JP5390702B2 - 液晶パネル切断方法 - Google Patents

Description

本発明は、液晶パネルを切断する液晶パネル切断方法に関する。

一般的な液晶表示装置（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ、ＬＣＤ）の液晶パネル（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｐａｎｅｌ）は、二つの基板と、その間に入っている誘電率異方性（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ａｎｉｓｏｔｒｏｐｙ）を有する液晶層とを含む。液晶層に電界を印加し、この電界の強さを調節して液晶層を通過する光の透過率を調節することによって所望する画像を得る。このような液晶表示装置は、携帯が簡便な平板表示装置（ｆｌａｔ ｐａｎｅｌ ｄｉｓｐｌａｙ、ＦＰＤ）の中で代表的なものであり、この中でも薄膜トランジスタ（ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＴＦＴ）をスイッチング素子として用いたＴＦＴ−ＬＣＤが主に用いられている。

液晶パネルの互いに向き合うように配置される二つの基板のうちの下部の基板には、複数の表示信号線、つまり、ゲート線とデータ線、多数の薄膜トランジスタと画素電極などが形成され、二つの基板のうちの上部の基板には、色フィルター（ｃｏｌｏｒ ｆｉｌｔｅｒ）と共通電極が形成される。

一般に液晶パネルは、数種の規格化された大きさを有するが、このような液晶パネルは、その大きさのため、多様な用途のディスプレイ装置への使用に限界があった。

このような液晶パネルの大きさ上の限界を克服するために、液晶パネルを切断して所望する大きさの液晶パネルを作る液晶パネル切断技術が知られている。

一般に切断方向に沿って上部基板と下部基板にダイヤモンドカッター（ｃｕｔｔｅｒ）等でスクライブ（ｓｃｒｉｂｅ）を一定の深さで形成した後、外力を加えてスクライブ部分で折り曲げられるようにすることによって液晶パネルを切断する。

この時、上部基板と下部基板にスクライブを形成した後、外力を加えるようになると、上部基板と下部基板が若干撓むようになり、この過程で液晶パネルの内部にあるセルギャップ（ｃｅｌｌ ｇａｐ）を維持するためのスペーサ（ｓｐａｃｅｒ）が上部基板と下部基板の撓みにより瞬間的に変形が発生するようになる。このようなスペーサの瞬間的な変形によりスペーサ近傍の下部基板の視野領域の配向膜が損傷することがあり、下部基板の配向膜が損傷すると光漏れ現象などの問題が発生し、これは切断された液晶パネルの不良を招くようになる。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、本発明が解決しようとする課題は、液晶パネルを切断するに当たり、外力を加えて上部基板と下部基板を折り曲げる過程で下部基板の視野領域の配向膜の損傷を最小化することができる液晶パネル切断方法を提供することにある。

前記課題を達成するための本発明の一実施形態による液晶パネル切断方法は、上部基板と下部基板を含む液晶パネルを切断する方法であって、前記上部基板と前記下部基板に切断方向に沿ってスクライブラインをそれぞれ形成する段階、および前記下部基板がその外面側へ撓むようにする方向に、前記スクライブラインの外側で外力を加えて前記上部基板と前記下部基板を前記スクライブラインで折り曲げる段階を含む。

前記スクライブラインを形成する段階で、前記スクライブラインは、前記上部基板の切断された角部が前記下部基板の切断された角部よりも外側に突出されるようにそれぞれ形成され得る。

また、本発明の一実施形態による液晶パネル切断方法は、下部基板、前記下部基板上に形成される下部配向膜、上部基板、前記上部基板下に形成される上部配向膜、およびその下端が前記下部配向膜に密着されるように前記上部配向膜の下面にパターニングされて形成されるスペーサを含む液晶パネルを切断する方法であって、前記上部基板と前記下部基板に切断方向に沿ってスクライブラインをそれぞれ形成した後、前記下部基板がその外面側へ撓むようにする方向に、前記スクライブラインの外側で外力を加えて前記上部基板と前記下部基板を前記スクライブラインで折り曲げる。

前記スクライブラインは、前記上部基板の切断された角部が前記下部基板の切断された角部よりも外側に突出されるようにそれぞれ形成され得る。

本発明によれば、上部基板と下部基板にスクライブラインを形成した後、外力を加えて上部基板と下部基板を折り曲げる時、下部基板がその外面側へ撓むようにする方向に外力を加えることによって、上部基板と下部基板の間に配置されるスペーサの変形により下部基板の視野領域の配向膜が損傷することを防止することができる。

本発明の実施形態による液晶パネル切断方法が適用され得る液晶パネルの斜視図である。 図１の液晶パネルの一画素に対する等価回路図である。 本発明の実施形態による液晶パネル切断方法において、偏光板を除去しスクライブラインを形成した状態を示す断面図である。 本発明の実施形態による液晶パネル切断方法において、スクライブラインを形成した後、外力を加えて下部基板と上部基板を折り曲げる過程で、上部基板、下部基板、およびスペーサの変形を示す断面図である。 本発明の液晶パネル切断方法により上部基板と下部基板を切断した後、シーリング材を形成する過程を説明するための図面である。

以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳しく説明する。

図面において、多くの層および領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。明細書全体を通して類似する部分については同一の図面符号を付した。層や膜などの部分が他の部分の「上」または「下」にあるという時、これは他の部分の「直上」または「直下」にある場合のみならず、その中間にさらに他の部分がある場合も含む。反対に、ある部分が他の部分の「直上」または「直下」にあるという時には、中間に他の部分がないことを意味する。

図１および図３を参照すると、本発明の実施形態による液晶パネル切断方法が適用され得る液晶パネル３００は、下部基板１００とこれと向き合う上部基板２００、これらの間に形成されており、二つの基板１００、２００に対して垂直または水平に配向されている液晶分子を含む液晶層３を含む。下部基板１００は、薄膜トランジスタ基板（ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ ａｒｒａｙ ｐａｎｅｌ）とも言われ、上部基板２００は、カラーフィルター基板（ｃｏｌｏｒ ｆｉｌｔｅｒ ａｒｒａｙ ｐａｎｅｌ）とも言われる。

一方、図面に示されてはいないが、液晶パネル３００は、ほぼ列方向に伸び、互いにほぼ平行な複数のデータ線、およびほぼ行方向に伸び、互いにほぼ平行なゲート線と、これらに連結されており、ほぼ行列の形態に配列された複数の画素を含むことができる。

二つの基板１００、２００周縁には、二つの基板１００、２００を結合するための物質からなり、液晶が満たされる部分を定義し、液晶が漏れることを防止するための密封材３１０が形成されており、二つの基板１００、２００の外側面には、光を偏光させる偏光板１２、２２がそれぞれ付着されている。偏光板１２、２２のいずれか一つは省略することができる。

図３を参照すると、色フィルター２３０が上部基板２００の下面に形成され、共通電極２７０が色フィルター２３０の下面に形成され、上部配向膜（ａｌｉｇｎｍｅｎｔ ｌａｙｅｒ）２４０が共通電極２７０の下面に形成される。

そして、下部基板１００の上面にはデータ線１７１、ゲート線１２１、画素電極１９１、および薄膜トランジスタＴＦＴ等が形成され、その上部に下部配向膜１４０が形成される。

また、図３に示されているように、上部基板２００と下部基板１００の間のセルギャップを維持するためのスペーサ２５０が上部基板２００と下部基板１００の間に備えられる。

スペーサ２５０は、上部基板２００の上部配向膜２４０の下面にパターニング（ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ）されて形成される。つまり、スペーサ２５０は、上部配向膜２４０には固定され、下部配向膜１４０には圧着された状態で設けられる。

一方、図２を参照すると、 各画素は、データ線１７１およびゲート線１２１に連結されたスイッチング素子Ｑと、これに連結された液晶キャパシタ（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｃａｐａｃｉｔｏｒ）Ｃｌｃおよびストレージキャパシタ（ｓｔｏｒａｇｅ ｃａｐａｃｉｔｏｒ）Ｃｓｔを含む。ストレージキャパシタＣｓｔは、必要に応じて省略することができる。

スイッチング素子Ｑは、下部基板１００に備えられている薄膜トランジスタなどの三端子素子であり、その制御端子はゲート線１２１と連結されており、入力端子はデータ線１７１と連結されており、出力端子は液晶キャパシタＣｌｃおよびストレージキャパシタＣｓｔと連結されている。

液晶キャパシタＣｌｃは、下部基板１００の画素電極１９１と上部基板２００の共通電極２７０を二つの端子とし、二つの電極１９１、２７０の間の液晶層３は誘電体として機能する。画素電極１９１は、スイッチング素子Ｑと連結され、共通電極２７０は、上部基板２００の全面に形成されており、共通電圧を印加される。ストレージキャパシタＣｓｔは、液晶キャパシタＣｌｃの補助的な役割を果たし、画素電極１９１に印加されたデータ電圧を一定の時間維持する。

一方、色表示を実現するためには、各画素が基本色（ｐｒｉｍａｒｙ ｃｏｌｏｒ）のうちの一つを固有に表示したり（空間分割）、各画素が時間により交互に基本色を表示する（時間分割）ようにして、これら基本色の空間的、時間的合計で所望する色が認識されるようにする。基本色の例としては、赤色、緑色、青色などの三原色が挙げられる。図２は、空間分割の一例として、各画素が画素電極１９１に対応する上部基板２００の領域に基本色のうちの一つを示す色フィルター２３０を備えることを示している。図２とは異なり、色フィルター２３０は、下部基板１００の画素電極１９１上または下に形成されることもできる。

画素電極１９１に印加されたデータ電圧と共通電極２７０に印加された共通電圧との差異は、液晶キャパシタＣｌｃの充電電圧、つまり、画素電圧として現れる。液晶分子は、画素電圧の大きさによりその配列を異にし、これによって液晶層３を通過する光の偏光が変化し、このような偏光の変化は偏光板１２、２２により光の透過率変化として現れる。
次に、このような液晶パネルを切断して加工することによって所望する大きさを有する液晶パネルを製造する方法について、図３乃至図５を参照して詳細に説明する。

図３は、図１に示した液晶表示装置をある一方向に切断して製造した液晶表示装置の断面図である。

図３を参照すると、液晶パネル３００は、要求される大きさにより切断線Ａ方向または切断線Ｂ方向に切断され得る。切断線Ａは、ゲート線１２１と平行な方向であり、切断線Ｂは、データ線１７１と平行な方向である。いずれの方向に液晶表示装置３００を切断しても以下で説明する切断方法は同一に適用される。

まず、切断線Ａまたは切断線Ｂに沿って一定の幅に液晶パネル３００の偏光板１２、２２を薄皮する。偏光板１２、２２が薄皮されると、下部基板１００および上部基板２００が露出する。その後、露出した下部基板１００および上部基板２００を顕微鏡などで観察して切断位置を設定する。

その後、設定された切断位置に沿ってダイヤモンドホイール、ダイヤモンド針、レーザーなどを用いて上部基板２００のほぼ中間深さまでスクライブラインを形成し、液晶パネル３００をひっくり返して下部基板１００のほぼ中間深さまでスクライブラインを形成する。

この時、色フィルター２３０が形成されている上部基板２００の切断面と薄膜トランジスタなどが形成されている下部基板１００の切断面との間に段差が形成されるようにし、上部基板２００の切断面が下部基板１００の切断面よりも外側に突出されるように段差が形成されても良い。例えば、上部基板２００と下部基板１００の切断された角部の間の間隔が約０．２〜０．５ｍｍ程度になるようにすることができる。上部基板２００の切断された角部が下部基板１００の切断された角部よりも外側に突出されるようにすることによって、切断後、切断面にシーリング材を形成する過程で発生し得る下部基板１００の薄膜トランジスタや信号線の損傷を最少化することができる。つまり、上部基板２００の切断された角部が下部基板１００の切断された角部よりも外側に突出されることによって、下部基板１００の薄膜トランジスタなどがシーリング材を噴射するディスペンサーとの接触によって損傷したり、または噴射されるシーリング材の圧力によって損傷することを防止することができる。

そして、上部基板２００と下部基板１００にスクライブラインが形成された状態で約３０分程度鎮静させることができる。鎮静させる間に二つの基板１００、２００に形成されたスクライブラインに沿って自然亀裂が行われて液晶層３に空気が流入し、液晶層３に空気が流入すると流入された空気により一時的に液晶層３の流出が制限される。

このような鎮静段階を経た後、外部で一定の力を加えると、液晶パネル３００はスクライブラインに沿って切断される。そして、切断された部位にシーリング材３２０をかぶせて切断された部位から液晶の流出を防止する。

この時、図３に示されているように、スクライブライン２９０、１９０が形成された液晶パネルを下部基板１００が上に位置するようにひっくり返した状態で、ステージ（ｓｔａｇｅ）５００に載置した後、外力を加えて下部基板１００と上部基板２００をスクライブライン２９０、１９０で切断する。外力を加える時、液晶パネルを別途の装置や作業者の手などで押さなくても、液晶パネルが切断作業が行われる間、その荷重により固定され得る。

一方、本発明の実施形態によれば、スクライブライン２９０、１９０を形成した後、スクライブライン２９０、１９０の外側で外力を加えるが、この時、下部基板１００がその外面側（つまり、図３および図４で上方）へ撓むようにする方向に外力を加える。つまり、図４を参照すると、スクライブライン２９０、１９０の外側で、上部基板２００から下部基板１００に向かって矢印方向の外力を加え、これによって上部基板２００と下部基板１００が撓んで元の状態（点線で図示）から実線で図示された位置に変形されてから元の位置に復帰する。

これによって、上部基板２００の上部配向膜２４０の下面にパターニングされて形成されているスペーサ２５０も元の状態（点線で図示）から実線で図示された位置に変形されてから元の位置に復帰する。つまり、スペーサ２５０の上端は上部配向膜２４０に固定されているため、上部基板２００の変形により上部配向膜２４０の接触部分で変形が発生せず、スペーサ２５０の下端は下部配向膜１４０に固定されているのではなく、密着した状態であるため、下部基板１００の変形により外側に向かって（つまり、切断面に向かって）変形される。

つまり、スクライブライン２９０、１９０を形成した後、外力を加えて上部基板２００と下部基板１００を折り曲げる時、下部基板１００がその外面側へ撓むようにする方向に外力を加えることによって、下部配向膜１４０と接触されるスペーサ２５０の終端が外側、つまり、切断面に向かって変形される。これによって、切断面に最も近傍に位置するスペーサ２５０の変形により下部基板１００の下部配向膜１４０がスペーサ２５０を基準に外側部分（図４で変形されるスペーサの右側部分）が損傷し、内側部分では損傷が発生しない。切断面に最も近傍に位置するスペーサ２５０の外側（つまり、図４で変形されるスペーサの右側部分）は、切断して得られる液晶パネルにおいて視野領域として使用される部分ではないため、スペーサ２５０の変形によりその部分の下部配向膜１４０が損傷しても、切断して得られる液晶パネルの視野領域の配向膜は損傷しない。これとは反対に、本発明の実施形態とは反対方向に外力を加えて上部基板と下部基板を折り曲げる場合、スペーサも反対方向に変形が発生するようになり、そうすると、スペーサの変形のため、切断により得られる液晶パネルの視野領域の下部配向膜が損傷することがあるため、その場合には、視野領域に属する下部配向膜の損傷による光漏れ現象などが発生することがあり、液晶パネルの不良を招くようになる。

次に、図５に示されているように、図４のように外力を加えて上部基板２００と下部基板１００を折り曲げた後は、シーリング材３２０を噴射するディスペンサー（ｄｉｓｐｅｎｓｅｒ）４００を用いて切断された部分を囲むシーリング材３２０を形成することができる。

以上で本発明の実施形態を説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、本発明の実施形態から本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者により容易に変更されて均等であると認められる範囲のすべての変更および修正を含む。

本発明は、液晶パネル切断方法に関し、液晶パネルを切断して多様な大きさのディスプレイを製造することができるため、産業上の利用可能性がある。

３…液晶層
１２、２２…偏光板
１００…下部基板
１２１…ゲート線
１４０…下部配向膜
１７１…データ線
１９０、２９０…スクライブライン
１９１…画素電極
２００…上部基板
２３０…色フィルター
２４０…上部配向膜
２５０…スペーサ
２７０…共通電極
３００…液晶パネル
３１０… 密封材
３２０…シーリング材
４００…ディスペンサー
５００…ステージ
Ａ、Ｂ…切断線
Ｃｌｃ…液晶キャパシタ
Ｃｓｔ…ストレージキャパシタ
ＴＦＴ…薄膜トランジスタ

Claims (2)

1. 下部基板、前記下部基板上に形成される下部配向膜、上部基板、前記上部基板下に形成される上部配向膜、およびその下端が前記下部配向膜に密着されるように前記上部配向膜の下面にパターニングされて形成されるスペーサを含む液晶パネルを切断する液晶パネル切断方法において、
   前記上部基板と前記下部基板に切断方向に沿ってスクライブラインをそれぞれ形成した後、前記下部基板がその外面側へ撓むようにする方向に、前記スクライブラインの外側で外力を加えて前記上部基板と前記下部基板を前記スクライブラインで折り曲げる、液晶パネル切断方法。
2. 前記スクライブラインは、前記上部基板の切断された角部が前記下部基板の切断された角部よりも外側に突出されるようにそれぞれ形成される、請求項１に記載の液晶パネル切断方法。

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