JP5177875B2

JP5177875B2 - 液晶セルおよび液晶セルの製造方法

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Publication number: JP5177875B2
Application number: JP2008182667A
Authority: JP
Inventors: 真人吉田
Original assignee: Japan Display Central Inc
Current assignee: Japan Display Central Inc
Priority date: 2008-07-14
Filing date: 2008-07-14
Publication date: 2013-04-10
Anticipated expiration: 2028-07-14
Also published as: JP2010020221A

Description

本発明は、液晶表示装置に用いる液晶セルおよび液晶セルの製造方法に関するものである。

液晶表示装置は、基板間に液晶層を挟持した液晶セルを有し、液晶セルの表示エリアにおいて文字や画像の表示がなされる。特許文献１には、円形の表示エリアを有する液晶表示装置が開示される。この液晶表示装置では、表示エリアは円形なのだが、基板は多角形である。そのため、液晶表示装置を円形の筐体に収容する場合、無駄な空間が生じる。そこで、基板を円形にする試みがなされている。

図４は、従来の液晶セルを構成する基板の一例を示す平面図である。

液晶セルを構成する２つの基板は円形であり、図４は、一方の基板を示している。基板は、円形の表示エリアＤを含む。表示エリアＤは、上下左右の各領域Ｄｕ、Ｄｄ、Ｄｌ、Ｄｒからなる。表示エリアＤを囲む円環状の領域Ｒにはブラックマスクが形成されて遮光され、この領域Ｒに図示しないＩＣ（集積回路）やＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）が実装される。ＩＣなどは領域Ｄｄを囲む曲線Ｄｄ１の中央付近に実装される。

実装の際には、まずＩＣなどが、位置決め部材Ｌ１の付近に配置される。次に、基板が位置決め部材Ｌ１、Ｌ２に押し当てられ、ＩＣなどが上記の正しい位置に実装される。

しかし、基板が円形ゆえに、図４（ｂ）に示すように、ＩＣなどを位置決め部材Ｌ１の付近に配置しても、基板の向きが正しくないと、ＩＣなどを正しい位置、つまり曲線Ｄｄ１の中央付近に実装できない。

図示しないが、基板に対しては、偏光板が同様な方法により貼り付けられるのだが、基板が円形ゆえに、偏光板の向きを正しくできないことがある。
特開２００６−２７６３５９号公報

図４における問題は、図５に示す構成により、一応は解決できる。図５に示すように、基板の一部が、曲線Ｄｄ１の中央付近で、直線状に切断されている。これにより、基板には、直線状の露出端面ＯＵＴ１００が生じる。ＩＣなどを実装する際には、露出端面ＯＵＴ１００が位置決め部材Ｌ１１、Ｌ１２に押し当てられ、これにより、ＩＣなどを曲線Ｄｄ１の中央付近に正しく実装できる。偏光板の向きも同様に正しくできる。

しかしながら、円環状の領域Ｒは、露出端面ＯＵＴ１００の近くで狭い。よって、ＩＣなどが実装される領域を大きくできない。領域を大きくするには、図６に示すように、基板を大きくすればよい。しかし、大きな筐体が必要となってしまう。

基板の大きさを維持しつつ、ＩＣなどが実装される領域を大きくするには、表示エリアＤを小さくすればよい。しかし、表示エリアＤに表示される文字や画像が見にくくなってしまう。

したがって、かかる基板により構成される液晶セルを小さくし、且つ、表示エリアを大きくすることができないという問題がある。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、大きさを小さくでき、且つ、表示エリアを大きくできる液晶セルを提供することにある。

上記の課題を解決するために、第１の本発明に係る液晶セルは、円形状の表示エリアを有し互いに対向する２つの基板と、前記２つの基板に挟持された液晶層とを有し、前記２つの基板の少なくとも一方は、第１領域および第２領域とからなり、前記第１領域は、前記表示エリアに沿う略円形状の露出端面を備え、前記第２領域は、前記露出端面に連接して形成された複数の直線状の露出端面とに囲まれた非円形状に形成され、前記第１領域と前記第２領域との２つの露出端面連接部分に位置し、その連接露出端面が内側方向に凹となる湾曲状に形成された第３および第４の領域を更に備えている事を特徴とする。

第２の本発明に係る液晶セルは、前記第３領域および前記第４領域のそれぞれの前記湾曲状の露出端面の曲率半径が３ｍｍ以上であることを特徴とする。

第３の本発明に係る液晶セルの製造方法は、大型のマザー基板から複数の液晶セルを分離形成するに際し、前記液晶セルは、円形状の表示エリアを有し互いに対向する２つの基板と、前記２つの基板に挟持された液晶層とを有し、前記２つの基板の少なくとも一方は、第１領域および第２領域とからなり、前記第１領域は、前記表示エリアに沿う略円形状の露出端面を備え、前記第２領域は、前記露出端面に連接して形成された複数の直線状の露出端面とに囲まれた非円形状に形成され、前記第１領域と前記第２領域との２つの露出端面連接部分に位置し、その連接露出端面が内側方向に凹となる湾曲状に形成された第３および第４の領域を備えた構成に形成され、前記液晶セルを前記露出端面の前記第１領域の露出端面、この露出端面に連接する前記第３および第４領域の露出端面、この露出端面に連接する前記第２領域の両側露出端面にて形成される外形の少なくとも略半分の片側外形形状相当位置に沿って切削用カッターを前記基板面から離間させることなく連続して切り出すことを特徴とする。

第４の本発明に係る液晶セルの製造方法は、前記切り出された液晶セルの前記第２領域の複数の直線状の露出端面に夫々位置決め部材を当接し、前記液晶セルの位置決めを行なうことを特徴とする。

本発明に係る液晶セルによれば、ＩＣなどを第２領域に実装できるので、大きさを小さくでき、且つ、表示エリアＤを大きくすることができる。

また、マザー基板から個々の液晶セルを切り出す際に、少なくとも湾曲状の領域の一方を含む略半分の片側外形形状相当位置に沿って切削用カッターを基板面から離間させることなく連続して切り出すことが可能となるので、液晶セルの切り出しが容易となるとともに、切り出された液晶セルの後工程での位置決めが容易且つ確実にできる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施の形態に係る液晶セルを構成する基板の一例を示す平面図である。

基板１は、液晶表示装置に用いる液晶セルを構成する表示エリアが円形な２つの基板の一方である。液晶セルは、基板１と図示しない他方の基板と、２つの基板に挟持された図示しない液晶層とを有する。

基板１は、第１領域Ａ１および第２領域Ａ２とからなる。第１領域Ａ１は、基板１を切り出す際の切断箇所にできる曲線状の露出端面ＯＵＴと、基板１の内部に位置する曲線状の非露出端面ＩＮとに囲まれている。第２領域Ａ２は、外形が略矩形状に形成され、非露出端面ＩＮと、３つの直線状の露出端面ＯＵＴ１、ＯＵＴ２およびＯＵＴ３とに囲まれている。従って、基板１全体としての外形形状は、略鍵穴形状を呈する。

第１領域Ａ１は、円形の表示エリアＤを含む。表示エリアＤは、上下左右の各領域Ｄｕ、Ｄｄ、Ｄｌ、Ｄｒからなる。第２領域Ａ２に図示しないＩＣ（集積回路）やＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）が実装される。勿論、ＩＣはＦＰＣ上に装着されていても何等差し支えない。

実装の際には、露出端面ＯＵＴ１が位置決め部材Ｌ１１、Ｌ１２に、露出端面ＯＵＴ３が位置決め部材Ｌ１３にそれぞれ押し当てられて位置決めされた後に、ＩＣなどが第２領域Ａ２に正しく実装される。

図示しないが、基板１に対しては、偏光板が同様な方法により貼り付けられる。ＩＣなどの位置と同様に、偏光板の向きも正しくすることができる。

また、ＩＣなどを第２領域Ａ２に実装できるので、大きさを小さくでき、且つ、表示エリアＤを大きくすることができる。

なお、露出端面ＯＵＴ１、ＯＵＴ２およびＯＵＴ３に代えて、２つの直線によって三角形状に、または４つ以上の直線からなる多角形状に構成して、少なくとも位置決めが可能な直線状の露出端面が生じるようにしてもよく、この場合であっても、その１つに位置決め部材Ｌ１１、Ｌ１２を押し当て、位置決め部材Ｌ１３を他の露出端面に押し当てることで、同様の作用効果を奏する。しかしながら、位置決め精度や構成の簡略化、ＦＰＣの接続などの点を考慮すると、図示の実施の形態の場合が最適である。

さて、このような液晶セルは大型のマザー基板から切り出すことによって形成される。即ち、信号線や走査線などが予め配線された一方のマザー基板１００上に第１領域Ａ１および第２領域Ａ２からなる鍵型状の基板１相当面の露出端面ＯＵＴ、ＯＵＴ１、ＯＵＴ２、ＯＵＴ３の位置に沿うようにシール材（図示せず）が設けられ、対向する共通電極やカラーフィルタなどが予め形成された他方のマザー基板（図示せず）と共に熱圧着される。このとき、第２領域Ａ２側と反対側の第１領域Ａ１の頂点部分には、液晶注入孔１１０が形成されている。なお、シール材はいずれかの基板上に形成すればよい。図示のマザー基板１００は、複数のセルが横一列に配置された短冊状に切り出されたマザー基板１００として示されている。このマザー基板１００の液晶注入口１１０側を液晶槽（図示せず）中に浸漬し真空吸引方法などの手段によって空セル内に液晶を注入し、注入後に液晶注入口１１０を封止材（図示せず）によって封止する。液晶注入後のマザー基板１００から切削用カッター１２０を用いて個々の液晶セルを切り出す。この切り出しは、切削用カッター１２０を各露出端面ＯＵＴ、ＯＵＴ１、ＯＵＴ２、ＯＵＴ３位置に沿わせて切削していくことで達成される。しかしながら、第１領域Ａ１と第２領域Ａ２との接点（連接）部分Ｐ１とＰ２とにおいては、この切削用カッター１２０を一度マザー基板１００面から離間させて方向転換させた後に、再度切削を続行する必要がある。このようにして、基板１を大型のマザー基板１００から切り出す場合に、露出端面ＯＵＴと露出端面ＯＵＴ２の接点部分Ｐ１、露出端面ＯＵＴと露出端面ＯＵＴ３の接点部分Ｐ２を切断するときに、バリ、削げ、欠けなどが生じることがある。

第２の実施の形態では、このようなバリなどが生じる可能性を低くできる液晶セルについて説明する。

［第２の実施の形態］
図２は、第２の実施の形態に係る液晶セルを構成する基板の一例を示す平面図である。図２（ａ）は、基板の全体を示し、図２（ｂ）は、図２（ａ）における符号ｂの部分を示し、図２（ｃ）は、図２（ａ）における符号ｃの部分を示している。

第２の実施の形態では、第１の実施の形態で用いた符号を付与された部分などと同様の部分に同一の符号を付与する。

基板２は、液晶表示装置に用いる液晶セルを構成する２つの基板の一方である。液晶セルは、基板２と図示しない他方の基板と、２つの基板に挟持された図示しない液晶層とを有する。

基板２は、第１領域Ａ１、第２領域Ａ２、第３領域Ａ３および第４領域Ａ４からなる。

第１領域Ａ１は、基板２を切り出す際の切断箇所にできる曲線状の露出端面ＯＵＴと、基板２の内部に位置する第１の曲線状の非露出端面ＩＮ１とから構成され、更に、非露出端面ＩＮ１に含まれ、非露出端面ＩＮ１の主要部を挟む第２、第３の曲線状部分を有する非露出端面ＩＮ２、ＩＮ３とが設けられている。

第２領域Ａ２は、非露出端面ＩＮ１と、非露出端面ＩＮ１を挟み、非露出端面ＩＮ２、ＩＮ３に接する第１および第２の直線状の非露出端面ＯＵＴ２、ＯＵＴ３の延長上に位置する仮想の非露出端面ＩＮ１１、ＩＮ１２と、露出端面（ＩＮ１１、ＩＮ１２）ＯＵＴ２、ＯＵＴ３に挟まれる直線状の露出端面ＯＵＴ１とに囲まれている。

第３領域Ａ３は、非露出端面ＩＮ２と、非露出端面ＩＮ１１と、内側に凹の湾曲状の露出端面ＯＵＴ２１とに囲まれている。

第４領域Ａ４は、非露出端面ＩＮ３と、非露出端面ＩＮ１２と、内側に凹の湾曲状の露出端面ＯＵＴ３１とに囲まれている。

換言すれば、第１領域Ａ１の露出端面ＯＵＴと、第２領域Ａ２の露出端面ＯＵＴ２、ＯＵＴ３との連接部分に、新たに第３領域Ａ３と第４領域Ａ４とが形成され、露出端面ＯＵＴと露出端面ＯＵＴ２との接点部分Ｐ１が湾曲した露出端面ＯＵＴ２１によって連結され、露出端面ＯＵＴと露出端面ＯＵＴ３との接点部分Ｐ２が湾曲した露出端面ＯＵＴ３１によって連結された構成となる。即ち、接点部分Ｐ１、Ｐ２に内側に凹の湾曲部分が形成されることとなる。

第１の実施の形態の基板１と同様に、基板２の第１領域Ａ１は、円形の表示エリアＤを含む。表示エリアＤは、各領域Ｄｕ、Ｄｄ、Ｄｌ、Ｄｒからなる。外形が略矩形状の第２領域Ａ２に図示しないＩＣなどが実装される。

実装の際には、露出端面ＯＵＴ１が位置決め部材Ｌ１１、Ｌ１２に、露出端面ＯＵＴ３が位置決め部材Ｌ１３にそれぞれ押し当てられ、ＩＣなどが第２領域Ａ２に正しく実装される。

図示しないが、基板２に対しては、偏光板が同様な方法により貼り付けられる。ＩＣなどの位置と同様に、偏光板の向きも正しくすることができる。

なお、第２の実施の形態では、露出端面ＯＵＴ１と露出端面ＯＵＴ２１とが接し、露出端面ＯＵＴ１と露出端面ＯＵＴ３１とが接するようにしてもよい。つまり、直線状の露出端面ＯＵＴ２、ＯＵＴ３が生じないようにして、この直線状の露出端面ＯＵＴ２、ＯＵＴ３に代えて露出端面ＯＵＴ２１、ＯＵＴ３１の曲率を小さくして、この露出端面ＯＵＴ２１、ＯＵＴ３１を直接露出端面ＯＵＴ１と連接させて直線状部分の代わりをさせるように構成してもよい。この場合であっても、露出端面ＯＵＴ１に位置決め部材Ｌ１１、Ｌ１２を押し当て、位置決め部材Ｌ１３を他の露出端面に押し当てることで、同様の作用効果を奏する。

このような液晶セルは大型のマザー基板から切り出すことによって形成される。即ち、信号線や走査線などが予め配線された一方のマザー基板１００上に第１領域Ａ１および第２領域Ａ２、第３領域Ａ３、第４領域Ａ４からなる略鍵型状の基板２相当面の露出端面ＯＵＴ、ＯＵＴ１、ＯＵＴ２、ＯＵＴ３、ＯＵＴ２１、ＯＵＴ３１の位置に沿うようにシール材（図示せず）が設けられ、対向する共通電極やカラーフィルタなどが予め形成された他方のマザー基板（図示せず）と共に熱圧着される。このとき、第２領域Ａ２側と反対側の第１領域Ａ１の頂点部分には、液晶注入孔１１０が形成されている。なお、シール材はいずれかの基板上に形成すればよい。図示のマザー基板１００は、複数のセルが横一列に配置された短冊状に切り出されたマザー基板１００として示されている。このマザー基板１００の液晶注入口１１０側を液晶槽（図示せず）中に浸漬し真空吸引方法などの手段によって空セル内に液晶を注入し、注入後に液晶注入口１１０を封止材（図示せず）によって封止する。液晶注入後のマザー基板１００から切削用カッター１２０を用いて個々の液晶セルを切り出す。

この切り出しは、図示の実施の形態の場合には、液晶セルの上下端方向に沿うようにマザー基板１００が予め短冊状に形成されているために、液晶セルの外周露出端面の露出端面ＯＵＴ１および液晶注入口１１０部分を除く外形形状に沿って略半周毎に切削用カッター１２０にて切削することによって達成される。即ち、切削用カッター１２０を各露出端面ＯＵＴ、ＯＵＴ２、ＯＵＴ３、ＯＵＴ２１、ＯＵＴ３１のいずれか片側半分の切削開始位置、例えばマザー基板１００の露出端面ＯＵＴ２の終端位置から露出端面ＯＵＴ２→ＯＵＴ２１→ＯＵＴ→液晶注入口１１０までの外形形状に沿う位置を切削し、次いで同様にして残りの片側半分の対応位置に沿わせて切削していくことで達成される。この際に、第１領域Ａ１と第２領域Ａ２との接点（連接）部分Ｐ１とＰ２とにおいては、湾曲している露出端面ＯＵＴ２１とＯＵＴ３１とを形成しているために、切削用カッター１２０を一度もマザー基板１００面から離間させることなく片側半分を、あたかも一筆書きにて書くように、各露出端面ＯＵＴおよびＯＵＴ２１、ＯＵＴ２、もしくはＯＵＴ、ＯＵＴ３１、ＯＵＴ３に沿って切削することで、容易にマザー基板１００から液晶セルを切り出すことができる。よって、切削工程を簡略化することができる。

なお、切削順序は、液晶注入口１１０側を始点として切削しても同様の効果を得ることができる。

また、湾曲状の露出端面ＯＵＴ２１、ＯＵＴ３１を有する第３領域Ａ３、第４領域Ａ４を設けたので、基板２を切り出す際に、バリ、削げ、欠けなどが生じる可能性を低くすることができる。かかる問題の生じる可能性は、露出端面ＯＵＴ２１、ＯＵＴ３１の曲率半径が大きいほど低くなる。

図３は、曲率半径とバリ等が発生した件数の関係を示す図である。この内容は、基板２の厚さが０．７ｍｍで、例えば表示領域Ａの半径を約６２ｍｍ、円形露出端面ＯＵＴを約７２ｍｍに設定した場合に得られたものである。基板２の材質は、ホウケイ酸ガラス、ソーダガラス、石英ガラスなどである。

図３に示すように、バリ、削げ、欠けなどの発生件数は、曲率半径が３ｍｍ以上である場合において極度に低下する。よって、液晶セルを製品化する際には、上記実施の形態の場合には、３ｍｍ以上とすることで有効な効果を得ることができるが、セルのカッティング時のバラツキを考慮すれば、曲率半径を５ｍｍ以上となるように設定すればよく、また上限は対象セルの表示領域Ｄなどの曲率半径に応じて設定されるので、最小曲率半径を３ｍｍ以上に設定すれば、少なくともバリ、削げ、欠けなどの不具合を解消することが可能となる。

なお、上記説明では、短冊状のマザー基板１００を使用して液晶セルを片側ずつ切削する場合について説明しているが、露出端面ＯＵＴ１のみをマザー基板１００端辺と同一位置となるようにし、液晶注入口１１０相当部分側がマザー基板１００の端辺に接しないような、より大型のマザー基板１００に適用した場合には、マザー基板１００端辺と接する露出端面ＯＵＴ２もしくはＯＵＴ３のいずれか一方に沿う位置を始点とし、他方を終点として切削すれば、液晶セル外周を一筆書きのように連続して切削することも可能である。この実施の形態では、図中上下方向に対照的に液晶セルが配置された２段配置の場合などに適用して好適である。

さらに、露出端面ＯＵＴ１とＯＵＴ２、ＯＵＴ３の連接角部分を、露出端面ＯＵＴ２１、ＯＵＴ３１と同様に、外側に凸となる湾曲露出端面となるように湾曲させておけば、大型マザー基板１００内に液晶セル外形が全て内在されているような配置状態でも、いずれか一ヶ所の露出端面相当位置部分を始点として切削を開始し、一回り切削した後に始点位置を終点位置として切削すれば、完全な一筆書きで十分に個別に液晶セルを切り出すことができる。この実施の形態では、大型マザー基板１００の面上に多段で複数列のマトリクス状に配置された多数配置の場合に適用することが可能となる。

第１の実施の形態に係る液晶セルを構成する基板の一例を示す平面図である。第２の実施の形態に係る液晶セルを構成する基板の一例を示す平面図である。図２に示した基板における曲率半径とバリ等が発生した件数の関係を示す図である。従来の液晶セルを構成する基板の一例を示す平面図である。従来の液晶セルを構成する基板の別な一例を示す平面図である。従来の液晶セルを構成する基板のさらに別な一例を示す平面図である。

符号の説明

１、２…基板
Ａ１…第１領域
Ａ２…第２領域
Ａ３…第３領域
Ａ４…第４領域
Ｄ…表示エリア
ＩＮ、ＩＮ１、ＩＮ２、ＩＮ３、ＩＮ１１、ＩＮ１２…非露出端面
ＯＵＴ、ＯＵＴ１、ＯＵＴ２、ＯＵＴ３、ＯＵＴ２１、ＯＵＴ３１…露出端面
１００…マザー基板
１２０…切削用カッター

Claims

円形状の表示エリアを有し互いに対向する２つの基板と、
前記２つの基板に挟持された液晶層とを有し、
前記２つの基板の少なくとも一方は、第１領域および第２領域とからなり、
前記第１領域は、前記表示エリアに沿う略円形状の露出端面を備え、
前記第２領域は、前記露出端面に連接して形成された複数の直線状の露出端面とに囲まれた非円形状に形成され、
前記第１領域と前記第２領域との２つの露出端面連接部分に位置し、その連接露出端面が内側方向に凹となる湾曲状に形成された第３および第４の領域を更に備えていることを特徴とする液晶セル。
前記第３領域および前記第４領域のそれぞれの前記湾曲状の露出端面の曲率半径が３ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１記載の液晶セル。
大型のマザー基板から複数の液晶セルを分離形成するに際し、
前記液晶セルは、円形状の表示エリアを有し互いに対向する２つの基板と、
前記２つの基板に挟持された液晶層とを有し、
前記２つの基板の少なくとも一方は、第１領域および第２領域とからなり、
前記第１領域は、前記表示エリアに沿う略円形状の露出端面を備え、
前記第２領域は、前記露出端面に連接して形成された複数の直線状の露出端面とに囲まれた非円形状に形成され、前記第１領域と前記第２領域との２つの露出端面連接部分に位置し、その連接露出端面が内側方向に凹となる湾曲状に形成された第３および第４の領域を備えた構成に形成され、
前記液晶セルを前記露出端面の前記第１領域の露出端面、この露出端面に連接する前記第３および第４領域の露出端面、この露出端面に連接する前記第２領域の両側露出端面にて形成される外形の少なくとも略半分の片側外形形状相当位置に沿って切削用カッターを前記基板面から離間させることなく連続して切り出すことを特徴とする液晶セルの製造方法。
前記切り出された液晶セルの前記第２領域の複数の直線状の露出端面に夫々位置決め部材を当接し、前記液晶セルの位置決めを行なうことを特徴とする請求項３記載の液晶セルの製造方法。