JP2003043938A - 表示パネルの製造方法及びその製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 表示パネルの製造において、高精度に表示パ
ネルの厚さを薄くすることを可能にする。 【解決手段】 所定の肉厚を有する基板を用いて表示パ
ネル２を作りこむパネル作成工程と、表示パネル２を薬
液１１に浸漬し、化学反応により基板３〔３Ａ，３Ｂ〕
の表面を一定量除去して肉厚を薄くする化学処理工程と
を有し、基板３の重量を測定して基板が所定の肉厚に達
したことを検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表示パネルの製造
方法及びその製造装置に関する。より詳しくは、液晶デ
ィスプレイなどで代表されるガラス基板を用いたフラッ
ト型の表示パネルの薄型化、軽量化技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、モバイル用途等で液晶ディスプレ
イなどの表示パネルに対する需要の増加とともに、表示
パネルに対する薄型化及び軽量化への要求が高まってい
る。表示パネルにおいて、厚さと重さの点で大きなウエ
イトを占めているのがガラス基板である。従って、表示
パネルの薄型化及び軽量化には、ガラス基板の薄型化が
必要である。大型の液晶ディスプレイに着目した場合、
ガラス基板の厚さは、近年１．１ｍｍから０．７ｍｍに
薄型化されている。この場合には、単にガラス基板の厚
みを薄くして組立工程に投入するだけで済み、生産ライ
ンの大幅な変更は要求されなかった。基板サイズについ
ても、０．７ｍｍ厚では、対角寸法が１ｍの表示パネル
までは対応可能と考えられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、モバイ
ル用途として、更なる基板の薄型化に対する要求が強ま
っている。次段階の基板の厚みの目標としては、０．４
〜０．５ｍｍが想定されている。ガラス基板を薄くする
と、撓みが大きくなり、例えば５５０ｍｍ×６５０ｍｍ
以上のサイズのガラス基板を考えた場合、０．６ｍｍ以
下の厚さで製造することは、現状の生産技術及び搬送技
術での対応が不可能であり、困難であった。従って、薄
型化の目標として考えられている０．４〜０．５ｍｍの
厚さのディスプレイを製造することは出来なかった。ガ
ラス基板のサイズを４００ｍｍ×５００ｍｍ以下に縮小
すれば、０．４〜０．５ｍｍの厚さも不可能ではない
が、基板１枚から取り出される最終製品としての液晶パ
ネルの取り個数（理論収率）が少なくなるため、生産性
が上がらない。

【０００４】一方、この点を回避する方法として、２枚
のガラス基板を貼り合わせた後、エッチングによりガラ
ス基板を薄くする方法が提案されている。しかし、出来
上がりのガラス基板の肉厚を確実に制御することが難し
い。フッ酸（ＨＦ）を用いたガラスエッチングでは、出
来上がりのガラス肉厚を制御するためにエッチング液の
濃度、温度、処理時間を正確に制御する必要がある。外
気温度、薬液を調合してからの時間、処理枚数などの不
確定要因により、同じ時間エッチングを行っても、必ず
しも再現性のよいエッチング量を実現することができな
い。ガラス基板の厚さを計測することも考えられるが、
フッ酸という強酸の薬液槽中で、ガラスに含まれるＡ
ｌ、Ｍｇなどの不純物とフッ酸との反応で生じる反応生
成物、いわゆるスラッジにより濁った薬液が流動してい
るために、光学的な計測手段が使えず、機械的な計測手
段も使用できない。

【０００５】本発明は、上述の点に鑑み、基板サイズを
縮小することなく且つ生産性を低下させることなく、表
示パネルの軽量化及び薄型化を実現でき、しかも製品の
出来上がり厚みの精度を向上できる、表示パネルの製造
方法及びその製造装置を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る表示パネル
の製造方法は、所定の肉厚を有する基板を用いて表示パ
ネルを作りこむパネル作成工程と、表示パネルを薬液に
浸漬し、化学反応により基板の表面を一定量除去して肉
厚を薄くする化学処理工程とを有し、基板の重量を測定
して基板が所定の肉厚に達したことを検出する。

【０００７】本発明の表示パネルの製造方法において
は、表示パネルを薬液に浸漬して化学反応により基板の
表面を一定量除去して肉厚を薄くする。このとき、基板
の重量を測定して基板が所定の肉厚に達したことを検出
するので、出来上がりの基板の肉厚の制御が確実にな
り、出来上がり厚みの精度が向上する。

【０００８】本発明に係る表示パネルの製造装置は、表
示パネルを移載し得るアーム機構と、アーム機構に組み
込まれた重量計測手段と、表示パネルを浸漬し、化学反
応により表示パネルの基板の表面を一定量除去する薬液
槽とを有し、重量計測手段による重量計測で基板の肉厚
を制御するように構成する。

【０００９】本発明の表示パネルの製造装置において
は、表示パネルを移載するアーム機構と、アーム機構に
組み込まれた重量計測手段と、表示パネルの基板の表面
を一定量除去する薬液槽を有することにより、表示パネ
ルを薬液槽に浸漬し、基板の表面を化学反応で除去する
ときに、重量計測手段により基板の重量を計測し、基板
の肉厚を制御することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。

【００１１】図１は、本発明に係る表示パネルの製造方
法を実施するための表示パネルの製造装置の概略構成を
示す。本実施の形態に係る表示パネルの製造装置１は、
表示パネル２の基板３〔３Ａ，３Ｂ〕の表面を一定量除
去するための薬液処理槽、即ちエッチング処理槽５と、
エッチング処理された表示パネル２を洗浄するための洗
浄槽６と、洗浄後の表示パネル２を乾燥させるための乾
燥処理部、例えばエアブロー部７と、表示パネル２を保
持して移載するアーム機構、特に重量計測手段９を一体
に有したアーム機構８とを備えて成る。

【００１２】エッチング処理槽５は、所要のエチング
液、処理される基板がガラス基板であれば例えばフッ酸
系のエッチング液１１で満たされる。エッチング処理槽
５には、図２に示すように、エッチング液となる薬液を
供給するための薬液供給ライン１２と、所要の濃度のエ
ッチング液１１にするために純水を供給する純水供給ラ
イン１３が配置され、さらに底部に排液ライン１４が接
続され、使用済みとなったエッチング液１１を排出でき
るようになされている。

【００１３】洗浄槽６は、洗浄液、例えば純水、水道水
等の洗浄液２２が供給され、洗浄時に洗浄液２２が浴槽
から外部へオーバーフローするように供給されるように
構成される。エアブロー部７は、洗浄後の表示パネル２
の面に周囲又は左右からエアー２３を吹きつけて乾燥で
きるように構成される。これらエッチング処理槽５、洗
浄槽６及びエアブロー部７は、順次基台１５上に配列さ
れてなる。

【００１４】表示パネル２は、後述するように大型の２
枚の基板３〔３Ａ，３Ｂ〕を貼り合わせて作成される。
そして、本例では、カセット４を用意し、このカセット
４内に複数の表示パネル２を互いに所定の間隔、即ちエ
ッチング処理槽５内に投入されたときにエッチング液１
１が入り込む程度の間隔を保った状態で収容させる。ア
ーム機構８は、このカセット４を保持してエッチング処
理槽５、洗浄層６、エアブロー部７へ移載するようにな
される。

【００１５】アーム機構８は、図１に示すように、昇降
可能に、且つ表示パネル２を収容したカセット４の投入
部（図示せず）、エッチング処理槽５、洗浄槽６、エア
ーブロー部７及びカセット４の取り出し部（図示せず）
間を順次移動できるように構成される。アーム機構８
は、いわゆる搬送ロボットとして構成される。例えば、
アーム機構８は図３に示すように、そのアーム保持腕１
８を基台１５より之と一体に垂直に延長するアーム機構
支持部１６に支持しながら上記のような動作が行われ
る。

【００１６】アーム機構８は、図２及び図３に示すよう
に、アーム梁１９に対して左右方向に開閉可能に取り付
けられた一対のアーム２０〔２０Ａ，２０Ｂ〕を有し、
このアーム梁１９が重量計測手段９を介してアーム保持
腕に支持されるように構成される。この構成では、後述
するように、アーム２０により表示パネル２を収容した
カセット４を吊り下げた状態で重量計測手段により、表
示パネル２、したがってその基板３Ａ，３Ｂの重量が計
測できるようになされる。

【００１７】重量計測手段９は、荷重を検出する一般に
使用される荷重検出器等を用いることができる。例え
ば、荷重を検出するロードセルを組み込んで構成するこ
とができる。

【００１８】次に、上述の製造装置１を用いて、表示パ
ネルの製造方法の一実施の形態を説明する。本実施の形
態においては、大型の２枚の基板、即ちそれぞれ表示画
素の構成要素が形成された基板３Ａ，３Ｂを貼り合わせ
て表示パネル２を作成した後、複数枚の表示パネル２を
互いに所定間隔を保った状態でカセット４内に収容し、
カセット投入部に持ち来す。このカセット４をアーム機
構８の一対のアーム２０Ａ，２０Ｂにより吊り下げ、エ
ッチング処理槽５内に浸漬する（図２、図４Ａ参照）。
本例では、エッチング処理中、アーム２０Ａ，２０Ｂに
よりカセット４が吊り下げられた状態で維持される。エ
ッチング液１１中で表示パネル２の基板３Ａ，３Ｂの表
面がエッチングされる。そして、重量計測手段９によ
り、表示パネル２の基板３Ａ，３Ｂが所望の基板肉厚に
相当した重量に到達したことを検出したならば、エッチ
ング処理を終了し、アーム機構８を上昇させてカセット
４を引き上げる。

【００１９】次に、アーム機構８によりカセット４は、
洗浄槽６内に搬送され、ここで例えば純水洗浄される
（図４Ｂ参照）。洗浄水（純水）２２は、浴槽からオー
バーフローするように供給されるので、表示パネル２は
十分洗浄される。

【００２０】次に、洗浄された表示パネル２は、カセッ
ト４と共にアーム機構８によりエアブロー部７に搬送さ
れ、エアー２３の吹きつけにより乾燥される（図４Ｃ参
照）。乾燥後、カセット４はアーム機構８によりカセッ
ト取り出し部に搬送される。

【００２１】本実施の形態によれば、２枚の基板を貼り
合わせて作成した表示パネル２をエッチング処理槽５中
に浸漬し、アーム機構８に一体の重量計測手段９により
表示パネル２の基板３〔３Ａ，３Ｂ〕の重量を検出しつ
つエッチング処理し、基板３が所望の重量に達した時点
でエッチング処理を終了し、表示パネル２をエッチング
処理槽５から引き上げるので、即ち、エッチングの終点
判定を基板の重量を計測するとにより、表示パネルの仕
上がり厚さを精度良く制御することができる。

【００２２】ここで、エッチング液１１としては、一例
としてフッ酸（ＨＦ）の１０乃至５０重量％溶液を使用
することができる。ガラス基板の表面のエッチングは、
フッ酸の１５重量％溶液を用いて６０分を施すと、ガラ
ス基板表面が０．２ｍｍエッチングされる。２枚貼り合
わせた状態で１．４ｍｍ厚のガラスパネルの場合、エッ
チング後は１．０ｍｍとなる。典型的な例では、エッチ
ング槽のサイズを縦７００ｍｍ×横７００ｍｍ×高さ９
００ｍｍとし、４３０リットルのエッチング液を入れ
て、６００ｍｍ×７２０ｍｍ×１．４ｍｍのガラスパネ
ルを２０枚同時にエッチングする。エッチングされるガ
ラスの重量（比重は２．５ｇ／ｃｍ³ ）は、エッチング
前が２．５×６０×７２×０．１４×２０＝３０２４０
ｇ、エッチング後が２．５×６０×７２×０．１×２０
＝２１６００ｇ、差し引きエッチングされる重量は２．
５×６０×７２×０．０４×２０＝８６４０ｇになる。
このようにガラスパネルの重量を検出することにより、
エッチング後のガラスパネルの厚みを制御することがで
きる。

【００２３】上記表示パネル２のガラス基板のエッチン
グ処理の具体例を記す。エッチング処理中、アーム２０
Ａ，２０Ｂはカセット４を吊り下げている。エッチング
前のガラス基板は、例えば重量を３０ｋｇとしたとき、
エッチング液中では浮力が働くため約１８ｋｇと計測さ
れる。またカセット４は、例えば約２０ｋｇとして浮力
を差し引くと約１０ｋｇとなる。アーム２０Ａ，２０Ｂ
及びアーム梁１９の重さは例えば約１０ｋｇとする。こ
れにより、エッチング開始時は重量計測手段９では、重
量３８ｋｇと計測される。エッチング終了時には、ガラ
ス基板の重さが浮力を差し引き約１３ｋｇとなる。この
ため、カセット４、アーム２０〔２０Ａ，２０Ｂ〕、ア
ーム梁１９を加えた重さは約３３ｋｇとなる。本発明で
は、重量の変化分をみるのではなく、表示パネル２の厚
みが１．０ｍｍになる重さをエッチングの終点と判断す
る。このようにすれば、最初のガラスパネルの厚みがい
くつであろうと、最終的に得られる表示パネルの厚みは
同一とすることができる。また、表示パネルの厚みの初
期値にはバラツキがあるが、処理する２０枚の平均的な
厚みを制御することになるので、目的の値に対して上下
に均等な厚み分布を得ることができる。

【００２４】なお、エッチング処理工程では、エッチン
グの温度変化が予め設定した温度から±５℃の範囲に納
まるように制御することが好ましい。エッチング液の予
め設定する温度は、例えば３０℃〜６０℃の間にするこ
とができる。好ましくは４０℃±５℃、更に好ましくは
４０℃±２℃である。３０℃未満ではガラスのエッチン
グ速度が遅くなる。６０℃を超えるとエッチングの面内
均一性に悪影響が出る可能性がある。エッチング液の濃
度は、１０重量％から３０重量％の範囲が好ましい。１
０重量％未満ではエッチングレートが遅くなり、３０重
量パーセントを超えるとエッチングにむらが生じる場合
がある。ガラスのエッチング液としては、フッ酸（Ｈ
Ｆ）溶液、フッ酸と硫酸を含む溶液等を用いることがで
きる。

【００２５】液晶ディスプレイパネルの製造に適用した
例を説明する。図５及び図６は、大型の２枚の基板、即
ちそれぞれ表示画素の構成要素（例えば薄膜トランジス
タ、表示電極、対向電極、配向層等）が形成されたガラ
ス基板３１〔３１Ａ、３１Ｂ〕を貼り合わせてパネル３
２を組立た状態を表している。ガラス基板３１の大きさ
は、例えば６００ｍｍ×７２０ｍｍである。２枚のガラ
ス基板３１Ａ，３１Ｂはシール剤３３及び３４により互
いに接着されている。シール剤３３で囲まれた部分は表
示領域３５となる。最外周のシール剤３４はエッチング
液の侵入を確実に阻止するためのシール剤である。シー
ル剤３３、３４は、例えばエポキシ樹脂など熱硬化型の
樹脂を用いる。化学処理、即ち上述したエッチング処理
でガラス基板３１〔３１Ａ，３１Ｂ〕の表面を一定量除
去し、パネル厚みを薄くした後、パネル３２は表示領域
３５毎に切断され、本例の場合は最終的に４個の表示パ
ネルが得られる。本例では、外周にシール剤３４が閉じ
た形状となっており、エッチング液が侵入できない様な
構造である。シール剤３３、３４の塗布はディスペンサ
により行うので、自動制御用のプログラムを編集し、閉
じたパターンに沿ってシール剤３、３４を塗布すること
は容易である。

【００２６】図７は、エッチング処理後のパネルを示す
模式的な断面図である。パネル３２の両面が所定の厚さ
分エッチング除去され、パネル３２の厚さが所望の厚さ
Ｔ₁に形成さる。

【００２７】エッチング処理、洗浄処理、乾燥処理後、
図８に示すように、大型基板を貼り合わせたパネル３２
を表示パネル３２Ｘ毎に切り出す。このとき、表示パネ
ル３２Ｘの表示領域３５を囲んでいたシール剤３３の一
部を注入口３６のところで切り離すようにしている。切
り出し後、注入口３６から液晶を注入し、偏光板を貼り
付けて液晶表示パネルを製造する。

【００２８】有機エレクトロルミネッセンス（以下、有
機ＥＬという）ディスプレイパネルの製造に適用した例
を説明する。本例では、大型の２枚の基板、即ち表示画
素の構成要素であるスイッチング用の薄膜トランジスタ
と、有機ＥＬ素子を構成するアノード電極、有機ＥＬ層
などを形成した一方のガラス基板と、表示画素の構成要
素である有機ＥＬ素子のカソード電極、保護膜などを形
成した他方のガラス基板を貼り合わせてパネルを作成す
る。この場合も前述の液晶パネルと同様にエッチング液
の侵入を阻止するためのシール剤を介して貼り合わせる
ことも可能である。このパネルは、化学処理、即ち上述
の本発明によるエッチング処理でガラス基板の表面を一
定量除去し、パネル厚みを薄くした後、表示領域毎に切
断され、最終的に複数の有機ＥＬディスプレイパネルが
得られる。

【００２９】図９は、本発明に係る表示パネルの製造方
法の他の実施の形態を示す。本実施の形態は、エッチン
グ処理工程において、先ず図９Ａに示すように、複数枚
の表示パネル２を収容したカセット４を、アーム機構８
によってエッチング処理槽５内に浸漬する。カセット４
を浸漬した後、アーム機構８はカセット４に対する保持
を開放してエッチング処理槽５の上方に移動して待機さ
せる。この状態で、表示パネル２に対して所望のエッチ
ング量の半分以上の量をエッチングする。次に、図９Ｂ
に示すように、アーム機構８を降下させ、一時的にエッ
チング処理槽５中のカセット５を吊り下げて重量計測手
段９を介して表示パネル２の基板３〔３Ａ，３Ｂ〕の重
量計測を行う。そして、この重量計測に基づいて表示パ
ネル２に対する残りのエッチング処理時間を算出する。
この重量計測の後、表示パネル２に対して残り時間分の
エッチング処理を施す。エッチング処理後は、上述と同
様に洗浄処理、乾燥処理等が行われる。なお、この例で
は、エッチング処理の途中で１回だけ重量計測を行うよ
うにしたが、必要に応じてエッチング処理の途中で複数
回の重量計測を行い、その都度残りのエッチング処理時
間を算出することも可能である。

【００３０】本実施の形態によれば、表示パネルに対す
るエッチング処理の終点判定を基板の重量を計測するこ
とにより行っているので、パネル仕上がり厚さを精度良
く制御することができる。また、パネルに対するエッチ
ング処理中で、一時アーム機構８を上方に待機させるの
で、アーム機構８がエッチング液、例えばフッ酸（Ｈ
Ｆ）の蒸気に晒される時間を短縮することができ、アー
ム機構８が故障する頻度を低減することができる。

【００３１】

【発明の効果】本発明に係る表示パネルの製造方法によ
れば、エッチング処理により基板を薄くする工程におい
て、エッチング処理の終点判定を基板の重量を計測して
行うので、表示パネルの仕上がり厚さを精度良く制御す
ることができる。厚い基板のままで基板表面に対する半
導体プロセスが行え、現状の表示パネル製造プロセスに
化学反応プロセスを加えるだけで、薄型及び軽量の表示
パネルを製造することができる。本発明に係る製造方法
では、薬液槽を大型化することにより、大型基板でも時
間当たり多数枚、例えば２０枚の処理が可能となり、量
産設備としての適応性がある。

【００３２】表示パネルを薬液に浸漬し、所定時間の経
過後、一旦表示パネルの基板の重量計測を行って残りの
処理時間を検出し、続けて残り時間分の化学処理を行う
ときは、表示パネルを支持するためのアーム機構が薬液
の蒸気に晒される時間を短縮でき、アーム機構が故障す
る頻度を低減することができる。

【００３３】本発明に係る表示パネルの製造装置によれ
ば、表示パネルを移載し得るアーム機構に重量計測手段
を組み込み、化学処理中の表示パネルの基板の重量を計
測できるような構成を有するので、上記の製造方法の実
施を可能にし、仕上がり厚さを薄くした表示パネルを精
度よく製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る表示パネルの製造方法の用いる製
造装置の一実施の形態を示す概略構成図である。

【図２】本発明に係る表示パネルの製造方法の一実施の
形態と共に、製造装置のアーム機構を示す正面図であ
る。

【図３】図２の側面図である。

【図４】本発明に係る表示パネルの製造工程を示す工程
図である。

【図５】液晶パネルに適用した場合の処理前のパネルの
例を示す平面図である。

【図６】液晶パネルに適用した場合の処理前のパネルの
断面図である。

【図７】液晶パネルに適用した場合の処理後のパネルの
断面図である。

【図８】液晶パネルに適用した場合の最終状態のパネル
の平面図である。

【図９】Ａ〜Ｂ 本発明に係る表示パネルの製造方法
の他の実施の形態を示す工程図である。

【符号の説明】

１・・・製造装置、２・・・表示パネル、３〔３Ａ，３
Ｂ〕・・・基板、４・・・カセット、５・・・エッチン
グ処理槽、６・・・洗浄槽、７・・・乾燥処理部、８・
・・アーム機構、９・・・重量計測手段、１１・・・エ
ッチング液、１２・・・薬液供給ライン、１３・・・純
水供給ライン、１４・・・排液ライン、１５・・・基
台、１６・・・アーム機構支持部、１８・・・アーム保
持腕、１９・・・アーム梁、２２・・・洗浄液、２３・
・・エアー

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の肉厚を有する基板を用いて表示パ
   ネルを作りこむパネル作成工程と、 前記表示パネルを薬液に浸漬し、化学反応により基板の
   表面を一定量除去して肉厚を薄くする化学処理工程とを
   有し、 前記基板の重量を測定して基板が所定の肉厚に達したこ
   とを検出することを特徴とする表示パネルの製造方法。
2. 【請求項２】 前記表示パネルをを終始前記薬液中に浸
   漬し、基板の重量が前記所定の肉厚に相当する所定重量
   になった時点で前記表示パネルを引き上げることを特徴
   とする請求項１記載の表示パネルの製造方法。
3. 【請求項３】 前記表示パネルをを前記薬液に浸漬し、 所定時間の経過後、一旦前記表示パネルの基板の重量計
   測を行って残りの処理時間を算出し、 続けて残り時間分の化学処理を行うことを特徴とする請
   求項１記載の表示パネルの製造方法。
4. 【請求項４】 前記パネル作成工程では、所定の肉厚を
   有する２枚の基板を互いに貼り合わせて表示パネルを作
   り込み、前記化学処理工程の後該表示パネルの間隔に液
   晶を注入する液晶注入工程を有することを特徴とする請
   求項１記載の表示パネルの製造方法。
5. 【請求項５】 表示パネルを移載し得るアーム機構と、 前記アーム機構に組み込まれた重量計測手段と、 前記表示パネルを浸漬し、化学反応により表示パネルの
   基板の表面を一定量除去する薬液槽とを有し、 前記重量計測手段による重量計測で前記基板の肉厚を制
   御するようにして成ることを特徴とする表示パネルの製
   造装置。
6. 【請求項６】 前記表示パネルを入れたカセットを前記
   アーム機構により吊り下げた状態で前記薬液槽に終始浸
   漬し、前記表示パネルの基板の重量が前記所定の肉厚に
   相当する重量になった時点で前記カセットを引き上げる
   ようにして成ることを特徴とする請求項５記載の表示パ
   ネルの製造装置。
7. 【請求項７】 前記表示パネルを入れたカセットを前記
   薬液槽に浸漬し、所定時間の経過後、一旦前記アーム機
   構を降下して前記カセットを吊り下げ、前記表示パネル
   の基板の重量計測を行って残りの処理時間を算出し、残
   り時間分の化学処理を行うようにして成ることを特徴と
   する請求項５記載の表示パネルの製造装置。