KR101011482B1 - 디스플레이 패널의 인라인 컷팅 시스템 및 이를 이용한디스플레이 패널 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정표시 장치를 구성하는 TFT-LCD Glass 표면에 부착된 편광판 보호필름의 규정된 형상 치수를 Flying Optic 타입 광학 시스템을 이용한 레이저빔 제어에 의하여 비접촉식으로 보호필름의 절단, 박리 및 세정 공정 등의 취출 공정을 인라인화한 디스플레이 패널의 인라인 컷팅 시스템 및 이를 이용한 디스플레이 패널 제조방법에 관련된 것이다.

인라인, 레이져, 컷팅, 편광판, 디스플레이 패널

Description

디스플레이 패널의 인라인 컷팅 시스템 및 이를 이용한 디스플레이 패널 제조방법 {In-line cutting system for display panel and manufacturing method for display panel using the same}

본 발명은 액정표시 장치를 구성하는 TFT-LCD Glass 표면에 부착된 편광판 보호필름의 규정된 형상 치수를 Flying Optic 타입 광학 시스템을 이용한 레이저빔 제어에 의하여 비접촉식으로 보호필름의 절단, 박리 및 세정 공정 등의 취출 공정을 인라인화한 디스플레이 패널의 인라인 컷팅 시스템 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 노트북, 데스크탑 컴퓨터, LCD TV, 핸드폰과 같은 디스플레이 장치에이용되고 있는 액정표시장치는 다른 화상표시 기구인 CRT에 비하여 박형화, 소형화 및 저소비 전력을 실현할 수 있는 장점이 있어 그 수요가 매년 증가하고 있는 추세이다. 통상, 이러한 종래의 액정표시장치에는 사용자와 직접 인터페이스하여 내부 전기적인 신호를 영상으로 디스플레이하는 액정표시소자 셀(Cell)이 사용된다. 이 경우, 액정표시소자인 셀은 액정을 개재하여 순차적으로 적층된 상부 및 하부 기판의 조합으로 이루어지며, 이때 액정표시소자 셀을 이루는 상하부 기판의 최외각면에는 편광판을 부착하게 된다. 편광판은 액정표시장치용 기판의 전후면에 부착되어 기판의 전후면에 부착되어 기판을 투과한 광 중에서 특정 방향으로 진동하는 광만을 선택적으로 투과시키기 위한 것으로서, 일반적으로 광을 편광시키는 기재와, 상기 기재 표면에 피복된 보호필름을 포함한다. 이러한 보호필름은 편광판이 기판에 부착되기 전에 외부로부터 물리적 또는 화학적 손상이 가해지는 것을 방지하기 위한 것으로, 상기 편광판을 기판에 부착하기 전에 이를 먼저 제거하는 공정을 거치도록 되어 있다.

일반적으로 LCD모듈(LCM) 보드의 양면에는 편광판이 부착되는데, 이 편광판(POL)을 보호하기 위하여 그 위에 POL 보호용 필름을 코팅하게 된다. 그런데, LCM 보드를 백라이트 등 디스플레이 장치에 조립하기 직전에 보호필름을 제거한 후에 조립 공정이 이루어지므로 조립공정에서 보드로부터 보호필름을 제거하는 공정은 필수적으로 요구되었다.

전술한 바와 같은 액정표시장치를 이루는 일반적인 TFT-LCD 패널(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display Panel)의 일반적인 제조공정을 살펴보면 다음과 같다. 먼저, 개요로써 TFT-LCD 패널의 한 개 픽셀(R,G, B 3개의 서브 픽셀로 이루어진다)은 폭이 약 0.3mm 정도로 미세하다. 물론, 그 안에 들어가는 TFT (Thin Film Transistor)의 크기는 더 작다. 더군다나, 해상도가 1600 x 1200 수준이 되려면 그 픽셀의 수가 무려 192만 개가 되며 여기에 각 서브 픽셀까지 고려한다면 3배(R, G, B)를 해야 하므로 576만 개의 TFT가 필요하다.

그러므로, 전체 공정 자체의 정밀도도 높아야하는 공정으로 반도체 수준의 공정이 요구된다. 한편, 전술한 바와 같은 TFT-LCD 패널의 제조 공정은 크게 TFT 공 정, 컬러 필터(CF) 공정, 셀(Cell) 공정, 모듈공정으로 나뉘어 진행되는데, TFT 공정과 CF 공정을 거친 두 개의 글라스를 가지고 셀(Cell) 공정을 거쳐 한 개의 패널이 만들어지고, 셀(Cell) 공정을 거친 패널이 모듈 공정을 거쳐 실제로 모니터나 TV에 사용되어지는 TFT-LCD 패널 한 장이 만들어진다.

먼저, TFT(Thin Film Transistor, 박막 트랜지스터) 공정은 기본적인 전극을 형성하는 공정으로, 가장 기본이 되면서도 핵심적인 공정으로 각 셀의 전극을 만들어 주게 된다. 그 공정 순서로는 게이트 전극 생성, 절연막 및 반도체막 생성, 데이터 전극 생성, 보호막 생성, 화소 전극 생성의 5단계를 거치지만 각 단계마다 1회 이상의 패턴 공정이 필요하다. 이 패턴 공정이야말로 TFT-LCD 패널 제조공정의 핵심이라고도 부를 수 있는 공정으로 TFT 공정뿐만 아니라 CF 공정에도 유사한 패턴 공정이 필요하다.

전술한 바와 같은 패턴 공정은 그 하나만으로도 매우 정밀하고 복잡한 공정이다. 한 장의 TFT-LCD 패널을 만들기 위해서 적어도 이 공정을 여러 번 거치게 된다. 물론, 그때그때 동일한 증착 재료와 공법을 사용하는 것은 아니지만 개략적인 공정은 비슷하다. 이러한 패턴 공정은 증착, 세정, 감광물질(Photo Registor, 이하 PR) 코팅, 노광, 현상, 식각(Etching 공정), PR 박리(Strip 공정) 및 검사의 순서로 이루어지고, TFT 공정에서만 5번 이상의 공정이 필요하다.

한편, TFT-LCD는 PDP나 OLED(유기 EL)처럼 각 셀이 스스로 발광하는 것이 아니라 백라이트에서 나오는 일정한 빛을 각 셀에 있는 액정의 배열을 조절하여 빛의 밝기를 조절한다. 백라이트 자체는 백색광이므로 액정의 배열을 변화시켜 빛의 양 을 조절하지만 색을 구현하기 위한 R, G, B로 만들기 위해서 CF(Color Filter)가 중요한 역할을 하게 된다. 이러한 CF는 TFT-LCD 패널의 상판에 위치하며 TFT 공정과는 별도의 공정을 통해 만들어진다.

CF 공정에서도 앞서 설명했던 패턴 공정이 필요하다.

전술한 CF(Color Filter) 공정은 BM(Black Matrix) 공정(증착, 세정, PR 코팅, 노광, 현상, 식각, 박리 순의 패턴 공정이 필요하다), 화소별 공정(이 패턴 공정은 앞서 했던 2가지 공정과는 약간 다른 공정으로 증착과 세정 과정이 필요없이 컬러를 갖는 감광물질을 도포하여 노광과 현상의 공정을 거치면 된다) 및 ITO 공정(Indium Tin Oxide : 투과성과 도전성이 좋으며 화학적, 열적 안정성이 우수한 투명 전극 재료)으로 이루어진다. 이외에도 패널의 타입(VA, IPS, TN 등)에 따라 몇 가지 공정이 더 추가되기도 한다. 그리고, 셀(Cell) 공정은 CF 공정과 TFT 공정에서 만들어진 2개의 글라스를 하나로 합치고 절단하는 공정으로, CF와 TFT 세정, 배향막(Polyamide) 인쇄, 러빙(Rubbing) 공정, 스페이서(Spacer) 산포, 합착(TFT 기판과 CF 기판을 정밀하게 합착), 절단(합착된 기판을 절단하여 각각의 패널로 분리), 액정 주입, 최종 검사의 순서로 이루어진다.

전술한 TFT-LCD 패널의 제조공정 중 모듈 공정은 완제품 패널을 만들기 위한 마지막 공정으로 셀(Cell) 공정으로 만들어진 패널에 편광판과 PCB, 백라이트유닛 등을 부착하는 최종 단계로, 세정, 편광판 부착, TAB 부착, 탈포(Autoclave), PCB 부착, BLU(Back Light Unit) 조립, 검사의 순서로 이루어진다.

전술한 모듈 고정에서 패널의 상·하부에 부착되는 편광판은 여러 방향으로 진 동하면서 입사되는 빛을 한쪽 방향으로만 진동하는 빛(즉, 편광)이 되도록 하는 기능을 가지고 있는 것으로, 패널 상·하부의 편광판은 보통 90도로 교차되어 부착된다. 이때, 편광판에는 편광판을 보호하기 위한 보호필름이 편광판의 상·하부면 각각에 부착되어 있는데, 편광판을 패널 상·하부면에 부착하기 위해서는 편광판 상·하부면 상의 보호필름을 먼저 제 거한 후 패널 상·하부면에 부착하여야 한다.

한편, 종래의 기술에 따른 편광판 보호필름 제거장치는 다수의 롤러를 이용하여 편광판의 상·하부면에 부착된 보호필름 상부면 상의 길이 방향으로 다수의 테이프를 부착시킨 후, 테이프의 끝단을 잡아 위로 이동시켜 편광판 보호필름의 선단부가 편광판 선단으로부터 박리되면 후방측으로 테이프를 이동시키는 가운데 편광판으로부터 보호필름을 박리시키게 되는 구성으로 이루어진다.

그러나, 종래의 기술에 따른 편광판 보호필름 제거장치의 경우 편광판으로부터 보호필름을 제거할 때 전후의 길이방향으로 테이프를 부착하여 제거하는 구성으로 이루어지기 때문에 편광판 보호필름 제거장치가 차지하는 공간이 크다는 문제가 있다.

또한, 종래의 기술에 따른 편광판 보호필름 제거장치의 경우에는 다수의 롤러를 사용하는 구조이기 때문에 롤러의 교체 수요가 많아 교체하는데 따른 어려움이 발생할 뿐만 아니라, 편광판 보호필름에 부착되는 테이프를 전후의 길이방향으로 다수 부착하여야 하기 때문에 테이프의 소모량이 매우 크다는 문제가 있다. 따라서, 이처럼 롤러를 교체하는데 따른 문제와 테이프의 소모량이 매우 크다는 문제로 인하여 장비의 유지 및 보수가 어렵다는 문제가 있다.

전술한 바와 같은 종래 기술에 따른 편광판 보호필름 제거장치의 다른 문제점으로는 편광판으로부터 보호필름의 제거시 보호필름의 선단부의 보다 넓은 범위를 편광판 선단으로부터 박리시키기 때문에 보호필름을 제거하는데 따른 에러 발생률이 높다는 문제가 있다.

전술한 바와 같은 종래 기술에 따른 편광판 보호필름 제거장치의 또 다른 문제점으로는 모든 사이즈의 패널에 대응하여 간혹 대응이 안 되는 경우가 발생되어 조정작업을 하여야 하는 문제가 발생하기도 한다.

더구나, 전술한 바와 같은 종래 기술에 따른 편광판 보호필름 제거장치는 보호필름을 편광판으로부터 제거하는 경우 많은 숫자의 롤러를 이용하기 때문에 편광판에 이물이 발생하는 문제가 있었다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 첫 번 째 목적은, 상면 편광판 보호필름의 제거량을 줄여 기구 조립시 공정시간을 단축시킬 수 있는 편광판 보호필름 취출 시스템 및 이를 이용한 취출 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 두 번 째 목적은, 탑 케이스(top case) 체결 후 hard 보호필름을 덮어주는 공정의 삭제가 가능하여 hard 보호필름 및 필름 부착용 테이프 비용을 절감할 수 있는 편광판 보호필름 취출 시스템 및 이를 이용한 취출 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 세 번 째 목적은, 글래스 기판의 상부면 및/또는 하부면에 부착되어 있는 편광판 제거가 용이하도록 작은 조각으로 사전에 절단하여 편광판 제거시 발생될 수 있는 글래스 기판의 파손을 최소화하여 생산량을 증대시키는 편광판 보호필름 취출 시스템 및 이를 이용한 취출 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 네 번 째 목적은, 디스플레이 패널 제조 공정 중, 기 부착된 상부편광판 보호필름을 제거 후 별도의 보호필름을 부착하는 수작업 공정이 필요하게 되는데, 편광판 보호필름을 그대로 사용하면서 비젼 모니터링부를 통하여 X축, Y축 변위 이동시 레이져 컷팅 공정이 정확하게 진행될 수 있도록 감시, 교정이 가능하도록 함으로써 필요 부분만을 컷팅하여 선택적 제거가 가능하도록 하여 사용자 편리성을 제고하는 편광판 보호필름 취출 시스템 및 이를 이용한 취출 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다섯 번 째 목적은 절단전 스크라이빙(scribing) 공정, 절단공정, 연마공정을 하나의 공정으로 축소가 가능하여, 공정 축소에 따른 장비 사이즈 및 제작 단가를 낮출 수 있으며, 스크라이빙 공정에서 절단휠이 불필요도록 하여 유지비용 및 제조원가를 절감시키는 데 있다.

상기한 종래 문제점 해결 및 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 디스플레이 패널의 컷팅 시스템은, 상기 디스플레이 패널을 이송시켜 위치 정렬시키고 제어하는 패널 위치 제어부와; 상기 이송된 패널을 컷팅하는 수단이 되는 레이져 광원을 공급하기 위한 레이져 컷팅부와; 구비 카메라 및 LED 광원 조사를 통하여 상기 패널 위치 제어부에 실시간으로 위치 정보를 제공하고 정확한 컷팅선 위치를 확인 보정하여 상기 패널을 얼라인시키기 위한 얼라인 비젼부;를 포함하여 구성하고,
상기 액정표시 장치를 구성하는 디스플레이 패널 표면에 부착된 편광판 보호필름 또는 편광판의 규정된 형상 치수를 Flying Optic 타입 광학 방식을 이용한 레이져빔 제어에 의하여 비접촉식으로 상기 편광판 보호필름 또는 편광판을 전체컷팅 또는 부분컷팅하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 디스플레이 패널의 컷팅 시스템에 있어서, 상기 레이져 컷팅부는, 레이져 소스를 공급하는 소스 공급부와 레이져 빔을 편향 조사하여 보호필름 인접 정점 통과시 조사 거리를 일정하게 유지시켜 주는 레이져 헤드를 포함하며, 상기 레이져 헤드는 초기 레이져 빔의 깊이와 넓이의 데이터 값을 연결된 키패드 또는 PC에 의하여 입력받고, 레이져 빔 조사의 온/오프(On/Off)를 조절하여 순차 컷팅 또는 부분 컷팅하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 디스플레이 패널의 컷팅 시스템에 있어서, 상기 편광판 보호필름 또는 편광판 컷팅 공정 후 상기 패널 표면에 부착된 이물질 제거를 위하여 브러쉬모터에 의한 회전 동력을 이용하여 세정액을 분사하고 패널 표면 상부면 또는 상하부면에 고속고압의 에어를 분사시켜 에어분사되는 패널 표면의 이물질을 진공흡입호스로 유입시켜 이물질을 제거하는 세정장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 종래 문제점 해결 및 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 디스플레이 패널의 제조방법은, (A) 글래스 기판을 세척하는 세정단계와; (B) 상기 세정단계를 거친 후 반출된 상기 글래스 기판의 상하부면에 편광판을 부착하는 편광판 부착단계와; (C) 상기 편광판 부착단계를 통하여 반출된 디스플레이 패널에 탭(TAB)을 부착하는 탭 부착단계와; (D) 상기 탭 부착단계를 통하여 반출된 디스플레이 패널에 PCB를 부착하는 PCB 부착단계와; (E) 상기 PCB 부착단계를 통하여 반출된 디스플레이 패널을 어셈블리하는 어셈블리 단계; 및 (F) 에이징 단계;를 포함하되, 상기 편광판 상면 보호필름을 원하는 규격대로 일부 또는 전부를 컷팅하는 편광판 보호필름 컷팅단계 또는 상기 편광판 제거가 용이하도록 작은 조각으로 미리 컷팅하는 편광판 컷팅단계를 상기 (A) 단계 내지 (E) 단계 사이의 공정에 더 추가하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 디스플레이 패널의 제조방법에 있어서, 상기 편광판 보호필름 컷팅 단계에서, 상기 디스플레이 패널의 조립 공정 중 탑 케이스(top case)가 감싸지는 일부분만 부분적으로 제거할 수 있도록 보호필름의 규정된 형상 치수에 맞춰 미리 스크라이빙(scribing)하고 Flying Optic 타입 광학 방식을 이용한 레이저빔 제어에 의하여 비접촉식으로 컷팅하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 디스플레이 패널의 제조방법에 있어서, 상기 편광판 컷팅 단계에서, 상판 편광 보호필름 및 상판 편광판, 하판 편광 보호필름 및 하판 편광판을 미리 컷팅하고자 하는 크기대로 스크라이빙(scribing)하고 Flying Optic 타입 광학 방식을 이용한 레이저빔 제어에 의하여 비접촉식으로 컷팅하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 디스플레이 패널의 제조방법에 있어서, 상기 편광판 보호필름 컷팅 단계와 상기 편광판 제거가 용이하도록 작은 조각으로 미리 컷팅하는 편광판 컷팅 단계에서 컷팅 후, 패널 표면에 부착된 이물질 제거를 위하여 브러쉬모터에 의한 회전 동력을 이용하여 세정액을 분사하고 패널 표면 상부면 또는 상하부면에 고속고압의 에어를 분사시켜 에어분사패널 표면의 이물질을 진공흡입호스로 유입시켜 이물질을 제거하는 세정 단계를 더 추가하는 것을 특징으로 한다.

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

이상과 같은 본 발명에 따른 편광판 보호필름 취출 시스템 및 이를 이용한 취출 방법 사용시에는 다음과 같은 효과를 가지게 된다.

첫 째, 상면 편광판 보호필름의 제거량을 줄여 기구 조립시 공정시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

둘 째, 탑 케이스(top case) 체결 후 hard 보호필름을 덮어주는 공정의 삭제가 가능하여 hard 보호필름 및 필름 부착용 테이프 비용을 절감할 수 있다.

셋 째, 글래스 기판의 상부면 및/또는 하부면에 부착되어 있는 편광판 제거가 용이하도록 작은 조각으로 사전에 컷팅하여 편광판 제거시 발생될 수 있는 글래스 기판의 파손을 최소화하여 생산량을 증대시킬 수 있다.

넷 째, 디스플레이 패널 제조 공정 중, 기 부착된 상부편광판 보호필름을 제거 후 별도의 보호필름을 부착하는 수작업 공정이 필요하게 되는데, 편광판 보호필름을 그대로 사용하면서 비젼 모니터링부를 통하여 X축, Y축 변위 이동시 레이져 컷팅 공정이 정확하게 진행될 수 있도록 감시, 교정이 가능하도록 함으로써 필요 부분만을 컷팅하여 선택적 제거가 가능하도록 하여 사용자 편리성을 제고할 수 있다.

다섯 째, 컷팅 전 스크라이빙(scribing) 공정, 컷팅공정, 연마공정을 하나의 공정으로 축소가 가능하여, 공정 축소에 따른 장비 사이즈 및 제작 단가를 낮출 수 있으며, 스크라이빙 공정에서 컷팅휠이 불필요하므로 유지비용 및 제조원가를 절감시킬 수 있다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 편광판 및 편광판 보호필름을 컷팅시키기 위한 컷팅 가공 시스템 구성을 설명하면 다음과 같다.

도 1은 POL(편광판) 상태 및 구조를 도시한 구조단면도, 도 2는 글래스에 편광판을 부착한 상태에서의 구조단면도, 도 3은 본 발명에 따른 편광판 보호필름 컷팅시스템 구성도, 도 4는 본 발명에 따른 컷팅장치를 상부 방향에서 도시한 사시도, 도 5는 본 발명에 따른 컷팅장치를 하부 방향에서 도시한 사시도, 도 6은 본 발명에 따른 컷팅장치의 평면도, 도 7a 내지 도 7c는 본 발명에 따른 클리너를 도시한 도면, 도 8은 인라인 공정 중 편광판 보호필름 컷팅 공정이 인라인화되는 공정의 일 실시예를 도시한 순서도, 도 9a 및 9b는 본 발명에 따른 컷팅 과정의 제1 실시 예, 도 10은 본 발명에 따른 컷팅 과정의 제2 실시 예, 도 11은 본 발명에 따른 컷팅 과정의 제3 실시 예, 도 12는 본 발명에 따른 컷팅 공정 후 어셈블리 공정을 도시한 도면이다.

도 1은 POL(편광판) 상태 및 구조를 도시한 구조단면도, 도 2는 글래스에 편광판을 부착한 상태에서의 구조단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 디스플레이 패널 제조시 적용되는 편광판(130)의 구성은, 하부로부터, 하면보호필름(Release Film, 135b), 접착층(Adhesive layer, 131), 하부 TAC(137a), PVA(136), 상부 TAC(137b), 상면보호필름(Protective Film, 135a)으로 형성하는 것이 일반적이다. 이러한 편광판(130) 구성에서 사용자의 필요성에 따라서 필요 공정 중 컷팅 요구가 달라질 수 있는데, 도 1에서와 같이 본 발명에 따른 컷팅 시스템 적용시에는, 상면 보호필름만을 컷팅하거나 하면 보호필름만을 남기고 컷팅하거나 완전 컷팅할 수 있을 것이다.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 글래스(Glass, 110) 상하부면으로 접합층(131)을 매개하여 상하부 편광판(130)을 부착한 디스플레이 패널(100) 구조에서, 본 발명에 따른 인라인 컷팅 시스템 적용시에도, 상면 보호필름만을 컷팅하거나, 글래스만 남기고 상면 컷팅하거나 글래스만 남기고 하면 컷팅할 수 있다.

여기서, 상기 디스플레이 패널(100)은 LCD, PDP 등의 평면 디스플레이의 화면 부분을 말하며 디스플레이 패널 제작 단계에 다라서 편광판이라고 말할 수도 있다.

도 3은 본 발명에 따른 편광판 보호필름 컷팅 시스템(200) 구성도이다.

시스템(200) 구성을 크게 구분하면, 상기 글래스 기판 또는 디스플레이 패널(이 하 "디스플레이 패널"로 통일하여 명칭한다, 100)을 이송시켜 위치 정렬시키고 제어하는 패널 위치 제어부(Handler System, 210)와, 상기 패널 컷팅 수단이 되는 레이져 광원을 공급하여 패널을 컷팅하기 위한 레이져 컷팅부(Laser System, 220)와, 구비 카메라 및 LED 광원 조사를 통하여 상기 패널 위치 제어부에 실시간으로 위치 정보를 제공하고 정확한 컷팅선 위치를 확인 보정하여 상기 패널을 얼라인시키기 위한 얼라인 비젼부(Align Vision System, 230)로 구분할 수 있다.

상기 패널위치 제어부(210)는 이송 패널의 중심을 지지하고 정밀도를 높이기 위한 Centering Pusher와, 다수 패널을 작업 테이블 상면에 일직선 정렬시키는 Theta Aligner와, 이송 패널을 끌어올리거나 운반하기 위한 Gantry System과, 전체 패널 이송 및 배치를 잡아주는 Main Control Rack으로 구성된다.

상기 레이져 컷팅부(220)는 상기 패널위치 제어부(210)에 의하여 이송 정렬 배치된 패널을 미리 규격된 스크라이빙 라인을 따라서 컷팅하기 위한 본 발명에 따른 컷팅 수단으로, 레이져 광원(Laser Source), 레이져 파워 공급기(Laser Power Supply), 레이져 냉각기(Laser Chiller) 및 흡입 송풍기(Suction Blower) 등으로 구성이 가능하다.

상기 얼라인 비젼부(230)는 컷팅 공정 이미지를 캡쳐하여 전송하는 이미지 카메라와, 이를 비추기 위한 LED 조명과 광학렌즈 및 Frame Grabber로 구성한다. 여기서, Frame Grabber는 텔레비전(TV), CCD 카메라 등과 같은 영상 매체를 통해 나타나는 아날로그 영상 신호를 샘플당 정의된 비트로 디지털화하여 개인용 컴퓨터(PC)가 처리할 수 있는 신호로 바꾸어 주는 영상 장비를 말한다.

이하, 상기한 시스템 구현을 위한 본 발명에 따른 컷팅 장치(300)를 도 4 내지 도 6을 참조하여 상세하게 설명한다.

이러한 시스템 구현을 위한 세부적인 컷팅 장치(300) 구성은 크게, 작업 테이블(310)과, 이송대(340)를 포함한 이송부재와, 컷팅 수단이 되는 레이져 헤드(370)와, 별도 모니터를 구비한 얼라인 비젼 모니터(390) 및 상기 구성에 따라 인라인 작동되는 시스템을 제어하기 위한 제어부(미도시됨)로 이루어진다.

본 발명에 있어서, 작업 테이블(310)은, 본 발명에 따른 컷팅 시스템(200) 구현을 위한 다수 컷팅 부재를 구비하고 컷팅 공정을 구현시키는 공간으로, 사각 판상을 지지하는 테이블 수직 지지부(315) 및 지지브라켓(319) 등을 설치할 수 있으며 작업테이블(310) 형상 및 구조는 사용자 필요에 따라서 다양한 변형이 가능할 것이다.

이 경우, 로봇에 의하여 반송된 디스플레이 패널(100)을 리프터에 의하여 안착시킨 후, 포커싱된 레이져 빔에 의하여 대상 물질이 안정적으로 가공되도록 디스플레이 패널(100)을 진공 클램핑하게 되며, 이 경우 가공의 안정성에 영향을 주는 평탄도를 보장하기 위하여 정밀 가공함이 바람직하다.

또한, 상기 테이블(310)은 상기 디스플레이 패널(100)을 전공정에서 후공정까지 고정하여 이동시킨다. 이때, 상기 테이블(310)은 디스플레이 패널(100)을 탑재하여 필요시 360도 회전을 할 수 있도록 구성함이 바람직하다.

그리고, 로봇에 의하여 로딩된 디스플레이 패널(100)을 기준 위치로 위치시키고, 진공에 의하여 디스플레이 패널(100)을 상기 테이블(310) 면에 밀착시켜 컷팅 과정에서 움직이지 않도록 하고, 로딩된 디스플레이 패널(100)에 대하여 가공을 시작하기 전에 직각도 보정 및 위치 정보를 확인하기 위한 비전 얼라인먼트(Vision Allignment) 수행 지원을 위한 정밀 모션 장치를 사용한다.

얼라인 부재(330)는 이러한 정밀 모션 장치 및 제어 과정에 의하여 얼라인 공정을 수행하며, 이 경우, 필요에 따라 구동모터 및 이에 따른 이송스크류에 의한 수직 가이드 부재를 구비하도록 할 수 있을 것이다. 한편, 이송되는 디스플레이 패널(100)은 컷팅 작업 공간에 안치되고 X축 방향의 이송수단에 의하여 컷팅 공정 수행을 위하여 얼라인된다.

또한, 레이져 헤드(370)를 장착하여 레이져 컷팅 공정을 수행하는 정밀 스테이지로, 양측에 각각 리니어 모터(미도시됨)를 배치하여 동기 제어하는 장치로 구성되어 있으며, 이 경우 상부의 크로스 빔(320)은 가볍고 강성을 극대화하기 위하여 알루미늄 압출 빔 구조로 제작함이 바람직하다.

상기 레이져 헤드(370)는 레이져 빔을 편향 조사하여 보호필름 인접 정점 통과시 조사 거리를 일정하게 유지하게 한다. 또한 상기 레이져 헤드(370)와 얼라인 비젼 모니터(390)는 X축, Y축 이송로봇에 의하여 이동이 가능하다.

또한, 상기 레이져 헤드(370)에서 발진하는 레이져 빔의 깊이와 넓이 데이터 값을 입력하는 키패드 또는 PC(미도시됨)를 탈부착 가능하게 설치한다.

상기 얼라인 비젼부(230)는 글래스 기판(100)의 컷팅 작업을 수행하기에 앞서 정확한 컷팅 라인의 위치를 확인하여 보정하기 위한 구성으로, 다양한 종류의 얼라인 마크에 대응하기 위하여 1k 이상의 고해상도 카메라 및 얼라인 비젼 모니 터(390)를 채용하며, 정확한 위치 정보를 얻기 위하여 형태 분석 알고리즘을 지원하는 최신의 위치 정보 확인용 비전 알고리즘을 채용함이 바람직하다.

또한, 상기 얼라인 비젼부(230)는 상기 레이져 헤드(370)와, 레이져 빔이 보호필름에만 조사 절취되어 있는지를 확인하거나 상기 레이져 빔이 보호필름이 아닌 디스플레이 패널(100)에 투과되어 손상이 가해졌는지를 비젼으로 사용자에게 전송한다.

본 시스템의 주 운용 장치인 패널 위치 제어부 내 제어유닛에서는 장기간 사용시에도 최적의 시스템 안정성을 보장할 수 있도록 최신의 industrial FA 컴퓨터를 채용함이 바람직하다.

또한, 레이져 가공 공정의 안정성을 보장하기 위하여 석정 반상에 주 모션 장치인 gantry unit을 설치하고, 제진용 isolator를 설치하여 외부 진동에 의한 영향을 최소화하도록 함이 바람직하다.

도 7a 내지 도 7c는 본 발명에 따른 세정장치(Cleaner)를 도시하고 있다.

도 7a는 일방향 상면 클린 공정을 도시하고 있고, 도 7b는 양방향 상면 클린 공정을 도시하며, 도 7c는 디스플레이 패널의 상부 및 하부 표면을 세정하기 위한 세정 장치를 도시하고 있다.

이는, 상기한 디스플레이 패널(100)의 편광판 보호필름 및/또는 편광판 컷팅 공정 후 발생할 수 있는 상기 패널 표면 이물질을 신속하게 제거하여 후공정으로 인계함으로써 제품 성능을 제고하고 불량률을 낮추기 위함이다.

이를 위하여 동력원을 발생시키기 위한 브러쉬모터(415)와, 상기 브러쉬모 터(415)의 회전력을 이용하여 세정액 분사구(411)를 통하여 세정액을 분사하여 오염물질을 제거하고, 이와 동시에 또는 후공정으로 에어분사구(412)를 통하여 가압된 고속고압의 가스를 기판(100) 표면으로 불어넣어 주고, 이에 따라 방향성을 갖는 이물질은 별도 구비된 진공흡입호스(413)를 통하여 흡입된 후 이물질수거부재(414)에 포집된다.

도 7c에서와 같이 이송 패널의 상부 및 하부를 모두 세정하기 위한 구성으로 double type cleaner를 구비할 수 있는데, 이는 세정 공정이 진행되는 로터클리너(410), 브러쉬모터(415), 진공흡입호스(413), 어댑터(417), 흡입포트(419) 및 이물질수거부재(414) 등으로 구성되며, 이에 따라서 상판 및 하판 패널 표면에 대한 세정을 동시에 진행할 수 있게 된다.

이하, 상기 구성 시스템을 이용한 본 발명에 따른 디스플레이 패널의 제조방법에 대하여 설명한다.

본 발명에 따른 디스플레이 모듈 제조방법에서는, 디스플레이 모듈 제작 공정 중 LCD 모듈용 글래스 기판 양면으로 부착되는 편광판 및 편광판 보호필름을 컷팅하기 위한 컷팅 시스템을 포함하는 디스플레이 패널의 제조방법으로서, (A) 상기 글래스 기판을 세척하는 세정단계와; (B) 상기 세정단계를 거친 후 반출된 상기 글래스 기판의 상하부면에 편광판을 부착하는 편광판 부착단계와; (C) 상기 편광판 부착단계를 통하여 반출된 디스플레이 패널에 탭(TAB)을 부착하는 탭 부착단계와; (D) 상기 탭 부착단계를 통하여 반출된 디스플레이 패널에 PCB를 부착하는 PCB 부착단계와; (E) 상기 PCB 부착단계를 통하여 반출된 디스플레이 패널을 어셈블리하 는 어셈블리 단계; 및 (F) 에이징 단계;를 포함하되, 상기 편광판 상면 보호필름을 원하는 규격대로 일부 또는 전부를 컷팅하는 편광판 보호필름 컷팅단계와 상기 편광판 제거가 용이하도록 작은 조각으로 미리 컷팅하는 편광판 컷팅단계를 상기 (A) 단계 내지 (E) 단계 사이의 공정에 더 추가하는 것을 특징으로 하고 있다.

즉, 상기 (A) 단계인 세정 단계의 전공정 또는 후공정에서 상기 편광판 보호필름 또는/및 편광판 보호필름이 부착된 편광판을 컷팅하는 공정을 필요에 따라서 인라인 추가하여 디스플레이 패널의 연속 생산이 가능하도록 인라인(in-line)화 할 수 있을 것이다.

도 8은 인라인 공정 중 편광판 보호필름 컷팅 공정이 인라인화되는 공정의 일 실시 예를 나타낸 도면이다.

왼쪽은 종래의 인라인 공정을 도시한 것이고, 오른쪽은 본 발명에 따른 인라인 공정을 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이, 편광판 부착 단계와 TAB 부착 단계 사이에 편광판 상면필름 컷팅 공정을 추가함으로써, 후 공정인 어셈블리 단계에서 간단하고도 효율적으로 인라인 공정이 진행되도록 할 수 있다.

바람직하게는, 도 8에서와 같이, 상기 (B) 단계와 상기 (C) 단계 사이에 본 발명에 따른 상기 편광판 보호필름 또는/및 편광판 보호필름이 부착된 편광판을 컷팅하는 공정을 추가하여 디스플레이 패널의 연속 생산이 가능하도록 인라인(in-line)화 한다.

여기에서, 상기 (A) 내지 (F) 단계는 일반적인 공정으로 이미 주지되어 사용되 고 있으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 따라서, 이하 편광판 및 편광판 보호필름 컷팅 단계 공정에 대하여 상세하게 설명한다.

도 9a 및 9b에서 볼 수 있듯이, 본 발명에 따른 컷팅 공정의 제1 실시 예에서는, 레이져 컷팅을 위한 컷팅선인 컷팅라인(120)인 스크라이빙 라인에 따라서 디스플레이 패널(100) 최상부면인 상판 편광판 보호필름(135a)의 외각 둘레면을 따라서 일정 넓이와 깊이를 갖도록 하여 일부만을 컷팅하고 있다.

이에 따라서, 하부로부터 하판 편광판 보호필름(135b), 하판 편광판(130b), 글래스 기판(110), 상판 편광판(130a), 상판 편광판 보호필름(135a)의 다섯 개의 레이어로 구성되는 Cell 구조에서 상기 상판 편광판 보호필름(135)의 좌우 일부분만이 컷팅되게 되어, 테이프 제거영역(150)과 테이프 잔존영역(135)으로 구분되어 나누어지게 된다.

한편, 이러한 상기 편광판 보호필름 컷팅 단계는, 전 공정에서 인수받은 디스플레이 패널을 이를 지지하기 위한 작업용 테이블에 탑재하고 레이져 헤드를 컷팅 시작 정점인 상기 보호필름 표면 위로 이동시켜 상기 보호필름의 두께를 측정하는 제1 단계와, 상기 제1 단계에서 측정된 보호필름의 두께를 레이져 빔의 조사 깊이로 인식하여 일정한 깊이로 컷팅하는 제2 단계와, 상기 제2 단계에서 컷팅시 상기 테이블 이동에 따라서 비젼 모니터링부를 이동시켜 편광판이 부착된 디스플레이 패널 및 보호필름을 3차원 영상으로 모니터링하는 제3 단계와, 상기 컷팅 작업의 종료 정점에서 레이져 빔의 조사를 정지시키는 제4 단계 및 제4 단계의 컷팅 종료 정점을 후공정으로 인계하는 위치로 인식시키는 제5 단계를 포함하여 구성한다.

결국, 상기 편광판 보호필름(135)의 일부 컷팅 단계는, 디스플레이 제작 공정에서, 후공정 중 보호필름(135)이 필요한 경우 필요부분 만큼은 남겨둔 채 컷팅함으로써 패널에 부착되는 하드 보호필름 및 필름 부착용 테이프 사용 필요성을 제거함으로써 공정 시간 및 비용을 절감할 수 있는 효과를 부여한다.

물론, 패널 규격에 맞추어 전부를 컷팅할 수도 있으며, 이는 사용자가 미리 원하는 규격대로 상기 패널(100)을 얼라인 후 스크라이빙할 수 있도록 하여 다양한 규격의 컷팅 공정이 가능하도록 한다.

즉, 본 발명에 따른 제1 실시 예에서의 상기 편광판 보호필름 컷팅 단계에서는, 상기 디스플레이 패널 조립 공정 중 탑 케이스(top case, 510)가 감싸지는 부분만 제거할 수 있도록 하여 보호필름(135)의 규정된 형상 치수에 맞춰 미리 스크라이빙(scribing)하고 Flying Optic 타입 광학 시스템을 이용한 레이저빔 제어에 의하여 비접촉식으로 컷팅 가능하게 된다.

본 발명에 따른 제2 실시 예로, 도 10을 참조하여 설명하면, 보호필름(135)이 부착된 상/하판 편광판(130) 까지의 깊이만큼 설정하여 컷팅하는 과정을 설명한다.

즉, 상판 편광 보호필름 및 상판 편광판, 하판 편광 보호필름 및 하판 편광판을 미리 컷팅하고자 하는 크기대로 스크라이빙(scribing)하고 컷팅라인(120)을 따라서, Flying Optic 타입 광학 시스템을 이용한 레이저빔 제어에 의하여 비접촉식으로 컷팅할 수 있다.

이는, 글래스 기판 상부면 및 하부면에 부착되어진 상부 편광판 및 하부 편광판을 미리 설정된 규격에 따라서 작은 조각으로 컷팅하여 후공정에서 상기 편광 판(130) 제거를 용이하게 하기 위한 필요성에 따라서 공정 편의성을 제공한다. 컷팅 공정인 상기 제1 내지 제5 단계에 대한 상세한 설명은 전술한 바와 같으므로 상세한 설명은 생략한다.

본 발명에 따른 컷팅 공정의 제3 실시 예로, 도 11을 참조하여 설명하면, 상기 상판 편광판 및 보호필름과, 하판 편광판 및 보호필름이 제거된 상태에서의 글래스 기판(110)을 컷팅하는 과정을 설명하고 있다. 도면에서는 6면취일 경우를 상정하여 보여주고 있으며, 이에 대한 컷팅 공정인 상기 제1 내지 제5 단계 공정은 전술한 봐와 같으므로 상세한 설명은 생략한다. 물론, 6면취 과정이 아닌 4면취, 8면취 등 사용자 필요에 따라 다양한 컷팅 과정이 가능할 것이다.

도 12는 본 발명에 따른 인라인 컷팅 공정 후 어셈블리 공정을 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이, 디스플레이 패널 제조공정 중 어셈블리 라인의 공정흐름도를 나타내고 있다. 먼저 B/A(Board Assembly) 하면 보호필름을 제거하고, B/L(Board Layer), B/A(Board Assembly)를 합체한 후, B/A(Board Assembly) 상면 보호필름을 제거한 후, Top Case를 체결하여 하드 보호필름을 부착하던 종래 공정에서, 상기한 제1 실시 예에 따라서 B/A(Board Assembly) 상면 보호필름 제거시 전부 제거에서 Top Case 체결 부위만을 제거하는 일부 제거가 가능하도록 함으로써 하드 보호필름 부착 공정을 삭제하고 하드 보호필름의 필요성을 제거할 수 있게 되어, 작업 효율성을 배가하고 제작 단가를 낮출 수 있게 된다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

도 1은 POL(편광판) 상태 및 구조를 도시한 구조단면도

도 2는 글래스에 편광판을 부착한 상태에서의 구조단면도.

도 3은 본 발명에 따른 편광판 보호필름 컷팅시스템 구성도.

도 4는 본 발명에 따른 컷팅장치를 상부 방향에서 도시한 사시도.

도 5는 본 발명에 따른 컷팅장치를 하부 방향에서 도시한 사시도.

도 6은 본 발명에 따른 컷팅장치의 평면도.

도 7a 내지 도 7c는 본 발명에 따른 클리너를 도시한 도면.

도 8은 인라인 공정 중 편광판 보호필름 컷팅 공정이 인라인화되는 공정의 일 실시예를 도시한 순서도.

도 9a 및 9b는 본 발명에 따른 컷팅 과정의 제1 실시 예.

도 10은 본 발명에 따른 컷팅 과정의 제2 실시 예.

도 11은 본 발명에 따른 컷팅 과정의 제3 실시 예.

도 12는 본 발명에 따른 컷팅 공정 후 어셈블리 공정을 도시한 도면.

*** 도면의 주요 부분에 대한 설명 ***

100: 디스플레이 패널 110:글래스

120: 컷팅라인 150: 테이프 제거영역

300: 컷팅장치 310: 작업테이블

320: X축 이송부 330: 얼라인부재

340: 이송대 370: 레이져헤드

380: 구동모터 390: 얼라인 비젼부

410: 클리너 415: 브러쉬모터

Claims (12)

1. 액정표시 장치를 완성하기 위한 디스플레이 패널의 컷팅 시스템에 있어서,

   상기 디스플레이 패널을 이송시켜 위치 정렬시키고 제어하는 패널 위치 제어부와; 상기 이송된 패널을 컷팅하는 수단이 되는 레이져 광원을 공급하기 위한 레이져 컷팅부와;

   구비 카메라 및 LED 광원 조사를 통하여 상기 패널 위치 제어부에 실시간으로 위치 정보를 제공하고 정확한 컷팅선 위치를 확인 보정하여 상기 패널을 얼라인시키기 위한 얼라인 비젼부;를 포함하여 구성하고,

   상기 액정표시 장치를 구성하는 디스플레이 패널 표면에 부착된 편광판 보호필름 또는 편광판의 규정된 형상 치수를 Flying Optic 타입 광학 방식을 이용한 레이져빔 제어에 의하여 비접촉식으로 상기 편광판 보호필름 또는 편광판을 전체컷팅 또는 부분컷팅하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널의 인라인 컷팅 시스템.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,

   상기 레이져 컷팅부는, 레이져 소스를 공급하는 소스 공급부와 레이져 빔을 편향 조사하여 보호필름 인접 정점 통과시 조사 거리를 일정하게 유지시켜 주는 레이져 헤드를 포함하며, 상기 레이져 헤드는 초기 레이져 빔의 깊이와 넓이의 데이터 값을 연결된 키패드 또는 PC에 의하여 입력받고, 레이져 빔 조사의 온/오프(On/Off)를 조절하여 순차 컷팅 또는 부분 컷팅하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널의 인라인 컷팅 시스템.
4. 삭제
5. 제1항 또는 제3항에 있어서,

   상기 편광판 보호필름 또는 편광판 컷팅 공정 후 상기 패널 표면에 부착된 이물질 제거를 위하여 브러쉬모터에 의한 회전 동력을 이용하여 세정액을 분사하고 패널 표면 상부면 또는 상하부면에 고속고압의 에어를 분사시켜 에어분사되는 패널 표면의 이물질을 진공흡입호스로 유입시켜 이물질을 제거하는 세정장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널의 인라인 컷팅 시스템.
6. 액정표시 장치를 완성하기 위한 디스플레이 패널의 제조방법에 있어서,

   (A) 글래스 기판을 세척하는 세정단계와;

   (B) 상기 세정단계를 거친 후 반출된 상기 글래스 기판의 상하부면에 편광판을 부착하는 편광판 부착단계와;

   (C) 상기 편광판 부착단계를 통하여 반출된 디스플레이 패널에 탭(TAB)을 부착하는 탭 부착단계와;

   (D) 상기 탭 부착단계를 통하여 반출된 디스플레이 패널에 PCB를 부착하는 PCB 부착단계와;

   (E) 상기 PCB 부착단계를 통하여 반출된 디스플레이 패널을 어셈블리하는 어셈블리 단계; 및

   (F) 에이징 단계;를 포함하되,

   상기 편광판 상면 보호필름을 원하는 규격대로 일부 또는 전부를 컷팅하는 편광판 보호필름 컷팅단계 또는 상기 편광판 제거가 용이하도록 작은 조각으로 미리 컷팅하는 편광판 컷팅단계를 상기 (A) 단계 내지 (E) 단계 사이의 공정에 더 추가하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널의 제조방법.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 편광판 보호필름 컷팅 단계에서,

   상기 디스플레이 패널의 조립 공정 중 탑 케이스(top case)가 감싸지는 일부분만 부분적으로 제거할 수 있도록 보호필름의 규정된 형상 치수에 맞춰 미리 스크라이빙(scribing)하고 Flying Optic 타입 광학 방식을 이용한 레이저빔 제어에 의하여 비접촉식으로 컷팅하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널의 제조방법.
8. 제 6항에 있어서,

   상기 편광판 컷팅 단계에서,

   상판 편광 보호필름 및 상판 편광판, 하판 편광 보호필름 및 하판 편광판을 미리 컷팅하고자 하는 크기대로 스크라이빙(scribing)하고 Flying Optic 타입 광학 방식을 이용한 레이저빔 제어에 의하여 비접촉식으로 컷팅하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널의 제조방법.
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제
12. 제 6항에 있어서,

    상기 편광판 보호필름 컷팅 단계와 상기 편광판 제거가 용이하도록 작은 조각으로 미리 컷팅하는 편광판 컷팅 단계에서 컷팅 후 패널 표면에 부착된 이물질 제거를 위하여 브러쉬모터에 의한 회전 동력을 이용하여 세정액을 분사하고 패널 표면 상부면 또는 상하부면에 고속고압의 에어를 분사시켜 에어분사패널 표면의 이물질을 진공흡입호스로 유입시켜 이물질을 제거하는 세정 단계를 더 추가하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널의 제조방법.

Images