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TWI581885B - A method of cutting a resin plate attached to a glass substrate - Google Patents

A method of cutting a resin plate attached to a glass substrate Download PDF

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Description

黏貼於玻璃基板之樹脂板之切斷方法
本發明係關於一種對黏貼於玻璃基板上之樹脂板，藉由雷射光束之照射進行切斷之切斷方法。例如，本發明被利用作為在玻璃基板上黏貼有樹脂製之偏光板的液晶顯示面板(LCD)中，以雷射光束對偏光板進行切斷時之切斷方法。
以往習知有於玻璃基板之單面或兩面黏貼有由PET樹脂等構成之偏光板(偏光薄膜)的液晶顯示面板。製造如此般之液晶顯示面板之方法，例如揭示於專利文獻1。在該專利文獻1中所揭示之方法中，首先，從圖案化形成有多個單位面板之大面積的液晶母基板切出各個單位面板，就各該單位面板各黏貼一片另外作成之偏光板。
在上述之方法中，由於必需就各單位面板黏貼偏光板，因此在該步驟中相當花費時間。此外，必需對玻璃基板正確地定位與其為相同尺寸之偏光板並加以黏貼，從而需要時間並且被要求定位之精度，容易產生因位置偏移所導致的不良情況。
因此，在專利文獻2中揭示有如以下之方法：申請人首先在大面積之液晶母基板之整面黏貼偏光板，之後，沿切斷預定線利用雷射光束對偏光板進行切斷。據此，可使偏光板與單位面板之玻璃基板相吻合而精度佳、且可一次地黏貼於多個單位面板。此外，藉由使ITO膜位於玻璃 基板與偏光板之間，可在光束照射時由ITO膜反射光束，抑制對玻璃基板之熱破壞。
專利文獻1：日本特開第2002-023151號公報
專利文獻2：日本特開第2011-178636號公報
一般在使雷射光束掃描而對偏光板進行切斷之情形，係使雷射光束以既定之強度分布進行掃描。照射光束之光強度分布，如圖5(a)所示，成為光軸中心部較強而其外側較弱之山狀之分布(高斯分布)。雷射光束，亦可形成圓形狀光束點，此外，亦可形成具有既定之長軸徑、短軸徑之橢圓狀的光束點。
因此，在使雷射光束之焦點以位於已黏貼於玻璃基板11之偏光板12之表面的方式進行了照射之情形，如圖5(b)所示，因熔融或剝蝕(ablation)所形成之溝槽13，大致成為上述光強度分布(與照射面之熱強度分布同樣)之反轉形狀。之後，將基板往下一步驟運送，當沿溝槽13之中心對玻璃基板11進行分斷成單位面板時，如圖5(c)所示，偏光板12之切斷面成為傾斜面。其結果為，在玻璃基板11之端面附近，偏光板12之板厚逐漸變薄之傾斜區域以既定之寬度L1形成。
然而，在將經分斷之單位面板作成製品之情形，較佳為傾斜區域之寬度L1盡可能小。亦即，較佳為偏光板12之端盡可能可在接近玻璃基板11之端的位置分斷。
作為用以使傾斜區域之寬度L1變小之方法，存在有使位於偏光板12表面之光束點小徑化。雷射光束，藉由使其聚光成更小而變成陡峭之光強 度分布。如上述般，溝槽13，由於成為對應光強度分布之反轉形狀，因此結果為能夠獲得更狹窄之傾斜區域之寬度L1。但另一方面，由於光束點內係以較強之光強度集中性地照射，因此亦對偏光板12正下方之玻璃基板11賦予熱破壞。對玻璃基板11之熱破壞，由於將導致玻璃基板11本身之強度降低而大大地損及製品價值，因此必需極力地避免。
為了獲得高品質的單位面板，較佳為：在不對玻璃基板帶來熱破壞之情況下，盡可能使上述傾斜區域之寬度L1變小，具體而言係使L1成為50μm以下。
有鑑於如此般之課題，在上述之專利文獻2中，係使ITO膜位於玻璃基板與偏光板之間，而在雷射光束照射時藉由ITO膜使其反射，從而抑制雷射光束對玻璃基板的熱破壞。
但是，若要組入ITO膜，則存在有液晶面板之構成變複雜、並且亦增加ITO蒸鍍等之製造步驟而使成本變高之問題點。
本發明者，以不對位於偏光板下之玻璃基板賦予熱破壞之方式，當以遠離焦點之位置之散焦(defocus)進行加工時，藉由遮蔽雷射光束之周邊部分(刻劃線之兩側或單側)、防止往偏光板之照射，而發現偏光板之切斷面之傾斜變陡，而完成了本發明。
本發明之目的在於提供一種利用雷射光束之樹脂板之切斷方法，該切斷方法係可省略利用ITO膜形成反射層的步驟，且能夠抑制對玻璃基板因雷射光束所造成的熱破壞，而且，能夠使黏貼於玻璃基板表面的偏光板等之樹脂板之寬度L1之傾斜區域變陡峭。
為了解決上述課題，在本發明中提出了如以下般之技術性的 手段。
亦即，本發明之切斷方法，係對黏貼於玻璃等之底層基板之樹脂板，使雷射光束一邊沿切斷預定線相對地移動、一邊照射而切斷該樹脂板之方法。
而且，對該樹脂板照射之雷射光束之光強度分布，以在光束之光軸中心附近的大致一定強度之峰值部分與在其外側緩緩地衰減之尾值部分照射之方式，以該雷射光束之焦點從該樹脂板之表面往高度方向散焦之狀態進行照射。
進一步地，將遮蔽照射於該樹脂板之雷射光束的遮蔽構件，以使該切斷預定線露出之狀態並以沿該切斷預定線相鄰之方式配置，該雷射光束之中，使該峰值部分之雷射光束對該切斷預定線進行照射，並且使該尾值部分之雷射光束由該遮蔽構件遮斷。
其中，較佳為：雷射光束係為CO2雷射。
根據本發明，照射於樹脂板(偏光板)之雷射光束，由於係為散焦狀態，因此，與光束聚光之位置相比，光強度分布之峰值相對地變更低。因此，與在光束所聚光之位置之加工相比，更能夠抑制在切斷偏光板時賦予玻璃基板之熱破壞。另一方面，在雷射光束照射時，雷射光束之光強度分布中之尾值部分由遮蔽板遮斷，因此沿遮蔽板端部切出之偏光板之切斷端面成為陡峭之傾斜面，而能夠獲得具有近乎垂直之切斷端面之高品質之製品。
A‧‧‧液晶母基板
A1‧‧‧單位面板
B‧‧‧雷射光束
C‧‧‧溝槽
P‧‧‧雷射光束之焦點
1‧‧‧玻璃基板
2‧‧‧偏光板(樹脂板)
3‧‧‧遮蔽板
圖1，係表示本發明之切斷方法之一例的圖式。
圖2，係表示未使用遮蔽板之情形之加工例的圖式。
圖3，係說明在圖1所示之切斷方法之步驟的圖式。
圖4，係表示本發明之切斷方法之其他實施例的圖式。
圖5，係表示藉由習知的雷射光束照射方法所形成之溝槽之型態的圖式。
在以下，根據圖式詳細地說明本發明之切斷方法。
圖1(a)，係表示切出單位面板前之液晶母基板A中的玻璃基板1、與黏貼於其上面之偏光板2的剖面圖，並以將該液晶母基板A藉由雷射光束B從切斷預定線S分斷成左右之單位面板A1、A1之情形為例子進行說明。
如圖1(a)所示，以成為使應抑制對玻璃基板1之熱破壞的雷射光束B之焦點P往液晶母基板A之上方(或下方)偏移之散焦狀態的方式，將雷射光學系統(圖示外)配置在切斷預定線S之上方。在本實施例之情形，偏光板2係以PET樹脂等形成，而玻璃基板1之厚度形成0.7mm左右，偏光板2之厚度形成0.2mm左右。此外，將散焦之雷射光束B之焦點P的位置、亦即焦點P與偏光板2之上面的距離H設定成約2mm。
作為被使用之雷射光束B，較佳為使用對於偏光板2吸收效率佳之波長、例如具有9.4μm或10.6μm之波長的CO2雷射。
而且，如圖1(b)所示，在已使切斷預定線S之附近部分露出之狀態下，沿切斷預定線S在其兩側、或單側配置遮蔽雷射光束B之遮蔽板(遮蔽構件)3。在遮蔽板3，使用玻璃板或墊片卷帶(shim tape)等CO2雷射無法透過之 材質。
為了便於說明，針對不使用遮蔽板3時之加工狀態簡單地進行說明。圖2係表示將以散焦狀態照射之雷射光束B，在未使用遮蔽板3之情況下直接照射於偏光板2時之加工狀態的圖式。
照射於偏光板2之上面的雷射光束B，係焦點P之位置較為下側，也就是散焦之狀態，且光束徑較焦點P寬。因此，在偏光板2上面的光強度分布，如圖2(b)所示般，成為以雷射光束B之光軸中心為峰值部分，且相較於焦點P(參照圖5(a))，引出朝向外側周邊緩緩地衰減之尾值(tail)的山狀之形態(緩坡之高斯分布)。一旦使該雷射光束B照射於偏光板2，則在偏光板2形成之溝槽C1，如圖2(a)所示般，成為使光強度分布反轉之形狀。因此，沿切斷預定線S分斷後之偏光板2之切斷面，形成緩坡之傾斜面，作為偏光板2之分斷品質並非為較佳之狀態。雖亦根據分斷後之製品形狀而論，但一般而言，該傾斜面越近乎垂直則越高品質。
在本發明中，如圖3(a)所示般，將遮蔽板3(遮蔽構件)以使切斷預定線S之附近部分露出之狀態並沿切斷預定線S配置，以僅使光強度分布中之光軸中心附近之峰值部分B1之光照射於切斷預定線S之方式，將其他之尾值部分B2藉由遮蔽板3遮斷。遮蔽板3之端面與切斷預定線S之間隔L，較佳為10~200μm左右，更佳為20~100μm左右。
藉由以如上述之方式使雷射光束沿切斷預定線S移動，而於偏光板2形成如圖3(b)所示般之溝槽C。雷射光束係僅以光強度分布中之峰值部分B1照射左右之遮蔽板3、3之間之切斷預定線S部分，尾值部分B2則藉由遮蔽板3遮斷。照射於切斷預定線S之雷射光束，由於係以散焦狀 態照射，因此與如使焦點位於偏光板2之上面而照射時般、經聚光之光強度之峰值較高的雷射光束相比，光強度被減弱並且為大致一定強度，能夠抑制對玻璃基板1之熱破壞。在切斷預定線S中，照射該峰值部分B1之雷射光束，能夠藉由熔融或剝蝕而形成溝槽C。
此外，在照射面，將雷射光束之光強度分布之尾值部分B2藉由遮蔽板3遮斷，將光強度為大致一定強度之峰值部分B1之光照射於偏光板2，因此照射部分完成利用大致均勻的光能量進行均勻的加工(剝蝕或熔融)，且加工後之溝槽C如圖3(c)所示般形成左右側壁經切直之陡峭之傾斜面。因此，在下一步驟中沿切斷預定線S將玻璃基板1分斷成單位面板A1、A1時，偏光板2之端面形成陡峭之傾斜面，能夠使傾斜區域之寬度L1變小。亦即，根據本發明，能夠抑制對玻璃基板之熱破壞、且於偏光板形成陡峭之傾斜面。以往，該等之效果僅能夠以互為相反之條件(散焦或聚光)達成，但根據本發明，能夠利用一次的掃描達成以往無法兩全其美之加工結果。
此處，針對使用本發明之具體的加工例進行說明。在玻璃基板1之板厚為0.7mm、且樹脂製之偏光板2之板厚為0.2mm的液晶母基板，安裝板厚為0.5mm之遮蔽板3，將遮蔽板3之端面與切斷預定線S的間隔L設定為50μm，將雷射之焦點P與偏光板2之上面的散焦之距離H設定為2mm，且以CO2雷射切斷偏光板2。
其結果為，能夠使傾斜區域之寬度L1改善至較目標之50μm更小的38μm。
另外，為了做比較，在未安裝遮蔽板3而進行了同樣之雷射照射的結果，傾斜區域之寬度L1為80μm以上。
接著，針對第二實施形態進行說明。圖4，係表示對以從玻璃基板1之端面外伸(overhang)之狀態黏貼之偏光板2進行切斷之情形。
該情形，如圖4(a)所示，從偏光板2切斷之端材部分2a係將被丟棄者，因此，遮蔽板3僅配置於沿玻璃基板1之端面之切斷預定線S的玻璃基板1側。然後，與上述實施例同樣地，使雷射光束B以散焦狀態沿切斷預定線S照射於偏光板2上。據此，於偏光板2形成之溝槽C’之側壁，如圖4(b)所示，在載置有遮蔽板3之側，與前一實施例同樣地將熱強度分布中的周邊部分(尾值部分)B2藉由遮蔽板3遮斷，因此形成陡峭之傾斜面，相反側則形成緩坡之傾斜面。將該緩坡之傾斜面之側的偏光板2作為端材2a而丟棄。
藉此，如圖4(c)所示，能夠使黏貼於玻璃基板1之偏光板2之切斷端面，以與玻璃基板1之端面一致之狀態切斷，且能夠使偏光板2之切斷端面之傾斜區域之寬度L1變小。
以上，雖已針對本發明之代表性的實施例進行了說明，但本發明並不一定特定於上述之實施形態。例如，作為應切斷之樹脂板，雖揭示有黏貼於液晶顯示面板之玻璃基板的偏光板，但成為底層之基板即使是玻璃以外之基板，對於在照射雷射光束時將承受熱破壞者亦能夠利用本發明。此外，在本發明中，可在達成其目的、不脫離申請專利範圍之範圍內，適當地進行修正、變更。
本發明係在對如液晶顯示面板之偏光板般之黏貼於玻璃基板之樹脂板進行切斷時使用。
A‧‧‧液晶母基板
A1‧‧‧單位面板
B1‧‧‧峰值部分
B2‧‧‧尾值部分
C‧‧‧溝槽
L‧‧‧間隔
L1‧‧‧傾斜區域之寬度
S‧‧‧切斷預定線
1‧‧‧玻璃基板
2‧‧‧偏光板(樹脂板)
3‧‧‧遮蔽板

Claims (3)

  1. 一種樹脂板之切斷方法，係為了在切斷樹脂板後，沿該樹脂板之切斷面切斷底層基板，而對黏貼於該底層基板之該樹脂板，使雷射光束一邊沿切斷預定線相對地移動、一邊照射而切斷該樹脂板，其特徵在於：對該樹脂板照射之雷射光束之光強度分布，係以在光束之光軸中心附近的大致一定強度之峰值部分與在其外側緩緩地衰減之尾值部分照射之方式，以該雷射光束之焦點從該樹脂板之表面往高度方向散焦之狀態進行照射，將遮蔽照射於該樹脂板之雷射光束之遮蔽構件，以使該切斷預定線露出之狀態並以沿該切斷預定線相鄰之方式配置；該雷射光束之中，使該峰值部分之雷射光束對該切斷預定線進行照射，並且使該尾值部分之雷射光束藉由該遮蔽構件遮斷。
  2. 如申請專利範圍第1項之樹脂板之切斷方法，其中，該雷射光束係CO2雷射。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之樹脂板之切斷方法，其中，該樹脂板係黏貼於液晶顯示面板之玻璃基板的偏光板。
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