(57)【要約】【課題】液晶セルの端部及び切断箇所近傍から気体が進入するのを効果的に防止することを可能とする液晶パネルを提供することを目的とする。【解決手段】第１基板（１１１）、第２基板（１１７）、シール部材（１１９）及び第１及び第２基板間にシール部材によって封入された液晶層（１１４）を含む液晶セル（１１０）と、液晶セルの端部を覆うように配置された平坦化層（１４１）と、平坦化層の上に配置された有機・無機ハイブリッド材からなるガスバリア層（１４２）を有することを特徴とする液晶パネル（１００）。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板、第２基板、シール部材及び前記第１及び第２基板間に前記シール部材によって封入された液晶層を含む液晶セルと、
前記液晶セルの端部を覆うように配置された平坦化層と、
前記平坦化層の上に配置された有機・無機ハイブリッド材からなるガスバリア層と、
を有することを特徴とする液晶パネル。
【請求項２】
前記ガスバリア層の上に配置された有機保護層を有する請求項１に記載の液晶パネル。
【請求項３】
前記第１及び第２基板は、プラスチック基板である、請求項１〜２の何れか一項に記載の液晶パネル。
【請求項４】
前記第１及び第２基板上に形成された第２ガスバリア層を更に有する、請求項１〜３の何れか一項に記載の液晶パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶パネルに関し、特に端部にガスバリア層を有する液晶パネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
フィルム基板間に液晶が封入された液晶セルにおいて、液晶が封入された領域内へ気体が進入し、気泡が発生する場合がある。
【０００３】
そこで、液晶セルの端部にエポキシ接着剤をガスバリア層として設けて、液晶セルの端部からガスが液晶セル内に侵入しないようにすることが知られている（例えば、特許文献１）。しかしながら、エポキシ接着剤等の有機材料では、気体の進入を完全に防止することはできず、依然液晶セル内への気体の進入による気泡の発生が生じる場合があった。
【０００４】
また、２枚の基板間にエレクトロルミネセンス（ＥＬ：Electro Luminescence）が得られる発光材料からなる薄膜を配置し、その端面に、水蒸気の進入を防止するためにガスバリア層としてＤＬＣ（Diamond like Carbon）膜を形成することが知られている（例えば
、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２２１９９８号公報（第２図）
【特許文献２】特開２００２−１５１２５３号公報（第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図１は、液晶セルの製造工程の一部を説明するための図である。
【０００７】
図１（ａ）に示すように、第１の透明基板１１１、第１の透明電極パターン１１２、第１の配向層１１３、液晶層１１４、第２の配向層１１５、第２の透明電極パターン１１６、第２の透明基板１１７、複数のスペーサ１１８及びシール材１１９等を有する液晶セル１１０が複数同時に形成され、その第１の透明基板１１１及び第２の透明基板１１７の外部には、気体の侵入を防止するための第２のガスバリア層１２１及び第３のガスバリア層１２２がプラズマコーティング方式によって形成されている。
【０００８】
その後、図１（ａ）において、矢印ａ及びｂに示す部分がカッター（不図示）によって切断され、液晶セル１１０が個々に切り出されることとなる。
【０００９】
また、図１（ｂ）は、カッターによって切断された液晶セル１１０の端面の一部拡大図であるが、図示するように、切断面には、深さ１μｍ程度の細かい溝ｇが多数形成されてしまう。この溝ｇは、微視的にみて柔軟性のある基板を先端の丸い刃でひきちぎるように切断するために生じるものと考えられる。
【００１０】
したがって、液晶セル１１０の端部に、そのままＤＬＣ膜のような無機ガスバリア層をコーティングしても、溝ｇの部分までコーティングすることができず、溝ｇの部分からの気体の進入を完全に防止することができないという不具合が生じてしまう。
【００１１】
さらに、第１の基板１１１及び第２の基板１１７の切断箇所近傍（図１の点線ｃ〜ｆ）では、第２及び第３ガスバリア層１２１及び１２２に割れが生じているため、液晶セル１
１０の端部だけにガスバリア層を設けても、その割れの部分から気体が進入してしまうと言う不具合が生じてしまう。また、第２及び第３のガスバリア層１２１及び１２２の上にはそれぞれ粘着層を介して偏光板が配置されることとなるが、粘着層から発生した気体が、上述した第２及び第３ガスバリア層１２１及び１２２の割れの部分から液晶セル内に進入してしまうという不具合も生じる可能性がある。
【００１２】
そこで、本発明は、液晶セルの端部から気体が進入するのを効果的に防止することを可能とする液晶パネルを提供することを目的とする。  
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明に係る液晶パネルでは、第１基板、第２基板、シール部材及び第１及び第２基板間にシール部材によって封入された液晶層を含む液晶セルと、液晶セルの端部を覆うように配置された平坦化層と、平坦化層の上に配置され有機・無機ハイブリッド材からなるガスバリア層を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る液晶パネルにしたがって製造された液晶パネルでは、液晶パネルの端部及び液晶セルを切り出すための切断箇所近傍からの気体の進入を防止することが可能となり、液晶層内に気泡が発生することを回避することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】液晶セルの製造工程の一部を説明するための図である。
【図２】本発明に係る液晶パネルの概略断面図である。
【図３】液晶パネルの製造工程を説明するための図である。
【図４】塗布のための治具を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下図面を参照して、本発明に係る液晶パネルの一実施形態について説明する。
【００１７】
図２は、本実施形態に係る液晶パネルの概略断面図である。
【００１８】
液晶パネル１００は、液晶セル１１０、液晶セル１１０の上面ｘ上に配置された第１の偏光板１３０、第１の偏光板１３０を固定するための第１の粘着層１３２、液晶セル１１０の下面ｙ上に配置された第２の偏光板１３１、第２の偏光板１３１を固定するための第２の粘着層１３３、液晶セル１１０の上面ｘの一部（切断箇所近傍）、下面ｙの一部（切断箇所近傍）、及び端部ｚ（切断面）を覆うように配置された第１ガスバリア層１４０等から構成される。
【００１９】
液晶セル１１０は、第１の透明基板１１１、第２の透明基板１１７、シール材１１９、第１及び第２の透明基板１１１及び１１７の間隔を保持するために複数配置されたスペーサ１１８、第１及び第２の透明基板１１１及び１１７とシール材１１９との間に封入された液晶層１１４、第１の透明基板１１１の上に配置された第２のガスバリア層１２１、第２の透明基板１１７の上に配置された第３のガスバリア層１２２等を有している。また、第１の透明基板１１１上には、第１の透明電極パターン１１２及び第１の配向膜１１３が形成され、第２の透明基板１１７上には、第１の透明電極パターン１１２に対向した第２の透明電極パターン１１６及び第２の配向膜１１５が形成されている。なお、説明のために、図２における縮尺は実際と異なる場合がある点に留意されたい。
【００２０】
液晶１１４には、一般的に用いられているＴＮ（ツイステッドネマティック）液晶等が用いられる。
【００２１】
第１及び第２の透明基板１１１及び１１７は、可撓性であって、厚さ１００μｍのポリカードネイト樹脂によって形成されている。しかしながら、第１及び第２の透明基板１１１及び１１７は、これに限定されるものではなく、変性アクリル樹脂、ポリメタクリル樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリエチレンレテフタレート樹脂、ノルボルテン樹脂、ガラス等であっても良く、厚さも５０〜２５０μｍとすることができる。
【００２２】
第１及び第２の透明電極パターン１１２及び１１６は、第１及び第２の透明基板１１１及び１１７上に、それぞれスパッタリング法によって、厚さ約０．０３μｍのＩＴＯから構成された透明導電膜を形成し、その後エッチングによって不要な部分を除去することによってパターン化されている。第１及び第２の透明電極パターンへは、所定の配線が施され、液晶パネル１００の表示駆動制御部（不図示）から所定の交番電圧が印加されるように構成されている。液晶パネル１００の表示駆動制御部は、第１及び第２の透明電極パターン１１２及び１１６間に、所定の交番電圧を印加することによって、液晶層１１４を透過モードと非透過モードとの間で、切り換えを行うことできるように構成される。
【００２３】
第２及び第３のガスバリア層１２１及び１２２は、二酸化ケイ素から構成され、液晶セルの製造時にスパッタリング法によって、第１及び第２の透明基板１１１及び１１７上に成膜される。
【００２４】
第１のガスバリア層１４０は、平坦化層１４１、有機・無機ハイブリッド材からなるガスバリア層１４２及び有機ガスバリア層１４３から構成される。なお、図２では、液晶パネル１００の一部の断面図のみを示しているが、ガスバリア層１４０は、液晶セル１１０の周囲のほぼ全てに配置されているものとする。
【００２５】
平坦化層１４１として、エポキシ樹脂を主成分とするガスバリア性樹脂である「マクシーブ」（登録商標）を用い、乾燥時の膜厚が約５〜１０μｍとなるように塗布した。前述したように、液晶セル１１０の上面ｘ及び下面ｙの切断箇所近傍では、切断時に発生した割れがあり、そのままでは割れの部分から気体が進入してしまう恐れがある。さらに、その割れの部分にさらに無機ガスバリアをスパッタリング等によってコーティングしようとしても、割れの部分が無機ガスバリア層で確実にカバーされず、気体の進入を防ぐことができない。同様に、液晶セル１１０の端部ｚには、切断時に形成される細かい溝が形成され（図１（ｂ）参照）、そのまま無機ガスバリア層をスパッタリング等によってコーティングしようとしても、溝が無機ガスバリア層で確実にカバーされず、気体の進入を防ぐことができない。そこで、割れや溝を埋めるために、液晶セル１１０の上面ｘ及び下面ｙの切断箇所近傍と、端部ｚを覆うように、最初に、平坦化層１４１を設けた。なお、本実施形態では、平坦化層１４１として、ガスバリア性能も兼ね備えるエポキシ樹脂を主成分とする樹脂を利用したので、更にガスバリア性能を向上させることが可能となった。また、第１及び第２の透明基板１１１，１１７とシール材１１９の切断面が一致しているため、平坦化層１４１を塗布する際に、平坦化層１４１と液晶セル１１０の端部との間に気泡が抱き込まれ難くなっている。
【００２６】
一般に有機・無機ハイブリッド材とはナノメータレベルまたは分子レベルで有機成分と無機成分を混ぜ合わせることにより、両者のメリットを相乗的に高めることのできる材料である。本実施形態のガスバリア層１４２に用いた有機・無機ハイブリッド材は直径が１０から２０ｎｍの酸化ケイ素ＳｉＯｘからなる粒子が有機材からなるバインダー中に分散したものである。ガスバリア層１４２の厚さは２μｍ以下となった。
【００２７】
なお、有機・無機ハイブリッド材は、この材料に限定されることなく、例えば、有機成分と無機成分が共有結合で結びついていると考えられているポリシロキサン（無機材料）
とポリホスファゼン（有機材料）からなるものでも良い。一般に無機材料のガスバリア性は有機材料のガスバリア性にくらべ格段に大きいことが知られており、これらの材料からなる有機・無機ハイブリッド材は、無機成分の濃度を高めることにより膜厚を略１μｍ以上にすれば所望のガスバリア特性を得ることが可能である。しかしながら無機成分の濃度を高くすると塗布性が犠牲になり、例えば前述のようにガスバリア層１４２を厚くできない（２μｍ以下）。すなわち無機・有機ハイブリッド材だけでは、図１に示した切断部における溝ｇや第２及び第３のガスバリア層１２１，１２２の割れを充分に覆うことがでなくなる。これに対し本実施形態のガスバリア層１４２は、平坦化層１４１によって平滑化された表面上に成膜されるので、液晶セル１１０の上面ｘ及び下面ｙの切断箇所近傍と、端部ｚを確実に覆うことが可能となった。
【００２８】
有機保護層１４３として、エポキシ樹脂を主成分とするガスバリア性樹脂である「マクシーブ」（登録商標）を用い、乾燥時の膜厚が約５〜１０μｍとなるように塗布した。ガスバリア特性を有する平坦化層１４１と有機・無機ハイブリッド材からなるガスバリア層１４２によって、ガスバリア機能は充分であるので、必ずしも有機保護層１４３を設ける必要は無い。しかしながら、無機成分の多い有機・無機ハイブリッド材からなるガスバリア層１４２は、硬質であるので、成膜時のピンホールに加え、キズ、クラック等が発生する可能性があり、有機保護層１４３は、そのようなピンホール、キズ、クラック等によるガスバリア特性の不備を補うことを目的としている。したがって、有機保護層１４３を設けることによって、液晶セル１１０の上面ｘ及び下面ｙの切断箇所近傍と、端部ｚのガスバリア特性を強固に維持することができる。
【００２９】
図３は、液晶パネルの製造工程を説明するための図である。
【００３０】
図３（ａ）は、複数同時に形成された液晶セル１１０が、カッターによって切断されて、１つの液晶セル１１０が切り出された状態を示している（即ち図１の工程の後の状態）。
【００３１】
図３（ａ）に示す状態で液晶セル１１０は、第１の透明基板１１１、第１の透明電極パターン１１２、第１の配向膜１１３、液晶層１１４、第２の配向膜１１５、第２の透明電極パターン１１６、第２の透明基板１１７、スペーサ１１８、シール材１１９、第２のガスバリア層１２１、第３のガスバリア層１２２等を有している。さらに、前述したように、液晶セル１１０の上面ｘ及び下面ｙの切断箇所近傍ｃ及びｅでは、切断時に発生した割れがあり、端部ｚには、切断時に形成される細かい溝が形成されている（図１（ｂ）参照）。
【００３２】
図３（ｂ）は、液晶セル１１０の上面ｘ及び下面ｙの切断箇所近傍ｃ及びｅと、端部ｚを覆うように平坦化層１４１を塗布した状態を示した図である。
【００３３】
平坦化層１４１の塗布は、図４に示すような治具を利用して行う。即ち、土台２００上に配置された金属板２０１とマグネット２０２との間に、図３（ａ）に示す液晶セル１１０を挟み込み、液晶セル１１０の周囲の端部が塗布され易いように固定する。マグネット２０２と金属板２０１との間の磁力によって液晶セル１１０が固定されているので、液晶セル１１０を傷つけず、さらに特別な接着剤等も利用することなく、簡単に平坦化層１４１の塗布を行うことができる。
【００３４】
液晶セル１１０を固定後、メラミン樹脂製スポンジ２１０の先端部にエポキシ樹脂を主成分とするガスバリア性樹脂である「マクシーブ」（登録商標）と溶剤を混ぜた溶液２１２を付け、液晶セル１１０の所定の領域に塗布するように作業する。なお、平坦化層１４１の塗布には、メラミン樹脂製スポンジ２１０以外に、高密度のスポンジや高精細繊維の
布等を利用することもできる。溶液２１２の塗布後、液晶セル１１０を、６０〜８０℃で約１時間焼成を行って、溶剤を飛ばし、平坦化層１４１の塗布を完了する。なお、平坦化層１４１は、複数回に分けて溶液の塗布を繰り返すことによって、成膜するようにしても良い。
【００３５】
図３（ｃ）は、平坦化層１４１の上に有機・無機ハイブリッド材からなるガスバリア層１４２を成膜した状態を示した図である。
【００３６】
ガスバリア層１４２の塗布は、平坦化層１４１の塗布と同様に、図４に示すような治具を利用し、メラミン樹脂製スポンジ２１０の先端部に有機・無機ハイブリッド材と溶剤を混ぜた溶液を付け、液晶セル１１０の所定の領域に塗布するように作業する。溶液の塗布後、液晶セル１１０を、６０〜８０℃で約１時間焼成を行って、溶剤を飛ばし、ガスバリア層１４２の塗布を完了する。
【００３７】
図３（ｄ）は、ガスバリア層１４２の上に、有機保護層１４３を塗布した状態を示した図である。
【００３８】
有機保護層１４３の塗布も、平坦化層１４１の塗布と同様に「マクシーブ」（登録商標）を塗布し焼成する。
【００３９】
上述したように、図３（ａ）〜（ｄ）による製造工程によって、液晶セル１１０の端部とその近傍に、第１のガスバリア層１４０が形成される。なお、図３（ｄ）に示す様に、第１ガスバリア層１４０は、液晶セル１１０の切断箇所から距離ｗの範囲まで液晶セル１１０の端部部分を覆うようにすることが望ましい。本実施形態では、距離ｗは０．５ｍｍとした。
【００４０】
第１のガスバリア層１４０の形成後、第１のガスバリア層１４０を避けるようにして、液晶セル１１０の上面ｘ上に第１の粘着層１３２及び第１の偏光板を配置し、液晶セル１１０の下面ｙ上に第２の粘着層１３３及び第１の偏光板を配置して、液晶パネル１００を完成させる。
【００４１】
有機・無機ハイブリッド材の代わりに酸化ケイ素など無機材料を使ってガスバリア層１４２を形成しても総合的に特性の良いガスバリア層１４０が得られる。しかしながら膜形成に際し有機・無機ガスバリア材は塗布で済むのに対し、無機材料はスパッタ法など手番のかかる工程が必要なためコストアップを招いてしまう。
【符号の説明】
【００４２】
１００    液晶パネル
１１０    液晶セル
１１１    第１の透明基板
１１４    液晶層
１１７    第２の透明基板
１１９    シール部材
１４０    第１ガスバリア層
１４１    平坦化層
１４２    有機・無機ハイブリッド材からなるガスバリア層
１４３    有機保護層 
【図１】
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【図２】
2010181459.tif 000004
【図３】
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【図４】
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