(57)【要約】【課題】基板切断によるクラックの発生を抑え、基板の割れ強度を向上した基板の切断方法及び基板の生産方法並びに基板の製造方法を提供する。【解決手段】基板の破断すべき位置にレーザを照射する（Ｓ１）ことにより基板に熱応力を生じさせる工程と、熱応力を生じさせた破断位置にスクライブ溝を形成する工程（Ｓ２）と、スクライブ溝に沿って基板を破断する工程（Ｓ３）とを具備する。このように基板に熱応力を生じさせることにより従来よりも少ない力で基板切断を行うことができ、クラックの発生を抑えることができる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の破断すべき位置に熱応力を生じさせる工程と、
熱応力を生じさせた前記破断位置にスクライブ溝を形成する工程と、
前記スクライブ溝に沿って前記基板を破断する工程と
を具備することを特徴とする基板の切断方法。
【請求項２】
前記熱応力を生じさせる工程は、
前記基板を加熱する工程と、
前記加熱された基板を冷却する工程と
を有することを特徴とする請求項１記載の基板の切断方法。
【請求項３】
前記熱応力を生じさせる工程において、前記基板は１００℃以上１５０℃以下に加熱されることを特徴とする請求項１または請求項２記載の基板の切断方法。
【請求項４】
前記熱応力を生じさせる工程において、前記基板はキセノンランプまたはハロゲンランプによって加熱されることを特徴とする請求項１から請求項３いずれか一項に記載の基板の切断方法。
【請求項５】
前記熱応力を生じさせる工程において、前記基板はレーザによって加熱されることを特徴とする請求項１から請求項３いずれか一項に記載の基板の切断方法。
【請求項６】
前記基板はガラスであり、前記レーザはＣＯ２レーザであることを特徴とする請求項５記載の基板の切断方法。
【請求項７】
大基板を破断して複数の小基板を生産する方法において、
前記大基板の破断すべき位置に熱応力を生じさせる工程と、
熱応力を生じさせた前記破断位置にスクライブ溝を形成する工程と、
前記スクライブ溝に沿って前記大基板を破断する工程と
を具備することを特徴とする基板の生産方法。
【請求項８】
大基板を破断して複数の小基板を製造する方法において、
前記大基板の破断すべき位置に熱応力を生じさせる工程と、
熱応力を生じさせた前記破断位置にスクライブ溝を形成する工程と、
前記スクライブ溝に沿って前記大基板を破断する工程と
を具備することを特徴とする基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば電気光学パネルの一部を構成するガラスなどからなる基板の切断方法及び基板の生産方法並びに基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば電気光学パネルの一例としての液晶パネルはガラスなどからなる基板が２枚貼り合わされた構造を有している。液晶パネルの製造工程においては、例えば貼り合わされた２枚の大基板を切断して複数の単個の液晶パネルを製造する手法がとられている。この切断工程では、先端に超硬金属やダイアモンドを有するチップにより基板の破断すべき位置にスクライブ溝を形成した後、基板に力を加えることによってスクライブ溝に沿って基板を切断する。（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−６２６１２号（第２頁、
【図３】）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこのような方法で基板を切断する場合、スクライブ溝形成時にクラックが生じ、更に基板切断時にこのクラックが進行して液晶パネルが割れるという問題があった。また、基板切断時に基板に生じたクラックを有する液晶パネルを携帯電話機などの製品に組みこんだ際、製品になった後の落下衝撃などによりクラックが進行して液晶パネルが割れるといった問題があった。
【０００５】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、基板切断時におけるクラックの発生を抑え、基板の割れ強度を向上した基板の切断方法及び基板の生産方法並びに基板の製造方法を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するため、本発明は以下のような構成を採用している。
本発明の基板の切断方法は、基板の破断すべき位置に熱応力を生じさせる工程と、熱応力を生じさせた前記破断位置にスクライブ溝を形成する工程と、前記スクライブ溝に沿って前記基板を破断する工程とを具備することを特徴とする。
【０００７】
本発明のこのような構成によれば、基板に熱応力が生じた状態で基板が切断されるため、従来よりも少ない力で基板を割ることができる。従って、従来よりも浅いスクライブ溝でも容易に基板を切断することが可能となるため、従来よりもスクライブ溝形成時の基板に対して加える力を、例えば約１０分の１にすることができる。これにより、スクライブ溝形成時における基板のクラックの発生を従来よりも抑制することができ、基板の割れ強度を向上させることができる。また、このように切断された基板が組み込まれた電子機器は、外的衝撃に対する強度が強く、基板が割れにくい。
【０００８】
また、前記熱応力を生じさせる工程は、前記基板を加熱する工程と、前記加熱された基板を冷却する工程とを有することを特徴とする。
【０００９】
このように、基板を加熱した後、冷却することにより、基板に熱応力を残すことが出来る。
【００１０】
また、前記熱応力を生じさせる工程において、前記基板は１００℃以上１５０℃以下に加熱されることを特徴とする。
【００１１】
このように、基板を１００℃以上１５０℃以下の温度で加熱させることが望ましい。１００℃よりも低い温度で基板を加熱すると十分に熱応力が残すことができず、また１５０℃よりも高い温度で基板を加熱すると、基板が割れてしまうおそれがある。
【００１２】
また、前記熱応力を生じさせる工程において、前記基板はキセノンランプまたはハロゲンランプによって加熱されることを特徴とする。
【００１３】
このように、キセノンランプやハロゲンランプを用いて基板を部分的に加熱することができる。
【００１４】
また、前記熱応力を生じさせる工程において、前記基板はレーザによって加熱されることを特徴とする。
【００１５】
このようにレーザを用いて基板を部分的に加熱することができる。
【００１６】
また、前記基板はガラスであり、前記レーザはＣＯ２レーザであることを特徴とする。
【００１７】
このように基板としてガラス基板を用いる場合、レーザとしてガラス基板が吸収しやすい波長を有するＣＯ２を用いることにより、効率よく加熱を行うことができる。
【００１８】
本発明の基板の生産方法は、大基板を破断して複数の小基板を生産する方法において、前記大基板の破断すべき位置に熱応力を生じさせる工程と、熱応力を生じさせた前記破断位置にスクライブ溝を形成する工程と、前記スクライブ溝に沿って前記大基板を破断する工程とを具備することを特徴とする。
また、本発明の基板の製造方法は、大基板を破断して複数の小基板を生産する方法において、前記大基板の破断すべき位置に熱応力を生じさせる工程と、熱応力を生じさせた前記破断位置にスクライブ溝を形成する工程と、前記スクライブ溝に沿って前記大基板を破断する工程とを具備することを特徴とする。
【００１９】
本発明のこのような構成によれば、大基板に熱応力が生じた状態で大基板が切断されるため、従来よりも少ない力で大基板を割ることができる。従って、従来よりも浅いスクライブ溝でも容易に大基板を切断することが可能となるため、従来よりもスクライブ溝形成時の基板に対して加える力を、例えば約１０分の１にすることができる。これにより、スクライブ溝形成時における大基板のクラックの発生を従来よりも抑制することができ、小基板の割れ強度を向上させることができる。また、このように生産された小基板が組み込まれた電子機器は、外的衝撃に対する強度が強く、小基板が割れにくい。
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
基板としてガラス基板を例にあげ、本発明における基板の切断方法について図１〜図４を用いて説明する。尚、ここでは１枚のガラス基板を切断する場合について説明する。
【００２０】
図１は基板の切断工程フローチャート図である。図２は基板の切断工程を説明するための概略斜視図及び概略断面図である。図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の各図において、左側には斜視図、右側には斜視図のＡ−Ａ´、Ｂ−Ｂ´、Ｃ−Ｃ´で切断した断面図を示している。また、図２（ｄ）においては、斜視図のみ示している。図３は基板の概略平面図であり、切断工程中におけるレーザ処理を施す領域とスクライブ溝との大きさを比較するための図である。図４はガラス基板をレーザ処理及びスクライブ溝形成の際に用いるスクライブ装置の概略断面図である。
【００２１】
まず、図１及び図２を用いて、基板の切断方法について説明する。図２（ａ）に示すように、対向する第１面１００ａ及び第２面１００ｂを有するガラス基板１００に対して、破断すべき位置１４６（図面上、点線で図示）に沿って第１面１００ａ側からＣＯ２レーザを照射する（工程Ｓ１）。ＣＯ２レーザはレーザ照射機５０から出射される。ここで出射されるレーザの波長は１０．６μｍ、光出力は５０Ｗに設定している。これにより、レーザが照射された領域は約１００〜１５０℃に加熱される。その後、ガラス基板１００をそのまま放置してガラス基板１００を常温に戻す。これにより、ガラス基板１００の破断位置１４６付近に熱応力を残留させる。ここで、レーザ照射時において、ガラス基板１００のレーザが照射された領域が１００℃よりも低い温度で加熱されると十分な熱応力を残留させることができない。また、ガラス基板１００のレーザが照射された領域が１５０℃よりも高い温度で加熱されると、ガラス基板１００が割れてしまうおそれがある。また、ここでは、レーザとしてガラス基板が吸収しやすい波長を有するＣＯ２を用いているので、効率よく加熱を行うことができる。
【００２２】
次に、図２（ｂ）に示すように、ガラス基板１００の第１面１００ａに、破断位置１４６に沿ってチップ５１を移動させてスクライブ溝１４７を形成する（工程Ｓ２）。チップ５１は先端にダイアモンドまたは超硬金属を有するものであり、チップ５１の先端部をガラス基板１００に接して移動させることにより基板表面にスクライブ溝１４７を形成する。従来のレーザ処理を施さない場合では、スクライブ溝形成時に約０．５〜１ｋｇ／ｃｍ２の力を加えてチップを移動させていた。これに対し、本実施形態においては、レーザ処理を施すことによりガラス基板に熱応力が生じているため、従来よりもガラス基板が割れやすくなっている。従って、従来よりも浅いスクライブ溝でも容易に基板を切断することが可能となるため、従来よりもスクライブ溝形成時の基板に対して加える力を、例えば約１０分の１にすることができる。これにより、スクライブ溝形成時における基板のクラックの発生を従来よりも抑制することができ、基板の割れ強度を向上させることができる。
【００２３】
次に、図２（ｃ）に示すように、ガラス基板１００の第１面１００ａが下側となるようにガラス基板１００を配置する。この状態で第２面１００ｂ側にスクライブ溝１４７に対応させてブレイクバー５２を配置して、ブレイクバー５２を介してガラス基板１００に力を加えることにより、ガラス基板１００を切断する（工程Ｓ３）。これにより図２（ｄ）に示すように、１枚の大基板としてのガラス基板１００を切断して、２枚の小基板としてのガラス基板１００ｃが得られる。
【００２４】
本実施形態において、図３に示すようにレーザ処理が施される領域１５０（図面上、右上がり斜線及び格子で埋められた領域）は、スクライブ溝が形成される領域１５１（図面上、格子で埋められた領域）よりも大きくなるように設定されている。ここでは、レーザ処理が施される領域１５０の幅ａを約１ｍｍ、スクライブ溝が形成される領域の幅ｂを約０．１ｍｍとした。このように、レーザ処理が施される領域１５０をスクライブ溝が形成される領域１５１よりも大きくなるように設定することによって、レーザ処理時に処理領域が多少ずれても、必ずレーザ処理が施される領域１５０内にスクライブ溝を形成することができる。すなわち、熱応力が生じる領域内に確実に破断位置がくるように設定することができる。
【００２５】
次に、本実施形態のレーザ処理及びスクライブ溝形成を行うためのスクライブ装置１０２について、図４を用いて説明する。
【００２６】
図４に示すように、スクライブ装置１０２は、ガラス基板１００を載置、保持する載置台１０１、ガラス基板１００に対してＣＯ２レーザを照射するレーザ照射機５０、及びチップ５１を有する。載置台１０１は図面ｘ方向に沿って移動可能に設計されている。レーザ照射機５０は、ＣＯ２レーザを発振するレーザ発振器５３と、発振されたレーザを所望の位置に導くレンズ５４と、レンズ５４の向きを調整する調整機構５５とを有する。レーザ照射器５０は定位置に固定されており、レンズ５４の向きを調整機構５５により変えることによって発振されたレーザをガラス基板の１００上の所望の位置に導く。チップ５１は先端にダイアモンドまたは超硬金属を有している。チップ５１は上下移動及びｘ軸、ｙ軸方向に移動可能に設計されている。
【００２７】
以上のように本実施形態においては、スクライブ溝形成工程及び切断工程の前に、ガラス基板にレーザ処理を施して熱応力を生じさせているので、従来と比較して少ない力でガラス基板を切断することができ、クラックの発生を抑えることができる。
【００２８】
（第２実施形態）
第１実施形態では１枚のガラス基板を切断する場合について説明したが、第２実施形態では重ね合わされた２枚のガラス基板を切断する場合について、図５及び図６を用いて説明する。尚、基板に対して熱応力を生じさせるためのレーザ処理工程及び冷却工程、スクライブ溝形成工程、切断工程は、第１実施形態と同じため詳細な説明は省略する。また、本実施形態においても、レーザ処理工程及びスクライブ溝形成工程において、第１実施形態で記載したスクライブ装置を用いることができる。
【００２９】
図５及び図６は、基板の切断工程図である。
【００３０】
図５（ａ）に示すように、重ね合わされた２枚のガラス基板４１及び４２を切断する場合、ガラス基板４１のガラス基板４２と対向しない面側から、ガラス基板４１を破断すべき位置４６（図面上、点線で図示）に沿って、ＣＯ２レーザを照射する。その後、２枚のガラス基板４１及び４２をそのまま放置してガラス基板４１及び４２を常温に戻す。これにより、ガラス基板４１の破断位置４６付近に熱応力を残留させる。
【００３１】
次に、図５（ｂ）に示すように、ガラス基板４１のガラス基板４２と対向しない面に、破断位置４６に沿ってチップ５１を移動させることによってスクライブ溝４７を形成する。
【００３２】
次に、図５（ｃ）に示すように、ガラス基板４１が下側に位置するように配置する。この状態でガラス基板４２のガラス基板４１と対向しない面側にスクライブ溝４７に対応させてブレイクバー５２を配置し、ブレイクバー５２を介してガラス基板４１に力を加えることにより、ガラス基板４１を切断する。これにより図６（ａ）に示すように、ガラス基板４１が２枚のガラス基板４１ａ及び４１ｂに切断される。
【００３３】
次に図６（ａ）に示すように、ガラス基板４２のガラス基板４１と対向しない面側から、ガラス基板４２を破断すべき位置４８（図面上、点線で図示）に沿ってＣＯ２レーザを照射する。その後、２枚のガラス基板４１及び４２をそのまま放置してガラス基板４１及び４２を常温に戻す。これにより、ガラス基板４２の破断位置４８付近に熱応力を残留させる。
【００３４】
次に、図６（ｂ）に示すように、ガラス基板４２のガラス基板４１と対向しない面に、破断位置４８に沿ってチップ５１を移動させてスクライブ溝４９を形成する。
【００３５】
次に、図６（ｃ）に示すように、ガラス基板４２が下側に位置するように配置する。この状態でガラス基板４１のガラス基板４２と対向しない面側にスクライブ溝４９に対応させてブレイクバー５２を配置し、ブレイクバー５２を介してガラス基板４２に力を加えることにより、ガラス基板４１を切断する。これにより図６（ｄ）に示すように、２枚のガラス基板４１ａ及び４２ａ、４１ｂ及び４２ｂがそれぞれ重ね合わされた２組の基板を得ることができる。
【００３６】
このように、重ね合わされた２枚の基板を切断する場合には、１枚づつ基板を切断することができる。従って、ここでは２枚のガラス基板４１及び４２の切断面が面一の場合を例にとって説明したが、２枚を同時に切断せず１枚づつ基板を切断するので、ガラス基板４１とガラス基板４２の切断箇所が異なる場合でも、問題なく切断は可能である。
【００３７】
（第３実施形態）
以下、ガラス基板を一構成とする液晶パネルの製造工程中の基板切断に本発明を適用した場合を例にあげ、図７及び図８を用いて説明する。本実施形態は、第２実施形態で説明した重ね合わされた２枚の基板を切断する場合の具体的な応用例であり、基本的な切断手順は第２実施形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。第２実施形態では、説明を簡略化するために２枚の基板間には何も配置されていないが、本実施形態では２枚の基板を接着するシール材が配置されている。本実施形態においては、大基板としての大判パネルから小基板としての個別の液晶パネルを生産する生産方法に本発明を用いている。具体的には、液晶パネル製造工程中における大判パネルから短冊状パネルに切断する工程（１次切断）、短冊状パネルから単個の液晶パネルに切断する工程（２次切断）に、本発明の切断方法を用いている。
【００３８】
図７は、本発明による液晶パネルの概略製造工程図であり、図８は本発明による液晶パネルの製造方法のフローチャート図である。
【００３９】
まず、図７（ａ）に示す大基板としての第１母基板１１と第２母基板１２に対して、透明電極の形成や配向膜の形成などの所定の処理を行った後（工程Ｓ１）、一方の母基板上に複数（ここでは１６個）の開曲線状のシール材１３を塗布する。その後、２枚の母基板をシール材１３を介して貼りあわせる（工程Ｓ２）。これにより図７（ａ）に例示する大板パネル基板１０が得られる。
【００４０】
次に、第１母基板１１に、破断すべき位置で１８及び１６に沿ってＣＯ２レーザを照射する（工程Ｓ３）。その後、２枚の母基板１１及び１２をそのまま放置して常温に戻す。これにより、第１母基板１１の破断位置１８及び１６付近に熱応力を残留させる。次に、第１母基板１１に破断位置１８及び１６に沿ってチップを移動させてスクライブ溝を形成する（工程Ｓ４）。その後、第１母基板１１が下側に位置するように配置した状態で第２母基板１２側にスクライブ溝に対応させてブレイクバーを配置し、ブレイクバーを介して第１母基板１１に力を加えることにより、第１母基板１１を切断する（工程Ｓ５）。次に、第２母基板１２に、破断すべき位置１６に沿ってＣＯ２レーザを照射する（工程Ｓ６）。その後、２枚の母基板１１及び１２をそのまま放置して常温に戻す。これにより、第２母基板１２の破断位置１６付近に熱応力を残留させる。次に、第２母基板１２に破断位置１６に沿ってチップを移動させてスクライブ溝を形成する（工程Ｓ７）。その後、第２母基板１２が下側に位置するように配置した状態で第１母基板１１側にスクライブ溝に対応させてブレイクバーを配置し、ブレイクバーを介して第２母基板１２に力を加えることにより、第２母基板１２を切断する（工程Ｓ８）。以上により１次切断が終了する。１次切断により、大判パネル１０からは複数の短冊状のパネルが形成される。この短冊状パネルは、一方の基板（第２母基板１２から切り出された基板）が、もう一方の基板（第１母基板１１から切り出された基板）よりも張り出した張り出し部２１を有している。
【００４１】
次に、短冊状パネルの切断面に露出した各液晶パネル開口部１４から基板間に液晶を注入し、開口部１４を封止材１９により封止する（工程Ｓ９）。これにより、図７（ｂ）に示す液晶が封入された状態の張り出し部２１を有する短冊状パネル２０が得られる。
【００４２】
次に、短冊状パネル２０の第１母基板１１側に、破断すべき位置１５に沿ってＣＯ２レーザを照射する（工程Ｓ１０）。その後、短冊状パネル２０をそのまま放置して常温に戻す。これにより、第１母基板１１側の破断位置１５付近に熱応力を残留させる。次に、第１母基板１１側に破断位置１５に沿ってチップを移動させてスクライブ溝を形成する（工程Ｓ１１）。その後、第１母基板１１が下側に位置するように配置した状態で第２母基板１２側にスクライブ溝に対応させてブレイクバーを配置し、ブレイクバーを介して第１母基板１１に力を加えることにより、第１母基板１１を切断する（工程Ｓ１２）。次に、第２母基板１２に、破断すべき位置１５に沿ってＣＯ２レーザを照射する（工程Ｓ１３）。その後、短冊状パネル２０をそのまま放置して常温に戻す。これにより、第２母基板１２の破断位置１５付近に熱応力を残留させる。次に、第２母基板１２に破断位置１５に沿ってチップを移動させてスクライブ溝を形成する（工程Ｓ１４）。その後、第２母基板１２が下側に位置するように配置した状態で第１母基板１１側にスクライブ溝に対応させてブレイクバーを配置し、ブレイクバーを介して第２母基板１２に力を加えることにより、第２母基板１２を切断する（工程Ｓ１５）。以上により２次切断が終了する。この２次切断により、短冊状パネル２０から複数の図７（ｃ）に示すような個別の液晶パネル１を得る。
【００４３】
次に、個別の液晶パネル１の張り出し部４上の所定位置にドライバＩＣを実装し（工程Ｓ１６）、液晶パネルが完成する。
【００４４】
以上のようにして製作された液晶パネル１は、基板切断時におけるクラックの発生が従来と比較して抑制されているので、割れ強度が向上している。よって、このような液晶パネル１が組み込まれる携帯電話や携帯型端末などの電子機器は、ユーザの使用時における落下などの衝撃などにより、割れ、破損が生じる事が少なくなる。
【００４５】
なお、液晶パネルだけでなく、エレクトロルミネッセンス装置、無機エレクトロルミネッセンス装置、プラズマディスプレイ装置、電気泳動表示装置、電界放出表示装置、ＬＥＤ（ライトエミッティングダイオード）表示装置等のような各種の電気光学パネルに対しても本発明を同様に適用することができる。
【００４６】
上述の実施形態においては、基板に熱応力を生じさせる手段としてレーザを用いているが、これに限定されず、キセノンランプやハロゲンランプなど基板に対してスポット的に照射が可能で、基板を加熱できるものであればよい。
【００４７】
また、上述の実施形態においては、レーザ照射後の基板の冷却は、基板を放置することによって自然に常温に戻していたが、図９に示すようにスクライブ装置１０２´にエアや窒素ガスを基板に対して噴きつける冷却手段としてのエアノズル５６を設けても良い。これにより、基板を常温に戻す時間を短縮することができ、製造効率が向上する。尚、図９において上述のスクライブ装置１０２と同様の構造については同じ符号を付し、ここでは説明を省略している。
【００４８】
また、上述の実施形態においては、基板としてガラス基板を例にあげたが、これに限定されるものでなく、シリコンウエハー基板やセラミック基板などにも本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る基板の切断方法のフローチャート図である。
【図２】第１実施形態に係る基板の切断工程図である。
【図３】レーザ照射領域とスクライブ溝の位置関係を示す基板平面図である。
【図４】スクライブ装置の概略断面図である。
【図５】第２実施形態に係る基板の切断工程図（その１）である。
【図６】第２実施形態に係る基板の切断工程図（その２）である。
【図７】第３実施形態に係る液晶パネルの製造工程図である。
【図８】第３実施形態に係る液晶パネル製造方法のフローチャート図である。
【図９】スクライブ装置の変形例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１・・・液晶パネル
１１・・・第１母基板
１２・・・第２母基板
１５、１６、１８、４６、４８、１４６・・・破断すべき位置
４１、４２、１００・・・ガラス基板（大基板）
４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂ・・・ガラス基板（小基板）
４７、４９、１４７・・・スクライブ溝
５０・・・レーザ照射機
５１・・・チップ
【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】
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【図８】
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【図９】
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