JP4409317B2 - 液晶表示パネルの製造方法および液晶表示パネルの製造装置 - Google Patents

Description

この発明は、液晶表示パネルの製造方法および液晶表示パネルの製造装置に関する。

近年、表示パネルとして液晶表示パネルを用いた様々な機器が供給されており、それらの機器の小型軽量化が求められている。一般に、液晶表示パネルは、アレイ基板と、このアレイ基板に所定の隙間を保持して対向配置された対向基板と、これら両基板の間に狭持された液晶層と、を備えている。アレイ基板および対向基板は、それぞれガラス基板を備えている。機器の軽量化および薄膜化は、アレイ基板および対向基板を構成したガラス基板の厚みを薄くすることで実現できる。

液晶表示パネルを製造する場合、アレイ基板より寸法の大きいマザーガラス上にアレイパターンを形成し、対向基板より寸法の大きい他のマザーガラス上に所定パターンを形成した後、これらマザーガラスおよび他のマザーガラスを貼り合せることで製造される。
最初から薄いガラス基板を用いて液晶表示パネルを形成しようとする場合、薄いガラス基板は、取り扱いが難しく、液晶表示パネルの製造装置に対する制約が多くなる。特に、ガラス基板の厚みが薄くなるほど、反りやたわみ量、温度に対するガラス基板の変形のしやすさが増大し、液晶表示パネルの生産性が悪くなる。従って、液晶表示パネルを希望通りに薄くしようとする場合、コスト上昇を招く。

そこで、最近、上記したようにマザーガラス同士を貼り合わせた後、これらマザーガラスを機械研磨（メカニカルエッチング）や化学研磨（ケミカルエッチング）の手法により研磨して、薄型化した液晶表示パネルが開発されている（例えば、特許文献１参照）。この方法によれば、製造コストの上昇を招くことなく、液晶表示パネルの軽量化および薄型化を図ることが可能となる。
特開２００３−１５１１１号公報

しかしながら、従来の化学研磨において、研磨前のガラス基板の表面に微小なキズやマイクロクラック等がある場合、化学研磨後のガラス基板表面にピットと呼ばれる凹状のキズが発生してしまう問題がある。また、化学研磨を行う際、ガラス基板表面にアレイパターン形成の際に付着した油脂成分の残膜等の残渣がある場合、化学研磨後の基板表面にエッチングムラが発生してしまうという問題がある。凹状のキズやエッチングムラが発生した個所では光の乱反射が生じるため、表示品位は低下してしまう。
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、表示品位に優れ、軽量かつ薄型の液晶表示パネルの製造方法および液晶表示パネルの製造装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の態様に係る液晶表示パネルの製造方法は、アレイ基板と、前記アレイ基板に所定の隙間を置いて対向配置された対向基板と、を備えた液晶表示パネルの製造方法において、アレイ基板を構成する第１基板、および対向基板を構成する第２基板を用意し、前記第１基板および第２基板を接合し、前記第１基板および第２基板の少なくとも一方の基板を界面活性剤に浸漬した後、前記少なくとも一方の基板の表面を化学研磨することを特徴としている。

また、本発明の他の態様に係る液晶表示パネルの製造装置は、アレイ基板と、前記アレイ基板に所定の隙間を置いて対向配置された対向基板と、を備えた液晶表示パネルの製造装置において、界面活性剤を収容した収容部と、アレイ基板を構成する第１基板および対向基板を構成する第２基板の少なくとも一方の基板を前記界面活性剤に浸漬する基板支持機構と、前記少なくとも一方の基板の表面を化学研磨する化学研磨部と、を備えたことを特徴としている。

上記のように構成された液晶表示パネルの製造方法および液晶表示パネルの製造装置によれば、第１基板および第２基板の少なくとも一方は、界面活性剤に浸漬されるため、浸漬された基板の表面は界面活性剤によりコーティングされ、基板全面に渡って均一な親水性を有する状態となる。この状態で基板を化学研磨を行うと、研磨溶液が基板全面に渡って均一に作用するためムラ無く均一な平坦化が可能となる。

この発明によれば、表示品位に優れ、軽量かつ薄型の液晶表示パネルの製造方法および液晶表示パネルの製造装置を提供することができる。

以下、図面を参照しながらこの発明の実施の形態に係る液晶表示パネルの製造方法および液晶表示パネルの製造装置について詳細に説明する。
始めに、この製造方法および製造装置によって製造される液晶表示パネルの構成を説明する。

図２および図３に示すように、液晶表示パネル１０は、アレイ基板１１および対向基板１３を備えている。アレイ基板１１および対向基板１３は、透明な絶縁基板として、例えばガラス基板１２、１４をそれぞれ備えている。アレイ基板１１および対向基板１３は、これら基板間に設けられた複数本の柱状スペーサ１５により所定の隙間をおいて対向配置されている。

ガラス基板１２上には、図示しないゲート配線、ソース配線、スイッチング素子、画素電極および配向膜等のアレイパターンが形成され、アレイ基板１１を構成している。また、ガラス基板１４には、図示しない共通電極および配向膜等の特定パターンが形成され、対向基板１３を構成している。

アレイ基板１１および対向基板１３の周縁部同士は枠状の製品シール材１６により接合され、この製品シール材には液晶注入口１８が形成されている。アレイ基板１１および対向基板１３、並びに製品シール材１６によって囲まれた領域には、液晶が注入され、液晶層１７を形成している。なお、液晶注入口１８は、封止材１９によって封止されている。アレイ基板１１および対向基板１３の外面には、図示しない偏光板がそれぞれ配設されている。

次に、上記形成された液晶表示パネルの製造方法および液晶表示パネルの製造装置について詳述する。
図４に示すように、アレイ基板１１より大きな寸法の透明な絶縁基板としてガラスからなる第１基板（以下、マザーガラスと称する）２を用意する。この実施の形態によれば、マザーガラス２は、２枚のアレイ基板１１を形成するための２つの有効領域ｒ１と、これら有効領域の周囲に位置した非有効領域ｒ２と、を有し、板厚０．７ｍｍに形成されている。続いて、マザーガラス２上の各有効領域ｒ１に、アレイパターンおよび複数本の柱状スペーサ１５（図２）を形成する。これにより、マザーガラス２上に２枚分のアレイ基板が形成される。

図５に示すように、対向基板１３より大きな寸法の透明な絶縁基板としてガラスからなる第２基板（以下、他のマザーガラスと称する）４を用意する。他のマザーガラス４は、有効領域ｒ１にそれぞれ対応した２つの有効領域ｒ３と、有効領域ｒ３の周囲に位置した非有効領域ｒ４と、を有し、板厚０．７ｍｍに形成されている。他のマザーガラス４の各有効領域ｒ３に、共通電極および配向膜等の特定パターンを形成する。これにより、２枚分の対向基板１３が形成される。

次に、図４ないし図６に示すように、マザーガラス２の周縁部に空気抜き口８を有した外周シール材６を塗布するとともに、各有効領域ｒ１の周縁部に液晶注入口１８を有した製品シール材１６を塗布する。その後、有効領域ｒ１、ｒ３同士が対向するようにマザーガラス２、および他のマザーガラス４を配置する。

続いて、マザーガラス２、および他のマザーガラス４を加圧して、両マザーガラスを外周シール材６および製品シール材１６により貼り合わせるとともに、空気抜き口８を通して両マザーガラス間の余分な空気を排気する。次に、外周シール材６および製品シール材１６を硬化し、その後、メインシール材として、例えばエポキシ樹脂系からなる封止材９により空気抜き口８を封止する。上記した工程により、２枚のマザーガラス２および４が固着され、２組の空の液晶表示パネルを有した液晶表示セル１が完成する。

次に、製造装置２０を用いて液晶表示パネル１を化学研磨する。
図１に示すように製造装置２０は、化学研磨室としての研磨チャンバ２１を有している。この研磨チャンバ２１は、液晶表示セル１やエッチング液５１等を収容する研磨室として機能する。研磨チャンバ２１内には、液晶表示セル１表面に界面活性剤をコーティングする界面活性部３０、化学研磨を行う化学研磨部５０、および化学研磨を行った後に液晶表示セルを洗浄する洗浄部６０が設けられている。

界面活性部３０は、界面活性剤として、例えば中性洗剤３１を収容した収容部としての第１槽３２、および液晶表示セル１を支持し、中性洗剤に浸漬させる基板支持機構としてのキャリア３３を有している。界面活性剤としては例えば中性洗剤であるセルテックス（（株）永田製作所）や、Ｔ−３０００（（株）アイテス）等を用いることができる。化学研磨部５０は、フッ酸を含有するエッチング液５１を収容した第２槽５２、および液晶表示セル１を支持しエッチング液５１に浸漬させるキャリア５３を有している。洗浄部６０は、液晶表示セル１の表面に付着した溶液を洗浄するための洗浄装置６１を有している。

次に、上記のように構成された製造装置２０によって研磨される液晶表示セル１の研磨方法について詳述する。
まず、前述した工程により製造された液晶表示セル１を研磨チャンバ２１内に搬入する。研磨前の状態において、液晶表示セル１の表面、より詳しくは、マザーガラス２表面に微小なキズやマイクロクラック等の凹部３を有している可能性があるものである。なお、図１に示した液晶表示セル１は、便宜上、マザーガラス２、および他のマザーガラス４のみ示している。界面活性部３０において、キャリア３３により搬入された液晶表示セル１全体を中性洗剤３１に浸漬する。これにより、マザーガラス２表面は界面活性剤によりコーティングされ、基板全面に渡って均一な親水性を有する状態となる。

表面に界面活性剤がコーティングされた液晶表示セル１は、その後、化学研磨部５０に搬送される。化学研磨部５０において、キャリア５３により搬送された液晶表示セル１全体をエッチング液５１に浸漬する。これにより、マザーガラス２、４の表面は化学的に研磨され、マザーガラス２、４合計の板厚は、例えば０．８ｍｍとなる。このため、軽量、かつ薄型の液晶表示セル１が得られる。続いて、液晶表示セル１をエッチング液５１から取り出した後、洗浄部６０に搬送して洗浄する。洗浄部６０で洗浄する際は、洗浄装置６１を用いて液晶表示セル１表面に付着したエッチング液５１を除去する。その後、液晶表示セル１を研磨チャンバ２１外側に搬出する。

続いて、マザーガラス２、４を有効領域ｒ１、ｒ３の周縁に位置したスクライブラインｅに沿って分割する。これにより、マザーガラス２、４から２組の空状態の液晶表示セルが得られる。その後、真空注入により、液晶表示セルの液晶注入口１８から液晶を注入し、液晶注入口１８を封止材１９によって封止する。これにより、アレイ基板１１および対向基板１３の間に液晶が封入され液晶層１７が形成される。続いて、アレイ基板１１および対向基板１３の外面に、偏光板をそれぞれ配置することにより、液晶表示パネル１０が完成する。

以上のように構成された液晶表示パネルの製造方法および液晶表示パネルの製造装置によれば、マザーガラス２、４は、エッチング液５１に浸漬する前に中性洗剤３１に浸漬されている。マザーガラス２の表面は、界面活性剤によりコーティングされ、基板全面に渡って均一な親水性を有する状態となり、化学研磨はその後行われる。このため、たとえ研磨前のマザーガラス２、４の表面に凹部３があったとしても、そこが基点となって拡大してしまういわゆるピットの発生を抑制できる。以上のことから、表示品位に優れ、軽量かつ薄型の液晶表示パネルが得られる。

上述した化学研磨の工程は容易であるため、液晶表示パネルの大量製造が容易となる。マザーガラス２、４を接合した後、化学研磨して薄型化するため、ガラス基板の取扱いが容易であり、製造コスト上昇を抑制できる。

なお、この発明は、上述した実施の形態に限定されることなく、この発明の範囲内で種々変形可能である。例えば、マザーガラス２、４を界面活性剤に浸漬する場合、中性洗剤３１に液晶表示セル１全体を浸漬したが、一方のマザーガラスのみを浸漬する構成としても良い。またマザーガラス２、４を化学研磨する場合、エッチング液５１に液晶表示セル１全体を浸漬したが、これらマザーガラスの少なくとも一方を浸漬しても良い。これにより、浸漬されたマザーガラスは良好に薄型化される。

マザーガラス２、４の板厚は、０．７ｍｍに限らず、任意の板厚のガラスを用いることができる。化学研磨後の液晶表示セルの厚さは０．８ｍｍに限らず、必要に応じて増減可能であり、エッチング液５１に浸漬する時間を調整することにより、任意に調整することができる。

本発明の実施の形態に係る製造装置の平面図。 本発明の実施の形態に係る液晶表示パネルの断面図。 図２に示した液晶表示パネルの斜視図。 液晶表示パネルの製造方法において、２つの有効領域を有したマザーガラス上に製品シール材および外周シール材を形成した状態を示す平面図。 液晶表示パネルの製造方法において、２つの有効領域を有した他のマザーガラスを示す平面図。 液晶表示パネルの製造方法において、マザーガラスおよび他のマザーガラスが貼り合わされた状態を示す平面図。

符号の説明

１…液晶表示セル、２，４…マザーガラス、３…凹部、６…外周シール材、８…空気抜き口、１０…液晶表示パネル、１１…アレイ基板、１２，１４…ガラス基板、１３…対向基板、１５…柱状スペーサ、１６…製品シール材、１７…液晶層、１８…液晶注入口、１９…封止材、２０…製造装置、３０…界面活性部、３１…中性洗剤、３２…第１槽、５０…化学研磨部、５１…エッチング液、５２…第２槽、６０…洗浄部、６１…洗浄装置、ｒ１，ｒ３…有効領域、ｒ２，ｒ４…非有効領域。

Claims (6)

1. アレイ基板と、前記アレイ基板に所定の隙間を置いて対向配置された対向基板と、を備えた液晶表示パネルの製造方法において、
   アレイ基板を構成する第１基板、および対向基板を構成する第２基板を用意し、
   前記第１基板および第２基板を接合し、
   前記第１基板および第２基板の少なくとも一方の基板を界面活性剤に浸漬した後、前記少なくとも一方の基板の表面を化学研磨することを特徴とする液晶表示パネルの製造方法。
2. アレイ基板と、前記アレイ基板に所定の隙間を置いて対向配置された対向基板と、を備えた液晶表示パネルの製造方法において、
   前記アレイ基板を形成する第１有効領域および前記第１有効領域の外側に位置した第１非有効領域を有した第１基板と、前記対向基板を形成する第２有効領域および前記第２有効領域の外側に位置した第２非有効領域を有した第２基板と、を用意し、
   前記第１有効領域および第２有効領域の両周縁部間に設けられた製品シール材、および前記第１非有効領域および第２非有効領域間に設けられ空気抜き口を有した外周シール材により前記第１基板および第２基板を互いに接合した後、前記空気抜き口をメインシール材により封止し、
   前記第１基板および第２基板の少なくとも一方の基板を界面活性剤に浸漬した後、前記少なくとも一方の基板の表面を化学研磨することを特徴とする液晶表示パネルの製造方法。
3. 前記少なくとも一方の基板をエッチング液に浸漬して化学研磨することを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示パネルの製造方法。
4. 前記前記界面活性剤として中性洗剤を用いることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示パネルの製造方法。
5. 前記第１基板および第２基板としてのガラス基板を用いることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示パネルの製造方法。
6. アレイ基板と、前記アレイ基板に所定の隙間を置いて対向配置された対向基板と、を備えた液晶表示パネルの製造装置において、
   界面活性剤を収容した収容部と、
   アレイ基板を構成する第１基板および対向基板を構成する第２基板の少なくとも一方の基板を前記界面活性剤に浸漬する基板支持機構と、
   前記少なくとも一方の基板を界面活性剤に浸漬した後、前記少なくとも一方の基板の表面を化学研磨する化学研磨部と、
   を備えたことを特徴とする液晶表示パネルの製造装置。

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