JP5466303B2 - 液晶表示パネル用基板、液晶表示パネル、液晶表示パネル用基板の製造方法、及び基板検査方法 - Google Patents
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Description
本発明は、タッチスイッチが内部に配されたインセル型の液晶表示パネルを構成する液晶表示パネル用基板、液晶表示パネル、液晶表示パネル用基板の製造方法、及び基板検査方法に関する。
タッチパネルとして、液晶パネル内に、タッチスイッチとして機能する“スイッチフォトスペーサー(以下スイッチPSと称する場合がある)”が形成されたインセル型タッチパネルが開発されている。
図21は、一般的なスイッチPSが形成されたインセル型タッチパネルの構成を表す図である。
図21に示すように、インセル型タッチパネル300は、表面が、ペンなどの位置を検する対象物のタッチ面となる第1基板301と、液晶層302を介して、第1基板301と対向配置される第2基板303とを備えている。第1基板301の裏面(第2基板303との対向面)には、各副画素毎にカラーフィルタ311が配されており、各副画素間にBM(ブラックマトリクス)312が配されている。
さらに、第1基板301の裏面には、第2基板303の表面(第1基板との対向面)方向へ突出するスイッチPS313が配されている。このスイッチPS313は、第2基板303と離間して配されている。
第2基板303の表面には、透明樹脂層321が配されており、透明樹脂層321の表面には、各副画素毎に画素電極322が配されている。
また、第2基板303の表面であり、スイッチPS313と対向する位置にスイッチ電極323が配されている。
なお、第1基板301と、第2基板303との間には、メインPS304が配されており、このメインPS304によって、第1基板301と、第2基板303との距離(液晶層302の厚さ)が規定されている。
このように構成された液晶パネル300では、第1基板301の表面が、ユーザによって、ペンなどで直接押される。これにより、スイッチPS313が、第2基板303に配されたスイッチ電極323と接触することになり、位置検出を行うことができる。
ここで、一般的に液晶パネルは、液晶の配向を規制するために、液晶層と接触する基板表面(又は裏面)に配向膜を配している。
しかし、この配向膜が、スイッチPS313と、スイッチ電極323との接触面に配されていると、それぞれが接触したとき導通不良を起こしてしまう。
特許文献1には、突起部の表面と、当該突起部と接触する電極部の表面とに配されている配向膜を除去することについて記載されている。
図22を用いて特許文献1の液晶表示パネルについて説明する。
図22に示すように、液晶表示パネル401は、画素電極414と、対向センサ電極422とにより抵抗型タッチセンサを構成している。
第1基板410に設けられた画素電極414には、複数のスリット414Aと、複数のエッジ414Bとが設けられている。そして、液晶430を挟んで対向配置されている第2基板420には、第2空間制御柱401Bが設けられており、この第2空間制御柱401Bの裏面には対向センサ電極422が設けられている。
液晶表示パネル401の構成によると、比較的、エッジ414Bでは、配向膜415が薄くなる傾向があり、エッジ414Bが配向膜415から露出して構成されている。
また、第2空間制御柱401Bを約2.5μmの高さで形成しており、この高さにより、第2基板420側に配される配向膜423は、追従しきれず、これにより第2空間制御柱401Bの先端部にはほとんど形成されない。
このように形成された液晶表示パネル401では、第2基板420の表面側から指などで押下されることで、エッジ414Bに対向して配されている対向センサ電極422は、画素電極414のうち、露出しているエッジ414Bと接触する。これにより、対向センサ電極422と、エッジ414Bとで、導通が取られることとなり、位置検出の不安定性を抑えている。
さらに、特許文献1では、配向膜415のラビング処理を行うことで、エッジ414
を露出させたり、さらに、配向膜415を形成したのち、ラビング処理を行う前にアッシング処理を行う工程を追加することで、配向膜415の厚みを減らし、エッジ414Bを露出させ易くしたりしている。
を露出させたり、さらに、配向膜415を形成したのち、ラビング処理を行う前にアッシング処理を行う工程を追加することで、配向膜415の厚みを減らし、エッジ414Bを露出させ易くしたりしている。
このような、インセル型タッチパネルは、スイッチPS又はスイッチ電極の当接面に、僅かでも配向膜が残っていると、液晶表示パネルを押下した際、導通不良を起こしてしまい、正確な位置検出を行うことができないという課題が生じる。
図21、22で示したスイッチPS313や対向センサ電極422のように、形状を突起状とすることで、スイッチPS313や対向センサ電極422の、スイッチ電極423・エッジ414Bとの当接面に成膜される配向膜を弾かせることはできるが、実際に、配向膜が、スイッチPS313や対向センサ電極422の、スイッチ電極323・エッジ414Bとの当接面に形成されていないか否かを、効率よく確認(検査)することができない。
すなわち、一般的に、配向膜の有無を確認する手法としては、光学顕微鏡を用いて作業者が目視確認を行なう方法が取られている。しかし、この場合、作業者は、配向膜の有無を、配向膜の色味のみで判断するしかない。このため、その判断は個人差でばらつく。
また、SEMにて断面を観察する方法も考えられるが、このような方法では、非常に手間と時間がかかり、なおかつ液晶表示パネルを破壊する必要があるため、実際の製造ラインには向かない。
特許文献1では、上述したように、ラビング処理を行ったり、アッシング処理を行う工程を追加したりして、エッジ414Bを露出させ易くしたりしているが、これについても同様に、エッジ414の表面から、本当に配向膜が除去されているか否かを確認するには、SEMにて断面を確認するしかなく、非破壊で配向膜の有無を確認することはできない。
このように、効率的に、又、確実に、配向膜の有無を確認することは困難であった。
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、効率よく、確実に、スイッチに発生する不良原因となる構成の存在の有無の確認が可能な、液晶表示パネル用基板、液晶表示パネル、液晶表示装置、液晶表示パネルの検査方法を提供することである。
上記の課題を解決するために、本発明の液晶表示パネル用基板は、液晶層を介して他の基板と対向配置されることで、液晶表示パネルを構成する液晶表示パネル用基板であって、上記他の基板に配された電極と一対のスイッチを構成し、上記他の基板と対向配置されたとき、自身、又は上記他の基板が押圧されることで、上記他の基板に配された電極と電気的に導通するように配されたスイッチ用電極と、上記スイッチ用電極の下方に配され、赤外光を反射する反射膜と、を備えていることを特徴としている。
上記構成によると、上記他の基板と対向配置されたとき、上記他の基板に配されている電極と、上記スイッチ用電極とが一対となり、上記スイッチを構成する。そして、上記液晶表示パネル用基板、又は上記他の基板が押圧されることで、上記スイッチは電気的に導通するので、当該スイッチを、例えば、当該導通した位置を検知するセンサとして機能させることができる。
さらに、上記構成によると、赤外光を反射する反射膜が、上記スイッチ用電極の下方に配されている。これにより、上記他の基板と対向配置される前に、上記スイッチ用電極の表面側から入射させた赤外光を、上記反射膜で反射することができる。このため、上記反射膜での反射光のスペクトルを測定させることで、上記他の基板に配された上記電極と電気的に導通をとる際に不良が発生する原因となる構成が、上記スイッチ用電極の表面に存在するか否かを検査させることができる。
これにより、顕微鏡により目視確認する場合と比べて、効率よく、確実に、スイッチに発生する不良原因となる構成の存在の有無の確認が可能である。
上記の課題を解決するために、本発明の液晶表示パネルは、アクティブ基板と、液晶層を介して、当該アクティブ基板と対向配置されている対向基板とを備えている液晶表示パネルであって、上記アクティブ基板又は上記対向基板が押圧されることで電気的に導通するように、上記アクティブ基板に配されている第1のスイッチ用電極、及び、上記対向基板に配されている第2のスイッチ用電極から構成されているスイッチを備え、さらに、上記アクティブ基板に配され、上記第1のスイッチ用電極が積層された赤外光を反射する第1の反射膜と、上記対向基板に配され上記第2のスイッチ用電極が積層された赤外光を反射する第2の反射膜とのうち少なくとも一方を備えていることを特徴としている。
上記構成によると、上記スイッチは、上記アクティブ基板又は対向基板が押圧されることで、上記第1のスイッチ用電極と、上記第2のスイッチ用電極とが電気的に導通する。このため、上記スイッチを、例えば、当該導通した位置を検知するセンサとして機能させることができる。
さらに、上記構成によると、上記アクティブ基板に配され、上記第1のスイッチ用電極が積層された赤外光を反射する第1の反射膜と、上記対向基板に配され上記第2のスイッチ用電極が積層された赤外光を反射する第2の反射膜とのうち少なくとも一方を備えている。
このため、上記アクティブ基板と、上記対向基板とが対向配置される前に、第1のスイッチ用電極又は第2のスイッチ用電極の表面側から入射させた赤外光を、上記第1の反射膜と第2の反射膜とのうち少なくとも一方で反射することができる。このため、上記第1の反射膜と第2の反射膜での反射光のスペクトルを測定させることで、上記第1のスイッチ用電極と上記第2のスイッチ用電極との間で電気的に導通をとる際に不良が発生する原因となる構成が、第1のスイッチ用電極又は第2のスイッチ用電極のうち少なくとも一方の表面に存在するか否かを検査させることができる。
これにより、顕微鏡により目視確認する場合と比べて、効率よく、確実に、スイッチに発生する不良原因となる構成の存在の有無の確認が可能である。
上記の課題を解決するために、本発明の液晶表示パネル用基板の製造方法は、液晶層を介して他の基板と対向配置されることで、液晶表示パネルを構成する液晶表示パネル用基板の製造方法であって、赤外光を反射する反射膜を形成する反射膜形成工程と、上記他の基板に配された電極と一対のスイッチを構成し、上記他の基板と対向配置されたとき、上記液晶表示パネル用基板、又は上記他の基板が押圧されることで、上記他の基板に配された電極と電気的に導通するスイッチ用電極を、上記反射膜形成工程で形成された反射膜の上方に形成するスイッチ用電極形成工程と、を有することを特徴としている。
上記構成によると、上記スイッチ用電極形成工程では、上記反射膜形成工程で形成された、赤外光を反射する上記反射膜の上方に、上記スイッチ用電極が形成される。これにより、上記スイッチ用電極の表面側から入射させた赤外光を、上記反射膜で反射することができる液晶表示パネル用基板を製造することができる。
これにより、上記反射膜での反射光のスペクトルを測定させることで、上記他の基板に配された上記電極と電気的に導通をとる際に不良が発生する原因となる構成が、上記スイッチ用電極の表面に存在するか否かを検査させることができる液晶表示パネル用基板を製造することができる。
これにより、顕微鏡により目視確認する場合と比べて、効率よく、確実に、スイッチに発生する不良原因となる構成の存在の有無の確認が可能な液晶表示パネル用基板を製造することができる。
上記の課題を解決するために、本発明の液晶表示パネル用基板の基板検査方法は、液晶層を介して他の基板と対向配置されることで、液晶表示パネルを構成する液晶表示パネル用基板を検査する基板検査方法であって、上記他の基板に配された電極と一対のスイッチを構成し、上記他の基板と対向配置されたとき、上記液晶表示パネル用基板、又は上記他の基板が押圧されることで、上記他の基板に配された電極と電気的に導通するスイッチ用電極に赤外光を出射する赤外光出射工程と、上記赤外光出射工程で出射された赤外光のうち、上記液晶表示パネル用基板を平面視したときに上記スイッチ用電極内に形成されている、赤外光を反射する反射膜からの反射光を取得する反射光取得工程とを有することを特徴としている。
上記構成によると、上記赤外光出射工程で、上記スイッチ用電極に対して赤外光を出射し、上記反射光取得工程で、上記上記赤外光出射工程で出射された赤外光のうち、上記スイッチ用電極を積層する上記反射膜からの反射光を取得する。これにより、当該取得した反射光から、上記他の基板に配された上記電極と電気的に導通をとる際に不良が発生する原因となる構成が、上記スイッチ用電極の表面に存在するか否かを判定することができる。
このため、上記構成によると、効率よく、確実に、スイッチに発生する不良原因となる構成の存在の有無を検査することができる。
本発明の液晶表示パネルは、液晶層を介して他の基板と対向配置されることで、液晶表示パネルを構成する液晶表示パネル用基板であり、上記他の基板に配された電極と一対のスイッチを構成し、上記他の基板と対向配置されたとき、自身、又は上記他の基板が押圧されることで、上記他の基板に配された電極と電気的に導通するように配されたスイッチ用電極と、上記スイッチ用電極の下方に配され、赤外光を反射する反射膜と、を備えている。
本発明の液晶表示パネルは、アクティブ基板と、液晶層を介して、当該アクティブ基板と対向配置されている対向基板とを備えており、上記アクティブ基板又は上記対向基板が押圧されることで電気的に導通するように、上記アクティブ基板に配されている第1のスイッチ用電極、及び、上記対向基板に配されている第2のスイッチ用電極から構成されているスイッチを備え、さらに、上記アクティブ基板に配され、上記第1のスイッチ用電極が積層された赤外光を反射する第1の反射膜と、上記対向基板に配され上記第2のスイッチ用電極が積層された赤外光を反射する第2の反射膜とのうち少なくとも一方を備えている。
本発明の液晶表示パネル用基板の製造方法は、液晶層を介して他の基板と対向配置されることで、液晶表示パネルを構成する液晶表示パネル用基板の製造方法であり、赤外光を反射する反射膜を形成する反射膜形成工程と、上記他の基板に配された電極と一対のスイッチを構成し、上記他の基板と対向配置されたとき、上記液晶表示パネル用基板、又は上記他の基板が押圧されることで、上記他の基板に配された電極と電気的に導通するスイッチ用電極を、上記反射膜形成工程で形成された反射膜の上方に形成するスイッチ用電極形成工程と、を有している。
本発明の基板検査方法は、液晶層を介して他の基板と対向配置されることで、液晶表示パネルを構成する液晶表示パネル用基板を検査する基板検査方法であり、上記他の基板に配された電極と一対のスイッチを構成し、上記他の基板と対向配置されたとき、上記液晶表示パネル用基板、又は上記他の基板が押圧されることで、上記他の基板に配された電極と電気的に導通するスイッチ用電極に赤外光を出射する赤外光出射工程と、上記赤外光出射工程で出射された赤外光のうち、上記液晶表示パネル用基板を平面視したときに上記スイッチ用電極内に形成されている、赤外光を反射する反射膜からの反射光を取得する反射光取得工程とを有している。
これにより、効率よく、確実に、スイッチに発生する不良原因となる構成の存在の有無の確認を行なうことができるという効果を奏する。
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
〔実施形態1〕
(液晶表示装置の概略構成)
まず、図1〜図3を用いて、本実施の形態に係る液晶表示装置の概略構成について説明する。
(液晶表示装置の概略構成)
まず、図1〜図3を用いて、本実施の形態に係る液晶表示装置の概略構成について説明する。
図2は、本実施の形態に係る液晶表示装置のうち、対向基板の構成を表す平面図である。図3は、本実施の形態に係る液晶表示装置のうち、アクティブ基板の構成を表す平面図である。
図1は、図2、図3に示すA‐A’線矢視断面図である。
図1に示すように、液晶表示装置3は、液晶表示パネル1と、バックライト2とを備えている。また、液晶表示装置3は、液晶表示パネル1及びバックライト2のそれぞれの駆動を制御する駆動制御回路(不図示)等を備えている。
液晶表示パネル1は、内部に、タッチセンサとしてタッチスイッチ(スイッチ)50が形成されたタッチパネルとして機能するインセル型タッチセンサ機能付きの液晶表示パネルである。
本実施の形態によると、このようなインセル型タッチセンサ機能付き液晶表示パネル内部に配されるタッチスイッチ上の配向膜の有無を効率よく判別することができる手法を提供することができる。
液晶表示パネル1は、アクティブ基板(第2の基板)12と、液晶層10を介して、アクティブ基板12と対向配置されている対向基板(第1の基板)11とを備えている。
バックライト2は、液晶表示パネル1を照明する照明装置であり、アクティブ基板12の裏面側(液晶層10が配されている側とは反対側)に配されている。
対向基板(液晶表示パネル用基板、他の基板)11と、アクティブ基板(他の基板、液晶表示パネル用基板)12との間には、スペーサ33が形成されている。スペーサ33は、いわゆるフォトスペーサであり、このスペーサ33によって、対向基板11と、アクティブ基板12との間隔(いわゆるセルギャップ)が規定されている。スペーサ33はメインPS(フォトスペーサ)である。
対向基板11は、ガラス基板25と、カラーフィルタ層26と、反射膜(第2の反射膜)38と、スイッチPS電極(スイッチ用電極、他の基板に配された電極、第2のスイッチ用電極)51と、配向膜21とを少なくとも備えている。
ガラス基板25は、例えば、0.7mm以下程度の厚みを有している。そして、ガラス基板25の表面(アクティブ基板12との対向面とは反対側の面)には図示しない偏光板が配されている。この偏光板の表面が、ユーザの指や、ペンなど、位置を検出する対象物がタッチ(接触)するタッチ面である。このタッチ面は、上記対象物によって押圧される面でもある。
カラーフィルタ層26は、ガラス基板25の裏面(アクティブ基板12との対向面)に配されている。
反射膜38は、カラーフィルタ層26の裏面(アクティブ基板12との対向面)に配されている。反射膜38は、金属材料から構成されており、特に、フーリエ変換赤外分光光度計等から出射された赤外光を反射する材質により構成されている。
さらに、反射膜38を構成する金属材料は、液晶表示パネル1を構成するアクティブ基板12に形成されている配線又は電極の何れかと同じ材料であることが好ましい。これにより、反射膜38を形成するために、新たに金属材料を用意する必要はなく、製造コストが上昇することを抑制することができる。
反射膜38は、単層で構成されており、タンタル(Ta)、モリブデン(Mo)、チタン(Ti)、銅(Cu)、アルミニウム(Al)の何れかを主成分とすることが好ましい。これにより、反射膜38を、アクティブ基板12内の配線に用いられている金属材料を用いて形成することができる。
このため、反射膜38を形成するために、新たに金属材料を用意する必要はなく、製造コストが上昇することを抑制することができる。
なお、反射膜38は、必ずしも単層で形成されている必要は無く、上述したタンタル(Ta)、モリブデン(Mo)、チタン(Ti)、銅(Cu)、アルミニウム(Al)の何れかを主成分とする複数の層から構成されていてもよい。
反射膜38の厚みは、特に限定されるものではなく、反射膜38を形成後に成膜させる部材に影響が出ない程度の厚さであればよい。反射膜38は、一例として、50nm程度で形成されている。
スイッチPS電極51は、反射膜38の裏面(アクティブ基板12との対向面)に配されている。スイッチPS電極51は、後述するように、柱状の透明樹脂材料と、透明樹脂材料の表面を覆う共通電極である透明電極とから構成されている。
スイッチPS電極51は、反射膜38の裏面からアクティブ基板12側へ突出するように設けられており、スイッチPS電極51と、アクティブ基板12に設けられているスイッチ電極52(後述する)とは離間している。すなわち、スイッチPS電極51は、凸形状として構成されている。なお、スイッチPS電極51の詳細な構成は後述する。
配向膜21は、例えば、ポリイミド(PI)からなる。配向膜21は、スイッチPS電極51の先端面(スイッチ電極52との対向面)を除く、対向基板11の、液晶層10との境界に配されている。なお、対向基板11は、図1には図示しない共通電極である透明電極が積層されている。
配向膜21は、この透明電極を介して、カラーフィルタ層26、反射膜38、スイッチPS電極51の側面、スペーサ33の側面を覆っている。すなわち、スイッチPS電極51の先端面は、上記透明電極が露出している。
アクティブ基板12は、ガラス基板35と、画素電極15と、反射膜(第1の反射膜)39と、スイッチ電極52と、配向膜32とを少なくとも備えている。
ガラス基板35は、例えば、0.7mm以下程度の厚みを有している。そして、ガラス基板35の裏面(バックライト2との対向面)には図示しない偏光板が配されている。
反射膜39は、スイッチ電極52の形成領域内であって、スイッチPS電極51と対向する領域に配されている。
反射膜39は、反射膜38と同様に、金属材料から構成されており、特に、フーリエ変換赤外分光光度計等から出射された赤外光を反射する材質により構成されている。
反射膜39は、単層で構成されており、タンタル(Ta)、モリブデン(Mo)、チタン(Ti)、銅(Cu)、アルミニウム(Al)の何れかを主成分とすることが好ましい。
これにより、反射膜39を、アクティブ基板12内の配線に用いられている金属材料を用いて形成することができる。これにより、反射膜39を形成するために、新たに金属材料を用意する必要はなく、製造コストが上昇することを抑制することができる。
なお、反射膜39は、必ずしも単層で形成されている必要は無く、上述したタンタル(Ta)、モリブデン(Mo)、チタン(Ti)、銅(Cu)、アルミニウム(Al)の何れかを主成分とする複数の層から構成されていてもよい。
反射膜39の厚みは、特に限定されるものではなく、反射膜39を形成後に成膜させる部材に影響が出ない程度の厚さであればよい。反射膜39は、一例として、50nm程度で形成されている。
スイッチ電極52は、反射膜39に積層されている。スイッチ電極52は、スイッチPS51と対向する領域に配されている。すなわち、スイッチ電極52は、押圧されたスイッチPS51と当接する位置に形成されている。
スイッチPS電極51と、後述するスイッチ電極52とが、液晶表示パネル1内に設けられたタッチセンサとして機能するタッチスイッチ50である。
このように、タッチスイッチ50は、スイッチPS電極51と、スイッチ電極52とのうち、スイッチPS電極51が凸形状として形成されている。これにより、対向基板11とアクティブ基板12との何れかが押圧されることで、互いに接触し、電気的に導通する。このように、タッチスイッチ50は構成されている。
なお、本実施の形態では、スイッチ電極52は、後述するように、タッチスイッチ50の位置検出用TFTのドレイン電極も兼ねている。
配向膜32は、例えば、ポリイミド(PI)からなる。配向膜32は、スイッチ電極52の表面を除く、アクティブ基板12の、液晶層10との境界面に配されている。すなわち、配向膜32は、ガラス基板35、画素電極15、及びスペーサ33の側面を覆っている。
(カラーフィルタ層の構成)
次に、図2を用いて、カラーフィルタ層26について説明する。
次に、図2を用いて、カラーフィルタ層26について説明する。
図2に示すように、カラーフィルタ層26は、各画素5内に配されている着色層26R・26G・26Bと、隣り合う着色層26R・26G・26B間に配されている遮光層(ブラックマトリクス)26Mとを備えている。すなわち、着色層26R・26G・26Bのそれぞれは、遮光層26Mによって区画された領域内に配されている。
着色層26Rは赤色の波長の光を選択的に透過し、着色層26Gは緑色の波長の光を選択的に透過し、着色層26Bは青色の波長の光を選択的に透過する。
また、遮光層26Mは、対向基板11を平面視したとき、対向基板11の垂直方向に延びる遮光層26Mのうち、一部が画素5内に突出して形成されている突出部26Maを有している。この突出部26Maは、タッチスイッチ50の駆動を制御するための検出用TFT(後述する)を覆うように形成されている。反射膜38及びスイッチPS電極51は、この突出部26Maの裏面に配されている。
(アクティブ基板の構成)
図3は、アクティブ基板12の構成を表す平面図である。
図3は、アクティブ基板12の構成を表す平面図である。
アクティブ基板12には、互いに平行な複数のゲート配線13と、互いに平行な複数の検出用配線43と、互いに平行なソース配線14とが配されている。
ゲート配線13、検出用配線43、及びソース配線14は、タンタル(Ta)、モリブデン(Mo)、チタン(Ti)、銅(Cu)、アルミニウム(Al)の何れかを主成分とする金属材料から構成されている。
複数のゲート配線13と、複数の検出用配線43とは平行に配されており、複数のソース配線14は、複数のゲート配線13及び複数の検出用配線43と交差するように配されている。アクティブ基板12を平面視したとき、複数のゲート配線13、及び複数の検出用配線43は、水平方向に延びて配されており、複数のソース配線14は、垂直方向に延びて配されている。
液晶表示パネル1を平面視したときに、ゲート配線13と、検出用配線43と、ソース配線14とによって区画されている格子状パターンが画素5である。
画素5内には、TFT(Thin Film Transistor)16と、画素電極15と、スイッチ電極52とが形成されている。
TFT16は、ゲート電極17と、ソース電極18と、ドレイン電極19とを備えている。ゲート電極17、ソース電極18、及びドレイン電極19は、タンタル(Ta)、モリブデン(Mo)、チタン(Ti)、銅(Cu)、アルミニウム(Al)の何れかを主成分とする金属材料から構成されている。
ゲート電極17と、ソース電極18及びドレイン電極19との間には半導体層34が介在して配されている。ゲート電極17はゲート配線13と接続されており、ソース電極18はソース配線14と接続されており、ドレイン電極19は画素電極15に接続されている。
ドレイン電極19は、層間絶縁膜(不図示)によって覆われている。そして、当該層間絶縁膜にコンタクトホール23が形成されており、このコンタクトホール23を介して、ドレイン電極19と、画素電極15とが接続されている。
画素電極15は、ITO等の透明電極からなる。画素電極15は、着色層26R・26G・26Bのそれぞれと対向する領域に配されている。TFT16によって、画素電極15に電圧が印加されると、画素電極15と、対向基板11に配された共通電極との間で電位差が生じる。これにより、液晶層10の液晶の駆動の制御がなされることで、液晶表示パネル1に画像を表示することができる。
また、画素5内には、タッチスイッチ50用の位置の検出用TFT53が配されている。検出用TFT53は、ゲート電極55と、ソース電極56と、スイッチ電極52であるドレイン電極とを備えている。ゲート電極55、ソース電極56は、タンタル(Ta)、モリブデン(Mo)、チタン(Ti)、銅(Cu)、アルミニウム(Al)の何れかを主成分とする金属材料から構成されている。
ゲート電極55と、ソース電極56及びスイッチ電極52(ドレイン電極)との間には半導体層57が介在して配されている。ゲート電極55は検出用配線43と接続されており、ソース電極56はソース配線14と接続されている。
スイッチ電極52は、スイッチPS電極51と対向する領域に少なくとも配されている。スイッチ電極52は、ITO等の透明電極からなり、画素電極15と同じ工程で形成することができる。
(タッチスイッチ近傍の断面構成)
次に、図4を用いて、アクティブ基板12及び対向基板11のタッチスイッチ50近傍の断面構成について説明する。
次に、図4を用いて、アクティブ基板12及び対向基板11のタッチスイッチ50近傍の断面構成について説明する。
図4は、図3のV‐V’線矢視断面図である。
まず、アクティブ基板12の断面の構成について説明する。
図4に示すように、ガラス基板35の表面にゲート電極55が形成されている。そして、ゲート電極55を覆ってガラス基板35の表面にゲート絶縁膜36が形成されている。
ゲート絶縁膜36の表面のうち、ゲート電極55を覆う領域に半導体層57が形成されている。ゲート絶縁膜36の表面のうち、スイッチ電極52の形成領域内、すなわち、スイッチPS電極51と対向する領域に、反射膜39が形成されている。
そして、反射膜39及び半導体層57の一部を覆ってスイッチ電極52が形成されている。また、ゲート絶縁膜36の表面、及び半導体層57の他の一部を覆って、ソース電極56が形成されている。
ソース電極56を覆って、ゲート絶縁膜36上及び半導体層57上に層間絶縁膜37が形成されている。
層間絶縁膜37は、例えば、透光性を有する樹脂からなる。層間絶縁膜37は、さらに好ましくは、透明性を有する樹脂からなる。具体的には、層間絶縁膜37はアクリルにより構成されている。そして、層間絶縁膜37の表面には配向膜32が積層されている。
スイッチ電極52の表面(対向基板11に対する対向面)は、層間絶縁膜37及び配向膜32には覆われておらず、露出している。
なお、反射膜39と、半導体層57とは接していても、接触していなくてもよく、スイッチ電極52と、半導体層57とが電気的に導通がとれるように配されていればよい。
次に、対向基板11側の断面の構成について説明する。
ガラス基板25の裏面に、遮光層26Mが形成されている。遮光層26Mの裏面のうち、スイッチ電極52と対向する領域内に反射膜38が形成されている。反射膜38の裏面には、柱状のスイッチPS電極51が複数形成されている。本実施の形態では、一つの共通する反射膜38に、3個のスイッチPS電極51が形成されている。
スイッチPS電極51は、反射膜38に形成されたスイッチPS(構造物)58と、そのスイッチPS58を覆う透明電極27とから構成されている。そして、遮光層26M、スイッチPS58及び反射膜38を覆って透明電極27が形成されている。
そして、透明電極27のうち、スイッチPS電極51の先端面以外は、配向膜21に覆われている。すなわち、スイッチPS電極51の先端部分は、透明電極27が露出している。
スイッチPS58は凸形状を有している。スイッチPS58は、アクリルにより構成されている。このように、スイッチPS58をアクリルで構成することで、アクティブ基板12に配されている層間絶縁膜37と同じ材料で構成することができる。このため、スイッチPS58を形成するために、新たに別の材料を用いる必要は無いので、製造コストが上昇することを防止することができる。
(タッチ位置の検出方法)
次に、図5を用いて、液晶表示パネル1でのタッチ位置の検出方法について説明する。
次に、図5を用いて、液晶表示パネル1でのタッチ位置の検出方法について説明する。
図5は、液晶表示パネル1の等価回路を表す図である。
ある検出用配線43に所定の走査電圧が印加される。すると、その検出用配線43に接続されている検出用TFT53がON状態となり、スイッチ電極52とソース電極56とが導通する。
ここで、ユーザが、液晶表示パネル1のタッチ面を押圧することで、スイッチPS電極51の先端に形成されている透明電極27と、スイッチ電極52とが接触すると、透明電極27とスイッチ電極52とが導通状態となる。これにより、透明電極27に印加されている共通電圧に応じた電流がソース配線14に流れる、このソース配線14に流れた電流を検知することで、タッチ位置を検知することができる。
複数の検出用配線43のうち走査電圧を印加する検出用配線43を順次切り替える(走査させる)ことで液晶表示パネル1内で二次元的に位置を検知することができる。
(液晶表示パネルの主な利点)
このように、液晶表示パネル1は、アクティブ基板12又は対向基板11が押圧されることで電気的に導通するように、アクティブ基板12に配されているスイッチ電極52及び対向基板11に配されているスイッチPS電極51から構成されているタッチスイッチ50を備えている。
このように、液晶表示パネル1は、アクティブ基板12又は対向基板11が押圧されることで電気的に導通するように、アクティブ基板12に配されているスイッチ電極52及び対向基板11に配されているスイッチPS電極51から構成されているタッチスイッチ50を備えている。
このため、タッチ面である対向基板11の表面又はアクティブ基板12の裏面(バックライト2との対向面)が、例えば、指やペンなどで押圧されることで、その押圧された領域が局所的に湾曲する。そして、その湾曲した領域内のスイッチPS電極51の先端面に形成されている透明電極27と、スイッチ電極52とが接触すると、スイッチPS電極51と、スイッチ電極52とが電気的に導通する。このため、タッチスイッチ50を、電気的に導通した位置(すなわち押圧された位置)を検知するセンサとして機能させることができる。
さらに、液晶表示パネル1は、アクティブ基板12に配され、スイッチ電極52が積層された赤外光を反射する反射膜39と、対向基板11に配されスイッチPS電極51が積層された赤外光を反射する反射膜38との両方を備えている。
このため、対向基板11と、アクティブ基板12とが対向配置される前に、対向基板11のスイッチPS電極51の表面(先端面)側から入射させた赤外光を、反射膜38で反射させることができる。このため、この反射膜38からの反射光のスペクトルを測定させることで、スイッチPS電極51と、アクティブ基板12側のスイッチ電極52との間で電気的に導通をとる際、不良が発生する原因となる構成である配向膜21の残渣が、スイッチPS電極51の表面(先端面)に存在するか否かを検査させることができる。
さらに、対向基板11と、アクティブ基板12とが対向配置される前に、アクティブ基板12のスイッチ電極52の表面側から入射させた赤外光を、反射膜39で反射させることができる。このため、この反射膜39からの反射光のスペクトルを測定させることで、スイッチ電極52と、対向基板11側のスイッチPS電極51との間で電気的に導通をとる際、不良が発生する原因となる構成である配向膜32の残渣が、スイッチ電極52の表面に存在するか否かを検査させることができる。
このように、液晶表示パネル1によると、反射膜38と、反射膜39との両方を備えているので、スイッチPS電極51とスイッチ電極52との間で電気的に導通をとる際に不良が発生する原因となる構成である配向膜21・32の残渣が存在すか否かを、スイッチPS電極51とスイッチ電極52との両方の表面とも検査させることができる。
これにより、顕微鏡で目視確認を行う場合と比較して、効率よく、より確実に、タッチスイッチ50に発生する不良原因となる構成の存在の有無の確認が可能である。
また、液晶表示パネル1は、反射膜38と、反射膜39とのうち、少なくとも一方が配されている構成であってもよい。これにより、アクティブ基板12と、対向基板11とが対向配置される前に、スイッチPS電極51及びスイッチ電極52の表面側から入射させた赤外光を、反射膜38と反射膜39とのうち少なくとも一方で反射することができる。
このため、反射膜38と反射膜39での反射光のスペクトルを測定させることで、スイッチPS電極51とスイッチ電極52との間で電気的に導通をとる際に不良が発生する原因となる配向膜21・32の残渣が、スイッチPS電極51又はスイッチ電極52のうち少なくとも一方の表面に存在するか否かを検査させることができる。
これにより、顕微鏡により目視確認する場合と比べて、効率よく、確実に、タッチスイッチ50に発生する不良原因となる配向膜21・32の残渣の有無の確認が可能である。
また、アクティブ基板12のスイッチ電極52は、透明電極であるスイッチ電極52を備えている。すなわち、アクティブ基板12は、スイッチ電極52を構成する透明電極と同一の工程で形成された画素電極15を備えている。
これにより、液晶表示パネル用基板のうちアクティブ基板12で一般的に形成されている画素電極15を形成する工程と同一の工程で、スイッチ電極52を形成することができる。
このため、スイッチ電極52を形成するためだけの工程を設ける必要がなく、製造コストが上昇することを防止することができる。
一方、対向基板11のスイッチPS電極51は、透明電極27を備えている。すなわち、対向基板11は、スイッチPS電極51を構成する透明電極27と同一の工程で形成された共通電極(コモン電極)としての透明電極27を備えている。
これにより、液晶表示パネル用基板のうち対向基板で一般的に形成されている共通電極を形成する工程と同一の工程で、スイッチPS電極51が備える透明電極27を形成することができる。
このため、スイッチPS電極51が備える透明電極27を形成するためだけの工程を設ける必要がなく、製造コストが上昇することを防止することができる。
本実施の形態では、TFT16と検出用TFT53とは共通するソース配線14に接続されているものとして説明したが、検出用TFT53を接続するソース配線14を、TFT16が接続されているソース配線14とは別に設ける構成としてもよい。
このように、検出用TFT53が接続されるソース配線14を、画素5の駆動制御用のTFT16が接続されるソース配線14とは別に設けることで、画素5の駆動制御とは独立してタッチ位置の検知を行うことができるので、検知精度を向上させることができる。
本実施の形態では、一つの画素5内に一つのタッチスイッチ50を設けるものとして説明したが、これに限らず、着色層26R、着色層26G、又は着色層26Bが配されている画素5のうち、何れか一つの画素5にタッチスイッチ50を設ける構成としてもよい。さらに、任意の画素5に対して一つのタッチスイッチ50を設ける構成としてもよい。
本実施の形態では、スイッチPS電極51は、共通する一つの反射膜38に対して3個設けられているものとして説明したが、これに限らず、スイッチPS電極51は、一つの反射膜38に、4個以上や2個設けてもよく、又は1個だけ設けてもよい。
しかし、上述したように、共通する一つの反射膜38に対して3個程度の複数のスイッチPS電極51を設けることで、スイッチPS電極51がスイッチ電極52に押圧された際に、スイッチPS電極51にかかる負荷を分散させることができる。このため、スイッチPS電極51や、スイッチPS電極51が形成されている反射膜38、及び反射膜38が形成されている遮光層26Mが破壊することを防止することができる。
(液晶表示パネルの製造工程の概略)
次に、図6を用いて、液晶表示パネル1を製造する工程の概略について説明する。図6は、液晶表示パネル1の製造工程を説明するフローチャートである。
次に、図6を用いて、液晶表示パネル1を製造する工程の概略について説明する。図6は、液晶表示パネル1の製造工程を説明するフローチャートである。
まず、対向基板11の製造工程(製造方法)の概略について説明する。
反射膜形成工程では、ガラス基板25の表面に形成されているカラーフィルタ層26の表面に、赤外光を反射する反射膜38を形成する。この反射膜38は、スイッチPS電極51が形成される領域に形成する。
次に、スイッチPS電極形成工程(スイッチ用電極形成工程)では、反射膜形成工程で形成された反射膜39の上方、すなわち、反射膜39に積層して、スイッチPS電極51を形成する。
本実施の形態に係る対向基板11では、スイッチPS電極形成工程は、スイッチPS形成工程と、透明電極形成工程とを有する。
まず、スイッチPS形成工程では、反射膜形成工程で形成された反射膜38の上方、すなわち、反射膜38に積層してスイッチPS58を形成する。
次に、透明電極形成工程では、スイッチPS形成工程で形成されたスイッチPS58や、反射膜形成工程以前のカラーフィルタ形成工程で形成されたカラーフィルタ層26を覆って、ITOをパターニングすることで、透明電極27を形成する。これにより、共通電極が形成されると共に、スイッチPS電極51が形成される。
次に、配向膜形成工程では、透明電極形成工程で形成した透明電極27の表面に、配向膜21を形成する。配向膜21は、透明電極27の表面に、ポリイミド溶液を塗布し、当該塗布されたポリイミド溶液を焼成することで形成される。
また、対向基板11を平面視したとき、スイッチPS電極形成工程で形成したスイッチPS電極51の先端面(表面)51aを、配向膜21を選択的に成膜しない配向膜21の非形成領域として、配向膜形成工程では、配向膜21の非形成領域の周囲に配向膜21を形成する。
スイッチPS電極51の先端面51aに、選択的に配向膜21を形成しない方法については後述する。
次に、スイッチPS電極検査工程では、配向膜形成工程で、配向膜21の非形成領域であるスイッチPS電極51の先端面51aに、配向膜21、すなわちポリイミド(PI)の残渣の有無を検査する。このPI残渣の有無の検査は、一例として、FT-IR測定を行うことによってなされる。このPI残渣の有無の検査は、付着しているPIが許容量を超えているか否かを判定することによって判定してもよい。このスイッチPS電極検査工程の詳細は後述する。
スイッチPS電極検査工程で、スイッチPS電極51の先端面51aに、PIの残渣があると判定されると、当該判定された基板は、次に、PI除去工程へ移される。
スイッチPS電極検査工程で、スイッチPS電極51の先端面51aに、PIの残渣がないと判定されると、良品の対向基板11として次工程へと移される。
スイッチPS電極51の先端面51aに、PIの残渣があると判定されたことで、PI除去工程に移された基板は、当該PI除去工程で、例えば、アッシング処理がなされるなどして、スイッチPS電極51の先端面51aに付着していたPIが除去される。
そして、PI除去工程で、スイッチPS電極51の先端面51aに付着していたPIが除去された基板は、良品の対向基板11として次工程へ移される。
次に、アクティブ基板12の製造工程の概略について説明する。
反射膜形成工程では、ガラス基板35の表面に形成されているゲート絶縁膜36の表面に、赤外光を反射する反射膜39を形成する。この反射膜39は、スイッチ電極52が形成される領域に形成する。
この反射膜39を、TFT16・検出用TFT53を構成する何れかの電極や半導体層と同じ材料で形成する場合、当該同じ材料からなる電極や半導体層を形成する工程と、同一の工程で形成するようにしてもよい。
スイッチ電極形成工程は、本実施の形態では、透明電極形成工程を兼ねている。スイッチ電極形成工程では、反射膜形成工程で形成した反射膜39を覆うように、ITOをパターニングすることで、スイッチ電極52を形成する。また、スイッチ電極形成工程では、併せて、ゲート絶縁膜36に積層して形成されている層間絶縁膜37の表面に、画素電極15も形成される。
次に、配向膜形成工程では、スイッチ電極形成工程で形成した画素電極15や、層間絶縁膜37の表面に、配向膜32を形成する。配向膜32は、画素電極15や、層間絶縁膜37の表面に、ポリイミド溶液を塗布し、当該塗布されたポリイミド溶液を焼成することで形成される。
また、本実施の形態では、アクティブ基板12の配向膜形成工程には、PI除去工程を含む。
このPI除去工程で、例えばアッシング処理がなされるなどにより、アクティブ基板12を平面視したとき、スイッチ電極形成工程で形成したスイッチ電極52の表面52aを、配向膜32を選択的に成膜しない配向膜32の非形成領域として、スイッチ電極52の表面52aに成膜された配向膜32、すなわちPIを除去する。
このようにして、配向膜形成工程では、配向膜32の非形成領域の周囲に配向膜32が形成される。なお、スイッチ電極52の表面52aのPIを除去する方法については後述する。
次に、スイッチ電極検査工程では、配向膜形成工程で、配向膜32の非形成領域であるスイッチ電極52の表面52aに、配向膜32、すなわちPIの残渣の有無を検査する。このPI残渣の有無の検査は、一例として、FT-IR測定を行うことによってなされる。このPI残渣の有無の検査は、付着しているPIが許容量を超えているか否かを判定することによって判定してもよい。このスイッチ電極検査工程の詳細は後述する。
スイッチ電極検査工程で、スイッチ電極52の表面52aに、PIの残渣があると判定されると、当該判定された基板は、次に、PI除去工程へ移される。
スイッチ電極検査工程で、スイッチ電極52の表面52aに、PIの残渣がないと判定されると、良品のアクティブ基板12として次工程へ移される。
スイッチ電極52の表面52aに、PIの残渣があると判定されたことで、PI除去工程に移された基板は、当該PI除去工程で、例えば、アッシング処理がなされるなどして、スイッチ電極52の表面52aに付着していたPIが除去される。
そして、PI除去工程で、スイッチ電極52の表面52aに付着していたPIが除去されると、良品のアクティブ基板12として次工程へ移される。
次に、シール形成工程で、完成したアクティブ基板12に、シール用樹脂が塗布・印刷される。そして、そのアクティブ基板12に液晶を滴下し、上記完成した対向基板11と貼り合わせる。そして、対向基板11、アクティブ基板12の外側面にそれぞれ偏光板を配することで、液晶表示パネル1が完成する。そして、液晶表示パネル1に駆動回路や、バックライト2等を配することで液晶表示装置が完成する。
次に、対向基板11、アクティブ基板12の製造方法について具体的に説明する。
(対向基板の製造方法)
まず、図7の(a)〜(f)を用いて、対向基板11の製造方法について説明する。
まず、図7の(a)〜(f)を用いて、対向基板11の製造方法について説明する。
図7の(a)〜(f)は、対向基板11の製造方法を説明する図である。
まず、カラーフィルタ層形成工程で、遮光層26Mと着色層26R・26G・26Bとをガラス基板25上に形成する。
図7の(a)に示すように、ガラス基板25の表面の所定のパターンの遮光層26Mを形成する。
例えば、黒色樹脂材料を、ガラス基板25の表面に塗布してから、フォトリソグラフィーにより、その塗布した黒色樹脂材料のうち、不要部分を除去することで、遮光層26Mを形成することができる。
次に、図7の(b)に示すように、遮光層26Mの非形成領域、すなわち、画素5となる領域内に、着色層26R・26G・26Bを形成する。
まず、ガラス基板25上に、着色層材料を含むカラーレジストを塗布し、所定パターンの開口を有するフォトマスクを介して紫外線を照射する。これにより、その所定パターン部分のカラーレジストが硬化し、不溶化される。次に、現像液により、未硬化部分である不要なカラーレジストを除去する。そして、除去されず、パターニングされたカラーレジストをベークすることで硬化させる。
この工程を赤、緑、青の着色層材料について行うことで、着色層26R・26G・26Bを形成する。
これにより、カラーフィルタ層26が形成される。
なお、カラーフィルタ層26の形成方法は、上述したものに限定されず、公知の方法を用いることができる。
次に、図7の(c)に示すようにカラーフィルタ層26のうち、遮光層26Mの表面に反射膜38を形成する(反射膜形成工程)。例えば、スパッタリング法により、反射膜38を構成する金属材料の薄膜を、遮光層26Mの表面に成膜することで、反射膜38を形成することができる。
次に、図7の(d)に示すように、反射膜38の表面にスイッチPS58を形成する(スイッチPS電極形成工程)。
まず、スイッチPS51を構成する透明樹脂材料を含むレジストを、反射膜38及びカラーフィルタ層26の表面に塗布する。
次に、所定パターンの開口を有するフォトマスクを介して紫外線を照射する。これにより、その所定パターン部分のレジストが硬化し、不溶化される。次に、現像液により、未硬化部分である不要なレジストを除去する。そして、除去されず、パターニングされたレジストをベークすることで硬化させる。
これにより、スイッチPS58が、反射膜38の表面に形成される。
なお、スイッチPS58は、透明樹脂材料に限定されず、着色層26R・26G・26Bを形成したカラーレジストの何れかを用いて形成してもよい。
次に、図7の(e)に示すように、カラーフィルタ層26、反射膜38、及びスイッチPS58を覆うように、共通電極となる透明電極27を形成する(透明電極形成工程)。
例えば、スパッタリング法により、透明電極27を構成するITOの薄膜を形成することで、透明電極27を形成することができる。
これにより、共通電極が形成されると共に、スイッチPS58と、透明電極27とから構成されているスイッチPS電極51が形成される。
次に、図7の(f)に示すように、遮光層26Mの上方であり、透明電極27の表面に、メインのPSであるスペーサ33を形成する(スペーサ形成工程)。
まず、スペーサ33を構成する樹脂材料を含むレジストを、透明電極27の表面に塗布する。
次に、所定パターンの開口を有するフォトマスクを介して紫外線を照射する。これにより、その所定パターン部分のレジストが硬化し、不溶化される。次に、現像液により、未硬化部分である不要なレジストを除去する。そして、除去されず、パターニングされたレジストをベークすることで硬化させる。
これにより、スペーサ33が、透明電極27の表面であって、遮光層26Mの上方に形成される。
次に、図7の(g)に示すように、透明電極27の表面に、配向膜21を形成する(配向膜形成工程)。透明電極27の表面に、配向膜21を構成するポリイミド溶液(PI溶液)を塗布し、焼成(ベーク)することで硬化させる。この硬化させた膜が配向膜21である。
ここで、スイッチPS電極51や、スペーサ33は、ある程度の高さを有して、突出して形成されている。このため、配向膜21を構成するポリイミドは、スイッチPS電極51や、スペーサ33の形状に追従しきれず、スイッチPS電極51の先端面(スイッチ電極52との対向面)や、スペーサ33の先端面(アクティブ基板12との当接面)には、ポリイミドが成膜されずに、硬化する。一例として、本実施の形態では、スイッチPS電極51の高さは2.5μmであり、スペーサ33の高さは3μm程度で形成している。
これにより、スイッチPS電極51の先端面や、スペーサ33の先端面を除く透明電極27の表面に配向膜21が形成される。
このようにして、スイッチPS電極51の先端面51aを、選択的に配向膜21が形成されない領域である配向膜21の非形成領域とすることができる。つまり、スイッチPS電極51の先端面51aをPIが形成されない領域とすることができる。このようにして、対向基板11が形成される。
さらに、スイッチPS電極51の先端面51aのPIの残渣をより確実に無くすため、PI除去工程を追加してもよい。
以下に、PI除去工程の具体例について説明する。
図8の(a)〜(c)は、スイッチPS電極の先端部の配向膜21を除去する方法を説明する図である。
図8の(a)に示すように、配向膜21を成膜後、スイッチPS電極51の先端面51aも覆うように、対向基板11の表面全面にレジスト62を成膜する。
次に、図8の(b)に示すように、レジスト62のうち、スイッチPS電極51の先端面51aのレジスト62を除去する。
次に、露出したスイッチPS電極51の先端面51aに対して、酸素プラズマを用いたアッシングを行う。
そして、図8の(c)に示すように、残っているレジスト62を洗浄することで除去する。これにより、スイッチPS電極51の先端面51aのPIの残渣が除去された対向基板11が完成する。
また、スイッチPS電極を図9に示す形状とすることで、スイッチPS電極の先端面に配向膜が形成されないようにしてもよい。
図9は、スイッチPS電極の変形例を表す図である。
また、図9に示すように、スイッチPS電極(スイッチ用電極、他の基板に配された電極、第2のスイッチ用電極)61は、先端面(配向膜の非形成領域)61aを凸形状の曲面とすることで、配向膜21をはじきやすい形状としている。
図7の(d)で説明したように、スイッチPS58を、反射膜38の表面に形成したあと、その形成したスイッチPS58に熱を加える熱処理工程を加える。
この熱処理工程では、例えば、約220℃程度の熱を、スイッチPS58に加える。すると、スイッチPS58の先端面は、周囲が軟化し、変形して、スイッチPS58の先端面から側面にかけてなだらかな、凸形状となる。これにより、図9のスイッチPS68が形成される。
次に、図7の(e)で示したように、カラーフィルタ層26、反射膜38、及びスイッチPS58を覆うように、共通電極となる透明電極27を形成する。これにより、凸形状となったスイッチPSの先端面に積層された透明電極27も凸形状となる。これにより、図8に示すように、先端面61aが凸形状であるスイッチPS電極61が形成される。
以降の工程は、図7の(f)〜(g)を用いて説明したものと同様であるので、省略する。
このようにして、凸形状の曲面である先端面61aを有するスイッチPS電極61が配されている対向基板11を形成することができる。
このように、対向基板11の製造方法によると、赤外光を反射する反射膜38を形成する反射膜形成工程と、アクティブ基板12に配されたスイッチ電極52と一対のタッチスイッチ50を構成し、アクティブ基板12と対向配置されたとき、対向基板11、又はアクティブ基板12が押圧されることで、アクティブ基板12に配されたスイッチ電極52と電気的に導通するスイッチPS電極51を、反射膜形成工程で形成された反射膜38の上方に形成するスイッチPS電極形成工程と、を有している。
これにより、上記スイッチPS電極形成工程では、上記反射膜形成工程で形成された、反射膜38の上方に、スイッチPS電極51が形成される。このため、スイッチPS電極51の先端面(配向膜の非形成領域)51a側から入射させた赤外光を、反射膜38で反射することができる対向基板11を製造することができる。
これにより、反射膜38での反射光のスペクトルを測定させることで、アクティブ基板12に配されたスイッチ電極52と電気的に導通をとる際に不良が発生する原因となる配向膜21の残渣(PI残渣)が、スイッチPS電極の先端面51aに存在するか否かを検査させることができる対向基板11を製造することができる。
これにより、顕微鏡により目視確認する場合と比べて、効率よく、確実に、スイッチに発生する不良原因となる構成の存在の有無の確認が可能な対向基板11を製造することができる。
また、上記スイッチ用電極形成工程で形成されたスイッチPS電極51の先端面51aを、配向膜21を選択的に成膜しない配向膜21の非形成領域として、配向膜21の非形成領域の周囲に配向膜21を形成する配向膜形成工程を有している。
このため、対向配置されたアクティブ基板12に配されたスイッチ電極52との間で電気的に導通をとる際に不良が発生する原因となる配向膜21を、スイッチPS電極51の先端面51aには形成せず、対向基板11に形成することができる。これにより、導通不良の発生を防止したスイッチPS電極51が形成された対向基板11を製造することができる。
(対向基板11の主な利点)
次に、液晶層10を介してアクティブ基板12と対向配置されることで、液晶表示パネル1を構成する対向基板11の主な利点を説明する。
次に、液晶層10を介してアクティブ基板12と対向配置されることで、液晶表示パネル1を構成する対向基板11の主な利点を説明する。
対向基板11は、アクティブ基板12に配されたスイッチ電極52と一対のタッチスイッチ50を構成し、アクティブ基板12と対向配置されたとき、自身(すなわち対向基板11)、又はアクティブ基板12が押圧されることで、アクティブ基板12に配されたスイッチ電極52と電気的に導通するように配されたスイッチPS電極51と、スイッチPS電極51の下方に配され、赤外光を反射する反射膜38と、を備えている。
これにより、対向基板11は、アクティブ基板12と対向配置されたとき、アクティブ基板12に配されているスイッチ電極52と、スイッチPS電極51とが一対となり、タッチスイッチ50を構成する。そして、対向基板11、又はアクティブ基板12が押圧されることで、タッチスイッチ50は電気的に導通するので、タッチスイッチ50を、位置を検知するセンサとして機能させることができる。
さらに、対向基板11によると、赤外光を反射する反射膜38が、スイッチPS電極51の下方に配されている。これにより、アクティブ基板12と対向配置される前に、スイッチPS電極51の先端面(表面)51a側から入射させた赤外光を、反射膜38で反射することができる。このため、反射膜38での反射光のスペクトルを、測定装置などに測定させることで、アクティブ基板12に配されたスイッチ電極52と電気的に導通をとる際に不良が発生する原因となる配向膜21の残渣が、スイッチPS電極51の先端面(表面)51aに存在するか否かを検査させることができる。
これにより、顕微鏡により、検査者が目視確認することで検査する場合と比べて、効率よく、確実に、タッチスイッチ50に発生する不良原因となる構成の存在の有無の確認が可能である。
また、対向基板11は、スイッチPS電極51の先端面51aを、配向膜21を選択的に形成しない配向膜の非形成領域として形成された、配向膜21を備えている。そして、対向基板11を平面視したとき、配向膜21の非形成領域内には、反射膜38が配されている。
これにより、対向基板11を平面視したとき、配向膜21の非形成領域(すなわちスイッチPS電極51の先端面51a)内には、反射膜38が配されているので、配向膜21の非形成領域内に、赤外光を出射させると、当該赤外光を、反射膜38で反射することができる。
このため、反射膜38からの反射光のスペクトルを、測定装置などに測定させることで、配向膜21の非形成領域内に、配向膜21の残渣であるPI残渣が存在するか否かを検査させることができる。これにより、顕微鏡により目視確認する場合と比べて、効率よく、確実に、タッチスイッチ50に発生する不良原因となる、スイッチPS電極51の先端面51aのPI残渣の有無を検査させることができる。
また、対向基板11のスイッチPS電極51は、透明電極27と、透明電極27が積層された凸形状のスイッチPS(構造物)58とから構成されている。
すなわち、スイッチPS電極51は、凸形状に構成されたスイッチPS58と、スイッチPS58に積層された透明電極27とから構成されるので、スイッチPS電極51も凸形状となる。このため、アクティブ基板12と対向配置された際、対向基板(自身)11又はアクティブ基板12の何れかが押圧された際、確実に、スイッチPS電極51と、アクティブ基板12に配されたスイッチ電極52との間で、電気的に導通させることができる。
(アクティブ基板の製造方法)
次に、図10の(a)〜(e)を用いて、アクティブ基板12の製造方法について説明する。
次に、図10の(a)〜(e)を用いて、アクティブ基板12の製造方法について説明する。
図10の(a)〜(e)は、アクティブ基板12の製造方法を説明する図である。
図10の(a)に示すように、例えば、スパッタリング法により、ガラス基板35の表面にゲート電極55が形成される。また、このゲート電極55の形成工程と同一工程で、検出用配線43、ゲート配線13、及び画素5駆動用のTFT16を構成するゲート電極17もガラス基板35の表面に形成される。
そして、例えば、スパッタリング法により、ゲート電極55を覆うようにして、ガラス基板35の表面にゲート絶縁膜36が形成される。
そして、例えば、スパッタリング法などにより、ゲート絶縁膜36の表面であって、ゲート電極55を覆うようにして半導体層57が形成される。この半導体層57と同一工程で、TFT16を構成する半導体層34も形成される。
そして、例えば、スパッタリング法などによって、半導体層57の一部を覆うようにして、ゲート絶縁膜36上にソース電極56を形成される。また、このソース電極56の形成工程と同一工程で、ソース配線14、ソース電極18及びドレイン電極19も形成される。
次に、図10の(b)に示すように、例えば、スパッタリング法により、ゲート絶縁膜36の表面に、所定パターンの反射膜39が形成される(反射膜形成工程)。
ここで、反射膜39を、ソース電極56、又は半導体層57等と同じ金属材料により形成する場合は、上述したソース電極56又は半導体層57の形成工程と同一工程にて、合せて形成するようにしてもよい。
次に、図10の(c)に示すように、所定パターンの層間絶縁膜37が形成される。例えばCVD法やスピンコート法により層間絶縁膜37はパターニングされ、スイッチ電極52を形成する領域に形成された層間絶縁膜37は除去される。これにより、反射膜39が露出する。
そして、次に、図示しないが、層間絶縁膜37に、TFT16のドレイン電極19と、画素電極15とを接続するためのコンタクトホール23が形成される。
次に、図10の(d)に示すように、画素電極15、及びスイッチ電極52が形成される(スイッチ電極形成工程)。
例えば、スパッタリング法により、所定パターンにITOをパターニングする。これにより、層間絶縁膜37の表面に画素電極15を形成し、反射膜39を露出させて層間絶縁膜37を除去した領域であるスイッチ電極52の形成領域に、反射膜39を覆うように、スイッチ電極52を形成する。
次に、図10の(e)に示すように、画素電極15及び層間絶縁膜37の表面に、配向膜32を形成する(配向膜形成工程)。
画素電極15を覆って、層間絶縁膜37の表面に、配向膜32を構成するポリイミド溶液を塗布し、焼成(ベーク)することで硬化させる。
次に、スイッチ電極52上に成膜されたポリイミドを除去する(PI除去工程)。このスイッチ電極52の表面のポリイミドを除去する方法は、図8の(a)〜(c)を用いて説明したように、アッシング処理を行うことで除去してもよいし、その他の公知の技術を用いてもよい。
このようにして、スイッチ電極52の表面52aを、選択的に配向膜32が形成されない領域である配向膜32の非形成領域とすることができる。
これにより、アクティブ基板12が形成される。
次に、後述するスイッチ電極検査工程を経て、完成したアクティブ基板12と、完成した対向基板11とを貼り合わせ、内部に液晶を注入することで液晶層10を形成し、また、対向基板11、及びアクティブ基板12のそれぞれの外側面に偏光板を貼ることで液晶表示パネル1が形成される。
この液晶表示パネル1に、各種の駆動回路や配線が形成され、また、バックライト2と接続されることで液晶表示装置3が形成される。
このように、アクティブ基板12の製造方法によると、赤外光を反射する反射膜39を形成する反射膜形成工程と、対向基板11に配されたスイッチPS電極51と一対のタッチスイッチ50を構成し、対向基板11と対向配置されたとき、アクティブ基板12、又は対向基板11が押圧されることで、対向基板11に配されたスイッチPS電極51と電気的に導通するスイッチ電極52を、反射膜形成工程で形成された反射膜39の上方に形成するスイッチ電極形成工程と、を有している。
これにより、上記スイッチPS電極形成工程では、上記反射膜形成工程で形成された、反射膜39の上方に、スイッチ電極52が形成される。このため、スイッチ電極52の表面52a側から入射させた赤外光を、反射膜39で反射することができるアクティブ基板12を製造することができる。
これにより、反射膜39での反射光のスペクトルを測定させることで、対向基板11に配されたスイッチPS電極51と電気的に導通をとる際に不良が発生する原因となる配向膜21の残渣(PI残渣)が、スイッチ電極52の表面52aに存在するか否かを検査させることができるアクティブ基板12を製造することができる。
これにより、顕微鏡により目視確認する場合と比べて、効率よく、確実に、タッチスイッチ50に発生する不良原因となる構成の存在の有無の確認が可能なアクティブ基板12を製造することができる。
また、上記スイッチ電極形成工程で形成されたスイッチ電極52の表面52aを、配向膜32を選択的に成膜しない配向膜32の非形成領域として、配向膜32の非形成領域の周囲に配向膜32を形成する配向膜形成工程を有している。
このため、対向配置された対向基板11に配されたスイッチPS電極51との間で電気的に導通をとる際に不良が発生する原因となる配向膜32を、スイッチ電極52の表面52aには形成せず、アクティブ基板12に形成することができる。これにより、導通不良の発生を防止したスイッチ電極52が形成されたアクティブ基板12を製造することができる。
(アクティブ基板12の主な利点)
次に、液晶層10を介して対向基板11と対向配置されることで、液晶表示パネル1を構成するアクティブ基板12の主な利点を説明する。
次に、液晶層10を介して対向基板11と対向配置されることで、液晶表示パネル1を構成するアクティブ基板12の主な利点を説明する。
アクティブ基板12は、対向基板11に配されたスイッチPS電極51と一対のタッチスイッチ50を構成し、対向基板11と対向配置されたとき、自身(すなわちアクティブ基板12)、又は対向基板11が押圧されることで、対向基板11に配されたスイッチPS電極51と電気的に導通するように配されたスイッチ電極52と、スイッチ電極52の下方に配され、赤外光を反射する反射膜39と、を備えている。
これにより、アクティブ基板12は、対向基板11と対向配置されたとき、対向基板11に配されているスイッチPS電極51と、スイッチ電極52とが一対となり、タッチスイッチ50を構成する。そして、アクティブ基板12、又は対向基板11が押圧されることで、タッチスイッチ50は電気的に導通するので、タッチスイッチ50を、位置を検知するセンサとして機能させることができる。
さらに、アクティブ基板12によると、赤外光を反射する反射膜39が、スイッチ電極52の下方に配されている。これにより、対向基板11と対向配置される前に、スイッチ電極52の表面52a側から入射させた赤外光を、反射膜39で反射することができる。このため、反射膜39での反射光のスペクトルを、測定装置などに測定させることで、対向基板11に配されたスイッチPS電極51と電気的に導通をとる際に不良が発生する原因となる配向膜32の残渣が、スイッチ電極52の表面52aに存在するか否かを検査させることができる。
これにより、顕微鏡により、検査者が目視確認することで検査する場合と比べて、効率よく、確実に、タッチスイッチ50に発生する不良原因となる構成の存在の有無の確認が可能である。
また、アクティブ基板12は、スイッチ電極52の表面52aを、配向膜32を選択的に形成しない配向膜32の非形成領域として形成された、配向膜32を備えている。アクティブ基板12を平面視したとき、配向膜32の非形成領域内には、反射膜38が配されている。
これにより、アクティブ基板12を平面視したとき、配向膜32の非形成領域(すなわちスイッチ電極52の表面52a)内には、反射膜39が配されているので、配向膜32の非形成領域内に、赤外光を出射させると、当該赤外光を、反射膜39で反射することができる。
このため、反射膜39からの反射光のスペクトルを、測定装置などに測定させることで、配向膜32の非形成領域内に、配向膜32の残渣であるPI残渣が存在するか否かを検査させることができる。これにより、顕微鏡により目視確認する場合と比べて、効率よく、確実に、タッチスイッチ50に発生する不良原因となる、スイッチ電極52の表面52aのPI残渣の有無を検査させることができる。
(スイッチPS電極検査工程・スイッチ電極検査工程)
次に、スイッチPS電極検査工程・スイッチ電極検査工程について説明する。
次に、スイッチPS電極検査工程・スイッチ電極検査工程について説明する。
この検査工程は、対向基板11を製造する製造ラインと、アクティブ基板12を製造する製造ラインとの両方に設けられていることが好ましいが、少なくとも一方に設けられていればよい。
以下では、対向基板11のスイッチPS電極検査工程について説明する。
図11の(a)はスイッチ用電極にPIの残渣がある基板を検査している様子を表す図であり、(b)はスイッチ用電極にPIの残渣が無い基板を検査している様子を説明する図である。
図11の(a)(b)に示すように、スイッチ用電極検査装置100は、受光した光をスペクトル変化する分光光度計101と、スイッチ用電極検査装置100の全体の駆動を制御する制御部110と、入力されたスペクトルデータを表示する表示部120とを備えている。
分光光度計101は、一例として、フーリエ変換赤外光分光光度計(FT‐IR)を用いる。フーリエ変換赤外光分光光度計は、一例として、サーモフィッシャーサイエンティフィック株式会社製のAvatar370〔製品名〕等を用いることができる。
スイッチ用電極検査装置100では、分光光度計101によって出射した赤外光を、外部の反射膜で反射させ、その反射光の強度を測定する、所謂、FT‐IR反射法を用いる。
分光光度計101は、光源102と、検出器103とを備えている。制御部110は、駆動制御部111と、データ変換部112とを備えている。なお、制御部110は、分光光度計101の外部に設けてよいし、内部に設けてもよい。
光源102は、赤外光を出射する赤外光光源である。
検出器103は、光源102から出射された赤外光のうち、外部で反射された反射光を受光し、当該受光した反射光をスペクトルに変換する。検出器103は、変換したスペクトルを制御部110のデータ変換部112に出力する。本実施の形態では、検出器103の一例として、MCT(水銀‐カドミウム‐テルル)を用いる。
駆動制御部111は、分光光度計101に対して、駆動条件の設定指示や、測定条件の設定指示を行ったり、表示部120に対して、駆動条件の設定指示や、表示条件の設定指示を行ったりする。
データ変換部112は、検出器103から出力されたスペクトルを、デジタルデータに変換すると共に、表示部120に表示させるために、縦軸、横軸を設定したスペクトルデータに変換する。そして、変換したスペクトルデータを表示部120に出力する。
表示部120は、データ変換部112から出力されてきたスペクトルデータが入力されると、当該入力されたスペクトルデータを表示画面に表示する。これにより、検査者に対して、測定したスペクトルを視認させることができる。
本実施の形態では、測定条件を以下のように設定する。すなわち、以下の測定条件となるように、駆動制御部111から、分光光度計101及び表示部120に対して、設定指示をさせる。
中赤外波長領域:2.5μm〜15μm
波数表示:4000cm−1〜650cm−1
また、検出器103の測定条件を以下のように設定する。
測定時の分解能:4cm−1
積算回数:64回
対向基板11が送られてくると、光源102から、対向基板11のうち、配向膜21の非形成領域であるスイッチPS電極51の先端面51aに、赤外光を出射する(赤外光出射工程)。
中赤外波長領域:2.5μm〜15μm
波数表示:4000cm−1〜650cm−1
また、検出器103の測定条件を以下のように設定する。
測定時の分解能:4cm−1
積算回数:64回
対向基板11が送られてくると、光源102から、対向基板11のうち、配向膜21の非形成領域であるスイッチPS電極51の先端面51aに、赤外光を出射する(赤外光出射工程)。
次に、検出器103は、光源102から出射された赤外光のうち、対向基板11を平面視したときに、配向膜21の非形成領域であるスイッチPS電極51内に形成されている、赤外光を反射する反射膜38からの反射光を受光(取得)する(反射光取得工程)。
さらに、検出器103は、受光した反射光を、スペクトルに変更する(スペクトル変換工程)。
次に、データ変換部112は、検出器103から出力されたスペクトルに対しデジタル変換を行ったり、表示部120に表示させるために、縦軸、横軸の設定を行う(スペクトル変換工程)。そして、データ変換部112は、上記スペクトル変換工程で、変換、設定したスペクトルを表示部120に出力し、当該スペクトルを表示部120が表示する。
このようにして、表示部120は、検出器103が受光(取得)した反射光のスペクトルを表示する(表示工程)。
図11の(a)に示す対向基板11’のように、スイッチPS電極51の先端面51aに配向膜21の残渣であるPI21’が存在するとする(すなわち不良品)。
すると、光源102から出射された赤外光は、PI21’、透明電極27(ITO)、スイッチPS58(アクリル)の順に透過し、反射膜38で反射され、スイッチPS58、透明電極27、PI21’の順に透過し、検出器103で受光される。
このように、スイッチPS電極51の先端面51aに、残渣であるPI21’が存在すると、検出器103から、アクリルと、PIとの合算成を含むスペクトルが出力される。
なお、ITOは、赤外光を吸収せず、そのまま透過するので、検出器103から出力されるスペクトルにピークは現れない。
図12は、表示部に表示されるPI残渣有りの場合のスペクトルを表す図である。
PI残渣が有る場合、図12に示すように、アクリルと、PIとの合算成分を含むスペクトルが表示される。
一方、図11の(b)に示す対向基板11のように、スイッチPS電極51の先端面51aに配向膜21の残渣が無い場合(すなわち正常品)、光源102から出射された赤外光は、透明電極27(ITO)、スイッチPS58(アクリル)の順に透過し、反射膜38で反射され、スイッチPS58、透明電極27の順に透過し、検出器103で受光される。このため、表示部120には、アクリルの成分のみが現れたスペクトルが表示される。
図13は、表示部に表示されるPI残渣無しのスペクトルを表す図である。
PI残渣が無い場合、図13に示すように、アクリルを表す成分だけが現れたスペクトルが表示部120に表示される。
図14の(a)〜(c)は、赤外吸収による分子振動位置を説明する図である。
図14の(a)はアクリル樹脂とPIとの合算値を含むスペクトルを表す。図14の(b)はアクリルを表す成分のみが現れたスペクトルを表す。図14の(c)はPIを表す成分のみが現れたスペクトルを表す。
分子の振動により、赤外光が吸収されることで、検出器103が受光する反射光には、特定の波数域に吸収ピークが現れる。この吸収ピークがどの波数に現れているか、また、その形状を確認することで、赤外光が透過してきた物質を特定することができる。
図14を用いて、表示部120に表示されるスペクトルから、PIの残渣の有無を判定する方法について説明する。
図14(a)に示すように、(i)アクリル+(ii)PIを表すスペクトルには、赤外吸収により、波数が2900〜2800cm−1付近のC‐H伸縮、波数が1700cm−1付近のC=O伸縮、波数が1500cm−1付近のベンゼン環CC伸縮、波数が1380cm−1付近のC‐N伸縮、波数が1200〜1300cm−1付近のC-O伸縮、波数が800cm−1付近のベンゼン環CH面外変角による分子振動が発生していることが現れている。
一方、図14の(b)に示すように、(i)アクリルは、赤外吸収により、波数が2900〜2800cm−1付近のC‐H伸縮、波数が1700cm−1付近のC=O伸縮、波数が1500cm−1付近のベンゼン環CC伸縮、波数が1200〜1300cm−1付近のC-O伸縮、波数が800cm−1付近のベンゼン環CH面外変角による分子振動が発生する。
また、図14の(c)に示すように、(ii)PIは、赤外吸収により、波数が1700cm−1付近のC=O伸縮、波数が1500cm−1付近のベンゼン環CC伸縮、波数が1380cm−1付近のC‐N伸縮、波数が1200〜1300cm−1付近のC-O伸縮による分子振動が発生する。
図14の(a)に示すスペクトルは、図14の(b)に示すスペクトルと、図14の(c)に示すスペクトルが合算された成分が表示されていることが解る。
従って、検査者は、これらC‐H伸縮、C=O伸縮、ベンゼン環CC伸縮、C‐N伸縮、C-O伸縮、ベンゼン環CH面外変角の分子振動が発生しているか否か、すなわち、分子振動による赤外吸収が発生しているか否かを確認することで、PI残渣の有無を確認することができる。
以上のように、FT‐IR反射法にて、反射膜38からの反射光の波数毎の強度を測定することで、簡単に、残渣であるPI21’の存在の有無を、検査者に確認させることができる。
このため、スイッチPS電極51の先端面51aの残渣の有無を、光学顕微鏡を用いる場合のように、検査者の目視判定に頼る必要はない。このため、合理的に、かつ、正確に、スイッチPS電極51の先端面51aの残渣の有無を判定させることができる。
残渣の有無は、対向基板11中に含まれる全スイッチPS電極51の先端面51aを測定して確認してもよいし、不良の発生が懸念される生産ロットに含まれている基板のうち数ポイントを抜き取りで測定し、確認してもよい。
スイッチPS電極51の先端面51aや、アクティブ基板12を測定した場合にスイッチ電極52の表面52aに、PIの残渣が無いと判定されると、その基板は良品であるとして、次の工程に移され、貼り合わされる。
しかし、スイッチPS電極51の先端面51aや、アクティブ基板12を測定した場合にスイッチ電極52の表面52aに、PIの残渣があると判定されると、その基板は不良品であるとして、上述したPI除去工程に移され、PI残渣の除去が行われる。そして、その後、対向基板11と、アクティブ基板12とは、貼り合わされる。
次に、アクティブ基板12のスイッチ電極52を検査するスイッチ電極検査工程(スイッチ用電極検査工程)について説明する。
スイッチ電極検査工程でも、上述したスイッチ用電極検査装置100を用いることができる。
アクティブ基板12のスイッチ電極52にはアクリル材料が含まれておらず、反射膜39に直接、ITOからなるスイッチ電極52が積層されている。
このため、スイッチ電極検査工程では、アクリルを表す成分が含まれていないスペクトルを、反射膜39からの反射光から得る点で、スイッチPS電極検査工程と相違する。他は同様である。
アクティブ基板12が送られてくると、光源102から、アクティブ基板12のうち、配向膜32の非形成領域であるスイッチ電極52の表面52aに、赤外光を出射する(赤外光出射工程)。
次に、検出器103は、光源102から出射された赤外光のうち、アクティブ基板12を平面視したときに、配向膜32の非形成領域であるスイッチ電極52内に形成されている、赤外光を反射する反射膜39からの反射光を受光(取得)する(反射光取得工程)。
さらに、検出器103は、受光した反射光を、スペクトルに変更する(スペクトル変換工程)。
次に、データ変換部112は、検出器103から出力されたスペクトルに対しデジタル変換を行ったり、表示部120に表示させるために、縦軸、横軸の設定を行う(スペクトル変換工程)。そして、データ変換部112は、上記スペクトル変換工程で、変換、設定したスペクトルを表示部120に出力し、当該スペクトルを表示部120が表示する。
このようにして、表示部120は、検出器103が受光(取得)した反射光のスペクトルを表示する(表示工程)。
スイッチ電極52の表面52aにPI残渣が存在する場合(すなわち不良品)、反射膜39からの反射光のスペクトルとして、検出器103は、PIの成分を表すスペクトルを、データ変換部112に出力する。
そしてデータ変換部112は、図14の(c)で示したスペクトルのように、PIの成分を表すスペクトルを表示部120に表示させる。このように、表示部120が、PIの成分を表すスペクトルを表示することで、検査者に、スイッチ電極52の表面52aにはPI残渣が有ると判定させることができる。なお、以降の工程は、対向基板11と同様である。
一方、スイッチ電極52の表面52aにPI残渣が存在しない場合(すなわち良品)、反射膜39からの反射光のスペクトルとして、検出器103は、アクリル及びPIなどの成分を含まないスペクトルを、データ変換部112に出力する。このようなスペクトルは、図20に示すスペクトルとなる。
図20は、スイッチ電極の表面にPI残渣が存在しないことを表すスペクトルを示す図である。図20に示すように、スイッチ電極52が良品の場合、スイッチ電極に有機物が存在しないので、赤外吸収のピークは存在せず、直線状のスペクトルが得られる。
そしてデータ変換部112は、図20で示したスペクトルのように、アクリルやPI等、成分を何も含まず、ITOのみを透過したことを表すスペクトルを表示部120に表示させる。このように、表示部120が、ITOのみを透過したことを表すスペクトルを表示することで、検査者に、スイッチ電極52の表面52aにはPI残渣が無いと判定させることができる。なお、以降の工程は、対向基板11と同様である。
以上のように、アクティブ基板12(対向基板11)に配されたスイッチ電極52(スイッチPS電極51)と一対のタッチスイッチ50を構成し、アクティブ基板12(対向基板11)と対向配置されたとき、対向基板11又はアクティブ基板12が押圧されることで、アクティブ基板12に配されたスイッチ電極52と電気的に導通するスイッチPS電極51に赤外光を出射する赤外光出射工程と、上記赤外光出射工程で出射された赤外光のうち、反射膜38(反射膜39)からの反射光を取得する反射光取得工程と、上記反射光取得工程で取得した反射光のスペクトルを表示するスペクトル表示工程とを有している。
これにより、上記赤外光出射工程でスイッチPS電極51(スイッチ電極52)内に赤外光を出射し、上記反射光取得工程で、上記赤外光出射工程で出射された赤外光のうち、反射膜38(配向膜39)からの反射光を取得する。そして、上記スペクトル表示工程で、反射膜38(反射膜39)からの反射光のスペクトルを表示部120に表示する。
その表示部120に表示されたスペクトルを、例えば、検査者に視認させることで、アクティブ基板12(対向基板11)に配されたスイッチ電極52と電気的に導通をとる際に不良が発生する原因となる配向膜21の残渣が、スイッチPS電極51の先端面51aに存在するか否かを確認させることができる。
このように、上記構成によると、効率よく、確実に、タッチスイッチ50に発生する不良原因となる構成の存在の有無を確認させて対向基板11(アクティブ基板12)を製造することができる。
なお、上記では、反射光取得工程で得た反射膜38からの反射光をスペクトル変換し、そして表示工程で、その反射光のスペクトルを表示するものとして説明した。しかし、これに限定されず、表示工程で反射光のスペクトルは表示せず、反射光取得工程で得た反射膜38からの反射光にPI残渣が含まれるか否かを制御部110等で解析して、その解析結果としてのPI残渣の有無、もしくは、良品か不良品かの判定結果だけを表示工程で表示するようにしてもよい。
また、上記反射光取得工程で取得した反射光のスペクトルから、スイッチPS電極51の先端面51a(スイッチ電極52の表面52a)の配向膜21(配向膜32)の有無を判定する判定工程を有している。
これにより、上記判定工程により、スイッチPS電極51の先端面51a(スイッチ電極52の表面52a)の配向膜21(配向膜32)の有無を判定することができる。これにより、検査者による判定ミスを防止することができるので、より確実に、スイッチに発生する不良原因となる構成の存在の有無を確認させて対向基板11(アクティブ基板12)を製造することができる。
また、上述したような、対向基板11(アクティブ基板12)の検査方法は、アクティブ基板12(対向基板11)に配されたスイッチ電極52(スイッチPS電極51)と一対のタッチスイッチ50を構成し、アクティブ基板12(対向基板11)と対向配置されたとき、対向基板11又はアクティブ基板12が押圧されることで、アクティブ基板12(対向基板11)に配されたスイッチ電極52(スイッチPS電極51)と電気的に導通するスイッチPS電極51(スイッチ電極52)に対して赤外光を出射する赤外光出射工程を有している。
さらに、上記赤外光出射工程で出射された赤外光のうち、スイッチPS電極51(スイッチ電極52)を積層し、赤外光を反射する反射膜38(反射膜39)からの反射光を取得する反射光取得工程と、上記反射光取得工程で取得した反射光のスペクトルを表示するスペクトル表示工程とを有している。
このように、上記赤外光出射工程で、スイッチPS電極51(スイッチ電極52)に対して赤外光を出射し、上記反射光取得工程で、上記赤外光出射工程で出射された赤外光のうち、スイッチPS電極51(スイッチ電極52)を積層する反射膜38(反射膜39)からの反射光を取得する。そして、上記スペクトル表示工程で、反射膜38(反射膜39)からの反射光のスペクトルを表示する。
これにより、上記表示工程で表示した上記反射光のスペクトルを、例えば、検査者に視認させることで、アクティブ基板12(対向基板11)に配されたスイッチ電極52(スイッチPS電極51)と電気的に導通をとる際に不良が発生する原因となる配向膜21の残渣(配向膜32の残渣)が、スイッチPS電極51の先端面51a(スイッチ電極52の表面52a)に存在するか否かを確認させることができる。このため、効率よく、確実に、スイッチに発生する不良原因となる構成の存在の有無を検査することができる。
また、上記スペクトル変換工程では、データ変換部112aは、スペクトル変換を行う赤外光としては、波数値が4000cm−1〜650cm−1の中赤外領域の赤外光のスペクトルを変換し、変換したスペクトルを表示部120に出力する。
これにより、スペクトルに変換するために取得し、変換するスペクトルのデータ量を抑えつつ、アクティブ基板12(対向基板11)に配されたスイッチPS電極51(スイッチ電極52)と電気的に導通をとる際に不良が発生する原因となる配向膜21(配向膜32)が、スイッチPS電極51の先端面51a(スイッチ電極52の表面52a)に存在するか否かを確認するために必要なスペクトルのデータを取得することができる。
また、上記スペクトル変換工程で変換されたスペクトルに、C‐H伸縮、C=O伸縮、ベンゼン環CC伸縮、C‐N伸縮、C‐O伸縮、かつ、ベンゼン環CH面外変角による分子振動が発生しているか否かを判定させる工程を有している。これにより、上記反射光に、アクリルと、ポリイミドとを表す成分が含まれているか否かを判定させることができる。
すなわち、上記スペクトル変換工程で変換されたスペクトルに、C‐H伸縮、C=O伸縮、ベンゼン環CC伸縮、C‐N伸縮、C‐O伸縮、かつ、ベンゼン環CH面外変角による分子振動が発生しているか否かを判定させるために、上記スペクトルを表示部120に表示する工程を有している。
このため、検査者は、上記スペクトルが表示された表示部120を確認することで、C‐H伸縮、C=O伸縮、ベンゼン環CC伸縮、C‐N伸縮、C‐O伸縮、かつ、ベンゼン環CH面外変角による分子振動が発生していることを示すスペクトルか否かを判定することができる。すなわち、検査者は、上記反射光に、アクリルと、ポリイミドとを表す成分が含まれているか否かを判定することができる。
これにより、検査者に、反射膜38に積層されたスイッチPS電極51が、アクリル材料からなるスイッチPS58と、ITOからなる透明電極27とから構成されている場合に、当該スイッチPS電極51に、配向膜21として一般的に用いられているポリイミドが積層されているか否かを、判定させることができる。このため、効率よく、確実に、タッチスイッチ50に発生する不良原因となる配向膜21の残渣の存在の有無を検査することができる。
このように、反射膜38・39を形成後に、FT‐IR反射法にて、PI残渣の有無を測定することで、非常に簡単に、かつ短時間でPI残渣の有無を判定することができる。このため、検査者の個人差による判断ばらつきを防止することができる。
また、対向基板11ではスイッチPS電極51の下方に反射膜38を配し、アクティブ基板12ではスイッチ電極52の下方に反射膜39を配しているので、スイッチPS電極51及びスイッチ電極52をFT‐IR反射法測定を行うことができる。このため、対向基板11、アクティブ基板12を非破壊で、PI残渣の有無を測定することができるので、スイッチPS電極検査工程及びスイッチ電極検査工程を、製造工程内へ導入することができる。
このように、スイッチPS電極検査工程及びスイッチ電極検査工程を、製造工程内へ導入することで、スイッチPS電極51を形成する工程や、スイッチ電極52を形成する工程で突発的なトラブルが発生した場合でも、迅速に対応することがで、スイッチPS電極51を形成する工程や、スイッチ電極52を形成する工程への早急なフィードバック及びトラブル解消が可能となる。
その結果、生産効率が上がり、歩留りを向上させることが可能である。また、FT‐IR反射法測定は、測定方法が比較的簡易であるので、測定にかかる費用、人件費も削除することができる。
このため、トータルで、製品化する際のコストを削減することができる。
また、タッチスイッチを構成するスイッチの表面のPIの残渣の有無を除去する方法について、さまざまな方法が検討されているが、PIを除去した検討試作品を作成したのち、上述したようにスイッチ用電極検査装置100(スイッチ用電極検査方法)を用いることで、本当にPIの残渣が除去されているかを容易に確認することができるので、技術検討期間の短縮に貢献することができる。
また、上述したように、液晶表示パネル1を構成する対向基板11には反射膜38が配され、アクティブ基板12には反射膜39が配されている。
この反射膜38・39は、対向基板11、アクティブ基板12のPI残渣の有無を確認するために設ける構成である。すなわち、反射膜38・39は、対向基板11、アクティブ基板12の品質確認用に設ける構成であり、一般ユーザにはあまり、その存在を知られたくない構成である。
しかし、一般ユーザは、液晶表示パネル1(モジュール)を分解し、光学顕微鏡やSEMで断面を確認しない限り、反射膜38・39の存在に気付くことは困難である。例え、反射膜38・39の存在に気付いたとしても、その反射膜38・39の存在意義について推測することすら困難である。
上述したように、スイッチ用電極検査装置100(スイッチ用電極検査方法)を用いて、PI残渣の有無を確認する方法を用いることで、ユーザに認識され難く、またその存在意義を推測され難く品質確認用の構成である反射膜38・39を対向基板11、アクティブ基板12に配することができる。また、液晶表示パネル1の外観品質を損なうことなく、反射膜38.39を対向基板11、アクティブ基板12に配することができる。
〔実施形態2〕
次に、図15を用いて、本発明の第2の実施の形態について説明する。なお、説明の便宜上、前記実施の形態1にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
次に、図15を用いて、本発明の第2の実施の形態について説明する。なお、説明の便宜上、前記実施の形態1にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
図15は、第2の実施の形態に係る液晶表示パネルに配されているタッチスイッチの構成を表す断面図である。図16は、本実施の形態のアクティブ基板のスイッチ電極の構成を表す平面図である。
本実施の形態に係るタッチスイッチ(スイッチ)150は、アクティブ基板12側に配されたスイッチ用電極が凸形状である点で、実施の形態1で説明したタッチスイッチ50と相違する。
液晶表示パネル130は、液晶表示パネル1のタッチスイッチ50に替えて、タッチスイッチ150を備えている。
タッチスイッチ150は、対向基板11に配されたスイッチPS電極51と、アクティブ基板(他の基板、液晶表示パネル用基板)131に配されたスイッチ電極(他の基板に配された電極、スイッチ用電極、第1のスイッチ用電極)152とを備えている。
対向基板11は、スイッチPS電極51の構成は実施の形態1と同じである。
アクティブ基板131は、アクティブ基板12のスイッチ電極52に替えて、スイッチ電極(他の基板に配された電極、スイッチ用電極、第1のスイッチ用電極)152を備えている。スイッチ電極152は、柱状突起(構造物)158と、透明電極155とから構成されている。
スイッチ電極152は、実施の形態1で説明したスイッチ電極52(図3参照)と同様の位置に形成される。すなわち、スイッチ電極152は、スイッチ電極52と同様、タッチスイッチ150の位置検出用TFT53のドレイン電極も兼ねている。スイッチ電極152は、実施の形態1で説明したスイッチ電極52と、反射膜39との間に柱状突起158を配した構成である。
図16に示すように、スイッチ電極152を平面視したとき、スイッチ電極152の領域内には、反射膜39が配されている。反射膜39は、実施の形態1と同様に、島状に形成されている。
柱状突起158は、反射膜39の表面に配されている。図16に示すように、柱状突起158は、アクティブ基板131を平面視したとき、反射膜39の領域内に配されている。本実施の形態では、共通する反射膜38に3つの柱状突起158が配されている。
柱状突起158は、層間絶縁膜37と同一の工程で形成される。すなわち、柱状突起158は、層間絶縁膜37と同じ樹脂材料により形成されている。
そして、図15に示すように、柱状突起158を覆うようにITOからなる透明電極155が形成されている。この透明電極155は、画素電極15と同一の工程で形成される。これにより、スイッチ電極152が形成される。スイッチ電極152を構成する透明電極155は、半導体層57の一部領域を覆っている。
そして、対向基板11のスイッチPS電極51の先端面51aと対向する面となるスイッチ電極152の先端面152a以外の領域に、配向膜32が形成される。
スイッチ電極152は、凸形状であるので、配向膜32を形成するためのポリイミド溶液は、スイッチ電極152の凸形状に追従しきれず成膜される。このため、このスイッチ電極152の先端面152aは、配向膜32が選択的に形成されない配向膜32の非形成領域となる。
また、スイッチ電極152の先端面152aのPI残渣を確実に除去するために、上述したようにPI除去工程で、例えば、スイッチ電極152の先端面152aをアッシング処理するなどしてもよい。
また、図9を用いて説明したように、スイッチ電極152の先端面152aを、凸形状の曲面とすることで、さらに、PIをはじき易い形状としてもよい。
このように形成されたアクティブ基板131と、対向基板11とが、液晶層を介して貼り合わされることで液晶表示パネル130が完成する。
このように、液晶表示パネル130のタッチスイッチ150は、スイッチPS電極51と、スイッチ電極152とが、両方とも凸形状である。これにより、アクティブ基板131と、対向基板11とのうち、何れかが押圧されることで、より確実に、スイッチPS電極51と、スイッチ電極152とを電気的に導通させることができるので、導通不良などの発生を防止することができる。
なお、共通する反射膜39に配するスイッチ電極152の個数は、3個に限定されるものではなく、2個や4個以上の複数個であってもよいし、1個であってもよい。
また、スイッチ電極152を構成する透明電極155は、層間絶縁膜37に設けられたコンタクトホールを介して、検出用TFT53の半導体層57と接続するようにしてもよい。
また、透明電極155の厚みは、必要に応じて適宜設定されればよく、図15に示すように層間絶縁膜37と同程度としてもよいし、層間絶縁膜37より薄く形成してもよい。
〔実施形態3〕
次に、図17を用いて、本発明の第3の実施の形態について説明する。なお、説明の便宜上、前記実施の形態1、2にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
次に、図17を用いて、本発明の第3の実施の形態について説明する。なお、説明の便宜上、前記実施の形態1、2にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
図17は、第3の実施の形態に係る液晶表示パネルに配されているタッチスイッチの構成を表す断面図である。
本実施の形態に係るタッチスイッチ(スイッチ)160は、対向基板11側に配されたスイッチ用電極が凸形状でなく平坦である点で、実施の形態2で説明したタッチスイッチ150と相違する。
液晶表示パネル135は、液晶表示パネル130のタッチスイッチ150に替えて、タッチスイッチ160を備えている。
タッチスイッチ160は、対向基板(液晶表示パネル用基板、他の基板)136に配されたスイッチ用電極(他の基板に配された電極、第2のスイッチ用電極)161と、アクティブ基板131に配されたスイッチ電極(他の基板に配された電極、スイッチ用電極、第1のスイッチ用電極)152とを備えている。
アクティブ基板131は実施の形態2で説明したものと同じである。なお、図17では、ガラス基板35と、反射膜39との間のゲート絶縁膜36の図示は省略している。
対向基板136は、反射膜38の裏面(遮光層26Mが配されている面とは逆側の面)には、柱状の突起等が形成されておらず、ITOからなる透明電極27に覆われている。
この反射膜38の裏面を覆う透明電極27が、スイッチ用電極161である。
このスイッチ用電極161の表面(スイッチ電極152と対向する面)161aは、配向膜32が選択的に形成されない配向膜21の非形成領域である。すなわち、スイッチ用電極161の表面161aは、配向膜21が形成されず、露出している。
配向膜形成工程で、透明電極27上に、ポリイミド溶液を塗布、焼成後することでポリイミド膜を成膜後、PI除去工程にて、アッシング処理を行うことで、選択的に、スイッチ用電極161の表面のポリイミド膜を除去する。これにより、スイッチ用電極161の表面161aは、配向膜32が選択的に形成されない配向膜21の非形成領域となる。
このように形成された対向基板136と、アクティブ基板131とが、液晶層を介して貼り合わされることで液晶表示パネル130が完成する。
このように、液晶表示パネル135のタッチスイッチ160は、スイッチ用電極161と、スイッチ電極152とのうち、一方のスイッチ電極152が凸形状である。これにより、アクティブ基板131と、対向基板136とのうち、何れかが押圧されることで、確実に、スイッチ用電極161と、スイッチ電極152とを電気的に導通させることができるので、導通不良などの発生を防止することができる。
〔実施形態4〕
次に、図18を用いて、本発明の第4の実施の形態について説明する。なお、説明の便宜上、前記実施の形態1〜3にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
次に、図18を用いて、本発明の第4の実施の形態について説明する。なお、説明の便宜上、前記実施の形態1〜3にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
図18は、本実施の形態に係るスイッチ用電極検査装置100aの構成を表す図である。
スイッチ用電極検査装置100aは、スイッチ用電極検査装置100と、制御部110aを備えている点で相違する。
制御部110aは、データ変換部112に替えてデータ変換部112aを備え、さらに、スペクトル判定部113、及びスペクトル記憶部114を備えている点で制御部110と相違する。
データ変換部112aは、検出器103から出力されたスペクトルに対しデジタル変換を行ったり、表示部120に表示させるために、縦軸、横軸の設定を行う。そして、データ変換部112aは、変換、設定したスペクトルをスペクトル判定部113に出力する。
スペクトル判定部113は、配向膜21の非形成領域の表面にPI残渣が含まれているか否かを判定するものである。
スペクトル判定部113は、データ変換部112aからスペクトルを取得すると、予めスペクトル記憶部114に記憶されているPI残渣有りのスペクトルとの類似度と、PI残渣無しのスペクトルとの類似とを、サーチ計算式を適用して、当該取得したスペクトルに対してサーチアルゴリズム処理を行うことで算出する。なお、サーチ計算式は、公知の計算式を用いることができる。
この取得したスペクトルに対してサーチアルゴリズム処理を行い、PI残渣有りのスペクトルとの類似度と、PI残渣無しのスペクトルとの類似とを大小関係を決めることで、スペクトル判定部113は、スイッチPS電極51の先端面51aの配向膜21の残渣の有無や、スイッチ電極52の表面52aの配向膜32の残渣の有無を判定する(判定工程)。
スペクトル判定部113は、算出した、PI残渣有りのスペクトルとの類似度と、PI残渣無しのスペクトルとの類似度とを表示部120に出力する。
このPI残渣有りのスペクトルとの類似度と、PI残渣無しのスペクトルとの類似度との大小関係により、配向膜21の非形成領域の表面にPI残渣が含まれているか否かを、検査者に確認させることができる。
すなわち、スペクトル判定部113は、PI残渣有りのスペクトルとの類似度と、PI残渣無しのスペクトルとの類似度とを、配向膜21・32の非形成領域の表面にPI残渣が含まれているか否かの判定結果として、表示部120に出力する。
また、スペクトル判定部113は、データ変換部112aから取得したスペクトル、スペクトル記憶部114に記憶されているPI残渣有りのスペクトル及びPI残渣無しのスペクトルも、上記判定結果と併せて、表示部120に出力する。
表示部120は、スペクトル判定部113から取得した、上記判定結果である、PI残渣有りのスペクトルとの類似度と、PI残渣無しのスペクトルとの類似度と、データ変換部112aから取得したスペクトル(測定したスペクトル)と、PI残渣有りのスペクトルと、PI残渣無しのスペクトルとを表示する。
図19は、表示部120に表示された、PI残渣の有無の判定結果を表す図である。なお、図19では、スイッチPS電極51の先端面51aのPI残渣の有無の判定結果を表している。
図19の(a)は、測定したスペクトルを表し、(b)はPI残渣無しのスペクトルを表し、(c)はPI残渣有りのスペクトルを表している。また、図19の(b)のスペクトル中の「ヒット率」が、測定したスペクトルの、PI残渣無しのスペクトルとの類似度を表し、(c)のスペクトル中の「ヒット率」が、測定したスペクトルの、PI残渣ありのスペクトルとの類似度を表している。
また、図19の(d)は、図19の(b)(c)に示されている判定結果を表にしたものである。
図19の(b)(d)に示すように、測定したスペクトルの、PI残渣無しのスペクトルとの「ヒット率」は98%であり、図19の(c)(d)に示すように、測定したスペクトルの、PI残渣有りのスペクトルとの「ヒット率」は74%である。
この結果から、検査者に対して、測定したスペクトルにはPIの成分が含まれていないものとして、すなわち、測定した対向基板11は良品であると判断させることができる。
このように、上記反射光取得工程で取得した反射光のスペクトルから、スイッチPS電極51の先端面51aの配向膜21の残渣の有無を判定する判定工程を有することで、スイッチPS電極51の先端面51aの配向膜21の残渣の有無を判定することができる。
これにより、検査者による判定ミスを防止することができるので、より確実に、スイッチに発生する不良原因となる構成の存在の有無を検査することができる。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
以上のように、上記の課題を解決するために、本発明の液晶表示パネル用基板は、液晶層を介して他の基板と対向配置されることで、液晶表示パネルを構成する液晶表示パネル用基板であって、上記他の基板に配された電極と一対のスイッチを構成し、上記他の基板と対向配置されたとき、自身、又は上記他の基板が押圧されることで、上記他の基板に配された電極と電気的に導通するように配されたスイッチ用電極と、上記スイッチ用電極の下方に配され、赤外光を反射する反射膜と、を備えていることを特徴としている。
上記構成によると、上記他の基板と対向配置されたとき、上記他の基板に配されている電極と、上記スイッチ用電極とが一対となり、上記スイッチを構成する。そして、上記液晶表示パネル用基板、又は上記他の基板が押圧されることで、上記スイッチは電気的に導通するので、当該スイッチを、例えば、当該導通した位置を検知するセンサとして機能させることができる。
さらに、上記構成によると、赤外光を反射する反射膜が、上記スイッチ用電極の下方に配されている。これにより、上記他の基板と対向配置される前に、上記スイッチ用電極の表面側から入射させた赤外光を、上記反射膜で反射することができる。このため、上記反射膜での反射光のスペクトルを測定させることで、上記他の基板に配された上記電極と電気的に導通をとる際に不良が発生する原因となる構成が、上記スイッチ用電極の表面に存在するか否かを検査させることができる。
これにより、顕微鏡により目視確認する場合と比べて、効率よく、確実に、スイッチに発生する不良原因となる構成の存在の有無の確認が可能である。
また、上記スイッチ用電極の表面を、配向膜を選択的に形成しない配向膜の非形成領域として形成された配向膜を備え、上記液晶表示パネル用基板を平面視したとき、上記配向膜の非形成領域内には、上記反射膜が配されていることが好ましい。
上記構成によると、上記配向膜の非形成領域内には、上記反射膜が配されているので、上記配向膜の非形成領域内に、赤外光を出射させると、当該赤外光を、上記反射膜で反射することができる。このため、上記反射膜からの反射光のスペクトルを測定させることで、上記配向膜の非形成領域内に、上記配向膜の残渣が存在するか否かを検査させることができる。これにより、顕微鏡により目視確認する場合と比べて、効率よく、確実に、スイッチに発生する不良原因となる、スイッチ用電極の表面の配向膜の残渣の有無を検査させることができる。
また、上記反射膜は金属材料から構成されていることが好ましい。上記構成により、上記赤外光を反射する反射膜を構成することができる。
また、上記反射膜を構成する上記金属材料は、上記液晶表示パネル用基板のうち、アクティブ基板に形成されている配線又は電極の何れかと同じ材料であることが好ましい。上記構成により、上記反射膜を形成するために、新たに金属材料を用意する必要はなく、製造コストが上昇することを抑制することができる。
また、上記反射膜は、タンタル、モリブデン、チタン、銅、アルミニウムの何れかを主成分とすることが好ましい。
上記構成により、上記液晶表示パネル用基板に形成されている配線又は電極の何れかと同じ金属材料により、上記反射膜を形成することができる。このため、上記反射膜を形成するために、製造コストが上昇することを防止することができる。
また、上記スイッチ用電極は、透明電極を備えていることが好ましい。
上記構成によると、液晶表示パネル用基板であるアクティブ基板に一般的に形成されている画素電極、又は対向基板に一般的に形成されている共通電極を形成する工程と同一の工程で、上記スイッチ用電極が備える透明電極を形成することができる。
このため、上記スイッチ用電極が備える電極を形成するためだけの工程を設ける必要がなく、製造コストが上昇することを防止することができる。
また、上記透明電極と同一の工程で形成された画素電極を備えていることが好ましい。上記構成により、上記液晶表示パネル用基板をアクティブ基板として構成することができる。
また、上記透明電極と同一の工程で形成された共通電極を備えていることが好ましい。上記構成により、上記液晶表示パネル基板を対向基板として構成することができる。
また、上記スイッチ用電極は、上記透明電極と、当該透明電極が積層された凸形状の構造物とから構成されていることが好ましい。
上記構成によると、凸形状に構成された上記構造物と、当該構造物に積層された上記透明電極とから構成されるので、上記スイッチ用電極も凸形状となる。このため、上記他の基板と対向配置された際、自身又は上記他の基板の何れかが押圧された際、確実に、上記スイッチ用電極と、上記他の基板に配された電極との間で、電気的に導通させることができる。
また、上記構造物は、アクリルから構成されていることが好ましい。上記構成によると、上記アクリルは、液晶表示パネル用基板に一般的に用いられているので、上記構想物を形成するために、新たに別の材料を用いる必要は無いので、製造コストが上昇することを防止することができる。
また、本発明の液晶表示パネルは、上記に記載の液晶表示パネル用基板と、当該液晶表示パネル用基板と対向配置されている上記他の基板と、を備えていることが好ましい。上記構成によると、効率よく、確実に、スイッチに発生する不良原因となる構成が除去された液晶表示パネルを構成することができる。
上記の課題を解決するために、本発明の液晶表示パネルは、アクティブ基板と、液晶層を介して、当該アクティブ基板と対向配置されている対向基板とを備えている液晶表示パネルであって、上記アクティブ基板又は上記対向基板が押圧されることで電気的に導通するように、上記アクティブ基板に配されている第1のスイッチ用電極、及び、上記対向基板に配されている第2のスイッチ用電極から構成されているスイッチを備え、さらに、上記アクティブ基板に配され、上記第1のスイッチ用電極が積層された赤外光を反射する第1の反射膜と、上記対向基板に配され上記第2のスイッチ用電極が積層された赤外光を反射する第2の反射膜とのうち少なくとも一方を備えていることを特徴としている。
上記構成によると、上記スイッチは、上記アクティブ基板又は対向基板が押圧されることで、上記第1のスイッチ用電極と、上記第2のスイッチ用電極とが電気的に導通する。このため、上記スイッチを、例えば、当該導通した位置を検知するセンサとして機能させることができる。
さらに、上記構成によると、上記アクティブ基板に配され、上記第1のスイッチ用電極が積層された赤外光を反射する第1の反射膜と、上記対向基板に配され上記第2のスイッチ用電極が積層された赤外光を反射する第2の反射膜とのうち少なくとも一方を備えている。
このため、上記アクティブ基板と、上記対向基板とが対向配置される前に、第1のスイッチ用電極又は第2のスイッチ用電極の表面側から入射させた赤外光を、上記第1の反射膜と第2の反射膜とのうち少なくとも一方で反射することができる。このため、上記第1の反射膜と第2の反射膜での反射光のスペクトルを測定させることで、上記第1のスイッチ用電極と上記第2のスイッチ用電極との間で電気的に導通をとる際に不良が発生する原因となる構成が、第1のスイッチ用電極又は第2のスイッチ用電極のうち少なくとも一方の表面に存在するか否かを検査させることができる。
これにより、顕微鏡により目視確認する場合と比べて、効率よく、確実に、スイッチに発生する不良原因となる構成の存在の有無の確認が可能である。
また、上記第1の反射膜と、上記第2の反射膜との両方を備えていることが好ましい。
上記構成によると、上記第1のスイッチ用電極と上記第2のスイッチ用電極との間で電気的に導通をとる際に不良が発生する原因となる構成が存在すか否かを、第1のスイッチ用電極と、第2のスイッチ用電極との両方の表面とも検査させることができる。
これにより、効率よく、より確実に、スイッチに発生する不良原因となる構成の存在の有無の確認が可能である。
また、上記第1のスイッチ用電極と、上記第2のスイッチ用電極とのうち、少なくとも一方は、凸形状であることが好ましい。上記構成により、上記アクティブ基板と、対向基板とのうち、何れかが押圧されることで、電気的に導通するスイッチを構成することができる。
また、上記第1のスイッチ用電極と、上記第2のスイッチ用電極とは、凸形状であることが好ましい。上記構成により、上記アクティブ基板と、対向基板とのうち、何れかが押圧されることで、より確実に、第1のスイッチ用電極と、第2のスイッチ用電極とを電気的に導通させることができるので、導通不良などの発生を防止することができる。
上記の課題を解決するために、本発明の液晶表示パネル用基板の製造方法は、液晶層を介して他の基板と対向配置されることで、液晶表示パネルを構成する液晶表示パネル用基板の製造方法であって、赤外光を反射する反射膜を形成する反射膜形成工程と、上記他の基板に配された電極と一対のスイッチを構成し、上記他の基板と対向配置されたとき、上記液晶表示パネル用基板、又は上記他の基板が押圧されることで、上記他の基板に配された電極と電気的に導通するスイッチ用電極を、上記反射膜形成工程で形成された反射膜の上方に形成するスイッチ用電極形成工程と、を有することを特徴としている。
上記構成によると、上記スイッチ用電極形成工程では、上記反射膜形成工程で形成された、赤外光を反射する上記反射膜の上方に、上記スイッチ用電極が形成される。これにより、上記スイッチ用電極の表面側から入射させた赤外光を、上記反射膜で反射することができる液晶表示パネル用基板を製造することができる。
これにより、上記反射膜での反射光のスペクトルを測定させることで、上記他の基板に配された上記電極と電気的に導通をとる際に不良が発生する原因となる構成が、上記スイッチ用電極の表面に存在するか否かを検査させることができる液晶表示パネル用基板を製造することができる。
これにより、顕微鏡により目視確認する場合と比べて、効率よく、確実に、スイッチに発生する不良原因となる構成の存在の有無の確認が可能な液晶表示パネル用基板を製造することができる。
また、上記スイッチ用電極形成工程で形成されたスイッチ用電極の表面を、配向膜を選択的に成膜しない配向膜の非形成領域として、当該配向膜の非形成領域の周囲に配向膜を形成する配向膜形成工程を有することが好ましい。
上記構成によると、対向配置された他の基板に配された電極との間で電気的に導通をとる際に不良が発生する原因となる配向膜を、上記スイッチ用電極の表面には形成せず、液晶表示パネル用基板に形成することができる。これにより、導通不良の発生を防止したスイッチ用電極が形成された液晶表示パネル用基板を製造することができる。
また、上記配向膜の非形成領域に赤外光を出射する赤外光出射工程と、上記赤外光出射工程で出射された赤外光のうち、上記反射膜からの反射光を取得する反射光取得工程と、上記反射光取得工程で取得した反射光のスペクトルを表示するスペクトル表示工程とを有することが好ましい。
上記構成によると、上記赤外光出射工程で上記配向膜の非形領域に赤外光を出射し、上記反射光取得工程で、上記上記赤外光出射工程で出射された赤外光のうち、上記反射膜からの反射光を取得する。そして、上記スペクトル表示工程で、上記反射膜からの反射光のスペクトルを表示する。当該スペクトルを、例えば、検査者に視認させることで、上記他の基板に配された上記電極と電気的に導通をとる際に不良が発生する原因となる構成が、上記スイッチ用電極の表面に存在するか否かを確認させることができる。
このように、上記構成によると、効率よく、確実に、スイッチに発生する不良原因となる構成の存在の有無を確認させて液晶表示パネル用基板を製造することができる。
また、上記反射光取得工程で取得した反射光のスペクトルから、上記スイッチ用電極の表面の配向膜の有無を判定する判定工程とを有することが好ましい。
上記構成により、上記判定工程により、上記配向膜の有無を判定することができる。これにより、検査者による判定ミスを防止することができるので、より確実に、スイッチに発生する不良原因となる構成の存在の有無を確認させて液晶表示パネル用基板を製造することができる。
上記の課題を解決するために、本発明の液晶表示パネル用基板の基板検査方法は、液晶層を介して他の基板と対向配置されることで、液晶表示パネルを構成する液晶表示パネル用基板を検査する基板検査方法であって、上記他の基板に配された電極と一対のスイッチを構成し、上記他の基板と対向配置されたとき、上記液晶表示パネル用基板、又は上記他の基板が押圧されることで、上記他の基板に配された電極と電気的に導通するスイッチ用電極に赤外光を出射する赤外光出射工程と、上記赤外光出射工程で出射された赤外光のうち、上記液晶表示パネル用基板を平面視したときに上記スイッチ用電極内に形成されている、赤外光を反射する反射膜からの反射光を取得する反射光取得工程とを有することを特徴としている。
上記構成によると、上記赤外光出射工程で、上記スイッチ用電極に対して赤外光を出射し、上記反射光取得工程で、上記上記赤外光出射工程で出射された赤外光のうち、上記スイッチ用電極を積層する上記反射膜からの反射光を取得する。これにより、当該取得した反射光から、上記他の基板に配された上記電極と電気的に導通をとる際に不良が発生する原因となる構成が、上記スイッチ用電極の表面に存在するか否かを判定することができる。
このため、上記構成によると、効率よく、確実に、スイッチに発生する不良原因となる構成の存在の有無を検査することができる。
また、上記反射光取得工程で取得した反射光のスペクトルを表示するスペクトル表示工程とを有することが好ましい。
これにより、上記表示工程で表示した上記反射光のスペクトルを、例えば、検査者に視認させることで、上記他の基板に配された上記電極と電気的に導通をとる際に不良が発生する原因となる構成が、上記スイッチ用電極の表面に存在するか否かを確認させることができる。
また、上記反射光取得工程で取得した反射光のスペクトルから、上記スイッチ用電極の表面の配向膜の有無を判定する判定工程を有することが好ましい。
上記構成により、上記判定工程により、上記スイッチ用電極の表面の配向膜の有無を判定することができる。これにより、検査者による判定ミスを防止することができるので、より確実に、スイッチに発生する不良原因となる構成の存在の有無を検査することができる。
また、上記反射光取得工程で取得した反射光を、スペクトルに変更するスペクトル変換工程を有することが好ましい。上記構成により、上記スペクトル変換工程で、上記反射光を、スペクトルに変換することができる。
また、上記スペクトル変換工程では、スペクトル変換を行う赤外光は、波数値が4000cm−1〜650cm−1の中赤外領域であることが好ましい。上記構成により、取得するデータ量を抑えつつ、上記他の基板に配された上記電極と電気的に導通をとる際に不良が発生する原因となる構成が、上記スイッチ用電極の表面に存在するか否かを確認するために必要なスペクトルのデータを取得することができる。
また、上記スペクトル変換工程で変換されたスペクトルに、C‐H伸縮、C=O伸縮、ベンゼン環CC伸縮、C‐N伸縮、C‐O伸縮、かつ、ベンゼン環CH面外変角による分子振動が発生しているか否かを判定させる工程を有することが好ましい。
上記構成によると、C‐H伸縮、C=O伸縮、ベンゼン環CC伸縮、C‐N伸縮、C‐O伸縮、かつ、ベンゼン環CH面外変角による分子振動が発生していることを示すスペクトルか否かを、例えば、検査者に判定させることで、上記反射光に、アクリルと、ポリイミドとを表す成分が含まれているか否かを判定させることができる。
これにより、反射膜に積層されたスイッチ用電極が、アクリル材料からなる構成と、ITOからなる構成とから構成されている場合に、当該スイッチ用電極に、配向膜として一般的に用いられているポリイミドが積層されているか否かを、判定させることができる。このため、効率よく、確実に、スイッチに発生する不良原因となる配向膜の存在の有無を検査することができる。
本発明は、タッチスイッチが内部に配されたインセル型の液晶表示パネルを構成する液晶表示パネル用基板、液晶表示パネル、液晶表示パネル用基板の製造方法、及び基板検査方法に利用することができる。
1・130・135 液晶表示パネル
3 液晶表示装置
5 画素
10 液晶層
11・136 対向基板(液晶表示パネル用基板、他の基板)
12・131 アクティブ基板(他の基板、液晶表示パネル用基板)
15 画素電極(電極)
16 TFT
21・32 配向膜
27・155 透明電極(電極、共通電極)
37 層間絶縁膜
38 反射膜(第2の反射膜)
39 反射膜(第1の反射膜)
50・150・160 タッチスイッチ(スイッチ)
51・61 スイッチPS電極(スイッチ用電極、他の基板に配された電極、第2のスイッチ用電極)
51a・61a・152a 先端面(配向膜の非形成領域)
52・152 スイッチ電極(他の基板に配された電極、スイッチ用電極、第1のスイッチ用電極)
52a 表面(配向膜の非形成領域)
58 スイッチPS(構造物)
100・100a スイッチ用電極検査装置
101 分光光度計
102 光源
103 検出器
110・110a 制御部
111 駆動制御部
112・112a データ変換部
113 スペクトル判定部
114 スペクトル記憶部
120 表示部
158 柱状突起(構造物)
161 スイッチ用電極(スイッチ用電極、他の基板に配された電極、第2のスイッチ用電極)
161a 表面(配向膜の非形成領域)
3 液晶表示装置
5 画素
10 液晶層
11・136 対向基板(液晶表示パネル用基板、他の基板)
12・131 アクティブ基板(他の基板、液晶表示パネル用基板)
15 画素電極(電極)
16 TFT
21・32 配向膜
27・155 透明電極(電極、共通電極)
37 層間絶縁膜
38 反射膜(第2の反射膜)
39 反射膜(第1の反射膜)
50・150・160 タッチスイッチ(スイッチ)
51・61 スイッチPS電極(スイッチ用電極、他の基板に配された電極、第2のスイッチ用電極)
51a・61a・152a 先端面(配向膜の非形成領域)
52・152 スイッチ電極(他の基板に配された電極、スイッチ用電極、第1のスイッチ用電極)
52a 表面(配向膜の非形成領域)
58 スイッチPS(構造物)
100・100a スイッチ用電極検査装置
101 分光光度計
102 光源
103 検出器
110・110a 制御部
111 駆動制御部
112・112a データ変換部
113 スペクトル判定部
114 スペクトル記憶部
120 表示部
158 柱状突起(構造物)
161 スイッチ用電極(スイッチ用電極、他の基板に配された電極、第2のスイッチ用電極)
161a 表面(配向膜の非形成領域)
Claims (25)
- 液晶層を介して他の基板と対向配置されることで、液晶表示パネルを構成する液晶表示パネル用基板であって、
上記他の基板に配された電極と一対のスイッチを構成し、上記他の基板と対向配置されたとき、自身、又は上記他の基板が押圧されることで、上記他の基板に配された電極と電気的に導通するように配されたスイッチ用電極と、
上記スイッチ用電極の下方に配され、赤外光を反射する反射膜と、を備えていることを特徴とする液晶表示パネル用基板。 - 上記スイッチ用電極の表面を、配向膜を選択的に形成しない配向膜の非形成領域として、形成された配向膜を備え、
上記液晶表示パネル用基板を平面視したとき、上記非形成領域内には、上記反射膜が配されていることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示パネル用基板。 - 上記反射膜は金属材料から構成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の液晶表示パネル用基板。
- 上記反射膜を構成する上記金属材料は、上記液晶表示パネル用基板のうち、アクティブ基板に形成されている配線又は電極の何れかと同じ材料であることを特徴とする請求項3に記載の液晶表示パネル用基板。
- 上記反射膜は、タンタル、モリブデン、チタン、銅、アルミニウムの何れかを主成分とすることを特徴とする請求項3又は4に記載の液晶表示パネル用基板。
- 上記スイッチ用電極は、透明電極を備えていることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の液晶表示パネル用基板。
- 上記透明電極と同一の工程で形成された画素電極を備えていることを特徴とする請求項6に記載の液晶表示パネル用基板。
- 上記透明電極と同一の工程で形成された共通電極を備えていることを特徴とする請求項6に記載の液晶表示パネル用基板。
- 上記スイッチ用電極は、上記透明電極と、当該透明電極が積層された凸形状の構造物とから構成されていることを特徴とする請求項6〜8の何れか1項に記載の液晶表示パネル用基板。
- 上記構造物は、アクリルから構成されていることを特徴とする請求項9に記載の液晶表示パネル用基板。
- 請求項7または8に記載の液晶表示パネル用基板と、当該液晶表示パネル用基板と対向配置されている上記他の基板と、を備えていることを特徴とする液晶表示パネル。
- アクティブ基板と、液晶層を介して、当該アクティブ基板と対向配置されている対向基板とを備えている液晶表示パネルであって、
上記アクティブ基板又は上記対向基板が押圧されることで電気的に導通するように、上記アクティブ基板に配されている第1のスイッチ用電極、及び、上記対向基板に配されている第2のスイッチ用電極から構成されているスイッチを備え、さらに、
上記アクティブ基板に配され、上記第1のスイッチ用電極が積層された赤外光を反射する第1の反射膜と、上記対向基板に配され上記第2のスイッチ用電極が積層された赤外光を反射する第2の反射膜とのうち少なくとも一方を備えていることを特徴とする液晶表示パネル。 - 上記第1の反射膜と、上記第2の反射膜との両方を備えていることを特徴とする請求項12に記載の液晶表示パネル。
- 上記第1のスイッチ用電極と、上記第2のスイッチ用電極とのうち、少なくとも一方は、凸形状であることを特徴とする請求項12又は13に記載の液晶表示パネル。
- 上記第1のスイッチ用電極と、上記第2のスイッチ用電極とは、凸形状であることを特徴とする請求項14に記載の液晶表示パネル。
- 液晶層を介して他の基板と対向配置されることで、液晶表示パネルを構成する液晶表示パネル用基板の製造方法であって、
赤外光を反射する反射膜を形成する反射膜形成工程と、
上記他の基板に配された電極と一対のスイッチを構成し、上記他の基板と対向配置されたとき、上記液晶表示パネル用基板、又は上記他の基板が押圧されることで、上記他の基板に配された電極と電気的に導通するスイッチ用電極を、上記反射膜形成工程で形成された反射膜の上方に形成するスイッチ用電極形成工程と、
を有することを特徴とする液晶表示パネル用基板の製造方法。 - 上記スイッチ用電極形成工程で形成されたスイッチ用電極の表面を、配向膜を選択的に成膜しない配向膜の非形成領域として、当該配向膜の非形成領域の周囲に配向膜を形成する配向膜形成工程を有することを特徴とする請求項16に記載の液晶表示パネル用基板の製造方法。
- 上記配向膜の非形成領域に赤外光を出射する赤外光出射工程と、
上記赤外光出射工程で出射された赤外光のうち、上記反射膜からの反射光を取得する反射光取得工程と、
上記反射光取得工程で取得した反射光のスペクトルを表示するスペクトル表示工程とを有することを特徴とする請求項17に記載の液晶表示パネル用基板の製造方法。 - 上記反射光取得工程で取得した反射光のスペクトルから、上記配向膜の有無を判定する判定工程とを有することを特徴とする請求項18に記載の液晶表示パネル用基板の製造方法。
- 液晶層を介して他の基板と対向配置されることで、液晶表示パネルを構成する液晶表示パネル用基板を検査する基板検査方法であって、
上記他の基板に配された電極と一対のスイッチを構成し、上記他の基板と対向配置されたとき、上記液晶表示パネル用基板、又は上記他の基板が押圧されることで、上記他の基板に配された電極と電気的に導通するスイッチ用電極に赤外光を出射する赤外光出射工程と、
上記赤外光出射工程で出射された赤外光のうち、上記液晶表示パネル用基板を平面視したときに上記スイッチ用電極内に形成されている、赤外光を反射する反射膜からの反射光を取得する反射光取得工程とを有することを特徴とする基板検査方法。 - 上記反射光取得工程で取得した反射光のスペクトルを表示するスペクトル表示工程を有することを特徴とする請求項20に記載の基板検査方法。
- 上記反射光取得工程で取得した反射光のスペクトルから、上記スイッチ用電極の表面の配向膜の有無を判定する判定工程を有することを特徴とする請求項20又は21に記載の基板検査方法。
- 上記反射光取得工程で取得した反射光をスペクトルに変更するスペクトル変換工程を有することを特徴とする請求項20〜22の何れか1項に記載の基板検査方法。
- 上記スペクトル変換工程では、スペクトル変換を行う赤外光は、波数値が4000cm−1〜650cm−1の中赤外領域であることを特徴とする請求項23に記載の基板検査方法。
- 上記スペクトル変換工程で変換されたスペクトルに、C‐H伸縮、C=O伸縮、ベンゼン環CC伸縮、C‐N伸縮、C‐O伸縮、かつ、ベンゼン環CH面外変角による分子振動が発生しているか否かを判定させる工程を有することを特徴とする請求項23に記載の基板検査方法。
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