(57)【要約】【課題】パネル外観品位を損なうことなく、薄板基板パネルの物理的な強度と信頼性の向上をはかる。【解決手段】基板の薄型化を可能にした液晶表示装置であって、複数の表示画素を持つアレイ基板１０と、アレイ基板１０の表示画素面に対向する側に配置された対向基板２０と、各基板１０，２０を貼り合わせるための第１のシール層４１と、第１のシール層４１により各基板１０，２０を貼り合わせた表示パネルに対し、アレイ基板１０と対向基板２０との間に充填された液晶材料３０と、第１のシール層４１の外周部に設けられた、シロキサンを主成分とする第２のシール層４２と、を具備した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の表示画素を持つアレイ基板と、
前記アレイ基板の表示画素面に対向する側に配置された対向基板と、
前記各基板を貼り合わせるための第１のシール層と、
前記第１のシール層により前記各基板を貼り合わせた表示パネルに対し、前記アレイ基板と前記対向基板との間に充填された液晶材料と、
前記第１のシール層の外周部に設けられた、シロキサンを主成分とする第２のシール層と、
を具備したことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記アレイ基板は、基板厚みが１５０μｍ以下の柔軟性を有する基板であることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
複数の表示画素を持つアレイ基板と、前記アレイ基板の表示画素面に対向する側に配置された対向基板とを、第１のシール層を用いて貼り合せることにより表示パネルを形成する工程と、
前記表示パネルに対し、前記アレイ基板と前記対向基板との間に液晶材料を充填する工程と、
前記表示パネルの少なくとも前記第１のシール層の外周部に、シロキサンを主成分とする第２のシール層を形成する工程と、
を含むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項４】
前記第２のシール層を形成する工程として、前記表示パネルの少なくとも周辺部をシランカップリング剤溶液中に浸漬した後、上下基板が近付くように前記パネルの外周部に圧力を印加した状態で加温焼成することを特徴とする請求項３記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項５】
前記第２のシール層を形成する工程として、前記表示パネルの周辺部に塗布装置を用いてシランカップリング剤溶液を塗布した後、上下基板が近付くように前記パネルの外周部に圧力を印加した状態で加温焼成することを特徴とする請求項３記載の液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、基板の薄型化を可能にした液晶表示装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話やＰＤＡ（Personal Digital Assistant）などの携帯情報端末機器においては、デザイン性及び携帯性などの観点から、より薄くより軽い表示装置の要求が高まっている。例えば、より一層の薄型化構造を実現とする液晶表示装置が提案されている。
【０００３】
一般に、ＴＦＴ（Thin Film transistor）を形成する基板材料には、耐熱性などの観点から石英基板やガラス基板などが用いられており、これらの基板を機械的又は化学的に研磨するなどの処理を行うことで、薄板化や軽量化がはかられている。また、更なる軽量化を狙う方法として、これらのガラス基板を一旦除去してＴＦＴ薄膜のみを別の軽量な樹脂基板などに転写した、プラスチック基板などの薄板基板パネルの実用化が検討されている。
【０００４】
しかしながら、これら薄板基板パネルでは、基板自体の柔軟性が向上したことに伴い、上下２枚の基板を貼り合せていたシール部の強度を十分に確保することができないという本質的な問題が存在することが明らかになっている。これに対応すべく、剛直なガラス基板同士を貼り合せていたシール剤から、柔軟な基板同士を貼り合せるための新規なシール剤への材料変更が各種材料メーカーで進められているが、物理的な強度と電気的な信頼性を同時に満足するに十分な特性を有するシール剤の実用化には至っていない状況である。
【０００５】
また、第１シール剤でパネルを貼り合せた後に、貼り合せ強度を補助するための第２シール剤を第１シール剤の外周部に含浸・硬化させるなどの方法が検討されている。しかし、薄いパネル外周部に第２シール剤を均一に塗布・含浸させることは難しく、更に不要部に付着した第２シール剤によるパネル外観品位の低下などの問題も生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２４４６９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
発明が解決しようとする課題は、パネル外観品位を損なうことなく、薄板基板パネルの物理的な強度と信頼性を確保できる補助シール構造を有する液晶表示装置及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態の液晶表示装置は、複数の表示画素を持つアレイ基板と、前記アレイ基板の表示画素面に対向する側に配置された対向基板と、前記各基板を貼り合わせるための第１のシール層と、前記第１のシール層により前記各基板を貼り合わせた表示パネルに対し、前記アレイ基板と前記対向基板との間に充填された液晶材料と、前記第１のシール層の外周部に設けられた、シロキサンを主成分とする第２のシール層と、を具備している。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態に係わる液晶表示装置の構成を概略的に示す平面図と断面図。
【図２】第１の実施形態の液晶表示装置の製造工程を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施形態の液晶表示装置を、図面を参照して説明する。
【００１１】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係わる液晶表示装置の構成を概略的に示す平面図及び断面図である。
【００１２】
複数の表示画素を持つアレイ基板１０と、アレイ基板１０の表示画素面に対向する側に配置された対向基板２０とを、電気的な信頼性を有するエポキシ樹脂等のシール剤（第１のシール層）４１を用いて貼り合せることにより、表示パネル１００が構成されている。
【００１３】
表示パネル１００の外周部及び表示パネル上下基板面の一部に、物理的な強度信頼性を有する補助シール剤（第２のシール層）４２が形成されている。そして、基板１０，２０間の空間には液晶材料３０が充填され、表示パネル１００の最外部の表面及び裏面に偏光板５１，５２が貼り付けられている。
【００１４】
次に、本実施形態の液晶表示装置の製造方法について、図２を参照して説明する。
【００１５】
まず、図２（ａ）に示すように、従来のＴＦＴアレイ製造プロセスを用いて作られた薄板アレイ基板１０と、アレイ基板１０の表示画素面に対向する側に配置された薄板対向基板２０とをシール剤４１によって一定間隔、例えば２〜１０μｍと狭い間隔を保って貼り合せる。
【００１６】
ここで、アレイ基板１０は、下地基板としての石英基板やガラス基板を機械的又は化学的に研磨するなどの処理を行うことで、薄板化及び軽量化をはかったものである。また、更なる軽量化のために、下地基板を一旦除去してＴＦＴ薄膜のみを別の軽量な樹脂基板などに転写したプラスチック基板であってもよい。また、アレイ基板１０上には、図示しないＴＦＴ素子及び該素子につながる画素電極がマトリクス配置されている。対向基板２０は、例えば薄型のプラスチック基板であり、表面上に図示しない対向電極が設けられている。シール剤４１は、液晶を汚染しない材料であり、例えばエポキシ樹脂である。
【００１７】
次いで、図２（ｂ）に示すように、アレイ基板１０と対向基板２０とによって形成された空間に液晶材料３０を充填して液晶パネル１００を形成した。液晶材料３０としては、ネマティック、コレステリック、スメクティックの何れでも良い。
【００１８】
次いで、図２（ｃ）に示すように、基板１０，２０の貼り合せ強度を補助するために、シール剤４１の外周部にシロキサンを主成分とする補助シール剤（第２のシール層）４２を形成する。
【００１９】
ここで、補助シール剤４２を形成する方法としては、補助シール剤４２を構成するシランカップリング剤溶液中に液晶パネル１００の周辺部を浸漬させたり、パネル周辺部にインクジェットなどの塗布装置を用いて直接付与する方法が挙げられる。
【００２０】
シランカップリング剤としては、メチルトリエトキシシラン、エチルトリエトキシシランなどモノマータイプの材料をエタノールなど液晶パネルに悪影響を与えない揮発性溶媒に５〜２０ｗｔ％程度希釈した溶液を用いる。このようなシランカップリング剤溶液は、粘度が１〜１０ｍPa.s 程度であり、室温で流動性を有している。このため、２〜１０μｍと狭い間隔で貼り合わされたパネル用基板の外周部に効率良くシランカップリング剤溶液を含浸させることが可能となる。
【００２１】
次いで、基板間に含浸させたシランカップリング剤溶液を〜１００℃で乾燥し、上下基板が接触するようにパネル外周部に圧力を印加した状態で１２０〜１５０℃／１０〜３０ｍｉｎ加温焼成する。これにより、シール剤４１の周辺部にシロキサンを主成分とした補助シール剤４２からなる補助シール構造を形成することができる。
【００２２】
具体的には本実施形態では、非表示エリア及びパネル外周部端面にメチルトリエトキシシランのアルコール溶液（１０ｗｔ％）が含浸するように液晶パネル１００を溶液中に浸漬した後、エタノール溶媒を８０℃で乾燥した。続いて、パネルのシール外周部のアレイ基板１０と対向基板２０とが密着するよう、パネルに圧力を印加した状態で１５０℃／１０min の加熱圧着処理を施すことで、外周補助シール構造を形成した。ここで、シランカップリング剤は、仮にパネル表面に残留してもパネル外観不良を生じさせることはない。
【００２３】
これ以降は、アレイ基板１０側に偏光板５１を貼り付け、対向基板２０側に偏光板５２を貼り付けることにより、前記図１に示す液晶表示装置が完成することになる。
【００２４】
作製された液晶表示装置の強度を測定したところ、シール剤４１のみで基板１０，２０を貼り合わせた構造では、貼り合わせ強度が０．０１〜０．０５Ｎ／ｍｍであったのに対し、シール剤４１に補助シール剤４２を付加した構造では、貼り合わせ強度が０．２〜１Ｎ／ｍｍまで向上するのが確認された。
【００２５】
また、シランカップリング剤溶液を乾燥して得られるシール剤４２は、室温で弾性を有するため、仮に薄型の液晶パネル１００に曲げ応力が加わっても十分な接着力を維持することができた。
【００２６】
このように本実施形態によれば、アレイ基板１０と対向基板２０とを貼り合わせた薄型軽量構造の液晶パネルに対し、メインのシール剤４１とは別に、シロキサンを主成分とする補助シール剤４２を形成することにより、薄板基板パネルの物理的な強度と信頼性を満足させることができる。即ち、簡便かつ安価な部材によって物理的な強度信頼を十分備えた薄板基板表示素子用の外周補助シール構造を実現することが可能となる。
【００２７】
また、補助シール剤４２として、パネルに悪影響を及ぼさないエタノール溶液を用いることにより、基板表面に付着したシランカップリング剤溶液を拭き取ること無く基板乾燥を行った場合でも、シランカップリング剤残留によるパネル外観不良は発生し難い。このため、一般的なシール剤を外周補助シール層に使う方法に対して高歩留まりになる利点がある。
【００２８】
また、シランカップリング剤＋エタノールというシンプルな材料を用いるため、シール剤の品質管理や材料コストの点でも、一般的なシール剤を外周シールに用いる場合に対し優位となる。
【００２９】
（変形例）
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。
【００３０】
実施形態では、第２のシール層として、メチルトリエトキシシラン、エチルトリエトキシシランなどモノマータイプの材料をエタノールなどの揮発性溶媒に希釈した溶液を用いたが、これに限らずシロキサンを主成分とする材料であればよい。シロキサンを主成分とする材料であれば、溶液の状態で基板間に十分に含浸でき、補助シール構造を形成した状態でパネル外観不良を生じさせず、更に室温で弾性を有しているため、実施形態と同様の効果が得られる。
【００３１】
また、アレイ基板の厚さは、１５０μｍよりも厚くなると本実施形態による効果が小さくなることから、１５０μｍ以下の範囲が望ましい。さらに、３０μｍよりも薄くなるとハンドリングが難しくなるため、３０μｍ以上が望ましい。
【００３２】
また、アレイ基板上のＴＦＴなどのスイッチング素子及び画素電極の構成などは、仕様に応じて適宜変更可能である。さらに、液晶表示装置の駆動方式は特に限定されるものではなく、ＴＮ，ＳＴＮ，ＩＰＳ，ＶＡ，ＯＣＢの何れでも良い。
【００３３】
本発明の幾つかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００３４】
１０…アレイ基板
２０…対向基板
３０…液晶材料
４１…シール剤（第１のシール層）
４２…補助シール剤（第２シール層）
５１，５２…偏光板
１００…表示パネル
【図１】
2014026009.tif 000003
【図２】
2014026009.tif 000004