JP2011178636A - 脆性材料基板の分断方法及び脆性材料部材 - Google Patents

Abstract

【課題】偏光板フィルム付きのガラス基板を、強度を低下させることなく容易に分断する。
【解決手段】この分断方法は、ガラス基板を分断予定ラインに沿って分断するための方法であって、準備工程と、偏光板フィルム除去工程と、分断工程と、を含んでいる。準備工程は、レーザ光を反射可能なレーザ反射膜が少なくとも分断予定ラインに沿って形成されるとともに、レーザ反射膜を挟んで表面に偏光板フィルムが形成されたガラス基板を準備する。偏光板フィルム除去工程は、偏光板フィルムが形成された側から、分断予定ラインに沿ってレーザ光を照射し、分断予定ライン上の偏光板フィルムを除去する。分断工程は、偏光板フィルムが除去された分断予定ラインに沿ってメカニカルツールによりガラス基板を分断する。
【選択図】図４

Description

本発明は、脆性材料基板の分断方法、特に、脆性材料基板を分断予定ラインに沿って分断するための方法に関する。また、本発明は、分断予定ラインに沿って分断される脆性材料基板に関する。

例えば液晶表示装置においては、ＬＣＤ基板（ガラス基板）の片面あるいは両面に偏光板フィルムが貼り付けられている。このような液晶表示装置を製造する場合は、例えば特許文献１に示されるように、まずガラス基板がマザーパネル基板から液晶セル毎の大きさに切り出される。次に、主にＰＥＴ樹脂からなる偏光板フィルムが各セルサイズに切断される。このようにして得られた偏光板フィルムが一枚ずつガラス基板に貼り付けられる。

また、ガラス基板に偏光板フィルムを貼り付ける工程を短縮するために、特許文献２に示されるような製造方法が提案されている。ここでは、複数の液晶セルが形成されたマザーパネル基板に偏光板フィルムを貼り付け、その後、これらを一括して分割するようにしている。より詳細には、メカニカルツールによって分断予定ラインの偏光板フィルムが剥離され、次に、ホイルカッタによってマザーパネル基板にクラックが形成され、これにより各セルに分断される。また、この特許文献２では、偏光板フィルムの剥離に際して、メカニカルツールを用いる代わりに、レーザ光を照射して除去するようにしても良いことが記載されている（段落００４６）。

さらに、特許文献３には、表面に保護層が設けられたガラスシートを分断する方法として、まず、レーザ光を用いて保護層を除去し、その後ガラスシートをレーザ光を用いて分断することが記載されている。

特開２００２−２３１５１号公報 特開２００４−４６３６号公報 特表平１０−５０６０８７号公報

特許文献１に示された製造方法では、パネル毎に偏光板を貼り付けなければならないので、その工程に非常に時間がかかる。また、各パネルに対して偏光板を正確に位置決めして貼り付けなければならず、さらに時間がかかるとともに、位置ズレによる不良が発生しやすい。

そこで、特許文献２及び３に示されるように、ガラス基板に偏光板を貼り付けた後に、メカニカルツールやレーザによって分断予定ラインの偏光板を除去し、その後、分断予定ラインに沿って偏光板が貼り付けられたガラス基板を分断する方法が提案されている。しかし、この場合には、偏光板を除去する際に、ガラス基板が損傷されやすい。この点について、以下に具体的に説明する。

偏光板をレーザ加工によって除去するためには、加工効率等を考慮すると、偏光板（樹脂）に対して吸収効率の良い波長が９．４μｍや１０．６μｍのＣＯ_２レーザが用いられる。しかし、偏光板をこのようなＣＯ_２レーザによって除去すると、偏光板が貼り付けられているガラス基板が溶融し、その後の冷却過程で基板表層にクラックが生成される。また、ガラス基板が溶融しない場合でも、ガラス基板が熱影響を受け、同様に、基板表層にクラックが生成される。このようなクラックが発生したり、あるいはクラックが生成されないとしても熱影響を受けると、分断後のガラス端面強度が極端に低下することになる。

本発明の課題は、偏光板等の樹脂フィルム付きの脆性材料基板を、強度を低下させることなく容易に得ることにある。

請求項１に係る脆性材料基板の分断方法は、脆性材料基板を分断予定ラインに沿って分断するための方法であって、以下の工程を含んでいる。

（ａ）レーザ光を反射可能なレーザ反射膜が少なくとも分断予定ラインに沿って形成されるとともに、レーザ反射膜を挟んで表面に樹脂フィルムが形成された脆性材料基板を準備する準備工程。

（ｂ）樹脂フィルムが形成された側から、分断予定ラインに沿ってレーザ光を照射し、分断予定ライン上の樹脂フィルムを除去する樹脂フィルム除去工程。

（ｃ）樹脂フィルムが除去された分断予定ラインに沿ってメカニカルツールにより脆性材料基板を分断する分断工程。

この分断方法では、まず、表面に樹脂フィルムが形成された脆性材料基板が準備される。脆性材料基板と樹脂フィルムとの間において、少なくとも分断予定ラインに沿った領域には、レーザ光を反射可能なレーザ反射膜が形成されている。次に、樹脂フィルムが形成された側から、分断予定ラインに沿ってレーザ光が照射される。このレーザ光の照射によって、分断予定ライン上の樹脂フィルムが除去される。そして、この樹脂フィルムが除去された分断予定ラインに沿って、メカニカルツールにより脆性材料基板が分断される。

ここでは、レーザ光の照射によって樹脂フィルムが除去される。このとき、樹脂フィルムと脆性材料基板との間にはレーザ反射膜が形成されているので、レーザ光はレーザ反射膜によって反射される。このため、樹脂フィルムを除去する際に、レーザ光によって脆性材料基板が損傷するのを抑えることができる。

請求項２に係る脆性材料基板の分断方法は、脆性材料基板を分断予定ラインに沿って分断するための方法であって、以下の工程を含んでいる。

（ａ）レーザ光を反射可能なレーザ反射膜を少なくとも分断予定ラインに沿って脆性材料基板上に形成するレーザ反射膜形成工程。

（ｂ）レーザ反射膜を挟んで脆性材料基板上に樹脂フィルムを形成する樹脂フィルム形成工程。

（ｃ）樹脂フィルムが形成された側から、分断予定ラインに沿ってレーザ光を照射し、分断予定ライン上の樹脂フィルムを除去する樹脂フィルム除去工程。

（ｄ）樹脂フィルムが除去された分断予定ラインに沿ってメカニカルツールにより脆性材料基板を分断する分断工程。

この分断方法では、脆性材料基板上において、少なくとも分断予定ラインに沿ってレーザ反射膜が形成される。その後、レーザ反射膜を挟んで脆性材料基板上に樹脂フィルムが形成される。次に、樹脂フィルムが形成された側から、分断予定ラインに沿ってレーザ光が照射される。このレーザ光の照射によって、分断予定ライン上の樹脂フィルムが除去される。そして、この樹脂フィルムが除去された分断予定ラインに沿って、メカニカルツールにより脆性材料基板が分断される。

ここでは、請求項１の発明と同様に、レーザ光の照射によって樹脂フィルムが除去されるが、樹脂フィルムと脆性材料基板との間にはレーザ反射膜が形成されているので、レーザ光はレーザ反射膜によって反射される。このため、レーザ光によって脆性材料基板が損傷するのを抑えることができる。

請求項３に係る脆性材料基板の分断方法は、請求項１又は２の方法において、脆性材料基板上に形成されるレーザ反射膜は透明導電膜である。

ここでは、レーザ反射膜が透明であるので、分断工程において、分断のためのアライメントマークを容易に認識でき、メカニカルツールの位置決めが容易になる。

請求項４に係る脆性材料基板の分断方法は、請求項３の方法において、透明導電膜はITO膜である。

請求項５に係る脆性材料基板の分断方法は、請求項１から４のいずれかの方法において、樹脂フィルム除去工程におけるレーザ光はＣＯ_２レーザ光である。

ＣＯ_２レーザは樹脂に対して吸収率が高いので、樹脂フィルムを効率よく除去することができる。

請求項６に係る脆性材料部材は、分断予定ラインに沿って分断される脆性材料基板と、少なくとも分断予定ラインに沿って形成されたレーザ反射膜と、レーザ反射膜を挟んで脆性材料基板上に形成された樹脂フィルムと、を備えている。

ここで、脆性材料部材を分断予定ラインに沿って分断する場合は、一般的に、まず分断予定ライン上の樹脂フィルムを除去し、次に脆性材料基板を分断する必要がある。そして、樹脂フィルムを除去するには、例えばＣＯ_２レーザが用いられる。このとき、本発明の脆性材料部材は、脆性材料基板の分断予定ライン上にはレーザ反射膜が形成されている。したがって、樹脂フィルムを除去する際に、レーザ光が用いられても、そのレーザ光はレーザ反射膜に反射される。このため、レーザ光によって脆性材料基板が損傷するのを抑えることができる。

以上のような本発明では、偏光板等の樹脂フィルム付きの脆性材料基板を、強度を低下させることなく容易に得ることができる。

本発明の一実施形態によって加工される液晶パネルの平面図。 図１のII−II線断面図。 液晶セルの拡大部分断面図。 レーザ光により偏光板フィルムを除去する工程を説明する図。 分断予定ラインに沿って偏光板フィルムが除去された液晶パネルの平面図。 メカニカルツールによりガラス基板を分断する工程を説明する図。

［液晶パネルの構成］
図１は、本発明の一実施形態による加工方法によって分断される液晶パネルを示している。この液晶パネル１は、複数（この実施形態では４個）の液晶セル２が区画して形成されたものである。図１のII−II線断面図である図２で示すように、液晶パネル１は、対向して配置された第１ガラス基板３と第２ガラス基板４とを有している。なお、図１において、分断予定ラインＳｏを破線で示している。

以上のような液晶パネル１の区画領域を分断予定ラインＳｏに沿って分断することにより、液晶セル２が切り出される。１つの液晶セル２において、第２ガラス基板４上には素子が形成されており、第１ガラス基板３と第２ガラス基板４とはシール部材５を介して接着され、両ガラス基板３，４間の隙間は密封されている。そして、この密封された両ガラス基板３，４間の隙間に液晶が充填されている。また、各ガラス基板３，４の外側の面には、偏光板フィルムが貼り付けられる。

第１ガラス基板３及びその表面部分を拡大して図３に示している。図３に示すように、第１ガラス基板３の表面には、透明導電膜としてのITO膜６を挟んで偏光板フィルム７が貼り付けられている。ITO膜６はレーザ光を反射するものである。また、このITO膜６は、第１ガラス基板３の全表面に形成されているわけではなく、分断予定ラインＳｏを含み、所定の幅で、分断予定ラインＳｏに沿って形成されている。なお、第２ガラス基板４の表面についても、全く同様に、分断予定ラインＳｏに沿ってITO膜が形成されるとともに、このITO膜を挟んで偏光板フィルムが貼り付けられている。

［液晶パネルの製造方法］
分断の対象である液晶パネルの製造方法について、以下に簡単に説明する。

まず、第１ガラス基板３及び第２ガラス基板４のうちの一方に、シール部材５を配置する。シール部材５は、両ガラス基板３，４間に液晶を密封するために配置されるものであり、液晶層を形成すべき領域の全周を連続して取り囲むように配置され。このシール部材５は、ガラス基板に対して、ディスペンサによって塗布する方法や、スクリーン印刷によってシール部材を印刷する方法によって配置することが可能である。

次に、シール部材５の内側に液晶を滴下する。滴下された液晶はシール部材５の内側に溜まる。この状態で、第１ガラス基板３を第２ガラス基板４に対して載置し、紫外線などの光を照射等することによってシール部材５を硬化させる。このようにして、両ガラス基板３，４間に液晶が密封された状態の貼り合わせ基板が得られる。

なお、両ガラス基板３，４を貼り合わせる前工程として、各ガラス基板３，４に対して電極や素子が形成される。

以上にようにして得られた貼り合わせ基板に対して、各ガラス基板３，４の表面上の分断予定ラインＳｏに沿って、ITO膜６を形成する。このITO膜６は、材料を削減するという観点からすれば、分断予定ラインＳｏを含む所定の幅のみに形成するのが好ましい。しかし、各ガラス基板３，４の表面全体に形成してもよい。

次に、ITO膜６を挟んで、各ガラス基板３，４の表面全体に偏光板フィルム７を貼り付ける。偏光板フィルム７は偏光板供給ロールから供給される。なお、液晶パネルが透過型でなく反射型の場合は、偏光板フィルム７は一方のガラス基板に対してのみ行なえばよい。

［分断方法］
次に、偏光板フィルム７が貼り付けられた液晶パネル１の分断方法について説明する。

まず、分断予定ラインＳｏに沿って、レーザ光を照射し、分断予定ラインＳｏ上の偏光板フィルム７を除去する。なお、レーザ光としては、偏光板フィルム７に対して吸収効率の良い波長が９．４μｍや１０．６μｍのＣＯ_２レーザを用いるのが好ましい。

以上のようなレーザ光による偏光板フィルム７の除去に際して、偏光板フィルム７とガラス基板３，４との間にはITO膜６が形成されているので、図４に示すように、レーザ光ＬはITO膜６で反射される。このため、レーザ光によってガラス基板３，４が加熱されるのを抑えることができる。したがって、レーザ光によってガラス基板３，４が溶融するのを避けることができる。またレーザ光によるガラス基板３，４の加熱が抑えられるので、ガラス基板３，４が受ける熱影響を小さくすることができ、ガラス基板の強度低下を抑えることができる。

以上のようにして、分断予定ラインＳｏに沿って偏光板フィルム７が除去された状態の液晶パネル１を図５に示している。図５では、偏光板フィルム７が除去されずに残った領域を斜線で示している。ここでは、後工程であるメカニカルツールの刃先が入る程度の幅にわたって、偏光板フィルム７が除去されている。

次に、メカニカルツールにより液晶パネル１を各液晶セル２に分断する。この場合は、まず、第１ガラス基板３に対して、偏光板フィルム７が除去された部分の分断予定ラインSｏに沿って、メカニカルツールとしてのダイヤモンドカッタ１０によって分断ラインＳを形成する。そして、液晶パネル１を上下反転する等して、この分断ラインＳが形成された側と逆側から押圧力を加え、第１ガラス基板３を分断ラインＳに沿って分断する。

第２ガラス基板４に対しても、同様に、ダイヤモンドカッタにより分断ラインを形成し、逆側から押圧力を加えて、分断ラインＳに沿って分断する。

以上のメカニカルツールによるガラス基板３，４の分断に際して、ガラス基板３，４の分断予定ラインＳｏに沿ってITO膜６が形成されているが、この膜６は透明であるので、ガラス基板３，４に設けられた分断のためのアライメントマークを容易に認識することができる。このため、ガラス基板３，４を、容易にかつ精度良く分断予定ラインＳｏに沿って分断することができる。

［特徴］
この実施形態では、液晶パネルの表面全体に偏光板フィルムを貼り付け、その後、各液晶セルに分割するので、偏光板フィルムの貼り付けを、簡単にかつ精度良く行うことができる。また、偏光板フィルムを除去する際に、ITO膜によってレーザ光によるガラス基板への熱ダメージを抑えることができ、ガラス基板の強度低下を抑えることができる。さらに、レーザ光を反射する膜をITO膜で形成しているので、メカニカルツールによってガラス基板を分断する際に、アライメントマークを容易に視認でき、容易にかつ精度良くガラス基板を分断することができる。

［他の実施形態］
本発明は以上のような実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形又は修正が可能である。

前記実施形態では、レーザ光を反射するために、ガラス基板の表面にITO膜を形成したが、他の透明導電膜でもよい。また、レーザ光を反射する膜であれば、他の金属膜であってもよい。

前記実施形態では、２つのガラス基板を貼り合わせた後に、ガラス基板を分断するようにしたが、本発明は、２つのガラス基板を貼り合わせる前に各ガラス基板に偏光板フィルム７を形成し、分断する場合にも、同様に適用することができる。

１ 液晶パネル
２ 液晶セル
３，４ ガラス基板
６ ITO膜
７ 偏光板フィルム
Ｓｏ 分断予定ライン
Ｓ 分断ライン

Claims (6)

1. 脆性材料基板を分断予定ラインに沿って分断するための方法であって、
   レーザ光を反射可能なレーザ反射膜が少なくとも分断予定ラインに沿って形成されるとともに、前記レーザ反射膜を挟んで表面に樹脂フィルムが形成された脆性材料基板を準備する準備工程と、
   前記樹脂フィルムが形成された側から、分断予定ラインに沿ってレーザ光を照射し、前記分断予定ライン上の樹脂フィルムを除去する樹脂フィルム除去工程と、
   前記樹脂フィルムが除去された分断予定ラインに沿ってメカニカルツールにより前記脆性材料基板を分断する分断工程と、
   を含む、脆性材料基板の分断方法。
2. 脆性材料基板を分断予定ラインに沿って分断するための方法であって、
   レーザ光を反射可能なレーザ反射膜を少なくとも分断予定ラインに沿って脆性材料基板上に形成するレーザ反射膜形成工程と、
   前記レーザ反射膜を挟んで前記脆性材料基板上に樹脂フィルムを形成する樹脂フィルム形成工程と、
   前樹脂フィルムが形成された側から、記分断予定ラインに沿ってレーザ光を照射し、前記分断予定ライン上の樹脂フィルムを除去する樹脂フィルム除去工程と、
   前記樹脂フィルムが除去された分断予定ラインに沿ってメカニカルツールにより前記脆性材料基板を分断する分断工程と、
   を含む、脆性材料基板の分断方法。
3. 前記脆性材料基板上に形成されるレーザ反射膜は透明導電膜である、請求項１又は２に記載の脆性材料基板の分断方法。
4. 前記透明導電膜はITO膜である、請求項３に記載の脆性材料基板の分断方法。
5. 前記樹脂フィルム除去工程におけるレーザ光はＣＯ_２レーザ光である、請求項１から４のいずれかに記載の脆性材料基板の分断方法。
6. 分断予定ラインに沿って分断される脆性材料基板と、
   少なくとも前記分断予定ラインに沿って形成されたレーザ反射膜と、
   前記レーザ反射膜を挟んで前記脆性材料基板上に形成された樹脂フィルムと、
   を備えた脆性材料部材。

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