KR100963496B1 - 액정 패널 절단 방법 및 이를 이용하는 액정 패널 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정 패널을 절단하는 방법 및 이를 이용하여 원하는 크기의 액정 패널을 제조하는 액정 패널 제조 방법에 관한 것이다. 액정 패널 절단 방법은 색 필터가 형성된 상부 기판과 박막 트랜지스터가 형성된 하부 기판을 포함하는 액정 패널을 절단하는 방법으로서, 절단면에서 상기 상부 기판과 상기 하부 기판 사이에 단차가 형성되도록 상기 상부 기판의 절단된 모서리가 상기 하부 기판의 절단된 모서리보다 외측으로 돌출되게 상기 상부 기판과 상기 하부 기판을 절단한다. 상부 기판의 절단 모서리가 하부 기판의 절단 모서리보다 외측으로 돌출되도록 절단함으로써, 절단 후 실링재를 형성하는 과정에서 하부 기판의 박막 트랜지스터 등이 디스펜서와의 접촉에 의해 또는 디스펜서로부터 분사되는 실링재의 압력에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다.

액정 패널, 절단, 단차

Description

액정 패널 절단 방법 및 이를 이용하는 액정 패널 제조 방법{Method for cutting liquid crystal panel and method for manufacturing liquid crystal panel using the same}

본 발명은 액정 패널을 절단하는 방법 및 이를 이용하여 원하는 크기의 액정 패널을 제조하는 액정 패널 제조 방법에 관한 것이다.

일반적인 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD)의 액정 패널(liquid crystal panel)은 두 기판과 그 사이에 들어 있는 유전율 이방성(dielectric anisotropy)을 갖는 액정층을 포함한다. 액정층에 전계를 인가하고, 이 전계의 세기를 조절하여 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 얻는다. 이러한 액정 표시 장치는 휴대가 간편한 평판 표시 장치(flat panel display, FPD) 중에서 대표적인 것으로서, 이 중에서도 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 스위칭 소자로 이용한 TFT-LCD가 주로 이용되고 있다.

액정 패널의 서로 마주하도록 배치되는 두 기판 중 하부의 기판에는 복수의 표시 신호선, 즉 게이트선과 데이터선, 다수의 박막 트랜지스터와 화소 전극 등이 형성되며, 두 기판 중 상부의 기판에는 색 필터(color filter)와 공통 전극이 형성 된다.

일반적으로 액정 패널은 몇몇 규격화된 크기를 가지는데 이러한 액정 패널은 그 크기로 인하여 다양한 용도의 디스플레이 장치에 사용되는 데 한계가 있었다.

이러한 액정 패널의 크기 상의 한계를 극복하기 위하여 액정 패널을 절단하여 원하는 크기의 액정 패널을 만드는 액정 패널 절단 기술이 알려진 바 있다.

액정 패널의 모서리 부분을 일정 폭으로 절단함으로써 원하는 크기의 액정 패널을 제조함에 있어서, 상부 기판과 하부 기판을 절단한 후 그 사이의 액정층을 봉지하기 위해 절단된 부분을 따라 실링재를 추가로 형성하는 과정을 거치게 된다. 이때, 실링재를 분사하는 디스펜서(dispenser)를 절단된 부위를 따라 이동시키면서 실링재를 형성하게 되는데, 이 과정에서 디스펜서와 하부 기판의 접촉에 의하거나 분사되는 실링재의 압력에 의해 하부 기판에 형성되어 있는 신호선이나 박막 트랜지스터가 손상되는 문제가 있었다. 액정 패널의 절단 후 실링 과정에서 하부 기판의 신호선이나 박막 트랜지스터가 손상되면 절단된 액정 패널의 불량을 야기하게 된다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 액정 패널의 절단에 수반되는 실링재를 형성하는 과정에서 하부 기판의 신호선이나 박막 트랜지스터 등의 손상을 최소화할 수 있는 액정 패널 절단 방법을 제공하는 것이다.

상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 패널 절단 방법은 색 필터가 형성된 상부 기판과 박막 트랜지스터가 형성된 하부 기판을 포함하는 액정 패널을 절단하는 방법으로서, 절단면에서 상기 상부 기판과 상기 하부 기판 사이에 단차가 형성되도록 상기 상부 기판의 절단된 모서리가 상기 하부 기판의 절단된 모서리보다 외측으로 돌출되게 상기 상부 기판과 상기 하부 기판을 절단한다.

상기 상부 기판의 절단된 모서리가 상기 하부 기판의 절단된 모서리보다 0.2 내지 0.5㎜만큼 외측으로 돌출되도록 상기 상부 기판과 상기 하부 기판이 절단될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 액정 패널 제조 방법은 색 필터가 형성된 상부 기판과 박막 트랜지스터가 형성된 하부 기판을 포함하는 액정 패널을 절단하여 원하는 크기의 액정 패널을 제조하는 방법으로서, 절단면에서 상기 상부 기판과 상기 하부 기판 사이에 단차가 형성되도록 상기 상부 기판의 절단된 모서리가 상기 하부 기판의 절단된 모서리보다 외측으로 돌출되게 상기 상부 기판과 상기 하부 기판을 절단하는 단계, 그리고 상기 절단면에 실링재를 형성하는 단계를 포함한다.

상기 실링재를 형성하는 단계는 상기 하부 기판이 위에 위치하도록 뒤집어 놓은 상태에서 디스펜서를 이용하여 실링재를 분사함으로써 수행될 수 있다.

본 발명에 의하면, 색 필터가 형성된 상부 기판과 박막 트랜지스터가 형성된 하부 기판을 절단함에 있어서, 상부 기판의 절단 모서리가 하부 기판의 절단 모서리보다 외측으로 돌출되도록 절단함으로써 절단 후 실링재를 형성하는 과정에서 하부 기판의 박막 트랜지스터 등이 디스펜서와의 접촉에 의해 또는 디스펜서로부터 분사되는 실링재의 압력에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다.

이하에서 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층이나 막 등의 부분이 다른 부분 “위에" 또는 “아래에” 있다고 할 때, 이는 다른 부분 “바로 위에" 또는 “바로 아래에”있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 “바로 위에" 또는 “바로 아래에” 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 액정 패널 절단 방법이 적용될 수 있는 액정 패널(300)은 하부 기판(100)과 이와 마주보고 있는 상부 기판(200), 이들 사이에 형성되어 있으며, 두 기판(100, 200)에 대하여 수직 또는 수평으로 배향되어 있는 액정 분자를 포함하는 액정층(3)을 포함한다. 하부 기판(100)은 박막 트랜지스터 기판(thin film transistor array panel)이라고도 불리며, 상부 기판(200)은 컬러 필터 기판(color filter array panel)이라고도 불린다.

한편, 도면에 도시되지는 않았으나, 액정 패널(300)은 대략 열 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행한 복수의 데이터선 및 대략 행 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행한 게이트선과 이들에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소를 포함할 수 있다.

두 기판(100, 200) 가장자리에는 두 기판(100, 200)을 결합하기 위한 물질로 이루어지고 액정이 채워지는 부분을 정의하며 액정이 새는 것을 방지하기 위한 밀봉재(310)가 형성되어 있으며, 두 기판(100, 200)의 바깥 면에는 빛을 편광시키는 편광판(12, 22)이 각각 부착되어 있다. 편광판(12, 22) 중 어느 하나는 생략할 수 있다.

각 화소는 데이터선(171) 및 게이트선(121)에 연결된 스위칭 소자(Q)와 이에 연결된 액정 축전기(liquid crystal capacitor)(Clc) 및 유지 축전기(storage capacitor)(Cst)를 포함한다. 유지 축전기(Cst)는 필요에 따라 생략할 수 있다.

스위칭 소자(Q)는 하부 기판(100)에 구비되어 있는 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서, 그 제어 단자는 게이트선(121)과 연결되어 있고, 입력 단자는 데이터선(171)과 연결되어 있으며, 출력 단자는 액정 축전기(Clc) 및 유지 축전기(Cst) 와 연결되어 있다.

액정 축전기(Clc)는 하부 기판(100)의 화소 전극(191)과 상부 기판(200)의 공통 전극(270)을 두 단자로 하며 두 전극(191, 270) 사이의 액정층(3)은 유전체로서 기능한다. 화소 전극(191)은 스위칭 소자(Q)와 연결되며 공통 전극(270)은 상부 기판(200)의 전면에 형성되어 있고 공통 전압을 인가받는다. 유지 축전기(Cst)는 액정 축전기(Clc)의 보조적인 역할을 하며, 화소 전극(191)에 인가된 데이터 전압을 일정 시간 유지한다.

한편, 색 표시를 구현하기 위해서는 각 화소가 기본색(primary color) 중 하나를 고유하게 표시하거나(공간 분할) 각 화소가 시간에 따라 번갈아 기본색을 표시하게(시간 분할) 하여 이들 기본색의 공간적, 시간적 합으로 원하는 색상이 인식되도록 한다. 기본색의 예로는 적색, 녹색, 청색 등 삼원색을 들 수 있다. 도 2는 공간 분할의 한 예로서 각 화소가 화소 전극(191)에 대응하는 상부 기판(200)의 영역에 기본색 중 하나를 나타내는 색 필터(230)를 구비함을 보여주고 있다. 도 2와는 달리 색 필터(230)는 하부 기판(100)의 화소 전극(191) 위 또는 아래에 형성될 수도 있다.

화소 전극(191)에 인가된 데이터 전압과 공통 전극(270)에 인가된 공통 전압의 차이는 액정 축전기(Clc)의 충전 전압, 즉 화소 전압으로서 나타난다. 액정 분자들은 화소 전압의 크기에 따라 그 배열을 달리하며, 이에 따라 액정층(3)을 통과하는 빛의 편광이 변화하고, 이러한 편광의 변화는 편광판(12, 22)에 따라 빛의 투과율 변화로 나타난다.

그러면 이러한 액정 패널을 절단하여 가공함으로써 원하는 크기를 가지는 액정 패널을 제조하는 방법에 대하여 도 3과 도 4를 참조하여 상세하게 설명한다.

도 3은 도 1에 도시한 액정 표시 장치를 어느 한 방향으로 절단하여 제조한 액정 표시 장치의 단면도이다.

도 3을 참조하면, 액정 표시 장치(300)는 요구되는 크기에 따라 절단선 A 방향 또는 절단선 B 방향으로 절단될 수 있다. 절단선 A는 게이트선(121)과 나란한 방향이고, 절단선 B는 데이터선(171)과 나란한 방향이다. 어느 방향으로 액정 표시 장치(300)를 절단하더라도 이하에서 설명하는 절단 방법은 동일하게 적용된다.

우선 절단선 A 또는 B를 따라 일정한 폭으로 액정 표시 장치(300)의 편광판(12, 22)을 박피한다. 편광판(12, 22)이 박피되면 하부 기판(100) 및 상부 기판(200)이 노출된다. 그런 후 노출된 하부 기판(100) 및 상부 기판(200)을 현미경 등으로 관찰하여 절단 위치를 설정한다.

그런 후 설정된 절단 위치를 따라 다이아몬드 휠, 다이아몬드 침, 레이저 등을 이용하여 상부 기판(200)의 대략 중간 깊이까지 스크라이브(scribe) 라인을 형성하고, 액정 표시 장치(300)를 뒤집어 하부 기판(100)의 대략 중간 깊이까지 스크라이브 라인을 형성한다.

상부 기판(200)과 하부 기판(100)에 스크라이브 라인이 형성된 상태에서 대략 30분 정도 진정시킨다. 진정시키는 동안 두 기판(100, 200)에 형성된 스크라이브 라인을 따라 자연 균열이 이루어져 액정층(3)에 공기가 유입되며, 액정층(3)에 공기가 유입되면 유입된 공기에 의하여 일시적으로 액정층(3)의 유출이 제한된다.

이와 같은 진정 단계를 거친 후 외부에서 일정한 힘을 가하면 액정 표시 장치(300)는 스크라이브 라인을 따라 절단된다. 절단된 부위에 실링재(320)를 덧씌워 절단된 부위로부터 액정의 유출을 방지한다.

이와 같은 단계를 거치면 원하는 크기의 액정 패널을 제조할 수 있다.

이때, 본 발명의 실시예에 따르면, 색 필터(230)가 형성되어 있는 상부 기판(200)의 절단면과 박막 트랜지스터 등이 형성되어 있는 하부 기판(100)의 절단면 사이에 단차가 형성되도록 하되, 상부 기판(200)의 절단면이 하부 기판(100)의 절단면보다 외측으로 돌출되도록 단차가 형성된다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이 상부 기판(200)의 절단된 모서리가 하부 기판(100)의 절단된 모서리보다 외측에 있도록, 상부 기판(200)과 하부 기판(100)이 각각 절단된다.

이때, 상부 기판(200)과 하부 기판(100)의 절단된 모서리 사이의 간격(d)은 약 0.2 내지 0.5㎜인 것이 바람직하다.

이와 같이 상부 기판(200)의 절단된 모서리가 하부 기판(100)의 절단된 모서리보다 외측으로 돌출됨으로써, 상부 기판(200)과 하부 기판(100)의 절단 후 절단된 부위에 실링재(320)를 덧씌우는 과정에서 하부 기판(100)에 형성되어 있는 전극, 신호선, 박막 트랜지스터 등이 실링재(320)를 분사하는 디스펜서(dispenser)(400)의 끝단과의 접촉에 의해 혹은 분사되는 실링재의 압력에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다.

더 구체적으로, 도 4를 참조하면, 상부 기판(200)의 절단면이 하부 기판(100)의 절단면보다 외측으로 돌출되어 있음으로써 하부 기판(100)의 상면이 디 스펜서(400)에 직접 접촉하지 않게 되며 디스펜서(400)로부터 분사되는 실링재(320)가 하부 기판(100)의 상면에 직접 닿지 않게 되므로, 실링재(320)를 형성하는 과정에서 하부 기판(100)의 상면에 형성되어 있는 전극, 신호선, 박막 트랜지스터 등이 손상되는 것을 최소화할 수 있다. 그에 따라 절단된 액정 패널의 제품 수율이 향상되고 제조 과정의 효율성을 높일 수 있다.

이때, 도 4에 도시된 바와 같이, 하부 기판(100)이 위에 있도록 뒤집어 놓은 상태에서 디스펜서(400)를 이용하여 실링재(320)를 분사함으로써, 하부 기판(100)의 신호선이나 박막 트랜지스터의 손상을 더욱 방지할 수 있으며 나아가 실링재(320)를 효과적으로 형성할 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 패널 절단 방법이 적용될 수 있는 액정 패널의 사시도이다.

도 2는 도 1의 액정 패널의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.

도 3은 도 1의 액정 패널을 어느 한 방향으로 절단하여 제조한 액정 패널의 단면도이다.

도 4는 본 발명의 액정 패널 제조 방법에서 실링재를 형성하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

Claims (5)

1. 색 필터가 형성된 상부 기판과 박막 트랜지스터가 형성된 하부 기판을 포함하는 액정 패널을 절단하는 액정 패널 절단 방법에 있어서,

   절단면에서 상기 상부 기판과 상기 하부 기판 사이에 단차가 형성되도록 상기 상부 기판의 절단된 모서리가 상기 하부 기판의 절단된 모서리보다 외측으로 돌출되게 상기 상부 기판과 상기 하부 기판을 절단하는 액정 패널 절단 방법.
2. 제1항에서,

   상기 상부 기판의 절단된 모서리가 상기 하부 기판의 절단된 모서리보다 0.2 내지 0.5㎜만큼 외측으로 돌출되도록 상기 상부 기판과 상기 하부 기판이 절단되는 액정 패널 절단 방법.
3. 색 필터가 형성된 상부 기판과 박막 트랜지스터가 형성된 하부 기판을 포함하는 액정 패널을 절단하여 원하는 크기의 액정 패널을 제조하는 액정 패널 제조 방법에 있어서,

   절단면에서 상기 상부 기판과 상기 하부 기판 사이에 단차가 형성되도록 상기 상부 기판의 절단된 모서리가 상기 하부 기판의 절단된 모서리보다 외측으로 돌출되게 상기 상부 기판과 상기 하부 기판을 절단하는 단계, 그리고

   상기 절단면에 실링재를 형성하는 단계를 포함하는 액정 패널 제조 방법.
4. 제3항에서,

   상기 실링재를 형성하는 단계는, 상기 하부 기판이 위에 위치하도록 뒤집어 놓은 상태에서 디스펜서를 이용하여 실링재를 분사함으로써 수행되는 액정 패널 제조 방법.
5. 제3항에서,

   상기 상부 기판의 절단된 모서리가 상기 하부 기판의 절단된 모서리보다 0.2 내지 0.5㎜만큼 외측으로 돌출되도록 상기 상부 기판과 상기 하부 기판이 절단되는 액정 패널 제조 방법.

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