JP2006201790A - 液晶パネルスクライブ方法及び装置、並びに液晶パネル製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 液晶パネルスクライブ工程時ラテラルクラックの発生を抑えることのできる液晶パネル製造方法を提供する。
【解決手段】 液晶パネル製造方法は、第１基板及び第２基板を準備するステップと、第１基板及び第２基板を一定のギャップをおいて結合するステップと、結合された第１基板及び第２基板を基板割断予定面にテンションが与えられるよう所定の曲率半径で曲げた状態に固定するステップと、スクライブホイルを用いて基板割断予定面にクラックを作るステップと、クラックが作られた第１基板及び第２基板に機械的力を加えて基板を割断するステップと、割断された各液晶セルに液晶を注入するステップとを含む。
【選択図】 図３

Description

本発明は、液晶ディスプレイ装置（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｄｅｖｉｃｅ）に係り、特に、液晶パネル（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｐａｎｅｌ）スクライブ方法及びそれに用いられるスクライブ装置、並びにそれを利用した液晶パネル製造方法に関する。

液晶ディスプレイ装置は、マトリックス（ｍａｔｒｉｘ）形態に配列された液晶セルに画像情報に応じたデータ信号を供給し、その液晶セルの光透過率を調節することで所望の画像を表示する装置である。このような液晶ディスプレイ装置は、画素単位の液晶セルがマトリックス形態に配列された液晶パネル及び前記液晶セルを駆動するための駆動回路を備える。

このような液晶パネルは、液晶セルに電界を印加するための電極、液晶セル毎にデータ供給をスイッチングするための薄膜トランジスタ、外部から供給されるデータを液晶セルに供給する信号ライン、及び薄膜トランジスタに制御信号を供給するための信号ラインなどが形成された第１基板と、カラーフィルタなどが形成された第２基板と、第１基板及び第２基板の間で一定のギャップを確保するスペーサと、スペーサにより第１基板及び第２基板の間に設けられた空間に充填された液晶層とを含む。

このような液晶パネルの製造において、第１基板には多数の薄膜トランジスタアレイが独立的に形成される。薄膜トランジスタアレイはゲートラインとデータラインとが直交するように形成される。ゲートラインとデータラインとの交差部それぞれには薄膜トランジスタと画素電極が形成される。このような第１基板は、多数のカラーフィルタアレイが薄膜トランジスタアレイと対向するよう形成された第２基板と一定のギャップをおいて結合される。結合された第１基板と第２基板はセル割断工程により一定の大きさで割断されて個別的な単位パネルに分離される。

セル割断工程は、スクライブ工程とブレーク工程を通じて行われる。図１Ａに示すように、スクライブ工程は、ガラス基板１より強度の高いダイアモンド材質のスクライブホイル２を用いて基板１の割断予定面にクラック（Ｃ）を作る工程である。図１Ｂに示すように、ブレーク工程は、クラック（Ｃ）が作られた基板１にブレークバー３などを用いた機械的力を加えて基板を割断する工程である。

一方、図２に示すように、スクライブ工程時、基板１には基板割断の主な要因となる方向のメディアンクラック（Ｍｅｄｉａｎ ｃｒａｃｋ）（ＣＭ）のみならず、メディアンクラック（ＣＭ）に対して垂直な方向のラテラルクラック（Ｌａｔｅｒａｌ ｃｒａｃｋ）（ＣＬ）も作られる。ラテラルクラック（ＣＬ）は基板割断に何らの影響も与えず、むしろ割断面の強度を弱めることから、生じないことが好ましい。

しかしながら、上記のようなスクライブ工程において、ラテラルクラック（ＣＬ）は必ず生じ、これによる割断面の強度低下の恐れがある。また、ラテラルクラック（ＣＬ）は時間の経過につれ、成長し大きくなって湿気浸透の原因となり、ひいては液晶ディスプレイ装置の破損にもつながる。

本発明は、前述のような問題を鑑みてなされたものであって、その目的はラテラルクラックを減らす液晶パネルスクライブ方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、前述の液晶パネルスクライブ方法を効果的に行う液晶パネルスクライブ装置を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、前述のような特徴を有するスクライブ方法及び装置を利用した液晶パネル製造方法を提供することにある。

本発明の目的を達成するため、スクライブホイルを用いて基板割断予定面にクラックを作る液晶パネルスクライブ方法であって、前記基板割断予定面にテンションが与えられるように基板を所定の曲率半径で湾曲させることを特徴とする液晶パネルスクライブ方法を提案する。
本発明の他の側面によれば、液晶パネルスクライブ方法は、基板をチャックに位置させるステップと、基板割断予定面にテンションが与えられるように前記基板を所定の曲率半径で湾曲させて前記チャックに固定するステップと、スクライブホイルを用いて前記基板割断予定面にクラックを作るステップとを含む。

本発明の他の目的を達成するため、基板を固定するチャックと、前記チャックの上部に配置されるスクライブホイルとを備える液晶パネルスクライブ装置であって、前記チャックは基板割断予定面にテンションを与えるために所定の曲率半径で湾曲させることを特徴とする液晶パネルスクライブ装置を提供する。
ここで、前記チャックは真空チャックであることが好ましい。

本発明のさらに他の目的を達成するため、スクライブホイルを用いて基板割断予定面にクラックを作るスクライブ工程と、クラックが作られた基板に機械的力を加えて基板を割断するブレーク工程とを含む液晶パネル製造方法であって、前記スクライブ工程において前記基板割断予定面にテンションが与えられるように基板を所定の曲率半径で湾曲した状態を保つことを特徴とする液晶パネル製造方法を提案する。

本発明の他の側面によれば、液晶パネル製造方法は、第１基板及び第２基板を準備するステップと、前記第１基板及び第２基板を一定のギャップをおいて結合するステップと、結合された前記第１基板及び第２基板を基板割断予定面にテンションが与えられるように所定の曲率半径で湾曲した状態に固定するステップと、スクライブホイルを用いて前記基板割断予定面にクラックを作るステップと、クラックが作られた前記第１基板及び第２基板に機械的力を加えて基板を割断するステップと、割断された各液晶セルに液晶を注入するステップとを含む。

本発明の好適な実施形態によれば、前記基板は所定の曲率半径で湾曲した真空チャックを用いて固定することができる。
また、前記所定の曲率半径は基板の弾性変形範囲内で設定することができる。

本発明によれば、基板割断予定面にテンションを与えた状態でスクライブホイルによるクラックが作られるため、従来と同様なスクライブホイルの圧力下で、生じるラテラル句ラックをより小さくすることができる。すなわち、液晶パネルスクライブ工程時、ラテラルクラックの発生を顕著に低減することで割断面の強度低下を防止できる。したがって、液晶パネルの耐久性及び信頼性を一層高めることができる。

以下、添付した図面に基づいて本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
図３は、本発明の一実施形態による液晶パネルスクライブ方法及び装置を説明するための図である。同図において、参照符号１０は基板、２０は真空チャック、そして、３０はスクライブホイルを指す。
同図に示すように、基板１０は真空チャック２０に固定されている。真空チャック２０は所定の曲率半径で曲げられているため、真空チャック２０に固定される基板１０も真空チャック２０の曲率半径で曲げられた状態に固定される。このように、基板１０を真空チャック２０に所定の曲率半径で曲げ固定した場合、基板割断予定面１１にテンションが与えられるため、スクライブホイル３０を用いてクラックを作る時ラテラルクラックの発生が減少する。

すなわち、基板を平坦な状態でチャックに固定し、スクライブホイルを用いてクラックを作る従来のスクライブ方法と比べて、本発明におけるスクライブ方法は、同じスクライブホイルの圧力下でスクライブする際に、基板割断予定面に所定のテンションが与えられるため、ラテラルクラックの発生が顕著に減少する。したがって、ラテラルクラックによる基板割断面の強度低下を防止できる。

一方、本発明に係るスクライブ方法において、基板の所定の曲率半径は基板の弾性変形内で任意に設定することができる。
図４は、前述のようなスクライブ方法及び装置を利用した液晶パネルの製造工程図である。同図に示すように、本発明に係る液晶パネルの製造方法は、第１基板及び第２基板を準備するステップ（Ｓ１０）と、基板を結合するステップ（Ｓ２０）と、基板を固定するステップ（Ｓ３０）と、スクライブするステップ（Ｓ４０）と、ブレークするステップ（Ｓ５０）と、液晶を注入するステップ（Ｓ６０）とを含む。

第１基板及び第２基板を準備するステップ（Ｓ１０）は、例えば、第１基板である薄膜トランジスタアレイ基板に、薄膜トランジスタ、画素電極及び蓄積コンデンサーが形成された単位画素をマトリックス形態に形成し、第２基板であるカラーフィルタ基板にブラックマトリックス、ＲＧＢカラーフィルタ及び共通電極を形成する工程を含む。
また、第１基板及び第２基板を準備するステップ（Ｓ１０）は、薄膜トランジスタアレイ基板とカラーフィルタ基板上にそれぞれ配向膜を形成しラビング（ｒｕｂｂｉｎｇ）する工程と、カラーフィルタ基板にシールパターン（ｓｅａｌ ｐａｔｔｅｒｎ）を印刷し、薄膜トランジスタアレイ基板にスペーサを撒布する工程とを含む。ここで、シールパターン印刷とスペーサ撒布は工程条件によって上述した順と逆に行うこともでき、または、いずれかの基板に同時に行うこともできる。シールパターンはスペーサと共に液晶を注入するためのギャップを設け、注入された液晶の漏れを防止する。

基板を結合するステップ（Ｓ２０）は、前述のように準備した第１基板及び第２基板を接着剤の役割をするシーラント（ｓｅａｌａｎｔ）を介在して対向するように付着するステップである。基板を結合するステップ（Ｓ２０）は、２基板に高い圧力を加えシーラントを硬化させることで２基板を完全に接着するプレス工程を含む。
基板を固定するステップ（Ｓ３０）は、ステップＳ２０により結合された基板をスクライブ装置の真空チャックに固定するステップである。このとき、本発明に係るスクライブ装置の真空チャックは前述したように、所定の曲率半径で湾曲している。したがって、このように湾曲した真空チャックに基板を真空吸着方式で固定することにより、図３に示すように、基板１０を曲げた状態で基板割断予定面１１にテンションを与えることができる。

図３に示すように、スクライブするステップ（Ｓ４０）は、スクライブホイル３０を用いて基板割断予定面１１にクラック（Ｃ）を作る工程である。これは、スクライブホイル３０を所定の圧力を与えた状態で、スクライブホイル３０を高速回転させながら基板割断予定面１１の一側から他側に移動させる。このような工程により基板割断予定面１１にはクラック（Ｃ）が形成される。このとき、クラックは従来技術で言及したように、メディアンクラック（ＣＭ）とラテラルクラック（ＣＬ）が共存しているが（図２）、本発明に係るスクライブ方法によればラテラルクラックの発生が顕著に減少する。

ブレークするステップ（Ｓ５０）は、スクライブするステップ（Ｓ４０）によりクラックの作られた基板にブレークバーなどを用いた機械的力を加えて基板を割断する工程である。
このようなスクライブするステップ（Ｓ４０）及びブレークするステップ（Ｓ５０）は、第１基板及び第２基板が結合された状態であるため、第１基板に対するスクライブ工程後基板を１８０°反転させて第２基板に対するスクライブ工程を行い、第２基板に対するブレーク工程後基板を再び１８０°反転させて第１基板に対するブレーク工程を行う。

最後に、液晶を注入するステップ（Ｓ６０）は、各単位セルに割断された液晶セルに液晶を注入するステップである。単位液晶セルは数μｍのギャップを有し、このような構造のセルに効果的に液晶を注入する方法として、セル内外の圧力差を利用した真空注入法を用いることができる。
本発明は上述した特定の実施形態に限定されるものではない。実際、当業者であれば、上記の説明に基づき、特許請求の範囲に記載されている本発明の技術的範囲を逸脱することなく、本発明の実施形態に対し、種々の変更及び修正を施すことが可能であろう。従って、そのような変更及び修正は当然に、本発明の技術的範囲に含まれるべきである。

一般の液晶パネルスクライブ工程を説明するための図である。 一般の液晶パネルブレーク工程を説明するための図である。 スクライブ工程時クラックの発生例を示す図である。 本発明の一実施形態による液晶パネルスクライブ方法及び装置を説明するための図である。 本発明の一実施形態による液晶パネルの製造工程図である。

符号の説明

１０ 基板
１１ 基板割断予定面
２０ 真空チャック
３０ スクライブホイル

Claims (10)

1. スクライブホイルを用いて基板割断予定面にクラックを作る液晶パネルスクライブ方法であって、
   前記基板割断予定面にテンションが与えられるよう基板を所定の曲率半径で湾曲させることを特徴とする液晶パネルスクライブ方法。
2. 基板をチャックに位置させるステップと、
   基板割断予定面にテンションが与えられるように前記基板を所定の曲率半径で湾曲させて前記チャックに固定するステップと、
   スクライブホイルを用いて前記基板割断予定面にクラックを作るステップと、
   を含むことを特徴とする液晶パネルスクライブ方法。
3. 基板を固定するチャックと前記チャックの上部に配置されるスクライブホイルとを備える液晶パネルスクライブ装置であって、
   前記チャックは基板割断予定面にテンションを与えるために所定の曲率半径で湾曲していることを特徴とする液晶パネルスクライブ装置。
4. 前記チャックは真空チャックであることを特徴とする請求項３に記載のスクライブ装置。
5. スクライブホイルを用いて基板割断予定面にクラックを作るスクライブ工程とクラックが作られた基板に機械的力を加えて基板を割断するブレーク工程とを含む液晶パネル製造方法であって、
   前記スクライブ工程において前記基板割断予定面にテンションが与えられるよう基板を所定の曲率半径で湾曲した状態を保つことを特徴とする液晶パネル製造方法。
6. 前記基板を、所定の曲率半径で湾曲した真空チャックを用いて支持することを特徴とする請求項５に記載の液晶パネル製造方法。
7. 前記所定の曲率半径は基板の弾性変形範囲内であることを特徴とする請求項６に記載の液晶パネル製造方法。
8. 第１基板及び第２基板を準備するステップと、
   前記第１基板及び第２基板を一定のギャップをおいて結合するステップと、
   結合された前記第１基板及び第２基板を基板割断予定面にテンションが与えられるように所定の曲率半径で湾曲した状態に固定するステップと、
   スクライブホイルを用いて前記基板割断予定面にクラックを作るステップと、
   クラックが作られた前記第１基板及び第２基板に機械的力を加えて基板を割断するステップと、
   割断された各液晶セルに液晶を注入するステップと、
   を含むことを特徴とする液晶パネル製造方法。
9. 前記基板を所定の曲率半径で湾曲した真空チャックを用いて固定することを特徴とする請求項８に記載の液晶パネル製造方法。
10. 前記所定の曲率半径は基板の弾性変形範囲内であることを特徴とする請求項８に記載の液晶パネル製造方法。

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