(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【背景技術】
【0002】
近年、携帯電話、携帯ゲーム機器、携帯端末機器等の表示用ディスプレイとして、液晶ディスプレイ(以下、LCDと表記する)が用途に応じて用いられている。
【0003】
これらLCDの中でも、特に薄膜トランジスタ(以下、TFTと表記する)型LCDは、表示が高精細であることから幅広く用いられている。
【0004】
このTFT型LCDでは、TFT層を形成したガラス基板と、カラーフィルター(以下CFと表記する)層を形成したガラス基板により、スペーサーを含む液晶部材を挟んで積層し、封止した構成の液晶パネルが用いられている。
【0005】
一方、このTFT型LCDは、近年、携帯型端末機器等に使用されることから薄型化の要求が高まっている。そして、このTFT型LCDの薄型化に対しては、TFT型LCDに用いられる液晶パネルの主要材料であるガラス基板を薄くすることによってTFT型LCD全体の薄型化を可能とすることができる。
【0006】
液晶パネルに用いられているガラス基板の薄型化を図る方法としては、一般に、液晶パネル全体又は片面を、フッ酸等の研磨液に浸漬してガラス基板表面を研磨する化学研磨法が行われている。
【0007】
しかしながら、この浸漬による化学研磨法では、研磨後のガラス基板表面にディンプルや、反応生成物が発生することがあった。
【0008】
ディンプルは、化学研磨後のガラス基板表面に点状、又は列状に現れる窪みであって、化学研磨の前にガラス基板表面に存在する数十μm程度の傷や微細孔が、化学研磨により拡大して窪みとして検出されるものである。
【0009】
また、反応生成物は、ガラス基板の材料に含まれる成分が化学研磨液と反応したものや、化学研磨液に溶けた成分であって、これが、ガラス表面に固着する。
【0010】
そして、このようなディンプルが発生したり、反応生成物が固着した液晶パネルを用いてTFT型LCDを製造した場合には、ディンプルを原因とした輝点と呼ばれる表示不良が発生したり、反応生成物が固着して膜特性が低下することによる、表示不良やタッチパネルの不具合等が発生することがあった。
【0011】
これまでに、このディンプルを解消する方法として、予めディンプルの原因となる傷や微細孔を消滅させるために、化学研磨前のガラス基板表面に機械研磨を施す方法が提案されている(例えば、特許文献1を参照)。
【0012】
しかしながら、この方法は、ディンプルの抑制のみを目的としたものであり、化学研磨により発生する反応生成物の固着を抑制することは目的としていないため、反応生成物に起因する表示不良やタッチパネルの不具合までを解決できるものではなかった。
【0013】
一方、液晶パネルは、現在、一般にG(generation)で表される規格のG5(1200mm×1000mm)程度の大型のサイズの液晶パネルを切断して、最終製品の画面サイズとしている。
【0014】
このような現状において、製造現場では、大型の液晶パネルを取り扱う際に、液晶パネル側面の欠けや、液晶パネル自体の破損が発生することがあった。そして、これら液晶パネルの欠けや破損は歩留まりの低下を招き、製造コストの上昇の原因となっていた。
【0015】
なお、従来の液晶パネルの製造現場では、これらのG5程度の大型の液晶パネルを取り扱う際の欠けや破損の発生の対策を考慮していなかった。
【発明を実施するための形態】
【0024】
本発明の液晶パネル研磨方法は、
図1に示すような構成の液晶パネル表面の研磨を行う液晶パネル研磨方法である。
【0025】
この液晶パネルは、第1のガラス基板1と第2のガラス基板2により液晶部材3及びスペーサー31を挟持して、縁部をシール材4により封止した構成となっている。
【0026】
第1のガラス基板1は、液晶部材3側にTFT層11が形成されており、また、第2のガラス基板2は、液晶部材3側にCF層21が形成されている。
【0027】
本発明の液晶パネル研磨方法は、液晶パネルの表面、即ち、ガラス基板のTFT層11、CF層21が形成されていない表面12、22側を研磨する方法に関するものである。
【0028】
以下に、本発明の液晶パネル研磨方法についてフロー図を用いて詳細に説明する。
図2は、本発明の液晶パネル研磨方法の一実施形態を示すフロー図である。
【0029】
この実施形態の液晶パネル研磨方法では、面取工程(S1)、第1ガラス基板機械研磨工程(S2)、第1残渣処理工程(S3)、化学研磨工程(S4)、反応生成物除去工程(S5)の工程を有している。
【0030】
本発明の液晶パネル研磨方法に好適に対応可能な液晶パネルのサイズは、一般にG(generation)で表される規格の、大型液晶パネルとされるG5(1200mm×1000mm)程度のサイズのものである。
【0031】
G5程度のサイズの液晶パネルでは、通常、ディンプルの発生や、反応生成物の付着に伴う表示不良等を抑制することが非常に困難であり、また、研磨工程等での欠けや割れの発生に伴う損害が大きなものとなる。
【0032】
そのため、以下に説明する本発明の液晶パネル研磨方法の面取工程(S1)から反応生成物除去工程(S5)の一連の工程は重要であり、これらの工程により高品質な液晶パネルを歩留まりよく製造することが可能となる。
<面取工程(S1)>
本発明の液晶パネル研磨方法では、まず、面取工程(S1)により液晶パネルのコーナー部及び側面部のエッジ部の面取を行う。
【0033】
面取の条件としては、最終製品のLCDの機能に影響を及ぼさない範囲であれば特に制限はなく、液晶パネルの搬送路の中間部に設けた研磨装置により、液晶パネルのコーナー部及びエッジ部の研磨を行うことができる。
【0034】
コーナー部の研磨は、例えば、ダイヤモンド粒度#300〜600のメタルボンドの回転砥石を用いて、
図4(a)に示すようなカット形状で1C〜5C又は1R〜5Rとなるように行うことができる(C及びRはJISB001:2010に準ずる)。
【0035】
また、側面部の面取は、例えば、ダイヤモンド粒度#300〜600のメタルボンドの回転砥石を用いて、
図4(b)に示すようなカット形状で面取幅0.1mm以上、面形状C又はRとなるように行うことができる(C及びRはJISB001:2010に準ずる)。
【0036】
上記のコーナー部及び側面部の研磨は、液晶パネルを搬送しながら研磨装置により行うものであるが、搬送条件及び研磨装置の運転条件は、導入する液晶パネルのサイズや材質等に応じてそれぞれ適宜設定することができる。
【0037】
上記の条件による液晶パネルの面取を行うことにより、機械的な衝撃に対するコーナー部及び側面部の強度を飛躍的に向上させることができ、この後の各工程での液晶パネルの欠けや破損を大幅に低減させることが可能となる。
【0038】
また、この面取工程では、面取後の洗浄乾燥工程により研磨ガラス粉やガラス基板表面の汚れを洗浄除去し、乾燥を行う。
【0039】
洗浄、乾燥の条件としては、研磨ガラス粉やガラス基板表面の汚れを除去できる条件であれば特に制限はないが、洗浄は、例えば、液晶パネルを搬送しながら液晶パネルの上下面を、材質がナイロン等のディスクブラシと、材質がナイロン等のロールブラシを用いて水により行うことができる。
【0040】
また乾燥は、例えば、材質がPVA(ポリビニルアルコール)スポンジ等の脱水ロール及び、エアナイフ、温風乾燥機等を用いて行うことができる。
<第1ガラス基板機械研磨工程(S2)>
次に、TFT層を形成した第1のガラス基板表面を機械研磨する第1ガラス基板機械研磨工程(S2)を行う。
【0041】
第1ガラス基板機械研磨工程(S2)で用いる研磨機は、研磨パッド及び研磨材を用いて研磨する通常公知の自動機械研磨機を好適に用いることができ、例えば、材質が発泡ポリウレタン等の研磨パッド及び、材質が酸化セリウム等の研磨材を用いて行うことができる。
【0042】
第1ガラス基板機械研磨工程(S2)を、後述する化学研磨工程(S4)の前に行い、予めTFT層を形成した第1のガラス基板表面の傷や微細孔を削り取っておくことにより、化学研磨工程後の第1のガラス基板表面に存在するディンプルの平均径を200μm以下、好ましくは50μm以下に抑制することができる。なお、本発明のディンプルの平均径とはディンプルの直径を意味する。
【0043】
本発明の液晶パネル研磨方法における第1ガラス基板機械研磨工程で、TFT層を形成した第1のガラス基板表面を研磨する理由としては、ディンプルの発生に伴う表示不良が、TFT層を形成した第1のガラス基板表面に発生したディンプルによるところが多いためである。
【0044】
これは、TFT層を形成した第1のガラス基板がバックライト側となるため、例えば、TFT層を形成した第1のガラス基板表面のディンプルが凹レンズの役割を果たし、これにバックライトからの光が乱反射して拡散し、輝点等の表示不良となることが考慮されるためである。
【0045】
従って、本発明におけるTFT層を形成した第1のガラス基板表面を機械研磨する第1ガラス基板機械研磨工程(S2)は特に重要な工程である。
<第1残渣処理工程(S3)>
本発明の液晶パネル研磨方法では、第1ガラス基板機械研磨工程(S2)の次に、第1残渣処理工程(S3)を行う。
【0046】
この第1残渣処理工程(S3)は、研磨後の研磨ガラス粉や研磨材の除去及び、第2ガラス基板表面に発生する研磨材の固着を防止するためのスクラブ処理と、洗浄、乾燥処理からなる工程である。
【0047】
スクラブ処理の条件は、研磨ガラス粉や研磨材が除去できれば特に制限はないが、例えば、液晶パネルの上下面を、研磨材として炭酸カルシウム又は酸化セリウム等を用い、材質がPVA(ポリビニルアルコール)等のディスクスポンジを用いて行うことができる。
【0048】
また、洗浄は、例えば、材質がナイロン等のロールブラシを用いて水により行うことができる。
【0049】
また、乾燥は、例えば、材質がPVA(ポリビニルアルコール)スポンジ等の脱水ロール及び、エアナイフ、温風乾燥機等を用いて行うことができる。
【0050】
この第1残渣処理工程(S3)を行うことにより、液晶パネルのTFT側表面に、ディンプルの原因となる傷や微細孔及び、研磨に伴う残渣のない清浄な液晶パネルとすることができる。
<化学研磨工程(S4)>
次に、化学研磨工程(S4)を行う。この化学研磨工程(S4)は、液晶パネルを薄くするために一般に行われる化学研磨法により行うことができる。
【0051】
この化学研磨方法では、液晶パネル全体を研磨液に浸漬して、第1及び第2のガラス基板表面の研磨を行う。研磨液としては、通常化学研磨で用いられるフッ酸等を挙げることができ、研磨条件は、最終的な液晶パネルの厚さを考慮して適宜設定することができる。
【0052】
また、化学研磨後は、研磨液の除去を目的とする洗浄及び乾燥工程を行う。
<反応生成物除去工程(S5)>
次に、本発明の液晶パネルの研磨方法では、化学研磨工程(S4)で発生して固着した反応生成物を除去することを目的として反応生成物除去工程(S5)を行う。
【0053】
化学研磨工程で発生する反応生成物は、通常、化学研磨で研磨液として用いられるフッ酸と、研磨液により研磨された液晶パネルの材料成分が反応して生成する物質である。
【0054】
反応生成物の原因となる液晶パネルの材料成分は、ガラス組成中に含まれるAl、Ca、Mg、Sr等の物質のほか、液晶パネルの縁部のシール材や基板、ガラスと基板の間の接着剤成分等であり、具体的な反応生成物としては、例えば、フッ化アルミ(AlF
3)、フッ化マグネシウム(MgF
2)、フッ化カルシウム(CaF
2)、フッ化ケイ素(SiF
4)等の無機フッ化物や、無機・有機複合物等が挙げられる。また、研磨液に溶解したケイ素(Si)等がガラス基板上に再固着したものも含まれる。
【0055】
これらの、ガラス基板表面に固着した反応生成物は、表示不良やタッチパネルの不具合の原因となるものである。
【0056】
この反応生成物除去工程(S5)は、第1ガラス基板及び第2ガラス基板の両表面に対して行うものである。
【0057】
反応生成物除去工程(S5)の条件としては、反応生成物が完全に除去できれば特に制限はないが、スクラブ処理は、例えば、研磨材として炭酸カルシウム又は酸化セリウム等と、材質がPVA(ポリビニルアルコール)等のディスクスポンジを用いて行うことができる。
【0058】
また、洗浄は、例えば、材質がナイロン等のロールブラシを用いて水により行うことができる。
【0059】
また乾燥は、例えば、材質がPVA(ポリビニルアルコール)スポンジ等の脱水ロール及び、エアナイフ、温風乾燥機等を用いて行うことができる。
【0060】
この反応生成物除去工程(S5)を行うことにより、液晶パネル全体にディンプルのない、清浄な液晶パネルを製造することができる。
【0061】
次に、本発明の液晶パネル研磨方法の他の実施形態を、
図3のフロー図を用いて詳細に説明する。
【0062】
この実施形態の液晶パネル研磨方法では、面取工程(S1)、第1ガラス基板機械研磨工程(S2)、第1残渣処理工程(S3)、化学研磨工程(S4)、第2ガラス基板機械研磨工程(S6)、第2残渣処理工程(S7)を有している。
【0063】
この実施形態において、面取工程(S1)から化学研磨工程(S4)の各工程は、先に説明した
図2に示す実施形態の面取工程(S1)から化学研磨工程(S4)の工程と同様の工程であるためその説明を省略する。
<第2ガラス基板機械研磨工程(S6)>
本発明の液晶パネル研磨方法では、液晶パネルのCF層を形成した第2のガラス基板表面に発生の可能性のあるディンプルの除去することを目的として第2ガラス基板機械研磨工程(S6)を行うことができる。
【0064】
この第2ガラス基板機械研磨工程(S6)では、第1ガラス基板機械研磨工程(S2)で用いる研磨機と同様の自動機械研磨機を好適に用いて行うことができる。研磨条件としては、例えば、材質が発泡ポリウレタン等の研磨パッド及び、材質が酸化セリウム等の研磨材を用いて行うことができる。
【0065】
上記のように、第2ガラス基板機械研磨工程(S6)を化学研磨工程(S4)の後に行うことにより、化学研磨工程後の第2のガラス基板表面に存在するディンプルの平均径を50μm以下、好ましくは30μm以下に抑制することができる。
<第2残渣処理工程(S7)>
本発明の液晶パネル研磨方法では、第2ガラス基板機械研磨工程(S6)の次に、第2残渣処理工程(S7)を行う。
【0066】
この第2残渣処理工程(S7)は、第2ガラス基板機械研磨工程(S6)により生じた研磨後の研磨ガラス粉や研磨材の除去とともに、化学研磨工程(S4)で発生して固着した反応生成物の除去を目的とする反応生成物除去工程を含む工程であり、スクラブ処理と、洗浄、乾燥処理からなる工程である。
【0067】
この第2残渣処理工程(S7)は、第1ガラス基板及び第2ガラス基板の両表面に対して行うものである。
【0068】
スクラブ処理は、研磨ガラス粉、研磨材及び反応生成物が除去できれば特に制限はないが、例えば、研磨材として炭酸カルシウム又は酸化セリウム等を用い、材質がPVA(ポリビニルアルコール)等のディスクスポンジを用いて行うことができる。
【0069】
また、洗浄は、例えば、材質がナイロン等のロールブラシを用いて水により行うことができる。
【0070】
また乾燥は、例えば、材質がPVA(ポリビニルアルコール)スポンジ等の脱水ロール及び、エアナイフ、温風乾燥機等を用いて行うことができる。
【0071】
この第2残渣処理工程(S7)を行うことにより、研磨ガラス粉、研磨材及び、反応生成物を除去することができ、液晶パネル表面に残渣のない、清浄な液晶パネルを製造することができる。
【0072】
以上、実施形態に基づき本発明の液晶パネル研磨方法を説明したが、本発明は上記の実施形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において各種の変更が可能である。
【0073】
例えば、上記の実施形態では、第1ガラス基板機械研磨工程(S2)において、TFT層を形成した第1のガラス基板表面のみを機械研磨しているが、この工程でTFT層を形成した第1のガラス基板表面とCF層を形成した第2のガラス基板表面を同時に、又は片面ずつ別々に機械研磨するようにしてもよい。
【0074】
例えば、面取工程(S1)を化学研磨工程(S4)の後に行なうことで化学研磨工程(S4)によって損なわれる液晶パネルのコーナー部および側面部の強度を向上させることができる。
【0075】
また、上記の実施形態では、本発明の液晶パネル研磨方法に好適に対応可能な液晶パネルをG5(1200mm×1000mm)程度のサイズとして説明したが、当然にG5以下のパネルサイズ(G1(400mm×300mm)からG4.5(920mm×730mm)のものも対応可能であり、また、G5.5(1500mm×1300mm)以上のサイズについても対応可能である。