(57)【要約】【課題】液晶注入口の潰れを防止して液晶封止工程を確実に行い、液晶パネルの品質向上を図ること。【解決手段】本発明は、一対のパネル１０ａ、１０ｂの間で枠状に設けられるシール剤２と、シール剤２の一部が開口してなる液晶注入口２０と、一対のパネル１０ａ、１０ｂの間におけるシール剤２で囲まれる内側に注入される液晶３と、一対のパネル１０ａ、１０ｂの間における液晶３による表示領域Ｓより外側で、液晶注入口２０のパネルの端部より内側に配置され、一対のパネル１０ａ、１０ｂの間隔が所定の値より小さくならないよう抑制するための撓み防止用スペーサ２１とを備える液晶パネル１である。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のパネルの間で枠状に設けられるシール剤と、
前記シール剤の一部が開口してなる液晶注入口と、
前記一対のパネルの間における前記シール剤で囲まれる内側に注入される液晶と、
前記一対のパネルの間における前記液晶による表示領域より外側で、前記液晶注入口の前記パネルの端部より内側に配置され、前記一対のパネルの間隔が所定の値より小さくならないよう抑制するための撓み防止用スペーサと
を備えることを特徴とする液晶パネル。
【請求項２】
前記撓み防止用スペーサの高さは、前記一対のパネルにおける設定間隔より小さい
ことを特徴とする請求項１記載の液晶パネル。
【請求項３】
前記撓み防止用スペーサは、前記液晶を注入して前記液晶注入口を封止する工程で前記一対のパネルに押圧力を加えた際の一方のパネルの撓み量をＬ１、他方のパネルの撓み量をＬ２、前記一対のパネルの設定間隔をｇとした場合、
ｇ＞Ｌ１＋Ｌ２＞０
を満たす位置に配置される
ことを特徴とする請求項１記載の液晶パネル。
【請求項４】
前記撓み防止用スペーサの位置は液晶注入口端部より０．７０ｍｍ以内である
ことを特徴とする請求項１記載の液晶パネル。
【請求項５】
一対のパネルの間で枠状に設けられるシール剤の一部が開口して成る液晶注入口から液晶を注入した後、前記液晶注入口を封止する液晶パネルの製造方法において、
前記液晶を注入した後、前記液晶注入口を封止する際に前記一対のパネルに押圧力を加える場合、前記一対のパネルの間における前記液晶による表示領域より外側で、前記液晶注入口の前記パネルの端部より内側に、前記一対のパネルの間隔が所定の値より小さくならないよう抑制するための撓み防止用スペーサを予め設けておく
ことを特徴とする液晶パネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶層が一対のパネル間に注入されてなる液晶パネルに関し、特に液晶層の間隙を一方の基板上に配置したスペーサで保持する液晶パネルおよび液晶パネルの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、軽量、薄型、低消費電力という特性からＯＡ機器、時計、テレビのような様様な分野で応用されている。特にアクティブマトリクス型表示装置は、薄膜トランジスタを用いて画素のスイッチングを行うことにより優れた応答性を得ることができるため、多くの画像情報を表示しなくてはならない携帯テレビあるいはコンピューターの表示モニターとして利用されている。
【０００３】
近年では、さらなる軽量化、薄型化の要求により薄型基板でセルを製作したり、セル製作途中または製作後に研磨等の工程で薄型にすることが行われている。さらに軽量を目指すために一部ではガラス基板に変わり樹脂製の基板を用いることも検討されてきている。
【０００４】
従来の液晶パネルでは、樹脂などの弾性体製のスペーサをあらかじめ基板表面に作りこむのが主流である。ほとんどの液晶パネルにおいては、一方の基板の表示領域にスペーサを有している。一方で表示領域外の部分でのスペーサは、２つの基板を接着するシール材中にスペーサ材を添加するか（例えば、特許文献１参照。）、シール付近に表示部と同様のスペーサを立てている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−３１０７８４号公報
【特許文献２】
特開２００２−４０４４３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、表示領域外の部分は、配線や、駆動用のドライバＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）があり、ＴＦＴの保護や、カップリングの観点からスペーサを立てることができない。特に、注入口部分は、シールに開口部があるためシール中のスペーサ材も無くなることから、押圧力に最も弱い領域となっている。
【０００７】
このような基板を重ね合わせた場合、その重ね工程での押圧力によりスペーサのない表示領域外とスペーサの立っている表示領域内とでギャップにムラが生じる原因となっている。また、液晶注入後、余分な液晶を押し出す際の押圧力で、液晶注入部が潰れ液晶の押し出しができなかったり、逆に余計に液晶を押し出してしまったりする。余計に液晶を押し出し、そのまま注入口を封止するとその後の熱変化や衝撃で真空気泡が発生する原因となる。
【０００８】
特許文献１で開示される技術では、表示領域の柱状スペーサと同様のものをシール部に立てることで注入工程での押し圧に対するセルギャップの変形を少なくして真空気泡を抑えるようにしているが、表示領域外（表示領域とシール部との間）には柱状スペーサがなく、液晶注入口の潰れ防止に関しては不十分である。
【０００９】
また、特許文献２で開示される技術のように、液晶注入口までシール剤の一部を配置して液晶注入口の潰れを防止する場合、液晶注入口に配置されるシール剤によって開口が狭くなり液晶注入時の妨げとなってしまう。
【００１０】
特に、近年では液晶表示を装置の形状を保つ基板自体の厚みを薄くすることや材質の軽量化にともなって、基板の圧力に対する変形量が大きくなる。そのため、上記のような液晶注入口の潰れに関する問題が顕著に現れるようになってきている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような課題を解決するために成されたものである。すなわち、本発明は、一対のパネルの間で枠状に設けられるシール剤と、シール剤の一部が開口してなる液晶注入口と、一対のパネルの間におけるシール剤で囲まれる内側に注入される液晶と、一対のパネルの間における液晶による表示領域より外側で、液晶注入口のパネルの端部より内側に配置され、一対のパネルの間隔が所定の値より小さくならないよう抑制するための撓み防止用スペーサとを備える液晶パネルである。
【００１２】
また、本発明は、一対のパネルの間で枠状に設けられるシール剤の一部が開口して成る液晶注入口から液晶を注入した後、液晶注入口を封止する液晶パネルの製造方法において、液晶を注入した後、液晶注入口を封止する際に一対のパネルに押圧力を加える場合、一対のパネルの間における液晶による表示領域より外側で、液晶注入口の前記パネルの端部より内側に、一対のパネルの間隔が所定の値より小さくならないよう抑制するための撓み防止用スペーサを予め設けておくものである。
【００１３】
このような本発明では、一対のパネルの間における液晶による表示領域より外側で、液晶注入口の前記パネルの端部より内側に、一対のパネルの間隔を所定の値より小さくならないよう抑制するための撓み防止用スペーサが設けられていることから、一対のパネルに押圧力を加えても、液晶注入口の潰れを防止できるとともに、液晶注入口のパネル端部から離れた位置に撓み防止用スペーサが配置されることで液晶注入口の開口を確保でき、注入される液晶の流れを妨げずに済むようになる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係る液晶パネルを説明する模式平面図で、（ａ）は全体図、（ｂ）は液晶注入口部分の拡大図である。また、図２は、液晶注入口付近の拡大模式断面図である。
【００１５】
すなわち、本実施形態に係る液晶パネル１は、一対のパネル１０ａ、１０ｂの間で枠状に設けられるシール剤２と、シール剤２の一部が開口してなる液晶注入口２０と、パネル１０ａ、１０ｂ間のシール剤２で囲まれる内側に注入される液晶３と、パネル１０ａ、１０ｂ間における液晶３による表示領域Ｓより外側で、液晶注入口２０のパネル１０ａ、１０ｂの端部より内側に配置される撓み防止用スペーサ２１とを備えている。
【００１６】
また、シール剤２で囲まれる内側には表示領域Ｓとその周辺に設けられるドライバ回路等の回路Ｄが配置され、表示領域Ｓには柱状スペーサが所定の位置（例えば、画像表示に影響のない位置）に予め配置されている。
【００１７】
撓み防止用スペーサ２１も表示領域Ｓに設けるものと同様な柱状スペーサからなる。柱状スペーサは例えばレジストを全面に塗布した状態でフォトリソグラフィによって不要部分を除去し、所望の形状（例えば、柱状）を残すことで構成され、パネル１０ａ、１０ｂにおける必要な位置に正確な大きさ（太さ、高さ）で形成できるというメリットがある。
【００１８】
本実施形態の撓み防止用スペーサ２１の高さは、パネル１０ａ、１０ｂ間における設定間隔よりわずかに小さくなっている。また、撓み防止用スペーサ２１は、液晶３を注入して液晶注入口を封止する工程でパネル１０ａ、１０ｂに押圧力を加えた際の一方のパネル１０ａの撓み量をＬ１、他方のパネル１０ｂの撓み量をＬ２、一対のパネル１０ａ、１０ｂの設定間隔をｇとした場合、
ｇ＞Ｌ１＋Ｌ２＞０
を満たす位置に配置される。
【００１９】
一般に、パネル１０ａ、１０ｂを重ね合わせた後に液晶注入口２０から液晶を注入した後、液晶注入口２０を紫外線硬化樹脂で封止する工程を行う。この工程は、パネル１０ａ、１０ｂに圧力を加えることで余分に注入した液晶３を液晶注入口２０から排出した後、紫外線硬化樹脂などで液晶注入口２０を封止するものである。
【００２０】
通常、表示領域Ｓにはパネル１０ａ、１０ｂ間のギャップを均一に保つために一定密度で柱状スペーサが立てられている。しかし、表示領域Ｓ以外には、回路Ｄへの影響を考慮してスペーサを立てることのできない場所や液晶注入の時間短縮のためなどの理由から極力柱状スペーサを立てないようにしており、外側にあるシール剤にそのギャップ相当のスペーサをあらかじめ混ぜておくか、もしくは表示領域Ｓと同様に柱状スペーサを立てるようにしている。
【００２１】
つまり、従来の液晶パネルでは、表示領域の画素端に立つスペーサからシール中のスペーサまでの表示領域外ではスペーサが無いかあるいはあっても密度が薄い状態となる。このためパネルに圧力を加えた場合、この部分に応力が集中しパネルの変形が生じる。特に、液晶注入口にはシール剤がないため、液晶注入口のギャップが無くなり閉じてしまう場合が生じ、過剰に液晶を排出して封止してしまったり、また余分な液晶の排出の妨げになったりして、その後の工程で真空気泡の原因となっている。
【００２２】
本実施形態では、上記のような撓み防止用スペーサ２１を、液晶注入口２０のパネル１０ａ、１０ｂの端部より内側で、表示領域Ｓより外側の位置に設けていることから、液晶パネル１の製造工程でパネル１０ａ、１０ｂに圧力を加えた場合でもパネル１０ａ、１０ｂの撓み量をある一定の値（設定ギャップよりもわずかに小さい値）に抑制でき、液晶注入口２０の潰れを防止できるようになる。また、撓み防止用スペーサ２１が液晶注入口２０のパネル端部より内側に配置されているため、液晶注入口２０から液晶３を注入する際の邪魔にならず、確実に液晶３を注入できることとなる。
【００２３】
次に、撓み防止用スペーサ２１の具体的な配置例を説明する。なお、表示領域Ｓ中には、均一密度で柱状スペーサが作りこまれているものとする。また、以下に示す数値は一例であり、これに限定されるものではない。
【００２４】
図１（ｂ）において、例えば液晶注入口２０の端部から表示領域Ｓまでの距離が１．６ｍｍ、液晶注入口２０の幅が２ｍｍ、基板１０間の設定ギャップ値が３μｍ、撓み防止用スペーサ２１の間隔が開口と平行の方向に０．５ｍｍ、列間が０．０５ｍｍで４つ配置されている。このときの上下パネル１０ａ、１０ｂの厚みを０．７ｍｍ、ヤング率１０９ＭＰａとして液晶注入口２０の端部から撓み防止用スペーサ２１までの距離をＸｍｍとすると、前記の設定に於いて材料の特性から計算されるパネル１０ａ、１０ｂの撓みは、Ｘ＝０．７ｍｍの時、上下合計約２μｍとなり設定ギャップ値（３μｍ）を下回る。
【００２５】
撓み防止用スペーサ２１の設置位置はできるだけ液晶注入口２０の端部に近い方が潰れ防止に関して有利であるが、撓み防止用スペーサ２１のない空白領域も少なくすることや露光装置の限界等から撓み防止用スペーサ２１の位置を決定すると、少なくとも液晶注入口２０の端部より０．７０ｍｍ以内に立てるようにすればよい。
【００２６】
また、設計上、この位置に撓み防止用スペーサ２１があっても他の回路動作上問題ないことを確認した。さらに、柱状スペーサが均一に立てられている表示領域Ｓから撓み防止用スペーサ２１までの距離を０．８５ｍｍ、この部分でのパネル１０ａ、１０ｂの撓みは計算上０となりパネル間ギャップより撓み量が小さくなって問題は発生しない。
【００２７】
なお、構造力学のシミュレーションの精度を上げることで、さらに精度の高い設計が可能となり、正確かつ、基板トランジスタ構造等、他の回路に無理のない位置に撓み防止用スペーサ２１の設計ができことになる。
【００２８】
本実施形態に係る液晶パネルの製造方法では、上記のような位置に撓み防止用スペーサ２１を、レジストを用いたフォトリソグラフィによって予めパネルに設けておくようにする。これにより、その後の工程で液晶３を液晶注入口２０からシール剤２の内側に注入する際には、撓み防止用スペーサ２１によって液晶３の流入を妨げてしまうことがなく、また、パネル１０ａ、１０ｂを加圧しても液晶注入口２０の潰れを防止できるようになる。
【００２９】
ここで、撓み防止用スペーサ２１の高さを設定ギャップよりわずかに小さくすることにより、パネル１０ａ、１０ｂを加圧した際に液晶注入口２０を潰さないようにしつつ、液晶注入口２０の部分のパネル１０ａ、１０ｂをわずかに撓ませて過剰に注入された液晶３をパネル外部へ排出できるようになるとともに、その後で液晶注入口２０へ封止材（例えば、紫外線硬化樹脂）を塗布した状態でパネル１０ａ、１０ｂへ加えている圧力を解除することによりパネル１０ａ、１０ｂの撓みが戻り、塗布した封止材を液晶注入口２０の内側へ引き込むことができるようになる。
【００３０】
このようにして製造した表示パネル１では、真空気泡や注入口塞がりを発生させることなく液晶３をパネル１０ａ、１０ｂ間に確実に注入することができるため、表示品質を向上できるようになる。また、パネル１０ａ、１０ｂの薄型化にも対応でき、本実施形態の表示パネル１を適用する機器の小型化、軽量化を図ることもできる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば液晶注入口の潰れを抑制し均一な注入気道を確保できるため、安定した液晶の真空注入プロセスを実施することが可能となる。また、液晶注入口へ圧力が加わっても潰れを防止できることから液晶注入口の封止工程での余分な液晶の排出で起こる真空気泡や注入口塞がりで液晶の排出ができないことで起こる表示ムラ等を防止して品質の向上を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る液晶パネルを説明する模式平面図である。
【図２】液晶注入口付近の拡大模式断面図である。
【符号の説明】
１…液晶パネル、２…シール剤、３…液晶、１０ａ…パネル、１０ｂ…パネル、２０…液晶注入口、２１…撓み防止用スペーサ、Ｄ…回路、Ｓ…表示領域
【図１】
2004317756.tif 000003
【図２】
2004317756.tif 000004