説明

液晶表示パネルの製造方法

【課題】 偏光板の引っ張り応力に起因する液晶表示パネルの反りの発生を防止する。
【解決手段】 一対の基板(アレイ基板2及び対向基板3)を貼り合わせ、これら基板2,3間に液晶材料を封入した後、貼り合わされた一対の基板2,3の少なくとも表示面側の面に偏光板4を貼り合わせるに際し、貼り合わされた一対の基板2,3(偏光板貼り合わせ前の液晶表示パネル1A)を湾曲させ、偏光板4を貼り付ける。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、液晶表示パネルの製造方法に関するものであり、特に、偏光板の貼り合わせ工程の改良に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、パーソナルコンピュータやワードプロセッサ等の情報機器の表示装置、テレビ、ビデオカメラ、デジタルカメラ、カーナビゲーションシステム等の映像機器の表示装置として、軽量、薄型、低消費電力という特長を持つ液晶表示装置が広く用いられている。液晶表示装置は、2枚の基板(例えばアレイ基板と対向基板)の間に液晶材料が封入された液晶表示パネルを備え、当該液晶表示パネルにおいて、電圧のオン・オフにより液晶材料の配向を制御し、透過光をオン・オフすることで画像表示を行っている。
【0003】
前記液晶表示パネルにおいては、透過光を直線偏光に変換する必要があり、そのため、パネルの両面(アレイ基板の外側面と対向基板の外側面)に偏光板がクロスニコル状態で貼り合わされている。
【0004】
ここで、前記偏光板は、2枚の基板によって液晶材料からなる液晶層を挟持した後、貼り合わされた基板の各々の液晶層とは反対側の表面(外側面)に貼り付けられる。この偏光板の貼り付け時には、貼り合わされた基板が反らないように、平坦なステージ上に吸着固定するのが一般的である。
【0005】
しかしながら、前述のようにして偏光板を貼り付けた後の液晶表示パネルにおいては、2枚の偏光板の吸湿性の差から収縮率の経時変化量に差が生じ、その結果、液晶表示パネルの両面における引っ張り応力が相違して反りが生ずるという現象が見られる。例えば、表示面側の偏光板の収縮による引っ張り応力が裏面側の偏光板の収縮による引っ張り応力よりも大きい場合には、表示面側を凹、裏面側を凸とする反り(いわゆる順方向の反り)が発生し、逆の場合には、裏面側を凹、表示面側を凸とする反り(いわゆる逆方向の反り)が発生するおそれがある。
【0006】
液晶表示パネルにおいては、基板としてガラス基板が用いられており、その厚さが薄くなる傾向にあるが、前記影響は、ガラス基板の厚さが薄くなるほど顕著である。また、液晶表示装置においては、薄型軽量化の要求に応えるために、液晶表示パネルを構成するガラス基板の薄型化とともに、液晶表示パネルを保持するフレーム部分も薄型軽量化されているが、その場合、液晶表示パネルの反りがそのまま液晶表示装置の反りとして発現するという問題も生じている。液晶表示装置の反りが著しい場合には、取り付け側の機器において機構上の干渉が発生し、取り付け不良が発生したり、取り付け後に他部分と干渉することにより損傷する等の問題が生ずるおそれがある。
【0007】
偏光板に起因する液晶表示パネルの変形に関しては、例えば特許文献1にこれを改善する対策が開示されている。特許文献1記載の発明は、温度膨張によるセルギャップ不良の抑制に関するものであり、第1基板と、この第1基板と所定の間隙部を設けて対向配置される第2基板と、これら両基板の間隙部に封入される液晶部材と、両基板の液晶部材側とは反対側の面に接着された偏光板とを備えた液晶表示装置において、偏光板を、少なくとも染色フィルムと、この染色フィルムを挟持するように配置された複数の第1及び第2の高分子フィルムから構成し、各高分子フィルムの温度膨張率を異なるように設定することが開示されている。
【0008】
液晶表示装置では、温度が上昇したときに、液晶部材の体積膨張によって液晶表示パネルが歪んで反るギャップ不良を引き起こし、色むらや応答速度の面内不均一等が発生するおそれがある。特許文献1記載の発明では、第1及び第2の高分子フィルムの温度膨張率を異ならせることによって、温度上昇に伴って偏光板に反り返り応力を発生させ、この反り返り応力を利用して透明絶縁基板の中央部分に加わる液晶部材等の温度膨張応力を分散させ、前記不都合を解消するようにしている。
【特許文献1】特開2003−222849号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
しかしながら、特許文献1記載の発明では、前述の偏光板の収縮による引っ張り応力による反りの発生は解消することができず、また、偏光板に温度膨張率の異なる複数の高分子フィルムを貼り合わせる必要があり、フィルム設計を最適化する必要がある。したがって、装置構成の煩雑化を招き、製造コストを上昇する原因となるおそれがある。
【0010】
液晶表示パネルの反りを解消するには、例えば貼り付ける前の偏光板を予め熱処理しておくことも考えられるが、このような方法を採用した場合にも、偏光板製造工程の工程増に繋がり、やはり製造コストを上昇する要因となる。
【0011】
本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、偏光板の引っ張り応力に起因する反りの発生を防止することができ、しかも、製造コストの上昇を招くことのない液晶表示パネル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】
【0012】
前述の目的を達成するために、本発明の液晶表示パネルの製造方法は、一対の基板を貼り合わせ、これら基板間に液晶材料を封入した後、貼り合わされた一対の基板の少なくとも表示面側の面に偏光板を貼り合わせるに際し、前記貼り合わされた一対の基板を予め湾曲させた後に、前記偏光板を貼り付けることを特徴とする。
【0013】
本発明においては、偏光板貼り付け時に事前に偏光板の収縮による引っ張り応力と逆方向に一対の基板に湾曲応力を持たせることで、偏光板収縮後の液晶表示パネルの反りを抑制する。基板を湾曲させながら偏光板の貼り付けを行うと、偏光板吸湿収縮の経時変化後に発生する引っ張り応力を相殺する方向の応力を予め与えた状態で偏光板を貼り付けることが可能になり、これにより偏光板収縮後の液晶表示パネルの反りが緩和され、フレームと組み合わせた液晶表示装置において発生する反りも抑制される。
【発明の効果】
【0014】
本発明の製造方法によれば、液晶表示パネルにおいて、偏光板の引っ張り応力に起因する反りの発生を防止することができ、例えばフレームに組み付けた場合にも、取り付け不良が発生したり、取り付け後に他部分と干渉して損傷等が発生することがない。また、偏光板自体のフィルム構成を変更したり設計変更する必要がなく、予め熱処理する必要もないので、製造コストを上昇することもない。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
以下、本発明を適用した液晶表示パネルの製造方法について、図面を参照しながら説明する。
【0016】
先ず、本発明の製造方法が適用される液晶表示パネル及びこれをフレームに組み付けた液晶表示装置について説明する。
【0017】
図1に示すように、液晶表示パネル1は、例えばアレイ基板2と対向基板3の間に液晶材料(図示は省略する。)を封入することにより構成される。アレイ基板2や対向基板3にはガラス基板等が用いられ、例えばアレイ基板2には表示画素に対応して画素電極及びスイッチング素子(薄膜トランジスタ)がマトリクス状に形成されている。また、アレイ基板3には、画素電極に電気信号を送るための信号線と、スイッチング素子である薄膜トランジスタにスイッチング信号を供給するためのゲート線とが互いに直交して配線されている。
【0018】
一方、対向基板3には、対向電極が透明電極材料(例えばITO等)によりほぼ全面に形成されており、各画素に対応してカラーフィルタ層が形成されている。さらに、前記アレイ基板2と対向基板3の外表面には、それぞれ偏光板4,5が偏光軸が互いに直交するようにクロスニコルの状態で貼り合わされている。
【0019】
前記アレイ基板2や対向基板3の対角寸法は、例えば12.1インチであり、またアレイ基板2や対向基板3を構成するガラス基板の厚さは、例えば0.2mmである。
【0020】
このように構成される液晶表示パネル1は、バックライトユニットとともにフレーム6によって保持され、液晶表示装置に組み込まれる。図2は、液晶表示パネル1のフレーム6による保持構造を示すものである。液晶表示パネル1は、外周部分が金属材料や樹脂材料等で形成されたフレーム6で保持されている。平面光を照射するバックライトユニットは、前記液晶表示パネル1の背面側に配置され、本実施形態の場合、フレーム6内に収容されているが、図示は省略する。
【0021】
前記フレーム6は、前記液晶表示パネル1の主面と略垂直な外枠部を有しており、この外枠部によって液晶表示パネル1の外周を保持している。フレーム6は、外周を保持する機能を有していればよく、その構成材料は任意である。例えば、ABS樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、各種プラスチック等の樹脂材料であっても良いし、ステンレス、亜鉛めっき鋼、アルミニウム(合金や表面処理材等を含む。)、鉄、鋼等の金属材料であっても良い。あるいは、その他の材料でも構わない。
【0022】
前記フレーム6の外周部には、固定用粘着テープ7が貼り付けられており、この固定用粘着テープ7が一部液晶表示パネル1の外周縁部まで延在され、液晶表示パネル1とフレーム6とを接着固定するように構成されている。
【0023】
以上のように構成される液晶表示装置においては、液晶表示パネル1の表示面側は外気に直接晒されるが、裏面側はフレーム6及びバックライトユニットによって覆われている。したがって、液晶表示パネル1の表示面側の方が裏面側に比べて外気の湿度の影響を受けやすく、そのため外気に直接晒される偏光板4の湿度に対する経時変化による収縮率も裏面側に対して大きい。そのため、例えば常温、常湿で数日放置した場合、順方向に約2mm程度の反りが生ずる。
【0024】
そこで、本実施形態においては、偏光板貼り付け装置におけるパネル固定用ステージ(吸着ステージ)の表面形状を凸型、あるいは凹型とし、偏光板に経時変化後に発生する引っ張り応力を相殺する方向の応力を与えながら偏光板の貼り付けを行うことで、偏光板収縮後に液晶表示パネル1に生ずる反りを緩和するようにしている。
【0025】
以下、偏光板の貼り付け工程について説明する。先ず、比較のために従来の偏光板貼り付け工程について説明すると、従来の偏光板貼り付け工程では、図3(a)に示すように、平坦な吸着ステージ11上に偏光板貼り付け前の液晶表示パネル1A(アレイ基板2と対向基板3を貼り合わせたもの)を吸着固定する。
【0026】
次いで、図3(b)に示すように、偏光板取り付け治具12に偏光板4をセットし、液晶表示パネル1Aの表示面(ここでは対向基板3の外側面)側に当該偏光板4を貼り合わせる。表示面側への偏光板4の貼り付け終了後、図3(c)に示すように液晶表示パネル1Aを表裏反転して吸着ステージ11上に吸着固定し、図3(d)に示すように偏光板取り付け治具12に偏光板5をセットし、液晶表示パネル1Aの裏面(ここではアレイ基板2の外側面)側に当該偏光板5を貼り合わせる。
【0027】
このように平坦な吸着ステージ11を用いて偏光板4,5の貼り付けを行った場合、偏光板4,5には予め応力が付与されることがなく、経時変化により発生する引っ張り応力により、偏光板4,5貼り付け後の液晶表示パネル1に反りを発生させる原因となる。
【0028】
これに対して、本実施形態では、図4(a)〜図4(d)に示すように、湾曲した吸着面を有する吸着ステージを用い、液晶表示パネル1Aを湾曲させた状態で偏光板4,5の貼り付けを行う。
【0029】
具体的には、先ず、図4(a)に示すように、上面が凸状に湾曲した吸着ステージ21を用意し、この上に偏光板貼り付け前の液晶表示パネル1A(アレイ基板2と対向基板3を貼り合わせたもの)を吸着固定する。搬送されてきた液晶表示パネル1Aは、表示面を上面とし、当該表示面側から押さえ付けることで吸着ステージ21に密着され、吸着固定される。したがって、液晶表示パネル1Aの表示面側が凸、裏面側が凹となるように湾曲された状態で吸着ステージ21上に吸着固定される。
【0030】
この状態で、図4(b)に示すように、偏光板取り付け治具22に偏光板4をセットし、液晶表示パネル1Aの表示面(ここでは対向基板3の外側面)側に当該偏光板4を貼り合わせる。この時、偏光板取り付け治具22も吸着ステージ21の形状に倣って湾曲し、偏光板4に所定の応力が加わる。
【0031】
次いで、図4(c)に示すように、前記吸着ステージ21とは反対に上面が凹状に湾曲した吸着ステージ23を用意し、この上に偏光板4を貼り付けた液晶表示パネル1Aを表裏反転して吸着固定する。液晶表示パネル1Aは、裏面側を上面とし、当該裏面側から押さえ付けることで吸着ステージ23に密着され、吸着固定される。したがって、液晶表示パネル1Aの裏面側が凹、表示側が凸となるように湾曲された状態で吸着ステージ23上に吸着固定される。
【0032】
この状態で、図4(d)に示すように、偏光板取り付け治具24に偏光板5をセットし、液晶表示パネル1Aの裏面(ここではアレイ基板2の外側面)側に当該偏光板5を貼り合わせる。この時、偏光板取り付け治具24も吸着ステージ23の形状に倣って湾曲し、偏光板5に所定の応力が加わる。
【0033】
なお、湾曲形状を盛った吸着ステージ上での偏光板の貼り付けは、引っ張り応力が大きい側の偏光板(表示面側の偏光板4)のみに対して適用し、引っ張り応力が小さい側の偏光板(裏面側の偏光板5)については、従来通り平坦な吸着ステージを用いて行ってもよい。
【0034】
以上のように、偏光板4,5の貼り合わせに際し、湾曲した形状の吸着ステージ21,23を用い、偏光板4,5を貼り合わせる前の液晶表示パネル1Aを少なくとも収縮率が大きい偏光板4の収縮方向とは逆方向となるように予め湾曲させながら偏光板4,5の貼り合わせ工程を行うことで、偏光板4,5に予め所定の応力を与えておくことができ、これにより経時後の液晶表示パネル1の反りを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0035】
【図1】液晶表示パネルの構成例を示す概略断面図である。
【図2】図1に示す液晶表示パネルを組み付けた液晶表示装置の構成例を示す概略断面図である。
【図3】従来の偏光板貼り付け工程の一例を示す模式的な図面であり、(a)は吸着固定工程、(b)は表示面への偏光板の貼り付け工程、(c)は表裏反転工程、(d)は裏面への偏光板の貼り付け工程を示す。
【図4】本発明を適用した実施形態における偏光板貼り付け工程を示す模式的な図面であり、(a)は吸着固定工程、(b)は表示面への偏光板の貼り付け工程、(c)は表裏反転工程、(d)は裏面への偏光板の貼り付け工程を示す。
【符号の説明】
【0036】
1 液晶表示パネル、2 アレイ基板、3 対向基板、4,5 偏光板、6 フレーム、7 固定用粘着テープ、21,23 吸着ステージ、22,24 偏光板取り付け治具

【特許請求の範囲】
【請求項1】
一対の基板を貼り合わせ、これら基板間に液晶材料を封入した後、貼り合わされた一対の基板の少なくとも表示面側の面に偏光板を貼り合わせるに際し、
前記貼り合わされた一対の基板を予め湾曲させた後に、前記偏光板を貼り付けることを特徴とする液晶表示パネルの製造方法。
【請求項2】
湾曲された一対の基板の凸状とされた面に前記偏光板を貼り付けることを特徴とする請求項1記載の液晶表示パネルの製造方法。
【請求項3】
前記表示面側とは反対側の面に偏光板を貼り合わせるに際し、湾曲された一対の基板の凹状とされた面に当該偏光板を貼り付けることを特徴とする請求項2記載の液晶表示パネルの製造方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2009−157140(P2009−157140A)
【公開日】平成21年7月16日(2009.7.16)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−335769(P2007−335769)
【出願日】平成19年12月27日(2007.12.27)
【出願人】(302020207)東芝松下ディスプレイテクノロジー株式会社 (2,170)
【Fターム(参考)】