JP4673781B2

JP4673781B2 - パネル分断方法

Info

Publication number: JP4673781B2
Application number: JP2006090460A
Authority: JP
Inventors: 恵馬場畑
Original assignee: Kyocera Display Corp
Current assignee: Kyocera Display Corp
Priority date: 2006-03-29
Filing date: 2006-03-29
Publication date: 2011-04-20
Anticipated expiration: 2026-03-29
Also published as: JP2007261896A

Description

本発明は、２枚のガラス基板を貼り合わせた光学パネルをガラス基板の表面に形成したスクライブラインで分断するのに好適なパネル分断方法に関する。

近年の液晶パネル、ＥＬパネルなどの光学パネルの製造においては、多面取り用の大きな面積を有するガラス基板を貼り合わせた大判の基板（マザー基板）の状態で複数の光学パネルを一体に作り込み、その後、大判の基板を個々の光学パネルに分断することが、製造の効率化および低コスト化の観点から多用されている。

そして、このような光学パネルのガラス基板の分断は、例えば、超硬チップなどを用いてガラス基板の表面に予め切断予定線に沿って断面Ｖ溝状の傷であるスクライブラインを形成した後、前記スクライブラインに対向する反対側箇所に、スキージ、ブレイクバー、分断ヘッドなどと称される押圧部材を当接させることで行われている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−２３５７３３号公報

しかしながら、従来のパネル分断方法においては、ガラス基板を直線状に分断する場合には前記押圧部材によって良好に分断することができるものの、ガラス基板を曲線状に分断したり、ガラス基板から外周形状が曲線の基板を打ち抜くように分断すること（以下、これらを異形分断と称する）は困難であった。

このように、従来のパネル分断方法は、直線および曲線などの多種多様のスクライブラインの形状に対応することができず、汎用性に劣るという問題点があった。また、異形分断の場合、ホイールカッタ等の切断部材（以下、ホイールカッタという）を使用する方法を採用しても、ガラス基板に欠け等を発生させずに分断することが困難な作業であったことに変わりがない。

さらに、従来のパネル分断方法においては、スクライブラインに対して外力を一様に付与する必要があるため、ガラス基板と押圧部材の押圧部との平行度を極めて高精度に管理する必要があり、平行度の調整やメンテナンスの頻度が増加して生産性および作業性が低下するという問題点があった。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、汎用性、生産性および作業性の優れたパネル分断方法を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するため、本発明のパネル分断方法は、２枚のガラス基板を貼り合わせた光学パネルを前記ガラス基板の表面に形成したスクライブラインで分断するパネル分断方法であって、前記光学パネルは前記２枚のガラス基板間に液晶層を封止してなる液晶パネルであり、前記２枚のガラス基板間に液晶層を封止した後、前記液晶パネルを前記液晶層の液晶のネマティックーアイソトロピック相転移温度以上の温度に加熱して前記液晶の配向処理を行い、その後、前記液晶のネマティックーアイソトロピック相転移温度以上に加熱された前記ガラス基板に、温度変化の速度が３０℃／分以上であり、前記温度変化の温度差が５０℃以上となる熱衝撃として、冷却による第１の熱衝撃を与え、前記光学パネルを分断することを特徴とする。

このように、液晶パネルに対する加熱温度を前記液晶層の液晶の相転移温度以上の温度とすることで、液晶パネルの分断と前記液晶の配向処理とを１つのステップにおいて行うことができる。また、ガラス基板に対し、加熱および／または冷却によりガラス基板の破壊応力を超える熱衝撃を与えることで、前記ガラス基板に形成されたスクライブラインに応力を生じさせて、前記スクライブラインの形成箇所にクラックを発生させることができ、前記光学パネルをスクライブラインの所望の形状に沿って簡単かつ確実に分断することができる。

なお、前記ガラス基板に急激な温度変化を与えてガラス基板の破壊応力を超える熱衝撃を与えるための加熱および／または冷却は回数を拘るものではない。例えば、常温の光学パネルに熱衝撃を与えるに足る加熱と冷却とを１回ずつ行ってもよいし、前記冷却の後、さらに、もう１回、前記光学パネルに熱衝撃を与える加熱をおこなってもよい。

また、前記加熱または冷却による温度変化の速度を３０℃／分以上とし、さらに、前記加熱または冷却の前後における温度変化の温度差を５０℃以上とすれば、ガラス基板の破壊応力を超える熱衝撃をより確実に与えることができ、前記クラックの発生を促進させることができる。

また、前記熱衝撃は、冷却による熱衝撃と加熱による熱衝撃とを交互に組合せ、前記冷却による第１の熱衝撃から連続して２回以上与えることを特徴とする。

また、前記加熱による熱衝撃は、前記液晶のネマティックーアイソトロピック相転移温度以下の加熱温度で行うことを特徴とする。

このように、本発明のパネル分断方法によれば、光学パネルを直線状に分断することは勿論のこと、異形分断であっても、確実かつ容易に行なうことができ、汎用性、生産性および作業性を向上させることができるといった優れた効果を奏する。

以下に説明する本発明の各実施形態のパネル分断方法は、ガラス基板の表面に断面Ｖ溝状のスクライブラインが形成された光学パネルに対し、急激な温度変化を与えて前記ガラス基板の破壊応力を超える熱衝撃で分断する方法である。

各実施形態のパネル分断方法においては、載置面に載置された被分断物を所定の温度に加熱可能とされたホットプレートが配設された加熱装置と、載置面に載置された被分断物を所定の温度に冷却可能とされたコールドプレートが配設された冷却装置とを用いる。

前記加熱装置に配設されたホットプレートおよび冷却装置に配設されたコールドプレートについては、公知の構成のホットプレート、コールドプレートを使用する。例えば、コールドプレートにおいては、空冷式は、放熱フィンを通して吸熱した熱量を放熱側ファンより排熱する空冷式、放熱ジャケット内を循環する冷却水によって吸熱した熱量を移送する水冷式を問わず、載置面を有するプレートを冷却可能であればよい。

但し、本実施形態のパネル分断方法においては、前記加熱装置、冷却装置はそれぞれ、被分断物としての光学パネルを３０℃／分以上の温度変化の速度で加熱あるいは冷却が可能な性能を有するものを用い、前記加熱および／または冷却の前後における温度変化の温度差が５０℃以上となるように設定する。光学パネルに対し、前記ガラス基板の破壊応力を超える熱衝撃をより確実に与え、クラックの発生を促進させるためである。

そこで、第１実施形態および第２実施形態においては、前記加熱装置は、作業環境温度と同じ２５℃（常温）とされた被分断物としての光学パネルを６０秒間の載置で８０℃に加熱可能とされ、また、前記冷却装置は、８０℃に加熱された被分断物としての光学パネルを９０秒間の載置で２５℃に冷却可能とされたものを用いる。

そして、第１実施形態のパネル分断方法においては、前記加熱装置および冷却装置を用い、図１に示すように、以下の要領で光学パネルを分断する。

まず、２枚のガラス基板を貼り合わせた光学パネルの前記ガラス基板の表面に、切断予定線に沿って、断面Ｖ溝状のスクライブラインを形成する（ステップＳＴ１）。

当初温度を環境温度とされた前記光学パネルを、加熱装置のホットプレートの載置面に１２０秒間載置させて加熱し、２５℃から８０℃へ温度変化させ、熱衝撃を与える（ステップＳＴ２：第１熱衝撃ステップ）。なお、このとき、前記光学パネルは、加熱装置の加熱性能により、６０秒後には８０℃に加熱される。

続いて、さらに、８０℃にまで加熱された光学パネルを、冷却装置のコールドプレートの載置面に９０秒間載置させて冷却し、８０℃から２５℃へ急激に温度変化させ、熱衝撃を与える（ステップＳＴ３：第２熱衝撃ステップ）。

このように、ガラス基板に対し、加熱と冷却とにより、破壊応力を超える熱衝撃を与えることで、前記ガラス基板に形成された断面Ｖ溝状のスクライブラインに応力を生じさせることができる。これにより、前記スクライブラインのＶ溝部分にクラックを発生させることができ、前記光学パネルを切断予定線に沿って所望の形状に簡単かつ確実に分断することができる。

また、前記加熱または冷却による温度変化の速度を３０℃／分以上（急温、急冷）とし、さらに、前記加熱または冷却の前後における温度変化の温度差を５０℃以上とすることで、ガラス基板の破壊応力を超える熱衝撃をより確実に与えることができ、前記クラックの発生を促進させることができる。

なお、前記ガラス基板に破壊応力を超える熱衝撃を与えるための加熱および／または冷却はそれぞれ回数を拘るものではない。例えば、前記実施形態における第２熱衝撃ステップの冷却を省略し、１回の熱衝撃ステップのみで分断を試みることも論理上、可能ではある。但し、熱衝撃ステップで分断されない部分が残った場合には、手折りなどの手段で光学パネルを分断することとなるが、他の方法による分断はガラス基板の欠けが発生しやすく、断面も悪化する傾向があるため、加熱と冷却とを組み合わせた２回以上の熱衝撃ステップを以て、光学パネルを分断することが好ましい。

例えば、前述の第１実施形態のパネル分断方法の効果確認試験においては、加熱による第１熱衝撃ステップ後（ステップＳＴ２）には、全体の２０％のスクライブラインにおいて分断が確認され、冷却による第２熱衝撃ステップ後（ステップＳＴ３）には、全体の９０％以上のスクライブラインにおいて分断が確認された。その分断ラインにおける断面には、いずれもガラス基板の欠け等が見あたらず、分断面の状態は良好なものではあったが、この条件下での２回の衝撃ステップで、全スクライブラインの分断を行なうことはできなかった。

そこで、第２実施形態として、図２に示すように、前記第１実施形態における第１熱衝撃ステップ（ステップＳＴ２）、第２熱衝撃ステップ（ステップＳＴ３）の後に、第３熱衝撃ステップとして、一旦、常温にまで冷却された前記光学パネルに対し、再度、前記加熱装置を用い、前記第２熱衝撃ステップと同じ条件の下で８０℃の加熱を施した（ステップＳＴ４）ところ、再加熱による第３熱衝撃ステップ後（ステップＳＴ４）においては、全スクライブラインにおいて分断が確認され、その分断面の状態も良好なものとなった。

以下では、さらに具体的に、液晶注入後の複数の個別の液晶パネルが配列されたスティック基板から個別の液晶パネルを分断する場合を第３実施形態として説明する。

前記スティック基板は、２枚のガラス基板を個別の液晶パネルの枠状シール部となるシール材で貼り合わせたマザー基板を、前記シール材からなる枠状シール部の液晶注入口を同一辺上に開口させるようにして短冊状に切り出し、各枠状シール部と２枚のガラス基板とで囲繞された空洞部内に液晶を前記液晶注入口から注入し、封止して形成されている。

そして、本実施形態のパネル分断方法においては、第１実施形態および第２実施形態のパネル分断方法において用いた加熱装置と、対流による伝熱によって風炉内に配置した被分断物を所定の温度に加熱可能とされた公知の構成の温風炉を用いて、前記スティック基板から個別の液晶パネルを分断する。なお、本実施形態における冷却装置の冷却性能は、１２０℃に加熱された被分断物としての光学パネルを９０秒間の載置で２５℃に冷却可能とされたものを用いる。

そして、第３実施形態においては、図３に示すように、まず、前記スティック基板を構成する両ガラス基板の表面に、個別の液晶パネルを得るための直線状のスクライブラインをホイールカッタによって断面Ｖ溝状に形成する（ステップＳＴ１１）。

そして、常温の２５℃とされたスティック基板を炉内温度１２５℃とされた温風炉内に放置し、前記２枚のガラス基板間に封止された液晶のネマティック−アイソトロピック相転移温度以上である１２０℃以上として３０分間加熱する（ステップＳＴ１２）。本実施形態における、この温風炉を利用した加熱は、急速な温度変化によって熱衝撃を与えることを主たる目的とした加熱ではなく、むしろ、次工程である冷却による熱衝撃の効果を高めるための加熱、すなわち、冷却前後における温度差を大きくし、急冷の効果を顕著なものとすることを主たる目的とする加熱である。また、前記温風炉を利用した加熱温度を、封入した液晶のネマティック−アイソトロピック相転移温度（本実施形態においては９８℃程度を想定）以上である１２０℃とすることにより、前記液晶の配向処理（ＩＳＯ処理）を兼ねることができ、液晶パネルの製造工程における液晶の配向のための加熱工程を省略することが可能となる。なお、前記液晶の配向処理は、ネマティック−アイソトロピック相転移温度より１５℃以上であることが好ましい。

そして、１２０℃とされたスティック基板を、冷却装置のコールドプレートの載置面に９０秒間載置させて冷却し、１２０℃から２５℃へ急激に温度変化させ、熱衝撃を与える（ステップＳＴ１３：第１熱衝撃ステップ）。

続いて、常温にまで急冷された前記スティック基板を、加熱装置のホットプレートの載置面に１２０秒間載置させて加熱し、２５℃から８０℃へ急激に温度変化させ、熱衝撃を与える（ステップＳＴ１４：第２熱衝撃ステップ）。このとき、前記スティック基板は、加熱装置の加熱性能により、６０秒後には８０℃に加熱される。なお、前記第２熱衝撃ステップの加熱温度は、前記ネマティック−アイソトロピック相転移温以下であって、急激な温度変化による熱衝撃を期待できる高温であればよい。

このように、ガラス基板に対し、加熱と冷却とにより破壊応力を超える熱衝撃を与えることで、前記ガラス基板に形成された断面Ｖ溝状のスクライブラインに応力を生じさせることができる。これにより、前記スクライブラインのＶ溝部分にクラックを発生させることができ、前記スティック基板を切断予定線に沿って分断し、個別の液晶パネルを得ることができる。

また、この第３実施形態のパネル分断方法の効果確認試験においては、冷却による前記第１熱衝撃ステップ後（ステップＳＴ１３）には、全体の９０％のスクライブラインにおいて分断が確認され、加熱による第２熱衝撃ステップ後（ステップＳＴ１４）には、全スクライブラインにおいて分断が確認され、その分断面の状態も良好なものであった。

このように、本実施形態のパネル分断方法によれば、加熱および／または冷却という簡単な方法で、光学パネルのガラス基板を効率よく、確実に分断することが可能となる。

そして、このパネル分断方法は、スクライブラインが直線状に形成されているか、曲線状に形成されているかに拘わらず、良好な分断を行なうことができるものであるので、特に、光学パネルの異形分断には有効である。

また、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。

例えば、本実施の形態において、熱衝撃ステップを複数回行ったが、１回の熱衝撃ステップで全ての光学パネルの分断をおこなってもよい。しかし、温度変化の速度および温度変化の温度差は複数回の熱衝撃ステップのそれらより２倍以上大きくすることが好ましい。

本発明のパネル分断方法の第１実施形態を示す分断フローチャート本発明のパネル分断方法の第２実施形態を示す分断フローチャート本発明のパネル分断方法の第３実施形態を示す分断フローチャート

Claims

２枚のガラス基板を貼り合わせた光学パネルを前記ガラス基板の表面に形成したスクライブラインで分断するパネル分断方法であって、前記光学パネルは前記２枚のガラス基板間に液晶層を封止してなる液晶パネルであり、前記２枚のガラス基板間に液晶層を封止した後、前記液晶パネルを前記液晶層の液晶のネマティックーアイソトロピック相転移温度以上の温度に加熱して前記液晶の配向処理を行い、その後、前記液晶のネマティックーアイソトロピック相転移温度以上に加熱された前記ガラス基板に、温度変化の速度が３０℃／分以上であり、前記温度変化の温度差が５０℃以上となる熱衝撃として、冷却による第１の熱衝撃を与え、前記光学パネルを分断することを特徴とするパネル分断方法。
前記熱衝撃は、冷却による熱衝撃と加熱による熱衝撃とを交互に組合せ、前記冷却による第１の熱衝撃から連続して２回以上与えることを特徴とする請求項１に記載のパネル分断方法。
前記加熱による熱衝撃は、前記液晶のネマティックーアイソトロピック相転移温度以下の加熱温度で行うことを特徴とする請求項２に記載のパネル分断方法。