JP2002350888A - 液晶パネルの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 カラーフィルタオンアレイ構成の液晶パネル
において、対向基板上にアライメントマーカーを形成
し、パネル組み立て時に必要なアライメント精度が得ら
れるようにする。 【解決手段】 対向基板上に金属マスクを使用して表示
領域透明電極４２を形成する。その際、同時に透明電極
材料によるアライメントマーカー４３を基板上に形成
し、そのアライメントマーカー４３をパネル組み立てに
おける位置合わせに用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、透明基板上にスイ
ッチング素子アレイとカラーフィルタ層と画素透明電極
を形成した基板（以下アレイ基板という）と、透明基板
上に表示領域透明電極を形成した基板（以下対向基板と
いう）とを、液晶を挟んで互いに対向させ、貼り合わせ
てなる液晶パネルの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術について、図５〜図７を用い
て説明する。従来の液晶パネルは、図５に示したよう
に、ガラス基板１ａ上に、液晶を駆動するためのスイッ
チング素子３や画素透明電極４１を形成したアレイ基板
と、ガラス基板１ｂ上にカラーフィルタ層２、ブラック
マトリクス層２１および透明電極４を形成したカラーフ
ィルタ基板とを間隙を設けて互いに対向させ、貼り合わ
せて、その間隙部に液晶５を充填して形成されていた。

【０００３】この従来構成の液晶パネルの場合、アレイ
基板上の配線パターンによる段差や、配線パターンと画
素透明電極４１間の電界によって生じる液晶５の配向異
常を隠蔽するために、各画素間にブラックマトリクス層
（遮光層）２１を配置する必要がある。さらに貼り合わ
せ時の、両基板上に形成されているアレイパターンとカ
ラーフィルタパターンの位置合わせずれも考慮すると、
ブラックマトリクス層２１の幅を一定以上に広く設計す
る必要があった。

【０００４】このブラックマトリクス層２１の必要線幅
は、パネルの解像度とは無関係に、貼り合わせ時のアラ
イメント精度によって決定されるので、液晶パネルの解
像度が向上して画素寸法が小さくなればなるほど、ブラ
ックマトリクス層２１の面積比率は大きくなり、パネル
透過率が小さくなってしまうという問題があった。

【０００５】因みに、この貼り合わせ時のアライメント
マーカーとして、アレイ基板側にはアレイパターン形成
時に同時に金属製のマーカーを、カラーフィルタ基板側
にはブラックマトリクスパターン形成時に同時に金属製
又はカーボン入り樹脂製のマーカーを、それぞれフォト
リソグラフィー技術を用いて形成することが一般的であ
った。

【０００６】これに対し、近年、図６に示したように、
スイッチング素子３等のアレイパターン上にカラーフィ
ルタ層２を形成し（ＣＯＡ基板）、対向基板上には画素
パターンのない透明電極４のみを形成する（対向透明電
極基板、以下対向基板という）というカラーフィルタオ
ンアレイ構成（ＣＯＡ構成）が提案されている。

【０００７】このＣＯＡ構成の場合、アレイパターン上
にカラーフィルタ層２を形成すること（さらにオーバー
コート層を形成する場合もあり）によって、アレイ配線
パターンの段差や、配線パターンと画素透明電極４１間
の電界による液晶５への影響をほとんど排除することが
可能となり、画素間の液晶５の配向異常を最小限に留め
ることができる。

【０００８】さらには、対向基板の透明電極４には画素
パターンが無いため、従来±数μｍ以下の精度が必要で
あった両基板間の貼り合わせアライメント精度も、±４
００μｍ程度まで緩和することができる。

【０００９】ＣＯＡ構成の場合、図７に示したように、
予め透明電極４しか形成されていない対向基板にはアラ
イメントマーカーが存在しないものの、寸法が３６０×
４６０ｍｍ程度以下の基板であれば、基板端面に位置決
めピンを押し当てるアライメント方法により±４００μ
ｍ以下のアライメント精度で液晶パネルを組み立てるこ
とができる。さらに、パネルの表示領域透明電極４２周
辺の額縁寸法を広く設計することによって必要寸法精度
を緩めることも可能である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
対角１０インチ以上の高解像度パネルの要求が高まり、
寸法が５５０×６７０ｍｍ以上の大型基板によるＣＯＡ
パネルの組み立てが必要となってきている。大型基板を
用いた場合、基板端面に位置決めピンを押し当てるだけ
のアライメント方法では、±４００μｍ以下の組み立て
精度を得るのは困難である。さらには狭額縁化への要求
も高まっており、必要寸法精度を緩めることも不可能と
なってきている。

【００１１】このように、高解像度の大型パネルを生産
性良く組み立てるためには、大型基板での組み立て時の
アライメント精度を向上させることが必要である。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の液晶パネルの製造方法では、対向基板の透
明電極を形成する際に、同時に透明電極材料によるアラ
イメントマーカーを基板上に形成し、そのアライメント
マーカーをパネル組み立てにおける位置合わせに用いる
ようにするものである。

【００１３】対向基板の透明電極形成工程においては、
コスト削減のために、エッチング法ではなく、金属マス
クを用いてパターン形成を行うが、この時同時にアライ
メントマーカーを形成した場合、マーカーパターンの輪
郭がぼやけてアライメント精度が低下する懸念がある。

【００１４】この問題に対しては、 （１）金属マスクを設置した基板の裏面から磁石によっ
て吸引固定し、マーカーに対応する位置に磁石を配置し
て、マーカーの輪郭のぼやけを極力回避すること。 （２）パネル組み立てにおけるシール形成と導電ペイン
ト塗布を、高精度にアライメントマーカーが形成されて
いるアレイ基板側に実施することが効果的である。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら詳細に説明する。実施の形態で
は、透明電極材料としてＩＴＯを用いた。そして、以下
のように、アライメントマーカーをＩＴＯによって形成
した基板、Ｃｒパターンによって形成した基板、マーカ
ーの無い基板を準備してアライメント精度の実験を行っ
た。

【００１６】まず、金属クロムによってブラックマトリ
クス（ＢＭ）パターンが形成された５５０×６７０×
０．７ｔのカラーフィルタ基板８０枚を準備した。通常
のカラーフィルタ基板の場合、このＢＭパターン形成時
に、後のパネル組み立て工程に用いるアライメントマー
カーが同時にパターン形成されるが、今回の実験の場合
は、８０枚中６０枚は故意にアライメントマーカーのパ
ターン形成は行なわなかった。

【００１７】図１〜図４は、本発明の一実施の形態にお
けるアライメントマーカーの形成方法を示したものであ
る。図２は、金属マスク６を示し、表示領域打ち抜き部
分６１とアライメントマーカー打ち抜き部分６２を設け
ている。図１は、金属マスク６を用いて形成したＩＴＯ
膜のパターンである。

【００１８】そこで、上記アライメントマーカーの無い
カラーフィルタ基板のうち４０枚については、金属マス
ク６を用いてスパッタリング法によりＩＴＯ膜からなる
表示領域透明電極４２を形成し、同時にアライメントマ
ーカー４３も形成した。

【００１９】今回用いた金属マスク６は０．３ｔのステ
ンレス製の金属板でできている。図３に示したように、
ガラス基板１の裏面に磁石７を置き、この磁石７によっ
て金属マスク６を基板表面に吸引固定した状態でＩＴＯ
のスパッタリングを行い、所望パターンのＩＴＯ膜を形
成した。

【００２０】４０枚のガラス基板のうち２０枚に対して
は、基板裏面の磁石７を金属マスク６のアライメントマ
ーカー打ち抜き部分６２に対応する基板の真裏に位置さ
せ（図３（ａ）：グループＡとする）、残りの２０枚に
対しては、裏面の磁石７を金属マスク６のアライメント
マーカー打ち抜き部分６２の基板真裏から半径５０ｍｍ
以遠に位置させるようにした（図３（ｂ）：グループＢ
とする）。

【００２１】また、通常の金属クロム膜によってアライ
メントマーカーが形成されているカラーフィルタ基板２
０枚をグループＣ、残りのアライメントマーカーの無い
カラーフィルタ基板２０枚をグループＤとした。

【００２２】上記のように形成されたグループＡ，Ｂ，
Ｃのアライメントマーカーは、図４に示したように、そ
れぞれアライメントマーカー輪郭ぼやけ幅４５が異な
る。これらの輪郭ぼやけ幅４５を（表１）に示す。

【００２３】

【表１】

【００２４】（実験１）これらのグループＡ，Ｂ，Ｃ，
Ｄの合計８０枚の基板に関して、配向膜印刷を実施し
た。この時の位置合わせは、グループＡ，Ｂに関しては
ＩＴＯ膜によって形成されたアライメントマーカー４３
を、グループＣに関してはもともとカラーフィルタ基板
に金属クロムによって形成されていたアライメントマー
カーを、それぞれ用いて行い、またアライメントマーカ
ーのないグループＤに関しては、基板端面に位置決めピ
ンを押し当てるアライメント方法（端面合わせ）によっ
て行った。

【００２５】また、アライメントマーカーを読みとって
画像認識するのための照明にはハロゲンランプを使用し
たが、反射光によって読みとる場合と透過光によって読
みとる場合の２通りを実施した。

【００２６】この時の配向膜印刷位置のばらつき（３
σ）を（表２）に示す。

【００２７】

【表２】配向膜印刷位置精度

【００２８】反射モードに関しては（表２）に示したよ
うに、アライメント精度は、グループＣ（クロムマーカ
ー）が一番良く、ついでグループＡ（アライメンナトマ
ーカー４３の真裏に磁石７を設置）、グループＢ（アラ
イメントマーカー４３の真裏に磁石７を設置せず）、グ
ループＤ（端面合わせ）の順であった。これは、（表
１）に示したアライメントマーカー輪郭部４４の鮮明さ
に対応しており、鮮明なマーカーパターン形成の必要性
を示している。

【００２９】また、透過モードに関しては、グループＣ
は反射モードと同様に高精度のアライメント精度が得ら
れた。一方グループＡ，Ｂは、ＩＴＯのアライメントマ
ーカー４３の透過率が高く、透過照明では画像認識がで
きなかったために、端面合わせのグループＤと同程度の
精度しか得られなかった。

【００３０】ＩＴＯによって形成されたアライメントマ
ーカー４３であっても、アライメントマーカー打ち抜き
部分６２に対応する基板の真裏に磁石７を位置させて金
属マスク６を密着させることによって、アライメントマ
ーカー輪郭部４４のぼやけを制御すれば、実用上ＣＯＡ
パネルの作成に支障の無いレベルのアライメント精度は
得られることがわかる。

【００３１】（実験２）配向膜印刷位置精度と同様に、
これらのグループＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの合計８０枚の基板に
関して、導電ペイント塗布、シールパターン形成を実施
した。この時の位置合わせに関してもそれぞれ反射照
明、透過照明のもとで行い、位置ばらつきを測定した。
結果を（表３）、（表４）に示す。

【００３２】

【表３】導電ペイントアライメント位置精度

【００３３】

【表４】シールパターンニング位置精度

【００３４】アライメント精度は、導電ペイント、シー
ルパターン形成とも、配向膜印刷と同様の結果が得られ
た。

【００３５】実際のＣＯＡパネルの作製にあたっては、
導電ペイントとシールパターン形成は、アレイ基板と対
向基板のどちらか一方の基板に実施すれば良い。そこ
で、いずれの工程とも、金属膜によってアライメントマ
ーカーが形成されており、より精度良くアライメントが
行えるアレイ基板側に実施することが効果的である。

【００３６】（実験３）次に、アレイ基板を８０枚準備
し、上記グループＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの合計８０枚の基板と
貼り合わせを実施し、位置精度のばらつきを測定した。
この時のアレイ基板上には、金属膜によってアライメン
トマーカーが形成されており、アライメントマーカーの
画像認識に関しては、実際のＣＯＡ基板と同等と考えら
れる。

【００３７】この貼り合わせ時のアライメントに関して
も、それぞれ反射照明、透過照明の下で行い位置ばらつ
きを測定した。結果を（表５）に示す。

【００３８】

【表５】貼り合わせ精度

【００３９】アライメント精度に関しては、配向膜印
刷、導電ペイント、シールパターン形成と同様の結果が
得られる。アライメントマーカー輪郭部４４のぼやけを
制御すれば、ＩＴＯによって形成されたアライメントマ
ーカー４３であっても、実用上ＣＯＡパネルの作成に支
障の無いレベルの貼り合わせアライメント精度は得られ
ることが判明した。

【００４０】以上の実験１〜３の結果より、ＣＯＡパネ
ルの作製に関して以下のことが判明した。実験はアレイ
基板とカラーフィルタ基板の貼り合わせにて行ったが、
アライメントマーカーの材質と形状に関する実験であ
り、ＣＯＡパネルの組み立てにおいても同様の結果が得
られる。 （１）配向膜の印刷にあたって、対向基板側のアライメ
ントは、予め対向基板上にＩＴＯによって形成されたア
ライメントマーカーを、反射照明の下で読みとり実施す
ることが効果的である。 （２）導電ペイント、シールパターン形成は、よりアラ
イメント精度が高いＣＯＡ基板側に実施することが効果
的である。 （３）貼り合わせ工程にあたってのアライメントは、反
射照明の下で、ＣＯＡ基板は金属膜によって形成された
アライメントマーカーを、対向基板はＩＴＯによって形
成されたアライメントマーカーをそれぞれ読みとり、実
施することが効果的である。 （４）対向基板上のアライメントマーカーは、ＩＴＯに
よる表示領域透明電極形成時に、マーカーパターンの箇
所の基板真裏に磁石を設置してメタルマスクガラス基板
を密着させることにより、マーカーの輪郭のぼやけを制
御することがアライメント精度向上に効果的である。

【００４１】上記製造方法１から４を用いてＣＯＡ液晶
パネルを組み立て、アライメント精度に関して問題なく
組み立てができることを確認した。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の液晶パネ
ルの製造方法によれば、パネル組み立て工程において確
実にアライメントを行うことができ、５５０×６７０ｍ
ｍ以上の大型基板であっても、ＣＯＡパネルを歩留まり
良く組み立てることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態における、液晶パネルの
対向基板に金属マスクを用いて形成したＩＴＯ膜のパタ
ーンを示す図

【図２】本発明の一実施の形態における金属マスクの概
略図

【図３】本発明の一実施の形態におけるＩＴＯ膜形成時
の金属マスク設置方法の概略図

【図４】金属マスクを用いて形成したアライメントマー
カーの概略図

【図５】従来構成の液晶パネルの概略図

【図６】カラーフィルタオンアレイ構成の液晶パネルの
概略図

【図７】従来のカラーフィルタオンアレイ構成における
対向基板に形成したＩＴＯ膜のパターンを示す図

【符号の説明】

１ ガラス基板 ２ カラーフィルタ層 ３ スイッチング素子 ４ 透明電極 ７ 磁石 ２１ ブラックマトリクス層 ４１ 画素透明電極 ４２ 表示領域透明電極 ４３ アライメントマーカー ４４ アライメントマーカー輪郭部 ４５ アライメントマーカー輪郭ぼやけ幅 ５ 液晶 ６ 金属マスク ６１ 金属マスクの表示領域打ち抜き部分 ６２ 金属マスクのアライメントマーカー打ち抜き部分

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松川 秀樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 2H088 FA01 FA16 MA01 2H090 JA15 JC02 JC12 2H092 JB77 NA27 NA29 5G435 AA17 BB12 CC09 FF13 GG12 HH02 HH12 KK03 KK05 KK10

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スイッチング素子アレイとカラーフィル
   タ層と画素透明電極を具備するアレイ基板と、表示領域
   透明電極を具備する対向基板とを貼り合わせてなる液晶
   パネルの製造方法であって、 前記対向基板上に前記表示領域透明電極を形成する際
   に、同時に透明電極材料によりアライメントマーカーを
   形成し、前記アライメントマーカーを用いて位置合わせ
   を行い、パネルを組み立てることを特徴とする液晶パネ
   ルの製造方法。
2. 【請求項２】 対向基板上に配向膜を印刷する際、配向
   膜印刷版と、前記対向基板上に形成されたアライメント
   マーカーを用いて位置合わせすることを特徴とする請求
   項１記載の液晶パネルの製造方法。
3. 【請求項３】 アレイ基板と対向基板とを位置合わせし
   て組み立てる際、スイッチング素子形成工程、又はカラ
   ーフィルタ層形成工程、又は遮光層形成工程において、
   前記アレイ基板上に同時に形成された金属又は樹脂膜か
   らなるアライメントマーカーと、前記対向基板上に透明
   電極材料により形成されたアライメントマーカーとを用
   いて位置合わせすることを特徴とする請求項１記載の液
   晶パネルの製造方法。
4. 【請求項４】 アレイ基板上に液晶を封止するためのシ
   ール樹脂のパターン形成と、前記アレイ基板と対向基板
   とのコモン導通を得るための導電材の塗布を実施した後
   に、前記アレイ基板と対向基板とを位置合わせして貼り
   合わせることを特徴とする請求項１記載の液晶パネルの
   製造方法。
5. 【請求項５】 位置合わせする際の画像認識のために行
   うアライメントマーカーの読みとりを、反射照明を用い
   て行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に
   記載の液晶パネルの製造方法。
6. 【請求項６】 液晶パネルの対向基板における表示領域
   を覆う透明電極パターンと、パネル組み立ての位置合わ
   せに用いるアライメントマーカーパターンを打ち抜いた
   金属マスクを基板表面に設置し、基板裏面から磁石を用
   いて吸引固定した状態でスパッタリングを行い、基板表
   面に表示領域透明電極とアライメントマーカーを形成す
   ることを特徴とする液晶パネルの製造方法。
7. 【請求項７】 基板表面に設置した金属マスクを基板裏
   面から吸引固定する磁石を、金属マスクのアライメント
   マーカー打ち抜き部分に対応する位置に設置することを
   特徴とする請求項６記載の液晶パネルの製造方法。