JP2006162968A - 表示パネルの製造方法及びこの表示パネルを用いた表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 薄型化を図る研磨工程中に基板表面に残ったディンプルを補修することにより、高品質の表示パネルを製造する表示パネルの製造方法及びこの表示パネルを用いた表示装置を提供すること。
【解決手段】 以下の工程を含む表示パネルの製造方法。
１個又は複数個の表示領域が形成された一対の透明材料からなる基板間をシール材を介して貼り合わせる基板貼り合わせ工程（Ｓ２）、貼り合わされた接合基板が所定の厚さとなるように前記基板の外表面を研磨する研磨工程（Ｓ５）、研磨終了後に前記接合基板の外表面に残るディンプルの有無を検出する検査工程（Ｓ６）、前記検査工程でディンプルが発見された場合に、前記接合基板の外表面に透明な樹脂材を塗布してディンプルを埋める樹脂塗布工程（Ｓ７）、前記樹脂材を硬化させ、その樹脂表面を研磨等して前記基板表面を平坦化する平坦化工程（Ｓ８）。
【選択図】 図２

Description

本発明は、表示パネルの製造方法及びこの表示パネルを用いた表示装置に係り、さらに詳しくは、製造工程中の基板の薄型化を図るための研磨工程を行った際に基板表面に残ったキズ穴、いわゆるディンプルを補修する工程を含む表示パネルの製造方法及びこの製造方法によって作られた表示パネルを用いた表示装置に関する。

液晶、プラズマ、ＥＬ等の各種表示パネルのうち、例えば液晶表示パネルは、２枚の対向する基板間に液晶層が形成された構成を有し各種の工程を経て製造されている。これらの工程には、例えば２枚の対向するガラス基板の表面に半導体素子及び電極等を形成する工程、この基板に液晶を封入するシール材を印刷する工程、２枚の基板を対向させて貼り合わせる工程、シール材を硬化させる工程等がある。

この製造工程では、通常複数個の表示領域を形成した大判の基板、いわゆるマザー基板を２枚用い、これらを貼り合わせた後に個々の表示領域毎に分断して複数枚の液晶表示パネルが作られるようになっている。

このようなマザー基板には、通常ガラス基板が使用されている。その大きさは、初期の第１世代では、３００ｍｍ×３００ｍｍであったものが世代を重ねるごとに大判化し、最近では７３０ｍｍ×９２０ｍｍ、或いは１０００ｍｍ×１０００ｍｍを超える大きさのものが実用化の域に入ってきている。

このようなマザー基板は、上記の製造工程では、一つの工程が終了すると次の工程へ各種の搬送機構を用いて順次搬送が行われて各種の処理が行われている。このため、このマザー基板は、その搬送中に各種の搬送機構と接触して、ガラス基板の表面に様々な形状のキズが付いてしまうことがある。

また、一方、液晶表示パネルは、近年、ＴＶ受信機、パーソナルコンピュータ、携帯端末等の表示パネルとして広く使用されるようになってきており、このうち特に、携帯端末においては、利便性、携帯性が求められ、これらの要求に応じて種々の方策、例えば部品点数の削減、部品の小型・薄型化があるが、うち基板を薄型化する方策として、上記の製造工程中において基板を貼り合わせた後に接合基板の外表面を研磨する方法がある。

この方法を採用すると、上記基板の搬送過程で付いたキズのうち、小さいキズはある程度除去することができる。このように薄型化を研磨により行い、併せて小さなキズをとるようにした基板の製造方法は、既に種々考案され、特許文献でも紹介されている（例えば、特許文献１参照）。

下記特許文献１に紹介されている製法は、液晶表示素子１個又は複数個分の面積を持つ２枚のガラス基板を間にシール材を介して接着して素子に組み上げたものを準備し、先ずガラス基板の両面又は片面を化学研磨により粗研磨する工程Ａを実施し、その後に機械研磨により中間及び仕上げ研磨する工程Ｂを実施するようにしたものである。

この製法によれば、先ず工程Ａの化学研磨により素子のガラス基板を速い速度で所定の厚みまでの粗研磨ができ、次の工程Ｂの機械研磨により大きなうねりや表面の小さなキズを平坦化することが可能になる。
特開２００４−２１０１６号公報（請求項１、段落〔００１４〕〜〔００２４〕）

しかしながら、本発明者らは、この製法でも、基板表面に付いたキズが平坦化されず残ってしまう、という問題を発見し、その原因を検討した。その結果、以下の点が判明した。つまり、マザー基板の大判化に伴い、その面積及び肉厚が大となると共に、重量も増大するため、搬送中に搬送機構との接触等によるキズが大きく、深くなる。このようなキズがある場合に、化学研磨を施しても、化学研磨の際に、このキズの深みに化学研磨の際に使用するエッチング液が貯留され、この貯留されたエッチング液によって深みが浅くなるどころか、成長してしまい反対に深くなり、大きな穴となってしまう。このような穴は、通常、ディンプル或いはピット（ｐｉｔ）と呼ばれている（以下、ディンプルと言う）。

このため、このように大きくなったディンプルのある基板に機械研磨を施しても、このようなディンプルを除去するには限界がある。例えば、このようなディンプルを除去するために強引に研磨すると、基板がさらに薄くなり仕様で規定された機械的強度を保持することができなくなって使用に耐え得なくなる。

この問題をなくするために、化学研磨、機械研磨をそれぞれ単独に、或いは併用して使用しても、大きなディンプルを除去することは極めて難しく、結局基板表面にディンプルが残ってしまうことになる。

また、液晶表示パネルは、ＴＶ受信機、パーソナルコンピュータ、携帯端末等の各種機器の表示パネルとして使用されてきており、近年は、その表示画面に高精細化、高画質化の品質が要求されている。このため、基板表面に少しでもディンプルが残っていると、この部分で光の乱反射が発生して見苦しくなり、このような高精細化、高画質化の要求に応えられない。

特に、複数枚の液晶表示パネルを積層した３次元映像表示装置、いわゆる３次元（３Ｄ）ディスプレイに、このようなディンプルのある表示パネルを使用すると、このディンプル部分に光が屈折して集まり表示画面に光った点、いわゆる輝点が現れて画質低下の一因となる。

そこで、本発明は上記の課題を解決するためになされたものであって、本発明の目的は表示パネルの製造工程における薄型化を図る研磨工程中に基板表面に残ったディンプルを補修することにより、高品質の表示パネルを製造する表示パネルの製造方法及びこの表示パネルを用いた表示装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の表示パネルの製造方法は、以下の（１）〜（５）の工程を含むことを特徴とする。
（１）１個又は複数個の表示領域が形成された一対の透明材料からなる基板間をシール材を介して貼り合わせる基板貼り合わせ工程、
（２）貼り合わされた接合基板が所定の厚さとなるように前記基板の外表面を研磨する研磨工程、
（３）研磨終了後に前記接合基板の外表面に残るディンプルの有無を検出する検査工程、
（４）前記検査工程でディンプルが発見された場合に、前記接合基板の外表面に透明な樹脂材を塗布してディンプルを埋める樹脂塗布工程、
（５）前記樹脂材を硬化させ、その樹脂表面を研磨等して前記基板表面を平坦化する平坦化工程。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の表示パネルの製造方法に係り、前記（２）の工程における研磨工程には、化学研磨が含まれることを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の表示パネルの製造方法に係り、前記透明な樹脂材は、その屈折率が前記基板の屈折率と同じか或いは近似した値のものが使用されることを特徴とする。

請求項４に記載の表示装置は、請求項１〜３の何れかに記載の製造方法により作製された表示パネルを使用したことを特徴とする。

本発明は上記構成を有することにより以下に示す効果を奏する。すなわち、請求項１の発明によれば、製造工程中、特に接合基板の搬送工程中に基板表面に付いたキズのうち、薄型化のための研磨によっても除去できないキズ穴、いわゆるディンプルが透明樹脂材で埋められて補修されるので、表示画面でディンプルが目立たなくなり高品質の表示パネルの作製が可能となる。

請求項２の発明によれば、接合基板の薄型化を実現するために、基板の外表面を化学研磨によって粗研磨する際に化学研磨で使用するエッチング液がキズ穴に貯留されこのエッチング液によってキズ穴が成長して大きくなっても、このキズ穴は透明樹脂材で埋められ補修されるので、仕様に合致した薄型研磨ができると共に表示パネルの品質を高めることができる。

請求項３の発明によれば、透明な樹脂材としてその屈折率が基板の屈折率と同じか或いは近似した値のものを使用することにより、基板と樹脂との境界での乱反射を無視できる程度に抑えることができ、表示パネルの品質を上げることができる。

請求項４の発明によれば、表示パネル表面のディンプルが補修されているので、このディンプルに光が集中し輝く、いわゆる輝点の発生を防止でき、高品質の表示装置を提供できる。これは特に、複数枚の液晶パネルを積層した３次元映像表示装置にした場合、顕著な効果を発揮できる。

以下、図面を参照して本発明の最良の実施形態を説明する。但し、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための表示パネルの製造方法及びこの表示パネルを用いた表示装置を例示するものであって、本発明をこの表示パネルの製造方法及びこの製法によって作られた表示パネルを用いた表示装置に特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態のものも等しく適応し得るものである。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。ここでは、アクティブ・マトリクス方式の液晶表示パネルを例として説明するが、他の方式を採用した液晶表示パネル、或いはプラズマ表示パネル、ＥＬ表示パネル等にも同様に適用し得るものである。

図１は、本発明の実施形態の製造方法により製造される複数枚の液晶表示パネルを 作製するためのマザー基板を示す外観斜視図、図２は本実施形態に係る製造工程を示す工程図である。

予め、２枚のマザー基板１０、２０が用意される。これらのマザー基板１０、２０は、それぞれ所定厚さ、例えば０．６ｍｍのガラス基板が使用され、図１に示すように、仮想切断線ｘ、ｙで区画された複数個（図示では９個）の表示領域１０１〜１０９、２０１〜２０９を有している。なお、図１では符号２０１、２０２は基板１０で隠れている。

一方のマザー基板１０は、カラーフィルタ基板（以下、ＣＦ基板という）となるもので、その表面には、ＲＧＢ３色からなるカラーフィルタと、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明電極とからなる各画素の領域が形成される。

また、他のマザー基板２０は、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）アレイ基板（以下、ＡＲ基板という）となるもので、その表面に、外部回路との電気的接続を行うための電極配線と、複数のＴＦＴとがマトリクス状に形成されている。

このように用意された２枚のマザー基板１０、２０を用い、図２に示す以下の工程において各種の処理が実施される。

２枚のマザー基板１０、２０は、搬送機構（図示省略）により、シール材塗布工程Ｓ１へ送られ、ここで一方のマザー基板２０の表示領域２０１〜２０９の外周囲に両基板を貼り合わせるためのシール材２１が塗布される。シール材２１には、熱硬化性樹脂或いは紫外線硬化樹脂が使用され、塗布は、スクリーン印刷或いはディスペンサーによって行われる。シール材塗布工程Ｓ１が終了した基板は、スペーサ散布工程Ｓ２へ送られ、各表示領域２０１〜２０９内にスペーサが散布される。このスペーサには、例えば球状のシリカ、ポリスチレンなどが使用される。

次に貼り合わせ工程Ｓ３において、各基板１０、２０は、図１に示すように、各表示領域１０１〜１０９、２０１〜２０９をそれぞれ対向させて、所定の押圧を掛けて貼り合わされる。次いで、シール材硬化工程Ｓ４で未硬化のシール材を硬化させる。この硬化は、シール材２１材質により異なるが、加熱或いは紫外線照射により行われる。

次に、シール材を硬化させて貼り合わされた接合基板３０は、肉薄にするために、研磨工程Ｓ５でその外表面が研磨される。この研磨は、貼り合わされた基板３０の表裏両面或いは何れか一方の面に施される。

この研磨工程で例えば０．２〜０．４ｍｍ程度研磨され、接合基板３０の厚みを、例えば１．０〜０．８ｍｍ程度にする。

この研磨は、化学研磨、例えばフッ酸を用いたエッチング又は例えば研磨シートを用いた機械研磨、或いは両研磨を組み合わせて行われる。この研磨により、接合基板を薄肉にするとともに、大きなうねりや、搬送中に付いた表面の小さなキズは平坦化することができる。

しかしながら、この研磨では、接合基板の表面に付いた様々なキズのうち、擦りキズ等の浅く小さいキズは除去できるが、キズが深くなっていると除去できず、化学研磨では、そのキズが大きな穴、すなわちディンプルとなって接合基板の表面に残ってしまうことがある。

そこで、上記の研磨工程Ｓ５が終了した後に、所定の検査手段（図示省略）を用いて接合基板３０の表面に残るディンプルの有無を検査する。この検査方法としては、例えば蛍光灯、ナトリウムランプ等を用いて光を接合基板３０の表面に照射し、その光の反射状況の違いからディンプルを検出する。

この検査の結果、所定大きさのディンプルが発見された場合、以下の手順で補修される。図３は、一方のマザー基板１０の表面に２個のディンプル１１が残った状態を模式的に示し、その補修法を説明する断面図である。なお、他方マザー基板２０に残ったディンプルも同じ方法で補修される。

図３に示すように、穴埋め工程Ｓ７において、前記検査の結果発見された２個のディンプル１１、１１には、透明樹脂１２が所定の装置、例えばディスペンサー１３を使用してそれぞれ塗布される（図３（ａ）、図３（ｂ））。

この樹脂には、その屈折率がガラス基板の屈折率と同じか或いは近似した値の材料のものが使用されるが、通常、ガラス基板は、そのガラス材として無アルカリガラスが使用され、その屈折率が１．５２である。そこで、この値と同じか、両者の屈折率の差が所定の範囲以下、例えば、０．０２以下の樹脂が好ましい。このような屈折率を有する樹脂を選定することにより、境界での光反射は無視できる。

また、この樹脂は、基板表面に塗布されるので、環境の変化でその接着強度が左右され易くなって剥がれる恐れがあるので、環境変化に対して接着強度を安定に保持できる材料が使用される。

上記条件を満たす材料としてはエポキシ系樹脂が好ましい。ただし、アクリル系樹脂であってもよい。エポキシ系樹脂には、既に公知のもの、例えば、ジグリシジルヘキサヒドロフタレート、ジグリシジルシクロヘキサン−１、３−ジカルボキシレート、ジグリシジルシクロヘキサン−１、４−ジカルボキシレート、ソルビトールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル等が使用される。

また、エポキシ系樹脂には、硬化剤が必要になるが、この硬化剤には、液体系硬化剤、例えば酸無水物やポリアミン系硬化剤などが好ましい。

次いで、ディンプルを樹脂で埋めた後、樹脂１２を硬化させる。この硬化は、加熱或いは光照射により行われる。なお、図３（ｃ）においては、紫外線光源１５による光線の照射により前記樹脂１２の硬化を行う工程を示している。

硬化した後、平坦化工程Ｓ８で硬化した樹脂面がガラス基板の表面と同一面に研磨される（図３（ｄ））。この研磨は、回転かつ研磨面と平行な方向に移動可能とした研磨機１４に研磨シートを接着材で貼り付け、これを回転させながら塗布硬化した樹脂の表面に押しつけて行われる。なお、研磨に代えて他の手段、例えばかみそり等で削り取る等の手段を用いてもよい。

その後、接合基板３０は基板分割工程Ｓ９において、仮想切断線ｘ、ｙから分断され、単品の液晶表示パネルが形成される。分離された液晶表示パネルは、次工程で液晶が封入されて液晶表示パネルが完成する。なお、この実施例では、大判のマザー基板を用いて液晶表示パネルを製造する方法を説明したが、単品の液晶表示パネルでも同様の方法で製造できる。

上述の方法により製造された液晶表示パネルは、例えば３次元画像表示装置に使用される。図４は３次元画像表示装置を示した断面図である。

この３次元画像表示装置３１は、２枚の液晶表示パネル３２、３２’が間にガラススペーサ３４を挟んで積層された構成を有している。２枚の液晶表示パネル３２、３２’には、上記の製法で作製されたものが使用され、各液晶表示パネルは、一対の基板３２ａ、３２ｂ、３２ａ’、３２ｂ’間に液晶層が形成されており、２枚の液晶表示パネル３２、３２’のうち、一方の液晶表示パネル３２は電子式バリヤとなるものであり、他方の液晶表示パネル３２’から光が照射される。

この装置によれば、各液晶表示パネル３２、３２’はそのパネル表面にディンプルが存在する場合は、上述の方法により既に補修されているので、このディンプル部分に光が集中し輝く、いわゆる輝点の発生を防止できる。

図１は本発明の実施形態の製造方法により製造される複数個の液晶表示パネル作製するためのマザー基板を示す外観斜視図、 図２は本実施形態に係る製造工程を示す工程図、 図３は一方のマザー基板１０の表面に２個のディンプル１１が残った状態を模擬的に示し、その補修法を説明する断面図、 図４は３次元画像表示装置を示した断面図。

符号の説明

１０ マザー基板
１０１〜１０９ 表示領域
１１ キズ穴（ディンプル）
１２ 透明樹脂材
２０ マザー基板
２０１〜２０９ 表示領域
２１ シール材
３０ .接合基板

Claims (4)

1. 以下の（１）〜（５）の工程を含むことを特徴とする表示パネルの製造方法。
   （１）１個又は複数個の表示領域が形成された一対の透明材料からなる基板間をシール材を介して貼り合わせる基板貼り合わせ工程、
   （２）貼り合わされた接合基板が所定の厚さとなるように前記基板の外表面を研磨する研磨工程、
   （３）研磨終了後に前記接合基板の外表面に残るディンプルの有無を検出する検査工程、
   （４）前記検査工程でディンプルが発見された場合に、前記接合基板の外表面に透明な樹脂材を塗布してディンプルを埋める樹脂塗布工程、
   （５）前記樹脂材を硬化させ、その樹脂表面を研磨等して前記基板表面を平坦化する平坦化工程。
2. 前記（２）の工程における研磨工程には、化学研磨が含まれることを特徴とする請求項１に記載の表示パネルの製造方法。
3. 前記透明な樹脂材は、その屈折率が前記基板の屈折率と同じか或いは近似した値のものが使用されることを特徴とする請求項１に記載の表示パネルの製造方法。
4. 請求項１〜３の何れかに記載の製造方法により作製された表示パネルを使用したことを特徴とする表示装置。

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