CN102422209A - 液晶面板和液晶面板检查方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种液晶面板和液晶面板检查方法。在液晶面板(1)中，在TFT基板(10)与CF基板(20)的相对面形成由聚酰亚胺构成的液晶取向膜(18)，在TFT基板(10)与CF基板(20)之间封入有液晶。在TFT基板(10)侧形成有金属膜(40)，该金属膜(40)能够从CF基板(20)一侧被光学识别，并且在测定覆盖其的液晶取向膜(18)的酰亚胺化度时成为红外光反射板。

Description

液晶面板和液晶面板检查方法
技术领域
本发明涉及液晶面板和液晶面板检查方法。
背景技术
作为使用薄膜晶体管(在本说明书中有时称为“TFT”)的液晶面板，特别是有源矩阵方式的液晶面板，在画质、视野角、响应速度等方面具有优秀的性能，因此被广泛用于动态图像显示中。
液晶面板构成为：将分别具有取向膜的两个电极基板以使液晶取向膜彼此相对的方式配置，在这些电极基板之间封入液晶。上述两个电极基板在TFT液晶面板中称为TFT基板和彩色滤光片(在本说明书中有时称作“CF”)基板。
作为液晶取向膜，一般使用聚酰亚胺(在本说明书中有时称作“PI”)。将PI用作液晶取向膜的液晶面板的例子能够参见专利文献1至3。
由PI形成的液晶取向膜，例如能够通过将聚酰胺酸(polyamic acid)的溶液作为液晶取向膜形成剂使用，将其涂敷于基板表面后，对涂敷膜进行烧制(烧成)、干燥和酰亚胺(imide，亚胺)化而得到。
在上述液晶取向膜形成工序中，在由于涂敷膜的烧制温度较低等原因，聚酰胺酸的酰亚胺化不充分时，产生液晶的取向不良。这是因为，在液晶面板的制造工序中，监视液晶取向膜的酰亚胺化率具有重要的意义。
PI液晶取向膜的缺陷，是在将液晶注入电极基板间完成液晶面板、并施加电压的阶段，根据斑点、不均匀等显示不良的出现得以判明的。但是，对这样的缺陷，希望尽可能在较早的阶段掌握，采取适当的对策。
目前为止所进行的PI液晶取向膜的酰亚胺化率测定如图7至图9所示。图7表示的是TFT液晶面板100。将该TFT液晶面板100如图8所示分离成TFT基板101和CF基板102。然后利用未图示的操纵装置(机械手，manipulator)操作触针(stylus)103，例如从TFT基板101的表面刮取PI的试样104。将刮取的PI试样104如图9所示载置于测定台105。PI试样104固定于面积小的、例如各边50μm的正方形的面积。进而，利用傅里叶变换红外分光光度计(在本说明书中有时称作“FT-IR”)106分析PI试样104的光谱，测定酰亚胺化率。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2001-5001号公报
专利文献2：日本特开2002-40438号公报
专利文献3：日本特开2002-69447号公报
发明内容
发明要解决的课题
在图7至图9所示的PI酰亚胺化率测定方法中，将工序进展到完成品或接近完成品的TFT液晶面板100分离成TFT基板101和CF基板102需要时间和劳力，或者需要操纵装置等特殊装置。这样由于需要时间和劳力，所以到得到测定结果为止要耗费一定时间。因此，存在即使发现了缺陷，向制造工序的反馈也晚了的问题。
本发明鉴于上述情况而完成，其目的在于提供一种液晶面板，其能够不破坏液晶面板地测定由聚酰亚胺形成的液晶取向膜的酰亚胺化率。此外，其目的在于提供一种能够高效率地测定这种液晶面板的聚酰亚胺液晶取向膜的酰亚胺化率的液晶面板检查方法。
用于解决课题的手段
为了实现上述目的，本发明的液晶面板，其特征在于：在该液晶面板中，在TFT基板与CF基板的相对面形成有由聚酰亚胺构成的液晶取向膜，在上述TFT基板与CF基板之间封入有液晶，在上述TFT基板一侧形成有金属膜，该金属膜能够从上述CF基板一侧被光学识别，并且在对覆盖该金属膜的上述液晶取向膜的酰亚胺化度进行测定时成为红外光反射板。
这种结构的液晶面板，能够将能从CF基板一侧被光学识别的金属膜作为红外光反射板，测定覆盖该金属膜的液晶取向膜的酰亚胺化率。因此，即使是工序进展到完成品或接近完成品的液晶面板，也能够不破坏液晶面板地测定由聚酰亚胺构成的液晶取向膜的酰亚胺化率。由于不破坏液晶面板，因此能够迅速推进测定作业，此外，只要是测定用的光学设备即可，因此能够比较容易地进行测定。
在上述结构的液晶面板中，优选上述金属膜作为上述TFT基板的栅极配线或源极配线的一部分形成。
根据这种结构，能够不做改变地直接利用液晶面板制造的通常工序来形成金属膜。另外，由于能够从CF基板一侧对金属膜进行光学识别，所以如果在形成于金属膜上的叠层膜通过利用掩模进行图案化和蚀刻来穿孔，则由于聚酰亚胺积存在该孔中，因此在例如从FT-IR发出红外光并被金属膜反射的情况等下，红外光通过距离变长，光谱S/N比提高。
在上述结构的液晶面板中，优选上述金属膜配置在显示区域外的黑矩阵区域，在上述CF基板的黑矩阵形成有能够对上述金属膜进行光学识别的透视部。
根据这种结构，金属膜位于显示区域外，因此不对液晶显示产生任何影响。另外，形成于黑矩阵的透视部也位于显示区域外，因此通过采用由组装液晶面板的设备的壳体覆盖的结构等，容易变得不明显。
在上述结构的液晶面板中，优选上述金属膜作为上述TFT基板的补偿电容配线的一部分形成。
根据这种结构，能够不做改变地直接利用液晶面板制造的通常工序来形成金属膜。此外，补偿电容部未被黑矩阵覆盖，因此不需要增加在黑矩阵形成透视部的时间和劳力。
另外，本发明是一种液晶面板检查方法，其特征在于：对上述结构的液晶面板的、覆盖上述金属膜的液晶取向膜，应用傅里叶变换红外分光光度计的显微反射测定，利用上述液晶取向膜的红外吸收光谱，测定该液晶取向膜的酰亚胺化状态。
根据这种结构，使用傅里叶变换红外分光光度计等一般的分析装置，不破坏液晶面板地对由聚酰亚胺构成的液晶取向膜的酰亚胺化率进行测定，因此能够简单且迅速地进行作业。
发明的效果
根据本发明，即使是工序进展到完成品或接近完成品的液晶面板，也能够不破坏该液晶面板地测定由聚酰亚胺构成的液晶取向膜的酰亚胺化率。因此，能够容易地检查液晶取向膜的品质，在问题发生时迅速向制造工序反馈。
附图说明
图1为本发明的实施方式的液晶面板的概略俯视图。
图2为图1的液晶面板的示意性垂直截面图。
图3为对图1的液晶面板的液晶取向膜的酰亚胺化率测定状况进行说明的概略图。
图4为表示TFT基板的变形方式的示意性垂直截面图。
图5为液晶面板中的补偿电容部的概略俯视图。
图6为表示黑矩阵重叠于图5的部位的状况的概略俯视图。
图7为表示现有的液晶面板的结构例的概略俯视图。
图8为对从图7的液晶面板采收液晶取向膜的试样的状况进行说明的概略图。
图9为对图7的液晶取向膜试样的酰亚胺化率测定状况进行说明的概略图。
具体实施方式
下面参照附图说明本发明的实施方式。在本说明书中，液晶面板不管是在制造工序的过程中还是成为完成品后，均对在使显示面侧朝上的状态下被置于水平的载置面上的情况进行说明。
在图1所示的液晶面板1中，黑矩阵(在本说明书中有时称作“BM”)区域3呈边框状地包围中央显示区域2(施加影线的区域)的外侧。进一步BM区域3的外侧由密封区域4包围。图1中的液晶面板1的上部为端子部5。在BM区域3的一部分形成有透视部6。
图2表示透视部6的部位的结构。TFT基板10具备在玻璃基板11的上表面依次叠层形成有下述部件的结构。即，基底绝缘膜(底涂层，overcoat)12、栅极绝缘膜(在本说明书中有时称作“GI”)13、层间绝缘膜14、作为保护膜的钝化膜(在本说明书中有时称作“Pas膜”)15、有机绝缘膜16、透明电极膜(在本说明书中有时称作“ITO”)17和由PI构成的液晶取向膜18。
CF基板20具备在玻璃基板21的下表面依次叠层形成有下述部件的结构。即，BM22、ITO23和由PI构成的液晶取向膜24。
在TFT基板10与CF基板20之间设置有：划分形成液晶封入部的密封件30；和在TFT基板10与CF基板20之间形成规定的间隔的光间隔物31。如果光间隔物31的高度例如约为4μm，则液晶层32的厚度约为4μm。
TFT基板10与CF基板20的贴合如下述那样进行。将在CF基板制造工序中制造的CF基板10，以使液晶取向膜24朝上的方式配置，在BM22等的层的外侧，使用未图示的分配器，呈框状地描画由紫外线固化/热固化兼用型树脂构成的密封材料。然后使液晶材料滴下至密封材料的框中。进而，将在TFT基板制造工序中制造的TFT基板20，以使液晶取向膜18朝下的方式配置。在减压状态下将该CF基板10与TFT基板20贴合后，使环绕贴合基板的环境恢复为大气压。将密封材料和光间隔物31夹在中间而相对的CF基板20和TFT基板10，被大气压推向彼此的方向。接着，通过对密封材料照射紫外线、并加热贴合基板，使密封材料固化，形成密封件30。从而，TFT基板10与CF基板20的贴合完成。
上述液晶面板1的构造仅是一例，并非对发明进行限定。下面所示的TFT基板10和CF基板20的膜结构也仅是例示。
基底绝缘膜12的材料为SiO2/SiON，利用化学气相沉积法(以下称作“CVD”)形成为膜厚100nm。GI13的材料为SiO2，利用CVD形成为膜厚75nm。层间绝缘膜14的材料为SiO2/SiN/SiO2，利用CVD形成为膜厚600nm/250nm/50nm。Pas膜15的材料为SiN，利用CVD形成为膜厚500nm。有机绝缘膜16的材料为丙烯酸树脂的Jas，通过涂敷形成为膜厚2400nm。ITO17的材料为氧化铟锡(Indium tin oxide)，通过溅射形成为膜厚100nm。液晶取向膜18的材料为聚酰亚胺，通过涂敷形成为膜厚100～200nm。
形成于TFT基板10的栅极配线和补偿电容配线的材料为W/TaN，通过溅射形成为膜厚370nm/30nm。同样地形成于TFT基板10的源极配线的材料为Ti/Al/Ti，通过溅射形成为100nm/350nm/100nm。
BM22的材料为分散有由碳粒子构成的黑色颜料的正型光敏树脂，通过涂敷形成为膜厚2.0μm。彩色滤光片的颜色材料(R、G、B)的材料为被着色的丙烯酸类光敏树脂，通过涂敷形成为膜厚2.0μm。ITO23的材料为氧化铟锡，通过溅射形成为膜厚100nm。液晶取向膜24的材料为聚酰亚胺，通过涂敷形成为膜厚100～200nm。
在本发明中，在TFT基板10形成能够从CF基板20一侧被光学识别的金属膜40。金属膜40在对覆盖它的液晶取向膜18的酰亚胺化率进行测定时成为红外光反射板。金属膜40能够作为栅极配线、源极配线、补偿电容配线等的金属膜的一部分形成，也能够作为与它们不同的、独立的金属膜形成。
在图2所示的结构中，假设使栅极配线或源极配线的一部分为金属膜40。金属膜40形成在GI13之上。在叠层于金属膜40之上的层间绝缘膜14、Pas膜15、有机绝缘膜16和ITO17，设置有贯通它们直到金属膜40为止的孔41。孔41能够通过重叠具有孔图案的掩模进行蚀刻的一般方法形成。在形成孔41后，进而印刷液晶取向膜18，则PI进入到孔41中，形成比其他部位厚的PI层。
在CF基板20，在孔41的上方的位置形成透视部6。贯通BM22和ITO23的孔成为透视部6。透视部6也能够通过重叠具有孔图案的掩模进行蚀刻的一般方法形成。在形成透视部6后，进而印刷液晶取向膜24，则PI积存在透视部6中，形成比其他部位厚的PI层。像这样PI层较厚的情况，带来在用FT-IR进行光谱分析的情况下红外光通过距离变长、光谱S/N比提高的效果。
孔41和透视部6的大小为各边50μm的正方形或该面积以上。各边50μm的正方形是在用FT-IR以显微反射法进行光谱分析时，能够得到S/N比良好的光谱的面积。从而，孔41和透视部6只要是各边50μm的正方形以上的面积即可，不管精度如何。也可以是正方形以外的形状。此外，孔41和透视部6的位置不限定于图1所示的位置。可以位于BM区域3的某个位置。
在担心从透视部6漏光的情况下，在玻璃基板21涂敷黑色涂料或者粘贴遮光密封件(封条)即可。只要是组装液晶面板1的设备的壳体覆盖BM的结构，就完全不会发生问题。
在测定具备上述结构的液晶面板1的、液晶取向膜18和液晶取向膜24的酰亚胺化率时，如图3所示，将液晶面板载置于位于FT-IR50之下的测定台51。FT-IR50和测定台51构成FT-IR显微镜。测定台51的大小为130mm×200mm左右。调整测定台51的位置，使金属膜40的表面与FT-IR50的焦点位置对合(对位)。进而，利用显微反射法测定酰亚胺化率。
从FT-IR50向金属膜40照射红外光。作为红外光源，例如能够使用SiC红外光源、陶瓷光源。波长使用作为中红外波长区域的2.5μm～25μm。波长显示为4000cm-1～400cm-1。检测器使用水银-镉-碲(MCT)检测器。
一边在FT-IR50的显微镜视野中观察可视像，一边调整遮蔽尺寸，决定测定区域。使用双遮蔽(dual-masking)方式。
红外光的射出口的光束系统的直径为7～8mm左右，将其以遮蔽方式缩小而照射到透视部6。从FT-IR50到液晶面板1的距离为10～20mm。测定台51也较大，到FT-IR50的间隙也充分，因此能够容易地固定(set)液晶面板1。
使用32倍的卡塞格伦光学系统(Cassegrain)。在使用该倍率的卡塞格伦光学系统的情况下，46μm×46μm的遮蔽尺寸(红外光的照射面积)满足MCT检测器的元件尺寸250μm×250μm。这是将透视部6的大小的基准求得为各边50μm的正方形的根据。
红外光被金属膜40反射，被MCT检测器接收。通过对所接收的红外光的光谱进行分析，能够测定聚酰亚胺的酰亚胺化率。
如图4所示，也能够成为在金属膜40上残留Pas膜15、有机绝缘膜16和ITO17的结构。红外光透过这些膜被金属膜40反射，因此能够利用FT-IR50测定液晶取向膜18和液晶取向膜24的酰亚胺化率。在光谱分析时，减去由Pas膜15、有机绝缘膜16、ITO17的材料和液晶层32的液晶材料产生的峰值(peak，峰)即可。另外，为了提高光谱的S/N比，将分析时的积算(累计)次数增加至约2倍即可。例如将128次增加至256次即可。
金属膜40也能够作为补偿电容配线的一部分形成。在图5中，42为栅极配线，43为源极配线，44为补偿电容配线(下面，称作“Cs配线”)。如图6所示，Cs配线44未被BM22覆盖，因此不需要在BM22形成透视部的时间和劳力。
图5的以A-A线截断的截面图恰如图4所示。其中，金属膜40的宽度为20μm左右。像这样反射红外光的面积较小时，S/N比变差，但是能够通过增加分析时的积算次数(例如将128次增加为其4倍即512次)来进行补偿。
以上对本发明的实施方式进行了说明，但本发明的范围并不限定于实施方式，能够在不脱离发明的主旨的范围内进行各种变更而实施。
产业上的可利用性
本发明能够广泛用于TFT液晶面板。
附图标记说明
1  液晶面板
2  显示区域
3  黑矩阵区域
6  透视部
10 TFT基板
11 玻璃基板
12 基底绝缘膜
13 栅极绝缘膜
14 层间绝缘膜
15 保护膜
16 有机绝缘膜
17 透明电极膜
18 液晶取向膜
20 CF基板
21 玻璃基板
22 黑矩阵
23 透明电极膜
24  液晶取向膜
30  密封件
31  光间隔物
32  液晶层
40  金属膜
50  傅里叶变换红外分光光度计
51  测定台

Claims (6)

1.一种液晶面板，其特征在于：
在该液晶面板中，在TFT基板与CF基板的相对面形成有由聚酰亚胺构成的液晶取向膜，在所述TFT基板与CF基板之间封入有液晶，
在所述TFT基板一侧形成有金属膜，该金属膜能够从所述CF基板一侧被光学识别，并且在对覆盖该金属膜的所述液晶取向膜的酰亚胺化度进行测定时成为红外光反射板。
2.如权利要求1所述的液晶面板，其特征在于：
所述金属膜作为所述TFT基板的栅极配线或源极配线的一部分形成。
3.如权利要求1所述的液晶面板，其特征在于：
所述金属膜配置在显示区域外的黑矩阵区域，在所述CF基板的黑矩阵形成有能够对所述金属膜进行光学识别的透视部。
4.如权利要求2所述的液晶面板，其特征在于：
所述金属膜配置在显示区域外的黑矩阵区域，在所述CF基板的黑矩阵形成有能够对所述金属膜进行光学识别的透视部。
5.如权利要求1所述的液晶面板，其特征在于：
所述金属膜作为所述TFT基板的补偿电容配线的一部分形成。
6.一种液晶面板检查方法，其特征在于：
对权利要求1～5中任一项所述的液晶面板的、覆盖所述金属膜的液晶取向膜，应用傅里叶变换红外分光光度计的显微反射测定，利用所述液晶取向膜的红外吸收光谱，测定该液晶取向膜的酰亚胺化状态。
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