(57)【要約】【課題】  ガラス基板に粉塵等を発生させることなく、マザー基板からセル基板を簡素な構成で容易に切り出し可能なガラス基板の切断時に粉塵等を発生させることなく、マザー基板からセル基板を簡素な構成で容易に切り出し可能で、必要時に何時でもブレイク処理して分離できる表示用セル基板の製造方法を提供すること。【解決手段】  一方のガラス基板１にレーザー照射による行方向に割断処理を行い割断ライン１ｂを形成し、列方向にスクライブライン１ｃを形成し、他方のガラス基板に前記スクライブライン１ｃと重なる位置に割断ライン２ｂを形成するとともに、前記割断ライン１ｂと重なる位置にスクライブライン２ｃを形成し、次いで、スクライブラインから、対向する側の分割ラインに向けて分割処理を行って複数枚のセル基板を製造する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶ディスプレイ等に用いられる表示用セル基板を製造する工程において、上下２枚のガラス基板内に、シール材により区画され、マトリックス状に配列された複数の表示素子部を形成したマザー基板より、前記シール材の外側を切断して前記表示素子部を切り出して複数枚のセル基板を製造する表示用セル基板の製造方法であって、
第１工程として、前記一方のガラス基板にレーザーを照射して、行方向又は列方向に割断処理して割断ラインを形成するとともに、該割断ラインが行方向である場合には列方向に、列方向である場合には行方向にスクライブ処理を行ってスクライブラインを形成し、第２工程として、前記他方のガラス基板にレーザーを照射して、前記一方のガラス基板のスクライブラインと重なる位置に割断処理を行って割断ラインを形成するとともに、前記一方のガラス基板の割断ラインと重なる位置にスクライブ処理を行ってスクライブラインを形成し、第３工程として、前記第１又は第２工程後のスクライブラインが形成されたガラス基板側から割断ラインが施された対向するガラス基板に向けてブレイク処理を行って、行毎のあるいは列毎のセル基板ピースを形成し、第４工程として、該セル基板ピースのスクライブラインが形成された側から割断ラインが施された対向する側に向けてブレイク処理を行って複数枚のセル基板を製造することを特徴とする表示用セル基板の製造方法。
【請求項２】
前記一方のガラス基板に施す前記第１工程と前記他方のガラス基板に施す前記第２工程を両側から同時に行う請求項１に記載の表示用セル基板の製造方法。
【請求項３】
前記割断処理の前工程として、前記レーザー照射の開始位置に対応する前記ガラス基板の側端面にマイクロクラック処理を施した請求項１または２に記載の表示用セル基板の製造方法。
【請求項４】
前記割断処理の工程において、レーザー照射後に割断部に冷媒流体を供給して割断する請求項１乃至３のいずれかに記載の表示用セル基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に液晶ディスプレイ等に用いられる表示用セル基板を製造する工程において、上下２枚のガラス基板内に、シール材により区画され、マトリックス状に配列された複数の表示素子部を形成したマザー基板より、前記シール材の外側を切断して前記表示素子部を切り出して複数枚のセル基板を製造する表示用セル基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、主に液晶ディスプレイ等に用いられる表示用セル基板を製造する工程において、主に２枚の大型のガラス基板を組み合わせ、その間にスペーサやシール材を挟持させて構成されたマザー基板から小型のセル基板を複数枚に切り出すには、ダイヤカッターやレーザー発射機構を備えたガラス基板切断装置が用いられている。切断手順として、まず、一方のガラス基板にダイヤカッターで切削しスクライブラインを切溝として形成することで、この切溝の深部に微細な亀裂を生じさせ、その後、亀裂の深さ方向に照準を合わせてレーザーを照射することで、一方のガラス基板が割断される。同様に他方のガラス基板もダイヤカッターで切溝を形成し、亀裂にレーザーを照射することで他方のガラス基板も割断されるので、２枚の大型ガラス基板が分割（ブレイク）されることになり、大型のマザー基板から小型のセル基板が切り出される（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３５８１６号公報（段落００１１，００１２、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１にあってはセル基板の切り出し過程において、ダイヤカッターによるスクライブラインの形成とレーザーの照射による割断との２段階の工程作業があるため、２つの切断工具が必要であるばかりでなく、ダイヤカッターとレーザーの両制御も複雑化し、切断作業に手間が掛かっていた。また、ダイヤカッターを用いたことで、ガラス基板の切削時にガラスの粉塵等の屑が生じることから、セル基板にこれらガラスの粉塵等が付着すると、切断後のセル基板内部に液晶を注入する際に、不具合を生じさせる虞もあった。
【０００５】
本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、ガラス基板の切断時に粉塵等を発生させることなく、マザー基板からセル基板を簡素な構成で容易に切り出し可能で、必要時に何時でもブレイク処理して分離できる表示用セル基板の製造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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載の表示用セル基板の製造方法は、液晶ディスプレイ等に用いられる表示用セル基板を製造する工程において、上下２枚のガラス基板内に、シール材により区画され、マトリックス状に配列された複数の表示素子部を形成したマザー基板より、前記シール材の外側を切断して前記表示素子部を切り出して複数枚のセル基板を製造する表示用セル基板の製造方法であって、第１工程として、前記一方のガラス基板にレーザーを照射して、行方向又は列方向に割断処理して割断ラインを形成するとともに、該割断ラインが行方向である場合には列方向に、列方向である場合には行方向にスクライブ処理を行ってスクライブラインを形成し、第２工程として、前記他方のガラス基板にレーザーを照射して、前記一方のガラス基板のスクライブラインと重なる位置に割断処理を行って割断ラインを形成するとともに、前記一方のガラス基板の割断ラインと重なる位置にスクライブ処理を行ってスクライブラインを形成し、第３工程として、前記第１又は第２工程後のスクライブラインが形成されたガラス基板側から割断ラインが施された対向するガラス基板に向けてブレイク処理を行って、行毎のあるいは列毎のセル基板ピースを形成し、第４工程として、該セル基板ピースのスクライブラインが形成された側から割断ラインが施された対向する側に向けてブレイク処理を行って複数枚のセル基板を製造することを特徴としている。
この特徴によれば、機械的な切断具を使用することなくレーザーの照射のみで複数枚のセル基板を切り出すことができるので、切断くずを排出することなくしかも装置の複雑化を避けることができる。更にスクライブラインと割断ラインを利用してブレイクするので、割断処理だけで複数枚のセル基板を製造するものに比べ、複数枚のセル基板が分離される前のセル基板ピースが得られる。これにより、例えば液晶注入の際は、セル基板が複数連続した状態で効率よく注入でき、必要時に何時でもブレイク処理して分離できる利点を有する。
【０００７】
本発明の請求項２に記載の表示用セル基板の製造方法は、請求項１に記載の表示用セル基板の製造方法であって、前記一方のガラス基板に施す前記第１工程と前記他方のガラス基板に施す前記第２工程を両側から同時に行うことを特徴としている。
この特徴によれば、第１工程と第２工程はいずれを先に施してもよいので、２枚のガラス基板の両側から同時に施せば製作時間が短縮できる。
【０００８】
本発明の請求項３に記載の表示用セル基板の製造方法は、請求項１または２に記載の表示用セル基板の製造方法であって、前記割断処理の前工程として、前記レーザー照射の開始位置に対応する前記ガラス基板の側端面にマイクロクラック処理を施したことを特徴としている。
この特徴によれば、ガラス基板の側端面にマイクロクラック処理を施すことにより、割断処理を精度良く正確に行える。
【０００９】
本発明の請求項４に記載の表示用セル基板の製造方法は、請求項１乃至３のいずれかに記載の表示用セル基板の製造方法であって、前記割断処理の工程において、レーザー照射後に割断部に冷媒流体を供給して割断することを特徴としている。
この特徴によれば、レーザー照射による加熱とその後の冷媒流体との熱歪みにより割断をスムーズに進行させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の実施例を以下に説明する。
【実施例】
【００１１】
図１（ａ）は、本発明の実施例における表示用セル基板の形成前におけるマザー基板の全体像を示す平面図であり、図１（ｂ）は、マザー基板の製造方法の概略構造を説明するＡ−Ａ線断面図であり、図２（ａ）は、レーザー装置および冷媒装置を用いて一方のガラス基板に割断処理を施す斜視図であり、図２（ｂ）は、レーザー装置を用いてガラス基板の一方にスクライブ処理を施す斜視図であり、図３（ａ）は、一方のガラス基板の表面を上方に向けたマザー基板の平面図であり、図３（ｂ）は、一方のガラス基板の側面にマイクロクラック処理が施された平面図であり、図３（ｃ）は、一方のガラス基板に割断処理が施された平面図であり、図３（ｄ）は、一方のガラス基板にスクライブ処理が施された平面図である。
【００１２】
図４（ａ）は、他方のガラス基板の表面を上方に向けたマザー基板の平面図であり、図４（ｂ）は、他方のガラス基板にマイクロクラック処理が施された平面図であり、図４（ｃ）は、他方のガラス基板の側面に割断処理が施された平面図であり、図４（ｄ）は、他方のガラス基板にスクライブ処理が施された平面図であり、図５（ａ）は、他方のガラス基板の表面上方に向けた状態で、ブレイク処理されるマザー基板の平面図であり、図５（ｂ）は、マザー基板がブレイク処理され短冊状に分割された複数のセル基板ピースを示す平面図であり、図６（ａ）は、短冊状に分割されたセル基板ピースをブレイク処理する状態を示す説明図であり、図６（ｂ）は、短冊状に分割されたセル基板ピースが、さらにブレイク処理されて複数のセル基板が分離したことを示す説明図である。
【００１３】
図１に示されるマザー基板１は液晶ディスプレイ等に用いられる複数の表示素子部が形成された本体で、主に薄板状の一方のガラス基板１および他方のガラス基板２が一対で互いに接合されて構成されている。互いのガラス基板１，２の接合には、２本一組で列方向および行方向に所定間隔で列および行方向に直交して網状に形成されたシール材４が用いられ接着されている。このシール材４により、内部が密封状に封止可能なマトリックス状に配列された複数の表示素子部１６が区画形成されている。なお、シール材４は列と行に直線的に形成するものだけでなく、各表示素子部１６毎に枠状に形成するものであってもよい。以下、本実施例の説明において、マザー基板１４の列方向を縦軸方向とし、行方向を横軸方向として説明する。
【００１４】
マザー基板１４の内部は具体的には、図１（ｂ）に示されるように、シール材４，４とガラス基板１，２間に複数のスペーサ３を配設されることで、ガラス基板１，２が一定間隔で保持されている。尚、ガラス基板１，２とシール材４，４とスペーサ３の間には、液晶を注入可能な間隙５が形成され、後述するセル基板１５の切り出し後に、間隙５内に液晶が封入される。また、隣接する表示素子部１６のシール材４，４間には空洞状の空間部１３が形成されている。
【００１５】
表示素子部１６のガラス基板１，２の内面には、液晶分子をそれぞれ所定方向に配向制御する配向膜６，７及び透明電極８，９が配され、ガラス基板１，２の両外表面側には、ほぼ全面に互いの偏光軸を直交するように配した極薄膜状の偏光膜１０，１１が透明な粘着剤を介して貼り付けられることで、マザー基板１４が構成されている。
【００１６】
図２（ａ）に示されるように、マザー基板１４の割断処理について説明すると、割断処理には、レーザー発射機１８を介してレーザー光１８ａが照射されるレーザー装置１９と、このレーザー装置１９に近接して、冷媒噴射機２０を介して冷媒流体として冷却水２０ａが噴射される冷媒装置２１が用いられる。そして割断処理を施すには、ガラス基板１の表面１ａを上面にしてマザー基板１４を基台１７に載置し、ガラス基板１の上面からやや上方に離間させた位置でレーザー発射機１８および冷媒噴射機２０を配置する。
【００１７】
レーザー発射機１８から表面１ａの隣接する表示素子部１６間に照射するレーザー光１８ａはガラス基板１の側端面を開始位置として、マザー基板１４を基台１７に沿って直線方向に摺動移動させるか、あるいはレーザー発射機１８を走査して割断処理する。このとき熱溶解された割断部１ｄの深部（ガラス基板１の厚み方向）に亀裂が生じる。そしてこの割断部１ｄに冷媒噴射機２０から冷却水２０ａを噴射する。
【００１８】
すると、レーザー光１８ａの照射による加熱と冷却水２０ａの噴射による冷却で、熱歪みが起こり、割断部１ｄの亀裂が進行しガラス基板１を分断する割断ライン１ｂが形成される。このようにして、レーザー光１８ａの照射による加熱と、その後の冷媒液である冷却水２０ａとの熱歪みにより、割断をスムーズに進行させることができる。
【００１９】
次に図２（ｂ）に示されるように、マザー基板１４のスクライブ処理について説明する。スクライブ処理にも、レーザー発射機１８を介してレーザー光１８ａが照射されるレーザー装置１９と、このレーザー装置１９に近接して、冷媒噴射機２０を介して冷媒流体として冷却水２０ａが噴射される冷媒装置２１が用いられる。
【００２０】
レーザー発射機１８から表面１ａの隣接する表示素子部１６間に照射するレーザー光１８ａはガラス基板１の側端面を開始位置として、マザー基板１４を基台１７に沿って直線方向に摺動移動させるか、あるいはレーザー発射機１８を走査してスクライブ処理する。このときのレーザー光１８ａの照射エネルギーは割断処理のときに比べ小さく、冷媒装置２１からの冷却水温度も高いため、ガラス基板１の厚み方向に切溝線であるスクライブライン１ｃが形成されるだけでガラス基板１が割断されることはない。
【００２１】
次に、前述した割断処理およびスクライブ処理を利用して、マザー基板１４から表示用セル基板（以下、セル基板１５）を製造する第１工程から第４工程までの過程を図３〜図６に基づき説明する。
【００２２】
第１工程としては、図３（ａ）に示されるように、一方のガラス基板１の表面１ａを上面にしてマザー基板１４を配置させ、図３（ｂ）に示されるように、ガラス基板１のレーザー照射される開始位置に対応する側端面には、割断処理の前工程として縦軸の長さ方向に所定間隔でマイクロクラック処理（微細な溝１２）が施されることで、割断処理位置が確定されるとともに、亀裂の方向が定まり、後述の割断処理において割断ラインを精度良く正確に作ることができる。
【００２３】
そして、図３（ｃ）に示されるように、各溝１２から横軸方向（行方向）に向けて割断処理を施すことで、複数の直線状の割断ライン１ｂが平行間隔で形成される。さらに、図３（ｄ）に示されるように、ガラス基板１の縦軸方向（列方向）に向けてレーザーによるスクライブ処理を施すことで、複数の直線状のスクライブライン１ｃが平行間隔で形成される。このように、割断処理およびスクライブ処理によって横軸方向に複数の割断クライン１ｂ、縦軸方向に複数のスクライブライン１ｃが形成されることで、矩形のマトリックスが均等の大きさで多数形成される。
【００２４】
第２工程としては、図４（ａ）に示されるように、他方のガラス基板２の表面２ａを上面にしてマザー基板１４を配置させ、図４（ｂ）に示されるように、ガラス基板２のレーザー照射される開始位置に対応する側端面には、割断処理の前工程として横軸の長さ方向に所定間隔でマイクロクラック処理が施される。
【００２５】
そして、図４（ｃ）に示されるように、マイクロクラック処理が施された各溝１２から縦軸方向に向けて割断処理を施すことで、複数の直線状の割断ライン２ｂが平行間隔で形成される。この割断ライン２ｂの形成される位置は、一方のガラス基板１のスクライブライン１ｃと重なる位置とする。さらに、図４（ｄ）に示されるように、ガラス基板２の横軸方向に向けてスクライブ処理を施すことで、複数の直線状のスクライブライン２ｃが平行間隔で形成される。このスクライブライン２ｂの形成される位置は、一方のガラス基板１の割断ライン１ｂと重なる位置とする。そこで、ガラス基板１と同様に、ガラス基板２には複数の割断ライン２ｂと複数のスクライブライン２ｃによって矩形のマトリックスが均等の大きさで多数形成される。
【００２６】
このようにして、図３（ｄ）および図４（ｄ）に示されたように、第１工程および第２工程によってガラス基板１，２にはそれぞれ割断処理およびスクライブ処理が施される。この第１工程、第２工程はいずれを先にしてもよく、また、割断ライン１ｂ、２ｂとスクライブライン１ｃ、２ｃの縦、横の形成方向を逆にしてもよいが、一方のガラス基板１の割断ラインは他方のガラス基板２のスクライブラインと重なり、一方のガラス基板１のスクライブラインは他方のガラス基板２の割断ラインと重なっていることが重要である。
【００２７】
第３工程としては、図５（ａ）に示されるように、ガラス基板２に形成された複数のスクライブライン２ｃ毎に沿って圧力が加えられブレイク処理が施されると、この各スクライブライン２ｃと同位置で重なる対面側のガラス基板１（図示省略）の割断ライン１ｂでは前述した割断処理ですでに切断され、さらにスクライブライン２ｃにはラインの長さ方向に沿って亀裂が形成されているため、図５（ｂ）に示されるように、スクライブライン２ｃ毎に分割された短冊状のセル基板ピース１４’が得られる。このセル基板ピース１４’は表示素子部が６個連続して設けられているため、各表示素子部６に液晶を順次連続して注入することができる。
【００２８】
第４工程としては、図６（ａ）に示されるように、図５（ｂ）に示すセル基板ピース１４’を反転させ、、ガラス基板１側のスクライブライン１ｃ毎に沿って圧力が加えられブレイク処理が施されると、この各スクライブライン１ｃと同位置で重なる対面側のガラス基板２（図示省略）の割断ライン２ｂは前述した割断処理ですでに切断され、さらにスクライブライン１ｃにはラインの長さ方向に沿って亀裂が形成されているため、図６（ｂ）に示されるように、スクライブライン１ｃに沿って簡便かつ確実に分割され、表示素子部１６（図１参照）毎にセル基板１５が形成される。このように、第３工程および第４工程により、マザー基板１４が複数の均一なセル基板１５に細分化される。
【００２９】
以上の説明により本実施例では、機械的な切断具を使用することなくレーザーの照射のみで複数枚のセル基板１５を形成することができるので、ガラス基板１，２の切断時に切断くず等の粉塵等を排出することなく、しかも装置の複雑化を避けることができる。更にガラス基板１，２は割断ライン１ｂ，２ｂおよびスクライブライン１ｃ，２ｃを利用して何時でも簡便にブレイク処理により分割できる。このため、セル基板が完全に分離される前のセル基板ピースの状態で、複数の領事素子に液晶注入を連続して行うことができる。
【００３０】
以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれ、例えば上記実施例の第１工程（図３参照）および第２工程（図４参照）においては、始めに割断処理により割断ライン（１ｂ，２ｂ）を形成させ、次にスクライブ処理によりスクライブライン（１ｃ，２ｃ）を形成する順路になっているが、本発明はこれに限定されるものではなく、スクライブ処理と割断処理の手順を逆にしても良い。さらに、スクライブ処理と割断処理を両ガラス基板１，２の両面同時に行なうことで、第１および第２工程を平行して行い割断ラインおよびスクライブラインの作業時間の短縮を計るようにしても良い。
【００３１】
また、上記実施例では、割断処理の前工程としてマイクロクラック処理が施されることで、割断処理位置が確定され精度良く割断できるがマイクロクラック処理を施さずに割断処理を行うようにしても良い。
【００３２】
また、上記実施例では、第３工程でマザー基板１４をスクライブライン２ｃに沿って行毎に分断してセル基板ピース１４’を形成し、さらに第４工程でセル基板ピース１４’をスクライブライン１ｃに沿って、列毎に分断してセル基板１５を形成しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、特に図示しないが第３工程でマザー基板１４をスクライブライン１ｃに沿って列毎に分断してセル基板ピース１４’を形成し、さらに第４工程でセル基板ピース１４’をスクライブライン２ｃに沿って、行毎に分断してセル基板１５を形成するようにしても良い。
【００３３】
更に、上記実施例では、冷媒流体として水を使用したが、窒素や炭酸ガス、あるいはヘリュウムなどの不活性ガスでも良い。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】（ａ）は、本発明の実施例における表示用セル基板の割断前のマザー基板の全体像を示す平面図であり、（ｂ）は、マザー基板の製造方法の概略構造を説明するＡ−Ａ線断面図である。
【図２】（ａ）は、レーザー装置および冷媒装置を用いて一方のガラス基板に割断処理を施す斜視図であり、（ｂ）は、レーザー装置を用いてガラス基板の一方にスクライブ処理を施す斜視図である。
【図３】セル基板製造の第１工程を示し、（ａ）は、一方のガラス基板の表面を上方に向けたマザー基板の平面図であり、（ｂ）は、一方のガラス基板の側面にマイクロクラック処理が施された平面図であり、（ｃ）は、一方のガラス基板に割断処理が施された平面図であり、（ｄ）は、一方のガラス基板にスクライブ処理が施された平面図である。
【図４】セル基板製造の第２工程を示し、（ａ）は、他方のガラス基板の表面を上方に向けたマザー基板の平面図であり、（ｂ）は、他方のガラス基板にマイクロクラック処理が施された平面図であり、（ｃ）は、他方のガラス基板の側面に割断処理が施された平面図であり、（ｄ）は、他方のガラス基板にスクライブ処理が施された平面図である。
【図５】セル基板製造の第３工程を示し、（ａ）は、他方のガラス基板の表面上方に向けた状態で、ブレイク処理されるマザー基板の平面図であり、（ｂ）は、マザー基板がブレイク処理され短冊状に分割された複数のセル基板ピースを示す平面図である。
【図６】セル基板製造の第４工程を示し、（ａ）は、短冊状に分割されたセル基板ピースをブレイク処理する状態を示す説明図であり、（ｂ）は、短冊状に分割されたセル基板ピースが、さらにブレイク処理されて複数のセル基板が分離したことを示す説明図である。
【符号の説明】
【００３５】
１                一方のガラス基板
１ａ              表面
１ｂ              割断ライン
１ｃ              スクライブライン
２                他方のガラス基板
２ａ              表面
２ｂ              割断ライン
２ｃ              スクライブライン
３                スペーサ
４                シール材
５                間隙
６，７            配向膜
８，９            透明電極
１０，１１        偏光膜
１２              微細な溝
１３              空間部
１４              マザー基板
１４’            セル基板ピース
１５              セル基板（表示用セル基板）
１６              表示素子部
１７              基台
１８              レーザー発射機
１８ａ            レーザー光
１９              レーザー装置
２０              冷媒噴射機
２０ａ            冷却水（冷媒流体）
２１              冷媒装置
【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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