JP2010023055A - 表示パネルの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板の厚さによらず、保護対象領域を損傷させずに適確に基板を分割すること。
【解決手段】この製造工程の場合、第１工程でＴＦＴ基板用基材１１の各電極端子１６（保護対象領域）に対向するＣＦ基板用基材１０の位置にレーザ光Ｌを照射して各改質領域１３を形成し、第２工程で基材１０、１１を貼り合わせ、第３工程で貼り合わせ基材１２の表面を処理液漕４内のエッチング液５中に晒して薄型化して貼り合わせ基板とし、各改質領域１３に溝部１８を形成する。更に、外力（加圧、曲げ応力等）を加えて基材１０を溝部１８に沿うように分割し、貼り合わせ基板の内部領域に各改質領域１３との間でマトリックス状を成すように、更なる各改質領域１３及び各改質領域１４を形成した後、外力を加えた短冊化、小片化の分割を経て液晶表示パネルを作成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板を分割して表示パネルを製造する表示パネルの製造方法に関する。

従来、この種の表示装置（表示パネル）の製造に係る技術としては、例えば機械的又は熱的応力を加えるメカスクライブ加工後にケミカル処理を行うことでスクライブ加工時に発生するクラックを除去する旨を開示したガラスの切断分離方法（特許文献１参照）や、基板内部にレーザ光の照射で改質領域を複数形成し、応力を加えることで基板を分割する旨、並びにエッチングにより面取りを行うことで抗折強度を向上させる旨を開示した基板の分割方法（特許文献２参照）が挙げられる。
その他、透明材料に対してレーザ光の照射で内部改質領域を形成した後、エッチングにより改質領域に孔を形成する旨を開示したレーザ支援加工方法（特許文献３参照）や、ガラス内部にレーザ光を集光して変質させた後、エッチングを施してガラスを切断分離するガラスの切断分離方法（特許文献４参照）が挙げられる。
特開２００４−３０７３３７号公報 特開２００５−１８４０３２号公報 特開２００２−２１０７３０号公報 特開２００５−２１９９６０号公報

上述した特許文献１に係るガラスの切断分離方法の場合、メカスクライブ加工時に透明基材（ガラス）の厚さが１００μｍ以下と薄ければ、刃押し圧力の制御が困難になり、均一なスクライブ溝を形成できないため、厚さが薄い透明基材（基板）を対象とした分割には適用し難く、例えば薄型表示パネル用の製造には不向きである。
又、特許文献２〜４に係るレーザ光の照射で形成した内部改質領域を起点として透明基材（基板）の分割を行う技術の場合、容易に分割できる改質領域を形成するためには、高エネルギーのレーザ照射を行わなければならないが、高エネルギーのレーザ光を照射すれば透明基材（基板）の保護されるべき領域［例えば液晶表示パネルの製造に用いられるＴＦＴ（薄膜トランジスタ）基材が有する電極端子を例示できる］が損傷される可能性がある。
そこで、本発明の技術的課題は、基板の厚さによらず、保護対象領域を損傷させずに適確に基板を分割することにある。

上記技術的課題を解決するための第１の発明は、
透明材質の第１の基板［例えば図１（ａ）、（ｂ）のＣＦ（カラーフィルタ）基板用基材１０］と、保護対象領域［例えば図１（ｂ）の電極端子１６］を有する第２の基板［例えば図１（ｂ）のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）基板用基材１１］とを対向して貼り合わせた後に、基板を分割して表示パネルを製造する表示パネルの製造方法であって、前記第１の基板と第２の基板とを貼り合わせる以前に、前記第２の基板における保護対象領域と対向する予定の前記第１の基板の位置に、レーザ光［例えば図１（ａ）のレーザ光Ｌ］を照射して、基板を分割する際の基点となる第１の改質領域［例えば図３の第１の予定切断ライン群Ｌ_CF−Ｘに沿って形成された各改質領域］を形成する第１の工程と、前記保護対象領域に前記第１の改質領域が対向するように前記第１の基板と前記第２の基板とを貼り合わせる第２の工程と、前記第１の基板及び前記第２の基板の表面を処理液でケミカル処理することで薄型化して、前記基板内部の前記第１の改質領域を露呈させ、該ケミカル処理の進行により、前記第１の改質領域に溝部を形成する第３の工程と、を有することを特徴とする表示パネルの製造方法である。

このような手法によれば、レーザ光によって基板に改質領域を形成して基板の分割を行う際に、第２の基材が有する保護対象領域に向けてレーザ光が照射されることがないため、保護対象領域が損傷される事態を防ぐことができる。
したがって、表示パネルを製造する際に、厚さが薄い基板を対象としても、保護対象領域を損傷させずに適確に基板を分割することが可能となる。
また、貼り合わせた第１および第２の基板において、第２の基板が有する各保護対象領域上（平面透視で重なる位置）に第１の基板の各第１の改質領域を配置させ、貼り合わせた第１および第２の基板をケミカル処理（エッチング処理）して薄型化しつつ、各第１の改質領域に対する溝部の形成を仕上がり良く行うことができ、所望の厚さに薄型化した貼り合わせ基板を容易に得ることができる。
特にケミカル処理（エッチング処理）では、各第１の改質領域と処理液との反応速度が非改質領域より早いことから、改質領域を中心に溝部が形成される。
そのため、改質領域を形成するためのレーザ光の照射エネルギーをより低いものとすることができるため、レーザ光の照射により保護対象領域が損傷される事態をさらに抑制することができる。

第２の発明は、
ケミカル処理された前記第１の基板及び前記第２の基板における前記保護対象領域以外の位置にレーザ光を照射して、第２の改質領域［例えば図３の予定切断ライン群Ｌ_CF−Ｙ、Ｌ_TFT−Ｘ、Ｌ_TFT−Ｙに沿って形成された各改質領域］を形成する第４の工程を有することを特徴とする表示パネルの製造方法である。
このような手法によれば、レーザ光によって基板に改質領域を形成して基板の分割を行う際に、第２の基材が有する保護対象領域に向けてレーザ光が照射されることがないため、保護対象領域が損傷される事態を防ぐことができる。
したがって、表示パネルを製造する際に、厚さが薄い基板を対象としても、保護対象領域を損傷させずに適確に基板を分割することが可能となる。

第３の発明は、
前記第２の基板には、前記保護対象領域として、回路が形成された複数の回路領域がマトリクス状に複数配置されており、前記第１の工程では、前記回路領域と対向する予定の前記第１の基板の位置を通過する線上に前記第１の改質領域を形成して第１の予定切断ライン［例えば、図３の第１の予定切断ライン群Ｌ_CF−Ｘ］とし、前記第４の工程では、前記第１の基板には前記第１の予定切断ラインと垂直な線上であって、前記回路領域以外の位置を通過する線上に、前記第２の基板には前記第１の予定切断ラインと平行な線上及び垂直な線上であって、前記回路領域以外の位置を通過する線上に、前記第２の改質領域をそれぞれ形成して第２の予定切断ライン［例えば図３の予定切断ライン群Ｌ_CF−Ｙ、Ｌ_TFT−Ｘ、Ｌ_TFT−Ｙ］とすることを特徴とする表示パネルの製造方法である。
このような手法によれば、貼り合わせた第１および第２の基板に対し、保護対象領域に向けてレーザ光を照射することなく、マトリクス状に予定切断ラインを形成することができる。
したがって、マトリクス状に複数の保護対象領域（回路領域等）が形成された基板から、保護対象領域を損傷することなく、単独の基板を分離することができる。

第４の発明は、
前記第１および第２の基板において、前記第１の予定切断ラインと垂直な前記第２の予定切断ラインに対して外力を加え、貼り合わされた前記第１の基板および第２の基板を短冊状に分割する第５の工程を有することを特徴とする表示パネルの製造方法である。
このような手法によれば、外力（加圧、曲げ応力等）を付与ことにより、薄型化された貼り合わせ基板が、第２の予定切断ラインに沿って容易に分割され、簡単に短冊状に分割することができる。

第５の発明は、
前記第５の工程において短冊状に分割された前記第１の基板および第２の基板において、前記第１の予定切断ラインと平行な前記第２の予定切断ラインに対して外力を加え、前記第１の基板及び前記第２の基板を小片化させるように分割する第６の工程を有することを特徴とする表示パネルの製造方法である。
このような手法によれば、第５の発明の場合と同様に、外力（加圧、曲げ応力等）を付与することにより、短冊状の基板を容易に分割でき、簡単に薄型の小片（表示パネル）を得ることができる。
このように、本発明によれば、基板の厚さによらず、保護対象領域を損傷させずに適確に基板を分割することが可能となる。

以下、図面を参照して本発明に係る表示パネルの製造方法の実施形態を説明する。
（実施形態）
図１は、本発明の実施形態に係る薄型液晶表示パネルの製造方法を適用した製造工程の初期工程、中期工程を示したもので、同図（ａ）は初期工程の第１の改質領域形成工程を説明するための第１の基材の側面断面図に関するもの、同図（ｂ）は初期工程の貼り合わせ工程を説明するための貼り合わせ基材１２の側面断面図に関するもの、同図（ｃ）は中期工程のケミカル処理（エッチング処理）工程を説明するための処理液漕４内のエッチング液５中に晒された貼り合わせ基板の側面断面図に関するものである。
又、図２は、製造工程の中期工程、後期工程を示したもので、同図（ａ）は中期工程の第１の分割工程を説明するための貼り合わせ基板の側面断面図に関するもの、同図（ｂ）は後期工程の第２の改質領域形成工程を説明するための貼り合わせ基板の側面断面図に関するもの、同図（ｃ）は後期工程の第２の分割工程を説明するための支持板１９を用いた貼り合わせ基板の側面断面図に関するもの、同図（ｄ）は同図（ｃ）の第２の分割工程で短冊化、小片化されて得られた液晶表示パネル３の側面断面図に関するものである。尚、図１（ａ）〜（ｃ）、及び図２（ａ）〜（ｃ）では何れも平面視で基材又は基板の一延在方向（Ｙ軸方向）における部分的な断面図を示している。

更に、図３は、図１（ａ）の初期工程、図２（ｂ）の後期工程で形成される第１の改質領域１３、第２の改質領域１４に係る予定切断ライン群Ｌ_CF−Ｘ、Ｌ_CF−Ｙ、Ｌ_TFT−Ｘ、Ｌ_TFT−Ｙの概略構成を説明するために示した貼り合わせ基材１２の平面図である。
以下、各図を参照して薄型液晶表示パネルの製造工程を説明する。
先ず図１（ａ）に示される初期工程の第１の改質領域形成工程では、透明材質の第１の基板として、ＣＦ（カラーフィルタ）基板用基材１０における所定の領域に低エネルギーのレーザ光Ｌを集光するように照射して第１の予定切断ライン群となる複数の第１の改質領域（即ち、各改質領域１３のうち、第１の予定切断ライン群Ｌ_CF−Ｘに沿うもの）を形成する。
但し、ここでの所定の領域は、ＣＦ基板用基材１０と透明材質の第２の基材、即ち、薄膜トランジスタ基板用基材（以下、「ＴＦＴ基板用基材」という。）１１とが貼り合わされた場合に、ＣＦ基板用基材１０において、ＴＦＴ基板用基材１１が有する複数の保護対象領域（ここでは複数の回路領域がマトリクス状に設けられたものがそれぞれ持つ電極端子１６とする）に対向する予定の位置を示している。

即ち、第１の改質領域形成工程について、換言すれば、ＴＦＴ基板用基材１１が有する各電極端子１６に対向するＣＦ基板用基材１０の位置にレーザ光Ｌを照射して、分割する際の基点となる各第１の改質領域（第１の予定切断ライン群Ｌ_CF−Ｘに沿う各改質領域１３）を形成する第１の工程である。
次に、図１（ｂ）に示される初期工程の貼り合わせ工程において、ＴＦＴ基板用基材１１の各電極端子１６が露呈される一面側と、ＣＦ基板用基材１０の各第１の改質領域（第１の予定切断ライン群Ｌ_CF−Ｘに沿う各改質領域１３）が形成された一面側とを貼り合わせる。
このとき、各第１の改質領域によって構成される第１の予定切断ライン群Ｌ_CF−Ｘが、各電極端子１６が並設されて構成する線上にそれぞれ重なるようにして貼り合わせられる。即ち、この貼り合わせ工程は、ＴＦＴ基板用基材１１の保護対象領域である各電極端子１６上（平面透視で重なる位置）にＣＦ基板用基材１０の各第１の改質領域（第１の予定切断ライン群Ｌ_CF−Ｘに沿う各改質領域１３）を配置させて貼り合わせ、貼り合わせ基材１２を得る第２の工程である。

このような第１の工程及び第２の工程を含む初期工程によれば、ＴＦＴ基板用基材１１が有する各電極端子１６に影響を与えることなく、低エネルギーのレーザ光Ｌの照射により、ＣＦ基板用基材１０にあっての第１の予定切断ライン群となる各第１の改質領域をＴＦＴ基板用基材１１の各電極端子１６に対向する位置に形成することができる。そして、その後、各第１の改質領域によって構成される第１の予定切断ライン群Ｌ_CF−Ｘが、各電極端子１６が並設されて構成する線上にそれぞれ重なるようにして、ＴＦＴ基板用基材１１の各電極端子１６が露呈される一面側と、ＣＦ基板用基材１０の各第１の改質領域（第１の予定切断ライン群Ｌ_CF−Ｘに沿う各改質領域１３）が形成された一面側とが貼り合わされて、貼り合わせ基材１２が得られる。

ここでレーザ光Ｌを低エネルギーなものにできるのは、後述するケミカル処理（エッチング処理）を併用してＣＦ基板用基材１０及びＴＦＴ基板用基材１１を薄型化する際に、改質領域の反応速度（エッチングレート）が非改質領域の反応速度より高いことに基づくものである。即ち、ケミカル処理を行う際、改質領域は非改質領域よりも早く浸食されて溝部が形成されるため、予めＣＦ基板用基材１０に形成しておく各第１の改質領域は、低エネルギーのレーザ光によって得られる改質の程度で十分なものとなる。レーザ光Ｌについては後文で詳述する。

因みに、図３に示される（後文で詳述する）貼り合わせ基材１２におけるＣＦ基板用基材１０及びＴＦＴ基板用基材１１の貼り合わせ面間における第１の予定切断ライン群Ｌ_CF−Ｘ及び第２の予定切断ライン群Ｌ_CF−Ｙ、Ｌ_TFT−Ｘ、Ｌ_TFT−Ｙで囲まれる複数の領域には、それぞれシール枠１５内に液晶１７を滴下した領域を介在させている。尚、ＣＦ基板用基材１０、ＴＦＴ基板用基材１１には、何れも石英やガラス（例えばホウケイ酸ガラス、無アルカリガラス）等の透明材料を用いる場合を例示できる。
更に、図１（ｃ）に示される中期工程のケミカル処理（エッチング処理）工程では、貼り合わせ基材１２の表面を処理液漕４内のエッチング液５中に晒してエッチング処理することで薄型化し、各第１の改質領域（第１の予定切断ライン群Ｌ_CF−Ｘに沿う各改質領域１３）を更に反応させることで、各第１の改質領域にそれぞれＶ字状スクライブ溝としての溝部１８を形成する。

この第３の工程となるエッチング処理工程では、エッチング液５としてフッ化水素ＨＦ５ｖｏｌ％の溶液を用いる場合を例示できる。ここでは貼り合わせ基材１２が薄型化されて所望の厚さの薄型の貼り合わせ基板となるが、レーザ光Ｌが照射された各第１の改質領域（第１の予定切断ライン群Ｌ_CF−Ｘに沿う各改質領域１３）はそれ以外の領域よりもエッチングレートが早いため、各第１の改質領域の位置には、基板を分割する際の基点となる溝部１８がそれぞれ形成される。
尚、貼り合わせ基材１２が薄型化されて貼り合わせ基板となるため、図１（ｃ）中ではＣＦ基板用基材１０がＣＦ基板１となり、ＴＦＴ基板用基材１１がＴＦＴ基板２となった様子を示している。

このような第３の工程によれば、貼り合わせ基材１２をエッチング処理して薄型化しつつ、各第１の改質領域（第１の予定切断ライン群Ｌ_CF−Ｘに沿う各改質領域１３）に対する溝部１８の形成を仕上がり良く行うことができ、所望の厚さに薄型化した貼り合わせ基板を容易に得ることができる。特にエッチング処理を行えば、各第１の改質領域に不可避的に存在するマイクロクラックが除去されるため、抗折強度が高くなる。
加えて、図２（ａ）に示される中期工程の第１の分割工程では、ＣＦ基板１の溝部１８（図３の第１の予定切断ライン群Ｌ_CF−Ｘに沿った方向のもの）の延在方向を第１の分割ライン群として、例えば加圧機具等を用いて加圧する等により外部から力を加えて亀裂を生じさせて、ＣＦ基板１のみを分割する。
但し、ここではＣＦ基板１の溝部１８に対して直接的に力を加えず、貼り合わせ基板において、ＣＦ基板１の溝部１８と対向するＴＦＴ基板２の表面の位置を加圧用ライン群として加圧する。これにより溝部１８に亀裂を生じさせてＣＦ基板１のみが分割される。

溝部１８では外力が加えられると、Ｖ字状スクライブ溝の先端で応力が集中するため、容易に分割される。このとき、ＣＦ基板１は溝部１８に沿って分割されても、ＴＦＴ基板２に貼り合わされている状態には変わりないため、貼り合わせ基板自体は分離されない。
尚、第１の分割工程において、図２（ａ）に示されるＣＦ基板１の溝部１８を直接的に加圧して分割を行うようにしても良く、更にこれらの双方（ＣＦ基板１の溝部１８の第１の予定切断ライン群Ｌ_CF−Ｘに沿った方向、及びそれに対向するＴＦＴ基板２の表面の位置）を加圧してＣＦ基板１の分割を行うようにしても良い。
一方、図２（ｂ）に示される後期工程の第２の改質領域形成工程では、貼り合わせ基板の内部領域であって、各回路領域（各電極端子１６）以外の位置に低エネルギーのレーザ光Ｌを照射して第２の改質領域を形成する。この第２の改質領域形成工程は、第４の工程となるものである。
このような手法によれば、貼り合わせ基板に対し、各回路領域（各電極端子１６）に向けてレーザ光Ｌを照射することなく、マトリクス状に予定切断ライン群を形成することができる。

第４の工程について、図３を参照して具体的に説明すれば、上述した各第１の改質領域が貼り合わせ前のＣＦ基板用基材１０の第１の予定切断ライン群Ｌ_CF−Ｘに沿った方向に形成されるものであるのに対し、ここでは更に各第２の改質領域として、貼り合わせ後の貼り合わせ基板におけるＣＦ基板１（ＣＦ基板用基材１０とみなしても良い）については、平面視で各第１の改質領域における第１の予定切断ライン群Ｌ_CF−Ｘと垂直な方向の第２の予定切断ライン群Ｌ_CF−Ｙに沿った方向にレーザ光Ｌを照射して各改質領域１３の残り半分を形成する。
同様に、各第２の改質領域として、ＴＦＴ基板２（ＴＦＴ基板用基材１１とみなしても良い）については、平面視で各第１の改質領域の第１の予定切断ライン群Ｌ_CF−Ｘと平行な方向及び垂直な方向である第２の予定切断ライン群Ｌ_TFT−Ｘ、Ｌ_TFT−Ｙに沿った方向にレーザ光Ｌをそれぞれ照射して各改質領域１４を形成する。

要するに、第１の工程では、各電極端子１６と対向する予定のＣＦ基板用基材１０の位置を通過する線上に第１の予定切断ライン群Ｌ_CF−Ｘに沿った各第１の改質領域１３を形成した。これに対し、第４の工程では、ＣＦ基板１には第１の予定切断ラインＬ_CF−Ｘと垂直な線上であって、各電極端子１６以外の位置を通過する線上に、ＴＦＴ基板２には第１の予定切断ラインＬ_CF−Ｘと平行な線上及び垂直な線上であって、各電極端子１６以外の位置を通過する線上に、第２の予定切断ライン群Ｌ_CF−Ｙ、Ｌ_TFT−Ｘ、Ｌ_TFT−Ｙに沿った各第２の改質領域を形成する。
即ち、第４の工程では貼り合わせ基板の内部へレーザ光Ｌを照射して形成される各改質領域１３、１４について、ＣＦ基板１では、各電極端子１６が並設されて構成する線を横切る方向の第２の予定切断ライン群Ｌ_CF−Ｙに沿うものを各改質領域１３の残り半分とし、ＴＦＴ基板２では、各電極端子１６が並設されて構成する線に沿った方向（但し、平面透視で重ならない位置）並びに横切る方向の第２の予定切断ライン群Ｌ_TFT−Ｘ、Ｌ_TFT−Ｙに沿うものを各改質領域１４としている。

このため、各電極端子１６を損傷させることなく各第２の改質領域を各第１の改質領域との間でマトリクス状に形成することができる。このことは、マトリクス状に各回路領域（各電極端子１６）が形成された張り合わせ基板からそれらを損傷することなく、単独に基板を分離できることを示唆する。
他方、図２（ｃ）に示される後期工程の第２の分割工程では、分割されていない予定切断ラインの溝部によって貼り合せ基板を分割する。具体的には、各改質領域１４で図３の第２の予定切断ライン群Ｌ_TFT−Ｘに沿った方向のもの、各改質領域１３の残り半分（図示されない）で図３の第２の予定切断ライン群Ｌ_CF−Ｙに沿った方向のもの、及び、各改質領域１４で図３の第２の予定切断ライン群Ｌ_TFT−Ｙに沿った方向のものを第２の分割ライン群として、例えば加圧機具等を用いて加圧する等により外部から力を加えてＣＦ基板１及びＴＦＴ基板２による貼り合わせ基板自体を短冊化、小片化させるように分割する。

この第５の工程となる第２の分割工程では、薄型化された貼り合わせ基板における第２の予定切断ライン群Ｌ_CF−Ｙ、Ｌ_TFT−Ｘ、Ｌ_TFT−Ｙから選定した第２の分割ライン群に沿った外力（上述した加圧の他、曲げ応力等を加えても良い）を付与することにより、各第２の改質領域の延在方向に沿って容易に亀裂が生じ［図２（ｃ）では加圧機具等を用いて各改質領域１４のうちの第２の予定切断ライン群Ｌ_TFT−Ｘの方向に沿ったものへの加圧を行い、亀裂が生じた様子を示している］、そうした加圧を繰り返すことで貼り合わせ基板自体の短冊化、小片化の分割が円滑に行われる。尚、この第５の工程となる第２の分割工程について、第２の予定切断ライン群Ｌ_CF−Ｙ、Ｌ_TFT−Ｙに沿って短冊化するように分割する工程を第５の工程、第２の予定切断ライン群Ｌ_TFT−Ｘに沿って小片化するように分割する工程を第６の工程とみなしても良い。

この結果、図２（ｄ）に示されるような小片の薄型液晶表示パネル３を歩留まり良く簡易に得ることができる。尚、第５の工程では、貼り合わせ基板に外力を加える際、必要に応じて図２（ｃ）に示されるような土台となる支持板１９を用いて割れ防止を図るようにしても良い。
以上のような製造工程によれば、各基材（ＣＦ基板用基材１０、ＴＦＴ基板用基材１１）間の各予定切断ライン群Ｌ_CF−Ｘ、Ｌ_CF−Ｙ、Ｌ_TFT−Ｘ、Ｌ_TFT−Ｙで囲まれる複数の領域に液晶１７が配備されて成る貼り合わせ基材１２を対象とし、基板の厚さによらず、厚さが薄い基板を対象としても、保護されるべき各電極端子１６を損傷させることなく、各改質領域１３、１４の形成、並びにそれらの一部に対する溝部１８の形成、各予定切断ライン群Ｌ_CF−Ｘ、Ｌ_CF−Ｙ、Ｌ_TFT−Ｘ、Ｌ_TFT−Ｙから選定した各分割ライン群に沿った外力の付与による短冊化、小片化の分割が円滑に行われ、高品質な薄型の液晶表示パネル３を歩留まり良く簡易に量産することができる。

図４は、本発明の実施形態に係る液晶表示パネル３の製造装置の要部であって、上述したＣＦ基板用基材１０、及び貼り合わせ基材１２に対して各改質領域１３、１４を形成するために適用されるレーザスクライブ装置２０の概略構成を示した図である。
このレーザスクライブ装置２０は、レーザ光（レーザビーム）Ｌを出射するレーザ光源２１と、出射されたレーザビームを反射するダイクロイックミラー２２と、反射したレーザビームを集光する集光レンズ２３とを備えている。集光レンズ２３の内部には、複数のレンズが配置されている。又、このレーザスクライブ装置２０は、上述したＣＦ基板用基材１０や貼り合わせ基材１２を載置するステージ２７と、ステージ２７を集光レンズ２３に対して水平面直交２軸方向（図中のＸ軸及びＹ軸方向）に移動させるＸ軸スライド部３０及びＹ軸スライド部３１と、ステージ２７に載置されたＣＦ基板用基材１０や貼り合わせ基材１２に対して集光レンズ２３の高さ方向（図中のＺ軸方向）の位置を変えてレーザビームの集光点の位置を調整するＺ軸スライド機構２４と、集光レンズ２３の一端に設けられ、レーザビームの収差を補正する補正環２６と、ダイクロイックミラー２２を挟んで集光レンズ２３と反対側に位置する撮像装置３２とを備えている。

更に、このレーザスクライブ装置２０は、上記各構成部分を制御するメインコンピュータ４０を備えており、メインコンピュータ４０には略図するＣＰＵ（Central Processing Unit）や各種メモリの他、撮像装置３２で撮像した画像情報を処理する画像処理部４４を備えている。撮像装置３２は、同軸落射型光源とＣＣＤ（固体撮像素子）とが組み込まれており、同軸落射型光源から出射した可視光が集光レンズ２３を透過して焦点を結ぶようになっている。
又、このメインコンピュータ４０には、レーザ加工の際に用いられる各種加工条件のデータを入力する入力部４５と、レーザ加工時の各種情報を表示する表示部４６とが接続されている。又、メインコンピュータ４０には、レーザ光源２１の出力やパルス幅、パルス周期を制御するレーザ制御部４１と、Ｚ軸スライド機構２４を駆動して集光レンズ２３のＺ軸方向の位置を制御するレンズ制御部４２と、Ｘ軸スライド部３０、Ｙ軸スライド部３１をそれぞれレール２８、２９に沿って移動させるサーボモータ（図示せず）を駆動するステージ制御部４３とが接続されている。

集光レンズ２３をＺ軸方向に移動させるＺ軸スライド機構２４には、移動距離を検出可能な位置センサが内蔵されており、レンズ制御部４２は、この位置センサの出力を検出して集光レンズ２３のＺ軸方向の位置を制御可能となっている。従って、撮像装置３２の同軸落射型光源から出射した可視光の焦点が改質対象基材であるＣＦ基板用基材１０や貼り合わせ基材１２の表面に一致するように集光レンズ２３をＺ軸方向に移動させれば、改質対象基材の厚さを計測することが可能である。
レーザ光源２１としては、例えばチタンサファイヤを固体光源とするレーザビームをフェムト秒乃至ナノ秒の何れかのパルス幅で出射するパルスレーザが用いられる。この場合、パルスレーザビームは、波長分散特性を有しており、例えば中心波長が８００ｎｍ、パルス幅は凡そ３００ｆｓ（フェムト秒）、パルス周期は５ｋＨｚ、出力は凡そ２．５Ｗである場合を例示できる。レーザ光源２１には、これに代えて、ピコ秒レーザ（中心波長：１０６４ｎｍ、パルス幅：１０ｐｓ、平均出力：１０Ｗ）やナノ秒レーザ（波長：３５５ｎｍ、パルス幅：３５ｎｓ、平均出力：１０Ｗ）を用いることも可能である。

集光レンズ２３は、例えば倍率１００倍、開口数（ＮＡ）０．８、ＷＤ（Ｗｏｒｋｉｎｇ Ｄｉｓｔａｎｃｅ）３ｍｍの対物レンズである。特に集光レンズ２３の開口数は０．１以上であれば良く、ここで例示したものに限定されない。集光レンズ２３は、Ｚ軸スライド機構２４から延設されたスタンドアーム２４ａによって支持されている。又、Ｚ軸スライド機構２４と共に移動するモータ２５には回転アーム２５ａが延設され、この回転アーム２５ａの端部に補正環２６が取付けられている。従って、レンズ制御部４２は、Ｚ軸スライド機構２４を駆動すると共に、モータ２５を駆動して回転アーム２５ａをＺ軸回りに回転させることにより、集光レンズ２３の補正環２６が回転し、集光レンズ２３の内部に配置された複数のレンズを移動させて収差を補正することが可能となっている。

更に、レーザスクライブ装置２０には、レーザビームを用いた反射型距離計測装置３３が搭載されている。この反射型距離計測装置３３は、例えばＣＦ基板用基材１０や貼り合わせ基材１２の改質対象基材が複数の石英基板を積層した構造であっても、各石英基板の上下面までの距離を計測することにより、各石英基板の厚さを検出することができる。具体的に云えば、この反射型距離計測装置３３の場合、例えば一枚の改質対象基材の上下面（両表面）からのレーザビームの反射光の光スポットをＣＣＤ等の位置検出素子で捉え、これを分割面に沿って走査したときの光スポットの位置変化量から改質対象基材の反射面、即ち上下面の高さ変動を求め、それを予め検出した改質対象基材の上下面高さに加減算して改質対象基材の上下面の位置で示される厚さを検出する。

尚、ここでのステージ２７は、Ｙ軸スライド部３１に支持されているが、Ｘ軸スライド部３０とＹ軸スライド部３１との位置関係を逆転させてＸ軸スライド部３０にステージ２７が支持される形態としても良い。又、θテーブルを介してステージ２７をＹ軸スライド部３１に支持することが好ましい。こうした構造であれば、改質対象基材を光軸に対してより垂直な状態とすることが可能となる。
このレーザスクライブ装置２０では、上述したように改質対象基材となるＣＦ基板用基材１０や貼り合わせ基材１２の表面へレーザビーム（レーザ光Ｌ）を照射し、その集光部分に各改質領域１３、１４を形成する。
ＣＦ基板用基材１０へ形成する各第１の改質領域については、図１（ａ）を参照して説明したように、ＣＦ基板用基材１０の一方の表面側からレーザ光Ｌを照射し、他方の表面側寄り箇所の集光部分から隙間無く一方の表面側方向へ所定の積み上げ高さ（例えばＣＦ基板用基材１０の板厚の２／５程度の高さ）となるまで繰り返し、図３に示した第１の予定切断ライン群Ｌ_CF−Ｘに沿ってＸ軸方向へ延在するように、並設された各改質領域１３（第１の予定切断ライン群Ｌ_CF−Ｘに沿うもの）を形成する。

貼り合わせ基材１２へ形成する各第２の改質領域については、貼り合わせ基材１２の一方の表面側であるＣＦ基板用基材１０の表面側からレーザ光Ｌを内部へ照射し、貼り合わせ面側寄り箇所の集光部分から隙間無く一方の表面側方向へ所定の積み上げ高さ（例えばＣＦ基板用基材１０の板厚の２／５程度の高さ）となるまで繰り返し、図３に示した第２の予定切断ライン群Ｌ_CF−Ｙに沿ってＹ軸方向に延在するように、並設された各改質領域１３の残り半分を形成する。又、各第２の改質領域については、貼り合わせ基材１２の他方の表面側であるＴＦＴ基板用基材１１の表面側からレーザ光Ｌを内部へ照射し、貼り合わせ面側寄り箇所の集光部分から隙間無く他方の表面側方向へ所定の積み上げ高さ（例えばＴＦＴ基板用基材１１の板厚の２／５程度の高さ）となるまで繰り返し、Ｘ軸方向、及びＹ軸方向に延在する図３に示した第２の予定切断ライン群Ｌ_TFT−Ｘ、Ｌ_TFT−Ｙに沿ってＸ軸方向、Ｙ軸方向に延在するように、並設された各改質領域１４を形成する。
ところで、各第１の改質領域（各改質領域１３の半分）が形成された貼り合わせ基材１２については、図１（ｃ）を参照して説明したように、その表面をエッチング処理することで薄型化し、各第１の改質領域（各改質領域１３の半分）にそれぞれ溝部１８を形成するため、処理液漕４内に溜めたエッチング液５中に浸される。即ち、エッチング液５を溜めた処理液漕４についても、液晶表示パネル３の製造装置の一部とみなすことができる。

その他、図２（ａ）、（ｃ）を参照して説明したように、貼り合わせ基板に外力（加圧、曲げ応力等）を加えて短冊化、小片化させるように分割するための外力付与手段（例えば加圧機具等の加圧手段や曲げ加工機具等の曲げ加工手段）についても、液晶表示パネル３の製造装置の一部とみなすことができる。
即ち、以上に説明した本実施形態によれば、厚さが薄い透明基板（ＣＦ基板１、ＴＦＴ基板２）を対象としても、保護されるべき領域（各電極端子１６）を損傷させずに改質領域（各改質領域１３、１４）を適確に形成して基板を分割でき、しかも高い抗折強度で容易に分割できる高品質な薄型液晶表示パネル３を歩留まり良く製造し得る製造方法及び装置を提供することができる。

因みに、エネルギー効率が良く、大パワーが得られるという点で最近注目されている炭酸ガス（ＣＯ₂）レーザにより熱割断を行う場合、透明基材（基板）の厚さが３００μｍ程度か、それを少し下回る位であれば有効である。しかし、この場合には１００μｍ以下と透明基材の厚さが薄ければ熱歪が発生し難くなり、良好な分割を行うことができず、保護対象領域（電極端子）を損傷させてしまうため、本実施形態のように厚さが薄い透明基材（基板）を対象とした分割には適用し難く、薄型液晶表示パネル３用の製造には不向きである。
尚、上述した実施形態では、貼り合わせ基材１２がエッチング処理されて薄型化されることにより貼り合わせ基板となり、これに伴ってＣＦ基板用基材１０がＣＦ基板１となると共に、ＴＦＴ基板用基材１１がＴＦＴ基板２となるものとして区別したが、構造上では母材自体が同じであることにより、ＣＦ基板１やＴＦＴ基板２はそれままＣＦ基板用基材１０やＴＦＴ基板用基材１１であるとみなしても良いものである。

（変形例１）
変形例１は、上述した実施形態の製造工程における後期工程の第２の改質領域形成工程（第４の工程）で形成した各改質領域１３の残り半分（第２の予定切断ライン群Ｌ_CF−Ｙに沿う改質領域１３）を、各第２の改質領域としてでなく、第１の改質領域形成工程（第１の工程）において、各第１の改質領域として形成するものである。このとき、各改質領域１３の残り半分を貼り合わせ前のＣＦ基板用基材１０に対して低エネルギーなレーザ光Ｌを照射して第２の予定切断ライン群Ｌ_CF−Ｙに沿った方向に形成するものである。即ち、第１の改質領域形成工程で各改質領域１３の全部を形成するようにしても良い。

（変形例２）
変形例２は、上述した実施形態の製造工程における中期工程の第１の分割工程を、第２の改質領域形成工程（第４の工程）の前に行わず、各第２の改質領域を形成した後、第５の工程における第２の分割工程の実施に先立って行う。即ち、第５の工程で第１の分割工程、第２の分割工程をこの順で継続させて纏めて行うものである。

本発明の実施形態に係る薄型液晶表示パネルの製造方法を適用した製造工程の初期工程、中期工程を示したものである。 本発明の実施形態に係る薄型液晶表示パネルの製造方法を適用した製造工程の中期工程、後期工程を示したものである。 図１で説明した初期工程、図２で説明した後期工程で形成される第１の改質領域１３、第２の改質領域１４に係る予定切断ライン群Ｌ_CF−Ｘ、Ｌ_CF−Ｙ、Ｌ_TFT−Ｘ、Ｌ_TFT−Ｙの概略構成を説明するために示した貼り合わせ基材１２の平面図である。 本発明の実施形態に係る液晶表示パネル３の製造装置の要部であるレーザスクライブ装置２０の概略構成を示した図である。

符号の説明

１ ＣＦ（カラーフィルタ）基板、２ ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）基板、３ 液晶表示パネル、４ 処理液漕、５ エッチング液、６ 回路保護用フューズ、１０ ＣＦ基板用基材、１１ ＴＦＴ基板用基材、１２ 貼り合わせ基材、１３、１４ 改質領域、１５ シール枠、１６ 電極端子、１７ 液晶、１８ 溝部、１９ 支持板、２０ レーザスクライブ装置、２１ レーザ光源、２２ ダイクロイックミラー、２３ 集光レンズ、２４ Ｚ軸スライド装置、２４ａ スタンドアーム，２５ モータ、２５ａ 回転アーム、２６ 補正環、２７ ステージ、２８、２９ レール、３０ Ｘ軸スライド部、３１ Ｙ軸スライド部、３２ 撮像装置、３３ 反射型距離計測装置、４０ メインコンピュータ、４１ レーザ制御部、４２ レンズ制御部、４３ ステージ制御部、４４ 画像処理部、４５ 入力部、４６ 表示部、Ｌ レーザ光

Claims (5)

1. 透明材質の第１の基板と、保護対象領域を有する第２の基板とを対向して貼り合わせた後に、基板を分割して表示パネルを製造する表示パネルの製造方法であって、
   前記第１の基板と第２の基板とを貼り合わせる以前に、前記第２の基板における保護対象領域と対向する予定の前記第１の基板の位置に、レーザ光を照射して、基板を分割する際の基点となる第１の改質領域を形成する第１の工程と、
   前記保護対象領域に前記第１の改質領域が対向するように前記第１の基板と前記第２の基板とを貼り合わせる第２の工程と、
   前記第１の基板及び前記第２の基板の表面を処理液でケミカル処理することで薄型化して、前記基板内部の前記第１の改質領域を露呈させ、該ケミカル処理の進行により、前記第１の改質領域に溝部を形成する第３の工程と、
   を有することを特徴とする表示パネルの製造方法。
2. ケミカル処理された前記第１の基板及び前記第２の基板における前記保護対象領域以外の位置にレーザ光を照射して、第２の改質領域を形成する第４の工程を有することを特徴とする請求項１記載の表示パネルの製造方法。
3. 前記第２の基板には、前記保護対象領域として、回路が形成された複数の回路領域がマトリクス状に複数配置されており、
   前記第１の工程では、前記回路領域と対向する予定の前記第１の基板の位置を通過する線上に前記第１の改質領域を形成して第１の予定切断ラインとし、
   前記第４の工程では、前記第１の基板には前記第１の予定切断ラインと垂直な線上であって、前記回路領域以外の位置を通過する線上に、前記第２の基板には前記第１の予定切断ラインと平行な線上及び垂直な線上であって、前記回路領域以外の位置を通過する線上に、前記第２の改質領域をそれぞれ形成して第２の予定切断ラインとすることを特徴とする請求項２記載の表示パネルの製造方法。
4. 前記第１および第２の基板において、前記第１の予定切断ラインと垂直な前記第２の予定切断ラインに対して外力を加え、貼り合わされた前記第１の基板および第２の基板を短冊状に分割する第５の工程を有することを特徴とする請求項３記載の表示パネルの製造方法。
5. 前記第５の工程において短冊状に分割された前記第１の基板および第２の基板において、前記第１の予定切断ラインと平行な前記第２の予定切断ラインに対して外力を加え、前記第１の基板及び前記第２の基板を小片化させるように分割する第６の工程を有することを特徴とする請求項４記載の表示パネルの製造方法。

Images