(57)【要約】【課題】母基板には、複数のセルが隣り合うセルの端部から所定の距離を隔てて並べられて備えるため、セルとセルの間の端切れ部分が無駄であるとともに、母基板上にセルを多く配置できず、生産効率が悪かった。さらに、超硬ホイールによる割断方法では、割断後にマイクロチップ（微少な欠けや微少な割れ）等の多くの不具合がある。【解決手段】本発明では、母基板に隣り合うセルのシール部材を共有することで、以前より同サイズの母基板から、より多くのセルをとることができる。また、レーザ割断手段により、共有するシール部材の真上を割断するため、割断本数を減少することができ、これにより割断工程にかかる時間を短縮することができる。さらに割断部分に塑性変形領域が生じたり、マイクロチップ（微少な欠けや微少な割れ）が生じたりせず、製品歩留まりが向上する。【選択図】図１
2006150642.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二つの基板が一定距離を隔ててシール部材により貼り合わされてなる母基板上に並設するセルにおいて、隣接するセルと共有するシール部材の上部をレーザ割断手段により割断する少なくとも１つの端部を有することを特徴とするセル。
【請求項２】
前記レーザ割断手段は、スクライブ手段と、ブレイク手段と、前記スクライブ手段と前記ブレイク手段とを母基板に対して相対的に移動する移動手段とからなるものであって、
前記スクライブ手段が、
母基板上の割断予定線の割断開始点にクラックを生成するイニシャルクラック手段と、
母基板を加熱するレーザ手段と、
前記レーザ手段により加熱した母基板上の箇所を冷却する水冷手段と、
からなるものであって、
前記レーザ割断手段により割断する少なくとも１つの端部を有することを特徴とする請求項１に記載のセル。
【請求項３】
前記レーザ割断手段の前記ブレイク手段が炭酸ガスレーザであって、前記レーザ割断手段により割断する少なくとも一つの端部を有することを特徴とする請求項１または２に記載のセル。
【請求項４】
二つの基板が一定距離を隔ててシール部材により貼り合わされてなる母基板を前記レーザ割断手段により、割断予定線上の割断開始点にクラックを生成するイニシャルクラック生成工程と、前記クラックを進展させるスクライブ工程と、母基板を割断するブレイク工程からなる割断方法で割断するセルの製造方法において、
母基板のシール部材の上部を含む直線上に割断予定線を設定した後、
母基板平面内の第一方向の割断予定線について、この割断線毎にイニシャルクラック生成工程と、スクライブ工程とからなる一連の工程を行った後、
母基板平面内の第二方向の各割断予定線ついて、この割断線毎にイニシャルクラック生成工程と、スクライブ工程と、ブレイク工程とからなる一連の工程を行うことにより母基板裏面を割断した後、
母基板裏面の第一方向の割断予定線ついて、この割断線毎にブレイク工程を行うことにより母基板を割断するセルの製造方法。
【請求項５】
二つの基板が一定距離を隔ててシール部材により貼り合わされてなる母基板を前記レーザ割断手段により、割断予定線上にクラックを生成するイニシャルクラック生成工程と、前記クラックを進展させるスクライブ工程と、母基板を割断するブレイク工程からなる割断方法で割断するセルの製造方法において、
母基板のシール部材の上部を含む直線上に割断予定線を設定した後、
母基板表面内の第一方向と、第一方向と直交する第二方向とのそれぞれに平行して複数備える各割断予定線について、この割断線毎にイニシャルクラック生成工程と、スクライブ工程と、ブレイク工程とを連続して行うことにより母基板表面の基板を割断した後、
母基板裏面内の第一方向の各割断予定線について、この割断線毎にイニシャルクラック生成工程と、スクライブ工程とを連続して行った後、
母基板裏面内の第二方向の各割断予定線ついて、この割断線毎にイニシャルクラック生成工程と、スクライブ工程と、ブレイク工程とを連続して行って母基板裏面を割断した後、
母基板裏面の第一方向の割断予定線ついて、この割断線毎にブレイク工程を行うことにより母基板を割断するセルの製造方法。
【請求項６】
前記イニシャルクラック生成工程は、前記イニシャルクラック手段により母基板の割断予定線上の割断開始点にクラックを生成するものであることを特徴とする請求項４または５に記載のセルの製造方法。
【請求項７】
前記イニシャルクラック生成工程は、イニシャルクラック手段により母基板の割断予定線上の割断開始点にレーザを照射してクラックを生成するものであることを特徴とする請求項４または５に記載のセルの製造方法。
【請求項８】
前記スクライブ工程は、前記レーザ照射手段により母基板の割断予定線上を加熱すると共に相対的に移動して、水冷手段により、加熱した箇所を冷却すると共に相対的に移動する一連のスクライブを生成する工程であることを特徴とする請求項４または５に記載のセルの製造方法。
【請求項９】
前記ブレイク工程は、前記ブレイク手段により母基板にレーザを照射することを特徴とする請求項４または５に記載のセルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、母基板をレーザ割断手段により割断して製造するセル及びその方法に関するものであり、特に液晶パネル、ＰＤＰ、有機ＥＬ、又はＦＥＤ等の基板をより多く隣接させたセルを最適に割断して製造するセル及びその方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶パネルの製造では、二枚の大型母基板をシール部材で貼り合わせて、これを小型のセルに切り分けて製造する。この小型のセルに割断する方法として、特許文献１に記載のスクライブ・ブレイク法があげられる。
【０００３】
図８は特許文献１の図５に示す母基板であり、この母基板上には、複数のセルがその外周をシール部材で区切られて、かつ、隣のセルと一定の間隔を隔てて複数備える。この母基板を割断する方法は、母基板のシール部材の真上を超硬ホイールにより母基板の表面と裏面から同じ箇所となるようにスクライブ溝を生成した後に、ブレイク手段によりスクライブ溝付近に衝撃力を加えることでクラック（亀裂）を進展させる一連の工程により、割断予定線毎に、この割断線上に沿って母基板を割断する方法である。
【０００４】
二枚のガラス基板を貼り合わせる工程では、ガラス基板に熱硬化する樹脂をシール部材として例えば０．４〜０．５ｍｍの幅となるように塗って、二枚のガラス基板の位置を合わせて重ねて置いて、圧力をかけて焼成することで貼り合わせることができる。このときのシールの幅は、１．５ｍｍ程度まで拡大される。この文献の割断方法では、セルの最外周から０．８ｍｍの箇所、つまりシール部材のほぼ中心線に沿って割断するため、このセルのシール部材は０．７ｍｍ程度となる。さらに、このような超硬ホイールによる機械的な割断方法では、割断部分が、もろくて壊れやすい塑性変形領域（高密度化領域）となるため、割断部分を研磨する必要があり、シール部分は研磨により削られて無くなる部分（研磨しろ）例えば０．０４ｍｍ程度、余分に設けておく必要がある。
【０００５】
図９は特許文献２の図１に示すレーザ割断手段による割断方法の説明図である。この方法では、放射ビーム（レーザ光）の照射によって脆性非金属本体１（母基板）をその軟化点より低い温度に加熱して、意図する亀裂線（割断予定線）上の加熱されたターゲット領域２（レーザ照射スポット）から移動方向に対して後方側に一定距離だけ離れた位置にある加熱表面領域３へ流体冷媒（水冷手段）の流れを指向させることにより脆性非金属本体１を割断するものである。
【０００６】
従来のセルの製造方法について、図８を参照に説明する。従来のセルの製造方法は、上述したレーザ割断手段や超硬ホイールにより母基板上に複数備える割断予定線上でブレイク溝を生成して、ブレイク手段により割断する一連の工程を割断予定線の一本毎に（スクライブ・ブレイク法と称する）割断するセルの製造方法である。
【特許文献１】特開２００３−２５５３６２号公報
【特許文献２】特許第３０２７７６８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の母基板には、複数のセルが隣り合うセルの端部から所定の距離を隔てて並べられて備えるため、セルとセルの間の端切れ部分が無駄であるとともに、母基板上にセルを多く配置できず、生産効率が悪かった。
【０００８】
従来の超硬ホイールによりシール部材の真上を割断する割断方法では、割断部分に生じる塑性変形領域の残留応力により、割断部分にマイクロチップ（微少な欠けや微少な割れ）が生じる。これによりシール部材が剥離してシール部分に穴ができて、後の液晶注入工程で液晶が漏れるという不具合を起こす可能性があり、シール部分を細くすることができない。その結果、表示サイズに対してセルの大きさが大きくなるという不具合がある。
【０００９】
また、シール部材の硬化に際して生じる部分的な引張応力に起因する残留ひずみがガラス基板内部に生じている。このようなガラス基板を上述の超硬ホイールにより割断する際に、ガラス基板内部の残留ひずみが左右対称ではないため、割断の軌跡が湾曲するなどの割断予定線上を割断できない不具合が生じやすい。
【００１０】
また、この超硬ホイールによる割断方法では、割断面に塑性変形領域が生じることにより、割断して製造されたセルの強度にばらつきが少ないものの、その強度の平均的な値は低く、セル縁部から破損が起こりやすくなっている。これを防止するために、割断後に割断部分を研磨する必要があり、この工程に非常に長い時間を要するとともに、削り屑がパーティクルとして発生するので周辺のクリーン度を低下させるほか、シール部材の幅を研磨する部分を考慮して設ける必要があるなど多くの不具合がある。
【００１１】
従来のセルの製造方法では、母基板の表裏両面について割断線毎にスクライブ・ブレイク法によって母基板を割断方法してセルを製造するため、母基板表面の割断の後に、母基板裏面の一定方向（以下、第一方向と称する。）についてスクライブ・ブレイク法による割断を行うことで複数のセルが備えられる短冊状の母基板を製造した後、さらにスクライブ・ブレイク法により個々のセルに割断する際に、図１０に示すようにセルの割断端部にチッピングと称する割断線が湾曲する不具合が生じる。このチッピングによりセル上の端子部の配線が切断されることで製品不良を起こす不具合や、最終製品とするためのケースに収納できない不具合を発生させる原因となる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のセルは、二つの基板を、シール部材を介して一定距離を隔てて貼り合わせてあり、かつ、隣接したセルがシール部材を共有する母基板から、前記シール部材の上部をレーザ手段により割断する少なくとも１つの端部を有するものである。このシール部材は、熱硬化する樹脂であっても、ＵＶ光を照射することで硬化するＵＶ樹脂等の公知のシール部材であっても良い。また、シール部材は基板上に非常に薄く塗られるものであるため、レーザ割断手段によりシール部材の上部、つまりシール部材により真上（真下）に貼り合わされる二枚のガラス基板を同じ割断線上を割断すると同時に、シール部材も割断される。
【００１３】
本発明で用いられる前記レーザ割断手段は、スクライブ手段と、ブレイク手段と、スクライブ手段とブレイク手段とを母基板に対して相対的に移動する移動手段と、からなるものである。また、前記スクライブ手段が、イニシャルクラック手段と、レーザ照射手段と、水冷手段と、からなるものである。イニシャルクラック手段は、レーザ光を照射することにより、または、ダイヤモンドホイール等の機械的な方法により、ガラス基板上であって割断予定線上の割断開始点にクラック（亀裂）を発生させるものであり、レーザはＮｄ：ＹＡＧの４倍の高調波等がある。レーザ照射手段によるレーザの種類は、炭酸ガスレーザ（波長１０．６μｍ）、エキシマレーザ（ＡｒＦ、ＫｒＦ）（波長１９３〜２４９μｍ）、波長が４００ｎｍ以下のＵＶレーザ、Ｎｄ：ＹＡＧの２倍高調波やＹＶＯ４レーザ等のＧｒｅｅｎＹＡＧレーザ（波長５３２ｎｍ）を照射する手段である。水冷手段は、ノズル、管材等により水と圧縮空気又は窒素等を単独で又は混合して、液状または霧状にガラス基板の加熱箇所に注水又は噴霧するものである。ブレイク手段は、レーザ照射手段と同様の炭酸ガスレーザ等の照射手段、または、割断部分に圧力を加える手段であっても良い。
【００１４】
なお、レーザ割断手段を母基板に対して相対的に移動するための移動手段は、ボールネジをモータにより回動することで、及びリニアモータ等により直線運動するスライド部と、直線運動可能にスライド部を支持する直動ガイドからなるものである。この移動手段を複数備えることにより水平面内で自在に移動可能となる。この発明では、移動手段により母基板、若しくは、レーザ割断手段を移動させるため、並びに母基板及びレーザ割断手段を移動させるために用いてもよい。
【００１５】
本発明で用いるレーザ割断手段により、ある（１本の）割断予定線上を割断する手順について以下に説明する。まず、前記イニシャルクラック手段により母基板の割断予定線上の割断開始点（ここで、割段階始点とは、割断を開始する母基板端部から微少距離間を示す。）にクラックを生成して、次に、前記レーザ照射手段により母基板の割断予定線上を加熱すると共に相対的に移動して、次に、水冷手段により加熱した箇所を冷却すると共に相対的に移動する一連のスクライブを生成する工程を母基板の割断予定線について行った後に、前記ブレイク手段により母基板を割断することでセルを製造することができる。なお、本発明で用いるレーザ割断手段は、母基板のシール部材の真上及びシール部材のない箇所等のいずれの箇所をも割断できるものである。
【００１６】
上述のレーザ割断手段により母基板を割断してセルを製造する方法を以下に説明する。このセルの製造方法は、二つの基板が一定距離を隔ててシール部材により貼り合わされてなる母基板平面内の第一方向の各割断予定線毎にイニシャルクラック生成工程と、スクライブ工程とを連続して行った後、母基板平面内の第二方向の各割断予定線毎にイニシャルクラック生成工程と、スクライブ工程と、ブレイク工程とを連続して行って母基板を割断した後、既にスクライブ溝が形成されている第一方向の割断予定線にブレイク工程を行うことにより母基板を割断するセルの製造方法である。なお、第一方向と第二方向とは、例えば直交する異なる二方向を示すものである。
【００１７】
前述では、二つの基板が一定距離を隔ててシール部材により貼り合わされてなる母基板の表面又は裏面の何れか１面についてレーザ割断手段により割断してセルを製造する方法について説明した。これに対して、母基板の一方の面について従来通りの割断した後に、母基板を裏返して、他表面について本発明の割断するセルの製造方法を以下に説明する。
【００１８】
本発明のセルの製造方法は、まず、従来のセルの製造方法と同様に、二つの基板が一定距離を隔ててシール部材により貼り合わされてなる母基板を前記レーザ割断手段により、母基板表面上に設定した割断予定線上を母基板表面内の第一方向と、第一方向と直交する第二方向とのそれぞれに平行して複数備える各割断予定線について、この割断線毎にイニシャルクラック生成工程と、スクライブ工程と、ブレイク工程とを連続して行うことにより母基板表面の基板を割断する。この後、本発明の母基板を裏返して、母基板裏面内の第一方向の各割断予定線について、この割断線毎にイニシャルクラック生成工程と、スクライブ工程とを連続して行った後、母基板裏面内の第二方向の各割断予定線ついて、この割断線毎にイニシャルクラック生成工程と、スクライブ工程と、ブレイク工程とを連続して行って母基板裏面を割断した後、母基板裏面の第一方向の割断予定線ついて、この割断線毎にブレイク工程を行うことにより母基板を割断するセルの製造方法である。なお、従来の割断方法によるセルの製造方法とは、例えば、超硬ホイールによる機械的に割断する方法やレーザ光を照射した熱の熱衝撃により割断する公知方法である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明では、母基板に隣り合うセルの端部（シール部材）を共有することで、セル間の捨てていた余分な箇所をなくすことができる。これにより、省資源化できるともに以前と同サイズの母基板から、より多くのセルをとることができる。また、隣り合うセルが共有するシール部材の中央を割断するため、割断本数を減少することができ、これにより割断工程にかかる時間を短縮することができる。
【００２０】
また、レーザ割断手段により割断するため、割断部分に塑性変形領域が生じたり、マイクロチップ（微少な欠けや微少な割れ）が生じたりせず、製品歩留まりが向上する。また、塑性変形領域やマイクロチップによるシールの剥離（シール部材とガラス基板との接触面に水平クラックが入ってシール部材が剥離する現象）が生じてシール部分に穴ができて、後の液晶注入工程で液晶が漏れるという不具合を起こすことがなくなった。このため、シール部分を細くすることができて、表示サイズはそのままに、セル自体の大きさを小さくすることができる。
【００２１】
また、レーザ割断手段による割断は物理的な割断方法、例えば超硬ホイールによるもの比べて、割断時の残留ひずみが左右対称となるため割断の軌跡が湾曲する不具合が少ない。レーザ割断手段による割断部分は塑性変形領域やマイクロチップが生じないため、外部からの圧力による衝撃を与えても破損しない。つまり、セルの強度が増し、次の工程へと搬送途中に割れが生じる可能性が低減した。レーザ割断手段による割断方法ではパーティクルが発生しないため作業環境をクリーンに保つことができる。従来の超硬ホイールによる割断方法で行っていた研磨工程と研磨工程により発生していたゴミを洗浄する工程が省略することができる。
【００２２】
本発明のセルの製造方法では、母基板上の全ての割断予定線上にスクライブ溝を生成した後に、ブレイク手段により割断するため、割断線終端付近に発生する割断線の湾曲（チィッピング）を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１の符号１は母基板であり、この母基板１には複数のセル２を並べて備える。符号３は、セル２に液晶を注入するための注入口であり、４はガラス基板５、６を貼り合わせるためのシール部材であり、７は端子部材である。セル２は、このシール部材４を注入口３部分以外の外周に備える。本実施例のセル２は、略四角形をしており、端子部材７を有する一辺以外の辺にあるシール部材４を隣り合うセル２と共有する。なお、この母基板１のサイズは、下記表１〜３中に縦（ＬＡ）×横（ＳＡ）で示すである。
【００２４】
図２は図１と同サイズの従来の母基板１であり、セル２が配置できる個数を比較するために示すものである。この母基板１には複数のセル２を一定距離（４ｍｍ）だけ隔てて備える。このセル２とセル２との間の端材８は割断後に破棄される部分である。
【００２５】
図３及び４は、本発明及び従来のセル２であり、このセル２のサイズを英字により示す。図中に示す母基板１のサイズは、縦（ＬＡ）×横（ＳＡ）であり、セル２のサイズは縦（ＬＢ）×横（ＳＢ）であり、端子部材の幅はＺ（本実施例では４ｍｍとする。）で示す。シール部材の幅はＴであり、これを隣り合うセル２が共有するため、割断後のセル２のシール部材の幅はその半分のＴ／２となる。なお、図中の符号９は母基板上の割断予定線であり、この割断線上に沿って母基板が割断される。
【００２６】
サイズが異なる母基板１毎に、製造できるセル２の数量を比較して表１〜３に示す。
表中の（ＬＡ），（ＳＡ），（ＬＢ），（ＳＢ），（Ｔ）は、図３中に示すセルの各箇所を表す英数字である。なお、従来及び本発明の「縦枚数」及び「横枚数」は、母機版１上に左記サイズのセル２を並べることができる枚数を示し、「総枚数」は、１枚の母基板１からとれるセル２の数量を示すものである。
【表１】
2006150642.tif 000003
【表２】
2006150642.tif 000004
【表３】
2006150642.tif 000005
【００２７】
図５は本発明のセルの割断するためのレーザ割断手段１０であり、このレーザ割断手段１０により母基板１を割断する手順を以下に説明する。まず、符号１１のイニシャルクラック手段により波長が２６６ｎｍのＹＡＧパルスレーザ光を母基板１の割断予定線１２上の割断開始点１３に照射（照射スポットを符号１４で図中に示す。）して微少箇所なイニシャルクラック１５（亀裂）を生成する。次に、スクライブ手段１６により波長が１０．６μｍの炭酸ガスレーザ光を母基板１に向けて照射（照射スポットを符号１７で図中に示す。）すると共に、移動手段１８によりレーザの照射スポット１７が母基板１の割断予定線１２上を移動することにより母基板１を加熱した後に、水冷手段１９のノズル２０先端から注水して加熱箇所を冷却することにより母基板１上にスクライブ溝２１を生成する。最後に、ブレイク手段２２により波長が１０．６μｍの炭酸ガスレーザ光を母基板１に照射（照射スポットを符号２３で図中に示す。）して、クラック（亀裂）を母基板１の厚さ方向に進展させて割断する。なお、本実施例のレーザ割断手段１０には、母基板１に対して相対的に移動する移動手段１８を備えて、この移動手段１８によりイニシャルクラック手段１１とスクライブ手段１６と水冷手段１９とブレイク手段２２が同時に移動することが可能である。
【００２８】
図６は、レーザ割断手段により母基板１を割断してセルを製造する手順を示す説明図である。図６（ａ）は母基板表面の第一方向２４と第二方向２５に割断予定線１２を示す。図６（ｂ）は、図６（ａ）の母基板表面の第一方向２４と第二方向２５の各割断予定線ついて、図示しないレーザ割断手段により割断予定線の割断開始点にクラックを生成するイニシャルクラック生成工程と、クラックを進展させるスクライブを行う工程と、スクライブ工程とによりスクライブ溝に沿って割断された軌跡を示す割断線２６である。
【００２９】
図７は、図６により母基板１の表面の第一方向２４及び第二方向２５について割断した後に、この母基板１を裏返した状態を示す。図７（ａ）の母基板１には、第一方向２４についてイニシャルクラック生成工程を経て、スクライブ工程により生成されるスクライブ溝２１を示し、また、第二方向２５について設定した割断予定線１２を示す。図７（ｂ）は、母基板上の第二方向２５の割断予定線１２上について、イニシャルクラック生成工程と、スクライブ工程とを経てブレイク工程により母基板１を割断して短冊状の母基板１を示すものである。符号２７は、レーザ割断手段により割断された端部を示す。図７（ｃ）は、図６（ｂ）で示した第一方向のスクライブ溝２１に沿ってブレイク工程を行って短冊状の母基板１を割断して製造したセル２を示す。このセルはレーザ割断手段により割断された少なくとも１つの外周端部２を備える。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の母基板を示す斜視図である。
【図２】従来の母基板を示す斜視図である。
【図３】本発明のセルを示す平面図である。
【図４】従来のセルを示す平面図である。
【図５】本発明のレーザ割断手段を示す斜視図である。
【図６】本発明のセルの製造方法を示す説明図である。
【図７】本発明のセルの製造方法を示す説明図である。
【図８】先行文献１の図５の母基板を示す斜視図である。
【図９】先行文献２の図１のレーザの照射を示す斜視図である。
【図１０】従来のセルを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３１】
１    母基板
２    セル
３    注入口
４    シール部材
５、６ガラス基板
７    端子部材
８    端材
９    割断予定線
１０  レーザ割断手段
１１  イニシャルクラック手段
１２  割断予定線
１３  割断開始点
１４  照射スポット
１５  （イニシャル）クラック
１６  スクライブ手段
１７  照射スポット
１８  移動手段
１９  水冷手段
２０  ノズル
２１  スクライブ溝
２２  ブレイク手段
２３  照射スポット
２４  母基板平面内の第一方向
２５  母基板平面内の第二方向
２６  割断線
２７  端部
【図１】
2006150642.tif 000006
【図２】
2006150642.tif 000007
【図３】
2006150642.tif 000008
【図４】
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【図５】
2006150642.tif 000010
【図６】
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【図７】
2006150642.tif 000012
【図８】
2006150642.tif 000013
【図９】
2006150642.tif 000014
【図１０】
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