JPH11160667A - 基板の切断方法および表示パネルの製造方法 - Google Patents

基板の切断方法および表示パネルの製造方法

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JPH11160667A JP15178498A JP15178498A JPH11160667A JP H11160667 A JPH11160667 A JP H11160667A JP 15178498 A JP15178498 A JP 15178498A JP 15178498 A JP15178498 A JP 15178498A JP H11160667 A JPH11160667 A JP H11160667A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気配線、絶縁膜や半導体素子等の電気的部
材を有する基板を加工精度良く切断する。 【解決手段】 電気的部材２を有する表面とは反対側の
面からレーザーを照射して基板１の内部に熱応力を生じ
せしめ、照射部を移動してき裂を進展させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、テレビジョンセッ
ト等のＡＶ機器やＯＡ機器用のモニター等に用いられる
表示パネルの製造方法およびそれに好適に用いることが
できる基板の切断方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、液晶表示装置（ＬＣＤ）は種々の
分野で用いられつつある。その理由としては、奥行き方
向の寸法、すなわち厚さを格段に薄くできるために軽量
で狭いスペースにも容易に設置できること、および消費
電力が小さくフルカラー化が容易なこと等が挙げられ
る。このＬＣＤは、通常、液晶表示パネル、駆動回路お
よびバックライト等から構成されている。
【０００３】このうち、液晶表示パネルの製造課程にお
いては、どのような形態の液晶表示パネルであっても、
衆知のプロセスにより電気配線が形成されたマザー基板
を所定のサイズに切断する工程が必要とされる。また、
ＸＹマトリクス状に電気配線を有する液晶表示パネルに
おいては、静電気による不良を避けるためにその製造課
程の途中まで電気配線が全て短絡されているので、各電
気配線を独立絶縁させるためにも基板を切断する工程が
必要とされる。
【０００４】これらの基板切断工程の時機としては、
（ｉ）電気配線が形成された一対のマザー基板を互いに
貼り合わせてパネル化した後で所定のサイズに切り出す
場合と、（ｉｉ）電気配線が形成された一対のマザー基
板の各々を所定のサイズに切り出した後で互いに貼り合
わせてパネル化する場合とがある。
【０００５】従来、このような基板切断方法としては、
図１０（ａ）に示すような（１）ダイヤモンドスクライ
ビング法、図１０（ｂ）に示すような（２）レーザース
クライビング法、図１０（ｃ）に示すような（３）ダイ
ヤモンドブレードダイシング法および図１０（ｄ）に示
すような（４）レーザー割断法が知られている。特に、
液晶表示パネルの製造においては、生産性の観点から
（１）ダイヤモンドスクライビング法が多く採用されて
いる。
【０００６】ところで、昨今の情報化時代への移行と共
に、テレビジョンセット等のＡＶ機器やＯＡ機器用のモ
ニター等に用いられる表示装置に対しても高精細化およ
び画面の大型化が要求されており、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏ
ｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）ディスプレイ、ＬＣＤ、プラ
ズマディスプレイ、ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎ
ｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイ、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ−
Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）ディスプレイ等の表示
装置についても大画面化のための開発および実用化が進
められている。それに伴って、表示装置の重量、寸法お
よび消費電力の増加が見込まれるため、表示装置の軽量
化、薄型化および低消費電力化等が求められている。
【０００７】その中でも、ＬＣＤは上述したように厚さ
を格段に薄くできるために軽量で狭いスペースにも容易
に設置でき、消費電力が小さくフルカラー化が容易であ
るので上記要求を満たすことができ、大型モニターや壁
掛け表示装置等の大画面表示装置に適しているため、他
の表示装置以上に大画面化への期待が大きくなってい
る。
【０００８】ところが、液晶表示パネルにおいて画面の
大型化を図ると、製造工程において信号線の断線や画素
欠陥等による不良率が急激に高くなり、さらに、液晶表
示パネルの価格上昇をもたらすという問題がある。そこ
で、これを解決するために、例えば実開昭６０−１９１
０２９号には、液晶表示パネルを構成する一対の基板の
うち、少なくとも一方の基板として、複数枚の小基板を
その側面で接続して作製した１枚の大基板を用いた液晶
表示パネルが開示されている。
【０００９】図１１（ａ）はその開示の液晶表示パネル
の平面図であり、図１１（ｂ）はそのＡ−Ａ’線断面図
である。ここでは、４枚のアクティブマトリクス基板を
田の字状に接続することにより１枚の大基板とし、他方
の基板であるカラーフィルター（ＣＦ）基板との間に液
晶層を介して貼り合わせることにより大画面の液晶表示
パネルを作製している。
【００１０】一般に、アクティブマトリクス型液晶表示
パネルにおいては、１画素毎に微細なアクティブ素子を
設けた一方の基板（アクティブマトリクス基板）を大面
積で歩留まり良く製造することが極めて困難である。従
って、複数枚の小基板を作製してそれらを互いに側面で
接続して１枚の大アクティブマトリクス基板となし、カ
ラーフィルターが付設された１枚の大型基板（対向基
板）と貼り合わせてパネル化することにより、生産性の
上で効率が良いと考えられる。
【００１１】この大画面液晶表示パネルでは、基板同士
のつなぎ目を目立たなくするために、アクティブマトリ
クス基板同士の接続面を精度良く切断することで基板同
士の接続領域をできるだけ小さくする必要がある。従っ
て、この液晶表示パネルの製造においては、接続面を精
度良く切断するべく、加工精度の観点から（３）ダイヤ
モンドブレードダイシング法が多く採用されている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した基
板切断方法のうち、（１）ダイヤモンドスクライビング
法は、ダイヤモンド針で切断予定線をけがき、機械的な
曲げ応力を加えて基板を分離するものである。この方法
は、切断加工を簡単に行うことが可能で生産性に優れて
いるが、破断片が発生すること、および加工精度が数１
００μｍと悪いこと等の問題を抱えている。
【００１３】（２）レーザースクライビング法は、レー
ザ光を切断予定線に照射して材料表面を熔融、蒸発させ
て溝穴を形成した後、機械的な曲げ応力を加えて基板を
切断するものである。この方法は、非接触かつ高速加工
が可能であるが、熔融蒸発した材料がパーティクルとし
て飛び散って材料表面に付着すること、および破断片が
発生すること等の問題を抱えている。
【００１４】（３）ダイヤモンドブレードダイシング法
は、ダイヤモンドの固定砥粒を塗布したブレートを高速
回転させることにより研削加工を行うものである。この
方法は、加工精度が非常に優れているが、研削水や洗浄
水が必要であること、および研削くずが発生すること等
の問題を抱えている。
【００１５】（４）レーザー割断法は、レーザーを照射
したときに材料内部に発生する熱応力を利用して、その
熱源を移動させることによりき裂を進展させるものであ
る。この方法は、破断片、パーティクルや研削くず等が
発生せず、研削水や洗浄水を必要としないという特徴を
有し、最近、各種基板の切断に応用されつつある。例え
ば、精密工学会誌（Ｐ．１９６，Ｖｏｌ．６０，Ｎｏ．
２，１９９４）にその概要が記載されている。
【００１６】しかしながら、レーザー割断法を液晶表示
パネル用の基板切断に適用する場合には、以下のような
問題がある。
【００１７】一般的な液晶表示パネル用の基板には、切
断ライン上に電気配線や絶縁膜が存在することが多い。
例えば、単純マトリクス型液晶表示パネルの場合には、
透明導電膜からなる電気配線が切断ライン上に存在し、
アクティブマトリクス型液晶表示パネルの場合には、金
属膜からなる電気配線や、絶縁膜が切断ライン上に存在
する。その理由は、これらの電気配線をマザー基板上に
形成する課程においては、静電気による不良を避けるた
めに全ての電気配線を基板周辺部で短絡し、基板切断工
程において周辺部を切り落とすことにより各電気配線を
独立絶縁させる仕組みになっているからである。ところ
が、このような電気配線や絶縁膜を有する基板をレーザ
ー割断法で切断する場合、電気配線の有無によってレー
ザー光の反射が生じたり、絶縁膜の有無によってレーザ
ー光の吸収度合いにばらつきが生じる。その結果、レー
ザー光が照射された際に発生する熱応力にばらつきが生
じてスムーズに精度良く基板を切断できないという問題
が生じる。
【００１８】さらに、レーザー割断法を上述の大画面液
晶表示パネル用アクティブマトリクス基板の接続面切断
に適用する場合には、以下のような問題がある。
【００１９】このアクティブマトリクス基板の切断にお
いては、接続領域をできるだけ小さくして基板同士のつ
なぎ目を目立たなくするために、表示画素の近傍で非常
に精度良く切断する必要がある。このためには、大画面
液晶表示パネルのサイズや解像度にもよるが、接続面の
エッジから１００μｍ〜５００μｍ程度の位置に画素電
極や半導体素子（例えば薄膜トランジスタ：ＴＦＴ）を
配置する必要がある。
【００２０】ところが、上述のレーザー割断法は、照射
されたレーザーが基板表面近傍で吸収されたときに発生
する熱応力を利用する切断法であるので、レーザーの照
射スポット近傍が熱伝導の影響を受け易い。このため、
接続面に最も近接している半導体素子（ＴＦＴ）が加熱
されて特性変化等の悪影響を受けるという問題が生じ
る。また、半導体素子（ＴＦＴ）上にレーザー光が直接
照射されると光劣化等の悪影響を受ける場合もある。
【００２１】本発明は、このような従来技術の課題を解
決すべくなされたものであり、電気配線、絶縁膜や半導
体素子等の電気的部材を有する基板を加工精度良く切断
することができ、半導体素子の特性変化や光劣化等の悪
影響を防ぐことができる基板の切断方法および表示パネ
ルの製造方法を提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】本発明の基板の切断方法
は、一表面に電気的部材を有する基板に対して、該一表
面とは反対側の面からレーザーを照射し、その照射部を
熱源として該基板の内部に熱応力を生じせしめると共に
照射部を移動して該基板を切断しており、そのことによ
り上記目的が達成される。
【００２３】本発明の表示パネルの製造方法は、一表面
に電気的部材を有する一対の基板を貼り合わせてなる表
示パネルを製造する方法であって、少なくとも一方の基
板作製用のマザー基板に対して、その電気的部材を有す
る該一表面とは反対側の面からレーザーを照射し、その
照射部を熱源として該マザー基板の内部に熱応力を生じ
せしめると共に照射部を移動して該マザー基板から該基
板を切り出す工程を含み、そのことにより上記目的が達
成される。
【００２４】本発明の表示パネルの製造方法は、複数枚
の小基板をその側面で接続してなる１枚の大基板と対向
基板とが貼り合わせられている表示パネルを製造する方
法であって、該小基板作製用のマザー基板に対して、そ
の電気的部材を有する一表面とは反対側の面からレーザ
ーを照射し、その照射部を熱源として該マザー基板の内
部に熱応力を生じせしめると共に照射部を移動して該マ
ザー基板から小基板を切り出す工程と、各小基板の切り
出された面同士を接続して１枚の大基板を作製する工程
と、該大基板と対向基板とを貼り合わせて表示パネルを
得る工程とを含み、そのことにより上記目的が達成され
る。
【００２５】本発明の表示パネルの製造方法は、一表面
に電気的部材を有する一対の基板を貼り合わせてなるパ
ネル構成部に対して、各基板の該一表面とは反対側の面
からレーザーを照射し、その照射部を熱源として各基板
の内部に熱応力を生じせしめると共に照射部を移動して
該パネル構成部を切り出して、所定のサイズからなる１
枚または２枚以上の表示パネルを得る工程を含み、その
ことにより上記目的が達成される。
【００２６】本発明の表示パネルの製造方法は、複数枚
の小パネルをその側面で接続してなる大型表示パネルを
製造する方法であって、一表面に電気的部材を有する一
対の基板を貼り合わせてなるパネル構成部に対して、各
基板の該一表面とは反対側の面からレーザーを照射し、
その照射部を熱源として各基板の内部に熱応力を生じせ
しめると共に照射部を移動して該パネル構成部を切り出
して、所定サイズからなる１枚または２枚以上の小パネ
ルを得る工程と、各小パネルの切り出された面同士を接
続して１枚の大型表示パネルを作製する工程とを含み、
そのことにより上記目的が達成される。
【００２７】前記基板又は表示パネルのコーナー部を、
曲線状に切断してもよい。
【００２８】前記基板又は表示パネルのコーナー部を、
曲率半径Ｒ≧２ｍｍで曲線状に切断するのが好ましい。
【００２９】以下に、本発明の作用について説明する。
【００３０】請求項１に記載の本発明にあっては、表面
に電気配線、絶縁膜や半導体素子等の電気的部材を有す
る基板に対して、その表面とは反対側の面からレーザー
を照射する。これにより、その照射部を熱源とする熱応
力を基板の内部に生じせしめると共に、照射部を移動す
ることによりき裂を進展させて基板を切断する。レーザ
ー照射を電気的部材が形成されている表面とは反対側の
面から照射しているので、電気配線の有無によってレー
ザー光の反射が生じたり、絶縁膜の有無によってレーザ
ー光の吸収度合いにばらつきが生じることはない。従っ
て、レーザーが照射された際に発生する熱応力にばらつ
きが生じず、スムーズに精度良く基板を切断することが
でき、鏡面でマイクロクラックが皆無な切断面を得るこ
とが可能となる。
【００３１】請求項２に記載の本発明にあっては、表面
に電気配線、絶縁膜や半導体素子等の電気的部材を有す
る一対の基板を貼り合わせてなる表示パネルの製造にお
いて、少なくとも一方の基板作製用のマザー基板に対し
て、その電気配線や絶縁膜、半導体素子等の電気的部材
を有する表面とは反対側の面からレーザーを照射してい
るので、レーザーが照射された際に発生する熱応力にば
らつきが生じず、スムーズに精度良く基板を切断するこ
とができる。また、半導体素子（ＴＦＴ等）が形成され
ている表面と反対側の面からレーザーを照射しているの
で、光劣化や熱伝導等の悪影響を受け難く、半導体素子
の特性変化等の問題が生じない。さらに、従来の表示パ
ネルの製造において必要とされていたような、切断工程
の後でマイクロクラックやエッジのバリを取り除くため
の面取り工程、及び破断片、パーティクルや研削くず等
を取り除くための洗浄工程等を省くことができるので、
製造工程の簡略化を図ることができる。特に、アクティ
ブマトリクス基板を切断する場合には、基板表面にＴＦ
Ｔ素子等の半導体素子が露出されているため、外部から
の化学汚染や、切断時に生じる破断片、パーティクルや
研削くず等の付着、これらに伴う表面の傷等に細心の注
意を払う必要があったが、このような化学汚染、破断
片、パーティクルや研削くず等の付着を避けることがで
きるので、良品率を向上させることができる。さらに、
非接触で基板を切断可能であるので、装置の自動化が容
易で生産性に優れている。
【００３２】請求項３に記載の本発明にあっては、複数
枚の小基板をその側面で接続した１枚の大基板と対向基
板とを液晶層を間に挟んで貼り合わせることにより大画
面化を図ることができる表示パネルの製造において、そ
の小基板作製用のマザー基板に対して、その電気配線や
絶縁膜、半導体素子等の電気的部材を有する表面とは反
対側の面からレーザーを照射しているので、レーザーが
照射された際に発生する熱応力にばらつきが生じず、ス
ムーズに精度良く基板を切断することができる。また、
半導体素子（ＴＦＴ等）が形成されている表面と反対側
の面からレーザーを照射しているので、光劣化や熱伝導
等の悪影響を受け難く、半導体素子の特性変化等の問題
が生じない。さらに、鏡面でマイクロクラックが皆無な
切断面を得ることができるので、切断面同士を接着剤で
接続する際に接着剤の濡れ性が向上して接着強度が向上
すると共に、接着剤と切断面との界面での散乱を皆無に
することが可能となる。
【００３３】請求項４に記載の本発明にあっては、一表
面に電気的部材を有する一対の基板を貼り合わせてなる
パネル構成部に対して、各基板の電気部材を有する表面
とは反対側の面からレーザーを照射しているので、レー
ザーが照射された際に発生する熱応力にばらつきが生じ
ず、スムーズに精度良く１枚または２枚以上の表示パネ
ルを所定のサイズに切り出すことができる。また、半導
体素子（ＴＦＴ等）が形成されている表面と反対側の面
からレーザーを照射しているので、光劣化や熱伝導等の
悪影響を受け難く、半導体素子の特性変化等の問題が生
じない。
【００３４】請求項５に記載の発明の本発明にあって
は、複数枚の小パネルをその側面で接続してなる大型表
示パネルの製造において、一表面に電気部材を有する一
対の基板を貼り合わせてなるパネル構成部に対して、各
基板の電気部材を有する表面とは反対側の面からレーザ
ーを照射しているので、レーザーが照射された際に発生
する熱応力にばらつきが生じず、スムーズに精度良く所
定のサイズの小パネルを得ることができる。また、半導
体素子（ＴＦＴ等）が形成されている表面と反対側の面
からレーザーを照射しているので、光劣化や熱伝導等の
悪影響を受け難く、半導体素子の特性変化等の問題が生
じない。さらに、鏡面でマイクロクラックが皆無な切断
面を得ることができるので、切断面同士を接着剤で接続
する際に接着剤の濡れ性が向上して接着強度が向上する
と共に、接着剤と切断面との界面での散乱を皆無にする
ことが可能となる。
【００３５】請求項６に記載の本発明にあっては、基板
又は表示パネルのコーナー部を曲線状に切断することに
より、表示パネル用の基板のコーナー部で欠けが発生し
難くなり、コーナー部の欠けによる破断片の発生を防止
することができる。従って、基板表面に破断片が付着す
る等の不良が発生せず、良品率を向上させることができ
る。さらに、作業者が切断後の基板や表示パネルに素手
で触れたとしても、コーナー部が鋭利な角を有していな
いので、作業の安全性を図ることができる。
【００３６】請求項７に記載の本発明にあっては、基板
又は表示パネルのコーナー部を曲率半径Ｒ≧２ｍｍで曲
線状に切断することにより、後述する実施形態３に示す
ように、切断予定ラインに対してオーバーシュートする
ことなく予定通りに切断を行うことが可能である。
【００３７】なお、本発明において、１枚の表示パネル
を得る場合には、パネル構成部はその表示パネルとほぼ
同じ程度のサイズであり、パネル構成部の端部を切断す
ることにより表示パネルを得ることができる。また、２
枚以上の表示パネルを得る場合には、パネル構成部は２
枚以上の表示パネルが得られるようなサイズである。
【００３８】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態につい
て、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形
態においては表示媒体として液晶を用いた液晶表示パネ
ルの製造について説明しているが、本発明はこれに限定
されるものではなく、例えばプラズマ表示パネル（ＰＤ
Ｐ）やエレクトロルミネッセンス（ＥＬ）表示パネル等
の他の表示パネルの製造方法としても適用が可能であ
る。
【００３９】（実施形態１）図１は実施形態１の基板切
断方法を説明するための斜視図である。ここでは液晶表
示パネルのアクティブマトリクス基板を所定のサイズに
切り出すべく、表示部周辺において端子接続用の電気配
線上を切断している。
【００４０】基板１としては厚さ１．１ｍｍの液晶表示
パネル用無アルカリガラス（コーニング社製＃７０５
９）を用い、電気配線２としてはスパッタリング法によ
り蒸着した金属配線を用いており、本実施形態では厚み
約０．３μｍのＴａ膜をスパッタリング法により蒸着し
てパターニングすることにより電気配線２を形成した。
【００４１】本実施形態において、基板の切断は、基板
上の切断予定ラインにレーザーを照射し、レーザーを照
射したときに材料内部に発生する熱応力、すなわち熱源
付近に発生する圧縮応力と熱源周辺に発生する引張応力
を利用しており、その熱源、すなわち照射部を移動させ
ることによりき裂を進展させて基板を切断する。レーザ
ーの照射は、電気配線２が形成されている面（表面と称
する）とは反対側の面（裏面と称する）から行い、図１
に示すように、電気配線２が形成された基板１を裏向け
て配置して、裏面の切断予定ラインに沿ってレーザーを
照射し、照射部を移動させてき裂を進展させる。ここ
で、熱源となる照射部の温度はガラス基板の融点以下の
温度となるように設定し、熔融による表面形状の変化が
生じないようにする。
【００４２】図２は基板切断に用いた装置を示す概略図
である。この装置は一般的なレーザー割断装置と同様で
あり、加熱部はレーザー発振機、レーザー電源および光
学系から構成されている。駆動部はＸ−Ｙ駆動テーブル
および材料固定台から構成されている。制御部はレーザ
ーを制御するレーザー出力制御、レーザー焦点位置制
御、およびＸ−Ｙ駆動テーブルを制御するテーブル位置
制御の機能を有している。
【００４３】表１に本実施形態１における加工条件およ
び加工結果を示す。また、図１２に示すように金属膜か
らなる電気配線２が形成された基板１の表面からレーザ
ーを照射した以外は実施形態１と同様にして基板切断を
行った比較例１についても、同じ表１に示す。
【００４４】
【表１】
【００４５】この表１から、基板の表面からレーザーを
照射した比較例１に比べて、基板の裏面からレーザーを
照射した本実施形態１の方が加工精度に優れていること
がわかる。また、比較例１では、切断予定ライン上で電
気配線の占める割合が多くなると切断ができなかった
り、切断予定ラインとは異なる方向にき裂が走る現象が
見られたが、本実施形態１ではそのような現象は見られ
ず、切断面にマイクロクラックも全く発生しなかった。
この理由は、レーザー割断法は、本来、レーザーを照射
したときに発生する熱応力を利用した方法であるので、
基板表面に金属膜のようなレーザー光を反射する物質が
存在すると金属膜上で熱が発生しないためと考えられ
る。その結果、図１２に示した比較例１のように金属膜
からなる複数の電気配線２を横切って切断予定ラインが
存在する場合、電気配線の有無に従った周期で熱源とな
る照射部の温度にばらつきが生じ、加工精度が悪化して
いると想定される。
【００４６】図３（ａ−１）に本実施形態１により得ら
れたガラス基板の切断面の表面粗さを測定した結果を示
し、図３（ａ−２）にその表面形状の３Ｄ表示を示す。
この図において、Ｘ−Ｙ面が切断面でＸが切断ライン方
向、Ｙが基板厚み方向であり、Ｚ軸が切断面の表面凹凸
深さを示している。この図３（ａ−１）によれば約１．
６ｍｍ×０．８ｍｍの測定エリア内での表面凹凸の最大
高低差（ＭＡＸ−ＭＩＮ）は１．８５６μｍであり、図
３（ａ−２）を見ても切断面が非常に滑らかであるの
で、切断面が鏡面に仕上がっていることが確認された。
【００４７】比較のために、図３（ｂ−１）にダイヤモ
ンドブレードダイシング法により切断されたガラス基板
の切断面の表面粗さを測定した結果を示し、図３（ｂ−
２）にその表面形状の３Ｄ表示を示す。この図３（ｂ−
１）によれば表面凹凸の最大高低差（ＭＡＸ−ＭＩＮ）
は２６．３５３μｍであり、図３（ｂ−２）を見てもか
なり凹凸が激しく、切断面が散乱状態であることが確認
された。
【００４８】（実施形態２）本実施形態２では、金属膜
からなる電気配線の代わり透明導電膜からなる電気配線
を形成し、それ以外は図１に示した実施形態１と同様に
して基板の切断を行った。
【００４９】基板１としては厚さ１．１ｍｍの液晶表示
パネル用無アルカリガラス（旭硝子社製ＡＮ６３５）を
用い、透明導電膜として厚み約０．３μｍのＩＴＯ膜を
スパッタリング法により蒸着してパターニングすること
により電気配線２を形成した。
【００５０】表２に本実施形態２における加工条件およ
び加工結果を示す。また、図１２に示したように透明導
電膜からなる電気配線２が形成された基板１の表面から
レーザーを照射した以外は実施形態２と同様にして基板
切断を行った比較例２についても、同じ表２に示す。
【００５１】
【表２】
【００５２】この表２から、基板の表面からレーザーを
照射した比較例２に比べて、基板の裏面からレーザーを
照射した本実施形態２の方が加工精度に優れていること
がわかる。また、本実施形態２では、切断面にマイクロ
クラックも全く発生しなかった。この理由は、レーザー
割断法は、本来、レーザーを照射したときに発生する熱
応力を利用した方法であるので、基板表面にＩＴＯ膜等
のようにレーザー光の吸収度合いが異なる物質が存在す
ると熱の発生量が異なるためと考えられる。その結果、
図１２に示した比較例２のように透明導電膜からなる複
数の電気配線２を横切って切断予定ラインが存在する場
合、電気配線の有無に従った周期で熱源となる照射部の
温度にばらつきが生じ、加工精度が悪化していると想定
される。但し、比較例２では、切断予定ライン上で電気
配線の占める割合が多くなっても切断ができなかった
り、切断予定ラインとは異なる方向にき裂が走る現象は
見られなかった。
【００５３】なお、透明導電膜からなる電気配線の代わ
りに、ＣＶＤ法で形成したＳｉＮＸ膜やスパッタリング
法で形成したＴａＯＸ膜等の絶縁膜やカラーレジスト等
の有機膜を用いて同様なパターンを形成して基板切断加
工の評価を行ったところ、上記表２とほぼ同様の結果が
得られた。
【００５４】上記実施形態１および実施形態２に示した
ように、電気配線や絶縁膜が形成された液晶表示パネル
用ガラス基板を切断する際に本発明の基板の切断方法を
用いることにより、従来の基板切断方法で見られるよう
な破断片、パーティクル、研削くず等の発生が無く、し
かも１０μｍ〜５０μｍという優れた加工精度が得られ
た。
【００５５】従来、表示パネル用のガラス基板を切断す
る際には、切断工程の後でマイクロクラックやエッジの
バリを取り除くための面取り工程、及び破断片、パーテ
ィクルや研削くず等を取り除くための洗浄工程等が必要
とされていた。しかしながら、本発明の基板の切断方法
を用いることにより、これらの後工程を省くことができ
るので、製造工程を簡略化することができ、これに伴っ
てコストダウンを図ることができる。
【００５６】特に、アクティブマトリクス基板を切断す
る場合には、基板表面にＴＦＴ素子等の半導体素子が露
出されているため、外部からの化学汚染や、切断時に生
じる破断片、パーティクルや研削くず等の付着、これら
に伴う表面の傷等に細心の注意を払う必要があったが、
本発明の基板の切断方法を用いることにより、洗浄によ
る化学汚染、破断片、パーティクルや研削くず等の付着
を避けることができ、さらに、切断工程をクリーンルー
ム内で行うことができるので、大幅に歩留りを向上させ
ることができる。
【００５７】さらに、本発明の基板の切断方法による場
合には、非接触で基板を切断可能であるので、装置の自
動化が容易で生産性にも優れている。
【００５８】このように、本発明の基板の切断方法は、
液晶表示装置等の表示パネル用ガラス基板の切断に非常
に適しており、中でも、衆知のプロセスで電気配線、絶
縁膜、半導体素子等の電気的部材が形成されたマザー基
板を所定のサイズに切り出す工程に最適である。
【００５９】ここで、基板上に照射されるレーザー光の
スポットのすぐ後ろ（き裂進行方向とは反対側）に急冷
用のガス吹き付け機構を設けておくことにより、熱応力
を顕著に発生させることができ、加工速度を２００ｍｍ
／ｓまで向上させることも可能である。例えば、図４に
示すように、レーザー光のスポットの後ろ２ｍｍ〜５ｍ
ｍの位置にＮ２ガスを吹き付けると効果的である。
【００６０】さらに、レーザ光の照射スポットを２つ以
上用いて２点以上の多点に対して加熱を行って切断速度
を速めることも可能である。
【００６１】レーザ光の照射スポットとしては、直径
０．５ｍｍ〜３ｍｍの円形や楕円形等を用いることがで
き、加工精度や加工スピードに合わせて最適なスポット
形を設定すればよい。
【００６２】なお、電気配線や絶縁膜の材料、半導体素
子の種類およびガラス基板の種類等は上記実施形態にお
いて示したものに限定されず、他の電気配線材料や絶縁
材料、半導体素子の種類およびガラス基板の種類を用い
た場合でも本発明は適用可能である。また、液晶表示パ
ネル用途に限らず、セラミック基板、半導体基板等、各
種分野の基板切断工程に対しても、基板の光吸収特性を
考慮して使用するレーザーを選択することにより、本発
明の基板の切断方法を適用することが可能である。
【００６３】上記実施形態１及び実施形態２では、電気
配線、絶縁膜、半導体素子等の電気的部材が形成された
一対のマザー基板を所定のサイズに切り出す例について
説明したが、本発明の基板の切断方法は、従来の切断方
法では困難であった曲線ラインの切断に適用することも
できる。この場合について、以下の実施形態３に説明す
る。
【００６４】（実施形態３）図５（ａ）は実施形態３の
基板切断方法を説明するための斜視図である。ここでは
基板のコーナー部を曲率半径Ｒ＝３ｍｍで曲線状に切断
している。
【００６５】表示パネル用のガラス基板をマザー基板か
ら所定のサイズに切り出す際に、従来の基板の切断方法
を用いた場合には、コーナー部を曲線状に切断すること
は不可能であったため、切断後のコーナー部は鋭利な角
を有していた。この場合、図５（ｂ）に示すように、切
断時にコーナー部で欠け（破断片）が発生しやすく、そ
の破断片が基板表面に付着して不良が発生しやすかっ
た。また、切断時にコーナー部の欠けが発生しなかった
場合でも、切断処理後の基板を後工程に搬送する過程
で、基板のコーナー部が基板ホルダーに接触すること等
によりコーナー部の欠け不良が発生しやすかった。
【００６６】これに対して、本実施形態３のように、基
板切断時にコーナー部を曲線状に切断することで、切断
時及び切断後にコーナー部の欠けが発生し難くなり、コ
ーナー部の欠けによる破断片の発生を防止することがで
きる。さらに、作業者が切断後の基板に素手で触れたと
しても、コーナー部が鋭利な角を有していないため、安
全に作業を行うことができる。
【００６７】なお、図５（ａ）に示すように、一筆描き
のようにコーナー部を切断することが可能であり、原理
的には、コーナー部を任意の曲率で曲線的に切断するこ
とができる。
【００６８】そこで、コーナー部の曲率半径と加工精度
の関係について実験的に調べたところ、Ｒ≧２ｍｍの曲
率半径の場合には、コーナー部を曲線的に切断可能であ
ることが確認された。しかし、それよりも小さい曲率半
径の場合には、図５（ｃ）に示すように、切断予定ライ
ンに対して実際に得られる切断ラインがオーバーシュー
ト気味になることが確認された。
【００６９】このように本発明の基板の切断方法は、電
気配線、絶縁膜、半導体素子等の電気的部材が形成され
た一対のマザー基板を所定のサイズに切り出す工程に用
いることができるが、電気的部材が形成された一対のマ
ザー基板を互いに貼り合わせてパネル構成部とした後
で、そのパネル構成部を切り出して所定のサイズの表示
パネルを得る工程に適用することもできる。この場合に
ついて、以下の実施形態４に説明する。
【００７０】（実施形態４）図６は本実施形態４の基板
切断方法を説明するための斜視図である。ここでは図６
（ａ）に示すようにＴＦＴが形成されたアクティブマト
リクス基板３とＣＦが形成されたＣＦ基板４とを貼り合
わせてパネル化した後で、図６（ｂ）に示すようにレー
ザー照射して基板を切断する。これにより、図６（ｃ）
に示すように所定のサイズに切り出すと共に、アクティ
ブマトリクス基板３上に設けられた電気配線２を端子取
出部として露出させる。
【００７１】ここで、アクティブマトリクス基板３上の
電気配線２は、液晶表示パネルの内側面に位置している
ため、実施形態１において図１に示したように電気配線
２が形成されていない裏面からレーザーを照射して、精
度良く基板を切断することができる。レーザー照射はア
クティブマトリクス基板３側からとＣＦ基板４側からと
の２度行う必要があるが、液晶表示パネルの上下面から
同時にレーザー照射できる装置を用いれば生産性を向上
させることも可能である。これにより、アクティブマト
リクス基板やＣＦ基板の切断予定ライン上に如何なる電
気配線や絶縁膜が存在しても、レーザーパワー、スポッ
ト径、切断速度等の加工条件を一定にしたままで容易に
基板を切断することが可能である。
【００７２】このようにパネルを切り出す場合でも、実
施形態３のようにコーナー部を曲線状に切り出すことが
可能であり、これによりパネルコーナー部での基板の欠
けを防いで良品率を向上させることができると共に作業
の安全性を図ることができる。
【００７３】なお、本発明の基板の切断方法は、例えば
特開平８−１２２７６９号に開示されているような、複
数の液晶表示パネルを隣接させて大画面化を図った液晶
表示装置の製造に適用することもできる。
【００７４】図７（ａ）はその液晶表示装置の平面図で
あり、図７（ｂ）はその断面図である。この液晶表示装
置の製造工程においては、液晶表示パネル同士のつなぎ
目を目立たなくするために、液晶表示パネルの接続部を
加工精度良く切断する必要がある。そこで、本発明の基
板切断方法を用いれば、表１に示したように加工精度を
１０μｍ〜５０μｍにすることができるので、非常に有
効である。また、鏡面でマイクロクラックが皆無な切断
面を得ることができるので、切断面同士を接着剤で接続
する際に接着剤の濡れ性が向上して接着強度が向上する
と共に、接着剤と切断面との界面での散乱を皆無にする
ことが可能となる。
【００７５】また、本発明の基板の切断方法は、例えば
図１１に示した実開昭６０−１９１０２９号のように、
液晶表示パネルを構成する一対の基板のうち、少なくと
も一方の基板として、複数枚の小基板をその側面で接続
して作製した１枚の大基板を用いた液晶表示パネルの製
造に適用することもできる。この場合について、以下の
実施形態５に説明する。
【００７６】（実施形態５）図８は本実施形態５の基板
切断方法を説明するための斜視図である。ここではアク
ティブマトリクス基板１の走査電極６、信号電極７、画
素電極８およびＴＦＴ９が形成されている面（表面と称
する）を裏向けて配置し、それとは反対側の面（裏面と
称する）から実施形態１と同様にしてレーザー照射を行
い、切断予定ラインに沿って照射部を移動させてき裂を
進展させる。
【００７７】図１１に示した液晶表示パネルの製造にお
いては、画素電極やＴＦＴを形成したアクティブマトリ
クス基板用のマザー基板を所定のサイズに切り出して小
基板とした後、複数枚の小基板を互いに側面で接続して
１枚の大アクティブマトリクス基板を作製し、ＣＦが付
設された１枚の大型基板（対向基板）と貼り合わせてパ
ネル化する。このとき、アクティブマトリクス基板用マ
ザー基板の切断においては、接続領域をできるだけ小さ
くして基板同士のつなぎ目を目立たなくするために、表
示画素の近傍で非常に精度良く切断する必要がある。こ
のため、大画面液晶表示パネルのサイズや解像度にもよ
るが、接続面のエッジから１００μｍ〜５００μｍ程度
の位置に画素電極や半導体素子（例えばＴＦＴ）が配置
されることになる。従って、レーザーの照射スポット近
傍のＴＦＴが熱伝導の影響を受けたり、ＴＦＴにレーザ
ー光が直接照射されるのを防ぐ必要がある。
【００７８】そこで、本実施形態５の基板の切断方法に
よれば、ＴＦＴに直接レーザーが照射されることがな
く、ＴＦＴが熱伝導の影響を受けたり、ＴＦＴが光劣化
したりして素子特性に悪影響を及ぼすのを防ぐことがで
きる。また、完全なドライ工程で研削水を使用せず、研
削くずも発生しないため、従来のダイヤモンドブレード
ダイシング法による基板切断において生じていたよう
な、研削水や研削くずが基板上の半導体素子や有機膜に
悪影響を及ぼすという問題も防ぐことができる。さら
に、鏡面でマイクロクラックが皆無な切断面が得られる
ので、切断面同士を接着剤で接続する際に接着剤の濡れ
性が向上して接着強度が向上すると共に、接着剤と切断
面との界面での散乱を皆無にすることが可能となる。
【００７９】本実施形態の基板の切断方法によりアクテ
ィブマトリクス基板用のマザー基板を所定のサイズに切
り出して小基板を作製し、図１１に示した液晶表示パネ
ルを作製したところ、アクティブマトリクス基板の接続
部においても表示性能を均一にすることができた。
【００８０】これと比較するために、図１３に、走査電
極６、信号電極７、画素電極８およびＴＦＴ９が形成さ
れている表面からレーザー照射を行う比較例３の基板切
断方法を示す。この場合、例えばレーザーのスポット径
が１ｍｍ程度であると、基板切断中に基板切断予定ライ
ンから１００μｍ〜５００μｍ程度の位置に配置されて
いる半導体素子（ＴＦＴ）に光が照射され、アモルファ
スＳｉからなるＴＦＴは光照射により特性が変化するの
で切断ライン近傍のＴＦＴのみ特性が変化してしまうと
いう問題がある。また、半導体素子（ＴＦＴ）に直接レ
ーザーが照射されないとしても、レーザースポット近傍
では熱の影響を受け易く、特性変化が生じ易いという問
題がある。従って、この比較例３の基板の切断方法によ
りアクティブマトリクス基板用のマザー基板を所定のサ
イズに切り出して小基板を作製し、図１１に示した液晶
表示パネルを作製しても、アクティブマトリクス基板の
接続部において表示性能を均一にすることができない。
【００８１】ところで、図７や図１１で示した液晶表示
装置のように、複数の表示パネルや複数の小型基板をつ
なぎ合わせて大画面化を図る表示装置においては、各々
４枚の液晶表示パネルや４枚の小型基板を田の字状に接
続する場合が考えられる。
【００８２】図９（ａ）は４枚の表示パネル１１〜１４
を田の字状に接続した液晶表示装置の模式的な平面図で
ある。この場合、縦横の接続ラインＸ、Ｙのクロス部Ｐ
が非常に目立ち易いという問題が生じる。
【００８３】この原因としては、各表示パネルや各小型
基板の表示特性の差による影響、及び接続ピッチの精度
誤差による影響等が考えられるが、その他の各表示パネ
ルや各小型基板のコーナー部の加工精度も大きく影響し
ていることが判明した。
【００８４】例えば、従来の基板の切断方法を用いて接
続辺Ｘと接続辺Ｙとを切断した場合、上述の図５（ｂ）
に示したように、切断処理時に基板のコーナー部の角に
欠けが生じ易い。このようにコーナー部に欠けを有する
表示パネルを４枚接続すると、縦横の接続ラインのクロ
ス部Ｐに４枚の欠け欠陥が集中して、そこで特異的に光
の散乱や屈折が生じ、クロス部Ｐが非常に目立ち易くな
る。
【００８５】これに対して、本発明の基板の切断方法を
用いることにより、図９（ｂ）に示すように、接続辺Ｘ
に相当するラインと接続辺Ｙに相当するラインとに
沿って基板の切断を行っても、基板切断工程において基
板コーナー部Ｐ’に欠けが全く発生しないことがわかっ
た。この理由としては、以下のようなことが考えられ
る。
【００８６】上述のようにコーナー部をクロス切断する
場合、縦横の切断ラインの内の一方のライン、例えばラ
インを先に切断し、その後、このラインにクロスす
るように他方のライン、例えばラインを切断すること
になる。このとき、本発明の基板の切断方法を用いる
と、ラインの切断面が鏡面で切断面にマイクロクラッ
クや残留応力が存在しないため、ラインを切断する際
に、先に切断されているラインがあたかも存在しない
かのように何の影響も受けずに切断される。従って、基
板のコーナー部Ｐ’には全く欠けが発生しないのであ
る。
【００８７】本発明の基板の切断方法を用いて表示パネ
ル又は小型基板の切断を行い、コーナー部が周囲に触れ
て欠けないように注意しながら、切断された表示パネル
又は小型基板を田の字状につなぎ合わせて大画面液晶表
示装置を作製したところ、縦横の接続ラインのクロス部
Ｐがほとんど目立たない良好な表示特性が得られた。
【００８８】
【発明の効果】以上詳述したように、請求項１に記載の
本発明による場合には、レーザーが照射された際に発生
する熱応力にばらつきが生じず、スムーズに精度良く基
板を切断することができ、鏡面でマイクロクラックが皆
無な切断面を得ることが可能となる。
【００８９】また、請求項２に記載の本発明による場合
には、レーザーが照射された際に発生する熱応力にばら
つきが生じず、スムーズに精度良く基板を切断すること
ができるので、表示パネルを歩留り良く製造することが
できる。また、半導体素子（ＴＦＴ等）が光劣化や熱伝
導等の悪影響を受けにくいので、半導体素子に特性変化
等の問題が生じない。さらに、切断工程の後でマイクロ
クラックやエッジのバリを取り除くための面取り工程、
及び破断片、パーティクルや研削くず等を取り除くため
の洗浄工程等を省くことができるので、製造工程の簡略
化を図ることができる。特に、アクティブマトリクス基
板においては、外部からの化学汚染や、切断時に生じる
破断片、パーティクルや研削くず等の付着、これらに伴
う表面の傷等を避けることができるので、歩留りを向上
させることができる。さらに、非接触で基板を切断可能
であるので、装置の自動化が容易であり、生産性を向上
させることができる。
【００９０】また、請求項３に記載の本発明による場合
には、レーザーが照射された際に発生する熱応力にばら
つきが生じず、スムーズに精度良く基板を切断すること
ができるので、大画面の表示パネルを歩留り良く製造す
ることができる。また、半導体素子（ＴＦＴ等）が光劣
化や熱伝導等の悪影響を受けにくいので、半導体素子に
特性変化等の問題が生じない。さらに、鏡面でマイクロ
クラックが皆無な切断面を得ることができるので、切断
面同士の接着強度が向上すると共に、接着剤と切断面と
の界面での散乱を皆無にすることが可能となり、表示品
位を良好にすることができる。
【００９１】また、請求項４に記載の本発明による場合
には、レーザーが照射された際に発生する熱応力にばら
つきが生じず、スムーズに精度良く所定のサイズの表示
パネルを得ることができるので、表示パネルを歩留まり
良く製造することができる。また、半導体素子（ＴＦＴ
等）が光劣化や熱伝導等の悪影響を受けにくいので、半
導体素子の特性変化等の問題が生じない。
【００９２】さらに、請求項５に記載の本発明による場
合には、レーザーが照射された際に発生する熱応力にば
らつきが生じず、スムーズに精度良く所定のサイズの小
パネルを得ることができるので、大画面の表示パネルを
歩留り良く製造することができる。また、半導体素子
（ＴＦＴ等）が光劣化や熱伝導等の悪影響を受けにくい
ので、半導体素子に特性変化等の問題が生じない。さら
に、鏡面でマイクロクラックが皆無な切断面を得ること
ができるので、切断面同士の接着強度が向上すると共
に、接着剤と切断面との界面での散乱を皆無にすること
が可能となり、表示品位を良好にすることができる。
【００９３】また、請求項６に記載の本発明による場合
には、基板又は表示パネルのコーナー部で欠けが発生し
難くなるので、コーナー部の欠けによる破断片の発生を
防止して歩留りを向上させることができる。さらに、コ
ーナー部が鋭利な角を有していないので、作業の安全性
を図ることができる。
【００９４】さらに、請求項７に記載の本発明による場
合には、基板又は表示パネルのコーナー部において、切
断予定ラインに対してオーバーシュートすることなく予
定通りに切断を行うことができるので、表示パネルを歩
留り良く製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１の基板の切断方法を説明するための
斜視図である。
【図２】本発明において、基板の切断に用いた装置を示
す概略図である。
【図３】（ａ−１）は実施形態１による基板切断面の表
面粗さを測定した結果を示す図であり、（ａ−２）はそ
の表面形状の３Ｄ表示を示す図であり、（ｂ−１）はダ
イヤモンドブレードダイシング法による基板切断面の表
面粗さを測定した結果を示す図であり、（ｂ−２）はそ
の表面形状の３Ｄ表示を示す図である。
【図４】本発明において、急冷ガスを用いた基板の切断
方法を説明するための斜視図である。
【図５】実施形態３の基板の切断方法を説明するための
斜視図である。
【図６】実施形態４の基板の切断方法を説明するための
斜視図である。
【図７】（ａ）は特開平８−１２２７６９号の液晶表示
装置を示す平面図であり、（ｂ）はその断面図である。
【図８】実施形態５の基板切断方法を説明するための斜
視図である。
【図９】（ａ）は４枚の表示パネルを田の字状に接続し
た液晶表示装置の平面図であり、（ｂ）は本発明の基板
の切断方法を説明するための斜視図である。
【図１０】（ａ）はダイヤモンドスクライビング法を示
す断面図であり、（ｂ）はレーザースクライビング法を
示す斜視図であり、（ｃ）はダイヤモンドブレードダイ
シング法を示す断面図であり、（ｄ）はレーザー割断法
を示す斜視図である。
【図１１】（ａ）は実開昭６０−１９１０２９号の液晶
表示パネルの平面図であり、（ｂ）はそのＡ−Ａ’線断
面図である。
【図１２】比較例１の基板の切断方法を説明するための
斜視図である。
【図１３】比較例３の基板の切断方法を説明するための
斜視図である。
【符号の説明】
１ ガラス基板 ２ 電気配線 ３ アクティブマトリクス基板 ４ ＣＦ基板 ６ 走査電極 ７ 信号電極 ８ 画素電極 ９ ＴＦＴ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０５Ｋ 3/00 Ｈ０５Ｋ 3/00 Ｎ

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 一表面に電気的部材を有する基板に対し
    て、該一表面とは反対側の面からレーザーを照射し、そ
    の照射部を熱源として該基板の内部に熱応力を生じせし
    めると共に照射部を移動して該基板を切断する基板の切
    断方法。
  2. 【請求項２】 一表面に電気的部材を有する一対の基板
    を貼り合わせてなる表示パネルを製造する方法であっ
    て、 少なくとも一方の基板作製用のマザー基板に対して、そ
    の電気的部材を有する該一表面とは反対側の面からレー
    ザーを照射し、その照射部を熱源として該マザー基板の
    内部に熱応力を生じせしめると共に照射部を移動して該
    マザー基板から該基板を切り出す工程を含む表示パネル
    の製造方法。
  3. 【請求項３】 複数枚の小基板をその側面で接続してな
    る１枚の大基板と対向基板とが貼り合わせられている表
    示パネルを製造する方法であって、 該小基板作製用のマザー基板に対して、その電気的部材
    を有する一表面とは反対側の面からレーザーを照射し、
    その照射部を熱源として該マザー基板の内部に熱応力を
    生じせしめると共に照射部を移動して該マザー基板から
    小基板を切り出す工程と、 各小基板の切り出された面同士を接続して１枚の大基板
    を作製する工程と、 該大基板と対向基板とを貼り合わせて表示パネルを得る
    工程とを含む表示パネルの製造方法。
  4. 【請求項４】 一表面に電気的部材を有する一対の基板
    を貼り合わせてなるパネル構成部に対して、各基板の該
    一表面とは反対側の面からレーザーを照射し、その照射
    部を熱源として各基板の内部に熱応力を生じせしめると
    共に照射部を移動して該パネル構成部を切り出して、所
    定のサイズからなる１枚または２枚以上の表示パネルを
    得る工程を含む表示パネルの製造方法。
  5. 【請求項５】 複数枚の小パネルをその側面で接続して
    なる大型表示パネルを製造する方法であって、 一表面に電気的部材を有する一対の基板を貼り合わせて
    なるパネル構成部に対して、各基板の該一表面とは反対
    側の面からレーザーを照射し、その照射部を熱源として
    各基板の内部に熱応力を生じせしめると共に照射部を移
    動して該パネル構成部を切り出して、所定サイズからな
    る１枚または２枚以上の小パネルを得る工程と、 各小パネルの切り出された面同士を接続して１枚の大型
    表示パネルを作製する工程とを含む表示パネルの製造方
    法。
  6. 【請求項６】 前記基板又は表示パネルのコーナー部
    を、曲線状に切断する請求項２又は請求項４に記載の表
    示パネルの製造方法。
  7. 【請求項７】 前記基板又は表示パネルのコーナー部
    を、曲率半径Ｒ≧２ｍｍで曲線状に切断する請求項６に
    記載の表示パネルの製造方法。
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