CN101604079A - 显示元件的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种显示元件的制造方法，在将构成显示元件的玻璃基板薄型化时，减少制造过程中发生的破损或厚度偏差。准备两个在设有端子部的玻璃基板和对置玻璃基板之间保持显示材料的显示元件，使各端子部相对置地加以保持。通过将该保持状态的一对显示元件的两面抛光的机械研磨来对玻璃基板和对置玻璃基板进行薄型化。从而，能够稳定地作到0.2mm以下，特别是达到0.1mm左右厚度的显示元件的玻璃的薄型化。此外，在机械研磨之前先通过化学研磨来进行薄型化。

Description

显示元件的制造方法
技术领域
本发明涉及诸如TFT或STN的液晶显示器、诸如有机EL显示器、等离子体显示器或FPD的平板显示器的薄型化技术。尤其涉及便携电话、PDA、数码相机或电子词典等便携设备的显示装置。
背景技术
便携设备方面的显示装置用驱动IC驱动在玻璃基板之间保持显示材料的显示元件来进行显示。作为典型的显示元件，众所周知液晶显示元件。例如，彩色TFT液晶显示元件在形成TFT元件的玻璃基板与形成由RGB构成的彩色滤波器的玻璃基板之间保持液晶层。在这些玻璃基板的外表面粘贴了偏光片或相位差片等光学薄膜。在至少一个玻璃基板上形成端子部，驱动IC的驱动信号经由端子部施加到液晶层上。再者，在该液晶显示元件的背面配置背光源，从而构成一般的液晶显示装置。
液晶显示元件的薄型化的重点在于构成显示元件的玻璃基板和光学薄膜和背光源的薄型化。一般，玻璃基板的材料使用无碱玻璃。玻璃板的制造方法采用使玻璃表面不接触杂质而能够制造的熔接(fusion)法。市售的熔接法制造的玻璃板厚度种类有0.7mm、0.63mm、0.6mm、0.5mm。用该熔接法能够制造出的玻璃板的厚度界限大致在0.4mm。作为适合薄型玻璃制造的制造方法，众所周知下拉(downdraw)法。但是，采用目前的下拉法时，不能得到用于显示元件的玻璃基板的特性。因此，要想使玻璃基板比0.4mm更薄，需要对利用熔接法制造的玻璃板进行加工来减薄。
一般，液晶显示元件是例如在300×400mm大小的大张玻璃基板布置(layout)多个制品，以大张状态制造的。玻璃基板的大小并不限于此。以下，对液晶显示元件的制造工艺进行简单说明。首先，在大张玻璃基板的状态下，在玻璃基板形成布线或TFT元件或彩色滤波器。接着，在形成彩色滤波器的玻璃基板上形成用于固定盒间隙(cellgap)的柱形隔垫(post spacer)。对形成彩色滤波器的玻璃基板和形成TFT元件的玻璃基板分别形成取向膜，通过摩擦或光来取向。通过印刷或分配(dispense)来向某一个玻璃基板涂敷密封剂，滴下所需量的液晶，以不会令气泡进入的方式在真空中压接。再者，通过诸如UV或可见光或热来固化密封剂，从而封入液晶。
在上述工序之后将玻璃基板薄型化。薄型化的方法有化学研磨。利用控制了蚀刻速率的由氟化胺和氢氟酸组成的缓冲氢氟酸等，蚀刻玻璃。也有利用氧化铈等研磨剂对蚀刻后的玻璃表面的凹凸进行机械研磨，从而进行精加工的情形。该方法可以在按制品尺寸划线并分离后进行。(例如，参照专利文献1：日本特开2004-21016号公报(图2))
利用钻石或超钢等刀刃来对玻璃基板进行划线，从而按制品尺寸分离并加工。这样就完成液晶显示元件。然后在玻璃表面层压(laminated)偏光片或相位差补偿薄膜。在层压时混入的气泡是通过压热器(autoclave)加压并加热而消除的。
在液晶显示元件的一个玻璃基板上形成用于与驱动IC连接的端子。在驱动IC形成有由Au构成的修补(vamp)电极。驱动IC通过用于COG安装的各向异性导电膜来倒装并连接到液晶显示元件的端子上。关于用于COG安装的各向异性导电膜，众所周知在10～15微米厚度的片(sheet)状热固化型粘接剂分散并配合大致3～5微米的导电粒子的导电膜。
连接驱动IC与驱动电路基板的柔性基板利用外引线焊接(OLB：Outer-Lead-Bonding)用各向异性导电膜来连接到与液晶显示元件的驱动IC邻接的端子上。在玻璃基板的端子所露出的布线上，涂敷用于防止水分或污染的硅粘接剂或丙烯类粘接剂等保护模。
液晶显示装置在液晶显示元件的背面配置背光源，并且按制品利用金属框固定而完成。背光源具有显示元件的显示区以上面积的发光区域，利用设置在显示区外侧的双面胶带或胶垫(cushion)材料等来固定。背光源有侧光式、直下式等。侧光式是使光从导光板的侧面入射而面发光。直下式是将冷阴极管或LED等光源配置在发光面正下方，通过乳白色的由丙烯等构成的扩散板，使光均匀地面发光。
作为将液晶显示元件薄型化的另一方法，有机械研磨。在该方法中，与上述同样地在大张玻璃基板的状态下制造液晶显示元件后，通过划线来按制品尺寸分离。然后，在液晶显示元件的端子部形成保护膜，通过机械研磨来薄型化(例如，参照专利文献2：日本特开2005-215050号公报(图2))。在薄型化后，与上述同样地在玻璃基板上粘贴偏光片等光学薄膜，并安装驱动IC和FPC，进而组装背光源而完成液晶显示装置。
作为又一种方法，还有在液晶显示元件的端子部粘贴聚酰亚胺带，并通过化学研磨来薄型化的方法(例如，参照专利文献3：日本特开2008-9356号公报(图7))。在该方法中，也与上述同样地在大张玻璃基板的状态下制造液晶显示元件后，通过划线来按制品尺寸分离，并进行薄型化。在薄型化后，与上述同样地在玻璃基板上粘贴偏光片等光学薄膜，安装驱动IC和FPC，并组装背光源而完成液晶显示装置。
将玻璃基板薄型化的方式有机械研磨和化学研磨。化学研磨的加工速度快，但是因薄型化而在玻璃表面发生凹凸。特别是与蚀刻液接触的部分会全部溶解，因此需要从蚀刻液保护不想溶解的部分。机械研磨可进行光滑性高的研磨，但是在相同条件下进行薄型化和精加工要花时间。因此，一般分研磨(lap)和抛光(polish)这两个阶段来加工。
这种传统技术中存在各式各样的课题。例如，将大张尺寸的玻璃基板化学研磨后进行机械研磨的方法中，玻璃基板的薄型化有界限。这是由于处理大张尺寸的玻璃基板非常困难的原故。当玻璃基板的厚度在0.20mm以下时，由于强度弱而经常发生破碎或破损。特别是，在化学研磨后进行机械研磨时玻璃容易破损。此外，当玻璃厚度在0.20mm以下时，即使通过划线来分离大张玻璃基板时也发生课题。例如，有无法将玻璃基板按照划线刀刃痕迹的形状分割的问题或在玻璃角部发生缺口的课题。尤其0.1mm厚度玻璃的划线在现状下是没有改善空间的。
通过划线来将大张玻璃基板按制品尺寸分割后，将液晶显示元件化学研磨的方法中产生破坏密封部的课题。这是因为向粘接并固定两个玻璃基板的密封部渗入缓冲氢氟酸的原故。此外，在用聚酰亚胺带保护液晶显示元件的端子部的场合，缓冲氢氟酸也因其密合度而渗入。因此，产生特别是玻璃基板和玻璃基板的台阶部分的布线断线的课题。
通过划线来将大张玻璃基板按照制品尺寸分离后，将液晶显示元件机械研磨的方法中，会在两个玻璃基板的研磨量上发生偏差。按制品尺寸分离的液晶显示元件由具有端子部的玻璃基板和不具有端子部的对置玻璃基板构成。若将该液晶显示元件机械研磨，则在端子部侧玻璃基板的研磨量少，而对置玻璃基板的研磨量增多。例如对于由一对0.35mm的玻璃基板构成的液晶显示元件，利用研磨和抛光的两次机械研磨来将玻璃基板的厚度加工至0.1mm。这样在该例中，端子部侧的玻璃基板的厚度大致成为0.14mm，端子部侧的对置玻璃基板的厚度大致成为0.07mm，产生大致2倍的厚度差。另一方面，在与端子部相反一边的附近，玻璃的厚度在玻璃基板和对置玻璃基板上大致相同。
如此在玻璃厚度不均匀的液晶显示元件中，存在玻璃强度降低的问题。此外，为了保护端子上的布线，向端子部涂敷树脂或粘接固定薄膜基板。在这种场合，产生因机械研磨而保护构件剥落，与显示元件干涉而经常发生液晶显示元件的破碎的课题。为了防止保护构件的剥离，有利用不会剥离的保护构件来保护端子的情形。但是，在研磨后除去保护构件时，例如在0.10mm的玻璃厚度的情况下，显示元件的玻璃基板的端子部会破碎。
发明内容
于是，本发明的其目的在于利用生产性高且低价的方法来制作两个玻璃基板的厚度分别在0.20mm以下，尤其大致0.10mm的玻璃厚度的显示元件。
为了解决这样的课题，准备两个在设有端子部的玻璃基板和对置玻璃基板之间保持显示材料的显示元件，使各端子部对置并加以保持。然后，将处于该保持状态的一对显示元件的两面抛光，从而将玻璃基板和对置玻璃基板薄型化。
(发明效果)
依据本发明的显示元件的制造方法，能够将显示元件的玻璃基板的厚度稳定地薄型化至0.1mm左右，并能够提高薄型显示元件的生产性。
附图说明
图1是表示粘合大张状态的基板而成的大张形的显示盒的模式图。
图2是模式地表示显示元件的外观的俯视图及侧视图。
图3是表示将两个显示元件的各端子面并在一起并加以保持的状态的模式图。
图4是模式地表示薄型加工后的显示元件的侧视图。
(符号说明)
1对置基板；2基板；3显示元件的制品外形；4显示元件；5端子部；7粘合剂。
具体实施方式
本发明是在设有端子部的玻璃基板和对置玻璃基板之间保持显示材料，并且利用从端子部输入的信号来驱动显示材料的显示元件的制造方法。本发明具备粘合工序和机械研磨工序。在粘合工序中，准备两个显示元件，使各端子部相对置并加以保持。在研磨工序中，将处于保持状态的一对显示元件的两面抛光，从而将玻璃基板和对置玻璃基板薄型化。在该机械研磨工序，可在抛光前进行借助研磨机的研磨。
此外，在粘合工序中，为了保持两个显示元件的端子部，而在端子部的端子面涂敷粘合材料。该粘合材料具有不会因机械研磨而剥离，而在机械研磨后容易剥离，并且在机械研磨过程中研磨剂不会进入端子与端子之间的特性。例如，通过对粘合材料进行加温，解除两个显示元件的端子部的保持即可。加温的温度需要高于研磨时显示元件所达到的温度，且低于对显示元件造成负面影响的温度。
再者，在粘合工序之前，具备通过化学研磨来将构成显示元件的玻璃基板和对置玻璃基板薄型化的化学研磨工序。这时，在化学研磨工序中，先将玻璃基板和对置玻璃基板薄型化至0.25mm～0.2mm，在机械研磨工序中薄型化至0.1mm。
此外，对大张玻璃基板进行该化学研磨，并在化学研磨后，分离为单个显示元件，然后进行机械研磨也可。即，在设有端子部的基板和对置基板之间保持显示材料，利用从端子部输入的信号驱动显示材料的显示元件的制造方法，具备以下工序。首先，在形成大张形的显示盒的工序中，将布置多个基板的大张玻璃基板和布置多个对置基板的大张玻璃基板粘合。接着，设置将大张形的显示盒化学研磨，将大张玻璃基板薄型化的工序以及将大张形的显示盒按显示元件的制品尺寸分割的工序。然后，在将基板和对置基板薄型化的工序中，组合已分割的两个显示元件，以使各端子部隔着粘合材料对置，将组合的一对显示元件的两面机械研磨。这时，在机械研磨工序中也可以进行研磨和抛光这两个阶段的研磨。
此外，通过化学研磨，将大张玻璃基板薄型化至0.25mm～0.2mm。如果减薄至这个厚度以上，则在从大张分离时容易发生不良，此外，如果过厚，则机械研磨要花时间。因此，为了通过机械研磨来薄型化至0.1mm，最好预先通过化学研磨来减薄。
实施例1
以下，就采用液晶显示面板作为显示元件的实施例进行说明。首先，在阵列基板上形成TFT元件和布线。阵列基板的玻璃厚度为0.6mm。在对置基板上形成由RGB和黑色构成的彩色滤波器和电极。对置基板也是与阵列基板相同的厚度0.6mm的玻璃基板。在下个工序中，在各基板上形成取向膜和柱形隔垫。在下个工序中，用专用布摩擦取向膜，进行取向处理。在阵列基板和对置基板上布置多个制品。
接着，按照制品形状，用分配器向一个基板涂敷UV密封材料，向制品滴下所需量的液晶，在真空下重叠阵列基板和对置基板。以不会照到液晶的方式照射UV，固化密封材料。在图1中示出该状态。如图所示，重叠大张的阵列基板8和大张的对置基板9，形成大张形的显示盒，按照制品3的布局，在这些基板间设置密封材料。
接着，将大张形的显示盒的两基板化学研磨，将0.60mm的玻璃厚度减薄至0.225mm。用于化学研磨的玻璃蚀刻液使用由氢氟酸和氟化胺组成的缓冲氢氟酸。化学研磨时的液体温度是常温，将压接基板浸渍到缓冲氢氟酸的池中，蚀刻玻璃。为了提高蚀刻速率，可以提高液体温度。也可以使用这以外的玻璃蚀刻液。此外，也可以不拘泥于浸渍，而用喷雾器向大张形的显示盒的基板喷涂缓冲氢氟酸进行蚀刻。构成大张形的显示盒的阵列基板和对置基板之间有间隙。如果蚀刻液渗入该间隙中就会造成制品不良，因此在化学研磨前用粘接剂或密封剂来保护阵列基板和对置基板的外周。
接着，将阵列基板面和对置基板面分别划线，从大张形的显示盒分离出制品形状的显示元件。在图2中模式地示出分离的各个显示元件4的形状。图2a是俯视图，图2b是侧视图。显示元件4由形成TFT的基板2和形成彩色滤波器的对置基板1构成。在显示元件4的一边形成端子部5，在端子部5的表面(端子表面6)，形成用于安装驱动IC的图案。端子部5是基板2的一端侧的部分，该部分不与对置基板1重叠。即，显示元件4的端子部仅形成在制品的一边，其它三边成为与基板2和对置基板1相同的端面。
接着，在图4模式地示出显示元件4的端子面6互相重叠的方式保持两个显示元件的状态。将两个显示元件的端子面并在一起，作为一组加以保持，在该保持状态下进行机械研磨。作为保持的方法，在端子面涂敷液体形的粘合材料而将各端子面并在一起。粘合材料的需要有这样的特性，即，不会因机械研磨而剥离，而在机械研磨后容易剥离，并且在手工操作下不会剥离，在机械研磨过程中研磨剂不会进入到端子与端子之间。粘合材料有丙烯类、硅类等粘接材料、粘接剂。粘接剂有例如热熔化类粘接剂或环氧或酚类或丙烯类等热固化类粘接剂、环氧类或丙烯类等UV固化粘接剂、RTV(室温固化：Room-Temperature-Vulcanizing)橡胶等取得大气中的水分而固化的缩合反应型、附加反应型或UV反应型粘接剂等。
本实施例的显示元件的端子部仅在1个边，但也可以“L”字形地设在2个边。该场合要组合4个显示元件并加以保持，并进行机械研磨。当显示元件的端子在3个边或4个边时，难以对应。
如图3所示，在以两个显示元件为一组合并端子面并加以保持的状态下，进行研磨，将各玻璃基板的厚度从原来的厚度作成0.225mm～0.12mm。接着进行精加工的抛光，使玻璃基板的厚度成为0.12mm～0.10mm。图4是薄型加工后的侧视图。当结束研磨时，玻璃表面有梨皮斑点，通过抛光来擦亮成镜面。
通常，在显示元件上因从大张分离为单件的划线，而在基板表面残留刀刃痕迹，但通过上述的研磨和抛光来消除。划线刀刃的痕迹，往往成为破碎的缺口，通过抛去而被消除，因此与破碎防止相关。
机械研磨不拘泥于研磨和抛光的组合，原理上仅用抛光也可。此外，对于划线以后的机械研磨的薄型加工，在本实施例中以两个显示元件为一组进行了说明。在实际加工中，从生产性上观点来看，优选同时对多个以两个显示元件为一组的组进行加工。

Claims (8)

1.一种显示元件的制造方法，该显示元件在设有端子部的玻璃基板和对置玻璃基板之间保持显示材料，并且利用从所述端子部输入的信号来驱动所述显示材料，其特征在于，显示元件的制造方法具备：
准备两个显示元件，使各端子部相对置并加以保持的粘合工序；以及
将处于保持状态的一对显示元件的两面抛光，从而将所述玻璃基板和所述对置玻璃基板薄型化的机械研磨工序。
2.如权利要求1所述的显示元件的制造方法，其特征在于：在所述机械研磨工序中，在所述抛光之前进行借助研磨机的研磨。
3.如权利要求1所述的显示元件的制造方法，其特征在于：在所述粘合工序中，为了保持两个显示元件的端子部，而在所述端子部的端子面设置粘合材料。
4.如权利要求1所述的显示元件的制造方法，其特征在于：
在所述粘合工序中，为了保持两个显示元件的端子部，而在所述端子部的端子面设置粘合材料，并且
所述粘合材料具有不会因机械研磨而剥离，而在机械研磨后容易被剥离，并且在机械研磨过程中研磨剂不会进入端子与端子之间的特性。
5.如权利要求3或4所述的显示元件的制造方法，其特征在于：通过对所述粘合材料进行加温，解除所述两个显示元件的端子部的保持。
6.如权利要求1～4中任一项所述的显示元件的制造方法，其特征在于：在所述机械研磨工序中，将一对显示元件多个组同时研磨。
7.如权利要求1～4中任一项所述的显示元件的制造方法，其特征在于：在所述粘合工序之前，具备将所述显示元件化学研磨，将所述玻璃基板和所述对置玻璃基板薄型化的化学研磨工序。
8.如权利要求7所述的显示元件的制造方法，其特征在于：在所述化学研磨工序，将所述玻璃基板和所述对置玻璃基板薄型化至0.25mm～0.2mm，在所述机械研磨工序，将所述玻璃基板和所述对置玻璃基板薄型化至0.1mm。
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