JP2013122469A - 液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、シール材が表示領域へ侵入することを防止して、液晶表示装置を狭額縁化することを目的とする。
【解決手段】 本発明に係る液晶表示装置は、互いに対向して配置された第１基板及び第２基板と、第１基板及び第２基板の間に設けられた液晶層と、第１基板及び第２基板を互いに接着すると共に、液晶層を封入するためのシール材とを備え、第１基板または第２基板のいずれかは、基板のコーナー部であってシール材と表示領域との間に凹部が設けられている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液晶表示装置及びその製造方法に関し、特に表示パネルの狭額縁化に関するものである。

近年、携帯電話などのモバイル用途の液晶表示装置では、画像表示を行う表示領域を大きくするために、表示領域の周囲に配置された液晶層を封入するためのシール材などが設けられた額縁領域の幅を狭くする、いわゆる、狭額縁化の要望がますます強くなっている。表示パネルは狭額縁化されるとシール材と表示領域との間隔が狭くなり、特に額縁のコーナー部ではシール材が円弧状に形成されるため、パネルを貼り合わせる際に潰れたシール材が表示領域へ侵入する虞があり、これを防止するための構造が提案されている。

特許文献１は、図７に示すように、第１の基板４０の一方の面の辺の領域に凸部４１を設け、第１の基板４０の角の領域の上面が低くなるように段差を与えて、第１の基板４０の周囲に沿って辺の領域及び角の領域にシール材４２を塗布している。第１の基板４０に第２の基板を重ねると、塗布されたシール材４２は潰れるが、段差があるため、液晶セルの角の領域ではシール材の内側の縁４４の広がりを小さくすることができる。

特許文献２は、図８に示すように、シールパターン内周側壁のコーナー部近傍で、壁パターン５３を介して表示領域端５１と対向配置させることにより、シールパターン５２のコーナー部近傍のシール材が表示領域５１に侵入することを防止している。

特開２０００−１９３９８９号公報 特開２００９−２５３５５号公報

しかしながら、特許文献１は、シール材４２が角の領域で低く形成されているため、第１の基板４０に第２の基板を重ねたときに、シール材４２の低い個所から液晶が外側に漏れる問題があった。また、特許文献２は、シールパターン５２の広がりが壁パターン５３で規制されるので、シールパターン５２が壁パターン５３の近辺に厚く形成されてセル厚にむらが生じる問題があった。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、液晶の漏れやセル厚のむらを解消し、シール材が表示領域へ侵入することを防止して、液晶表示装置を狭額縁化することを目的とする。

本発明に係る液晶表示装置は、互いに対向して配置された第１基板及び第２基板と、第１基板及び第２基板の間に設けられた液晶層と、第１基板及び第２基板を互いに接着すると共に、液晶層を封入するためのシール材とを備え、第１基板または第２基板のいずれかは、基板のコーナー部であってシール材と表示領域との間に凹部が設けられていることを特徴としている。

本発明によれば、シール材の表示領域への広がりが防止されて、液晶表示装置を狭額縁化することができる。

液晶表示装置の平面図である。 液晶表示装置の断面図である。 額縁領域のコーナー部を拡大した平面図である。 貼り合わせ前の液晶表示装置の断面図である。 凹部を設けないときのシール材の広がり方を説明する平面図である。 凹部を設けたときのシール材の広がり方を説明する平面図である。 従来の液晶表示装置の平面図である。 従来の液晶表示装置の平面図である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

図１は、本発明の液晶表示装置１００を示す平面図である。液晶表示装置１００は、第１基板として設けられたＴＦＴ基板２０と、ＴＦＴ基板２０に対向して配置された第２基板として設けられたＣＦ基板（カラーフィルタ基板）３０と、ＴＦＴ基板２０とＣＦ基板３０との間に設けられた液晶層（不図示）と、ＴＦＴ基板２０とＣＦ基板３０とを互いに接着すると共に液晶層を封入するために枠状に設けられたシール材２４とを備えている。また、液晶表示装置１００には、画像を表示するための矩形状の表示領域Ｄと、表示領域Ｄの周囲に上記シール材２４が配置される枠状の額縁領域Ｆがそれぞれ規定されている。

図２は、図１で示した液晶表示装置１００のコーナー部（一点鎖線Ａ−Ａ）における断面図である。

ＴＦＴ基板２０は、絶縁基板１０ａと、絶縁基板１０ａ上に互いに平行に延びるように設けられた複数のゲート線（不図示）と、各ゲート線と直交する方向に互いに平行に延びるように設けられた複数のソース線（不図示）と、各ゲート線及び各ソース線の直交部毎にそれぞれ設けられた複数のＴＦＴ（不図示）と、各ＴＦＴを覆うように設けられた有機膜１１ａと、有機膜１１ａ上にマトリクス状に設けられた複数の画素電極（不図示）とを備えている。また、有機膜１１ａ上には、液晶層２３の厚さを規定する柱状スペーサ１２が設けられている。有機膜１１ａの膜厚は、例えば２〜４μｍであり、柱状スペーサ１２の高さは、例えば５μｍである。

ＣＦ基板３０は、絶縁基板１０ｂと、絶縁基板１０ｂ上の額縁領域Ｆに枠状に且つその枠内の表示領域Ｄに格子状に設けられたブラックマトリクス２１と、ブラックマトリクス２１の各格子間にそれぞれ設けられた赤色層、緑色層及び青色層を含むカラーフィルター層２２とを備えている。さらに、ブラックマトリクス２１とカラーフィルター層２２の上部には、オーバーコート層となる有機膜１１ｂと、共通電極（不図示）とを備えている。

また、ＣＦ基板３０の額縁領域Ｆのコーナー部には、図１および図２に示すように、シール材２４が描画される位置と表示領域Ｄとの間で、有機膜１１ｂをドライエッチングにより除去した凹部１３が形成されている。凹部１３の深さは有機膜１１ｂの膜厚と同等であり、例えば、２〜４μｍである。

図３は、凹部１３の近傍を拡大した模式的な平面図である。凹部１３の形状は、図３（ａ）に示すように、少なくとも内側は表示領域Ｄに近づけて直角形状にしている。さらに、図３（ｂ）に示すように、凹部１３の外側をシール材２４の内側の曲率に合せた円弧形状にして、凹部１３を表示領域Ｄとシール材２４の両側に近づけて、できるだけ大きく設けることが望ましい。凹部１３を大きくすることにより、描画したシール材２４の膜厚が厚くなっても、シール材２４が潰されたときに凹部１３を超えて表示領域Ｄに侵入するのを防止することができる。

図４は、図１で示した液晶表示装置１００のコーナー部（一点鎖線Ａ−Ａ）の断面であり、ＴＦＴ基板２０とＣＦ基板３０とを貼り合わせる前の状態を示している。

ＣＦ基板３０の額縁領域Ｆにおける有機膜１１ｂ上に、例えば、エポキシ系接着剤等の熱硬化樹脂や紫外線硬化樹脂を材料とするシール材２４が、ディスペンサ装置により描画されている。また、額縁領域Ｆのコーナー部では、シール材２４は凹部１３と重ならないように凹部１３の外側に配置されている。シール材２４を凹部１３に重ならないように配置することにより、額縁領域Ｆの全体で描画したシール材２４の高さを揃えることができ、貼り合わせるときに、液晶層２３がシール材２４の外側に漏れるのを防止することができる。

シール材２４が描画されたＣＦ基板３０には、表示領域Ｄ上に滴下法等により電気光学特性を有するネマチックの液晶材料２３が供給される。そして、液晶材料２３が供給された後、柱状スペーサ１２が形成されたＴＦＴ基板２０と重ね合わされて、図１で示したように、ＴＦＴ基板２０とＣＦ基板３０との間で液晶層２３がシール材２４に封止された液晶表示装置１００となる。

図５は、ＴＦＴ基板２０とＣＦ基板３０を重ね合わせたときに、シール材２４が押し潰されて外側に広がる様子を示した模式的な平面図である。シール材２４は、ＴＦＴ基板２０とＣＦ基板３０との間で押し潰されて、貼り合わせ後のシール材２４ａの幅（Ｗ２）は描画時のシール材２４の幅（Ｗ１）よりも広がっている。また、シール材２４の辺部とコーナー部では広がり方が異なり、辺部のシール材２４は描画時の幅Ｗ１から両外側へ均等に潰れて広がるが、コーナー部のシール材２４は曲率の中心方向に集中するように潰れていくため、内側への広がり幅が増大して、辺部よりも表示領域Ｄに近づく傾向がある。このため、コーナー部での貼り合わせ後のシール材２４ａの形状を予測して、貼り合わせ後のシール材２４ａが表示領域Ｄに進入しないように描画位置を決める必要がある。

コーナー部における貼り合わせ前後のシール材２４の形状は、（式１）で表すことができる。

ここで、ｒ１はシール材２４をコーナー部に描画するときの曲率半径であり、ｒ１の中心を基準として、ｒ２は描画直後のシール内側位置であり、ｒ３は貼り合わせ後のシール内側位置である。また、ｈ１は描画直後のシール材２４の高さであり、ｈ２は貼り合わせ後のシール材２４ａの高さである。

コーナー部において、貼り合わせ後のシール内側位置ｒ３は、（式１）を移項させた（式２）から求めることができる。

例えば、従来の液晶表示装置では、ｒ１＝５００μｍ、ｒ２＝４００μｍ、ｈ１＝２０μｍ、ｈ２＝５μｍとすると、貼り合わせ後のシール内側位置ｒ３は（式２）より１００μｍとなる。

上記で求めたシール内側位置ｒ３を表示領域Ｄに接しない限界まで近づけてシール材２４の描画位置を決めると、辺部に描画されるシール材２４の位置ｄ１は（式３）から求めることができる。

例えば、従来の液晶表示装置では、ｒ１＝５００μｍ、ｒ３＝１００μｍとすると、ｄ１＝４３０μｍとなる。つまり、コーナー部において貼り合わせ後のシール内側位置ｒ３が表示領域Ｄと接しないようにシール材２４の描画位置を決めると、辺部の描画位置は表示領域Ｄから４３０μｍ以上離れることになる。

一方、辺部において貼り合わせ後のシール材２４ａの広がり幅ｄ２は（式４）から求めることができる。

例えば、従来の液晶表示装置では、描画直後のシール幅（Ｗ１）が２００μｍとすると、シール材２４ａの広がり幅ｄ２＝２６０μｍとなる。したがって、コーナー部のシール内側位置ｒ３を基準にして、シール材２４の描画位置（ｄ１＝４３０μｍ）を決めると、辺部では貼り合わせ後のシール材２４ａの内側位置が、表示領域Ｄからｄ３＝１７０μｍ（ｄ３＝ｄ１−ｄ２）も離れており、額縁領域Ｆはシール幅よりも少なくとも１７０μｍも大きくなっていた。

図６は、本発明の液晶表示装置１００において、ＴＦＴ基板２０とＣＦ基板３０が重ね合わせたときに、シール材２４が押し潰されて外側に広がる様子を示した模式的な平面図である。本発明の液晶表示装置１００では、コーナー部のシール材２４の描画位置の内側に凹部１３を設けており、押し潰されたシール材２４ａはコーナー部では凹部１３に流れ込むようになっている。貼り合わせ後のシール材２４ａの高さ（ｈ２）は凹部１３を除いて５μｍに設定されており、凹部１３での高さ（ｈ２´）は、例えば、凹部１３の深さが３μｍのとき８μｍとなる。

このため、従来の液晶表示装置に対して、シール材２４ａの高さ（ｈ２´）が８μｍに増えることにより、貼り合わせ後のシール内側位置ｒ３´は（式２）より３２０μｍとなる。また、シール内側位置ｒ３´を基準にしてシール材２４の描画位置を決めると、辺部に描画される位置ｄ１´は（式３）から２７０μｍとなる。

したがって、本発明の液晶表示装置では、コーナー部で表示領域Ｄに接しないようにシール材２４の描画位置（ｄ１´＝２７０μｍ）を決めると、辺部ではシール材２４ａと表示領域Ｄとの距離をｄ３´＝１０μｍ（ｄ３´＝ｄ１´−ｄ２）まで近づけることができ、従来の液晶表示装置よりも額縁領域Ｆを小さくすることができる。

本発明の液晶表示装置１００によれば、額縁領域Ｆのコーナー部に、シール材２４と表示領域Ｄとの間に凹部１３が設けられているため、貼り合わせ後のシール材２４ａの内側への広がりが抑制され、表示領域Ｄ内へ侵入されるのを防止することができる。また、シール材２４の描画位置には凹部１３を配置しないため、描画したシール材２４の高さを揃えることができ、液晶層２３が外側に漏れることを防止できる。また、貼り合わせ後のシール材２４ａは凹部１３の内部に留まり、コーナー部のセル厚を厚くすることはないので、表示品位を向上させることができる。

なお、上記の実施例に限定されるものではなく、例えば、凹部１３をＴＦＴ基板２０側に設けることも可能である。

１０ 絶縁基板
１１ 有機膜
１２ 柱状スペーサ
１３ 凹部
２０ ＴＦＴ基板（第１基板）
２１ ブラックマトリクス
２２ カラーフィルター
２３ 液晶層
２４ シ−ル材
３０ ＣＦ基板（第２基板）
４０ 第１の基板
４１ 凸部
４２ シール材
５１ 表示領域
５２ シールパターン
５３ 壁パターン
１００ 液晶表示装置

Claims (4)

1. 互いに対向して配置された第１基板及び第２基板と、
   前記第１基板及び第２基板の間に設けられた液晶層と、
   前記第１基板及び第２基板を互いに接着すると共に、前記液晶層を封入するためのシール材とを備えた液晶表示装置であって、
   前記第１基板または第２基板のいずれかの基板のコーナー部であって前記シール材と表示領域との間に凹部が設けられていることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記凹部は前記第１基板または第２基板のいずれかの有機膜に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 互いに対向して配置された第１基板及び第２基板と、
   前記第１基板及び第２基板の間に設けられた液晶層と、
   前記第１基板及び第２基板を互いに接着すると共に、前記液晶層を封入するためのシール材とを備えた液晶表示装置の製造方法であって、
   前記第１基板または第２基板のいずれかの基板のコーナー部であって前記シール材の描画位置と表示領域との間に凹部を形成する工程と、
   前記凹部の外側にシール材を形成する工程と、
   前記第１基板または第２基板のいずれかに液晶材料を供給する工程と、
   前記第１基板と第２基板を貼り合わせて、前記シール材の一部を前記凹部に流入させて前記第１基板と第２基板を接着する工程とを備えることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
4. 前記凹部を形成する工程は、前記第１基板または第２基板のいずれかの有機膜をエッチングして前記凹部を形成することを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置の製造方法。