(57)【要約】【課題】本発明は、シール材により生じる表示不良を防ぐことが可能な表示パネル及びその製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、第１基板（ＴＦＴ基板１）と、第１基板に対向して配置される第２基板（ＣＦ基板２）と、第１基板及び第２基板のうち少なくとも一方の表示領域５の外周に形成され、表示領域５に所定の空間を確保しつつ第１基板と第２基板とを固着する低融点ガラスからなるシール材３とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板と、
前記第１基板に対向して配置される第２基板と、
前記第１基板及び前記第２基板のうち少なくとも一方の表示領域の外周に設けられ、前記表示領域に所定の空間を確保しつつ前記第１基板と前記第２基板とを固着する低融点ガラスからなるシール材とを備える表示パネル。
【請求項２】
請求項１に記載の表示パネルであって、
前記低融点ガラスの融点は、前記空間に注入する液晶材料の液晶相転移温度より高く、且つ前記空間に散布されるスペーサの耐熱温度より低いことを特徴とする表示パネル。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の表示パネルであって、
前記低融点ガラスの熱膨張係数は、前記第１及び第２基板の熱膨張係数と略同じであることを特徴とする表示パネル。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の表示パネルであって、
前記第１基板及び前記第２基板のうち少なくとも一方はガラス基板であることを特徴とする表示パネル。
【請求項５】
（ａ）第１基板及び第２基板のうち少なくとも一方の表示領域の外周に低融点ガラスからなるシール材を形成する工程と、
（ｂ）前記第１基板の表示領域と第２基板の表示領域とを対向するように配置し、所定の空間を確保しつつ前記低融点ガラスを溶融して前記第１基板と前記第２基板とを固着する工程とを備える表示パネルの製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の表示パネルの製造方法であって、
前記工程（ａ）で用いる前記低融点ガラスの融点は、前記空間に注入する液晶材料の液晶相転移温度より高く、且つ前記空間に散布されるスペーサの耐熱温度より低いことを特徴とする表示パネルの製造方法。
【請求項７】
請求項５又は請求項６に記載の表示パネルの製造方法であって、
前記工程（ａ）で用いる前記低融点ガラスの熱膨張係数は、前記第１及び第２基板の熱膨張係数と略同じであることを特徴とする表示パネルの製造方法。
【請求項８】
請求項５乃至請求項７のいずれか１つに記載の表示パネルの製造方法であって、
前記工程（ａ）で形成する前記シール材の膜厚は、前記工程（ｂ）後の前記第１基板と前記第２基板と隙間より大きいことを特徴とする表示パネルの製造方法。
【請求項９】
請求項５乃至請求項８のいずれか１つに記載の表示パネルの製造方法であって、
前記第１基板及び前記第２基板のうち少なくとも一方はガラス基板であることを特徴とする表示パネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示パネル及びその製造方法に係る発明であって、特に、薄型の表示装置に利用される表示パネル及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の液晶表示装置、特にアクティブ型の液晶表示装置の場合、液晶を駆動するＴＦＴ（Thin Film Transistor）が形成されるガラス基板（以下、ＴＦＴ基板ともいう）と、カラー表示を行うためのカラーフィルタが形成されるガラス基板（以下、ＣＦ基板ともいう）とをシール材で貼り合わせることで表示パネルが形成される。
【０００３】
この表示パネルの製造方法については、例えば特許文献１に詳しく記載されている。ＴＦＴ基板及びＣＦ基板のそれぞれが形成されてからの工程を具体的に説明すれば、まず、ＴＦＴ基板及びＣＦ基板は表示領域に配向膜が塗布される。そして、当該配向膜の表面は、布が巻き付けられた円筒ドラムで擦られ、溝が形成されるラビング処理が行われる。その後、ＣＦ基板の配向膜上に、ＴＦＴ基板とＣＦ基板との隙間（セルギャップ）を維持するためのスペーサを散布する。一方、ＴＦＴ基板の表示領域の外周には、熱硬化型の樹脂からなるシール材を印刷等の手法で形成する。
【０００４】
次に、互いの表示領域が対向するようにＴＦＴ基板とＣＦ基板とをアライメントして重ね合わせ、シール材を約１８０℃前後で処理してＴＦＴ基板とＣＦ基板とを固着する。一枚のガラス基板から複数の表示パネルを得る多面取りの場合、貼り合わせ後のガラス基板に対して分断処理を行う。分断後、表示パネルの注入口から液晶を注入し、注入後に注入口を封止材で封止する。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１７９３０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の表示パネルでは、ＴＦＴ基板とＣＦ基板とを固着させるシール材には、熱硬化型のエポキシ樹脂や紫外線硬化型の樹脂などが用いられるのが一般的であった。そのため、ＴＦＴ基板とＣＦ基板とを固着させた場合、条件によっては十分にシール材が硬化していない未硬化部を有することがあった。未硬化部を有したまま、シール材の枠内に液晶を注入すると、液晶と未硬化部のシール材とが接する部分からシール材の不純物が液晶に溶け出し、液晶の比抵抗を部分的に低下させることがあった。
【０００７】
ここで、液晶表示装置は、ＴＦＴがＯＮすることでＴＦＴ基板及びＣＦ基板に形成された電極間に電圧を印加して所定の電荷を維持する構成である。そのため、液晶の比抵抗が低下した部分では電荷保持特性が低下し、電荷の抜けにより所定の電荷を維持できなくなる問題が発生する。特に、ノーマリーホワイトの液晶表示装置では、シール材の不純物が溶け出した近傍で、所定の電圧を印加しても白表示となる白抜けと呼ばれる表示不良が発生することになる。
【０００８】
そこで、本発明は、シール材により生じる表示不良を防ぐことが可能な表示パネル及びその製造方法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】
【０００９】
本発明に係る解決手段は、第１基板と、第１基板に対向して配置される第２基板と、第１基板及び第２基板のうち少なくとも一方の表示領域の外周に形成され、表示領域に所定の空間を確保しつつ第１基板と第２基板とを固着する低融点ガラスからなるシール材とを備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に記載の表示パネルは、第１基板と第２基板とを固着する低融点ガラスからなるシール材とを備えるので、未硬化部が存在せず、不純物の溶け出しによる、液晶の比抵抗の低下、それに伴う表示不良を防ぐことができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（本実施の形態）
本実施の形態に係る表示パネルの平面図を図１に、その側面図を図２にそれぞれ示す。図２の側面図から分かるように、ガラス基板上にＴＦＴが形成されたＴＦＴ基板１とガラス基板上にカラーフィルタが形成されたＣＦ基板２とがシール材３で貼り合わされている。ＴＦＴ基板１とＣＦ基板２との隙間はセルギャップＧと呼ばれており、この隙間に液晶が注入されている。
【００１２】
シール材３は、図１から分かるように、封止材４が設けられた部分を除く表示領域５の外周部分に形成されている。本実施の形態に係る表示パネルでは、シール材３に、従来のように熱硬化型のエポキシ樹脂や紫外線硬化型の樹脂などを用いず、低融点ガラスを用いている。ここで、低融点ガラス（low-melting glass）とは、約６００℃以下のガラス転移温度を持つガラスである。
【００１３】
封止材４は、図１では図示していない注入口を塞ぐ材料である。注入口は、表示パネルに液晶を注入する開口部であり、液晶注入後は封止材４で封止している。また、ＴＦＴ基板１には、複数の配線（図示せず）が設けられているが、この配線に外部から電気信号を入力するための実装端子６が設けられている。
【００１４】
本実施の形態に係る表示パネルでは、ＴＦＴ基板１の表示領域５の外周に形成されるシール材３には低融点ガラスが用いられるので、熱硬化型のエポキシ樹脂などのように未硬化部が存在することがなく、シール材３の不純物が液晶に溶け出して液晶の比抵抗を下げて表示不良を生じさせる問題もない。なお、表示領域５に、液晶を注入できる所定の空間を確保しつつ、ＴＦＴ基板１とＣＦ基板２とはシール材３で固着されている。
【００１５】
次に、本実施の形態に係る表示パネルの製造方法について説明する。液晶表示装置などの製造では、多面取りと呼ばれる複数の表示パネルを同時形成する製造方法が用いられる。そのため、本実施の形態に係る表示パネルの製造方法においても、ＴＦＴ基板１が複数形成されたマザー基板と、ＣＦ基板２が複数形成されたマザー基板とを貼り合わせた後に、貼り合わせたマザー基板を分断して個々の表示パネルを取り出している。
【００１６】
まず、図３に、ＴＦＴ基板１が形成されたマザー基板１１を示す。図３に示すマザー基板１１には、図１で示したＴＦＴ基板１が６枚形成されている。それぞれのＴＦＴ基板１は、マザー基板１１単位でスパッタやフォトプロセス等が用いられ、ＴＦＴが形成されることになる。
【００１７】
図４に、ＣＦ基板２が形成されるマザー基板１２を示す。図４のマザー基板１２には、図１で示したＣＦ基板２が６枚形成されている。また、それぞれのＣＦ基板２は、マザー基板１１と貼り合わせた際に、ＴＦＴ基板１と対向する位置に形成されている。ＣＦ基板２は、Ｒ，Ｇ，Ｂの色材を用いたカラーフィルタが形成されている。
【００１８】
次に、ＴＦＴ基板１の表示領域５の外周に低融点ガラスからなるシール材３を形成する。図５に、ＴＦＴ基板１上にシール材３が形成されている様子を示す。なお、シール材３は、表示領域５の外周を一周して閉じているのではなく、一部開いている部分がある（図５では左辺部）。これは、上記で説明した液晶を注入するための注入口７である。また、本実施の形態では、約２００℃で溶融する低融点ガラスを用いている。
【００１９】
また、シール材３に用いられる低融点ガラスは、シリカ（ＳｉＯ2）、酸化鉄（Ｆｅ2Ｏ3）や酸化マグネシウム（ＭｇＯ）等を主成分としている。そして、低融点ガラスの熱膨張係数は、ＴＦＴ基板１及びＣＦ基板２の熱膨張係数（例えば、３０〜４０×１０-7／℃）と同程度であることが望ましい。これは、ＴＦＴ基板１とＣＦ基板２とをシール材３で固着する際に、低融点ガラスの熱膨張係数とＴＦＴ基板１及びＣＦ基板２の熱膨張係数との違いにより、割れや欠けが発生するのを防止することができるからである。
【００２０】
低融点ガラスからなるシール材３を形成する場合、まず、ＴＦＴが形成されたＴＦＴ基板１上に、低融点ガラスをスパッタや蒸着法などを用いて成膜する。その後、フォトプロセス等を用いて、成膜した低融点ガラスを図５に示すようなシール材３の形状にパターニングする。本実施の形態では、上記のようなプロセスでシール材３が形成されるので、従来のような印刷法で形成したシール材３に比べて、形状の精度が高いシール材３を形成することができる。シール材３の形状の精度が高いと、ＴＦＴ基板１とＣＦ基板２とを貼り合わせた際に、ＴＦＴ基板１及びＣＦ基板２とシール材３との接合面積やセルギャップＧの精度を良くすることができる。つまり、シール材３の形状の精度が高いと、ＴＦＴ基板１とＣＦ基板２との貼り合わせに起因する不良を減らせ、表示パネルの歩留まりを低減することができる。
【００２１】
特に、シール材３の膜厚（高さ方向）は、ＴＦＴ基板１とＣＦ基板２との貼り合わせ後のＴＦＴ基板１とＣＦ基板２との隙間（セルギャップＧ）より大きいことをことが必要である。仮に、シール材３の膜厚がセルギャップＧより小さければ、ＴＦＴ基板１とＣＦ基板２とをシール材３で貼り合わせることができなくなる。そのため、シール材３の膜厚をセルギャップＧより大きくすることで、ＴＦＴ基板１とＣＦ基板２とを所望のセルギャップＧで確実に貼り合わせることができる。
【００２２】
次に、ＴＦＴ基板１にシール材３を形成後、マザー基板１１の全面に配向膜を塗布する。そして、図６に示すような布を巻き付けた円筒ドラム１３で、塗布した配向膜（図６では図示せず）の表面を擦り、配向膜の表面に溝を形成するラビング処理を行う。ラビング処理は、同様にＣＦ基板２にも行われる。つまり、マザー基板１２の全面に配向膜を塗布し、図７に示すような布を巻き付けた円筒ドラム１４で、塗布した配向膜（図７では図示せず）の表面を擦り、配向膜の表面に溝を形成する。このラビング処理により、表示パネル内で液晶分子を一定方向に配列させることができようになる。
【００２３】
なお、本実施の形態に係る表示装置では、ＴＦＴ基板１に低融点ガラスからなるシール材３を形成した後にラビング処理を行っているが、本発明はこれに限られず、ラビング処理後に低融点ガラスからなるシール材３を形成しても良い。
【００２４】
次に、ラビング処理後のＣＦ基板２上に、スペーサを散布する。このスペーサにより、表示領域５の全面にわたって均一なセルギャップＧを維持することができる。そして、それぞれのＴＦＴ基板１とＣＦ基板２とが対向するように、アライメントを調整してマザー基板１１とマザー基板１２とを貼り合わせる。なお、ＴＦＴ基板１の配向膜が形成された面と、ＣＦ基板２の配向膜が形成された面とが対向するように貼り合わせる。
【００２５】
マザー基板１１とマザー基板１２とを貼り合わせる場合、まず、アライメントの調整後に、図８示すようにマザー基板１１及びマザー基板１２の四隅を紫外線硬化型の接着剤１５で仮止めを行う。なお、図８では、マザー基板１１とマザー基板１２との貼り合わせ後を示しているが、マザー基板１１側から図示しているため、裏側のマザー基板１２は図示されていない。
【００２６】
仮止め後に、マザー基板１１及びマザー基板１２を２００℃前後で加熱する。これにより、低融点ガラスからなるシール材３は溶融し、それぞれのＴＦＴ基板１とＣＦ基板２とを固着させることができる。つまり、ＴＦＴ基板１の表示領域５とＣＦ基板２の表示領域５とを対向するように配置し、所定の空間を確保しつつ低融点ガラスを溶融してＴＦＴ基板１とＣＦ基板２とを固着することができる。
【００２７】
ここで、２００℃前後でマザー基板１１及びマザー基板１２を加熱したのは、低融点ガラスが融点が約２００℃であるためである。但し、低融点ガラスの融点については、使用する液晶のネマチック−アイソトロピック相転移温度（以下、液晶相転移温度ともいう）より高い必要がある。
【００２８】
液晶表示装置の場合、表示パネルに液晶を注入した後にアイソトロピック処理を施す。このアイソトロピック処理は、液晶分子の配向を均質に安定化するために行われ、使用する液晶を等方性液体相まで加熱、徐冷する処理である。そのため、本実施の形態に係る表示パネルも、使用する液晶の液晶相転移温度まで加熱することが必要となる。しかし、低融点ガラスの融点が液晶相転移温度より低ければ、このアイソトロピック処理を行うことができなくなる。そこで、本実施の形態に係る表示パネルでは、液晶相転移温度より高い融点を持つ低融点ガラスを採用している。
【００２９】
また、低融点ガラスの融点については、表示領域５に散布されるスペーサの耐熱温度より低い必要がある。スペーサは、上記で説明したようにＴＦＴ基板１とＣＦ基板２とを支え、セルギャップＧを維持するためのものである。しかし、表示領域５に散布されるスペーサは、弾力性を持たせる必要があるため耐熱温度が高いシリカ系のスペーサを利用することができない。そのため、表示領域５に散布されるスペーサは、プラスチック系のスペーサが利用されるので、低融点ガラスの融点がスペーサの耐熱温度より高いと、スペーサが変形する等の問題が発生する。そこで、本実施の形態に係る表示パネルでは、スペーサの耐熱温度より低い融点を持つ低融点ガラスを採用している。
【００３０】
つまり、本実施の形態に係る表示パネルでは、液晶相転移温度より高く、且つスペーサの耐熱温度より低い融点を持つ低融点ガラスを採用しているので、安定したセルギャップＧを維持しつつ、シール材３の不純物の溶け出しによる表示不良が発生しない。
【００３１】
マザー基板１１とマザー基板１２とを貼り合わせ後、図９に示す破線に沿って分断して、それぞれの表示パネルを取り出す。具体的には、図９に示す破線に沿って超鋼ホイルでマザー基板１１，１２の表面をスクライブした後、スクライブした部分を起点にブレイクすることでマザー基板１１，１２を分断する。この分断により、図１０及び図１１に示す表示パネルを得ることができる。
【００３２】
図１０は、分断後の表示パネルの平面図を、図１１は、分断後の表示パネルの側面図をそれぞれ示す。図１０及び図１１に示す表示パネルは、まだ液晶が注入されていない状態である。そのため、図１０に示す表示パネルから図１に示す表示パネルを形成するには、注入口７より液晶を注入し、図１に示す封止材４で注入口７を封止する必要がある。その後、表示パネルは、液晶相転移温度（例えば、１００℃程度）まで加熱し、上記で説明したアイソトロピック処理を行う。この処理により、表示領域５の全面において、ラビング処理した方向に液晶分子を配向させることができる。
【００３３】
以上のように、本実施の形態に係る表示パネルは、シール材３に低融点ガラスを用い、ＴＦＴ基板１とＣＦ基板２とを低融点ガラスで固着しているので、熱硬化型のエポキシ樹脂等の有機物をシール材３に用いた場合と異なり、シール材３に未硬化部が存在せず、不純物が溶け出して液晶の比抵抗を低下させることもない。そのため、本実施の形態に係る表示パネルでは、表示領域５の周辺に白抜けなどと呼ばれる表示不良が発生することを防止することができ、表示特性に優れた表示パネルを提供することができる。
【００３４】
また、本実施の形態に係る表示パネルでは、スパッタやフォトプロセスを利用して低融点ガラスからなるシール材３を形成しているので、所望の膜厚に対して数オングストローム単位で制御することができ、ＴＦＴ基板１とＣＦ基板２とを確実に固着することができる。さらに、シール材３の幅についても、所望の幅に対して数μｍ単位の精度で形成できるので、シール材３が表示領域５にはみ出すなどの不具合を回避することができる。
【００３５】
なお、本実施の形態に係る表示パネルでは、シール材３をＴＦＴ基板１に形成していたが、本発明はこれに限られず、ＣＦ基板２にシール材３を形成しても、ＴＦＴ基板１及びＣＦ基板２に、ＴＦＴ基板１にのみ形成した場合の半分の膜厚のシール材３を形成しても良い。また、本実施の形態に係る表示パネルでは、透過型の液晶表示装置に限られず、反射型や半透過型の液晶表示装置についても同様に適用することができる。さらに、所定の空間を維持しつつ、２枚のガラス基板を固着させる表示パネル、例えば有機ＥＬディスプレイ等にも本発明を適用することができる。
【００３６】
また、本実施の形態に係る表示パネルでは、ＴＦＴ基板１及びＣＦ基板２は、製造コスト等を考慮して、一般的に使用されているガラス基板を用いると説明したが、本発明はこれに限られず、例えば石英やシリコン基板などを用いても良い。具体的には、石英の基板上にＴＦＴを形成しＴＦＴ基板１とし、別の石英の基板上にカラーフィルタを形成してＣＦ基板２として、両基板をシール材３で貼り合わせて表示パネルを構成しても良い。さらに、ＬＣｏＳ（Liquid Crystal on Silicon）のように、対向する基板の一方に単結晶シリコンを使用し、半導体製造技術を用いて基板上にＭＯＳＦＥＴと、最表面に光を反射させるアルミ層を形成し、一方の基板には光を透過させるためのガラス基板を使用して、両基板で液晶を挟持させて表示パネルを構成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施に係る表示パネルを示す平面図である。
【図２】本発明の実施に係る表示パネルを示す側面図である。
【図３】本発明の実施に係る表示パネルの製造方法を説明する図である。
【図４】本発明の実施に係る表示パネルの製造方法を説明する図である。
【図５】本発明の実施に係る表示パネルの製造方法を説明する図である。
【図６】本発明の実施に係る表示パネルの製造方法を説明する図である。
【図７】本発明の実施に係る表示パネルの製造方法を説明する図である。
【図８】本発明の実施に係る表示パネルの製造方法を説明する図である。
【図９】本発明の実施に係る表示パネルの製造方法を説明する図である。
【図１０】本発明の実施に係る分断後の表示パネルを示す平面図である。
【図１１】本発明の実施に係る分断後の表示パネルを示す側面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  ＴＦＴ基板、２  ＣＦ基板、３  シール材、４  封止材、５  表示領域、６  実装端子、７  注入口、１１，１２  マザー基板、１３，１４  円筒ドラム、１５  接着剤。
【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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【図８】
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【図９】
2006227491.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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