JP4563351B2 - 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分離するための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、携帯が可能な情報媒体の利用への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液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルの下部に設置されて前記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、前記バックライトユニット及び前記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、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と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と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、カラーを実現する赤、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、前記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、前記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との交差領域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、前記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の外郭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（ｋｅｙ：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、別途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、複数の液晶表示パネルを同時に形成するが、この場合、前記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切断する工程が必要である。

通常、前記母基板の切断は、ガラスに比べて硬度の高いホイール（ｗｈｅｅｌ）を利用して母基板の表面に切断予定線を形成し、その切断予定線に沿ってクラック（ｃｒａｃｋ）を伝播させる工程により行われる。

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、単位液晶表示パネルは、薄膜トランジスタアレイ基板１の一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と重ならない薄膜トランジスタアレイ基板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上に形成された各カラーフィルタ基板２は、第１母基板２０上に形成された薄膜トランジスタアレイ基板１が突出した面積に該当する第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、前記各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。

複数の薄膜トランジスタアレイ基板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は、複数の液晶表示パネルを個別に切断するが、このとき、第２母基板３０のカラーフィルタ基板２間の離隔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を離隔させる第２ダミー領域３２が同時に除去される。

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、以前の工程が終了した第１及び第２母基板２０、３０が載置されるテーブル４２と、第１及び第２母基板２０、３０を加工してその表面に切断予定線５８を形成する切断ホイール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上に置かれると、第１及び第２母基板２０、３０の上部に位置する切断ホイール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の表面に溝状の切断予定線５８を形成する。

このような切断予定線は、第１母基板２０にも形成される。すなわち、第１母基板２０を切断ホイール５１で加工して第２母基板３０の切断予定線５８と同一の位置に切断予定線を形成する。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を別途に加工して切断予定線を形成しなければならないため、第２母基板３０を切断ホイール５１で加工した後、液晶表示パネルを反転させて第１母基板２０を上に向けた状態で、第１母基板２０を切断ホイール５１で加工する。

その後、第１母基板２０及び第２母基板３０に形成された切断予定線５８に圧力を加えることにより、第１及び第２母基板２０、３０を個別に分離する。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（ｂｒｅａｋ ｂａｒ）で打撃して切断予定線５１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、前記スクライブ工程及び前記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は、母基板をブレークバーで打撃して前記母基板上に形成された切断予定線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、不正確な打撃と不完全に形成されたクラックにより、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、大面積の母基板から損傷なく液晶表示パネルを取り出すことが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、複数の吸着口が設けられた本体と、前記本体の縁部に設置されて母基板に向かってスチームを噴射するスチーム発生器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配置されて貼り合わせられた一対の母基板をスクライブ部に移送する段階と、スクライブユニットにより、前記母基板の前面及び背面に第１切断予定線と第２切断予定線を形成する段階と、前記第１切断予定線と前記第２切断予定線が形成された母基板をブレーク部に移送する段階と、複数の吸着口が設けられた本体及び前記本体の縁部に設置されたスチーム発生器から構成される移送装置を前記母基板上に移動させた後、前記移送装置のスチーム発生器を利用して前記母基板の表面にスチームを噴射しながら、前記複数のパネル領域に形成された液晶表示パネルを周囲のダミーガラスと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る母基板を提供する段階と、アレイ基板用母基板にアレイ工程を行い、カラーフィルタ基板用母基板にカラーフィルタ工程を行う段階と、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ラビングを行う段階と、前記ラビングが終了した一対の母基板を貼り合わせる段階と、スクライブユニットにより、前記貼り合わせられた母基板の前面及び背面に第１切断予定線と第２切断予定線を形成する段階と、複数の吸着口が設けられた本体及び前記本体の縁部に設置されたスチーム発生器から構成される移送装置を前記母基板上に移動させた後、前記移送装置のスチーム発生器を利用して前記母基板の表面にスチームを噴射しながら、前記複数のパネル領域に形成された液晶表示パネルを周囲のダミーガラスと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できるという効果がある。
また、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、液晶表示パネルの取り出し時、液晶表示パネルとダミーガラスを完全に分離することにより、分離されていないダミーガラスによる液晶表示パネルの破損などの不良を防止できるという効果がある。

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形態を説明する。

図１は本発明の実施形態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。
図１に示すように、複数のパネル領域１１１が配置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に分離するために、搬送ユニット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、アレイ工程を経て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を経てカラーフィルタが形成されたカラーフィルタ基板であり得る。本実施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、前記上部のアレイ基板と前記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、前記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、前記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、前記スクライブ部に移送された母基板１０１の前面及び背面上に、スクライブユニット１８０により、パネル領域１１１を第１方向に区画する第１切断予定線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、前記ヘッドを利用して、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切断予定線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の前面及び背面上に、パネル領域１１１を第２方向に区画する第２切断予定線１５２を形成する。ここで、前記ヘッドを利用して、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切断予定線１５２を形成する。

本実施形態においては、大面積の母基板１０１に８枚の液晶表示パネル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切断予定線１５１と第２切断予定線１５２を形成するために、上部と下部にそれぞれ１つのヘッドを備えており、前記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、ブレーク部に移動され、母基板１０１の進行方向と実質的に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切断予定線１５１と第２切断予定線１５２に沿ってクラックが伝播して複数の液晶表示パネル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、前記胴部内に備えられて前記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、前記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。

前記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切断予定線１５１と第２切断予定線１５２が形成された領域で集中的に膨脹し、第１切断予定線１５１と第２切断予定線１５２に沿ってクラックが形成されて分離される。

また、スチームブレーク１９０の背面には、所定の圧力で乾燥空気を噴射するエアーナイフ（ａｉｒ ｋｎｉｆｅ）１９５が設置されており、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を除去すると共に、第１切断予定線１５１と第２切断予定線１５２に沿って形成されたクラックを進展させる。

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切断予定線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切断予定線１５２を同時に形成するため、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切断予定線１５１と第２切断予定線１５２を形成できる。

また、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、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切断予定線１５１と第２切断予定線１５２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（１次ブレーク工程 ）ため、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、液晶表示パネル１１０を損傷なく分離できる。

このようなスクライブ工程及び１次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（ｔｒａｎｓ ｈａｎｄ）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、前記トランスハンドは、母基板１０１から液晶表示パネル１１０を取り出して前記反転装置に移送する役割の他に、前記１次ブレーク工程で第１切断予定線１５１と第２切断予定線１５２に沿って形成されたクラックを進展させることにより、液晶表示パネル１１０周辺のダミーガラスを液晶表示パネル１１０から完全に分離する２次ブレーク工程を行う。

すなわち、前記トランスハンドの縁部には、所定形状のスチーム発生器が設置されており、液晶表示パネル１１０を取り出す前に、第１切断予定線１５１と第２切断予定線１５２にスチームを噴射して、第１切断予定線１５１と第２切断予定線１５２に沿って形成されたクラックを進展させることにより、プッシャを利用してダミーガラスを除去する場合に発生する、ダミーガラスの未分離又は不完全な分離による液晶表示パネル１１０の損傷を防止できる。

図２Ａ〜図２Ｅは本発明の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す過程を順次示す図であり、前記トランスハンドを利用した２次ブレーク工程を含んで示している。

図２Ａに示すように、トランスハンド１６０が、スクライブ工程及び１次ブレーク工程を終了した母基板の所定の液晶表示パネル１１０側に移動して、液晶表示パネル１１０の上部に位置する。

本実施形態においては、スチームブレーク及びエアーナイフを利用して１次ブレーク工程を行った後、トランスハンド１６０を利用して２次ブレーク工程を行う場合を示しているが、本発明は、これに限定されるものではなく、前記１次ブレーク工程を省略し、トランスハンド１６０を利用して前記２次ブレーク工程のみを行うこともできる。

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が形成されており、吸着口１６６から液晶表示パネル１１０を吸着して、母基板からそれぞれの液晶表示パネル１１０を分離して取り出す。

また、トランスハンド１６０の本体１６５の縁部には、所定形状のスチーム噴射装置１６４が形成されている。スチーム噴射装置１６４は、トランスハンド１６０の本体１６５の縁部に沿って複数形成することもでき、連結された１つの矩形状に形成することもできる。スチーム噴射装置１６４は、下部の液晶表示パネル１１０とダミーガラス１１２とが接する切断予定線１５０の近傍に位置するようにトランスハンド１６０に設置され、トランスハンド１６０内でその位置が調節されるようになっている。 また、スチーム噴射装置１６４の外郭には、ダミーガラス１１２を物理的な力で除去するためのプッシャ（ｐｕｓｈｅｒ）１６３が設置されている。
このように構成されたトランスハンド１６０を下方に移動させて、取り出す液晶表示パネル１１０の表面に近づける。

このとき、図２Ｂに示すように、トランスハンド１６０のスチーム噴射装置１６４により切断予定線１５０側にスチームを噴射しながら、トランスハンド１６０を取り出す液晶表示パネル１１０の表面に近づける。

その後、図２Ｃに示すように、下方に移動していたトランスハンド１６０が液晶表示パネル１１０の表面に接触すると、トランスハンド１６０の吸着口１６６から液晶表示パネル１１０の表面を吸着して固定する。

このとき、スチーム噴射装置１６４によるスチーム噴射を所定の設定時間維持することにより、切断予定線１５０に沿って形成されたクラックを進展させて、液晶表示パネル１１０からダミーガラス１１２を分離する。

次に、図２Ｄに示すように、トランスハンド１６０を上方に移動させることによって、トランスハンド１６０の吸着口１６６に吸着した液晶表示パネル１１０が、周囲のダミーガラス１１２と分離されてトランスハンド１６０と共に上方に移動する。また、トランスハンド１６０の縁部、具体的には、スチーム噴射装置１６４の外部にプッシャ１６３が設置されており、液晶表示パネル１１０周囲のダミーガラス１１２の一部が液晶表示パネル１１０と分離されていない場合、プッシャ１６３を利用して分離されていないダミーガラス１１２を下方に押すことにより、液晶表示パネル１１０と完全に分離させる。

このように、液晶表示パネル１１０とダミーガラス１１２が完全に分離された後は、図２Ｅに示すように、トランスハンド１６０を上方に移動させて、分離されたダミーガラス１１２をコンベアベルト１７０上に残しておき、吸着口１６６に吸着した液晶表示パネル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の縁部に形成されたスチーム噴射装置１６４により母基板の切断予定線１５０に向かってスチームを噴射して、切断予定線１５０に沿ってクラックを形成させるか、又は形成されたクラックを進展させることにより、液晶表示パネル１１０から周囲のダミーガラス１１２を完全に分離できる。その結果、液晶表示パネル１１０の取り出し時、分離されていないダミーガラス１１２による液晶表示パネル１１０の破損などの損傷を防止できる。

本実施形態においては、スチームブレーク１９０及びエアーナイフ１９５を利用して１次ブレーク工程を行った後、トランスハンド１６０のスチーム噴射装置１６４を利用して２次ブレーク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、トランスハンド１６０のスチーム噴射装置１６４により切断予定線１５０にクラックが十分に形成される場合は、前記１次ブレーク工程を省略し、スチーム噴射装置１６４を利用して前記２次ブレーク工程のみを行うこともできる。

以下、前記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３は本発明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４は本発明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３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４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、前記画素領域のそれぞれに前記ゲートライン及び前記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、前記アレイ工程により、前記薄膜トランジスタに接続されて、前記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、カラーを実現する赤、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、前記共通電極は、前記アレイ工程により前記画素電極が形成された前記下部基板に形成される。

次に、前記上部基板及び前記下部基板にそれぞれ配向膜を塗布した後、前記上部基板と前記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）を提供するために、前記配向膜を配向処理する（Ｓ１０２、Ｓ１０４）。ここで、前記配向処理方法としては、ラビング又は光配向の方法を適用できる。

次に、前記ラビング工程を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）。

液晶表示パネルは、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によって決定されるので、液晶の分子配列の制御は液晶表示パネル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、液晶セル工程において画質特性に関連して非常に重要である。

このようなラビング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（ｐｉｎ ｈｏｌｅ）などが存在するか否かを検査する１次検査と、ラビング後、ラビングされた配向膜表面の均一度とかき傷（ｓｃｒａｔｃｈ）などが存在するか否かを検査する２次検査がある。

このような配向膜検査を終了した前記下部基板に、図３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、前記上部基板の外郭部に、シール材を塗布した後、前記下部基板と前記上部基板とを加圧して貼り合わせる（Ｓ１０６、Ｓ１０７、Ｓ１０８）。ここで、前記スペーサは、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、前記下部基板及び前記上部基板は、大面積の母基板からなる。つまり、大面積の母基板に複数のパネル領域が形成され、前記パネル領域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ため、個々の液晶表示パネルを製作するためには、前記母基板を切断、加工しなければならない（Ｓ１０９）。

ここで、前記母基板を個別の液晶表示パネルに分離するために、本発明による液晶表示パネルの切断方法を用いるが、これについて図５及び図６を参照して説明する。

図５は図３及び図４において、本発明の第１実施形態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り、図６は図３及び図４において、本発明の第２実施形態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。

ここで、図５は、スチームブレーク及びエアーナイフを利用して１次ブレーク工程を行った後、トランスハンドに設置されたスチーム発生器を利用して２次ブレーク工程を行う場合の液晶表示パネルの切断方法を示し、図６は、トランスハンドに設置されたスチーム噴射装置を利用してブレーク工程及び取り出し工程を行う場合の液晶表示パネルの切断方法を示す。

まず、複数のパネル領域が配置されて貼り合わせられた一対の母基板は、搬送ユニットによりスクライブ部に移送される（Ｓ２０１、Ｓ３０１）。ここで、前記上部のパネル領域には、駆動素子である薄膜トランジスタが形成され、前記下部のパネル領域には、カラーフィルタ層が形成されている。このように構成された上部のパネル領域と下部のパネル領域とは、貼り合わせられて１つの単位液晶表示パネルを形成する。

次に、前記スクライブ部に移送された母基板の前面及び背面上に、スクライブユニットにより、前記パネル領域を第１方向に区画する第１切断予定線、及び前記パネル領域を第２方向に区画する第２切断予定線が形成される（Ｓ２０２、Ｓ３０２）。

次に、前記第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をブレーク部に移動し、ブレークユニットであるスチームブレーク及びエアーナイフから前記母基板の前面及び背面に蒸気及び乾燥空気を噴射することにより、前記第１、第２切断予定線に沿ってクラックを形成させる１次ブレーク工程を行う（Ｓ２０３）。

次に、本実施形態のトランスハンドが、前記スクライブ工程及び前記１次ブレーク工程を終了した母基板に移動して、取り出す液晶表示パネルの上部に位置する（Ｓ２０４−１、Ｓ３０３−１）。

ここで、図５のステップＳ２０４は、前記スチームブレーク及び前記エアーナイフを利用して１次ブレーク工程を行った後、前記トランスハンドを利用して２次ブレーク工程を行う場合を示し、図６のステップＳ３０３は、前記１次ブレーク工程を省略し、前記トランスハンドを利用して２次ブレーク工程のみを行う場合を示す。

その後、前記トランスハンドを下方に移動させて、前記取り出す液晶表示パネルの表面に近づける。このとき、前記トランスハンドのスチーム噴射装置により前記第１、第２切断予定線側にスチームを噴射しながら、前記トランスハンドを前記取り出す液晶表示パネルの表面に接触させる（Ｓ２０４−２、Ｓ３０３−２）。

ここで、下方に移動していた前記トランスハンドが前記取り出す液晶表示パネルの表面に接触すると、前記トランスハンドの吸着口から前記取り出す液晶表示パネルの表面を吸着して固定する。

そして、前記スチーム噴射装置によるスチーム噴射を所定の設定時間維持することにより、前記第１、第２切断予定線に沿って形成されたクラックを進展させて、前記液晶表示パネルから前記ダミーガラスを分離する（Ｓ２０４−３、Ｓ３０３−３）。

次に、前記トランスハンドを上方に移動させることによって、前記トランスハンドの吸着口に吸着した液晶表示パネルが、周囲のダミーガラスと分離されて前記トランスハンドと共に上方に移動する。ここで、前記ダミーガラスの一部が前記液晶表示パネルと分離されていない場合は、前記トランスハンドの外郭に設置されたプッシャを利用して、前記分離されていないダミーガラスを物理的な方法で除去することにより、前記液晶表示パネルと完全に分離させる（Ｓ２０４−４、Ｓ３０３−４）。

その後、図３に示すように、前記加工された個々の液晶表示パネルに液晶注入口から液晶を注入し、前記液晶注入口を封止して液晶層を形成した後、それぞれの液晶表示パネルを検査することにより、液晶表示パネルを製作する（Ｓ１１０、Ｓ１１１）。

ここで、前記液晶の注入のためには、圧力差を利用した真空注入方式を用いるが、前記真空注入方式は、所定の真空度に設定されたチャンバ内で、大面積の母基板から分離された単位液晶表示パネル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、前記液晶表示パネルの内部と外部との圧力差により前記液晶表示パネルの内部に液晶を注入する方式であり、このように液晶が液晶表示パネルの内部に充填されると、液晶注入口を密封して液晶表示パネルの液晶層を形成する。従って、前記液晶表示パネルに真空注入方式により液晶層を形成する場合は、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、液晶表示パネル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の面積に数μｍ程度のギャップを有するため、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、液晶の充填時間が約８時間かかることによって、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、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要因となる。

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４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、前記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と共に、前記アレイ基板に液晶を滴下して液晶層を形成する（Ｓ１０６′、Ｓ１０７′）。

前記滴下方式は、ディスペンサを利用して、複数のアレイ基板が配置された大面積の第１母基板、又は複数のカラーフィルタ基板が配置された第２母基板の画像表示領域に液晶を滴下及び分配し、前記第１母基板と前記第２母基板とを貼り合わせる圧力により前記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、前記液晶表示パネルに滴下方式により液晶層を形成する場合は、液晶が画像表示領域の外部に漏洩することを防止できるように、シールパターンを前記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。

前記滴下方式は、前記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、液晶表示パネル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、基板上に必要量の液晶のみ滴下するため、前記真空注入方式のような高価な液晶の廃棄による液晶表示パネル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、前記液晶が滴下された下部基板と前記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、前記シール材により前記下部基板と前記上部基板とを貼り合わせると共に、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（Ｓ１０８´）。このような工程により、大面積の母基板（下部基板及び上部基板）には、液晶層が形成された複数の液晶表示パネルが形成され、前記母基板を前述した本発明による液晶表示パネルの切断方法により加工、切断して複数の液晶表示パネルに分離し、それぞれの液晶表示パネルを検査することにより、液晶表示パネルを製作する（Ｓ１０９´、Ｓ１１０´）。

本発明の実施形態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。 本発明の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す過程を示す図である。 本発明の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す過程を示す図である。 本発明の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す過程を示す図である。 本発明の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す過程を示す図である。 本発明の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す過程を示す図である。 本発明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。 本発明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３及び図４において、本発明の第１実施形態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。 図３及び図４において、本発明の第２実施形態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。 図７において、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。

Claims (17)

1. 複数のパネル領域が配置されて貼り合わせられた一対の母基板をスクライブ部に移送する段階と、
   スクライブユニットにより、前記母基板の前面及び背面に、前記パネル領域を区画する第１切断予定線と第２切断予定線を形成する段階と、
   前記第１切断予定線と前記第２切断予定線が形成された母基板を、スチームブレーク及びエアーナイフで構成されるブレークユニットを含むブレーク部に移送する段階と、
   前記母基板の第１切断予定線と第２切断予定線に沿ってクラックを形成させ、前記母基板の前面及び背面にスチームを噴射し、前記母基板の表面に乾燥空気を噴射する、前記ブレークユニットによる１次ブレークを実行する段階と、
   複数の吸着口が設けられ、縁部に設置されたスチーム発生器を有するトランスハンドを前記母基板上に移動させた後、前記第１切断予定線と前記第２切断予定線に沿ってクラックを形成させ、前記スチーム発生器を利用して前記母基板の表面にスチームを噴射しながら、前記複数のパネル領域に形成された液晶表示パネルを周囲のダミーガラスと分離する、前記トランスハンドによる２次ブレークを実行する段階と、
   前記スチーム発生器を利用したスチーム噴射を所定時間維持した状態で、前記トランスハンドに設けられた吸着口から前記液晶表示パネルの表面を吸着して固定する段階と、
   前記トランスハンドを上方に移動させて、前記液晶表示パネル周囲のダミーガラスを分離した前記液晶表示パネルを以後の工程に移送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。
2. 前記スチーム発生器が、前記液晶表示パネルの形状に対応する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切断方法。
3. 前記スチーム発生器が、前記縁部に沿って連結された１つの矩形状又は円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切断方法。
4. 前記母基板の前面及び背面に第１切断予定線と第２切断予定線を形成する段階が、
   前記スクライブユニットにより、前記母基板の前面及び背面上に前記パネル領域を第１方向に区画する第１切断予定線を形成する段階と、
   前記スクライブユニットに備えられたヘッドを第２方向に駆動させて、前記母基板の前面及び背面上に前記パネル領域を前記第２方向に区画する第２切断予定線を形成する段階と、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示パネルの切断方法。
5. 前記第１切断予定線と前記第２切断予定線とが直交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切断方法。
6. 前記トランスハンドが、その外郭に設置され、前記ダミーガラスを下方に押して前記液晶表示パネルから除去するプッシャをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示パネルの切断方法。
7. 複数のパネル領域に区分される母基板を提供する段階と、
   アレイ基板用母基板にアレイ工程を行い、カラーフィルタ基板用母基板にカラーフィルタ工程を行う段階と、
   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ラビングを行う段階と、
   前記ラビングが終了した一対の母基板を貼り合わせる段階と、
   スクライブユニットにより、前記貼り合せられた母基板の前面及び背面に、前記パネル領域を区画する第１切断予定線と第２切断予定線を形成する段階と、
   前記第１切断予定線と前記第２切断予定線が形成された母基板を、スチームブレーク及びエアーナイフで構成されるブレークユニットを含むブレーク部に移送する段階と、
   前記母基板の第１切断予定線と第２切断予定線に沿ってクラックを形成させ、前記母基板の前面及び背面にスチームを噴射し、前記母基板の表面に乾燥空気を噴射する、前記ブレークユニットによる１次ブレークを実行する段階と、
   複数の吸着口が設けられ、縁部に設置されたスチーム発生器を有するトランスハンドを前記母基板上に移動させた後、前記第１切断予定線と前記第２切断予定線に沿ってクラックを形成させ、前記スチーム発生器を利用して前記母基板の表面にスチームを噴射しながら、前記複数のパネル領域に形成された液晶表示パネルを周囲のダミーガラスと分離する、前記トランスハンドによる２次ブレークを実行する段階と、
   前記スチーム発生器を利用したスチーム噴射を所定時間維持した状態で、前記トランスハンドに設けられた吸着口から前記液晶表示パネルの表面を吸着して固定する段階と、
   前記トランスハンドを上方に移動させて、前記液晶表示パネル周囲のダミーガラスを分離した前記液晶表示パネルを以後の工程に移送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。
8. 前記母基板の前面及び背面に第１切断予定線と第２切断予定線を形成する段階が、
   前記スクライブユニットにより、前記母基板の前面及び背面上に前記パネル領域を第１方向に区画する第１切断予定線を形成する段階と、
   前記スクライブユニットに備えられたヘッドを第２方向に駆動させて、前記母基板の前面及び背面上に前記パネル領域を前記第２方向に区画する第２切断予定線を形成する段階と、
   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製造方法。
9. 前記第１切断予定線と前記第２切断予定線とが実質的に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製造方法。
10. 前記トランスハンドが、その外郭に設置され、前記ダミーガラスを下方に押して前記液晶表示パネルから除去するプッシャ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製造方法。
11. 前記貼り合わせられた母基板の上部のパネル領域が、前記アレイ工程を経て薄膜トランジスタが形成されたアレイ基板であり、下部のパネル領域が、前記カラーフィルタ工程を経て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７に記載の液晶表示パネルの製造方法。
12. 前記複数のパネル領域が、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７に記載の液晶表示パネルの製造方法。
13. 前記ラビングが終了したアレイ基板用母基板及びカラーフィルタ基板用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７に記載の液晶表示パネルの製造方法。
14. 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を貼り合わせることを特徴とする請求項１３に記載の液晶表示パネルの製造方法。
15. 前記ラビングが終了したアレイ基板用母基板及びカラーフィルタ基板用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７に記載の液晶表示パネルの製造方法。
16. 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を貼り合わせることを特徴とする請求項１５に記載の液晶表示パネルの製造方法。
17. 前記貼り合わせられた母基板を複数の液晶表示パネルに切断した後、前記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１６に記載の液晶表示パネルの製造方法。

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