JP2009003237A - 表示装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製造効率や製造コストを特別に変化させることなく、機械的強度を極限的に高めた表示装置を提供する。
【解決手段】基板セルの周縁端面は、物理的に形成された切断面がその後の化学研磨処理によって滑面化されており、滑面化された周縁端面は、基板セルの表面に直交するＸＹ平面上で６００μｍ^２以上に設定された仮想的な平坦基準面積Ｓ_０と、平坦基準面積Ｓ_０の輪郭で確定される周縁端面の計測領域について算出される判定面積Ｓとの面積比Ｒ＝Ｓ／Ｓ_０が１．２未満に平坦化されている。判定面積は、Ｘ方向にｈ＝９０／１０２４μｍ、Ｙ方向にｖ＝６７／７６８μｍのピッチでｎ＊ｍ個に区分される計測領域の全体について、ＸＹ平面に直交する方向の高さＴ（ｉ，ｊ）を特定して、表面の凹凸形状を台形近似して算出される表面積である。
【選択図】 なし

Description

本発明は、１．０ｍｍ以下まで薄型化された貼合せガラス基板で構成された表示装置であって、機械的強度を極限的に高めた表示装置に関する。

フラットパネルディスプレイ（以下ＦＰＤと称す）は、ＣＲＴディスプレイのブラウン管のように膨らみを持った表示装置と対比される用語であり、奥行きが少なく省スペースで、且つ、表示パネルに膨らみがない点に大きな特徴があり、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイなどが実用化されている。ＦＰＤのうち、特に、液晶ディスプレイは、テレビ受像機だけでなく、携帯電話機やコンピュータ機器などの表示装置としても広く普及している。

ところで、液晶ディスプレイの軽量化と薄型化の要請に基づき、最近では、液晶ディスプレイを構成する貼合せガラス基板を極限まで化学研磨する方法が好適に採用されている。具体的には、複数の表示パネル領域を設けた第一と第二のガラス基板を貼合せ、貼り合わせガラス基板の外周を厳重に封止した状態で、フッ酸を含んだ水溶液に浸漬させて化学研磨して薄型化している。なお、貼合せガラス基板は、第５世代では、例えば、縦１１００ｍｍ×横１２５０ｍｍであり、第６世代では、例えば、１５００ｍｍ×１８５０ｍｍである。

この化学研磨方法によれば、複数枚の表示パネルをまとめて製造できるだけでなく、機械研磨に比べて処理速度が速いので、生産性に優れるという利点がある。また、上記の化学研磨方法によれば、貼合せガラス基板を限界まで薄型化できるので表示パネルの薄型化と軽量化の更なる要請にも応えることができる。

このようにして、限界まで薄型化された貼合せガラス基板は、その後、物理的及び／又は化学的な方法で個々の表示パネル毎に分離される。好適な分離方法としては、ホイールカッタなどを用いて物理的に形成したスクライブラインを、ガラス基板の化学研磨に合わせて深さ方向に研磨し、最後に、スクライブラインに沿ってガラス基板を割断する方法が知られている（例えば、特許文献１）。
特開２００４−３０７３１８号公報

上記した特許文献１の切断分離方法によれば、物理的な切断方法を経た表示装置より、機械的強度に優れる表示装置を製造できるが、人間の指が触れる機会の多い携帯電話機の液晶表示装置などでは、更に、機械的強度を高めることが望まれる。ここで、機械的強度を高めるために、製造コストが大きく増加したのでは意味がない。

本発明は、上記の要請に基づくものであって、製造コストを特別に変化させることなく、機械的強度を極限的に高めた表示装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明者は、種々の実験と研究を繰り返した。その結果、(a)物理的に形成した切断分離面は、例え、その後に化学研磨工程を設けても、機械的強度に大きく影響すること、(b)但し、切断分離面を所定レベルまで滑面化すれば、機械的強度を大きく増加させることができること、（c)そして、所定レベルまで滑面化すれば、それ以上の滑面化は、殆ど意味がないことを発見して本発明を完成させた。

すなわち、本発明は、二枚のガラス基板の間に複数の表示領域を設けた貼合せガラス基板を、個々の表示領域に切断分離した基板セルを使用する表示装置であって、前記基板セルの周縁端面は、物理的に形成された切断面がその後の化学研磨処理によって滑面化されており、前記滑面化された周縁端面は、前記基板セルの表面に直交するＸＹ平面上で６００μｍ^２以上に設定された仮想的な平坦基準面積Ｓ_０と、前記平坦基準面積Ｓ_０の輪郭で確定される前記周縁端面の計測領域について算出される判定面積Ｓと、の面積比Ｒ＝Ｓ／Ｓ_０が１．２未満に平坦化されており、前記判定面積は、Ｘ方向にｈ＝９０／１０２４μｍ、Ｙ方向にｖ＝６７／７６８μｍのピッチでｎ＊ｍ個に区分される前記計測領域の全体について、ＸＹ平面に直交する方向の高さＴ（ｉ，ｊ）を特定して、下記の算出式で特定される。

本発明では、貼合せガラス基板を切断分離した基板セルについて、その周縁端面を化学研磨処理によって滑面化する。機械的強度を極限的に高めるには、本発明のように、基板セルの表面に直交する仮想的な基準面積Ｓ_０に対する表面積Ｓの面積比Ｓ／Ｓ_０が、１．２０未満（好ましくは１．１５未満、更に好ましくは１．０５程度）まで平坦化されていることが重要である。この程度まで平坦化（滑面化）すれば、４点曲げ試験による４点曲げ強度が１２０ＭＰａ以上となる。

一方、面積比Ｓ／Ｓ_０が１．０５を下回るほど平坦度を改善しても、４点曲げ強度は、１８０ＭＰａ〜２００ＭＰａ程度で飽和する。したがって、生産効率を考慮した場合には、基板セルの周縁端面を、１．０５以上１．２０未満の面積比Ｓ／Ｓ_０となるよう滑面化するのが好ましい。

但し、切断面が実質的に１．２未満まで平坦化されていれば足り、研磨工程において、低頻度ではあるが不可避的に発生する付着物や変質部分を除いた基準面積で評価される。すなわち、基準面積は、周縁端面の平坦化の度合いを正確に評価するための領域であるから、６００μｍ^２以上となる任意の領域が使用される。もっとも、付着物や変質部分の部分を含んで評価しても、通常の場合には、面積比に殆ど影響を与えることはなく、また、４点曲げ強度にも実質的な影響を与えない。

いずれにしても、４点曲げ強度を増加させるには、周縁端面の凹凸を排除して理想平面に近づけることが重要であるが、本発明では、そのための手段は特に問わない。但し、ガラス基板の周縁に、フッ酸を含有する研磨液を接触させて滑面化するのが簡易的である。

好適な製造方法としては、二枚のガラス基板の間に複数の表示領域を設けた貼合せガラス基板を、前記表示領域毎の基板セルに切断分離する分離処理と、切断分離された前記基板セルについて、その周縁端面を２０μｍ以上化学研磨する研磨処理とを有して構成される。この製造方法における研磨処理では、基板セルの一部をマスキング材で被覆して、基板セルの露出部分だけを研磨しても良いし、マスキング材で被覆することなく、基板セルの全面を研磨しても良い。周縁端面は、２０μｍ以上（更に好ましくは３０μｍ以上）研磨すべきであるが、６０μｍ程度研磨すると機械的強度がほぼ飽和し、それ以上研磨しても、生産効率が低下する割りに機械的強度がそれ程は改善されない。したがって、生産効率を考慮した好ましい端面研磨量は、２０〜７０μｍ（更に好ましくは３０〜６０μｍ）である。

具体的な研磨方法としては、図１及び図２の方法を挙げることができる。図１（ａ）に示す研磨方法では、最初に、貼合せガラス基板に研磨処理を施すことで、貼合せガラス基板を、円滑に切断分離できる板厚Ｔ＋αの状態まで薄型化する。なお、この研磨処理は、必ずしも必須ではなく、また、研磨処理は、機械的な研磨法であるか、化学的な研磨法であるかを問わない。

何れにしても、板厚Ｔ＋αまで薄型化された貼合せガラス基板は、個々の基板セルに切断分離される。切断分離法も特に限定されず、機械的なカッタで切断しても、レーザ光を利用して切断してもよい。次に、板厚Ｔ＋αの基板セルの全面を化学研磨して、目標板厚Ｔの基板セルとする。目標板厚Ｔは、最終的な基板セルの板厚であり、好ましくは１．００ｍｍ以下である。また、最終的に化学研磨される余分の板厚αは、特に限定されないが、α＝４０〜２００μｍに設定すると、周縁端面を２０〜１００μｍ研磨することができ、個々の基板セルについて所望の機械的強度を得ることができる。

すなわち、端面研磨量が２０〜１００μｍであると、平坦基準面積Ｓ_０と判定面積Ｓとの面積比Ｒ＝Ｓ／Ｓ_０が１．２未満に平坦化されることを実験的に確認している。ここで、端面研磨量の上限１００μｍは必ずしも必須ではなく、先に説明した通り、６０μｍ以上研磨しても、処理時間が増えるだけで、それ程は機械的強度が向上しない。なお、基板セルは、二枚のガラス基板で構成されているので、その周縁端面の隙間又はその内側に封止材を設け、化学研磨液に対する封止機能を発揮させるのは勿論である。

一方、図２に示すように、目標板厚Ｔの状態まで薄型化した段階で、ガラス基板を切断分離して基板セルを得ても良い。この場合も、薄型化の手法や切断分離の手法は問われない。次に、個々の基板セルの周縁端面を除く、表裏面だけをマスキング材で被覆する。なお、マスキング材は、ガラスに対する接着性に優れ、耐フッ酸性を有するものであれば特に限定されない。

続いて、表裏面を被覆された基板セルの周縁に、化学研磨液を接触させて周縁端面だけを選択的に化学研磨する。この場合も、端面研磨量を２０〜１００μｍに設定すると、平坦基準面積Ｓ_０と判定面積Ｓとの面積比Ｒ＝Ｓ／Ｓ_０が１．２未満に平坦化される。そして、最後に、マスキング材を剥離して基板セルが完成する。

また、図３に示す製法を採ることもできる。この製法では、板厚Ｔ＋βの状態まで薄型化した段階で、ガラス基板を切断分離して基板セルを得る。この場合も、薄型化の手法や切断分離の手法は問われない。次に、板厚Ｔ＋βの個々の基板セルの表裏面を除く、周縁端面だけをマスキング材で被覆する。続いて、周縁端面の被覆された基板セルの表裏面に、化学研磨液を接触させて基板セルを、更に板厚Ｔ＋αまで薄型化する。なお、αは、最終研磨量を示す任意の値であるから、図３の製法におけるＴ＋αの値と、図１の製法におけるＴ＋αの値とは必ずしも一致しない。

次に、周縁端面のマスキング材を剥離した後、基板セルの全体を更に化学研磨して目標板厚Ｔの基板セルを得る。

以上の通り、本発明の好ましい研磨処理は、図１〜図３に例示される通りである。したがって、本発明の製造方法では、好ましくは、研磨処理が、露出状態の基板セルの全面が研磨されることで実行される。或いは、本発明の製造方法では、好ましくは、研磨処理が、基板セルの表裏面がマスキング材で被覆された状態で、基板セルの周縁端面のみが選択的に研磨されることで実行される。

ところで、先に説明した製法によって、平坦基準面積Ｓ_０と判定面積Ｓとの面積比Ｒ＝Ｓ／Ｓ_０を１．２未満に平坦化すると、基板セルの周縁端面におけるガラス基板の外表面との境界部は、１５μｍ以上の擬似曲率半径ｒとなっている。ここで、擬似曲率半径ｒとは、化学研磨面が完全な円弧形状にならないことを考慮したものであり、図４に示す通り、平坦面である周縁端面について、湾曲開始点から湾曲終了点までの境界部の距離を、ガラス基板の表面に直交する方向に測定した値を意味する。なお、実施例では、レーザ共焦点原理で動作するレーザ顕微鏡（ＫＥＹＥＮＣＥ製：超深度カラー３Ｄ形状測定顕微鏡ＶＫ−９５００シリーズ）で測定している。

上記した擬似曲率半径ｒは、好ましくは２０μｍ以上、更に好ましくは３０μｍ以上である。但し、５０μｍ以上の擬似曲率半径になるまで研磨しても、機械的強度は殆ど増加しないので、生産効率を考慮した場合、好ましい擬似曲率半径は、１５μｍ〜５０μｍである。

なお、本発明に使用するガラス板としては、アルミノケイ酸ガラスまたはホウケイ酸ガラスであれば良く、アルミノホウケイ酸ガラスも含まれる。但し、好ましい組成比としては、ＳｉＯ_２：５５〜６０重量％、Ａｌ_２Ｏ_３：１６〜１８重量％、Ｂ_２Ｏ_３：８〜１０重量％、ＳｒＯ：１．５〜６重量％、ＣａＯ：３．５〜５．０重量％、ＢａＯ：２．２〜９．０重量％である。

上記した本発明によれば、製造効率や製造コストを特別に変化させることなく、機械的強度を極限的に高めた表示装置を実現できる。

以下、実施例に基づいて本発明を更に詳細に説明する。但し、何ら本発明を限定するものではない。

＜化学研磨及び切断分離＞
元板厚１．４ｍｍの貼合せガラス基板について、その周縁を封止した状態で１．０ｍｍの板厚まで化学研磨した。化学研磨液は、フッ酸（ＨＦ）の含有率が１０％未満の水溶液であり、微細な気泡を上昇させる研磨槽に、貼合せガラス基板を静止状態で直立させて研磨した。

使用したガラス基板の組成比は、ＳｉＯ_２：５７．８重量％、Ａｌ_２Ｏ_３：１７．５重量％、Ｂ_２Ｏ_３：９．３重量％、ＳｒＯ：５．５重量％、ＣａＯ：４．５重量％、ＢａＯ：３．８重量％である。

貼合せガラス基板を水洗浄して乾燥させた後、外径３．２ｍｍホイールカッタを使用してガラス基板を切断した。具体的には、トランジスタ（ＴＦＴ）の配置されたＴＦＴ側のガラス基板の外表面に、スクライブ荷重１．８ｋｇｗ程度を加えてスクライブラインを設けると共に、カラーフィルタ（ＣＦ）の配置されたＣＦ側のガラス表面の対応する位置に、スクライブ荷重１．３ｋｇｗ程度を加えて貼合せガラス基板を切断分離して基板セルを得た。この基板セルは、２．６インチパネル（４２×５５ｍｍ）の液晶セルである。
＜マスキング及び端面研磨＞
図５に示す通り、基板セルの長辺側の周縁端面を除く、全ての露出面にマスキング処理を行った。すなわち、マスキング材で被覆したのは、基板セルの表面、基板セルの裏面、基板セルの端子部の全面、及び、基板セルの短辺側の周縁端面である。この状態で、化学研磨液に浸漬して、マスキングされていない長辺側の周縁端面を研磨した。化学研磨液は、フッ酸（ＨＦ）の含有率が１０％未満の水溶液であり、微細な気泡を上昇させる研磨槽に、貼合せガラス基板を静止状態で直立させて研磨した。

端面研磨量として、片面での目標値を、２０μｍ、３０μｍ、４５μｍ、６０μｍ、９５μｍ、１２０μｍ、１６０μｍ、１８０μｍに設定し、この８つの目標値に対応する、予め把握されている研磨時間だけ研磨処理を継続した。その後、水洗浄して乾燥させた後、マスキング材を剥離して処理を終えた。サンプル数は、３枚毎に目標値が異なる２４枚であり、各々４２ｍｍ×５５ｍｍ×１ｍｍの液晶セルである。
＜端面研磨量＞
研磨処理に先立って、基板セルの表面に規準ラインを設けておき、この規準ラインから終端面までの距離に基づいて端面研磨量を特定した。計測位置は、図６の数値（１）〜（６）で示す通り、４２×５５ｍｍの液晶セルの長辺側（５５ｍｍ）の中央位置と、長辺側の両端位置である。なお、６箇所の研磨量は、同一サンプルでも、目標値に対して場所的なバラツキが生じる。
＜破断面の計測＞
上記の液晶セルのサンプル個について、レーザー顕微鏡（ＫＥＹＥＮＣＥ製：超深度カラー３Ｄ形状測定顕微鏡ＶＫ−９５００シリーズ）を使用して、各サンプルの２箇所について、破断面の形状を計測した。

面積比を計測する断面は、図７に示すように、最も湾曲するため機械的強度に最も影響を与えると思われる支点間の中央位置を測定した。具体的には、４２×５５ｍｍの液晶セルの長辺側（５５ｍｍ）の中央位置であって、ＴＦＴ側のガラス基板の、長さ０．０９ｍｍの範囲を測定した。レーザー顕微鏡での測定は、対物レンズ倍率１５０倍で行なった。なお、高さ測定及び幅測定における表示分解能は、０．０１μｍであり、０．０１μｍ単位で高さが特定される。
［１．観察測定範囲］
レーザー顕微鏡（ＫＥＹＥＮＣＥ製：超深度カラー３Ｄ形状測定顕微鏡ＶＫ−９５００シリーズ）では、対物レンズ倍率を１５０倍に設定すると、観察測定範囲がＸ方向（横）に９０μｍ、Ｙ方向（縦）に６７μｍとなる。また、表示分解能は、Ｘ方向に１０２４、Ｙ方向に７６８である（図８参照）。

したがって、Ｘ方向９０μｍ、Ｙ方向６７μｍの観察測定範囲について、Ｘ方向に９０／１０２４μｍ、Ｙ方向に６７／７６８μｍのピッチで三次元座標が特定されることになる。なお、ＫＥＹＥＮＣＥ社のカタログには、「一平面（１０２４×７６８ピクセル）をレーザーでスキャン後、微小ステップだけＺ軸方向にレンズが移動し、さらに一平面スキャンを行ない、この動作を測定レンジ分だけ繰り返し、１０２４×７６８のそれぞれのピクセルにおいて、焦点が合うＺ軸位置を検出する」と計測原理が説明されている。
［２．観察測定範囲での計測領域の選択］
判定面積（計測領域の擬似的な表面積）の計測は、観察測定範囲（９０μｍ×６７μｍ）内で選択された任意の計測領域について、Ｘ方向９０／１０２４μｍ、Ｙ方向６７／７６８μｍのピッチで存在するドット（計測点）の高さ情報（Ｚ軸の座標値Ｔ（ｉ，ｊ））から算出される。

計測領域の選択は任意であるが、なるべく広い計測領域とすること、但し、周縁端面の凹凸形状を正確に計測すること、との観点から計測領域を個々的に決定した。具体的には、顕微鏡画面上で確認できる付着物や突起は、凹凸形状を数値化する上で影響を与える可能性があるので除外した（図９参照）。図１２〜図１３に示す各計測結果において、計測領域の面積（平坦基準面積Ｓ_０）が異なるのはそのためである。但し、周縁端面の凹凸形状を正確に数値化するため、計測領域を６００μｍ^２以上に設定した。

したがって、上記の手順で計測領域を選択することによって、液晶セルの周縁端面についてセル表面に直交するＸＹ平面上で６００μｍ^２以上の仮想的な平坦基準面積Ｓ_０が特定されることになる。
［３．判定面積（計測領域の擬似的な表面積）の算出］
面積比（＝判定面積／平坦基準面積Ｓ_０）を求めるため、ＶＫ９５００専用形状解析アプリケーションＶＫ−ＨＩＡ９（ＫＥＹＥＮＣＥ製）を使用して、判定面積Ｓ（擬似表面積）を計測した。

ＶＫ９５００専用形状解析アプリケーションＶＫ−ＨＩＡ９のマニュアルによれば、擬似表面積Ｓの算出アルゴリズムは、以下の通りである。

（１）［計測値Ｔ（ｉ，ｊ）］
適宜に設定された平坦基準面積Ｓ_０の輪郭で確定される、液晶セル周縁端面の計測領域について、Ｘ方向にｈ＝９０／１０２４μｍ、Ｙ方向にｖ＝６７／７６８μｍのピッチで、ｎ＊ｍ個の測定点について、ＸＹ平面に直交する方向（Ｚ方向）の高さＴ（ｉ，ｊ）を特定する。

図１０（ａ）は、この関係を図示したものであり、Ｘ方向にｎ個、Ｙ方向にｍ個の合計ｎ＊ｍ個の測定点が特定される。測定結果Ｔ（ｉ，ｊ）は、Ｘ方向がｉ＝０〜ｎ−１であり、Ｙ方向がｊ＝０〜ｍ−１であり、配列表現すれば、ｉ行ｊ列の合計ｎ＊ｍ個のデータとなる。なお、各測定点は、縦ｖ＊横ｈの四角形の領域全体である。

図１０（ｂ）は、ｉ行ｊ列目の測定点（ｉ，ｊ）について、隣接する測定点との高低差を図示したものである。図示の通り、Ｘ方向の高さの推移は、Ｔ（ｉ，ｊ−１）→Ｔ（ｉ，ｊ）→Ｔ（ｉ，ｊ＋１）となり、一方、図１０（ｃ）に示す通り、Ｙ方向の高さの推移は、Ｔ（ｉ，ｊ−１）→Ｔ（ｉ，ｊ）→Ｔ（ｉ，ｊ＋１）となる。

（２）［Ｘ方向の側壁面積の総和Ｓｖ］
前記のピッチで特定される単位面積ｈ＊ｖの全ｎ＊ｍ個の測定点（ピクセル）のうち、第ｉ行目に着目する。そして、第ｉ行目をＸ方向に計算して側壁面の面積の総和Ｓｖ（ｉ）を求めると、以下の通りである。
Ｓｖ（ｉ）＝Σ［Ｔ（ｉ，ｊ）−Ｔ（ｉ，ｊ−１）］＊ｖ・・・（式１）。なお、（式１）において、Σは、ｊ＝１からｎ−１の範囲の総和演算を意味する。また、［ ］は、絶対値を意味する。

（式１）の計算を、ｉ＝０からｍ−１まで総合すると、全ｎ＊ｍ個の測定点をＸ方向に走査して算出される側壁面の面積の総和Ｓｖが以下の通りに特定される。
Ｓｖ＝ΣＳｖ（ｉ）・・・（式２） なお、（式２）において、Σは、ｉ＝０〜ｍ−１の範囲の総和演算を意味する。

そして、（式１）と（式２）をまとめて表記すると図１０の（式３）の通りである。

（３）［Ｙ方向の側壁面積の総和Ｓｈ］
次に、全ｎ＊ｍ個の測定点（ピクセル）のうち、第ｊ列目に着目する。そして、第ｊ列目をＹ方向に計算して側壁面の面積の総和Ｓｈ（ｊ）を求めると、以下の通りである。
Ｓｈ（ｊ）＝Σ［Ｔ（ｉ，ｊ）−Ｔ（ｉ−１，ｊ）］＊ｈ・・・（式４）。なお、（式４）において、Σは、ｉ＝１からｍ−１の範囲の総和演算を意味する。また、［ ］は、絶対値を意味する。

（式４）の計算を、ｊ＝０からｎ−１まで総合すると、全ｎ＊ｍ個の測定点をＹ方向に走査して算出される側壁面の面積の総和Ｓｈが以下の通りに特定される。
Ｓｈ＝ΣＳｈ（ｊ）・・・（式５） なお、（式５）において、Σは、ｊ＝０〜ｎ−１の範囲の総和演算を意味する。

そして、（式４）と（式５）をまとめて表記すると図１０の（式６）の通りである。また、（式３）と（式６）を加算すると共に、全ｎ＊ｍ個の測定点の頂上面の総面積Ｓｏを加算することで、判定面積Ｓは、Ｓｏ＋Ｓｖ＋Ｓｈと特定される。なお、頂上面の総面積Ｓｏは、ｎ＊ｍ個の平面ピクセルの総面積ｖ＊ｈ＊ｎ＊ｍで与えられるが、この総面積は、平坦基準面の面積に他ならない。

以上の算出アルゴリズムでは、全ピクセルを角柱形状に近似し、周縁端面の表面凹凸形状が階段状に形成されていると近似して表面積を算出したことになる。そのため、実際の表面積より高い数値が算出されることになるが、周縁端面の凹凸形状を数値的に評価する指標としては、問題がないと解される。

（４）［面積比］
上記の手順で判定面積Ｓが、Ｓｏ＋Ｓｖ＋Ｓｈと算出されるので、最後にＳ／Ｓ_０から面積比が特定される。
＜強度試験＞
各サンプルについてＪＩＳ Ｒ １６０１に準拠した試験方法による４点曲げ試験を行い（図１１参照）、次式で算出される４点曲げ強度σを算出した。
４点曲げ強度σ＝３Ｐ（Ｌ−ｌ）／（２Ｗｔ^２）
ここで、Ｐは最大荷重、Ｌは支点間距離３０ｍｍ、ｌは支点間距離１０ｍｍ、Ｗは試験片の幅、ｔは試験片の厚みである。

４点曲げ試験では、ＴＦＴ側のガラス基板を下にし、ＣＦ側のガラス基板に荷重を加えた。なお、計測した最大荷重Ｐに基づき、σ＝３Ｐ（Ｌ−ｌ）／（２Ｗｔ^２）の計算をした。試験片の幅Ｗ＝４２ｍｍ、Ｌ−ｌ＝２０ｍｍ、試験片の厚みｔ＝１ｍｍである。
＜測定結果＞
図１２〜図１３は、２４枚のサンプル（４２×５５×１ｍｍ）の液晶セルについて、その実験結果をまとめたものである。先に説明した通り、２４枚のサンプル（４２×５５×１ｍｍ）は、３枚ずつ８つのグループ（ａ〜ｈ）に区分され、各グループの端面研磨量（片面）の目標値は、２０μｍ、３０μｍ、４５μｍ、６０μｍ、９５μｍ、１２０μｍ、１６０μｍ、１８０μｍ、に設定されている。

したがって、図１２〜図１３には、周縁端面の長辺側の中央２箇所における、表面積（判定面積Ｓ）と、面積（平坦基準面積Ｓ_０）と、面積比Ｓ／Ｓ_０とが、２４枚のサンプルについて各々記載されている。また、各サンプルの面積比Ｓ／Ｓ_０の平均値も記載されている。

一方、実際の端面研磨量についても、周縁端面の長辺側の中央２箇所の研磨量と、これらを含む合計６箇所の端面研磨量の平均値とが、２４枚のサンプル毎に列記されている。

また、最大荷重Ｎは、２４枚のサンプルについての４点曲げ試験による結果であり、一方、４点曲げ強度ＭＰａは、４点曲げ強度の計算式σ＝３Ｐ（Ｌ−ｌ）／（２Ｗｔ^２）に基づいて算出されている。

図１４は、図１２〜図１３を整理したものであり、各グループの３枚のサンプルの結果を、平均値で示している。すなわち、端面研磨量の目標値が２０μｍ、３０μｍ、４５μｍ、６０μｍ、９５μｍ、１２０μｍ、１６０μｍ、１８０μｍである各３枚のサンプルについて、端面研磨量の１８箇所の平均値、面積比の６箇所の平均値、最大荷重の６箇所の平均値を示している。また、４点曲げ強度は、最大荷重の平均値に基づき、４点曲げ強度の計算式σ＝３Ｐ（Ｌ−ｌ）／（２Ｗｔ^２）から算出している。

一方、端面研磨量がゼロのサンプル３枚についても、判定面積Ｓと平坦基準面積Ｓ_０と面積比Ｓ／Ｓ_０とを別に測定して、図１４には、面積比Ｓ／Ｓ_０だけを示している。このサンプルも、板厚１．４ｍｍの貼合せガラス基板を１．０ｍｍの板厚まで化学研磨して切断分離したものであり、同一のガラス組成による４２ｍｍ×５５ｍｍ×１ｍｍの液晶セルある。

図１５は、図１２〜図１３の結果をグラフ化したものである。図１５（ａ）は、端面研磨量と４点曲げ荷重との関係、図１５（ｂ）は、端面研磨量と最大荷重との関係、図１５（ｃ）は、面積比と４点曲げ荷重との関係、図１５（ｄ）は、面積比と最大荷重との関係を示している。

図１５に示される通り、面積比１．２０を境界として、４点曲げ強度が大きく向上することが確認される。面積比１．１５未満まで端面を滑面化すると、機械的強度が更に高まるが、面積比１．０５を下回るほど研磨量を増加させても、それほどは４点曲げ強度が改善されない。すなわち、面積比が１．２未満となるよう（好ましくは１．１５未満、更に好ましくは１．０５程度まで）研磨すれば足り、それ以上の研磨は余り必要がでないことが確認される。

また、端面研磨量と４点曲げ強度との関係からは、端面研磨量が２０μｍ以上であると機械的強度が高まるが、端面研磨量が６０μｍ程度で機械的強度が飽和することが示されている。

一方、レーザー顕微鏡（ＫＥＹＥＮＣＥ製：超深度カラー３Ｄ形状測定顕微鏡ＶＫ−９５００シリーズ）を使用して、複数のサンプルについて、境界部についての擬似曲率半径（図４参照）についても計測した。その結果、擬似曲率半径ｒは、端面研磨量３０μｍでは１６．７０〜１９．１９μｍ、端面研磨量６０μｍでは２９．０７〜２９．９６μｍ、端面研磨量９０μｍでは４０．４２〜４１．４６μｍであった。この擬似曲率半径と、図１５のグラフとを合わせて検討すると、擬似曲率半径ｒが１５μｍ以上（好ましくは２０μｍ以上、更に好ましくは３０μｍ以上）となるよう、端面を研磨するのが好ましいことが確認される。

研磨方法を説明する図面である。 別の研磨方法を説明する図面である。 更に別の研磨方法を説明する図面である。 擬似曲率半径を説明する図面である。 マスキング方法を説明する図面である。 端面研磨量の計測箇所を示す図面である。 実験に使用した表示セルの形状と面積比の測定箇所を示す図面である。 破断面の形状を模式的に図示したものである。 計測領域を模式的に図示したものである。 擬似表面積の算出法を説明する図面である。 ４点曲げ試験を説明する図面である。 実験結果をまとめた表である。 実験結果をまとめた表である。 図１２〜図１３の実験結果の整理表である。 面積比と機械的強度と研磨量の関係を示すグラフである。

Claims (9)

1. 二枚のガラス基板の間に複数の表示領域を設けた貼合せガラス基板を、個々の表示領域に切断分離した基板セルを使用する表示装置であって、
   前記基板セルの周縁端面は、物理的に形成された切断面がその後の化学研磨処理によって滑面化されており、
   前記滑面化された周縁端面は、前記基板セルの表面に直交するＸＹ平面上で６００μｍ^２以上に設定された仮想的な平坦基準面積Ｓ_０と、
   前記平坦基準面積Ｓ_０の輪郭で確定される前記周縁端面の計測領域について算出される判定面積Ｓと、の面積比Ｒ＝Ｓ／Ｓ_０が１．２未満に平坦化されており、
   前記判定面積は、Ｘ方向にｈ＝９０／１０２４μｍ、Ｙ方向にｖ＝６７／７６８μｍのピッチでｎ＊ｍ個に区分される前記計測領域の全体について、ＸＹ平面に直交する方向の高さＴ（ｉ，ｊ）を特定して、下記の算出式で特定される表示装置。
   
2. 前記基板セルの周縁端面における前記ガラス基板の外表面との境界部は、２０μｍ以上の擬似曲率半径となっている請求項１に記載の表示装置。
3. 前記平坦基準面積Ｓ_０は、前記基板セルの周縁四辺の中央位置に設定され、その位置における前記面積比Ｒ＝Ｓ／Ｓ_０が、１．２未満であることにより、ＪＩＳＲ１６０１に基づく４点曲げ強度が１２０ＭＰａ以上となる請求項１に記載の表示装置。
4. 前記基板セルは、その板厚が１．０ｍｍ以下である請求項１〜３の何れかに記載の表示装置。
5. 二枚のガラス基板の間に複数の表示領域を設けた貼合せガラス基板を、前記表示領域毎の基板セルに切断分離する分離処理と、
   切断分離された前記基板セルについて、その周縁端面を２０μｍ以上化学研磨する研磨処理とを有して、
   請求項１に記載の表示装置を製造する製造方法。
6. 前記分離処理は、前記貼合せガラス基板の切断線に沿ってレーザ光を照射することで実行される請求項５に記載の製造方法。
7. 前記分離処理は、前記貼合せガラス基板の切断線に沿って形成された凹部溝を加圧することで実行され、前記凹部溝は、それ以前に前記貼合せガラス基板に設けられたスクライブラインが、前記貼合せガラス基板の化学研磨に伴って厚さ方向に進行して形成される請求項５に記載の製造方法。
8. 前記研磨処理は、露出状態の前記基板セルの全面が研磨されることで実行される請求項５に記載の製造方法。
9. 前記研磨処理は、前記基板セルの表裏面がマスキング材で被覆された状態で、基板セルの周縁端面のみが選択的に研磨されることで実行される請求項５に記載の製造方法。