JP2016060684A - 基板分断方法及びスクライブ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シール材を介して貼り合わせたマザー基板のシール材部分を上下から十分深くスクライブできるスクライブ装置及び基板分断方法の提供。
【解決手段】上下のスクライブヘッド２９，３０のスクライビングホイール３２，４２をスクライブ方向にずらせて配置し、このスクライブヘッド２９，３０で上下をわずかにスクライビングホイールにずらせた状態でスクライブし、各機能領域に分断してマザー基板をスクライブラインによってスクライブし分断し、４つのサブ基板を構成するスクライブ装置。
【選択図】図５

Description

本発明は２枚の脆性材料基板を貼り合わせたマザー基板を機能領域毎に分断する基板分断方法及びこれに用いられ基板の両面を同時にスクライブするためのスクライブ装置に関するものである。

液晶表示装置等の液晶パネルは２枚のガラス板を貼り合わせた構造となっている。特許文献１にはマザー基板に格子状に機能領域が形成され、各機能領域を切り出して液晶パネルとする方法が記載されている。マザー基板は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が形成された基板と、カラーフィルタ（ＣＦ）が形成された基板とをシール材を介して貼り合わせることによって形成されている。シール材は２つの基板が貼り合わされた状態で液晶注入領域となる空間が残るように配置される。マザー基板から液晶パネルを切り出す場合には、マザー基板の上面及び下面にスクライブラインを形成する。そしてスクライブラインに沿ってマザー基板の上下の基板を分断することにより、個々の液晶パネルとすることができる。

特許文献２にはマザー基板を両面から同時にスクライブするためのスクライブ装置が提案されている。このスクライブ装置は、先端にスクライビングホイールを有する２つのスクライブヘッドによりマザー基板を挟むように配置し、マザー基板の面に平行な方向に移動させることによってマザー基板の両面にスクライブするものである。

特開２００６−１３７６４１号公報 特開２０１２−２４０９０２号公報

図１（ａ）は従来の液晶パネル用のマザー基板の一例を示す断面図である。図示のようにガラス基板１０１，１０２の間にはシール材１０３を介して液晶注入領域が設けられているが、隣り合う液晶注入領域の間にはシール材１０３が介在しない領域が存在していた。従って一点鎖線で示すように、シール材１０３が介在しない領域に２つのスクライビングホイール１０４によってマザー基板の両面から同時にスクライブラインを形成し、スクライブラインに沿って分断することができた。このようにスクライブラインを形成してマザー基板を分断すると、液晶パネルには液晶が注入されている機能領域の周りに所定幅の額縁領域が残ることとなる。

しかしながら近年、特にモバイル用の液晶パネルにおいては、額縁領域を極限まで狭くすることが主流になりつつある。このため図１（ｂ）に示すように、基板１１１，１１２から成るマザー基板においてシール材１１３が介在しない領域を省略し、隣り合う液晶注入領域は１箇所のシール材１１３のみによって区切るよう構成することが考えられている。このようなマザー基板の両面を同時にスクライブする場合には、スクライブラインは一点鎖線で示すようにシール材の直上、及び直下に形成することが必要となる。

しかるに特許文献２のスクライブ装置を用いてシール材の直上及び直下の位置にスクライブラインを同時に形成する際に、スクライビングホイール１１４の真下又は真上にシール材１１３が位置することに加えて、他方のスクライビングホイール１１４からの押圧力も受けることになる。そのため、図１（ｃ）にスクライブした後の拡大図を示すように、どちらのガラス基板にもクラックが十分に入らないといった問題点がある。そしてクラックが不十分な状態でブレイクすると、ブレイク後の基板の端縁に細かい亀裂や破損が生じて、ガラス基板の強度が低下することがあるという問題点が生じる。

本発明はこのような従来の問題点に着目してなされたものであって、マザー基板の両面を同時にスクライブする際に十分な深さのクラックを形成し、分断することができる基板分断方法及びこれに用いられるスクライブ装置を提供することを目的とする。

この課題を解決するために、本発明の基板分断方法は、第１基板と第２基板をシール材を介して貼り合わせてなるマザー基板から複数の単位基板を得る基板分断方法であって、前記マザー基板をそれよりも小サイズのサブ基板となるように第１基板側に第１スクライブライン、第２基板側に第２スクライブラインを形成し、前記第１，第２のスクライブラインに沿ってマザー基板を複数のサブ基板に分断し、前記各サブ基板の前記第１基板の表面の前記シール材に対向する位置に第１のスクライビングホイールを押し当てながら前記第１のスクライビングホイールを前記シール材に沿って移動させて、前記第１基板の表面にスクライブラインを形成すると共に、前記第１のスクライビングホイールの移動に並行して、前記第２基板の表面の前記第１のスクライビングホイールから前記シール材に沿う方向に所定距離だけ変位した位置に第２のスクライビングホイールを押し当てながら前記第２のスクライビングホイールを前記シール材に沿って移動させて、前記第２基板の表面にスクライブラインを形成し、前記サブ基板の第１，第２の基板に形成されたスクライブラインに沿って単位基板に分断するものである。

この課題を解決するために、本発明のスクライブ装置は、第１基板と第２基板をシール材により貼り合わせてなるマザー基板から複数の単位基板を得るためのスクライブ装置であって、前記マザー基板の上面となる第１の面をスクライブする第１のスクライブヘッドと、前記マザー基板の裏面となる第２の面をスクライブする第２のスクライブヘッドとを有し、前記第１のスクライブヘッドは、前記マザー基板の第１の面に向けて配置された回転自在の第１のスクライビングホイールと、前記第１のスクライビングホイールを挟んでスクライブ時の相対的な平行移動方向の前後に一対で配置された第１の凸部と、を具備するものであり、前記第２のスクライブヘッドは、前記マザー基板の第２の面に向けて配置された回転自在の第２のスクライビングホイールと、前記第２のスクライビングホイールを挟んでスクライブ時の相対的な平行移動方向の前後に一対で配置された第２の凸部と、を具備するものであり、前記第１，第２のスクライビングホイールは、前記第１，第２のスクライブヘッドの進行方向に対してずらせるように配置し、前記第１，第２のスクライブヘッド及び前記マザー基板の少なくとも一方を前記マザー基板の面に平行に相対的に移動させることによって前記マザー基板の両面からスクライブするものである。

このような特徴を有する本発明によれば、マザー基板の両面をややずらせてスクライブすることにより、十分な深さのクラックを基板の両面に形成することができる。従って分断後の基板の不良を未然に防止することができるという効果が得られる。

図１は従来の液晶パネル用マザー基板とそのブレイク過程を示す断面図である。 図２は本発明の実施の形態による加工対象のマザー基板の一例を示す正面図である。 図３は本実施の形態で加工対象となるマザー基板の一部を示す断面図である。 図４Ａは本発明の実施の形態によるスクライブ装置の側面図である。 図４Ｂは本発明の実施の形態によるスクライブ装置の側面図である。 図５は本実施の形態の上下のスクライブヘッドを示す図である。 図６は本発明の実施の形態における基板分断方法の動作を示すフローチャートである。

まず、加工対象である液晶表示パネル製造用のマザー基板について説明する。マザー基板１０は、図２に正面図を示すように、複数の単位表示パネル（単位基板）のパターンが形成された２枚の基板が貼り合わされて構成されている。マザー基板１０は４つのサブ基板領域１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄに分離されており、各サブ基板領域の中では多数の機能領域が図示のように形成されている。

図３はこのマザー基板１０の一部を示す断面図である。マザー基板１０は複数のカラーフィルタが形成された第１基板（ＣＦ基板ともいう）１１と、複数のＴＦＴ及び端子領域が形成された第２基板（ＴＦＴ基板ともいう）１２とが、シール材１３を挟んで貼り合わされている。各サブ基板領域内では、図３（ａ）に示すように１つのシール材１３が隣接する機能領域を分断しており、シール材１３の間には液晶１４が封入されている。一方夫々のサブ基板の領域の間は図１（ａ）と同様に２つのシール材１３で分離されている。ここでマザー基板１０をサブ基板に分離する場合には、サブ基板間のシール材１３の間をスクライブし、分離することが必要となる。サブ基板を機能領域毎の表示パネルに分断する場合には、このシール材１３の真上をスクライブし、分離することが必要となる。

図４Ａ，図４Ｂはこの実施の形態の分断に用いられるスクライブ装置を側面から見た概略図である。これらの図に示されるように、左右一対の支柱２０ａ，２０ｂが台座２１及びブロック２２ａ，２２ｂ上に取り付けられている。この支柱の間の上部には可動ガイド支柱２３ａ，２３ｂが平行に設けられ、下方には可動ガイド支柱２４ａ，２４ｂが平行に設けられる。可動ガイド支柱２３ａ，２３ｂと２４ａ，２４ｂとは夫々横スライド部材２５，２６を夫々ｘ軸方向（左右方向）に移動させるものである。横スライド部材２５，２６には夫々ｚ軸方向（上下方向）にスクライブヘッドを移動させるための縦スライド部材２７，２８が設けられている。縦スライド部材２７の下端部にはスクライブヘッド２９が設けられる。縦スライド部材２８の上端部には、スクライブヘッド３０が設けられる。スクライブヘッド２９，３０は、その先端にスクライビングホイールを保持するものである。

ここでスクライブヘッド２９は第１のスクライブヘッドであり、スクライブヘッド３０は第２のスクライブヘッドである。又縦スライド部材２７，２８はこれらのスクライブヘッドを互いに接近又は離反する方向に移動させる移動部を構成しており、可動ガイド支柱２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂと横スライド部材２５，２６は、スクライブヘッド２９，３０をｘ軸方向に移動させる移動部を構成している。

図５はこの上下のスクライブヘッド２９，３０を詳細に示す図であり、周辺の部材は省略して示している。この実施の形態では上側のスクライブヘッド２９の下端には、スクライビングホイール３２がその回転軸３２ａを中心として回転自在に設けられる。スクライビングホイール３２の進行方向（ｘ軸方向）の前後には一対のローラ３３，３４が設けられる。ローラ３３，３４は夫々スクライビングホイール３２の回転軸３２ａと平行な回転軸３３ａ，３４ａを有し、回転自在に保持された第１の凸部である。

下方のスクライブヘッド３０についても同様に、その上端部にはスクライビングホイール４２が回転軸４２ａを中心として回転自在に設けられている。スクライビングホイール４２の進行方向（ｘ軸方向）の前後には一対のローラ４３，４４が設けられている。ローラ４３，４４は夫々スクライビングホイール４２の回転軸４２ａと平行な回転軸４３ａ，４４ａを有し、回転自在に保持された第２の凸部である。

ここで図５に示すようにスクライビングホイール３２をスクライビングホイール４２より所定距離だけわずかにｘ軸方向に先行させるように配置し、マザー基板が右側から挿入された場合にスクライビングホイール３２によるスクライブをスクライビングホイール４２によるスクライブよりも先行させるようにする。これに加えて、スクライビングホイール３２の下端は、左右のローラ３３，３４の下端よりもわずかに下方となるように配置する。下方のスクライブヘッド３０については、スクライビングホイール４２の上端は左右一対に設けられるローラ４３，４４の上端よりもわずかに上方となるように構成される。

次にマザー基板１０を各機能領域に分断する際の動作について図６を用いて説明する。まず図２に示すようにマザー基板１０を４つのサブ基板領域１０Ａ〜１０Ｄに分離する。このためステップＳ１においてプリスクライブ工程によってマザー基板１０をプリスクライブする。即ち図２の破線で示すスクライブラインＳＬ１とこれに垂直なスクライブラインＳＬ２を上下の第１基板１１，第２基板１２にスクライブする。このとき第１基板１１の２つのスクライブラインを第１スクライブラインとし、第２基板１２に形成するスクライブラインを第２スクライブラインとする。この場合には隣接するシール材１３の間にスクライブラインを形成するものであり、上下同時にスクライブしてもよく、また別々にスクライブしてもよい。

次にステップＳ２に進んで、図示しないブレイク装置によってマザー基板１０をスクライブラインＳＬ１，ＳＬ２に沿ってブレイクする。これによって４つのサブ基板１０Ａ〜１０Ｄを分離することができる。

次にステップＳ３において各サブ基板、まずサブ基板１０Ａに対して個別パネルとなるように図４Ａ，図４Ｂに示したスクライブ装置を用いてスクライブする。このときまず上下のローラ３３と４３がサブ基板１０Ａに対向する位置までスクライブヘッド２９，３０をｘ軸方向に移動させる。次いで図３に示すように縦スライド部材２７を下方向に、縦スライド部材２８を上方向に移動させ、スクライブヘッド２９，３０をサブ基板１０Ａに接近させる。このとき図３（ａ）に示すように、スクライビングホイール３２，４２がサブ基板１０Ａのシール材１３の真下及び真上の位置となるように、スクライビングホイール３２の下端とスクライビングホイール４２の位置を設定する。この状態で図４Ａ，図４Ｂに示すように可動ガイド支柱２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂに沿って横スライド部材２５，２６をｘ軸方向に移動させる。すると、スクライビングホイール３２、次いで４２がサブ基板１０Ａに乗り上げ、更にｘ軸方向に移動させることによってサブ基板１０Ａの上下両面がほぼ同時にスクライブされていく。そして横スライド部材２５，２６がサブ基板１０Ａの右端に達するまでスクライブを終えると、上下各１本のスクライブを終了する。次にサブ基板１０Ａをずらせ、平行して多数のスクライブラインを上下に形成し、次にテーブルを９０°回転させて既に形成したスクライブラインに対して垂直にスクライブラインを形成し、格子状にスクライブラインを形成する。

ここでスクライビングホイール３２，４２が上下方向で一致していないため、上下に揃えてスクライビングホイールがある場合に比べて、より深いクラックを入れることができる。又上下でスクライブする時間がわずかにずれているため、図３（ｂ）に示すように先行するスクライビングホイール３２のスクライブによって基板にスクライビングホイール４２よりも深いクラックを形成することができる。例えば第１基板１１がＣＦ基板、第２基板１２がＴＦＴ基板でいずれも板厚が２００μｍの場合には、先にスクライブした場合第１基板１１のクラック浸透量は１６８μｍとなり、第２基板１２のクラックの浸透量はこれより少なく１００μｍであった。

次にステップＳ４に進んで、こうして形成したスクライブラインに沿ってサブ基板１０Ａをブレイク装置によりブレイクして個別パネルに分断する。このとき上下のクラック浸透量が異なっているため、クラック浸透量が小さい方の基板に対しブレイクバーを押し当ててブレイクすればよく、このブレイク動作によって深くクラックが入った基板を同時にそのクラックに沿って分断することができる。このように基板の一方の面から２枚の基板を同時にブレイクすると、基板の端縁に細かい亀裂や破損が生じることがなく、基板の強度を高く保つことができる。又一度のブレイクバーの押し下げでよいため、作業効率を向上させることができる。

こうしてサブ基板１０Ａについて分断を終えると、他のサブ基板１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄについても同様にスクライブして分断する。

尚この実施の形態ではマザー基板を各機能領域に分断するために一旦サブ基板に分断し、その後上下同時にスクライブして分断している。これはクラックの浸透量が異なった場合に基板が大きければ、深い方のクラックが入った面を上にして基板が凸に反るという現象があり、基板の平坦度が失われるために、次工程で既設のスクライブラインと交差する方向のスクライブラインが形成しにくいという問題点がある。そこで本発明では、マザー基板を一旦基板の反りが生じない大きさのサブ基板に分断しておくことでこの問題を回避するようにしている。

尚この実施の形態では、図２に示すようにマザー基板から４枚のサブ基板に分断するようにしているが、マザー基板が大きければ反りの問題が生じない程度に適宜より小さくサブ基板を形成すればよい。マザー基板が小さければ反りの問題が生じないので、そのままシール材の真上，真下からスクライブして分断するようにしてもよい。

本発明は、マザー基板を上下から同時にスクライブするスクライブ装置及び分断装置に適用することができる。

１０ マザー基板
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ サブ基板
１１ 第１基板
１２ 第２基板
１３ シール材
１４ 液晶
２０ａ，２０ｂ 支柱
２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂ 可動ガイド支柱
２５，２６ 横スライド部材
２７．２８ 縦スライド部材
２９，３０ スクライブヘッド
３２，４２ スクライビングホイール
３３，３４，４３，４４ ローラ

Claims (2)

1. 第１基板と第２基板をシール材を介して貼り合わせてなるマザー基板から複数の単位基板を得る基板分断方法であって、
   前記マザー基板をそれよりも小サイズのサブ基板となるように第１基板側に第１スクライブライン、第２基板側に第２スクライブラインを形成し、
   前記第１，第２のスクライブラインに沿ってマザー基板を複数のサブ基板に分断し、
   前記各サブ基板の前記第１基板の表面の前記シール材に対向する位置に第１のスクライビングホイールを押し当てながら前記第１のスクライビングホイールを前記シール材に沿って移動させて、前記第１基板の表面にスクライブラインを形成すると共に、前記第１のスクライビングホイールの移動に並行して、前記第２基板の表面の前記第１のスクライビングホイールから前記シール材に沿う方向に所定距離だけ変位した位置に第２のスクライビングホイールを押し当てながら前記第２のスクライビングホイールを前記シール材に沿って移動させて、前記第２基板の表面にスクライブラインを形成し、
   前記サブ基板の第１，第２の基板に形成されたスクライブラインに沿って単位基板に分断する基板分断方法。
2. 第１基板と第２基板をシール材により貼り合わせてなるマザー基板から複数の単位基板を得るためのスクライブ装置であって、
   前記マザー基板の上面となる第１の面をスクライブする第１のスクライブヘッドと、
   前記マザー基板の裏面となる第２の面をスクライブする第２のスクライブヘッドとを有し、
   前記第１のスクライブヘッドは、
   前記マザー基板の第１の面に向けて配置された回転自在の第１のスクライビングホイールと、
   前記第１のスクライビングホイールを挟んでスクライブ時の相対的な平行移動方向の前後に一対で配置された第１の凸部と、を具備するものであり、
   前記第２のスクライブヘッドは、
   前記マザー基板の第２の面に向けて配置された回転自在の第２のスクライビングホイールと、
   前記第２のスクライビングホイールを挟んでスクライブ時の相対的な平行移動方向の前後に一対で配置された第２の凸部と、を具備するものであり、
   前記第１，第２のスクライビングホイールは、前記第１，第２のスクライブヘッドの進行方向に対してずらせるように配置し、
   前記第１，第２のスクライブヘッド及び前記マザー基板の少なくとも一方を前記マザー基板の面に平行に相対的に移動させることによって前記マザー基板の両面からスクライブするスクライブ装置。

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