(57)【要約】【課題】研磨操作により表面粗さが増大したガラス基板の光透過率を回復し、且つ、厚さが薄くなったガラス基板を補強し、軽量化及び薄型化が可能な液晶表示セル等を提供すること。【解決手段】下偏光板１１８、下偏光板１１８側に形成された金属酸化物ガラス膜１１２を有する第１のガラス基板１１１、液晶層１１７、液晶層１１７とは反対側に金属酸化物ガラス膜１１５が形成された第２のガラス基板１１４及び上偏光板１１９を積層した液晶表示セル１１０と、導光板１２１、拡散板１２２及び光源１２３からなるバックライトユニット１２０とから構成された液晶表示装置１００であって、第１のガラス基板１１１及び第２のガラス基板１１４の外側面は、、研磨加工により粗化され、金属酸化物ガラス膜１１２，１１５は、金属アルコキシド組成物の加水分解反応によるゾルゲル反応により三次元架橋が形成された、有機／無機ハイブリッド材料による光透過性の皮膜である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の間隙をもって配置され、相対向する内側面に電極が形成されると共に、当該間隙に液晶が封入された一対のガラス基板と、
前記ガラス基板の外側面を覆い、当該ガラス基板の屈折率と同等の屈折率を有する金属酸化物ガラス膜と、
を有することを特徴とする液晶表示セル。
【請求項２】
前記ガラス基板の前記外側面は、当該ガラス基板の表面が物理的又は化学的手法により粗化されていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示セル。
【請求項３】
前記ガラス基板の前記外側面は、表面粗さが０．５μｍ以下の粗面であることを特徴とする請求項１記載の液晶表示セル。
【請求項４】
前記ガラス基板の前記屈折率と前記金属酸化物ガラス膜の前記屈折率との差が±０．０２以内であることを特徴とする請求項１記載の液晶表示セル。
【請求項５】
前記金属酸化物ガラス膜が、前記ガラス基板の前記外側面に塗布された金属アルコキシド組成物の加水分解反応により形成されたものであることを特徴とする請求項１記載の液晶表示セル。
【請求項６】
前記金属アルコキシド組成物が、（ａ）メチル基又はフェニル基を有する有機ポリシロキサンと（ｂ）ヒドロキシル基又は加水分解性官能基を有する有機シロキサンと（ｃ）硬化剤とを含有することを特徴とする請求項５記載の液晶表示セル。
【請求項７】
相対向する一対のガラス基板と、前記一対のガラス基板間に封入された液晶とを有する液晶表示セルにおいて
前記ガラス基板は、表面粗さが０．５μｍ以下の粗面を有する第１層と、
前記第１層上に密着して設けられ、表面粗さが０．０５μｍ以下の鏡面を有する第２層と、から構成されることを特徴とする液晶表示セル。
【請求項８】
前記第２層は、前記第１層上に塗布された金属アルコキシド組成物の加水分解反応により形成され、前記第１層の屈折率と同等の屈折率を有する金属酸化物ガラス膜であることを特徴とする請求項７記載の液晶表示セル。
【請求項９】
前記第２層は、前記第１層の屈折率と同等の屈折率を有する光透過性ポリマーにより形成されたものであることを特徴とする請求項７記載の液晶表示セル。
【請求項１０】
前記第２層の厚さが１０μｍ以下であることを特徴とする請求項７記載の液晶表示セル。
【請求項１１】
前記第１層の前記粗面は、前記ガラス基板の表面を物理的又は化学的手法により粗化されたものであることを特徴とする請求項７記載の液晶表示セル。
【請求項１２】
薄型化加工により厚さが低減されたガラス基板と、
前記ガラス基板の薄型化加工面に形成された有機ポリシロキサンを主成分とするゾルゲル層と、を有することを特徴とする表示セル。
【請求項１３】
前記ゾルゲル層は、メチル基又はフェニル基を有する有機ポリシロキサンとヒドロキシル基又は加水分解性官能基を有する有機ポリシロキサン及び硬化剤を含有する溶液を前記ガラス基板の前記薄型化加工面に塗布し、前記有機ポリシロキサンの加水分解反応を行うことにより形成されたものであることを特徴とする請求項１２記載の表示セル。
【請求項１４】
前記加水分解反応は、８０℃以下において行うことを特徴とする請求項１２記載の表示セル。
【請求項１５】
前記硬化剤は、有機錫化合物又はホウ素ハライドから選ばれるものであることを特徴とする請求項１２記載の表示セル。
【請求項１６】
前記ガラス基板の屈折率が１．４８以上１．５２以下であることを特徴とする請求項１２記載の表示セル。
【請求項１７】
前記薄型化加工が機械的研磨加工又は化学的研磨加工であることを特徴とする請求項１２記載の表示セル。
【請求項１８】
前記ガラス基板が、前記薄型化加工により当該ガラス基板の厚さが少なくとも２０％低減されたものであることを特徴とする請求項１２記載の表示セル。
【請求項１９】
前記ゾルゲル層の屈折率が１．４６以上１．５４以下であることを特徴とする請求項１２記載の表示セル。
【請求項２０】
薄型化加工により形成された粗面を有する無機ガラス層と、
前記無機ガラス層の前記粗面に密着して被覆する金属アルコキシドの加水分解反応により得られるコーティング層と、
を有する表示装置用ガラス基板。
【請求項２１】
前記無機ガラス層の前記粗面の表面粗さが０．５μｍ以下であることを特徴とする請求項２０記載の表示装置用ガラス基板。
【請求項２２】
前記コーティング層の厚さが１０μｍ以下であることを特徴とする請求項２０記載の表示装置用ガラス基板。
【請求項２３】
前記コーティング層を有する前記無機ガラス層の、波長３８０ｎｍ乃至７８０ｎｍの光に対する透過率が９５％以上であることを特徴とする請求項２０記載の表示装置用ガラス基板。
【請求項２４】
第１のガラス基板上に表示電極を形成した後、所定の間隙を有するように当該第１のガラス基板と第２のガラス基板とを貼着する貼着工程と、
前記貼着された前記第１のガラス基板及び前記第２のガラス基板の前記所定の間隙に液晶を封入する封入工程と、
前記液晶を封入した前記第１のガラス基板及び／又は前記第２のガラス基板の厚さを低減する薄型化加工工程と、
前記厚さが低減された前記第１のガラス基板及び／又は前記第２のガラス基板の外側面に金属アルコキシドを主成分とするゾルゲル層を形成するゾルゲル層形成工程と、を有することを特徴とする液晶表示セルの製造方法。
【請求項２５】
前記薄型化加工工程は、前記液晶を封入した前記第１のガラス基板及び／又は前記第２のガラス基板の外側面を、研磨加工、ブラスト加工又は研削加工により機械的に加工すること、又は化学エッチング加工により化学的に加工することを特徴とする請求項２４記載の液晶表示セルの製造方法。
【請求項２６】
前記薄型化加工工程は、前記液晶を封入した前記第１のガラス基板及び／又は前記第２のガラス基板の厚さを少なくとも２０％低減することを特徴とする請求項２４記載の液晶表示セルの製造方法。
【請求項２７】
前記薄型化加工工程は、前記液晶を封入した前記第１のガラス基板及び／又は前記第２のガラス基板の外側面を、表面粗さが０．５μｍ以下の粗面に形成することを特徴とする請求項２４記載の液晶表示セルの製造方法。
【請求項２８】
前記ゾルゲル層形成工程は、前記厚さが低減された前記第１のガラス基板及び／又は前記第２のガラス基板の前記外側面に、前記金属アルコキシド組成物の溶液からなるゾルを塗布し、当該金属アルコキシドを加水分解反応を行うことによりゲル化させることを特徴とする請求項２４記載の液晶表示セルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示セル等に関し、より詳しくは、軽量化された液晶表示セル等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、液晶表示装置を用いた種々の表示装置の小型化及び軽量化が求められており、例えば、液晶ディスプレイに使用されるガラス基板の厚さを薄くし、液晶表示装置を軽量化する技術が報告されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００３】
これらの方法は、ガラス基板の表面を機械的に研磨し、薄型化することにより軽量化を図るものであるが、通常、薄いガラス基板は強度が低下し、搬送ができない等の取扱いが困難になる。このため、この方法においては、透明電極のパターン形成等の処理が施された比較的強度を確保できる程度の厚さを有する２枚のガラス基板を貼り合わせ、使用する研磨剤等により端子が汚染されないようにシールを施した後、研磨法（ラップ）、研削法又はブラスト法等の機械研磨（メカニカルエッチング）方法により、ガラス基板の表面を研磨し、その後、カッティングにより所定の大きさのセルに分離される。このようなシール剤によって貼り合せられた一対のガラス基板を研磨することにより、例えば厚さ０．７ｍｍのガラス基板は０．４ｍｍ程度の厚さになるように研磨され、１４インチのディスプレイの場合、約１００ｇ程度の軽量化が図られ、この薄いガラス基板上にスイッチング素子や画素電極、あるいは対向電極等を有する液晶表示セルが形成される。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−０１３４８９号公報
【特許文献２】
特開平０５−０６１０１１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特許文献１又は特許文献２において報告されているような機械研磨等の方法では、通常、貼り合せられた一対のガラス基板を専用の治具に固定し、液晶表示セルとして使用可能なガラス基板を作製するために、第一段の荒削り研磨の後、第二段の仕上げ研磨を行う二段加工の研磨操作が行われる。即ち、第一段目の荒削り研磨によりガラス基板の表面粗さが増大し（粗面）、当初１００％程度であったガラス基板の光透過率が２０％以下にまで低下する。このため、低下したガラス基板の光透過率を回復させるために、通常、表面粗さが増大したガラス基板の表面に、研磨法の場合はポリッシュ仕上げ、研削法又はブラスト法の場合は細かい砥石による仕上げ研磨を行い、ガラス基板の表面を平坦化（鏡面）することにより光透過率が回復される。
【０００６】
しかし、第一段の荒削り研磨により厚さが低減されたガラス基板は、その強度が低下することにより、その後に行われる仕上げ研磨（ポリッシュ）の際に破壊されるおそれが増大する。このため、ガラス基板の厚さは、強度を保持するために一定の制限を受け、ある程度の厚さ、具体的には約０．３ｍｍ以下に薄くすることが困難であるという問題がある。
【０００７】
また、研磨操作によりガラス基板の表面にマイクロクラックが生じ、ガラス基板の物理的強度が低下するおそれがある。このようなガラス基板の物理的強度の低下の影響は、ガラス基板の厚さが薄くなるほど顕著になり、また、反りやたわみ、温度変化に対するガラス基板の変形等を考慮する必要があり、液晶表示装置の生産性が悪くなるおそれがある。
【０００８】
本発明は、このような液晶表示装置の軽量化を検討する際に浮き彫りになった問題を解決するためになされたものである。
即ち、本発明の主たる目的は、研磨操作により表面粗さが増大したガラス基板の光透過率を回復した液晶表示セルを提供することにある。
また、本発明の他の目的は、研磨操作により厚さが薄くなったガラス基板を補強した液晶表示セルを提供することにある。
さらに、本発明の他の目的は、研磨操作により軽量化した液晶表示セル及び表示装置用ガラス基板を提供することにある。
また、本発明の目的は、液晶表示セルの製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決すべく、本発明においては、ガラス基板と略同等の屈折率を有する光透過性材料により、研磨されたガラス基板の表面をコーティングする構成を採用している。即ち、本発明が適用される液晶表示セルは、所定の間隙をもって配置され、相対向する内側面に電極が形成されると共に、当該間隙に液晶が封入された一対のガラス基板と、このガラス基板の外側面を覆い、ガラス基板の屈折率と同等の屈折率を有する金属酸化物ガラス膜と、を有することを特徴とするものである。
【００１０】
本発明が適用される液晶表示セルに使用するガラス基板の外側面は、ガラス基板の表面が物理的又は化学的手法により粗化されていることを特徴としている。具体的な物理的手法としては、研磨加工、サンドブラスト加工、研削加工等が挙げられる。化学的手法には、フッ化水素酸等を用いる化学エッチング加工が挙げられる。
【００１１】
本発明が適用される液晶表示セルにおいて、ガラス基板の屈折率と金属酸化物ガラス膜の屈折率との差が±０．０２以内であることを特徴とすれば、このガラス基板とその外側面を覆う金属酸化物ガラス膜とを透過する光に対して高い光透過率を得ることができる。
【００１２】
本発明が適用される液晶表示セルにおけるガラス基板の外側面を覆う金属酸化物ガラス膜が、ガラス基板の外側面に塗布された金属アルコキシド組成物の加水分解反応により形成されたものであることを特徴とすれば、物理的又は化学的手法により多数の凹凸が形成されたガラス基板の表面に、ガラス様の擬似膜が形成されて平坦化され、ガラス基板と金属酸化物ガラス膜との界面における光の散乱が消失し、ガラス基板の光透過率を略１００％程度に回復させることができる。
【００１３】
金属酸化物ガラス膜を形成するために使用する金属アルコキシド組成物は、（ａ）メチル基又はフェニル基を有する有機ポリシロキサンと（ｂ）ヒドロキシル基又は加水分解性官能基を有する有機シロキサンと（ｃ）硬化剤とを含有することが好ましい。このような金属アルコキシド組成物がガラス基板の外側面に塗布され、比較的低温における金属アルコキシドの加水分解反応による脱水縮合反応を行うことにより、三次元架橋が形成された光透過性の被膜が形成される。
【００１４】
次に、本発明は、相対向する一対のガラス基板と、この一対のガラス基板間に封入された液晶とを有する液晶表示セルにおいて、このガラス基板は、表面粗さが０．５μｍ以下の粗面を有する第１層と、この第１層上に密着して設けられ、表面粗さが０．０５μｍ以下の鏡面を有する第２層と、から構成されることを特徴とする液晶表示セルとして把握されるものである。即ち、ガラス基板を構成する二層構造の中、第１層は表面粗さが大きい粗面であることにより光透過率が大幅に低下するものであるが、その粗面を平坦化するように第１層の上面に密着して光透過性材料による第２層が形成される。
【００１５】
一方、本発明は、薄型化加工により厚さが低減されたガラス基板と、このガラス基板の薄型化加工面に形成された有機ポリシロキサンを主成分とするゾルゲル層と、を有することを特徴とする表示セルとして把握されるものである。このような表示セルにおけるゾルゲル層は、表示セルの軽量化とガラス基板の物理的強度の補完とを同時に満たすものである。さらに、薄型化加工において、荒削りにより粗化されたガラス基板表面を、例えば、ポリッシュ等の仕上げ加工を行うことなく平坦化することが可能となり、製造工程の簡略化を図ることができる。
【００１６】
このガラス基板の薄型化加工面にゾルゲル層を形成するには、有機ポリシロキサンの加水分解反応は、８０℃以下において行うことが好ましい。加水分解反応をこのような比較的低温において行うことにより、例えば、ガラス基板間に液晶を封入した場合であっても、封入された液晶を熱的に変化させることなく表示セルの軽量化を図ることができる。また、加水分解反応において使用される硬化剤は、有機錫化合物又はホウ素ハライドから選ばれるものであることが好ましい。
【００１７】
次に、本発明は、薄型化加工により形成された粗面を有する無機ガラス層と、この無機ガラス層の粗面に密着して被覆する金属アルコキシドの加水分解反応により得られるコーティング層と、を有する表示装置用ガラス基板として捉えることができる。
【００１８】
ところで、本発明は、第１のガラス基板上に表示電極を形成した後、所定の間隙を有するように第１のガラス基板と第２のガラス基板とを貼着する貼着工程と、貼着工程において貼着された第１のガラス基板及び第２のガラス基板により形成された所定の間隙に液晶を封入する封入工程と、封入工程において液晶を封入した第１のガラス基板及び／又は第２のガラス基板の厚さを低減する薄型化加工工程と、薄型化加工工程において厚さが低減された第１のガラス基板及び／又は第２のガラス基板の外側面に金属アルコキシドを主成分とするゾルゲル層を形成するゾルゲル層形成工程と、を有することを特徴とする液晶表示セルの製造方法として把握されるものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本実施の形態について詳述する。
（第１の実施形態）
図１は、本実施の形態が適用される液晶表示セルを説明するための図である。図１に示された液晶表示装置１００は、図中下から、下偏光板１１８、下偏光板１１８側に形成された金属酸化物ガラス膜１１２を有する第１のガラス基板１１１、液晶層１１７、液晶層１１７とは反対側に金属酸化物ガラス膜１１５が形成された第２のガラス基板１１４及び上偏光板１１９を積層した液晶表示セル１１０と、導光板１２１、拡散板１２２及び光源１２３からなるバックライトユニット１２０とから構成される。液晶層１１７は、第１のガラス基板１１１及び第２のガラス基板１１４の周辺部がシール剤（図示せず）によりシールされ、所定の間隙をもって形成された空間に封入された液晶により構成されている。尚、図示しないが、必要に応じて、下偏光板１１８の外側に、散乱又は輝度上昇を目的とした複数の光学補償フィルムを設けることができる。
【００２０】
液晶表示セル１１０の表示エリアには、一対の第１のガラス基板１１１及び第２のガラス基板１１４の相対向する内側面にそれぞれ、透明電極１１３，１１６が形成されている。第１のガラス基板１１１は、その上面にスイッチング素子として機能する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）（図示せず）が設けられたアレイ基板である。
【００２１】
第１のガラス基板１１１又は第２のガラス基板１１４に使用するガラスは無機ガラス層を形成するものであれば特に限定されないが、例えば、ソーダライムガラス、単板ガラス、曲げガラス、強化ガラス、合わせガラス、複層ガラス、ミラー用ガラス等が挙げられ、通常、屈折率が、１．４８以上１．５２以下のものが使用される。第１のガラス基板１１１又は第２のガラス基板１１４の厚さは、特に限定されないが、通常、０．５ｍｍ以上１．１ｍｍ以下である。第１のガラス基板１１１又は第２のガラス基板１１４の厚さは、それぞれ異なる場合であっても、両者同一であってもよい。
【００２２】
第１のガラス基板１１１及び第２のガラス基板１１４は、例えば、酸化アルミニュウム等の砥粒を用いる研磨加工、酸化アルミニュウム等の微粒子を空気又は水とともに吹き付けるサンドブラスト加工、ダイヤモンド刃を用いる研削加工等の機械的研磨加工により薄型化され、また、機械的研磨加工により粗化された外側面は、表面粗さ（Ｒａ）は任意に加工可能であるが、研磨レートとの兼合いで設定され、通常、１μｍ以下の粗面が形成されている。但し、表面粗さ（Ｒａ）は、通常０．５μｍ以下、好ましくは０．２μｍ以下である。但し、表面粗さ（Ｒａ）は、通常、０．０５μｍ以上、好ましくは０．１μｍ以上である。具体的には、＃１０００砥粒を用いた研磨加工では、表面粗さ（Ｒａ）は０．３μｍ程度、＃３２０砥粒を用いたサンドブラスト加工では、表面粗さ（Ｒａ）は３μｍ程度、＃６００砥石を用いた研削加工では、表面粗さ（Ｒａ）は０．２μｍ程度に粗化される。尚、第１のガラス基板１１１及び第２のガラス基板１１４は、このような薄型化加工により、当初のガラス基板の厚さが少なくとも２０％低減される。
【００２３】
第１のガラス基板１１１及び第２のガラス基板１１４の外側面に形成された金属酸化物ガラス膜１１２，１１５は、金属アルコキシド組成物の加水分解反応によるゾルゲル反応により三次元架橋が形成された、有機／無機ハイブリッド材料による光透過性の皮膜である。金属アルコキシド組成物としては、例えば、有機ポリシロキサンを主成分とする硬化組成物が挙げられ、組成物の成分として具体的には、（ａ）メチル基又はフェニル基を有する有機ポリシロキサンと（ｂ）ヒドロキシル基又は加水分解性官能基を有する有機シロキサンと（ｃ）硬化剤とが挙げられる。
【００２４】
（ａ）メチル基又はフェニル基を有する有機ポリシロキサンとしては、例えば、メチル基又はフェニル基及び炭素数１〜４のアルコキシ基を有する液状有機ポリシロキサンが挙げられる。炭素数１〜４のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等が挙げられる。
【００２５】
（ｂ）ヒドロキシル基又は加水分解性官能基を有する有機シロキサンにおける加水分解性基としては、例えば、アルコキシ基、アシロキシ基、ケトオキシム基、アミド基、アルケニルオキシ基、およびハロゲン原子などが例示される。また、（ｂ）成分の有機シロキサンは、１価の有機基もしくは水素原子を有することがあり、１価の有機基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ヘキシル等のアルキル基；ビニル、アリル等のアルケニル基；フェニル、トリル、キシリル等のアリール基；フェネチル、β−フェニルプロピル等のアラルキル基；Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−アミノプロピル等のアミノアルキル基；γ−グリシドキシプロピル、３，４−エポキシシクロヘキシル等のエポキシ基含有基；γ−メタクリロキシプロピル等の（メタ）アクリル基含有基；γ−メルカプトプロピル等のメルカプトアルキル基；シアノエチル等のシアノアルキル基；β−クロロエチル、γークロロエチル等のクロロアルキル基；３，３，３−トリフルオロプロピル等のフルオロアルキル基等が例示される。尚、（ｂ）成分には、必要に応じてアルコキシの部分加水分解物（液状シリコーンレジン）が含まれる場合がある。
【００２６】
（ｃ）硬化剤は、通常、縮合硬化型シリコーン組成物に使用される硬化触媒が使用される。硬化剤の具体例としては、トリエタノールアミン等の有機アミン；オクチル酸スズ、オクチル酸亜鉛等のカルボン酸金属塩；ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズジオクトエート等の有機錫化合物；テトラブチルチタネート、テトラプロピルチタネート等のチタン酸エステル；第四級アンモニウムカルボキシレート等の第四級アンモニウム化合物；γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミン系シランカップリング剤が挙げられる。また、有機アルミニウム化合物、又はホウ素ハライドを使用することができる。これらの中でも、有機錫化合物又はホウ素ハライドが好ましい。これらの硬化剤は、２種以上を併用することができる。
【００２７】
金属酸化物ガラス膜１１２，１１５を形成するために使用する金属アルコキシド組成物は、通常、適当な溶剤に希釈した溶液に調製して使用される。溶液に調製する際に使用する溶媒としては、（ａ）成分、（ｂ）成分及び（ｃ）成分を溶解、分散するものであれば特に限定されず、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール類；エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテルアルコールおよびエーテル類；アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン等のケトン類；酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ｎ−ブチル等のエステル類；ｎ−ヘキサン、ガソリン、ゴム揮発油、ミネラルスピリット、灯油等の脂肪族炭化水素等が挙げられる。
【００２８】
金属酸化物ガラス膜１１２，１１５を形成するためには、上述した金属アルコキシド組成物の溶液を、刷毛塗り、スプレー塗り、ローラー塗り、スピン塗り等の塗布方法により、第１のガラス基板１１１及び第２のガラス基板１１４の薄型化加工が施された粗面に適当な厚さ（通常、１０μｍ以下）に塗布し、塗布後、８０℃以下において数分間から数時間加水分解反応させることによって硬化させたゾルゲル層を形成する。このように形成された有機ポリシロキサンを主成分とするゾルゲル層からなる金属酸化物ガラス膜１１２，１１５は、例えば、硬度９Ｈ程度の硬さを有し、第１のガラス基板１１１及び第２のガラス基板１１４を構成する無機ガラス層の粗面に密着して被覆する光透過性の透明コーティング層である。
【００２９】
図２は、無機ガラス層の粗面に密着したゾルゲル層を説明するための拡大断面図である。図２において図１と同一の部分には同一の符号を付してある。図２に示されたように、図中下から、機械的研磨加工が施され薄型化加工された第２のガラス基板１１４と、薄型化加工により適当な表面粗さ（Ｒａ）に粗化された粗面１２４と、第２のガラス基板１１４の粗面１２４を密着して被覆するゾルゲル層からなる金属酸化物ガラス膜１１５と、金属酸化物ガラス膜１１５の鏡面１２６上に設けられた上偏光板１１９とが積層されている。尚、図示しないが、第１のガラス基板１１１とその粗面に密着して形成された金属酸化物ガラス膜１１２の状態も同様な構成を有している。
【００３０】
前述したように、第２のガラス基板１１４の外側面は、機械的研磨加工が施されたことにより表面粗さ（Ｒａ）が０．５μｍ以下である粗面１２４が形成され、表面の凸部には細かい亀裂（マイクロクラック１２５）が存在する。金属酸化物ガラス膜１１５を形成するために粗面１２４上に塗布された金属アルコキシド組成物の溶液は、適当な粘度（例えば、９〜１２ｓ／ＩＨＳ）を有し、且つ、８０℃以下の比較的低温で加水分解反応が行われ、硬化するまで適当な時間を必要とされる。このため、粗面１２４に塗布された金属アルコキシド組成物の溶液が、粗面１２４の凹部に浸潤し硬化するまで十分な時間を確保することが可能となり、その結果、例えば、図２に示されたマイクロクラック１２５のような細かい亀裂に対する穴埋め効果も得られる。このように、凹凸が形成された粗面１２４は、ガラス様の擬似膜である金属酸化物ガラス膜１１５により平坦化され、その結果、第２のガラス基板１１４と金属酸化物ガラス膜１１５との界面における光の散乱が消失する。さらに、金属酸化物ガラス膜１１５の表面を、表面粗さ（Ｒａ）が０．０５μｍ以下の鏡面１２６に形成することにより、光透過率を略１００％程度に回復させることができる。さらに、このようなガラス様の擬似膜は、第２のガラス基板１１４の物理的強度を補い、高い硬度、靭性及び表面接着性を示し、補強及び光学補償を併せ持つ光透過性の被膜としての性質を有する。
【００３１】
金属酸化物ガラス膜１１２（１１５）の厚さ（Ｄ）は、第１のガラス基板１１１又は第２のガラス基板１１４の外側面の表面粗さ（Ｒａ）の大きさに応じて適宜選択され特に限定されないが、通常、１０μｍ以下である。但し、厚さ（Ｄ）は、通常、０．１μｍ以上、好ましくは１μｍ以上である。尚、金属酸化物ガラス膜１１２，１１５の厚さは、それぞれ異なる場合であっても、両者同一であってもよい。
【００３２】
また、金属酸化物ガラス膜１１２，１１５は、第１のガラス基板１１１又は第２のガラス基板１１４と同等な屈折率を有することが必要である。具体的には、第１のガラス基板１１１又は第２のガラス基板１１４の屈折率と金属酸化物ガラス膜１１２，１１５の屈折率との差が±０．０２以内であり、通常、屈折率が、１．４８以上１．５２以下のものが使用される。金属酸化物ガラス膜１１２，１１５と第１のガラス基板１１１又は第２のガラス基板１１４とが同等な屈折率を有することにより、第１のガラス基板１１１及び金属酸化物ガラス膜１１２（又は、第２のガラス基板１１４及び金属酸化物ガラス膜１１５）を透過する光は、同じ屈折率を有する２枚のガラスを重ね合わせた二層構造を透過する場合と同様な挙動を示し、波長３８０ｎｍ乃至７８０ｎｍの光に対する透過率が９５％以上の高い透明性を得ることができる。
【００３３】
（第２の実施形態）
本実施の形態が適用される液晶表示装置１００の液晶表示セル１１０において、金属酸化物ガラス膜１１２及び金属酸化物ガラス膜１１５に代えて、第１のガラス基板１１１及び第２のガラス基板１１４の外側面に、第１のガラス基板１１１又は第２のガラス基板１１４の屈折率と同等の屈折率を有する光透過性ポリマーからなるコーティング層を設けることにより、薄型化加工により低下した第１のガラス基板１１１又は第２のガラス基板１１４の光透過率を回復することが可能である。ここで、光透過性ポリマーとは、光透過率が、通常、７０％以上、好ましくは、９０％以上のポリマーを言う。
【００３４】
第１のガラス基板１１１又は第２のガラス基板１１４の外側面をコーティングする光透過性ポリマーのコーティング層の厚さは、第１のガラス基板１１１又は第２のガラス基板１１４の外側面の表面粗さ（Ｒａ）の大きさに応じて適宜選択され特に限定されないが、通常、１０μｍ以下である。但し、厚さは、通常、０．１μｍ以上、好ましくは１μｍ以上である。尚、光透過性ポリマーのコーティング層の厚さは、それぞれ異なる場合であっても、両者同一であってもよい。
【００３５】
光透過性ポリマーとしては、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂等を挙げることができる。具体的には、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリスチレン樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。これらの光透過性ポリマーは、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等の場合は、適当な溶剤に溶解して塗布液を調製し、これを薄型化加工が施された第１のガラス基板１１１又は第２のガラス基板１１４の表面に塗布し、乾燥（加熱）することによって形成することができる。紫外線硬化性樹脂の場合は、そのままもしくは適当な溶剤に溶解して塗布液を調製し、この塗布液を薄型化加工が施された第１のガラス基板１１１又は第２のガラス基板１１４の表面に塗布し、紫外光を照射して硬化させることによって形成することができる。これらの材料は単独又は混合して用いても良い。さらに、多層膜にして用いても良い。塗布方法としては、スピンコート法、キャスト法等の塗布法等の方法が用いられる。
【００３６】
光透過性ポリマーの中でも、紫外線硬化性樹脂は、光透過率が高い点で好ましい。紫外線硬化性樹脂としては、ラジカル系紫外線硬化性樹脂とカチオン系紫外線硬化性樹脂が挙げられ、いずれも使用することができる。ラジカル系紫外線硬化性樹脂は、紫外線硬化性化合物と光重合開始剤を必須成分として含む組成物が用いられる。紫外線硬化性化合物としては、単官能（メタ）アクリレート及び多官能（メタ）アクリレートを重合性モノマー成分として用いることができる。これらは、各々、単独又は２種類以上併用して用いることができる。ここで、アクリレートとメタアクリレートとを併せて（メタ）アクリレートと称する。
【００３７】
単官能（メタ）アクリレートとしては、例えば、置換基としてメチル、エチル、プロピル、ブチル、アミル、２−エチルヘキシル、オクチル、ノニル、ドデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、シクロヘキシル、ベンジル、メトキシエチル、ブトキシエチル、フェノキシエチル、ノニルフェノキシエチル、テトラヒドロフルフリル、グリシジル、２−ヒドロキシエチル、２−ヒドロキシプロピル、３−クロロ−２−ヒドロキシプロピル、ジメチルアミノエチル、ジエチルアミノエチル、ノニルフェノキシエチルテトラヒドロフルフリル、カプロラクトン変性テトラヒドロフルフリル、イソボルニル、ジシクロペンタニル、ジシクロペンテニル、ジシクロペンテニロキシエチル等の基を有する（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００３８】
多官能（メタ）アクリレートとしては例えば、１、３−ブチレングリコール、１、４−ブタンジオール、１、５−ペンタンジオール、３−メチル−１、５−ペンタンジオール、１、６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、１、８−オクタンジオール、１、９−ノナンジオール、トリシクロデカンジメタノール、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール等のジ（メタ）アクリレート、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレートのジ（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００３９】
尚、ラジカル系紫外線硬化性樹脂には、通常、光重合開始剤を配合する。光重合開始剤としては、分子開裂型又は水素引き抜き型のものが好ましい。このような光重合開始剤として、分子開裂型としては、例えば、ベンゾインイソブチルエーテル、２、４−ジエチルチオキサントン、２−イソプロピルチオキサントン、ベンジル、２、４、６−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキシド、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタン−１−オン、ビス（２、６−ジメトキシベンゾイル）−２、４、４−トリメチルペンチルフォスフィンオキシド等が挙げられる。
【００４０】
さらに、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ベンゾインエチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オンおよび２−メチル−１−（４−メチルチオフェニル）−２−モルフォリノプロパン−１−オン等を併用しても良い。水素引き抜き型光重合開始剤としては、例えば、ベンゾフェノン、４−フェニルベンゾフェノン、イソフタルフェノン、４−ベンゾイル−４’−メチル−ジフェニルスルフィド等が挙げられる。
【００４１】
また、これらの光重合開始剤とともに、増感剤を併用することができる。増感剤としては、例えば、トリメチルアミン、メチルジメタノールアミン、トリエタノールアミン、ｐ−ジエチルアミノアセトフェノン、ｐ−ジメチルアミノ安息香酸エチル、ｐ−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、Ｎ、Ｎ−ジメチルベンジルアミンおよび４、４’−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン等が挙げられる。
【００４２】
カチオン系紫外線硬化性樹脂としては、例えば、カチオン重合型の光開始剤を含むエポキシ樹脂が挙げられる。エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ−エピクロールヒドリン型、脂環式エポキシ、長鎖脂肪族型、臭素化エポキシ樹脂、グリシジルエステル型、グリシジルエーテル型、複素環式系等が挙げられる。エポキシ樹脂としては、遊離した塩素および塩素イオン含有率が少ないものを用いるのが好ましい。塩素の量が１重量％以下が好ましく、より好ましくは０．５重量％以下である。
【００４３】
カチオン重合型の光開始剤としては、スルホニウム塩、ヨードニウム塩、ジアゾニウム塩等が挙げられる。ヨードニウム塩としては、例えば、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェード、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジフェニルヨードニウムテトラフルオロボレート、ジフェニルヨードニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート、ビス（ドデシルフェニル）ヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、ビス（ドデシルフェニル）ヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、ビス（ドデシルフェニル）ヨードニウムテトラフルオロボレート、ビス（ドデシルフェニル）ヨードニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート等が挙げられる。
【００４４】
（液晶表示セルの製造方法）
次に、本実施の形態が適用される液晶表示セルの製造方法について説明する。図３は、本実施の形態が適用される液晶表示セルの製造方法を説明するための図である。図３（ａ）に示すように、まず、複数個分の液晶表示セルを同時に形成するために、大型の２枚のガラス基板（第１のガラス基板３１１，第２のガラス基板３１２）に複数の液晶セル領域を形成する。第１のガラス基板３１１は、個々の液晶表示セル領域にそれぞれ、例えば、複数のマトリクス状に配置された画素電極等を有する表示エリアと、表示エリアの周辺に引き出された配線及び配線パッドを有する周辺パッドエリアとが形成される。表示エリアには、スイッチング素子として機能する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が形成され、画素電極、ゲート電極、ソース電極等の表示電極が設けられたドライバー端子（ＩＴＯ等）が形成される。また、第２のガラス基板３１２の表示エリアの対向する部分には対向電極が設けられる。
【００４５】
（貼着工程）
第１のガラス基板３１１には、第１のガラス基板３１１と第２のガラス基板３１２とを所定の間隙を有するように貼り合せるためのシール剤を塗布する（ＳＴ２）。ディスペンサ又は印刷等により、エポキシ樹脂系の接着剤からなるシール剤を用いて、液晶封入領域を形成するための本シール３２１を塗布し、液晶表示セル領域への異物混入を防止するための補助シール３２２を塗布し、さらに、複数の液晶表示セル領域全体を囲むように二重シール３２３を塗布する。
【００４６】
続いて、図３（ｂ）に示すように、第１のガラス基板３１１及び第２のガラス基板３１２を貼り合せる。この場合、第１のガラス基板３１１の個々の表示エリアと、第２のガラス基板３１２の個々の対向電極とが互いに対向するように両基板を対向配置し、全体的に均一に加圧することによって貼り合せられる。そして、加熱及び紫外線照射により本シール３２１、補助シール３２２及び二重シール３２３を硬化させる。
【００４７】
（封入工程）
次に、貼り合わされた第１のガラス基板３１１及び第２のガラス基板３１２の所定の間隙に液晶組成物を注入し、シール剤が塗布されていない液晶注入孔を紫外線硬化樹脂等により封止することにより、第１のガラス基板３１１及び第２のガラス基板３１２間に形成された液晶封入領域に液晶組成物を封入する。
【００４８】
（薄型化加工工程）
続いて、図３（ｃ）に示すように、貼り合せた一対の第１のガラス基板３１１及び第２のガラス基板３１２の、それぞれ外側面の全体を機械的又は化学的研磨加工により薄型化加工を行い、所定の厚さとなるように研磨される。例えば、第１のガラス基板３１１又は第２のガラス基板３１２の厚さが約０．７ｍｍの場合、０．３〜０．４ｍｍの厚さとなるように研磨され、粗面３４１，３４２がそれぞれ形成される。
【００４９】
（ゾルゲル層形成工程）
次に、図３（ｄ）に示すように、粗面３４１，３４２上に、有機ポリシロキサンを主成分とする金属アルコキシド組成物の溶液を、刷毛塗り、スプレー塗り、ローラー塗り、スピン塗り等の塗布方法により適当な厚さ（通常、１０μｍ以下）に塗布し、塗布後、８０℃以下において数分間から数時間加水分解反応させることによって硬化させたゾルゲル層３５１，３５２を形成する。このように形成された有機ポリシロキンサンを主成分とするゾルゲル層３５１，３５２の表面には、表面粗さ（Ｒａ）が０．０５μｍ以下の鏡面３６１，３６２が形成される。
【００５０】
最後に、有機ポリシロキンサンを主成分とするゾルゲル層３５１，３５２が形成された一対の第１のガラス基板３１１及び第２のガラス基板３１２を、所定の液晶表示セル領域毎にカッティングし、液晶表示セルを形成する。以上のような製造方法により、ガラス基板の厚さが低減され軽量化された液晶表示セルが製造される。
【００５１】
上述した製造方法によれば、従来、液晶表示セルを軽量化するために、ガラス基板表面の荒削り加工後に行われた仕上げ加工が不要となり、さらに、ゾルゲル層を比較的低温の反応により形成することができる。このため、第１のガラス基板と第２のガラス基板とを貼着した後、この２個の基板間に液晶を封入したまま、ガラス基板表面に薄型化加工を行うことができ、製造工程の大幅な簡略化を図ることができる。尚、ガラス基板表面の薄型化加工は、２個の基板間に液晶注入し、液晶表示セル領域毎にカッティングした後、それぞれ基板表面を研磨し、ゾルゲル層をコーティングすることも可能である。
【００５２】
【発明の効果】
かくして本発明によれば、表面粗さが増大したガラス基板の光透過率を回復した液晶表示セルが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態が適用される液晶表示セルを説明するための図である。
【図２】無機ガラス層の粗面に密着したゾルゲル層を説明するための拡大断面図である。
【図３】本実施の形態が適用される液晶表示セルの製造方法を説明するための図である。
【符号の説明】
１００…液晶表示装置、１１０…液晶表示セル、１１１，３１１…第１のガラス基板、１１２，１１５…金属酸化物ガラス膜、１１３，１１６…透明電極、１１４，３１２…第２のガラス基板、１１７…液晶層、１１８…下偏光板、１１９…上偏光板、１２０…バックライトユニット、１２１…導光板、１２２…拡散板、１２３…光源、１２４…粗面、１２５…マイクロクラック、１２６…鏡面、３２１…本シール、３２２…補助シール、３２３…二重シール、３３０…ドラーバー端子、３４１，３４２…粗面、３５１，３５２…ゾルゲル層、３６１，３６２…鏡面
【図１】
2005003845.tif 000003
【図２】
2005003845.tif 000004
【図３】
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