JP2011053608A - 液晶パネルの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 液晶パネルのシール印刷工程においてシール版全体に均一な圧力が加わらず、シール印刷したシール部の幅が不均一となり、シール印刷そのものの仕上がり状態を低下させ、シール印刷工程の歩留り低下を招く。本発明は、そうしたシール印刷工程の歩留りの低下を抑制し、かつシール印刷時に発生するメッシュ痕による表示品質の低下を抑制することを目的としている。
【解決手段】 表示領域の周辺シールをもって２枚のガラス基板が対向して貼り合わされ、その間隙に液晶を狭持してなる液晶パネルの製造方法であって、２枚のガラス基板のうち、どちらか一方のガラス基板（１４）にシール印刷版（１５）を使用して周辺シールを塗布するシール印刷工程において、シール印刷版（１５）のメッシュ交点（２２）を、表示領域を構成する画素（１０）の遮光領域（１１）に当接するように配置する。
【選択図】 図４

Description

この発明は、ガラス基板上に形成された薄膜トランジスタで駆動するアクティブマトリクス型の液晶パネルの製造方法に関するものであり、特にシール版を用いてガラス基板へシール材を印刷する工程に適用して好適なものである。

近年、液晶表示装置等のＦＰＤはその軽量、薄型、低消費電力等の影響でテレビ、コンピュータを始めとして多くの分野で利用されている。生産性を向上するための歩留りの改善のみならず、用途の多様性に伴い、画質の向上についても、市場からの要求が強くなりつつある。

液晶パネルは互いに対向する一対のガラス基板を有し、これらの基板間隔がスペーサーによって一定に保持されており、その基板間に液晶を狭持している。一方の基板は薄膜ドランジスタ（以降ＴＦＴと称す）を形成したアクティブマトリクス基板（以降”ＴＦＴ基板”と称す）であり、上記一方基板に対向する他方の基板はカラーフィルター（以降”ＣＦ”と称す）基板である。それぞれの基板上には導電膜が形成されており、互いの導電膜間にて蓄えられた電荷により、液晶の駆動を制御している。ＴＦＴ基板の表示部内のトランジスタ形成部や配線部の液晶の駆動は、画素部のそれと比較して制御することが困難であり、この基板に対向するＣＦ基板側に遮光膜（ブラック・マトリクス：以降”ＢＭ”と称す）を形成し、光の透過を遮断することで、所望の表示を可能としている。

上述のように２枚のガラス基板間に液晶を封入するため、ガラス基板上の表示領域の周辺にシール材を塗布し、上記一対のガラス基板を貼り合わせている。表示領域の周辺シールとして前記シール材をガラス基板上に塗布する方法としては、以下の二つの方法が主流である。

第一の方法は、シール材を注射器状のシリンジ（Ｓｙｒｉｎｇｅ）に封入し、一筆書きの要領で基板上に塗布する方法である。第二の方法は、シール印刷版（以降シール版と称す）を作成し、シール材をガラス基板上に印刷する方法である。前者第一の方法は一筆書きにより表示領域の周辺にシールパターンを塗布するため、パネルの表示エリアにシール材が接触することもなく、良画質の液晶パネルを作成することができる。しかしながら、塗布作業としては一筆書きのため、製造タクトが長くなるというデメリットがある。複数のシリンジを使用して製造タクトを短縮する方法も考えられるが、設備規模が大きくなり、さらに印刷作業の準備に多くの時間を要する問題がある。

これに対して後者第二の方法であるシール印刷法は、複数のシールパターンを一度に塗布することができるため、大幅に製造タクトを短縮できるというメリットがある。しかしながら液晶パネルの表示エリアにシール版が接触するため、配向膜が傷つき、液晶の配向状態が乱れ（配向異常領域）、画質の低下を招いたり、酷い場合は不良品となり、歩留まりの低下をきたす。

上記シール版は、複数の繊維を格子状に編みこんだメッシュ状の布の隙間から、シール材を押し出してガラス基板に印刷するように作成されている。シール材を印刷しない領域には乳剤と呼ばれる樹脂状の材料が取りつけられており、印刷領域と区別されている。

ここで図６に例示したように、シール印刷時におけるシールスキージの印圧および摺動により、メッシュ状の繊維の交点部は、乳剤部を通じてガラス基板の配向膜により強く印圧され、配向膜にダメージを与え、配向異常領域１２（以降“メッシュ痕”と称す）が多数発生する。

この対策として、メッシュ痕１２の発生を抑制するため、シール材の貫通部の近傍のシール版の厚みを表示部のそれより厚くして、表示部においてシール版が配向膜に接触しにくくした例がある（特許文献１）。また、従来の技術において、シール材貫通部に印刷突起部を設けて、表示部においてシール版が配向膜に接触しにくくした例がある（特許文献２）

特開平１１−２１８７７３号公報 特開平６−６４３５９号公報

しかしながら、いずれの場合においても、メッシュ痕１２の発生を抑制する様に改良した反面、シール版の厚みを変更することで、シール印刷工程においてシール版全体に均一な圧力が加わらず、シール印刷したシール部の幅が不均一（太り・かすれ等）となり、シール印刷そのものの仕上がり状態を低下させ、シール印刷工程の歩留り低下を招く。

本発明は、上記シール印刷工程の歩留りの低下を抑制し、かつシール印刷時に発生するメッシュ痕１２による表示品質の低下を抑制することを目的としている。

本発明の係わる液晶パネルの製造方法は、表示領域の周辺シールをもって２枚のガラス基板が対向して貼り合わされ、その間隙に液晶を狭持してなる液晶パネルの製造方法であって、その２枚のガラス基板のうち、どちらか一方のガラス基板にシール印刷版を使用して前記周辺シールを塗布するシール印刷工程において、このシール印刷版のメッシュ交点を、上記表示領域を構成する画素の遮光領域に当接するように配置したことを特徴とするものである。

本発明によれば、シール印刷工程において、シール版のメッシュ交点を、ＣＦ基板のＢＭ部に接触する様に配置させて印刷するようにしたものであり、メッシュ痕そのものの抑制はできないが、ＣＦ基板のＢＭ部に発生させることで、表示領域外（ＣＦ開口部の外）に追いやることができ、結果としてメッシュ痕は視認されず、良画質の液晶パネルを製造することができる。更にシール版の厚みを変更せず、シール版に均一な圧力を加えることができるため、本来のシール印刷幅の均一性を保つことができ、シール印刷工程での歩留り低下を招く事も少ない。

実施の形態１および２に係るシール印刷装置の構成図である。 実施の形態１および２に係るにシール版のシール開口部周辺の拡大断面図である。 上記シール版のメッシュ構造の模式図である。 実施の形態１に係るメッシュ痕の発生位置の模式図である。 実施の形態２に係るメッシュ痕の発生位置の模式図である。 従来のシール印刷法に係わるメッシュ痕の発生位置の模式図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、説明が重複して冗長になるのを避けるため、各図において同一または相当する機能を有する要素には同一符号を付してある。

実施の形態１.
以下、この発明の実施の形態１を図を用いて説明する。先ず図１で示したようにシール版１５を使用し、ガラス基板に上記周辺シールをシール印刷するには、シール印刷機２３が必要である。シール印刷機２３は、シール印刷ステージ１３、シール版１５、シールスキージ１７、アライメントカメラ１８により構成されている。

シール材１６をガラス基板（本実施の形態ではＣＦ基板１４）にシール印脱するには、先ずシール印刷ステージ１３上に、アライメントマーク（非図示）が印刷されているＣＦ基板１４を置き、アライメント機能を有するカメラ１８を設置し、外枠部にアライメントマーク（非図示）が設置されたシール版１５とＣＦ基板１４間の位置調整を行い、シール印刷位置を調整する。次に、シール版１５上にシール材１６を乗せ、シールスキージ１７をシール版にあてがい、印圧するともに矢印方向に摺動させ、シール材１６をシール版１５の開口部２１から押し出し、ＣＦ基板１４上に印刷する。

ここで、図２にシール版１５のシール開口部周辺２４の拡大断面図、図３にシール版１５のメッシュ構造の模式図を示す。シール版１５は、線径６５μｍのステンレス鋼線の線材から成るメッシュ繊維３０を編みこんだメッシュ部１９と、上記開口部２１を除く乳剤部２０がニッケル（以降Ｎｉと称す）メッキで形成されたＰＭ（Ｐｌａｔｉｎｇ Ｍｅｔａｌ）マスクを採用した。ここで、乳剤部２０にはＮｉメッキ厚が約３０μｍのＮｉ箔膜品を採用した。

ＰＭマスクは、寸法安定性が良く、長寿命であり、印刷面がフラットなため、特に配向膜のメッシュ痕に敏感な液晶シールの印刷には、最適なマスクとされている。しかし、多くの枚数のガラス基板を処理するシール印刷工程において、シールスキージ１７がシール版を繰り返し摺動することになり、シール版への印圧によって、メッシュ部１９の交点２２に該当する乳材部２０と他の箇所の乳材部２０間で、配向膜に掛かる圧力が異なり、メッシュ痕が発生してしまう。

本実施の形態１では、シール版１５のメッシュ繊維３０の交点２２が、ＣＦ基板１４のＢＭ部１１に当接するように寸法（繊維間の距離や、繊維の太さ）を決定する。また、本実施の形態１ではＣＦ画素（ＣＦ開口部１０）の配列に対し、メッシュ交点の配列が４５°の角度をなすように調整している。図４に示した対角１２．１インチ、解像度ＸＧＡ（横１０２４×縦７６８画素）液晶パネル用のＣＦ基板１４の例では、その画素配列ピッチが縦横同一寸法となり、２４０μｍである。この場合メッシュ繊維３０の線間ピッチは１７０μｍ弱となり、メッシュ数１５０／インチの平織ステンレススクリーン版を採用する。

その結果、シール印刷機２３において、上述したシール版１５とガラス基板１４間のアライメント機構により、両者を所定の位置関係に調整することが可能となり、図４に示したメッシュ痕１２の発生位置の模式図において、メッシュ交点２２をＢＭ部１１に配置し、メッシュ痕１２を全てＣＦ基板１４のＢＭ部１１にて発生させることが出来る。従って、メッシュ痕１２は表示に関与するＣＦ開口部１０において発生することはない。

本発明においては、メッシュ網目中心３１の交点部２２をＣＦ基板１４のＢＭ部１１に接触させるアライメント機構が要求されるが、特に重要なのはシール版の乳剤部２０の材質である。シール印刷時におけるシールスキージ１７の印圧および摺動により、乳剤部２０の伸縮が大きいとアライメント位置精度がずれる可能性が高く、その回避策として乳剤部２０の材質は金属が必須である。本実施の形態では乳剤部２０を約３０μｍのＮｉメッキを採用した例を示したが、そのメッキの厚みは２０〜７０μｍであればよく、特に限定されない。さらに本実施の形態ではメッシュ繊維として６５μｍのステンレス細線を採用した平織ステンレススクリーン版の例を示したが、線径は２０〜１００μｍであればよく、特に限定されない。

前記金属箔の材質としては、本実施の形態で採用したＮｉ以外では、アルミ（Ａｌ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）等、比較的硬質で変形しにくい金属箔膜が望ましい。
また、上述したようにシール印刷工程においては、多くの枚数のガラス基板に対して繰り返し印刷処理をするため、金属疲労によるシール版の寸法（繊維間の距離）変動は、アライメントずれの要因となり、メッシュ痕による表示品質の低下を招く。これを回避するためには、シール版を保持する外枠とステンレススクリーン版を強固に保持することも重要である。

実施の形態２．
図５に本実施の形態２に係わるシール版を用いて、シール印刷した場合のメッシュ痕１２の発生位置を示す模式図を示す。図５のように、シール版のメッシュを構成する縦横の繊維のメッシュ網目中心３１をＣＦ画素（ＣＦ開口部１０）の配列と平行(０°)に配置し、交点部２２がＣＦ基板１４のＢＭ部１１の交差部に対応するように構成する。この場合メッシュ繊維３０の線間ピッチは、ＣＦ画素（ＣＦ開口部１０）の配列ピッチと同一がｎ倍（ｎは正の整数）であればよい。本実施の形態は、メッシュ痕を面積の広いＢＭ部１１の交差部に配置するため、上下、左右のアライメントずれに対して有る程度の許容があることが特徴である。

実施の形態３．
上述の実施の形態１および２においては、ステンレス細線を平織したメッシュスクリーン版をシール版として採用したが、本実施の形態では、所謂アルファ（α）メッシュを採用したスクリーン版を採用した。アルファメッシュは、よく知られているように、Ｎｉをアディティブ法（電鋳法）により析出形成したフラットなスクリーン版である。

このスクリーン版は、その製造方法から、寸法安定性に優れており、またメッシュピッチを有る程度自由に設定できる特徴があり、２５０、４００メッシュ／インチと言った微細なメッシュピッチであっても高い寸法精度を得ることが出来る。本実施の形態では、対角１６インチ、ＱＵＸＧＡ（横３２００×縦２４００画素）の高解像を持つ液晶パネル（ドットピッチは２４９画素／インチとなる）のシール版として採用した。本実施の形態では、上述の実施の形態２と同様にシール版のメッシュを構成する縦横の桟部の方向とＣＦ開口部１０の配列とを平行(０°)とし、アライメントずれに対して有利な配置を採用した。

また、アルファメッシュは、非織物であるためメッシュ交点部のみならずスクリーン版全体で突起が少なく、ガラス基板上の配向膜へのダメージがほとんど発生せず、メッシュ痕を効果的に防止することができる。

なお、上述の実施の形態１におけるシール版のスクリーンは、メッシュ数１５０／インチ、線径６５μｍのステンレススクリーンを採用し、乳剤部がＮｉメッキで構成されたＰＭマスク採用例を示したたが、本発明は特にこのスクリーン仕様に限定されるわけではなく、メッシュ数、線径などは、対応するＣＦ基板の画素ピッチに応じて適宜選択される。さらに、上述の実施の形態１、２におけるメッシュ部の線材もステンレス細線などの金属細線が必須ではなく、ポリエステル・ポリアリレート等の樹脂繊維も使用可能である。また、乳剤部の材質も、必ずしもＮｉメッキによる金属単層膜が必須ではなく、シリコン樹脂と金属薄膜の二層構成や、硬質の単層脂膜も本発明に適用可能である。

また、上述の実施の形態１ないし３において、シール材の印刷は、ＣＦ基板に対して施した例を挙げて説明したが、シール材の印刷は、ＣＦ基板側に限定されるわけではなく、これに対向するＴＦＴ基板側であっても良い。特にＴＦＴアレイ上にＢＭを形成するＢＭオンアレイ方式のＴＦＴ基板では、ＢＭがＴＦＴアレイ部を覆うため、配向膜のみならずＴＦＴアレイ部へのダメージも効果的に抑制することができる。

１０ ＣＦ開口部（ＣＦ画素）
１１ ＣＦＢＭ部
１２ メッシュ痕（配向異常領域）
１３ シール印刷ステージ
１４ ＣＦ基板
１５ シール版
１６ シール材
１７ シールスキージ
１８ アライメント用カメラ
１９ メッシュ部
２０ 乳剤部
２１ 開口部
２２ メッシュ交点
２３ シール印刷機
２４ シール開口部周辺
３０ メッシュ繊維
３１ メッシュ網目中心

Claims (2)

1. 表示領域の周辺シールをもって２枚のガラス基板が対向して貼り合わされ、その間隙に液晶を狭持してなる液晶パネルの製造方法であって、
   前記２枚のガラス基板のうち、どちらか一方のガラス基板にシール印刷版を使用して前記周辺シールを塗布するシール印刷工程において、
   前記シール印刷版のメッシュ交点を、前記表示領域を構成する画素の遮光領域に当接するように配置したことを特徴とする液晶パネルの製造方法。
2. シール印刷工程において、
   アライメント機能付きカメラを使用してガラス基板とシール印刷版の両アライメントマークの位置を読み取り、前記シール印刷版と前記ガラス基板間のアライメント調整を行い、前記メッシュ交点を、前記遮光領域に当接するよう配置したことを特徴とする請求項１に記載の液晶パネルの製造方法。

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