(57)【要約】【課題】液晶表示パネルとしてサファイア基板を採用た液晶表示パネルの製造方法に関し、特にサファイア基板の切断面の品質が良好となり、且つ効率の良い分断が行える液晶表示パネルの製造方法を提供する。【解決手段】複数の画像表示領域に対応する複数の液晶注入領域を形成するシール部材３を塗布する工程と、マザーサファイア基板１とマザーガラス基板４を貼り合わせる工程と、前記マザーサファイア基板１に形成された隣り合う画像表示領域間に分断ラインとなるライン状分断溝１ａを形成する工程と、前記ライン状分断溝１ａに沿ってレーザービームを照射する工程と、前記レーザービームが照射され加熱されたレーザービーム照射部を冷却し、熱衝撃応力により前記マザーサファイア基板１を分断する工程と、前記マザーガラス基板に分断ラインとなるライン状分断溝４ａを形成する工程と、前記マザーガラス基板に衝撃を加え、当該マザーガラス基板を分断する工程と、を有する液晶表示パネルの製造方法とする。【選択図】図２
2008250000.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画像表示領域が形成されたマザーサファイア基板と、当該マザーサファイア基板に対応するマザーガラス基板とを、前記複数の画像表示領域を個々に取り囲み液晶注入領域を形成するシール部材を介して貼り合わせ、前記画像表示領域毎に分割して液晶表示パネルを製造する液晶表示パネルの製造方法において、
少なくとも、
前記複数の画像表示領域に対応する複数の液晶注入領域を形成するシール部材を塗布する工程と、
前記マザーサファイア基板と前記マザーガラス基板を貼り合わせる工程と、
前記マザーサファイア基板に形成された隣り合う画像表示領域間に分断ラインとなるライン状分断溝を形成する工程と、
前記ライン状分断溝に沿ってレーザービームを照射する工程と、
前記レーザービームが照射され加熱されたレーザービーム照射部を冷却し、熱衝撃応力により前記マザーサファイア基板を分断する工程と、
前記マザーガラス基板に分断ラインとなるライン状分断溝を形成する工程と、
前記マザーガラス基板に衝撃を加え、当該マザーガラス基板を分断する工程と、
を有することを特徴とする液晶表示パネルの製造方法。
【請求項２】
前記マザーサファイア基板上に形成される分断ラインが、マザーサファイア基板の結晶方位と平行となる方向の分断ラインと、これに直交する方向の分断ラインである場合、前記マザーサファイア基板の結晶方位と平行となる方向の分断ラインから分断することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示パネルの製造方法。
【請求項３】
前記ライン状分断溝に沿ってレーザービームを照射する工程と、前記レーザービームが照射され加熱されたレーザービーム照射部を冷却し、熱衝撃応力により前記マザーサファイア基板を分断する工程の２つの工程は、一分断ラインに対して連続的に行われることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示パネルの製造方法。
【請求項４】
前記ライン状分断溝を形成する工程と、前記ライン状分断溝にレーザービームを照射する工程と、前記レーザービームが照射され加熱されたレーザービーム照射部を冷却し、熱衝撃応力により前記マザーサファイア基板を分断する工程の３つの工程は、一分断ラインに対して連続的に行われることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示パネルの製造方法。
【請求項５】
前記マザーガラス基板に分断ラインとなるライン状分断溝を形成する工程は、前記マザーサファイア基板を分断する前に行われることを特徴とする請求項１〜４の何れか１つに記載の液晶表示パネルの製造方法。
【請求項６】
前記マザーガラス基板を分断する工程において、前記マザーガラス基板に加える衝撃は、前記マザーサファイア基板側の、前記マザーガラス基板に形成されたライン状分断溝に対応する位置に対して加えることを特徴とする請求項１〜５の何れか１つに記載の液晶表示パネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示パネルの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は２枚のマザー基板の一方に複数個の画像表示領域に駆動電極を形成し、もう一方のマザー基板に該画像表示領域に対応する共通電極を形成した後、各画像表示領域毎にシール部材を設けて両マザー基板を位置合わせして貼付し、その後個々の画像表示領域毎に分割する製造方法が一般的に用いられている。個々に分割されたものを液晶表示パネルといい、シール部材の一部に形成された液晶注入口から液晶を注入し、液晶注入口を封口することで液晶表示装置が完成する。
【０００３】
２枚のマザー基板の組み合わせはいろいろあるが、ガラス基板とガラス基板、シリコン基板とガラス基板、プラスチック基板とプラスチック基板等が一般的に用いられている。
【０００４】
例えば、２枚のマザー基板の組み合わせが、シリコン基板とガラス基板の場合を例にとると、マザーシリコン基板には複数の画像表示領域が形成され、マザーガラス基板にはマザーシリコン基板に形成された画像表示領域に対応する領域に共通電極が形成される。マザーシリコン基板またはマザーガラス基板の各画像表示領域外周に液晶注入口を形成してシール部材が設けられ、マザーシリコン基板とマザーガラス基板は貼付される。その後個々の液晶表示パネルに分断されるのは前述の通りである。
【０００５】
また、サファイア基板とガラス基板、サファイア基板とサファイア基板の組み合わせによる液晶表示パネルもある。当該組み合わせによる場合、サファイア基板上に単結晶シリコンを成膜して画素及びディスプレイ回路を形成している。液晶表示パネルの透明基板にサファイア基板を用いるのは、サファイア基板の持つ熱伝導性を利用して放熱性を高めるためである。サファイア基板によって構成された液晶表示パネルは、特に高温環境での信頼性確保が重要なプロジェクタ装置に好適に用いられる。（例えば、特許文献１参照）
【０００６】
前述の両マザー基板を分断し、個々の液晶表示パネルを製造する方法としては、スクライブ法やダイシング法が用いられている。いずれの分断手法を採るかは、用いる基板の材質等を考慮し選択的に決められる。例えば、シリコン基板の場合は、スクライブでの分割が困難なため、ダイシング法が用いられている。ガラス基板はスクライブによる分割が可能であり、安価なスクライブ法が採用されている。
【０００７】
前述のように、シリコン基板とガラス基板を貼り合わせ、ガラス基板をスクライブ又はダイシングし、次にシリコン基板をダイシングし、洗浄・乾燥後、個別の液晶表示パネルに分割するという液晶表示装置の製造方法は、既に開示された技術である。（例えば、特許文献２参照）
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−１９３９２７号公報
【特許文献２】特開平７−２４８４７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、サファイア基板で構成される液晶表示パネルの製造方法においては、サファイア基板の分断が非常に困難なものとなっている。これは、サファイアの硬度がきわめて高いためである。サファイアは、各種ガラスなどと比較するとビッカース硬度で２〜４倍と高い。したがって、サファイア基板の分断をダイシングで行う場合は、ダイシングブレードの送り速度を１〜３ｍｍ／ｓｅｃ程度でゆっくり操作しながら、深さ方向に対しては多段切り（切断箇所の同一部を、例えば、０．１ｍｍ〜０．２ｍｍの深さで数回に分けてダイシング）で行う必要がある。因みに、ガラスの場合は、ブレードの操作速度は１０ｍｍ〜１５ｍｍ／ｓｅｃ程度で行えばよく、多段切りをする必要はない。このように、サファイアは、ガラスに比べて分断効率が非常に悪く、生産効率を上げられないという問題点がある。
【００１０】
また、前述のダイシング法による分断では、本来、サファイア基板の厚み方向に対して垂直な分断面としたいところ、傾斜面を成してしまったり、多段切りによる段差部を生じさせ、分断面の品質を劣化させてしまう。
【００１１】
また、サファイア基板は硬質であるため、ダイシングブレードの刃先が、使用開始後数回の利用ですぐに破損してしまい、ダイシングブレードの交換を余儀なくされてしまうという問題点がある。
【００１２】
本発明は、液晶表示パネルとしてサファイア基板を採用した液晶表示パネルの製造方法に関し、特にサファイア基板の切断面の品質が良好となり、且つ効率の良い分断が行える液晶表示パネルの製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
複数の画像表示領域が形成されたマザーサファイア基板と、当該マザーサファイア基板に対応するマザーガラス基板とを、前記複数の画像表示領域を個々に取り囲み液晶注入領域を形成するシール部材を介して貼り合わせ、前記画像表示領域毎に分割して液晶表示パネルを製造する液晶表示パネルの製造方法において、
少なくとも、前記複数の画像表示領域に対応する複数の液晶注入領域を形成するシール部材を塗布する工程と、前記マザーサファイア基板と前記マザーガラス基板を貼り合わせる工程と、前記マザーサファイア基板に形成された隣り合う画像表示領域間に分断ラインとなるライン状分断溝を形成する工程と、前記ライン状分断溝に沿ってレーザービームを照射する工程と、前記レーザービームが照射され加熱されたレーザービーム照射部を冷却し、熱衝撃応力により前記マザーサファイア基板を分断する工程と、前記マザーガラス基板に分断ラインとなるライン状分断溝を形成する工程と、前記マザーガラス基板に衝撃を加え、当該マザーガラス基板を分断する工程と、を有する液晶表示パネルの製造方法とする。
【００１４】
前記マザーサファイア基板上に形成される分断ラインが、マザーサファイア基板の結晶方位と平行となる方向の分断ラインと、これに直交する方向の分断ラインである場合、前記マザーサファイア基板の結晶方位と平行となる方向の分断ラインから分断する液晶表示パネルの製造方法とする。
【００１５】
前記ライン状分断溝に沿ってレーザービームを照射する工程と、前記レーザービームが照射され加熱されたレーザービーム照射部を冷却し、熱衝撃応力により前記マザーサファイア基板を分断する工程の２つの工程は、一分断ラインに対して連続的に行われる液晶表示パネルの製造方法とする。
【００１６】
前記ライン状分断溝を形成する工程と、前記ライン状分断溝にレーザービームを照射する工程と、前記レーザービームが照射され加熱されたレーザービーム照射部を冷却し、熱衝撃応力により前記マザーサファイア基板を分断する工程の３つの工程は、一分断ラインに対して連続的に行われる液晶表示パネルの製造方法とする。
【００１７】
前記マザーガラス基板に分断ラインとなるライン状分断溝を形成する工程は、前記マザーサファイア基板を分断する前に行われる液晶表示パネルの製造方法とする。
【００１８】
前記マザーガラス基板を分断する工程において、前記マザーガラス基板に加える衝撃は、前記マザーサファイア基板側の、前記マザーガラス基板に形成されたライン状分断溝に対応する位置に対して加える液晶表示パネルの製造方法とする。
【発明の効果】
【００１９】
マザーサファイア基板に分断ラインとなるライン状分断溝を形成する工程後、前記ライン状分断溝に沿ってレーザービームを照射する工程と、前記レーザービームが照射され加熱されたレーザービーム照射部を冷却し、熱衝撃応力により前記マザーサファイア基板を分断する工程を有する構成としたので、サファイア基板の分断効率が向上する。また、サファイア基板の分断面の品質が向上し、液晶表示パネルの生産性が向上する。
【００２０】
前記マザーサファイア基板上に形成される分断ラインが、マザーサファイア基板の結晶方位と平行となる方向の分断ラインと、これに直交する方向の分断ラインである場合、前記マザーサファイア基板の結晶方位と平行となる方向の分断ラインから分断することにより結晶方位に引きずられて分断ラインずれを起こすことなく、直線的な分断ラインに沿った分断が行える。よって高品質な液晶表示パネルが製造できる。
【００２１】
前記ライン状分断溝に沿ってレーザービームを照射する工程と、前記レーザービームが照射され加熱されたレーザービーム照射部を冷却し、熱衝撃応力により前記マザーサファイア基板を分断する工程の２つの工程を、一分断ラインに対して連続的に行うことにより、急加熱・急冷却による熱衝撃応力を加えることができ、サファイア基板の分断を良好且つ高速に行うことができる。
【００２２】
前記ライン状分断溝を形成する工程と、前記ライン状分断溝にレーザービームを照射する工程と、前記レーザービームが照射され加熱されたレーザービーム照射部を冷却し、熱衝撃応力により前記マザーサファイア基板を分断する工程の３つの工程を、一分断ラインに対して連続的に行うことにより、生産性をさらに向上させることができる。
【００２３】
前記マザーガラス基板に分断ラインとなるライン状分断溝を形成する工程は、前記マザーサファイア基板を分断する前に形成しておくことにより、分断溝形成時に用いる冷却水の両基板間への浸水を防止できる。
【００２４】
前記マザーガラス基板を分断する工程において、前記マザーガラス基板に加える衝撃は、前記マザーサファイア基板側の、前記マザーガラス基板に形成されたライン状分断溝に対応する位置に対して加えるので、分断が容易に且つ精度良く行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下図面に基づいて本発明の液晶表示パネルの製造方法を詳細に説明する。
図１は、マザーサファイア基板を示す平面図である。２は画像表示領域であり、マザーサファイア基板１上にマトリクス上に複数形成されている。マザーサファイア基板１に対応するマザーガラス基板（本図においては不図示）は、複数の画像表示領域２に対応するシール部材３を介して貼り合わせられる。画像表示領域２を取り囲むシール部材３内には、液晶が注入されされる。図１中、各画像表示領域２の間（正確には、画像表示領域を取り囲むシール部材同士の間）に延びるラインａ、及びラインａに直交するラインｂは、後に液晶表示パネルを画像表示領域２毎に個片化する際のマザーサファイア基板上の分断ラインを示すものである。
【００２６】
図２は本発明の液晶表示パネルの製造方法の各工程を示す図で、（ａ）は、マザーサファイア基板とマザーガラス基板をシール部材を介して貼り合わせる工程を示す図、（ｂ）はマザーガラス基板に分断ラインとなるライン状分断溝を形成する工程を示す図、（ｃ）はマザーサファイア基板に分断ラインとなるライン状分断溝を形成する工程を示す図、（ｄ）はマザーサファイア基板上のライン状分断溝に沿ってレーザービームを照射する工程と、前記レーザービーム照射部を冷却し、熱衝撃応力により前記マザーサファイア基板を分断する工程を示す図、（ｅ）は、マザーガラス基板に衝撃を加え、当該マザーガラス基板を分断する工程を示す図である。尚、図２（ａ）〜（ｅ）の各工程を示す図は、図１のＡ−Ａ断面部を示している。
【００２７】
マザーサファイア基板１上には画像表示領域２が複数形成されており、該画像表示領域２を取り囲むようにしてシール部材３がディスペンサー又はスクリーン印刷等によって塗布される。前記シール部材３を介して、前記マザーサファイア基板１に対応するマザーガラス基板４が貼り合わされて図２（ａ）に示す貼り合せ基板が構成される。尚、シール部材３は、マザーガラス基板４側に塗布し、マザーサファイア基板１と貼り合せても良い。
【００２８】
続いて、図２（ｂ）に示すように、マザーガラス基板４に対しダイシングによりライン状分断溝４ａを形成する。ライン状分断溝４ａは断面Ｖ字状の溝であり、各画像表示領域２間の領域に沿って形成されるものである。マザーサファイア基板１の分断後に、マザーガラス基板４にライン状分断溝４ａを形成することも可能であるが、この場合、分断溝形成時に用いる冷却水が、マザーサファイア基板４の分断部から両基板間へ浸水する虞があるため、マザーガラス基板４へのライン状分断溝４ａの形成は、マザーサファイア基板１の分断前に行っておくことが好ましい。
【００２９】
前記工程後、図２（ｃ）に示すように、マザーサファイア基板１に対しスクライブによりライン状分断溝１ａを形成する。用いるスクライバーは、ダイヤモンドスクライバーが好適であり、そのスクライブ刃の形状、スクライビング時の荷重及び速度は、適宜選択可能である。形成するライン状分断溝１ａは、図１に示す分断ラインａ、及び分断ラインｂに対応するものである。
【００３０】
続いて、図２（ｄ）に示すように、前記工程により形成されたマザーサファイア基板１上のライン状分断溝１ａに沿ってレーザービームを照射し、これと同時にレーザービーム照射部を冷却することによりマザーサファイア基板１に亀裂１ｂを生じさせ、該亀裂１ｂが進展することでマザーサファイア基板１の分断が行われる。レーザビームは、予め形成されたライン状分断溝１ａに沿って照射することで分断ラインずれを起こさず、分断面の品質が向上できる。
【００３１】
図３は、マザーサファイア基板１の分断に用いるレーザービーム照射手段及び冷却手段を模式的に示す図である。図３に示す如く、図２（ｄ）に示すサファイア基板の分断においては、レーザーヘッド５を用い、該レーザーヘッド５からレーザービームをライン状分断溝１ａ底部に集光し、該ライン状分断溝１ａに沿って照射し局部的に加熱する。用いるレーザー照射装置（レーザーヘッド５）については、その波長、パルス幅、照射エネルギー、スポット径、集光点の位置等を適宜選択して用いることが可能である。
【００３２】
そして、レーザービームを照射するとほぼ同時にレーザービーム照射部に対して冷却ノズル６から冷却水を放出し、急加熱・急冷却による熱衝撃応力によって、マザーサファイア基板１に亀裂１ｂを生じさせることにより、精度良く高速に分断が行える。ここで、熱衝撃応力とは、物体が大幅且つ急速な温度変化を受けることにより、衝撃的な熱応力を発生する現象である。したがって、レーザービームが照射されたマザーサファイア基板１は、内部が高温に保たれているにもかかわらず表面だけが冷却される状況を作り出すことで、基板表面は収縮したいにもかかわらず内部がそれを妨げるので、表面には引張応力が発生し、亀裂１ｂが生じ、分断が可能となる。
【００３３】
レーザーヘッド５と冷却ノズル６は、急加熱・急冷却を実施するため隣接配置された構成である。また、レーザービームの走査方向の後方に配置されており、走査方向と同方向に同速度で動作させる。また、図３に示す例は、ワーク、即ち貼り合わされたマザーサファイア基板１とマザーガラス基板４が矢印方向に移動することで分断を実施するものであるが、逆に、レーザーヘッド５と冷却ノズル６がマザーサファイア基板上を移動する構成としても良い。
【００３４】
前記レーザーヘッド５及び冷却ノズル６の動作速度は、１００ｍｍ／ｓｅｃで実施することが可能であり、ダイシング等による分断に比べ、非常に高速処理できるものである。よって、生産性が向上する。また、分断品質が非常に高く、マザーサファイア基板１の基板面に対し垂直でストレートな分断面を得ることができ、高品質な液晶表示パネルが得られる。
【００３５】
前記したライン状分断溝１ａに沿ってレーザービームを照射する工程と、前記レーザービームが照射され加熱されたレーザービーム照射部を冷却し、熱衝撃応力により前記マザーサファイア基板１を分断する工程の２つの工程を、一分断ラインに対して連続的に行うことが最適で、これにより、サファイア基板の分断を良好且つ高速に行うことができる。
【００３６】
さらに、前記ライン状分断溝１ａを形成する工程と、前記ライン状分断溝１ａにレーザービームを照射する工程と、前記レーザービームが照射され加熱されたレーザービーム照射部を冷却し、熱衝撃応力により前記マザーサファイア基板を分断する工程の３つの工程を、一分断ラインに対して連続的に行うことにより、生産性をさらに向上させることができる。
【００３７】
ところで、前記マザーサファイア基板１は、結晶方位を有している。図１に示すマザーサファイア基板１は、図面上の矢印方向に結晶方位を有しており、この結晶方位に沿う方向に平行になるよう画像表示領域２が整列配置されている。このような構成のマザーサファイア基板１の分断手順としては、分断ラインａ、即ち、結晶方位と平行となる方向から分断を実施するのが有効である。これは、分断ラインｂ、即ち結晶方位と直交する方向から分断を実施した場合、この後分断しようとする分断ラインａにて分断すると、最初に分断された分断ラインｂとの交差部において、結晶方位に引きずられ、分断ラインずれを生じさせてしまい、本来の分断ラインから著しく外れた方向に分断されてしまうためである。分断ラインａから分断を実施する場合は、後に実施する分断ラインｂは、分断ラインａ、即ち結晶方位と直交する方向に向かって行われるため、結晶方位に左右されることなく、本来の分断ラインｂに沿って正確に分断作業が行える。
【００３８】
続いて、図２（ｅ）に示すように、マザーガラス基板４の分断を実施する。マザーガラス基板４には、図２（ｂ）を参照して説明したとおり、あらかじめライン状分断溝４ａが形成されてる。当該ライン状分断溝４ａに対応するマザーサファイア基板１の表面に衝撃を加えることで亀裂４ｂが入り、マザーガラス基板４の分断が完了して液晶表示パネルが個片化される。ライン状分断溝４ａは、マザーサファイア基板１の分断前に形成されているので、マザーサファイア基板１の分断工程に連続して行うことができる。また、ライン状分断溝４ａの形成はダイシングによるものであるが、さらに、Ｖ溝底部にスクライブを実施すれば、分断性能は向上し、分断面の品質もさらに向上する。
【００３９】
尚、前記マザーガラス基板１のライン状分断溝４ａは、マザーサファイア基板１の分断後に形成することも可能であるが、この場合、ダイシング時に必要とされる冷却水がサファイア基板の分断面から浸入し、画像表示領域内に入ってしまう可能性があるため、サファイア基板分断前に形成しておくことが好ましい。
【００４０】
図４は、本発明の液晶表示パネルの製造方法により製造された液晶表示パネルの平面図及び側面図である。図２及び図３を参照して説明した製造方法により、図４に示す個片化された液晶表示パネルが完成する。当該液晶表示パネルの各基板（サファイア基板、ガラス基板）の端面部（断面部）は高品質なものとなる。完成後のパネルは、液晶注入口７から液晶を注入し、図示しない封止材により前記液晶注入口を封口して、液晶表示装置となる。
【００４１】
前述した本発明の液晶表示パネルの製造方法は、一実施例であり、本発明における各工程は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であらゆる組み合わせによる実施が可能となるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】マザーサファイア基板を示す平面図。
【図２】図２は本発明の液晶表示パネルの製造方法の各工程を示す図で、（ａ）は、マザーサファイア基板とマザーガラス基板をシール部材を介して貼り合わせる工程を示す図、（ｂ）はマザーガラス基板に分断ラインとなるライン状分断溝を形成する工程を示す図、（ｃ）はマザーサファイア基板に分断ラインとなるライン状分断溝を形成する工程を示す図、（ｄ）はマザーサファイア基板上の分断溝に沿ってレーザーを照射する工程と、前記レーザー照射部を冷却し、熱衝撃応力により前記マザーサファイア基板を分断する工程を示す図、（ｅ）は、マザーガラス基板に衝撃を加え、当該マザーガラス基板を分断する工程を示す図。
【図３】サファイア基板の分断に用いるレーザー照射手段及び冷却手段を模式的に示す図。
【図４】本発明の製造方法により製造された液晶表示パネルの平面図及び側面図。
【符号の説明】
【００４３】
１    マザーサファイア基板
１ａ  ライン状分断溝
１ｂ  亀裂
２    画像表示領域
３    シール部材
４    マザーガラス基板
４ａ  ライン状分断溝
４ｂ  亀裂
５    レーザーヘッド
６    冷却ノズル
７    注入口
【図１】
2008250000.tif 000003
【図２】
2008250000.tif 000004
【図３】
2008250000.tif 000005
【図４】
2008250000.tif 000006