(57)【要約】【課題】基板を、曲線を含む形状に切断する場合において、基板の割れ、かけ等を防止し、基板の歩留まりを向上させることができる係る基板切断装置を提供する。【解決手段】本発明にかかる基板切断装置は、基板を載置するステージ２と、基板に形成されたスクライブライン８及びその近傍以外であってスクライブライン８が形成されている面又はその反対面に基板を局所的に冷却するための突出部である冷却突出部７ａを接触させて基板を冷却する冷却板７とを有する。【選択図】図３
2008173725.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を載置するステージと、
前記基板に形成されたスクライブライン及びその近傍以外であって前記スクライブラインが形成されている面又はその反対面に前記基板を局所的に冷却するための突出部である冷却突出部を接触させて前記基板を冷却する冷却板とを有する基板切断装置。
【請求項２】
前記ステージは基板を吸着するための複数の吸着穴をさらに有する
ことを特徴とする請求項１に記載の基板切断装置。
【請求項３】
前記吸着穴のうち、前記基板に形成された前記スクライブライン及びその近傍以外の前記吸着穴で前記基板のスクライブラインが形成されている面又はその反対面を吸着する
ことを特徴とする請求項２記載の基板切断装置。
【請求項４】
複数の吸着穴を有し基板を吸着するステージと、
前記基板を冷却する冷却板とを有し、
前記基板に形成されたスクライブライン及びその近傍以外の前記吸着穴で前記基板のスクライブラインが形成されている面又はその反対面を吸着する基板切断装置。
【請求項５】
基板を局所的に加熱可能なヒータ及び基板を吸着するための複数の吸着穴を備えるステージを有し、
前記基板に形成されたスクライブライン及びその近傍以外の前記吸着穴で前記基板のスクライブラインが形成されている面又はその反対面を吸着し、前記スクライブライン及びその近傍の前記ヒータで前記基板の前記スクライブラインが形成されている面又はその反対面を加熱する基板切断装置。
【請求項６】
前記ステージは複数の領域に分割され、前記領域毎の加熱を制御する
ことを特徴とする請求項５記載の基板切断装置。
【請求項７】
前記複数の吸着穴はそれぞれ独立して開閉可能なエアバルブ又は電磁弁を介して排気ポンプに接続されている
ことを特徴とする請求項２乃至６のいずれか１項記載の基板切断装置。
【請求項８】
前記基板にスクライブラインを形成するスクライブヘッドと、
前記スクライブヘッドを走査する走査機構とをさらに有する、
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の基板切断装置。
【請求項９】
前記基板はカラーフィルタ基板とスイッチング素子基板とを貼り合わせた基板である
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項記載の基板切断装置。
【請求項１０】
ステージ上に基板を載置する工程と、
前記基板に形成されたスクライブライン及びその近傍以外であって前記スクライブラインが形成されている面又はその反対面に前記基板を局所的に冷却するための突出部である冷却突出部を接触させて前記基板を冷却し切断する工程を有する基板切断装置の切断方法。
【請求項１１】
前記基板を載置する工程の後に複数の吸着穴を有する前記ステージにより前記基板を吸着する工程をさらに有する
ことを特徴とする請求項１０記載の基板切断装置の基板切断方法。
【請求項１２】
前記基板を吸着する工程では、前記複数の吸着穴のうち前記基板に形成されたスクライブライン及びその近傍以外の前記吸着穴で前記基板の前記スクライブラインが形成されている面又はその反対面を吸着する
ことを特徴とする請求項１１記載の基板切断装置の基板切断方法。
【請求項１３】
複数の吸着穴を有するステージ上に基板を吸着する工程と、
前記基板を冷却する工程とを有し、
前記基板の吸着工程では、前記吸着穴のうち前記基板に形成されたスクライブライン及びその近傍以外の前記吸着穴で前記基板の前記スクライブラインが形成されている面又はその反対面を吸着する基板切断装置の基板切断方法。
【請求項１４】
基板を局所的に加熱可能なヒータ及び複数の吸着穴を有するステージ上に基板を吸着する工程と、
前記ヒータで前記基板を加熱する工程とを有し、
前記吸着工程では、前記基板に形成されたスクライブライン及びその近傍以外の前記吸着穴で前記基板の前記スクライブラインが形成されている面又はその反対面を吸着し、
前記加熱工程では、前記スクライブライン及びその近傍の前記ヒータで前記基板の前記スクライブラインが形成されている面又はその反対面を加熱する基板切断装置の基板切断方法。
【請求項１５】
前記基板を吸着する工程では、前記複数の吸着穴のうち前記スクライブライン近傍以外の吸着穴であって前記スクライブラインを挟んで位置する吸着穴の対で前記基板を吸着する
ことを特徴とする請求項１１乃至１４のいずれか１項記載の基板切断装置の基板切断方法。
【請求項１６】
前記スクライブラインを挟んで位置する前記吸着穴の対を結ぶ線は前記スクライブラインの法線に等しい
ことを特徴とする請求項１５記載の基板切断装置の基板切断方法。
【請求項１７】
請求項１０乃至１６のいずれか１項に記載の基板切断装置の基板切断方法を用いて形成される表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノート型又はデスクトップ型のパーソナルコンピュータ、テレビ、あるいはモニター等に用いられる表示装置の製造における基板切断装置、基板切断装置の基板切断方法、及び当該基板切断装置及び基板切断装置の切断方法を用いて形成される表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
１枚の半導体基板等の基板上に複数の半導体素子等を縦横に形成し、それぞれの半導体素子を囲む格子状の領域に沿って基板を切断することによって半導体装置を形成する方法がある。この半導体装置の基板の切断方法を図９を用いて説明する。図９は従来の液晶表示装置９０に用いられる基板の切断方法を示す断面図である。
【０００３】
図９（ａ）に示すように、液晶表示装置９０はガラス等からなる薄膜トランジスタ基板（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＴＦＴ基板）９１ａとカラーフィルタ基板（ＣＦ基板）９１ｂの間のギャップ部に液晶物質（図示せず）が充填されている。ここで、２枚の基板の間隔を等間隔に保つために面内スペーサ９２が形成されている。また、ギャップ部に充填された液晶を封止するためにシール材９３が形成されている。
【０００４】
次に、従来の液晶表示装置９０の基板の切断方法について説明する。まず、図９（ａ）に示すように、液晶表示装置９０をステージ９４上に載置し、液晶表示装置９０の一方の基板上に切断ホイール９５でスクライブライン（切断傷）９６を形成（スクライブ）する。ここでは、まずＴＦＴ基板９１ａの表面にスクライブライン９６を形成する。次に、図９（ｂ）に示すように、液晶表示装置９０を裏返してスクライブライン９６を形成したＴＦＴ基板９１ａが下側になるように載置する。そして、スクライブライン９６が形成されていない基板であるＣＦ基板９１ｂ上であって、ＴＦＴ基板９１ａのスクライブライン９５が形成されている略真上となる位置を、ブレイクバー９７を用いて叩く。これにより、最初にスクライブライン９６を形成した基板であるＴＦＴ基板９１ａを切断（ブレイク）する。もう一方のスクライブライン９６を形成していない基板であるＣＦ基板９１ｂも同様にスクライブライン９６を形成して切断する。しかしながら、従来のブレイクバー９７を用いてガラス基板を叩き割る場合、基板に割れやカケが発生するという問題点があった。また、従来の切断ホイール９５で曲線のスクライブライン９６を形成することは困難であった。
【０００５】
また、特許文献１には、スクライブラインが形成された基板を冷却させた後に基板を折り曲げて切断する方法が記載されている。すなわち、スクライブラインを形成した基板を液体窒素又はフロン等の極低温液の中に浸漬し、基板を極低温に冷却させる。この急激な冷却に伴う熱衝撃によってスクライブラインの底部にクラックが生じる。そして、スクライブラインを中心にして左右の基板を折り曲げることによって基板を折割りしている。
【０００６】
しかしながら、基板が四角形等の直線からなる形状の場合は特許文献１に記載の基板の切断方法を使用することは可能であるが、基板の形状が曲線を含む場合に用いるとスクライブライン以外に割れ等が発生するという問題点がある。すなわち、基板の形状が曲線を含む場合、特許文献１に記載の熱衝撃を与えて基板を折割りする方法では、スクライブラインを挟んで左右に引っ張られる基板に均等に衝撃力を与えることができない場合がある。このため、基板の形状に曲線を含む場合、スクライブラインが形成された箇所以外が割れてしまう場合があり、歩留まりよく基板を形成することができないという問題点がある。
【０００７】
そこで、特許文献２には、レーザ光により基板を溶融して基板の切断を行う方法が記載されている。すなわち、極めてエネルギー密度の高い光スポットであるレーザ光をガラス基板等に照射し、レーザ光によって加熱された部分を、冷媒を用いて局所的な冷却を行う。これにより、亀裂を発生させてガラス基板を切断している。
【特許文献１】特開平５−１０２３０２号公報
【特許文献２】特開２００１−４２３０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、レーザ光を用いる特許文献２に記載の基板の切断方法ではレーザ装置のコストが高く、また基板の切断の処理速度が遅いという問題点がある。
【０００９】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、曲線を含む形状の基板を歩留まりよく形成することができる基板切断装置及び基板切断方法並びに当該基板切断方法を用いた液晶表示装置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】
【００１０】
上述した課題を解決するために、本発明に係る基板切断装置は、基板を載置するステージと、前記基板に形成されたスクライブライン及びその近傍以外であって前記スクライブラインが形成されている面又はその反対面に前記基板を局所的に冷却するための突出部である冷却突出部を接触させて前記基板を冷却する冷却板とを有することを特徴とする。
【００１１】
また、上述した課題を解決するために、本発明に係る基板切断装置の基板切断方法は、ステージ上に基板を載置する工程と、前記基板に形成されたスクライブライン及びその近傍以外であって前記スクライブラインが形成されている面又はその反対面に前記基板を局所的に冷却するための突出部である冷却突出部を接触させて前記基板を冷却し切断する工程を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る基板切断装置によれば、基板を曲線を含む形状に切断する場合において、基板の割れ、かけ等を防止し、基板の歩留まりを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
実施の形態１．
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。本実施の形態は、本発明を、液晶表示装置の貼り合わせ基板の切断に適用したものである。まず、図１（ａ）に基板のスクライブ工程を行う基板切断装置のユニット１ａの斜視図を示す。
【００１４】
図１（ａ）に示すように、スクライブ工程における基板切断装置のユニット１ａは、基板を載置するためのステージ２と、ステージ２の上方にガラスよりも硬い超硬材料からなるスクライブヘッド３と、スクライブヘッド３を２次元に走査させる走査機構４とを有する。ステージ２は吸着穴２ａを有する。その詳細については後述する。走査機構４は、例えば、モータ等により可動されるスクライブヘッド３が取り付けられたｘ方向ガイドレール４ａと、ｘ方向ガイドレール４ａをｙ方向に可動させるｙ方向ガイドレール４ｂを有する。この構成において、スクライブヘッド３の位置、スクライブヘッド３のｘ方向の移動速度、及びｘ方向ガイドレール４ａのｙ方向の移動速度を制御することにより、スクライブヘッド３を、曲線を含む２次元上で走査することができる。すなわち、このスクライブヘッド３を走査させて基板にスクライブラインを形成する。
【００１５】
次に、図１（ｂ）に、基板のブレイク工程を行う基板切断装置のユニット１ｂの断面図を示す。まず、上述のステージ２の構成について詳細に説明する。図１（ｂ）に示すように、基板を載置するためのステージ２には複数の吸着穴２ａが形成されている。複数の吸着穴２ａは、例えば、真空排気を行うことにより基板をステージ２に固定させる。また、この複数の吸着穴２ａは独立して排気を制御でき、基板を吸着させる際に使用する吸着穴を選択することができる。例えば、それぞれの吸着穴２ａの排気経路にエアバルブ５又は電磁弁（図示せず）が形成されていて、エアバルブ５等を介して排気ポンプ６に接続されている。すなわち、それぞれのエアバルブ５等を個々に独立して開閉させて、吸着穴２ａの吸着、未吸着を制御することができる。
【００１６】
基板切断装置のユニット１ｂは、ステージ２の上方に基板を低い温度に保持する温度制御機構に接続されている冷却突起部７ａを有する冷却板７と、冷却板７をステージ２上に載置した基板に近づける及び遠ざけるための移動機構（図示せず）を有する。冷却突起部７ａはスクライブ工程でスクライブヘッド３によって基板に形成されるスクライブライン近傍を除いた大部分の基板に接触するような形状とする。なお、冷却突起部７ａは、少なくとも基板を挟んで吸着穴２ａと対向する位置に形成されていることが好ましい。すなわち、冷却突起部７ａは、それぞれの吸着穴２ａに対応して、吸着穴２ａ及びその近傍に対向する位置に島状に形成することが好ましい。
【００１７】
図１（ａ）に示す基板切断装置のユニット１ａで行われる基板のスクライブ工程から図１（ｂ）に示す基板切断装置のユニット１ｂで行われる基板のブレイク工程に移行する際、例えば基板がステージ２に吸着された状態で、ステージ２及び基板を基板切断装置のユニット１ａからユニット１ｂへと水平移動させる構成とすることが好ましい。すなわち、基板切断装置のユニット１ａとユニット１ｂのステージ２は共有とし、ステージ２以外の構成は個々に形成されていることが好ましい。これは、スクライブヘッド３及びその走査機構４と冷却板７が接触等することを防止するために、基板のスクライブ工程とブレイク工程は別のユニットで行う構成とすることが好ましい。なお、本実施の形態では、スクライブ工程からブレイク工程への移行は、基板をステージ２上に載置したままステージ２を水平移動させることとしたが、それぞれの工程において、それぞれの基板切断装置のユニットが有するステージ上に基板を載置し直してもよい。すなわち、基板切断装置のユニット１ａ及びユニット１ｂがそれぞれステージ２を有する構成としてもよい。
【００１８】
次に、上述の基板切断装置のユニット１ａ、１ｂを用いて基板を切断する方法について説明する。本実施の形態においては、例えば液晶表示装置２０に用いられる、貼り合わせ基板２１の切断方法について説明する。すなわち、この基板切断装置のユニット１ａ、１ｂは液晶表示装置形成工程において、２枚のガラス基板２１ａ、２１ｂが貼りあわされた後に使用され、基板２１を所望の形状に形成するものである。液晶表示装置２０の構成については後述する。
【００１９】
まず、図２（ａ）及び図２（ｂ）に本実施の形態にかかる基板切断装置のユニット１ａの一部と貼り合わせ基板２１の一部の平面図を示し、貼り合わせ基板２１のガラス基板２１ａ、２１ｂにスクライブラインを形成するスクライブ工程について説明する。本実施の形態では、例えば円形のスクライブラインを形成することとする。
【００２０】
図２（ａ）に示すように、貼り合わせ基板をステージ２上に載置する。まず、ガラス基板２１ａ表面にスクライブラインを形成するために、ステージ２上に貼り合わせ基板２１をガラス基板２１ａが上側になるように載置する。このとき、ステージ２の吸着穴２ａを真空にひき、貼り合わせ基板２１のスクライブライン８が形成されていない側のガラス基板２１ｂをステージ２に吸着させる。そして、図２（ｂ）に示すように、ガラスよりも硬い、例えばダイヤモンド等の超硬材料からなるスクライブヘッド３をガラス基板２１ａ上で２次元に走査し、ガラス基板２１ａ表面にスクライブライン８を形成する。本実施の形態では、円形のスクライブライン８を形成するために、スクライブヘッド３を円を描くように走査する。
【００２１】
次に、図３（ａ）、（ｂ）及び図４を用いてガラス基板２１ａのブレイク工程について説明する。図３（ａ）に基板切断装置のユニット１ｂの一部と貼り合わせ基板２１の一部の平面図を示す。また、図３（ｂ）に図３（ａ）で示した基板切断装置のユニット１ｂの一部と液晶表示装置２０のIII−III断面図を示す。図４に基板切断装置の基板切断方法を示すフローチャート図を示す。
【００２２】
図３（ａ）に示すように、貼り合わせ基板２１が載置されたステージ２を基板切断装置のユニット１ａから基板切断装置のユニット１ｂに水平移動させる。ブレイク工程では、ステージ２の吸着穴２ａのうち、スクライブライン８及びその近傍の吸着穴は貼り合わせ基板２１を吸着せず（以下、未吸着穴２ｂという。）、それ以外の吸着穴２ｃで貼り合わせ基板２１を吸着させる（図４、ステップＳ１０１）。すなわち、スクライブライン８近傍の吸着穴を未吸着穴２ｂとし、スクライブライン８近傍ではなくスクライブライン８を挟んで形成されている吸着穴の対を吸着穴２ｃとする。なお、吸着穴２ｃはスクライブライン８を挟んで形成されている吸着穴を結ぶ線が、スクライブライン８の略法線方向に沿った線となる吸着穴を選択することが好ましい。ここで、貼り合わせ基板２１のうちスクライブライン８を形成していない側の基板２１ｂをステージ２に吸着させることにより、スクライブライン８が形成されている側の基板２１ａには後述するシール材を介して間接的に吸着穴２ｃ方向への引っ張り力がかかる。
【００２３】
そして、図３（ｂ）に示すように、スクライブライン８が形成されているガラス基板２１ａ上に冷却板７を設置する。すなわち、スクライブライン８が形成されている面であるガラス基板２１ａに冷却板７を接触させる。このとき、冷却板７の冷却突起部７ａをガラス基板２１ａ表面に形成したスクライブライン８及びその近傍以外に接触させる（図３（ａ）の冷却突出部７ａがガラス基板２１ａに接触する領域７ｂ参照）。そして、ガラス基板２１ａを冷却させる（図４、ステップＳ１０２）。ここで、冷却板７の冷却突出部７ａは、貼り合わせ基板２１の形状に応じて形成する。スクライブライン８を形成していない側のガラス基板２１ｂを吸着させて、さらに、ガラス基板２１ａを冷却することにより、ガラス基板２１ａが吸着穴２ｃ方向に収縮される（図３（ｂ）の矢印参照）。すなわち、貼り合わせ基板２１はガラス基板２１ｂ側をステージ２に吸着させることにより、ガラス基板２１ｂにかかる吸着穴２ｃ方向への引っ張り力が後述するシール材を介して間接的に他方のガラス基板２１ａにもかかることになる。そして、吸着穴２ｃ方向への引っ張り力がかかったガラス基板２１ａを冷却することにより、より吸着穴２ｃ方向への引っ張り力が増大し、ガラス基板２１ａが収縮する。この収縮により、ガラス基板２１ａはスクライブライン８を挟んで両側（外側方向）に引っ張られる。これにより、ガラス基板２１ａ表面に形成されたスクライブライン８からガラス基板２１ａの厚さ方向にクラック８ａが形成され、ガラス基板２１ａをブレイクする（図４、ステップＳ１０３）。
【００２４】
なお、冷却板７は、ガラス基板２１ａ、２１ｂが冷却によって収縮される程度の温度に設定する。このため、少なくとも冷却前のガラス基板２１ａ、２１ｂの温度と冷却板７の温度差は略５０度であることが好ましい。例えば、常温を略２５度とする場合、冷却板７は略マイナス２０度に設定すればよい。本実施の形態では、例えば、ガラス基板２１ａ、２１ｂをコンプレッサ等の冷却機構によりマイナス２０度程度に冷却させる。また、必要に応じて液体窒素タンク等を備えた冷却機構で冷却板７を冷却させることにより、ガラス基板２１ａ、２１ｂをマイナス１９６度まで冷却させることもできる。
【００２５】
本実施の形態では、貼り合わせ基板２１の一方のガラス基板２１ａにスクライブライン８を形成する。次に、スクライブライン８の近傍の吸着穴を、基板を吸着させない未吸着穴２ｂとし、それ以外を吸着穴２ｃとして貼り合わせ基板２１をステージ２に吸着させる。そして、スクライブライン８を形成した側のガラス基板２１ａに冷却板７の冷却突出部７ａを接触させて冷却する。これにより、ガラス基板２１ａに吸着穴２ｃ方向への引っ張り力がかかる。すなわち、ガラス基板２１ａが円形のスクライブライン８を挟んで両側に引っ張られてガラス基板２１ａがブレイクされ、セル基板を形成する。これにより、スクライブライン８に沿ってガラス基板２１ａをブレイクさせることができる。すなわち、スクライブライン８が曲線を含む形状である場合においても、ガラス基板２１ａに割れ及びカケ等を生じさせること無くガラス基板２１ａを切断することができる。また、貼り合わせ基板２１の一方のガラス基板２１ａをブレイクした後、上述と同様に、貼り合わせ基板２１の他方のガラス基板２１ｂにスクライブライン８を形成し、ブレイクする。これにより、貼り合わせ基板２１を所望の形状に形成することができる。
【００２６】
なお、本実施の形態においては、スクライブ工程からブレイク工程に移行する際に、スクライブライン８の形成位置に応じて未吸着穴２ｂを設定したが、スクライブ工程においては、貼り合わせ基板２１はある程度ステージ２上に保持されればよい。このため、予めスクライブ工程のときから、ブレイク工程の際に適切な吸着位置の吸着穴を選択して吸着させてもよい。すなわち、スクライブ工程時から未吸着穴２ｂを設定してもよい。また、本実施の形態１においては、スクライブライン８として比較的単純な形状である円形を一例として説明したが、円形以外の例えば円弧の一部又は曲線等のようにスクライブライン８の形状が複雑な場合にも本実施の形態を適用可能である。このとき、本実施の形態１と同様に、吸着穴２ｃは、スクライブライン８を挟んで形成されている吸着穴を結ぶ線が、スクライブライン８の略法線方向に沿った線となるように選択した吸着穴とすることが好ましい。これにより、ガラス基板２１ａが曲線を含むスクライブライン８を挟んで両側に引っ張られる。このため、ガラス基板２１ａに割れ及びカケ等を生じさせることなくガラス基板２１ａを切断することができる。また、吸着穴２ｃをステージ２上に多数配置することが好ましい。これにより、例えばスクライブライン８が複雑な形状の場合においても、スクライブライン８の形状に合わせて最適な吸着穴２ｃを選択することができる。
【００２７】
次に、上述の液晶表示装置２０の一例について図５（ａ）を用いて詳細に説明する。ここではＴＦＴ型の液晶表示装置２０を用いることとする。図５（ａ）に示すように、本実施の形態にかかる液晶表示装置２０は、スイッチング素子基板３０と、カラーフィルタ基板４０と、スイッチング素子基板３０とカラーフィルタ基板４０の間に充填された液晶５０から構成されている。
【００２８】
スイッチング素子基板３０は、例えば、ガラス基板２１ａの一方の面上の所定の位置に、後述する画素電極に電圧を供給するＴＦＴ等のスイッチング素子３２が形成され、スイッチング素子３２上に絶縁膜３３が形成されている。絶縁膜３３上に液晶５０を駆動させるための電圧を供給する複数の画素電極３４が形成され、画素電極３４上であって、液晶５０の下側に液晶５０を配向させるための配向膜３５が形成されている。また、絶縁膜３３上であって、複数の画素電極３４から離隔した位置に、スイッチング素子３２に供給される信号を外部から入力する端子３６が形成されている。さらに、絶縁膜３３上であって複数の画素電極３４から離隔した位置に端子３６から入力された信号を対向電極である後述する共通電極に伝達するためのトランスファ電極３７が形成されている。端子３６とトランスファ電極３７は図示せぬ配線等で接続されている。ここで、端子３６はＦＦＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｆｌａｔ  Ｃａｂｌｅ）３８を介して、例えば駆動信号を発生させる制御基板３９と接続されている。そして、ガラス基板２１ａの他方面上には偏光板４６ａが形成されている。
【００２９】
カラーフィルタ基板４０は、例えば、ガラス基板２１ｂの一方の面上にカラーフィルタ４２及び遮光層４３が形成されている。遮光層４３上に、スイッチング素子基板３０に形成された画素電極３４と電界を生じさせることによって液晶５０を駆動させる共通電極４４が形成されている。また、共通電極４４上であって、液晶５０の上側に液晶５０を配向させるための配向膜４５が形成されている。また、ガラス基板２１ｂの他方面上には偏光板４６ｂが形成されている。
【００３０】
スイッチング素子基板３０とカラーフィルタ基板４０はシール材５１を介して貼り合わされている。さらに、トランスファ電極３７と共通電極４４はトランスファ材５２により電気的に接続されていて、端子３６から入力された信号がトランスファ電極３７及びトランスファ材５２を介して共通電極４４に伝達される。また、この液晶表示装置２０は光源となる図示せぬバックライトユニット等を有している。
【００３１】
また、図５（ｂ）に本実施の形態にかかる液晶表示装置２０の平面図を示す。図５（ｂ）に示すように、円形のカラーフィルタ基板４０に、略同一の円形で一部に端子３６が突出したスイッチング素子基板３０が貼り合わされている。また、この突出した端子３６には駆動信号を発生させる制御基板３９がＦＦＣ３８を介して接続されている。
【００３２】
次に、この液晶表示装置２０の動作方法について説明する。制御基板３９からスイッチング素子基板３０に電気信号が入力されると、画素電極３４及び共通電極４４に駆動電圧が与えられる。この駆動電圧に合わせて液晶５０の分子の方向が変わる。そして、バックライトユニットの発する光がスイッチング素子基板３０、液晶５０、及びカラーフィルタ基板４０を介して外部へ透過又は遮断されることにより、液晶表示装置２０に映像等が表示される。
【００３３】
なお、本実施の形態の液晶表示装置２０はＴＦＴ型の液晶表示装置について説明したが、液晶表示装置２０の動作モードはＳＴＮ（Ｓｕｐｐｅｒ  Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、強誘電性液晶モード等でもよい。また、駆動方法は、単純マトリクス又はアクティブマトリクス等でもよい。さらに、カラーフィルタ基板４０に形成した共通電極４４をスイッチング素子基板３０側に形成し、画素電極３４との間に横方向に液晶５０に対して電界をかける横電界方式の液晶表示装置でもよい。
【００３４】
次に、上述の基板切断装置を用いて上述の液晶表示装置２０の製造方法を説明する。スイッチング素子基板３０及びカラーフィルタ基板４０の製造方法については簡略に説明する。ガラス基板２１ａの一方の面上にシリコン等を形成し、フォトリソグラフィ法によるパターニング、エッチング等によるパターン形成を繰り返し行ってスイッチング素子３２、画素電極３４、端子３６、及びトランスファ電極３７を形成することにスイッチング素子基板３０が形成される。また、スイッチング素子基板３０と同様に、ガラス基板２１ｂ上に形成されるシリコン等のパターニングを行うことによりガラス基板２１ｂの一方の面上にカラーフィルタ４２を形成し、さらに共通電極４４等を形成することによりカラーフィルタ基板４０が形成される。ここで、一対のスイッチング素子基板３０及びカラーフィルタ基板４０からなる貼り合わせ基板２１から多数の液晶表示装置２０が歩留まりよく製造できるように、ガラス基板２１ａ、２１ｂ上に形成されるスイッチング素子３２等が規則正しく並んで配置されることが好ましい。
【００３５】
スイッチング素子基板３０及びカラーフィルタ基板４０を形成した後の工程は図６に示すフローチャート図を用いて説明する。まず、基板洗浄工程において画素電極３４が形成されているスイッチング素子基板３０を洗浄する（ステップＳ２０１）。次に、スイッチング素子基板３０の一方の面に配向膜３５を形成する（ステップＳ２０２）。この配向膜３５形成工程は、例えば、印刷法を用いて有機膜からなる配向膜３５を塗布し、ホットプレート等により焼成処理し乾燥させる。その後、ラビング工程において、配向膜３５にラビングを行い、配向膜３５を配向させる（ステップＳ２０３）。また、カラーフィルタ基板４０も同様に、洗浄し、共通電極４４上に配向膜４５を形成する。本実施の形態では、スイッチング素子基板３０の画素電極３４上に配向膜３５を形成し、カラーフィルタ基板４０の共通電極４４上に配向膜４５を形成することとする。
【００３６】
次に、スイッチング素子基板３０及びカラーフィルタ基板４０の一方の面に、例えば、ノズルによるディスペンス方式、又はスクリーン印刷方式等を用いてシール材５１の塗布を行う（ステップＳ２０４）。このシール材５１は、例えばエポキシ系接着剤等の熱硬化性樹脂、又は紫外線硬化樹脂等を用いることができる。ここで、本実施の形態では、シール材５１をスイッチング素子基板３０に塗布する場合は絶縁膜３３上に塗布し、カラーフィルタ基板４０に塗布する場合は共通電極４４上に塗布する。
【００３７】
そして、スイッチング素子基板３０、あるいはカラーフィルタ基板４０のどちらか一方の面上であって、シール材５１を塗布した側の基板に、トランスファ材５２を塗布する（ステップＳ２０５）。次に、スイッチング素子基板３０、あるいはカラーフィルタ基板４０のどちらか一方の面上であって、シール材５１を塗布した側の基板にスペーサ（図示せず）を散布する（ステップＳ２０６）。このスペーサ散布工程において、スペーサは、例えば湿式法又は乾式法を用いて散布される。スペーサを散布後、スイッチング素子基板３０とカラーフィルタ基板４０を貼り合わせる（ステップＳ２０７）。次に、スイッチング素子基板３０とカラーフィルタ基板４０を貼り合わせた状態でシール材５１を略完全に硬化させる（ステップＳ２０８）。このシール材硬化工程は、例えば、シール材５１の材質に合わせて熱を加える、あるいは紫外線を照射することにより行う。
【００３８】
次に、貼り合わせた基板である貼り合わせ基板を多数の個別のセル基板に切断する（Ｓ２０９）。このとき、上述の基板切断装置及び基板切断装置の基板切断方法を用いて基板の切断を行う。すなわち、貼り合わせ基板２１の一方のガラス基板２１ａにスクライブライン８を形成する。次に、スクライブライン８の近傍の吸着穴を未吸着穴２ｂとし、それ以外を吸着穴２ｃとして貼り合わせ基板２１をステージ２に吸着させる。そして、スクライブライン８を形成した側のガラス基板２１ａに冷却板７の冷却突出部７ａを接触させて冷却し、ガラス基板２１ａを切断する。これにより、スクライブライン８が曲線を含む形状である場合においても、割れ及びカケ等なくガラス基板を切断することができる。
【００３９】
次に、切断された個々のセル基板に液晶注入口から液晶５０を注入する（ステップＳ２１０）。この液晶注入工程では、例えば、液晶５０を液晶注入口から真空注入により充填させて注入する。そして、液晶注入口を封止する（ステップＳ２１１）。この液晶注入口封止工程は、例えば、光硬化型樹脂を塗布して光を照射することにより行う。本実施の形態にかかる液晶表示装置２０のセル基板は、液晶５０を液晶注入口から注入する方法を用いて形成したが、液晶注入口がないシール材５１を用いて液晶表示装置形成２０を形成する滴下注入方式を用いてもよい。この場合、スイッチング素子基板３０、あるいはカラーフィルタ基板４０上に液晶５０を液滴状態で滴下し、この滴下した液晶５０を挟むようにスイッチング素子基板３０とカラーフィルタ基板４０を貼り合わせて、シール材５１を硬化させてセル基板を形成する。
【００４０】
そして、それぞれのセル基板のスイッチング素子基板３０及びカラーフィルタ基板４０において、スイッチング素子基板３０とカラーフィルタ基板４０が対向する面と反対側の面上に偏光板４６ａ、４６ｂを形成する（ステップＳ２１２）。すなわち、スイッチング素子基板３０のガラス基板２１ａ上には偏光板４６ａを形成し、カラーフィルタ基板４０のガラス基板４６ｂ上には偏光板４６ｂを形成する。そして、ＦＦＣ３８を介してスイッチング素子基板３０に制御基板３９を接続させることにより、液晶表示装置２０を形成する（ステップＳ２１３）。
【００４１】
本実施の形態においては、液晶表示装置２０の貼り合わせ基板２１の一方のガラス基板２１ａにスクライブライン８を形成する。次に、ステージ２上に貼り合わせ基板２１を吸着させる。このとき、スクライブライン８の近傍の吸着穴を未吸着穴２ｂとし、それ以外を吸着穴２ｃとする。そして、スクライブライン８が形成されている面であるガラス基板２１ａであってスクライブライン８及びその近傍以外に冷却板７の冷却突出部７ａを接触させてガラス基板２１ａを冷却する。これにより、円形のスクライブライン８を挟んで両側の基板が外側方向に引っ張られてガラス基板２１ａがブレイクされて、セル基板を形成する。すなわち、スクライブライン８に沿ってガラス基板２１ａをブレイクさせることができる。このため、スクライブライン８が円形等の曲線を含む形状である場合においても、ガラス基板２１ａに割れ及びカケ等を生じさせること無くガラス基板２１ａを切断することができる。また、本実施の形態の基板切断装置は、高価なレーザ光を用いないため、基板切断装置を安価に製造することができる。また、レーザを用いて基板を切断する場合、基板を溶融しながらスクライブを行う。すなわち、基板切断装置の走査系の駆動能力がレーザの走査及び溶融に費やされる。一方、本実施の形態にかかる基板切断装置は、超硬材料が形成されている軽量のスクライブヘッド３を走査するのみであるため、走査系の駆動能力を略全てスクライブヘッド３の走査に費やすことができる。このため、基板切断の時間を短縮することができる。
【００４２】
なお、本実施の形態においては、貼り合わせ基板２１を切断する際に、貼り合わせ基板２１を、選択された複数の吸着穴２ｃで吸着し、さらに、スクライブライン８が形成されている面であるガラス基板２１ａであってスクライブライン８及びその近傍以外を局所的に冷却した。ここで、ガラス基板２１ａの吸着及びガラス基板２１ａ全体の冷却、又はガラス基板２１ａの吸着は行わず局所的な冷却のみでもブレイクさせることが可能である。ただし、ガラス基板２１ａの伸縮が、ガラス基板２１ａと接触している冷却突出部７ａとの摩擦抵抗により多少妨げられる場合がある。このため、ガラス基板２１ａを局所的に冷却するのみではなく、さらに、スクライブライン８近傍以外の吸着穴２ｃで吸着させてブレイクさせることが好ましい。また、ガラス基板２１ａ全体を冷却させるのではなく、局所的に冷却させることにより、ガラス基板２１ａがスクライブライン８を挟んで両側に収縮する。これにより、スクライブライン８を挟んで両側に引っ張り力がかかってブレイクされやすくなるため、ガラス基板２１ａを均一に冷却させるのではなく、局所的に冷却させることが好ましい。
【００４３】
実施の形態２．
実施の形態２にかかる基板切断装置及び基板切断装置の切断方法について図７を参照して説明する。図７は、実施の形態２にかかる基板切断装置のユニット１ｂ及び貼り合わせ基板２１の断面図である。図７に示す実施の形態２にかかる基板切断装置のユニット１ｂ及び貼り合わせ基板２１において、図１乃至図６に示す実施の形態１と同一構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００４４】
図７に示す基板切断方法において、図３（ｂ）に示す実施の形態１と異なる点は、貼り合わせ基板２１のスクライブライン８が形成されていない側の基板を冷却させる点である。すなわち、本実施の形態では、図２に示すスクライブ工程の後、貼り合わせ基板２１を裏返して、スクライブライン８を形成した側の基板２１ａを下側にしてステージ２に載置する。このとき、実施の形態１と同様に、スクライブライン８近傍の吸着穴を未吸着穴２ｂとし、それ以外を吸着穴２ｃとして貼り合わせ基板２１をステージ２に吸着させる。そして、スクライブライン８が形成されていない面、すなわち、スクライブライン８が形成されている面の反対面であるガラス基板２１ｂを冷却する。このとき、ガラス基板２１ｂのスクライブライン８及びその近傍以外に相当する領域に冷却板７の冷却突出部７ａを接触させる。ここで、貼り合わせ基板２１の貼り合わせ間隔は略１０μｍと薄いため、一方のガラス基板２１ｂに冷却を行った場合でも、他方のガラス基板２１ａも略同様に冷却される。これにより、ガラス基板２１ａ表面に形成されたスクライブライン８からガラス基板２１ａの厚さ方向にクラック８ａが形成され、ガラス基板２１ａがブレイクされる。
【００４５】
本実施の形態においては、スクライブライン８を形成した側のガラス基板２１ａを直接吸着穴２ｃに吸着させるため、吸着穴２ｃを中心とした引っ張り力を増大させることができる。このため、よりガラス基板２１ａをブレイクさせやすい。
【００４６】
実施の形態３．
実施の形態３にかかる基板切断装置及び基板切断方法について図８（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。図８（ａ）は、基板切断装置のユニット１ｃの一部と貼り合わせ基板２１の平面図を示す。図８（ｂ）は、図８（ａ）で示した基板切断装置のユニット１ｃの一部と液晶表示装置２０のVII−VII断面図である。図８（ａ）、（ｂ）に示す実施の形態３にかかる基板切断装置において、図１乃至図６に示す実施の形態１と同一構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００４７】
図８に示す基板切断装置において、図３（ｂ）に示す実施の形態１と異なる点は、ステージ２内部に基板を局所的に加熱可能なヒータ９を有している点である。本実施の形態においては、ヒータ９として複数のヒータからなるヒータ９を使用している。このヒータ９を用いて貼り合わせ基板２１を加熱してブレイクする。以下、図８を用いて本実施の形態にかかる基板切断装置及び基板切断方法について詳細に説明する。貼り合わせ基板２１の一方のガラス基板２１ａにスクライブライン８を形成するまでは実施の形態１と同様であるため、省略する。ここでは、ガラス基板２１ａにスクライブライン８を形成し、ブレイク工程において、貼り合わせ基板２１を裏返さずに、スクライブライン８が形成されていないガラス基板２１ｂがステージ２に接触している場合について説明する。
【００４８】
図８（ａ）に示すように、吸着を行う吸着穴２ｃを選択し、貼り合わせ基板２１をステージ２に吸着させる。吸着させる穴は実施の形態１と同様に、スクライブライン８近傍の吸着穴を未吸着穴２ｂとし、それ以外を吸着穴２ｃとする。本実施の形態の基板切断装置のユニット１ｃは、図８（ｂ）に示すように、ステージ２内部にヒータ９を有している。ステージ２に貼り合わせ基板２１を吸着させた後、スクライブライン８近傍を局所的に加熱する。ここで、本実施の形態にかかるヒータ９は個別に制御可能である。すなわち、ステージ２が複数の領域に分割され、ヒータ９における領域毎の加熱を制御することができる。
【００４９】
ステージ２が局所的に加熱されることにより、ステージ２上に吸着保持されているガラス基板２１ｂも局所的に加熱される。本実施の形態では、ヒータ９を用いてガラス基板２１ａに形成されているスクライブライン８近傍を局所的に加熱する。ここで、貼り合わせ基板２１の貼り合わせ間隔は略１０μｍと薄いため、ステージ２上のガラス基板２１ｂに熱が印加されると、他方のガラス基板２１ａにも略同様に熱が印加される。すなわち、スクライブライン８近傍を局所的に加熱することにより、ステージ２上のガラス基板２１ｂにおいて、他方のガラス基板２１ａに形成されているスクライブライン８と対向する位置近傍が膨張する。ステージ２上のガラス基板２１ｂが膨張することにより、他方のスクライブライン８が形成されているガラス基板２１ａも膨張する。これにより、スクライブライン８が形成されているガラス基板２１ａはスクライブライン８を挟んで両側に引っ張り力がかかり、ブレイクする。この後、ブレイクされていないガラス基板２１ｂも同様にスクライブ工程及びブレイク工程を行い、貼り合わせ基板２１を所望の形状に形成する。
【００５０】
なお、ヒータ９は、貼り合わせ基板２１の耐熱温度は、貼り合わせ基板２１に用いられるシール材５１のベーク温度である１５０度〜２００度程度であることを考慮して、ヒータ９を加熱させることによって、ステージ２が略１００度〜２００度に加熱されるように設定することが好ましい。
【００５１】
本実施の形態にかかる基板切断装置のユニット１ｃは、ステージ２内部にヒータ９を有している。ステージ２に貼り合わせ基板２１を載置する。このとき、スクライブライン８近傍の吸着穴は未吸着穴２ｂとし、それ以外を吸着させる。そして、スクライブライン８近傍を局所的に加熱する。すると、ステージ２上のガラス基板２１ｂにおいて、ガラス基板２１ａに形成されているスクライブライン８と対向する位置近傍が膨張する。これに伴い、シール材５１を介してスクライブライン８が形成されているガラス基板２１ａもスクライブライン８近傍が膨張し、ガラス基板２１ａはスクライブライン８を挟んで両側に引っ張り力がかかる。これにより、円形のスクライブライン８を挟んで両側に基板が引っ張られてガラス基板２１ａがブレイクする。すなわち、スクライブライン８に沿ってガラス基板２１ａ、２１ｂをブレイクさせることができる。このため、スクライブライン８が曲線を含む形状である場合においても、ガラス基板２１ａに割れ及びカケ等を生じさせること無くガラス基板２１ａを切断することができる。また、レーザ等を用いずに基板を所望の形状とすることができるため、安価に基板切断装置を形成することができる。さらに、レーザ等を用いて基板を切断する場合、基板の溶融及びレーザの走査に基板切断装置の駆動能力が費やされる。一方、本実施の形態にかかる基板切断装置は、スクライブヘッド３の走査のみであるため、基板の切断時間を短縮することができる。
【００５２】
本実施の形態では、スクライブライン８を形成したガラス基板２１ａを裏返さずに、スクライブライン８が形成されていない側のガラス基板２１ｂを局所的に加熱したが、実施の形態２に示すように、スクライブライン８を形成したのち、貼り合わせ基板２１を裏返して、スクライブライン８を形成した側のガラス基板２１ａを局所的に加熱させてもよい。
【００５３】
なお、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。例えば、本実施の形態では、液晶表示装置の貼り合わせ基板２１を切断する基板切断装置及び基板切断装置の切断方法について説明したが、貼り合わせではなく単板の基板の切断にも使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】（ａ）実施の形態１にかかる基板切断装置のユニット１ａを示す斜視図である。（ｂ）実施の形態１にかかる基板切断装置のユニット１ｂを示す断面図である。
【図２】（ａ）実施の形態１にかかる基板切断装置のユニット１ａを示す平面図である。（ｂ）実施の形態１にかかる基板切断装置のユニット１ａを示す平面図である。
【図３】（ａ）実施の形態１にかかる基板切断装置のユニット１ｂを示す平面図である。（ｂ）実施の形態１にかかる基板切断装置のユニット１ｂを示す断面図である。
【図４】実施の形態１にかかる液晶表示装置の基板切断方法を示すフローチャート図である。
【図５】（ａ）実施の形態１にかかる液晶表示装置を示す断面図である。（ｂ）実施の形態１にかかる液晶表示装置を示す平面図である。
【図６】実施の形態１にかかる液晶表示装置の製造方法を示すフローチャート図である。
【図７】（ａ）実施の形態２にかかる基板切断装置のユニット１ｂを示す平面図である。（ｂ）実施の形態２にかかる基板切断装置のユニット１ｂを示す断面図である。
【図８】（ａ）実施の形態３にかかる基板切断装置のユニット１ｃを示す平面図である。（ｂ）実施の形態３にかかる基板切断装置のユニット１ｃを示す断面図である。
【図９】（ａ）従来の基板切断装置を示す断面図である。（ｂ）従来の基板切断装置を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１ａ、１ｂ  基板切断装置のユニット、２、９４  ステージ、２ａ  吸着穴、２ｂ  未吸着穴、３  スクライブヘッド、４  制御機構、４ａ  ｘ方向ガイドレール、４ｂ  ｙ方向ガイドレール、５  エアバルブ、６  排気ポンプ、７  冷却板、７ａ  冷却突起部、７ｂ  接触領域、８、９６  スクライブライン、９  ヒータ、２０、９０  液晶表示装置、２１ａ、２１ｂ  ガラス基板、３０  スイッチング素子基板、３２  スイッチング素子、３３  絶縁膜、３４  画素電極、３５、４５  配向膜、３６  端子、３７  トランスファ電極、３８  ＦＦＣ、３９  制御基板、４０  カラーフィルタ基板、４２  カラーフィルタ、４３  遮光層、４４  共通電極、４６ａ、４６ｂ  偏光板、５０  液晶、５１、９３  シール材、５２  トランスファ材、９１ａ  ＴＦＴ基板、９１ｂ  ＣＦ基板、９２  スペーサ、９５  切断ホイール、９７  ブレイクバー
【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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【図６】
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【図７】
2008173725.tif 000009
【図８】
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【図９】
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