KR20100137120A - 액정 표시 장치의 박리 유닛 및 이를 이용한 박리 방법 - Google Patents

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KR20100137120A
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Abstract

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 특히, 취성이 강한 편광판을 패널로부터 손상없이 박리할 수 있는 액정 표시 장치의 박리 유닛 및 이의 박리 방법에 관한 것으로, 본 발명의 액정 표시 장치의 박리 유닛은, 불량이 발생된 편광판을 표면에 포함한 액정패널을 흡착하는 스테이지와, 상기 스테이지의 양측에 위치하며, LM(linear Motion) 레일을 구비한 LM 가이드와, 상기 스테이지의 상측에 상기 스테이지와 이격하며, 상기 LM 가이드를 지나도록 운동하고, 그 내부에 편광판의 일코너를 잡아 고정시키는 클램핑부를 구비한 제 1 샤프트 및 상기 스테이지와 상기 제 1 샤프트 사이에, 상기 편광판을 감아 상기 제 1 샤프트로 상기 편광판의 방향을 전환하는 제 2 샤프트를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
박리유닛, 편광판, 샤프트, 꺽임각, 클램프(clamp)

Description

액정 표시 장치의 박리 유닛 및 이를 이용한 박리 방법{Detaching Unit for Liquid Crystal Display Device and Detaching Method Using the Same}
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 특히, 취성이 강한 편광판을 패널로부터 손상없이 박리할 수 있는 액정 표시 장치의 박리 유닛 및 이의 박리 방법에 관한 것이다.
최근의 정보화 사회에서 디스플레이(Display)는 시각정보 전달매체로서 그 중요성이 더한층 강조되고 있으며, 향후 주요한 위치를 점하기 위해서는 저소비전력화, 박형화, 경량화, 고화질화 등의 요건을 충족시켜야 한다.
이러한 디스플레이는 자체가 빛을 내는 브라운관(Cathode Ray Tube; CRT), 전계발광소자(Electro Luminescence; EL), 발광소자(Light Emitting Diode; LED), 진공형광표시장치(Vacuum Fluorescent Display; VFD), 전계방출디스플레이(Field Emission Display; FED), 플라스마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel; PDP) 등의 발광형과 액정표시장치(Liquid Crystal Display; LCD)와 같이 자체가 빛을 내지 못하는 비발광형으로 나눌 수 있다.
이 중, 액정표시장치는 액정의 광학적 이방성을 이용하여 이미지를 표현하는 장치로서, 기존의 브라운관에 비해 시인성이 우수하고 평균소비전력도 같은 화면크기의 브라운관에 비해 작을 뿐만 아니라 발열량도 작기 때문에 플라스마 디스플레이 패널이나 전계방출 디스플레이와 함께 최근에 차세대 표시장치로서 각광받고 있다.
일반적으로, 액정표시장치는 매트릭스(matrix) 형태로 배열된 화소들에 화상신호를 개별적으로 공급하여, 상기 화소들의 광투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 표시할 수 있도록 한 표시장치이다. 이를 위해 액정표시장치는 박막 트랜지스터가 배열된 하부기판과, 컬러필터가 형성되어 있는 상부기판이 액정층을 사이에 두고 합착된 구조로 되어 있다. 또한, 상기 하부 기판과 상부 기판 표면에는 각각 편광판이 형성되어, 투과 방향의 따라 차단 또는 투과를 조절한다.
이와 같이, 상부기판과 하부기판을 합착하여 하나의 액정표시패널을 제조하는 공정을 셀(cell)공정이라 한다. 상기 셀공정은 박막 트랜지스터가 배열된 하부기판과 컬러필터가 형성된 상부기판 상에 액정을 한 방향으로 배향시키기 위하여 배향막을 형성하는 배향공정과, 두 기판을 합착시켜 일정한 셀갭(Cell Gap)을 유지시키는 합착공정과, 상기 합착공정을 진행한 상하기판 사이에 액정을 주입하는 봉지공정과, 액정표시패널 단위로 분리하는 셀 절단공정을 진행한다.
이후, 액정표시패널의 앞면과 뒷면에 각각 상/하부 편광판을 부착시킨다. 편광판은 보호필름이 부착된 상태로 제작되고 흡착기 및 박리유닛을 통해 보호필름이 제거된 뒤 액정표시패널의 앞면 및 뒤면에 각각 부착된다.
현재 이러한 편광판은 부착 후에 불량이 발생하였을 경우, 비용 절감을 위해 수동 장비로 편광판 수리를 하고 있으며, 수리를 위하여는 편광판을 박리하는 공정이 필요하다.
그런데, 근래 액정패널의 모델에 적용하는 편광판은 취성(외부에서 힘을 가했을 때 소성 변형을 보이지 않고, 물체가 파괴되는 현상)(brittleness)이 강하여 일반적인 박리 방법을 통해 박리시 편광판에 손상이 일어나는 현상이 발생하였다.
도 1은 종래의 편광판 박리 유닛을 나타낸 사시도이며, 도 2는 종래의 편광판 박리 유닛을 나타낸 단면도이다.
도 1 및 도 2와 같이, 종래의 박리 유닛은, 흡착 스테이지(40) 상에 불량이 발생한 편광판(2b)이 위쪽으로 오도록 액정패널(10)을 장착한다.
이 때, 상기 액정 패널(10)은 서로 대향되며, 각각 박막 트랜지스터 어레이, 컬러 필터 어레이가 형성된 제 1, 제 2 기판(1a, 1b)와, 각각 제 1 기판(1a)과 제 2 기판(1b) 표면에 부착된 제 1 편광판(2a) 및 제 2 편광판(2b)이 형성되어 있다.
그리고, 클램프(30)에서 분기된 집게부(30a)가 편광판(2b)의 일코너부에 대응하여, 상기 편광판(2b)을 액정패널(10)로부터 분리시켜 잡아당겨 박리 공정을 진행한다.
그런데, 상기 박리되는 편광판(2b)의 취성이 강할수록, 상기 편광판(2b)은 박리 과정 중에 찢기거나 손상되는 등 파괴되어버리는 현상이 발생한다.
도 3a 내지 도 3c는 종래의 편광판 박리 유닛을 이용하여, 편광판 박리시 발생된 불량의 형태를 나타낸 사진이다.
즉, 도 3a와 같이, 편광판이 접히며 박리될 때, 접힌 부분에서 크랙이 발생 하거나, 도 3b 및 도 3c와 같이, 찢겨지는 등의 손상이 발생한다.
도 4a 및 도 4b는 종래의 편광판 박리 유닛을 이용하여, 편광판 박리시 힘의 방향과 힘이 집중되는 부위를 나타낸 개략도이다.
도 4a와 같이, 상기 액정패널(10a)로부터 편광판(2a 또는 2b)를 분리시 액정 패널(10a)의 일코너로부터 클램프로, 불량이 발생된 편광판(2a 또는 2b)을 들어올리며 대향코너쪽으로 잡아당기며 박리 공정이 진행된다. 이 경우, 일코너에서 박리가 시작되기에, 텐션(tension)이 균형을 이루지 않고, 클램프가 잡고 있는 편광판(2a 또는 2b)의 일코너와 이와 먼쪽과 가까운 부위간의 균형이 깨져버리는 현상이 발생한다.
또한, 도 4b와 같이, 상기 편광판(2a, 2b)를 클램프(30)를 통해 잡고 대향코너 쪽으로 잡아당기면, 들어올려진 편광판(2a, 2b)와 부착되어 있는 편광판의 부위간의 예리한 꺽임각이 발생되며, 이 부위에서 힘이 집중된다. 이에 의해 꺽임각이 발생된 부분에서 크랙이 발생된다.
즉, 종래의 편광판의 부착 후, 화상 검사에서 불량이 판단되면, 패널의 폐기를 방지하기 위해, 편광판의 박리를 하고 다시 재부착하는 수리 공정을 진행하였다. 그런데, 종래의 박리 유닛은, 취성이 강한 편광판에 이용시에는 꺽임각 부위에서 손상이 발생하거나 찢겨져 완전히 박리되지 않고 남아있는 문제점이 있었다. 특 히, 대면적으로 갈수록 일코너에서 클램프를 잡고 잡아당기는 방법으로는 영역별 텐션(tension)의 차가 심해 정상적으로 편광판의 박리가 용이치 않았다.
이와 같이, 편광판이 박리시 뜯겨져 패널에 남아있는 경우, 재박리는 더욱 힘들고, 불량이 발생된 편광판이 잔류하여 액정패널의 폐기가 불가하다. 따라서, 이를 방지하기 위한 새로운 박리 방법 및 박리 유닛의 필요성이 제기되었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 특히, 취성이 강한 편광판을 패널로부터 손상없이 박리할 수 있는 액정 표시 장치의 박리 유닛을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정 표시 장치의 박리 유닛은, 불량이 발생된 편광판을 표면에 포함한 액정패널을 흡착하는 스테이지;와, 상기 스테이지의 양측에 위치하며, LM(linear Motion) 레일을 구비한 LM 가이드;와, 상기 스테이지의 상측에 상기 스테이지와 이격하며, 상기 LM 가이드를 지나도록 운동하고, 그 내부에 편광판의 일코너를 잡아 고정시키는 클램핑부를 구비한 제 1 샤프트; 및 상기 스테이지와 상기 제 1 샤프트 사이에, 상기 편광판을 감아 상기 제 1 샤프트로 상기 편광판의 방향을 전환하는 제 2 샤프트를 포함하여 이루어진 것에 그 특징이 있다.
여기서, 상기 제 1 샤프트와 상기 제 2 샤프트는 서로 반대 방향으로 회전한다.
그리고, 상기 제 1 샤프트는 상기 편광판의 일코너를 잡아 고정시킨 후, 상 기 제 1 샤프트에 상기 편광판을 감아 박리를 수행하며, 상기 제 2 샤프트는 상기 편광판이 접하며 지나가도록 공회전한다.
그리고 또한, 상기 제 1, 제 2 샤프트는 원통형의 롤러 형상이다. 이 때, 상기 제 1 샤프트의 길이 방향은 상기 편광판의 대각선 길이보다 같거나 큰 것이 바람직하다.
또한, 동일한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 액정 표시 장치의 박리 방법은, 스테이지와, 상기 스테이지 양측에 구비된 LM 가이드와, 그 내부에 편광판의 일코너를 잡아주는 클램핑부를 구비한 제 1 샤프트와, 편광판이 접하여 지나가며 제 1 샤프트로 향하도록 방향을 틀어주는 제 2 샤프트를 포함한 박리 유닛을 준비하는 단계;와, 상기 스테이지 상에, 불량이 발생된 편광판을 표면에 포함한 액정패널을 장착하는 단계;와, 상기 스테이지를 소정 각 회전시켜, 상기 액정패널의 일코너 상의 편광판이 상기 제 1 샤프트의 클램핑부와 근접시키는 단계;와, 상기 액정패널의 일코너상의 편광판을 잡아, 상기 편광판이 상기 제 2샤프트를 지나 상기 제 1 샤프트의 상기 클램핑부에 걸어 고정시키는 단계; 및 상기 제 1, 제 2 샤프트를 회전시키며, 상기 제 1 샤프트에 상기 편광판을 감으며, 상기 편광판을 박리하는 단계를 포함하여 이루어진 것에 또 다른 특징이 있다.
또한, 상기 편광판의 박리는 상기 편광판의 대각선 방향으로 힘을 가하여 이루어진다.
본 발명의 액정 표시 장치의 박리 유닛 및 박리 방법은, 적어도 샤프트를 이용하여, 편광판을 감아가며 박리하게 되어, 라운드된 형상의 샤프트에 감기며 박리가 이루어져 편광판이 박리하는 부위에서 예리한 각이 조성되지 않게 되어, 편광판이나 액정 패널의 크랙을 방지할 수 있다.
또한, 샤프트의 길이 방향에서 균일한 힘이 편광판에 가해져서 텐션이 균일하게 편광판에 인가되어, 박리 속도를 빠르게나 느리게 적용하여도 모두 박리가 매끄럽게 이루어질 수 있다.
따라서, 박리가 NG 없이 용이하게 이루어질 수 있어, 편광판의 수리가 정상적으로 수행되어, 박리 과정 실패로 인한 액정 패널 폐기를 방지할 수 있게 된다.
이하, 상기와 같은 특징을 갖는 본 발명의 액정 표시 장치의 박리 유닛 및 이를 이용한 박리 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 5는 본 발명의 액정 표시 장치의 박리 유닛을 이용한 박리 방법을 나타낸 평면도이며, 도 6은 도 5의 힘의 작용을 나타낸 개략 단면도이다.
도 5 및 도 6과 같이, 본 발명의 액정 표시 장치의 박리 방법은, 박리시 각 부위별 텐션의 균형을 갖기 위해, 원통형의 제 1 샤프트(200)를 준비한 후, 편광판(210)의 일코너를 들어, 상기 제 1 샤프트(200)의 중심부 내측에 구비된 클래핑부(미도시)에 편광판(210)의 일코너를 걸어주어, 상기 편광판(210)을 제 1 샤프트(200)에 감아가는 방식으로 박리를 수행한다. 이 때, 박리 방향은 초기에 들어진 일코너부터 대향코너측으로 대각선 방향으로 진행한다.
여기서, 상기 제 1 샤프트(200)는 일종의 롤(roll)로, 일방향으로 긴 원통형의 형상을 갖는다. 이 경우, 상기 샤프트(200)는 단면상에서 원형인 것으로, 제 1 샤프트(200)의 길이는 적어도 상기 편광판(210)의 대각선의 길이 이상으로 하여 준비한다.
상기 편광판(210)은 상기 제 1 샤프트(200)에 구비된 클램핑부(미도시)에 일차로 걸린 후, 상기 제 1 샤프트(200)가 회전함에 따라, 상기 제 1 샤프트(200)에 감긴다. 이 경우, 도 6과 같이, 단면상으로 원형의 제 1 샤프트(200)는 편광판(210)과의 접촉부에서 적어도 원형(round)의 제 1 샤프트(200)만큼의 공간을 확보하기에, 접혀서 꺽이지 않고, 상기 제 1 샤프트(200)의 길이 방향을 따라, 균일한 힘이 상기 편광판(210)에 가해지기에, 특정 부위에 힘이 몰리지 않고, 상기 편광판(210)에 가해지는 힘에는 균형이 있게 된다. 이에 따라, 박리시 액정 패널(100a)로부터 상기 편광판(210)의 박리가 매끄럽게 이루어지게 된다.
도 7은 본 발명의 액정 표시 장치의 박리 유닛을 나타낸 사시도이며, 도 8은 도 7의 평면도이고, 도 9는 도 7의 단면도이다. 그리고, 도 10은 도 7의 제 1 샤프트를 상세하게 나타낸 도면이다.
도 7 및 도 9와 같이, 본 발명의 액정 표시 장치의 박리 유닛은, 스테이지(300)와, 상기 스테이지(300) 상에 놓여진 수리가 필요한 편광판을 상부표면으로 하여 로딩된 액정패널(205)과, 상기 액정 패널(205) 상측에 위치하며, 회전기능을 수행하여, 편광판(210)을 감아주는 제 1 샤프트(200)와 제 2 샤프트(220)을 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 제 1 샤프트(200)와, 제 2 샤프트(220)는 서로 반대 방향으로 회전하며, 상기 제 1 샤프트(200)는 그 자신이 회전하며, 상기 편광판(210)을 감아주는 역할을 하며, 상기 제 2 샤프트(220)는 공회전하며, 그 자신의 라운드 형상으로 인해 상기 제 2 샤프트(220)를 접하여 지나가는 편광판(210)이 예리하게 꺽이지 않고, 반대방향(상측의 제 1 샤프트(200)측)으로 향하도록 상기 편광판(210)의 방향을 바꾸어주는 역할을 한다.
상기 스테이지(300)는 모터를 포함하는 구동부(310)와, 상기 스테이지(300)에 액정패널(205)을 흡착하여 지지하는 기구부(320)와 연결되어 있다.
도 10과 같이, 상기 제 1 샤프트(200)는 그 내측에 편광판의 일코너를 잡아 고정시키는 클램핑부(203)이 구비되어 있으며, 상기 스테이지(300) 상을 움직이며, 액정패널(205) 상의 편광판(210)을 잡아당길 수 있도록 좌우 운동이 가능한 LM(Linear Motion) 가이드 (410a, 410b) 상을 지난다. 그리고, 상기 제 1 샤프트(200)는 회전 및 좌우 운동을 제어하는 샤프트 구동부(207)와 연결되어 있다.
상기 제 2 샤프트(220)는 공회전하는 구성부로, 상기 제 1 샤프트(200)와 함께 좌우 운동이 가능하도록 설계할 수도 있으며, 혹은 고정되어 있어 회전만 가능하도록 설계할 수도 있다.
최초 박리 작업시 작업자는 상기 액정패널(205)의 표면의 편광판의 일코너측을 뜯어내여, 이를 상기 제 2 샤프트(220)의 반회전하여 접하여 지나도록 하며, 상 기 제 1 샤프트(200)의 클램핑부(203)에 걸려지게 한다. 그런다음, 스테이지(300) 혹은 상기 제 1 샤프트(207)의 좌우 운동에 의해 편광판(210)의 박리를 수행한다.
상기 LM 가이드(410a, 410b)에는 상기 제 1 샤프트(207)가 이동할 수 있는 LM 레일(411, 412, 413, 414)이 구비되어 있다. 또한, 상기 LM 가이드(410a, 410b)는 상기 스테이지(300)에 대해 상하 대칭적으로 위치한 것으로, 이들은 LM 제어부(400)에 함께 연결되어 제어된다.
여기서, 상기 스테이지(300)는 액정 패널(205)이 로딩된 후 일코너부가 상기 제 1 샤프트(200)쪽으로 가깝게 일정각 틀어줄 수 있는 회전 운동이 가능하다. 그리고, 상기 제 1 샤프트(200)의 클램핑부(203)는 틀어진 스테이지(300) 상의 액정패널(205)의 일코너부에 근접하게 위치하도록 설계한다.
상술한 박리 방법 및 박리 유닛을 이용하여 수회 실험한 결과, 하기의 표 1과 같이, 박리 속도의 관계없이, 각각 CF(컬러 필터 어레이) 기판, TFT(박막 트랜지스터 어레이 기판에서의 각 편광판들이 뜯기거나 크랙없이 매끄럽게 박리됨을 확인할 수 있었다. 종래의 박리 방법에 의해서는 하기에 제시된 속도보다 느리게 하여도, 편광판이 받는 텐션의 불균일에 의해 뜯김현상이 심하여, 거의 모두 NG 로 판별되었었다. 따라서, 상술한 본 발명의 박리 방법 적용시 박리가 정상적으로 수행되어, 이후, 편광판의 수리가 오류없이 수행될 수 있게 된다.
박리속도 1.0m/min 1.8m/min
CF/TFT 구분 CF TFT CF TFT
#1 OK OK OK OK
#2 OK OK OK OK
#3 OK OK OK OK
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
도 1은 종래의 편광판 박리 유닛을 나타낸 사시도
도 2는 종래의 편광판 박리 유닛을 나타낸 단면도
도 3a 내지 도 3c는 종래의 편광판 박리 유닛을 이용하여, 편광판 박리시 발생된 불량의 형태를 나타낸 사진
도 4a 및 도 4b는 종래의 편광판 박리 유닛을 이용하여, 편광판 박리시 힘의 방향과 힘이 집중되는 부위를 나타낸 개략도
도 5는 본 발명의 액정 표시 장치의 박리 유닛을 이용한 박리 방법을 나타낸 평면도
도 6은 도 5의 힘의 작용을 나타낸 개략 단면도
도 7은 본 발명의 액정 표시 장치의 박리 유닛을 나타낸 사시도
도 8은 도 7의 평면도
도 9는 도 7의 단면도
도 10은 도 7의 제 1 샤프트를 상세하게 나타낸 도면
＊도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명＊
100: 액정패널 100a: 편광판 제거된 액정패널
200: 제 1 샤프트 203: 클램핑부
205: 액정패널 207: 제 1 샤프트 구동부
210: 박리 편광판 220: 제 2 샤프트
300: 스테이지 310: 기구부
320: 구동부 400: LM 제어부
410a, 410b: LM 가이드 411, 412, 413, 414: LM 레일

Claims (9)

  1. 편광판을 표면에 포함한 액정패널을 흡착하는 스테이지;
    상기 스테이지의 양측에 위치하며, LM(linear Motion) 레일을 구비한 LM 가이드;
    상기 스테이지의 상측에 상기 스테이지와 이격하며, 상기 LM 가이드를 지나도록 운동하고, 그 내부에 상기 편광판의 일코너를 잡아 고정시키는 클램핑부를 구비한 제 1 샤프트; 및
    상기 스테이지와 상기 제 1 샤프트 사이에, 상기 편광판을 감아 상기 제 1 샤프트로 상기 편광판의 방향을 전환하는 제 2 샤프트를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 박리 유닛.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 샤프트와 상기 제 2 샤프트는 서로 반대 방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 박리 유닛.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 샤프트는 상기 편광판의 일코너를 잡아 고정시킨 후, 상기 제 1 샤프트에 상기 편광판을 감아 박리를 수행하며, 상기 제 2 샤프트는 상기 편광판이 접하며 지나가도록 공회전하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 박리 유닛.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2 샤프트는 원통형의 롤러 형상인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 박리 유닛.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제 1 샤프트의 길이 방향은 상기 편광판의 대각선 길이보다 같거나 큰 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 박리 유닛.
  6. 스테이지와, 상기 스테이지 양측에 구비된 LM 가이드와, 그 내부에 편광판의 일코너를 잡아주는 클램핑부를 구비한 제 1 샤프트와, 편광판이 접하여 지나가며 제 1 샤프트로 향하도록 방향을 틀어주는 제 2 샤프트를 포함한 박리 유닛을 준비하는 단계;
    상기 스테이지 상에, 불량이 발생된 편광판을 표면에 포함한 액정패널을 장착하는 단계;
    상기 스테이지를 소정 각 회전시켜, 상기 액정패널의 일코너 상의 편광판이 상기 제 1 샤프트의 클램핑부와 근접시키는 단계;
    상기 액정패널의 일코너상의 편광판을 잡아, 상기 편광판이 상기 제 2샤프트를 지나 상기 제 1 샤프트의 상기 클램핑부에 걸어 고정시키는 단계;
    상기 제 1, 제 2 샤프트를 회전시키며, 상기 제 1 샤프트에 상기 편광판을 감으며, 상기 편광판을 박리하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 박리 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제 1 샤프트와 상기 제 2 샤프트는 서로 반대 방향으로 회전시키는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 박리 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제 1 샤프트는 상기 편광판의 일코너를 잡아 고정시킨 후, 상기 제 1 샤프트에 상기 편광판을 감아 박리를 수행하며, 상기 제 2 샤프트는 상기 편광판이 접하며 지나가도록 공회전하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 박리 방법
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 편광판의 박리는 상기 편광판의 대각선 방향으로 힘을 가하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 박리 방법.
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