JP2009166249A - 脆性基板の分断方法、及び素子基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】スクライブ線を確実に直線状に形成して、基板の分断精度を可及的に向上させる。
【解決手段】脆性を有する基板１０の端部表面にクラック１１ａを形成し、基板１０の表面にレーザ光Ｌを照射して発生した熱応力でクラック１１ａを直線状に進行させることにより、基板１０の表面にスクライブ線１１ｂを形成するスクライブ線形成工程と、基板１０をスクライブ線１１ｂに沿って分断する分断工程とを備え、基板１０の表面にレーザ光Ｌの照射による内部への熱伝導を抑制するための熱伝導抑制膜３を、スクライブ線１１ｂが形成される予定のスクライブ予定線１１ｃを軸に線対称に予め設けておく。
【選択図】図３

Description

本発明は、脆性基板の分断方法、及び素子基板の製造方法に関し、特に、レーザ光の照射により発生する熱応力を利用してガラス基板などの脆性基板を分断する分断技術に関するものである。

液晶表示パネルやタッチパネルなどを構成するガラス基板を分断する方法として、例えば、超硬合金製又は焼結ダイヤモンド製のホイールカッターを用いてガラス基板の表面に線状のスクライブ線を形成した後に、そのガラス基板をスクライブ線に沿って両側に分断する方法が広く利用されている。

しかしながら、上記のようなホイールカッターを用いてガラス基板の表面にスクライブ線を形成する方法では、そのスクライブ線を形成する際に発生するカレット（ガラス屑）がガラス基板の表面に付着して、種々の欠陥の原因となるおそれがある。そこで、近年では、レーザ光の照射により発生する熱応力を利用して、ガラス基板の表面にスクライブ線を形成する方法が注目されている。

例えば、特許文献１には、被加工材料の割断加工予定線を加熱するためのレーザと、少なくとも、割断加工予定線の両側において、被加工材料に剛性を付与する固定用治具とを有する割断装置及びその方法が開示されている。そして、これによれば、剛性の差が生じ易い被加工材料における様々な割断に際して、割断予定線を挟んで剛性が均等になるので、常に割断予定線上に熱応力発生を限定でき、高精度の割断加工を行える、と記載されている。
特開２００２−１１０５８９号公報

ところで、液晶表示パネルやタッチパネルなどを構成するガラス基板の表面に、レーザ光の照射により発生する熱応力を利用してスクライブ線を形成すると、所望の直線状のスクライブ線が形成されないことがある。

図４は、所望のスクライブ線が形成されなかったタッチパネルを構成する従来のガラス基板１１０の平面模式図である。

図４では、スクライブ線１１１ｂの起点となる初期クラック１１１ａから直線状に延びる線がスクライブ予定線１１１ｃである。そして、ガラス基板１１０に実際に形成されたスクライブ線１１１ｂは、図４に示すように、初期クラック１１１ａから直線状に一旦延び、透明導電膜１０３が配置する辺りから、透明導電膜１０３から離間するようにスクライブ予定線１１１ｃから逸れてしまっている。

このように、スクライブ線１１１ｂがスクライブ予定線１１１ｃから逸れてしまうのは、ガラス基板１１０の表面に配置する透明導電膜１０３により、レーザ光の照射で発生する熱の中心点がずれてしまうためと考えられる。より具体的に説明すると、図４に示すように、ガラス基板１１０のスクライブ予定線１１１ｃよりも下側の領域Ａでは、レーザ光の照射による熱が透明導電膜１０３により遮蔽（反射）されて基板本体に熱が伝導し難く、また、ガラス基板１１０のスクライブ予定線１１１ｃよりも上側の領域Ｂでは、レーザ光が基板本体に直接照射されて基板本体に熱が伝導し易いので、レーザ光の照射による熱の中心点が領域Ｂ側にずれてしまうと考えられる。そうなると、スクライブ線１１１ｂが領域Ｂ側に逸れて形成され、ガラス基板１１０がその逸れたスクライブ線１１１ｂに沿って分断されるので、分断精度が低下してしまう。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、スクライブ線を確実に直線状に形成して、基板の分断精度を可及的に向上させることにある。

上記目的を達成するために、本発明は、脆性を有する基板の表面に、レーザ光の照射による内部への熱伝導を抑制するための熱伝導抑制膜を、スクライブ予定線を軸に線対称に予め設けておくようにしたものである。

具体的に本発明に係る脆性基板の分断方法は、脆性を有する基板の端部表面にクラックを形成し、該基板の表面にレーザ光を照射して発生した熱応力で該クラックを直線状に進行させることにより、該基板の表面にスクライブ線を形成するスクライブ線形成工程と、上記基板を上記スクライブ線に沿って分断する分断工程とを備える脆性基板の分断方法であって、上記基板の表面に、上記レーザ光の照射による内部への熱伝導を抑制するための熱伝導抑制膜を、上記スクライブ線が形成される予定のスクライブ予定線を軸に線対称に予め設けておくことを特徴とする。

上記の方法によれば、脆性を有する基板の表面に、レーザ光の照射による内部への熱伝導を抑制するための熱伝導抑制膜が、直線状のスクライブ予定線を軸に線対称に予め設けてあるので、スクライブ線形成工程では、レーザ光の照射による基板内部への熱伝導がスクライブ予定線に対して左右対称になる。そのため、レーザ光の照射で発生する熱の中心点が、スクライブ予定線上に位置するので、スクライブ線形成工程では、スクライブ線がスクライブ予定線に一致するように直線状に形成される。これにより、分断工程では、脆性を有する基板が直線状のスクライブ線に沿って精度よく分断される。したがって、スクライブ線を確実に直線状に形成して、基板の分断精度を可及的に向上させることが可能になる。

上記熱伝導抑制膜を、上記スクライブ予定線に沿って線状に延びるように設けておいてもよい。

上記の方法によれば、熱伝導抑制膜がスクライブ予定線に沿って線状に延びるように設けてあるので、スクライブ線形成工程において、レーザ光の照射による基板内部への熱伝導がスクライブ予定線に対して具体的に左右対称になる。

上記レーザ光が照射されるスポットの側端は、上記熱伝導抑制膜を超えなくてもよい。

上記の方法によれば、レーザ光のスポットの側端が熱伝導抑制膜を超えないので、スクライブ予定線を軸に線対称に並んだ一対の線状の熱伝導抑制膜の外側にレーザ光が照射されなくなる。そのため、スクライブ線形成工程において、レーザ光の照射による基板内部への熱伝導がスクライブ予定線に対して具体的に左右対称になる。

上記レーザ光は、炭酸ガスレーザ光であってもよい。

上記の方法によれば、レーザ光が炭酸ガスレーザ光であるので、スクライブ線形成工程において、レーザ光の照射により、脆性基板が溶断（溶融による切断）されることなく、脆性基板の表面にスクライブ線が具体的に形成される。

また、本発明に係る素子基板の製造方法は、脆性を有し、複数の素子単位がマトリクス状に規定された母基板における該各素子単位の間の端部表面にクラックを形成し、該母基板の表面にレーザ光を照射して発生した熱応力で該クラックを直線状に進行させることにより、該母基板の表面に複数のスクライブ線を形成するスクライブ線形成工程と、上記母基板を上記各スクライブ線に沿って上記各素子単位毎に分断することにより、複数の素子基板を作製する分断工程とを備える素子基板の製造方法であって、上記母基板の表面に、上記レーザ光の照射による内部への熱伝導を抑制するための熱伝導抑制膜を、上記各スクライブ線が形成される予定の各スクライブ予定線を軸に線対称に予め設けておくことを特徴とする。

上記の方法によれば、脆性を有し、複数の素子単位がマトリクス状に規定された母基板の表面に、レーザ光の照射による内部への熱伝導を抑制するための熱伝導抑制膜が、直線状のスクライブ予定線を軸に線対称に予め設けてあるので、スクライブ線形成工程では、レーザ光の照射による基板内部への熱伝導がスクライブ予定線に対して左右対称になる。そのため、レーザ光の照射で発生する熱の中心点が、スクライブ予定線上に位置するので、スクライブ線形成工程では、スクライブ線がスクライブ予定線に一致するように直線状に形成される。これにより、分断工程では、脆性を有する母基板が直線状のスクライブ線に沿って各素子単位毎に精度よく分断され、複数の素子基板が作製される。したがって、スクライブ線を確実に直線状に形成して、基板の分断精度を可及的に向上させることが可能になる。

上記各素子単位は、タッチパネルを構成してもよい。

上記の方法によれば、各素子単位がタッチパネルを構成するので、タッチパネル機能を備えた素子基板が具体的に作製される。

上記熱伝導抑制膜を、上記各素子単位毎に枠状に設けておいてもよい。

上記の方法によれば、熱伝導抑制膜が各素子単位毎に枠状に設けてあるので、枠状の熱伝導抑制膜がスクライブ予定線に対して具体的に左右対称になる。

本発明によれば、脆性を有する基板の表面に、レーザ光の照射による内部への熱伝導を抑制するための熱伝導抑制膜を、スクライブ予定線を軸に線対称に予め設けておくので、スクライブ線を確実に直線状に形成して、基板の分断精度を可及的に向上させることができる。

以下、本発明に係る脆性基板の分断方法、及び素子基板の製造方法の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本実施形態では、脆性基板として、複数のタッチパネル（素子基板）を多面取りで作製するためのガラス製の母基板を例示するが、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。

図１は、本実施形態の母基板１０の斜視図であり、図２は、図１中の母基板１０の下面側を拡大した平面図である。

母基板１０には、図１に示すように、各々、素子基板として設けられた複数のタッチパネル５がマトリクス状に規定されている。

また、母基板１０は、脆性を有し、例えば、厚さ０．５ｍｍ程度のガラス基板により構成されている。

各タッチパネル５は、図１に示すように、その上面に、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜などの透明導電膜により、縦５０ｍｍ×横７０ｍｍ程度に矩形状に設けられたタッチ電極１と、タッチ電極１の周端に沿って、例えば、ＩＴＯ膜などの透明導電膜により、幅１ｍｍ程度に枠状に設けられた額縁配線２と、タッチ電極１及び額縁配線２を覆うように、例えば、酸化シリコン膜などの無機絶縁膜により設けられた保護層（不図示）とを備え、その下面に、例えば、ＩＴＯ膜などの透明導電膜により、幅１ｍｍ程度に枠状に設けられた熱伝導抑制膜３を備えている。

図１における母基板１０の下面側には、図２に示すように、直線状のスクライブ予定線１１ｃが図中縦方向及び図中横方向に延びるように規定されている。そして、各熱伝導抑制膜３は、スクライブ予定線１１ｃを軸に線対称に設けられている。ここで、熱伝導抑制膜３とスクライブ予定線１１ｃとの間隔Ｄは、例えば、０．１ｍｍ以上且つ０．５ｍｍ以下である。なお、図２において、スポットＳ１は、後述するレーザ光Ｌの照射される領域である。

次に、上記構成の母基板１０を各素子単位毎に分断して、タッチパネル５を製造する方法について、図３を用いて説明する。ここで、図３は、スクライブ線形成工程における母基板１０の斜視図である。なお、本実施形態の母基板１０の分断方法、すなわち、タッチパネル５の製造方法は、スクライブ線形成工程及び分断工程を備える。

＜スクライブ線形成工程＞
まず、図３に示すように、上記構成の母基板１０を、各熱伝導抑制膜３が形成された面が上側になるように、ステージ２０上に載置して固定する。

続いて、母基板１０に規定されたスクライブ予定線１１ｃの端部に、ホイールカッター（不図示）の刃先を押し当てて、図３に示すように、初期クラック１１ａを形成する。

さらに、母基板１０に形成された初期クラック１１ａの近傍のスポットＳ１に対して、図３に示すように、レーザ光出力部２１からレーザ光Ｌを照射させ、そのスポットＳ１の後方のスポットＳ２に冷却ノズル２２から水及び空気を含む冷却媒体Ｃを噴射させると共に、ステージ２０を図中左側に移動させる。これによれば、図３に示すように、母基板１０の表面において、レーザ光Ｌが照射されたスポットＳ１では局部的に加熱されると共に、その後方の冷却媒体Ｃが噴射されたスポットＳ２では局部的に冷却されるので、これらの局部的な加熱及び冷却によって生じる熱応力により、クラック１１ａが母基板１０の表面において図中右方向に直線状に進行して、スクライブ線１１ｂが形成される。ここで、スクライブ予定線１１ｃの両側方には、レーザ光Ｌの照射による基板内部への熱伝導を抑制するための熱伝導抑制膜３が、スクライブ予定線１１ｃを軸に線対称に形成されているので、レーザ光Ｌの照射による基板内部への熱伝導がスクライブ予定線１１ｃに対して左右対称になる。そのため、レーザ光Ｌの照射で発生する熱の中心点が、スクライブ予定線１１ｃ上に位置するので、スクライブ線１１ｂがスクライブ予定線１１ｃに一致するように直線状に形成される。

なお、レーザ光Ｌは、例えば、炭酸ガス（ＣＯ_２）レーザ光であり、強度が１００Ｗ程度である。これによれば、母基板１０が溶断されることなく、母基板１０の表面にスクライブ線１１ｂが形成される。また、レーザ光Ｌが照射されるスポットＳ１の大きさは、例えば、幅１ｍｍ×長さ３ｍｍ程度である。これによれば、レーザ光ＬのスポットＳ１の側端が熱伝導抑制膜３を超えないので、スクライブ予定線１１ｃを軸に線対称に並んだ一対の線状の熱伝導抑制膜３の外側にレーザ光Ｌが照射されなくなり、レーザ光Ｌの照射による基板内部への熱伝導がスクライブ予定線１１ｃに対して左右対称になり易くなる。

＜分断工程＞
スクライブ線形成工程でスクライブ線１１ｂが形成された母基板１０を、例えば、ブレークマシンを用いて、スクライブ線１１ｂに沿って分断する。

以上説明したように、本実施形態の母基板１０の分断方法及びタッチパネル５の製造方法によれば、脆性を有し、複数のタッチパネル５がマトリクス状に規定された母基板１０の表面に、レーザ光Ｌの照射による内部への熱伝導を抑制するための熱伝導抑制膜３が、直線状のスクライブ予定線１１ｃを軸に線対称に予め設けてあるので、スクライブ線形成工程では、レーザ光Ｌの照射による基板内部への熱伝導がスクライブ予定線１１ｃに対して左右対称になる。そのため、レーザ光Ｌの照射で発生する熱の中心点が、スクライブ予定線１１ｃ上に位置するので、スクライブ線形成工程では、スクライブ線１１ｂがスクライブ予定線１１ｃに一致するように直線状に形成される。これにより、分断工程では、母基板１０が直線状のスクライブ線１１ｂに沿って精度よく分断され、複数のタッチパネル５が作製される。したがって、スクライブ線１１ｂを確実に直線状に形成して、母基板１０の分断精度を可及的に向上させることができる。

また、本実施形態では、熱伝導抑制膜３として、ＩＴＯ膜を例示したが、この熱伝導抑制膜は、アルミニウム膜、チタン膜及びタンタル膜などの金属膜などレーザ光による熱を反射して基板内部への熱伝導を抑制可能な材料であればよい。

また、本実施形態では、母基板１０のレーザ光Ｌを照射する面に熱伝導抑制膜３が形成されていたが、さらに、母基板１０のレーザ光Ｌを照射しない面にもスクライブ予定線１１ｃに対して左右対称の薄膜パターンを形成することにより、より精度の高いスクライブ線を形成することができる。

また、本実施形態では、直線状のスクライブラインに沿って脆性基板を分断する方法を例示したが、本発明は、曲線状やその他の形状のスクライブラインに沿って脆性基板を分断する方法にも適用することができる。

以上説明したように、本発明は、脆性基板を分断するためのスクライブ線が直線状に形成されるので、例えば、ガラス基板を用いたタッチパネル、液晶表示パネル、ＥＬ（Electoro Luminescence）表示パネル及びその他の素子基板の製造について有用である。

本発明の実施形態に係る母基板１０の斜視図である。 図１中の母基板１０の下面側を拡大した平面図である。 スクライブ線形成工程における母基板１０の斜視図である。 所望のスクライブ線が形成されなかったタッチパネルを構成する従来のガラス基板１１０の平面模式図である。

符号の説明

Ｌ レーザ光
Ｓ１ スポット
３ 熱伝導抑制膜
５ タッチパネル（素子基板）
１０ 母基板（脆性基板）
１１ａ クラック
１１ｂ スクライブ線
１１ｃ スクライブ予定線

Claims (7)

1. 脆性を有する基板の端部表面にクラックを形成し、該基板の表面にレーザ光を照射して発生した熱応力で該クラックを直線状に進行させることにより、該基板の表面にスクライブ線を形成するスクライブ線形成工程と、
   上記基板を上記スクライブ線に沿って分断する分断工程とを備える脆性基板の分断方法であって、
   上記基板の表面に、上記レーザ光の照射による内部への熱伝導を抑制するための熱伝導抑制膜を、上記スクライブ線が形成される予定のスクライブ予定線を軸に線対称に予め設けておくことを特徴とする脆性基板の分断方法。
2. 請求項１に記載された脆性基板の分断方法において、
   上記熱伝導抑制膜を、上記スクライブ予定線に沿って線状に延びるように設けておくことを特徴とする脆性基板の分断方法。
3. 請求項２に記載された脆性基板の分断方法において、
   上記レーザ光が照射されるスポットの側端は、上記熱伝導抑制膜を超えないことを特徴とする脆性基板の分断方法。
4. 請求項１に記載された脆性基板の分断方法において、
   上記レーザ光は、炭酸ガスレーザ光であることを特徴とする脆性基板の分断方法。
   
5. 脆性を有し、複数の素子単位がマトリクス状に規定された母基板における該各素子単位の間の端部表面にクラックを形成し、該母基板の表面にレーザ光を照射して発生した熱応力で該クラックを直線状に進行させることにより、該母基板の表面に複数のスクライブ線を形成するスクライブ線形成工程と、
   上記母基板を上記各スクライブ線に沿って上記各素子単位毎に分断することにより、複数の素子基板を作製する分断工程とを備える素子基板の製造方法であって、
   上記母基板の表面に、上記レーザ光の照射による内部への熱伝導を抑制するための熱伝導抑制膜を、上記各スクライブ線が形成される予定の各スクライブ予定線を軸に線対称に予め設けておくことを特徴とする素子基板の製造方法。
6. 請求項５に記載された素子基板の製造方法において、
   上記各素子単位は、タッチパネルを構成することを特徴とする素子基板の製造方法。
7. 請求項５に記載された素子基板の製造方法において、
   上記熱伝導抑制膜を、上記各素子単位毎に枠状に設けておくことを特徴とする素子基板の製造方法。

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