JP2009204780A - Liquid crystal panel and method of manufacturing the same - Google Patents
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Description
本発明は液晶パネルとその製造方法に関し、特にフレキシブル基板を用いた液晶パネルとその製造方法に関する。 The present invention relates to a liquid crystal panel and a manufacturing method thereof, and more particularly to a liquid crystal panel using a flexible substrate and a manufacturing method thereof.
近年、軽量化やフレキシブル化など、多用途化を目的とした液晶パネルの薄型化が検討されている。最近では、軽量化やフレキシブル化を実現させるために、液晶パネルに使用するガラス基板を0.1mm〜0.2mm程度まで薄くする方法が多く用いられるようになってきた。しかし、ガラス基板の薄型化に伴いガラス端面および側面の強度が液晶パネル全体の許容強度を決める重要な要素になってきており、特にフレキシブル化によって生じるガラス基板に対する曲げ応力に対応して、ガラス基板端部における曲げ強度の低下要因を抑制する必要がある。 In recent years, thinning of liquid crystal panels for the purpose of versatility such as weight reduction and flexibility has been studied. Recently, in order to realize weight reduction and flexibility, a method of thinning a glass substrate used for a liquid crystal panel to about 0.1 mm to 0.2 mm has been widely used. However, as the glass substrate is made thinner, the strength of the glass end face and side surface has become an important factor that determines the allowable strength of the entire liquid crystal panel. It is necessary to suppress the decrease factor of the bending strength at the end.
通常の液晶パネルでは、大型のガラス基板を使用し、能動素子を形成したアレイ基板と、カラーフィルタなどを形成した対向基板のそれぞれに配向膜を形成し、両基板の配向膜間に液晶を充填して作製される。一般的な液晶パネルの薄膜化は、大型のガラス基板から単個のパネルに切り出してから液晶を注入する前に行われ、貼り合わせたガラス基板を研磨あるいはエッチングによって薄くすることにより行われる。大型のガラス基板から単個のパネルに切り出すには、所定の位置にスクライブホイールを用いて罫書き線を設けてから、ブレイク処理によって単個パネルに分断する。分断された単個パネルのガラス基板端部には、スクライブホイールによる罫書き線跡や、マイクロクラックと呼ばれる数マイクロメートル(μm)程度の亀裂が多数存在する。 In ordinary liquid crystal panels, a large glass substrate is used. An alignment film is formed on each of the array substrate on which active elements are formed and the counter substrate on which color filters are formed, and liquid crystal is filled between the alignment films on both substrates. Is produced. Thinning of a general liquid crystal panel is performed before a liquid crystal is injected after being cut out from a large glass substrate into a single panel, and is performed by thinning the bonded glass substrate by polishing or etching. In order to cut out from a large glass substrate into a single panel, a scribing wheel is provided at a predetermined position using a scribe wheel, and then a single panel is divided by a break process. At the edge of the glass substrate of the divided single panel, there are a large number of scribe wheel traces and cracks of about several micrometers (μm) called microcracks.
このような問題の対策として、従来は、ガラス基板表面を砥石などで研磨することによってマイクロクラックを取り除く方法(例えば、特許文献1参照)や、酸化チタンを60%以上含む強化剤乃至粉末状の強化剤をガラス基板端部に吹き付け、同時にレーザ光あるいはハロゲン光により650〜900℃で過熱溶融させ、ガラスに拡散させることによってマイクロクラックの進展を抑制することで、ガラス板の強度を向上させている(例えば、特許文献2参照)。また、基板全面にシリカ前躯体を加水分解乃至重縮合して得られるシリカゾルを形成し、150℃程度で焼結後に水に接触させることによってガラス基板の曲げ強度を向上させている(例えば、特許文献3参照)。他に、超短パルスレーザをガラス基板に網目状に照射して異質相を形成することによって高強度ガラスを得たり(例えば、特許文献4参照)、ガラス基板表面から5μm以上の深さのガラス全面に水素イオンまたはヘリウムイオンを注入して変質化領域を設けることによって、微小クラックの進展を防止することでガラスを強化している(例えば、特許文献5参照)。 Conventionally, as a countermeasure against such a problem, a method of removing microcracks by polishing the surface of a glass substrate with a grindstone or the like (for example, refer to Patent Document 1), or a reinforcing agent or powdery form containing 60% or more of titanium oxide. The strength of the glass plate is improved by spraying a reinforcing agent on the edge of the glass substrate, simultaneously heating and melting at 650 to 900 ° C. with laser light or halogen light, and diffusing into the glass, thereby suppressing the development of microcracks. (For example, refer to Patent Document 2). In addition, a silica sol obtained by hydrolyzing or polycondensing a silica precursor is formed on the entire surface of the substrate, and the glass substrate is improved in bending strength by contacting with water after sintering at about 150 ° C. (for example, patents) Reference 3). In addition, high strength glass can be obtained by irradiating a glass substrate with an ultrashort pulse laser to form a heterogeneous phase (see, for example, Patent Document 4), or glass having a depth of 5 μm or more from the glass substrate surface. Glass is strengthened by preventing the development of microcracks by implanting hydrogen ions or helium ions over the entire surface to provide a modified region (see, for example, Patent Document 5).
しかし、特許文献1では、ガラス基板を薄くすると研磨によってガラス基板が破損してしまうため、薄型化した液晶パネルに本方法を用いることが困難である。また、特許文献2では、ガラス基板の端面を強化するために酸化チタンを60%以上含む強化剤を用いているが、これらを拡散させるための処理温度が650〜900℃と非常に高いため、液晶パネルを構成する部材への耐熱性の影響が問題となる。さらに、特許文献3、4、5では、液晶パネルを単個に切り出すときに用いられるスクライブホイールによる罫書き線およびマイクロクラックについて、液晶パネルの曲げ強度に対する影響を排除できない。このように、従来では、液晶パネルの標準的な製造工程において、液晶パネルのガラス基板端面の影響による曲げ強度については考慮されていなかった。
However, in
本発明は、これらの問題を解決するためになされたもので、液晶パネルに帯電防止機能を付加するとともに曲げ強度を向上させることができる液晶パネルとその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve these problems, and an object of the present invention is to provide a liquid crystal panel capable of adding an antistatic function to the liquid crystal panel and improving the bending strength, and a method for manufacturing the same.
上記の課題を解決するために、本発明による液晶パネルは、2枚のガラス基板が貼り合わされて形成されたフレキシブル性を有する液晶パネルにおいて、少なくとも一方のガラス基板の外側主面と、ガラス基板の平面視において対向する少なくとも2辺のガラス端部および側面とに塗布された透明導電性を有する塗料を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a liquid crystal panel according to the present invention is a flexible liquid crystal panel formed by bonding two glass substrates, and an outer main surface of at least one glass substrate and a glass substrate. It comprises a paint having transparent conductivity applied to at least two glass ends and side surfaces facing each other in plan view.
本発明によると、2枚のガラス基板が貼り合わされて形成されたフレキシブル性を有する液晶パネルにおいて、少なくとも一方のガラス基板の外側主面と、ガラス基板の平面視において対向する少なくとも2辺のガラス端部および側面とに塗布された透明導電性を有する塗料を備えるため、液晶パネルに帯電防止機能を付加するとともに曲げ強度を向上させることができる。 According to the present invention, in a flexible liquid crystal panel formed by laminating two glass substrates, at least two glass edges opposed to the outer main surface of at least one glass substrate in plan view of the glass substrate. Since the coating having transparent conductivity applied to the part and the side surface is provided, an antistatic function can be added to the liquid crystal panel and the bending strength can be improved.
本発明の実施形態について、図面を用いて以下に説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
〈実施形態1〉
図1は本発明の実施形態1の液晶パネルの構造を説明する図であり、(a)は斜視図、(b)は(a)の点線T−T’の断面図、(c)は表示面側から見た正面図、(d)は(a)のパネルを湾曲させて使用する場合を示した斜視図である。この液晶パネルはガラス基板1とガラス基板21とが貼り合わされ、その貼り合わされた基板間にシール材12によって液晶51が封じられ、その液晶51がいずれかの基板に形成された電極により光学特性を制御されることで画像表示を行うものである。本実施形態1では、特に透過型IPS(In Plane Switching)液晶パネルについて説明する。
<
1A and 1B are views for explaining the structure of a liquid crystal panel according to
ガラス基板1はガラス基板21に対向する内側の主面に液晶を制御する素子や電極が形成されたアレイ基板であり、ガラス基板21は内側の面にカラーフィルタが形成されたカラーフィルタ基板である。これらの基板は、例えば0.1〜0.7mmのように厚みが薄くフレキシブル性を有する。電極やフィルタを有する画素はマトリックス上に配置されて表示領域を形成する。ガラス基板1の素子が形成された面の一部はガラス基板21に覆われずに露出しており、その露出部分に端子13を備える。この端子13を通じて外部の画素に画像表示用の電気信号が供給される。
The
本実施形態1の液晶パネルのガラス基板21は、液晶を封じた内側の面と反対の外側の面、すなわち表示面側に透明導電性の塗膜からなる帯電防止機能膜65が形成されている。この帯電防止機能膜65は、ガラス基板21が帯電することにより液晶表示の品質が劣化することを防止するためのものである。特に、カラーフィルタ基板側であるガラス基板21に電極のないIPS液晶パネルに対して劣化防止の効果が顕著である。また、本実施形態1の液晶パネルのガラス基板21は、その側面および端部にも帯電防止機能膜65が形成される。なお、端部とは、側面と主面とが交差するエッジ部分のことである。図1(b)のT−T’断面図のように、帯電防止機能膜65は表示面と反対側のガラス基板1の周辺部まで回り込むようにしてもよい。これにより、ガラス基板1の端部にも確実に帯電防止機能膜65が形成される。帯電防止機能膜65は表示面側、裏面側の全面に塗布してもよいが、特に透過型の液晶表示パネルの場合には、回りこむ領域を表示領域とパネルの周囲との間にとどめ、裏面基板の表示領域には形成されないようにするとよい。これにより裏面基板の端部に帯電防止機能膜65が確実に付着される一方、表示領域に付着する帯電防止機能膜65は一方の面のみとなり、帯電防止機能膜65の光吸収が大きくても明るい表示とすることができる。
In the
液晶パネルは、図のように2枚の長方形のガラス基板が貼り合わされて形成されるのが一般である。図1(c)の正面図は、表示面である正面だけでなく、長方形の対向する辺であるX1とX2とに位置する側面にも帯電防止機能膜65が形成されることを示している。このように、本実施形態1のガラス基板には、パネルを正面から見た際に上下または左右の端などに位置する少なくとも対向する2つの側面とその端部に帯電防止機能膜65が形成される。また、図1(d)の斜視図は、長方形の対向する辺であるX1とX2とが曲げられるように湾曲されたパネルを示している。図は表示面側が凹状に湾曲される場合を示しているが、凸状であってもよい。このように、曲げられる辺に位置する側面と端部とには帯電防止機能膜65が形成されることが望ましい。一方、湾曲の際に曲げられない辺であるY1、Y2の位置の側面と端部とには、必ずしも帯電防止機能膜65が形成されなくてもよい。
The liquid crystal panel is generally formed by bonding two rectangular glass substrates as shown in the figure. The front view of FIG. 1C shows that the
図2は、本発明の実施形態1による液晶パネルのアレイ基板の断面図であり、特に画素部分の構成を説明する図である。図2に示すように、アレイ基板10はガラス基板1上にTFT(Thin Film Transistor:)素子部9として非晶質シリコン薄膜トランジスタ(以下、a−Si TFTとする)を形成することにより構成される。また、TFT素子部9は、ゲート電極2、ゲート絶縁膜3、ノンドープ非晶質シリコン層4、N型非晶質シリコン層5、ソースドレイン電極6、層間絶縁膜7、ITO(Indium Tin Oxide)電極8から構成される。ガラス基板1の厚さは、例えば0.7mmである。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the array substrate of the liquid crystal panel according to the first embodiment of the present invention, and is particularly a diagram for explaining the configuration of the pixel portion. As shown in FIG. 2, the
なお、ガラス基板1からノンドープ非晶質シリコン層4およびN型非晶質シリコン層5に不純物が拡散しないように、ガラス基板1とゲート電極2との間に窒化シリコン(SiN膜)や酸化シリコン膜(SiO2膜)、またはこれらの複合膜を設けてもよい。ガラス基板1は透明かつ絶縁性であればよく、低アルカリガラス基板や石英基板が使用される。
Note that silicon nitride (SiN film) or silicon oxide is interposed between the
また、TFT素子部9は公知の方法により作製され、a−Si TFTではなくポリシリコンTFTや微結晶シリコンTFTを使用してもよい。液晶モードは、例えばSTN(Super Twisted Nematic)、TN(Twisted Nematic)、ECB(Electrically Controled Birefringence)、OCB(Optical Compensated Birefringence)、VA(Virtical Alignment)など他の液晶モードでもよい。また、液晶表示装置の表示方法は、透過型、反射型、半透過型など特に限定するものではない。
The
図3は、本発明の実施形態1によるアレイ基板10および対向基板20の斜視図である。図3では、例えば一対のアレイ基板10および対向基板20から4つの液晶パネルを製造する場合について図示している。図3に示すように、アレイ基板10にはシール材12が形成されており、シール材12は液晶注入口を開口して液晶が注入される領域を囲むように枠状に塗布形成される。また、アレイ基板10の周縁に沿って周辺封止31が塗布形成されている。対向基板20の画素表示部23がアレイ基板10のシール材12の枠内に入りアレイ基板10の画素表示部(図示せず)と重なるように、両基板を位置合わせして貼り合わせる。
FIG. 3 is a perspective view of the
図4および図5は、液晶パネルの製造方法を示しており、図3のA−A断面図である。図4に示すように、TFT素子部9の上面であって少なくとも画素表示部(図示せず)を覆うように配向膜11を転写印刷法によって形成する。本実施形態1では可溶性ポリイミドを用いて形成したが、公知のポリアミック酸など種々の配向膜の材料を用いて形成してもよい。配向膜11に対して公知のラビング処理を施して液晶を配向させる力を付与した後に洗浄を行う。洗浄後、図5に示すように、例えば直径3.9μmのガラスファイバを混ぜ込んだシール材12を液晶注入口を開口して枠状に塗布形成する。本実施形態1でのシール材12の接着にはエポキシ系接着剤を用いてディスペンサによって塗布したが、熱硬化型や光(UV:Ultraviolet)硬化型などの種々の接着剤を用いることができる。
4 and 5 show a method for manufacturing a liquid crystal panel, and are cross-sectional views taken along line AA of FIG. As shown in FIG. 4, an
図6および図7は、液晶パネルの製造方法を示しており、図3のB−B断面図である。図6に示すように、対向基板20は、ガラス基板21の上面に画素表示部(図示せず)を覆うようにカラーフィルタ22およびブラックマトリクス(図示せず)を形成している。カラーフィルタ22は、例えばアクリル樹脂からなり、ガラス基板21の厚さは、例えば0.7mmである。なお、カラーフィルタ22およびブラックマトリクスの凹凸を平滑化するために、オーバーコート膜(図示せず)と呼ばれる有機膜または無機膜をカラーフィルタ22およびブラックマトリクスの上面に形成してもよい。
6 and 7 show a method for manufacturing a liquid crystal panel, and are cross-sectional views taken along the line BB of FIG. As shown in FIG. 6, the
カラーフィルタ22の形成後、対向基板20上に配向膜(図示せず)を転写印刷法によって形成する。次いで、配向膜に対して公知のラビング処理を施して液晶を配向させる力を付与した後に洗浄を行い、図7に示すように、液晶を充填する間隔を規定するスペーサ25を密度が均一となるように散布する。スペーサ25は、例えばシリコン酸化膜(SiO2)からなる直径5μmの黒色の球体である。本実施形態1ではスペーサ25によって液晶の充填間隔を規定したが、対向基板20のブラックマトリクス上に有機膜などによって柱状、畝状、格子状の構造物を設けることによって液晶の充填間隔を規定してもよく、充填間隔を規定する方法および製造方法に制約はない。
After the
図8〜図11は、本発明の実施形態1による液晶パネルの製造方法であり、貼り合わせ基板30の断面図である。図8に示すように、対向基板20の画素表示部23(図3)とアレイ基板10のシール材12枠内の画素表示部(図示せず)とが一致するように位置合わせして貼り合わせ、貼り合わせ基板30を形成する。貼り合わせには、アレイ基板10と対向基板20とを互いに近づく方向に所定圧力にて加圧し、シール材12を加熱硬化させることによって接着している。
8 to 11 are cross-sectional views of the bonded
貼り合わせ基板30の形成後、図9に示すように、貼り合わせ基板30の周縁に沿って周辺封止31を形成する。周辺封止31は、貼り合わせ基板30に対してUV硬化樹脂を滲みこませた後にUV光を照射して硬化させることにより形成している。周辺封止31を形成することにより、ガラス基板1、21をエッチングによって薄くするときに貼り合わせ基板30内部へのエッチング液の侵入を防止することができる。なお、本実施形態1では、周辺封止31の材料にUV硬化樹脂を使用したが、エッチング液に溶解しない材料でエッチング液が貼り合わせ基板30内部に侵入することを防げればよく、周辺封止31の材料および形成方法については特に限定しない。また、周辺封止31の形成位置および幅は、アレイ基板10上であってシール材12よりも外周側に位置すればよく、本実施形態1では5〜10mmの幅で形成した。
After the formation of the bonded
周辺封止31の形成後、図10に示すように、周辺封止31の形成後に貼り合わせ基板30のガラス基板1、21を弗化水素酸(HF)を含む溶液によってエッチングし、ガラス基板1、21の厚みが各々0.2mmになるようにエッチング時間および溶液を調整して貼り合わせ基板40を形成する。なお、本発明の実施形態1では、ガラス基板1、21を薄くするためにHFを含む溶液を用いてエッチング法により薄くしたが、例えば酸化セリウムなどを用いた研磨法でもよく、またはエッチング法と研磨法とを組み合わせてもよく、特に方法を限定しない。また、ガラス基板1、21の厚みは、用途に応じて任意に変えてもよい。
After the formation of the peripheral sealing 31, as shown in FIG. 10, the
ガラス基板1、21の厚みを薄くした後、貼り合わせ基板40を図11に示すように
切断によってパネル50に各々分断する。図12は、本発明の実施形態1による切断時における貼り合わせ基板40の正面図であり、図13は、本発明の実施形態1による切断時における貼り合わせ基板40の断面図である。図12および図12に示すように、貼り合わせ基板40のガラス基板21上には、切断するために一般的なスクライブホイールを用いて所定の位置に罫書き線60および垂直クラック61を形成している。その後、手作業あるいはブレイク装置によって罫書き線60に沿ってパネル50に分断する。このとき、ガラス基板1、21の4辺は各々同じサイズで切断され、ガラス基板1に設けられたACF(Anisotropic Conductive Film:異方性導電膜)に接続される端子13が露出しないように分断した。
After reducing the thickness of the
図14は、分断されたパネル50に液晶51を注入した後のパネル50の断面図である。液晶51を注入するために、まず、切断したパネル50と液晶51とを真空チャンバ内に入れ、パネル50内部の空気を除去するためにチャンバ内を真空にする。このとき、真空引きの速度を遅くする、いわゆるスロー排気を行うことによって、パネル50内部の圧力がチャンバ内の圧力よりも相対的に上昇することよるガラス基板1、21の変形を防止している。パネル50内部の空気を除去した後、パネル50の液晶注入口(図示せず)を液晶51に接触させてから真空チャンバ内を大気圧に戻すことによって、液晶51が液晶注入口から注入される。液晶51の注入後、紫外線硬化型の接着剤である注入口封止材(図示せず)を用いて液晶注入口をふさぐ。なお、液晶注入口は、パネル50の端子13が設けられていない辺に配置されていればよく、開口数、サイズ、配置位置について特に制約するものではない。
FIG. 14 is a cross-sectional view of the
図15は、貼り合わせ基板40をパネル50に分断する際に、スクライブホイールによって形成された罫書き線60および垂直クラック61の断面図である。図15に示すように、罫書き線60と垂直クラック61とに加えて、マイクロクラック62が発生する。マイクロクラック62は、罫書き線60や垂直クラック61を起点として生じることが多く、数μm程度の大きさで、発生する方向が一様ではない。このような罫書き線60、垂直クラック61、マイクロクラック62は、パネル50の曲げ強度を決定付ける要素となり、特にマイクロクラック62についての対策が必要である。なぜなら、罫書き線60の形状や垂直クラック61の深さ方向への浸透度については、プロセス条件の調整やスクライブホイールの種類を選択することによって均一化を図ることができて比較的確立された技術であるが、マイクロクラック62については制御することが難しいからである。
FIG. 15 is a cross-sectional view of a
従って、罫書き線60および垂直クラック61については、一定の制御によって液晶パネルの曲げ強度への影響を抑制することが可能であるが、マイクロクラック62は無制御にあらゆる方向に形成され、経時的負荷によって伸長したり新たに生じたりするので、パネル50の曲げ強度を低下させる大きな要因の一つとなっている。
Therefore, with respect to the ruled
一方、IPS液晶パネルは対向基板に電極を有していないため、耐静電気性を補償する帯電防止機能を付加することが必要となる。帯電防止機能を付加する方法としては、シリカを含み、透明かつ導電性を有する微粒子を含む塗料を用い、ウエットプロセスによってパネル50の対向基板20のガラス基板21に塗布形成する方法が考えられる。なお、塗料は透明な導電性微粒子のかわりに、非常に微細な金属粒子やカーボンナノファイバーなど良導電性粒子を分散させたものでもよい。
On the other hand, since the IPS liquid crystal panel does not have an electrode on the counter substrate, it is necessary to add an antistatic function to compensate for electrostatic resistance. As a method of adding an antistatic function, a method of applying and forming on the
上記のことから、本実施形態1では、最小限の工程数で液晶パネルの曲げ強度の向上と帯電防止機能とを同時に付加することを行った。すなわち、本実施形態1では、2枚のガラス基板が貼り合わされて形成されたフレキシブル性を有する液晶パネルにおいて、少なくとも一方の前記ガラス基板の外側主面と、前記ガラス基板の端部および側面とに透明導電性を有する塗料を塗布することを特徴としている。なお、塗料はガラス基板の4辺のガラス端部および側面に塗布してもよい。特に、液晶パネルの対向する二辺、例えば、上下の辺または左右の辺が曲げられて湾曲される湾曲パネルの場合には、曲げられる二辺について基板の端部および側面に塗料が塗布されるようにする。また、そのように円筒状に湾曲する場合に、曲げられない他の二辺には必ずしも塗料が塗布されなくてもよい。また、形成される帯電防止機能膜である透明導電膜はシリカを主成分に有するので、シリカを主成分とするガラス基板と特性が類似し密着性に優れる。従って、ガラス基板が曲げられた場合であっても剥離することが少ない。ガラス基板の端部に欠けなどがあった場合に、曲げられるとその欠けを起点として基板に割れが生じやすいが、このような材料の透明導電膜により欠け部分が覆われるので割れの発生を防止できる。つまり、基板の曲げ強度を向上させることができる。 From the above, in the first embodiment, the improvement of the bending strength of the liquid crystal panel and the antistatic function are simultaneously added with the minimum number of steps. That is, in the first embodiment, in a flexible liquid crystal panel formed by bonding two glass substrates, at least one of the outer main surface of the glass substrate and the end and side surfaces of the glass substrate. It is characterized by applying a paint having transparent conductivity. In addition, you may apply | coat a coating material to the glass edge part and side surface of 4 sides of a glass substrate. In particular, in the case of a curved panel in which two opposite sides of the liquid crystal panel, for example, the upper and lower sides or the left and right sides are bent, the paint is applied to the end and side surfaces of the substrate for the two bent sides. Like that. In addition, in the case of such a cylindrical curve, the other two sides that are not bent may not necessarily be coated with paint. Moreover, since the transparent conductive film which is an antistatic functional film to be formed has silica as a main component, its characteristics are similar to those of a glass substrate having silica as a main component and it has excellent adhesion. Therefore, even when the glass substrate is bent, it is hardly peeled off. If there is a chip or the like at the edge of the glass substrate, if it is bent, the substrate tends to crack, but the crack is prevented by the transparent conductive film made of such a material. it can. That is, the bending strength of the substrate can be improved.
図16は、本発明の実施形態1による液晶パネルの正面図(a)および断面図(b)である。図16に示すように、対向基板20のガラス基板21の外側主面上にシリカおよびITO微粒子を含んだ塗料をスピンコート法によって塗布した後、150℃で焼成する。このように形成された帯電防止機能膜65の特性は、表面抵抗値が3.5E+06、波長400〜800nmで透過率85%以上であり、IPS液晶パネルの帯電防止に必要な膜特性を満足している。なお、表面抵抗値の測定には三菱化学製のハイレスタ(登録商標)を、分光透過率の測定には島津製作所製の分光透過率測定装置を用いて測定したが、表面抵抗値や分光透過率の測定ができれば他の測定装置であってもよい。
FIG. 16 is a front view (a) and a sectional view (b) of the liquid crystal panel according to
スピンコートによる塗料の塗布処理によって、液晶パネルのガラス基板1、21のガラス端部および側面64に塗料が回り込み、ガラス基板1、21のガラス端部および側面64にて形成された罫書き線跡63およびマイクロクラック62を埋め込むように浸透する。なお、塗料には水や溶剤が配合されており、例えば粘度が1〜10mPa.sの範囲となるように配合される。ガラス基板1、21のガラス端部および側面64に回り込んだ塗料に含まれるシリカは、加水分解または重縮合が進んでシリカゾルが形成された後、レーザ光の照射などによる加熱処理によって硬化させてガラス化させる。本実施形態1では、レーザ光の照射強度や照射時間を調整し、塗料をガラス化させるガラス基板1、21のガラス端部および側面64にのみ局所的にレーザ光を照射した。レーザ光を照射した部分は、シリカがガラス化する温度である300℃程度であればよいが、パネル50を構成する部材が高温過熱によってダメージを受けないように局所的に照射することが重要となる。その後、図16に示す切断ライン66にてガラス基板21を切断して端子13を露出させる。
By the coating treatment by spin coating, the coating material wraps around the glass end portions and the side surfaces 64 of the
図17は、帯電防止機能膜65を形成した液晶パネルの断面図である。ガラス基板21の外側主面全面、ガラス基板1、21のガラス端部および側面64に塗料を塗布し、ガラス基板1、21のガラス端部および側面64にレーザ光を局所的に照射することによって、対向基板20のガラス基板21の外側主面全面に帯電防止機能膜65を形成するとともに、ガラス基板1、21のガラス端部および側面64が強化されて曲げ強度を向上させた強化液晶パネル53を作製した。なお、レーザ光の照射エリアは、本実施形態1では液晶パネルの端から幅1mmの範囲のみとしたが、液晶パネルの表示エリアおよび構成部材に影響を及ぼさない範囲であれば特に制約しない。
FIG. 17 is a cross-sectional view of a liquid crystal panel on which an antistatic
また、本実施形態1では、ITO微粒子を含む塗料を用いて帯電防止機能膜65を形成したが、透明かつ導電性を有し、液晶パネルの使用において機能的に満足する材料であればよく、例えば公知の酸化亜鉛、酸化錫、アンチモンをドープした酸化錫などが含まれる溶液を用いてもよい。さらに、本発明の実施形態1では塗料の焼成温度を150℃とし、ガラス基板1、21のガラス端部および側面64を硬化させてガラス化させる温度を300℃としたが、液晶パネルに影響のない範囲の温度であればよく、液晶パネルに影響を及ぼさない程度のできるだけ高温である方が塗料の重縮合が進展してより強固な膜が得られるため、ガラス強化の観点から好ましい。
In the first embodiment, the antistatic
また、本実施形態1では、ガラス基板1、21に塗布された塗料を硬化させるために、レーザ光による加熱処理を行なったが、レーザ光の種類、照射方法、照射条件についての制限は特になく、シリカを硬化させるための加熱温度を得ることができればレーザ光以外であってもハロゲン光や赤外光などの照射、加熱方法を用いてもよい。シリカは微小なマイクロクラック62に浸透しやすい粘度であればより好ましいが、形成される厚みについて特に規定はなく、マイクロクラック62、罫書き線跡63、あるいはその両方の凹凸や隙間を埋めることが可能な厚みであればよい。塗料を塗布する方法としては、本実施形態1ではスピンコート法を用いて塗布形成したが、ディスペンス法、スプレー塗布法、ディップ法、印刷法、スリットコート法、インクジェット印刷法など公知の塗料や溶液の塗布形成方法を適用してもよく、塗布する方法に制約はない。
In the first embodiment, the heat treatment with laser light is performed to cure the paint applied to the
図18は、本発明の実施形態1による偏光板52を形成したときの液晶パネル54の断面図である。図18に示すように、図17の強化液晶パネル53の両面に偏光板52を貼り付けることにより、液晶パネル54を作製する。偏光板52は、例えば高分子フィルムにヨウ素が吸着された膜を用いる。
FIG. 18 is a cross-sectional view of the
図19は、本発明の実施形態1による液晶パネル54の外観説明図である。図19に示すように、液晶パネル54を所定の曲率にて端子13が存在しない対向する2辺を湾曲させ、図示していないが、バックライト、ACF、PCB(Printed Circuit Board)、TAB(Tape Automated Bonding)等を実装することによって表示装置が完成する。
FIG. 19 is an external explanatory view of the
なお、本実施形態1では、湾曲させた後にPCBやTABの実装を行ったが、公知のいずれの用途およびいずれの工程によって作製してもよい。また、塗料を塗布して硬化させる工程についても、単個のパネル50に分断した後であればよく、液晶パネル54を湾曲させる前後、PCBやTABを実装する前後であってもよい。さらに、液晶パネル54を湾曲させる曲率や湾曲方法についても特に制約はなく、凸面あるいは凹面、または凹面および凸面を組み合わせたいずれの方向に湾曲させてもよい。このとき、湾曲させる液晶パネル54の対向する2辺は、アレイ基板10上に形成された端子13が設けられた辺以外の対向する2辺とする。すなわち、端子13を露出するために対向基板20のガラス基板21を切断するときに生じたマイクロクラック62や罫書き線跡63は強化されていないため、端子13が設けられた辺に対して応力が加わらないように湾曲させないようにする。
In the first embodiment, PCB and TAB are mounted after being bent, but may be manufactured by any known use and any process. Also, the process of applying and curing the coating material may be performed after being divided into a
次に、作製した液晶パネルの破壊強度を測定することによって、本発明の特徴であるガラス基板の曲げ強度が向上されていることを確認する。曲げ強度の測定は、一般的にJIS−R1601に準拠した4点曲げ試験を用いるが、液晶パネルについて4点曲げ試験を行うと、基板に形成されたシール材12や偏光板52などが影響し、これらを含めた複合的な破壊強度となってしまうので、本発明の効果を正確に把握することが困難となる。従って、本実施形態1による4点曲げ試験では、液晶パネルと同様にスクライブホイールによって分断した厚み0.2mmのテスト基板70を用い、塗料を前述の方法によって罫書き線60に沿って塗布した後に硬化させたものを破壊強度評価サンプルとした。
Next, it is confirmed that the bending strength of the glass substrate, which is a feature of the present invention, is improved by measuring the breaking strength of the manufactured liquid crystal panel. For the measurement of bending strength, a four-point bending test based on JIS-R1601 is generally used. However, when a four-point bending test is performed on a liquid crystal panel, the sealing
図20は、本発明の実施形態1による4点曲げ試験を行うときのサンプルの断面図である。図20に示すように、4点曲げ試験を行うことによって加えられるサンプルへの破壊強度は、破壊される部分が支持点に接触せず、かつ2点の支持点間に均一に曲げ応力を加える部分になるため、罫書き線60およびマイクロクラック62による液晶パネルの曲げ強度の影響を含めて、液晶パネルの曲げ破壊強度を正確に評価することが可能となる。
FIG. 20 is a cross-sectional view of a sample when performing a four-point bending test according to
以下に、4点曲げ試験法を用いたテスト基板70の強度および不良率の評価について説明する。図21は、本発明の実施形態1による試験サンプルの正面図および断面図である。図21(a)に示すように、テスト基板70に塗料を塗布していない状態のガラス基板aによる試験1−1を行い、試験1−1の結果を評価の基準とする。一方、図21(b)に示すように、実際の液晶パネルと同じ状態にするために、4点曲げ試験において湾曲させるテスト基板70の一方主面および対向する2辺のガラス端部および側面のみに塗料を塗布して形成した帯電防止機能膜65を有するガラス基板bによる試験1−2を行う。ガラス基板bへの帯電防止機能膜65の形成については、湾曲しない対向する2辺には塗料が塗布されないようにテープにてマスキングし、スピンコート法により塗料を塗布した。試験1−1と試験1−2との評価結果を比較することによって、塗料を塗布することによる破壊強度への影響を調べる。
Hereinafter, the evaluation of the strength and defect rate of the
なお、各試験は、30個のテスト基板70を用いて本試験を2回繰り返して行うことにより母数を増やし、データの信頼性を高めた。また、ガラス基板70は、湾曲させずに平板の状態にて前述した塗料を塗布し、レーザ光の照射によってシリカゾルをガラス化している。
In addition, each test increased the parameter by repeating this test twice using 30
図20に示す4点曲げ試験は、L1を下部支点間距離、L2を上部支点間距離、Wを液晶パネルの幅、Tを液晶パネルの厚み、Fを試験力として、式(1)を用いて応力σを求めた。なお、本実施形態1では、試験力の測定には島津製作所製の静的材料試験機EZGraph(登録商標)を用いており、L1=40mm、L2=15mm、W=50mmに各々固定し、Tはマイクロメータにて測定した値を用いた。 In the four-point bending test shown in FIG. 20, L1 is the distance between the lower fulcrums, L2 is the distance between the upper fulcrums, W is the width of the liquid crystal panel, T is the thickness of the liquid crystal panel, and F is the test force. Thus, the stress σ was obtained. In the first embodiment, a static material tester EZGraph (registered trademark) manufactured by Shimadzu Corporation is used for measuring the test force, and fixed at L1 = 40 mm, L2 = 15 mm, and W = 50 mm, respectively. The value measured with a micrometer was used.
試験1−1および試験1−2の測定結果を表1に示す。表1に示すように、試験1−1の曲げ破壊応力は、1回目の平均応力が151MPaで標準偏差が約32であり、2回目の平均応力が173MPaで標準偏差が約28であった。一方、試験1−2の曲げ破壊応力は、1回目の平均応力が180MPaで標準偏差が約12であり、2回目の平均応力が168MPaで標準偏差が約14であった。 Table 1 shows the measurement results of Test 1-1 and Test 1-2. As shown in Table 1, the bending fracture stress in Test 1-1 was 151 for the first average stress and about 32 for the standard deviation, and about 32 for the second average stress of 173 MPa and about 28 for the standard deviation. On the other hand, regarding the bending fracture stress in Test 1-2, the first average stress was 180 MPa and the standard deviation was about 12, and the second average stress was 168 MPa and the standard deviation was about 14.
上記の結果より、曲げ破壊応力は試験1−2の結果の方が僅かに大きくなる程度であったが、標準偏差は大きく異なる結果となり、試験1−2の方が試験1−1よりもバラツキが小さく不良になる割合が低くなった。従って、塗料を塗布して帯電防止機能膜65を形成することによって、不良率を減らすことが可能であることを確認した。なお、本実施の形態1の4点曲げ試験による液晶パネルの破壊モードは、支持点とは異なるところであって全て液晶パネル端部と側面64からの破壊であり、支持点における特異な問題による破壊ではないことを確認している。
From the above results, the bending fracture stress was slightly higher in the test 1-2, but the standard deviation was greatly different, and the test 1-2 was more varied than the test 1-1. The ratio of becoming small and poor became low. Therefore, it was confirmed that the defective rate can be reduced by applying the coating material to form the antistatic
以上のことから、対向基板20のガラス基板21上面と、ガラス基板1、21端部および側面64とに塗料を塗布し、ガラス基板1、21端部および側面64に対して局所的にレーザ光を照射して硬化しガラス化することによって、液晶パネルに帯電防止機能を付加するとともに曲げ強度を向上させることができる。
From the above, the paint is applied to the upper surface of the
〈実施形態2〉
本実施形態2は、ガラス基板1、21端部および側面64に沿って形成された、抵抗加熱を行うための抵抗加熱パターン(薄膜パターン)71を予め形成し、抵抗加熱パターン71の加熱処理によって塗料を硬化させることを特徴とする。実施形態2についても実施形態1と同様に、4点曲げ試験法を用いて曲げ破壊応力の測定を行った。図22は、本発明の実施形態2による試験サンプルの正面図である。図22に示すように、4点曲げ試験にて湾曲させる2辺にのみ、例えばITO電極8の形成時に予め抵抗加熱を行うためのITO膜からなる抵抗加熱パターン71を設け、塗料を硬化させるときには抵抗加熱パターン71による加熱処理を行う。その他の塗料の塗布方法、試験方法については実施形態1と同様である。
<
In the second embodiment, a resistance heating pattern (thin film pattern) 71 for performing resistance heating is formed in advance along the ends of the
なお、4点曲げ試験においてテスト基板70を湾曲させる対向する2辺は、実際の液晶パネルにて湾曲させる対向する2辺に相当する。また、実際の液晶パネルでは、抵抗加熱パターン71をアレイ基板10のみに形成しても、または対向基板20のみに形成しても
よく、アレイ基板10と対向基板20との両方に形成してもよい。さらに、抵抗加熱パターン71は、アレイ基板10および/または対向基板20の4辺に形成してもよく、形成する薄膜材料、パターンの形状、サイズは抵抗加熱を行うことができれば特に制約はない。
In the four-point bending test, the two opposite sides that curve the
試験2の測定結果を表1に示す。表1に示すように、試験2の曲げ破壊応力は、1回目の平均応力が162MPaで標準偏差が約15であり、2回目の平均応力が170MPaで標準偏差が約7であった。
The measurement results of
上記の結果より、試験2の結果を本試験の基準である試験1−1と比較すると、曲げ破壊応力はほぼ同等であったが、標準偏差は大きく異なる結果となり、試験2の方が試験1−1よりもバラツキが小さく不良になる割合が低くなった。従って、予め形成した抵抗加熱パターン71によって塗布したシリカゲルを加熱して硬化させる方法であっても、加熱処理にレーザ光を用いた実施形態1と同様に不良率を減らすことが可能であることを確認した。なお、本実施の形態2の4点曲げ試験による液晶パネルの破壊モードは、支持点とは異なるところであって全て液晶パネル端部と側面64からの破壊であり、支持点における特異な問題による破壊ではないことを確認している。
From the above results, when the result of
以上のことから、本実施形態2では、実施形態1のようなレーザ光やハロゲン光の照射のために複雑な装置を用いることがないため、工程数を大幅に増やすことなく液晶パネルに帯電防止機能を付加するとともに曲げ強度を向上させることができる。 As described above, in the second embodiment, since a complicated apparatus is not used for laser light or halogen light irradiation as in the first embodiment, the liquid crystal panel is prevented from being charged without greatly increasing the number of processes. A function can be added and bending strength can be improved.
1 ガラス基板、2 ゲート電極、3 ゲート絶縁膜、4 ノンドープ非晶質シリコン層、5 N型非晶質シリコン層、6 ソースドレイン電極、7 層間絶縁膜、8 ITO電極、9 TFT素子部、10 アレイ基板、11 配向板、12 シール材、13 端子、20 対向基板、21 ガラス基板、22 カラーフィルタ、23 画素表示部、25 スペーサ、30 貼り合わせ基板、31 周辺封止、40 貼り合わせ基板、50 パネル、51 液晶、52 偏光板、53 強化パネル、54 液晶パネル、60 罫書き線、61 垂直クラック、62 マイクロクラック、63 罫書き線跡、64 液晶パネル端部と側面、65 帯電防止機能膜、66 切断ライン、70 テスト基板、71 抵抗加熱パターン。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
少なくとも一方の前記ガラス基板の外側主面と、前記ガラス基板の端部および側面とに透明導電膜を備えることを特徴とする、液晶パネル。 In a liquid crystal panel having flexibility formed by bonding two glass substrates,
A liquid crystal panel comprising a transparent conductive film on at least one of the outer main surface of the glass substrate and the end and side surfaces of the glass substrate.
少なくとも一方のガラス基板の外側主面と、前記ガラス基板の曲げられた側面および当該側面の端部とを覆う透明導電膜を備えることを特徴とする、液晶パネル。 In a liquid crystal panel in which two bonded glass substrates are curved,
A liquid crystal panel comprising: a transparent conductive film that covers an outer main surface of at least one glass substrate, a bent side surface of the glass substrate, and an end portion of the side surface.
(a)少なくとも一方の前記ガラス基板の外側主面と、前記ガラス基板の端部および側面とに透明導電性を有する塗料を塗布する工程と、
(b)前記工程(a)にて塗布された塗料を焼成する工程と、
(c)前記工程(b)の後、前記ガラス端部および側面に対して光を照射して加熱処理することによって、前記塗料を硬化させる工程と、
を備えることを特徴とする、液晶パネルの製造方法。 In the manufacturing method of a liquid crystal panel having flexibility formed by bonding two glass substrates,
(A) applying a transparent conductive coating to at least one of the outer principal surface of the glass substrate and the end and side surfaces of the glass substrate;
(B) firing the paint applied in the step (a);
(C) After the step (b), a step of curing the paint by irradiating light to the glass edge and side surfaces and heat-treating;
A method for producing a liquid crystal panel, comprising:
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