JP2017106971A - 液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】表示する画像に色ムラが発生しない液晶表示装置を提供する。【解決手段】液晶パネル１と回路基板６とを粘着テープ８を介して固定すると共に、粘着テープ８の中央部に設けられた開口部８ａに硬化収縮型の接着剤１１を塗布して硬化させる。接着剤１１が硬化すると接着剤１１の硬化収縮により液晶パネル１の第二基板３が回路基板６側へ引っ張られ、第一基板２と第二基板３との間のギャップが均一となることから、画像の色ムラが解消される。【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するものである。

液晶パネルは薄型化ができること、小型化ができること、低消費電力で駆動できること等の利点があることから、近年ではモバイル機器やプロジェクター、ビューファインダー等の小型電子機器の分野で表示素子として広く使用されている。またそれと同時に近年ではビューファインダー等へのより高品質な画質要求に応じて、画素数を増やし画面をより高精細化したものが要求されてきている。

図９は従来技術における液晶表示装置を示す上面図であり、図１０は従来技術における液晶表示装置を示すＡ−Ａ断面図である。液晶パネル１は、例えば、ガラス等の透光性基板から成る第一基板２と、シリコン等の遮光性基板から成る第二基板３とが枠状の周辺接着剤４を介して接着されることで構成された反射型液晶パネルであり、第一基板２の表面には透明電極（共通電極）と配向膜が形成され、それと対向する第二基板３の表面には反射電極（画素電極）と配向膜が形成されている。第一基板２と第二基板３との間に形成されたギャップ（隙間）には、周辺接着剤４の一部に設けられた注入口を介して液晶５が注入され、封口剤にて封口されている。液晶パネル１は、回路基板６上に第二基板３が下側となるように主面を対向させて配置され、両面粘着性の粘着テープ７を介して第二基板３の裏面が回路基板６の上面に固定されている。また、液晶パネル１と回路基板６とを電気的に接続するために、第二基板３はワイヤー９を介して回路基板６と電気的に接続され、第一基板２はシルバーエポキシ樹脂等の導電性接着剤１０を介して回路基板６と電気的に接続されている。（例えば、特許文献１、２参照）

特開２００７−１７８８７２号公報 特開２０１３−１５８１０号公報

図１１は従来技術における問題点を示す液晶パネルの断面図である。従来技術では第一基板２と第二基板３とが周辺接着剤４で貼り合わされているが、貼り合わせる際にはそれらを外部より加圧することから、液晶パネル１の中央部が内側へ凹みやすくなる。また、各基板の線膨張係数が異なる場合には基板を貼り合わせる際に各基板の中央部が互いに近接する方向へ反ってしまい、液晶パネル１の中央部がさらに凹んでしまう傾向がある。また、液晶５を加熱して液晶パネル１へ注入する場合には、注入時は加熱される為、液晶５が膨張しているが、常温に戻った際には液晶５が収縮する為、液晶パネル１の中央部がさらに凹んでしまう傾向がある。このように中央部が凹んだ状態の液晶パネル１では、第一基板２と第二基板３との間のギャップが中央部とその周辺部とでは異なる為、光が液晶５に接している時間に差が生じ、結果的に表示画像に色ムラが発生してしまうこととなる。これを回避するには基板間のギャップを均一にする必要があるが、製造プロセス上様々な工法をして均一性をある程度改善できたとしても多少の不均一性は依然残ってしまう。

本発明は以上の問題に鑑みて成されたもので、基板間のギャップの不均一性を解消することが可能な液晶表示装置を提供することを目的とする。

第一基板と第二基板とが周辺接着剤を介して貼り合わされることにより形成された隙間に液晶が封入されてなる液晶パネルを支持基板上に配置した液晶表示装置であって、前記液晶パネルと前記支持基板との間に配置され、前記液晶パネルと前記支持基板との間に所定の隙間を形成する中間部材と、前記所定の隙間に配置され、前記液晶パネルと前記支持基板とを接着する硬化収縮型の接着剤と、を備え、前記接着剤の硬化収縮により、前記液晶パネルが前記中間部材を支点として前記支持基板側へ引っ張られ、前記第一基板と前記第二基板との間の前記隙間が、前記液晶が封入された領域内において均一化されている液晶表示装置とする。

前記接着剤は、前記液晶が封入された領域の中央部と対向する領域に配置されている液晶表示装置とすることができる。

前記中間部材は、前記接着剤を取り囲むように配置されている液晶表示装置とすることができる。

前記中間部材の少なくとも一部は、前記液晶パネルと前記支持基板とを接着する粘着テープで構成されている液晶表示装置とすることができる。

前記中間部材の少なくとも一部は、前記支持基板で構成されている液晶表示装置とすることができる。

前記支持基板には、前記接着剤を収容する凹部が設けられている液晶表示装置とすることができる。

前記支持基板は、前記液晶パネルと電気的に接続された回路基板で構成されている液晶表示装置とすることができる。

前記支持基板は、前記液晶パネルと電気的に接続された回路基板と、当該回路基板の前記液晶パネルが配置された側とは反対側の面に配置された補強基板とで構成され、前記支持基板に設けられた前記凹部の少なくとも一部は、前記回路基板に設けられた開口部で構成されている液晶表示装置とすることができる。

前記支持基板に設けられた前記凹部の少なくとも一部は、前記補強基板に設けられた凹部で構成されている液晶表示装置とすることができる。

第一基板と第二基板とが周辺接着剤を介して貼り合わされることで形成された隙間に液晶が封入されてなる液晶パネルを支持基板上に配置した液晶表示装置の製造方法であって、前記第一基板と前記第二基板との間の前記隙間が前記液晶パネルの前記液晶が封入された領域内において不均一な液晶パネルを作製する第一の工程と、前記第一の工程により作製された前記液晶パネルを硬化収縮型の接着剤と当該接着剤の周囲に配置された中間部材とを介して前記回路基板上に配置する第二の工程と、前記接着剤を硬化させ、その硬化収縮により、前記液晶パネルを前記中間部材を支点として前記支持基板側へ引っ張り、前記第一基板と前記第二基板との間の前記隙間を、前記液晶が封入された領域内において均一化する第三の工程と、を有する液晶表示装置の製造方法とする。

本発明によると、液晶パネルと支持基板との間に配置した接着剤の硬化収縮を利用することで、液晶パネルのギャップを均一化することができる。

本発明の実施例１における液晶表示装置を示す上面図 本発明の実施例１における液晶表示装置を示すＡ−Ａ断面図 本発明の実施例２における液晶表示装置を示す上面図 本発明の実施例２における液晶表示装置を示すＡ−Ａ断面図 本発明の実施例３における液晶表示装置を示す上面図 本発明の実施例３における液晶表示装置を示すＡ−Ａ断面図 本発明の実施例４における液晶表示装置を示す上面図 本発明の実施例４における液晶表示装置を示すＡ−Ａ断面図 従来技術における液晶表示装置を示す上面図 従来技術における液晶表示装置を示すＡ−Ａ断面図 従来技術における問題点を示す液晶パネルの断面図

図１は本発明の実施例１における液晶表示装置を示す上面図、図２は本発明の実施例１における液晶表示装置を示すＡ−Ａ断面図である。液晶パネル１は、例えば、ガラス等の透光性基板から成る第一基板２と、シリコン等の遮光性基板から成る第二基板３とが枠状の周辺接着剤３を介して接着されることで構成された反射型液晶パネルであり、第一基板２の表面には透明電極（共通電極）と配向膜が形成され、それと対向する第二基板３の表面には反射電極（画素電極）と配向膜が形成されている。第一基板２と第二基板３との間に形成されたギャップ（隙間）には、周辺接着剤３の一部に設けられた注入口を介して液晶５が注入され、封口剤にて封口されている。液晶パネル１は、回路基板６上に第二基板３が下側となるように主面を対向させて両面粘着性の粘着テープ８を介して接着され、第二基板３の裏面が回路基板６の上面に固定されている。また、第二基板３はワイヤー９を介して回路基板６と電気的に接続され、第一基板２はシルバーエポキシ樹脂等の導電性接着剤１０を介して回路基板６と電気的に接続されている。

粘着テープ８には液晶パネル１の液晶５が封入された領域と対向する領域の一部に概ね矩形状の開口部８ａが設けられており、その開口部８ａの内側に粘着テープ８の厚みに相当する高さの隙間が形成されている。開口部８の内側に形成された隙間、即ち第二基板３と回路基板６との間の隙間には硬化収縮型の接着剤１１が配置されており、その接着力により第二基板３と回路基板６とが接着されると共に、その硬化収縮により第二基板３が回路基板６側へ引っ張られることによって、第一基板２と第二基板３との間のギャップが、液晶５が封止されている領域内において均一化された状態となっている。

この実施例では、液晶パネル１を支持する支持基板としての役割を回路基板６が果たし、液晶パネル１と支持基板との間に所定の隙間を形成する中間部材としての役割を粘着テープ１１が果たしている。支持基板と中間部材としての役割を果たす部材は、その他の部材であっても良いが、この実施例のように従来から備わっている部材を利用すれば、構成を簡略化することができる。

本実施例の液晶表示装置を製造する際には、例えば、まず液晶５が封入された領域の中央部が内側に凹んだ状態、即ち第一基板２の中央部と第二基板３の中央部が周辺接着剤４を支点として互いに近接する方向へ撓んだ状態の液晶パネル１を作製し、次に回路基板６の上面に粘着テープ８を貼付すると共に、粘着テープ８に設けられた開口部８ａから露出している回路基板６の上面に硬化収縮型の接着剤１１を塗布し、互いに所定の位置関係となるように位置決めした上で粘着テープ８と接着剤１１の上に液晶パネル１を配置して第二基板３を回路基板６の上面に接着し、その後、接着剤１１に対して所定の硬化処理（加熱等）を行うことにより接着剤１１を硬化させる。

接着剤１１が硬化すると、その硬化収縮により第二基板３が回路基板６側へ引っ張られ、第一基板２と第二基板３との間のギャップが強制的に均一な状態に調整される。尚、図１では第一基板２と第二基板３が共に回路基板６の上面に対して平行な状態として描画されているが、実際には、第一基板２の中央部は図１１に示すように液晶パネル１の内側へ撓んだ状態のままであり、それに対して第二基板３の中央部が液晶パネル１の外側へ同様に撓むことにより、液晶パネル１の中央部が均一なギャップを保ちながら回路基板６側へ全体的に撓んだ状態となっている。

以上のように本実施例の液晶表示装置では、液晶パネル１が回路基板６に固定された状態において液晶パネル１のギャップが均一化されていることから、表示画像における色ムラなどの発生を防止することができる。

接着剤１１に関しては、硬化収縮型である限りにおいては特に材質などの指定は無く、例えば熱硬化型の接着剤や光硬化型の接着剤を用いることができるが、接着剤１１が液晶パネル１や回路基板６により外部から遮蔽されていて光が届き難いことなどを考慮すれば、光硬化型の接着剤よりも熱硬化型の接着剤を使用するのが望ましい。

接着剤１１の塗布位置に関しては、液晶パネル１のギャップが不均一な領域であればどこでも良いが、一般的に凹みが激しい液晶パネル１の中央部に塗布することが最も効果的である。

接着剤１１の塗布量に関しては、液晶パネル１のギャップを均一化するのに必要な量を適宜選択すれば良い。

粘着テープ８の開口部８ａに関しては、開口部８ａが小さすぎると必要な量の接着剤を塗布しきれなくなってしまうため、粘着テープとしての機能を満足しながら、できるだけ大きな開口を取ることが望ましく、また、開口部８ａの形状に関しては、矩形状に限らずその他の多角形や円形などの形状を適宜選択することが可能である。

粘着テープ８の形状や配置に関しては、接着剤１１を連続的に取り囲む枠状やその一部が解放された形状（コ字状等）のものを用いることができ、また、複数の断片状のものを接着剤１１の周囲に連続的又は断続的に配置しても良い。

液晶パネル１は透過型液晶パネルであっても良く、その場合には、回路基板６の画像表示領域と対向する領域に開口部を設ける、回路基板６をガラスなどの透光性材料で構成する、画像表示領域を避けるように接着剤１１を塗布する、接着剤１１を透光性材料で構成するなどして、光の透過を妨げないようにする工夫が必要ではあるが、いずれにしても本発明は透過型液晶パネルを用いた液晶表示装置においても有効である。

図３は本発明の実施例２における液晶表示装置を示す上面図、図４は本発明の実施例２における液晶表示装置を示すＡ−Ａ断面図である。この実施例の基本的な構成は実施例１と同じであるが、異なる点としては、回路基板６の液晶パネル１の中央部と対向する領域に凹部１２が形成され、その凹部１２に硬化収縮型の接着剤１１が配置されている点である。この実施例による効果としては、実施例１よりも接着剤１１の量を増やすことができ、その分だけ接着剤１１の硬化収縮力を増大させることができることである。即ち、液晶パネル１の中央部が大きく凹んでいる場合にも、その凹みを矯正するために必要な収縮力を得ることができる。また凹部１２の側面が接着剤１１を塞き止めるため、接着剤１１が周囲へ不要にはみ出すのを防止することができる。

尚、この実施例では、液晶パネル１を支持する支持基板としての役割を回路基板６が果たし、液晶パネル１と支持基板との間に所定の隙間を形成する中間部材としての役割を粘着テープ１１と回路基板６の一部（凹部１２の外周部）とが果たしている。

図５は本発明の実施例３における液晶表示装置を示す上面図、図６は本発明の実施例３における液晶表示装置を示すＡ−Ａ断面図である。この実施例の基本的な構成は実施例２と同じであるが、異なる点としては、回路基板６の液晶パネル１の中央部と対向する領域に開口部１３が設けられ、更にその開口部１３を塞ぐように回路基板６の裏面に金属等で構成された補強基板１４が配置されている点である。この実施例による効果としては、実施例２よりも接着剤１１を収容する空間が広くなった分だけ接着剤１１の量を増やすことができ、その分だけ接着剤１１の硬化収縮力を増大させることができることである。

尚、この実施例では、液晶パネル１を支持する支持基板としての役割を回路基板６と補強基板１４とが果たし、液晶パネル１と支持基板との間に所定の隙間を形成する中間部材としての役割を粘着テープ１１と回路基板６とが果たしている。

図７は本発明の実施例４における液晶表示装置を示す上面図、図８は本発明の実施例４における液晶表示装置を示すＡ−Ａ断面図である。この実施例の基本的な構成は実施例３と同じであり、異なる点としては、補強基板１４の液晶パネル１の中央部と対向する領域に凹部１５が形成されている点である。この実施例による効果としては、実施例３よりも接着剤１１を収容する空間が広くなった分だけ接着剤１１の量を増やすことができ、その分だけ接着剤１１の硬化収縮力を増大させることができることである。

尚、この実施例では、液晶パネル１を支持する支持基板としての役割を回路基板６が果たし、液晶パネル１と支持基板との間に所定の隙間を形成する中間部材としての役割を粘着テープ１１と回路基板６と補強基板１４の一部（凹部１５の外周部）とが果たしている。

１ 液晶パネル
２ 第一基板
３ 第二基板
４ 周辺接着剤
５ 液晶
６ 回路基板
７ 粘着テープ
８ 粘着テープ
８ａ 開口部
９ ワイヤー
１０ 導電性接着剤
１１ 接着剤
１２ 凹部
１３ 開口部
１４ 補強基板
１５ 凹部

Claims (10)

1. 第一基板と第二基板とが周辺接着剤を介して貼り合わされることにより形成された隙間に液晶が封入されてなる液晶パネルを支持基板上に配置した液晶表示装置であって、
   前記液晶パネルと前記支持基板との間に配置され、前記液晶パネルと前記支持基板との間に所定の隙間を形成する中間部材と、
   前記所定の隙間に配置され、前記液晶パネルと前記支持基板とを接着する硬化収縮型の接着剤と、を備え、
   前記接着剤の硬化収縮により、前記液晶パネルが前記中間部材を支点として前記支持基板側へ引っ張られ、前記第一基板と前記第二基板との間の前記隙間が、前記液晶が封入された領域内において均一化されている、ことを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記接着剤は、前記液晶が封入された領域の中央部と対向する領域に配置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. 前記中間部材は、前記接着剤を取り囲むように配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
4. 前記中間部材の少なくとも一部は、前記液晶パネルと前記支持基板とを接着する粘着テープで構成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一つに記載の液晶表示装置。
5. 前記中間部材の少なくとも一部は、前記支持基板で構成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一つに記載の液晶表示装置。
6. 前記支持基板には、前記接着剤を収容する凹部が設けられていることを特徴とする請求項１〜５の何れか一つに記載の液晶表示装置。
7. 前記支持基板は、前記液晶パネルと電気的に接続された回路基板で構成されていることを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
8. 前記支持基板は、前記液晶パネルと電気的に接続された回路基板と、当該回路基板の前記液晶パネルが配置された側とは反対側の面に配置された補強基板とで構成され、前記支持基板に設けられた前記凹部の少なくとも一部は、前記回路基板に設けられた開口部で構成されていることを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
9. 前記支持基板に設けられた前記凹部の少なくとも一部は、前記補強基板に設けられた凹部で構成されていることを特徴とする請求項８に記載の液晶表示装置。
10. 第一基板と第二基板とが周辺接着剤を介して貼り合わされることで形成された隙間に液晶が封入されてなる液晶パネルを支持基板上に配置した液晶表示装置の製造方法であって、
    前記第一基板と前記第二基板との間の前記隙間が前記液晶パネルの前記液晶が封入された領域内において不均一な液晶パネルを作製する第一の工程と、
    前記第一の工程により作製された前記液晶パネルを硬化収縮型の接着剤と当該接着剤の周囲に配置された中間部材とを介して前記回路基板上に配置する第二の工程と、
    前記接着剤を硬化させ、その硬化収縮により、前記液晶パネルを前記中間部材を支点として前記支持基板側へ引っ張り、前記第一基板と前記第二基板との間の前記隙間を、前記液晶が封入された領域内において均一化する第三の工程と、
    を有することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。

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