JP5942555B2 - 液晶表示装置の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、滴下注入方式を用い製造される液晶表示装置およびその製造方法に関するものである。
液晶表示パネルの製造工程において、液晶表示パネル内に液晶を注入する液晶注入工程として、真空注入方式と滴下注入(ODF:ne rop illing)方式が一般的である。滴下注入方式では、シール剤を塗布することでシールパターンを形成し液晶を滴下した基板と対向基板を真空貼り合わせした後、シール剤を硬化させることで液晶セルを形成する。この真空貼り合わせの際、シールパターンを構成するシール剤は未硬化状態であるが、液晶が拡がりすぎてシールパターンと接触することにより、シールパターン形成領域への液晶の侵入、液晶中へのシール剤成分の溶出による液晶の汚染などの問題が発生する。また、液晶の拡がりが不足する場合には、パネル内の特にシールパターン近傍の領域に液晶が行き渡らないことによる気泡領域が発生する。その結果、シールパターン近傍の領域においてセルやシールパターン自体が潰れすぎて周辺部ギャップ(基板間距離)が不均一になる表示不良が発生する。特に、シール剤中に導電性粒子を混在させて、シールパターンに基板間導通機能を持たせた液晶表示パネルの場合には、導通が安定するように弾性変形可能な導電粒子によりシールパターン形成領域の基板保持がされる。従って、この様な気泡領域が発生し、大気開放時の大気圧によって予定より大きな差圧が加わると、シールパターンと導電粒子が所定のギャップよりも潰れてしまう。その後、その潰れたギャップのままシール剤は硬化されてしまうことから、上述の周辺部ギャップが不均一となる不良の発生が顕著となる。また、最近の液晶表示パネルの多様化に伴って、額縁領域の幅が四辺で異なる液晶表示パネルや、円形、楕円形、その他多角形など、矩形ではない外形を有した異形液晶表示パネルも開発されている。それらの液晶表示パネルでは、額縁領域の幅が表示領域の周囲で異なることになり、特に相対的に幅が広く形成される額縁領域では上記説明のようなギャップムラを発生し易い。
このような問題を解決する方法として、特許文献1では、表示領域とシールパターンの間に枠状の液晶流動制御壁を形成することにより液晶の過度の拡がりを防ぎ、表示不良を抑える方法が開示されている。また、特許文献2においても、表示領域とシールパターンの間に枠状や点在する島状のパターンにカラーフィルタと同じ材料からなる凸部を形成することにより、液晶がシールパターン形成領域に達するまでの時間を伸ばし未硬化状態のシール剤と液晶が接触することを防止する方法が開示されている。
特開2003−315810号公報 特開平8−190099号公報
然しながら、この特許文献1においては、未硬化状態のシール剤と液晶が接触することを防ぐために、液晶が拡がることを遅くすること、或いは液晶の拡がりを制御し滴下位置より四角形状に拡がらせることに主眼を置いており、液晶流動制御壁の高さが一対の基板間隔と同程度か少なくとも半分以上程度に形成されている。また、制御壁を迷路状に入り組んだ形状に形成することで液晶の拡がり経路を複雑化して拡がり速度を遅くしている。従って、液晶が未硬化シール剤へ接触することを防ぐ作用は効果的に発揮されると思われる。逆に拡がりが遅くなり過ぎて、上述の液晶の拡がりが不足しシールパターン近傍領域に気泡領域が生ずることによる表示不良については発生が助長されることが懸念される。このような不良に対しては、液晶を滴下する際の滴下位置、滴下量とシールパターン形成領域の位置関係、更に、液晶の拡がり速度や方向について、より詳細に設定する必要がある。これに対し、特許文献1においては、液晶の滴下位置とシールパターン形成領域の位置関係などについては具体的に記載されておらず、上記不良を解決する有効な方法は提案されていない。また、液晶流動制御壁を作製する工程が追加されることになり、生産性が悪くなることも懸念される。一方、特許文献2においても、表示領域とシールパターンの間に形成された凸部により液晶の拡がりを大まかに制御し、シール剤との接触を遅らせることは可能である。然しながら、液晶についてはシールパターンで囲まれる領域内の中央部に滴下されるのみであり、シールパターンで囲まれる領域内への液晶の拡がり方や速度について木目細かく適正に制御することはできない。結果として、やはり上記説明の気泡領域が生ずることによって表示不良が発生する課題については解決することができない。
この発明は、上述の様な問題を解決するためになされたものであり、その目的は、額縁領域の幅によらず生産性或いは信頼性の高い液晶表示装置およびその製造方法を提供することである。
本発明の液晶表示装置の製造方法においては、対向配置される一対の基板間に、閉ループ形状に形成されて液晶を囲み封止するシールパターンを備え、基板表面に液晶が複数の液滴として配置された後に前記の基板間に挟まれることによってシールパターンにより囲まれる領域内に液晶が拡がり封止されるもので、更に、基板の表面に、前記シールパターンに対し、前記液滴の一滴が拡がる範囲内に近接して平行に配置されるダミーパターンを形成する工程を備え、前記ダミーパターンは、前記液滴の一滴の容積p、前記一対の基板間を隔てる所定の距離Gに対して、前記シールパターンの形成位置と該シールパターンより1/2×√(p/G)の距離が離れた位置の間の領域に配置されるものである。
滴下注入方式による液晶表示装置の製造時において、液晶を適当な速度で過不足なくシールパターンにより囲まれる領域内に拡げ、表示不良が発生することを防ぐことができる。
本発明の実施の形態1の液晶表示装置における液晶表示パネルの平面図である。 本発明の実施の形態1の液晶表示装置における液晶表示パネルの断面図である。 本発明の実施の形態1の液晶表示パネルの製造工程におけるパネル組み立て工程を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態1の液晶表示パネルの製造工程における液晶滴下工程での液晶滴下位置を示す平面図である。 本発明の実施の形態1の液晶表示パネル製造工程における液晶滴下工程での液晶滴下位置を示す要部平面図である。 本発明の実施の形態1の液晶表示パネル製造工程における液晶滴下工程での液晶滴下位置を示す要部断面図である。 本発明の実施の形態1の液晶表示パネル製造工程における基板貼り合わせ工程での液晶の拡がり状態を示す要部平面図である。 本発明の実施の形態1の液晶表示パネル製造工程における基板貼り合わせ工程での液晶の拡がり状態を示す要部断面図である。 本発明の実施の形態1変形例の液晶表示パネル製造工程における液晶滴下位置を示す平面図である。
実施の形態1
本実施の形態1における液晶表示装置を構成する液晶表示パネル10の構成について図1および図2の模式図を用いて説明する。図1は、液晶表示パネル全体の構成の平面図を示しており、図2は、図1における断面線A−Bにおける断面図を其々示したものである。なお、図は模式的なものであり、示された構成要素の正確な大きさなどを反映するものではない。また、図面が煩雑とならないよう、発明の主要部以外の省略や構成の一部簡略化などを適宜行っている。以下の図においても同様とする。更に、以下の図においては、図中、既出の図において説明したものと同一の構成要素には同一の符号を付し、適宜その説明を省略する。また、ここでは、一例として、液晶の動作モードがTN(wisted ematic)モードで、スイッチング素子に薄膜トランジスタ(TFT:hin ilm ransistor)を用いた液晶表示パネルに本発明を適用した場合について説明する。
この液晶表示パネル10は、図に示されるように、スイッチング素子としてTFTがアレイ状に配置されるTFTアレイ基板110と、カラーフィルタなどの形成されるカラーフィルタ基板120と、液晶表示パネル10が動作した際に画像などを表示する表示面に対応する領域である表示領域100に対して、TFTアレイ基板110とカラーフィルタ基板120との間における、少なくとも表示領域100を囲うように閉ループ形状に設けられたシールパターン133を備えている。また、TFTアレイ基板110とカラーフィルタ基板120はこのシールパターン133により接着して貼り合わされている。更に、このTFTアレイ基板110とカラーフィルタ基板120間のシールパターン133の閉ループにより囲まれる領域内(空間内)に液晶130が充填され挟持されることにより、少なくとも表示領域100を含む範囲において液晶層130Lが形成配置されている。言い換えると、シールパターン133は閉ループにより囲まれる領域内(空間内)に液晶130を囲み封止している。
なお、後述する製造方法に関する説明部分において別途詳細に説明を行うが、この液晶表示パネル10は、一対の基板であるTFTアレイ基板110とカラーフィルタ基板120の何れか一方の基板表面に液晶130が複数の液滴として配置された後に両方の基板間に挟まれることによりシールパターン133により囲まれる領域内に封止されて形成される滴下注入(ODF:ne rop illing)方式により製造される。従って、シールパターン133は、図でも示されるとおり、閉ループ形状であり真空注入方式で製造される液晶表示パネルのように液晶を注入するための開口部である注入口は形成されておらず、別途注入口を封止するための封止材も設けられていないといった構造的な特徴を備えている。
また、この表示領域100の外側を額縁状に囲うように額縁領域101が配置される。なお、ここで使用した表示領域100および額縁領域101については、液晶表示パネル10のTFTアレイ基板110上、カラーフィルタ基板120上、或いは両基板間に挟まれる領域の全てにおいて使用することとし、本明細書中においては全て同様の意味にて使用する。
上述のTFTアレイ基板110は、透明基板であるガラス基板111の一方の面に液晶130を配向させる配向膜112、配向膜112の下部に設けられ液晶130を駆動する電圧を印加する画素電極113、画素電極113に電圧を供給するスイッチング素子であるTFT114、TFT114を覆う絶縁膜115、TFT114に信号を供給する配線である複数のゲート配線118gおよびソース配線118s、TFT114に供給される信号を外部から受け入れる端子116、端子116から入力された信号を対向電極へ伝達するためのトランスファ電極117、端子116から入力された信号をゲート配線118gおよびソース配線118sやトランスファ電極117へ伝達する周辺配線118a等を有している。TFT114については、TFTアレイ基板110上の表示領域100において、其々縦横に複数本配列して設けられるゲート配線118gとソース配線118sの各交差部近傍に設けられ、画素電極113については、ゲート配線118gとソース配線118sにより囲まれる各画素領域内にマトリクス状に配列して形成される。また、端子116、トランスファ電極117、周辺配線118aについては、額縁領域101に形成される。また、ガラス基板111の他方の面には偏光板131を有している。
一方、上述のカラーフィルタ基板120は、透明基板であるガラス基板121の一方の面に液晶130を配向させる配向膜122、配向膜122の下部に配置され、TFTアレイ基板110上の画素電極113との間に電界を生じ液晶130を駆動する共通電極123、共通電極123下部に設けられるカラーフィルタ124およびカラーフィルタ124間を遮光するため、或いは表示領域100に対応する領域外側に配置される額縁領域101を遮光するために設けられる遮光層であるブラックマトリクス(lack atrix:BM)125等を有している。また、ガラス基板121の他方の面に偏光板132を有している。
更に本発明での特徴的な構成として、カラーフィルタ基板120の額縁領域101に設けられるブラックマトリクス125の上に、カラーフィルタ124を構成する色材と同一材料によってダミーパターン126が形成されている。このダミーパターン126は、色材の一層分の厚みと同等の1μm程度に形成され、シールパターン133の内側近傍にシールパターン133に沿って、言い換えると、シールパターン133の延在方向に平行に設けられる。また、シールパターン133とダミーパターン126間の距離は、製造時において滴下注入方式により液晶130がシールパターン133で囲まれる領域内に封止する際に配置される液滴の一滴が拡がる範囲内の距離に配置されていれば良い。ここでは、シールパターン133とダミーパターン126間の距離を上記範囲内の距離となるように、具体的には0.2〜0.3mm程度の距離に設定した。なお、ここでは、二本のダミーパターン126を形成しているが、少なくとも一本あれば良く、二本以上配列しても良い。後に詳細に説明を行うが、液晶130の液滴が各方向へ拡がる速さのバランスを適正となるよう調整して配置するダミーパターン126の本数と高さを適宜設定すると良い。また、長さについては、シールパターン133に沿って連続していても良いし、シールパターン133の延在方向に平行な短いパターンを点線状或いは破線状に配列して設けても良い。点線状に設ける場合には、複数列の何れかのダミーパターン126がシールパターン133の内側に必ず沿って配置されるようにすると良い。
また、本実施の形態1においては、額縁領域101のシールパターン133より内側に設けられる部分に関して、図中下側(−Y方向)の一辺に設けられる額縁領域101が他の三辺に設けられる額縁領域101よりも幅が広く形成されており、この幅が広く形成される額縁領域101のみに上記のダミーパターン126を配置している。なお、この幅が広く形成される額縁領域101では、TFTアレイ基板110に、先に説明した周辺配線118aが設けられ、この周辺配線118aの形成領域は、特に他の辺に設けられる周辺配線118aの形成領域に比べて幅の広い領域(大きな面積)を占有している。その結果、この辺では額縁領域101の幅が広く形成されている。ここで、上記説明における額縁領域101の幅、周辺配線118aの形成領域の幅は、表示領域100端部または基板の端部に沿う方向に対し垂直方向での幅、或いはシールパターン133の延在方向に対し垂直方向での幅を示すものである。
また、これら周辺配線118aは、できる限りシールパターン133で囲まれる領域内に配置されることで、外部環境からの水分による腐食発生などが防止でき信頼性が向上することとなる。この周辺配線118aがシールパターン133より内側の領域に設けられることも、特にこのシールパターン133より内側に設けられる部分の幅が広く形成される額縁領域101が存在する要因となっている。
また、TFTアレイ基板110とカラーフィルタ基板120は、シールパターン133と表示領域100に配置される柱状スペーサ134を介して、対向配置されている。更に、TFTアレイ基板110とカラーフィルタ基板120は、この柱状スペーサ134により所定の基板間隔に、つまり、TFTアレイ基板110とカラーフィルタ基板120間を所定の一定の基板間距離Gに隔てて保持されている。なお、TFTアレイ基板110とカラーフィルタ基板120間を隔てる所定の基板間距離Gについては、正確には、表示領域100の特に画素電極113上における液晶層130Lの厚みに相当するが、シールパターン133で囲まれる領域全体での液晶層130Lの厚みの平均値と考えても良い。更にトランスファ電極117と共通電極123は、シールパターン133中に混在される導電性粒子により電気的に接続されており、端子116から入力された信号が共通電極123に伝達される。導電性粒子としては、弾性変形可能なものが導通の安定の点で好ましく、例えば、表面に金メッキがされた球形の樹脂を用いると良い。この他に、液晶表示パネル10は、駆動信号を発生する制御基板135、制御基板135を端子116に電気的に接続するFFC(lexible lat able)136などを備えている。
更に、液晶表示パネル10の表示面の反対側であるTFTアレイ基板110に対向して光源となるバックライトユニット(図示せず)が配置されており、更に、液晶表示パネル10とバックライトユニット間には光の偏光状態や指向性などを制御する光学シートが配置されている。液晶表示パネル10は、これら部材と共に表示面となる表示領域100におけるカラーフィルタ基板120の外側の部分が開放された筐体(図示せず)の中に収納され、本実施の形態1の液晶表示装置は構成される。
この液晶表示装置は次のように動作する。例えば、外部回路である制御基板135から画像信号や制御信号などの電気信号が入力されると、画素電極113および共通電極123に駆動電圧が加わり、駆動電圧に合わせて液晶130の分子の方向が変わる。その結果、各画素の光透過率が制御される。そして、バックライトユニットの発する光がTFTアレイ基板110、液晶層130Lおよびカラーフィルタ基板120を介することで、外部へ各画素の光透過率に応じて透過或いは遮断されることにより、液晶表示パネル10の表示領域100にカラー画像等が表示される。
なお、この液晶表示装置に用いられる液晶表示パネル10は一例であり他の構成でも良い。液晶表示パネル10の動作モードは、TNモードに限られず、STN(upper wisted ematic)モード、強誘電性液晶モード等でも良く、駆動方法は、単純マトリックスやアクティブマトリックス等でも良い。また、画素電極113を透過電極とする透過型液晶表示パネルに限られず、画素電極113を反射電極とする反射型液晶表示パネルや、反射電極と透過電極の双方とする半透過型液晶表示パネルでも良い。更にカラーフィルタ基板120に設けた共通電極123をTFTアレイ基板110側に設置して、画素電極113との間に基板面に対して横方向に電界をかけ液晶130を動作させる横電界方式を用いた液晶表示パネルでも良い。画素電極113に電圧を供給するスイッチング素子についても、TFTに限られずダイオードなどの素子であっても良く、単純マトリックス方式で駆動する場合には省略される。
次に、本実施の形態1の液晶表示装置の製造方法について説明する。TFTアレイ基板110およびカラーフィルタ基板120の製造方法については一般的な方法を用いても良いため、簡単に説明する。TFTアレイ基板110は、ガラス基板111の一方の面に、成膜、フォトリソグラフィー法によるパターンニング、エッチング等のパターン形成工程を繰り返し用いてTFT114や画素電極113、端子116、トランスファ電極117を形成することにより製造される。また、カラーフィルタ基板120は、ガラス基板121の一方の面に、同様に、成膜からパターン形成工程を繰り返し用いて、カラーフィルタ124、ブラックマトリクス125、共通電極123、有機樹脂膜をパターニングして形成された柱状スペーサ134、更に先に説明したカラーフィルタ124と同一材料により形成されるダミーパターン126を形成することにより製造される。
なお、カラーフィルタ124と同一材料によって形成されるダミーパターン126については、従来の一般的なカラーフィルタ基板が備えていない構成ではあるが、先に説明したとおり、カラーフィルタ124を構成する色材(カラーレジスト)と同一材料よりなることから、カラーフィルタ124を構成する色材(カラーレジスト)を形成する際に同時形成すれば良い。更に、平面パターンの設計のみを変更すれば良いので、従来のカラーフィルタ基板の製造方法の延長で容易に形成することが可能である。なお、ここで用いた同時に形成するという意味は、両者が同一材料よりなることから、同じ膜材料を基板全体に成膜した後に共通の露光工程或いはエッチング工程を用いたパターニング工程を経ることにより、それぞれの平面パターン形状に同時に形成されることを意味する。更に、設計コスト以外の製造コストの増加を殆ど伴わないという利点があり、以降でも同様の意味にて使用する。
また、カラーフィルタ124の表面に表面凹凸を減らすため、表面を保護するため、或いは色材からの汚染防止のためなどにて、透明樹脂膜などからなるオーバーコート層を設ける場合がある。そのような場合には、カラーフィルタ124と同一材料によって形成されるダミーパターン126上にも、このオーバーコート層を形成しても良い。但し、ダミーパターン126により表面に凹凸形状が形成されることや凸部の高さなどが本発明では重要な事項であることから、ある程度の凹凸形状が残る程度に、更に段差としては所定の基板間距離の半分未満となる程度に、オーバーコート層の厚みを余り厚くなり過ぎないよう調整して形成すると良い。なお、オーバーコート層をパターニングすることにより、オーバーコート層と同一材料によりなるパターンを部分的に含んでダミーパターン126を構成しても良く、当然、オーバーコート層と同一材料によりなるパターン自体により、ダミーパターン126を形成しても構わない。
なお、本実施の形態1では、平行する二本のダミーパターン126を配置することとしているが、比較的近接して配置することから、二本のダミーパターン126を異なる色の色材により形成することが望ましい。これにより、近接配置される二本のダミーパターン126は、それぞれ異なる色の色材の異なるパターニング工程により形成されることから、色材形成のパターニング露光処理におけるパターン間分離の分解能によらず、パターン間の位置合わせ精度に応じて、比較的、精度良く、二本のダミーパターン126を近接して配置することができる。当然、三本以上、平行して配列するダミーパターン126を形成する場合にも異なる色の色材により構成することで同様の効果が得られる。
続いて、本実施の形態1において特徴的なパネル組み立て工程について、図3に示すフローチャートに従って説明する。まず、基板洗浄工程において、画素電極113が形成されているTFTアレイ基板110を洗浄する(S1)。次に、配向膜材料塗布工程において、TFTアレイ基板110の一方の面に、配向膜材料を塗布形成する(S2)。この工程は、例えば、印刷法により有機膜からなる配向膜材料を塗布し、ホットプレートなどにより焼成処理し乾燥させる。その後、ラビング工程において配向膜材料にラビングを行い、配向膜材料表面を配向処理し配向膜112とする(S3)。また、S1からS3と同様に、共通電極123が形成されているカラーフィルタ基板120についても、洗浄、配向膜材料の塗布、ラビングを行うことにより配向膜122を形成する。
続いて、シール剤塗布工程において、先に説明したとおり、ディスペンサを用いてシール剤をTFTアレイ基板110或いはカラーフィルタ基板120の一方の面に塗布し、少なくとも表示領域100を囲む閉ループ形状のシールパターン133を形成する(S4)。本実施の形態1では、構成の説明部分で説明したとおり、シールパターン133に基板間導通機能を持たせることから、導電性粒子を混在させたシール剤を塗布している。また、カラーフィルタ基板120側にシールパターン133を形成した。
なお、本実施の形態1では、基板間を所定の距離に保持するスペーサとしては、有機樹脂膜をパターニングして形成された柱状スペーサ134を用いたが、球状のスペーサを散布することで、基板間を所定の距離に保持するスペーサを形成しても良い。その場合には、上記のS4の工程後に、スペーサ散布工程を行うと良い。このスペーサ散布により形成されたスペーサを用いた場合にも、TFTアレイ基板110或いはカラーフィルタ基板120表面の凹凸が額縁領域101と表示領域100とで異なることから、表示領域100での基板間距離の制御を優先すると、額縁領域101では、スペーサ散布により形成されたスペーサによって適正な基板間距離に保持することが難しい。従って、柱状スペーサ134を用いた場合と同様に本発明の特徴的構成による改善作用が有効に発揮される。
更に、その後、カラーフィルタ基板120上に所定量の液晶130を複数の液滴状態で配列して滴下する液晶滴下工程が行われる(S5)。続いて、TFTアレイ基板110とカラーフィルタ基板120を対向させて、貼り合わせる基板貼り合わせ工程が行われる(S6)。この工程では、貼り合わせ装置内に閉ループ形状のシールパターン133と液滴状態の液晶130を載せたカラーフィルタ基板120とTFTアレイ基板110をセットし真空排気を行い、真空中にて貼り合わされる。この際に、TFTアレイ基板110とカラーフィルタ基板120間において挟まれることにより、所定の基板間距離Gとなるまで、シール剤が潰され、上記配列する複数の液滴として配置された複数の液滴のそれぞれが拡がり、液晶130が閉ループのシールパターン133とカラーフィルタ基板120とTFTアレイ基板110に囲まれる空間に封止される。なお、液晶滴下工程(S5)〜基板貼り合わせ工程(S6)については、本発明の特徴的な工程であることから、このパネル組み立て工程全体フローの概要説明後に、別途、詳細に説明することにする。
続いて、シール剤硬化工程において、TFTアレイ基板110とカラーフィルタ基板120を貼り合わせた状態で、シールパターン133を完全に硬化させる(S7)。この工程は、例えば、シールパターン133を形成するシール剤の材質に合わせて熱を加えることや、紫外線を照射することにより行われる。ここでは、大気中においてTFTアレイ基板110とカラーフィルタ基板120を貼り合わせるシールパターン133に紫外線を照射して硬化させる。次に、セル分断工程において、貼り合わせた基板を多数の個別セルに分解する(S8)。この工程においては、同時形成された液晶表示パネルのセルを個別のセルに分断することと、TFTアレイ基板110の端子116の形成される部分と対向するカラーフィルタ基板120部分を分断して端材として除去し、端子116が露出されるようにする。
続いて、偏光板貼り付け工程において、セルに偏光板131、132を貼り付け(S9)、制御基板実装工程において、制御基板135を実装する(S10)ことによって、液晶表示パネル10が完成する。最後に液晶表示パネル10に対して、光学シートを介してバックライトユニットを対向して配置し、表示面となる表示領域100におけるカラーフィルタ基板120の外側の部分が開放された筐体中に収納することで、本実施の形態1の液晶表示装置が完成する。
続いて、本実施の形態1における特徴的な作用と効果が得られる液晶滴下工程(S5)〜基板貼り合わせ工程(S6)について、図4〜図6を用いて詳細に説明する。図4は、カラーフィルタ基板120上に所定量の液晶130を液滴状態で滴下する液晶滴下工程(S5)後のカラーフィルタ基板120を示した平面図であり、図5は、図4中にて破線にて囲われるカラーフィルタ基板120の一つのコーナ領域C近傍を拡大した詳細平面図である。このコーナ領域Cは、先に説明した他の三辺に設けられる額縁領域101よりも幅が広く形成されている額縁領域101(図4中の下辺に位置する額縁領域101)を含むコーナ部に相当する。また、図6は、図5中の断面線X1−X2、断面線Y1−Y2に相当する位置での断面図であり、基板貼り合わせ工程(S6)に至る前のTFTアレイ基板110がカラーフィルタ基板120上に対向配置された状態を示したものである。
先ず、液晶滴下工程(S5)後では、図4で示すように、カラーフィルタ基板120上に閉ループ形状に形成されたシールパターン133で囲われる領域内に複数の液滴状態の液晶130dが配列して滴下される。この液晶130の滴下については、圧電素子(ピエゾ素子)により吐出動作するディスペンス装置を用いることができ、一滴の液晶130dの液滴量としては、1〜2mg程度(容積1〜2×10−3cc程度)に制御して滴下される。また、図4、図5の平面図、或いは断面線Y1−Y2に相当する位置での断面図である図6(a)に示されるとおり、幅が広く形成されている額縁領域101には、カラーフィルタ124を構成する色材と同一材料によってダミーパターン126が形成されている。このダミーパターン126は、シールパターン133の内側近傍にシールパターン133に沿って設けられている。
この幅が広く形成されている額縁領域101における液晶130dの滴下位置と、シールパターン133との距離、ダミーパターン126の形成位置については、特定の関係で配置する必要がある。先ず、一滴の液滴の容積p、所定の基板間距離G、最終的なシールパターン133の幅Wとすると、液晶の滴下位置(図5中では、滴下される液晶130dの個々の液滴を実線にて、滴下位置の中心位置LDcは、一点鎖線(交差部)により示している。)とシールパターン133(シールパターン幅の中心SLcを基準)との間の距離として目安となる距離Dは、D(単位cm)=1/2×√(p/G)+W/2と設定すると良い。つまり、額縁領域101における液晶130dの滴下位置は、シールパターン133の中心位置SLcより、この距離Dと同等か、若干大きい程度離れた位置に設定すれば良い。或いは、額縁領域101内に滴下するのであれば、シールパターン133からの距離について上限が決まることから、シールパターン133の中心位置SLcより少なくとも距離D以上離れた額縁領域101内の位置に滴下するようにしても良い。
これは、以後に詳細に説明を行うが、特にシールパターン133の近傍に滴下された液晶130dが、TFTアレイ基板110とカラーフィルタ基板120間に挟まれて拡がる際に、シールパターン133の延在方向と平行或いは垂直方向の辺を有した概ね矩形に成形されながら拡がることにもとづくものである。最終的にTFTアレイ基板110とカラーフィルタ基板120の貼り合わせが完了し、所定の基板間距離Gとなった際に、液晶130dの一滴が、高さが基板間距離Gの四角柱の範囲を占めると仮定して見積っている。この滴下位置より矩形に拡がった場合における液晶130dの一滴の占める形状について、高さが基板間距離Gの四角柱とした場合、p(一滴の液滴の容積)は、一辺の長さを2a(矩形の中心(正確には重心)より辺までの距離をaとすると)を用いて、(2a)×Gに相当する。従って、a(単位cm)=1/2×√(p/G)と見積ることができる。このaは、液滴中心LDcから矩形に拡がった場合の特に矩形の辺と垂直方向への拡がり量、或いはシールパターン133に向かう方向への拡がり量とも見ることができる。
また、TFTアレイ基板110とカラーフィルタ基板120の貼り合わせが完了し、所定の基板間距離Gとなった時点において、丁度、液晶130dが、ほぼシールパターン133の端部近傍まで満たされることが好ましい。従って、シールパターン端部と液滴中心LDcの距離が、このaと同等か、若干大きい程度に設定されれば良いことになる。また、シールパターン端部は、シールパターン幅の中心SLcを基準とするとW/2の距離に相当することから、好ましい液晶の滴下位置とシールパターン133(シールパターン幅の中心SLcを基準)の距離の目安となる距離Dは、a+W/2に相当し、D(単位cm)=1/2×√(p/G)+W/2の式が導かれる。
ここでは、上述の一般的な圧電素子(ピエゾ素子)方式によるディスペンス装置で吐出される液滴量(容積1〜2×10−3cc程度)と、TNモードの液晶で用いられる所定の基板間距離(4μm程度)をもとにして、上記の式を用いて、好ましい液晶の滴下位置とシールパターン133(シールパターン幅の中心SLcを基準)の距離Dを1cm程度と見積ることができる。具体的に見積る際には、一滴の液滴の容積pについては、上記のような一般的な値を目安として用いても良いし、使用するディスペンス装置において吐出される一滴の液滴量の平均値を用いても良い(基板上にバラツキを平均化するのに充分な所定の個数の液滴を滴下し、前後における基板の重量差を秤量し、滴下個数で割ることで容易に算出することができる。)。
また、シールパターン133の幅Wは最大で1mm程度であり、幅中心SLcとシールパターン133端部の距離はW/2に相当することから0.5mm程度となる。従って、1cm程度となる距離Dに比べ、かなり小さいことになる。よって、シールパターン133端部から滴下される液滴の中心位置LDcの距離も、距離Dを近似的に用いても大きな問題は無い。従って、額縁領域101における液晶130dの滴下位置は、シールパターン133端部より1cm程度離した位置に滴下することとした。
また、シールパターン133の延在方向での配列する個々の液滴間の距離(隣接する液滴の中心位置LDc間の距離に相当)は、概ね液滴中心LDcからの拡がり量の2倍、つまり矩形に拡がった場合を想定すると矩形の一辺の長さ2aとするのが良い。一方、距離Dは、概ねこの液滴中心LDcからの拡がり量a、即ち、一滴の液滴の拡がる範囲にも相当する。従って、この距離Dの2倍の2cm程度の間隔で個々の液滴を滴下形成することとした。
更に、ダミーパターン126については、カラーフィルタ基板120の形成時に既に形成されることとなるが、少なくともこのシールパターン133と最も近接して滴下される液滴中心LDcとの間、或いは当該最も近接して滴下される液滴の滴下位置とシールパターン133との間に設けられれば、最も近接して滴下される液滴の拡がり速度と形状を調整することができる。従って、平面パターン設計としては、シールパターン133とダミーパターン126間の距離は一滴の液滴の拡がる範囲内の距離、言い換えると、シールパターン133の形成位置と、当該シールパターン133より液滴中心LDcからの拡がり量、即ち、a(単位cm)=1/2×√(p/G)の距離が離れた位置の間の領域にダミーパターン126を配置すれば良い。例えば、本実施の形態1では、上記説明の液晶130dの滴下位置に対応して、シールパターン133の端部から1cm以内の範囲内にダミーパターン126を形成することとし、具体的には、シールパターン133端部より、0.2〜0.3mm程度の範囲より選ばれる等距離を離して、シールパターン133の延在方向と同一方向に、つまり平行に延在してダミーパターン126を複数本形成することとした。
一方、上述の幅が広く形成されている額縁領域101以外の額縁領域101については、表示領域100とシールパターン133が比較的近接して配置されることから、上述のようにダミーパターン126の設定や、液晶の滴下位置の厳密な設定は不要である。図5の平面図と、図6(b)の表示領域100とシールパターン133が比較的近接して配置される額縁領域101を跨ぐX1−X2断面図にて示されるとおり、当該額縁領域101では、ダミーパターン126は設置されておらず、液晶の滴下位置は、額縁領域101に滴下する必要は無い。従って、シールパターン133から比較的離れて、表示領域100内に滴下すると良い。つまり、これら額縁領域101と表示領域100への液晶130の滴下処理については、幅が広く形成されている額縁領域101のように厳密に滴下位置を設定する必要性は低く、カラーフィルタ基板120上に滴下される各液滴の総量として、所望の基板間距離Gとシールパターン133で囲まれる領域より見積れる液晶充填領域の容積にみあう液晶130の滴下量を設定管理することを重要視すれば良い。
続いて、基板貼り合わせ工程(S6)によって、TFTアレイ基板110とカラーフィルタ基板120が近接されて、シールパターン133がTFTアレイ基板110とカラーフィルタ基板120間に挟まれることで拡がり、液晶130についても、同様に、それぞれの液滴がTFTアレイ基板110とカラーフィルタ基板120間に挟まれることで液晶充填領域内に順次拡がることとなる。以下、図7および図8を用い、基板貼り合わせ工程(S6)における滴下された液晶130dとシールパターン133の拡がる際の挙動などについて、詳細に説明する。ここで、図7は、先に説明した図5と同じ位置での基板貼り合わせ工程(S6)の完了する少し前の状態を示したものである。一方、図8は、図7中の断面線X1−X2、断面線Y1−Y2に相当する位置での断面図であり、図6と同じ位置での図7と同じ時点での状態を示したものである。
なお、図7では、液滴状態の液晶130dの各液滴の滴下された際の位置を破線にて図示(液滴の中心位置LDcは、図5と同様に一点鎖線にて図示)しており、その後、液滴状態の液晶130dの各液滴の拡がる領域を概ね円形や角部を丸めた正方形にて示している。なお、図中では、各液滴の拡がる領域間に重複する領域が存在する。実際には、図で液晶の拡がる領域間に重複する領域では、双方の液滴が干渉しあい重複した容積分の液晶は周囲に拡がることとなる。また、各液滴は、ダミーパターン126、表示領域100に形成される配向膜122、その他の段差などにより複雑に干渉を受けながら拡がることから、実際には、この様な単純な拡がり形状とはならない。従って、図7で示されるのは、あくまでも各液滴のおおよその拡がり状態を見積り説明するための概念的な図である。
先ず、図7にて示されるとおり、表示領域100に滴下された液滴については、周囲へ等方に拡がる際に、液滴が接するカラーフィルタ基板120表面の凹凸などにより特に異方性の干渉作用を受けない。従って、隣接する液滴と干渉を生ずるまでは、概ね等方に、即ち、円形状に拡がることになる。一方、額縁領域101に滴下された液滴については、シールパターン133と平行に設けられるダミーパターン126の存在によりシールパターン133に向かう方向への液晶の拡がり領域は概ね矩形に成形される。また、逆側の表示領域100へ向かう方向への液晶の拡がり領域については、表示領域100でのカラーフィルタ基板120表面に形成される配向膜122の段差によって、同じく概ね矩形に成形される。
なお、ダミーパターン126の高さが、この配向膜122の段差などの表示領域100へ向かう方向へ液晶が拡がる際に越えるカラーフィルタ基板120表面の凹凸に比べて、極端に高い場合には、ダミーパターン126によりシールパターン133に向かう方向への液晶の拡がる速度が遅くなりすぎることになる。つまり、液晶がダミーパターン126により形成される段差に初めて掛かった際に、液晶がダミーパターン126の段差を乗り越える前に表示領域100へ向かう方向ばかりへ拡がってしまうことになる。そのような場合には、結果として図7にて示されるような概ね矩形(正方形)に拡がらないことになり好ましくない。つまり、滴下された液滴が各方向へ拡がる速さが適度にバランスすることが必要であり、適当なダミーパターン126の高さの目安としては、配向膜122の段差などのカラーフィルタ基板120に形成される段差と同等であれば良い。これら段差は所定の基板間距離に対して半分程度まで高いものは通常は形成されないことから、ダミーパターン126の高さは、少なくとも所定の基板間距離に対し半分未満に形成されることが望ましい。また、ダミーパターン126の高さがカラーフィルタ基板120に形成される段差よりも低い場合には、本実施の形態1のように複数本のダミーパターン126を配置することによって拡がる速さのバランスを調整すると良い。
なお、額縁領域101においても、表示領域100に設けられる柱状スペーサ134と同等の高さを有した柱状スペーサを配置する場合がある。このような柱状スペーサは、基板表面の凹凸が表示領域100と異なることから、柱状スペーサ134とは多少異なる高さに形成されるが、所定の基板間距離程度の高さ、つまり、基板間距離の半分を遥かに超える高さを有している。然しながら、通常、数μm程度の直径の円柱形状で、散在して配置されることから、液晶の拡がりを妨げる土手のような役割は発揮しない。従って、上の説明では、このような柱状スペーサについては、液晶の拡がり速度に影響する段差を形成する対象からは除外した説明としている。
また、上述のとおり説明してきたシールパターン133に向かう方向や表示領域100へ向かう方向とは垂直方向となるダミーパターン126の長手方向への液晶の拡がりについては、当該方向への拡がりを規制するような顕著な表面凹凸、段差などが無いことから、シールパターン133に向かう方向や表示領域100へ向かう方向と比べて若干早くなる。また、当該ダミーパターン126の長手方向へ拡がる場合、拡がり形状についても拡がる途中段階では曲面状となると思われる。但し、先に説明したとおり、シールパターン133の延在方向での配列する個々の液滴間の距離は、矩形に拡がった場合の容積を考慮して設定されることから、結局は、隣接する液滴間の干渉により、最終的には矩形に近い領域内に個々の液滴の拡がり領域は規制されることとなる。結果として、図7にて示されるとおり、額縁領域101に滴下された液滴については、概ね矩形(正方形)の領域に納まることになる。つまり、TFTアレイ基板110とカラーフィルタ基板120の貼り合わせが完了し、所定の基板間距離Gとなった際に、液晶130dの一滴が、最終的に高さが基板間距離Gの四角柱の範囲を占めると仮定したことは、概ね正しいと言える。
また、先に設定した滴下位置とシールパターン133間の距離は、このように液滴が基板貼り合わせ工程において基板間に拡がる際に、滴下位置を中心として、等方な正方形に拡がる場合を仮定して見積った一滴の液晶が拡がり領域をもとに設定したものである。つまり、滴下位置とシールパターン133間の距離は、各液滴の容積から見積った矩形に拡がった領域と同等か、それよりもシールパターン133が若干離れた位置に設定されていることから、この額縁領域101に滴下された液滴については、シールパターン133で囲まれる領域内に、ほぼ過不足無く納まることとなる。その結果、必要以上に液晶130がシールパターン133よりも外へ漏れ出すことや、長時間、未硬化状態のシールパターン133と液晶130が接触することによる液晶130の汚染も発生することが無い。
また、図8(a)は、先に説明した幅が広く形成されている額縁領域101での断面図(断面線Y1−Y2に相当する位置での断面図)に対応するものであるが、この断面図からも解かるように、この幅が広く形成されている額縁領域101では、表示領域100のように柱状スペーサ134が形成されて基板間距離が所定値に保持されることがなく、適正な基板間距離を得ることが難しい。つまり、基板間距離に変動を生じやすい。なお、先に説明したとおり、額縁領域101でも柱状スペーサを配置することは可能であるが、額縁領域101の表面の凹凸が表示領域100と異なることから、額縁領域101に配置した柱状スペーサは所定の基板間距離とは異なる高さに形成されてしまう。従って、適正な基板間距離を得ることが難しいことは変わらない。このように基板間距離に変動を生じやすい額縁領域101が比較的広く存在するにも関わらず、図8(a)に示すとおり、当該額縁領域101に滴下された液晶130dにより、基板貼り合わせ工程(S6)の間、絶えずTFTアレイ基板110に対して反発力を作用することができる。従って、過度にTFTアレイ基板110とカラーフィルタ基板120間のシールパターン133に圧力が印加されることを防止することができる。
特に、ダミーパターン126の高さが適当な高さに設定されていることから、TFTアレイ基板110とカラーフィルタ基板120の貼り合わせの進行に応じて、シールパターン133近傍に液晶130dが適当な速度で拡がっていくこととなる。従って、TFTアレイ基板110とカラーフィルタ基板120間の距離が所定の基板間距離Gに近づいた時点では、シールパターン133近傍に液晶130dがある程度満たされていることとなり、シールパターン133のごく近傍でも液晶130dによる上記反発力を作用することができる。以上の結果として、シールパターン133やシールパターン133中の導電性粒子が潰れすぎて、周辺部ギャップが不均一となる不良の発生を防止することができる。
また、単に、幅が広く形成されている額縁領域101において、シールパターン133に近接して液晶130dを滴下するだけでは、液滴が拡がりすぎて、液晶130がシールパターン133よりも外へ漏れ出すことや、長時間、未硬化状態のシールパターン133と液晶130が接触することによる液晶130の汚染も発生することになる。然しながら、先に説明したとおり、ダミーパターン126の配置や、液晶の滴下位置、ダミーパターン126、シールパターン133などの位置関係が適正に選択されていることから、液滴が拡がりすぎることはなく、このような問題も生じない。
また、幅が広く形成されている額縁領域101以外の額縁領域101については、表示領域100とシールパターン133が比較的近接して配置されることから、上述のようにダミーパターン126の設定や、液晶の滴下位置の厳密な設定は不要である旨を先に説明した。更に、図8(b)の断面図(断面線X1−X2に相当する位置での断面図)からも解かるように、これら相対的に幅が狭く形成されている額縁領域101と当該額縁領域101に近接する表示領域100の部分については、表示領域100内に配置される柱状スペーサ134が、額縁領域101の特にシールパターン133の形成部にかなり近接して配置されることから、シールパターン133の形成部でも絶えず適正な基板間距離に近い距離にて保持されることとなる。従って、多少、液晶の拡がりが遅れ、気泡領域が形成されたとしても、シールパターン133やシールパターン133中の導電性粒子が潰れすぎることは無い。また、最終的には、シールパターン133で囲まれる領域内で徐々に均一化された液晶が行き渡ることにより気泡領域に液晶が充填されることとなる。従って、表示不良を生ずる程の基板間ギャップの不均一が生ずることは無い。
以上説明したとおり、本実施の形態1の液晶表示装置とこれを構成する液晶表示パネル10においては、上述の通り、カラーフィルタ基板120において、シールパターン133の延在方向に沿って、つまり、延在方向に平行にダミーパターン126が近接して配置されていることから、カラーフィルタ基板120上に滴下される液滴の拡がり速度と形状を調整することができる。更に、当該ダミーパターン126は、額縁領域101におけるシールパターン133と表示領域100の間の領域に設けられ、特に一滴の液滴が拡がる範囲程度にシールパターン133に近接して配置されることから、シールパターン133の近傍に液晶130dを滴下しても液滴の拡がり速度と形状を適正に調整することができる。また、ダミーパターン126の配置や高さ、液晶の滴下位置、ダミーパターン126、シールパターン133の位置関係が適正に選択されていることから、液晶を適当な速度で過不足なくシールパターンにより囲まれる領域内に拡げることができる。
その結果、このようにシールパターン133の近傍に液晶130dを滴下したとしても、液滴が拡がりすぎて、液晶130がシールパターン133よりも外へ漏れ出すことや、長時間、未硬化状態のシールパターン133と液晶130が接触することにより液晶130が汚染することも発生することがない。また、上述のような問題を生ずることなくシールパターン133の近傍に液晶130dを滴下できることによって、或いはTFTアレイ基板110とカラーフィルタ基板120の貼り合わせの進行に応じてシールパターン133近傍に液晶130dが適当な速度で拡がっていくことによって、額縁領域101に滴下された液晶130dにより、基板貼り合わせ工程において、TFTアレイ基板110に対して、シールパターン133のごく近傍も含め、ある程度均一な反発力を作用することができる。従って、シールパターン133などが潰れすぎて、周辺部ギャップが不均一となることを防止することができる。その結果として、周辺部ギャップが不均一となること或いは液晶130が汚染することの両者を起因とする表示不良が発生することを防ぐことができる。
なお、以上説明した実施の形態1においては、ダミーパターン126について、カラーフィルタ124を構成する色材と同一材料によって同時に形成したため、特に工程増加を伴わず、生産性に影響せずに上記説明の効果を得ることができる。また、配向膜122や共通電極123と同一材料によってダミーパターン126を同時に形成しても構わず、同様の効果を得ることができる。液晶130dの滴下をTFTアレイ基板110側に行う場合には、TFTアレイ基板110に形成されるダミーパターン126以外の何れかのパターンと同一材料によってダミーパターン126を同時に形成しても良く、当然、同様の効果を得ることができる。
特に、ダミーパターン126の高さとしては、液晶130dが拡がる速度を遅くしすぎないことが重要であることから、所定の基板間距離Gに対して、半分未満に形成されることが望ましい。従って、色材で形成する場合には、色材一層分の厚みが適当であり、上記で例示した材料であれば好適に使用することができる。一方、複数層の色材を積層して形成した場合には、上記好適な範囲を超える程度にダミーパターン126の高さが高くなり過ぎる可能性が高く好ましくない。また、基板間距離の高さ(厚み)に相当する柱状スペーサ134と同一材料に形成することは、同様に、ダミーパターン126の高さが高くなり過ぎることから適さない。但し、ハーフトーン露光技術(或いはグレイトーン露光技術)などを用い、領域により異なる露光量とすることにより異なる高さ(厚み)に樹脂を形成する場合には、柱状スペーサ134と同一材料により柱状スペーサ134の高さの半分以下程度にダミーパターン126を形成することは可能である。このように低い高さに形成する場合には、柱状スペーサ134と同一材料に形成したダミーパターン126を適用することに支障は無く、同様の効果を得ることができる。また、複数層の色材を積層して形成した場合についても、比較的薄い色材層を用いることなどにより上記好適な範囲に納めてダミーパターン126を形成できるのであれば、当然適用することに支障は無い。
なお、以上説明した実施の形態1においては、幅が広く形成されている額縁領域101のみにダミーパターン126を配置した。特に額縁領域101の幅が狭くシールパターン133と表示領域100の柱状スペーサ134の形成領域が近接する場合には、シールパターン133と近接して液晶130dの液滴を形成する必要も無く、ダミーパターン126も形成する必要は無い。特に狭い額縁領域101では、ダミーパターン126を形成する領域も不足し、ダミーパターン126を形成するために額縁領域101を拡げることは本末転倒となる。従って、額縁領域101の幅が異なる場合には、本実施の形態1のように特に他の辺に比べて広い幅を有する辺のみに設けるのが望ましい。また、二辺以上、幅が広い額縁領域101が形成される場合には、ダミーパターン126の形成領域に相当する其々の額縁領域101の幅に応じて、ダミーパターン126を形成する本数などを適宜調整すると良い。また、ダミーパターン126を形成することが有効な額縁領域101の幅の概ねの目安としては、滴下する液晶130dの一滴あたりの容積にもよるが、概ね1cm程度以上の幅の額縁領域101が形成される場合には、本実施の形態1と同様にダミーパターン126を形成して、ダミーパターン126と表示領域100の間に液晶130dを滴下することが有効となる。
また、異形パネルなどで、特定の辺とは言えないが、上記の程度に比較的広い幅の額縁領域が部分的に形成される場合には、当該広い幅の額縁領域において、シールパターンの形状によらず、シールパターンの近傍にシールパターンの形状に沿って、言い換えると、シールパターンの延在方向と平行に、ダミーパターン126と同様のダミーパターンを形成すれば良い。より具体的には、このダミーパターンは、近接して配置する対象となるシールパターンから垂直方向において概ね等距離に形成すれば良い。このように異形パネルなどでも、広い幅の額縁領域において、シールパターンの形状に沿って、言い換えると、シールパターンの延在方向と平行に、シールパターンの近傍にダミーパターン126と同様のダミーパターンを形成し、更に液晶の液滴をシールパターンの近傍の額縁領域におけるシールパターンより実施の形態1と同様の距離を空けた位置に滴下することで、本実施の形態1と同様の効果を得ることが可能である。また、特定の辺の額縁領域101において幅が広く形成されている場合と同様に、ダミーパターンの形成は、当該広い幅の額縁領域のみに設けるので充分であり、逆に不必要な部分にまで配置する必要はない。当該広い幅の額縁領域のみに設けることが、表示装置の省スペース化、狭額縁化の点で好ましい。
なお、以上説明した実施の形態1においては、TNモードの例を用いたことから、所定の基板間距離Gを4μm程度に設定し、液滴の拡がり領域もこの基板間距離Gをもとにして設定している。他のモードなど最適な基板間距離が異なる場合の液晶表示装置に適用する場合には、適宜、ダミーパターン126の適当な近接範囲や滴下位置について、設定される基板間距離を考慮して選択すると良い。例えば、横電界方式を用いた液晶表示パネルでは、通常、最適な基板間距離は3μm程度となることから、液滴の拡がり領域は少し拡がることとなる。
また、以上説明した実施の形態1においては、図4に示すとおり、シールパターン133に近接して、額縁領域101に滴下した液晶130dの液滴を除いて、表示領域100に、ほぼ均等に配列して液滴を滴下した。図9に示すとおり、ほぼ均等に配列する液滴に対して、所々に液滴を配置しない液滴空白部130vを設けても良い。この液滴空白部130vについては、周期的に設けても良いし、ランダムに設けても良い。但し、それぞれの液滴空白部130vが互いに余り近接して設けられても意味が無く、滴下領域内において、適度に分散して配置されるのが好ましい。基本的には、滴下領域内において、概ね均一な密度に液滴空白部130vが設けられるのが、より好ましい。
このように、ほぼ均等に配列する液滴に対して液滴空白部130vを設けたことにより生ずる作用と得られる効果について、以下説明する。先に説明した本発明の実施の形態1では、シールパターン133に近接して液滴を配置し、液晶130がシールパターン133で囲まれる領域内に全て充填完了する時点とシールパターン133の近傍まで液晶130が充填完了する時点を概ね一致するように設定した。然しながら、このような特別な設定を行う場合を除くと、一般的には、少しシールパターン133からは離れた領域となる主に表示領域100のみに液滴を配列して滴下することで、シールパターン133で囲まれる領域内に液晶130を充填することとなる。その結果、液晶130dが配列して滴下される領域となる主に表示領域100において、各液滴の間の領域が液晶により満たされる時点に遅れて、シールパターン133の近傍にまで液晶130が充填されることとなる。つまり、シールパターン133の近傍では、最後に液晶130が充填されることとなる。このことが、本発明の課題となるシールパターン近傍のセルやシールパターン自体が潰れすぎて周辺部ギャップが不均一になる表示不良が発生する要因となっている。これに対し、配列する液滴において液滴空白部130vを適度に設けることで、液晶が滴下される領域での各液滴の間の領域が液晶により満たされる時点を遅らせることができる。これにより、各液滴の間の領域が液晶により満たされる時点とシールパターン133の近傍にまで液晶130が充填される時点を概ね一致させること、或いは近づけることができる。結果として、気泡発生領域を面内に細かく散らすことができ、特にシールパターン133の近傍など、局所的に大きな気泡が形成されることを防ぐことができる。つまり、シールパターン133の近傍などセルやシールパターン自体が潰れすぎてギャップが不均一になることにより表示不良が発生することを防止することができる。
なお、上記作用は、本実施の形態1に適用した場合にも、シールパターン133に近接して配置した液滴以外の液滴の拡がりについて、パネル周辺側、即ち、パネル中心部よりシールパターン133方向へ向かうのみでなく、液晶の滴下された各点において、滴下された位置を中心に等方的に液晶を拡げる作用を有する。従って、実施の形態1で狙うシールパターン133で囲まれる領域内の全てに液晶130の充填が完了する時点とシールパターン133の近傍まで液晶130の充填が完了する時点を一致させる作用について、より精度を上げる効果がある。
なお、ここで、液滴空白部130vを設ける場合に関する説明において用いた、液晶130dの液滴をほぼ均等に配列する程度としては、以下の程度であれば良い。具体的には、滴下位置が図4に示す例えばXY方向において均等のピッチで配列した配置として設計されている。或いはディスペンス装置による滴下処理において、ノズルを移動しながら滴下する場合には、吐出動作の周期を一定としながら一定速度でノズルを移動し、ノズルを停止して滴下する場合には、ノズルの送りピッチを例えばXY方向のそれぞれにおいて一定の所定値とする程度で良い。つまり、滴下処理時における位置バラツキは許容される程度である。以上の範囲であれば、先に説明したほぼ均等に配列する液滴に対して液滴空白部130vを設けたことにより得られる効果と同様の効果を得ることができる。
なお、本発明は上記説明を行った実施の形態1およびその変形例或いは変形を示唆した構成に限られたものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜公知の構成に変更することが可能である。また、上記説明を行った実施の形態1およびその変形例或いは変形を示唆したそれぞれの構成は、矛盾を生じない範囲で好適に組み合わせて適用することができ、それぞれの構成により生ずるそれぞれの効果や複合効果を得ることができる。
10 液晶表示パネル、100 表示領域、101 額縁領域、
110 TFTアレイ基板、120 カラーフィルタ基板、
111,121 ガラス基板、112,122 配向膜、113 画素電極、
114 TFT、115 絶縁膜、116 端子、117 トランスファ電極、
118g ゲート配線、118s ソース配線、118a 周辺配線、
123 共通電極、124 カラーフィルタ、125 ブラックマトリクス、
126 ダミーパターン、130,130d 液晶、130L 液晶層、
131,132 偏光板、133 シールパターン、134 柱状スペーサ、
135 制御基板、136 FFC。

Claims (9)

  1. 所定の距離を隔てて対向配置される一対の基板間に、閉ループ形状に形成されて液晶を囲み封止するシールパターンと、前記一対の基板のそれぞれに形成される表示領域およびその外側に額縁状に設けられる額縁領域と、を備えた液晶表示装置を製造する方法であって、
    前記一対の基板の何れか一方の基板表面における少なくとも前記額縁領域におけるシールパターン内側の領域に前記液晶が複数の液滴として配置される液晶滴下工程と、前記液晶滴下工程の後に行われ、前記一対の基板を対向させて真空中で貼り合わせ、前記複数の液滴のそれぞれが前記一対の基板間に挟まれることにより、前記シールパターンにより囲まれる領域内に拡がり封止される基板貼り合わせ工程と、前記液晶滴下工程の前に行われ、前記シールパターンにより囲まれる領域内の前記一方の基板の表面に、前記シールパターンに対し、前記液滴の一滴が拡がる範囲内に近接して平行に配置されるダミーパターンを形成する工程とを備え、
    前記ダミーパターンは、前記液滴の一滴の容積p、前記一対の基板間を隔てる所定の距離Gに対して、前記シールパターンの形成位置と該シールパターンより1/2×√(p/G)の距離が離れた位置の間の領域に配置されることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
  2. 前記ダミーパターンは、前記所定の距離の半分未満の高さで形成されることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置の製造方法。
  3. 前記額縁領域におけるシールパターン内側の領域に配置される液滴が、前記シールパターンの中心位置と少なくとも距離D以上離れた位置に滴下され、前記シールパターンの幅Wに対して、D=1/2×√(p/G)+W/2の関係となることを特徴とする請求項1或いは請求項2に記載の液晶表示装置の製造方法。
  4. 前記一方の基板が、カラーフィルタを備えるカラーフィルタ基板であり、前記ダミーパターンは、前記カラーフィルタ基板上において形成される前記カラーフィルタを構成する色材の何れかと同一材料により形成されることを特徴とする請求項1から請求項3の何れかに記載の液晶表示装置の製造方法。
  5. 前記ダミーパターンは、複数本形成され、それぞれ異なる色の色材により形成されることを特徴とする請求項4に記載の液晶表示装置の製造方法。
  6. 前記一方の基板が、スイッチング素子がアレイ状に配置されるアレイ基板であり、前記ダミーパターンは、該ダミーパターン以外の前記アレイ基板上において形成されるパターンの何れかと同一材料で形成されることを特徴とする請求項1から請求項3の何れかに記載の液晶表示装置の製造方法。
  7. 前記額縁領域における前記シールパターン内側の領域に、部分的に幅が広く形成される領域を備え、前記ダミーパターンは当該幅が広く形成される額縁領域のみに形成されることを特徴とする請求項1から請求項6の何れかに記載の液晶表示装置の製造方法。
  8. 前記一方の基板が、スイッチング素子がアレイ状に配置される矩形のアレイ基板であり、前記部分的に幅が広く形成される額縁領域が、前記アレイ基板における矩形の一辺に位置する額縁領域であり、該幅が広く形成される矩形の一辺に位置する額縁領域では、前記矩形の他の辺に位置する額縁領域に比べて、前記アレイ基板上において形成される周辺配線の形成領域の幅が広く形成され、前記幅が広く形成される矩形の一辺に位置する額縁領域に形成される周辺配線は、前記シールパターン内側の領域に形成されることを特徴とする請求項7に記載の液晶表示装置の製造方法。
  9. 前記液晶滴下工程において、前記複数の液滴のそれぞれが配置される位置が、前記表示領域において、ほぼ均等に配列され、該ほぼ均等に配列する液滴に対して、液滴を配置しない液滴空白部が分散して設けられることを特徴とする請求項1から請求項8の何れかに記載の液晶表示装置の製造方法。
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