JPH09243979A - 液晶表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は、出画検査では検出不可能であっ
た不良品を早期排除することが可能な液晶表示装置の製
造方法を提供することを目的としている。 【解決手段】 この発明は、一対の電極(161),(331) 間
に液晶層(200) が保持されて成る表示画素を複数含む液
晶パネル(5) を作成するセル工程と、液晶パネルに駆動
回路部を電気的に接続するモジュール工程とを含む液晶
表示装置の製造方法に係り、モジュール工程に先立ち、
液晶パネル(5) の保持率を測定する保持率測定工程を含
むことを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一対の電極間に液
晶層が保持され成る液晶表示装置の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＣＲＴディスプレイに代わる平面
型の表示装置が盛んに開発されており、中でも液晶表示
装置は軽量、薄型、低消費電力等の利点から特に注目を
集めている。

【０００３】例えば、各表示画素にスイッチ素子が配置
されたアクティブマトリクス型液晶表示装置を例にとり
説明する。この液晶表示装置は、アレイ基板と対向基板
との間に配向膜を介して配されるツイスト・ネマチック
型の液晶層を含む。

【０００４】アレイ基板は、透明絶縁基板上に複数本の
信号線と走査線とが格子状に配置され、各交点部分に非
晶質シリコン（以下、ａ−Ｓｉと略称する。）等の半導
体薄膜を用いた薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと略称
する。）が接続されて成る。ＴＦＴのゲート電極は走査
線に、ドレイン電極は信号線にそれぞれ電気的に接続さ
れ、更にソース電極は透明導電材料、例えばＩＴＯ（In
dium Tin Oxide）から成る画素電極に接続されている。
対向基板は、ＩＴＯから成る対向電極を含み、またカラ
ー表示を実現するのであればカラーフィルタを含む。

【０００５】そして、このような液晶表示装置は、一般
に、１フレーム期間（Ｔ）中に各走査線に順次走査パル
ス（Ｖｇ）が印加され、その期間、ＴＦＴはオン状態と
なり、信号線に印加される映像信号（Ｖsig ）が所定の
画素電極に書き込まれる。そして、画素電極の電位と対
向電極の電位との電位差が液晶層に印加され、この印加
電圧に応答した表示がなされる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
液晶表示装置は、アレイ基板と対向基板とをシール材を
介して互いに対向配置し、液晶材料を基板間に注入し、
注入孔を封止して液晶パネルを完成させた後、偏向板を
配し、更に外部回路を接続して製造される。

【０００７】そこで、不良な液晶パネルの次工程への流
れ込みを事前に防止するべく、液晶パネルに偏向板を貼
り付け、プローバー等を介して液晶パネルと検査回路と
を電気的に接続し、出画検査することができる。

【０００８】確かに、このような出画検査により、不良
液晶パネルを事前に排除することができるものの、画質
に影響する程度に極端な不良品に限られ、現実には不良
因子を含む液晶パネルが次工程へ流れ込んでしまう。こ
の発明は、上述した技術課題に対処して成されたもので
あって、不良品の早期排除が可能な液晶表示装置の製造
方法を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
一対の電極間に液晶層が保持されて成る表示画素を複数
含む液晶パネルを作成するセル工程と、前記液晶パネル
に駆動回路部を電気的に接続するモジュール工程とを含
む液晶表示装置の製造方法において、前記モジュール工
程に先立ち、前記液晶パネルの保持率を測定する保持率
測定工程を含むことを特徴とした液晶表示装置の製造方
法ある。

【００１０】請求項２記載の発明は、請求項１記載の保
持率測定工程により測定される前記液晶パネルが検査用
の液晶パネルであることを特徴とした液晶表示装置の製
造方法にある。

【００１１】請求項３記載の発明は、請求項２記載の液
晶パネルが、互いに対向する個別電極を含む液晶パネル
であることを特徴とした液晶表示装置の製造方法にあ
る。請求項４記載の発明は、請求項１記載の保持率測定
工程が、前記液晶パネルの少なくとも一表示画素を被測
定画素として対応する電極に所定の電荷を書き込む工程
と、所定期間の後に前記一表示画素の電荷を読み出す工
程とを含むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法に
ある。

【００１２】請求項５記載の発明は、請求項４記載の保
持率測定工程において、前記一表示画素に電荷を書き込
むに先立ち、少なくとも他の前記表示画素を構成する電
極間の電位差を実質的に零と成す工程を含むことを特徴
とする液晶表示装置の製造方法にある。

【００１３】請求項６記載の発明は、請求項１記載のモ
ジュール工程が偏向板を貼り付ける工程を含むことを特
徴とする液晶表示装置の製造方法にある。液晶表示装置
における画像劣化の原因としては、配線の短絡や断線、
ＴＦＴの特性不良等の他に、液晶層中の不純物によるも
のが挙げられる。

【００１４】配線の短絡や断線、ＴＦＴの特性不良等
は、出画検査により概ね検出することができるが、液晶
層中の不純物による不良モードは、出画検査で検出する
ことが極めて困難である。しかも、液晶層中の不純物に
よる不良モードは、時間経過と共に顕著になるため、製
造途中での検出が困難であった。

【００１５】そこで、この発明では、液晶層中の不純物
による不良モードを、液晶層の保持率を測定することで
判定し、不良因子を含む液晶パネルの次工程への流れ込
みを防止するものである。

【００１６】液晶層中の不純物による不良モードは、液
晶材料の注入時に液晶材料中に不純物が混入される、あ
るいは配向膜、シール材あるいは封止材中等から液晶材
料中に不純物が溶出されることにより生じるものであっ
て、不純物が混入されると保持率は一般に小さくなるこ
とに基づく。

【００１７】本明細書における液晶パネルの保持率の測
定は、一対の電極間に保持される液晶層によって成る液
晶容量における電荷の経時変化を測定するものであっ
て、電荷の変動量自体を求めるものであっても良いし、
変動後の電荷を基準値と対比するものであってもかまわ
ない。また、電圧として読みとるものであっても、電流
として読みとるものであってもかまわない。

【００１８】また、液晶パネルの保持率の測定は、液晶
パネルを昇温させた状態で行うことが望ましい。液晶パ
ネルを昇温させるのは、昇温させることにより液晶層の
保持率は常温状態よりも低下するため、保持率の変化の
度合いを増幅して検出することができるためである。

【００１９】液晶パネルの昇温は、液晶材料が劣化しな
い程度に十分に高温であることが望ましく、好ましくは
５０℃以上、更には７０〜１００℃の範囲内であること
が好ましい。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の一実施例の液晶
表示装置の製造方法について図面を参照して説明する。
この液晶表示装置(1) は、図１に示すように、対角１
０．４インチサイズの表示領域(3) を含み、図２に示す
ようにアレイ基板(100) と対向基板(300) との間にツイ
スト・ネマチック型の液晶材料を主体とした液晶層(20
0) が配向膜(211),(213) を介して５ミクロンの間隙で
略９０゜ねじれて保持されて成る液晶セル(5) 、液晶セ
ル(5) 外表面に貼り付けられた一対の偏向板(221),(22
3) 、液晶セル(5) に電気的に接続されるＸ−ＴＡＢ（T
ape Automated Bonding）(11)、各Ｘ−ＴＡＢ(11)同士
を接続するＸ−ＰＣＢ(21)、液晶セル(5) に電気的に接
続されるＹ−ＴＡＢ(31)、各Ｙ−ＴＡＢ(31)同士を接続
するＹ−ＰＣＢ(41)を含む。

【００２１】アレイ基板(100) は、ガラスから成る透明
基板(101) 上に６４０×３本の信号線(111) と４８０本
の走査線(113) とが互いに直交するように配置され（図
３参照）、その交点部分にはａ−Ｓｉ：Ｈ膜からなる半
導体膜(123) を含むＴＦＴ(151) が配置されて構成され
ている。このＴＦＴ(151) のゲート電極(115) は走査線
(1113)と一体に形成され、ドレイン電極(131) は信号線
(111) と一体に形成されている。そして、ＩＴＯから成
る画素電極(161) が配置され、ＴＦＴ(151) にソース電
極(133) を介して電気的に接続されている。また、この
アレイ基板(100) は、走査線(113) と略平行な補助容量
線(117) を含み、この補助容量線(117)と画素電極(161)
との間で絶縁膜(121) を介して補助容量（Ｃｓ）が形
成されて成る。

【００２２】対向基板(300) は、ガラスからなる透明基
板(301) 上に、マトリクス状の遮光膜(311) 、ＩＴＯか
ら成る対向電極(331) が形成されて構成されている。ま
た、カラー表示を実現するために、対向基板(300) はカ
ラーフィルタ層(321) を含む。

【００２３】ところで、このような液晶表示装置(1)
は、次のようにして製造される。まず、配向膜(211),(2
13) が配されたアレイ基板(100) と対向基板(300) と
を、図示しないがシール材を介して、ここでは５ミクロ
ンの間隙で対向配置し、注入孔から液晶材料を注入し、
エポキシ樹脂等で封止し、液晶パネル(5) を完成させ
る。

【００２４】このようにして作成される同一ロットの液
晶パネル(5) から、例えば１００個の液晶パネル(5) か
ら１つの液晶パネル(5) を無作為に抽出する。そして、
図３に示す保持率測定装置(500) により保持率を測定
し、規定範囲内であれば後工程へ、規定範囲外であれ
ば、対応する１ロット分の液晶パネル(5)を工程中から
除去する。

【００２５】保持率測定装置(500) は、図示しないが、
液晶パネル(5) を昇温するヒータを備えたステージと、
液晶パネル(5) の信号線(111) 及び走査線(113) 、更に
補助容量線(171) 、対向電極(331) のそれぞれに対応す
る給電パッドＰ（Ｘｉ），Ｐ（Ｙｊ），Ｐ（ＣＳ），Ｐ
（ＣＯＭ）に所望の信号を供給するプローブ(511),(51
3),(515),(517) を含む。

【００２６】また、この保持率測定装置(500) は、走査
線（Ｙｊ）に対応する任意のプローブ(513) に液晶パネ
ル(5) のＴＦＴ(151) を選択する走査パルス（Ｖｇ）の
出力が可能なＹ−選択出力回路(521) 、信号線（Ｘｉ）
に対応する任意のプローブ(511) に所定の電圧を出力す
ると共に、信号線（Ｘｉ）に対応する任意のプローブ(5
11) から電荷を抽出するＸ−書き込み／読み出し回路(5
31) 、Ｘ−書き込み／読み出し回路(531) から抽出され
る電荷を検出する検出回路(541) 、更にＹ−選択出力回
路(521) 及びＸ−書き込み／読み出し回路(531) を制御
する制御回路(551) とを含む。Ｘ−書き込み／読み出し
回路(531) は、制御回路(551) からの制御信号に基づい
て所定の信号線（Ｘｉ）に対応するプローブ(511) に所
定の電圧を出力する第１選択回路(533) 、制御回路(55
1) からの制御信号に基づいて所定の信号線（Ｘｉ）に
対応するプローブ(511) から電荷を抽出するように切り
替えスイッチ(557) を制御する第２選択回路(535) を含
む。

【００２７】また、この実施例では、Ｘ−書き込み／読
み出し回路(531) から抽出される電荷を検出する検出回
路(541) は、電荷を電圧として検出する電圧計(543) 、
電圧計(543) と並列に接続される保持容量(545) 、更に
制御回路(551) からの制御信号に基づいてＸ−書き込み
／読み出し回路(531) と電気的な接続制御を可能にする
制御スイッチ(547) とを含む。この実施例では、電荷を
電圧として検出するよう検出回路(541) を構成したが、
電流として検出するものであってもかまわない。

【００２８】そして、このような保持率測定装置(500)
により、次のようにして保持率は測定される。まず、保
持率測定装置(500) のステージ上に配置された液晶パネ
ル(5) を、９０℃に昇温する。しかる後、液晶パネル
(5) の信号線(111) 及び走査線(113) 、更に補助容量線
(171) 、対向電極(331) のそれぞれに対応する給電パッ
ドＰ（Ｘｉ），Ｐ（Ｙｊ），Ｐ（ＣＳ），Ｐ（ＣＯＭ）
にプローブ(511),(513),(515),(517) を当接する。

【００２９】このような状態で、Ｘ−書き込み／読み出
し回路(531) から各信号線Ｘｉに対応するプローブ(51
1) にグランド・レベルのリセット電圧を出力し、また
補助容量線(171) 、対向電極(331) に対応するプローブ
(515),(517) にもグランド・レベルのリセット電圧を出
力する。このような状態で、Ｙ−選択出力回路(521) か
ら各走査線Ｙｊに対応するプローブ(513) に走査パルス
（Ｖｇ）を出力し、各画素電極(161) と対向電極( 331)
との間の電位差、及び各画素電極(161) と補助容量線(1
71) との間の電位差をそれぞれ実質的に零にする。各走
査線Ｙｊに対応するプローブ(513) への走査パルス（Ｖ
ｇ）の出力は、順次に行っても良いし、また短時間で行
うのであれば一括して行ってもかまわない。

【００３０】しかる後に、例えば、信号線Ｘ１と走査線
Ｙ１との交点の表示画素（Ｘ１，Ｙ１）に所望の電荷を
印加する。詳しくは、Ｘ−書き込み／読み出し回路(53
1) から信号線Ｘ１に対応するプローブ(511) にのみ５
Ｖの保持電圧を出力し、このような状態でＹ−選択出力
回路(521) から走査線Ｙ１に対応するプローブ(513) に
のみ走査パルス（Ｖｇ）を出力する。これにより、表示
画素（Ｘ１，Ｙ１）に対応するＴＦＴ(151) はオン状態
となり画素電極(161) には５Ｖの保持電圧が書き込ま
れ、対向電極(331) と画素電極(161) との間には５Ｖの
電位差が生じる。

【００３１】そして、ＴＦＴ(151) をオフさせ、放置さ
せた後、第２選択回路(535) により信号線Ｘ１に対応す
るプローブ(511) からのみ電荷が抽出されるよう切り替
えスイッチ(557) を制御すると共に、このような状態で
Ｙ−選択出力回路(521) から走査線Ｙ１に対応するプロ
ーブ(513) にのみ走査パルス（Ｖｇ）を出力する。

【００３２】これにより、表示画素（Ｘ１，Ｙ１）に対
応するＴＦＴ(151) はオン状態となり画素電極(161) に
保持される電荷が抽出される。このようにして抽出され
た電荷量を、切り替えスイッチ(557) に同期して制御ス
イッチ(547) を制御し、一端がグランド・レベルの保持
容量(545) の他端に導く。しかる後に、制御スイッチ(5
47) を開放し、電圧計(543) にて保持容量(545) に導か
れた電荷量を電圧として読み取る。

【００３３】そして、予め設定される基準値と、実際に
読みとられた電圧とを対比することで、保持率が正常か
否かを判定する。以上のようにして検査され、不良品と
判定された液晶パネル(5) を含むロットは排除され、ま
た良品と判定された液晶パネル(5) は、次工程に搬送さ
れ、図２に示すように偏向板(221),(223) が貼り付けら
れ、更に図１に示すようにＸ−ＴＡＢ(11)、各Ｘ−ＴＡ
Ｂ(11)同士を接続するＸ−ＰＣＢ(21)、Ｙ−ＴＡＢ(3
1)、各Ｙ−ＴＡＢ(31 ) 同士を接続するＹ−ＰＣＢ(41)
がそれぞれ電気的に接続されて液晶表示装置(1) は製造
される。

【００３４】以上説明したように、この実施例の液晶表
示装置の製造方法によれば、従来の出画検査では検出が
困難であった液晶層中の不純物による不良モードが、製
造初期で検出可能となり、これにより不良因子を含む液
晶パネルの次工程への流れ込みが効果的に防止された。

【００３５】保持率の測定は、全表示画素について行う
必要はなく、保持率が変動しやすい注入孔周辺の表示画
素やシール材周辺の表示画素を数点選択的に行うことが
できる。これにより、検査に長時間を要することもない
ので、生産性が損なわれることがない。また、近接する
表示画素から同時に検出するようにしても良い。

【００３６】また、全表示画素について順次行うことに
より、断線や短絡等の検出も可能となる。しかも、この
実施例の液晶表示装置の製造法法によれば、液晶パネル
に偏向板を貼り付けるに先立ち検査することができるた
め、検査工程で偏向板に傷付けることもなく、また不良
液晶パネルに偏向板を貼り付けることもないので、製造
上、有益である。

【００３７】この実施例では、一液晶パネルを無作為抽
出して検査したが、このように実際の液晶パネルを用い
るのではなく、例えば外形寸法等は他の液晶パネルと同
様であって、電極構造のみが異なる検査用基板を用い、
配向膜の形成、シール材の塗布や液晶材料の注入等は実
際の液晶パネルと同様にして作成された図４に示す検査
用パネル(700) を１ロット中に１つ配し、これを用いる
ものであってもかまわない。このようにすれば、品種毎
に図３に示す保持率測定装置(500) のプローブ等を変更
する必要がない。

【００３８】また、この実施例で、非測定画素の電極間
の電位差を一度、実質的に零にした後に、測定画素の電
極間に電位差を持たせた。これは、測定画素が非測定画
素からの影響を十分に軽減し、正確な測定を可能にする
ためである。

【００３９】上述した実施例では、各表示画素毎にＴＦ
Ｔが配されて成るアクティブマトリクス型の液晶表示装
置を例に取り説明したが、ＴＦＴの他にもＭＩＭ（Meta
l Insulator Metal）等の２端子非線形素子を含むもの
であっても良いし、またストライプ状の電極を含む一対
の電極基板から成る単純マトリクス型の液晶表示装置で
あっても有効に作用する。

【００４０】また、液晶材料としては、上述したツイス
ト・ネマチック型の液晶材料以外にも各種液晶材料に有
効であり、高分子ポリマー中に液晶材料が分散されて成
るポリマー分散型液晶や色素を含有するものであっても
かまわない。

【００４１】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の液晶表示
装置の製造方法によれば、出画検査では検出不可能であ
った不良品を早期排除することが可能となり、これによ
り液晶表示装置の生産性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、この発明の一実施例により製造される
液晶表示装置の概略斜視図である。

【図２】図２は、図１の液晶表示装置の概略断面図であ
る。

【図３】図３は、この発明の一実施例で用いられる保持
率測定装置の概略構成図である。

【図４】図４は、この発明の他の実施例で用いられる検
査用パネルの概略構成図である。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の電極間に液晶層が保持されて成る
   表示画素を複数含む液晶パネルを作成するセル工程と、
   前記液晶パネルに駆動回路部を電気的に接続するモジュ
   ール工程とを含む液晶表示装置の製造方法において、 前記モジュール工程に先立ち、前記液晶パネルの保持率
   を測定する保持率測定工程を含むことを特徴とした液晶
   表示装置の製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の保持率測定工程により測
   定される前記液晶パネルが検査用の液晶パネルであるこ
   とを特徴とした液晶表示装置の製造方法。
3. 【請求項３】 請求項２記載の液晶パネルが、互いに対
   向する個別電極を含む液晶パネルであることを特徴とし
   た液晶表示装置の製造方法。
4. 【請求項４】 請求項１記載の保持率測定工程が、前記
   液晶パネルの少なくとも一表示画素を被測定画素として
   対応する電極に所定の電荷を書き込む工程と、所定期間
   の後に前記一表示画素の電荷を読み出す工程とを含むこ
   とを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
5. 【請求項５】 請求項４記載の保持率測定工程におい
   て、前記一表示画素に電荷を書き込むに先立ち、少なく
   とも他の前記表示画素を構成する電極間の電位差を実質
   的に零と成す工程を含むことを特徴とする液晶表示装置
   の製造方法。
6. 【請求項６】 請求項１記載のモジュール工程が偏向板
   を貼り付ける工程を含むことを特徴とする液晶表示装置
   の製造方法。