JPH0477716A - 液晶表示装置用基板の検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 液晶表示装置用基板の検査方法に関し、ブラックマトリ
クス層を有する高精細液晶表示素子に用いるブラックマ
トリクス層付き基板の良品選別を確実にして、液晶表示
装置の品質１歩留りを向上させることを目的とし、 少なくとも非画素部を形成するブラックマトリクス層と
平坦化層と複数のストライプ状の透明電極が順次形成さ
れた液晶表示装置用基板の前記ブラックマトリクス層と
透明電極間の絶縁性を検査する液晶表示装置用基板の検
査方法において、前記複数のストライプ状の透明電極を
２つの群に分け、各群に属する透明電極をそれぞれ短絡
するショートバー間に交流電圧を印加し、そこに流れる
交流電流の大きさを測定して前記ブラックマトリクス層
と透明電極間の絶縁性を検査するように液高表示装置用
基板の検査方法を構成する。さらに、前記ショートバー
間に印加する交流電圧の周波数を変化させながら交流電
流の大きさの変化を測定して短絡抵抗値の検出感度を拡
大するように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は液晶表示装置用基板の検査方法、とくに、非画
素部にクロム膜などからなるブラックマトリクス層を用
いた高精細度液晶表示装置用基板の検査方法に関する。

〔従来の技術〕

液晶表示装置に用いる液晶表示素子は、２枚の透明基板
の上にそれぞれストライブ状の透明電極と配向膜を順次
形成し、両基板を配向膜面を中にして両透明電極がマト
リクス交点を形成するように、しかも、スペーサを間に
挟んで直交配置し、液晶注入口を残してその周縁部をシ
ール層により接着封止する。両基板間にはギャップ状の
空間が形成されるので液晶注入口から液晶を注入したあ
と、そこを接着剤で封止して構成されている。

そして、その素子の両側に所定の角度で偏光板を配置し
、一方の側から光を当てるとその側の偏光板で直線偏光
となった光は液晶に入射する。このとき駆動電源から両
透明電極に電圧を印加すると入射光の偏光面が回転し、
光軸を傾けて配置された他の側面の偏光板で、たとえば
、光がブロックされる。すなわち、両透明電極の交点で
電圧印加の有無により光のスイッチングが行われる。画
面上の各交点でこの光のスイッチ動作を制御して行えば
画像表示を行うことができる。

液晶表示装置で最も重要な表示品質の一つとしてコント
ラスト比があり、これを如何に高い値に保持するかＸ重
要な課題となっている。

コントラスト比は表示画面の開口率に依存しており、開
口率が小さくなるとコントラスト比が劣化することが知
られている。開口率は一般的に透明電極部の面積／（電
極部子電極間の面積）の比で表されるので、製造プロセ
ス上最小電極間距離が制限される場合には高密度化され
るに従って開口率が小さくなる。すなわち、コントラス
トが悪くなってしまう。

このような現象を防止するため、電極間を不透明な層で
覆い開口率を１に近づけ、高精細装置においても高いコ
ントラストが得られる方法が提案されている。

第５図はブラックマトリクス層を有する液晶表示素子の
例を示す図で、代表的なものとして単純マトリクス方式
のカラー液晶表示素子の場合である。同図（イ）は上面
図で主としてブラックマトリクス層（斜線部）、電極配
置、シール層などを示し、同図（ロ）はＸ−Ｘ断面図で
ある。

カラー液晶表示装置はＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）３
色のカラーフィルタを画素部に配列形成し、それら３色
の画素を適宜駆動して混色し任意のカラー表示を行わせ
るもので、通常、白黒表示の場合に比較して電極形成の
精細度は３倍程度に高（なっている。

図中、１０は第１の透明な基板１上に形成されたブラッ
クマトリクス層で非画素部において光が洩れるのを防ぐ
ための、たとえば、クロム（Ｃｒ）ｌ膜からなり、透明
電極の各交点部分には画素部を形成するための光が透過
するの孔が設けられている。

１３はブランクマトリクス層１０の画素部となる孔に形
成されたカラーフィルタ層でＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（
青）３色の画素部でカラー画素を形成するように配列さ
れている。

１１は平坦化層で表面を平坦化するための絶縁層で、１
２は平坦化層１１の上に形成されたストライブ状の透明
電極、１４は配向膜である。

同様に、２は第２の透明な基板、２１はストライブ状の
透明電極、２２は配向膜である。

３はガラスあるいはプラスチック製の小球、または、ガ
ラスファイバを短く切断した小円筒状のスペーサであり
、図では図面簡略化のため一部のみを図示しである。

両基板１．２はシール層５により密閉封止され、基板間
に形成されたギャップ状の空間には、液晶注入口５０か
ら液晶４．たとえば、コントラストのよい５ＴＮ（Ｓｕ
ｐｅｒ　Ｔｗｉｓｔｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ）型液晶を注
入して液晶注入口５ｏを封止して液晶表示素子が作製さ
れている。

なお、６は位相差フィルムで、液晶４を透過した光に住
した位相差の波長分散に基づく着色を補償して元に戻す
ように機能するもので、たとえば、屈折率異方性を持っ
たプラスチックフィルム（たとえば、ポリカーボネート
フィルム）を使用する。

７は偏光板である。また、駆動回路や光源など本発明と
直接関係のない部分については省略し、その表示動作に
ついても公知の通りであるので説明を省略する。

〔発明が解決しようとした課題〕

第４図はブラックマトリクス層付き基板の構成と異物介
在例を示す図で、同図（イ）は平面図、同図（ロ）はＸ
−χ断面図である。本図の基板は簡略化のため白黒表示
用の場合を示しカラーフィルタ層を省略している。図か
られかるように、たとえば、Ｃｒ、Ｎｉ　なとのような
金属膜からなるブラックマトリクス層１０は、画素部と
なる孔の部分（破線で囲われた領域）を除いて基板１の
は一゛全面に形成され１さらに、その上を全体にわたっ
て絶縁性の平坦化層１１．たとえば、ポリイミド樹脂層
が被覆している。したがって、製造工程中、とくに、平
坦化層１１の形成に際して異物５０．たとえば、Ｆｅや
Ｃｕのごとき導電性のゴミなど混入し、透明電極１２と
ブチツクマトリクス層１０との間をブリッジして短絡さ
せることがある。そのような場合には短絡された表示ラ
インの透明電極の駆動電圧が低下しその部分に表示欠陥
を生じ、せっがく作製された高価な液晶表示素子全体が
不良品になり、大きな仕損が生じるという重大な問題が
あるにもがかわらず、ブラックマトリクス層１０が絶縁
性の平坦化層１１で覆われているために適当な絶縁性の
検査方法がな（その解決方法が求められていた。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題は、少な（とも非画素部を形成するブラック
マトリクス層１０と平坦化層１１と複数のストライプ状
の透明電極工２が順次形成された液晶表示装置用基板ｌ
の前記ブランクマトリクス層１０と透明電極１２間の絶
縁性を検査する液晶表示装置用基板の検査方法において
、前記複数のストライブ状の透明電極１２を２つの群１
２ａ、　１２ｂに分け、各群に属する透明電極１２をそ
れぞれ短絡するショートパー１３ａ、１３ｂ間に交流電
圧を印加し、そこに流れる交流電流の大きさを測定して
前記ブランクマトリクス層１０と透明電極１２間の絶縁
性を検査するように構成した液晶表示装置用基板の検査
方法、とくに、前記ショートパー１３ａ、１３ｂ間に印
加する交流電圧の周波数を変化させながら交流電流の大
きさの変化を測定する液晶表示装置用基板の検査方法に
よって解決することができる。

［作用〕 本発明の構成によれば、液晶表示素子の組立てが終わっ
てから点灯試験などの検査を行って、液晶表示素子全体
の良否を確認するのではなく、組立て前に透明電極１２
を形成したところで透明電極１２とブラックマトリクス
層１０との間の絶縁性の試験を行うので、仮に、絶縁不
良が発見されても基板ｌだけを交換すればよく仕損の発
生を小さく抑えることができる。しがも、透明電極１２
を２つの群１２ａ、１２ｂに分け、各群に属する透明電
極１２をそれぞれ短絡するショートパー１３ａ、　１３
ｂ間に交流電圧を印加し、その交流電圧の周波数を変化
させながら交流電流の大きさの変化を測定するするので
極めて簡易に、かつ、高感度で導電性の異物５ｏによる
絶縁不良が検出できるのである。

〔実施例〕

第１図は本発明の実施例を示す図である。

図中、ｌは基板で、たとえば、大きさ３００　Ｘ２００
　ｍｍ、厚さ１．１　ｍｍのガラス板を用いる。　１１
はブランクマトリクス層で、たとえば、厚さ１００　ｎ
ｍのクロム（Ｃｒ）蒸着膜を形成し、公知のホトリソグ
ラフィ法により、たとえば、巾４０ＩＪｍ程度の非透過
部が残り、大きさ１１００ｕ角以下の画素部となる部分
が孔となって明くようにエツチング除去する。その上に
、たとえば、厚さ２μｍのポリイミド樹脂層からなる平
坦化層１１を形成する。

１２（１２ａ、　１２ｂ）はストライブ状の透明電極で
、たとえば、厚さ１７０ｎｍ、巾３００μｍ、電極間隔
３０ｐｍのストライブ状のＩＴＯ（Ｉｎ２０．、−５ｎ
Ｏｚ）を所定数（数１００本）形成する。透明電極１２
は２つの群。

たとえば、１２ａ、１２ｂに分けそれぞれショートパー
１３ａ、１３ｂで短絡しておく。図示した例では透明電
極１２を１本置きに左右に張り出させ、たとえば、１２
ａの群を左側のショートパ−１３ａに、１２ｂの群を右
側のショートパー１３ｂに接続する。ショートパー１３
ａ、　１３ｂからは導線３５を導出し、交流電源３０゜
交流電流計４０およびスイッチ４５にそれぞれ接続する
。交流電源３０には周波数可変のまたとえば、ＣＲ発振
器などを適宜用いればよい。

第２図は本発明の詳細な説明する等価回路図である。図
中、Ｒ，、Ｒ２は群分けした透明電極群それぞれの合成
抵抗、Ｃ＋、Ｃｚは群分けした透明電極群それぞれとブ
ラックマトリクス層１０との間の合成された静電容量、
Ｒ１はブラックマトリクス層１０に基づく抵抗、ｒは導
電性の異物５０によるブリッジ抵抗である。

すなわち、導電性の異物５０がなく正常な基板が作製さ
れている場合はｒ−（１）であり、一方、完全に短絡状
態にあるときにはｒ　＝０となり、両透明電極間のイン
ピーダンスが変化し、交流電圧を印加した場合の電流値
の大きさが変化するので、予めその関係を測定しておく
ことにより、異物５０の存在の有無や絶縁性劣化の程度
を知ることができる。

第３図はブリッジ抵抗をパラメータとした電流−周波数
特性図で、縦軸に実効電流を横軸に印加電圧周波数をと
っである。なお、この図はブラ・ツタマトリクス層１０
の一角を露出させ、その部分とショートパー１３ａとの
間に所定の値の抵抗を挿入し、５νの実効電圧の交流を
印加し周波数を変化させながら電流値をプロットしたも
のである。

図中、■はｒ−００，■はｒ＝５にΩ、■はｒ　＝１に
Ω、■はｒ　＝０．１にΩ、■はｒ＝０の場合である。

図から分かるようにｒ＝ω、すなわち、正常の場合と、
ｒ＝０．すなわち、完全に短絡状態になった時とでは電
流値に約２倍の差が生じており、極めて容易に検出する
ことができる。

また、導電性の異物５０の抵抗値の大きさ、あるいは、
接触の程度によりブリッジ抵抗値ｒが変わってくるが、
周波数を可変にして走査しながら電流値を測定、たとえ
ば、自記記録させるようにすればブリッジ抵抗値の大小
に関係なく導電性の異物５０の存在を検出でき、さらに
、どの程度絶縁性が劣化しているかを概略検出すること
が可能となる。

上記実施例では白黒表示用のブラックマトリクス層付き
基板の場合について示したが、カラーフィルタ付きの場
合にも同様に適用できることは言うまでもない。

また、透明電極１２の群分けは１本置きにする必要は必
ずしもなく、その他の方法、たとえば、上下２群に分け
るなど多様な分は方が適用できる。

さらに、２つに群分けするだけに止まらず３群以上にし
ても構わない。

以上述べた実施例は一例を示したもので、本発明の趣旨
に添うものである限り、使用する素材や寸法、構成など
適宜好ましいもの、あるいは、それらの組み合わせを用
いてよいことは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の構成によれば、透明電極
１２とブラックマトリクス層１０との間が導電性の異物
５０などによりブリッジされて短絡状態なっている場合
にも、ブラックマトリクス層に何ら接触することなく、
その短絡状態もしくは絶縁性の劣化を容易に検出できる
ので、液晶表示素子に組み立てる前に不良品を排除する
ことができ。

したがって、従来に比較し仕損が大巾に低下し高精細度
の液晶表示装置の生産性と低価格化に寄与するところが
極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す図、 第２図は本発明の詳細な説明する等価回路図、第３図は
ブリッジ抵抗をパラメータとした電流−周波数特性図、 第４図はブラックマトリクス層付き基板の構成と異物介
在例を示す図、 第５図はブラックマトリクス層を有する液晶表示素子の
例を示す図である。 図において、 １は基板、 １０はブラックマトリクス層、 １１は平坦化層、 １２（１２ａ、　１２ｂ）は透明電極、１３ａ、１３ｂ
はシヨ）バー ５０は異物である。 木光帆／）寅死夕１乏示１図 第　１　図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも非画素部を形成するブラックマトリク
   ス層（１０）と平坦化層（１１）と複数のストライプ状
   の透明電極（１２）が順次形成された液晶表示装置用基
   板（１）の前記ブラックマトリクス層（１０）と透明電
   極（１２）間の絶縁性を検査する液晶表示装置用基板の
   検査方法において、 前記複数のストライプ状の透明電極（１２）を２つの群
   （１２ａ、１２ｂ）に分け、各群に属する透明電極（１
   ２）をそれぞれ短絡するショートバー（１３ａ、１３ｂ
   ）間に交流電圧を印加し、そこに流れる交流電流の大き
   さを測定して前記ブラックマトリクス層（１０）と透明
   電極（１２）間の絶縁性を検査することを特徴とした液
   晶表示装置用基板の検査方法。
2. （２）前記ショートバー（１３ａ、１３ｂ）間に印加す
   る交流電圧の周波数を変化させながら交流電流の大きさ
   の変化を測定することを特徴とした請求項（１）記載の
   液晶表示装置用基板の検査方法。