JPWO2003006391A1 - フラットディスプレイパネルおよびその分断方法 - Google Patents

Abstract

２枚の脆性材料基板が貼り合わされてなるフラットディスプレイパネルにおいて、２枚の脆性材料基板の内の少なくとも一方の脆性材料基板は、スクライブが施された面を備え、前記の少なくとも一方の脆性材料基板のスクライブが施されている面が、他方の脆性材料基板のスクライブが施されていない面に対向されている。ここで、２枚の脆性材料基板がともにスクライブが施された面を備える場合と、１枚の脆性材料基板のみにスクライブが施された面を備える場合がある。後者の場合は、貼り合せた後で、他方の脆性材料基板にスクライブを施すことができる。分断時には、たとえば、スクライブが施された面が上面側にあるとき、フラットパネルを逆Ｖ字状に撓ませることにより、両脆性材料基板を同時に分断できる。

Description

技術分野
本願発明は、液晶パネルなどの脆性材料基板同士が貼り合わされたフラットディスプレイパネルおよびその分断方法に関する。
背景技術
フラットディスプレイ関連の商品として、液晶表示パネル、液晶プロジェクター基板、有機ＥＬ素子などのフラットディスプレイパネルが、様々な用途において、機械と人間との間の情報伝達手段として使用されてきている。そうしたフラットディスプレイパネルに用いられる貼り合わせ基板は、基板内面に表示機能に必要な各種電子制御回路などが形成されて、２枚対向して貼り合わせられる。両方の基板の間に設けられている隙間に封止された機能材料が上記の電子制御回路にて電子制御されることによって、目に見える画像の形による表示装置としての機能を果たす。
以下においては、フラットディスプレイパネルの一種である液晶パネルについて従来技術を説明する。なお、ガラス基板を含め広く脆性材料からなる基板をスクライブして複数個に分離することを、業界用語として‘分断する’とか‘ブレークする’とか呼ぶ。以下の説明では、‘分断する’工程を、スクライブした後から複数のパネルに分離するまでの工程を意味するものとして用いる。
図１に示されるように、フラットディスプレイパネルの一種である液晶パネル１０の製造においては、２枚のガラス基板１２、１４相互をシール剤１６で貼り合わせる。通常は大サイズの液晶パネル（マザーパネル）１０を構成する２枚のガラス基板にスクライブラインが形成され、そのスクライブラインに沿って力が加えられることにより、垂直クラックのラインであるスクライブラインからガラス基板の厚み方向に垂直クラックが進展して、複数の液晶パネル１０’に分断される。また、端子部１８は、一方のガラス基板１４に形成されるＴＦＴアレイの端子となる個所である。なお、図１において、下側に示す断面図ではシール剤１６を大きく表示して、位置を明瞭に示している。
図２は液晶パネルの分断工程（１）〜（４）を示している。ここで、液晶パネルの分断では２回の分断工程と２回の反転工程が必要である。
（１）スクライブ装置にて、液晶パネル１０の一方のガラス基板１２に対してガラスカッターホイール２０によりスクライブライン２２ａを形成する。
（２）その液晶パネル１０を、表裏を反転させて第１のブレイク装置へ搬送し、第１のブレイク装置にて、マット２４上でガラス基板１４に対しブレークバー２６をスクライブライン２２ａの位置で押下して下側のガラス基板１２をスクライブライン２２ａに沿って分断する。
（３）次に、下側のガラス基板１２が分断された液晶パネル１０を第２のスクライブ装置に搬送し、第２のスクライブ装置にて、他方のガラス基板１４に対してガラスカッターホィール２０によりスクライブライン２２ｂを形成する。
（４）次に液晶パネル１０を、表裏を反転させて第２のブレイク装置へ搬送し、第２のブレイク装置にて、ガラス基板１２に対しブレイクバー２６をスクライブライン２２ｂの位置で押下して、下側のガラス基板１４をスクライブライン２２ｂに沿って分断する。これにより、液晶パネル１０は２つに分断される。
従来は、ガラス基板１２とガラス基板１４の貼り合わせ後の液晶パネルに対してスクライブを行うため、工程（３）に示されるように、ガラス基板１２では下面に、ガラス基板１４では上面にそれぞれスクライブが行われる。そのためガラス基板１２の分断時と、ガラス基板１４の分断時とでは、液晶パネルに与える曲げモーメントの向きが逆向きであり、上下のガラス基板を同時に分断できない。このため、工程（１）でのガラス基板１２のスクライブ後に、液晶パネル１０を反転してから工程（２）でガラス基板１２を分断する必要があり、また、分断工程（４）では液晶パネル１０を反転してからガラス基板１４を分断する必要がある。このように従来の分断では２回の分断工程と２回の反転工程が必要である。このため、装置のスループットが長くなり、システム構成も大掛かりなものとなった。また、ガラス基板１４を分断する工程（４）で、分断力が大き過ぎた時には、ガラス基板１２及びガラス基板１４の分断面部に欠けが生じたりして製品価値を低下させた。
発明の開示
本発明は、一度の分断工程で上下２枚の脆性材料基板を同時に分断できるようにして製造したフラットディスプレイパネルとその分断方法を提供することを目的とする。
本願発明のフラットディスプレイパネルは、２枚の脆性材料基板が貼り合わされてなるフラットディスプレイパネルであって、２枚の脆性材料基板の内の少なくとも一方の脆性材料基板は、スクライブが施された面を備え、前記の少なくとも一方の脆性材料基板のスクライブが施されている面が、他方の脆性材料基板のスクライブが施されていない面に対向されている。ここで、２枚の脆性材料基板がともにスクライブが施された面を備える場合と、１枚の脆性材料基板のみにスクライブが施された面を備える場合がある。後者の場合は、貼り合せた後で、他方の脆性材料基板にスクライブを施すことができる。
本願発明の分断方法では、２枚の脆性材料基板の内の少なくとも一方の脆性材料基板にスクライブを施し、次に、スクライブが施された少なくとも一方の脆性材料基板の内の１つの脆性材料基板のスクライブが施されている面が、他方の脆性材料基板のスクライブが施されていない面に対向するように貼り合わせる。ここで、貼り合せた後で、２枚の脆性材料基板の一方にまだスクライブが施されていない場合は、その脆性材料基板にスクライブを施す。次に、貼り合せた両脆性材料基板のスクライブを施した面がともに上面にあるときは、貼り合わされた両脆性材料基板を逆Ｖ字状に撓ませることにより、または、スクライブを施した面がともに下面にあるときは、両脆性材料基板をＶ字状に撓ませることにより、２枚同時に分断する。
本願発明の効果は、製品価値を低下させることなく、作業工程を大幅に簡略化できることである。
発明を実施するための最良の形態
以下、添付の図面を参照して発明の実施の形態を説明する。
図３は、本発明のフラットディスプレイパネルの一種である液晶表示パネルの製造方法を説明するための図である。大サイズの液晶表示パネル３０は、２枚のガラス基板３２、３４相互を対向させてシール剤３６で貼り合わせて製造される。ガラス基板３２，３４の内面に表示機能に必要な各種電子制御回路（ＴＦＴアレイなど）などが形成されている。また、両方のガラス基板３２、３４の間で、シール材３６の一部が開口され、機能材料（液晶）を導入するための隙間が形成されている。また、端子部３８は、一方のガラス基板３４に形成されるＴＦＴアレイの端子となる個所である。この構成は、図１に示した従来の例と同じである。
上側のガラス基板３２の上面にスクライブライン４０ａが形成されているのは図２の従来の場合と同様であるが、下側のガラス基板３４にあっては、スクライブライン４０ｂは、ガラス基板３４の下面ではなく、上面に形成されており、両ガラス基板３２、３４共に、スクライブラインは上面に形成されている。また、スクライブライン４０ａの直下に、またはスクライブライン４０ｂの直上に、シール剤３６が位置する点も図１の従来の場合と異なっている。
このような液晶パネルを分断するには、両ガラス基板３２、３４に同一方向（図３では上向き）の撓み力を加えればよいため、一度の分断工程で両ガラス基板３２、３４を同時に分断することができる。
図３において、（１）〜（４）は、液晶表示パネルを製造する工程を示す。工程（１）のようにスクライブ個所に対して上向きに撓ませると、工程（２）のごとく、両ガラス基板３２，３４はスクライブライン４０ａ、４０ｂでの垂直クラックがガラス板厚方向に貫通し、これにより、工程（３）のごとく、液晶パネル３０は２つに分断される。ガラス基板の中央付近と端部付近に設けるスクライブライン４２、４４についてもこれと同じような工法または従来の工法により切除でき、これにより、工程（４）のごとく、液晶パネル３０’を得る。
図４に、端子部３８の拡大図を示している。左側の鎖線の円内に示される従来工法では下側のガラス基板３４の分断開始点は同基板３４の下面であり、同基板３４の分断が必ずしも鉛直方向に進行しないため、端子３８での端子長さＬが変化する。これに対し、本発明に係る液晶パネルでは、下側のガラス基板３４での分断開始点が基板３４の上面部にあるスクライブ位置に合致するため、端子３８での端子長さＬをほぼ一定にできる。
また、鎖線の円内に示した従来工法では、シール剤３６がガラス基板３２の端面から内側（図４の左側）に位置し、同基板３２の端部に生じた隙間４６に洗浄水などが残り、端子部３８を腐食させるといった問題があった。本発明に係る液晶パネルでは、上側のガラス基板３２のスクライブ位置（分断位置）の直下にシール剤３６が位置しているため、前述のような隙間４６は生じ得ず、洗浄水が残る心配もない。
図３に示した液晶表示パネルでは、２枚のガラス基板３２、３４ともにスクライブラインが形成された後で貼り合わされている。ここで、図５の（ａ）に示すように、スクライブラインは同じ側（上側または下側）に位置されている。別の例では、一方のガラス基板３２または３４のみにスクライブラインが形成される。その場合、図５の（ｂ）に実線で示すように、貼り合わされた状態では、そのスクライブ面はパネルの内部側に配置され、外側には露出していない。貼り合せた後で、他方のガラス基板に対して、外側の面にスクライブが施される（図５の（ｂ）において破線で示す）。この場合でも、２枚の脆性材料基板のスクライブが施されている面が、共に同じ側（上側または下側）に配置されている。
以下に本発明に係るフラットディスプレイパネルの製造法の１実施形態として、液晶パネルの製造法を図６のフローチャートに従って説明する。片面に２つのカラーフィルタ（ＣＦ）領域を備えたガラス基板３２と、片面に２つのＴＦＴアレイ領域を備えたガラス基板３４とに対し、それらの領域に配向膜を塗布し、そしてそれらの配向膜に対し、ブラシなどで一定方向にこするラビング作業を行う。このラビングにより、液晶が一定方向に配向するようになる。
次いで、ガラス基板３４にあっては、その配向膜面上にスクライブライン４０ｂを形成し、一方、ガラス基板３２にあっては、反転してからその上面にスクライブライン４０ａを形成する。スクライブの際には、ガラスカッターホィールの代わりに、基板の熱歪み応力を利用したレーザースクライブ装置を用いてもよい。その後に両ガラス基板３２、３４を洗浄する。そして、いずれか一方のガラス基板に対して、その配向膜面上にシール剤３６を塗布する。その際、上述したように、鉛直方向でシール剤がスクライブラインを覆うようにシール剤を塗布する。さらに、いずれか一方のガラス基板に対し、それの配向膜面上にスペーサを散布する。
この後、両ガラス基板３２、３４を、カラーフイルタとＴＦＴアレイが対向するように貼り合わせる。そして、上述した分断方法により、２つに分断し、それらに対し、上記シール剤３６に形成した開口部から液晶を注入し、その開口部を封止することにより、製品サイズの液晶パネル３０’が完成する。
なお、２枚のガラス基板３２、３４を貼り合わせたとき、ガラス基板３２にあっては、その上面にスクライブライン４０ａを形成することになるため、貼り合わせ後に、ガラス基板３２にスクライブを行うようにしてもよい。
以上の工程では、図３のように、上側のガラス基板３２および下側のガラス基板３４に対し、それぞれの上面にスクライブしたが、それぞれの下面に対してスクライブしてもよい。また、スクライブを施こすタイミングは図６の工程に限定されるものではなく、ガラス基板３２またはガラス基板３４のいずれかのガラス基板の膜面側へのスクライブは、両ガラス基板３２、３４の貼り合わせ前であってスクライブに支障が生じない段階での工程であればいつでもよい。
次に本発明に係る液晶パネルに適した分断方法について述べる。
図７に示したブレーク装置は、図２にて述べた従来のブレーク装置と同じ周知の機構である。スクライブライン４０ａ、４０ｂが形成された液晶パネル３０をマット４８を挟んでテーブル５２上にセットする。その際、ガラス基板３４が上側となるように、つまり、スクライブライン４０ａ、４０ｂが共にガラス基板３２、３４の下面に位置するようにセットする。そのスクライブライン４０ａ、４０ｂの上方にブレイクバー５０が位置しており、このブレイクバー５０を上方から押圧することで、液晶パネル３０をマット４８上でＶ字状に撓ませることにより、両ガラス基板３２、３４を同時に分断する。「Ｖ字状に撓む」とは、各ガラス基板３２，３４において、スクライブを施した面（下側の面）が引っ張られ、スクライブを施さない面が圧縮されるように変形する状態をいう。これにより、両ガラス基板３２、３４に対し、それぞれのスクライブラインの亀裂が広がる方向に力が加えられ、亀裂が一方の面から他方の面まで進展して、両ガラス基板３２、３４が分断される。
図８は特開平４−２８０８２８号公報に開示されたブレーク装置を示している。２分したテーブル５２ａ、５２ｂは互いにギャップを隔てて設置され、液晶パネル３０は、スクライブライン４０ａ、４０ｂが前記ギャップ部に位置するように、両テーブル５２ａ、５２ｂにまたがって吸引固定されている。その際、ガラス基板３２が上側となるように、つまり、スクライブライン４０ａ、４０ｂが共にガラス基板３２、３４の上面に位置するようにセットする。そして、一方のテーブル５２ａを回転中心軸でもって矢印方向にわずかに回転させることで、液晶パネル３０を逆Ｖ字状に撓ませ、両ガラス基板３２、３４を同時に分断する。「逆Ｖ字状に撓む」とは、各ガラス基板３２，３４において、スクライブを施した面（上側の面）が引っ張られ、スクライブを施さない面が圧縮されるように変形する状態をいう。この場合も、両ガラス基板３２、３４に対し、それぞれのスクライブラインの亀裂が広がる方向に力が加えられ、亀裂が一方の面から他方の面まで進展して、両ガラス基板３２、３４が分断される。
図９は、出願中の別のブレーク装置を示している。２分したテーブル５２ａ、５２ｂが互いにギャップを隔てて設けられており、一方のテーブル５２ａの裏面には、テーブル面と鉛直方向に固定した３本の支持柱５４、５６、５８を設けている。テーブル５２ａの前記離隔部側の端面６０に沿うようにして手前から支持柱５６、５８が設けられ、支持柱５８と対角線方向に対向する位置に支持柱５４を設けている。
各々の支持柱５４、５６、５８の下部にはそれぞれ自在継手６２、６４、６６が取り付けられ、自在継手６２および６６の他端部は台座６８に固定されるが、自在継手６４の他端部は伸縮機構７０を介して台座６８に固定される。この伸縮機構７０内部にはリニアモータ等が内蔵され、上下方向に伸縮できるようになっている。両テーブル５２ａ、５２ｂ上には図８の場合と同様に、ガラス基板３２が上側となるように、かつ、スクライブライン４０ａ、４０ｂが前記ギャップ部に位置するように、液晶パネル３０がまたがって吸引固定されている。
図１０は、その伸縮機構７０を伸長させたときの状態を示している。テーブル５２ａは、自在継手６２および６６を結ぶラインを回転中心となって回転するが、その回転中心軸の方向がスクライブ方向に対してある角度を持っている。そのため、テーブル５２ａの端面６０の移動量は、各矢印で示したように、図中手前に向かう程大きくなる。前記角度が大きくなるにつれ、その傾向が強まる。
この結果、ガラス板は、手前の端面側が分断の開始点となり、手前から奥へと順に分断が進展してゆく。この分断方法では、分断の発生個所が１点のため、小さなブレイク力で分断端面はきれいに仕上がり、従来技術で述べたような不具合は発生しない。また、上述の基板に生じる熱歪み応力を利用したレーザスクライブ装置にてスクライブしたガラス板に対しても同じように分断できる。
図１１は、さらに別のブレーク装置を示している。この装置において、第１の製品テーブル１３及び第２の製品テーブル１４は、そのエッジ部が一定の角度を持つようにスライドテーブル１１及び傾動テーブル１２の上に配置する。両面がスクライブされた基板Ｇをテーブル１３，１４に載置し、第１のクランプバー１５ａと第２のクランプバー１６ａで基板Ｇを押圧し固定する。そして、第２の製品テーブル１４を回動軸１８ａの回りに回転させると、クランプバーを押圧点として、基板Ｇのスクライブライン（図示しない）に対してせん断力と引張力が作用する。このため、クランプバー１５ａ、１５ｂの間隙の少ない方がブレイクポイントとして作用し、基板Ｇが左右２つに分断され、２枚の基板ＧＲ，ＧＬとなる。
図１２は、液晶パネルの縁を押圧具５０ａで押圧することにより、切除するための装置であるが、本発明に係る液晶パネル３０では、この装置によっても分断可能である。この場合液晶パネル３０は図８の場合と同様に、ガラス基板３２が上側となるように、テーブル５２にセットされる。
なお、以上に説明した液晶パネルでは、ガラス基板を用いているが、本発明は、広く脆性材料基板を用いたフラットディスプレイパネルに適用できる。
次に、発明の第２の実施形態として、フラットディスプレイパネルの１つである反射型液晶プロジェクターパネルの製造法について説明する。反射型液晶プロジェクターパネルは、ガラス基板とシリコン基板とを互いに対向してシール材で貼り合された基板を分断して作られる。この分断においては、図３の下側のガラス基板がシリコン基板に置き換わるのみで、第１の実施形態を示す図３と同一の工程になる。このため、ここでは詳しい分断工程の説明は省略する。
以上に説明した実施形態において、液晶表示パネルや反射型液晶プロジェクターパネルについて説明した。その他、透過型液晶プロジェクターパネル、有機ＥＬ素子、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）、ＦＥＤ（フィールドエミッションディスプレイ）などにも、本発明の技術が適用できることはいうまでもない。
以上に説明したように、本発明は、スクライブラインが形成された２枚の脆性材料基板のスクライブ面が共に上面側もしくは下面側となるように貼り合わせたので、両脆性材料基板を分断する際に加わる力は両脆性材料基板に対してともにスクライブラインから亀裂が進展する方向に作用する。したがって、一度の分断で両脆性材料基板を同時に分断でき、作業工程を大幅に簡略化でき、また、従来例のように製品価値を低下させるといったこともない。
【図面の簡単な説明】
図１は、従来の液晶パネルの構造を示した図である。
図２は、従来の液晶パネルの分断手順を示した図である。
図３は、本発明に係る液晶パネルを分断する手順を示した図である。
図４は、液晶パネルにおける端子部の拡大図である。
図５は、液晶パネルにおけるスクライブラインの位置を説明するための断面図である。
図６は、本発明に係る液晶パネルを作製する手順を示したフローチャートである。
図７は、本発明に係る液晶パネルを分断するのに適したブレーク装置の一例を示した斜視図である。
図８は、本発明に係る液晶パネルを分断するのに適したブレーク装置の他の一例を示した斜視図である。
図９は、本発明に係る液晶パネルを分断するのに適したブレーク装置のさらに他の一例を示した図である。
図１０は、図９のブレーク装置における分断時の動作を示した図である。
図１１は、本発明に係る液晶パネルを分断するのに適したブレーク装置のさらに他の一例を示した図である。
図１２は、本発明に係る液晶パネルを分断するのに適したブレーク装置のさらに他の一例を示した図である。

Claims (7)

1. ２枚の脆性材料基板が貼り合わされてなるフラットディスプレイパネルにおいて、
   ２枚の脆性材料基板の内の少なくとも一方の脆性材料基板は、スクライブが施された面を備え、
   前記の少なくとも一方の脆性材料基板のスクライブが施されている面が、他方の脆性材料基板のスクライブが施されていない面に対向されていることを特徴とするフラットディスプレイパネル。
2. 前記２枚の脆性材料基板はいずれもスクライブが施されている面を備えることを特徴とする請求項１記載のフラットディスプレイパネル。
3. 前記の２枚の脆性材料基板を貼り合わせる貼り合わせ部材は、前記の少なくとも一方の脆性材料基板のスクライブが施されている面の、スクライブを施した位置の直上に位置されることを特徴とする請求項１または２に記載のフラットディスプレイパネル。
4. 前記２枚の脆性材料基板がいずれもガラス基板であり、前記フラットディスプレイパネルが液晶表示パネルであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のフラットディスプレイパネル。
5. 前記２枚の脆性材料基板がいずれもガラス基板であり、前記フラットディスプレイパネルが液晶プロジェクターパネルであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のフラットディスプレイパネル。
6. 前記２枚の脆性材料基板がガラス基板とシリコン基板であり、前記フラットディスプレイパネルが液晶プロジェクターパネルであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のフラットディスプレイパネル。
7. ２枚の脆性材料基板の内の少なくとも一方の脆性材料基板にスクライブを施し、
   前記スクライブが施された少なくとも一方の脆性材料基板の内の１つの脆性材料基板のスクライブが施されている面が、他方の脆性材料基板のスクライブが施されていない面に対向するように貼り合わせ、
   前記の２枚の脆性材料基板の一方にまだスクライブが施されていない場合は、その脆性材料基板にスクライブを施し、
   貼り合せた両脆性材料基板のスクライブを施した面が共に上面にあるときは、貼り合わされた両脆性材料基板を逆Ｖ字状に撓ませることにより、または、スクライブを施した面が共に下面にあるときは、両脆性材料基板をＶ字状に撓ませることにより、分断を行うことを特徴とするフラットディスプレイパネルの分断方法。

Images