JP2009047875A - 液晶表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ガラス基板を化学研磨によって薄型化し、そのガラス基板を所定の大きさに切断し、電極端子部に腐食が生じることなく、歩留まり良く、より薄型化された液晶表示素子を量産化することができる液晶表示装置の製造方法を提供する。
【解決手段】液晶表示素子を複数個有するＴＦＴ基板５の各素子に端子部７上にアルカリ可溶性樹脂膜１０を印刷塗布し、セル切断したい部分にレーザによりスクライブライン３を入れた後にＣＦ基板１とＴＦＴ基板５とを第１のシール材８及び第２のシール材９により貼り合わせた一対のガラス基板をエッチング液に浸漬する。エッチングが進行するにつれて一対のガラス基板はスクライブを入れた部分で分断された個別のセルに別れる。セルをエッチング液から引き上げて洗浄した後、アルカリ溶液に浸漬して端子部７を保護していたアルカリ可溶性樹脂膜１０を溶出して端子部７を露出させる。
【選択図】図６

Description

本発明は、化学研磨法により、より薄膜化された液晶表示素子を歩留まり良く量産できる液晶表示装置の製造方法に関するものである。

近年、携帯電話やモバイルの普及により、それらに用いられる液晶表示装置も小型化、薄型化が求められている。特に、液晶表示素子の構成要素であるガラス基板の薄型化が要求されるようなった。

また、一方で、量産時における効率生産の観点から、多数の液晶表示素子を同一基板から得るために、マザーガラス基板の大型化が進展している。マザーガラス基板から多数個の液晶表示素子を得るためには、マザーガラス基板を所定の大きさに切断する必要がある。

従って、液晶表示装置の小型化、薄型化と、効率生産とを実現するために液晶表示素子のガラス基板を薄型化し、その薄型化されたガラス基板を所定の大きさに切断することが必要となった。

ガラス基板を薄型化する技術としては、化学研磨法及び機械研磨法等が知られている。化学研磨法は、弗酸等によりガラス基板をエッチングして薄型化を図る方法である。これに対し、機械研磨法は、酸化セリウム等の砥粒を用いてガラス基板の表面を研磨することにより薄型化を図る方法である。

また、近年、ディスプレイの更なる薄型化・軽量化が進み、最近では板厚が約０．５ｍｍ〜１．１ｍｍのガラス基板を２枚貼り合わせて作製した液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイを機械研磨や化学研磨によって板厚０．１ｍｍ程度まで薄くして軽量化を図る技術が注目されている。

また、ガラス基板の板厚を０．１ｍｍ以下とすることにより、曲面状に固定できるディスプレイを実現することも可能になり、付加価値の高いディスプレイとして期待されている。しかし、このような超薄型パネルを歩留まり良く量産する技術は未だ確立されていない。

下記特許文献１には、ガラス基板を薄型化する方法として、液晶表示パネル複数個分の面積をもつ一対のガラス基板を、シール剤を介して接着して組み上げた後、上記の素子あるいは端子部を保護したガラス基板の両面もしくは片面を化学研磨により粗研磨する工程を実施した後、この工程を経た素子のガラス基板を機械研磨により中問および仕上げ研磨する工程を実施し、その後、その一対のガラス基板から所定のサイズの液晶表示素子を切断して取り出すことが開示されている。

また、下記特許文献２には、液晶表示素子複数個分の面積をもつ一対のガラス基板を、その各素子区画の液晶封入領域をそれぞれ囲むシール材と、この各素子区画の全てを囲む外周シーリング材とを介して接着して素子集合体を組み立てた後、この素子集合体の状態で一対のガラス基板の外面をエッチングして両ガラス板の厚さを薄くし、この後、この素子集合体を個々の液晶表示素子に分離することが開示されている。

下記特許文献３には、一対のガラス基板の外面を機械研磨して厚さを薄くした後、ガラス基板を機械的に移動させながら、弗酸よりなる溶出液をノズルからガラス基板の外面に向けて吹き付けることで外面は溶出液により溶出され、研磨されることが開示されている。

特開２００４−２１０１６号公報 特開平４−１１６６１９号公報 特開２００６−２４３７５４号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示されている方法では、ガラス基板を薄型化した後、所定の大きさに切断することを考慮すると、ガラス基板の薄型化は、板厚０．３ｍｍ程度が限界であり、更なる薄型化は困難である。

また、上記特許文献２に開示されている方法では、ガラス基板の厚さをその全体に亘って均一に薄くした薄型液晶表示素子を、マルチ製法を利用して能率的に且つ歩留まり良く製造することができる反面、ガラス基板をエッチングして薄くした後に切断することが技術的に困難である。また、個別のセルに分断してから、液晶を注入することは、ガラス基板を破損する可能性が高く、生産効率が悪くなる。

さらに、上記文献３に開示されている方法では、「機械研磨の際、溶出液が触れないようにすべき箇所がある場合、マスキングテープを貼り付けして保護しておく。マスキングテープとしては、溶出液が強酸である場合、ポリプロピレン（ＰＰ）やテフロン（登録商標）等の弗素樹脂系耐酸性シートで、裏面に粘着材が数十μｍの厚さで塗布されたものが使用できる。例えば、日東電工株式会社製のＳＰＶ−３６２Ｍ等である。」との記述があるが、エッチング後に薄くなったガラスパネルからマスキングテープを機械的に剥離するのはガラスを割る恐れがあり、量産に適用するのは現実的ではない。

また、一対のガラス基板を化学研磨によりエッチングして両ガラス基板を薄膜化する際、ガラス基板の形成した電極端子部が確実に保護されていないと、この電極端子部が腐食して電気的な接触不良が生じるという課題があった。

したがって、本発明は、前述した従来技術の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ガラス基板を化学研磨によって薄型化し、そのガラス基板を所定の大きさに切断し、電極端子部に腐食が生じることなく、歩留まり良く、より薄型化された液晶表示素子を量産化することができる液晶表示装置の製造方法を提供することにある。

このような目的を達成するために本発明による液晶表示装置の製造方法は、第１のガラス基板と、第２のガラス基板と、シール材と、液晶とを有する液晶表示装置の製造方法であって、第２のガラス基板に形成された電極端子部にアルカリ可溶性樹脂膜を成膜する保護膜形成工程と、第１のガラス基板と第２のガラス基板とにスクライブラインを形成するスクライブ工程と、第１のガラス基板と第２のガラス基板とをシール材を介して重ね合わせて一対の基板を形成し、第１のガラス基板と第２のガラス基板との間に液晶を挟持させて重ね合わせる工程と、第１のガラス基板と第２のガラス基板とをエッチングし、第１のガラス基板と第２のガラス基板とを薄型化するとともに、スクライブラインの深さを、スクライブ工程によって形成された深さよりも深くするエッチング工程と、電極端子部を保護していたアルカリ可溶性樹脂膜を除去して露出させる露出工程と、露出工程の後にスクライブラインが形成された箇所で一対の基板を所定の大きさの複数個に切断する切断工程とを有することにより、電極端子部がエッチング液に対して保護され、電極端子部の腐食が生じなくなり、歩留まりが向上するので、背景技術の課題を解決することができる。

本発明によれば、エッチング前に第２のガラス基板上の電極端子部をアルカリ可溶性樹脂で予め保護することにより、エッチング液中における電極端子部の腐食を抑止することができるので、複数の液晶表示素子を作り込んだ大判基板をエッチング液により個々に分断して、より薄型化された液晶表示素子を効率よく量産できるという極めて優れた効果が得られる。

また、本発明によれば、液晶表示装置の薄型化、小型化が進み、かつ、エッチングと切断が同時にできることによる工程短縮、低コスト化が可能となるという極めて優れた効果が得られる。

また、大型マザーガラス基板から液晶表示装置を切り出す場合に問題となっていた薄型化されたガラス基板に対する切断の制約がなくなり、より薄型化された液晶表示装置の量産が可能となるという極めて優れた効果が得られる。

以下、本発明の具体的な実施の形態について、実施例の図面を参照して詳細に説明する。

なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。

図１は、本発明による液晶表示装置の製造方法の実施例１を説明するＣＦ（カラーフィルタ）基板１の構成を示す上方から見た要部平面図である。このＣＦ基板１は、液晶表示素子複数個分の面積を有する透光性ガラス基板により形成された切断前のマザーガラス基板であり、このＣＦ基板１の内面側には、図示されないが、複数の液晶表示素子の各画素を形成する少なくとも１つの画素電極２が配列して形成されている。図１において、３はスクライブライン、４は保護膜である。

図２は、本発明による液晶表示装置の製造方法の実施例１を説明するＴＦＴ（薄膜トランジスタ）基板５の構成を示す上方から見た要部平面図である。このＴＦＴ基板５は、液晶表示素子複数個分の面積を有する透光性ガラス基板により形成された切断前のマザーガラス基板であり、このＴＦＴ基板５の内面側には、図示しないが、複数の液晶表示素子を構成する各ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）形成層６及び一方向にその電極端子部７が配列して形成されている。図２において、３はスクライブライン、４は保護膜である。

また、図３に示すようにこのＴＦＴ基板５上に形成された各ＴＦＴ形成層６の周縁部には、枠状に第１のシール材８が印刷塗布法により形成され、さらに、複数個配列して形成されたＴＦＴ形成層６の全体を枠状に囲うように第２のシール材９が印刷塗布法により形成されている。なお、これらの第１のシール材８及び第２のシール材９としては、例えば低融点フリットガラス等が用いられる。

さらに、図３に示すようにこのＴＦＴ基板７の内面側に形成されたＴＦＴ形成層６の電極端子部７上には、アルカリ可溶性樹脂材を印刷塗布法より形成した帯状のアルカリ可溶性樹脂膜１０が形成されている。

このアルカリ可溶性樹脂膜１０の材料としては、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、エポキシ樹脂、アミノ樹脂、ポリアミック酸、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸／アクリル酸エステル共重合体、アクリル酸／スチレン共重合体、メタクリル酸／スチレン共重合体、ポリビニルアセテート、ポリアクリル酸アルキルエステル、ポリメタクリル酸アルキルエステル、スチレン／無水マレイン酸共重合体、スチレン／マレイミド共重合体、スチレン／メチルマレイミド共重合体、ポリメタクリル酸、ポリビニルピロリドン、アクリル酸／スチレン／ベンジルメタクリレート共重合体等の何れかが望ましい。

図１及び図２に示すようにＣＦ基板１とＴＦＴ基板５とにおいて、スクライブライン３及び保護膜４は、後述する一対のガラス基板を所定の大きさの複数個に切断する際の切断位置に形成されている。

なお、本実施例１において、図１及び図２に示すスクライブライン３は、実際にはＣＦ基板１とＴＦＴ基板５とを重ね合わせて一対のガラス基板とした後に形成される。

上記保護膜４を形成した後、図４に示すようにＣＦ基板１に形成された保護膜４と、ＴＦＴ基板５に形成された保護膜４とが対向するようにＣＦ基板１とＴＦＴ基板５とを第１のシール材８及び第２のシール材９を介して重ね合わせ、図５に要部拡大断面図で示すようにＣＦ基板１とＴＦＴ基板５との対向間に液晶層１１を挟持させて一対のガラス基板を形成する。

この保護膜４は、耐エッチング性のある材料、例えば、具体的にはポリスチレン、ポリブタジエン、ポリエチレン、ポリイソプロピレン等が用いられ、印刷塗布法によって形成されている。なお、図１及び図２中、△印はスクライブライン３のスクライブ方向を示している。

上述したようにＣＦ基板１とＴＦＴ基板５を重ね合わせた一対のガラス基板を硬化させた後、スクライブライン３をＣＦ基板１とＴＦＴ基板５との主面上の切断位置に形成する。本実施例１において、スクライブライン３は、ＣＦ基板１及びＴＦＴ基板５の保護膜４を設けた側の面とは、反対側の面に形成されている。

スクライブライン３の形成方法は、ホイールによる方法でもレーザによる方法でも何れでもよい。

また、スクライブライン３の溝の深さは、エッチング後のガラス基板（ＣＦ基板１及びＴＦＴ基板５）の厚さと同程度とする。

図６は、ＣＦ基板１とＴＦＴ基板２を重ね合わせ一対のガラス基板を形成し、且つスクライブライン３と保護膜４とを形成した状態からエッチングによって、ガラス基板、すなわち、ＣＦ基板１及びＴＦＴ基板５を薄型化させるのと同時に一対のガラス基板を所定の大きさの複数個に切断させた状態を示す断面図である。

図６において、１１はＣＦ基板１とＴＦＴ基板５との間に挟持される液晶層、８は液晶層１１を囲う第１のシール材、６はＴＦＴ基板５上に形成されたＴＦＴ（薄膜トランジスタ）形成層である。ＴＦＴ形成層６には液晶表示素子の駆動回路や液晶表示素子の画素を選択するスイッチング素子が形成される。ＴＦＴ形成層６は駆動回路やスイッチング素子を形成するため、多層構造で構成されているが、その構成の詳細は省略する。

ＣＦ基板１及びＴＦＴ基板５を薄型化するために、ＣＦ基板１とＴＦＴ基板５とで形成された一対のガラス基板を弗酸を主成分とするエッチング液に浸漬し、化学研磨によって所定の厚さまでエッチングする。この時、ＣＦ基板１及びＴＦＴ基板５を所定の厚さまでエッチングするのと同時にＣＦ基板１及びＴＦＴ基板５に形成されたスクライブライン３もエッチングされる。すなわち、スクライブライン３の溝も更に深くなる。よって、スクライブライン３のエッチングにより、一対のガラス基板を所定の大きさの複数個に切断することができる。

複数個に切断された液晶表示素子は、エッチング液から引き上げて洗浄した後、アルカリ溶液に浸漬し、電極端子部７を保護していたアルカリ可溶性樹脂膜１０を溶出して端子部７を露出させて完成される。よって、電極端子部７はエッチング液による腐食を抑止することができる。

なお、アルカリ可溶性樹脂膜１０を除去するアルカリ溶液としては、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アンモニウム、珪酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、アンモニアの水溶液、またはモノメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、ピリジンのアルカリ性有機溶剤等の何れかが望ましい。

このようにＣＦ基板１及びＴＦＴ基板５を薄型化することと同時に一対のガラス基板を切断することが可能となる。

なお、エッチング液がＴＦＴ形成層６に侵入すると、ＴＦＴ形成層６に形成された駆動回路やスイッチング素子が破壊されてしまう。本実施例１において、ＣＦ基板１とＴＦＴ基板５の切断位置には、保護膜４が形成されている。

また、複数個配列して形成された液晶表示素子の全体を取り囲む周縁部、すなわち一対のガラス基板の周縁部には、第２のシール材９が塗布形成されている。この構成により、スクライブライン３のエッチングにより、一対のガラス基板が切断された際にエッチング液がＴＦＴ形成層６に侵入することを防ぐことができる。

また、このような製造方法によれば、予め電極端子部７をアルカリ可溶性樹脂膜１０で保護することによって弗酸中で液晶表示素子が個別に分断されても、電極端子部７が腐食されないので、大基板を一括エッチングすることが可能となる。また、保護した電極端子部７をアルカリ溶液の浸漬により剥離できるので、機械的に力を加えて剥離しなければならないマスキングテープなどで保護する方法に比べて歩留まりを大幅に向上させることができる。

なお、上述した実施例１においては、スクライブライン３は、ＣＦ基板１とＴＦＴ基板５とを第１のシール材８及び第２のシール材９により貼り合わせた後に入れた場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＣＦ基板１とＴＦＴ基板５とが単体の状態で入れた場合についても同様の作用効果が得られることは言うまでもない。

また、上述した実施例１においては、液晶表示装置のガラス基板の薄型化及び液晶表示装置の薄型化されたガラス基板の切断方法について説明したが、液晶表示装置に代えて有機ＥＬディスプレイ等のフラットパネルディスプレイに適用しても全く同様の作用効果が得られることは言うまでもない。

以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。

ＣＦ基板の貼り合わせ前の要部平面図である。 ＴＦＴ基板の貼合わせ前の要部平面図である。 ＴＦＴ基板の貼り合わせ前の内面構造の要部平面図である。 ＣＦ基板とＴＦＴ基板とを重ね合わせて貼り合わせた状態の要部平面図である。 本実施例１にて一対のガラス基板が複数個に切断される前の１個の断面を示す拡大断面図である。 本発明の実施例１において、ガラス基板のエッチング前とエッチング後の断面図を示す図である。

符号の説明

１・・・ＣＦ（カラーフィルタ）基板、２・・・画素電極、３・・・スクライブライン、４・・・保護膜、５・・・ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）基板、６・・・ＴＦＴ形成層、７・・・電極端子部、８・・・第１のシール材、９・・・第２のシール材、１０・・・アルカリ可溶性樹脂膜、１１・・・液晶層。

Claims (6)

1. 第１のガラス基板と、第２のガラス基板と、シール材と、液晶とを有する液晶表示装置の製造方法であって、
   前記第２のガラス基板に形成された電極端子部上にアルカリ可溶性樹脂膜を成膜する保護膜形成工程と、
   前記第１のガラス基板と前記第２のガラス基板とにスクライブラインを形成するスクライブ工程と、
   前記第１のガラス基板と前記第２のガラス基板とを前記シール材を介して重ね合わせて一対の基板を形成し、前記第１のガラス基板と前記第２のガラス基板との間に前記液晶を挟持させる重ね合わせ工程と、
   前記第１のガラス基板と前記第２のガラス基板とをエッチングし、前記第１のガラス基板と前記第２のガラス基板とを薄型化するとともに、前記スクライブラインの深さを、前記スクライブ工程によって形成された深さよりも深くするエッチング工程と、
   前記電極端子部を保護していた前記アルカリ可溶性樹脂膜を除去して露出させる露出工程と、
   前記露出工程の後に前記スクライブラインが形成された箇所で前記一対の基板を所定の大きさの複数個に切断する切断工程と、
   を有することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
2. 前記第１のガラス基板はカラーフィルタが形成されたカラーフィルタ基板であり、前記第２のガラス基板を薄膜トランジスタが形成された薄膜トランジスタ基板であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法。
3. 前記スクライブラインは、前記第１のガラス基板と前記第２のガラス基板とが対向配置される対向外面に形成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液晶表示装置の製造方法。
4. 前記アルカリ可溶性樹脂膜の塗布方法は、印刷法であることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の液晶表示装置の製造方法。
5. 前記アルカリ可溶性樹脂膜は、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、エポキシ樹脂、アミノ樹脂、ポリアミック酸、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸／アクリル酸エステル共重合体、アクリル酸／スチレン共重合体、メタクリル酸／スチレン共重合体、ポリビニルアセテート、ポリアクリル酸アルキルエステル、ポリメタクリル酸アルキルエステル、スチレン／無水マレイン酸共重合体、スチレン／マレイミド共重合体、スチレン／メチルマレイミド共重合体、ポリメタクリル酸、ポリビニルピロリドン、アクリル酸／スチレン／ベンジルメタクリレート共重合体の何れかであることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の液晶表示装置の製造方法。
6. 前記アルカリ可溶性樹脂膜を除去するアルカリ溶液は、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アンモニウム、珪酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、アンモニアの水溶液、またはモノメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、ピリジンのアルカリ性有機溶剤の何れかであることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載の液晶表示装置の製造方法。

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