JP2010078999A - 液晶表示パネルとその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高信頼性、高品質で低コストで且つ、組立てが容易な液晶パネルの支持方法、およびそれを備えた液晶表示パネルを提供する。
【解決手段】液晶セルと外部とパネルを固定するための補強部材を供えた、液晶パネルを電気的に接続を行うフレキシブルプリント基板から構成され、液晶パネルと補強部材は部分的に低粘着性の両面テープを介して接着され、且つ収縮率が低く速硬性の接着剤で側面を固定する。
【選択図】図１

Description

本発明は液晶表示パネルとその製造方法に関する。

液晶表示パネルは、これまでのＣＲＴディスプレイに比べ、薄型で省スペース化できること、又、低電圧で動作し、低消費電力という特徴があり、中小型の電子機器、例えばノート型パソコン、電子手帳、携帯電話、プロジェクタ等の電子装置用ディスプレイに用いられている。特に、最近の液晶プロジェクタは、各色光を変調するための液晶表示パネルが搭載されている。そして、光源からの出射光が各色光に分離された後に液晶表示パネルにより、映像信号に応じて変調され、プリズム等の光学系を介して投写映像として合成され、これが投写レンズによってスクリーン上に投写される。こうような構成の液晶プロジェクタの内部は、ランプの光源や液晶表示パネル自体の発熱によって厳しい環境下にありながらも、高品位で高信頼性な表示品質が求められており、液晶表示パネルの液晶セルギャップの安定性を保つための構造が施されている。

液晶セルを支持するための機構の従来例として、「平板表示セルの４側面のうち一側面の第一支持部材とその支持部材を備えた側面を除いた互いに対向する側面を支持するための１対の第２支持部材による支持装置」の実施例が開示されている。（特許文献１ 図１参照）
又、両面テープによる接着機構の従来例として「補強部材の第一開口部の縁部に、第一表示セルと補強部材とを接着するための第２両面テープが設けられている」実施例がある。（特許文献２ 図３参照）

又、接着剤による液晶セルの固定構造の従来例として、「放熱用接着剤による液晶パネルとヒートシンクの固定」実施例がある。（特許文献３ 図１参照）

図３は従来技術による液晶表示パネルを示した図で、（ａ）は液晶表示パネルの側面図、（ｂ）は液晶セルと補強部材とフレキシブルプリント基板（以下ＦＰＣ基板）の貼り付け前の状態、（ｃ）は補強部材とＦＰＣ基板の上面図である。
従来の構造では液晶セル１の固定は、補強部材３に対して全面または部分的に両面テープ６により接着で行っている。

特開２００６−１４６２１４号公報 図１ 特開２００７−３３５６４号公報 図３ 特開２００７−２９８６１５号公報 図１

従来技術においては次のような問題があった。液晶セル１はガラス基板４とシリコン基板５とで周辺シール材（不図示）により貼りあわされており、貼りあわされた基板４、５の間には液晶（不図示）が注入口（不図示）より注入され、注入後液晶が外へ出ないように封口接着剤（不図示）にて封止されている。この液晶セル１は外部からのストレスに弱く、特に液晶表示画面にストレスが加わると表示エリアにおける、ガラス基板４とシリコン基板５の間隔に変動が生じて表示品質が低下する。最近の液晶プロジェクターに搭載される液晶表示パネルには高品質、高信頼性に加えて低コストであることが求められている。図３に示すような液晶表示パネルの構造であると、両面テープ６による液晶セル１の接着は低コストではあるが、貼り付け面積を大きくすると液晶セル１を構成するシリコン基板５の歪みによる影響によって、シリコン基板５とガラス基板４で形成される液晶セル１のギャップが変化することがあり、また貼り付け面積を小さくすると補強部材３とシリコン基板５の固定が十分でなくなり、熱膨張の差により補強部材３とシリコン基板５の位置ズレが発生し信頼性が低下する。２はＦＰＣ基板である。

少なくとも、液晶セルと、ＦＰＣ基板と、該ＦＰＣ基板に貼付する補強部材から構成され、該補強部材上面又はＦＰＣ基板上面と前記液晶セル下面との間は両面テープで位置決め仮固定し、前記補強部材上面又はＦＰＣ基板上面と前記液晶セル側面は接着剤によって固定されている液晶表示パネルとする。前記両面テープは微粘着なものを使用、又貼り付け面積も最小限にとどめ、更に前記液晶セルの側面と前記補強部材の間を収縮率の小さい接着剤で補強する。

前記接着剤は速硬性で収縮率が低く、液晶セルの側面の全面、あるいは一部分と補強部材上面又はＦＰＣ基板上面に塗布する液晶表示パネルとする。

液晶セルと補強部材間にパテ状放熱樹脂を設けた液晶表示パネルとする。

少なくとも、液晶セル下面と補強部材上面またはＦＰＣ基板上面を両面テープで位置決めして仮固定する工程と、前記補強部材上面又はＦＰＣ基板上面と液晶セルの側面を接着剤で固定する工程を具備する液晶表示パネルの製造方法とする。

請求項１に記載の構成によれば、液晶セル下面と補強部材上面またはＦＰＣ基板上面は両面テープで位置決め仮固定し、液晶セル下面と補強部材上面またはＦＰＣ基板上面と液晶セルの側面を接着剤で強固に固定することにより、液晶セルを完全に固定することが可能になる。補強部材又はＦＰＣ基板から液晶セルにかかる応力はシリコン基板及びガラス基板の側面から掛かることになり、シリコン基板及びガラス基板は側面からの応力に強いため液晶セルのギャップが変化することはない。液晶セル下面と補強部材上面またはＦＰＣ基板上面を仮固定する両面テープは仮固定するだけの接着力であり、補強部材上面またはＦＰＣ基板上面からの応力は両面テープ部で吸収されシリコン基板に伝わらない。

請求項２に記載の構成によれば、低収縮率で速硬性の接着剤を使用することで、接着剤の硬化工程において接着剤の伸縮によるＦＰＣ基板に対する液晶セルの位置ずれを防止できる。

請求項３に記載の構成によれば、液晶セル下面と補強部材上面を軟らかく接続できる（接着力はない）とともに、パテ状放熱樹脂を介して補強部材に放熱できるので、ヒートシンクと組み合わせることで大幅に放熱効果を向上させることが可能である。

請求項４に記載の構成によれば、最初の液晶セルと補強部材の接着は両面テープを介して行うため、従来の製造工程をそのまま転用でき、その後液晶セル側面と補強部材を速硬性接着剤によって固定することで、低コストで且つ短時間な製造方法であり、製造コストの上昇を抑制することができる。

少なくとも、液晶セルと、ＦＰＣ基板と、該ＦＰＣ基板に貼付する補強部材から構成され、該補強部材上面又はＦＰＣ基板上面と前記液晶セル下面との間は両面テープで位置決め仮固定し、補強部材上面又はＦＰＣ基板上面と液晶セル側面は接着剤によって固定されている液晶表示パネルとする。前記両面テープは微粘着なものを使用、又貼り付け面積も最小限にとどめ、更に液晶セルの側面と補強部材の間を収縮率の小さい接着剤で接着する。

図１は本発明の実施例１における液晶表示パネルの構造を説明する図で、（ａ）は液晶表示パネルの上面図、（ｂ）は（ａ）の側面図である。
図１（ｂ）に示すように、液晶表示パネルは、ガラス基板４とシリコン基板５で構成された液晶セル１とこれに外部から電気信号を入力する為のＦＰＣ基板２に貼りあわされたＦＰＣ基板２の補強部材３が両面テープ６を介して貼りあわされ、更に液晶セル１の一対の側面と補強部材３は接着剤７で補強されて固定されている。

図２は両面テープの接着面積を小さくした場合の液晶セルと補強部材の貼り合わせ工程を図示したものであり、（ａ）は液晶セルの上面図、（ｂ）は補強部材に貼られた両面テープに対してセルを接着する工程の側面図、（ｃ）は（ｂ）の補強部材及びＦＰＣ基板の上面図である。
（ｃ）に示すように、両面テープ６による接着面は液晶セル１背面のシリコン基板５の対角４点のみであり、液晶セル１の中央部の面は補強部材３に接せず、接着によるシリコン基板５へのストレスを防止する構造になっている。

この接着構造によって、液晶セル１へのストレスは低減されるが、接着強度も低下し、実際にプロジェクタに搭載された際にはランプや液晶セル１自体の加熱によって高温になるため、液晶セル１が元の位置から動いてしまう可能性がある。そこで、液晶セル１の側面１ａと補強部材３を接着剤によって接着したものが前記で説明した図１に示した構造であり、これによって液晶セル１へのストレスの低減と信頼性の向上が同時に可能となっている。

次に、本発明の液晶表示パネルの製造方法について図１と図２を用いて説明する。
液晶表示パネルは、図２（ｂ）に示すように、シリコン基板５上にガラス基板４を搭載し、このガラス基板４とシリコン基板５の間に液晶（不図示）を注入して得られる液晶セル１と、補強部材３で補強されたＦＰＣ基板２から構成される。液晶セル１と補強部材３は両面テープ６（例えば、住友スリーエム社製のＮｏ．９８８２）を介して接着され、接着剤７（例えば、熱硬化型接着剤であればスリーボンド社製のスリーボンド２２０６、紫外線硬化型接着剤であればスリーボンド社製のスリーボンド３１３０）によって液晶セル１の一対の側面１ａと補強部材３の固定をしている。

まず、液晶セル１は次のような工程で製造される。即ち、図２（ａ）に示すようにシリコン基板５上に図示しないパターン毎に周辺シール材８を塗布し、塗布されたシリコン基板５にガラス基板４を貼り合わせる。そして、液晶が液晶パネル１の外へ出ることを防止するため、注入口（不図示）を封口接着剤（不図示）にて封止し液晶セル１は完成する。

次に完成した液晶セル１は、電気的信号を外部から入力させる必要があるため、ＦＰＣ基板２を搭載した補強部材３に固定し、シリコン基板５側からワイヤー（不図示）にてＦＰＣ基板２と導通をとる。ここで、ＦＰＣ基板２はやわらかいので、シリコンと熱膨張率が同じセラミックスや４２アロイなどを使用した補強部材３を貼り付けて補強されている。ＦＰＣ基板２を搭載した補強部材３に液晶セル１の仮固定を行うため、まず補強部材３に対して液晶セル１の貼り付け位置の対角４点に両面テープ６を貼り付け、専用装置によってＦＰＣ基板２に対して精度よく位置決めされた液晶セル１を接着させる。そして、液晶セル１の側面１ａと補強部材３の間に接着剤７を塗布し、固定をする。

前記説明は補強部材上面と液晶セル側面を接着する例であるが、補強部材に固定されたＦＰＣ基板上面と液晶セル側面を接着しても良い。また、シリコン基板を使用した反射型液晶セルの例で説明したが、中央部が開口した補強部材に対して両面テープを接着する位置を表示領域外にすれば、透過型液晶セルでも同様に適用できることは言うまでもない。

図４は本発明の実施例２における液晶表示パネルの構造を説明する図で、（ａ）は液晶表示パネルの側面図、（ｂ）は放熱樹脂が塗布された補強部材に貼られた両面テープに対してセルを接着する工程の側面図、（ｃ）は接着されたＦＰＣ基板と補強部材の上面図である。前記実施例１に、補強部材とシリコン基板の隙間に放熱樹脂を追加した例である。
図４（ａ）に示すように、液晶表示パネルは、液晶セル１とこれに外部から電気信号を入力する為のＦＰＣ基板２に貼りあわされた上に放熱樹脂９を塗布されたＦＰＣ基板２の補強部材３が両面テープ６を介して貼りあわされ、更に液晶セル１の一対の側面１ａと補強部材３は接着剤で補強されて固定されている。

図４（ｂ）、（ｃ）は両面テープの接着面積を小さくした場合の液晶セルと補強部材の貼り合わせ工程を図示したものであり、（ｂ）は補強部材に貼られた両面テープに対してセルを接着する工程の側面図、（ｃ）は（ｂ）の補強部材及びＦＰＣ基板の上面図である。
（ｃ）に示すように、両面テープ６による接着面は液晶セル１背面のシリコン基板５の対角４点のみであり、液晶セル１の中央部の面は補強部材３に接していない。
このとき、シリコン基板と両面テープの間には５０μｍ〜３００μｍ程度の僅かな隙間が発生するがこれに対しては放熱樹脂９が充填されている。

実施例１の構造では、液晶セル１へのストレスは低減、接着強度の向上は見込まれるが、補強基板３とシリコン基板の接する面積が少ない為、動作環境によっては放熱性の問題が発生する可能性がある。そこで、シリコン基板と補強部材３の５０μｍから３００μ程度の隙間に放熱樹脂９を充填させた構造が前記で説明した図４に示した構造であり、これによって実施例１の構造に対してより一層の信頼性向上が可能となっている。

次に、本発明の液晶表示パネルの製造方法について図４を用いて説明する。
液晶表示セル１は、図４（ｂ）に示すように、シリコン基板５上にガラス基板４を搭載し、このガラス基板４とシリコン基板５の間に液晶（不図示）を注入して得られる液晶セル１と、補強部材３で補強されたＦＰＣ基板２から構成される。液晶セル１と補強部材３は両面テープ６（例えば、住友スリーエム社製のＮｏ．９８８２）を介して接着され、接着剤７（例えば、熱硬化型接着剤であればスリーボンド社製のスリーボンド２２０６、紫外線硬化型接着剤であればスリーボンド社製のスリーボンド３１３０）によって液晶セル１の一対の側面１ａと補強部材３の固定をしている。液晶セル１のシリコン基板５と補強部材３の間には放熱樹脂９（例えば、スリーボンド社製のスリーボンド２９５５）が充填されており、発熱を補強部材３に逃がす構造となっており、ヒートシンク（不図示）と組み合わせることで大幅に放熱効果を向上させることが可能である。

液晶セル１の製造工程は前記実施例１と同様の為省略する。

次に完成した液晶セル１は、電気的信号を外部から入力させる必要があるため、ＦＰＣ基板２を搭載した補強部材３に固定し、シリコン基板５側からワイヤー（不図示）にてＦＰＣ基板２と導通をとる。ここで、ＦＰＣ基板２はやわらかいので、シリコンと熱膨張率が同じセラミックスや４２アロイなどを使用した補強部材３を貼り付けて補強されている。次にＦＰＣ基板２を搭載した補強部材３に液晶セル１の仮固定を行うため、まず補強部材３に対して液晶セル１の貼り付け位置の対角４点に両面テープ６を貼り付ける。更に貼り合わせ後の補強部材３とシリコン基板５の隙間を埋める放熱樹脂９を補強部材３の上面に適量を塗布し、専用装置によってＦＰＣ基板２に対して精度よく位置決めされた液晶セル１を接着させる。そして、液晶セル１の側面１ａと補強部材の間に接着剤７を塗布し、固定する。

本発明の実施例１における液晶表示パネルの構造を説明する図で、（ａ）は液晶表示パネルの上面図、（ｂ）は（ａ）の側面図。（実施例１） 両面テープの接着面積を小さくした場合の液晶セルと補強部材の貼り合わせ工程を図示したものであり、（ａ）は液晶セルの上面図、（ｂ）は補強部材に貼られた両面テープに対してセルを接着する工程の側面図、（ｃ）は（ｂ）の補強部材及びＦＰＣ基板の上面図。（実施例１） 従来の液晶セル１を補強部材３へ固定する工程を図示したものであり、（ａ）は固定後の液晶表示パネルの側面図、（ｂ）は補強部材に貼られた両面テープに対して、液晶セルを接着する工程の側面図、（ｃ）は（ｂ）の補強部材３とＦＰＣ基板２の上面図。 本発明の実施例２における液晶表示パネルの構造を説明する図で、（ａ）は液晶表示パネルの側面図、（ｂ）は放熱樹脂９が塗布された補強部材３に貼られた両面テープ６に対してセルを接着する工程の側面図、（ｃ）は接着されたＦＰＣ基板と補強部材の上面図。（実施例２）

符号の説明

１ 液晶セル
１ａ 液晶セルの側面
２ ＦＰＣ基板
３ 補強部材
４ ガラス基板
５ シリコン基板
６ 両面テープ
７ 接着剤
８ 周辺シール材
９ 放熱樹脂

Claims (4)

1. 少なくとも、液晶セルと、フレキシブルプリント基板と、該フレキシブルプリント基板に貼付する補強部材から構成され、該補強部材上面又は前記フレキシブルプリント基板上面と前記液晶セル下面との間は両面テープで位置決め仮固定し、前記補強部材上面又はフレキシブルプリント基板上面と前記液晶セル側面は接着剤によって固定されていることを特徴とする液晶表示パネル。
2. 前記接着剤は速硬性で収縮率が低く、前記液晶セルの側面の全面、あるいは一部分と前記補強部材上面又はフレキシブルプリント基板上面に塗布することを特徴とする請求項１記載の液晶表示パネル。
3. 前記液晶セルと前記補強部材間にパテ状放熱樹脂を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の液晶表示パネル。
4. 少なくとも、
   液晶セル下面と補強部材上面またはフレキシブルプリント基板上面を両面テープで位置決めして仮固定する工程と、前記補強部材上面又はフレキシブルプリント基板上面と前記液晶セルの側面を接着剤で固定する工程を具備することを特徴とする液晶表示パネルの製造方法。

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