JP2008191637A

JP2008191637A - 表示パネルおよびその製造方法

Info

Publication number: JP2008191637A
Application number: JP2007219780A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yamamoto; 博山許
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2007-01-10
Filing date: 2007-08-27
Publication date: 2008-08-21

Abstract

【課題】液晶とシール材との接触を防ぐとともに、シール材が切断領域まで、はみ出さないようにすることを目的とする。
【解決手段】本発明に係る液晶表示パネルの製造方法は、ＴＦＴ基板１上にバリア５０，６０を形成し、そのバリア５０，６０により表示領域５を囲む凹部を形成する。そして、凹部内にシール材３を充填した後、ＴＦＴ基板１にカラーフィルター基板２を対面させ、そのＴＦＴ基板１とカラーフィルター基板２をシール材３で接合する。
【選択図】図１

Description

本発明は、表示パネルおよびその製造方法に関し、特に表示パネルの接合に関するものである。

液晶表示パネルの組立において、ＴＦＴを成膜したＴＦＴ基板と、カラーフィルターを成膜したカラーフィルター基板とを、シール材を用いて互いに対向させて接合する。このシール材は、表示領域を囲うように印刷等の手法を用いて塗布される。そして、シール材を硬化した後、表示領域に液晶を注入する。このような液晶表示パネルの組み立て方法は、例えば、特許文献１に記載されている。また、特許文献２には、シール材としてガラスを用いて接合する発明が記載されている。

特開平８−１７９３０５号公報特開２００６−２２７４９１号公報

ＴＦＴ基板とカラーフィルター基板とを接合するシール材の材質には、一般的に、熱硬化型のエポキシ樹脂、または、紫外線硬化型樹脂が使用される。そのシール材によって囲まれた表示領域には液晶が注入されるが、シール材と液晶が接触すると、シール材の不純物が液晶に溶け込み、液晶の比抵抗が部分的に低下する。通常、液晶表示パネルの動作方法として、ゲート電極に電圧をかけるとＴＦＴはＯＮされ、ドレイン電極からの信号が、それぞれのスイッチを介して、ソースとつながるドット電極に送信される。そして、ドット電極はその信号に応じた電荷を保持する。そのため、液晶の比抵抗が低下してしまった場合には、ドット電極から電荷が抜けて、ドット電極の電荷保持特性が悪くなり、シール周辺部分が白表示になって表示不良が発生するという問題があった。また、シール材の幅を制御することは難しく、シール材が液晶表示パネルの切断領域まではみ出してしまうため、切断時に切断不良が発生するという問題があった。

本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、液晶とシール材との接触を防ぐとともに、シール材が切断領域まで、はみ出さないようにすることを目的とする。

本発明に係る請求項１に係る表示パネルの製造方法は、（ａ）第１の基板上にバリアを形成し、当該バリアにより表示領域を囲む凹部を形成する工程と、（ｂ）前記凹部内にシール材を充填する工程とを備える。そして、（ｃ）前記工程（ｂ）の後、前記第１の基板に第２の基板を対面させ、当該第１，第２の基板を前記シール材で接合する工程とを備える。

本発明の表示パネルの製造方法によれば、液晶とシール材との接触を防ぐとともに、シール材が切断領域まで、はみ出さないようにすることができる。

＜実施の形態１＞
本実施の形態では、本発明に係る表示パネルは、液晶表示パネルであるものとして説明する。図１は、本発明に係る液晶表示パネルを示した平面図、および、側面図である。本実施の形態に係る液晶表示パネルは、第１の基板であるＴＦＴ基板１と、第２の基板であるカラーフィルター基板２と、シール材３と、液晶４と、表示領域５と、封止材６と、実装端子７とを備える。ＴＦＴ基板１とカラーフィルター基板２は、互いに対向している。ＴＦＴ基板１とカラーフィルター基板２との間に注入される液晶４は、電圧がかかった場合に、分子の向きを変え、光の透過率を増減させる。実装端子７は、液晶表示パネルに映像を表示するための電気信号が入力される端子である。以下、これら構成についての詳細な説明を、図２〜図１３に示される液晶表示パネルの製造方法とともに説明する。

図２，３には、ＴＦＴ基板１、および、カラーフィルター基板２上において、液晶表示パネルが形成されるパネル形成領域８が示されている。つまり、パネル形成領域８の周縁は、図１に示される液晶表示パネルの周縁に相当する。ＴＦＴ基板１、および、カラーフィルター基板２は、例えば、ガラス基板が該当する。図２、および、図３において図示しない表示領域は、例えば、後の工程において、液晶４が注入される領域であり、パネル形成領域８の内側に設けられる。

図２のＴＦＴ１基板の表示領域には、図示しない、膜厚ｈ１の第１の膜であるＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を成膜する。このＴＦＴは、例えば、スパッタを用いて、ゲート電極、チャネル、画素電極を成膜し、パターニングすることによって形成する。一方、図３のカラーフィルター基板２の表示領域には、図示しない、膜厚ｈ２の第２の膜であるカラーフィルターを成膜する。カラーフィルターは、例えば、Ｒ，Ｇ，Ｂからなる色材である。

次に、図４のように、ＴＦＴ基板１またはカラーフィルター基板２上にバリアを形成し、当該バリアにより表示領域５を囲む凹部を形成する。ここで、バリアは、図５のように、表示領域５に沿って形成される凸状の第１のバリアである第１のガラスバリア５０と、第１のガラスバリアに対して表示領域５と反対側に第１のガラスバリア５０に沿って形成される凸状の第２のバリアである第２のガラスバリア６０とを含む。これら第１，第２のガラスバリア５０，６０の材質は、無機質のガラスであり、例えば、蒸着またはスパッタによって形成される。

本実施の形態では、図４に示すように、ＴＦＴ基板１に、第１のガラスバリア５０、および、第２のガラスバリア６０を形成するが、これに限ったものではなく、カラーフィルター基板２に形成してもよい。なお、図１に示したように、第１のガラスバリア５０と第２のガラスバリア６０は互いに離れて設けられるが、図４の縮小図では重ねて表示されている。

図５は、図４のパネル形成領域８を形成した領域の平面拡大図であり、図６は図５のＡ−Ａ’の断面図である。図６に示すように、第１，第２のガラスバリア５０，６０を形成したＴＦＴ基板１と、第１，第２のガラスバリア５０，６０とにより凹部が形成される。この凹部の幅Ｌ１は、バリアの幅Ｌ２の１／２以上に形成する。例えば、バリアの幅Ｌ２の寸法が０．８ｍｍの場合には、凹部の幅Ｌ１の寸法を０．４ｍｍ以上に形成する。第１，第２のガラスバリア５０，６０の高さｈの寸法については後述する。

図４のバリア形成後、ＴＦＴ基板１の表示領域５に、図示しない配向膜を塗布する。配向膜は、後工程において表示領域に注入される液晶４分子を、一定方向に配列させるための膜である。一方、図３のカラーフィルター基板２の表示領域にも同様に、図示しない上述の配向膜を塗布する。そして、図７、図８に示すように、ＴＦＴ基板１およびカラーフィルター基板２それぞれの配向膜の表面を、布を巻きつけた円筒ドラム１０で擦って配向膜に溝をつける。こうして、後に注入される液晶４分子の方向を一定方向に配向させるためのラビング処理を行う。

ラビング処理終了後、図９に示すように、ＴＦＴ基板１と、第１，第２のガラスバリア５０，６０とからなる凹部内にシール材３を充填する。シール材３の材質は、本実施の形態では、従来から用いられている硬化型樹脂であるものとする。この硬化型樹脂には、例えば、熱硬化型エポキシ樹脂、紫外線硬化型樹脂が該当する。また、本実施の形態では、シール材３は、凹部の幅Ｌ１の１／２以上の幅Ｗで、かつ、第１，第２のガラスバリア５０，６０と同じ高さｈで凹部内に充填される。

次に、ＴＦＴ基板１に成膜したＴＦＴ上、および、カラーフィルター基板２に成膜したカラーフィルター上のいずれか一方に図示しないスペーサを散布する。このスペーサは、表示領域５に液晶４を注入するために、ＴＦＴとカラーフィルターとの間にギャップを形成する。本実施の形態では、このスペーサを、カラーフィルター上全面に散布する。

その後、ＴＦＴとカラーフィルターの成膜面同士を、アライメントし、図１０に示すように、紫外線硬化型（ＵＶ）接着剤３０で仮止めする。そして、凹部内に充填したシール材３を、例えば、１８０℃の温度で熱硬化することにより、ＴＦＴ基板１とカラーフィルター基板２を対面させ、ＴＦＴ基板１とカラーフィルター基板２をシール材３で接合する。

そのときの断面図を図１１に示す。この図において、上述したスペーサ７０は、ＴＦＴ１１とカラーフィルター１２との間にギャップを形成する。ここで、ｈ１の膜厚で成膜したＴＦＴ１１とｈ２の膜厚で成膜したカラーフィルター１２との間のギャップをＧとすると、第１のガラスバリア５０と第２のガラスバリア６０の高さｈは、ｈ＝ｈ１＋Ｇ＋ｈ２を満足する。なお、ギャップＧは、後工程において表示領域に液晶４分子を注入するためのギャップである。

図１０で接合したＴＦＴ基板１とカラーフィルター基板２を、図１２で示され、Ｂ−Ｂ’を除くＡ−Ａ’からＧ−Ｇ’までの一点鎖線に沿って切断して、液晶表示パネルに分断する。一点鎖線Ｂ−Ｂ’については、カラーフィルター基板２のみ切断する。切断は、例えば、超鋼ホイル等を用いて、スクライブ、ブレークすることによって行う。こうして、一点鎖線Ｂ−Ｂ’において、カラーフィルター基板２のみを切断することにより、図１の側面図に示したように、ＴＦＴ基板１と、カラーフィルター基板２との間に段差が設けられる。

次に、図１３のように分断された各液晶表示パネルの表示領域５に液晶４を注入し、図１に示すように、液晶４の注入口を封止材６によって封止する。そして、封止後、液晶４分子を配向膜のラビング方向に配向させるため、液晶４を１００℃近傍の温度で処理（アイソトロピック処理）をする。

このような液晶表示パネルによれば、図１１で示すように、シール材３は、第１のガラスバリア５０、および、第２のガラスバリア６０により横方向への進出を妨げられる。そのため、シール材３と表示領域５にある液晶４との接触を防ぐことができるようになる。こうして、シール材３による液晶４の汚染を防止することができるため、歩留まりを向上させることができる。それとともに、シール材３の幅制御を容易にし、シール材３が切断領域にはみ出さないようにすることができる。こうして、切断不良の発生を防止することができるため、歩留まりを向上させることができる。

また、シール材３が充填される凹部を形成する第１，第２のガラスバリア５０，６０を、蒸着またはスパッタ等によって形成することにより、凹部のおよびバリアの幅や高さをミクロンオーダーで制御可能となる。そのため、容易に設計マージンを大きくすることができる。それとともに、ＴＦＴ基板１とカラーフィルター基板２との間のギャップをもオングストロームオーダーで均一に制御可能となる。こうして、設計時のマージンを大幅に上昇させることができる。

また、本実施の形態では、図４に示すように、ＴＦＴ基板１に、第１のガラスバリア５０、および、第２のガラスバリア６０を形成したが、カラーフィルター基板２に形成しても同様の効果を得ることができる。

また、凹部の幅Ｌ１を、バリアの幅Ｌ２の１／２以上に形成し、シール材３を、凹部の幅Ｌ１の１／２以上の幅で凹部に充填することによって、シール材３の塗布量を確保できるため、確実にＴＦＴ基板１とカラーフィルター基板２とを接合することができる。また、バリアの高さをｈ（ｈ＝ｈ１＋Ｇ＋ｈ２）とすることにより、ＴＦＴ基板１とカラーフィルターの間に、ギャップＧを確実に形成することができる。

なお、本実施の形態では、本発明に係る表示パネルは、液晶表示パネルであるものとして説明した。しかし、これに限ったものではなく、ガラス基板同士を接合するプロセスを有する他の表示パネル、例えば、電気を光に変えるエレクトロルミネンス現象を利用した有機ＥＬディスプレイにも用いてもよい。また、注入口の無い滴下注入する製造プロセスにも適用することができる。

＜実施の形態２＞
実施の形態１では、シール材３の材質は、硬化型樹脂であるものとして説明した。しかしながら、このようなシール材３は、耐溶剤性、耐水性が悪く信頼性が悪いという問題がある。

そこで、本実施の形態では、図１４に示すように、第１，第２のガラスバリア５０，６０は、第１のガラスからなり、シール材であるガラスシール材１００は、第１のガラスよりも低い融点を有する第２のガラスからなるものとする。例えば、ガラスバリアの第１のガラスは、融点が５００℃以上の高融点ガラス、ガラスシール材１００の第２のガラスは、融点が２００℃程度の低融点ガラスを用いる。第１、第２のガラスバリア５０，６０、および、ガラスシール材１００は、例えば、蒸着、または、スパッタなどの成膜方法によって形成する。

そして、ＴＦＴ基板１とカラーフィルター基板２との接合工程において、第１のガラスの融点よりも低く、かつ、第２のガラスの融点以上の温度下で、ＴＦＴ基板１とカラーフィルター基板２を接合する。こうして、ＴＦＴ基板１とカラーフィルター基板２を対面させ、第１、第２のガラスバリア５０，６０は熱によって軟化させずに、凹部内に充填したガラスシール材１００を軟化することにより、ＴＦＴ基板１とカラーフィルター基板２をシール材３で接合する。その他の工程、および、構成については、実施の形態１と同じである。

このように構成される本実施の形態に係る液晶表示パネルによれば、実施の形態１で説明した効果を得ることができる。それに加え、ＴＦＴ基板１とカラーフィルター基板２との接合を、ガラスシール材１００で行っているため、耐溶剤性、耐水性を改善することができ、接合の信頼性が高い液晶表示パネルを提供することができる。

実施の形態１に係る液晶表示パネルを示す図である。実施の形態１に係る液晶表示パネルの製造方法を示す図である。実施の形態１に係る液晶表示パネルの製造方法を示す図である。実施の形態１に係る液晶表示パネルの製造方法を示す図である。実施の形態１に係る液晶表示パネルの製造方法を示す図である。実施の形態１に係る液晶表示パネルの製造方法を示す図である。実施の形態１に係る液晶表示パネルの製造方法を示す図である。実施の形態１に係る液晶表示パネルの製造方法を示す図である。実施の形態１に係る液晶表示パネルの製造方法を示す図である。実施の形態１に係る液晶表示パネルの製造方法を示す図である。実施の形態１に係る液晶表示パネルの製造方法を示す図である。実施の形態１に係る液晶表示パネルの製造方法を示す図である。実施の形態１に係る液晶表示パネルの製造方法を示す図である。実施の形態２に係る液晶表示パネルを示す図である。

符号の説明

１ＴＦＴ基板、２カラーフィルター基板、３シール材、４液晶、５表示領域、６封止材、７実装端子、８パネル形成領域、１０円筒ドラム、１１ＴＦＴ、１２カラーフィルター、３０紫外線硬化型接着剤、５０第１のガラスバリア、６０第２のガラウスバリア、７０スペーサ、１００ガラスシール材。

Claims

（ａ）第１の基板上にバリアを形成し、当該バリアにより表示領域を囲む凹部を形成する工程と、
（ｂ）前記凹部内にシール材を充填する工程と、
（ｃ）前記工程（ｂ）の後、前記第１の基板に第２の基板を対面させ、当該第１，第２の基板を前記シール材で接合する工程とを備える、
表示パネルの製造方法。
前記バリアは、前記表示領域の縁に沿って形成される凸状の第１のバリアと、前記第１のバリアに対して前記表示領域と反対側に前記第１のバリアに沿って形成される凸状の第２のバリアとを含み、
前記工程（ａ）は、前記第１，第２のバリアと前記第１の基板とにより、前記凹部を形成する、
請求項１に記載の表示パネルの製造方法。
前記工程（ａ）において、前記凹部の幅を、前記バリアの幅の１／２以上に形成する、
請求項１または請求項２に記載の表示パネルの製造方法。
前記工程（ｃ）の前に、
（ｄ）前記第１の基板の表示領域に膜厚ｈ１の第１の膜を成膜する工程と、
（ｅ）前記第２の基板の表示領域に膜厚ｈ２の第２の膜を成膜する工程とを備え、
前記工程（ｃ）の後の前記第１の膜と前記第２の膜との間のギャップをＧとすると、前記バリアの高さｈは、ｈ＝ｈ１＋Ｇ＋ｈ２を満足する、
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の表示パネルの製造方法。
前記バリアは、第１のガラスからなり、
前記シール材は、前記第１のガラスよりも低い融点を有する第２のガラスからなり、
前記工程（ｃ）において、前記第１のガラスの融点よりも低く、かつ、前記第２のガラスの融点以上の温度で、前記第１，第２の基板を接合する、
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の表示パネルの製造方法。
前記工程（ｂ）において、前記シール材は、前記凹部の幅の１／２以上の幅で、かつ、前記バリアと同じ高さで前記凹部内に充填される、
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の表示パネルの製造方法。
互いに対向する第１，第２の基板と、
前記第１の基板または前記第２の基板上に形成されたバリアとを備え、
前記バリアにより表示領域を囲む凹部が形成され、
前記凹部内に充填され、前記第１の基板と前記第２の基板とを接合するシール材をさらに備える、
表示パネル。
前記バリアは、前記表示領域の縁に沿って形成される凸状の第１のバリアと、前記第１のバリアに対して前記表示領域と反対側に前記第１のバリアに沿って形成される凸状の第２のバリアとを含み、
前記凹部は、前記第１，第２のバリアと、前記第１，第２のバリアを形成した前記基板とにより形成される、
請求項７に記載の表示パネル。
前記バリアは、第１のガラスからなり、
前記シール材は、前記第１のガラスよりも低い融点を有する第２のガラスからなる、
請求項７または請求項８に記載の表示パネル。