JP2009157140A - Method of manufacturing liquid crystal display panel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶表示パネルの製造方法に関するものであり、特に、偏光板の貼り合わせ工程の改良に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a liquid crystal display panel, and in particular, to an improvement in a bonding process of polarizing plates.
近年、パーソナルコンピュータやワードプロセッサ等の情報機器の表示装置、テレビ、ビデオカメラ、デジタルカメラ、カーナビゲーションシステム等の映像機器の表示装置として、軽量、薄型、低消費電力という特長を持つ液晶表示装置が広く用いられている。液晶表示装置は、2枚の基板(例えばアレイ基板と対向基板)の間に液晶材料が封入された液晶表示パネルを備え、当該液晶表示パネルにおいて、電圧のオン・オフにより液晶材料の配向を制御し、透過光をオン・オフすることで画像表示を行っている。 In recent years, liquid crystal display devices with features such as lightweight, thin, and low power consumption are widely used as display devices for information devices such as personal computers and word processors, and display devices for video devices such as televisions, video cameras, digital cameras, and car navigation systems. It is used. The liquid crystal display device includes a liquid crystal display panel in which a liquid crystal material is sealed between two substrates (for example, an array substrate and a counter substrate). In the liquid crystal display panel, the orientation of the liquid crystal material is controlled by turning on and off the voltage. Then, image display is performed by turning on and off the transmitted light.
前記液晶表示パネルにおいては、透過光を直線偏光に変換する必要があり、そのため、パネルの両面(アレイ基板の外側面と対向基板の外側面)に偏光板がクロスニコル状態で貼り合わされている。 In the liquid crystal display panel, it is necessary to convert the transmitted light into linearly polarized light. For this reason, polarizing plates are bonded in a crossed nicols state on both surfaces of the panel (the outer surface of the array substrate and the outer surface of the counter substrate).
ここで、前記偏光板は、2枚の基板によって液晶材料からなる液晶層を挟持した後、貼り合わされた基板の各々の液晶層とは反対側の表面(外側面)に貼り付けられる。この偏光板の貼り付け時には、貼り合わされた基板が反らないように、平坦なステージ上に吸着固定するのが一般的である。 Here, after sandwiching a liquid crystal layer made of a liquid crystal material between two substrates, the polarizing plate is attached to a surface (outer surface) opposite to each liquid crystal layer of the bonded substrates. When the polarizing plate is attached, it is generally fixed by suction on a flat stage so that the attached substrate does not warp.
しかしながら、前述のようにして偏光板を貼り付けた後の液晶表示パネルにおいては、2枚の偏光板の吸湿性の差から収縮率の経時変化量に差が生じ、その結果、液晶表示パネルの両面における引っ張り応力が相違して反りが生ずるという現象が見られる。例えば、表示面側の偏光板の収縮による引っ張り応力が裏面側の偏光板の収縮による引っ張り応力よりも大きい場合には、表示面側を凹、裏面側を凸とする反り(いわゆる順方向の反り)が発生し、逆の場合には、裏面側を凹、表示面側を凸とする反り(いわゆる逆方向の反り)が発生するおそれがある。 However, in the liquid crystal display panel after the polarizing plate is attached as described above, a difference in shrinkage with time is generated due to the difference in hygroscopicity between the two polarizing plates. There is a phenomenon that warpage occurs due to different tensile stresses on both sides. For example, when the tensile stress due to the contraction of the polarizing plate on the display surface side is larger than the tensile stress due to the contraction of the polarizing plate on the back surface side, the warp with the display surface side concave and the back surface convex (so-called forward warpage) In the opposite case, there is a risk of warping (so-called warping in the reverse direction) in which the back surface side is concave and the display surface side is convex.
液晶表示パネルにおいては、基板としてガラス基板が用いられており、その厚さが薄くなる傾向にあるが、前記影響は、ガラス基板の厚さが薄くなるほど顕著である。また、液晶表示装置においては、薄型軽量化の要求に応えるために、液晶表示パネルを構成するガラス基板の薄型化とともに、液晶表示パネルを保持するフレーム部分も薄型軽量化されているが、その場合、液晶表示パネルの反りがそのまま液晶表示装置の反りとして発現するという問題も生じている。液晶表示装置の反りが著しい場合には、取り付け側の機器において機構上の干渉が発生し、取り付け不良が発生したり、取り付け後に他部分と干渉することにより損傷する等の問題が生ずるおそれがある。 In a liquid crystal display panel, a glass substrate is used as a substrate, and the thickness tends to be reduced. However, the above-described influence becomes more significant as the thickness of the glass substrate is reduced. In addition, in order to meet the demand for thinner and lighter liquid crystal display devices, the glass substrate constituting the liquid crystal display panel is made thinner and the frame portion holding the liquid crystal display panel is also made thinner and lighter. Further, there is a problem that the warp of the liquid crystal display panel appears as it is as a warp of the liquid crystal display device. If the liquid crystal display device is warped significantly, mechanical interference may occur in the equipment on the mounting side, which may cause mounting defects or damage due to interference with other parts after mounting. .
偏光板に起因する液晶表示パネルの変形に関しては、例えば特許文献1にこれを改善する対策が開示されている。特許文献1記載の発明は、温度膨張によるセルギャップ不良の抑制に関するものであり、第1基板と、この第1基板と所定の間隙部を設けて対向配置される第2基板と、これら両基板の間隙部に封入される液晶部材と、両基板の液晶部材側とは反対側の面に接着された偏光板とを備えた液晶表示装置において、偏光板を、少なくとも染色フィルムと、この染色フィルムを挟持するように配置された複数の第1及び第2の高分子フィルムから構成し、各高分子フィルムの温度膨張率を異なるように設定することが開示されている。 Regarding the deformation of the liquid crystal display panel caused by the polarizing plate, for example, Patent Document 1 discloses a measure for improving this. The invention described in Patent Document 1 relates to suppression of a cell gap defect due to temperature expansion, and includes a first substrate, a second substrate disposed opposite to the first substrate with a predetermined gap, and both the substrates. In a liquid crystal display device comprising a liquid crystal member sealed in a gap portion of the substrate and a polarizing plate bonded to a surface opposite to the liquid crystal member side of both substrates, the polarizing plate is at least a dyeing film, and the dyeing film. Is composed of a plurality of first and second polymer films arranged so as to sandwich the film, and the temperature expansion coefficient of each polymer film is set to be different.
液晶表示装置では、温度が上昇したときに、液晶部材の体積膨張によって液晶表示パネルが歪んで反るギャップ不良を引き起こし、色むらや応答速度の面内不均一等が発生するおそれがある。特許文献1記載の発明では、第1及び第2の高分子フィルムの温度膨張率を異ならせることによって、温度上昇に伴って偏光板に反り返り応力を発生させ、この反り返り応力を利用して透明絶縁基板の中央部分に加わる液晶部材等の温度膨張応力を分散させ、前記不都合を解消するようにしている。
しかしながら、特許文献1記載の発明では、前述の偏光板の収縮による引っ張り応力による反りの発生は解消することができず、また、偏光板に温度膨張率の異なる複数の高分子フィルムを貼り合わせる必要があり、フィルム設計を最適化する必要がある。したがって、装置構成の煩雑化を招き、製造コストを上昇する原因となるおそれがある。 However, in the invention described in Patent Document 1, the occurrence of warpage due to the tensile stress due to the contraction of the polarizing plate cannot be eliminated, and it is necessary to bond a plurality of polymer films having different temperature expansion coefficients to the polarizing plate. There is a need to optimize the film design. Therefore, the apparatus configuration is complicated, which may increase the manufacturing cost.
液晶表示パネルの反りを解消するには、例えば貼り付ける前の偏光板を予め熱処理しておくことも考えられるが、このような方法を採用した場合にも、偏光板製造工程の工程増に繋がり、やはり製造コストを上昇する要因となる。 In order to eliminate the warpage of the liquid crystal display panel, for example, it is conceivable to heat-treat the polarizing plate before pasting, but even when such a method is adopted, it leads to an increase in the manufacturing process of the polarizing plate. This is also a factor that increases manufacturing costs.
本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、偏光板の引っ張り応力に起因する反りの発生を防止することができ、しかも、製造コストの上昇を招くことのない液晶表示パネルの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been proposed in view of such a conventional situation, and it is possible to prevent the occurrence of warpage due to the tensile stress of the polarizing plate, and to prevent an increase in manufacturing cost. An object is to provide a method for manufacturing a display panel.
前述の目的を達成するために、本発明の液晶表示パネルの製造方法は、一対の基板を貼り合わせ、これら基板間に液晶材料を封入した後、貼り合わされた一対の基板の少なくとも表示面側の面に偏光板を貼り合わせるに際し、前記貼り合わされた一対の基板を予め湾曲させた後に、前記偏光板を貼り付けることを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, a method for manufacturing a liquid crystal display panel according to the present invention includes a method of bonding a pair of substrates, encapsulating a liquid crystal material between the substrates, and then at least the display surface side of the bonded pair of substrates. When the polarizing plate is bonded to the surface, the polarizing plate is bonded after the pair of bonded substrates are curved in advance.
本発明においては、偏光板貼り付け時に事前に偏光板の収縮による引っ張り応力と逆方向に一対の基板に湾曲応力を持たせることで、偏光板収縮後の液晶表示パネルの反りを抑制する。基板を湾曲させながら偏光板の貼り付けを行うと、偏光板吸湿収縮の経時変化後に発生する引っ張り応力を相殺する方向の応力を予め与えた状態で偏光板を貼り付けることが可能になり、これにより偏光板収縮後の液晶表示パネルの反りが緩和され、フレームと組み合わせた液晶表示装置において発生する反りも抑制される。 In the present invention, the bending of the liquid crystal display panel after the contraction of the polarizing plate is suppressed by applying a bending stress to the pair of substrates in a direction opposite to the tensile stress due to the contraction of the polarizing plate in advance when the polarizing plate is attached. If the polarizing plate is attached while the substrate is curved, it becomes possible to attach the polarizing plate in a state in which a stress in a direction that cancels the tensile stress generated after the change in the hygroscopic shrinkage of the polarizing plate with time is applied in advance. Accordingly, the warpage of the liquid crystal display panel after contraction of the polarizing plate is alleviated, and the warpage generated in the liquid crystal display device combined with the frame is also suppressed.
本発明の製造方法によれば、液晶表示パネルにおいて、偏光板の引っ張り応力に起因する反りの発生を防止することができ、例えばフレームに組み付けた場合にも、取り付け不良が発生したり、取り付け後に他部分と干渉して損傷等が発生することがない。また、偏光板自体のフィルム構成を変更したり設計変更する必要がなく、予め熱処理する必要もないので、製造コストを上昇することもない。 According to the manufacturing method of the present invention, in the liquid crystal display panel, it is possible to prevent the occurrence of warpage due to the tensile stress of the polarizing plate. For example, even when assembled to a frame, defective mounting occurs or after mounting. There is no damage caused by interference with other parts. Further, it is not necessary to change the film configuration or design of the polarizing plate itself, and it is not necessary to perform heat treatment in advance, so that the manufacturing cost does not increase.
以下、本発明を適用した液晶表示パネルの製造方法について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, a method of manufacturing a liquid crystal display panel to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings.
先ず、本発明の製造方法が適用される液晶表示パネル及びこれをフレームに組み付けた液晶表示装置について説明する。 First, a liquid crystal display panel to which the manufacturing method of the present invention is applied and a liquid crystal display device assembled with the same will be described.
図1に示すように、液晶表示パネル1は、例えばアレイ基板2と対向基板3の間に液晶材料(図示は省略する。)を封入することにより構成される。アレイ基板2や対向基板3にはガラス基板等が用いられ、例えばアレイ基板2には表示画素に対応して画素電極及びスイッチング素子(薄膜トランジスタ)がマトリクス状に形成されている。また、アレイ基板3には、画素電極に電気信号を送るための信号線と、スイッチング素子である薄膜トランジスタにスイッチング信号を供給するためのゲート線とが互いに直交して配線されている。
As shown in FIG. 1, the liquid crystal display panel 1 is configured by enclosing a liquid crystal material (not shown) between an
一方、対向基板3には、対向電極が透明電極材料(例えばITO等)によりほぼ全面に形成されており、各画素に対応してカラーフィルタ層が形成されている。さらに、前記アレイ基板2と対向基板3の外表面には、それぞれ偏光板4,5が偏光軸が互いに直交するようにクロスニコルの状態で貼り合わされている。
On the other hand, on the
前記アレイ基板2や対向基板3の対角寸法は、例えば12.1インチであり、またアレイ基板2や対向基板3を構成するガラス基板の厚さは、例えば0.2mmである。
The diagonal dimension of the
このように構成される液晶表示パネル1は、バックライトユニットとともにフレーム6によって保持され、液晶表示装置に組み込まれる。図2は、液晶表示パネル1のフレーム6による保持構造を示すものである。液晶表示パネル1は、外周部分が金属材料や樹脂材料等で形成されたフレーム6で保持されている。平面光を照射するバックライトユニットは、前記液晶表示パネル1の背面側に配置され、本実施形態の場合、フレーム6内に収容されているが、図示は省略する。 The liquid crystal display panel 1 configured as described above is held by the frame 6 together with the backlight unit, and is incorporated in the liquid crystal display device. FIG. 2 shows a holding structure by the frame 6 of the liquid crystal display panel 1. The liquid crystal display panel 1 is held by a frame 6 having an outer peripheral portion formed of a metal material, a resin material, or the like. The backlight unit for irradiating the plane light is disposed on the back side of the liquid crystal display panel 1 and is accommodated in the frame 6 in the case of the present embodiment, but the illustration is omitted.
前記フレーム6は、前記液晶表示パネル1の主面と略垂直な外枠部を有しており、この外枠部によって液晶表示パネル1の外周を保持している。フレーム6は、外周を保持する機能を有していればよく、その構成材料は任意である。例えば、ABS樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、各種プラスチック等の樹脂材料であっても良いし、ステンレス、亜鉛めっき鋼、アルミニウム(合金や表面処理材等を含む。)、鉄、鋼等の金属材料であっても良い。あるいは、その他の材料でも構わない。 The frame 6 has an outer frame portion substantially perpendicular to the main surface of the liquid crystal display panel 1, and the outer periphery of the liquid crystal display panel 1 is held by the outer frame portion. The frame 6 only needs to have a function of holding the outer periphery, and its constituent material is arbitrary. For example, resin materials such as ABS resin, polyethylene resin, polypropylene resin, polystyrene resin, and various plastics may be used, stainless steel, galvanized steel, aluminum (including alloys and surface treatment materials), iron, steel, and the like. It may be a metal material. Alternatively, other materials may be used.
前記フレーム6の外周部には、固定用粘着テープ7が貼り付けられており、この固定用粘着テープ7が一部液晶表示パネル1の外周縁部まで延在され、液晶表示パネル1とフレーム6とを接着固定するように構成されている。
A fixing
以上のように構成される液晶表示装置においては、液晶表示パネル1の表示面側は外気に直接晒されるが、裏面側はフレーム6及びバックライトユニットによって覆われている。したがって、液晶表示パネル1の表示面側の方が裏面側に比べて外気の湿度の影響を受けやすく、そのため外気に直接晒される偏光板4の湿度に対する経時変化による収縮率も裏面側に対して大きい。そのため、例えば常温、常湿で数日放置した場合、順方向に約2mm程度の反りが生ずる。
In the liquid crystal display device configured as described above, the display surface side of the liquid crystal display panel 1 is directly exposed to the outside air, but the back surface side is covered with the frame 6 and the backlight unit. Therefore, the display surface side of the liquid crystal display panel 1 is more susceptible to the humidity of the outside air than the back surface side, and therefore the contraction rate due to the change over time of the humidity of the polarizing
そこで、本実施形態においては、偏光板貼り付け装置におけるパネル固定用ステージ(吸着ステージ)の表面形状を凸型、あるいは凹型とし、偏光板に経時変化後に発生する引っ張り応力を相殺する方向の応力を与えながら偏光板の貼り付けを行うことで、偏光板収縮後に液晶表示パネル1に生ずる反りを緩和するようにしている。 Therefore, in the present embodiment, the surface shape of the panel fixing stage (suction stage) in the polarizing plate pasting apparatus is a convex shape or a concave shape, and the stress in a direction that cancels the tensile stress generated after the change with time is applied to the polarizing plate. By applying the polarizing plate while applying it, the warpage generated in the liquid crystal display panel 1 after contraction of the polarizing plate is alleviated.
以下、偏光板の貼り付け工程について説明する。先ず、比較のために従来の偏光板貼り付け工程について説明すると、従来の偏光板貼り付け工程では、図3(a)に示すように、平坦な吸着ステージ11上に偏光板貼り付け前の液晶表示パネル1A(アレイ基板2と対向基板3を貼り合わせたもの)を吸着固定する。
Hereinafter, the polarizing plate attaching step will be described. First, a conventional polarizing plate attaching step will be described for comparison. In the conventional polarizing plate attaching step, as shown in FIG. 3A, liquid crystal before attaching a polarizing plate on a
次いで、図3(b)に示すように、偏光板取り付け治具12に偏光板4をセットし、液晶表示パネル1Aの表示面(ここでは対向基板3の外側面)側に当該偏光板4を貼り合わせる。表示面側への偏光板4の貼り付け終了後、図3(c)に示すように液晶表示パネル1Aを表裏反転して吸着ステージ11上に吸着固定し、図3(d)に示すように偏光板取り付け治具12に偏光板5をセットし、液晶表示パネル1Aの裏面(ここではアレイ基板2の外側面)側に当該偏光板5を貼り合わせる。
Next, as shown in FIG. 3B, the
このように平坦な吸着ステージ11を用いて偏光板4,5の貼り付けを行った場合、偏光板4,5には予め応力が付与されることがなく、経時変化により発生する引っ張り応力により、偏光板4,5貼り付け後の液晶表示パネル1に反りを発生させる原因となる。
When the
これに対して、本実施形態では、図4(a)〜図4(d)に示すように、湾曲した吸着面を有する吸着ステージを用い、液晶表示パネル1Aを湾曲させた状態で偏光板4,5の貼り付けを行う。
On the other hand, in this embodiment, as shown in FIGS. 4A to 4D, the
具体的には、先ず、図4(a)に示すように、上面が凸状に湾曲した吸着ステージ21を用意し、この上に偏光板貼り付け前の液晶表示パネル1A(アレイ基板2と対向基板3を貼り合わせたもの)を吸着固定する。搬送されてきた液晶表示パネル1Aは、表示面を上面とし、当該表示面側から押さえ付けることで吸着ステージ21に密着され、吸着固定される。したがって、液晶表示パネル1Aの表示面側が凸、裏面側が凹となるように湾曲された状態で吸着ステージ21上に吸着固定される。
Specifically, first, as shown in FIG. 4A, an
この状態で、図4(b)に示すように、偏光板取り付け治具22に偏光板4をセットし、液晶表示パネル1Aの表示面(ここでは対向基板3の外側面)側に当該偏光板4を貼り合わせる。この時、偏光板取り付け治具22も吸着ステージ21の形状に倣って湾曲し、偏光板4に所定の応力が加わる。
In this state, as shown in FIG. 4B, the
次いで、図4(c)に示すように、前記吸着ステージ21とは反対に上面が凹状に湾曲した吸着ステージ23を用意し、この上に偏光板4を貼り付けた液晶表示パネル1Aを表裏反転して吸着固定する。液晶表示パネル1Aは、裏面側を上面とし、当該裏面側から押さえ付けることで吸着ステージ23に密着され、吸着固定される。したがって、液晶表示パネル1Aの裏面側が凹、表示側が凸となるように湾曲された状態で吸着ステージ23上に吸着固定される。
Next, as shown in FIG. 4 (c), a
この状態で、図4(d)に示すように、偏光板取り付け治具24に偏光板5をセットし、液晶表示パネル1Aの裏面(ここではアレイ基板2の外側面)側に当該偏光板5を貼り合わせる。この時、偏光板取り付け治具24も吸着ステージ23の形状に倣って湾曲し、偏光板5に所定の応力が加わる。
In this state, as shown in FIG. 4D, the
なお、湾曲形状を盛った吸着ステージ上での偏光板の貼り付けは、引っ張り応力が大きい側の偏光板(表示面側の偏光板4)のみに対して適用し、引っ張り応力が小さい側の偏光板(裏面側の偏光板5)については、従来通り平坦な吸着ステージを用いて行ってもよい。
In addition, the sticking of the polarizing plate on the curved adsorption stage is applied only to the polarizing plate on the side having a large tensile stress (the
以上のように、偏光板4,5の貼り合わせに際し、湾曲した形状の吸着ステージ21,23を用い、偏光板4,5を貼り合わせる前の液晶表示パネル1Aを少なくとも収縮率が大きい偏光板4の収縮方向とは逆方向となるように予め湾曲させながら偏光板4,5の貼り合わせ工程を行うことで、偏光板4,5に予め所定の応力を与えておくことができ、これにより経時後の液晶表示パネル1の反りを抑制することができる。
As described above, when the
1 液晶表示パネル、2 アレイ基板、3 対向基板、4,5 偏光板、6 フレーム、7 固定用粘着テープ、21,23 吸着ステージ、22,24 偏光板取り付け治具 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Liquid crystal display panel, 2 Array substrate, 3 Opposite substrate, 4,5 Polarizing plate, 6 frame, 7 Fixing adhesive tape, 21,23 Adsorption stage, 22, 24 Polarizing plate attachment jig
Claims (3)
前記貼り合わされた一対の基板を予め湾曲させた後に、前記偏光板を貼り付けることを特徴とする液晶表示パネルの製造方法。 After laminating a pair of substrates and encapsulating a liquid crystal material between these substrates, when laminating a polarizing plate on at least the display surface side of the pair of substrates laminated,
A method of manufacturing a liquid crystal display panel, wherein the polarizing plate is pasted after the pair of pasted substrates are curved in advance.
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