(57)【要約】本発明は、液晶セルの端部又は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及びそのような液晶パネルの製造方法を提供することを目的とする。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、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たガスバリア層を有することを特徴とする液晶パネル、及びそのような液晶パネルの製造方法。
2009028730.tif 000002
【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】
前記平坦化層は、更に前記液晶セルの上面及び下面の一部を覆うように配置されている、請求項１に記載の液晶パネル。
【請求項３】
前記ガスバリア層は、前記平坦化層の上に配置された無機ガスバリア層と、前記無機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４】
前記無機ガスバリア層は、金属箔によって形成されている、請求項２に記載の液晶パネル。
【請求項５】
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に記載の液晶パネル。
【請求項６】
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に記載の液晶パネル。
【請求項７】
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を備えた液晶パネルの製造方法において、
前記液晶セルを支持するパネル支持部を備えたパネルホルダを準備し、
前記パネル支持部が前記液晶セル端部の一部に接触して前記液晶セルを支持するように前記パネルホルダに前記液晶セルをセットし、
前記液晶セル端部に成膜材料の膜を形成する、
段階を有することを特徴とする液晶パネルの製造方法。
【請求項８】
前記液晶セルは、複数の前記パネル支持部により、前記液晶セル端部の複数箇所で支持されている、請求項７に記載の液晶パネルの製造方法。
【請求項９】
前記液晶セル端部と前記パネル支持部とが接している部分の形状は、線状または点状である、請求項７に記載の液晶パネルの製造方法。
【請求項１０】
スパッタ法により前記液晶セル端部に成膜を行う、請求項７に記載の液晶パネルの製造方法。
【請求項１１】
前記液晶セル端部を前記成膜材料の飛来方向に向き合わせ、前記液晶セルを外形の周方向に回転させながら前記スパッタ法を施す、請求項１０記載の液晶パネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶パネル及び液晶パネルの製造方法に関し、特に端部にガスバリア層を有する液晶パネル及びそのような液晶パネルの製造方法に関する。
【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。
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。
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）。
ところで、基板に薄膜を形成する一般的な方法として、例えば基板を基板ホルダに垂直方向に複数枚載置して成膜する方法が知られている（例えば特許文献３）。
【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）
【特許文献３】特開平９−１６７７６３号公報
【発明の開示】
【０００３】
図１５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。
図１５（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。
その後、図１５（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。
また、図１５（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。
したがって、液晶セル１１０の端部に、そのまま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あった。
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及びそのような液晶パネルの製造方法を提供することを目的とする。
また、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１１０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可能性があった。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する可能性もある。
そこで、本発明は、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及びそのような液晶パネルの製造方法を提供することを目的とする。
図１６は、成膜を行う例を示した図である。
図１６（ａ）は反応チューブ１５２内に設置した基板支持治具１５０にウェーハ（基板）１５９を載置した状態の断面図を示している。図１６（ｂ）は図１６（ａ）を上方から見た様子を示した図である。図１６に示す様に、基板１５９は基板支持治具１５０の枠１５１上に支持されている。図１６に示す方法においては、基板１５９の上面に成膜することを目的としており、基板の周辺に成膜することを目的としていない。そのため、基板１５９の周辺部のうち基板支持治具部１５０と近接する部分には成膜がされず、基板周辺部に成膜を行なう目的には使用することができない。また、枠１５１と基板１５９が接する部分にゴミが存在すると基板１５９の裏面にキズが生じる恐れがある。シリコンウェーハ等のように裏面にキズが生じても大きな問題が生じない場合に図１６に示すような基板支持治具が利用できるが、液晶パネルのように裏面に生じるキズも外観品質に影響を与えるような場合には、キズが品質の原因となる恐れがあるので、図１６に示すような基板支持治具は利用できない。
そこで、発明は、液晶パネルの端部に成膜を行ないながら、液晶パネルの基板へのキズの発生を抑制することができる液晶パネルの製造方法を提供することを目的とする。
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たガスバリア層を有することを特徴とする。
また、本発明に係る液晶パネル本発明の製造方法では、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を形成し、液晶セルの端部を覆うように平坦化層を塗布し、平坦化層の上にガスバリア層を形成することを特徴とする。
上記の本発明に係る液晶パネル及び本発明に係る製造方法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。
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み、端部、上面及び下面を有する液晶セルと、液晶セルの端部、上面及び下面の一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たガスバリア層を有することを特徴とする。
また、本発明に係る液晶パネル本発明の製造方法では、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み、端部、上面及び下面を有する液晶セルを複数形成し、液晶セルの端部を切断することによって液晶セルをセル単位で切り出し、液晶セルの端部、上面及び下面の一部を覆うように、平坦化層を塗布し、平坦化層の上に、ガスバリア層を形成することを特徴とする。
上記の本発明に係る液晶パネル及び本発明に係る製造方法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。
本発明に係る液晶パネルの製造方法では、液晶パネルを支持するパネル支持部を備えたパネルホルダを準備し、パネル支持部が液晶パネル端部の一部に接触して液晶パネルを支持するようにパネルホルダに液晶パネルをセットし、液晶パネル端部に成膜材料の膜を形成することを特徴とする。
本発明に係る液晶パネルの製造方法では、複数のパネル支持部により、液晶パネル端部の複数箇所で支持されることが好ましい。
また、本発明に係る液晶パネルの製造方法では、液晶パネル端部とパネル支持部とが接している部分の形状は、線状または点状であることが好ましい。
さらに、本発明に係る液晶パネルの製造方法では、スパッタ法により液晶パネル端部に成膜を行うことが好ましい。この場合、液晶パネル端部を成膜材料の飛来方向に向き合わせ、液晶パネルを外形の周方向に回転させながらスパッタ法を施すことが好ましい。
上記の本発明に係る液晶パネルの製造方法によれば、液晶パネルの表面及び裏面にキズを付けることなく、液晶パネルの端面及び液晶パネルの端部の表面及び下面に成膜を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
図１は、本発明に係る液晶パネルの概略断面図である。
図２（ａ）は１つの液晶セル１１０が切り出された状態を示す図であり、図２（ｂ）は液晶セル１１０の端部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り、図２（ｃ）は平坦化層１４１の上に無機ガスバリア層１４２を成膜した状態を示した図であり、図２（ｄ）は無機ガスバリア層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。
図３は、平坦化層の塗布のための治具を示す図である。
図４（ａ）は無機ガスバリア層の成膜方法を説明するための図であり、図４（ｂ）は液晶セル１００を多数積み重ねた積層体３３０を説明するための図である。
図５は、本発明に係る他の液晶パネルの概略断面図である。
図６（ａ）は１つの液晶セル１１０が切り出された状態を示す図であり、図６（ｂ）は液晶セル１１０の端部を覆うように平坦化層２４１を塗布した状態を示した図であり、図６（ｃ）は平坦化層２４１の上に無機ガスバリア層２４２を成膜した状態を示した図であり、図６（ｄ）は無機ガスバリア層２４２の上に、有機保護層２４３を塗布した状態を示した図である。
図７は、スパッタリング装置の概略図である。
図８は、図７に示すスパッタリング装置に用いるパネルホルダ４０３の斜視図である。
図９（ａ）は液晶セル１１０を載置していない状態のパネルホルダ４０３の上方からの俯瞰図であり、図９（ｂ）は液晶セル１１０を載置した状態のパネルホルダ４０３の上方からの俯瞰図である。
図１０（ａ）は液晶セル１１０を載置していない状態のパネルホルダ４０３の前面図であり、図１０（ｂ）は液晶セル１１０を載置している状態のパネルホルダ４０３に前面図である。
図１１（ａ）は液晶セル１１０を載置していない状態のパネルホルダ４０３の側面図であり、図１１（ｂ）は液晶セル１１０を載置している状態のパネルホルダ４０３に側面図である。
図１２（ａ）はパネルホルダ４０３に液晶セル１１０を載置する手順（１）を示す図であり、図１２（ｂ）はパネルホルダ４０３に液晶セル１１０を載置する手順（２）を示す図である。
図１３（ａ）はパネルホルダ４０３に液晶セル１１０を載置する手順（３）を示す図であり、図１３（ｂ）はパネルホルダ４０３に液晶セル１１０を載置する手順（４）を示す図である。
図１４は、図７に示すスパッタリング装置に用いる他のパネルホルダ５０３の斜視図である。
図１５（ａ）は液晶セルの製造工程の一部を説明するための図であり、図１５（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。
図１６（ａ）は反応チューブ１５２内に設置した基板支持治具１５０にウェーハ（基板）１５９を載置した状態の断面図であり、図１６（ｂ）は上方から見た様子を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
以下図面を参照して、本発明に係る液晶パネル及びその製造方法について説明する。
図１は、本発明に係る液晶パネルの概略断面図である。
図１に示す液晶パネル１００は、液晶セル１１０、液晶セル１１０の上面上に配置された第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（切断面である）端部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。
液晶セル１１０は、第１の透明基板１１１、第２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１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。
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。
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。
第１及び第２の透明電極パターン１１２及び１１５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１１５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ができるように構成される。
第２及び第３のガスバリア層１２１及び１２２は、二酸化シリコンから構成され、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。
第１のガスバリア層１４０は、平坦化層１４１、無機ガスバリア層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。
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の端部には、切断時に形成される細かい溝が形成され（図１５（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、溝を埋めるために、液晶セル１１０の端部を覆うように、最初に、平坦化層１４１を設けた。なお、本実施例では、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。
無機ガスバリア層１４２として、二酸化シリコンを用い、スパッタリング法によって、膜厚が１００ｎｍとなるように成膜した。なお、無機ガスバリア層は、二酸化シリコンによるものに限定されることなく、例えば、窒化シリコン、ＤＬＣ、アルミ箔、銅箔等によって構成しても良い。また膜厚も１０ｎｍ以上あれば、所望のガスバリア特性を得ることが可能である。無機ガスバリア層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の端部を確実に覆うことが可能となった。
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製樹脂である「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と無機ガスバリア層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、無機ガスバリア層１４２は、硬質であるので、成膜時のピンポールに加え、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、そのようなピンポール、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の端部のガスバリア特性を強固に維持することができる。
図２は、液晶パネル１００の製造工程を説明するための図である。
図２（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１５（ａ）の工程の後の状態）。
図２（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の端部には、切断時に形成される細かい溝が形成されている（図１５（ｂ）参照）。
図２（ｂ）は、液晶セル１１０の端部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。
平坦化層１４１の塗布は、図３に示すような治具を利用して行う。即ち、土台３００上に配置された金属板３０１とマグネット３０２との間に、図２（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３０２と金属板３０１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。
液晶セル１１０を固定後、メラミン樹脂製スポンジ３１０の先端部にエポキシ樹脂を主成分とするガスバリア製樹脂である「マクシーブ」（登録商標）と溶剤を混ぜた溶液３１２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３１０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３１２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。
図２（ｃ）は、平坦化層１４１の上に無機ガスバリア層１４２を成膜した状態を示した図である。
無機ガスバリア層１４２は、液晶セル１００を回転させながらアルゴンと酸素の混合雰囲気中で、ターゲット２２１から飛び出してきたシリコンと酸素を反応させ成膜する。図４（ａ）に示すように、液晶セル１００を多数積み重ねた積層体３３０は、容器３２０内に配置された、ｊ方向に公転する大型ターンテーブル３２２上に配置された、ｋ方向に自転する小型ターンテーブル３２３上に載せられる。積層体３３０は、図４（ｂ）に示すように、３０枚程度の液晶セル１００と液晶セル１１０より１回り小さいスペーサを交互に積み重ねたものであり、液晶セル１１０の端部付近が露出するように配置されている。二酸化シリコン分子３４１は、アルゴン分子３４０と衝突してランダムに移動するので、液晶セル１１０の端部に満遍なく所定の厚さ（例えば、１００ｎｍ）の無機ガスバリア層１４２を成膜することが可能となる。なお、液晶セル１１０の端部付近が露出するように配置されていることから、例えば液晶セル１１０が図４（ｂ）に示す開口部１５０を有していた場合にも開口部１５０の部分も良好に無機ガスバリア層を形成することができる。
図２（ｄ）は、無機ガスバリア層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。
有機保護層１４３の塗布は、平坦化層１４１の塗布と同様に、図３に示すような治具を利用し、メラミン樹脂製スポンジ３１０の先端部にエポキシ樹脂を主成分とするガスバリア製樹脂である「マクシーブ」（登録商標）と溶剤を混ぜた溶液３１２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３１２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、有機保護層１４３の塗布の塗布を完了する。
上述したように、図２（ａ）〜図２（ｄ）による製造工程によって、液晶セル１１０の端部に、第１のガスバリア層１４０が形成される。
第１のガスバリア層１４０の形成後、液晶セル１１０の上面に第１の粘着層１３２及び第１の偏光板を配置し、液晶セル１１０の下面に第２の粘着層１３２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。
ところで、無機ガスバリア層１４２として、アルミ箔を利用する場合には、平坦化層１４１の塗布後、塗布面を覆うようにアルミ箔を接着させ、オートクレープ加圧装置で加圧して、気泡を消滅させた後、アルミ箔の端部にも接着剤を塗布して、アルミ箔の配置を完了する。なお、アルミ箔の接着には、平坦化層１４１に利用した樹脂を用いることが好ましい。
図５は、本発明に係る他の液晶パネルの概略断面図である。
図５に示す液晶パネル２００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２３０、第１の偏光板２３０を固定するための第１の粘着層２３２、液晶セル１１０の下面ｙ上に配置された第２の偏光板２３１、第２の偏光板２３１を固定するための第２の粘着層２３３、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２４０等から構成される。液晶セル１１０は、図１に示す液状パネル１００における液晶セルと同様であるので、説明を省略する。
第１のガスバリア層２４０は、平坦化層２４１、無機ガスバリア層２４２及び有機ガスバリア層２４３から構成される。なお、図５では、液晶パネル２００の一部の断面図のみを示しているが、ガスバリア層２４０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。
平坦化層２４１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１５（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２４１を設けた。なお、本実施例では、平坦化層２４１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。
無機ガスバリア層２４２として、二酸化シリコンを用い、スパッタリング法によって、膜厚が１００ｎｍとなるように成膜した。なお、無機ガスバリア層は、二酸化シリコンによるものに限定されることなく、例えば、窒化シリコン、ＤＬＣ、アルミ箔、銅箔等によって構成しても良い。また膜厚も１０ｎｍ以上あれば、所望のガスバリア特性を得ることが可能である。無機ガスバリア層２４２は、平坦化層２４１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。
有機保護層２４３として、エポキシ樹脂を主成分とするガスバリア製樹脂である「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２４１と無機ガスバリア層２４２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２４３を設ける必要は無い。しかしながら、無機ガスバリア層２４２は、硬質であるので、成膜時のピンポールに加え、キズ、クラック等が発生する可能性があり、有機保護層２４３は、そのようなピンポール、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２４３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。
図６は、液晶パネル２００の製造工程を説明するための図である。
図６（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１５の工程の後の状態）。図６（ａ）に示す状態で液晶セル１１０は、図２（ａ）に示した状態と同様である。
図６（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２４１を塗布した状態を示した図である。
平坦化層２４１の塗布は、図３に示すような治具を利用して行う。平坦化層２４１塗布の具体的手順は、図２（ｂ）について図３を用いて説明したものと同様であるので、説明を省略する。
図６（ｃ）は、平坦化層２４１の上に無機ガスバリア層２４２を成膜した状態を示した図である。
無機ガスバリア層２４２は、液晶セル１００を回転させながらアルゴンと酸素の混合雰囲気中で、ターゲット２２１から飛び出してきたシリコンと酸素を反応させ成膜する。無機ガスバリア層１４２成膜の具体的手順は、図２（ｃ）について図４を用いて説明したものと同様であるので、説明を省略する。
図６（ｄ）は、無機ガスバリア層２４２の上に、有機保護層２４３を塗布した状態を示した図である。
有機保護層２４３の塗布は、平坦化層２４１の塗布と同様に、図３に示すような治具を利用して行う。有機保護層２４３塗布の具体的手順は、図２（ｄ）について図３を用いて説明したものと同様であるので、説明を省略する。
上述したように、図６（ａ）〜図６（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２４０が形成される。なお、図６（ｄ）に示す様に、第１ガスバリア層２４０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。本実施例では、距離ｗは０．５ｍｍとした。
第１のガスバリア層２４０の形成後、第１のガスバリア層２４０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２３２及び第１の偏光板２３０を配置し、液晶セル１１０の下面ｙ上に第２の粘着層２３３及び第２の偏光板２３１を配置して、液晶パネル１００を完成させる。なお、第１の粘着層２３２及び第２の粘着層２３３からはガスが発生する可能性があるので、第１の粘着層２３２及び第２の粘着層２３３とガスバリア層１４０とは互いに接触しないように設けられることが好ましい。
ところで、無機ガスバリア層２４２として、アルミ箔を利用する場合には、平坦化層２４１の塗布後、塗布面を覆うようにアルミ箔を接着させ、オートクレープ加圧装置で加圧して、気泡を消滅させた後、アルミ箔の端部にも接着剤を塗布して、アルミ箔の配置を完了する。なお、アルミ箔の接着には、平坦化層２４１に利用した樹脂を用いることが好ましい。
上述した方法によって製造された液晶パネル１００及び２００の評価結果について以下に説明する。
液晶パネルを７０℃、２．２気圧の環境下で保管し、所定時間経過毎後に液晶パネルを常温及び常圧の環境に取り出し、鉄球を利用し１０秒間、２０Ｎ／ｃｍ２の圧力を液晶パネルに加える加圧実験を行った。その時に、液晶パネル内の気泡の存在・非存在、及び発生した気泡が消滅する時間を観察した。その結果、端部にガスバリア層１４０及び２４０の何れも設けなかった液晶パネルでは、３００〜４００ｈ経過後に加圧実験を行った場合に、始めて液晶パネル内に気泡が確認されるようになった。また、端面にのみガスバリア層１４０を設けた液晶パネル１００では、約７００ｈ経過後に加圧実験を行った場合に、始めて液晶パネル内に気泡が確認されるようになった。さらに、端部を覆うようにガスバリア層２４０を設けた液晶パネル２００では、約１０００ｈ経過後に加圧実験を行った場合に、始めて液晶パネル内に気泡が確認されるようになった。
上記の結果と、他の信頼性試験との結果から、上記測定結果の加速係数を推定して当てはめた所、液晶パネルの端部にガスバリア層１４０及び２４０の何れも設けなかった場合には、気泡の発生によって実用期間が２年程度と考えられる。との結論に達した。それに対して端面にのみガスバリア層１４０を設けた液晶パネル１００では、実用期間が４〜５年となり、端部を覆うようにガスバリア層２４０を設けた液晶パネル２００では、実用期間が５〜６年と、大きく伸びることが判明した。
上述した様に、液晶パネル１００及び２００では、図４に示す装置によって、無機ガスバリア層１４２及び２４２の成膜を行っていた。しかしながら、以下に示す装置を用いてスパッタリングによって成膜することも可能である。
図７は、スパッタリング装置の概略図である。
真空チャンバー４０１内に回転するテーブル４０２を配置し、その上に液晶セルを水平に載置したパネルホルダ４０３をセットする。テーブル４０２はＲ方向に回転するが、さらにテーブル４０２を載せたテーブル支持台４０４もチャンバー４０１内でＴ方向に回転する。さらに、パネルホルダ４０３の側面方向から成膜材料が飛来するようにＳｉからなるターゲット４０５を配置し、酸素雰囲気中でターゲット４０５に活性化したアルゴンガスを照射することでＳｉＯ２膜をスパッタ法により成膜する。このようにして成膜を行なうことにより液晶パネル端部に成膜を行うことができる。
図８は、図７に示すスパッタリング装置に用いるパネルホルダ４０３の斜視図である。
パネルホルダ４０３は長方形の支持台４０６上に、液晶セル１１０の片方の短辺側に配置した可動支柱４０７と、液晶セル１１０の周辺に配置したその他の５本の第１固定支柱４８１乃至第５固定支柱４８５を備えている。後述するように可動支柱４０７は液晶セル１１０の載置に際して着脱可能となっており、第１固定支柱４８１乃至第５固定支柱４８５は支持台４０６に固定されている。パネルホルダ４０３は、さらに載置する液晶セル１１０の枚数に応じてパネル支持部４０９が第１固定支柱４８１乃至第５固定支柱４８５に固定されている。一方、パネル支持部４０９は可動支柱４０７には固定されていない。本実施例では液晶セル１１０を５枚載置する例を示しているが、パネル支持部４０９の数量はこれには限定されず、また全てのパネル支持部４０９に液晶セル１１０を載置しなくてもよい。
図９は、パネルホルダ４０３の上方からの俯瞰図である。
図９（ａ）は液晶セル１１０を載置していない状態のパネルホルダ４０３を示し、図９（ｂ）は液晶セル１１０を載置した状態のパネルホルダ４０３を示す。図９（ａ）に示すように、支持台４０６には可動支柱４０７と第１固定支柱４８１乃至第５固定支柱４８５が設置されている。第１固定支柱４８１と第２固定支柱４８２との間には屈曲した板状の第１パネル支持部４９１が固定されており、第３固定支柱４８３と第４固定支柱４８４との間には屈曲した板状の第２パネル支持部４９２が固定されている。さらに第１パネル支持部４９１及び第２パネル支持部４９２の上に一部が乗るように、一端が第５固定支柱４８５に固定された屈曲した板状の第３パネル支持部４９３を備えている。上述したように、第３パネル支持部４９３は可動支柱４０７とは固定されていない。さらに、第１パネル支持部４９１及び第２パネル支持部４９２はそれぞれ２箇所の屈曲部４１１を有し、第３パネル支持部４９３も２箇所の屈曲部４１３を有している。第１パネル支持部４９１乃至第３パネル支持部４９３によって１組のパネル支持部４０９を構成し、１組のパネル支持部４０９に１枚の液晶セル１１０を載置する。図９（ａ）には１組のパネル支持部４０９のみ表しているが、図面の奥側に向かって複数組のパネル支持部を構成することができる。
なお、第１パネル支持部４９１に設けた２つの屈曲部１１間の距離は液晶セル１１０の横方向の幅よりも小さくなっている。第２パネル支持部４９２も同様に、第２パネル支持部４９２に設けた２つの屈曲部４１２間の距離は液晶セル１１０の横方向の幅よりも小さくなっている。
図９（ｂ）はパネルホルダ４０３に液晶セル１１０を載置した状態を示す。液晶セル１１０は各支柱から所定の距離だけ離して載置する。例えば、液晶セル１１０の第１短辺１００１と可動支柱４０７との距離をｄ１とし、液晶セル１１０の第２短辺１００３と第５固定支柱４８５との距離をｄ４とすると、ｄ１、ｄ４の距離は液晶セル１１０の端部に均一に成膜されるように所定の距離だけ離隔することが好ましい。さらに、ｄ１とｄ４の大きさは略等しいことが好ましい。また、液晶セル１１０の第１長辺１００２と第２固定支柱４８２との距離をｄ２、第１長辺１００２と第４固定支柱４８４との距離をｄ３、第２長辺１００４と第３固定支柱４８３との距離をｄ５、第２長辺１００４と第１固定支柱４８１との距離をｄ６とすると、ｄ２、ｄ３、ｄ５、ｄ６の距離は液晶セル１１０の端面に均一に成膜されるように所定の距離だけ離隔することが好ましい。さらに、ｄ２、ｄ３、ｄ５、ｄ６の大きさは略等しいことが好ましい。
なお、液晶セル１１０は第１パネル支持部４９１及び第２パネル支持部４９２と合計４箇所で支持されることが好ましい。さらに、液晶セル１１０は第３パネル支持部４９３の少なくとも１箇所で支持されて、合計５箇所または６箇所で支持されることがさらに好ましい。
図１０は、パネルホルダ４０３を図８の手前側から見た様子を示す図である。
図１０（ａ）は、液晶セル１１０をパネルホルダ４０３に載置していない状態を示す図である。また、説明のために可動支柱４０７を除去した状態を示している。支持台４０６上には第１固定支柱４８１と第２固定支柱４８２が設けられ、両者の間には複数の第１パネル支持部４９１が設けられている。また図示していないが、支持台４０６上には第３固定支柱４８３と第４固定支柱４８４が設けられ、両者の間には複数の第２パネル支持部４９２が設けられている。第１パネル支持部４９１は２箇所の屈曲点４１１で屈曲してバスタブ形状を有している。図示していない第２パネル支持部４９２も同様である。第１パネル支持部４９１及び第２パネル支持部４９２上には一端が第５固定支柱４８５に固定された複数の第３パネル支持部４９３が設けられており、後述するように第３パネル支持部４９３も２箇所の屈曲点で屈曲してバスタブ形状を有している。第１パネル支持部４９１、第２パネル支持部４９２、第３パネル支持部４９３によって一組のパネル支持部４０９を構成している。
図１０（ｂ）は、図１０（ａ）に示したパネルホルダ４０３の各パネル支持部４０９に液晶セル１１０を載置した状態を示す。液晶セル１１０は第１パネル支持部４９１上に保持されるが、第１パネル支持部４９１は、液晶セル１１０のエッジ４１２のみと接している。ここで第１パネル支持部４９１は板状を有しているので、液晶セル１１０のエッジ４１２を構成する直線と第１パネル支持部４９１とが平行な場合には、第１パネル支持部４９１と液晶セル１１０のエッジ４１２とが接する部分は線状となっている。ここでいう線状とは、液晶セル１１０とパネル支持部とが接している部分の形状の長手方向の長さが幅に比べて非常に大きい状態をいう。一方、液晶セル１１０のエッジ４１２を構成する直線と第１パネル支持部４９１とが平行でない場合には、第１パネル支持部４９１と液晶セル１１０のエッジ４１２とが接する部分は点状となる。ここでいう点状とは、液晶セル１１０とパネル支持部とが接している部分の面積が液晶セル１１０のサイズに比べて非常に小さい状態を言う。
このように液晶セル１１０が第１パネル支持部４９１と接する部分の面積が非常に小さく、液晶セル１１０の端部の側面、表面、下面のいずれも第１パネル支持部４９１とは接していないので、パネルホルダ４０３の側面方向からパネルホルダ４０３を回転させながらスパッタすることにより液晶セル１１０の側面、表面及び下面に十分な膜厚を有する薄膜を形成することができる。なお、図示していないが液晶セル１１０と第２パネル支持部４９２と接する部分も同様に線状または点状をなしている。
図１１は、図８に示したパネルホルダ４０３の側面図である。
図１１（ａ）は、液晶セル１１０をパネルホルダ４０３に載置していない状態を示す図である。図１１では、図１０に示した場合と異なり可動支柱４０７を設置した状態を示している。支持台４０６上には第１固定支柱４８１（図示せず）と第２固定支柱４８２が設けられ、両者の間には複数の第１パネル支持部４９１（図示せず）が設けられている。また、支持台４０６上には第３固定支柱４８３（図示せず）と第４固定支柱４８４が設けられ、両者の間には複数の第２パネル支持部４９２（図示せず）が設けられている。第１パネル支持部４９１及び第２パネル支持部４９２上には一端が第５固定支柱４８５に固定された複数の第３パネル支持部４９３が設けられており、２箇所の屈曲点４１３で屈曲してバスタブ形状を呈している。第１パネル支持部４９１、第２パネル支持部４９２、第３パネル支持部４９３によって一組のパネル支持部４０９を構成している。
図１１（ｂ）は図１１（ａ）に示したパネルホルダ４０３の各パネル支持部４０９に液晶セル１１０を載置した状態を示す図である。液晶セル１１０は第３パネル支持部４９３と接するようにして支持されてもよいが、支持される場合には、第３パネル支持部４９３は、液晶セル１１０のエッジ４１４のみと接する。ここで第３パネル支持部４９３は板状を有しているので、液晶セル１１０のエッジ４１４を構成する直線と第３パネル支持部４９３とが平行な場合には、第３パネル支持部４９３と液晶セル１１０のエッジ４１４とが接する部分は線状となっている。一方、液晶セル１１０のエッジ４１４を構成する直線と第３パネル支持部４９３とが平行でない場合には、第３パネル支持部４９３と液晶セル１１０のエッジ４１４とが接する部分は点状となる。このように液晶セル１１０が第３パネル支持部４９３と接する部分の面積が非常に小さく、液晶セル１１０の端部の側面、表面、下面のいずれも第３パネル支持部４９３とは接していないので、パネルホルダ４０３の側面方向からパネルホルダ４０３を回転させながらスパッタすることにより液晶セル１１０の側面、表面及び下面に十分な膜厚を有する薄膜を形成することができる。
次に、パネルホルダ４０３に液晶セル１１０を載置する手順について説明する。
まず、図１２（ａ）に示すように、パネルホルダ４０３の可動支柱を支持台４０６の接続部４１５から分離する。次に複数のパネル支持部４０９に液晶セル１１０を載置する。図１２（ｂ）は最上部のパネル支持部４０９に液晶セル１１０を載置した状態を示す図である。２枚目以降の液晶セル１１０についても同様にパネル支持部４０９に載置し、全てのパネル支持部４０９に液晶セル１１０を載置した状態を図１３（ａ）に示す。最後に、図１３（ｂ）に示すように、可動支柱４０７を支持台４０６の接続部４１５に装着する。可動支柱４０７を設けることにより成膜工程中に液晶セル１１０が外部に飛び出ることを防止することができ、可動支柱４０７を取り外し可能とすることにより、液晶セル１１０のパネルホルダ４０３への載置を容易に行うことができる。
パネルホルダ４０３の構成材料として例えばステンレスが好適に用いられる。ただし、ガスやパーティクルが発生せず、剛性を有していれば他の材料を選択することも可能である。
また、第１パネル支持部４９１乃至第３パネル支持部４９３は屈曲点を有した直線部分からなる例を示したが、曲線形状を有していてもよい。
図１４は、図７に示すスパッタリング装置に用いる他のパネルホルダ５０３の斜視図である。
パネルホルダ５０３は、前述したパネルホルダ４０３とは異なり、パネル支持部が細線状となっている。ここで、細線状とは、断面の大きさが長さ方向に比べて非常に小さい形状をいう。これらのパネル支持部は、例えばワイヤ等で構成することができる。
また、パネルホルダ５０３のパネル支持部５０９は細線状を有しているので、パネル支持部５０９と液晶セル１１０のエッジとが接する部分は点状となっている。ここでいう点状とは、液晶セル１１０とパネル支持部５０９とが接している部分の面積が液晶セル１１０のサイズに比べて非常に小さい状態を言う。このように液晶セル１１０がパネル支持部５０９と接する部分の面積が非常に小さく、液晶セル１１０の端部の側面、表面、下面のいずれもパネル支持部５０９とは接していないので、パネルホルダ５０３の側面方向からパネルホルダ５０３を回転させながらスパッタすることにより液晶セル１１０の端部の側面、表面及び下面に十分な膜厚を有する薄膜を形成することができる。なお、パネルホルダ５０３の他の構成はパネルホルダ４０３と同様であるので、その説明を省略する。
本実施例の説明においては、第１パネル支持部４９１乃至第３パネル支持部４９３は屈曲点を有した直線部分からなる例を示したが、液晶セル１１０と接する部分が点状であれば曲線形状を有していてもよい。
パネルホルダ５０３の構成材料として例えばステンレスが好適に用いられる。ただし、ガスやパーティクルが発生せず、剛性を有していれば他の材料を選択することも可能である。
【図１】
2009028730.tif 000003
【図２（ａ）】
2009028730.tif 000004
【図２（ｂ）】
2009028730.tif 000005
【図２（ｃ）】
2009028730.tif 000006
【図２（ｄ）】
2009028730.tif 000007
【図３】
2009028730.tif 000008
【図４（ａ）】
2009028730.tif 000009
【図４（ｂ）】
2009028730.tif 000010
【図５】
2009028730.tif 000011
【図６（ａ）】
2009028730.tif 000012
【図６（ｂ）】
2009028730.tif 000013
【図６（ｃ）】
2009028730.tif 000014
【図６（ｄ）】
2009028730.tif 000015
【図７】
2009028730.tif 000016
【図８】
2009028730.tif 000017
【図９（ａ）】
2009028730.tif 000018
【図９（ｂ）】
2009028730.tif 000019
【図１０（ａ）】
2009028730.tif 000020
【図１０（ｂ）】
2009028730.tif 000021
【図１１（ａ）】
2009028730.tif 000022
【図１１（ｂ）】
2009028730.tif 000023
【図１２（ａ）】
2009028730.tif 000024
【図１２（ｂ）】
2009028730.tif 000025
【図１３（ａ）】
2009028730.tif 000026
【図１３（ｂ）】
2009028730.tif 000027
【図１４】
2009028730.tif 000028
【図１５（ａ）】
2009028730.tif 000029
【図１５（ｂ）】
2009028730.tif 000030
【図１６（ａ）】
2009028730.tif 000031
【図１６（ｂ）】
2009028730.tif 000032
【国際調査報告】
2009028730.tif 000033
2009028730.tif 000034
2009028730.tif 000035
2009028730.tif 000036