(57)【要約】【課題】  残留気泡を防止しつつ、ギャップの均一化及びシール強度を向上させる。【解決手段】  パネル構造体を液晶に浸した状態で圧力を徐々にかけながら大気圧に戻して行くと、注入口から液晶が液晶セルの内部に吸い込まれる。このとき、気泡Ｐは第２シール材４０と対向基板２０との隙間を介して気泡溜め５０に追いやられる。圧力が次第に高くなると隙間の距離Δｄが次第に減少して、第２シール材４０と対向基板２０とが接触して、気泡Ｐが気泡溜め５０に閉じ込められる。【選択図】      図４
2005078003.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１シール材によって外周部を貼り合わせた一対の基板と、
前記第１シール材の一辺に形成され、前記一対の基板間に電気光学材料を注入するための注入口と、
前記注入口と対向した前記第１シール材の内側に形成され、一方の前記基板と固着され前記第１シール材より厚さが薄い第２シール材と、
を備えることを特徴とするパネル構造体。
【請求項２】
前記第２シール材は前記第１シール材の一辺と隣接する二辺に亘って形成されることを特徴とする請求項１に記載のパネル構造体。
【請求項３】
前記パネル構造体を二分割する中心線にかかるように前記注入口を配置したことを特徴とする請求項１又は２に記載のパネル構造体。
【請求項４】
前記注入口を複数個備え、前記パネル構造体を等分割する複数の分割線上に前記注入口を２個以上配置したことを特徴とする請求項１又は２に記載のパネル構造体。
【請求項５】
前記注入口を複数個備え、前記パネル構造体を二分割する中心線に対して一方の側に配置される前記注入口の数と他方の側に配置される前記注入口の数とが等しいことを特徴とする請求項１又は２に記載のパネル構造体。
【請求項６】
前記注入口を複数個備え、前記パネル構造体を二分割する中心線に対して一方の側に配置される前記注入口の面積と他方の側に配置される前記注入口の面積とが、前記電気光学材料を均一に注入できるように設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のパネル構造体。
【請求項７】
前記注入口は、前記第１シール材の長辺側に形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載のパネル構造体。
【請求項８】
請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載されたパネル構造体を用いて電気光学装置を製造する電気光学装置の製造方法であって、
前記パネル構造体を前記電気光学材料に浸した状態で圧力をかけながら前記パネル構造体へ前記電気光学材料の注入を開始する第１工程と、
前記電気光学材料の注入により前記第１シール材と前記第２シール材との間に気泡を追いやり、且つ、前記第２シール材と前記他方の基板とを接触させる第２工程と、
前記第２シール材を硬化させる第３工程と、
前記注入口を封止する第４工程と、
を備えたことを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パネル構造体及びこれを用いた電気光学装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気光学材料として液晶を用いる液晶パネルは、対向する一対の基板間に液晶を充填して構成されており、画像を表示する装置として幅広く用いられている。液晶パネルの大画面化に伴って、液晶の注入時間の短縮する共に基板間に均一に液晶を注入するため、液晶注入口の開口面積を拡大したり、あるいは、液晶注入口数を増加させるといった対策が取られることがある。
【０００３】
また、液晶を注入する際に、表示セル内に気泡が残留すると、表示品質を損なう。そこで、液晶注入口を対向する二辺に配置することにより、注入時間の短縮及び液晶の均一な注入を可能にすると共に、気泡の残留を低減する技術が知られている（例えば、特許文献１）。また、液晶注入口の位置を液晶パネルの中心から偏った位置に配置する技術も知られている（例えば、特許文献２）
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１６５０３８号公報
【特許文献２】特開平５−１６５０３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、液晶注入口の開口部の面積を増加させると、シール強度の低下が生じる。さらに、液晶注入口数の増加、又は液晶注入口の偏りによって、基板間のギャップが不均一となり、表示品質が劣化するといった問題が発生する。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、残留気泡を防止しつつ、ギャップの均一化及びシール強度を向上したパネル構造体及びこれを用いた電気光学装置の製造方法を提供することを解決課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するため、本発明のパネル構造体は、第１シール材によって外周部を貼り合わせた一対の基板と、前記第１シール材の一辺に形成され、前記一対の基板間に電気光学材料を注入するための注入口と、前記注入口と対向した前記第１シール材の内側に形成され、一方の前記基板と固着され前記第１シール材より厚さが薄い第２シール材と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、第２シール材は第１シール材より薄いので、第２シール材と他方の基板とは離れている。そして、注入口から電気光学材料を注入する際には、徐々に圧力をかけるので、この隙間に気泡が追いやられると同時に第２シール材と他方の基板とが接触して、気泡を第１シール材と第２シール材との間に閉じ込めることができる。換言すれば、電気光学材料を注入する過程で、第２シール材が他方の基板とが接触できるように第２シール材の厚さが選定されている。なお、電気光学材料としては、例えば、液晶が該当する。
【０００９】
ここで、前記第２シール材は前記第１シール材の一辺と隣接する二辺に亘って形成されることが好ましい。この場合には、気泡を第１シール材と第２シール材との間に完全に閉じ込めることができ、経時変化によって、気泡が第２シール材から内側へ漏れ出ることもない。
【００１０】
また、上述したパネル構造体において、これを二分割する中心線にかかるように前記注入口を配置することが好ましい。この場合には電気光学セル内の凹凸が対称的となり、パネル構造体内のギャップがより均一となる。さらに、電気光学材料は、注入口から第１シール材の内側に拡がっていくから、電気光学材料を均一に充填することができる。
また、上述したパネル構造体は、前記注入口を複数個備え、前記パネル構造体を等分割する複数の分割線上に前記注入口を２個以上配置することが好ましい。この場合には、電気光学材料の注入時間を短縮化することができ、しかも電気光学材料を均一化することができる。また、分割線上に注入口を配置するので電気光学セル内の凹凸が対称的となり、パネル構造体内のギャップをより均一にできる。
【００１１】
また、上述したパネル構造体は、前記注入口を複数個備え、前記パネル構造体を二分割する中心線に対して一方の側に配置される前記注入口の数と他方の側に配置される前記注入口の数とが等しいことが好ましい。この場合には、注入口を複数個備えるから電気光学材料の注入時間を短縮化することができ、しかも電気光学材料を均一化することができる。また、電気光学セル内の凹凸が対称的となり、パネル構造体内のギャップをより均一にできる。さらに、基板全体でシール強度の偏りを少なくすることが可能である。
【００１２】
また、上述したパネル構造体は、前記注入口を複数個備え、前記パネル構造体を二分割する中心線に対して一方の側に配置される前記注入口の面積と他方の側に配置される前記注入口の面積とが、前記電気光学材料を均一に注入できるように設定されていることが好ましい。この場合には、注入口を複数個備えるから電気光学材料の注入時間を短縮化することができる。また、一方の側に配置される注入口の面積と他方の側に配置される注入口の面積とが、電気光学材料を均一に注入できるように設定されるとは、両者の面積が完全に一致する場合の他、表示品質の劣化が視覚上検知できない程度に電気光学材料の均一性を保つことができる程度の面積の相違は許容される。
【００１３】
また、上述したパネル構造体において、前記注入口は、前記第１シール材の長辺側に形成されることが好ましい。この場合には、注入口から電気光学材料を充填する必要がある領域の端部までの距離が短くなるから、注入時間を短縮することができる。
次に、本発明の電気光学装置の製造方法は、上述したパネル構造体を用いて電気光学装置を製造する方法であって、前記パネル構造体を前記電気光学材料に浸した状態で圧力をかけながら前記パネル構造体へ前記電気光学材料の注入を開始する第１工程と、前記電気光学材料の注入により前記第１シール材と前記第２シール材との間に気泡を追いやり、且つ、前記第２シール材と前記他方の基板とを接触させる第２工程と、前記第２シール材を硬化させる第３工程と、前記注入口を封止する第４工程と、を備えたことを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、パネル構造体を電気光学材料に浸した状態で圧力をかけるので、電気光学材料を注入する過程において、第２シール材と他方の基板とを接触させることができ、その状態で第２シール材を硬化させる。この結果、第１シール材と第２シール材との間に気泡が閉じ込めることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明に係わる実施形態を説明する。
＜１．第１実施形態＞
まず、第１実施形態に係るパネル構造体Ａ１について説明する。パネル構造体Ａ１は、電気光学装置たる液晶パネルを製造する工程で用いられる中間製造物である。液晶パネルを製造するには、パネル構造体Ａ１の注入口から電気光学材料たる液晶を充填する必要がある。
【００１６】
図１にパネル構造体Ａ１の平面図を示し、図２に図１に示すパネル構造体Ａ１をＺ−Ｚ’線で切断した断面図を示す。これらの図に示されるように、パネル構造体Ａ１は、画素電極１１等が形成されたガラスや半導体等の素子基板１０と、対向電極２１等が形成されたガラス等の透明な対向基板２０とを備える。素子基板１０には、画素電極１１の他にスイッチング素子として薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：以下、「ＴＦＴ」と称する）、データ線、及び走査線等が形成される。
【００１７】
また、素子基板１０の一辺には複数の接続端子１２が形成されており、接続端子１２を介して、外部基板から各種の制御信号が供給されるようになっている。なお、データ線を駆動するデータ線駆動回路や走査線を駆動する走査線駆動回路を素子基板１０上にＴＦＴを用いて形成してもよい。
【００１８】
一方、対向基板２０の対向電極２１は、素子基板１０との貼合部分における４隅のうち、少なくとも１箇所において設けられた導通材によって、素子基板１０との電気的導通が図られている。加えて、対向基板２０には、液晶パネル用途に応じて、例えば、第１に、ストライプ状や、モザイク状、トライアングル状等に配列したカラーフィルタが設けられ、第２に、例えば、クロムやニッケルなどの金属材料や、カーボンやチタンなどをフォトレジストに分散した樹脂ブラックなどのブラックマトリクスが設けられ、第３に、液晶パネルＡＡに光を照射するバックライトが設けられる。特に色光変調の用途の場合には、カラーフィルタは形成されずにブラックマトリクスが対向基板２０に設けられる。くわえて、素子基板１０および対向基板２０の対向面には、それぞれ所定の方向にラビング処理された配向膜などが設けられる
【００１９】
素子基板１０及び対向基板２０は、その外周部において第１シール材３０を介して貼り合わせられている。また、第１シール材３０の一辺には、注入口７０が形成されている。液晶は、注入口７０から液晶セル６０内に充填されることになる。ここで、注入口７０は、パネル構造体Ａ１の中心線にかかるように長辺側に配置されている。このように注入口７０を配置する利点は以下の通りである。第１に液晶セル内の凹凸が対称的となり、パネル構造体Ａ１内のギャップをより均一とすることができる。第２に、液晶は、注入口７０から第１シール材３０の内側に拡がっていくから、液晶をムラなく均一に充填することが可能となる。第３に長辺側に配置することによって、注入口７０から液晶を充填する必要がある領域の端部までの距離が短くなるから、注入時間を短縮することができる。
【００２０】
また、注入口７０と対向した第１シール材３０の内側には、第２シール材４０が、注入口７０が形成される第１シール材３０の辺と隣接する左辺から右辺に亘って形成される。第２シール材４０の材料としては、熱をかけると硬化する熱硬化材料や紫外線の照射によって硬化するＵＶ硬化材料を用いることができる。第２シール材４０は素子基板１０と固着され、第１シール材３０より厚さが薄い。このため、第２シール材４０は対向基板２０とは離れている。この隙間の距離はΔｄである。
【００２１】
第１シール材３０と第２シール材４０との間には気泡溜め５０が形成される。気泡溜め５０には、液晶を充填する際に気泡が追いやられる。完成品としての液晶パネルは、液晶セル６０内の液晶分子の配向変化によって透過率が調整され、これによって表示階調が制御される。液晶の充填は、後述するように真空に近い状態から圧力を徐々にかけて大気圧に戻すことによって、毛細管現象を利用して液晶を充填するものであるが、完全な真空を作り出すことはできない。従って、液晶セル６０及び気泡溜め５０には若干の気体が残存している。液晶を充填する工程では、残存する気体が気泡として残ることがある。このような気泡が液晶セル６０内に残ると欠陥となり、表示品質が劣化する。そこで、本実施形態においては、注入口７０と対向する辺に気泡溜め５０を形成することにより、気泡を気泡溜め５０に追いやるようにした。
【００２２】
次に、上述したパネル構造体Ａ１を用いて液晶パネルを製造する製造方法について説明する。図３は製造方法の工程を示すフロチャートである。まず、真空容器たるチャンバーの内部にパネル構造体Ａ１と液晶を配設する（ステップＳ１）。次に、真空ポンプを用いてチャンバーから空気を排気して、チャンバーの内部を１×１０−３〜１×１０−５ｔｏｒｒ程度の真空状態にする。
【００２３】
この後、パネル構造体Ａ１を液晶に浸した状態で圧力を徐々にかけながら大気圧に戻して行く（ステップＳ３）。すると、注入口７０から液晶が液晶セル６０の内部に吸い込まれる。このとき、液晶セル６０内の気泡が気泡溜め５０に追いやられる。図４に圧力をかける工程において素子基板１０と対向基板２０との関係を示す。なお、図４は図２の点線で囲んだ部分を拡大したものである。
【００２４】
同図（Ａ）に示すように、気泡Ｐは第２シール材４０と対向基板２０との隙間を介して気泡溜め５０に追いやられる。圧力が次第に高くなると隙間の距離Δｄが次第に減少して、ついには同図（Ｂ）に示すように第２シール材４０と対向基板２０とが接触して、気泡Ｐが気泡溜め５０に閉じ込められることになる。即ち、液晶の注入開始時と注入終了時においては、素子基板１０と対向基板２０の距離が変化する。なお、素子基板１０と対向基板２０の距離を規制するために、同一の径を有する球形状のスペーサを第１シール材３０と第２シール材４０とに混入してもよい。この場合には、適当な圧力をかければ、第１シール材３０と第２シール材４０との厚さを同じにすることができるので、ギャップを均一化することが可能となる。
【００２５】
説明を図４に戻す。液晶を注入した後、第２シール材４０を硬化させる。硬化の方法は第２シール材４０の材料によるが、例えば、熱硬化やＵＶ硬化がある（ステップＳ４）。なお、第１シール材３０を第２シール材４０と同時に硬化させてもよい。次に、液晶が漏れでないように注入口７０を封止部材で封止する（ステップＳ５）。
【００２６】
このように製造された液晶パネルは、気泡Ｐが気泡溜め５０に閉じ込められるので、経時変化によって、気泡Ｐが液晶セル６０内に漏れ出ることがないので、高品質な表示画像を維持することができる。また、第１シール材３０の他に第２シール材４０を用いるので、一部が二重シールになっており、シール強度が増加する。
【００２７】
＜２．第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係るパネル構造体Ａ２について説明する。パネル構造体Ａ２は、電気光学装置たる液晶パネルを製造する工程で用いられる中間製造物であり、液晶パネルの製造方法は上述した第１実施形態と同様である。図５にパネル構造体Ａ２の平面図を示す。
【００２８】
パネル構造体Ａ２は、複数の注入口７１及び７２が第１シール材３０に設けられる点を除いて第１実施形態のパネル構造体Ａ１と同様に構成されている。パネル構造体Ａ１を長辺の方向に３分割すると、各領域は等分割線Ｃ１、Ｃ２、及びＣ３によって分割される。この例では、複数の等分割線Ｃ１、Ｃ２、及びＣ３の上に、注入口７１及び７２が配置される。
【００２９】
このパネル構造体Ａ２には、複数の注入口７１及び７２が設けられているので、液晶の注入時間を短縮することができる。一方、注入口７１及び７２の部分では第１シール材３０が除かれているから、対向基板２０が素子基板１０の方向に若干撓む。このため、液晶セル６０内で凹凸が僅かに発生するが、この凹凸は等分割線Ｃ２を中心に対称的となる。従って、パネル構造体Ａ２内のギャップを均一に近付けることができ、表示ムラを防止することが可能となる。さらに、注入口７１及び７２を等分割線Ｃ１及びＣ３にかかるように配置したので、液晶を液晶セル６０内に均一に充填することが可能となる。
【００３０】
また、このパネル構造体Ａ２は、二分割する等分割線Ｃ２に対して一方の側に配置される注入口７１の数と他方の側に配置される注入口７２の数とが等しい。この例では、左右に１個ずつ配置したが、左右にＮ（Ｎは自然数）個ずつ配置してもよい。この場合には、液晶の注入時間を短縮化、充填される液晶の均一化、さらにはギャップの均一化を図ることができる。
【００３１】
また、この例において、注入口７１及び７２の面積は等しい。従って、各注入口７１及び７２から流れ込む液晶の量を等しくできるので、液晶を均一に注入できる。なお、注入口７１及び７２の面積は完全に一致しなくてもよく、製造上の誤差は問題とならない。液晶が不均一に注入されると表示ムラ等として表示品質の劣化が人の視覚によって検知されるが、視覚上検知できない程度の液晶の均一性であれば、注入口７１及び７２の面積の相
違は許容される。
【００３２】
＜３．電子機器＞
次に、上述した製造方法によって製造された液晶パネルを各種の電子機器に適用される場合について説明する。
＜３−１：プロジェクタ＞
まず、この液晶装置をライトバルブとして用いたプロジェクタについて説明する。図６は、プロジェクタの構成例を示す平面図である。
この図に示されるように、プロジェクタ１１００内部には、ハロゲンランプ等の白色光源からなるランプユニット１１０２が設けられている。このランプユニット１１０２から射出された投射光は、ライトガイド１１０４内に配置された４枚のミラー１１０６および２枚のダイクロイックミラー１１０８によってＲＧＢの３原色に分離され、各原色に対応するライトバルブとしての液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂおよび１１１０Ｇに入射される。
【００３３】
液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂおよび１１１０Ｇの構成は、上述した液晶パネルと同等であり、画像信号処理回路（図示省略）から供給されるＲ、Ｇ、Ｂの原色信号でそれぞれ駆動されるものである。そして、これらの液晶パネルによって変調された光は、ダイクロイックプリズム１１１２に３方向から入射される。このダイクロイックプリズム１１１２においては、ＲおよびＢの光が９０度に屈折する一方、Ｇの光が直進する。したがって、各色の画像が合成される結果、投射レンズ１１１４を介して、スクリーン等にカラー画像が投写されることとなる。
【００３４】
ここで、各液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂおよび１１１０Ｇによる表示像について着目すると、液晶パネル１１１０Ｇによる表示像は、液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂによる表示像に対して左右反転することが必要となる。
なお、液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂおよび１１１０Ｇには、ダイクロイックミラー１１０８によって、Ｒ、Ｇ、Ｂの各原色に対応する光が入射するので、カラーフィルタを設ける必要はない。
【００３５】
＜３−２：モバイル型コンピュータ＞
次に、この液晶パネルを、モバイル型のパーソナルコンピュータに適用した例について説明する。図７は、このパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。図において、コンピュータ１２００は、キーボード１２０２を備えた本体部１２０４と、液晶表示ユニット１２０６とから構成されている。この液晶表示ユニット１２０６は、先に述べた液晶パネル１００５の背面にバックライトを付加することにより構成されている。
【００３６】
＜３−３：携帯電話＞
さらに、この液晶パネルを、携帯電話に適用した例について説明する。図８は、この携帯電話の構成を示す斜視図である。図において、携帯電話１３００は、複数の操作ボタン１３０２とともに、反射型の液晶パネル１００５を備えるものである。この反射型の液晶パネル１００５にあっては、必要に応じてその前面にフロントライトが設けられる。
【００３７】
なお、図６〜図８を参照して説明した電子機器の他にも、液晶テレビや、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた装置等などが挙げられる。そして、これらの各種電子機器に適用可能なのは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１実施形態に係るパネル構造体Ａ１の平面図である。
【図２】図１に示すパネル構造体Ａ１をＺ−Ｚ’線で切断した断面図である。
【図３】液晶パネルの製造方法の工程を示すフロチャートである。
【図４】圧力をかける工程において素子基板１０と対向基板２０との関係を示す断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係るパネル構造体Ａ２の平面図である。
【図６】電子機器の一例たるビデオプロジェクタの断面図である。
【図７】電子機器の一例たるパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。
【図８】電子機器の一例たる携帯電話の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０…素子基板、２０…対向基板、３０…第１シール材、４０…第２シール材、５０…気泡溜め、６０…液晶セル、７０〜７２…注入口、Ａ１，Ａ２…パネル構造体。
【図１】
2005078003.tif 000003
【図２】
2005078003.tif 000004
【図３】
2005078003.tif 000005
【図４】
2005078003.tif 000006
【図５】
2005078003.tif 000007
【図６】
2005078003.tif 000008
【図７】
2005078003.tif 000009
【図８】
2005078003.tif 000010