KR101149410B1 - 액정 표시 패널 리페어 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

LCD 패널의 불량 영역을 레이저 빔을 통해 제거하고 오프셋 인쇄방식을 이용하여 제거된 영역에 리페어 패턴을 인쇄함으로서 LCD 패널을 구성하는 모든 층의 결함을 수리할 수 있어 LCD 패널의 수율을 향상시킬 수 있고, 패턴 형성 시간을 줄일 수 있어 LCD 패널의 결함을 보다 효율적으로 수리할 수 있는 액정 표시 패널 리페어 장치 및 방법을 개시한다.

Description

액정 표시 패널 리페어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR REPAIRING DEFECT IN LIQUID CRYSTAL DISPLAY PANEL}

액정 표시 패널 리페어 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 액정 표시 패널의 결함을 수선하기 위한 액정 표시 패널 리페어 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 액정 표시 장치의 액정 표시 패널(이하 LCD 채널)은 하부 기판과 상부 기판 및 그 사이에 형성된 액정층으로 이루어진다.

하부 기판은 개별 스위칭소자인 박막 트랜지스터(TFT: thin film transisor) 및 화소전극이 형성되는 어레이 기판이다. 박박 트랜지스터(TFT)는 게이트 전극, 절연막, 반도체층, 소스/드레인 전극을 포함한다.

상부 기판은 컬러 필터층 및 블랙 매트릭스가 형성되는 컬러 필터 기판이다.

상기한 구성을 갖는 LCD 패널 상부 기판과 하부 기판 사이에 형성된 액정층이 하부기판에 형성된 박막 트랜지스터에 의해 액정분자를 구동하여 액정층을 투과하는 광량을 제어함으로써 정보를 표시하게 된다.

LCD 패널의 제조공정은 크게 어레이 기판 제조공정과, 칼라 필터 기판 제조공정, 셀(cell) 제조 공정 및 모듈화 공정 등으로 나눌 수 있다.

어레이 제조 공정과 컬러 필터 어레이 제조공정을 거친 두 개의 기판을 가지고 셀 공정을 거쳐 하나의 패널이 만들어지고, 셀 공정을 거친 패널이 모듈화 공정을 거쳐 실제의 LCD 패널 한 장이 만들어진다.

LCD 패널의 저비용화에는 높은 생산수율이 절대적으로 필요하나, 패널이 대형화하면, 그 면적에 비례하여 결함이 증가해 수율 저하는 피할 수 없다.

LCD 패널의 어레이 기판에는 대표적으로 특정한 영역에 강하게 나타나며 먼지 등으로 인해 발생하는 이물, 넓은 영역에서 발생하는 얼룩, 외부의 자극에 의해 발생하는 스크래치성 결함, 절단되어야 할 부분이 연결되어 있는 쇼트 결함, 연결되어야 할 부분이 절단되어 있는 오픈 결함 등을 포함한 다양한 결함들이 발생하게 된다.

LCD 패널의 세대교체 주기는 매우 짧기 때문에 생산라인의 개선만으로는 높은 수율을 얻을 수 없다.

따라서 기존에는 쇼트 불량에 대해서는 레이저 가공 제거기술을 이용하여 쇼트 부위를 절단시켜 수리하고, 오픈 불량에 대해서는 결함부위의 일정부분을 레이저로 절단하고 레이저 화학 기상 증착화학 기상 증착법(Chemical Vapor Deposition ; CVD)기술을 이용하여 금속을 증착함으로써 절단된 부위를 연결시켜 수리한다.

하지만, 레이저 가공제거기술이나 레이저 CVD 기술을 사용하는 기존 방식의 경우, 국소영역에 대해서만 수리가 가능하고, 단순한 라인패턴의 불량의 경우에만 수리가 가능할 뿐만 아니라, 금속을 증착하는 데 오래 걸려 수리시간이 길어지기 때문에 결함 수리가 제한적이다.

본 발명의 일 측면은 LCD 패널의 패턴 결함을 오프셋 인쇄방식을 이용하여 수선함으로써 LCD 패널의 결함을 보다 효율적으로 수선할 수 있는 액정 표시 패널 리페어 장치 및 방법을 제공한다.

이를 위해 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 패널 리페어 장치는 LCD 패널의 불량 패턴을 제거하기 위한 레이저 빔 장치와, 상기 레이저 빔 장치를 이동시키는 레이저 빔 이동장치와, 상기 LCD 패널의 불량 패턴의 리페어 패턴에 대응하는 홈이 형성된 인쇄판과, 상기 LCD 패널과 인쇄판이 놓이는 스테이지와, 상기 인쇄판에 형성된 홈에 잉크를 충진하여 상기 리페어 패턴을 형성하고 형성된 리페어 패턴을 상기 LCD 패널에 전사시키는 인쇄 유닛과, 상기 인쇄 유닛을 이동시키는 인쇄 유닛 이동장치와, 상기 레이저 빔 장치를 통해 상기 LCD 패널의 불량 패턴을 제거하고, 상기 인쇄 유닛을 통해 상기 리페어 패턴을 형성한 후 상기 LCD 패널에 전사시키는 제어장치를 포함한다.

또한, 상기 인쇄 유닛은 상기 인쇄판의 홈에 잉크를 공급하는 잉크 공급부와, 상기 인쇄판의 홈에 충진하고 남은 잉크를 상기 인쇄판의 상면에서 제거하는 블레이드와, 상기 홈에 충진된 잉크 패턴을 표면에 전사하고 상기 전사된 잉크 패턴을 상기 LCD 패널에 전사하는 전사부재를 포함한다.

또한, 상기 전사부재는 상기 홈에 충진된 잉크 패턴을 표면에 전사하도록 상기 인쇄판의 상면에 접촉하고, 상기 표면에 전사된 잉크 패턴을 상기 LCD 패널에 전사하도록 상기 LCD 패널에 접촉하는 스탬프를 포함한다.

또한, 상기 전사부재는 상기 홈에 충진된 잉크 패턴을 표면에 전사하도록 상기 인쇄판의 상면에 접촉한 채로 회전 이동하고, 상기 표면에 전사된 잉크 패턴을 상기 LCD 패널에 전사하도록 상기 LCD 패널에 접촉한 채로 회전 이동하는 전사롤을 포함한다.

또한, 상기 전사롤은 원통형의 롤러와, 상기 롤러를 감싸는 블랭킷을 포함한다.

본 발명의 다른 측면에 따른 액정 표시 패널 리페어 장치는 LCD 패널의 불량 패턴을 제거하기 위한 레이저 빔 장치와, 상기 레이저 빔 장치를 이동시키는 레이저 빔 이동장치와, 상기 LCD 패널이 놓이는 스테이지와, 상기 LCD 패널의 불량 패턴의 리페어 패턴을 형성하고, 형성된 리페어 패턴을 상기 LCD 패널에 전사시키는 인쇄 유닛과, 상기 인쇄 유닛을 이동시키는 인쇄 유닛 이동장치와, 상기 레이저 빔 장치를 통해 상기 LCD 패널의 불량 패턴을 제거하고, 상기 인쇄 유닛을 통해 상기 리페어 패턴을 형성한 후 상기 LCD 패널에 전사시키는 제어장치를 포함한다.

또한, 상기 인쇄 유닛은 상기 리페어 패턴과 동일한 형태의 홈이 표면에 형성되고 중심축을 회전 중심으로 하여 회전하는 인쇄롤과, 상기 인쇄롤 표면에 잉크를 공급하는 잉크 공급부와, 상기 인쇄롤의 홈에 충진되고 남은 잉크를 상기 인쇄롤의 표면에서 제거하는 블레이드와, 상기 인쇄롤의 표면과 접촉한 채로 회전하고, 상기 인쇄롤의 홈에 충진된 잉크 패턴을 표면에 전사하고 상기 전사된 잉크 패턴을 상기 LCD 패널에 전사하는 전사롤을 포함한다.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 액정 표시 패널 리페어 방법은 레이저 빔을 통해 LCD 패널의 불량 패턴을 제거하고, 상기 제거된 불량 패턴의 리페어 패턴과 동일한 형태의 홈이 형성된 인쇄판의 홈 내부에 잉크를 충진하고, 상기 인쇄판의 홈 내부에 충진된 잉크 패턴을 전사부재의 표면에 전사하고, 상기 전사부재의 표면에 전사된 잉크를 상기 LCD 패널에 전사하는 것을 포함한다.

또한, 상기 잉크를 전사부재의 표면에 전사하는 단계에서 상기 전사부재는 회전롤 또는 스탬프인 것을 포함한다.

이상에서 설명한 본 발명의 일 측면에 따르면, 어레이 기판의 불량 패턴을 레이저 절제를 이용하여 제거하고, 오프셋 인쇄방식을 이용하여 제거된 영역에 리페어 패턴을 인쇄함으로서 어레이 기판을 구성하는 모든 층의 결함을 수리할 수 있어 LCD 패널의 수율을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, CVD 기술 대신에 오프셋 인쇄기술을 사용하기 때문에 패턴 형성 시간을 줄일 수 있어 어레이 기판의 결함을 보다 고속으로 수리할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예가 적용되는 LCD 패널의 구조를 보인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예가 적용되는 LCD 패널의 제 1 기판의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 제 1 기판의 게이트 패턴의 형태를 보인 도면이다.
도 4는 도 2에 도시된 제 1 기판의 절연막의 패턴 형태를 보인 도면이다.
도 5는 도 2에 도시된 제 1 기판의 반도체층의 패턴 형태를 보인 도면이다.
도 6은 도 2에 도시된 제 1 기판의 소스/드레인 전극의 패턴 형태를 보인 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 적용되는 LCD 패널의 제 1 기판을 리페어하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 7에 도시된 각 리페어 패턴을 형성하는 인쇄판들의 형상을 나타낸 것이다.
도 9는 도 7에 도시된 리페어 패턴을 그라비아 오프셋 인쇄방식을 이용하여 형성하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 도 7에 도시된 리페어 패턴을 반전 오프셋 인쇄방식에 이용하여 형성하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 LCD 패널 리페어 장치의 구조를 도시한 단면도이다.
도 12a 내지 도 12e는 본 발명의 실시예에 따른 LCD 패널 리페어 장치를 통해 리페어 패턴을 기판에 전사하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 LCD 패널 리페어 장치의 구조를 도시한 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예가 적용되는 LCD 패널의 구조를 보인 단면을 나타낸 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 액정 표시 패널은 제 1 기판(10)과, 제 2 기판(30)과, 액정층(20)을 포함한다. 제 1 기판(10)과 제 2 기판(30)은 액정층(20)을 사이에 두고 대향되게 배치된다.

제 1 기판(10)은 다수의 신호선들 및 이 신호선들과 전기적으로 연결된 화소부들을 포함하는 기판일 수 있다.

제 2 기판(30)은 제 1 기판(10)과 마주보도록 배치된다. 제 2 기판(30)은 기판 전면에 형성되며 투명한 도전성 물질로 이루어진 공통 전극(35)을 포함할 수 있다.

통상, 제 1 기판(10)을 어레이 기판, 제 2 기판(30)을 컬러 필터 기판이라 한다.

액정층(20)은 제 1 기판(10) 및 제 2 기판(30) 사이에 개재된다. 액정층(20)은 화소부들 및 공통 전극(35) 사이에 형성된 전기장에 의해 배열이 변경된다. 액정층(20)의 배열이 변경되면, 액정층(20)의 광투과율이 변경되어 영상을 외부로 표시할 수 있다.

제 1 기판(10)은 유리등의 투명한 제 1 베이스 기판(11), 이 제 1 베이스 기판(11)의 상면에 종횡으로 매트릭스 형태로 배열된 다수의 게이트라인 및 데이터라인의 교차점에 형성되어 스위칭 역할을 하는 박막 트랜지스터(TFT)와, 이 박막 트랜지스터(TFT)와 연결된 상태로 화소부에 대응되는 화소 전극(17)을 포함한다.

화소 전극(17)는 박막 트랜지스터(TFT)로부터 신호를 인가받고 액정층(20)의 액정으로 전압을 인가하는 다른 일측의 전극 역할을 한다. 여기서, 화소 전극(17)이 형성된 부분을 화소부라 한다.

박막 트랜지스터(TFT)는 게이트라인에서 분기한 게이트 전극(12), 게이트라인과 데이터라인의 절연을 위해 이들 사이로 제1 베이스 기판(11)의 전면에 형성되는 절연막(13), 전자(electron) 또는 홀(hole) 등의 캐리어(carrier) 이동 통로인 반도체 재질의 반도체층(14), 데이터라인에서 분기한 소스전극(15a), 화소 전극(17)과 연결되는 드레인전극(15b)을 포함한다.

이때 미설명부호 16은 박막 트랜지스터(TFT)를 보호하기 위해 박막 트랜지스터(TFT) 상부로 기판 전면에 형성되는 보호막을 표시하고 있다. 미설명부호 18은 스토리지 캐패시터(Storage capacitor)를 구성하는 스토리지 전극을 표시하고 있다. 스토리지 캐패시터는 화소 전극(17)에 충전된 화소 신호가 다음 화소 신호가 충전될 때까지 안정적으로 유지되게 하는 역할을 한다. 이 스토리지 전극(18)은 게이트 전극(12)과 동일한 금속으로 형성된다.

제 2 기판(30)은 투명한 제 2 베이스 기판(31)과, 그리고 이의 하면에 차례로 형성된 블랙 매트릭스(32)와, 적, 녹, 청 서브컬러필터를 포함하는 컬러필터층(33), 오버코트층(34) 및 공통 전극(35)을 포함한다.

블랙 매트릭스(32)는 제 1 기판(10)의 게이트라인 및 데이터라인과 박막 트랜지스터(TFT) 등의 비 화상영역을 가림으로써, 액정분자의 배열변화에 따라 실제 사용자에게 보여지는 화상이 표시되는 화상영역, 특히 화소 전극(17)에 대응되는 부분을 노출시킨다.

컬러 필터층(33)은 어레이기판의 각 화소부에 대응된 상태로 특정 파장대의 빛을 반사하도록 반복 배열되는 적, 녹, 청 컬러 필터를 포함한다.

공통 전극(35)은 투명 도전성 금속으로 이루어진다. 공통 전극(35)은 액정층(20)에 형성된 액정에 전압을 인가하는 일측 전극의 역할을 한다.

이들 제 1 기판(10) 및 제 2 기판(30)은 액정층(20)을 사이에 두고 각각의 화소 전극(17)과 공통 전극(35)이 마주보도록 대향되기 때문에 양 기판(10,30) 가장자리로는 씰 패턴(seal pattern)이 형성되어 액정주입을 위한 셀 갭(cell gap) 유지와 양 기판의 합착, 그리고 액정의 누설을 방지한다.

한편, 신뢰성 있는 화상 표현을 위해서는 제 1 및 제 2 기판(30) 사이의 간격, 다시 말해 액정층(20)의 두께로 정의되는 셀 갭이 일정하게 유지되어야 한다. 이를 위해 양 기판 사이에는 스페이서(spacer)(21)가 형성된다.

여기서, 제 1 기판(10) 및 제 2 기판(30)의 내측면에는 각각 제 1 배향막(19) 및 제 2 배향막(36)이 형성되어 있으며, 액정층(20)은 배향막들(19, 36)에 의해 초기 배향 방향이 결정된다.

이하에서는 액정 표시 패널 중 제 1 기판을 수리하는 것을 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예가 적용되는 LCD 패널의 제 1 기판의 구조를 나타낸 것이다. 도 3 내지 도 6은 도 2에 도시된 제 1 기판을 구성하는 게이트 패턴, 절연막 패턴, 반도체층 패턴, 소스/드레인 전극 패턴의 형태를 나타낸 것이다.

도 7은 본 발명의 실시예에 적용되는 LCD 패널의 제 1 기판을 리페어하는 과정을 나타낸 것이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 제 1 기판(10)에 불량이 발생하면(도 7의 (A) 참조), 제 1 기판(10)에 불량 발생한 영역(Q)이 포함된 소정의 영역(K)을 레이저 빔을 이용하여 제거한다(도 7의 (B) 참조). 이때, 도 7의 (B)와 같이, 소정의 영역(K)에서 제 1 기판(10)의 최하층인 제 1 베이스 기판(11)이 노출되도록 소정의 영역(K) 상에서 제 1 베이스 기판(11)을 덮고 있는 게이트 패턴, 절연막 패턴 및 소스/드레인 전극 패턴을 제거한다.

소정의 영역(K)을 제거한 후 제거된 영역에, 각각의 인쇄판(100a)(100b)(100b)을을 사용하여 리페어 패턴을 형성하는 오프셋 인쇄방식을 이용하여 제거된 게이트 패턴의 리페어 패턴인 R1, 제거된 절연막 패턴의 리페어 패턴인 R2, 제거된 소스/드레인 전극 패턴의 리페어 패턴인 R3을 순차적으로 패터닝함으로써 제 1 기판을 수리한다.

즉, 소정의 영역(K)가 제거된 제 1 베이스 기판(11) 상에 제거된 게이트 패턴의 리페어 패턴인 R1을 오프셋 인쇄방식을 이용하여 패터닝한다(도 7의 (C) 참조).

리페어 패턴 R1을 패터닝한 후 그 상위층인 제거된 절연막 패턴인 리페어 패턴 R2를 오프셋 인쇄방식을 이용하여 패터닝한다(도 7의 (D) 참조).

리페어 패턴 R2를 패터닝한 후 그 상위층인 제거된 소스/드레인 전극 패턴인 리페어 R3를 오프셋 인쇄방식을 이용하여 패터닝한다(도 7의 (E) 참조).

이에 따라 제 1 기판(10)의 불량 영역을 정상적인 영역으로 수리할 수 있다.

도 8은 도 7에 도시된 각 리페어 패턴(R1, R2, R3)을 형성하기 위한 인쇄판들의 형상을 나타낸 것이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 제 1 인쇄판(100a)에는 제거된 게이트 패턴의 리페어 패턴인 R1에 대응하는 제 1 리페어 패턴 홈(r1)이 형성되어 있다. 또한, 제 2 인쇄판(100b)에는 제거된 절연막 패턴의 리페어 패턴인 R2에 대응하는 제 2 리페어 패턴 홈(r2)이 형성되어 있다. 또한, 제 2 인쇄판(100c)에는 제거된 소스/드레인 전극 패턴의 리페어 패턴인 R3에 대응하는 제 3 리페어 패턴 홈(r3)이 형성되어 있다. 상기한 각각의 인쇄판(100a)(100b)(100c)을 사용하여 리페어 패턴을 패터닝하는 과정을 후술한다.

오프셋 인쇄방식은 인쇄판에서 직접 피인쇄물에 인쇄를 하지 않고, 중개 구실을 하는 고무 블랭킷에 일단 전사한 다음, 피인쇄물에 인쇄하는 방식이다.

오프셋 인쇄방식은 그라비아 오프셋(Gravure Offset) 또는 반전 오프셋(Reverse Offset) 인쇄방식을 포함한다. 재료의 특성(예를 들면, 점성 등)에 따라 그라비아 오프셋(Gravure Offset) 또는 반전 오프셋(Reverse Offset) 인쇄방식이 선택된다.

도 9는 도 7에 도시된 리페어 패턴을 그라비아 오프셋 인쇄방식을 이용하여 형성하는 과정을 나타낸다.

도 9에 도시된 바와 같이, 그라비아 오프셋 인쇄방식은 음각 패턴인 오목한 홈(101)이 형성된 인쇄판(예를 들면 클리세(cliche))(100)을 이용하여 리페어 패턴을 형성한다. 먼저, 인쇄판(100)의 표면에 잉크를 충진한 후 닥터블레이드(120)를 이용하여 인쇄판(100)의 표면을 평평하게 밀어줘서 인쇄판(100)의 홈(101)에만 잉크(110)를 채우고, 홈(101)에 채워진 잉크(110)를 전사부재(130)에 전사한 후 전사부재(130)에 전사된 잉크(110)을 기판(140)의 원하는 위치에 전사시키는 방식으로 기판(140)에 리페어 패턴을 형성한다. 이때, 전사부재(130)는 블랑킷 스탬프(Blanket Stamp) 또는 블랑킷 회전롤(Blanket Roll))일 수 있다.

그라비아 오프셋 인쇄방식을 이용하여 리페어 패턴을 형성하는 과정을 좀더 상세히 살펴보면, 먼저, 기판(140)에 형성하고자 하는 리페어 패턴에 대응하는 오목한 홈(101)이 형성된 인쇄판(100)의 홈(101) 내부에 잉크(110)을 충진한다.

인쇄판(100)의 홈(101)에 잉크를 충진할 때 인쇄판(100)의 상부에 패턴형성용 잉크(110)를 도포한 후 닥터블레이드(120)를 인쇄판(100)에 접촉한 상태에서 밀어줌으로써 닥터블레이드(108)의 진행에 의해 홈(101) 내부에 잉크(110)가 충진됨과 동시에 인쇄판(100) 표면에 남아 있는 잉크(110)는 제거된다(도 9의 (A) 참조).

인쇄판(100)의 홈(101) 내부에 충진된 잉크(110)는 인쇄판(100)의 표면에 접촉하는 전사부재(130)의 표면에 전사된다(도 9의 (B),(C) 참조). 이때, 전사부재(130)는 제작하고자 하는 표시소자의 리페어 패턴의 폭과 동일한 폭으로 형성되며, 리페어 패턴의 길이와 동일한 길이를 갖는다. 따라서, 1회의 전사에 의해 인쇄판(100)의 홈(101)에 충진된 잉크(110)가 모두 전사부재(130)의 표면에 전사된다.

그런 후 표면에 잉크(110)가 전사된 전사부재(130)을 기판(140) 상의 원하는 위치에 접촉시킴으로써 전사부재(130)에 전사된 잉크(110)가 기판(140)에 전사된다(도 9의 (D) 참조). 이에 따라, 기판(140)에 리페어 패턴이 형성된다.

이와 같은 방식으로 인쇄판(100)와 전사부재(130)을 원하는 표시소자의 리페어 패턴의 크기에 따라 제작할 수 있으며, 1회의 전사에 의해 기판(140)에 리페어 패턴을 형성할 수 있으므로, 대면적 표시소자의 패턴도 한 번의 공정에 의해 형성할 수 있게 된다.

상술한 그라비아 오프셋 인쇄방식에서는 기판(140)에 리페어 패턴을 형성하는 것에 대하여 설명하고 있지만, 이에 한정되지 않는다. 즉, 기판(140) 대신에 기판(140) 상에 형성되는 피가공층(예를 들면, 박막 트랜지스터(TFT)의 게이트전극, 절연막, 소스/드레인 전극, 게이트라인, 데이터라인 혹은 화소전극)에 리페어 패턴을 형성할 수 있다.

도 10은 도 7에 도시된 리페어 패턴을 반전 오프셋 인쇄방식에 이용하여 형성하는 과정을 나타낸다.

도 10에 도시된 바와 같이, 유리판(150) 상의 전사부재(130)에 잉크(110)를 코딩하고, 오목한 홈(101)이 리페어 패턴의 반대 형상으로 형성된 인쇄판(100)을 이용하여 불필요한 잉크부분을 떼어 낸 후 마찬가지로 기판(140)의 원하는 위치에 전사함으로서 기판(140)에 리페어 패턴을 형성한다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 LCD 패널 리페어 장치를 설명한다.

이하에서는 설명의 편의상 LCD 패널의 기판을 리페어 하는 것에 대하여 설명한다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 LCD 패널 리페어 장치의 구조를 나타낸 것이다.

도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 LCD 패널 리페어 장치는 LCD 패널의 기판(222)이 놓이는 기판 정반(220)과 이 기판(222)의 불량 패턴의 리페어 패턴과 동일한 형태의 홈이 형성된 인쇄판(212)이 놓이는 인쇄판 정반(210)이 마련된 스테이지200)와, 기판(222)에, 제거된 불량 패턴의 리페어 패턴을 인쇄하는 인쇄 유닛(230), 이 인쇄 유닛(230)을 이동시키는 인쇄 유닛 이동 장치(240), 기판(222)의 불량 패턴을 제거하기 위한 레이저 빔 장치(250)와, 이 레이지 빔 장치(250)를 원하는 위치로 이동시키는 레이저 빔 이동 장치(260)와, 전반적인 제어를 수행하는 제어장치(270)를 포함한다.

제어장치(270)는 레이저 빔 이동장치(260)를 통해 레이저 빔 이동장치(250)를 기판(222)의 불량 패턴이 발생한 영역으로 이동시킨 후 레이저 빔 장치(250)를 통해 기판(222)의 불량 패턴을 제거한다.

또한, 제어장치(270)는 기판(222)의 불량 패턴을 제거한 후 인쇄유닛 이동장치(260)를 통해 인쇄 유닛(230)을 인쇄판(212)이 위치한 영역으로 이동시키고, 인쇄 유닛(230)을 통해 리페어 패턴을 형성하고 형성된 리페어 패턴을 기판(222)에 전사시킨다. 이에 따라 기판(222)의 불량 패턴이 수리된다. 예를 들면, 제어장치(270)는 인쇄 유닛(230)을 통해 인쇄판(212)에 형성된 홈(214)에 잉크를 충진하고, 충진된 잉크 패턴을 기판(222)에서 불량 패턴이 제거된 영역에 전사시킴으로써 기판(222)의 불량 패턴을 수리한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 LCD 패널 리페어 장치는 스테이지 상의 기판이나 인쇄판의 특정 위치를 확인하기 위한 카메라 등의 영상 장치 및 각종 장치들의 정렬을 위한 정렬 장치를 포함할 수 있다.

인쇄판 정반(10)은 특정한 형상의 패턴이 형성된 인쇄판(212)이 그 상면에 탑재되는 구성요소이다. 따라서 인쇄판 정반(210)에는 탑재된 인쇄판(212)이 공정 진행 중에 움직이지 않도록 고정시키는 인쇄판 고정부가 더 마련되는 것이 바람직하다.

인쇄판 정반(210)에 탑재되는 인쇄판(212)은 기판(222)에 형성시키고자 하는 특정한 패턴의 형상이 음각되어 형성되어 있는 판상의 구성요소이다(도 8의 100a s내지 100b 참조). 이 인쇄판은 진행되는 공정에 따라 교체될 수 있으며, 동일한 공정을 연속하여 진행하는 경우에는 인쇄판 정반 상에 고정되어 계속적으로 사용된다.

기판 정반(220)은 인쇄판 정반(210)과 일정한 간격 이격되어 인쇄판 정반과 나란하게 배치되며, 그 상부에 기판(222)이 장착된다. 이때, 기판 정반(220)의 높이는 인쇄판 정반(210)에 탑재되어 있는 인쇄판(212) 상면의 높이와 기판 정반(220)에 탑재되는 기판(222) 상면의 높이가 동일하도록 조정되는 것이 바람직하다.

기판 정반(220)와 인쇄판 정반(210)은 공정 진행 중에 위치가 변동되지 않도록 스테이지(200)에 고정한 상태로 결합된다.

기판 정반(220)과 인쇄판 정반(210)은 공정 준비 과정에서 스테이지(200) 상에서의 위치가 변경될 수 있지만, 특정한 위치에 고정된 경우에는 공정 진행 중에 움직이지 않도록 결합된다.

인쇄 유닛(230)은 인쇄판 정반(220) 상측 및 기판 정반(210) 상측을 왕복 이동하며, 인쇄판(212)에 형성되어 있는 패턴을 기판(222)으로 전사시키는 구성요소이다.

인쇄 유닛(230)은 잉크 공급부(231), 잉크 충진 블레이드(232), 잔여 잉크 제거 블레이드(233) 및 전사롤(234)을 포함한다.

잉크 공급부(231)는 인쇄판 정반(210) 상에 탑재된 인쇄판(212) 상면에 특정한 양의 잉크(I)를 공급하는 구성요소이다.

잉크 충진 블레이드(232)는 인쇄판(212) 상에 공급된 잉크를 인쇄판 상면에 형성되어 있는 홈(214)으로 충진시키는 구성요소이다. 이를 위하여 잉크 충진 블레이드(232)는 인쇄판(212)의 폭과 비슷한 길이를 가지는 판재 형상을 가진다. 그리고 잉크 충진 블레이드(232)는, 인쇄판(212) 상면과 일정한 간격 이격된 상태에서 수평 이동하며, 잉크 공급부(231)에 의하여 인쇄판 상면에 공급된 잉크를 인쇄판 상면에 일정한 두께로 펴는 역할을 한다. 이렇게 잉크를 인쇄판 상면에 고르게 펴는 과정에서 인쇄판 상면에 형성되어 있는 홈(214)에 잉크가 충진된다.

잔여 잉크 제거 블레이드(233)는 홈(214)에 충진되고 남은 잉크를 인쇄판(212) 상면에서 제거하는 구성요소이다. 이 잔여 잉크 제거 블레이드(233)는 잉크 충진 블레이드(232)와 그 형상이 유사하게 구비되지만, 그 설치위치가 상이하다. 즉, 잉크 충진 블레이드(32)가 인쇄판(212) 상면과 일정한 간격 이격된 상태로 설치되지만, 잔여 잉크 제거 블레이드(233)는 인쇄판(212) 상면과 접촉한 상태로 설치된다. 따라서 인쇄판(212)의 홈(214)으로 충진된 잉크를 제외한 나머지 잉크를 인쇄판 상면으로부터 제거할 수 있는 것이다.

잉크 충진 블레이드(232)는 잉크 충진을 위하여 잉크 충진 블레이드(232)가 수평 이동하는 방향으로 블레이드의 상단이 기울어지도록 설치되는 것이, 잉크의 균일한 충진을 위하여 바람직하다. 반면에 잔여 잉크 제거 블레이드(233)는 잉크 제거를 위하여 잔여 잉크 제거 블레이드(233)가 수평 이동하는 방향과 반대 방향으로 블레이드의 상단이 기울어지도록 설치되는 것이, 인쇄판 상면의 잔여 잉크를 완벽하게 제거할 수 있어서 바람직하다.

전사롤(234)은 인쇄판(212)의 상면과 접촉되어 회전 이동하며, 홈(214)에 충진된 잉크를 표면에 그대로 전사한 후 기판 상면에 인쇄하는 구성요소이다. 전사롤(234)은 원통형의 롤러(234a)를 일정한 두께를 가지는 블랭킷(234b)이 감싸는 형태를 가진다. 이 블랭킷(234b)은 일종의 덮개로서, 롤러(234a)의 표면을 감싸도록 구성된다. 이 블랭킷(234b)은 인쇄판(212)의 홈(214)에 충진된 잉크와 용이하게 결합하는 재질로 구성되어야 하며, 약간의 신축성을 가지는 것이, 인쇄판(212)의 홈(214) 내에 충진된 잉크와 용이하게 접촉할 수 있어서 바람직하다.

인쇄 유닛 이동장치(240)는 인쇄 유닛(230)을 수평 방향, 수직 방향 및 상하 방향으로 이동시키는 구성요소이다. 인쇄 유닛 이동장치(240)는 잉크를 인쇄판(212)에 충진하고 전사롤(234)에 전사하는 과정 및 인쇄판(212)에서 기판(222)상의 원하는 위치로 이동하는 과정 그리고 전사롤(234)에 전사된 패턴을 기판(222)상에 전사하는 과정일 때 인쇄 유닛(230)을 이동시킨다.

또한, 인쇄 유닛 이동장치(240)는 인쇄 유닛(230)을 얼라인 하는 역할을 수행할 수 있다. 즉, 인쇄 유닛 이동장치(240)는 인쇄 유닛(230)을 인쇄판 정반 및 기판 정반 배열 방향과 수직되는 방향으로 수평 이동시켜, 기판 상에서 패턴이 전사될 위치를 결정한다.

도 12a 내지 도 12e는 본 발명의 실시예에 따른 LCD 패널 리페어 장치를 통해 리페어 패턴을 기판에 전사하는 과정을 나타낸다.

도 12a에 도시된 바와 같이, 잉크 공급부(231)를 구동시켜, 인쇄판(212) 상면에 일정한 양의 잉크(I)를 공급한다. 이때 잉크 공급부(231)에 의하여 공급되는 잉크의 양은 인쇄판(212) 상부 전체를 덮고 남는 양이어야 한다. 그리고 잉크가 공급되는 지점은 인쇄판(212)의 일측단인 것이 바람직하다. 잉크가 인쇄판의 중간 지점에 공급되는 경우에는 이 후에 이어지는 잉크 충진과정에서 잉크 충진 블레이드(232)의 수평 이동 횟수가 증가하여 공정시간이 길어지기 때문이다.

다음으로 도 12b에 도시된 바와 같이, 잉크 충진 블레이드(232)를 이용하여 인쇄판(212) 상면에 공급된 잉크(I)를 인쇄판 전면에 걸쳐서 균일하게 산포하여 인쇄판 상면에 형성되어 있는 홈(214)에 빠짐없이 잉크가 충진되도록 한다.

다음으로 도 12c에 도시된 바와 같이, 잔여 잉크 제거 블레이드(233)를 이용하여 홈(214)에 충진된 잉크 이외에 인쇄판 상면에 남아 있는 잉크(I)를 제거한다. 홈(214)에 충진된 잉크는 이후에 전사 및 인쇄 공정을 거쳐서 기판 상에 패턴으로 형성되지만, 홈(214) 이외의 곳에 남아 있는 잉크는 전사롤(234)을 통해 기판(222)에 인쇄되어 원하지 않는 패턴을 형성하기 때문에 완벽하게 제거되어야 한다. 이를 위해 본 실시예에서는 잔여 잉크 제거 블레이드(33)의 하단면을 그 진행방향과 역방향으로 기울어지게 한 후, 수평 이동시켜 인쇄판 상면에 존재하는 잔여 잉크를 완벽하게 제거한다.

다음으로 도 12d에 도시된 바와 같이, 전사롤(234)을 잉크가 충진된 인쇄판 상면에 접촉시킨 상태에서 회전이동시켜 인쇄판 상면의 홈(214)에 충진되어 있는 잉크를 블랭킷(234b)의 표면으로 이동시키는 전사과정이 진행된다.

이때 인쇄판(212)에 형성되어 있는 패턴은 그 크기 및 간격이 그대로 블랭킷 상에 전사되어야 한다. 따라서 전사롤의 회전 속도와 수평 이동속도는 매우 정밀하게 조정되어야 한다.

또한 인쇄판(212)의 홈(214)에 충진된 잉크를 완벽하게 블랭킷(234b)에 전사하기 위하여 전사롤(234)을 인쇄판(212) 방향으로 약간 가압하면서 전사과정을 진행하는 것이 바람직하다.

다음으로 도 2e에 도시된 바와 같이, 인쇄 유닛(240)를 통해 인쇄 유닛(230)을 인쇄 시작 영역으로 이동시킨 후 전사롤(234)을 기판(222) 상면과 접촉시킨 상태에서 회전 이동시켜 전사롤(234)에 전사되어 있는 잉크를 기판 표면에 인쇄한다.

도 13은 본 발명의 다른 실시예에 LCD 패널 리페어 장치의 구조를 나타낸 것이다.

도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 LCD 패널 리페어 장치는 스테이지(300), 기판 정반(310) 및 인쇄 유닛(320)을 포함한다. 또한, 본 발명의 다른 실시예에 LCD 패널 리페어 장치는 도시되진 않았지만, 인쇄 유닛(320)을 X축, Y축, Z축으로 이동시키는 인쇄 유닛 이동장치를 포함한다.

기판 정반(310)은 도 11에서 설명한 기판 정반(210)과 동일하다.

인쇄 유닛(320)은 기판 정반(310) 상부에 탑재된 기판(312) 상면에 특정한 패턴을 인쇄하는 구성요소이다. 인쇄 유닛(320)은 인쇄롤(321), 잉크 공급부(322), 잉크 충진 블레이드(323), 잔여 잉크 제거 블레이드(324) 및 전사롤(325)을 포함한다.

인쇄롤(321)은 그 표면에 일정한 홈(321a)이 형성되어 있는 원기둥 형상의 롤이다. 이는 전술한 도 11의 인쇄판(210)과 대응되는 구성요소로서, 기판(312)에 형성시키고자 하는 패턴과 대응되는 홈(321a)이 그 표면에 형성되어 있는 것이다. 인쇄롤을 이용하는 경우, 별도의 인쇄판 정반이 불필요하므로 장치가 차지하는 면적을 줄일 수 있다.

인쇄롤(321)은 전사롤(325)에 패턴을 전사시키는 과정에서 전사롤(325)과 동일한 속도로 회전하면서 공정이 진행되므로, 그 중심축을 회전 중심으로 하여 회전구동할 수 있는 구조를 가진다.

잉크 공급부(322)는 인쇄롤(321) 표면에 일정한 양의 잉크(I)를 공급하는 구성요소이고, 잉크 충진 블레이드(323)는 인쇄롤(321) 표면에 공급된 잉크를 인쇄롤 표면에 형성되어 있는 홈(321a)으로 충진시키는 구성요소이며, 잔여 잉크 제거 블레이드(324)는 홈(321a)에 충진되고 남은 잉크를 인쇄롤 표면에서 제거하는 구성요소이다.

전사롤(325)은 인쇄롤(321)의 표면과 접촉한 상태로 회전하며, 홈(321a)에 충진된 잉크패턴을 그대로 전사하여 기판(312) 상면에 인쇄하는 구성요소이다. 이 전사롤(325)은 인쇄롤(321)과 접촉한 상태에서 그 중심축을 회전 중심으로 하여 회전 가능한 구조를 가진다. 이때 전사롤(325)의 지름과 인쇄롤(321)의 지름은 대략 동일한 것이 바람직하며, 그 회전속도도 동일한 것이 인쇄롤(321) 상의 패턴을 그대로 전사롤(325)에 전사할 수 있어서 바람직하다.

10 : 제 1 기판 11 : 제 1 베이스 기판
12 : 게이트 전극 13 : 절연막
14 : 반도체층 15a : 소스 전극
15b : 드레인 전극 16 : 보호막
17 : 화소 전극 18 : 스토리지 전극
20 : 액정층 30 : 제 2 기판

Claims (9)

1. LCD 패널의 불량 패턴을 제거하기 위한 레이저 빔 장치와,
   상기 레이저 빔 장치를 이동시키는 레이저 빔 이동장치와,
   상기 LCD 패널의 불량 패턴의 리페어 패턴에 대응하는 홈이 형성된 인쇄판과,
   상기 LCD 패널과 인쇄판이 놓이는 스테이지와,
   상기 인쇄판에 형성된 홈에 잉크를 충진하여 상기 리페어 패턴을 형성하고 형성된 리페어 패턴을 상기 LCD 패널에 전사시키는 인쇄 유닛과,
   상기 인쇄 유닛을 이동시키는 인쇄 유닛 이동장치와,
   상기 레이저 빔 장치를 통해 상기 LCD 패널의 불량 패턴을 제거하고, 상기 인쇄 유닛을 통해 상기 리페어 패턴을 형성한 후 상기 LCD 패널에 전사시키는 제어장치를 포함하는 액정표시 패널 리페어 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 인쇄 유닛은 상기 인쇄판의 홈에 잉크를 공급하는 잉크 공급부와,
   상기 인쇄판의 홈에 충진하고 남은 잉크를 상기 인쇄판의 상면에서 제거하는 블레이드와,
   상기 홈에 충진된 잉크 패턴을 표면에 전사하고 상기 전사된 잉크 패턴을 상기 LCD 패널에 전사하는 전사부재를 포함하는 액정 표시 패널 리페어 장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 전사부재는 상기 홈에 충진된 잉크 패턴을 표면에 전사하도록 상기 인쇄판의 상면에 접촉하고, 상기 표면에 전사된 잉크 패턴을 상기 LCD 패널에 전사하도록 상기 LCD 패널에 접촉하는 스탬프를 포함하는 액정 표시 패널 리페어 장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 전사부재는 상기 홈에 충진된 잉크 패턴을 표면에 전사하도록 상기 인쇄판의 상면에 접촉한 채로 회전 이동하고, 상기 표면에 전사된 잉크 패턴을 상기 LCD 패널에 전사하도록 상기 LCD 패널에 접촉한 채로 회전 이동하는 전사롤을 포함하는 액정 표시 패널 리페어 장치.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 전사롤은 원통형의 롤러와, 상기 롤러를 감싸는 블랭킷을 포함하는 액정 표시 패널 리페어 장치.
6. LCD 패널의 불량 패턴을 제거하기 위한 레이저 빔 장치와,
   상기 레이저 빔 장치를 이동시키는 레이저 빔 이동장치와,
   상기 LCD 패널이 놓이는 스테이지와,
   상기 LCD 패널의 불량 패턴의 리페어 패턴을 형성하고, 형성된 리페어 패턴을 상기 LCD 패널에 전사시키는 인쇄 유닛과,
   상기 인쇄 유닛을 이동시키는 인쇄 유닛 이동장치와,
   상기 레이저 빔 장치를 통해 상기 LCD 패널의 불량 패턴을 제거하고, 상기 인쇄 유닛을 통해 상기 리페어 패턴을 형성한 후 상기 LCD 패널에 전사시키는 제어장치를 포함하는 액정 표시 패널 리페어 장치.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 인쇄 유닛은 상기 리페어 패턴과 동일한 형태의 홈이 표면에 형성되고 중심축을 회전 중심으로 하여 회전하는 인쇄롤과,
   상기 인쇄롤 표면에 잉크를 공급하는 잉크 공급부와,
   상기 인쇄롤의 홈에 충진되고 남은 잉크를 상기 인쇄롤의 표면에서 제거하는 블레이드와,
   상기 인쇄롤의 표면과 접촉한 채로 회전하고, 상기 인쇄롤의 홈에 충진된 잉크 패턴을 표면에 전사하고 상기 전사된 잉크 패턴을 상기 LCD 패널에 전사하는 전사롤을 포함하는 액정 표시 패널 리페어 장치.
8. 레이저 빔을 통해 LCD 패널의 불량 패턴을 제거하고,
   상기 제거된 불량 패턴의 리페어 패턴과 동일한 형태의 홈이 형성된 인쇄판의 홈 내부에 잉크를 충진하고,
   상기 인쇄판의 홈 내부에 충진된 잉크 패턴을 전사부재의 표면에 전사하고,
   상기 전사부재의 표면에 전사된 잉크를 상기 LCD 패널에 전사하는 것을 포함하는 액정 표시 패널 리페어 방법.
9. 제8항에 있어서,
   상기 잉크를 전사부재의 표면에 전사하는 단계에서 상기 전사부재는 회전롤 또는 스탬프인 것을 포함하는 액정 표시 패널 리페어 방법.

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