(57)【要約】【課題】本発明の目的は、安定的に薄型化が可能なガラス基板の製造方法を提供することである。【解決手段】  本発明に係る薄型ガラス基板の製造方法は、フラットパネルディスプレイに応用可能な薄型ガラス基板を製造する方法であり、少なくともマスキングステップ、薄型化ステップ、充填ステップ、溝形成ステップおよび分離ステップを含んでいる。マスキングステップは、中央部に位置する使用領域と、使用領域の周囲の非使用領域とを有する液晶パネル１０の非使用領域をマスキングする工程である。エッチングステップは、非使用領域をマスキングした状態でエッチングパネル１０をエッチングすることによって使用領域を薄型化する工程である。充填ステップは、エッチングされた使用領域に充填材４４を充填する工程である。分離ステップは、充填材４４が使用領域に充填された状態で、非使用領域を使用領域から分離する工程である。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フラットパネルディスプレイに応用可能な薄型ガラス基板を製造する方法であって、
中央部に位置する使用領域と、前記使用領域の周囲の非使用領域とを有するガラス基板の前記非使用領域の全部または一部をマスキングするステップと、
前記非使用領域をマスキングした状態で前記ガラス基板をエッチングすることによって前記使用領域を薄型化するステップと、
エッチングされた前記使用領域に充填材を充填するステップと、
前記充填材が前記使用領域に充填された状態で、前記非使用領域を前記使用領域から分離するステップと、
を少なくとも含む薄型ガラス基板の製造方法。
【請求項２】
前記充填材を前記非使用領域と同じ高さになるまで充填することを特徴とする請求項１に記載の薄型ガラス基板の製造方法。
【請求項３】
前記充填材が耐エッチング性を備えており、かつ、前記充填材の周縁部に前記充填材を通貫するように溝部を形成するステップをさらに含み、
エッチングによって前記非使用領域を前記使用領域から分離することを特徴とする請求項１または２に記載の薄型ガラス基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フラットパネルディスプレイに適用される薄型ガラス基板の製造方法に関し、特に薄型化処理を安定して行うことが可能なガラス基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラス基板を使用した液晶ディスプレイ等のフラットパネルディスプレイは、テレビやパソコン等の電子機器だけではなく、スマートフォンやタブレットの携帯用電子機器等の分野で利用されている。これらの分野においては製品の更なる小型化が求められており、フラットパネルディスプレイにも薄型化の要請がある。
【０００３】
薄型のディスプレイを製造する方法としては、あらかじめ所望の薄さに形成されたガラス基板を用いてディスプレイを製造する方法と、半製品の状態までディスプレイを製造し、後工程において所望の厚さまでガラス基板を薄型化する方法とがある。しかし、前者の方法では、１００μm程度まで薄型化されたガラス基板を形成することが可能であるが、製造工程においてガラス基板を加工する場合に不都合が生じることがある。例えば、フラットパネルディスプレイの製造工程では、ガラス基板の主表面に機能膜等を形成する工程においてガラス基板に応力が加わる処理が必要であるため、薄型ガラス基板では強度が不足する場合がある。
【０００４】
また、後者の方法では主にフッ酸を利用した薬液を使用したウェットエッチング処理が採用されている。ウェットエッチング処理としては、主にディップ方式と枚葉方式に大別することができる。ディップ方式のエッチングは、ガラス基板をエッチング液の中に浸漬してエッチング処理を行う方式である。枚葉方式のエッチングは、一定方向に搬送されているガラス基板に対してスプレーノズル等を用いてエッチング液を噴射する方式である。
【０００５】
いずれの方法においてもガラス基板を薄型化することは可能であるが、１００μm程度まで薄型化されたガラス基板は強度が低下してしまいエッチング処理中に割れてしまったり、エッチング後の工程においても非常に取扱いが難しくなってしまったりしていた。特に、近年では生産効率向上のために、大型のガラス基板を使用することが多く、大型のガラス基板になればなるほどエッチング処理時にガラス基板が破損するおそれが高くなっていた。
【０００６】
そこで、従来技術のなかにはガラス基板の周縁をマスキングされたリブを設けることによってガラス基板の強度を確保したうえでエッチングを行うことで、ガラス基板を１００μm以下まで薄型化する技術があった（例えば特許文献１。）。この技術を用いれば、ガラス基板全体が薄型化されたとしても、リブに厚みがあることでガラス基板の全体の強度を保つことが可能になり、エッチング処理中や後工程におけるガラス基板の取扱いの際にもガラス基板が割れるおそれが少なくなるとされていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０‐１７３８６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の方法はガラス基板の薄型化については開示されているが、後工程についてはあまり言及がない。特に、リブは製品としては使用できない領域あるため、薄型化された領域から分離しなければならない。しかし、１００μm程度の板厚のガラス基板を分離することは容易ではない。レーザによる分離は、レーザからの熱衝撃によりガラス基板が破損してしまうおそれがある。また、スクライブブレークもガラス基板に応力がかかりすぎて、割れてしまうおそれがある。さらに、リブを分離した際に薄型化された領域が落下してしまうため、薄型化された領域を支持するための治具等を用意する必要がある。特に大型のガラス基板になると、分断の際にガラス基板が破損するおそれが高くなり、薄型化処理後の分離作業に問題が生じることがあった。
【０００９】
本発明の目的は、上記の問題点を解決し、薄型化処理を安定して行うことができるガラス基板の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る薄型ガラス基板の製造方法は、フラットパネルディスプレイに応用可能な薄型ガラス基板を製造する方法であり、少なくともマスキングステップ、薄型化ステップ、充填ステップ、および分離ステップを含んでいる。マスキングステップは、中央部に位置する使用領域と、使用領域の周囲の非使用領域とを有するガラス基板の非使用領域をマスキングする工程である。使用領域とは、ディスプレイモジュールが半製品の状態で形成されている領域であり、非使用領域とは使用領域よりも外側のディスプレイとして使用されない領域である。マスキング処理は、少なくとも耐エッチング性を有する保護部材によって非使用領域を被覆する。エッチングステップは、非使用領域をマスキングした状態でガラス基板をエッチングすることによって使用領域を薄型化する工程である。充填ステップは、エッチングされた使用領域に充填材を充填する工程である。分離ステップは、充填材が使用領域に充填された状態で、非使用領域を使用領域から分離する工程である。
【００１１】
本発明によれば、薄型化された領域に充填材を充填することにより、フラットパネルディスプレイ製品として使用しない非使用領域を使用領域から分離する際に、充填材により薄型化された領域が保護されるため安全に分離作業を行うことが可能になる。
【００１２】
また、充填材は非使用領域と同じ高さになるまで充填されることが好ましい。充填材を非使用領域と同じ高さまで充填することによって、使用領域を非使用領域から分離する際に使用領域が落下することを防止したり、分離の際に使用領域を支持する治具を使用したりしなくてもよい。
【００１３】
また、非使用領域の分離はエッチング処理によって行われることが好ましい。この際、充填材は耐エッチング性を備えており、かつ、エッチング処理の前に充填材の周縁部に充填材を通貫するように溝部を形成する必要がある。エッチング処理で分離することにより、ガラス基板にほとんど応力をかけることなく分離することが可能になる。また、エッチング処理の際、使用領域は充填材によって保護されているため、エッチングによる使用領域への悪影響もない。さらに、分断された端面もエッチングにより微小な傷が消失するので、ガラス基板の強度も向上する。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、薄型化処理を安定して行うことができるガラス基板の製造方法を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に液晶パネルの概略を示す図である。
【図２】パターニング工程を示す図である。
【図３】液晶パネルのエッチングについて示す図である。
【図４】使用領域への充填材の充填について示す図である。
【図５】充填材への溝部の形成について示す図である。
【図６】液晶パネルの分断について示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１（Ａ）および図１（Ｂ）は、本発明の一実施形態において処理される液晶パネル１０である。液晶パネル１０は、複数の液晶素子形成領域１０１が所定の間隔で形成された液晶ディスプレイの半製品である。液晶素子形成領域１０１は、最終的に液晶ディスプレイとなる製品領域である。液晶ディスプレイの製造工程では、大型のガラス基板に複数の液晶素子形成領域を面取りして生産効率を向上させている。液晶パネル１０は、第１のガラス基板１２、第２のガラス基板１４、機能層１６、液晶シール材１８および外周シール材２０を有している。第１のガラス１２および第２のガラス１４は無アルカリガラスであり、互いに対向して配置されている。第１のガラス基板１２および第２のガラス基板１４の板厚は、０．５ｍｍであり、同一寸法のガラス基板を使用している。
【００１７】
機能層１６は、液晶素子形成領域１０１において絶縁層、透明電極層、薄膜トランジスタ、液晶素子やカラーフィルタ等の公知の画像形成素子が積層された層である。機能層１６は、第１のガラス基板１２および第２のガラス基板１４によって挟持されている。液晶シール材１８は、機能層１６を封止して液晶素子形成領域１０１の区画を区切っている。また、液晶シール材１８は第１のガラス基板１２と第２のガラス基板１４とを接合している。液晶シール材１８としては、公知の紫外線硬化型樹脂を使用することが好ましい。外周シール材２０は、液晶パネル１０の周縁部において第１のガラス基板１２および第２のガラス基板１４を接合するように構成される。外周シール材２０は、ガスや水分が液晶表示素子領域１０１内に浸入しないように第１のガラス基板１２および第２のガラス基板１４に挟持されており、液晶パネル１０の周縁部に形成される。外周シール材２０としては、液晶シール材１８と同様に紫外線硬化型樹脂を使用することが好ましい。なお、外周シール材２０は液晶パネル１０の設計によっては省略することも可能である。
【００１８】
ここから、図２〜図６を用いて液晶パネル１０の薄型化処理および分断処理について説明する。本実施形態は、パターニングステップ、エッチングステップ、充填ステップ、溝形成ステップおよび分離ステップを含む。図２（Ａ）および図２（Ｂ）を用いて、パターニングステップについて説明する。パターニングステップでは、液晶パネル１０の周面および端面に耐酸性を有する保護フィルム３０を被覆する。保護フィルム３０としては少なくともフッ酸に対する耐性を有しているものを使用する。例えば、ポリメチルペンテン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニルからなる層を含むフィルムを使用することが好ましい。保護フィルム３０の被覆は、ラミネート装置等の貼り付け装置を用いて液晶パネル１０の主面に保護フィルム３０を被覆した後に、パターニングを行い中央領域から保護フィルム３０を除去すればよい。もしくは、帯状に形成した保護フィルム３０（ポリメチルペンテンが好ましい。）を、液晶パネル１０の両主面の辺縁部および端面を覆うようにコ字状に貼り付けるようにしても良い。また、保護フィルム３０以外にも耐酸性樹脂等を塗布して保護もよい。
【００１９】
液晶パネル１０の端面については、第１のガラス基板１２および第２のガラス基板１４の間隙に端面封止材３２を塗布して保護してもよい。本実施形態では、保護フィルム３０および端面封止材３２を用いて端面を保護している。端面封止材３２としては、紫外線硬化型樹脂や熱硬化性樹脂を使用することができる。端面の保護は、外周シール材２０がフッ酸等の酸性溶液に侵食されるのを防止するためのものであり、エッチング処理の時間やエッチング液の組成等に応じて、適切な保護を行う。端面封止材３２は、ディスペンサ等の塗布装置を用いて塗布することができる。
【００２０】
保護フィルム３０は、少なくとも最外部に配置されている液晶シール材１８よりも外側に被覆される。また、外周シール材２０よりも中心側に被覆されることが好ましい。保護フィルム３０によって被覆されている領域は、最終的には液晶ディスプレイの構成部品として使用されない領域であり、特許請求の範囲の非使用領域に相当し、保護フィルム３０に被覆されていない領域が特許請求の範囲の使用領域に相当する。液晶シール材１８および外周シール材２０の間隔は、液晶パネル１０の設計によって適宜調節することが可能である。
【００２１】
エッチングステップでは、液晶パネル１０にエッチング処理を行うことによって使用領域の薄型化を行う。エッチング処理は、液晶パネル１０を少なくともフッ酸を含むエッチング液と接触させることによって第１のガラス基板１２および第２のガラス基板１４の薄型化を行う。エッチング手段としては、ディップ方式または枚葉方式を適宜選択することができる。エッチング液は少なくともフッ酸を使用し、塩酸等の無機酸や界面活性剤を使用することが好ましい。エッチングステップの一実施形態しては、図３（Ａ）に示すように搬送ローラ４０によって図示の矢印方向に搬送されている液晶パネル１０に対して上下方向に配置された複数のスプレーノズル４２によりエッチング液を噴射する枚葉方式のエッチングが挙げられる。
【００２２】
エッチングステップで処理された液晶パネル１０は、図４（Ａ）に示すように、液晶パネル１０の中央部のみが薄型化された状態となる。中央部の板厚は１５０μm以下まで薄型化されることが好ましく、１００μm以下まで薄型化されることがさらに好ましい。通常、液晶パネル１０が１００μm以下までエッチングされると、ガラス基板の自重とエッチング液の噴射により、搬送中に液晶パネル１０がばたついたり、撓んだりしてしまうおそれがある。搬送中に不具合が生じると、液晶パネル１０が破損したり、搬送ローラ４０の間から落下したりすることがある。しかし、本実施形態によれば保護フィルム３０によって保護された領域が薄型化されていないため、エッチング処理中も安定して処理することが可能になる。によれば
【００２３】
また、図３（Ｂ）に示すように、液晶パネル１０の各辺が搬送ローラ４０に対して斜め方向になるように載置されることが好ましい。このように載置することによって、エッチング処理中も液晶パネル１０の四辺が常に搬送ローラ４０によって下から支持された状態になるので、薄型化された液晶パネル１０が撓んで、搬送ローラ４０の間に落下するのをさらに防止することが可能になる。
【００２４】
エッチングステップ後に液晶パネル１０は分断されるが、非使用領域を分断する前に第１のガラス基板１２または第２のガラス基板１４上に機能層を形成してもよい。携帯用電子機器等では、タッチパネルを使用したインタフェースが使用されているが、薄型化の要請のためにフラットパネルディスプレイにタッチパネル機能を付与するインセル方式やオンセル方式が採用されている。このようにフラットパネルディスプレイに表示機能以外を付与する際に透明導電膜等の機能層を分断処理前に形成してもよい。非使用領域の分離後に機能膜を形成することも可能であるが、薄型化された液晶パネル１０は強度が低下しているおそれもあるため、非使用領域の分離前に機能膜を形成することにより、液晶パネル１０が破損するおそれを低減することができる。
【００２５】
保護フィルム３０は、エッチング処理後に剥離する。保護フィルム３０を剥離する際は、物理的な力を加えることによって剥離することが可能である。なお、後工程において影響が少ないようであれば、保護フィルム３０が被覆されたまま後工程の処理をすることも可能である。端面封止材３２を除去するのは非常に困難であるため、除去せずに流動することが好ましい。
【００２６】
ここから、薄型化されていない周縁領域を中心領域から分断する分断工程について説明する。分離工程は、充填ステップ、溝形成ステップおよび分離ステップによって構成される。充填ステップは、エッチング処理によって薄型化された領域に充填材４４を充填する。本実施形態では充填材４４としては、耐酸性（耐エッチング性）を有するパラフィンを使用している。パラフィンは分離処理後に剥離溶液に浸漬して除去することができるので、液晶パネル１０に応力が加えることなく剥離処理を行うことができる。また、パラフィン以外にも耐酸性を有する感光性樹脂も充填材４４として使用することが可能である。感光性樹脂も分断工程後の剥離時に液晶パネル１０に応力を加えることなく剥離することが可能である。
【００２７】
充填材４４は、液晶パネル１０の両主面に、第１のガラス基板１２および第２のガラス基板１４の周縁部と同じ高さになるまで充填される。充填材４４を周縁部と同じ高さまで充填することによって、薄型領域の分離時に落下することもなく、また、薄型領域を支持する治具等も必要がない。充填剤４４はディスペンサ、スピンコータやスリットコータ等の塗布装置を用いて注入することができる。また、塗布領域は薄型化されて凹状となっているため、充填材４４を容易に塗布することが可能である。パラフィンは、塗布後に室温環境において一定時間放置することで硬化処理が行われる。
【００２８】
充填材４４を硬化させた後に、図５（Ｂ）のように充填材４４の周縁部に溝部４６を形成する。溝部４６は図５（Ａ）のように充填材４４を通貫し、第１のガラス基板１２および第２のガラス基板１４が露出するように形成された領域である。溝部４６を形成する手段としてはレーザを利用することが好ましい。特にピコレーザ等のパルスレーザを使用することで、ガラス基板にダメージを与えることなく溝部４６を形成することができる。溝部４６を形成する位置は、最外部に配置された液晶シール材１８よりも外側の領域に形成される。溝部４６は、エッチング液がガラス基板と接触する程度の幅があればよい。また、感光性樹脂を利用する場合では、フォトリソグラフィにより溝部４６を形成することが可能である。
【００２９】
溝部４６を形成した後に、液晶パネル１０をエッチングすることによって、非使用領域を使用領域から分離する。エッチング処理は、前述のエッチングステップと同様に、枚葉式のエッチング装置を使用することが可能である。溝部４６によって第１のガラス基板１２および第２のガラス基板１４が露出しているため、エッチング液と接触し、液晶パネル１０の周縁領域を分離する。エッチング処理による分離作業は応力がほとんどかからないため、液晶パネル１０が破損するおそれが少ない。また、使用領域は充填材４４によって保護されているため、分離時に使用領域が落下したりするおそれもない。エッチングにより分断面の細かな傷を除去することが可能になるため、液晶パネル１０の強度が向上する。
【００３０】
また、レーザやスクライブ等によって分離処理を行うことも可能である。溝部４６に沿ってレーザやスクライブを走査することによって、液晶パネル１０を分離することも可能である。この際、チッピング等が発生しても液晶パネル１０の主面は充填材４４で保護されているため、安定して分断処理を行うことができる。また、分断後にエッチング処理を行うことによって、分断面の微小な傷を除去することが好ましい。
【００３１】
分離処理後に充填材４４を除去する。充填材４４は７０℃以上の熱湯やエーテルまたは高温アルコール等に浸漬することによって剥離することが可能である。剥離時も液晶パネル１０にほとんど応力が加わらないため、破損等のおそれも少ない。また、エッチング後の断面もエッチングにより微小な傷が除去されているため、強度の低下を抑制することが可能になる。充填材４４が除去された液晶パネル１０は、適宜後工程において処理される。
【００３２】
また、本実施形態では分離ステップの前段として溝形成ステップにて充填材４４に溝部４６を形成しているが、溝形成ステップを省略すること可能である。その場合、スクライブ装置やレーザ装置を用いて液晶パネル１０を充填材４４と共に分断する。充填材４４が分断時の衝撃を吸収したり、分断時に飛散したガラス片が液晶パネル１０の主面を傷つけるのを防止することが可能になる。また、分断後にエッチング処理にて端面の微小な傷を除去する場合も充填材４４が液晶パネル１０の保護材として構成される。
【００３３】
また、本実施形態では液晶パネルの薄型化および分断処理について説明したが、本発明はガラス基板を利用した有機ＥＬディスプレイやカバーガラス等の製造にも適用することが可能である。
【００３４】
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】
【００３５】
１０‐液晶パネル
１２‐第１のガラス基板
１４‐第２のガラス基板
１６‐機能層
１８‐液晶シール材
２０‐外周シール材
３０‐保護フィルム
３２‐端面封止材
４０‐搬送ローラ
４２‐スプレーノズル
４４‐充填材
４６‐溝部
【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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