(57)【要約】【課題】  エッチングにより生産効率良く液晶パネルの分断処理および異形加工が可能な液晶パネル製造方法を提供する。【解決手段】  液晶パネル製造方法は、多面取り用ガラス母材を液晶パネルが一列に配列するような短冊状に切断する分断ステップ、電極端子部をカラーフィルタ基板側に露出させる端子形成ステップ、短冊状ガラス母材および露出した電極端子部に耐エッチング剤を塗布する保護ステップ、耐エッチング剤を液晶パネルの形状に対応するようにパターニングするパターニングステップ、エッチング液に接触させることにより、複数の所定形状の液晶パネルに分断するエッチングステップ、液晶パネルから耐エッチング剤を取り除く除去ステップを含む。さらに、分断ステップにおいて、電極端子部の切断位置が液晶パネルの最終寸法よりも少なくともガラス母材の板厚分だけ外側に設定される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶パネルを多面取りするための多面取り用ガラス母材から所定形状の液晶パネルを複数得るための液晶パネル製造方法であって、
前記多面取り用ガラス母材を、一列に液晶パネルが配列されるような短冊状ガラス母材に切断する分断ステップと、
前記短冊状ガラス母材のカラーフィルタ基板におけるアレイ基板の電極端子部に対向する領域を取り除くことによって前記電極端子部をカラーフィルタ基板側に露出させる端子形成ステップと、
前記短冊状ガラス母材の両主面およびカラーフィルタ基板側に露出した前記電極端子部に耐エッチング剤を被覆する保護ステップと、
前記耐エッチング剤を液晶パネルの形状に対応するようにパターニングするパターニングステップと、
前記短冊状ガラス母材をエッチング液に接触させることにより複数の所定形状の液晶パネルに分断するエッチングステップと、
前記液晶パネルから前記耐エッチング剤を取り除く除去ステップと、
を含み、
前記分断ステップにおいて、前記電極端子部の切断位置が、液晶パネルの最終寸法よりも少なくともガラス母材の板厚分だけ外側に設定されることを特徴とする液晶パネルの製造方法。
【請求項２】
前記液晶パネルの輪郭が曲線部分または折れ線部分を含むことを特徴とする請求項１に記載の液晶パネル製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶パネルを多面取りするための多面取り用ガラス母材から所定形状の液晶パネルを複数得るための液晶パネル製造方法に関し、特にエッチングを用いて多面取り用ガラス母材を適切に分断する液晶パネル製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、スマートフォンやタブレットの普及により、液晶ディスプレイに用いられる液晶パネルの量産の効率性が求められる。従来は、液晶パネルを多面取りするための多面取り用ガラス母材を形成し、これをエッチングまたは物理研磨によって薄型化し、その後にスクライブによって分断することによって複数の液晶パネルを得るといった手法が広く用いられてきた。このような手法によって、液晶パネルが適正に薄型化され、かつ、効率的に液晶パネルの量産が行えるとされてきた。
【０００３】
ところが、上述の手法を用いた場合、スクライブの際に発生した傷によって液晶パネルの強度が低下することも懸念される。特に、液晶パネルの板厚が薄くなるほど、パネルの破損やチッピングのおそれが高まり、効率的な処理が難しかった。そこで、従来技術の中には、多面取り用ガラス母材に対してスクライブラインを形成した後に、エッチングによって多面取り用ガラス母材の薄型化および分断を行う技術が存在する（例えば、特許文献１参照。）。この技術によれば、エッチングによって歩留まり良く、液晶パネルの薄型化および量産化が可能になるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−０４７８７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、エッチング液から電極端子部を保護するための工程が別途必要になっているため、必ずしも生産効率が高いとは言えない。液晶パネルの製造段階で工程数が増加したり、新たに設備投資を行ったりする必要がある。このため、液晶パネルの製造プロセスに大幅な変更を加えなくとも、エッチングによって分断可能な方法が求められていた。
【０００６】
さらに、最近ではデザイン性の向上が求められており、従来のような矩形以外の円形や多角形やその他異形形状の液晶パネルの需要が高まっている。しかし、いずれの従来技術もこのような異形加工の要望に応え得るものではなかった。特許文献１に係る技術においては、スクライブに適した形状の液晶パネルしか生産できず、実質的には長方形以外の液晶パネルを生産することが困難であると言える。しかも、実際、形成したスクライブラインにエッチング液を進入させることは困難であり、結局、物理的または熱的応力を加えて多面取り用ガラス部材を分断する必要が生じることも想定される。
【０００７】
この発明の目的は、エッチングにより生産効率良く液晶パネルの分断処理および異形加工が可能な液晶パネル製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る液晶パネル製造方法は、液晶パネルを多面取りするための多面取り用ガラス母材から所定形状の液晶パネルを複数得るための方法である。本発明は、分断ステップ、端子形成ステップ、保護ステップ、パターニングステップ、エッチングステップおよび除去ステップを含んでいる。
【０００９】
分断ステップは、多面取り用ガラス母材を、液晶パネルが一列に配列されるような短冊状ガラス母材に分断する工程である。分断ステップでは、それぞれの液晶パネルに配置された電極端子部が短冊状ガラス母材の１つの外周辺に配置されるように分断する。また、分断ステップにおける短冊状ガラス母材の切断位置は、液晶パネルの最終寸法よりも少なくともガラス母材の板厚分だけ外側に設定される。
【００１０】
端子形成ステップは、短冊状ガラス母材のカラーフィルタ基板におけるアレイ基板の電極端子部に対向する領域を取り除くことによって電極端子部をカラーフィルタ基板側に露出させる工程である。このステップの例としては、カラーフィルタ基板の所定位置をスクライブすることで、アレイ基板の電極端子部に対向する領域を分断して取り除く手法が挙げられる。
【００１１】
保護ステップは、短冊状ガラス母材の両主面およびカラーフィルタ基板側に露出した電極端子部に耐エッチング剤を被覆する工程である。耐エッチング剤としては、エッチングステップにおいて使用するエッチング液への耐性を有する保護フィルム、レジスト材またはシーリング剤等が挙げられる。
【００１２】
パターニングステップは、耐エッチング剤を液晶パネルの形状に対応するようにパターニングする工程である。パターニング処理は、要求される出力を有するＣＯ２レーザやＩＲレーザ等のレーザ装置を用いることによって行うことができる。また、耐エッチング剤としてレジスト材を用いた場合は、露光処理によりパターニングを形成することも可能である。
【００１３】
エッチングステップは、短冊状ガラス母材をエッチング液に接触させることにより、複数の所定形状の液晶パネルに分断する工程である。エッチング処理により、短冊状ガラス母材の各液晶パネルの分断および外周形成が行われる。除去ステップは、エッチング処理後に耐エッチング剤を液晶パネルから取り除く工程である。耐エッチング剤の除去は、加熱、光照射、または剥離剤との反応等の手段によって行われる。
【００１４】
本発明に係る液晶パネルの製造方法においては、分断ステップと端子形成ステップによって電極端子部を露出させることができるので、効率的に電極端子部の保護を行うことができる。さらに、分断ステップにおける切断位置を最終寸法よりも外側に設定することによって、液晶パネルの全ての外周端面をエッチングによって形成することができる。液晶パネルの外周端面において、分断ステップで形成された領域とエッチングステップで形成された領域が存在する場合、その交点において寸法通りにエッチングが行われないおそれがある。本発明では、少なくとも板厚分だけ外側に切断位置を設定することにより、エッチング処理によるサイドエッチングが進行しても、すべての輪郭をエッチングにより形成することができる。このため、電極端子部の形成のためにガラス母材の分断を行っても、上記のような不具合を発生させることなく、外形加工を行うことが可能になる。
【００１５】
また、本発明によって製造された液晶パネルは、輪郭に曲線部分または折れ線部分を含むことが好ましい。本願発明はエッチング処理を用いて液晶パネルを分断しているため、液晶パネルの輪郭が曲線部分または折れ線部分を含むような多角形状、円形状、および楕円形状等の異形形状の液晶パネルにおいて、顕著な効果を奏する。さらに、上述の分断ステップとエッチングステップの交点におけるエッチング不良は、特に曲線部において発生するおそれが高いため、本発明により、曲線部におけるエッチング処理の不具合も防止することが可能になる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、エッチングにより生産効率良く液晶パネルの分断処理および異形加工が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】多面取り用ガラス母材の構成の一例を示す図である。
【図２】短冊状ガラス母材への分断および電極端子部領域の切断について示す図である。
【図３】短冊状ガラス母材の保護プロセスについて示す図である。
【図４】短冊状ガラス母材から液晶パネルへの分断について示す図である。
【図５】エッチング装置の概略側面図である。
【図６】短冊状ガラス母材のエッチングについての比較例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を用いて本発明の液晶パネル製造方法の一実施形態を説明する。図１（Ａ）および図１（Ｂ）は、液晶パネルを多面取りするための多面取り用ガラス母材１０の概略構成の一例を示している。図１（Ａ）に示すように、多面取り用ガラス母材１０は、所定形状の液晶パネル１２を複数得るように構成されている。液晶パネル１２は所望の形状を形成することが可能である。本実施形態では、多面取り用ガラス母材１０として、円弧と直線とで構成される概略円形状の液晶パネル１２が４×４でマトリクス状に配列されるガラス母材を用いるが、液晶パネルの形状や数量はこれには限定されない。
【００１９】
図１（Ｂ）は、多面取り用ガラス母材１０の一部の概略断面図である。多面取り用ガラス母材１０は、カラーフィルタ基板１４およびアレイ基板１６の２枚のガラス基板によって液晶層１８を挟み込むように構成される。カラーフィルタ基板１４およびアレイ基板１６としては、無アルカリガラスを使用することが好ましく、それぞれの基板の厚さは１００〜７００μｍ程度のものを使用する。また、液晶パネル１２の分断前にエッチング等による薄型化処理を行い、多面取り用ガラス母材１０の板厚を調整しても良い。
【００２０】
カラーフィルタ基板１４は、アレイ基板１６と対向する主面にカラーフィルタ層が形成されている。カラーフィルタ層は公知のスパッタリング処理等で形成することができる。アレイ基板１６は、カラーフィルタ基板１４と対向する主面に、透明電極層や液晶駆動素子等の機能層が形成されている。液晶層１８は、カラーフィルタ基板１４およびアレイ基板１６によって挟持されている。また、液晶層１８は、シール材２０によってその周辺部が封止されている。シール材２０としては、公知の熱硬化型や紫外線硬化型のシーリング剤を使用することができる。
【００２１】
さらに、シール材２０の外側には電極端子部２２が形成されている。電極端子部２２は、アレイ基板１６の主面上に形成されており、液晶パネル１２をディスプレイとして搭載する際に、液晶パネル１２と当該製品を電気的に接続するための端子である。
【００２２】
ここから多面取り用ガラス母材１０の分断処理について説明する。多面取り用ガラス母材１０は、図面２（Ａ）に示すスクライブライン７０に沿って切断されることによって、一列に液晶パネル１２が配列される短冊状ガラス母材１００に分断される。本実施形態では、スクライブブレークによりパネルの分断処理を行うが、レーザ装置を用いた熱的処理により分断を行うこともできる。この切断処理は、液晶パネル１２の電極端子部２２が配置された領域が短冊状ガラス母材１００の１つの外周辺に沿って配置されるように切断される。
【００２３】
また、スクライブライン７０は、液晶パネル１２の最終寸法ラインよりも少なくとも短冊状ガラス母材１００の板厚分だけ外側になるように設定される。なお、本発明において液晶パネル１２の最終寸法とは、エッチング処理後の液晶パネル１２の寸法のことを示す。本実施形態では、短冊状ガラス母材を分断する際に、電極端子部２２の端部から短冊状ガラス母材１００の断面までの距離（Ｄ）が、短冊状ガラス母材１００の板厚と同じになるように切断される（図２（Ｃ）参照。）。
【００２４】
パネルの面取り効率を考慮すると、短冊状ガラス母材１００の切断は、可能な限り間隔を空けず切断することが好ましい。しかし本実施形態のように、輪郭に曲線部を含む液晶パネルを分断する際は、スクライブによって形成された領域とエッチングにより形成された領域の交点においてエッチング処理時に不具合が発生するため、あえて最終寸法よりも外側を切断する。このような切断をする場合は、多面取り用ガラス母材１０を製造する際に、液晶パネル１２の配置を適宜調整する必要がある。
【００２５】
短冊状ガラス母材１００に分断した後に、電極端子部２２を露出させるために、電極端子部２２に対応する位置に配置されているカラーフィルタ基板１４を切断する。この切断処理もスクライブやレーザ装置を用いて行うことができる。電極端子部２２は、短冊状ガラス母材１００の１つの外周辺に沿って配置されているため、図２（Ｂ）に示すように、短冊状ガラス母材１００の一辺に沿ってカラーフィルタ基板１４を切断することによって、電極端子部２２を露出させることができる。
【００２６】
続いて、エッチングによる液晶パネル１２の分断処理および外形形成について説明する。短冊状ガラス母材１００は、エッチング処理前に耐エッチング性を有する保護材によって保護される。本実施形態では、図３（Ａ）に示すように、カラーフィルタ基板１４およびアレイ基板１６の主面に耐エッチング性を有する保護フィルム３０を被覆する。また、保護フィルム３０を被覆する際は、電極端子部２２が配置されている短冊状ガラス母材１００の外周端面から保護フィルム３０が延出するように被覆する。保護フィルム３０の延出距離としては、１ｍｍ以上あることが好ましい。なお、保護材としては、フィルム以外にも耐エッチング性を有するレジスト材等を使用することも可能である。
【００２７】
続いて、電極端子部２２を保護するために、電極端子部２２が露出している領域に封止剤３２を被覆する。図３（Ｂ）に示すように、保護フィルム３０延出するように被覆することにより、保護フィルム３０と短冊状ガラス母材１００の壁面によって形成された空間に封止剤３２を好適に塗布することができる。なお、封止剤３２としては、耐エッチング性を有するシーリング剤やレジスト剤を使用することが可能であり、封止剤３２はシリンジ等の塗布装置を用いて塗布される。
【００２８】
短冊状ガラス母材１００の保護処理が完了した後に、保護フィルム３０にレーザを照射することによってパターニングを行う。パターニング処理は、液晶パネル１２の形状に対応する形状になるようにレーザを照射することによって、保護フィルム３０を除去する。レーザ装置としては、パルスレーザを用いることができる。パターニング処理は、カラーフィルタ基板１４およびアレイ基板１６に行うことが好ましい。パターニング処理によって、図４（Ａ）に示すように、液晶パネル１２に対応する領域以外の保護フィルム３０は、短冊状ガラス母材１００から除去される。また、パターニング処理ではエッチング処理時のサイドエッチングを考慮して、液晶パネル１２の最終寸法よりも所定量外側まで保護フィルム３０が被覆するようにパターニングが行われる。
【００２９】
パターニング処理の終了後に短冊状ガラス母材１００とエッチング液を接触させることによってエッチング処理を行う。エッチング処理によって、保護フィルム３０に被覆されていない不要なガラス領域がエッチング液によって溶解され、液晶パネル１２に分断される。エッチング処理に使用されるエッチング液は、少なくともフッ酸を含んでおり、塩酸や硫酸等の無機酸や界面活性剤が含まれていてもよい。エッチング処理を行うことで、所望の形状の液晶パネルを製造することができる。また、液晶パネル１２の端面の細かな傷もエッチング処理によって除去することができるので、パネル強度が向上する。
【００３０】
エッチング処理を行う際は、図５に示すようなエッチング装置４０を使用することができる。エッチング装置４０は、枚葉式のエッチング装置であり、短冊状ガラス母材１００を水平方向に搬送しながら、上下方向からエッチング液を噴射するように構成される。エッチング装置４０は、少なくとも搬送ローラ４２および噴射ユニット４４を備えている。搬送ローラ４２は、エッチング装置４０の長さ方向に沿って等間隔に配置されたローラであり、短冊状ガラス母材１００を下方から支持しながら、水平方向に搬送するように構成される。なお、搬送ローラ以外にも被処理基板を水平方向に搬送させることが可能な搬送機構であれば、特に限定はない。噴射ユニット４４は、短冊状ガラス母材１００に均一にエッチング液を噴射することができるように複数の噴射ノズルが配置されている。エッチング液が噴射されることによって、カラーフィルタ基板１４およびアレイ基板１６が溶解され、液晶パネル１２に分断される。なお、本実施形態では、枚葉式のエッチング装置４０を用いてエッチング処理を行ったが、エッチング方法は適宜変更しても構わない。
【００３１】
エッチング処理によって分断された各液晶パネル１２は、封止剤３２に接合されているため、エッチング装置４０内で液晶パネル１２が分離することもなく、管理が容易である（図４（Ｂ）参照。）。エッチング処理後に液晶パネル１２から保護フィルム３０および封止剤３２を除去する。保護フィルム３０は、物理的な力を加えたり、剥離液に浸漬させたりすることによって除去することが可能である。封止剤３２は、界面活性剤を含む溶液に浸漬することによって、電極端子部２２にダメージを与えることなく剥離することが可能である。
【００３２】
ここで、短冊状ガラス母材１００への分断ステップについて説明する。通常、多面取り用液晶パネルの製造では、面取り効率の観点から隣接する液晶パネルの間隔は、可能な限り狭く設定することが好ましい。さらに、短冊状ガラス母材１００の分断面を液晶パネル１２の輪郭として利用することによって面取り効率がさらに向上する。しかし、本実施形態では、短冊状ガラス母材１００に分断する際に液晶パネル１２の最終寸法よりも外側の領域を切断している。このように切断する理由は、スクライブにより形成された断面とエッチングにより形成された断面の交点において、エッチングが好適に行われないおそれがあるからである。ここから、図面による比較例を用いて説明する。
【００３３】
図６（Ａ）は、比較例における、パターニング処理後の短冊状ガラス母材１００のアレイ基板１６側を示す図である。図６（Ａ）では、スクライブによって形成された短冊状ガラス母材１００の輪郭部を液晶パネル１２の輪郭として利用するために、保護フィルム３０が短冊状ガラス母材１００の切断面に接するようにパターニングが行われている。このようなパターニングを行った場合、エッチング処理時に、スクライブにより形成された領域とエッチングにより形成された領域との交点７４において、エッチングが進行しにくくなる。このようなパターニングでエッチング処理を行うと、図６（Ｂ）に示すように、アレイ基板１６において突起部７６が発生し、パターニング通りにエッチングを行うことができなくなることがある。
【００３４】
本発明に係る実施形態では、液晶パネル１２の最終寸法よりも短冊状ガラス母材１００の切断時に、板厚と同じ量だけ外側にスクライブラインを設定することにより、エッチング処理を好適に行うことができる。この際、短冊状ガラス母材１００の板厚分だけ外側に設定している理由としては、ウェットエッチング処理では等方的にエッチングが進行するため、板厚方向にエッチングを進行させる分断処理においても横方向にもエッチングが進行してしまうからである。横方向のエッチング量は、エッチング液の組成やエッチング液の噴射方法によって、調整することも可能であるが、少なくとも板厚分だけ外側に切断位置を設定することにより、液晶パネル１２のすべての輪郭をエッチングにより形成することが可能になる。
【００３５】
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】
【００３６】
１０−多面取り用ガラス母材
１２−液晶パネル
１４−カラーフィルタ基板
１６−アレイ基板
１８−液晶層
２０−シール材
２２−電極端子部
３０−保護フィルム
３２−封止剤
【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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