(57)【要約】【課題】生産性の高い液晶表示パネルの製造方法を提供する。【解決手段】  本発明に係る液晶表示パネルの製造方法は、貼り合わせステップ、保護ステップおよびエッチングステップを含んでいる。貼り合わせステップは、支持ガラス２０上に形成されたアレイ基板１２およびカラーフィルタ基板１４によって液晶層１６を挟持することで液晶表示パネル１０を形成する工程である。保護ステップは、液晶表示パネル１０の外周部をホットメルト３０で保護する工程である。エッチングステップは、支持ガラス２０をエッチング処理によって除去するステップである。【選択図】図３
2018040930.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する一対の樹脂基板によって液晶層が挟持された液晶表示パネルの製造方法であって、
支持ガラス上に形成された第１の樹脂基板および第２の樹脂基板によって液晶層を挟持することで液晶表示パネルを形成する貼り合わせステップと、
前記液晶表示パネルの外周部を耐エッチング性保護材で保護する保護ステップと、
前記支持ガラスをエッチング処理によって除去するエッチングステップと、
を少なくとも含む液晶表示パネルの製造方法。
【請求項２】
前記耐エッチング性保護材によって前記貼り合わせ基板の主面を格子状に保護することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示パネルの製造方法。
【請求項３】
前記エッチングステップ後に、前記液晶表示パネルの外周部を前記耐エッチング性保護材と共に除去する除去ステップをさらに含む請求項１または２に記載の液晶表示パネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂基板を使用した液晶表示パネルの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等のフラットパネルディススプレイを使用した表示装置は様々な用途において使用されている。特に、近年ではデザイン性の観点からフレキシブルディスプレイが注目されている。フレキシブルディスプレイを製造する際は、湾曲化に対応しやすい有機ＥＬディスプレイが有利とされてきた。
【０００３】
そこで、液晶ディスプレイにおいても湾曲化に対応するための研究が行われており、フレキシブル液晶ディスプレイも開発されている。フレキシブル液晶ディスプレイは、従来の液晶ディスプレイで使用されていたガラス基板の代わりに、樹脂基板を使用することによって湾曲化に対応している。
【０００４】
しかし、液晶ディスプレイの製造工程の中には高温で処理が必要な工程が多く、熱膨張等の影響を受けるため、樹脂基板では位置合わせの精度が低下するといった不具合が生じることがあった。また、ディスプレイを湾曲させるために非常に板厚の薄い樹脂基板を使用しているため生産プロセスにおける取り扱いが難しかった。
【０００５】
そこで、ガラス基板上にプラスチック基板を貼り付けた積層基板上で液晶ディスプレイに必要な様々な機能層を形成する方法があった（例えば、特許文献１参照。）。この方法では、液晶ディスプレイの半製品状態まで製造し、パネルを単個に切断した後に、ガラス基板とプラスチック基板を剥離している。この方法では、ガラス基板の剛性を利用することにより、製造工程における液晶パネルの取り扱いも容易になり、寸法精度の高いディスプレイを製造することが可能になるとされていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３０５５３７１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述の方法ではガラス基板からの単個になったパネルを一つずつ剥離しなければならず、生産効率が悪かった。ガラス基板をプラスチック基板から剥離した後に単個に切断することも考えられるが、ガラス基板を分離した後のプラスチック基板は板厚が非常に薄いため、取り扱いが難しく、切断処理を好適に行うことができない。ガラス基板とプラスチック基板を同時に切断場合も、切断時にガラス基板からガラス小片が飛散し、プラスチック基板を傷つけるおそれがある。このように、ガラス基板からのパネルの剥離工程において生産性や歩留まりが低下しているため、より効率の良い液晶パネルの製造方法が求められていた。
【０００８】
本発明の目的は、樹脂基板を用いた液晶表示パネル製造方法において、歩留まりおよび生産性を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る液晶表示パネルの製造方法は、貼り合わせステップ、保護ステップおよびエッチングステップを含んでいる。貼り合わせステップは、支持ガラス上に形成された第１の樹脂基板および第２の樹脂基板によって液晶層を挟持することで液晶表示パネルを形成する工程である。保護ステップは、液晶表示パネルの外周部を耐エッチング性保護材で保護する工程である。エッチングステップは、支持ガラスをエッチング処理によって除去するステップである。ここで、樹脂基板とは、樹脂によって構成される薄膜だけではなく、薄膜上に形成される絶縁層、ＴＦＴ層、電極層やカラーフィルタ層等の機能層も含まれる。
【００１０】
本発明では、支持ガラス上で樹脂基板を形成しており、樹脂基板は支持ガラスによって保護されているため、液晶表示パネルの生産プロセスにおいて樹脂基板が傷つくのを防止することが可能になる。また、エッチング処理後においても液晶表示パネルの外周部は、保護材によって保護されているため、エッチング処理後にも支持ガラスが残っている。このため、外周部の支持ガラスによって液晶表示パネルの剛性を確保することができるので、切断等の後工程における液晶表示パネルの取り扱いが容易になる。なお、外周部は、最終的には製品として使用されない非使用領域であるため、支持ガラスを改めて剥離する必要はない。
【００１１】
また、耐エッチング性保護材によって液晶表示パネルの主面を格子状に保護することが好ましい。近年では生産性を向上させるために、より大型の基板を利用して液晶表示パネルの製造が行われている。大型基板を用いて液晶表示パネルを生産する場合、外周部の支持ガラスのみで液晶表示パネルを支持することが難しくなることがある。そこで、エッチング後にも主面上に支持ガラスが残るように保護材を塗布することで、後工程での液晶表示パネルの取り扱いがさらに容易になる。保護材は、格子状を呈するように塗布することにより効率的に液晶表示パネルを支持することが可能になる。また、保護材を塗布する領域は、液晶表示パネルの主面において液晶表示のための素子が形成されていない領域である。
【００１２】
また、エッチングステップ後に、液晶表示パネルの外周部を耐エッチング性保護材と共に除去する除去ステップをさらに含むことが好ましい。外周部は、最終的な液晶ディスプレイ製品としては使用されない非製品領域であり、除去する必要がある。外周部の除去はレーザ装置等を用いて除去することができる。除去ステップは、支持ガラスが除去された樹脂基板のみを切断するため、容易に切断することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、樹脂基板を用いた液晶表示パネルの製造方法の歩留まりおよび生産性を向上させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る液晶表示パネルの構成を示す図である。
【図２】液晶表示パネルの保護ステップについて示す図である。
【図３】液晶表示パネルのエッチングおよび切断について示す図である。
【図４】エッチング装置について示す図である。
【図５】液晶表示パネルの保護ステップの別の実施形態を示す図である。
【図６】液晶表示パネルのエッチングおよび切断について示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
ここから、図面を用いて液晶表示パネルの製造方法の一実施形態について説明する。図１（Ａ）および図１（Ｂ）は、本発明の一実施形態に係る液晶表示パネル１０の構成を示す図である。液晶表示パネル１０は効率的に生産をするために、図１（Ａ）に示すように一枚のパネル上に複数の液晶表示素子領域１０１が形成されている。液晶表示素子領域１０１は、画像を表示するための機能層が形成されている領域である。
【００１６】
液晶表示パネル１０は、アレイ基板１２、カラーフィルタ基板１４、液晶層１６および支持ガラス２０を有している。支持ガラス２０は、アレイ基板１２およびカラーフィルタ基板１４を支持するように構成される。アレイ基板１２およびカラーフィルタ基板１４は、液晶層１６を挟持するように対向して配置される。アレイ基板１２およびカラーフィルタ基板１４は、周縁部をシール材１８によって接合されている。ここから、液晶表示パネル１０の構成について説明する。
【００１７】
支持ガラス２０は、３００〜７００μｍの厚みを有するガラス基板であり、支持ガラス２０上に形成されるアレイ基板１２やカラーフィルタ基板１４を支持するように構成される。支持ガラス２０として使用されるガラス基板の種類は特に限定はなく、無アルカリガラスやソーダガラスを使用することができる。支持ガラス２０は、最終製品である液晶ディスプレイの構成部品には含まれないが、支持ガラス２０上で樹脂膜や機能層といった薄膜層からなるアレイ基板１２やカラーフィルタ基板１４を形成することにより、安定的に液晶表示パネル１０を生産することが可能になる。
【００１８】
アレイ基板１２は、樹脂層２２およびＴＦＴ層２４を有している。樹脂層２２は、支持ガラス２０上に形成された樹脂により構成される層である。本実施形態では、ポリイミド層２２１およびアクリル層２２２による積層構造の樹脂層２２が形成されている。ポリイミド層２２１は支持ガラス２０上に形成されており、ポリイミド層２２１上にアクリル層２２２が形成されている。
【００１９】
ポリイミド層２２１は、ジメチルアセトアミドやメチルピロリドン等の溶媒で溶解されたポリイミド前駆体をスリットコータやロールコータ等の塗布装置によって支持ガラス２０上に塗布した後、所定温度まで昇温された乾燥炉内に投入されることによって形成される。アクリル層２２２は、ポリイミド層２２１を焼結した後に射出成形等の公知の方法によってポリイミド層２２１上に形成される。樹脂層２２の厚さは、５〜２５μｍが好ましく、本実施形態では、樹脂層２２の厚みは１０μｍである。また、樹脂層２２の構成は適宜変更することが可能であり、単一の樹脂層により構成されてもよい。
【００２０】
支持ガラス２０の主面上に形成される樹脂層としては、後述するエッチングステップにおいて使用するエッチング液に溶解しない樹脂を使用する必要がある。エッチングステップは、エッチング処理により支持ガラス２０を除去するので、エッチング処理中に樹脂層２２が露出する。そのため、エッチング処理中に樹脂層２２が露出して、エッチング液と接触したとしても不具合が起こらない樹脂を配置する。本実施形態では、支持ガラス２０上に形成されたポリイミド層２２１は、エッチングステップでエッチング液として使用するフッ酸に耐性を有しているため、エッチング処理中にポリイミド層２２１が露出しても液晶表示パネル１０に不具合が起こることがない。
【００２１】
ＴＦＴ層２４は、画像を表示するために必要な半導体層である。ＴＦＴ層２４としては、絶縁層、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極、透明電極層等が含まれる。本実施形態では、樹脂層２２の耐熱性を考慮してアモルファスシリコン構造によりＴＦＴ層２４を形成しているが、本発明はこれに限定されず、ポリシリコン構造等のその他の構成を採用することも可能である。
【００２２】
カラーフィルタ基板１４は、樹脂層２２およびカラーフィルタ層２６を有している。樹脂層２２の構成は、アレイ基板１２と同一であるため説明を省略する。カラーフィルタ層２６は、公知の手法でカラーフィルタが形成された層であり、本実施形態のカラーフィルタ層２６はカラーフィルタ上にオーバーコート層が形成されている。
【００２３】
シール材１８は、液晶表示パネル１０の外周部において、アレイ基板１２およびカラーフィルタ基板１４の間に配置され、互いの基板を接合するように構成される。シール材１８としては、紫外線硬化樹脂を使用することが可能である。なお、シール材１８は、外周部における貼り合わせだけではなく、液晶表示素子領域１０１の区画分けにも使用されている。シール材１８の配置は、液晶パネルの面取り数や配置によって適宜設計変更することが可能である。
【００２４】
液晶層１６は、アレイ基板１２およびカラーフィルタ基板１４によって挟持されている。液晶層１６は、公知の液晶ディスプレイに使用される液晶を使用することができる。なお、アレイ基板１２およびカラーフィルタ基板１４は、特許請求の範囲の第１の樹脂基板および第２の樹脂基板にそれぞれ相当する。樹脂基板とは、樹脂層２２だけではなく、樹脂層２２上に形成されるＴＦＴ層２４やカラーフィルタ層２６のような画像を表示するために必要な機能層も含まれる。
【００２５】
液晶表示パネル１０は、支持ガラス２０上でアレイ基板１２およびカラーフィルタ基板１４をそれぞれ形成した後に、シール材１８によって貼り合わせが行われる。貼り合わせが完了した後に、液晶を注入することによって、液晶層１６を形成する。
【００２６】
続いて、上述の液晶表示パネル１０から支持ガラス２０を除去する方法について説明する。まず、図２（Ａ）および図２（Ｂ）に示すように、液晶表示パネル１０の外周部の保護のためにホットメルト３０を塗布する。本発明における外周部とは、液晶表示パネル１０の外周側において最終的な液晶ディスプレイ製品としては使用されない領域のことである。外周部の幅は、液晶パネルの設計によって適宜変更することが可能であり、１０〜３０ｍｍであることが好ましい。
【００２７】
ホットメルト３０は、図２（Ａ）に示すように、塗布ノズルがコの字状を呈する塗布装置３２を用いて塗布することができる。塗布装置３２は、液晶表示パネル１０の外周部に沿って移動させることによりホットメルト３０が塗布される。ホットメルト３０は、液晶表示パネル１０の主面だけはなく、端面も同時に保護するように構成される（図２（Ｂ）参照。）。ホットメルト３０の厚みは、１ｍｍ以上になるように塗布されることが好ましい。また、ホットメルト３０は、少なくともエッチングステップにおいて使用するエッチング液に対する耐性を有しており、本実施形態ではエッチング液として使用されるフッ酸に対する耐性を有するホットメルトを使用している。なお、保護材としてはホットメルトだけはなく、保護フィルムや紫外線硬化型樹脂も使用することが可能である。
【００２８】
液晶表示パネル１０へホットメルト３０を塗布し、乾燥させた後に、支持ガラス２０をエッチング処理によって除去する。エッチング処理は、支持ガラス２０をエッチング液と接触させるウェットエッチング処理によって行われる。エッチング液は、少なくともフッ酸を含んでおり、塩酸等の無機酸や界面活性剤が含まれていてもよい。
【００２９】
エッチング処理は、図４（Ａ）に示す枚葉式のエッチング装置４０を使用することが好ましい。エッチング装置４０は、搬送ローラ４２およびエッチング液噴射部４４を有している。搬送ローラ４２は、エッチング装置４０の長さ方向に沿って配置されており、液晶表示パネル１０を載置し、搬送するように構成される。エッチング液噴射部４４は、搬送ローラ４２の上下に配置されており、複数の噴射ノズル４４１からエッチング液を噴射するように構成される。
【００３０】
エッチング装置４０は、搬送ローラ４２によって液晶表示パネル１０を水平方向に搬送しながら、搬送ローラ４２の上下配置された噴射ノズル４４１からエッチング液が噴射されることによってエッチング処理が行われる。エッチング処理を行う際のエッチング液の噴射圧力や搬送ローラ４２の回転数、エッチング液の組成等は適宜調整することが可能である。
【００３１】
ホットメルト３０によって保護されていない支持ガラス２０はエッチング液と反応することで、徐々に薄型化されていき、ポリイミド層２２１が露出するまでエッチングされる（図３（Ａ）参照。）。ホットメルト３０によって保護されている領域は、支持ガラス２０がエッチングされないため、液晶表示パネル１０の剛性を保つことができる。このため、エッチング装置４０内での搬送中に液晶表示パネル１０が撓むといった不具合が起こることを防止できる。さらに、図４（Ｂ）に示すようにホットメルト３０が搬送ローラ４２と接触した状態で搬送されるため、ポリイミド層２２１は、搬送ローラ４２と接触することなく搬送され、ポリイミド層２２１が搬送中に傷つくおそれもない。
【００３２】
エッチング後の液晶表示パネル１０は、外周部に支持ガラス２０を有しており、後工程においても取り扱いが容易になる。特に、パネルの個片化や偏光板の貼り付け等の作業を大型基板で一括処理できるため、生産性が向上する。所望の作業工程後に、図３（Ｂ）に示すように、ホットメルト３０によって保護された外周部を除去する。外周部の除去は、レーザ装置を用いることが好ましい。本実施形態では、エキシマレーザを用いて外周部の除去を行っている。また、外周部の除去とパネルの個片化のための切断処理を同時に行ってもよい。外周部の切断は、支持ガラス２０よりも内側の樹脂層２２にレーザを照射することによって行われる。切断部の板厚は、数十〜数百ミクロンであるため、レーザによって容易に切断することが可能である。なお、レーザの出力やビーム径は、樹脂層の構成や板厚によって適宜変更することが可能である。
【００３３】
ここから、本発明の別の実施形態について説明する。なお、液晶表示パネル１０の構成は上記の実施形態と同一のため、説明を省略する。ここからは、液晶表示パネル１０の保護工程について図５（Ａ）および（Ｂ）を用いて説明する。本実施形態では、ホットメルト３０が液晶表示パネル１０の外周部だけではなく、液晶表示パネル１０の主面にも塗布される。ホットメルト３０は、液晶表示パネル１０の主面において液晶表示素子１０１が形成されていない領域に塗布される。ホットメルト３０を塗布する際は、図５（Ａ）に示すようにホットメルト３０が格子状を呈するように塗布されることが好ましい。格子状を呈するように塗布することによって、エッチング処理後の液晶表示パネル１０の剛性の低下を防止することが可能になる。また、ホットメルト３０は、図５（Ｂ）に示すように液晶表示パネル１０の両主面に塗布される。ホットメルト３０の塗布厚は、外周部に塗布されたホットメルト３０と同程度の厚さとなるように塗布される。
【００３４】
大型基板を用いて液晶表示パネル１０を製造する場合、エッチング処理によって支持ガラス２０を除去した際に、外周部の支持ガラス２０のみで液晶表示パネル１０を支持することが難しく、撓んでしまうおそれがある。ホットメルト３０が格子状に塗布されることにより、エッチング処理後に格子状を呈する支持ガラス２０が主面上に形成され、液晶表示パネル１０を好適に支持することが可能になる。
【００３５】
図６（Ａ）は、エッチング処理によって支持ガラス２０が除去された液晶表示パネル１０を示す図である。エッチング処理は、上述のエッチング装置４０で行うことが好ましい。支持ガラス２０が液晶表示パネル１０の外周部および主面上に残されているため、エッチング処理中もポリイミド層２２１が搬送ローラ４２に接触するおそれもない。支持ガラス２０が第１の方向と第１の方向と直交する第２の方向に向けて格子状を呈するように形成されることにより、好適に液晶表示パネル１０を支持することが可能になる。
【００３６】
エッチング処理後の液晶表示パネル１０は、適宜後工程において処理された後に図６（Ｂ）に示すように、外周部および主面上に形成された支持ガラス２０の切断処理が行われる。
【００３７】
上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００３８】
１０‐液晶表示パネル
１２- アレイ基板
１４‐カラーフィルタ基板
１６- 液晶層
１８‐シール材
２０‐支持ガラス
２２１‐ポリイミド層
２２２‐アクリル層
２４‐ＴＦＴ層
２６‐カラーフィルタ層
３０-ホットメルト
４０-エッチング装置
４２‐搬送ローラ
４４‐エッチング液噴射部
【図１】
2018040930.tif 000003
【図２】
2018040930.tif 000004
【図３】
2018040930.tif 000005
【図４】
2018040930.tif 000006
【図５】
2018040930.tif 000007
【図６】
2018040930.tif 000008