KR100761477B1 - 액정패널 스크라이빙방법 및 장치와 액정패널 제조방법 - Google Patents

액정패널 스크라이빙방법 및 장치와 액정패널 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의한 액정패널 제조방법은 제 1 기판 및 제 2 기판을 준비하는 단계; 제 1 기판 및 제 2 기판을 일정 갭을 두고 합착하는 단계; 합착된 제 1 및 제 2 기판을 기판 절단 예정면에 텐션이 가해지도록 소정 곡률반경으로 벤딩한 상태로 고정하는 단계; 스크라이브 휠을 이용하여 기판 절단 예정면에 크랙을 형성하는 단계; 크랙이 형성된 제 1 및 제 2 기판에 기계적인 힘을 가하여 기판을 절단하는 단계; 및 절단된 각 액정셀에 액정을 주입하는 단계;를 포함한다.
액정, 절단, 스크라이빙, 브레이킹, 크랙, 강도, 초기, 굽힘, 텐션

Description

액정패널 스크라이빙방법 및 장치와 액정패널 제조방법{SCRIBING METHOD AND APPARATUS OF LIQUID CRYSTAL PANEI, METHOD FOR FABRICATING LIQUID CRYSTAL PANEL}
도 1a 및 1b는 일반적인 액정패널 스크라이빙 공정 및 브레이킹 공정을 각각 나타낸 도면,
도 2는 스크라이빙 공정시의 크랙 발생예를 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 액정패널 스크라이빙방법 및 장치를 설명하기 위하여 나타낸 도면, 그리고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 액정패널 제조 공정도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10;기판 11;기판 절단 예정면
20;진공척 30;스크라이브 휠
본 발명은 액정표시장치(LCD:Liquid Crystal Display Device)에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 액정패널(liquid crystal panel) 스크라이빙방법 및 이에 사용되는 스크라이빙장치와 이를 이용한 액정패널 제조방법에 관한 것이다.
액정표시장치는 매트릭스(matrix) 형태로 배열된 액정셀들에 화상정보에 따른 데이터 신호를 공급하여, 그 액정셀들의 광투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 표시하는 장치이다. 이러한 액정표시장치는 화소 단위의 액정셀들이 매트릭스 형태로 배열된 액정패널 및 상기 액정셀들을 구동하기 위한 구동회로를 구비한다.
상기 액정패널은 액정셀들에 전계를 인가하기 위한 전극들, 액정셀 별로 데이터 공급을 스위칭하기 위한 박막트랜지스터, 외부에서 공급되는 데이터를 액정셀들에 공급하는 신호라인 및 박막트랜지스터에 제어신호를 공급하기 위한 신호라인 등이 형성된 제 1 기판과; 칼라필터 등이 형성된 제 2 기판과; 이 제 1 및 제 2 기판 사이에서 일정한 갭을 확보하는 스페이서와; 스페이서에 의해 제 1 및 제 2 기판 사이에 마련된 공간에 채워진 액정층;을 포함한다.
이와 같은 액정패널의 제조에 있어서, 제 1 기판에는 다수의 박막트랜지스터 어레이가 독립적으로 형성된다. 박막트랜지스터 어레이는 게이트라인과 데이터라인이 서로 직교하게 형성되며, 이들 게이트라인과 데이터라인의 교차부 각각에는 박막트랜지스터와 화소전극이 형성된다. 이러한 제 1 기판은 다수의 칼라필터 어레이가 박막트랜지스터 어레이와 대면될 수 있도록 형성된 제 2 기판과 일정한 갭을 가지고 합착된다. 이 합착된 제 1 기판과 제 2 기판은 셀 절단공정에 의해 일정한 크기로 절단되어 개별적인 단위패널로 분리된다.
상기 셀 절단공정은 스크라이빙공정과 브레이킹공정을 통해 이루어진다. 상기 스크라이빙공정은 도 1a에 나타낸 바와 같이, 유리기판(1)보다 강도가 높은 다 이아몬드 재질의 스크라이브 휠(2)을 이용하여 기판(1)의 절단 예정면에 크랙(C)을 형성하는 공정이며, 상기 브레이킹공정은 도 1b에 도시된 바와 같이, 크랙(C)이 형성된 기판(1)에 브레이크 바(3) 등을 이용한 기계적 힘을 가해 기판을 절단하는 공정이다.
한편, 상기 스크라이빙공정시 기판(1)에는 도 2에서 보는 바와 같이, 기판 절단의 주된 요인이 되는 방향의 메디안 크랙(Median crack)(CM) 뿐만 아니라 메디안 크랙(CM)에 대하여 수직한 방향의 래터럴 크랙(Lateral crack)(CL)도 함께 형성된다. 상기 래터럴 크랙(CL)은 기판 절단에는 아무런 영향을 끼치지 않고 오히려 절단면의 강도를 약화시키므로 가급적 발생되지 않도록 하는 것이 좋다.
그러나, 상기와 같은 스크라이빙공정에서 래터럴 크랙(CL)은 필연적으로 발생되며, 이에 따른 절단면의 강도 저하가 문제시 되고 있다. 또 래터럴 크랙(CL)은 시간이 지남에 따라 성장하여 커지고 습기 침투의 빌미를 제공함으로써 액정표시장치의 파손의 원인이 될 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 래터럴 크랙을 감소시킬 수 있는 액정패널 스크라이빙방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 상기 액정패널 스크라이빙방법을 효과적으로 수행할 수 있는 액정패널 스크라이빙장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기와 같은 특징을 갖는 스크라이빙방법 및 장치를 이용한 액정패널 제조방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적은, 스크라이브 휠을 이용하여 기판 절단 예정면에 크랙을 형성하는 액정패널 스크라이빙방법에 있어서, 상기 기판 절단 예정면에 텐션이 가해지도록 기판을 소정 곡률반경으로 굽히는 것을 특징으로 하는 액정패널 스크라이빙방법을 제공함으로써 달성될 수 있다.
이에 의하면, 기판 절단 예정면에 텐션이 부여된 상태로 스크라이브 휠에 의한 크랙이 형성되므로, 종래와 동일한 스크라이브 휠 압력하에서 보다 작은 래터럴 크랙이 발생된다. 즉 액정패널 스크라이빙시 래터럴 크랙 발생을 현저히 줄일 수 있어 절단면의 강도 저하를 방지할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 액정패널 스크라이빙방법은 기판을 척에 위치시키는 단계; 기판 절단 예정면에 텐션이 가해지도록 기판을 소정 곡률반경으로 굽혀 상기 척에 고정하는 단계; 및 스크라이브 휠을 이용하여 상기 기판 절단 예정면에 크랙을 형성하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 다른 목적은, 기판을 고정하는 척; 및 상기 척의 상부에 배치되는 스크라이브 휠;을 포함하는 액정패널 스크라이빙장치에 있어서, 상기 척은 기판 절단 예정면에 텐션을 부여하기 위하여 소정 곡률반경으로 벤딩된 것을 특징으로 하는 액정패널 스크라이빙장치를 제공함으로써 달성될 수 있다.
여기서, 상기 척은 진공척인 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 목적은, 스크라이브 휠을 이용하여 기판 절단 예정면에 크랙을 형성하는 스크라이빙공정; 및 크랙이 형성된 기판에 기계적인 힘을 가하여 기판을 절단하는 브레이킹공정;을 포함하는 액정패널 제조방법에 있어서, 상기 스크라이빙공정에서 상기 기판 절단 예정면에 텐션이 가해지도록 기판을 소정 곡률반경으로 굽힌 상태로 지지하는 것을 특징으로 하는 액정패널 제조방법을 제공함으로써 달성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 액정패널 제조방법은 제 1 기판 및 제 2 기판을 준비하는 단계; 상기 제 1 기판 및 제 2 기판을 일정 갭을 두고 합착하는 단계; 합착된 상기 제 1 및 제 2 기판을 기판 절단 예정면에 텐션이 가해지도록 소정 곡률반경으로 벤딩한 상태로 고정하는 단계; 스크라이브 휠을 이용하여 상기 기판 절단 예정면에 크랙을 형성하는 단계; 크랙이 형성된 상기 제 1 및 제 2 기판에 기계적인 힘을 가하여 기판을 절단하는 단계; 및 절단된 각 액정셀에 액정을 주입하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 기판은 소정 곡률반경으로 만곡된 진공척에 의해 굽어진 상태로 고정된다.
또한, 상기 소정 곡률반경은 기판의 탄성변형 범위 내에서 설정된다.
본 발명의 상기와 같은 목적 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 액정패널 스크라이빙방법 및 장치를 설명하기 위하여 나타낸 도면으로서, 도면에서 참조부호 10은 기판, 20은 진공척, 그리고, 30은 스크라이브 휠이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 기판(10)은 진공척(20)에 고정되어 있다. 상기 진 공척(20)은 소정 곡률반경으로 벤딩되어 있으며, 따라서, 이 진공척(20)에 고정되는 기판(10)도 진공척(20)의 곡률반경으로 벤딩된 상태로 고정되도록 되어 있다. 이와 같이, 기판(10)을 진공척(20)에 소정 곡률반경으로 벤딩하여 고정하면, 기판 절단 예정면(11)에 텐션이 가해짐으로써 스크라이브 휠(30)을 이용한 크랙 형성시 래터럴 크랙 발생을 줄일 수 있다.
즉, 기판을 평평한 상태로 척에 고정하고 스크라이브 휠을 이용하여 크랙을 형성하는 종래의 스크라이빙방법과 비교하여 본 발명의 스크라이빙방법은 동일한 스크라이브 휠 압력으로 스크라이빙할 때 소정의 텐션이 가해진 기판 절단 예정면으로 인해 래터럴 크랙 발생이 현저하게 감소하게 된다. 따라서, 래터럴 크랙으로 인한 기판 절단면의 강도 저하를 방지할 수 있다.
한편, 본 발명의 스크라이빙방법에서 기판의 소정 곡률반경은 기판의 탄성변형 범위 내에서 임의로 설정될 수 있다.
도 4는 상기와 같은 스크라이빙방법 및 장치를 이용한 액정패널 제조 공정도로서, 도시된 바와 같이, 본 발명의 액정패널 제조방법은, 제 1 및 제 2 기판 준비단계(S10), 기판 합착단계(S20), 기판 고정단계(S30), 스크라이빙단계(S40), 브레이킹단계(S50) 및 액정주입단계(S60)를 포함한다.
상기 제 1 및 제 2 기판 준비단계(S10)는 예컨대, 제 1 기판으로서의 박막트랜지스터 어레이 기판에 박막트랜지스터, 화소전극 및 스토리지 커패시터가 구비된 단위 화소들을 매트릭스 형태로 형성하고, 제 2 기판으로서의 칼라필터 기판에 블랙 매트릭스, RGB 칼라필터 및 공통전극을 형성하는 공정을 포함한다.
또한, 상기 제 1 및 제 2 기판 준비단계(S10)는 상기 박막트랜지스터 어레이 기판과 칼라필터 기판상에 각각 배향막을 형성하고 러빙(rubbing)하는 공정과, 상기 칼라필터 기판에 실 패턴(seal pattern)을 인쇄하고 박막트랜지스터 어레이 기판에 스페이서를 산포하는 공정을 포함한다. 여기서, 상기 실 패턴 인쇄와 스페이서 산포는 공정 여건에 따라 상기와 반대로 실시될 수 있으며, 또한, 어느 하나의 기판에 동시에 실시될 수도 있다. 상기 실 패턴은 스페이서와 함께 액정을 주입하기 위한 갭을 마련하고 주입된 액정의 누설을 방지한다.
상기 기판 합착단계(S20)는 상기와 같이 준비된 제 1 및 제 2 기판을 접착제 역할을 하는 실런트를 개재하여 대향하도록 부착하는 단계이다. 이 기판 합착단계(S20)는 두 기판에 높은 압력을 가하여 실런트를 경화시킴으로써 두 기판을 완전히 접착시키는 프레스 공정을 포함한다.
상기 기판 고정단계(S30)는 상기 S20 단계에 의해 합착된 기판을 스크라이빙장치의 진공척에 고정하는 단계이다. 이 때, 본 발명에 의한 스크라이빙장치의 진공척은 앞서 설명한 바와 같이, 소정 곡률반경으로 만곡되어 있다. 따라서, 이와 같이 만곡된 진공척에 기판을 진공 흡착방식으로 고정하면, 도 3에서 보는 바와 같이, 기판(10)이 벤딩되면서 기판 절단 예정면(11)에 텐션이 가해지게 된다.
상기 스크라이빙단계(S40)는 도 3에서 보는 바와 같이, 스크라이브 휠(30)을 이용하여 기판(10)의 절단 예정면에 크랙(C)을 형성하는 공정이다. 이는 스크라이브 휠(30)을 소정의 압력으로 누른 상태로 휠(30)을 고속으로 회전시키면서 기판 절단 예정면(11)의 일측에서 타측으로 이동시키면서 진행한다. 이러한 공정에 의해 기판 절단 예정면(11)에는 크랙(C)이 형성된다. 이 때, 크랙은 종래기술에서 언급한 바와 같이, 메디안 크랙(CM)과 래터럴 크랙(CL)이 공존하게 되는데(도 2 ), 본 발명의 스크라이빙에 의하면, 래터럴 크랙 발생이 현저하게 감소될 수 있다.
상기 브레이킹단계(S50)는 상기 스크라이빙단계에 의해 크랙이 형성된 기판에 브레이킹 바 등을 이용한 기계적인 힘을 가하여 기판을 절단하는 공정이다.
이와 같은 스크라이빙단계(S40) 및 브레이킹단계(S50)는 제 1 및 제 2 기판이 합착된 상태이므로 제 1 기판에 대한 스크라이빙공정후 기판을 180도 반전시켜 제 2 기판에 대한 스크라이빙공정을 행하고, 제 2 기판에 대한 브레이킹공정을 행한 후 기판을 다시 180도 반전시켜 제 1 기판에 대한 브레이킹공정을 행하는 순서로 진행된다.
마지막으로, 상기 액정주입단계(S60)는 각 단위 셀로 절단된 액정 셀에 액정을 주입하는 단계이다. 단위 액정 셀은 수㎛의 갭을 갖는데, 이런 구조의 셀에 효과적으로 액정을 주입하는 방법으로 셀 내외의 압력차를 이용한 진공 주입법이 효과적이다.
본 발명은 예시적인 방법으로 설명되었다. 여기서 사용된 용어들은 설명을 위한 것이며 한정의 의미로 이해되어서는 안될 것이다. 상기 내용에 따라 본 발명의 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 따로 부가 언급하지 않는 한 본 발명은 청구항의 범주내에서 자유로이 실행될 수 있을 것이다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 의하면, 기판 절단면에 존재하는 래터 럴 크랙이 현저히 감소되기 때문에, 래터럴 크랙에 의해 기판 절단면의 강도가 저하되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 액정패널의 내구성 및 신뢰성을 한층 높일 수 있다.

Claims (10)

  1. 삭제
  2. 기판을 척에 위치시키는 단계;
    기판 절단 예정면에 텐션이 가해지도록 상기 기판을 소정 곡률반경으로 굽혀 상기 척에 고정하는 단계; 및
    스크라이브 휠을 이용하여 상기 기판 절단 예정면에 크랙을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정패널 스크라이빙방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1 기판 및 제 2 기판을 준비하는 단계;
    상기 제 1 기판 및 제 2 기판을 일정 갭을 두고 합착하는 단계;
    합착된 상기 제 1 및 제 2 기판을 기판 절단 예정면에 텐션이 가해지도록 소정 곡률반경으로 만곡된 척에 벤딩한 상태로 고정하는 단계;
    스크라이브 휠을 이용하여 상기 기판 절단 예정면에 크랙을 형성하는 단계;
    크랙이 형성된 상기 제 1 및 제 2 기판에 기계적인 힘을 가하여 기판을 절단하는 단계; 및
    절단된 각 액정셀에 액정을 주입하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정패널 제조방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 척은 진공척인 것을 특징으로 하는 액정패널 제조방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 소정 곡률반경은 기판의 탄성변형 범위 내인 것을 특징으로 하는 액정패널 제조방법.
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