(57)【要約】【課題】側面および底面に欠陥がなく、信頼性の高い薄膜状の表示装置用基板を低コストで製造する方法を提供する。【解決手段】表面に複数の表示素子が区画形成されたマザー基板を、各区画毎に分離して個々の表示装置用基板にするにあたって、マザー基板表面の分離位置に溝部を形成した後、この溝部と連通するまでマザー基板裏面をウエットエッチングすることにより、表示装置用基板を薄膜化すると共に分離するようにした。【選択図】図１
2007248720.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に複数の表示用素子が区画形成された基板母材を区画毎に分離して個々の表示装置用基板とする表示装置用基板の製造方法であって、
前記基板母材の各区画の分離位置に溝部を形成する工程と、
前記基板母材の前記表示用素子が形成された側の面を被覆する保護層を形成する工程と、
前記基板母材の裏面を前記溝部と連通するまでウエットエッチングして個々の表示装置用基板に分離する工程と、を有することを特徴とする表示装置用基板の製造方法。
【請求項２】
前記基板母材がガラス基板であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置用基板の製造方法。
【請求項３】
前記溝部の溝幅は、開口部から底部へ向かって小さくなっていることを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置用基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置用基板の製造方法、特に薄型化が可能な表示装置用基板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、エレクトロルミネッセンス表示装置、電子ペーパーなどに代表される平面表示装置は、軽量、薄型、低消費電力などの特徴を生かしてＯＡ機器、情報端末、時計、テレビなどの各分野で広く利用されている。このような表示装置用基板として、表面に薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor, ＴＦＴ）が形成されたガラス基板が広く利用されている。現在、これらの表示装置には、より薄く、より軽くかつ丈夫であることが要求されており、これに伴い表示装置用基板の薄型化が求められている。
【０００３】
表示装置用基板の薄型化には、素材となるマザー基板を予め薄型化しておくことが考えられるが、特にマザー基板がガラス基板である場合には、薄型化によって脆くなり、表示素子を形成する工程などの各工程での取り扱い性が非常に悪いという問題があった。さらに得られた表示装置用基板には傷や割れなどの不良も高いという問題があった。
【０００４】
これを解決するものとして、厚手のマザー基板上に表示用素子を形成しておき、マザー基板の裏面に化学研磨と機械研磨とを施して薄型化した後、表示装置のパネルサイズに分割する方法が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）
【特許文献１】特開２００５−７７９４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記製造方法であっても、膜厚が２００μｍ以下の非常に薄い表示装置用基板を得ようとする場合には、研磨工程や分離工程でスクライブ装置やダイシング装置などを用いると、その機械的衝撃によりマザー基板が割れてしまうという問題があった。また、このような方法によって得られた表示装置用基板の研磨面や分離端面には、非常に微細なクラックやチッピングなどの欠陥が発生するが、基板の膜厚が大きな場合にはさほど問題にならなかったこれらの欠陥が、基板の厚さが薄くなることで、無視し難い大きさとして反映され、この欠陥を原因とした基板の破損や表示素子の動作不良に繋がるという問題があった。
【０００６】
この問題を回避するために、厚手のマザー基板を個々の表示装置用基板に分離した後に、それぞれを薄膜化する方法が考えられるが、薄膜化の工程が各表示装置用基板単位での加工になり、大判のマザー基板を一括加工した後に分離する場合に比べて効率が悪い上に、表示装置用基板自体のサイズが非常に小さなものとなっている現況に鑑みると、工程上のハンドリングが悪く、現実的でないという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、欠陥が少ない薄板状の表示装置用基板を高い歩留まりで製造する方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の表示素子基板の製造方法は、表面に複数の表示用素子が区画形成された基板母材を区画毎に分離して個々の表示装置用基板とする表示装置用基板の製造方法であって、前記基板母材の各区画の分離位置に溝部を形成する工程と、前記基板母材の前記表示用素子が形成された側の面を被覆する保護層を形成する工程と、前記基板母材の裏面を前記溝部と連通するまでウエットエッチングして個々の表示装置用基板に分離する工程と、を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明の表示素子基板の製造方法においては、基板母材（マザー基板）の裏面を溝部と連通する手法としてウエットエッチングを用いることによって、基板母材に機械的衝撃を加えることなく、所望の厚さにまで薄膜化することができる。
すなわち、基板母材の裏面側からウエットエッチングを施していくと、エッチング面が溝部の底部に達すると、基板母材の裏面側と溝部の内部とが連通する。この時点において、溝部によって区画された各表示装置用基板が個々に分離されることとなり、表示装置用基板の薄膜化と分離とを同時に行うことができる。このようにして薄膜化された表示装置用基板には機械的応力がかかることがないので、従来では不可能であったような薄板状の表示装置用基板を低コストで提供することができる。
【００１０】
また、エッチングによる分離の際に、エッチング液が溝部の中に流入して溝部壁面の表層、すなわち表示装置用基板の側面の表層を洗浄するので、溝部形成時に発生した微細な傷や欠陥が除去される。よって、欠陥のない薄板状の表示装置用基板を提供することができる。
【００１１】
本発明の表示装置用基板の製造方法にあっては、基板母材がガラス基板であることが好ましい。
ガラス基板は薄膜化すると取り扱い性が悪く、割れやすいので、本発明の方法を適用すれば、表面に傷や欠陥の無い信頼性の高いガラス製の表示装置用基板を低コストで製造することができる。
また、本発明の表示装置用基板は、ウエットエッチングが施されたものであるので、各稜部と各角部とはそれぞれ面取りおよび角取りされて、Ｒ（丸み）が付けられた形状となり、強度が高くなる。
さらに、このような薄板状の表示装置用基板にあっては、剛直性の素材であるガラスであっても、曲げに対して柔軟性を有するようになるので、その利用分野が広がる。
【００１２】
本発明の表示装置用基板の製造方法にあっては、開口部から底部へ向かって小さくなっていることが好ましい。
ウエットエッチング工程中、基板母材の表裏が溝部を介して連通する時点において、過剰のエッチング液が溝部に流入するのを防ぐ目的で、連通口となる溝部の底部面積は小さくしておくことが好ましい。このようにすることで、基板母材表面の表示用素子が過剰に流入したエッチング液によって損傷を受けることを極力低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明について図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
図１（ａ）ないし図１（ｆ）は本発明の第１の実施の形態の各工程を説明する工程図である。なお、同各図においては、理解を容易とするために各構成部材の縮尺は変えてある。
図１（ａ）はマザー基板１（基板母材）そのものを示しており、各種の表示装置に広く用いられるガラスなどからなり、その初期厚さは例えば５００μｍ程度である。このマザー基板１の表面１ａには、図示しないＴＦＴなどからなる表示用素子が多数、整列した状態で形成されており、各表示素子はスクライブラインによって区画されている。このスクライブラインは表示装置用基板を個々に分離する際の分離位置に相当する。
【００１４】
次いで、図１（ｂ）に示したように、上記スクライブラインに沿ってマザー基板１の表面側から溝部２を形成する。本実施の形態においては、マザー基板１の裏面１ｂを真空吸着するなどにより、ダイシング装置のステージ３上にマザー基板１を固定した後、ダイシングブレード４で溝部２を切削している。このダイシングブレードは特別なものではなく、例えば径が１〜４インチのものなどを適宜使用できる。刃先の形状は、先端が平坦なものでも良いし、先端が尖っていても良い。
【００１５】
溝部２の切削深さは、表示装置用基板の仕上がり厚さにほぼ等しくする。例えば仕上がり厚さが２００μｍであれば、２００μｍにマージン厚を加えたものとする。このマージン厚は、後述するウエットエッチング工程における溝部２の洗浄加工代となる。なお、マザー基板１の取り扱い性等を考慮すると、溝部２の深さはマザー基板１の初期厚の半分以上にならないことが好ましい。
この切削加工時には、マザー基板１はステージ３に固定されており、充分に大きな初期厚を有するので、溝部２の切削で割れなどの不良が発生することは少ない。溝部２の切削表面である底面２ａおよび壁面２ｂには、微細な傷や割れが発生するが、これらは後述するウエットエッチングの工程で除去することができる。
【００１６】
溝部２の形成方法は本実施の形態に限定されるものではなく、プラズマエッチング、パーシャルプラズマエッチング、ウエットエッチングなどの各種エッチング技術を利用してもよい。この場合には、スクライブラインを除くマザー基板１の表面全体にマスキング層としてレジストを形成し、その後にエッチングを施せばよい。エッチングによって溝部２を形成すると、非常に狭い幅の溝を形成することができる。
【００１７】
次いで、図１（ｃ）に示したように、マザー基板１の表面１ａ（表示用素子の形成面）に保護テープ５を貼着する。この保護テープ５は、ウエットエッチング工程において、表示用素子がエッチング液と接触して損傷を受けないようにするためのものであって、表示用素子の表面を被覆して保護するものであれば特に限定されるものではなく、例えば、通常の研削工程で用いられる表面保護テープなどを利用できる。
【００１８】
この後、図１（ｄ）に示したように、マザー基板１の裏面１ｂ側からウエットエッチングを行って基板を厚さ２００μｍ程度になるまで薄膜化する。
マザー基板１がガラス基板である場合には、例えばフッ酸溶液をエッチング液として用意し、このエッチング液中にマザー基板１を振動を与えながら浸漬する方法のほか、回転する基板の上にエッチング液を滴下するスピンエッチング、遊離吐粒とエッチング液との混合液による化学的機械的研磨（ＣＭＰ）などを用いてもよく、通常のガラスの研磨やエッチングに用いられている汎用の処理技術および処理装置をそのまま利用することができる。
【００１９】
ウエットエッチングでマザー基板１の裏面１ｂを研削していくと、図１（ｅ）に示したように、基板厚さが２５０μｍ以下程度になったところで表示装置用基板６…がマザー基板１から個々に分離されると共に、溝部２が裏面１ｂに開口してエッチング液が溝部２に流入する。この時点での表示装置用基板６…の厚さ２５０μｍは溝部２の深さに相当しており、仕上がり厚さにマージン厚が加わったものである。本実施形態の場合、例えば仕上がり厚さが２００μｍであればマージン厚は５０μｍとなる。このマージン厚分である５０μｍがエッチングされる間に、壁面２ｂの表層部はエッチング液で洗浄されて、微細な割れや傷などが除去されることとなる。なお各表示装置用基板６…の裏面はマザー基板のエッチング面となっているので、傷や割れがない。
このように、本実施形態のウエットエッチング工程では、表示装置用基板６…を所定の仕上がり厚さに薄膜化するばかりでなく、傷や割れなどの欠陥を側面および底面から除去できる。
【００２０】
さらに、このようにして得られた表示装置用基板６…の各稜部と各角部とは、エッチングにより、それぞれ面取りおよび角取りされて、Ｒが付けられた形状となるので、非常に強度が高くなる。
【００２１】
最後に、図１（ｆ）に示したように、ウエットエッチングを施した裏面側を下にしてステージに固定した後、紫外光などを保護テープ５に照射することでその粘着性を低下させて、保護テープ５を剥離して表示装置用基板６…が得られる。
【００２２】
上述したように、本発明の製造方法によれば、各表示装置用基板６…を分離する際に機械的衝撃が与えられることがないので、従来技術では達成不可能であったような膜厚２００μｍ以下の薄板状の表示装置用基板６…が得られる。
このような薄板状の表示装置用基板６にあっては、剛直なガラスであっても、その膜厚が１００μｍ程度となると、曲げに対する柔軟性を有するようになり、例えば、電子ペーパーのように屈曲性が求められる表示装置の基板として利用することができるので、その用途が広がる。
また本実施形態の製造方法によれば、表示装置用基板の裏面と側面とは、共にウエットエッチングが施されて、傷や割れなどの欠陥のない表面となるので、高品質で高強度の表示装置用基板となる。
また、基板の薄膜化と分離を同一工程で行えるばかりでなく、大判のマザー基板１から複数個の表示装置用基板６…を一括して製造できるので、生産性に富むものとなる。加えて、従来の汎用の処理技術と装置とをそのまま利用すれば良いので、低コストで高品質の薄膜状の表示装置用基板６…を製造することができる。
【００２３】
（第２の実施の形態）
次に本発明の第２の実施の形態について説明する。第２の実施の態様が上記第１の実施の態様と異なるところは、図２に示したように、溝部２１の断面を概略Ｖ字状にしたところである。
このような形状にすると、溝部２１の底面２１ａはＶ字溝の谷となり、ウエットエッチング工程におけるの溝部２１の開口を非常に小さくすることができる。よって、一度に大量のエッチング液が溝部２１に流入することがなくなるとともに、表示素子が形成されている基板表面１ａ側へ過剰量のエッチング液が侵入するのを防止できる。
【００２４】
また、板状のものをエッチングする場合には、スピンエッチングを行うことが多い。この方法では、エッチングすべき面を上に向けて回転させておき、この面に対してエッチング液を滴下し、板表面にエッチング液が万遍なく拡がるようにする。
本実施形態のウエットエッチングの工程で、このスピンエッチングを採用した場合、溝部２１の形状をＶ字状にしておけば、各溝部２１同士の交点において大きく開口するので、ここにエッチング液が滞留しにくくなる。よって、マザー基板１のどの部位においてもエッチング液が均等に広がり、表示装置用基板６の４側面が均一に洗浄されることとなるので、好適である。
【００２５】
加えて、溝部２１の形状をＶ字状にすると、溝部２１の開口端の非常に近いところにまで表示用素子を形成することができ、１枚のマザー基板１からより多くの表示装置用基板６…を得ることができて、特に表示用基板のサイズが小さい場合に有効である。
溝部２１の壁面２１ｂをエッチングすると、その表面が後退することになるが、壁面２ｂが傾斜していると、直立している場合に比べて後退距離が小さくなるためである。すなわち、エッチングはエッチング面に対して垂直に進行するので、図２中に１点鎖線で示したように、溝部２が矩形である場合の壁面２ｂの後退距離をＬとすると、その開口端もＬだけ後退する。これに対して、壁面２１ｂがマザー基板の表面１ａに対して角度θで傾斜するＶ字状の溝部２１の場合には、壁面２１ｂの後退距離Ｌは同じであっても、その開口端の後退距離はＬsinθとなり、明らかにＬより小さくなるためである。すなわち、Ｌ−Ｌsinθだけエッチングによる加工代を小さくできるわけであり、逆にその分、表示素子の形成領域が広がることとなり、１枚のマザー基板当たりの基板取り数を増加できる。
【００２６】
なお、本発明においては、溝部２１の形状は本実施の形態に限定されるものではなく、マザー基板１の裏面１ｂに向かって溝幅が小さくなる形状、具体的にはＵ字形状、半円状であっても、上記と全く同様の作用、効果が得られるのは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施形態の表示装置用基板の製造方法順を追って示す工程断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態の溝部を示した概略図である。
【符号の説明】
【００２８】
１…マザー基板（基板母材）、１ａ…表面、１ｂ…裏面、２…溝部、２１…溝部、５…保護層、６…表示装置用基板。
【図１】
2007248720.tif 000003
【図２】
2007248720.tif 000004