KR101999336B1 - Liquid crystal display, method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액정표시장치 및 그 제조 방법을 개시한다. 본 발명의 액정표시장치 제조방법은, 액정 패널을 스테이지에 안착시키는 단계, 상기 안착된 액정 패널을 얼라인한 후, 상기 액정 패널의 노치 형성 영역에 레이저빔를 조사하여 예비 절단 홈을 형성하는 단계 및 상기 예비 절단 홈이 형성된 액정 패널에 보조 절단 수단을 이용하여 노치를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 예비 절단 홈을 형성하는 단계는 상기 액정 패널에 조사되는 레이저빔의 왕복 이동 경로가 중첩 되지 않도록 레이저 빔을 조사하여 예비 절단 홈을 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 레이저를 이용한 비 접촉 방식의 가공 방법을 적용함에 따라 종래의 그루브 휠을 이용한 기계적 접촉 방식의 가공 방법에 필연적이었던 주기적인 장비 교체 및 가공 후 세정 공정을 생략할 수 있어 제조 비용을 절감할 수 있다. The present invention discloses a liquid crystal display device and a manufacturing method thereof. A method of manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention includes the steps of: placing a liquid crystal panel on a stage; forming a preliminary cut groove by irradiating a laser beam onto a notch formation area of the liquid crystal panel after deflecting the placed liquid crystal panel; And forming a notch by using an auxiliary cutting means on a liquid crystal panel having a preliminary cutting groove formed therein, wherein the step of forming the preliminary cutting groove includes a step of cutting the laser beam So as to form a preliminary cut groove.
Since the non-contact type machining method using laser is applied, the present invention can eliminate the periodical equipment replacement and the post-machining cleaning process, which were inevitable in the machining method of the mechanical contact method using the conventional groove wheel, .
Description
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 구체적으로는 액정패널 일측에 노치가 형성된 액정표시장치 및 연마 공정 및 세정 공정을 필요로 하지 않는 레이저 가공 방법을 이용하는 액정표시장치 제조방법에 관한 것이다.
More particularly, the present invention relates to a liquid crystal display device having a notch formed on one side of a liquid crystal panel, and a method of manufacturing a liquid crystal display device using a laser processing method that does not require a polishing process and a cleaning process.
액정표시장치(Liquid Crystal Display ; 이하 'LCD'라 함)는 경량, 박형, 저소비 전력구동 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있다. 이러한 추세에 따라, LCD는 사무자동화 기기, 오디오/비디오 기기 등에 이용되고 있다. BACKGROUND ART [0002] Liquid crystal displays (hereinafter, referred to as 'LCD') are becoming more and more widespread due to features such as light weight, thinness, and low power consumption driving. According to this tendency, LCD is used for office automation equipment, audio / video equipment and the like.
이러한 LCD는 매트릭스 형태로 배열되어진 다수의 제어용 스위치들에 인가되는 영상신호에 따라 광빔의 투과량이 조절되어 화면에 원하는 화상을 표시하게 된다.Such an LCD displays a desired image on a screen by controlling a transmission amount of a light beam according to an image signal applied to a plurality of control switches arranged in a matrix form.
이러한 액정 표시 장치의 액정 패널은 일반적으로 대형 투명유리기판인 박막 트랜지스터 모기판과 컬러필터 모기판을 합착한 후 액정셀 단위로 절단하여 복수개로 형성된다.The liquid crystal panel of such a liquid crystal display device is generally formed by laminating a thin film transistor mother substrate, which is a large transparent glass substrate, and a color filter mother substrate, and cutting them into a plurality of liquid crystal cell units.
상기 박막 트랜지스터 모기판 및 컬러필터 모기판은 각각 액정셀 단위로 구획된 다수의 박막 트랜지스터 기판 및 다수의 컬러필터 기판으로 구성된다. 따라서 상기 박막 트랜지스터 모기판에는 다수의 박막 트랜지스터 기판 형성에 필요한 게이트 라인, 데이터 라인, 박막 트랜지스터, 화소전극 및 배향막 등이 형성되고, 컬러필터 모기판에는 다수의 컬러필터 기판형성에 필요한 컬러 필터층, 대향전극, 및 블랙 매트릭스 등이 형성된다.The thin film transistor mother substrate and the color filter mother substrate are each composed of a plurality of thin film transistor substrates and a plurality of color filter substrates partitioned in units of liquid crystal cells. Therefore, a gate line, a data line, a thin film transistor, a pixel electrode, an alignment film, and the like necessary for forming a plurality of thin film transistor substrates are formed on the mother substrate of the thin film transistor. The color filter mother substrate is provided with a color filter layer, An electrode, and a black matrix are formed.
상기와 같이, 모기판들이 합착되면, 상기 모기판을 액정셀 단위로 절단하기 위해 우선 합착된 모기판에 다이아몬드 휠을 이용하여 절단홈을 형성하는 스크라이브 공정을 수행한다. 그런 다음, 모기판에 충격을 가하여 액정셀 단위로 절단한다.As described above, in order to cut the mother substrate by the liquid crystal cell, a scribe process is performed by using a diamond wheel to form a cut groove on the mother substrate. Then, an impact is applied to the mother substrate to cut it in units of liquid crystal cells.
상기 절단 공정 이후 액정 주입공정, 액정 주입구를 밀봉하는 엔드 씰 공정을 거쳐서, 단위 액정셀이 완성된다. 이와 같이, 액정셀이 완성되면, 구동회로와 제어부를 포함하는 인쇄회로기판을 부착하는 액정모듈 공정을 진행하여 액정표시장치를 완성한다 After the cutting process, the unit liquid crystal cell is completed through a liquid crystal injection process and an end seal process for sealing the liquid crystal injection port. When the liquid crystal cell is completed, a liquid crystal module process for attaching a printed circuit board including a driving circuit and a control unit is performed to complete a liquid crystal display
그런데 최근에는 키패드 대신 터치 스크린을 채택한 풀터치 방식의 디스플레이 기기가 많이 등장하고 있으며, 인터넷 접속과 웹브라우징이 가능한 디스플레이 기기가 많이 보급되면서 이러한 터치스크린 기술이 더 많이 사용되고 있다. 이러한 풀터치 방식의 디스플레이 기기는 전면부에 디스플레이가 있고, 전면부 하단에는 홈버튼이 구비된다. However, in recent years, full-touch display devices using a touch screen instead of a keypad have been widely used, and a display device capable of accessing the Internet and browsing the web has been widely used. Such full-touch type display devices have a display on the front side and a home button on the bottom side of the front side.
상기 완성된 단위 액정셀이 이러한 디스플레이 기기에 사용될 경우 상기 단위 액정셀의 일측 가장자리에 홈버튼이 결합될 수 있도록 반원 형상의 노치를 형성하고 있다. 이러한 노치는 합착된 모기판을 절단하여 액정셀을 형성한 후, 기계적 연마 방식에 의해 제작되어 왔다.
When the completed unit liquid crystal cell is used in such a display device, a semicircular notch is formed so that a groove button can be coupled to one edge of the unit liquid crystal cell. Such a notch has been produced by mechanical polishing after cutting a bonded mother substrate to form a liquid crystal cell.
도 1은 종래기술에 따른 연마 방식을 이용한 액정패널 가공방법을 설명하기 위한 사시도이다.1 is a perspective view illustrating a method of processing a liquid crystal panel using a polishing method according to a related art.
도 1을 참조하면, 액정패널(10)은 적(R), 녹(G), 청(B) 색 컬러필터들과 블랙 매트릭스(Black Matrix)가 형성된 컬러필터 기판(10b)과 복수의 게이트 라인과 데이터 라인들이 교차하여 매트릭스 형태의 화소 영역이 정의되고, 각각의 화소 영역에는 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(TFT: Thin Film Transistor)가 형성된 TFT 기판(10a)을 포함한다.1, a
상기 TFT 기판(10a)에는 게이트 구동신호 및 데이터 신호를 공급하기 위한 게이트 패드 및 데이터 패드가 형성되기 때문에 일반적으로 컬러필터 기판(10b) 보다 크게 형성된다.
The
도면에 도시된 바와 같이, 상기 TFT 기판(10a)의 일측 가장자리의 비표시 영역(10a'')에는 액정표시장치의 홈버튼과 대응되도록 노치(10c)가 형성된다. As shown in the figure, a
종래 기술에서는 상기 노치(10c)를 형성하기 위해 고속으로 회전하는 그루브 휠(11)을 액정패널(10)에 물리적으로 접촉시켰다. In the prior art, the
즉, 고속으로 회전하는 그루브 휠(11)을 이용하여 TFT 기판(10a)을 마모시켜 노치(10c)를 형성하였다.That is, the
이때, 상기 그루브 휠(11)과 액정패널(10)이 접촉하는 영역에서는 열이 발생되기 때문에 냉각수를 이용하여 발열시키거나 , 그루브 휠(11)과 액정패널(10)을 일정시간 분리하였다 접촉시키는 공정을 반복한다.At this time, since heat is generated in the region where the
이와 같이, 액정패널(10)에 노치(10c)를 형성하기 위한 종래 연마 방식은 액정패널(10) 및 그루브 휠(11)의 손상이 발생될 가능성이 크다. 특히, 연마 방식은 그루브 휠(11)의 성능이 중요하기 때문에 주기적으로 그루브 휠(11)을 교체해야한다.Thus, in the conventional polishing method for forming the
그리고 연마 과정 중 유리 입자가 액정패널(10) 내측의 영역으로 유입되거나, 가공 후 세정 공정을 진행해야하기 때문에 공정이 복잡해진다.또한 기계적 접촉 방식에 의한 연마 방식이기 때문에 노치(10c) 형성을 위한 연마 소요시간이 길어 액정표시장치의 생산 수율이 떨어지는 문제가 있다.In addition, since the glass particles flow into the region inside the
또한 노치(10c)의 양 끝단(12)에 응력이 집중되어 파손의 위험이 큰 문제점이 있었다.
In addition, there is a problem that stress is concentrated on both
본 발명의 하나의 과제는 액정패널 일측에 응력을 분산시키는 구조의 노치가 형성된 액정표시장치를 제공함에 있다. One aspect of the present invention is to provide a liquid crystal display device having a notch having a structure for dispersing stress on one side of a liquid crystal panel.
본 발명의 또 다른 과제는 비접촉 방식으로 장비 마모로 인한 제조 원가를 줄일 수 있는 레이저 가공방법을 이용한 액정표시장치 제조방법을 제공함에 있다. A further object of the present invention is to provide a method of manufacturing a liquid crystal display device using a laser processing method capable of reducing manufacturing cost due to equipment wear in a non-contact manner.
본 발명의 또 다른 과제는 열확산을 효과적으로 감소시켜 신뢰성을 확보하며 공정을 간소화 시킬 수 있는 레이저 가공방법을 이용한 액정표시장치 제조방법을 제공함에 있다.
Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a liquid crystal display device using a laser processing method that can effectively reduce thermal diffusion, ensure reliability, and simplify a process.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명의 일 측면은 레이저를 이용한 액정표시장치 제조 방법을 제공한다. 상기 액정표시장치 제조 방법은 액정 패널을 스테이지에 안착시키는 단계, 상기 안착된 액정 패널을 얼라인한 후, 상기 액정 패널의 노치 형성 영역에 레이저빔를 조사하여 예비 절단 홈을 형성하는 단계 및According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a liquid crystal display using a laser. The method includes the steps of: placing a liquid crystal panel on a stage; forming a preliminary cutting groove by irradiating a laser beam onto a notch formation region of the liquid crystal panel after deflecting the mounted liquid crystal panel;
상기 예비 절단 홈이 형성된 액정 패널에 보조 절단 수단을 이용하여 노치를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 예비 절단 홈을 형성하는 단계는 상기 액정 패널에 조사되는 레이저빔의 왕복 이동 경로가 중첩 되지 않도록 레이저 빔을 조사하여 예비 절단 홈을 형성하는 것을 특징으로 한다.And forming a notch by using an auxiliary cutting means on the liquid crystal panel having the preliminary cutting grooves, wherein the step of forming the preliminary cutting grooves includes forming a preliminary cutting groove on the liquid crystal panel so that the reciprocating path of the laser beam, And a beam is irradiated to form a preliminary cut groove.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명의 다른 일 측면은 액정표시장치를 제공한다. 상기 액정표시장치는 표시영역과 비표시 영역으로 구분되는 박막트랜지스터 기판; 및 상기 박막트랜지스터 기판과 합착되며, 상기 표시영역과 대응되는 영역에 컬러필터 어레이가 형성된 컬러필터 기판을 포함하고, 상기 비표시 영역에 노치가 형성된다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display device. The liquid crystal display device includes a thin film transistor substrate divided into a display region and a non-display region; And a color filter substrate bonded to the thin film transistor substrate and having a color filter array formed in a region corresponding to the display region, and a notch is formed in the non-display region.
본 발명은 액정패널에 형성되는 노치의 형상을 스플라인 곡선 형태로 함에 따라 노치의 양끝단에서의 파손위험을 줄일 수 있다. In the present invention, the shape of the notch formed in the liquid crystal panel is a spline curve shape, thereby reducing the risk of breakage at both ends of the notch.
본 발명은 레이저를 이용한 비 접촉 방식의 가공 방법을 적용함에 따라 종래의 그루브 휠을 이용한 기계적 접촉 방식의 가공 방법에 필연적이었던 주기적인 장비 교체 및 가공 후 세정 공정을 생략할 수 있어 제조 비용을 절감할 수 있다. Since the non-contact type machining method using laser is applied, the present invention can eliminate the periodical equipment replacement and the post-machining cleaning process, which were inevitable in the machining method of the mechanical contact method using the conventional groove wheel, .
또한 열 확산으로 인한 피 가공물의 열적 손상이나 구조 변화 등을 방지하여 절단 후 연마 공정 및 그에 따른 세정 공정을 생략 할 수 있어 액정 패널 가공공정을 간소화 할 수 있다.
In addition, thermal damage or structural change of the workpiece due to heat diffusion can be prevented, and the polishing process after the cutting and the cleaning process can be omitted, thereby simplifying the liquid crystal panel processing process.
도 1은 종래기술에 따른 연마 방식을 이용한 액정패널 및 그 가공방법을 설명하기 위한 사시도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 레이저를 이용한 액정패널 및 그 가공 방법을 설명하기 위한 사시도이다.
도 3은 도 2(a)의 Ⅰ-Ⅰ'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 4는 도 2(b)의 Ⅱ-Ⅱ'선을 따라 절단한 단면도이다.1 is a perspective view for explaining a liquid crystal panel and a method of processing the same using a polishing method according to a related art.
FIGS. 2A and 2B are perspective views illustrating a method of manufacturing a liquid crystal panel using a laser according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view taken along line I-I 'of Fig. 2 (a).
4 is a cross-sectional view taken along line II-II 'of FIG. 2 (b).
이하, 본 발명의 실시예를 레이저를 이용한 액정패널 및 그 가공 방법을 도시한 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시예는 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되어지는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되어지는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings showing a liquid crystal panel using a laser and a processing method thereof. The following embodiments are provided by way of example so that those skilled in the art can fully understand the spirit of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the embodiments described below, but may be embodied in other forms. In the drawings, the size and thickness of an apparatus may be exaggerated for convenience. Like reference numerals designate like elements throughout the specification.
레이저 가공이란 레이저라 불리어지는 특수한 빛을 가진 에너지를 열에너지로 변환시켜 공작물을 국부적으로 가열하여 미세한 가공을 행하는 방법이다. 레이저 가공은 레이저에 의해서 공작물을 국부적으로 가열해서 용융시키거나 발광시키는 것이 가능하다.Laser processing is a method of finely processing a workpiece by locally heating the workpiece by converting energy having a specific light called laser into thermal energy. The laser machining is capable of locally heating the workpiece to melt or emit light by means of a laser.
공작물에 접촉하지 않는 가공이기 때문에 시계의 베어링 구멍 등과 같은 정밀한 가공이나 다이아몬드ㆍ세라믹류 등의 비금속 재료의 정밀한 구멍내기나 절단 등에 이용된다.Precision machining such as a bearing hole of a watch or precision boring and cutting of a nonmetallic material such as diamond ceramics is used for machining because it does not contact the workpiece.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 레이저를 이용한 액정패널 및 그 가공 방법을 설명하기 위한 사시도이다.FIGS. 2A and 2B are perspective views illustrating a method of manufacturing a liquid crystal panel using a laser according to an embodiment of the present invention.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명에 따른 레이저를 이용한 액정패널 가공 방법은 액정 패널(100)을 레이저 가공 장치의 스테이지(미도시)에 안착시키는 단계, 상기 안착된 액정패널(100)을 비전 얼라인(Vision Align)하는 단계, 상기 액정 패널(100)상의 절단 예정선(L1)을 따라 레이저를 조사하여 예비 절단 홈(120,도3참조)을 형성하는 단계, 상기 예비 절단홈(120,도3참조)이 형성된 액정 패널(100)을 보조 절단 수단(130)으로 힘을 가하여 절단하는 단계로 이루어진다.A는 절단 영역을 표시한 것이다.
2A and 2B, a method of processing a liquid crystal panel using a laser according to the present invention includes the steps of placing a
상기 액정 패널(100)은 상부의 컬러필터 기판(100b)과 하부의 TFT 기판(100a)으로 구성된다. The
상기 TFT 기판(100a)은 스위칭 소자와 화소 전극이 형성된 표시영역(100a')과, 상기 표시영역(100a') 외측의 영역으로 상기 스위칭 소자에 신호를 인가하는 구동 집적회로가 구현된 비표시영역(100a'')으로 이루어져 있다. 상기 비표시 영역(100a'')으로 인해 TFT 기판(100a)은 컬러필터 기판(100b)보다 크기가 크다. The
상기 TFT 기판(100a)의 표시영역에는 복수개의 게이트 라인들과 데이터 라인들이 서로 교차되어, 복수개의 화소 영역들이 형성되어있고, 상기 각각의 게이트 라인과 데이터 라인의 교차 영역에는 선택적으로 구동되는 TFT 소자들이 형성된다. 상기 화소 영역에는 상기 TFT의 턴온/턴오프(Turn on/off) 동작에 따라 공급되는 데이터 신호에 의해 전계를 형성하는 화소 전극이 형성된다.In the display region of the
상기 컬러필터 기판(100b)에는 상기 TFT 기판(100a)의 게이트 라인과 데이터 라인 및 박막트랜지스터 소자들과 대응되도록 블랙매트릭스가 형성되고, 상기 TFT 기판(100a)의 화소 영역과 대응되는 영역에는 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 컬러필터층이 형성된다. 액정표시장치가 TN(Twist Nematic) 모드 또는 VA(Vertical alignment) 모드일 경우에는 상기 컬러필터 기판(100b)의 컬러필터층 상에 공통전극이 형성될 수 있다.A black matrix is formed on the
하지만, IPS(In-Plane Switch) 모드 또는 FFS(Fringe Field Switch) 모드일 경우에는 TFT 기판(100a)의 화소 영역에 화소 전극과 공통전극이 형성된다.
However, in the IPS (In-Plane Switch) mode or the FFS (Fringe Field Switch) mode, the pixel electrode and the common electrode are formed in the pixel region of the
이와 같은, 본 발명의 액정 패널(100)은 상기 TFT 기판(100a)에 형성된 박막트랜지스터 중 어느 하나가 턴-온 되면 화소 전극과 공통 전극 사이에 형성되는 전계에 의해 액정의 투과도가 변한다.따라서, 광원에서 발생한 빛은 액정 및 컬러필터 기판(100b)의 RGB 컬러필터층들 중 어느 하나를 통과하면서 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 중 어느 하나의 색이 발현되면서 화상을 표시한다.
When the
도면에 도시된 바와 같이, 상기 TFT 기판(100a)의 일측 가장자리의 비표시 영역(100a'')에 액정표시장치의 홈버튼과 대응되도록 노치(100c)가 형성된다.As shown in the drawing, a
이러한 노치(100c)형성을 위해 액정 패널(100)은 우선 레이저 절단 장치의 스테이지에 적재된다. 상기 스테이지에는 다양한 크기의 액정 패널이 장착될 수 있으며, 스테이지 하측에 마련된 구동부에 의해 소정의 방향으로 이동되거나 정지된다.
To form the
상기 스테이지에 적재된 액정패널(100)은 비전 얼라인 단계를 거친다. 상기 비전 얼라인 단계는 정확한 절단선 위치를 확인 및 보정하여 상기 액정 패널(100)을 얼라인 시키는 단계이다.
The
상기 비전 얼라인 단계를 거쳐 정확한 절단선 위치가 확보되면 도 2(a)에 도시된 바와 같이, 절단 예정선(L1)을 따라 왕복하면서 레이저를 조사한다. 이를 통해 예비 절단홈(120,도 3참조)이 형성된다. 이때 레이저 조사부는 X,Y축 구동부에 의해 X,Y 방향으로 이송될 수도 있고, Z축 구동부에 의해 Z 방향으로 이송될 수도 있다. When the correct cutting line position is secured through the above-described alignment step, laser is irradiated while reciprocating along the line along which the material is to be cut (L1) as shown in Fig. 2 (a). Whereby the preliminary cutting groove 120 (see FIG. 3) is formed. At this time, the laser irradiation unit may be transported in the X, Y direction by the X, Y axis drive unit, or may be transported in the Z direction by the Z axis drive unit.
따라서 원하는 절단 경로를 따라 원하는 속도로 X, Y, Z 방향으로 자유로이 움직일 수 있도록 구성된다.
Therefore, it can be freely moved in X, Y, Z directions at a desired speed along a desired cutting path.
상기 예비 절단홈(120,도 3참조)이 형성되면 도 2(b)에 도시된 바와 같이 보조 절단 수단(130)으로 액정패널(100)의 절단 영역(A)에 기계적 충격을 가한다. 이로써 상기 절단 영역(A)이 제거되어 액정 패널(100)의 TFT 기판(100a)의 일측 가장자리에 노치(100c)가 형성된다.When the preliminary cutting groove 120 (see FIG. 3) is formed, mechanical cutting is applied to the cutting area A of the
상기 노치(100c)의 중심부는 임의의 제2 곡률반지름(R2)을 갖는다. 또한 상기 노치(100c)의 양측 가장자리부는 각각 임의의 제1 및 제3곡률 반지름(R1, R3)을 갖는다. 즉, 노치(100c)와 TFT 기판(100a)의 일측가장자리와 연결되는 영역에도 임의의 제1 및 제3곡률 반지름(R1, R3)을 갖도록 형성할 수 있다.The central portion of the
상기 중심부의 제2 곡률 반지름(R2)은 상기 제1 및 제3곡률 반지름(R1,R3)보다 큰 것이 바람직하다. 또한 상기 제1 및 제3 곡률반지름은 서로 같은 것이 바람직하다. 상기 제1곡률 반지름과 제2곡률 반지름과의 관계는 10R1<R2<20R1인 것이 바람직하다.
The second curvature radius R2 of the center portion is preferably larger than the first and third curvature radiuses R1 and R3. It is also preferable that the first and third curvature radiuses are equal to each other. The relationship between the first radius of curvature and the second radius of curvature is preferably 10R1 <R2 <20R1.
이처럼 노치(100c)의 양끝단을 곡선형태로 함으로써 응력이 집중되는 것을 막아 파손위험을 줄일 수 있다.
By forming the both ends of the
이상과 같은 액정패널(100)의 일측 가장자리에 노치(100c)를 형성하는 공정은 액정패널(100)의 제작 공정의 마지막에 해당하는 공정이기 때문에 노치(100c)를 형성하는 과정에서 액정패널(100) 중 일부에 깨짐 및 손상이 발생될 경우, 막대한 피해가 발생된다.Since the process of forming the
따라서 본 발명은 레이저를 이용하되 레이저의 종류 및 레이저 조사 방법을 한정하여 공정의 신뢰성을 꾀하였다.Therefore, the present invention utilizes a laser, but limits the type of laser and the method of laser irradiation to achieve process reliability.
도 3은 도 2(a)의 Ⅰ-Ⅰ'선을 따라 절단한 단면도로 예비 절단홈(120) 형성 과정을 설명하기 위해 도시한 도면이다. 도 3을 참조하면 본 발명의 레이저를 이용한 액정패널 가공 방법은 열 확산이 적은 극초단 펄스 레이저를 이용하여 상기 예비절단홈(120)을 형성하는 것을 첫번째 특징으로 한다. 3 is a cross-sectional view taken along the line I-I 'in FIG. 2 (a) to illustrate the process of forming the
일반적인 레이저를 이용할 경우, 예비 절단홈(120)형성을 위해 TFT 기판(100a)상의 절단 예정선(L1)을 따라 레이저 빔이 조사되면 전자의 진동이 발생하는데, 상기 진동은 격자로 전달되어 상기 TFT 기판(100a)의 표면에서 내측으로 열이 전달된다. 이러한 열확산으로 인해 예비 절단홈(120)의 표면 및 그 내측 부분 일부는 열적 손상이나 구조변화를 일으키게 된다. When a general laser is used, when a laser beam is irradiated along a line L1 to be cut on the
이러한 열적 손상이나 구조변화는 상기 TFT 기판(100a)상에 미소 크랙을 유발시킨다. 상기 TFT 기판(100a)은 유리로 이루어져 취성이 높기 때문이다. 따라서 일반적인 레이저는 유리로 된 TFT 기판(100a)의 가공에 부적합하다.Such thermal damage or structural change causes microcracks on the
그리고 일반적인 레이저를 이용할 경우, 레이저 빔 조사시 많은 잔유물이 발생한다. 이러한 잔유물은 가공시 고온이 된 후 TFT 기판(100a)의 표면에 부착되어 제거하기 까다로운 경우가 많다. When a general laser is used, a large amount of residue is generated when the laser beam is irradiated. These residues are often attached to the surface of the
또한 일반적인 레이저를 이용할 경우 예비 절단홈(120)의 단면 형상이 이상적인 V 라인이 아니라 꼭지점(121)부분이 뭉툭한 V라인이 된다.Also, when a general laser is used, the cross-sectional shape of the
이러한 낮은 첨예도는 추후 예비 절단홈(120)이 형성된 TFT 기판(100a)에 힘을 가하여 절단하는 단계에서 절단면(140,도4참조)이 매끄럽지 못하게 되는 원인이 된다.
This low sharpness may cause the cut surface 140 (see FIG. 4) to become non-smooth in the step of applying force to the
그러나 극초단 펄스 레이저를 이용하는 경우, 예비 절단홈(120)형성을 위해 TFT 기판(100a)상의 절단 예정선(L1)을 따라 레이저 빔이 조사되면, 레이저 빔이 조사되는 부분만이 극도의 짧은 시간 내에 제거된다. 이는 레이저 빔과 재료간의 상호반응시 발생하는 열이 주위로 전파되는 시간보다 레이저 빔의 펄스 폭이 짧기 때문에 열 확산이 거의 발생하지 않기 때문이다. 따라서 열 확산으로 인한 손상이 거의 없어 예비 절단홈(120) 표면이 매끄럽게 된다. However, in the case of using the ultra-short pulse laser, when a laser beam is irradiated along the line to be cut L1 on the
또한 극초단 펄스 레이저를 이용하는 경우, 예비 절단홈(120)의 단면 형상이 이상적인 V에 가깝게 된다.In addition, in the case of using an ultrashort pulse laser, the sectional shape of the
이러한 높은 첨예도로 인해 추후 예비 절단홈(120)이 형성된 TFT 기판(100a)에 힘을 가하여 절단한 절단면(140,도4참조)이 매끄럽게 된다.Because of this high sharpness, the cut surface 140 (see Fig. 4) cut by applying a force to the
따라서 극초단 펄스 레이저는 본 발명의 TFT 기판(100a)처럼 유리로 되어 취성이 높은 재료의 가공에 유리하다.Therefore, the ultrashort pulse laser is made of glass like the
또한 극초단 펄스 레이저는 상기 열확산을 방지하는 효과 외에 상기 TFT 기판(100a)의 주변에 형성되는 용융물 및 잔유물의 발생도 대부분 억제할 수 있고, 발생된다 하더라도 매우 미세한 분말형태이므로 쉽게 제거할 수 있다.
In addition to the effect of preventing thermal diffusion, the ultra-short pulse laser can suppress most of the melts and residues formed in the periphery of the
극초단 펄스 레이저에는 펨토초 레이저와 피코초 레이저가 있는데, 피코초 레이저가 바람직하다. 피코초 레이져는 펨토초 레이저에 비하여 고출력 특성 및 간략한 내부 구성 광학계를 가지며 비선형 매질 (SHG, THG, 및 FHG)을 이용하여 고조파를 발생시켜 자외선도 비교적 쉽게 조사할 수 있기 때문이다.Ultrashort pulse lasers include femtosecond lasers and picosecond lasers, and picosecond lasers are preferred. The picosecond laser has high output characteristics and a simple internal optical system compared with the femtosecond laser, and it can relatively easily irradiate ultraviolet rays by generating harmonics using the nonlinear medium (SHG, THG, and FHG).
이때 이용되는 광은 자외선 영역의 광으로 파장이 300nm~400nm인 것이 바람직 하다.
At this time, it is preferable that the light used is light in the ultraviolet region and has a wavelength of 300 nm to 400 nm.
또한 도 3을 참조하면, 본 발명의 레이저를 이용한 액정패널 가공 방법은 열을 분산시키는 방식으로 레이저를 조사하여 예비 절단홈(120)을 형성하는 것을 두번째 특징으로 한다. Referring to FIG. 3, the method of working a liquid crystal panel using a laser according to the present invention is characterized by forming a
상기 열 분산 방식의 레이저 조사 방법은 레이저 빔을 TFT 기판(100a)상의 절단 예정선(L1)을 따라 왕복하면서 조사하되 왕복 이동 경로가 중첩되지 않도록 조사하는 것이다.In the laser irradiation method of the heat dispersion method, the laser beam is irradiated while reciprocating along the line L1 to be cut on the
도면에 도시된 바와 같이, 레이저 빔을 상기 TFT 기판(100a)상의 M1에서 Mn(n=임의의 정수)경로를 따라 순차적으로 조사한다. 이때 상기 M1~Mn의 레이저 빔의 이동 경로는 서로 중첩되지 않으며 인접한 이동 경로의 레이저 빔은 서로 50~75%정도만 오버랩되어 있다.As shown in the figure, the laser beam is sequentially irradiated along the Mn (n = arbitrary integer) path in M1 on the
상기 M1~Mn경로를 따라 레이저를 조사한 후 다시 거꾸로 되돌아 온다. 이때도 레이저빔의 왕복 이동 경로가 서로 중첩되지 않도록 한다. 또한 인접한 이동 경로의 레이저 빔은 마찬가지로 50~75%정도 오버랩 되도록 한다.The laser is irradiated along the M1 to Mn path, and then backward. At this time, the reciprocating paths of the laser beams are not overlapped with each other. Also, the laser beams of the adjacent movement paths are overlapped by about 50 to 75%.
이와 달리 레이저 빔이 동일한 경로를 따라 반복적으로 상기 TFT 기판(100a)상에 조사되면 해당 경로에 열이 집중된다. 그 결과 상기 TFT 기판(100a)상에 형성된 예비 절단홈(120)의 표면은 열 손상으로 인해 매끄럽지 않게 된다.In contrast, when the laser beam is repeatedly irradiated onto the
유리로 이루어진 상기 TFT 기판(100a)은 표면이 매끄럽지 못하면 강성이 저하된다. 따라서 강성을 높이기 위해 절단 후 별도의 연마 공정이 필요하다. 또한 그에 따른 세정 공정도 필요하다.If the surface of the
그러나 본 발명은 상기와 같은 열 분산 방식으로 레이저를 조사하여 상기 TFT 기판(100a)의 어느 한 군데에만 집중적으로 열 전달이 되는 것을 방지한다. 그 결과 예비 절단홈(120) 표면이 매끄럽게 된다.
However, the present invention irradiates the laser with the heat dispersion method as described above to prevent intensive heat transfer to only one of the
도 4는 도 2(b)의 Ⅱ-Ⅱ'선을 따라 절단한 단면도이다. 도 4를 참조하면 본 발명의 레이저를 이용한 액정패널 가공 방법은 예비 절단홈(120)이 형성된 후 보조절단수단(130)으로 절단영역(A)에 힘을 가하여 절단영역(A)을 제거함으로써 완성된다.4 is a cross-sectional view taken along line II-II 'of FIG. 2 (b). Referring to FIG. 4, in the method of processing a liquid crystal panel using a laser according to the present invention, a cutting region A is removed by applying a force to a cutting region A by an auxiliary cutting means 130 after a
상기 예비 절단홈(120)의 표면은 열 손상을 받지 않아 매끄럽다. 따라서 상기 예비 절단홈(120)을 통해 힘이 균일하게 전달된다. 그 결과 절단 후 최종 형성된 절단면(140)도 매끄럽게 된다. The surface of the
따라서 절단 후 연마 공정 및 그에 따른 세정 공정이 필요하지 않아 공정의 간소화를 꾀할 수 있다.
Therefore, the polishing process after the cutting and the subsequent cleaning process are not necessary, so that the process can be simplified.
본 발명에 이용되는 레이저 가공장치는 레이저 발생모듈로부터 발생된 초단파 레이저 빔의 입/출력 및 초점, 초점조절모듈의 움직임 및 속도, 실시간 모니터링 정보의 처리 등을 비롯한 기타 보조적인 장치들을 전체적으로 제어하기 위한 제어모듈을 더 구비할 수 있다.The laser processing apparatus used in the present invention is a laser processing apparatus for totally controlling the input / output of an ultra-violet laser beam generated from a laser generating module and other auxiliary devices such as focus, movement and speed of a focus adjusting module, And a control module.
또한, 레이저 발생모듈과 기판의 사이에 배치되며, 레이저 발생모듈로부터 발생된 초단파 레이저빔을 원하는 초점 위치에 집중될 수 있도록 하는 집광모듈이 더 구비될 수 있다.The condensing module may further include a light condensing module disposed between the laser generating module and the substrate and configured to focus the microwave laser beam generated from the laser generating module to a desired focal position.
한편, 초점조절모듈을 이동하기 위한 구동모듈을 구비하지 않고, 초점조절모듈이 고정된 상태에서 레이저 발생모듈로부터 발생된 초단파 레이저 빔이 원하는 절단 경로를 따라 이동될 수 있도록 하는 적어도 하나의 반사경 또는 간섭계 등을 이용할 수도 있다.
At least one reflector or interferometer for moving the microwave laser beam generated from the laser generation module along a desired cutting path without a driving module for moving the focusing module, May be used.
10,100 : 액정패널 10a,100a : TFT 기판
10a',100a' : 표시영역 10a'',100a'' : 비표시영역
10b, 100b : 컬러필터기판 10c,100c : 노치
11: 그루브 휠 130: 보조절단수단
L1: 절단 예정선 R1, R2, R3: 곡률 반지름
A : 절단 영역 M1,M2,Mn-1,Mn: 절단 경로
120: 예비절단홈 140 : 절단면 10, 100:
10a ', 100a':
10b, 100b:
11: groove wheel 130: auxiliary cutting means
L1: expected line to be cut R1, R2, R3: radius of curvature
A: Cutting areas M1, M2, Mn-1, Mn: Cutting path
120: preliminary cutting groove 140:
Claims (13)
상기 액정 패널을 스테이지에 안착시키는 단계;
상기 안착된 액정 패널을 얼라인한 후, 상기 액정 패널의 비표시 영역과 대응되는 상기 박막트랜지스터 기판의 노출된 일측 가장자리 영역에 미리 설정된 절단 예정선(L1)을 따라 레이저빔를 조사하여 예비 절단 홈을 형성하는 단계; 및
상기 예비 절단 홈이 형성된 상기 박막트랜지스터 기판에 보조 절단 수단을 이용하여 상기 박막트랜지스터 기판의 일측면 일부를 제거하여 스플라인 곡선 형태를 갖는 노치를 형성하는 단계를 포함하고,
상기 예비 절단 홈을 형성하는 단계는,
상기 박막트랜지스터 기판에 조사되는 레이저빔은 상기 절단 예정선(L1)을 따라 왕복하고, 상기 절단 예정선(L1)을 따라 왕복하는 레이저빔의 왕복 이동 경로는 서로 중첩되지 않으며 인접한 이동 경로들에 조사되는 레이저빔들은 서로 일부 중첩되도록 하는 단계를 포함하며,
상기 예비 절단 홈의 단면은 하부가 뾰족한 V자 형태로 형성되고,
상기 노치는 중심부가 제2 곡률반지름(R2), 상기 중심부를 기준으로 양측 가장자리가 각각 제1 및 제3 곡률반지름(R1, R3)를 가지며 상기 제1 및 제3 곡률반지름은 서로 같고,
상기 제2 곡률반지름(R2)과의 관계는 10R1<R2<20R1인 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 액정표시장치 제조 방법.
Providing a liquid crystal panel including a thin film transistor substrate divided into a display region and a non-display region, and a color filter substrate bonded to the thin film transistor substrate so as to overlap the display region;
Placing the liquid crystal panel on a stage;
After the alignment of the liquid crystal panel is completed, a laser beam is irradiated along a predetermined line to be cut (L1) on one exposed edge region of the thin film transistor substrate corresponding to a non-display area of the liquid crystal panel to form a preliminary cut groove ; And
And forming a notch having a spline curve shape by removing a part of one side of the thin film transistor substrate by using an auxiliary cutting means on the thin film transistor substrate on which the preliminary cut groove is formed,
The step of forming the preliminary cut-
The laser beam irradiated on the thin film transistor substrate is reciprocated along the line along which the object is intended to be cut L1 and the reciprocating path of the laser beam reciprocating along the line along which the object is to be cut L1 does not overlap with each other, The laser beams being partially overlapped with each other,
Sectional shape of the pre-cut groove is formed in a V-shape with a sharp bottom,
Wherein the notch has a second radius of curvature (R2) at the center, both side edges of the notch have first and third radiuses of curvature (R1, R3), the first and third radiuses of curvature are equal,
And the second radius of curvature (R2) is 10R1 < R2 < 20R1.
상기 레이저빔은 극초단 펄스 레이저빔인 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 액정표시장치 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the laser beam is an ultra-short pulse laser beam.
상기 극초단 펄스 레이저빔은 피코초(ps) 레이저빔인 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 액정표시장치 제조 방법.
3. The method of claim 2,
Wherein the ultra-short pulse laser beam is a picosecond (ps) laser beam.
상기 예비 절단 홈을 형성하는 단계에서 인접한 이동 경로들에 각각 조사되는 레이저빔의 일부 중첩 범위는 50~75%인 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 액정표시장치 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the overlapping range of the laser beam irradiated to the adjacent movement paths in the step of forming the preliminary cut groove is 50 to 75%.
The method of manufacturing a liquid crystal display using a laser according to any one of claims 1 to 3, wherein the laser beam has a wavelength ranging from 300 nm to 400 nm.
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