KR20140049305A - 디스플레이 패널의 편광필름 가공장치 및 방법 - Google Patents

디스플레이 패널의 편광필름 가공장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

디스플레이 패널의 편광필름 가공장치 및 방법이 개시된다. 디스플레이 패널에 부착된 편광필름을 가공하는 장치로서, 가공 테이블에 적재된 디스플레이 패널에 부착된 편광필름에 레이저를 조사하여 절단선을 가공하는 레이저 가공 유닛 및 상기 디스플레이 패널을 검사 테이블로 픽업 이송하고, 복귀할 때 상기 절단선의 외측에 해당하는 상기 편광필름의 더미부분을 그립하여 분리시키는 픽업 앤 스크랩 유닛을 포함하는 편광필름 가공장치에 의하면, 레이저 가공에 의해 생성되는 디스플레이 패널의 편광필름의 더미부분을 제거하는 그립 기능을 픽커에 추가 구현함으로써 전체 공정의 택타임을 절감하고 생산 능력을 향상시키는 것이 가능하다.

Description

디스플레이 패널의 편광필름 가공장치 및 방법{Polarization film cutting device of display panel and method thereof}
본 발명은 디스플레이 패널의 편광필름 가공장치 및 방법에 관한 것이다.
액정 디스플레이(LCD: Liquid Crystal Display) 패널은 액정의 광학적 이방성과 분극 성질을 이용한 장치로서, 인가전압에 따른 액정 분자의 배열 방향 조절에 의해 변화하는 액정 투과도를 이용하여 여러 전기적인 정보를 시각적인 정보로 변환하여 전달하는 디스플레이 장치이다. 액정 디스플레이 패널은 동작전압이 낮아 소비전력이 작고 휴대용으로 사용될 수 있다는 점에서 최근 TV, 모니터, 터치스크린, 스마트폰, 태블릿 PC 등에서 널리 사용되고 있다.
종래에는 이와 같은 액정 디스플레이 패널이 디스플레이 장치로 이용될 수 있도록 패널을 수용하면서 그 외곽을 보호하고 외부 장치(예를 들면, 전원 공급 장치, 제어 장치 등)와의 전기적 연결을 돕는 프레임이 장착되었다. 따라서, 액정 디스플레이 패널은 직사각형 형상을 가지면 충분하였으며, 프레임의 존재로 인해 패널 자체에 대하여 필요로 하는 강성 역시 높지 않았다.
하지만, 최근 제한된 제품 규격 내에서 최대한 넓은 화면 표시 영역을 확보하기 위해 프레임이 생략되거나 최소화되고 있어 액정 디스플레이 패널 자체가 종래의 프레임 기능까지 겸비할 필요성이 대두되고 있다. 즉, 액정 디스플레이 패널에 대해서도 강성이 강화되도록 하는 에지 연마가 수행될 필요가 있으며, 액정 디스플레이 패널의 외측 모서리 부분(이웃하는 에지가 만나는 부분)에 대해서도 종전의 모따기(코너컷) 대신에 제품의 형상에 맞는 곡선 가공 등을 통해 액정 디스플레이 패널이 이형(異形)을 가질 수 있도록 할 필요가 있다.
또한, 액정 디스플레이 패널의 일측 에지에는 외부 장치와의 전기적 연결을 통해 각 화소의 동작 여부 및 동작 정도를 결정하는 전기적 신호를 받아들일 수 있도록 TFT 기판의 일부분이 CF 기판과 중첩되지 않아 전기적 신호의 경로가 되는 패턴이 외부에 오픈되는 패드(Pad)부가 형성되어 있게 된다.
도 1은 액정 디스플레이 패널의 평면도 및 측면도이다.
도 1을 참조하면, 액정 디스플레이 패널(1)의 일측(도면에서는 하측) 에지에는 패드부(30)가 형성되어 있어 CF 기판(10)에 의해 덮여 있지 않은 TFT 기판(20)의 일부 영역이 오픈된 상태에 있으며, 나머지 에지들에는 넌패드(NonPad)부가 형성되어 있어 TFT 기판(20)이 CF 기판(10)에 의해 덮여 있는 상태에 있다. 즉, 액정 디스플레이 패널(1)의 에지(edge)는 하나의 패드부와 세 개의 넌패드부로 이루어지게 된다.
이러한 액정 디스플레이 패널(1)에 대해서는 종전과 달리 패드부를 덮지 않으면서 넌패드부만을 덮는 편광필름(30)을 부착함으로써 액정 디스플레이 패널(1)에 대해서 그 유효 면적을 최대로 할 필요가 있다.
한국공개특허공보 제10-2000-0038529호에는 편광판이 부착된 합착 기판의 절단을 레이저로 행하고 절단된 기판의 절단면을 레이저를 이용하여 완곡하게 하는 기술이 개시되어 있다. 하지만, 이처럼 레이저 절단을 선 수행한 후 편광판을 후 부착하는 것은 편광판에 대한 별도 가공이 요구되는 한계가 있으며, 편광필름을 가공한 이후 부착하는 것보다는 액정 디스플레이 패널(1)에 편광필름(30)을 부착한 이후 레이저를 이용하여 넌패드부를 따라 규정된 크기로 자르는 것이 유리한 점이 있다.
또한, 생산 라인의 생산능력에 따라 편광필름 가공장치가 다수의 레이저 및 다수의 테이블로 구성되거나 하나의 테이블에 종속됨으로써 전체 택타임(tact time)이 저하되는 문제점이 있어 이를 개선할 필요가 있는 실정이다.
한국공개특허공보 제10-2000-0038529호
본 발명은, 레이저 가공에 의해 생성되는 디스플레이 패널의 편광필름의 더미부분을 제거하는 그립 기능을 픽커에 추가 구현함으로써 전체 공정의 택타임을 절감하고 생산 능력을 향상시키는 것이 가능한 디스플레이 패널의 편광필름 가공장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 디스플레이 패널에 부착된 편광필름의 가공, 더미부분의 제거, 검사 공정이 반복적으로 연속 수행되도록 기능적으로 테이블을 분리 구성하고 변경 픽커를 이용하여 테이블 사이에서 편광필름이 부착된 디스플레이 패널이 원활히 이송되도록 하여 시간적 가공능력을 향상시키고 장비의 비용 절감이 가능한 디스플레이 패널의 편광필름 가공장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 디스플레이 패널에 부착된 편광필름을 가공하는 장치로서, 가공 테이블에 적재된 디스플레이 패널에 부착된 편광필름에 레이저를 조사하여 절단선을 가공하는 레이저 가공 유닛; 및 상기 디스플레이 패널을 검사 테이블로 픽업 이송하고, 복귀할 때 상기 절단선의 외측에 해당하는 상기 편광필름의 더미부분을 그립하여 분리시키는 픽업 앤 스크랩 유닛을 포함하는 편광필름 가공장치가 제공된다.
상기 픽업 앤 스크랩 유닛은, 상기 디스플레이 패널을 상기 검사 테이블로 픽업 이송하는 이송 픽커와, 상기 편광필름의 더미부분을 그립하고 상기 이송 픽커가 복귀할 때 상기 더미부분을 상기 절단선을 따라 분리시키는 스크랩 그립퍼를 포함할 수 있다.
상기 가공 테이블과 상기 검사 테이블 사이에 위치하며, 상기 더미부분을 수거하는 스크랩 수거부를 더 포함하되, 상기 스크랩 그립퍼는 상기 이송 픽커가 복귀할 때 상기 스크랩 수거부의 상부에서 상기 더미부분의 그립을 해제할 수 있다.
외부에서 투입된 상기 디스플레이 패널을 로딩하는 정렬 테이블로부터 상기 가공 테이블로 픽 앤 플레이스(pick and place) 동작을 수행하여 상기 디스플레이 패널의 적재 테이블을 교체하는 변경 픽커를 더 포함하되, 상기 변경 픽커가 상기 디스플레이 패널을 이송하거나 또는 상기 정렬 테이블과 상기 가공 테이블은 상기 변경 픽커의 하부에 시간적으로 구분되어 진입할 수 있다.
상기 정렬 테이블 상에 로딩된 상기 디스플레이 패널을 촬영하고, 생성된 영상 데이터를 분석하여 상기 디스플레이 패널의 정렬 상태를 확인하며, 확인 결과 적재 오차가 있는 경우 상기 가공 테이블 및 상기 레이저 가공 유닛의 동작을 제어하는 정렬 데이터를 제공하는 정렬 비젼 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 검사 테이블 상에 로딩된 상기 디스플레이 패널을 촬영하고, 생성된 영상 데이터를 분석하여 상기 디스플레이 패널 및 상기 디스플레이 패널에 부착된 편광필름의 가공 상태 및 손상 유무 중 적어도 하나를 확인하는 검사 비젼 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 편광필름은 상기 디스플레이 패널의 유효면적 이상의 크기를 가질 수 있다.
한편 본 발명의 다른 측면에 따르면, 편광필름 가공장치에서 디스플레이 패널에 부착된 편광필름을 가공하는 방법으로서, (a) 레이저 가공 유닛에 의해 가공 테이블에 적재된 디스플레이 패널에 부착된 편광필름에 레이저를 조사하여 절단선을 가공하는 단계; (b) 픽업 앤 스크랩 유닛에 의해 상기 디스플레이 패널을 검사 테이블로 픽업 이송하는 단계; 및 (c) 상기 픽업 앤 스크랩 유닛이 복귀할 때 상기 절단선의 외측에 해당하는 상기 편광필름의 더미부분을 그립하여 분리시키는 단계를 포함하는 편광필름 가공방법이 제공된다.
상기 단계 (b)는 상기 디스플레이 패널을 상기 검사 테이블로 픽업 이송하는 이송 픽커에 의해 수행되고, 상기 단계 (c)는 상기 편광필름의 더미부분을 그립하고 상기 이송 픽커가 복귀할 때 상기 더미부분을 상기 절단선을 따라 분리시키는 스크랩 그립퍼에 의해 수행되되, 상기 이송 픽커와 상기 스크랩 그립퍼는 함께 이동할 수 있다.
(d) 상기 스크랩 그립퍼는 상기 이송 픽커가 복귀할 때 스크랩 수거부의 상부에서 상기 더미부분의 그립을 해제하는 단계를 더 포함하되, 상기 스크랩 수거부는 상기 가공 테이블과 상기 검사 테이블 사이에 위치하며, 상기 더미부분을 수거할 수 있다.
상기 단계 (a) 이전에, (A) 변경 픽커에 의해 외부에서 투입된 상기 디스플레이 패널을 로딩하는 정렬 테이블로부터 상기 가공 테이블로 픽 앤 플레이스 동작을 수행하여 상기 디스플레이 패널의 적재 테이블을 교체하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 단계 (A) 이전에, 상기 정렬 테이블 상에 로딩된 상기 디스플레이 패널을 촬영하는 단계; 생성된 영상 데이터를 분석하여 상기 디스플레이 패널의 정렬 상태를 확인하는 단계; 및 확인 결과 적재 오차가 있는 경우 상기 가공 테이블 및 상기 레이저 가공 유닛의 동작을 제어하는 정렬 데이터를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 검사 테이블 상에 로딩된 상기 디스플레이 패널을 촬영하는 단계; 및 생성된 영상 데이터를 분석하여 상기 디스플레이 패널 및 상기 디스플레이 패널에 부착된 편광필름의 가공 상태 및 손상 유무 중 적어도 하나를 확인하는 단계를 더 포함할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 레이저 가공에 의해 생성되는 디스플레이 패널의 편광필름의 더미부분을 제거하는 그립 기능을 픽커에 추가 구현함으로써 전체 공정의 택타임을 절감하고 생산 능력을 향상시키는 것이 가능한 효과가 있다.
디스플레이 패널에 부착된 편광필름의 가공, 더미부분의 제거, 검사 공정이 반복적으로 연속 수행되도록 기능적으로 테이블을 분리 구성하고 변경 픽커를 이용하여 테이블 사이에서 편광필름이 부착된 디스플레이 패널이 원활히 이송되도록 하여 시간적 가공능력을 향상시키고 장비의 비용 절감이 가능한 효과가 있다.
도 1은 액정 디스플레이 패널의 평면도 및 측면도,
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 패널의 편광필름 가공장치의 사시도,
도 2b는 픽업 앤 스크랩 유닛의 확대 사시도,
도 2c는 도 2a의 A 부분의 확대도,
도 3은 도 2a에 도시된 디스플레이 패널의 편광필름 가공장치의 평면도,
도 4는 픽업 앤 스크랩 유닛의 정면도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 편광필름 가공방법을 나타낸 순서도.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
또한, 명세서에 기재된 "…부", "…유닛" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한, 각 도면을 참조하여 설명하는 실시예의 구성 요소가 해당 실시예에만 제한적으로 적용되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상이 유지되는 범위 내에서 다른 실시예에 포함되도록 구현될 수 있으며, 또한 별도의 설명이 생략될지라도 복수의 실시예가 통합된 하나의 실시예로 다시 구현될 수도 있음은 당연하다
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 패널의 편광필름 가공장치의 사시도이고, 도 2b는 픽업 앤 스크랩 유닛의 확대 사시도이며, 도 2c는 도 2a의 A 부분의 확대도이고, 도 3은 도 2a에 도시된 디스플레이 패널의 편광필름 가공장치의 평면도이며, 도 4는 픽업 앤 스크랩 유닛의 정면도이다.
도 2a 내지 도 4를 참조하면, 편광필름 가공장치(100), 정렬 테이블(110), 정렬 비젼 유닛(120), 변경 픽커(130), 가공 테이블(140), 레이저 가공 유닛(150), 픽업 앤 스크랩 유닛(160), 이송 픽커(162), 스크랩 그립퍼(164), 스크랩 수거부(180), 검사 테이블(170), 검사 비젼 유닛(190), 디스플레이 패널(1), 제1 이송라인(101), 제2 이송라인(102)이 도시되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 패널의 편광필름 가공장치(100)는 레이저 가공을 통해 디스플레이 패널에 부착된 편광필름을 규정된 형상 및/또는 크기로 절단한 이후 디스플레이 패널을 이송함과 동시에 절단에 의해 생성된 편광필름의 더미부분(스크랩)을 제거하는 것이 가능하여 전체 공정의 택타임을 단축시킨 것을 특징으로 한다.
이하, '디스플레이 패널'은 액정 디스플레이(LCD) 패널 혹은 유기 발광 다이오드 (OLED) 패널과 같이 평판형의 디스플레이 용도로 사용되는 패널로서, 도 1에 도시된 것과 같이 디스플레이 패널의 유효면적 이상의 크기를 가지는 편광필름이 부착되어 있어 유효면적 이외의 부분에 대해서는 절단될 필요가 있는 평판형의 판재를 의미하는 용어로 사용한다.
본 실시예에서 편광필름 가공장치(100)는, 도 2에 도시된 것처럼, 가공 테이블(140) 상에 적재된 디스플레이 패널(1)에 부착된 편광필름을 규정된 형상 및/또는 크기로 절단하는 레이저 가공 유닛(150)과, 편광필름의 절단이 완료된 디스플레이 패널(1)을 가공 테이블(140)에서 검사 테이블(170)로 이송하고 복귀하는 과정 중에 편광필름의 더미부분을 그립하여 제거하는 픽업 앤 스크랩 유닛(160)을 기본 골격으로 한다. 이 외에 편광필름이 부착된 디스플레이 패널(1)이 투입된 이후 이를 정렬하기 위한 정렬 비젼 유닛(120) 및/또는 편광필름의 가공 및 더미부분의 제거가 완료된 디스플레이 패널(1)을 검사하는 검사 비젼 유닛(190)이 편광필름 가공장치(100)에 더 포함될 수도 있다.
본 실시예에 따른 편광필름 가공장치(100)는 투입영역(A1), 변경영역(A2), 가공영역(A3), 검사영역(A4), 배출영역(A5)으로 구분되어, 3개의 테이블(110, 140, 170)이 소정의 영역 내에 배치되고 복수의 영역을 가로지르는 이송라인을 따라 개별적으로 구동되어 디스플레이 패널에 대하여 연속적인 가공 작업 수행이 가능하도록 한다. 여기서, 이송라인은 소정의 경로를 따라 테이블이 이동할 수 있도록 하는 구동수단, 예를 들어 리니어 모터, 볼스크류 등으로 이루어질 수 있다.
정렬 테이블(110)은 투입영역(A1)에서 변경영역(A2)에 이르는 이동범위를 가지고, 가공 테이블(140)은 변경영역(A2)에서 가공영역(A3)에 이르는 이동범위를 가지며, 검사 테이블(170)은 검사영역(A4)에서 배출영역(A5)에 이르는 이동범위를 가지고 있다. 정렬 테이블(110)과 가공 테이블(140)은 변경영역(A2)에서 시간적으로 구분되어 변경영역(A2)에 각각 진입하도록 제어됨으로써 서로 간섭하지 않도록 한다.
도면에서는 정렬 테이블(110)과 가공 테이블(140)이 투입영역(A1), 변경영역(A2), 가공영역(A3)에 걸쳐 형성되어 있는 제1 이송라인(101)을 공유하고, 검사 테이블(170)이 검사영역(A4), 배출영역(A5)에 걸쳐 형성되어 있는 제2 이송라인(102)을 따라 이동하는 것으로 도시되어 있으나, 이는 일 실시예에 불과하며, 각 테이블(110, 140, 170)은 별도의 이송라인을 따라 이동하거나 하나의 이송라인에 대하여 일부분을 공유할 수도 있을 것이다.
정렬 비젼 유닛(120), 레이저 가공 유닛(150), 검사 비젼 유닛(190)은 이송라인과 소정 위치에서 교차하도록 배치되며, 도면에서는 정렬 비젼 유닛(120)이 제1 이송라인(101)의 제1 중간지점(투입영역(A1)과 변경영역(A2) 사이)에 걸쳐져 있고, 레이저 가공 유닛(150)이 제1 이송라인(101)의 제2 중간지점(가공영역(A3) 내)에 걸쳐져 있으며, 검사 비젼 유닛(190)이 제2 이송라인(102)의 중간지점(검사영역(A4) 내)에 걸쳐져 있는 경우가 도시되어 있다.
각 유닛이 이송라인의 중간지점에 걸쳐져 있도록 하기 위해, 각 유닛은 예를 들면 양측 기둥과 거더로 이루어진 갠트리 구조를 가지고 있어, 정렬 비젼 유닛(120), 레이저 가공 유닛(150), 검사 비젼 유닛(190) 각각이 거더를 따라 디스플레이 패널의 이송방향(X축 방향)과는 수직한 방향(Y축 방향)으로 왕복 이동할 수 있다.
우선 편광필름이 부착된 디스플레이 패널(1)이 안착된 정렬 테이블(110)을 제1 이송라인(101)을 따라 이동시켜 정렬 비젼 유닛(120)의 가동 지역을 통과하도록 한다.
정렬 비젼 유닛(120)은 외부에서 투입되고 정렬 테이블(110) 상에 안착된 디스플레이 패널(1)을 촬영하고 그 영상을 분석하여 디스플레이 패널(1)의 정렬 상태 및 가공 예상 위치를 판단하여 후속 공정에서 정밀 레이저 가공이 가능하도록 가공 테이블(140) 및 레이저 가공 유닛(150)의 동작을 제어할 수 있도록 하는 정렬 데이터를 제공할 수 있다.
이를 위해 디스플레이 패널(1) 상의 소정 지점에는 얼라인 마크(align mark)가 표시되어 있을 수 있다. 이 경우 정렬 비젼 유닛(120)은 디스플레이 패널(1)에 표시된 얼라인 마크와 패널 에지 데이터를 산출하여 가공될 디스플레이 패널(1)의 가공 예상 경로를 확보하고, 후속 공정인 가공영역(A3)에서 레이저 가공이 가능하도록 가공 테이블(140)과 레이저 가공 유닛(150)의 동작을 제어할 수 있도록 하는 정렬 데이터를 제공한다.
변경영역(A2)에는 변경 픽커(130)가 배치되어 있어 정렬 테이블(110)과 가공 테이블(140) 사이에서 정렬 상태의 흐트러짐을 최소화하면서 디스플레이 패널(1)의 테이블 교체가 가능하도록 할 수 있다. 변경 픽커(130) 역시 갠트리 구조로 이루어져 있으며, 픽업부의 승하강 동작을 통해 디스플레이 패널(1)의 적재 테이블을 변경할 수 있다.
정렬 테이블(110)이 변경 픽커(130)의 하부로 이동하면, 픽업부가 하강하여 정렬 테이블(110)에 적재된 디스플레이 패널(1)의 상면을 흡착한 후 승강하여 디스플레이 패널(1)도 같이 상승시킨다. 정렬 테이블(110)이 투입영역(A1)으로 복귀하면, 변경 픽커(130)의 하부로 가공 테이블(140)이 진입하고, 픽업부가 다시 하강한 이후 디스플레이 패널(1)의 상면 흡착을 풀어줌으로써 디스플레이 패널(1)을 가공 테이블(140) 상에 안착시키게 된다. 이후 픽업부는 다시 승강하고서 후속 디스플레이 패널의 진입을 대기한다.
다음으로 변경영역(A2)에서 정렬된 디스플레이 패널(1)을 옮겨 받은 가공 테이블(140)을 제1 이송라인(101)을 따라 이동시켜 레이저 가공 유닛(150)의 가동 지역(가공영역(A3))을 통과하도록 한다.
레이저 가공 유닛(150)은 재 정렬 후 레이저 조사를 통해 가공 테이블(140) 상에 안착된 디스플레이 패널(1)에 부착된 편광필름을 정렬 비젼 유닛(120)에서 출력된 정렬 데이터에 기준하여 규정된 형상 및/또는 크기로 절단 가능하도록 한다.
레이저 가공 유닛(150)은 레이저 발생부에서 레이저 빔을 발생시키고 광변조부를 통과시킨 후, 프로젝션 렌즈를 통해 가공대상물의 목표 위치에 레이저 빔이 조사되도록 하여 대상물 가공을 수행한다. 본 실시예에서는 디스플레이 패널(1)에 부착된 편광필름 중 패널의 형상 및 크기에 따른 가공 포인트마다 레이저 빔을 조사하여 절단선을 형성함으로써, 후술하는 스크랩 그립퍼(164)에 의해 편광필름의 더미부분이 용이하게 분리되도록 할 수 있을 것이다. 여기서, 편광필름의 더미부분은 도 1에 도시된 편광필름(30) 중 해칭된 영역으로, 디스플레이 패널(1)의 유효면적을 커버하는 유효영역 이외의 영역으로, 스크랩(scrap)을 의미한다.
이후 편광필름에 대한 레이저 가공이 완료된 디스플레이 패널(1)은 픽업 앤 스크랩 유닛(160)에 의해 가공영역(A3)에서 검사영역(A4)으로 이송됨과 동시에 레이저 가공에 의해 발생된 편광필름의 더미부분이 분리되어 스크랩 수거부(180)로 버려진다.
픽업 앤 스크랩 유닛(160)은 이송 픽커(162)와 스크랩 그립퍼(164)를 포함한다.
이송 픽커(162)가 가공영역(A3)에서 가공 테이블(140) 상의 디스플레이 패널(1)을 픽업하고서는 검사영역(A4)으로 이동하여 검사 테이블(170) 상에 로딩한다. 여기서, 이송 픽커(162)는 진공 흡착 방식으로 디스플레이 패널(1)을 픽업 및 이송할 수 있다.
검사 테이블(170) 상에 디스플레이 패널(1)이 진공 흡착되어 고정되면, 픽업 앤 스크랩 유닛(160)이 가공영역(A3)으로 복귀 이동하는 과정 중에 스크랩 그립퍼(164)가 편광필름의 더미부분을 그립하고서는 승강 혹은 회전함으로써 더미부분을 레이저 가공에 의해 생성된 절단선을 따라 원활히 분리시키는 스크래핑(scraping) 동작을 수행한다.
스크랩 그립퍼(164)는 상하 그립부(165)가 오픈(open)된 후 하강 및 전진하고, 상하 그립부(165)가 클로즈(close)되어 편광필름의 더미부분을 그립한 후 상승 혹은 회전한 후 유닛 자체가 가공영역(A3)으로 복귀하면서 스크래핑 동작을 수행하게 된다. 그리고 복귀 중에 제1 이송라인(101)과 제2 이송라인(102) 사이에 형성되어 있는 스크랩 수거부(180) 상부에서 더미부분에 대한 그립을 해제하여 스크랩 수거부(180) 내에 스크랩된 편광필름의 더미부분을 버리게 된다.
즉, 디스플레이 패널(1)의 복귀 이송 과정 중에 스크래핑 동작을 함께 수행할 수 있어, 기존에 스크래핑을 위해 추가적으로 소요되었던 공정 시간만큼 전체 공정의 택타임을 단축시킬 수 있게 되는 효과가 있다.
이후 가공이 완료되고 절단에 의해 발생된 더미부분이 제거된 편광필름이 부착된 디스플레이 패널(1)이 안착된 검사 테이블(170)을 제2 이송라인(102)을 따라 이동시켜 검사 비젼 유닛(190)의 가동 지역을 통과하도록 한다.
검사 비젼 유닛(190)은 검사 테이블(170) 상에 안착된 디스플레이 패널(1)을 촬영하고 그 영상을 분석하여 디스플레이 패널(1) 및 디스플레이 패널(1)에 부착된 편광필름이 규정된 형상 및/또는 크기대로 제대로 가공되었는지 여부, 치핑(chipping) 혹은 크랙(crack)과 같은 손상(damage) 또는 열 손상의 유무를 검사한다. 검사 결과 가공 상태가 부적합하거나 치명적 손상이 있는 경우에는 해당 디스플레이 패널을 불량으로 판단하고, 후속 공정에서 해당 디스플레이 패널이 제외되도록 할 수 있다.
본 실시예에 따른 정렬 테이블(110), 가공 테이블(140), 검사 테이블(170) 중 적어도 하나의 표면에는 흡착부를 형성할 수 있다. 예를 들어 테이블의 표면에 복수의 흡착홀을 천공하고 흡착홀에 진공 라인을 연결하여 흡착부를 구성한 경우, 진공 라인을 통해 흡착홀에 진공이 형성되도록 함으로써 테이블 상에 적재된 디스플레이 패널(1)이 테이블의 표면에 부착되어 고정되도록 할 수 있다.
이로써 정렬 테이블(110)에서 가공 테이블(140)로, 혹은 가공 테이블(140)에서 검사 테이블(170)로 패널 적재 상태를 변경하거나 각 테이블 상에 디스플레이 패널(1)을 적재한 상태로 이동하는 과정에서 디스플레이 패널(1)이 움직이거나 정렬 상태가 흐트러지지 않고 각 공정이 원활히 진행되도록 할 수 있다.
외부에 배치된 컨베이어(conveyor), 그립퍼 등의 이송 장치를 통해, 전단의 편광필름 부착 공정을 거친 디스플레이 패널(1)이 편광필름 가공장치(100) 내의 투입영역(A1)으로 투입되거나 편광필름 가공 공정을 거친 디스플레이 패널(1)이 배출영역(A5)으로부터 편광필름 가공장치(100)의 외부로 배출될 수 있다.
본 실시예에 따른 편광필름 가공장치(100)는 정렬 테이블(110) 및 가공 테이블(140)이 서로 간섭없이 개별적으로 이동할 수 있도록 그 구동을 제어하는 제어부(미도시)를 포함할 수 있다. 또한, 제어부는 정렬 비젼 유닛(120)의 정렬 동작, 변경 픽커(130)의 픽 앤 플레이스(pick and place) 동작, 레이저 가공 유닛(150)의 레이저 가공 동작, 픽업 앤 스크랩 유닛(160)의 픽 앤 플레이스 동작 및 스크래핑 동작, 검사 비젼 유닛(190)의 검사 동작 등을 제어할 수 있다.
또한, 다른 실시예에 따른 편광필름 가공장치는 가공 테이블과 검사 테이블 사이에 대기 테이블(미도시)을 더 포함할 수 있다. 레이저 가공이 완료된 디스플레이 패널을 검사 테이블로 이송하기 전에 대기 테이블로 이송하는 과정에서 픽업 앤 스크랩 유닛이 동작하여 편광필름의 더미부분에 대한 스크래핑이 수행될 수도 있다. 이후 스크래핑이 완료된 디스플레이 패널을 대기 테이블로부터 검사 테이블로 이송하여 검사 및 배출 공정이 이루어지도록 할 수 있다. 이 때 디스플레이 패널의 이송은 일반적인 이송 픽커만을 이용하여 가능할 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 편광필름 가공방법을 나타낸 순서도이다.
본 실시예에서 전술한 편광필름 가공장치를 구동하여 디스플레이 패널(1)에 부착된 편광필름을 가공하고 이때 발생된 더미부분을 이송과정 중에 분리 제거하는 공정에 대한 것으로, 본 실시예에 따른 편광필름 가공방법을 수행하기 위해 전술한 가공장치 외에도 다양한 구성요소가 추가, 변경, 생략될 수 있음은 물론이다.
후술하는 바와 같이 본 실시예는 디스플레이 패널(1)의 가공과 후속 투입 디스플레이 패널(1')의 로딩 및 정렬, 디스플레이 패널(1)의 검사 및 배출과 후속 투입 디스플레이 패널(1')의 가공을 동시에 진행함으로써 전체 공정의 택타임을 단축하는 연속 반복되는 공정으로서, 편의상 투입된 디스플레이 패널(1)을 정렬시키는 단계에서부터 설명한다.
투입영역(A1) 내의 초기 위치에 정렬 테이블(110)이 배치되어 있으며, 정렬 테이블(110)이 외부로부터 투입되는 디스플레이 패널(1)을 지지하며 로딩한다(단계 S200).
정렬 테이블(110)은 변경영역(A2)으로 이동하며, 변경 픽커(130)에 의해 디스플레이 패널(1)이 픽업된다(단계 S210). 이 때 정렬 테이블(110)이 변경영역(A2)으로 이동하는 과정 중에 정렬 비젼 유닛(120)에 의해 정렬 테이블(110) 상에 적재된 디스플레이 패널(1)의 가공 예상 영역에 관한 정렬 데이터가 확인되고, 필요에 따라 가공영역(A3)의 가공 테이블(140) 및 레이저 가공 유닛(150)에 전달 제어될 수 있다.
정렬 테이블(110)이 가공영역(A3)으로 복귀하며, 가공 테이블(140)이 변경영역(A2)으로 진입하여 변경 픽커(130)에 의해 픽업된 디스플레이 패널(1)이 로딩되도록 한다(단계 S220).
디스플레이 패널(1)을 로딩한 가공 테이블(140)은 가공영역(A3)으로 이동하여 레이저 가공 유닛(150)에 의해 디스플레이 패널(1)에 부착된 편광필름이 규정된 형상 및/또는 크기를 가지도록 절단 가공이 수행되도록 한다(단계 S230). 레이저 가공 유닛(150)에 의한 절단 가공은 편광필름의 더미부분이 완전 분리되는 것이 아니라 외력에 의해 분리가 가능할 정도로만 절단선을 따라 레이저 빔을 조사하면 충분하며, 절단선 전체 혹은 일부에 대해서만 레이저 빔 조사가 이루어질 수도 있다.
레이저 가공이 완료되면, 픽업 앤 스크랩 유닛(160)의 이송 픽커(162)가 디스플레이 패널(1)을 픽업하고서는 검사영역(A4)으로 이송시킨다(단계 S240).
검사영역(A4)에서 디스플레이 패널(1)이 검사 테이블(170) 상에 로딩된 이후, 픽업 앤 스크랩 유닛(160)의 스크랩 그립퍼(164)가 편광필름의 더미부분을 그립한다(단계 S250).
그리고는 픽업 앤 스크랩 유닛(160)이 후속 디스플레이 패널(1')의 이송을 위해 가공영역(A3)으로 복귀하는 과정 중에 스크랩 그립퍼(164)에 의해 그립된 편광필름의 더미부분이 스크래핑되어 디스플레이 패널(1)에서 제거될 수 있다(단계 S260).
분리된 편광필름의 더미부분은 복귀 경로 중에 위치하는 스크랩 수거부(180)에 버려짐(단계 S270)으로써, 픽업 앤 스크랩 유닛(160)의 복귀 과정 중에 편광필름의 더미부분이 스크래핑되어 버려지는 공정이 함께 수행되어 스크래핑에 따른 택타임이 타 공정 중에 포함되도록 할 수 있다.
검사 테이블(170) 상에 로딩된 디스플레이 패널(1)은 검사 비젼 유닛(190)에 의해 비젼 검사가 수행되어 편광필름 가공의 적정성, 손상 유무 등을 검사하고, 검사가 완료된 디스플레이 패널(1)을 배출영역(A5)으로 이동시켜 외부로 배출할 수 있다(단계 S280). 여기서, 검사 및 배출 단계(단계 S280)는 스크래핑이 수행되는 단계 S260 이후에 수행되며, 단계 S270과는 동시에 수행될 수 있다.
여기서, 디스플레이 패널(1)의 레이저 가공 동작 중에 후속 디스플레이 패널(1')의 투입 및 정렬이 완료(단계 S310)되며, 디스플레이 패널(1)의 픽업 앤 스크랩 동작 중에 후속 디스플레이 패널(1')의 가공이 수행(단계 S320)되고, 디스플레이 패널(1)의 검사 및 배출 동작 중에 후속 디스플레이 패널(1')의 픽업 앤 스크랩 동작이 수행(단계 S330)될 수 있어 가공 중 대기시간을 최소화하면서도 연속적인 편광필름 가공 공정이 수행될 수 있도록 한다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 편광필름 가공장치 110: 정렬 테이블
120: 정렬 비젼 유닛 130: 변경 픽커
140: 가공 테이블 150: 레이저 가공 유닛
160: 픽업 앤 스크랩 유닛 170: 검사 테이블
180: 스크랩 수거부 190: 검사 비젼 유닛
162: 이송 픽커 164: 스크랩 그립퍼

Claims (14)

  1. 디스플레이 패널에 부착된 편광필름을 가공하는 장치로서,
    가공 테이블에 적재된 디스플레이 패널에 부착된 편광필름에 레이저를 조사하여 절단선을 가공하는 레이저 가공 유닛; 및
    상기 디스플레이 패널을 검사 테이블로 픽업 이송하고, 복귀할 때 상기 절단선의 외측에 해당하는 상기 편광필름의 더미부분을 그립하여 분리시키는 픽업 앤 스크랩 유닛을 포함하는 편광필름 가공장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 픽업 앤 스크랩 유닛은,
    상기 디스플레이 패널을 상기 검사 테이블로 픽업 이송하는 이송 픽커와,
    상기 편광필름의 더미부분을 그립하고 상기 이송 픽커가 복귀할 때 상기 더미부분을 상기 절단선을 따라 분리시키는 스크랩 그립퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 편광필름 가공장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 가공 테이블과 상기 검사 테이블 사이에 위치하며, 상기 더미부분을 수거하는 스크랩 수거부를 더 포함하되,
    상기 스크랩 그립퍼는 상기 이송 픽커가 복귀할 때 상기 스크랩 수거부의 상부에서 상기 더미부분의 그립을 해제하는 것을 특징으로 하는 편광필름 가공장치.
  4. 제1항에 있어서,
    외부에서 투입된 상기 디스플레이 패널을 로딩하는 정렬 테이블로부터 상기 가공 테이블로 픽 앤 플레이스(pick and place) 동작을 수행하여 상기 디스플레이 패널의 적재 테이블을 교체하는 변경 픽커를 더 포함하되,
    상기 변경 픽커가 상기 디스플레이 패널을 이송하거나 또는 상기 정렬 테이블과 상기 가공 테이블은 상기 변경 픽커의 하부에 시간적으로 구분되어 진입하는 것을 특징으로 하는 편광필름 가공장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 정렬 테이블 상에 로딩된 상기 디스플레이 패널을 촬영하고, 생성된 영상 데이터를 분석하여 상기 디스플레이 패널의 정렬 상태를 확인하며, 확인 결과 적재 오차가 있는 경우 상기 가공 테이블 및 상기 레이저 가공 유닛의 동작을 제어하는 정렬 데이터를 제공하는 정렬 비젼 유닛을 더 포함하는 편광필름 가공장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 검사 테이블 상에 로딩된 상기 디스플레이 패널을 촬영하고, 생성된 영상 데이터를 분석하여 상기 디스플레이 패널 및 상기 디스플레이 패널에 부착된 편광필름의 가공 상태 및 손상 유무 중 적어도 하나를 확인하는 검사 비젼 유닛을 더 포함하는 편광필름 가공장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 편광필름은 상기 디스플레이 패널의 유효면적 이상의 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 편광필름 가공장치.
  8. 편광필름 가공장치에서 디스플레이 패널에 부착된 편광필름을 가공하는 방법으로서,
    (a) 레이저 가공 유닛에 의해 가공 테이블에 적재된 디스플레이 패널에 부착된 편광필름에 레이저를 조사하여 절단선을 가공하는 단계;
    (b) 픽업 앤 스크랩 유닛에 의해 상기 디스플레이 패널을 검사 테이블로 픽업 이송하는 단계; 및
    (c) 상기 픽업 앤 스크랩 유닛이 복귀할 때 상기 절단선의 외측에 해당하는 상기 편광필름의 더미부분을 그립하여 분리시키는 단계를 포함하는 편광필름 가공방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 단계 (b)는 상기 디스플레이 패널을 상기 검사 테이블로 픽업 이송하는 이송 픽커에 의해 수행되고,
    상기 단계 (c)는 상기 편광필름의 더미부분을 그립하고 상기 이송 픽커가 복귀할 때 상기 더미부분을 상기 절단선을 따라 분리시키는 스크랩 그립퍼에 의해 수행되되,
    상기 이송 픽커와 상기 스크랩 그립퍼는 함께 이동하는 것을 특징으로 하는 편광필름 가공방법.
  10. 제9항에 있어서,
    (d) 상기 스크랩 그립퍼는 상기 이송 픽커가 복귀할 때 스크랩 수거부의 상부에서 상기 더미부분의 그립을 해제하는 단계를 더 포함하되,
    상기 스크랩 수거부는 상기 가공 테이블과 상기 검사 테이블 사이에 위치하며, 상기 더미부분을 수거하는 것을 특징으로 하는 편광필름 가공방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 단계 (a) 이전에,
    (A) 변경 픽커에 의해 외부에서 투입된 상기 디스플레이 패널을 로딩하는 정렬 테이블로부터 상기 가공 테이블로 픽 앤 플레이스(pick and place) 동작을 수행하여 상기 디스플레이 패널의 적재 테이블을 교체하는 단계를 더 포함하는 편광필름 가공방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 단계 (A) 이전에,
    상기 정렬 테이블 상에 로딩된 상기 디스플레이 패널을 촬영하는 단계;
    생성된 영상 데이터를 분석하여 상기 디스플레이 패널의 정렬 상태를 확인하는 단계; 및
    확인 결과 적재 오차가 있는 경우 상기 가공 테이블 및 상기 레이저 가공 유닛의 동작을 제어하는 정렬 데이터를 제공하는 단계를 더 포함하는 편광필름 가공방법.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 검사 테이블 상에 로딩된 상기 디스플레이 패널을 촬영하는 단계; 및
    생성된 영상 데이터를 분석하여 상기 디스플레이 패널 및 상기 디스플레이 패널에 부착된 편광필름의 가공 상태 및 손상 유무 중 적어도 하나를 확인하는 단계를 더 포함하는 편광필름 가공방법.
  14. 제8항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 편광필름은 상기 디스플레이 패널의 유효면적 이상의 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 편광필름 가공방법.
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