JP3861635B2 - 液晶装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紫外線の照射によって硬化されるシール材を具備した液晶装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶ライトバルブ等の液晶装置は、ガラス基板、石英基板等の２枚の基板間に液晶を封入して構成される。液晶ライトバルブでは、一方の基板に、例えば薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor、以下、ＴＦＴと称す）をマトリクス状に配置し、他方の基板に対向電極を配置して、両基板間に封止した液晶層の光学特性を画像信号に変換させることで、画像表示を可能にする。
【０００３】
ＴＦＴを配置したＴＦＴ基板と、ＴＦＴ基板に対向配置される対向基板とは、別々に製造される。両基板は、パネル組立工程において高精度に貼り合わされた後、液晶が封入される。
【０００４】
パネル組立工程においては、先ず、各基板工程において夫々製造されたＴＦＴ基板と対向基板との対向面、即ち、対向基板及びＴＦＴ基板の液晶層と接する面上に配向膜が形成され、次いでラビング処理が行われる。次に、一方の基板上の端辺に接着剤となるシール材が形成される。ＴＦＴ基板と対向基板とをシール材を用いて貼り合わせ、アライメントを施しながら圧着硬化させる。シール材の一部には切り欠きが設けられており、この切り欠きを介して液晶を封入する。
【０００５】
ところで、生産性、ギャップ品質等が良好な点から、シール材には紫外線硬化樹脂が広く採用されている。この種のシール材の硬化に際しては、紫外線光は配向膜等を劣化させるという特性を有するため、対向基板或いはＴＦＴ基板の少なくとも何れか一方に対向配置された紫外線ランプ等の光源装置の光路上に、シール材に沿う形状のスリットを有する遮光マスクを介装し、光源装置からの紫外線光をスリットを介してシール材に照射することが一般的である。
【０００６】
また、例えば特開平８−２９７９２号公報には、遮光マスクのスリット部分に光学レンズを設け、この光学レンズによって集光された紫外線光を、シール材の真上或いは外側からシール材に照射させる技術が開示されている。このような技術によれば、光学レンズによって、シール材を通過する紫外線光の光路幅を最小とし且つ集光力を向上することにより、スリットによる紫外線光の回折等を低減して紫外線光の表示領域への漏洩を低減するとともに、紫外線光の利用効率を向上することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、シール材は液晶装置の表示領域に沿って細長に形成されるものであり、しかも、スリットを通過してシール材に照射される紫外線光の光束はシール材に応じた細長なものであるため、シール材に対する遮光マスクの配設位置に微小なズレが生じただけで、スリットを通過する紫外線光の光束をシール材に精度よく照射することが困難となる場合がある。
【０００８】
そして、例えば、シール材に照射されなかった紫外線光の一部が液晶基板を透過して表示領域の配向膜に漏洩されると、その部分の配向膜が劣化されて表示性能を低下させる虞がある。
【０００９】
また、シール材上に紫外線光が十分に照射されない部分が生じると、この部分の硬化が不十分となり、シール材の未硬化成分が液晶中に溶出して液晶分子の均一な配向を阻害する虞がある。このような液晶分子の配向の乱れは、コントラストムラを引き起こし、液晶装置の歩留まりの低下等を引き起こす。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、表示領域上の配向膜への紫外線光の漏洩を低減するとともに、紫外線光をシール材に精度よく照射してシール材を十分に紫外線硬化させることのできる液晶装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る液晶装置は、シール材を介して相互に固着される一対の液晶基板の少なくとも一方に、前記シール材の硬化時に照射される紫外線光を前記シール材に選択的に導く光学部材を具備してなり、
前記光学部材は、前記一対の液晶基板の少なくとも一方の基板の縁辺部に形成されて、該基板の外側及び前記シール材側に向くテーパ面と、該テーパ面上に設けられた、該テーパ面を形成する基板とは屈折率が異なる接着剤と、からなることにより、前記液晶基板の周面側を紫外線光の入射面とし、前記テーパ面を、前記入射面から入射された紫外線光を反射して前記シール材に導く反射面としている、ことを特徴とする。
【００１２】
このような構成によれば、シール材の硬化時に照射される紫外線光は、液晶基板に設けられた光学部材を介してシール材に導かれる。液晶基板に設けられた光学部材を介して紫外線光をシール材に導くことにより、表示領域上の配向膜への紫外線光の漏洩を低減することができるとともに、紫外線光をシール材に精度よく照射してシール材を十分に紫外線硬化させることができる。
【００１３】
上記光学部材は、上記液晶基板の周面に設けられた紫外線光の入射面と、上記入射面から入射された紫外線光を内部で反射して上記シール材に導く反射面と、を具備したことを特徴とする。
【００１４】
このような構成によれば、シール材の硬化時に照射される紫外線光は、液晶基板の周面に設けられた入射面を介して光学部材に入射され、反射面で反射されてシール材に導かれる。反射面を有して光学部材を構成することにより、入射面を液晶基板の周面に設けることができ、表示領域上の配向膜への紫外線光の漏洩を低減することができる。また、入射面を液晶基板の周面に設けることにより、照射される紫外線光の光束の幅をシール材の幅よりも広く設定することができ、紫外線光をシール材に精度よく照射してシール材を十分に紫外線硬化することができる。
【００１５】
上記反射面は、屈折率の異なる光学材料を組み合わせて構成されることを特徴とする。
【００１６】
このような構成によれば、反射面を容易に得ることができる。
【００１７】
上記光学部材は、入射された紫外線光を集光して上記シール材に導く光学レンズを具備したことを特徴とする。
【００１８】
このような構成によれば、光学部材に入射された紫外線光は、光学レンズによって集光されてシール材に導かれる。光学レンズを有して光学部材を構成することにより、紫外線光の強度を必要以上に高く設定する必要がなく、たとえ紫外線光の一部が表示領域に照射された場合にも紫外線光の配向膜への漏洩を最小限に抑えることができる。従って、照射される紫外線光の光束をシール材の幅よりも広く設定することができ、紫外線光をシール材に精度よく照射してシール材を十分に紫外線硬化することができる。
【００１９】
上記光学レンズは、エッチングにより形成されることを特徴とする。
【００２０】
このような構成によれば、光学レンズを容易に得ることができる。
【００２１】
上記光学部材は、少なくとも上記液晶基板上の表示領域よりも紫外線透過率の高い材料で構成されていることを特徴とする。
【００２２】
このような構成によれば、光学部材に入射された紫外線光は、光学部材を透過してシール材に導かれる。少なくとも液晶基板上の表示領域よりも紫外線透過率の高い材料で光学部材を構成することにより、たとえ紫外線光の一部が表示領域に照射された場合にも紫外線光の配向膜への漏洩を最小限に抑えることができる。従って、照射される紫外線光の光束をシール材の幅よりも広く設定することができ、紫外線光をシール材に精度よく照射することができる。
また、上記光学部材の製造方法は、シール材を介して相互に固着される一対の液晶基板の少なくとも一方に、上記シール材の硬化時に照射される紫外線光を内部で反射して上記シール材に導く反射面を備えた光学部材の製造方法であって、エッチングガスを所定の傾斜方向からマザーガラス基板に吹き付けることで上記マザーガラス基板上にテーパ面を設ける異方性ドライエッチング工程と、テーパ面に接着剤を塗布する工程と、上記テーパ面近傍において、上記マザーガラス基板をスクライブブレイクする工程と、
からなることを特徴とする。
このような構成によれば、シール材を介して相互に固着される一対の液晶基板の少なくとも一方に、上記シール材の硬化時に照射される紫外線光を内部で反射して上記シール材に導く反射面を備えた光学部材を製造できる。
また、シール材を介して相互に固着される一対の液晶基板の少なくとも一方に紫外線光を前記シール材に導く光学部材を具備した液晶装置の製造方法であって、前記光学部材の入射面に対向する位置にスリットが設けられた遮光板を介して前記紫外線光を前記液晶装置に導くことを特徴とする。
このような構成によれば、紫外線光源装置からの紫外線光がスリットを介して光学部材の入射面に照射されるようになる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図面は本発明の第１の実施の形態に係わり、図１はシール材を硬化させる工程における液晶装置及びその製造装置の概略構成を示す説明図、図２は液晶装置の画素領域を構成する複数の画素における各種素子、配線等の等価回路である。図３はＴＦＴ基板等の素子基板をその上に形成された各構成要素と共に対向基板側から見た平面図であり、図４は素子基板と対向基板とを貼り合わせて液晶を封入する組立工程終了後の液晶装置を、図３のＨ−Ｈ’線の位置で切断して示す断面図である。図５は液晶装置を詳細に示す断面図である。図６はパネル組立工程を示すフローチャートである。図７は対向基板に光学部材を形成する工程を示すフローチャート、図８はエッチング処理された対向基板のマザーガラス基板を示す平面図である。
【００２４】
先ず、図２乃至図５を参照して、液晶パネルの構造について説明する。液晶パネルは、図３及び図４に示すように、ＴＦＴ基板等の素子基板１０と対向基板２０との間に液晶５０を封入して構成される。素子基板１０上には画素を構成する画素電極等がマトリクス状に配置されている。図２は画素を構成する素子基板１０上の素子の等価回路を示している。
【００２５】
図２に示すように、画素領域においては、複数本の走査線３ａと複数本のデータ線６ａとが交差するように配線され、走査線３ａとデータ線６ａとで区画された領域に画素電極がマトリクス状に配置される。そして、走査線３ａとデータ線６ａの各交差部分に対応してＴＦＴ３０が設けられ、このＴＦＴ３０に画素電極９ａが接続される。
【００２６】
ＴＦＴ３０は走査線３ａのＯＮ信号によってオンとなり、これにより、データ線６ａに供給された画像信号が画素電極９ａに供給される。この画素電極９ａと対向基板２０に設けられた対向電極２１との間の電圧が液晶５０に印加される。また、画素電極９ａと並列に蓄積容量７０が設けられており、蓄積容量７０によって、画素電極９ａの電圧はソース電圧が印加された時間よりも例えば３桁も長い時間の保持が可能となる。蓄積容量７０によって、電圧保持特性が改善され、コントラスト比の高い画像表示が可能となる。
【００２７】
図５は、一つの画素に着目した液晶パネルの模式的断面図である。
【００２８】
ガラスや石英等の素子基板１０には、ＬＤＤ構造をなすＴＦＴ３０が設けられている。ＴＦＴ３０は、チャネル領域１ａ、ソース領域１ｄ、ドレイン領域１ｅが形成された半導体層に絶縁膜２を介してゲート電極をなす走査線３ａが設けられてなる。ＴＦＴ３０上には第１層間絶縁膜４を介してデータ線６ａが積層され、データ線６ａはコンタクトホール５を介してソース領域１ｄに電気的に接続される。データ線６ａ上には第２層間絶縁膜７を介して画素電極９ａが積層され、画素電極９ａはコンタクトホール８を介してドレイン領域１ｅに電気的に接続される。
【００２９】
走査線３ａ（ゲート電極）にＯＮ信号が供給されることで、チャネル領域１ａが導通状態となり、ソース領域１ｄとドレイン領域１ｅとが接続されて、データ線６ａに供給された画像信号が画素電極９ａに与えられる。
【００３０】
また、半導体層にはドレイン領域１ｅから延びる蓄積容量電極１ｆが形成されている。蓄積容量電極１ｆは、誘電体膜である絶縁膜２を介して容量線３ｂが対向配置され、これにより蓄積容量７０を構成している。画素電極９ａ上にはポリイミド系の高分子樹脂からなる配向膜１６が積層され、所定方向にラビング処理されている。
【００３１】
一方、対向基板２０には、ＴＦＴアレイ基板のデータ線６ａ、走査線３ａ及びＴＦＴ３０の形成領域に対向する領域、即ち各画素の非表示領域において第１遮光膜２３が設けられている。この第１遮光膜２３によって、対向基板２０側からの入射光がＴＦＴ３０のチャネル領域１ａ、ソース領域１ｄ及びドレイン領域１ｅに入射することが防止される。第１遮光膜２３上に、対向電極（共通電極）２１が基板２０全面に亘って形成されている。対向電極２１上にポリイミド系の高分子樹脂からなる配向膜２２が積層され、所定方向にラビング処理されている。
【００３２】
そして、素子基板１０と対向基板２０との間に液晶５０が封入されている。これにより、ＴＦＴ３０は所定のタイミングでデータ線６ａから供給される画像信号を画素電極９ａに書き込む。書き込まれた画素電極９ａと対向電極２１との電位差に応じて液晶５０の分子集合の配向や秩序が変化して、光を変調し、階調表示を可能にする。
【００３３】
図３及び図４に示すように、対向基板２０には表示領域を区画する額縁としての第２遮光膜４２が設けられている。第２遮光膜４２は例えば第１遮光膜２３と同一又は異なる遮光性材料によって形成されている。
【００３４】
第２遮光膜４２の外側の領域に液晶を封入するシール材４１が、素子基板１０と対向基板２０との間に形成されている。シール材４１は対向基板２０の輪郭形状に略一致するように配置され、素子基板１０と対向基板２０を相互に固着する。シール材４１は、素子基板１０の１辺の一部において欠落しており、貼り合わされた素子基板１０及び対向基板２０相互の間隙には、液晶５０を注入するための液晶注入口７８が形成される。液晶注入口７８より液晶が注入された後、液晶注入口７８を封止材７９で封止するようになっている。
【００３５】
素子基板１０のシール材４１の外側の領域には、データ線駆動回路６１及び実装端子６２が素子基板１０の一辺に沿って設けられており、この一辺に隣接する２辺に沿って、走査線駆動回路６３が設けられている。素子基板１０の残る一辺には、画面表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路６３間を接続するための複数の配線６４が設けられている。また、対向基板２０のコーナー部の少なくとも１箇所においては、素子基板１０と対向基板２０との間を電気的に導通させるための導通材６５が設けられている。
【００３６】
次に、図６を参照してパネル組立工程について説明する。素子基板１０（ＴＦＴ基板）と対向基板２０は別々に製造される。ステップＳ１，Ｓ６で夫々用意されたＴＦＴ基板及び対向基板に対して、次のステップＳ２，Ｓ７では、配向膜１６，２２となるポリイミド（ＰＩ）膜を形成する。次に、ステップＳ３，Ｓ８において、素子基板１０表面の配向膜１６及び対向基板２０表面の配向膜２２に対してラビング処理を施す。
【００３７】
次に、ステップＳ４，Ｓ９において、洗浄工程を行う。この洗浄工程は、ラビング処理によって生じた塵埃を除去するためのものである。
【００３８】
洗浄工程が終了すると、ステップＳ５において、シール材４１、及び導通材６５（図３参照）を形成する。次に、ステップＳ１０で、素子基板１０と対向基板２０とを貼り合わせ、ステップＳ１１でアライメントを施しながら圧着し、後述する方法によってシール材４１を硬化させる。最後にステップＳ１２において、シール材４１の一部に設けた切り欠きから液晶を封入し、切り欠きを塞いで液晶を封止する。
【００３９】
図１に示すように、ステップＳ１１におけるシール材４１の硬化は、シール材４１に紫外線光を照射することにより行われる。本実施の形態において、シール材４１に紫外線光を照射するための紫外線照射装置８０は、対向基板２０の４つの側面に夫々対向して配設される。
【００４０】
紫外線照射装置８０は、紫外線光源装置８１と、遮光マスク８２と、を具備して構成されている。紫外線光源装置８１は、紫外線ランプ８３を有し、紫外線ランプ８３から出射される紫外線光を対向基板２０側に照射するようになっている。遮光マスク８２は、紫外線光源装置８０と対向基板２０との間に介装されるもので、石英等の基板８４と遮光板８５とを具備して構成されている。遮光板８５には、対向基板２０に設けられた光学部材１００（後述する）の入射面１０１に対向する位置にスリット８６が設けられ、紫外線光源装置８０からの紫外線光がスリット８６を介して光学部材１００の入射面１０１に照射されるようになっている。
【００４１】
また、図１に示すように、対向基板２０の縁辺部には、少なくとも表示領域から外れた位置に、紫外線光をシール材４１に導くための光学部材１００が、シール材４１に沿って設けられている。
【００４２】
ここで、光学部材１００の構成を説明するに先立ち、シール材４１を硬化する前の工程における液晶パネルのシール材４１近傍の詳細な構成の一例について説明する。図１に示すように、素子基板１０には、表示領域を規定するための第３遮光膜８８が第２遮光膜４２に対向して設けられ、第３遮光膜８８の内側には図５に示すＴＦＴ３０が形成されている。第３遮光膜８８には、ＴＦＴ３０を構成する第１，第２層間絶縁膜４，７が積層され、さらに、第２層間絶縁膜７には配向膜１６が積層されている。一方、対向基板２０において、第２遮光膜４２には、対向電極２１が積層され、さらに、対向電極２１には配向膜２２が積層されている。シール材４１は、第２，第３遮光膜４２，８８から外側に所定間隔離間した位置で第２層間絶縁膜７と対向電極２１との間に設けられ、シール材４１の内壁面には、配向膜１６，２２の縁部が臨まされている。
【００４３】
対向基板２０は、比較的紫外線透過率の低い石英等からなる対向基板本体１０５を有して構成されている。対向基板本体１０５の縁辺部にはシール材４１が形成される位置に対応して、当該シール材４１に傾斜して対向するテーパー面１０６が形成されている。
【００４４】
また、対向基板本体１０５には、素子基板１０に対向する面（内面）側に、接着剤１０７を介してカバーガラス１０８が貼付されている。
【００４５】
接着剤１０７としては、紫外線透過率が高く、且つ、対向基板本体１０５とは屈折率の異なる材料が用いられる。この接着剤１０７は、対向基板本体１０５にカバーガラス１０８の貼付が行われる際に、対向基板本体１０５の縁辺部のテーパー面１０６に沿って充填されることにより、その充填部分に紫外線透過部１０９を形成する。紫外線透過部１０９の周面は、対向基板本体１０５の周面に面一に形成され、紫外線光の入射面１０１として機能する。また、対向基板本体１０５のテーパー面１０６は、紫外線光の反射面として機能し、入射面１０１から入射された紫外線光を反射してシール材４１に導くようになっている。この場合、図示のように、テーパー面１０６のテーパー角は鋭角に設定されており、これにより、入射面１０１の上下方向の幅は、シール材４１の幅よりも広く設定されている。
【００４６】
ここで、上述のような光学部材１００を有する対向基板２０は、例えば図７の各工程を経ることにより製造される。すなわち、ステップＳ２１で用意された対向基板本体１０５のマザーガラス基板に対し、ステップＳ２２〜ステップＳ２５の工程では、テーパー面１０６の形成が行われる。テーパー面１０６は、マザーガラス基板に対して、エッチング処理を４方向から順次繰り返して行うことにより形成される。すなわち、先ず、ステップＳ２２においてマザーガラス基板にフォトレジストが塗布される。次に、ステップＳ２３において、フォトレジストには、一の方向のテーパー面１０６に対応する形状のマスクを介して露光が行われるとともに、非露光部分の剥離が行われる。そして、ステップＳ２４において、マザーガラス基板には、フォトレジストが剥離された部分へのエッチングが行われる。このエッチングは、例えば、ドライエッチングにより異方性をもって行われるもので、エッチングガスを所定の傾斜方向からマザーガラス基板に吹きつけることで、マザーガラス基板には一の方向へのテーパー面１０６が形成される。その後、ステップＳ２５において、フォトレジストの剥離が行われる。このようなステップＳ２２〜ステップＳ２５の処理を４方向に対して繰り返し行うことにより、マザーガラス基板上の各対向基板本体１０５には、図８に示すように、縁辺部に沿う４方向のテーパー面１０６が形成される。マザーガラス基板に対する４方向へのエッチング処理が終了すると、ステップＳ２６で接着剤１０７が塗布され、ステップＳ２７でカバーガラス１０８が貼付される。その後、ステップＳ２８において、マザーガラス基板はスクライブブレイクされ、図１に示す対向基板２０を得る（ステップＳ２９）。なお、対向基板２０は、その後の工程において第１，第２遮光膜２３，４２や対向電極２１等が積層された後、パネル組立工程に投入される。
【００４７】
次に、上述のステップＳ１１におけるシール材４１の硬化工程での光学部材１００の作用について説明する。
【００４８】
図１に示すように、シール材４１を介して素子基板１０と対向基板２０とが貼り合わされ両基板１０，２０のアライメントが施された状態において、液晶パネルには、対向基板２０の４辺の側壁に対向して、紫外線照射装置８０が対向配置される。その際、遮光マスク８２は、スリット８６が光学部材１００の入射面１０１に対して厳密に対向するように配置される。
【００４９】
その後、紫外線ランプ８３から紫外線光が出射されると、出射された紫外線光の一部はスリット８６を通過し、入射面１０１から紫外線透過部１０９に入射される。そして、入射面１０１から紫外線透過部１０９に入射された紫外線光は、テーパー面（反射面）１０６で反射され、シール材４１に導かれる。これにより、シール材４１は、紫外線硬化される。
【００５０】
このように本実施の形態によれば、シール材４１に沿う光学部材１００を対向基板２０に設け、この光学部材１００を介してシール材４１に紫外線光を導くことにより、表示領域上の配向膜への紫外線光の漏洩を低減することができるとともに、紫外線光をシール材４１に対して精度よく照射して、シール材を十分に紫外線硬化させることができる。
【００５１】
具体的には、光学部材１００は対向基板２０の周面から入射された紫外線光をテーパー面（反射面）１０６で反射してシール材４１に導くものであるので、対向基板２０の外表面に対向して紫外線光を照射する場合に比べ、表示領域の配向膜に対する紫外線光の漏洩を飛躍的に低減することができる。
【００５２】
従って、スリット８６を通過する紫外線光の光束の幅をシール材４１に対して比較的広く設定することができ、入射面１０１への紫外線光の照射精度を向上して、シール材４１への紫外線光の照射精度を向上することができる。
【００５３】
この場合、特に、光学部材１００を構成する反射面（テーパー面１０６）を鋭角に設定して光学部材１００の入射面１０１をシール材４１の幅よりも広く設定することにより、入射面１０１に対するスリット８６の位置に微小なズレが生じた場合にも、紫外線透過部１０９に対して紫外線光を確実に入射させることができ、高い精度でシール材４１に紫外線光を照射することができる。
【００５４】
また、接着剤１０７（紫外線透過部１０９）に紫外線透過率の高い材料を用いることにより、対向基板２０（光学部材１００）を通過する際の紫外線光の損失を低減することができ、短時間でシール材４１の紫外線硬化を行うことができる。
【００５５】
また、対向基板本体１０５にテーパー面１０６を設け、対向基板本体１０５とは異なる屈折率の材料（接着剤１０８）を充填するだけの簡単な構成で、反射面を容易に得ることができる。
【００５６】
なお、上述の実施の形態においては、対向基板本体１０５の縁辺部にシール材４１に傾斜して対向するテーパー面１０６を形成することにより光学部材１００に反射面を設ける一例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、テーパー面１０６に代えて、シール材４１に傾斜して対向する凹状或いは凸状の湾曲面を形成してもよい。
【００５７】
図９は第１の参考例に係り、シール材を硬化させる工程における液晶装置及びその製造装置の概略構成を示す説明図である。本例は、紫外線光を集光してシール材４１に導く光学レンズ１２２を用いて光学部材１２０を構成した点が、上述の第１の実施の形態と異なる。この場合、紫外線光の入射面１２１は対向基板２０の縁辺部に沿って設定されている。従って、シール材４１の硬化工程において、対向基板２０には、入射面１２１に沿う形状のスリット８６を有する単一の紫外線照射装置８０が対向配置される。なお、上述の第１の実施の形態と同様の構成については同符号を付して説明を省略する。
【００５８】
対向基板２０は、石英等からなる対向基板本体１１５を有して構成されている。対向基板本体１１５には、少なくとも表示領域から外れた位置であって、素子基板１０に対向する面（内面）側に、凸状の光学レンズ１２２が形成されている。光学レンズ１２２は、シール材４１が形成される位置に対応して対向基板本体１１５の縁辺部に沿って形成されるもので、例えばエッチングによって形成されるものである。この場合、光学レンズ１２２は、第２遮光膜４２に対して外側に所定間隔離間して形成される。
【００５９】
また、対向基板本体１１５の外表面において、光学レンズ１２２に対向する部位は、紫外線光の入射面１２１として設定されている。この場合、入射面１２１の幅は、シール材４１の幅よりも広く設定されている。
【００６０】
また、対向基板本体１１５の内面には、接着剤１２３を介してカバーガラス１０８が貼付されている。接着剤１２３は、対向基板本体１１５よりも紫外線透過率が高く、且つ、対向基板本体１１５とは屈折率の異なる材料で構成されている。
【００６１】
そして、光学部材１２０は、入射面１２１から入射された紫外線光を光学レンズ１２２で集光してシール材４１に導くようになっている。すなわち、対向基板本体１１５と接着剤１２３との屈折率の違いにより、入射面１２１から入射された紫外線光は、光学レンズ１２２によって、シール材４１側に集光する方向に屈折される。
【００６２】
なお、図中符号１２４は、各画素に対応して表示領域に設定された光学レンズである。
【００６３】
次に、シール材４１の硬化工程での光学部材１２０の作用について説明する。
【００６４】
図９に示すように、シール材４１を介して素子基板１０と対向基板２０とが貼り合わされ両基板１０，２０のアライメントが施された状態において、液晶パネルには、対向基板２０の外表面に対向して、紫外線照射装置８０が対向配置される。その際、遮光マスク８２は、スリット８６が、光学部材１２０の入射面１２１に厳密に対向するよう配置される。
【００６５】
その後、紫外線ランプ８３から紫外線光が出射されると、出射された紫外線光の一部は、スリット８６を通過し、入射面１２１から対向基板本体１１５に入射される。そして、入射面１２１から対向基板本体１１５に入射された紫外線光は、接着剤１２３に入射される際に光学レンズ１２２によって屈折され、シール材４１に導かれる。これにより、シール材４１は、紫外線硬化される。
【００６６】
このように本例によれば、シール材４１に沿う光学部材１２０を対向基板２０に設け、この光学部材１２０を介してシール材４１に紫外線光を導くことにより、表示領域上の配向膜への紫外線光の漏洩を低減することができるとともに、紫外線光をシール材４１に対して精度よく照射して、シール材を十分に紫外線硬化させることができる。
【００６７】
具体的には、光学部材１２０は、入射面１２１から入射された紫外線光を集光してシール材４１に導くものであるので、紫外線照射装置８０によって照射される紫外線光の強度を必要以上に高く設定する必要がなく、たとえ紫外線光の一部が表示領域に照射された場合にも、紫外線光による配向膜１６，２２へのダメージを最小限に抑えることができる。
【００６８】
また、光学部材１２０が入射面１２１から入射された紫外線光を集光してシール材４１に導く構成としたので、入射面１２１をシール材４１の幅よりも広く設定することができる。
【００６９】
また、光学部材１２０は、入射面１２１から入射された紫外線光を集光してシール材４１に導くものであるので、シール材４１に対する紫外線光の照射効率を向上することができ、短時間でシール材４１の紫外線硬化を行うことができる。また、対向基板本体１１５にエッチングを施すだけの簡単な工程により、光学レンズ１２２を容易に得ることができる。
【００７０】
なお、本例においては、対向基板２０の内面側に光学レンズ１２２を設けた一例について説明したが、例えば対向基板２０の外表面側に光学レンズを設けてもよく、また、対向基板２０の外表面側及び内面側の両方に設けてもよい。また、光学レンズは凸状のものに限定されるものではなく、例えば、凹状のものであってもよい。
【００７１】
図１０は第２の参考例に係り、シール材を硬化させる工程における液晶装置及びその製造装置の概略構成を示す説明図である。本例は、対向基板本体１１６よりも紫外線透過率の高い材料で構成された光学部材１３０を介してシール材４１に紫外線光を直接導く点が、上述の第１の実施の形態と異なる。この場合、光学部材１３０は、対向基板本体１１６の周面に沿って設けられ、光学部材１３０の外表面全域が紫外線光の入射面１３１として設定されている。従って、シール材４１の硬化工程において、対向基板２０には、入射面１３１に沿う形状のスリット８６を有する単一の紫外線照射装置８０が対向配置される。なお、上述の第１の実施の形態と同様の構成については同符号を付して説明を省略する。
【００７２】
図１０に示すように、対向基板２０は、比較的紫外線透過率の低い石英等からなる対向基板本体１１６を有して構成されている。この場合、対向基板本体１１６は、少なくとも表示領域に対応して形成されている。本例においては、対向基板本体１１６の周面は、第２遮光膜４２の外側に所定間隔離間する位置に設定されている。
【００７３】
対向基板本体１１６の周面には、紫外線透過率の高い材料で構成された細長な基板からなる光学部材１３０が貼付されている。光学部材１３０は、シール材４１が形成される位置に対応して設けられるもので、その外表面及び内面は、対向基板本体１１６と面一に設定されている。また、光学部材１３０の入射面１３１の幅は、シール材４１の幅よりも広く設定されている。
【００７４】
次に、シール材４１の硬化工程での光学部材１３０の作用について説明する。
【００７５】
図１０に示すように、シール材４１を介して素子基板１０と対向基板２０とが貼り合わされ両基板１０，２０のアライメントが施された状態において。液晶パネルには、対向基板２０の外表面に対向して、紫外線照射装置８０が対向配置される。その際、遮光マスク８２は、スリット８６が、光学部材１３０の入射面１３１に厳密に対向するよう配置される。
【００７６】
その後、紫外線ランプ８３から紫外線光が出射されると、出射された紫外線光の一部は、スリット８６を通過し、入射面１３１から光学部材１３０に入射される。そして、入射面１３１から光学部材１３０に入射された紫外線光は、そのまま、シール材４１に導かれる。これにより、シール材４１は、紫外線硬化される。
【００７７】
このように本例によれば、シール材４１に沿う光学部材１３０を対向基板２０に設け、この光学部材１３０を介してシール材４１に紫外線光を導くことにより、表示領域の配向膜への紫外線光の漏洩を低減することができるとともに、紫外線光をシール材４１に対して精度よく照射して、シール材を十分に紫外線硬化させることができる。
【００７８】
具体的には、対向基板本体１１６を紫外線透過率の低い材料で構成するとともに、光学部材１３０を紫外線透過率の高い材料で構成することにより、たとえ、紫外線光の一部が表示領域に入射された場合にも、紫外線光による配向膜１６，２２へのダメージを最小限に抑えることができる。
【００７９】
また、光学部材１３０は第２遮光膜４２の外側に所定間隔離間して設けられるものなので、たとえ紫外線光の一部が入射面１３１に対して表示領域側にズレた場合にも、この紫外線光を第２遮光膜４２によって遮光することができる。
【００８０】
従って、スリット８６を通過する紫外線光の光束の幅をシール材４１に対して比較的広く設定することができ、入射面１３１への紫外線光の照射精度を向上して、シール材４１への紫外線光の照射精度を向上することができる。
【００８１】
また、対向基板本体１１６に紫外線透過率の高い細長な基板を貼り合わせただけの簡単な構成により、光学部材１３０を容易に得ることができる。
【００８２】
なお、上述の各実施の形態においては、対向基板側に光学部材を設けた各例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、素子基板側に光学部材を設けてもよく、また、素子基板及び対向基板の両方に光学部材を設けてもよい。
【００８３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、表示領域上の配向膜への紫外線光の漏洩を低減することができるとともに、紫外線光をシール材に精度よく照射してシール材を十分に紫外線硬化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るシール材を硬化させる工程における液晶装置及びその製造装置の概略構成を示す説明図
【図２】液晶装置の画素領域を構成する複数の画素における各種素子、配線等の等価回路
【図３】ＴＦＴ基板等の素子基板をその上に形成された各構成要素と共に対向基板側から見た平面図
【図４】素子基板と対向基板とを貼り合わせて液晶を封入する組立工程終了後の液晶装置を、図３のＨ−Ｈ’線の位置で切断して示す断面図
【図５】液晶装置を詳細に示す断面図
【図６】パネル組立工程を示すフローチャート
【図７】対向基板に光学部材を形成する工程を示すフローチャート
【図８】エッチング処理された対向基板のマザーガラス基板を示す平面図
【図９】本発明の第２の実施の形態に係るシール材を硬化させる工程における液晶装置及びその製造装置の概略構成を示す説明図
【図１０】本発明の第３の実施の形態に係るシール材を硬化させる工程における液晶装置及びその製造装置の概略構成を示す説明図
【符号の説明】
１０…素子基板（液晶基板）
１６…配向膜
２０…対向基板（液晶基板）
２２…配向膜
４１…シール材
１００…光学部材
１０１…入射面
１０６…テーパー面（反射面）
１２０…光学部材
１２１…入射面
１２２…光学レンズ
１３０…光学部材
１３１…入射面
【発明の属する技術分野】
本発明は、紫外線の照射によって硬化されるシール材を具備した液晶装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶ライトバルブ等の液晶装置は、ガラス基板、石英基板等の２枚の基板間に液晶を封入して構成される。液晶ライトバルブでは、一方の基板に、例えば薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor、以下、ＴＦＴと称す）をマトリクス状に配置し、他方の基板に対向電極を配置して、両基板間に封止した液晶層の光学特性を画像信号に変換させることで、画像表示を可能にする。
【０００３】
ＴＦＴを配置したＴＦＴ基板と、ＴＦＴ基板に対向配置される対向基板とは、別々に製造される。両基板は、パネル組立工程において高精度に貼り合わされた後、液晶が封入される。
【０００４】
パネル組立工程においては、先ず、各基板工程において夫々製造されたＴＦＴ基板と対向基板との対向面、即ち、対向基板及びＴＦＴ基板の液晶層と接する面上に配向膜が形成され、次いでラビング処理が行われる。次に、一方の基板上の端辺に接着剤となるシール材が形成される。ＴＦＴ基板と対向基板とをシール材を用いて貼り合わせ、アライメントを施しながら圧着硬化させる。シール材の一部には切り欠きが設けられており、この切り欠きを介して液晶を封入する。
【０００５】
ところで、生産性、ギャップ品質等が良好な点から、シール材には紫外線硬化樹脂が広く採用されている。この種のシール材の硬化に際しては、紫外線光は配向膜等を劣化させるという特性を有するため、対向基板或いはＴＦＴ基板の少なくとも何れか一方に対向配置された紫外線ランプ等の光源装置の光路上に、シール材に沿う形状のスリットを有する遮光マスクを介装し、光源装置からの紫外線光をスリットを介してシール材に照射することが一般的である。
【０００６】
また、例えば特開平８−２９７９２号公報には、遮光マスクのスリット部分に光学レンズを設け、この光学レンズによって集光された紫外線光を、シール材の真上或いは外側からシール材に照射させる技術が開示されている。このような技術によれば、光学レンズによって、シール材を通過する紫外線光の光路幅を最小とし且つ集光力を向上することにより、スリットによる紫外線光の回折等を低減して紫外線光の表示領域への漏洩を低減するとともに、紫外線光の利用効率を向上することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、シール材は液晶装置の表示領域に沿って細長に形成されるものであり、しかも、スリットを通過してシール材に照射される紫外線光の光束はシール材に応じた細長なものであるため、シール材に対する遮光マスクの配設位置に微小なズレが生じただけで、スリットを通過する紫外線光の光束をシール材に精度よく照射することが困難となる場合がある。
【０００８】
そして、例えば、シール材に照射されなかった紫外線光の一部が液晶基板を透過して表示領域の配向膜に漏洩されると、その部分の配向膜が劣化されて表示性能を低下させる虞がある。
【０００９】
また、シール材上に紫外線光が十分に照射されない部分が生じると、この部分の硬化が不十分となり、シール材の未硬化成分が液晶中に溶出して液晶分子の均一な配向を阻害する虞がある。このような液晶分子の配向の乱れは、コントラストムラを引き起こし、液晶装置の歩留まりの低下等を引き起こす。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、表示領域上の配向膜への紫外線光の漏洩を低減するとともに、紫外線光をシール材に精度よく照射してシール材を十分に紫外線硬化させることのできる液晶装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る液晶装置は、シール材を介して相互に固着される一対の液晶基板の少なくとも一方に、前記シール材の硬化時に照射される紫外線光を前記シール材に選択的に導く光学部材を具備してなり、
前記光学部材は、前記一対の液晶基板の少なくとも一方の基板の縁辺部に形成されて、該基板の外側及び前記シール材側に向くテーパ面と、該テーパ面上に設けられた、該テーパ面を形成する基板とは屈折率が異なる接着剤と、からなることにより、前記液晶基板の周面側を紫外線光の入射面とし、前記テーパ面を、前記入射面から入射された紫外線光を反射して前記シール材に導く反射面としている、ことを特徴とする。
【００１２】
このような構成によれば、シール材の硬化時に照射される紫外線光は、液晶基板に設けられた光学部材を介してシール材に導かれる。液晶基板に設けられた光学部材を介して紫外線光をシール材に導くことにより、表示領域上の配向膜への紫外線光の漏洩を低減することができるとともに、紫外線光をシール材に精度よく照射してシール材を十分に紫外線硬化させることができる。
【００１３】
上記光学部材は、上記液晶基板の周面に設けられた紫外線光の入射面と、上記入射面から入射された紫外線光を内部で反射して上記シール材に導く反射面と、を具備したことを特徴とする。
【００１４】
このような構成によれば、シール材の硬化時に照射される紫外線光は、液晶基板の周面に設けられた入射面を介して光学部材に入射され、反射面で反射されてシール材に導かれる。反射面を有して光学部材を構成することにより、入射面を液晶基板の周面に設けることができ、表示領域上の配向膜への紫外線光の漏洩を低減することができる。また、入射面を液晶基板の周面に設けることにより、照射される紫外線光の光束の幅をシール材の幅よりも広く設定することができ、紫外線光をシール材に精度よく照射してシール材を十分に紫外線硬化することができる。
【００１５】
上記反射面は、屈折率の異なる光学材料を組み合わせて構成されることを特徴とする。
【００１６】
このような構成によれば、反射面を容易に得ることができる。
【００１７】
上記光学部材は、入射された紫外線光を集光して上記シール材に導く光学レンズを具備したことを特徴とする。
【００１８】
このような構成によれば、光学部材に入射された紫外線光は、光学レンズによって集光されてシール材に導かれる。光学レンズを有して光学部材を構成することにより、紫外線光の強度を必要以上に高く設定する必要がなく、たとえ紫外線光の一部が表示領域に照射された場合にも紫外線光の配向膜への漏洩を最小限に抑えることができる。従って、照射される紫外線光の光束をシール材の幅よりも広く設定することができ、紫外線光をシール材に精度よく照射してシール材を十分に紫外線硬化することができる。
【００１９】
上記光学レンズは、エッチングにより形成されることを特徴とする。
【００２０】
このような構成によれば、光学レンズを容易に得ることができる。
【００２１】
上記光学部材は、少なくとも上記液晶基板上の表示領域よりも紫外線透過率の高い材料で構成されていることを特徴とする。
【００２２】
このような構成によれば、光学部材に入射された紫外線光は、光学部材を透過してシール材に導かれる。少なくとも液晶基板上の表示領域よりも紫外線透過率の高い材料で光学部材を構成することにより、たとえ紫外線光の一部が表示領域に照射された場合にも紫外線光の配向膜への漏洩を最小限に抑えることができる。従って、照射される紫外線光の光束をシール材の幅よりも広く設定することができ、紫外線光をシール材に精度よく照射することができる。
また、上記光学部材の製造方法は、シール材を介して相互に固着される一対の液晶基板の少なくとも一方に、上記シール材の硬化時に照射される紫外線光を内部で反射して上記シール材に導く反射面を備えた光学部材の製造方法であって、エッチングガスを所定の傾斜方向からマザーガラス基板に吹き付けることで上記マザーガラス基板上にテーパ面を設ける異方性ドライエッチング工程と、テーパ面に接着剤を塗布する工程と、上記テーパ面近傍において、上記マザーガラス基板をスクライブブレイクする工程と、
からなることを特徴とする。
このような構成によれば、シール材を介して相互に固着される一対の液晶基板の少なくとも一方に、上記シール材の硬化時に照射される紫外線光を内部で反射して上記シール材に導く反射面を備えた光学部材を製造できる。
また、シール材を介して相互に固着される一対の液晶基板の少なくとも一方に紫外線光を前記シール材に導く光学部材を具備した液晶装置の製造方法であって、前記光学部材の入射面に対向する位置にスリットが設けられた遮光板を介して前記紫外線光を前記液晶装置に導くことを特徴とする。
このような構成によれば、紫外線光源装置からの紫外線光がスリットを介して光学部材の入射面に照射されるようになる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図面は本発明の第１の実施の形態に係わり、図１はシール材を硬化させる工程における液晶装置及びその製造装置の概略構成を示す説明図、図２は液晶装置の画素領域を構成する複数の画素における各種素子、配線等の等価回路である。図３はＴＦＴ基板等の素子基板をその上に形成された各構成要素と共に対向基板側から見た平面図であり、図４は素子基板と対向基板とを貼り合わせて液晶を封入する組立工程終了後の液晶装置を、図３のＨ−Ｈ’線の位置で切断して示す断面図である。図５は液晶装置を詳細に示す断面図である。図６はパネル組立工程を示すフローチャートである。図７は対向基板に光学部材を形成する工程を示すフローチャート、図８はエッチング処理された対向基板のマザーガラス基板を示す平面図である。
【００２４】
先ず、図２乃至図５を参照して、液晶パネルの構造について説明する。液晶パネルは、図３及び図４に示すように、ＴＦＴ基板等の素子基板１０と対向基板２０との間に液晶５０を封入して構成される。素子基板１０上には画素を構成する画素電極等がマトリクス状に配置されている。図２は画素を構成する素子基板１０上の素子の等価回路を示している。
【００２５】
図２に示すように、画素領域においては、複数本の走査線３ａと複数本のデータ線６ａとが交差するように配線され、走査線３ａとデータ線６ａとで区画された領域に画素電極がマトリクス状に配置される。そして、走査線３ａとデータ線６ａの各交差部分に対応してＴＦＴ３０が設けられ、このＴＦＴ３０に画素電極９ａが接続される。
【００２６】
ＴＦＴ３０は走査線３ａのＯＮ信号によってオンとなり、これにより、データ線６ａに供給された画像信号が画素電極９ａに供給される。この画素電極９ａと対向基板２０に設けられた対向電極２１との間の電圧が液晶５０に印加される。また、画素電極９ａと並列に蓄積容量７０が設けられており、蓄積容量７０によって、画素電極９ａの電圧はソース電圧が印加された時間よりも例えば３桁も長い時間の保持が可能となる。蓄積容量７０によって、電圧保持特性が改善され、コントラスト比の高い画像表示が可能となる。
【００２７】
図５は、一つの画素に着目した液晶パネルの模式的断面図である。
【００２８】
ガラスや石英等の素子基板１０には、ＬＤＤ構造をなすＴＦＴ３０が設けられている。ＴＦＴ３０は、チャネル領域１ａ、ソース領域１ｄ、ドレイン領域１ｅが形成された半導体層に絶縁膜２を介してゲート電極をなす走査線３ａが設けられてなる。ＴＦＴ３０上には第１層間絶縁膜４を介してデータ線６ａが積層され、データ線６ａはコンタクトホール５を介してソース領域１ｄに電気的に接続される。データ線６ａ上には第２層間絶縁膜７を介して画素電極９ａが積層され、画素電極９ａはコンタクトホール８を介してドレイン領域１ｅに電気的に接続される。
【００２９】
走査線３ａ（ゲート電極）にＯＮ信号が供給されることで、チャネル領域１ａが導通状態となり、ソース領域１ｄとドレイン領域１ｅとが接続されて、データ線６ａに供給された画像信号が画素電極９ａに与えられる。
【００３０】
また、半導体層にはドレイン領域１ｅから延びる蓄積容量電極１ｆが形成されている。蓄積容量電極１ｆは、誘電体膜である絶縁膜２を介して容量線３ｂが対向配置され、これにより蓄積容量７０を構成している。画素電極９ａ上にはポリイミド系の高分子樹脂からなる配向膜１６が積層され、所定方向にラビング処理されている。
【００３１】
一方、対向基板２０には、ＴＦＴアレイ基板のデータ線６ａ、走査線３ａ及びＴＦＴ３０の形成領域に対向する領域、即ち各画素の非表示領域において第１遮光膜２３が設けられている。この第１遮光膜２３によって、対向基板２０側からの入射光がＴＦＴ３０のチャネル領域１ａ、ソース領域１ｄ及びドレイン領域１ｅに入射することが防止される。第１遮光膜２３上に、対向電極（共通電極）２１が基板２０全面に亘って形成されている。対向電極２１上にポリイミド系の高分子樹脂からなる配向膜２２が積層され、所定方向にラビング処理されている。
【００３２】
そして、素子基板１０と対向基板２０との間に液晶５０が封入されている。これにより、ＴＦＴ３０は所定のタイミングでデータ線６ａから供給される画像信号を画素電極９ａに書き込む。書き込まれた画素電極９ａと対向電極２１との電位差に応じて液晶５０の分子集合の配向や秩序が変化して、光を変調し、階調表示を可能にする。
【００３３】
図３及び図４に示すように、対向基板２０には表示領域を区画する額縁としての第２遮光膜４２が設けられている。第２遮光膜４２は例えば第１遮光膜２３と同一又は異なる遮光性材料によって形成されている。
【００３４】
第２遮光膜４２の外側の領域に液晶を封入するシール材４１が、素子基板１０と対向基板２０との間に形成されている。シール材４１は対向基板２０の輪郭形状に略一致するように配置され、素子基板１０と対向基板２０を相互に固着する。シール材４１は、素子基板１０の１辺の一部において欠落しており、貼り合わされた素子基板１０及び対向基板２０相互の間隙には、液晶５０を注入するための液晶注入口７８が形成される。液晶注入口７８より液晶が注入された後、液晶注入口７８を封止材７９で封止するようになっている。
【００３５】
素子基板１０のシール材４１の外側の領域には、データ線駆動回路６１及び実装端子６２が素子基板１０の一辺に沿って設けられており、この一辺に隣接する２辺に沿って、走査線駆動回路６３が設けられている。素子基板１０の残る一辺には、画面表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路６３間を接続するための複数の配線６４が設けられている。また、対向基板２０のコーナー部の少なくとも１箇所においては、素子基板１０と対向基板２０との間を電気的に導通させるための導通材６５が設けられている。
【００３６】
次に、図６を参照してパネル組立工程について説明する。素子基板１０（ＴＦＴ基板）と対向基板２０は別々に製造される。ステップＳ１，Ｓ６で夫々用意されたＴＦＴ基板及び対向基板に対して、次のステップＳ２，Ｓ７では、配向膜１６，２２となるポリイミド（ＰＩ）膜を形成する。次に、ステップＳ３，Ｓ８において、素子基板１０表面の配向膜１６及び対向基板２０表面の配向膜２２に対してラビング処理を施す。
【００３７】
次に、ステップＳ４，Ｓ９において、洗浄工程を行う。この洗浄工程は、ラビング処理によって生じた塵埃を除去するためのものである。
【００３８】
洗浄工程が終了すると、ステップＳ５において、シール材４１、及び導通材６５（図３参照）を形成する。次に、ステップＳ１０で、素子基板１０と対向基板２０とを貼り合わせ、ステップＳ１１でアライメントを施しながら圧着し、後述する方法によってシール材４１を硬化させる。最後にステップＳ１２において、シール材４１の一部に設けた切り欠きから液晶を封入し、切り欠きを塞いで液晶を封止する。
【００３９】
図１に示すように、ステップＳ１１におけるシール材４１の硬化は、シール材４１に紫外線光を照射することにより行われる。本実施の形態において、シール材４１に紫外線光を照射するための紫外線照射装置８０は、対向基板２０の４つの側面に夫々対向して配設される。
【００４０】
紫外線照射装置８０は、紫外線光源装置８１と、遮光マスク８２と、を具備して構成されている。紫外線光源装置８１は、紫外線ランプ８３を有し、紫外線ランプ８３から出射される紫外線光を対向基板２０側に照射するようになっている。遮光マスク８２は、紫外線光源装置８０と対向基板２０との間に介装されるもので、石英等の基板８４と遮光板８５とを具備して構成されている。遮光板８５には、対向基板２０に設けられた光学部材１００（後述する）の入射面１０１に対向する位置にスリット８６が設けられ、紫外線光源装置８０からの紫外線光がスリット８６を介して光学部材１００の入射面１０１に照射されるようになっている。
【００４１】
また、図１に示すように、対向基板２０の縁辺部には、少なくとも表示領域から外れた位置に、紫外線光をシール材４１に導くための光学部材１００が、シール材４１に沿って設けられている。
【００４２】
ここで、光学部材１００の構成を説明するに先立ち、シール材４１を硬化する前の工程における液晶パネルのシール材４１近傍の詳細な構成の一例について説明する。図１に示すように、素子基板１０には、表示領域を規定するための第３遮光膜８８が第２遮光膜４２に対向して設けられ、第３遮光膜８８の内側には図５に示すＴＦＴ３０が形成されている。第３遮光膜８８には、ＴＦＴ３０を構成する第１，第２層間絶縁膜４，７が積層され、さらに、第２層間絶縁膜７には配向膜１６が積層されている。一方、対向基板２０において、第２遮光膜４２には、対向電極２１が積層され、さらに、対向電極２１には配向膜２２が積層されている。シール材４１は、第２，第３遮光膜４２，８８から外側に所定間隔離間した位置で第２層間絶縁膜７と対向電極２１との間に設けられ、シール材４１の内壁面には、配向膜１６，２２の縁部が臨まされている。
【００４３】
対向基板２０は、比較的紫外線透過率の低い石英等からなる対向基板本体１０５を有して構成されている。対向基板本体１０５の縁辺部にはシール材４１が形成される位置に対応して、当該シール材４１に傾斜して対向するテーパー面１０６が形成されている。
【００４４】
また、対向基板本体１０５には、素子基板１０に対向する面（内面）側に、接着剤１０７を介してカバーガラス１０８が貼付されている。
【００４５】
接着剤１０７としては、紫外線透過率が高く、且つ、対向基板本体１０５とは屈折率の異なる材料が用いられる。この接着剤１０７は、対向基板本体１０５にカバーガラス１０８の貼付が行われる際に、対向基板本体１０５の縁辺部のテーパー面１０６に沿って充填されることにより、その充填部分に紫外線透過部１０９を形成する。紫外線透過部１０９の周面は、対向基板本体１０５の周面に面一に形成され、紫外線光の入射面１０１として機能する。また、対向基板本体１０５のテーパー面１０６は、紫外線光の反射面として機能し、入射面１０１から入射された紫外線光を反射してシール材４１に導くようになっている。この場合、図示のように、テーパー面１０６のテーパー角は鋭角に設定されており、これにより、入射面１０１の上下方向の幅は、シール材４１の幅よりも広く設定されている。
【００４６】
ここで、上述のような光学部材１００を有する対向基板２０は、例えば図７の各工程を経ることにより製造される。すなわち、ステップＳ２１で用意された対向基板本体１０５のマザーガラス基板に対し、ステップＳ２２〜ステップＳ２５の工程では、テーパー面１０６の形成が行われる。テーパー面１０６は、マザーガラス基板に対して、エッチング処理を４方向から順次繰り返して行うことにより形成される。すなわち、先ず、ステップＳ２２においてマザーガラス基板にフォトレジストが塗布される。次に、ステップＳ２３において、フォトレジストには、一の方向のテーパー面１０６に対応する形状のマスクを介して露光が行われるとともに、非露光部分の剥離が行われる。そして、ステップＳ２４において、マザーガラス基板には、フォトレジストが剥離された部分へのエッチングが行われる。このエッチングは、例えば、ドライエッチングにより異方性をもって行われるもので、エッチングガスを所定の傾斜方向からマザーガラス基板に吹きつけることで、マザーガラス基板には一の方向へのテーパー面１０６が形成される。その後、ステップＳ２５において、フォトレジストの剥離が行われる。このようなステップＳ２２〜ステップＳ２５の処理を４方向に対して繰り返し行うことにより、マザーガラス基板上の各対向基板本体１０５には、図８に示すように、縁辺部に沿う４方向のテーパー面１０６が形成される。マザーガラス基板に対する４方向へのエッチング処理が終了すると、ステップＳ２６で接着剤１０７が塗布され、ステップＳ２７でカバーガラス１０８が貼付される。その後、ステップＳ２８において、マザーガラス基板はスクライブブレイクされ、図１に示す対向基板２０を得る（ステップＳ２９）。なお、対向基板２０は、その後の工程において第１，第２遮光膜２３，４２や対向電極２１等が積層された後、パネル組立工程に投入される。
【００４７】
次に、上述のステップＳ１１におけるシール材４１の硬化工程での光学部材１００の作用について説明する。
【００４８】
図１に示すように、シール材４１を介して素子基板１０と対向基板２０とが貼り合わされ両基板１０，２０のアライメントが施された状態において、液晶パネルには、対向基板２０の４辺の側壁に対向して、紫外線照射装置８０が対向配置される。その際、遮光マスク８２は、スリット８６が光学部材１００の入射面１０１に対して厳密に対向するように配置される。
【００４９】
その後、紫外線ランプ８３から紫外線光が出射されると、出射された紫外線光の一部はスリット８６を通過し、入射面１０１から紫外線透過部１０９に入射される。そして、入射面１０１から紫外線透過部１０９に入射された紫外線光は、テーパー面（反射面）１０６で反射され、シール材４１に導かれる。これにより、シール材４１は、紫外線硬化される。
【００５０】
このように本実施の形態によれば、シール材４１に沿う光学部材１００を対向基板２０に設け、この光学部材１００を介してシール材４１に紫外線光を導くことにより、表示領域上の配向膜への紫外線光の漏洩を低減することができるとともに、紫外線光をシール材４１に対して精度よく照射して、シール材を十分に紫外線硬化させることができる。
【００５１】
具体的には、光学部材１００は対向基板２０の周面から入射された紫外線光をテーパー面（反射面）１０６で反射してシール材４１に導くものであるので、対向基板２０の外表面に対向して紫外線光を照射する場合に比べ、表示領域の配向膜に対する紫外線光の漏洩を飛躍的に低減することができる。
【００５２】
従って、スリット８６を通過する紫外線光の光束の幅をシール材４１に対して比較的広く設定することができ、入射面１０１への紫外線光の照射精度を向上して、シール材４１への紫外線光の照射精度を向上することができる。
【００５３】
この場合、特に、光学部材１００を構成する反射面（テーパー面１０６）を鋭角に設定して光学部材１００の入射面１０１をシール材４１の幅よりも広く設定することにより、入射面１０１に対するスリット８６の位置に微小なズレが生じた場合にも、紫外線透過部１０９に対して紫外線光を確実に入射させることができ、高い精度でシール材４１に紫外線光を照射することができる。
【００５４】
また、接着剤１０７（紫外線透過部１０９）に紫外線透過率の高い材料を用いることにより、対向基板２０（光学部材１００）を通過する際の紫外線光の損失を低減することができ、短時間でシール材４１の紫外線硬化を行うことができる。
【００５５】
また、対向基板本体１０５にテーパー面１０６を設け、対向基板本体１０５とは異なる屈折率の材料（接着剤１０８）を充填するだけの簡単な構成で、反射面を容易に得ることができる。
【００５６】
なお、上述の実施の形態においては、対向基板本体１０５の縁辺部にシール材４１に傾斜して対向するテーパー面１０６を形成することにより光学部材１００に反射面を設ける一例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、テーパー面１０６に代えて、シール材４１に傾斜して対向する凹状或いは凸状の湾曲面を形成してもよい。
【００５７】
図９は第１の参考例に係り、シール材を硬化させる工程における液晶装置及びその製造装置の概略構成を示す説明図である。本例は、紫外線光を集光してシール材４１に導く光学レンズ１２２を用いて光学部材１２０を構成した点が、上述の第１の実施の形態と異なる。この場合、紫外線光の入射面１２１は対向基板２０の縁辺部に沿って設定されている。従って、シール材４１の硬化工程において、対向基板２０には、入射面１２１に沿う形状のスリット８６を有する単一の紫外線照射装置８０が対向配置される。なお、上述の第１の実施の形態と同様の構成については同符号を付して説明を省略する。
【００５８】
対向基板２０は、石英等からなる対向基板本体１１５を有して構成されている。対向基板本体１１５には、少なくとも表示領域から外れた位置であって、素子基板１０に対向する面（内面）側に、凸状の光学レンズ１２２が形成されている。光学レンズ１２２は、シール材４１が形成される位置に対応して対向基板本体１１５の縁辺部に沿って形成されるもので、例えばエッチングによって形成されるものである。この場合、光学レンズ１２２は、第２遮光膜４２に対して外側に所定間隔離間して形成される。
【００５９】
また、対向基板本体１１５の外表面において、光学レンズ１２２に対向する部位は、紫外線光の入射面１２１として設定されている。この場合、入射面１２１の幅は、シール材４１の幅よりも広く設定されている。
【００６０】
また、対向基板本体１１５の内面には、接着剤１２３を介してカバーガラス１０８が貼付されている。接着剤１２３は、対向基板本体１１５よりも紫外線透過率が高く、且つ、対向基板本体１１５とは屈折率の異なる材料で構成されている。
【００６１】
そして、光学部材１２０は、入射面１２１から入射された紫外線光を光学レンズ１２２で集光してシール材４１に導くようになっている。すなわち、対向基板本体１１５と接着剤１２３との屈折率の違いにより、入射面１２１から入射された紫外線光は、光学レンズ１２２によって、シール材４１側に集光する方向に屈折される。
【００６２】
なお、図中符号１２４は、各画素に対応して表示領域に設定された光学レンズである。
【００６３】
次に、シール材４１の硬化工程での光学部材１２０の作用について説明する。
【００６４】
図９に示すように、シール材４１を介して素子基板１０と対向基板２０とが貼り合わされ両基板１０，２０のアライメントが施された状態において、液晶パネルには、対向基板２０の外表面に対向して、紫外線照射装置８０が対向配置される。その際、遮光マスク８２は、スリット８６が、光学部材１２０の入射面１２１に厳密に対向するよう配置される。
【００６５】
その後、紫外線ランプ８３から紫外線光が出射されると、出射された紫外線光の一部は、スリット８６を通過し、入射面１２１から対向基板本体１１５に入射される。そして、入射面１２１から対向基板本体１１５に入射された紫外線光は、接着剤１２３に入射される際に光学レンズ１２２によって屈折され、シール材４１に導かれる。これにより、シール材４１は、紫外線硬化される。
【００６６】
このように本例によれば、シール材４１に沿う光学部材１２０を対向基板２０に設け、この光学部材１２０を介してシール材４１に紫外線光を導くことにより、表示領域上の配向膜への紫外線光の漏洩を低減することができるとともに、紫外線光をシール材４１に対して精度よく照射して、シール材を十分に紫外線硬化させることができる。
【００６７】
具体的には、光学部材１２０は、入射面１２１から入射された紫外線光を集光してシール材４１に導くものであるので、紫外線照射装置８０によって照射される紫外線光の強度を必要以上に高く設定する必要がなく、たとえ紫外線光の一部が表示領域に照射された場合にも、紫外線光による配向膜１６，２２へのダメージを最小限に抑えることができる。
【００６８】
また、光学部材１２０が入射面１２１から入射された紫外線光を集光してシール材４１に導く構成としたので、入射面１２１をシール材４１の幅よりも広く設定することができる。
【００６９】
また、光学部材１２０は、入射面１２１から入射された紫外線光を集光してシール材４１に導くものであるので、シール材４１に対する紫外線光の照射効率を向上することができ、短時間でシール材４１の紫外線硬化を行うことができる。また、対向基板本体１１５にエッチングを施すだけの簡単な工程により、光学レンズ１２２を容易に得ることができる。
【００７０】
なお、本例においては、対向基板２０の内面側に光学レンズ１２２を設けた一例について説明したが、例えば対向基板２０の外表面側に光学レンズを設けてもよく、また、対向基板２０の外表面側及び内面側の両方に設けてもよい。また、光学レンズは凸状のものに限定されるものではなく、例えば、凹状のものであってもよい。
【００７１】
図１０は第２の参考例に係り、シール材を硬化させる工程における液晶装置及びその製造装置の概略構成を示す説明図である。本例は、対向基板本体１１６よりも紫外線透過率の高い材料で構成された光学部材１３０を介してシール材４１に紫外線光を直接導く点が、上述の第１の実施の形態と異なる。この場合、光学部材１３０は、対向基板本体１１６の周面に沿って設けられ、光学部材１３０の外表面全域が紫外線光の入射面１３１として設定されている。従って、シール材４１の硬化工程において、対向基板２０には、入射面１３１に沿う形状のスリット８６を有する単一の紫外線照射装置８０が対向配置される。なお、上述の第１の実施の形態と同様の構成については同符号を付して説明を省略する。
【００７２】
図１０に示すように、対向基板２０は、比較的紫外線透過率の低い石英等からなる対向基板本体１１６を有して構成されている。この場合、対向基板本体１１６は、少なくとも表示領域に対応して形成されている。本例においては、対向基板本体１１６の周面は、第２遮光膜４２の外側に所定間隔離間する位置に設定されている。
【００７３】
対向基板本体１１６の周面には、紫外線透過率の高い材料で構成された細長な基板からなる光学部材１３０が貼付されている。光学部材１３０は、シール材４１が形成される位置に対応して設けられるもので、その外表面及び内面は、対向基板本体１１６と面一に設定されている。また、光学部材１３０の入射面１３１の幅は、シール材４１の幅よりも広く設定されている。
【００７４】
次に、シール材４１の硬化工程での光学部材１３０の作用について説明する。
【００７５】
図１０に示すように、シール材４１を介して素子基板１０と対向基板２０とが貼り合わされ両基板１０，２０のアライメントが施された状態において。液晶パネルには、対向基板２０の外表面に対向して、紫外線照射装置８０が対向配置される。その際、遮光マスク８２は、スリット８６が、光学部材１３０の入射面１３１に厳密に対向するよう配置される。
【００７６】
その後、紫外線ランプ８３から紫外線光が出射されると、出射された紫外線光の一部は、スリット８６を通過し、入射面１３１から光学部材１３０に入射される。そして、入射面１３１から光学部材１３０に入射された紫外線光は、そのまま、シール材４１に導かれる。これにより、シール材４１は、紫外線硬化される。
【００７７】
このように本例によれば、シール材４１に沿う光学部材１３０を対向基板２０に設け、この光学部材１３０を介してシール材４１に紫外線光を導くことにより、表示領域の配向膜への紫外線光の漏洩を低減することができるとともに、紫外線光をシール材４１に対して精度よく照射して、シール材を十分に紫外線硬化させることができる。
【００７８】
具体的には、対向基板本体１１６を紫外線透過率の低い材料で構成するとともに、光学部材１３０を紫外線透過率の高い材料で構成することにより、たとえ、紫外線光の一部が表示領域に入射された場合にも、紫外線光による配向膜１６，２２へのダメージを最小限に抑えることができる。
【００７９】
また、光学部材１３０は第２遮光膜４２の外側に所定間隔離間して設けられるものなので、たとえ紫外線光の一部が入射面１３１に対して表示領域側にズレた場合にも、この紫外線光を第２遮光膜４２によって遮光することができる。
【００８０】
従って、スリット８６を通過する紫外線光の光束の幅をシール材４１に対して比較的広く設定することができ、入射面１３１への紫外線光の照射精度を向上して、シール材４１への紫外線光の照射精度を向上することができる。
【００８１】
また、対向基板本体１１６に紫外線透過率の高い細長な基板を貼り合わせただけの簡単な構成により、光学部材１３０を容易に得ることができる。
【００８２】
なお、上述の各実施の形態においては、対向基板側に光学部材を設けた各例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、素子基板側に光学部材を設けてもよく、また、素子基板及び対向基板の両方に光学部材を設けてもよい。
【００８３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、表示領域上の配向膜への紫外線光の漏洩を低減することができるとともに、紫外線光をシール材に精度よく照射してシール材を十分に紫外線硬化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るシール材を硬化させる工程における液晶装置及びその製造装置の概略構成を示す説明図
【図２】液晶装置の画素領域を構成する複数の画素における各種素子、配線等の等価回路
【図３】ＴＦＴ基板等の素子基板をその上に形成された各構成要素と共に対向基板側から見た平面図
【図４】素子基板と対向基板とを貼り合わせて液晶を封入する組立工程終了後の液晶装置を、図３のＨ−Ｈ’線の位置で切断して示す断面図
【図５】液晶装置を詳細に示す断面図
【図６】パネル組立工程を示すフローチャート
【図７】対向基板に光学部材を形成する工程を示すフローチャート
【図８】エッチング処理された対向基板のマザーガラス基板を示す平面図
【図９】本発明の第２の実施の形態に係るシール材を硬化させる工程における液晶装置及びその製造装置の概略構成を示す説明図
【図１０】本発明の第３の実施の形態に係るシール材を硬化させる工程における液晶装置及びその製造装置の概略構成を示す説明図
【符号の説明】
１０…素子基板（液晶基板）
１６…配向膜
２０…対向基板（液晶基板）
２２…配向膜
４１…シール材
１００…光学部材
１０１…入射面
１０６…テーパー面（反射面）
１２０…光学部材
１２１…入射面
１２２…光学レンズ
１３０…光学部材
１３１…入射面
Claims (1)
- シール材を介して相互に固着される一対の液晶基板の少なくとも一方に、前記シール材の硬化時に照射される紫外線光を前記シール材に選択的に導く光学部材を具備してなり、
前記光学部材は、前記一対の液晶基板の少なくとも一方の基板の縁辺部に形成されて、該基板の外側及び前記シール材側に向くテーパ面と、該テーパ面上に設けられた、該テーパ面を形成する基板とは屈折率が異なる接着剤と、からなることにより、前記液晶基板の周面側を紫外線光の入射面とし、前記テーパ面を、前記入射面から入射された紫外線光を反射して前記シール材に導く反射面としている、ことを特徴とする液晶装置。
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