JP2006323141A - 液晶パネル及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 一対の基板(10,30)を対向してシール材(40)を介して貼り合わせた液晶パネルであって、前記一対の基板のうち、少なくとも一方の基板には蒸着膜(16)が配置されており、前記一方の基板上における前記シール材(40)が配置されている部位には突起(38)を設けた。さらに、該突起(38)の表面に金属膜(26)を配置して、帯電電荷が逃げやすいようにした。
【選択図】 図4
Description
しかし応答速度の高速化等の要求から液晶層の厚さが1μm前後と狭ギャップ化されると、スピンコート法による配向膜は厚すぎる、膜厚の均一化が困難といった問題が生じている。
それらの問題を解決するため、蒸着によって配向膜を形成することが考えられるが、蒸着法にも問題がある。
従来大基板に複数の液晶パネルの基板を作りこみ、大基板同士を張り合わせて、個々のパネルに切り出す製造方法を採用しており、配向膜として蒸着配向膜を形成するときには、個々の液晶パネルの表示領域に対応する部分を開口させたマスクを用い、斜方蒸着する。一般にはマスクを基板に密着させて蒸着を行っているが、マスクを基板から離す時に蒸着膜の損傷が起きたり、剥離帯電を生じ、該耐電によって生じた静電気の放電による素子破壊、Vthドリフト、能動素子の信頼性劣化等が発生するという問題が生じている。
基板における内周辺に沿って、複数個配設されており、該シール材の幅方向の中心線の内側での該突起の分布が、外側での分布よりも密であることを特徴とする。
また突起の数を調整することにより、マスクと基板との密着力を調整出来るため、マスクと基板との位置合わせが容易になる。
また狭ギャップ液晶層のギャップを安価に正確に規定することが出来る。
さらには液晶基板間の電極を容易に接続することが出来る。
図1において、10が一方の基板で、シリコンの基板となっており画素部に多数の能動素子が集積されている。該基板上には突起14が形成されており、蒸着用のマスク12とのスペーサーの役割を果たしている。該マスク12には開口部13が設けられており、該
開口部13を通して、例えばSiO2が、斜め蒸着され蒸着配向膜16が形成される。なお以下の図で同様の構成物には同じ符号を付している。
図2において、真空に引かれた蒸着装置18の中には回転する治具20が設けられ、該治具20には試料を取り付ける治具22が斜めに設けられ、該治具22にシリコン基板10が取り付けられている。ターゲット24は例えばSiO2であり、加熱されることにより試料であるシリコン基板10に蒸着されて蒸着配向膜を形成する。ターゲットはSiO2であるが、蒸着時に酸素が一部飛散し、配向蒸着膜の組成はSiOxとなる。一般にx=1.8程度である。
図3において、本発明による、例えばSiO2のような絶縁物である突起38の表面には金属膜26が配置されている。金属膜26としては一般にアルミが用いられており、その厚さは1500Å程度とするのが好ましい。
このように構成することにより、マスク12を基板10から離す時の蒸着膜の損傷を防げることに加え、金属素材からなるマスク12と絶縁物である突起とがこすれることによる帯電、マスクを基板10から剥離する時の剥離帯電を大幅に減少させることが出来る。
図4(a)において、一対の対向する基板10と30とはシール材40を介して対向して貼り合わされており、液晶層32は対向する基板10と30との間に狭持されている。基板10はシリコン基板で、基板30は例えばガラスからなる透明基板である。したがって図4に示した液晶パネルは透明基板30側からの光を反射して表示を行う反射型表示パネルである。
図4においては基板10と30との双方の基板に蒸着膜16,34がそれぞれ配置されており、該蒸着膜16,34が液晶層32の液晶分子を配向させるための配向膜である。一方の基板10上におけるシール材40が配置されている部位には、突起38が設けられている。基板30の液晶層32側には透明電極36が形成されている。
また、表示領域に配置されている金属膜28と突起の表面に配置されている金属膜26とは電気的に絶縁されている。このように構成することにより図3に示したマスク12と突起38を覆う金属膜26との間に若干の剥離帯電等の帯電による電荷が生じても、該電荷が画素部の能動素子にダメージを与えることはない。
さらに、突起38の表面に配置されている金属膜26は、シール材40が配置されている部位よりも、図示した寸法d4,表示領域側まで張り出して配置されている。このよう
に構成したため、たとえ図3に示したマスク12が帯電し、帯電した電荷が基板10側に放電しても、該放電が画素部の金属膜28に対してではなく、突起38の表面に配置されている金属膜26に対して起きるようにすることが出来、放電が画素部の能動素子にダメージを与えることを防ぐことが出来る。
図4(b)はシリコン基板10上の1つの表示基板の平面図で、図4(a)に示したシール材40が1つの表示基板の4辺を囲んでおり、画素部の能動素子が形成される表示領域44は該シール材40の内部に設けられている。表示領域44とシール材40との間隔43は一般に1mm程度はとる必要があるため、この距離が突起と画素部との距離を大きくし剥離帯電による影響を大きく減少させている。
図5の構成が図4(a)と異なるのは突起38の表面に配置されている金属膜26がシール材40が配置されている部位を通って表示領域の外側まで配設されていることである。
このように構成したことにより、集合基板に各表示基板を多数形成した時、各表示基板の突起38の表面に配置されている金属膜26同士を接続することが出来、その結果突起38の表面に配置されている金属膜26の容量が増大して、マスク12からの放電があった場合の吸収力を高めることが出来る。
なお、図5においてスペーサー42によって規定される液晶層32の層厚dLを定義している。
図6は集合基板にシール材40と表示領域44とを有する基板10を多数個形成した図を示しており、図5においてシール材40の外部まで延伸されていた突起38の表面に配置されている金属膜26が配線46に相当している。各配線46は表示領域の外側に設けた配線48と接続されることにより互いに導通している。
なお、各集合基板は配線46のような各構成要素を作製する工程を経た後、例えば図示した切断線49に沿って切断し、個々の集合基板に分離することが出来る。
図7が図4,5で示された基板10及びその表面の各層と異なるのは、基板10の表面の絶縁膜50が描かれていることと、該絶縁膜50にコンタクト部52が設けられて、絶縁膜50が開口され、該開口部で突起38の表面に配置されている金属膜26とシリコン基板10とのコンタクトが取られて導通していることである。
このように構成したことにより、突起38の表面に配置されている金属膜26の容量が増大して、マスク12からの放電があった場合の吸収力を高め、ダメージを軽減することが出来き、このような効果は図5,6の場合と同様である。
さらに蒸着の際にシリコン基板を取り付ける治具を導体にして接地しておけば、突起38の表面に配置されている金属膜26がシリコン基板10を介して接地されていることとなり、マスク12からの放電はより確実に突起38の表面に配置されている金属膜26に対してなされ、画素部の能動素子を守ることが出来る。
また、図5,6の手段と図7で示した手段を併用すれば接地抵抗をさらに下げることとなり、効果はさらに増大する。
図8が図4と異なるのは、図4におけるスペーサー42が除去され、突起38が液晶層の層厚dLを規定する機能を有している点である。
突起38は、基板上の能動素子を作成する半導体工程で正確に作ることが出来るためスペーサーを塗布して液晶層32の層厚を規定するよりも正確性に勝るという利点があるが、高さの高い突起を作るのは困難という問題もある。したがって図8に示した手段は液晶の応答速度を速くするため、液晶層の層厚を非常に薄くした場合に有効である。液晶層32の層厚を規定する突起38の高さd5は0.9μmから2μmの範囲にあることが好ましく、さらに好ましくは1.0μmから1.5μmの範囲に制御することがより好ましい。
なお突起38の表面に配置されている金属膜26の厚さは一般に1500Å程度なので、液晶層の層厚dLは主に突起38によって規定されている。
一般に他方の基板30に設けられた電極36は全面ベタ電極であり、シール材40部に銀点を置いて基板30の電極を基板10の電極に導通させるといういわゆる電極の上下移しを行い、外部からの信号入力を一方の基板10のみに接続させることを可能にして構造の簡単化、安価化を図っている。
本発明によれば、突起の表面に配置されている金属膜26を表示領域の外側に設けた配線と導通させておくことにより、該配線、突起の表面に配置されている金属膜26を介して外部からの信号を他方の基板30に設けられた電極36に印加することが出来、銀点を置く工程を省略することが出来、さらなる構造の簡単化、安価化を計ることが出来る。
なお、本実施例では突起の上に金属膜を配置しているが、該金属膜を配置しなくても液晶層の層厚を正確に規定する機能が実現出来ることは勿論である。
図9においては一方の基板10上の突起38に加え、他方の基板30上にも突起54が設けられている。図9(a)に示すように断面で見ると突起38と突起54とは互い違いに位置し互いに重なり合うことはないよう配置されている。また図9(a)の上方もしくは下方から見た平面的には、例えば図9(b)に示すように一方の基板上の突起はシール材40の内縁41の1列目56に、他方の基板上の突起はシール材40の内縁41の2列目58に位置するというように、それぞれの突起38,54が平面的に異なる位置に配置されている。
このように基板30上にも突起54を設ければ、基板30上に蒸着膜34を形成する際にも基板30表面にキズを生じる可能性を小さくすることが出来る。
図10は図9(b)と同様の図であるが、突起14は、基板上のシール材40が配置された部位の内周辺41に沿って、複数個配設され、かつシール材40の幅方向の中心線60の内側での分布を外側での分布よりも密としている。
このように突起14をシール部40に複数個設けるため、突起がシール材40と基板10,30との密着する面積を大きくし、密着強度を向上させることができる。
また、シール材40の幅方向の中心線60の内側での分布を外側での分布よりも密としたため、環境雰囲気にさらされるシール材40の外側には突起14による凹凸がほとんどなく、水分の進入を防ぐというシール材40の本来の機能を阻害することがない。
図11が図7と異なるのは画素部の電極28と蒸着膜16との間の絶縁膜51を図示している点である。
一般に画素部の電極28上には、液晶層中の導電性の異物による上下基板10,30上電極の電気的短絡を防ぐため、絶縁膜を形成するが、本発明の構成においては突起38上には絶縁膜51を配置しないための開口部47を有している。
このように構成したことにより、突起38の表面に配置されている金属膜26を他方の基板30に設けられた電極36と接触させることが出来ている。
図12において、(a)は突起形成工程を説明する図で、一方の基板10上に表示領域を囲むように複数の突起14を形成している。
(b)はマスク配置工程を説明する図で、突起形成工程の後に、マスク12を突起14に当接するように配置している。
(c)は蒸着工程を説明する図で、マスク配置工程の後に図2に示したような蒸着装置を使って、表示領域44の外側を遮蔽するためのマスク12の開口部に蒸着膜16を斜め蒸着している。
(d)はシール材配設工程を説明する図で、蒸着工程の後に、突起14を形成した箇所にシール材40を配設している。
(e)は対向基板配置工程を説明する図で、シール材配設工程の後に、他方の基板30を、突起が形成された基板10と対向させて配置している。
これらの工程によって本発明の液晶パネルが製造される。
該金属膜被膜工程においては突起38に金属膜26を被膜しており、金属膜形成工程に
おいては前記表示領域に金属膜28を配置している。
本発明においては上記金属膜被膜工程と金属膜形成工程とを同時に行うことを特徴としており、同時に行うことにより工程の単純化が可能となっている。
本発明の液晶パネル製造方法においては一対の前記基板の少なくとも一方は、複数の前記した表示領域を有しており、前記した対向基板配置工程の後に、当該基板を前記表示領域毎に切断して複数の液晶パネルを得る基板切断工程を有する。
前記対向基板配置工程においては、双方の基板が共に複数の前記表示領域を有する状態で配置しても良いし、図12に示すように一方の基板を表示領域毎に切断した後他方の基板に配置しても良い。
図12は後者の方法を説明する図で、図14(a)は透明基板の集合基板31上に複数の表示領域44が形成されており、図14(b)においては表示領域毎に切り出された基板10が集合基板31上の表示領域毎に配置されている。該2種の基板が配置された図14(b)に示された基板が、基板切断工程で、切断線64に沿って個々の液晶パネルとして切り出される。
本発明においては、基板10は多くの能動素子が形成された基板で良品率が比較的低いので図14に示したような基板配置法も効果がある。
また、基板10は、一般に図14(c)に示すように、丸形シリコンウェハー15上に複数個形成されている。シリコン基板15は丸形、透明基板31は4角基板であるため、基板15,31同士を重ねると無駄になってしまう領域が多く出てしまうことも図14(b)に示したような基板配置法に効果を生じさせている。
40 シール材
16,34 蒸着膜
14,38 突起
d5 前記突起の高さ
26 突起の表面に配置されている金属膜
28 表示領域に配置されている金属膜、画素電極
11,31 集合基板
44 表示領域
dL 液晶層の層厚
36 他方の基板に設けられた電極
46 表示領域の外側に設けた配線
17,35 蒸着膜の端部の傾斜部
41 シール材が配置された部位の内周辺
60 シール材の幅方向の中心線
51 絶縁膜
47 開口部
10 シリコン基板
Claims (24)
- 一対の基板をシール材を介して対向して貼り合わせた液晶パネルであって、
前記一対の基板のうち、少なくとも一方の基板には蒸着膜が配置されており、
前記一方の基板上における前記シール材が配置されている部位には、突起が設けられていることを特徴とする液晶パネル。 - 前記突起の高さは前記蒸着膜の厚さより大きいことを特徴とする請求項1に記載の液晶パネル。
- 前記蒸着膜は液晶分子を配向させるための配向膜であることを特徴とする請求項1または2に記載の液晶パネル。
- 前記突起の表面には、金属膜が配置されていることを特徴とする請求項1〜3のうちのいずれか1項に記載の液晶パネル。
- 前記金属膜は、前記シール材が配置される部位の内側領域である表示領域に配置されている金属膜と同種の材料であることを特徴とする請求項4記載の液晶パネル。
- 前記表示領域に配置されている金属膜は、前記表示領域内の表示に関わる画素電極であり、前記突起の表面に配置されている金属膜と前記表示領域に配置されている金属膜とは電気的に絶縁されていることを特徴とする請求項4または5に記載の液晶パネル。
- 前記突起の表面に配置されている金属膜は前記シール材が配置されている部位を通って前記表示領域の外側に配設されていることを特徴とする請求項4〜6のうちのいずれか1項に記載の液晶パネル。
- 前記蒸着膜が配置される前記基板は多数の液晶パネルの基板が形成された集合基板であり、
前記多数の液晶パネルにおける前記突起の表面に配置されているそれぞれの前記金属膜は、前記多数の液晶パネルにおける前記表示領域の外側で、互いに導通していることを特徴とする請求項7に記載の液晶パネル。 - 前記突起の表面に配置されている金属膜は、前記画素電極を除く他の金属線もしくは前記基板と導通していることを特徴とする請求項4〜8のうちのいずれか1項に記載の液晶パネル。
- 前記突起の表面に配置されている金属膜は、前記シール材が配置されている部位よりも前記表示領域側まで張り出して配置されていることを特徴とする請求項4〜8のうちのいずれか1項に記載の液晶パネル。
- 前記突起が液晶層の層厚を規定する機能を有することを特徴とする請求項1〜10のうちのいずれか1項に記載の液晶パネル。
- 前記突起の高さは0.9μmから2μmの範囲にあることを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の液晶パネル。
- 前記突起の表面に配置されている金属膜は他方の前記基板に設けられた電極と接しており、かつ一方の基板における前記表示領域の外側に設けた配線と導通していることを特徴とする請求項4〜12のうちのいずれか1項に記載の液晶パネル。
- 前記突起は前記一対の基板の双方に設けられており、それぞれの前記基板に設けられた突起が平面的に異なる位置に配置されていることを特徴とする請求項1〜13のうちのいずれか1項に記載の液晶パネル。
- 前記蒸着膜の端部には、縁部に向かうに従って厚みが薄くなるように傾斜した傾斜部が備えられていることを特徴とする請求項1〜14のうちのいずれか1項に記載の液晶パネル。
- 前記傾斜部は前記シール材が配置されている部位に対応して設けられていることを特徴とする請求項15に記載の液晶パネル。
- 前記突起は、前記基板上のシール材が配置された部位の内周辺に沿って、複数個配設されることを特徴とする請求項1〜16のうちのいずれか1項に記載の液晶パネル。
- 前記突起は前記シール材が配置されるところの前記基板における内周辺に沿って、複数個配設されており、該シール材における幅方向において中心線の内側での該突起の分布が、外側での分布よりも密であることを特徴とする請求項1〜17のうちのいずれか一項に記載の液晶パネル。
- 前記基板上における前記表示領域には、絶縁膜を有し、前記突起上には、少なくとも前記絶縁膜を配置しない開口部を有することを特徴とする請求項1〜18のうちのいずれか一項に記載の液晶パネル。
- 前記突起が設けられている基板はシリコン基板であることを特徴とする請求項1〜19のうちのいずれか1項に記載の液晶パネル。
- 一対の基板のうち、一方の基板上に、表示領域を囲むように複数の突起を形成する突起形成工程と、
前記突起形成工程の後に、前記表示領域の外側を遮蔽するためのマスクを前記突起に当接するように配置するマスク配置工程と、
前記表示領域に蒸着膜を蒸着する蒸着工程と、
前記突起を形成した箇所にシール材を配設するシール材配設工程と、
他方の前記基板を、前記突起が形成された前記基板と対向させて配置する対向基板配置工程とを有することを特徴とする液晶パネルの製造方法。 - 前記突起形成工程の後に、前記突起に金属膜を被膜する金属膜被膜工程を有することを特徴とする請求項21に記載の液晶パネルの製造方法。
- 前記表示領域に金属膜を配置する金属膜形成工程を有し、
前記金属膜被膜工程と該金属膜形成工程とは、同時に行われることを特徴とする請求項22に記載の液晶パネルの製造方法。 - 一対の前記基板の少なくとも一方は、複数の前記表示領域を有しており、前記対向基板配置工程の後に、当該基板を前記表示領域毎に切断して複数の液晶パネルを得る基板切断工程を有することを特徴とする請求項21〜23のうちの一項に記載の液晶パネルの製造方法。
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