JP4332577B1 - フラットパネルディスプレイの製造方法。 - Google Patents

Abstract

【課題】極限的に薄型化された貼合せガラス基板の取扱いを容易にし、半完成品の段階から自由に湾曲させることのできるＦＰＤの製造方法を提供する。
【解決手段】貼合せガラス基板の内部に、複数の表示領域を設けてなる基礎部材ＧＬの周縁を封止する封止工程と、封止工程を経た基礎部材ＧＬを、フッ酸を含有する化学研磨液に浸漬して、その板厚を１００μｍ以下まで薄型化する研磨工程と、薄型化された基礎部材ＧＬを、個々の表示領域毎に切断して中間部材ＭＤとする切断工程と、中間部材ＭＤの表裏面に、中間部材ＭＤより大きいフィルム材Ｆｉ１，Ｆｉ２を配置して、中間部材ＭＤを覆った状態で、表面側と裏面側のフィルム材Ｆｉ１，Ｆｉ２の接触面を互いに固着させて半完成品とする保護工程とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）の製造方法に関し、特に、貼合せガラス基板が１００μｍ以下まで薄型化されたＦＰＤの製造方法に関する。

ＦＰＤ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(Electro Luminescence)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、複数の表示領域を設けた第一と第二のガラス基板を貼合せ、この貼合せガラス基板の周縁を封止した状態で、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。

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、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。

薄型化された貼合せガラス基板は、複数の表示領域ごとに切断分離されるが、出願人の発明（特許文献１）によれば、１００μｍ以下まで均一に薄型化した貼合せガラス基板によるＦＰＤを製造することも可能となる。
特願２００６−２６２７１３

ここで、１００μｍまで薄型化した貼合せガラス基板は、プラスチックシートのように自由に湾曲するので、切断分離後の工程に移行させる取扱いに細心の注意を要するという問題がある。

特に、切断分離工程を経た後、次の工程のために工場移動を伴うような場合には、湾曲するガラス基板の周縁を注意深く保持して梱包すると共に、その後、梱包を解いて注意深く次工程に搬入する作業が必要となり、これらの作業が非常に煩雑となる。

また、ＦＰＤの用途も多様化されており、例えば、腕時計の表示装置として使用する場合のように、自由な湾曲が許容される仕様が要求されることもある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、極限的に薄型化された貼合せガラス基板の取扱いを容易にし、半完成品の段階から自由に湾曲させることのできるＦＰＤの製造方法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、請求項１に係る湾曲使用可能なＦＰＤの製造方法は、表裏一対のガラス基板の内部に、単一又は複数の表示領域を各々の接続端子部と共に設けてなる基礎部材の周縁を封止する封止工程と、前記封止工程を経た前記基礎部材を、フッ酸を含有する化学研磨液に浸漬して、その板厚を１００μｍ以下まで薄型化する研磨工程と、薄型化された前記基礎部材を、単一の表示領域と、これに対応する接続端子部を有する中間部材に形成する中間工程と、前記中間部材を構成する前記ガラス基板の表裏面に、前記中間部材より大きいフィルム材を配置して、前記中間部材を覆った状態で、表面側と裏面側のフィルム材の接触面を互いに固着させて半完成品とする保護工程と、を有し、前記中間部材は、前記接続端子部の外側に分離材が配置された状態で、前記フィルム材によって前記分離材と共に覆われていることを特徴とする。

本発明では、中間工程の後、実質上、直ちに保護工程に移行され、中間工程と保護工程の間には、梱包工程などの作業工程が介在しない。ここで、基礎部材に、複数の表示領域が設けられている場合には、中間工程において、表示領域毎に基礎部材が切断されることで、中間部材が形成される。一方、基礎部材に、単一の表示領域が設けられている場合には、中間工程において、基礎部材の周縁部が切除されるか、或いは、周縁部の封止材が除去される。

本発明において中間部材を覆うフィルム材は、特に限定されないが、厚み５０μｍ以下のプラスチック材であることが好ましい。本発明を液晶ディスプレイの製造に適用する場合には、好ましくは、中間部材の表裏面を偏光膜フィルムによって覆うべきである。このような実施形態を採ると、製造効率が向上するだけでなく、湾曲可能な液晶ディスプレイの強度を、半完成品の段階から格段に高めることができる。

いずれにしても、本発明では、貼合せガラス基板が１００μｍ以下まで薄型化されているので、半完成品を湾曲させることができる。なお、貼合せガラス基板の厚みが、１５０μｍや２００μｍの場合には、曲げたり、ねじることができない。

本発明の半完成品では、貼合せガラス基板が、これより大きいフィルム材で覆われるので、その後の作業時に、貼合せガラス基板の周縁が、何かに触れる可能性がなく、破損のおそれがない。また、半完成品を自由に湾曲させることができ、万一、ガラス基板が割れることがあっても、ガラス破片や内包物が飛び散ることもない。因みに、１００ｍｍ×１００ｍｍ程度の液晶ガラス基板の場合、これを５０μｍ程度まで薄型化すると、１８０°湾曲させて両端を接触させることもできる。

ところで、本発明の半完成品は、その後、ガラス基板の一部を切除して、接続端子を露出させた後、露出させた接続端子に配線ケーブルを接続する必要がある。そこで、本発明の中間部材は、その接続端子部に対応して、接続端子部の外側に分離材が配置された状態で、フィルム材によって分離材と共に覆われる。例えば、接続端子部が、幅Ｗの略長方形の形状を有している場合には、接続端子部と同一幅Ｗの分離材を、接続端子部を長さ方向に延長して、その外側に配置するのが好ましい。なお、分離材は、互いに接着されることなく重合されて、中間部材と同程度の厚さとなる二枚のシート材で構成するのが好ましい。

二枚の分離材を中間部材の外側に配置した場合、中間部材の貼合せガラス基板は、フィルム材に接着されている。そのため、貼合せガラス基板の一方と、これを覆うフィルム材にカットラインを設けると、フィルム材を引っ張ることで、貼合せガラス基板の一方の不要部分を切除して、接続端子部を露出させることができる。

また、本発明では、好ましくは、研磨工程に先立って、及び／又は、研磨工程の途中に、表示領域を区画するスクライブラインを設けるスクライブ工程を設けるべきである。本発明の基礎部材は、研磨工程で１００μｍ以下まで研磨されるので、このような工程を設けないと、適切に切断することができない。なお、スクライブラインは、ガラス基板の研磨に対応して、その引掻き傷（スクライブライン）が深まる。

以上説明した本発明によれば、極限的に薄型化された貼合せガラス基板の取扱いを容易にし、半完成品の段階から自由に湾曲させることのできるＦＰＤを製造できる。

以下、本発明の実施形態について更に説明する。図１（ａ）は、貼合せガラス基板の内部に、４つの表示領域ＰＮ・・・ＰＮを設けた液晶ディスプレイの基礎部材ＧＬを示す正面図である。

この基礎部材ＧＬは、フッ酸を含有する研磨液に浸漬されて１００μｍ以下まで薄型化される。なお、破線部は、ガラス基板と共に侵食されるスクライブラインの位置を示している。

研磨液は、フッ酸及び硫酸を含有する水溶液であり、フッ酸の濃度は、１０〜３０重量％であると良く、好ましくは、１５〜２８重量％、更に好ましくは、１７〜２５重量％である。また、硫酸の濃度は、２０〜５０重量％であると良く、好ましくは、３０〜４５重量％、更に好ましくは、３５〜４２重量％である。

図１（ｂ）は、基礎部材ＧＬを、表示領域ＰＮ・・・ＰＮ毎に分離して得られる４つの中間部材ＭＤのうち、その一つを示す正面図である。この中間部材ＭＤは、例えば、１００ｍｍ×１００ｍｍ程度の形状である。中間部材ＭＤの右端部には、幅Ｗ×長さＬの略長方形の接続端子部ＣＮが存在するが、この段階では、接続端子部ＣＮは露出していない。

続いて、中間部材ＭＤの裏面に、中間部材ＭＤより十分大きい第一偏光フィルムＦｉ１が接着される。このとき、接続端子部ＣＮの外側には、接続端子部ＣＮの長さ方向に連続して、幅Ｗの二枚の分離フィルムＳＰ，ＳＰが粘着状態で配置されている。そして、一方の分離フィルムＳＰの裏面は、偏光フィルムＦｉ１に接着される。

次に、中間部材ＭＤの表側に、第一偏光フィルムＦｉ１と同一形状の第二偏光フィルムＦｉ２が接着される。この結果、中間部材ＭＤの貼合せガラス基板は、幅Ｗの分離フィルムＳＰと共に、表裏二枚の偏光フィルムＦｉ１，Ｆｉ２に覆われ、液晶ディスプレイの半完成品ＤＩＳＰとなる（図１（ｃ）〜（ｅ）参照）。この状態において、二枚の偏光フィルムＦｉ１，Ｆｉ２の接触部は、互いに接着されており、また、偏光フィルムと分離フィルムの接触部も接着されている。なお、図１（ｅ）〜（ｇ）は、図１（ｃ）のＡ−Ａ断面図を示している。

ところで、上記の説明では、中間部材ＭＤを、第一偏光フィルムＦｉ１に接着した後で、第二偏光フィルムＦｉ２を接着させる製法を説明した。しかし、中間部材ＭＤと分離フィルムＳＰとを覆う状態で、二枚の偏光フィルムＦｉ１，Ｆｉ２の接触部を、互いに熱溶着させても良い。

また、上記の説明では、偏光フィルムを貼着する製法について説明したが、本発明を液晶ディスプレイ以外のＦＰＤに適用する場合や、薄型化された中間部材ＭＤを保護するために本発明を活用する場合には、熱溶着が容易なラミネートフィルムを使用したので良い。

いずれにしても、上記の作業に続いて、フィルム材で覆われた半完成品ＤＩＳＰから、接続端子部ＣＮを露出させる必要がある。そこで、次に、接続端子部ＣＮと表示領域との境界線に沿って、偏光フィルムＦｉ２と一方のガラス基板にカットラインを設ける（図１（ｆ））。先に説明した通り、二枚の分離フィルムＳＰ，ＳＰは、互いに粘着状態であるので（図１（ｄ）参照）、カットラインを設けた状態で、偏光フィルムＦｉ２を引き上げると、カットラインに沿って、一方（図示上側）のガラス基板の不要箇所ＲＶを、偏光フィルムＦｉ２と共に切除することができる。その結果、半完成品ＤＩＳＰから接続端子部ＣＮが露出することになり（図１（ｇ））、その後の配線作業が可能となる。

なお、半完成品ＤＩＳＰは、フィルム材で覆われて取扱いも容易であるので、例えば、半完成品ＤＩＳＰの状態で梱包して遠方まで搬送した後、図１（ｆ）に示す作業に移行しても良いのは勿論である。

以下、念のため、中間部材ＭＤを製造するまでについて説明しておく。図２（ａ）は、貼合せガラス板を切断分離するまでの工程を示す図面である。ここでは、使用者に露出する第二ガラス板Ｇ２と、使用者に露出しない第一ガラス板Ｇ１とで構成された貼合せガラス板ＧＬ（基礎部材）を、目標の板厚値Ｔまで薄板化すると共に、適宜な深さの切断切込溝を形成している。

具体的には、ここでは、貼合せガラス板を目標の板厚値の直近まで化学研磨するエッチング工程（ＳＴ１）と、使用者に露出しない第一ガラス板Ｇ１の表面に、切断切込線たる第一スクライブラインを形成する第一スクライブ工程（ＳＴ２）と、第一スクライブラインにエッチング液を接触させる追加エッチング工程（ＳＴ３）と、第二ガラス板Ｇ２表面に、所定の第二スクライブラインを形成する第二スクライブ工程（ＳＴ４）と、第一ガラス板および第二ガラス板の表面に形成されているスクライブラインに応力を加えて貼合せガラス板を切断分離する切断分離工程（ＳＴ５）と、を順に経ることにより行なわれる。

図３は、図２の各工程を説明するための図面である。それぞれ、図３（ａ）は、第一スクライブ工程（ＳＴ２）、図３（ｂ）は、追加エッチング工程（ＳＴ３）、図３（ｃ）は、第二スクライブ工程（ＳＴ４）、図３（ｄ）は、切断分離工程（ＳＴ５）を示している。

第一スクライブ工程（ＳＴ２）に先立って、エッチング工程（ＳＴ１）が設けられ、貼合せガラス板１は、目標値Ｔの直近までエッチングされてＴ＋δの板厚となる。ここで、エッチング不足値δは、貼合せガラス板の全体として、２０〜８０μｍ程度である。したがって、エッチング不足値は、各ガラス板Ｇ１，Ｇ２当りに換算すると、ガラス板Ｇ１，Ｇ２間の隙間を無視して、１０〜４０μｍとなる。

その後、第一スクライブ工程（ＳＴ２）では、図３（ａ）に示すように、第一ガラス板Ｇ１の表面に、その板厚の１０〜１５％程度の深さのスクライブライン５ａが形成される。スクライブライン５ａは、ダイヤモンドや超硬合金製であって周面が尖突状の円板状ホールカッター４の周面で形成される。スクライブライン５ａは、各液晶セル領域２を分割するためのものであり、隣り合う液晶セル領域２の間に形成される。このスクライブライン（切込切断線）５ａは、エッチング処理で切断切込溝に成長し、切断分離工程ＳＴ５におけるガラス板Ｇ１の切断線となる。

図３（ｂ）に示す追加エッチング工程（ＳＴ３）では、貼合せガラス板１の外表面にエッチング液を接触させた後に、エッチング液を貼合せガラス板１の表面から除去する水洗を行なう。エッチング液の接触は、スクライブライン５ａを含んだガラス板Ｇ１，Ｇ２の表面をエッチングすることにより行なわれる。本工程におけるエッチングは、貼合せガラス板１をエッチング液に浸漬することにより行なわれる。

この追加エッチング工程では、エッチング不足値δ（換言すると追加エッチング分）だけ、両ガラス板Ｇ１，Ｇ２をエッチングして薄板化する。そのため、この追加エッチングによって、スクライブライン５ａの形成時に生じたガラス板Ｇ１の表面上のクラックが確実に除去される。但し、エッチング量が制限されているので、スクライブライン５ａから成長した切断切込溝が完全に滑面化されてしまうことはない。

追加エッチング工程（ＳＴ３）に続く第二スクライブ工程（ＳＴ４）では、図３（ｃ）に示すように、第二ガラス板Ｇ２の表面に、切断分離工程（ＳＴ５）におけるガラス板Ｇ２の切断線となる第二スクライブライン５ｂが形成される。この第二スクライブライン５ｂは、第一スクライブライン５ａに対応した位置に形成され、ホイールカッター４で隣り合う表示領域２の間に形成される。

このように、この切断分離方法では、第二スクライブ工程（ＳＴ４）で初めて、第二ガラス板Ｇ２にスクライブライン５ｂが形成されることになる。つまり、ガラス割れの起点となるスクライブライン５ｂが、この段階までは第二ガラス板Ｇ２には形成されていないので、第二スクライブ工程（ＳＴ４）に至るまでのエッチング工程（ＳＴ３）や、貼合せガラス板１の運搬工程において、第二ガラス板Ｇ２が第一ガラス板Ｇ１の機械的補強板として機能する。

切断分離工程（ＳＴ５）では、図３（ｄ）に示すように、スクライブライン５ａ，５ｂを切断線とした貼合せガラス板１の切断分離が行なわれる。本工程では、荷重によってスクライブライン５ａ，５ｂに応力を加え、この応力によって、スクライブライン５ａ，５ｂに沿った貼合せガラス板１の切断分離が行なわれる。スクライブライン５ａは、エッチング処理によってクラックの除去された切込切断溝に成長しているので、切断分離後のガラス板Ｇ１の切断面は、ガラス板Ｇ２の切断面よりも滑らかである。

以上本発明の一実施形態について詳細に説明したが、具体的な記載内容は特に本発明を限定するものではない。例えば、分離フィルムは必ずしも必須ではなく、一時的に半完成品ＤＩＳＰを一時的に保護する場合には、分離フィルムを介在させることなく表裏をフィルム材で覆ったので良い。

一方、分離フィルムを使用する場合にも、必ずしも、分離フィルムを図１（ｃ）のように配置する必要はなく、例えば、中間部材ＭＤの周縁部の外側に分離フィルムＳＰ，ＳＰを重合されて配置するのも好適である。この場合、中間部材ＭＤを偏光膜フィルムで覆っても良いし、他のラミネートフィルムで覆っても良い。中間部材ＭＤを偏光膜フィルムで覆う場合には、これがガラス基板に固着されるが、ラミネートフィルムで覆う場合には、ガラス基板に非固着状態とされ、ラミネートフィルム同士が熱溶着される。

また、液晶ディスプレイの製造方法について説明したが、プラズマディスプレイなどの他のＦＰＤについても同様の手法によって製造することができる。但し、大型のＦＰＤを製造する場合には、基礎部材ＧＬに単一の表示領域を設けるのが好ましく、この場合には、切断分離工程が不要となる。

一方、有機ＥＬディスプレイ（ＥＬＤ）を製造する場合には、例えば、複数のＥＬ素子４・・・４を配置したＥＬＤパネル用ガラス基板Ｇａ，Ｇｂを対面させて貼合せガラス基板とする。この場合、図５（ｂ）（ｃ）に示す通り、ガラス基板Ｇａ，Ｇｂの外周部は、両面接着可能なテープ５で囲まれ、その外側に封止材６が配置される。

図示例のように、ガラス基板Ｇａ，Ｇｂに、複数のＥＬ素子４・・・４が配置されている場合には、薄型化されたガラス基板Ｇａ，Ｇｂは、単一のＥＬ素子４を有する複数個の中間部材に切断分離される。そして、この切断作業を容易化するために、研磨工程に先立って、及び／又は、研磨工程の途中に、表示領域を区画するスクライブラインを設けるのが好適である。なお、大型のＥＬＤを製造する場合には、各ＥＬＤパネル用ガラス基板Ｇａ，Ｇｂには、各一個のＥＬ素子が配置される。

本発明の実施形態であるＦＰＤの製造方法を説明する図面である。 中間部材を製造するまでの工程を示す工程フロー図である。 図２の各工程を説明するための図である。 変形実施形態を示す概略図である。 有機ＥＬディスプレイの製法を示す概略図である。

符号の説明

ＧＬ 基礎部材
ＭＤ 中間部材
Ｆｉ１，Ｆｉ２ フィルム材

Claims (5)

1. 表裏一対のガラス基板の内部に、単一又は複数の表示領域を各々の接続端子部と共に設けてなる基礎部材の周縁を封止する封止工程と、
   前記封止工程を経た前記基礎部材を、フッ酸を含有する化学研磨液に浸漬して、その板厚を１００μｍ以下まで薄型化する研磨工程と、
   薄型化された前記基礎部材を、単一の表示領域と、これに対応する接続端子部を有する中間部材に形成する中間工程と、
   前記中間部材を構成する前記ガラス基板の表裏面に、前記中間部材より大きいフィルム材を配置して、前記中間部材を覆った状態で、表面側と裏面側のフィルム材の接触面を互いに固着させて半完成品とする保護工程と、を有し、
   前記中間部材は、前記接続端子部の外側に分離材が配置された状態で、前記フィルム材によって前記分離材と共に覆われていることを特徴とする湾曲使用可能なフラットパネルディスプレイの製造方法。
2. 前記表示領域には液晶が封入されており、前記フィルム材は、偏光膜フィルムである請求項１に記載の製造方法。
3. 前記分離材は、互いに接着されることなく重合されて、前記中間部材と同程度の厚さとなる二枚のシート材で構成される請求項１に記載の製造方法。
4. 前記保護工程の後、前記半完成品を構成するガラス基板の一方について、これを覆うフィルム材と共に、その一部を切除して前記接続端子部を露出させる剥離工程を設けた請求項１〜３の何れかに記載の製造方法。
5. 前記研磨工程に先立って、及び／又は、前記研磨工程の途中に、前記表示領域を区画するスクライブラインを設けるスクライブ工程を設ける請求項１〜４の何れかに記載の製造方法。

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