JP2001133760A - 液晶表示装置及び液晶表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】カット不良の発生を防止し、歩留まりの低下を
防止できる液晶表示装置及びこの液晶表示装置の製造方
法を提供することを目的とする。 【解決手段】アレイ基板１００と対向基板２００との間
に挟持された液晶組成物３００を備えた液晶表示装置に
おいて、アレイ基板１００及び対向基板２００のカット
面は、基板の法線Ｎを含む断面において、基板の法線Ｎ
に対して所定の角度θの傾斜を有するテーパ状に形成さ
れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、液晶表示装置及
びその製造方法に係り、特に液晶表示装置を構成するマ
ザーガラスを切り出すためのカッティング方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、液晶表示装置は、以下のように
して製造される。

【０００３】すなわち、画素電極、薄膜トランジスタす
なわちＴＦＴ、信号線、走査線などが形成されたアレイ
基板用マザーガラス基板と、対向電極などが形成された
対向基板用マザーガラス基板とを準備する。そして、一
方のマザーガラス基板上にシール材を塗布した後に、２
枚のマザーガラス基板を貼り合わせ、シール材を硬化さ
せる。そして、２枚のマザーガラス基板を所望の大きさ
にカッティングし、両基板間に液晶材料を封入すること
によって液晶表示装置を形成する。

【０００４】ガラス基板のカッティングに際しては、ダ
イシング法やピエゾ法等があるが、その中でもスクライ
ブ法が最も広く一般的に使用されている。スクライブ法
では、以下のようにしてマザーガラス基板をカッティン
グする。

【０００５】すなわち、鋭利なダイヤモンド等の硬質部
材によって形成されたスクライバにより、マザーガラス
基板の表面に所定のカットラインをスクライブして、カ
ットラインに沿った切り溝を形成する。そして、ブレイ
クバーと称するゴム製の棒状部材により、マザーガラス
基板の裏側から切り溝に沿って均一の衝撃を加えること
により、ガラス基板の法線方向にクラックを進行させ
て、マザーガラス基板をカットする。これにより、マザ
ーガラス基板を所望の大きさにカッティングする。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したようなガラス
基板のカッティング方法では、スクライバによって形成
した切り溝に存在するガラス基板の法線に垂直な水平方
向のマイクロクラックの影響により、ブレイクバーで衝
撃を加えた時に、ガラス基板の端面すなわちカット面が
基板の主面に対して略垂直とならずに、鋭利な断面形状
が形成される。

【０００７】このため、上述したようなカッティング方
法では、カット不良を発生しやすい。このようなカット
不良は、電極の一部を損傷させたり、液晶表示装置の外
形寸法に影響を与え、歩留まりを低下させる問題が発生
する。

【０００８】また、このようなカット不良は、その後の
製造工程においてガラス欠けを生じやすい。すなわち、
ガラス基板がゲージングピンやストッパーピンに接触し
た場合に、ガラス基板のカット面に水平方向に広がるマ
イクロクラックの影響により、エッジ部が欠けるなどの
損傷を受けやすく、さらに、欠けたガラスがガラス破片
となって、両ガラス基板の間などに入り込むいわゆるゴ
ミ噛み不良を引き起こし、歩留まりを低下させる原因と
なる。

【０００９】この発明は、上述した問題点に鑑みなされ
たものであって、その目的は、カット不良の発生を防止
し、歩留まりの低下を防止できる液晶表示装置及びこの
液晶表示装置の製造方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を
達成するために、請求項１に記載の液晶表示装置は、第
１基板と、前記第１基板に対向配置された第２基板と、
前記第１基板と第２基板との間に挟持された液晶組成物
と、を備えた液晶表示装置において、前記第１及び第２
基板の端面は、基板の法線を含む断面において、基板の
法線に対して所定の角度の傾斜を有するテーパ状に形成
されたことを特徴とする。

【００１１】請求項３に記載に液晶表示装置の製造方法
は、シール材によって貼り合わせられた第１基板及び第
２基板のうちの少なくとも一方を所定サイズにカットす
る液晶表示装置の製造方法において、前記カット工程
は、基板の法線に対して所定の角度で傾いた光軸を有す
るレーザビームを基板のカットラインに沿って集光する
ことによって加熱する工程と、加熱された基板を冷却
し、集光されたレーザビームの光軸に沿った方向に熱歪
みを進行させることにより、基板をカットする工程と、
を有することを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の液晶表示装置及
び液晶表示装置の製造方法の一実施の形態について図面
を参照して説明する。

【００１３】この発明の実施の形態に係る液晶表示装置
は、例えば対角１４インチの表示エリアを備えたアクテ
ィブマトリクス型液晶表示装置であって、図１に示すよ
うな液晶表示パネル１０を備えている。

【００１４】液晶表示パネル１０は、図１に示すよう
に、第１基板としてのアレイ基板１００と、このアレイ
基板１００に対向配置された第２基板としての対向基板
２００と、アレイ基板１００と対向基板２００との間に
配置された液晶組成物３００とを備えている。液晶表示
パネル１０は、画像を表示する表示エリア１０２、及び
駆動回路を接続するための配線パッドを有する周辺エリ
ア１０４を備えている。表示エリア１０２は、アレイ基
板１００と対向基板２００とを貼り合わせるシール材１
０６によって囲まれた領域内に形成され、周辺エリア１
０４は、シール材１０６の外側の領域に形成されてい
る。

【００１５】液晶表示パネル１０の表示エリア１０２
は、図２に示すような断面を有する。すなわち、アレイ
基板１００は、絶縁性基板、例えば厚さが０．７ｍｍの
ガラス基板１０１上に互いに直交するように配設された
１０２４×３本の信号線及び７６８本の走査線を備えて
いる。また、アレイ基板１００は、各信号線と各走査線
との各交点部の近傍に配設されたスイッチング素子とし
ての薄膜トランジスタすなわちＴＦＴ１２１を備えてい
る。さらに、アレイ基板１００は、このＴＦＴ１２１を
介して信号線に接続された画素電極１５１を備えてい
る。画素電極１５１は、光透過性の導電性部材、例えば
ＩＴＯによって形成されている。

【００１６】アレイ基板１００の表面は、対向基板２０
０との間に介在される液晶組成物３００を配向させるた
めの図示しない配向膜によって覆われている。

【００１７】対向基板２００は、透明な絶縁性基板、例
えば厚さが０．７ｍｍのガラス基板２０１上に、遮光膜
２０２を備えている。この遮光膜２０２は、アレイ基板
１００上の配線パターンに対向する領域を遮光する。ま
た、対向基板２００は、ＩＴＯによって形成された対向
電極２０４を備えている。さらに、対向基板２００は、
必要に応じて、透過する光ビームを着色するために、ア
レイ基板１００の画素電極１５１に対向する領域に、カ
ラーフィルタを備えている。

【００１８】対向基板２００の表面は、アレイ基板１０
０との間に介在される液晶組成物３００を配向させるた
めの図示しない配向膜によって覆われている。

【００１９】この液晶表示パネル１０の表裏面、すなわ
ちガラス基板１０１及びガラス基板２０１の外面には、
互いに偏光方向が直交する偏光板が配設される。

【００２０】上述したように構成される液晶表示パネル
１０では、アレイ基板１００及び対向基板２００のそれ
ぞれの端面すなわちカット面は、基板の法線Ｎを含む断
面において、図１に示すように、基板の法線Ｎに対して
所定の角度θの傾斜を有するテーパ状に形成されてい
る。カット面の傾斜角度θは、例えば、０．８〜３．６
°であり、好ましくは、２．０〜３．０°である。

【００２１】通常のスクライブ法によって、マザーガラ
ス基板から切り出された場合、カットラインに沿った切
り溝を始点として、ガラス基板の主面に水平な方向及び
垂直な方向にマイクロクラックが発生し、カット面が非
常に脆くなる。このため、カット面を、図１に示したよ
うな鋭利な断面形状に形成することが困難である。

【００２２】しかしながら、この実施の形態に係る液晶
表示装置では、マザーガラス基板から切り出す際、レー
ザビームを照射した後に冷却し、熱歪みを基板法線Ｎに
対して所定の角度θで傾いた方向に進行させることによ
り、鋭利な断面形状のカット面を形成している。

【００２３】したがって、このカット面には、ガラス基
板の主面に水平な方向及び垂直な方向にマイクロクラッ
クの発生がないため、例えば、アレイ基板１００の端部
Ｅ１をゲージングピンやストッパーピンに接触させた場
合であっても、ガラス欠けが発生し難い。

【００２４】次に、マザーガラス基板から液晶表示パネ
ル１０を切り出す方法について説明する。

【００２５】まず、マザーガラス基板上に、走査線、こ
の走査線に略直交する信号線、走査線と信号線との交差
部付近にＴＦＴ１２１、走査線及び信号線によって囲ま
れた１画素領域に画素電極１５１などをそれぞれ形成
し、アレイ基板用マザーガラス基板を準備する。

【００２６】続いて、マザーガラス基板上に、遮光膜２
０２、カラーフィルタ、対向電極２０４などをそれぞれ
形成し、対向基板用マザーガラス基板を準備する。

【００２７】続いて、アレイ基板用マザーガラス基板及
び対向基板用マザーガラス基板を所定のギャップを保ち
ながら表示エリア１０２を囲むように液晶注入口１０８
を除いて塗布されたシール材１０６によって貼り合わ
せ、セルを形成する。

【００２８】図３には、２つの液晶表示パネル１０が切
り出されるアレイ基板用マザーガラス基板１００Ｍと対
向基板用マザーガラス基板２００Ｍとがシール材１０６
によって貼り合わされたセルＣの平面図が示されてい
る。アレイ基板用マザーガラス１００Ｍ、及び、対向基
板用マザーガラス２００Ｍは、略同一の外形寸法を有し
ているものとする。

【００２９】続いて、このようなアレイ基板用マザーガ
ラス基板１００Ｍ、及び、対向基板用マザーガラス基板
２００Ｍから、所定のサイズの液晶表示パネル１０をカ
ッティングするために、これらのマザーガラス基板の表
面にカットラインに沿ってレーザビームを照射する。

【００３０】すなわち、アレイ基板用マザーガラス基板
１００Ｍに対しては、信号線の配線方向に平行な第１及
び第２カットラインＡＳＬ−１及びＡＳＬ−２と、走査
線の配線方向に平行な第３乃至第６カットラインＡＳＬ
−３〜ＡＳＬ−６とに沿ってレーザビームを照射する。
対向基板用マザーガラス基板２００Ｍに対しては、信号
線の配線方向に平行な第１及び第２カットラインＣＳＬ
−１及びＣＳＬ−２と、走査線の配線方向に平行な第３
乃至第６カットラインＣＳＬ−３〜ＣＳＬ−６とに沿っ
てレーザビームを照射する。

【００３１】このとき、図４に示すように、レーザ光源
から出射された略平行光のレーザビームＬは、所定の焦
点距離を有する集光レンズ４００によってマザーガラス
基板１００Ｍ（２００Ｍ）の表面に集光される。この集
光レンズ４００は、その中心軸が基板の法線Ｎに対して
所定の角度θだけ傾いて配置されている。これにより、
基板法線Ｎの方向から集光レンズ４００に入射するレー
ザビームＬの光軸Ｏは、集光レンズ４００の中心軸と平
行に、法線Ｎに対して所定角度θだけ傾く。すなわち、
レーザビームＬは、マザーガラス基板１００Ｍ（２００
Ｍ）に対して入射角θで入射することになる。なお、こ
こで、θは、例えば、０．８〜３．６である。

【００３２】また、集光レンズ４００は、その焦点距離
が基板表面までの距離に相当するような位置に配置され
ている。これにより、レーザビームＬは、基板表面に集
光される。基板表面に集光されたレーザビームは、その
集光状態を維持しつつ、各カットラインに沿って移動可
能である。

【００３３】また、集光レンズ４００は、図４中の矢印
で示したように、基板に対するレーザビームＬの入射方
向に移動可能である。すなわち、集光レンズ４００は、
その焦点距離が基板内部までの距離に相当する位置まで
移動可能である。これにより、レーザビームＬは、基板
内部に集光される。このときの集光レンズ４００の移動
距離は、マザーガラス基板１００Ｍ（２００Ｍ）の屈折
率にもよるが、基板の厚さを０．７ｍｍとしたとき、約
１０μｍである。

【００３４】ここで使用されるレーザ光源としては、例
えば、中心波長１０．６μｍ、出力２００Ｗの炭酸ガス
レーザ装置である。

【００３５】このレーザビームを用いたガラス基板のカ
ッティング方法については、まず、図５の（ａ）に示す
ように、第１の加熱工程では、レーザ光源から出射され
たレーザビームＬを、入射角θでマザーガラス基板１０
０Ｍ（２００Ｍ）の表面のカットラインに沿って照射す
る。これにより、レーザビームＬの光軸Ｏは、基板の法
線Ｎに対して所定の角度θだけ傾く。このとき、レーザ
ビームＬは、集光レンズ４００により、その焦点距離に
相当する基板表面の位置Ｆ１に集光される。

【００３６】レーザビームＬは、１００ｍｍ／ｓｅｃで
照射し、これにより、焦点位置Ｆ１付近の基板表面温度
は、約２００℃乃至３００℃となる。これに対して、ガ
ラス基板内部では、レーザビームＬの拡散（広がり）と
ともに、ガラス内部の温度は低く、ガラス基板の対向面
側では、約４５℃乃至７０℃である。

【００３７】続いて、図５の（ｂ）に示すように、第２
の加熱工程では、レーザビームＬの入射方向に熱歪みを
生じさせるべく、集光レンズ４００をレーザビームＬの
入射方向に沿って移動して、レーザビームＬを、入射角
θでマザーガラス基板１００Ｍ（２００Ｍ）の内部に集
光するように照射する。これにより、レーザビームＬ
は、集光レンズ４００により、その焦点距離に相当する
基板内部の位置Ｆ２に集光される。この焦点位置Ｆ２
は、焦点位置Ｆ１に対して、レーザビームＬの入射方向
の延長上に位置している。

【００３８】レーザビームＬの照射は、同様とし、焦点
位置Ｆ２付近の基板内部の温度は、約２００℃乃至３０
０℃である。

【００３９】続いて、図５の（ｃ）に示すように、冷却
工程では、マザーガラス基板１００Ｍ（２００Ｍ）を冷
却する。このとき、コールドプレート（１８℃）と空冷
により、約３０秒間冷却する。

【００４０】このような２段階のレーザビームＬによる
加熱工程を経た後、冷却することにより、基板表面から
レーザビームの入射方向に沿った基板内部に熱歪みが生
じ、基板法線Ｎに対して所定角度θの傾きを持ったテー
パ状のカット面５００を有するように、マザーガラス基
板から液晶表示パネル１０を切り出すことができる。

【００４１】このようにして切り出した液晶パネル１０
のカット面５００には、基板の主面に対して水平方向及
び垂直方向にマイクロクラックの発生が無い。このた
め、テーパ状の断面形状を有していても、後の製造工程
において、例えばゲージングピンやストッパピンにカッ
ト面５００の先端が接触してもガラスの割れや欠けが発
生せず、製造歩留まりの低下を防止することが可能とな
る。

【００４２】続いて、マザーガラス基板から切り出され
た液晶表示パネル１０の２枚の基板間に、液晶注入口１
０８から液晶組成物３００を注入し、封止材により液晶
組成物３００を封入する。

【００４３】続いて、アレイ基板１００の表面及び対向
基板２００の表面に偏光板を取り付ける。

【００４４】続いて、アレイ基板１００の周辺エリア１
０４に形成された配線パッドに駆動回路などを取り付け
る。

【００４５】そして、液晶表示パネル１０の背面、すな
わちアレイ基板１００側にバックライトを取り付けて液
晶表示装置を完成させる。

【００４６】上述したように、この液晶表示装置及びこ
の液晶表示装置の製造方法によれば、レーザビームをマ
ザーガラス基板のカットラインに沿って照射した後、冷
却することによってレーザビームの入射方向に沿って熱
歪みを進行させ、マザーガラス基板から液晶表示パネル
を切り出している。このとき、レーザビームは、その光
軸がガラス基板の法線に対して所定の角度θだけ傾いて
ガラス基板に入射する。

【００４７】このレーザビームは、第１段階として、ガ
ラス基板の表面に集光された状態でカットラインに沿っ
て移動される。そして、このレーザビームは、第２段階
として、第１段階で集光された位置に対してレーザビー
ムの入射方向の延長上に位置するガラス基板の内部に集
光された状態でカットラインに沿って移動される。そし
て、ガラス基板が冷却されることにより、レーザビーム
の入射方向に沿って熱歪みが進行し、マイクロクラック
を発生することなく、マザーガラス基板から液晶表示パ
ネルを切り出すことができる。

【００４８】この切り出された液晶表示パネルのカット
面は、ガラス基板の法線に対して所定の角度θだけ傾い
たテーパ状の断面を有している。

【００４９】このようなカット面では、ガラス基板に水
平な方向及び垂直な方向に広がるマイクロクラックの発
生を防止できるため、ガラスの欠けや割れを発生し難
く、製造歩留まりの低下を防止できる。また、スクライ
バによってカットラインをスクライブして、ブレイクバ
ーによって衝撃を加えてガラス基板をカットする方法と
比較して、カット不良の発生を低減することが可能とな
る。

【００５０】なお、この実施の形態では、レーザビーム
による加熱を２段階行なったが、より多くの段階に分け
て加熱を行なっても良い。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、カット不良の発生を防止し、歩留まりの低下を防止
できる液晶表示装置及びこの液晶表示装置の製造方法を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、この発明の液晶表示装置の構造を概略
的に示す基板の法線を含む面に沿った断面図である。

【図２】図２は、図１に示した液晶表示装置の表示エリ
アの構造を概略的に示す断面図である。

【図３】図３は、液晶表示パネルを切り出すアレイ基板
用マザーガラスと対向基板用マザーガラスとがシール材
によって貼り合わされたセルを示す平面図である。

【図４】図４は、この発明の液晶表示装置の製造方法に
適用されるレーザビームによるガラス基板のカット方法
を説明するための図である。

【図５】図５の（ａ）は、この発明の液晶表示装置の製
造方法に適用されるガラス基板のカット方法における第
１の加熱工程を説明するための図であり、図５の（ｂ）
は、第２の加熱工程を説明するための図であり、図５の
（ｃ）は、冷却工程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 １００…アレイ基板 ２００…対向基板 ３００…液晶組成物 ４００…集光レンズ ５００…カット面 Ｌ…レーザビーム Ｎ…基板法線 Ｏ…レーザビーム光軸 １００Ｍ…アレイ基板用マザーガラス基板 ２００Ｍ…対向基板用マザーガラス基板

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１基板と、 前記第１基板に対向配置された第２基板と、 前記第１基板と第２基板との間に挟持された液晶組成物
   と、を備えた液晶表示装置において、 前記第１及び第２基板の端面は、基板の法線を含む断面
   において、基板の法線に対して所定の角度の傾斜を有す
   るテーパ状に形成されたことを特徴とする液晶表示装
   置。
2. 【請求項２】前記端面の傾斜は、０．８〜３．６°であ
   ることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 【請求項３】シール材によって貼り合わせられた第１基
   板及び第２基板のうちの少なくとも一方を所定サイズに
   カットする液晶表示装置の製造方法において、 前記カット工程は、基板の法線に対して所定の角度で傾
   いた光軸を有するレーザビームを基板のカットラインに
   沿って集光することによって加熱する工程と、 加熱された基板を冷却し、集光されたレーザビームの光
   軸に沿った方向に熱歪みを進行させることにより、基板
   をカットする工程と、 を有することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
4. 【請求項４】前記加熱工程は、基板表面のカットライン
   上にレーザビームを集光する第１工程と、 レーザビームの光軸方向に沿った基板内部にレーザビー
   ムを集光する第２の工程と、 を有することを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装
   置の製造方法。
5. 【請求項５】前記端面の傾斜は、０．８〜３．６°であ
   ることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置の製
   造方法。