成する第２工程と、
前記アレイ基板に前記対向基板を対向して配置する第３工程と、
を有する
ことを特徴とする平面表示装置の製造方法。
前記第１工程において、前記複数枚の小型アレイ基板の小型絶縁基板をレーザーで切断する
ことを特徴とする請求項１７記載の平面表示装置の製造方法。
前記第２工程において、前記複数枚の小型アレイ基板を補強板上に並べる
ことを特徴とする請求項１７または１８のいずれか一項に記載の平面表示装置の製造方法。
前記第３工程において、前記複数枚の小型アレイ基板と前記対向基板とを貼り合わせるシール材を、前記アレイ基板の表示領域の外周部にのみ設ける
ことを特徴とする請求項１７から１９のいずれか一項に記載の平面表示装置の製造方法。