KR19990030087A - 기판의 절단방법 및 표시패널의 제조 방법 - Google Patents

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쓰지 하루오
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Abstract

상부면 및 하부면을 갖는 기판 및 상기 기판의 상부면에 제공된 전기회로 구성요소를 포함하는 회로기판의 절단 방법으로서, 상기 기판의 하부면에 레이저빔을 조사함으로써 레이저빔의 조사부를 열원으로 이용하여 상기 기판의 내부에 응력을 발생시키는 단계; 및 상기 조사부를 이동시켜서 상기 기판을 절단하는 단계를 포함하는 회로기판의 절단 방법이 개시된다.

Description

기판의 절단방법 및 표시패널의 제조 방법
본 발명은 텔레비젼 세트등의 AV 기기나 OA 기기용의 모니터등에 사용되는 표시패널의 제조방법 및 표시 패널을 제조하기 위한 방법에 사용될 수 있는 기판 절단 방법에 관한 것이다.
근년, 액정표시장치(이하, LCD라 한다)는 여러가지의 분야에서 사용되고 있다. 종래의 다른 표시 장치에 대한 LCD 사용의 장점은 깊이 방향의 치수, 즉 두께를 극히 얇게 할 수 있어서 경량인 점, 좁은 공간에도 용이하게 설치할 수 있는 점, 및 풀칼라표시를 용이하게 실현할 수 있는 점등이다. 이 LCD는 액정표시패널, 구동회로 및 백라이트등으로 구성되어 있다.
액정표시패널의 제조과정에 있어서, 어떠한 형태의 액정표시패널이더라도, 알려져 있는 프로세스에 의해 전기배선이 형성된 마더기판을 소정의 사이즈로 절단하는 공정이 필요하다. 또한, X-Y 매트릭스상으로 제공된 전기배선을 갖는 액정표시패널에 있어서는, 정전기에 의한 불량을 피하기 위해서 그 제조과정의 도중까지 전기배선이 모두 단락되어 있다. 따라서, 각 전기배선을 서로 절연시키기 위해, 기판을 절단하는 공정이 필요하게 된다.
알려져 있는 LCD 제조 과정에서는, 일반적으로 기판 절단 공정의 시기로서, (i) 전기배선이 형성된 한쌍의 마더기판을 서로 부착하여 패널을 제조한 후에, 상기 기판을 소정의 사이즈로 절단하는 경우; 및 (ii) 전기배선이 형성된 한쌍의 마더기판 각각을 소정의 사이즈로 절단한 후에, 이때 얻어진 기판들을 서로 부착하여 패널을 제조하는 2가지 다른 경우가 있다.
알려져 있는 기판 절단 방법으로는, (1) 도 10a에 나타낸 바와같은 다이아몬드 스크라이빙법, (2) 도 10b에 나타낸 바와같은 레이저 스크라이빙법, (3) 도 10c에 나타낸 바와같은 다이아몬드 블레이드 다이싱법 및 (4) 도 10d에 나타낸 바와같은 레이저 절개-절단법이 있다. 특히, 액정표시패널의 제조에 있어서는, 생산성의 관점에서 도 10a에 도시된 다이아몬드 스크라이빙법이 많이 채용되고 있다.
현재의 정보화시대로의 이행에 따라, 텔레비젼 세트등의 AV 기기, OA 기기용의 모니터로서 사용되는 표시장치에 대하여도 고선명화 및 화면의 대형화가 요구되고 있다. 음극선관(CRT) 디스플레이, LCD, 플라즈마 디스플레이, 일렉트로 루미네슨스 디스플레이(이하, EL 디스플레이라 한다), 또는 발광 다이오드(LED) 디스플레이등의 표시장치에 대해서도 대화면을 제공하기 위한 개발 및 실용화가 진행되고 있다. 동시에, 이러한 대화면의 실현을 위해 표시장치의 중량, 치수 및 소비전력의 증가가 예상되기 때문에, 표시장치의 경량화, 박형화 및 저소비전력화등이 요청되고 있다.
상기한 표시 장치들중에서도, LCD는 두께를 특히 얇게 할 수 있어서 경량으로 좁은 공간에도 용이하게 설치할 수 있으므로 상기한 요구를 만족시킬 수 있다. 또한, 소비전력이 작으면서도 풀칼라 표시 장치를 실현하기가 용이하기 때문에 상기한 요구에 부응할 수 있다. 또한, 상기 LCD는 대형 모니터나 벽걸이 표시장치등의 대화면 표시장치에 사용되기에 적합하다. 따라서, 화면의 대형화를 실현함에 있어서, 다른 표시 장치에 비해 LCD에 대한 기대가 커지고 있다.
그러나, 액정표시패널의 화면 사이즈가 커지면, 액정표시패널의 제조공정에서 신호선의 단선, 화소결함 등에 의한 불량율이 급격히 증가되는 문제가 있다. 또한, 액정표시패널의 가격을 상승시키는 문제도 있다. 따라서, 이 문제들을 해결하도록, 예컨대 일본국 공개 실용신안 공보 제85-191029호에서는, 액정표시패널을 구성하는 한쌍의 기판중 적어도 하나의 기판에 대해, 복수의 소형 기판들을 그들의 측면에서 접속하여 제조된 하나의 대형 기판으로 구성된 액정표시패널이 개시되어 있다.
도 11a는 일본국 공개 실용신안 공보 제85-191029호에 개시된 액정표시패널의 평면도이고, 도 11b는 도 11a의 A-A'선의 단면도이다. 여기서는, 4개의 액티브 매트릭스기판을 도 11a에 도시된 방식(일행에 2개의 기판 X 일열에 2개의 기판)으로 접속하여 하나의 대형 기판으로 제조한다. 이와같이 얻어진 대형 기판을 그들 사이에 액정층이 삽입되어 있는 다른 적절한 기판들(즉, 칼라 필터 기판)에 부착함에 의해 대화면의 액정표시패널을 제조하고 있다.
일반적으로, 액티브 매트릭스형 액정표시패널에서는, 각 화소에 미세한 액티브 소자가 제공된 대형 기판(즉, 액티브 매트릭스기판)을 LCD 디스플레이의 고수율을 유지하면서 제조하기란 지극히 곤란하다. 따라서, 생산성의 면에서, 이하 설명되는 제조 과정이 더 효율적으로 생각된다.
더 구체적으로, 복수의 소형 기판을 제작하여 그것들을 서로 측면에서 접속하여 하나의 대형 액티브 매트릭스기판을 제조한다. 그후, 칼라 필터가 제공된 하나의 대형 기판(즉, 대향기판)을 액티브 매트릭스기판에 부착하여 패널을 제조하는 것이다.
상기 대화면 액정표시패널에서는, 기판들 사이의 이은 곳을 눈에 띄지 않게 하기 위해서, 액티브 매트릭스기판들 사이의 접속면을 고정밀도로 절단하여 기판들 사이의 접속영역을 될 수 있는 한 작게 해야 한다. 따라서, 이 액정표시패널의 제조에 있어서는, 고정밀도의 관점에서, 접속면을 정확하게 절단하도록 다이아몬드 블레이드 다이싱법이 많이 채용되고 있다.
상기한 기판절단방법들중 도 10a에 도시된 다이아몬드 스크라이빙 방법에 의하면, 다이아몬드 바늘을 이용하여 절단예정선을 금긋고, 기계적인 굽힘 응력을 가하여 기판을 분리하는 것이다. 이 방법은, 절단가공을 용이하게 실행할 수 있다. 따라서, 다이아몬드 스크라이빙법을 이용하면 생산성면에서 우수하다. 그러나, 상기 다이아몬드 스크라이빙 방법은 기판의 분쇄에 의해 칩과 같은 작은 입자의 발생, 및 가공정밀도가 수백 μm로 불량한 점등의 문제를 안고 있다.
도 10b에 도시된 레이저 스크라이빙법에 의하면, 레이저빔을 절단예정라인에 조사하여 재료표면을 용융 및 증발시켜 홈을 형성한 후, 기계적인 굽힘응력을 가하여 기판을 절단하는 것이다. 이 방법은 비접촉 및 고속가공을 실현할 수 있지만, 용융 및 증발된 기판 입자가 흩날려, 기판 표면에 부착하는 것, 및 파단된 칩의 발생등의 문제를 안고 있다.
도 10c에 도시된 다이아몬드 블레이드 다이싱법에 의하면, 다이아몬드의 연마용 입자를 도포한 블레이드를 기판에 대해 고속회전시킴에 의해 연삭가공을 실행하는 것이다. 이 방법은 가공정밀도가 대단히 우수하지만, 연삭수 및 세정수가 필요하고 연삭 쓰레기가 발생하는 등의 문제를 안고 있다.
도 10d에 도시된 레이저 절개-절단법은 레이저빔을 조사할 때에 재료내부에서 발생하는 열응력을 이용한다. 이러한 열원을 이동시켜서 파열을 진행시킨다. 이 방법은, 파단된 칩, 입자 및 연삭 쓰레기 등이 발생하지 않고, 연삭수 또는 세정수를 필요로 하지 않는다. 최근에는, 상기 레이저 절개-절단법이 각종 기판의 절단에 응용되고 있다. 예컨대, 일본 정밀공학 학회지(P.196, Vol. 60, No.2, 1994)에 그 개요가 기재되어 있다.
그러나, 레이저 절개-절단법을 액정표시패널용 기판의 절단에 적용하는 경우에는, 다음과 같은 문제가 있다.
일반적인 액정표시패널용의 기판의 절단라인을 따라 전기배선, 및 절연막이 존재하는 경우가 많다. 예컨대, 단순 매트릭스형 액정표시패널의 경우에는, 투명도전막으로 이루어지는 전기배선이 절단라인을 따라 존재한다. 한편, 액티브 매트릭스형 액정표시장치의 경우에는, 금속막으로 이루어지는 전기배선, 절연막이 절단라인상에 존재한다. 그 이유는, 상기 제조 과정에서 이들 전기배선을 마더기판상에 형성하는 중에, 정전기에 의한 불량을 피하기 위해서 모든 전기배선을 기판 주변 영역에서 단락시키며, 기판 절단 공정에서 주변 영역을 절단함에 의해 각 전기배선을 서로 절연시키기 때문이다. 그러나, 이러한 전기배선, 절연막을 갖는 기판상에서 레이저 절개-절단법이 사용되는 경우, 전기배선의 존재에 따라 레이저빔이 반사될 수 있고, 절연막의 존재에 따라 레이저빔의 흡수량이 변화한다. 그 결과, 레이저빔이 조사되었을 때에 발생하는 열응력이 변화하여, 고정밀도로 매끄럽게 기판을 절단할 수 없는 문제가 생긴다.
또한, 레이저 절개-절단법을 상기한 대화면 액정표시패널용액티브 매트릭스 기판들 사이의 접속면을 절단하도록 사용하는 경우에는, 다음과 같은 문제가 있다.
상기한 액티브 매트릭스기판의 절단에 있어서는, 접속영역을 될 수 있는 한 작게하여 기판들 사이의 이은 곳을 눈에 띄지 않게 하기 위해서, 표시화소의 근방에서 고정밀도로 절단해야 할 필요가 있다. 이를 위해, 접속면의 에지로부터 약 100μm∼500μm 정도 떨어진 위치에 화소전극, 반도체소자(예컨대, 박막 트랜지스터, 이하 TFT라 한다)를 배치해야 하며, 상기 간격은 대화면 액정표시패널의 사이즈나 해상도에 의해 변화한다.
상기 레이저 절개-절단법은 조사된 레이저가 기판 표면 근방으로 흡수될 때에 발생하는 열응력을 이용하는 방법이기 때문에, 레이저 조사 스폿 근방이 열전도의 영향을 받기 쉽다. 그 결과, 접속면에 가장 근접하여 위치된 반도체소자(즉, TFT)가 가열되어 특성변화등의 악영향을 받게되는 문제가 생긴다. 또한, 반도체소자(즉, TFT)상에 레이저빔이 직접 조사되면, 광열화등의 악영향을 받는 경우도 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 상부면 및 하부면을 갖는 기판 및 상기 기판의 상부면에 제공된 전기회로 구성요소를 포함하는 회로기판의 절단 방법은, 상기 기판의 하부면에 레이저빔을 조사함으로써 레이저빔의 조사부를 열원으로 이용하여 상기 기판의 내부에 응력을 발생시키는 단계; 및 상기 조사부를 이동시켜서 상기 기판을 절단하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 제 1 및 제 2 회로기판을 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 회로기판이 각각 상부면 및 하부면을 갖는 기판 및 상기 기판의 상부면에 제공된 전기회로 구성요소를 갖는 표시패널의 제조 방법은, 상부면 및 하부면을 갖는 마더기판 및 상기 마더기판의 상부면에 제공된 전기회로 구성요소를 포함하는 마더회로 기판을 절단함으로써 상기 제 1 회로기판을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 제 1 회로기판 형성 단계는: 상기 마더기판의 하부면에 레이저빔을 조사함으로써 상기 레이저빔의 조사부를 열원으로 이용하여 상기 마더기판의 내부에 응력을 발생시키는 단계; 및 상기 조사부를 이동시켜서 상기 마더기판을 절단하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서는, 상기 마더기판을 절단하는 단계에서, 상기 마더기판은 상기 제 1 회로기판이 곡선상으로 된 코너를 가지도록 절단된다.
본 발명의 다른 실시예에서는, 상기 마더기판을 절단하는 단계에서, 상기 마더기판은 상기 제 1 회로기판이 약 2mm 이상의 곡률반경을 갖는 코너를 가지도록 절단된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 복수의 제 1 회로기판을 접속하여 얻어진 대형 회로기판 및 상기 대형 회로기판과 대향하도록 제공된 제 2 회로기판을 가지며, 상기 복수의 제 1 회로기판 및 제 2 회로기판이 각각 상부면 및 하부면을 갖는 기판 및 상기 기판의 상부면에 제공된 전기회로 구성요소를 포함하는 표시패널의 제조 방법은, 상부면 및 하부면을 갖는 마더기판 및 상기 마더기판의 상부면에 제공된 전기회로 구성요소를 갖는 마더회로기판을 절단함으로써 상기 복수의 제 1 회로기판을 형성하는 단계; 상기 복수의 제 1 회로기판의 절단된 면들을 서로 접속하여 대형 회로기판을 형성하는 단계; 및 상기 대형 회로기판을 상기 제 2 회로기판에 부착하는 단계를 포함한다. 상기 제 1 회로기판 형성 단계는 : 상기 마더기판의 하부면에 레이저빔을 조사함으로써 상기 레이저빔의 조사부를 열원으로 이용하여 상기 마더기판의 내부에 응력을 발생시키는 단계; 및 상기 조사부를 이동시켜서 상기 마더기판을 절단하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태에서는, 제 1 및 제 2 회로기판을 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 회로기판이 각각 상부면 및 하부면을 갖는 기판 및 상기 기판의 상부면에 제공된 전기회로 구성요소를 포함하는 표시패널의 제조 방법은, 상기 제 1 회로기판과 제 2 회로기판을, 서로의 상부면이 대향하도록 부착하는 단계; 상기 제 1 및 제 2 회로기판을 서로 부착하는 단계 후에, 상기 제 1 및 제 2 회로기판의 기판들 각각의 하부면에 레이저빔을 조사함으로써 상기 레이저빔의 조사부를 열원으로 이용하여 상기 기판의 내부에 응력을 발생시키는 단계; 및 상기 조사부를 이동시켜서 상기 제 1 및 제 2 회로기판의 기판들 각각을 절단하여 상기 표시패널을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일실시예에서는, 상기 제 1 및 제 2 회로기판의 기판들 각각을 절단하는 단계에서, 상기 제 1 및 제 2 회로기판이 각각 곡선상으로 된 코너를 가지도록 상기 기판들이 절단된다.
본 발명의 다른 실시예에서는, 상기 제 1 및 제 2 회로기판 각각의 상기 기판들을 절단하는 공정에서, 상기 제 1 및 제 2 회로기판이 각각 약 2mm 이상의 곡률반경을 갖는 코너를 가지도록 상기 기판들이 절단된다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 복수의 서브패널을 갖는 표시패널의 제조 방법은, 상기 복수의 서브패널은 각각 제 1 및 제 2 회로기판을 가지며, 상기 제 1 및 제 2회로기판들 각각이 상부면 및 하부면을 갖는 기판 및 상기 기판의 상부면에 제공된 전기회로 구성요소를 포함하고, 상기 제 1 회로기판과 제 2 기판회로을, 서로의 상부면이 대향하도록 부착하는 단계; 상기 제 1 및 제 2 회로기판을 서로 부착하는 단계 후에, 상기 제 1 및 제 2 회로기판의 기판들 각각의 하부면에 레이저빔을 조사함으로써 상기 레이저빔의 조사부를 열원으로 이용하여 상기 기판의 내부에 응력을 발생시키는 단계; 상기 조사부를 이동시켜서 상기 제 1 및 제 2 회로기판의 각 기판들을 절단하여 적어도 하나의 서브패널을 형성하는 단계; 및 상기 서브패널의 기판들의 절단된 면들을 서로 접속하여 표시패널을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 전기배선, 절연막, 및 반도체소자등의 전기적부재가 제공된 표면의 반대쪽 표면에 레이저빔이 조사된다. (이하, 전기배선, 절연막, 및 반도체소자등의 전기적부재가 제공된 표면을 상부면이라 하고, 상부면 반대쪽의 표면을 하부면이라 한다.) 그 결과, 열원으로서 작용하는 조사 스폿에서의 열응력이 기판 내부에 발생되고, 상기 조사 스폿을 이동시켜서 파열을 진행시킴에 의해 기판이 절단된다. 레이저빔이 기판의 하부면, 즉 전기적 부재가 제공되어 있는 표면의 반대쪽 표면으로 조사되므로, 전기배선의 존재에 의해 레이저빔의 반사가 발생되지 않고, 절연막의 존재에 의해 레이저빔의 흡수정도에 변화가 생기지 않는다. 따라서, 레이저빔이 조사되었을 때에 발생하는 열응력에 변화가 생기지 않는다. 그 결과, 고정밀도로 매끄럽게 기판을 절단할 수 있다. 또한, 마이크로크랙이 없는 거울면으로 마무리된 절단면을 얻을 수 있다.
본 발명에 따르면, 상부면에 제공된 전기배선, 절연막, 및 반도체소자등의 전기적부재를 갖는 한쌍의 기판이 서로 부착되어 형성된 표시패널의 제조시에, 전기배선, 절연막, 및 반도체소자등의 전기적부재가 제공된 표면의 반대쪽의 기판들중 적어도 하나의 대응하는 하부면에 레이저빔이 조사된다. 그 결과, 레이저빔이 조사되었을 때에 발생하는 열응력에 변화가 생기지 않는다. 따라서, 고정밀도로 매끄럽게 기판을 절단할 수 있다. 또한, 반도체소자(TFT 등)가 형성되어 있는 표면의 반대측의 하부면에 레이저빔이 조사되므로, 광열화나 열전도등의 악영향을 받지 않는다. 그 결과, 반도체소자의 특성변화등의 문제가 생기지 않는다. 또한, 종래의 표시패널의 제조에서 필요했던 절단공정 후의 마이크로크랙 또는 에지의 깔죽깔죽한 부분을 제거하기 위한 모떼기 공정 및 파단된 칩, 입자, 연삭 쓰레기 등을 제거하기 위한 세정공정등을 생략할 수 있기 때문에, 표시 패널 제조 공정을 간략화할 수 있다. 액티브 매트릭스기판을 절단하는 경우에는, 기판 표면에 TFT 소자등의 반도체소자가 노출되어 있기 때문에, 외부 레이저원에서의 화학오염이나, 기판 절단시에 발생되는 파단된 칩, 입자, 연삭쓰레기 등의 부착, 및 이들에 따른 표면의 상처등에 세심한 주의를 기울일 필요가 있다. 본 발명은 이러한 화학오염 및 파단된 칩, 입자, 연삭쓰레기 등의 부착을 피할 수 있기 때문에, 제품 불량율을 개선시킬 수 있다. 또한, 비접촉으로 기판을 절단할 수 있으므로, 장치의 자동화가 용이하게 실시될 수 있고, 따라서 생산성이 우수하다.
본 발명에 따르면, 복수의 소형 기판을 그들의 측면에서 접속하여 얻어진 하나의 대형 기판과 대향 기판을 그 사이에 삽입된 액정층을 통해 부착함에 의해 대화면이 실현될 수 있는 표시패널의 제조 방법에 있어서, 상기 소형 기판 제조를 위해 대형 기판의 대응하는 하부면에 레이저빔이 조사되고, 상기 하부면은 전기배선, 절연막, 반도체소자등의 전기적부재가 제공된 상부면의 반대측에 있다.그 결과, 레이저빔이 조사되었을 때에 발생하는 열응력에 변화가 생기지 않고, 따라서 고정밀도로 매끄럽게 기판을 절단할 수 있다. 또한, 반도체소자(TFT 등)가 형성되어 있는 표면과 반대측의 표면에 레이저빔이 조사되기 때문에, 광열화및 열전도등의 악영향을 받지 않는다. 그 결과, 반도체소자의 특성변화등의 문제가 생기지 않는다. 또한, 마이크로크랙이 없는 거울면으로 된 절단면을 얻을 수 있기 때문에, 절단면들을 접착제로써 서로 접속할 때에 접착제의 습윤성이 향상되어, 접착강도가 향상된다. 또한, 접착제와 절단면 사이의 계면에서의 광의 산란을 방지할 수 있다.
본 발명에 따르면, 상부면에 전기적부재를 갖는 한쌍의 기판을 서로 부착하여 형성되는 패널구성부에 대하여, 상기 각 기판의 전기부재가 제공된 표면의 반대측인 기판들 각각의 하부면에 레이저빔이 조사된다. 그 결과, 레이저빔이 조사될 때에 발생하는 열응력에 변화가 생기지 않고, 따라서 고정밀도로 소정 사이즈의 표시 패널을 얻을 수 있다. 또한, 반도체소자(TFT 등)가 형성되어 있는 표면의 반대측의 하부면에 레이저빔이 조사되므로, 광열화나 열전도등의 악영향을 받지 않고, 따라서 반도체소자의 특성변화등의 문제가 발생되지 않는다.
본 발명에 따르면, 복수의 소형 패널을 그들의 측면에서 접속하여 대형 표시 패널을 제조할 때, 상부면에 전기적부재를 갖는 한쌍의 기판을 서로 부착하여 형성되는 패널구성부에 대하여, 상기 각 기판의 전기부재가 제공된 표면의 반대측인 기판들 각각의 하부면에 레이저빔이 조사된다. 그 결과, 레이저빔이 조사될 때에 발생하는 열응력에 변화가 생기지 않고, 따라서 고정밀도로 소정 사이즈의 표시 패널을 얻을 수 있다. 또한, 반도체소자(TFT 등)가 형성되어 있는 표면의 반대측의 하부면에 레이저빔이 조사되므로, 광열화나 열전도등의 악영향을 받지 않고, 따라서 반도체소자의 특성변화등의 문제가 발생되지 않는다. 또한, 마이크로크랙이 없는 거울면으로 된 절단면을 얻을 수 있기 때문에, 절단면들을 접착제로써 서로 접속할 때에 접착제의 습윤성이 향상되어, 접착강도가 향상된다. 또한, 접착제와 절단면 사이의 계면에서의 광의 산란을 방지할 수 있다.
본 발명에 따르면, 기판 또는 표시패널의 코너부가 곡선상으로 되도록 절단된다. 그결과, 표시패널용의 기판의 코너부에서 치핑이 발생하지 않게 되어, 코너부의 치핑에 의한 파단된 칩의 발생을 방지할 수 있다. 따라서, 기판표면에 파단된 칩이 부착되는 등의 불량이 발생하지 않게되어, 불량율을 개선시킬 수 있다. 또한, 작업자의 손이 절단된 기판이나 표시패널에 접촉되어도, 코너부가 예리한 에지를 갖고 있지 않기 때문에, 작업의 안전성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 기판 또는 표시패널의 코너부는 곡률반경 R≥ 2mm의 곡선상으로 되도록 절단된다. 그 결과, 후술하는 실시예 3에서와 같이, 절단예정라인에 대하여 오버슛(overshoot)되지 않고 예정대로 절단할 수 있다.
본 발명에 따르면, 하나의 표시패널을 제조할때, 패널구성부는 그 표시패널과 거의 같은 정도의 사이즈를 가진다. 패널구성부의 에지부를 절단함으로써, 표시패널을 얻을 수 있다. 또한, 2개 이상의 표시패널을 제조하는 경우에, 패널구성부는 2개 이상의 표시패널을 커버하기에 충분한 사이즈를 가진다.
따라서, 본 발명에서는 (1) 전기배선, 절연막, 반도체소자 등의 전기적부재를 포함하는 기판을 고정밀도로 절단할 수 있고 반도체소자에 대해 광열화 및 특성변화 등의 악영향을 미치지 않는 기판 절단 방법; 및 (2) 상기 기판 절단 방법을 이용한 표시 패널의 제조 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 장점들은 첨부 도면들을 참조하여 기술되는 이하의 상세한 설명을 이해한다면 당업자들에게 더욱 명확해질 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예 1의 기판 절단방법을 설명하는 사시도,
도 2는 본 발명에서, 기판 절단에 사용하는 장치를 도시한 개략도,
도 3a는 은 실시예 1에 의한 기판 절단면의 표면 거칠기를 측정한 결과를 도시한 도면,
도 3b는 본 발명의 실시예 1의 기판 절단면의 표면형상의 3차원 표시를 도시한 도면,
도 3c는 다이아몬드 블레이드 다이싱법에 의한 기판 절단면의 표면 거칠기를 측정한 결과를 도시한 도면,
도 3d는 다이아몬드 블레이드 다이싱법에 의한 기판 절단면의 표면형상의 3차원 표시를 도시한 도면,
도 4는 본 발명에서 급냉담금질 가스를 사용하는 기판 절단방법을 설명하는 사시도,
도 5a 내지 5c는 본 발명의 실시예 3의 기판 절단방법을 설명하는 사시도,
도 6a 내지 6c는 본 발명의 실시예 4의 기판 절단방법을 설명하는 사시도,
도 7a는 일본국 공개 특허 공보 제96-122769호에 개시된 액정표시장치를 나타낸 평면도,
도 7b는 일본국 공개 특허 공보 제96-122769호에 개시된 액정표시장치를 나타낸 단면도,
도 8은 본 발명의 실시예 5의 기판 절단방법을 설명하는 사시도,
도 9a는 4개의 표시패널을 각 행과 각 열에 각각 2개의 패널이 제공되도록 접속한 액정표시장치의 평면도,
도 9b는 본 발명의 기판의 절단방법을 설명하는 사시도,
도 10a는 다이아몬드 스크라이빙법을 나타낸 단면도,
도 10b는 레이저 스크라이빙법을 나타낸 사시도,
도 10c는 다이아몬드 블레이드 다이싱법을 나타낸 단면도,
도 10d는 레이저 절개- 절단법을 나타낸 사시도,
도 11a는 일본국 공개 실용신안 공보 제85-191029호에 개시된 액정표시패널의 평면도,
도 11b는 도 11a의 A-A'선의 단면도,
도 12는 비교예1의 기판의 절단방법을 설명하는 사시도, 및
도 13은 비교예3의 기판의 절단방법을 설명하는 사시도이다.
이하, 본 발명의 실시예에 관해서 도면을 참조하여 설명하지만, 이것으로 제한되지 않는다. 이하의 실시예에 있어서는 표시매체로서 액정을 사용한 액정표시패널의 제조 방법에 관해서 설명하고 있지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니라, 예컨대 플라즈마표시패널(PDP), 전계 발광(EL)표시패널등의 다른 표시패널의 제조 방법으로도 적용가능하다.
(실시예 1)
도 1은 본 발명의 실시예 1의 기판절단방법을 설명하기 위한 사시도이다. 실시예 1에서는 액정표시패널의 액티브 매트릭스기판을 소정 사이즈로 절단하기 위해, 표시부 주변에서 단자 접속용으로 사용되는 전기 배선을 따라 절단하고 있다.
기판(1)으로는 두께 약 1.1mm의 액정표시패널용 무알칼리유리(코닝사의 # 7059)가 사용된다. 전기배선(2)으로는 스퍼터링법에 의해 증착한 금속배선이 사용된다. 본 실시예에 따르면, 두께 약 0.3μm의 Ta막을 스퍼터링법에 의해 증착하여 패터닝함으로써 전기배선(2)을 형성하였다.
본 발명의 실시예 1에 따르면, 기판(1)은 그 기판(1)상의 절단예정라인에 레이저빔(LB)을 조사하여 절단된다. 레이저를 조사한 때에 재료내부에서 발생하는 열응력, 즉 열원부근에서 발생하는 압축응력과 인장응력을 이용하여 상기 절단작업이 실행된다. 상기 열원, 즉 조사부(S)를 이동시킴에 의해 파열을 진행시켜 기판을 절단한다. 레이저빔(LB)은 전기배선(2)이 형성되어 있는 면의 반대측의 면에 조사된다(이하, 전기배선(2) 또는 적어도 하나의 전극이 제공되어 있는 면을 상부면(US)이라 하고, 상부면 반대측의 면을 하부면(LS)이라 한다). 도 1에 도시된 바와같이, 전기배선(2)이 형성된 기판(1)은 그의 상부면이 아래로 향하도록 배치된다. 기판(1)의 하부면의 절단예정라인을 따라 레이저를 조사한다.레이저빔(LB)의 이동에 따라, 조사부(S)가 이동되어 파열을 진행시킨다. 여기서, 열원으로 작용하는 조사부(S)의 온도는 본 실시예에서 유리로 된 기판의 재료의 융점 이하의 온도가 되도록 설정하여, 용융에 의한 표면 형상의 변화가 생기지 않도록 한다.
도 2는 기판절단에 사용되는 장치를 도시한 개략도이다. 이 장치는 일반적인 레이저 절개-절단 장치와 동일한 타입의 장치이고, 그 장치의 가열부는 레이저 발진기(LO), 레이저 전원(PS) 및 광학계(OS)로 구성되어 있다. 상기 장치의 구동부는 X-Y 구동 테이블 및 재료 고정대(MSS)로 구성되어 있다. 제어부는 레이저를 제어하는 레이저 출력 제어, 레이저 초점 위치 제어, 및 X-Y 구동 테이블을 제어하는 테이블 위치 제어의 기능을 갖고 있다.
표 1은 본 발명의 실시예 1에 있어서의 가공조건 및 가공결과를 나타낸다. 또한, 도 12에 도시한 바와같이, 금속막으로 이루어지는 전기배선(2)이 형성된 기판(1)의 상부면에 레이저를 조사한 것을 제외하면 실시예 1과 마찬가지로 기판을 절단한 비교예 1에 관해서도 표 1에 나타낸다.
표 1
실시예 1 비교예 1
사용 레이저 CO2레이저 CO2레이저
레이저 조사 방향 하부면에서 상부면에서
레이저 출력 25W 25W
절단 거리 약 30cm 약 30cm
가공 속도 10mm/s 10mm/s
가공 정도 10-50μm 200-500μm절단예정라인상에서 전기배선에 의해 점유되는 면적의 비율이 큰 경우는, 절단 불가능
다른 특성 마이크로 크랙 없음거울면 마무리 크랙 다수 발생
상기 표 1로부터, 기판의 상부면에서 레이저를 조사한 비교예 1에 비해서, 기판의 하부면에서 레이저를 조사한 본 실시예 1이 가공 정밀도가 우수한 것을 알 수 있다. 또한, 비교예 1에서는, 절단예정라인상에서 전기배선이 차지하는 비율이 과도하게 많아지면, 절단을 할 수 없거나, 절단예정라인과는 다른 방향으로 파열이 진행되는 현상이 나타나는 한편, 본 실시예 1에서는 그와 같은 현상은 보이지 않고, 절단면에 마이크로 크랙도 전혀 발생하지 않았다. 그 이유는, 레이저 절개- 절단법은, 원래, 레이저빔을 조사한 때에 발생하는 열응력을 이용하는 방법이기 때문에, 레이저빔이 입사되는 반대측의 기판 표면에 금속막같은 레이저빔을 반사시키는 물질이 존재하면 금속막상에서 열이 발생하지 않기 때문이라고 생각된다. 그 결과, 도 12에 나타낸 비교예 1과 같이 금속막으로 이루어지는 복수의 전기배선(2)을 가로 질러 절단예정라인이 존재하는 경우, 전기배선의 존재에 따른 주기로 열원으로 작용하는 조사부의 온도가 변화된다. 이것이 가공정밀도를 열화시키는 이유로 생각된다.
도 3a에 본 실시예 1에 의해 얻어진 유리기판의 절단면의 표면거칠기를 측정한 결과를 나타낸다. 도 3b에 본 실시예 1에 의해 얻어진 유리기판의 절단면의 형상에 대한 3차원 표시를 나타낸다. 도 3b에 있어서, X-Y 면이 절단면이고, X축이 절단라인 방향이고, Y축이 기판 두께 방향이며, Z축이 절단면의 표면요철 깊이를 나타내고 있다. 상기 도 3a에 의하면, 약 1.6mm×0.8mm의 측정 영역내에서의 표면 요철의 최고 및 최저점 사이의 높이차는 약 1.856μm이다. 도 3b에 도시된 바와같이 절단면이 대단히 매끈매끈하기 때문에, 절단면이 거울면으로 마무리되고 있는 것이 확인되었다.
비교를 위해, 도 3c에 다이아몬드 블레이드 다이싱법에 의해 절단된 유리기판의 절단면의 표면거칠기를 측정한 결과를 나타낸다. 도 3d에 그 절단면 형상의 3차원 표시를 나타낸다. 상기 도 3c에 의하면, 표면요철의 최고 및 최저점 사이의 차는 약 26.353μm이다. 또한, 도 3d에 나타낸 바와같이, 절단면의 요철이 심하고, 절단면이 광산란 상태인 것이 확인되었다.
(실시예 2)
본 발명의 실시예 2에서는, 금속막으로 이루어지는 전기배선 대신 투명 도전막으로 이루어지는 전기배선을 형성한 것을 제외하면, 도 1에 나타낸 실시예 1과 같은 방식으로 기판을 절단한다. 따라서, 도 1에 도시된 기판의 일반 구조가 변경되지 않으므로, 실시예 2는 실시예 1과 마찬가지로 설명한다.
기판(1)으로는 두께 약 1.1mm의 액정표시패널용 무알칼리 유리(아사히 그라스사의 AN635)를 이용하며, 각 전기배선(2)은 다음과 같이 형성된다. 투명도전막으로서, 두께 약 0.3μm의 ITO막을 스퍼터링법에 의해 증착하여 패터닝함으로써 전기배선(2)을 형성한다.
표 2에 본 실시예 2에서의 가공조건 및 가공결과를 나타낸다. 또한, 도 12에 도시한 바와같이 투명도전막으로 이루어지는 전기배선(2)이 형성된 기판(1)의 상부면에서 레이저를 조사한 것 이외는 실시예 2와 같은 방식으로 기판을 절단한 비교예 2에 관해서도 표 2에 나타낸다.
표 2
실시예 2 비교예 2
사용 레이저 CO2레이저 CO2레이저
레이저 조사 방향 하부면에서 상부면에서
레이저 출력 25W 25W
절단거리 약 30cm 약 30cm
가공 속도 10mm/s 10mm/s
가공 정도 10-50μm 200-300μm
다른 특성 마이크로 크랙 없음거울면 마무리 마이크로 크랙 발생
상기 표 2로부터, 기판의 상부에서 레이저를 조사한 비교예 2에 비해서, 기판의 하부면에서 레이저를 조사한 본 실시예 2쪽이 가공정밀도에서 우수한 것을 알 수 있다. 또한, 본 실시예 2에서는, 절단면에 마이크로 크랙도 전혀 발생하지 않았다. 그 이유는, 레이저 절개-절단법은, 원래, 레이저빔을 조사한 때에 발생하는 열응력을 이용하는 방법이기 때문에, 기판표면에 ITO 막과 같이 레이저광의 흡수정도가 기판과 다른 물질이 존재하면 열의 발생량이 변하기 때문이라고 생각된다. 그 결과, 도 12에 나타낸 비교예 2와 같이 투명도전막으로 이루어지는 복수의 전기배선(2)을 가로 질러 절단예정라인이 존재하는 경우, 열원으로 작용하는 조사부의 온도가 전기배선(2)의 존재에 따른 주기로 변화한다. 이것이 가공정밀도의 열화의 원인으로 생각된다. 그러나, 비교예 2에서는, 절단예정라인상에서 전기배선(2)이 차지하는 비율이 많아지더라도, 절단을 할 수 없거나, 절단예정라인과는 다른 방향으로 파열이 진행되는 현상은 보이지 않았다.
또한, 투명도전막으로 이루어지는 전기배선을 이용하지 않고, 화학적 증착법(CVD)으로 형성한 SiNx막이나 스퍼터링법으로 형성한 TaOx막등의 절연막, 칼라레지스트등의 유기막등을 이용하여 상기 실시예 2와 동일한 패턴을 형성하여, 기판절단가공의 평가를 한 바, 결과적으로 상기 표 2와 거의 같은 결과를 얻을 수 있었다.
상기 실시예 1 및 실시예 2에서 설명된 바와같이, 전기배선이나 절연막이 형성된 액정표시패널용 유리기판을 절단할 때 본 발명의 기판 절단 방법을 이용함에 의해, 파단된 칩, 입자, 연삭 쓰레기 등의 발생이 없었다. 또한, 10μm∼50μm의 뛰어난 가공정밀도를 얻을 수 있었다.
종래, 표시패널용의 유리기판을 절단할 때는, 절단공정 후에 마이크로 크랙 또는 가장자리의 깔죽깔죽한 자리를 제거하기 위한 모떼기 공정 및 파단된 칩, 입자, 연삭 쓰레기 등을 제거하기 위한 세정공정등이 필요하였다. 그러나, 본 발명의 기판 절단 방법을 이용함에 의해, 이들 후속 공정을 생략할 수 있다. 따라서, 제조공정을 간략화할 수 있어서, 비용 절감을 도모할 수 있다.
특히, 액티브 매트릭스기판을 절단하는 경우에는, 기판표면에 TFT 등의 반도체소자가 노출되어 있기 때문에, 외부 레이저원에서의 화학오염, 기판 절단시에 생기는 파단된 칩, 입자, 연삭 쓰레기 등의 부착, 이들에 의한 기판 표면의 상처등에 세심한 주의를 기울일 필요가 있었지만, 본 발명의 기판 절단법을 이용함에 의해, 세정에 의한 화학오염, 파단된 칩, 입자, 연삭 쓰레기 등의 부착을 피할 수 있다. 또한, 절단공정을 크린룸내에서 실행할 수 있기 때문에, 수율이 대폭 향상된다.
또한, 본 발명의 기판 절단 방법에 의한 경우에는, 기판과 접촉하지 않고 기판을 절단할 수 있으므로, 장치의 자동화가 용이하다. 따라서, 본 발명의 방법은 생산성에서도 종래의 방법에 비해 우수하다.
상기한 바와같이, 본 발명의 기판 절단 방법은 액정표시장치등의 표시패널용 유리기판의 절단에 적합하다. 본 발명의 방법은 알려진 프로세스를 이용하여 전기배선, 절연막 및 반도체소자등의 전기적 부재가 형성된 마더 기판을 소정 크기로 절단하는 공정에 사용되기에 특히 적합하다.
기판상에 조사되는 레이저빔의 스폿 바로 뒤(즉, 파열이 진행되는 방향의 반대쪽)에 급냉 담금질용 가스 스프레이 기구를 제공함에 의해, 열응력을 현저하게 발생시킬 수 있다. 또한, 가공속도를 약 200mm/s까지 향상시킬 수 있다. 예컨대, 도 4에 도시된 바와같이, 레이저빔의 스폿 뒤쪽 약 2mm∼5 mm의 위치에서 N2가스를 분사하면 효과적이다.
또한, 레이저빔의 조사 스폿을 2개 이상 이용하여 2점 이상의 다점에 대하여 가열을 함으로써 절단속도를 빠르게 할 수 있다.
레이저빔 조사 스폿으로는, 직경 약 0.5mm∼3mm의 원형이나 실제로 대응하는 원의 면적과 같은 면적을 가진 타원형등을 이용할 수 있다. 최적 스폿 형태는 가공정밀도 및/또는 가공속도에 따라 설정하면 좋다.
또한, 전기배선이나 절연막의 재료, 반도체소자의 종류 및 유리기판의 종류등은 상기 실시예에서 설명된 것으로 한정되지 않고, 다른 전기배선 재료나 절연재료, 다른 종류의 반도체소자 및 다른 종류의 유리기판을 사용한 경우라도 본 발명을 적용할 수 있다. 또한, 본 발명의 기판 절단 방법은 액정표시패널 용도로 제한되지 않는다. 기판의 광흡수특성을 고려하여 사용될 레이저를 선택함으로써, 세라믹기판, 반도체기판 등의 각종분야의 기판 절단 공정에서도, 본 발명의 기판 절단 방법을 적용할 수 있다. 예컨대, 본 발명의 기판 절단 방법은 실리콘, 갈륨 비소, 인화 갈륨, 알루미나, 산화 지르코늄, 티탄산 바륨, 석영 그라스, 보로실리케이트 그라스 또는 소다 그라스 등의 재료에 적용될 수 있다.
상기 실시예 1 및 실시예 2에서는 전기배선, 절연막 및 반도체소자등의 전기적 부재가 형성된 한쌍의 마더기판을 소정 사이즈로 절단하는 경우에 관해서 설명하였지만, 본 발명의 기판 절단 방법은 종래의 절단 방법으로는 곤란하던 곡선라인의 절단에 적용할 수 있다. 이 경우에 관해서, 이하의 본 발명의 실시예 3에서 설명한다.
(실시예 3)
도 5a는 실시예 3의 기판 절단 방법을 설명하는 사시도이다. 실시예 3에서는 기판의 코너부가 곡률반경 R=3mm의 곡선상으로 되도록 절단하고 있다.
표시패널용의 유리기판을 마더 기판으로부터 소정 사이즈로 절단할 때에, 종래의 기판 절단 방법을 사용한 경우에는 코너부를 곡선상으로 절단하는 것은 불가능하였다. 따라서, 절단후의 코너부는 예리한 가장자리를 갖고 있었다. 이 경우, 도 5b에 도시된 바와같이, 기판 절단시에 코너부에서 치핑(chipping)(즉, 칩 파단)이 발생되기 쉽고, 파단된 칩이 기판표면에 부착하여 불량이 발생하기 쉽다. 또한, 기판 절단시에 기판 코너부에서 치핑이 발생하지 않는 경우라도, 절단된 기판을 후속 공정으로 반송하는 과정에서, 기판의 코너부가 기판 홀더에 접촉하는 것 등에 의해 코너부에서 치핑이 발생하기 쉽다.
한편, 본 실시예 3과 같이, 기판 절단시에 코너부를 곡선상으로 절단함에 의해, 기판 절단시 및 절단후에 코너부의 치핑이 발생하기 어렵게 되어, 기판의 코너부의 치핑에 의한 파단된 칩의 발생을 방지할 수 있다. 또한, 작업자가 절단된 기판에 빈손으로 접촉한다고 해도, 코너부가 예리한 가장자리를 갖고 있지 않기 때문에, 안전하게 취급을 할 수 있다.
도 5a에 도시한 바와같이, 코너부의 절단을 연속적인 방식으로 실행할 수 있다. 원칙적으로는, 코너부를 임의의 곡률로 된 곡선상으로 절단할 수 있다.
코너부의 곡률 반경과 가공정밀도 사이의 관계에 관해서 실험적으로 조사하였다. 그 결과, 곡률 반경이 R≥2mm인 경우에는, 코너부가 곡선상으로 절단되는 것이 확인되었다. 그러나, 곡률 반경이 R2mm인 경우에는, 도 5c에 도시된 바와같이, 절단예정라인에 대하여 실제로 얻어지는 절단라인이 약간 오버슛되는 것이 확인되었다.
상기한 바와같이, 본 발명의 기판 절단 방법은 전기배선, 절연막 및 반도체소자등의 전기적 부재가 형성된 한쌍의 마더기판을 소정의 사이즈로 절단하는 공정에 이용될 수 있다. 또한, 전기적 부재가 형성된 한쌍의 마더기판을 서로 부착함에 의해 패널구성부로 제조한 후에, 그 패널구성부를 절단하여 소정 사이즈의 표시패널을 얻는 공정에도 적용할 수 있다. 이 경우에 관해서, 이하 실시예 4에서 설명한다.
(실시예 4)
도 6a 내지 6c는 본 실시예 4의 기판 절단 방법을 설명하는 사시도이다. 실시예 4에서는, 도 6a에 도시된 바와같이, TFT를 포함하는 액티브 매트릭스기판(3)과 CF층이 형성된 칼라 필터(이하 CF라 함) 기판(4)을 서로 부착하여 패널을 형성한 후에, 도 6b에 도시된 바와같이 레이저빔을 조사하여 기판을 절단한다. 그 결과, 도 6c에 도시된 바와같이, CF 기판(4)이 소정 사이즈로 절단되고, 액티브 매트릭스 기판(3)상에 제공된 전기배선(2)이 단자 취출부로서 노출된다.
액티브 매트릭스 기판(3)상의 전기배선(2)은 액정표시패널의 안쪽면에 위치하고 있기 때문에, 실시예 1의 도 1에 도시된 바와같이, 전기배선(2)이 형성되어 있지 않은 하부면에 레이저빔을 조사하여, 고정밀도로 기판을 절단할 수 있다. 레이저 조사는 2번, 즉 액티브 매트릭스 기판(3)측에서와 CF 기판(4)측에서 2번 실행될 필요가 있지만, 액정표시패널의 상하부면에서 동시에 레이저빔을 조사할 수 있는 장치를 이용하면 생산성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 액티브 매트릭스 기판이나 CF 기판의 절단예정라인상에 어떠한 전기배선이나 절연막이 존재하더라도, 레이저 파워, 스폿 직경 및 절단속도등의 가공조건을 일정하게 유지하여 용이하게 기판을 절단할 수 있다.
상기한 바와같이 패널을 절단하는 경우라도, 실시예 3과 같이 코너부를 곡선상으로 절단할 수 있다. 따라서, 패널 코너부에서의 치핑의 발생을 방지하여, 불량율 및 작업의 안전성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 기판 절단 방법은, 예컨대 일본국 공개 특허 공보 제 96-122769호에 개시되어 있는 액정표시장치와 같이 복수의 액정표시패널을 서로 인접하게 배치하여 화면을 대형화하는 액정표시장치의 제조에 적용할 수 있다.
도 7a는 일본국 공개 특허 공보 제 96-122769호에 개시되어 있는 액정표시장치의 평면도이고, 도 7b는 그 액정표시장치의 단면도이다. 상기 액정표시장치의 제조공정에서는, 액정표시패널들 사이의 이은 곳을 눈에 띄지 않게 하기 위해서, 액정표시패널들 사이의 접속부를 높은 가공정밀도로 절단할 필요가 있다. 본 발명에 따른 기판 절단 방법을 이용하면, 표 1에 도시한 바와같이 가공정밀도를 10μm∼50μm로 할 수 있기 때문에, 본 발명의 방법은 상기한 요구 조건을 만족시키는데 대단히 유효하다. 또한, 마이크로 크랙이 없는 거울면으로 된 절단면을 얻을 수 있기 때문에, 절단면들을 접착제로 접속할 때에 접착제의 습윤성이 향상되어, 접착강도가 향상된다. 또한, 접착제와 절단면 사이의 계면에서의 광산란을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 기판 절단 방법은, 예컨대 도 11a 및 11b에 나타낸 일본국 공개 실용신안 공보 제 85-191029호와 같이, 액정표시패널을 구성하는 한쌍의 기판들중 적어도 하나의 기판으로서, 그의 측면을 따라 복수의 소형 기판을 접속함에 의해 제조된 하나의 대형 기판을 이용하는 액정표시패널의 제조에도 적용할 수 있다. 이 경우에 관해서, 이하의 실시예 5에서 설명한다.
(실시예 5)
도 8은 본 실시예 5의 기판 절단 방법을 설명하는 사시도이다. 실시예 5에서는 액티브 매트릭스기판(1)의 주사전극(6),신호전극(7),화소전극(8) 및 TFT(9)가 형성되어 있는 표면(이하 상부면이라 한다)을 아래로 향하도록 배치한다. 실시예 1과 동일한 방식으로, 레이저빔을 상부면과 반대측의 면(이하, 하부면이라 한다)으로 조사한다. 절단예정라인을 따라 조사부를 이동시킴에 의해, 파열을 진행시킨다.
도 11a 및 11b에 나타낸 액정표시패널의 제조에 있어서는, 화소전극이나 TFT를 형성한 액티브 매트릭스기판용 마더기판을 소정 사이즈로 절단하여 소형 기판을 제조한다. 그후, 복수의 소형 기판을 그의 측면에서 접속하여 하나의 대형 액티브 매트릭스기판을 제조한다. 다음, 상기 대형 매트릭스 기판이, 칼라 필터(CF)층이 제공된 하나의 대형 기판(즉, 대향 기판)에 부착되어 도 11b에 도시된 패널을 형성한다. 액티브 매트릭스기판으로 작용하는 마더기판을 절단함에 있어서, 접속영역을 될 수 있는 한 작게하여 기판들 사이의 이은 곳을 눈에 띄지 않게 하도록, 표시화소 근방에서 고정밀도로 절단해야 한다. 이를 위해, 접속면의 에지로부터 약 1OOμm∼500μm 정도 떨어진 위치에 화소전극이나 반도체소자(예컨대 TFT)가 배치되며, 상기 간격은 대화면 액정표시패널의 사이즈나 해상도에 따라 변할 수 있다. 따라서, 레이저 조사 스폿 근방의 TFT가 열전도의 영향을 받거나, TFT에 레이저빔이 직접 조사되는 것을 방지할 필요가 있다.
본 실시예 5의 기판 절단방법에 의하면, TFT에 직접 레이저빔이 조사되지 않는다. 또한, 본 발명의 상기 방법은 TFT의 열전도의 영향 또는 TFT의 광열화에 의해 소자특성에 악영향을 미치는 것을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예 5의 기판 절단 방법은 완전한 드라이 공정으로 연삭수를 필요로 하지 않고, 연삭쓰레기도 발생시키지 않는다. 따라서, 종래의 다이아몬드 블레이드 다이싱법에 의한 기판 절단에 있어서 발생되는 연삭수 또는 연삭 쓰레기가 기판상의 반도체소자나 유기막에 악영향을 미치게 되는 문제를 해소할 수 있다. 또한, 마이크로크랙이 없는 거울면으로 마무리된 절단면을 얻을 수 있기 때문에, 절단면들을 접착제로 서로 접속할 때에 접착제의 습윤성이 향상되어, 접착강도가 향상된다. 또한, 접착제와 절단면 사이의 계면에서의 광의 산란을 방지할 수 있다.
본 실시예의 기판 절단 방법에 의해 액티브 매트릭스기판용 마더기판을 소정 사이즈로 절단하여 소형 기판을 제조하고, 도 11a 및 11b에 나타낸 액정표시패널을 제조하였다. 그 결과, 액티브 매트릭스기판의 접속영역에서도 표시성능을 균일하게 할 수 있었다.
이것과 비교하기 위해서, 주사전극(6), 신호전극(7), 화소전극(8) 및 TFT(9)가 형성되어 있는 상부면에 레이저빔을 조사하는 비교예 3의 기판 절단 방법을 도 13에 나타낸다. 이 경우, 예컨대 레이저 스폿(S)이 약 1mm의 레이저 스폿 직경을 가진다면, 기판 절단중에 기판절단예정라인으로부터 약 100μm∼500μm 정도 떨어진 위치에 배치되어 있는 반도체소자(즉, TFT)에 레이저빔이 조사된다. 아모르퍼스(Si)로 이루어지는 TFT의 특성은 레이저빔(LB)의 조사에 의해 변화하기 때문에, 절단라인 근방에 배치된 TFT만이 특성이 변화된다. 또한, 반도체소자(즉, TFT)에 직접 레이저빔이 조사되지 않는다고 해도, 레이저 스폿(S) 근방에서는 열의 영향을 받기 쉽고, 특성변화가 발생되기 쉽다. 따라서, 이 비교예 3의 기판 절단 방법에 의해 액티브 매트릭스기판용 마더기판을 소정 사이즈로 절단하여 소형 기판을 제조함으로써, 도 11a 및 11b에 나타낸 액정표시패널을 제조하더라도, 액티브 매트릭스기판의 접속 영역에서의 표시성능을 균일하게 할 수 없다.
도 7a 및 7b, 및 도 11a 및 11b에 나타낸 액정표시장치와 같이, 복수의 표시패널이나 복수의 소형기판을 접속함에 의해 대화면화를 실현하는 표시장치에 있어서, 각각 4개의 액정표시패널이나 4개의 소형기판을, 각각의 행 및 열에 2개의 패널 또는 2개의 기판이 제공되도록 접속한다.
도 9a는 4개의 표시패널(11∼14)을, 각각의 행 및 열에 2개씩의 패널이 제공되도록 접속한 액정표시장치의 개략적인 평면도이다. 이 경우, 수평 및 수직 접속라인(X,Y)의 교차부(P)가 명확하게 눈에 띄는 문제가 생긴다.
이 원인으로는, 각 표시패널이나 각 소형기판의 표시특성의 차에 의한 영향, 및 접속피치의 정밀도 오차에 의한 영향등이 생각되지만, 그 밖에도 각 표시패널이나 각 소형기판의 코너부의 가공 정밀도의 부족도 바람직스럽지 않은 영향을 미치고 있는 것이 판명되였다.
예컨대, 종래의 기판 절단방법을 이용하여 접속 라인(X)과 접속 라인(Y)을 절단한 경우, 도 5b에 도시된 바와같이, 절단 처리시에 기판의 코너부에서 치핑이 발생되기 쉽다. 이와 같이 코너부에서 치핑이 발생되는 4개의 표시패널을 접속하면, 수평 및 수직 접속라인(X,Y)의 교차부(P)에 4개의 표시 패널의 치핑 결함이 집중되어, 상기 교차부(P)에서 특이하게 광의 산란이나 굴절이 발생된다. 따라서, 교차부(P)가 대단히 눈에 띄기 쉽게 된다.
한편, 본 발명의 기판 절단방법을 이용하면, 도 9b에 도시된 바와같이, 접속 라인(X)에 대응하는 라인(a) 및 접속라인(Y)에 대응하는 라인(b)을 따라 기판을 절단할때, 기판 절단 공정에서 기판의 코너부(P')에 치핑이 전혀 발생되지 않는다. 치핑이 발생되지 않는 이유는 다음과 같다.
상기한 바와같이 코너부를 횡으로 절단하는 경우, 예컨대 라인(a)이 먼저 절단되고 이어서 라인(b)이 라인(a)과 교차하게 절단된다. 이 때, 본 발명의 기판 절단방법이 이용되면, 라인(a)을 따른 절단면이 거울면으로 마무리되고 절단면에 마이크로크랙 또는 잔류응력이 존재하지 않는다. 그 결과, 라인(b)을 따라 절단할 때, 먼저 절단되어 있는 라인(a)에 의한 영향을 받지 않게된다. 따라서, 기판의 코너부(P')에는 전혀 치핑이 발생되지 않는 것이다.
본 발명의 기판 절단방법을 이용하여 표시패널의 절단 또는 기판의 소형기판으로의 절단을 하고, 그 결과의 표시 패널 또는 소형 기판을 각각의 행 및 열에 2개의 패널 또는 기판이 제공되도록 접속하여 대화면 액정표시장치를 제조한 결과, 수직 및 수평 라인(Y,X)의 교차부에서의 코너부(P)가 거의 눈에 띄지 않는 양호한 표시특성을 얻을 수 있었다.
상술한 바와같이, 본 발명에 따르면, 레이저빔이 조사되었을 때 발생되는 열응력에 변화가 발생되지 않는다. 그 결과, 고정밀도로 매끄럽게 기판을 절단할 수 있다. 또한, 마이크로크랙이 없는 거울면으로 마무리된 절단면을 얻을 수 있다.
본 발명에 따르면, 레이저빔이 조사되었을 때에 발생하는 열응력에 변화가 생기지 않고, 따라서 기판을 고정밀도로 매끄럽게 절단할 수 있다. 그 결과, 표시패널을 고수율로 생산할 수 있다. 또한, 반도체소자(TFT 등)가 광열화나 열전도등의 악영향을 받지 않기 때문에, 반도체소자에 특성변화등의 문제가 생기지 않는다. 또한, 절단공정 후에 실행되는 마이크로크랙 또는 에지의 깔죽깔죽한 부분을 제거하기 위한 모떼기 공정 및 파단된 칩, 입자, 연삭 쓰레기 등을 제거하기 위한 세정공정등을 생략할 수 있기 때문에, 표시 패널의 제조공정을 간략화할 수 있다. 특히, 액티브 매트릭스기판을 절단할때, 외부로부터의 화학오염이나, 기판 절단시에 생기는 파단된 칩, 입자, 연삭 쓰레기 등의 부착, 이들에 따르는 기판 표면의 상처등을 회피할 수 있기 때문에, 수율이 향상될 수 있다. 또한, 기판과 비접촉 상태에서 기판을 절단할 수 있으므로, 장치의 자동화가 용이하고, 따라서 본 발명에 의해 생산성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 레이저빔이 조사되었을 때에 발생하는 열응력에 변화가 생기지 않고, 고정밀도로 매끄럽게 기판을 절단할 수 있기 때문에, 대화면의 표시패널을 불량율이 낮게 되도록 제조할 수 있다. 또한, 반도체소자(TFT 등)가 광열화나 열전도등의 악영향을 받지 않기 때문에, 반도체소자에 특성 변화등의 문제가 생기지 않는다. 또한, 마이크로크랙이 없는 거울면으로 된 절단면을 얻을 수 있기 때문에, 절단면들 사이의 접착강도가 향상된다. 또한, 접착제와 절단면 사이의 계면에서의 광산란을 방지할 수 있다. 따라서, 표시품위를 양호하게 할 수 있다.
본 발명에 따르면, 레이저빔이 조사되었을 때에 발생하는 열응력이 변화되지 않고, 고정밀도로 소정 사이즈의 표시패널을 얻을 수 있기 때문에, 표시패널을 고수율로 제조할 수 있다. 또한, 반도체소자(TFT 등)가 광열화나 열전도등의 악영향을 받지 않기 때문에, 반도체소자에 특성변화등의 문제가 생기지 않는다.
본 발명에 따르면, 레이저빔이 조사되었을 때에 발생하는 열응력이 변화되지 않고, 고정밀도로 소정 사이즈의 소형 패널을 얻을 수 있기 때문에, 대화면의 표시패널을 고수율로 제조할 수 있다. 또한, 반도체소자(TFT 등)가 광열화나 열전도등의 악영향을 받지 않기 때문에, 반도체소자에 특성 변화등의 문제가 생기지 않는다. 또한, 마이크로크랙이 없는 거울면으로 된 절단면을 얻을 수 있기 때문에, 절단면들 사이의 접착강도가 향상된다. 또한, 접착제와 절단면 사이의 계면에서의 광의 산란을 방지할 수 있다. 따라서, 표시품위를 양호하게 할 수 있다.
본 발명에 따르면, 기판 또는 표시패널의 코너부에서 치핑이 발생하지 않는다. 따라서, 코너부의 치핑에 의한 파단된 칩의 발생을 방지하여, 수율을 향상시킬 수 있다. 또한, 코너부가 예리한 가장자리를 갖지 않기 때문에, 작업의 안전성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 기판 또는 표시패널의 코너부에서 절단예정라인에 대하여 오버슛되지 않고 예정대로 절단을 할 수 있기 때문에, 표시패널을 고수율로 제조할 수 있다.
본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않고 당업자들에 의해 여러 가지 다른 개조가 용이하게 실시될 수 있을 것이다. 따라서, 첨부된 특허청구의 범위는 본 명세서에서 설명된 내용으로 제한되지 않고 더 넓게 해석되어야 한다.

Claims (9)

  1. 상부면 및 하부면을 갖는 기판 및 상기 기판의 상부면에 제공된 전기회로 구성요소를 포함하는 회로기판의 절단 방법으로서,
    상기 기판의 하부면에 레이저빔을 조사함으로써 레이저빔의 조사부를 열원으로 이용하여 상기 기판의 내부에 응력을 발생시키는 단계; 및
    상기 조사부를 이동시켜서 상기 기판을 절단하는 단계를 포함하는 회로기판의 절단 방법.
  2. 제 1 및 제 2 회로기판을 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 회로기판이 각각 상부면 및 하부면을 갖는 기판 및 상기 기판의 상부면에 제공된 전기회로 구성요소를 갖는 표시패널의 제조 방법으로서,
    상부면 및 하부면을 갖는 마더기판 및 상기 마더기판의 상부면에 제공된 전기회로 구성요소를 포함하는 마더회로 기판을 절단함으로써 상기 제 1 회로기판을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 제 1 회로기판 형성 단계는:
    상기 마더기판의 하부면에 레이저빔을 조사함으로써 상기 레이저빔의 조사부를 열원으로 이용하여 상기 마더기판의 내부에 응력을 발생시키는 단계; 및
    상기 조사부를 이동시켜서 상기 마더기판을 절단하는 단계를 포함하는 표시패널의 제조 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 마더기판을 절단하는 단계에서, 상기 마더기판은 상기 제 1 회로기판이 곡선상으로 된 코너를 가지도록 절단되는 표시패널의 제조 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 마더기판을 절단하는 단계에서, 상기 마더기판은 상기 제 1 회로기판이 약 2mm 이상의 곡률반경을 갖는 코너를 가지도록 절단되는 표시패널의 제조 방법.
  5. 복수의 제 1 회로기판을 접속하여 얻어진 대형 회로기판 및 상기 대형 회로기판과 대향하도록 제공된 제 2 회로기판을 가지며, 상기 복수의 제 1 회로기판 및 제 2 회로기판은 각각 상부면 및 하부면을 갖는 기판 및 상기 기판의 상부면에 제공된 전기회로 구성요소를 포함하는 표시패널의 제조 방법으로서,
    상부면 및 하부면을 갖는 마더기판 및 상기 마더기판의 상부면에 제공된 전기회로 구성요소를 갖는 마더회로기판을 절단함으로써 상기 복수의 제 1 회로기판을 형성하는 단계;
    상기 복수의 제 1 회로기판의 절단된 면들을 서로 접속하여 대형 회로기판을 형성하는 단계; 및
    상기 대형 회로기판을 상기 제 2 회로기판에 부착하는 단계를 포함하며,
    상기 제 1 회로기판 형성 단계는 :
    상기 마더기판의 하부면에 레이저빔을 조사함으로써 상기 레이저빔의 조사부를 열원으로 이용하여 상기 마더기판의 내부에 응력을 발생시키는 단계; 및
    상기 조사부를 이동시켜서 상기 마더기판을 절단하는 단계를 포함하는 표시패널의 제조 방법.
  6. 제 1 및 제 2 회로기판을 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 회로기판이 각각 상부면 및 하부면을 갖는 기판 및 상기 기판의 상부면에 제공된 전기회로 구성요소를 포함하는 표시패널의 제조 방법으로서,
    상기 제 1 회로기판과 제 2 회로기판을, 서로의 상부면이 대향하도록 부착하는 단계;
    상기 제 1 및 제 2 회로기판을 서로 부착하는 단계 후에, 상기 제 1 및 제 2 회로기판의 기판들 각각의 하부면에 레이저빔을 조사함으로써 상기 레이저빔의 조사부를 열원으로 이용하여 상기 기판의 내부에 응력을 발생시키는 단계; 및
    상기 조사부를 이동시켜서 상기 제 1 및 제 2 회로기판의 기판들 각각을 절단하여 상기 표시패널을 형성하는 단계를 포함하는 표시패널의 제조 방법.
  7. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 회로기판의 기판들 각각을 절단하는 단계에서, 상기 제 1 및 제 2 회로기판이 각각 곡선상으로 된 코너를 가지도록 상기 기판들이 절단되는 표시패널의 제조 방법.
  8. 제 3항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 회로기판 각각의 상기 기판들을 절단하는 공정에서, 상기 제 1 및 제 2 회로기판이 각각 약 2mm 이상의 곡률반경을 갖는 코너를 가지도록 상기 기판들이 절단되는 표시패널의 제조 방법.
  9. 복수의 서브패널을 갖는 표시패널의 제조 방법으로서, 상기 복수의 서브패널은 각각 제 1 및 제 2 회로기판을 가지며, 상기 제 1 및 제 2회로기판들 각각이 상부면 및 하부면을 갖는 기판 및 상기 기판의 상부면에 제공된 전기회로 구성요소를 포함하고,
    상기 제 1 회로기판과 제 2 기판회로을, 서로의 상부면이 대향하도록 부착하는 단계;
    상기 제 1 및 제 2 회로기판을 서로 부착하는 단계 후에, 상기 제 1 및 제 2 회로기판의 기판들 각각의 하부면에 레이저빔을 조사함으로써 상기 레이저빔의 조사부를 열원으로 이용하여 상기 기판의 내부에 응력을 발생시키는 단계;
    상기 조사부를 이동시켜서 상기 제 1 및 제 2 회로기판의 각 기판들을 절단하여 적어도 하나의 서브패널을 형성하는 단계; 및
    상기 서브패널의 기판들의 절단된 면들을 서로 접속하여 표시패널을 형성하는 단계를 포함하는 표시패널의 제조 방법.
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