JP5226330B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は液晶表示装置に係り、特に携帯電話等に使用される小型の表示装置の強度と視認性の向上についての技術に関する

液晶表示装置では、画面は一定のサイズを保ったまま、セットの外形寸法を小さくしたいという要求と同時に液晶表示パネルを薄くしたいという要求が強い。液晶表示パネルを薄くするには、液晶表示パネルを製作したあと、液晶表示パネルの外側を研磨して薄くしている。
液晶表示パネルを構成する画素電極、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）等が形成されているＴＦＴ基板、カラーフィルタが形成されている対向基板のガラス基板は例えば、０．５ｍｍあるいは０．７ｍｍというように規格化されている。これらの規格化されたガラス基板を市場から入手するのは困難である。また、非常に薄いガラス基板は製造工程で機械的強度、撓み等で問題を生じ、製造歩留まりを低下させる。その結果、規格化されたガラス基板を用いて液晶表示パネルを形成後、液晶表示パネルの外面を研磨して薄くしている。

液晶表示パネルを薄くすると機械的強度が問題となる。液晶表示パネルの表示面に機械的圧力が加わると液晶表示パネルが破壊する危険がある。これを防止するために図８に示すように、液晶表示パネルを携帯電話等のセットに組み込む際、液晶表示パネルの画面側にフロントウインドウ（以後面板という）を取り付ける。

面板に外力が加わった場合に液晶表示パネルに力がおよばないようにするために、面板は液晶表示パネルと離して設置される。しかし、図８のような構成では後に述べるように、表示画質を劣化させるといる問題を生ずる。図８のような構造による問題点を対策する技術として、例えば、「特許文献１」がある。

特開平１１−１７４４１７号公報

図８に示すような従来技術の場合、像が２重になって見えるという問題を生ずる。図８は反射型液晶表示パネルを例にとって説明している図である。図８において、液晶表示パネルは画素電極やＴＦＴ（Thin Film Transistor）等が形成されたＴＦＴ基板１１とカラーフィルタ等が形成された対向基板１２とから形成されている。図８において、外光Ｌが入射し、面板３０を通過して液晶表示パネルで反射し、再び面板３０を通過して人間の目に入る。ここで、外光Ｌは面板３０で屈折するが、図８においては無視している。

液晶表示パネルの画面Ｐ１で反射した光の一部は面板３０の下面Ｑ１で反射し、液晶表示パネルの画面Ｐ２に入射し、反射する。このＰ２で反射した光を人間が視認すると像が２重に見える現象を生ずる。図１０は反射型の液晶表示パネルを例にとって説明したものであるが、透過型の場合も同様である。すなわち、透過型において、液晶表示パネルのＰ１での反射光と同じ角度で光が液晶表示パネルを透過してくると、面板３０の下面Ｑ１で反射し、反射型の場合と同様の経路をたどる。このように、画像が２重に見える現象は画質を劣化させる。

これを対策したものとして、例えば「特許文献１」に記載の技術は、面板を液晶表示パネルとの間に粘着性の弾性体を設置している。粘着性の弾性体が外力から液晶表示パネルを保護し、かつ、粘着性弾性体の屈折率を面板の屈折率に近い値に設定することによって、面板界面での反射を抑えようとするものである。しかし、「特許文献１」の技術では、面板と弾性粘着材との間に気泡等の存在無く、均一に面板を貼るのは量産的には非常に難しい技術である。また、弾性粘着材の屈折率を面板の屈折率に近くする材料の選択が問題であるのに加え、弾性粘着材は相当の厚みを必要とするために、像が２重に見えるという問題は完全には解決することが出来ない。

液晶表示パネルに設置する面板には、デザイン上の要請から、額縁状の遮光膜を形成する場合が多い。額縁状の遮光膜は黒色インクを印刷によって塗付し、面板をベーキングして乾燥させて固化する。黒色インクの印刷時にピンホールの発生を防止したり、レベリング効果によって印刷面を平坦にするために、添加剤を用いる。面板を接着材によって液晶表示パネルに接着する場合は、この添加剤が接着力に対して悪影響を及ぼす場合がある。本発明の課題は、面板を液晶表示パネルに接着する場合に、接着力に起因する気泡の発生を防止することである。

本発明は上記問題点を克服するものであり、具体的な構成は下記のとおりである。

（１）画素電極と前記画素電極への信号を制御するＴＦＴがマトリクス状に配置されたＴＦＴ基板と、前記画素電極に対応するカラーフィルタが形成された対向基板とを備えた液晶表示パネルを有する液晶表示装置であって、前記対向基板には上偏光板が接着され、前記上偏光板にはガラスで形成された面板が接着され、前記上偏光板と前記面板とは紫外線硬化樹脂で接着されており、前記面板の内側には額縁状に遮光膜が形成されており、前記遮光膜は、黒色インクを印刷することによって形成されており、前記黒色インクは、Ｓｉを０．７％以下、０．０１％以上含むことを特徴とする液晶表示装置。

（２）前記遮光膜はＳｉを０．５％以下、０．０１％以上含むことを特徴とする（１）に記載の液晶表示装置。

（３）前記黒色インクはカーボンブラックを含むことを特徴とする（１）に記載の液晶表示装置。

（４）前記額縁は前記面板に印刷された後、７０℃以下で３０分以下の条件にて乾燥されていることを特徴とする（１）に記載の液晶表示装置。

（５）前記額縁は前記面板に印刷された後、６０℃以下で６０分以下の条件にて乾燥されていることを特徴とする（１）に記載の液晶表示装置。

（６）前記面板はアクリル樹脂によって形成されていることを特徴とする（１）に記載の液晶表示装置。

（７）画素電極と前記画素電極への信号を制御するＴＦＴがマトリクス状に配置されたＴＦＴ基板と、前記画素電極に対応するカラーフィルタが形成された対向基板とを備えた液晶表示パネルを有する液晶表示装置であって、前記対向基板には上偏光板が接着され、前記上偏光板にはガラスで形成された面板が接着され、前記上偏光板と前記面板とは紫外線硬化樹脂で接着されており、前記面板の内側には額縁状に遮光膜が形成されており、前記遮光膜は、黒色インクを印刷することによって形成されており、前記黒色インクは、炭化水素系添加剤が添加されていることを特徴とする液晶表示装置。

（８）前記黒色インクには、炭化水素系添加剤が１．２％以下、０．１％以上含まれていることを特徴とする（７）に記載の液晶表示装置。

（９）前記黒色インクのＳｉ含有量は０．０１％よりも少ないことを特徴とする（７）に記載の液晶表示装置。

（１０）前記黒色インクはカーボンブラックを含むことを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。

（１１）前記面板はアクリル樹脂によって形成されていることを特徴とする（７）に記載の液晶表示装置。

本発明によれば、面板の周辺に遮光膜を形成した液晶表示装置において、デザイン性を向上するために、面板周辺に、黒色インクを印刷することによって遮光膜を形成するが、黒色インクに含まれるＳｉ量を０．７％以下、０，０１％以上とすることによって、面板を液晶表示パネルに接着した際の、面板と液晶表示パネルとの間に気泡が発生することを防止することが出来る。同時に、印刷時のピンホールの発生を防止することが出来、さらに、レベリング効果によって印刷面を平坦にすることが出来る。

また、本発明の他の側面によれば、面板周辺に印刷する黒色インクの添加剤として炭化水素系の添加剤を用いるので、面板と液晶表示パネルを接着した際の、面板と液晶表示パネルとの間に気泡が発生することを防止することが出来る。同時に、印刷時のピンホールの発生を防止することが出来、さらに、レベリング効果によって印刷面を平坦にすることが出来る。

実施例にしたがって、本発明の詳細な内容を開示する。

図１は本発明の第１の実施例を示す分解斜視図である。図２は図１のＡ―Ａ方向の分解断面図である。図１において、ＴＦＴ基板１１と対向基板１２とで液晶表示パネルを構成している。ＴＦＴ基板１１にはマトリクス状に画素電極が形成され、各画素電極に信号をスイッチングするためのＴＦＴ（Thin Film Transistor）が形成されている。ＴＦＴ基板１１と対向してカラーフィルタが形成された対向基板１２が設置される。

ＴＦＴ基板１１および対向基板１２は各々製造するときはガラス基板の厚さは０．５ｍｍである。液晶を封止して液晶表示パネルが完成した後、外側を研磨し、液晶表示パネル全体の厚さを薄くしている。本実施例では研磨後の液晶表示パネルの厚さは約０．６ｍｍである。すなわち、各ガラス基板を０．２ｍｍずつ研磨して薄くしている。

ＴＦＴ基板１１は対向基板１２よりも大きく形成されており、ＴＦＴ基板１１が一枚となった部分に駆動ＩＣ１３およびフレキシブル配線基板１５が取り付けられる。液晶表示パネルは樹脂モールド１６に収容され、機械的に保護される。液晶表示パネルはＴＦＴ基板１１と対向基板１２が２枚重ねとなった部分は機械的には強いが、ＴＦＴ基板１１が１枚となっている部分は機械的に弱いために、この部分には衝撃が加わらないようなモールド構造となっている。

モールド１６の下側にはバックライトが設置される。図１においては、バックライトは導光板１７のみ記載している。すなわち、液晶表示パネルと導光板１７との間には種々の光学シートが設置されるが、図１では省略している。フレキシブル配線基板１５はモールド１６の裏側に回りこみ、バックライトの下側に設置される。フレキシブル配線基板１５にはバックライトの光源となるＬＥＤ１８（Light Emitting Diode）が取り付けられており、ＬＥＤ１８は導光板１７の側面に設置される。フレキシブル配線基板１５にはＬＥＤ１８およびＬＥＤ１８電源のみでなく、液晶表示パネルを駆動するための電源、走査線、データ信号線等のための配線が設けられている。

図１において、液晶表示パネルの上面には上偏光板１４が設置されている。上偏光板１４の上には面板３０が設置される。この面板３０はアクリル樹脂で形成されており、厚さは１．８ｍｍである。面板３０は厚さが液晶表示パネルに比べて厚く、かつアクリル樹脂はクラックし難いので、液晶表示パネルを保護するに十分な機械的強さを持っている。面板３０はアクリル系接着材３１によって液晶表示パネル、具体的には上偏光板１４に接着される。

面板３０に使用される他の材料としては、ポリカーボネイト、ガラス等がある。ガラスを使用する場合は、強化ガラスを使用することが望ましい。また、ガラスはクラック防止のために、面取り等を適切に行うことが必要である。

図１に示すように、面板３０の周囲には黒色の額縁５０が形成されている。表示装置のデザイン性を向上するためである。額縁５０は、黒色の遮光物質を印刷によって塗布する。この額縁５０を形成する遮光物質から、例えば、Ｓｉ等が染み出すと、このＳｉによって、接着材３１と面板３０の接着性に影響を及ぼし、気泡を発生させる場合がある。本発明の重要な構成は、額縁５０からのＳｉの染み出しを抑えて、面板３０と液晶表示パネルの間の気泡の発生を防止することである。

図２は図１のＡ−Ａ方向の断面図であるが分解断面図となっている。実際には、液晶表示パネルおよびバックライトはモールド１６内に収容される。面板３０は液晶表示パネルに接着されることになる。図２において、ＴＦＴ基板１１と対向基板１２との間には数ミクロンの間隔が存在しており、この間に液晶１００が挟持されている。ＴＦＴ基板１１と対向基板１２の周辺には封止材１９が設置され、液晶を封止している。

ＴＦＴ基板１１には画素電極、ＴＦＴのほか、走査線、データ信号線等が配設され、これらの配線は封止材１９を貫通して外部に延在し、駆動ＩＣ１３あるいはフレキシブル配線基板１５と接続する。フレキシブル配線基板１５はバックライトの背後にまで延在し、フレキシブル配線基板１５に取り付けられたＬＥＤ１８が導光板１７の側面に設置され、バックライトの光源となる。ＬＥＤ１８は紙面垂直方向に複数設置される。

図２において、導光板１７は側面に設置されたＬＥＤ１８からの光を液晶表示パネル側に向ける役割を有する。反射シート２５は導光板１７から下方へ向かう光を液晶表示パネル側に向ける。導光板１７の上に下拡散シート２１が設置される。ＬＥＤ１８は導光板１７の側面に複数設置されるが、間隔を持って設置されるために、導光板１７から上に向かう光は不均一になる。すなわち、ＬＥＤ１８が設置された近辺がより明るくなる。下拡散シート２１は導光板１７から上方向に向かう光を均一にする役割を有する。

下拡散シート２１の上には下プリズムシート２２が設置される。下プリズムシート２２には一定ピッチで例えば、画面横方向に延在するプリズムが５０μｍ程度の間隔で多数設置されており、導光板１７を出射した光のうち、画面の縦方向に広がろうとする光を液晶表示パネルの画面鉛直方向に集束する。下プリズムシート２２の上には上プリズムシート２３が設置される。上プリズムシート２３には一定ピッチで下プリズムシート２２とは直角方向、例えば、画面縦方向に延在するプリズムが５０μｍ程度の間隔で多数形成されている。これによって、導光板１７を出射した光のうち、画面横方向に広がろうとする光を液晶表示パネルの面と鉛直方向に集束する。このように、下プリズムシート２２と上プリズムシート２３を用いることによって画面の縦、横方向に広がろうとする光を画面の法線方向に集束することが出来る。すなわち、下プリズムシート２２および上プリズムシート２３を使用することによって正面輝度を上げることが出来る。

上プリズムシート２３の上には上拡散シート２４が設置されている。プリズムシートには一定方向に延在するプリズムが例えば、５０μｍピッチで形成されている。すなわち、５０μｍのピッチによって明暗の縞が形成されることになる。一方液晶表示パネルには、一定ピッチで走査線が画面横方向に、あるいはデータ信号線が画面縦方向に形成されている。したがって、走査線と下プリズムシート２２との間、あるいは、データ信号線と上プリズムシート２３との間で干渉を起こし、モアレが発生する。上拡散シート２４は拡散作用によってこのモアレを軽減する役割を有する。

上拡散シート２４を出た光は液晶表示パネルに接着された下偏光板２０に入射し、光は偏光される。偏光光は液晶表示パネル内の画素毎に液晶によって、透過率をコントロールされ、画像が形成される。液晶表示パネルを出た光は上偏光板１４によって再び偏光され、人間の目に視認される。上偏光板１４の上には面板３０が設置される。本発明における面板３０はアクリル樹脂で形成されている。面板３０は接着材３１によって上偏光板１４に接着させられる。

図３は面板３０を上偏光板１４に接着した後の状態である。図３は液晶表示パネルと面板３０のみを示している。図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図３（ａ）において、面板３０の周囲には、黒色の額縁５０が形成されている。額縁５０の内側が表示領域４０である。額縁５０を設けるのは、デザイン性を向上するためである。図３（ａ）において、左側は、ＴＦＴ基板１１の端子部１１１である。端子部１１１には、液晶表示パネルに電源や信号を供給するための端子と液晶表示パネルを駆動するための駆動ＩＣ等が設置されるが、図３では省略されている。

図３（ｂ）において、ＴＦＴ基板１１の下側には下偏光板２０が、対向基板１２の上側には上偏光板１４が接着されている。上偏光板１４の上には、接着材３１を介して面板３０が取り付けられている。上偏光板１４あるいは下偏光板２０の板厚は０．１３ｍｍ、面板３０の厚さは１．８ｍｍである。ＴＦＴ基板１１と対向基板１２を合わせた液晶表示パネル全体の厚さが０．６ｍｍであるのに対し、面板３０はこれよりもかなり厚くなっている。さらに、アクリル樹脂はガラスに比べてクラックしにくいために、液晶表示パネルの強度に比べてはるかに強くなっており、機械的保護効果は十分に上げることが出来る。

本実施例においては、面板３０の大きさは対向基板１２と同程度となっている。面板３０の大きさはこれに限らず、面板３０と液晶表示パネルの接着のし易さ等を考慮して、対向基板１２よりも大きく、あるいは、小さくしても良い。

面板３０の周辺に形成された額縁５０は、印刷によって面板３０にあらかじめ塗布され、乾燥して固化した後、面板３０と液晶表示パネルを接着材３１によって接着する。面板３０の貼り付けに用いる接着材３１は当初は液体であるＵＶ硬化樹脂を用いる。接着材３１を当初は液体であるＵＶ硬化樹脂を用いることによって、面板３０の液晶表示パネルへの均一な貼り付けを可能としている。すなわち、接着材３１を塗布した後、減圧雰囲気内において、液晶表示パネルと面板３０を接着する。減圧雰囲気中において、液晶表示パネルと面板３０を接着することによって気泡３２の発生を防止することが出来る。

貼り合わせ後、この当初液状の接着材３１に、紫外線（ＵＶ）を照射することによって接着材３１を硬化させ、面板３０を液晶表示パネルに固定する。このようなプロセスによって面板３０を液晶表示パネルに均一に接着することが可能になる。当初液体状の接着材３１としては、例えば、アクリルオリゴマーを２７％から３０％含み、この他にＵＶ反応性モノマー、光重合のための添加剤等を含んだアクリル系の樹脂を使用することが出来る。接着材３１が硬化した後の厚さは５０ミクロン程度である。

額縁５０を形成する遮光膜は面板３０の内側に黒色インクを印刷によって塗布することによって形成されている。黒色インクは、例えば、次のような成分によって構成されている。すなわち、塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体とウレタン樹脂の混合樹脂２６％〜３８％、顔料（カーボンブラック）３〜７％、その他の溶剤等である。

黒色インクを面板３０に印刷した際、遮光膜にピンホールが形成される場合がある。また、印刷によって塗布した後、印刷面には多少の凹凸が発生するが、この凹凸が印刷面の流動によって平坦化する。この現象をレベリング効果という。印刷面へのピンホールの発生の防止および、印刷面のレベリング効果の向上には、黒色インクにＳｉを添加することが効果的である。

黒色インクを面板３０に塗布した後、面板３０を乾燥して黒色インクを面板３０に固定する。Ｓｉの添加量が多い場合は、Ｓｉが遮光膜外、例えば、表示領域４０周辺に拡散する。Ｓｉが面板３０と接着材３１との間に多く存在すると、面板３０と接着材３１の接着力が弱くなり、気泡３２が発生する。

気泡３２が発生する様子を図４に示す。図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図４（ａ）において、表示領域４０内に形成されている点線は、額縁５０を形成する遮光膜から染み出てくるＳｉが存在する可能性のある領域である。この領域は、額縁５０の内側からｄの範囲であり、ｄは約２ｍｍである。この領域がＳｉ拡散領域４１である。気泡３２は、Ｓｉ拡散領域４１内において多発する。

図４（ｂ）は図４のＡ−Ａ断面図である。気泡３２が記載されている以外は、図３（ｂ）と同様である。図４（ｂ）において、気泡３２は、額縁５０の内側で、面板３０と接着材３１の間に発生していることを示している。気泡３２は、額縁５０の下側にも発生するが、額縁５０の下側の気泡３２は黒色である額縁５０によって覆われているために視認されず、不良の原因とはならない。したがって、表示領域４０周辺の気泡３２を無くすことが重要である。

気泡３２が存在する部分の元素を同定すると、Ｓｉが多く検出される。Ｓｉは接着材３１と面板３０の接着力を悪化させ、気泡３２を生じさせる。しかし、額縁５０を形成するための黒色インクには、ピンホールの減少とレベリング効果を向上させるために、Ｓｉを添加することは必要である。

Ｓｉが表示領域４０に存在する原因は、黒色インクを印刷し、乾燥して固化する際に、Ｓｉが表示領域４０に拡散するためである。また、気泡３２は、Ｓｉの存在量によって発生する確率が異なる。すなわち、Ｓｉが一定量以下であれば、気泡３２の発生は抑えることが出来る。表示領域４０におけるＳｉの存在量は、黒色インクに添加されるＳｉ量によって制御することが出来る。

しがって、黒色インク内のＳｉ添加量は、印刷時のピンホール発生と、レベリング効果、および、面板３０を液晶表示パネルに接着した後の気泡３２の発生率を勘案して決定する。実験によれば、先に述べた黒色インクを使用した場合は、黒色インク中に含まれるＳｉ量を、額縁５０を構成する遮光膜の成分の０．７％以下、０．０１％以上とすることによってピンホールの発生の防止とレベリング効果を維持しつつ、気泡３２の発生を抑えることが出来る。すなわち、Ｓｉをこのような範囲に抑えることによって、ピンホールの発生による不良、およびレベリング効果に関連する不良は０．１％以下に抑えることが出来る。また、気泡３２の発生は、１％以下に抑えることが出来る。

また、Ｓｉ量を、額縁５０を構成する遮光膜の成分の０．５％以下とすることによって、気泡３２の発生はさらに抑えることが出来、気泡３２による不良の発生率は０．５％以下とすることが出来る。以上述べた気泡３２の発生は、黒色インクを面板３０に塗布した後の乾燥条件によっても変化する。すなわち、乾燥温度が高いほど、また、乾燥時間が長いほど、Ｓｉが額縁５０外に拡散する機会が多くなるからである。上記の結果は、黒色インク塗布後に、面板３０を７０℃で６０分乾燥した場合に得られた値である。したがって、乾燥温度を下げるか、乾燥時間を短くすることによって気泡３２の発生はさらに改善することが出来る。

図５は図３に示す液晶表示パネルと面板３０を組み合わせたハイブリッド液晶表示パネルを形成する工程を示す模式図である。図５において、（ａ）および（ｂ）は面板３０の工程であり、（ｃ）は液晶表示パネルであり、（ｄ）は液晶表示パネルと面板３０を張り合わせた状態である。図５に示すように、面板３０は、マザー面板１３０に複数形成さる。また、液晶表示パネルも複数のＴＦＴ基板１１が形成されたマザーＴＦＴ基板１１０および複数の対向基板１２が形成されたマザー対向基板１３０を組み合わせたものである。図５は、マザー基板から、面板３０あるいは、液晶表示パネルが４個形成される例である。

図５（ａ）において、マザー面板１３０に額縁５０のための黒色インクが印刷によって形成される。この印刷された黒色インクにピンホールの発生が生じないように、あるいは、レベリング効果によって印刷面が平坦になるように、印刷条件および黒色インクの材料を決める。印刷後、特定条件によってマザー面板１３０を乾燥させ、黒色インクを固化する。

その後、図５（ｂ）に示すように、面板３０の表示領域４０、および額縁５０にＵＶ硬化樹脂を印刷によって塗布する。ＵＶ硬化樹脂は、印刷時は液体である。ＵＶ硬化樹脂の材料は先に説明したとおりである。

一方、図５（ｃ）に示すように、液晶表示パネルは面板３０とは別途形成される。すなわち、４個分の液晶表示パネルのＴＦＴ基板１１をマザーＴＦＴ基板１１０に形成する。また、４個分の液晶表示パネルの対向基板１２をマザー対向基板１３０に形成しておく。図５（ｃ）において、点線で示す部分はＴＦＴ基板１１と対向基板１２とをシールするためのシール部６０である。シール部６０の内側に液晶が封入される。液晶の封入は滴下方式でもよいし、吸入方式でも良い。このようにして、４個の液晶表示パネルがマザー基板に形成される。

図５（ｂ）のように形成したマザー面板１３０を反転し、図５（ｃ）で形成したマザー液晶表示パネルのマザー対向基板１３０に接着する。この接着は、マザー面板１３０に形成されたＵＶ接着材３１によって行われる。この接着の工程は、接着部分に空気を巻き込まないようにするために、減圧雰囲気中において行われる。その後、ＵＶ接着材３１の一部分に対してＵＶを照射して仮固定し、気泡３２等の検査を行う。

図６は図３に示す液晶表示パネルと面板３０を組み合わせたハイブリッド液晶表示パネルを形成する工程を示すプロセスフローである。以後、液晶表示パネルと面板３０を組み合わせたものをハイブリッド液晶表示パネルという。このフローは、図５で示したように、マザー液晶表示パネルあるいはマザー面板１３０に対して行われる。そして、図６に示す工程が終了したあと、マザー基板から、個々のハイブリッド液晶表示パネルを分離する。以後、図６の説明において、面板３０あるいは、液晶表示パネルという場合は、マザー面板１３０あるいは、マザー液晶表示パネルを言う場合もある。

図６において、中央のフローは面板３０のプロセスフローである。図６において、ＤＵＶは（Ｄｅｅｐ ＵＶ）の意味であり、深紫外線を面板３０に照射する工程である。深紫外線を面板３０に照射することによって面板３０に付着しているゴミ等を除去し易くする。ＤＵＶ工程によって面板３０を清浄化したあと、先ず、面板３０の額縁５０となる黒色インクを、印刷によって塗布する。この塗布工程では、ピンホールの発生が無いように、あるいは、レベリング効果が生じて印刷面が平坦になるように、黒色インク材料あるいは、印刷条件を決める。

黒色インクによって額縁５０が印刷された面板３０を乾燥のためにベーキングする。このベーキングの時に、黒色インクに添加されているＳｉが、印刷された額縁５０から析出して額縁５０の内側の表示領域４０に拡散する。このＳｉの拡散量が多いと、接着材３１と面板３０との接着に悪影響を及ぼす。

面板３０の乾燥条件によって、面板３０のＳｉ拡散領域４１に存在するＳｉの量を比較したものが、図７である。図７において、横軸は、面板３０に黒色インクを印刷した後に面板３０を乾燥する乾燥温度である。縦軸は、図４に示すＳｉ拡散領域４１において、質量分析によってカウントされるＳｉのカウント数である。図７における評価は、乾燥時間が３０分と６０分の場合について行った。

図７において、Ｓｉ拡散領域４１におけるＳｉのカウント数は乾燥温度が高い程多くなっている。また、同じ乾燥温度であれば、乾燥時間が長い程Ｓｉのカウント数が多くなっている。すなわち、印刷された黒色インクが乾燥して固化する際、添加されているＳｉが析出、分離するが、乾燥温度が高いほど、あるいは、乾燥時間が長いほど、析出、分離する量が多くなる。また、析出、分離したＳｉが面板３０上を移動する速度、あるいは移動する量も乾燥温度が高いほど、また、乾燥時間が長いほど大きくなる。

黒色インクにＳｉを添加する目的は、印刷時のピンホールの防止とレベリング効果を確保するためである。印刷時のピンホールとレベリングの関係から、黒色インクに添加されるＳｉの量を一定量確保しなければならない場合、印刷した後、乾燥時間を短く、あるいは、乾燥温度を低く抑える必要がある。図７は、乾燥、固化後の額縁５０を形成する遮光膜のＳｉ量が０．７％の場合の、乾燥温度、および、乾燥時間と、図４に示すＳｉ拡散領域４１におけるＳｉカウント量の関係を示すグラフである。

図７において、乾燥温度として、７０℃とする場合は、乾燥時間が３０分であれば、Ｓｉカウント量は、１５０Ｋamu.binである。この場合の、対応する気泡３２発生は１％以下に抑えることが出来た。一方、乾燥温度として６０℃とする場合は、乾燥時間を６０分としても、Ｓｉカウント量は、１００Ｋamu.binである。この場合の、対応する気泡３２発生率はやはり、１％以下に抑えることが出来た。また、乾燥温度６０℃で３０分であれば、気泡３２発生の危険はより小さくすることが出来る。一方、Ｓｉ量を小さくしても、ピンホールの発生を抑え、あるいは、レベリング効果を確保することが出来れば、面板３０の乾燥温度を高く、また、乾燥時間を長くすることが出来る。

図６に戻り、面板３０に黒色インクを印刷し、乾燥させて額縁５０を形成した後、面板３０と液晶表示パネルを接着するための接着材３１を印刷によって塗布する。この接着材３１は、ＵＶ硬化樹脂で形成されている。この接着材３１は、面板３０の表示領域４０、および額縁５０を覆って印刷される。

液晶表示パネルと面板３０の貼り合わせは減圧雰囲気中において、液晶表示パネルと面板３０を押し付けながら接着する。減圧雰囲気中において接着するので、面板３０と液晶表示パネルの間に空気を巻き込むことが無く、これに起因する気泡３２を防止することが出来る。しかし、面板３０にＳｉが存在している場合、面板３０と接着材３１との接着が妨げられ、この部分に空気が浸入して気泡３２を発生する場合がある。したがって、以上に述べたような、手段によって、Ｓｉが面板３０に存在するようなポテンシャルを除去する必要がある。

面板３０と液晶表示パネルを接着したあと、接着材３１の一部、具体的には面板３０のコーナー部のみにＵＶを照射して面板３０と液晶表示パネルを仮固定する。仮固定した状態で、面板３０と液晶表示パネルが接着したハイブリッド液晶表示パネルの検査を行う。検査項目は、表示領域４０の欠陥等である。この検査時に表示領域４０における気泡３２の有無も検査される。

この検査において合格であれば、液晶表示パネル全体に対してＵＶを照射し、面板３０と液晶表示パネルを完全に接着する。ＵＶは面板３０側から照射される。この場合、面板３０周辺においては、額縁５０が形成されており、額縁５０の下にはＵＶが通過しないので、額縁５０の下においては、接着材３１が固化しない。額縁５０の下の接着材３１も固化させるために、ＵＶを全面照射したあと、ハイブリッド液晶表示パネルを加熱することによって、面板３０の額縁５０の下の接着材３１も固化して、信頼性を向上させる。

図６において、検査工程で不良が発生した場合、そのハイブリッド液晶表示パネルは再生工程に回す。再生工程において、面板３０と液晶表示パネルが分離される。検査前において、ＵＶを接着材３１の一部にのみ照射して面板３０と液晶表示パネルを仮固定したのは、再生工程において、液晶表示パネルと面板３０の分離を容易にするためである。面板３０と液晶表示パネルは分離された後、各々、洗浄されて再生されることになる。

以上のように、本実施例によれば、額縁５０を構成する遮光膜中のＳｉ量を特定範囲に規定することによって、面板３０と液晶表示パネルを接着したときの、面板３０と接着材３１との間の接着力の低下による気泡３２の発生を防止することが出来る。また、黒色インクを印刷したときのピンホール発生の防止、また、印刷時のレベリング効果を確保し、印刷面を平坦にすることが出来る。

実施例１における面板３０の額縁５０は、Ｓｉが添加された黒色インクを印刷することによって形成されている。Ｓｉは黒色インクを印刷する際に、ピンホールの発生を防止することと、印刷面をレベリングによって平坦化する目的から使用される。一方、Ｓｉを用いることによって、面板３０の表示領域４０周辺において接着材３１の接着力が不安定になって、気泡３２発生の原因となる。

本実施例においては、添加剤として、Ｓｉではなく、炭化水素系の添加剤を用いることによって黒色インクを面板３０に印刷する際に、ピンホールの発生防止と、レベリング効果を得るものである。本実施例に使用される黒色インクの材料は、実施例１で説明したものと同様である。すなわち、塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体とウレタン樹脂の混合樹脂２６％〜３８％、顔料（カーボンブラック）３〜７％、その他の溶剤等である。このような黒色インクに対して炭化水素系に添加剤を０．１％〜１．２％程度添加することによって、黒色インクを印刷した際のピンホールを防止することが出来、また、印刷面のレベリング効果を得ることが出来る。

以上のような黒色インクを面板３０に印刷によって塗付し、面板３０を乾燥して額縁５０を形成した後、接着材３１を印刷によって実施例１と同様にして形成した。その後、面板３０と液晶表示パネルを接着して、ハイブリッド液晶表示パネルを形成した。本実施例においては、黒色インク内のＳｉの量は０．０１％よりも小さく、Ｓｉが実質的に存在しないので、面板３０と接着材３１の接着の問題は生じなかった。すなわち、図４に示す気泡３２が多発する領域においては、同様な気泡３２は観測されなかった。

このように、本実施例による黒色インクを用いることによって、黒色インクの印刷において、接着材３１と面板３０の接着不良による気泡３２を実質的に無くすことが出来る。また、黒色インクを印刷した際のピンホールの発生を防止することが出来、かつ、適当なレベリング効果を確保して印刷面を平坦化することが出来る。

本発明が実施される液晶表示装置の分解斜視図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 液晶表示パネルに面板が取り付けられた図である。 面板と液晶表示パネルの間に気泡が発生した図である。 本発明に関連する製造工程の要部を示す模式図である。 本発明に関連する製造工程のフローチャートである。 面板の乾燥条件と面板におけるＳｉの量の関係をしめすグラフである。 従来技術による面板と液晶表示パネルの関係図である。

符号の説明

１１…ＴＦＴ基板、 １２…対向基板、 １３…駆動ＩＣ、 １４…上偏光板、 １５…フレキシブル配線基板、 １６…モールド、 １７…導光板、 １８…ＬＥＤ、 １９…封止材、 ２０…下偏光板、 ２１…下拡散シート、 ２２…下プリズムシート、 ２３…上プリズムシート、 ２４…上拡散シート、 ２５…反射シート、 ３０…面板、 ３１…接着材、 ３２…気泡、 ４０…表示領域、 ４１…Ｓｉ拡散領域、 ５０…額縁、 ６０…シール部、 １００…液晶、 １１０…マザーＴＦＴ基板、 １１１…端子部、 １２０…マザー対向基板、 １３０…マザー面板。

Claims (10)

1. 画素電極と前記画素電極への信号を制御するＴＦＴがマトリクス状に配置されたＴＦＴ基板と、前記画素電極に対応するカラーフィルタが形成された対向基板とを備えた液晶表示パネルを有する液晶表示装置であって、
   前記対向基板には上偏光板が接着され、前記上偏光板にはガラスで形成された面板が接着され、
   前記上偏光板と前記面板とは紫外線硬化樹脂で接着されており、
   前記面板の内側には額縁状に遮光膜が形成されており、前記遮光膜は、黒色インクを印刷することによって形成されており、前記黒色インク中に含まれるＳｉの量は、前記額縁を構成する遮光膜の成分の０．７％以下、０．０１％以上であることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記黒色インク中に含まれるＳｉの量は、前記額縁を構成する遮光膜の成分の０．５％以下、０．０１％以上であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記黒色インクはカーボンブラックを含むことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
4. 前記額縁は前記面板に印刷された後、７０℃以下で３０分以下の条件にて乾燥されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
5. 前記額縁は前記面板に印刷された後、６０℃以下で６０分以下の条件にて乾燥されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
6. 前記面板はアクリル樹脂によって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
7. 画素電極と前記画素電極への信号を制御するＴＦＴがマトリクス状に配置されたＴＦＴ基板と、前記画素電極に対応するカラーフィルタが形成された対向基板とを備えた液晶表示パネルを有する液晶表示装置であって、
   前記対向基板には上偏光板が接着され、前記上偏光板にはガラスで形成された面板が接着され、
   前記上偏光板と前記面板とは紫外線硬化樹脂で接着されており、
   前記面板の内側には額縁状に遮光膜が形成されており、前記遮光膜は、黒色インクを印刷することによって形成されており、前記黒色インクには、炭化水素系添加剤が１．２％以下、０．１％以上含まれていることを特徴とする液晶表示装置。
8. 前記黒色インクのＳｉ含有量は０．０１％よりも少ないことを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
9. 前記黒色インクはカーボンブラックを含むことを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
10. 前記面板はアクリル樹脂によって形成されていることを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。

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