JP4338717B2 - 液晶表示パネルの移送装置、液晶表示パネルの切断方法及びこれを用いた液晶表示パネルの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示パネルの切断方法に関し、特に、大面積の母基板上に製作された複数の液晶表示パネルを個別の単位液晶表示パネルに切断して移送するための液晶表示パネルの移送装置、液晶表示パネルの切断方法及びこれを用いた液晶表示パネルの製造方法に関する。

近年、情報ディスプレイに関する関心が高まり、携帯用の情報端末に対する要求が高まるにつれて、既存の表示装置であるブラウン管（ＣＲＴ）を代替する軽量、薄型のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）に関する研究及び商業化が重点的に行われている。特に、このようなフラットパネルディスプレイのうち、液晶表示装置（ＬＣＤ）は、液晶の光学的異方性を利用して画像を表現する装置であって、解像度、カラー表示、及び画質などに優れており、ノートブックパソコンやデスクトップパソコンのモニタなどに活発に適用されている。

以下、このような液晶表示装置について説明する。
一般の液晶表示装置は、駆動回路ユニットを含む単位液晶表示パネルと、単位液晶表示パネルの下部に設置されて単位液晶表示パネルに光を放出するバックライトユニットと、バックライトユニット及び単位液晶表示パネルを支持するモールドフレーム及びケースとを含む。

図７を参照すると、単位液晶表示パネル１０は、液晶セルがマトリクス状に配列される画像表示部１３と、画像表示部１３のゲートライン１６に接続されるゲートパッド部１４と、画像表示部１３のデータライン１７に接続されるデータパッド部１５とから構成される。
ここで、ゲートパッド部１４及びデータパッド部１５は、カラーフィルタ基板２と重ならない薄膜トランジスタアレイ基板１（以下、「アレイ基板１」と略称する）の縁部領域に形成され、ゲートパッド部１４は、ゲート駆動部（図示せず）から供給される走査信号を画像表示部１３のゲートライン１６に供給し、データパッド部１５は、データ駆動部（図示せず）から供給される画像情報を画像表示部１３のデータライン１７に供給する。

図には示していないが、カラーフィルタ基板２は、カラーを表示する赤、緑、青のサブカラーフィルタで構成されるカラーフィルタと、サブカラーフィルタを区分し、液晶層を透過する光を遮断するブラックマトリクスと、液晶層に電圧を印加する透明な共通電極とから構成される。
また、アレイ基板１は、アレイ基板１上に縦横に配列されて複数の画素領域を定義する複数のゲートライン１６及び複数のデータライン１７と、ゲートライン１６とデータライン１７との交差箇所に形成されたスイッチング素子である薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と、画素領域上に形成された画素電極とから構成される。

このように構成されたアレイ基板１とカラーフィルタ基板２とは、画像表示部１３の外周に形成されたシールパターン４０により対向して貼り合わせられて単位液晶表示パネル１０を構成し、これらアレイ基板１とカラーフィルタ基板２との貼り合わせは、アレイ基板１又はカラーフィルタ基板２に形成された貼り合わせキー（図示せず）を用いて行われる。

一般に、液晶表示装置は、収率の向上を図るために、大面積の母基板に複数の薄膜トランジスタアレイ基板を形成し、別の母基板に複数のカラーフィルタ基板を形成した後、これら２つの母基板を貼り合わせることにより、複数の単位液晶表示パネルを同時に形成するが、この場合には、貼り合わせられた母基板を複数の単位液晶表示パネルに分離する工程が必要である。

通常、母基板の切断は、ガラスに比べて硬度の高いスクライブホイールを利用して母基板の表面にスクライブラインを形成し、そのスクライブラインに沿ってクラックを伝播させることによって行われる。
図８は複数の薄膜トランジスタアレイ基板が形成された第１母基板２０と複数のカラーフィルタ基板が形成された第２母基板３０とが貼り合わせられてなる複数の単位液晶表示パネルの断面構造を概略的に示す図である。

図８に示すように、それぞれの単位液晶表示パネルは、アレイ基板１の一端側がカラーフィルタ基板２より突出するように形成される。これは、カラーフィルタ基板２と重ならないアレイ基板１の縁部にゲートパッド部（図示せず）及びデータパッド部（図示せず）が形成されるためである。

従って、第２母基板３０上に形成されたそれぞれのカラーフィルタ基板２は、第１母基板２０上に形成されたアレイ基板１がカラーフィルタ基板２よりも突出した面積に相当する第１ダミー領域３１だけ離隔して形成される。
また、各単位液晶表示パネルは、第１及び第２母基板２０、３０を最大限利用できるように適切に配置され、モデルによって異なるが、一般に、それぞれの単位液晶表示パネルは、第２ダミー領域３２だけ離隔して形成される。

複数のアレイ基板１が形成された第１母基板２０と、複数のカラーフィルタ基板２が形成された第２母基板３０とが貼り合わせられた後に、貼り合わせられた母基板は、複数の単位液晶表示パネルに切断されるが、このとき、第２母基板３０のカラーフィルタ基板２同士を離隔する領域に形成された第１ダミー領域３１、及び単位液晶表示パネル同士を離隔する第２ダミー領域３２が同時に分離される。

以下、このような液晶表示パネルの切断工程を簡略に説明する。
図９は、一般の液晶表示パネルの切断工程を概略的に示す図である。
図９に示すように、一般の液晶表示パネルの切断装置は、以前の工程（第１母基板２０と第２母基板３０とを貼り合わせる工程）が終了した第１及び第２母基板２０、３０が設置されるテーブル４２と、第１及び第２母基板２０、３０の表面にスクライブライン５８を形成するスクライブホイール５１とから構成される。

このような液晶表示パネルの切断装置においては、複数の単位液晶表示パネルを含む、対向して貼り合わせられた第１及び第２母基板２０、３０がテーブル４２上に設置されると、第１及び第２母基板２０、３０の上部に位置するスクライブホイール５１が下降し、第２母基板３０に一定の圧力を印加した状態で回転することにより、第２母基板３０の表面に溝状のスクライブライン５８を形成する。

このようなスクライブライン５８は、第１母基板２０にも形成される。すなわち、第１母基板２０をスクライブホイール５１で加工して第２母基板３０のスクライブライン５８と同一位置にスクライブライン５８を形成する。従って、一般の液晶表示パネルの切断工程では、第１母基板２０及び第２母基板３０を別途に加工してスクライブライン５８を形成しなければならないので、第２母基板３０をスクライブホイール５１で加工した後、第１及び第２母基板２０、３０を反転させて第１母基板２０を上に向けた状態で、第１母基板２０をスクライブホイール５１で加工する。

その後、第１母基板２０及び第２母基板３０に形成されたスクライブライン５８に圧力を加えることにより、第１及び第２母基板２０、３０を分離する。ここで、第１及び第２母基板２０、３０の分離は、第１及び第２母基板２０、３０をブレークバーで打撃してスクライブライン５８に沿ってクラックを伝播させる方法を用いて行う。
このような液晶表示パネルの切断のためには、複数回の反転、複数回のスクライブ工程、及び複数回のブレーク工程が行われる。

しかし、スクライブ工程及びブレーク工程に多くの時間が必要であり、生産性が低下するという問題があった。
また、前述のような液晶表示パネルの切断方法では、母基板をブレークバーで打撃して母基板上に形成されたスクライブラインに沿ってクラックを伝播させることによって複数のガラスチップが発生し、打撃が不正確な場合や、クラックが完全に形成されなかった場合には、単位液晶表示パネルの取り出し時に破損などの不良が発生するという問題があった。

本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、液晶表示パネルの切断に必要な時間を短縮できる液晶表示パネルの切断方法及びこれを用いた液晶表示パネルの製造方法を提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、スクライブラインが形成された大面積の母基板から単位液晶表示パネルを取り出す際に、ダミーガラスの落下を防止できる液晶表示パネルの移送装置及びこれを用いた液晶表示パネルの製造方法を提供することにある。

このような目的を達成するために、本発明による液晶表示パネルの移送装置は、単位液晶表示パネルを吸着して移送する本体と、本体の縁部に取り付けられ、本体とは別に本体に対して上下方向に移動し、母基板のダミーガラスを固定してダミーガラスを単位液晶表示パネルから分離するプレートとを含むことを特徴とする。

また、本発明による液晶表示パネルの切断方法は、複数のパネル領域が形成されて貼り合わせられた一対の母基板にスクライブラインを形成する段階と、単位液晶表示パネルを吸着して移送する本体、及び本体の縁部に取り付けられ、本体とは別に本体に対して上下方向に移動するプレートから構成される移送装置により、単位液晶表示パネルを単位液晶表示パネル周囲のダミーガラスから分離する段階とを含むことを特徴とする。

さらに、本発明による液晶表示パネルの製造方法は、複数のパネル領域に区分された母基板を設置する段階と、アレイ基板用の母基板にアレイ工程を行い、カラーフィルタ基板用の母基板にカラーフィルタ工程を行う段階と、アレイ基板用の母基板とカラーフィルタ基板用の母基板とを貼り合わせる段階と、貼り合わせられた一対の母基板にスクライブラインを形成する段階と、単位液晶表示パネルを吸着して移送する本体、及び本体の縁部に取り付けられ、本体とは別に本体に対して上下方向に移動するプレートから構成される移送装置により、単位液晶表示パネルを単位液晶表示パネル周囲のダミーガラスから分離する段階とを含むことを特徴とする。

本発明による液晶表示パネルの切断方法及びこれを用いた液晶表示パネルの製造方法は、液晶表示パネルの切断に必要な時間を短縮して生産性を向上させることができる。
また、本発明による液晶表示パネルの移送装置及びこれを用いた液晶表示パネルの製造方法は、落下したダミーガラスによる液晶表示パネルの破損などの損傷を防止することができると共に、分離されたダミーガラスがコンベアベルトにひっかかって母基板の進行を妨害することを防止することができる。

以下、添付した図面を参照して、本発明による液晶表示パネルの移送装置、液晶表示パネルの切断方法及びこれを用いた液晶表示パネルの製造方法の好ましい実施の形態を説明する。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による単位液晶表示パネルの切断工程を概略的に示す図である。
図１に示すように、複数のパネル領域１１１が形成されて貼り合わせられた一対の母基板１０１は、パネル領域１１１に沿って個別の単位液晶表示パネル１１０に分離されるために、搬送ユニット（後述する）によりスクライブ部に移送される。

ここで、上部のパネル領域１１１は、アレイ工程により薄膜トランジスタが形成されたアレイ基板であり、下部のパネル領域１１１は、カラーフィルタ工程によりカラーフィルタが形成されたカラーフィルタ基板である。本実施の形態では、パネル領域１１１が全て同一サイズで形成された場合を説明しているが、本発明は、これに限定されるものではなく、パネル領域１１１を少なくとも２つの異なるサイズで形成することもできる。ここで、上部のアレイ基板と下部のカラーフィルタ基板とは、貼り合わせられて単位液晶表示パネル１１０を形成する。

また、図１には、複数のコンベアベルト１７０で構成される搬送ユニットを示しているが、本発明は、これに限定されるものではなく、搬送ユニットを複数の移送ローラで構成することもできる。さらに、搬送ユニットをコンベアベルトからなる第１搬送部と移送ローラからなる第２搬送部とを結合して構成することもできる。

次に、スクライブ部に移送された母基板１０１の前面及び背面に、スクライブユニット１８０により、パネル領域１１１を第１方向に沿って区画する第１スクライブライン１５１が形成される。
ここで、スクライブユニット１８０は、Ｘ軸方向に駆動し、一対のヘッド（図示せず）を備えており、ヘッドを利用して、母基板１０１に第１方向、すなわち、Ｘ軸方向に４回の第１スクライブ工程を繰り返し行うことにより、第１スクライブライン１５１を形成する。

次に、スクライブユニット１８０をＸ軸に対して所定位置に維持した状態で、スクライブユニット１８０に備えられたヘッドをＹ軸方向に駆動させることにより、第１方向への第１スクライブ工程が終了した母基板１０１の前面及び背面に、パネル領域１１１を第２方向に沿って区画する第２スクライブライン１５２を形成する。ここで、ヘッドを利用して、母基板１０１に第２方向、すなわち、Ｙ軸方向に８回の第２スクライブ工程を繰り返し行うことにより、第２スクライブライン１５２を形成する。

本実施の形態においては、大面積の母基板１０１に８枚の単位液晶表示パネル１１０を形成するために、４回のＸ軸方向への第１スクライブ工程と、８回のＹ軸方向への第２スクライブ工程を行う場合を説明しているが、本発明は、これに限定されるものではなく、Ｘ軸方向及びＹ軸方向へのスクライブ工程の回数に関係なく適用可能である。

スクライブユニット１８０は、母基板１０１の前面及び背面に第１スクライブライン１５１と第２スクライブライン１５２とを形成するために、上部と下部とにそれぞれ１つのヘッドを備えており、それぞれのヘッドには、ガラスに比べて硬度の高い材質で製作されたスクライブホイール（図示せず）が装着されている。

次に、図１に示すように、第１方向及び第２方向へのスクライブ工程が終了した母基板１０１は、ブレーク部に移送され、母基板１０１の進行方向と垂直に配置されたスチームブレーク１９０から母基板１０１の前面及び背面に蒸気が噴射されることによって、第１スクライブライン１５１と第２スクライブライン１５２とに沿ってクラックが伝播して、複数の単位液晶表示パネル１１０が個別に分離される。

ここで、図には示していないが、スチームブレーク１９０は、給水管から水が供給される胴部と、胴部内に備えられて給水管から供給された水を加熱して蒸気を発生させる加熱部と、加熱部により発生した蒸気を母基板１０１の表面に噴射する噴射部とからなる。

噴射部からの蒸気は、約１００〜２５０℃の温度で母基板１０１の前面及び背面に噴射されて、ガラス材質の母基板１０１を熱と圧力により膨脹させるが、このとき、母基板１０１は、第１スクライブライン１５１と第２スクライブライン１５２とが形成された領域で集中的に膨脹し、第１スクライブライン１５１と第２スクライブライン１５２とに沿って分離されてアンローディング部に移送される。

また、スチームブレーク１９０の後段には、所定の圧力で乾燥空気を噴射するエアーナイフ１９５が設置されており、エアーナイフ１９５から乾燥空気を噴射することにより、スチームブレーク１９０から母基板１０１の表面に噴射されて残っている水分とスクライブ工程で発生したガラスチップとが除去されると共に、第１スクライブライン１５１と第２スクライブライン１５２とに沿って形成されたクラックが進展される。

前述のような本実施形態による液晶表示パネルの切断方法においては、母基板１０１の前面及び背面に第１スクライブライン１５１を同時に形成し、スクライブユニット１８０のヘッドをＹ軸方向に駆動させて、母基板１０１の前面及び背面に第２スクライブライン１５２を同時に形成するので、母基板１０１を複数回回転、反転させなくても母基板１０１の前面及び背面に第１スクライブライン１５１と第２スクライブライン１５２とを形成できる。

また、本実施の形態による液晶表示パネルの切断方法は、スチームブレーク１９０及びエアーナイフ１９５を利用して、母基板１０１の第１スクライブライン１５１と第２スクライブライン１５２とに沿ってクラックを形成させて単位液晶表示パネル１１０を個別に分離するので、前述したブレークバーの打撃によるブレーク工程に比べて、単位液晶表示パネル１１０の分離に必要な時間を短縮できると共に、単位液晶表示パネル１１０を損傷させることなく分離できる。

このようなスクライブ工程及びブレーク工程により母基板１０１から個別に分離された単位液晶表示パネル１１０は、トランスハンド１６０などの移送装置により取り出されて反転装置に移送される。
また、トランスハンド１６０は、ブレーク工程で単位液晶表示パネル１１０から分離されていない周辺のダミーガラス１１２を、単位液晶表示パネル１１０から完全に分離する役割も果たす。

すなわち、トランスハンド１６０の縁部には、所定形状のプレート１６３が取り付けられており、単位液晶表示パネル１１０の縁部から分離されていない一部のダミーガラス１１２を、単位液晶表示パネル１１０から取り出す前に分離した後、それぞれの単位液晶表示パネル１１０を上方（一対の母基板１０１の反対側）に取り出して母基板１０１から分離する。
これは、トランスハンドを利用して、ブレーク工程が終了した単位液晶表示パネルを吸着して上部に移動させた後、トランスハンドの縁部に取り付けられたプッシャを利用して、単位液晶表示パネルと共に上部に移動したダミーガラスを除去する既存の場合に発生する、プッシャにより分離されたダミーガラスが母基板上に落下して、分離されていない単位液晶表示パネルを損傷させたり、落下したダミーガラスがコンベアベルトにひっかかって母基板の進行を妨害したりする問題を解決するためである。

図２は前述した単位液晶表示パネル取り出し用トランスハンドの平面構造を概略的に示す図である。
図２に示すように、本実施形態のトランスハンド１６０は、本体１６５に複数の吸着口１６６を有しており、吸着口１６６を用いて単位液晶表示パネル１１０を吸着して、母基板１０１からそれぞれの単位液晶表示パネル１１０を分離して取り出す。

トランスハンド１６０の本体１６５の縁部には、ダミーガラス１１２を除去するための所定形状のプレート１６３が取り付けられている。図２には、長方形かつフレーム形状のプレート１６３を示しているが、本発明は、これに限定されるものではなく、プレート１６３の形状に関係なく適用可能である。

また、プレート１６３には、複数のシリンダ１６４が接続されており、プレート１６３をトランスハンド１６０の本体１６５とは別に駆動させることにより、単位液晶表示パネル１１０を取り出す前に、単位液晶表示パネル１１０周囲の分離されていないダミーガラス１１２を除去できる。
すなわち、トランスハンド１６０のプレート１６３は、プレート１６３に接続されたシリンダ１６４により、トランスハンド１６０の本体１６５とは別に上下に駆動されることによって、吸着口１６６に吸着して固定された単位液晶表示パネル１１０周辺のダミーガラス１１２を単位液晶表示パネル１１０から分離して除去できる。

図３Ａ〜図３Ｃは図２に示すトランスハンド１６０を利用して母基板１０１から単位液晶表示パネル１１０を取り出して運搬する過程を順次示す図である。
まず、図３Ａに示すように、前述したスクライブ工程及びブレーク工程が終了した母基板１０１は、所定のアンローディング部に移送され、その後、トランスハンド１６０を移送された母基板１０１の上部に移動させて所定の単位液晶表示パネル１１０上に位置させる。

その後、トランスハンド１６０を下方（一対の母基板１０１側）に移動させて、所定の単位液晶表示パネル１１０の表面を、トランスハンド１６０の吸着口１６６を用いて吸着して固定する。
このとき、トランスハンド１６０の縁部には、長方形かつフレーム形状のプレート１６３が取り付けられており、単位液晶表示パネル１１０周囲のダミーガラス１１２を単位液晶表示パネル１１０とは別に固定する。前述のように、プレート１６３は、プレート１６３に接続されたシリンダ１６４により、トランスハンド１６０の本体１６５とは別に上下に駆動され、シリンダ１６４が下方に駆動されることによって、プレート１６３が単位液晶表示パネル１１０周囲のダミーガラス１１２を下方に押して固定する。

次に、図３Ｂに示すように、プレート１６３及びプレート１６３により押されて固定されたダミーガラス１１２が元の位置を維持した状態で、トランスハンド１６０の本体１６５を上方に移動させることにより、トランスハンド１６０の吸着口１６６に吸着した単位液晶表示パネル１１０は、プレート１６３により押されて固定されたダミーガラス１１２から完全に分離されて上方に移動される。このとき、プレート１６３に接続されたシリンダ１６４は、単位液晶表示パネル１１０からダミーガラス１１２が完全に分離されるまで下方への駆動を維持する。

このように、単位液晶表示パネル１１０とダミーガラス１１２とが完全に分離された後は、図３Ｃに示すように、シリンダ１６４を上方に駆動させて、分離されたダミーガラス１１２をアンローディング部に残した状態で、吸着口１６６を用いて吸着した単位液晶表示パネル１１０を反転装置に移送する。

このように、本実施形態においては、トランスハンド１６０の縁部にプッシャの代わりに長方形かつフレーム形状のプレート１６３を取り付けることにより、ダミーガラス１１２がアンローディング部における元の位置を維持した状態で、単位液晶表示パネル１１０からダミーガラス１１２が分離されることにより、単位液晶表示パネル１１０の取り出し時に、ダミーガラス１１２による単位液晶表示パネル１１０の損傷を防止できる。

以下、液晶表示パネルの切断方法を用いた液晶表示パネルの製造方法を説明する。
図４は、この発明の実施の形態１による液晶表示パネルの製造方法を順次示すフローチャートであり、図５は、この発明の実施の形態１による液晶表示パネルの他の製造方法を順次示すフローチャートであって、図４は、液晶注入方式で液晶層を形成する場合の液晶表示パネルの製造方法を示し、図５は、液晶滴下方式で液晶層を形成する場合の液晶表示パネルの製造方法を示す。
液晶表示装置の製造工程は、下部のアレイ基板に駆動素子を形成するアレイ工程と、上部のカラーフィルタ基板にカラーフィルタを形成するカラーフィルタ工程と、アレイ基板とカラーフィルタ基板とを貼り合わせるセル工程とに分けられる。

まず、アレイ工程により、下部基板に配列されて複数の画素領域を定義する複数のゲートライン及び複数のデータラインを形成し、それぞれの画素領域にゲートライン及びデータラインに接続される駆動素子である薄膜トランジスタを形成する（Ｓ１０１）。また、アレイ工程により、薄膜トランジスタに接続されて、薄膜トランジスタを介して信号が供給されることによって液晶層を駆動する画素電極を形成する。

また、カラーフィルタ工程により、上部基板に、カラーを表示する赤、緑、青のサブカラーフィルタで構成されるカラーフィルタ層及び共通電極を形成する（Ｓ１０３）。ここで、ＩＰＳ（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式の液晶表示装置を製作する場合には、共通電極は、アレイ工程により画素電極が形成された下部基板に形成される。

次に、上部基板及び下部基板にそれぞれ配向膜を塗布した後、上部基板と下部基板との間に形成される液晶層の液晶分子に配向規制力又は表面固定力（すなわち、プレチルト角と配向方向と）を与えるために、配向膜を配向処理する（Ｓ１０２、Ｓ１０４）。ここで、配向処理の方法としては、ラビング法又は光配向の方法を適用できる。

次に、配向処理が終了した上部基板及び下部基板は、配向膜検査器により配向膜不良の有無を検査する（Ｓ１０５）。
単位液晶表示パネル１１０は、液晶の電気光学効果を利用するものであり、この電気光学効果は、液晶自体の異方性と液晶の分子配列状態とによって決定されるので、液晶の分子配列の制御は、単位液晶表示パネル１１０の表示品位の安定化に大きな影響を及ぼす。

従って、液晶分子をより効果的に配向させるための配向膜形成工程は、液晶表示装置のセル工程の中でも、画質に関して非常に重要である。
このような配向膜工程の不良を検査する方法には、配向膜を塗布した後、塗布された配向膜の表面にムラ、筋、又はピンホールなどが存在するか否かを検査する１次検査と、配向処理後、配向処理された配向膜表面の均一度及びスクラッチなどが存在するか否かを検査する２次検査とがある。

このような配向膜検査を終了した下部基板に、図４に示すように、セルギャップを一定に維持するためのスペーサを形成し（Ｓ１０６）、上部基板の外周に、シール材を塗布した（Ｓ１０７）後、下部基板と上部基板とを加圧して貼り合わせる（Ｓ１０８）。ここで、スペーサは、散布方式による球状スペーサであってもよく、パターニングによる柱状スペーサであってもよい。

一方、下部基板及び上部基板は、大面積の母基板１０１からなる。つまり、大面積の母基板１０１に複数のパネル領域１１１が形成され、パネル領域１１１のそれぞれに駆動素子である薄膜トランジスタ及びカラーフィルタ層が形成されるので、個々の単位液晶表示パネル１１０を製作するためには、母基板１０１を切断、加工する必要がある（Ｓ１０９）。

ここで、母基板１０１を個別の単位液晶表示パネル１１０に分離するために、本発明による単位液晶表示パネル１１０の切断方法を用いるが、これについて図６を参照して説明する。
図６は、図４及び図５において、本発明による単位液晶表示パネル１１０の切断方法を具体的に示すフローチャートである。

まず、複数のパネル領域１１１が形成されて貼り合わせられた一対の母基板１０１は、搬送ユニットによりスクライブ部に移送される（Ｓ２０１）。ここで、上部のパネル領域１１１には、駆動素子である薄膜トランジスタが形成され、下部のパネル領域１１１には、カラーフィルタ層が形成されている。

次に、スクライブ部に移送された母基板１０１の前面及び背面に、スクライブユニット１８０により、パネル領域１１１を第１方向（Ｘ軸方向）に沿って区画する第１スクライブライン１５１が形成される。そして、スクライブユニット１８０に設けられたヘッドを第２方向（Ｙ軸方向）に駆動させることによって、第１方向への第１スクライブ工程が終了した母基板１０１の前面及び背面に、パネル領域１１１を第２方向に沿って区画する第２スクライブライン１５２が形成される。

このように、この発明の実施の形態１による液晶表示パネルの切断方法においては、母基板１０１の前面及び背面に第１スクライブライン１５１を同時に形成し、スクライブユニット１８０のヘッドをＹ軸方向に駆動させて、母基板１０１の前面及び背面に第２スクライブライン１５２を同時に形成するので、母基板１０１を複数回回転、反転させなくても母基板１０１の前面及び背面に第１スクライブライン１５１と第２スクライブライン１５２とを形成できる（Ｓ２０２）。

次に、第１方向及び第２方向へのスクライブ工程が終了した母基板１０１は、ブレーク部に移送され、母基板１０１の前面及び背面にスチームブレーク１９０及びエアーナイフ１９５から蒸気及び乾燥空気がそれぞれ噴射されることによって、第１、第２スクライブライン１５１、１５２に沿ってクラックが形成されて、母基板１０１のそれぞれのパネル領域１１１がダミーガラス１１２から分離され、アンローディング部に移送される（Ｓ２０３）。

次に、本発明のトランスハンド１６０を移送された母基板１０１の上部に移動させて所定の単位液晶表示パネル１１０上に位置させる。
その後、トランスハンド１６０を下方に移動させて、取り出す単位液晶表示パネル１１０の表面を、トランスハンド１６０の吸着口１６６を用いて吸着して固定する（Ｓ２０４）。
このとき、トランスハンド１６０の縁部には、長方形かつフレーム形状のプレート１６３が取り付けられており、単位液晶表示パネル１１０周囲のダミーガラス１１２を単位液晶表示パネル１１０とは別に固定する（Ｓ２０５）。

その後、プレート１６３及びプレート１６３により押されて固定されたダミーガラス１１２が元の位置を維持した状態で、トランスハンド１６０の本体１６５を上方に移動させることにより、トランスハンド１６０の吸着口１６６に吸着した単位液晶表示パネル１１０は、プレート１６３により押されて固定されたダミーガラス１１２から完全に分離されて上方に移動される（Ｓ２０６）。このとき、プレート１６３に接続されたシリンダ１６４は、単位液晶表示パネル１１０からダミーガラス１１２が完全に分離されるまで下方への駆動を維持する。

このように、単位液晶表示パネル１１０とダミーガラス１１２とが完全に分離された後は、シリンダ１６４を上方に駆動させて、分離されたダミーガラス１１２をアンローディング部に残した状態で、吸着口１６６を用いて吸着した単位液晶表示パネル１１０を反転装置に移送する。
その後、図４に示すように、加工された個々の単位液晶表示パネル１１０に液晶注入口から液晶を注入し、液晶注入口を封止して液晶層を形成した（Ｓ１１０）後、それぞれの単位液晶表示パネル１１０を検査することにより、単位液晶表示パネル１１０を製作する（Ｓ１１１）。

ここで、液晶を注入するための方法として、圧力差を利用した真空注入方式が用いられるが、真空注入方式は、所定の真空度に設定されたチャンバ内で、大面積の母基板１０１から分離された単位液晶表示パネル１１０の液晶注入口を液晶が充填された容器に浸液した後、真空度を変化させることにより、単位液晶表示パネル１１０の内部と外部との圧力差により単位液晶表示パネル１１０の内部に液晶を注入する方式であり、液晶が単位液晶表示パネル１１０の内部に充填されると、液晶注入口を密封して単位液晶表示パネル１１０の液晶層を形成する。従って、単位液晶表示パネル１１０に真空注入方式により液晶層を形成する場合には、シールパターンの一部が開放されるように形成して、液晶注入口の機能を持たせる。

しかし、このような真空注入方式には次のような問題があった。
第１に、単位液晶表示パネル１１０への液晶の充填時間が非常に長い。一般に、貼り合わせられた液晶表示パネルは、数百ｃｍ^２の表面積に対して数μｍ程度のギャップしか有していないので、圧力差を利用した真空注入方式を適用しても、単位時間当たりの液晶の注入量は非常に少ない。例えば、約１５インチの液晶表示パネルを製作する場合には、液晶の充填時間が約８時間かかるので、液晶表示パネルの製作に多くの時間が必要となり、生産性が低下するという問題があった。また、液晶表示パネルが大型化するほど、液晶の充填時間がさらに長くなり、液晶の充填不良が発生して、結果的に液晶表示パネルの大型化に対応できないという問題があった。

第２に、液晶の消耗が大きい。一般に、容器に充填された液晶量に比べて実際に液晶表示パネルに注入される液晶量は非常に少なく、また、液晶が大気や特定ガスに露出するとガスと反応して劣化する。よって、容器に充填された液晶が複数の液晶表示パネルに充填されるとしても、充填後に残留する多量の液晶を廃棄しなければならず、このように高価な液晶が廃棄されることによって、結果的に液晶表示パネルのコストが上昇して、製品の価格競争力を低下させるという問題があった。

このような真空注入方式の問題を克服するために滴下方式を適用できる。
図５に示すように、滴下方式を用いた場合は、配向膜検査（Ｓ１０５）を終了した後、カラーフィルタ基板にシール材で所定のシールパターンを形成する（Ｓ１０７′）と共に、アレイ基板に液晶を滴下して液晶層を形成する（Ｓ１０６′）。

滴下方式は、ディスペンサを利用して、複数のアレイ基板が形成された大面積の第１母基板、又は複数のカラーフィルタ基板が形成された第２母基板の画像表示領域に液晶を滴下及び分配し、第１母基板と第２母基板とを貼り合わせる圧力により画像表示領域全体に液晶を均一に分布させて液晶層を形成する方式である。

従って、単位液晶表示パネル１１０に滴下方式により液晶層を形成する場合には、液晶が画像表示領域の外部に漏洩することを防止するために、シールパターンを画像表示領域の外郭を取り囲む閉鎖された形状に形成する。
滴下方式は、真空注入方式に比べて短時間で液晶を滴下することができ、単位液晶表示パネル１１０が大型化する場合も液晶層を非常に迅速に形成することができる。
また、第１母基板又は第２母基板上に必要量の液晶のみを滴下するので、真空注入方式のように高価な液晶の廃棄による単位液晶表示パネル１１０のコスト上昇を防止し、製品の価格競争力を向上させる。

その後、前述のように、液晶が滴下された下部基板とシール材が塗布された上部基板とを整列した状態で加圧して、シール材により下部基板と上部基板とを貼り合わせて（Ｓ１０８′）、滴下された液晶がパネル全体にわたって均一に広がるようにする。このような工程により、大面積の母基板１０１（下部基板及び上部基板）には、液晶層が形成された複数の単位液晶表示パネル１１０が形成され、母基板１０１を前述した本発明による単位液晶表示パネル１１０の切断方法により加工、切断して複数の単位液晶表示パネル１１０に分離し（Ｓ１０９′）、それぞれの単位液晶表示パネル１１０を検査することにより、単位液晶表示パネル１１０を製作する（Ｓ１１０′）。

この発明の実施の形態１による液晶表示パネルの切断工程を概略的に示す図である。 この発明の実施の形態１による液晶表示パネル取り出し用トランスハンドの平面構造を概略的に示す図である。 図２に示すトランスハンドを利用して母基板から単位液晶表示パネルを取り出して運搬する過程を示す図である。 図２に示すトランスハンドを利用して母基板から単位液晶表示パネルを取り出して運搬する過程を示す図である。 図２に示すトランスハンドを利用して母基板から単位液晶表示パネルを取り出して運搬する過程を示す図である。 この発明の実施の形態１による液晶表示パネルの製造方法を順次示すフローチャートである。 この発明の実施の形態１による液晶表示パネルの他の製造方法を順次示すフローチャートである。 図４及び図５において、本発明による液晶表示パネルの切断方法を具体的に示すフローチャートである。 薄膜トランジスタアレイ基板とカラーフィルタ基板とが対向して貼り合わせられた単位液晶表示パネルの概略的な平面構成を示す図である。 複数の薄膜トランジスタアレイ基板が形成された第１母基板と複数のカラーフィルタ基板が形成された第２母基板とが貼り合わせられてなる液晶表示パネルの断面構造を概略的に示す図である。 一般の液晶表示パネルの切断工程を概略的に示す図である。

符号の説明

１ アレイ基板（薄膜トランジスタアレイ基板）、２ カラーフィルタ基板、１０ 液晶表示パネル、１３ 画像表示部、１４ ゲートパッド部、１５ データパッド部、１６ ゲートライン、１７ データライン、２０ 第１母基板、３０ 第２母基板、３１ 第１ダミー領域、３２ 第２ダミー領域、４０ シールパターン、４２ テーブル、５１ スクライブホイール、５８ スクライブライン、１０１ 母基板、１１０ 液晶表示パネル、１１１ パネル領域、１１２ ダミーガラス、１５１ 第１スクライブライン、１５２ 第２スクライブライン、１６０ トランスハンド、１６３ プレート、１６４ シリンダ、１６５ 本体、１６６ 吸着口、１７０ コンベアベルト、１８０ スクライブユニット、１９０ スチームブレーク、１９５ エアーナイフ。

Claims (40)

1. 単位液晶表示パネルを吸着して移送する本体と、
   前記本体の縁部に取り付けられ、前記本体とは別に前記本体に対して上下方向に移動し、母基板のダミーガラスを固定して前記ダミーガラスを前記単位液晶表示パネルから分離するプレートと
   を含むことを特徴とする液晶表示パネルの移送装置。
2. 前記プレートには、前記本体とは別に前記本体に対して上下方向に駆動する複数のシリンダが接続されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示パネルの移送装置。
3. 前記本体は、複数の吸着口を備え、前記吸着口を用いて前記単位液晶表示パネルの表面を吸着して、前記単位液晶表示パネルを移送することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示パネルの移送装置。
4. 前記プレートは、フレーム形状を有することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示パネルの移送装置。
5. 前記フレーム形状は、前記単位液晶表示パネルの形状に対応する形状であることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示パネルの移送装置。
6. 複数のパネル領域が形成されて貼り合わせられた一対の母基板にスクライブラインを形成する段階と、
   単位液晶表示パネルを吸着して移送する本体、及び前記本体の縁部に取り付けられ、前記本体とは別に前記本体に対して上下方向に移動するプレートから構成される移送装置により、前記単位液晶表示パネルを前記単位液晶表示パネル周囲のダミーガラスから分離する段階と
   を含むことを特徴とする液晶表示パネルの切断方法。
7. 前記一対の母基板にスクライブラインを形成する段階は、
   前記一対の母基板をスクライブ部に移送する段階と、
   前記スクライブ部に設けられたスクライブユニットにより、前記一対の母基板の前面及び背面に第１スクライブライン及び第２スクライブラインをそれぞれ形成する段階と
   を含むことを特徴とする請求項６に記載の液晶表示パネルの切断方法。
8. 前記一対の母基板にスクライブラインを形成する段階は、
   前記第１スクライブラインと前記第２スクライブラインとが形成された前記一対の母基板をブレーク部に移送して、複数の単位液晶表示パネルに分離する段階をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の液晶表示パネルの切断方法。
9. 前記単位液晶表示パネルを前記単位液晶表示パネル周囲のダミーガラスから分離する段階は、
   前記移送装置を所定の単位液晶表示パネル上に移動させる段階と、
   前記移送装置を前記一対の母基板側に移動させて、前記所定の単位液晶表示パネルの表面を、前記本体に設置された吸着口を用いて吸着して固定する段階と、
   前記プレートにより前記単位液晶表示パネル周囲のダミーガラスが固定された状態で、前記本体を前記一対の母基板の反対側に駆動させて、前記単位液晶表示パネルを前記ダミーガラスから分離する段階と
   を含むことを特徴とする請求項６に記載の液晶表示パネルの切断方法。
10. 前記プレートには、前記本体とは別に前記本体に対して上下方向に駆動する複数のシリンダが接続されていることを特徴とする請求項６に記載の液晶表示パネルの切断方法。
11. 前記シリンダは、前記一対の母基板側に駆動され、前記プレートにより前記単位液晶表示パネル周囲のダミーガラスを前記一対の母基板側に押して固定することを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示パネルの切断方法。
12. 前記本体が前記一対の母基板の反対側に移動されるとき、前記プレート及び前記シリンダは、前記単位液晶表示パネルが前記ダミーガラスから完全に分離されるまで前記一対の母基板側への駆動を維持することを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示パネルの切断方法。
13. 前記本体は、複数の吸着口を備え、前記吸着口を用いて前記単位液晶表示パネルの表面を吸着して、前記単位液晶表示パネルを移送することを特徴とする請求項６に記載の液晶表示パネルの切断方法。
14. 前記プレートは、フレーム形状を有することを特徴とする請求項６に記載の液晶表示パネルの切断方法。
15. 前記フレーム形状は、前記単位液晶表示パネルの形状に対応する形状であることを特徴とする請求項１４に記載の液晶表示パネルの切断方法。
16. 前記一対の母基板の前面及び背面に第１スクライブライン及び第２スクライブラインをそれぞれ形成する段階は、
    前記スクライブユニットにより、前記一対の母基板の前面及び背面に、前記パネル領域を第１方向に沿って区画する前記第１スクライブラインを形成する段階と、
    前記スクライブユニットに設けられたヘッドを第２方向に駆動させて、前記一対の母基板の前面及び背面に、前記パネル領域を前記第２方向に沿って区画する前記第２スクライブラインを形成する段階と
    を含むことを特徴とする請求項７に記載の液晶表示パネルの切断方法。
17. 前記第１スクライブラインと前記第２スクライブラインとは、直交することを特徴とする請求項７に記載の液晶表示パネルの切断方法。
18. 前記ブレーク部は、前記一対の母基板の前面及び背面に配置されるスチームブレークを含み、前記スチームブレークを用いて蒸気を噴射することにより、前記第１スクライブラインと前記第２スクライブラインとに沿って、前記一対の母基板を分離することを特徴とする請求項８に記載の液晶表示パネルの切断方法。
19. 前記ブレーク部は、前記スチームブレークの後段に配置されたエアーナイフを含み、前記エアーナイフを用いて乾燥空気を噴射することにより、前記一対の母基板の表面に残っている水分とガラスチップとを除去することを特徴とする請求項１８に記載の液晶表示パネルの切断方法。
20. アレイ基板用の母基板にアレイ工程を行い、カラーフィルタ基板用の母基板にカラーフィルタ工程を行う段階と、
    前記アレイ基板用の母基板と前記カラーフィルタ基板用の母基板とを貼り合わせる段階と、
    貼り合わせられた一対の母基板にスクライブラインを形成する段階と、
    単位液晶表示パネルを吸着して移送する本体、及び前記本体の縁部に取り付けられ、前記本体とは別に前記本体に対して上下方向に移動するプレートから構成される移送装置により、前記単位液晶表示パネルを前記単位液晶表示パネル周囲のダミーガラスから分離する段階と
    を含むことを特徴とする液晶表示パネルの製造方法。
21. 前記一対の母基板にスクライブラインを形成する段階は、
    前記一対の母基板をスクライブ部に移送する段階と、
    前記スクライブ部に設けられたスクライブユニットにより、前記一対の母基板の前面及び背面に第１スクライブラインおよび第２スクライブラインをそれぞれ形成する段階と
    を含むことを特徴とする請求項２０に記載の液晶表示パネルの製造方法。
22. 前記一対の母基板にスクライブラインを形成する段階は、
    前記第１スクライブラインと前記第２スクライブラインとが形成された前記一対の母基板をブレーク部に移送して、複数の単位液晶表示パネルに分離する段階をさらに含むことを特徴とする請求項２０に記載の液晶表示パネルの製造方法。
23. 前記単位液晶表示パネルを前記単位液晶表示パネル周囲のダミーガラスから分離する段階は、
    前記移送装置を所定の単位液晶表示パネル上に移動させる段階と、
    前記移送装置を前記一対の母基板側に移動させて、前記所定の単位液晶表示パネルの表面を、前記本体に設置された吸着口を用いて吸着して固定する段階と、
    前記プレートにより前記単位液晶表示パネル周囲のダミーガラスが固定された状態で、前記本体を前記一対の母基板の反対側に駆動させて、前記単位液晶表示パネルを前記ダミーガラスから分離する段階と
    を含むことを特徴とする請求項２０に記載の液晶表示パネルの製造方法。
24. 前記プレートには、前記本体とは別に前記本体に対して上下方向に駆動する複数のシリンダが接続されていることを特徴とする請求項２０に記載の液晶表示パネルの製造方法。
25. 前記シリンダは、前記一対の母基板側に駆動され、前記プレートにより前記単位液晶表示パネル周囲のダミーガラスを前記一対の母基板側に押して固定することを特徴とする請求項２４に記載の液晶表示パネルの製造方法。
26. 前記本体が前記一対の母基板の反対側に移動されるとき、前記プレート及び前記シリンダは、前記単位液晶表示パネルが前記ダミーガラスから完全に分離されるまで前記一対の母基板側への駆動を維持することを特徴とする請求項２４に記載の液晶表示パネルの製造方法。
27. 前記本体は、複数の吸着口を備え、前記吸着口を用いて前記単位液晶表示パネルの表面を吸着して、前記液晶表示パネルを移送することを特徴とする請求項２０に記載の液晶表示パネルの製造方法。
28. 前記プレートは、フレーム形状を有することを特徴とする請求項２０に記載の液晶表示パネルの製造方法。
29. 前記フレーム形状は、前記単位液晶表示パネルの形状に対応する形状であることを特徴とする請求項２８に記載の液晶表示パネルの製造方法。
30. 前記一対の母基板の前面及び背面に第１スクライブライン及び第２スクライブラインをそれぞれ形成する段階は、
    前記スクライブユニットにより、前記一対の母基板の前面及び背面に前記パネル領域を第１方向に沿って区画する前記第１スクライブラインを形成する段階と、
    前記スクライブユニットに設けられたヘッドを第２方向に駆動させて、前記一対の母基板の前面及び背面に、前記パネル領域を前記第２方向に沿って区画する前記第２スクライブラインを形成する段階と
    を含むことを特徴とする請求項２１に記載の液晶表示パネルの製造方法。
31. 前記ブレーク部は、前記一対の母基板の前面及び背面に配置されるスチームブレークを含み、前記スチームブレークを用いて蒸気を噴射することにより、前記第１スクライブラインと前記第２スクライブラインとに沿って、前記一対の母基板を分離することを特徴とする請求項２２に記載の液晶表示パネルの製造方法。
32. 前記ブレーク部は、前記スチームブレークの後段に配置されたエアーナイフを含み、前記エアーナイフを用いて乾燥空気を噴射することにより、前記一対の母基板の表面に残っている水分とガラスチップとを除去することを特徴とする請求項３１に記載の液晶表示パネルの製造方法。
33. 前記一対の母基板の上部のパネル領域は、前記アレイ工程により薄膜トランジスタが形成されたアレイ基板であり、下部のパネル領域は、前記カラーフィルタ工程によりカラーフィルタが形成されたカラーフィルタ基板であることを特徴とする請求項２０に記載の液晶表示パネルの製造方法。
34. 前記複数のパネル領域は、少なくとも２つの異なるサイズで形成されることを特徴とする請求項２０に記載の液晶表示パネルの製造方法。
35. 前記母基板の表面に配向膜を形成する段階と、
    前記配向膜が形成された母基板に配向処理を行う段階と
    をさらに含むことを特徴とする請求項２０に記載の液晶表示パネルの製造方法。
36. 前記アレイ基板用の母基板及び前記カラーフィルタ基板用の母基板のいずれか一方の母基板に液晶を滴下し、他方の母基板にシール材を塗布することを特徴とする請求項２０に記載の液晶表示パネルの製造方法。
37. 前記液晶が滴下された母基板と、前記シール材が塗布された母基板とは、互いに貼り合わせられることを特徴とする請求項３６に記載の液晶表示パネルの製造方法。
38. 前記アレイ基板用の母基板及び前記カラーフィルタ基板用の母基板のいずれか一方の母基板にスペーサを形成し、他方の母基板にシール材を塗布することを特徴とする請求項２０に記載の液晶表示パネルの製造方法。
39. 前記スペーサが形成された母基板と、前記シール材が塗布された母基板とは、互いに貼り合わせられることを特徴とする請求項３８に記載の液晶表示パネルの製造方法。
40. 貼り合わせられた一対の母基板が複数の単位液晶表示パネルに分離された後に、それぞれの前記単位液晶表示パネルに液晶を注入することを特徴とする請求項３９に記載の液晶表示パネルの製造方法。
    

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