JP2005077945A - 表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】歩留まりの低下を招くことなく、低コストでありながら、短時間で精度良く所望の厚さの基板を得ることが可能な表示装置の製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】 基板の第１主面に複数の表示画素を形成する工程（ＳＴ１１）と、基板の第２主面を所定の研磨溶液に浸漬して化学的に研磨する工程（ＳＴ１２）と、化学的に研磨された基板の第２主面を所定の研磨材を用いて機械的に研磨する工程（ＳＴ１７）と、を備えたことを特徴とする表示装置の製造方法。
【選択図】 図２

Description

この発明は、表示装置の製造方法に係り、特に、基板の薄型化が可能な表示装置の製造方法に関する。

液晶表示装置に代表される平面表示装置は、軽量、薄型、低消費電力などの特徴を生かして、ＯＡ機器、情報端末、時計、テレビなどの各種分野で利用されている。中でも薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いた液晶表示装置は、その応答性の高さから携帯端末やコンピュータなど多くの情報を表示するモニタとして多用されている。

近年、携帯電話やＰＤＡ（ｐｅｒｓｏｎａｌ ｄｉｇｉｔａｌ ａｓｓｉｓｔａｎｔ）などの携帯情報端末機器では性能面もさることながら、デザイン性、携帯性などの観点から、より薄くしかもより軽い表示装置の要求が高まっている。例えば、より一層の薄型化構造を実現とする液晶表示装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

一般的に剛直であるはずのガラス基板であっても、厚さ０．２ｍｍ以下のものを採用すると幾ばくかの柔軟性を示す。このため、このような薄板状のガラス基板を適用した薄型化構造の液晶表示装置では、外部からの応力に対して変形し、ガラス基板の破損を回避できるとの期待も高まっている。
特開平５−６１０１１号公報

しかしながら、薄板状のガラス基板を適用した液晶表示装置などの表示装置では、薄板状のガラス基板を形成する工程でのハンドリングの難しさや、薄板ガラス基板単体での脆さにより、歩留まりが著しく低下するといった問題がある。

また、薄板状のガラス基板を製造するにあたり、低コストの化学的研磨方法では、短時間で所望の厚さまでガラス基板を研磨することは困難であり、しかも、研磨した面内での所望の厚さに対するバラツキを抑えることが困難である。

そこで、この発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、歩留まりの低下を招くことなく、低コストでありながら、短時間で精度良く所望の厚さの基板を得ることが可能な表示装置の製造方法を提供することにある。

この発明の第１の様態による表示装置の製造方法は、
基板の第１主面に複数の表示画素を形成する工程と、
前記基板の第２主面を所定の研磨溶液にて化学的に研磨する工程と、
化学的に研磨された前記基板の第２主面を所定の研磨材を用いて機械的に研磨する工程と、
を備えたことを特徴とする。

この発明の第２の様態による表示装置の製造方法は、
マザー基板の第１主面に表示画素を含む複数の有効表示部を形成する工程と、
前記マザー基板の第２主面を所定の研磨溶液にて化学的に研磨する工程と、
化学的に研磨された前記マザー基板を複数のセグメントに分断する工程と、
前記マザー基板の第２主面に相当する各セグメントの主面を所定の研磨材を用いて機械的に研磨する工程と、
を備えたことを特徴とする。

この発明によれば、歩留まりの低下を招くことなく、低コストでありながら、短時間で精度良く所望の厚さの基板を得ることが可能な表示装置の製造方法を提供することができる。

以下、この発明の一実施の形態に係る表示装置の製造方法について図面を参照して説明する。この実施の形態では、表示装置の一例として液晶表示装置を例に説明するが、自己発光素子を備えた有機ＥＬ（エレクトロ・ルミネッセンス）表示装置などの自己発光型表示装置であっても良い。

図１に示すように、液晶表示装置１は、液晶表示パネル１００を備えて構成されている。すなわち、液晶表示パネル１００は、アレイ基板２００と、対向基板４００と、アレイ基板２００と対向基板４００との間に保持された液晶層３００とを備えている。この液晶表示パネル１００は、画像を表示する有効表示部１０２を有している。

この有効表示部１０２は、アレイ基板２００と対向基板４００とを所定のギャップをもって貼り合わせるシール材１０４によって囲まれた内部に形成されている。このような有効表示部１０２は、マトリクス状に配置された複数の表示画素ＰＸを備えて構成されている。

アレイ基板２００は、０．２ｍｍ以下の厚さを有する（この実施の形態では０．１ｍｍの厚さを有する）ガラス基板２０１を用いて形成される。このアレイ基板２００は、有効表示部１０２において、第１主面（内面）上に、マトリクス状に配置された複数の信号線Ｘ及び複数の走査線Ｙと、信号線Ｘと走査線Ｙとの交点近傍に配置された薄膜トランジスタなどによって構成されたスイッチ素子２１１と、スイッチ素子２１１に接続された画素電極２１３と、を備えている。

対向基板４００は、０．２ｍｍ以下の厚さを有する（この実施の形態では０．１ｍｍの厚さを有する）ガラス基板４０１を用いて形成される。この対向基板４００は、有効表示部１０２において、第１主面（内面）上に、画素電極２１３に対向して配置された共通電極４１１を備えている。

有効表示部１０２の周辺に位置する駆動回路部１１０は、複数の走査線Ｙに接続された走査線駆動回路部２５１、及び、複数の信号線Ｘに接続された信号線駆動回路部２６１を備えている。走査線駆動回路部２５１は、各走査線Ｙに駆動信号（走査信号）を供給する。また、信号線駆動回路部２６１は、各信号線Ｘに駆動信号（映像信号）を供給する。

上述したような薄板状の基板を用いて構成された表示装置は、基板の第１主面（内面）に複数の表示画素ＰＸを形成する工程と、基板の第２主面（外面）を所定の研磨溶液に浸漬して化学的に研磨する工程と、化学的に研磨された基板の第２主面を所定の研磨材を用いて機械的に研磨する工程と、を経て製造される。

すなわち、このような表示装置の製造方法において、厚板状の基板を比較的大きな研磨量で所望する厚さ近くまで研磨する第１薄板化工程では、化学的な処理を採用する。ここで言う化学的な処理とは、フッ酸などの強い酸性溶液や、強いアルカリ性溶液の研磨溶液を用いてガラス基板の表面（外面）を水ガラスに変化させ、この水ガラスを基板表面から除去をすることで研磨する方法である。

このようないわゆる化学的研磨処理（ケミカルエッチングとも呼ばれる）は、機械的な処理によってガラス基板を研磨する方法と比べ、比較的低コストであり、しかも、単位時間あたりの研磨量が大きいといった特徴を有している。但し、このような化学的研磨処理は、一種の粗削りに相当し、精度良く基板の厚さを制御することが困難である。

したがって、このような化学的研磨処理によって所望の厚さまで基板を薄板化することは困難である。このため、薄板化した基板の最終的な厚さとして、例えば０．２ｍｍの厚さを所望する場合、好ましくは基板１枚当りの厚さが０．３ｍｍ前後の範囲まで化学的研磨処理によって研磨することが歩留まり及び量産性に適している。

一方、化学的研磨処理に続いて行う第２薄板化工程では、所望する厚さに近い状態の基板を比較的小さな研磨量で所望する厚さまで研磨する必要がある。すなわち、基板を精度良く加工する必要があることから、第２薄板化工程では、機械的な処理を採用することが有効である。ここで言う機械的な処理とは、切削加工や、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）粒子や酸化セリウム粒子などの研磨材を用いたラッピング加工、及び、ポリシング加工などである。

このようないわゆる機械的研磨処理は、化学的な処理によってガラス基板を研磨する方法と比べ、単位時間あたりの研磨量が少ないが、精度良く基板の厚さを制御することが可能である。このため、薄板化した基板の最終的な厚さとして、例えば０．２ｍｍの厚さを所望する場合、先の化学的研磨処理にて基板１枚当り０．３ｍｍ前後の厚さまで研磨した状態であれば、基板１枚当りの厚さが０．３ｍｍ以下での研磨処理に機械的研磨処理を採用することで、歩留まり及び量産性を低下することなく、精度良く所望の厚さの基板を得るのに適している。

上述したような薄板状の基板を用いた表示装置の製造方法は、さらに、第１薄板化工程での化学的研磨処理にて研磨された基板の厚さを計測する工程を含み、機械的研磨処理を行う第２薄板化工程は、この計測工程にて計測された基板の厚さに基づいて機械的に研磨する研磨量を設定する。このため、化学的研磨処理での研磨条件の差異などに基づく基板の厚さのバラツキ（研磨量の誤差）を考慮して、適正な研磨量を算出した上で、先に説明した機械的研磨処理が行われ、より精度良く所望の厚さの基板を得ることができる。

なお、機械的研磨工程により最終的に得られる基板の厚さ（基板の所望する厚さ）をａ、化学的研磨工程にて研磨された基板の厚さをｂ±αとすると、
（ｂ±α）−ａ ≧ ０．１ｍｍ
の関係を満たすことが歩留まりや品質の観点から好ましい。

ここで、αは基板の平均厚さに対する外面（研磨面）上での厚さバラツキの最大値に相当し、また、液晶表示装置のように一対の基板の両外面を研磨する場合には、αは一対の基板それぞれの平均厚さバラツキ、及び、各基板の平均厚さに対する外面（研磨面）内での厚さバラツキの最大値に相当する。

［（ｂ±α）−ａ］によって決まる研磨量が少なくとも基板一枚当り０．１ｍｍ以上あれば、第２薄板化工程以降の機械的研磨処理の条件設定によって最終目的である基板厚さａを実現することが可能となる。一方、研磨量［（ｂ±α）−ａ］が基板一枚当り０．１ｍｍ未満の場合には、第２薄板化工程以降の機械的研磨処理の条件設定が非常に困難となるため、量産性及び歩留まりの低下が危惧される。基板の厚さバラツキαは、機械的研磨処理による生産性及び歩留まりを考慮すると、［（ｂ−ａ）／２］以下であることが特に好ましい。

第２薄板化工程での機械的研磨処理工程は、第１研磨材を用いる第１工程と、この第１工程に続いて第１研磨材より微細な粒径を有する第２研磨材を用いる第２工程と、を含んでも良い。すなわち、先に第１工程として、比較的粗い粒径の第１研磨材を用いていわゆるラッピング処理を行い、続く第２工程として、比較的微細な粒径の第２研磨材を用いてポリッシング処理を行うことにより、さらに精度良く所望の厚さの基板を得ることができるとともに、基板表面の鏡面仕上げが可能となり、基板を通過する光の透過率の低減及び不所望な乱反射を防止することができる。

上述したような薄板状の基板を用いた表示装置の製造方法は、さらに、少なくとも複数の表示画素ＰＸからなる有効表示部１０２をシールする工程を含むことが望ましい。このように、表示画素ＰＸの形成工程の後、有効表示部１０２をシール（密封）することにより、後の第１薄板化工程での化学的研磨処理で用いられる研磨溶液及び第２薄板化工程での機械的研磨処理で用いられる研磨材の表示画素ＰＸへの浸入を防ぐことができ、有効表示部１０２での表示不良の発生を未然に防止することができる。

また、大型のマザー基板を用いて構成された表示装置は、マザー基板の第１主面（内面）に表示画素ＰＸを含む複数の有効表示部１０２を形成する工程と、マザー基板の第２主面（外面）を所定の研磨溶液に浸漬して化学的に研磨する工程と、化学的に研磨されたマザー基板を複数のセグメントに分断する工程と、マザー基板の第２主面に相当する各セグメントの主面を所定の研磨材を用いて機械的に研磨する工程と、を経て製造される。

このように、大型のマザー基板を化学的研磨処理による第１薄板化工程にて薄板化した後には、マザー基板を複数のセグメントに分断することが望ましい。このような分断処理によって分断されるセグメントは、いくつかの形態が選択可能である。例えば、単個と呼ばれる１個単位のセルに細分化したセグメントに分断する方法と、短冊と呼ばれる１個単位のセルが一方向に複数個連なった帯状のセグメントに分断する方法とがある。

すなわち、第２薄板化工程以降では、極めて薄い厚さ（例えば０．３ｍｍ以下の厚さ）の基板をハンドリングすることになるため、基板の自重による撓みや曲がりが生じやすくなる。マザー基板の状態で第２薄板化工程以降の機械的研磨処理を行った場合には、基板の自重による基板の破損といった不良が特に発生し易い。

このため、第１薄板化工程にて薄板化されたマザー基板から単個状または短冊状のセグメントに分断することにより、基板の自重自体が分散（低減）される。これにより、基板の撓みや曲がりを抑制することができ、製造工程での基板のハンドリングも容易となる。また、一つのセルで仮に割れや欠けといった不良が発生した場合においても、マザー基板のように、基板全体への影響が広がる危険性が減り、単個状または短冊状のセグメント単位での不良にとどまることから、歩留まりの点でも非常に有効である。

特に、薄板状の基板を用いて構成された液晶表示装置は、２枚の基板の少なくとも一方に電極すなわち画素電極２１３及び共通電極４１１を形成し、これらの電極を形成した面を内面とするよう２枚の基板を所定のギャップをもって貼り合わせる工程と、貼り合わせられた一対の基板すなわちアレイ基板２００及び対向基板４００の外面を所定の研磨溶液に浸漬して化学的に研磨する工程と、化学的に研磨された一対の基板間に液晶組成物３００を注入し、封止する工程と、液晶組成物を封止した一対の基板の外面を所定の研磨材を用いて機械的に研磨する工程と、を経て製造される。

このように、液晶表示装置の場合、空のセルを形成した後に、第１薄板化工程で化学的研磨処理を行い、その後、空セル内すなわちアレイ基板２００と対向基板４００との間に形成されたギャップに液晶組成物を注入し、エポキシ樹脂などの樹脂材料を用いて封止することでセル内部の液晶組成物を密閉し、液晶層３００を形成する。このため、この後に続く第２薄板化工程での機械的研磨処理において、セルの内部への研磨液や研磨材の浸入の懸念が無くなり、表示不良の発生を未然に防止することができる。

また、大型のマザー基板を用いて構成された液晶表示装置は、２枚のマザー基板の少なくとも一方に複数の有効表示部１０２に対応してそれぞれ画素電極２１３及び共通電極４１１を形成し、これらの電極を形成した面を内面とするよう２枚のマザー基板を所定のギャップを持って第１シール材１０４によって貼り合わせるとともに、一対のマザー基板の外縁に沿って第２シール材を配置する工程と、貼り合わせられた一対のマザー基板の外面を所定の研磨溶液に浸漬して化学的に研磨する工程と、化学的に研磨された一対のマザー基板を複数のセグメントに分断する工程と、分断されたセグメントの一対の基板間に液晶組成物を注入し、封止する工程と、液晶組成物を封止した一対の基板の外面を所定の研磨材を用いて機械的に研磨する工程と、を経て製造される。

このように、対向する２枚のマザー基板を貼り合わせるためのシール構造は、複数の有効表示部１０２のそれぞれを囲むとともに各々のセルに液晶組成物を注入するための注入口を確保した状態の本シール構造と、各セル内に化学的研磨処理に用いる研磨溶液や機械的研磨処理に用いる研磨材及び研磨液が浸入するのを防ぐことを目的としてマザー基板の外縁に沿って付与された閉環状の仮シール構造とによって構成することが好ましい。

一対のマザー基板の外周部に形成される隙間は、化学的研磨処理に用いる研磨溶液の流れなどに影響を与え、研磨ムラ等を発生し易い。このため、仮シールの位置とそのシール幅は、基板端とオーバーラップする位置と幅を確保する必要がある。シール幅は強度などの観点からも１ｍｍ以上の幅を持つことが好ましい。

また、先に説明した理由により、大型のマザー基板を化学的研磨処理による第１薄板化工程にて薄板化した後には、マザー基板を複数のセグメントに分断することが望ましい。なお、短冊状セグメントに分断する場合、分断した端面に沿って液晶注入口が露出することが望ましい。このような単個状または短冊状のセグメントに分断された状態で液晶組成物を注入し、封止する。これらの形態でのセル流品は、従来技術を踏襲するものであるため、新たなプロセス開発や装置開発等を必要とせず歩留まりへの影響も少なく、このような表示装置の製造方法における新規な研磨プロセスとの組み合わせには有効である。

なお、上述した化学的研磨処理は、基板表面の傷や汚染状態により基板厚が局所的に変化し易いことが知られている。この現象は、部分的な基板表面の凸凹として現れる。一方、機械的研磨処理では、基本的には研磨用定盤と研磨対象である基板表面との接触によって削り取られるため、局所的な凸凹は発生し難い。つまり、機械的研磨処理は、部分的な凸凹を平坦化する効果を有している。このため、第２薄板化工程以降での研磨に機械的研磨処理を用いる上述した表示装置の製造方法は、基板表面の平坦性を実現しやすい特徴を有している。

また、貼りあわせた２枚の基板の材質や熱履歴が異なる場合、化学的研磨処理ではそれぞれの基板の研磨速度に差が生じることも良く知られている。このため、基板１枚当りの厚さとして例えば０．３ｍｍを目標に研磨すると、一方の基板の厚さが０．４ｍｍであって、他方の基板の厚さが０．２ｍｍといった非対称な厚さとなることがある。

機械的研磨処理は、このような非対称な厚さを有する一対の貼り合わせ基板を投入した場合、研磨条件を上下の研磨用定盤のパラメータで制御し、最終的な基板の厚さに合わせ込むことができるといった利点を有している。この点においても、上述した表示装置の製造方法は非常に優れている。

次に、この発明の実施例について説明する。
（実施例１）
この実施例１では、マザー基板から複数の液晶表示パネルを形成する製造方法を例に説明する。

まず、図２に示すように、一対のマザー基板を用いて複数の空のセルを形成する（ＳＴ１１）。すなわち、厚さ０．６ｍｍの大型ガラス基板を２枚用意する。一方のガラス基板の第１主面に複数の有効表示部を形成するために、それぞれの領域にマトリクス状に配置された走査線や信号線などの各種配線、表示画素毎に配置されたスイッチング素子及び画素電極、さらには、必要に応じてカラーフィルタ層や配向膜などを形成し、アレイ基板用の第１マザー基板を形成する。また、他方のガラス基板の第１主面にも複数の有効表示部を形成するために、それぞれの領域に共通電極、さらには必要に応じてカラーフィルタ層や配向膜などを形成し、対向基板用の第２マザー基板を形成する。そして、これら一対のマザー基板をそれぞれの第１主面を内面とするよう対向した状態で貼り合わせる。

このとき、図３及び図４に示すように、第１マザー基板１及び第２マザー基板２は、各有効表示部１０２を囲むように配置された本シール材（第１シール材）１０４と、第１マザー基板１及び第２マザー基板２の外縁に沿ってすべての有効表示部１０２を囲むように配置された仮シール材（第２シール材）１０６とによって所定のギャップをもって貼り合わせられ、有効表示部１０２毎に空のセルＣが形成される。なお、本シール材１０４は、各セルＣの内部に液晶組成物を注入するための注入口１０７を確保するように配置されている。

本シール材１０４及び仮シール材１０６としては、熱硬化型や光（例えば紫外線）硬化型等の種々の接着剤を用いることができ、所定温度に加熱するあるいは所定波長の光を照射することにより硬化させ、第１マザー基板１及び第２マザー基板２を接着する。

続いて、一体化された一対のマザー基板１及び２を化学的研磨処理によりそれぞれの外面を研磨する（ＳＴ１２）。すなわち、研磨溶液として例えばフッ酸溶液を用意し、一対のマザー基板１及び２を研磨溶液に浸漬する。これにより、マザー基板の表面が溶解し、水ガラスへと化学変化する。このとき、水ガラスによってマザー基板の表面が保護されるため、随時マザー基板を揺動して水ガラスを剥離し、新しい基板表面を露出させるようにした。

そして、図５に示すように、予め設定した目標の厚さまで研磨したところで、一対のマザー基板をフッ酸溶液から取り出し、流水によって基板表面の水ガラス及びフッ酸溶液を除去する。このようにして、第１薄板化工程での研磨処理を完了する。このとき、仮シール材１０６によってすべてのセルＣが密封されているため、このような化学的研磨処理を行った際に研磨溶液がセルＣの内部に浸入することはない。

続いて、化学的研磨処理によって研磨された一対のマザー基板１及び２について、それぞれの厚さを計測する（ＳＴ１３）。この実施例１では、マザー基板１及び２の厚さの測定結果は、０．３ｍｍ±０．０５ｍｍであった。

続いて、一対のマザー基板１及び２を複数のセグメントに分断する（ＳＴ１４）。すなわち、この実施例１では、図４にて破線で示したスクライブラインＳＬに沿って短冊状のセグメント１０８に分断される。このセグメント１０８は、図６に示すように、１個単位のセルＣが一方向に複数個連なった状態であり、しかも、注入口１０７を露出した状態に形成した。このようなマザー基板を分断する方法には、特に制限はなく、ＣＯ_２レーザや２次乃至４次の高調波ＹＡＧレーザなどを利用してもよいし、機械的な方法などを採用しても良い。

続いて、図７に示すように、真空注入法などのプロセスを用いてセグメント１０８の各セルＣの内部に注入口１０７から液晶組成物３００を注入し（ＳＴ１５）、さらに、注入口１０７にエポキシ樹脂などの光硬化型樹脂１０９を塗布した後、紫外線を照射することによって硬化させ、封止する（ＳＴ１６）。

続いて、各セグメントの外面を機械的研磨処理によりそれぞれ研磨する（ＳＴ１７）。この機械的研磨処理では、先の厚さ計測工程（ＳＴ１３）にて計測された基板１枚あたりの厚さに基づいて所望する厚さまでの研磨量が設定される。

そして、この機械的研磨処理では、まず、比較的粗い粒径の研磨材を用いてラッピング処理を行う（ＳＴ１７Ａ）。このラッピング処理は、化学的研磨処理によって基板１枚当たり約０．３ｍｍの厚さが得られた場合、約０．１ｍｍの研磨量に設定される。そして、セグメント外面は、このラッピング処理により、基板１枚当たり約０．２ｍｍまで比較的短時間で粗く研磨される。

このラッピング処理に続いて、比較的微細な粒径の酸化セリウム研磨材を用いてポリッシング処理を行う（ＳＴ１７Ｂ）。このポリッシング処理は、ラッピング処理によって基板１枚当たり約０．２ｍｍの厚さが得られた場合、約０．１ｍｍの研磨量に設定される。そして、セグメント外面は、このポリッシング処理により、最終的には図８に示すように、基板１枚当たり約０．１ｍｍまで比較的時間をかけて研磨され、鏡面状態に加工される。

続いて、セグメント１０８から単個のセルＣに分断する（ＳＴ１８）。すなわち、短冊状のセグメント１０８を図７にて破線で示したスクライブラインＳＬに沿って分断することにより、図９に示すような単個のセルＣ（すなわち液晶表示パネル）を形成する。このようなセグメントを分断する方法には、特に制限はなく、ＣＯ_２レーザや２次乃至４次の高調波ＹＡＧレーザなどを利用してもよいし、機械的な方法などを採用しても良い。
そして、このようなセルＣに各種配線や偏光板などをアセンブリしてモジュール（すなわち液晶表示装置）を構成した。

上述したような実施例１によれば、化学的研磨処理及び機械的研磨処理の各研磨工程（ＳＴ１２及びＳＴ１７）において、また、マザー基板分断処理及びセグメント分断処理の各分断工程（ＳＴ１４及びＳＴ１８）において、基板の破損は一切発生しなかった。

（実施例２）
この実施例２でも、実施例１と同様にマザー基板から複数の液晶表示パネルを形成する他の製造方法について説明する。

まず、図１０に示すように、一対のマザー基板を用いて複数の空のセルを形成する（ＳＴ２１）。すなわち、厚さ０．７ｍｍの大型ガラス基板を２枚用意する。これら２枚のガラス基板のそれぞれの第１主面に複数の有効表示部を形成するために、それぞれの領域に各種配線、スイッチング素子、画素電極、共通電極、さらには、必要に応じてカラーフィルタ層や配向膜などを形成し、アレイ基板用の第１マザー基板及び対向基板用の第２マザー基板を形成する。そして、これら一対のマザー基板をそれぞれの第１主面を内面とするよう対向した状態で貼り合わせる。

このとき、図１１に示すように、第１マザー基板１及び第２マザー基板２は、各有効表示部１０２を囲むように配置された本シール材（第１シール材）１０４と、一対のマザー基板１及び２の外縁に沿ってすべての有効表示部１０２を囲むように配置された仮シール材（第２シール材）１０６とによって所定のギャップをもって貼り合わせられ、有効表示部１０２毎に空のセルＣが形成される。なお、本シール材１０４は、各セルＣの内部に液晶組成物を注入するための注入口１０７を確保するように配置されている。

続いて、一体化された一対のマザー基板１及び２を化学的研磨処理によりそれぞれの外面を研磨する（ＳＴ２２）。すなわち、研磨溶液として例えばフッ酸溶液を用意し、一対のマザー基板１及び２を研磨溶液に浸漬する。これにより、マザー基板の表面が溶解し、水ガラスへと化学変化する。このとき、水ガラスによってマザー基板の表面が保護されるため、随時マザー基板を揺動して水ガラスを剥離し、新しい基板表面を露出させるようにした。

そして、図１１に示すように、予め設定した目標の厚さまで研磨したところで、一対のマザー基板をフッ酸溶液から取り出し、流水によって基板表面の水ガラス及びフッ酸溶液を除去する。このようにして、第１薄板化工程での研磨処理を完了する。このとき、仮シール材１０６によってすべてのセルＣが密封されているため、このような化学的研磨処理を行った際に研磨溶液がセルＣの内部に浸入することはない。

続いて、化学的研磨処理によって研磨された一対のマザー基板１及び２について、それぞれの厚さを計測する（ＳＴ２３）。この実施例２では、マザー基板１及び２の厚さの測定結果は、０．４ｍｍ±０．０３ｍｍであった。

続いて、一対のマザー基板１及び２を複数のセグメントに分断する（ＳＴ２４）。すなわち、この実施例２では、図１１にて破線で示したスクライブラインＳＬに沿って単個状のセグメントに分断され、空のセルＣが形成される。このようなマザー基板を分断する方法には、実施例１と同様に、特に制限はない。

続いて、真空注入法などのプロセスを用いて空のセルＣの内部に注入口１０７から液晶組成物３００を注入し（ＳＴ２５）、さらに、注入口１０７にエポキシ樹脂などの光硬化型樹脂１０９を塗布した後、紫外線を照射することによって硬化させ、封止する（ＳＴ２６）。

続いて、各セグメントの外面を機械的研磨処理によりそれぞれ研磨する（ＳＴ２７）。この機械的研磨処理では、先の厚さ計測工程（ＳＴ２３）にて計測された基板１枚あたりの厚さに基づいて所望する厚さまでの研磨量が設定される。

そして、この機械的研磨処理では、まず、比較的粗い粒径の研磨材を用いてラッピング処理を行う（ＳＴ２７Ａ）。このラッピング処理は、化学的研磨処理によって基板１枚当たり約０．４ｍｍの厚さが得られた場合、約０．１ｍｍ以上の研磨量に設定される。そして、セグメント外面は、このラッピング処理により、基板１枚当たり約０．３ｍｍ以下まで比較的短時間で粗く研磨される。

このラッピング処理に続いて、比較的微細な粒径の酸化セリウム研磨材を用いてポリッシング処理を行う（ＳＴ２７Ｂ）。このポリッシング処理は、ラッピング処理によって基板１枚当たり約０．２ｍｍ程度の厚さが得られた場合、約０．１ｍｍの研磨量に設定される。そして、セグメント外面は、このポリッシング処理により、基板１枚当たり約０．１ｍｍまで比較的時間をかけて研磨され、鏡面状態に加工される。これにより、図１１に示すような単個のセルＣ（すなわち液晶表示パネル）を形成する。

そして、このようなセルＣに各種配線や偏光板などをアセンブリしてモジュール（すなわち液晶表示装置）を構成した。

上述したような実施例２によれば、化学的研磨処理及び機械的研磨処理の各研磨工程（ＳＴ２２及びＳＴ２７）において、また、マザー基板分断処理及びセグメント分断処理の各分断工程（ＳＴ２４）において、基板の破損は一切発生しなかった。

（比較例）
この比較例では、一対のマザー基板を用いて複数の空のセルを形成した後、これら一対のマザー基板を化学的研磨処理によりそれぞれの外面を研磨した。この化学的研磨処理のみにより、基板１枚あたり所望する最終的な厚さを目標として研磨した。ここでは、最終的な基板の厚さを０．１ｍｍに設定した。化学的研磨処理を完了した時点で、基板厚は総厚で０．２ｍｍｔであった。この状態で常法によりマザー基板を分断し、単個状のセルの内部に真空注入法などのプロセスを用いて液晶組成物を注入し、さらに、注入口を封止した。

このような比較例による製造方法では、基板の面内での厚さのばらつきが大きく、特に基板の厚さの薄い部分で基板の破損が発生しやすい。この比較例によれば、単個状のセルに分断する際のハンドリングにより、７枚中３枚の基板が破損した。

以上説明したように、薄板状の基板を用いた表示装置を製造するにあたり、基板を薄板化する第１薄板化工程では、化学的研磨処理を採用する。この化学的研磨処理は、比較的低コストであり、しかも、単位時間あたりの研磨量が大きく、短時間で粗削りすることができる。そして、この第１薄板化工程に続く第２薄板化工程では、機械的研磨処理を採用する。この機械的研磨処理は、単位時間あたりの研磨量が小さく、精度良く基板の厚さを制御することができる。

このとき、化学的研磨処理により、最終的に所望する厚さに近い状態まで研磨することにより、機械的研磨処理に要する時間を短縮することができ、しかも、機械的研磨処理のコストを低減することができる。したがって、基板を薄板化するに当たって段階的に化学的研磨処理⇒機械的研磨処理を行うことにより、低コストでありながら、短時間で精度良く所望する厚さの基板を得ることができる。

また、大型基板を用いた表示装置の製造方法では、第１薄板化工程の後、大型基板を小型の複数のセグメントに分断することにより、基板自身の自重が軽減され、基板の破損を回避することができる。また、このセグメントに分断した状態で、第２薄板化工程での機械的研磨処理を行うことで、基板の厚さの制御性が良好であり、なおかつ、研磨工程及び分断工程における基板の割れや欠けなどの破損が発生せず、高い歩留まりで薄型の表示装置を提供することができる。

なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

図１は、この発明の一実施の形態に係る表示装置すなわち液晶表示装置の構成を概略的に示す図である。 図２は、この発明の実施例１における表示装置の製造方法を説明するための図である。 図３は、図２に示したセル形成工程にて貼り合わせられた一対のマザー基板の断面構造を概略的に示す図である。 図４は、図２に示したセル形成工程にて貼り合わせられた一対のマザー基板の平面構造を概略的に示す図である。 図５は、図２に示した化学的研磨処理にて研磨された一対のマザー基板の断面構造を概略的に示す図である。 図６は、図２に示した分断工程にて分断されたセグメントの平面構造を概略的に示す図である。 図７は、図２に示した注入工程及び封止工程にて液晶組成物を封止したセグメントの平面構造を概略的に示す図である。 図８は、図２に示した機械的研磨処理にて研磨された一対のマザー基板の断面構造を概略的に示す図である。 図９は、図２に示した分断工程にて分断されたセルの平面構造を概略的に示す図である。 図１０は、この発明の実施例２における表示装置の製造方法を説明するための図である。 図１１は、図１０に示した各製造工程でのセルの平面構造を概略的に示す図である。

符号の説明

１…液晶表示装置、１００…液晶表示パネル、１０２…有効表示部、１０４…シール材（第１シール材）、１０６…シール材（第２シール材）、１０７…注入口、１０８…セグメント、２００…アレイ基板、２０１…ガラス基板、３００…液晶層、４００…対向基板、４０１…ガラス基板、ＰＸ…表示画素、Ｃ…セル

Claims (8)

1. 基板の第１主面に複数の表示画素を形成する工程と、
   前記基板の第２主面を所定の研磨溶液にて化学的に研磨する工程と、
   化学的に研磨された前記基板の第２主面を所定の研磨材を用いて機械的に研磨する工程と、
   を備えたことを特徴とする表示装置の製造方法。
2. さらに、前記化学的研磨工程にて研磨された前記基板の厚さを計測する工程を含み、前記機械的研磨工程は、この計測工程にて計測された前記基板の厚さに基づいて機械的に研磨する研磨量を設定することを特徴とする請求項１に記載の表示装置の製造方法。
3. 前記機械的研磨工程により最終的に得られる前記基板の厚さをａ、前記化学的研磨工程にて研磨された前記基板の厚さをｂ±α（但し、αは前記基板の平均厚さに対する第２主面内での厚さバラツキの最大値）とすると、
   （ｂ±α）−ａ ≧ ０．１ｍｍ
   の関係を満たすことを特徴とする請求項１に記載の表示装置の製造方法。
4. 前記機械的研磨工程は、第１研磨材を用いる第１工程と、この第１工程に続いて前記第１研磨材より微細な粒径を有する第２研磨材を用いる第２工程と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の表示装置の製造方法。
5. さらに、複数の前記表示画素からなる有効表示部をシールする工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の表示装置の製造方法。
6. マザー基板の第１主面に表示画素を含む複数の有効表示部を形成する工程と、
   前記マザー基板の第２主面を所定の研磨溶液にて化学的に研磨する工程と、
   化学的に研磨された前記マザー基板を複数のセグメントに分断する工程と、
   前記マザー基板の第２主面に相当する各セグメントの主面を所定の研磨材を用いて機械的に研磨する工程と、
   を備えたことを特徴とする表示装置の製造方法。
7. ２枚の基板の少なくとも一方に電極を形成し、前記電極を形成した面を内面とするよう２枚の基板を所定のギャップをもって貼り合わせる工程と、
   貼り合わせられた一対の基板の外面を所定の研磨溶液にて化学的に研磨する工程と、
   化学的に研磨された一対の基板間に液晶組成物を注入し、封止する工程と、
   液晶組成物を封止した一対の基板の外面を所定の研磨材を用いて機械的に研磨する工程と、
   を備えたことを特徴とする表示装置の製造方法。
8. ２枚のマザー基板の少なくとも一方に複数の有効表示部に対応して電極を形成し、前記電極を形成した面を内面とするよう２枚のマザー基板を所定のギャップを持って第１シール材によって貼り合わせるとともに、一対のマザー基板の外縁に沿って第２シール材を配置する工程と、
   貼り合わせられた一対のマザー基板の外面を所定の研磨溶液にて化学的に研磨する工程と、
   化学的に研磨された一対のマザー基板を複数のセグメントに分断する工程と、
   分断されたセグメントの一対の基板間に液晶組成物を注入し、封止する工程と、
   液晶組成物を封止した一対の基板の外面を所定の研磨材を用いて機械的に研磨する工程と、
   を備えたことを特徴とする表示装置の製造方法。

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