(57)【要約】【課題】エッチング処理に伴うマスキング処理を不要にし、サイドエッチングの影響を最小限に抑制すること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、改質ライン形成ステップ、エッチングステップ、切断ステップおよび端子部形成ステップを少なくとも含む。改質ライン形成ステップでは、アレイ基板およびカラーフィルタ基板に対して、液晶パネルの形状に対応する形状切断予定線に沿って改質ラインを形成する。エッチングステップでは、アレイ基板およびカラーフィルタ基板に対して形状切断線において切断されないようにしつつエッチング処理を行う。切断ステップでは、エッチング処理の後に形状切断予定線において切断を行う。端子部形成ステップでは、アレイ基板において電極端子部が形成された領域に対向するカラーフィルタ基板を除去するための端子部切断予定線に沿ってカラーフィルタ基板を取り除く。【選択図】図３
2019101245.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アレイ基板およびカラーフィルタ基板を貼り合せてなる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、
前記アレイ基板および前記カラーフィルタ基板に対して、液晶パネルの形状に対応する形状切断予定線に沿って形成される改質ラインであって、他の箇所よりもエッチングされ易い性質を有する改質ラインを形成する改質ライン形成ステップと、
前記アレイ基板および前記カラーフィルタ基板に対して、前記形状切断予定線において切断されないようにしつつ、エッチング処理を行うエッチングステップと、
エッチング処理の後に、前記形状切断予定線において切断を行う切断ステップと、
前記アレイ基板において電極端子部が形成された領域に対向するカラーフィルタ基板を除去するための端子部切断予定線に沿って前記カラーフィルタ基板を切断する端子部形成ステップと、
を少なくとも含む液晶パネル製造方法。
【請求項２】
前記改質ラインは、パルスレーザのビームによって形成された複数の貫通孔または複数の改質孔を有するミシン目状を呈する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。
【請求項３】
前記端子部形成ステップは、前記端子部切断予定線に沿って溝を形成する溝形成ステップと、
前記切断ステップにおいて前記形状切断予定線とともに前記端子部切断予定線に沿って形成された溝に押圧力を加えるブレイクステップと、
を含むことを特徴とする請求項１または２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、アレイ基板およびカラーフィルタ基板を貼り合せてなる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する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、液晶パネルの製造時には、一組のガラス母材で同時に複数の液晶パネルを製造し、その後にガラス母材を単個の液晶パネルに分断するという手法（いわゆる多面取り）が広く採用されてきた。そして、ガラス母材を分断する際には、スクライブブレーク、レーザアブレーション加工、エッチング処理といった手法が用いられることが多かった。
【０００３】
ところが、スクライブブレークを採用した場合には、丸みを持った輪郭を有するパネルや切欠き部を備えたパネルといった矩形形状以外のパネルを形成することが困難であった。また、レーザアブレーション加工では、加工速度が遅かったり、アブレーションデブリによる汚損が生じたりするといった不具合が発生し易かった。さらに、エッチング処理では、アレイ基板の電極端子部をエッチング液から保護するために適切なマスキング処理を別途行う必要があるため、生産効率を向上させることが困難になることがあった。
【０００４】
そこで、従来技術の中には、カラーフィルタ基板に対する耐エッチング剤の塗布の際に電極端子部も同時にマスキングされるように工夫したエッチング処理を採用するものがあった（例えば、特許文献１参照。）。このような構成を採用することにより、電極端子部の保護のために別途工程が必要になることがなく、また、電極端子部の保護が確実に行われる、とされていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−２２４２０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の従来技術においては、電極端子部の保護のための工程を独立して行う必要はなくなっているが、依然としてエッチング処理においてガラス母材に対するマスキング処理を行う必要があり、エッチング処理後にはこれを剥離する必要があった。また、ガラス母材の厚み方向に直交する方向に進行するサイドエッチングの影響を考慮して、ガラス母材において各液晶パネル間にスペースを設ける必要があるため、多面取り効率が悪くなることがあった。
【０００７】
本発明の目的は、エッチング処理に伴うマスキング処理を不要にし、サイドエッチングの影響を最小限に抑制することが可能な液晶パネル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】
【０００８】
本発明に係る液晶パネル製造方法は、アレイ基板およびカラーフィルタ基板を貼り合せてなる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ものである。この液晶パネル製造方法は、改質ライン形成ステップ、エッチングステップ、切断ステップおよび端子部形成ステップを少なくとも含む。
【０００９】
改質ライン形成ステップでは、アレイ基板およびカラーフィルタ基板に対して、液晶パネルの形状に対応する形状切断予定線に沿って形成される改質ラインであって、他の箇所よりもエッチングされ易い性質を有する改質ラインを形成する。改質ラインを形成する手法の代表例としては、ピコ秒レーザまたはフェムト秒レーザによるフィラメント加工が挙げられる。改質ラインの幅は、概ね１０μｍ以下に設定することが好ましい。
【００１０】
エッチングステップでは、アレイ基板およびカラーフィルタ基板に対して、形状切断予定線において切断されないようにしつつ、エッチング処理を行う。エッチング処理が進行するにつれて、形状切断予定線において切断溝等が厚み方向に貫通してしまうことがあるため、１０μｍ／分以下の遅いエッチングレートにて形状切断予定線の状態を確認しつつエッチング処理を行うことが好ましい。
【００１１】
切断ステップでは、エッチング処理の後に、形状切断予定線において切断を行う。エッチング処理後には、形状切断予定線において実質的にほぼ切断された状態になっている。さらに、板厚方向の中心部には改質領域が存在し、ガラス基板を切断し易くなっている。このため、わずかな機械的圧力や熱的応力を加えることによって完全な切断を実現することが可能である。例えば、微小な押圧力を加えたり、微小な超音波振動を与えたり、加熱をしたりすることによって、多面取り用ガラス母材を汚損することなく、完全な切断を実現することができる。
【００１２】
端子部形成ステップでは、アレイ基板において電極端子部が形成された領域に対向するカラーフィルタ基板を除去するための端子部切断予定線に沿ってカラーフィルタ基板を取り除く。電極端子部は、液晶パネルをアレイ基板においてカラーフィルタ基板と対向する主面に形成されており、カラーフィルタ基板を除去することで電極端子部を露出させる。なお、端子部形成ステップは、少なくともエッチングステップの後であれば、任意のタイミングで行うことができる。例えば、切断ステップの前または後に行っても良いし、切断ステップと同時に行っても良い。
【００１３】
本発明においては、形状切断予定線を予め切断し易くした上でエッチング処理を行うため、形状切断予定線のみを選択的にエッチング処理するためのマスキング処理が不要になる。また、形状切断予定線が予め切断し易くなっているため、厚み方向全体をエッチング処理する場合に比較してエッチング量が著しく少なくて済むことから、サイドエッチングの影響を最小限に抑制することが可能になる。この結果、液晶パネルを近接配置した状態の多面取り用ガラス母材を用いることが可能となり面取り効率が向上する。
【００１４】
上述の液晶パネル製造方法において、改質ラインが、パルスレーザのビームによって形成された複数の貫通孔または複数の改質孔を有するミシン目状を呈することが好ましい。液晶パネルの形状切断予定線をパルスレーザによって加工するため、液晶パネルの輪郭に複雑や曲線部が含まれていたり、液晶パネルに開口部を形成されていたりする場合であっても、適切な加工を実現することが可能になる。
【００１５】
また、端子部形成ステップは、溝形成ステップとブレイクステップを含むことが好ましい。溝形成ステップは、端子部切断予定線に沿ってカラーフィルタ基板に溝を形成する工程である。ブレイクステップは、切断ステップにおいて形状切断予定線とともに端子部切断予定線に沿って形成された溝に押圧力を加える工程である。端子部の加工を行う工程を液晶パネルの分断と同時に実施することによって、生産効率がさらに向上する。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、液晶パネルの製造において、エッチング処理に伴うマスキング処理を不要にし、サイドエッチングの影響を最小限に抑制することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る液晶パネルの概略構成を示す図である。
【図２】複数の液晶パネルを含む多面取り用ガラス母材の概略構成を示す図である。
【図３】多面取り用ガラス母材に対するレーザ加工の概略を示す図である。
【図４】本発明に適用されるエッチング装置の一例を示す図である。
【図５】本発明に適用されるエッチング処理のバリエーションを示す図である。
【図６】エッチング処理された形状切断予定線の状態を示す図である。
【図７】分断された状態の多面取り用ガラス母材の概略を示す図である。
【図８】液晶パネルの構成の特徴を示す図である。
【図９】液晶パネルの分断における他の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１（Ａ）は、本発明の一実施形態に係る液晶パネル１０の概略構成を示している。同図に示すように、液晶パネル１０は、アレイ基板１２およびカラーフィルタ基板１４が液晶層を挟んで貼り合わされるように構成されている。アレイ基板１２およびカラーフィルタ基板１４の構成は、公知の構成と同様の構成が採用可能であるため、ここでは説明を省略する。
【００１９】
アレイ基板１２は、カラーフィルタ基板１４と貼り合わされる領域から延び出すように設けられた電極端子部１２２を有している。この電極端子部１２２には、複数の電気回路が接続され、液晶パネル１０と、それらの電気回路とが筐体に収納されることによって、例えば、図１（Ｂ）に示すようなスマートフォン１００が構成される。
【００２０】
続いて、液晶パネル１０を製造する方法の一例について説明する。図２（Ａ）および図２（Ｂ）に示すように、一般的に、液晶パネル１０は、これを複数含んだ多面取り用ガラス母材５０として製造され、多面取り用ガラス母材５０を分断することによって、単個の液晶パネル１０が得られる。この実施形態では、便宜上、６つの液晶パネル１０が３行２列のマトリクス状に配置された多面取り用ガラス母材５０に対する処理について説明するが、多面取り用ガラス母材５０に含まれる液晶パネル１０の数は適宜増減することが可能である。
【００２１】
多面取り用ガラス母材５０は、まず、図３（Ａ）〜図３（Ｃ）に示すように、液晶パネル１０の形状（輪郭）に対応する形状切断予定線に沿って改質ライン２０が形成される。この改質ライン２０は、例えば、ピコ秒レーザ（波長５１５ｎｍ）またはフェムト秒レーザ（１０３０ｎｍ）等のパルスレーザから照射される光ビームパルス（ビーム径は１〜５μｍ程度）によって形成される複数のフィラメント層を配列したフィラメントアレイである。ピコレーザからの光ビームは、少なくともアレイ基板１２およびカラーフィルタ基板１４の両方の基板を含む範囲よりも深い焦点深度を備えている。このため、アレイ基板１２およびカラーフィルタ基板１４の両方の基板において液晶パネル１０を分断するための改質ライン２０が同時に形成される。
【００２２】
原則として、アレイ基板１２およびカラーフィルタ基板１４の両方の基板を同時に１つのレーザによって処理することが可能であるが、これによって液晶層や液晶層を封止するためのシール材に不具合が生じる場合には、アレイ基板１２側からアレイ基板１２のみに改質ライン２０を形成し、カラーフィルタ基板１４側からカラーフィルタ基板１４のみに改質ライン２０を形成するようにすることで、液晶層やシール材における不具合の発生を抑制し易くなる。
【００２３】
この実施形態では、改質ライン２０は、図３（Ｃ）に示すような、複数の貫通孔または改質層を有するミシン目状を呈している。改質ライン２０は、多面取り用ガラス母材５０における他の箇所よりもエッチングされ易い性質を有している。もちろん、改質ライン２０の形状は、図３（Ｃ）に示すような形状には限定されるものではなく、これ以外の形状を呈するものであっても良い。また、改質ライン２０は、アレイ基板１２およびカラーフィルタ基板１４の板厚方向の全域にわたって形成されることが好ましい。
【００２４】
改質ライン２０の形成が終わると、図４に示すように、多面取り用ガラス母材５０は、エッチング装置３００に導入され、フッ酸および塩酸等を含むエッチング液によってエッチング処理が施される。エッチング装置３００では、搬送ローラによって多面取り用ガラス母材５０を搬送しつつ、エッチングチャンバ内で多面取り用ガラス母材５０の片面または両面にエッチング液を接触させることによって、多面取り用ガラス母材５０に対するエッチング処理が行われる。なお、エッチング装置３００におけるエッチングチャンバの後段には、多面取り用ガラス母材５０に付着したエッチング液を洗い流すための洗浄チャンバが設けられているため、多面取り用ガラス母材５０はエッチング液が取り除かれた状態でエッチング装置３００から排出される。
【００２５】
多面取り用ガラス母材５０にエッチング液を接触させる手法の一例として、図５（Ａ）に示すように、エッチング装置３００の各エッチングチャンバ３０２において、多面取り用ガラス母材５０に対してエッチング液をスプレイするスプレイエッチングが挙げられる。また、スプレイエッチングに代えて、図５（Ｂ）に示すように、オーバーフロー型のエッチングチャンバ３０４において、オーバーフローしたエッチング液に接触しながら多面取り用ガラス母材５０が搬送される構成を採用することも可能である。
【００２６】
さらには、図５（Ｃ）に示すように、エッチング液が収納されたエッチング槽３０６に、キャリアに収納された単数または複数の多面取り用ガラス母材５０を浸漬されるディップ式のエッチングを採用することも可能である。
【００２７】
いずれの場合であっても、エッチング処理中に、形状切断予定線が厚み方向に貫通して、多面取り用ガラス母材５０を分断してしまわないようにすることが重要である。このため、エッチング処理中（特にエッチング処理の後半部分）においては、エッチングレートを遅くして、エッチング量を正確に制御する必要がある。この実施形態では、２重量％以下の薄いフッ酸によって、１０μｍ／分以下の遅い速度にてエッチング処理が進行するようにしているが、この手法に限定されるものではない。
【００２８】
エッチング処理の全体においてエッチングレートを遅くするのではなく、当初は速めのエッチングレートを採用しつつ段階的に遅くしていくようにすれば、エッチング処理の時間を短縮することが可能である。例えば、エッチング装置３００の後段に進むにつれてエッチング液におけるフッ酸濃度を１〜１０重量％程度の範囲内で低下させるような構成を採用すると良い。
【００２９】
多面取り用ガラス母材５０がエッチング装置３００を通過すると、改質ライン２０がエッチングされる。改質ライン２０では、他の箇所よりも速くエッチング液が浸透し、このラインに沿ってガラスが溶解されることによって、切断予定溝２６が形成される。また、レーザ照射時においてアレイ基板１２およびカラーフィルタ基板１４の内部にキズ等が発生していた場合であっても、このキズが消失し易くなる。切断予定溝２６は、通常のエッチングで形成される等方性の溝ではなく、幅方向に対して深さ方向のアスペクト比が大きくなる。このため、各液晶パネルが隣接するような多面取り用ガラス母材５０であっても液晶パネル１０に影響を与えることなく切断予定溝２６を形成することができる。切断予定溝２６は、アレイ基板１２またはカラーフィルタ基板１４において、板厚方向に完全に貫通してしまわないように形成される。この際、切断予定溝２６の下部の板厚は、１００μｍ以下であることが好ましい。板厚が１００μｍを超えると、切断ステップにおける分断が困難になることがある。
【００３０】
多面取り用ガラス母材５０において、形状切断予定線は、切断予定溝２６および切断予定溝２６の下部に存在する改質領域（改質ライン２０）によって強度が低下している。このため形状切断予定線に対してわずかな機械的圧力を加えるだけで、多面取り用ガラス母材５０を改質ライン２０において分割することができる。具体的には、多面取り用ガラス母材５０に微小な押圧力を加えたり、微小な超音波振動を与えたりすることによって、分断することが可能である。本実施形態では、図７に示すような押圧器具６０を用いて液晶パネル１０の分断を行った。押圧器具６０は、棒状を呈しており、その先端部に球状の回転治具６２を有している。回転治具６２は、押圧器具６０の先端部において回転自在に支持されている。押圧器具６０を切断予定溝２６に押し当てた状態で、切断予定線に沿って移動させることで、回転治具６２が回転するように構成される。押圧器具６０により、切断予定溝２６の下部にある改質領域に応力が加わると、亀裂が発生し、液晶パネル１０を分断することができる。押圧器具６０を用いることで、多面取り用ガラス母材５０を汚損や、端面同士の接触を防止しつつ、液晶パネル１０を分断することが可能である。
【００３１】
続いて、カラーフィルタ基板１４におけるアレイ基板１２の電極端子部１２２に対向する領域を取り除くための切断処理が行われる。この実施形態では、スクライブホイール（ホイールカッタ）２５０によって、カラーフィルタ基板１４におけるアレイ基板１２の電極端子部１２２に対向する領域の内側を端子部切断予定線に沿って切断する。スクライブホイール２５０によってカラーフィルタ基板１４には、端子部切断予定線に沿って端子部切断溝３０が形成される。さらに、この端子部切断溝３０に対して、押圧器具６０等によって押圧力を加えることで、端子部切断溝３０において、カラーフィルタ基板１４を取り除くことができる。
【００３２】
この実施形態では、あえて、エッチング処理によって完全には多面取り用ガラス母材５０を切断してしまわないため、エッチング中に分離された液晶パネル１０端面どうしが衝突して破損するといった不具合の発生が防止される。また、エッチング処理後の不完全に切断された状態の多面取り用ガラス母材５０のまま（大判の状態のまま）、運搬することも可能になる。さらに、エッチング液が電極端子部１２２に到達することがないため、耐エッチング性を備えたマスキング剤によって電極端子部を保護することが不要になる。また、液晶パネル１０の端面における少なくとも中央部以外はエッチング処理が施されているため、レーザ加工のみで切断を行った場合に比較して液晶パネルの強度（例えば、曲げ強度）が高くなる。
【００３３】
図８（Ａ）〜図８（Ｃ）は、分断後の液晶パネル１０の概略構成を示している。同図に示すように、液晶パネル１０の端面は主面に対してほぼ直角になっている。例えば、それぞれが０．１５ｍｍ〜０．２５ｍｍ程度の板厚のアレイ基板１２およびカラーフィルタ基板１４の各端面に発生するテーパ幅（図８（Ｃ）におけるＬ１〜Ｌ３）を、５０μｍ以下（多くは２０〜３５μｍ）に抑えることが可能である。
【００３４】
このように、液晶パネル１０を製造するにあたって、サイドエッチングの影響がほとんど発生しないため、液晶パネル１０どうしを近接配置した多面取り用ガラス母材５０の設計することができる。例えば、レーザ幅２μｍ＋αで合計１０μｍ程度の隙間があれば、多面取り用ガラス母材５０を適正に単個の液晶パネル１０に分離することが可能である。また、液晶パネルの形状は本実施形態のものには限定されず、例えば、切欠き部を有するもの等も対応することが可能である。
【００３５】
また、上述の実施形態では、多面取り用ガラス母材５０から液晶パネル１０を分断した後に、電極端子部１２２と対向する領域におけるカラーフィルタ基板１４の除去を行ったが、カラーフィルタ基板１４の切断は、任意のタイミングで行うことが可能である。例えば、図９（Ａ）および図９（Ｂ）に示すようにエッチング処理後の多面取り用ガラス母材５０に対して、スクライブホイール２５０を用いて、端子部切断予定線に沿って端子切断溝３０を形成する。そして、図９（Ｃ）に示すように、形状切断予定線に沿って液晶パネル１０を分断する際に、形状切断予定線だけではなく端子切断溝３０に対しても押圧力を加えることで、液晶パネル１０の分断と電極端子部の加工を同時に行うことができる。また、端子切断溝３０を一旦形成すれば、液晶パネル１０の分断と同時でなくても、例えば後工程の任意のタイミングでカラーフィルタ基板１４を除去することができる。
【００３６】
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】
【００３７】
１０−液晶パネル
１２−アレイ基板
１４−カラーフィルタ基板
２０−改質ライン
３０−端子切断溝
５０−多面取り用ガラス母材
１００−スマートフォン
１２２−電極端子部
２５０−スクライブホイール
３００−エッチング装置
３０２，３０４−エッチングチャンバ
３０６−エッチング槽
【図１】
2019101245.tif 000003
【図２】
2019101245.tif 000004
【図３】
2019101245.tif 000005
【図４】
2019101245.tif 000006
【図５】
2019101245.tif 000007
【図６】
2019101245.tif 000008
【図７】
2019101245.tif 000009
【図８】
2019101245.tif 000010
【図９】
2019101245.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成31年2月1日(2019.2.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アレイ基板およびカラーフィルタ基板を貼り合せてなる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、
前記アレイ基板および前記カラーフィルタ基板に対して、液晶パネルの形状に対応する形状切断予定線に沿って形成される改質ラインであって、他の箇所よりもエッチングされ易い性質を有する改質ラインを形成する改質ライン形成ステップと、
前記アレイ基板および前記カラーフィルタ基板に対して、前記形状切断予定線において切断されないようにしつつ、エッチング処理を行うエッチングステップと、
エッチング処理の後に、前記形状切断予定線において切断を行う切断ステップと、
前記アレイ基板において電極端子部が形成された領域に対向するカラーフィルタ基板を除去するための端子部切断予定線に沿って前記カラーフィルタ基板を切断する端子部形成ステップと、
を少なくとも含み、かつ、
前記改質ラインは、パルスレーザのビームによって形成された複数の貫通孔または複数の改質孔を有するミシン目状を呈することを特徴とする液晶パネル製造方法。
【請求項２】
前記端子部形成ステップは、前記端子部切断予定線に沿って溝を形成する溝形成ステップと、
前記切断ステップにおいて前記形状切断予定線とともに前記端子部切断予定線に沿って形成された溝に押圧力を加えるブレイクステップと、
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。