(57)【要約】【課題】  本発明は、個々の基板のエッチング量を容易に把握することができる基板処理方法及びこれを用いた液晶表示装置の製造方法を提供する。【解決手段】  本発明では、所定の薬剤を用いて基板をエッチングすることで、前記基板の板厚を薄くする基板処理方法であって、前記基板の被エッチング面に所定の凹部を形成する工程と、前記凹部の所定の箇所について、エッチング前後の寸法を計測する工程と、計測したエッチング前後の前記寸法に基づいて、前記基板のエッチング量を求める工程とを備える。【選択図】図１
2006339178.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の薬剤を用いて基板をエッチングすることで、前記基板の板厚を薄くする基板処理方法であって、
前記基板の被エッチング面に所定の凹部を形成する工程と、
前記凹部の所定の部分について、エッチング前後の寸法を計測する工程と、
計測したエッチング前後の前記寸法に基づいて、前記基板のエッチング量を求める工程とを備えることを特徴とする基板処理方法。
【請求項２】
所定の薬剤を用いて基板をエッチングすることで、前記基板の板厚を薄くする基板処理方法であって、
前記基板の被エッチング面に、所定の点状あるいは線状の凹部を所定の間隔で複数設ける工程と、
エッチング後に隣接する前記凹部の繋がり状態に基づいて、前記基板のエッチング量を求めることを特徴とする基板処理方法。
【請求項３】
所定の薬剤を用いて基板をエッチングすることで、前記基板の板厚を薄くする基板処理方法であって、
前記基板の被エッチング面に、所定の環状内形状を有する所定の環状凹部を複数設ける工程と、
エッチング後の前記環状内形状に基づいて、前記基板のエッチング量を求めることを特徴とする基板処理方法。
【請求項４】
透明基板に対し請求項１乃至請求項３のいずれか１つの基板処理方法を用いて、所定の板厚に加工する工程を備える液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理方法及びこれを用いた液晶表示装置の製造方法に係る発明であって、特に、エッチングにより基板の板厚を薄くする基板処理方法及びこれを用いた液晶表示装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置において、更なる薄型化、軽量化を図るために、基板を薄く加工する基板処理が行われることがある。具体的には、基板がガラス基板の場合、その表面をフッ酸でエッチングすることにより基板の板厚を薄くすることができる。例えば、０．７ｍｍの板厚を０．５ｍｍにすることで、０．２ｍｍの薄型化と基板重量の２８％程度を軽量化することができる。
【０００３】
上述の基板処理方法は、トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）や配線等が形成されたアレイ基板と、カラーフィルタ等が形成されたカラーフィルタ基板とを貼り合わせた貼り合わせ基板に対して行われる。そのため、一回の工程でアレイ基板及びカラーフィルタ基板の両方の板厚を薄くすることができる。なお、この貼り合わせ基板をフッ酸に浸しても、基板の周辺部がシールされているので内部にフッ酸が侵入することはない。
【０００４】
板厚を薄くする工程を経た後、貼り合わせ基板から不要な部分をスクライブ・ブレーク法等で分断することにより、所望の液晶パネルを取り出すことができる。なお、多面取りの場合は、１つの貼り合わせ基板から複数の液晶パネルを取り出すことができる。
【０００５】
なお、基板処理方法において、基板のエッチング量を把握する方法として特許文献１及び特許文献２に開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１７５６０７号公報
【特許文献２】特開昭６２−２８２４４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した基板処理方法であるフッ酸によるエッチングは、複数枚のガラス基板を一度に処理することができるため生産性が高い。しかし、フッ酸によるエッチングは、薬液（薬剤）の組成、温度、基板であるガラスの組成等によりエッチング量が大きく影響を受ける。また、薬液の流量や薬液の置換方法、薬液の反応生成物等により、エッチングの均一性も左右される。このように、フッ酸によるエッチングは、エッチング量に影響を与える要因が多く、エッチング量を精度良く制御することが非常に困難である。
【０００８】
そのため、フッ酸によるエッチングを用いて均一な板厚の基板を形成するには、基板のエッチング量をその都度計測する必要があった。つまり、所望の厚みに到るまで、計測とエッチングを繰り返す必要があった。なお、エッチング量を測定するには、一般的に、マイクロメータ等の厚みを計測する計測器を用いて、エッチング前後の基板の厚みを計測し求めていた。しかし、マイクロメータで厚みを計測する場合、マイクロメータの形状の制約より、基板の周辺部しか計測することができない問題があった。
【０００９】
また、板厚を測定する方法として、レーザー方式等の非接触型測長器を用いることも考えられるが、専用のステージ等に基板をセットする必要があるため生産性が著しく低下する問題があった。
【００１０】
このような問題に対して、上述した特許文献１では、エッチング前後の基板重量を計測し、その差を求めることでエッチング量を把握している。しかし、この方法では、貼り合わせ基板全体のエッチング量を把握することはできるが、アレイ基板やカラーフィルタ基板の個々の基板のエッチング量や、アレイ基板又はカラーフィルタ基板の面内でのエッチング均一性は把握することができない問題点があった。
【００１１】
また、上述した特許文献２では、基板のエッチング面に所定の深さの凹部を設け、エッチングにより貫通した凹部の透過光を検出することでエッチング量を求めている。しかし、この方法では、基板の板厚に対してエッチング量が少ない場合、凹部を貫通させるために、予め深い凹部を形成しておく必要がある。そのため、基板は、深い凹部により割れ易くなり、強度的に弱くなる問題があった。特に、液晶表示装置等では、基板がガラスであるため、深い凹部の形成による強度低下が大きく、特許文献２の方法を適用することは困難であった。また、凹部を深く形成するためには、凹部の基板面上の面積も大きくなるので、凹部を配置する基板上の位置も限定される問題があった。
【００１２】
そこで、本発明は、個々の基板のエッチング量を容易に把握することができる基板処理方法及びこれを用いた液晶表示装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る解決手段は、所定の薬剤を用いて基板をエッチングすることで、前記基板の板厚を薄くする基板処理方法であって、前記基板の被エッチング面に所定の凹部を形成する工程と、前記凹部の所定の部分について、エッチング前後の寸法を計測する工程と、計測したエッチング前後の前記寸法に基づいて、前記基板のエッチング量を求める工程とを備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に記載の基板処理方法は、凹部の所定の部分について、エッチング前後の寸法を計測する工程と、計測したエッチング前後の寸法に基づいて、基板のエッチング量を求めるので、特別な計測器や計測治具を用いることなく、個々の基板のエッチング量を容易に把握することができ、板厚を求めることができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態に係る基板処理方法を説明する図であり、被エッチング面に凹部が形成された基板の断面図である。本実施の形態に係る基板処理方法は、背景技術でも説明したように、基板を薬液（薬剤）（例えば、フッ酸）でエッチングすることで板厚を薄く加工する方法である。そして、本実施の形態では、基板の板厚を把握するために、基板のエッチング量を求めている。基板のエッチング量を求めるために、本実施の形態では、まず、図１に示すように基板の被エッチング面に凹部を形成する工程を設けている。図１では、断面が三角形状の凹部２が基板１に形成されている。
【００１６】
液晶表示装置の場合、基板１に透明基板であるガラスを用いるのが一般的である。このガラスの基板１に対して、図示していない凹部形成器を用いて、所定の大きさで、且つ所定の形状を有する凹部２を形成する。凹部形成器は、例えば、所定の形状の凸部を有する超硬金属の刃を基板１の被エッチング面に所定の荷重で押し付けることで、図２（ａ）に示すの点状凹部３を形成する。また、凹部形成器は、所定の形状の凸部を有する超硬金属の刃を基板１の被エッチング面に所定の荷重を維持したまま被エッチング面に対して平行に移動させることで、図３（ａ）に示すの線状凹部４を形成する。
【００１７】
なお、図１に示すように断面が三角形状の凹部２とするには、例えば凹部形成器の凸部の形状を円錐形状にすればよい。また、凹部２の深さは、超硬金属の刃に加える荷重により決まるので、大きな力を加えると凹部２の深さがより深くなる。
【００１８】
次に、凹部２を設けた基板１をエッチングする。上述のように基板１がガラスの場合、薬液にはフッ酸が用いられ、凹部２を設けた被エッチング面を薬液に晒すことで基板１をエッチングする。凹部２がフッ酸に晒されると、等方性エッチングであるため、その形状を保ったまま図４に示す凹部５が形成される。凹部５は、凹部２の相似形であり、凹部２より大きいも大きい。この凹部５と凹部２とを比較することで、基板１のエッチング量を求めることができる。
【００１９】
次に、本実施の形態では、図１に示した凹部２の幅αと、図４に示したエッチング後の凹部５の幅α’とを計測する工程を設けている。凹部２の幅α及び凹部５の幅α’を測定するには、例えば、スケール付きの顕微鏡を用いて測定ることができる。なお、本実施の形態では、測定する凹部２の幅α及び凹部５の幅α’は、被エッチング面と平行する凹部２，５の幅としている。しかし、本発明はこれに限られず、他の凹部２，５の部分であっても良い。
【００２０】
次に、本実施の形態では、計測した凹部２の幅α及び凹部５の幅α’に基づいて、エッチング量ｈを求める工程を設けている。基板１のエッチングは、等方性エッチングであるため、基板１が板厚方向にエッチングされたエッチング量と、凹部２が凹部５へとエッチングされたエッチング量もほぼ等しくなる。なお、図４では、板厚方向のエッチング量も、凹部５へのエッチング量も共にエッチング量ｈとして表している。そのため、凹部２の幅αと凹部５の幅α’とを比較することで、基板１のエッチング量ｈを求めることができる。求めたエッチング量ｈから、基板１の板厚を把握することが可能となる。
【００２１】
図２（ｂ）では、点状凹部３をエッチングした後の点状凹部６が示されている。この場合も、点状凹部３の直径α及び点状凹部６の直径α’からエッチング量ｈを求めることができる。また、図３（ｂ）では、線状凹部４をエッチングした後の線状凹部７が示されている。この場合も、線状凹部４の線幅α及び線状凹部７の線幅α’からエッチング量ｈを求めることができる。
【００２２】
なお、エッチング前の点状凹部３の直径α，線状凹部４の線幅αの寸法が常に一定になるように凹部を形成しているのであれば、エッチング後に、点状凹部６の直径α’，線状凹部７の線幅α’の寸法を測るだけでエッチング量ｈを求めることができる。また、点状凹部３，線状凹部４を基板１の複数の箇所に設けておくことにより、面内のエッチング均一性を把握することもできる。
【００２３】
以上のように、本実施の形態に係る基板処理方法では、凹部２を設ける工程と、凹部２の所定の部分について、エッチング前後の寸法（幅α）を計測する工程と、計測したエッチング前後の寸法（幅α）に基づいて、基板１のエッチング量ｈを求める工程とを備えるので、特別な計測器や計測治具を用いることなく、個々の基板１のエッチング量ｈを容易に把握し、板厚を求めることができる効果がある。
【００２４】
なお、上述の説明では、基板１単体について説明しているが、液晶表示装置の場合、背景技術でも説明したように、アレイ基板とカラーフィルタ基板とを貼り合わせた貼り合わせ基板に対してエッチングが行われる。そのため、アレイ基板の基板１とカラーフィルタ基板の基板１のそれぞれに対して凹部２が形成され、それぞれの基板１の被エッチング面がエッチングされる。そして、それぞれの基板１に形成された凹部２について、エッチング前後の寸法を計測し、エッチング量ｈを求める。
【００２５】
このように、液晶表示装置の基板１に対して本実施の形態に係る基板処理方法を用いることで、均一な薄い板厚を有する液晶表示装置を低コストで生産することができ、液晶表示装置自体の薄型化、軽量化も図ることができる。
【００２６】
（実施の形態２）
図５（ａ）は、本実施の形態に係る基板処理方法を説明する図であり、基板１の表面に形成される線状凹部８を示している。なお、線状凹部８の形成方法は、実施の形態１と同じであるため、詳細な説明は省略する。
【００２７】
本実施の形態では、図５（ａ）に示すように、複数の線状凹部８を形成する工程を設けている。なお、これら線状凹部８は所定の間隔で形成している。具体的に説明すると、左端の線状凹部８とこれに隣接する線状凹部８との間隔アを距離ａとし、左から２番目の線状凹部８と左から３番目の線状凹部８との間隔イを距離ａ＋ｂとし、右端の線状凹部８とこれに隣接する線状凹部８との間隔ウを距離ａ＋２ｂとしている。
【００２８】
次に、図５（ａ）のように線状凹部８を形成した被エッチング面をフッ酸等の薬液に晒しエッチングする。これにより、線状凹部８の形状が広がり、図５（ｂ）のような線状凹部９が形成される。図５（ｂ）では左端の線状凹部９とこれに隣接する線状凹部９とが繋がっているが、左から２番目の線状凹部９と左から３番目の線状凹部９とは繋がっていない。そのため、図５（ｂ）のエッチング量は、ａ／２以上で（ａ＋ｂ）／２より小さいことが目視で分かる。つまり、本実施の形態では、所定の間隔で形成した線状凹部８の繋がり状態からエッチング量を把握する工程を設けている。同様に、左から２番目の線状凹部９と左から３番目の線状凹部９とがちょうど繋がった場合は、エッチング量が（ａ＋ｂ）／２と分かり、右端の線状凹部９とこれに隣接する線状凹部９とがちょうど繋がった場合は、エッチング量が（ａ＋２ｂ）／２と分かる。
【００２９】
以上のように、本実施の形態に係る基板処理方法では、被エッチング面に、所定の線状凹部８を所定の間隔で複数設ける工程と、隣接する線状凹部８の繋がり状態に基づいて、基板１のエッチング量を求めるので、計測器を用いることなく、線状凹部８を目視で観察するだけでエッチング量を把握することができる効果がある。
【００３０】
なお、本実施の形態では、凹部の形状を直線状としたが、本発明はこれに限られず、点状あるいは他の線状であっても良い。
【００３１】
（実施の形態３）
図６（ａ）は、本実施の形態に係る基板処理方法を説明する図であり、基板１の表面に形成される円形状凹部１０を示している。なお、円形状凹部１０の形成方法は、所定の形状の凸部を有する超硬金属の刃を、所定の荷重をかけながら円を描くようにして移動させて形成する。または、所定の直径を有する円形状の超硬金属の刃を、所定の荷重をかけ基板１に押し付けることでも形成することができる。
【００３２】
本実施の形態では、図６（ａ）に示すように、複数の円形状凹部１０を形成する工程を設けている。なお、所定の内径で形成された円形状凹部１０は、所定の円形内形状（所定の環状内形状）を有している。ここで、円形状凹部１０の内径とは、形成された凹部の最も内側の直径である。
【００３３】
図６（ａ）について具体的に説明すると、左端の円形状凹部１０ａの内径をｄとし、中央の円形状凹部１０ｂの内径をｄ＋ｅとし、右端の円形状凹部１０ｃの内径をｄ＋２ｅとしている。
【００３４】
次に、図６（ａ）のように円形状凹部１０を形成した被エッチング面をフッ酸等の薬液に晒しエッチングする。これにより、円形状凹部１０の形状が広がり、図６（ｂ）のような円形状凹部１１を形成する。図６（ｂ）において、中央の円形状凹部１１ｂは円形内形状である平坦部１２（凹部が形成されていない部分）が残っているが、左端の円形状凹部１１ａは平坦部１２が残っていない。そのため、図６（ｂ）のエッチング量は、ｄ／２以上で（ｄ＋ｅ）／２より小さいことが目視で分かる。つまり、本実施の形態では、所定の異なる内径で設けられた円形状凹部１１の円形内の形状からエッチング量を把握する工程を設けている。
【００３５】
同様に、中央の円形状凹部１１ｂの平坦部１２がちょうど残っていない場合は、エッチング量が（ｄ＋ｅ）／２と分かり、右端の円形状凹部１１ｃの平坦部１２がちょうど残っていない場合は、エッチング量が（ｄ＋２ｅ）／２と分かる。
【００３６】
以上のように、本実施の形態に係る基板処理方法では、被エッチング面に、所定の円形状凹部１１を所定の異なる内径で複数設ける工程と、円形状凹部１１の円形内形状に基づいて、基板１のエッチング量を求めるので、計測器を用いることなく、線状凹部８を目視で観察するだけでエッチング量を把握することができる効果がある。
【００３７】
なお、本実施の形態では、凹部の形状が円環状である円形状凹部１０，１１として説明したが、本発明はこれに限られず、凹部の形状が環状であれば他の環状凹部であっても良い。ここで言う環状としては、四角形、三角形、その他、線が閉じた形状が全て含まれ、更に線が概ね環状であり一部が繋がっていない形状、例えばアルファベット「Ｃ」の字の様な形状についても本発明の効果を有するので含むものとする。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る基板の断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る基板のエッチング後の断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る点状凹部を示す平面図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る線状凹部を示す平面図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る複数の線状凹部を示す平面図である。
【図６】本発明の実施の形態３に係る複数の円形状凹部を示す平面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  基板、２，５  凹部、３，６  点状凹部、４，７，８，９  線状凹部、１０，１１  円形状凹部、１２  平坦部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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