JP2000305069A

JP2000305069A - 液晶表示用パネルの製造方法

Info

Publication number: JP2000305069A
Application number: JP11396699A
Authority: JP
Inventors: Yukihiro Noguchi; 幸宏野口
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1999-04-21
Filing date: 1999-04-21
Publication date: 2000-11-02

Abstract

(57)【要約】【課題】基板の裏面に発生した傷を、表示性能を損な
うことなく且つ基板の破損も極力防止することのできる
液晶表示パネルの製造方法を提供すること。【解決手段】液晶表示パネル１の製造方法は、製造過
程において発生した透明ガラス基板２の裏面の傷の除去
のための研磨を、ＣＭＰ法を用いて、対向電極基板１９
を貼り合わせる前に行っているので、研磨時の薬品の影
響を心配することなく、基板２の全面を研磨することが
できる。その結果、基板２に部分的に圧力が加わらない
ので、研磨中に基板２が破損しにくく、また、基板２裏
面の仕上がり状態にムラが無く、表示特性に悪影響を与
える心配がない。また、研磨作業中、薄膜トランジスタ
８がシリコン酸化膜９で保護され、研磨剤等によって薄
膜トランジスタ８の特性が損なわれることが無い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置の製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より広く採用されている一般的な液
晶表示用パネル５１を図１２に示す。

【０００３】同図において、液晶表示装置５１は、一対
の透明ガラス基板５２，５３を、接着性シール材５４及
びスペーサ５５・・を介して貼り合わせ、各透明ガラス
基板５２，５３の間にネマティック液晶５６を封入する
ことにより構成されている。

【０００４】一方の基板５２における表示領域５７の上
には、ＩＴＯからなる第１の透明電極５８がマトリクス
状に形成されている。第１の透明電極５８は、マトリク
ス状に配置された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）５９に接
続され、このＴＦＴ５９を介して第１の透明電極５８へ
の印加電圧が制御される。

【０００５】第１の透明電極５８の上にはポリイミドか
らなる第１の配向膜６０が形成されている。この第１の
配向膜６０の表面には、液晶分子を所定方向に配向させ
るため配向処理（ラビング処理）が施されている。

【０００６】他方の基板５３上には、ＴＦＴ５９に対応
する位置に、ブラックマトリクス６１がマトリクス状に
パターン形成され、その上には、第１の透明電極５８の
対向電極としての第２の透明電極（ＩＴＯ）６２が形成
されている。

【０００７】第２の透明電極６２の上には第２の配向膜
（ポリイミド）６３が形成されている。この第２の配向
膜６３の形成方法は第１の配向膜６０と同様である。

【０００８】このような液晶表示用パネル５１にあって
は、透明ガラス基板５２上にＴＦＴ、ＩＴＯ、絶縁膜等
の表示デバイスを形成する過程において、透明ガラス基
板５２の裏面（デバイスの形成面とは反対側の面）に傷
が着きやすく、この傷が表示画面に映って表示不良の原
因になり、パネルの製造歩留まりを低下させていた。特
に、プロジェクター用として用いられる液晶表示用パネ
ルでは、基板の傷が画面に拡大投影されるため、深刻な
不良原因となる。

【０００９】そこで、従来では、液晶表示パネル５１を
完成させた後、基板における傷が付いている箇所を部分
的に研磨して、この傷を除去することが行われている。

【００１０】

【発明を解決しようとする課題】従来例のように液晶表
示パネル５１を完成させた後に、傷を修復するものにあ
っては、傷を除去するために透明ガラス基板５２の全面
を研磨しようとすると、研磨作業時や研磨後の洗浄時に
使用する薬品、水等により、液晶のシール部が劣化した
り、液晶部内に水分が浸入したりする恐れがあるので、
これを極力回避するために、基板における傷が付いてい
る箇所のみを部分的に研磨するようにしている。その結
果、パネルの一部分に圧力が加わることになり、パネル
が破損しやすいと共に、透明ガラス基板５２の裏面の仕
上がり状態にムラができて表示不良の原因になる問題が
ある。

【００１１】本発明は、液晶表示パネルの製造方法に関
し、斯かる問題点を解消することをその目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明における
液晶表示用パネルの製造方法は、一対の透明電極基板を
貼り合わせる前に、少なくとも一方の透明電極基板にお
ける貼り合わせ面と反対側の面に付着した傷を除去する
ことをその要旨とする。

【００１３】このように、一対の透明電極基板を貼り合
わせる前に、透明電極基板における貼り合わせ面と反対
側の面に付いている傷を除去するようにすれば、傷を除
去する時の薬品（研磨剤）や水が液晶やシール部に悪影
響を与えることはない。

【００１４】請求項３の発明における液晶表示用パネル
の製造方法は、一対の透明電極基板を貼り合わせる前
に、少なくとも一方の透明電極基板における貼り合わせ
面と反対側の面を研磨し、その後前記一対の透明電極基
板間に液晶を封入することをその要旨とする。

【００１５】このように、一対の透明電極基板を貼り合
わせる前に、透明電極基板における貼り合わせ面と反対
側の面を研磨してこの部分に付いている傷を除去するよ
うにすれば、研磨時の薬品（研磨剤）や水の影響を心配
することなく、基板の全面を研磨することができる。

【００１６】請求項３の発明における液晶表示用パネル
の製造方法は、請求項２の発明において、前記一方の透
明電極基板における前記貼り合わせ面側には、表示用電
極への電圧の印加を制御するスイッチング素子とこのス
イッチング素子を覆う絶縁膜とが形成されており、前記
研磨を、前記絶縁膜を形成した後に行うことをその要旨
とする。こうすることで、請求項２の発明の作用に加え
て、研磨作業時においてスイッチング素子が絶縁膜で保
護されているので、スイッチング素子の特性が損なわれ
ることが無い。

【００１７】請求項４の発明における液晶表示用パネル
の製造方法は、請求項２又は３の発明において、前記一
方の透明電極基板における前記貼り合わせ面側には、更
に配向膜が形成されており、前記研磨を、前記配向膜を
形成した後に行うことをその要旨とする。こうすること
で、請求項２の発明の作用に加えて、研磨作業時におい
て表示用電極が配向膜で保護されているので、表示用電
極の性能が損なわれることが無い。

【００１８】請求項５の発明における液晶表示用パネル
の製造方法は、請求項４の発明において、前記研磨を、
前記配向膜に配向処理を行う前に行うことをその要旨と
する。こうすることで、請求項４の発明の作用に加え
て、研磨作業時において、配向膜の配向面を損なう心配
が無い。

【００１９】請求項６の発明における液晶表示用パネル
の製造方法は、請求項２乃至５のいずれか１項の発明に
おいて、前記研磨として、化学的・機械的研磨法を用
い、研磨液として酸化セリウムを含む溶液を用いること
をその要旨とする。このように、化学的・機械的研磨法
を用いることで、研磨面の平坦性を非常に優れたものと
することができ、しかも、研磨液として酸化セリウムを
含む溶液を用いることで、良好な仕上がり状態を確保し
つつ、研磨作業の高速化を実現して、研磨時間の短縮及
び深い傷の修復を図ることができる。

【００２０】請求項７の発明における液晶表示用パネル
の製造方法は、請求項６の発明において、前記研磨液中
の酸化セリウムの濃度を５％以上に設定したことをその
要旨とする。こうすることで、研磨作業の高速性を確保
できる。

【００２１】請求項８の発明における液晶表示用パネル
の製造方法は、請求項２乃至５のいずれか１項の発明に
おいて、表面に保護膜を形成した状態で前記研磨を行う
ことをその要旨とする。こうすることで、研磨作業にお
いて、透明電極基板上の各種デバイスの保護を強化す
る。

【００２２】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）本発明を具体化
した第１実施形態におけるアクティブマトリクス型液晶
表示パネル１の製造方法を図１〜図７に示す工程断面図
に従って説明する。

【００２３】工程１（図１参照）：透明ガラス基板２の
上に、多結晶シリコン薄膜３を形成する。この多結晶シ
リコン薄膜３は、プラズマＣＶＤ法、減圧ＣＶＤ法、ス
パッタ法などを用いて形成しても良く、また、非晶質シ
リコンを固相成長法や溶融再結晶化法などを用いて多結
晶化しても良い。また、多結晶シリコンに代えて、非晶
質シリコンをそのまま用いても良い。

【００２４】工程２（図２参照）：多結晶シリコン薄膜
３をパターニングした後、その上にゲート酸化膜４とゲ
ート電極５とを順に形成し、更に、イオン注入法及び熱
拡散法を用いて多結晶シリコン薄膜３にソース領域６及
びドレイン領域７を形成することにより、透明ガラス基
板２の上に複数の薄膜トランジスタ８を形成する。尚、
この薄膜トランジスタ８が、本発明における「スイッチ
ング素子」に相当する。

【００２５】工程３（図３参照）：全面に、プラズマＣ
ＶＤ法を用いてシリコン酸化膜９（膜厚；１００ｎｍ）
を形成した後、このシリコン酸化膜９に、ソース領域６
に通じるコンタクトホール１０とドレイン領域７に通じ
るコンタクトホール１１とを形成する。尚、このシリコ
ン酸化膜９が、本発明における「絶縁膜」に相当する。

【００２６】工程４（図４参照）：シリコン酸化膜９の
上に、スパッタ法を用いて、アルミニウム合金製のドレ
イン電極１２とＩＴＯ（Indium Tin Oxide）製の透明電
極１３とを形成する。ドレイン電極１２はコンタクトホ
ール１０を介してドレイン領域６に接続し、透明電極１
３はコンタクトホール１１を介してソース領域７に接続
する。尚、透明電極１３が、本発明における「表示用電
極」に相当する。

【００２７】工程５（図５参照）：以上の工程におい
て、透明ガラス基板２は、種々の電極や膜の形成のため
に装置間を搬送されるため、その間に透明ガラス基板２
の裏面に様々な傷１４が付いてしまう。そこで、この工
程５では、まず、基板の全面をレジスト１５で覆い、更
にその上に高分子フィルム１６を形成した後、化学的・
機械的研磨法（Chemical Mechanical Polishing：ＣＭ
Ｐ法）を用いて、基板２の裏面を研磨し、その後、レジ
スト１５と高分子フィルム１６とを除去する。尚、レジ
スト１５又は高分子フィルム１６が、本発明における
「保護膜」に相当する。

【００２８】ＣＭＰ法とは、機械的な研磨に、化学的作
用を付加して加工する方法であり、本実施形態にあって
は、酸化セリウムを含む溶液（スラリー）を流しながら
行う。このＣＭＰ法による研磨作業を図６に基づいて説
明する。

【００２９】透明ガラス基板２を基板チャック１００に
固定し、研磨定盤１０１に貼られた研磨布１０２に押し
付けて基板チャック１００及び研磨定盤１０１をそれぞ
れ回転させる。その際、スラリー貯蔵タンク１０３から
スラリー１０４を研磨布上に適量滴下しながら研磨を行
っていく。

【００３０】この時、研磨剤として酸化セリウムを用い
ると、酸化セリウム自体がガラスと反応するため、高速
かつ平坦性のよい研磨を行うことができる。すなわち、
ガラス内のＳｉＯ₂はシリコンと酸素が共有結合でつな
がっているが、セリウムはこのシリコンと電子状態があ
る程度似ているため、シリコンと置換してＳｉＯ₂のSi-
O結合ネットワーク内に入る。入った後のCe-O結合はSi-
O結合ほど共有結合性がないのでSi-O結合ネットワーク
を維持することができなくなり、その結果、Ce-O結合部
分は少しの力で破壊され、高速の研磨が行われる。

【００３１】また、酸化セリウムは研磨する対象よりも
柔らかいので粒度分布をそれほど厳しく管理しなくても
研磨による傷が発生しにくく、処理後の研磨面の平坦性
は良い。本実施形態において、濃度１５％の酸化セリウ
ムを用いて研磨したところ、研磨後の表面粗度はrms粗
度で約２６Å（研磨前の表面粗度は約４０Å）であり、
パネル・モジュール化後の表示状態も良好であった。

【００３２】また、酸化セリウムは、溶媒が中性の水で
よく、研磨対象以外の余計なものを腐食することがな
い。

【００３３】ここで、図７は、研磨速度とスラリー内の
酸化セリウム濃度との関係を示したものである。同図か
ら、研磨速度は、酸化セリウム濃度が５％で飽和し始め
るので、スラリー内の酸化セリウム濃度は５％以上であ
れば十分高速に研磨を行うことができる。

【００３４】工程６（図８参照）：透明電極１３を含む
基板の全面に高分子有機材料（本実施形態ではポリイミ
ド）を塗布し、更に熱処理して高分子有機材料を硬化さ
せることにより配向膜１７を形成する。

【００３５】そして、液晶分子を所定方向に配向させる
ために、配向膜１７の表面を配向処理する。この配向処
理は、以下の手法のいずれかを用いる。（ラビング法）：膜表面を、ナイロンやレーヨン等から
なるラビング布で一定方向に機械的にラビング（擦る）
する。（紫外線照射法）：膜表面に、偏光紫外線を照射する。（溝形状転写法）：膜表面に、表面に微小な凹凸を有す
るアクリル製の転写板を圧着させる。

【００３６】以上の工程１~工程６により、液晶表示パ
ネル１の片側であるＴＦＴ基板１８を完成させる。尚、
このＴＦＴ基板１８が、本発明における「透明電極基
板」に相当する。

【００３７】工程７（図９参照）：液晶表示パネル１の
他方の基板である対向電極基板１９には、Ｃｒ製のブラ
ックマトリクス２０をマトリクス状にパターン形成し、
その上に、透明電極１３の対向電極としてのＩＴＯ製透
明電極２１を形成する。更に透明電極２１の上には配向
膜２２を形成する。この配向膜２２の形成方法は配向膜
１７と同様である。

【００３８】その後は、通常の手法により、ＴＦＴ基板
１８に、図示しない接着性シール材を介して対向電極基
板１９を貼り合わせた後、液晶２３を基板間に注入し、
封止用樹脂（図示しない）で封止する。

【００３９】以上の通り、本第１実施形態における液晶
表示パネル１の製造方法にあっては、製造過程において
発生した透明ガラス基板２の裏面の傷の除去のための研
磨を、対向電極基板１９を貼り合わせる前に行っている
ので、研磨時の薬品の影響を心配することなく、基板２
の全面を研磨することができる。その結果、基板２に部
分的に圧力が加わらないので、研磨中に基板２が破損し
にくく、また、基板２裏面の仕上がり状態にムラが無
く、表示特性に悪影響を与える心配がない。

【００４０】また、本第１実施形態における液晶表示パ
ネル１の製造方法にあっては、透明ガラス基板２の裏面
の傷の除去のための研磨を、シリコン酸化膜９を形成し
た後に行っているので、研磨作業中、薄膜トランジスタ
８がシリコン酸化膜９で保護され、研磨剤等によって薄
膜トランジスタ８の特性が損なわれることが無い。（第２実施形態）本発明を具体化した第２実施形態にお
けるアクティブマトリクス型液晶表示パネル１の製造方
法を、図１０及び図１１に示す工程断面図に従って説明
する。

【００４１】尚、本第２実施形態は、上記第１実施形態
における工程５で行う研磨作業を、配向膜１７の形成
後、配向膜１７に配向処理を行う前に行うことに特徴を
有する。従って、上記第１実施形態における工程１〜工
程４及び工程７については、本第２実施形態も同一であ
るので、同じ符号を用い、その詳細な説明は省略する。

【００４２】工程８（図１０参照）：透明電極１３を含
む基板の全面に高分子有機材料（本実施形態ではポリイ
ミド）を塗布し、更に熱処理して高分子有機材料を硬化
させることにより配向膜１７を形成する。

【００４３】工程９（図１１参照）：配向膜１７の表面
をレジスト１５で覆い、更にその上に高分子フィルム１
６を形成した後、ＣＭＰ法を用いて、基板２の裏面を研
磨し、その後、レジスト１５と高分子フィルム１６とを
除去する。

【００４４】そして、液晶分子を所定方向に配向させる
ために、配向膜１７の表面を配向処理する。この配向処
理は、第１実施形態と同様、ラビング法、紫外線照射
法、溝形状転写法のいずれかの手法を用いる。

【００４５】以上の通り、本第２実施形態における液晶
表示パネル１の製造方法にあっては、上記第１実施形態
の作用効果に加え、透明ガラス基板２の裏面の傷の除去
のための研磨を、配向膜１７を形成した後に行うので、
研磨作業中、透明電極１３が配向膜１７で保護され、研
磨剤等で、透明電極１３が変質したり破損したりする心
配が無い。その結果、良好な表示特性を維持することが
できる。

【００４６】更には、透明ガラス基板２の裏面の傷の除
去のための研磨を、配向膜１７に配向処理を行う前に行
っているので、研磨作業時において研磨剤等で、配向膜
１７の配向面を損なう心配が無い。その結果、良好な表
示特性を維持することができる。

【００４７】以上の実施形態にあっては以下の通り変形
しても良く、その場合であっても同様の作用効果を奏す
ることができる。

【００４８】（１）ＣＭＰ法に代えて、フッ酸などのエ
ッチング液によってガラス面を腐食させ削り取るエッチ
ング法や砥石などを用いて物理的にガラス表面を研磨す
るＢＧ法（Back Grind法）を用いる。

【００４９】（２）薄膜トランジスタ８として、ゲート
電極５が多結晶シリコン薄膜３の上に位置するトップゲ
ート型を採用したが、ゲート電極が多結晶シリコン膜の
下に位置するボトムゲート型のＴＦＴを採用しても良
い。

【００５０】（３）レジスト１５及び高分子フィルム１
６のいずれか一方の使用を省く。

【００５１】（４）透明電極１３，２１を、ＺｎＯ系の
導電性金属酸化膜やＩｎＯとＺｎＯとを混合した導電性
金属酸化膜を用いる。

【００５２】（５）ブラックマトリクス２０としてＣｒ
以外の金属膜や遮光性のある樹脂を用いる。

【００５３】（６）単純マトリクス型の液晶表示パネル
に適用する。

【００５４】

【発明の効果】本発明にあっては、基板の裏面に発生し
た傷を、表示性能を損なうことなく且つ基板の破損も極
力防止することのできる液晶表示パネルの製造方法を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具体化した第１及び第２実施形態にお
ける液晶表示パネルの製造プロセスを示す概略断面図で
ある。

【図２】本発明を具体化した第１及び第２実施形態にお
ける液晶表示パネルの製造プロセスを示す概略断面図で
ある。

【図３】本発明を具体化した第１及び第２実施形態にお
ける液晶表示パネルの製造プロセスを示す概略断面図で
ある。

【図４】本発明を具体化した第１及び第２実施形態にお
ける液晶表示パネルの製造プロセスを示す概略断面図で
ある。

【図５】本発明を具体化した第１実施形態における液晶
表示パネルの製造プロセスを示す概略断面図である。

【図６】本発明を具体化した第１実施形態における研磨
装置の概略説明図である。

【図７】研磨作業における研磨速度とスラリー内の酸化
セリウム濃度との関係を示す特性図である。

【図８】本発明を具体化した第１及び第２実施形態にお
ける液晶表示パネルの製造プロセスを示す概略断面図で
ある。

【図９】本発明を具体化した第１及び第２実施形態にお
ける液晶表示パネルの製造プロセスを示す概略断面図で
ある。

【図１０】本発明を具体化した第２実施形態における液
晶表示パネルの製造プロセスを示す概略断面図である。

【図１１】本発明を具体化した第２実施形態における液
晶表示パネルの製造プロセスを示す概略断面図である。

【図１２】従来例における液晶表示パネルの断面図であ
る。

【符号の説明】

１液晶表示パネル２透明ガラス基板８薄膜トランジスタ９シリコン酸化膜１３透明電極１４傷１７配向膜１８ＴＦＴ基板１９対向電極基板２３液晶

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対の透明電極基板を貼り合わせる前
に、少なくとも一方の透明電極基板における貼り合わせ
面と反対側の面に付着した傷を除去することを特徴とし
た液晶表示用パネルの製造方法。
【請求項２】一対の透明電極基板を貼り合わせる前
に、少なくとも一方の透明電極基板における貼り合わせ
面と反対側の面を研磨し、その後前記一対の透明電極基
板間に液晶を封入することを特徴とした液晶表示用パネ
ルの製造方法。
【請求項３】前記一方の透明電極基板における前記貼
り合わせ面側には、表示用電極への電圧の印加を制御す
るスイッチング素子とこのスイッチング素子を覆う絶縁
膜とが形成されており、前記研磨を、前記絶縁膜を形成
した後に行うことを特徴とした請求項２に記載の液晶表
示用パネルの製造方法。
【請求項４】前記一方の透明電極基板における前記貼
り合わせ面側には、更に配向膜が形成されており、前記
研磨を、前記配向膜を形成した後に行うことを特徴とし
た請求項２又は３に記載の液晶表示用パネルの製造方
法。
【請求項５】前記研磨を、前記配向膜に配向処理を行
う前に行うことを特徴とした請求項４に記載の液晶表示
用パネルの製造方法。
【請求項６】前記研磨として、化学的・機械的研磨法
を用い、研磨液として酸化セリウムを含む溶液を用いる
ことを特徴とした請求項２乃至５のいずれか１項に記載
の液晶表示用パネルの製造方法。
【請求項７】前記研磨液中の酸化セリウムの濃度を５
％以上に設定したことを特徴とする請求項６に記載の液
晶表示用パネルの製造方法。
【請求項８】表面に保護膜を形成した状態で前記研磨
を行うことを特徴とした請求項２乃至５のいずれか１項
に記載の液晶表示用パネルの製造方法。