JPWO2008072464A1 - 液晶表示素子 - Google Patents
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Abstract
アレイ基板（１１）と対向基板（１２）とを貼り合わせるシール材と異なるカラーフィルタ層（２１Ｒ），（２１Ｇ），（２１Ｂ）およびブラックマトリクス層（２２）と同じ材料で、対向基板（１２）の一主面上に突起部（２９ａ），（２９ｂ）で構成する突起部（２９）を設ける。突起部（２９ａ），（２９ｂ）により、液晶層（１３）を構成する液晶材料（ＬＣ）を基板（１１），（１２）間に注入する液晶注入口を区画する。液晶注入口の形状および寸法を安定化し、製造性を向上できる。
Description
液晶材料を基板間に注入する液晶注入口を備えた液晶表示素子に関する。
従来、この種の液晶表示素子である液晶セルは、一対の基板を備え、これら基板の間に液晶材料により構成された液晶層が介在され、一対の基板の周縁部が接着剤であるシール材、例えば紫外線硬化樹脂などにより貼り合わせられて構成されている。
このような液晶セルは、例えば一対の大判基板を所定位置でシール材により貼り合わせた基板装置を、それぞれの所定位置で割断し、シール材により区画された液晶注入口から液晶材料を基板間に充填した後、液晶注入口を閉塞して製造される。
ここで、液晶注入口を形成する際には、大判基板において、シール材を各液晶セルの内側から上記割断位置と交差して液晶セルの外方へと延設することで、割断した際に液晶セルの端部に液晶注入口が現れるように構成されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２０００−６６１６５号公報
しかしながら、上述の液晶セルでは、液晶注入口をシール材にて形成しているため、シール幅がばらつくと、液晶注入口の幅もばらつき、液晶材料の注入時間や封止時間にばらつきが生じて、品質のばらつきが生じるおそれがあるという問題点を有している。
また、液晶セルの外方へと延設されたシール材により貼り合わされた一対の大判基板の一部が、割断の際に割れることがあるため、一対の大判基板上にて互いに隣接する液晶セル同士の間に、上記の割れによるパターンの剥離などの影響がないように緩衝領域を設けなければならず、液晶セル間の距離が縮められずに、これら液晶セルの取り数が減少してしまうという問題点もある。
この結果、製造性が良好でないという問題点を有している。
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、製造性を向上した液晶表示素子を提供することを目的とする。
本発明は、接着剤により貼り合わされた一対の基板と、液晶材料により構成され、前記一対の基板の基板間に介在された液晶層と、前記一対の基板のいずれか一方の基板の一主面に前記接着剤と異なる材料にて設けられ、前記液晶材料を前記一対の基板の基板間に注入する液晶注入口を区画する突起部とを具備したものである。
また、本発明は、接着剤により貼り合わされた一対の基板と、液晶材料により構成され、前記一対の基板の基板間に介在された液晶層と、前記一対の基板のいずれか一方の基板の一主面に前記接着剤と異なる材料にて設けられ、前記液晶材料を前記一対の基板の基板間に注入する液晶注入口を区画する突起部とを具備し、前記一方の基板は、他方の基板よりも外方に突出した突出部分を備え、前記突起部は、前記接着剤の前記突出部分への流入を阻止する接着剤阻止層を備え、接着剤成分を含まない材料により形成されているものである。
さらに、本発明は、接着剤により貼り合わされた一対の基板と、液晶材料により構成され、前記一対の基板の基板間に介在された液晶層と、前記一対の基板のいずれか一方の基板の一主面に前記接着剤と異なる材料にて設けられ、前記液晶材料を前記一対の基板の基板間に注入する液晶注入口を区画する突起部とを具備し、前記一方の基板は、他方の基板よりも外方に突出した突出部分を備え、前記突起部は、前記接着剤の前記突出部分への流入を阻止する接着剤阻止層を備え、接着剤成分を含まない材料により前記接着剤の一部と重なって形成されているものである。
そして、一対の基板を貼り合わせる接着剤と異なる材料で設けた突起部により、液晶層を構成する液晶材料を一対の基板の基板間に注入する液晶注入口を区画する。
本発明によれば、液晶注入口の形状および寸法を安定化し、製造性を向上できる。
４ 接着剤としてのシール材
５ 液晶表示素子としての液晶セル
11 基板としてのアレイ基板
12 基板としての対向基板
13 液晶層
24 突出部分としての回路部
27 液晶注入口
29 突起部
37 接着剤阻止層としての第３層
38 接着剤阻止層としての第４層
47 接着剤阻止層としての第１層
48 接着剤阻止層としての第４層
LC 液晶材料
５ 液晶表示素子としての液晶セル
11 基板としてのアレイ基板
12 基板としての対向基板
13 液晶層
24 突出部分としての回路部
27 液晶注入口
29 突起部
37 接着剤阻止層としての第３層
38 接着剤阻止層としての第４層
47 接着剤阻止層としての第１層
48 接着剤阻止層としての第４層
LC 液晶材料
以下、本発明の第１の実施の形態の液晶表示素子の構成を図１ないし図３を参照して説明する。
図３において、１は基板装置であり、この基板装置１は、大判基板としてのガラス基板である第１大判基板２と、大判基板としてのガラス基板である第２大判基板３とを対向配置して、例えば紫外線硬化樹脂などの光硬化樹脂である接着剤としてのシール材４により所定位置で貼り合わせて構成され、液晶表示素子としての液晶セル５が間隔を開けずにマトリクス状に複数形成され、これら液晶セル５を割断可能となっている。
ここで、各液晶セル５は、アクティブマトリクス型のものであり、図１および図２に示すように、第１大判基板２から切り出される基板としてのアレイ基板11と、第２大判基板３から切り出される基板としての対向基板12と、これらアレイ基板11と対向基板12との間に介在された液晶層13とを備え、この液晶層13の周囲を囲んで、アレイ基板11(第１大判基板２)と対向基板12(第２大判基板３)とが、シール材４により形成された接着層14により貼り合わされている。そして、これら液晶セル５には、図示しない画素がマトリクス状に配置されて画像を表示する表示領域17と、この表示領域17の外方に位置する非表示領域18とが形成されている。ここで、図１は、図２のＡ−Ａ断面を示す縦断面図である。
アレイ基板11の一主面上には、図示しないが、表示領域17に対応する位置に、複数の信号線と複数の走査線とが金属により格子状に成膜され、これら信号線と走査線との交差位置に、各画素を駆動するスイッチング素子としての薄膜トランジスタ(ＴＦＴ)が配置されている。また、アレイ基板11の表示領域17に対応する位置には、絶縁体により図示しない各種絶縁膜が形成され、金属などにより画素を構成する図示しない画素電極が形成されているとともに、樹脂などにより配向膜、および、アレイ基板11と対向基板12との隙間を保持するスペーサなどが形成されている。したがって、アレイ基板11上には、複数種類の膜が形成されている。
対向基板12は、アレイ基板11と対向する側の一主面に、着色層としてのカラーフィルタ層21R，21G，21B、図示しない対向電極および配向膜などが積層されている。また、カラーフィルタ層21R，21G，21B間および非表示領域18には、黒色樹脂により形成された遮光層としての樹脂ブラック層であるブラックマトリクス(ＢＭ)層22が形成されている。このため、対向基板12上には、複数種類の膜が形成されている。
カラーフィルタ層21R，21G，21Bは、それぞれ赤(Ｒ)、緑(Ｇ)および青(Ｂ)に対応するもので、例えば各色の顔料を分散させ各色成分の光を透過させる着色樹脂としての紫外線硬化型アクリル樹脂レジストなどにより形成され、画素毎にそれぞれ形成されている。
また、対向基板12は、アレイ基板11よりも平面視で小さく形成されている。このため、対向基板12がアレイ基板11と対向していない位置は、信号線および走査線を介して薄膜トランジスタなどと電気的に接続された駆動手段としての図示しないドライバＩＣなどを備えた突出部分としての回路部24となっている。
そして、各液晶セル５は、１つの液晶セル５の表示領域17が、所定方向、例えば図３に示す上下方向に隣接する他の液晶セル５の回路部24と順次隣接するように、基板装置１に形成され、カットラインの位置にて図示しない基板カット装置により、基板装置１から分割される。
ここで、カットラインは、図３に示す左右方向に隣接する液晶セル５，５の境界線に沿って第１大判基板２および第２大判基板３に形成されるカットラインCL1と、図３に示す上下方向に隣接する液晶セル５，５の境界線に沿って第１大判基板２および第２大判基板３に形成されるカットラインCL2と、回路部24を露出するように第２大判基板３に形成されるカットラインCL3とを有している。
そして、カットラインCL1，CL2のそれぞれが、各液晶セル５の外側縁となっており、カットラインCL2およびこれと僅かな距離をおいて隣接するカットラインCL3の間の第２大判基板３が、液晶セル５を切り出した際の切りしろＤとなっている。
また、液晶層13は、大判基板２，３から切り出された各液晶セル５に形成されている液晶注入口27から液晶材料LCをアレイ基板11と対向基板12との間に注入することで形成されている。
ここで、液晶注入口27は、液晶セル５の図２中の左右方向の略中心域に、回路部24側と反対側の端部に、接着層14と連続する突起部29を構成する突起部29a，29b間に区画形成されている。
突起部29a，29bは、図中左右方向に互いに離間され、液晶セル５の非表示領域18から、この液晶セル５の端部から図３中に示すカットラインCL2と交差して図３上側に隣接する液晶セル５の回路部24へと連続するように設けられている。したがって、突起部29a，29bのカットラインCL2よりも外方、すなわち隣接する液晶セル５の回路部24上の部分は、対向基板12(第２大判基板３)から切りしろＤを切り取る際にこの切りしろＤとともに除去される除去部29rとなっている。
また、突起部29a，29bは、対向基板12側に、ブラックマトリクス層22と同じ材料でこのブラックマトリクス層22と同工程で形成された第１層31と、カラーフィルタ層21R，21G，21Bのそれぞれと同じ材料でこれらカラーフィルタ層21R，21G，21Bのそれぞれと同工程で形成された第２層32、第３層33および第４層34とを順次積層して形成されている。すなわち、突起部29a，29bは、基板11，12間に介在する材料で、かつ、接着剤成分を含まない材料により形成されている。なお、各層31〜34の厚みは、アレイ基板11と対向基板12との隙間に応じて適宜設定する。本実施の形態では、アレイ基板11と対向基板12との隙間が約５．０μｍ程度となっているので、上記のように樹脂により形成した場合には、各層31〜34を、例えば１．２５μｍ程度の厚みとする。
接着層14は、非表示領域18にて表示領域17の周囲を囲むように形成され、突起部29a，29bの外側まで連続している。
次に、上記第１の実施の形態の液晶表示素子の製造方法を説明する。
第１大判基板２の所定位置に、金属、絶縁体および樹脂などにより、走査線、信号線、薄膜トランジスタ、絶縁膜、画素電極、配向膜およびスペーサなどを、例えばフォトリソグラフィおよびパターン印刷などにより適宜形成する(第１大判基板形成工程)。
また、第２大判基板３の所定位置に、金属および樹脂などにより、ブラックマトリクス層22、カラーフィルタ層21R，21G，21B、図示しない対向電極および配向膜などを、適宜形成するとともに、これらブラックマトリクス層22およびカラーフィルタ層21R，21G，21Bと同時に、これらブラックマトリクス層22およびカラーフィルタ層21R，21G，21Bと同じ材料で、第１層31ないし第４層34により、突起部29a，29bを、例えばフォトリソグラフィおよびパターン印刷などにより形成する(第２大判基板形成工程)。
次いで、第１大判基板２の各液晶セル５に対応する所定位置にシール材４を塗布して第１大判基板２と第２大判基板３とを位置合わせしつつ貼り合わせ、図示しないマスクなどを介してこれら大判基板２，３に紫外線などの光を照射して、シール材４を固化させることで、第１大判基板２と第２大判基板３とを互いに固定する。
さらに、カットラインCL1，CL2にて液晶セル５をそれぞれ切り出すとともに、カットラインCL3にて回路部24上に位置する対向基板12側の切りしろＤを除去する。
このとき、カットラインCL2が突起部29a，29bを横断することで、これら突起部29a，29bのそれぞれの先端部が除去部29rとして切りしろＤとともに除去され、かつ、突起部29a，29b間に液晶注入口27が形成される。
そして、液晶注入口27から液晶材料LCを所定量(所定時間)注入することで、アレイ基板11と対向基板24との間に液晶層13を形成する。
この後、液晶注入口27を、図示しない紫外線硬化樹脂などの光硬化樹脂により閉塞して液晶セル５を完成する。
上述したように、上記第１の実施の形態では、基板11，12を貼り合わせるシール材４と異なる材料、例えば基板12上に設けられたカラーフィルタ層21R，21G，21Bおよびブラックマトリクス層22と同じ材料で設けた突起部29a，29bにより、液晶層13を構成する液晶材料LCを基板11，12間に注入する液晶注入口27を区画する構成とした。
このため、突起部をシール材で形成する従来の場合と比較して、シール材を硬化させる前に突起部が流動したりすることがなく、突起部29a，29bの精度が向上し、液晶注入口27の形状および寸法を安定化させることができ、液晶注入口27から注入する液晶材料LCの注入時間、および、この液晶材料LCの注入後の液晶注入口27の封止時間などのばらつきを低減でき、液晶セル５の品質を安定化できる。
また、突起部29a，29bを、接着剤成分を含まない材料により形成するため、突起部29a，29bがアレイ基板11に接着されないので、基板装置１から液晶セル５を切り出す際に、カットラインCL3にて切りしろＤを切り取ると、隣接する液晶セル５の回路部24に突出した突起部29a，29bの先端部が除去部29rとして切りしろＤとともに除去されるから、接着された突起部による回路部の割れなどでのパターンの剥離などを防止するための余白である緩衝領域を液晶セル５，５間に形成する必要がなく、基板装置１での液晶セル５の面付け数を増加でき、生産効率を向上できる。
この結果、液晶セル５の製造性を向上できる。
しかも、突起部29a，29bを、基板11，12間に介在する材料である対向基板12に形成されるカラーフィルタ層21R，21G，21Bおよびブラックマトリクス層22と同一の材料により形成するため、これらカラーフィルタ層21R，21G，21Bおよびブラックマトリクス層22と同工程で形成できるので、突起部29a，29bを形成するための工程を余分に追加して製造性を低下させることなどもない。
さらに、突起部29a，29bを、樹脂の層により形成することで、各層31〜34の厚みをそれぞれ確保でき、突起部29を容易に形成できる。
次に、第２の実施の形態を図４を参照して説明する。なお、上記第１の実施の形態と同様の構成および作用については、同一符号を付してその説明を省略する。
この第２の実施の形態では、上記第１の実施の形態において、突起部29a，29bの第３層33および第４層34に代えて、接着剤阻止層としての第３層37と、接着剤阻止層としての第４層38と、これら第３層37および第４層38により堰き止められて隣接する液晶セル５の回路部24側への流入が阻止される接着層39とが形成されているものである。
第３層37は、例えばカラーフィルタ層21Gと同じ材料で、かつ、同じ工程で形成されるもので、カットラインCL2の位置に対応して、このカットラインCL2よりも外方である隣接する液晶セル５の回路部24上に形成されている。
同様に、第４層38は、例えばカラーフィルタ層21Bと同じ材料で、かつ、同じ工程で形成されるもので、カットラインCL2および第３層37の位置に対応して、このカットラインCL2よりも外方である隣接する液晶セル５の回路部24上に形成されている。
また、接着層39は、接着層14と連続しており、第３層37および第４層38によりシール材４が堰き止められることで、カットラインCL2よりも内方の位置に、例えば第１層31および第２層32と重なるように形成されている。
ここで、シール材４には、例えば粒径２．０μｍ程度の図示しないフィラーが含まれていることがあるため、このフィラーの粒径に対応して接着層39の厚みを設定する。
そして、シール材４と異なる材料で形成した突起部29a，29bにより液晶注入口27を区画するなど、上記第１の実施の形態と同様の構成を有することで、上記第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。
また、突起部29a，29bの形成にシール材４の一部を利用することで、精度を低下させることなく、より簡単に構成できる。
さらに、第３層37および第４層38を設けることで、隣接する液晶セル５へとシール材４が流入することを防止でき、突起部29a，29bの先端部が回路部24に接着されず、切りしろＤを切り取る際に突起部29a，29bの先端部が、この切りしろＤとともに除去部29rとして除去されるので、切りしろＤの切り取りの際に、隣接する液晶セル５の回路部24などに割れなどが生じることを、確実に防止できる。
次に、第３の実施の形態を図５を参照して説明する。なお、上記各実施の形態と同様の構成および作用については、同一符号を付してその説明を省略する。
この第３の実施の形態では、突起部29a，29bが、例えばアレイ基板11上の所定の樹脂層41と同じ材料で形成した第１層42と、対向基板12のブラックマトリクス層22と同じ材料で形成した第２層43と、カラーフィルタ層21R，21Bと同じ材料で形成した第３層44および第４層45とで構成されているものである。
そして、シール材４と異なる材料で形成した突起部29a，29bにより液晶注入口27を区画するなど、上記第１の実施の形態と同様の構成を有することで、上記各実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。
次に、第４の実施の形態を図６を参照して説明する。なお、上記各実施の形態と同様の構成および作用については、同一符号を付してその説明を省略する。
この第４の実施の形態は、上記第３の実施の形態において、突起部29a，29bの第１層42および第４層45に代えて、接着剤阻止層としての第１層47と、接着剤阻止層としての第４層48と、これら第１層47および第４層48により堰き止められる接着層49とが形成されているものである。
第１層47は、例えば樹脂層41と同じ材料で、かつ、同じ工程で形成されるもので、カットラインCL2の位置に対応して、このカットラインCL2よりも外方である隣接する液晶セル５の回路部24上に形成されている。
第４層48は、例えばカラーフィルタ層21Bと同じ材料で、かつ、同じ工程で形成されるもので、カットラインCL2の位置に対応して、このカットラインCL2よりも外方である隣接する液晶セル５の回路部24上に形成されている。
また、接着層49は、接着層14と連続しており、第３層37および第４層38によりシール材４が堰き止められることで、カットラインCL2よりも内方の位置に、例えば第１層31および第２層32と重なるように形成されている。
そして、シール材４と異なる材料で形成した突起部29a，29bにより液晶注入口27を区画するなど、上記第１の実施の形態と同様の構成を有することで、上記各実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。
また、突起部29a，29bの形成にシール材４の一部を利用することで、突起部29a，29bの形状および寸法の精度を低下させることなく、より簡単に構成できる。
さらに、第１層47および第４層48を設けることで、隣接する液晶セル５へとシール材４が流入することを防止でき、突起部29a，29bの先端部が隣接する液晶セル５の回路部24に接着されず、切りしろＤを切り取る際に突起部29a，29bの先端部が、この切りしろＤとともに除去部29rとして除去されるので、切りしろＤの切り取りの際に、隣接する液晶セル５の回路部24などに割れなどが生じることを、確実に防止できる。
なお、上記各実施の形態において、突起部29は、いずれの基板11，12の、いずれの材料を用いて何層で形成してもよい。
また、突起部29の各層の少なくともいずれかを、金属で形成してもよい。この場合には、樹脂で形成する場合と比較して、厚みを微細に設定でき、突起部29の精度を、より向上できる。
本発明は、例えば携帯電話などの表示装置に利用される。
Claims (7)
- 接着剤により貼り合わされた一対の基板と、
液晶材料により構成され、前記一対の基板の基板間に介在された液晶層と、
前記一対の基板のいずれか一方の基板の一主面に前記接着剤と異なる材料にて設けられ、前記液晶材料を前記一対の基板の基板間に注入する液晶注入口を区画する突起部と
を具備したことを特徴とした液晶表示素子。 - 前記突起部は、前記接着剤の一部と重なっている
ことを特徴とした請求項１記載の液晶表示素子。 - 前記突起部は、前記一対の基板間に介在する材料にて形成されている
ことを特徴とした請求項１または２記載の液晶表示素子。 - 前記突起部は、前記一対の基板間に介在する材料で、かつ、金属と樹脂との少なくともいずれか一方により形成されている
ことを特徴とした請求項１または２記載の液晶表示素子。 - 前記突起部は、接着剤成分を含まない材料により形成されている
ことを特徴とした請求項１または２記載の液晶表示素子。 - 接着剤により貼り合わされた一対の基板と、
液晶材料により構成され、前記一対の基板の基板間に介在された液晶層と、
前記一対の基板のいずれか一方の基板の一主面に前記接着剤と異なる材料にて設けられ、前記液晶材料を前記一対の基板の基板間に注入する液晶注入口を区画する突起部とを具備し、
前記一方の基板は、他方の基板よりも外方に突出した突出部分を備え、
前記突起部は、前記接着剤の前記突出部分への流入を阻止する接着剤阻止層を備え、接着剤成分を含まない材料により形成されている
ことを特徴とした液晶表示素子。 - 接着剤により貼り合わされた一対の基板と、
液晶材料により構成され、前記一対の基板の基板間に介在された液晶層と、
前記一対の基板のいずれか一方の基板の一主面に前記接着剤と異なる材料にて設けられ、前記液晶材料を前記一対の基板の基板間に注入する液晶注入口を区画する突起部とを具備し、
前記一方の基板は、他方の基板よりも外方に突出した突出部分を備え、
前記突起部は、前記接着剤の前記突出部分への流入を阻止する接着剤阻止層を備え、接着剤成分を含まない材料により前記接着剤の一部と重なって形成されている
ことを特徴とした液晶表示素子。
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