JP5057900B2

JP5057900B2 - 液晶パネルの製造方法

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Publication number: JP5057900B2
Application number: JP2007228927A
Authority: JP
Inventors: 貴典奥村; 和之須賀原; 匠中畑; 徹也佐竹; 有輔山縣; 和式井上; 岳大野
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2007-09-04
Filing date: 2007-09-04
Publication date: 2012-10-24
Anticipated expiration: 2027-09-04
Also published as: JP2009063628A

Description

本発明は、液晶パネルの製造方法に関する。

近年、軽量化・湾曲化などのフレキシブル化などによる多用途化を目的とした液晶パネルの薄型化が検討されている。通常、液晶パネルは、能動素子を形成したアレイ基板とカラーフィルタなどを形成した対向基板との対向する表面に配向膜を設け、両基板と両基板間に設けられたシール材に囲まれた空間に液晶を充填して製造する。液晶は、アレイ基板と対向基板とを貼り合わせた、貼り合わせ基板を切断した後に注入する方法（真空注入法）や、両基板を貼り合わせる時に液晶を挟み込む方法（滴下注入法）などにより、両基板間の液晶パネルにおける画素表示部に充填される。また、液晶パネルの薄型化は液晶を充填させる方法に依らず、貼り合わせ基板を形成する絶縁基板を研磨あるいはエッチングにより薄くすることで実現される。

ここで、例えば特開２００３−３３７５４１号公報では、絶縁基板を薄くして湾曲させたフレキシブルな液晶パネルを固定するため、液晶パネルが完成した後に絶縁基板より厚い補強部材を絶縁基板の一辺に沿うように設け、薄くした絶縁基板の破損を防止している。また、特開２００５−０８４２２８号公報では絶縁基板を薄くして製造された液晶パネルの補強のために、絶縁基板の一部を厚くすることによって液晶パネルの強度を増し、湾曲させた液晶表示装置でも強度を保つことができるとしている。

特開２００３−３３７５４１号公報特開２００５−０８４２２８号公報

液晶を真空注入法で両基板間に充填する方法では、両基板を貼り合わせる前にシール材に液晶を注入するための液晶注入口を設ける。一方、滴下注入法では両基板を貼り合わせる時に一方の基板に液晶を滴下し、基板を貼り合わせた際にはシール材が全て閉口した状態であり、両基板の貼り合わせと同時に画素表示部を囲むように設けたシール材に沿って液晶が充填される。ここで、貼り合わせ基板を薄板化し、液晶パネルの寸法に切断した後に液晶を注入する真空注入法を用いる場合、液晶を注入する前の貼り合わせ基板は絶縁基板が薄く加工されており、中空状態となっている。この状態の貼り合わせ基板の裏面に、特定の機能を付加するための透明導電膜を焼成により形成するが、これが問題となる。

まず、アレイ基板と対向基板とを貼り合わせた状態で絶縁基板を薄くするが、このとき研磨液やエッチング液が貼り合わせ基板内に侵入することを防ぐために周辺封止を設ける。この周辺封止により、貼り合わせ基板内は常温・常圧の状態で気密性が高くなっている。次に透明導電膜を形成するために、貼り合わせ基板を加熱・昇温するが、ボイル・シャルルの法則により貼り合わせ基板内部の温度が上昇して膨張する。貼り合わせ基板内は気密性が高くなっているため、貼り合わせ基板内部の圧力が高くなり、圧力によって薄く加工した絶縁基板が変形することで、絶縁基板の破損やシール材が剥離する問題が発生する。さらに、絶縁基板の変形は、アレイ基板に形成するＴＦＴ素子や配線、および対向基板に形成するカラーフィルタやブラックマトリクスなどのパターンが変形・断線するなどの問題も引き起こす。また、液晶パネル製造直後にはこのような問題が発生しない場合でも、絶縁基板が変形した液晶パネルでは、経年変化により上述の問題が発生することもあった。

特許文献１は、液晶パネル完成後に液晶パネルを湾曲させる場合の補強に関するものであり、透明導電膜を焼成するという液晶パネルの製造プロセスにおける絶縁基板の変形に対しては対策がなされていない。よって、液晶パネルの製造プロセスにおける絶縁基板の破損や形成されたパターンの断線などを防止することはできない。また、特許文献２は、液晶表示装置の耐久性を高めるために液晶パネルの絶縁基板の一部を補強部として厚くしているが、通常の製造プロセス装置では液晶パネルを製造できず、新たな設備の導入が不可欠になる。さらに、液晶パネルの製造プロセスの中で与える応力が補強部に集中するなどの影響によって、液晶パネルが破損し易くなるという問題があった。このように、これまで絶縁基板を薄くすることにより薄型化した液晶パネルにおいて、液晶パネルの製造過程での絶縁基板の変形による問題点については考慮されていない。

本発明は、対向する一対の基板を間隙を設けて貼り合わせて貼り合わせ基板を形成する工程と、前記貼り合わせ基板の周縁に沿って、前記貼り合わせ基板内部への液体の浸入を防止する周辺封止を形成する工程と、前記貼り合わせ基板の表面に透明導電膜を形成する透明導電膜形成工程と、前記透明導電膜を形成した前記貼り合わせ基板の前記間隙に液晶を注入する工程とを有する液晶パネルの製造方法であって、前記透明導電膜形成工程において前記基板の表面に付着させた透明導電膜材料を大気圧より高い圧力の雰囲気中で加熱処理することを特徴としたものである。

本発明によれば、透明導電膜形成工程において、絶縁基板の表面に付着させた透明導電膜材料を大気圧より高い圧力の雰囲気中で加熱処理することにより、絶縁基板の変形を抑制して、絶縁基板の破損やシール材の剥離を防止できる。合わせて、アレイ基板に形成するＴＦＴ素子や配線、対向基板に形成するカラーフィルタやブラックマトリクスなどのパターンの変形・断線などが防止できるため、表示特性についても不良発生を低減できる。また、シール材の剥離や表示特性などの経年変化についても劣化を抑制することができる。

実施の形態１．
本発明の実施の形態１について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施の形態で説明する液晶パネルの製造方法は、ＳＴＮ(Super Twisted Nematic)、ＴＮ(Twisted Nematic)、ＩＰＳ(In Plane Switching)、ＥＣＢ(Electrically Controled Birefringence)、ＯＣＢ(Optical Compensated Birefringence)、ＶＡ(Virtical Alignment)といった液晶パネルの液晶配向モードを限定するものではない。同様に、透過型、反射型、半透過型といった液晶パネルの表示方法についても限定するものではない。なお、本実施の形態１では、透過型ＩＰＳ液晶パネルの製造方法について説明している。

図１は、本発明の実施の形態１における液晶パネルのアレイ基板を説明するための断面図である。絶縁基板1上に薄膜トランジスタ素子部９（以降、ＴＦＴ素子部９と記す。）として非晶質シリコン薄膜トランジスタ(以降、ａ−ＳｉＴＦＴと記す。)を製造後の断面図である。ＴＦＴ素子部９は、ゲート電極２、ゲート絶縁膜３、ノンドープ非晶質シリコン層４、Ｎ型非晶質シリコン層５、ソースドレイン電極６、層間絶縁膜７、ＩＴＯ電極８から構成されている。絶縁基板１の厚さは、例えば０．７ｍｍである。絶縁基板１からノンドープ非晶質シリコン層４およびＮ型非晶質シリコン層５に不純物が拡散しないように、絶縁基板１とゲート電極２の間に窒化シリコン膜（ＳｉＮ膜）や酸化シリコン膜（Ｓｉ０_２膜）またはこの複合膜を設けても良い。アレイ基板１０は絶縁基板１とＴＦＴ素子部９から構成されている。なお、ＴＦＴ素子部９は公知の方法を使用して製造される。絶縁基板１は透明で絶縁性があれば良く、ガラス基板や石英基板が使用される。また、ＴＦＴ素子部９はａ−ＳｉＴＦＴの代わりにポリシリコンＴＦＴを使用しても良い。

図２は、本発明の実施の形態１における液晶パネルのアレイ基板１０および対向基板２０を示した斜視図である。図２は、例えば、１対のアレイ基板１０および対向基板２０から４個の液晶パネルを製造する場合を示している。アレイ基板１０には、後工程で液晶を注入するための液晶注入口に位置する部分は開口し、液晶が注入される領域を囲むように枠状にシール材１２が塗布形成されている。さらにアレイ基板１０の周縁付近全周に沿って周辺封止３１が塗布形成されている。対向基板２０の画素表示部２３が、アレイ基板１０のシール材１２の枠内に入り、両基板の画素表示部(アレイ基板１０については図示せず)が重なるように両基板の位置合わせをして貼り合わせる。

図３および図４は、本発明の実施の形態１における液晶パネルの製造方法を説明する図２のＡ−Ａ断面図である。図３に示すように、アレイ基板１０は絶縁基板１とＴＦＴ素子部９を備えており、ＴＦＴ素子部９の上面のうち少なくとも画素表示部（図示せず）を覆うように配向膜１１を転写印刷法により形成する。本実施の形態１では、配向膜１１は可溶性ポリイミドにより形成したが、公知であるポリアミック酸など種々の配向膜材料を用いても良い。この配向膜１１に液晶を配向させる力を与えるため、公知のラビング処理を施した後に洗浄を行う。

次に、図４に示すように、例えば直径５．３μｍのガラスファイバを混ぜ込んだシール材１２を枠状に塗布形成する。シール材１２は熱硬化型や光（ＵＶ）硬化型等の種々の接着剤を用いることができる。ここでは、エポキシ系接着剤を用いてディスペンサにより塗布形成した。

図５および図６は、本発明の実施の形態１における液晶パネルの製造方法を説明する図２のＢ−Ｂ断面図である。図５に示すように、対向基板２０は、絶縁基板２１上に画素表示部（図示せず）を覆うようにカラーフィルタ２２およびブラックマトリクス（図示せず）を設けている。さらに、カラーフィルタ２２およびブラックマトリクスの凹凸を平滑化するために、オーバーコート膜（図示せず）といわれる有機膜または無機膜をカラーフィルタ２２およびブラックマトリクスの上層に形成しても良い。カラーフィルタ２２は、例えばアクリル樹脂からなり、絶縁基板２１の厚さは、例えば０．７ｍｍである。

このようにして製造した対向基板２０に配向膜（図示せず）を転写印刷法により形成する。続いて、この配向膜に液晶を配向させる力を与えるため、公知のラビング処理を施した後に洗浄を行い、図６に示すように液晶を充填する間隔を規定するため、スペーサ２５を均一な密度で散布する。スペーサ２５は、例えばシリコン酸化膜（ＳｉＯ_２）からなる黒色の直径５μｍの球体である。ここではスペーサ２５を散布することにより液晶を充填する間隔を規定したが、その他の方法として、対向基板２０のブラックマトリクス上に有機膜などによって柱状の突起物を設ける方法もある。以下の各実施の形態において、液晶を充填する間隔を規定する方法および製造方法に制約はない。

図７から図１０は、本発明の実施の形態１における液晶パネルの製造方法を説明する貼り合わせ基板の断面図である。図７に示すように、アレイ基板１０および対向基板２０の画素表示部（図示せず）の位置が一致するように位置合わせをして両基板を貼り合わせ、貼り合わせ基板３０を得る。貼り合わせは、両基板を互いに接近する方向へ所定圧力で加圧し、さらにシール材１２を加熱硬化させて接着する。

続いて、図８に示すように、貼り合わせ基板３０の周縁付近全周に沿って周辺封止３１を形成する。これは、絶縁基板１、２１を薄くするために行なうエッチングによる貼り合わせ基板３０内部へのエッチング液浸入を防止するためである。周辺封止３１は、貼り合わせ基板３０にＵＶ硬化樹脂を滲み込ませた後にＵＶ光を照射して硬化させて形成している。本実施の形態１では、周辺封止３１の材料としてＵＶ硬化樹脂を使用したが、エッチング液に溶解しない材料で、エッチング液が貼り合わせ基板３０内部へ浸入することを防止できれば良く、周辺封止３１の材料および形成方法については特に限定しない。また、周辺封止３１を形成する幅および位置については、エッチング液の浸入を防止できる幅で、シール材１２よりもアレイ基板１０の外周側に位置していれば良く、ここでは５〜１０ｍｍの幅で形成した。

次に、貼り合わせ基板３０の絶縁基板１、２１を薄くして、薄板化された貼り合わせ基板４０を形成する。図９に示すように、絶縁基板１、２１を弗化水素酸（ＨＦ）を含む溶液によりエッチングし、それぞれの絶縁基板１、２１の厚みが０．２ｍｍになるようにエッチング時間および溶液を調整して貼り合わせ基板４０を製造する。なお、本実施の形態１では、絶縁基板１、２１を薄くする方法としてＨＦを含む溶液によるエッチング法を用いたが、絶縁基板１、２１を薄くする方法には特に限定はない。例えば、酸化セリウムなどを用いた研磨法でも良く、エッチング法と研磨法を組み合わせて絶縁基板１、２１を薄くしても良い。

次に、図１０に示すように、貼り合わせ基板４０の表面上、すなわち薄く加工した絶縁基板２１の表面上に透明導電膜４２を形成して貼り合わせ基板４１を製造した。本実施の形態１では、透明度の高い導電物を含んだ塗料を透明導電膜材料として用いて、絶縁基板２１の裏面全面にウェットプロセスであるスピンコート法により透明導電膜４２を形成した。なお、スパッタ法などの真空装置を使用したドライプロセスにより同様の透明導電膜４２を形成する方法もあるが、真空装置を使用することによる絶縁基板１、２１の変形が発生するため、薄板化した貼り合わせ基板４０に対してドライプロセスの適用は好ましくない。

このようにして形成した透明導電膜４２は、例えば電磁波対策の機能や透過型ＩＰＳ液晶パネルでは対向基板２０に電極が無いことによる耐静電気性を補償する機能を付加するために必要になる。ここでは、ＩＴＯを含む塗料を用いて透明導電膜４２を形成したが、透明でかつ導電性を有しており、また、液晶パネルとして使用する上で必要とされる例えば上述の機能を満足する材料であれば良い。用途によっては、例えば公知の酸化亜鉛、酸化錫、アンチモンをドープした酸化錫などが含まれる溶液を透明導電膜材料として使用することも可能である。また、ここでは透明導電膜４２を対向基板２０側の全面に形成したが、少なくとも画素表示部を覆っていれば良く、加えて対向基板２０およびアレイ基板１０の両基板に透明導電膜４２を形成しても良い。さらに、透明導電膜４２のバインダ成分としてアクリルや酸化珪素などバインダとして機能する材料が透明導電膜４２に含まれていても良い。

ここで、一般に、ウェットプロセスにより製造する透明導電膜４２においては、溶液の中に溶剤や水が含まれているため、それらを蒸発させるための加熱が必要であり、さらに一定の温度での焼成が必要である。シール材１２や配向膜１１、その他の液晶パネルの構成部材についての耐熱温度を考慮して、加熱、焼成する温度を２００℃以下にする必要がある。本実施の形態１では、溶液の水分を蒸発させるため、８０℃で貼り合わせ基板４１の仮乾燥を５分間行なった後、後述するように貼り合わせ基板４１に加わる内圧よりも高い圧力である約２ｋｇｆ／ｃｍ^２の雰囲気中で、１３０℃で１時間の焼成を行った。なお、透明導電膜４２の焼成は、チャンバ内に貼り合わせ基板４１を配置し、チャンバ内の圧力および温度をそれぞれ所定値に設定して行うものとする。なお、図７に示したアレイ基板１０および対向基板２０の貼り合わせは、常温（＝２５℃）・常圧（＝約１ｋｇｆ／ｃｍ^２）下で行われたものとする。

Ｐ_１、Ｐ_２を圧力、Ｖ_１、Ｖ_２を体積、Ｔ_１、Ｔ_２を絶対温度とすると、次式で表されるボイル・シャルルの法則より、
Ｐ_１Ｖ_１／Ｔ_１＝Ｐ_２Ｖ_２／Ｔ_２・・・（１）
当初、常温・常圧であった貼り合わせ基板４１の内部は、１３０℃での加熱により圧力が約１．３５ｋｇｆ／ｃｍ^２に上昇する。本実施の形態１では、チャンバを用いて約２ｋｇｆ／ｃｍ^２という圧力の雰囲気中で焼成を行っているため、貼り合わせ基板４１に加わる内圧よりも雰囲気の圧力の方が高い。スペーサ２５は、貼り合わせ基板４１の内部から外部に向けて加わる圧力に対しては影響を及ぼさないが、貼り合わせ基板４１の外部から内部に向けて加わる圧力に対しては、絶縁基板１、２１の変形を妨げる効果がある。従って、雰囲気の圧力は貼り合わせ基板４１に加わる内圧よりも約０．６５ｋｇｆ／ｃｍ^２高いが、貼り合わせ基板４１の絶縁基板１、２１の変形は視認されなかった。

このようにして形成した透明導電膜４２について、シート抵抗値の測定には三菱化学のハイレスタを、分光透過率の測定には島津製作所の分光透過率測定装置を用いて、その特性を確認した。シート抵抗値は３．５Ｅ＋０６Ω／□、分光透過率は４００〜８００ｎｍの波長での透過率８５％以上であり、透過型ＩＰＳ液晶パネルの帯電防止に必要な特性が得られた。なお、実際には透明導電膜４２の特性を測定するため、絶縁基板１、２１の代わりにダミーガラス基板を用いて形成した貼り合わせ基板の透明導電膜４２について特性を確認した。

図１１から図１３は、本発明の実施の形態１における液晶パネルの製造方法を説明する液晶パネルの断面図である。図１１に示すように、アレイ基板１０、対向基板２０および透明導電膜４２をスクライブ線（図示せず）に沿って切断する。切断は、アレイ基板１０、対向基板２０および透明導電膜４２にダイヤモンドカッターで切り込みを入れることにより行う。アレイ基板１０でＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film：異方性導電膜）に接続される端子が存在する辺に対向する対向基板２０の辺は、アレイ基板１０より内側で切断する。これにより液晶パネル５０が製造される。

次に、チャンバ中に切断した液晶パネル５０と液晶５１を入れて液晶パネル５０内の空気を除去するためにチャンバ内を真空にした。その際、真空引きの速度を遅くする、いわゆるスロー排気を行うことで、真空引きによって液晶パネル５０の内部が外部より相対的に圧力が高くなることを抑制し、絶縁基板１、２１の変形を防止している。その後、シール材１２の液晶注入口（図示せず）を液晶に接触させ、チャンバを大気圧に戻すことにより、液晶５１が液晶注入口から液晶パネル５０内部に注入される。液晶５１が液晶パネル５０に注入された状態を図１２に示す。液晶注入口は液晶５１の注入後に注入口封止材（図示せず）により塞がれる。なお、注入口封止材は紫外線硬化型の接着剤を使用する。

次に、図１３に示すように液晶パネル５０の両表面に偏光板５２を貼り付ける。偏光板５２は、例えば高分子フィルムにヨウ素が吸着された膜を用いる。これにより液晶パネル５０が完成する。このようにして製造した液晶パネル５０は、薄く加工した絶縁基板１、２１を使用しているため、フレキシブル性を有し、湾曲させることも可能である。液晶パネル５０を所定の曲率で湾曲させ、バックライト、ＡＣＦ、ＰＣＢ（Printed Circuit Board）、ＴＡＢ（Tape Automated Bonding）などを実装して液晶表示装置を製造することもできる。

本実施の形態１に示す製造方法により製造した３０個の液晶パネル５０について、絶縁基板１、２１の破損、線欠陥、点欠陥、その他の表示欠陥およびシール材１２の剥離を確認した。なお、線欠陥、点欠陥、その他の表示欠陥を表示特性と総称する。絶縁基板１、２１の破損およびシール材１２の剥離については目視確認とし、表示特性については、液晶パネル５０に電圧を印加し、点灯検査を行って確認した。次に、８０℃で５００時間連続して液晶パネル５０に電圧を印加する高温連続動作試験を行った後に、上述の確認を再度行った。なお、以下の各実施の形態において、高温連続動作試験の条件や表示特性などの確認方法は同様とする。高温連続動作試験により、ＴＦＴ素子部９やカラーフィルタ２２の欠陥による表示欠陥として線欠陥や点欠陥、シール材１２の剥離などの欠陥を、時間的に加速し、また負荷を与えて確認することができ、経年変化による劣化を確認することができる。

表１に高温連続動作試験前後の確認結果を示す。表１中、絶縁基板１、２１の破損、線欠陥、点欠陥、その他の表示欠陥およびシール材１２の剥離については不良数／試験数を記載している。また、試験前の行は液晶パネル５０製造後で高温連続動作試験前に確認した結果を示し、試験後の行は高温連続動作試験後に確認した結果を示している。これにより、製造過程における液晶パネル５０の不良数と、経年変化により表示特性などが劣化したことによる液晶パネル５０の不良数がわかる。なお、表１中、貼り合わせ基板に加わる圧力の列の差圧は、（貼り合わせ基板４１に加わる外圧、すなわち雰囲気の圧力−貼り合わせ基板４１に加わる内圧）を示している。

表１の実施の形態１・試験前の行に示すとおり、実施の形態１における３０個の液晶パネル５０は、製造過程において３０個全てが各確認項目について良好であり、不良数は０であった。次に、表１の実施の形態１・試験後の行に示すように、３０個の液晶パネル５０全てが、高温連続動作試験後も各確認項目について良好であり、不良数は０であった。高温連続動作試験の条件下では、表示特性などの経年変化について劣化は見られなかった。

なお、比較のために、チャンバ内の圧力を約１ｋｇｆ／ｃｍ^２と常圧と同等とし、温度を２００℃に設定して１時間の焼成により透明導電膜４２を形成した場合（すなわち、従来技術と同等の製造方法を用いた場合）の液晶パネル５０についても同様の確認を行った。透明導電膜４２の形成工程以外の液晶パネル５０の製造方法および液晶パネル５０の表示特性などの評価方法は上述と同様とした。なお、温度設定については、比較の一例であり、従来技術について透明導電膜４２の焼成温度が２００℃に限られるわけではない。

図１４は、圧力が約１ｋｇｆ／ｃｍ^２、温度が２００℃の雰囲気中で透明導電膜４２を形成した場合の貼り合わせ基板４１の断面図である。アレイ基板１０と対向基板２０を貼り合わせたときは常温・常圧であった貼り合わせ基板４１の内部は、２００℃での加熱により圧力（図１４中の内圧４４）が約１．５９ｋｇｆ／ｃｍ^２に上昇する。チャンバ内の圧力（図１４中の外圧４３、すなわち雰囲気の圧力）を約１ｋｇｆ／ｃｍ^２に設定しているため、雰囲気の圧力よりも貼り合わせ基板４１に加わる内圧４４の方が約０．５９ｋｇｆ／ｃｍ^２高くなり、図１４に示すように、絶縁基板１、２１の変形を顕著に視認できる。

評価結果は表１に示すとおりであり、まず、液晶パネル５０の製造過程において３０個の液晶パネル５０中、６個の液晶パネル５０の絶縁基板１、２１が破損した。絶縁基板１、２１が破損していない２４個の液晶パネル５０の表示特性およびシール材１２の剥離を確認したところ、高温連続動作試験前には２４個の液晶パネル５０には問題はなかった。次に、２４個の液晶パネル５０を対象に高温連続動作試験を実施後、絶縁基板１、２１の破損、表示特性およびシール材１２の剥離を確認したところ、高温連続動作試験前後で不良数に変化が見られた。表１に示すとおり、線欠陥が２４個の液晶パネル５０中６個、点欠陥が２４個の液晶パネル５０中２０個、その他の欠陥が２４個の液晶パネル５０中５個、シール材１２の剥離が２４個の液晶パネル５０中１４個で発生した。

このように、透明導電膜４２を焼成するときに、貼り合わせ基板４１に加わる内圧４４が雰囲気の圧力よりも約０．５９ｋｇｆ／ｃｍ^２高くなることで、絶縁基板１、２１が変形し、製造過程で絶縁基板１、２１の破損が発生した。さらに、表示特性およびシール材１２の剥離の経年変化による劣化も確認された。なお、その他の不良は全て表示ムラであった。表示ムラは、絶縁基板１、２１の変形により両絶縁基板１、２１間の距離が不均一であることが原因の一因であると考えられる。高温連続動作試験を行うことにより、製造過程で既に不均一であった絶縁基板１、２１間の距離が更に変化することで、表示ムラが顕著に現れたものと考えられる。

本実施の形態１によれば、透明導電膜４２の形成処理において、絶縁基板１、２１の表面に付着させた透明導電膜材料を貼り合わせ基板４１に加わる内圧より高い圧力の雰囲気中で加熱することにより、絶縁基板１、２１の変形を抑制して、絶縁基板１、２１の破損やシール材１２の剥離を防止できるという効果がある。合わせて、アレイ基板１０に形成するＴＦＴ素子部９や配線、対向基板２０に形成するカラーフィルタ２２やブラックマトリクスなどのパターンの変形・断線などが防止できるため、表示特性についても不良発生を低減できるという効果がある。また、シール材１２の剥離や表示特性などの経年変化についても劣化を抑制できるという効果がある。

加えて、薄く加工した絶縁基板１、２１を用いることで、フレキシブル性を有し、また湾曲させることも可能な欠陥のない良好な液晶パネル５０が得られるという効果がある。

実施の形態２．
本発明の実施の形態２では、実施の形態１の透明導電膜４２の焼成において、約２ｋｇｆ／ｃｍ^２という圧力の雰囲気中で、１３０℃で１時間処理していたものを、圧力はそのままで処理温度を２００℃に変更した。なお、液晶パネル５０のその他の製造条件は実施の形態１と同様とし、３０個の液晶パネル５０について表示特性などの評価を行った。

図１５は、本発明の実施の形態２における貼り合わせ基板４１の断面図である。アレイ基板１０と対向基板２０を貼り合わせたときは常温・常圧であった貼り合わせ基板４１の内部は、２００℃での加熱により圧力（図１５中の内圧４４）が約１．５９ｋｇｆ／ｃｍ^２に上昇する。チャンバ内の圧力（図１５中の外圧４３、すなわち雰囲気の圧力）を約２ｋｇｆ／ｃｍ^２に設定しているため、貼り合わせ基板４１に加わる内圧４４よりも雰囲気の圧力の方が約０．４１ｋｇｆ／ｃｍ^２高くなる。しかし、スペーサ２５が絶縁基板１、２１の変形を防ぐ効果をもつため、図１５に示すように絶縁基板１、２１の変形は視認されず、表１に示すように液晶パネル５０の製造過程での絶縁基板１、２１の破損やシール材１２の剥離はなかった。表示特性については点欠陥が１個の液晶パネル５０で発生したが、線欠陥およびその他の不良については発生しなかった。

次に、高温連続動作試験を実施後、絶縁基板１、２１の破損、表示特性およびシール材１２の剥離を確認したところ、高温連続動作試験前後で不良数に変化は見られなかった。表１に示す従来技術と同じ温度２００℃で透明導電膜４２を焼成しても、処理する圧力を約１ｋｇｆ／ｃｍ^２から約２ｋｇｆ／ｃｍ^２に変更して、貼り合わせ基板４１に加わる内圧４４よりも雰囲気の圧力を高くすることで、従来技術と比較して液晶パネル５０の不良発生の低減効果が確認された。

本実施の形態２によれば、透明導電膜４２の形成処理において、絶縁基板１、２１の表面に付着させた透明導電膜材料を貼り合わせ基板４１に加わる内圧より高い圧力の雰囲気中で加熱することにより、絶縁基板１、２１の変形を抑制して、絶縁基板１、２１の破損やシール材１２の剥離を防止できるという効果がある。合わせて、アレイ基板１０に形成するＴＦＴ素子部９や配線、対向基板２０に形成するカラーフィルタ２２やブラックマトリクスなどのパターンの変形・断線などが防止できるため、表示特性についても不良発生を低減できるという効果がある。また、シール材１２の剥離や表示特性などの経年変化についても劣化を抑制できるという効果がある。

実施の形態３．
本発明の実施の形態３では、実施の形態２の透明導電膜４２の焼成において、貼り合わせ基板４１に加わる内圧より高い圧力（約２ｋｇｆ／ｃｍ^２）の雰囲気中で、２００℃で１時間処理していたものを、温度はそのままで処理圧力を大気圧よりも高い圧力（約１．４ｋｇｆ／ｃｍ^２）に変更した。なお、液晶パネル５０のその他の製造条件は実施の形態１と同様とし、３０個の液晶パネル５０について表示特性などの評価を行った。

図１６は、本発明の実施の形態３における貼り合わせ基板４１の断面図である。アレイ基板１０と対向基板２０を貼り合わせたときは常温・常圧であった貼り合わせ基板４１の内部は、２００℃での加熱により圧力（図１６中の内圧４４）が約１．５９ｋｇｆ／ｃｍ^２に上昇する。チャンバ内の圧力（図１６中の外圧４３、すなわち雰囲気の圧力）を約１．４ｋｇｆ／ｃｍ^２に設定しているため、雰囲気の圧力よりも貼り合わせ基板４１に加わる内圧４４の方が約０．１９ｋｇｆ／ｃｍ^２高くなる。スペーサ２５は、貼り合わせ基板４１の内部から外部に向けて加わる圧力に対しては絶縁基板１、２１の変形を防ぐ効果をもたないため、図１６に示すように絶縁基板１、２１の変形が視認された。しかし、表１に示すように、液晶パネル５０の製造過程での絶縁基板１、２１の破損やシール材１２の剥離はなく、表示特性についても問題はなかった。

次に、高温連続動作試験を実施後、絶縁基板１、２１の破損、表示特性およびシール材１２の剥離を確認したところ、高温連続動作試験前後で不良数に変化は見られなかった。表１に示すとおり、加熱する温度が２００℃であっても、圧力が約１．４ｋｇｆ／ｃｍ^２という大気圧よりも高い圧力の雰囲気中で、貼り合わせ基板４１に透明導電膜４２を焼成することにより、従来技術と比較して液晶パネル５０の不良発生の低減効果が確認された。

本実施の形態３によれば、透明導電膜４２の形成処理において、絶縁基板１、２１の表面に付着させた透明導電膜材料を大気圧より高い圧力の雰囲気中で加熱することにより、絶縁基板１、２１の変形を抑制して、絶縁基板１、２１の破損やシール材１２の剥離を防止できるという効果がある。合わせて、アレイ基板１０に形成するＴＦＴ素子部９や配線、対向基板２０に形成するカラーフィルタ２２やブラックマトリクスなどのパターンの変形・断線などが防止できるため、表示特性についても不良発生を低減できるという効果がある。また、シール材１２の剥離や表示特性などの経年変化についても劣化を抑制できるという効果がある。

実施の形態４．
本発明の実施の形態４では、実施の形態１の透明導電膜４２の焼成において、チャンバの加圧ガスとして空気を用いていたものを窒素に変更した。なお、液晶パネル５０のその他の製造条件は実施の形態１と同様（チャンバ内の圧力は約２ｋｇｆ／ｃｍ^２、温度は１３０℃に設定）とし、３０個の液晶パネル５０について表示特性などの評価を行った。

アレイ基板１０と対向基板２０を貼り合わせたときは常温・常圧であった貼り合わせ基板４１の内部は、１３０℃での加熱により圧力が約１．３５ｋｇｆ／ｃｍ^２に上昇する。チャンバ内の圧力を約２ｋｇｆ／ｃｍ^２に設定しているため、雰囲気の圧力は貼り合わせ基板４１に加わる内圧よりも約０．６５ｋｇｆ／ｃｍ^２高いが、実施の形態１と同様に貼り合わせ基板４１の絶縁基板１、２１の変形は視認されなかった。表１に示すように、液晶パネル５０の製造過程での絶縁基板１、２１の破損やシール材１２の剥離はなく、表示特性についても問題はなかった。

次に、高温連続動作試験を実施後、絶縁基板１、２１の破損、表示特性およびシール材１２の剥離を確認したところ、高温連続動作試験前後で不良数に変化は見られなかった。表１に示すとおり、チャンバの加圧ガスが異なっても、実施の形態１と同様に、雰囲気の圧力を貼り合わせ基板４１の内部に加わる圧力よりも高くすることで、従来技術と比較して液晶パネル５０の不良発生の低減効果が確認された。

本実施の形態４によれば、透明導電膜４２の形成処理において、絶縁基板１、２１の表面に付着させた透明導電膜材料を貼り合わせ基板４１に加わる内圧より高い圧力の雰囲気中で加熱することにより、絶縁基板１、２１の変形を抑制して、絶縁基板１、２１の破損やシール材１２の剥離を防止できるという効果がある。合わせて、アレイ基板１０に形成するＴＦＴ素子部９や配線、対向基板２０に形成するカラーフィルタ２２やブラックマトリクスなどのパターンの変形・断線などが防止できるため、表示特性についても不良発生を低減できるという効果がある。また、シール材１２の剥離や表示特性などの経年変化についても劣化を抑制できるという効果がある。

実施の形態５．
本実施の形態５では、実施の形態２の透明導電膜４２の焼成において、約２ｋｇｆ／ｃｍ^２という一定圧力の雰囲気中で、２００℃で１時間処理していたものを、最終的に到達する温度は２００℃のままで、加熱処理する温度の上昇に伴って圧力を加圧するように変更した。具体的には、チャンバ内の温度を２００℃に設定しても瞬時に温度が上昇することはないため、仮乾燥の８０℃から２００℃に徐々に上昇するチャンバ内の温度に合わせて、チャンバ内の圧力が上昇するように設定した。

例えば、チャンバ内の設定温度を８０℃から所定ステップで段階的に２００℃まで上昇させ、各設定温度での貼り合わせ基板４１に加わる内圧をボイル・シャルルの法則から算出し、各設定温度に対応するチャンバ内の各設定圧力とした。アレイ基板１０と対向基板２０を貼り合わせたときは常温・常圧であった貼り合わせ基板４１の内部は、ボイル・シャルルの法則を用いると、例えば温度が８０℃のとき圧力は約１．１８ｋｇｆ／ｃｍ^２になる。そこで、チャンバ内の温度を８０℃に設定するときは、チャンバ内の圧力を約１．１８ｋｇｆ／ｃｍ^２に設定した。同様に、各ステップ（チャンバ内の各設定温度）において貼り合わせ基板４１に加わる内圧を算出し、算出した圧力とチャンバ内の圧力がほぼ一致するようにチャンバ内を加圧した。ここでは各ステップにおいて貼り合わせ基板４１に加わる内圧とチャンバ内の圧力がほぼ一致するようにしたが、貼り合わせ基板４１に加わる内圧よりも所定値高い値にチャンバ内の圧力を設定しても良い。更に、この所定値は各ステップにおいて常に一定としても良いし、ステップ毎に異なる値としても良い。

なお、ここではチャンバ内の設定温度を貼り合わせ基板４１内の気体の温度と擬制して貼り合わせ基板４１内に加わる圧力を算出しているが、実際にはチャンバ内の設定温度と貼り合わせ基板４１内の気体の温度には差がある。予めこの温度差を測定しておき、貼り合わせ基板４１内に加わる圧力の算出に用いることで、より正確に貼り合わせ基板４１内に加わる圧力を算出することができる。なお、液晶パネル５０のその他の製造条件は実施の形態１と同様とし、３０個の液晶パネル５０について表示特性などの評価を行った。

アレイ基板１０と対向基板２０を貼り合わせたときは常温・常圧であった貼り合わせ基板４１の内部は、最終的に２００℃に加熱されるため、圧力が約１．５９ｋｇｆ／ｃｍ^２に上昇する。しかし、貼り合わせ基板４１に加わる外圧と内圧がほぼ一致するようにチャンバ内の圧力を制御して最終的な到達圧力を約１．５９ｋｇｆ／ｃｍ^２に設定しているため、貼り合わせ基板４１の絶縁基板１、２１の変形は視認されなかった。表１に示すように、液晶パネル５０の製造過程での絶縁基板１、２１の破損やシール材１２の剥離はなく、表示特性についても問題はなかった。

次に、高温連続動作試験を実施後、絶縁基板１、２１の破損、表示特性およびシール材１２の剥離を確認したところ、高温連続動作試験前後で不良数に変化は見られなかった。表１に示すとおり、貼り合わせ基板４１に加わる外圧と内圧をほぼ一致させることで、従来技術と比較して液晶パネル５０の不良発生の低減効果が確認された。

本実施の形態５によれば、透明導電膜４２の形成処理において、絶縁基板１、２１の表面に付着させた透明導電膜材料を、加熱処理する温度の上昇に伴い雰囲気の圧力を上昇させて加熱することにより、絶縁基板１、２１の変形を抑制して、絶縁基板１、２１の破損やシール材１２の剥離を防止できるという効果がある。合わせて、アレイ基板１０に形成するＴＦＴ素子部９や配線、対向基板２０に形成するカラーフィルタ２２やブラックマトリクスなどのパターンの変形・断線などが防止できるため、表示特性についても不良発生を低減できるという効果がある。また、シール材１２の剥離や表示特性などの経年変化についても劣化を抑制できるという効果がある。

透明導電膜４２の形成処理において、絶縁基板１、２１の表面に付着させた透明導電膜材料を、加熱処理する温度の上昇に伴い雰囲気の圧力を貼り合わせ基板４１に加わる内圧と一致させながら加熱することにより、更に絶縁基板１、２１の変形を抑制できるという効果がある。

なお、上記に述べた各実施の形態では、貼り合わせ基板４１を形成後に薄板化したが、この薄板化工程は必ずしも必要ない。貼り合わせに用いる基板自体が薄ければ、貼り合わせ工程後の加熱処理において同様な変形や破損が発生する。その場合においても、各実施の形態において説明した加熱処理することによって基板の変形を抑制して、絶縁基板の破損やシール材の剥離を防止できるという効果が得られる。

本発明の実施の形態１における液晶パネルのアレイ基板を説明するための断面図である。本発明の実施の形態１における液晶パネルのアレイ基板および対向基板を示した斜視図である。本発明の実施の形態１における液晶パネルの製造方法を説明する図２のＡ−Ａ断面図である。本発明の実施の形態１における液晶パネルの製造方法を説明する図２のＡ−Ａ断面図である。本発明の実施の形態１における液晶パネルの製造方法を説明する図２のＢ−Ｂ断面図である。本発明の実施の形態１における液晶パネルの製造方法を説明する図２のＢ−Ｂ断面図である。本発明の実施の形態１における液晶パネルの製造方法を説明する貼り合わせ基板の断面図である。本発明の実施の形態１における液晶パネルの製造方法を説明する貼り合わせ基板の断面図である。本発明の実施の形態１における液晶パネルの製造方法を説明する貼り合わせ基板の断面図である。本発明の実施の形態１における液晶パネルの製造方法を説明する貼り合わせ基板の断面図である。本発明の実施の形態１における液晶パネルの製造方法を説明する液晶パネルの断面図である。本発明の実施の形態１における液晶パネルの製造方法を説明する液晶パネルの断面図である。本発明の実施の形態１における液晶パネルの製造方法を説明する液晶パネルの断面図である。圧力が約１ｋｇｆ／ｃｍ^２、温度が２００℃の雰囲気中で透明導電膜を形成した場合の貼り合わせ基板の断面図である。本発明の実施の形態２における貼り合わせ基板の断面図である。本発明の実施の形態３における貼り合わせ基板の断面図である。

符号の説明

１２シール材、３０貼り合わせ基板、４０貼り合わせ基板、
４２透明導電膜、４４内圧、５０液晶パネル。

Claims

対向する一対の基板を間隙を設けて貼り合わせて貼り合わせ基板を形成する工程と、前記貼り合わせ基板の周縁に沿って、前記貼り合わせ基板内部への液体の浸入を防止する周辺封止を形成する工程と、前記貼り合わせ基板の表面に透明導電膜を形成する透明導電膜形成工程と、前記透明導電膜を形成した前記貼り合わせ基板の前記間隙に液晶を注入する工程とを有する液晶パネルの製造方法であって、
前記透明導電膜形成工程において、前記基板の表面に付着させた透明導電膜材料を、大気圧より高い圧力の雰囲気中で加熱処理することを特徴とする液晶パネルの製造方法。
対向する一対の基板を間隙を設けて貼り合わせて貼り合わせ基板を形成する工程と、前記貼り合わせ基板の周縁に沿って、前記貼り合わせ基板内部への液体の浸入を防止する周辺封止を形成する工程と、前記貼り合わせ基板の表面に透明導電膜を形成する透明導電膜形成工程と、前記透明導電膜を形成した前記貼り合わせ基板の前記間隙に液晶を注入する工程とを有する液晶パネルの製造方法であって、
前記透明導電膜形成工程において、前記基板の表面に付着させた透明導電膜材料を、前記貼り合わせ基板に加わる内圧より高い圧力の雰囲気中で加熱処理することを特徴とする液晶パネルの製造方法。
透明導電膜形成工程において、貼り合わせ基板に加わる内圧の上昇に伴い、雰囲気の圧力を上昇させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液晶パネルの製造方法。
透明導電膜形成工程において、間隙の温度上昇に伴い、雰囲気の圧力を上昇させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液晶パネルの製造方法。
透明導電膜形成工程において、加熱処理する温度の上昇に伴い、雰囲気の圧力を上昇させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液晶パネルの製造方法。
対向する一対の基板を間隙を設けて貼り合わせて貼り合わせ基板を形成する工程と、前記貼り合わせ基板の周縁に沿って、前記貼り合わせ基板内部への液体の浸入を防止する周辺封止を形成する工程と、前記貼り合わせ基板の表面に透明導電膜を形成する透明導電膜形成工程と、前記透明導電膜を形成した前記貼り合わせ基板の前記間隙に液晶を注入する工程とを有する液晶パネルの製造方法であって、
前記透明導電膜形成工程において、前記基板の表面に付着させた透明導電膜材料を、前記貼り合わせ基板に加わる内圧に雰囲気の圧力を一致させて加熱処理することを特徴とする液晶パネルの製造方法。
透明導電膜材料は導電物を含んだ塗料を塗布することによって前記基板の表面に付着されることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の液晶パネルの製造方法。
透明導電膜形成工程において、大気中で透明導電膜材料を加熱処理する仮乾燥の後に、大気圧より高い圧力の雰囲気中で前記仮乾燥の温度よりも高温で加熱処理する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。