JP2006133751A - フラットパネルディスプレイの製造方法、フラットパネルディスプレイ用ガラス基板の外面機械研磨装置及びフラットパネルディスプレイ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】一対のガラス基板1の一方に電極11を形成してガラス基板1をシール材12を介して貼り合わせ、内部を封止した後、ガラス基板1の外面を機械研磨して厚さを薄くする。ノズル4に対して相対的に機械的に移動させながら、フッ酸より成る溶出液Lをノズル4からガラス基板1の外面に向けて噴射し、自重による加速度より大きな加速度を付けて0.5kg/cm2〜3.5kg/cm2の範囲で圧力で外面に吹き付ける。外面は溶出液Lにより溶出され、溶出液の衝撃による物理的作用を利用して外面が研磨される。
【選択図】図1
Description
このようなFPDに求められている課題の一つに、薄型化がある。薄型化は、搭載される電子機器の薄型化や小型化、軽量化に伴って要求されている。例えば、ノートパソコンや携帯電話では、さらなる薄型化や軽量化が求められており、これに伴いFPDも薄く軽量なものが求められている。
本願の発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、FPDの薄型化を可能にする実用的な技術を提供する技術的意義を有するものである。
前記外面機械研磨工程は、前記ガラス基板の外面の材料を溶出させる溶出液を前記外面に向けて噴射することで自重による加速度より大きな加速度を付けて溶出液を前記外面に吹き付けて前記外面を衝撃し、前記一方又は双方の基板を、溶出液を噴射するノズルの噴射孔に対して相対的に機械的に移動させながら、溶出液により前記外面を溶かし出し溶出液による衝撃の物理的作用を利用して研磨する工程であり、
前記外面機械研磨工程では、前記ノズルは静止しており、前記ガラス基板を垂直に保持するとともに前記ノズルに対して直線移動させながら研磨が行われるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項2記載の発明は、一方又は双方がガラス基板である一対の基板の少なくとも一方に電極を形成する電極形成工程と、電極形成工程の後に一対の基板をシール材を介して貼り合わせ内部を封止する封止工程と、封止工程の後に、ガラス基板である一方又は双方の基板の外面を機械的に研磨して厚さを薄くする外面機械研磨工程とを含むフラットパネルディスプレイの製造方法であって、
前記外面機械研磨工程は、前記ガラス基板の外面の材料を溶出させる溶出液を前記外面に向けて噴射することで自重による加速度より大きな加速度を付けて溶出液を前記外面に吹き付けて前記外面を衝撃し、前記一方又は双方の基板を、溶出液を噴射するノズルの噴射孔に対して相対的に機械的に移動させながら、溶出液により前記外面を溶かし出し溶出液による衝撃の物理的作用を利用して研磨する工程であり、
前記外面機械研磨工程では、複数の噴射孔から溶出液を噴射して研磨が行われ、かつ、研磨後のガラス基板の最大粗さが0.1μm以下となるよう、各噴射孔から噴射される溶出液をガラス基板の表面上で均等に重ならせるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項3記載の発明は、前記請求項1又は2の構成において、前記溶出液は、フッ酸であるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項4記載の発明は、前記請求項1乃至3いずれかの構成において、前記貼り合わせられた一対のガラス基板の両方の外面を同時に機械的に研磨して全体の厚さを薄くするという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項5記載の発明は、前記請求項1乃至4いずれかの構成において、前記溶出液の噴射は、噴射孔を有するノズルによって行われるものであり、研磨を始める際のノズルの噴射孔から前記基板の外面までの距離は、5mm以上100mm以下となっているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項6記載の発明は、フラットパネルディスプレイ用のガラス基板の外面を機械的に研磨して厚さを薄くする外面機械研磨装置であって、
内部で外面機械研磨処理が行われる処理チャンバーと、
処理チャンバー内の所定位置に前記ガラス基板を垂直に保持する基板保持具と、
前記外面の材料を溶出させる溶出液を前記基板保持具に保持された前記ガラス基板の当該外面に向けて噴射する噴射孔を有するノズルと、
ノズルに溶出液を供給する溶出液供給系と
を備えており、
前記溶出液供給系は、自重による加速度より大きな加速度を付けて溶出液を前記外面に吹き付けて前記外面を衝撃し、衝撃による物理的作用を利用して前記外面を研磨できる圧力で溶出液を前記ノズルに供給するものであり、
さらに、静止した前記ノズルの噴射孔に対して前記基板保持具を機械的に直線移動させて前記ガラス基板の外面の全領域に溶出液が均一に供給されるようにする移動機構を備えているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項7記載の発明は、フラットパネルディスプレイ用のガラス基板の外面を機械的に研磨して厚さを薄くする外面機械研磨装置であって、
内部で外面機械研磨処理が行われる処理チャンバーと、
処理チャンバー内の所定位置に前記ガラス基板を保持する基板保持具と、
前記外面の材料を溶出させる溶出液を前記基板保持具に保持された前記ガラス基板の当該外面に向けて噴射する噴射孔を有するノズルと、
ノズルに溶出液を供給する溶出液供給系と
を備えており、
前記溶出液供給系は、自重による加速度より大きな加速度を付けて溶出液を前記外面に吹き付けて前記外面を衝撃し、衝撃による物理的作用を利用して前記外面を研磨できる圧力で溶出液を前記ノズルに供給するものであり、
さらに、前記噴射孔は、前記ガラス基板の外面から等距離の位置であって互いに等間隔の位置に複数設けられており、且つ、各噴射孔は、研磨後のガラス基板の最大粗さが0.1μm以下となるよう、噴射される溶出液がガラス基板の表面上で均等に重なる位置に設けられているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項8記載の発明は、前記請求項6又は7の構成において、前記溶出液は、フッ酸であるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項9記載の発明は、前記請求項6乃至8いずれかの構成において、貼り合わされた一対のガラス基板の両方の外面を同時に機械的に研磨できるよう、前記ノズルは、基板保持具に保持された一対のガラス基板の両側に設けられているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項10記載の発明は、前記請求項6乃至9いずれかの構成において、研磨を始める際の前記ノズルの噴射孔から前記ガラス基板の外面までの距離は、5mm以上100mm以下となっているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項11記載の発明は、一対のガラス基板を貼り合わせて形成され、内部に光透過制御部又は発光部を有するフラットパネルディスプレイであって、一対のガラス基板の両方の外面は、溶出液を当該外面に向けて噴射して自重による加速度より大きな加速度で溶出液を吹き付けて衝撃されることで機械研磨されており、最大粗さが0.1μm以下である平坦性を有しているという構成を有する。
また、請求項2又は7記載の発明によれば、新鮮な(外面の材料が溶け込んでいない)溶出液が次々に供給される他、外面の材料が溶け込んだ溶出液が衝撃により次々に流出していくので、効率良く且つ均一性良く研磨が行える。外面のガラスの組成や結晶状態に不均一な箇所があっても、物理的作用を併用しているため、充分均一に研磨が行える。このため、研磨後の外面の平坦性を高くでき、産出されるFPDの表示性能も高いものとなる。さらに、複数の噴射孔から溶出液を噴射して研磨が行われ、かつ、研磨後のガラス基板の最大粗さが0.1μm以下となるよう、各噴射孔から噴射される溶出液をガラス基板の表面上で均等に重ならせるので、平坦性の高い研磨処理となる。
また、請求項4又は9記載の発明によれば、上記効果に加え、貼り合わせられた一対のガラス基板の両方の外面を同時に機械的に研磨して全体の厚さを薄くするので、貼り合わせパネルの薄型化により貢献できる他、プロセスの生産性も高い。
また、請求項5又は10記載の発明によれば、上記効果に加え、研磨を始める際のノズルの噴射孔から基板の外面までの距離は、5mm以上100mm以下となっているので、衝撃の均一性(即ち、研磨の平坦性)を確保しつつ実用的なプロセスとすることが可能となる。
また、請求項11記載の発明によれば、薄型化されたフラットパネルディプスレイが提供されるので、搭載される電子機器の薄型化や軽量化に貢献できるのに加え、平坦性が高いので、表示ムラの少ない優れた性能の製品を提供できる。
以下の説明では、FPDの一例として、液晶ディスプレイ(以下、LCD)を採り上げる。
図1は、実施形態に係るFPDの製造方法の概略を示した図である。図1に方法は、例えば携帯電話用のLCDの製造方法である。図1に示す方法では、双方がガラス基板である一対の基板1の一方に電極11を形成する電極形成工程と、電極形成工程の後に、一対の基板1をシール材12を介して貼り合わせて内部に液晶13を注入した上で封止する封止工程と、封止工程の後に、双方のガラス基板1の外面を機械的に研磨して厚さを薄くする外面機械研磨工程とを含んでいる。
電極形成工程は、ITOのような透明導電膜による透明電極の形成工程、プラズマCVD法により作成した低温ポリシリコン膜等による駆動電極やコモン電極の形成工程が含まれる。各工程には、露光、現像、エッチング等から成るフォトリソグラフィ工程が含まれる。
尚、本明細書では、一対の基板の互いに向かい合う面を「内面」とし、それとは反対側の面を「外面」としている。本実施形態の外面機械研磨工程は、貼り合わせた一対のガラス基板(以下、貼り合わせパネル10)の両方の外面を機械研磨する工程となっている。「機械研磨」とは、吹き付け圧力という溶出液の物理的な作用を利用した研磨であるという意味と、研磨の際にガラス基板1が機械的に移動するという意味とを併せ持つ。「機械的に移動する」とは、「機械を利用して移動する」との意味である。尚、「削減」即ち「削って厚さを減らす」という用語と比較すると、研磨を行うと、必ず表面が削られて厚さが減るので、「研磨」は「削減」の下位概念であり、そのことは自明である。
ノズル4から噴射された溶出液Lにより衝撃された外面は、溶出液Lに溶かし出され、かつ溶出液Lの衝撃により流出していく。これにより外面が機械研磨され、ガラス基板1の厚さ(ひいては貼り合わせパネル10全体の厚さ)が薄くなる。
上記のような外面機械研磨工程の後、外面を洗浄する工程が必要に応じて行われた後、分断工程が行われる。分断工程は、産出される各LCDの輪郭に沿って、貼り合わせパネル10を切断していく工程である。
図2は、実施形態の外面機械研磨装置の正面断面概略図、図3は図2に示す装置の側面断面概略図である。図2及び図3に示す外面機械研磨装置は、内部で外面機械研磨処理が行われる処理チャンバー2と、処理チャンバー2内の所定位置にガラス基板1を保持する基板保持具3と、基板保持具3に保持されたガラス基板1の外面に向けて溶出液Lを噴射する位置に設けられたノズル4と、ノズル4に溶出液Lを供給する溶出液供給系5とを備えている。本実施形態では、貼り合わせ後に外面エッチングを行うため、基板保持具3は、貼り合わせパネル10を保持する部材となっている。
図4に示すように、基板保持具3は、貼り合わせパネル10をほぼ垂直に立てて保持する部材である。基板保持具3は、水平な姿勢のベース板31と、ベース板31に立設された支柱32と、支柱32に取り付けられた緩衝具33とから主に構成されている。
図4に示すように、緩衝具33は、ベース板31の長辺方向の両端において各支柱32の下端をつなぐよう設けられたものと、同じく長辺方向の両端において支柱32の上端をつなぐよう設けられたものからなる。保持された貼り合わせパネル10は、これらの緩衝具33に各角部が接触する。貼り合わせパネル10の下端角部に接触する下側の緩衝具33は、短辺方向の断面形状が凹状で、長辺方向の断面形状がL字状である。貼り合わせパネル10の上端角部に当接する緩衝具33は、短辺方向の断面形状が横にした凹状である。図4に示すように、貼り合わせパネル10を装着する場合、上から挿入し、各緩衝具33の凹部に落とし込むようにする。
図5に示すように、ノズル4は、噴射孔41を有する管状の部材である。図5に示すように、ノズル4は、垂直な方向に延びるよう配置されており、貼り合わせパネル10の長さ方向(搬送方向)に均等間隔をおいて複数並んで設けられている。噴射孔41は、ノズル4のうち貼り合わせパネル10を臨む部分に設けられており、管の延びる方向(垂直方向)に均等間隔をおいて設けられている。尚、ノズル4の構成としては、図5に示すよりもさらに多くの(又は少ない)ものを並べる場合もあるし、水平方向又は斜め方向に沿って複数のノズルを並べる場合もある。また、ノズル4が管状である必要はなく、板状や他の形状であってもよい。
溶出液供給系5により各ノズル4に溶出液Lは、各噴射孔41から、基板保持具3に保持された貼り合わせパネル10の外面に向けて噴射される。噴射された溶出液Lは、外面を衝撃して溶出し、外面を研磨する。
図5に示すように、各噴射孔41は、ノズル4の管の延びる方向(垂直方向)に対して斜めの45度の方向に細長い。従って、各噴射孔41から噴射される溶出液Lは、図5に示すように、この斜めの方向に長い錐状(ないしはラッパ状)に広がるようになっている。
上述したようなシール工程が行われて出来上がった貼り合わせパネル10は、処理チャンバー2外にて基板保持具3に搭載される。搭載動作は、ロボットにより行われる場合もあるし、作業員の手により行われる場合もある。基板保持具3への搭載に先立ち、マスキングテープによるマスキングが行われる場合もある。
装置は、全体を制御する不図示の制御部を備える。制御部は、各部をシーケンス制御する機能を含んでおり、上記動作の制御や、衝撃均一化のための基板保持具3の移動等の制御は、制御部が行うシーケンス制御で達成される。
また、ノズル4の各噴射孔41が均等間隔をおいて設けられており、各噴射孔41から外面までの距離は一定であるので、噴射される溶出液Lによる衝撃圧力を均一させることが容易で、この点で平坦性の高い研磨処理に貢献できる。
さらに、ノズル4が貼り合わせパネル10の両側に設けられていて、両方の外面を同時に機械研磨できるので、貼り合わせパネル10の薄型化により貢献できる他、生産性も高い。
上記各実施形態の構成において、溶出液Lによる外面の研磨は、溶出液による衝撃の物理的作用を利用するものであって、エッチング液に浸漬したりエッチング液を散布したりするだけのエッチングとは本質的に異なる。
上記実施形態の説明ではLCDを採り上げたが、プラズマディスプレイや有機ELディスプレイの場合でも同様に実施できる。これらのFPDはバックライトを必要としないので、出射側とは反対側の基板はガラス基板ではないことがある。つまり一方のみがガラス基板であることもある。また、本願発明のおいては、一対のガラス基板のうちの一方に対して外面機械研磨処理を行ってもよく、この場合でも本願発明の効果は得られる。
図7は、実施形態に係るFPDの断面概略図である。図7に示すFPDは、一対のガラス基板1を貼り合わせて形成されている。図7に示すものは、前述の実施形態と同様、FPDの一例としての液晶ディプスレイである。一対のガラス基板の内部には、光透過制御部を構成するものとして、一方のガラス基板1の内面に形成された電極(素子電極、コモン電極等)11と、封入された液晶13とを有している。他方のガラス基板1の内面には、カラーフィルタ14が形成されている。光制透過制御部の構成自体は、通常の液晶ディスプレイと同様である。
尚、上記構成は、液晶ディプスレイ以外のFPDであっても同様に適用できる。有機ELディプスレイのような自発光のFPDの場合、光透過制御部の代わりに発光部が設けられる。
11 電極
12 シール部
13 液晶
14 カラーフィルタ
2 処理チャンバー
21 搬入口
22 搬出口
23 封鎖ゲート
24 排出孔
3 基板保持具
30 搬送機構
31 ベース板
32 支柱
33 緩衝具
301 ピニオン
4 ノズル
41 噴射孔
5 溶出液供給系
51 液溜め
52 配管
53 バルブ
54 送液ポンプ
L 溶出液
Claims (11)
- 一方又は双方がガラス基板である一対の基板の少なくとも一方に電極を形成する電極形成工程と、電極形成工程の後に一対の基板をシール材を介して貼り合わせ内部を封止する封止工程と、封止工程の後に、ガラス基板である一方又は双方の基板の外面を機械的に研磨して厚さを薄くする外面機械研磨工程とを含むフラットパネルディスプレイの製造方法であって、
前記外面機械研磨工程は、前記ガラス基板の外面の材料を溶出させる溶出液を前記外面に向けて噴射することで自重による加速度より大きな加速度を付けて溶出液を前記外面に吹き付けて前記外面を衝撃し、前記一方又は双方の基板を、溶出液を噴射するノズルの噴射孔に対して相対的に機械的に移動させながら、溶出液により前記外面を溶かし出し溶出液による衝撃の物理的作用を利用して研磨する工程であり、
前記外面機械研磨工程では、前記ノズルは静止しており、前記ガラス基板を垂直に保持するとともに前記ノズルに対して直線移動させながら研磨が行われることを特徴とするフラットパネルディスプレイの製造方法。 - 一方又は双方がガラス基板である一対の基板の少なくとも一方に電極を形成する電極形成工程と、電極形成工程の後に一対の基板をシール材を介して貼り合わせ内部を封止する封止工程と、封止工程の後に、ガラス基板である一方又は双方の基板の外面を機械的に研磨して厚さを薄くする外面機械研磨工程とを含むフラットパネルディスプレイの製造方法であって、
前記外面機械研磨工程は、前記ガラス基板の外面の材料を溶出させる溶出液を前記外面に向けて噴射することで自重による加速度より大きな加速度を付けて溶出液を前記外面に吹き付けて前記外面を衝撃し、前記一方又は双方の基板を、溶出液を噴射するノズルの噴射孔に対して相対的に機械的に移動させながら、溶出液により前記外面を溶かし出し溶出液による衝撃の物理的作用を利用して研磨する工程であり、
前記外面機械研磨工程では、複数の噴射孔から溶出液を噴射して研磨が行われ、かつ、研磨後のガラス基板の最大粗さが0.1μm以下となるよう、各噴射孔から噴射される溶出液をガラス基板の表面上で均等に重ならせることを特徴とするフラットパネルディスプレイの製造方法。 - 前記溶出液は、フッ酸であることを特徴とする請求項1又は2記載のフラットパネルディスプレイの製造方法。
- 前記貼り合わせられた一対のガラス基板の両方の外面を同時に機械的に研磨して全体の厚さを薄くすることを特徴とする請求項1乃至3いずれかに記載のフラットパネルディスプレイの製造方法。
- 研磨を始める際の前記ノズルの噴射孔から前記基板の外面までの距離は、5mm以上100mm以下となっていることを特徴とする請求項1乃至4いずれかに記載のフラットパネルディスプレイの製造方法。
- フラットパネルディスプレイ用のガラス基板の外面を機械的に研磨して厚さを薄くする外面機械研磨装置であって、
内部で外面機械研磨処理が行われる処理チャンバーと、
処理チャンバー内の所定位置に前記ガラス基板を垂直に保持する基板保持具と、
前記外面の材料を溶出させる溶出液を前記基板保持具に保持された前記ガラス基板の当該外面に向けて噴射する噴射孔を有するノズルと、
ノズルに溶出液を供給する溶出液供給系と
を備えており、
前記溶出液供給系は、自重による加速度より大きな加速度を付けて溶出液を前記外面に吹き付けて前記外面を衝撃し、衝撃による物理的作用を利用して前記外面を研磨できる圧力で溶出液を前記ノズルに供給するものであり、
さらに、静止した前記ノズルの噴射孔に対して前記基板保持具を機械的に直線移動させて前記ガラス基板の外面の全領域に溶出液が均一に供給されるようにする移動機構を備えていることを特徴とする外面機械研磨装置。 - フラットパネルディスプレイ用のガラス基板の外面を機械的に研磨して厚さを薄くする外面機械研磨装置であって、
内部で外面機械研磨処理が行われる処理チャンバーと、
処理チャンバー内の所定位置に前記ガラス基板を保持する基板保持具と、
前記外面の材料を溶出させる溶出液を前記基板保持具に保持された前記ガラス基板の当該外面に向けて噴射する噴射孔を有するノズルと、
ノズルに溶出液を供給する溶出液供給系と
を備えており、
前記溶出液供給系は、自重による加速度より大きな加速度を付けて溶出液を前記外面に吹き付けて前記外面を衝撃し、衝撃による物理的作用を利用して前記外面を研磨できる圧力で溶出液を前記ノズルに供給するものであり、
さらに、前記噴射孔は、前記ガラス基板の外面から等距離の位置であって互いに等間隔の位置に複数設けられており、且つ、各噴射孔は、研磨後のガラス基板の最大粗さが0.1μm以下となるよう、噴射される溶出液がガラス基板の表面上で均等に重なる位置に設けられていることを特徴とする外面機械研磨装置。 - 前記溶出液は、フッ酸であることを特徴とする請求項6又は7記載の外面機械研磨装置。
- 貼り合わされた一対のガラス基板の両方の外面を同時に機械的に研磨できるよう、前記ノズルは、基板保持具に保持された一対のガラス基板の両側に設けられていることを特徴とする請求項6乃至8いずれかに記載の外面機械研磨装置。
- 研磨を始める際の前記ノズルの噴射孔から前記ガラス基板の外面までの距離は、5mm以上100mm以下となっていることを特徴とする請求項6乃至9いずれかに記載の外面機械研磨装置。
- 一対のガラス基板を貼り合わせて形成され、内部に光透過制御部又は発光部を有するフラットパネルディスプレイであって、一対のガラス基板の両方の外面は、溶出液を当該外面に向けて噴射して自重による加速度より大きな加速度で溶出液を吹き付けて衝撃されることで機械研磨されており、最大粗さが0.1μm以下である平坦性を有していることを特徴とするフラットパネルディプスレイ。
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