KR20020095540A

KR20020095540A - 액정패널용 측면 연마장치

Info

Publication number: KR20020095540A
Application number: KR1020010033583A
Authority: KR
Inventors: 정화규; 김영환; 곽봉구
Original assignee: 삼성전자 주식회사
Priority date: 2001-06-14
Filing date: 2001-06-14
Publication date: 2002-12-27
Also published as: KR100793730B1

Abstract

상부연마각과 하부연마각을 독립적으로 조절할 수 있는 액정패널용 측면 연마장치가 개시되어 있다. 액정패널용 측면 연마장치는 액정패널이 고정되어 이동할 수 있는 연마대, 연마대의 양 측부에서 액정패널의 상부측면 및 하부측면을 연마하기 위한 상부연마부 및 하부연마부, 상부연마부와 하부연마부를 고정하기 위한 구동프레임으로 구성된다. 상부연마부와 하부연마부는 독립적인 축에 의해 구동프레임에 연결되며, 개별적인 제어가 가능하다. 따라서, 상부연마각과 하부연마각도 독립적으로 제어 가능하여 두께가 얇은 액정패널이라 할지라도 측면 연마후 충분한 두께를 형성할 수 있도록 측면연마를 수행할 수 있는 장점이 있다.

Description

액정패널용 측면 연마장치{Apparatus for grinding the side and corner portion of the LCD panel}

본 발명은 액정표시장치 제조용 연마장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 액정패널을 형성하기 위한 유리기판인 모기판의 측부 및 모서리부를 연마하는 연마장치에 관한 것이다.

최근 들어 정보 처리 기기는 다양한 형태와 기능, 더욱 빨라진 정보 처리 속도를 갖도록 급속하게 발전하고 있으며, 이러한 정보처리 장치는 가공된 정보를 표시하는 디스플레이 장치를 필요로 한다. 정보 디스플레이 장치로는 지금까지 주로 CRT 모니터가 사용되었으나, 최근에는 반도체 기술의 급속한 발전에 따라 경량, 소형이면서 공간을 작게 차지하는 평판 디스플레이 장치가 급격히 증대하고 있다.

현재까지 개발된 평판 디스플레이 장치 가운데 소형 경량이면서 저소비전력을 구현할 수 있고 CRT에 근접하는 화상표시 능력을 갖는 액정표시장치가 가장 광범위하게 이용되고 있다.

일반적으로 액정표시장치는 상부기판과 하부기판 사이에 있는 액정 분자들의 배열구조가 외부에서 인가되는 구동신호에 따라 변화함으로써 발생하는 빛의 투과율 차이를 이용하는 디스플레이 장치로서, 크게 TN(Twisted Nematic) 방식과 STN(Super-Twisted Nematic)방식으로 나뉘고, 구동방식의 차이로 스위칭 소자 및 TN액정을 이용한 액티브 매트릭스(Active matrix)표시방식과 STN 액정을 이용한 패시브 매트릭스(passive matrix) 표시방식이 있다. 액티브 매트릭스 표시 방식은 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor)를 스위치로 이용하여 액정표시장치를 구동하는 방식이며, 패시브 매트릭스 표시방식은 트랜지스터를 사용하지 않기 때문에 이와 관련한 복잡한 회로를 필요로 하지 않는다.

특히, 박막 트랜지스터 액정표시장치(TFT-LCD)는 저온 공정으로 대면적 유리기판에 적용할 수 있으며, 저전압으로도 충분히 구동할 수 있는 장점을 가지고 있어 가장 널리 사용되는 액정표시장치이다.

이러한 TFT-LCD는 화상 데이터를 액정의 광학적 성질을 이용하여 디스플레이 하는 액정 패널과 이를 구동하기 위한 구동회로를 포함하는 액정 패널 어셈블리, 화면표시를 위한 광을 공급하는 백라이트 어셈블리 및 액정 패널 어셈블리와 백라이트 어셈블리를 고정, 수용하는 몰드 프레임으로 구성된다.

상기 액정 패널 어셈블리는 2매의 대형 유리기판(이하 모기판)에 박막 트랜지스터 어레이(TFT array)가 형성되는 TFT 기판 및 공통전극을 형성하는 칼라필터 기판(이하 C/F 기판)을 각각 형성하는 기판제작 공정, 상기 모기판에 배향막 및 스페이서(spacer)를 형성하고 중합시켜 다수의 액정셀을 형성한 다음 다양한 커팅 도구를 이용하여 개별적인 액정셀 별로 절단하여 액정패널을 형성한 후, 상기 개별적인 액정패널에 형성된 주입구를 통하여 소정의 액정을 주입하는 액정셀 형성공정 및 상기 액정셀로 전기적 신호를 공급하기 위한 구동회로를 부착하는 모듈공정에 의해 형성된다.

상기 모듈공정은 TFT 기판의 측단부 상면에 구동신호를 입력받기 위한 신호입력 패턴과, 상기 TFT 기판 상에 형성된 소스 라인 및 게이트 라인으로 구동신호를 인가하기 위한 인쇄회로기판 및 구동IC를 ACF(이방성 도전필름, Anisotropic Conductive Film)본딩 또는 솔더링 본딩을 이용하여 결합하는 공정이다.

이때, 결합과정에서 상기 신호입력 패턴과 인쇄회로기판의 얼라인미스를 방지하고, 공정충격에 의한 크랙(crack) 발생을 방지하기 위하여 액정주입 후 세정을 거친 상기 액정패널에 대하여 에지(edge) 연마 공정을 수행한다. 상기 에지연마 공정은 상기 TFT 기판과 C/F 기판의 측면 및 모서리부를 연마하는 공정으로서 1쌍의 연마부를 구비하는 측면 연마장치에 의해 서로 대향하는 상기 액정패널의 양 측면이 동시에 연마되는 공정이다.

상기 측면 연마장치의 연마부는 상부연마석 및 하부연마석을 통하여 상기 측면의 상부 및 하부에 소정의 각도(연마각)만큼 기울어진 연마면을 형성하도록 측면을 절삭하게 된다. 따라서, 상기 상부 및 하부 연마석의 장착각도에 따라 연마면의 기울기가 달라지고 이에 따라 연마량 및 연마 가능한 기판의 두께도 영향을 받게 된다. 특히, 모기판의 두께가 얇은 경우 종래의 연마각도로 측면을 연마하게 되면 연마후 측단면의 두께를 충분히 확보할 수 없어 외력에 의해 쉽게 파손되고 균일한 연마량을 확보할 수 없게 되는 문제점이 있다.

도 1은 종래의 측면 연마장치를 개략적으로 나타내는 개념도이다.

도 1를 참조하면, 종래의 측면 연마장치(90)는 연마대상 액정패널(40)이 위치하는 연마대(10), 상기 연마대(10)의 상호 대향하는 양 측부에 위치하여 상기 액정패널(40)의 양 측면을 동시에 연마하는 연마부(20)를 포함한다.

상기 연마대(10)는 연마대상 액정패널(40)이 위치하는 연마 테이블(12), 상기 연마 테이블(12)을 지지하며 전후 방향의 직선운동 및 상기 연마테이블(12)의 중심축을 중심으로 한 회전운동이 가능한 연마 테이블 지지부(14) 및 상기 지지부(14)를 고정하는 받침대(16)를 포함한다.

상기 연마 테이블(12)은 소정의 두께를 가진 평판형상으로서 상부면에 액정패널(40)이 위치하며 측부에 상기 액정패널을 고정하기 위한 고정장치(미도시)를 구비한다. 상기 연마 테이블(12)은 지지부(14)에 의해 상기 받침대(16)에 고정, 지지되며 상기 받침대(16)는 연마 베이스(18) 상부에 고정되어 장치의 바닥면에서 전달되는 외부충격을 흡수한다. 상기 지지부(14)는 상기 받침대(16)의 상부면에서 전후방향으로 직선운동이 가능하며 동시에 상기 연마테이블(12)의 중심축을 중심으로 회전운동도 가능하게 형성된다. 따라서, 상기 연마 테이블(12)에 위치한액정패널(40)은 미리 고정된 연마석에 대하여 지지부(14)를 통하여 상기 연마 테이블(12)을 액정패널 측면의 길이방향으로 상대 운동시킴으로써 측면이 연마된다.

상기 연마부(20)는 상기 연마대(10)의 상호 대향하는 측부에 각각 하나씩 위치하며, 상기 액정패널(40)의 상부측면을 연마하기 위한 상부연마석(22), 상기 액정패널(40)의 하부측면 및 모서리(corner)를 연마하기 위한 하부연마석(24), 상기 상부 및 하부연마석(22,24)이 부착되어 회전하는 회전판(26) 및 상기 회전판(26) 및 하부연마석(24)에 구동력을 전달하기 위한 제1 및 제2 구동축(28a,28b)을 포함한다. 이때, 상기 제1 및 제2 구동축(28a,28b)은 하우징(29)의 내부에 위치하며 제1 및 제2 구동축(28a,28b)을 구동하기 위한 제1 및 제2 스핀들 모터(미도시)에 의해 구동된다.

상기 회전판(26)은 원형의 디스크(Disc) 형상을 가지며, 상기 회전판(26)의 최외곽 원주면에는 상부연마석(22)이 장착되는 연마석 장착부(26a)가 위치하며, 이보다 안쪽 원주면에는 하부연마석(24)을 지지하기 위한 연마석 지지부(26b)가 위치한다. 상기 회전판(26)은 중심에 형성된 보스와 고정장치(26c)를 통하여 상기 제1 및 제2 구동축(28a,28b)에 고정되며 상부연마석(22)은 상기 연마석 장착부(26a)에 고정된다. 한편, 상기 하부연마석(24)은 상기 회전판(26)의 중심을 관통한 제1 및 제2 구동축(28a,28b)에 고정되며 상기 연마석 지지부(26b)를 통하여 하부 연마석의 고정력을 균일하게 분포시킨다. 따라서, 상기 제1 및 제2 구동축(28a,28b)의 위치 및 전달속도를 조절함으로써 액정패널 측면의 상부 및 하부에서 동시에 연마위치, 연마량 및 연마속도를 조절할 수 있다.

한편, 상기 연마대(10)의 양 측부에 위치하는 구동축(28)은 각각 수직방향에 대하여 시계 및 반시계 방향으로 θ₁만큼 기울어지게 형성되어 상부연마석(22)의 연마면은 상기 액정패널(40)의 상부면에 대하여 θ₁의 각도(이하 상부연마각)를 가지면서 장착된다. 또한, 상기 하부연마석(24)은 단부에 상기 액정패널(40)의 하부면에 대하여 θ₂의 각도(이하 하부 연마각)를 갖는 제1 경사면(24a) 및 상기 하부연마석(24)의 바닥면에 대하여 θ₃의 각도(이하 모서리부 연마각)를 갖는 제2 경사면(24b)을 구비한다. 이때, 상기 상부연마각, 하부연마각 및 모서리부 연마각은 장치를 작동하기 전에 설정되어 연마공정이 수행되는 동안 고정값을 가지며, 상부연마각(θ₁)은 30°, 하부연마각(θ₂) 및 모서리부 연마각(θ₃)은 45°로 설정하여 측면 연마공정을 진행하는 것이 일반적이다.

한편, 상부 연마석(22)을 구비한 회전판(26) 및 하부연마석(24)이 결합된 상기 제1 및 제2 구동축(28a,28b)은 구동 프레임(미도시)에 연결되어 측면 연마장치(90)를 형성한다. 상기 구동 프레임(미도시)은 제1 구동축(28a)의 위치를 조정하기 위한 제1 스텝모터(미도시)와 제2 구동축(28b)의 위치를 조정하기 위한 제2 스텝모터(미도시)를 구비한다.

따라서, 상기 측면 연마장치(90)로 파워가 공급되면 상기 제1 및 제2 구동축(28a,28b)의 회전에 따라 상기 상부연마석(22) 및 하부연마석(24)이 회전하게 되고, 상기 지지부(14)가 상기 받침대(16) 상면에서 상기 연마대(10)의 길이방향으로 직선운동을 하게 된다. 이에 따라, 상기 연마 테이블(12)의 상부면에 고정된 액정패널(40)은 직선운동을 하면서 액정패널 측면의 상부 및 하부가 회전하는 상부연마석(22) 및 하부연마석(24)과 마찰하여 상기 상부연마각(θ₁) 및 하부연마각(θ₂)만큼 기울어진 연마면을 형성하면서 상기 액정패널(40)의 양 측면을 절취하게 된다.

그러나, 상술한 바와 같은 측면 연마장치에서는 상기 액정패널(40)의 두께가 얇은 경우 연마후 측단면의 두께를 충분히 확보할 수 없어 외부 충격에 약하게 되는 단점이 있다. 특히, 종래에는 1.1mm 두께의 기판이 많이 이용되었으나 최근에는 액정표시장치의 경량화, 박형화 추세에 따라 0.7mm 내지 0.63mm 두께를 갖는 기판을 많이 이용하는 추세이므로 측면 연마후 외부충격에 의한 기판의 파손가능성은 더욱 증대하고 있다.

도 2는 종래의 연마장치에 의해 0.7mm 두께를 갖는 기판을 측면 연마한 후의 기판측면을 나타내는 단면도이다.

도 2에 의하면, 일실시예로서 C/F 기판(42)의 측단부에서 TFT 기판(44)의 측단부까지의 거리가 2100㎛로 주어진 액정패널에서 기판 두께(t₁)가 700㎛인 TFT 기판(44)의 측면을 연마길이 300㎛로 세팅된 연마장치를 이용하여 연마한 후의 측면이 도시되어 있다. 상부 연마각을 30°로 하여 연마하게 되면 연마되는 기판측면의 높이(g₁)는 173㎛이며, 하부연마각을 45°로 하여 연마하게 되면 연마되는 기판 측면의 높이(g₂)는 300㎛이다. 따라서, 연마 후 액정패널의 기판 두께(t₂)는 227㎛에 불과하게 되어 외부충격에 대하여 취약한 형상을 갖게 된다.

그러므로, 종래의 측면 연마장치에 의하면, 두께가 얇은 기판을 연마하는 경우 연마 후 측면두께를 충분히 확보할 수 없는 문제점이 있으며, 상부연마석과 하부연마석이 하나의 구동축에 함께 결합되어 측면의 상부와 하부에 대한 개별적인 측면연마가 어려운 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상부연마석과 하부연마석을 별도의 구동축에 연결하여 기판측면의 상부와 하부에 대한 개별적인 연마가 가능하게 하고, 하부연마석의 연마각도를 조절하여 연마후 충분한 두께를 가질 수 있는 측면 연마장치를 제공하는 것이다.

도 3a는 본 발명의 일실시예에 의한 상부 연마석을 구비하는 측면 연마장치의 구성을 나타내는 구성도이다.

도 3b는 본 발명의 일실시예에 의한 하부 연마석을 구비하는 측면 연마장치의 구성을 나타내는 구성도이다.

도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 일실시예에 의한 측면 연마장치에 의한 연마방법을 설명하는 개념도이다.

도 5는 도 3a 및 도 3b에 도시된 측면 연마장치를 이용하여 연마한 액정패널의 측면을 개략적으로 나타내는 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 연마대120 : 연마테이블

140 : 테이블 지지부160 : 받침대

200 : 제1 연마부220a,220b : 제1 연마석

240a,240b : 제3 연마석260a,260b : 제1 회전판

280a,280b : 제1 구동축290a,290b : 제1 하우징

300 : 제2 연마부320a,320b : 제2 연마석

360a,360b : 제2 회전판380a,380b : 제2 구동축

390a,390b : 제2 하우징400 : 구동 프레임

420 : 제1 지지부440 : 제2 지지부

460 : 연결대900 : 측면 연마장치

θ₁: 상부연마각 θ₂: 하부연마각

θ₃: 모서리부 연마각

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 연마대상 액정패널이 위치하는 연마 테이블, 상기 연마 테이블을 지지하며 전후 방향의 직선운동 및 상기 연마테이블의 중심축을 중심으로 한 회전운동이 가능한 테이블 지지부 및 상기 테이블 지지부를 고정하는 받침대를 포함하는 연마대; a) 상기 연마대상 액정패널의 상부 측면을 연마하기 위한 제1 연마석, 상기 제1 연마석을 고정하여 회전하는 제1 회전부, 상기 제1 회전부와 연결되어 구동력을 전달하는 제1 구동축 및 상기 제1 구동축에 고정되어 상기 연마대상 액정패널의 모서리를 연마하는 제3 연마석을 구비하며 상기 연마대의 측부에 위치하는 제1 연마부 및 b) 상기 제1 연마부에 후속하여 위치하며 상기 연마대상 액정패널의 하부측면을 연마하기 위한 제2 연마석, 상기 제2 연마석이 고정되어 회전하는 제2 회전부, 상기 제2 회전부와 연결되어 구동력을 전달하는 제2 구동축을 구비하는 제2 연마부를 포함하는 연마부; 상기 제1 구동축 및 상기 제2 구동축을 지지하며, 상기 제1 구동축 및 상기 제2 구동축으로 구동력을 공급하는 구동 프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 측면 연마장치를 제공한다.

이때, 상기 제1 연마석의 연마면은 상기 연마대상 액정패널의 상부표면에서 상기 연마대상 액정패널의 측단부 방향으로 소정의 각도만큼 기울어지게 형성되어 소정의 상부연마각을 구비하여 형성되며, 상기 제2 연마석은 상기 연마대상 액정패널의 하부표면에서 상기 연마대상 액정패널의 측단부 방향으로 소정의 각도만큼 기울어지게 형성되어 소정의 하부연마각을 구비하여 형성된다. 상기 상부연마각 및 하부연마각은 25° 내지 35°의 범위의 각도를 가지며, 바람직하게는 30°의 각을 갖는다.

본 발명에 따르면, 연마후 기판의 측단면 두께를 충분히 확보함으로써 외부충격에 의한 기판불량을 방지할 수 있으며, 기판측면의 상부연마 공정과 하부연마 공정을 개별적으로 수행할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라 더욱 상세히 설명하기로 한다.

도 3a는 본 발명의 일실시예에 의한 상부 연마석을 구비하는 측면 연마장치의 구성을 나타내는 구성도이며, 도 3b는 본 발명의 일실시예에 의한 하부 연마석을 구비하는 측면 연마장치의 구성을 나타내는 구성도이다.

도 3a 및 도 3b를 참조하면, 측면 연마장치(900)는 연마대상 액정패널(500)을 고정하는 연마대(100), 상기 액정패널(500)의 상부측면을 연마하는 제1 연마부(200), 상기 액정패널(500)의 하부측면을 연마하는 제2 연마부(300) 및 상기 제1 연마부(200) 및 상기 제2 연마부(300)를 지지하며 구동력을 전달하는 구동 프레임(400)을 포함한다.

상기 연마대(100)는 연마대상 액정패널(500)이 위치하는 연마 테이블(120), 상기 연마 테이블(120)을 지지하며 전후 방향의 직선운동 및 상기 연마테이블의 중심축을 중심으로 한 회전운동이 가능한 연마 테이블 지지부(140) 및 상기 지지부(140)를 고정하는 받침대(160)를 포함한다.

상기 연마 테이블(120)은 소정의 두께를 가진 평판형상으로서 상부면에 액정패널(500)이 위치하며 측부에 상기 액정패널을 고정하기 위한 고정장치(미도시)를 구비한다. 상기 연마 테이블(120)은 상기 지지부(140)에 의해 받침대(160)에 고정, 지지되며 상기 받침대(160)는 연마 베이스(180) 상부에 고정되어 장치의 바닥면에서 전달되는 외부충격을 흡수한다. 상기 지지부(140)는 상기 받침대(160)의 상부면에서 전후방향으로 직선운동이 가능하며 동시에 상기 지지부(140)의 축을 중심으로 회전운동도 가능하게 형성된다. 따라서, 상기 연마 테이블(120)에 위치한 액정패널(500)은 미리 고정된 연마석에 대하여 지지부(140)를 통하여 상기 연마 테이블(120)을 액정패널 측면의 길이방향으로 상대 운동시킴으로써 측면이 연마된다.

상기 연마대(100)의 측부에는 상기 액정패널(500)의 상부측면을 연마하기 위한 제1 연마부(200)가 위치한다. 이때, 상기 제1 연마부(200)는 상기 연마대(100)의 일측부에만 위치하여도 연마공정을 수행하는데 지장은 없지만, 바람직하게는 공정효율을 고려하여 상기 연마대(100)의 길이방향을 기준으로 좌측 및 우측에 각각 하나씩 쌍으로 위치하여 한 번의 공정으로 동시에 양 측면을 연마할 수 있도록 형성한다. 이하에서는 상기 제1 연마부(200)가 쌍으로 형성된 실시예를 기준으로 설명한다.

상기 제1 연마부(200)는 액정패널(500)의 상부측면을 연마하기 위한 제1 연마석(220a,220b), 상기 액정패널(500)의 모서리(corner)를 연마하기 위한 제3 연마석(240a,240b), 상기 제1 연마석(220a,220b)및 제3 연마석(240a,240b)이 부착되어 회전하는 제1 회전판(260a,260b) 및 상기 제1 회전판(260a,260b)과 제3 연마석(240a, 240b)에 구동력을 전달하기 위한 제1 구동축(280a,280b)을 포함한다. 이때, 상기 제1 구동축(280a,280b)은 제1 하우징(290a,290b)의 내부에 위치하며 상기 제1 구동축(280a,280b)의 각각은 이에 대응하는 각각의 제1 스핀들 모터(미도시)에 의해 구동된다.

상기 회전판(260a,260b)은 일실시예로서 원형의 디스크(Disc) 형상을 가지며, 상기 회전판(260a,260b)의 최외곽 원주면에는 제1 연마석(220a,220b)이 장착되는 연마석 장착부(261a,261b)를 구비한다. 또한, 상기 연마석 장착부(261a,261b)보다 안쪽 원주면에는 제3 연마석(240a,240b)을 지지하기 위한 연마석 지지부(262a,262b)가 형성되어 있다. 상기 회전판(260a,260b)은 중심에 형성된 보스와 고정장치(263a,263b)를 통하여 상기 제1 구동축(280a,280b)에 고정되며 제1 연마석(220a,220b)은 상기 연마석 장착부(261a,261b)에 고정된다.

상기 제3 연마석(240a,240b)은 상기 회전판(260a,260b)의 중심을 관통하는 제1 구동축(280a,280b)에 고정되며 상기 연마석 지지부(262a,262b)를 통하여 제3 연마석의 고정력을 균일하게 분포시킨다. 따라서, 제1 구동축(280a,280b)의 위치 및 전달속도를 조절함으로써 액정패널 측면의 상부에서 연마위치, 연마량 및 연마속도를 조절할 수 있으며, 동시에 액정패널 모서리부의 연마량 및 연마속도도 조절 가능하다.

이때, 상기 연마대(100)의 좌측부에 위치하는 좌측 제1 구동축(280a)은 상기 연마대(100)의 중심선(101)에 대하여 반시계방향으로 θ₁만큼 기울어지게 형성되며, 우측부에 위치하는 우측 제1 구동축(280b)은 시계방향으로 θ₁만큼 기울어지게 형성된다. 따라서, 좌측 제1 연마석(220a)은 상기 액정패널(500)의 표면에 대하여 θ₁의 각도(이하 상부연마각)만큼 우상향으로 기울어진 연마면을 형성하면서 상기 연마대(100)의 좌측부에 위치하는 상기 액정패널(500) 측면의 상부를 연마하게 되며, 우측 제1 연마석(220b)은 상기 액정패널(500)의 표면에 대하여 상부연마각만큼 좌상향으로 기울어진 연마면을 형성하면서 상기 연마대(100)의 우측부에 위치하는 상기 액정패널(500) 측면의 상부를 연마하게 된다. 또한, 상기 제3 연마석(240a,240b)은 바닥면에 대하여 θ₃의 각도(이하 모서리부 연마각)를 갖는 경사면(241a,241b)이 단부에 형성되어 있다. 따라서, 상기 액정패널의 모서리는 제3연마석에 의해 상기 액정패널의 표면에 대하여 모서리부 연마각만큼 기울어진 연마면을 형성하면서 연마된다.

한편, 상기 상부연마각 및 모서리부 연마각은 상기 측면 연마장치(900)를 작동하기 전에 미리 설정되어 연마공정이 수행되는 동안 고정된 값을 가진다. 상부연마각(θ₁)은 25°내지 30°, 모서리부 연마각(θ₃)은 40°내지 45°로 설정하며, 바람직하게는 상부연마각은 30°, 모서리부 연마각은 45°로 설정하여 측면 연마공정을 진행한다.

상기 좌측 제1 구동축(280a)은 좌측 제1 하우징(290a)에 포함되어 구동 프레임(400)의 제1 지지부(420)에 연결되어 있으며, 우측 제1 구동축(280b)은 우측 제1 하우징(290b)에 포함되어 구동 프레임(400)의 제2 지지부(440)에 연결되어 있다.

상기 제2 연마부(300)는 상기 액정패널(500)의 하부측면을 연마하기 위한 제2 연마석(320a,320b), 상기 제2 연마석(320a,320b)이 부착되어 회전하는 제2 회전판(360a,360b) 및 상기 제2 회전판(360a,360b)에 구동력을 전달하기 위한 제2 구동축(380a,380b)을 포함한다. 이때, 상기 제2 구동축(380a,380b)은 제2 하우징(390a,390b)의 내부에 위치하며 상기 제2 구동축(380a,380b)의 각각은 이에 대응하는 각각의 제2 스핀들 모터(미도시)에 의해 구동된다.

상기 제2 회전판(360a,360b)은 일실시예로서 원형의 디스크(Disc) 형상을 가지며, 상기 제2 회전판(360a,360b)의 최외곽 원주면에는 제2 연마석(320a,320b)이 장착되는 연마석 장착부(361a,361b)를 구비한다. 상기 제2 회전판(360a,360b)은 중심에 형성된 보스와 고정장치(363a,363b)를 통하여 상기 제2 구동축(380a,380b)에 고정되며 상기 제2 연마석(320a,320b)은 상기 연마석 장착부(361a,361b)에 고정된다. 따라서, 제2 구동축(380a,380b)의 위치 및 전달속도를 조절함으로써 액정패널 측면의 하부에서 연마위치, 연마량 및 연마속도를 조절할 수 있다.

이때, 상기 연마대(100)의 좌측부에 위치하는 좌측 제2 구동축(380a)은 상기 연마대(100)의 중심선(101)에 대하여 시계방향으로 θ₂만큼 기울어지게 형성되며, 우측부에 위치하는 우측 제2 구동축(380b)은 반시계방향으로 θ₂만큼 기울어지게 형성된다. 따라서, 좌측 제2 연마석(320a)은 상기 액정패널(500)의 표면에 대하여 θ₂의 각도(이하 하부연마각)만큼 좌상향으로 기울어진 연마면을 형성하면서 상기 연마대(100)의 좌측부에 위치하는 상기 액정패널(500) 측면의 하부를 연마하게 되며, 우측 제2 연마석(320b)은 상기 액정패널(500)의 표면에 대하여 하부연마각(θ₂)만큼 우상향으로 기울어진 연마면을 형성하면서 상기 연마대(100)의 우측부에 위치하는 상기 액정패널(500) 측면의 하부를 연마하게 된다. 한편, 상기 하부연마각(θ₂)은 상기 측면 연마장치(900)를 작동하기 전에 미리 설정되어 연마공정이 수행되는 동안 고정된 값을 가진다. 하부연마각(θ₂)은 25°내지 30°로 설정하며, 바람직하게는 30°로 설정하여 측면 연마공정을 진행한다.

상기 좌측 제2 구동축(380a)은 좌측 제2 하우징(390a)에 포함되어 구동 프레임(400)의 제1 지지부(420)에 연결되어 있으며, 우측 제2 구동축(380b)은 우측 제2하우징(390b)에 포함되어 구동 프레임(400)의 제2 지지부(440)에 연결되어 있다.

상기 구동 프레임(400)은 상기 제1 및 제2 연마부(200,300)가 고정되는 제1 및 제2 지지대(420,440) 및 상기 제1 및 제2 지지대를 연결하여 연마장치의 프레임을 형성하는 연결대(460)를 포함하여, 상기 제1 및 제2 연마부(200,300)에 구동력을 공급하고 위치를 제어한다.

상기 제1 지지대(420)는 상기 연마대(100)의 좌측부에 위치하며, 좌측 제1구동축(280a) 및 제2 구동축(380a)을 고정하고 상기 연결대(460)의 좌측단에 연결된다. 상기 연결대(460)의 좌측단에는 제1 및 제2 스텝핑 모터(stepping motor, 462a,462b)가 구비되어 상기 제1 지지대(420)의 가로방향 및 세로방향의 위치를 제어한다. 이때, 상기 좌측 제1 구동축(280a) 및 좌측 제2 구동축(380a)은 y-z 평면상에 위치하면서 x축을 따라 서로 상이한 지점에서 상기 제1 지지대(420)와 연결된다. 따라서, y-z 평면에서 x축 방향으로 평행하게 상기 좌측 제1 연마석(220a) 및 좌측 제2 연마석(320a)이 위치한다.

상기 제2 지지대(440)는 상기 연마대(100)의 우측부에 위치하며, 우측 제1 구동축(280b) 및 제2 구동축(380b)을 고정하고 상기 연결대(460)의 우측단에 연결된다. 상기 연결대(460)의 우측단에는 제3 및 제4 스텝핑 모터(466a,466b)가 구비되어 상기 제2 지지대(420)의 가로방향 및 세로방향의 위치를 제어한다. 이때, 상기 우측 제1 구동축(280a) 및 우측 제2 구동축(380a)은 y-z 평면상에 위치하면서 x축을 따라 서로 상이한 지점에서 상기 제2 지지대(440)와 연결된다. 따라서, y-z 평면에서 x축 방향으로 평행하게 상기 우측 제1 연마석(220b) 및 우측 제2연마석(320b)이 위치한다.

상기 연결대(460)는 상기 제1 지지대(420) 및 상기 제2 지지대(440)를 연결하여 일체로 된 프레임을 형성하며, 양 단부에 지지대의 위치를 조절하기 위한 스텝핑 모터와 액정패널의 위치를 감지하여 상기 연마 테이블(120) 상면에 위치한 상기 액정패널(500)의 좌측 및 우측 위치를 감지하는 좌측 센서(464) 및 우측센서(468)를 포함한다. 상기 위치감시 센서(464,468)는 연마공정 초기에 상기 액정패널(500)이 연마 테이블(120)에서 정확한 위치에 고정될 수 있도록 하며, 이에 기초하여 상기 제1 및 제2 연마석이 정확한 연마위치를 형성하도록 상기 제1 및 제2 지지대(420,440)의 위치를 조절할 수 있다.

이하, 본 발명의 일실시예에 의한 측면 연마장치의 연마방법을 설명한다.

도 4a 내지 도 4c를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 측면 연마장치를 이용하여 액정패널의 측면을 연마하기 위하여는 먼저, 연마대상 액정패널(500)을 연마테이블(120)의 상부면에 고정한다. 이때, 상기 액정패널(500)에 형성된 얼라인 마크를 이용하여 정확한 위치에서 고정되도록 한다.

그 후, 상기 연마테이블(120)을 지지하는 지지부가 상기 연마대(100)의 제1 이동방향(A)으로 직선운동함에 따라 상기 연마테이블(120)상에 고정된 액정패널(500)도 제1 이동방향(A)으로 이동한다. 이때, 고정된 제1 및 제2 연마석과 이동하는 액정패널이 마찰함으로써 상기 액정패널(500)의 길이방향으로 액정패널(500)측면의 상부 및 하부가 연마된다. 본 실시예의 경우, 제1 구동축(260a,260b)이 제2 구동축(360a,360b)에 선행하므로 액정패널의 하부 측면이 먼저 연마된 후, 곧이어 액정패널의 상부측면이 연마된다. 상기 액정패널(500)의 길이방향의 측면에 대한 연마가 완료되면, 상기 지지부가 자체 축을 중심으로 회전하여 상기 연마테이블을 90°회전시킨다. 이어서, 상기 연마테이블(120)을 지지하는 지지부를 상기 연마대(100)의 제2 이동방향(B)으로 이동시킴으로써 상기 액정패널(500)을 고정된 제1 및 제2 연마석에 대하여 상대운동시켜 상기 액정패널(500)의 폭방향으로 액정패널(500)측면의 상부 및 하부를 연마한다. 이 경우, 제2 구동축(360a,360b)이 제1 구동축(260a,260b)에 선행하므로 액정패널의 상부 측면이 먼저 연마된 후, 곧이어 액정패널의 하부측면이 연마된다.

상기한 바와 같은 과정에 의해, 상기 액정패널(500)의 길이방향 및 폭방향 측면의 상부 및 하부에 대한 연마공정이 완료되면, 상기 액정패널(500)의 모서리에서 꼭지점 부분을 연마한다. 모서리부 연마는 상기 제1 회전판(260a,260b)과 일체로 결합된 제3 연마석(240a,240b)을 상기 액정패널의 모서리부에 위치시킨 후 상기 액정패널(500)을 제1 방향(A) 및 제2 방향(B)으로 운동시킴으로써 이루어진다. 이때, 상기 제2 연마석(360a,360b)은 상기 액정패널의 폭방향 측면으로부터 소정의 거리만큼 이격되어 위치하게 된다.

이때, 상기 액정패널(500)은 30°의 상부연마각 및 하부연마각을 형성하며, 45°의 모서리부 연마각을 형성하면서 연마면을 형성하게 된다.

도 5를 참조하면, 액정패널을 구성하는 TFT 기판의 두께(t₁)가 700㎛인 TFT 기판의 측면을 연마길이 300㎛로 세팅된 연마장치를 이용하여 연마한 후의 측면이 도시되어 있다. 상부 연마각 및 하부연마각을 30°로 하여 연마한 경우, 상부 및 하부에서의 기판측면의 높이(g₁,g₂)는 모두 173㎛이므로 연마 후 TFT 기판의 두께(t₂)를 354㎛까지 확보할 수 있게 되어 연마후 외부충격에 대한 저항을 향상할 수 있다. 또한, 하부연마각이 줄어들게 됨으로써 하부연마면의 길이(s₂)를 충분히 확보할 수 있게 되어, 연마시 가공오차의 허용범위가 넓어지게 되어 신속한 측면연마 수행할 수 있는 장점이 있다.

따라서 상술한 바와 같은 측면 연마장치에 의하면, 하부연마석의 연마각도를 낮게 설정함으로써 연마후 측면두께를 충분히 확보할 수 있게 됨으로써 외부충격에 강한 액정패널을 형성할 수 있으며, 보다 신속한 연마가 가능하게 되는 장점이 있다.

본 발명에 의하면, 액정패널의 상부측면을 연마하는 상부연마석과 하부측면을 연마하는 하부연마석을 별도의 축에 형성하여 독립적으로 설치, 운영함으로써 상부연마각과 독립적으로 하부연마각을 설정할 수 있다. 따라서, 두께가 액정패널의 측면을 연마하는 경우, 하부연마각을 작게 설정하여 측면하부에 대한 연마를 수행함으로써 연마후 측면의 두께를 충분히 확보할 수 있는 장점이 있다.

또한, 하부연마각을 작게 설정함으로써 하부연마면의 길이를 충분히 확보함으로써 공정오차의 허용범위를 넓힐 수 있어 균일한 연마량을 확보할 수 있고, 보다 신속한 측면 연마를 수행할 수 있는 장점이 있다.

본 실시예에서는 0.7mm 기판의 두께에 대해 설명하였지만, 상부연마석과 하부연마석을 독립적으로 설치, 운영함으로써 0.7mm 기판에 한정하지 않고 액정패널의 두께에 따라 융통성 있게 상부연마각과 하부연마각을 조절하여 측면연마를 진행할 수 있는 장점이 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

연마 대상체가 위치하는 연마 테이블, 상기 연마 테이블을 지지하며 전후 방향의 직선운동 및 상기 연마테이블의 중심축을 중심으로 한 회전운동이 가능한 테이블 지지부 및 상기 테이블 지지부를 고정하는 받침대를 포함하는 연마대;

a) 상기 연마 대상체의 상부 측면을 연마하기 위한 제1 연마석, 상기 제1 연마석을 고정하여 회전하는 제1 회전부, 상기 제1 회전부와 연결되어 구동력을 전달하는 제1 구동축 및 상기 제1 구동축에 고정되어 상기 연마 대상체의 모서리를 연마하는 제3 연마석을 구비하며 상기 연마대의 측부에 위치하는 제1 연마부 및 b) 상기 제1 연마부에 후속하여 위치하며 상기 연마 대상체의 하부측면을 연마하기 위한 제2 연마석, 상기 제2 연마석이 고정되어 회전하는 제2 회전부, 상기 제2 회전부와 연결되어 구동력을 전달하는 제2 구동축을 구비하는 제2 연마부를 포함하는 연마부;

상기 제1 구동축 및 상기 제2 구동축을 지지하며, 상기 제1 구동축 및 상기 제2 구동축으로 구동력을 공급하는 구동프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 측면 연마장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 연마석의 연마면은 상기 연마대상체의 상부표면에서 상기 연마대상체의 측단부 방향으로 소정의 각도만큼 기울어진 상부연마각을 구비하여 형성되며, 상기 제2 연마석은 상기 연마대상체의 하부표면에서 상기 연마대상체의 측단부 방향으로 소정의 각도만큼 기울어진 하부연마각을 구비하여 형성되는 것을 특징으로 하는 측면 연마장치.
제2항에 있어서, 상기 상부연마각 및 하부연마각은 25° 내지 35°의 범위에서 형성되는 것을 특징으로 하는 측면 연마장치.
제2항에 있어서, 상기 제1 연마부 및 상기 제2 연마부는 상기 연마대의 대향하는 양 측부에 쌍으로 위치하는 것을 특징으로 하는 측면 연마장치.
제1항에 있어서, 상기 구동프레임은 상기 제1 구동축 및 제2 구동축의 위치를 조정하기 위한 스테핑 모터(stepping motor)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 측면 연마장치.