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TWI424224B - 母板之基板加工方法 - Google Patents

母板之基板加工方法 Download PDF

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TWI424224B
TWI424224B TW98110831A TW98110831A TWI424224B TW I424224 B TWI424224 B TW I424224B TW 98110831 A TW98110831 A TW 98110831A TW 98110831 A TW98110831 A TW 98110831A TW I424224 B TWI424224 B TW I424224B
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Kazuya Maekawa
Kiyoshi Takamatsu
Original Assignee
Mitsuboshi Diamond Ind Co Ltd
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Description

母板之基板加工方法
本發明係有關將貼合有2張玻璃等脆性材料基板之母板(motherboard亦稱貼合基板、貼合母板)予以分割，來形成成為加工品的複數張單位基板之母板之基板加工方法，更詳細而言，係有關從母板形成單位基板時，於單位基板的周緣形成外部連接用的端子區域(terminal region)之基板加工方法。
本發明的基板加工方法，具體而言係利用於液晶顯示面板的單位顯示面板等之加工。
在液晶顯示面板中，使用2張大面積玻璃基板，在一方的基板上形成彩色濾光片，且在另一方的基板上形成驅動液晶之TFT(Thin filmTransistor，薄膜電晶體)以及用以進行外部連接之端子區域。然後，藉由貼合上述2張基板之同時形成封入有液晶之母板，接著，經過分割成1張1張的單位顯示面板(液晶顯示面板用之單位基板)之步驟，來製造液晶顯示面板。
在液晶顯示面板之母板中，隔著密封材貼合形成有彩色濾光片之側的第一基板(亦稱CF側基板)、以及形成有TFT及端子區域之側的第二基板(亦稱TFT基板)。此時，第二基板係以形成有TFT與端子區域之基板面成為與第一基板的接合面之方式予以貼合。
此時，端子區域係在TFT與外部機器之間為連接信號線之區域，故必須露出端子區域。因此，在按各個單位顯示面板分割母板時，係針對與端子區域相對向之第一基板(CF側基板)的部位，沿著成為與連接TFT之側的相反側之端子區域的外側端(亦即單位顯示面板之周緣)進行分割之同時，由端子區域之外側端將用以安裝信號線所需之寬度(端子寬度)，作為廢料而予以切除。
一般而言，在從母板分割單位顯示面板之步驟中，利用使用切刀輪(cutter wheel)之分割方法。此時，分別針對構成母板之2張基板(CF側基板與TFT側基板)，藉由使切刀輪壓接在預定分割位置且使之相對移動而在各基板刻上劃線溝(scribe groove)。其次藉由沿著劃線溝，施加力量進行截斷(機械截斷)，或施加加熱蒸氣進行截斷(steam breaking)，來按各個單位顯示面板將母板完全分割。然後利用搬運機器人將所分離之1個1個單位顯示面板，移送到後處理。
已經揭示有基板加工系統(基板分割系統)與基板加工方法(參照專利文獻1、專利文獻2)，係以對上下二面同時進行上述一連串的基板加工之方式來用以有效率地進行加工。依據上述文獻，利用上下一對切刀輪從上下方向對2張母板同時進行劃線。其次藉由蒸氣截斷機構與滾輪截斷機構對二面同時進行截斷，而按各單位顯示面板進行分割。然後1個1個取出所形成之單位顯示面板且將之運送到後處理。
在液晶顯示面板中，近年來越來越追求大畫面化，因此針對單位顯示面板亦追求大面積化。此外，在分割1張母板形成複數張單位顯示面板時，係將基板的一部分作為廢料而廢棄，然而已被要求減少廢棄之廢料量來有效利用母板。因此，在母板上形成彩色濾光片(CF)、TFT、端子區域時，以形成在鄰接的單位顯示面板間之廢料區域成為最小之方式來考慮基板佈局。
第15圖及第16圖係表示抑制廢料發生量之液晶顯示面板用母板之基板佈局例圖(平面圖、正視圖、右側面圖)。母板具有貼合有CF側基板G1與TFT側基板G2的構造。在上述例中，在母板上配置有合計8個單位顯示面板U。其中第15圖(a)的母板係配置有端子區域T形成在二邊的二端子面板之單位顯示面板。第15圖(b)之母板係配置有端子區域T形成於三邊的三端子面板。第15圖(c)之母板係配置有端子區域T形成在一邊之一端子面板。再者，第16圖的母板係配置有端子區域T形成在四邊之四端子面板。形成端子區域之邊數，係按照包含在單位顯示面板U之畫素數來選擇。
在上述基板佈局中，第二基板G2(TFT側基板)，係以在與鄰接的單位顯示面板U之間不產生廢料之方式，直接，以各單位顯示面板U彼此相接之方式而配置。因此關於第二基板G2，僅母板之外周部分產生為廢料。另一方面，第一基板(CF側基板)係與母板U之外周部分同時，與第二基板G2的端子區域T相對向之區域產生為廢料。在第15圖及第16圖中以陰影部表示成為廢料之部分。
在此著眼於第15圖所示之一端子面板、二端子面板、三端子面板。第17圖係表示鄰接的單位顯示面板之截面的一部分之圖。在上述基板佈局中，至少於一對鄰接之單位顯示面板U1,U2間，以一方的單位顯示面板U1之端子區域T的外側端面L1(僅第二基板G2之端面)、以及於另一方的單位顯示面板U2中不為端子區域T之端面L2(第一基板G1與第二基板G2之端面)相接之方式配置單位顯示面板U1,U2。再者，將此種關係之單位顯示面板的邊界之具體例，於第15圖中以「○」記號表示。
分割母板時，於上述單位顯示面板U1與單位顯示面板U2之邊界附近，形成2種的切割面。
其中的一個係以第二基板G2與第一基板G1之端面一致之方式分割(全切割just cut)兩方的基板之切割面。稱此為全切割面(just cut surface)Ca。全切割面Ca係將單位顯示面板U1與單位顯示面板U2予以完全分離之面。
另一個係於僅從全切割面Ca離開端子寬度Wa(第15圖)之位置而僅分割(半切割half cut)CF側基板G1之切割面。稱此為端子切割面Cb(terminal cut surface)。端子切割面Cb係為了露出端子區域T的端子面而分割之切割面。然後於全切割面Ca與端子切割面Cb之間的第一基板G1，產生廢料區域E。
第18圖係表示就第17圖所示之單位顯示面板U1、單位顯示面板U2、廢料區域E，進行過劃線加工(scribing，刻劃線溝，簡稱為劃線加工)與截斷處理後之3種分離狀態之圖。在第18圖(a)中，廢料區域E由單位顯示面板U1,U2完全分離，任一個單位顯示面板U1,U2皆處於直接能作為良品之最理想的分離狀態。經分離成此狀態之單位顯示面板U1,U2就照原樣移送到下步驟。
第18圖(b)係廢料區域E未從單位顯示面板U2分離，而附著於全切割面Ca側，且僅單位顯示面板U1為完全分離之狀態。此時就單位顯示面板U1，作為良品照原樣移送到下步驟，而就單位顯示面板U2，作為不良品而廢棄，或進行分離廢料區域E之追加的截斷處理且加以改善品質之後移送到下步驟。
第18圖(c)係廢料區域E未從單位顯示面板U1分離，而附著於端子切割面Cb側，僅單位顯示面板U2為完全分離之狀態。此時就單位顯示面板U2，作為良品照原樣移送到下步驟，而就單位顯示面板U1，作為不良品廢棄，或進行分離廢料區域E之追加的截斷處理加以改善品質後移送到下步驟。
在實際的製造步驟中，以儘量對廢料區域E加工使之成為完全分離的狀態(第18圖(a))之方式來調整基板分割系統，但仍會不定期地發生廢料區域E附著在全切割面Ca的狀態(第18圖(b))，或附著在端子切割面Cb的狀態(第18圖(c))之情況。該情況時，在廢料區域E附著於全切割面Ca之狀態或為附著於端子切割面Cb之狀態，皆必須進行追加的截斷處理來加以改善品質。為此，準備對應各個狀態之二種截斷機構，並判定為屬於2種附著狀態中之哪一個，且按照廢料區域E之附著狀態選擇截斷機構，來進行追加之截斷處理。
另一方面，揭示有一種分割方法(參照專利文獻3)，係以經常使廢料區域E附著於全切割面(第18圖(b))，或使附著在端子切割面(第18圖(c))之方式進行截斷處理，並於下一個步驟，使用單一種的截斷機構確實地分離廢料區域E。
依據此文獻所記載之分割方法，利用雷射光束或切刀輪進行劃線加工時，首先就第一基板G1(CF側基板)進行加工，其次進行上下翻轉且就第二基板G2(TFT側基板)進行加工。此時，例如如第19圖所示，以強的按壓力P1進行對第一基板G1的端子切割面Cb之切刀輪所執行的劃線。然後以比P1為弱的按壓力P2進行對第一基板G1的全切割面Ca之劃線。並且以強的按壓力P1進行對第二基板G2的全切割面Ca之劃線。如此藉由對劃線施加強弱的按壓力，而可調整劃線溝的深度，並可經常使廢料區域E附著在全切割面Ca側之狀態來進行截斷。結果，變成僅準備一種截斷機構便可效率佳地去除廢料。
同樣地，在作成經常使廢料區域E附著於端子切割面Cb側之狀態下進行截斷時，例如第20圖所示，藉強的按壓力P1進行對第一基板G1的全切割面Ca之劃線，另一方面，以比P1為弱的按壓力P2進行對第一基板G1的端子切割面Cb之劃線加工。此外，以強的按壓力P1進行對第二基板G2的全切割面Ca之劃線。此時亦僅準備一種截斷機構即可效率佳地去除廢料。
專利文獻1：WO2005/087458號公報
專利文獻2：WO2002/057192號公報
專利文獻3：日本特開2008-56507號公報
隨著母板的大面積化，在劃線加工之途中，使母板上下翻轉變為困難。尤其是各基板的板厚Wt(參照第15圖)變為1mm以下時(例如0.05至0.7mm)，由於基板變為容易破裂，故避免使基板翻轉。因此，使第一基板(CF側基板)與第二基板(TFT側基板)，於加工途中翻轉來對兩側基板進行加工之專利文獻3所記載之類的方法變得困難。因此，必須採用不必使基板翻轉之記載在專利文獻1、專利文獻2之類的從上下方向進行基板的加工之上下基板加工系統。
此外，隨著單位顯示面板的大面積化，必須謀求比以往更加縮小作為端子區域而露出的部分之寬度的端子寬度Wa(參照第15圖)。具體而言，之前的端子寬度Wa係10mm左右，而必須謀求使之縮小到1mm至3mm左右。在進行此種基板佈局時，為了確實地分離廢料區域，可採用第19圖及第20圖所示之專利文獻3所記載的分割方法，來去除之後不需要的廢料區域。但是，採用此分割方法亦有無法進行品質改善之情況。
亦即，在廢料區域E附著於端子切割面Cb側之狀態(參照第20圖)下，廢料區域E與單位顯示面板成為一體，整體上切開為形成長方體之狀態，而用以僅把持廢料區域E之突出部分消失。此外，端子寬度Wa成為1mm至3mm時，亦變得難以利用吸附墊來僅分離廢料區域E(參照專利文獻2)。因此，一經附著於端子切割面Cb側時，便難以從端子切割面Cb分離廢料區域E，而不得不作為不良品而廢棄。
另一方面，在廢料區域E附著在全切割面Ca側之狀態(參照第19圖)下，即使端子寬度Wa變小時，廢料區域E之一部分亦僅突出1mm，故可僅把持此部分。又可僅對廢料區域E施加分離所需之剪力或彎曲力矩，故可藉由之後進行追加的截斷處理，而從全切割面Ca分離廢料區域E。
由以上情事，若擬從大面積的母板，對縮小端子區域的端子寬度Wa之單位顯示面板進行加工，則必須使用不必使基板翻轉之上下基板加工系統之同時，必須採用廢料區域E經常不附著於端子切割面Cb側(附著時亦附著在全切割面Ca側)之基板加工方法(參照第19圖)。
但是，以裝載有上下一對切刀輪之上下基板加工系統，對第一基板及第二基板進行劃線時，若僅對任一單側的切刀輪施加按壓力時，基板會朝一方大幅度地彎曲。因此，通常，必須利用上下一對切刀輪從上下方向同時進行劃線。不得不僅進行對單側之劃線時，必須按壓無刀尖之支撐滾輪於另一方側來進行劃線。
因此，在上下基板加工系統中，為採用廢料區域E不會經常附著於端子切割面Cb側之基板加工方法(參照第19圖)，從上下兩側使切刀輪與全切割面Ca相對向，來對基板同時進行劃線。此時，加強TFT側基板之切刀輪的按壓力P1，且減弱CF側基板之切刀輪的按壓力P2，來從上下兩側同時進行按壓。此外，對端子切割面Cb進行劃線時，按壓切刀輪於CF側基板，且使支撐滾輪(back-up roller)與TFT側基板相對向來進行按壓。
但是，即使以此方法進行基板加工，實際上，亦發現產生無法控制溝深度，且無法分割成所欲的形狀之情況。具體而言，廢料區域E附著在端子切割面Cb側，或劃線溝無法形成足夠深，而無法按各個單位顯示面板進行分割。
檢討此原因的結果，由申請人的分析知道，係起因於為了進行端子加工而進行全切割面Ca的加工與端子切割面Cb的加工之2次劃線加工，而受到包夾端子區域而存在之密封材的影響，第2次的劃線加工時不易產生裂紋。就此現象加以說明。
第21圖及第22圖係表示利用切刀輪對具有包夾在全切割面Ca與端子切割面Cb之1mm至3mm的間隔之端子區域T，上下同時進行劃線加工之方法的圖。其中第21圖係首先對全切割面Ca進行劃線加工，之後對端子切割面Cb進行劃線加工之加工方法。此外，第22圖係先對端子切割面Cb進行加工，之後進行全切割面Ca的劃線加工之加工方法。
首先，就先由全切割面Ca進行加工時的現象加以說明。如第21圖(a)所示，隔著端子區域T，於兩側有密封材S1,S2，藉該等貼合第一基板G1與第二基板G2。
如第21圖(b)所示，壓接切刀輪W1於第一基板G1側的全切割面Ca之位置，且壓接切刀輪W2於第二基板G2側的全切割面之位置，來進行第一次劃線加工。此時由於欲將第二基板G2側的溝形成得較深，而將第一基板G1側的溝形成得淺，故比起施加於第二基板G2側之壓接力相對減小第一基板G1側之壓接力。於進行第一次劃線加工之時點，因應力不存在於全切割面Ca之附近，故第一基板G1、第二基板G2之兩側基板，皆可沒問題地形成劃線溝，且可形成按照壓接力之溝的深度。
其次，如第21圖(c)所示壓接切刀輪W1於第一基板G1的端子切割面Cb之位置，且壓接支撐滾輪W3(沒刀尖之滾輪)於第二基板G2的端子切割面Cb之延長線上，來進行第二次劃線加工。此時為了將第一基板G1側之端子切割面Cb的溝形成地深，加強施加於切刀輪W1之壓接力以及施加於支撐滾輪的壓接力。
但是，於進行第二次劃線加工之時點，第一次劃線加工的結果所形成之劃線溝張開，而受到此與密封材S1的影響，端子切割面Cb的附近成為施加有壓縮應力之狀態。亦即，第一基板G1之全切割面Ca雖欲朝端子切割面方向Cb側張開，但密封材S阻止欲張開之力量，故於離全切割面Ca1mm至3mm之位置的端子切割面Cb產生壓縮應力，而阻礙在端子切割面之往裂紋的深度方向之伸展。
結果，會產生一種情況，即藉由第二次劃線加工，變得無法在第一基板G1之端子切割面Cb形成深的劃線溝，而形成在第一基板G1之全切割面Ca的劃線溝比端子切割面Cb的溝形成得還深。因此，如第21圖(d)所示，形成第一基板G1由全切割面Ca所分割之單位顯示面板，而非第一基板G1由端子切割面Cb所分割者。
其次，就從端子切割面Cb先加工時的現象加以說明。如第22圖(a)所示，隔著端子區域T，在兩側有密封材S1,S2，藉此貼合第一基板G1與第二基板G2。
如第22圖(b)所示，壓接切刀輪W1於第一基板G1側的端子切割面Cb之位置，且壓接支撐滾輪W3於第二基板G2的端子切割面之位置，來進行第一次劃線加工。此時為了欲將第一基板G1側的溝形成深到完全分離之程度，故將第一基板G1的壓接力與支撐滾輪的壓接力一起加強。
於進行第一次劃線加工之時點，於端子切割面Cb之附近不存在應力，故沒問題地形成劃線溝，且可形成按照壓接力之深度的溝。
接著，如第22圖(c)所示，壓接切刀輪W1於第一基板G1側之全切割面Ca的位置，且壓接切刀輪W2於第二基板G2側的全切割面Ca之位置，來進行第二次劃線加工。此時為了欲將第二基板G2側的溝形成得深，且將第一基板G1側的溝形成得淺，故將第一基板G1側之壓接力作成比起施加於第二基板G2側之壓接力為減小。
在進行第二次劃線加工之時點，於第一次劃線加工劃線溝已在端子切割面Cb張開，而受到此與密封材S2之影響，第一基板G1側之全切割面Ca的附近成為施加有壓縮應力之狀態。亦即，第一基板G1的端子切割面Cb擬朝著全切割面Ca側張開，而因密封材S2阻止欲張開的力量，故在全切割面Ca產生壓縮應力，而阻礙第一基板G1的全切割面Ca朝裂紋的深度方向之伸展。結果，在第二次劃線加工中，於第一基板G1之全切割面Ca形成淺的劃線溝。關於第一基板G1側此不致造成問題，而於同時進行加工之第二基板側產生問題。
亦即，關於第二基板G2側，於第一次劃線加工而欲使第一基板G1的端子切割面Cb張開，但因密封材S1,S2阻止欲張開之力量，故加上彎曲力矩，而成為在第二基板G2之全切割面Ca的附近施加有壓縮應力之狀態。因此，第二基板G2之全切割面Ca成為幾乎只能形成淺的劃線溝之狀態。在此種狀態下，復進行第二次劃線加工時，若第一基板側的切刀輪W1比第二基板側的切刀輪W2略為先進行劃線時，復施加強的彎曲力矩，而成為於第二基板之全切割面Ca附近施加強的壓縮應力，且第二基板G2的全切割面Ca變得幾乎無法進行劃線加工。此時，加大按壓力來進行劃線加工時便會產生碎玻璃。
如上述，判明在上下基板加工系統中，於進行第二次劃線加工之端子切割面Cb與全切割面Ca2的任一者，難以形成所欲的劃線溝。
因此，本發明的目的首先在於提供一種上下基板加工系統的母板之基板加工方法，係即使為難以使基板翻轉來進行加工之大面積的母板，亦可穩定且確實地進行所欲的溝深度的劃線加工。
此外，第二的目的係在提供一種基板加工方法，係在使用一對切刀輪的上下基板加工系統之母板的基板加工方法中，於端子區域之加工時，可對劃線溝的深度附加所欲之強弱。
再者，第三目的係在提供一種基板加工方法，係在使用一對切刀輪之上下基板加工系統的母板之基板加工方法中，加工品(單位顯示面板)的端子區域之端子寬度即使變窄，亦完全不會產生覆蓋端子區域的部分之廢料區域附著在端子切割面側之不良品，而廢料區域完全分離，或萬一無法完全分離時，亦可之後確實地去除廢料區域來進行品質改善。
本發明之基板加工方法係藉由上下基板加工系統，來分割母板而製作單位顯示面板。此時其前提係即使廢料區域無法從單位顯示面板完全分離，亦藉由以利用追加的截斷處理而可確實地分割廢料區域之方式進行加工，來進行品質改善。
成為本發明的加工對象之母板，具有貼合第一基板(CF側基板)與第二基板(TFT側基板)的基板構造(貼合基板)。而且，在此基板構造內，複數張方形的單位顯示面板係以相互鄰接之狀態排列所形成。各單位顯示面板之第二基板側係於4個周緣中之至少1個周緣形成有外部連接用之端子區域。在各單位顯示面板具有之端子區域中，至少一個係以該端子區域之外側端成為跨越兩側基板而分割之全切割面之同時，該端子區域的內側端成為僅分割相對向的第一基板之端子切割面的形態所構成。具體而言第15圖所示之一端子面板、二端子面板、三端子面板符合，且其中以○記號表示之區域，構成在此之由全切割面與端子切割面所包夾之端子區域。以此種母板為對象，係由於在上述○記號之端子區域，會產生藉由追加的截斷處理亦難以進行廢料區域之分割的缺失之故。
又，為了解決上述課題，藉由使用朝向母板的第一基板之第一切刀輪，以及朝向第二基板之第二切刀輪，從第一基板與第二基板之兩側進行劃線加工，以按各個單位顯示面板分割母板之同時進行使各單位顯示面板的端子區域露出之端子加工。此時，對由母板的全切割面與端子切割面所包夾之端子區域進行劃線加工，(a)首先，壓接第一切刀輪於第一基板之端子切割面的位置之同時，壓接第二切刀輪於第二基板的全切割面之位置而在兩側同時進行劃線加工，(b)之後，壓接第一切刀輪於第一基板之全切割面之同時，壓接沒刀尖之支撐滾輪於第二基板的全切割面附近且於單面進行劃線加工。
依據本發明，使用一對切刀輪，或切刀輪與支撐滾輪，而由兩側同時壓接第一基板與第二基板，並藉合計2次加工動作在全切割面與端子切割面進行劃線加工，而在第一次劃線加工對第一基板的端子切割面之位置與第二基板的全切割面之位置進行劃線。然後在第二次劃線加工時，係以比起第一基板的端子切割面之位置為弱的劃線對第一基板的全切割面之位置進行劃線。
亦即，在第一次劃線加工中，先對必須強力地劃線之第一基板的加工面(端子切割面)及第二基板之加工面(全切割面)彼此進行劃線。在第一次劃線中，在基板沒產生應力，故皆可深深地形成第一基板、第二基板之任一的劃線溝。再者，此情況係將一對切刀輪，壓接在以端子寬度之長度程度分開之位置，而由於距離短故幾乎沒影響。接著，在第二次劃線加工，對輕輕地劃線之加工面(第一基板之全切割面)進行劃線。在第二次劃線加工中，藉由施加壓縮應力於加工面，雖難以形成深的劃線溝，而原本預定淺淺地進行劃線，故沒問題。
如此，由上下兩側同時進行劃線時，挪動切刀輪的壓接位置，而先就形成深的劃線溝之位置進行加工。
依據本發明，於利用一對切刀輪由上下兩側同時就包夾在端子切割面與全切割面之端子區域進行劃線加工時，亦可將覆蓋此部分之廢料區域，從單位顯示面板完全分割，或無法分割之情況下亦可確實地可使之附著於單位顯示面板之全切割面側來進行分割，而無法分割廢料區域時，亦可藉由進行追加的截斷處理，來確實地進行品質改善。
(用以解決其他課題之手段及效果)
在上述發明中支撐滾輪係亦可對先形成在第二基板的全切割面之劃線溝的鄰接位置進行壓接。
依據此，利用第一切刀輪對第一基板的全切割面進行劃線時，支撐滾輪係設成避開形成在第二基板的全切割面之劃線溝來壓接基板，故不再損及劃線溝。
在上述發明中，亦可設為對包夾在全切割面與端子切割面的端子區域之一進行劃線加工時，於(a)之劃線加工步驟後，進行與加工中的端子區域為不同之端子區域之加工，之後，就最初的端子區域進行(b)之劃線加工。
依據此，可先對利用一對切刀輪加工之加工部分進行加工後，對利用1個切刀輪與支撐滾輪加工之加工部分進行加工，故可均衡地進行加工，此外，可縮短因交換切刀輪與支撐滾輪所引起之調整時間與待機時間。
此外，在上述發明中，亦可設為全切割面與端子切割面之寬度(端子幅度)為1mm至3mm。可藉由縮小端子寬度，將可作為單位顯示面板利用之母板的面積予以加大。在此種情況下，覆蓋端子區域之廢料區域僅附著於完全切割面側，故可確實地將之予以去除。
在上述發明中，亦可設為母板具有沿著正交之XY方向而縱橫地形成有單位顯示面板之構成，而在藉由以將母板不分離於X方向之方式一邊將基板的Y方向之最後部分夾住而移動於Y方向前方，且一邊在Y方向與X方向進行劃線加工來按各個單位顯示面板進行分割之情況，或藉由以將母板不分離於X方向之方式一邊將之夾住而移動於Y方向，且一邊於Y方向與X方向進行劃線加工來按各個單位顯示面板進行分割之情況下，先對Y方向進行劃線加工之同時，對包夾在前述全切割面與前述端子切割面的端子區域之一，依照此順序進行(a)之劃線加工，與(b)之劃線加工，而就X方向在Y方向的劃線加工後進行劃線加工亦可。
依據此，將單位顯示面板於XY方向二維地形成在母板上時，在以不分離於X方向之方式將基板予以夾住之狀態下使之移動於Y方向。然後對Y方向，依照此順序進行(a)之劃線加工，(b)之劃線加工，之後，進行X方向之劃線加工。如此藉由訂定加工順序，可確實地按各個單位顯示面板分割，且若進行追加的截斷處理，便可確實地進行品質改善。
根據圖示說明本發明之基板加工方法的實施形態。以下說明之基板加工方法，係在液晶顯示面板之製造步驟所利用之方法，具體而言係使用在將作為液晶顯示面板之單位顯示面板，從母板予以分割，且1個1個取出之基板加工系統中。
(基板加工系統)
首先就實施本發明之基板加工方法時使用的基板加工系統之整體構成加以說明。
第1圖係表示利用本發明之基板加工方法的基板加工系統1之整體構成的透視圖。第2圖係第1圖之A視透視圖(後述之架台10除外)。第3圖係基板加工系統1之平面圖(後述之框架11、支柱14除外)。第4圖係第3圖之B-B’截面圖，第5圖係第3圖之C-C’截面圖，第6圖係第3圖之D-D’截面圖，第7圖係第3圖之E-E’截面圖，第8圖係第3圖之F-F’截面圖。
在此，對將單位顯示面板於X方向排列為2列，於Y方向排列為4列之母板90予以加工之情況加以說明。此外，將在說明所使用之XYZ方向表示於圖中。
首先，就系統之整體構造加以說明。
基板加工系統1，係從基板搬入側1L朝基板搬出側1R，於Y方向搬送母板90，而在該途中進行劃線加工與截斷處理。
母板90(貼合基板)係以上側成為第二基板G2(TFT側基板)，下側成為第一基板G1(CF側基板)之方式載置。
基板加工系統1係由中空的架台10、主框架11、支柱14形成構架構造。在架台10之上方，係配置用以支撐母板90之基板支撐裝置20。基板支撐裝置係由第一基板支撐部20A與第二基板支撐部20B所構成。在第一基板支撐部20A與第二基板支撐部20B之中間位置，配置基板分割機構30。
如第4圖(第3圖B-B’截面)所示，第一基板支撐部20A與第二基板支撐部20B分別由排列於X方向之5台的支撐單元21所構成。各支撐單元21於接近基板分割機構30之側，固定於架台10。正時皮帶(timing belt)繞轉移動於各支撐單元21之上面，而與後述之夾住裝置50連動傳送母板90。
基板分割機構30係設置有上部導軌31及下部導軌32，而在上部導軌31以可移動於X方向之方式安裝有上部劃線機構60，以及於下部導軌32以可移動於X方向之方式安裝有下部劃線機構70。
如第5圖(第3圖之C-C’截面)所示，劃線機構60係安裝有第二切刀輪W2之同時，並由使第二切刀輪W2升降之升降機構61、切換第二切刀輪W2的刀尖方向為Y方向與X方向之旋轉機構62、以及X軸驅動機構63所構成。
劃線機構70係將第一切刀輪W1與支撐滾輪W3排列於Y方向來安裝之同時，並由使第一切刀輪W1與支撐滾輪W3升降之升降機構71、將第一切刀輪的刀尖方向及支撐滾輪的旋轉方向切換為Y方向與X方向之旋轉機構72，以及X軸驅動機構73所構成。升降機構71及旋轉機構72，係設為可選擇第一切刀輪W1或支撐滾輪W3之任一者而將之壓接在基板，再者，可使壓接之輪的移動方向朝Y方向或X方向。
如第1圖或第2圖所示，於基板支撐裝置20之基板搬入側1L側係配置夾住母板90之基板搬入側的端部(母板90之後端)之夾住裝置50。夾住裝置50係由一對夾住具51(51L,51R)、使夾住具51升降之升降機構55(55L,55R)、移動底座57所構成，並在夾住母板90之狀態下使母板90移動於Y方向。此夾住裝置50係利用線性馬達機構58來驅動。而且移動於支撐單元21的間隙及下方，且保持夾住母板9之狀態的原樣，可通過基板分割機構30直到母板90的後端為止。夾住具51L及夾住具51，係將分別形成在母板90之單位顯示面板的左側之列，右側之列予以夾住，且在基板中央之位置沿著Y方向分割之情況下亦可按各列支撐經分割在左右之母板90，且將之傳送於Y方向。
如第6圖(第3圖之D-D’截面)所示，於基板支撐裝置20之基板搬出側1R配置蒸氣截斷裝置100，其係具備針對傳送來之母板90，將加熱蒸氣由上噴灑之上部蒸氣單元101，以及由下噴灑之下部蒸氣單元102。藉由進行過劃線加工之母板90通過從蒸氣截斷裝置100所噴灑之加熱蒸氣之間，使母板90膨張，且主要進行對母板的X方向之積極性的截斷處理。蒸氣截斷裝置100可利用線性馬達機構130移動於Y方向。
如第7圖(第3圖之E-E’截面)所示，於蒸氣單元100的基板搬出側1R之位置配置滾輪截斷裝置110，係對傳送來之母板90，沿著形成在基板上之Y方向的劃線溝之鄰接位置(劃線溝的旁邊)按壓截斷滾輪111至113，並提供對基板2的Y方向之截斷壓來積極地進行截斷。滾輪截斷裝置110係可利用線性馬達130移動於Y方向。
如第8圖(第3圖之F-F’截面)所示，於滾輪裝置110的基板搬出側1R之位置配置基板搬出裝置120，其係從母板90將單位顯示面板1個1個取出且將之傳送到下步驟。於基板搬出裝置120，設置上部導軌121，並於上部導軌121安裝有可移動於X方向之搬運機器人80。基板搬出裝置120，係可利用線性馬達130而移動於Y方向。
搬運機器人80具有安裝有吸附墊82之板83、使板83旋轉之旋轉機構84、使板83升降之升降機構85、以及X軸驅動機構86。而搬運機器人80，吸附從母板90分割的1張單位顯示面板且將之移開到上方。並且一邊旋轉移開之單位顯示面板一邊移動於X軸方向，復利用線性馬達130移動於Y方向，且進行1個1個搬出之動作。將搬出之單位顯示面板收授到未圖示之下步驟，且進行下一個加工。
於搬運機器人80之板83，復具備有鉤87及推桿(pusher)88，係於搬出中之單位顯示面板附著有廢料時，用以將此廢料去除之追加的截斷處理機構。
第9圖係表示鉤87及推桿88之追加的截斷處理動作圖。鉤87係能以固定在板83之支軸為中心進行轉動。如第9圖(a)所示，在使鉤87及推桿88回避到上方之狀態下，利用吸附墊82吸附單位顯示面板之第二基板G2(TFT側基板)。其次，如第9圖(b)所示，使鉤87進行作動，且使之與位於吸附面之相反側的第一基板G1之端的廢料接觸，並從下方支撐廢料。而如第9圖(c)所示，使推桿88進行作動且從上方按壓附著在第二基板G2的端之廢料。如此，藉由施加彎曲力矩在廢料，而使廢料確實地分割。
(劃線加工)
其次，就使用上述基板加工系統1之母板90的劃線加工之動作程序加以說明。在基板分割機構30(第5圖)中進行劃線加工，本發明主要係在劃線加工進行單位顯示面板的端子加工時所使用。
第10圖係表示依據本發明進行端子加工時之基本的加工程序之圖。如第10圖(a)所示，於母板90上之鄰接的2個單位顯示面板U1,U2之邊界部分，形成有包夾在全切割面Ca與端子切割面Cb之端子區域T。端子區域之寬度係1mm至3mm程度。利用切刀輪在此部分上下同時進行劃線加工，而進行露出端子區域T的貼合面(第一基板G1與第二基板G2之接合面)之加工。
從母板90取出單位顯示面板U1時，搬運機器人80係吸附於上側的基板面(第9圖)，故將第二基板G2(TFT側基板)配置於上側，且將第一基板(CF側基板)配置於下側。此係設為使之吸附於單位顯示面板U1且從單位顯示面板U2移開時，端子區域T(第二基板G2側)來到廢料區域E(第一基板G1側)之上側，且廢料區域E附著於單位顯示面板U2之全切割面Ca，而容易從端子切割面Cb分割之故。
再者，在上述基板加工系統1中，設為從母板90一個一個取出單位顯示面板時，在鄰接之兩個單位顯示面板中，藉由比全切割面Ca成為邊界部分之單位顯示面板先將端子切割面Cb成為邊界部分之單位顯示面板予以取出，使廢料區域E容易附著於全切割面Ca成為邊界部分之單位顯示面板的側。就此點後述如下。
如第10圖(b)所示，首先，使劃線機構60之第二切刀輪W2，與第二基板G2之全切割面Ca的位置對準一致。並且，使劃線機構70之第一切刀輪W1，與第一基板G1之端子切割面Cb的位置對準一致。然後，以強的壓接力在兩方同時進行第一次劃線。此時，在端子區域T之附近沒發生應力，故可深深地伸展劃線溝。
形成有劃線溝之端子區域T的兩側為以密封材S1,S2所固定之區域，故劃線溝擴展結果，於端子切割面Cb之附近施加壓縮應力。
接著，如第10圖(c)所示，使劃線機構70之第一切刀輪W1，與全切割面Ca之位置對準一致。再者，使劃線機構60之支撐滾輪W3，與第二基板G2對準一致。此時支撐滾輪W3係設為以從先形成有劃線溝之全切割面Ca的位置偏離之方式往旁邊移動，且不傷及劃線溝。然後，以比第一次還弱的壓接力進行第二次劃線加工。
此時，第一基板G1的全切割面，係一邊抵抗應力一邊進行劃線加工，故難以使之深深地伸展，而劃線溝變淺。此部分原本最好是形成比端子切割面Cb還淺的劃線溝，故形成理想的劃線溝。
然後，形成深的劃線溝與淺的劃線溝結果，藉由進行之後的蒸氣截斷(第6圖)及滾輪截斷(第7圖)之截斷處理，如第10圖(d)所示，確實地，使廢料區域E在附著於第一基板G1的全切割面Ca側之狀態下進行分割。
然後，附著在全切割面Ca之廢料區域E，透過鉤87及推桿88之追加的截斷處理動作(第9圖)，從全切割面Ca確實地分割。
藉由以上的處理，從母板取下單位顯示面板，且將之移動到下步驟之前，廢料區域E可完全分離。
以上就針對1個單位顯示面板之1的端子區域，單獨進行端子加工之情況作了說明。在實際的母板90中，複數張單位顯示面板縱橫排列。於各單位顯示面板的周圍，不僅包夾在端子切割面Cb與全切割面Ca之端子區域T，亦包含其他形狀的邊界。
在此種情況下，不是按1個個邊界進行加工，而可依在複數張邊界間進行交替加工之方式來均衡地加工。就此種情況以具體例加以說明。
第11圖係就成為二端子面板之單位顯示面板在X方向排列成2列，在Y方向排列成4列之母板90，於Y方向進行劃線之例。此外，第12圖係於X方向進行劃線之例。
首先，就先進行Y方向之劃線加以說明。在Y方向之劃線中，設為藉由以夾住裝置50夾住母板90之後端，使得在進行劃線加工後，於X方向不分離。
關於Y方向，如第11圖所示，就沿著母板90的中央部分之端子區域T，與左端附近之端子區域TL ，以及右端附近的全切割面TR 之3個邊界，進行劃線加工。其中，僅中央之端子區域T，成為包夾在端子切割面與全切割面之端子區域(可能產生廢料區域無法從端子切割面取下的缺失之端子區域)。
此時，對中央之端子區域T進行第一次之強的劃線(設為Y1)。亦即，在第一基板G1的端子切割面與第二基板G2的全切割面進行強的劃線。接著，對左端附近之端子區域TL 進行第二次強的劃線(設為Y2)。接著，對右端附近之全切割面TR 進行第三次之強的劃線(設為Y3)。然後，最後對中央的端子區域T之第一基板的全切割面以弱的劃線進行第四次弱的劃線(設為Y4)。此時在第二基板G2之全切割面的旁邊，一邊以支撐滾輪按壓一邊進行劃線。
亦即，於進行對中央的端子區域T之強的劃線加工後，先進行左端附近的端子區域TL 與右端附近的全切割面TR 之劃線，之後，再次進行對中央的端子區域T之弱的劃線加工，來交替地進行加工。
透過以上的程序，結束Y方向之劃線時，接著進行X方向之劃線。
就X方向而言，如第12圖所示，對於母板90之前端附近的全切割面TF ，與在基板中央而包夾在全切割面與端子切割面之3處所的端子區域T，以及在後端附近之端子區域TB 進行劃線加工。
此時，就X方向之3個端子區域T，亦與之前相同，若先對第一基板G1的端子切割面與第二基板G2之全切割面強力地進行劃線，之後輕輕地對第一基板G1的全切割面進行劃線，便可確實地取出單位顯示面板。具體而言如第12圖所示，設為按照X2(第一基板G1的端子切割面與第二基板G2之全切割面)、X3(第一基板G1之全切割面)、X4(第一基板G1之端子切割面與第二基板G2之全切割面)、X5(第一基板G1之全切割面)、X6(第一基板G1之端子切割面與第二基板G2之全切割面)、X7(第一基板G1之全切割面)之順序進行加工。此外，進行X3、X5、X7之加工時，一邊以支撐滾輪按壓第二基板G2之全切割面的旁邊一邊進行劃線。
(單位顯示面板的取出順序)
其次，就在母板進行劃線加工而取出所分割的單位顯示面板時之取出順序加以說明。
例如如第10圖所示，從具有包夾在端子切割面Cb與全切割面Ca的端子區域T之母板，1個1個取出單位顯示面板時，於鄰接之2個單位顯示面板中，比起全切割面Ca成為邊界部分之單位顯示面板U2，先將端子切割面Cb成為邊界部分之單位顯示面板U1予以取出，且重要的是使廢料區域E，容易附著於全切割面Ca成為邊界部分的單位顯示面板U2之側。改變此順序時，廢料區域E附著於端子切割面Cb側而殘留。因此，從母板取出單位顯示面板時，取出之順序變為重要。
第13圖係就單位顯示面板在X方向排列為2列，在Y方向排列為4列之2端子面板，表示單位顯示面板的取出順序之圖。
單位顯示面板(1)，係相對於與鄰接之單位顯示面板(2)(3)之邊界(在圖中以○記號表示)，單位顯示面板(1)之端子切割面Cb成為邊界部分。因此，必須首先取出單位顯示面板(1)。
在取出單位顯示面板(1)之狀態下，於單位顯示面板(2)與鄰接之單位顯示面板(4)之邊界，端子切割面Cb成為邊界。此外，單位顯示面板(3)相對於與鄰接之單位顯示面板(4)(5)之邊界，端子切割面Cb變為邊界。此時只要取出單位顯示面板(2)(3)的其中之一即可，而從靠近母板的前端之側取出可比較容易進行一方向的搬出，故先取出單位顯示面板(2)。
在取出單位顯示面板(1)(2)之狀態下，在單位顯示面板(3)與鄰接之單位顯示面板(4)(5)的邊界，端子切割面Cb成為邊界。因此，其次取出單位顯示面板(3)。以下相同，在第13圖中依照附在各單位顯示面板的號碼之數字少的順序(1)、(2)…(8)，取出單位顯示面板。
第14圖係表示關於所取出之各單位基板(1)至(8)的廢料區域之附著狀態的圖。
就任一的單位顯示面板亦可依廢料不附著於端子切割面Cb之方式予以取出。因此，即使廢料附著在單位顯示面板，亦可藉由使用鉤87及推桿88後之追加的截斷處理，確實地去除廢料。
以上係關於二端子面板，而關於一端子面板與三端子面板(第15圖)亦相同。再者，關於四端子面板(第16圖)，取出順序則不成問題。
[產業上之運用領域]
本發明之基板加工方法，係可利用於液晶面板用的母板之劃線加工。
1．．．基板加工系統
20．．．基板支撐裝置
30．．．基板分割機構
50．．．夾住裝置
60．．．上部劃線機構
70．．．下部劃線機構
80．．．搬運機器人
87．．．鉤
88．．．推桿
90．．．母板
100．．．蒸氣截斷裝置
110．．．滾輪截斷裝置
111至113．．．截斷滾輪
120．．．基板搬出裝置
Ca．．．全切割面
Cb．．．端子切割面
E．．．廢料區域
G1．．．第一基板(CF側基板)
G2．．．第二基板(TFT側基板)
P1．．．按壓力
P2．．．按壓力
S1．．．密封材
S2．．．密封材
T．．．端子區域
U1．．．單位顯示面板(端子切割面面向邊界)
U2．．．單位顯示面板(全切割面面向邊界)
W1．．．第一切刀輪
W2．．．第二切刀輪
W3．．．支撐滾輪
第1圖係表示本發明的基板加工方法所使用之基板加工系統的整體構成之透視圖。
第2圖係第1圖之基板加工系統的A視透視圖。
第3圖係第1圖之基板加工系統的平面圖。
第4圖係第3圖之B-B’截面圖。
第5圖係第3圖之C-C’截面圖。
第6圖係第3圖之D-D’截面圖。
第7圖係第3圖之E-E’截面圖。
第8圖係第3圖之F-F’截面圖。
第9圖(a)至(c)係表示基板搬運機器人之動作圖。
第10圖(a)至(d)係表示本發明的基板加工方法所使用之劃線加工的程序之圖。
第11圖係表示將母板於Y方向進行劃線時之加工順序的一例圖。
第12圖係表示將母板於X方向進行劃線時之加工順序的一例圖。
第13圖係表示利用搬運機器人從母板取出單位顯示面板之順序的一例圖。
第14圖(a)至(d)係表示附著於從母板取出之單位顯示面板的廢料之狀態的圖。
第15圖(a)至(c)係表示母板的基板佈局之圖(一端子面板、二端子面板、三端子面板)。
第16圖係表示母板之基板佈局的圖(四端子面板)。
第17圖係表示鄰接之單位顯示面板間的截面之一部分圖。
第18圖(a)至(c)係表示鄰接之單位顯示面板間之3種分離狀態圖。
第19圖係表示習知的母板之端子加工圖。
第20圖係表示習知的母板之端子加工圖。
第21圖(a)至(d)係表示上下基板加工系統之習知的端子加工圖。
第22圖(a)至(d)係表示上下基板加工系統之習知的端子加工圖。
Ca．．．全切割面
Cb．．．端子切割面
E．．．廢料區域
G1．．．第一基板(CF側基板)
G2．．．第二基板(TFT側基板)
P1．．．按壓力
P2．．．按壓力
S1．．．密封材
S2．．．密封材
T．．．端子區域
U1．．．單位顯示面板(端子切割面面向邊界)
U2．．．單位顯示面板(全切割面面向邊界)
W1．．．第一切刀輪
W2．．．第二切刀輪
W3．．．支撐滾輪

Claims (4)

  1. 一種母板之基板加工方法，該基板也就是成為加工對象的基板具有貼合第一基板與第二基板之基板構造，係將複數張方形之單位顯示面板以相互鄰接之狀態排列而形成在前述基板構造內，且在各單位顯示面板的第二基板側之至少1個周緣形成外部連接用的端子區域，而使各單位顯示面板的前述端子區域之至少一個係以端子區域的外側端成為橫跨兩側基板而分割的全切割面(just cut surface)之同時，使端子區域的內側端成為僅分割相對向的第一基板之端子切割面(terminal cut surface)的方式所構成，針對前述母板，藉由使用朝向第一基板之第一切刀輪與朝向第二基板之第二切刀輪而從第一基板與第二基板之兩側進行劃線加工(scribing)而將前述母板按各個單位顯示面板進行分割之同時進行使各單位顯示面板之前述端子區域露出之端子加工的母板之基板加工方法，其特徵係：針對包夾在前述母板的全切割面與端子切割面之端子區域的1個進行劃線加工時，(a)先將第一切刀輪壓接在第一基板的端子切割面之位置，且將第二切刀輪壓接在第二基板的全切割面之位置而以強的壓接力在兩側同時進行劃線加工，(b)之後，將第一切刀輪壓接在第一基板的全切割面之同時，將沒刀尖之支撐滾輪壓接在第二基板的全 切割面附近而以比前述(a)之劃線加工還弱的壓接力在單面進行劃線加工；於前述(a)之劃線加工步驟後，進行與加工中的端子區域為不相同的端子區域之加工，之後，就首先的端子區域進行(b)的劃線加工步驟。
  2. 如申請專利範圍第1項的母板之基板加工方法，其中，前述支撐滾輪係壓接先形成在第二基板的全切割面之劃線溝的鄰接位置。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項的母板之基板加工方法，其中，前述全切割面與前述端子切割面之寬度為1mm至3mm。
  4. 如申請專利範圍第1項的母板之基板加工方法，其中，前述母板，具有沿著正交之XY方向而縱橫地形成有單位顯示面板之構成，而在藉由以將母板不分離於X方向之方式一邊將基板的Y方向之最後部分夾住而移動於Y方向前方，且一邊在Y方向與X方向進行劃線加工來按各個單位顯示面板進行分割時，先對Y方向進行劃線加工之同時，對包夾在前述全切割面與前述端子切割面的端子區域之1個，依照前述(a)之劃線加工、與前述(b)之劃線加工的順序進行加工，而關於X方向在Y方向的劃線加工後進行劃線加工。
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