KR20020052253A - 액정패널 절단 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정패널을 절단 시스템에 관한 것이다.

액정패널을 절단하기 위해서는 먼저, 스크라이브(scribe)공정을 통해 액정패널의 표면에 미소한 절단선을 형성한 다음, 브레이크(break) 공정으로 상기 액정패널에 형성된 절단선의 크랙을 증가시켜 액정패널을 절단하는 방법을 사용한다.

종래에는 상기 브레이크 공정을 위해 브레이크 바를 사용하였으며, 일 방향으로 긴 막대형태의 브레이크 바로 액정패널의 크랙부분에 압력을 가하여, 상기 크랙을 증가시기는 방법으로 액정패널을 절단하였다. 그러나, 종래에는 상기 브레이크 바의 균형을 맞추기 어려워, 액정패널이 파손되는 문제가 발생하였다.

전술한 바와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명은, 브레이크 공정 중 액정패널에 브레이크 압력을 고르게 주기 위한 수단으로 브레이크 휠(break wheel)을 제안한다.

따라서, 액정패널을 절단하는 공정 중 파손불량을 방지할 수 있다.

Description

액정패널 절단 시스템 {a breaking system for LCD panel}

본 발명은 액정 표시장치를 제작하기 위한 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 액정패널을 절단하는 시스템에 관한 것이다,

일반적으로 액정 표시장치는 박막 트랜지스터가 배열된 기판인 하판과, 컬러필터가 인쇄된 상판으로 구성되며, 상기 상판과 하판 사이에 액정이 위치한다.

상기 액정 표시장치에서 액정 패널(panel)의 간략한 제조공정과 그 동작을 살펴보면 다음과 같다.

두 매의 기판 즉, 상판과 하판이 마주보는 각 내측의 한쪽 면에는 공통전극을 형성하고, 다른 한쪽 면에는 화소전극을 형성한 후, 각 전극이 서로 대향하도록 배열한 후, 상기 상판과 하판 사이의 간격에 액정을 주입시키고 주입구를 봉합한다. 그리고 상기 상판과 하판의 외측에 각각 편광판을 붙임으로써, 액정패널은 완성된다.

또한, 상기 액정패널의 광 투과량을 각 전극(화소전극, 공통전극)에 인가하는 전압으로써 제어하고, 광 셔터(Shutter) 효과에 의해 문자/화상을 표시하게 된다.

액정패널을 제작하는 공정은 박막 트랜지스터(Thin film transistor ; TFT) 공정이나 컬러 필터(Color filter)공정에 비해 상대적으로 반복되는 공정이 거의 없는 것이 특징이라 할 수 있다. 전체 공정은 액정 분자의 배향을 위한 배향막 형성 공정과 셀갭(Cell gap) 형성공정, 셀 컷팅(Cell cutting)공정 등으로 크게 나눌 수 있다.

이하, 앞서 설명한 액정 표시장치의 제조공정을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 일반적으로 적용되는 액정 셀의 제작 공정을 도시한 흐름 도로써,st1 단계에서는 먼저 하판을 준비한다. 상기 하판에는 스위칭 소자로 다수개의 박막 트랜지스터(TFT)가 배열되어 있고, 상기 TFT와 일대 일 대응하여 화소전극이 형성되어 있다.

st2 단계는 상기 하판 상에 배향막을 형성하는 단계이다.

상기 배향막 형성은 고분자 박막의 도포와 러빙(Rubbing)공정을 포함한다. 상기 고분자 박막은 통상 배향막이라 하고, 하판 상의 전체에 균일한 두께로 증착 되어야 하고, 러빙 또한 균일해야 한다.

상기 러빙은 액정의 초기 배열방향을 결정하는 주요한 공정으로, 상기 배향막의 러빙에 의해 정상적인 액정의 구동이 가능하고, 균일한 디스플레이(Display)특성을 갖게 한다.

일반적으로 배향막은 유기질의 유기배향막인 폴리이미드(polyimide) 계열이 주로 쓰이고 있다.

러빙공정은 천을 이용하여 배향막을 일정한 방향으로 문질러주는 것을 말하며, 러빙 방향에 따라 액정 분자들이 정렬하게 된다.

st3 단계는 씰 패턴(seal pattern)을 인쇄하는 공정을 나타낸다.

액정 셀에서 씰 패턴은 액정 주입을 위한 갭 형성과 주입된 액정을 새지 않게 하는 두 가지 기능을 한다. 상기 씰 패턴은 열 경화성 수지를 일정하게 원하는 패턴으로 형성시키는 공정으로, 스크린 인쇄법이 주류를 이루고 있다.

st4 단계는 스페이서(Spacer)를 산포하는 공정을 나타낸다.

액정 셀의 제조공정에서 상판과 하판 사이의 갭을 정밀하고 균일하게 유지하기 위해 일정한 크기의 스페이서가 사용된다. 따라서, 상기 스페이서 산포시 하판에 대해 균일한 밀도로 산포해야 한다.

상기 스페이서 산포 공정이 끝나면, 컬러필터 기판인 상판과 박막 트랜지스터 배열 기판인 하판의 합착공정으로 진행된다(st5).

상판과 하판의 합착 배열은 각 기판의 설계시 주어지는 마진(Margin)에 의해 결정되는데, 보통 수 μm의 정밀도가 요구된다. 두 기판의 합착 오차범위를 벗어나면, 빛이 새어나오게 되어 액정 셀의 구동시 원하는 화질 특성을 기대할 수 없다.

st6 단계는 상기 st1 내지 st5 단계에서 제작된 액정 셀을 단위 셀로 절단하는 공정이다. 일반적으로 액정 셀은 대면적의 유리기판에 다수개의 액정 셀을 형성한 후 각각 하나의 액정 셀로 분리하는 공정을 거치게 되는데, 이 공정이 셀 절단 공정이다.

셀 절단 공정은 유리기판 보다 경도가 높은 다이아몬드 재질의 펜으로 기판 표면에 절단선을 형성하는 스크라이브(Scribe) 공정과 힘을 가해 절단하는 브레이크(Break) 공정으로 이루어진다.

st7 단계는 각 단위 셀로 절단된 액정 셀에 액정을 주입하는 단계이다.

단위 액정 셀은 수백 cm²의 면적에 수 μm의 갭을 갖는다. 따라서, 이런 구조의 셀에 효과적으로 액정을 주입하는 방법으로 셀 내외의 압력차를 이용한 진공 주입법이 가장 널리 이용된다.

전술한 단계로 액정패널을 제작할 수 있다. 이하, 도 2와 3을 참조하여 종래에 따른 액정패널의 절단공정을 설명한다.

도 2는 액정패널을 절단하기 위한 스크라이브(scribe)공정을 도시한 도면이다.

스크라이브 공정은 액정패널(31)의 절단부에 크랙(crack)의 형태로 절단선(33)을 형성하는 공정이다.

스크라이브 휠(scribe wheel)(35)을 액정패널의 표면에 접촉하고, 미소한 힘으로 굴린다.

액정패널(31)의 표면 중 상기 스크라이브 휠(35)이 지나간 자리에는 미소한 크랙이 발생하며, 이 부분은 절단선(33)의 역할을 하게 된다.

다음으로, 상기 미소한 크랙이 발생한 절단선을 이용하여 이하, 도 3의 브레이크 공정을 거쳐 액정패널을 절단하게된다.

도 3은 종래에 따른 액정패널의 브레이크 공정을 도시한 도면이다.

도시한 바와 같이, 상기 스크라이브 공정으로 미소한 크랙형태의 절단선(33)이 형성된 액정패널(31)상에 브레이크 바(37)를 위치한다.

상기 브레이크 바(37)중 액정패널(31)의 표면과 직접 접촉하는 부분(A)은 우레탄 고무와 같이 단단하지만 액정패널의 표면에는 스크래치(scratch)를 주지 않는 재질로 형성된다.

상기 브레이크 바(37)를 액정패널(31)에 형성된 절단선(33)에 맞추고 순간적인 압력을 가하면, 절단선(33)이 확장하여 액정패널(31)이 절단된다.

전술한 바와 같은 스크라이브/브레이크 시스템(S/B system)을 이용하여 액정패널을 절단하여 개개의 패널로 분리할 수 있다.

그러나, 종래에는 액정패널을 절단하는 브레이크 공정시 균형을 맞추기 어려워, 압력의 불균일한 분포에 의해 액정패널이 파손되는 문제가 있다.

또한, 강한 충격을 주어 액정패널을 절단하는 방식이므로, 액정패널 중 일측 기판에 구성된 데이터패드의 오픈이 유발되는 문제가 있다.

또한, 절단 시 발생하는 미소한 조각에 의해 눌림과 갭 불량이 발생하는 문제가 있다.

이와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명은, 브레이크 공정시 액정패널이 파손되는 불량이 발생하지 않는 새로운 구조의 절단수단을 제안하여, 액정패널의 수율을 개선하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 액정표시장치를 제작하는 공정을 도시한 흐름도이고,

도 2는 스크라이브 공정을 도시한 단면도이고,

도 3은 종래의 브레이크 공정을 도시한 도면이고,

도 4는 스크라이브 공정을 도시한 사시도이고,

도 5는 본 발명에 따른 브레이크 공정을 도시한 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

133 : 절단선 137 : 절단수단

137a : 절단휠

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정패널 절단 시스템은 액정패널의 표면에 틈을 형성하여 절단선을 정의하는 회전 롤 형상의 틈 형성수단과; 소정형상의 고정수단에 회전가능 하도록 고정되고, 상기 절단선에 회전하여 닿는 부분의 폭이 중앙의 폭보다 좁은 원형형상의 절단수단을 포함한다.

상기 원형 형상의 둘레는 우레탄고무와 같이 강도를 가진 부드러운 재질로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 특징에 따른 액정패널 절단방법은 제 1 기판과 제 2 기판이 합착된 액정패널을 준비하는 단계와; 상기 액정패널에 절단선을 정의하는 단계와; 상기 정의된 절단선에 틈 형성수단을 위치하고 일 방향으로 움직여, 상기 액정패널의 제 1 기판에 틈을 형성하는 단계와; 상기 제 2 기판 중 상기 제 1 기판에 형성된 틈에 대응되는 위치에 원형형상의 절단수단을 위치하고 회전하여, 상기 틈을 확장시켜 액정패널을 절단하는 단계를 포함한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직할 실시예를 설명한다.

-- 실시예 --

전술한 바와 같은 브레이크 휠을 사용한 액정의 절단공정을 실시예를 통해 상세히 설명한다.

도 4는 액정패널에 제 1 절단공정인 절단선을 형성하기 위한 스크라이브 공정을 도시한 도면이다.

일반적으로, 액정패널(131)은 어레이기판(131a)과 컬러필터 기판(131b)을 합착하여 구성하며, 스크라이브 공정 시에는 상기 컬러필터 기판(131b)을 위로 향하도록 한다.

상기 액정패널(131)의 절단부에 스크라이브 휠(135)을 접촉하여 굴리면, 상기 휠의 접촉부(B)에 의해 액정패널(131)의 표면에 미세한 절단선(133)이 발생한다.

전술한 바와 같은 스크라이브 공정을 진행한 후에, 상기 절단선(133)이 아래로 가도록 액정패널(131)을 뒤집는다. 이하 도 5에 도시한 바와 같은 절단공정을 진행한다.

도 5는 본 발명에 따른 절단공정을 도시한 도면이다.

상기 스크라이브 공정에서 절단선(133)이 형성된 부분이 아래로 가도록 위치한 액정패널(131)의 상부에 절단 수단을(137)을 위치한다.

상기 절단 수단(137)은 고정부(136)와, 상기 고정부에 회전 가능하게 고정된 절단휠(break wheel)(137a)이 고정되어 구성된다.

도시한 바와 같이, 상기 절단휠(137a)은 원형 형상이며, 상기 액정패널(131)과 접촉하는 부분(C)은 절단휠의 가운데 부분(D)보다 좁은 폭으로 구성된다.

따라서, 상기 미소한 절단선(133)에 상기 절단휠(137a)을 맞추어, 상기 절단휠(137a)을 누르게 되면 상기 절단선(133)에만 압력이 모이게 된다.

이때, 액정패널(131)과 접촉하는 부분은 우레탄고무와 같이 단단하면서 부드러운 재질을 사용한다.

상기 절단휠(137a)을 하부 컬러필터 기판에 형성된 절단선에 대응되는 부분에 위치하고 소정의 압력으로 서서히 움직이면, 상기 휠(137a)이 움직이는 위치마다 액정패널에 형성한 절단선(133)이 확대되어 액정패널을 절단하게 된다.

상기 절단휠은 일정한 압력으로 누르며 회전하는 롤 방식임으로 , 상기 액정패널의 절단선이 받는 압력은 일정하다.

또한, 액정패널을 절단할 때 순간적인 충격이 필요치 않다.

따라서, 본 발명에 따른 브레이크 시스템은 아래와 같은 효과가 있다.

첫째, 브레이크 압력이 일정하므로 액정패널이 파손되는 불량이 발생하지 않는 효과가 있다.

둘째, 액정패널에 강한 충격이 가해지지 않으므로, 데이터패드 오픈 또는 씰패턴이 터지는 불량이 발생하지 않는 효과가 있다.

셋째, 조각의 발생이 거의 없기 때문에 액정패널의 상부기판과 하부기판 사이의 갭에 영향을 주지 않는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 액정패널의 표면에 틈을 형성하여, 절단선을 정의하는 회전 롤(roll) 형상의 틈 형성수단과;

   소정형상의 고정수단에 회전가능 하도록 고정되고, 상기 절단선에 회전하여 닿는 부분의 폭이 중앙의 폭보다 좁은 원형형상의 절단수단

   을 포함하는 액정패널 절단시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 원형 형상의 둘레는 우레탄고무를 포함한 강하고 부드러운 재질 중 선택된 하나인 액정패널 절단시스템.
3. 제 1 기판과 제 2 기판이 합착된 액정패널을 준비하는 단계와;

   상기 액정패널에 절단선을 정의하는 단계와;

   상기 정의된 절단선에 틈 형성수단을 위치하고 일 방향으로 움직여, 상기 액정패널의 제 1 기판에 틈을 형성하는 단계와;

   상기 제 2 기판 중 상기 제 1 기판에 형성된 틈에 대응되는 위치에 원형형상의 절단수단을 위치하고 회전하여, 상기 틈을 확장시켜 액정패널을 절단하는 단계

   를 포함하는 대면적 액정패널 절단방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 틈 형성수단은 원형형상인 대면적 액정패널 절단방법.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 절단 수단 중 상기 액정패널에 직접 접촉하는 부분은 우레탄고무를 포함한 강하고 부드러운 재질 중 선택된 하나인 대면적 액정패널 절단방법.