JP2014048432A - セル基板の加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 紫外線露光装置を用いた接着剤硬化工程を経ることなくセル基板を作成するセル基板の加工方法を提供する。
【解決手段】上側ガラス基板１並びに下側ガラス基板２の相対する面で、少なくともスクライブ予定ラインＳ１、Ｓ２に沿った領域に紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂からなる接着剤３を塗布した後、上側ガラス基板１と下側ガラス基板２を重ね合わせる工程と、スクライブ予定ラインＳ１、Ｓ２に沿ってレーザビームを照射して、上側のガラス基板１の表面にスクライブラインＬ１を形成すると同時に、レーザビームの紫外線または熱により前記接着剤３を硬化させて前記上下のガラス基板１、２を接着する工程とからなる。
【選択図】図３

Description

本発明は２枚の大面積ガラス基板が貼り合わされたセル基板の加工方法に関する。このようなセル基板の加工方法は液晶ディスプレイ等の製造工程で使用される。

２枚の大面積のガラス基板を接着剤で貼り合わせたセル基板に対し、従来から行われている分断加工方法として、カッターホイール（スクライビングホイールともいう）やレーザビームを用いて互いに交差する縦、横への有限深さのスクライブライン（切り溝）を上下のガラス基板に加工し、この後、各スクライブラインに沿って外力を印加して基板を撓ませたり、或いは、スクライブラインに沿ってレーザビームを再度照射させたりして、セル基板を複数の単位セルに分断する方法が用いられている。
なお、２枚のガラス基板は、単位セルの周囲を取り囲む領域（すなわち隣接する単位セルとの境界領域）で接着剤が塗布されており、この接着剤が塗布された部分にスクライブラインが形成される（特許文献１参照）。

上記した２枚のガラス基板を貼り合わせるための接着剤として、速乾性に優れた紫外線硬化樹脂が知られている。紫外線硬化樹脂は紫外線を照射することにより短時間で硬化するとともに、紫外線の露光装置は構造が簡単で比較的安価なことから一般に広く用いられている。

特開２００１−３５８１６号公報

しかしながら、上記した従来のセル基板の加工方法では、２枚のガラス基板を貼り合わせる過程において、接着剤である紫外線硬化樹脂を硬化させるために、基板を、紫外線露光装置内を通過させる工程が必要となる。したがって、露光に要する時間だけ作業時間が長くなる。加えて、紫外線露光装置の設置や、紫外線露光装置までの搬送システムなどの付帯設備にかかる設備費用が増大するとともに、製造ラインの設置スペースが大型化することとなっていた。

そこで本発明は、上記課題に鑑みて発明されたものであって、紫外線露光装置を用いた接着剤硬化工程を経ることなくセル基板を作成するセル基板の加工方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明では次のような技術的手段を講じた。すなわち、本発明のセル基板の加工方法は、上側ガラス基板並びに下側ガラス基板の相対する面で、少なくともスクライブ予定ラインに沿った領域に紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂からなる接着剤を塗布した後、上側ガラス基板と下側ガラス基板を重ね合わせる工程と、前記スクライブ予定ラインに沿って紫外線レーザビームまたはガラス基板を加熱するレーザビームを照射して、上側のガラス基板の表面にスクライブラインを形成すると同時に、前記レーザビームの紫外線または熱により前記接着剤を硬化させて上下のガラス基板を接着する工程とからなる。

使用される紫外線レーザビームは、波長３１５〜４００ｎｍの近紫外線（ＵＶＡとも称される）が好ましく、特に波長３５５ｎｍのＵＶＡが好ましい。
また、ガラス基板に照射したときに基板内部で熱が発生するレーザビーム（すなわちレーザエネルギーの一部がガラス基板内部で吸収されるレーザ）として、例えば、Ｅｒ：ＹＡＧレーザ、Ｈｏ：ＹＡＧレーザ、Ｅｒファイバーレーザ、Ｈｏファイバーレーザ、半導体レーザなどを用いることができる。

本発明によれば、レーザビームによるスクライブラインの加工と同時に２枚のガラス基板を接着することができるので、作業時間の短縮を図ることができる。加えて、従来のように接着剤を硬化させるための装置の設置や、該装置までの搬送システムなどの付帯設備を省略できて製造ラインの設置スペースをコンパクトにすることができるとともに、設備費用の低減化が可能となるといった効果がある。

上記発明において、スクライブ予定ラインの直下の位置で接着剤の層に切り目を形成しておくのがよい。この切り目は、接着剤を塗布するときに切り目の相当する部分のみ塗布しないようにして形成するか、或いは接着剤を塗布した後、レーザビームの焦点を接着剤の層に当てて局部的に接着剤を溶融・昇華させて切り目を形成する。
これにより、後工程で基板をスクライブラインから分断するときに、接着剤の層も予め切り目から分断されているので、確実に単位セルを切り出すことができる。

本発明の基板加工方法を実施するためのスクライブ装置の一例を示す概略的な斜視図。 本発明に係るセル基板の斜視図。 本発明方法の第１実施例を工程順に示す説明図。 本発明方法の第２実施例を工程順に示す説明図。 本発明方法の第３実施例を工程順に示す説明図。 本発明方法の第４実施例を工程順に示す説明図。

以下、本発明に係るセル基板の加工方法について、図面を用いて説明する。
図１は、本発明の基板加工方法においてスクライブラインを加工するためのスクライブ装置の一例を示す斜視図である。

スクライブ装置Ａは、加工すべきセル基板Ｗを載置するテーブル４を備えている。テーブル４は、この上に載置した基板Ｗを定位置で保持できるようにエア吸引孔（図示外）などの保持機構を備えている。また、テーブル４は、水平なレール５に沿ってＹ方向（図１の前後方向）に移動できるようになっており、モータ（図示外）によって回転するネジ軸６により駆動される。さらにテーブル４は、モータを内蔵する回転駆動部７により水平面内で回動できるようになっている。

テーブル４を挟んで設けてある両側の支持柱８、８と、Ｘ方向に水平に延びるビーム（横桟）９とを備えたブリッジ１０が、テーブル４上を跨ぐようにして設けられている。ビーム９には、Ｘ方向に水平に延びるガイド１１が設けられ、このガイド１１に紫外線レーザビームを照射するためのビーム照射部１２を保持するスクライブヘッド１３がモータ１４の駆動によりＸ方向に移動できるように取り付けられている。

図２は本発明に係るセル基板の斜視図であり、図３はその第１実施例での製造工程を順に示す一部分の断面図である。
セル基板Ｗは、大面積の上側ガラス基板１並びに下側ガラス基板２を、接着剤３を介して貼り合わせて構成される。接着剤３には紫外線硬化樹脂が用いられ、図２に示すように、切り出される複数の（本実施例では４枚の）単位セルＷ１を取り囲むように塗布されている。この接着剤を塗布した帯状の領域の中間にＸ方向、並びにＹ方向のスクライブ予定ラインＳ１、Ｓ２が設定される。

接着剤３を塗布して重ね合わされた上下のガラス基板１、２をスクライブ装置Ａのテーブル４上に載置する。そして、図３（ａ）に示すように、ビーム照射部１２から紫外線レーザビームを照射しながらテーブル４またはスクライブヘッド１３を移動させることにより、Ｘ方向のスクライブ予定ラインＳ１に沿って上側ガラス基板１の上面にレーザーアブレーション加工を施し、スクライブラインＬ１を形成する。ここで使用される紫外線レーザビームには波長３５５ｎｍのＵＶＡが用いられる。

Ｘ方向のスクライブ予定ラインＳ１の全てをスクライブした後、テーブル４を９０度回転させてＹ方向のスクライブ予定ラインＳ２の全てにスクライブを行い、Ｙ方向のスクライブラインを加工する。なお、Ｙ方向のスクライブラインも図面上ではＬ１と表示する。このＸ−Ｙ方向のスクライブラインＬ１の加工時において、上側ガラス基板１を透過して拡散した紫外線により紫外線硬化樹脂からなる接着剤３が紫外線照射領域の範囲内で硬化する。これにより、スクライブラインＬ１の加工と同時に上下のガラス基板１、２が接着されて大面積のセル基板Ｗが作成される。

次いで、図３（ｂ）に示すように、セル基板Ｗを反転させ、先に加工したスクライブラインＬ１と相対する下側ガラス基板２の表面にＸ−Ｙ方向のスクライブラインＬ２を加工する。このスクライブラインＬ２の加工は先と同じ紫外線レーザビームで行ってもよいが、特に紫外線に限定されるものではない。また、カッターホイールなどのメカニカルツールで加工してもよい。この後、セル基板Ｗはブレイク装置に送られて、上下のスクライブラインＬ１、Ｌ２から分断され、単位セルＷ１が切り出される。

図４は本発明方法の第２実施例を示すものである。
上記の図３で示した実施例において、ブレイク装置でセル基板Ｗを単位セルＷ１に切り出すときに、接着剤３の質や塗布量によっては接着剤の層が完全分離しないで単位セル同士が繋がってしまうことがある。
これをなくすようにしたのが本実施例であって、図４（ａ）に示すように、前記接着剤３の塗布領域において、塗布工程で、前記したスクライブ予定ラインの直下の位置で接着剤が塗布されない切り目３ａを形成するようにしてある。これにより、先の実施例で説明した工程と同様の工程を経て単位セルＷ１が切り出されたときに、接着剤３が切り目３ａで予め分断されているので、確実に完全分離することができる。

図５は本発明のさらに別の第３実施例を示すものであって、図４に示す第２実施例と同じ接着剤層の完全分離を図るものである。
この実施例では、図５（ａ）で示すように、スクライブラインＬ１、Ｌ２の加工と同時に上下のガラス基板１、２が接着された後、図５（ｂ）に示すように、セル基板Ｗを反転させる。そして、レーザビームのスポット（焦点）Ｐを、下側ガラス基板２の表面からスクライブラインＬ１に相対する位置で接着剤３の層に合わせてレーザビームを照射する。このときに使用されるレーザビームは紫外線に限らず他のレーザビームであってもよい。これにより、接着剤３のレーザビームが照射された部分が局部的に溶融・昇華（局部的な微小アブレーション）して切り目３ｂが形成される。

次いで、図５（ｃ）に示すように、先に加工したスクライブラインＬ１と相対する下側ガラス基板２の表面にスクライブラインＬ２を加工する。このスクライブラインＬ２の加工は紫外線レーザビームで行ってもよいが、特に紫外線に限定されるものではない。また、カッターホイールなどのメカニカルツールで加工してもよい。この後、セル基板Ｗはブレイク装置に送られて、上下のスクライブラインＬ１、Ｌ２から分断され、単位セルＷ１が切り出される。この場合も単位セルＷ１を切り出したときに、接着剤の層は切り目３ｂで予め切り離されているので完全分離することができる。

図６は、本発明のさらに別の第４実施例を示すものである。この実施例では、図６（ａ）に示すように、紫外線硬化樹脂からなる接着剤３を塗布して上下のガラス基板１、２を重ね合わせた後、上側ガラス基板１の上方から、レーザビームのスポット（焦点）を下側ガラス基板２の上面（上側ガラス基板２との接触面）の近傍に合わせてレーザビームを照射する。このときに使用されるレーザビームは紫外線に限らず他のレーザビームであってもよい。これにより、下側ガラス基板２の上面にＸ−Ｙ方向のスクライブラインＬ３を加工すると同時に、この部分を覆う接着剤３を局部的に溶融・昇華させて接着剤３の層に切り目３ｃを形成する。

次いで、図６（ｂ）に示すように、上側ガラス基板１の上方から先に形成したスクライブラインＬ３の直上で上側ガラス基板１の表面に、紫外線レーザビームを照射して前記実施例と同様のスクライブラインＬ１を加工する。同時に、上側ガラス基板１を透過して拡散した紫外線により紫外線硬化樹脂からなる接着剤３が紫外線照射領域の範囲内で硬化する。これによりスクライブラインＬ１の加工と同時に上下のガラス基板１、２が接着される。この後、基板はブレイク装置に送られて上下のスクライブラインＬ１、Ｌ３から分断され、単位セルＷ１が切り出される。この場合も単位セルＷ１を切り出したときに、接着剤の層は切り目３ｃで切り離されているので完全分離することができる。また、この実施例では基板を反転させることなく加工することができる。

本発明では、上記した紫外線硬化樹脂に代えて熱硬化樹脂を接着剤３に使用し、ガラス基板を加熱できるレーザビームでスクライブラインＬ１の形成と接着剤の硬化を同時に行うようにすることも可能である。
この場合、使用されるレーザビームは、例えば、Ｅｒ：ＹＡＧレーザ、Ｈｏ：ＹＡＧレーザ、Ｅｒファイバーレーザ、Ｈｏファイバーレーザ、半導体レーザなどを用いることができる。このようなレーザビームは、その一部がガラスに吸収され、一部がガラスを透過するので、ガラス基板を加熱して生じさせた熱応力によりスクライブ予定ラインに沿って亀裂のスクライブラインを形成すると同時に、ガラス基板を透過したレーザビームで熱硬化樹脂を加熱して硬化させることができる。
なお、ＣＯ_２レーザなどのガラス基板を透過しないレーザビームを用いて、ガラス基板を加熱し、ガラス基板からの熱伝導により熱硬化樹脂を熱して硬化させることとしてもよい。

以上、本発明の代表的な実施例について説明したが、本発明は必ずしも上記の実施形態に特定されるものでなく、本発明の目的を達成し、請求の範囲を逸脱しない範囲内で適宜修正、変更することが可能である。

本発明の基板加工方法は、２枚のガラス基板を貼り合わせて大面積のセル基板を作成し、このセル基板を複数枚の単位セルにブレイクするセル基板の加工方法に利用される。

Ａ スクライブ装置
Ｗ セル基板
Ｓ１ Ｘ方向のスクライブ予定ライン
Ｓ２ Ｙ方向のスクライブ予定ライン
Ｌ１〜Ｌ３ スクライブライン
１ 上側基板
２ 下側基板
３ 接着剤
３ａ〜３ｃ 切り目
４ テーブル

Claims (6)

1. 上側ガラス基板並びに下側ガラス基板の相対する面で、少なくともスクライブ予定ラインに沿った領域に紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂からなる接着剤を塗布した後、上側ガラス基板と下側ガラス基板を重ね合わせる工程と、
   前記スクライブ予定ラインに沿って紫外線レーザビームまたはガラス基板を加熱するレーザビームを照射して、上側のガラス基板の表面にスクライブラインを形成すると同時に、前記レーザビームの紫外線または熱により前記接着剤を硬化させて上下のガラス基板を接着する工程とからなるセル基板の加工方法。
2. 前記レーザビームが紫外線レーザビームであり、前記接着剤が紫外線硬化樹脂である請求項１に記載のセル基板の加工方法。
3. 前記レーザビームがガラス基板を加熱するレーザビームであり、前記接着剤が熱硬化樹脂である請求項１に記載のセル基板の加工方法。
4. 前記接着剤の塗布領域において、スクライブ予定ラインの直下の位置で接着剤が塗布されない切り目を予め形成するようにした請求項１〜請求項３の何れかの請求項に記載のセル基板の加工方法。
5. 請求項１に記載の工程の後、上側ガラス基板のスクライブラインと相対する位置で下側ガラス基板の表面にスクライブラインを加工する工程と、
   これら上下のスクライブラインから基板を分断する工程と、
   を含む請求項１〜請求項４の何れかの請求項に記載のセル基板の加工方法。
6. 請求項１に記載の工程の後、レーザビームのビームスポットを接着剤層に照射させてスクライブライン直下の接着剤層に切り目を加工する工程と、
   上側ガラス基板のスクライブラインと相対する位置で下側ガラス基板の表面にスクライブラインを加工する工程と、
   これら上下のスクライブラインから基板を分断する工程と、
   を含む請求項１〜請求項３の何れかの請求項に記載のセル基板の加工方法。

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