JP6201378B2

JP6201378B2 - 液晶表示パネルの欠陥修理方法、およびそれを用いた液晶表示装置

Info

Publication number: JP6201378B2
Application number: JP2013077032A
Authority: JP
Inventors: 孝晃境
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2013-04-02
Filing date: 2013-04-02
Publication date: 2017-09-27
Anticipated expiration: 2033-04-02
Also published as: JP2014202818A

Description

本発明は、液晶表示装置に係る液晶表示パネルの欠陥修理方法、およびそれを用いた液晶表示装置に関する。

従来の液晶表示装置の表示部は、下部および上部透明ガラス基板を重ね合わせたものに液晶を挟持した液晶表示パネルに、下部透明ガラス基板の表面および上部透明ガラス基板の表面へ偏光板を貼付けたもので構成されている（特許文献１、図１参照）。
液晶表示パネルにおいて下部透明ガラス基板の液晶封入面には液晶駆動用のＴＦＴアレイパターンが形成されており、上部透明ガラス基板の液晶封入面にはブラックマトリクス（以後、ＢＭと称す）が、ＴＦＴアレイ基板の隣接画素間および周辺額縁部からの漏れ光を遮る遮光膜として形成されている。

ところで、上記液晶表示パネルの歩留まりを下げる一要因として、上記ＢＭの欠陥がある。特にパネル背後のバックライトからの光を遮光するために上記表示部の額縁部に設けられたＢＭに数μｍ以上のピンホール、色抜け、剥がれなどが発生していると光モレが発生し、これは液晶表示装置視認者からは非常に目立つ欠陥となる。そのため、液晶表示パネルの歩留まり向上の一環として欠陥検査・補修が行われている。
補修の一例としてＢＭを有する透明ガラス基板表面の、欠陥部の大きさと一致するサイズでネガ型感光性樹脂による疑似遮光膜を形成し、欠陥部をピンポイントで覆う方法が周知である（特許文献１、図１参照）。
しかしながらこの補修方法では正面方向から視認した場合は遮光されるが、斜め方向から視認した場合では、遮光できずに、欠陥部からの漏れ光が視認されてしまう問題点がある。
また、透明ガラス基板表面へ疑似遮光膜を形成すると、上から貼付けられる偏光板との間に異物として挟みこまれる為、偏光板が盛り上がることで、部分的に偏光軸の異常領域が発生し、ムラとして視認される、もしくは偏光板表面に凸部が形成され、製品完成後にも可視できる状態になり品位が落ちるという問題点がある。

さらに、ＴＦＴアレイ基板表面へも、ネガ型感光性樹脂による疑似遮光膜を形成し欠陥部をピンポイントで覆うとされているが、従来のＴＦＴアレイ基板において、ＢＭと対面に当るＴＦＴ部はメタルで形成されており、充分な感光を行うことはできない。その為、ＴＦＴアレイ基板表面へ疑似遮光膜を形成した場合は、状態変化しやすい膜(液状)が形成され、不充分な遮光状態となる。
また、感光による透明ガラス基板表面への疑似遮光膜形成は、硬化部以外の樹脂を取り除く為に、現像液に浸す必要があることから、特有の装置構成などが必要となる為、平易な方法で欠陥を修復することができないという問題点がある。

ＢＭ修復方法の他の例として、特許文献２が周知である。この修復方法はＢＭを有する透明ガラス基板（上部透明ガラス基板）の表面側の欠陥部に対応する部位に、黒色インキ組成物を塗布する方法である（特許文献２、図２、図３参照）。

特開平１０−４８６１６広報（図１）特開２０１１−１２２０５広報（図２、図３）

上記特許文献２のように、ＢＭを有する透明ガラス基板表面へ疑似遮光膜を形成すると上述のように上から貼付けられる偏光板との間に異物として挟みこまれる為、偏光板が盛り上がることで、部分的に偏光軸の異常領域が発生し、ムラとして視認される、もしくは偏光板表面に凸部が形成され、製品完成後にも可視できる状態になり品位が落ちるという問題点がある。
また、液晶表示パネルの製造工程にて偏光板貼付け以降で欠陥部が検出される場合、貼り付けた偏光板を剥離して黒色インキ組成物を塗布する必要があり、ロスコストを発生させてしまう問題点がある。

本発明は上記問題点を解消するためになされたもので、製造工程中で検出された、パネル周辺額縁部のＢＭ欠陥の遮光を容易に行い、不良救済及び歩留り向上を行うこと、また、製品完成後にも視認されない状態にすることで、品位を保った表示装置を提供することを目的とする。

この発明による液晶表示パネルの欠陥修理方法は、透明ガラス基板の表示領域周辺の額縁部に遮光膜を形成した第一の基板と、透明ガラス基板の表示領域に複数の画素をマトリクス状に配置した第二の基板とを備え、前記第一の基板と第二の基板間に前記表示領域を周回するようにシール材を配置して液晶を挟持し、前記第一の基板の前記液晶に接しない面側に第一の偏光板を貼り付けし、前記第二の基板の前記液晶に接しない面側に第二の偏光板を貼り付けした直視型液晶表示パネルにおいて、前記遮光膜に欠落部が生じた場合の欠陥修理方法であって、前記第二の偏光板の表面に、前記欠落部がその第二の偏光板上に投射された領域を包含するように修復用遮光領域を形成し、この修復用遮光領域は、前記液晶表示パネルに対し所定の位置にバックライトを配置し、前記欠落部に対して正面および斜め方向４５度の角度から視認しても漏れ光が視認できない広さを持つことを特長とする。

本発明によれば、画像表示パネルの製造工程中で検出されたパネル周辺額縁部のＢＭ欠落の遮光を容易に行い、不良救済及び歩留り向上を行うこと、また、製品完成後にも視認されない状態にすることで、品位を保った表示装置を提供することができる。

本発明に係る実施の形態１における液晶表示パネルの概略を示す上面図である。本発明に係る実施の形態１における液晶表示パネルの概略断面図である。本発明に係る実施の形態１における変更例を示す液晶表示パネルの概略断面図である。本発明に係る実施の形態２における液晶表示パネルの概略断面図である。本発明に係る実施の形態３における液晶表示パネルの概略断面図である。

以下、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。なお、説明が重複して冗長になるのを避けるため、各図において同一または相当する機能を有する要素には同一の符号を付してある。

実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態に係わる液晶表示装置の主要な構成部材である液晶表示パネル５０の概略を示す上面図であり、図２は図１に示した一点鎖線において、III−III方向から見た断面の一部を抜粋した図である。図１、図２に示した液晶表示パネル５０において、第一の基板５１（以後、対向基板と称す）は、偏光板（第一の偏光板）１、透明ガラス基板２、周辺額縁部ブラックマトリクス（以後、周辺額縁部ＢＭと称す）３、面内ブラックマトリクス（以後、面内ＢＭと称す）４、色材５、対向電極（非図示）で構成されている。また、第二の基板（以後、ＴＦＴアレイ基板と称する）５２は、偏光板（第二の偏光板）７、透明ガラス基板８、アレイ引き回し配線９、画素電極１０、ＴＦＴ１１で構成されている。ＴＦＴアレイ基板５２と対向基板５１は、前記画素電極１０がマトリクス状に配置された表示領域５３を周回するシール材１４によって適切な間隙を持って液晶６を挟持している。ここで、前記対向電極、画素電極１０、それを駆動するＴＦＴ１１は一つの画素を構成し、対向電極、画素電極１０間の液晶６と共に表示を司る最小単位となる。また、対向基板５１とＴＦＴアレイ基板５２の夫々において、液晶６と接しない面側には、偏光板１と７が貼り付けられている。

本実施の形態では、前記周辺額縁部ＢＭ３の特定箇所に部分的に、遮光膜が欠落した欠落部１２が発生した場合を例示する。図２で示された周辺額縁部ＢＭ３は、メタル（例えばクロム：Ｃｒ）を材料に用いた膜や、遮光性を有する樹脂を材料と用いた膜で形成されている。これらの遮光膜が成膜露光処理時の形成プロセス変動（例えば、異物により部分的に成膜されない場合）により部分的に欠落した場合、欠落部１２のような状態となり、欠陥となる。

本実施の形態にて例示する液晶表示パネル５０は、バックライト（非図示）を偏光板７側の所定の位置に配置し（非図示）、点灯表示させた場合に偏光板１側から目視するものであり、さらに液晶表示パネルとしては最も一般的なノーマリーホワイトモード（例えばＴＮ液晶）を採用しているため、周辺額縁部ＢＭ３は、表示領域の額縁領域において点灯表示時に発生する光を遮断する役割を備えている。従って前記欠落部１２が発生した場合には、この欠落部１２が黒色の背景（遮光領域）中に白色の光（欠落部１２）が視認されることとなり、明暗差が大きい高コントラスト領域となり、欠落部１２の大きさや形状によっては、点状、線状など様々な形状で明瞭に視認される表示欠陥（点欠陥）となる。

そこで、図２において、ＴＦＴアレイ基板５２に貼り付けられた偏光板７の表面の前記欠落部１２の直下に対向する位置に、黒色塗料を配合したアクリル樹脂を２３〜３３％、プロピレングリコールモノメチルメーテルを１０〜２０％、イソブチルアルコールを４５〜５５％、イソプロピルアルコールを１０〜２０％、エタノールを１〜１０％を成分とした薬品（例えばタッフィー：ＴＦ−８１４７Ｋ−２、日立化成株式会社製）を滴下させ、欠落部１２よりも大きな領域を持つ修復用遮光領域１３を形成し、自然硬化させる。ここで、図２に示したように修復用遮光領域１３の外形は、欠落部１２を偏光板７に投影した領域（図２にて破線で投影状態を記載）を十分広く包含することが重要である。

すなわち上記のように形成された修復用遮光領域１３は、視認者が欠落部１２に対して、正面だけでなく、あらかじめ定められた斜め方向（例えば斜め４５度）から視認しても漏れ光が視認できないように十分な領域を容易に確保することもできる。このように修復用遮光領域１３を形成した液晶表示パネルを用いた液晶表示装置は、これを点灯表示させた場合に、欠落部１２に起因する漏れ光を遮断もしくは低下させ、欠陥として視認されなくなる。

さらに、本実施の形態による修復用遮光領域１３の形成方法は、遮光性を有する樹脂を偏光板７表面に滴下、塗布する方法であり、特有の装置が不要で容易に膜を形成することが可能であり、さらに偏光板の盛り上がりによる部分的な偏光軸異常（ムラとして視認される）や、偏光板表面の凸部による品位低下もない。また、偏光板７を剥離する必要も無く、ロスコストの発生も軽減させることができる。

以上、説明したとおり、ＴＦＴアレイ基板５２側の偏光板７表面への修復用遮光領域１３の形成により、パネル周辺額縁部のＢＭ欠落の遮光を容易に行うことができ、液晶表示装置として製品完成後にも視認されないことから、品位を保った表示装置を提供することができ、不良救済及び歩留り向上が行える。

［変更例］
図３に、偏光板７表面へメタル成分（例えば銀：Ａｇ）により修復用遮光領域１３を形成した場合の変更例を示す。

前述の実施の形態１同様、偏光板７表面へ遮光性を有する膜を塗布し、修復用遮光領域１３を形成する。本実施の形態では遮光性を有する膜として銀ペーストを用いる。銀ペーストはエポキシ樹脂に導電フィラーとして銀粉を混入した導電性接着剤であり、さらに十分な遮光性を有している。これによりパネル周辺額縁部でのＢＭ欠落の遮光を容易に行うことができ、液晶表示装置組立後にも視認されないことから、品位を保った表示装置を提供することができ、不良救済及び歩留り向上が行える。

実施の形態２．
図４に、本実施の形態である、偏光板１表面に修復用遮光領域１３として対向基板５１側の偏光板１側に遮光膜を形成した例を示す。なお、図４は前述の実施の形態１と同様に断面の一部を抜粋した図である。
修復用遮光領域１３の形成方法は前述の実施の形態１と同様に遮光性を有する樹脂滴下による偏光板１への塗布であり、欠落部１２からの漏れ光を遮断し、欠陥として視認されなくなる。特有の装置が不要で、容易に形成することが可能であり、偏光板１を剥離する必要も無く、ロスコストの発生も軽減させることができる。

本実施の形態における修復用遮光領域１３は、視認者が液晶表示装置を視認する側の偏光板１への遮光膜塗布であり、塗布した遮光膜が容易に視認されるが、図４で示したように液晶表示装置のフロントベゼル５４の配置によって視認されなくなる領域に生じた欠落部１２への修復用遮光領域１３形成であれば採用することが可能である。図４で示したように、フロントベゼル５４は通常金属製であり、その遮光性により液晶表示装置の正面からの視認では欠落部１２の漏れ光を視認できないが、所定の角度でフロントベゼル５４と液晶表示パネル５０との隙間を視認した場合に、前記漏れ光が視認され、欠陥となる場合に特に有効である。

実施の形態３．
図５に、ＩＰＳ方式の液晶表示装置に適用した例を示す。前述の実施の形態１同様、偏光板７表面への修復用遮光領域１３の形成により、パネル周辺額縁部のＢＭ欠落の遮光を容易に行うことができ、製品完成後にも視認されない。これにより品位を保った表示装置を提供することができ、不良救済及び歩留り向上が行える。
なお、図５は上述の実施の形態１と同様に断面の一部を抜粋した図である。

ＩＰＳ方式の液晶表示装置は、ノーマリーブラックモードを採用する場合が一般的であるが、周辺額縁領域においても画素部からの漏れ電界やアレイ引き回し配線９に印加された電位の影響により、額縁領域の液晶が完全な遮光状態を呈するわけではなく、所謂黒浮き状態となる場合がある。この場合周辺額縁部ＢＭ３による遮光により、この黒浮きによる光が遮断され、表示領域と周辺額縁領域の分離が明瞭になり品位のよい液晶表示装置が得られる。ところが、周辺額縁部ＢＭ３に欠落部１２が生じた場合、周辺額縁領域中に黒浮き状態の光（欠落部１２）が視認された状態となり、視認品位が低下する。これに対して前述の実施の形態１同様、偏光板７表面への修復用遮光領域１３の形成により、パネル周辺額縁部のＢＭ欠落の遮光を容易に行うことができ、液晶表示装置完成後にも黒浮き状態の欠陥が視認されない。

このように、実施の形態１〜２で例示した本願発明はノーマリーブラックモードを採用するＩＰＳ方式、ＦＦＳ方式、ＶＡ方式、さらにノーマリーホワイトモードであるＥＣＢ方式を含め様々な液晶モードに容易に適用可能である。

１、７偏光板
２、８透明ガラス基板
６液晶
３周辺額縁部ブラックマトリクス（周辺額縁部ＢＭ）
１２欠落部
１３修復用遮光領域
１４シール材
５０液晶表示パネル
５１第一の基板（対向基板）
５２第二の基板（ＴＦＴアレイ基板）
５３表示領域

Claims

透明ガラス基板の表示領域周辺の額縁部に遮光膜を形成した第一の基板と、
透明ガラス基板の表示領域に複数の画素をマトリクス状に配置した第二の基板とを備え、
前記第一の基板と第二の基板間に前記表示領域を周回するようにシール材を配置して液晶を挟持し、前記第一の基板の前記液晶に接しない面側に第一の偏光板を貼り付けし、前記第二の基板の前記液晶に接しない面側に第二の偏光板を貼り付けした直視型液晶表示パネルにおいて、前記遮光膜に欠落部が生じた場合の欠陥修理方法であって、
前記第二の偏光板の表面に、前記欠落部が該第二の偏光板上に投射された領域を包含するように修復用遮光領域を形成し、
前記修復用遮光領域は、前記液晶表示パネルに対し所定の位置にバックライトを配置し、前記欠落部に対して正面および斜め方向４５度の角度から視認しても漏れ光が視認できない広さを持つことを特長とする液晶表示パネルの欠陥修理方法。
遮光性を有する樹脂を前記第二の偏光板上に滴下することにより前記修復用遮光領域を形成することを特長とする請求項１に記載の液晶表示パネルの欠陥修理方法。
銀ペーストを前記第二の偏光板上に滴下することにより前記修復用遮光領域を形成することを特長とする請求項１に記載の液晶表示パネルの欠陥修理方法。
液晶表示パネルは、ノーマリーブラックモードを採用した液晶表示パネルであることを特長とする請求項１から３のいずれか一項に記載の液晶表示パネルの欠陥修理方法。
液晶表示パネルに対し請求項１から４のいずれか一項に記載の液晶表示パネルの欠陥修理方法を用いた液晶表示装置。