(57)【要約】      （修正有）【課題】液晶パネル用基板を湾曲可能なように薄型化可能であり、かつ、後工程の応力の付加に耐えることができる液晶パネル用基板を提供する。【解決手段】第１のガラス基板１２と、第１のガラス基板１２との間に液晶層１８を挟持するように配置された第２のガラス基板１４とを備えた液晶パネル用基板１０であり、第１のガラス基板１２は、第２のガラス基板１４の端部よりも延在し、少なくともチップ実装領域を有する端部領域を備えている。さらに、第１のガラス基板１２は、第２のガラス基板１４との非対向面における少なくとも液晶層１８に対応する領域を含む、チップ実装領域に対応する領域以外の領域が選択的に薄型化できるように構成されている。【選択図】図１
2016126111.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のガラス基板と、
前記第１のガラス基板との間に液晶層を挟持するように配置された第２のガラス基板と、
を備えた液晶パネル用基板であって、
前記第１のガラス基板は、前記第２のガラス基板の端部よりも延在する端部領域であって少なくともチップ実装領域を有する端部領域を備えており、かつ、
前記第２のガラス基板との非対向面における少なくとも前記液晶層に対応する領域を含む、前記チップ実装領域に対応する領域以外の領域が選択的に薄型化されていることを特徴とする液晶パネル用基板。
【請求項２】
前記第１のガラス基板は、前記第２のガラス基板との非対向面における前記チップ実装領域に対応する領域以外の領域がすべて薄型化されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶パネル用基板。
【請求項３】
前記チップ実装領域が前記端部領域の縁以外の箇所に配置されることを特徴とする請求項２に記載の液晶パネル用基板。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶パネル用基板を製造する方法であって、
前記第１のガラス基板における前記第２のガラス基板との非対向面の少なくとも前記チップ実装領域に対応する領域に耐酸性を有する保護層を形成する工程と、
前記保護層が形成された第１のガラス基板を少なくともフッ酸を含むエッチング液と接触させてエッチングする工程と、
前記保護層を剥離する工程と、
を少なくとも含む液晶パネル用基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶ディスプレイに用いられる液晶パネル用基板に関し、特に湾曲可能に薄型化可能であり、かつ、ＩＣチップ等の駆動用素子の実装のために十分な強度を有する液晶パネル用基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ等の画像を表示するためのディスプレイは、従来から幅広い分野や機器において利用されている。最近では、デザインの差別化や意匠性の観点から、ディスプレイの更なる薄型化によって湾曲可能なディスプレイが求められている。特に、中小型の携帯用機器に搭載される液晶ディスプレイは、このような需要が多い。
【０００３】
液晶ディスプレイを薄型化するためには、ディスプレイを構成する液晶パネル用のガラス基板をフッ酸を含むエッチング液に接触させることで、薄型化させる方法がある。エッチングを用いることで、ガラス表面の傷も減少するため、傷を起点とする割れが発生しにくくなるため、湾曲させる際にも有利になる。しかしながら、ガラス基板を０．３ｍｍより薄型化させることにより、基板にわずかな応力がかかるだけでも割れてしまいやすくなり、歩留まりが悪化するという問題があった。
【０００４】
そこで、従来技術のなかには、ガラス基板を０．３ｍｍ程度に薄型化したとしても、歩留まりの悪化および基板の割れを防止する技術が存在する（例えば特許文献１）。この装置は、治具によって固定されたガラス基板に上部からシャワーでスプレーによりエッチング液を噴射するように構成されている。この装置によると、ガラス基板に応力が加わりにくくなるため、ガラス基板を０.３ｍｍ以下まで均一にエッチングしたとしても割れにくくなるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１６１４２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、エッチングにより薄型化されたガラス基板は、ディスプレイとして機能するために後工程で様々な加工が行われる。例えば、中小型の液晶ディスプレイの場合、駆動素子の一つであるＩＣチップがＣＯＧ（chip on glass）方式という方法でガラス基板に実装されることが多い。ＣＯＧ方式とは、ＩＣチップをガラス基板に直接応力を加えて実装する方式である。このとき、０.３ｍｍ以下にエッチングされたガラス基板では、チップ実装時の応力により割れてしまうおそれがあった。
【０００７】
つまり、液晶パネル用基板の総厚の薄型化は、ディスプレイを製造する後工程での問題によって制約を受けるために、総厚０．３ｍｍ以下の液晶ディスプレイは実現が難しいという問題があった。さらに、液晶ディスプレイの場合、パネルの厚さだけでなく、ガラス基板の両面に偏光板を貼り付けたり、バックライトを配置したりしなければならないため、ディスプレイ全体としてさらに厚くなってしまい、湾曲させることが困難になる傾向がある。
【０００８】
本発明の目的は、湾曲可能なように薄型化しても、後工程の応力の付加に耐えることができる液晶パネル用基板を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る液晶パネル用基板は、第１のガラス基板と、第１のガラス基板との間に液晶層を挟持するように配置された第２のガラス基板を備えた液晶パネル用基板であり、第１のガラス基板は、第２のガラス基板の端部よりも延在し、少なくともチップ実装領域を有する端部領域を備えている。さらに、第１のガラス基板は、第２のガラス基板との非対向面における少なくとも液晶層に対応する領域を含む、チップ実装領域に対応する領域以外の領域が選択的に薄型化されている。
【００１０】
この構成において、少なくとも、ＩＣチップを実装するためのチップ実装領域に対応する領域は薄型化されておらず、チップ実装時の押圧による応力に対しても耐えられる厚みがあるため、ガラス基板が割れるおそれが少なくなる。さらに、本発明では、液晶パネル用基板の大部分を占める液晶層に対応する領域が少なくとも薄型化されているため、湾曲させることも可能である。
【００１１】
また、本発明によると、薄型化されている領域に偏光板やバックライトのような液晶ディスプレイに必須の構成部品を配置するができる。この構成によると、パネル以外の液晶ディスプレイの構成部品がディスプレイの厚みに及ぼす影響を最小限に抑えることができるため、液晶ディスプレイを湾曲可能な厚みを維持することができる。
【００１２】
さらに、第１のガラス基板は、第２のガラス基板との非対向面においてチップ実装領域に対応する領域以外のすべての領域が薄型化されていることが好ましい。この構成において、チップ実装領域に対応する位置以外のすべての領域が薄型化されているため、パネルの表面積に対して、厚みある領域を最小限にすることができる。このため、液晶パネル用基板を湾曲させた際に、厚みのある領域が湾曲に及ぼす影響を最小限にすることができ、所望の方向に湾曲させることが可能になる。
【００１３】
さらに、チップ実装領域は、端部領域の縁以外の箇所に配置されることが好ましい。通常、液晶パネル用基板は複数の液晶パネルが形成された大型のマザーガラス基板に状態から製造され、最終的に個々の液晶パネル用基板に分断される。このときに、チップ実装領域が端部領域の縁に配置された場合、パネルの切断面の一部または全部に厚みのある領域が存在することになり、切断時に余分な応力が必要になる。切断面も薄型化されていることにより、最小限の応力で切断が可能になり、ガラス基板が割れるおそれが少なくなる。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、ＩＣチップの実装時にガラス基板が割れるおそれを軽減しつつ、湾曲可能に薄型化された液晶パネル用基板を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る液晶パネル用基板の概略側面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る液晶パネル用基板を示す図である。
【図３】本発明の別の実施形態に係る液晶パネル用基板を示す図である。
【図４】マザーガラス基板へのパターニング工程を示す図である。
【図５】液晶パネル用基板の各製造工程を示す図である。
【図６】光学部材を配置した本発明の一実施形態に係る液晶パネル用基板を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１、図２（Ａ）および図２（Ｂ）は、本発明の一実施形態に係る液晶パネル用基板１０である。液晶パネル用基板１０は、第１のガラス基板１２、第２のガラス基板１４、シール材１６および液晶層１８を備える。第１のガラス基板１２と第２のガラス基板１４とは、互いに対向して貼り合わせられるように構成され、液晶層１８は、第１のガラス基板１２と第２のガラス基板１４の間に挟持され、シール材１６に囲まれるように形成されている。
【００１７】
第１のガラス基板１２は、第２のガラス基板１４との対向面おいて液晶層１８に対応する領域に透明電極等が形成されたＴＦＴ基板である。第２のガラス基板１４は、第１のガラス基板１２との対向面において液晶層１８に対応する領域にカラーフィルタ等が形成されたカラーフィルタ基板である。さらに、第１のガラス基板１２は、第２のガラス基板１４の端部よりも延在する端部領域２０を備える。端部領域２０は、少なくとも液晶ディスプレイを駆動させるためのＩＣチップ２２が実装されるためのチップ実装領域２４を有している。
【００１８】
ＩＣチップ２２は、駆動用半導体基板（不図示）および第１のガラス基板１２上の配線と接続され、ディスプレイの駆動を電気的に制御するように構成される部材である。特に薄型化や湾曲化が求められている中小型の液晶ディスプレイの場合、ＩＣチップは、ＣＯＧ（Chip On Glass）方式で実装される。ＣＯＧ方式とは、ＴＦＴ基板上にＩＣチップを直接実装する方式である。ＩＣチップを実装する方式は、他にもＴＡＢ（Tape Automated Bonding）方式等があるが、ＣＯＧ方式はガラス基板上に直接ＩＣチップを実装できるため、携帯用電子機器に搭載する液晶ディスプレイのようにスペースの制約がある場合に、有利な方式である。
【００１９】
ＩＣチップ２２は、接着層２６を介してチップ実装領域２４に実装される。接着層２６として、熱硬化樹脂に導電性を備えた金属粒子が混ぜ込まれた異方性導電膜を使用することができるが、これに限定されない。チップ実装領域２４に異方性導電膜を塗布してからＩＣチップ２２を配置し、熱をかけながらプレスすることで、ＩＣチップ２２が実装される。
【００２０】
チップ実装領域２４は、薄型化前の厚みと同じ０.３〜０.６ｍｍ程度の厚みがあるため、ＩＣチップ２２の実装の際に応力が加わったとしても、実装時の応力に耐えられるだけの厚みがあり、第１のガラス基板１２が割れるおそれが少なくなる。さらに、本実施形態では、チップ実装領域２４に対応する領域およびその周辺領域以外の領域が選択的に０.０５ｍｍ〜０.２ｍｍに薄型化されているため、図１（Ｂ）のように、液晶パネル用基板１０を湾曲させることが可能になる。また、本実施例では、ＩＣチップ２２は、１つしか実装されていないが、複数のＩＣチップ２２が実装されていても構わない。
【００２１】
ここで、図３を用いて、本発明のもう一つの実施形態を説明する。図３は、チップ実装領域２４に対応する領域以外のすべての領域が薄型化された液晶パネル用基板１０を示す図である。図２に示す実施例では、チップ実装領域２４だけでなく、この領域を含む短手方向の全域が薄型化されていないため、短手方向を湾曲させることが困難になるおそれがある。しかしながら、本実施形態では、薄型化されていない領域は、チップ実装領域２４に対応する領域だけであり、液晶パネル用基板１０の表面積に対して、薄型化されていない領域が最小限になるため、液晶パネル用基板１０を湾曲させる際に厚みが及ぼす影響も最小限になり、所望の方向に湾曲させることが可能になる。例えば、図３では、短手方向を第２のガラス基板１４が凹んだ形状で湾曲させているが、もちろん第２のガラス基板１４を凸方向に湾曲させることも可能である。
【００２２】
さらに、本実施形態では、ＩＣチップ２２が、端部領域２０の縁ではない箇所に配置されているため、端部領域２０の縁部もすべて薄型化されている。液晶パネル用基板１０は、前述のように、大型のマザーガラス基板に液晶パネルが形成された状態で製造され、最終的に個々の液晶パネル用基板に分断される。このため、分断位置にチップ実装領域２４のような厚みのある領域が配置された場合、分断時に余計な応力がかかり、液晶パネル用基板１０が割れてしまうおそれがある。このため、チップ実装領域２４は、端部領域２０の縁以外の場所に配置されていることが好ましい。
【００２３】
ここから、図４および図５を用いて液晶パネル用基板１０の製造方法を説明する。液晶パネル用基板１０の製造方法は、少なくとも保護層形成工程、エッチング工程および保護層剥離工程を備える。
【００２４】
図４を用いて、保護層形成工程を説明する。図４（Ａ）のように、通常、ディスプレイに用いる液晶パネル用基板を製造する場合は、複数の表示領域１０１が形成された大型のマザーガラス１００を利用する。表示領域１０１は、前述の液晶パネル用基板１０に相当する領域であり、マザーガラス１００から個々の表示領域１０１を分断することで液晶パネル用基板１０が製造される。大型のマザーガラス１００は、第１のマザーガラス１２０と第２のマザーガラス１４０が対向して貼り合わされるように構成される。表示領域１０１に対応する領域おいて、第１のマザーガラス１２０の第２のマザーガラス１４０との対向面には、複数の透明電極層が形成されており、第２のマザーガラス１４０の第１のマザーガラス１２０との対向面には、複数のカラーフィルタ層が形成されている。また、それぞれの表示領域１０１は、シール材によって区画され、液晶層が形成されている。
【００２５】
第１のマザーガラス１２０の主表面のそれぞれの表示領域１０１において、チップ実装領域２４に対応する領域に保護層２８を形成する。保護層２８は、後述するエッチング工程においてエッチング液からガラス基板を保護するために、少なくとも耐酸性を備えている。保護層２８の一例としては、耐酸性を有するフィルムを使用することができるが、これに限定されない。例えば、耐酸性の紫外線硬化剤等も利用することができる。フィルムを第１のガラス基板１２０の全面に貼りつけた後に、レーザ等を用いてパターニングすることで、図４（Ｂ）のように所望の形状の保護層２８を形成する。
【００２６】
保護層２８が形成されたマザーガラス１００は、エッチング工程によって薄型化される。エッチングは、少なくともフッ酸を含んだエッチング液をマザーガラス１００と接触させることで行われる。また、エッチング液に接触させる前に、第１のマザーガラス１２０および第２のマザーガラス１４０の隙間に紫外線硬化樹脂を注入し、封止することで、第１のマザーガラス１２０と第２のマザーガラス１４０の隙間からエッチング液が進入することが防止される。薄型化をエッチング処理によって行うことにより、ガラス基板の割れの起点となるマザーガラス１００の主表面上の細かな傷を減少させることができる。
【００２７】
マザーガラス１００をエッチングする方法として、エッチング液に浸漬させてエッチングする方法やマザーガラス１００に研磨液をスプレー噴霧してエッチングする方法を適宜使用することが可能である。また、エッチング処理によって第１のマザーガラス１２０だけでなく第２のマザーガラス１４０も同時にエッチングすることが好ましい。図５（Ａ）は、エッチングされたマザーガラス１００の概略側面図である。マザーガラス１００の最も薄型化されて領域は、０.０５ｍｍ以上０.２ｍｍ以下にエッチングされることが好ましい。マザーガラスの厚さは、０.０５ｍｍ以下にエッチングされると取扱いが非常に難しくなるため、液晶ディスプレイ製造時の歩留まりが悪化につながる。また、厚さが０.２ｍｍ以上になると、液晶パネル用基板１０を湾曲させることが難しくなる。
【００２８】
エッチングにより所望の厚さに薄型化されたマザーガラス１００から保護層２８を剥離する。保護層２８は、適宜必要な処理を行うことで剥離することが可能である。耐酸性フィルムであれば、凸部の端面から延び出した部分に力を加えて剥離することも可能である。紫外線硬化樹脂を利用した場合、苛性ソーダやＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロキシド）等のアルカリ性の混合溶液に浸漬させることで剥離することができる。
【００２９】
エッチングにより所望の厚さに薄型化されたマザーガラス１００は、個々の表示領域１０１ごとに分断されることで液晶パネル用基板１０が製造される。マザーガラス１００は、公知のスクライブ装置を用いて分断することが可能である。また、本発明では、液晶パネル用基板１０の切断面も０．２ｍｍ以下までエッチングされているため、マザーガラス１００に加わる応力も少なくなり、分断時にガラス基板が割れるおそれが少なくなる。
【００３０】
液晶パネル用基板１０に分断された後で、端部領域２０を形成する。端部領域２０は、図５（Ｃ）に示すように端部領域２０に対応する第２のガラス基板１４を除去することで形成される。第２のガラス基板１４を除去する手段としては、公知のスクライブ装置を用いることができる。貼り合わされていた第２のガラス基板１４が切り取られることによって、第１のガラス基板１２上のチップ実装領域２４にＩＣチップが実装可能になる。また、本実施形態では、個々の液晶パネル用基板１０に分断する前に保護層２８を剥離しているが、液晶パネル１０に分断した後に保護層２８を剥離しても構わない。
【００３１】
また、本発明では、薄型化された領域に、光学部材を配置することで、さらにディスプレイ全体を薄型化することが可能になる。図６に示すように、液晶層１８に対応する領域に偏光板３４、導光シート３６およびバックライト３８を配置することにより、液晶パネル用基板１０全体の厚さを減少させることができる。また、薄型化によって形成された段差を利用することで、これらの部材の位置決め効果も期待できる。従来は、ＩＣチップの実装時の応力のことを考慮して、パネル全体が少なくとも０．３ｍｍの厚みが必要であり、その表面上に光学部材を配置しなければならず、さらに厚みが増していた。本発明では、薄型化されている領域に光学部材を配置することで、ディスプレイ全体の構成を利用して厚みを減少させることも可能になる。
【００３２】
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】
【００３３】
１０‐液晶パネル用基板
１２‐第１のガラス基板
１４‐第２のガラス基板
１６‐シール材
１８‐液晶層
２０‐端部領域
２２‐ＩＣチップ
２４‐チップ実装領域
２６‐接着層
２８‐保護層
３０‐偏光板
３２‐導光シート
３４‐バックライト
【図１】
2016126111.tif 000003
【図２】
2016126111.tif 000004
【図３】
2016126111.tif 000005
【図４】
2016126111.tif 000006
【図５】
2016126111.tif 000007
【図６】
2016126111.tif 000008