JP4632741B2 - 液晶表示装置用の基板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置用の基板の製造方法に関し、詳しくは、基板上に形成された樹脂あるいはメタルからなるマーク部の表面がラビング工程時にラビングローラに削り取られ、その切削粉が表示領域に転写され、表示ムラが発生するのを防止するものである。

図５は液晶表示装置１の断面図を示し、カラーフィルタを有するカラーフィルタ基板１（以下、ＣＦ基板１と称す）と、絵素毎のスイッチング素子として薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を有するＴＦＴ基板３との外周がシール材１１で固着されて組み立てられ、密封される内部空間に液晶が封入された液晶層１０が設けられている。

図５に示すようなＴＦＴ基板３と組み立てられる前のＣＦ基板２には、図６に示すように、後工程においてディスペンサでシール材１１を描画する際の開始位置１１ａおよび終了位置１１ｂをカメラ等で自動認識するための黒色樹脂からなる作業用マーク１４、１５が所定位置に形成されている。また、シール材塗布位置の内側に黒色樹脂からなるブラックマスク１２が高コントラスト比を得るために設けられている。
前記シール材１１の描画をＴＦＴ基板３ではなくＣＦ基板２に行う理由は、ＴＦＴ基板３の回路がＥＳＤ（Electro Static Discharge）により破壊されないようにするためである。
前記ブラックマスク１２および作業用マーク１４、１５が形成されたガラス基板４には、図７に示すように、図中上面にカラーフィルタ（図示せず）が設けられ、その上に透明電極５が形成され、該透明電極５の上に配向膜６が設けられる。

図８に示すＴＦＴ基板３は、ガラス基板７の図中上面にソース配線とゲート配線が格子状に配置され、それらの交点には薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を介して接続される透明電極８（画素電極）が形成され、透明電極８の上面に配向膜９が形成される。
ＴＦＴ基板３を構成するガラス基板７の一辺７ａはＣＦ基板２よりも側方に延在され、その上に透明電極８と導通する端子部８ａが形成される。
また、ＴＦＴ基板３の四隅にはＣＦ基板２の透明電極５と電気接続を図るコモン転移部８ｂが形成される。配向膜９は絶縁膜であるため、端子部８ａを被覆しない形状とされていると共にコモン転移部８ｂを露出させる切欠部９ａが形成されている。

前記図７に示すように、ＣＦ基板２の配向膜６にも、ＴＦＴ基板３側の配向膜９の切欠部９ａと対向する位置に切欠部６ａが設けられ、これにより、基板上に設けた配向膜を同一形状とすることでＣＦ基板とＴＦＴ基板との共用化が図れるようにしている。
即ち、図９に示すように、配向膜塗布部６ｃ、９’が成膜される工程では、複数のＣＦ基板２に切り分けられる前のＣＦ側マザー基板１６と、複数のＴＦＴ基板３に切り分けられる前のＴＦＴ側マザー基板１７とに対して、配向膜印刷装置（図示せず）により同一形状とした配向膜パターンを用いて配向膜材料を基板上に塗布しており、それによりＣＦ側マザー基板１６とＴＦＴ側マザー基板１７との共用化を図っている。
前記ＣＦ側マザー基板１６とＴＦＴ側マザー基板１７とは、それぞれ、ＣＦ基板２とＴＦＴ基板３とを貼り合わせた状態での液晶分子の向きに応じて、ラビングローラ（図示せず）により、図９中に示す方向にラビング処理して、配向制御された配向膜６、９を形成している。

前記したラビング工程において、ＣＦ側マザー基板１６側では、配向膜塗布部あるいは透明電極膜で被覆されておらず、ラビングローラと摺接する位置に樹脂あるいはメタルからなる作業用マーク１４、１５が露出しているため、ラビングローラが樹脂あるいはメタルを削り取り、その切削粉がラビングローラの表面に付着する場合がある。
ラビングローラの表面に切削粉が付着した状態で配向膜塗布部６’の表面をラビングローラが摺接すると、切削粉が配向膜塗布部６’の表示領域に転写され、その転写跡Ａにより表面にムラが生じる。この表面ムラは、液晶表示装置の画質上の欠陥となり、液晶表示装置の良品率が低下すると共に生産効率が悪化して製造コストが増加する問題がある。

前記問題に対して、特開平９−３１１３３６号公報では、ラビング工程において、基板の端縁に設けられた入力電極の金属膜がラビング材料を介して配向膜塗布部に間欠的に転写されるのを防止する構造が提案されている。該公報では、隣接する各入力電極の間にダミー電極を形成することで配向膜塗布部の全体に電極の金属膜をムラが目立たないように転写させているが、転写自体を防止するものではないため、製造条件の変化等によっては転写がムラ無く行われる保証がないという問題がある。
特開平９−３１１３３６号公報

本発明は、前記問題に鑑みてなされたもので、ラビング工程において基板上のマーク部の表面がラビングローラに削り取られ、その切削粉が表示領域に転写されるのを防止することを課題としている。

前記課題を解決するため、本発明は、液晶表示装置用の基板の製造方法であって、
アクティブマトリクス基板と液晶層を挟んで対向配置されるカラーフィルター基板となるマザー基板に、前記カラーフィルター基板とアクティブマトリクス基板とをシールするシール材描画の開始位置および終了位置を表示する作業用マーク、前記カラーフィルター基板とアクティブマトリクス基板の貼り合わせ嵌合位置を表示する作業用マーク、および前記マザー基板の分断位置確認用の作業用マークを設け、ついで、
前記マザー基板上に形成しているカラーフィルター基板の表面を透明電極膜で被覆し、ついで、
前記透明電極膜の表面に配向膜を設けるとともに、該配向膜を前記作業用マークの表面まで延在させて該作業用マークの表面を配向膜で被覆し、ついで、
配向膜塗布部の表面をラビングローラで摺接してラビングを行い、ついで、
シール材でシール位置に描画した後に、前記アクティブマトリクス基板を貼り合わせ、その後、前記マザー基板を分断位置確認用の作業用マークを指標として分断している液晶表示装置用の基板の製造方法を提供している。

前記構成とすると、回転するラビングローラを配向膜塗布部の表面に摺接させて配向膜を形成するラビング工程において、前記樹脂あるいはメタルからなるマーク部の上をラビングローラが通過しても、マーク部が配向膜塗布部や透明電極膜で覆われているためラビングローラにより削られることがない。したがって、ラビング工程においてマーク部の切削粉がラビングローラの表面に付着することがなく、基板の表示領域に切削粉が転写されるのを確実に防止することが可能となる。

前記基板は、アクティブマトリクス基板と液晶層を挟んで対向配置される対向基板からなり、少なくとも表示領域を被覆している前記配向膜塗布部を、前記マーク部の表面まで延在させている。

即ち、従来は対向基板の表示領域外に存在して配向膜塗布部や透明電極膜で覆われていなかったマーク部を、配向膜塗布部の被覆範囲を延長することで覆うようにすると、ラビング工程においてマーク部の切削粉が基板の表示領域に転写されるのを簡単に防止することができる。

以上の説明より明らかなように、本発明によれば、マーク部が配向膜塗布部で覆われているので、ラビング工程においてマーク部がラビングローラに削られてローラ表面に付着することがない。したがって、ラビングローラにより削られたマーク部の切削粉が基板の表示領域に転写されるのを確実に防止することが可能となる。

本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
第１実施形態の液晶表示装置の全体的な構成は前記図５と同様であるため説明を省略する。
図１は、前述したＴＦＴ基板３（アクティブマトリクス基板）と液晶層１０を挟んで対向配置されるカラーフィルタ基板２０（以下、ＣＦ基板２０と称す）を示している。
ＣＦ基板２０は、絶縁性基板であるガラス基板４の液晶層１０と対向する面において、シール材１１を描画する際の開始位置１１ａおよび終了位置１１ｂを表示するための黒色樹脂からなる作業用マーク１４、１５を所定位置に形成している。かつ、作業用マーク１４、１５と同層の所要箇所に黒色樹脂からなるブラックマスク１２を高コントラスト比を得るための遮光用として形成している。なお、作業用マーク１４、１５は樹脂製としているがメタル製としてもよい。

前記ブラックマスク１２および作業用マーク１４、１５が形成されたガラス基板４の上には図示しないカラーフィルタを形成しており、該カラーフィルタの上にＩＴＯ等の透明電極５を作業用マーク１４、１５を被覆しない形状に形成し、さらに透明電極５の上に配向膜２１を形成している。
配向膜２１は、ポリイミド等の高分子材料からなり、少なくとも表示領域Ｈを被覆していると共に四隅には切欠部２１ａを設けている。また、本発明の特徴的事項として、配向膜２１の一辺２１ｂを作業用マーク１４、１５の表面まで延在している。即ち、従来は配向膜の非被覆部に設けられていた作業用マーク１４、１５を配向膜２１で被覆している。
また、ＴＦＴ基板３は前述した従来例と同様の構成であるため説明を省略する。

配向膜９、２１を形成する工程およびラビング工程は、図２に示すように、複数のＣＦ基板２０に切り分けられる前のＣＦ側マザー基板２２と、複数のＴＦＴ基板３に切り分けられる前のＴＦＴ側マザー基板２３とに対して各工程が行われる。
配向膜９、２１を形成する工程では、複数のＣＦ基板２０が配置されたＣＦ側マザー基板２２と、複数のＴＦＴ基板３が配置されたＴＦＴ側マザー基板２３とに対して、配向膜印刷装置（図示せず）により同一形状の配向膜パターンを用いて配向膜材料を塗布することにより配向膜塗布部２１’を形成している。（ここで、ラビング処理前を配向膜塗布部と呼び、ラビング処理後を配向膜と呼ぶことにする）

この際、ＴＦＴ側マザー基板２３上におけるＴＦＴ基板３の向き、およびＣＦ側マザー基板２２上におけるＣＦ基板２０の向きは、従来（図９）と比べて９０°回転した方向に向けて配置している。
これにより、ＣＦ基板２０に形成された作業用マーク１４、１５を配向膜塗布部２１’で被覆しながらも、ＣＦ側マザー基板２２とＴＦＴ側マザー基板２３に用いる配向膜印刷装置（図示せず）の配向膜パターンを同一形状として、ＣＦ側マザー基板２２とＴＦＴ側マザー基板２３とで配向膜パターンを共用化することを可能している。

次いで、ラビング工程では、視角方向や液晶材料等の各種仕様を考慮してラビング方向を決定する。本実施形態では、図２中の矢印で示す方向にラビングローラ（図示せず）を配向膜塗布部９’、２１’上にそれぞれ摺接させてラビングすることにより配向膜９、２１を形成する。その際、ＣＦ側マザー基板２２上に形成された各ＣＦ基板２０では、作業用マーク１４、１５が配向膜２１で被覆されて露出していないので、作業用マーク１４、１５の表面が削られてラビングローラに付着することが無い。よって、ラビング工程において作業用マーク１４、１５の削り屑がラビングローラによりＣＦ基板２０の表示領域Ｈに転写されるのを防止することができる。その結果、液晶表示装置の画質欠陥の発生率が抑制されると共に生産効率が向上し製造コストも低減される。

なお、ＣＦ側マザー基板２２とＴＦＴ側マザー基板２３との貼り合わせ位置を表示する作業用マークや、貼り合わせ後のマザー基板の分断位置を確認するための作業用マークや、品番確認用のマーク部等も、前述のように配向膜２１で被覆すると好適である。

図３は第２実施形態を示す。
第１実施形態との相違点は、配向膜パターンをＣＦ側マザー基板３０用とＴＦＴ側マザー基板１７用とで別形状として２種類使用している点である。

配向膜印刷装置（図示せず）では２種類の配向膜パターンを用意し、ＣＦ側マザー基板３０上の配向膜パターンと、ＴＦＴ側マザー基板１７上の配向膜パターンとを共用化せずに別形状とすることで、ＣＦ基板２０に形成された作業用マーク１４、１５の表面を配向膜塗布部２１で容易に被覆することができる。

ラビング工程では、図３中の矢印で示す方向にラビングローラ（図示せず）を配向膜塗布部９’、２１’上にそれぞれ摺接させてラビングする際、作業用マーク１４、１５が配向膜２１で被覆されて露出していないので、作業用マーク１４、１５がラビングローラにより削られることがなく、ＣＦ基板２０の表示領域Ｈへの転写が防止される。なお、他の構成は第１実施形態と同様であるため説明を省略する。

図４は参考第３実施形態を示す。
第１実施形態との相違点は、作業用マーク１４、１５を透明電極４１で被覆している点である。
即ち、本実施形態のＣＦ基板４０では、ブラックマスク１２および作業用マーク１４、１５が形成されたガラス基板４の上を被覆するＩＴＯ等からなる透明電極４１は、その一辺４１ａを作業用マーク１４、１５の表面まで延在している。即ち、従来は配向膜および透明電極の非被覆部に設けられていた作業用マーク１４、１５を透明電極４１で被覆している。配向膜６は従来例（図７）と同様の形状で、作業用マーク１４、１５を被覆していない。

前記構成とすると、ラビング工程において、ＣＦ基板４０の作業用マーク１４、１５が透明電極４１で被覆されて露出していないので、作業用マーク１４、１５の表面がラビングローラに削られることが無く、ＣＦ基板４０の表示領域Ｈに削り屑が転写されるのを防止することができる。

本発明の第１実施形態のＣＦ基板の平面図である。 第１実施形態のＴＦＴ側マザー基板およびＣＦ側マザー基板の平面図である。 第２実施形態のＴＦＴ側マザー基板およびＣＦ側マザー基板の平面図である。 参考第３実施形態のＣＦ基板の平面図である。 液晶表示装置の断面図である。 従来例のＣＦ基板のシール材の描画を示す平面図である。 従来例のＣＦ基板の平面図である。 ＴＦＴ基板の平面図である。 従来例のＴＦＴ側マザー基板およびＣＦ側マザー基板の平面図である。

符号の説明

１ 液晶表示装置
２、２０ ＣＦ基板（対向基板）
３ ＴＦＴ基板（アクティブマトリックス基板）
４、７ ガラス基板（絶縁性基板）
５、８ 透明電極
６、９、２１ 配向膜
６’、９’、２１’ 配向膜塗布部
１４、１５ 作業用マーク
２２、３０ ＣＦ側マザー基板
１７、２３ ＴＦＴ側マザー基板
Ｈ 表示領域

Claims (1)

1. 液晶表示装置用の基板の製造方法であって、
   アクティブマトリクス基板と液晶層を挟んで対向配置されるカラーフィルター基板となるマザー基板に、前記カラーフィルター基板とアクティブマトリクス基板とをシールするシール材描画の開始位置および終了位置を表示する作業用マーク、前記カラーフィルター基板とアクティブマトリクス基板の貼り合わせ嵌合位置を表示する作業用マーク、および前記マザー基板の分断位置確認用の作業用マークを設け、ついで、
   前記マザー基板上に形成しているカラーフィルター基板の表面を透明電極膜で被覆し、ついで、
   前記透明電極膜の表面に配向膜を設けるとともに、該配向膜を前記作業用マークの表面まで延在させて該作業用マークの表面を配向膜で被覆し、ついで、
   配向膜塗布部の表面をラビングローラで摺接してラビングを行い、ついで、
   シール材でシール位置に描画した後に、前記アクティブマトリクス基板を貼り合わせ、その後、前記マザー基板を分断位置確認用の作業用マークを指標として分断している液晶表示装置用の基板の製造方法。

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