KR100395199B1

KR100395199B1 - 액정 표시 장치 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR100395199B1
Application number: KR10-2001-0009638A
Authority: KR
Inventors: 다떼무라마꼬또; 사와마사시; 고바라가쯔미
Original assignee: 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼
Priority date: 2000-05-23
Filing date: 2001-02-26
Publication date: 2003-08-21
Also published as: EP1158343A2; KR20010107536A; US20040141145A1; US20020001059A1; JP3965902B2; EP1158343A3; TWI287663B; US7142278B2; US6700639B2; JP2002047024A

Abstract

유리판 또는 세라믹스 등의 취성 재료의 판을 변형 또는 충격을 제공하지 않고 스크라이브홈을 진행시키고, 또한 박리, 크랙의 발생이 적도록 유리판을 분단하는 방법의 개발을 행하여 상기 방법을 액정 표시 장치의 표시 유리판의 절단에 적용한다. 스크라이브홈을 형성하고 있는 액정 표시 장치의 유리판에 스크라이브홈부 및 그 주변부를 냉각하고, 스크라이브홈의 양측 주변 부위를 가열함으로써, 스크라이브홈을 유리판의 이면까지 진행시켜 유리판을 분단하고, 그 결과, 절단 부분에 남은 잔류 응력을 동일하게 유지할 수 있다.

Description

액정 표시 장치 및 그 제조 방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY APPARATUS AND PRODUCTION METHOD}

본 발명은 유리, 세라믹스 등의 취성 재료로 이루어지는 박판을 절단하기 위한 기술에 관한 것으로, 특히 예를 들면, 액정 표시 장치에 이용되는 유리판의 절단 등에 적용하여 바람직한 박판의 절단 방법, 박판의 절단 장치 및 이것을 이용하여 제작되는 액정 표시 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 유리, 세라믹스 등의 취성 재료로 이루어지는 박판의 절단은 스크라이브 공정과 브레이크 공정을 순차 실행함으로써 행해지는 경우가 많고, 스크라이브 공정이란 주판알 모양의 호일 컷터를 취성 재료로 누르면서, 호일 컷터와취성 재료를 상대 이동시켜 극히 얕은 스크라이브홈을 형성함과 함께, 스크라이브홈의 저부로부터 수직 방향으로 연장되는 짧은 크랙(수직 크랙)을 설치하는 공정이다. 예를 들면, 0.7㎜ 두께의 유리판인 경우, 호일 컷터의 부식 깊이를 5㎛ 정도로 설정하고, 폭 약 10㎛의 스크라이브홈을 형성하여 유리판의 두께의 거의 2할 정도(약 130㎛)의 깊이의 수직 크랙을 형성한다. 또한, 브레이크 공정이란 스크라이브 공정 후의 스크라이브홈을 기점으로 하여 판을 구부리거나, 고무를 누르는 등으로 스크라이브홈의 수직 크랙을 이면까지 관통시켜 판을 분단하는 공정이다.

주지와 같이, 액정 표시판은 2장의 유리판을 시일재를 통해 접합시켜 구성되어 있고, 한쪽의 유리판에는 회로 소자가 형성된 패턴을, 또 다른 한쪽의 유리판에는 컬러 필터 패턴이 형성되어 있다. 액정 표시판의 제작에 있어서는 일반적으로 다수개 취하고, 즉 1장의 마더 유리판에 복수의 액정 표시판의 회로 패턴을 형성하고, 복수의 액정 표시판의 컬러 필터 패턴이 형성된 또 다른 1장의 마더 유리를 개개의 액정 표시판마다 형성한 시일재를 통해 중첩시킨 후에, 하나하나의 액정 표시판으로서 추출하는 방법이 채용되고 있다. 하나하나의 액정 표시판을 추출할 때에, 배선을 추출할 필요성으로부터 회로 소자가 형성된 패턴을 갖는 유리판의 절단 위치와, 컬러 필터 패턴이 형성된 유리판의 절단 위치를 겹치지 않게 분할하는 개소가 있다. 이 때문에, 유리판이 2장 중첩되어 있는 것과, 상하 유리판의 절단 위치가 어긋나 있는 개소가 있기 때문에, 하나하나의 액정 표시판으로서 추출하는 데에 있어서, 유리판을 구부리거나 또는 절곡하는 방법으로 브레이크 공정을 행하는 것은 용이하지 않다.

그 때문에, 특개평6-48755호 공보에 기재되어 있는 바와 같이, 2장의 유리판을 접합하여 형성된 중첩 유리판에 스크라이브홈의 반대측으로부터 고무판 등을 눌러 이에 따라 스크라이브홈의 수직 크랙을 진행시켜 분단을 행하는 방법이 있다. 이 방법은 유리판에 큰 벤딩 변형을 동반하지 않기 때문에, 2장 중첩한 유리판에 적용하는 것이 가능하고, 또한, 상하 유리판의 절단 위치가 다른 절단 개소에 대해서도 적용할 수 있다. 단, 이 방법은 스크라이브홈의 반대측으로부터 고무를 누를 때에, 유리판에 충격을 제공하게 된다. 이 때문에, 충격의 영향으로부터 유리판에 분리 및 크랙이 생기기 쉽고, 또한, 배선이 절단되는 등 제품이 되는 유리판의 성능을 저하시킨다고 하는 문제가 있다.

또한, 특개평9-12327호 공보에 기재된 바와 같이, 유리판 표면에 레이저광을 조사하여 국부적으로 열을 제공하고, 그 후 급냉을 행함으로써 유리판에 벤딩 변형 및 충격을 제공하지 않고 분단하는 방법이 알려져 있다. 이 방법을 이용하면, 가열된 개소를 급냉하기 때문에 급냉된 스크라이브홈에 인장 응력이 발생하고, 스크라이브홈의 수직 크랙이 신장되어 유리판의 분단이 가능해진다. 이 방법은 유리판에 충격 및 벤딩 변형을 제공하지 않기 때문에, 제품이 되는 유리판의 성능 저하의 요인을 억제할 수 있다. 또한, 이 방법은 스크라이브홈에 직접 레이저광을 조사하여 열을 제공하는 것이 특징이다. 호일 컷터 등으로 기계적으로 스크라이브홈을 형성한 경우, 유리판에 호일 컷터를 누르면서 홈을 형성하고 있기 때문에, 호일 컷터의 날 끝이 스크라이브홈을 압박하고, 스크라이브홈부에는 변형이 생긴다. 또한, 레이저광으로 스크라이브홈을 형성한 경우도, 레이저광의 열에 의해 마찬가지로 스크라이브홈에는 변형이 생긴다. 이 때문에, 스크라이브홈에 직접 레이저광을 조사하여 어떤 열량을 제공한 경우, 그 변형이 증대하여 유리판의 면 내 방향에 크랙이 생기거나, 스크라이브홈을 따라 유리 조각이 박리되는 등의 현상이 나타나 분단된 유리판의 품질을 저하시킨다고 하는 문제가 있다. 특히, 브레이크 공정의 처리량을 향상시키고자 하면, 스크라이브홈을 따라 이동하는 레이저광의 이동 속도를 빠르게 할 필요가 있지만, 단순하게 레이저광의 이동 속도를 빠르게 한 경우, 유리판에 조사되는 열량은 감소하기 때문에, 분단에 이르는 인장 응력이 발생하지 않게 된다. 이 때문에, 필요한 열량을 확보하여 이동 속도를 빠르게 하는 경우, 레이저광의 조사 출력을 크게 하지만, 레이저광의 조사 출력이 크면 스크라이브홈에 있는 변형이 영향을 미쳐 유리판의 면 내 방향에 크랙이 생기거나, 스크라이브홈을 따라 유리 조각이 박리되는 등의 문제가 생긴다.

또한, 특개평7-328781호 공보에 기재된 바와 같이, 스크라이브홈 예정선의 근방에 2점의 레이저를 조사하여 스크라이브홈을 형성하는 방법이 알려져 있다. 이 방법은 상술한 레이저광을 유리판에 조사하여 스크라이브홈을 형성시키는 방법과 마찬가지로 스크라이브홈 예정선의 주위의 유리판 표면에 열을 제공함으로써, 스크라이브홈 예정선의 주위에 인장 응력을 생기게 하여 스크라이브홈을 형성시키는 방법이다. 상술한 방법과의 차이는 직접 스크라이브홈 예정선에 레이저를 조사하지 않기 때문에, 스크라이브홈 예정선에 조사되는 열량이 작고, 피가공 재료에 대한 열의 영향을 경감할 수 있는 점 및 스크라이브홈 예정선에 조사되는 열량이 작음으로써 직접 레이저로 조사하여 스크라이브홈을 형성하는 방법보다 가공 속도를 2∼5배 정도 빠르게 수 있는 점이다.

그러나, 상기한 방법도 상기 레이저 조사와 같이 국부적으로 레이저를 유리판에 조사하고, 이동하면서 스크라이브홈을 형성해 간다. 그 때문에, 「스크라이브홈 형성 공정」에 있어서는, 레이저의 이동 속도는 약 5배 정도 빨라지는 것이 가능하지만, 상기 2개의 레이저를 이용하는 방법을 단순하게 「절단 공정」에 적용하여 처리량을 향상시키고자 하면, 하기의 문제가 생긴다. 즉, 처리량을 향상시키기 위해서는 절단 공정에 있어서 스크라이브홈 예정선을 따라 이동하는 레이저광의 이동 속도를 빠르게 할 필요가 있지만, 단순하게 레이저광의 이동 속도를 빠르게 한 경우, 유리판에 조사되는 열량은 감소되기 때문에, 스크라이브홈 형성에 이르는 인장 응력이 발생하지 않아 절단할 수 없게 된다. 이 문제점을 방지하기 위해, 필요한 열량을 확보하고 또한 이동 속도를 빠르게 유지하는 경우, 레이저광의 조사 출력을 크게 할 필요가 있지만, 레이저광의 조사 출력이 크면 스크라이브홈 예정선의 변형이 영향을 미쳐 유리판의 면 내 방향으로 크랙이 생기거나, 스크라이브홈을 따라 유리 조각이 박리되는 등의 문제가 생기는 등, 상기 레이저 조사에 의한 방법과 마찬가지의 문제가 생긴다.

상술한 바와 같이, 특개평6-48755호 공보에 기재된 종래 기술에 있어서는, 스크라이브홈의 반대측으로부터 고무를 누를 때에 유리판에 충격을 제공하기 때문에, 충격의 영향으로부터 유리판에 분리나 크랙이 생기기 쉽고, 또한, 배선이 절단되는 등 제품이 되는 유리판의 성능을 저하시킨다고 하는 문제가 있다. 또한, 특개평9-12327호 공보 및 특개평7-328781호 공보에 기재된 종래 기술에 있어서는, 「절단 공정」에 있어서의 처리량을 향상시키기 위해서는 레이저광의 조사 출력을 크게 하는 것이 부득이하지만, 이 때문에, 스크라이브홈에 있는 변형이 영향을 미쳐 유리판의 면 내 방향에 크랙이 생기거나, 스크라이브홈을 따라 유리 조각의 박리가 생기는 등, 제품이 되는 유리판의 성능을 저하시킨다고 하는 문제가 있다.

특히, 액정 표시판의 제작에 있어서는 일반적으로 다수개를 취하고, 즉 1장의 마더 유리판에 복수의 액정 표시판의 회로 패턴을 형성하고, 복수의 액정 표시판의 컬러 필터 패턴이 형성된 또 다른 1장의 마더 유리를 개개의 액정 표시마다 형성한 시일재를 통해 중첩시킨 후에 하나하나의 액정 표시판을 추출하지만, 최근 액정 표시판의 수요가 많아져 한번에 추출되는 액정 표시판의 양이 증가되고, 액정 표시판의 화상 표시부가 커졌기 때문에 이 마더 유리판이 해마다 커지고 있다. 그 때문, 절단 공정에서는 액정 표시부를 추출할 때의 절단 길이에 대한 절단 속도가 빨라지고 있어 종래 기술로서는 대응할 수 없게 되었다.

본 발명은 상기한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 부분은 유리, 세라믹스 등의 취성 재료의 박판을 큰 변형 또는 충격을 제공하지 않는 열 수축을 이용한 절단 수법을 이용하며, 또한, 박판의 면 내 방향에 크랙이 생기거나 혹은 스크라이브홈을 따른 박리가 생기는 것을 가급적 저감할 수 있는, 일반적으로, 제품이 되는 유리판의 성능을 저하시키지 않는 효율이 좋은 절단 방법 및 절단 장치를 제공하고, 그 방법으로 제작된 액정 표시판을 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본원에 의한 대표적인 하나의 발명에서는 스크라이브홈의 양측 주변 부위를 가열함으로써, 스크라이브홈 부근에 특이한 미소 벤딩 변형을 일으키고, 그 결과 스크라이브홈 균열 선단 부근에 인장 응력을 생기게 함으로써, 스크라이브홈으로부터의 수직 크랙을 박판의 이면까지 진행시켜 박판을 절단하는 것이다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 액정 표시 장치는 액정 표시판을 갖는 액정 표시 장치이고, 상기 액정 표시판의 단부로부터 3㎜ 이내의 거리 범위에 있어서, 잔류 응력치가 0.1∼5kgf/㎠의 범위 내의 대략 일정치인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 액정 표시 장치는 액정 표시판을 갖는 액정 표시 장치이고, 상기 액정 표시판의 적어도 1변의 단부로부터 3㎜ 이내의 거리 범위에 있어서, 잔류 응력치가 0.1∼5kgf/㎠의 범위 내의 대략 일정치인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 액정 표시 장치는 액정 표시판을 갖는 액정 표시 장치이고, 상기 액정 표시판의 단부로부터 3㎜ 이내의 거리 범위에 있어서, 잔류 응력치가 0.1∼10kgf/㎠의 범위 내의 대략 일정치인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 액정 표시 장치는 액정 표시판을 갖는 액정 표시 장치이고, 상기 액정 표시판의 적어도 1변의 단부로부터 3㎜ 이내의 거리 범위에 있어서, 잔류 응력치가 0.1∼10kgf/㎠의 범위 내의 대략 일정치인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 액정 표시 장치는 액정 표시판을 갖는 액정 표시 장치이고, 상기 액정 표시판의 단부로부터 1㎜ 이내의 거리 범위에 있어서, 잔류 응력치가 0.1∼10kgf/㎠의 범위 내의 대략 일정치인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 액정 표시 장치는 액정 표시판을 갖는 액정 표시 장치이고, 상기 액정 표시판의 적어도 1변의 단부로부터 1㎜ 이내의 거리 범위에 있어서, 잔류 응력치가 0.1∼10kg/㎠의 범위 내의 대략 일정치인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 액정 표시 장치의 제조 방법은 액정 표시판을 복수 갖는 유리판에 스크라이브홈을 기계적으로 형성하는 공정과, 스크라이브홈을 사이에 둔 양측의 부분에 각각 상기 유리판의 두께에 따른 소정의 열량을 제공함으로써 유리판을 절단하는 공정을 갖는다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 액정 표시 장치의 제조 방법은 액정 표시판을 복수 갖는 유리판에 스크라이브홈을 기계적으로 형성하는 공정과, 스크라이브홈을 사이에 둔 양측에서, 상기 유리면의 상측에 각각 열선을 배치하는 공정과, 상기 2개의 열선에 동일 시기에 소정의 전압을 걸음으로써 상기 유리판을 절단하는 공정을 갖는다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 액정 표시 장치의 제조 방법은 액정 표시판을 복수 갖는 유리판에 스크라이브홈을 기계적으로 형성하는 공정과, 스크라이브홈을 사이에 둔 양측에서 각각 소정의 길이 범위를 동일 시기에 가열함으로써 상기 유리판을 절단하는 공정을 갖는다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 액정 표시 장치의 제조 방법은 액정 표시의 회로 패턴을 형성한 제1 유리면과, 액정 표시의 컬러 필터 패턴을 형성한 제2 유리면을 갖는 액정 표시판을 구비하는 액정 표시 장치의 제조 방법이고, 상기 제1 유리판에 스크라이브홈을 기계적으로 형성하는 공정과, 상기 제1 유리판 상의 스크라이브홈을 사이에 둔 양측에서 각각 소정의 길이 범위를 동일 시기에 가열함으로써 상기 제1 유리판을 절단하는 제1 절단 공정과, 상기 제2 유리판에 스크라이브홈을 기계적으로 형성하는 공정과, 상기 제2 유리판 상의 스크라이브홈을 사이에 둔 양측에 있어서 각각 소정의 길이 범위를 동일 시기에 가열함으로써 상기 제2 유리판을 절단하는 제2 절단 공정을 갖는다.

도 1은 본 발명의 유리판의 절단 방법 및 장치의 구성을 나타내는 도면.

도 2는 유리 절단시의 유리 단면의 응력 분포를 나타내는 도면.

도 3은 유리 절단시의 유리 기판 변형 상태를 나타내는 도면.

도 4는 분단 후의 유리 기판에 남은 잔류 응력과 스크라이브선으로부터의 거리의 관계를 나타낸 도면.

도 5는 본 발명의 절단 방법에 의한 액정 표시판의 분단 방법을 나타내는 도면.

도 6은 유리판의 절단 방법 및 장치에 있어서, 냉각 및 가열 방법을 나타내는 도면.

도 7은 유리판의 절단 방법 및 장치에 있어서, 냉각 및 가열 방법을 나타내는 도면.

도 8은 유리판의 절단 방법 및 장치에 있어서, 냉각 및 가열 방법을 나타내는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 유리판

15 : 스크라이브홈

16 : 수직 크랙

20 : 냉각 파이프

21 : 냉각제

22 : 냉각부

25 : 발열체

26 : 가열부

28 : 노즐

30 : 레이저 빔 조사 수단

31 : 렌즈

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면을 이용하여 설명한다. 또, 이하의 각 실시 형태에서는 복수의 액정 표시판의 회로 패턴을 형성한 마더 유리판과, 복수의 액정 표시판의 컬러 필터 패턴을 형성한 마더 유리판을 개개의 액정 표시판마다 형성한 시일재를 통해 중첩시켜 이루어지는 중첩 유리판을 절단(분단) 대상이 되는 박판으로 하고 있지만, 절단(분단) 대상이 되는 박판은 유리판에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 유리판의 절단 방법 및 장치를 나타내는 도면이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 유리판(10)에는 미리 스크라이브홈(15)이 새겨져 있다. 스크라이브홈(15)의 형성에는 호일 컷터로 기계적으로 새기거나, 혹은, 레이저광에 의한 가열과 냉각 매질에 의해 냉각을 행하고, 열 수축을 이용하여 스크라이브홈을 형성시키는 등의 수법이 있지만, 스크라이브 공정 시간 단축을 위해서는 호일 컷터로 기계적으로 새기는 수법을 채용하는 것이 바람직하다. 또한, 스크라이브홈(15)의 깊이(16)에 대해서는 스크라이브 공정 시간 단축의 관점으로부터, 판 두께의 10%∼20%의 범위의 깊이로 하는 것이 가장 바람직하지만, 본 발명은 특히 이 범위에 한하는 것은 아니다.

상기 수법으로 얻어진 스크라이브홈(15)이 새겨져 있는 유리판에, 도 1에 도시한 바와 같이, 100℃ 이상으로 가열된 선형 또는 가는 띠 형상의 발열체(25)를 이용하여 스크라이브홈(15)의 양측 주변 부위를 가열한다. 여기서는, 발열체(25)로서 2개의 니크롬선을 이용하여 가열을 행하였다. 니크롬선의 선 직경은 0.2∼1.0㎜이고, 스크라이브홈을 중심으로 하여 선대칭으로 배치된다. 2개의 니크롬선의 간격은 중요한 설정 요인이고, 그 간격은 0.1∼10㎜의 범위가 바람직한 것이 실험에 의해 확인되었다. 가열된 개소는 도 1에 도시한 가열부(26)와 같은 분포가 된다.

도 1에 도시한 바와 같은 스크라이브홈(15)의 양측 주변 부위를 가열하는 방법과, 스크라이브홈(15)을 직접 가열하는 방법(종래 수법)에서의 스크라이브홈 주변의 응력 분포를 시뮬레이션 해석한 결과를 도 2, 도 3에 도시한다. 여기서는, 유리판(10)의 판 두께를 0.7㎜, 스크라이브홈(15)의 깊이(16)를 약 130㎛로 하고, 양측 가열의 출력을 합계 2W/㎜(니크롬선의 직선 방향에서 1㎜마다의 열량), 직접 가열의 출력을 2W/㎜(레이저 진행 방향에서 1㎜마다의 열량)로서 실험을 행하였다.또, 스크라이브홈(15)의 양측 주변 부위를 가열하는 방법에 있어서는 2개의 니크롬선의 간격을 10㎜로 하였다.

도 2의 (a)는 스크라이브홈(15)의 양측 주변 부위를 가열했을 때의 유리판(10) 단면의 응력 분포를 나타낸다. 도 2의 (b)는 스크라이브홈(15)을 직접 가열하는 방법(종래 수법)을 이용한 경우의 유리판 단면의 응력 분포를 나타낸다. 또한, 도 3에는 스크라이브홈(15)의 양측 주변 부위를 가열하는 방법 및 스크라이브홈(15)을 직접 가열하는 방법의 유리판(10) 단면의 변형 상태를 나타낸다. 도 3의 (a)는 스크라이브홈(15)의 양측 주변 부위를 가열했을 때의 유리판(10) 단면의 변형 상태, 도 3의 (b)는 스크라이브홈(15)을 직접 가열했을 때의 유리판(10) 단면의 변형 상태를 나타낸다.

도 2, 도 3으로부터, 스크라이브홈(15)의 양측 주변 부위를 가열한 경우, 스크라이브홈 주변의 응력 분포는 스크라이브홈 하부로부터 유리판(10)의 반대측 이면까지 인장 응력이 분포하고 있다. 유리판(10)의 변형 상태는 스크라이브홈(15)의 양측을 가열하고 있기 때문에, 가열부 주변이 가열에 의해 팽창되고, 가열부 주변이 부풀어올라 산 2개의 봉우리 변형이 생긴다. 이 때문에, 스크라이브홈의 유리판(10) 이면측이 볼록하게 변형되기 때문에, 스크라이브홈의 이면측도 인장 응력 분포가 된다. 스크라이브홈(15)의 양측 주변 부위의 가열했을 때의 합계 출력이 2W/㎜이고, 유리판(10)의 판 두께를 0.7㎜로 한 경우, 스크라이브홈의 이면측의 볼록 부분의 응력치는 10∼20㎫(인장 응력)를 얻었다.

스크라이브홈(15)을 직접 가열한 경우, 인장 응력은 스크라이브홈 하부에는생기지만, 유리판(10)의 이면측은 압축 응력이 된다. 유리판(10)의 변형 상태는 스크라이브홈(15)을 직접 가열하고 있기 때문에, 스크라이브홈(15)이 부풀어올라 산 1개의 봉우리 변형이 생긴다. 이 때문에, 스크라이브홈의 유리판(10) 이면측은 오목하게 변형되기 때문에, 스크라이브홈(15)의 이면측은 압축 응력 분포가 된다. 스크라이브홈(15)을 직접 가열했을 때의 출력이 2W이고, 유리판(10)의 판 두께를 0.7㎜로 한 경우, 스크라이브홈의 이면측의 응력치는 -20∼-40㎫(압축 응력)를 얻었다.

도 4에 상기한 조건으로, 스크라이브홈(15)의 양측 주변 부위의 가열 후와 스크라이브홈(15)을 직접 가열한 후의 분단 후에 있어서의 유리 기판 또는 액정 표시판의 스크라이브선으로부터의 거리와 유리 기판에 남아 있는 잔류 응력의 관계를 나타낸다. 여기서, 스크라이브선으로부터의 거리는 절단 후의 액정 표시판에서는 액정 표시판의 단으로부터의 거리에 상당한다. 도 4의 (a)는 스크라이브홈(15)의 양측 주변 부위를 가열하고, 수직 크랙이 신장되고, 브레이크 후의 스크라이브선으로부터의 거리와 잔류 응력의 관계, 도 4의 (b)는 스크라이브홈(15)을 직접 가열했을 때의 브레이크 후의 스크라이브선으로부터의 거리와 잔류 응력의 관계를 나타낸다. 단, 도 4의 (b)에 있어서는, 스크라이브홈에 직접 가열한 것만으로는 브레이크할 수 없다. 그 때문에, 스크라이브홈(15)을 직접 가열하고, 그 후, 냉각제를 이용하여 스크라이브홈(15)을 급냉하여 분단할 수 있었을 때의 잔류 응력을 나타낸다.

도 4의 (a)에 도시한 바와 같이, 스크라이브홈(15)의 양측 주변 부위(본 실시 형태에서는, 스크라이브선으로부터 5㎜의 위치)를 가열하여 분단할 수 있었을 때의 잔류 응력치는 스크라이브홈부로부터 3㎜ 이내의 거리에서 약 0.1∼5kgf/㎠의 범위 내의 대략 일정한 값을 얻었다. 잔류 응력의 분포 상태는 스크라이브홈(15)의 주변 전체에 거의 동일하게 잔류 응력이 남고, 또한 낮은 값으로 억제할 수 있다. 이러한 동일하고 또한 저레벨의 잔류 응력의 분포를 형성함으로써, 유리 절단 후에 유리 절단부의 유리가 박리되거나 분리되는 현상을 저감·방지할 수 있다. 일반적으로, 유리 조각이 박리되거나 하는 현상은 잔류 응력치가 10kgf/㎠ 이상이 되었을 때에 생기기 시작하기 때문에, 상기 0.1∼5kgf/㎠의 범위 내이면 상기 문제점을 거의 해소할 수 있다. 또한, 본 실시 형태(양측 주변부를 가열하는 방법)에 있어서의 다른 조건 하에서는 5∼10kgf/㎠의 범위 내에서 대략 동일한 잔류 응력 분포를 얻을 수 있지만, 상기 범위도 본 발명의 범위 내이다.

또한, 액정 표시 장치에 이용되는 유리판은 액정 표시의 컬러 필터 패턴이나 회로 패턴을 갖지만, 상기 패턴에 관계없는 유리 여백 부분은 경량화·다운사이징의 필요성으로 가능한 한 작게 하는 것이 바람직하다. 본 발명에서는, 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이, 스크라이브선으로부터 1㎜의 거리의 범위, 1㎜로부터 2㎜의 범위, 2㎜로부터 3㎜의 범위는 모두 유리 절단 후에는 거의 일정하고 또한 작은 잔류 응력치가 되도록 형성되기 때문에, 유리 여백 부분을 1㎜ 또는 2㎜와 같이 좁게 설정하여도, 상기 패턴 부분에 제공되는 영향을 최소한으로 억제할 수 있다.

이것에 대해, 도 4의 (b)의 스크라이브홈(15)을 직접 가열하고, 그 후 급냉을 행하여 분단할 수 있었을 때의 잔류 응력치는 스크라이브홈 주변 1㎜ 이내의 거리에 있어서 약 10∼50kgf/㎠의 범위 내가 되었다. 이 경우의 특징점은, 도 4의 (b)로부터도 분명해진 바와 같이, 잔류 응력의 분포 상태가 스크라이브홈 근방에 국부적으로 남아 있는 점이다. 따라서, 스크라이브홈(15)의 양측 주변을 가열한 경우와 스크라이브홈(15)을 직접 가열한 경우에, 분단 후의 유리판에 남은 잔류 응력의 응력치 및 분포 상태는 크게 다르다. 예를 들면, 분단 후의 유리판의 잔류 응력치가 5kgf/㎠ 이하이고, 스크라이브홈으로부터 3㎜ 이하의 거리에서 전체적으로 거의 동일하게 분포하고 있으면, 스크라이브홈(15)을 직접 가열하여 분단한 것이 아닌 것은 분명하다. 직접 가열하여 분단하기에는 스크라이브홈 주변의 잔류 응력의 값이 지나치게 낮아 스크라이브홈 주변에 인장 응력을 생기게 하는 것은 어렵기 때문이다. 또한, 잔류 응력의 분포는 열이 가해진 개소에 생기기 쉽기 때문에, 스크라이브홈(15)에 직접 가열한 경우, 스크라이브홈 근방에 잔류 응력이 분포되어 스크라이브홈(15) 주변 전체에 잔류 응력은 분포되지 않는다.

도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 스크라이브선의 근방에 국소적으로 높은 잔류 응력이 형성되어 있으면, 상기 높은 잔류 응력이 형성되어 있는 유리 부분은 유리편이 박리되거나 흠이 나는 등의 문제가 생기게 된다. 또한, 그 유리 조각이 박리되는 등의 영향으로, 잔류 응력이 낮은 부분까지 흠이 넓어지는 경우도 있다.

브레이크 공정에 있어서, 유리판(10)을 분단하는 데에 있어서 중요한 것은 스크라이브홈(15) 주변부에 인장 응력을 생기게 하는 것이지만, 상기한 응력 분포 및 유리판(10)의 변형 상태의 결과로부터, 스크라이브홈(15)에 직접 가열하는 것보다 스크라이브홈(15)의 양측 주변 부위를 가열한 쪽이 효율적으로 분단이 행해진다. 여기서 중요한 것은, 어떠한 방법으로 유리판(10)의 변형 상태를 스크라이브홈(15)의 양측에 산 2개의 봉우리로 유리판(10)을 변형시키는 것이다. 본 실시예에서는 스크라이브홈(15)의 양측 주변 부위를 가열하고 변형을 동반하였지만, 특히 이 방법에 구애될 필요는 없다. 이 봉우리의 변형량은 종래 브레이크 공정으로 행해지고 있는 충격을 제공하여 분단할 때와 같은 큰 변형이 아니라, 코머 몇밀리에도 미치지 않는 작은 변형량이다.

상기한 본 실시 형태의 절단 방법을 액정 표시판의 제작에 적용한 실시 형태를 도 5에 도시한다. 2장의 유리판을 중첩시켜 구성되는 피가공물, 즉, 액정 표시판의 분할에 적용하는 경우에는 테이블 상에, 예를 들면, 우선 2장의 마더 유리판을 중첩시켜 형성한 중첩 유리판(1)에 있어서의, 회로 소자가 형성된 패턴을 갖는 마더 유리판을 위로 하여 놓는다. 그리고, 상면으로 되어 있는 회로 소자가 형성되어 있는 패턴을 갖는 마더 유리판을 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이 스크라이브(11)하고, 절단 예정 라인에 스크라이브홈(15)을 형성시킨다. 그 후, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 스크라이브홈의 양측 주변 부위에 예를 들면 니크롬선으로 구성된 선형 또는 가는 띠 형상의 발열체로 가열한다. 이 때의 가열 방법은 예를 들면, 가는 띠 형상의 발열체의 양측에 프로브(5)를 접촉시키고, 그 프로브를 통전(6)함으로써 발열체를 가열시킨다. 이에 따라, 회로 소자가 형성되어 있는 패턴을 갖는 마더 유리판의 스크라이브홈(15)에 인장 응력이 생기고, 스크라이브홈(15)의 수직 크랙이 신장되어 회로 소자가 형성되어 있는 패턴을 갖는 마더 유리판을 분단할 수 있다.

이 경우, 도 5의 (b)에 도시한 4개의 통전선을 동일 시기에 통전시켜 마더 유리판을 9장의 액정 표시판으로 절단하는 방법이 가장 처리량이 높다. 또한, 세로 방향과 가로 방향의 통전을 따로따로 행하는 것에 의해서도 높은 처리량을 얻을 수 있다. 본 실시 형태에 의한 절단 방법에서는 종래의 고무판을 눌러 브레이크하는 방법이나, 스크라이브선을 레이저로 직접 조사하는(후에 냉각) 방법보다도 상당히 높은 절단 효율을 얻을 수 있다.

다음에, 중첩 유리판(1)을 반전시켜 테이블 상에 장착하고, 컬러 필터 패턴이 형성되어 있는 마더 유리판을 상면으로 하여 테이블에 놓는다. 컬러 필터 패턴이 형성되어 있는 마더 유리판의 면을 스크라이브하고, 절단 예정 라인에 스크라이브홈(15)을 형성시킨다. 다음에, 회로 소자가 형성되어 있는 패턴을 갖는 마더 유리판에 대한 것과 동일한 가열을 행함으로써, 컬러 필터 패턴이 형성되어 있는 마더유리판이 분단된다. 여기서도, 4개의 통전선을 동일 시기에 통전시켜 마더 유리판을 9장의 액정 표시판으로 절단하는 방법을 적용할 수 있어 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

여기서, 9장으로 절단된 액정 표시판의 잔류 응력 분포는 스크라이브선이 존재하고 있는 변에는 상술한 바와 같이 소정의 범위에 있어서 동일하게 남지만, 절단에 관계없는 부분(마더 유리의 4변)의 변은 당연히 상기한 잔류 응력은 존재하지 않는다. 즉, 상기한 잔류 응력을 갖는 변을 4변 갖는 것은 중심에서 추출된 액정 표시판뿐이고, 주위의 액정 표시판에는 2변 또는 3변에 상기한 잔류 응력이 남게 된다. 또한, 본 발명의 절단 수법은 복수변에 실시하는 경우뿐만 아니라, 1변에실시하는 경우에도 상술한 효과와 동등한 효과를 올릴 수 있다.

이와 같이, 2장을 중첩시킨 유리판에 대해서도 유리판에 큰 벤딩 변형 및 충격을 제공하지 않고 분단이 가능해진다.

다음에, 본 발명의 제2 실시 형태를 설명한다. 도 6은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 유리판의 절단 방법 및 장치를 나타내는 도면이다.

본 실시 형태에서는, 도 6의 (a)에 도시한 바와 같이, 스크라이브홈(15)이 새겨져 있는 유리판(10)의 스크라이브홈(15) 및 그 주변부를, 노즐(26)을 유리판(10)의 단으로부터 스크라이브홈(15)을 따라 이동시킴으로써 노즐(28)로부터 분출된 냉각제(21)에 의해 순차 냉각한다. 냉각제에는 액체 질소 가스를 이용하여, 냉각부(22)를 0℃ 이하로 냉각한다. 노즐(28)의 이동 속도는 10∼500㎜/s의 범위이다.

다음에, 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이, 도 6의 (a)의 공정에서 냉각된 스크라이브홈(15) 주변부를 레이저 빔에 의해 순차 가열한다. 즉, 스크라이브홈(15)의 양측 주변에 레이저 빔 조사 수단(30)과 렌즈(31)를 유리판(10)의 단으로부터 스크라이브홈(15)을 따라 이동시킴으로써, 스크라이브홈(15) 이외의 스크라이브홈(15) 양측 주변을 순차 조사하여 가열한다.

이러한 수법을 취하는 본 실시 형태에 있어서도, 임의의 스크라이브홈을 따라 유리판을 절단할 수 있고, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지의 효과를 발휘한다. 또한, 본 실시 형태에 있어서, 냉각제를 사용하지 않고서 스크라이브홈(15)의 양측 주변을 레이저 빔으로 조사하고, 가열함으로써도 유리판(10)의 분단은 가능하다.또한, 열을 제공하는 수단으로서는 레이저 빔에 한하지 않고, 니크롬선 등에 통전하는 수법을 이용하는 것도 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

다음에, 본 발명의 제3 실시 형태를 설명한다. 도 7은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 유리판의 절단 방법 및 장치를 나타내는 도면이다.

본 실시 형태에서는, 스크라이브홈(15) 및 그 주변부에 다수의 분출 구멍을 1 열로 뚫어 설치한 냉각 파이프(22)로부터 냉각제(21)를 분무함으로써, 냉각 대상 영역인 1개의 스크라이브홈(15) 및 그 주변부의 전역을 냉각함과 동시에, 선형 또는 가는 띠 형상의 발열체(25)를 이용하여 가열 대상 영역인 스크라이브홈(15)의 양측 주변 부위를 가열하고, 이것에 의해 스크라이브홈(15) 주변에 인장 응력을 생기게 하여 수직 크랙(16)을 신장시켜 유리판(10)을 분단시킨다.

이러한 수법을 취하는 본 실시 형태에 있어서도, 임의의 스크라이브홈을 따라 유리판을 절단할 수 있고, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지의 효과를 발휘한다. 또한, 본 실시 형태에서는 냉각과 가열을 동시에 행하기 때문에, 상기 제1 실시 형태와 비교하면 브레이크 공정 시간을 단축할 수 있고, 유리판(10)을 보다 효율적으로 절단할 수 있다.

다음에, 본 발명의 제4 실시 형태를 설명한다. 도 8은 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 유리판의 절단 방법 및 장치를 나타내는 도면이다.

본 실시 형태에서는 노즐(28)을 스크라이브홈(15)을 따라 이동시킴으로써, 스크라이브홈(15) 및 그 주변부를 노즐(28)로부터 분출된 냉각제(21)에 의해 순차 냉각함과 동시에, 레이저 빔 조사 수단(30)과 렌즈(31)를 스크라이브홈(15)을 따라이동시킴으로써 스크라이브홈(15) 이외의 스크라이브홈(15) 양측 주변을 순차 조사하여 가열한다.

이러한 수법을 취하는 본 실시 형태에 있어서도, 임의의 스크라이브홈을 따라 유리판을 절단할 수 있고, 상기 제2 실시 형태와 마찬가지의 효과를 발휘한다. 또한, 본 실시 형태에서는 냉각과 가열을 동시에 행하기 때문에, 상기 제2 실시 형태와 비교하면 브레이크 공정 시간을 단축할 수 있고, 유리판(10)을 보다 효율적으로 절단할 수 있다.

다음에, 본 발명의 제5 실시 형태를 설명한다. 도 8은 본 발명의 제5 실시 형태에 따른 유리판의 절단 방법 및 장치를 나타내는 도면이다.

본 실시예에 있어서는 도시하지 않지만, 제1, 제3 실시 형태와 같이, 스크라이브홈(15) 및 그 주변부에 다수의 분출 구멍을 1열로 뚫어 설치한 냉각 파이프(20)로부터 냉각제(21)를 분무함으로써, 냉각 대상 영역인 1개의 스크라이브홈(15) 및 그 주변부의 전역을 냉각한다. 그리고, 이 냉각 공정의 완료 직후, 혹은 냉각 공정과 동시에 유리판(10)의 스크라이브홈(15)의 양측 주변에 미리 매립되거나, 혹은 미리 점착되거나, 혹은 미리 피착 형성된 선형 또는 가는 띠 형상의 발열체(25)를 이용하여 스크라이브홈(15)의 양측 주변을 가열한다. 발열체(25)에는 먼저 진술한 니크롬선을 이용하여도, 혹은, 유리판으로의 회로 패턴 형성시에 동시에 제작한 발열 저항체 등을 이용하여도 좋다. 또한, 통전함으로써 가열되는 발열체(25) 이외에도, 화학적인 반응을 일으키는 것에 의해 발열하는 발열체(25)를 이용하는 것도 가능하다.

이러한 수법을 취하는 본 실시 형태에 있어서도, 임의의 스크라이브홈을 따라 유리판을 절단할 수 있고, 상기 제1, 제3 실시 형태와 마찬가지의 효과를 발휘한다. 또한, 본 실시 형태에서는 가열 수단의 구성을 간소화할 수 있다.

또, 상술한 각 실시 형태에서는 스크라이브홈 및 스크라이브홈 주변만을 냉각하도록 하고 있지만, 유리판 전체, 혹은 가공 장치 전체를 냉각하는 수법을 채용하여도 상관없다. 또한, 냉각 매질은 액체 질소 가스를 이용하는 것이 효율적이지만, 다른 냉각 매질이어도, 적더라도 스크라이브홈 주변이 0℃ 이하로 냉각되면 지장이 없다.

또, 상술한 각 실시 형태에서는 절단(분단) 대상으로 하는 박판을 유리판으로 하였지만, 절단 대상이 되는 박판은 유리판 이외에도, 세라믹판, 혹은 복합 재료로 이루어지는 취성 박판, 혹은 경사 재료(판 두께 방향의 특성이 점차 다른 재료)로 이루어지는 취성 박판 등도 본 발명의 적용 대상이 될 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따르면, 유리, 세라믹스 등의 취성 재료의 박판을 충격을 제공하지 않고 열 수축을 이용한 절단 수법을 이용하며, 또한, 박판의 면 내 방향에 크랙이나 스크라이브홈을 따른 박리가 생길 우려가 가급적 적은, 일반적으로, 제품이 되는 유리판의 성능을 저하시키지 않는 효율이 좋은 절단 방법 및 절단 장치를 제공할 수 있다.

Claims

액정 표시판을 포함하는 액정 표시 장치에 있어서,

상기 액정 표시판의 절단부로부터 3㎜ 이내의 거리 범위에서는, 잔류 응력치가 0.1∼5kgf/㎠의 범위 내로 거의 일정치인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
액정 표시판을 포함하는 액정 표시 장치에 있어서,

상기 액정 표시판의 적어도 1변의 절단부로부터 3㎜ 이내의 거리 범위에서는, 잔류 응력치가 0.1∼5kgf/㎠의 범위 내로 거의 일정치인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
액정 표시판을 포함하는 액정 표시 장치에 있어서,

상기 액정 표시판의 절단부로부터 3㎜ 이내의 거리 범위에서는, 잔류 응력치가 0.1∼10kgf/㎠의 범위 내로 거의 일정치인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
액정 표시판을 포함하는 액정 표시 장치에 있어서,

상기 액정 표시판의 적어도 1변의 절단부로부터 3㎜ 이내의 거리 범위에서는, 잔류 응력치가 0.1∼10kgf/㎠의 범위 내로 거의 일정치인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
액정 표시판을 포함하는 액정 표시 장치에 있어서,

상기 액정 표시판의 절단부로부터 1㎜ 이내의 거리 범위에서는, 잔류 응력치가 0.1∼10kgf/㎠의 범위 내로 거의 일정치인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
액정 표시판을 포함하는 액정 표시 장치에 있어서,

상기 액정 표시판의 적어도 1변의 절단부로부터 1㎜ 이내의 거리 범위에서는, 잔류 응력치가 0.1∼10kgf/㎠의 범위 내로 거의 일정치인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
액정 표시판을 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법에 있어서,

액정 표시판을 복수 포함하는 유리판에 스크라이브홈을 기계적으로 형성하는 공정과,

스크라이브홈을 사이에 둔 양측의 부분에 각각 상기 유리판의 두께에 따른 소정의 열량을 제공함으로써 유리판을 절단하는 공정

을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
액정 표시판을 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법에 있어서,

액정 표시판을 복수 포함하는 유리판에 스크라이브홈을 기계적으로 형성하는 공정과,

스크라이브홈을 사이에 두는 양측에서 상기 유리면의 상측에 각각 열선을 배치하는 공정과,

상기 2개의 열선에 동일 시기에 소정의 전압을 인가함으로써 상기 유리판을 절단하는 공정

을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
액정 표시판을 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법에 있어서,

액정 표시판을 복수 포함하는 유리판에 스크라이브홈을 기계적으로 형성하는 공정과,

스크라이브홈을 사이에 둔 양측에서 각각 소정의 길이 범위를 동일 시기에 가열함으로써 상기 유리판을 절단하는 공정

을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
액정 표시의 회로 패턴을 형성한 제1 유리면과, 액정 표시의 컬러 필터 패턴을 형성한 제2 유리면을 포함하는 액정 표시판을 포함하는 액정 표시 장치의 제조방법에 있어서,

상기 제1 유리판에 스크라이브홈을 기계적으로 형성하는 공정과,

상기 제1 유리판 상의 스크라이브홈을 사이에 둔 양측에서, 각각 소정의 길이 범위를 동일 시기에 가열함으로써 상기 제1 유리판을 절단하는 제1 절단 공정과,

상기 제2 유리판에 스크라이브홈을 기계적으로 형성하는 공정과,

상기 제2 유리판 상의 스크라이브홈을 사이에 둔 양측에서, 각각 소정의 길이 범위를 동일 시기에 가열함으로써 상기 제2 유리판을 절단하는 제2 절단 공정

을 포함함으로써, 상기 액정 표시판을 추출하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
스크라이브홈을 형성하고 있는 유리판의 스크라이브홈부 및 그 주변부를 냉각하고, 스크라이브홈의 양측 주변 부위를 가열함으로써, 스크라이브홈을 유리판의 이면까지 진행시켜 유리판을 분단하는 것을 특징으로 하는 유리판의 제조 방법.
스크라이브홈을 형성하고 있는 유리판의 스크라이브홈부 및 그 주변부를 냉각하는 것과 동일 시기에, 스크라이브홈의 양측 주변 부위를 가열함으로써, 스크라이브홈을 유리판의 이면까지 진행시켜 유리판을 분단하는 것을 특징으로 하는 유리판의 제조 방법.
제11항에 있어서,

미리 열선을 스크라이브홈의 양측 주변 부위에 매립하거나 혹은 상기 열선을 스크라이브홈의 양측 주변 부위에 붙인 유리판을 이용하여 스크라이브홈을 냉각한 후, 상기 열선에 전기를 통과시키거나 혹은 화학 반응을 일으키게 하여 스크라이브홈 주변을 가열하여 유리판을 절단하는 것을 특징으로 하는 유리판의 제조 방법.
액정 표시판을 포함하는 액정 표시 장치에 있어서,

상기 액정 표시판의 절단부로부터 3㎜ 이내의 거리 범위에서, 소정의 길이의 열선을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
액정 표시판을 포함하는 액정 표시 장치에 있어서,

상기 액정 표시판의 적어도 1변의 절단부로부터 3㎜ 이내의 거리 범위에서, 소정의 길이의 열선이 매립되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.