JPH06281904A - 液晶セルの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】大型基板の各セル基板部の露光処理を一括露光
法と分割露光法のいずれによって行なうかにかかわら
ず、セルごとに異なる識別マークを形成した液晶セルを
得る。 【構成】複数個のセル基板を採取できる一対の大型基板
の各セル基板部にそれぞれ少なくとも透明電極と配向膜
とを形成した後、一方の大型基板Ａの各セル基板部１１
ａに、液晶封入領域を囲むシール材２６とこのシール材
と同じ材料からなりかつ各セル基板部１１ａごとにパタ
ーンが異なる識別マーク２７とを同時に印刷し、この
後、一対の大型基板をシール材２６を介して接合して、
この大型基板接合体を個々の液晶セルに分離する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶セルの製造方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置に用いられる液晶セルは、
ガラス等の透明板からなる一対のセル基板を液晶封入領
域を囲む枠状のシール材を介して接合して構成されてお
り、前記一対のセル基板の互いに対向する面にはそれぞ
れ、少なくとも透明電極と配向膜とが形成されている。

【０００３】上記液晶セルには、スタティック駆動方式
のものと、マルチプレックス駆動方式ものとがあり、ま
たマルチプレックス駆動方式の液晶セルには、単純マト
リックス型のものと、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）等を
能動素子とするアクティブマトリックス型のものとがあ
る。

【０００４】これら液晶セルのうち、スタティック駆動
方式のものと、単純マトリックス型のものは、一対のセ
ル基板にそれぞれ形成する透明電極にあまり高い精度が
要求されないため、この透明電極をフォトリソグラフィ
法によって形成する際のフォトレジスト膜の露光処理
は、一般に、形成する透明電極と同じ大きさのマスクパ
ターン（透光または遮光パターン）を形成した露光マス
クを用いて行なわれている。

【０００５】また、アクティブマトリックス型の液晶セ
ルでは、一方のセル基板に、画素ごとに独立する透明電
極（以下、画素電極という）と、ＴＦＴ等の能動素子
と、この能動素子に信号を供給する配線等が形成される
ため、前記画素電極や能動素子の各構成層（電極および
半導体膜等）および配線等をそれぞれ高精度に形成する
必要がある。

【０００６】このため、アクティブマトリックス型液晶
セルの一方のセル基板に形成される画素電極、能動素子
の各構成層、配線等の各要素をフォトリソグラフィ法に
よって形成する際のフォトレジスト膜の露光処理は、形
成要素の形状を拡大した大きさのマスクパターンを形成
した露光マスクを用い、このマスクのパターンを光学的
に縮小投影してフォトレジスト膜を露光する方法で行な
われている。

【０００７】一方、液晶セルは、一般に、複数個のセル
基板を採取できる一対の大型基板の各セル基板部にそれ
ぞれ少なくとも透明電極と配向膜とを形成した後、少な
くとも一方の大型基板の各セル基板部に液晶封入領域を
囲むシール材を印刷し、この後、前記一対の大型基板を
前記シール材を介して接合して、この大型基板接合体を
個々の液晶セルに分離する製法で製造されており、この
製法によれば、複数個の液晶セルを同時に製造すること
ができる。

【０００８】この製法で液晶セルを製造する場合、上述
したフォトレジスト膜の露光処理は、スタティック駆動
方式や単純マトリックス型の液晶セルを製造するときは
一括露光法で行なわれ、アクティブマトリックス型の液
晶セルを製造するときは分割露光法によって行なわれて
いる。

【０００９】上記一括露光法は、大型基板の各セル基板
部にそれぞれ対応させて複数箇所にマスクパターンを形
成した露光マスクを用いて大型基板の全てのセル基板部
を同時に露光処理する方法であり、スタティック駆動方
式や単純マトリックス型の液晶セルを製造する場合に用
いる露光マスクのマスクパターンは、上述したように、
形成する透明電極と同じ大きさでよいため、露光マスク
をその複数箇所にマスクパターンを形成したものとして
も、この露光マスクの全体の大きさは前記大型基板と同
程度でする。

【００１０】一方、上記分割露光法は、大型基板を複数
の領域に分けて各領域ごとに順次露光処理する方法であ
り、一般には、大型基板の各セル基板部をそれぞれ１露
光領域とし、前記各セル基板部を同じ露光マスクを用い
て順次露光する方法が採用されている。なお、大型基板
の１つのセル基板部の面積が大きい場合は、１つのセル
基板部をさらに複数の領域に分け、各セル基板部をそれ
ぞれ複数の露光マスクを用いて露光する方法も採用され
ている。

【００１１】このように、アクティブマトリックス型の
液晶セルを製造する場合の露光処理を上記分割露光法に
よって行なっているのは、露光マスクのマスクパターン
が、上述したように、形成要素の形状を拡大した大きさ
であるため、上記一括露光法に用いる露光マスクのよう
な、複数箇所にマスクパターンを形成した露光マスクを
製作することが困難であるからである。

【００１２】ところで、上記のような製法で複数個の液
晶セルを同時に製造する場合、製造された複数個の液晶
セルのうちの一部のセルに欠陥が発生することがある。
この欠陥の発生原因としては、例えば、配向膜のラビン
グ不良等がある。

【００１３】すなわち、配向膜のラビング処理は、大型
基板の状態で各セル基板部に形成した配向膜の膜面をラ
ビングローラにより一方向にこすることによって行なわ
れるが、この場合、ラビングローラに異常（異物の付着
等）があると、大型基板の各セル基板部のうち、ラビン
グローラの異常箇所が通るセル基板部の配向膜にラビン
グ不良が発生する。

【００１４】そして、上記ラビング不良は、同じラビン
グ装置で処理される全ての大型基板の同じセル基板部に
発生するため、一対の大型基板をシール材を介して接合
した大型基板接合体を分離して得られる各液晶セルのう
ち、前記大型基板接合体の同じ箇所から得られた液晶セ
ルが、液晶の配向不良による表示むらを生じた欠陥品と
なる。

【００１５】なお、液晶セルに表示不良等の欠陥が発生
する原因としては、上記ラビング不良のほかに、露光処
理されたフォトレジスト膜を現像処理する際の現像むら
や、現像処理したフォトレジスト膜をマスクとしてエッ
チングされる被パターニング膜のエッチングむら等があ
り、これらも全ての大型基板の同じセル基板部に生じる
ため、大型基板接合体の同じ箇所から得られた液晶セル
が、電極の短絡や断線等による異常表示を生じた欠陥品
となる。

【００１６】このため、上記製法で液晶セルを製造する
場合は、大型基板接合体のど箇所から得られた液晶セル
に欠陥が発生したか、欠陥の種類が表示むらであるか異
常表示であるか等を早期に把握して、欠陥発生に対する
対策を講じる必要がある。

【００１７】しかし、上記液晶セルの欠陥の有無は、セ
ル内に液晶を封入した完成状態で行なわれる表示検査に
よって知ることができるが、液晶セルへの液晶の注入は
大型基板接合体を個々の液晶セルに分離した後に行なわ
れるため、表示検査の段階では液晶セルが個々に分離さ
れており、したがって、欠陥のある液晶セルが大型基板
接合体のど箇所から得られたものであるかは分からな
い。

【００１８】そこで、従来は、液晶セルの製造過程にお
けるフォトリソグラフィ工程を利用して、大型基板の各
セル基板部に、各セル基板部ごとに異なる識別マークを
形成している。

【００１９】この識別マークの形成は、大型基板の各セ
ル基板部に透明電極等をフォトリソグラフィ法により形
成する際のフォトレジスト膜の露光処理に使用する露光
マスクに、各セル基板部ごとに異ならせた識別用パター
ンを形成しておくことによって行なわれており、このよ
うに前記露光マスクに識別用パターンを形成しておけ
ば、大型基板の各セル基板部に透明電極等を形成する際
に、この透明電極等と同じ材質の膜からなる識別マーク
を同時に形成することができる。

【００２０】そして、大型基板の各セル基板部に上記識
別マークを形成しておけば、大型基板接合体を個々の液
晶セルに分離した後も、各液晶セルが大型基板接合体の
ど箇所から得られたものであるかを、前記識別マークか
ら知ることができる。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来
は、スタティック駆動方式や単純マトリックス型の液晶
セルの製造のように、フォトレジスト膜の露光処理を一
括露光法で行なう場合は、大型基板の各セル基板部に、
セル基板部ごとに異ならせた識別マークを形成できる
が、アクティブマトリックス型の液晶セルの製造のよう
に、フォトレジスト膜の露光処理を分割露光法で行なう
場合は、大型基板の各セル基板部に、セル基板部ごとに
異ならせた識別マークを形成することはできなかった。

【００２２】これは、上記分割露光法が、同じ露光マス
クを用いて大型基板の各セル基板部を順次露光処理する
方法であるため、大型基板の全てのセル基板部のフォト
レジスト膜がいずれも同じパターンに露光処理されるた
めであり、したがって、仮に露光マスクに識別用パター
ンを形成しておいても、全てのセル基板部に形成される
識別マークが同じになってしまう。

【００２３】本発明は、少なくとも透明電極と配向膜と
を形成した一対のセル基板を液晶封入領域を囲む枠状の
シール材を介して接合した液晶セルを複数個同時に製造
する方法として、大型基板の各セル基板部の露光処理を
一括露光法と分割露光法のいずれによって行なうかにか
かわらず、セルごとに異なる識別マークを形成した液晶
セルを得ることができる方法を提供することにある。

【００２４】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数個のセル
基板を採取できる一対の大型基板の各セル基板部にそれ
ぞれ少なくとも透明電極と配向膜とを形成した後、少な
くとも一方の大型基板の各セル基板部に、液晶封入領域
を囲むシール材とこのシール材と同じ材料からなりかつ
各セル基板部ごとにパターンが異なる識別マークとを同
時に印刷し、この後、前記一対の大型基板を前記シール
材を介して接合して、この大型基板接合体を個々の液晶
セルに分離することを特徴とするものである。

【００２５】

【作用】すなわち、本発明は、従来のようにフォトリソ
グラフィ工程を利用して大型基板の各セル基板部に識別
マークを形成するのではなく、前記大型基板の各セル基
板部に液晶封入領域を囲むシール材を印刷する際に、こ
のシール材と同じ材料からなる識別マークを同時に印刷
するものであり、前記シール材は大型基板の各セル基板
部に一括して印刷できるから、このシール材の印刷マス
クに前記各セル基板部ごとに異ならせた識別用パターン
を設けておけば、前記シール材の印刷時に、セル基板部
ごとに異なる識別マークを印刷することができる。

【００２６】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。

【００２７】まず、製造する液晶セルの構成を説明する
と、図５は前記液晶セルの一部分の断面図であり、この
液晶セルは、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を能動素子と
するアクティブマトリックス型のものである。

【００２８】この液晶セルは、ガラス等の透明板からな
る一対のセル基板１１，１２を液晶封入領域を囲む枠状
のシール材（図５では図示せず）を介して接合して構成
されており、この両基板１１，１２間には液晶ＬＣが封
入されている。

【００２９】そして、両基板１１，１２のうち、図にお
いて下側の基板（以下、下基板という）１１には、画素
ごとに独立する透明電極（以下、画素電極という）１３
と、能動素子であるＴＦＴ１４とが縦横に配列形成され
ており、図において上側の基板（以下、上基板という）
１２には、下基板１１に配列形成した全ての画素電極１
３に対向する透明電極（以下、対向電極という）２１が
形成されている。

【００３０】上記ＴＦＴ１４は、基板１１上に形成され
たゲート電極１５と、このゲート電極１５を覆って基板
１１のほぼ全面に形成されたゲート絶縁膜１６と、この
ゲート絶縁膜１６の上に前記ゲート電極１５と対向させ
て形成されたｉ型半導体膜１７と、このｉ型半導体膜１
７の両側部の上にｎ型半導体膜１８を介して形成された
ソース電極１９およびドレイン電極２０とからなってい
る。

【００３１】また、上記下基板１１には、図示しない
が、上記ＴＦＴ１４にゲート信号およびデータ信号を供
給するゲート配線およびデータ配線が形成されており、
ＴＦＴ１４のゲート電極１５は前記ゲート配線に、ドレ
イン電極２０は前記データ配線につながっている。な
お、この実施例では、ゲート配線をＴＦＴ１４のゲート
電極１５と一体に形成し、データ配線をＴＦＴ１４のド
レイン電極２０と一体に形成している。また、ＴＦＴ１
４のソース電極１９は画素電極１３に接続されている。

【００３２】さらに、上記下基板１１には画素電極１３
およびＴＦＴ１４を覆う透明な保護絶縁膜２２が形成さ
れ、上基板１２には対向電極２１を覆う透明な絶縁膜２
３が形成されており、これら絶縁膜２２，２３の上には
それぞれ配向膜２４，２５が形成されている。次に、上
記液晶セルの製造方法を図１〜図４を参照して説明す
る。

【００３３】この製造方法は、複数個のセル基板を採取
できる一対の大型基板の各セル基板部にそれぞれ透明電
極および配向膜等を形成した後、一方の大型基板の各セ
ル基板部に、液晶封入領域を囲むシール材とこのシール
材と同じ材料からなりかつ各セル基板部ごとにパターン
が異なる識別マークとを同時に印刷し、この後、前記一
対の大型基板を前記シール材を介して接合して、この大
型基板接合体を個々の液晶セルに分離するものである。

【００３４】まず、上記一対の大型基板の各セル基板部
にそれぞれ透明電極および配向膜等を形成する方法を説
明すると、図５に示した液晶セルの下基板１１を採取す
る一方の大型基板には、その各セル基板部にそれぞれ画
素電極１３とＴＦＴ１４の各構成層とゲート配線および
データ配線と保護絶縁膜２２と配向膜２４とを形成し、
液晶セルの上基板１１を採取する他方の大型基板には、
その各セル基板部にそれぞれ対向電極２１と絶縁膜２３
と配向膜２５とを形成する。

【００３５】これらのうち、上記一方の大型基板の各セ
ル基板部に形成する画素電極１３とＴＦＴ１４の各構成
層とゲート配線およびデータ配線とは、いずれも高精度
に形成する必要があるため、これら各要素をフォトリソ
グラフィ法によって形成する際のフォトレジスト膜の露
光処理は、形成要素の形状を拡大した大きさのマスクパ
ターン（透光または遮光パターン）を形成した露光マス
クを用いて、分割露光法により行なう。

【００３６】図１は上記分割露光法を示している。図１
において、Ａは複数個（図では２個）のセル基板（下基
板）１１を採取できる大きさの大型基板であり、この大
型基板Ａの各セル基板部１１ａの露光処理は、ステッパ
ーと呼ばれる基板送り機構を備えた露光機により大型基
板Ａの各セル基板部１１ａを順次露光マスク３０の露光
部に送り込み、各セル基板部１１ａに塗布しておいたフ
ォトレジスト膜（図示せず）に、露光マスク３０のマス
クパターン３１を光学的に縮小投影して、前記フォトレ
ジスト膜を露光する方法で行なう。

【００３７】なお、図１に示した例では、大型基板Ａの
セル基板部１１ａの全域を１枚の露光マスク３０を用い
て露光処理しているが、セル基板部１１ａの面積が大き
い場合は、各セル基板部１１ａをそれぞれ複数の領域に
分け、このセル基板部１１ａを複数の露光マスクを用い
て露光処理する。

【００３８】一方、他方の大型基板の各セル基板部に形
成する対向電極２１は、液晶封入領域のほぼ全域にわた
る１枚電極であり、この対向電極２１の形成にはあまり
高い精度が要求されないため、他方の大型基板に対向電
極２１をフォトリソグラフィ法によって形成する際のフ
ォトレジスト膜の露光処理は、形成する対向電極２１と
同じ大きさのマスクパターンを複数箇所に形成した露光
マスクを用いて大型基板の各セル基板部を同時に露光処
理する一括露光法で行なう。

【００３９】このようにして一対の大型基板の各セル基
板部にそれぞれ透明電極および配向膜等を形成した後
は、一方の大型基板、例えば液晶セルの下基板１１を採
取する大型基板Ａの全てのセル基板部１１ａに、その液
晶封入領域を囲む枠状のシール材と、このシール材と同
じ材料からなりかつ各セル基板部１１ａごとにパターン
が異なる識別マークとをスクリーン印刷法により同時に
印刷する。

【００４０】図２は上記シール材と識別マークの印刷法
を示しており、シール材２６と識別マーク２７は、複数
箇所に前記シール材２６と識別マーク２７の形状に対応
するメッシュパターン３３，３４を形成した印刷マスク
３２を用いて印刷する。

【００４１】なお、このシール材２６および識別マーク
２７の材料には、熱硬化性樹脂または光硬化性樹脂を用
い、シール材２６は、その一部を欠落させて印刷してこ
の欠落部を液晶注入口２６ａとする。

【００４２】また、この実施例では、識別マーク２７を
シール材２６の外側面に一体に突出する突起状に形成
し、その数を変えることによって、各セル基板部１１ａ
の識別マーク２７を区別している。

【００４３】このようにして一方の大型基板Ａの各セル
基板部１１ａにシール材２６と識別マーク２７を印刷し
た後は、図３に示すように、前記大型基板Ａと液晶セル
の上基板１２を採取する他方の大型基板Ｂとをシール材
２６を介して接合し、その後、この大型基板接合体を図
４に示すように個々の液晶セル１０に分離する。この後
は、各液晶セル１０内に真空注入法により液晶ＬＣを注
入し、液晶注入口２６ａを封止して液晶セル１０を完成
する。

【００４４】すなわち、上記製造方法は、従来のように
フォトリソグラフィ工程を利用して大型基板の各セル基
板部に識別マークを形成するのではなく、大型基板Ａの
各セル基板部１１ａに液晶封入領域を囲むシール材２６
を印刷する際に、このシール材２６と同じ材料からなる
識別マーク２７を同時に印刷するものであり、前記シー
ル材２６は大型基板Ａの各セル基板部１１ａに一括して
印刷できるから、このシール材２６の印刷マスク３２に
前記各セル基板部１１ａごとに異ならせた識別用のメッ
シュパターン２７を設けておけば、前記シール材２６の
印刷時に、セル基板部１１ａごとに異なる識別マーク２
７を印刷することができる。

【００４５】なお、上記実施例は、アクティブマトリッ
クス型の液晶セルを製造する例であるが、本発明は、ス
タティック駆動方式や単純マトリックス型の液晶セルの
製造にも適用できる。

【００４６】このスタティック駆動方式や単純マトリッ
クス型の液晶セルを製造する場合は、大型基板の各セル
基板部に形成する透明電極の形成にあまり高い精度が要
求されないため、この透明電極をフォトリソグラフィ法
で形成する際のフォトレジスト膜の露光処理を一括露光
法で行なうことができるが、この場合も、大型基板の各
セル基板部に液晶封入領域を囲むシール材を印刷する際
に、このシール材と同じ材料からなる識別マークを同時
に印刷すればよい。

【００４７】したがって、本発明の製造方法によれば、
大型基板の各セル基板部の露光処理を一括露光法と分割
露光法のいずれによって行なうかにかかわらず、セルご
とに異なる識別マークを形成した液晶セルを得ることが
できる。

【００４８】また、上記実施例では、識別マーク２７を
シール材２６の外側面に一体に突出する突起状に形成
し、その数を変えることによって各セル基板部１１ａの
識別マーク２７を区別しているが、この識別マーク２７
は、文字や数字または記号等としてもよく、その場合
は、セルの製造年月日や製造条件（材料、数値等）も個
々の液晶セルに付与することができる。

【００４９】さらに、上記実施例では、一方の大型基板
Ａの各セル基板部１１ａにシール材２６と識別マーク２
７を印刷しているが、前記シール材２６は一対の大型基
板Ａ，Ｂの両方に印刷してもよい。その場合、他方の大
型基板Ｂにはシール材２６だけを印刷してもよいが、こ
の大型基板Ｂにも、一方の大型基板Ａに印刷する識別マ
ーク２７から位置をずらして他の識別マークを印刷すれ
ば、液晶セルに多くの識別情報を付与することができ
る。

【００５０】

【発明の効果】本発明の製造方法は、

【００５１】複数個のセル基板を採取できる一対の大型
基板の各セル基板部にそれぞれ少なくとも透明電極と配
向膜とを形成した後、少なくとも一方の大型基板の各セ
ル基板部に、液晶封入領域を囲むシール材とこのシール
材と同じ材料からなりかつ各セル基板部ごとにパターン
が異なる識別マークとを同時に印刷し、この後、前記一
対の大型基板を前記シール材を介して接合して、この大
型基板接合体を個々の液晶セルに分離するものであるか
ら、大型基板の各セル基板部の露光処理を一括露光法と
分割露光法のいずれによって行なうかにかかわらず、セ
ルごとに異なる識別マークを形成した液晶セルを得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一方の大型基板の各セル基板部に電極等の要素
をフォトリソグラフィ法により形成する際の分割露光法
を示す図。

【図２】一方の大型基板の各セル基板部にシール材と識
別マークとを印刷する方法を示す図。

【図３】一対の大型基板をシール材を介して接合した大
型基板接合体の斜視図。

【図４】大型基板接合体を個々の液晶セルに分離した状
態の斜視図。

【図５】液晶セルの一部分の断面図

【符号の説明】

Ａ，Ｂ…大型基板 １１ａ…セル基板部 ２６…シール材 ２７…識別マーク ３０…露光マスク ３２…印刷マスク

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも透明電極と配向膜とを形成した
   一対のセル基板を液晶封入領域を囲む枠状のシール材を
   介して接合した液晶セルを複数個同時に製造する方法に
   おいて、 複数個のセル基板を採取できる一対の大型基板の各セル
   基板部にそれぞれ少なくとも透明電極と配向膜とを形成
   した後、少なくとも一方の大型基板の各セル基板部に、
   液晶封入領域を囲むシール材とこのシール材と同じ材料
   からなりかつ各セル基板部ごとにパターンが異なる識別
   マークとを同時に印刷し、この後、前記一対の大型基板
   を前記シール材を介して接合して、この大型基板接合体
   を個々の液晶セルに分離することを特徴とする液晶セル
   の製造方法。