JP4279423B2

JP4279423B2 - Panel substrate and liquid crystal display panel

Info

Publication number: JP4279423B2
Application number: JP31019899A
Authority: JP
Inventors: 江石橋; 政秀重村
Original assignee: Kyocera Display Corp
Current assignee: Kyocera Display Corp
Priority date: 1999-10-29
Filing date: 1999-10-29
Publication date: 2009-06-17
Anticipated expiration: 2019-10-29
Also published as: JP2001125083A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶ディスプレイの表示部に好適なパネル基板および液晶表示パネルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から文字や図形などの各種の画像を表示する表示装置の一種として液晶を用いた液晶ディスプレイが知られている。この液晶ディスプレイにおける表示方式としては、多種多様のものが提案されているが、現在ではＴＮ（ねじれネマチック）方式とＳＴＮ（超ねじれネマチック）方式のものが最も広く用いられている。また近年では、携帯機器用途の表示装置に軽量で割れにくいということにより、透明樹脂により形成されたパネル基板を用いた液晶表示パネルが使用されるようになってきた。
【０００３】
図３はＴＮ方式またはＳＴＮ方式の液晶ディスプレイの表示部である液晶表示パネルの一例を示すものであり、従来の液晶表示パネル１は、１対のパネル基板２を有している。これらのパネル基板２の相互に対向する内側表面には、所定パターンの酸化インジウムなどからなる透明電極３がそれぞれ積層形成されている。そして、透明電極３上には、相互に対向する透明電極３間で液晶分子を一定の形態に配列させるために、ポリイミドなどの高分子からなる配向膜４が積層されている。この配向膜４の表面は、布を巻いたローラなどで一方向にこすることによるラビングと称される配向処理が施されており、こすった方向に液晶分子が配列するようになされている。このような配向処理が施された２枚のパネル基板２は、相互間の間隔が図示しないスペーサによって数μｍ程度に保持されている。また、２枚のパネル基板２は、接着材を兼ねたシール材５によって貼り合わされており、貼り合わせの際に、予め設けられた図示しない注入口から液晶６が注入され、その後注入口を封止することで、２枚のパネル基板２の間に液晶６が密封されている。そして、２枚のパネル基板２の透明電極３の形成面と反対側の面には偏光板７がそれぞれ貼着されている。
【０００４】
なお、この種の従来の液晶表示パネルは、大きなパネル基板を用いて複数個の液晶表示パネルを同時に形成し、その大きなパネル基板を所望の位置にて分割することにより液晶表示パネルが同時に複数得られる製法が、生産効率などの理由により多用されている。
【０００５】
図４は液晶表示パネル１に用いられる従来のパネル基板２の一例を示すものであり、従来のパネル基板２は、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリアクリレートなどの透明樹脂からなる透明樹脂基板２１の少なくとも一面に、１層の気体遮断層２２を設けたものが一般的に用いられている。この気体遮断層２２は、液晶表示パネル１を形成した際に、大気中の酸素や水分などが透明樹脂基板２１を通過して液晶６に移行して液晶６に悪影響を及ぼすのを防止するものである。例えば、空気中の水分が透明樹脂基板２１を通過して液晶６に移行すると、液晶６が加水分解し、その結果、消費電流の増加や、最適動作電圧が変動するために一定電圧で駆動するとコントラスト不足、表示ムラ、クロストークなどの表示異常を生じる。このような気体遮断層２２としては、ＳｉＯ₂からなる無機膜が、気体の通過を防止する遮断効果が最も大きいなどという理由により多用されている。また、気体遮断層２２は、透明樹脂基板２１の液晶６に隣位する表面、あるいはその反対側に位置する背面のうちの少なくとも一方に形成されるようになっている。
【０００６】
なお、パネル基板２としては、硬さ（剛性）を補うなどの理由により、図５に示すように、透明樹脂基板２１の表面に有機膜あるいは有機−無機複合材料からなるハードコート層２３を設け、このハードコード層２３の表面に気体遮断層２２を設けた構成のものも用いられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述した従来のパネル基板２においては、気体遮断層２２の透明樹脂基板２１あるいはハードコート層２３に対する密着力が弱く、しかも、ＳｉＯ₂からなる無機膜が硬くて脆いという特性を有しているため、透明樹脂基板２１あるいはハードコート層２３に比較して曲げに弱く、例えば、液晶表示パネル１の製造工程において、２枚のパネル基板２をシール材５によって貼り合わせて圧着した場合などの曲げや、気体遮断層２２を形成した後の取り扱いなどにより、気体遮断層２２にクラックが発生しやすく、気体遮断層２２にクラックが生じた場合には、気体遮断効果が大幅に低下するという問題点があった。
【０００８】
このような問題点に対処するためには、図６に示すように、気体遮断層２２の表面を透明電極３の下地層として機能するポリビニルアルコール系樹脂などからなる柔らかい有機膜２４で被覆することにより、気体遮断層２２に加わる応力を緩和させて気体遮断層２２のクラックの発生を防止する構成が考えられるが、このような構成においては、気体遮断層２２のクラックの発生を防止することはできるものの、パネル基板２の有機膜２４で形成された最外層が柔らかくなるため、その表面に積層される透明電極３が非常に傷つきやすく、液晶表示パネル１を形成する工程で透明電極３の傷つきによる透明電極断線の発生が避けられないという問題点がある。
【０００９】
すなわち、従来の液晶表示パネル１のパネル基板２においては、気体遮断性能と、電極断線防止性能とを両立させることができないという問題点があった。
【００１０】
本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、気体遮断性能と、電極断線防止性能とを両立させることのできる信頼性に優れたパネル基板および液晶表示パネル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】
前述した目的を達成するため特許請求の範囲の請求項１に係る本発明のパネル基板の特徴は、気体遮断層が、透明樹脂基板側から順に、透明樹脂基板に隣位するＳｉＯｘ（１＜ｘ＜２）からなる下地膜と、この下地膜に積層されるＳｉＯ_２からなる気体遮断膜と、この気体遮断膜に積層されるＳｉＯｘ（１＜ｘ＜２）からなる表層膜の３層に形成されている点にある。そして、このような構成を採用したことにより、下地膜は、透明樹脂基板と気体遮断膜との密着性を容易に向上させることができる。さらに、下地膜と表層膜とにより気体遮断膜に加わる応力を緩和することができるため、下地膜と表層膜との間に挟まれた気体遮断膜の耐屈曲性を向上させてクラックの発生を防止することができ、安定した気体遮断性能を確実に保持できる。また、表層膜は、パネル基板の最外層の硬さを硬くできるため、液晶表示パネルを形成する際に、表層膜に積層される透明電極への傷つきを防止することができ、電極断線防止性能を確実に保持できる。したがって、気体遮断性能と、電極断線防止性能とを確実かつ容易に両立させることができる。
【００１２】
また、請求項２に記載の本発明のパネル基板の特徴は、請求項１において、下地膜および表層膜のそれぞれの膜厚が１０〜６０ｎｍであり、気体遮断膜の膜厚が２０〜６０ｎｍである点にある。そして、このような構成を採用したことにより、気体遮断性能と電極断線防止性能との両機能を保持するために必要な最も好ましい厚さを得ることができる。
【００１３】
また、請求項３に記載の本発明のパネル基板の特徴は、請求項１または２において、表層膜の表面に、ＳｉＯ _２からなる薄膜を介して酸化インジウムからなる透明電極が形成されている点にある。そして、このような構成を採用したことにより、透明電極の下層の硬さをより硬くすることができるため、気体遮断性能と、電極断線防止性能とを両立させた状態で電極断線防止性能の向上を容易に図ることができるとともに、密着性および透明電極の電極抵抗を安定化させることができる。
【００１４】
また、請求項４に記載の本発明の液晶表示パネルの特徴は、パネル基板が請求項１、２、３のいずれかに記載のパネル基板である点にある。そして、このような構成を採用したことにより、気体遮断性能と、電極断線防止性能とを両立させることができるので、長期間に亘り安定した機能を容易かつ確実に保持できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施形態により説明する。
【００１６】
図１は本発明に係るパネル基板を用いた液晶表示パネルの実施形態を示す構造図である。
【００１７】
本実施形態の液晶表示パネルは、ＴＮ方式またはＳＴＮ方式の液晶ディスプレイの表示部に用いるものである。
【００１８】
図１に示すように、本実施形態の液晶表示パネル３１は、１対のパネル基板３２を有している。これらのパネル基板３２は、厚さ０．４ｍｍ程度の透明な樹脂により形成された１対の透明樹脂基板３３を有している。この透明樹脂基板３３に用いる樹脂としては、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリエーテルスルホン、アクリル樹脂などから、透明性、平坦性、硬さ、耐熱性、耐薬品性、光学的な等方性、仕様、設計コンセプトなどを考慮して選択して用いられるものであり、本実施形態においてはポリカーボネートが用いられている。
【００１９】
前記透明樹脂基板３３の両面には、透明樹脂基板３３の硬さ（剛性）を補うとともに機械的な傷による断線という問題を低減するためのアクリル系樹脂により形成された厚さ８μｍ程度のハードコート層３４が配設されている。なお、ハードコート層３４は、透明樹脂基板３３の硬さや設計コンセプトなどの必要に応じて設ければよい。また、ハードコート層３４の配設位置は、透明樹脂基板３３の相互に対向する内側表面、すなわち、各透明樹脂基板３３の後述する液晶３５と対向する内面にのみ形成する構成としてもよい。さらに、ハードコート層３４としては、有機−無機複合材料を用いてもよい。
【００２０】
前記各透明樹脂基板３３の液晶３５と対向する側に位置する内面と、液晶３５と反対側の外側に位置する外面との両面には、気体、水分を遮断するための気体遮断層３６がそれぞれ形成されている。この気体遮断層３６は、各透明樹脂基板３３の一面にのみ設ける構成としてもよいが、気体遮断効果が２乗になることに加えて、透明樹脂基板３３が大気中の気体や水分を吸収して透明樹脂基板３３の気体溶存量や含水率が増加するのを防止できることや、透明樹脂基板３３そのものに溶解している気体や水分が液晶層にしみ出すのを防止できるという意味で両面に設けることが好ましい。特に、パネル基板３２の外側に、後述する偏光板４１を貼り付けると、偏光板４１の偏光子がポリビニルアルコールという酸素透過率の極めて低い材料であるために、透明樹脂基板３３に溶解した酸素は、液晶３５側にしみ出し易くなる。このような現象を防止するためには、透明樹脂基板３３の偏光板４１と接する側にも気体遮断層３６が必要となる。よって、気体遮断層３６を各透明樹脂基板３３の表裏両面に設けることが好ましい。
【００２１】
本実施形態における気体遮断層３６は、透明樹脂基板３３側から順にＳｉＯｘ（１＜ｘ＜２）からなる下地膜３６ａと、ＳｉＯ₂からなる気体遮断膜３６ｂと、ＳｉＯｘ（１＜ｘ＜２）からなる表層膜３６ｃとを積層した３層に形成されている。すなわち、気体遮断層３６は、透明樹脂基板３３に隣位するＳｉＯｘ（１＜ｘ＜２）からなる下地膜３６ａと、この下地膜３６ａに積層されるＳｉＯ₂からなる気体遮断膜３６ｂと、この気体遮断膜３６ｂに積層されるＳｉＯｘ（１＜ｘ＜２）からなる表層膜３６ｃとを有している。この気体遮断層３６は、ＥＢ蒸着法、スパッタ法などを用いて形成されている。
【００２２】
そして、ＳｉＯｘにより形成された下地膜３６ａが有機材料、詳しくは、透明樹脂基板３３またはハードコート層３４と気体遮断層３６の密着性を保持・向上する機能と応力緩和機能を分担し、気体遮断膜３６ｂが透明樹脂基板３３から液晶３５へ向かって移行する気体や水分を遮断する機能を分担し、表層膜３６ｃが応力緩和機能と気体遮断層３６に積層される透明電極３７への傷つきを防止する電極断線防止機能を分担している。
【００２３】
前記下地膜３６ａおよび表層膜３６ｃのＳｉＯｘ（１＜ｘ＜２）は、ＳｉＯそのものでは水への溶解性があるので、ＳｉＯとＳｉＯ₂との中間的な状態が好ましく、ｘの値を１．１〜１．８程度のものとすることが、有機材料および気体遮断膜３６ｂの両者との密着性、および、水への溶解性のバランスを適正な状態に保持できること、ならびに、応力緩和機能を得るうえで最も好ましい。この下地膜３６ａおよび表層膜３６ｃは、ＳｉＯを蒸着原料とし、酸素濃度を調整することによりｘの値を制御することができる。また、下地膜３６ａおよび表層膜３６ｃの膜厚としては、１０〜６０ｎｍ程度が用いられるが、好ましくは２０〜５０ｎｍ程度である。この範囲より薄くなると、下地膜３６ａにおいては有機素材により形成された透明樹脂基板３３またはハードコート層３４との密着性が低下して剥離しやすくなるとともに、下地膜３６ａおよび表層膜３６ｃの両者ともに応力緩和機能が低下する傾向があり、一方厚くなると下地膜３６ａおよび表層膜３６ｃの両者ともにクラックが発生しやすくなる傾向がある。なお、表層膜３６ｃとしてのＳｉＯｘのｘの値は、水への溶解性を考慮して、ＳｉＯ₂に近い値、例えばｘを１．５〜１．８程度のものとすることがより好ましい。
【００２４】
前記気体遮断膜３６ｂは、石英粉末、ペレットを蒸着原料として形成されている。この気体遮断膜３６ｂのＳｉＯ₂の膜厚としては、２０〜６０ｎｍ程度が用いられるが、好ましくは３０〜５０ｎｍ程度である。この範囲より薄くなると透明樹脂基板３３から液晶３５へ移行する気体や水分を遮断する機能が低下する傾向があり、一方厚くなるとクラックが発生しやすくなる傾向がある。
【００２５】
なお、前記気体遮断層３６の構成としては、図２に示すように、気体遮断膜３６ｂを複数とし、これらの気体遮断膜３６ｂの間にＳｉＯｘ（１＜ｘ＜２）からなる中間膜３６ｄを設けた構成としてもよい。このような構成とすることにより、複数の気体遮断膜３６ｂを下地膜３６ａと表層膜３６ｃとの間に中間膜３６ｄを介して配設することができるので、気体遮断性能と電極断線防止性能との両機能を保持した状態で、気体遮断性能の向上を容易に図ることができる。なお、中間膜３６ｄの膜厚としては、前記下地膜３６ａおよび表層膜３６ｃと同様に、１０〜６０ｎｍ程度が用いられるが、好ましくは２０〜５０ｎｍ程度である。この範囲より薄くなると、応力緩和機能が低下する傾向があり、一方厚くなると割れやすくなる傾向がある。
【００２６】
図１に戻って、前記気体遮断層３６が形成された両面のうちの透明樹脂基板３３が液晶３５と対向する内面には、透明電極３７が積層形成されている。この透明電極３７は、気体遮断層３６の表面に、スパッタ法などにより酸化インジウムを厚さ４０ｎｍに成膜し、その後所定のパターンにパターニングすることにより形成されている。なお、透明電極３７の形成方法としては、緻密でかつ導電率の高い膜が得られればその方法は問わない。また、透明電極３７の素材としては、酸化インジウムが一般的である。さらに、透明電極３７を気体遮断層３６の表面に直接形成することは、気体遮断層３６の最外層に位置する表層膜３６ｃのＳｉＯｘが不完全な酸化膜の状態にあり、接触する酸化インジウムの導電率を低下させたり、酸化インジウムの酸化状態を変えてしまうので好ましくない。
【００２７】
そこで、本実施形態においては、透明電極３７を形成する前に、気体遮断層３６の表面に厚さ５〜３０ｎｍ程度、特に好ましくは５〜１０ｎｍ程度のＳｉＯ₂により形成された薄膜３８を形成しておくことが、透明電極３７の下層の硬さをより硬くすることができるため、気体遮断性能と、電極断線防止性能とを両立させた状態で電極断線防止性能の向上を容易に図ることができるとともに、密着性および透明電極３６の電極抵抗を安定化させるうえで好ましい。したがって、本実施形態においては、気体遮断層３６の表面に厚さ１０ｎｍのＳｉＯ₂からなる薄膜３８を形成した構成となっており、長期間に亘り安定した機能をより容易かつ確実に保持できるようにされている。
【００２８】
前記透明電極３７の表面には、配向膜３９が積層形成されている。この配向膜３９は、透明電極３７の表面に、印刷法などで溶剤揮散型ポリイミド樹脂を厚さ４０ｎｍに成膜しその後乾燥させることにより形成されている。この溶剤揮散型ポリイミド樹脂は、予め重合したポリイミド樹脂を溶剤に溶解させたものである。
【００２９】
前記配向膜３９は、乾燥後、布を巻いたローラなどで一方向にこすることにより、液晶３５が所定のねじれ構造となるような配向処理が施されている。
【００３０】
また、配向膜３９の乾燥は、透明樹脂基板３３を形成する透明樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）より２０〜３０℃低い温度で行うことが透明樹脂基板３３に変形を生じさせないうえで好ましい。本実施形態においては、透明樹脂基板２３がポリカーボネートを素材としており、ポリカーボネートのガラス転移温度（Ｔｇ）は１５０℃程度なので、１２０℃程度の温度で乾燥が行われる。
【００３１】
このような配向処理が施された２枚のパネル基板３２は、相互間の間隔がスペーサによって数μｍ程度に保持されている。また、２枚のパネル基板３２は、接着材を兼ねたシール材４０によって貼り合わされており、貼り合わせの際に、予め設けられた注入口から液晶３５が注入され、その後注入口を封止することで、２枚のパネル基板３２の間に液晶３５が密封されている。
【００３２】
そして、２枚のパネル基板３２の透明電極３７の形成面と反対側の面には偏光板４１がそれぞれ貼着されている。
【００３３】
つぎに、前述した構成からなる本実施形態の作用について説明する。
【００３４】
本実施形態のパネル基板３２を用いた液晶表示パネル３１によれば、下膜層３６ａは、透明樹脂基板３３と気体遮断膜３６ｂとの密着性を容易に向上させることができる。さらに、下地膜３６ａと表層膜３６ｃとにより気体遮断膜３６ｂに加わる応力を緩和することができるため、下地膜３６ａと表層膜３６ｃとの間に挟まれた気体遮断膜３６ｂの耐屈曲性を向上させてクラックの発生を防止することができ、安定した気体遮断性能を確実に保持できる。また、表層膜３６ｃは、パネル基板３２の最外層の硬さを硬くできるため、液晶表示パネル３１を形成する際に、表層膜３６ｃに積層される透明電極３７への傷つきを防止することができ、電極断線防止性能を確実に保持できる。
【００３５】
したがって、本実施形態の液晶表示パネル３１によれば、気体遮断性能と、電極断線防止性能とを確実かつ容易に両立させることができるので、長期間に亘り安定した機能を容易かつ確実に保持できる。
【００３６】
つぎに、本発明の実施例について以下に示すが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３７】
実施例１
ポリカーボネートを素材とした厚さ０．４ｍｍの透明樹脂基板３３の表面を、アクリル系のハードコート層３４で両面を被覆し、ハードコート層３４の表面を、ＥＢ蒸着法でＳｉＯｘ（１＜ｘ＜２）からなる膜厚２０ｎｍの下地膜３６ａと、ＳｉＯ₂からなる膜厚４０ｎｍの気体遮断膜３６ｂと、ＳｉＯｘ（１＜ｘ＜２）からなる膜厚４０ｎｍの表層膜３６ｃとをこの順に積層した３層の気体遮断層３６を両面に形成してパネル基板３２を完成した。
【００３８】
比較例１
実施例１との比較のため、実施例１の気体遮断層３６の構成を膜厚２０ｎｍの下地膜３６ａと、膜厚８０ｎｍの気体遮断膜３６ｂとの２層構造とした。
【００３９】
比較例２
実施例１との比較のため、実施例１の気体遮断層３６の構成を膜厚４０ｎｍの下地膜３６ａと、膜厚８０ｎｍの気体遮断膜３６ｂとの２層構造とした。
【００４０】
比較例３
実施例１との比較のため、実施例１の気体遮断層３６の構成を膜厚８０ｎｍの下地膜３６ａと、膜厚８０ｎｍの気体遮断膜３６ｂとの２層構造とした。
【００４１】
比較例４
実施例１との比較のため、実施例１の気体遮断層３６の構成を膜厚２０ｎｍの下地膜３６ａと、膜厚８０ｎｍの気体遮断膜３６ｂと、膜厚４０ｎｍの表層膜３６ｃとの３層構造とした。
【００４２】
つぎに、実施例１および比較例１から比較例４のそれぞれのパネル基板３２について、差圧法を用いて、パネル基板３２の酸素透過率を評価した。なお、酸素透過率は、単位分圧差で単位時間に単位面積のパネル基板３２を通過する酸素の体積を示す。また、差圧法とは、パネル基板３２によって隔てられた一方（低圧側）を真空に保持し、他方（高圧側）に試験気体たる酸素を導入し、低圧側の圧力の増加によって気体透過率を測定する方法である。
【００４３】
前記実施例１および比較例１から比較例４の気体遮断層３６の構成と、それぞれの膜厚と、酸素透過率の評価結果とを併せて表１に示す。
【００４４】
【表１】

【００４５】
表１に示すように、実施例１および比較例４に示す３層構造の気体遮断層３６とした場合には、比較例１から比較例３に示す２層構造の気体遮断層３６に比較して酸素透過率をほぼ１／１１程度低下できることが判明した。
【００４６】
すなわち、気体遮断層３６の構成を、下地膜３６ａと、気体遮断膜３６ｂと、表層膜３６ｃの３層構造とすることで、酸素透過率が低下する。
【００４７】
また、比較例１から比較例３に示すように、２層構造の気体遮断層３６とした場合には、下地膜３６ａの膜厚にかかわらず酸素透過率は一定である。
【００４８】
つぎに、実施例１および比較例１から比較例４のそれぞれのパネル基板３２について、片面のみに、ＳｉＯ₂からなる膜厚１０ｎｍの薄膜３８を形成し、この薄膜３８の表面に、酸化インジウムからなる膜厚３０ｎｍの透明電極３７を形成し、その後、透明電極３７を１００μｍ幅の短冊状にパターニングしたうえで、直径の異なる円筒形状のパイプに、透明電極の長手方向をパイプの円周に沿うようにして１／２周巻き付け、巻き付ける前後の透明電極３７の抵抗値の変化と透明電極３７の顕微鏡観察による外観状態の両面から、透明電極３７にクラックが発生した時点でのクラック発生曲げ半径を得ることにより、透明電極３７の傷つきによる断線の発生を防止する電極断線防止性能の判断基準となる耐屈曲性を評価した。なお、パイプへの巻き付けは、透明電極３７が外側になるようにした。
【００４９】
前記実施例１および比較例１から比較例４の気体遮断層３６の構成と、それぞれの膜厚と、耐屈曲性の評価結果とを併せて表２に示す。
【００５０】
【表２】

【００５１】
表２に示すように、耐屈曲性を向上させるには、実施例１の如く、気体遮断膜３６ｂの膜厚を薄くする必要がある。
【００５２】
したがって、酸素透過率については実施例１と同等であった比較例４は、耐屈曲性において実施例１に劣るので、比較例４は、気体遮断性能と、電極断線防止性能とを両立させることができないことが判明した。
【００５３】
つぎに、実施例１および比較例１から比較例４のそれぞれのパネル基板３２の表面の片面のみに、ＳｉＯ₂からなる膜厚１０ｎｍの薄膜３８を形成し、この薄膜３８の表面に、酸化インジウムからなる膜厚３０ｎｍの透明電極３７を形成し、その後、配向膜３９を形成してから液晶表示パネル３１を完成させたうえで、液晶表示パネル３１を完成させた際の不具合発生率である傷断線発生率とクラック発生率とを評価した。
【００５４】
一方の傷断線発生率は、気体遮断層３６の最外層である表層膜３６ｃの硬さを反映する。
【００５５】
他方のクラック発生率は、２枚のパネル基板３２をシール材４０によって貼り合わして圧着した後のパネル基板３２を分割するために切断した際に、シール材４０に対して平行に生じるクラックの発生率であり、耐屈曲性に優れるほどクラックの発生は少ない。
【００５６】
前記実施例１および比較例１から比較例４の気体遮断層３６の構成と、それぞれの膜厚と、傷断線発生率およびクラック発生率の評価結果とを併せて表３に示す。
【００５７】
【表３】

【００５８】
表３に示すように、実施例１は、比較例１から比較例４に比較して傷断線発生率およびクラック発生率を低下できることが判明した。
【００５９】
つぎに、実施例１および比較例１のそれぞれのパネル基板３２の表面の片面のみに、ＳｉＯ₂からなる膜厚１０ｎｍの薄膜３８を形成し、この薄膜３８の表面に、酸化インジウムからなる膜厚３０ｎｍの透明電極３７を形成し、その後、配向膜３９を形成してから液晶表示パネル３１を完成させたうえで、液晶表示パネル３１の信頼性を評価した。なお、信頼性評価は、温湿度サイクル試験と、パチンコ玉押し圧試験とを行った。
【００６０】
一方の温湿度サイクル試験は、摂氏−４０度で１６時間保持、摂氏６０度・湿度９０％で１６時間保持、摂氏７０度で１６時間保持を１サイクルとし、液晶３５中に気泡が生じる発泡の有無、あるいは発砲の発生を総サイクル数により判定し、液晶表示パネル３１の信頼性を評価する。
【００６１】
他方のパチンコ玉押し圧試験は、空気雰囲気で０．２９ＭＰａ加圧下に一定時間、例えば１５００時間、液晶表示パネル３１を放置後、パチンコ玉を介して０．２４ＭＰａの荷重を数秒間、例えば３秒間付与し、荷重を除去した後に液晶３５中に気泡が生じる発泡の有無を評価する。パネル基板３２の気体透過率が大きいと短時間の放置で発泡する。厳密には、パネル基板３２とシール材４０との接合部の周辺からも気体は通過するが、ここでは、シール状態は、実施例１および比較例１ともに同一と仮定し、気体遮断層３６の気体遮断性能の差異を比較した。
【００６２】
実施例１および比較例１の気体遮断層３６の構成と、それぞれの膜厚と、信頼性評価結果とを併せて表４に示す。
【００６３】
【表４】

【００６４】
表４に示すように、温湿度サイクル試験においては、実施例１は２９サイクル終了後でも発泡が未発生であるのに対して、比較例１は１２サイクルで発泡が発生した。また、パチンコ玉押し圧試験においては、実施例１は１７５０時間放置後で発泡が発生したのに対して、比較例１は１５００時間放置後で発泡が発生した。したがって、実施例１は、比較例１に対して優れた信頼性を有していることが判明した。
【００６５】
したがって、本実施形態のパネル基板３２によれば、気体遮断性能と電極断線防止性能との両機能を保持した状態で、気体遮断性能の向上を容易に図ることができる。
【００６６】
また、本実施形態の液晶表示パネル３１によれば、気体遮断性能と、電極断線防止性能とを両立させることができるので、長期間に亘り安定した機能を容易かつ確実に保持できる。
【００６７】
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々変更することができる。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１に係る本発明のパネル基板によれば、下地膜は、透明樹脂基板と気体遮断膜との密着性を容易に向上させることができる。さらに、下地膜と表層膜とにより気体遮断膜に加わる応力を緩和することができるため、下地膜と表層膜との間に挟まれた気体遮断膜の耐屈曲性を向上させてクラックの発生を防止することができ、安定した気体遮断性能を確実に保持できる。また、表層膜は、パネル基板の最外層の硬さを硬くできるため、液晶表示パネルを形成する際に、表層膜に積層される透明電極への傷つきを防止することができ、電極断線防止性能を確実に保持できる。したがって、気体遮断性能と、電極断線防止性能とを確実かつ容易に両立させることができるなどの極めて優れた効果を奏する。
【００６９】
また、請求項２に係る本発明のパネル基板によれば、気体遮断性能と電極断線防止性能との両機能を保持するために必要な最も好ましい厚さを得ることができるなどの極めて優れた効果を奏する。
【００７０】
また、請求項３に係る本発明のパネル基板によれば、透明電極の下層の硬さをより硬くすることができるため、気体遮断性能と、電極断線防止性能とを両立させた状態で電極断線防止性能の向上を容易に図ることができるとともに、密着性および透明電極の電極抵抗を安定化させることができるので、長期間に亘り安定した機能をより容易かつ確実に保持できるなどの極めて優れた効果を奏する。
【００７１】
また、請求項４に係る本発明の液晶表示パネルによれば、気体遮断性能と、電極断線防止性能とを両立させることができるので、長期間に亘り安定した機能を容易かつ確実に保持できるなどの極めて優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るパネル基板を用いた液晶表示パネルの実施形態を示す構造図
【図２】図１の気体遮断層の他の例を示す構造図
【図３】従来の液晶表示パネルを示す構造図
【図４】従来のパネル基板の構成を示す構造図
【図５】従来のハードコート層を設けたパネル基板を示す構造図
【図６】従来のパネル基板の他例の構成を示す構造図
【符号の説明】
３１液晶表示パネル
３２パネル基板
３３透明樹脂基板
３４ハードコート層
３５液晶
３６気体遮断層
３６ａ下地膜
３６ｂ気体遮断膜
３６ｃ表層膜
３６ｄ中間膜
３７透明電極
３８薄膜
３９配向膜
４０シール材
４１偏光板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a panel substrate and a liquid crystal display panel suitable for a display unit of a liquid crystal display.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a liquid crystal display using a liquid crystal is known as a kind of display device for displaying various images such as characters and figures. Various display methods have been proposed for this liquid crystal display, but at present, the TN (twisted nematic) method and the STN (super twisted nematic) method are most widely used. In recent years, a liquid crystal display panel using a panel substrate formed of a transparent resin has been used because it is lightweight and difficult to break in a display device for portable devices.
[0003]
FIG. 3 shows an example of a liquid crystal display panel which is a display unit of a TN mode or STN mode liquid crystal display. The conventional liquid crystal display panel 1 has a pair of panel substrates 2. Transparent electrodes 3 made of indium oxide or the like having a predetermined pattern are laminated on the inner surfaces of the panel substrates 2 facing each other. An alignment film 4 made of a polymer such as polyimide is laminated on the transparent electrode 3 in order to arrange liquid crystal molecules in a certain form between the transparent electrodes 3 facing each other. The surface of the alignment film 4 is subjected to an alignment process called rubbing by rubbing in one direction with a cloth-wound roller or the like so that liquid crystal molecules are aligned in the rubbing direction. The two panel substrates 2 that have undergone such an orientation treatment are held at a distance of about several μm by a spacer (not shown). Further, the two panel substrates 2 are bonded together by a sealing material 5 which also serves as an adhesive. At the time of bonding, liquid crystal 6 is injected from a previously provided injection port (not shown), and then the injection port is sealed. By stopping, the liquid crystal 6 is sealed between the two panel substrates 2. And the polarizing plate 7 is affixed on the surface on the opposite side to the formation surface of the transparent electrode 3 of the two panel board | substrates 2, respectively.
[0004]
In this type of conventional liquid crystal display panel, a plurality of liquid crystal display panels are obtained simultaneously by forming a plurality of liquid crystal display panels using a large panel substrate and dividing the large panel substrate at a desired position. The production method is often used for reasons such as production efficiency.
[0005]
FIG. 4 shows an example of a conventional panel substrate 2 used in the liquid crystal display panel 1. The conventional panel substrate 2 is at least one surface of a transparent resin substrate 21 made of a transparent resin such as polycarbonate, acrylic resin, or polyacrylate. In addition, one provided with one gas barrier layer 22 is generally used. The gas barrier layer 22 prevents oxygen, moisture, etc. in the atmosphere from passing through the transparent resin substrate 21 to the liquid crystal 6 and adversely affecting the liquid crystal 6 when the liquid crystal display panel 1 is formed. It is. For example, when moisture in the air passes through the transparent resin substrate 21 and shifts to the liquid crystal 6, the liquid crystal 6 is hydrolyzed. As a result, when driving at a constant voltage due to an increase in current consumption and fluctuations in the optimum operating voltage, Display anomalies such as insufficient contrast, display unevenness, and crosstalk. As such a gas barrier layer 22, SiO 2₂An inorganic film made of is often used because it has the largest blocking effect for preventing the passage of gas. The gas blocking layer 22 is formed on at least one of the surface adjacent to the liquid crystal 6 of the transparent resin substrate 21 or the back surface positioned on the opposite side.
[0006]
The panel substrate 2 is provided with a hard coat layer 23 made of an organic film or an organic-inorganic composite material on the surface of the transparent resin substrate 21, as shown in FIG. A structure in which a gas barrier layer 22 is provided on the surface of the hard cord layer 23 is also used.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
Incidentally, in the conventional panel substrate 2 described above, the adhesion of the gas barrier layer 22 to the transparent resin substrate 21 or the hard coat layer 23 is weak, and SiO 2₂Since the inorganic film is hard and brittle, it is weak against bending as compared with the transparent resin substrate 21 or the hard coat layer 23. For example, in the manufacturing process of the liquid crystal display panel 1, two panel substrates are used. The gas barrier layer 22 is easily cracked by bending such as when 2 is bonded with the sealing material 5 and crimped, or after the gas barrier layer 22 is formed, and the gas barrier layer 22 is cracked. In this case, there is a problem that the gas blocking effect is greatly reduced.
[0008]
In order to cope with such a problem, as shown in FIG. 6, the surface of the gas barrier layer 22 is covered with a soft organic film 24 made of a polyvinyl alcohol-based resin or the like that functions as a base layer of the transparent electrode 3. Thus, a configuration in which the stress applied to the gas barrier layer 22 is relaxed to prevent the occurrence of cracks in the gas barrier layer 22 can be considered, but in such a configuration, the generation of cracks in the gas barrier layer 22 can be prevented. Although the outermost layer formed by the organic film 24 of the panel substrate 2 becomes soft, the transparent electrode 3 laminated on the surface is very easily damaged, and the transparent electrode 3 is damaged in the process of forming the liquid crystal display panel 1. There is a problem that the occurrence of disconnection of the transparent electrode due to unavoidable.
[0009]
That is, the panel substrate 2 of the conventional liquid crystal display panel 1 has a problem that it is impossible to achieve both the gas barrier performance and the electrode disconnection prevention performance.
[0010]
The present invention has been made in view of these points, and an object of the present invention is to provide a panel substrate and a liquid crystal display panel excellent in reliability capable of achieving both gas barrier performance and electrode disconnection prevention performance. .
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-described object, the panel substrate according to the first aspect of the present invention is characterized in that the gas barrier layer includes:From the transparent resin substrate side,A base film made of SiOx (1 <x <2) adjacent to the transparent resin substrate, and SiO laminated on the base film₂And a surface layer film made of SiOx (1 <x <2) laminated on the gas barrier filmIt is formed in three layersIn the point. And by employ | adopting such a structure, the base film can improve the adhesiveness of a transparent resin substrate and a gas interruption | blocking film | membrane easily. Furthermore, since the stress applied to the gas barrier film can be relaxed by the base film and the surface layer film, the bending resistance of the gas barrier film sandwiched between the base film and the surface layer film is improved, and cracks are generated. It can prevent, and can hold | maintain the stable gas interruption | blocking performance reliably. In addition, since the surface layer film can increase the hardness of the outermost layer of the panel substrate, when forming a liquid crystal display panel, it is possible to prevent the transparent electrode laminated on the surface layer film from being damaged, and the electrode disconnection preventing performance Can be securely held. Therefore, it is possible to ensure both gas barrier performance and electrode disconnection prevention performance reliably and easily.
[0012]
The panel substrate of the present invention according to claim 2 is characterized in that, in claim 1, the thickness of each of the base film and the surface film is 10 to 60 nm, and the film thickness of the gas barrier film is 20 to 60 nm. There is a point. And by adopting such a configuration, it is possible to obtain the most preferable thickness necessary for maintaining both functions of gas blocking performance and electrode disconnection preventing performance.
[0013]
Further, according to the third aspect of the present invention,The panel substrate is characterized in that the surface of the surface layer film is SiO 2 in

claim

1 or 2. ₂ The transparent electrode which consists of indium oxide is formed through the thin film which consists of. And by adopting such a configuration, the hardness of the lower layer of the transparent electrode can be made harder, so that the electrode disconnection prevention performance is improved in a state where both the gas cutoff performance and the electrode disconnection prevention performance are compatible. In addition, the adhesion and the electrode resistance of the transparent electrode can be stabilized.
[0014]
The liquid crystal display panel according to the present invention is characterized in thatThe panel substrate is the panel substrate according to any one of

claims

1, 2, and 3.In the point. And by adopting such a configuration,spiritSince the body blocking performance and the electrode disconnection preventing performance can both be achieved, a stable function can be easily and reliably maintained over a long period of time.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention will be described below with reference to embodiments shown in the drawings.
[0016]
FIG. 1 is a structural view showing an embodiment of a liquid crystal display panel using a panel substrate according to the present invention.
[0017]
The liquid crystal display panel of this embodiment is used for a display unit of a TN type or STN type liquid crystal display.
[0018]
As shown in FIG. 1, the liquid crystal display panel 31 of the present embodiment has a pair of panel substrates 32. These panel substrates 32 have a pair of transparent resin substrates 33 formed of a transparent resin having a thickness of about 0.4 mm. As the resin used for the transparent resin substrate 33, polycarbonate, polyacrylate, polyethersulfone, acrylic resin, etc., transparency, flatness, hardness, heat resistance, chemical resistance, optical isotropy, specifications, It is selected and used in consideration of the design concept and the like, and polycarbonate is used in this embodiment.
[0019]
A hard coat with a thickness of about 8 μm formed on both surfaces of the transparent resin substrate 33 is made of an acrylic resin to supplement the hardness (rigidity) of the transparent resin substrate 33 and reduce the problem of disconnection due to mechanical scratches. A layer 34 is disposed. Note that the hard coat layer 34 may be provided as needed according to the hardness of the transparent resin substrate 33 and the design concept. Further, the arrangement position of the hard coat layer 34 may be formed only on the inner surfaces of the transparent resin substrates 33 facing each other, that is, on the inner surfaces of the transparent resin substrates 33 facing the liquid crystal 35 described later. Furthermore, as the hard coat layer 34, an organic-inorganic composite material may be used.
[0020]
A gas blocking layer 36 for blocking gas and moisture is provided on both the inner surface of each transparent resin substrate 33 facing the liquid crystal 35 and the outer surface positioned on the outer side opposite to the liquid crystal 35. Is formed. The gas blocking layer 36 may be provided only on one surface of each transparent resin substrate 33. In addition to the gas blocking effect being squared, the transparent resin substrate 33 absorbs gas and moisture in the atmosphere. Therefore, the transparent resin substrate 33 is provided on both surfaces in the sense that the amount of dissolved gas and the moisture content can be prevented from increasing, and that the gas and moisture dissolved in the transparent resin substrate 33 itself can be prevented from seeping out into the liquid crystal layer. It is preferable. In particular, when a polarizing plate 41, which will be described later, is attached to the outside of the panel substrate 32, the polarizer dissolved in the polarizing plate 41 is a material having a very low oxygen transmission rate, such as polyvinyl alcohol. It becomes easy to ooze out to the liquid crystal 35 side. In order to prevent such a phenomenon, the gas blocking layer 36 is also required on the side of the transparent resin substrate 33 in contact with the polarizing plate 41. Therefore, it is preferable to provide the gas barrier layer 36 on both front and back surfaces of each transparent resin substrate 33.
[0021]
In the present embodiment, the gas barrier layer 36 includes a base film 36a made of SiOx (1 <x <2) in order from the transparent resin substrate 33 side, and SiO 2₂The gas barrier film 36b made of and a surface layer film 36c made of SiOx (1 <x <2) are formed in three layers. That is, the gas barrier layer 36 includes a base film 36a made of SiOx (1 <x <2) adjacent to the transparent resin substrate 33, and a SiO film laminated on the base film 36a.₂And a surface film 36c made of SiOx (1 <x <2) laminated on the gas barrier film 36b. The gas barrier layer 36 is formed using an EB vapor deposition method, a sputtering method, or the like.
[0022]
The base film 36a formed of SiOx shares the function of maintaining and improving the adhesion between the organic material, specifically, the transparent resin substrate 33 or the hard coat layer 34 and the gas barrier layer 36, and the stress relaxation function. The film 36b shares the function of blocking gas and moisture moving from the transparent resin substrate 33 toward the liquid crystal 35, and the surface layer film 36c prevents the stress relaxation function and damage to the transparent electrode 37 laminated on the gas blocking layer 36. It shares the function of preventing electrode disconnection.
[0023]
Since SiOx (1 <x <2) of the base film 36a and the surface layer film 36c is soluble in water by itself, SiO and SiO₂An intermediate state between the organic material and the gas barrier film 36b and the solubility in water are preferably about 1.1 to 1.8. It is most preferable to maintain the balance in an appropriate state and to obtain a stress relaxation function. The base film 36a and the surface layer film 36c can control the value of x by using SiO as a deposition material and adjusting the oxygen concentration. The film thickness of the base film 36a and the surface film 36c is about 10 to 60 nm, preferably about 20 to 50 nm. If the thickness is less than this range, the adhesion of the underlying film 36a to the transparent resin substrate 33 or the hard coat layer 34 made of an organic material is reduced, and the underlying film 36a is easily peeled off. There is a tendency that the stress relaxation function is lowered. On the other hand, when the thickness is increased, both the base film 36a and the surface film 36c tend to be cracked. Note that the value of x of SiOx as the surface layer film 36c is SiO in consideration of solubility in water.₂It is more preferable that the value is close to, for example, x is about 1.5 to 1.8.
[0024]
The gas barrier film 36b is formed using quartz powder and pellets as an evaporation source. SiO of this gas barrier film 36b₂The film thickness is about 20 to 60 nm, preferably about 30 to 50 nm. If the thickness is less than this range, the function of blocking the gas and moisture transferred from the transparent resin substrate 33 to the liquid crystal 35 tends to be reduced, whereas if it is thicker, cracks tend to occur.
[0025]
As shown in FIG. 2, the gas barrier layer 36 has a plurality of gas barrier films 36b, and an intermediate film 36d made of SiOx (1 <x <2) is interposed between the gas barrier films 36b. It is good also as a provided structure. With such a configuration, a plurality of gas blocking films 36b can be disposed between the base film 36a and the surface layer film 36c via the intermediate film 36d, so that the gas blocking performance and the electrode disconnection preventing performance can be achieved. It is possible to easily improve the gas shut-off performance while maintaining both functions. The film thickness of the intermediate film 36d is about 10 to 60 nm, preferably about 20 to 50 nm, like the base film 36a and the surface layer film 36c. If the thickness is less than this range, the stress relaxation function tends to decrease, whereas if the thickness is increased, the crack tends to break.
[0026]
Returning to FIG. 1, a transparent electrode 37 is laminated on the inner surface of the both surfaces where the gas blocking layer 36 is formed, on which the transparent resin substrate 33 faces the liquid crystal 35. The transparent electrode 37 is formed by forming a film of indium oxide with a thickness of 40 nm on the surface of the gas barrier layer 36 by sputtering or the like and then patterning the film into a predetermined pattern. The transparent electrode 37 can be formed by any method as long as a dense and highly conductive film can be obtained. Further, indium oxide is generally used as a material for the transparent electrode 37. Further, the direct formation of the transparent electrode 37 on the surface of the gas blocking layer 36 means that the SiOx of the surface layer film 36c located at the outermost layer of the gas blocking layer 36 is in an incomplete oxide state, and the indium oxide in contact therewith This is not preferable because the conductivity is lowered and the oxidation state of indium oxide is changed.
[0027]
Therefore, in the present embodiment, before forming the transparent electrode 37, the surface of the gas blocking layer 36 has a thickness of about 5 to 30 nm, particularly preferably about 5 to 10 nm.₂By forming the thin film 38 formed by the above method, the hardness of the lower layer of the transparent electrode 37 can be made harder, so that the electrode breakage prevention is achieved in a state where both the gas shutoff performance and the electrode breakage prevention performance are achieved. It is preferable for improving the performance easily and stabilizing the adhesion and the electrode resistance of the transparent electrode 36. Therefore, in the present embodiment, the surface of the gas blocking layer 36 has a thickness of 10 nm of SiO.₂The thin film 38 is formed so that a stable function can be easily and reliably maintained over a long period of time.
[0028]
An alignment film 39 is laminated on the surface of the transparent electrode 37. The alignment film 39 is formed by depositing a solvent volatile polyimide resin to a thickness of 40 nm on the surface of the transparent electrode 37 by a printing method or the like and then drying it. This solvent volatilization type polyimide resin is obtained by dissolving a previously polymerized polyimide resin in a solvent.
[0029]
The alignment film 39 is dried and rubbed in one direction with a cloth-wound roller or the like, so that the alignment treatment is performed so that the liquid crystal 35 has a predetermined twisted structure.
[0030]
In addition, the drying of the alignment film 39 is preferably performed at a temperature lower by 20 to 30 ° C. than the glass transition temperature (Tg) of the transparent resin forming the transparent resin substrate 33 in order to prevent the transparent resin substrate 33 from being deformed. In the present embodiment, the transparent resin substrate 23 is made of polycarbonate, and the glass transition temperature (Tg) of the polycarbonate is about 150 ° C., so that drying is performed at a temperature of about 120 ° C.
[0031]
The two panel substrates 32 that have been subjected to such an alignment treatment are held at a distance of about several μm by spacers. Further, the two panel substrates 32 are bonded together by a sealing material 40 that also serves as an adhesive. At the time of bonding, the liquid crystal 35 is injected from a previously provided injection port, and then the injection port is sealed. Thus, the liquid crystal 35 is sealed between the two panel substrates 32.
[0032]
And the polarizing plate 41 is each affixed on the surface on the opposite side to the formation surface of the transparent electrode 37 of the two panel substrates 32.
[0033]
Next, the operation of the present embodiment having the above-described configuration will be described.
[0034]
According to the liquid crystal display panel 31 using the panel substrate 32 of the present embodiment, the lower film layer 36a can easily improve the adhesion between the transparent resin substrate 33 and the gas barrier film 36b. Further, since the stress applied to the gas blocking film 36b by the base film 36a and the surface layer film 36c can be relaxed, the bending resistance of the gas blocking film 36b sandwiched between the base film 36a and the surface layer film 36c is improved. Thus, the occurrence of cracks can be prevented, and stable gas barrier performance can be reliably maintained. Further, since the surface layer film 36c can increase the hardness of the outermost layer of the panel substrate 32, when the liquid crystal display panel 31 is formed, the transparent electrode 37 laminated on the surface layer film 36c can be prevented from being damaged. The electrode disconnection prevention performance can be reliably maintained.
[0035]
Therefore, according to the liquid crystal display panel 31 of the present embodiment, the gas barrier performance and the electrode disconnection prevention performance can be achieved both reliably and easily, so that a stable function can be easily and reliably maintained over a long period of time. .
[0036]
Next, examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited thereto.
[0037]
Example 1
The surface of a 0.4 mm thick transparent resin substrate 33 made of polycarbonate is covered with an acrylic hard coat layer 34, and the surface of the hard coat layer 34 is SiOx (1 <x < 2) a base film 36a having a thickness of 20 nm, and SiO₂A gas barrier layer 36b having a thickness of 40 nm and a surface layer film 36c having a thickness of 40 nm made of SiOx (1 <x <2) are formed on both sides to form a panel substrate. 32 was completed.
[0038]
Comparative Example 1
For comparison with Example 1, the gas blocking layer 36 of Example 1 has a two-layer structure of a base film 36a having a thickness of 20 nm and a gas blocking film 36b having a thickness of 80 nm.
[0039]
Comparative Example 2
For comparison with Example 1, the gas blocking layer 36 of Example 1 has a two-layer structure of a base film 36a having a film thickness of 40 nm and a gas blocking film 36b having a film thickness of 80 nm.
[0040]
Comparative Example 3
For comparison with Example 1, the gas blocking layer 36 of Example 1 has a two-layer structure of a base film 36a having a thickness of 80 nm and a gas blocking film 36b having a thickness of 80 nm.
[0041]
Comparative Example 4
For comparison with Example 1, the structure of the gas blocking layer 36 of Example 1 is composed of three layers of a base film 36a having a thickness of 20 nm, a gas blocking film 36b having a thickness of 80 nm, and a surface layer film 36c having a thickness of 40 nm. The structure.
[0042]
Next, for each panel substrate 32 of Example 1 and Comparative Examples 1 to 4, the oxygen transmission rate of the panel substrate 32 was evaluated using a differential pressure method. The oxygen permeability indicates the volume of oxygen that passes through the panel substrate 32 of a unit area per unit time with a unit partial pressure difference. In addition, the differential pressure method means that one (low pressure side) separated by the panel substrate 32 is kept in vacuum, oxygen as a test gas is introduced into the other (high pressure side), and the gas permeability is increased by increasing the pressure on the low pressure side. It is a method of measuring.
[0043]
Table 1 shows the configuration of the gas barrier layer 36 of Example 1 and Comparative Examples 1 to 4, the respective film thicknesses, and the evaluation results of the oxygen permeability.
[0044]
[Table 1]

[0045]
As shown in Table 1, when the gas barrier layer 36 having the three-layer structure shown in Example 1 and Comparative Example 4 was used, it was compared with the gas barrier layer 36 having the two-layer structure shown in Comparative Examples 1 to 3. It was found that the oxygen transmission rate can be reduced by about 1/11.
[0046]
That is, the gas permeability layer 36 has a three-layer structure of the base film 36a, the gas barrier film 36b, and the surface film 36c, so that the oxygen permeability is lowered.
[0047]
Further, as shown in Comparative Examples 1 to 3, when the gas barrier layer 36 has a two-layer structure, the oxygen permeability is constant regardless of the film thickness of the base film 36a.
[0048]
Next, for each panel substrate 32 of Example 1 and Comparative Examples 1 to 4, SiO 2 is formed only on one side.₂A thin film 38 having a thickness of 10 nm is formed, a transparent electrode 37 having a thickness of 30 nm made of indium oxide is formed on the surface of the thin film 38, and then the transparent electrode 37 is patterned into a strip shape having a width of 100 μm. A cylindrical pipe having a different diameter is wound around half a circumference of the transparent electrode along the circumference of the pipe, and the resistance value of the transparent electrode 37 before and after the winding is changed, and the transparent electrode 37 is observed with a microscope. Flexural resistance that is a criterion for electrode disconnection prevention performance that prevents the occurrence of disconnection due to scratches on the transparent electrode 37 by obtaining the crack generation bending radius when the crack occurs in the transparent electrode 37 from both sides of the appearance state Evaluated. Note that the transparent electrode 37 was placed outside the pipe.
[0049]
Table 2 shows the configurations of the gas barrier layers 36 of Example 1 and Comparative Examples 1 to 4, the respective film thicknesses, and the evaluation results of the bending resistance.
[0050]
[Table 2]

[0051]
As shown in Table 2, in order to improve the bending resistance, it is necessary to reduce the thickness of the gas barrier film 36b as in the first embodiment.
[0052]
Therefore, since the comparative example 4 which was equivalent to Example 1 about oxygen permeability is inferior to Example 1 in bending resistance, the comparative example 4 makes gas cutoff performance and electrode disconnection prevention performance compatible. Turned out to be impossible.
[0053]
Next, only one side of the surface of each panel substrate 32 of Example 1 and Comparative Examples 1 to 4 is made of SiO.₂A thin film 38 having a thickness of 10 nm is formed, a transparent electrode 37 having a thickness of 30 nm made of indium oxide is formed on the surface of the thin film 38, and then an alignment film 39 is formed, and then the liquid crystal display panel 31 is completed. Then, the broken wire occurrence rate and the crack occurrence rate, which are failure rates when the liquid crystal display panel 31 was completed, were evaluated.
[0054]
On the other hand, the breakage occurrence rate reflects the hardness of the surface layer film 36 c that is the outermost layer of the gas barrier layer 36.
[0055]
The other crack generation rate is the occurrence of cracks generated in parallel with the sealing material 40 when the panel substrate 32 is cut to be divided after the two panel substrates 32 are bonded together by the sealing material 40 and bonded together. The greater the flex resistance, the less cracking occurs.
[0056]
Table 3 shows the configuration of the gas barrier layer 36 of Example 1 and Comparative Examples 1 to 4, the respective film thicknesses, and the evaluation results of the breakage rate and the crack rate.
[0057]
[Table 3]

[0058]
As shown in Table 3, it was found that Example 1 can reduce the rate of occurrence of flaws and cracks compared to Comparative Examples 1 to 4.
[0059]
Next, only on one side of the surface of each panel substrate 32 of Example 1 and Comparative Example 1, SiO 2₂A thin film 38 having a thickness of 10 nm is formed, a transparent electrode 37 having a thickness of 30 nm made of indium oxide is formed on the surface of the thin film 38, and then an alignment film 39 is formed, and then the liquid crystal display panel 31 is completed. Then, the reliability of the liquid crystal display panel 31 was evaluated. In addition, reliability evaluation performed the temperature / humidity cycle test and the pachinko ball-pressing test.
[0060]
One temperature / humidity cycle test was conducted at -40 degrees Celsius for 16 hours, held at 60 degrees Celsius / 90% humidity for 16 hours, and held at 70 degrees Celsius for 16 hours for one cycle. Presence / absence or occurrence of firing is determined based on the total number of cycles, and the reliability of the liquid crystal display panel 31 is evaluated.
[0061]
The other pachinko ball pressure test is performed by leaving the liquid crystal display panel 31 under a pressure of 0.29 MPa in an air atmosphere for a certain time, for example, 1500 hours, and then applying a load of 0.24 MPa through the pachinko ball for several seconds, for example, 3 seconds. After applying and removing the load, the presence or absence of foaming in which bubbles are generated in the liquid crystal 35 is evaluated. When the gas permeability of the panel substrate 32 is large, foaming occurs when left for a short time. Strictly speaking, the gas also passes from the vicinity of the joint between the panel substrate 32 and the sealing material 40, but here, it is assumed that the sealing state is the same in both Example 1 and Comparative Example 1, and the gas blocking layer 36 is formed. The difference in gas barrier performance was compared.
[0062]
Table 4 shows the configurations of the gas barrier layer 36 of Example 1 and Comparative Example 1, the respective film thicknesses, and the reliability evaluation results.
[0063]
[Table 4]

[0064]
As shown in Table 4, in the temperature and humidity cycle test, foaming did not occur in Example 1 even after the end of 29 cycles, whereas foaming occurred in 12 cycles in Comparative Example 1. Further, in the pachinko ball pressure test, foaming occurred in Example 1 after standing for 1750 hours, whereas foaming occurred in Comparative Example 1 after standing for 1500 hours. Therefore, Example 1 was found to have excellent reliability with respect to Comparative Example 1.
[0065]
Therefore, according to the panel substrate 32 of the present embodiment, it is possible to easily improve the gas blocking performance while maintaining both functions of the gas blocking performance and the electrode disconnection prevention performance.
[0066]
In addition, according to the liquid crystal display panel 31 of the present embodiment, the gas blocking performance and the electrode disconnection preventing performance can be made compatible, so that a stable function can be easily and reliably maintained over a long period of time.
[0067]
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various change can be made as needed.
[0068]
【The invention's effect】
As described above, according to the panel substrate of the present invention according to claim 1, the base film can easily improve the adhesion between the transparent resin substrate and the gas barrier film. Furthermore, since the stress applied to the gas barrier film can be relaxed by the base film and the surface layer film, the bending resistance of the gas barrier film sandwiched between the base film and the surface layer film is improved, and cracks are generated. It can prevent, and can hold | maintain the stable gas interruption | blocking performance reliably. In addition, since the surface layer film can increase the hardness of the outermost layer of the panel substrate, when forming a liquid crystal display panel, it is possible to prevent the transparent electrode laminated on the surface layer film from being damaged, and the electrode disconnection preventing performance Can be securely held. Therefore, it is possible to achieve extremely excellent effects such as ensuring both gas barrier performance and electrode disconnection prevention performance reliably and easily.
[0069]
Further, according to the panel substrate of the present invention according to claim 2, it is possible to obtain the most preferable thickness necessary for maintaining both functions of gas barrier performance and electrode disconnection prevention performance. Play.
[0070]
Further, according to claim 3 of the present invention,Panel boardAccording toBecause the hardness of the lower layer of the transparent electrode can be made harder,Achieves both gas barrier performance and electrode disconnection prevention performanceIn this state, it is possible to easily improve the electrode disconnection prevention performance and stabilize the adhesion and the electrode resistance of the transparent electrode.So that it can function stably over a long period of time.ThanIt has extremely excellent effects such as easy and reliable holding.
[0071]
According to the liquid crystal display panel of the present invention according to claim 4.,spiritAchieves both body blocking performance and electrode disconnection prevention performanceMakeStable function over a long period of timeYongIt has extremely excellent effects such as easy and reliable holding.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a structural view showing an embodiment of a liquid crystal display panel using a panel substrate according to the present invention.
FIG. 2 is a structural diagram showing another example of the gas barrier layer of FIG.
FIG. 3 is a structural view showing a conventional liquid crystal display panel.
FIG. 4 is a structural diagram showing the configuration of a conventional panel substrate
FIG. 5 is a structural view showing a conventional panel substrate provided with a hard coat layer.
FIG. 6 is a structural diagram showing a configuration of another example of a conventional panel substrate.
[Explanation of symbols]
31 LCD panel
32 Panel substrate
33 Transparent resin substrate
34 Hard coat layer
35 LCD
36 Gas barrier layer
36a Underlayer
36b Gas barrier membrane
36c surface layer film
36d interlayer film
37 Transparent electrode
38 thin film
39 Alignment film
40 Sealing material
41 Polarizing plate

Claims

In a panel substrate provided with a gas barrier layer on at least one surface of a transparent resin substrate made of a transparent resin,
The gas barrier layer is, in order from the transparent resin substrate side, a base film made of SiOx (1 <x <2) adjacent to the transparent resin substrate, and a gas barrier film made of SiO ₂ laminated on the base film. And a panel substrate characterized by being formed in three layers of a surface layer film made of SiOx (1 <x <2) laminated on the gas barrier film.

2. The panel substrate according to claim 1, wherein each of the base film and the surface layer film has a thickness of 10 to 60 nm, and the gas barrier film has a thickness of 20 to 60 nm.

On the surface of the surface layer film, SiO _２2 The panel substrate according to claim 1, wherein a transparent electrode made of indium oxide is formed through a thin film made of.

The panel substrate is provided with a pair of panel substrates on which a transparent electrode and an alignment film are laminated, and the alignment films of these panel substrates are arranged at intervals so as to face each other. In a liquid crystal display panel in which liquid crystal is sealed between alignment films,
The liquid crystal display panel, wherein the panel substrate according to claim 1, which is the panel substrate according to any one of 2, 3.