JP5358757B2

JP5358757B2 - 液晶表示装置の製造方法

Info

Publication number: JP5358757B2
Application number: JP2007011350A
Authority: JP
Inventors: 正人鈴木
Original assignee: NLT Technologeies Ltd
Current assignee: Tianma Japan Ltd
Priority date: 2007-01-22
Filing date: 2007-01-22
Publication date: 2013-12-04
Anticipated expiration: 2027-01-22
Also published as: JP2008176191A

Description

本発明は、液晶表示装置及びその製造方法に関し、特に、液晶パネル上にタッチパネルを搭載した液晶表示装置及びその製造方法に関する。

従来より、表示装置として、薄型、軽量、低消費電力等の利点から液晶表示装置が広く用いられている。この液晶表示装置は、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）等のスイッチング素子がマトリクス状に形成された一方の基板（以下、ＴＦＴ基板と呼ぶ。）と、カラーフィルター（ＣＦ）やブラックマトリクス（ＢＭ）等が形成された他方の基板（以下、ＣＦ基板と呼ぶ。）との間に液晶が挟持された液晶パネルを備え、一方又は双方の基板に設けた電極間に生じる電界によって液晶分子の配向方向を制御することによって光の透過率を変化させている。

また、入力装置として、指やタッチペンタッチなどで接触した位置を検出して信号を送り、その信号に基づいて入力操作を行うタッチパネルがある。このタッチパネルは、電気特性パターンが形成されたガラス基板の上に電気特性フィルムを配置して構成され、通常、液晶パネル上に搭載して使用される。

例えば、図３に示すように、液晶パネル上にタッチパネルを搭載した液晶表示装置１１は、液晶１６がＴＦＴ基板１５とＣＦ基板１７との間に挟持され、ＴＦＴ基板１５及びＣＦ基板１７の外側に各々、ＴＦＴ基板側偏光板１４とＣＦ基板側偏光板１８が配置されて構成される液晶パネル１２と、電気特性パターンが形成されたタッチパネルガラス１９とタッチパネル電気特性フィルム２０とで構成されるタッチパネル１３と、図示しないバックライトユニットなどからなり、液晶パネル１２の視認面側（ＣＦ基板側偏光板１８の外側）に、タッチパネル１３が配置されて構成される（例えば、下記特許文献１参照）。

上記液晶表示装置の製造方法は、図４に示すようになり、ステップＳ２０１〜Ｓ２０４の工程を経て液晶パネル１２を製造し、ステップＳ２０５〜Ｓ２０６で、ドライバＩＣや液晶パネル用のＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）を実装し、ステップＳ２０７で、液晶パネル１２の背面側にバックライトを組み立てた後、ステップＳ２０８で、液晶パネル１２の表示面側に、予めタッチパネル製造メーカで製造されたタッチパネル１３を組み立て、その後、ステップＳ２０９、Ｓ２１０の工程を経て液晶表示装置１１が完成する。

特開２００４−３４８６８６号公報

ここで、液晶パネル上にタッチパネルを搭載した液晶表示装置は、携帯タイプの需要が多いため、軽量化、薄型化及び低価格化が必要とされており、また、使用用途が広範囲の為、カスタム生産が要求されている。

しかしながら、従来のタッチパネルはガラス基板を用いて製造されているため、軽量化及び薄型化を図ることが難しいという問題があった。また、従来は、液晶パネルにバックライトを組み立てた後、予め製造された完成品のタッチパネルを組み立てる構成であり、液晶パネルの製造とタッチパネルの製造とが別々の場所で行われるため、部材の保管や納期管理といった作業も必要になり、低価格化を図ることが難しいという問題もあった。

また、液晶パネルを製造するメーカと、タッチパネルを製造するメーカとが異なるため、様々な形状、構造の液晶パネルとタッチパネルを組み合わせることができず、各種用途に応じたカスタム製品を製造することができないという問題もあった。

これらの背景から、軽量で客先ニーズに対応したカスタム製品を製造するプロセスが必要とされている。さらに、様々なタイプの液晶パネルと様々なタイプのタッチパネルの組み合わせが必要になり短納期での部材調達が困難になっている現状に対応すべく、新たな構造及び製造方法が必要とされている。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その主たる目的は、軽量化、薄型化及び低価格化を実現し、各種用途に応じたカスタム製品を製造することができる液晶表示装置及びその製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、液晶パネル上にタッチパネルを搭載する液晶表示装置の製造方法であって、一対の基板に液晶を挟持し、前記一対の基板の両外側に偏光板を貼り付けて前記液晶パネルを製造する第１のステップと、前記液晶パネルの表示面側の前記偏光板上に、下部電極が形成されたフィルム状又はシート状の第１の部材を貼り付ける第２の工程と、前記第１の部材上に、前記下部電極に対向する上部電極が形成された第２の部材を貼り付けて、前記第１の部材と前記第２の部材とで前記タッチパネルを形成する第３の工程と、前記液晶パネルの裏面側に、バックライトを組み立てる第４の工程と、をこの順に少なくとも有し、前記第２の工程後、前記第３の工程の前に、前記第１の部材に、前記タッチパネルを駆動するためのタッチパネル用ＦＰＣを貼り付ける工程を有するものである。

このように、タッチパネルを、下部電極が形成されたフィルム状又はシート状の第１の部材と上部電極が形成された第２の部材とで構成し、液晶パネルの製造後、表示面側の偏光板上に、第１の部材及び第２の部材を順に貼り付けて、液晶パネル上にタッチパネルを搭載した液晶表示装置を一貫したプロセスで製造するため、軽量化、薄型化、低価格化を実現すると共に、各種用途に応じたカスタム製品の製造を可能にすることができる。

本発明の液晶表示装置及びその製造方法によれば、下記記載の効果を奏する。

本発明の第１の効果は、液晶パネル上にタッチパネルを搭載した液晶表示装置の薄型化及び軽量化を実現できるということである。その理由は、タッチパネルをタッチパネル下部電極特性フィルムとタッチパネル上部電極特性フィルムとで構成することにより、従来のタッチパネルに使用されていたガラス板を一枚削減することができるからである。

また、本発明の第２の効果は、液晶パネル上にタッチパネルを搭載した液晶表示装置の低価格化を実現できるということである。その理由は、偏光板貼り付け直後にタッチパネル下部電極特性フィルムを貼り付け、その後にタッチパネル上部電極特性フィルムを張り合わせるため、組み立て工数の削減とタクト短縮、部材保管量低減が可能になるからである。

また、本発明の第３の効果は、各種用途に応じたカスタム製品を製造することができるということである。その理由は、液晶パネル上に部品状態のタッチパネルを組み立てる構成であるため、様々なタイプの液晶パネルと様々なタイプのタッチパネルとを組み合わせることが可能になるからである。

従来技術で示したように、携帯電話機などの携帯端末には、液晶パネル上にタッチパネルを搭載した液晶表示装置が使用されているが、従来の液晶表示装置は、液晶パネルにバックライトを組み立てた後、完成品のタッチパネルを組み立てる構成であり、タッチパネルにガラス基板を使用するために、軽量化、薄型化を図ることが難しく、また、部材の保管や納期管理等が必要であるため、低価格化を図ることが難しく、更に、様々な形状、構造の液晶パネルとタッチパネルを組み合わせることができず、各種用途に応じたカスタム製品を製造することができないという問題もあった。

このような問題は、液晶パネルとタッチパネルとが別々に製造されることに起因していることから、本発明では、液晶パネルに部品状態のタッチパネルを組み立てて、一貫したプロセスで、液晶パネル上にタッチパネルが搭載された液晶表示装置を製造する。具体的には、液晶パネルのＣＦ基板に偏光板を貼り付けた状態で、その上にタッチパネルの基板として、タッチパネル下部電極特性フィルムの貼り付けを行ってからタッチパネル上部電極特性フィルムを貼り付ける方法を使用する。

これにより、従来のタッチパネルに使用していたガラス板が一枚不要になり、液晶表示装置の薄型化と軽量化が達成できると同時に、完成品のタッチパネルを購入することなく、タッチパネルを液晶表示装置の製造プロセスの一貫として製造することができるため、低価格化を達成することができる。

また、本発明では、液晶パネルの種類、偏光板の種類、タッチパネル下部電極特性フィルムの種類とタッチパネル上部電極特性フィルムの種類の組み合わせが容易であるため、カスタム製品に対応することができる。

また、タッチパネル下部電極特性フィルムをＣＦ基板側偏光板上に直接張り合わせてから、タッチパネル上部電極特性フィルムを重ね合わせるため、いままで液晶パネルに付着していたゴミやタッチパネルに付着していたゴミを低減することができる。

更に、完成品のタッチパネルを液晶パネルのＣＦ基板側偏光板を貼り付ける従来の方法では、張り合わせ時に全面に均等に強い圧力を加えにくいという問題があったが、本発明では、ＣＦ基板側偏光板上にタッチパネル下部電極特性フィルムを単体で貼り合わせる構成であるために、張り合わせ時に全面に均等に強い圧力を加えることができ、これにより、液晶パネルとタッチパネルと間に気泡が入ったり、タッチパネルの電極を構成するＩＴＯ（Indium Tin Oxide）にクラックが生じるなどの問題を回避することもできる。

上記した本発明の一実施の形態についてさらに詳細に説明すべく、本発明の一実施例に係る液晶表示装置及びその製造方法について、図１及び図２を参照して説明する。図１は、本実施例に係る液晶表示装置の構成を模式的に示す断面図であり、図２は、本実施例の液晶表示装置の製造方法を示すフローチャート図である。

図１に示すように、本実施例の液晶表示装置１は、液晶６が一方の基板（例えば、ＴＦＴ基板５）と他方の基板（例えば、ＣＦ基板７）との間に挟持され、ＴＦＴ基板５及びＣＦ基板７の外側に各々、ＴＦＴ基板側偏光板４とＣＦ基板側偏光板８とを少なくとも備える液晶パネル２と、液晶パネル２の背面又は側面に配置され、液晶パネル２を照明するバックライト（図示せず）と、下部電極がＸ方向又はＹ方向にパターン形成されたシート状又はフィルム状のタッチパネル下部電極特性フィルム９と下部電極に対向する上部電極がＸ方向又はＹ方向にパターン形成されたタッチパネル上部電極特性フィルム１０とで構成されるタッチパネル３などを備える。

すなわち、タッチパネルの下部電極は、従来のようにガラス基板上に形成されているのではなく、タッチパネル下部電極特性フィルム９上に形成されており、かつ、タッチパネル下部電極特性フィルム９はＣＦ基板側偏光板８に密着して配置されていることを特徴としている。

なお、本発明は、タッチパネル３の構造及びタッチパネル３を液晶パネル２上に形成する方法に特徴を有するものであり、液晶パネル２の構造（例えば、スイッチング素子の種類、逆スタガ型（ボトムゲート型）や正スタガ型（トップケート型）などのＴＦＴの構造や駆動方式（ＩＰＳ（In Plane Switching）方式やＴＮ（Twisted Nematic）方式など）は任意である。また、タッチパネル３の方式（例えば、抵抗膜方式や静電容量方式、圧電方式など）や、タッチパネル下部電極特性フィルム９及びタッチパネル上部電極特性フィルム１０の電極パターン形状、電極や基材の材料などは特に限定されない。

以下、上記構成の液晶表示装置１の製造手順について、図２のフローチャート図を参照して説明する。

まず、ステップＳ１０１で、公知の手法を用いて液晶パネル２を製造する。例えば、ガラス基板上に、互いに略直交する配線（ゲート配線及びドレイン配線）やＴＦＴなどのスイッチング素子を形成してＴＦＴ基板５を製造すると共に、ガラス基板上にカラーフィルタやブラックマトリクスなどを形成してＣＦ基板７を製造する。次に、ＴＦＴ基板５及びＣＦ基板７の表面に、印刷装置などを用いて配向膜の材料となるポリイミドの溶液を塗布し、焼成した後、配向膜表面を回転金属ローラに巻き付けたバフ布などで一定方向に擦ってラビング処理を行い、洗浄・乾燥を行ってバフ布の繊維くずや配向膜の削りくずなどのラビング処理の残留物を除去する。次に、ディスペンサ描画法などを用いて、一方の基板に液晶を封止するためのシール材を描画すると共にＡｇを塗布し、他方の基板にポリマービーズ、シリカビーズ等のスペーサを散布して固着させ、シール材を描画した基板に液晶を滴下し、両基板を貼り合わせ、加圧しながらシール材を硬化して液晶パネル２を製造した後、液晶パネル２を洗浄する。

次に、ステップＳ１０２で、液晶パネル２のＴＦＴ基板５側にＴＦＴ基板側偏光板４を貼り付け、ＣＦ基板７側にＣＦ基板側偏光板８を貼り付ける。

次に、ステップＳ１０３で、ＣＦ基板側偏光板８上にタッチパネル下部電極特性フィルム９を配置し、タッチパネル下部電極特性フィルム９の上から所定の圧力を加えて、ＣＦ基板側偏光板８に貼り付ける。このタッチパネル下部電極特性フィルム９を構成するフィルムの材料や構造、電極の材料、構造、パターンなどは特に限定されないが、フィルムや電極は液晶パネル２の視認性を損なわないように透過率の高い部材を用いることが好ましく、例えば、フィルムとしてＰＥＴ（polyethylene terephthalate）などのポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂などを用いることができ、下部電極としてＩＴＯなどを用いることができる。

ここで、従来は、ガラス基板上に下部電極を形成したタッチパネルガラス１９を使用していたが、本実施例では、シート状又はフィルム状のタッチパネル下部電極特性フィルム９を使用しているため、ガラス基板が不要となり、液晶表示装置の薄型化、軽量化を実現することができる。

また、従来は、完成品のタッチパネル１３を使用していたため、ＣＦ基板側偏光板１８とタッチパネル１３との間にゴミなどが混入しやすいという問題があったが、本実施例では、ＣＦ基板７にＣＦ基板側偏光板８を貼り付けた後、速やかに、タッチパネル下部電極特性フィルム９を貼り付けるため、上記ゴミの混入を防止することができる。

また、従来は、完成品のタッチパネル１３を使用していたため、タッチパネル１３の上から均一な力を加えることができず、液晶パネル１２とタッチパネル１３と間に気泡が入ったり、タッチパネル１３の電極を構成するＩＴＯにクラックが生じるなどの問題があったが、本実施例では、単体のタッチパネル下部電極特性フィルム９を貼り付ける構成であるため、タッチパネル下部電極特性フィルム９の上から均一な力を加えることができ、上記問題を回避することができる。

次に、ステップＳ１０４で、タッチパネル下部電極特性フィルム９に、タッチパネル３を駆動するためのタッチパネル用ＦＰＣを貼り付け、タッチパネル３で検出した信号を外部に取り出せるようにする。このタッチパネル用ＦＰＣの構造や形状、タッチパネル下部電極特性フィルム９との電気的な接続方法、貼り付け方法などは特に限定されない。また、タッチパネル用ＦＰＣは、タッチパネル上部電極特性フィルム１０に最初から張り付いた一体の製品を使用してもよいし、タッチパネル下部電極特性フィルム９に最初から張り付いた一体の製品を使用してもよく、この場合はタッチパネル用ＦＰＣの貼り付け工程を省略することができる。

次に、ステップＳ１０５で、タッチパネル下部電極特性フィルム９上に、所定の隙間を空けて、タッチパネル下部電極特性フィルム９の下部電極に対向する上部電極パターンが形成されたタッチパネル上部電極特性フィルム１０を貼り付ける。このタッチパネル上部電極特性フィルム１０を構成するフィルムの材料や構造、電極の材料、構造、パターン、両フィルムの間隔なども特に限定されないが、タッチパネル下部電極特性フィルム９と同様に、フィルムや電極は液晶パネル２の視認性を損なわないように透過率の高い部材を用いることが好ましく、例えば、フィルムとしてポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂などを用いることができ、下部電極としてＩＴＯなどを用いることができる。

次に、ステップＳ１０６で、オートクレープにて加圧、加熱を行った後、ステップＳ１０７で、液晶パネル２の外観検査を行う。ここでも、従来は、液晶パネル１２の外観検査を行った後、タッチパネル１３を組み立てていたため、外観検査後にタッチパネル１３の組み立てに起因する外観不良が発生する恐れがあったが、本実施例では、そのような心配はない。

次に、ステップＳ１０８で、液晶パネル２の基板（通常はＴＦＴ基板５）上にドライバＩＣなどのＩＣチップをＣＯＧ（Chip On Grass）実装した後、ステップＳ１０９で、液晶パネル２を駆動するための液晶パネル用ＦＰＣをＦＯＧ（Film On Grass）実装し、ステップＳ１１０で、液晶パネル２の裏面にバックライトを組み立てる。

ここで、従来は、バックライトの組み立て後、完成品のタッチパネル１３を組み立てていたため、サイズや機能の変更が困難であったが、本実施例では、液晶表示装置１の製造プロセスでタッチパネル３を組み立てるため、様々な用途に適したカスタム製品に容易に対応することができる。

また、従来は、完成品のタッチパネル１３を使用していたため、部材の保管や納期管理といった作業が必要であったが、本実施例では、液晶表示装置１の製造プロセスでタッチパネル３を組み立てるため、組み立て工数の削減やタクト短縮、部材保管量低減を図ることができる。

その後、ステップＳ１１１で、半田作業を行い、ステップＳ１１２でモジュール検査を実施して、ステップＳ１１３で、本実施例の液晶表示装置１が完成する。

このように、本実施例では、下部電極パターンを形成したタッチパネルガラス１９に代えてシート状又はフィルム状のタッチパネル下部電極特性フィルム９を用いるため、薄型化、小型化を実現することができる。また、本実施例では、液晶表示装置の製造プロセスの一貫としてＣＦ基板側偏光板８の上にタッチパネル下部電極特性フィルム９を直接貼り付けた後に、タッチパネル上部電極特性フィルム１０を貼り付けるため、組み立て工数の削減やタクト短縮、部材保管量低減を図って低価格化を実現することができると共に、様々な用途に適したカスタム製品に容易に対応することができる。更に、本実施例では、ＣＦ基板側偏光板８の上にタッチパネル下部電極特性フィルム９を貼り付ける構成であるため、タッチパネル下部電極特性フィルム９に均一な力を加えてＣＦ基板側偏光板８に密着させることができ、気泡の混入やクラックの発生を防止することができると共に、ゴミの混入を防止することができる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて適宜変更が可能である。

本発明は、液晶表示装置及びその製造方法に限らず、有機ＥＬ（electroluminescence）表示パネル上にタッチパネルが搭載された有機ＥＬ表示装置など、表示パネル上にタッチパネルが搭載された任意の表示装置に利用可能である。

本発明の一実施例に係る液晶パネル上にタッチパネルが搭載された液晶表示装置の構成を模式的に示す断面図である。本発明の一実施例に係る液晶表示装置の製造手順を示すフローチャート図である。従来の液晶パネル上にタッチパネルが搭載された液晶表示装置の構成を模式的に示す断面図である。従来の液晶表示装置の製造手順を示すフローチャート図である。

符号の説明

１液晶表示装置
２液晶パネル
３タッチパネル
４ＴＦＴ基板側偏光板
５ＴＦＴ基板
６液晶
７ＣＦ基板
８ＣＦ基板側偏光板
９タッチパネル下部電極特性フィルム
１０タッチパネル上部電極特性フィルム
１１液晶表示装置
１２液晶パネル
１３タッチパネル
１４ＴＦＴ基板側偏光板
１５ＴＦＴ基板
１６液晶
１７ＣＦ基板
１８ＣＦ基板側偏光板
１９タッチパネルガラス
２０タッチパネル電気特性フィルム

Claims

液晶パネル上にタッチパネルを搭載する液晶表示装置の製造方法であって、
一対の基板に液晶を挟持し、前記一対の基板の両外側に偏光板を貼り付けて前記液晶パネルを製造する第１のステップと、
前記液晶パネルの表示面側の前記偏光板上に、下部電極が形成されたフィルム状又はシート状の第１の部材を貼り付ける第２の工程と、
前記第１の部材上に、前記下部電極に対向する上部電極が形成された第２の部材を貼り付けて、前記第１の部材と前記第２の部材とで前記タッチパネルを形成する第３の工程と、
前記液晶パネルの裏面側に、バックライトを組み立てる第４の工程と、をこの順に少なくとも有し、
前記第２の工程後、前記第３の工程の前に、前記第１の部材に、前記タッチパネルを駆動するためのタッチパネル用ＦＰＣを貼り付ける工程を有することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。