(57)【要約】【課題】  ガラス基板への熱ダメージを抑制し、ガラス基板の表面に貼り付けられた樹脂板の切断面をできるだけ急峻にするレーザビームによる切断方法を提供する。【解決手段】  ガラス基板１に貼り付けた樹脂板２に対してレーザビームＢを照射して樹脂板２を切断する方法であって、レーザビームＢの焦点Ｐを樹脂板２の上方にデフォーカスさせた状態で照射し、レーザビームＢを遮蔽する遮蔽板３を、マザー基板Ａの切断予定ラインＳに沿って切断予定ラインＳを露出させた状態で配置し、レーザビームＢの樹脂板２表面での光強度分布におけるピーク部分Ｂ１のみを切断予定ラインＳに照射するようにして、他の部分Ｂ２を遮蔽板３でカットするように構成する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下地基板に貼り付けた樹脂板に対してレーザビームを切断予定ラインに沿って相対的に移動させながら照射して当該樹脂板を切断する方法であって、
前記樹脂板に照射されるレーザビームの光強度分布がビームの光軸中心付近の略一定強度のピーク部分とその外側で緩やかに減衰するテール部分とで照射されるように、前記レーザビームの焦点が前記樹脂板の表面から高さ方向にデフォーカスさせた状態で照射し、
前記樹脂板に照射されたレーザビームを遮蔽する遮蔽部材を、前記切断予定ラインを露出させた状態で当該切断予定ラインに沿って隣接するように配置し、
前記レーザビームのうち、前記ピーク部分のレーザビームを前記切断予定ラインに照射するとともに、前記テール部分のレーザビームを前記遮蔽板でカットするようにしたことを特徴とする樹脂板の切断方法。
【請求項２】
前記レーザビームがＣＯ２レーザである請求項１に記載の樹脂板の切断方法。
【請求項３】
前記樹脂板が液晶表示パネルのガラス基板に貼り付けられた偏光板である請求項１または請求項２のいずれかに記載の樹脂板の切断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス基板上に貼り付けられた樹脂板を、レーザビームの照射により切断する切断方法に関する。例えば、本発明は、ガラス基板上に樹脂製の偏光板が貼り付けられた液晶表示パネル（ＬＣＤ）において、偏光板をレーザビームで切断する際の切断方法として利用される。
【背景技術】
【０００２】
ガラス基板の片面あるいは両面にＰＥＴ樹脂などからなる偏光板（偏光フイルム）を貼り付けた液晶表示パネルは従来から知られている。このような液晶表示パネルを製造する方法が、例えば特許文献１に開示されている。この特許文献１で示された方法では、まず、複数の単位パネルがパターン形成された大面積の液晶マザー基板から個々の単位パネルを切り出し、この単位パネルに、別途作成された偏光板が一枚ずつ貼り付けられている。
【０００３】
上記の方法では、単位パネル毎に偏光板を貼り付けなければならないので、その工程に時間がかかる。また、ガラス基板に対して、それと同サイズの偏光板を正確に位置決めして貼り付けなければならず、時間を要するとともに位置決めの精度が要求され、位置ズレによる不具合が発生しやすい。
【０００４】
そこで出願人は、大面積の液晶マザー基板の全面に偏光板を先に貼り付けておき、その後、切断予定ラインに沿ってレーザビームで偏光板を切断するようにした方法を特許文献２で開示している。これによれば、偏光板を単位パネルのガラス基板に合わせて精度よく、かつ、一挙に複数の単位パネルに貼り付けることができる。また、ガラス基板と偏光板との間にＩＴＯ膜を介在させることで、ビーム照射時にはＩＴＯ膜でビームが反射され、ガラス基板への熱ダメージを抑えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−０２３１５１号公報
【特許文献２】特開２０１１−１７８６３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般に、レーザビームを走査して偏光板を切断する場合、レーザビームは、所定の強度分布で走査するようにしている。照射ビームの光強度分布は、図５（ａ）に示すように、光軸中心部が強く、その外側が弱くなる山状の分布（ガウシアン分布）になる。レーザビームは、円形状ビームスポットを形成していてもよく、また、所定の長軸径、短軸径を有する楕円状のビームスポットを形成していてもよい。
したがって、レーザビームの焦点をガラス基板１１に貼り付けられた偏光板１２の表面に合わせて照射した場合、図５（ｂ）に示すように、溶融やアブレーションにより形成される溝１３は、略上記の光強度分布（照射面の熱強度分布と同様）の反転形状となる。この後、基板を次工程に送り、溝１３の中心に沿ってガラス基板１１を単位パネルに分断すると、図５（ｃ）に示すように、偏光板１２の切断面は傾斜面となる。その結果、ガラス基板１１の端面近傍には、偏光板１２の板厚が徐々に薄くなる傾斜領域が所定の幅Ｌ１で形成されることになる。
しかしながら、分断された単位パネルを製品としてみた場合には、傾斜領域の幅Ｌ１はできるだけ小さい方が望ましい。すなわち、偏光板１２の端はできるだけガラス基板１１の端に近い位置で分断できることが望ましい。
傾斜領域の幅Ｌ１を小さくするための方法として、偏光板１２表面におけるビームスポットの小径化がある。レーザビームは、より小さく集光させることで急峻な光強度分布へと変化する。前述のように、溝１３は、光強度分布に応じた反転形状となるため、結果的により狭い傾斜領域Ｌ１を得ることができる。しかし、その一方で、ビームスポット内は強い光強度で集中的に照射されることになるため、偏光板１２直下のガラス基板１１にも熱的ダメージを与えてしまうことになる。ガラス基板１１への熱的ダメージは、ガラス基板１１自体の強度低下を招いて製品価値を大きく損なうため、極力避けねばならない。
高品質の単位パネルを得るためには、ガラス基板に熱的ダメージをもたらすことなく、上記傾斜領域の幅Ｌ１をできるだけ小さく、具体的にはＬ１を５０μｍ以下にすることが望ましい。
【０００７】
このような課題に鑑み、上記した特許文献２では、ガラス基板と偏光板との間にＩＴＯ膜を介在させておいて、レーザビーム照射時にＩＴＯ膜で反射させてレーザビームによるガラス基板への熱的ダメージを抑えるようにしている。
しかし、ＩＴＯ膜を組み入れることになれば、液晶パネルの構成が複雑になるとともに、ＩＴＯ蒸着等の製造工程も増えてコスト高になるといった問題点があった。
【０００８】
本発明者は、偏光板下にあるガラス基板に熱ダメージを与えないように、焦点から離れた位置のデフォーカスで加工するにあたって、レーザビームの周辺部分（スクライブラインの両脇または片側）を遮蔽し、偏光板への照射を防ぐことによって、偏光板の切断面の傾斜が緩やかになることを見出し、本発明を完成した。
本発明は、ＩＴＯ膜による反射層を形成する工程を省略するものでありながら、ガラス基板へのレーザビームによる熱的ダメージを抑制することができ、しかも、ガラス基板の表面に貼り付けられた偏光板等の樹脂板の傾斜領域の幅Ｌ１が急峻になるようにすることができるレーザビームによる樹脂板の切断方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決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、本発明の切断方法は、ガラス等の下地基板に貼り付けた樹脂板に対してレーザビームを切断予定ラインに沿って相対的に移動させながら照射して当該樹脂板を切断する方法である。
そして、前記樹脂板に照射されるレーザビームの光強度分布がビームの光軸中心付近の略一定強度のピーク部分とその外側で緩やかに減衰するテール部分とで照射されるように、前記レーザビームの焦点が前記樹脂板の表面から高さ方向にデフォーカスさせた状態で照射する。
さらに、前記樹脂板に照射されたレーザビームを遮蔽する遮蔽部材を、前記切断予定ラインを露出させた状態で該切断予定ラインに沿って隣接するように配置し、前記レーザビームのうち、前記ピーク部分のレーザビームを前記切断予定ラインに照射するとともに、前記テール部分のレーザビームを前記遮蔽板でカットするようにした。
【００１０】
ここで、レーザビームはＣＯ２レーザとするのが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、樹脂板（偏光板）に照射されるレーザビームは、デフォーカス状態にしてあるので、最もビームが集光される位置に比べて相対的に光強度分布のピークは低くなる。そのため、偏光板を切断した際にガラス基板へ与える熱的ダメージを、最もビームが集光された位置での加工に比べて抑えることができる。一方、レーザビーム照射時に、レーザビームの光強度分布におけるテール部分が遮蔽板によってカットされるので、遮蔽板端部に沿って切り出された偏光板の切断端面が急激な傾斜面になり、垂直に近い切断端面をもった高品質の製品を得ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る切断方法の一例を示す図。
【図２】遮蔽板を使用しない場合の加工例を示す図。
【図３】図１で示した切断方法の工程を説明する図。
【図４】本発明に係る切断方法の他の実施例を示す図。
【図５】従来のレーザビーム照射方法により形成される溝の形態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下において、本発明の切断方法を図に基づいて詳細に説明する。
図１（ａ）は、単位パネルに切り出す前の液晶マザー基板Ａにおけるガラス基板１と、その上面に貼り付けられた偏光板２の断面図を示すもので、この液晶マザー基板ＡをレーザビームＢにより切断予定ラインＳから左右の単位パネルＡ１、Ａ１に分断する場合を例にして説明する。
【００１４】
図１（ａ）に示すように、ガラス基板１への熱的ダメージを抑えるべくレーザビームＢの焦点Ｐを液晶マザー基板Ａの上方（あるいは下方）にずらしたデフォーカス状態となるよう、レーザ光学系（図示外）を切断予定ラインＳの上方に配置する。本実施例の場合、偏光板２はＰＥＴ樹脂などで形成されており、ガラス基板１の厚みが０．７ｍｍ程度、偏光板２の厚みが０．２ｍｍ程度で形成されている。また、デフォーカスされるレーザビームＢの焦点Ｐの位置、すなわち、焦点Ｐと偏光板２の上面との距離Ｈは約２ｍｍに設定される。
使用されるレーザビームＢとしては、偏光板２に対して吸収効率のよい波長、例えば９．４μｍや１０．６μｍの波長を有するＣＯ２レーザを用いるのがよい。
そして、図１（ｂ）に示すように、切断予定ラインＳの近傍部分を露出させた状態で、切断予定ラインＳに沿ってその両脇、または片側にレーザビームＢを遮蔽する遮蔽板（遮蔽部材）３を配置する。遮蔽板３には、ガラス板やシムテープなどＣＯ２レーザが透過しない材質を用いる。
【００１５】
説明の便宜上、遮蔽板３を用いないときの加工状態について簡単に説明する。図２はデフォーカス状態で照射されたレーザビームＢを、遮蔽板３を用いることなく直接偏光板２に照射したときの加工状態を示す図である。
偏光板２の上面に照射されるレーザビームＢは、焦点Ｐの位置よりも下側、つまりデフォーカスの状態であり、焦点Ｐよりもビーム径は広い。そのため、偏光板２上面における光強度分布は、図２（ｂ）のようにレーザビームＢの光軸中心をピーク部分とし、焦点Ｐに比べ（図５（ａ）参照）、外側周辺に向けて緩やかに減衰するテールを引いた山状の形態（緩やかなガウシアン分布）となる。このレーザビームＢを偏光板２に照射すると、偏光板２に形成される溝Ｃ１は、図２（ａ）に示すように、光強度分布を反転させた形状となる。したがって、切断予定ラインＳに沿って分断された後の偏光板２の切断面は、緩やかな傾斜面が形成されることになり偏光板２の分断品質としては好ましい状態ではない。分断後の製品形状にもよるが、一般にこの傾斜面は、限りなく垂直に近いほど高品位であるとされる。
【００１６】
本発明では、図３（ａ）に示すように、遮蔽板３（遮蔽部材）を、切断予定ラインＳの近傍部分を露出させた状態で切断予定ラインＳに沿って配置し、光強度分布における光軸中心近傍のピーク部分Ｂ１の光のみを切断予定ラインＳに照射するようにして、他のテール部分Ｂ２を遮蔽板３でカットするようにした。遮蔽板３の端面と切断予定ラインＳとの間隔Ｌは、１０〜２００μｍ程度、好ましくは２０〜１００μｍ程度とするのがよい。
【００１７】
上記のようにしてレーザビームを切断予定ラインＳに沿って移動させることにより、図３（ｂ）に示すような溝Ｃを偏光板２に形成する。レーザビームは光強度分布におけるピーク部分Ｂ１のみが左右の遮蔽板３、３の間の切断予定ラインＳ部分に照射され、テール部分Ｂ２が遮蔽板３によってカットされる。切断予定ラインＳに照射されたレーザビームは、デフォーカス状態で照射されているので、焦点を偏光板２の上面に合わせて照射したときのように、集光された光強度のピークが高いレーザビームに比べて光強度が弱められているとともに略一定強度であり、ガラス基板１への熱的ダメージを抑えることができる。切断予定ラインＳではこのピーク部分Ｂ１のレーザビームが照射され、溝Ｃを溶融あるいはアブレーションによって形成することができる。
また、照射面では、レーザビームの光強度分布のテール部分Ｂ２が遮蔽板３によってカットされており、光強度が略一定であるピーク部分Ｂ１の光が偏光板２に照射されるので、照射部分は略均一な光エネルギーによる均一な加工（アブレーションまたは溶融）がなされるようになり、加工後の溝Ｃは図３（ｃ）に示すように左右側壁が切り立った急峻な傾斜面が形成される。したがって、次工程で切断予定ラインＳに沿ってガラス基板１を単位パネルＡ１、Ａ１に分断したときに、偏光板２の端面は急峻な傾斜面が形成され、斜面領域の幅Ｌ１を小さくすることができる。すなわち、本発明によれば、ガラス基板に対する熱的ダメージを抑え、偏光板には急峻な傾斜面を形成することができる。従来、これらは相反する条件（デフォーカスまたは集光）でしか達成することができなかったが、本発明によれば、両立できなかった加工結果を一度の走査で達成できるようになる。
【００１８】
ここで、本発明を用いた具体的な加工例について説明する。ガラス基板１の板厚が０．７ｍｍ、樹脂製の偏光板２の板厚が０．２ｍｍの液晶マザー基板に、板厚が０．５ｍｍの遮蔽板３を取り付け、遮蔽板３の端面と切断予定ラインＳとの間隔Ｌを５０μｍとし、レーザの焦点Ｐと偏光板２の上面とのデフォーカスの距離Ｈを２ｍｍに設定し、ＣＯ２レーザで偏光板２をカットした。
その結果、傾斜領域の幅Ｌ１を目標の５０μｍよりも小さい３８μｍまで改善することができた。
なお、比較のため、遮蔽板３を取り付けずに同様のレーザ照射を行った結果、傾斜領域の幅Ｌ１は８０μｍ以上であった。
【００１９】
次に、第二の実施形態について説明する。図４は、ガラス基板１の端面からオーバーハングさせた状態で貼り付けられた偏光板２を切断する場合を示す。
この場合は、図４（ａ）に示すように、偏光板２から切断される端材部分２ａは破棄されるものであるから、遮蔽板３は、ガラス基板１の端面に沿った切断予定ラインＳのガラス基板１側のみに配置する。そして上記実施例と同様に、デフォーカス状態でレーザビームＢを切断予定ラインＳに沿って偏光板２上に照射する。すると、偏光板２に形成される溝Ｃ’の側壁は、図４（ｂ）に示すように、遮蔽板３を載置した側では、先の実施例と同様に熱強度分布における裾野部分Ｂ２が遮蔽板３でカットされるので急峻な傾斜面となり、反対側は緩やかな傾斜面となる。この緩やかな傾斜面の側の偏光板２は端材２ａとして破棄される。
これにより、図４（ｃ）に示すように、ガラス基板１に貼り付けられた偏光板２の切断端面を、ガラス基板１の端面と一致させた状態で切断でき、かつ、偏光板２の切断端面の傾斜領域の幅Ｌ１を小さくすることができる。
【００２０】
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い。例えば、切断すべき樹脂板として、液晶表示パネルのガラス基板に貼り付けられた偏光板を示したが、下地となる基板がガラス以外の基板であっても、レーザビームが照射されたときに熱的なダメージを受けるものについては本発明が利用できる。その他、本発明では、その目的を達成し、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。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明は、液晶表示パネルの偏光板のようなガラス基板に貼り付けられた樹脂板を切断する際に利用される。
【符号の説明】
【００２２】
Ａ  液晶マザー基板
Ａ１  単位パネル
Ｂ  レーザビーム
Ｃ  溝
Ｐ  レーザビームの焦点
１  ガラス基板
２  偏光板（樹脂板）
３  遮蔽板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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