KR20140120582A

KR20140120582A - 표시 패널용 절단 장치 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법

Info

Publication number: KR20140120582A
Application number: KR20130036530A
Authority: KR
Inventors: 김민수; 프루신스키 발레리
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2013-04-03
Filing date: 2013-04-03
Publication date: 2014-10-14
Also published as: KR102091229B1; CN104103581A; CN104103581B; TWI594047B; TW201439643A

Abstract

가요성(flexible) 표시 패널을 절단하는 절단 장치 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법을 제공한다. 표시 패널용 절단 장치는, 원장 기판 상태의 표시 패널을 제공받아 흡착 방식으로 표시 패널을 지지하며 표시 패널을 휘게 하여 표시 패널에 인장력을 가하는 스테이지와, 스테이지에 대해 왕복 운동을 하며 표시 패널을 절단하는 절단 나이프를 포함한다.

Description

표시 패널용 절단 장치 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법 {CUTTING DEVICE FOR DISPLAY PANEL AND MANUFACTURING METHOD OF DISPLAY DEVICE USING THE SAME}

본 기재는 표시 패널용 절단 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가요성(flexible) 표시 패널을 절단하는 절단 장치 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.

평판 표시 장치로서 액정 표시 패널(liquid cyrstal display, LCD)과 유기 발광 표시 장치(organic light emitting diode display, OLED)가 알려져 있다. 이 중 유기 발광 표시 장치는 자체 발광형으로서 액정 표시 장치와 달리 백라이트가 요구되지 않으므로 두께와 무게를 더 줄일 수 있다.

또한, 유기 발광 표시 장치는 유리와 같은 강성(rigid) 기판 대신 고분자 필름과 같은 가요성(flexible) 기판 위에 화소 회로와 유기 발광 다이오드를 배치하는 경우 휘어지는 특성을 가질 수 있다. 이때 가요성 기판과 화소 회로 사이에는 복수의 무기막(SiO₂, SiNx 등)으로 구성된 베리어층과 버퍼층이 위치한다.

표시 패널은 최초 복수의 단위 셀(하나의 단위 셀은 하나의 표시 패널에 대응함)을 포함하는 원장 기판(mother substrate)의 형태로 제조된 후 절단되어 개별 표시 패널로 분리된다. 고분자 필름을 구비한 가요성 표시 패널은 주로 수직 하강하는 절단 나이프를 이용하여 절단된다.

그런데 절단 나이프가 가요성 표시 패널의 내부로 진입할 때 절단 나이프의 양쪽 옆 수평 방향으로 막들을 밀어내는 힘이 발생한다. 따라서 절단면 인근의 무기막층들, 즉 베리어층과 버퍼층에서 크랙이 발생하게 되고, 크랙으로 인해 표시 패널에 수축성 불량이 발생할 수 있다.

본 기재는 가요성 표시 패널을 절단할 때 절단면의 크랙 발생과 이로 인한 수축성 불량을 방지할 수 있는 표시 패널용 절단 장치 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법을 제공하고자 한다.

본 기재의 일 실시예에 따른 표시 패널용 절단 장치는, ⅰ) 원장 기판 상태의 표시 패널을 제공받아 흡착 방식으로 표시 패널을 지지하며, 표시 패널을 휘게 하여 표시 패널에 인장력을 가하는 스테이지와, ⅱ) 스테이지에 대해 왕복 운동을 하며 표시 패널을 절단하는 절단 나이프를 포함한다.

스테이지는 원통 모양으로 형성되고, 스테이지 구동부와 결합되어 회전할 수 있다.

스테이지는 복수의 제1 개구부를 형성하는 내부관과, 내부관을 둘러싸며 복수의 제2 개구부를 형성하는 외부관과, 내부관과 외부관 사이에서 복수의 제1 개구부와 복수의 제2 개구부 각각을 연결하는 복수의 연결관을 포함할 수 있다. 복수의 제1 개구부와 복수의 제2 개구부는 일대일로 대응하며, 스테이지의 반경 방향을 따라 서로 마주할 수 있다.

스테이지 구동부는 구동 모터와, 구동 모터와 결합된 구동 기어와, 외부관의 원주 방향을 따라 형성되며 구동 기어와 맞물리는 종동 기어를 포함할 수 있다.

표시 패널용 절단 장치는, 내부관 내부의 일측에 설치되어 내부관으로 진공 압력을 제공하는 진공 흡착부와, 내부관 내부의 타측에 설치되어 내부관을 향해 압축 공기를 분사하는 공기 배출부를 더 포함할 수 있다.

표시 패널용 절단 장치는 베어링을 매개로 내부관의 단부에 결합된 한 쌍의 지지체를 더 포함하며, 진공 흡착부와 공기 배출부는 한 쌍의 지지체 사이에서 내부관과 이격 상태로 고정 설치될 수 있다.

진공 흡착부는, 내부관의 일부와 마주하며 복수의 제1 슬릿을 형성하는 제1 본체와, 진공 압력을 생성하는 진공 펌프와, 제1 본체의 내부와 진공 펌프를 연결하는 제1 연결관을 포함할 수 있다. 제1 본체는 반원통 모양으로 형성되고, 절단 나이프를 향해 위치하며, 내부관과 마주하는 곡면에 복수의 제1 슬릿을 형성할 수 있다.

공기 배출부는, 내부관의 일부와 마주하며 복수의 제2 슬릿을 형성하는 제2 본체와, 압축 공기를 배출하는 공기 펌프와, 제2 본체의 내부와 공기 펌프를 연결하는 제2 연결관을 포함할 수 있다. 제2 본체는 1/4원통 모양으로 형성되고, 절단 이후 상태의 표시 패널을 향해 위치하며, 내부관과 마주하는 곡면에 복수의 제2 슬릿을 형성할 수 있다.

표시 패널용 절단 장치는, 원장 기판 상태의 표시 패널을 제공받아 스테이지로 이송하는 제1 이송부와, 스테이지로부터 절단된 표시 패널을 제공받아 후속 공정으로 이송하는 제2 이송부를 더 포함할 수 있다. 제1 이송부와 제2 이송부는 스테이지를 사이에 두고 진공 흡착부와 반대측에 위치하며, 공기 배출부는 제2 이송부를 향해 위치할 수 있다.

본 기재의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법은, 원장 기판 상태의 표시 패널을 회전하는 원통 모양의 스테이지로 이송하는 단계와, 진공 압력을 이용하여 표시 패널을 스테이지에 흡착시키고, 스테이지와 같은 곡률로 표시 패널을 휘게 하여 표시 패널에 인장력을 가하는 단계와, 절단 나이프를 이용하여 표시 패널을 절단하는 단계와, 절단된 표시 패널로 압축 공기를 분사하여 스테이지로부터 표시 패널을 분리하는 단계를 포함한다.

원장 기판 상태의 표시 패널은 가요성 표시 패널이며, 제1 방향 및 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 배열된 복수의 단위 셀을 포함할 수 있다. 원장 기판 상태의 표시 패널은 제1 방향과 나란한 제1 절단선을 따라 절단되어 복수의 단위 셀이 한 방향으로 이어진 막대 모양으로 분리되고, 막대 모양의 표시 패널은 제2 방향과 나란한 제2 절단선을 따라 절단되어 개별 표시 패널로 분리될 수 있다.

인장력이 가해진 상태의 표시 패널을 절단함에 따라, 표시 패널의 절단면은 절단 나이프 진입 직후 쉽게 벌어진다. 따라서 절단 나이프 진입으로 인해 절단 나이프의 양쪽 옆 수평 방향으로 막들을 밀어내는 힘이 발생하지 않으며, 이로 인해 복수의 무기막으로 구성된 베리어층과 버퍼층의 크랙 발생을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널용 절단 장치의 개략도이다.
도 2는 도 1에 도시한 절단 장치의 일부를 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시한 스테이지의 단면도이다.
도 4는 도 2에 도시한 스테이지의 내부를 나타낸 사시도이다.
도 5는 도 4의 A 방향에서 바라본 진공 흡착부를 나타낸 사시도이다.
도 6은 도 4에 도시한 진공 흡착부와 공기 배출부를 나타낸 단면도이다.
도 7은 절단 과정 중의 표시 패널을 나타낸 확대 단면도이다.
도 8은 비교예의 절단 장치를 이용한 표시 패널의 절단 과정을 나타낸 개략도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이다.
도 10은 도 9에 도시한 제1 단계의 표시 패널을 나타낸 평면도이다.
도 11은 도 10에 도시한 표시 패널의 부분 확대 단면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 “상에” 또는 “위에” 있다고 할 때, 이는 다른 부분의 “바로 위에” 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 또한, “~ 상에” 또는 “~ 위에”라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것을 의미하며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상측에 위치하는 것을 의미하지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널용 절단 장치의 개략도이다.

도 1을 참고하면, 본 실시예에 따른 표시 패널용 절단 장치(100)는 제1 이송부(10), 스테이지(20), 절단 나이프(31), 및 제2 이송부(40)를 포함한다.

제1 이송부(10)는 원장 기판 상태의 표시 패널(50)을 스테이지(20)로 공급한다. 스테이지(20)는 원통 모양으로 형성되고, 일정한 속도로 회전하며, 진공 압력을 이용하여 표시 패널(50)을 흡착한다. 절단 나이프(31)는 스테이지(20)에 대해 왕복 운동을 하여 스테이지(20)에 흡착된 표시 패널(50)을 절단한다. 제2 이송부(40)는 절단된 표시 패널(50)을 후속 공정으로 이송한다.

본 실시예의 절단 장치(100)는 가요성 표시 패널(50)을 대상으로 한다. 즉 절단 장치(100)는 유리와 같은 강성 기판을 포함하는 표시 패널이 아닌 고분자 필름과 같은 가요성 기판을 구비한 가요성 표시 패널(50)의 절단을 위한 것이다.

가요성 표시 패널(50)은 가요성 기판과, 가요성 기판 상에 적층된 베리어층, 버퍼층, 화소 회로, 유기 발광 다이오드, 및 박막 봉지층을 포함한다. 베리어층과 버퍼층은 복수의 무기막이 적층된 구조로 이루어지며, 박막 봉지층은 복수의 유기막과 복수의 무기막이 하나씩 교번으로 적층된 구조로 이루어진다. 베리어층과 버퍼층은 유기 발광 다이오드를 향한 후면 투습을 억제하고, 박막 봉지층은 유기 발광 다이오드를 향한 전면 투습을 억제한다.

스테이지(20)로 투입되는 가요성 표시 패널(50)은 복수의 단위 셀을 포함하는 원장 기판(mother substrate) 상태이다. 원장 기판 상태의 가요성 표시 패널(50)은 한 장의 가요성 기판 위에 복수의 표시 패널에 대응하는 화소 회로와 유기 발광 다이오드 및 박막 봉지층이 적층된 구조로 이루어진다. 이때 가요성 기판과 박막 봉지층의 외면에는 보호 필름이 부착되어 있다.

제1 이송부(10)와 제2 이송부(40)는 컨베이어 벨트와 같은 통상의 이송용 기계 장치로 구성될 수 있다. 제1 이송부(10)는 스테이지(20)의 일측 상부에 위치하여 스테이지(20)의 상부로 표시 패널(50)을 제공하고, 제2 이송부(40)는 스테이지(20)의 일측 하부에 위치하여 스테이지(20)의 하부로부터 절단된 표시 패널(50)을 제공받아 이송한다. 도 1을 기준으로 제1 이송부(10)와 제2 이송부(40)가 위치하는 일측은 스테이지(20)의 우측이 된다.

절단 나이프(31)는 스테이지(20) 외측에 설치되며, 표시 패널(50)을 향해 하강하여 표시 패널(50)을 절단한다. 절단 나이프(31)는 제1 이송부(10) 및 제2 이송부(40)와 반대측에 위치한다. 절단 나이프(31)는 나이프 구동부(32)와 결합되어 스테이지(20)에 대해 왕복 운동을 한다. 나이프 구동부(32)는 실린더 구동 방식, 캠 구동 방식 등 다양한 방식의 기계 장치로 구성될 수 있다.

본 실시예의 절단 장치(100)에서 스테이지(20)는 판 모양이 아닌 소정의 곡률을 가진 원통 모양으로 형성된다. 따라서 스테이지(20)에 흡착된 표시 패널(50)은 스테이지(20)와 같은 곡률로 휘어지고, 휘어짐에 의해 인장력이 발생하며, 인장력이 가해진 상태에서 절단 나이프(31)에 의해 절단된다.

스테이지(20)는 다음에 설명하는 진공 흡착부 및 공기 배출부와 결합되어 제1 이송부(10)로부터 제공받은 표시 패널(50)을 안정적으로 흡착하며, 절단된 표시 패널(50)을 제2 이송부(40)로 원활하게 전달한다.

도 2는 도 1에 도시한 절단 장치의 일부를 나타낸 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시한 스테이지의 단면도이다.

도 2와 도 3을 참고하면, 스테이지(20)는 복수의 개구부가 형성된 이중관 형태로 이루어진다. 즉 스테이지(20)는 복수의 제1 개구부(21)를 형성하는 내부관(22)과, 복수의 제2 개구부(23)를 형성하는 외부관(24)과, 내부관(22)과 외부관(24) 사이에서 제1 개구부(21)와 제2 개구부(23)를 연결하는 복수의 연결관(25)을 포함한다.

제1 개구부(21)와 제2 개구부(23)는 스테이지(20)의 반경 방향을 따라 서로 마주하며, 같은 개수로 구비되어 일대일로 대응한다. 복수의 연결관(25)은 스테이지(20)의 반경 방향과 나란하게 위치한다. 제1 개구부(21)는 내부관(22)의 축 방향 및 원주 방향을 따라 등간격으로 배치되고, 제2 개구부(23)는 외부관(24)의 축 방향 및 원주 방향을 따라 등간격으로 배치된다.

스테이지(20)는 스테이지 구동부(60)의 동력에 의해 회전한다. 스테이지 구동부(60)는 구동 모터(61)와, 구동 모터(61)와 결합된 구동 기어(62)와, 외부관(24)의 원주 방향을 따라 형성되며 구동 기어(62)와 맞물리는 종동 기어(63)를 포함할 수 있다. 이 경우 구동 모터(61)의 동력으로 구동 기어(62)가 회전하면 이와 맞물린 종동 기어(63)가 회전하면서 스테이지(20)를 회전시킨다.

스테이지 구동부(60)는 전술한 구성에 한정되지 않으며, 스테이지(20)와 결합되어 이를 회전시킬 수 있는 기계적 구성이면 모두 적용 가능하다.

관 모양의 지지체(65)가 베어링(66)을 매개로 스테이지(20)의 양 단부에 결합되어 스테이지(20)를 지지한다. 베어링(66)은 내륜과 외륜 사이에 복수의 금속 볼이 배치된 볼 베어링일 수 있다. 이 경우 지지체(65)는 내륜에 고정되고, 스테이지(20)의 내부관(22)은 외륜에 고정된다. 베어링(66)은 볼 베어링에 한정되지 않으며, 다른 종류의 베어링으로 대체 가능하다.

도 4는 도 2에 도시한 스테이지의 내부를 나타낸 사시도이고, 도 5는 도 4의 A 방향에서 바라본 진공 흡착부를 나타낸 사시도이며, 도 6은 도 4에 도시한 진공 흡착부와 공기 배출부를 나타낸 단면도이다.

도 4 내지 도 6을 참고하면, 절단 장치(100)는 스테이지(20)의 내측에 위치하는 진공 흡착부(70)와 공기 배출부(80)를 포함한다. 진공 흡착부(70)와 공기 배출부(80)의 양측으로 지지체(65)가 고정되어 진공 흡착부(70)와 공기 배출부(80)를 지지한다. 진공 흡착부(70)와 공기 배출부(80)는 회전하는 내부관(22)과 일정한 거리를 두고 이격된다.

진공 흡착부(70)는 내부관(22)의 일부와 마주하며 복수의 제1 슬릿(71)을 형성하는 제1 본체(72)와, 진공 압력을 생성하는 진공 펌프(73)와, 제1 본체(72)의 내부와 진공 펌프(73)를 연결하는 제1 연결관(74)을 포함한다.

제1 본체(72)는 반원통 모양으로 형성될 수 있고, 내부관(22)과 마주하는 곡면에 복수의 제1 슬릿(71)을 형성한다. 복수의 제1 슬릿(71)은 제1 본체(72)의 원주 방향을 따라 길게 형성되며, 제1 본체(72)의 축 방향을 따라 등간격으로 배치될 수 있다. 진공 펌프(73)는 지지체(65)의 외부에 위치하고, 제1 연결관(74)이 지지체(65)의 내부에 설치되어 제1 본체(72)와 진공 펌프(73)를 연결할 수 있다.

제1 본체(72)는 표시 패널(50)의 흡착이 필요한 부위에 고정 설치된다. 즉 도 1을 기준으로 제1 본체(72)는 절단 나이프(31)와 마주하는 스테이지(20)의 내부 좌측에 위치한다.

진공 펌프(73)에서 생성된 진공 압력은 제1 본체(72)의 제1 슬릿(71)과, 제1 본체(72)와 마주하는 스테이지(20)의 제1 개구부(21) 및 제2 개구부(23)를 통해 표시 패널(50)에 전달된다. 따라서 스테이지(20)로 투입된 표시 패널(50)은 진공 압력에 의해 흡착되어 스테이지(20)에 견고하게 고정된다.

이때 제1 본체(72)는 지정된 위치에 고정 설치되고, 스테이지(20)에는 원주 방향 및 축 방향을 따라 복수의 제1 개구부(21)와 복수의 제2 개구부(23)가 등간격으로 배치되어 있으므로, 스테이지(20)가 회전할 때 제1 본체(72)가 설치된 위치에 한해 표시 패널(50)에 진공 압력이 가해진다.

공기 배출부(80)는 내부관(22)의 일부와 마주하며 복수의 제2 슬릿(81)을 형성하는 제2 본체(82)와, 압축 공기를 배출하는 공기 펌프(83)와, 제2 본체(82)의 내부와 공기 펌프(83)를 연결하는 제2 연결관(84)을 포함한다.

제2 본체(82)는 반원통 또는 1/4원통 모양으로 형성될 수 있고, 내부관(22)과 마주하는 곡면에 복수의 제2 슬릿(81)을 형성한다. 복수의 제2 슬릿(81)은 제2 본체(82)의 원주 방향을 따라 길게 형성되며, 제2 본체(82)의 축 방향을 따라 등간격으로 배치될 수 있다. 공기 펌프(83)는 지지체(65)의 외부에 위치하고, 제2 연결관(84)이 지지체(65)의 내부에 설치되어 제2 본체(82)와 공기 펌프(83)를 연결할 수 있다.

제2 본체(82)는 표시 패널(50)의 분리가 필요한 부위에 고정 설치된다. 즉 도 1을 기준으로 제2 본체(82)는 제2 이송부(40)와 마주하는 스테이지(20)의 내부 우측 아래에 위치한다.

공기 펌프(83)에서 방출된 압축 공기는 제2 본체(82)의 제2 슬릿(81)과, 제2 본체(82)와 마주하는 스테이지(20)의 제1 개구부(21) 및 제2 개구부(23)를 통해 표시 패널(50)에 전달된다. 따라서 스테이지(20)에 흡착되어 있던 절단된 표시 패널(50)은 압축 공기에 의해 스테이지(20)로부터 분리되어 제2 이송부(40)로 이동한다.

이때 제2 본체(82)는 지정된 위치에 고정 설치되고, 스테이지(20)에는 원주 방향 및 축 방향을 따라 복수의 제1 개구부(21)와 복수의 제2 개구부(23)가 등간격으로 배치되어 있으므로, 스테이지(20)가 회전할 때 제2 본체(82)가 설치된 위치에 한해 표시 패널(50)에 압축 공기가 분사된다.

도 4와 도 6에서는 제1 본체(72)가 반원통 모양으로 형성되고, 제2 본체(82)가 1/4원통 모양으로 형성된 경우를 예로 들어 도시하였으나, 제1 본체(72)와 제2 본체(82)의 곡면부 폭은 도시한 예로 한정되지 않고 다양하게 변할 수 있다.

도 7은 절단 과정 중의 표시 패널을 나타낸 확대 단면도이다.

도 1과 도 7을 참고하면, 제1 이송부(10)에서 스테이지(20)로 투입된 표시 패널(50)은 스테이지(20) 표면에 흡착된다. 스테이지(20)에 흡착된 표시 패널(50)은 스테이지(20)와 같은 곡률로 휘어지고, 휘어짐에 의해 인장력이 발생하며, 인장력이 가해진 상태에서 절단 나이프(31)에 의해 절단된다.

도 7에서 표시 패널(50)은 가요성 기판(51), 베리어층(52), 버퍼층(53), 화소 회로층(54), 유기 발광 다이오드층(55), 및 박막 봉지층(56)을 포함한다. 그리고 가요성 기판(51)과 박막 봉지층(56)의 외면에는 각각 하부 보호 필름(57)과 상부 보호 필름(58)이 위치한다.

인장력이 가해진 상태의 표시 패널(50)에 절단 나이프(31)가 진입함에 따라, 절단 나이프(31) 진입 직후에 표시 패널(50)의 절단면은 인장력에 의해 쉽게 벌어진다. 따라서 절단 나이프(31) 진입으로 인해 절단 나이프(31)의 양쪽 옆 수평 방향으로 막들을 밀어내는 힘이 발생하지 않으며, 이로 인해 복수의 무기막으로 구성된 베리어층(52)과 버퍼층(53)의 크랙 발생을 방지할 수 있다.

도 8은 비교예의 절단 장치를 이용한 표시 패널의 절단 과정을 나타낸 개략도이다.

도 8을 참고하면, 인장력이 가해지지 않은 표시 패널(501)에 절단 나이프(31)가 진입하면, 절단 나이프(31)의 양쪽 옆 수평 방향으로 막들을 밀어내는 힘(화살표 참조)이 발생한다. 따라서 절단면 인근의 무기막층들인 베리어층(52)과 버퍼층(53)에서 크랙이 발생하고, 이 크랙으로 인한 표시 패널(501)에 수축성 불량이 발생할 수 있다.

그러나 본 실시예의 절단 장치(100)에서는 표시 패널(50)에 인장력을 가할 수 있어 작은 압력(절단 나이프(31)에 의한 흠집)에도 절단면이 쉽게 벌어지므로 절단 나이프(31) 진입에 따른 크랙이 발생하지 않는다. 그 결과, 본 실시예의 절단 장치(100)는 크랙 발생 없이 표시 패널(50)을 매끄럽게 절단할 수 있으며, 표시 패널(50)의 수축성 불량을 방지할 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이다.

도 9를 참고하면, 표시 장치의 제조 방법은 원장 기판 상태의 표시 패널을 회전하는 원통 모양의 스테이지로 이송하는 제1 단계(S10)와, 표시 패널을 스테이지에 흡착시킴과 아울러 스테이지와 같은 곡률로 표시 패널을 휘게 하여 표시 패널에 인장력을 가하는 제2 단계(S20)를 포함한다. 또한, 표시 장치의 제조 방법은 절단 나이프를 이용하여 표시 패널을 절단하는 제3 단계(S30)와, 절단된 표시 패널을 스테이지로부터 분리시키는 제4 단계(S40)를 포함한다.

도 10은 도 9에 도시한 제1 단계의 표시 패널을 나타낸 평면도이고, 도 11은 도 10에 도시한 표시 패널의 부분 확대 단면도이다.

도 10과 도 11을 참고하면, 제1 단계(S10)의 표시 패널(50)은 가요성 기판(51)과, 가요성 기판(51) 상에 설정된 복수의 단위 셀 영역(도 10에서 점선으로 도시) 각각에 배치된 복수의 화소 회로 및 복수의 유기 발광 다이오드(551)를 포함한다. 또한, 표시 패널(50)은 복수의 유기 발광 다이오드(551)를 덮는 박막 봉지층(56)과, 박막 봉지층(56)을 덮는 상부 보호 필름(58)과, 가요성 기판(51)의 외면을 덮는 하부 보호 필름(57)을 포함한다.

화소 회로와 유기 발광 다이오드(551)는 화소마다 하나씩 위치한다. 화소 회로는 적어도 두 개의 박막 트랜지스터(스위칭 박막 트랜지스터 및 구동 박막 트랜지스터)와 적어도 하나의 커패시터를 포함한다. 도 11에서는 구동 박막 트랜지스터(541)를 도시하였다. 가요성 기판(51)과 화소 회로 사이에는 베리어층(52)과 버퍼층(53)이 위치한다. 베리어층(52)과 버퍼층(53)은 복수의 무기막이 적층된 구조로 이루어진다.

유기 발광 다이오드(551)는 화소 전극(552)과 유기 발광층(553) 및 공통 전극(554)을 포함한다. 화소 전극(552)은 화소마다 개별로 구비되며, 구동 박막 트랜지스터(541)와 전기적으로 연결된다. 공통 전극(554)은 화소별 구분 없이 가요성 기판(51) 전체에 형성된다. 스위칭 박막 트랜지스터는 발광시키고자 하는 화소를 선택하는 스위칭 소자로 기능하고, 구동 박막 트랜지스터(541)는 선택된 화소의 유기 발광층(553)을 발광시키기 위한 구동 전원을 화소 전극(552)에 인가한다.

화소 전극(552)과 공통 전극(554) 중 어느 하나는 정공 주입 전극인 애노드(anode)이고, 다른 하나는 전자 주입 전극인 캐소드(cathode)이다. 애노드로부터 주입된 정공과 캐소드로부터 주입된 전자가 유기 발광층(553)에서 결합하여 여기자(exciton)를 생성하며, 여기자가 에너지를 방출하면서 발광이 이루어진다.

이때 화소 전극(552)과 공통 전극(554) 중 어느 하나는 금속막으로 형성되고, 다른 하나는 반투과막 또는 투명 도전막으로 형성될 수 있다. 유기 발광층(553)의 빛은 금속막에서 반사되고, 반투과막 또는 투명 도전막을 투과하여 외부로 방출된다.

박막 봉지층(56)은 복수의 유기 발광 다이오드(551)를 밀봉시켜 외부의 수분과 산소로 인한 유기 발광 다이오드(551)의 열화를 억제한다. 박막 봉지층(56)은 적어도 하나의 유기막과 적어도 하나의 무기막이 하나씩 교대로 적층된 구성으로 이루어질 수 있다. 그리고 박막 봉지층(56) 가운데 외부로 노출된 최상층은 유기 발광 다이오드(551)에 대한 투습을 방지하기 위하여 무기막으로 형성될 수 있다.

박막 봉지층(56)의 유기막은 고분자로 형성되며, 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리이미드, 폴리카보네이트, 에폭시, 폴리에틸렌, 및 폴리아크릴레이트 중 어느 하나로 형성되는 단일막 또는 적층막일 수 있다. 박막 봉지층(56)의 무기막은 금속 산화물 또는 금속 질화물을 포함하는 단일막 또는 적층막일 수 있다. 예를 들어, 무기막은 SiNx, Al₂O₃, SiO₂, TiO₂ 중 어느 하나를 포함할 수 있다.

다시 도 1 내지 도 6을 참고하면, 제1 단계(S10)에서 원장 기판 상태의 표시 패널(50)은 제1 이송부(10)에 의해 스테이지(20)로 이송되고, 제2 단계(S20)에서 표시 패널(50)은 진공 흡착부(70)가 생성한 진공 압력에 의해 스테이지(20)의 외부관(24)에 흡착된다. 제2 단계(S20)에서 표시 패널(50)은 스테이지(20)의 외부관(24)과 같은 곡률로 휘어지면서 인장력이 발생한다.

제3 단계(S30)에서 절단 나이프(31)는 표시 패널(50)을 향해 하강하여 표시 패널(50)을 절단한다. 인장력이 가해진 표시 패널(50)에 절단 나이프(31)가 진입함에 따라, 절단 나이프(31) 진입 직후 인장력에 의해 표시 패널(50)의 절단면이 쉽게 벌어진다. 따라서 베리어층(52)과 버퍼층(53)의 크랙 발생을 방지할 수 있으며, 균일한 절단면을 얻을 수 있다.

절단된 표시 패널(50)은 스테이지(20)에 흡착된 상태를 유지하다가 제2 본체(82)와 마주하는 위치에서 압축 공기를 제공받아 스테이지(20)로부터 분리된다. 스테이지(20)에서 분리된 표시 패널(50)은 제2 이송부(40)를 통해 후속 공정으로 이송된다.

도 10을 참고하면, 원장 기판 상태의 표시 패널(50)은 제1 방향(y축 방향) 및 제1 방향과 교차하는 제2 방향(x축 방향)을 따라 나란히 위치하는 복수의 단위 셀(점선으로 도시)을 포함할 수 있다.

이러한 표시 패널(50)은 먼저 제1 방향과 나란한 제1 절단선(CL1)을 따라 절단되어 복수의 단위 셀이 한 방향으로 이어진 막대 모양으로 분리될 수 있다(라인 커팅). 그리고 막대 모양의 표시 패널(50)은 이후 제2 방향과 나란한 제2 절단선(CL2)을 따라 절단되어 복수의 단위 셀이 모두 개별로 분리될 수 있다(셀 커팅).

상부 보호 필름(58)과 하부 보호 필름(57)은 절단 과정 이후 제거되거나, 적어도 일부가 제거되지 않고 표시 패널(50)에 잔류할 수 있다. 절단 공정에 의해 분리된 표시 패널들(50)은 이후 칩 온 필름(chip on film, COF) 및 인쇄 회로 기판(printed circuit board, PCB)과 조립되어 표시 장치를 구성한다. 인쇄 회로 기판은 표시 패널(50)로 제어 신호를 보내는 제어 회로를 구비하며, 칩 온 필름은 표시 패널(50)과 인쇄 회로 기판을 전기적 및 물리적으로 연결시킨다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

100: 표시 패널용 절단 장치 10: 제1 이송부
20: 스테이지 21: 제1 개구부
22: 내부관 23: 제2 개구부
24: 외부관 31: 절단 나이프
40: 제2 이송부 50: 표시 패널
60: 스테이지 구동부 70: 진공 흡착부
80: 공기 배출부

Claims

원장 기판 상태의 표시 패널을 제공받아 흡착 방식으로 표시 패널을 지지하며, 표시 패널을 휘게 하여 표시 패널에 인장력을 가하는 스테이지; 및
상기 스테이지에 대해 왕복 운동을 하며 상기 표시 패널을 절단하는 절단 나이프
를 포함하는 표시 패널용 절단 장치.
제1항에 있어서,
상기 스테이지는 원통 모양으로 형성되고, 스테이지 구동부와 결합되어 회전하는 표시 패널용 절단 장치.
제2항에 있어서,
상기 스테이지는,
복수의 제1 개구부를 형성하는 내부관;
상기 내부관을 둘러싸며 복수의 제2 개구부를 형성하는 외부관; 및
상기 내부관과 상기 외부관 사이에서 상기 복수의 제1 개구부와 상기 복수의 제2 개구부 각각을 연결하는 복수의 연결관
을 포함하는 표시 패널용 절단 장치.
제3항에 있어서,
상기 복수의 제1 개구부와 상기 복수의 제2 개구부는 일대일로 대응하며, 상기 스테이지의 반경 방향을 따라 서로 마주하는 표시 패널용 절단 장치.
제3항에 있어서,
상기 스테이지 구동부는,
구동 모터;
상기 구동 모터와 결합된 구동 기어; 및
상기 외부관의 원주 방향을 따라 형성되며 상기 구동 기어와 맞물리는 종동 기어
를 포함하는 표시 패널용 절단 장치.
제3항에 있어서,
상기 내부관 내부의 일측에 설치되어 상기 내부관으로 진공 압력을 제공하는 진공 흡착부; 및
상기 내부관 내부의 타측에 설치되어 상기 내부관을 향해 압축 공기를 분사하는 공기 배출부
를 더 포함하는 표시 패널용 절단 장치.
제6항에 있어서,
베어링을 매개로 상기 내부관의 단부에 결합된 한 쌍의 지지체를 더 포함하며,
상기 진공 흡착부와 상기 공기 배출부는 상기 한 쌍의 지지체 사이에서 상기 내부관과 이격 상태로 고정 설치되는 표시 패널용 절단 장치.
제6항에 있어서,
상기 진공 흡착부는,
상기 내부관의 일부와 마주하며 복수의 제1 슬릿을 형성하는 제1 본체;
진공 압력을 생성하는 진공 펌프; 및
상기 제1 본체의 내부와 상기 진공 펌프를 연결하는 제1 연결관
을 포함하는 표시 패널용 절단 장치.
제8항에 있어서,
상기 제1 본체는 반원통 모양으로 형성되고, 상기 절단 나이프를 향해 위치하며, 상기 내부관과 마주하는 곡면에 상기 복수의 제1 슬릿을 형성하는 표시 패널용 절단 장치.
제6항에 있어서,
상기 공기 배출부는,
상기 내부관의 일부와 마주하며 복수의 제2 슬릿을 형성하는 제2 본체;
압축 공기를 배출하는 공기 펌프; 및
상기 제2 본체의 내부와 상기 공기 펌프를 연결하는 제2 연결관
을 포함하는 표시 패널용 절단 장치.
제10항에 있어서,
상기 제2 본체는 1/4원통 모양으로 형성되고, 절단 이후 상태의 표시 패널을 향해 위치하며, 상기 내부관과 마주하는 곡면에 복수의 제2 슬릿을 형성하는 표시 패널용 절단 장치.
제6항에 있어서,
상기 원장 기판 상태의 표시 패널을 제공받아 상기 스테이지로 이송하는 제1 이송부; 및
상기 스테이지로부터 절단된 표시 패널을 제공받아 후속 공정으로 이송하는 제2 이송부
를 더 포함하는 표시 패널용 절단 장치.
제12항에 있어서,
상기 제1 이송부와 상기 제2 이송부는 상기 스테이지를 사이에 두고 상기 진공 흡착부와 반대측에 위치하며,
상기 공기 배출부는 상기 제2 이송부를 향해 위치하는 표시 패널용 절단 장치.
원장 기판 상태의 표시 패널을 회전하는 원통 모양의 스테이지로 이송하는 단계;
진공 압력을 이용하여 상기 표시 패널을 상기 스테이지에 흡착시키고, 상기 스테이지와 같은 곡률로 상기 표시 패널을 휘게 하여 상기 표시 패널에 인장력을 가하는 단계;
절단 나이프를 이용하여 상기 표시 패널을 절단하는 단계; 및
절단된 상기 표시 패널로 압축 공기를 분사하여 상기 스테이지로부터 상기 표시 패널을 분리하는 단계
를 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
제14항에 있어서,
상기 원장 기판 상태의 표시 패널은 가요성 표시 패널이며, 제1 방향 및 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 배열된 복수의 단위 셀을 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
제15항에 있어서,
상기 원장 기판 상태의 표시 패널은 상기 제1 방향과 나란한 제1 절단선을 따라 절단되어 상기 복수의 단위 셀이 한 방향으로 이어진 막대 모양으로 분리되고,
상기 막대 모양의 표시 패널은 상기 제2 방향과 나란한 제2 절단선을 따라 절단되어 개별 표시 패널로 분리되는 표시 장치의 제조 방법.