KR20080102678A - 액정표시패널의 절단방법 및 이를 이용한 액정표시패널의제조방법 - Google Patents

액정표시패널의 절단방법 및 이를 이용한 액정표시패널의제조방법 Download PDF

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KR20080102678A
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Abstract

본 발명의 액정표시패널의 절단방법 및 이를 이용한 액정표시패널의 제조방법은 스크라이브 유닛에 스팀분사 장치를 설치하여 스크라이브 즉시 스크라이브라인을 따라 스팀을 분사함으로써 스크라이브(scribe)시 발생하는 글라스 칩(chip)의 날림을 방지하기 위한 것으로, 다수개의 패널영역들이 배치되어 합착된 한 쌍의 모기판을 스크라이브 부로 이송하는 단계; 및 스크라이브 유닛을 통해 상기 한 쌍의 모기판에 스크라이브라인을 형성하면서 상기 스크라이브 유닛에 설치된 스팀분사 장치를 통해 상기 스크라이브라인에 스팀을 분사하여 상기 한 쌍의 모기판을 다수개의 단위 액정표시패널로 분리하는 단계를 포함한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 액정표시패널의 절단방법 및 이를 이용한 액정표시패널의 제조방법은 스크라이브라인에만 집중적으로 스팀을 분사하는 한편 상, 하부의 글라스에 동시에 스팀을 분사함으로써 글라스를 효과적으로 절단하는 동시에 브레이크 유닛의 제거로 장비 사이즈 및 작업시간 손실(loss)을 줄일 수 있게 된다.
액정표시패널, 스크라이브 유닛, 스팀분사 장치, 스크라이브라인, 글라스 칩

Description

액정표시패널의 절단방법 및 이를 이용한 액정표시패널의 제조방법{METHOD OF CUTTING LIQUID CRYSTAL DISPLAY PANEL AND METHOD OF FABRICATING LIQUID CRYSTAL DISPLAY PANEL USING THE SAME}
도 1은 박막 트랜지스터 어레이 기판과 컬러필터 기판이 대향하여 합착된 단위 액정표시패널의 개략적인 평면구성을 나타내는 예시도.
도 2는 도 1에 있어서, 박막 트랜지스터 어레이 기판들이 형성된 제 1 모기판과 컬러필터 기판들이 형성된 제 2 모기판이 합착되어 이루는 액정표시패널의 단면 구조를 개략적으로 나타내는 도면.
도 3은 일반적인 액정표시패널의 절단공정을 개략적으로 나타내는 예시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시패널의 절단공정을 개략적으로 나타내는 예시도.
도 5는 도 4에 있어서, 본 발명의 실시예에 따른 스크라이브 유닛을 개략적으로 나타내는 예시도.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 스크라이브 유닛을 통한 글라스의 절단과정을 개략적으로 나타내는 단면도.
도 7은 본 발명에 따른 액정표시패널의 제조방법을 순차적으로 나타내는 흐름도.
도 8은 본 발명에 따른 액정표시패널의 다른 제조방법을 순차적으로 나타내는 흐름도.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
101 : 모기판 110 : 액정표시패널
111 : 패널영역 170 : 컨베이어
180 : 스크라이브 유닛 가이드 190 : 스크라이브 유닛
191 : 하우징 192 : 홀더
193 : 몸체 195 : 절단 휠
196 : 스팀분사 장치
본 발명은 액정표시패널의 절단방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 대면적의 모기판 상에 제작된 다수개의 액정표시패널들을 개별적인 단위 액정표시패널로 분리하기 위한 액정표시패널의 절단방법 및 이를 이용한 액정표시패널의 제조방법에 관한 것이다.
최근 정보 디스플레이에 관한 관심이 고조되고 휴대가 가능한 정보매체를 이용하려는 요구가 높아지면서 기존의 표시장치인 브라운관(Cathode Ray Tube; CRT)을 대체하는 경량 박막형 평판표시장치(Flat Panel Display; FPD)에 대한 연구 및 상업화가 중점적으로 이루어지고 있다. 특히, 이러한 평판표시장치 중 액정표시장 치(Liquid Crystal Display; LCD)는 액정의 광학적 이방성을 이용하여 이미지를 표현하는 장치로서, 해상도와 컬러표시 및 화질 등에서 우수하여 노트북이나 데스크탑 모니터 등에 활발하게 적용되고 있다.
이하, 상기 액정표시장치에 대해서 상세히 설명한다.
일반적인 액정표시장치는 구동회로 유닛(unit)을 포함하는 액정표시패널, 상기 액정표시패널의 하부에 설치되어 상기 액정표시패널에 빛을 방출하는 백라이트(backlight) 유닛, 상기 백라이트 유닛과 액정표시패널을 지지하는 몰드 프레임(mold frame) 및 케이스(case) 등으로 이루어져 있다.
특히, 도 1을 참조하면, 상기 액정표시패널(10)은 액정 셀들이 매트릭스 형태로 배열되는 화상표시부(13)와 상기 화상표시부(13)의 게이트라인(16)들과 접속되는 게이트 패드부(14) 및 데이터라인(17)들과 접속되는 데이터 패드부(15)로 구성된다.
이때, 상기 게이트 패드부(14)와 데이터 패드부(15)는 컬러필터 기판(2)과 중첩되지 않는 박막 트랜지스터 어레이 기판(1)의 가장자리 영역에 형성되며, 상기 게이트 패드부(14)는 게이트 구동부(미도시)로부터 공급되는 주사신호를 화상표시부(13)의 게이트라인(16)들에 공급하고, 데이터 패드부(15)는 데이터 구동부(미도시)로부터 공급되는 화상정보를 화상표시부(13)의 데이터라인(17)들에 공급한다.
도면에 도시하지는 않았지만, 상기 컬러필터 기판(2)은 색상을 구현하는 적(Red; R), 녹(Green; G) 및 청(Blue; B)색의 서브컬러필터로 구성되는 컬러필터와 상기 서브컬러필터 사이를 구분하고 액정층을 투과하는 광을 차단하는 블랙매트 릭스(black matrix), 그리고 상기 액정층에 전압을 인가하는 투명한 공통전극으로 이루어져 있다. 또한, 상기 어레이 기판(1)은 상기 기판(1) 위에 종횡으로 배열되어 다수개의 화소영역을 정의하는 다수개의 게이트라인(16)과 데이터라인(17), 상기 게이트라인(16)과 데이터라인(17)의 교차영역에 형성된 스위칭소자인 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT) 및 상기 화소영역 위에 형성된 화소전극으로 구성된다.
이와 같이 구성된 상기 어레이 기판(1)과 컬러필터 기판(2)은 화상표시부(13)의 외곽에 형성된 실 패턴(40)에 의해 대향하도록 합착되어 액정표시패널(10)을 구성하며, 상기 어레이 기판(1)과 컬러필터 기판(2)의 합착은 상기 어레이 기판(1) 또는 컬러필터 기판(2)에 형성된 합착키(미도시)를 통해 이루어진다.
일반적으로, 액정표시장치는 수율 향상을 도모하기 위해 대면적의 모기판에 박막 트랜지스터 어레이 기판들을 형성하고, 별도의 모기판에 컬러필터 기판들을 형성한 다음 두 개의 모기판을 합착함으로써 다수의 액정표시패널들을 동시에 형성하게 되는데, 이때 상기 액정표시패널들을 다수의 단위 액정표시패널로 절단하는 공정이 요구된다.
도 2는 상기 박막 트랜지스터 어레이 기판들이 형성된 제 1 모기판과 컬러필터 기판들이 형성된 제 2 모기판이 합착되어 이루는 액정표시패널의 단면 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도면에 도시된 바와 같이, 단위 액정표시패널들은 박막 트랜지스터 어레이 기판(1)들의 일측이 컬러필터 기판(2)들에 비해 돌출되도록 형성된다. 이는 컬러필 터 기판(2)들과 중첩되지 않는 박막 트랜지스터 어레이 기판(1)들의 가장자리에 게이트 패드부(미도시)와 데이터 패드부(미도시)가 형성되기 때문이다.
따라서, 제 2 모기판(30) 상에 형성된 컬러필터 기판(2)들은 제 1 모기판(20) 상에 형성된 박막 트랜지스터 어레이 기판(1)들이 돌출되는 면적에 해당하는 제 1 더미영역(dummy region)(31) 만큼 이격되어 형성된다.
또한, 각각의 단위 액정표시패널들은 상기 제 1, 제 2 모기판(20, 30)을 최대한 이용할 수 있도록 적절히 배치되며, 모델(model)에 따라 다르지만 일반적으로 단위 액정표시패널들은 제 2 더미영역(32) 만큼 이격되도록 형성된다.
상기 박막 트랜지스터 어레이 기판(1)들이 형성된 제 1 모기판(20)과 컬러필터 기판(2)들이 형성된 제 2 모기판(30)이 합착된 후에는 액정표시패널들을 개별적으로 절단하는데, 이때 제 2 모기판(30)의 컬러필터 기판(2)들이 이격된 영역에 형성된 제 1 더미영역(31)과 단위 액정표시패널들을 이격시키는 제 2 더미영역(32)이 동시에 제거된다.
상기한 바와 같은 액정표시패널의 절단공정을 간략하게 설명하면 다음과 같다.
도 3은 일반적인 액정표시패널의 절단공정을 개략적으로 나타내는 예시도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 이전의 공정이 종료된 제 1 및 제 2 모기판(20, 30)은 개별적인 단위 액정표시패널로 절단하기 위해 소정의 테이블(42) 위에 로딩 되게 된다.
이후, 절단 휠(55)을 상기 제 2 모기판(30)에 일정한 압력을 인가한 상태에서 회전시킴으로써 상기 제 2 모기판(30)의 표면에 홈 형태의 절단 예정선(51)들을 형성하게 된다.
이러한 절단 예정선들은 상기 제 1 모기판(20)에도 형성된다. 즉, 상기 제 1 모기판(20)을 절단 휠(55)로 가공하여 상기 제 2 모기판(30)의 절단 예정선(51)들과 동일한 위치에 절단 예정선들을 형성하는 것이다. 따라서, 일반적인 액정표시패널의 절단공정에서는 상기 제 1 모기판(20) 및 제 2 모기판(30)을 별도로 가공하여 절단 예정선들을 형성해야만 하기 때문에, 상기 제 2 모기판(30)을 절단 휠(55)로 가공한 후 액정표시패널을 반전하여 상기 제 1 모기판(20)을 위로 향한 상태에서 상기 절단 휠(55)로 제 1 모기판(20)을 가공하는 것이다.
이후, 상기 제 1 모기판(20) 및 제 2 모기판(30)에 형성된 절단 예정선(51)들에 압력을 가함으로써 상기 제 1 및 제 2 모기판(20, 30)을 개별적으로 분리하게 된다. 이때, 상기 제 1 및 제 2 모기판(20, 30)의 분리는 브레이크 바로 상기 제 1 및 제 2 모기판(20, 30)을 타격(打擊)하여 상기 절단 예정선(51)들을 따라 크랙이 전파되도록 하는 방법을 사용한다.
이와 같은 액정표시패널의 절단방법은 브레이크 바로 모기판을 타격하여 모기판 상에 형성된 절단 예정선을 따라 크랙이 전파되도록 함에 따라 다수의 글라스 칩(glass chip)들이 발생하고, 부정확한 타격과 불완전하게 형성된 크랙으로 액정표시패널의 취출시 파손 및 뜯김 등의 불량이 발생하는 문제가 있다.
또한, 발생된 글라스 칩들이 주위로 흩어져 날리게 됨에 따라 환경적으로 취 약할 뿐만 아니라 글라스 칩들이 모기판 표면에 부착됨에 따라 불량을 야기하는 문제가 있다.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 대면적의 모기판으로부터 손상 없이 단위 액정표시패널을 분리할 수 있는 액정표시패널의 절단방법 및 이를 이용한 액정표시패널의 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 스크라이브(scribe)시 발생하는 글라스 칩의 날림을 방지하도록 한 액정표시패널의 절단방법 및 이를 이용한 액정표시패널의 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 스크라이브 유닛에 설치된 스팀분사 장치를 이용하여 스크라이브 즉시 스팀을 분사하여 모기판을 단위 액정표시패널로 분리함으로써 브레이크 유닛을 제거할 수 있는 액정표시패널의 절단방법 및 이를 이용한 액정표시패널의 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 스팀분사 장치를 이용하여 스크라이브라인을 따라 스팀을 분사하는 한편 상, 하부의 글라스에 동시에 스팀을 분사함으로써 글라스를 효과적으로 절단할 수 있는 액정표시패널의 절단방법 및 이를 이용한 액정표시패널의 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적 및 특징들은 후술되는 발명의 구성 및 특허청구범위에서 설명될 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 액정표시패널의 절단방법은 다수개의 패널영역들이 배치되어 합착된 한 쌍의 모기판을 스크라이브 부로 이송하는 단계; 및 스크라이브 유닛을 통해 상기 한 쌍의 모기판에 스크라이브라인을 형성하면서 상기 스크라이브 유닛에 설치된 스팀분사 장치를 통해 상기 스크라이브라인에 스팀을 분사하여 상기 한 쌍의 모기판을 다수개의 단위 액정표시패널로 분리하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 액정표시패널의 제조방법은 다수개의 패널영역으로 구분되는 모기판을 제공하는 단계; 어레이 기판용 모기판에 어레이공정을 진행하며, 컬러필터 기판용 모기판에 컬러필터공정을 진행하는 단계; 상기 모기판 표면에 배향막을 형성하는 단계; 상기 배향막이 형성된 모기판에 러빙을 실시하는 단계; 상기 러빙이 끝난 한 쌍의 모기판을 합착하는 단계; 상기 합착된 한 쌍의 모기판을 스크라이브 부로 이송하는 단계; 및 스크라이브 유닛을 통해 상기 한 쌍의 모기판에 스크라이브라인을 형성하면서 상기 스크라이브 유닛에 설치된 스팀분사 장치를 통해 상기 스크라이브라인에 스팀을 분사하여 상기 한 쌍의 모기판을 다수개의 단위 액정표시패널로 분리하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 스크라이브 유닛은 몸체에 회전 가능하도록 부착되어 모기판에 스크라이브라인을 형성하는 절단 휠; 상기 절단 휠과 몸체를 수용하는 홀더; 상기 홀더가 부착되는 하우징; 및 상기 하우징의 측면에 부착되어 상기 스크라이브라인에 스팀을 분사하는 스팀분사 장치를 포함한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 액정표시패널의 절단방법 및 이를 이용한 액정표시패널의 제조방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시패널의 절단공정을 개략적으로 나타내는 예시도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 다수개의 패널영역(111)들이 배치되어 합착된 한 쌍의 모기판(101)은 상기 패널영역(111)들을 따라 개별적인 단위 액정표시패널(110)로 분리하기 위해 반송 유닛을 통해 스크라이브 부(部)로 이송되어 진다.
여기서, 상기 패널영역(111)은 상기 한 쌍의 모기판(101)에 각각 배치된 상부 패널영역과 하부 패널영역을 포함하며, 상기 상부 패널영역은 어레이공정을 거쳐 박막 트랜지스터가 형성된 어레이 기판일 수 있으며, 또한 상기 하부 패널영역은 컬러필터공정을 거쳐 컬러필터가 형성된 컬러필터 기판일 수 있다. 이때, 상기 상부의 어레이 기판과 하부의 컬러필터 기판은 서로 합착되어 하나의 단위 액정표시패널(110)을 형성하게 된다.
상기 실시예에서는 상기 패널영역(111)이 모두 동일한 사이즈로 형성된 경우를 예를 들어 설명하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 상기 패널영역은(111)은 적어도 2개의 서로 다른 사이즈로 형성될 수 있다.
또한, 상기 도면에는 다수개의 컨베이어 벨트(170)로 구성되는 반송 유닛을 예를 들어 나타내고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 상기 반송 유닛은 다수개의 이송롤러로 구성될 수 있다. 또한, 상기 반송 유닛은 컨베이어 벨트로 구성되는 제 1 반송부와 이송롤러로 구성되는 제 2 반송부가 결합된 형태를 포함한다.
그리고, 상기 스크라이브 부로 이송되어진 한 쌍의 모기판(101)은 본 실시예의 스크라이브 유닛(190)을 통해 상기 한 쌍의 모기판(101)의 상면 및 하면 상에 상기 패널영역(111)을 제 1 방향(X축 방향) 및 제 2 방향(Y축 방향)으로 구획하는 제 1 스크라이브라인(151)들 및 제 2 스크라이브라인(152)들이 형성되게 된다.
상기 스크라이브 유닛(190)은 스크라이브 유닛 가이드(180)에 장착되어 Y축 방향으로의 구동이 안내되며, 이때 상기 스크라이브 유닛 가이드(180)는 X축 방향으로의 이동이 가능하여 상기 스크라이브 유닛(190)을 상기 X축 방향으로 구동시킬 수 있게 된다.
이때, 도면에는 편의상 상기 스크라이브 유닛 가이드(180)의 상부에 장착된 상부 스크라이브 유닛(190)만을 나타내고 있으나, 본 발명은 상기 스크라이브 유닛 가이드(180)의 하부에 장착되어 상기 한 쌍의 모기판(101)의 하면 상에 스크라이브라인들을 형성하는 하부 스크라이브 유닛을 포함한다.
이때, 상기 스크라이브 유닛(190)에는 상기 한 쌍의 모기판(101)에 제 1 스크라이브라인(151)들 및 제 2 스크라이브라인(152)들을 형성하기 위해 유리에 비해 경도가 높은 재질로 제작된 절단 휠(미도시)이 장착되어 있으며, 상기 스크라이브 유닛(190)의 절단 휠을 통해 상기 한 쌍의 모기판(101)에 제 1 스크라이브라인(151)들 또는 제 2 스크라이브라인(152)들을 형성하면서 본 발명의 스팀분사 장치(미도시)를 통해 상기 제 1 스크라이브라인(151)들 또는 제 2 스크라이브라인(152)들을 따라 스팀을 분사하여 상기 한 쌍의 모기판(101)을 다수개의 액정표시패널로 절단하게 된다.
즉, 본 발명의 스팀분사 장치는 스크라이브 유닛(190)에 설치되어 스크라이브 즉시 스크라이브공정에 의해 형성된 상기 제 1 스크라이브라인(151)들 또는 제 2 스크라이브라인(152)들에 스팀을 분사함으로써 상기 스팀에 의한 글라스의 팽창을 통해 상기 제 1 스크라이브라인(151)들 또는 제 2 스크라이브라인(152)들을 따라 형성된 수직크랙(crack)의 정도를 진전시키는 한편 글라스의 깨짐을 통해 상기 액정표시패널(110)들을 개별적으로 분리시키게 된다.
이때, 상기 제 1 스크라이브라인(151)들 또는 제 2 스크라이브라인(152)들에 잔존하는 수분은 본 발명의 스크라이브 유닛(190)에 설치된 에어 나이프(air knife)(미도시)를 이용하여 제거할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 실시예의 경우에는 스크라이브 즉시 스크라이브라인을 따라 스팀을 분사함으로써 상기 스크라이브공정에 의해 발생하는 글라스 칩의 날림을 방지할 수 있게 된다. 참고로, 모기판 표면에 글라스 칩이 부착되어 있는 경우에는 절단면 검사(edge inspection)시 절단면 이상이 아니어도 절단면 이상으로 감지되는 측정오류가 발생하게 된다.
또한, 본 발명의 실시예는 대면적의 모기판 전면에 스팀을 분사하는 대신에 스크라이브라인에만 집중적으로 스팀을 분사하는 한편 상, 하부의 모기판에 동시에 스팀을 분사함으로써 모기판을 효과적으로 절단할 수 있게 된다. 이와 같이 스크라이브라인에만 최소량의 스팀을 분사하면 되므로 DI(deionized) 워터(water)의 사용량을 줄일 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 실시예는 전술한 바와 같이 스크라이브 유닛에 설치된 스팀 분사 장치를 이용하여 수직크랙의 정도를 진전시키는 한편 글라스의 깨짐을 통해 모기판을 다수개의 단위 액정표시패널로 절단함으로써 브레이크공정을 위한 브레이크 유닛을 제거할 수 있어 장비 사이즈 및 스크라이브 시간을 줄일 수 있게 된다.
도 5는 도 4에 있어서, 본 발명의 실시예에 따른 스크라이브 유닛을 개략적으로 나타내는 예시도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 스크라이브 유닛(190)은 크게 수직크랙을 통해 모기판(101)에 스크라이브라인을 형성하는 절단 휠(195)과 상기 스크라이브라인에 스팀을 분사함으로써 상기 수직크랙의 정도를 진전시키는 한편 글라스의 깨짐을 통해 상기 모기판(101)을 절단하는 스팀분사 장치(196)로 이루어져 있다.
이때, 상기 절단 휠(195)은 다이아몬드와 같은 유리에 비해 경도가 높은 재질로 제작되며, 몸체(193)에 회전 가능하도록 부착되어 홀더(192)에 수용되게 된다. 또한, 상기 절단 휠(195)과 몸체(193)를 수용한 홀더(192)는 스크라이브 유닛(190)의 하우징(191)에 부착되게 된다.
또한, 본 발명의 스팀분사 장치(196)는 상기 스크라이브 유닛(190)의 하우징(191) 측면에 부착되어 상기 절단 휠(195)을 통한 스크라이브 즉시 스크라이브라인에 스팀을 분사함으로써 상기 스크라이브라인에 형성된 수직크랙의 정도를 진전시키는 한편 글라스의 깨짐을 통해 상기 모기판(101)을 단위 액정표시패널로 분리시키게 된다. 또한, 본 발명의 스팀분사 장치(196)는 상기 절단 휠(195)의 후면에 위치하여 상기 절단 휠(195)의 구동방향을 따라 상기 스크라이브라인에 스팀을 분 사함으로써 스크라이브공정에서 발생한 글라스 칩의 날림을 방지할 수 있게 된다.
이때, 도면에는 자세히 도시하지 않았지만, 상기 스팀분사 장치(196)는 물을 공급받는 급수관과 상기 급수관을 통해 공급되는 물을 가열시켜 스팀을 발생시키는 가열부 및 상기 가열부에 의해 발생된 스팀을 상기 모기판(101) 표면에 분사하는 분사부로 이루어져 있다.
상기 분사부로부터 발생되는 스팀은 100~250℃ 정도의 온도로 모기판(101)의 표면에 분사되어 글라스 재질의 상기 모기판(101)을 열과 압력에 의해 팽창시키는데, 이때 상기 모기판(101)은 상기 스크라이브라인이 형성된 영역에서 집중적으로 팽창하여 깨지게 됨에 따라 상기 수직크랙에 의해 부분적으로 절단된 모기판(101)이 완전하게 분리되게 된다.
이때, 상기 스팀분사 장치(196)의 후면에는 소정의 압력으로 건조 공기를 분사하는 에어 나이프(미도시)가 설치될 수 있으며, 상기 스팀분사 장치(196)를 통해 상기 모기판(101) 표면에 분사되어 남아있는 수분과 스크라이브공정을 통해 발생된 글라스 칩들을 제거하는 역할을 하게 된다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 스크라이브 유닛을 통한 글라스의 절단과정을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 컬러필터 기판들이 이격된 영역에 형성된 제 1 더미영역과 단위 액정표시패널들을 이격시키는 제 2 더미영역을 제거하기 위해 절단 휠(195)을 통해 모기판(101) 표면에 스크라이브라인을 형성하게 된다.
이때, 상기 절단 휠(195)을 통한 스크라이브(scribe)시 형성되는 수직크랙에 의해 글라스 두께의 약 85%이상이 절단되게 된다.
이후, 본 발명의 스팀분사 장치를 통해 상기 스크라이브라인에 스팀이 분사됨에 따라 스팀의 열과 압력에 의해 모기판(101)이 팽창하게 되는데, 상기 모기판(101)은 상기 스크라이브라인이 형성된 영역에서 집중적으로 팽창하여 깨지게 됨에 따라 상기 수직크랙에 의해 부분적으로 절단된 모기판(101)이 완전하게 분리되게 된다.
여기서 크랙에 의해 절단되는 부분은 A영역이며, 깨짐에 의해 절단되는 부분은 글라스 두께의 약 15%이하로 B영역을 의미한다.
이하, 상기 액정표시패널의 절단방법을 이용한 액정표시패널의 제조방법을 상세히 설명한다.
도 7은 본 발명에 따른 액정표시패널의 제조방법을 순차적으로 나타내는 흐름도이며, 도 8은 본 발명에 따른 액정표시패널의 다른 제조방법을 순차적으로 나타내는 흐름도이다.
이때, 상기 도 7은 액정주입방식으로 액정층을 형성하는 경우의 액정표시패널의 제조방법을 나타내며, 상기 도 8은 액정적하방식으로 액정층을 형성하는 경우의 액정표시패널의 제조방법을 나타낸다.
액정표시장치의 제조공정은 크게 하부 어레이 기판에 구동소자를 형성하는 구동소자 어레이공정과 상부 컬러필터 기판에 컬러필터를 형성하는 컬러필터공정 및 셀공정으로 구분될 수 있다.
우선, 어레이공정에 의해 하부기판에 배열되어 화소영역을 정의하는 복수의 게이트라인과 데이터라인을 형성하고 상기 화소영역 각각에 상기 게이트라인과 데이터라인에 접속되는 구동소자인 박막 트랜지스터를 형성한다(S101). 또한, 상기 어레이공정을 통해 상기 박막 트랜지스터에 접속되어 박막 트랜지스터를 통해 신호가 인가됨에 따라 액정층을 구동하는 화소전극을 형성한다.
또한, 상부기판에는 컬러필터공정에 의해 컬러를 구현하는 적, 녹 및 청색의 서브컬러필터로 구성되는 컬러필터층과 공통전극을 형성한다(S103). 이때, 횡전계(In Plane Switching; IPS)방식의 액정표시장치를 제작하는 경우에는 상기 어레이공정을 통해 상기 화소전극이 형성된 하부기판에 상기 공통전극을 형성하게 된다.
이어서, 상기 상부기판 및 하부기판에 각각 배향막을 도포한 후 상부기판과 하부기판 사이에 형성되는 액정층의 액정분자에 배향규제력 또는 표면고정력(즉, 프리틸트각(pretilt angle)과 배향방향)을 제공하기 위해 상기 배향막을 배향 처리한다(S102, S104). 이때, 상기 배향 처리방법으로 러빙 또는 광배향의 방법을 적용할 수 있다.
그리고, 상기 러빙공정을 마친 상부기판 및 하부기판은 배향막 검사기를 통해 배향막의 불량여부를 검사하게 된다(S105).
액정표시패널은 액정의 전기광학효과를 이용하는 것으로, 이 전기광학효과는 액정 자체의 이방성과 액정의 분자배열 상태에 의해 결정되어지므로, 액정의 분자 배열에 대한 제어는 액정표시패널의 표시 품위 안정화에 큰 영향을 미치게 된다.
따라서, 액정분자를 보다 효과적으로 배향시키기 위한 배향막 형성공정은 액 정셀 공정에 있어서 화질특성과 관련하여 매우 중요하다.
이러한 러빙불량을 검사하는 방법에는 배향막을 도포한 후에 도포된 배향막의 표면에 얼룩, 줄무늬 또는 핀홀(pin hole) 등의 존재여부를 검사하는 1차 검사와, 러빙 후 러빙된 배향막 표면의 균일도와 스크래치(scratch) 등의 존재여부를 검사하는 2차 검사가 있다.
이와 같은 배향막 검사를 마친 상기 하부기판에는 도 7에 도시된 바와 같이, 셀갭을 일정하게 유지하기 위한 스페이서가 형성되고 상기 상부기판의 외곽부에는 실링재가 도포된 후 상기 하부기판과 상부기판에 압력을 가하여 합착하게 된다(S106, S107, S108). 이때, 상기 스페이서는 산포방식에 의한 볼 스페이서일 수 있으며, 또는 패터닝에 의한 컬럼 스페이서일 수 있다.
한편, 상기 하부기판과 상부기판은 대면적의 모기판으로 이루어져 있다. 다시 말해서, 대면적의 모기판에 복수의 패널영역이 형성되고, 상기 패널영역 각각에 구동소자인 박막 트랜지스터 및 컬러필터층이 형성되기 때문에 낱개의 액정표시패널을 제작하기 위해서는 상기 모기판을 절단, 가공해야만 한다(S109).
이때, 상기 모기판을 개별적인 액정표시패널로 분리하기 위해서 본 발명의 액정표시패널의 절단방법을 이용하게 된다.
먼저, 다수개의 패널영역들이 배치되어 합착된 한 쌍의 모기판은 로딩되어 반송 유닛을 통해 스크라이브 부로 이송되어 진다. 이때, 상, 하부의 패널영역 각각에는 구동소자인 박막 트랜지스터 및 컬러필터층이 형성되어 있으며, 이와 같이 구성된 상기 상, 하부의 패널영역은 합착되어 하나의 단위 액정표시패널을 구성하 게 된다.
그리고, 스크라이브 부로 이송되어진 모기판은 스크라이브 유닛을 통해 상기 한 쌍의 모기판 상면 및 하면 상에 상기 패널영역을 제 1 방향으로 구획하는 제 1 스크라이브라인들이 형성되며, 상기 패널영역을 제 2 방향으로 구획하는 제 2 스크라이브라인들이 형성하게 된다.
이때, 본 발명의 경우에는 상기 스크라이브 유닛을 통한 스크라이브 즉시 스팀분사 장치를 통해 상기 제 1 스크라이브라인들 또는 제 2 스크라이브라인들에 스팀을 분사함으로써 수직크랙의 정도를 진전시키는 한편 글라스의 깨짐을 통해 모기판을 다수개의 단위 액정표시패널로 절단할 수 있게 된다.
특히, 본 발명의 경우에는 상기 스크라이브공정에 의해 발생하는 글라스 칩의 날림을 방지할 수 있게 된다. 또한, 상기 스크라이브라인에만 집중적으로 스팀을 분사하는 한편 상, 하부의 모기판에 동시에 스팀을 분사함으로써 모기판을 효과적으로 절단할 수 있게 된다.
이후, 도 7에 도시된 바와 같이 상기와 같이 가공된 개개의 액정표시패널에 액정주입구를 통해 액정을 주입하고 상기 액정주입구를 봉지하여 액정층을 형성한 후 각 액정패널을 검사함으로써 액정표시패널을 제작하게 된다(S110, S111).
이때, 상기 액정의 주입은 압력차를 이용한 진공주입방식을 사용하는데, 상기 진공주입 방식은 대면적의 모기판으로부터 분리된 단위 액정표시패널의 액정주입구를 일정한 진공이 설정된 챔버 내에서 액정이 채워진 용기에 침액시킨 다음 진공 정도를 변화시킴으로써, 상기 액정표시패널 내부 및 외부의 압력차에 의해 액정 을 액정표시패널 내부로 주입시키는 방식으로, 이와 같이 액정이 액정표시패널 내부에 충진 되면, 액정주입구를 밀봉시켜 액정표시패널의 액정층을 형성한다. 따라서, 상기 액정표시패널에 진공주입 방식을 통해 액정층을 형성하는 경우에는 실 패턴의 일부가 개방되도록 형성하여 액정주입구의 기능을 갖도록 하여야 한다.
그러나, 상기한 바와 같은 진공주입 방식은 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째, 액정표시패널에 액정을 충진 하는데 소요되는 시간이 매우 길다. 일반적으로, 합착된 액정표시패널은 수백 ㎠의 면적에 수 ㎛ 정도의 갭을 갖기 때문에 압력차를 이용한 진공주입 방식을 적용하더라도 단위 시간당 액정의 주입량은 매우 작을 수밖에 없다. 예를 들어, 약 15인치의 액정표시패널을 제작하는 경우에 액정을 충진 시키는데 대략 8시간 정도가 소요됨에 따라 액정표시패널의 제작에 많은 시간이 소요되어 생산성이 저하되는 문제가 있다. 또한, 액정표시패널이 대형화되어 갈수록 액정 충진에 소요되는 시간이 더욱 길어지고, 액정의 충진불량이 발생되어 결과적으로 액정표시패널의 대형화에 대응할 수 없는 문제점이 있다.
둘째, 액정의 소모량이 높다. 일반적으로, 용기에 채워진 액정량에 비해 실제 액정표시패널에 주입되는 액정량은 매우 작고, 액정이 대기나 특정 가스에 노출되면 가스와 반응하여 열화 된다. 따라서, 용기에 채워진 액정이 복수의 액정표시패널에 충진 된다고 할지라도, 충진 후에 잔류하는 많은 양의 액정을 폐기해야 하며, 이와 같이 고가의 액정을 폐기함에 따라 결과적으로 액정표시패널의 단가를 상승시켜 제품의 가격경쟁력을 약화시키는 요인이 된다.
상기한 바와 같은 진공주입 방식의 문제점을 극복하기 위해 적하 방식을 적 용할 수 있다.
상기 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 적하방식을 이용한 경우에는 배향막 검사(S105)를 마친 후, 상기 컬러필터 기판에 실런트로 소정의 실 패턴을 형성하는 동시에 상기 어레이 기판에 액정층을 형성하게 된다(S106', S107').
상기 적하 방식은 디스펜서를 이용하여 복수의 어레이 기판이 배치된 대면적의 제 1 모기판이나 또는 복수의 컬러필터 기판이 배치된 제 2 모기판의 화상표시 영역에 액정을 적하 및 분배(dispensing)하고, 상기 제 1, 제 2 모기판을 합착하는 압력에 의해 액정을 화상표시 영역 전체에 균일하게 분포되도록 함으로써, 액정층을 형성하는 방식이다.
따라서, 상기 액정표시패널에 적하 방식을 통해 액정층을 형성하는 경우에는 액정이 화상표시 영역 외부로 누설되는 것을 방지할 수 있도록 실 패턴이 화소부 영역 외곽을 감싸는 폐쇄된 패턴으로 형성되어야 한다.
상기 적하 방식은 진공주입 방식에 비해 짧은 시간에 액정을 적하할 수 있으며, 액정표시패널이 대형화될 경우에도 액정층을 매우 신속하게 형성할 수 있다.
또한, 기판 위에 액정을 필요한 양만 적하하기 때문에 진공주입 방식과 같이 고가의 액정을 폐기함에 따른 액정표시패널의 단가 상승을 방지하여 제품의 가격경쟁력을 강화시키게 된다.
이후, 상기와 같이 액정이 적하되고 실링재가 도포된 상기 상부기판과 하부기판을 정렬한 상태에서 압력을 가하여 상기 실링재에 의해 상기 하부기판과 상부기판을 합착함과 동시에 압력의 인가에 의해 적하된 액정을 패널 전체에 걸쳐 균일 하게 퍼지게 한다(S108'). 이와 같은 공정에 의해 대면적의 모기판(하부기판 및 상부기판)에는 액정층이 형성된 복수의 액정표시패널이 형성되며, 이 유리기판을 전술한 본 발명의 액정표시패널의 절단방법을 통해 가공, 절단하여 복수의 액정표시패널로 분리하고 각각의 액정표시패널을 검사함으로써 액정표시패널을 제작하게 된다(S109', S110').
상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시패널의 절단방법 및 이를 이용한 액정표시패널의 제조방법은 스크라이브라인에만 스팀을 분사하는 한편 상, 하부의 모기판에 동시에 스팀을 분사함으로써 액정표시패널의 절단에 소요되는 시간을 단축시켜 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 액정표시패널의 절단방법 및 이를 이용한 액정표시패널의 제조방법은 상기와 같이 스크라이브라인에만 스팀을 분사함으로써 DI 워터의 사용량을 줄일 수 있어 비용을 절감할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명에 따른 액정표시패널의 절단방법 및 이를 이용한 액정표시패널의 제조방법은 스크라이브 즉시 스크라이브라인을 따라 스팀을 분사함으로써 상기 스크라이브공정에 의해 발생하는 글라스 칩의 날림을 방지할 수 있게 된다. 그 결과 절단면 검사(edge inspection)시 절단면 이상으로 감지되는 측정오류의 발생을 방지하여 생산성을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.

Claims (27)

  1. 다수개의 패널영역들이 배치되어 합착된 한 쌍의 모기판을 스크라이브 부로 이송하는 단계; 및
    스크라이브 유닛을 통해 상기 한 쌍의 모기판에 스크라이브라인을 형성하면서 상기 스크라이브 유닛에 설치된 스팀분사 장치를 통해 상기 스크라이브라인에 스팀을 분사하여 상기 한 쌍의 모기판을 다수개의 단위 액정표시패널로 분리하는 단계를 포함하는 액정표시패널의 절단방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 스크라이브 유닛을 통해 상기 한 쌍의 모기판의 상, 하면 상에 스크라이브라인을 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 절단방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 스크라이브 유닛을 통해 상기 한 쌍의 모기판에 서로 교차하는 방향으로 제 1 스크라이브라인과 제 2 스크라이브라인을 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 절단방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 에어 나이프를 이용하여 상기 스크라이브라인에 잔존하는 수분을 제거하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 절단방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 스팀분사 장치를 통해 상기 스크라이브라인에만 집중적으로 스팀을 분사하는 한편 상, 하부의 모기판에 동시에 스팀을 분사하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 절단방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 수직크랙을 통해 모기판에 스크라이브라인을 형성하는 절단 휠 및 상기 스크라이브라인에 스팀을 분사함으로써 상기 수직크랙의 정도를 진전시키는 한편 글라스의 깨짐을 통해 상기 모기판을 절단하는 스팀분사 장치로 이루어진 스크라이브 유닛을 제공하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 절단방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 스팀분사 장치는 상기 절단 휠의 후면에 위치하여 상기 절단 휠의 구동방향을 따라 상기 스크라이브라인에 스팀을 분사하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 절단방법.
  8. 다수개의 패널영역으로 구분되는 모기판을 제공하는 단계;
    어레이 기판용 모기판에 어레이공정을 진행하며, 컬러필터 기판용 모기판에 컬러필터공정을 진행하는 단계;
    상기 모기판 표면에 배향막을 형성하는 단계;
    상기 배향막이 형성된 모기판에 러빙을 실시하는 단계;
    상기 러빙이 끝난 한 쌍의 모기판을 합착하는 단계;
    상기 합착된 한 쌍의 모기판을 스크라이브 부로 이송하는 단계; 및
    스크라이브 유닛을 통해 상기 한 쌍의 모기판에 스크라이브라인을 형성하면서 상기 스크라이브 유닛에 설치된 스팀분사 장치를 통해 상기 스크라이브라인에 스팀을 분사하여 상기 한 쌍의 모기판을 다수개의 단위 액정표시패널로 분리하는 단계를 포함하는 액정표시패널의 제조방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 합착된 모기판의 상부의 패널영역은 상기 어레이공정을 거쳐 박막 트랜지스터가 형성된 어레이 기판이며, 하부의 패널영역은 상기 컬러필터공정을 거쳐 컬러필터가 형성된 컬러필터 기판인 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 다수개의 패널영역은 적어도 2개의 서로 다른 사이즈로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.
  11. 제 8 항에 있어서, 상기 스크라이브 유닛을 통해 상기 한 쌍의 모기판의 상, 하면 상에 스크라이브라인을 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.
  12. 제 8 항에 있어서, 상기 스크라이브 유닛을 통해 상기 한 쌍의 모기판에 서 로 교차하는 방향으로 제 1 스크라이브라인과 제 2 스크라이브라인을 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.
  13. 제 8 항에 있어서, 에어 나이프를 이용하여 상기 스크라이브라인에 잔존하는 수분을 제거하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.
  14. 제 8 항에 있어서, 상기 스팀분사 장치를 통해 상기 스크라이브라인에만 집중적으로 스팀을 분사하는 한편 상, 하부의 모기판에 동시에 스팀을 분사하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.
  15. 제 8 항에 있어서, 수직크랙을 통해 모기판에 스크라이브라인을 형성하는 절단 휠 및 상기 스크라이브라인에 스팀을 분사함으로써 상기 수직크랙의 정도를 진전시키는 한편 글라스의 깨짐을 통해 상기 모기판을 절단하는 스팀분사 장치로 이루어진 스크라이브 유닛을 제공하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.
  16. 제 8 항에 있어서, 상기 스팀분사 장치는 상기 절단 휠의 후면에 위치하여 상기 절단 휠의 구동방향을 따라 상기 스크라이브라인에 스팀을 분사하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.
  17. 제 8 항에 있어서, 상기 러빙이 끝난 어레이 기판용 모기판 및 컬러필터 기판용 모기판 중 어느 하나의 모기판에 액정을 적하하며, 다른 하나의 모기판에 실링재를 도포하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 액정이 적하된 모기판과 실링재가 도포된 한 쌍의 모기판을 합착하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.
  19. 제 8 항에 있어서, 상기 러빙이 끝난 어레이 기판용 모기판 및 컬러필터 기판용 모기판 중 어느 하나의 모기판에 스페이서를 형성하고, 다른 하나의 모기판에 실링재를 도포하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 스페이서가 형성된 모기판과 실링재가 도포된 한 쌍의 모기판을 합착하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 합착된 모기판을 다수개의 액정표시패널로 절단한 후 상기 액정표시패널에 액정을 주입하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.
  22. 몸체에 회전 가능하도록 부착되어 모기판에 스크라이브라인을 형성하는 절단 휠;
    상기 절단 휠과 몸체를 수용하는 홀더;
    상기 홀더가 부착되는 하우징; 및
    상기 하우징의 측면에 부착되어 상기 스크라이브라인에 스팀을 분사하는 스팀분사 장치를 포함하는 스크라이브 유닛.
  23. 제 22 항에 있어서, 상기 절단 휠은 수직크랙을 통해 모기판에 스크라이브라인을 형성하는 것을 특징으로 하는 스크라이브 유닛.
  24. 제 22 항에 있어서, 상기 스팀분사 장치는 상기 스크라이브라인에 스팀을 분사함으로써 상기 수직크랙의 정도를 진전시키는 한편 글라스의 깨짐을 통해 상기 모기판을 절단하는 것을 특징으로 하는 스크라이브 유닛.
  25. 제 22 항에 있어서, 스팀분사 장치는 상기 절단 휠의 후면에 위치하여 상기 절단 휠의 구동방향을 따라 상기 스크라이브라인에 스팀을 분사하는 것을 특징으로 하는 스크라이브 유닛.
  26. 제 22 항에 있어서, 상기 스팀분사 장치는
    물을 공급받는 급수관;
    상기 급수관을 통해 공급되는 물을 가열시켜 스팀을 발생시키는 가열부; 및
    상기 가열부에 의해 발생된 스팀을 모기판 표면에 분사하는 분사부로 이루어진 것을 특징으로 하는 스크라이브 유닛.
  27. 제 22 항에 있어서, 상기 스팀분사 장치 후면에 설치되어 건조 공기를 분사하는 에어 나이프를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 스크라이브 유닛.
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