JP2768857B2 - 液晶表示基板の分断方法 - Google Patents
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Description
C(Integrated Circuit)カード、あるいはワープロ等
のディスプレイに使用されるLCD(Liquid Crystal Di
splay)の液晶表示基板の分断方法に関するものである。
て、ガラス(300mm×300mm、厚み0.55mm
〜1.1mm)が用いられており、このガラス基板に、ア
ンダーコート、ITO(Indium-Tin Oxide)電極、配向膜
等が形成され、配向処理が行われた後、液晶層用のギャ
ップを残して、2枚のガラス基板が貼り合される。この
状態で、ガラス基板が個々のセルに分断(セル化分断処
理)、および端子部に対向する部分が分断(端子出し分
断処理)される。
って、ダイヤモンドカッター等で表面に傷を入れ、ブレ
イク装置にて上記分断ラインにショックを与えることに
より分断する(ブレイク工程)ようになっている。ガラ
ス基板は、その材質上、表面の傷が基板内部に伝わりや
すいので、表面の傷に沿って正確に分断処理を行うこと
ができる。
量化を図るため、上記ガラス基板が薄型化されたり、プ
ラスチック基板が用いられるようになってきている。こ
の結果、例えば、TN(Twisted Nematic)型のLCDに
ついては、0.1mm〜0.3mmの厚みを有するPES(P
olyether Sulphone)、あるいは一軸PET(Polyethylen
e Terephthalate)等のプラスチックフィルム基材が開発
され、量産化されるに至っている。
液晶表示基板に対しては、熱刃分断装置またはトムソン
型による打抜き等により分断処理が行われている。な
お、この場合、端子出し分断処理は、一対の基板を貼り
合わせる前に、あらかじめ行われるようになっている。
りもさらに表面平坦性の優れたプラスチック基板とし
て、表面が研磨された鋳型を用いて成型されたアクリル
系樹脂またはエポキシ系樹脂等からなるプラスチック基
板が知られている。
系樹脂等は、眼鏡のレンズとしても用いられているが、
硬くて脆いという性質を有している。厚み0.4mm程度
のアクリル系およびエポキシ系樹脂からなる基板の場
合、曲げ応力に対してある程度の弾性を有するので、ガ
ラス基板のような表面の傷に沿った分断が行えない。ま
た、応力印加時、所定値以上の応力に対して割れが生じ
るおそれがある。このように、所定値以上の応力が印加
されたために割れが生じると、分断面には、クラックが
発生し易く、このクラックを起点に、小さな応力でさら
に割れが進行する。
樹脂からなるプラスチック基板に対してセル化分断処理
および端子出し分断処理を行う場合、上記ガラス基板ま
たは厚み0.1mm〜0.3mmのプラスチックフィルムに
おける分断処理技術を用いることができない。
脂に代表される硬くて脆いプラスチック基板を液晶表示
基板として用いた場合には、ダイシングブレードを用い
るダイシング加工による液晶表示基板の分断処理が提案
されている。
においては、所定の厚みを残すように、ダイシングブレ
ードを回転させながら、分断ラインに沿って、基板に切
り込みをいれた後、切り残し部分を折り取ることによっ
て、クラックを発生させることなく、液晶表示基板の分
断が行われるようになっている。
液晶表示基板の分断方法では、以下のような原因によ
り、良好な分断面を得ることができないという問題が生
じている。
問題から、基板の厚みの均一性が十分ではなく、現状で
は±70μm程度のバラツキが生じるものとなってい
る。したがって、ダイシングブレードにより液晶表示基
板を所定の厚みを残して切り込む際に、切り残し量を適
正値に制御することが困難である。
板との間に生じる摩擦熱により、分断面や、ダイシング
加工により生じた切り粉等が溶け、分断ラインに沿って
盛り上がった形状で硬化し、バリとなる。このようにし
て生じたバリは、表裏反転後の分断の際、切り込み深さ
精度に著しい悪影響を及ぼすものとなる。
晶表示基板の分断方法は、上記課題を解決するために、
ブレードを備えたダイシング装置により、プラスチック
基板としての液晶表示基板を所定の厚みを残して切り込
む液晶表示基板の分断方法において、あらかじめ、光学
的非接触型計測手法によって、上記液晶表示基板の厚み
を測定し、その測定結果に応じて切り残し量が適正値に
なるように、上記ダイシング装置を制御することを特徴
としている。また、請求項2の発明に係る液晶表示基板
の分断方法は、上記課題を解決するために、プラスチッ
ク基板2枚を液晶用のギャップを確保して対向配置させ
て貼り合せた後、ブレードを備えたダイシング装置によ
りプラスチック基板を分断する液晶表示基板の分断方法
であって、上記プラスチック基板の分断ラインに沿った
複数点における基板の厚みを、あらかじめ、光学的非接
触型計測手法によって測定し、その測定結果に基づいて
切り残し量が適正値になるように、上記ダイシング装置
を制御して上記分断ラインに沿って切り込みを入れるこ
とを特徴としている。
の分断方法は、上記課題を解決するために、請求項1ま
たは2に記載の方法において、上記プラスチック基板に
おけるシール層形成位置にあらかじめダミーパターン部
を形成し、このダミーパターン部において上記プラスチ
ック基板の厚みを測定することを特徴としている。
の分断方法は、上記課題を解決するために、請求項1ま
たは2に記載の方法において、切り込み時に、上記プラ
スチック基板の分断面周縁に生じるバリを、上記ブレー
ドの動作に追従するバリ除去手段によって除去すること
を特徴としている。
手法により、プラスチック基板としての液晶表示基板の
厚みを測定し、この測定結果に基づいて、所定の厚みが
切り残されるようにダイシング装置を制御する。したが
って、液晶表示基板に厚みのバラツキや、うねり等が生
じていた場合においても、液晶表示基板の切り残し量を
適正値に保つことが可能となり、良好な分断面を得るこ
とができる。また、請求項2の方法によれば、請求項1
の方法に加えて、プラスチック基板の分断ラインに沿っ
た複数点における基板の厚みを、あらかじめ測定してお
くので、プラスチック基板の厚みのバラツキやうねり等
による形状変化をより的確に把握することができる。
または2の方法において、プラスチック基板のシール層
形成位置に、ダミーパターン部を形成し、このダミーパ
ターン部においてプラスチック基板の厚みを測定する。
シール層は、光透過性が非常に低く、このシール層以下
には、光が届かなくなるため、測定時にシール層以下で
生じる反射光の干渉を抑制することできる。
基板の厚みを測定することができる。この測定結果に基
づいてダイシング装置を制御することにより、プラスチ
ック基板の切り残し量を適正値に保つことができる。
または2の方法において、ブレードの動作に追従するバ
リ除去手段によって、プラスチック基板の分断時に生じ
たバリをブレードによる切り込みとほぼ同時に除去する
ことにより、プラスチック基板の分断工程において、バ
リを除去するための工程を追加することなく、簡単にバ
リを除去することができる。また、バリの除去により、
寸法精度および表面精度が向上する。
に基づいて説明すれば、以下の通りである。
は、光学的非接触型計測手法により、液晶表示基板の厚
みを測定し、その測定結果に基づいて、ダイシングブレ
ードを備えたダイシング装置をNC(Numerical Contro
l)制御することにより、液晶表示基板の端子出し分断処
理およびセル化分断処理を行っている。
なる上側・下側プラスチック基板2a・2bを用意し、
これらの基板2a・2bに、それぞれITO膜を蒸着
後、エッチングパターン化を行い、ITO電極5を形成
する。その後、上記基板2a・2bに図示しない配向膜
印刷、配向処理を行い、セルギャップ材を散布した後、
シール印刷を行って、2枚の基板2a・2bを貼り合わ
せ、サンプル10を得る。なお、上記基板2a・2bの
間には、液晶用のギャップを確保するスペーサを含むシ
ール層3が形成されている(図2参照)。
製造技術の問題から、厚みの均一性が十分ではなく、現
状では、±70μm程度のバラツキがある。したがっ
て、上記サンプル10に対して、端子出し分断処理を行
う場合には、あらかじめ、上側プラスチック基板2a、
あるいは下側プラスチック基板2bの厚みを測定してお
く必要がある。基板の厚みを光学的に非接触型の方法で
測定するには、例えば焦点一致による高さ変位を利用す
る方法、あるいはレーザ光による反射光のズレを利用す
る方法等が用いられる。
は、図2に示すように、まず、サンプル10が載置され
たステージ4上に、焦点レンズ7を介して光を集光さ
せ、焦点を合わせる(A)。次に、下側プラスチック基
板2bに形成されたITO電極5の上面に焦点を合わせ
(B)、(A)のときのステージ4からの焦点レンズ7
の高さと、(B)のときの焦点レンズ7の高さとの差か
ら、測定ポイントにおける下側プラスチック基板2bの
厚さdを求める。なお、サンプル10内で焦点を合わせ
る位置としては、2枚のプラスチック基板2a・2bに
挟持される液晶層の厚みが、下側プラスチック基板2b
の厚さdに対して無視できるオーダーであるため、IT
O電極5を含まない上側プラスチック基板2aの下面
(C)、あるいは上側プラスチック基板2aの下面に形
成されたITO電極5の下面(D)でもよいが、この場
合には、(A)と(C)、あるいは(A)と(D)にお
ける焦点レンズ7の高さ変位により、下側プラスチック
基板2bの厚みdが測定される。
を及ぼすため、あらかじめ屈折率を補正する補正係数を
算出しておく必要がある。このため、まず、図3(a)
に示すように、貼り合わせ前の基板2aをITO電極5
を上面にしてステージ4に載置し、ステージ4(A)と
上側プラスチック基板2aの上面(B)に焦点を合わ
せ、(A)と(B)との焦点レンズ7の高さ変位から基
板2aの厚みd’を測定する。また、接触型の基板厚測
定方法により、上記(B)の場合と同一ポイントにおけ
る基板2aの厚みd’を測定し、これらの結果を比較す
ることにより、焦点一致による高さ変位を利用する方法
の測定精度を確認する。
aを裏返して、ITO電極5を下面にしてステージ4に
載置し、直接ステージ4上に焦点を合わせた場合(A)
と、基板2aを通してステージ4上に焦点を合わせた場
合(A’)との焦点レンズ7の高さ変位から、基板2a
の屈折率を補正する補正係数を算出する。
利用して、図4に示すように、分断ライン(図示しな
い)に沿って、複数のポイントにおける下側プラスチッ
ク基板2bの厚みd1 ・d2 ・d3 ・d4 …を測定し、
上記補正係数によりそれぞれ屈折率補正を行うことによ
り、基板2bにおける厚みのバラツキやうねり等による
形状変化を把握することができる。
図5に示すように、レーザ光を出射する発光部8と、基
板からの反射光が入射される受光部9とを有するレーザ
板厚測定装置(アンリツ株式会社製)を用いて、基板厚
を測定する。
光は、サンプル10の各層で反射され、各反射光(E)
〜(H)は、受光部9に入射される。そして、この反射
光の内、例えば、上側プラスチック基板2aの上面の反
射光(E)と下面の反射光(F)、あるいは下側プラス
チック基板2bの上面の反射光(G)と下面の反射光
(H)を選択し、受光部9で反射光のズレを検出するこ
とにより、上側プラスチック基板2aの厚みd’、ある
いは下側プラスチック基板2bの厚みdを測定する。な
お、この場合にも、接触型の測定方法による基板厚の測
定結果と比較することにより、測定精度を確認し、基板
の屈折率補正のための補正係数を算出することが必要で
ある。
を利用する場合には、約1000回/秒の測定速度での
連続的な測定が可能であり、基板厚の測定に要する時間
を短縮することができる。
極5を上側・下側プラスチック基板2a・2bに平行し
て形成する際に、ITO層からなるダミーパターン部6
を後にシール層3が設けられる位置に形成しておくこと
により、さらに精度の良い基板厚の測定を行うことがで
きる。
下側プラスチック基板2a・2bを貼り合わせたサンプ
ル10の分断ライン(図中一点鎖線で示す)近傍のダミ
ーパターン部6に沿って、発光部8からレーザ光を照射
し、上側プラスチック基板2aの上面から得られる反射
光(I)と上側プラスチック基板2aの下面から得られ
た反射光(J)とのずれを受光部9において検出するこ
とにより、上側プラスチック基板2aの厚みd’を測定
する。
下面にITO層からなるダミーパターン部6が形成され
たことにより、上記上側プラスチック基板2aの下面に
おける反射率が向上する。また、ダミーパターン部6の
下方にシール層3が存在するため、上記シール層3以下
には、レーザ光がほとんど進行せず、また、レーザ光が
進行した場合でも、反射光が散乱状態となるため、下側
プラスチック基板2bによる反射光の干渉が発生せず、
精度良く基板厚の測定を行うことができる。
シング装置(岡本工作機械製作所製)によるサンプル1
0の分断工程を説明する。上記ダイシング装置は、ダイ
ヤモンド粒子が混入された円盤状のダイシングブレード
を備えており、このダイシングブレードを高速回転して
プラスチック基板を分断している。
プラスチック基板を切り込むことにより、その分断面
に、クラックが発生しなくなり、安定して上記基板を分
断できる。なお、ダイシングブレードの回転数を変化さ
せるだけでなく、ダイシングブレードの刃幅、径、ダイ
ヤモンド粒径および被分断物を吸着するステージ送り速
度等の条件を変化させることによって、さらに良好な分
断面が得られる。
みが35μm、直径が50.2mm、回転数が20000
rpmであり、サンプル10が吸着固定されたステージ
4の送り速度は、30mm/secに設定されている。
そして、上記基板厚の測定値に基づいて、基板の切り残
し量が、例えば50μmとなるように、ダイシング装置
にデータを入力する。
スチック基板2bの厚みdを測定した場合には、ステー
ジ4からの高さが、下側プラスチック基板2bの厚みd
に、常時一定のギャップの厚みと切り残し量(この場合
には50μm)とを加えた値となる位置までダイシング
ブレード1で研削を行うようにダイシング装置を制御す
る。
d’を測定した場合には、ダイシングブレード1の切り
込み量が、基板2aの厚みd’から切り残し量50μm
を引いた値となるように、ダイシング装置を制御する。
タが入力されたダイシング装置に備えられたダイシング
ブレード1は、図7に示すように、基板の形状変化に応
じて、常に、上側プラスチック基板2aに対して、50
μmの厚みを切り残すように、制御されることになる。
イシング装置のダイシングブレード1により、分断用マ
ーク(図示しない)に沿って、上側プラスチック基板2
を切り込み(図13参照)、50μmの厚みを切り残
す。
うに、回転するダイシングブレード1と、上側プラスチ
ック基板2aとの間に生じた摩擦熱により、分断面や、
切り込み時の切り粉等が溶け、分断ラインの両側に、5
0μm〜100μm程度の厚さでバリ12が生じる。
ングブレード1の後方に、ダイシングブレード1と同一
の走査用アーム(図示しない)に取り付けられた回転研
磨子11が設けられている(図10(a)(b)参
照)。この回転研磨子11は、両側に、円形状の平面部
11aを有し、幅が50μm〜100μmでダイシング
ブレード1よりも幅広く形成されている。また、長さ2
50μm〜500μmの研削面11bは、#800相当
の粒状性表面を有し、周方向に徐々に幅が狭くなるよう
に両側面が傾斜して設けられている。
させながら、図11に示すように、ダイシングブレード
1の切り込みにより生じた溝に、上記研削面11bの先
端部を150μm〜200μm程度入れ、溝周縁に生じ
たバリ12に、研削面11bを当接させることにより、
ダイシングブレード1による基板2aの切り込みとほぼ
同時に上記バリ12の除去を行うことができる。
記ITO電極5が形成されている場合には、サンプル1
0の表裏を反転し、さらに90°回転し、上記と同様
に、分断マークに沿って、基板厚の測定を行い、50μ
mの厚みを切り残すように、ダイシング装置を制御し、
バリ12の除去を行いながら、下側プラスチック基板2
bをダイシングブレード1により切り込む(図14の破
線参照)。
0は、その後、切り込みにより生じた溝にそって折り取
られる(ブレイク工程)ことによって、分断される。
分断処理を行う場合、図15に示すように、まず、分断
用マークにそって、上側プラスチック基板2aをダイシ
ングブレード1によって切り込む。そして、上側プラス
チック基板2aを完全に切断した後、さらに下側プラス
チック基板2bを切り込む。ただし、この際、ステージ
4から40μmの高さにダイシングブレード1が到達す
るまで、サンプル10を切り込むことにより、下側プラ
スチック基板2bを40μm切り残す。また、ダイシン
グ装置には、上記回転研磨子11が備えられているた
め、分断ライン近傍に生じたバリは、切り込みとほぼ同
時に除去される。その後、サンプル10を90°回転
し、上記と同様に、上側・下側プラスチック基板2a・
2bの切り込みを行う(図17の一点鎖線参照)。
10は、その後、図16に示すように、下側プラスチッ
ク基板2bの切り込みによって生じた溝に沿って折り取
られることによって、図18に示すように、個々のセル
に分断される。このように、高速回転のダイシングブレ
ード1を用いて上側プラスチック基板2a及び下側プラ
スチック基板2bを切り込むことにより、分断面におけ
るクラックの発生を防ぐことができる。また、セル化分
断処理の際、下側プラスチック基板2bを切り残すこと
により、ダイシング装置におけるステージ4の汎用性を
確保することができる。
分断方法においては、端子出しの分断処理を行う場合
に、焦点一致による高さ変位、あるいはレーザ光による
反射光のズレ等を利用する光学的非接触型計測手法を用
いて基板厚を測定し、この測定結果に基づいてダイシン
グ装置を制御することにより、基板に厚みのバラツキ
や、うねりが生じている場合においても、切り残し量を
適正に制御した分断処理を行うことができる。したがっ
て、その後のブレイク工程において、良好な分断面を得
ることができる。
定した屈折率を有する基板材料であれば、ガラス基板、
あるいはアクリル系樹脂以外のプラスチック基板におい
ても適用することが可能である。
2bを所定の厚みだけ残して切り込むことによって、ブ
レイク工程が従来のガラス基板に比べて簡略化できる。
さらに、上側・下側プラスチック基板2a・2bの貼り
合わせ後に分断処理が行えるので、あらかじめ分断して
から貼り合わせる方法に比べて、基板段差がない状態
で、貼り合わせプレスを行うことが可能であり、セルギ
ャップの均一性が向上すると共に、電極パターンの断線
も防止できる。
・2bの分断ライン近傍におけるシール層3の形成位置
に、あらかじめITO層からなるダミーパターン部6を
形成しておき、レーザ板厚測定装置により、このダミー
パターン部6にレーザ光を照射することにより、上記シ
ール層3には、光透過性がほとんどなく、シール層3以
下には光がほとんど届かないため、下側プラスチック基
板2bの反射光による干渉を受けることなく、さらに精
度の良い基板厚の測定を行うことができる。
研磨子11を備え、この回転研磨子11をダイシングブ
レード1の動作に追従させることにより、分断面に生じ
たバリ12を、基板の切り込み直後に除去することがで
きる。したがって、バリ12を除去するために特別の工
程を追加することなく、LCDの寸法精度および表面精
度に悪影響を及ぼしていたバリを簡単に除去することが
できる。
断方法は、以上のように、あらかじめ、光学的非接触型
計測手法によって、プラスチック基板としての液晶表示
基板の厚みを測定し、その測定結果に応じて切り残し量
が適正値になるように、上記ダイシング装置を制御する
ものである。
ツキや、うねり等が生じていた場合においても、プラス
チック基板の切り残し量を適正値に保つことが可能とな
り、良好な分断面を得ることができるという効果を奏す
る。また、請求項2の発明に係る液晶表示基板の分断方
法は、以上のように、プラスチック基板の分断ラインに
沿った複数点における基板の厚みを、あらかじめ、光学
的非接触型計測手法によって測定し、その測定結果に基
づいて切り残し量が適正値になるように、上記ダイシン
グ装置を制御して上記分断ラインに沿って切り込みを入
れるものである。 それゆえ、プラスチック基板の分断ラ
インに沿った複数点における基板の厚みを、あらかじめ
測定しておくことによって、プラスチック基板の厚みの
バラツキやうねり等による形状変化をより的確に把握す
ることができるという効果を奏する。
の分断方法は、以上のように、請求項1または2の方法
において、上記プラスチック基板におけるシール層形成
位置にあらかじめダミーパターン部を形成し、このダミ
ーパターン部において上記プラスチック基板の厚みを測
定するものである。
低く、このシール層以下には、光が届かないため、この
ダミーパターン部に沿って測定を行うことにより、シー
ル層以下で生じる反射光の干渉を抑制することできる。
この結果、さらに、精度良く液晶表示基板の厚みを測定
することができ、切り残し量を適性値に保ち、良好な分
断面を得ることができるという効果を奏する。
の分断方法は、以上のように、請求項1または2の方法
において、切り込み時に、上記プラスチック基板の分断
面周縁に生じるバリを、上記ブレードの動作に追従する
バリ除去手段によって除去するものである。
除去手段によって、プラスチック基板の分断時に生じた
バリを除去することにより、プラスチック基板の分断工
程において、バリを除去するための工程を追加すること
なく、簡単にバリを除去することができると共に、バリ
の除去により、寸法精度および表面精度が向上する。こ
の結果、良好な分断面を得ることができるという効果を
奏する。
を測定する方法を示す説明図である。
示す説明図である。
示す説明図である。
みを測定する状態を示す説明図である。
方法を示す説明図である。
上記液晶表示基板を示す平面図である。
切り込む状態を示す説明図である。
明図である。
明図である。
を示す(a)は側面図、(b)は正面図である。
態を示す説明図である。
す説明図である。
ラインに沿って分断が行われた液晶表示基板を示す説明
図である。
らに90°回転されて、端子出し分断処理が行われたこ
とを示す説明図である。
明図である。
説明図である。
インに沿って分断が行われた液晶表示基板を示す説明図
である。
セルを示す説明図である。
Claims (4)
- 【請求項1】ブレードを備えたダイシング装置により、
プラスチック基板としての液晶表示基板を所定の厚みを
残して切り込む液晶表示基板の分断方法において、 あらかじめ、光学的非接触型計測手法によって、上記液
晶表示基板の厚みを測定し、その測定結果に応じて切り
残し量が適正値になるように、上記ダイシング装置を制
御することを特徴とする液晶表示基板の分断方法。 - 【請求項2】プラスチック基板2枚を液晶用のギャップ
を確保して対向配置させて貼り合せた後、ブレードを備
えたダイシング装置によりプラスチック基板を分断する
液晶表示基板の分断方法であって、 上記プラスチック基板の分断ラインに沿った複数点にお
ける基板の厚みを、あらかじめ、光学的非接触型計測手
法によって測定し、その測定結果に基づいて切り残し量
が適正値になるように、上記ダイシング装置を制御して
上記分断ラインに沿って切り込みを入れることを特徴と
する液晶表示基板の分断方法。 - 【請求項3】上記プラスチック基板におけるシール層形
成位置にあらかじめダミーパターン部を形成し、このダ
ミーパターン部において上記プラスチック基板の厚みを
測定することを特徴とする請求項1または2記載の液晶
表示基板の分断方法。 - 【請求項4】切り込み時に、上記プラスチック基板の分
断面周縁に生じるバリを、上記ブレードの動作に追従す
るバリ除去手段によって除去することを特徴とする請求
項1または2記載の液晶表示基板の分断方法。
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