JP6820975B2 - 液晶パネル、連成液晶パネル、及び液晶パネルの製造方法 - Google Patents
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液晶パネルは、一般的に、まず複数の液晶パネルを連ねて形成された連成液晶パネルを作製した後に、この連成液晶パネルを分割して個々の液晶パネルを単離することで製造される。一対の基板は、連成液晶パネルの作製時に所定のセルギャップを保持した状態で貼り合わせられるのであるが、貼り合わせ時の荷重を均等に分散させて均一なセルギャップを有する液晶パネルを作製するため、各液晶パネルを構成する液晶材料を封止する本シール部の外側に、所定の厚さ寸法を有するダミーシール部を設けることが提案されている。例えば、下記特許文献1には、ダミーシール樹脂内のスペーサの径を、各セルの外周部分に形成された額縁状の遮光層(BM額縁)の厚さ寸法と、当該遮光層上に配した本シール樹脂内のスペーサの径との合計として、額縁領域周辺におけるセル厚ムラを抑制した液晶パネルが記載されている。
上記特許文献1に記載の液晶パネルでは、このような差し込み現象を効果的に抑制することは難しく、課題となっていた。
第1基板と、
前記第1基板に対向配置された第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板の間に配された液晶層と、
前記液晶層を取り囲む周状に配され、前記第1基板と前記第2基板とを貼り合わせて両基板の間に前記液晶層を封止する本シール部と、を備え、
前記第1基板及び前記第2基板の対向面同士の間隔は、前記本シール部が配された両基板の本貼付領域のうち最内周部分において他の部分よりも小さいものとされている液晶パネルである。
前記第1基板には、少なくとも前記本貼付領域の内周側に隣接する額縁状遮光領域に、光の透過を遮断する遮光層が設けられており、
前記第1基板及び前記第2基板の対向面同士の間隔は、前記額縁状遮光領域において、前記本貼付領域における当該間隔よりも小さいものとされている、液晶パネルである。
第1透明基板を有する第1基板と、
第2透明基板を有し、前記第1基板に対向配置された第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板とを貼り合わせて、両基板の間に液晶層を封止する本シール部と、を備えた液晶パネルが複数連なってなる連成液晶パネルであって、
前記第1透明基板が複数連なってなる第1マザー透明基板を有し、前記第1基板が複数連なってなる第1マザー基板と、
前記第2透明基板が複数連なってなる第2マザー透明基板を有し、前記第2基板が複数連なってなる第2マザー基板と、
前記第1マザー基板と前記第2マザー基板との間に、周状に形成された複数の前記本シール部と、
隣接する前記本シール部の間に形成され、前記第1マザー基板と前記第2マザー基板とを貼り合わせるダミーシール部と、を備え、
前記第1マザー透明基板及び前記第2マザー透明基板の板面同士の間隔は、前記ダミーシール部が配された両マザー基板のダミー貼付領域において、前記本シール部が配された本貼付領域における当該間隔よりも大きいものとされている、連成液晶パネルである。
前記第1マザー透明基板及び前記第2マザー透明基板の板面同士の間隔は、前記ダミー貼付領域において、前記本貼付領域における当該間隔の1倍よりも大きく1.20倍以下とされている、連成液晶パネルである。
前記第1透明基板の前記第2基板側において少なくとも前記本貼付領域の内周側に隣接する額縁状遮光領域には、光の透過を遮断する遮光層が設けられており、
前記第1透明基板及び前記第2透明基板の板面同士の間隔は、前記額縁状遮光領域において、前記本貼付領域における当該間隔よりも小さいものとされている、連成液晶パネルである。
前記額縁状遮光領域には、前記第1基板及び前記第2基板のうち一方の基板の対向面から突出し、他方の基板の対向面に当接して両基板の対向面同士の間隔を規定する突出型スペーサが、前記一方の基板における当該突出型スペーサの基端部の面積及び前記他方の基板に当接する当該突出型スペーサの先端部の面積のうち大きい方の面積が前記額縁状遮光領域の面積の2%未満となるように、設けられている、連成液晶パネルである。
前記ダミーシール部は、前記第1マザー透明基板及び前記第2マザー透明基板に直接固着されている請求項3から請求項6の何れか一項に記載の連成液晶パネルである。
前記ダミーシール部は、当該ダミーシール部の厚さ寸法を規定するダミースペーサを含有しており、
前記ダミーシール部の厚さ寸法は、前記本貼付領域における前記第1マザー透明基板及び前記第2マザー透明基板の板面同士の間隔よりも大きいものとされている連成液晶パネルである。
本シール部を形成する本シール材を、第1マザー基板上に周状に複数付与する本シール材付与工程と、
ダミーシール部を形成するダミーシール材を、前記第1マザー基板上において隣接する前記本シール材の間に付与するダミーシール材付与工程と、
前記本シール材及び前記ダミーシール材が付与された前記第1マザー基板上に第2マザー基板を対向配置させた状態で、前記本シール材及び前記ダミーシール材を硬化させて本シール部及びダミーシール部を形成し、前記第1マザー基板及び前記第2マザー基板を貼り合わせて、上記(3)から上記(8)の何れか一項に記載の連成液晶パネルを製造するシール部形成工程と、
前記連成液晶パネルを分割して、複数の前記液晶パネルを単離する液晶パネル単離工程と、を含む液晶パネルの製造方法である。
前記シール部形成工程において、前記第1マザー基板と前記第2マザー基板とは圧着される、液晶パネルの製造方法である。
上記構成によれば、本貼付領域における両基板の間隔が、最内周部分において最も小さくされていることにより、本シール部が液晶層の膨張や収縮による影響を受けにくくなると推察される。なお、本明細書において「基板の対向面」という場合、当該基板において、他方の基板側に形成された層状構造物の最表面を指すものとする。
例えば、本貼付領域において、両基板の対向面に層状構造物による段差等が形成されていない場合、上記構成によれば、両基板の対向面同士の間隔は本貼付領域の外周寄りの部分ほど大きいものとされ、当該本貼付領域において、互いの対向面が外周側を指向する姿勢(外周側に向けて基板間隔が広がった姿勢)で配される。このような液晶パネルでは、基板板面が平行であったり、内周側を指向する姿勢(液晶層側に向けて間隔が広がった姿勢)であったりするような液晶パネルと比較すると、本貼付領域よりも内周側に配された液晶材料が膨張・収縮した場合に、シール材自体が初期状態よりも内周側に移動したり、或いはシール材中の成分が内周側に接する液晶材料中に滲み出したりする事態が減少すると考えられる。
この結果、シール材の差し込み現象が低減され、液晶パネルの外周部、すなわち額縁領域近傍の表示領域における表示不良の発生が低減された液晶パネルを得ることができる。
なお、本明細書において、「周状」とは、円周や楕円周に沿った形状のみならず、四角形をはじめとする多角形の外周に沿った形状や、無定形図形の外周に沿った形状を含み、無端環状に閉塞された形状のみならず、液晶材料注入口となるように一部が開口された形状も含むものとする。
第1透明基板を有する第1基板と、
第2透明基板を有し、前記第1基板に対向配置された第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板とを貼り合わせて、両基板の間に液晶層を封止する本シール部と、を備えた液晶パネルが複数連なってなる連成液晶パネルであって、
前記第1透明基板が複数連なってなる第1マザー透明基板を有し、前記第1基板が複数連なってなる第1マザー基板と、
前記第2透明基板が複数連なってなる第2マザー透明基板を有し、前記第2基板が複数連なってなる第2マザー基板と、
前記第1マザー基板と前記第2マザー基板との間に、周状に形成された複数の前記本シール部と、
隣接する前記本シール部の間に形成され、前記第1マザー基板と前記第2マザー基板とを貼り合わせるダミーシール部と、を備え、
前記第1マザー透明基板及び前記第2マザー透明基板の板面同士の間隔は、前記ダミーシール部が配された両マザー基板のダミー貼付領域において、前記本シール部が配された本貼付領域における当該間隔よりも大きいものとされている連成液晶パネルを提供する。
本シール部を形成する本シール材を、第1マザー基板上に周状に複数付与する本シール材付与工程と、
ダミーシール部を形成するダミーシール材を、前記第1マザー基板上において隣接する前記本シール材の間に付与するダミーシール材付与工程と、
前記本シール材及び前記ダミーシール材が付与された前記第1マザー基板上に第2マザー基板を対向配置させた状態で、前記本シール材及び前記ダミーシール材を硬化させて本シール部及びダミーシール部を形成し、前記第1マザー基板及び前記第2マザー基板を貼り合わせて、請求項3から請求項8の何れか一項に記載の連成液晶パネルを製造するシール部形成工程と、
前記連成液晶パネルを分割して、複数の前記液晶パネルを単離する液晶パネル単離工程と、を含む液晶パネルの製造方法を提供する。
実施形態1を、図1から図7によって説明する。
本実施形態では、液晶表示装置を構成する液晶パネル10について例示する。なお、以下では、図1における上側を上(下側を下)、左側を左(右側を右)、図2における上側を表(下側を裏)とし、複数の同一部材については、一の部材に符号を付し、他の部材については符号を省略することがある。
既述した基板重畳領域内の中央部には、画像を表示可能な表示領域AA(アクティブエリア)が形成されており、これを除く領域、すなわち基板重畳領域の外周縁部と基板非重畳領域NOAの全域が、非表示領域NAA(ノンアクティブエリア)とされる。非表示領域NAAのうち、基板重畳領域の外周縁部に沿って表示領域AAを取り囲む額縁状の領域を、以下、額縁領域FRと称する。なお、額縁領域FRは、内周寄りの額縁状遮光領域BRと、外周寄りの本貼付領域SRと、に区分される。後述するように、額縁状遮光領域BRには、少なくとも額縁状遮光層23Bと液晶層40が配され、本貼付領域SRには、本シール部50が配される。
CF基板20及びアレイ基板30は、耐熱性と絶縁性と高い透光性とを備えた透明基板を有しており、それぞれCF基板側透明基板(第1透明基板)21及びアレイ基板側透明基板(第2透明基板)31とされる。両透明基板21,31は、ガラス板や透明樹脂板等からなる略無色透明なものとされ、段差を有しない略平滑に形成された板面を有している。この両透明基板21,31の内面側(両透明基板の対向面側、液晶層40側)に、後述する各種の構造物が設けられることで、CF基板20及びアレイ基板30が構成されている。なお、両透明基板21,31の外面側(両基板の対向面とは反対側、液晶層40の反対側)には、それぞれ図示しない偏光板が貼り付けられている。
オーバーコート膜の表面には、アレイ基板30との間に所定の間隔を保持するための突出型スペーサ25が突出形成されている。この突出型スペーサ25は、表示領域AA内において、適当な間隔を空けて形成されて表示領域内スペーサ25Aを構成するほか、額縁領域FRのうち内周寄りの額縁状遮光領域BRにおいては、一定の配設密度で形成されて、額縁領域内スペーサ25Bを構成する。表示領域内スペーサ25Aと、額縁領域内スペーサ25Bは、例えばフォトリソグラフィ法によって同時に形成することができ、この場合、両スペーサ25A,25Bの突出長は略等しくなるように形成される。本実施形態1に係る両スペーサ25A,25Bは、後述するように、液晶パネル10の製造工程において、両基板20,30が連成されてなるマザーCF基板20M及びマザーアレイ基板30Mが圧着される際に、両マザー基板20M,30Mに加えられる圧力に対抗可能であるような配置及び配設密度で形成される。すなわち、本実施形態1では、両マザー基板20M,30Mを加圧圧着した後に、表示領域AA及び額縁状遮光領域BRにおいて、CF基板20とアレイ基板30の対向面同士の間隔は略一定の間隔(後述する図5の間隔DBR)を維持するものとされる。例えば、額縁領域内スペーサ25Bを、例えばやや先細りとなる略円錐状等に形成する場合には、額縁領域内スペーサ25Bの配設密度は、その基底部の面積が、額縁状遮光領域BRの面積中2.00%以上3.00%未満を占めるように設定できる。なお、本明細書において「CF基板20のアレイ基板30との対向面」という場合、CF基板側透明基板21の内面側に構成された、突出型スペーサ25を除く層状構造物の最表面を指すものとする(後述するマザーCF基板20Mについても同様とする)。また、本明細書において、「突出型スペーサの配設面積」という場合、一方の基板から突出形成される当該突出型スペーサの基端部の面積及び他方の基板に当接される当該突出型スペーサの先端部の面積のうち、大きい方の面積をいうものとする。
詳しい説明及び図示は省略するが、表示領域AAにおける配線層32内には、TFT(Thin Film Transistor)等からなるスイッチング素子と画素電極とが多数個マトリクス状(行列状)に並んで設けられるとともに、これらの周りには、格子状をなす図示しないゲート配線(走査線)及びソース配線(データ線、信号線)が配設されている。ゲート配線、ソース配線、画素電極はスイッチング素子に接続されており、ゲート配線及びソース配線に供給される各種信号に基づいてスイッチング素子が駆動されると、その駆動に伴って画素電極への電位の供給が制御される。例えば、画素電極と重畳するように共通電極が設けられた構成の液晶パネル10では、画素電極及び共通電極の間に電位差が生じると、液晶層40に、アレイ基板30の板面に対する平行方向の成分を含むフリンジ電界が印加されるようになっている。また、配線層32は、額縁領域FRにも形成されており、表示領域AAから引き出された配線が額縁領域FRにおける配線層32内に配策されて、基板非重畳領域NOA等に実装されたドライバや信号伝送部品等に接続されている。配線層32は、少なくとも額縁領域FRにおいて、略一定の層厚(後述する図5の層厚L32)を有するように形成されている。
液晶層40は、表示領域AAの全域を覆うとともに、額縁領域FRの内周寄りに設けられた額縁状遮光領域BRまで拡張された状態で配設される。なお、既述したように、額縁状遮光領域BRには、表示領域AAに設けられるカラーフィルタ22は形成されていないため、本貼付領域SRに隣接する額縁状遮光領域BRにおいて、表示領域AAよりも液晶層40が厚くなっている。
図2に表されているように、本シール部50は、額縁領域FRの外周寄りの本貼付領域SRにおいて、液晶層40を取り囲む周状に配設されている。なお、本明細書において、「周状」とは、円周や楕円周に沿った形状のみならず、四角形をはじめとする多角形の外周に沿った形状や、無定形図形の外周に沿った形状を含み、無端環状に閉塞された形状のみならず、例えば液晶材料注入口となるように一部が開口された形状も含むものとする。本シール部50は、図1に表されているように、平面に視て(両基板20,30の板面に対する法線方向から視て)、基板重畳領域の外周端に沿って延在して全体として略方形をなす無端環状に配され、この内側に液晶層40を封止(シール)している。これにより、既述したように、非表示領域NAAである額縁領域FRのうち、額縁状遮光領域BRよりも外周寄りの領域が本貼付領域SRとされる。
なお、本シール部50は、液晶パネル10の製造工程において、後述するように、複数のCF基板20が連成されたマザーCF基板(第1マザー基板)20Mと、複数のアレイ基板30が連成されたマザーアレイ基板(第2マザー基板)30Mと、をそれぞれ別途に製造し、両マザー基板20M,30Mを貼り合わせる際に設けられるので、両基板20,30の基板重畳領域の外周端部において、各基板の対向面に接することになる。
液晶パネル10は、まず液晶パネル10が複数連なってなる連成液晶パネル10Mを作製し、この連成液晶パネル10Mを分割する(液晶パネル単離工程)ことで、製造できる。このような製造方法において、連成液晶パネル10Mは、CF基板20が複数連なってなるマザーCF基板(第1マザー基板の一例)20Mと、アレイ基板30が複数連なってなるマザーアレイ基板(第2マザー基板の一例)30Mと、を使用し、本シール材付与工程と、ダミーシール材付与工程と、シール部形成工程と、を経て作製される。
図3は、マザーCF基板20Mの平面構成の概略を模式的に表したものである。マザーCF基板20Mについて図3に示すように、マザーアレイ基板30M及びマザーCF基板20Mには、各液晶パネル10の表示領域AAや本貼付領域SR、さらには後述するダミーシール部60が配設されるダミー貼付領域DRを規定するための目安線や、各液晶パネル10を単離するためのカッティングラインCLを付しておくとよい。なお、図3において、一点鎖線で示されたカッティングラインCLの間の領域は、ダミー領域DAとされ、各液晶パネル10を単離後は廃棄される。
本実施形態1に係る本シール材は、本シール部50について既述したように、例えば熱硬化性エポキシ樹脂等を主成分とし、本スペーサ51を含有したものを用いる。本シール材は、さらに、硬化剤、粘度調整剤等を適宜配合して調製してもよい。本シール材の付与方法は特に限定されるものではなく、ディスペンサ等を用いて塗布したり、別の基材に配設した後に転写したりする等、任意の方法によって付与できる。
本実施形態1係る本シール材は、各CF基板20の外周に沿って全体として略方形をなし一部に開口を有する周状に、マザーCF基板20M上に複数付与される。
本実施形態1に係るダミーシール材は、本シール材と同様、ベースとなる樹脂成分中にダミースペーサ61を含有させ、硬化剤、粘度調整剤等を適宜配合したものを使用できる。ダミーシール材のベース樹脂には、本シール材に使用したものと同様の熱硬化性エポキシ樹脂等を使用でき、ダミースペーサ61には、本スペーサ51と同様の、ガラスファイバやシリコン系樹脂等からなる繊維状スペーサや粒子状スペーサ等を用いることができる。ダミーシール材の付与方法も特に限定されるものではなく、ディスペンサ塗布や別基材からの転写等、任意の方法によって付与できる。製造設備や工程管理の簡素化を図る観点から、ダミーシール材は本シール材と同様の方法で付与することが好ましい。本実施形態1では、ディスペンサで描画する場合について例示する。ディスペンサ描画にあたっては、例えば、ディスペンサノズルの横に取り付けたレーザ変位計によりマザーCF基板20Mに形成された凹凸に追従させて距離を一定に維持することで、描画精度を安定させることができる。
本実施形態1に係るダミーシール材は、図3に示すように、マザーCF基板20M上のダミー領域DAにおいて、隣接する2箇所の本貼付領域SRの直線的に延在する部分から所定の間隔で、直線状に複数付与される。なお、本貼付領域SRとダミー貼付領域DRとの間の好ましい間隔は、本シール部50及びダミーシール部60の厚さ寸法の相対的比率等にもよって異なるが、本実施形態1に係る連成液晶パネル10Mでは、例えば2.7mm以上6.5mm未満としている。両貼付領域の間隔がこれよりも小さいと、例えば、上述したレーザ変位計のセンシングが先に描画したシールと干渉して描画精度が低下してしまったり、液晶パネル10の外周部における厚さ寸法の変化が大きくなりすぎて、両基板を良好に接着することができなかったり、セル厚ムラによって表示領域AAの外周部分に表示不良が視認されたりする虞がある。逆に、両貼付領域の間隔がこれよりも大きいと、差し込み現象抑制効果が十分に得られなくなったり、貼り合せのプレス時に当該部分が落ち込んでマザーアレイ基板30MとマザーCF基板20Mが大きく波打ってしまったりすることがある。
詳しくは、マザーアレイ基板30M及びマザーCF基板20Mに付されたアライメントマーク等を参照しながら、マザーアレイ基板30M上にマザーCF基板20Mを重ねる。そして、マザーCF基板20Mの表側から適度な圧力をかけて、マザーCF基板20M上に付与された本シール材及びダミーシール材をマザーアレイ基板30Mに密着させた状態で、両シール材を硬化させる。例えば、両シール材のベース樹脂として、何れも熱硬化性エポキシ樹脂を使用する場合、これを硬化させるのに有効な熱プレスを加えることにより、本シール材及びダミーシール材を同時に硬化させて、マザーアレイ基板30MとマザーCF基板20Mとを貼り合わせることができる。
以上のようにして、液晶材料注入前の液晶パネル10が上下左右に並んだ状態で連成された連成液晶パネル10Mが作製される。
以上のようにして、本実施形態1に係る液晶パネル10が製造される。
図4は、図3に示されたマザーCF基板20MのX−X断面を含む、連成液晶パネル10Mの断面構成の概略を示した模式図である。図4に示すように、連成液晶パネル10Mは、CF基板側マザー透明基板21Mを有するマザーCF基板20Mと、アレイ基板側マザー透明基板31Mを有するマザーアレイ基板30Mと、両マザー基板20M,30Mの間に周状に形成されて液晶層40を封止する複数の本シール部50と、隣接する本シール部50の間に形成されて両マザー基板20M,30Mとを貼り合わせるダミーシール部60と、を備える。
本実施形態1のように、本シール部50の厚さ寸法を本スペーサ51の厚さ方向の径φSで規定し、ダミーシール部60の厚さ寸法をダミースペーサ61の厚さ方向の径φDで規定する場合、ダミースペーサ61の径φDは、本スペーサの径φSと、額縁状遮光層23Bの層厚L23と、配線層32の層厚L32の総和よりも大きくなるように選択する(φD≒GDR>φS+L23+L32≒GSR)。
このような状態で、本シール部50及びダミーシール部60を硬化形成すると、基板の反り変形が固定化された連成液晶パネル10Mが作製される。この連成液晶パネル10Mから、ダミー貼付領域DRを含むダミー領域DAを切り離すことにより、本実施形態1に係る液晶パネル10が単離される。
このように設計した連成液晶パネル910Mでは、両マザー基板20M,30Mを加圧圧着すると、額縁領域FRの外周寄りの部分が互いに押し付けられ、CF基板側マザー透明基板21M及び/又はアレイ基板側マザー透明基板31Mは、外周寄りの部分において互いに近接するように内向きに変形する。これに伴い、本貼付領域SRでは、最内周寄りにおいてマザーCF基板20Mとマザーアレイ基板30Mとを離隔させる応力が働いて、両マザー基板20M,30Mの基板間隔DSRは、最内周寄りの部分において、外周寄りの部分よりも大きくなる(DSRI>DSRO)。
ここで、ダミーシール部の厚さ寸法が、液晶パネルの表示信頼性に与える影響について検証するため、検証実験1を行った。
本検証実験1は、ダミー貼付領域DRにおけるセルギャップGDR、すなわちダミーシール部60の厚さ寸法の設計値を変えて作製した連成液晶パネルから単離した、実施例1及び比較例1〜3の液晶パネルを試験体として行った。試験体は何れも、10.21型車載モニターに用いられる大きさのセル厚3μmの液晶パネルであり、本貼付領域SRにおけるセルギャップGSRに対し、ダミー貼付領域DRにおけるセルギャップGDRが、それぞれ以下の大きさとなるように設計した連成液晶パネルから単離したものである。
・実施例1:GDR=GSR+0.1μm
・比較例1:GDR=GSR±0μm
・比較例2:GDR=GSR−0.1μm
・比較例3:GDR=GSR−0.2μm
上記の各試験体を試験槽に保持した状態で、−40℃から85℃までの熱衝撃を繰り返し加える熱衝撃サイクル試験を行い、300サイクル経過時の表示状態を確認し、表示領域AAの外周部に表示不良が視認される頻度を比較した。
図7に示すように、表示領域AAの外周部における表示不良の発生頻度は、比較例1における同発生頻度を1.00とすると、ダミーシール部がより薄くなるように(すなわち、ダミー貼付領域DRにおけるセルギャップGDRが本貼付領域SRにおけるセルギャップGSRよりも小さくなるように)設計した連成液晶パネルから単離した比較例2及び比較例3のパネルでは、2.86及び5.00であり、ダミーシール部が薄くなるにつれて明らかに増加している。これに対し、ダミーシール部がより厚くなるように(すなわち、ダミー貼付領域DRにおけるセルギャップGDRが本貼付領域SRにおけるセルギャップGSRよりも大きくなるように)作製した連成液晶パネルから単離した実施例1の液晶パネルでは、同表示不良の発生頻度は0.63と、大きく低下しており、表示信頼性が向上したことが確認された。これは、本シール材の成分が本貼付領域SRから額縁状遮光領域BRに移行し、さらに表示領域AAに差し込むのが抑制されたためと推察される。
他方、液晶パネル10において、CF基板側透明基板21及びアレイ基板側透明基板31の間隔が部分的に大きく異なるように構成すると、セル厚ムラに基づく表示不良が発生することが知られている。セル厚ムラに起因する表示不良は、両透明基板21,31の間隔ムラが大きくなるほど顕著に視認されるが、この視認性は液晶パネルの画面サイズに大きく依存する。具体的には、液晶パネルの画面サイズが小さくなるほど、表示領域AAの外周部から中央部にかけてのセル厚変化が急激になるため、視認性が高まる傾向となる。
同じく、画面サイズが5インチ以上10インチ以下の液晶パネルを製造する場合には、連成液晶パネルを、セルギャップGDRがセルギャップGSRの1倍よりも大きく1.20倍以下となるように設計することが好ましく、1.04倍以上1.13倍以下となるように設計することがより好ましく、1.06倍以上1.11倍以下となるように設計することが特に好ましい。
同じく、画面サイズが10インチを超える液晶パネルを製造する場合には、連成液晶パネルを、セルギャップGDRがセルギャップGSRの1倍よりも大きく1.20倍以下となるように設計することが好ましく、1.07倍以上1.17倍以下となるように設計することがより好ましく、1.09倍以上1.15倍以下とすることが特に好ましい。
このような範囲であれば、セル厚ムラに起因する表示不良が視認されにくく、差し込み現象に基づく表示不良が抑制された液晶パネルを得ることができる。
アレイ基板(第2基板)30と、
アレイ基板30に対向配置されたCF基板(第1基板)20と、
アレイ基板30とCF基板20の間に配された液晶層40と、
液晶層40を取り囲む周状に配され、アレイ基板30とCF基板20とを貼り合わせて両基板20,30の間に液晶層40を封止する本シール部50と、を備え、
アレイ基板30とCF基板20の対向面同士の間隔DSRは、本シール部50が配された両基板20,30の本貼付領域SRのうち最内周部分において他の部分よりも小さいものとされている。
例えば、本実施形態1では、本貼付領域SRにおいて、両基板20,30の対向面に構造物による段差等は形成されていないが、上記構成によれば、両基板20,30の基板間隔DSRは本貼付領域SRの外周寄りの部分ほど大きいものとされ、当該本貼付領域SRにおいて、互いの板面が外周側を指向する姿勢(外周側に向かって基板間隔が広がった姿勢)で配される。このような液晶パネル10では、基板板面が平行であったり、内周側を指向する姿勢(液晶層40側に向かって間隔が広がった姿勢)であったりするような液晶パネルと比較すると、本貼付領域SRよりも内周側に配された液晶材料が膨張・収縮した場合に、本シール材中の成分が内周側に接する液晶材料中に滲み出したり、或いは、本シール材自体が初期状態よりも内周側に移動したりする事態が減少すると考えられる。
この結果、シール材の差し込み現象が低減され、液晶パネル10の外周部、すなわち額縁領域FR近傍の表示領域AAにおける表示不良の発生が低減された液晶パネル10を得ることができる。
アレイ基板側透明基板(第2透明基板)31を有するアレイ基板30と、
CF基板側透明基板(第1透明基板)21を有し、アレイ基板30に対向配置されたCF基板20と、
アレイ基板30とCF基板20とを貼り合わせて、両基板20,30間に液晶層40を封止する本シール部50と、を備えた液晶パネル10が複数連なってなる連成液晶パネル10Mであって、
アレイ基板側透明基板31が複数連なってなるアレイ基板側マザー透明基板(第2マザー透明基板)31Mを有し、アレイ基板30が複数連なってなるマザーアレイ基板(第2マザー基板)30Mと、
CF基板側透明基板21が複数連なってなるCF基板側マザー透明基板(第1マザー透明基板)21Mを有し、CF基板20が複数連なってなるマザーCF基板(第1マザー基板)20Mと、
マザーアレイ基板30MとマザーCF基板20Mとの間に、周状に形成された複数の本シール部50と、
隣接する本シール部50の間に形成され、マザーアレイ基板30MとマザーCF基板20Mとを貼り合わせるダミーシール部60と、を備え、
アレイ基板側マザー透明基板31M及びCF基板側マザー透明基板21Mの板面同士の間隔は、ダミーシール部60が配された両マザー基板20M,30Mのダミー貼付領域DRにおいて、本シール部50が配された本貼付領域SRにおける当該間隔よりも大きいものとされている。
アレイ基板側マザー透明基板31M及びCF基板側マザー透明基板21Mの板面同士の間隔は、ダミー貼付領域DRにおいて、本貼付領域SRにおける当該間隔の1倍よりも大きく1.20倍以下とされていてもよい。
ダミーシール部60は、アレイ基板側マザー透明基板31M及びCF基板側マザー透明基板21Mに直接固着されていてもよい。
上記本実施形態1の構成によれば、ダミーシール部60が両マザー透明基板21M,31Mに直接固着され、ダミー貼付領域DRにおけるアレイ基板側マザー透明基板31M及びCF基板側マザー透明基板21M間には、ダミーシール部60を除く構造物が形成されていないため、ラビング処理や露光処理によって不具合を生じる可能性が低い。よって、液晶材料の配向状態を調整する機種を含む、多様な連成液晶パネル10Mを作製できる。
ダミーシール部60は、当該ダミーシール部60の厚さ寸法を規定するダミースペーサ61を含有しており、
ダミーシール部60の厚さ寸法は、本貼付領域SRにおけるアレイ基板側マザー透明基板31M及びCF基板側マザー透明基板21Mの板面同士の間隔よりも大きいものとされていてもよい。
本シール部50を形成する本シール材を、マザーCF基板20M上に周状に複数付与する本シール材付与工程と、
ダミーシール部60を形成するダミーシール材を、マザーCF基板20M上において隣接する前記本シール材の間に付与するダミーシール材付与工程と、
前記本シール材及び前記ダミーシール材が付与されたマザーCF基板20M上にマザーアレイ基板30Mを対向配置させた状態で、前記本シール材及び前記ダミーシール材を硬化させて本シール部50及びダミーシール部60を形成し、マザーアレイ基板30M及びマザーCF基板20Mを貼り合わせて、先に記載した構成の連成液晶パネル10Mを製造するシール部形成工程と、
連成液晶パネル10Mを分割して、複数の液晶パネル10を単離する液晶パネル単離工程と、を含む。
前記シール部形成工程において、マザーアレイ基板30MとマザーCF基板20Mとは圧着されてもよい。
実施形態2を、図8から図10によって説明する。
本実施形態2に係る液晶パネル210では、額縁領域内スペーサ225Bの配設密度が、実施形態1に係る液晶パネル10から変更されており、これにより、額縁状遮光領域BRにおけるセルギャップ(CF基板側透明基板221とアレイ基板側透明基板31の板面同士の間隔)GBRが、本貼付領域SRにおけるセルギャップGSRよりも小さくなるように圧着されている。以下、実施形態1と同様の構造には同じ符号を付し、構成及び作用効果についての説明を省略する。
このような状態で、本シール部250及びダミーシール部60を硬化形成すると、本貼付領域SRの内周寄りと外周寄りにおける基板間隔DSRの差が大きい状態で両マザー基板220M,30Mが固着された連成液晶パネル210Mが作製される。この連成液晶パネル210Mから、ダミー領域DAを切り離すことにより、本実施形態2に係る液晶パネル210が単離される。
額縁領域内スペーサの配設密度が液晶パネルの表示信頼性に与える影響について検証するため、検証実験2を行った。
本検証実験2は、検証実験1と同じく、10.21型車載モニターに用いられる大きさのセル厚3μmの液晶パネルを試験体として行った。実施例1、比較例1及び比較例2の試験体は、検証実験1における各試験体と同様のものであり、これらの額縁領域内スペーサの配設密度(額縁状遮光領域BRの面積中に額縁領域内スペーサ基底部の面積が占める割合)は2.66%である。また、実施例1の額縁領域内スペーサの配設密度を、1.78%に変更して作製した連成液晶パネルから単離した液晶パネルを、実施例2の試験体とした。
本検証実験2においても、検証実験1と同様の熱衝撃サイクル試験を行い、300サイクル経過時に表示領域AAの外周部に表示不良が視認される頻度を比較した。
CF基板220には、少なくとも本貼付領域SRの内周側に隣接する額縁状の額縁状遮光領域BRに、光の透過を遮断する額縁状遮光層23Bが設けられており、
アレイ基板30及びCF基板220の対向面同士の間隔は、額縁状遮光領域BRにおいて、本貼付領域SRにおける前記間隔よりも小さいものとされている。
本実施形態2のように、額縁状遮光領域BR及び本貼付領域SRにおいて、両基板220,30の対向面が段差なく形成されている場合には、特に本貼付領域SRの最内周部分から額縁状遮光領域BRの最外周部分にかけて、互いの板面が外周側(液晶層40とは反対側)をより強く指向する姿勢で配される。このような液晶パネル210では、基板板面が平行であったり、内周側を指向する姿勢(液晶層40側に向かって間隔が広がった姿勢)であったりするような液晶パネルと比較すると、本貼付領域SRよりも内周側に配された液晶材料が膨張・収縮した場合に、液晶材料が本貼付領域SRとの境界を跨いで移動する事態が減少すると考えられる。
この結果、額縁領域FR近傍の表示領域AAにおける表示不良の発生が一層低減される。
CF基板側透明基板(第1透明基板)221の内面側(アレイ基板側、第2基板側)において少なくとも本貼付領域SRの内周側に隣接する額縁状遮光領域BRには、光の透過を遮断する額縁状遮光層(遮光層)23Bが設けられており、
CF基板側透明基板221及びアレイ基板側透明基板(第2透明基板)31の板面同士の間隔は、額縁状遮光領域BRにおいて、本貼付領域SRにおける当該間隔よりも小さいものとされている。
額縁状遮光領域BRには、アレイ基板30及びCF基板220のうち一方の基板の対向面から突出し、他方の基板の対向面に当接して両基板の対向面同士の間隔を規定する額縁領域内スペーサ(突出型スペーサ25の一種)225Bが、CF基板220における当該突出型スペーサ225Bの基端部の面積及びアレイ基板30に当接する当該突出型スペーサ225Bの先端部の面積のうち大きい方の面積(本実施形態2においては基端部の面積)が額縁状遮光領域BRの面積の2%未満となるように、設けられている。
上記本実施形態2の構成によれば、額縁状遮光領域BRに形成する額縁領域内スペーサ225Bの配設密度を調整することで、マザーCF基板220Mとマザーアレイ基板30Mとを貼り合わせる際に、額縁領域内スペーサ225Bが適度に押し潰される。これにより、製造工程の複雑化を招くことなく、額縁状遮光領域BRにおいて基板間隔が小さくされた連成液晶パネル210Mを作製することが可能となる。
本技術は上記記述および図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本技術の技術的範囲に含まれる。
(1)上記実施形態では、一部に注入口となる開口を有するように本シール材を配設し、シール部形成工程後(すなわち、本シール部を形成して両マザー基板を貼り合わせた後)に本シール部内に液晶材料を充填する例(真空注入工法)について示したが、これに限定されない。例えば、本シール材が第1マザー基板上に無端環状に周回するように付与され、シール部形成工程前(すなわち、第1マザー基板と第2マザー基板とが貼り合わせられる前)に、この内側に液晶材料が付与される例(液晶滴下工法)によって液晶材料を付与しても構わない。
(2)上記実施形態では、ダミーシール材が、隣接する本貼付領域SRの間において、両本貼付領域SRから等間隔となる位置に付与される液晶パネルを例示したが、これに限定されない。例えば、一の液晶パネルの基板非重畳領域NOA側の本貼付領域SRと、他の液晶パネルの基板非重畳領域NOAとは反対側に配される本貼付領域SRとが隣接するダミー領域DAにおいては、基板非重畳領域NOAの本貼付領域SRからの距離の方が長くなるように、ダミーシール材を付与することが好ましい。
また、上記実施形態では、ダミーシール材が、隣接する本貼付領域SRの間に各1本が直線状に付与される液晶パネルを例示したが、これに限定されない。例えば、隣接する本貼付領域SRの間隔が大きい場合、この間に複数本の直線状のダミーシール部を配置してもよい。
また、上記実施形態では、ダミーシール材が、直線状に間欠的に付与される液晶パネルを例示したが、これに限定されない。例えば、ダミー貼付領域DRは、マザーCF基板の角部においてはL字状に配置したり、4つの液晶パネルの角部に囲まれたダミー領域DAにおいては十字状、点状に設けたりしてもよい。或いは、ダミー貼付領域DRを、本貼付領域SRに倣った周状に設けてもよい。
(3)上記実施形態では、表示領域AAが矩形状をなすように形成された液晶パネルを例示したが、これに限定されない。円形、楕円形、半円形、多角形、さらには不定形等、様々な平面形状に形成された表示領域AAを備える液晶パネルに、本技術は適用可能である。また、上記実施形態では、全体が略フラットに形成される液晶パネルについて例示したが、これに限定されない。全体が湾曲するように形成された液晶パネルにも、本技術は適用可能である。
(4)上記実施形態では、本シール部及びダミーシール部が、各シール部の厚さ寸法を規定する繊維状もしくは粒子状のスペーサを含有する連成液晶パネルを例示したが、これに限定されない。例えば、スペーサを有さず、両シール材を付与する際の付与厚と、両マザー基板を圧着する際の圧力を調整して、両シール部の厚さ寸法を規定してもよい。或いは、本貼付領域SR及びダミー貼付領域DRの一方もしくは双方に、突出型のスペーサを設けてもよい。なお、ラビング処理が必要な液晶パネルにおいてダミー貼付領域DR内に突出型のダミースペーサを設ける場合には、ラビング処理を行う際に、突出型のダミースペーサが液晶材料の初期配向状態に影響を与えたり、ダミーシール部の高さが不安定化したりする事態を抑制するため、ダミースペーサは、表示領域AAに配置した突出型スペーサと類似の形状とし、かつ同等の配設密度となるように設けることが好ましい。
(5)上記実施形態では、本貼付領域SRに遮光膜及び配線層が形成された液晶パネルを例示したが、これに限定されない。本貼付領域SRに、これらの構造物が形成されていなくてもよく、これら以外の構造物が形成されていてもよい。
(6)液晶パネルの表示領域AA内の構成は、特に限定されない。カラーフィルタの代わりに白黒フィルタを有する構成であってもよく、突出型スペーサの代わりに繊維状や粒状スペーサによって基板間隔を規定する構成のものや、表示領域AA内にスペーサが配設されない構成であってもよい。
また、液晶パネルの動作モードも、特に限定されない。基板面に垂直な方向(縦方向)に電界を印加するVA(Vertical Alignment)モードやTNモード(Twisted Nematic)、横方向電界方式のFFS(Fringe Field Switching)モード、IPS(In-Plane-Switching)モード等、様々なモードで動作する液晶パネルに、本技術は適用できる。
Claims (9)
- 第1透明基板を有する第1基板と、
第2透明基板を有し、前記第1基板に対向配置された第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板とを貼り合わせて、両基板の間に液晶層を封止する本シール部と、を備えた液晶パネルが複数連なってなる連成液晶パネルであって、
前記第1透明基板が複数連なってなる第1マザー透明基板を有し、前記第1基板が複数連なってなる第1マザー基板と、
前記第2透明基板が複数連なってなる第2マザー透明基板を有し、前記第2基板が複数連なってなる第2マザー基板と、
前記第1マザー基板と前記第2マザー基板との間に、周状に形成された複数の前記本シール部と、
隣接する前記本シール部の間に形成され、前記第1マザー基板と前記第2マザー基板とを貼り合わせるダミーシール部と、を備え、
前記第1マザー透明基板及び前記第2マザー透明基板の板面同士の間隔は、前記ダミーシール部が配された両マザー基板のダミー貼付領域において、前記本シール部が配された本貼付領域における当該間隔よりも大きいものとされるとともに、
前記本シール部は、当該本シール部の厚さ寸法を規定するシールスペーサを含有しており、
前記ダミーシール部は、当該ダミーシール部の厚さ寸法を規定し、前記シールスペーサよりも大きいダミースペーサを含有しており、
前記ダミーシール部と前記本シール部との間隔が2.7mm以上6.5mm未満である連成液晶パネル。 - 前記第1マザー透明基板及び前記第2マザー透明基板の板面同士の間隔は、前記ダミー貼付領域において、前記本貼付領域における当該間隔の1倍よりも大きく1.20倍以下とされている請求項1に記載の連成液晶パネル。
- 前記第1透明基板の前記第2基板側において少なくとも前記本貼付領域の内周側に隣接する額縁状遮光領域には、光の透過を遮断する遮光層が設けられ、
前記額縁状遮光領域の内周側に表示領域が設けられており、
前記額縁状遮光領域における前記第1基板及び前記第2基板の対向面同士の間隔は、前記表示領域における前記第1基板及び前記第2基板の対向面同士の間隔よりも大きい請求項1又は請求項2に記載の連成液晶パネル。 - 前記第1透明基板の前記第2基板側において少なくとも前記本貼付領域の内周側に隣接する額縁状遮光領域には、光の透過を遮断する遮光層が設けられており、
前記第1透明基板及び前記第2透明基板の板面同士の間隔は、前記額縁状遮光領域において、前記本貼付領域の最内周部における当該間隔よりも小さいものとされている請求項1又は請求項2に記載の連成液晶パネル。 - 前記額縁状遮光領域には、前記第1基板及び前記第2基板のうち一方の基板の対向面から突出し、他方の基板の対向面に当接して両基板の対向面同士の間隔を規定する突出型スペーサが、前記一方の基板における当該突出型スペーサの基端部の面積及び前記他方の基板に当接する当該突出型スペーサの先端部の面積のうち大きい方の面積が前記額縁状遮光領域の面積の2%未満となるように、設けられている請求項4に記載の連成液晶パネル。
- 前記ダミーシール部は、前記第1マザー透明基板及び前記第2マザー透明基板に直接固着されている請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の連成液晶パネル。
- 前記ダミーシール部の厚さ寸法は、前記本貼付領域における前記第1マザー透明基板及び前記第2マザー透明基板の板面同士の間隔よりも大きいものとされている請求項6に記載の連成液晶パネル。
- 本シール部を形成し、前記本シール部の厚さ寸法を規定するシールスペーサを含有する本シール材を、第1マザー基板上に周状に複数付与する本シール材付与工程と、
ダミーシール部を形成し、前記ダミーシール部の厚さ寸法を規定するダミースペーサを含有するダミーシール材を、前記第1マザー基板上において隣接する前記本シール材の間で、前記ダミーシール部と前記本シール部との間隔が2.7mm以上6.5mm未満となるように付与するダミーシール材付与工程と、
前記本シール材及び前記ダミーシール材が付与された前記第1マザー基板上に第2マザー基板を対向配置させた状態で、前記本シール材及び前記ダミーシール材を硬化させて本シール部及びダミーシール部を形成し、前記第1マザー基板及び前記第2マザー基板を貼り合わせて、請求項1又は請求項2に記載の連成液晶パネルを製造するシール部形成工程と、
前記連成液晶パネルを分割して、複数の前記液晶パネルを単離する液晶パネル単離工程と、を含む液晶パネルの製造方法。 - 前記シール部形成工程において、前記第1マザー基板と前記第2マザー基板とは圧着される請求項8に記載の液晶パネルの製造方法。
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