JP2008260679A - スクライブユニット及びこれを有するフラットパネルディスプレイ用パネルスクライブ装置、スクライブ方法及びこれを用いる基板製造方法 - Google Patents

スクライブユニット及びこれを有するフラットパネルディスプレイ用パネルスクライブ装置、スクライブ方法及びこれを用いる基板製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】スクライブユニット及びこれを有するフラットパネルディスプレイ用パネルスクライブ装置、スクライブ方法及びこれを用いる基板製造方法を提供する。
【解決手段】本発明は、複数の単位基板が形成されたフラットパネルディスプレイ用パネルを前記単位基板に分離するためにスクライブ工程を遂行するユニットを提供する。本発明のスクライブユニットは、単位基板の破断面が滑らかになるように、スクライブ工程中に、ホイールに超音波振動を印加する超音波振動子を備える。これによって、パネルから分離された単位基板を洗浄する前に、単位基板の破断面のエッジを研磨する工程を省略できる。
【選択図】図3

Description

本発明は、パネルの製造に用いられる装置及びその方法に関し、特に、複数の単位基板が形成されたパネルをスクライブするユニット及びこれを有するスクライブ装置、スクライブ方法及びこれを用いる基板製造方法に関する。
近年、情報処理機器は、機能の多様化と情報処理速度のさらなる高速化へと急速に発展している。このような情報処理機器は、情報を表示するディスプレイ(display)を有する。従来には、ディスプレイとして主にブラウン管(cathode ray tube)モニターが使用されていたが、最近は、軽くて場所を取らない薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ(Thin Film Transistor−Liquid Crystal Display)、または有機発光ダイオードディスプレイ(Organic Light Emitting Diode display)のようなフラットパネルディスプレイの使用が大幅に増大している。
モニターやテレビジョンに使用される単位基板は、一般的に1枚の大型パネルに複数個が提供される。よって、最終的に大型パネルから単位基板を分離する工程が要求される。
大型パネルを単位基板別に分離する工程は、ダイヤモンドホイールを用いてパネルに垂直クラックを形成するスクライブ工程と、ブレークバー(break bar)を用いて前記クラックが形成された部位に力を加えて、パネルを複数の単位基板に分離するブレーキング工程と、を含む。
しかし、一般的な構造の装置を用いてスクライブ工程を遂行すると、単位基板の破断面のエッジが粗くなる。よって、破断面を滑らかにするために単位基板の破断面のエッジを研磨する研磨(grinding)工程が要求される。そのため、全体工程に所要される時間が増加する。
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、1枚の大型パネルを複数の単位基板に分離する際、工程の効率を向上させることができるスクライブユニット及び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、フラットパネルディスプレイ用パネルを複数の単位基板に分離する工程を遂行する際、工程の効率を向上させることができるスクライブ装置を提供することにある。
本発明のまた他の目的は、フラットパネルディスプレイの製造工程の所要時間を短縮できる装置及び方法を提供することを特徴とする。
上記目的を達成すべく、本発明は対象物の切断に用いられるスクライブユニットを提供する。前記スクライブユニットは対象物に接触されて前記対象物の表面にクラックを形成するスクライバーと、前記スクライバーを支持する支持体と、前記スクライバーに振動を提供する振動子と、を備える。前記スクライバーにはホイールを、前記振動子には超音波振動子を使用することができる。
また、本発明は複数の単位基板が形成されたパネルから、前記単位基板を分離する前にスクライブ工程を遂行する装置を提供する。前記装置は、パネルが載置される支持部材と、前記支持部材に載置されたパネルをスクライブするスクライブユニットと、前記スクライブユニット、または前記支持部材を第1方向に直線移動させる第1移動ユニットと、前記スクライブユニットを前記第1方向に対して垂直な第2方向に直線移動させる第2移動ユニットと、を含む。前記スクライブユニットはパネルに接触されてクラックを形成するスクライバーと、前記スクライバーを支持する支持体と、前記スクライバーに振動を提供する振動子と、を備える。
さらに、本発明は対象物をスクライブする方法を提供する。前記方法によれば、スクライバーを対象物に接触させて、前記対象物と前記スクライバーとを相対移動させて前記対象物をスクライブする。スクライブが行われる間には前記スクライバーに振動を印加する。
また、本発明は基板を製造する方法を提供する。前記方法によれば、単位基板が形成されたパネルをスクライバーを用いてスクライブ工程を遂行して、スクライブされた前記パネルから複数の単位基板を分離するブレーキング工程を遂行してから、前記単位基板を洗浄する洗浄工程を遂行する。前記スクライブ工程は前記パネルをスクライブする際、前記スクライバーに振動を印加して行われる。前記ブレーキング工程と前記洗浄工程の間では、前記スクライブ工程によって発生する前記複数の単位基板の破断面を研磨する工程を省略して前記洗浄工程を遂行する。
本発明によれば、パネルを複数の単位基板に分離する際、比較的に滑らかな破断面を得ることができる。
また、本発明によれば、パネルを複数の単位基板に分離した後、研磨工程を省略して洗浄工程を行うことができるので、全体工程にかかる時間を短縮することができる。さらに、研磨工程のためのユニットを必要としないので、設備面積も減少させることができる。
以下、本発明の実施の形態を、図1乃至図8を参照してさらに詳しく説明する。本発明の実施の形態は、様々な形態に変形でき、本発明の範囲が下記の実施の形態に限定されると解釈されてはならない。本実施の形態は、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。
従って、図面での要素の形状は、より明確な説明を強調するために誇張されたものである。
本実施の形態では、切断の対象物として、フラットパネルディスプレイ用パネル10を例に挙げて説明する。しかし、本発明の技術的思想はこれに限定されず、他の対象物に対しても適用できる。
図1は、パネル10の一例を示し、図2は、図1のパネル10を複数の単位基板10aに分離する装置1を概略的に示す。パネル10は、フラットパネルディスプレイ用パネルの一種である薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ(Thin Film Transistor−Liquid Crystal Display)用パネル、または有機発光ダイオードディスプレイ(Organic Light Emitting Diode display)用パネルなどであり得る。図1に示すように、パネル10はほぼ長方形の板状からなり、前記パネル10には複数の単位基板10aが形成される。図2の装置1は、パネル10を複数の単位基板10aに分離する。
図2に示すように、装置1は、ローディング部(loading part)12、スクライブ部(scribing part)14、ブレーキング部(breaking part)16及びアンローディング部(unloading part)18を備える。ローディング部12、スクライブ部14、ブレーキング部16及びアンローディング部18は一列に順次配置される。パネル10は、前記ローディング部12を通して前記装置1に流入され、前記スクライブ部14と前記ブレーキング部16を順に通過して複数の単位基板10aに分離されてから、前記アンローディング部18を通して前記装置1の外部に流出される。前記スクライブ部14は、スクライバー420(図4参照)を用いてパネル10に垂直方向のクラック(crack)を形成する。前記ブレーキング部16は、ブレークバー(break bar)(図示せず)を用いて前記パネル10のクラックが形成された部位に力を加えて、パネル10を単位基板10a別に分離する。
図3は、図2のスクライブ部14に提供されたスクライブ装置14aの斜視図である。図3に示すように、スクライブ装置14aは、テーブル(table)100、第1移動ユニット(first moving unit)200、
第2移動ユニット(second moving unit)300、スクライブユニット(scribing unit)400及び回転ユニット(rotating unit)500を備える。スクライブ工程の間、パネル10はテーブル100上に載置される。
テーブル100は、平らでほぼ長方形の上部面を持つ。前記テーブル100の上部面は前記パネル10と同様であるか、または広い面積を有する。前記テーブル100の上面には真空ラインに連結される複数の穴が形成され、前記パネル10は真空圧によって前記テーブル100に固定される。また、前記テーブル100には、付加的に前記パネル10を前記テーブル100に固定するクランプ(図示せず)を設置できる。
スクライブユニット400は、テーブル100上に載置されたパネル10に線を引いてクラックを形成する。図4は、スクライブユニット400の斜視図である。前記スクライブユニット400は、スクライバー(scriber)420、支持体(supporter)440、振動子(vibrator)460(図6参照)及び加圧部材(pressuring member)480を備える。スクライブ工程の際、前記スクライバー420はパネル10に直接接触する。本実施の形態では、スクライバー420として、ダイヤモンドホイール(wheel)を使用する。前記ホイール420の中央には円形の貫通孔424が形成され、ホイール420は鋭いエッジ422を備える。図5Aに示すように、前記ホイール420のエッジ422は丸い円状に形成され得る。選択的に、図5Bに示すように、ホイール420のエッジ422には円周に沿って歯形状(teeth)422aが形成され得る。図5Bに示すようなホイール420を使用する場合、スクライブ工程の効率はさらに向上する。
ホイール420は、支持体440によって支持される。図6は、ホイール420が支持体440に装着される構造を示す断面図である。図6に示すように、支持体440は、ボディ442と軸ピン444を備える。前記ボディ442の下面には、一方向にボディ442を貫通する貫通溝442aが形成される。軸ピン444は、断面が円形の長いロッド形状を有する。軸ピン444は、貫通溝442aの長さ方向と垂直な方向に、貫通溝442aの中に位置する。軸ピン444の両端はボディ442に固定される。前記軸ピン444は、ホイール420に形成された貫通孔424を貫通する。ホイール420が軸ピン444によって支持される際、ホイール420の一部は貫通溝442aの中に位置し、他の一部は支持体440の下に突出する。
加圧部材480は、ホイール420とパネル10が接触する際、前記ホイール420が一定の力で前記パネル10を押すようにホイール420を加圧する。一例によれば、加圧部材480は、支持体440の上部に位置して、空圧によって支持体440を下方に押すことでホイール420を加圧する。加圧部材480は支持体440のボディ442と結合されて、空圧によって上下方向へ移動するロッド(図示せず)を有する構造で提供され得る。加圧部材480は、選択的に支持体440のボディ442を空気が直接加圧する構造で提供され得る。
振動子460は、スクライブ工程の際、ホイール420に振動を印加する。振動子460はボディ442の内部に装着される。振動子460としては超音波振動子(megasonic transducer)を使用できる。振動子460は上下方向からホイール420に振動を印加できる。ホイール420がパネル10にクラックを形成すると、一般的にはパネル10の破断面が粗くなる。したがって、ブレーキング工程によってパネル10を単位基板10aに分離した後、洗浄工程を遂行する前に、単位基板10aの破断面のエッジを研磨石を用いて必ず研磨する必要がある。しかし、ホイール420がパネル10にクラックを形成する際、ホイール420に振動を印加すると、パネル10の破断面は滑らかになる。したがって、単位基板10aの洗浄の前に、単位基板10aを研磨する工程を省略できる。
第1移動ユニット200は、テーブル100を第1方向22へ直線移動させる。第1移動ユニット200は、第1ガイド220、第1ブラケット240及び第1駆動機(図示せず)を備える。
第1ガイド220は第1方向22に沿って長く形成されて、ベース600上の中央に装着される。第1ガイド220は長さ方向に沿って同一幅を有する。第1ガイド220の上面は平坦に提供され、第1ガイド220の両側面にはそれぞれ長さ方向に沿って長く形成された凹部222が形成される。
テーブル100は、第1ブラケット240によって第1ガイド220に結合される。 第1ブラケット240は、床板242、支持板244及び結合板246を備える。前記床板242は平坦な長方形板状に形成されて第1ガイド220上に位置する。前記支持板244は、前記床板242に垂直に固着される。前記支持板244はテーブル100の下からテーブル100を支持するようにテーブル100に固定結合される。支持板244は二つが提供され、互いに平行に配置される。結合板246は床板242の底面に対して垂直に配置されて、前記床板242の底面に固定結合される側板246aと、前記側板246aの内側面の下端から前記側板246aに対して垂直に延長されて、第1ガイド220の側面に形成される凹部222に挿入される挿入板246bとを有する。前記結合板246は、対向するように二つ提供される。
第1駆動機は、テーブル100が直線移動するための駆動力を提供する。第1駆動機としてはモーターとスクリューを含むアセンブリを使用できる。選択的に、モーター、ベルト、プーリーを含むアセンブリを使用できる。選択的に、第1駆動機としてリニアーモーター(linear motor)を含むアセンブリを使用できる。詳述の様々なアセンブリなどの具体的な構造は、一般的によく知られているので、それに対する詳細な説明は省略する。
第2移動ユニット300は、スクライブユニット400を第2方向24に直線移動させる。第2方向24は第一方向22に垂直な方向である。第2移動ユニット300は、一対の垂直支持台320、水平支持台340、第2ガイド360、第2ブラケット380及び第2駆動機(図示せず)を備える。一対の垂直支持台320は、第2方向24に一定距離離隔するようにベース上に固着される。前記一対の垂直支持台320は、パネル10が第1方向22に移動する際、前記一対の垂直支持台320の間を通過できるように配置される。水平支持台340は前記垂直支持台320の上端に固着される。前記水平支持台340の一側面には、前記水平支持台340の形成方向に沿って第2ガイド360が提供される。前記第2ガイド360の上面及び下面には、長さ方向に沿った長い凹部362が提供される。前記第2ガイド360は前記水平支持台340と一体に形成されていても良い。
スクライブユニット400は、第2ブラケット380によって水平支持台340に結合される。第2ブラケット380は、支持板382と結合板384を有する。前記支持板382は、平坦な長方形板状を有し、第2ガイド360上に位置する。結合板384は、支持板382の上下側から支持板382に垂直に突出した側板384aと、第2ガイド360に形成された凹部362に挿入される挿入板384bとを有する。第2駆動機は、スクライブユニット400が第2ガイド360に沿って直線移動するための駆動力を提供する。第2駆動機は第1駆動機と類似する構造で提供され得る。
スクライブユニット400は、上下移動できるように支持板382に装着される。一例によれば、支持板382には第3方向26にスリット状の案内凹部386が形成され、スクライブユニット400は、案内凹部386に挿入された支持軸(図示せず)に結合される。第3方向26は第1方向22及び第2方向24に垂直な方向である。図3において、第3方向26は上下方向である。第3駆動機(図示せず)は、スクライブユニット400が直線移動するための駆動力を提供する。第3駆動機としてはモーターまたはシリンダーなどを使用できる。
回転ユニット500は、パネル10に互いに直交する方向にクラックを提供できるよう、パネル10を回転させる。回転ユニット500としてはモーターを用いる。一例によれば、テーブル100は上部板120と下部板140を有する。下部板140は前記第1ブラケット240に固定され、上部板120は下部板140に対して水平面上で回転できるように下部板140に結合される。上部板120の底面にはモーター500と連結された回転軸520が固着される。
次に、図3のスクライブ装置14aを用いてパネル10にスクライブ工程を行う方法について説明する。先ず、整列されたパネル10がテーブル100上に載置される。前記テーブル100は第1方向22に直線移動する。前記テーブル100が既設定の第1位置まで移動すると、前記テーブル100の移動が止まる。その後、スクライブユニット400が第2方向24に直線移動する。スクライブユニット400が既設定の位置まで移動すると、スクライブユニット400の移動が止まる。つづいて、スクライブユニット400が下方に移動して、ホイール420がパネル10に接触する。加圧部材480によりホイール420が加圧されて、ホイール420がパネル10を押す。ホイール420がパネル10を押している間に、ホイール420には超音波振動が印加される。テーブル100が第1方向22に第2位置まで直線移動し、ホイール420はパネル10を押した状態で軸ピン444を基準に回転する。パネル10には一直線にクラックが形成される。パネル10の一端から他端までクラックが形成されると、スクライブユニット400は上方に移動し、テーブル100はまた第1位置まで移動する。スクライブユニット400は、第2方向24に沿って既設定の距離を直線移動して、下方に移動する。テーブル100が第2位置まで移動することでパネル10にクラックが形成される。上記のような過程が繰り返される。その後、テーブル100が90°回転し、また上記のような過程を繰り返す。
図7Aは、ホイール420に超音波振動が提供されていない状態で、スクライブ工程が遂行された場合の破断面の写真であって、図7Bは、ホイール420に超音波振動を印加して、スクライブ工程を遂行した場合の破断面の写真である。図7A及び図7Bを参照すれば、ホイール420に超音波振動を印加してスクライブ工程を遂行した場合の破断面がさらに滑らかであることが分かる。
図8は、図3のスクライブ装置14aを用いて、フラットパネルディスプレイを製造する方法を順に示すフローチャートである。図8に示すように、パネル10がローディングされ(S10)、その後、スクライブ工程(S20)とブレーキング工程(S30)が順に遂行される。パネル10が複数の単位基板10aに分離されると、前記単位基板10aはアンローディングされ(S40)、前記単位基板10aに研磨工程を行わず、洗浄工程が行われる(S50)。スクライブ工程を遂行する際、超音波振動を印加することによって破断面が非常に滑らかになるので、研磨工程を遂行する必要がなくなる。
次は、本実施の形態の様々な変形例を簡単に説明する。
上述した実施の形態では、スクライブ工程を遂行する際、第1移動ユニット200がテーブル100を第1方向22に直線移動させる。しかし、前記実施の形態と違って、スクライブ工程を遂行する際、前記テーブル100は固定され、スクライブユニット400が第1方向22に直線移動しても良い。この場合、一対の垂直支持台362が第1方向22に直線移動できる。
また、上述した実施の形態では、一つのスクライブユニット400が水平支持台340に結合されて、パネル10が第1位置から第2位置まで移動する間だけ、スクライブが行われる。しかし、前記実施の形態と違って、水平支持台364には二つのスクライブユニット400が設置されても良い。この場合、パネル10が第1位置から第2位置まで移動する間には、第1スクライブユニットによる工程が遂行され、パネル10が第2位置から第1位置まで移動する間には、第2スクライブユニットによる工程が遂行され得る。前記方法によってスクライブ工程にかかる時間を短縮できる。
さらに、上述した実施の形態では、スクライブ装置14aが、パネル10の上面に対してスクライブ工程を遂行する構造を有している。パネル10の背面に対するスクライブ工程が要求された場合、スクライブ装置14aはパネル10の上面と背面を反転させるユニットを備えても良い。選択的に、垂直支持台362に二つの水平支持台364を装着し、上部に位置する水平支持台364にはパネル10の上面にスクライブ工程を遂行する上部スクライブユニットを装着し、下部に位置する水平支持台364にはパネル10の下面にスクライブ工程を遂行する下部スクライブユニットを装着することができる。前記方法によってスクライブ工程にかかる時間を短縮できる。
また、上述した実施の形態では、複数の単位基板10aの破断面を研磨する工程を省略し、洗浄工程を行うと説明している。しかし、前記実施の形態と違って、さらに滑らかな破断面が要求される場合は、洗浄工程の前に単位基板10aの破断面を研磨する工程を遂行しても良い。
また、上述した実施の形態では、パネル10を支持する支持部材としてパネル10の底面全体を支持するテーブル100を用いる場合を説明している。しかし、支持部材としては、パネル10の両側エッジだけを支持する構造など、様々な構造を用いても良い。
複数の単位基板が形成されたフラットパネルディスプレイ用パネルの一例を概略的に示す斜視図である。 本発明によるパネルを複数の単位基板に分離する装置を概略的に示す図である。 本発明の一実施の形態によるスクライブ装置を概略的に示す斜視図である。 図3のスクライブユニットの斜視図である。 図4のホイールの一例を示す正面図である。 図4のホイールの一例を示す正面図である。 図3のスクライブユニットの部分断面図である。 超音波振動が印加されていない状態で、スクライブ工程が遂行された場合の単位基板の破断面を示す写真である。 超音波振動が印加された状態で、スクライブ工程が遂行された場合の単位基板の破断面を示す写真である。 本発明の一実施の形態によるフラットパネルディスプレイを製造する方法を順に示すフローチャートである。
符号の説明
10 パネル
10a 単位基板
100 テーブル
200 第1移動ユニット
300 第2移動ユニット
400 スクライブユニット
420 スクライバー
440 支持体
460 振動子
480 加圧部材
500 回転ユニット

Claims (20)

  1. 対象物の切断に用いられるスクライブユニットであって、
    前記対象物に接触して前記対象物の表面にクラックを生成するスクライバーと、
    前記スクライバーを支持する支持体と、
    前記スクライバーに振動を与える振動子と、を備えることを特徴とするスクライブユニット。
  2. 前記スクライバーは、回転自在のホイールを含み、
    前記支持体は、
    ボディと、
    前記ボディに結合され、前記ホイールに形成された貫通孔に挿入されて前記ホイールを回転自在に支持する軸ピンと、をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のスクライブユニット。
  3. 前記ボディの下面に、前記ホイールの一部が挿入される凹部が形成され、
    前記軸ピンは、前記凹部の内部で前記ボディに固着されることを特徴とする請求項2に記載のスクライブユニット。
  4. 前記振動子は、前記ボディの内部に設けられることを特徴とする請求項2に記載のスクライブユニット。
  5. 前記振動子は、超音波振動子であることを特徴とする請求項1に記載のスクライブユニット。
  6. 前記ホイールのエッジには歯形状が形成されることを特徴とする請求項2に記載のスクライブユニット。
  7. 前記支持体の上部に位置し、空圧によって前記支持体を加圧するように構成される加圧部材をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のスクライブユニット。
  8. 複数の単位基板が形成されたパネルを前記単位基板に分離する前にスクライブ工程を遂行する装置であって、
    パネルが載置される支持部材と、
    前記支持部材に載置されたパネルをスクライブするスクライブユニットと、
    前記スクライブユニット、または前記支持部材を第1方向に直線移動させる第1移動ユニットと、
    前記スクライブユニットを前記第1方向に垂直な第2方向に直線移動させる第2移動ユニットと、を含み、
    前記スクライブユニットは、
    パネルに接触してパネルにクラックを形成するスクライバーと、
    前記スクライバーを支持する支持体と、
    前記スクライバーに振動を与える振動子と、を備えることを特徴とするパネルスクライブ装置。
  9. 前記スクライバーは、回転自在のホイールを含み、
    前記支持体は、
    下面に前記ホイールの一部が挿入される凹部が形成されたボディと、
    前記凹部の内部で前記ボディに固定されるように設置され、前記ホイールに形成された開口に挿入されて、前記ホイールを回転自在に支持する軸ピンと、を含むことを特徴とする請求項8に記載のパネルスクライブ装置。
  10. 前記振動子は、超音波振動子であって、
    前記超音波振動子は、前記ボディの中に位置することを特徴とする請求項9に記載のパネルスクライブ装置。
  11. 前記スクライブユニットは、前記支持体の上部に位置し、空圧によって前記支持体を加圧するように構成される加圧部材をさらに含むことを特徴とする請求項9に記載のパネルスクライブ装置。
  12. 前記支持部材は、パネルが載置されるテーブルを含み、
    前記スクライブユニットは、前記テーブルを回転させる回転ユニットをさらに含むことを特徴とする請求項9に記載のパネルスクライブ装置。
  13. 対象物をスクライブする方法であって、
    スクライバーを対象物に接触させ、前記対象物と前記スクライバーとを相対移動させて前記対象物をスクライブし、スクライブが行われる間に、前記スクライバーに振動を印加することを特徴とするスクライブ方法。
  14. 前記振動は、超音波振動であることを特徴とする請求項13に記載のスクライブ方法。
  15. 前記スクライバーは、前記対象物と前記スクライバーとが相対移動する際、前記対象物の表面に沿って回転可能なホイールであることを特徴とする請求項13に記載のスクライブ方法。
  16. 前記スクライバーは、前記対象物に接触する際、気体によって加圧されることを特徴とする請求項13に記載のスクライブ方法。
  17. 基板を製造する方法であって、
    単位基板が形成されたパネルにスクライバーを用いてスクライブ工程を遂行するステップと、
    スクライブされた前記パネルを複数の単位基板に分離するブレーキング工程を遂行するステップと、
    前記単位基板に洗浄工程を行うステップと、を含み、
    前記スクライブ工程は、前記パネルをスクライブする間に、前記スクライバーに振動を印加して行われ、
    前記ブレーキング工程の後に、前記スクライブ工程の際に発生する前記複数の単位基板の破断面を研磨する工程を省略して、前記洗浄工程を遂行することを特徴とする基板製造方法。
  18. 前記振動は、超音波振動であることを特徴とする請求項17に記載の基板製造方法。
  19. 前記スクライバーは、前記対象物と接触する際、気体によって加圧されることを特徴とする請求項17に記載の基板製造方法。
  20. 前記パネルは、フラットパネルディスプレイ用パネルであることを特徴とする請求項17に記載の基板製造方法。
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