(57)【要約】【課題】表示ムラの発生を抑制することができる、液晶表示パネルを湾曲させた状態で保持した曲面型の液晶表示装置を提供すること。【解決手段】本発明にかかる液晶表示装置は、対向基板１０５と、対向基板１０５上に分散・形成された柱状スペーサ１１４と、対向基板１０５と略同一の厚みを有し、対向基板１０５の柱状スペーサ１１４形成面に対向して貼り合せられたＴＦＴアレイ基板１０４と、両基板の間に封入された液晶１０７とを有する液晶表示パネル１０１を備え、液晶表示パネル１０１が湾曲された状態で保持されたものであって、ＴＦＴアレイ基板１０４と対向基板１０５とを貼り合せた厚みは０．１２ｍｍ以下であり、柱状スペーサ１１４の表示領域における占有率は１％以上であるものである。【選択図】図２
2008112001.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のガラス基板と、
前記第１のガラス基板上に形成された柱状スペーサと、
前記第１のガラス基板と略同一の厚みを有し、前記第１のガラス基板の前記柱状スペーサが形成された面に対向して貼り合せられた第２のガラス基板と、
前記第１のガラス基板と前記第２のガラス基板との間に封入された液晶とを有する液晶表示パネルを備え、
前記液晶表示パネルが湾曲された状態で保持された液晶表示装置であって、
前記第１のガラス基板と前記第２のガラス基板とを貼り合せた厚みは、０．１２ｍｍ以下であり、
前記柱状スペーサの表示領域における占有率は、１％以上である液晶表示装置。
【請求項２】
前記柱状スペーサの表示領域における占有率は、１５％以下である請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記柱状スペーサは、感光性樹脂である請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記液晶表示パネルは、前記第１の基板の前記柱状スペーサ形成面が突出するように湾曲される請求項１、２又は３に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記第１の基板は、マトリクス状に形成された着色層と、前記着色層間に形成されたブラックマトリクスとを備えるカラーフィルタ基板であり、
前記柱状スペーサは、前記ブラックマトリクスが形成された領域に配置されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記柱状スペーサは、前記ブラックマトリクスが形成された領域にわたって連続して壁状に形成されている請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記第１のガラス基板と前記第２のガラス基板と貼り合わせるシール材を備え、
前記シール材は、前記表示領域を囲むように閉じた線形状に形成されている請求項１〜６のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記液晶は滴下注入されている請求項７記載の液晶表示装置。
【請求項９】
柱状スペーサが表示領域における占有率が１％以上となるように固定して形成された第１のガラス基板に、前記第１のガラス基板の前記柱状スペーサが形成された面に対向するように第２のガラス基板を貼り合せ、
前記第１のガラス基板と前記第２のガラス基板との間に液晶を封入し、
液晶を封入した後に、前記第１のガラス基板と前記第２のガラス基板とが略同一の厚みで、前記第１のガラス基板と前記第２のガラス基板とを貼り合せた厚みが０．１２ｍｍ以下となるように、研磨して液晶表示パネルを製造し、
前記液晶表示パネルを湾曲された状態で保持する液晶表示装置の製造方法。
【請求項１０】
表示領域を囲むように閉じた線形状にシール材を形成し、
前記第１のガラス基板と前記第２のガラス基板とを前記シール材により貼り合わせる前に、前記第１のガラス基板又は前記第２のガラス基板に液晶を滴下する請求項９に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１１】
前記第１の基板の前記柱状スペーサ形成面が突出するように、前記液晶表示パネルを湾曲させる請求項９又は１０に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】
本発明は、液晶表示装置に関し、特に詳しくは、湾曲された状態で保持された液晶表示パネルを備える液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置（ＬＣＤ）は、薄型・軽量・低消費電力の特徴を活かして、情報通信時代に必須のフラットパネルディスプレイとして、ＯＡ用、民生用、産業用と幅広く活用されている。ここで、一般的な平面型の液晶表示装置について説明する。平面型の液晶表示装置は、液晶表示パネルの反視認側にバックライトユニットが設けられている。液晶表示パネルは、０．５〜１ｍｍ程度の厚みを有する２枚の電極付きのガラス基板間に液晶が挟持された構成を有している。ガラス基板間のギャップは、ガラス基板間に分散された球状スペーサにより規定されている。両ガラス基板は、表示領域を囲むように配設されたシール材により貼り合わせられている。ガラス基板の一辺側にはシール材が配設されていない、注入口が設けられている。液晶は、注入口より２枚の基板とシール材とで形成される空間に封入されている。また、それぞれのガラス基板の外側表面には、偏光板が貼着されている。電極間の液晶の配向が変化することにより、バックライトユニットからの光の透過率が変化して、表示を行うことができる。
【０００３】
近年、デザイン上や配置場所などの理由から平面でなく曲面状の液晶表示パネルへの要望が高まっている。また、視認性をよくするためにも平面でなく曲面状の液晶表示パネルが好ましい場合がある。しかしながら、従来の平面型の液晶表示装置においては、０．５〜１ｍｍ程度の厚みを有するガラス基板を使用しているために可撓性を全く有していない。このため、ガラス基板を用いた液晶表示装置は、専らテレビやパソコンのモニタ、あるいは携帯電話のモニタ等の平面型の液晶表示装置としてしか活用されていなかった。そこで、ガラス基板の厚みを０．１ｍｍ以下の極薄板状とし、液晶表示パネル自体に可撓性を持たせた、液晶表示装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−７７８６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このようにガラス基板を極薄板状として可撓性を持たせ、単純に曲面型の液晶表示装置に採用したとしても、良好な表示品位を得ることは難しい。すなわち、液晶表示パネルを湾曲させた状態で保持した曲面型の液晶表示装置では、表示面内の応力の分布が均一でない。このため、曲面型の液晶表示装置を構成する両ガラス基板の間隔を一定に保つために介在されている球状スペーサは、当該球状スペーサにかかる応力の違いに応じて、そのつぶれ量が不均一となり、セルギャップが不均一となってしまう。
【０００５】
セルギャップは、液晶の基本的な光学上の数値であるリタデーションΔｎ・ｄを決める重要なファクターである。セルギャップが不均一となると、液晶層の厚みが部分的に異なり、表示ムラが発生する。また、光透過率、コントラスト比などの表示特性が劣化してしまうという問題がある。
【０００６】
また、極薄板状のガラス基板を用いた液晶表示装置を製造する場合、通常、０．５ｍｍ〜１ｍｍ程度のガラス基板を用いて液晶セルを形成した後に、物理研磨によりガラス基板の厚みを薄くしている。球状スペーサを用いた場合、研磨の応力が加わるたびに球状スペーサがセル内で流動し、球状スペーサの位置に偏りが生じてしまう。このため、ガラス基板を平坦な極薄板状とすることができない。
【０００７】
また、研磨中の応力により、球状スペーサが両ガラス基板上に形成された配向膜上を引きずられることとなる。この結果、ガラス基板上の配向膜や電極までも損傷することがある。これにより、表示画像の黒点・輝点、あるいは液晶の配向不良による表示ムラ等が発生し、表示特性が大幅に低下してしまう。さらに、球状スペーサ自身が破壊することになり、セルギャップが一定に保たれず、良好な表示特性を発揮することができなくなるという問題がある。
【０００８】
特許文献１では、柱状のスペーサを使用し、この柱状スペーサの一端をアレイ基板あるいは対向基板のいずれか一方に固定して、スペーサの他端を遊端として他方の基板に当接させている。しかしながら、特許文献１に記載の液晶表示装置は、液晶表示パネルを湾曲された状態で保持するものではなく、スペーサの表示領域における占有率についてはなんらの示唆もない。
【０００９】
本発明は、上記のような問題を背景としてなされたものであり、本発明の目的は、表示ムラの発生を抑制することができる、液晶表示パネルを湾曲させた状態で保持した曲面型の液晶表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様に係る液晶表示装置は、第１のガラス基板と、前記第１のガラス基板上に形成された柱状スペーサと、前記第１のガラス基板と略同一の厚みを有し、前記第１のガラス基板の前記柱状スペーサが形成された面に対向して貼り合せられた第２のガラス基板と、前記第１のガラス基板と前記第２のガラス基板との間に封入された液晶とを有する液晶表示パネルを備え、前記液晶表示パネルが湾曲された状態で保持された液晶表示装置であって、前記第１のガラス基板と前記第２のガラス基板とを貼り合せた厚みは、０．１２ｍｍ以下であり、前記柱状スペーサの表示領域における占有率は、１％以上であるものである。これにより、ガラス基板を湾曲させた状態で保持しても、表示ムラの発生を抑制することができる。
【００１１】
本発明の第２の態様に係る液晶表示装置は、上記の液晶表示装置において、前記柱状スペーサの表示領域における占有率は、１５％以下であるものである。これにより、輝度の低下を抑制することができる。
【００１２】
本発明の第３の態様に係る液晶表示装置は、上記の液晶表示装置において、前記柱状スペーサは、感光性樹脂であるものである。これにより、柱状スペーサが第１のガラス基板上に固定され、セル内で移動するのを防止することができる。
【００１３】
本発明の第４の態様に係る液晶表示装置は、上記の液晶表示装置において、前記液晶表示パネルは、前記第１の基板の前記柱状スペーサ形成面が突出するように湾曲されるものである。これにより、より均一なセルギャップを得ることができる。
【００１４】
本発明の第５の態様に係る液晶表示装置は、上記の液晶表示装置において、前記第１の基板は、マトリクス状に形成された着色層と、前記着色層間に形成されたブラックマトリクスとを備えるカラーフィルタ基板であり、前記柱状スペーサは、前記ブラックマトリクスが形成された領域に配置されているものである。これにより、開口率の低下を抑制することができる。
【００１５】
本発明の第６の態様に係る液晶表示装置は、上記の液晶表示装置において、前記柱状スペーサは、前記ブラックマトリクスが形成された領域にわたって連続して壁状に形成されているものである。これにより、より均一なセルギャップを得ることができ、ムラの発生を抑制することができる。
【００１６】
本発明の第７の態様に係る液晶表示装置は、上記の液晶表示装置において、前記第１のガラス基板と前記第２のガラス基板と貼り合わせるシール材を備え、前記シール材は、前記表示領域を囲むように閉じた線形状に形成されているものである。これにより、シール材の近傍で発生する表示ムラを抑制することができる。
【００１７】
本発明の第８の態様に係る液晶表示装置は、上記の液晶表示装置において、前記液晶は滴下注入されているものである。本発明は、このような場合に特に有効である。
【００１８】
本発明の第９の態様に係る液晶表示装置の製造方法は、柱状スペーサが表示領域における占有率が１％以上となるように固定して形成された第１のガラス基板に、前記第１のガラス基板の前記柱状スペーサが形成された面に対向するように第２のガラス基板を貼り合せ、前記第１のガラス基板と前記第２のガラス基板との間に液晶を封入し、液晶を封入した後に、前記第１のガラス基板と前記第２のガラス基板とが略同一の厚みで、前記第１のガラス基板と前記第２のガラス基板とを貼り合せた厚みが０．１２ｍｍ以下となるように研磨して液晶表示パネルを製造し、前記液晶表示パネルを湾曲された状態で保持する。これにより、ガラス基板を研磨する応力によりスペーサが流動せず、ガラス基板を平坦に極薄板状にすることができる。
【００１９】
本発明の第１０の態様に係る液晶表示装置の製造方法は、上記の製造方法において、表示領域を囲むように閉じた線形状にシール材を形成し、前記第１のガラス基板と前記第２のガラス基板とを前記シール材により貼り合わせる前に、前記第１のガラス基板又は前記第２のガラス基板に液晶を滴下する。本発明は、このような場合に特に有効である。
【００２０】
本発明の第１１の態様に係る液晶表示装置の製造方法は、上記の製造方法において、前記第１の基板の前記柱状スペーサ形成面が突出するように、前記液晶表示パネルを湾曲させる。これにより、より均一なセルギャップを得ることができ、ムラの発生を抑制することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、表示ムラの発生を抑制することができる、液晶表示パネルを湾曲させた状態で保持した曲面型の液晶表示装置を提供することである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の実施の形態に係る液晶表示装置について、図１〜３を参照して説明する。図１は、本実施の形態に係る液晶表示装置１００の構成を示す模式図である。図１に示すように、本発明に係る液晶表示装置１００は、液晶表示パネル１０１、バックライトユニット１０２を有している。図２は、本実施の形態に係る液晶表示パネル１０１の構成を示す断面図である。また、図３は、本実施の形態に係る液晶表示パネル１０１の構成を示す平面図である。なお、本発明に係る液晶表示パネル１０１の形状は曲面状となっているが、図２及び図３においては、便宜上、液晶表示パネル１０１の形状を平面としている。
【００２３】
図１に示すように、本発明に係る液晶表示装置１００は、湾曲された状態で保持された液晶表示パネル１０１を備える曲面型の液晶表示装置である。本実施の形態においては、液晶表示パネル１０１として、アクティブマトリクス型のカラー液晶表示パネルを用いた例について説明する。液晶表示パネル１０１は、入力される表示信号に基づいて画像表示を行う。バックライトユニット１０２は、液晶表示パネル１０１の反視認側に配置されており、液晶表示パネル１０１の背面側から面状の光を照射する。
【００２４】
本実施の形態で用いられるバックライトユニット１０２は曲率を有する。つまり、液晶表示パネル１０１及びバックライトユニット１０２は、少なくとも１つの曲面を有する曲面状となっている。本実施の形態においては、バックライトユニット１０２の液晶表示パネル１０１側の面は、視認側に突出した円弧状の曲面となっている。液晶表示パネル１０１は、バックライトユニット１０２に沿って粘着材１０３により固定される。これにより、液晶表示パネル１０１が湾曲された状態で保持される。粘着材としては、例えば、０．１ｍｍ程度の厚みの両面テープを用いることができるし、液状のアクリル系の粘着材材料を塗布して硬化させることもできる。
【００２５】
図２に示すように、液晶表示パネル１０１は、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）アレイ基板１０４、対向基板１０５、シール材１０６、液晶１０７、画素電極１０８、配向膜１０９、コモン電極１１０、カラーフィルタ１１１、ＢＭ（Black Matrix）１１２、オーバーコート１１３、柱状スペーサ１１４、偏光板１１５を有している。
【００２６】
液晶表示パネル１０１は、ＴＦＴアレイ基板１０４と対向配置される対向基板１０５と両基板を接着するシール材１０６との間の空間に液晶１０７を封入した構成を有している。本発明に係る液晶表示パネル１０１を構成する２枚の基板（ＴＦＴアレイ基板１０４及び対向基板１０５）は、いずれもガラス基板により構成されている。また、シール材１０６により貼り合せられた状態のＴＦＴアレイ基板１０４及び対向基板１０５をあわせた厚みは、０．１２ｍｍ以下である。本実施の形態においては、ＴＦＴアレイ基板１０４及び対向基板１０５を貼り合わせた総厚を０．１ｍｍとした。これにより、ガラス基板を用いた場合であっても、液晶表示パネル１０１を湾曲させることができる。また、ガラス基板を用いることにより、樹脂よりも熱膨張係数が小さいため、製造プロセスや実際の使用環境での温度変化による液晶表示パネル１０１の歪の発生を抑制することができる。
【００２７】
また、ＴＦＴアレイ基板１０４と対向基板１０５の厚みは、略同一であることが好ましい。すなわち、両基板の厚みは略等しく、それぞれ０．０６ｍｍ以下である。本実施の形態においては、ＴＦＴアレイ基板１０４及び対向基板１０５のそれぞれの厚みを等しく０．０５ｍｍとした。本実施の形態において液晶表示パネル１０１を湾曲させる場合、図１中破線で示す液晶表示パネル１０１の厚みの中心、すなわち、ＴＦＴアレイ基板１０４及び対向基板１０５それぞれの対向面の長さは、平面状の液晶表示パネル１０１と略変わらない。しかし、下側のＴＦＴアレイ基板１０４の反視認側の面には圧縮する応力がかかる。このため、ＴＦＴアレイ基板１０４の反視認側の面の長さは、平面状の液晶表示パネル１０１における長さよりも短くなる。一方、上側の対向基板１０５の視認側の面には引っ張り応力がかかる。このため、対向基板１０５の視認側の面の長さは、平面状の液晶表示パネル１０１における長さよりも長くなる。一方の基板が他方の基板よりも薄いと、上記の圧縮応力あるいは引っ張り応力により、ガラスからなる基板が割れてしまうおそれがある。本実施の形態では、ＴＦＴアレイ基板１０４と対向基板１０５の厚みを略等しくしているため、基板の割れを抑制することができる。
【００２８】
ＴＦＴアレイ基板１０４には、水平方向に図示しないゲート線（走査線）、垂直方向に図示しないソース線（信号線）がそれぞれ形成されており、ゲート線とソース線の交差点付近にはＴＦＴ（不図示）が設けられている。また、ゲート線とソース線との間には、それぞれ画素電極１０８が形成されている。表示領域は、マトリクス状に配列された複数の画素電極１０８からなる。ＴＦＴのゲート電極がゲート線に、ソース電極がソース線に、ドレイン電極が画素電極１０８に、それぞれ接続されている。
【００２９】
一方、対向基板１０５上にはコモン電極１１０及びＲ（赤）、Ｇ（緑）Ｂ（青）のカラーフィルタ１１１、ＢＭ１１２などが形成されている。コモン電極１１０は、実際には画素電極１０８と対向するように対向基板１０５の略全面に形成される矩形状の透明電極である。コモン電極１１０としては、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明導電膜を用いることができる。コモン電極１１０上には、ＴＦＴアレイ基板１０４上に形成されている画素電極１０８に対応して、各色のカラーフィルタ１１１がそれぞれ形成されている。カラーフィルタ１１１は、所望の着色材を含有した感光性樹脂を使用した顔料分散法により形成することができる。また、印刷法、電着法、転写法等の公知の方法により所望の配列のカラーフィルタ１１１を形成することができる。
【００３０】
また、カラーフィルタ１１１間には、ＢＭ１１２が配置されている。ＢＭ１１２は、画素電極１０８の間及び表示領域の外側に設けられている。ＢＭ１１２は、スパッタリング法、真空蒸着法等によりクロム等の金属薄膜を形成し、この薄膜をパターニングして形成したもの、あるいは、カーボン微粒子、金属酸化物等の遮光性粒子等の遮光性粒子を含有させた感光性樹脂層を形成し、この感光性樹脂層をパターニングして形成したもの等を用いることができる。
【００３１】
カラーフィルタ１１１及びＢＭ１１２上を覆うように、オーバーコート１１３が設けられている。オーバーコート１１３は、カラーフィルタ１１１及びＢＭ１１２の表面を平坦化して、後述する柱状スペーサ１１４のつぶれ量のバラツキによるセルギャップの変動を抑制するために設けられている。また、オーバーコート１１３は、カラーフィルタ１１１の全面を覆うように形成される。これにより、顔料に含有されるイオン性不純物成分等の液晶層への溶出を防止している。
【００３２】
さらに、オーバーコート１１３上には、ＢＭ１１３に対応する位置に柱状スペーサ１１４が形成されている。ＴＦＴアレイ基板１０４及び対向基板１０５の間は、柱状スペーサ１１４によって所定の間隔になるように維持される。柱状スペーサ１１４としては、柱状スペーサ１１４は、所望のセルギャップに応じてオーバーコート１１３から突出するように形成される。柱状スペーサ１１４の突出量は液晶１０７に要求される厚み等から適宜設定することができる。
【００３３】
柱状スペーサ１１４の表示領域内における占有率は１％以上、より好ましくは２％以上である。また、柱状スペーサ１１４は、表示領域内において均一に分散するように形成される。図４に、柱状スペーサ１１４の表示領域に置ける占有率と、液晶表示パネル１０１の歪量との関係を示す。図４に示すように、柱状スペーサ１１４の表示領域内における占有率を１％以上、好ましくは２％以上とすると、液晶表示パネル１０１の歪が改善されることが判明した。ここで、表示領域とは、複数の画素電極１０８が形成されている領域であって、ＢＭ１１３が形成される非画素部分も含まれる。
【００３４】
本実施の形態においては、液晶表示パネル１０１を円弧状のバックライトユニット１０２に固定している。このため、液晶表示パネル１０１内の応力分布は表示領域内において一様ではない。しかしながら、本発明のように柱状スペーサ１１４の表示領域内における占有率を１％以上とし、表示領域内に分散して形成することによって、液晶表示パネル１０１の歪が改善され、ムラの発生を抑制することができる。また、柱状スペーサ１１４の表示領域における占有率は、１５％以下である。これにより、柱状スペーサ１１４の形成による輝度の低下を抑制することができる。なお、柱状スペーサ１１４は、表示領域内に均一に分散して形成する場合に限らず、柱状スペーサの形状、材質、液晶表示パネル１０１の湾曲状態等を考慮して形成密度を適宜設定することも可能である。
【００３５】
柱状スペーサ１１４としては、感光性樹脂を用いることが好ましい。感光性樹脂を用いることにより、柱状スペーサ１１４は対向基板１０５に固定され、後述する製造工程における基板研磨中の応力によってその位置が変動することがない。これにより、ＴＦＴアレイ基板１０４及び対向基板１０５を平坦に極薄板状することができる。また、スペーサの移動によるムラの発生を抑制することができる。感光性樹脂としては、例えば、アクリル樹脂を主成分として、エポキシ系感光基成分を有する樹脂等を用いることができる。
【００３６】
図１に示す本実施の形態においては、下側の基板がＴＦＴアレイ基板１０４、上側の基板が対向基板１０５である。すなわち、対向基板１０５の柱状スペーサ形成面が、凹面となるように湾曲されている。しかしながら、対向基板１０５の柱状スペーサ１１４形成面が突出するように液晶表示パネル１０１が湾曲されることが好ましい。これにより、柱状スペーサ１１４の遊端がＴＦＴアレイ基板１０４により押し付けられ、より均一なセルギャップを得ることが可能となる。なお、本実施の形態においては、柱状スペーサ１１４を対向基板１０５側に形成する場合について説明したが、これに限定されず、ＴＦＴアレイ基板１０４側に形成することも可能である。この場合においても、ＴＦＴアレイ基板１０４の柱状スペーサ１１４形成面が凸面となることが好ましい。
【００３７】
また、柱状スペーサ１１４は、ＢＭ１１５が形成されている領域にわたって壁状に連続して形成してもよい。すなわち、例えば、柱状スペーサ１１４は、画素電極１０８間に連続して配置されて格子状に形成される。また、柱状スペーサ１１４は、画素電極１０８間にストライプ状に形成されてもよい。これにより、柱状スペーサ１１４の表示領域における占有率を大きくすることができる。従って、液晶表示パネル１０１を湾曲させた状態で保持しても、液晶表示パネル１０１の歪を少なくすることができ、ムラの発生をさらに抑制することが可能となる。
【００３８】
図３に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０４は対向基板１０５よりも平面寸法が大きく形成されている。従って、ＴＦＴアレイ基板１０４の一部は対向基板１０５からはみ出すよう配置される。これら両基板は、表示領域を囲むように閉じられた線形状のシール材１０６により周辺を接着されている。すなわち、シール材１０６は、表示領域を囲む閉じられた枠状に配置される。
【００３９】
ＴＦＴアレイ基板１０４と対向基板１０５とシール材１０６とで形成される空間には、液晶１０７が封入されている。液晶１０７は、滴下注入法によりセル内に封入される。従来、真空注入法により液晶を基板間に注入する場合、シール材の一辺に注入口を設ける必要があった。このため、液晶表示パネル１０１を湾曲させた状態で保持すると、注入口の端部近傍でムラが発生するという問題があった。しかしながら、本発明によれば、シール材１０６に注入口を形成する必要がないため、シール材１０６近傍でのムラの発生を防止することができる。
【００４０】
また、ＴＦＴアレイ基板１０４及び対向基板１０５の対向する面にはそれぞれ所定の方向に配向された配向膜１０９が設けられている。液晶１０７は、ＴＦＴアレイ基板１０４及び対向基板１０５にそれぞれ形成された配向膜１０９と接している。両基板に挟持された液晶１０７は、ＴＦＴアレイ基板１０４及び対向基板１０５に設けられた配向膜１０９によって所定の方向に配向する。
【００４１】
ＴＦＴアレイ基板１０４の外側表面と対向基板１０５の外側表面のそれぞれには、偏光板１１５が貼着される。例えば、液晶表示パネル１０１の典型的な例であるＳＴＮ型の液晶表示パネル１０１においては、反視認側、視認側の偏光板１１５は、それぞれの透過軸が垂直もしくは平行となるように配置される。偏光板１１５と基板との間に、位相差板や広視角フィルムを配置してもよい。
【００４２】
なお、ここでは図示していないが、ＴＦＴアレイ基板１０４が対向基板１０５からはみ出した周辺領域には、上述した複数のゲート線及びソース線へ制御信号などを伝送する伝送配線（不図示）が形成され、伝送配線の一部に端子（不図示）が形成されている。ＴＦＴアレイ基板１０４上の端子には、ＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film）を介してドライバＩＣ（不図示）がＣＯＧ（Chip On Glass）技術によってＴＦＴアレイ基板１０４上に直接に接続される。なお、ドライバＩＣは、ＴＡＢ（Tape Automated Bonding）によってＴＦＴアレイ基板１０４に接続されることもある。
【００４３】
ＴＦＴアレイ基板１０４の背面側には面状光源装置であるバックライトユニット１０２が設けられる。バックライトユニット１０２は、蛍光管やＬＥＤなどの光源と光源からの光を面状に導く導光板、拡散シート、プリズムシートなどを備えたものを用いることができる。これらは、ポリカーボネート等の樹脂によって形成された枠体に収容されている。上述したように、本実施の形態においては、バックライトユニット１０２は、液晶表示パネル１０１側に円弧状の曲面を有している。
【００４４】
ここで、上述の液晶表示パネル１０１の駆動について説明する。ドライバＩＣは、外部から入力される表示データに基づいて、各走査電極に走査信号を、各信号電極に表示信号を供給する。各走査信号によって選択された１つのゲート線に接続される全てのＴＦＴがオン状態となる。そして、オン状態となったＴＦＴを介して、表示信号が画素電極１０８に供給される。一方、対向基板１０５に形成されたコモン電極１１０には、共通電位が供給されている。画素電極１０８とコモン電極１１０との電位差に応じて、その間の液晶１０７の配列が変化する。バックライトユニット１０２から入射される光は、反視認側の偏光板１１５を透過した直線偏光となり、液晶１０７によって偏光方向が制御され、視認側の偏光板１１５を透過する光の透過率が制御される。
【００４５】
次に、図５を参照して、本実施の形態に係る曲面型の液晶表示装置１００の製造方法について説明する。図５は、本実施の形態に係る液晶表示装置１００の製造方法を説明するフロー図である。図５に示すように、まず、ＴＦＴアレイ基板１０４に画素電極１０８及びＴＦＴ、配線等を形成する。また、対向基板１０５上にコモン電極１１０、カラーフィルタ１１１、ＢＭ１１２、オーバーコート１１３等を形成する（ステップＳ１）。ＴＦＴアレイ基板１０４及び対向基板１０５としては、０．５〜１ｍｍ程度のガラス基板を用いる。
【００４６】
そして、対向基板１０５に形成されたＢＭ１１２の上に感光性樹脂を用いて、柱状スペーサ１１４を形成する（ステップＳ２）。具体的には、柱状スペーサ１１４の材料となる感光性樹脂を塗布し、所望のパターンを有するフォトマスクを用いて感光性樹脂を露光し、現像する。このとき、柱状スペーサ１１４の表示領域における占有率が１％以上１５％以下となるようにする。これにより、対向基板１０５上に柱状スペーサ１１４を固定して、形成することができる。
【００４７】
次に、それぞれの基板の電極形成面上に所定の方向に配向処理された配向膜１０９を形成する（ステップＳ３）。そしてＴＦＴアレイ基板１０４あるいは対向基板１０５のいずれか一方に、シール材１０６を塗布する（ステップ４）。シール材１０６は、複数の画素電極１０８が形成された表示領域を囲むように閉じた線形状に形成する。そして、ディスペンサなどにより液晶を滴下注入する（ステップＳ５）。その後、両基板の位置合わせを行い、ＵＶ照射してシール材１０６を硬化させ、ＴＦＴアレイ基板１０４の画素電極形成面と対向基板１０５の柱状スペーサ１１４形成面とが対向するように両基板を貼り合わせる（ステップＳ６）。これにより液晶表示セルが完成する。
【００４８】
そして、液晶表示セルを構成する両基板の厚みを研磨により薄くする（ステップＳ７）。このとき、ＴＦＴアレイ基板１０４と対向基板１０５とを貼り合せた厚みが０．１２ｍｍ以下となるように研磨する。例えば、バフ研磨等の物理研磨あるいはエッチング等の化学研磨等により、基板の厚みを薄くすることができる。なお、物理研磨のほうが、イオン性不純物成分等の液晶層への浸入を防止できるため好ましい。上述したように、柱状スペーサ１１４は、表示領域における占有率が１％以上となるように、感光性樹脂により対向基板１０５上に固定して形成されている。このため、ガラス基板を研磨する応力により柱状スペーサが流動することはなく、ガラス基板を平坦に極薄板状にすることができる。そして、それぞれの液晶素子の外側に偏光板（不図示）などの光学フィルムを貼り付けて（ステップＳ８）、駆動回路を実装する（ステップ９）。これにより、液晶表示パネル１０１が完成する。
【００４９】
その後、液晶表示パネル１０１の背面側にバックライトユニット１０２を実装する（ステップＳ１０）。具体的には、曲面状のバックライトユニット１０２に粘着材１０３を貼付する。そして、バックライトユニット１０２に沿わせて、液晶表示パネル１０１の一方の辺から順次重ね合わせる。これにより、粘着材１０３によって、液晶表示パネル１０１はバックライトユニット１０２の形状にそって湾曲した状態で保持される。これにより、本発明に係る液晶表示装置が完成する。
【００５０】
本発明のように柱状スペーサ１１４を表示領域における占有率が１％以上となるように分散して形成することによって、ガラス基板からなる液晶表示パネル１０１を湾曲させた状態で保持しても、液晶表示パネル１０１の一部で基板間の間隔が変動してムラが発生するのを抑制することができる。なお、上述したように対向基板１０５の柱状スペーサ１１４が形成された面が突出するように、液晶表示パネル１０１が湾曲されることが好ましい。これにより、さらにセルギャップを一定に保持することができ、ムラの発生を抑制することができる。
【００５１】
本実施の形態では、液晶表示パネル１０１を湾曲させた状態で保持するために、バックライトユニット１０２に固定したがこれに限定されるものではない。例えば、反射型の液晶表示装置であれば、バックライトユニットは必要ない。この場合、曲面状のフレームに液晶表示パネル１０１を固定し、曲率を持たせる構成としてもよい。
【００５２】
実施例１．
以下、本発明の実施例について説明する。本実施例においては、ＴＦＴアレイ基板及び対向基板のそれぞれの厚みを等しく０．０５ｍｍとなるように研磨し、ＴＦＴアレイ基板及び対向基板を貼り合わせた総厚を０．１ｍｍとした。対向基板上には、感光性樹脂により表示領域における占有率が１％以上となるように柱状スペーサを形成した液晶表示パネル１０１を作製した。比較例１として、表示領域における柱状スペーサの占有率が１％未満である液晶表示パネルを作製した。
【００５３】
表示領域における柱状スペーサの占有率が１％未満の比較例１の場合、指などによる押しや、パチンコ玉の落下等の衝撃試験により、セルギャップが変動しムラが発生した。これに対し本実施例では、ムラの発生はほとんどなかった。また、曲率半径Ｒ＝８０ｍｍとなるように液晶表示パネルを湾曲させた場合、比較例１ではムラが発生したが、実施例１ではムラの発生が略解消できた。
【００５４】
実施例２．
本実施例においては、実施例１と同様に、ＴＦＴアレイ基板及び対向基板のそれぞれの厚みを等しく０．０５ｍｍとなるように研磨し、ＴＦＴアレイ基板及び対向基板を貼り合わせた総厚を０．１ｍｍとした。対向基板上には、感光性樹脂により表示領域における占有率が５％となるように柱状スペーサを形成した液晶表示パネルを作製した。また、本実施例では、シール材は、表示領域を囲むように閉じられた線形状に形成し、液晶を滴下注入法により封入した。また、比較例２としては、シール材の一辺に注入口を設け、液晶を真空注入法により封入した。
【００５５】
比較例２の場合、曲率半径Ｒ＝１００ｍｍとなるように液晶表示パネルを湾曲させたところ、注入口の端部近傍でムラが発生した。また、曲率半径をさらに小さくしていくと、注入口が形成されている辺にわたって帯状のムラが発生した。これに対し、本実施例では、曲率半径Ｒ＝７０ｍｍまで液晶表示パネルを湾曲させても、ムラの発生はほとんどなかった。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】実施の形態に係る液晶表示装置の構成を示す模式図である。
【図２】実施の形態に係る液晶表示パネルの構成を示す断面図である。
【図３】実施の形態に係る液晶表示パネルの構成を示す平面図である。
【図４】スペーサの表示領域における占有率と液晶表示パネルの歪量の関係を示すグラフである。
【図５】実施の形態に係る液晶表示装置の製造方法を示すフロー図である。
【符号の説明】
【００５７】
１００  液晶表示装置
１０１  液晶表示パネル
１０２  バックライトユニット
１０３  粘着材
１０４  ＴＦＴアレイ基板
１０５  対向基板
１０６  シール材
１０７  液晶
１０８  画素電極
１０９  配向膜
１１０  コモン電極
１１１  カラーフィルタ
１１２  ＢＭ
１１３  オーバーコート
１１４  柱状スペーサ
１１５  偏光板
【図１】
2008112001.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2008112001.tif 000006
【図５】
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