KR100628276B1 - 스크라이브 장비 및 이를 구비한 기판의 절단장치 및이것을 이용한 기판의 절단방법 - Google Patents

스크라이브 장비 및 이를 구비한 기판의 절단장치 및이것을 이용한 기판의 절단방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 TFT 기판과 C/F 기판을 동일 장소에서 동시에 스크라이브 공정을 진행함으로써 장비 스페이서를 확보함과 동시에 생산성을 향상시키도록 한 스크라이브 장비 및 이를 구비한 기판의 절단장치 및 이것을 이용한 기판의 절단방법에 관한 것으로서, 제 1 기판과 제 2 기판의 합착 공정이 완료된 제 1 모 기판이 흡착되는 스테이지와, 제 1 기판과 제 2 기판의 합착 공정이 완료된 제 2 모 기판이 안착되는 스크라이빙 벨트와, 상기 스테이지와 스크라이빙 벨트 사이에 구성되어 상기 제 1 모 기판의 제 1 기판 또는 상기 제 2 모 기판의 제 2 기판에 소정깊이의 크랙을 형성하는 헤드부를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.
스크라이브, 헤드, 브레이크, 모 기판, 액정패널

Description

스크라이브 장비 및 이를 구비한 기판의 절단장치 및 이것을 이용한 기판의 절단방법{scribing equipment and cutting equipment of substrate having the same and method for cutting of substrate using the same}
도 1은 일반적인 액정표시장치를 나타낸 단면도
도 2는 일반적인 액정 패널의 제조 공정을 도시한 흐름도
도 3a 내지 도 3f는 종래 기술에 의한 기판의 절단장치에서 모 기판을 단위 액정표시 패널별로 절단하는 순서를 설명하기 위한 기판의 평면도
도 4는 종래 기술에 의한 기판의 절단장치에서 스크라이브 및 브레이크 장비의 배치 구조를 도시한 평면도
도 5는 본 발명에 의한 스크라이브 장비를 나타낸 개략적인 구성도
도 6은 본 발명에 의한 기판의 절단장치에서 전체적인 구성을 나타낸 개략적인 구성도
도 7a 내지 도 7h는 도 6과 같이 구성된 기판의 절단장치를 이용한 기판의 절단방법을 설명하기 위한 개략적인 평면도
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
100 : 모 기판 110 : 스테이지
120 : 스크라이빙 벨트 130 : 헤드부
140 : 레이저 발생기 150 : 반사부
본 발명은 액정표시장치(liquid crystal display device)에 관한 것으로, 특히 장비의 스페이스(space) 확보 및 생산성을 향상시키도록 한 스크라이브 장비 및 이를 구비한 기판의 절단장치 및 이것을 이용한 기판의 절단방법에 관한 것이다.
일반적으로 액정표시장치는 매트릭스(matrix) 형태로 배열된 액정 셀들에 화상정보에 따른 데이터 신호를 개별적으로 공급하여, 그 액정 셀들의 광투과율을 조절함으로써, 원하는 화상을 표시할 수 있도록 한 표시장치이다.
상기 액정표시장치는 대면적의 모 기판에 박막트랜지스터 어레이 기판들을 형성하고, 별도의 모 기판에 컬러필터 기판들을 형성한 다음 두 개의 모 기판을 합착함으로써, 액정 패널들을 동시에 형성하여 수율 향상을 도포하고 있으므로, 단위 액정패널로 절단하는 공정이 요구된다.
통상, 상기 단위 액정패널의 절단은 유리에 비해 경도가 높은 다이아몬드 재질의 휠(wheel)로 모 기판의 표면에 소정깊이의 크랙을 형성하는 스크라이브(scribe) 공정과 기계적 힘을 가해 절단하는 브레이크(break) 공정으로 이루어진다.
도 1은 일반적인 액정표시장치를 나타낸 단면도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 투명한 제 1 기판(10)상의 일정영역에 금속과 같 은 도전성 물질로 이루어진 게이트 전극(11)이 형성되어 있고, 상기 게이트 전극(11)을 포함한 제 1 기판(10)의 전면에 실리콘 질화막(SiNx)이나 실리콘 산화막(SiO2)으로 이루어진 게이트 절연막(12)이 형성되어 있다.
이어, 상기 게이트 전극(11) 상부의 게이트 절연막(12) 위에는 비정질 실리콘으로 이루어진 액티브층(13)이 형성되어 있으며, 상기 액티브층(13) 양측단위에 불순물이 도핑된 비정질 실리콘으로 이루어진 오믹 콘택층(14)이 형성되어 있다.
이어, 상기 오믹 콘택층(14) 상부에는 금속과 같은 도전 물질로 이루어진 소오스 및 드레인 전극(15,16)이 형성되어 있는데, 상기 소오스 및 드레인 전극(15,16)은 상기 게이트 전극(11)과 함께 박막트랜지스터(T)를 이룬다.
한편, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 게이트 전극(11)은 게이트 배선과 연결되어 있고, 상기 소오스 전극(15)은 데이터 배선과 연결되어 있으며, 게이트 배선과 데이터 배선은 서로 직교하여 화소 영역을 정의한다.
이어, 상기 소오스 및 드레인 전극(15,16)을 포함한 제 1 기판(10)의 전면에는 실리콘 질화막이나 실리콘 산화막 또는 유기 절연막으로 이루어진 보호막(17)이 형성되어 있으며, 상기 보호막(17)은 상기 드레인 전극(16)의 표면이 소정부분 노출되도록 콘택홀(18)을 갖고 있다.
그리고 상기 보호막(17) 상부의 화소 영역에는 투명 도전 물질로 이루어진 화소 전극(19)이 형성되어 있고, 상기 화소 전극(19)은 콘택홀(18)을 통해 드레인 전극(16)과 연결되어 있다.
이어, 상기 화소 전극(19) 상부에는 폴리이미드(polyimide)와 같은 물질로 이루어지고 표면이 일정 방향을 가지도록 형성된 제 1 배향막(20)이 형성되어 있다.
한편, 제 1 기판(10) 상부에는 제 1 기판(10)과 일정 간격을 가지고 이격되어 있으며 투명한 제 2 기판(31)이 배치되어 있다.
그리고 상기 제 2 기판(31) 하부의 박막트랜지스터(T)와 대응되는 부분에는 블랙 매트릭스(32)가 형성되어 있는데, 도시하지 않았지만 블랙 매트릭스(32)는 화소 전극(19) 이외의 부분도 덮고 있다.
이어, 상기 블랙 매트릭스(32) 하부에는 컬러필터(33)가 형성되어 있으며, 상기 컬러필터(33)는 적(R), 녹(G), 청(B)의 세 가지 색이 순차적으로 반복되어 있고, 하나의 색이 하나의 화소 영역에 대응된다.
이어, 상기 컬러필터(33) 하부에는 투명한 도전 물질로 이루어진 공통 전극(34)이 형성되어 있으며, 상기 공통 전극(34) 하부에는 폴리이미드와 같은 물질로 이루어지고 표면이 일정 방향을 가지도록 형성된 제 2 배향막(35)이 형성되어 있다.
그리고, 상기 제 1 배향막(20)과 제 2 배향막(35) 사이에는 액정층(40)이 주입되어 있다.
이러한 액정 표시 장치는 박막 트랜지스터와 화소 전극을 형성하는 어레이 기판 제조 공정과 컬러필터와 공통 전극을 형성하는 컬러필터 기판 제조 공정, 그리고 제조된 두 기판의 배치와 액정 물질의 주입 및 봉지, 그리고 편광판 부착으로 이루어진 액정패널 공정에 의해 형성된다.
도 2는 일반적인 액정패널의 제조 공정을 도시한 흐름도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 박막트랜지스터를 포함하는 박막트랜지스터 어레이 기판과 컬러필터를 포함하는 컬러필터 기판을 준비한다(S1).
여기서, 상기 박막트랜지스터 어레이 기판은 박막을 증착하고 패터닝하는 과정을 여러 회 반복함으로써 형성되는데, 박막의 패터닝시 사용되는 마스크의 수가 공정 수를 대표하며, 현재 마스크 수를 감소시켜 제조 비용을 줄이기 위한 연구가 활발히 이루어지고 있다.
한편, 상기 컬러필터 기판은 화소 영역 이외의 부분에서 빛샘이 발생하는 것을 방지하기 위한 블랙 매트릭스와 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러필터 및 공통 전극을 순차적으로 형성함으로써 이루어진다. 컬러필터는 염색법, 인쇄법, 안료 분산법, 전착법 등에 의해 형성되는데, 현재 컬러 필터 형성에 사용되는 보편적인 방법은 안료 분산법이다.
이어, 각 기판에 액정 분자의 초기 배열 방향을 결정하기 위한 배향막을 형성한다(S2).
여기서, 상기 배향막의 형성은 고분자 박막을 도포하고 배향막을 일정한 방향으로 배열시키는 공정으로 이루어진다. 일반적으로 배향막에는 폴리이미드(polyimide) 계열의 유기물질이 주로 사용되고, 배향막을 배열시키는 방법으로는 러빙 방법이 이용된다.
또한, 상기 러빙 방법은 러빙포를 이용하여 배향막을 일정한 방향으로 문질 러주는 것으로, 배향 처리가 용이하여 대량 생산에 적합하고, 배향이 안정하며 프리틸트각(pretilt angle)의 제어가 용이한 장점이 있다.
한편, 최근에는 편광된 빛을 이용하여 배향하는 광배향 방법이 개발되어 사용되고 있다.
다음, 두 기판 중 어느 하나의 기판에 실 패턴(seal pattern)을 형성하는데(S3), 실 패턴은 화상이 표현되는 영역의 외곽에 위치하며, 액정 주입을 위한 갭을 형성하고 주입된 액정의 누설을 방지하는 역할을 한다.
여기서, 상기 실 패턴은 열경화성 수지를 일정한 패턴으로 형성함으로써 이루어지며, 실 패턴 형성 방법으로는 스크린 마스크(screen mask)를 이용한 스크린 인쇄법과 디스펜서를 이용한 실 디스펜서(dispenser)법이 있다.
현재 공정의 편의성이 큰 스크린 인쇄법이 주로 사용되고 있으나, 마스크와 배향막의 접촉에 의한 불량 유발과 기판의 크기가 커짐에 따라 스크린 마스크의 대응이 어려운 단점이 있어 점차 실 디스펜서법으로 변경이 이루어지고 있다.
이어, 박막트랜지스터 어레이 기판과 컬러필터 기판 사이의 간격을 정밀하고 균일하게 유지하기 위해, 두 기판 중 어느 하나의 기판에 일정한 크기의 스페이서를 산포한다(S4).
여기서, 상기 스페이서의 산포 방식은 알코올 등에 스페이서를 혼합하여 분사하는 습식 산포법과 스페이서만을 산포하는 건식 산포법으로 나눌 수 있으며, 건식 산포는 정전기를 이용하는 정전 산포법과 기체의 압력을 이용하는 제전 산포법으로 나뉘는데, 액정 표시 장치는 정전기에 취약한 구조를 가지므로 제전 산포법이 많이 사용된다.
다음, 액정 표시 장치의 두 기판 즉, 박막트랜지스터 어레이 기판과 컬러 필터 기판을 배치하고 실 패턴을 가압 경화하여 합착한다(S5). 이때, 각 기판의 배향막이 마주 대하며, 화소 전극과 컬러필터가 일대일 대응하도록 배치한다.
다음, 두 기판을 각각의 액정패널로 절단하여 분리한다(S6).
일반적으로 액정 표시 장치는 한 장의 기판 상에 하나의 액정 표시 장치가 될 액정패널을 다수 개 형성하고, 각 액정패널로 분리함으로써, 제조 효율을 향상시키고 제조 비용을 감소시킬 수 있다.
여기서 상기 액정패널의 절단공정은 유리 기판 보다 경도가 높은 다이아몬드 재질의 스크라이빙 휠에 의하여 기판의 표면에 크랙을 형성하는 스크라이브 공정과 상기 크랙이 형성된 부분에 브레이크 바를 위치시킨 후 소정의 압력을 가하여 크랙이 형성된 방향으로 기판을 분리하는 브레이크 공정으로 이루어진다.
이어, 두 기판의 배향막 사이에 액정을 주입한다(S7). 액정의 주입은 액정패널 내외의 압력차를 이용한 진공 주입법이 주로 이용된다. 여기서 액정패널 내부에 액정이 주입되었을 때, 액정 속의 미세한 공기 방울에 의해 액정패널 내부에서 기포가 형성되어 불량이 발생할 수 있다. 따라서, 이를 방지하기 위해 액정을 장시간 진공에 방치하여 기포를 제거하는 탈포 과정이 필요하다.
액정의 주입이 완료되면 액정패널의 주입구에서 액정이 흘러나오지 않도록 주입구를 봉합한다. 보통 디스펜서를 이용하여 주입구에 자외선 경화 수지를 도포한 후, 자외선을 조사하여 경화시킴으로써 주입구를 막아준다.
다음, 이러한 방법으로 형성된 액정패널의 외측에 각각 편광판을 부착한 후 구동회로를 연결하면 액정 표시 장치가 완성된다(S8).
도 3a 내지 도 3f는 종래 기술에 의한 기판의 절단장치에서 모 기판을 단위 액정표시 패널별로 절단하는 순서를 설명하기 위한 기판의 평면도이다.
일반적으로 합착된 기판을 절단하는 공정은 기판 절단장치(스크라이브 공정과 브레이크 공정으로 이루어진다)를 이용한다. 그리고 도 3a 내지 도 3f에서는 모 기판(1000 ×1200㎜)에 18.1″모델의 액정표시패널이 6개 배열되는 것을 도시하였다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 로더(loader)부의 테이블(table)(51)상에 합착된 모 기판(52)을 로딩(loading)한다.
여기서, 상기 합착된 모 기판(52)은 TFT 기판(52a)과 C/F 기판(52b)으로 이루어져 있다.
한편, 도면에서 위쪽은 테이블(51)위에 모 기판(52)이 로딩된 상태를 나타내고 있고, 아래쪽 도면을 테이블(51)위에 로딩된 모 기판(52)을 위쪽에서 바로 본 상태를 나타낸 것이다.
도 3b에 도시한 바와 같이, 상기 모 기판(52) 중 TFT 기판(52a)이 상부로 위치하도록 상기 모 기판(52)을 반전한다.
이어, 상기 TFT 기판(52a)의 절단 예정선에 유리 기판보다 경도가 높은 다이아몬드 재질의 휠(wheel)(53)을 정렬하고, 상기 휠(53)을 회전 및 이동시키면서 상기 TFT 기판(52a)의 장축 또는 단축 방향(도면에서 화살표 방향)을 따라 소정깊이 의 크랙을 형성한다.
도 3c에 도시한 바와 같이, 상기 모 기판(52) 중 C/F 기판(52b)이 상부로 위치하도록 반전하고, 상기 C/F 기판(52b)의 상부에 브레이크 바(break bar)(54)를 정렬한다.
이어, 상기 브레이크 바(54)에 소정의 압력을 가하여 상기 TFT 기판(52a)에 소정깊이로 형성된 크랙을 완전히 절단시켜 TFT 기판(52a)을 단위 액정패널로 분리한다.
도 3d에 도시한 바와 같이, 상기 C/F 기판(52b)의 절단 예정선에 휠(53)을 정렬한다.
이어, 상기 휠(53)을 회전 및 이동시키면서 상기 C/F 기판(52b)의 장축 또는 단축 방향(도면에서 화살표 방향)을 따라 소정깊이의 크랙을 형성한다.
도 3e에 도시한 바와 같이, 상기 모 기판(52) 중 TFT 기판(52a)이 상부에 위치하도록 상기 모 기판(52)을 반전시키고, 상기 반전된 모 기판(52)의 TFT 기판(52a) 상측에 브레이크 바(break bar)(54)를 정렬하고, 상기 브레이크 바(54)에 소정의 압력을 가하여 상기 C/F 기판(52b)을 단위 액정패널로 분리한다.
도 3f에 도시한 바와 같이, 상기 각 단위 액정패널로 분리된 기판들을 전면 흡착판(도시되지 않음)을 이용하여 한꺼번에 들어서 반송 및 분리하여 상기 기판들을 다음 공정을 위하여 옮겨지도록 언로딩(unloading)한다.
도 4는 종래 기술에 의한 기판의 절단장치에서 스크라이브 및 브레이크 장비의 배치 구조를 도시한 평면도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 스크라이브 공정을 진행하기 위하여 TFT 기판(60)과 C/F 기판(65)이 합착된 모 기판이 들어와 안착되는 로더부(70)와, 상기 로더부(70)에 안착된 모 기판 중 TFT 기판의 절단 예정선을 따라 크랙을 형성하는 제 1 스크라이브부(71)와, 상기 제 1 스크라이브부(71)에서 형성된 크랙에 반대쪽에서 힘을 가해 TFT 기판을 절단시키는 제 1 브레이크부(72)와, 상기 로더부(70)에 안착된 모 기판 중 C/F 기판(65)의 절단 예정선을 따라 크랙을 형성하는 제 2 스크라이브부(73)와, 상기 제 2 스크라이브부(73)에서 형성된 크랙의 반대쪽에서 힘을 가해 C/F 기판(65)을 절단시키는 제 2 브레이크부(74)와, 상기 제 1, 제 2 브레이크부(72,74)에서 단위 액정패널별로 분리된 기판들을 한꺼번에 들어서 반송시키는 전면흡착판부(75)와, 상기 전면흡착판부(75)로부터 기판들이 분리되어 나뉘어지는 분리 테이블(76)과, 상기 분리 테이블(76)로부터 기판들이 다음 공정을 위하여 옮겨지는 언로더부(77)로 구성되어 있다.
여기서, 상기 전면흡착판부(75)는 상기 제 2 브레이크부(74)와 분리 테이블(76) 사이를 이동하면서 제 2 브레이크부(74)에서 완전히 분리된 단위 액정패널들을 분리 테이블(76)로 나르게 되며, 상기 스크라이브 및 브레이크 공정이 진행되는 동안 기판을 각각의 영역을 운반하기 위한 반송롤러(78)와 로봇(79)들이 배치되어 있다.
그러나 상기와 같은 종래 기술에 의한 기판의 절단장치 및 그 절단방법은 다음과 같은 문제점이 있었다.
즉, 기판의 대형화 및 장비 사이즈(size)가 증가함에 따라 스크라이브 장비와 브레이크 장비가 크린 룸의 공간을 많이 차지하게 되는데, TFT 기판과 C/F 기판을 절단할 때, 스크라이브 및 브레이크 공정을 각각 다른 장소에서 실행함으로써 장비 스페이서(space)가 넓어지고 생산성이 저하된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 TFT 기판과 C/F 기판을 동일 장소에서 동시에 스크라이브 공정을 진행함으로써 장비 스페이서를 확보함과 동시에 생산성을 향상시키도록 한 스크라이브 장비 및 이를 구비한 기판의 절단장치 및 이것을 이용한 기판의 절단방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 스크라이브 장비는 제 1 기판과 제 2 기판의 합착 공정이 완료된 제 1 모 기판이 흡착되는 스테이지와, 제 1 기판과 제 2 기판의 합착 공정이 완료된 제 2 모 기판이 안착되는 스크라이빙 벨트와, 상기 스테이지와 스크라이빙 벨트 사이에 구성되어 상기 제 1 모 기판의 제 1 기판 또는 상기 제 2 모 기판의 제 2 기판에 소정깊이의 크랙을 형성하는 헤드부를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 기판의 절단장치는 제 1 기판과 제 2 기판이 합착된 모 기판을 이송하는 이송 로봇과, 상기 이송 로봇으로부터 이송된 모 기판을 반송하는 기판 반송부와, 상기 기판 반송부로부터 반송된 상기 제 1 기판 또는 제 2 기판의 절단 예정선을 따라 소정깊이의 크랙을 형성하는 스크라이브부와, 상기 스크라이브부로부터 크랙이 형성된 모 기판을 전달받아 단위 액정패널로 분리하는 브레 이크부와, 상기 브레이크부로 분리된 기판들을 반전시키는 패널 반전부를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 기판의 절단방법은 제 1 기판과 제 2 기판이 합착된 제 1 모 기판의 제 1 기판을 승강 및 좌우 이동이 가능한 스테이지에 흡착하는 단계와, 상기 스테이지를 스크라이브부로 이송하여 상기 제 1 모 기판 중 제 2 기판의 절단 예정선을 따라 소정깊이의 제 1 크랙을 형성하는 단계와, 상기 스테이지를 원위치로 복귀하고 반송 벨트를 상승시키어 상기 제 1 모 기판을 반송 벨트로 이송시키는 단계와, 상기 반송 벨트를 하강하고 상기 제 1 모 기판을 스크라이브부의 스크라이빙 벨트로 이송하여 상기 제 1 모 기판 중 제 1 기판의 절단 예정선을 따라 소정깊이의 제 2 크랙을 형성하는 단계와, 제 1 기판과 제 2 기판이 합착된 제 2 모 기판 중 제 1 기판을 상기 스테이지에 흡착하는 단계와, 상기 제 1 크랙과 제 2 크랙이 형성된 제 1 모 기판을 브레이킹 벨트로 이송하고 상기 제 2 모 기판이 흡착된 스테이지를 스크라이브부로 이송하는 단계와, 상기 제 2 모 기판 중 제 2 기판의 절단 예정선을 따라 소정깊이의 제 1 크랙을 형성하는 단계와, 상기 브레이킹 벨트로 이송된 제 1 모 기판을 단위 액정패널로 분리하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 스크라이빙 장비 및 이를 구비한 기판의 절단장치 및 이것을 이용한 기판의 절단방법을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 5는 본 발명에 의한 스크라이브 장비를 나타낸 개략적인 구성도이다.
도 5에 도시한 바와 같이, TFT 기판(100a)과 C/F 기판(100b)의 합착 공정이 완료된 제 1 모 기판(100) 중 TFT 기판(100a)을 흡착하여 고정하는 스테이지(110)와, TFT 기판(200a)과 C/F 기판(200b)의 합착 공정이 완료된 제 2 모 기판(200) 중 C/F 기판(200b)이 하부에 위치하도록 탑제하는 스크라이빙 벨트(120)와, 상기 스테이지(110)와 스크라이빙 벨트(120) 사이에 구성되어 상기 제 1 모 기판(100)의 C/F 기판(100b) 또는 상기 제 2 모 기판(200)의 TFT 기판(200a)에 선택적으로 레이저를 조사하여 소정깊이의 크랙을 형성하는 헤드부(130)와, 상기 헤드부(130)에 레이저를 발생하여 전달하는 레이저 발생기(140)를 포함하여 구성되어 있다.
여기서, 상기 헤드부(130)는 상기 제 1 모 기판(100)의 C/F 기판(100b)에 소정깊이의 크랙을 형성하는 제 1 헤드부(130a)와 상기 제 2 모 기판(200)의 TFT 기판(200b)에 소정깊이의 크랙을 형성하는 제 2 헤드부(130b)로 구성되어 있다.
또한, 상기 레이저 발생기(140)로부터 발생된 레이저가 상기 제 1 헤드부(130a) 또는 제 2 헤드부(130b)에서 선택적으로 조사될 수 있도록 레이저의 방향을 조절하는 반사부(150)가 구성되어 있다.
여기서, 상기 반사부(150)는 선택적으로 제 1 모 기판(100)과 제 2 모 기판(200)에 크랙을 형성할 수 있도록 이를 제어하는 별도의 제어부(도시되지 않음)를 포함하여 이루어져 있다.
한편, 상기 헤드부(130)는 180°회전이 가능하도록 구성되어, 상기 제어부의 제어신호에 의해 회전되어 스크라이브 장비내로 들어온 제 1, 제 2 모 기판(100,200) 중 하나의 기판에 소정깊이의 크랙을 형성할 수도 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 헤드부(130)는 레이저를 조사하는 헤드로 설명하고 있지만, 다이아몬드 재질의 휠이 부착된 헤드를 사용할 수 있다.
도 6은 본 발명에 의한 기판의 절단장치에서 전체적인 구성을 나타낸 개략적인 구성도이다.
도 6에 도시한 바와 같이, TFT 기판(300a)과 C/F 기판(300b)이 합착된 모 기판(300)을 이송하는 이송 로봇(310)과, 상기 이송 로봇(310)으로부터 이송된 모 기판(300)을 반송하는 기판 반송부(320)와, 상기 기판 반송부(320)로부터 반송된 상기 TFT 기판(300a) 또는 C/F 기판(300b)의 절단 예정선을 따라 소정깊이의 크랙을 형성하는 스크라이브부(330)와, 상기 스크라이브부(330)로부터 크랙이 형성된 모 기판(300)을 전달받아 단위 액정패널로 분리하는 브레이크부(340)와, 상기 브레이크부(330)로 분리된 액정패널들을 반전시키는 패널 반전부(350)를 포함하여 이루어져 있다.
여기서, 상기 기판 반송부(320)의 상측에는 상기 이송 로봇(310)으로부터 이송된 모 기판(300)을 진공 흡착하여 고정하는 스테이지(321)가 구성되어 있고, 상기 스테이지(321)는 상기 스크라이브부(330)의 상측까지 좌우로 이동이 가능하도록 이동경로(322)가 구성되어 있다.
또한, 상기 스테이지(321)는 상하로 승강이 가능하도록 구성되어 있다.
한편, 상기 기판 반송부(320)의 하측에는 상하 이동이 가능하며 상기 모 기판이 탑제되는 반송 벨트(323)가 구성되어 있고, 상기 스크라이브부(330)는 상기 반송 벨트(323)로부터 이송된 모 기판(300)을 전달받아 스크라이빙 공정이 수행되 는 스크라이빙 벨트(331)로 이루어져 있다.
또한, 상기 스크라이브부(330)의 스크라이빙 벨트(331)와 상기 스테이지(321)의 이동 경로(322) 사이에는 상기 모 기판(300)의 TFT 기판(300a) 또는 C/F 기판(300b)의 절단 예정선에 소정깊이의 크랙을 형성하기 위한 헤드부(332)가 구성되어 있다.
여기서, 상기 헤드부(332)는 180°회전이 가능하도록 구성되어 상기 스테이지(321)를 통해 흡착된 모 기판(300)의 C/F 기판(300b)에 소정깊이를 갖는 크랙을 형성하거나 상기 스크라이빙 벨트(331)에 탑제되는 상기 모 기판(300)과 다른 모 기판(도시되지 않음)의 TFT 기판에 소정깊이를 갖는 크랙을 형성한다.
또한, 상기 헤드부(332)는 다이아몬드 재질의 휠로 구성할 수도 있고, 레이저를 조사하는 헤드로 구성할 수 있다.
한편, 상기 헤드부(332)를 제 1 헤드부(332a)와 제 2 헤드부(332b)로 나누어 구성할 수도 있다.
즉, 상기 제 1 헤드부(332a)는 상기 스테이지(321)를 통해 흡착된 모 기판(300)의 C/F 기판(300b)에 소정깊이를 갖는 크랙을 형성하고, 상기 제 2 헤드부(332b)는 상기 스크라이빙 벨트(331)에 탑제되는 상기 모 기판(300)과 다른 모 기판(도시되지 않음)의 TFT 기판에 소정깊이를 갖는 크랙을 형성한다.
또한, 상기 헤드부(332)는 외부에서 레이저를 발생하는 레이저 발생기(360)에 연결되어 있고, 상기 레이저 발생기(360)를 통해 발생된 레이저를 받아 상기 제 1 헤드부(332a)와 제 2 헤드부(332B)에서 선택적으로 레이저를 조사하여 모 기판 (300)의 TFT 기판(300a) 또는 C/F 기판(300b)에 크랙을 형성한다.
한편, 상기 레이저 발생기(360)로부터 발생된 레이저가 상기 제 1 헤드부(332a) 또는 제 2 헤드부(332b)에서 선택적으로 조사될 수 있도록 레이저의 방향을 조절하는 반사부(370)가 구성되어 있다.
따라서 상기 반사부(370)는 외부로부터 제어신호를 받아 선택적으로 제 1 헤드부(332a) 또는 제 2 헤드부(332b)를 통해 레이저를 조사하여 서로 다른 모 기판에 각각 크랙을 형성할 수 있다.
또한, 상기 브레이크부(340)는 상기 스크라이빙 벨트(331)로부터 이송된 모 기판(300)이 이송되어 위치하는 브레이킹 벨트(341)와, 상기 브레이킹 벨트(341)에 위치한 모 기판(300)에 핫 스팀을 분사하여 단위 액정패널로 분리하는 핫 스팀 노즐부(342)를 포함하여 이루어져 있다.
도 7a 내지 도 7h는 도 6과 같이 구성된 기판의 절단장치를 이용한 기판의 절단방법을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 7a에 도시한 바와 같이, 이송 로봇(310)을 이용하여 TFT 기판(300a)과 C/F 기판(300b)이 합착된 제 1 모 기판(300)을 이송한다.
도 7b에 도시한 바와 같이, 상기 이송 로봇(310)을 통해 기판 반송부(320)로 이송된 제 1 모 기판(300)을 상하로 승강 및 좌우 이동이 가능한 스테이지(321)를 하강하여 상기 제 1 모 기판(300)을 진공 흡착한다.
도 7c에 도시한 바와 같이, 상기 제 1 모 기판(300)이 진공 흡착된 스테이지(321)를 이동 경로(322)를 따라 스크라이브부(330)로 이동한다.
이어, 상기 이동 경로(322)를 따라 스크라이브부(330)로 이동된 제 1 모 기판(300) 중 상기 스테이지(321)에 합착되지 않는 C/F 기판(300b)의 절단 예정선을 따라 제 1 헤드부(332a)를 통해 레이저를 조사하여 소정깊이를 갖는 크랙을 형성한다.
여기서, 상기 크랙의 형성하기 위한 레이저는 외부의 레이저 발생기(360)로부터 발생된 레이저를 이용하고, 반사부(370)의 제어를 통해 상기 제 1 헤드부(332a)로부터 레이저를 발생하도록 제어하고 있다.
한편, 본 발명의 실시예에서는 레이저를 예로 들어 설명하고 있지만, 다이아몬드 재질의 휠을 이용하여 형성할 수 있다.
도 7d에 도시한 바와 같이, 상기 제 1 모 기판(300)의 C/F 기판(300b)에 스크라이브 공정이 끝나면, 상기 스테이지(321)는 상기 제 1 모 기판(300)을 흡착한 상태로 다시 원위치로 복귀한다.
이어, 상기 스테이지(321)가 원위치로 복귀하면, 상기 기판 반송부(320)의 반송 벨트(323)의 위쪽으로 상승하고, 상기 이송 로봇(310)은 TFT 기판(400a)과 C/F 기판(400b)이 합착된 제 2 모 기판(400)을 투입할 준비를 한다.
도 7e에 도시한 바와 같이, 상기 반송 벨트(323)가 상승하면, 상기 스테이지(321)는 흡착을 해제하여 상기 스테이지(321)에 흡착된 제 1 모 기판(300)을 상기 반송 벨트(323)위에 올려놓는다.
도 7f에 도시한 바와 같이, 상기 반송 벨트(321)는 하강하여 상기 스크라이브부(33)의 스크라이빙 벨트(331)위로 제 1 모 기판(300)을 이송하여 위치시킨다.
이어, 상기 스크라이빙 벨트(331)위로 위치된 제 1 모 기판(300) 중 TFT 기판(300a)의 절단 예정선을 따라 제 2 헤드부(332b)를 통해 레이저를 조사하여 소정깊이를 갖는 크랙을 형성한다.
한편, 본 발명의 실시예에서는 제 1 헤드부(332a)와 제 2 헤드부(332b)를 구분하여 크랙을 형성하는 것을 설명하고 있지만, 180°회전이 가능한 하나의 헤드부만을 가지고 스테이지(321)에 흡착 고정된 기판에 크랙을 형성하고, 또한 스크라이빙 벨트(331)위에 위치한 기판에 크랙을 형성할 수 있다.
이어, 상기 이송 로봇(310)은 상기 제 2 모 기판(400)을 상기 기판 반송부(320)내로 투입하고, 상기 기판 반송부(320)의 스테이지(321)는 하강하여 상기 제 2 모 기판(400)을 진공 흡착한다.
도 7g에 도시한 바와 같이, 상기 TFT 기판(300a)과 C/F 기판(300b)에 스크라이브 공정이 완료된 제 1 모 기판(300)을 스크라이빙 벨트(331)를 따라 브레이크부(340)의 브레이킹 벨트(341)로 이송하여 위치한다.
이어, 상기 제 2 모 기판(400)이 흡착된 스테이지(321)를 이동 경로(322)를 따라 스크라이브부(330)로 이동하고, 상기 제 1 헤드부(332a)에서 레이저를 조사하여 상기 제 2 모 기판(400) 중 C/F 기판(400b)에 절단 예정선을 따라 소정깊이를 갖는 크랙을 형성한다.
그리고 상기 브레이크부(340)로 이송된 제 1 모 기판(300)의 전면에 핫 스팀 노즐(hot steam nozzle)부(342)를 통해 핫 스팀을 분사하여 상기 크랙 부분을 따라 단위 액정패널 단위로 분리한다.
도 7h에 도시한 바와 같이, 상기 브레이크 공정이 완료된 제 1 모 기판(300)은 패널 반전부(350)로 이동하고, 불필요한 기판들은 사이드에 위치한 보관부(380)에 떨어뜨려 버리게 된다.
이어, 상기 이송 로봇(310)은 TFT 기판(500a)과 C/F 기판(500b)이 합차된 제 3 모 기판(500)을 준비한다.
한편, 도 7a 내지 도 7h의 공정을 반복하면서 상기 스크라이브부(330)에서는 서로 다른 모 기판 중 TFT 기판 또는 C/F 기판에 각각 스크라이빙 공정을 진행할 수가 있기 때문에 종래에 비하여 스크라이브부가 차지하는 면적을 현격하게 줄일 수가 있다.
한편, 본 발명에서 사용되는 레이저 발생기(360)의 레이저는 CO2 레이저, YAG 레이저, 펨토초 레이저 등을 사용할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 스크라이브 장비 및 이를 구비한 기판의 절단장치 및 이것을 이용한 기판의 절단방법은 다음과 같은 효과가 있다.
즉, 하나의 스크라이브 장비내에서 두 개의 모 기판 중 TFT 기판과 C/F 기판 에 각각 크랙을 형성함으로써 종래에 비해서 장비의 스페이스를 작게 하고, 같은 크린 룸(clean room)에 더 많은 장비를 투입할 수 있기 때문에 셀(cell) 공정 마지막 공정 장비의 스페이스 확보로 인한 크린 룸의 활용성을 향상시킬 수 있다.

Claims (18)

  1. 제 1 기판과 제 2 기판의 합착 공정이 완료된 제 1 모 기판이 흡착되는 스테이지와,
    제 1 기판과 제 2 기판의 합착 공정이 완료된 제 2 모 기판이 안착되는 스크라이빙 벨트와,
    상기 스테이지와 스크라이빙 벨트 사이에 구성되어 상기 제 1 모 기판의 제 1 기판 또는 상기 제 2 모 기판의 제 2 기판에 소정깊이의 크랙을 형성하는 헤드부를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 스크라이브 장비.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 헤드부는 180°회전이 가능한 것을 특징으로 하는 스크라이브 장비.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 헤드부는 상기 제 1 모 기판의 제 1 기판에 소정깊이의 크랙을 형성하는 제 1 헤드부와, 상기 제 2 모 기판의 제 2 기판에 소정깊이의 크랙을 형성하는 제 2 헤드부로 이루어짐을 특징으로 하는 스크라이브 장비.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 헤드부는 레이저를 조사하는 헤드 또는 다이아몬드 재질의 휠이 부착된 헤드인 것을 특징으로 하는 스크라이브 장비.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 헤드부에 레이저를 발생하여 전달하는 레이저 발생기를 더 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 스크라이브 장비.
  6. 제 3 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 레이저 발생기로부터 발생된 레이저를 상기 제 1 헤드부 또는 제 2 헤드부를 통해 조사되도록 제어하는 제어부를 더 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 스크라이브 장비.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 스테이지는 승강이 가능한 것을 특징으로 하는 스크라이브 장비.
  8. 제 1 기판과 제 2 기판이 합착된 모 기판을 이송하는 이송 로봇과,
    상기 이송 로봇으로부터 이송된 모 기판을 반송하는 기판 반송부와,
    상기 기판 반송부로부터 반송된 상기 제 1 기판 또는 제 2 기판의 절단 예정선을 따라 소정깊이의 크랙을 형성하는 스크라이브부와,
    상기 스크라이브부로부터 크랙이 형성된 모 기판을 전달받아 단위 액정패널로 분리하는 브레이크부와,
    상기 브레이크부로 분리된 기판들을 반전시키는 패널 반전부를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 기판의 절단장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 기판 반송부는
    상기 이송 로봇으로부터 이송된 모 기판을 진공 흡착하는 스테이지와,
    상기 모 기판을 이송하는 반송 벨트로 이루어짐을 특징으로 하는 기판의 절단장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 스테이지 및 반송 벨트는 승강이 가능한 것을 특징으로 하는 기판의 절단장치.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 스테이지는 이동 경로를 따라 상기 스크라이브부까지 왕복할 수 있도록 구성됨을 특징으로 하는 기판의 절단장치.
  12. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 상기 스크라이브부는 상기 기판 반송부의 반송 벨트로부터 이동된 기판을 안착하는 스크라이빙 벨트와, 상기 스테이지에 합착된 모 기판의 제 1 기판에 절단 예정선을 따라 크랙을 형성하는 제 1 헤드부와, 상기 반송 벨트로부터 이송되어 스크라이빙 벨트에 안착된 상기 모 기판과 다른 모 기판의 제 2 기판에 크랙을 형성하는 제 2 헤드부로 이루어짐을 특징으로 하는 기판의 절단장치.
  13. 제 8 항에 있어서, 상기 브레이크부는 상기 스크라이빙 벨트로부터 이송된 모 기판이 안착되는 브레이킹 벨트와, 상기 브레이킹 벨트에 안착된 모 기판에 핫 스팀을 분사하여 단위 액정패널로 분리하는 핫 스팀 노즐부를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 기판의 절단장치.
  14. 제 1 기판과 제 2 기판이 합착된 제 1 모 기판의 제 1 기판을 승강 및 좌우 이동이 가능한 스테이지에 흡착하는 단계;
    상기 스테이지를 스크라이브부로 이송하여 상기 제 1 모 기판 중 제 2 기판의 절단 예정선을 따라 소정깊이의 제 1 크랙을 형성하는 단계;
    상기 스테이지를 원위치로 복귀하고 반송 벨트를 상승시키어 상기 제 1 모 기판을 반송 벨트로 이송시키는 단계;
    상기 반송 벨트를 하강하고 상기 제 1 모 기판을 스크라이브부의 스크라이빙 벨트로 이송하여 상기 제 1 모 기판 중 제 1 기판의 절단 예정선을 따라 소정깊이의 제 2 크랙을 형성하는 단계;
    제 1 기판과 제 2 기판이 합착된 제 2 모 기판 중 제 1 기판을 상기 스테이지에 흡착하는 단계;
    상기 제 1 크랙과 제 2 크랙이 형성된 제 1 모 기판을 브레이킹 벨트로 이송하고 상기 제 2 모 기판이 흡착된 스테이지를 스크라이브부로 이송하는 단계;
    상기 제 2 모 기판 중 제 2 기판의 절단 예정선을 따라 소정깊이의 제 1 크랙을 형성하는 단계;
    상기 브레이킹 벨트로 이송된 제 1 모 기판을 단위 액정패널로 분리하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 기판의 절단방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 단위 액정패널로 분리하는 단계는 상기 제 1 모 기판에 핫 스팀을 분사하여 실시하는 것을 특징으로 하는 기판의 절단방법.
  16. 제 14 항에 있어서, 상기 제 1 크랙과 제 2 크랙은 레이저를 조사하여 형성하는 것을 특징으로 하는 기판의 절단방법.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 레이저는 CO2 레이저, YAG 레이저, 펨토초 레이저 중에서 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 기판의 절단방법.
  18. 제 14 항에 있어서, 상기 제 1 크랙과 제 2 크랙은 휠을 이용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 기판의 절단방법.
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