(57)【要約】【課題】曲面状の液晶表示装置において、セル厚むらの発生を抑制する。【解決手段】脆性を有する第１基板１０と、第１基板１０に対向して配置された脆性を有する第２基板２０と、第１基板１０及び第２基板２０の間に設けられた液晶層１５とを備え、第１基板１０及び第２基板２０を第１基板１０が外方に向くように曲面状に変形させた液晶表示装置５０であって、第２基板２０の周面には、曲面状のカバー部材４５が全面に設けられ、カバー部材４５の第２基板２０側の表面の曲率は、第２基板２０のカバー部材４５側の表面の曲率と同じである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
脆性を有する第１基板と、
上記第１基板に対向して配置された脆性を有する第２基板と、
上記第１基板及び第２基板の間に設けられた液晶層とを備え、
上記第１基板及び第２基板を該第１基板が外方に向くように曲面状に変形させた液晶表示装置であって、
上記第２基板の周面には、曲面状のカバー部材が全面に設けられ、
上記カバー部材の上記第２基板側の表面の曲率は、上記第２基板の上記カバー部材側の表面の曲率と同じであることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載された液晶表示装置において、
上記カバー部材の熱膨張係数は、上記第１基板及び第２基板の熱膨張係数と同じであることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
請求項２に記載された液晶表示装置において、
上記カバー部材、第１基板及び第２基板は、ガラス製であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
請求項１に記載された液晶表示装置において、
上記カバー部材及び第２基板の周面は、透明性を有する接着層を介して互いに貼り合わせられていることを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に関し、特に、表示面が湾曲した曲面状の液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示パネルを用いた液晶表示装置では、近年、液晶表示パネルの表示面が湾曲した曲面状の斬新なデザインが提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００３】
例えば、特許文献１には、アレイ基板及び対向基板の間に配置されたスペーサを、曲げ方向の周辺部分に対して中央部分の分布密度、もしくは単位面積あたりの接触面積が大きくなるように分散配置させた液晶表示装置が開示されている。そして、これによれば、中央部分に加わる応力を緩和することが可能となり、このために液晶パネルの中央部分における液晶パネルの間隔を所定値に保持し得るので、表示むらの発生を防止することができ、また温度変化に伴なう液晶部材の体積変動に追随してスペーサが中央部分に対して疎となる周辺部分で変位させることで、気泡の発生を防止することが可能であり、表示品位の良好な液晶表示装置を得ることができる、と記載されている。
【特許文献１】特開２００４−１２６１９７号公報
【特許文献２】特開２００４−６９６２７号公報
【特許文献３】特開２００７−２７２１０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図６は、従来の曲面状の液晶表示装置を製造する方法を説明する説明図であり、図７は、従来の製造方法で製造された液晶表示装置１５０を模式的に示した側面図である。
【０００５】
従来の曲面状の液晶表示装置は、例えば、図６に示すように、下面に偏光板１３１ａが貼り付けられたＴＦＴ（Thin Film Transistor）基板１１０と、ＴＦＴ基板１１０に対向して配置され、上面に偏光板１３１ｂが貼り付けられたＣＦ（Color Filter）基板１２０とを含む平面状の液晶表示パネル１３０を、凹面を有する曲面状の下側ケース板１４５ａと、凸面を有する曲面状の上側ケース板１４５ｂとの間に挟み込んで、液晶表示パネル１３０を曲面状に変形させることにより製造される。
【０００６】
ここで、曲面状に変形させた液晶表示パネル１３０は、一旦、平面状に作製されているので、ＴＦＴ基板１１０及びＣＦ基板１２０の画像を表示する表示面の湾曲方向の長さは、同じに設計されている。そのため、液晶表示パネル１３０を曲面状に変形させたときには、例えば、内方側になるＣＦ基板１２０が外方側になるＴＦＴ基板１０よりも大きな曲率を有することになるので、図７に示すように、ＣＦ基板１２０が図中Ｘ部で内方側に撓んで（弛んで）、液晶表示パネル１３０（液晶表示装置１５０）において、セル厚むらが発生するおそれがある。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、曲面状の液晶表示装置において、セル厚むらの発生を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、第２基板の周面全面に設けられたカバー部材の第２基板側の表面の曲率が第２基板のカバー部材側の表面の曲率と同じであるようにしたものである。
【０００９】
具体的に本発明に係る液晶表示装置は、脆性を有する第１基板と、上記第１基板に対向して配置された脆性を有する第２基板と、上記第１基板及び第２基板の間に設けられた液晶層とを備え、上記第１基板及び第２基板を該第１基板が外方に向くように曲面状に変形させた液晶表示装置であって、上記第２基板の周面には、曲面状のカバー部材が全面に設けられ、上記カバー部材の上記第２基板側の表面の曲率は、上記第２基板の上記カバー部材側の表面の曲率と同じであることを特徴とする。
【００１０】
上記の構成によれば、第２基板の周面全面にカバー部材が設けられ、カバー部材の第２基板側の表面の曲率が第２基板のカバー部材側の表面の曲率と同じであるので、第１基板及び第２基板を曲面状に変形させたときに、内方側に配置する第２基板の内方側への撓みが抑制される。これにより、第１基板及び第２基板を曲面状に変形させたときにおいても、第１基板及び第２基板の間隔が一定に保持されるので、曲面状の液晶表示装置において、セル厚むらの発生が抑制される。
【００１１】
ここで、上述したカバー部材の第２基板側の表面の曲率が第２基板のカバー部材側の表面の曲率と同じであるとは、カバー部材の第２基板側の表面の曲率半径が第２基板のカバー部材側の表面の曲率半径の±５ｍｍ以内の範囲であって、カバー部材の第２基板側の表面の曲率が第２基板のカバー部材側の表面の曲率とほぼ同じであることを含んでいる。
【００１２】
上記カバー部材の熱膨張係数は、上記第１基板及び第２基板の熱膨張係数と同じであってもよい。
【００１３】
上記の構成によれば、カバー部材の熱膨張係数が第１基板及び第２基板の熱膨張係数と同じであるので、液晶表示装置が設置される環境の温度が上昇しても、カバー部材の伸びが第１基板及び第２基板の伸びと同じになる。これにより、第１基板及び第２基板の湾曲方向の引張応力の発生が抑制されるので、第１基板及び第２基板の熱膨張による割れが抑制される。
【００１４】
上記カバー部材、第１基板及び第２基板は、ガラス製であってもよい。
【００１５】
上記の構成によれば、カバー部材、第１基板及び第２基板がガラス製であるので、カバー部材の熱膨張係数が第１基板及び第２基板の熱膨張係数と具体的に同じになる。
【００１６】
上記カバー部材及び第２基板の周面は、透明性を有する接着層を介して互いに貼り合わせられていてもよい。
【００１７】
上記の構成によれば、カバー部材と第２基板の周面との間に透明性を有する接着層が介在しているので、カバー部材が第２基板の周面に接着されると共に、カバー部材を介する表示品位の低下が抑制される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、第２基板の周面全面に設けられたカバー部材の第２基板側の表面の曲率が第２基板のカバー部材側の表面の曲率と同じであるので、曲面状の液晶表示装置において、セル厚むらの発生を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
【００２０】
図１は、本実施形態の液晶表示装置５０の断面図である。
【００２１】
液晶表示装置５０は、図１に示すように、表示面Ｄが湾曲するように曲面状に変形された液晶表示パネル３０と、液晶表示パネル３０の上面及び下面にそれぞれ貼り付けられた一対の偏光板３１ｂ及び３１ａと、液晶表示パネル３０の下側に偏光板３１ａを介して設けられた曲面状のバックライトユニット４０と、バックライトユニット４０の下側に設けられたベゼル４１と、液晶表示パネル３０の上側に偏光板３１ｂ及び接着層３５を介して設けられた曲面状のカバー部材４５とを備えている。
【００２２】
液晶表示パネル３０は、脆性を有する第１基板として設けられたＴＦＴ基板１０と、ＴＦＴ基板１０に対向して配置され、脆性を有する第２基板として設けられたＣＦ基板２０と、ＴＦＴ基板１０及びＣＦ基板２０の間に設けられた液晶層１５と、ＴＦＴ基板１０及びＣＦ基板２０を互いに接着すると共に、それらの両基板１０及び２０の間に液晶層１５を封入するためのシール材１６とを備え、ＴＦＴ基板１０が外方に向くようにＴＦＴ基板１０及びＣＦ基板２０が湾曲している。ここで、液晶表示パネル３０のサイズは、例えば、２型（縦４０ｍｍ×横５５ｍｍ、厚さ０．２ｍｍ×２）であり、その曲率半径が５０ｍｍ〜４００ｍｍである。
【００２３】
ＴＦＴ基板１０は、例えば、ガラス基板上に互いに平行に延びるように設けられた複数のゲート線（不図示）と、各ゲート線を覆うように設けられたゲート絶縁膜（不図示）と、ゲート絶縁膜上に各ゲート線と直交する方向に互いに平行に延びるように設けられた複数のソース線（不図示）と、各ゲート線及び各ソース線の交差部分毎にそれぞれ設けられた複数のＴＦＴ（不図示）と、各ＴＦＴ及び各ソース線を覆う層間絶縁膜（不図示）上にマトリクス状に設けられ、各ＴＦＴに接続された複数の画素電極（不図示）と、各画素電極を覆うように設けられた配向膜（不図示）とを備えている。ここで、ＴＦＴ基板１０の湾曲していない一方の縁に沿った端部は、図１に示すように、ＣＦ基板２０から突出して端子領域を構成し、その端子領域には、例えば、バックライトユニット４０などに接続するためのＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）３２が貼り付けられている。
【００２４】
ＣＦ基板２０は、例えば、ガラス基板上に枠状に且つその枠内に格子状に設けられたブラックマトリクス（不図示）と、ブラックマトリクスの各格子間にそれぞれ設けられた赤色層、緑色層及び青色層などを含むカラーフィルター層（不図示）と、ブラックマトリクス及びカラーフィルター層を覆うように設けられた共通電極（不図示）と、共通電極を覆うように設けられた配向膜（不図示）とを備えている。
【００２５】
液晶層１５は、電気光学特性を有するネマチックの液晶材料などにより構成されている。
【００２６】
バックライトユニット４０は、図１に示すように、一方向に湾曲したアクリル樹脂などの透明な樹脂製の導光板（不図示）と、導光板の湾曲していない縁に沿って設けられたＬＥＤ（Light Emitting Diode）などのランプ（不図示）と、導光板の外周面に設けられた白色のＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate）フィルムなどの樹脂製の反射シート（不図示）と、導光板の内周面に設けられたアクリル樹脂などの樹脂製の拡散シート（不図示）及びプリズムシート（不図示）とを備えている。
【００２７】
ベゼル４１は、バックライトユニット４０を内部に収容するように、アクリル樹脂などにより断面凹状に構成されている。
【００２８】
カバー部材４５は、所定の曲率を有するように曲面状に成形されたガラス基板である。ここで、カバー部材４５のＣＦ基板２０側の表面の曲率は、例えば、曲率半径が５０ｍｍ〜４００ｍｍであり、ＣＦ基板２０のカバー部材４５側の表面の曲率と同じに設定されている。ここで、カバー部材４５のＣＦ基板２０側の表面の曲率がＣＦ基板２０のカバー部材４５側の表面の曲率と同じであるとは、カバー部材４５のＣＦ基板２０側の表面の曲率半径がＣＦ基板２０のカバー部材４５側の表面の曲率半径の±５ｍｍ以内の範囲であって、カバー部材４５のＣＦ基板２０側の表面の曲率がＣＦ基板２０のカバー部材４５側の表面の曲率とほぼ同じであることを含んでいる。また、カバー部材４５の熱膨張係数は、ＴＦＴ基板１０及びＣＦ基板２０を構成する無アルカリのガラス基板の熱膨張係数４０〜６０×１０−７／Ｋと同程度である。
【００２９】
接着層３５は、硬化後に無色透明で所定の接着強度を有するエポキシ系やアクリル系のＵＶ硬化型の接着剤などにより構成されている。ここで、例えば、縦４０ｍｍ×横５５ｍｍ×厚さ０．２ｍｍのガラス基板を曲率半径５０ｍｍ〜４００ｍｍに変形させると、元の形状（平面状）に戻ろうとする反発力が１．８×１０−３Ｎ／ｍｍ２〜１．４×１０−２Ｎ／ｍｍ２となるので、用いる接着剤の接着強度は、１．４×１０−２Ｎ／ｍｍ２以上であればよい。また、所定の接着強度及び透明性を有していれば、接着層３５として、両面テープを用いることもできる。
【００３０】
上記構成の液晶表示装置５０では、ＴＦＴ基板１０の各画素電極及びＣＦ基板２０の各着色層毎に１つの画素が構成されており、各画素において液晶層１５に所定の大きさの電圧を印加させることにより、液晶層１５の配向状態を変えて、バックライトユニット４０から液晶表示パネル３０に入射した光の透過率を調整して画像が表示される。
【００３１】
次に、本実施形態の液晶表示装置５０を製造する方法について、図２〜図５を用いて説明する。ここで、本実施形態の製造方法は、液晶表示パネル作製工程、パネル変形工程及び接着剤硬化工程を備える。そして、図２は、パネル変形工程を説明するための説明図であり、図３は、接着剤硬化工程を説明するための説明図である。また、図４は、カバー部材４５に貼り付けられた液晶表示パネル３０の側面図であり、図５は、その斜視図である。
【００３２】
＜液晶表示パネル作製工程＞
まず、例えば、厚さ０．７ｍｍ程度の大型のガラス基板上に、周知の方法を用いて、ゲート線、ソース線、ＴＦＴ及び画素電極を含むＴＦＴ基板構成部をマトリクス状に形成することにより、ＴＦＴ母基板（不図示）を作製する。なお、ＴＦＴ母基板上には、各ＴＦＴ基板構成部を覆うようにポリイミド樹脂を成膜した後に、ラビング処理を行うことにより配向膜を形成する。
【００３３】
また、例えば、厚さ０．７ｍｍ程度の大型のガラス基板上に、周知の方法を用いて、ブラックマトリクス、カラーフィルター層及び共通電極を含むＣＦ基板構成部をマトリクス状に形成することにより、ＣＦ母基板（不図示）を作製する。なお、ＣＦ母基板上には、各共通電極を覆うようにポリイミド樹脂を成膜した後に、ラビング処理を行うことにより配向膜を形成する。
【００３４】
続いて、例えば、ディスペンサを用いて、ＣＦ母基板の各ＣＦ基板構成部にシール材１６を枠状に描画する。
【００３５】
その後、シール材１６が描画されたＣＦ母基板に対し、シール材１６に囲まれた領域に液晶材料を滴下する。
【００３６】
さらに、液晶材料が滴下されたＣＦ母基板とＴＦＴ母基板とを減圧下で貼り合わせた後に、大気圧に開放することにより、ＴＦＴ母基板及びＣＦ母基板の各外表面を加圧して、大型の貼合体を作製する。
【００３７】
引き続いて、大型の貼合体に挟持された各シール材１６を硬化させた後に、ＴＦＴ母基板及びＣＦ母基板を構成する各ガラス基板を化学研磨処理（ケミカルエッチング処理）して、例えば、０．０５ｍｍ〜０．３ｍｍ程度にそれぞれ薄板化する。
【００３８】
そして、薄板化された貼合体のＴＦＴ母基板の外表面において、各ＴＦＴ基板構成部の周囲に沿って、例えば、円盤状の分断刃の刃先を当接させながら、その分断刃を転動させることにより、線状のクラックを形成すると共に、そのクラックを厚さ方向に成長させることにより、ＴＦＴ母基板を各ＴＦＴ基板構成部毎に分断して、ＴＦＴ基板１０（図２参照）を作製する。ここで、上記分断刃は、その刃先が、例えば、タングステンカーバイドなどの超硬合金や焼結ダイヤモンドなどにより構成されている。
【００３９】
続いて、ＴＦＴ母基板が分断された貼合体を表裏反転させた後に、ＣＦ母基板の外表面において、各ＣＦ基板構成部の周囲に沿って、例えば、上記分断刃の刃先を当接させながら、その分断刃を転動させることにより、線状のクラックを形成すると共に、そのクラックを厚さ方向に成長させることにより、ＣＦ母基板を各ＣＦ基板構成部毎に分断して、ＣＦ基板２０（図２参照）を作製する。
【００４０】
以上のようにして、平面状の液晶表示パネル３０（図２参照）が作製される。その後、液晶表示パネル３０のＴＦＴ基板１０の表面及びＣＦ基板２０の表面に偏光板３１ａ及び３１ｂをそれぞれ貼り付けた後に、液晶表示パネル３０の端部にＦＰＣ３２をＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film）を介して実装する。
【００４１】
＜パネル変形工程＞
まず、図２に示すように、貼付台６０上に、円柱を縦に切断し、その切断面を底面とした形状の透明な樹脂製の貼付治具７０を載置した後に、貼付治具７０の周面に、上述したカバー部材４５を設置する。
【００４２】
続いて、図２に示すように、貼付治具７０に設置されたカバー部材４５の周面に接着剤３５ａを、例えば、刷毛塗りやディスペンサによる滴下及びその後のブレードによる展開により、均一に塗布する。
【００４３】
さらに、図２に示すように、接着剤３５ａが塗布されたカバー部材４５の一方の端部に、上記液晶表示パネル作製工程で偏光板３１ａ及び３１ｂを貼り付けた平面状の液晶表示パネル３０の一方の端部を当接させた後に、液晶表示パネル３０（偏光板３１ａ）の表面に沿って貼付ロール６５を転動させることにより、カバー部材４５の周面に沿って液晶表示パネル３０を変形させる。
【００４４】
＜接着剤硬化工程＞
図３に示すように、上記パネル変形工程で変形させた液晶表示パネル３０とカバー部材４５との間に配置された接着剤３５ａに対し、液晶表示パネル３０（偏光板３１ａ）の表面を図中上側から押さえ付けながら、図中下側からＵＶ光Ｌを照射することにより、接着剤３５ａを硬化させる。これにより、液晶表示パネル３０とカバー部材４５との間に接着層３５が形成され、図４及び図５に示すように、液晶表示パネル３０の周面にカバー部材４５が貼り付けられる。
【００４５】
その後、図１に示すように、バックライトユニット４０が収容されたベゼル４１に、カバー部材４５が貼り付けられた液晶表示パネル３０を組み込む。
【００４６】
以上のようにして、本実施形態の液晶表示装置５０を製造することができる。
【００４７】
以上説明したように、本実施形態の液晶表示装置５０によれば、ＣＦ基板２０の周面全面にカバー部材４５が設けられ、カバー部材４５のＣＦ基板２０側の表面の曲率がＣＦ基板２０のカバー部材４５側の表面の曲率と同じであるので、ＴＦＴ基板１０及びＣＦ基板２０を曲面状に変形させたときに、内方側に配置するＣＦ基板２０の内方側への撓みを抑制することができる。これにより、ＴＦＴ基板１０及びＣＦ基板２０を曲面状に変形させたときにおいても、ＴＦＴ基板１０及びＣＦ基板２０の間隔が一定に保持することができるので、曲面状の液晶表示装置５０において、セル厚むらの発生を抑制することができる。
【００４８】
また、本実施形態の液晶表示装置５０によれば、カバー部材４５の熱膨張係数がＴＦＴ基板１０及びＣＦ基板２０の熱膨張係数と同程度であるので、液晶表示装置５０が設置される環境の温度が上昇しても、カバー部材４５の伸びがＴＦＴ基板１０及びＣＦ基板２０の伸びと同程度になる。これにより、ＴＦＴ基板１０及びＣＦ基板２０の湾曲方向の引張応力の発生を抑制することができるので、ＴＦＴ基板１０及びＣＦ基板２０の熱膨張による割れを抑制することができる。
【００４９】
また、本実施形態の液晶表示装置５０によれば、カバー部材４５とＣＦ基板２０の周面との間に透明性を有する接着層３５が介在しているので、ＣＦ基板２０の周面にカバー部材４５を偏光板３１ｂを介して接着することができると共に、カバー部材４５を介する表示品位の低下を抑制することができる。
【００５０】
本実施形態では、液晶表示パネル３０を曲面状に変形させたときにＴＦＴ基板が第１基板として外方に配置する液晶表示装置を例示したが、本発明は、液晶表示パネルを曲面状に変形させたときにＣＦ基板が第１基板として外方に配置する液晶表示装置にも適用することができる。
【００５１】
また、本実施形態では、スイッチング素子としてＴＦＴを備えたアクティブマトリクス駆動方式の液晶表示装置を例示したが、本発明は、その他のスイッチング素子を備えたアクティブマトリクス駆動方式やパッシブマトリクス駆動方式の液晶表示装置にも適用することができる。
【００５２】
また、本実施形態では、脆性基板として、ガラス基板を例示したが、本発明は、セラミックス基板、シリコン基板などの脆性基板についても適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
以上説明したように、本発明は、一対のガラス基板を貼り合わせて製造される曲面状の液晶表示装置において、セル厚むらの発生を抑制することができるので、一対の脆性基板を貼り合わせて製造される曲面状の表示装置について有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施形態に係る液晶表示装置５０の断面図である。
【図２】液晶表示装置５０の製造方法におけるパネル変形工程を説明するための説明図である。
【図３】液晶表示装置５０の製造方法における接着剤硬化工程を説明するための説明図である。
【図４】カバー部材４５に貼り付けられた液晶表示パネル３０の側面図である。
【図５】カバー部材４５に貼り付けられた液晶表示パネル３０の斜視図である。
【図６】従来の曲面状の液晶表示装置を製造する方法を説明する説明図である。
【図７】従来の製造方法で製造された曲面状の液晶表示装置１５０を模式的に示した側面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０    ＴＦＴ基板（第１基板）
１５    液晶層
２０    ＣＦ基板（第２基板）
３５    接着層
４５    カバー部材
５０    液晶表示装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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