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技術 液晶表示装置の製造方法

出願人 株式会社日立製作所日立千葉エレクトロニクス株式会社日立デバイスエンジニアリング株式会社
発明者 岩元博美所静雄磯田高志大川政徳久慈卓見
出願日 2001年8月17日 (19年6ヶ月経過) 出願番号 2001-247864
公開日 2003年2月26日 (18年0ヶ月経過) 公開番号 2003-057671
状態 未査定
技術分野 液晶1(応用、原理) 液晶5(電極、アクティブマトリックス)
主要キーワード 装置トラブル インターフェース回路基板 蒸着室内 四角枠 成膜回数 周縁部近傍 パターンずれ 蒸着室
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2003年2月26日)のものです。
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図面 (13)

課題

透明導電膜を形成する際に使用されるマスクに反りを発生しても、基板上に形成される透明導電膜に、パターンずれが発生するのを防止することが可能な液晶表示装置の製造方法を提供する。

解決手段

第1の基板と、第2の基板と、前記第1の基板および第2の基板の間注入封止される液晶とを備え、前記第1の基板および前記第2の基板の少なくとも一方は、透明導電膜を有する液晶表示装置の製造方法であって、基板上にマスクを配置し、真空蒸着により、前記第1の基板および前記第2の基板の少なくとも一方の、前記マスクの開口部に位置する領域に、透明導電膜を形成する導電膜成膜工程を有し、前記マスクは、周辺部の少なくとも3箇所に凸部を有する。

概要

背景

STN(Super Twisted Nematic)方式、あるいはTFT(Thin Film Transistor)方式の液晶表示モジュールは、ノート型パーソナルコンピュータ等の表示装置として広く使用されている。これらの液晶表示モジュールは、周囲に駆動回路半導体チップ)が配置された液晶表示パネルと、当該液晶表示パネルを照射するバックライトユニットとで構成される。なお、このような技術は、例えば、特開平5−25714号公報などに記載されている。

概要

透明導電膜を形成する際に使用されるマスクに反りを発生しても、基板上に形成される透明導電膜に、パターンずれが発生するのを防止することが可能な液晶表示装置の製造方法を提供する。

第1の基板と、第2の基板と、前記第1の基板および第2の基板の間注入封止される液晶とを備え、前記第1の基板および前記第2の基板の少なくとも一方は、透明導電膜を有する液晶表示装置の製造方法であって、基板上にマスクを配置し、真空蒸着により、前記第1の基板および前記第2の基板の少なくとも一方の、前記マスクの開口部に位置する領域に、透明導電膜を形成する導電膜成膜工程を有し、前記マスクは、周辺部の少なくとも3箇所に凸部を有する。

目的

本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、液晶表示装置の製造方法において、透明導電膜を形成する際に使用されるマスクに反りが発生しても、基板上に形成される透明導電膜に、パターンずれが発生するのを防止することが可能となる技術を提供することにある。本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

第1の基板と、第2の基板と、前記第1の基板および第2の基板の間注入封止される液晶とを備え、前記第1の基板および前記第2の基板の少なくとも一方は、透明導電膜を有する液晶表示装置の製造方法であって、基板上にマスクを配置し、真空蒸着により、前記第1の基板および前記第2の基板の少なくとも一方の、前記マスクの開口部に位置する領域に、透明導電膜を形成する導電膜成膜工程を有し、前記マスクは、周辺部の少なくとも3箇所に凸部を有することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。

請求項2

前記マスクは、形状が矩形形状であり、前記凸部は、前記矩形形状のマスクの4隅に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置の製造方法。

請求項3

前記導電膜成膜工程は、前記マスクに形成された凸部をキャリアに固定し、前記マスクを前記キャリア上に配置する第1の工程と、前記マスク上に、前記透明導電膜を形成する基板を配置する第2の工程と、前記マスクと、前記透明導電膜を形成する基板とが、一方の面上に配置されたキャリアを、蒸着室内に案内し、前記透明導電膜を形成する基板上の、前記マスクの開口部に位置する領域に透明導電膜を形成する第3の工程とを備えることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の液晶表示装置の製造方法。

請求項4

前記第1の工程は、前記マスクに形成された凸部を、接着テープによりキャリアに固定し、前記マスクを前記キャリア上に配置する工程であることを特徴とする請求項3に記載の液晶表示装置の製造方法。

請求項5

前記第1の工程は、前記マスクに形成された凸部を、前記キャリアに設けられた固定手段により、前記キャリアに固定し、前記マスクを前記キャリア上に配置する工程であることを特徴とする請求項3に記載の液晶表示装置の製造方法。

技術分野

0001

本発明は、液晶表示装置の製造方法に係わり、特に、液晶表示パネルを構成する基板(例えば、ガラス基板)上に、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)等の透明導電膜を形成する際に有効な技術に関する。

背景技術

0002

STN(Super Twisted Nematic)方式、あるいはTFT(Thin Film Transistor)方式の液晶表示モジュールは、ノート型パーソナルコンピュータ等の表示装置として広く使用されている。これらの液晶表示モジュールは、周囲に駆動回路半導体チップ)が配置された液晶表示パネルと、当該液晶表示パネルを照射するバックライトユニットとで構成される。なお、このような技術は、例えば、特開平5−25714号公報などに記載されている。

発明が解決しようとする課題

0003

例えば、TFT方式の液晶表示モジュールでは、カラーフィルタ等が形成されるフィルタ基板と、ドレイン信号線ゲート信号線画素電極薄膜トランジスタ(TFT)等が形成されるTFT基板とを、両基板の周縁部に形成されるシール材により、配向膜が形成される面が互いに対向するように重ね合わせ、両基板間に液晶注入封止して、液晶表示パネルが形成される。一般的な液晶表示パネルにおいて、フィルタ基板には、少なくとも表示領域全面に形成される透明導電膜(例えば、ITO)が形成される。この透明導電膜は、フィルタ基板上に、メタルマスクを配置し、その上から、例えば、イオンプレーティング法などの真空蒸着法により、透明導電膜の材料を蒸着して形成される。しかしながら、この透明導電膜の成膜工程において、透明導電膜の成膜回数が増加するにつれて、前述したメタルマスクに反りが発生し、これにより、形成された透明導電膜にパターンずれが発生するばかりか、装置トラブルが発生するという問題点があった。

0004

本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、液晶表示装置の製造方法において、透明導電膜を形成する際に使用されるマスクに反りが発生しても、基板上に形成される透明導電膜に、パターンずれが発生するのを防止することが可能となる技術を提供することにある。本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。

課題を解決するための手段

0005

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。即ち、本発明は、第1の基板と、第2の基板と、前記第1の基板および第2の基板の間に注入・封止される液晶とを備え、前記第1の基板および前記第2の基板の少なくとも一方は、透明導電膜を有する液晶表示装置の製造方法であって、基板上にマスクを配置し、真空蒸着により、前記第1の基板および前記第2の基板の少なくとも一方の、前記マスクの開口部に位置する領域に、透明導電膜を形成する導電膜成膜工程を有し、前記マスクは、周辺部の少なくとも3箇所に凸部を有することを特徴とする。本発明の好ましい実施の形態では、前記マスクは、形状が矩形形状であり、前記凸部は、前記矩形形状のマスクの4隅に形成されていることを特徴とする。

0006

本発明の好ましい実施の形態では、前記導電膜成膜工程は、前記マスクに形成された凸部をキャリアに固定し、前記マスクを前記キャリア上に配置する第1の工程と、前記マスク上に、前記透明導電膜を形成する基板を配置する第2の工程と、前記マスクと、前記透明導電膜を形成する基板とが、一方の面上に配置されたキャリアを、蒸着室内に案内し、前記透明導電膜を形成する基板上の、前記マスクの開口部に位置する領域に透明導電膜を形成する第3の工程とを備えることを特徴とする。本発明のより好ましい実施の形態では、前記第1の工程は、前記マスクに形成された凸部を、接着テープによりキャリアに固定し、前記マスクを前記キャリア上に配置する工程であることを特徴とする。本発明のより好ましい実施の形態では、前記第1の工程は、前記マスクに形成された凸部を、前記キャリアに設けられた固定手段により、前記キャリアに固定し、前記マスクを前記キャリア上に配置する工程であることを特徴とする。

発明を実施するための最良の形態

0007

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
〈本発明が適用されるTFT方式の液晶表示モジュールの基本構成図1は、本発明が適用されるTFT方式の液晶表示モジュールの概略構成を示す分解斜視図である。同図に示すように、図1に示す液晶表示モジュールは、液晶表示パネル5が、表示窓を有し、金属板から成る枠状のフレーム(上側ケース)4と、バックライトユニット2の間に収納されて構成される。また、インターフェース回路基板3が、バックライトユニット2の後側に配置される。なお、一般に、バックライトユニットは、冷陰極蛍光灯楔形(側面形状が台形)の導光体拡散シートプリズムシート反射シートと、および前述した各部品を収納するモールドで構成されるが、このバックライトユニットの構成は、本発明とは関係がないので、その詳細な説明は省略する。

0008

液晶表示パネル5は、画素電極、薄膜トランジスタ等が形成されるTFT基板と、対向電極、カラーフィルタ等が形成されるフィルタ基板とを、所定の間隙を隔てて重ね合わせ、該両基板間の周縁部近傍に枠状に設けたシール材により、両基板を貼り合わせると共に、シール材の一部に設けた液晶封入口から両基板間のシール材の内側に液晶を封入、封止し、さらに、両基板の外側に偏光板を貼り付けて構成される。TFT基板のガラス基板上には、半導体集積回路装置(IC)で構成される複数のドレインドライバおよびゲートドライバが搭載されている。これらドレインドライバおよびゲートドライバには、フレキシブルプリント配線基板(図示せず)を介して、インターフェース回路基板3から、駆動電源、表示データおよび制御信号が供給される。

0009

図1に示す液晶表示モジュールの画素部の構成〉図2は、図1に示す液晶表示モジュールの1画素とその周辺を示す平面図であり、図3は、図2に示すD−D’切断線における断面を示す断面図である。図2図3に示す液晶表示パネルにおいて、各画素は隣接する2本のゲート信号線(または、走査信号線)(GL)と、隣接する2本のドレイン信号線(または、映像信号線)(DL)との交差領域(4本の信号線で囲まれた領域)内に配置され、各画素は、2個の薄膜トランジスタ(120a,120b)と、画素電極113および保持容量123を含んでいる。ゲート信号線122は図2では左右方向に延在し、上下方向に複数本配置され、また、ドレイン信号線121は図3では上下方向に延在し、左右方向に複数本配置される。各薄膜トランジスタ(120a,120b)は、ゲート電極116と、ゲート絶縁膜として用いられる絶縁膜124と、アモルファスシリコン119と、ソース電極117と、ドレイン電極118とを有する。

0010

ゲート電極116は、ゲート信号線122から垂直方向に突出する形で、ゲート信号線122と連続して一体的に形成され、また、ゲート電極116とゲート信号線122とは単層の第2導電膜(g2)で形成され、さらに、ゲート電極116とゲート信号線122上には陽極酸化膜(AOF)が形成されている。ソース電極117とドレイン電極118とは、N(+)型半導体層(d0)に接触する第2導電膜(d2)とその上に形成された第3導電膜(d3)とから構成され、また、ドレイン電極118はドレイン信号線121に接続され、ソース電極117は画素電極113に接続される。また、ドレイン信号線121は、ドレイン電極118と同層の第2導電膜(d2)とその上に形成された第3導電膜(d3)とから構成され、画素電極113は透明な第1導電膜(d1)で形成される。

0011

図2図3において、液晶層110を基準にして、ガラス基板101には薄膜トランジスタ(120a,120b)および画素電極113が形成され、ガラス基板102にはカラーフィルタ(104a,104b,104c)およびブラックマトリクス103が形成される。ガラス基板102の内側(液晶層側)には、カラーフィルタ(104a,104b,104c)およびブラックマトリクス103、保護膜115、透明導電膜(ITO)からなるコモン電極114、配向膜107とが順次積層され、これらがフィルタ基板を構成する。ガラス基板101の内側(液晶層側)には、ゲート電極116およびゲート信号線122、絶縁膜124、アモルファスシリコン119、透明導電膜(ITO)からなる画素電極113、ドレイン信号線121、ソース電極117、ドレイン電極118、保護膜105、配向膜106とが順次積層され、これらがTFT基板を構成する。また、ガラス基板(101,102)の外側には、それぞれ偏光板(111,112)が形成され、さらに、各ガラス基板(101,102)の両面にはディップ処理等によって形成された酸化シリコン膜(125〜128)が形成されている。また、図3には図示していないが、液晶層110には、液晶層110の厚さを均一に保つためのスペーサが封入される。

0012

〈液晶表示パネルのフィルタ基板のコモン電極の生成方法図4図5は、液晶表示パネル5のフィルタ基板上に、ITO膜から成るコモン電極を生成する方法を説明するための図である。初めに、図4に示すように、キャリア10の上に、メタルマスク11、フィルタ基板12、およびホルダ13を、図4に示す順序で配置する。なお、図4に示すフィルタ基板12は、ガラス基板102の上に、カラーフィルタ(104a,104b,104c)およびブラックマトリクス103が形成されている。また、図4に示すフィルタ基板内の四角枠17は、透明導電膜の形成領域を示す。また、メタルマスク11は、鉄・ニッケル合金からなり、内部に、開口部14が形成されている。また、ホルダ13は、磁石で構成され、このホルダ13で、メタルマスク11をフィルタ基板上に固定する。なお、実際の工程では、キャリア10とメタルマスク11との間、およびメタルマスク11とフィルタ基板12との間には、所定の間隔を保持するための保持手段が配置されるが、図4では、その図示は省略している。

0013

なお、TFT方式の液晶表示パネル5の製造においては、スループット向上のために、1枚のガラス基板で複数個分のデバイスを同時に加工するのが一般的であり、図4では、1枚のガラス基板に4個分のデバイスを同時に作成する場合を示している。前述のキャリア10、即ち、一方の主面に、メタルマスク11、フィルタ基板12、およびホルダ13が配置されたキャリア10は、図5に示す移動ステージ20を移動し、蒸着室(または、チャンバ)21に導かれ、この蒸着室内で、真空蒸着法(例えば、イオンプレーティング法)により、フィルタ基板上にITO膜(コモン電極)が生成される。なお、前述のキャリア10は、図5に示すAの領域に移動され、図5に示す矢印Bにそって、移動ステージ上を移動し、図5に示すCの領域から、次の工程に移動させられる。

0014

しかしながら、前述した方法により、フィルタ基板上にITO膜を生成する工程を複数回繰り返した後に、メタルマスク11から、フィルタ基板12とホルダ13を取り外すと、図9に示すように、メタルマスク11の4隅に反りが発生する。この反りが発生する原因は、図10に示すように、メタルマスク11の開口部以外の箇所に付着するITO膜19の熱膨張係数と、メタルマスク11の熱膨張係数との違いにより発生する。この状態で、再度、メタルマスク上に、フィルタ基板12とホルダ13と配置すると、図11に示すように、メタルマスク11とフィルタ基板12との間の間隔が不均一となり、メタルマスク上に、正確にフィルタ基板12をセットできなくなる。これにより、フィルタ基板上に生成されるITO膜に、パターンずれが発生することになる。さらに、図5のCの領域において、図12に示すように、キャリア10およびメタルマスク11に形成された孔31を通して、下からピン30を突出させて、メタルマスク11からフィルタ基板12を取り外し、フィルタ基板12を次工程に移動させるようにしている。しかしながら、前述したような反りが発生すると、ピン30が、メタルマスク11に形成された孔31に挿入できなくなり、メタルマスク11からフィルタ基板12を取り外すことができなくなる。

0015

〈本実施の形態の液晶表示モジュールの製造方法の特徴〉図6は、本実施の形態の液晶表示パネル5のフィルタ基板12のコモン電極を生成する際に使用されるメタルマスク15を示す斜視図である。図6に示すように、本実施の形態のメタルマスク15では、4隅に凸部(または、部)16が形成される。そして、メタルマスク15をキャリア10の上に配置する際に、本実施の形態では、図7に示すように、この凸部16をキャリア10に固定する。この固定方法としては、図7(a)に示すように、接着テープ35で固定する方法、あるいは、図7(b)に示すように、キャリア10に形成された爪36で固定する方法などがある。なお、接着テープ35は、耐熱性のある接着テープ、例えば、ポリイミド製の接着テープ等を使用する。

0016

したがって、本実施の形態では、メタルマスク15の4隅に反りが発生したとしても、前述の凸部16をキャリア10に固定するようにしたので、前述の反りが修正され、メタルマスク上に、正確にフィルタ基板12をセットすることが可能となる。これにより、フィルタ基板上に生成されるITO膜に、パターンずれが発生するのを防止することが可能となる。さらに、図5のCの領域において、図12に示すように、キャリア10およびメタルマスク15に形成された孔(図4の31)を通して、下からピン30を突出させて、メタルマスク15からフィルタ基板12を取り外す場合にも、ピン30が、メタルマスク15に形成された孔31に挿入できなくなることはないので、メタルマスク15からフィルタ基板12を取り外すことができなくなることもない。なお、本実施の形態において、図8(a)に示すように、前述の凸部16は、メタルマスク15の4隅以外の部分に設けてもよく、あるいは、図8(a)に示すように、メタルマスク15の2隅と、それ以外の1箇所の3箇所に設けるようにしてもよい。

0017

但し、前述した作用・効果を得るためには、前述の凸部16は、少なくとも、メタルマスク15の2隅と、それ以外の1箇所に設ける必要があるが、好ましくは、図6に示すように、凸部16は、メタルマスク15の4隅に設けることが望ましい。なお、前述の説明では、本発明をフィルタ基板のコモン電極の生成に適用した実施の形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、一般の透明導電膜の生成方法に適用可能であることはいうまでもない。また、前記実施の形態では、本発明をTFT方式の液晶表示モジュールに適用した実施の形態について主に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明は、STN方式の液晶表示モジュールにも適用可能であることはいうまでもない。以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。

発明の効果

0018

本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。本発明の液晶表示装置の製造方法によれば、透明導電膜を形成する際に使用されるマスクに反りが発生しても、基板上に形成される透明導電膜にパターンずれが発生するのを防止することが可能となる。

図面の簡単な説明

0019

図1図1は、本発明が適用されるTFT方式の液晶表示モジュールの概略構成を示す分解斜視図である。
図2図1に示す液晶表示モジュールの1画素とその周辺を示す平面図である。
図3図2に示すD−D’切断線における断面を示す断面図である。
図4液晶表示パネルのフィルタ基板上に、ITO膜から成るコモン電極を生成する方法を説明するための図である。
図5液晶表示パネルのフィルタ基板上に、ITO膜から成るコモン電極を生成する方法を説明するための図である。
図6液晶表示パネルのフィルタ基板のコモン電極を生成する際に使用される、本発明の実施の形態のメタルマスクを示す斜視図である。
図7本発明の実施の形態において、キャリアの上に、メタルマスクを固定する方法を説明するための図である。
図8液晶表示パネルのフィルタ基板のコモン電極を生成する際に使用される、本発明の実施の形態のメタルマスクの変形例を示す斜視図である。
図9液晶表示パネルのフィルタ基板のコモン電極を生成する際に使用される、従来のメタルマスクに反りが発生した状態を示す斜視図である。
図10従来のメタルマスクに反りが生じる原因を説明する断面図である。
図11反り生じたメタルマスクにより、メタルマスクとフィルタ基板との間の間隔が不均一となることを説明するための断面図である。
図12従来のメタルマスクからフィルタ基板を取り外す工程を説明するための断面図である。

--

0020

2…バックライトユニット、3…インターフェース回路基板、4…フレーム、5…液晶表示パネル、10…キャリア、11,15…メタルマスク、12…フィルタ基板、13…ホルダ、14…開口部、16…凸部(または、耳部)、17…透明導電膜の形成領域、19…ITO膜、20…移動ステージ、21…蒸着室(または、チャンバ)、30…ピン、31…孔、35…接着テープ、36…爪、101,102…ガラス基板、111,112…偏光板、BF…ベースフィルム、TCP…テープキャリアパッケージ、101,102…ガラス基板、103…ブラックマトリクス、104a,104b,104c…カラーフィルタ、105,115…保護膜、106,107…配向膜、110…液晶、111,112…偏光板、113…画素電極、114…コモン電極、116…ゲート電極、117…ソース電極、118…ドレイン電極、119…アモルファスシリコン、120a,120b…薄膜トランジスタ、121…ドレイン信号線、122…ゲート信号線、123…保持容量、124…絶縁膜、125,126,127,128…酸化シリコン膜。

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