JP4132967B2 - 液晶パネル基板及び液晶パネルの製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、液晶セルを形成するシール材が塗布された液晶パネル基板及び液晶パネルの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、コントラストの向上、黒画面の表示品位向上、さらには製品歩留まりの向上を目的とし、カラーフィルター（Ｃｏｌｏｒ Ｆｉｌｔｅｒ）基板（以下ＣＦ基板とする。）あるいはＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を形成したアレイ基板上に、有機膜によりスペーサを形成する製品が実用化されている。以下に、ＣＦ基板上に柱状であるカラムスペーサ（以下ＣＳとする。）を形成した例について説明する。
【０００３】
図１２は、ＣＦ基板に液晶セルを形成するシール材を塗布した従来例を示す。図１２に示すように、ＣＦ基板１００上に６個の液晶セルを形成するためのメインシール１０が塗布されている。図１３及び１４は、液晶セルの断面構成図を示す。この液晶セルは、ＣＦ基板１００上に塗布されたメインシール１０にＴＦＴ基板２００が貼り付けられ、さらに各液晶セル毎に切り出されたものである。メインシール１０には、ＣＦ基板１００上に塗布される際にガラスファイバー１１が含まれており、強度が高められている。液晶セル内には液晶分子３０が封入されている。また、液晶セル内には、セルギャップを均一に保持するための球形状のプラスチックスペーサ２０が配置されている。図１４は、ＣＳ４０が内部に配置された液晶セルの断面構成図を示す。このＣＳ４０は、柱状に形成されセルギャップを均一に保持するためのものである。
【０００４】
一般的にこのＣＳ４０は、感光性を持つ有機材料をＣＦ基板の上にスピンコート法あるいはスリット＆スピンコート法により塗布し、写真製版工程により露光・現像を行う、即ちフォトリソグラフィーによって形成する。同手法による利点は、写真製版によりＣＳを形成するため所望の位置に配置することができることと、スピンコート法あるいはスリット＆スピンコート法によりＣＳ４０の材料を塗布するため膜厚が均一である、即ち高さが均一であることである。
【０００５】
ＣＳ４０は、所望の位置に配置することが可能であるのでＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）の光を透過する部分、すなわち画素開口部以外の遮光部に配置することが可能となる。これによりＣＳ４０周辺部の液晶の配向乱れを遮光部により隠すことが可能となり、それによる表示不良をなくすことができる。特に黒表示時の液晶の配向乱れ部分は白く見えるため、黒表示の品位向上という点からは効果が大きい。さらに、黒表示時に液晶に電圧を印加しないノーマリーブラック（ＮＢ）の液晶モードでは、液晶の配向状態が黒表示の特性を大きく支配するため、その効果が大きく、ＩＰＳ（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード（横方向電界方式）やＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｒｒａｉｇｎｍｅｎｔ）モードに実用化されている。また、各ＣＳ４０の高さが均一であることでＬＣＤの液晶層の厚みを一定に形成することができ、すなわち液晶の電気的・光学的な応答を均一にすることができる。
【０００６】
一方、球形状のプラスチックスペーサ２０を散布し液晶層の厚みを形成する従来技術では、図１３に示すように、プラスチックスペーサ２０同士が凝集することやその散布装置を通すことによる異物の発生又はプラスチックスペーサ２０の周辺部にある液晶分子３１がプラスチックスペーサ２０の表面に配向し配向乱れを引き起こしたり、さらにはプラスチックスペーサ２０が動き、液晶の配向を制御する配向膜上を傷つける不良が発生し歩留まりの低下要因となっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このようなＣＳを利用する従来技術は、配置位置や高さを均一に形成できる手法として有効であるが、その均一さゆえに次のような問題が生じる。
【０００８】
即ち、ＴＦＴ基板とＣＦ基板を貼り合わせる時、ＣＦ基板上の液晶セル内に形成したＣＳがＴＦＴ基板上の指定配置した場所に接触する。このとき、ＣＳは若干撓み、ＴＦＴ基板とＣＦ基板とが剥がれる方向に付勢する。ＣＳが基板に固定された状態で均一に形成されているため、力の伝達効率が高く、すなわち反力が大きくなり両基板の剥がれが生じやすくなるという問題が発生する。さらに、剥がれ初期の状態では、メインシール部が高くなっていることから、同部近傍の液晶層厚みが大きくなり、表示上のむらとして視認される。さらに、基板上に構成した２つの電極の間の基板面に、ほぼ平行な電界により液晶を動作させ、光を変調して表示する方式（以下、横方向電界方式と呼ぶ）では液晶層厚みのむらに対しシビアであるため特に問題となる。
【０００９】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、歩留りを高くすることが可能な液晶パネル基板を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる液晶パネル基板は、第１の基板と第２の基板を備え、前記第１の基板上又は前記第２の基板上に有機材料により柱状スペーサが形成されるとともに、複数の液晶セルを形成するメインシールが前記第１の基板と前記第２の基板の間の複数の箇所に塗布され、隣接する前記液晶セルの前記メインシール間であって、切断されて用いられない領域には、前記隣接する液晶セルのメインシールの一方の近傍に配置された粘着力を高めるための第１のダミーシール（例えば本実施の形態におけるダミーシール８０）と、前記隣接する液晶セルのメインシールの他方の近傍に配置された粘着力を高めるための第２のダミーシール（例えば本実施の形態におけるダミーシール８１）とが前記第１の基板と前記第２の基板の間に塗布され、前記液晶セルの一部に形成された液晶注入口の近傍かつ内側であって、切断されて用いられない領域に、第３のダミーシール（例えば本実施の形態におけるダミーシール８２）がさらに塗布されたものである。このような構成により、粘着力が高められることによって２枚の液晶パネル基板を貼り合わせた際に確実に保持されるので、歩留りを高くすることができる。
このとき、前記第３のダミーシールは、前記液晶注入口を塞ぐことなく、前記メインシールと離間して塗布されていることが望ましい。
【００１４】
上述の第１のダミーシール、第２のダミーシール、及び第３のダミーシールのうち少なくともいずれかは、前記メインシールよりも粘着力が強い材料より構成されていても良い。このような構成により、２枚の液晶パネル基板を貼り合わせた際の粘着力がより高められる。
【００１５】
上述の第１のダミーシール、第２のダミーシール、及び第３のダミーシールのうち少なくともいずれかは、前記メインシールよりも液晶に対する親和性が低い材料により構成されても良い。このような構成により、例えばメインシールよりも液晶に対する親和性が低く、安価な材料をダミーシールに用いることが可能である。
【００１６】
また、本発明にかかる他の液晶パネル基板は、第１の基板と第２の基板を備え、液晶セルを形成するメインシールが塗布された液晶パネル基板であって、前記メインシールの内側に、セルギャップを保持するための第１のスペーサ（例えば本実施の形態におけるＣＳ４０）と、前記メインシールの周囲に、前記第１のスペーサの反発力を分散させるための第２のスペーサ（例えば本実施の形態におけるＣＳ４１）とが、前記第１の基板と前記第２の基板のいずれか一方の基板上に配置され、一体化されたものである。このような構成により、２枚の液晶パネル基板を貼り合わせた際の第１のスペーサによる反発力が分散され弱められるので、２枚の液晶パネル基板が離れることを防止することができる。
【００１７】
上述の第２のスペーサは、前記メインシールの周囲を覆う様に配置されていても良い（例えば本実施の形態におけるＣＳ４２）。このような構成により、第１のスペーサによる反発力がより効果的に分散される。
【００１８】
前記柱状スペーサは、前記メインシールの内側に配置された、セルギャップを保持するための第１の柱状スペーサ（例えば本実施の形態におけるＣＳ４０）と、前記メインシールの周囲を囲うように配置された、反発力を分散させるための第２の柱状スペーサ（例えば本実施の形態におけるＣＳ４１、４２）とを、含むことが好ましい。このような構成により、ダミーシールにより粘着力が高められ２枚の液晶パネル基板が確実に保持されるとともに、第２の柱状スペーサにより第１の柱状スペーサによる反発力が分散され弱められるので、２枚の液晶パネル基板が離れることがさらに効果的に防止される。
【００１９】
前記液晶パネル基板は、カラーフィルタ基板であっても良い。このような構成により、カラーフィルタ基板を備えた表示装置にも利用することができる。
また、前記液晶パネル基板は、横方向電界方式による液晶表示装置において用いられるものであることが好ましい。液晶層厚みのむらに対し、シビアなＩＰＳモードでは特に問題となるため、より効果的である。
【００２０】
さらに、本発明にかかる液晶パネルの製造方法は、第１の基板上又は第２の基板上に有機材料により柱状スペーサを形成するステップと、液晶セルを形成するメインシールを前記第１の基板と前記第２の基板の間の複数の箇所に塗布するステップと、隣接する前記液晶セルの前記メインシール間に、前記隣接する液晶セルのメインシールの一方の近傍に配置された粘着力を高めるためのダミーシールと、前記隣接する液晶セルのメインシールの他方の近傍に配置された第２のダミーシールとを塗布するステップと、前記液晶セルの一部に形成された液晶注入口の近傍かつ内側に、第３のダミーシールをさらに塗布するステップとを備えたものである。これにより、粘着力が高められることによって２枚の液晶パネル基板を貼り合わせた際に確実に保持されるので、歩留りを高くすることができる。
このとき、前記液晶注入口を塞ぐことなく、前記メインシールと離間するように前記第３のダミーシールを塗布することが望ましい。
【００２２】
上述の柱状スペーサを形成するステップでは、前記メインシールの内側に配置された、セルギャップを保持するための第１の柱状スペーサと、前記メインシールの周囲を囲うように配置された、反発力を分散させるための第２の柱状スペーサとを、形成しても良い。これにより、ダミーシールにより粘着力が高められ２枚の液晶パネル基板が確実に保持されるとともに、第２の柱状スペーサにより第１の柱状スペーサによる反発力が分散され弱められるので、２枚の液晶パネル基板が離れることがさらに効果的に防止される。
【００２３】
前記液晶パネル基板は、横方向電界方式による液晶表示装置において用いられるものであることが好ましい。液晶層厚みのむらに対し、シビアなＩＰＳモードでは特に問題となるため、より効果的である。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる液晶パネル基板について、複数の実施の形態を用いて説明する。
【００２５】
実施の形態1．
図１は、本実施の形態１における液晶パネル基板をＣＦ基板に利用した例の構成図を示す。本実施の形態におけるＣＦ基板は、ＣＦ基板１００、メインシール１０、ダミーシール８０及び８１を備えている。
【００２６】
ＣＦ基板１００は、図１に示すように、液晶セルを形成するメインシール１０が複数の箇所に塗布されている。
【００２７】
メインシール１０は、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂、又はアクリル樹脂等の光硬化性樹脂等であって、図１に示すように、図示しないＴＦＴ基板２００と貼り合わせた際に、所定の空間を有する液晶セルを形成する様に、矩形状の輪郭を形成するように塗布されている。この液晶セルの一部には、液晶の注入口が設けられている。メインシール１０は、液晶セルを形成する折れ線の幅が０．５ｍｍ〜１ｍｍ程度である。また、横方向電界方式の場合には、ＣＦ基板と貼り合わせた際の液晶セルの厚さが４μｍ程度となる様に高さが形成されている。ＴＮモードの場合には、４．５μｍ程度となる様に高さが形成されている。メインシール１０は、例えばシール材の中にガラスファイバーが含まれ強度が高められている。また、液晶セルの容器を構成しているため、液晶及びガラス等の無機材料に対して親和性を有するものであることが好ましい。
【００２８】
ダミーシール８０及び８１は、メインシール１０と同様の樹脂であって図１に示すように、メインシール１０の近傍に直線状に塗布されている。この例では、メインシール１０の１側面に沿って略平行に塗布されている。このように、メインシール１０と同様の材料とした場合には、メインシール１０、ダミーシール８０及び８１を同じ工程及び同じ材料で塗布することが可能であり、効率の向上を図ることができる。これらのダミーシール８０及び８１が塗布されていることにより、ＣＦ基板及びＴＦＴ基板を貼り合わせる際の粘着力が高められているので、メインシール１０、ダミーシール８０及び８１が硬化されるまでの間の粘着力が低いことによるＣＦ基板１００及びＴＦＴ基板２００が離れる等のトラブルの発生を防止することが可能である。また、ＣＦ基板１００及びＴＦＴ基板２００が離れることにより隙間が生じ液晶が漏れる、又は離れることにより貼り合わせの位置精度が低下する、又はメインシール近傍の液晶セルの厚さが大きくなる等のトラブルの発生を防止することもできる。
【００２９】
ここで、ダミーシール８０及び８１は、液晶との親和性は必要ないため、コスト低減を図るために、一定の粘着力を有していればメインシール１０に用いられる材料に限られず安価なもの等であっても良い。より望ましくは、ダミーシール８０及び８１は、メインシール１０よりも高い粘着力を有する。
【００３０】
図２は、図１のＣＦ基板１００上に形成された液晶セルの拡大図を示す。各液晶セルは切り出す際に、図２に示すように、ライン９０に沿って切り出される。
【００３１】
ここでＣＦ基板とＴＦＴ基板の貼り合わせ工程について説明する。まず図３に示すように、シール塗布（Ｓ１００）工程においてＣＦ基板１００の上面に、上述のようにメインシール１０、ダミーシール８０及び８１が塗布され、プレキュア（Ｓ１０１）工程においてシール材の仮乾燥が行われると、図示しない搬送装置によりＴＦＴ基板２００がＣＦ基板１００の上位置に配置され、下降してＣＦ基板１００に塗布されたメインシール１０、ダミーシール８０及び８１に押し付けるようにしてＣＦ基板１００に重ねられる（Ｓ１０２）。
【００３２】
このとき、各液晶セルを形成するメインシール１０の近傍にダミーシール８０が塗布され粘着力が高められているので、ＴＦＴ基板２００が剥がれたりすることが無く確実にＣＦ基板１００に粘着される。そして、加熱手段又は紫外線照射手段等によりメインシール１０、ダミーシール８０及び８１が硬化されるまでの間に、ＣＦ基板１００及びＴＦＴ基板２００に挟まれたスペーサの反発力によりＴＦＴ基板２００がＣＦ基板１００から離れることがないので位置精度及び液晶層厚みの均一性に優れた貼り合わせを実現することが可能である。
【００３３】
また本キュア（Ｓ１０３）において、メインシール１０を硬化してＣＦ基板１００及びＴＦＴ基板２００を確実に固定させた後は、図２に示すように、ライン９０に沿って各液晶セル毎が切り出されることによってダミーシール８０及び８１は、各液晶セルから切り離される。
【００３４】
以上のように本実施の形態１にかかる液晶パネル基板によれば、メインシール１０の周囲にダミーシール８０、８１が塗布され粘着力が高められている。このため、ＴＦＴ基板２００がＣＦ基板１００に貼り合わされてから加熱手段又は紫外線照射手段等によりメインシール１０、ダミーシール８０及び８１が硬化されるまでの間に、ＣＦ基板１００及びＴＦＴ基板２００に挟まれたスペーサの反発力によりＴＦＴ基板２００がＣＦ基板１００から離れることがないので位置精度に優れた貼り合わせを実現することが可能である。
【００３５】
実施の形態２．
図４は、本実施の形態２におけるＣＦ基板の構成を示す。本実施の形態におけるカラーフィルタ基板は、実施の形態１におけるＣＦ基板と略同様であって、図４に示すように、メインシール１０の液晶注入口の近傍にダミーシール８２が塗布されている。また、メインシール１０の近傍であって、各側面と略平行にダミーシール８３、８４及び８５が直線状に塗布されており、ＴＦＴ基板２００を貼り合わせるための粘着力がさらに高められている。
【００３６】
図５は、図４のＣＦ基板１００上に形成された液晶セルの拡大図を示す。各液晶セルは切り出す際に、図５に示すように、ライン９０に沿って切り出される。
【００３７】
本実施の形態２におけるＣＦ基板は、上述のような構成を有することにより実施の形態１と同様の効果を奏する。ダミーシール８２、８３、８４、８５が塗布されていることにより、ＣＦ基板１００及びＴＦＴ基板２００を貼り合わせるための粘着力がより高められているので、ＴＦＴ基板２００がＣＦ基板１００により確実に粘着され位置精度に優れた貼り合わせを実現することが可能である。特に液晶注入口の近傍は、メインシール１０がないためＣＦ基板１００とＴＦＴ基板２００が剥がれやすいので、より効果的に両者の粘着力を高めることができる。
【００３８】
また、図３における本キュア（Ｓ１０３）において、メインシール１０を硬化してＣＦ基板１００及びＴＦＴ基板２００を確実に固定させた後は、図５におけるライン９０に沿って各液晶セル毎が切り出されることにより、ダミーシール８２、８３、８４及び８５は、各液晶セルから切り離されそのまま廃棄される。
【００３９】
以上のように本実施の形態２にかかる液晶パネル基板によっても、ＴＦＴ基板２００がＣＦ基板１００から離れることがないので位置精度に優れた貼り合わせを実現することが可能である。
【００４０】
なお、液晶注入口に塗布されたダミーシール８２は、図６（ａ）に示すように、複数の柱状を形成するように塗布したものとすることも可能である。また、図６（ｂ）又は（ｃ）に示すように、折れ線状に塗布したもの、又はライン９０より外側において帯状に塗布し内側において複数の柱状に塗布したものとすることも可能である。このダミーシール８２は、各液晶セルに切り出される前の段階において液晶注入口を塞ぐことが無いような構成を有している。これにより、製造工程上で液晶セル内に生じた圧力を緩和できる。また、ダミーシール８３、８４、８５も各々独立して設けられている。このため、ダミーシールによって密閉された空間が形成されることが無い。従って、密閉空間によって圧力の不均衡が発生することも無い。さらに、図６（ｂ）に示すように折れ線状にダミーシール８２を形成しても、ライン９０に沿って各液晶セル毎に切り出された際にこの折れ線の一部が切り離され、液晶注入口が形成される。
【００４１】
実施の形態３．
図７は、本実施の形態３におけるＣＦ基板の構成図を示す。本実施の形態３におけるＣＦ基板は、ＣＦ基板１００、メインシール１０、カラムスペーサ（以下ＣＳとする。）４０、ＣＳ４１を備えている。メインシール１０は、実施の形態１におけるものと同様である。
【００４２】
ＣＳ４０は、ＣＦ基板１００上の各液晶セルを形成するメインシール１０の内側に配置された、セルギャップを保持するためのスペーサである。ＣＳ４０は、例えばフォトリソグラフィにより柱状に形成されている。また、このＣＳ４０は、ＣＦ基板１００と図示しないＴＦＴ基板２００を貼り合わせた際におけるＴＦＴ基板２００の画素開口部以外の遮光部と対向する箇所に配置されている。ＣＳ４０は、図示しないＴＦＴ基板２００にも同様に形成されている。
【００４３】
ＣＳ４１は、ＣＦ基板１００に形成された各液晶セルの周囲に配置されたスペーサである。ＣＳ４１が各液晶セルの周囲に広範囲に配置されていることにより、ＣＦ基板１００及びＴＦＴ基板２００を貼り合わせた際の、ＣＳ４０の反発力がＣＦ基板１００上の全面に分散され、ＣＦ基板１００及びＴＦＴ基板２００が局所的に剥がれることを防止することが可能である。このＣＳ４１は、ＣＳ４０と同じ密度で設けても良く、又は異なる密度でも良い。ＣＳ４１の密度をＣＳ４０の密度よりも高くすると、分散の効果を高めることができる。尚、ＣＳ４０の反発力を分散するために、ＣＳ４１を液晶セルの内部に設ける、即ちＣＳ４０の数を多くすることも考えられるが、スペーサを多くすると開口率を低下させたり、低温環境下で液晶材料の収縮により泡が発生する低温発泡という問題も生じさせるため好ましくない。このため、本実施の形態では液晶セルの外部に設けている。
【００４４】
図８は、図示しないＴＦＴ基板２００に構成された画素の拡大図を示す。この画素は、画面表示の信号電圧を伝達するための配線であるソース配線５０、電圧の高低により画素開口部７０をＯＮ／ＯＦＦ制御するためのゲート配線６０、基板上の液晶に電圧を加えるための画素電極７０を備えている。
【００４５】
ＴＦＴ基板２００に形成されたＣＳ４０は、図８に示すように、画素間に配置されたゲート配線６０上、即ちＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）の光を透過する部分、すなわち画素開口部以外の遮光部に配置されている。このため、ＣＳ４０周辺部分の液晶の配向乱れを遮光部により隠すことが可能となり、配向乱れによる画像品質の低下を無くすことが可能である。また、ＣＦ基板１００に配置されたＣＳ４０が、当該画素開口部以外の遮光部と対向する箇所に配置されているので、ＣＦ基板１００及びＴＦＴ基板２００を貼り合わせた際のこのＣＳ４０周辺部分の液晶の配向乱れが遮光部により隠れて、配向乱れによる画像品質の低下も無い。
【００４６】
ここでＣＦ基板とＴＦＴ基板の貼り合わせ工程について説明する。まず図３に示すように、シール塗布（Ｓ１００）工程においてＣＦ基板１００の上面に、上述のようにメインシール１０、ダミーシール８０及び８１が塗布され、プレキュア（Ｓ１０１）工程においてシール材の仮乾燥が行われる。そして、図示しない搬送装置によりＴＦＴ基板２００がＣＦ基板１００の上位置に配置され、下降してＣＦ基板１００上のメインシール１０に押し付けるようにしてＣＦ基板１００に重ねられる（Ｓ１０２）。
【００４７】
このとき、ＴＦＴ基板２００がＣＦ基板１００に貼り付けた際におけるＣＳ４０の反発力が各液晶セルの外側に配置されたＣＳ４１により分散される。このため、ＴＦＴ基板２００がＣＦ基板１００から局所的に剥がれることを防止することが可能である。そして、加熱手段又は紫外線照射手段等によりメインシール１０が硬化されるまでの間に、ＣＦ基板１００及びＴＦＴ基板２００に挟まれたＣＳ４０の反発力によりＴＦＴ基板２００がＣＦ基板１００から離れることがないので位置精度に優れた貼り合わせを実現することが可能である。
【００４８】
また本キュア（Ｓ１０３）において、メインシール１０を硬化してＣＦ基板１００及びＴＦＴ基板２００を確実に固定させた後は、各液晶セル毎に切り出されることによってＣＳ４１は、各液晶セルから切り離される。
【００４９】
以上のように本実施の形態３にかかる液晶パネル基板によれば、各液晶セルを形成するメインシール１０の外側にＣＳ４１が配置されているので、ＣＦ基板１００及びＴＦＴ基板２００を貼り合わせた際のＣＳ４０の反発力を分散させることが可能である。このため、メインシール１０近傍のＣＳ４０の反発力を弱めることができ、ＴＦＴ基板２００がＣＦ基板１００から剥がれることを防止することができる。従って、ＴＦＴ基板２００がＣＦ基板１００に貼り合わされてから加熱手段又は紫外線照射手段等によりメインシール１０が硬化されるまでの間に、ＣＦ基板１００及びＴＦＴ基板２００に挟まれたＣＳ４０の反発力によりＴＦＴ基板２００がＣＦ基板１００から離れることがないので位置精度に優れた貼り合わせを実現することが可能である。
【００５０】
実施の形態４．
図９は、本実施の形態４におけるＣＦ基板の構成図を示す。本実施の形態４におけるＣＦ基板は、実施の形態３におけるものと略同様であって、ＣＳ４１がメインシール１０の周囲を覆うＣＳ４２に置き換えられている。メインシール１０及びＣＳ４０は、実施の形態３におけるものと同様である。
【００５１】
ＣＳ４２は、例えばＣＳ４０と同様の材料であって、フォトリソグラフィによりＣＳ４０と同じ高さに形成される。
【００５２】
本実施の形態４におけるＣＦ基板が上述のような構成を有することにより、実施の形態３におけるＣＦ基板と同様の効果を奏する。また、ＣＳ４２がメインシール１０の周囲を覆うようにしてＣＦ基板１０上の全面に形成されているので、ＴＦＴ基板２００をＣＦ基板１００に貼り合わせた際のＣＳ４０の反発力がより効果的に分散され、ＴＦＴ基板２００がＣＦ基板１００から剥がれることをより効果的に防止することが可能である。
【００５３】
また本キュア（Ｓ１０３）において、メインシール１０を硬化してＣＦ基板１００及びＴＦＴ基板２００を確実に固定させた後は、ライン９０に沿って各液晶セル毎が切り出されることによってＣＳ４２は、各液晶セルから切り離される。
【００５４】
以上のように本実施の形態４にかかる液晶パネル基板によれば、各液晶セルをメインシール１０の外側にＣＳ４２が配置されているので、ＣＦ基板１００及びＴＦＴ基板２００を貼り合わせた際のＣＳ４０の反発力をより効果的に分散させることが可能である。このため、ＴＦＴ基板２００がＣＦ基板１００から局所的に剥がれることをより効果的に防止することができる。従って、ＴＦＴ基板２００がＣＦ基板１００に貼り合わされてから加熱手段又は紫外線照射手段等によりメインシール１０が硬化されるまでの間に、ＣＦ基板１００及びＴＦＴ基板２００に挟まれたＣＳ４０の反発力によりＴＦＴ基板２００がＣＦ基板１００から離れることがないので位置精度に優れた貼り合わせを実現することが可能である。また、図１０のようにＣＳ４２の一部を切り欠き、通気孔４２１を設けると、空気たまりによる不具合がなくなり、より良好である。
【００５５】
実施の形態５．
図１１は、本実施の形態５における液晶パネル基板をＣＦ基板に利用した例の構成図を示す。本実施の形態におけるＣＦ基板は、実施の形態１におけるものと実施の形態３におけるものを組み合わせたものであり、ＣＦ基板１００、メインシール１０、ＣＳ４０、ＣＳ４１、ダミーシール８０及び８１を備えている。
【００５６】
メインシール１０、ＣＳ４０、ダミーシール８０及び８１は、実施の形態１と同様に塗布又は配置され、説明を省略する。ＣＳ４１は、メインシール１０、ダミーシール８０及び８１の周囲に、例えばフォトリソグラフィにより柱状に形成されている。
【００５７】
次に、本実施の形態５におけるＣＦ基板が上述のような構成を有することにより生じる作用効果について説明する。まず図３に示すシール塗布（Ｓ１００）工程においてＣＦ基板１００の上面に、上述のようにメインシール１０、ダミーシール８０及び８１が塗布され、プレキュア（Ｓ１０１）工程においてシール材の仮乾燥が行われる。その後、図示しない搬送装置によりＴＦＴ基板２００がＣＦ基板１００の上位置に配置され、下降してＣＦ基板１００に塗布されたメインシール１０、ダミーシール８０、８１に押し付けるようにしてＣＦ基板１００に重ねられる（Ｓ１０２）。
【００５８】
このとき、各液晶セルを形成するメインシール１０の近傍にダミーシール８０が塗布され粘着力が高められているので、ＴＦＴ基板２００が剥がれたりすることが無く確実にＣＦ基板１００に粘着される。またさらに、メインシール１０及びダミーシール８０、又はメインシール１０及びダミーシール８１の周囲にＣＳ４１が配置されているので、ＴＦＴ基板２００をＣＦ基板１００に押し付けた際に生じるＣＳ４０の反発力が分散される。このため、ＴＦＴ基板２００がＣＦ基板１００から局所的に剥がれることが、実施の形態１乃至３と比較してさらに効果的に防止される。そして、加熱手段又は紫外線照射手段等によりメインシール１０、ダミーシール８０及び８１が硬化されるまでの間に、ＣＦ基板１００及びＣＦ基板に挟まれたスペーサの反発力によりＣＦ基板がＣＦ基板１００から離れることがないので位置精度に優れた貼り合わせを実現することが可能である。
【００５９】
また本キュア（Ｓ１０３）において、メインシール１０を硬化してＣＦ基板１００及びＴＦＴ基板２００を確実に固定させた後は、ライン９０に沿って各液晶セル毎が切り出されることによってＣＳ４１、ダミーシール８０及び８１は、各液晶セルから切り離される。
【００６０】
以上のように本実施の形態５にかかる液晶パネル基板によれば、メインシール１０の周囲にダミーシール８０、８１が塗布され粘着力が高められており、さらに、メインシール１０、ダミーシール８０及び８１の周囲にＣＳ４１が配置されメインシール１０近傍のＣＳ４０の反発力が弱められている。このため、ＴＦＴ基板２００がＣＦ基板１００に貼り合わされてから加熱手段又は紫外線照射手段等によりメインシール１０及びダミーシール８０、８１が硬化されるまでの間に、ＣＦ基板１００及びＴＦＴ基板２００に挟まれたスペーサの反発力によりＴＦＴ基板２００がＣＦ基板１００から離れることがないので位置精度に優れた貼り合わせを実現することが可能である。
【００６１】
その他の実施の形態．
貼り合わせの際の粘着力を高めることができれば、ダミーシール８０、８１、８２、８３、８４又は８５は直線状に限られず、メインシール１０の周囲に広範囲に塗布し、より効果的な粘着力の向上を図っても良い。
【００６２】
また、上述の複数の実施の形態におけるＣＦ基板１００の構成を組み合わせて利用することも可能である。
また、液晶層の厚みが光学特性に及ぼす影響が大きいＩＰＳ方式に利用することは更に効果が大きい。この点について、さらに詳細に説明する。
広い視野角が得られる横方向電界方式は、ＩＰＳ方式やＦＦＳ方式が実用化されている。これらの方式は、複屈折効果を利用し光学的なスイッチングを行っている。そのため、液晶層の厚みが光学特性に与える影響が大きい。図１５に液晶表示装置で最も汎用的であるＴＮ方式とＩＰＳ方式の液晶層厚みに対する光学特性の変化を示す。ここで、横軸は液晶分子の屈折率異方性を示すΔｎと液晶層の厚みｄの積で表し、縦軸は光学的な変化を示すΔＥ＊で表した。ΔＥ＊は、Ｌ＊ｕ＊ｖ＊表色系に関するものであり、次の式により表すことができる。
ΔＥ＊＝［（ΔＬ＊）２＋（Δｕ＊）２＋（Δｖ＊）２］１／２
また、図１５に示すグラフは、計算から得られた結果である。図１５よりＩＰＳ方式とＴＮ方式はともにΔｎ・ｄを２０ｎｍずつ変化させたときのΔＥ＊の変化は、ＩＰＳ方式の方が２倍以上大きいことが判る。Δｎは液晶分子固有の値であるため、同一パネル内では液晶層の厚みｄのみがΔＥ＊の変化に寄与する。よって、ＩＰＳ方式の方がＴＮ方式より液晶層の厚みばらつきに対し厳しいことが説明できる。
これらのことから、メインシール部周辺の厚みむらを改善する手法を、複屈折率効果を用いた横方向電界方式に用いることが有効であることが説明される。
【００６３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば歩留りを高くすることができる液晶パネル基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の実施の形態１における液晶パネル基板を示す概略構成図である。
【図２】発明の実施の形態１における液晶パネル基板上の液晶セルを示す拡大構成図である。
【図３】発明の実施の形態１における液晶パネル基板の貼り合わせの工程を示す図である。
【図４】発明の実施の形態２における液晶パネル基板を示す概略構成図である。
【図５】発明の実施の形態２における液晶パネル基板上の液晶セルを示す拡大構成図である。
【図６】発明の実施の形態２における液晶パネル基板上に形成されたダミーシール８２を示す図である。
【図７】発明の実施の形態３における液晶パネル基板を示す概略構成図である。
【図８】発明の実施の形態３における液晶パネル基板におけるＴＦＴ基板２００に構成された画素を示す拡大構成図である。
【図９】発明の実施の形態４における液晶パネル基板を示す概略構成図である。
【図１０】発明の実施の形態４における液晶パネル基板を示す概略構成図である。
【図１１】発明の実施の形態５における液晶パネル基板を示す概略構成図である。
【図１２】従来技術における液晶パネル基板を示す概略構成図である。
【図１３】従来技術における液晶パネルの、内部にプラスチックスペーサ２０が配置された液晶セルを示す断面図である。
【図１４】従来技術における液晶パネルの、内部にＣＳ４０が配置された液晶セルを示す断面図である。
【図１５】ＴＮ方式とＩＰＳ方式の液晶層厚みに対する光学特性の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
１０ メインシール １１ ガラスファイバー ２０ プラスチックスペーサ
３０ 液晶 ３１ 液晶 ４０、４１、４２ ＣＳ ５０ ソース配線
６０ ゲート配線 ７０ 画素電極
８０、８１、８２、８３、８４、８５ ダミーシール ９０ ライン
【発明が属する技術分野】
本発明は、液晶セルを形成するシール材が塗布された液晶パネル基板及び液晶パネルの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、コントラストの向上、黒画面の表示品位向上、さらには製品歩留まりの向上を目的とし、カラーフィルター（Ｃｏｌｏｒ Ｆｉｌｔｅｒ）基板（以下ＣＦ基板とする。）あるいはＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を形成したアレイ基板上に、有機膜によりスペーサを形成する製品が実用化されている。以下に、ＣＦ基板上に柱状であるカラムスペーサ（以下ＣＳとする。）を形成した例について説明する。
【０００３】
図１２は、ＣＦ基板に液晶セルを形成するシール材を塗布した従来例を示す。図１２に示すように、ＣＦ基板１００上に６個の液晶セルを形成するためのメインシール１０が塗布されている。図１３及び１４は、液晶セルの断面構成図を示す。この液晶セルは、ＣＦ基板１００上に塗布されたメインシール１０にＴＦＴ基板２００が貼り付けられ、さらに各液晶セル毎に切り出されたものである。メインシール１０には、ＣＦ基板１００上に塗布される際にガラスファイバー１１が含まれており、強度が高められている。液晶セル内には液晶分子３０が封入されている。また、液晶セル内には、セルギャップを均一に保持するための球形状のプラスチックスペーサ２０が配置されている。図１４は、ＣＳ４０が内部に配置された液晶セルの断面構成図を示す。このＣＳ４０は、柱状に形成されセルギャップを均一に保持するためのものである。
【０００４】
一般的にこのＣＳ４０は、感光性を持つ有機材料をＣＦ基板の上にスピンコート法あるいはスリット＆スピンコート法により塗布し、写真製版工程により露光・現像を行う、即ちフォトリソグラフィーによって形成する。同手法による利点は、写真製版によりＣＳを形成するため所望の位置に配置することができることと、スピンコート法あるいはスリット＆スピンコート法によりＣＳ４０の材料を塗布するため膜厚が均一である、即ち高さが均一であることである。
【０００５】
ＣＳ４０は、所望の位置に配置することが可能であるのでＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）の光を透過する部分、すなわち画素開口部以外の遮光部に配置することが可能となる。これによりＣＳ４０周辺部の液晶の配向乱れを遮光部により隠すことが可能となり、それによる表示不良をなくすことができる。特に黒表示時の液晶の配向乱れ部分は白く見えるため、黒表示の品位向上という点からは効果が大きい。さらに、黒表示時に液晶に電圧を印加しないノーマリーブラック（ＮＢ）の液晶モードでは、液晶の配向状態が黒表示の特性を大きく支配するため、その効果が大きく、ＩＰＳ（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード（横方向電界方式）やＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｒｒａｉｇｎｍｅｎｔ）モードに実用化されている。また、各ＣＳ４０の高さが均一であることでＬＣＤの液晶層の厚みを一定に形成することができ、すなわち液晶の電気的・光学的な応答を均一にすることができる。
【０００６】
一方、球形状のプラスチックスペーサ２０を散布し液晶層の厚みを形成する従来技術では、図１３に示すように、プラスチックスペーサ２０同士が凝集することやその散布装置を通すことによる異物の発生又はプラスチックスペーサ２０の周辺部にある液晶分子３１がプラスチックスペーサ２０の表面に配向し配向乱れを引き起こしたり、さらにはプラスチックスペーサ２０が動き、液晶の配向を制御する配向膜上を傷つける不良が発生し歩留まりの低下要因となっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このようなＣＳを利用する従来技術は、配置位置や高さを均一に形成できる手法として有効であるが、その均一さゆえに次のような問題が生じる。
【０００８】
即ち、ＴＦＴ基板とＣＦ基板を貼り合わせる時、ＣＦ基板上の液晶セル内に形成したＣＳがＴＦＴ基板上の指定配置した場所に接触する。このとき、ＣＳは若干撓み、ＴＦＴ基板とＣＦ基板とが剥がれる方向に付勢する。ＣＳが基板に固定された状態で均一に形成されているため、力の伝達効率が高く、すなわち反力が大きくなり両基板の剥がれが生じやすくなるという問題が発生する。さらに、剥がれ初期の状態では、メインシール部が高くなっていることから、同部近傍の液晶層厚みが大きくなり、表示上のむらとして視認される。さらに、基板上に構成した２つの電極の間の基板面に、ほぼ平行な電界により液晶を動作させ、光を変調して表示する方式（以下、横方向電界方式と呼ぶ）では液晶層厚みのむらに対しシビアであるため特に問題となる。
【０００９】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、歩留りを高くすることが可能な液晶パネル基板を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる液晶パネル基板は、第１の基板と第２の基板を備え、前記第１の基板上又は前記第２の基板上に有機材料により柱状スペーサが形成されるとともに、複数の液晶セルを形成するメインシールが前記第１の基板と前記第２の基板の間の複数の箇所に塗布され、隣接する前記液晶セルの前記メインシール間であって、切断されて用いられない領域には、前記隣接する液晶セルのメインシールの一方の近傍に配置された粘着力を高めるための第１のダミーシール（例えば本実施の形態におけるダミーシール８０）と、前記隣接する液晶セルのメインシールの他方の近傍に配置された粘着力を高めるための第２のダミーシール（例えば本実施の形態におけるダミーシール８１）とが前記第１の基板と前記第２の基板の間に塗布され、前記液晶セルの一部に形成された液晶注入口の近傍かつ内側であって、切断されて用いられない領域に、第３のダミーシール（例えば本実施の形態におけるダミーシール８２）がさらに塗布されたものである。このような構成により、粘着力が高められることによって２枚の液晶パネル基板を貼り合わせた際に確実に保持されるので、歩留りを高くすることができる。
このとき、前記第３のダミーシールは、前記液晶注入口を塞ぐことなく、前記メインシールと離間して塗布されていることが望ましい。
【００１４】
上述の第１のダミーシール、第２のダミーシール、及び第３のダミーシールのうち少なくともいずれかは、前記メインシールよりも粘着力が強い材料より構成されていても良い。このような構成により、２枚の液晶パネル基板を貼り合わせた際の粘着力がより高められる。
【００１５】
上述の第１のダミーシール、第２のダミーシール、及び第３のダミーシールのうち少なくともいずれかは、前記メインシールよりも液晶に対する親和性が低い材料により構成されても良い。このような構成により、例えばメインシールよりも液晶に対する親和性が低く、安価な材料をダミーシールに用いることが可能である。
【００１６】
また、本発明にかかる他の液晶パネル基板は、第１の基板と第２の基板を備え、液晶セルを形成するメインシールが塗布された液晶パネル基板であって、前記メインシールの内側に、セルギャップを保持するための第１のスペーサ（例えば本実施の形態におけるＣＳ４０）と、前記メインシールの周囲に、前記第１のスペーサの反発力を分散させるための第２のスペーサ（例えば本実施の形態におけるＣＳ４１）とが、前記第１の基板と前記第２の基板のいずれか一方の基板上に配置され、一体化されたものである。このような構成により、２枚の液晶パネル基板を貼り合わせた際の第１のスペーサによる反発力が分散され弱められるので、２枚の液晶パネル基板が離れることを防止することができる。
【００１７】
上述の第２のスペーサは、前記メインシールの周囲を覆う様に配置されていても良い（例えば本実施の形態におけるＣＳ４２）。このような構成により、第１のスペーサによる反発力がより効果的に分散される。
【００１８】
前記柱状スペーサは、前記メインシールの内側に配置された、セルギャップを保持するための第１の柱状スペーサ（例えば本実施の形態におけるＣＳ４０）と、前記メインシールの周囲を囲うように配置された、反発力を分散させるための第２の柱状スペーサ（例えば本実施の形態におけるＣＳ４１、４２）とを、含むことが好ましい。このような構成により、ダミーシールにより粘着力が高められ２枚の液晶パネル基板が確実に保持されるとともに、第２の柱状スペーサにより第１の柱状スペーサによる反発力が分散され弱められるので、２枚の液晶パネル基板が離れることがさらに効果的に防止される。
【００１９】
前記液晶パネル基板は、カラーフィルタ基板であっても良い。このような構成により、カラーフィルタ基板を備えた表示装置にも利用することができる。
また、前記液晶パネル基板は、横方向電界方式による液晶表示装置において用いられるものであることが好ましい。液晶層厚みのむらに対し、シビアなＩＰＳモードでは特に問題となるため、より効果的である。
【００２０】
さらに、本発明にかかる液晶パネルの製造方法は、第１の基板上又は第２の基板上に有機材料により柱状スペーサを形成するステップと、液晶セルを形成するメインシールを前記第１の基板と前記第２の基板の間の複数の箇所に塗布するステップと、隣接する前記液晶セルの前記メインシール間に、前記隣接する液晶セルのメインシールの一方の近傍に配置された粘着力を高めるためのダミーシールと、前記隣接する液晶セルのメインシールの他方の近傍に配置された第２のダミーシールとを塗布するステップと、前記液晶セルの一部に形成された液晶注入口の近傍かつ内側に、第３のダミーシールをさらに塗布するステップとを備えたものである。これにより、粘着力が高められることによって２枚の液晶パネル基板を貼り合わせた際に確実に保持されるので、歩留りを高くすることができる。
このとき、前記液晶注入口を塞ぐことなく、前記メインシールと離間するように前記第３のダミーシールを塗布することが望ましい。
【００２２】
上述の柱状スペーサを形成するステップでは、前記メインシールの内側に配置された、セルギャップを保持するための第１の柱状スペーサと、前記メインシールの周囲を囲うように配置された、反発力を分散させるための第２の柱状スペーサとを、形成しても良い。これにより、ダミーシールにより粘着力が高められ２枚の液晶パネル基板が確実に保持されるとともに、第２の柱状スペーサにより第１の柱状スペーサによる反発力が分散され弱められるので、２枚の液晶パネル基板が離れることがさらに効果的に防止される。
【００２３】
前記液晶パネル基板は、横方向電界方式による液晶表示装置において用いられるものであることが好ましい。液晶層厚みのむらに対し、シビアなＩＰＳモードでは特に問題となるため、より効果的である。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる液晶パネル基板について、複数の実施の形態を用いて説明する。
【００２５】
実施の形態1．
図１は、本実施の形態１における液晶パネル基板をＣＦ基板に利用した例の構成図を示す。本実施の形態におけるＣＦ基板は、ＣＦ基板１００、メインシール１０、ダミーシール８０及び８１を備えている。
【００２６】
ＣＦ基板１００は、図１に示すように、液晶セルを形成するメインシール１０が複数の箇所に塗布されている。
【００２７】
メインシール１０は、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂、又はアクリル樹脂等の光硬化性樹脂等であって、図１に示すように、図示しないＴＦＴ基板２００と貼り合わせた際に、所定の空間を有する液晶セルを形成する様に、矩形状の輪郭を形成するように塗布されている。この液晶セルの一部には、液晶の注入口が設けられている。メインシール１０は、液晶セルを形成する折れ線の幅が０．５ｍｍ〜１ｍｍ程度である。また、横方向電界方式の場合には、ＣＦ基板と貼り合わせた際の液晶セルの厚さが４μｍ程度となる様に高さが形成されている。ＴＮモードの場合には、４．５μｍ程度となる様に高さが形成されている。メインシール１０は、例えばシール材の中にガラスファイバーが含まれ強度が高められている。また、液晶セルの容器を構成しているため、液晶及びガラス等の無機材料に対して親和性を有するものであることが好ましい。
【００２８】
ダミーシール８０及び８１は、メインシール１０と同様の樹脂であって図１に示すように、メインシール１０の近傍に直線状に塗布されている。この例では、メインシール１０の１側面に沿って略平行に塗布されている。このように、メインシール１０と同様の材料とした場合には、メインシール１０、ダミーシール８０及び８１を同じ工程及び同じ材料で塗布することが可能であり、効率の向上を図ることができる。これらのダミーシール８０及び８１が塗布されていることにより、ＣＦ基板及びＴＦＴ基板を貼り合わせる際の粘着力が高められているので、メインシール１０、ダミーシール８０及び８１が硬化されるまでの間の粘着力が低いことによるＣＦ基板１００及びＴＦＴ基板２００が離れる等のトラブルの発生を防止することが可能である。また、ＣＦ基板１００及びＴＦＴ基板２００が離れることにより隙間が生じ液晶が漏れる、又は離れることにより貼り合わせの位置精度が低下する、又はメインシール近傍の液晶セルの厚さが大きくなる等のトラブルの発生を防止することもできる。
【００２９】
ここで、ダミーシール８０及び８１は、液晶との親和性は必要ないため、コスト低減を図るために、一定の粘着力を有していればメインシール１０に用いられる材料に限られず安価なもの等であっても良い。より望ましくは、ダミーシール８０及び８１は、メインシール１０よりも高い粘着力を有する。
【００３０】
図２は、図１のＣＦ基板１００上に形成された液晶セルの拡大図を示す。各液晶セルは切り出す際に、図２に示すように、ライン９０に沿って切り出される。
【００３１】
ここでＣＦ基板とＴＦＴ基板の貼り合わせ工程について説明する。まず図３に示すように、シール塗布（Ｓ１００）工程においてＣＦ基板１００の上面に、上述のようにメインシール１０、ダミーシール８０及び８１が塗布され、プレキュア（Ｓ１０１）工程においてシール材の仮乾燥が行われると、図示しない搬送装置によりＴＦＴ基板２００がＣＦ基板１００の上位置に配置され、下降してＣＦ基板１００に塗布されたメインシール１０、ダミーシール８０及び８１に押し付けるようにしてＣＦ基板１００に重ねられる（Ｓ１０２）。
【００３２】
このとき、各液晶セルを形成するメインシール１０の近傍にダミーシール８０が塗布され粘着力が高められているので、ＴＦＴ基板２００が剥がれたりすることが無く確実にＣＦ基板１００に粘着される。そして、加熱手段又は紫外線照射手段等によりメインシール１０、ダミーシール８０及び８１が硬化されるまでの間に、ＣＦ基板１００及びＴＦＴ基板２００に挟まれたスペーサの反発力によりＴＦＴ基板２００がＣＦ基板１００から離れることがないので位置精度及び液晶層厚みの均一性に優れた貼り合わせを実現することが可能である。
【００３３】
また本キュア（Ｓ１０３）において、メインシール１０を硬化してＣＦ基板１００及びＴＦＴ基板２００を確実に固定させた後は、図２に示すように、ライン９０に沿って各液晶セル毎が切り出されることによってダミーシール８０及び８１は、各液晶セルから切り離される。
【００３４】
以上のように本実施の形態１にかかる液晶パネル基板によれば、メインシール１０の周囲にダミーシール８０、８１が塗布され粘着力が高められている。このため、ＴＦＴ基板２００がＣＦ基板１００に貼り合わされてから加熱手段又は紫外線照射手段等によりメインシール１０、ダミーシール８０及び８１が硬化されるまでの間に、ＣＦ基板１００及びＴＦＴ基板２００に挟まれたスペーサの反発力によりＴＦＴ基板２００がＣＦ基板１００から離れることがないので位置精度に優れた貼り合わせを実現することが可能である。
【００３５】
実施の形態２．
図４は、本実施の形態２におけるＣＦ基板の構成を示す。本実施の形態におけるカラーフィルタ基板は、実施の形態１におけるＣＦ基板と略同様であって、図４に示すように、メインシール１０の液晶注入口の近傍にダミーシール８２が塗布されている。また、メインシール１０の近傍であって、各側面と略平行にダミーシール８３、８４及び８５が直線状に塗布されており、ＴＦＴ基板２００を貼り合わせるための粘着力がさらに高められている。
【００３６】
図５は、図４のＣＦ基板１００上に形成された液晶セルの拡大図を示す。各液晶セルは切り出す際に、図５に示すように、ライン９０に沿って切り出される。
【００３７】
本実施の形態２におけるＣＦ基板は、上述のような構成を有することにより実施の形態１と同様の効果を奏する。ダミーシール８２、８３、８４、８５が塗布されていることにより、ＣＦ基板１００及びＴＦＴ基板２００を貼り合わせるための粘着力がより高められているので、ＴＦＴ基板２００がＣＦ基板１００により確実に粘着され位置精度に優れた貼り合わせを実現することが可能である。特に液晶注入口の近傍は、メインシール１０がないためＣＦ基板１００とＴＦＴ基板２００が剥がれやすいので、より効果的に両者の粘着力を高めることができる。
【００３８】
また、図３における本キュア（Ｓ１０３）において、メインシール１０を硬化してＣＦ基板１００及びＴＦＴ基板２００を確実に固定させた後は、図５におけるライン９０に沿って各液晶セル毎が切り出されることにより、ダミーシール８２、８３、８４及び８５は、各液晶セルから切り離されそのまま廃棄される。
【００３９】
以上のように本実施の形態２にかかる液晶パネル基板によっても、ＴＦＴ基板２００がＣＦ基板１００から離れることがないので位置精度に優れた貼り合わせを実現することが可能である。
【００４０】
なお、液晶注入口に塗布されたダミーシール８２は、図６（ａ）に示すように、複数の柱状を形成するように塗布したものとすることも可能である。また、図６（ｂ）又は（ｃ）に示すように、折れ線状に塗布したもの、又はライン９０より外側において帯状に塗布し内側において複数の柱状に塗布したものとすることも可能である。このダミーシール８２は、各液晶セルに切り出される前の段階において液晶注入口を塞ぐことが無いような構成を有している。これにより、製造工程上で液晶セル内に生じた圧力を緩和できる。また、ダミーシール８３、８４、８５も各々独立して設けられている。このため、ダミーシールによって密閉された空間が形成されることが無い。従って、密閉空間によって圧力の不均衡が発生することも無い。さらに、図６（ｂ）に示すように折れ線状にダミーシール８２を形成しても、ライン９０に沿って各液晶セル毎に切り出された際にこの折れ線の一部が切り離され、液晶注入口が形成される。
【００４１】
実施の形態３．
図７は、本実施の形態３におけるＣＦ基板の構成図を示す。本実施の形態３におけるＣＦ基板は、ＣＦ基板１００、メインシール１０、カラムスペーサ（以下ＣＳとする。）４０、ＣＳ４１を備えている。メインシール１０は、実施の形態１におけるものと同様である。
【００４２】
ＣＳ４０は、ＣＦ基板１００上の各液晶セルを形成するメインシール１０の内側に配置された、セルギャップを保持するためのスペーサである。ＣＳ４０は、例えばフォトリソグラフィにより柱状に形成されている。また、このＣＳ４０は、ＣＦ基板１００と図示しないＴＦＴ基板２００を貼り合わせた際におけるＴＦＴ基板２００の画素開口部以外の遮光部と対向する箇所に配置されている。ＣＳ４０は、図示しないＴＦＴ基板２００にも同様に形成されている。
【００４３】
ＣＳ４１は、ＣＦ基板１００に形成された各液晶セルの周囲に配置されたスペーサである。ＣＳ４１が各液晶セルの周囲に広範囲に配置されていることにより、ＣＦ基板１００及びＴＦＴ基板２００を貼り合わせた際の、ＣＳ４０の反発力がＣＦ基板１００上の全面に分散され、ＣＦ基板１００及びＴＦＴ基板２００が局所的に剥がれることを防止することが可能である。このＣＳ４１は、ＣＳ４０と同じ密度で設けても良く、又は異なる密度でも良い。ＣＳ４１の密度をＣＳ４０の密度よりも高くすると、分散の効果を高めることができる。尚、ＣＳ４０の反発力を分散するために、ＣＳ４１を液晶セルの内部に設ける、即ちＣＳ４０の数を多くすることも考えられるが、スペーサを多くすると開口率を低下させたり、低温環境下で液晶材料の収縮により泡が発生する低温発泡という問題も生じさせるため好ましくない。このため、本実施の形態では液晶セルの外部に設けている。
【００４４】
図８は、図示しないＴＦＴ基板２００に構成された画素の拡大図を示す。この画素は、画面表示の信号電圧を伝達するための配線であるソース配線５０、電圧の高低により画素開口部７０をＯＮ／ＯＦＦ制御するためのゲート配線６０、基板上の液晶に電圧を加えるための画素電極７０を備えている。
【００４５】
ＴＦＴ基板２００に形成されたＣＳ４０は、図８に示すように、画素間に配置されたゲート配線６０上、即ちＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）の光を透過する部分、すなわち画素開口部以外の遮光部に配置されている。このため、ＣＳ４０周辺部分の液晶の配向乱れを遮光部により隠すことが可能となり、配向乱れによる画像品質の低下を無くすことが可能である。また、ＣＦ基板１００に配置されたＣＳ４０が、当該画素開口部以外の遮光部と対向する箇所に配置されているので、ＣＦ基板１００及びＴＦＴ基板２００を貼り合わせた際のこのＣＳ４０周辺部分の液晶の配向乱れが遮光部により隠れて、配向乱れによる画像品質の低下も無い。
【００４６】
ここでＣＦ基板とＴＦＴ基板の貼り合わせ工程について説明する。まず図３に示すように、シール塗布（Ｓ１００）工程においてＣＦ基板１００の上面に、上述のようにメインシール１０、ダミーシール８０及び８１が塗布され、プレキュア（Ｓ１０１）工程においてシール材の仮乾燥が行われる。そして、図示しない搬送装置によりＴＦＴ基板２００がＣＦ基板１００の上位置に配置され、下降してＣＦ基板１００上のメインシール１０に押し付けるようにしてＣＦ基板１００に重ねられる（Ｓ１０２）。
【００４７】
このとき、ＴＦＴ基板２００がＣＦ基板１００に貼り付けた際におけるＣＳ４０の反発力が各液晶セルの外側に配置されたＣＳ４１により分散される。このため、ＴＦＴ基板２００がＣＦ基板１００から局所的に剥がれることを防止することが可能である。そして、加熱手段又は紫外線照射手段等によりメインシール１０が硬化されるまでの間に、ＣＦ基板１００及びＴＦＴ基板２００に挟まれたＣＳ４０の反発力によりＴＦＴ基板２００がＣＦ基板１００から離れることがないので位置精度に優れた貼り合わせを実現することが可能である。
【００４８】
また本キュア（Ｓ１０３）において、メインシール１０を硬化してＣＦ基板１００及びＴＦＴ基板２００を確実に固定させた後は、各液晶セル毎に切り出されることによってＣＳ４１は、各液晶セルから切り離される。
【００４９】
以上のように本実施の形態３にかかる液晶パネル基板によれば、各液晶セルを形成するメインシール１０の外側にＣＳ４１が配置されているので、ＣＦ基板１００及びＴＦＴ基板２００を貼り合わせた際のＣＳ４０の反発力を分散させることが可能である。このため、メインシール１０近傍のＣＳ４０の反発力を弱めることができ、ＴＦＴ基板２００がＣＦ基板１００から剥がれることを防止することができる。従って、ＴＦＴ基板２００がＣＦ基板１００に貼り合わされてから加熱手段又は紫外線照射手段等によりメインシール１０が硬化されるまでの間に、ＣＦ基板１００及びＴＦＴ基板２００に挟まれたＣＳ４０の反発力によりＴＦＴ基板２００がＣＦ基板１００から離れることがないので位置精度に優れた貼り合わせを実現することが可能である。
【００５０】
実施の形態４．
図９は、本実施の形態４におけるＣＦ基板の構成図を示す。本実施の形態４におけるＣＦ基板は、実施の形態３におけるものと略同様であって、ＣＳ４１がメインシール１０の周囲を覆うＣＳ４２に置き換えられている。メインシール１０及びＣＳ４０は、実施の形態３におけるものと同様である。
【００５１】
ＣＳ４２は、例えばＣＳ４０と同様の材料であって、フォトリソグラフィによりＣＳ４０と同じ高さに形成される。
【００５２】
本実施の形態４におけるＣＦ基板が上述のような構成を有することにより、実施の形態３におけるＣＦ基板と同様の効果を奏する。また、ＣＳ４２がメインシール１０の周囲を覆うようにしてＣＦ基板１０上の全面に形成されているので、ＴＦＴ基板２００をＣＦ基板１００に貼り合わせた際のＣＳ４０の反発力がより効果的に分散され、ＴＦＴ基板２００がＣＦ基板１００から剥がれることをより効果的に防止することが可能である。
【００５３】
また本キュア（Ｓ１０３）において、メインシール１０を硬化してＣＦ基板１００及びＴＦＴ基板２００を確実に固定させた後は、ライン９０に沿って各液晶セル毎が切り出されることによってＣＳ４２は、各液晶セルから切り離される。
【００５４】
以上のように本実施の形態４にかかる液晶パネル基板によれば、各液晶セルをメインシール１０の外側にＣＳ４２が配置されているので、ＣＦ基板１００及びＴＦＴ基板２００を貼り合わせた際のＣＳ４０の反発力をより効果的に分散させることが可能である。このため、ＴＦＴ基板２００がＣＦ基板１００から局所的に剥がれることをより効果的に防止することができる。従って、ＴＦＴ基板２００がＣＦ基板１００に貼り合わされてから加熱手段又は紫外線照射手段等によりメインシール１０が硬化されるまでの間に、ＣＦ基板１００及びＴＦＴ基板２００に挟まれたＣＳ４０の反発力によりＴＦＴ基板２００がＣＦ基板１００から離れることがないので位置精度に優れた貼り合わせを実現することが可能である。また、図１０のようにＣＳ４２の一部を切り欠き、通気孔４２１を設けると、空気たまりによる不具合がなくなり、より良好である。
【００５５】
実施の形態５．
図１１は、本実施の形態５における液晶パネル基板をＣＦ基板に利用した例の構成図を示す。本実施の形態におけるＣＦ基板は、実施の形態１におけるものと実施の形態３におけるものを組み合わせたものであり、ＣＦ基板１００、メインシール１０、ＣＳ４０、ＣＳ４１、ダミーシール８０及び８１を備えている。
【００５６】
メインシール１０、ＣＳ４０、ダミーシール８０及び８１は、実施の形態１と同様に塗布又は配置され、説明を省略する。ＣＳ４１は、メインシール１０、ダミーシール８０及び８１の周囲に、例えばフォトリソグラフィにより柱状に形成されている。
【００５７】
次に、本実施の形態５におけるＣＦ基板が上述のような構成を有することにより生じる作用効果について説明する。まず図３に示すシール塗布（Ｓ１００）工程においてＣＦ基板１００の上面に、上述のようにメインシール１０、ダミーシール８０及び８１が塗布され、プレキュア（Ｓ１０１）工程においてシール材の仮乾燥が行われる。その後、図示しない搬送装置によりＴＦＴ基板２００がＣＦ基板１００の上位置に配置され、下降してＣＦ基板１００に塗布されたメインシール１０、ダミーシール８０、８１に押し付けるようにしてＣＦ基板１００に重ねられる（Ｓ１０２）。
【００５８】
このとき、各液晶セルを形成するメインシール１０の近傍にダミーシール８０が塗布され粘着力が高められているので、ＴＦＴ基板２００が剥がれたりすることが無く確実にＣＦ基板１００に粘着される。またさらに、メインシール１０及びダミーシール８０、又はメインシール１０及びダミーシール８１の周囲にＣＳ４１が配置されているので、ＴＦＴ基板２００をＣＦ基板１００に押し付けた際に生じるＣＳ４０の反発力が分散される。このため、ＴＦＴ基板２００がＣＦ基板１００から局所的に剥がれることが、実施の形態１乃至３と比較してさらに効果的に防止される。そして、加熱手段又は紫外線照射手段等によりメインシール１０、ダミーシール８０及び８１が硬化されるまでの間に、ＣＦ基板１００及びＣＦ基板に挟まれたスペーサの反発力によりＣＦ基板がＣＦ基板１００から離れることがないので位置精度に優れた貼り合わせを実現することが可能である。
【００５９】
また本キュア（Ｓ１０３）において、メインシール１０を硬化してＣＦ基板１００及びＴＦＴ基板２００を確実に固定させた後は、ライン９０に沿って各液晶セル毎が切り出されることによってＣＳ４１、ダミーシール８０及び８１は、各液晶セルから切り離される。
【００６０】
以上のように本実施の形態５にかかる液晶パネル基板によれば、メインシール１０の周囲にダミーシール８０、８１が塗布され粘着力が高められており、さらに、メインシール１０、ダミーシール８０及び８１の周囲にＣＳ４１が配置されメインシール１０近傍のＣＳ４０の反発力が弱められている。このため、ＴＦＴ基板２００がＣＦ基板１００に貼り合わされてから加熱手段又は紫外線照射手段等によりメインシール１０及びダミーシール８０、８１が硬化されるまでの間に、ＣＦ基板１００及びＴＦＴ基板２００に挟まれたスペーサの反発力によりＴＦＴ基板２００がＣＦ基板１００から離れることがないので位置精度に優れた貼り合わせを実現することが可能である。
【００６１】
その他の実施の形態．
貼り合わせの際の粘着力を高めることができれば、ダミーシール８０、８１、８２、８３、８４又は８５は直線状に限られず、メインシール１０の周囲に広範囲に塗布し、より効果的な粘着力の向上を図っても良い。
【００６２】
また、上述の複数の実施の形態におけるＣＦ基板１００の構成を組み合わせて利用することも可能である。
また、液晶層の厚みが光学特性に及ぼす影響が大きいＩＰＳ方式に利用することは更に効果が大きい。この点について、さらに詳細に説明する。
広い視野角が得られる横方向電界方式は、ＩＰＳ方式やＦＦＳ方式が実用化されている。これらの方式は、複屈折効果を利用し光学的なスイッチングを行っている。そのため、液晶層の厚みが光学特性に与える影響が大きい。図１５に液晶表示装置で最も汎用的であるＴＮ方式とＩＰＳ方式の液晶層厚みに対する光学特性の変化を示す。ここで、横軸は液晶分子の屈折率異方性を示すΔｎと液晶層の厚みｄの積で表し、縦軸は光学的な変化を示すΔＥ＊で表した。ΔＥ＊は、Ｌ＊ｕ＊ｖ＊表色系に関するものであり、次の式により表すことができる。
ΔＥ＊＝［（ΔＬ＊）２＋（Δｕ＊）２＋（Δｖ＊）２］１／２
また、図１５に示すグラフは、計算から得られた結果である。図１５よりＩＰＳ方式とＴＮ方式はともにΔｎ・ｄを２０ｎｍずつ変化させたときのΔＥ＊の変化は、ＩＰＳ方式の方が２倍以上大きいことが判る。Δｎは液晶分子固有の値であるため、同一パネル内では液晶層の厚みｄのみがΔＥ＊の変化に寄与する。よって、ＩＰＳ方式の方がＴＮ方式より液晶層の厚みばらつきに対し厳しいことが説明できる。
これらのことから、メインシール部周辺の厚みむらを改善する手法を、複屈折率効果を用いた横方向電界方式に用いることが有効であることが説明される。
【００６３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば歩留りを高くすることができる液晶パネル基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の実施の形態１における液晶パネル基板を示す概略構成図である。
【図２】発明の実施の形態１における液晶パネル基板上の液晶セルを示す拡大構成図である。
【図３】発明の実施の形態１における液晶パネル基板の貼り合わせの工程を示す図である。
【図４】発明の実施の形態２における液晶パネル基板を示す概略構成図である。
【図５】発明の実施の形態２における液晶パネル基板上の液晶セルを示す拡大構成図である。
【図６】発明の実施の形態２における液晶パネル基板上に形成されたダミーシール８２を示す図である。
【図７】発明の実施の形態３における液晶パネル基板を示す概略構成図である。
【図８】発明の実施の形態３における液晶パネル基板におけるＴＦＴ基板２００に構成された画素を示す拡大構成図である。
【図９】発明の実施の形態４における液晶パネル基板を示す概略構成図である。
【図１０】発明の実施の形態４における液晶パネル基板を示す概略構成図である。
【図１１】発明の実施の形態５における液晶パネル基板を示す概略構成図である。
【図１２】従来技術における液晶パネル基板を示す概略構成図である。
【図１３】従来技術における液晶パネルの、内部にプラスチックスペーサ２０が配置された液晶セルを示す断面図である。
【図１４】従来技術における液晶パネルの、内部にＣＳ４０が配置された液晶セルを示す断面図である。
【図１５】ＴＮ方式とＩＰＳ方式の液晶層厚みに対する光学特性の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
１０ メインシール １１ ガラスファイバー ２０ プラスチックスペーサ
３０ 液晶 ３１ 液晶 ４０、４１、４２ ＣＳ ５０ ソース配線
６０ ゲート配線 ７０ 画素電極
８０、８１、８２、８３、８４、８５ ダミーシール ９０ ライン
Claims (11)
- 第１の基板と第２の基板を備え、
前記第１の基板上又は前記第２の基板上に有機材料により柱状スペーサが形成されるとともに、
複数の液晶セルを形成するメインシールが前記第１の基板と前記第２の基板の間の複数の箇所に塗布され、
隣接する前記液晶セルの前記メインシール間であって、切断されて用いられない領域には、前記隣接する液晶セルのメインシールの一方の近傍に配置された粘着力を高めるための第１のダミーシールと、前記隣接する液晶セルのメインシールの他方の近傍に配置された粘着力を高めるための第２のダミーシールとが前記第１の基板と前記第２の基板の間に塗布され、
前記液晶セルの一部に形成された液晶注入口の近傍かつ内側であって、切断されて用いられない領域に、第３のダミーシールがさらに塗布されたことを特徴とする液晶パネル基板。 - 前記第３のダミーシールは、前記液晶注入口を塞ぐことなく、前記メインシールと離間して塗布されたことを特徴とする請求項１記載の液晶パネル基板。
- 前記第１のダミーシール、前記第２のダミーシール、及び前記第３のダミーシールのうち少なくともいずれかは、前記メインシールよりも粘着力が強い材料より構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の液晶パネル基板。
- 前記第１のダミーシール、前記第２のダミーシール、及び前記第３のダミーシールのうち少なくともいずれかは、前記メインシールよりも液晶に対する親和性が低い材料により構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の液晶パネル基板。
- 前記柱状スペーサは、
前記メインシールの内側に配置された、セルギャップを保持するための第１の柱状スペーサと、
前記メインシールの周囲を囲うように配置された、反発力を分散させるための第２の柱状スペーサとを、含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の液晶パネル基板。 - 前記液晶パネル基板の一方の基板は、カラーフィルタ基板であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の液晶パネル基板。
- 前記液晶パネル基板は、横方向電界方式による液晶表示装置において用いられるものであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の液晶パネル基板。
- 第１の基板上又は第２の基板上に有機材料により柱状スペーサを形成するステップと、
液晶セルを形成するメインシールを前記第１の基板と前記第２の基板の間の複数の箇所に塗布するステップと、
隣接する前記液晶セルの前記メインシール間に、前記隣接する液晶セルのメインシールの一方の近傍に配置された粘着力を高めるための第１のダミーシールと、前記隣接する液晶セルのメインシールの他方の近傍に配置された第２のダミーシールとを塗布するステップと、
前記液晶セルの一部に形成された液晶注入口の近傍かつ内側に、第３のダミーシールをさらに塗布するステップとを備えたことを特徴とする液晶パネルの製造方法。 - 前記液晶注入口の近傍かつ内側に前記第３のダミーシールを塗布するステップでは、前記液晶注入口を塞ぐことなく、前記メインシールと離間するように塗布することを特徴とする請求項８記載の液晶パネルの製造方法。
- 前記柱状スペーサを形成するステップでは、
前記メインシールの内側に配置された、セルギャップを保持するための第１の柱状スペーサと、前記メインシールの周囲を囲うように配置された、反発力を分散させるための第２の柱状スペーサとを、形成することを特徴とする請求項８又は９に記載の液晶パネルの製造方法。 - 前記液晶パネルは、横方向電界方式による液晶表示装置において用いられるものであることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか一項に記載の液晶パネルの製造方法。
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