JP2008280215A - ガラス基板、表示パネルおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ガラス基板の強度を十分に補強することができ、信頼性の向上を容易に実現する。
【解決手段】フッ素系ポリマー材料によって、ガラス基板の切断面Ｓ１，Ｓ２に補強層１１１，１２１を形成する。これにより、雰囲気に存在する水分やイオンから保護し、破壊強度を向上させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガラス基板、表示パネルおよびその製造方法に関する。特に、切断面に補強層が形成されているガラス基板と、そのガラス基板を含む表示パネルに関する。また、ガラス基板の切断面に補強層を形成する補強層形成工程を含む表示パネルの製造方法に関する。

ＬＣＤ（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ）装置，有機ＥＬ（ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示装置などの表示装置は、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）よりも、薄型、軽量、低消費電力などの利点を有し、パーソナルコンピュータ、デジタルスチルカメラ、携帯電話などのさまざまな電子機器に利用されている。このような表示装置の表示方式として、アクティブマトリクス方式が知られている。

アクティブマトリクス方式の表示装置の表示パネルにおいては、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が、ガラス基板などの透明な絶縁基板に形成されている。

このガラス基板においては、所定形状に切断した際の切断面に、マイクロクラックが形成される場合がある。このため、このマイクロクラックに起因して、ガラス基板が破損する場合がある。

このような不具合の発生を防止するため、ガラス基板の端面に補強層を形成することによって、強度を上げることが提案されている（たとえば、特許文献１、特許文献２、特許文献３）。

特公平０１−５８１３５号公報 特開平１１−１７１５９５号公報 特開２００１−１７４７７３号公報

特許文献１においては、ガラス基板の端面のマイクロクラックを、ＳｉＯ_２膜を補強層として被覆することによって、圧縮応力を付加し、強度を向上させている。しかし、この方法においては、焼成によって、このＳｉＯ_２膜を形成するため、ＬＣＤ装置などの表示装置のように、耐熱温度が低いデバイスにおいては、適用することが困難である。

また、特許文献２においては、合成ゴムとシランカップリング剤とを用いた塗布膜を、補強層にする方法が提案されている。しかし、この方法においては、その塗布膜を厚くしなければ、十分な強度を得ることができない。このため、表示パネルにおいては、薄膜化や狭額縁化が困難になる場合がある。

また、特許文献３においては、有機系ケイ素材料を用いた塗布膜を、補強膜とする方法が提案されている。この方法では、その有機系ケイ素材料をマイクロクラックに充填している。しかし、この方法においては、その塗布膜が十分な強度にてガラス基板に密着しない場合があるために、工程作業中や市場において剥離し、ダストが発生する要因になる場合がある。

このように、上記に起因してガラス基板の強度を十分に補強することが困難な場合があるため、ガラス基板の破損を防止して、信頼性を向上させることは、容易ではなかった。

したがって、本発明においては、ガラス基板の強度を十分に補強することができ、信頼性の向上を容易に実現可能なガラス基板、表示パネルおよびその製造方法を提供する。

本発明は、切断面に補強層が形成されているガラス基板であって、前記補強層は、フッ素系ポリマー材料によって形成されている。

また、本発明は、切断面に補強層が形成されているガラス基板を含む表示パネルであって、前記補強層は、フッ素系ポリマー材料によって形成されている。

また、本発明は、ガラス基板の切断面に補強層を形成する補強層形成工程を含む表示パネルの製造方法であって、前記補強層形成工程においては、フッ素系ポリマー材料によって当該補強層を形成する。

本発明においては、ガラス基板の切断面に補強層を形成する。ここでは、フッ素系ポリマー材料によって、この補強層を形成する。

本発明によれば、ガラス基板の強度を十分に補強することができ、信頼性の向上を容易に可能なガラス基板、表示パネルおよびその製造方法を提供することができる。

以下、本発明の実施形態の一例について、図面を参照して説明する。

（構成）
図１，図２は、本発明にかかる実施形態の表示パネル１を示す図である。

ここで、図１は、本発明にかかる実施形態の表示パネル１を示す断面図である。図２は、本発明にかかる実施形態の表示パネル１を示す平面図である。

表示パネル１は、たとえば、アクティブマトリクス方式の液晶パネルであり、図１に示すように、アレイ基板１１と、対向基板２１と、液晶層３１とを含む。

各部について順次説明する。

アレイ基板１１は、図１に示すように、ガラス基板によって構成されており、光を透過する。このアレイ基板１１を構成しているガラス基板は、切断されることによって形成されており、その端部の切断面Ｓ１には、図１および図２に示すように、補強層１１１が切断面Ｓ１を被覆するように設けられている。本実施形態においては、この補強層１１１は、フッ素系ポリマー材料によって形成されている。そして、アレイ基板１１にて、画像が表示される画素領域ＰＡに対応する部分においては、複数の画素（図示無し）がマトリクス状に形成されている。具体的には、その画素のそれぞれに対応するように、画素電極（図示なし）と、その画素電極に接続されており、画素をスイッチング制御する薄膜トランジスタ（図示なし）とが形成されている。

対向基板２１は、図１に示すように、ガラス基板によって構成されており、光を透過する。アレイ基板１１の場合と同様に、この対向基板２１を構成しているガラス基板は、切断されることによって形成されており、その端部の切断面Ｓ２には、図１に示すように、補強層１２１が設けられている。すなわち、本実施形態においては、この補強層１２１は、フッ素系ポリマー材料によって形成されている。そして、対向基板２１は、図１に示すように、一方の面がアレイ基板１１に間隔を隔てて対面するように配置されており、画素領域ＰＲの周囲においてシール材Ｓによってアレイ基板１１に貼り付けられている。また、対向基板２１においては、アレイ基板１１に形成された画素電極（図示なし）の共通電極として、対向電極（図示なし）が形成されている。

液晶層３１は、図１に示すように、アレイ基板１１と対向基板２１との間に、たとえば、ツイストネマティック型の液晶が注入され、配向処理されている。そして、液晶層３１は、アレイ基板１１に形成された画素電極（図示なし）と対向基板２１に形成された対向電極（図示なし）とにおいて印加される電圧に基づいて、その配向状態が変化し、画像の表示が行われる。

（製造方法）
以下より、上記の表示パネル１を製造する製造方法について説明する。

図３は、本発明にかかる実施形態において、各製造工程にて製造される表示パネル１を示す断面図である。

まず、図３（ａ）に示すように、表示パネル１を準備する。

ここでは、図３（ａ）に示すように、端部が切断された表示パネル１の両面に、偏光板２１１，２２１を設ける。

具体的には、一方の面に保護シート２１２が設けられている偏光板２１１の他方の面を、アレイ基板１１において液晶層３１の側の面に対して反対側の面に対面させた後に、両者を貼り合わせることによって設置する。

同様に、一方の面に保護シート２２２が設けられている偏光板２２１の他方の面を、対向基板２１において液晶層３１の側の面に対して反対側の面に対面させた後に、両者を貼り合わせることによって設置する。

つぎに、図３（ｂ）に示すように、表示パネル１の切断面に、補強層１１１，１２１を形成する。

ここでは、表示パネル１を構成するアレイ基板１１の切断面Ｓ１と、対向基板２１の切断面Ｓ２とのそれぞれに、補強層１１１，１２１を、フッ素系ポリマーを用いて形成する。

このフッ素系ポリマー材料としては、フッ化ビニリデン／四フッ化エチレン共重合体、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）及びテトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）のコポリマーなどの材料を用いることができる。たとえば、ＴＦＥと、パーフルオロビニルエーテルなどのパーフルオロエーテルとのコポリマーからなるフッ素系界面活性剤を用いることができる。

本実施形態においては、メチルノナフルオロイソブチルエーテル（またはメチルノナフルオロブチルエーテル）を溶媒として、上記のフッ素系ポリマー材料が含まれる溶液を用いた。具体的には、フッ素系表面処理剤（住友３Ｍ社製：ノベック ＥＧＣ１７２０（沸点６１℃常圧，有効成分０．１ｗｔ％）を用いて、５〜１０ｎｍ厚になるように、補強層１１１，１２１を形成した。

本実施形態においては、上記のように準備した表示パネル１を洗浄後、ディップコーティングすることによって、その表示パネル１の切断面に、補強層１１１，１２１を形成した。すなわち、表示パネル１を、上記のフッ素系表面処理剤（住友３Ｍ社製：ノベック ＥＧＣ１７２０）からなる溶液に浸漬後、その浸漬した表示パネル１を均一な速度にて引き上げた。そして、６０℃の雰囲気下にて３０分程度の時間、乾燥した、この後、保護シート２１２，２２２を偏光板２１１，２２１から剥離した。

このようにすることによって、表示パネル１の切断面Ｓ１，Ｓ２に、補強層１１１，１２１を形成した。

上記のように、補強層１１１，１２１が切断面Ｓ１，Ｓ２に形成された表示パネル１に関して、破壊強度を測定した結果を以下に示す。

図４は、本発明にかかる実施形態の表示パネル１の破壊強度の結果を示す図である。ここでは、ファインセラミックスの室温曲げ試験方法（ＪＩＳ Ｒ１６０１規格）を簡易的に液晶パネルの破壊強度試験に応用して測定した結果を、ワイブル分布にて示している。具体的には、４６ｍｍ＊５３ｍｍの矩形状であって、０．３ｍｍ厚のガラス基板を貼り合わせることによって、上記のように形成した表示パネルについて、上記の測定を実施した。

なお、図４において、Ｌ１は、本実施形態にかかる表示パネル１の結果を示す線である。そして、Ｌ２は、本実施形態の比較例として、上記補強層１１１，１２１を切断面Ｓ１，Ｓ２に形成しない場合について測定した結果を示す線である。また、Ｌ３は、本実施形態の比較例として、上記補強層１１１，１２１を、フッ素系ポリマーでなく、フッ素系ポリマーと同様に防水／防汚材として使用されるシロキサン系焼成物質を用いて、切断面Ｓ１，Ｓ２に形成した場合について測定した結果を示す線である。また、図４において、縦軸は、累積破壊確率Ｆ（％）であり、横軸は、破壊強度（Ｎ）である。

図４に示すように、本実施形態の表示パネル１は、たとえば、累積破壊確率Ｆ（％）が５０％である場合においては、比較例と比べて１．４倍の破壊強度になった。

以上のように、本実施形態においては、フッ素系ポリマー材料によって、ガラス基板の切断面Ｓ１，Ｓ２に補強層１１１，１２１を形成する。これにより、雰囲気に存在する水分やイオンから保護できるために、破壊強度を向上させることができる。

したがって、本実施形態は、ガラス基板の強度を十分に補強することができ、信頼性の向上を容易に実現することができる。

特に、本実施形態においては、焼成を行わずに補強をすることができるため、耐熱温度が低いデバイスにおいて容易に適用することができる。

また、補強層１１１，１２１が十分な強度にてガラス基板に密着しているために、工程作業中や市場において剥離し、ダストが発生する要因になることを防止することができる。

このほかに、上記のフッ素系ポリマー材料は、透明で単分子層程度の厚みにて塗布膜が形成されるために、偏光板を表面に形成後に、補強層として塗布しても、光学的なムラが発生しないため、画像表示品質を劣化させない。また、端面に形成しているために、表示パネルの外形への影響がほとんどないため、狭額縁化を容易に実現できる。

なお、上記の本実施形態において、表示パネル１は、本発明の表示パネルに相当する。また、上記の本実施形態において、アレイ基板１１，対向基板２１は、本発明のガラス基板に相当する。そして、上記の本実施形態において、補強層１１１，１２１は、本発明の補強層に相当する。

また、本発明の実施に際しては、上記した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形形態を採用することができる。

たとえば、上記の実施形態においては、液晶パネルに適用する場合について説明したが、これに限定されない。たとえば、太陽電池、磁気ディスク、光ディスク、光学素子デバイス、表示デバイス、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイ、光学レンズ、光導波路、センサーアレイ、バイオセルなどの各種デバイスに適用できる。

また、この他に、偏光板の表面において防汚コーティング材として、フッ素系ポリマーを塗布しても良い。

また、上記の実施形態においては、補強層をディップコーティングによって設ける場合について説明したが、これに限定されない。たとえば、刷毛を用いて塗布してもよく、種々のコーティング法にて形成可能である。また、偏光板を設置後に塗布を実施する場合に限定されない。たとえば、偏光板の設置前に切断面に塗布することによって補強層を形成しても良い。

図１は、本発明にかかる実施形態の表示パネル１を示す断面図である。 図２は、本発明にかかる実施形態の表示パネル１を示す平面図である。 図３は、本発明にかかる実施形態において、各製造工程にて製造される表示パネル１を示す断面図である。 図４は、本発明にかかる実施形態の表示パネル１の破壊強度の結果を示す図である。

符号の説明

１：表示パネル、１１：アレイ基板、２１：対向基板、３１液晶層、１１１，１２１：補強層、Ｓ１，Ｓ２：切断面

Claims (3)

1. 切断面に補強層が形成されているガラス基板であって、
   前記補強層は、フッ素系ポリマー材料によって形成されている
   ガラス基板。
2. 切断面に補強層が形成されているガラス基板を含む表示パネルであって、
   前記補強層は、フッ素系ポリマー材料によって形成されている
   表示パネル。
3. ガラス基板の切断面に補強層を形成する補強層形成工程を含む表示パネルの製造方法であって、
   前記補強層形成工程においては、フッ素系ポリマー材料によって当該補強層を形成する、
   表示パネルの製造方法。

Images