JP2005301086A - 表示装置および表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 生産効率を高く保ちつつ、液晶表示パネルの外力に対する強度を向上させることが可能となる表示装置の製造方法を提供する。
【解決手段】 表示パネル複数個分の基板を化学研磨して基板の厚さを薄くする化学研磨工程と、前記化学研磨工程の後に、前記表示パネル複数個分の基板を切断して複数個分の表示パネルに分離する切断工程と、前記切断工程の後に、前記表示パネルの観察側に対して反対側に位置する背面基板の表面の、少なくとも前記背面基板の中央を含む領域を研磨する背面基板研磨工程とを有し、前記表示パネルは基板１枚の厚さが０．５ｍｍ以下であり、前記表示パネルの光学フィルムを除いた総厚が１．１ｍｍ以下である。
【選択図】 図８

Description

本発明は、表示装置および表示装置の製造方法に関わり、特に、液晶表示パネルに使用される基板（例えば、ガラス基板）の強度を向上させる際に有効な技術に関する。

近年、小型の液晶表示パネル（例えば、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）方式の液晶表示パネル等）は、例えば、図１０に示すように、携帯電話機などの携帯機器の表示部として広く使用されている。
なお、図１０は、ＴＦＴ方式の液晶表示パネルを表示部として使用する携帯電話機を説明するための図であり、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は側面図である。
この図１０において、１０が液晶表示パネルを示し、この液晶表示パネルは、一般に、図１１に示すような液晶表示モジュールの状態、あるいは、図１２に示すように液晶表示パネル１０にフレキシブル配線基板１１が取り付けた状態で、携帯電話機の組立工程に供給される。なお、図１２において、１２は駆動回路を構成する半導体チップである。
一般に、ＴＦＴ方式の液晶表示パネルは、薄膜トランジスタ、ドレイン線、ゲート線などが形成されたガラス基板（以下、ＴＦＴ基板という）（ＴＦＴ）と、対向電極、カラーフィルタなどが形成されたガラス基板（以下、ＣＦ基板という）（ＣＦ）とをシール剤を介して貼り合わせ、ＴＦＴ基板（ＴＦＴ）とＣＦ基板（ＣＦ）との間に液晶を封入して形成される。

最近の製品では、液晶表示パネルの厚さ（偏光フィルムなどの光学フィルムを除いた総厚）が１．１ｍｍ以下まで、薄型化されており、それに伴い、液晶表示パネルを構成する一対の基板として、厚さが０．５ｍｍ以下のものが使用されている。
このように、液晶表示パネルを構成する基板の厚さが薄くなると、基板表面の、人間の目では目視できない微小クラックによる基板割れが問題となる。
例えば、図１０に示す矢印Ｆの外力が液晶表示パネル１０に負荷として加えられると、図１３に示すように、液晶表示パネルの観察者側に対して反対側に位置する背面基板（図１３では、ＴＦＴ基板（ＴＦＴ））には、引張応力（図１３の矢印Ｃに示す応力）が加わり、液晶表示パネルの観察者側に位置する前面基板（図１３では、ＣＦ基板（ＣＦ））には、圧縮応力（図１３の矢印Ｂに示す応力）が加わる。これらの応力は、液晶表示パネル１０の中央部付近を押したとき最大となる。
ガラス基板は、引張応力に弱いので、背面基板の表面に目に見えない微小クラックがあると、その微小クラックから基板割れが発生する。
図１１に示すように、液晶表示モジュールの状態で液晶表示パネル１０を供給する場合には、前述したような基板割れに対しては、構造的に解決することが可能であるが、図１２に示すように、液晶表示パネル１０にフレキシブル配線基板１１が取り付けた状態で液晶表示パネル１０を供給する場合には、液晶表示パネル１０の外力（液晶表示パネルの表面に対する押し）に対する強度を向上させる必要がある。
なお、液晶表示パネルを構成するガラス基板の微小クラックを除去するものが、下記特許文献１に記載されている。

なお、本願発明に関連する先行技術文献としては以下のものがある。
特開２００４−２１０１６号公報

前述の特許文献１では、（Ａ）マザーガラスの状態で化学研磨してから機械研磨する実施例と（Ｂ）マザーガラスから各パネルへ分離後に化学研磨してから機械研磨する実施例の２種類の実施例を開示している。
しかしながら、（Ａ）の実施例の場合、切断工程で微小クラックが発生する可能性があり、これが原因で液晶表示パネルの表面への押しに対する強度が低下する恐れがある。
また、（Ｂ）の実施例の場合、切断工程でクラックが発生しても化学研磨、機械研磨を行うことにより除去されるが、切断工程の後に化学研磨を行うことから、生産効率が悪いという問題点がある。
さらに、特許文献１では、液晶表示パネルの外力に対する強度を向上させることについては何ら考慮されていない。
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、生産効率を高く保ちつつ、液晶表示パネルの外力に対する強度を向上させることが可能となる表示装置および表示装置の製造方法を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。
前述の目的を達成するために、本発明は、観察側に対して反対側に位置する背面基板を有する表示パネルを備えた表示装置の製造方法であって、前記表示パネル複数個分の基板を化学研磨して基板の厚さを薄くする化学研磨工程と、前記化学研磨工程の後に、前記表示パネル複数個分の基板を切断して複数個分の表示パネルに分離する切断工程と、前記切断工程の後に、前記表示パネルの観察側に対して反対側に位置する前記背面基板の表面に、少なくとも前記背面基板の中央を含む領域を研磨する背面基板研磨工程とを有し、前記表示パネルは基板１枚の厚さが０．５ｍｍ以下であり、前記表示パネルの光学フィルムを除いた総厚が１．１ｍｍ以下であることを特徴とする。

本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
本発明の表示装置および表示装置の製造方法によれば、生産効率を高く保ちつつ、液晶表示パネルの外力に対する強度を向上させることが可能となる。

以下、本発明を液晶表示モジュールに適用した実施例を図面を参照して詳細に説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
本実施例の液晶表示モジュールは、前述の図１０に示す携帯電話機の表示部に使用される液晶表示モジュールである。
以下、本実施例の液晶表示パネルの製造方法について説明する。
〈基板作成工程〉
２枚のマザーガラスを用意し、一方のマザーガラス基板上に、複数個（図１では６個）分のＴＦＴ基板を作成する。同様に、他方のマザーガラス基板上に、複数個（図１では６個）分のＣＦ基板を作成する
なお、各マザーガラス基板２１は、図２に示すように、研磨剤（酸化セリウム、酸化アルミニウムなど）１５を用いて、表面を研磨して微小クラックを取り除いておく。こうすることで、後に行われる化学研磨工程において微小クラックが拡大して大きな傷やむらになるのを防止できる。
各ＴＦＴ基板には、薄膜トランジスタ、ドレイン線、ゲート線などが形成され、各ＣＦ基板には、対向電極、カラーフィルタなどが形成されるが、ＴＦＴ基板およびＣＦ基板の構成は、本発明には直には関係しないので、各基板の構成の説明は省略する。なお、本発明は、どのような構成のＴＦＴ基板、ＣＦ基板にも適用可能である。
さらには、本発明はＴＦＴ基板とＣＦ基板で構成された表示装置に限定されず、少なくとも１枚の基板を有する表示装置に適用可能である。
例えば、本発明は薄膜トランジスタを有するアクティブマトリクス型の表示装置に限定されず、アクティブ素子を有しない単純マトリクス型の表示装置にも適用可能である。
また、カラーフィルタをＣＦ基板に形成するのではなく、ＴＦＴ基板側に形成してもよい。モノクロ表示の場合や、フィールドシーケンシャル方式の場合には、カラーフィルタを形成しなくても良い。
また、例えば、ＩＰＳ方式などのように、ＣＦ基板側に対向電極を形成するのではなく、ＴＦＴ基板側に対向電極を形成してもよい。また、ＴＦＴ基板とＣＦ基板の何れを観察側に配置するかも任意である。
したがって、ＴＦＴ基板は第１の基板という言葉に置き換えても良い。同様に、第１の基板に対向して配置されるＣＦ基板は、対向基板、あるいは、第２の基板という言葉に置き換えても良い。
複数個分のＴＦＴ基板を作成したマザーガラスと、複数個分のＣＦ基板を作成したマザーガラスとを、位置を合わせてシール剤により貼り合わせた後、液晶を注入・封止して、図１に示すような、表示パネル複数個分の基板２０を作成する

〈化学研磨工程〉
次に、図３の点線で示すように、表示パネル複数個分の基板２０を化学研磨して、基板の厚さを薄くする。
なお、図３では、両方の基板を薄くした例を示しているた、これに限らず、片方の基板のみを薄くしてもよい。また、化学研磨工程における研磨量（図３のＤ）は、０．５ｍｍ以上が好ましい。
〈切断工程〉
次に、前述の化学研磨工程の後に、前記表示パネル複数個分の基板２０を切断して、図４に示すような、複数個分の液晶表示パネル１０に分離する。
この切断工程では、図５に示すように、ダイヤホイール３０により溝３１を形成し、図６に示すように、切断刃３３により溝３１に沿って切断する。
ここで、ダイヤホイール３０により溝３１を形成するときには、ガラス屑３２が生じるので、これにより、ガラス表面に微小クラックが発生する。
また、切断刃３３により溝３１に沿って切断するときにも、端面にクラックが生じたり、切断屑が生じるのでガラス表面に微小クラックが発生する。
〈機械研磨工程〉
次に、切断刃３３により溝３１に沿って切断するときに生じる端面クラックを除去するために、端面（図７のＡで示す部分）を研磨する。
次に、図８に示すように、液晶表示パネルの観察側に対して反対側に位置する背面基板（ここでは、ＴＦＴ基板（ＴＦＴ））の表面の中央部を、研磨剤（酸化セリウム、酸化アルミニウムなどの砥粒を媒体に分散したもの）３５を用いて研磨する。ここでの研磨は、治具３６により研磨剤３５を回転させて行う。

なお、前述のＴＦＴ基板（ＴＦＴ）の研磨は、直径５〜３０ｍｍの領域内で、より好ましくは、直径１０〜１５ｍｍの領域内で、ＴＦＴ基板（ＴＦＴ）の中央を含む部分に対して行うか、あるいは、ＴＦＴ基板（ＴＦＴ）の表面全体に対して、ＴＦＴ基板（ＴＦＴ）の表面を１μｍ以上、５０μｍ以下の深さに研磨する。
また、図９に示すように、液晶表示パネルの観察側に位置する前面基板（ここでは、ＣＦ基板（ＣＦ））の表面の中央部を、研磨剤（酸化セリウム、酸化アルミニウムなどの砥粒を媒体に分散したもの）３５を用いて研磨してもよい。なお、全面を研磨するようにしてもよい。
なお、図８、図９において、３７は、人間の目では目視できない微小クラックを示す。また、３８は、人間の目で目視可能な傷（外観傷）を示す。
背面基板または前面基板の中央を含む部分に対する部分的な研磨は、研磨される部分に人間の目で目視可能な傷３８が存在するか否かに関係なく行われる。基板の中央部を押されたときに最も強度的に弱くなるので、中央部付近を部分的に研磨することにより、強度のアップを図ることができる。
なお、基板を部分的に研磨した場合は、研磨していない周辺部分に人間の目では目視できない微小クラック３７または人間の目で目視可能な傷３８が残ることになる。しかし、人間の目では目視できない微小クラック３７の場合は、周辺部分に残っていても強度的には問題を生じない。また、外観検査において人間の目で目視可能な傷３８が発見された場合は、研磨により除去すればよい。
前述各工程により作成される本実施例の液晶表示パネルは、基板（ＴＦＴ基板、あるいはＣＦ基板）１枚の厚さが０．５ｍｍ以下であり、液晶表示パネルの光学フィルムを除いた総厚が１．１ｍｍ以下となる。
また、本実施例において、前述の〈化学研磨工程〉を省略することも可能である。
このように、本実施例では、マザーガラス基板から個々の液晶表示パネル１０を切断した後、背面のＴＦＴ基板（ＴＦＴ）における強度的に弱い部分または全面を研磨し、微小クラックを除去するようにしたので、液晶表示パネル１０の外力に対する強度アップを向上させることが可能となる。

前述したように、前述の特許文献１に記載されている（Ａ）の実施例の場合、切断工程で微小クラックが発生する可能性があり、これが原因で液晶表示パネルの表面への押しに対する強度が低下する恐れがある。
また、（Ｂ）の実施例の場合、切断工程でクラックが発生しても化学研磨、機械研磨を行うことにより除去されるが、切断工程の後に化学研磨を行うことから、生産効率が悪いという問題点がある。
これに対して、本実施例では、マザーガラス基板から個々の液晶表示パネルを切断した後、背面のＴＦＴ基板（ＴＦＴ）における強度的に弱い部分または全面を研磨し、微小クラックを除去するようにしたので、生産効率を高く保ちつつ、液晶表示パネル１０の強度を向上させることが可能となる。
さらに、前述の特許文献１に記載されているものでは、全面に対して機械研磨を行っているため、大規模な設備が必要になるか、動かしながら研磨を行う必要があるので、研磨に時間がかかる。
これに対して、本実施例では、必要最低限の強度アップのために、強度的に弱い部分にのみ部分的に研磨を行うことで、設備が簡単で、短時間で行うことが可能となる。
なお、前述の説明では、本発明を液晶表示パネルに適用した実施例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明は、有機ＥＬ表示パネルにも適用可能である。この場合、基板は１枚の場合でも、２枚の場合でもよい。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。

本発明の実施例の液晶表示装置の製造方法において作成される液晶表示パネル複数個分の基板を示す斜視図である。 本発明の実施例の液晶表示装置の製造方法において使用されるマザーガラス基板を研磨する状態を示す斜視図である。 本発明の実施例の液晶表示装置の製造方法において、化学研磨後の表示パネル複数個分の基板を示す側面図である。 本発明の実施例の液晶表示装置の製造方法において、表示パネル複数個分の基板を切断して作成される液晶表示パネルを示す斜視図である。 本発明の実施例の液晶表示装置の製造方法における切断工程を説明するための図である。 本発明の実施例の液晶表示装置の製造方法における切断工程を説明するための図である。 本発明の実施例の液晶表示装置の製造方法における端面クラックを除去するための端面研磨を説明するための図である。 本発明の実施例の液晶表示装置の製造方法における背面基板研磨工程を説明するための図である。 本発明の実施例の液晶表示装置の製造方法における前面基板研磨工程を説明するための図である。 ＴＦＴ方式の液晶表示パネルを表示部として使用する携帯電話機を説明するための図である。 液晶表示パネルを実装した液晶表示モジュールを示す斜視図である。 液晶表示パネルにフレキシブル配線基板を取り付けた状態を示す図である。 液晶表示パネルに外力が加えられたときに、各基板に印加される応力を説明するための図である。

符号の説明

１０ 液晶表示パネル
１１ フレキシブル配線基板
１２ 半導体チップ
１５，３５ 研磨剤
２０ 表示パネル複数個分の基板
２１ マザーガラス基板
３０ ダイヤホイール
３１ 溝
３２ ガラス屑
３３ 切断刃
３６ 治具
３７ 微小クラック
３８ 人間の目で目視可能な傷
ＴＦＴ，ＣＦ ガラス基板

Claims (17)

1. 観察側に対して反対側に位置する背面基板を有する表示パネルを備えた表示装置の製造方法であって、
   前記表示パネル複数個分の基板を化学研磨して基板の厚さを薄くする化学研磨工程と、
   前記化学研磨工程の後に、前記表示パネル複数個分の基板を切断して複数個分の表示パネルに分離する切断工程と、
   前記切断工程の後に、前記表示パネルの観察側に対して反対側に位置する前記背面基板の表面の、少なくとも前記背面基板の中央を含む領域を研磨する背面基板研磨工程とを有し、
   前記表示パネルは基板１枚の厚さが０．５ｍｍ以下であり、前記表示パネルの光学フィルムを除いた総厚が１．１ｍｍ以下であることを特徴とする表示装置の製造方法。
2. 前記背面基板研磨工程は、目視可能な傷がない場所に対して行うことを特徴とする請求項１に記載の表示装置の製造方法。
3. 前記背面基板研磨工程は、直径５〜３０ｍｍの領域内で前記背面基板の中央を含む部分に対して行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表示装置の製造方法。
4. 前記背面基板研磨工程は、直径１０〜１５ｍｍの領域内で前記背面基板の中央を含む部分に対して行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表示装置の製造方法。
5. 前記背面基板研磨工程は、前記背面基板の表面全体を研磨する工程であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表示装置の製造方法。
6. 前記背面基板研磨工程は、前記背面基板を１μｍ以上、５０μｍ以下の深さに研磨する工程であることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の表示装置の製造方法。
7. 前記表示パネルは、前記表示パネルの観察側に位置する前面基板を有し、
   前記切断工程の後に、前記表示パネルの観察側に位置する前記前面基板の表面を研磨する前面基板研磨工程を有することを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の表示装置の製造方法。
8. 観察側に対して反対側に位置する背面基板を有する表示パネルを備えた表示装置の製造方法であって、
   前記表示パネル複数個分の基板を切断して複数個分の表示パネルに分離する切断工程と、
   前記切断工程の後に、前記表示パネルの観察側に対して反対側に位置する前記背面基板の表面の、少なくとも前記背面基板の中央を含む領域を部分的に研磨する背面基板研磨工程とを有し、
   前記表示パネルは基板１枚の厚さが０．５ｍｍ以下であり、前記表示パネルの光学フィルムを除いた総厚が１．１ｍｍ以下であることを特徴とする表示装置の製造方法。
9. 前記背面基板研磨工程は、目視可能な傷がない場所に対して行うことを特徴とする請求項８に記載の表示装置の製造方法。
10. 前記背面基板研磨工程は、直径５〜３０ｍｍの領域内で前記背面基板の中央を含む部分に対して行うことを特徴とする請求項８または請求項９に記載の表示装置の製造方法。
11. 前記背面基板研磨工程は、直径１０〜１５ｍｍの領域内で前記背面基板の中央を含む部分に対して行うことを特徴とする請求項８または請求項９に記載の表示装置の製造方法。
12. 前記背面基板研磨工程は、前記背面基板を１μｍ以上、５０μｍ以下の深さに研磨する工程であることを特徴とする請求項８ないし請求項１１のいずれか１項に記載の表示装置の製造方法。
13. 前記表示パネルは前記表示パネルの観察側に位置する前面基板を有し、
    前記切断工程の後に、前記表示パネルの観察側に位置する前記前面基板の表面を研磨する前面基板研磨工程を有することを特徴とする請求項８ないし請求項１２のいずれか１項に記載の表示装置の製造方法。
14. 少なくとも１枚の基板を有する表示パネルを備えた表示装置であって、
    前記表示パネルは基板１枚の厚さが０．５ｍｍ以下であり、前記表示パネルの光学フィルムを除いた総厚が１．１ｍｍ以下であり、
    前記少なくとも１枚の基板のうち、前記表示パネルの観察側に対して最も遠い側に位置する基板を背面基板としたとき、前記背面基板の前記観察側とは反対側の表面の、少なくとも前記背面基板の中央を含む領域が部分的に研磨されていることを特徴とする表示装置。
15. 直径５〜３０ｍｍの領域内で前記背面基板の中央を含む部分が研磨されていることを特徴とする請求項１４に記載の表示装置。
16. 直径１０〜１５ｍｍの領域内で前記背面基板の中央を含む部分が研磨されていることを特徴とする請求項１４に記載の表示装置。
17. 前記背面基板の研磨は、１μｍ以上、５０μｍ以下の深さであることを特徴とする請求項１４ないし請求項１６のいずれか１項に記載の表示装置。
    

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