KR20080060874A - 스크라이빙 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정표시장치용 제조장비에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 절단된 단위 액정셀의 컬러필터기판에서 어레이기판의 패드영역으로 돌출된 돌기단(burr)을 제거할 수 있는 스크라이빙(scribing) 장치에 관한 것이다.

이로 인하여, 기존의 컬러필터기판에서 어레이기판의 패드영역으로 돌기단이 돌출되었던 액정셀을 폐기(廢棄)할 수밖에 없어, 재료비의 낭비를 초래하였던 문제점을 해결할 수 있다.

스크라이빙, 컬러필터기판, 돌기단(burr)

Description

스크라이빙 장치{Scribing apparatus}

도 1은 액정표시장치용 패널의 제조공정을 공정순서에 따라 도시한 흐름도.

도 2는 절단된 단위 액정셀을 나타낸 사시도.

도 3a ~ 3b는 도 2의 A영역과 B영역을 각각 확대 도시한 도면.

도 4는 본 발명에 따른 스크라이빙 장치에 의해 절단하고자 하는 컬러필터기판의 돌기단을 나타낸 사시도.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 돌기단 제거용 스크라이빙 장치의 개략적인 사시도.

도 6a ~ 6b는 스크라이빙 장치를 통한 컬러필터기판의 돌출단 제거 과정을 개략적으로 도시한 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 스크라이빙 장치 123 : 스크라이빙헤드

125 : 휠 127 : 조절부

130 : 가이드바 133 : 가이드홈

135 : 리니어 137 : 조절부

본 발명은 액정표시장치용 제조장비에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 절단된 단위 액정셀의 컬러필터기판에서 어레이기판의 패드영역으로 돌출된 돌기단(burr)을 제거할 수 있는 스크라이빙 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 액정표시장치의 구동원리는 액정의 광학적 이방성과 분극성질을 이용한다. 상기 액정은 구조가 가늘고 길기 때문에 분자의 배열에 방향성을 가지고 있으며, 인위적으로 액정에 전기장을 인가하여 분자배열의 방향을 제어할 수 있다.

따라서, 상기 액정의 분자배열 방향을 임으로 조절하면 액정의 분자배열이 변하게 되고, 광학적 이방성에 의하여 상기 액정의 분자 배열 방향으로 빛이 굴절하여 화상정보를 표현할 수 있다.

이에 액정표시장치는 액정층을 사이에 두고 서로 마주보는 면으로 각각 전계생성전극이 형성된 한 쌍의 투명 절연기판으로 이루어진 액정패널(liquid crystal panel)을 필수적인 구성요소로 하며, 상기 액정패널은 두 전극간의 전기장 변화를 통해서 액정분자 배열방향을 인위적으로 조절하고 이에 따른 빛의 투과율 변화로 여러 가지 화상을 표시하게 된다.

도 1은 액정표시장치용 액정패널의 제조공정을 공정순서에 따라 도시한 흐름도이다.

제 1 단계(st1)는, 컬러필터기판인 제 1 기판과 어레이기판인 제 2 기판을 각각 준비하는 단계이다.

제 2 단계(st2)는, 상기 제 1 및 제 2 기판 상에 배향막을 형성하는 단계이다. 배향막의 형성은 고분자 박막의 도포와 러빙(rubbing)공정을 포함하며, 박막 두께가 균일하게 도포되어야 하고 러빙 또한 균일해야 한다.

제 3 단계(st3)는, 씰패턴을 인쇄하는 단계이다. 이때, 씰패턴은 디스펜서(dispenser)나 스크린(screen) 인쇄방법으로 열경화성 또는 자외선경화성 수지의 실런트(sealant)를 양 기판 중 어느 하나의 가장자리로 둘러 형성하며, 가장자리의 일부 구간은 액정이 주입될 수 있는 액정주입구를 이루도록 개방되도록 구성한다.

제 4 단계(st4)는, 스페이서(spacer)를 산포하는 공정이다. 상기 제 1 및 제 2 기판의 셀갭(cell gap)을 균일하게 하는 기능을 한다.

제 5 단계(st5)는, 상기 스페이서 산포공정이 끝나면, 상기 제 1 및 제 2 기판의 합착공정을 진행한다.

제 6 단계(st6)는, 상기 제작된 액정셀을 단위 액정셀로 절단하는 공정이다.

일반적으로 액정셀은 대면적의 유리기판에 다수개의 단위 액정셀을 정의한 후 각각 하나의 단위 액정셀로 분리하게 된다.

이러한 절단공정은 액정패널의 유리기판보다 경도가 높은 다이아몬드 재질의 스크라이빙 휠에 의하여 기판의 표면에 크랙을 형성하는 스크라이브 공정과 상기 크랙이 형성된 부분에 브레이크 바를 위치시킨 후 소정의 압력을 가하여 크랙이 형성된 방향으로 기판을 분리하는 브레이크 공정으로 이루어진다.

제 7 단계(st7)는, 액정셀에 액정을 주입하는 단계이다.

제 8 단계(st8)는, 상기 액정이 주입된 액정셀의 액정주입구를 봉지하는 단계이다.

전술한 공정을 거친 액정패널은 품질검사 후, 액정패널에 구동회로를 연결한 다음, 편광판 및 다수의 모듈을 구성하면 액정표시장치가 완성된다.

첨부된 도 2는 절단된 단위 액정셀을 나타낸 사시도로서, 보이는 바와 같이 단위 액정셀(10)은 하부의 어레이기판(11)과 상부의 컬러필터기판(13)이 액정층(미도시)을 사이에 두고 서로 대면 합착되어 있으며 이때, 어레이기판(11)은 컬러필터기판(13) 보다 면적이 커서 합착 시, 컬러필터기판(13)의 서로 인접한 임의의 두 가장자리가 외부로 노출되는데, 비록 도면상에 명확하게 나타나지는 않았지만 이들 두 가장자리에는 각각 복수개의 데이터패드와 게이트패드가 존재하고, 여기에는 각각 데이터라인과 게이트라인이 접속되어 있다. 이렇게 노출된 어레이기판(11)의 영역을 패드 영역이라 한다.

한편, 이러한 단위 액정셀(10)은 단위 액정셀(10)이 다수개 정의되어 있는 모기판(미도시) 상에서, 휠(미도시)을 이용하여 각각을 수 차례 스크라이빙 해서 선 모양의 흠집을 낸 후 충격을 주어 절단하게 되는 절단공정을 통해서 단위 액정셀(10)의 모서리 부분에 바깥쪽으로 돌출된 돌기단(burr : 15, 17)이 형성되는데, 이는 도 3a ~ 3b를 참조하여 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.

도 3a ~ 3b는 도 2의 A영역과 B영역을 각각 확대 도시한 도면이다.

도시한 바와 같이, 휠(미도시)의 스크라이빙 방향이 직선으로 움직이므로, 그 결과 선 모양의 흠집은 시간차를 두고 십자 형상으로 교차된다. 이때 시간적으 로 나중에 스크라이빙 형성된 흠집은 먼저 형성된 흠집과의 교차 부분에서 영향을 받게 되고 그 결과 해당 부분에서 휠(미도시)이 미세하게 들뜨게 됨으로써 상기, 흠집에 충격을 가해 절단하는 브레이크 공정 시, 돌기단(15, 17)이 나타나는 것이다.

이러한 돌기단(15, 17)은 스크라이빙시 형성된 흠집이 서로 교차되는 모든 지점에서 공통적으로 발생되므로 결국 어레이기판(11)과 컬러필터기판(13) 네 모서리 모두에서 나타나게 된다.

이와 같은 돌기단(15, 17)은 매우 날카로워 작업자가 상처를 입을 수 있으며, 차후 진행되는 공정에서 상기 단위 액정셀(도 2의 10)이 상기 돌기단(15, 17)을 따라 균열이 발생하여 파손되는 문제점이 발생하기 때문에, 상기 돌기단(15, 17)을 부드럽게 하기 위한 연마공정을 진행하게 된다.

그러나, 도 3a에 도시한 바와 같이, 단위 액정셀(10)의 모서리 바깥쪽으로 돌출된 돌기단(15)은 연마휠(미도시)을 통한 연마공정에 의해 제거가능하나, 도 3b에 도시한 바와 같이, 단위 액정셀(10)의 컬러필터기판(13)에서 어레이기판(11)의 패드 영역으로 돌출된 돌기단(17)은 연마휠(미도시)을 통한 연마공정으로 제거하기가 매우 까다롭기 때문에, 이러한 돌기단(17)이 형성된 단위 액정셀(10)은 일반적으로 폐기(廢棄)되고 있는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 컬러필터 기판의 일 모서리에서 발견되는 돌기단을 제거할 수 있는 스크라이빙 장치를 제공하고자 하는 것을 제 1 목적으로 한다.

이로 인하여, 기판의 폐기(廢棄)를 줄임으로써, 재료비 절감에 따른 공정비용을 최대한 절약하고자 하는 것을 제 2 목적으로 한다.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 컬러필터기판의 돌기단(burr)과 접촉되어 제거하는 휠과, 상기 휠을 고정 및 지지하는 스크라이빙헤드와; 상기 스크라이빙헤드의 일측에 구성되며, 상기 스크라이빙헤드를 수평방향으로 이동시키는 가이드바를 포함하는 스크라이빙 장치를 제공한다.

상기 스크라이빙헤드와 상기 가이드바는 신장 및 수축이 가능한 리니어를 통해 연결되는 것을 특징으로 하며, 상기 스크라이빙헤드와 상기 가이드바는 조절부를 통해 서로 이격되는 간격을 조절할 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가이드바의 일측에는 상기 리니어가 수평방향으로 슬라이딩 이동할 수 있는 리니어홈이 구성되는 것을 특징으로 하며, 상기 스크라이빙헤드는 상하 승강운동을 통해 높낮이 조절이 가능한 것을 특징으로 한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.

본격적인 설명에 앞서, 첨부된 도 4는 본 발명에 따른 스크라이빙 장치에 의해 절단하고자 하는 컬러필터기판의 돌기단을 나타낸 사시도이다.

도시한 바와 같이, 단위 액정셀이 다수개 정의되어 있는 모기판 상에서, 휠 을 이용하여 각각을 수 차례 스크라이빙 해서 선 모양의 흠집을 낸 후 충격을 주어 절단하게 되는 절단공정에 의해, 단위 액정셀의 컬러필터기판(113)에서 어레이기판(111)의 패드 영역으로 돌기단(117)이 돌출된다.

이러한, 돌기단(117)은 연마공정을 통해서도 제거되지 못하고 있는 실정으로, 본 발명에서는 상기 돌기단(117)을 제거할 수 있는 스크라이빙 장치를 제공하고자 한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 돌기단 제거용 스크라이빙 장치의 개략적인 사시도이다.

도시한 바와 같이, 스크라이빙 장치(100)는 크게 기판(도 5a의 10)에 접촉되어 상기 기판(도 2의 10)을 절단하는 휠(wheel : 125)과, 상기 휠(125)을 고정 및 지지하며 상기 휠(125)을 구동하기 위한 구성요소들을 포함하는 스크라이빙헤드(scribing head : 123)로 구성된다.

또한, 상기 스크라이빙헤드(123)의 일측에는 상기 스크라이빙헤드(123)를 수평방향으로 이동시키기 위한 가이드바(guide bar : 130)가 연결되며, 상기 스크라이빙헤드(123)는 상기 가이드바(130)의 길이방향을 따라 수평방향으로 슬라이딩 이동하게 된다.

이때, 상기 스크라이빙헤드(123)와 상기 가이드바(130)는 서로 이격되는 간격을 조절할 수 있으며, 상기 스크라이빙헤드(123)의 휠(125)은 상하 승강운동을 통한 높낮이가 조절 가능하다.

따라서, 상기 가이드바(130)의 일측단에는 상기 스크라이빙헤드(123)와의 서 로 이격되는 간격을 조절하기 위한 조절부(137)가 구비되며, 상기 스크라이빙헤드(123)의 상부면 역시, 상기 휠(125)의 상하 승강운동을 통한 높낮이 조절이 가능하도록 조절부(127)가 구비된다.

즉, 상기 스크라이빙헤드(123)와 상기 가이드바(130)는 상기 가이드바(130)의 내부에 구성되며, 신장 및 수축이 가능한 리니어(linear : 135)를 통해 연결되는데, 상기 가이드바(130)의 조절부(137)를 통해 상기 리니어(135)의 신장 및 수축을 제어하게 되어, 상기 리니어(135)의 수축 및 신장에 따라 상기 스크라이빙헤드(123)와 상기 가이드바(130) 사이의 간격을 조절하게 된다.

또한, 상기 리니어(135)는 상기 가이드바(130)의 일측면에 구성된 가이드홈(133)을 통해 상기 스크라이빙헤드(123)를 수평방향으로 슬라이딩 이동시키게 된다.

상기 가이드바(130)는 상기 스크라이빙헤드(123)를 슬라이딩 이동시키는 것 외에도, 상기 스크라이빙헤드(123)와 상기 기판(도 5a의 10)이 일정 간격을 유지하여 상기 스크라이빙헤드(123)의 이동 동선이 기판(도 5a의 10)과 평행을 유지할 수 있도록 하는 역할을 한다.

이러한, 가이드바(130)는 탄성 및 연성이 적은 재질을 사용하여, 외력에 의해 스크라이빙헤드(123)의 이동 동선이 기판(도 5a의 10)과 평행을 이루지 못하고 틀어지게 되는 문제점을 미연에 방지하도록 한다.

이상에서 살펴본 본 발명에 따른 스크라이빙 장치(100)의 절단과정을 자세히 설명한다.

도 6a ~ 6b는 스크라이빙 장치를 통한 컬러필터기판의 돌출단 제거 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.

도시한 바와 같이, 단위 액정셀(110)의 절단공정에 의해, 단위 액정셀(110)의 컬러필터기판(113)에서 어레이기판(111)의 패드 영역으로 돌기단(117)이 돌출되면, 작업자는 상기 단위 액정셀(110)의 상부에 스크라이빙 장치(100)를 위치하여, 상기 스크라이빙 장치(100)의 가이드바(130)를 상기 어레이기판(111)의 패드 영역이 구성된 가장자리와 대응되도록 구성한다.

다음으로, 상기 가이드바(130)의 조절부(137)를 통해 상기 가이드바(130)와 스크라이빙헤드(123)와의 사이 간격을 상기 어레이기판(111)의 패드 영역에 대응되도록 조절하여, 상기 스크라이빙헤드(123)의 휠(125)이 상기 컬러필터기판(113)의 일 가장자리에 대응되도록 한다.

그리고 상기 휠(125)의 높낮이를 조절한 후, 상기 스크라이빙헤드(123)를 상기 가이드바(130)의 길이방향을 따라 슬라이딩 이동시킴으로써, 상기 휠(125)이 회전하면서 상기 컬러필터기판(113)의 돌출단(117)을 절단하게 된다.

이때, 상기 휠(125)의 높낮이는 상기 돌출단(117)의 하부에 위치하는 어레이기판(111)에 영향을 주지 않을 정도의 위치에서, 상기 돌출단(117)만을 스크라이빙하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 스크라이빙헤드(123)의 휠(125) 외에도, 기판(110)을 스크라이빙할 수 있는 레이저빔(laser beam)을 사용할 수도 있다.

절단된 단위 액정셀의 컬러필터기판(113)에서 어레이기판(111)의 패드 영역 으로 돌출된 돌기단(117)을 제거할 수 있는 스크라이빙 장치를 제공함으로써, 돌기단(117)이 발생된 기판을 폐기(廢棄)하지 않아도 되므로 비용을 절약할 수 있다.

본 발명은 상기 실시예들로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.

위에 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 스크라이빙 장치를 통해 컬러필터기판에서 어레이기판의 패드영역으로 돌출되는 돌기단을 제거할 수 있으므로, 돌기단이 발생된 기판을 폐기(廢棄)하지 않아도 되므로, 재료비를 절약할 수 있고 생산수율을 개선할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 컬러필터기판의 돌기단(burr)과 접촉되어 제거하는 휠과, 상기 휠을 고정 및 지지하는 스크라이빙헤드와;

   상기 스크라이빙헤드의 일측에 구성되며, 상기 스크라이빙헤드를 수평방향으로 이동시키는 가이드바

   를 포함하는 스크라이빙 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 스크라이빙헤드와 상기 가이드바는 신장 및 수축이 가능한 리니어를 통해 연결되는 것을 특징으로 하는 스크라이빙 장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 스크라이빙헤드와 상기 가이드바는 조절부를 통해 서로 이격되는 간격을 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 스크라이빙 장치.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 가이드바의 일측에는 상기 리니어가 수평방향으로 슬라이딩 이동할 수 있는 리니어홈이 구성되는 것을 특징으로 하는 스크라이빙 장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 스크라이빙헤드는 상하 승강운동을 통해 높낮이 조절이 가능한 것을 특징으로 하는 스크라이빙 장치.

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