JP2003015101A - 液晶表示装置製造用インラインシステム及びこれを利用する液晶表示装置の製造方法 - Google Patents

液晶表示装置製造用インラインシステム及びこれを利用する液晶表示装置の製造方法

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JP2003015101A JP2002085181A JP2002085181A JP2003015101A JP 2003015101 A JP2003015101 A JP 2003015101A JP 2002085181 A JP2002085181 A JP 2002085181A JP 2002085181 A JP2002085181 A JP 2002085181A JP 2003015101 A JP2003015101 A JP 2003015101A
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大 鎬 秋
Sang-Jun Lee
▲サング▼ 俊 李
Yong-Joon Kwon
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 インラインシステムまたは自動化工程で進行
する液晶表示装置の製造工程で、セル単位に基板を分離
する時に表示特性が低下するのを防止して工程の収率を
向上させる。 【解決手段】 液晶表示装置用インラインシステムは、
液晶セル領域を有する第１基板の上に封印材を塗布する
封印材塗布装置、封印材が塗布されている第１基板の上
に液晶を落とす液晶ドロップ（drop）装置、液晶が落と
された第１基板と第１基板の対向基板である第２基板と
を付着させるアセンブリー装置、互いに付着されている
第１基板と第２基板の間の封印材を硬化して第１及び第
２基板を結合させる封印材硬化装置、切断線に沿ってレ
ーザーを照射して第１及び第２基板に摩擦が伝達されな
いようにすると共に、第１基板及び第２基板を切断して
液晶セル領域を単位として第１及び第２基板を分離する
基板切断装置を含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置用イ
ンラインシステム及びこれを利用した液晶表示装置の製
造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に液晶表示装置の製造工程は、ガラ
ス基板上に配線パターン及びスイッチング素子（アクテ
ィブマトリックス形である場合）などを形成するアレイ
基板製造工程と、配向処理、スペーサーの配置及び対向
するガラス基板の間に液晶を封入する液晶セル（cell）
工程と、ドライバーＩＣの付着及びバックライト（back
light）装着などを行うモジュール工程とに分類され
る。
【０００３】これら工程の中で、アレイ基板工程におい
て一枚の母パネル（mother glass）に単位液晶表示装置
になる液晶セル領域を数個同時に形成し、液晶セル工程
で単位液晶セル単位に切断・分離する。
【０００４】このような液晶表示装置の製造工程で液晶
セル工程は、液晶を注入する方法によって真空注入方法
とドロップ注入方法等に区分される。
【０００５】真空注入方法による液晶セル工程は、まず
２枚の基板に液晶の液晶分子を配向させるための配向膜
を塗布して配向処理を実施した後、両基板中の一方の基
板に所定のセルギャップを維持するためのスペーサーを
散布し、液晶注入口を残して封印材を周囲に印刷する。
続いて、２枚の基板を位置合わせした後、熱圧着工程に
より２枚の基板を熱硬化性封印材で接合する。次に、接
合した基板に液晶を注入するためにスクライビング（sc
ribing）工程により溝（割線）を形成し、基板に衝撃を
加えてパネル単位に切断・分離する。接合されている各
パネルを真空槽に入れて排気し、液晶を導入して、封印
材で形成された液晶注入口が液晶に浸るようにしてセル
内部に液晶を注入した後、注入された液晶が流れ出ない
ように液晶注入口を封止する。
【０００６】ドロップ注入方法による液晶セル工程は、
２枚の基板に配向膜塗布及び配向処理を実施し、２枚の
基板のうちのいずれか一つにスペーサーを散布する。続
いて、２枚の基板のうちの一つの基板の周囲に閉曲線模
様に封印材を形成した後、基板上部に液晶を落とす。次
に、２枚の基板を位置合わせして接合した後、封印材を
硬化させる。
【０００７】しかしながら、ドロップ注入方法を適用す
る液晶セルの製造工程は、基板を液晶セルの単位に分離
する工程で液晶セルの内部に液晶物質が満たされた状態
であるため、スクライビング工程を利用してセル単位に
基板を切断する際、特に基板に加わった衝撃によって液
晶の特性劣化または配向膜の配向力破壊となり、表示特
性が低下するおそれがある。これを最少化するために溝
（割線）を形成するスクライビング工程で基板を完全に
分離することが考えられるが、切断用刃が基板に入る深
さが深く、このために基板に加わる圧力が高くなり、切
断時に基板に伝達される応力が増加して液晶セルが変形
してしまい、表示特性を低下させる可能性がむしろ増加
するようになって工程の収率を減少させる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明が目的とする技
術的課題は、インラインシステムまたは自動化工程で進
行する液晶表示装置の製造工程で、セル単位に基板を分
離する時に表示特性が低下するのを防止して工程の収率
を向上させることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】このような問題を解決す
るために、基板に接触せずに基板に微細な割線を形成し
伝播させることができるようにレーザーを照射する基板
切断装置を含むインラインシステム、または自動化工程
によって液晶表示装置を製造する。
【００１０】本発明によれば、液晶表示装置用インライ
ンシステムは、液晶セル領域を有する液晶表示装置用第
１基板と第２基板のうちの少なくともどちらか一方の基
板の上に、スペーサーを散布するスペーサー散布装置、
第１基板の上に封印材を塗布する封印材塗布装置、封印
材が塗布されている第１基板の上に液晶を落とす液晶注
入装置、液晶が落とされた第１基板と第１基板の対向基
板である第２基板とを付着させるアセンブリー装置、互
いに付着されている第１基板と第２基板の間の封印材を
硬化して第１及び第２基板を結合させる封印材硬化装
置、切断線に沿ってレーザーを照射し、液晶セル領域を
単位として第１及び第２基板を分離するための基板切断
装置を含む。
【００１１】この時、基板切断装置は、切断線に沿って
第１及び第２基板を予熱するレーザー装置、レーザー装
置の位置を固定したり移送するレーザー移送装置、レー
ザー移送装置に装着されており、切断線に沿って予熱さ
れた第１及び第２基板を冷却する冷却剤散布装置を含
み、基板切断装置は、第１及び第２基板を固定したり回
転したりまたは移送する基板移送装置をさらに含むこと
ができる。
【００１２】ここで、スペーサー散布装置、封印材塗布
装置、液晶注入装置、アセンブリー装置、封印材硬化装
置及び基板切断装置はインライン方式で設計されるのが
好ましい。
【００１３】このような本発明による装置を利用した第
１基板と第２基板の間の液晶セル領域に液晶が注入され
ている液晶表示装置を製造する方法においては、まず第
１基板と第２基板のうちの少なくとも一つの基板の上に
スペーサーを散布する。その後、第１基板の上に封印材
を塗布し、第１基板の上に液晶を落とした後、第１基板
と第２基板とを付着させる。次に、付着された第１及び
第２基板の間の封印材を硬化させ、切断線に沿って第１
基板と第２基板にレーザーを利用して液晶セル領域を単
位として第１基板と第２基板を切断する。
【００１４】この時、基板切断段階では前記切断線に沿
ってレーザーを照射し、第１基板と第２基板を切断線に
沿って予熱した後、切断線に沿って冷却剤を散布して、
第１基板と第２基板を切断線に沿って冷却して割線を形
成する。次に切断線に沿って前記割線を伝播させること
により基板を切断する。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面を参考として
本発明の実施例による液晶表示装置用インラインシステ
ム及びこれを利用した液晶表示装置の製造方法につい
て、本発明の属する技術分野にて通常の知識を有する者
が容易に実施できるように詳細に説明する。
【００１６】まず、図１乃至図２ｂを参照して本発明の
実施例によって製造した液晶表示装置用基板の概略的な
構造について説明する。
【００１７】図１は、本発明の実施例によるインライン
システムを利用して完成した多数の液晶セルを有する液
晶表示装置用母パネルの構造を示した平面図であり、図
２ａは図１のIIａ部分を拡大して示した配置図であり、
図２ｂは図２ａのIIｂ−IIｂ´線による断面図である。
【００１８】図１に示したように、母パネル１０には４
個の液晶セル領域１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄが形
成されており、母パネル１０を液晶セル単位に分離する
ための切断線Ａ、Ｂが点線で表示されている。この時、
一つの母パネルに形成される液晶セル領域の数は母パネ
ルと液晶セルの大きさによって変動する。
【００１９】母パネル１０のアレイ基板１２側にはマト
リックス状で配置された画素領域２６が複数形成されて
おり、複数の画素領域２６は画像の表示領域２４を成
す。詳細な図示は省略したが、各画素領域２６には薄膜
トランジスタ（図示せず）が形成されている。この時、
薄膜トランジスタのゲート電極はゲート線（図示せず）
に連結されており、ドレーン電極はデータ線（図示せ
ず）に連結されている。また、薄膜トランジスタのソー
ス電極は画素領域２６内に形成された画素電極（図示せ
ず）に連結されている。複数のデータ線及びゲート線は
アレイ基板１２の外周上に形成された端子部１４を介し
て駆動回路（図示せず）と連結されている。
【００２０】カラーフィルター基板１６はアレイ基板１
２より端子部１４の領域だけ小さく形成され、アレイ基
板１２に対向して設置されている。カラーフィルター基
板１６には共通電極（図示せず）と共に、Ｒ（red）、
Ｇ（green）、Ｂ（blue）のカラーフィルター（図示せ
ず）が形成されている。また、カラーフィルター基板１
６には遮光機能をするブラックマトリックス２０、２２
が形成されている。表示部ブラックマトリックス２０は
表示領域２４内の複数の画素領域２６を区画して、画素
領域２６境界部から光が漏れるのを防止するために形成
され、また薄膜トランジスタ（図示せず）を遮光して光
による漏れ電流の発生を防止するためにも用いられる。
また、枠部ブラックマトリックス２２は表示領域２４外
部の不必要な光を遮光するために設置されている。
【００２１】アレイ基板１２とカラーフィルター基板１
６は紫外線硬化性封印材１８で接合されており、二つの
基板１２、１６の間の紫外線硬化性封印材１８で囲まれ
た領域には液晶２８が封印されている。ここで、紫外線
硬化性封印材１８は二つの基板１２、１６の間に満たさ
れている液晶２８との非混合性を保障できる封印材を使
用し、未硬化状態の封印材１８と液晶２８とが接触し
て、混合または相溶により汚染されるのを防止する。
【００２２】二つの基板１２、１６は所定のセルギャッ
プ（間隔）を維持しており、特定の大きさのスペーサー
（図示せず）を使用してセルギャップを一定でかつ均一
に維持する。しかし、基板上に液晶２８の分布密度が一
定でないとセルギャップを一定に維持できなくなり、液
晶表示装置の画面全体にかけて画面が不均一になる不良
が発生する。従って、液晶２８の分布密度を均一にしな
ければならない。
【００２３】また、液晶セル領域１０ａ、１０ｂ、１０
ｃ、１０ｄを単位として切断線Ａ、Ｂに沿って基板１
２、１６を切断することで母パネル１０を分離しても、
切断時に基板に伝達される応力が最小化して液晶セルの
変形を防止し、液晶物質２８の特性が劣化せず、また表
示特性が低下しないようにする必要がある。したがっ
て、窓ガラスにダイヤモンドカッタで割線を形成するよ
うな方法は好ましくない。
【００２４】切断時の表示特性を確保できるようにする
装置が備えられたインラインシステム及びこのシステム
を利用して液晶表示装置を製造する方法について、図３
乃至図４を参考として説明する。
【００２５】図３は本発明の実施例による液晶表示装置
を製造するためのインラインシステムを示すブロック図
であり、図４は基板切断装置を利用して基板を切断する
方法を示した図である。
【００２６】図３に示したように、本発明の実施例によ
るセルギャップを調節するための液晶表示装置用インラ
インシステムは、母パネル１０の二つの基板１２、１６
のうち一方の基板が分類されて積載されている第１ロー
ド装置１００、スペーサー散布装置２００、封印材塗布
装置３００、液晶注入装置４００、第１予備整列装置５
００、第２ロード装置６００、第２予備整列装置７０
０、アセンブリー装置８００、封印材硬化装置９００、
熱処理装置１０００、基板切断装置１１００、基板アン
ロード（unload）装置１２００を含む。この時、第１ロ
ード装置１００、スペーサー散布装置２００、封印材塗
布装置３００、液晶注入装置４００、第１予備整列装置
５００、アセンブリー装置８００、封印材硬化装置９０
０、熱処理装置１０００、基板切断装置１１００、基板
アンロード装置１２００はインライン工程時間を単位と
して基板１２、１６を移送できるインライン移送装置
（図示せず）を通じて順次に連結されており、第２ロー
ド装置６００、第２予備整列装置７００はインライン移
送装置（図示せず）を通じてアセンブリー装置８００に
連結されている。ここで、基板切断装置１１００で基板
１２、１６を切断する時間がインライン工程時間と異な
る場合には、製造工程をインライン工程で設計するため
に基板切断装置１１００を多数並列設置することもでき
る。
【００２７】第１ロード装置１００は母パネル１０の基
板１２、１６のうちの一方の基板、たとえば下部基板１
２を分類して積載する。スペーサー散布装置２００は移
送された下部基板１２に二つの基板１２、１６の間隔を
維持するためのスペーサーを散布する。封印材塗布装置
３００は移送された下部基板１２に閉曲線模様で封印材
１８を塗布する。液晶注入装置４００は、移送された下
部基板１２の封印材１８によって定義される液晶セル領
域１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄに液晶注入器（図示
せず）を通じて液晶２８を落とす。この時、液晶注入器
は部分的に液晶２８を落とすことができる注射器の形態
を有したり、または全面的に液晶２８を落とすことがで
きるノズルを含む噴霧器の形態を有することができる。
第１予備整列装置５００は封印材１８及び液晶２８が形
成されている下部基板１２を上部基板１６と接着する前
に予備整列（位置合わせ）させる。第２ロード装置６０
０は母パネル１０の基板１２、１６のうちの他方の基
板、つまり上部基板１６を分類して積載する。第２予備
整列装置７００は上部基板１６を下部基板１２と接着す
る前に予備整列させる。アセンブリー装置８００は予備
整列された下部基板１２と上部基板１６とを合着する。
図面には表示していなかったが、アセンブリー装置８０
０には二つの基板１２、１６を整列して圧力を加える圧
縮プレートが各々装着されている。封印材硬化装置９０
０は二つの基板１２、１６の間を接着している封印材１
８を硬化させる。熱処理装置１０００は二つの基板１
２、１６の間に注入されている液晶２８の安定した配向
のために基板を熱処理する。基板切断装置１１００は切
断機を利用して基板１２、１６に形成された切断線Ａ、
Ｂ（図１参照）に沿ってレーザーを照射し、液晶セル領
域１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの単位で基板１２、
１６を分離する。アンロード装置１２００は液晶セル単
位で分離された基板１２、１６をアンローディング（un
loading）する。なお、切断線Ａ、Ｂは仮想線で十分で
あり、実際には線の位置を示す３個の標識でよい。また
基板と切断装置以外は従来技術を使用できる。
【００２８】ここで、スペーサーを下部基板１２に散布
する代わりに上部基板１６に散布しようとする場合に
は、スペーサー散布装置２００を第１ロード装置１００
と封印材塗布装置３００の間に位置させる代わりに第２
ロード装置６００と第２予備整列装置７００の間に位置
させて、スペーサー散布作業を行うことができる。
【００２９】以下では、基板切断装置１１００を利用し
て基板を切断する方法を図４を参照して詳細に説明す
る。
【００３０】図４のように基板切断装置１１００は、基
板１２、１６に切断線Ａ、Ｂに沿ってレーザーを照射し
て基板１２、１６を予熱するレーザー装置１１０１と、
レーザー装置１１０１の後端に装着されており、冷却剤
を散布して切断線Ａ、Ｂに沿って基板１２、１６に微細
な割線を発生させ、割線が伝播されるようにする冷却剤
噴射装置１１０３と、レーザー装置１１０１と冷却剤噴
射装置１１０３の位置を固定したりまたは移送するレー
ザー移送装置１１０２とを含み、封印材１８によって結
合されている二つの基板１２、１６からなる母パネル１
０の位置を固定したり、移送及び回転させる基板移送装
置をさらに含むことができる。なお、レーザーは連続発
振形が好適であるが、発生伝播された割線が連続と見な
せるのであれば間欠発振形でもよい。
【００３１】本発明の実施例による液晶表示装置の製造
方法の基板切断工程で、レーザー装置１１０１は基板１
２、１６に接触しない状態で切断線Ａ、Ｂに沿って基板
１２、１６にレーザービームを照射し、所定の温度で基
板１２、１６を予熱する。次に、冷却剤噴射装置１１０
３はレーザー装置１１０１の後端で切断線Ａ、Ｂに沿っ
て予熱された基板１２、１６に冷却剤を散布して、切断
線Ａ、Ｂに沿って加熱された基板１２、１６を急速に冷
却させる。この時、加熱と冷却により、切断線Ａ、Ｂに
沿って基板１２、１６には熱収縮と熱膨脹が起こって高
い熱応力が発生し、基板１２、１６には切断線Ａ、Ｂに
沿って割線が生成し、このような割線は基板切断工程で
レーザー照射及び冷却剤散布が進行されるに伴って切断
線Ａ、Ｂに沿って伝播されて母パネル１０は完全に切断
され、液晶セル領域１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄは
互いに分離する。
【００３２】前述したように、本発明の実施例による液
晶表示装置の製造方法の基板切断工程ではレーザーを照
射して基板１２、１６に微細な割線を形成し、これを伝
播させる方式で非接触でありながら基板１２、１６を切
断する。このようにすれば、基板切断時に基板１２、１
６に切断装置の力が基板１２、１６に浸透するのを防止
して基板に剪断応力が発生するのを防止することがで
き、基板１２、１６に圧力を加えずに基板１２、１６に
割線を形成し、割線を伝播させて基板１２、１６を切断
することにより、液晶セルが変形したり液晶物質と配向
膜が劣化するのを防止することができ、液晶表示装置の
表示特性が低下するのを防止することができる。また、
スクライビング工程と異なって切断マージンを考慮せず
に液晶セル領域１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを設計
することができるので、液晶セル領域１０ａ、１０ｂ、
１０ｃ、１０ｄを大きく設計することができる。
【００３３】
【発明の効果】このように本発明によれば、インライン
または自動化工程からなる液晶表示装置の製造工程で、
基板切断装置にレーザーを利用することによって切断時
に基板に伝達される力を除去し、液晶物質または配向膜
が劣化するのを防止することによって液晶表示装置の表
示特性が低下することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例による液晶表示装置用インライ
ンシステムを利用して完成した多数の液晶セル領域を有
する液晶表示装置用母パネルの構造を示した平面図であ
る。
【図２ａ】図１でIIａ部分を拡大して示した配置図であ
る。
【図２ｂ】図２ａのIIｂ−IIｂ´線による断面図であ
る。
【図３】本発明の実施例による液晶表示装置を製造する
ための液晶表示装置用インラインシステムを示したブロ
ック図である。
【図４】基板切断装置を使用して基板を切断する方法を
示した図である。
【符号の説明】
１０ 母パネル １０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ 液晶セル領域 １２ アレイ基板 １４ 端子部 １６ カラーフィルター基板 １８ 封印材 ２０、２２ ブラックマトリックス ２４ 表示領域 ２６ 画素領域 ２８ 液晶 １００ 第１ロード装置 ２００ スぺーサー散布装置 ３００ 封印材塗布装置 ４００ 液晶注入装置 ５００ 第１予備整列装置 ６００ 第２ロード装置 ７００ 第２予備整列装置 ８００ アセンブリー装置 ９００ 封印材硬化装置 １０００ 熱処理装置 １１００ 基板伝達装置 １１０１ レーザー装置 １１０２ レーザー移送装置 １１０３ 冷却剤噴射装置 １２００ 基板アンロード装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｆ 1/1341 Ｇ０２Ｆ 1/1341 (72)発明者 權 容 俊 大韓民国ソウル市江南区三星洞ヘチョング アパート４棟203号 Ｆターム(参考） 2H088 FA01 FA03 FA04 FA05 FA09 FA10 FA16 FA17 FA21 FA24 FA25 FA30 HA01 HA02 HA03 HA08 HA12 HA14 MA20 2H089 KA01 LA24 NA05 NA09 NA19 NA22 NA24 NA25 NA37 NA39 NA43 NA44 NA45 NA48 NA51 NA56 NA60 QA12 QA16 TA01 TA02 TA04 TA09 TA12 TA13 4D075 BB08Z BB48Z DA06 DB13 DC21 EA02 EA39 EA45

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】液晶セル領域を有する液晶表示装置用第１
    基板と第２基板のうちの少なくとも一つの基板の上にス
    ペーサーを散布するスペーサー散布装置と、 前記第１基板の上に封印材を塗布する封印材塗布装置
    と、 前記封印材が塗布されている前記第１基板の上に液晶を
    落とす液晶注入装置と、 前記液晶が落とされた前記第１基板と前記第１基板の対
    向基板である第２基板とを付着させるアセンブリー装置
    と、 互いに付着している前記第１基板と前記第２基板の間の
    封印材を硬化して前記第１及び第２基板を結合させる封
    印材硬化装置と、 切断線に沿ってレーザーを照射し、前記第１及び第２基
    板の結合体を前記液晶セル領域を単位として分離するた
    めの基板切断装置とを含む、液晶表示装置製造用インラ
    インシステム。
  2. 【請求項２】前記基板切断装置は、 前記切断線に沿って前記第１及び第２基板を予熱するレ
    ーザー装置、 前記レーザー装置の位置を固定したり移送するレーザー
    移送装置、 前記レーザー移送装置に装着されており、前記切断線に
    沿って予熱された前記第１及び第２基板を冷却する冷却
    剤散布装置を含む、請求項１に記載の液晶表示装置製造
    用インラインシステム。
  3. 【請求項３】前記基板切断装置は、前記第１及び第２基
    板を固定したり回転したりまたは移送する基板移送装置
    をさらに含む、請求項２に記載の液晶表示装置製造用イ
    ンラインシステム。
  4. 【請求項４】前記スペーサー散布装置、前記封印材塗布
    装置、前記液晶注入装置、前記アセンブリー装置、前記
    封印材硬化装置及び前記基板切断装置はインライン方式
    で設計される、請求項１に記載の液晶表示装置用インラ
    インシステム。
  5. 【請求項５】前記第１及び第２基板を付着させる前に前
    記第１及び第２基板を位置合わせするための第１及び第
    ２予備整列装置及び前記液晶を熱処理するための熱処理
    装置をさらに含む、請求項１に記載の液晶表示装置用イ
    ンラインシステム。
  6. 【請求項６】第１基板と第２基板の間の液晶セル領域に
    液晶が注入されている液晶表示装置を製造する方法にお
    いて、 前記第１基板と第２基板のうちの少なくとも一つの基板
    の上にスペーサーを散布する段階と、 前記第１基板の上に封印材を塗布する段階と、 前記第１基板の上に液晶を落とす段階と、 前記第１基板と前記第２基板とを付着させる段階と、 前記付着された前記第１及び第２基板の間の封印材を硬
    化させる段階と、 切断線に沿って前記第１基板と前記第２基板にレーザー
    を照射し、前記第１基板と前記第２基板の結合体を前記
    液晶セル領域を単位として切断する段階とを含む、液晶
    表示装置の製造方法。
  7. 【請求項７】前記基板切断段階は、 前記切断線に沿ってレーザーを照射して、前記第１基板
    と第２基板を前記切断線に沿って予熱する段階と、 前記切断線に沿って冷却剤を散布して、前記第１基板と
    第２基板を前記切断線に沿って冷却して割線を形成する
    段階と、 前記切断線に沿って前記割線を伝播させる段階とを含
    む、請求項６に記載の液晶表示装置の製造方法。
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