JP6022831B2 - Method for manufacturing liquid crystal device, liquid crystal device - Google Patents

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本発明は、曲面状の表示面を有する液晶装置とその製造方法に関する。   The present invention relates to a liquid crystal device having a curved display surface and a manufacturing method thereof.

曲面状の表示面を有する液晶装置(液晶表示装置)の先行例は、例えば特開2009−86560号公報(特許文献1)や特開2004−354468号公報(特許文献2)などに開示されている。   Prior examples of liquid crystal devices (liquid crystal display devices) having a curved display surface are disclosed in, for example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2009-86560 (Patent Document 1) and Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2004-354468 (Patent Document 2). Yes.

特許文献1に開示されている液晶表示装置における液晶表示パネルは、基本的には、ガラス基板を好適とする第1の基板と第2の基板の間に液晶層を封入した構造を有している。この液晶表示パネルでは、表示面を曲面状にするために上記した第1の基板および第2の基板として、厚さ約0.4mm以下、好ましくは約0.2mm程度の厚さの透光性ガラス基板が用いられている。この薄形化された一対の透光性ガラス基板は、厚形のガラス板を弗酸により溶かすか、または機械研磨により薄形化に形成してもよく、また、予め薄形状に成形されたガラス板を用いてもよい、とされている。このようにして作製される液晶表示パネルを曲面状に形成された上下のフレームにて挟み込むことにより、液晶表示パネルがこれらのフレームと略同等の曲率半径に固定される。   The liquid crystal display panel in the liquid crystal display device disclosed in Patent Document 1 basically has a structure in which a liquid crystal layer is sealed between a first substrate and a second substrate, which are preferably glass substrates. Yes. In this liquid crystal display panel, the first substrate and the second substrate described above in order to make the display surface curved, the light-transmitting property having a thickness of about 0.4 mm or less, preferably about 0.2 mm. A glass substrate is used. The thin pair of light-transmitting glass substrates may be formed by melting a thick glass plate with hydrofluoric acid or by mechanical polishing, and may be formed into a thin shape in advance. It is said that a glass plate may be used. The liquid crystal display panel thus manufactured is sandwiched between upper and lower frames formed in a curved shape, so that the liquid crystal display panel is fixed to a curvature radius substantially equal to these frames.

上記のように、特許文献1に開示される液晶表示装置を構成するために非常に薄い透光性ガラス基板を用いるとすると、弗酸を利用しガラスを溶かす工程、あるいは厚いガラスを機械研磨するという工程が必要となり、大きな手間がかかる。一方で、あらかじめ厚さ0.2mm以下の薄さのガラス基板を一般的な製造ラインに投入して液晶表示パネルを製造した場合には、基板の薄さに起因するガラス破損によって歩留まり低下を招くことが懸念される。また、上下フレームで挟み込むことによる外力で液晶表示パネルを曲げるため、元々各基板が平坦な状態において硬化したシール材等に不要な力がかかる可能性が考えられ、これもあまり好ましくない。さらに、液晶表示パネルを曲面状に固定するために上下フレーム等、何らかの部品が必要となり、部品点数の増加を招くという点でも好ましくない。   As described above, when a very thin light-transmitting glass substrate is used to construct the liquid crystal display device disclosed in Patent Document 1, a process of melting glass using hydrofluoric acid, or mechanical polishing of thick glass is performed. This process requires a lot of work. On the other hand, when a liquid crystal display panel is manufactured by previously introducing a glass substrate having a thickness of 0.2 mm or less into a general production line, the yield is reduced due to glass breakage caused by the thinness of the substrate. There are concerns. In addition, since the liquid crystal display panel is bent by an external force that is sandwiched between the upper and lower frames, there is a possibility that unnecessary force is applied to the sealing material or the like that is originally cured in a state where each substrate is flat, which is also not preferable. Further, it is not preferable that some parts such as an upper and lower frame are required to fix the liquid crystal display panel in a curved shape, resulting in an increase in the number of parts.

他方、特許文献2に開示される液晶表示装置は、紫外線硬化型のシール剤と、高分子分散液晶を形成するための紫外線重合性モノマーと液晶および重合開始剤の混合物と、を挟んだ一対の可撓性基板を湾曲した状態にて保持し、その湾曲状に保持された状態の可撓性基板の表裏両面から紫外線を照射し、シール剤および混合物を同時に硬化する、ことによって製造される。しかし、この先行例による製造方法では、可撓性基板を湾曲した状態にて保持し、かつその状態で紫外線照射を行うために特別な製造装置が必要となり、製造ラインの大幅な変更も伴うために好ましくない。   On the other hand, the liquid crystal display device disclosed in Patent Document 2 is a pair of a UV curable sealant and a mixture of a UV polymerizable monomer and a liquid crystal and a polymerization initiator for forming a polymer dispersed liquid crystal. It is manufactured by holding the flexible substrate in a curved state, irradiating ultraviolet rays from both the front and back surfaces of the flexible substrate held in the curved shape, and simultaneously curing the sealant and the mixture. However, in the manufacturing method according to the preceding example, a special manufacturing apparatus is required to hold the flexible substrate in a curved state and perform ultraviolet irradiation in that state, and the manufacturing line is significantly changed. It is not preferable.

その他、上記特許文献1,2に開示される技術以外で曲面状の表示部を有する液晶表示装置を実現する方法としては、あらかじめ曲面状に加工されたガラス基板を用いて実現することも考えられるが、剛性の高い素材を曲面状に加工するにはプレス加工等の高温、高圧での工程が必要となるために、生産性の低下を招くために好ましくない。また、曲面状のガラス基板を用いてシール剤の塗布、基板貼り合せ、液晶の注入等の工程を行う際には、従来の平板状のガラス基板等を用いた製造装置とは異なる製造装置を用意する必要があり、製造ラインの大幅な変更も伴うために実現が困難である。また、完成後の液晶表示装置をガラス基板が曲がるほどの高温下に晒して表示部を曲げることも考え得るが、シール材や配向膜といった構成部材の劣化という観点から考えて現実的ではない。   In addition, as a method for realizing a liquid crystal display device having a curved display unit other than the techniques disclosed in Patent Documents 1 and 2, it is also conceivable to use a glass substrate that has been processed into a curved shape in advance. However, since a high-temperature and high-pressure process such as press working is required to process a highly rigid material into a curved surface, it is not preferable because productivity is reduced. In addition, when performing a process such as applying a sealant, bonding substrates, and injecting liquid crystal using a curved glass substrate, a manufacturing apparatus different from a conventional manufacturing apparatus using a flat glass substrate is used. It is necessary to prepare and it is difficult to realize because it involves a significant change in the production line. Further, it can be considered that the liquid crystal display device after completion is exposed to a high temperature enough to bend the glass substrate to bend the display portion, but it is not realistic from the viewpoint of deterioration of components such as a sealing material and an alignment film.

特開2009−86560号公報JP 2009-86560 A 特開2004−354468号公報JP 2004-354468 A

本発明に係る具体的態様は、特別な製造装置を必要とせず、製造ラインの大幅な変更も伴うことなく曲面状の表示部を有する液晶装置を得ることが可能な技術を提供することを目的の1つとする。   A specific aspect of the present invention is to provide a technique capable of obtaining a liquid crystal device having a curved display portion without requiring a special manufacturing apparatus and without significantly changing a manufacturing line. One of them.

本発明に係る一態様の液晶装置の製造方法は、曲面状の表示面を有する液晶装置の製造方法であって、(a)可撓性を有するガラス基板からなる硬質基板の一面に複数のスペーサーを設けること、(b)硬質基板の一面に熱硬化型のシール材を略環状に形成すること、(c)熱を与えると一方向に収縮する性質を有する樹脂フィルムからなるフィルム基板を、硬質基板の一面上に前記シール材を挟んで対向配置させること、(d)硬質基板とフィルム基板をプレスしながらシール材を硬化させるための熱処理を行い、併せて当該熱処理による前記フィルム基板の収縮を用いて当該フィルム基板及び前記硬質基板を撓ませること、(e)シール材に囲まれた硬質基板とフィルム基板の間隙に液晶材料を注入すること、を含む液晶装置の製造方法である。 A method of manufacturing a liquid crystal device according to one aspect of the present invention is a method of manufacturing a liquid crystal device having a curved display surface, and (a) a plurality of spacers on one surface of a rigid substrate made of a flexible glass substrate. (B) a thermosetting sealing material is formed in a substantially annular shape on one surface of the hard substrate, and (c) a film substrate made of a resin film having a property of shrinking in one direction when applied with heat. be opposed across the sealing material on one surface of the substrate, (d) while the rigid substrate and the film substrate was pressed have line heat treatment for curing the sealing material, together shrinkage of the film substrate by the heat treatment It is bent the film substrate and the hard substrate by using a method of manufacturing a liquid crystal device comprising, injecting a liquid crystal material in the gap between the rigid substrate and the film substrate surrounded by the (e) sealing material A.

上記の製造方法によれば、シール材を硬化させる過程における熱処理を利用して、フィルム基板を一方向に収縮させることができる。このとき、硬質基板とフィルム基板はシール材を介して固定されるため、フィルム基板が収縮する力を利用して硬質基板も一緒に撓み、全体としてフィルム基板側が凹状に撓んだ曲面状の表示面を有する液晶装置が得られる。このような製造方法によれば、従来、硬質基板の一例としてのガラス基板を薄くするために弗酸を使用していた工程や、機械研磨による工程が不要であり、従来の平板構造の液晶装置と同様な製造設備で曲面状の表示面を有する液晶装置を製造することが可能となる。さらに、従来は液晶装置の湾曲状態を維持するために特別の筐体等が必要であったところ、本発明にかかる製造方法によればそのような筐体を用いなくても湾曲状態を維持することが可能である。   According to said manufacturing method, a film substrate can be shrunk in one direction using the heat processing in the process in which a sealing material is hardened. At this time, since the hard substrate and the film substrate are fixed via a sealing material, the hard substrate is also bent together by utilizing the contraction force of the film substrate, and the curved substrate is bent in a concave shape as a whole. A liquid crystal device having a surface is obtained. According to such a manufacturing method, a conventional process using a hydrofluoric acid for thinning a glass substrate as an example of a hard substrate and a process by mechanical polishing are unnecessary, and a conventional liquid crystal device having a flat plate structure It is possible to manufacture a liquid crystal device having a curved display surface with the same manufacturing equipment. Furthermore, in the past, a special housing or the like was required to maintain the curved state of the liquid crystal device. According to the manufacturing method of the present invention, the curved state is maintained without using such a housing. It is possible.

上記の製造方法において、硬質基板とフィルム基板の重なり合う領域は、長辺方向の長さが短辺方向の長さに比べて4倍以上であり、フィルム基板の収縮する方向が長辺方向に対応していることが好ましい。   In the manufacturing method described above, the overlapping region of the hard substrate and the film substrate has a length in the long side direction of 4 times or more compared to the length in the short side direction, and the shrinking direction of the film substrate corresponds to the long side direction. It is preferable.

それにより、硬質基板とフィルム基板の全体をより良好に撓ませることができる。   Thereby, the whole hard board | substrate and a film board | substrate can be bent more favorably.

上記の製造方法において、上記(b)は、相対的に高温で硬化する第1シール材と相対的に低温で硬化する第2シール材とを形成し、上記(d)は、相対的に低温の熱処理を行った後に相対的に高温の熱処理を行うことも好ましい。なお、上記(d)は、前記フィルム基板の外側にダミー基板を配置して行われることも好ましい。 In the above manufacturing method, (b) forms a first sealing material that is cured at a relatively high temperature and a second sealing material that is cured at a relatively low temperature, and (d) is a relatively low temperature. It is also preferable to perform a relatively high temperature heat treatment after the heat treatment. The above (d) is also preferably performed by arranging a dummy substrate outside the film substrate.

それにより、低温の熱処理を行った時点では硬質基板とフィルム基板がさほど撓まずに比較的に平らなまま固定され、その後の高温の熱処理にて硬質基板とフィルム基板が撓みながらより強固に固定されるので、硬質基板とフィルム基板の剥離をより確実に防ぐことができる。   As a result, when the low temperature heat treatment is performed, the hard substrate and the film substrate are fixed relatively flat without bending so much, and then the hard substrate and the film substrate are fixed more firmly while being bent by the high temperature heat treatment. Therefore, peeling of the hard substrate and the film substrate can be prevented more reliably.

上記の製造方法において、上記(a)は、硬質基板の一面に樹脂膜を成膜し当該樹脂膜をパターニングすることによって複数のスペーサーを形成することがより好ましい。   In the manufacturing method described above, in (a), it is more preferable to form a plurality of spacers by forming a resin film on one surface of the hard substrate and patterning the resin film.

それにより、硬質基板の一面に樹脂膜からなる複数の柱状スペーサーが得られる。このような複数の柱状スペーサーは、スペーサーの移動や凝集が生じないため、フィルム基板と硬質基板を撓ませた際に単位面積あたりのスペーサー数の偏りによるセル厚の不均一が起こりにくくなる。   Thereby, a plurality of columnar spacers made of a resin film is obtained on one surface of the hard substrate. In such a plurality of columnar spacers, the spacers do not move or aggregate, so that when the film substrate and the hard substrate are bent, the cell thickness is less likely to be uneven due to the uneven number of spacers per unit area.

本発明に係る一態様の液晶装置は、曲面状の表示面を有する液晶装置であって、(a)可撓性を有するガラス基板からなる硬質基板と、(b)一定以上の熱を与えると一方向に収縮する性質を有する樹脂フィルムからなるフィルム基板と、(c)硬質基板とフィルム基板の各一面の間に略環状に設けられて両者を固定する熱硬化型のシール材と、(d)硬質基板とフィルム基板の各一面の間に配置された複数のスペーサーと、(e)硬質基板とフィルム基板の間に配置された液晶層を備えることを特徴とする液晶装置である。 A liquid crystal device according to one embodiment of the present invention is a liquid crystal device having a curved display surface, and (a) a hard substrate made of a flexible glass substrate , and (b) applying a certain amount of heat. A film substrate made of a resin film having a property of shrinking in one direction, (c) a thermosetting sealing material provided in a substantially annular shape between each surface of the hard substrate and the film substrate, and fixing the both; And (e) a liquid crystal layer disposed between the hard substrate and the film substrate, and (e) a liquid crystal layer disposed between the hard substrate and the film substrate.

かかる構成によれば、従来の平板構造の液晶装置と同様な製造設備で製造可能な、曲面状の表示面を有する液晶装置が得られる。また、液晶装置の湾曲状態を維持するために特別の筐体等が不要であり、従来に比べて構成を簡素化することが可能となる。   According to this configuration, a liquid crystal device having a curved display surface that can be manufactured with the same manufacturing equipment as that of a conventional liquid crystal device having a flat plate structure is obtained. In addition, a special housing or the like is not required to maintain the curved state of the liquid crystal device, and the configuration can be simplified as compared with the conventional case.

図1(A)は一実施形態の液晶表示装置の概略斜視図であり、図1(B)はこの液晶表示装置の模式的な断面図であり、図1(C)はこの液晶表示装置の偏光板等の配置を説明するための図である。1A is a schematic perspective view of a liquid crystal display device according to an embodiment, FIG. 1B is a schematic cross-sectional view of the liquid crystal display device, and FIG. 1C is a view of the liquid crystal display device. It is a figure for demonstrating arrangement | positioning of a polarizing plate. 図2(A)〜(F)は、液晶表示装置の製造方法の一例を示す模式的な断面図である。2A to 2F are schematic cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing a liquid crystal display device. 図3(A)〜(C)は、液晶表示装置の製造方法の一例を示す模式的な断面図である。3A to 3C are schematic cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing a liquid crystal display device. 図4は、柱状スペーサーの構造を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing the structure of the columnar spacer. 図5は、液晶表示装置の製造方法における一工程について説明するための模式的な平面図である。FIG. 5 is a schematic plan view for explaining one step in the manufacturing method of the liquid crystal display device. 図6(A)〜(B)は、液晶表示装置の製造方法の一例を示す模式的な断面図である。6A to 6B are schematic cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing a liquid crystal display device. 図7は、液晶表示装置の模式的な断面図である。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of the liquid crystal display device.

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1(A)は一実施形態の液晶表示装置の概略斜視図であり、図1(B)はこの液晶表示装置の模式的な断面図であり、図1(C)はこの液晶表示装置の偏光板等の配置を説明するための図である。図1(A)に示す液晶表示装置1は、その表示面2が正面から見て凹状に湾曲している。本実施形態の液晶表示装置は、シール材14を硬化させるための熱処理過程(焼成過程)においてフィルム基板12が一方向に収縮し、大きくカールするという現象を利用して、曲面状の表示面2を実現する。なお、製造方法の詳細については後述する。   1A is a schematic perspective view of a liquid crystal display device according to an embodiment, FIG. 1B is a schematic cross-sectional view of the liquid crystal display device, and FIG. 1C is a view of the liquid crystal display device. It is a figure for demonstrating arrangement | positioning of a polarizing plate. In the liquid crystal display device 1 shown in FIG. 1A, the display surface 2 is curved in a concave shape when viewed from the front. The liquid crystal display device of the present embodiment uses the phenomenon that the film substrate 12 contracts in one direction and curls greatly in the heat treatment process (firing process) for curing the sealing material 14, and thus the curved display surface 2. To realize. Details of the manufacturing method will be described later.

図1(B)に示すように、液晶表示装置1は、ガラス基板(硬質基板)11、フィルム基板12、複数の柱状スペーサー13、シール材14、液晶層17、裏側偏光板21、表側偏光板22を含んで構成されている。なお、図中には省略しているが、ガラス基板11とフィルム基板12の各内面側にはセグメントパターンやドット表示パターンを表示させるための電極としてパターニングされた透明電極が配置され、その上には配向膜も形成されている。   As shown in FIG. 1B, the liquid crystal display device 1 includes a glass substrate (hard substrate) 11, a film substrate 12, a plurality of columnar spacers 13, a sealing material 14, a liquid crystal layer 17, a back side polarizing plate 21, and a front side polarizing plate. 22 is comprised. Although not shown in the figure, a transparent electrode patterned as an electrode for displaying a segment pattern or a dot display pattern is disposed on each inner surface side of the glass substrate 11 and the film substrate 12, on which An alignment film is also formed.

ガラス基板11は、曲面状に形成されており、表示面2に対して裏面側に配置されている。このガラス基板11は、可撓性の観点とハンドリングの観点から選定される。例えば、同じ板厚であれば不純物が少ない無アルカリガラス基板(あるいは低アルカリガラス基板)に比べ、不純物がより多く含まれるソーダライムガラス基板のほうが強度は低いという点も考慮するとよい。無アルカリガラス基板であれば、板厚は、0.3〜0.5mm程度が好ましく、0.3〜0.4mm程度がより好ましい。ソーダライムガラス基板であれば、板厚は、0.4〜0.7mm程度が好ましく、0.4〜0.6mm程度がより好ましい。いずれの材質を用いても、ガラス基板11の板厚が薄すぎると割れる可能性が高く、ハンドリングも難しいが、逆に、板厚が厚すぎるとフィルム基板12によるカールの力(撓む力)がガラス基板11の強度に相殺されてしまい、カール効果が得られにくくなる。   The glass substrate 11 is formed in a curved surface shape and is disposed on the back surface side with respect to the display surface 2. The glass substrate 11 is selected from the viewpoints of flexibility and handling. For example, it may be considered that a soda-lime glass substrate containing more impurities has a lower strength than a non-alkali glass substrate (or a low alkali glass substrate) with few impurities if the plate thickness is the same. In the case of an alkali-free glass substrate, the plate thickness is preferably about 0.3 to 0.5 mm, more preferably about 0.3 to 0.4 mm. In the case of a soda lime glass substrate, the plate thickness is preferably about 0.4 to 0.7 mm, and more preferably about 0.4 to 0.6 mm. Whichever material is used, if the thickness of the glass substrate 11 is too thin, the possibility of cracking is high and handling is difficult, but conversely, if the plate thickness is too thick, the curling force (bending force) caused by the film substrate 12. Is offset by the strength of the glass substrate 11, and the curl effect is difficult to obtain.

フィルム基板12は、例えばポリカーボネートフィルムなどの樹脂フィルムからなる。フィルム基板12としては、面内位相差を小さくでき、一面に透明電極を成膜可能な程度に耐熱性を有し、かつ高温焼成時に一方向に収縮してカールするという性質が必要である。   The film substrate 12 is made of a resin film such as a polycarbonate film. The film substrate 12 is required to have such properties that the in-plane retardation can be reduced, the heat resistance is high enough to form a transparent electrode on one surface, and the film shrinks in one direction and curls when fired at a high temperature.

各柱状スペーサー13は、ガラス基板11とフィルム基板12の相互間に配置されており、その間隙を保持するために用いられる。各柱状スペーサー13は、例えば、感光性樹脂を用いたフォトリソグラフィ技術によって形成することができる。各柱状スペーサー13は、その断面形状がテーパー状であり、基板法線方位から観察した平面視における形状は略矩形状、略ひし形状、略円形状などであり、平面視において基板面内で規則的に配置されている。このような各柱状スペーサー13はガラス基板11側に密着して形成されているため、液晶表示装置1の製造工程中のシール剤14の焼成時にフィルム基板12の収縮に引きずられて各柱状スペーサー13が面内で移動することがない。そのため、柱状スペーサー13同士が凝集し、あるいは移動することにより単位面積辺りに占める面積に面内偏差が生じることを抑制し、基板間の間隙(セル厚)を均一に保つために有効である。なお、各柱状スペーサー13に代えて、例えば乾式散布法等によって散布される球状のギャップ材が用いられてもよい。   Each columnar spacer 13 is disposed between the glass substrate 11 and the film substrate 12 and is used to maintain the gap. Each columnar spacer 13 can be formed by, for example, a photolithography technique using a photosensitive resin. Each of the columnar spacers 13 has a tapered cross-sectional shape, and the shape in plan view observed from the normal direction of the substrate is a substantially rectangular shape, a substantially rhombus shape, a substantially circular shape, and the like. Are arranged. Since each of the columnar spacers 13 is formed in close contact with the glass substrate 11 side, each columnar spacer 13 is dragged by the shrinkage of the film substrate 12 when the sealing agent 14 is baked during the manufacturing process of the liquid crystal display device 1. Does not move in the plane. Therefore, it is effective to suppress the occurrence of in-plane deviation in the area occupied by the unit area due to the aggregation or movement of the columnar spacers 13 and to keep the gap (cell thickness) between the substrates uniform. Instead of each columnar spacer 13, for example, a spherical gap material sprayed by a dry spraying method or the like may be used.

シール材14は、平面視において、ガラス基板11とフィルム基板12が相互に重畳する領域を略環状に囲んで設けられており、ガラス基板11とフィルム基板12を相互に固定し、かつ液晶層17を封止する。このシール材14は、高温に耐え、かつガラス基板11とフィルム基板12の両者を固定するに足りる接着強度を有することが必要であり、例えばエポキシ系の熱硬化型シール材が好適に用いられる。   The sealing material 14 is provided so as to surround a region where the glass substrate 11 and the film substrate 12 overlap each other in a substantially annular shape in a plan view, fix the glass substrate 11 and the film substrate 12 to each other, and fix the liquid crystal layer 17. Is sealed. The sealing material 14 needs to withstand high temperatures and have an adhesive strength sufficient to fix both the glass substrate 11 and the film substrate 12. For example, an epoxy thermosetting sealing material is preferably used.

液晶層17は、ガラス基板11とフィルム基板12の相互間に液晶材料を充填することによって形成されている。液晶層17の配向モードには特に限定がなく、例えば液晶分子が基板面に対して略垂直に配向する垂直配向モードであってもよいし、その他、TN(Twisted Nematic)モード、STN(Super Twisted Nematic)モード、IPS(In-Plane
Switching)モード等であってもよい。
The liquid crystal layer 17 is formed by filling a liquid crystal material between the glass substrate 11 and the film substrate 12. The alignment mode of the liquid crystal layer 17 is not particularly limited, and may be, for example, a vertical alignment mode in which liquid crystal molecules are aligned substantially perpendicular to the substrate surface, a TN (Twisted Nematic) mode, or an STN (Super Twisted) mode. Nematic) mode, IPS (In-Plane)
Switching) mode or the like.

裏側偏光板21は、ガラス基板11の外側に配置されている。表側偏光板22は、フィルム基板12の外側に配置されている。図1(C)に示すように、裏側偏光板21の吸収軸の方向a1は液晶表示装置1の長手方向に沿って設定されており、表側偏光板22の吸収軸の方向a2は液晶表示装置1の短手方向に沿って設定されている。なお、方向a1とa2の位置関係は逆でもよい。また、ガラス基板11の配向膜(図示省略)へ施される配向処理方向(例えばラビング方向)a3は、例えば液晶表示装置1の長手方向に沿って図中左から右へ向かう方向a3に設定されている(なお、逆方向でもよい)。そして、フィルム基板12の収縮方向a4は、配向処理方向a3と平行になるように設定されている。通常、フィルム基板12は延伸処理が施されており、この延伸処理の方向が上記した収縮方向a4と一致する。   The back side polarizing plate 21 is disposed outside the glass substrate 11. The front side polarizing plate 22 is disposed outside the film substrate 12. As shown in FIG. 1C, the absorption axis direction a1 of the back-side polarizing plate 21 is set along the longitudinal direction of the liquid crystal display device 1, and the absorption axis direction a2 of the front-side polarizing plate 22 is the liquid crystal display device. 1 is set along the short direction. Note that the positional relationship between the directions a1 and a2 may be reversed. Further, an alignment processing direction (for example, rubbing direction) a3 applied to the alignment film (not shown) of the glass substrate 11 is set to a direction a3 from the left to the right in the drawing along the longitudinal direction of the liquid crystal display device 1, for example. (The reverse direction is also acceptable.) The shrinking direction a4 of the film substrate 12 is set to be parallel to the alignment processing direction a3. Usually, the film substrate 12 is subjected to a stretching process, and the direction of the stretching process coincides with the shrinkage direction a4 described above.

次に、本実施形態の液晶表示装置1の製造方法について概略的に説明する。上記のように本実施形態の液晶表示装置1は、シール材14を介在させてガラス基板11とフィルム基板12とを貼り合わせ、シール材14を高温焼成する過程においてフィルム基板12が収縮し、大きくカールするという現象を利用して曲面状の表示面2が実現されている。このとき、カールした状態のフィルム基板12とガラス基板11をプレス治具中で強固に接着するため、カールしたフィルム基板12の力でガラス基板11が引っ張られ、ガラス基板11がフィルム基板12に追随して曲がることにより曲面状の表示面2が得られる。一旦カールしたフィルム基板12は基本的に常温に戻しても元の真っ直ぐな形態には戻らないため、プレス治具から出した後はその曲面状の形状が維持される。このような製造方法の観点からは、液晶表示装置1の表示面2は、その縦の長さよりも横の長さが大きいことが好ましく、より詳細には表示面2の縦横比が1:4以上あることが好ましい。   Next, a method for manufacturing the liquid crystal display device 1 of the present embodiment will be schematically described. As described above, in the liquid crystal display device 1 of the present embodiment, the glass substrate 11 and the film substrate 12 are bonded to each other with the sealing material 14 interposed therebetween, and the film substrate 12 contracts greatly in the process of firing the sealing material 14 at a high temperature. A curved display surface 2 is realized by utilizing the phenomenon of curling. At this time, in order to firmly bond the curled film substrate 12 and the glass substrate 11 in a pressing jig, the glass substrate 11 is pulled by the force of the curled film substrate 12, and the glass substrate 11 follows the film substrate 12. Thus, the curved display surface 2 is obtained by bending. The curled film substrate 12 basically does not return to its original straight shape even when it is returned to room temperature, so that its curved shape is maintained after it is removed from the pressing jig. From the viewpoint of such a manufacturing method, the display surface 2 of the liquid crystal display device 1 preferably has a horizontal length larger than its vertical length. More specifically, the aspect ratio of the display surface 2 is 1: 4. It is preferable that there is more.

ここで、液晶表示装置1の表示面2の曲率を制御する方法について説明する。表示面2の曲率を変更するには、フィルム基板12自体の材質を選定することにより収縮率を代える方法が考えられる。また、フィルム基板12の材質が同じであれば、フィルム基板12の厚みを変更することにより表示面2の曲率を変更することができる。フィルム基板12の厚みが大きいほうが収縮時のカールによる力がより大きくかかることになる。   Here, a method for controlling the curvature of the display surface 2 of the liquid crystal display device 1 will be described. In order to change the curvature of the display surface 2, a method of changing the shrinkage rate by selecting the material of the film substrate 12 itself can be considered. If the material of the film substrate 12 is the same, the curvature of the display surface 2 can be changed by changing the thickness of the film substrate 12. The greater the thickness of the film substrate 12, the greater the force due to curling during contraction.

また、ガラス基板11の厚みを変えることによっても曲率を制御することができる。また、フィルム基板12が耐えうる温度範囲でシール材14の焼成時の加熱温度を変更することによっても表示面2の曲率を変更することができる。すなわち、フィルム基板12の材質が同じあれば、より高温で焼成すればするほどカールによる力が大きくかかることになる。   The curvature can also be controlled by changing the thickness of the glass substrate 11. Moreover, the curvature of the display surface 2 can be changed also by changing the heating temperature at the time of baking of the sealing material 14 in the temperature range that the film substrate 12 can withstand. That is, if the material of the film substrate 12 is the same, the higher the temperature, the greater the curling force.

その他、フィルム基板12をあらかじめアニールすることによって曲率を変更することも可能である。アニールをかけたほうがかけないよりも表示面2の曲率が僅かに小さくなる。一度アニール処理を施したフィルム基板12は収縮後のカール形状が残り、それを硬化前のシール材14とガラス基板11に対して真っ直ぐ(水平に)貼り合わせるのであるから、同じ焼成温度でもカールする力はやや小さくなる。   In addition, the curvature can be changed by annealing the film substrate 12 in advance. The curvature of the display surface 2 is slightly smaller than when the annealing is not performed. The film substrate 12 that has been annealed once retains its curled shape after shrinkage, and it is straightly (horizontally) bonded to the unsealed sealing material 14 and the glass substrate 11, so that it curls even at the same firing temperature. The power is slightly reduced.

以上のことから、表示面2の曲率の制御により大きく効果があるのはシール材14の焼成温度であるが、フィルム基板12自体をアニールすることも曲率の制御に利用することができる。シール材14の焼成温度と、フィルム基板12へのアニールの有無による影響を確認する実験を行ったところ、(1)シール材14の焼成温度150℃、かつフィルム基板12へのアニールはなし、(2)シール材14の焼成温度150℃、かつフィルム基板12へのアニールはあり、(3)シール材14の焼成温度120℃、かつフィルム基板12へのアニールはなし、(4)シール材14の焼成温度120℃、かつフィルム基板12へのアニールはあり、の順に大きな曲率を得た。   From the above, it is the firing temperature of the sealing material 14 that is greatly effective in controlling the curvature of the display surface 2, but annealing the film substrate 12 itself can also be used for controlling the curvature. An experiment was conducted to confirm the influence of the firing temperature of the sealing material 14 and the presence or absence of annealing on the film substrate 12. As a result, (1) the firing temperature of the sealing material 14 was 150 ° C., and the film substrate 12 was not annealed. ) The firing temperature of the sealing material 14 is 150 ° C. and the film substrate 12 is annealed, (3) The firing temperature of the sealing material 14 is 120 ° C. and the film substrate 12 is not annealed, and (4) The firing temperature of the sealing material 14 is There was annealing to 120 ° C. and the film substrate 12, and a large curvature was obtained in the order of.

また、曲面の方向については、フィルム基板12の収縮によるカールの方向に依存するため、一つの手段としてカール方向を変えることが考えられ、またカール方向が違う(例えば、フィルムに収縮率が異なるコーティングを施したような)フィルムを用意することも考えられる。曲率の方向であるが、加熱によりフィルム基板12の高分子材料内部の結晶化が進むことで体積の減少に偏差が生じ、これがカールにつながると考えられる。体積減少の偏差はフィルム製造における延伸工程や流動工程が主な原因と考えられる。   Also, the direction of the curved surface depends on the direction of curling due to the shrinkage of the film substrate 12, so it is conceivable to change the curling direction as one means, and the curling direction is different (for example, a coating having a different shrinkage rate on the film). It is also conceivable to prepare a film). Although it is in the direction of curvature, it is considered that a deviation occurs in the volume reduction due to the crystallization inside the polymer material of the film substrate 12 by heating, which leads to curling. The deviation in volume reduction is considered to be mainly caused by the stretching process and the flow process in film production.

また、フィルム基板12の一面にITO(インジウム錫酸化物)等の透明導電膜が成膜されていた場合、透明導電膜の形状熱安定性が高いことが想定されるため、フィルム12は、透明導電膜の設けられた面が凸状(表示面2側から見ると凹状)になる。しかしながら、表示面2側から見ると凸状になることが望まれる場合もある。その場合には、ガラス基板11の電極パターンを反転させ、ガラス基板11側が表示面2となるように液晶表示装置の各構成を配置すればよい。   In addition, when a transparent conductive film such as ITO (Indium Tin Oxide) is formed on one surface of the film substrate 12, it is assumed that the shape thermal stability of the transparent conductive film is high. The surface provided with the conductive film is convex (concave when viewed from the display surface 2 side). However, it may be desired to have a convex shape when viewed from the display surface 2 side. In that case, the electrode pattern of the glass substrate 11 may be reversed and the components of the liquid crystal display device may be arranged so that the glass substrate 11 side is the display surface 2.

以下に、液晶表示装置とその製造方法の実施例を説明する。   Examples of the liquid crystal display device and its manufacturing method will be described below.

(実施例1)
図2(A)〜(F)および図3(A)〜(C)は、液晶表示装置の製造方法の一例を示す模式的な断面図である。また、図4は柱状スペーサーの構造を示す断面図である。図5は、液晶表示装置の製造方法における一工程について説明するための模式的な平面図である。なお、ここでは、大判の基板に多数の液晶装置を同時に形成し、後に分割する手法(いわゆる多面取り)を想定する。
Example 1
2A to 2F and FIGS. 3A to 3C are schematic cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing a liquid crystal display device. FIG. 4 is a cross-sectional view showing the structure of the columnar spacer. FIG. 5 is a schematic plan view for explaining one step in the manufacturing method of the liquid crystal display device. Here, it is assumed that a large number of liquid crystal devices are simultaneously formed on a large-sized substrate and divided later (so-called multi-face drawing).

まず、ガラス基板11の母材として厚さ0.3mmの無アルカリガラスからなるマザーガラス基板111を用意し、このマザーガラス基板111の一面にITO膜をインラインスパッタ装置にて200nm成膜し、所定形状の電極をフォトリソグラフィ工程及びウェットエッチング工程にて作製した。なお、電極については図示を省略する。   First, a mother glass substrate 111 made of non-alkali glass having a thickness of 0.3 mm is prepared as a base material of the glass substrate 11, and an ITO film is formed on one surface of the mother glass substrate 111 with an in-line sputtering apparatus to a thickness of 200 nm. A shaped electrode was produced by a photolithography process and a wet etching process. Note that illustration of electrodes is omitted.

次に、このマザーガラス基板111の一面上に、ネガ型感光性を有する非導電性黒色遮光樹脂溶液をスピンナーにて1250rpm,30秒間の条件で塗布し、ホットプレート上で100℃,15秒間の条件で仮焼成した。仮焼成により得られた樹脂膜を、フォトマスクを介して密着露光機にて200mJ露光した。露光後、TMAH(水酸化テトラメチルアンモニウム)0.1%水溶液にて浸漬現像を行い、純水リンスすることにより現像液と純水を置換し、マザーガラス基板111を乾燥させ、240℃のオーブンにて20分焼成した。なお、フォトマスクには一辺20μmの菱形状の柱状スペーサーに対応した露光パターンを上下左右100μmピッチにて配置した。   Next, a non-conductive black light-shielding resin solution having negative photosensitivity is applied on one surface of the mother glass substrate 111 with a spinner at 1250 rpm for 30 seconds, and then on a hot plate at 100 ° C. for 15 seconds. Temporary firing was performed under the conditions. The resin film obtained by pre-baking was exposed to 200 mJ with a contact exposure machine through a photomask. After exposure, immersion development is performed with a 0.1% aqueous solution of TMAH (tetramethylammonium hydroxide), and the developer and pure water are replaced by rinsing with pure water, the mother glass substrate 111 is dried, and an oven at 240 ° C. For 20 minutes. In the photomask, exposure patterns corresponding to rhombus-shaped columnar spacers each having a side of 20 μm were arranged at a pitch of 100 μm vertically and horizontally.

次に、ネガ型透光性感光性樹脂をスピンナーにて900rpm,30秒間の条件で塗布し、ホットプレート上で100℃,120s仮焼成した。その後、上記した非導電性黒色遮光樹脂溶液からなる樹脂膜の露光時に用いたものと同じパターンのフォトマスクを介して密着露光機にて200mJ露光した。露光後、TMAH(水酸化テトラメチルアンモニウム)1%水溶液にて浸漬現像を行い、純水リンスすることにより現像液と純水を置換し、マザーガラス基板111を乾燥させ、220℃のオーブンにて30分焼成した。その結果、図2(A)に示すように、マザーガラス基板111の一面上に複数の柱状スペーサー13が形成された。各柱状スペーサー13は、図4に示すように下層側の黒色遮光樹脂膜13aと上層側の透光性樹脂膜13bからなり、断面テーパー状の積層膜である。触針式段差計の測定結果から各柱状スペーサー13の膜厚は約3.3μmであった。なお、黒色遮光樹脂膜13aは表示品位を向上させるために用いられているものであるが、これを省略し、透光性樹脂膜13bのみを用いて柱状スペーサー13を構成してもよい。   Next, a negative translucent photosensitive resin was applied with a spinner at 900 rpm for 30 seconds, and pre-baked at 100 ° C. for 120 s on a hot plate. Then, 200 mJ exposure was carried out with the contact | adherence exposure machine through the photomask of the same pattern as what was used at the time of exposure of the resin film which consists of an above-mentioned nonelectroconductive black light shielding resin solution. After exposure, immersion development is performed with a 1% aqueous solution of TMAH (tetramethylammonium hydroxide), and the developer and pure water are replaced by rinsing with pure water, the mother glass substrate 111 is dried, and the oven is heated at 220 ° C. Baked for 30 minutes. As a result, a plurality of columnar spacers 13 were formed on one surface of the mother glass substrate 111 as shown in FIG. As shown in FIG. 4, each columnar spacer 13 is composed of a lower layer side black light shielding resin film 13a and an upper layer side light transmissive resin film 13b, and is a laminated film having a tapered cross section. The film thickness of each columnar spacer 13 was about 3.3 μm from the measurement results of the stylus type step gauge. The black light-shielding resin film 13a is used for improving display quality, but it may be omitted, and the columnar spacer 13 may be configured using only the translucent resin film 13b.

一方、フィルム基板12の母材として、面内位相差が非常に少ないポリカーボネートフィルムの表面に30Ω/sq.の透明導電膜が全面に成膜された厚さ略120μmのマザーフィルム基板112を用意し、これを0.7mm厚のサポート基板113に貼り合わせた(図2(B)参照)。このようにするのは、後の工程でマザーフィルム基板112のハンドリングを容易にするためである。次いで、マザーフィルム基板112の透明導電膜をパターニングすることにより電極を形成する。電極のパターニングはフォトリソグラフィ工程とエッチング工程で処理してもよいが、レーザー光を照射することにより透明電極を蒸発させて直接的にパターニングするレーザーエッチング法により製造工程を短縮できる。この方法は、ウェットエッチング工程で使用する塩酸、硫酸、第2塩化鉄などの酸性薬液に対する耐性に乏しい材料からなるフィルム材料を用いる場合に有効であり、フィルム基板12の材料の選択幅を広げることができる。本実施例で用いたマザーフィルム基板の収縮率は、180℃・0.1%である。予備実験として100mm×250mmサイズにしたフィルム基板を180℃1時間でアニールし、これを常温に戻して観察したところ、長手方向に曲率半径150mm程度でカールしていることを確認した。   On the other hand, as a base material for the film substrate 12, a mother film substrate 112 having a thickness of about 120 μm is prepared in which a transparent conductive film of 30 Ω / sq. Is formed on the entire surface of a polycarbonate film having a very small in-plane retardation. This was bonded to a support substrate 113 having a thickness of 0.7 mm (see FIG. 2B). The reason for this is to facilitate handling of the mother film substrate 112 in a later step. Next, an electrode is formed by patterning the transparent conductive film of the mother film substrate 112. The patterning of the electrode may be performed by a photolithography process and an etching process, but the manufacturing process can be shortened by a laser etching method in which the transparent electrode is evaporated and directly patterned by irradiating a laser beam. This method is effective when using a film material made of a material having poor resistance to acidic chemicals such as hydrochloric acid, sulfuric acid, and ferric chloride used in the wet etching process, and widens the selection range of the material of the film substrate 12. Can do. The shrinkage rate of the mother film substrate used in this example is 180 ° C. and 0.1%. As a preliminary experiment, a film substrate having a size of 100 mm × 250 mm was annealed at 180 ° C. for 1 hour, and this was returned to room temperature and observed. As a result, it was confirmed that the film substrate was curled with a radius of curvature of about 150 mm.

次いで、図2(C)に示すようにマザーガラス基板111の一面上に、表面自由エネルギーが35〜38mN/mである垂直配向膜材料をフレキソ印刷法によりシール枠内へパターン印刷し、90℃,15分間の条件で仮焼成し、さらに180℃,30分間の条件で本焼成することにより、垂直配向膜15を成膜した。同様に、図2(D)に示すようにマザーフィルム基板112の一面上に、表面自由エネルギーが35〜38mN/mである垂直配向膜材料をフレキソ印刷法によりシール枠内へパターン印刷し、90℃,15分間の条件で仮焼成することにより、垂直配向膜16を成膜した。なお、マザーフィルム基板112の垂直配向膜材料を本焼成せずに垂直配向膜16を成膜することによる液晶層17の配向への影響であるが、表示品位には特段の問題がないことを確認している。その後、マザーガラス基板111のみにラビング処理を行った。ラビング条件は、厚さ約3mmの綿製ラビング布が貼合されたローラーを用い、押し込み量0.6mm,ラビング速度75mm/秒,ローラー回転数1000rpmとした。   Next, as shown in FIG. 2 (C), a vertical alignment film material having a surface free energy of 35 to 38 mN / m is printed on one surface of the mother glass substrate 111 into a seal frame by flexographic printing, and is subjected to 90 ° C. The vertical alignment film 15 was formed by pre-baking under the conditions of 15 minutes and further baking at 180 ° C. for 30 minutes. Similarly, as shown in FIG. 2D, a vertical alignment film material having a surface free energy of 35 to 38 mN / m is printed on one surface of the mother film substrate 112 by a flexographic printing method into a seal frame. The vertical alignment film 16 was formed by pre-baking at 15 ° C. for 15 minutes. It should be noted that the vertical alignment film 16 formed without the main alignment substrate material of the mother film substrate 112 being fired has an influence on the alignment of the liquid crystal layer 17, but there is no particular problem with the display quality. I have confirmed. Thereafter, only the mother glass substrate 111 was rubbed. The rubbing conditions were a roller to which a cotton rubbing cloth having a thickness of about 3 mm was bonded, an indentation amount of 0.6 mm, a rubbing speed of 75 mm / sec, and a roller rotation speed of 1000 rpm.

次いで、図5に示すように、マザーガラス基板111に対して、後にガラス基板11となるべき領域に対応したカットライン115をスクライバによって形成した。この時点では、カットライン115を入れるがブレーキングをしないでおいた。なお、ここではガラス基板11となるべき領域の左右それぞれに対してさらに余白領域116を設けた。   Next, as shown in FIG. 5, a cut line 115 corresponding to a region to be the glass substrate 11 later was formed on the mother glass substrate 111 by a scriber. At this point, the cut line 115 was inserted but braking was not performed. Here, a blank area 116 is further provided on each of the left and right sides of the area to be the glass substrate 11.

次いで、図2(E)に示すようにマザーガラス基板111の一面上に、粒径が3.2μmのシリカ粒子が2wt%混入したシール材14を略環状(枠状)にディスペンサーにて塗布した。シール材14は、ガラス基板11とフィルム基板12とが重なる面内領域外形枠よりも1mmだけ内側に形成された。ただし、ガラス基板11とフィルム基板12の間を導通させるための導通パッド部では粒径3.5μmの金コートプラスティック粒子が2wt%、上記シリカ粒子に加えて混入されている。また、液晶表示装置の右側に対応する部分にはシール材14の存在しない箇所を設けた。この箇所は、後の工程で液晶材料を真空注入する際の注入口として用いられる。   Next, as shown in FIG. 2 (E), a seal material 14 in which 2 wt% of silica particles having a particle size of 3.2 μm are mixed is applied on one surface of a mother glass substrate 111 with a dispenser in a substantially annular shape (frame shape). . The sealing material 14 was formed inward by 1 mm from the in-plane region outer shape frame where the glass substrate 11 and the film substrate 12 overlap. However, in the conductive pad portion for conducting between the glass substrate 11 and the film substrate 12, 2 wt% of gold-coated plastic particles having a particle size of 3.5 μm is mixed in addition to the silica particles. Further, a portion where the sealing material 14 does not exist is provided in a portion corresponding to the right side of the liquid crystal display device. This location is used as an injection port when a liquid crystal material is vacuum-injected in a later process.

シール材14の塗布が終了し、シール材14を5分間程仮焼成した後で、図5に示したカットライン115に沿ってマザーガラス基板111をブレーキングする。ブレーキングして得られた複数のガラス基板11のそれぞれのサイズは、横方向が130mm、縦方向が28mm(うち、電極部が3mm)である。なお、仮にここでブレーキングをせずにマザーガラス111のままで後の工程を行うと、各ガラス基板11に対応する面付けごとにフィルム基板12が収縮してガラス基板11側が割れてしまい著しく歩留まりが悪くなるおそれがある。このため、本実施例のようにガラス基板11とフィルム基板12の貼り合わせを行うより以前にブレーキングを行うことが好ましい。   After the application of the sealing material 14 is completed and the sealing material 14 is temporarily baked for about 5 minutes, the mother glass substrate 111 is braked along the cut line 115 shown in FIG. The size of each of the plurality of glass substrates 11 obtained by braking is 130 mm in the horizontal direction and 28 mm in the vertical direction (of which the electrode portion is 3 mm). If the subsequent process is performed with the mother glass 111 left without braking, the film substrate 12 contracts for each imposition corresponding to each glass substrate 11 and the glass substrate 11 side breaks. Yield may be worse. For this reason, it is preferable to perform braking before bonding the glass substrate 11 and the film substrate 12 as in this embodiment.

次いで、90℃で仮焼成しておいたマザーフィルム基板112をカットすることにより、ガラス基板11より縦方向が3mm小さいサイズ(すなわち、横方向が130mm、縦方向が25mm)の複数のフィルム基板12を形成した。そして、図2(F)に示すようにフィルム基板12をガラス基板11に重ね、さらに図3(A)に示すようにフィルム基板12の他面側にダミーガラス基板114を配置し、図中左右にある余白領域116に紫外線硬化型シール材117を形成して各ガラス基板11とダミーガラス基板114を仮止めした。なお、余白領域の幅は左右それぞれ10mm程度である。また、フィルム基板12の厚みは120μm程度である。余白領域116の幅に関しては必要以上に長いとそこでクラックが入りその割れが影響する場合があるため、仮止めできる最低限の幅があればよい。   Next, by cutting the mother film substrate 112 that has been pre-baked at 90 ° C., a plurality of film substrates 12 having a size that is 3 mm smaller in the vertical direction than the glass substrate 11 (that is, 130 mm in the horizontal direction and 25 mm in the vertical direction). Formed. Then, the film substrate 12 is overlaid on the glass substrate 11 as shown in FIG. 2 (F), and a dummy glass substrate 114 is arranged on the other side of the film substrate 12 as shown in FIG. 3 (A). The ultraviolet curable sealant 117 was formed in the blank area 116 in the above, and each glass substrate 11 and the dummy glass substrate 114 were temporarily fixed. The width of the margin area is about 10 mm on each of the left and right sides. The film substrate 12 has a thickness of about 120 μm. If the width of the blank area 116 is longer than necessary, a crack may enter there and the crack may be affected.

次いで、プレス治具にて各ガラス基板11とダミーガラス基板114の間に一定圧力を加えながら150℃、30分間の条件でシール材14を焼成した。プレス治具は金属板間にラバーを挟んだものであり、プレス圧力は1.1kgf/cmである。 Next, the sealing material 14 was baked under conditions of 150 ° C. and 30 minutes while applying a constant pressure between each glass substrate 11 and the dummy glass substrate 114 with a pressing jig. The pressing jig has a rubber sandwiched between metal plates, and the pressing pressure is 1.1 kgf / cm 2 .

次いで、図3(B)に示すように紫外線硬化型シール材117を用いて仮止めしていた余白領域116をスクライバにてカットした。ここでは、ガラス基板11側のみカットすればよいが、その際、面付け部分を上から押さえつけた状態でカットラインを入れるとよい。このとき、既にフィルム基板12は反っており、それに伴ってガラス基板11も反っているので、何らかの力で押さえつけ固定していない状態でカットしてしまうとカットラインが入ったところから順次浮き上がり面付け部が破壊され、スクライバにもダメージを与えるおそれがある。   Next, as shown in FIG. 3B, the blank area 116 temporarily fixed using the ultraviolet curable sealant 117 was cut with a scriber. Here, it is only necessary to cut only the glass substrate 11 side, but at that time, it is preferable to insert a cut line with the imposition portion pressed from above. At this time, since the film substrate 12 has already warped and the glass substrate 11 has also warped, if it is cut in a state where it is not pressed and fixed with any force, the surface is lifted sequentially from where the cut line enters. The part may be destroyed and the scriber may be damaged.

図3(C)に示すようにガラス基板11とフィルム基板12を貼り合わせた空セルが完成した後、ガラス基板11とフィルム基板12の間隙に、Δεが負でありΔnが約0.1の液晶材料を真空注入法にて注入し、その後注入口を紫外線硬化型樹脂で封止した。この後、必要に応じて、完成したセルをプレス治具にてプレスして面内均一性をあげる処理を行ってもよい。   As shown in FIG. 3C, after the empty cell in which the glass substrate 11 and the film substrate 12 are bonded together is completed, Δε is negative and Δn is about 0.1 in the gap between the glass substrate 11 and the film substrate 12. A liquid crystal material was injected by a vacuum injection method, and then the injection port was sealed with an ultraviolet curable resin. Thereafter, if necessary, the completed cell may be pressed with a pressing jig to perform in-plane uniformity.

その後、ガラス基板11の外部取り出し電極端子部のガラス基板端面を面取りし、セルを中性洗剤で洗浄、乾燥させた後、ガラス基板11の外側に面内位相差55nm、厚さ方向位相差が220nmである負の二軸光学異方性を有する視角補償板が一体化された偏光板を貼り合わせ、フィルム基板12の外側には偏光板を貼り合わせた。最後に端子部にリードフレームを取り付けることで、曲面状の表示面2を有する液晶表示装置1を完成させた。ここで使用する偏光板は曲面状の表示面2の曲がり具合に馴染むようになるべく薄く、柔軟性のあるものが好ましい。   Thereafter, the glass substrate end face of the external extraction electrode terminal portion of the glass substrate 11 is chamfered, the cell is washed with a neutral detergent and dried, and then an in-plane retardation of 55 nm and a thickness direction retardation are formed outside the glass substrate 11. A polarizing plate integrated with a viewing angle compensation plate having negative biaxial optical anisotropy of 220 nm was bonded, and a polarizing plate was bonded to the outside of the film substrate 12. Finally, a lead frame was attached to the terminal portion to complete the liquid crystal display device 1 having the curved display surface 2. The polarizing plate used here is preferably as thin and flexible as possible so as to adapt to the bending state of the curved display surface 2.

リードフレームを介して駆動回路に接続して液晶表示装置1の正面観察時の動作を確認したが、両側ともガラス基板を用いた従来の液晶表示装置と同様に良好な表示状態が得られることを確認した。また、完成した液晶表示素子は可撓製がありかつ外力を加えない状態で曲率半径1000mm程度の曲面状態を保持することが可能であった。   The operation at the time of front observation of the liquid crystal display device 1 was confirmed by connecting to a drive circuit via a lead frame, but it was confirmed that a good display state was obtained on both sides as in the conventional liquid crystal display device using a glass substrate. confirmed. Further, the completed liquid crystal display element is made of a flexible material and can maintain a curved surface state with a radius of curvature of about 1000 mm without applying an external force.

(実施例2)
上記した実施例1におけるシール材14に代えて、焼成温度の異なる2つのシール材を用いて液晶表示装置を構成することも好ましい。以下、その場合について詳細に説明する。なお、実施例1と重複する内容については、図中、共通の符号を用いた上でそれらの詳細な説明は省略する。
(Example 2)
It is also preferable to configure the liquid crystal display device using two sealing materials having different firing temperatures instead of the sealing material 14 in the first embodiment. Hereinafter, this case will be described in detail. In addition, about the content which overlaps with Example 1, after using a common code | symbol in a figure, those detailed description is abbreviate | omitted.

シール材14の形成工程より以前まで上記した実施例1と同様にする。その後、図6(A)に示すように、マザーガラス基板111の一面上に、粒径が3.2μmのシリカ粒子が2wt%混入した低温焼成のシール材14bを略環状(枠状)にディスペンサーにて塗布した。シール材14bは、ガラス基板11とフィルム基板12とが重なる面内領域外形枠よりも1mmだけ内側に形成された。さらに、実施例1で用いたシール材14と同様の高温焼成のシール材14aを略環状にディスペンサーにて塗布した。シール材14aは、ガラス基板11とフィルム基板12とが重なる面内領域外形枠よりも2mmだけ内側に形成された。実施例1と同様に、ガラス基板11とフィルム基板12の間を導通させるための導通パッド部では粒径3.5μmの金コートプラスティック粒子が2wt%、上記シリカ粒子に加えて混入されている。また、実施例1と同様に注入口も設けられた。   The process is the same as in Example 1 described above until the step of forming the sealing material 14. Thereafter, as shown in FIG. 6A, a low-temperature firing seal material 14b in which 2 wt% of silica particles having a particle size of 3.2 μm are mixed on one surface of the mother glass substrate 111 is dispensed in a substantially annular shape (frame shape). Was applied. The sealing material 14b was formed inward by 1 mm from the in-plane region outer shape frame where the glass substrate 11 and the film substrate 12 overlap. Further, a high-temperature fired sealing material 14a similar to the sealing material 14 used in Example 1 was applied in a substantially annular shape by a dispenser. The sealing material 14a was formed inward by 2 mm from the in-plane region outer shape frame where the glass substrate 11 and the film substrate 12 overlap. Similar to Example 1, in the conductive pad portion for conducting between the glass substrate 11 and the film substrate 12, 2 wt% of gold-coated plastic particles having a particle size of 3.5 μm are mixed in addition to the silica particles. Moreover, the injection port was also provided similarly to Example 1.

次いで、シール材を焼成する。図6(B)に示すように、まず低温(70℃)で各基板を平らな状態で固定した後、治具からはずした状態にて高温(150℃)で焼成した。これにより、各基板が曲面状になった状態で安定するため、シール材に対する負荷は減ると考えられ、より好ましい。その後の工程は、実施例1と同様に行われ、図7に示すような2つのシール材14a、14bを備えた液晶表示装置1aが完成した。   Next, the sealing material is fired. As shown in FIG. 6B, each substrate was first fixed in a flat state at a low temperature (70 ° C.), and then fired at a high temperature (150 ° C.) in a state of being removed from the jig. Thereby, since each substrate is stabilized in a curved state, it is considered that the load on the sealing material is reduced, which is more preferable. Subsequent steps were performed in the same manner as in Example 1, and a liquid crystal display device 1a provided with two sealing materials 14a and 14b as shown in FIG. 7 was completed.

このように低温焼成のシール材14bと高温焼成のシール材14aを用いて2重にシールすることにより、一旦低温焼成でフィルム基板12がカールせずに平らなままガラス基板11に接着できる。その後、温度を上げていく過程でフィルム基板12が反り、高温焼成のシール材14aによって強固に固定することができる。また、低温焼成のシール材12bを外側に配置し、その部分を先に接着することにより、フィルム基板12の外縁部がめくり上がることを回避することができる。   Thus, by double sealing using the low-temperature fired sealing material 14b and the high-temperature fired sealing material 14a, the film substrate 12 can be adhered to the glass substrate 11 without curling once by low-temperature firing. Thereafter, the film substrate 12 warps in the process of raising the temperature, and can be firmly fixed by the high-temperature fired sealing material 14a. Moreover, it is possible to avoid turning up the outer edge portion of the film substrate 12 by disposing the low-temperature fired sealing material 12b on the outside and bonding the portion first.

なお、本発明は上述した実施形態並びに各実施例の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々に変形して実施をすることが可能である。例えば、上記では画像表示用途としての液晶装置である液晶表示装置について例示していたが、用途はこれに限定されず液晶装置一般に対して本発明を適用することが可能である。   In addition, this invention is not limited to the content of embodiment mentioned above and each Example, In the range of the summary of this invention, it can change and implement variously. For example, in the above description, a liquid crystal display device which is a liquid crystal device as an image display application has been illustrated, but the application is not limited to this, and the present invention can be applied to general liquid crystal devices.

11:ガラス基板
12:フィルム基板
13:柱状スペーサー
14、14a、14b:シール材
15、16:配向膜
17:液晶層
21:裏側偏光板
22:表側偏光板
111:マザーガラス基板
112:マザーフィルム基板
113:サポート基板
114:ダミーガラス基板
115:カットライン
116:余白領域
117:紫外線硬化型樹脂
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11: Glass substrate 12: Film substrate 13: Columnar spacer 14, 14a, 14b: Sealing material 15, 16: Orientation film 17: Liquid crystal layer 21: Back side polarizing plate 22: Front side polarizing plate 111: Mother glass substrate 112: Mother film substrate 113: Support substrate 114: Dummy glass substrate 115: Cut line 116: Margin area 117: UV curable resin

Claims (5)

曲面状の表示面を有する液晶装置の製造方法であって、
(a)可撓性を有するガラス基板からなる硬質基板の一面に複数のスペーサーを設けること、
(b)前記硬質基板の一面に熱硬化型のシール材を略環状に形成すること、
(c)熱を与えると一方向に収縮する性質を有する樹脂フィルムからなるフィルム基板を、前記硬質基板の一面上に前記シール材を挟んで対向配置させること、
(d)前記硬質基板と前記フィルム基板をプレスしながら前記シール材を硬化させるための熱処理を行い、併せて当該熱処理による前記フィルム基板の収縮を用いて当該フィルム基板及び前記硬質基板を撓ませること、
(e)前記シール材に囲まれた前記硬質基板と前記フィルム基板の間隙に液晶材料を注入すること、
を含む、液晶装置の製造方法。
A method of manufacturing a liquid crystal device having a curved display surface,
(A) providing a plurality of spacers on one surface of a rigid substrate made of a flexible glass substrate ;
(B) forming a thermosetting sealing material in a substantially annular shape on one surface of the hard substrate;
(C) placing a film substrate made of a resin film having a property of shrinking in one direction when heat is applied, on one surface of the hard substrate with the sealing material interposed therebetween,
(D) have line heat treatment for curing the sealing material while the rigid substrate and the film substrate was pressed, deflect the film substrate and the hard substrate by using a shrinkage of the film substrate by the heat treatment in conjunction about,
(E) injecting a liquid crystal material into a gap between the hard substrate and the film substrate surrounded by the sealing material;
A method for manufacturing a liquid crystal device.
前記硬質基板と前記フィルム基板の重なり合う領域は、長辺方向の長さが短辺方向の長さに比べて4倍以上であり、前記フィルム基板の収縮する方向が前記長辺方向に対応している、請求項1に記載の液晶装置の製造方法。   The overlapping region of the hard substrate and the film substrate has a length in the long side direction that is four times or longer than the length in the short side direction, and the direction in which the film substrate contracts corresponds to the long side direction. The method of manufacturing a liquid crystal device according to claim 1. 前記(b)は、相対的に高温で硬化する第1シール材と相対的に低温で硬化する第2シール材を形成し、
前記(d)は、相対的に低温の熱処理を行った後に相対的に高温の熱処理を行う、請求項1又は2に記載の液晶装置の製造方法。
(B) forms a first sealing material that cures at a relatively high temperature and a second sealing material that cures at a relatively low temperature;
3. The method of manufacturing a liquid crystal device according to claim 1, wherein (d) performs a relatively high temperature heat treatment after a relatively low temperature heat treatment. 4.
前記(d)は、前記フィルム基板の外側にダミー基板を配置して行われる、請求項1〜3の何れか1項に記載の液晶装置の製造方法。 The method of manufacturing a liquid crystal device according to claim 1 , wherein (d) is performed by arranging a dummy substrate outside the film substrate . 曲面状の表示面を有する液晶装置であって、
可撓性を有するガラス基板からなる硬質基板と、
一定以上の熱を与えると一方向に収縮する性質を有する樹脂フィルムからなるフィルム基板と、
前記硬質基板と前記フィルム基板の各一面の間に略環状に設けられて両者を固定する熱硬化型のシール材と、
前記硬質基板と前記フィルム基板の各一面の間に配置された複数のスペーサーと、
前記硬質基板と前記フィルム基板の間に配置された液晶層と、
を備える、液晶装置。
A liquid crystal device having a curved display surface,
A hard substrate made of a flexible glass substrate ;
A film substrate made of a resin film having the property of shrinking in one direction when given a certain amount of heat,
A thermosetting sealing material that is provided in a substantially annular shape between each of the hard substrate and the one surface of the film substrate and fixes both;
A plurality of spacers disposed between each surface of the hard substrate and the film substrate;
A liquid crystal layer disposed between the hard substrate and the film substrate;
A liquid crystal device comprising:
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