JP2011164569A - 表示装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、母基板及びセル切断工程を利用して製造される表示装置において、切断面形状を改善して強度を高め、セル切断後のエッジグラインディング工程を省略することができる、表示装置及びその製造方法を提供する。
【解決手段】表示素子が形成された表示領域を含む第１基板と、表示領域を覆うと共に第１基板上に固定される第２基板と、第１基板と第２基板との間に配置されるシーラントと、を含み、前記第１基板が含む第１切断面及び前記第２基板が含む第２切断面は、表示装置の平面を基準にして表示領域に向かって凹曲線状に形成された複数の角部を含む表示装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、表示装置及びその製造方法に関する。

最近、有機発光表示装置及び液晶表示装置に代表される薄膜型または平板型表示装置が、小型モバイル電子機器をはじめとしてテレビなどの大型表示家電に至るまで幅広く使用されている。このような表示装置は、第１基板及び第２基板から成る積層構造で構成され、少なくとも１枚の基板の内側に、表示のための構造物が形成されている。

例えば、有機発光表示装置の場合、第１基板の内面に薄膜トランジスター及び有機発光層を含む複数の有機発光素子が形成される。一方、液晶表示装置の場合、第１基板の内面に複数の画素電極及び複数の薄膜トランジスターが形成され、第２基板の内面に共通電極及びカラーフィルター層が形成され、第１基板と第２基板との間に液晶層が位置する。

上述した表示装置の製造は、大量生産のため、以下のような過程を経ている。まず、準備した２枚の大きな母基板（ｍｏｔｈｅｒ ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）のうち、少なくとも１枚の母基板上に表示のための複数のセル（一つのセルは一つの表示装置に対応）を形成し、いずれか１枚の母基板上に各セルを囲む複数のシーラントを形成した後、２枚の母基板を組み立てる。次に、シーラントを溶かした後に固め、２枚の母基板を接合させる。その後、複数のセルの間の部位を切断し、各表示装置（セル）を分離させる。

複数のセルの間の部位を切断する際は、まず、母基板上にホイール切断機を位置させ、ホイールに圧力を加えながら母基板上の予想切断経路に沿ってホイール切断機を移動させて、母基板に所定の深さの溝を形成する。この溝は２枚の母基板共に形成する。その後、母基板に衝撃を加えて、溝に沿って母基板にクラックを伝播させることによって、母基板から個別の表示装置を分離する。

このようなセル切断工程は、溝の形成後に力を加えて割る方式であるため、その特性上、曲線切断が不可能であり、直線切断のみが可能であった。従って、表示装置は長方形になり、角部は直角を成す。また、表示装置の切断面は、第１基板及び第２基板の一面（内面または外面）に対してほぼ直角を維持する。

しかし、上述した直線切断及び直角切断面は、表示装置の強度を全体的に低下させるため、セル切断後に、研摩機を利用して切断面を滑らかに研磨し、直角の角部をラウンド加工するエッジグラインディング（ｅｄｇｅ ｇｒｉｎｄｉｎｇ）工程を必ず経なければならなかった。これによって、表示装置の製造工程が追加され、製品の生産性が低下するという問題があった。また、液晶表示装置の場合、エッジグラインディング工程で発生したガラス粉が液晶注入口に流入して表示装置の不良を誘発するという問題があった。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、切断面形状を改善して強度を高め、セル切断後のエッジグラインディング工程を省略することが可能な、新規かつ改良された表示装置及びその製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、複数の表示素子が形成された表示領域を含む第１基板と、表示領域を覆うと共に第１基板上に固定される第２基板と、第１基板と第２基板との間に配置されるシーラントと、を含み、前記第１基板が含む第１切断面及び前記第２基板が含む第２切断面は、表示装置の平面を基準にして表示領域に向かって凹曲線に形成された複数の角部を含む表示装置が提供される。

また、複数の角部は円弧状に形成されてもよい。

また、複数の角部は、曲率半径が１００μｍ乃至２，０００μｍであってもよい。

また、第１切断面及び第２切断面は、表示装置の平面を基準にして複数の角部の間に位置する複数の直線部をさらに含んでもよい。

また、第１切断面及び第２切断面は、表示装置の側面を基準にして複数の直線部及び複数の角部から第１基板及び第２基板の一面に対して傾いて形成されてもよい。

また、第１切断面及び第２切断面は、表示装置の側面を基準にして丸い形状に形成されてもよい。

また、第１切断面及び第２切断面は、各々内側端部及び外側端部を有し、第１切断面及び第２切断面の内側端部は各々第１基板及び第２基板の内面に接し、第１切断面及び第２切断面の外側端部は各々第１基板及び第２基板の外面に接してもよい。

また、第１基板及び第２基板は厚さが同一であり、第１切断面及び第２切断面は幅が同一であってもよい。

また、第１切断面及び第２切断面は、第１基板及び第２基板が重なる領域に沿ってシーラントを基準にして対称形状を成してもよい。

また、第１切断面及び第２切断面は、スイングされた短パルスレーザービームによって形成され、第１切断面及び第２切断面には短パルスレーザービームのスイングによる複数の筋が形成されてもよい。

また、表示装置は、有機発光表示装置または液晶表示装置であってもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、２枚の母基板のうち、少なくとも１枚の母基板に表示のための複数のセルを形成し、いずれか１枚の母基板に複数のセルを各々囲む複数のシーラントを形成する工程と、複数のシーラントを間において２枚の母基板を組立及び封止する工程と、ステージに２枚の母基板を装着し、光スイング部によってスイングされた短パルスレーザービームを母基板上の予め設定された光照射区間に照射し、光スイング部及びステージのうちの一つ以上を移送して、光照射区間を母基板が切断される仮想の切断ラインに沿って移動させて母基板を切断する工程と、を含み、光照射区間は、直線区間及び曲線区間を含む、表示装置の製造方法が提供される。

また、母基板を切断する工程は、２枚の母基板のうち上部に配置された１枚の母基板を切断した後に、２枚の母基板を反転してステージに装着し、２枚の母基板のうち上部に配置された他の１枚の母基板を切断してもよい。

また、母基板を切断する工程は、表示装置が複数の直線部及び複数の角部を有するように切断し、複数の角部を切断する際に母基板の中央に向かって凹曲線状に切断してもよい。

また、母基板を切断する工程は、光スイング部によってスイングされた短パルスレーザービームが、光照射区間内の母基板を物理的に除去してもよい。

また、母基板を切断する工程は、短パルスレーザービームによって母基板が除去された領域をクリーニングする過程をさらに含んでもよい。

また、短パルスレーザービームは、単位照射時間が５０ｐｓ（ｐｉｃｏ ｓｅｃｏｎｄ）より短く、パルス周波数が０．１ＭＨｚ乃至１００ＭＨｚの範囲内である。

また、母基板を切断する工程は、スイングされた短パルスレーザービームが母基板の一部を除去する前に、予熱用レーザービームを利用して母基板を予め加熱する過程をさらに含んでもよい。

また、予熱用レーザービームは、炭酸ガス（ＣＯ_２）レーザービームであってもよい。

また、母基板を切断する工程は、光スイング部で短パルスレーザービームをスイングさせて、母基板に対する短パルスレーザービームの入射角を変化させてもよい。

また、光スイング部は、レーザー発生部から放出された短パルスレーザービームを母基板方向に入射させる反射部、複数の回転軸を有して、反射部を微細にスイングさせて反射部を駆動する駆動部を含んでもよい。

また、複数の回転軸は、第１回転軸、及び第１回転軸と交差する第２回転軸を含んでもよい。

以上説明したように本発明によれば、切断面形状を改善して強度を高め、セル切断後のエッジグラインディング工程を省略することができる。

本発明の第１実施形態による表示装置の概略的な構成を示した斜視図である。 図１に示した表示装置の断面図である。 図１に示した表示装置のうちの第１基板及び第２基板をＶＰ１視点から観察した平面図である。 図１に示した表示装置を第１基板が第２基板上に設置されるようにひっくり返した状態でＶＰ１視点から観察した第１基板の平面図である。 本発明の第１実施形態による製造方法で完成された表示装置のうちの第１基板の角部周囲を示した拡大写真である。 図１に示した表示装置をＶＰ２視点から観察した表示装置の側面図である。 図１に示した表示装置をＶＰ３視点から観察した表示装置の側面図である。 有機発光表示装置の副画素回路構造を示した図面である。 有機発光表示装置の部分拡大断面図である。 液晶表示装置の部分拡大断面図である。 本発明の第１実施形態による表示装置の製造方法を示した工程フローチャートである。 図１１に示した表示装置の製造方法のうちの第１段階及び第２段階を示した概略図である。 図１１に示した表示装置の製造方法のうちの第３段階を示した概略図である。 図１１に示した表示装置の製造方法のうちの第４段階を示した概略図である。 図１４に示した基板切断装置のうちの光スイング部を示した概略図である。 ガラス基板にスイングされた短パルスレーザービームを照射して溝を形成したことを示したガラス基板の拡大断面写真である。 切断面の筋を説明するために示した母基板の部分拡大図である。 実験例の方法で切断された母基板の切断面を示した拡大断面写真である。 比較例１の方法で切断された母基板の切断面を示した拡大断面写真である。 比較例２の方法で切断された母基板の切断面を示した拡大断面写真である。 比較例３の方法で切断された母基板の切断面を示した拡大断面写真である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

図１は本発明の第１実施形態による表示装置の概略的な構成を示した斜視図であり、図２は図１に示した表示装置の断面図である。

図１及び図２を参照すれば、本実施形態の表示装置１００は、表示領域（Ａ１０）及びパッド領域（Ａ２０）が形成された第１基板１０、表示領域（Ａ１０）を覆うと共に第１基板１０上に固定される第２基板１２、第１基板１０及び第２基板１２を接合させるシーラント１４を含む。表示装置１００は、有機発光表示装置または液晶表示装置であり、細かい内部構造については後述する。

第２基板１２は、第１基板１０より小さいサイズに形成され、表示領域（Ａ１０）を囲むシーラント１４によって周縁が第１基板１０に固定される。シーラント１４の内側の第１基板１０及び第２基板１２が重なる領域に実際の映像表示が行われる表示領域（Ａ１０）が位置し、シーラント１４の外側の第１基板１０上にパッド領域（Ａ２０）が位置する。

表示領域（Ａ１０）には複数の表示素子（または複数の副画素）がマトリックス状に配置され、表示領域（Ａ１０）とシーラント１４との間、またはシーラント１４の外側に表示素子を駆動させるためのスキャンドライバー（図示せず）及びデータドライバー（図示せず）が位置する。

パッド領域（Ａ２０）にはスキャンドライバー及びデータドライバーに電気信号を伝達するための複数のパッド電極が位置して、集積回路チップ１６が実装される。また、パッド領域（Ａ２０）には下記で説明するセル切断工程後にフレキシブル回路基板１８がチップオンフィルム（ｃｈｉｐ ｏｎ ｆｉｌｍ）方式で実装されて、プリント回路基板２０及びパッド電極を電気的に接続する。図１及び図２における符号２２は保護層を示す。

表示装置１００は、大量生産のために、２枚の母基板を利用して複数の表示装置を同時に製作した後、セル切断工程によって個別の表示装置に分離される過程を経て製造される。即ち、第１基板１０及び第２基板１２がシーラント１４によって接合された状態で第１基板１０に対するセル切断工程及び第２基板１２に対するセル切断工程を経て、母基板から個別の表示装置に分離される。従って、個別の表示装置１００における第１基板１０及び第２基板１２の側面は、セル切断工程による切断面となる。

本実施形態の表示装置１００において、第１基板１０及び第２基板１２の切断面３０、３２は、表示装置１００の平面を基準にして４つの直線部３４１、３４２及び４つの角部３６を含み、４つの角部３６は、表示領域（Ａ１０）に向かって凹曲線状に形成される。また、切断面３０、３２は、表示装置１００の側面を基準にして４つの直線部３４１、３４２及び４つの角部３６の全てにおいて第１基板１０及び第２基板１２の一面（内面または外面）に対して傾いて形成される。

ここで、表示装置１００の「平面を基準」にして説明された切断面３０、３２の形状は、観察者が表示装置１００の平面を観察する際に見える切断面３０、３２の形状を意味する。また、表示装置１００の「側面を基準」にして説明された切断面３０、３２の形状は、観察者が表示装置１００の側面を観察する際に見える切断面３０、３２の形状を意味する。

図１においては、表示装置１００が地面に横たわっている状態を基準にして観察者が表示装置１００の平面を観察する視点を矢印（ＶＰ１）で示した。図３は図１に示した表示装置のうちの第１基板及び第２基板をＶＰ１視点から観察した平面図であり、図４は図１に示した表示装置を、第１基板が第２基板上に設置されるようにひっくり返した状態（反転状態）でＶＰ１視点から観察した第１基板の平面図である。

図３及び図４を参照すれば、第１基板１０の切断面３０（以下、「第１切断面」という）及び第２基板１２の切断面３２（以下、「第２切断面」という）は、表示装置１００の平面を基準にして２つの長辺直線部３４１及び２つの短辺直線部３４２、及び４つの角部３６を有し、４つの角部３６は直角でない所定の曲率に形成される。即ち、４つの角部３６は表示領域（Ａ１０）に向かって凹曲線状、例えば円弧状に形成される。

曲線状の角部３６は、研磨による結果物ではなく、セル切断工程において第１基板１０及び第２基板１２を切断する時に形成された切断面そのものである。これは、セル切断工程において従来のホイール切断機の代わりに下記で説明する短パルスレーザー加工方法を適用することによって可能になる。短パルスレーザー加工方法を適用すれば、直線だけでなく多様な形状の曲線に切断することが容易に行われるため、前述した曲線状の角部３６を簡単に形成することができる。

曲線状の角部３６は、表示装置１００の全体的な強度を高める機能を有する。即ち、ユーザが表示装置１００を落としたり、表示装置１００に外部衝撃が加えられる場合に、この外部衝撃は表示装置１００のうちの第１基板１０及び第２基板１２の角部付近で最も早く最も大きく加えられると考えられる。

第１基板１０及び第２基板１２の角部が直角を成す場合には、外部衝撃によって角部３６部分に応力が集中して、この部分にクラックが発生し、このクラックが表示装置１００の内側に伝播されて、表示装置１００が大きく破損される。しかし、本実施形態のように曲線状の角部３６を有する表示装置１００では、角部３６部分の応力を効果的に分散させて、機構的な強度を高めることができるため、外部衝撃による破損を予防することができる。

図５は後述する本実施形態の製造方法によって製造された表示装置のうちの第１基板の角部周囲を示した拡大写真である。図５では第１切断面３０の一つの角部だけを示したが、第１切断面３０の他の角部及び第２切断面３２の角部も図５に示したものと同様の形状に形成される。

図５を参照すれば、第１切断面３０の角部の曲率半径（Ｒ）は約１００μｍ乃至２，０００μｍである。第１切断面３０の角部の曲率半径（Ｒ）が１００μｍより小さいと、角部の曲線化による強度改善効果が僅かであり、２，０００μｍより大きいと、表示装置１００の角部の形状が丸すぎる。ここで、第１切断面３０の曲率半径（Ｒ）は、第１切断面３０の外側端部を基準にして測定された曲率半径を意味する。

第１切断面３０及び第２切断面３２は、表示装置１００の側面を基準にして第１基板１０及び第２基板１２の一面（内面または外面）に対して傾いて形成される。図１においては、観察者が表示装置の側面のうちのいずれか一つの短辺直線部を観察する視点を矢印ＶＰ２、表示装置の側面のうちのいずれか一つの長辺直線部を観察する視点を矢印ＶＰ３で示した。図６は、図１に示した表示装置をＶＰ２視点から観察した表示装置の側面図である。図７は、図１に示した表示装置をＶＰ３視点から観察した表示装置の側面図である。

図６及び図７を参照すれば、第１切断面３０及び第２切断面３２は、４つの直線部３４１、３４２及び４つの角部３６の全てにおいて第１基板１０及び第２基板１２の一面（内面または外面）に対して直角を維持せずに所定の角度に傾いて形成される。特に、第１切断面３０及び第２切断面３２は、所定の曲率を有する丸い形状に形成される。

従って、第１切断面３０及び第２切断面３２は、表示装置１００の内側に向かう内側端部３０１、３２１及び表示装置１００の外側に向かう外側端部３０２、３２２を含み、４つの直線部３４１、３４２及び４つの角部３６に沿って一定の幅（ｗ）を形成する。図５に第１切断面３０の幅をｗで示した。

シーラント１４によって接合された第１基板１０及び第２基板１２において、第１切断面３０の内側端部３０１は第１基板１０の外面に接し、第１切断面３０の外側端部３０２は第１基板１０の内面に接する。また、第２切断面３２の内側端部３２１は第２基板１２の外面に接し、第２切断面３２の外側端部３２２は第２基板１２の内面に接する。従って、図３で所定の幅（ｗ）を有する第２切断面３２を観察することができ、図４で所定の幅（ｗ）を有する第１切断面３０を観察することができる。

第１基板１０及び第２基板１２が同一の厚さに形成される場合、第１切断面３０の幅（ｗ）は第２切断面３２の幅（ｗ）と同一であってもよい。また、本実施形態の表示装置１００において、第１切断面３０及び第２切断面３２は、第１基板１０及び第２基板１２が重なる領域の周縁に沿ってシーラント１４を基準にして対称形状を成す。

傾いた形状の第１及び第２切断面３０、３２は、下記で説明する短パルスレーザー加工方法を利用して実現することができ、切断面が第１基板及び第２基板の一面（内面または外面）に対して直角に形成された場合に比べて応力を効果的に分散させることによって、表示装置の機構的な強度を高めることができる。さらに、第１及び第２切断面３０、３２は、シーラント１４を間において対称に形成されることによって、表示装置１００の周縁に加えられる応力をより効果的に分散させて、外力による表示装置１００の破損を抑制することができる。

以上説明した本実施形態に係る表示装置１００は、有機発光表示装置または液晶表示装置である。

本実施形態に係る表示装置１００が有機発光表示装置の場合の構成について図８及び図９を参照して説明する。図８は有機発光表示装置の副画素回路構造を示した図面であり、図９は有機発光表示装置の部分拡大断面図である。

図８及び図９を参照すれば、一つの副画素は、有機発光素子（Ｌ１）及び駆動回路部からなる。有機発光素子（Ｌ１）は、アノード電極（正孔注入電極）４０、有機発光層４１、及びカソード電極（電子注入電極）４２を含む。駆動回路部は、少なくとも２つの薄膜トランジスター（Ｔ１、Ｔ２）及び少なくとも一つのストレージキャパシター（Ｃ１）を含む。薄膜トランジスターは、基本的にスイッチングトランジスター（Ｔ１）及び駆動トランジスター（Ｔ２）を含む。

スイッチングトランジスター（Ｔ１）は、スキャンライン（ＳＬ１）及びデータライン（ＤＬ１）に接続されて、スキャンライン（ＳＬ１）に入力されるスイッチング電圧によってデータライン（ＤＬ１）に入力されるデータ電圧を駆動トランジスター（Ｔ２）に伝送する。ストレージキャパシター（Ｃ１）は、スイッチングトランジスター（Ｔ１）及び電源ライン（ＶＤＤ）に接続されて、スイッチングトランジスター（Ｔ１）から伝送された電圧及び電源ライン（ＶＤＤ）に供給される電圧の差に相当する電圧を保存する。

駆動トランジスター（Ｔ２）は、電源ライン（ＶＤＤ）及びストレージキャパシター（Ｃ１）に接続されて、ストレージキャパシター（Ｃ１）に保存された電圧及びしきい電圧の差の二乗に比例する出力電流（Ｉ_ＯＬＥＤ）を有機発光素子（Ｌ１）に供給し、有機発光素子（Ｌ１）は出力電流（Ｉ_ＯＬＥＤ）によって発光する。駆動トランジスター（Ｔ２）は、ソース電極４３、ドレイン電極４４、及びゲート電極４５を含み、有機発光素子（Ｌ１）のアノード電極４０が駆動トランジスター（Ｔ２）のドレイン電極４４に接続される。

なお、本実施形態に係る有機発光表示装置１１０において、副画素の構成は上述した例に限定されず、多様に変形される。

次に、本実施形態に係る表示装置１００が液晶表示装置の場合の構成について図１０を参照して説明する。図１０は液晶表示装置の部分拡大断面図である。

図１０を参照すれば、液晶表示装置１２０は、第１基板１０及び第２基板１２の外側に付着される一対の偏光板５０、第１基板１０の内側に形成される複数の薄膜トランジスター５１、及び各薄膜トランジスター５１に接続される複数の画素電極５２を含む。また、液晶表示装置１２０は、第２基板１２の内側に形成されるカラーフィルター層（５３Ｒ、５３Ｇ、５３Ｂ）、カラーフィルター層（５３Ｒ、５３Ｇ、５３Ｂ）を覆う共通電極５４、画素電極５２及び共通電極５４を各々覆う一対の配向膜５５、及び第１基板１０と第２基板１２との間に注入される液晶層５６を含む。

副画素毎に一つの薄膜トランジスター５１及び一つの画素電極５２が配置される。カラーフィルター層（５３Ｒ、５３Ｇ、５３Ｂ）は、各々の画素電極５２に対応する赤色フィルター層（５３Ｒ）、緑色フィルター層（５３Ｇ）、及び青色フィルター層（５３Ｂ）を含む。第１基板１０の背面にはバックライトユニット（図示せず）または反射板（図示せず）が位置して、第１基板１０にバックライトユニットから放出される光または反射板が反射した外光を提供する。

特定の副画素の薄膜トランジスター５１が導通されると、画素電極５２と共通電極５４との間に電界が形成され、この電界によって液晶分子の配列角が変化し、変化した配列角によって光の透過度が変化する。液晶表示装置１２０は、このような過程を通して画素別の輝度及び発光色を制御して、所定の画像を実現する。

次に、本実施形態に係る表示装置１００の製造方法について説明する。

図１１は本発明の第１実施形態による表示装置の製造方法を示すフローチャートである。

図１１を参照すれば、本実施形態による表示装置の製造方法は、２枚の母基板を準備する第１段階（Ｓ１０）、少なくとも１枚の母基板に表示のための複数のセル（一つのセルは一つの表示装置に対応）を形成し、いずれか１枚の母基板に各セルを囲む複数のシーラントを形成する第２段階（Ｓ２０）を含む。また、表示装置の製造方法は、２枚の母基板を組立及び封止する第３段階（Ｓ３０）、短パルスレーザー（ｓｈｏｒｔ ｐｕｌｓｅ ｌａｓｅｒ）ビームで母基板の複数のセルの間の部位を切断して、個別の表示装置に分離する第４段階（Ｓ４０）を含む。

図１２は図１１に示した表示装置の製造方法のうちの第１段階及び第２段階を示した概略図である。

図１２を参照すれば、２枚の母基板１０１、１２１は、厚さが同一のガラス基板である。なお、２枚の母基板１０１、１２１は、厚さが異なるガラス基板であってもよい。

本実施形態に係る表示装置が有機発光表示装置の場合、いずれか１枚の母基板１０１上に複数のセル６０を形成し、他の１枚の母基板１２１上に各セル６０を囲むための複数のシーラント１４を蒸着またはスクリーン印刷で形成する。本実施形態に係る表示装置が液晶表示装置の場合、２枚の母基板１０１、１２１の全てに複数のセル６０を形成し、いずれか１枚の母基板１２１上に各セル６０を囲む複数のシーラント１４を形成する。シーラント１４は、ガラスフリット（ｇｌａｓｓ ｆｒｉｔ）で製造される。図１２には有機発光表示装置を例示した。

図１３は図１１に示した表示装置の製造方法のうちの第３段階を示した概略図である。

図１３を参照すれば、シーラント１４を間において２枚の母基板１０１、１２１を組み立てる。各々のシーラント１４は対応するセル６０を囲み、隣接する二つのセル６０のシーラント１４は所定の距離をおいて離隔されて位置する。この時のシーラント１４は固体状態であり、２枚の母基板１０１、１２１は互いに積層のみがなされている状態である。次に、いずれか１枚の基板１０１、１２１の外側からレーザースポットでレーザービームをシーラント１４に照射する。そうすると、シーラント１４がレーザー熱によって溶けた後に固まって２枚の母基板１０１、１２１を接合封止させる。

図１４は図１１に示した表示装置の製造方法のうちの第４段階を示した概略図である。

図１４を参照すれば、接合封止された２枚の母基板１０１、１２１をステージ６１に装着し、光スイング部６２によってスイング（ｓｗｉｎｇ）された短パルスレーザービーム（ｓｈｏｒｔ−ｐｕｌｓｅ ｌａｓｅｒ ｂｅａｍ）（ＳＬＢ）を母基板１２１の予め設定された光照射区間（ＬＢＤ）に照射する。そして、光スイング部６２及びステージ６１のうちの一つ以上を移送して、光照射区間（ＬＢＤ）を母基板１２１が切断される仮想の切断ライン（ＰＣＬ）に沿って移動させて、母基板１２１の複数のセルの間の部位を切断する。この時、光照射区間（ＬＢＤ）は、直線区間及び曲線区間のうちの一つ以上の区間を含む。

短パルスレーザービーム（ＳＬＢ）によっていずれか１枚の母基板１２１に対して複数のセルの間の部位を切断した後、切断されない他の母基板１０１が上に向くようにステージ６１上に２枚の母基板１０１、１２１をひっくり返して（反転して）位置させて、前述した過程を再び繰り返して、残りの母基板１０１に対しても複数のセルの間の部位を切断する。これによって、母基板１０１、１２１から個別の表示装置１００を分離させることができる。

第４段階（Ｓ４０）において使用される基板切断装置２００は、ステージ６１、短パルスレーザー発生部６３、光スイング部６２、予熱用レーザー発生部６４、移送部６５、及びクリーニング部６６を含む。

ステージ６１は、切断されるべき２枚の母基板１０１、１２１を支持する。母基板１０１、１２１は、基板切断装置２００によって仮想の切断ライン（ＰＣＬ）（点線で図示）に沿って切断される。この時、仮想の切断ライン（ＰＣＬ）は、直線、曲線、円型、及び楕円型のうちの一つ以上を含む。

短パルスレーザー発生部６３は、母基板１２１へ向かう短パルスレーザービーム（ＳＬＢ）を放出する。短パルスレーザービーム（ＳＬＢ）は、母基板１２１を打撃して母基板１２１の一部を物理的に除去する。即ち、短パルスレーザービーム（ＳＬＢ）は仮想の切断ライン（ＰＣＬ）に沿って母基板１２１に照射され、母基板１２１は仮想の切断ライン（ＰＣＬ）に沿って切断される。

短パルスレーザービーム（ＳＬＢ）は、単位照射時間が５０ｐｓ（ｐｉｃｏ ｓｅｃｏｎｄ）より短く、パルス周波数が０．１ＭＨｚ乃至１００ＭＨｚの範囲に属する。母基板を打撃する短パルスレーザービームの単位照射時間が５０ｐｓより大きく、パルス周波数が０．１ＭＨｚ乃至１００ＭＨｚの範囲外である場合、レーザービームによって母基板に加えられる熱的損傷が大きすぎる。この場合、母基板の切断面にクラックが生じたり、切断面周辺が損傷する不良が発生する。

また、短パルスレーザービーム（ＳＬＢ）は、波長が２００ｎｍ乃至９００ｎｍの範囲である。これは、レーザービームの波長が前述した範囲である場合に、ガラス素材で製造された母基板１２１に相対的によく吸収されるためである。

光スイング部６２は、短パルスレーザー発生部６３から放出されて母基板１２１に向かう短パルスレーザービーム（ＳＬＢ）の光経路上に配置され、短パルスレーザービーム（ＳＬＢ）を母基板１２１上に予め設定された光照射区間（ＬＢＤ）内でスイングさせる。即ち、光スイング部６２は短パルスレーザービーム（ＳＬＢ）をスイングさせて、短パルスレーザービーム（ＳＬＢ）の入射角を所定の範囲内で変化させる。また、短パルスレーザービーム（ＳＬＢ）は、光照射区間（ＬＢＤ）の長さ方向に沿ってスイングされる。スイングされた短パルスレーザービーム（ＳＬＢ）は、光照射区間（ＬＢＤ）の両端の間を往復移動する。

仮に、スイングさせない短パルスレーザービームでは、通常の厚さが数百μｍの母基板を安定的に切断するのが難しい。厚さが数百μｍの母基板を除去して切断するために高エネルギーレベルの短パルスレーザービームを一つのスポット領域に持続的に照射すると、熱衝撃によるクラックが局所的に発生し易い。この時に発生するクラックは制御されずに、母基板が切断された切断ラインと交差する方向に無作為的なクラックが発生する。一方、レーザービームのエネルギーレベルをクラックが発生しないように下げると、厚さが数百μｍの母基板を貫通して切断するのが難しくなる。

しかし、本実施形態においては、短パルスレーザービーム（ＳＬＢ）を光照射区間（ＬＢＤ）内でスイングさせるため、一つのスポット領域に対して断続的にスイングされた短パルスレーザービーム（ＳＬＢ）が照射される。従って、一部のスポット領域において熱衝撃によるクラックが発生するのを抑制することができ、母基板１２１に照射されるレーザービームのエネルギーレベルを高めることができるため、スイングされた短パルスレーザービーム（ＳＬＢ）は、より厚い母基板１２１も安定的に切断することができる。

光照射区間（ＬＢＤ）は、スイングされた短パルスレーザービーム（ＳＬＢ）が照射される区間であり、直線区間及び曲線区間のうちの一つ以上の区間を含む。光照射区間（ＬＢＤ）は、母基板１２１が切断される仮想の切断ライン（ＰＣＬ）に沿って動きながらその形態が変化する。従って、所定の曲率を有する曲線状の角部を容易に形成することができる。スイングされた短パルスレーザービーム（ＳＬＢ）が照射される光照射区間（ＬＢＤ）は、長さが約１００ｍｍ以内であり、短パルスレーザービーム（ＳＬＢ）は、光照射区間（ＬＢＤ）内で約０．１ｍ／ｓ乃至１０ｍ／ｓの速度でスイングされる。

図１５は図１４に示した基板切断装置における光スイング部を示した概略図である。

図１５を参照すれば、光スイング部６２は、短パルスレーザー発生部６３から放出された短パルスレーザービーム（ＳＬＢ）を反射する反射部６７、及び反射部６７を駆動する駆動部６８を含む。駆動部６８は、第１回転軸６８１、及び第１回転軸６８１と交差する第２回転軸６８２を含み、図示してないモータ及び制御部などの構成をさらに含んでもよい。

光スイング部６２は、第１回転軸６８１の駆動によって反射部６７を微細にスイングさせて短パルスレーザービーム（ＳＬＢ）をｙ軸方向の直線区間に沿ってスイングさせることができる。また、光スイング部６２は、第２回転軸６８２の駆動によって反射部６７を微細にスイングさせてレーザービームをｘ軸方向の直線区間に沿ってスイングさせることができる。また、光スイング部６２は、第１回転軸６８１及び第２回転軸６８２の組み合わせを利用して反射部６７を微細にスイングさせて、短パルスレーザービーム（ＳＬＢ）を曲線区間に沿ってスイングさせることができる。

光スイング部６２は、光流入口６９１及び光照射口６９２を有するケーシング６９をさらに含むことができ、光照射口６９２に一つ以上のレンズ７０が配置される。レンズ７０は、スイングされた短パルスレーザービーム（ＳＬＢ）が光照射区間（ＬＢＤ）内で均一な焦点を形成する。レンズ７０は必要に応じて省略することができる。

再び図１４を参照すれば、予熱用レーザー発生部６４は、予熱用レーザービーム（ＬＢ２）、例えば炭酸ガス（ＣＯ_２）レーザービームを発生させる。予熱用レーザービーム（ＬＢ２）は、スイングされた短パルスレーザービーム（ＳＬＢ）が仮想の切断ライン（ＰＣＬ）に沿って母基板１２１の一部を除去する前に、スイングされた短パルスレーザービーム（ＳＬＢ）が照射される母基板１２１の一部を予め加熱する。予熱用レーザービーム（ＬＢ２）によって加熱される加熱領域７１も、光照射区間（ＬＢＤ）と同様に、仮想の切断ライン（ＰＣＬ）に沿って移動する。即ち、スイングされた短パルスレーザービーム（ＳＬＢ）は予熱用レーザービーム（ＬＢ２）によって加熱された母基板１２１を切断する。

炭酸ガスレーザービームは、一般に波長が１０，６００ｎｍであり、このような波長の炭酸ガスレーザービームは、水分子またはヒドロキシ基物質によく吸収され、ガラスに対する吸収性も非常に高い。予熱用レーザービーム（ＬＢ２）は、補助光学部７２によって経路が調節されて集光される。補助光学部７２は、光経路を調節するミラー（図示せず）、及び少なくとも一つの集光レンズ（図示せず）を含む。

予熱用レーザービーム（ＬＢ２）を使用すれば、スイングされた短パルスレーザービーム（ＳＬＢ）で母基板１２１を切断する際にクラックが発生しても、切断ライン（ＣＬ）と交差する方向にクラックが発生するのを抑制することができる。即ち、クラックが切断ライン（ＣＬ）に沿って形成されるように誘導して、母基板１２１の切断面周囲の損傷を抑制することができる。従って、予熱用レーザービーム（ＬＢ２）を使用する場合、スイングされた短パルスレーザービーム（ＳＬＢ）のエネルギーレベルをより高くすることができるため、より厚い母基板１２１も容易に切断することができる。

移送部６５は、ステージ６１及び光スイング部６２のうちの一つ以上を母基板１２１と平行な方向に移送させる。図１４では、移送部６５がステージ６１を母基板１２１と平行な方向に移送させる場合を示したが、示された構成に限られない。移送部６５は、ステージ６１をｘ軸方向に移送させる第１移送部６５１、及びステージ６１をｙ軸方向に移送させる第２移送部６５２を含む。移送部６５は、第１移送部６５１及び第２移送部６５２の組み合わせでステージ６１を母基板１２１と平行な方向に自由に移送させることができる。

クリーニング部６６は、スイングされた短パルスレーザービーム（ＳＬＢ）によって母基板１２１が除去される際に発生する不要な粒子を除去する。このような粒子は、不良発生の原因となり、短パルスレーザービーム（ＳＬＢ）の経路を邪魔する恐れがある。クリーニング部６６は、空気を噴出または吸入して粒子を除去することができる。クリーニング部６６によって母基板１２１の切断工程をより精度良く速かに行うことができる。

図１６は厚さが０．５ｍｍのガラス基板にスイングされた短パルスレーザービームを照射して溝を形成した場合を示したガラス基板の拡大断面写真である。

図１６を参照すれば、スイングされた短パルスレーザービームは、ガラス基板８０の一面から厚さ方向に行くほど幅の小さい溝を形成し、ガラス基板８０の切断面はガラス基板８０の一面に対して垂直ではなく所定の角度で傾いて形成される。溝の幅は約１０μｍ乃至１００μｍの範囲であり、短パルスレーザービームと係わる光学装置を変更して、溝の幅を調節することができる。

図１６では、溝がガラス基板８０の反対面までは貫通していないが、薄いガラス基板を使用したり、短パルスレーザービームのエネルギーレベルを高める方法によって、ガラス基板８０の反対面まで溝が貫通するようにすることによって、ガラス基板８０を切断することができる。

即ち、図１４に示したように、厚さがｔ１の母基板１２１に対してスイングされた短パルスレーザービーム（ＳＬＢ）を照射することによって、母基板１２１を貫通する溝を形成して母基板１２１を切断することができる。再び図６及び図７を参照すれば、完成された表示装置１００において、第１基板１０及び第２基板１２の切断面３０、３２は、第１基板１０及び第２基板１２の一面（内面または外面）に対して所定の角度で傾いて形成され、所定の曲率を有する丸い形状に形成される。

一方、母基板１２１を切断する際にスイングされた短パルスレーザービーム（ＳＬＢ）を使用することによって、第１基板１０及び第２基板１２の切断面３０、３２には短パルスレーザービームのスイングによる微細な筋が形成される。即ち、図１７に示したように、光照射区間の長さ方向に沿って短パルスレーザービームをスイングさせるため、短パルスレーザービームが一方向に照射された後で照射方向が反対に折れる地点毎に急激なエネルギー変化による境界線が形成され、この境界線が切断面３０、３２の幅方向に沿って複数の筋９０を形成する。

このようにスイングされた短パルスレーザー（ＳＬＢ）を利用した切断工法は、ホイール切断機を利用する場合より、切断面３０、３２の形状が滑らかでクラックの発生が少なく、表示装置１００の機構的な強度を向上させることができる。また、０．３ｍｍ以下の超スリムガラス基板、及びシーラント１４によって一体に接合された２枚の母基板１０１、１２１に対しても切断工程を容易に行うことができる。さらに、セル切断工程後の研磨またはエッジグラインディング工程を省略することができる。

以下、図１８〜図２１を参照して、実験例及び比較例１〜比較例３について説明する。実験例は本発明の実施形態によりスイングされた短パルスレーザービームを使用して母基板を切断し、比較例１はホイール切断機、比較例２は超音波切断機、比較例３はスイングされない炭酸ガス（ＣＯ_２）レーザービームを使用して母基板を切断した。

図１８は実験例の方法で切断された母基板の切断面を示した拡大写真であり、図１９〜図２１は各々比較例１、比較例２、及び比較例３の方法で切断された母基板の切断面を示した拡大写真である。

図１８を参照すれば、実験例の方法で切断された母基板は、厚さ方向全体にわたって均等で安定した切断面が形成されていることが確認できる。即ち、実施形態の母基板は、厚さ方向全体にわたって切断ライン方向に沿って一定の筋の切断面が安定的に形成されている。

しかし、図１９に示した母基板及び図２０に示した母基板は、ホイール切断機及び超音波切断機と接触する上部に非常に粗い切断面が形成されていることが分かる。図２１に示した母基板は、比較的一定の筋の切断面が形成されているが、炭酸ガスレーザー切断は、曲線切断が非常に難しく、母基板の断面を基準にして９０°の直角切断だけが可能であるため、曲線状の溝加工が不可能である。

上記説明したように、本発明の実施形態に係る表示装置は、表示装置の角部を曲線状に形成することによって、角部の応力を効果的に分散させ、機構的な強度を高めて、外部衝撃による表示装置の破損を予防することができる。また、スイングされた短パルスレーザーを利用した切断工法は、切断面形状が滑らかで、クラックの発生が少なく、表示装置の機構的な強度を向上させることができる。また、セル切断工程後の研磨またはエッジグラインディング工程を省略することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。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であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１００ 表示装置
Ａ１０ 表示領域
Ａ２０ パッド領域
１０、１２ 基板
１４ シーラント
１６ 集積回路チップ
１８ フレキシブル回路基板
２０ プリント回路基板
２２ 保護層
３０、３２ 切断面
１１０ 有機発光表示装置
１２０ 液晶表示装置
２００ 基板切断装置
６１ ステージ
６２ 光スイング部
６３ 短パルスレーザー発生部
６４ 予熱用レーザー発生部
６５ 移送部

Claims (22)

1. 複数の表示素子が形成された表示領域を含む第１基板と、
   前記表示領域を覆うと共に前記第１基板上に固定される第２基板と、
   前記第１基板と前記第２基板との間に配置されるシーラントと、
   を含み、
   前記第１基板が含む第１切断面及び前記第２基板が含む第２切断面は、表示装置の平面を基準にして前記表示領域に向かって凹曲線状に形成された複数の角部を含むことを特徴とする、表示装置。
2. 前記複数の角部は円弧状に形成されることを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
3. 前記複数の角部は、曲率半径が１００μｍ乃至２，０００μｍであることを特徴とする、請求項２に記載の表示装置。
4. 前記第１切断面及び前記第２切断面は、前記表示装置の平面を基準にして前記複数の角部の間に位置する複数の直線部をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
5. 前記第１切断面及び前記第２切断面は、前記表示装置の側面を基準にして前記複数の直線部及び前記複数の角部から前記第１基板及び前記第２基板の一面に対して傾いて形成されることを特徴とする、請求項４に記載の表示装置。
6. 前記第１切断面及び前記第２切断面は、前記表示装置の側面を基準にして丸い形状に形成されることを特徴とする、請求項５に記載の表示装置。
7. 前記第１切断面及び前記第２切断面は、各々内側端部及び外側端部を含み、前記第１切断面及び前記第２切断面の内側端部は各々前記第１基板及び前記第２基板の内面に接し、前記第１切断面及び前記第２切断面の外側端部は各々前記第１基板及び前記第２基板の外面に接することを特徴とする、請求項５に記載の表示装置。
8. 前記第１基板及び前記第２基板は厚さが同一であり、前記第１切断面及び前記第２切断面は幅が同一であることを特徴とする、請求項５に記載の表示装置。
9. 前記第１切断面及び前記第２切断面は、前記第１基板及び前記第２基板が重なる領域に沿って前記シーラントを基準にして対称形状を成すことを特徴とする、請求項８に記載の表示装置。
10. 前記第１切断面及び前記第２切断面は、スイングされた短パルスレーザービームによって形成され、前記第１切断面及び前記第２切断面には前記短パルスレーザービームのスイングによる複数の筋が形成されることを特徴とする、請求項１〜９のうちのいずれか一つに記載の表示装置。
11. 前記表示装置は、有機発光表示装置及び液晶表示装置のうちのいずれか一つであることを特徴とする、請求項１０に記載の表示装置。
12. ２枚の母基板のうち、少なくとも１枚の母基板に表示のための複数のセルを形成し、いずれか１枚の母基板に前記複数のセルを各々囲む複数のシーラントを形成する工程と、
    前記複数のシーラントを間において前記２枚の母基板を組立及び封止する工程と、
    ステージに前記２枚の母基板を装着し、光スイング部によってスイングされた短パルスレーザービームを前記母基板上の予め設定された光照射区間に照射し、前記光スイング部及び前記ステージのうちの一つ以上を移送して、前記光照射区間を前記母基板が切断される仮想の切断ラインに沿って移動させて前記母基板を切断する工程と、
    を含み、
    前記光照射区間は、直線区間及び曲線区間を含むことを特徴とする、表示装置の製造方法。
13. 前記母基板を切断する工程は、前記２枚の母基板のうち上部に配置された１枚の母基板を切断した後に、前記２枚の母基板を反転させて前記ステージに装着し、前記２枚の母基板のうち上部に配置された他の１枚の母基板を切断することを特徴とする、請求項１２に記載の表示装置の製造方法。
14. 前記母基板を切断する工程は、前記表示装置が複数の直線部及び複数の角部を有するように切断し、前記複数の角部を切断する際に前記母基板の中央に向かって凹曲線状に切断することを特徴とする、請求項１３に記載の表示装置の製造方法。
15. 前記母基板を切断する工程は、前記光スイング部によってスイングされた前記短パルスレーザービームが、前記光照射区間内の前記母基板を物理的に除去することを特徴とする、請求項１２に記載の表示装置の製造方法。
16. 前記母基板を切断する工程は、前記短パルスレーザービームによって前記母基板が除去された領域をクリーニングする過程をさらに含むことを特徴とする、請求項１５に記載の表示装置の製造方法。
17. 前記短パルスレーザービームは、単位照射時間が５０ｐｓより短く、パルス周波数が０．１ＭＨｚ乃至１００ＭＨｚの範囲内であることを特徴とする、請求項１５に記載の表示装置の製造方法。
18. 前記母基板を切断する工程は、スイングされた前記短パルスレーザービームが前記母基板の一部を除去する前に、予熱用レーザービームを利用して前記母基板を予め加熱する過程をさらに含むことを特徴とする、請求項１５に記載の表示装置の製造方法。
19. 前記予熱用レーザービームは、炭酸ガスレーザービームであることを特徴とする、請求項１８に記載の表示装置の製造方法。
20. 前記母基板を切断する工程は、前記光スイング部で前記短パルスレーザービーをスイングさせて、前記母基板に対する前記短パルスレーザービームの入射角を変化させることを特徴とする、請求項１２に記載の表示装置の製造方法。
21. 前記光スイング部は、レーザー発生部から放出された前記短パルスレーザービームを前記母基板方向に入射させる反射部、及び複数の回転軸を有して、前記反射部を微細にスイングさせて前記反射部を駆動する駆動部を含むことを特徴とする、請求項２０に記載の表示装置の製造方法。
22. 前記複数の回転軸は、第１回転軸、及び前記第１回転軸と交差する第２回転軸を含むことを特徴とする、請求項２１に記載の表示装置の製造方法。