JP3608585B2

JP3608585B2 - 液晶表示素子基板識別文字読取り装置および液晶表示素子の製造方法

Info

Publication number: JP3608585B2
Application number: JP23281595A
Authority: JP
Inventors: 一史宮田; 伸幸鈴木; 英夫松▲ざき▼
Original assignee: 株式会社日立ディスプレイズ
Priority date: 1995-09-11
Filing date: 1995-09-11
Publication date: 2005-01-12
Anticipated expiration: 2015-09-11
Also published as: JPH0980403A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、液晶表示素子の製造工程において前記液晶表示素子を構成する透明基板上に各種の薄膜パターンをパターニングする際に必要とされる当該基板の認識用として印刷されている識別文字を正確に認識するための液晶表示素子基板識別文字読取り装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パソコンやワープロ、その他の情報機器のための表示デバイスとして、近年、液晶表示素子を用いた薄型，軽量かつ低消費電力の表示装置が多用されるようになった。
【０００３】
液晶表示素子は、基本的には水平と垂直に配列された多数の電極で形成されるマトリクスと上記水平と垂直の電極の間に液晶層を有し、２つの電極の交差部分で画素を構成して２次元画像を表示するものである。
【０００４】
この種の液晶表示素子には、水平と垂直の電極に印加するパルスのタイミングで所定の画素を選択する所謂単純マトリクス方式と、各画像にトランジスタ等の非線型素子を配置して所定の非線型素子を選択する所謂アクティブ・マトリクス方式とがある。
【０００５】
例えば、アクティブ・マトリクス方式の液晶表示装置は、マトリクス状に配列された複数の画素電極のそれぞれに対応して非線形素子（スイッチング素子）を設けたものである。各画素における液晶は理論的には常時駆動（デューティ比１．０）されているので、時分割駆動方式を採用している、いわゆる単純マトリクス方式と比べてアクティブ方式はコントラストが良く、特にカラー液晶表示装置では欠かせない技術となりつつある。スイッチング素子として代表的なものとしては薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）がある。
【０００６】
なお、薄膜トランジスタを使用したアクティブ・マトリクス方式の液晶表示装置は、例えば特開昭６３−３０９９２１号公報や、「冗長構成を採用した１２．５型アクティブ・マトリクス方式カラー液晶ディスプレイ」（日経エレクトロニクス、１９３〜２１０頁、１９８６年１２月１５日、日経マグロウヒル社発行）で知られている。
【０００７】
図５は本発明が適用されるアクティブ・マトリクス方式カラー液晶表示装置の一画素とその周辺を示す平面図である。
【０００８】
同図に示すように、各画素は隣接する２本の走査信号線（ゲート信号線または水平信号線）ＧＬ（ゲートライン）と、隣接する２本の映像信号線（ドレイン信号線または垂直信号線）ＤＬ（データライン）との交差領域内（４本の信号線で囲まれた領域内）に配置されている。
【０００９】
各画素は薄膜トランジスタＴＦＴ（ＴＦＴ１，ＴＦＴ２）、透明な画素電極ＩＴＯ１および保持容量素子Ｃａｄｄ（付加容量）を含む。走査信号線ＧＬは図では左右方向に延在し、上下方向に複数本配置されている。また、映像信号線ＤＬは上下方向に延在し、左右方向に複数本配置されている。
【００１０】
なお、ＳＤ１はソース電極、ＳＤ２はドレイン電極、ＢＭはブラックマトリクス、ＦＩＬはカラーフィルタである。
【００１１】
また、図６は図５のＬ１−Ｌ１線で切断した断面図であって、液晶層ＬＣを基準にして下部透明ガラス基板ＳＵＢ１側には薄膜トランジスタＴＦＴおよび透明画素電極ＩＴＯ１が形成され、上部透明ガラス基板ＳＵＢ２側にはカラーフィルタＦＩＬ、遮光膜すなわちブラックマトリクスＢＭが形成されている。この上部透明ガラス基板を一般にカラーフィルタ基板と称する。
【００１２】
透明ガラス基板ＳＵＢ１、ＳＵＢ２の両面にはディップ処理等によって形成された酸化シリコン膜ＳＩＯが設けられている。
【００１３】
上部透明ガラス基板ＳＵＢ２の内側（液晶層ＬＣ側）の表面には、ブラックマトリクスＢＭ、カラーフィルタＦＩＬ、保護膜ＰＳＶ２、共通透明画素電極ＩＴＯ２（ＣＯＭ）および上部配向膜ＯＲＩ２が順次積層して設けられている。
【００１４】
上記した各種の電極を含む薄膜の成膜とパターニングは、主として紫外線を用いたマスク露光とエッチング処理等の湿式現像により行われる。
【００１５】
特に、ＴＦＴ型エッチング表示素子の製造においては、ゲート電極を形成した後にドレイン電極のパターニングを行うが、ゲート電極としてアルミニウム（Ａｌ）薄膜を用いてパターニングし、その際い当該基板に基板ナンバーを付与して後続の成膜処理における基板認識を行っている。
【００１６】
上記ドレイン電極のパターニングにおいては、下層に形成済みのゲート電極を構成するアルミニウムがドレイン電極のエッチングの際に溶けるのを防止するために、ドレイン電極用薄膜の成膜前にゲート電極を覆ってエッチング保護膜が被覆される。
【００１７】
従来のエッチング保護膜はＳｉＮを用いており、付与されている識別文字の認識は白色光の照明で十分に読み取ることが出来ていた。
【００１８】
図７は従来の液晶表示素子基板識別文字読取り装置の一例を説明する概略構成図であって、１は透明基板（ガラス基板）、２は識別文字、３はＳｉＮを用いた保護膜、４は白色光照明装置、５はビデオカメラ、６は文字認識装置、７は文字認識出力である。
【００１９】
同図において、ＳｉＮを用いた保護膜３は図示しないゲート電極と共にガラス基板１に付与されている識別文字を覆って塗布されており、この保護膜に対して白色光照明装置４から白色光の照明を行い、その反射光をビデオカメラ５で撮像して文字認識装置に与える。
【００２０】
文字認識装置６は撮像信号を認識処理し、認識した文字認識データを製造装置の制御手段に与える。
【００２１】
これにより、液晶表示素子を構成するガラス基板の管理が行われる。
【００２２】
この方式では、照明光を特定波長にピークを持つ単色とした場合には、保護膜３による所謂薄膜干渉が起こって反射光がなまり、認識が困難であるという問題がある。そのため、従来は波長特性が平坦なハロゲンランプを使用している。
【００２３】
これを解決するものとして次のように構成したものが知られている。
【００２４】
図８は従来の液晶表示素子基板識別文字読取り装置の他例を説明する概略構成図であって、図７と同一符号は同一部分に対応する。
【００２５】
この装置は、白色光照明装置４をガラス基板１の裏面に配置し、ビデオカメラ５はガラス基板１を透過した照明光を撮像するように構成した点を除いて図７と同様である。
【００２６】
この方式によれば、照明光の薄膜干渉は無くなり、正確な文字認識が可能となる。
【００２７】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術においては、ゲート電極を被覆する保護膜を透明なＳｉＮとしているため、反射光、あるいは透過光の読取による文字認識が正しく実行される。しかし、保護膜としてＳｉＮ膜に代えてアモルファスシリコン（α−Ｓｉ）膜を使用した場合には、上記α−Ｓｉの持つ体色が赤色であることから、照明装置からの照明光がα−Ｓｉ膜でで散乱されてしまい、撮像した画像のコントラストが低下し、識別文字の認識性能が低下するという問題がある。
【００２８】
本発明の目的は、上記従来技術の問題を解消し、保護膜としてα−Ｓｉ膜を用いた際の基板に付与された識別文字を正しく認識できるようにした液晶表示素子基板識別文字読取り装置を提供することにある。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、液晶表示素子を構成する透明基板の表面に形成した第１の透明電極と、第１の透明電極上にα−Ｓｉ薄膜を介して成膜した透明電極薄膜をエッチング処理して第２の透明電極を形成する際の前記透明基板に予め付与されている基板認識用の識別文字を読み取るための液晶表示素子基板識別文字読取り装置において、
前記透明基板の裏面に配置して前記α−Ｓｉ薄膜の色相と同色相の照明光を照射する照明装置と、
前記透明基板の表面側上方に配置して前記照明装置からの前記識別文字を含んだ照明光の透過光を撮像するビデオカメラと、
前記ビデオカメラの撮像信号を処理して前記識別文字を認識し、認識した識別文字データを出力する文字認識装置とから構成したことを特徴とする。
【００３０】
なお、上記照明装置は赤外線から赤色領域の光を基板の裏面に照射する特性を有するものであればどのような光源で構成してもよく、従来のハロゲンランプ等の高価な光源を使用する必要はない。
【００３１】
また、ビデオカメラはＣＣＤ等の固体撮像素子を用いたものや、ビジコン等の撮像管を使用できるが、上記いずれも赤色領域にピーク感度を有するものを用いることが望ましい。
【００３２】
【作用】
上記本発明の構成において、照明装置は透明基板（ガラス基板等）の裏面に配置されて第１の透明電極を覆って塗布されたα−Ｓｉ薄膜の色相と同色相の照明光を照射する。
【００３３】
ビデオカメラは透明基板の表面側上方に配置され、前記照明装置からの前記識別文字を含んだ照明光の透過光を撮像する。
【００３４】
文字認識装置はビデオカメラの撮像信号を処理し、撮像信号中に含まれる識別文字を認識してこれを識別文字データとして製造装置の制御手段に与える。
【００３５】
【実施例】
以下、本発明の実施例につき、図面を参照して詳細に説明する。
【００３６】
図１は本発明による液晶表示素子基板識別文字読取り装置の１実施例を説明する概略構成図であって、１は透明なガラス基板、２は識別文字（文字パターン）、３はα−Ｓｉ保護膜、４は照明装置、５はビデオカメラ、６は文字認識装置（画像処理装置）、７は文字認識出力である。
【００３７】
同図において、α−Ｓｉを用いた保護膜３は図示しないゲート電極と共にガラス基板１に付与されている文字パターン２を覆って塗布されており、この保護膜に対して照明装置４から白色光の照明を行い、その反射光をビデオカメラ５で撮像して文字認識装置７に与える。
【００３８】
α−Ｓｉ薄膜３は赤外線から赤色の波長領域を良く透過する赤色の体色を有しており、照明装置４は上記α−Ｓｉ薄膜３の透過波長領域に対応した赤外線から赤色領域の波長光を出射する。この照明装置としては、例えば赤色ＬＥＤが用いられる。
【００３９】
文字認識装置６はビデオカメラ５からの撮像信号を画像処理して当該撮像画像信号中に含まれる文字パターンを認識処理し、認識した文字認識データを製造装置の制御手段に与える。
【００４０】
これにより、液晶表示素子を構成するガラス基板に付与されている当該基板の識別文字を正確に読み取ることができる。
【００４１】
図２は液晶表示素子を製造するためのガラス基板の素材ガラスの平面図であって、１_１〜１_４は単位液晶表示素子のガラス基板、８_１〜８_４はガラス基板１_１〜１_４の薄膜形成領域（有効領域）、１０は素材ガラスで、この例は所謂４枚とり用の素材ガラスを示すが、本発明は１枚とり、あるいは６枚以上の素材ガラスでも同様に適用される。
【００４２】
同図において、ガラス基板１_１〜１_４のそれぞれには薄膜形成領域８_１〜８_４があり、また各ガラス基板１_１〜１_４の縁部にはそれぞれの基板を識別するための１または複数の識別文字２が付与されている。
【００４３】
これらの識別文字２を含めて前記したようにα−Ｓｉ薄膜が塗布されており、これに対して図１に示したような構成で当該識別文字の読取が行われる。
【００４４】
図３は本発明による液晶表示素子を用いて組み立てたＴＦＴ型液晶表示モジュールの構造例を説明する展開斜視図である。
【００４５】
この液晶表示モジュールＭＤＬは、ＳＨＤは上フレームである金属製のシールドケース、ＷＤは液晶表示モジュールの有効画面を画定する表示窓、ＰＮＬは液晶表示素子からなる液晶表示パネル、ＰＣＢ１はドレイン側回路基板、ＰＣＢ２はゲー側回路基板、ＰＣＢ３はインターフェース回路基板、ＰＲＳはプリズムシート、ＳＰＳは拡散シート、ＧＬＢは導光板、ＲＦＳは反射シート、ＬＰはバックライトＢＬのランプを構成する蛍光管、ＬＳは反射シート、ＧＣはゴムブッシュ、ＬＰＣはランプケーブル、ＭＣＡは導光板ＧＬＢを設置する開口ＭＯを有する下側ケース、ＪＮ１，２，３は回路基板間を接続するジョイナ、ＴＣＰ１，２はテープキャリアパッケージ、ＩＮＳ１，２，３は絶縁シート、ＧＣはゴムクッション、ＢＡＴは両面粘着テープ、ＩＬＳは遮光スペーサである。
【００４６】
上記の各構成材は、金属製のシールドケースＳＨＤと下側ケースＭＣＡの間に積層されて挟持固定されて液晶表示モジュールＭＤＬを構成する。
【００４７】
液晶表示パネルＰＮＬは本発明により処理されたガラス基板を用いて構成され、その周辺に各種の回路基板を取り付けて画像表示のための駆動がなされる。
【００４８】
また、液晶表示パネルＰＮＬの裏面には導光板ＧＬＢに各種の光学シートを積層してなる背面照明構造と蛍光管ＬＰとで構成したバックライトＢＬが設置され、液晶表示パネルＰＮＬに形成された画像を照明して表示窓ＷＤに表示する。
【００４９】
図４は本発明による液晶表示素子を用いた液晶表示モジュールを組み込んだ電子機器の一例を説明する携帯型パソコンの外観図であって、図３と同一符号は同一部分に対応する。
【００５０】
この携帯型パソコンは、キーボードを搭載しホストＣＰＵを内蔵した本体部と液晶表示モジュールＭＤＬを実装しインバータ電源ＩＶを内蔵した表示部とから構成され、両者はヒンジを連絡するケーブルにより結合されている。
【００５１】
また、表示部には各種の調整ボタンＣＴ、ＴＣＯＮ、ＣＲ等が設けられており、キーボードとホストからの信号は矢印に示したように流れて表示部に表示される。
【００５２】
本発明を適用して製造した液晶表示素子を用いることにより、高画質の画像表示を行うことができる。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ドレイン電極のエッチングの際に形成されるα−Ｓｉ薄膜の体色に影響されることなく透明基板に付与されている識別文字を正確に読み取ることができる。
【００５４】
また、背面照明方式としたことによりα−Ｓｉ薄膜の膜厚ムラによる読取精度への影響が防止され、薄膜干渉による読み取りエラーの発生もなく、高コントラストの画像読み取りが可能となる。
【００５５】
このように、透明基板に付与された識別文字の読み取りエラーに起因する製造装置の一次的停止が回避され、製造工程のスループットの向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による液晶表示素子基板識別文字読取り装置の１実施例を説明する概略構成図である。
【図２】液晶表示素子を製造するためのガラス基板の素材ガラスの平面図である。
【図３】本発明による液晶表示素子を用いて組み立てたＴＦＴ型液晶表示モジュールの構造例を説明する展開斜視図である。
【図４】本発明による液晶表示素子を用いた液晶表示モジュールを組み込んだ電子機器の一例を説明する携帯型パソコンの外観図である。
【図５】本発明が適用されるアクティブ・マトリクス方式カラー液晶表示装置の一画素とその周辺を示す平面図である。
【図６】図５のＬ１−Ｌ１線で切断した断面図である。
【図７】従来の液晶表示素子基板識別文字読取り装置の一例を説明する概略構成図である。
【図８】従来の液晶表示素子基板識別文字読取り装置の他例を説明する概略構成図である。
【符号の説明】
１透明なガラス基板
２識別文字（文字パターン）
３ α−Ｓｉ保護膜
４照明装置
５ビデオカメラ
６文字認識装置（画像処理装置）
７は文字認識出力。

Claims

液晶表示素子を構成する透明基板の表面に形成した第１の透明電極と、第１の透明電極上にアモルファスシリコン薄膜を介して成膜した透明電極薄膜をエッチング処理して第２の透明電極を形成する際の前記透明基板に予め付与され、アモルファスシリコン薄膜を用いた保護膜に覆われている基板認識用の識別文字を読み取るための液晶表示素子基板識別文字読取り装置において、
前記透明基板の裏面に配置して前記アモルファスシリコン薄膜の色相と同色相の照明光を照射する照明装置と、
前記透明基板の表面側上方に配置して前記照明装置からの前記識別文字を含んだ照明光の透過光を撮像するビデオカメラと、
前記ビデオカメラの撮像信号を処理して前記識別文字を認識し、認識した識別文字データを出力する文字認識装置とから構成したことを特徴とする液晶表示素子基板識別文字読取り装置。
液晶表示素子を構成する透明基板に基板ナンバを形成する工程と、
前記基板ナンバを覆ってアモルファスシリコン薄膜で保護膜を形成する工程と、
アモルファスシリコン薄膜で覆われた基板ナンバを、前記透明基板の裏面に配置した照明装置で、前記アモルファスシリコン薄膜の色相と同色相の照明光を照射し、
前記透明基板の表面側上方に配置したビデオカメラで、前記照明装置からの前記識別文字を含んだ照明光の透過光を撮像し、
文字認識装置で、前記ビデオカメラの撮像信号を処理して前記識別信号を認識し、認識した識別文字データを出力する工程を含んでなることを特徴とする液晶表示素子の製造方法。