JP2004077640A - 液晶表示素子の製造方法およびその装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ガラス基板１１，１２の表面１１ａ，１２ａをケミカルエッチングする際、微少な傷などのピット起点１４を起点としたピットの発生を抑制できる液晶表示素子の製造方法を提供する。
【解決手段】エッチングレートが異なる第１のエッチング液２３および第２のエッチング液２４を用いる。まず、エッチングレートの早い第１のエッチング液２３で、ガラス基板１１，１２の表面１１ａ，１２ａをエッチング処理する。このとき、ガラス基板１１，１２の表面１１ａ，１２ａにピット起点１４があっても、表面１１ａ，１２ａでのエッチングの進行が早いため、表面１１ａ，１２ａ層とともにピット起点１４を取り除く。次に、エッチングレートの遅いエッチング液２４で、ガラス基板１１，１２の表面１１ａ，１２ａをエッチング処理し、表面１１ａ，１２ａを平滑化してガラス基板１１，１２を所望の厚みにする。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラス基板を薄型化および軽量化する液晶表示素子の製造方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば携帯電話や携帯情報端末などの各種の機器においては表示装置として小型軽量な液晶表示素子が用いられているが、このような機器ではさらなる小型軽量化が求められている。
【０００３】
このような要求に対し、液晶表示素子に関しては、薄型化および軽量化を実現するための１つの要因として、ガラス基板の１枚ずつの厚みを薄くすることが挙げられる。
【０００４】
しかし、最初から厚さが薄いガラス基板を用いる場合、ガラス基板の取り扱いがし難く、液晶表示素子の製造装置に対する制約が多くなり、さらに、ガラス基板の厚みが薄くなるほど、ガラス基板の反りやたわみが発生しやすく、温度に対するガラス基板の変形のしやすさも増大し、液晶表示素子の生産性が低下する。さらに、任意の厚みのガラス基板が得られにくく、所望の厚みの液晶表示素子を製造するにはコスト高になる問題がある。
【０００５】
最近では、コスト高を招くことなく、ガラス基板の薄型化および軽量化を図るため、一対のガラス基板を貼り合わせた後に、機械研磨であるメカニカルエッチングや化学研磨であるケミカルエッチングの手法によってガラス基板の表面をエッチング処理し、ガラス基板の厚みを薄くする製造装置が開発されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ケミカルエッチングにおいては、製造過程でガラス基板の表面に微少な傷やマイクロクラックなどが生じた場合、それら微少な傷やマイクロクラックなどを起点としてガラス基板の表面にピットと呼ばれる凹状の傷が発生し、液晶表示素子の表示品位を低下させる問題を有している。
【０００７】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、ガラス基板の表面をケミカルエッチングする際、ピットと呼ばれる凹状の傷の発生を抑制して表示品位を向上できる液晶表示素子の製造方法およびその装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ガラス基板の表面を、エッチングレートが異なる複数のエッチング液を用いかつこれら複数のエッチング液のうちエッチングレートの早いエッチング液からエッチングレートの遅いエッチング液の順で複数回エッチング処理するものである。
【０００９】
そして、まず、複数のエッチング液のうちエッチングレートの早いエッチング液でガラス基板の表面をエッチング処理することにより、ガラス基板の表面に微少な傷やマイクロクラックなどがある場合でも、それら以外のガラス基板の表面でのエッチングの進行が早いために、ガラス基板の表面層とともに微少な傷やマイクロクラックなどが取り除かれる。続けて、複数のエッチング液のうちエッチングレートの遅いエッチング液でガラス基板の表面をエッチング処理することにより、ガラス基板の表面を平滑化してガラス基板の厚みを所望の厚みにする。したがって、ガラス基板の表面をケミカルエッチングする際、エッチング処理前の微少な傷やマイクロクラックなどを起点としたピットと呼ばれる凹状の傷の発生が抑制される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１１】
図１（ａ）（ｂ）に示すように、液晶表示素子には、アレイ基板用および対向基板用として一対のガラス基板１１，１２が用いられる。これらガラス基板１１，１２の互いに対向する内面には、複数個分の液晶表示素子形成領域があり、各液晶表示素子形成領域毎に所定の電極パターンが形成されている。
【００１２】
そして、一対のガラス基板１１，１２の互いに対向する内面には、各液晶表示素子形成領域毎に液晶を注入するための注入口を設けて電極パターンの周辺を囲うように製品シール剤が塗布され、さらに、空気抜け口を設けてガラス基板１１，１２の周囲を囲うように外周シール剤が塗布される。これら製品シール剤および外周シール剤は、例えばエポキシ樹脂系接着剤で、ディスペンサまたは印刷などにより塗布される。一対のガラス基板１１，１２が、対向配置され、製品シール剤および外周シール剤を介して貼り合わされる。一対のガラス基板１１，１２間には、所定の間隔の液晶封入空間が形成される。その後、空気抜き口が例えばエポキシ樹脂系接着剤などの封止剤で封止される。このようにして複数の液晶表示素子形成領域を一体に有する組立体１３が組み立てられる。
【００１３】
組み立てられた組立体１３の一対のガラス基板１１，１２の表面１１ａ，１２ａには、製造過程において微少な傷やマイクロクラックなどのピット起点１４が生じることがある。なお、図１（ｂ）には、一方のガラス基板１１の表面１１ａにピット起点１４が生じている状態を模式的に示している。
【００１４】
そして、図１（ｃ）（ｄ）に示す複数のエッチング処理装置により、組立体１３の一対のガラス基板１１，１２の表面１１ａ，１２ａを化学研磨であるケミカルエッチングによってエッチング処理し、ガラス基板１１，１２の厚みを薄くする。
【００１５】
エッチング処理装置としては、図１（ｃ）に示す第１のエッチング処理装置２１と、図１（ｄ）に示す第２のエッチング処理装置２２とを備えている。これら第１および第２のエッチング処理装置２１，２２は、エッチングレートの異なるエッチング液として第１および第２のエッチング液２３，２４を用いる処理槽２５，２６を備えている。第１のエッチング処理装置２１で用いる第１のエッチング液２３のエッチングレートは、第２のエッチング処理装置２２で用いる第２のエッチング液２４のエッチングレートより早く、その第１のエッチング液２３と第２のエッチング液２４との単位時間当たりのエッチングレートの比は１００：１以上とする。第１のエッチング液２３の温度は常温で使用し、第２のエッチング液２４の温度は第１のエッチング液２３より高めに設定し、エッチングレートの比の調整および適正化を図る。
【００１６】
組立体１３をエッチング処理するには、まず、組立体１３を図示しない搬送装置によって図１（ｃ）に示す第１のエッチング処理装置２１にセットし、この第１のエッチング処理装置２１で組立体１３のガラス基板１１，１２の表面１１ａ，１２ａをエッチング処理する。第１のエッチング処理装置２１では、エッチングレートの早い第１のエッチング液２３を使用してエッチング処理することにより、短時間で比較的厚い厚み寸法分をエッチングするため、ガラス基板１１，１２の表面１１ａ，１２ａに微少な傷やマイクロクラックなどのピット起点１４がある場合でも、そのピット起点１４以外のガラス基板１１，１２の表面１１ａ，１２ａ層でのエッチングの進行が早く、ガラス基板１１，１２の表面１１ａ，１２ａ層とともにピット起点１４が取り除かれる。そのピット起点１４が取り除かれる様子を図２の（ａ）（ｂ）（ｃ）の順に示す。
【００１７】
次に、第１のエッチング処理装置２１でのエッチング処理完了後、組立体１３を図示しない搬送装置によって第１のエッチング処理装置２１から取り出して図１（ｄ）に示す第２のエッチング処理装置２２にセットし、この第２のエッチング処理装置２２で組立体１３のガラス基板１１，１２の表面１１ａ，１２ａをエッチング処理する。第２のエッチング処理装置２２では、エッチングレートの遅い第２のエッチング液２４を使用してエッチング処理することにより、時間をかけて少しずつ均一にエッチングするため、ガラス基板１１，１２の表面１１ａ，１２ａを平滑化できる。
【００１８】
そして、第２のエッチング処理装置２２でのエッチング処理完了後、図１（ｅ）に示すように、組立体１３を図示しない搬送装置によって第２のエッチング処理装置２２から取り出す。このようにして組立体１３のガラス基板１１，１２を所望の厚みに薄くし、液晶表示素子の軽量化および薄型化を図ることができる。
【００１９】
したがって、ガラス基板１１，１２の表面１１ａ，１２ａを、エッチングレートが異なる第１および第２のエッチング液２３，２４を用いかつこれら第１および第２のエッチング液２３，２４のうちエッチングレートの早い第１のエッチング液２３からエッチングレートの遅い第２のエッチング液２４の順でエッチング処理することにより、エッチング処理前にガラス基板１１，１２の表面１１ａ，１２ａにピット起点１４があっても、そのピット起点１４を起点としたピットと呼ばれる凹状の傷の発生を抑制でき、液晶表示素子の表示品位を向上できる。
【００２０】
また、一対のガラス基板１１，１２を貼り合わせてからエッチング処理するため、エッチング処理工程前の製造工程では、厚みが厚い状態でガラス基板１１，１２を容易に取り扱うことができ、生産性を向上できる。
【００２１】
しかも、一対のガラス基板１１，１２に複数の液晶表示素子形成領域毎に電極パターンを形成し、各液晶表示素子形成領域毎に液晶を注入するための注入口を設けて電極パターンの周辺を囲うように製品シール剤を塗布するとともに、空気抜け口を設けてガラス基板１１，１２の周囲を囲うように外周シール剤を塗布し、一対のガラス基板１１，１２を対向配置して製品シール剤および外周シール剤を介して貼り合わせ、空気抜き口を封止することにより、複数の液晶表示素子形成領域を一体に有する組立体１３を組み立て、この組立体１３の状態でエッチング処理できるため、複数の液晶表示素子形成領域を一体にエッチング処理でき、生産性を向上できる。
【００２２】
また、第１のエッチング液２３と第２のエッチング液２４との単位時間当たりのエッチングレートの比は１００：１以上としたため、ピット起点１４の確実な除去とエッチング処理する表面の確実な平滑化とを両立できる。
【００２３】
また、第１のエッチング液２３の温度を常温とし、第２のエッチング液２４の温度を第１のエッチング液２３より高めに設定することにより、第１のエッチング液２３と第２のエッチング液２４とのエッチングレートの比の調整および適正化を図ることができる。
【００２４】
そして、図１（ｆ）に示すように、複数の液晶表示素子形成領域を一体に有する組立体１３から各液晶表示素子形成領域毎に切り離し、各液晶表示素子形成領域に製品シール剤で設けられた注入口を通じて一対のガラス基板１１，１２の液晶封入空間に液晶３１を注入した後、注入口を封止することにより、液晶表示素子３２が形成される。
【００２５】
なお、前記実施の形態では、両ガラス基板１１，１２の表面１１ａ，１２ａともエッチング処理したが、ガラス基板１１，１２の表面１１ａ，１２ａのうちいずれか一方のみをエッチング処理しても、液晶表示素子の軽量化および薄型化を図ることができるなど同様の作用効果を奏する。
【００２６】
また、前記実施の形態では、エッチングレートの異なる第１および第２のエッチング液２３，２４を用いて２回エッチング処理したが、エッチングレートの異なる３種類以上のエッチング液を用いて複数回エッチング処理するようにしてもよく、この場合、最も早いエッチングレートと最も遅いエッチングレートとの比を広くすることができ、ピット起点１４の除去を確実にできるとともに、エッチング処理する表面の平滑化を確実にできる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、液晶表示素子のガラス基板の表面を、エッチングレートが異なる複数のエッチング液を用いかつこれら複数のエッチング液のうちエッチングレートの早いエッチング液からエッチングレートの遅いエッチング液の順でエッチング処理することにより、エッチング処理前にガラス基板の表面にある微少な傷やマイクロクラックなどを起点としたピットと呼ばれる凹状の傷の発生を抑制し、液晶表示素子の表示品位を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液晶表示素子の製造方法およびその装置の一実施の形態を示す製造工程を（ａ）〜（ｆ）の順に説明する説明図である。
【図２】同上ケミカルエッチングに伴うガラス基板のピットの状態を（ａ）〜（ｃ）の順に説明する説明図である。
【符号の説明】
１１，１２　　ガラス基板
１１ａ，１２ａ　　表面
２１　　エッチング処理装置としての第１のエッチング処理装置
２２　　エッチング処理装置としての第２のエッチング処理装置
２３　　エッチング液としての第１のエッチング液
２４　　エッチング液としての第２のエッチング液
３２　　液晶表示素子

Claims (4)

  1. ガラス基板の表面を、エッチングレートが異なる複数のエッチング液を用いかつこれら複数のエッチング液のうちエッチングレートの早いエッチング液からエッチングレートの遅いエッチング液の順で複数回エッチング処理する
    ことを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
  2. 電極パターンが形成されて貼り合わされた一対のガラス基板の少なくともいずれか一方のガラス基板の表面をエッチング処理する
    ことを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子の製造方法。
  3. 早いエッチングレートと遅いエッチングレートとの比は１００：１以上である
    ことを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子の製造方法。
  4. ガラス基板の表面を、エッチングレートが異なる複数のエッチング液を用いかつこれら複数のエッチング液のうちエッチングレートの早いエッチング液からエッチングレートの遅いエッチング液の順でエッチング処理する複数のエッチング処理装置を備えている
    ことを特徴とする液晶表示素子の製造装置。
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