WO2011111273A1

WO2011111273A1 - 表示パネル及びその製造方法

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Publication number: WO2011111273A1
Application number: PCT/JP2010/071697
Authority: WO
Inventors: 井上勝貴; 小林和樹
Original assignee: シャープ株式会社
Priority date: 2010-03-12
Filing date: 2010-12-03
Publication date: 2011-09-15
Also published as: US20120327345A1

Abstract

本発明は、ガラス基板に形成された凹部等の欠陥が修復され、しかも修復における配向膜へのダメージが充分に抑制されることによって表示不良の発生が防止された表示パネルを提供する。本発明の表示パネルは、一対の基板、基板間に設けられた表示素子及び基板の少なくとも一方の表示素子側の表面に設けられた機能膜を備える表示パネルであって、上記表示パネルは、機能膜が感光性基を有する材料から形成されたものであり、上記基板の少なくとも一方は、基板面に凹部が形成され、上記凹部に紫外線硬化樹脂硬化物が充填されたものであり、上記紫外線硬化樹脂硬化物が波長４００ｎｍ以上の紫外線によって硬化してなる表示パネルである。

Description

表示パネル及びその製造方法

本発明は、表示パネル及びその製造方法に関する。より詳しくは、ガラス基板に形成された凹部欠陥等が修復された表示パネル及びその製造方法に関するものである。

表示パネル、例えば一対のガラス基板等に表示素子を挟持した表示パネルは、軽量・薄型・低消費電力を実現することができる表示パネルとして注目され、モバイル用途や各種のモニター、大型テレビ等、日常生活やビジネスに欠かすことのできないものとなっている。
このような表示パネルにおいては、機能膜、例えば液晶表示パネルにおいてはガラス基板上に液晶分子の配向を制御するための配向膜が形成され、また電極等が形成されている。その製造工程においては、表示パネルを構成する部材の品質管理や工程管理が厳格に行われていて、ガラス基板においても、欠陥があるか否かの精密な検査、欠陥が見つかった場合の修復工程が行われている。修復工程は、歩留りの向上によるコスト低減、品質向上に資するものであり、表示パネルの大型化、高品位化に伴ってその重要性が増しているところである。

従来の表示パネルの製造においては、ガラス基板に何らかの理由で欠陥、欠損が生じた場合に、その修復方法が種々提案されている（例えば、特許文献１～４参照）。例えば、平滑なガラス基板上に凹部の欠陥がある場合に、それを修復するために、紫外線（ＵＶ）硬化樹脂を凹部に充填して硬化させる方法が開示されている（例えば、特許文献４参照）。
紫外線硬化樹脂を硬化させるために、波長が３５０ｎｍ未満の光を照射すると、液晶ディスプレイ内部の液晶材料に悪影響が及ぼされるため、凹部内の原料物質を重合させ、硬化した紫外線硬化樹脂を形成する際に、３５０ｎｍ未満の波長の光をカットするカットフィルタを介して、凹部内に光を照射することが開示されている。一方で、修復に使用する樹脂の光開始材は４００ｎｍ以上の光を吸収しないものであるため、使用する紫外線は、３５０ｎｍ以上４００ｎｍ以下であることが好ましいとされている。すなわち、このように、この修復方法においては、液晶材料への悪影響の低下と紫外線硬化樹脂の硬化状態の最適化が課題となっているものであった。

特開２００２－１９６３１８号公報特開２００３－２７０６６１号公報特開２００６－２０６３７２号公報国際公開第２００９／００４８８６号パンフレット

上述のように、表示パネルの製造における工程の一つにガラス基板の修復工程がある。ガラス基板に欠陥があると、それが微細な欠陥であっても表示パネルの表示品位の低下に繋がることになる。そのような欠陥が見つかったガラス基板を不具合なく有効に利用するために、修復工程はなくてはならないものとなっている。特に、表示パネルの大型化に伴って、歩留りの向上、高品位化を目的とする品質管理の重要性は増している。
ところで、ガラス基板の修復工程においては、単にガラス基板の欠陥部を修復するだけではなく、修復に伴って不具合が生じることを充分に抑制することが求められることになる。従来の液晶表示パネルの修復方法においては、ガラス基板の凹部等の欠陥部を充填して平滑化すると共に、修復工程において紫外線硬化樹脂を硬化させるために照射される紫外線の波長領域を最適化することによって、液晶ディスプレイ内部の液晶材料に悪影響が及ぶことを抑制するものである。

しかしながら、紫外線の照射領域の最適化における課題は、液晶材料に対する悪影響の抑制であるが、ダメージを受けるのは、液晶材料だけではなく、基板上に形成された各種の層も影響を受けることになる。中でも、配向膜（機能膜）は、光配向法による配向膜露光工程を経て形成されたものであるが、これが修復工程における光照射によってダメージを受けることが判明した。また一方で、ガラス基板上の凹部に充填される光硬化性樹脂組成物として好適なものは、特定波長領域の光を吸収する光開始剤が配合されたものである。そのため、修復工程の光照射においては、光開始剤の作用によって光硬化性樹脂組成物を硬化させて凹部欠陥を充填するために最適な波長領域があると共に、配向膜にダメージを与える波長領域があり、これらを考慮して波長領域を設定する必要がある。配向膜に不具合が生じると、液晶分子の配向制御に影響を与え、表示不良となり、優れた表示品位を保つことができなくなる。液晶表示パネルの視野角等の改善のため、１つの絵素内の配向膜を複数の配向方向に分割する配向分割が行われているが、特に、このような形態における配向膜へのダメージの影響は大きい。
従来技術においては、このような配向膜が形成されたガラス基板において、その修復の際における配向膜への影響については何ら開示されておらず、この点で工夫の余地があった。

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、ガラス基板に形成された凹部等の欠陥が修復され、しかも修復における機能膜へのダメージが充分に抑制されることによって表示不良の発生が防止された表示パネルを提供することを目的とするものである。

本発明者らは、ガラス基板上に凹部等の欠陥が見つかった場合の修復工程、そのような工程を経て製造される表示パネルについて種々検討したところ、凹部等の欠陥を修復するために使用される光硬化性樹脂を硬化するために照射する紫外線１５１（図６参照）等の光が液晶材料だけではなく、光配向するための官能性基を有する材料から形成された機能膜にも影響を与えていることに着目した。そして、当該機能膜においては、特定波長領域の光照射によってダメージを受け、特に３５０ｎｍ以上、４００ｎｍ未満（以下、３５０ｎｍ～４００ｎｍともいう。）の波長の紫外線でダメージを受けるため、図１に示されるように４００ｎｍ以上の波長を用いて凹部等の欠陥を修復するための光硬化性樹脂を硬化させることが必要であることを見いだした。特に、配向分割において用いられている配向膜においては、３５０ｎｍ～４００ｎｍの波長領域におけるダメージは大きい。また、使用する欠陥修復用光硬化性樹脂を硬化させるための光開始剤が、波長４３０ｎｍ以下の光を吸収して作用するものとすると、４００ｎｍ以上、４３０ｎｍ以下の光を照射することにより欠陥修復用光硬化性樹脂を充分に硬化させることができる点で特に好ましいことを見いだし、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。

すなわち、本発明は、一対の基板、基板間に設けられた表示素子及び基板の少なくとも一方の表示素子側の表面に設けられた機能膜を備える表示パネルであって、上記表示パネルは、機能膜が感光性基を有する材料から形成されたものであり、上記基板の少なくとも一方は、基板面に凹部が形成され、上記凹部に紫外線硬化樹脂硬化物が充填されたものであり、上記紫外線硬化樹脂硬化物が波長４００ｎｍ以上の紫外線によって硬化してなる表示パネルである。

上記基板としては、通常、透明基板、好ましくはガラス基板が用いられ、基板面に形成された凹部とは、ガラス基板上に生じた傷、へこみ等の欠陥そのもの、又は、当該欠陥、気泡若しくは異物混入等を補修したことによって生じた凹部である。当該凹部は、ガラス基板に元々生じていた欠陥、又は、液晶パネルの製造工程において生じた欠陥であり、当該凹部の大きさや個数、形状は限定されるものではない。

なお、一対のガラス基板によって表示素子が挟持され、少なくとも一方の基板の表示素子側に機能膜が形成された表示パネルにおいて、当該挟持された状態のガラス基板に対して修復工程を行う形態であってもよく、また、そのように挟持される前の工程において、機能膜が形成されたガラス基板そのものに対して修復工程を行う形態であってもよい。いずれの形態であっても、本発明の効果を発揮することが可能である。

また、本発明においては、ガラス基板上の凹部を修復するうえで、ガラス基板上に形成された機能膜にダメージを与えることを抑制しつつ修復工程を実施することを目的とする。したがって、ガラス基板上における、機能膜が形成された領域以外に形成された凹部に対する修復に適用することが好ましい。例えば、ガラス基板の表示素子側に機能膜が形成されることから、表示素子側とは反対側（外側）のガラス基板上における凹部の修復に適用されることが好適である。

本発明の表示パネルの好ましい形態の一つとしては、上記紫外線硬化樹脂は、波長４３０ｎｍ以下の紫外線を吸収する光開始剤を含有する樹脂組成物である形態が挙げられる。上記紫外線硬化性樹脂（光硬化性樹脂）を光硬化するためには、通常では光開始剤が用いられることになるが、欠陥修復用光硬化性樹脂に用いられるものとしては、波長４３０ｎｍ以下の紫外線を吸収する光開始剤が好適であり、特に、光学分割プロセスにおいて好適である。従って、本発明においては、波長４３０ｎｍ以下、好ましくは、波長４００ｎｍ以上、４３０ｎｍ以下の紫外線を吸収し、光開始剤として作用するものを用いることになる。
上記紫外線硬化性樹脂硬化物（光硬化性樹脂硬化物）としては、波長４３０ｎｍ以下の紫外線によって硬化してなる形態が好ましい。例えば、樹脂としては、（メタ）アクリル樹脂が好適であり、上記光開始剤と共に用いることによって、本発明の波長領域において光硬化させることが可能である。光開始剤としても、（メタ）アクリル樹脂の光硬化に用いられるものであることが好ましい。

本発明はまた、一対の基板、基板間に設けられた表示素子及び基板の少なくとも一方の表示素子側の表面に設けられた機能膜を備える表示装置を製造するための方法であって、該機能膜は、感光性基を有する材料から形成されたものであり、上記基板の少なくとも一方は、基板面に凹部が形成されたものであり、上記製造方法は、該凹部に紫外線硬化樹脂を充填する工程及び紫外線硬化樹脂に波長４００ｎｍ以上の紫外線を照射して該樹脂を硬化させる光硬化工程を含む表示パネルの製造方法でもある。更に、上記紫外線硬化樹脂に波長４３０ｎｍ以下の紫外線を照射して該樹脂を硬化させることが好ましい。
本発明の好ましい形態においては、基板（透明基板、ガラス基板）の欠陥検査工程、欠陥修復工程を経ることになるが、欠陥修復工程においては、凹部欠陥に対して紫外線硬化樹脂を充填する工程、上記特定波長領域にある紫外線を照射する光硬化工程を含むことになる。また、紫外線硬化樹脂を充填する工程に先立って、欠陥部分を削り取る等によって凹部とする工程を経てもよい。
上記紫外線の照射に当たっては、波長４００ｎｍ以上（好ましくは、４００ｎｍ以上、４３０ｎｍ以下。以下、４００ｎｍ～４３０ｎｍともいう。）の波長領域内にある紫外線を照射することになるが、本発明の効果を奏する限り、それ以外の波長領域の紫外線を含んでいてもよい。例えば、好ましい形態としては、（１）配向膜に対してダメージを与えることになる３５０ｎｍ以上、４００ｎｍ未満の波長領域における紫外線の比強度の最大値が、波長４００ｎｍ～４３０ｎｍの波長領域における紫外線の比強度の最大値よりも小さくなるようにした形態、（２）３５０ｎｍ以上、４００ｎｍ未満の波長領域における紫外線の比強度の最大値が、波長４００ｎｍ～４３０ｎｍの波長領域における紫外線の比強度の最大値の５０％以下（好ましくは３０％以下、より好ましくは１０％以下）となるようにした形態が挙げられる。
上記紫外線の照射方法としては、上記特定波長領域の下限値未満の紫外線をカットするフィルタなどを備えた紫外線照射装置を用いる方法等が挙げられる。

本発明の表示パネルの製造方法の好ましい形態の一つとしては、上記光硬化工程は、紫外線硬化樹脂に照射する紫外線からｉ線をカットする形態が挙げられる。ｉ線とは、３６５ｎｍの紫外線である。ｉ線をカットする形態とは、ｉ線を完全にカットする形態に限定されるものではなく、本発明の効果を発揮すると評価される程度にｉ線をカットするものであればよい。好ましくは、ｉ線を実質的に完全にカット（遮断）する形態である。例えば、カットフィルタ等を用いることにより、ｉ線をカットすることができる。

本発明の表示パネルの製造方法の好ましい形態の一つとしては、上記光硬化工程は、紫外線硬化樹脂にｈ線を照射する形態が挙げられる。
上記ｈ線とは、４０５ｎｍの紫外線であり、このような好ましい形態においては、通常は上記特定波長領域の下限値未満の紫外線をカットするフィルタなどを備えた紫外線照射装置を用いる方法、又は、特定波長領域の紫外線を特異的に強く発する紫外線照射装置等を用いて凹部欠陥修復工程における光照射工程を行うことになる。また、本発明においては、凹部欠陥修復工程の光照射において、凹部欠陥部分のみに光照射してもよく、基板全体に対して光照射してもよいが、配向膜へのダメージを最小とする観点からは、凹部欠陥部分のみに光照射することが好ましい。この場合、通常では、誤差範囲も含めて、凹部欠陥部分及びその周辺部のみに光照射することになる。
本発明の表示パネル及びその製造方法においては、上記表示素子は、液晶層であり、上記機能膜は、配向膜である形態が特に好ましい。本発明の表示パネル及びその製造方法は、好ましくは、液晶表示パネル及びその製造方法である。

上述した本発明の表示パネル及びその製造方法のその他の構成は適宜設定すればよく、本発明の効果を阻害しない限り特に限定されるものではない。また、上述した各形態は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜組み合わされてもよい。

本発明の表示パネル及びその製造方法によれば、ガラス基板に形成された凹部等の欠陥が修復され、しかも修復における配向膜へのダメージが充分に抑制されることによって表示不良の発生が防止された表示パネルとすることができる。

実施形態１の紫外線照射工程を示す図である。実施形態１の液晶表示パネルを示す断面模式図である。実施形態１で用いられるＨｇ－Ｘｅランプの波長領域を示すグラフである。実施形態１で用いられるカットフィルタの分光スペクトルを示すグラフである。実施形態１におけるＨｇ－Ｘｅランプにカットフィルタを併用した場合のスペクトル及びカットフィルタを使用しなかった場合のＨｇ－Ｘｅランプのスペクトルを示すグラフである。比較例１の紫外線照射工程を示す図である。比較例１のカットフィルタの分光スペクトルを示すグラフである。

以下に実施形態を掲げ、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。なお、本明細書中、（メタ）アクリル樹脂は、メタクリル樹脂及びアクリル樹脂の両方を意味するものである。

実施形態１
図１は、実施形態１の紫外線照射工程を示す図である。
図２は、実施形態１の液晶表示パネルを示す断面模式図である。
実施形態１では、一対のガラス基板１１、２１に、液晶材３１が挟持されている。基板１１、２１の液晶層側の表面には、それぞれ配向膜１２、２２が設けられている。実施形態１で用いられるガラス基板は、液晶表示パネルに用いられるガラス基板である。またそれぞれのガラス基板１１、２１の、液晶材３１とは反対側の面には、偏光フィルムが設けられていてもよい。なお、偏光フィルムとガラス基板１１、２１との間には、位相差フィルムが設けられていてもよい。更に、それぞれのガラス基板１１、２１の、液晶材３１側の面上には、透明電極及び／又は力ラーフイルタが形成されている（図示なし）。またガラス基板２１の背面側（観者側と反対側）の偏光フィルムの背面側に、通常はバックライト（図示なし）が設けられている。液晶層（液晶材）は、負の誘電率異方性を有する液晶分子を含んで構成され、配向膜１２及び配向膜２２は、液晶分子を膜表面に対して略垂直かつ互いに直交する方位に配向させるものであり、感光性基を有する材料から形成された光配向膜である。好適な配向膜の形態については後述する通りである。

（凹部欠陥）
ガラス基板に生じうる欠陥としては、傷若しくはへこみの発生、又は、気泡若しくは異物等の混入等が挙げられる。傷又はへこみは、例えば、ガラス基板を切り出すもとの原板からガラス基板を作製する際にガラス基板同士が接触すること等によってガラス基板の表面に生じるもの等が挙げられる。実施形態１においては、傷又はへこみが、液晶層側とは反対側（外側）のガラス基板上に形成されていたところ、液晶表示パネルに対して、ガラス基板の欠陥部をけずりとることで凹部を形成したものである。また、ガラス基板に混入する気泡又は異物は、例えば、ガラス原料に起因するもの、外部環境に由来するもの等がある。このような気泡又は異物は、通常はガラス基板又はガラス基板を切り出すための原板の成型の際に混入する。このような気泡・異物は、現在の技術においては工業的なレベルで完全に除去することが困難なものである。

表示パネルのガラス基板にこのような欠陥が見つかった場合、まず、欠陥を有するガラス基板を偏光フィルム（及び位相差フィルム）が覆っている場合は、当該偏光フィルム（及び位相差フィルム）をガラス基板から取り外し、欠陥のあるガラス基板を露出させる。そして、欠陥の種類に応じて、上記欠陥周辺のガラス材料の除去加工を行う。例えば、ガラス基板１１に生じた欠陥が気泡の場合は、ガラス基板１１の外側表面から気泡に達するまで、ガラス基板１１のガラス材料を除去する。ガラス基板１１に生じた欠陥が異物の場合は、更に異物の除去も行う。

このガラス材料の除去は、例えば砥石を用いた研削加工、テープを用いたラッピング研磨等によって行うことができる。除去加工の結果、ガラス基板の外側表面に凹部が形成される。なお、必要に応じて気泡又は傷の周囲のガラス材料を削って凹部の形状を整えてもよい。
また上述したガラス基板の修復方法において、ガラス材料の除去を行わない形態であってもよい。例えば、凹部がガラス基板の表面に形成された傷、又は、ガラス基板の表面に開口を有する気泡自体であってもよい。

（紫外線硬化樹脂充填工程）
図１に示すように、実施形態１の液晶表示パネルはその外側表面の表示領域内に凹部を有している。ガラス基板の表面の凹部を紫外線硬化樹脂で充填する。
上記紫外線硬化樹脂としては、当該技術分野において充分な透明性を有し、４００ｎｍ～４３０ｎｍの紫外線により硬化するものであればよい。このような紫外線硬化樹脂は、本発明の技術分野の技術常識にもとづいて適宜原料の種類・配合割合を調整することにより得ることができる。

実施形態１では、紫外線硬化樹脂として、架橋された（メタ）アクリル樹脂の原料物質を用いる。なお、このような紫外線硬化樹脂としては、例えば、協立化学産業社製のワールドロックＮｏ．８８０７ＬＫ等の市販品を用いることができる。ワールドロックＮｏ．８８０７ＬＫは、４３０ｎｍ以下の紫外線を吸収する光開始材を含むものであり、このような光開始材が紫外線硬化樹脂の硬化において好適である。これら紫外線硬化樹脂としては、（メタ）アクリル樹脂以外の樹脂を使用することもできるが、中でも、（メタ）アクリル樹脂が、透明性、耐候性等に優れることから好ましい。
ガラス基板の凹部の開口が鉛直上向きになるように液晶表示パネルを設置し、凹部に、紫外線硬化樹脂を、有機溶媒又は原料物質に溶解した４３０ｎｍ以下の紫外線を吸収する光開始剤（光重合開始剤）とともに充填する。各成分は、混合された後に充填されるものであってもよいし、各化合物毎に充填されるものであってもよい。
以下では、紫外線硬化樹脂（（メタ）アクリル樹脂）の具体例について説明する。なお、液晶表示パネル用のガラス基板においては、紫外線硬化樹脂は、高い光透過性を有するとともに、複屈折が小さいことが好ましい。

紫外線硬化樹脂が架橋された（メタ）アクリル樹脂である場合、（メタ）アクリル樹脂は、２種類以上の原料物質を共重合させてなるもの、例えば、（メタ）アクリル酸エステルのモノマー又はオリゴマー等からなる原料物質と、架橋剤とをランダムに共重合させてなるものであることが好ましい。架橋された（メタ）アクリル樹脂の具体例を挙げると、架橋されたポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）系樹脂等を用いることができる。なお、これにより、（メタ）アクリル樹脂の光学異方性が抑制され、複屈折の大きさを小さくすることもできる。

例えば、（メタ）アクリル樹脂の原料物質として変性アクリレートオリゴマー（例えば、アクリル酸エステルのオリゴマー）と、紫外線反応性モノマー（例えば、架橋用のジアクリレート）とを使用することが好ましい。そして、これら原料物質を混合し、光開始剤の存在下でラジカル重合させることにより、これら原料物質がランダムに共重合してなるラジカル重合性（メタ）アクリル樹脂を得ることができる。この（メタ）アクリル樹脂は、架橋された網状構造となる。本発明は、１種類の原料物質を重合させる形態（架橋剤を用いない形態）であってもよく、２種類以上の原料物質を共重合させる形態であってもよい。例えば、自己架橋型の（メタ）アクリル系モノマーやオリゴマーを使用した場合には架橋剤を用いなくてもよい。ただし、上述したように２種以上の原料物質を共重合させる方が、１種類の原料物質を共重合させる場合よりも、得られる（メタ）アクリル樹脂の光学異方性を抑制することができる点で好ましい。中でも、（メタ）アクリル酸エステルのオリゴマー等からなる原料物質と、架橋剤とをランダムに共重合させてなる形態が好適である。

なお、上記（メタ）アクリル樹脂の原料物質は、ベンゼン環構造を有さず、架橋された（メタ）アクリル樹脂がベンゼン環構造を有していないことが好ましい。

このような（メタ）アクリル酸エステルとしては、例えば、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ－プロピル（メタ）アクリレート、ｎ－ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、ｔ－ブチル（メタ）アクリレート、２－エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリル酸アルキルエステル；シクロヘキシル（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリル酸シクロアルキルエステル；ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート等の塩基性（メタ）アクリル酸エステル等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を適宜混合して用いてもよい。

また、架橋剤としては、架橋性モノマー等の架橋剤が使用される。架橋剤は、（メタ）アクリル酸エステルのオリゴマー等の被架橋化合物に含まれる官能基と反応する官能基を２つ以上有する化合物であればよく、例えば、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート等の多官能（メタ）アクリレート；エポキシ（メタ）アクリレート類；ジビニルベンゼン、ジアリルフタレート、ジアリルイソフタレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート等が挙げられる。

上記光開始剤としては、例えば、市販品であるワールドロックＮｏ．８８０７ＬＫ（商品名、協立化学産業社製）に含まれる光開始材等を用いることができる。なお、本発明の技術分野においては、ワールドロックＮｏ．８８０７ＬＫに含まれる光開始材以外にも可視光側（４３０ｎｍ以下、好ましくは、４００ｎｍ以上、４３０ｎｍ以下）で開始する材料は存在することが充分に認識されており、これらを適宜用いることが可能である。

なお、上述した架橋された（メタ）アクリル樹脂は、１種類の原料物質を重合させてなる重合体であってもよいし、２種類以上の原料物質を共重合させるためのものであってもよい。２種類以上の原料物質を共重合させる方が、光学異方性の点から好適である。

上述した原料物質を重合させて架橋された（メタ）アクリル樹脂からなる紫外線硬化樹脂を合成する際には、更にシランカップリング剤、酸化防止剤等の添加剤を加えてもよい。また、光開始剤が、波長が４３０ｎｍ以下の光を吸収するものとすることにより、硬化後の紫外線硬化樹脂の透明度が向上し、高品質のガラス基板を得ることができる。より好ましくは、光開始剤が４３０ｎｍを超える光を実質的に吸収しない形態である。

（光硬化工程）
図１及び図２に示すように、液晶表示パネルの外側表面の表示領域内にある凹部は、紫外線硬化樹脂が充填され、紫外線硬化樹脂が紫外線５１によって光硬化される結果、紫外線硬化樹脂硬化物４１で充填されて修復される。紫外線としては、４００～４３０ｎｍの紫外線であればよい。

図３は、実施形態１で用いられるＨｇ－Ｘｅランプの波長領域を示すグラフである。
図３においては、照射機としてＬＣ－８（商品名、光源：２００ＷタイプＬＣ８－０１、リフレクター：３６５ｎｍタイプ、ランプ：Ｈｇ－ＸｅランプＬ８２５１、導光体：直径５ｍｍ－１ｍｍタイプＡ１００１４－５０－０１１０、浜松ホトニクス社製）を用いている。
実施形態１においては、Ｈｇ－ＸｅランプであるＬＣ８－０６（商品名、２００Ｗタイプ浜松ホトニクス社製。０６型光源ともいう。）とともに４００ｎｍ未満の波長の光をカットするカットフィルタ（従来のように３６５ｎｍの波長の光（ｉ線）までカットできるフィルタ。０９型フィルタともいう。）を介して、凹部内に光を照射するものである。これにより、樹脂の光開始剤が吸収する波長範囲６３から、パネル（感光性基を有する材料から形成された配向膜）がダメージを受ける波長範囲６５を差し引いた、硬化に使用する波長範囲６１の光を用いて硬化を行うことができる。

図４は、実施形態１で用いられるカットフィルタの分光スペクトルを示すグラフである。図５は、実施形態１におけるＨｇ－Ｘｅランプにカットフィルタを併用した場合のスペクトル及びカットフィルタを使用しなかった場合のＨｇ－Ｘｅランプのスペクトルを示すグラフである。上述した感光性基を有する材料から形成された配向膜は、上記ｉ線に対する感度が高いため、上記ｉ線の比強度を、ｈ線の比強度に対して５０％以下にすることが好ましい。より好ましくは３０％以下であり、更に好ましくは１０％以下である。また、当該光（ｉ線）を実質的に完全に遮断することが好適である。図５においては、実施形態１で用いられるカットフィルタ（０９型フィルタ）により、当該光が実質的に完全に遮断されているといえる程度に遮断されている。なお、図４においては、Ａ－７０２８－０９（商品名、浜松ホトニクス社製）又はＡ－９６１６－０９（商品名、浜松ホトニクス社製）のカットフィルタを用いた場合を示す。また、図５においては、照射機としてＬＣ－８（商品名、光源：２００ＷタイプＬＣ８－０６、リフレクター：５４６ｎｍタイプ、ランプ：Ｈｇ－ＸｅランプＬ８２５１、フィルタ：Ａ９６１６－０９、導光体：直径５ｍｍ－１ｍｍタイプＡ１００１４－５０－０１１０、浜松ホトニクス社製）を用いている。
上記ｉ線を含む光を照射した場合、例えば８０００ｍＪを超えると配向への影響が現れるが、ｉ線を実施形態１のフィルタによってカットした場合は、４４０００ｍＪ照射するまで影響は出ないことが確認された。このように、実施形態１においては、紫外線の波長を最適に使い分けることによって、好適に欠陥の修正を行うことができる。すなわち、配向膜への影響を与えることないためには波長が４００ｎｍ以上である必要があり、樹脂の着色を防ぐ観点からは波長が４３０ｎｍ以下の光で硬化する樹脂であることが望ましい。なお、光硬化工程において波長が４３０ｎｍ以下の光を照射すること自体には問題はなく、当該照射は可能である。なお、特定波長領域の紫外線を特異的に強く発する紫外線照射装置を用いるものであってもよく、同様の作用効果を発揮することができる。

上述した配向膜の好適な形態について説明する。配向膜１２、２２は、例えば（１）配向膜近傍の液晶分子に略均一なプレチルト角を付与するものである形態、（２）配向膜近傍の液晶分子のプレチルト角が８９度以下である形態、（３）配向膜は、４－カルコン基、４’－カルコン基、クマリン基、及び、シンナモイル基からなる群より選ばれる少なくとも一つの感光性基を有する材料から形成された光配向膜である形態、（４）配向膜は、感光性基の結合構造、光異性化構造及び光再配向構造からなる群より選ばれる少なくとも一つの構造を有する形態のいずれもが好適である。

上記（１）の形態によれば、プレチルト角のばらつきを効果的に抑制することができ、ＶＡＴＮモードの液晶表示装置において安定した透過率を容易に得ることができる。上記（１）の形態において、略均一とは、厳密に均一である必要はなく、上記効果を奏する程度に均一であればよい。上記（２）の形態によれば、ＶＡＴＮモードにおいても、ＶＡＥＣＢモードと同等の高い透過率を有する液晶表示装置を提供することができる。上記（３）の形態において、感光性基は、光により架橋反応（二量化反応を含む）、異性化反応、光再配向等を生じるものであり、これによれば、プレチルト角のばらつきを効果的に抑制することができ、安定した透過率を有するＶＡＴＮモードの液晶表示装置を提供できる。上記感光性基を有する材料（感光性材料）は、光結合反応を生じる材料（光結合型の材料）であることが好ましく、また、本実施形態の配向膜は、光結合型の配向膜であることが好ましい。上記（４）の形態もまた、プレチルト角のばらつきを効果的に抑制し、かつ安定した透過率を有するＶＡＴＮモードの液晶表示装置を提供するのに好適な形態である。上記（４）の形態における感光性基の結合構造とは、感光性材料の構成分子に含まれる感光性の官能基同士が光の照射によって結合した構造を意味する。上記（４）における感光性基の結合構造としては、架橋反応により形成されたものであることが好ましく、この場合、例えば波長２５０～４００ｎｍの光を照射することで結合構造を形成させることができる。なお、上記架橋反応とは、線状高分子のいくつかの特定原子間に、化学結合を形成せしめることを意味し、二量化反応も含まれる。上記感光性材料は、通常、線状の主鎖に複数の側鎖が結合し、更に側鎖が感光性基（光反応基）を含む分子構造を有する。したがって、上記感光性材料は、光が照射されることにより、２つの側鎖間で、感光性基の二量化反応等の架橋反応が生じ、架橋構造が形成されるので、本発明の配向膜は、感光性基の結合構造を有することになる。

上記光硬化工程は、光照射及び必要に応じて熱処理を行い、凹部内の原料物質を重合させる。このとき、光エネルギー等により重合反応が開始・促進され、硬化した紫外線硬化樹脂（紫外線硬化樹脂硬化物ともいう。）が形成される。なお、硬化工程の条件（光照射の強度・時間等）は、合成する紫外線硬化樹脂や光開始剤の種類に応じて通宜設定することが好ましい。
紫外線硬化樹脂が十分に硬化したら、通常、紫外線硬化樹脂表面を平坦になるように研磨することになる。

以上のように、実施形態１の液晶表示パネルの製造方法は、ガラス基板１１の表面の凹部を、架橋された（メタ）アクリル樹脂からなる紫外線硬化樹脂で充填する構成となっている。より具体的には、凹部に、紫外線硬化樹脂の構成要素となる原料物質を波長４３０ｎｍ以下の紫外線を吸収する光開始剤とともに充填し、充填した原料物質及び光開始剤に波長４００ｎｍ以上、４３０ｎｍ以下の紫外線を照射するとともに必要に応じて熱処理を行うことによって、凹部内にて重合反応を生じさせ、重合の結果得られた紫外線硬化樹脂硬化物で凹部を充填する構成となっている。このように、凹部を充填する材料として紫外線硬化樹脂を用いることで、配向膜にダメージを与えることを充分に防止しつつ、焼成処理よりも低い温度でガラス基板１１の修復を行うことができる。

上記構成によれば、原料物質の重合に光重合が用いられるため、重合に必要な熱処理の温度を下げることができ、場合によっては熱処理をなくすことも可能である。これにより、熱膨張による原料物質の体積変化を抑制したり、紫外線硬化樹脂中に気泡が発生するのを抑制したりすることができる。

実施形態１のガラス基板の製造方法における光硬化工程は、液晶表示パネルの製造方法における種々の段階において実施することができる。例えば、ガラス基板を液晶表示パネルに組み立てるまでの段階、組み立てた液晶表示パネルを検査してから液晶表示装置へ組み立てるまでの段階等の種々の段階において本発明を適用することができる。なお、本発明の課題との関係上、通常は基板上に配向膜が形成されている場合に光硬化を行うことによって本発明の効果が発揮されることになる。

実施形態１に係る液晶表示パネルの製造方法は、ガラス基板が液晶表示パネルに組み立てられる前であって、ガラス基板上に配向膜が配置されている場合においては、例えば凹部が形成された反対側の基板面上の配向膜を除去することなくガラス基板を修復することができる。また、欠陥のあるガラス基板が既に液晶表示パネルに組み立てられた場合であっても、表示パネルを分解することなく、そのままの状態でガラス基板１１を修復することができる。このように製造工程が簡略化されることにより、工業的に極めて優れた効果を奏することができる。

比較例１
図６は、比較例１の紫外線照射工程を示す図である。
図７は、比較例１のカットフィルタの分光スペクトル（透過曲線）を示すグラフである。
上述したＨｇ－Ｘｅランプに比較例１のカットフィルタ（ｈ線までカットできるフィルタ。０８フィルタともいう。）を併用した場合は、配向膜へのダメージが生じ、表示不良が生じることとなった。なお、図７においては、Ａ－７０２８－０８（商品名、浜松ホトニクス社製）又はＡ－９６１６－０８（商品名、浜松ホトニクス社製）のカットフィルタを用いた場合を示している。

上述した実施例においては液晶表示パネルについて説明し、このように表示パネルが液晶表示パネルである形態が本発明の好ましい形態であるが、本発明は、同様に、感光性基を有する材料から形成された機能膜を有するその他の表示パネル（例えば、プラズマディスプレイパネル等）についても適用することが可能である。

上述した実施形態における各形態は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜組み合わされてもよい。

なお、本願は、２０１０年３月１２日に出願された日本国特許出願２０１０－０５６５７９号を基礎として、パリ条約ないし移行する国における法規に基づく優先権を主張するものである。該出願の内容は、その全体が本願中に参照として組み込まれている。

１１、２１：ガラス基板
１２、２２：配向膜
３１：液晶材
４１：紫外線硬化樹脂硬化物
５１：紫外線（４０５ｎｍ）
６１：硬化に使用する波長範囲
６３：樹脂の光開始剤が吸収する波長範囲
６５：パネルがダメージを受ける波長範囲

Claims

一対の基板、基板間に設けられた表示素子及び基板の少なくとも一方の表示素子側の表面に設けられた機能膜を備える表示パネルであって、
該表示パネルは、機能膜が感光性基を有する材料から形成されたものであり、
該基板の少なくとも一方は、基板面に凹部が形成され、該凹部に紫外線硬化樹脂硬化物が充填されたものであり、該紫外線硬化樹脂硬化物が波長４００ｎｍ以上の紫外線によって硬化してなることを特徴とする表示パネル。
前記紫外線硬化樹脂硬化物は、波長４３０ｎｍ以下の紫外線によって硬化してなることを特徴とする請求項１に記載の表示パネル。
前記紫外線硬化樹脂は、波長４３０ｎｍ以下の紫外線を吸収する光開始剤を含有する樹脂組成物であることを特徴とする請求項１又は２に記載の表示パネル。
前記表示素子は、液晶層であり、前記機能膜は、配向膜であることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の表示パネル。
一対の基板、基板間に設けられた表示素子及び基板の少なくとも一方の表示素子側の表面に設けられた機能膜を備える表示装置を製造するための方法であって、
該機能膜は、感光性基を有する材料から形成されたものであり、
該基板の少なくとも一方は、基板面に凹部が形成されたものであり、
該製造方法は、該凹部に紫外線硬化樹脂を充填する工程及び紫外線硬化樹脂に波長４００ｎｍ以上の紫外線を照射して該樹脂を硬化させる光硬化工程を含むことを特徴とする表示パネルの製造方法。
前記光硬化工程は、前記紫外線硬化樹脂に波長４３０ｎｍ以下の紫外線を照射して該樹脂を硬化させることを特徴とする請求項５に記載の表示パネルの製造方法。
前記光硬化工程は、紫外線硬化樹脂に照射する紫外線からｉ線をカットすることを特徴とする請求項５又は６に記載の表示パネルの製造方法。
前記光硬化工程は、紫外線硬化樹脂にｈ線を照射することを特徴とする請求項５～７のいずれかに記載の表示パネルの製造方法。
前記表示素子は、液晶層であり、前記機能膜は、配向膜であることを特徴とする請求項５～８のいずれかに記載の表示パネルの製造方法。