KR20100001354U - 소형 액정패널 글라스 절단용 스크라이빙 시스템 - Google Patents

Abstract

본 고안은 소형 액정패널 글라스 절단공정의 시스템에 관한 것이다. 액정패널 글라스의 절단공정은, 스크라이버 공정을 통해 절단함으로써 이루어진다. 기존에는 원판 액정패널 상태에서 액정을 도포하는 방식이 아닌 스틱 모양의 액정패널로 절단하여 액정을 주입하였기 때문에 1차 스크라이빙, 액정주입, 2차 스크라이빙을 하는 공정을 통해 액정셀을 제작하여 생산비용이 증가하고, 작업 공수가 많아 불량률이 증가하는 문제점이 있었다.

상기 문제점을 해결하기 위해 2대의 스크라이버와 반전기, 2대의 이재기로 이루어진 시스템으로 '

' 모양으로 구성된다. 이렇게 구성된 스크라이빙 시스템은 1차, 2차 스크라이빙 작업을 동시에 시행하여, 공정을 단순하게 하는 특징이 있고, 또한 작업 공간을 효율적으로 사용 가능하고, 배치 인원수를 줄일 수 있는 장점이 있다. 상기와 같이 1차, 2차 스크라이빙 작업을 동시에 시행할 수 있는 큰 원인은 액정주입 방식이 ODF(One Drop Filling)방식으로 변경되어 원판 액정패널 글라스에 액정을 도포하여 합착하는 방식으로 발전하였기 때문이다.

스크라이버 , 액정패널, 시스템

Description

소형 액정패널 글라스 절단용 스크라이빙 시스템{Scribing System for Small Size Liquid Crystal Panel Glass Cutting}

본 고안의 기술분야는 액정패널을 제작하기 위한 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 액정패널 글라스를 절단하는 스크라이빙 시스템에 관한 것이다.

2장의 글라스를 기판을 접합시키는 소형 액정패널은 휴대폰등에 사용이 급격히 증가하고 있다. 소형 액정패널은 두께(0.8mm ~ 0.2mm)가 얇고 가벼운 영상 표시 장치를 말한다. 이러한 액정패널을 사용하는 장치는 대표적으로, LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), FED(Field Emission Display), OELD(Orgarnic Light Emission Display) 등이 있으며, 그 구조 및 제조 방법은 각 종류마다 약간씩 다르다.

일례로 LCD 패널을 기준으로 설명하면, 그 구조는 크게 TFT(Thin Film Transistor, 박막트랜지스터)가 형성되어 있는 하부 글라스 기판, CF(Color Filter)가 형성되어 있는 상부 글라스 기판, 그리고 그 사이에 액정을 주입한 구성으로 되어있다. 상기 TFT는 전기적 신호를 전달 및 제어하는 역활을 하고, 액정은 인가된 전압에 따라 분자구조를 달리하여 빛의 투과를 제어하고, 이렇게 제어된 빛은 CF를 통과하면서 원하는 색과 영상으로 나타난다.

TFT 공정은 LCD 패널의 기본적이며 핵심적인 공정으로, 스위칭 소자인 TFT 및 액정을 구동하는 전극을 형성하는 공정이다. 이 제조공정은 반도체 제조 공정과 매우 유사하게, 증착, 사진 및 식각 공정을 반복하여 하부 글라스 기판에 TFT를 배열 및 형성한다. 사진 및 식각 공정은 CF 공정에도 유사한 패턴 공정이 필요하다.

한편, LCD는 PDP나 OLED처럼 각 셀이 스스로 발광하는 것이 아니라 백라이트에서 나오는 일정한 빛을 각 셀에 있는 액정의 분자구조을 조절하여 빛의 밝기를 조절한다. 백라이트 자체는 백색광이므로 액정의 분자구조의 변화시켜 빛의 양을 조절하지만 색을 구현하기 위한 적, 녹, 청으로 만들기 위해서 CF가 중요한 역활을 하게 된다. 이러한 CF는 LCD 패널의 상판에 위치하며 TFT 공정과는 별도의 공정을 통해 만들어진다. CF공정에서도 앞서 설명했던 사진 및 식각 공정이 필요하다.

그리고, 셀 공정은 CF 공정과 TFT 공정에서 만들어진 2개의 글라스 기판을 서로 합착하고 절단하는 공정으로 기존에는 원판 셀을 스틱 셀 형태로 만들어 액정을 주입하고 다시 셀로 절단하였다.

그러나 현재는 CF 공정과 TFT 공정에서 만들어진 2개의 글라스 기판을 합착하지건 액정을 도포하고 합착한 원판 셀을 에칭하여 0.8mm ~ 0.2mm로 에칭한 후 셀로 절단한다.

앞서 전술한 바와 같은 LCD 패널 제조공정 중 셀 공정은 TFT 공정과 CF 공정을 거친 TFT 글라스 기판과 CF 글라스 기판을 정밀하게 합착시키는 합착공정을 거쳐 합착된 기판을 액정셀로 절단하는 절단공정이 이루어지는데, 이때 합착된 기판을 절 단하는 장치가 액정패널 글라스 절단 장치인 스크라이버이다.

이하, LCD 액정패널 원판 글라스를 단위 액정셀 글라스로 절단하는 종래 공정 시스템을 도면을 통해 설명한다.

도 1은 종래의 원판 액정패널 글라스(10)를 절단하여 액정셀(30)로 분리하는 원판 액정 글라스의 공정도이다. 원판 액정패널 글라스(10)를 스크라이버 위에 위치시키고, 원판 액정패널 글라스(10)를 X축 방향으로 스크라이빙 하게 되면 상부면에 절단선이 형성된다. 이렇게 형성되어진 원판 액정패널 글라스(10)를 반전기가 반전하여 하부면에 X축 방향으로 스크라이빙하여 절단선을 형성하고 절단하면 스틱 액정패널 글라스(20)형태로 분리된다. 이렇게 형성된 스틱 액정패널 글라스(20)에 액정을 주입하고, 액정이 주입된 스틱 액정패널 글라스(20)를 작업자가 다시 스크라이버 장비 위에 위치시키고 상부면을 Y축으로 스크라이빙하여 절단선을 형성하고, 다시 작업자가 반전시켜 하부면을 스크라이빙하여 절단선을 형성하여 절단하면 단위 액정셀 글라스로(30) 분리된다. 종래의 스크라이빙 기술로서는 액정 주입전 1차 스크라이버 작업과 액정 주입 후 2차 스크라이버 작업을 수행하기 때문에 생산비용이 증가하고, 작업 공수가 많아 공정시간이 늘어나고, 작업자가 수작업으로 스틱 액정패널(20)을 위치시키기 때문에 단위 액정셀 글라스(30)에 스크래치, 이물등의 불량이 발생하게 된다.

본 고안은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 종래의 스크라이빙 기술로서는 액정 주입전 1차 스크라이버 작업과 액정 주입 후 2차 스크라이버 작업을 수행하기 때문에 생산비용이 증가하고, 작업 공수가 많아 공정시간이 늘어나고, 작업자가 수작업으로 스틱 액정패널(20)을 위치시키기 때문에 단위 액정셀 글라스(30)에 스크래치, 이물등의 불량이 발생하는 것을 해결하기 위해 2대의 스크라이버와 반전기, 2대의 이재기로 이루어진 '

' 모양의 시스템으로 구성하여, 1차, 2차 스크라이버 작업을 동시에 수행하여 자동으로 원판 액정패널 글라스(10)를 바로 셀 단위의 액정셀(30)로 분리하고자 한다.

과제 해결을 위한 본 고안의 특징은 ODF 방식으로 액정을 도포하기 때문에 액정이 도포된 상태로 원판 액정 글라스(10)가 제작되어 원판 액정패널 글라스(10)를 X,Y축 방향으로 스크라이빙하여 절단선이 형성 가능하게 되었다.

따라서, 2대의 스크라이버와 2대의 이재기, 반전기로 이루어진 '

' 모양의 시스템으로 구성하여, 1호 스크라이버는 원판 액정패널 글라스(10)의 상부면을 X,Y축 방향으로 절단하고, 반전기와 이재기를 통하여 하부면이 위로 향하게 한 다음, 2호 스크라이버에 위에 자동으로 위치시킨다. 2호 스크라이버 역시 하부면을 X, Y축 방향으로 절단하게 되며, 이렇게 절단된 원판 액정패널 글라스(10)는 바로 셀 단위의 액정셀(30)로 분리된다.

위에서 상술한 '

' 모양의 스크라이버 시스템을 이용하여 액정패널 글라스를 절단하면, 작업공간을 효율적으로 사용할 수 있고, 작업 배치 인원수를 줄일수 있는 장점이 있다. 그리고 1,2차 스크라이버 공정을 한꺼번에 수행하기 때문에 절단 공정수가 감소하여 생산시간이 감소하게 되며, 액정패널 글라스의 핸들링 감소로 불량을 최소화하여 제조 수율 및 제조단가를 낮추는 효과를 얻을 수 있어 경쟁력을 갖출 수 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

도 2는 이 고안의 실시예에 따른 플로우 차트이고 도 3은 플로우 차트에 따른 '

' 모양의 스크라이버 시스템 개념도이다.

도 3에서 도시되어 있듯이, 원판 액정패널 글라스(10)는 1호 스크라이버 스테이지에 흡착되어 고정된다. 이렇게 고정된 원판 액정패널 글라스(10)의 상부면을 1호 스크라이버가 Y축 방향으로 스크라이빙한 후 스테이지가 90도로 회전을 하고 다시 Y축 방향으로 스크라이빙하게 된다. 이렇게 스크라이빙 되어진 원판 액정패널 글라스(10)의 상부면은 X,Y축 방향으로 절단선이 형성되어진다.

상기와 같이 X,Y축 방향으로 절단선이 형성된 원판 액정패널 글라스(10)는 반전기 영역으로 이송되고, 반전기의 흡착테이블에 흡착되어 180도로 반전된다. 반전된 원 판 액정패널 글라스(10)는 1호 이재기에 의해 2호 스크라이버 스테이지로 이송되고, 2호 스크라이버 스테이지에 흡착되어진다. 이렇게 반전되어 흡착되어진 원판 액정패널 글라스(10)는 2호 스크라이버로 이송되어 하부면을 Y축 방향으로 스크라이빙한 후 스테이지가 90도로 회전을 하고 다시 Y축 방향으로 스크라이빙하게 된다. 이렇게 스크라이빙 되어진 원판 액정패널 글라스(10)의 하부면 역시 X,Y축 방향으로 절단선이 형성된다.

상기와 같이 상하부면이 절단된 원판 액정패널 글라스(10)는 2호 스크라이버 스테이지에 의해 2호 이재기 영역으로 이송되고, 2호 이재기에 의해 분리 테이블로 수송되어 단위 액정셀(30)으로 나누어 지며 작업이 완료된다.

상기와 같은 작업을 '

' 모양의 스크라이버 시스템을 구성하는 이유는 최소한의 공간과 최소인원으로 최대 효율을 나타내는 최적의 시스템이기 때문이다.

도 4에서는 앞서 설명한 '

' 모양의 스크라이버 시스템 개념도에서 반전기 영역에서 반전되는 구동원리를 나타내기 위한 반전기의 평면도 및 정면도이다.

첨부한 도 4에 도시되어 있듯이, 반전기는 중심축으로 모터(1), 지지블럭(2), 샤프트(3)로 구성되어 있고, 반전테이블(4)은 실린더(5), 실린더 고정블럭(6), 볼부쉬(7), 볼부쉬 고정블럭(8) 반전 시스템에 부착되어 있다.

앞서 설명한 스크라이버 시스템에서 원판 액정패널 글라스(10)가 반전기 영역으로 이송되면 실린더(5)와, 볼부쉬(7)에 의해 반전테이블(4)이 하강하여 원판 액정패널 글라스(10)를 흡착하게 된다. 원판 액정패널 글라스(10)를 흡착후 다시 원래 위치 로 이동하여, 모터(1), 지지블럭(2), 샤프트(3)로 구성된 반전축을 중심으로 원판 액정패널 글라스(10)를 반전시킨다. 이렇게 반전된 원판 액정패널 글라스(10)는 이재기에 의해 이송되게 된다.

도 5에서는 앞서 설명한 '

' 모양의 스크라이버 시스템 개념도에서 원판 액정패널 글라스(10)를 반전기 영역에서 2호 스크라이버 스테이지로 이송과 동시에 2호 스크라이버 스테이지에서 분리테이블 영역으로 이송하는 구동원리를 나타내기 위한 2대로 구성된 동시구동 방식 이재기의 평면도 및 정면도이다.

첨부한 도 5에 도시되어 있듯이, 이재기는 직교로봇(11)롸 LM가이드(12)에 의해 왕복 운동하게 된다. 그리고 동기구동축(13)에 의해 2대의 이재기는 동기구동한다. 이재기 플레이트(21) 가운데 모터(14)가 모터 고정블럭(17)에 의해 연결되어 있고, 모터(14)와 풀리(15)가 밸트(16)로 연결되어 있어, 동작시 볼스크류(18)에 의해 이재기 흡착테이블(19)이 상하운동을 한다. 안정적인 상하운동을 위해 이재기 플레이트(21) 모서리 부분에 볼부쉬(22)가 위치하고, 볼부쉬(22)는 볼부쉬 가이드 블럭(23)에 의해 고정되어 있다. 이재기 흡착테이블(19)은 볼부쉬 고정블럭(24)과 볼스크류 고정블럭(25)에 의해 이재기 흡착테이블(19)에 연결되어 있는 구조로 되어있다.

앞서 설명한 스크라이버 시스템에서 반전기 시스템에 의해 원장 액정패널 글라스(10)가 반전되었을때, 이재기가 반전된 원장 액정패널 글라스(10) 위로 위치한 다음, 1호 이재기 흡착테이블(19)이 하강하여 원판 액정패널 글라스(10)를 흡착하여 2호 스크라이버 영역으로 이송한다. 동시에 2호 이재기에서는 2호 스크라이버 에서 스크라이빙이 끝난 원판 액정패널 글라스(10)를 분리 테이블 영역으로 이송하게 된다.

위에서 상술한 본 고안의 반전기, 이재기를 이용하여 '

' 모양의 스크라이버 시스템으로 글라스를 절단하면, 작업공간을 효율적으로 사용할 수 있고, 작업 배치 인원수를 줄일 수 있는 장점이 있고 공정수가 감소하여 생산시간이 감소하게 되며, 액정패널 글라스의 핸들링 감소로 불량을 최소화하여 제조 수율 및 제조단가를 낮추는 효과를 얻을 수 있어 경쟁력을 갖출 수 있다.

도 1은 종래의 원판 액정패널 글라스를 절단하여 액정셀로 분리하는 공정도,

도 2는 본 고안의 실시예에 따른 플로우 차트,

도 3은 '

' 모양의 스크라이버 시스템 개념도,

도 4는 본 고안에 의한 반전기의 평면도 및 정면도,

도 5는 본 고안에 의한 이재기의 평면도 및 정면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 모터 2: 지지블럭

3 : 샤프트 4: 반전 테이블

10 : 원판 액정패널 글라스 11 : 직교로봇

12 : LM가이드 13 : 동기구동축

14 : 모터 118 : 볼스크류

19 : 이재기 흡착테이블 20 : 스틱 모양의 액정패널 글라스

30 : 액정셀

Claims (3)

1. 2대의 스크라이버와 2대의 이재기, 반전기로 이루어진 스크라이빙 시스템으로 1호 스크라이버에서 반전기로, 반전기에서 1호 이재기로, 1호 이재기에서 2호 스크라이버로, 2호 스크라이버에서 2호 이재기로, 2호 이재기에서 분리 테이블로 스크라이빙 시스템의 흐름이 '

   

   ' 모양으로 구성된 스크라이빙 시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 반전 테이블이 실린더와 볼부쉬에 의해 상하수직운동을 하여 원판 액정패널 글라스를 흡착하여 모터, 지지블럭, 샤프트로 구성되어 있는 중심축으로 원판 액정패널 글라스를 반전하는 반전기 시스템.
3. 제 1 항에 있어서, 동기 구동축에 의해 연결된 2대의 이재기가 동시에 반전기 영역과 2호 스크라이버 영역에서 모터와 볼스크류, 볼부쉬에 의해 상하수직운동을 하여 이재기 흡착테이블이 원판 액정패널 글라스를 흡착하고, 직교로봇과 LM가이드에 의해 2호 스크라이버 영역과 분리 테이블 영역으로 이송하는 이재기 시스템

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