JP2008162824A - ガラス基板の切断方法及びガラス基板から表示パネルを製造する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】液晶パネルを構成するガラス基板の切断方法において、切断不良の抑止を図る。
【解決手段】第１のガラス基板１０の表面にスクライブラインＳ１を形成し（ステップＡ１）、その後にスクライブラインＳ２を形成する（ステップＡ２）する。次に、最初に形成されたスクライブラインＳ１に沿って第１のガラス基板１０をブレイクする（ステップＡ３）。次に、スクライブラインＳ２に沿って第１のガラス基板２０をブレイクする（ステップＡ４）。このとき、第１のガラス基板１０において、スクライブラインＳ１の途切れた領域ＡはステップＡ３で仮想線Ｌ１に沿って切断されており、切断の障害とならないことから、第１のガラス基板１０は、仮想線Ｌ２、即ちスクライブラインＳ２に沿って正常にブレイクされ易くなる。これにより、第１のガラス基板１０の割れや破損等の切断不良を抑止することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、ガラス基板の切断方法に関し、特に、液晶パネルを構成するガラス基板の切断方法に関する。

液晶表示装置等に用いられる液晶パネルを製造する場合、複数の液晶パネルを形成できる２枚の大型のガラス基板を貼り合わせた後、その大型のガラス基板の積層体を個々の液晶パネルに切断する方法が用いられている。この切断は、一方のガラス基板の表面にカッター等の切削によりスクライブラインを形成するスクライブ工程と、２枚のガラス基板の積層体を反転した後、他方のガラス基板に対して例えばバーを押し当ることにより応力を加えて分断するブレイク工程により行われる。

従来、スクライブ工程でカッター等の切削によりスクライブラインを形成すると、ガラス基板の表面に傷が生じやすいことから、デジタルカメラ等の小型のビューファインダに用いられる液晶パネルでは、上記傷が拡大して視認されるという問題が生じていた。

このようなガラス基板の表面における傷を抑止するスクライブ方式として、カッター等による切削の替わりに、ガラス基板に対するレーザー照射及びその照射領域の冷却によりスクライブラインを形成するレーザースクライブ方式が知られている。

レーザースクライブ方式によるスクライブ・ブレイク法について、図６及び図７を参照して説明する。図６に示すように、第１のガラス基板１０及び第２のガラス基板２０がシール層３０を介して貼り合わされた積層体を準備する。そして、例えば第１のガラス基板１０の一方の辺に沿った仮想線Ｌ１に沿ってレーザー照射を行う。レーザー照射では、レーザー照射器４１からのレーザービームをミラー４２により反射させることにより、仮想線Ｌ１上及びその近傍に照射する。このレーザー照射により、仮想線Ｌ１及びその近傍が加熱される。

その後、仮想線Ｌ１に沿って、ノズル４３から冷却水等の冷却媒体を噴射して冷却を行うことにより、仮想線Ｌ１に沿って第１のガラス基板１０の熱収縮が生じ、その熱収縮の応力によってクラックが発生する。即ち、そのクラックによりスクライブラインＳ１が形成される。スクライブラインＳ１のクラックは、第１のガラス基板１０を貫通していない。第１の仮想線Ｌ１と交差する第２の仮想線（不図示）についても、上記と同様にレーザー照射及びその照射領域の冷却が行われ、スクライブラインが形成される。

次に行われるブレイク工程では、図７（Ａ）に示すように、シリンダー（不図示）の動力によって上下に動作するバー５１が用いられる。第２のガラス基板２０の表面に対して、仮想線Ｌ１に沿ってバー５１がゆっくりと押し当てられ、その圧力によって第１のガラス基板１０に応力が生じる。この応力により、スクライブラインＳ１のクラックが第１のガラス基板１０を貫通するように伸張し、第１のガラス基板１０が分断される。第２の仮想線についても同様である。なお、バー５１の押し当ての替わりに、図７（Ｂ）に示すように、ローラー５２を仮想線Ｌ１に沿って押し当てるローラーブレイクを行ってもよい。上記のスクライブ工程及びブレイク工程は、第２のガラス基板２０についても行われる。

なお、関連する技術文献としては、例えば以下の特許文献が挙げられる。
特開２００６−１３７６４１号公報 特開２００６−１４３５０６号公報

しかしながら、上述したレーザースクライブ方式では、図８に示すように、最初に形成されたスクライブラインＳ１と、その後に形成されたスクライブラインＳ２が交差する第１のガラス基板１０の領域において、最初に形成されたスクライブラインＳ１が途切れてしまうという問題があった。

これは、スクライブラインＳ２の形成時のレーザー照射により、スクライブラインＳ１と交差する領域Ａの第１のガラス基板１０が熱膨張して、最初に形成されたスクライブラインＳ１の一部、即ちクラックの一部が元の状態に戻って消滅するためである。

そのため、スクライブラインＳ２に対するブレイク工程では、スクライブラインＳ１が途切れた領域Ａがクラックの伸張を妨げて切断の障害となり、第１のガラス基板１０の割れや破損等の切断不良が生じる場合があった。第２のガラス基板２０についても同様である。

そこで本発明は、レーザースクライブを用いたガラス基板の切断方法において、切断不良の抑止を図る。

本発明のガラス基板の切断方法は、貼り合わされた２枚のガラス基板からなる積層体の切断方法であって、ガラス基板の表面に対するレーザー照射及び冷却によって、第１のスクライブラインを形成し、その後に、第１のスクライブラインと交差する第２のスクライブラインを形成するスクライブ工程と、第１のスクライブラインに沿ってガラス基板をブレイクし、その後に、第２のスクライブラインに沿ってガラス基板をブレイクするブレイク工程と、を含むことを特徴とする。

また、本発明は、上記ブレイク工程において、第１のスクライブライン又は第２のスクライブラインに沿って、ガラス基板の表面をバーによって打撃する工程を含むことを特徴とする。

また、本発明のガラス基板から表示パネルを製造する方法は、貼り合わされた２枚のガラス基板からなる積層体を切断することで、積層体から複数の表示パネルを製造する方法であって、ガラス基板の表面に対するレーザー照射及び冷却によって、第１のスクライブラインを形成し、その後に、第１のスクライブラインと交差する第２のスクライブラインを形成するスクライブ工程と、第１のスクライブラインに沿ってガラス基板をブレイクし、その後に、第２のスクライブラインに沿ってガラス基板をブレイクするブレイク工程と、を含み、それらのスクライブ工程とブレイク工程を２枚のガラス基板に対して行なうことを特徴とする。

本発明によれば、レーザースクライブを用いたガラス基板の切断方法において、スクライブラインの途切れにかかわらず、切断不良を抑止できる。また、ブレイク工程ではガラス基板の表面をバーによって打撃する工程を含むため、制御性や処理速度が向上し、作業効率が向上する。

本発明の実施形態に係るガラス基板の切断方法について説明する。本実施形態において切断の対象となるガラス基板は、２枚のガラス基板から成る積層体である。最初に、切断の対象となる２枚のガラス基板から成る積層体について、図面を参照して説明する。図１（Ａ）は、本実施形態に係るガラス基板を示す上面図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。図２は、本実施形態に係るガラス基板の切断完了後の状態を示す斜視図である。なお、図１及び図２では、図６乃至図８と同じ構成要素については同様の符号を付して説明を省略する。

図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示すように、画素トランジスタ（不図示）が形成された第１のガラス基板１０、それに対向する第２のガラス基板２０が貼り合わされて、積層体１が構成されている。ここで、第１及び第２のガラス基板１０，２０は、複数の液晶パネルの形成領域１Ａが格子上に配置された大型のガラス基板である。第１及び第２のガラス基板１０，２０は、両者の液晶パネルの形成領域１Ａが重なり合うようにして、局所的に開口部を有するシール層３０を介して貼り合わされている。第１のガラス基板１０と第２のガラス基板２０との間であってシール層３０に囲まれた領域には、液晶注入領域となる空間が形成されている。

この積層体１は、後述するスクライブ工程及びブレイク工程によって、第１のガラス基板１０では仮想線Ｌ１，Ｌ２に沿って、第２のガラス基板２０では仮想線Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５に沿って切断され、液晶ＬＣが封止されることにより、図２に示す液晶パネルＰに分離される。液晶パネルＰでは、第２のガラス基板２０の端部が仮想線Ｌ５に沿って除去され、第１のガラス基板１０側には、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）の接続領域Ａｆｐｃが設けられる。

以下に、上述した第１及び第２のガラス基板１０，２０からなる積層体の切断方法、即ちスクライブ工程及びブレイク工程の特徴について、図面を参照して説明する。図３は、本実施形態に係るガラス基板の切断方法の特徴部分を説明するフローチャートである。図３は、第１のガラス基板１０について説明するものであるが、第２のガラス基板２０についても同様である。また、図４は、本実施形態に係るガラス基板の切断方法を説明する上面図である。図４（Ａ）は、ステップＡ３に対応し、図４（Ｂ）はステップＡ４に対応している。また、図３のステップＡ１，Ａ２については、図８を参照して説明する。

なお、本実施形態のスクライブラインの形成は、図６に示したものと同様のレーザースクライブによって行われるものとして説明する。また、ブレイクは、図７（Ａ）のバー５１によって、第１のガラス基板１０又は第２のガラス基板２０の表面に対して瞬間的に打撃を行う方式（以降、「バーブレイク」と略称する）であるか、または、図７（Ｂ）に示したローラーブレイクにより行われるものとする。

一般に、バーブレイクには、第１のガラス基板１０等の割れや破損等の切断不良を招き易いという欠点がある反面、他のブレイク方式（バー５１の押し当て等）に比して制御がし易く、処理時間が短いという利点がある。以下に示すガラス基板の切断方法にバーブレイクを用いれば、上記バーブレイクの利点を生かしつつ、その欠点、即ち切断不良を抑止できる。

図３のステップＡ１では、図８に示すように、仮想線Ｌ１に沿って、第１のガラス基板１０の表面にスクライブラインＳ１を形成する。次に、ステップＡ２では、第１のガラス基板１０の表面にスクライブラインＳ１と交差するスクライブラインＳ２を仮想線Ｌ２に沿って形成する。このとき、図８の説明で述べたように、レーザー照射の加熱による熱収縮によりクラックが元の状態に戻るため、最初に形成されたスクライブラインＳ１には、スクライブラインＳ２と交差する箇所において、途切れた領域Ａが発生する。

次に、ステップＡ３では、図４（Ａ）に示すように、最初に形成されたスクライブラインＳ１（図８参照）に沿って第１のガラス基板１０をブレイクする。このとき第１のガラス基板１０は、領域Ａと共に、仮想線Ｌ１に沿って切断される。次に、ステップＡ４では、図４（Ｂ）に示すように、仮想線Ｌ２、即ちスクライブラインＳ２に沿って第１のガラス基板１０をブレイクする。このとき、領域ＡはステップＡ３のブレイクにより仮想線Ｌ１に沿って切断されているため切断の障害とならないことから、第１のガラス基板１０は、仮想線Ｌ２、即ちスクライブラインＳ２に沿って正常にブレイクされ易くなる。これにより、第１のガラス基板１０の割れや破損等の切断不良を抑止することができる。

仮に、上記フローとは逆に、スクライブラインＳ１よりも先に、それと交差するスクライブラインＳ２に沿って第１のガラス基板１０をブレイクすると、スクライブラインＳ１の途切れる第１のガラス基板１０の領域Ａがクラックの伸張を妨げて切断の障害となり、第１のガラス基板１０の割れや破損等の切断不良が生じることになる。

さらにステップＡ４では、より確実に切断不良を抑止するために、後に形成されたスクライブラインＳ２に対するブレイクにおけるブレイク圧を、最初に形成されたスクライブラインＳ１に対するブレイクにおけるブレイク圧よりも高く設定してもよい。

例えば、このブレイク圧の設定は、バー５１を上下に動作させるシリンダー（不図示）に送り込まれる圧搾空気の圧力を、約０．１〜０．４ＭＰａ（メガパスカル）の範囲で設定することにより行われる。

なお、図示しないが、第２のガラス基板２０のスクライブ工程及びブレイク工程でも、最初に形成されたスクライブラインが、後に形成されたスクライブラインよりも先にブレイクされることにより、第１のガラス基板１０と同様の効果が得られる。

上述したステップＡ１乃至ステップＡ４のスクライブ工程及びブレイク工程は、例えば、以下に示す手順のガラス基板の切断方法に適用される。図５は本実施形態に係るガラス基板の切断方法の適用例を説明する平面図である。図５（Ａ）乃至図５（Ｅ）では、説明の簡便のため、左側に第１のガラス基板１０を、右側に第２のガラス基板２０を示している。また、図５のスクライブラインＳ１〜Ｓ５は、それぞれ、図１に示した仮想線Ｌ１〜Ｌ５に沿って延びるものとする。図５では、スクライブラインＳ１〜Ｓ５のブレイク前の状態を点線で表し、ブレイク後の状態を実線で表している。

図５（Ａ）に示すように、最初に、第１のガラス基板１０にスクライブラインＳ１を形成し、その後にスクライブラインＳ１と交差するスクライブラインＳ２を形成する。次に、図５（Ｂ）に示すように、スクライブラインＳ１に沿って第１のガラス基板１０をバーブレイクによりブレイクし、その後にスクライブラインＳ２に沿って第１のガラス基板１０をバーブレイクによりブレイクする。この時点で、第１のガラス基板１０は、液晶パネルＰのサイズに分離される。スクライブラインＳ２に沿った第１のガラス基板１０のブレイクでは、それよりも先にスクライブラインＳ１に沿って第１のガラス基板１０がブレイクされているため、第１のガラス基板１０において、クラックの伸張を妨げるようなスクライブラインＳ１の途切れる領域が無くなり、切断不良が抑止される。

次に、図５（Ｃ）に示すように、第２のガラス基板２０にスクライブラインＳ４を形成し、さらにスクライブラインＳ４と平行に、ＦＰＣの接続領域Ａｆｐｃを設けるために必要なスクライブラインＳ５を形成する。その後にスクライブラインＳ４，Ｓ５と交差するスクライブラインＳ３を形成する。

次に、図５（Ｄ）に示すように、スクライブラインＳ４及びスクライブラインＳ５に沿って第２のガラス基板２０をブレイクする。このときのブレイクは、スクライブラインＳ４及びスクライブラインＳ５の間隔が約５ｍｍ以下であればローラーブレイクとし、それより大きい場合はバーブレイクとする。ローラーブレイクの場合は、狭い間隔で行われるブレイクにおいて生じる切断不良を低減できる。この時点で、第１のガラス基板１０及び第２のガラス基板２０は、数個の液晶パネルＰが連なった複数のパネル集合体１Ｓに分離される。さらに、各パネル集合体１Ｓの各液晶パネルＰにおける液晶注入領域に液晶ＬＣが封止され、各パネル集合体１Ｓの洗浄が行われる。

最後に、図５（Ｅ）に示すように、パネル集合体１Ｓは、切断用の冶具、又は手割りによって、スクライブラインＳ３に沿って切断され、液晶パネルＰに分離される。同時に、既にブレイクされていたスクライブラインＳ５に沿って、第２のガラス基板２０の端部が除去され、液晶パネルＰではＦＰＣの接続領域Ａｆｐｃが確保される（図２参照）。このスクライブラインＳ３に沿った切断の際、それよりも先にスクライブラインＳ４，Ｓ５に沿って第２のガラス基板２０がブレイクされているため、第２のガラス基板２０において、クラックの伸張を妨げるようなスクライブラインＳ４，Ｓ５の途切れる領域が無くなり、切断不良が抑止される。

このような液晶パネルＰの形成工程（製造工程）では、第１のガラス基板１０及び第２のガラス基板２０の切断において割れや破損等の切断不良を抑止することができるため、歩留まりが向上する。また、ブレイク工程の全て又は大部分をバーブレイクにより行うことができるため、他のブレイク方法に比してブレイクの制御がし易くなり、処理時間が短縮されるため、作業効率を高めることができる。

なお、図５において、第１のガラス基板１０及び第２のガラス基板２０が長方形である場合、スクライブラインＳ１，Ｓ３が長辺の方向Ｄ１に沿って形成され、スクライブラインＳ２，Ｓ４，Ｓ５が短辺の方向Ｄ２に沿って形成されてもよい。この場合、第１のガラス基板１０は、最初に長方形の長辺に沿ってブレイクされるため、クラックの進行が安定し、より確実に割れや破損等の切断不良が抑止される。

本発明の実施形態に係るガラス基板を示す上面図及び断面図である。 本発明の実施形態に係るガラス基板の切断完了後の状態を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係るガラス基板の切断方法の特徴部分を説明するフローチャートである。 本発明の実施形態に係るガラス基板の切断方法を説明する上面図である。 本発明の実施形態に係るガラス基板の切断方法の適用例を説明する平面図である。 従来例に係るガラス基板の切断方法を説明する斜視図である 従来例に係るガラス基板の切断方法を説明する斜視図である 従来例に係るガラス基板の切断方法を説明する斜視図である

符号の説明

１ 積層体 １Ｓ パネル集合体
１Ａ 液晶パネルの形成領域 １０ 第１のガラス基板
２０ 第２のガラス基板 ３０ シール材
４１ レーザー照射器 ４２ ミラー
４３ ノズル ５１ バー
５２ ローラー Ｌ１〜Ｌ５ 仮想線
ＬＣ 液晶 Ｓ１〜Ｓ５ スクライブライン
Ｐ 液晶パネル

Claims (5)

1. 貼り合わされた２枚のガラス基板からなる積層体の切断方法であって、
   前記ガラス基板の表面に対するレーザー照射及び冷却によって、第１のスクライブラインを形成し、その後に、前記第１のスクライブラインと交差する第２のスクライブラインを形成するスクライブ工程と、
   前記第１のスクライブラインに沿って前記ガラス基板をブレイクし、その後に、前記第２のスクライブラインに沿って前記ガラス基板をブレイクするブレイク工程と、を含むことを特徴とするガラス基板の切断方法。
2. 前記ブレイク工程は、前記第１のスクライブライン又は前記第２のスクライブラインに沿って、前記ガラス基板の表面をバーによって打撃する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載のガラス基板の切断方法。
3. 前記ブレイク工程では、前記第１のスクライブラインのブレイク圧よりも、前記第２のスクライブラインのブレイク圧を高くすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のガラス基板の切断方法。
4. 前記積層体は長方形の形状を有しており、前記第１のスクライブラインは前記積層体の長辺に沿って形成され、前記第２のスクライブラインは前記積層体の短辺に沿って形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のガラス基板の切断方法。
5. 貼り合わされた２枚のガラス基板からなる積層体を切断することで、前記積層体から複数の表示パネルを製造する方法であって、
   前記ガラス基板の表面に対するレーザー照射及び冷却によって、第１のスクライブラインを形成し、その後に、前記第１のスクライブラインと交差する第２のスクライブラインを形成するスクライブ工程と、
   前記第１のスクライブラインに沿って前記ガラス基板をブレイクし、その後に、前記第２のスクライブラインに沿って前記ガラス基板をブレイクするブレイク工程と、を含み、
   前記スクライブ工程とブレイク工程を前記２枚のガラス基板に対して行なうことを特徴とするガラス基板から表示パネルを製造する方法。

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