JPH1138376A - 液晶パネルおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多面付けの液晶パネルのペアリング損失を低
下させる液晶パネルとその製造方法を提供する。 【解決手段】 方形の４面または６面からなり、１チッ
プの形状の基本パターンを左右点対称に２面ずつ、上下
方向に２回または３回スライドして配置したアクティブ
基板およびカラーフィルタと、アクティブ基板とカラー
フィルタとの間に充填された液晶とを備え、液晶パネル
の貼り合せは、左右点対称の２面を短冊状に切断したア
クティブ基板とカラーフィルタとを組み合わせて実施す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像表示機能を有
する液晶パネルおよびその製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年の微細加工技術、液晶材料技術およ
び実装技術などの進歩により、５〜５０cm対角の液晶パ
ネルで実用上支障の無いテレビジョン画像や各種の画像
表示が商用ベースで実現している。

【０００３】また、液晶パネルを構成する２枚のガラス
基板の一方にＲＧＢの着色層を形成しておくことによ
り、カラー表示も容易に実現している。特にスイッチン
グ素子を絵素毎に内蔵させた、いわゆるアクティブ型の
液晶パネルでは、クロストークも少なくかつ高速応答で
高いコントラスト比を有する画像が保証されている。

【０００４】これらの液晶パネルは、走査線としては１
００〜１０００本、信号線としては２００〜２０００本
程度のマトリクス編成が一般的である。図３は液晶パネ
ルへの実装状態を示し、液晶パネル１を構成する一方の
透明絶縁基板、例えばガラス基板２上に形成された走査
線の電極端子群６に駆動信号を供給する半導体集積回路
チップ３を直接に接続するＣＯＧ（Ｃｈｉｐ−Ｏｎ−Ｇ
ｌａｓｓ）方式や、例えばポリイミド系樹脂薄膜をベー
スとし、金メッキされた銅箔の端子（図示せず）を有す
る接続フィルム４を信号線の端子群５に適当な接着剤で
圧接して固定するＴＣＰ方式などの実装手段によって、
電気信号が画像表示部に供給される。ここでは便宜上二
つの実装方式を同時に図示しているが、実際には何れか
の方式が適宜選択されることは言うまでもない。

【０００５】７，８は液晶パネル１の画像表示部と信号
線および走査線の電極端子群５，６との間を接続する配
線路で、必ずしも電極端子群５，６と同一の導電材で構
成される必要はない。

【０００６】９は全ての液晶セルに共通の透明導電性の
対向電極を有するもう１枚の透明絶縁基板であるガラス
基板で、液晶パネル１を構成する２枚のガラス基板２，
９は樹脂性のファイバやビーズなどのスペーサ材によっ
て数μｍ程度の所定の距離を隔てて形成され、その間隙
（ギャップ）は、ガラス基板２，９の周縁部において、
有機性樹脂よりなるシール材と封口材とで封止された閉
空間になっており、この閉空間に液晶が充填されてい
る。

【０００７】カラー表示を実現する場合には、ガラス基
板９の閉空間側に着色層と称する染料または顔料のいず
れか一方もしくは両方を含む有機薄膜が被着されて色表
示機能が与えられるので、その場合にはガラス基板９は
別名カラーフィルタと呼称される。そして液晶材料の性
質によってはガラス基板９の上面またはガラス基板２の
下面のいずれかもしくは両面上に偏光板が貼付され、液
晶パネル１は電気光学素子として機能する。

【０００８】図４は、スイッチング素子として例えば薄
膜の絶縁ゲート型トランジスタを絵素毎に配置したアク
ティブ型液晶パネルの等価回路図である。実線で描かれ
た素子は一方のガラス基板であるアクティブ基板２上
に、そして破線で描かれた素子はもう一方のガラス基板
９上に形成されている。走査線１１と信号線１２は、例
えば非晶質シリコンを半導体層とし、シリコン窒化層を
ゲート絶縁層とするＴＦＴ（薄膜トランジスタ）１０の
形成と同時にアクティブ基板２上に作製される。液晶セ
ル１３はアクティブ基板２上に形成された透明導電性の
絵素電極１４と、カラーフィルタ９（ガラス基板）上に
形成された同じく透明導電性の対向電極１５と、２枚の
ガラス基板２，９で構成された閉空間を満たす液晶１６
とで構成され、電気的にはコンデンサと同じ扱いで良
い。液晶セル１３の時定数を大きくするための蓄積容量
の構成に関しては幾つかの選択が可能で、例えば図４で
は蓄積容量２２は前段のゲート走査線１１と絵素電極１
４とが、絶縁ゲート型トランジスタのゲート絶縁層など
の絶縁層を介して構成される。

【０００９】最近開発された視野角を拡大するＩＰＳ
（In-Plain-Switching）方式の液晶パネルにおいては、
図５に示したように液晶セルはアクティブ基板２上に所
定の距離を隔てて形成された櫛形の一対の対向電極４１
と絵素電極４２とで構成され、従来の液晶パネルと比較
すると、透明導電性の絵素電極１４とカラーフィルタの
一主面上に対向電極１５は不要である。なお、絵素電極
４２は絶縁ゲート型トランジスタのドレインに接続され
てアクティブ化可能であるが、ここでは詳細は省略す
る。因みに４３は液晶セル内の液晶分子の配列状態を示
し、アクティブ基板２上での電圧の印加によって回転す
る。

【００１０】図６はカラー表示用パネルの要部断面図で
ある。染色された感光性ゼラチンまたは着色性感光性樹
脂などよりなる着色層１８は先述したように、カラーフ
ィルタ９の閉空間側で絵素電極１４に対応してＲＧＢの
三原色で所定の配列にしたがって配置されている。全て
の絵素電極１４に共通の対向電極１５は着色層１８の介
在による液晶セル内での電圧配分損失を回避するために
は図示したように着色層１８上に形成される。液晶１６
に接して２枚のガラス基板２，９上に被着された、例え
ば０．１μm程度の膜厚のポリイミド系樹脂薄膜層１９
は液晶分子を決められた方向に揃えるための配向膜であ
る。加えて液晶１６にツイスト・ネマチック（ＴＮ）型
のものを用いる場合には上下に２枚の偏光板２０を必要
とする。

【００１１】ＲＧＢの着色層１８の境界に低反射性の不
透明膜２１を配置すると、アクティブ基板２上の信号線
１２などの配線層からの反射光を防止できて画像のコン
トラスト比が向上し、またスイッチング素子であるＴＦ
Ｔ１０の外部光照射によるＯＦＦ動作時のリーク電流の
増大が防げて強い外光の下でも液晶パネルを動作させる
ことが可能となり、既にブラックマトリクス（ＢＭ）と
して実用化されている。ＢＭ材の構成も多数考えられる
が、隣り合った着色層の境界における段差の発生と光の
透過率を考慮するとコスト的には不利であるが、０．１
μm程度の膜厚のＣｒ薄膜が合理的である。

【００１２】なお、図６において理解を簡単にするた
め、ＴＦＴ１０，走査線１１および蓄積容量２２に加え
て裏面光源やスペーサなどの構成要素も省略している。
２３は絵素電極１４とＴＦＴ１０のドレインとを接続す
るための導電性薄膜で、一般的には信号線１２と同一の
部材で同時に形成されドレイン配線と称される。ここで
は図示しなかったが、対向電極１５は画像表示部より僅
かに外よりの外周部で適当な導電性ペーストを介してＴ
ＦＴ１０を有するアクティブ基板２上の適当な導電性パ
ターンに接続され、電極端子群５，６の一部に組み込ま
れて電気的接続が与えられている。

【００１３】図７（ａ），（ｂ）には、例えば５５０×
６５０ｍｍの基板を用いて対角３０ｃｍ級（１２型）の
液晶パネルを得る場合に一般的な６面付けのアクティブ
基板２とカラーフィルタ９とを示す。カラーフィルタ９
の作製に当たり、コスト的な観点から露光機には大半が
プロキシミティ方式のものを用いる背景もあって、６面
の各上下方向が同一方向に揃った２×３のパターン配置
が採用される。ここでＦ，Ｆ’はそれぞれアクティブ基
板２とカラーフィルタ９のパターンの上下を示すための
記号である。液晶パネル化に当たり、生産性の観点から
は一括貼合せが好ましいことは言うまでもない。すなわ
ち、６面付けのアクティブ基板２と同じく６面付けのカ
ラーフィルタ基板９の２枚を一度に貼り合わせて空パネ
ル化し、割断した後で液晶を注入して６個の液晶パネル
を得るものである。

【００１４】一般的に、上述したような多面取りの場合
には何れか一方の基板の歩留まりが100％でない限り、
必ず歩留まり損が発生する。例えばアクティブ基板とカ
ラーフィルタとが夫々９０％であれば、パネル化工程の
歩留まりが１００パーセントであっても得られる液晶パ
ネルの良品率は８1％となり、９％の歩留まり損が発生
する。

【００１５】歩留まり損は液晶パネルの単価が低い場合
には、換言すれば小型の液晶パネルでは損失額も小さい
ので、多面取りは一括した貼合せが積極的に採用されて
きた。しかしながら、ＰＣ（パソコン）あるいはモニタ
ーとして用いられる対角２５ｃｍ以上の液晶パネルは単
価も高く、歩留まり損の率よりも歩留まり損による金額
損失の方が重視されるようになってきた。

【００１６】それと同時に、このような大型パネルであ
りながら表示画質の向上のために高精細化が同時に進行
し、開口率の確保も要求される結果、ＢＭ幅を細くする
と同時にパネルの貼り合せ精度向上が俄かに技術的課題
となってきた。具体的には貼り合せ精度が、従来は数μ
mで十分であったが、開口率を８０％以上に高めるため
には２μm以下の高精度を要求されるようになってき
た。

【００１７】パネルの貼り合せ精度は、アクティブ基板
とカラーフィルタの加工精度および貼り合せ工程におけ
る二つの基板の貼り合せ精度の総和であり、当然のこと
ではあるが液晶パネルが大きい程、ガラス基板が大きい
程、ガラス基板の反りやウネリも加算されて精度は低下
する。

【００１８】そこで、図７に示したような６面付けの場
合に、上下方向の向きが横に並んだパネル２組を一単位
とする３個の短冊状に切断し、切断したアクティブ基板
とカラーフィルタとを貼り合せてパネル化する生産形態
が提案された。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】この生産形態は生産性
の確保と貼り合せ精度の確保とを考慮した折衷案である
が、上下方向の向きが横に並んだパネル２組を一単位と
してパネル化すると、分割されたアクティブ基板２’，
カラーフィルタ９’の双方ともに良品であるとは限らな
いので、やはり貼り合せ時に損失が発生する点では、改
善の余地が残されている。

【００２０】これは上下方向の向きが横に並んだパネル
２組を一単位とする配置ではパネルの対称性が悪いから
である。具体的には図８の組み合わせ表に示したよう
に、ペアリング損失を回避しようとすると二重線で縁取
りした右下がりの対角線上３種類のみが採用可能な組み
合わせである。すなわち、アクティブ基板２’，カラー
フィルタ９’の双方ともに何れか一方が不良品である場
合に、不良品同志が合致するような場合分けが必要であ
り、双方ともに良品である場合とを加味すると上記３種
類の組み合せに基づいたペアリングが必要となる。

【００２１】２面の内の何れか一方のみが良品である発
生確率が、何時、いかなる場合でも同じであればペアリ
ング損失は発生しないが、これを実現するためにはかな
りの量の在庫を工場内に保有していないと困難で、場合
によっては使用されることなく、廃棄される片面良品が
発生することは避けられないのが現状である。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶パネルは、
かかる現状に鑑みなされたもので、方形の４面または６
面からなり、１チップの形状の基本パターンを左右点対
称に２面ずつ、上下方向に複数回、例えば２回または３
回程度をスライドして配置したアクティブ基板およびカ
ラーフィルタと、アクティブ基板とカラーフィルタとの
間に充填された液晶とを備え、液晶パネルの貼り合せ
は、左右点対称の２面を短冊状に切断したアクティブ基
板とカラーフィルタとを組み合わせて実施するものであ
り、その際良品同志が相対向するように切断したアクテ
ィブ基板またはカラーフィルタの一方を他方に対して回
転して使用するものである。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の液晶パ
ネルは、絶縁性基板の一主面上に複数本の走査線を有
し、少なくとも一層以上の絶縁層を介して前記走査線と
概ね直交する複数の信号線を有し、前記走査線と前記信
号線との交点毎に少なくとも一つのスイッチング素子と
透明導電性の絵素電極とを有する方形の左右点対称の２
面を上下方向に複数回スライドして配置した複数面から
なるアクティブ基板と、一主面上に少なくとも透明導電
性の対向電極を有して前記アクティブ基板に対向する方
形の左右点対称の２面を上下方向に複数回スライドして
配置した複数面からなり、左右点対称の２面毎に切断し
たカラーフィルタと、前記左右点対称の２面毎に切断し
たアクティブ基板との間に充填された液晶とを備えたこ
とを特徴とする。

【００２４】本発明の請求項２に記載の液晶パネルは、
絶縁性基板の一主面上に複数本の走査線を有し、少なく
とも一層以上の絶縁層を介して前記走査線と概ね直交す
る複数の信号線を有し、前記走査線と前記信号線との交
点毎に少なくとも一つのスイッチング素子と絵素電極と
対向電極とを有する方形の左右点対称の２面を上下方向
に複数回スライドして配置した複数面からなるアクティ
ブ基板と、前記アクティブ基板に対向する方形の左右点
対称の２面を上下方向に複数回スライドして配置した複
数面からなり、左右点対称の２面毎に切断したカラーフ
ィルタと、前記左右点対称の２面毎に切断したアクティ
ブ基板との間に充填された液晶とを備えたことを特徴と
する。

【００２５】本発明の請求項３に記載の液晶パネルの製
造方法は、請求項１の液晶パネルの製造方法であって、
アクティブ基板とカラーフィルタとの間に所定のギャッ
プを保ちながら相対向する際に、良品同志が相対向する
ように前記切断したアクティブ基板またはカラーフィル
タの一方を他方に対して回転することを特徴とする。

【００２６】本発明の請求項４に記載の液晶パネルの製
造方法は、請求項２の液晶パネルの製造方法であって、
アクティブ基板とカラーフィルタとの間に所定のギャッ
プを保ちながら相対向する際に、良品同志が相対向する
ように前記切断したアクティブ基板またはカラーフイル
タの一方を他方に対して回転することを特徴とする。

【００２７】上記のように、左右点対称の２面毎に切断
したアクティブ基板とカラーフィルタとを組み合わせる
ため、アクティブ基板およびカラーフィルタの回転対称
な配置により良品同志の組み合せが常に得られ、アクテ
ィブ基板とカラーフィルタとの間に所定のギャップを保
ちながら相対向する際には、良品同志が相対向するよう
に切断したアクティブ基板およびカラーフィルタの一方
を他方に対して回転するため、ペアリングが不要とな
り、歩留まり損は発生しない。

【００２８】（実施の形態１）本発明の（実施の形態
１）を図１に基づいて説明する。図１はアクティブ基板
とカラーフィルタの基本パターンの配置を示す。この液
晶パネルは、４面または６面付けのアクティブ基板２
と、４面または６面付けのカラーフィルタ９とを有す
る。

【００２９】４面または６面付けのアクティブ基板２
は、図１（ａ）に示すように、絶縁性基板の一主面上に
複数本の走査線を有し、少なくとも一層以上の絶縁層を
介して前記走査線と概ね直交する複数の信号線を有し、
前記走査線と前記信号線との交点毎に少なくとも一つの
スイッチング素子と透明導電性の絵素電極とを有する
が、この点は前記した従来例と同様である。この発明の
特徴とする点は、４面または６面付けのアクティブ基板
２が方形の４面または６面からなり、方形の左右点対称
の２面を上下方向に２回または３回スライドして配置し
たことである。

【００３０】この（実施の形態１）では１チップの長方
形の形状が概ね横３：縦４の基本パターン３０を、左右
点対称に２面ずつ、上下方向に３回スライドして配置し
ている。Ｆはアクティブ基板のパターン３０の天地方向
を表示する。

【００３１】６面付けのカラーフィルタ９は、図１
（ｂ）に示すように、一主面上に少なくとも透明導電性
の対向電極を有するカラーフィルタでもある点につい
て、前記した従来例と同様である。この発明の特徴とす
る点は、４面または６面付けのカラーフィルタが方形の
４面または６面からなり、方形の左右点対称の２面を上
下方向に２回または３回スライドして配置したことであ
る。

【００３２】この（実施の形態１）では６面付けのアク
ティブ基板２と同様に１チップの形状の基本パターン３
１を左右点対称に２面ずつ、上下方向に３回スライドし
て配置している。

【００３３】液晶パネルの貼り合せは、図２に示したよ
うに左右点対称の２面を短冊状に切断したアクティブ基
板２’とカラーフィルタ９’とを組み合わせて実施す
る。すなわち、切断されたアクティブ基板２’とカラー
フィルタ９’を対向する際には、良品同志が相対向する
ようにするが、相対向しない場合はアクティブ基板２’
とカラーフィルタ９’の一方を他方に対して１８０°毎
に回転し、液晶パネルの貼り合せを行う。

【００３４】すると、２面の内の１面が良品である場合
には１８０°の回転を行えば必ず良品同志の組み合せが
得られる。この結果、液晶パネルのパネル化に当たっ
て、保管すべき分類は、２面とも良品のアクティブ基板
２’およびカラーフィルタ９’と、１面良品のアクティ
ブ基板２’およびカラーフィルタ９’だけの４種類とな
り、良品のチップは全数無駄なく使用できることにな
る。

【００３５】この実施の形態によれば、６面付けのアク
ティブ基板２を左右点対称の２面を上下方向に２回また
は３回スライドして配置したため、従来例と比較して、
アクティブ基板とカラーフィルタの点対称な配置により
必ず良品同志の組み合わせが得られ、良品の液晶パネル
を得るための分類が簡素化される。

【００３６】また、２面の内の１面が良品であるものは
上述したように回転使用によって同等化されるので、区
分して在庫管理する必要はなく、したがって従来の大量
の在庫がなければ生じる非現用品は存在せず、ペアリン
グ損失が発生しない。

【００３７】なお、点対称となってもアクティブ基板２
とカラーフィルタ９との貼り合せにおいて支障がないよ
うに、アライメント・マークなどは適宜増やしておく
か、対称性の良いものを採用することは言うまでもな
い。また２面の内の何れが良品かを区別するために、適
当なシリアル番号や記号を付与しておくと好都合である
ことも自明である。

【００３８】（実施の形態２）本発明の（実施の形態
２）は、ＩＰＳ型の液晶表示装置に本発明を適用したも
ので、従来例の液晶パネルとの構成の差は、請求項２お
よび請求項４に記載した通りであり、得られる作用・効
果については、第１の実施の形態と全く同一であるの
で、ここでは重複を避けて詳細は省略する。

【００３９】

【発明の効果】以上のように本発明の液晶パネルによれ
ば、複数面付けのアクティブ基板２を左右点対称の２面
を上下方向に複数回スライドして配置したため、左右点
対称の２面毎に切断して貼り合わせると従来例と比較し
て、アクティブ基板とカラーフィルタの点対称な配置に
より必ず良品同志の組み合わせが得られ、ペアリング損
失を回避するための分類が簡素化され、またペアリング
損失が発生しないという著しい効果が得られる。

【００４０】また、本発明の液晶パネルの製造方法によ
れば、アクティブ基板とカラーフィルタとの間に所定の
ギャップを保ちながら相対向するに際に、良品同志が相
対向するように切断したアクティブ基板とカラーフィル
タとの一方を他方に対して回転するため、上述と同じよ
うな効果がある。

【００４１】なお、左右点対称な２面を上下方向に複数
回スライドさせて配置する回数は、２回または３回程度
が好ましく、それを越えてスライドさせない理由は、ス
ライド回数をこれ以上増すと切断した短冊状の基板があ
まりに細長くなって取り扱いにくいだけでなく、貼り合
せ精度の確保が困難となり、高精細のパネルを作製する
うえでは、逆にパネル化工程の歩留まりが低下するおそ
れがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の液晶パネルにおけるアク
ティブ基板およびカラーフィルタの基本パターンの配置
図

【図２】切断した短冊状の基板の貼り合せ工程における
基板の回転を示唆する模式図

【図３】液晶パネルの実装状態を示す斜視図

【図４】アクティブ型液晶パネルの等価回路図

【図５】ＩＰＳ方式の液晶セルの概念図を示す斜視図

【図６】アクティブ型液晶パネルの要部断面図

【図７】従来の一般的な６面付けのアクティブ基板およ
びカラーフィルタの基本パターンの配置図

【図８】従来の横に並んだパネル２組を一単位とする基
本パターンのパネルの組合わせを説明する図

【符号の説明】

２ アクティブ基板（ガラス基板） ２’ 切断されたアクティブ基板（ガラス基板） ９ カラーフィルタ ９’ 切断されたカラーフィルタ ３０ ６面配置の１チップ基本パターン（アクティブ
基板） ３１ ６面配置の１チップ基本パターン（カラーフィ
ルタ）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁性基板の一主面上に複数本の走査線を
   有し、少なくとも一層以上の絶縁層を介して前記走査線
   と概ね直交する複数の信号線を有し、前記走査線と前記
   信号線との交点毎に少なくとも一つのスイッチング素子
   と透明導電性の絵素電極とを有する方形の左右点対称の
   ２面を上下方向に複数回スライドして配置した複数面か
   らなるアクティブ基板と、 一主面上に少なくとも透明導電性の対向電極を有して前
   記アクティブ基板に対向する方形の左右点対称の２面を
   上下方向に複数回スライドして配置した複数面からなり
   左右点対称の２面毎に切断したカラーフィルタと、 前記左右点対称の２面毎に切断したアクティブ基板との
   間に充填された液晶とを備えた液晶パネル。
2. 【請求項２】絶縁性基板の一主面上に複数本の走査線を
   有し、少なくとも一層以上の絶縁層を介して前記走査線
   と概ね直交する複数の信号線を有し、前記走査線と前記
   信号線との交点毎に少なくとも一つのスイッチング素子
   と絵素電極と対向電極とを有する方形の左右点対称の２
   面を上下方向に複数回スライドして配置した複数面から
   なるアクティブ基板と、 前記アクティブ基板に対向する方形の左右点対称の２面
   を上下方向に複数回スライドして配置した複数面からな
   り、左右点対称の２面毎に切断したカラーフィルタと、 前記左右点対称の２面毎に切断したアクティブ基板との
   間に充填された液晶とを備えた液晶パネル。
3. 【請求項３】請求項１に記載の液晶パネルの製造方法で
   あって、それぞれ左右点対称の２面毎に切断したアクテ
   ィブ基板とカラーフィルタとの間に所定のギャップを保
   ちながら相対向する際に、良品同志が相対向するように
   前記切断したアクティブ基板またはカラーフィルタの一
   方を他方に対して回転することを特徴とする液晶パネル
   の製造方法。
4. 【請求項４】請求項２に記載の液晶パネルの製造方法で
   あって、それぞれ左右点対称の２面毎に切断したアクテ
   ィブ基板とカラーフィルタとの間に所定のギャップを保
   ちながら相対向する際に、良品同志が相対向するように
   前記切断したアクティブ基板またはカラーフィルタの一
   方を他方に対して回転することを特徴とする液晶パネル
   の製造方法。