KR101223877B1 - 초박판 패널 제조 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디스플레이 패널과 같은 패널을 초박판으로 에칭하는 기술에 관한 것으로, 대면적의 패널의 표면 조도, 두께 균일도와 투명성을 양호하게 하면서도 생산성 있게 하고자 하는 것이다.
본 발명에 따르면, 디스플레이 패널을 알칼리 용액에 초기세정하고, 다운플로우 식으로 에칭 속도를 21μm/분을 상한으로 하여 표면 조도를 양호하게 에칭하며, 최종세정하고 난 다음, 표면을 비젼으로 검사하고, 비접촉식으로 두께를 검사하며, 취약성 보강을 위해 보호필름을 부착하여, 이후 공정을 실시하게 하는 초박판 패널 제조 방법을 제공한다.

Description

초박판 패널 제조 시스템{Ultra Slim Panel Manufacturing System}

본 발명은 디스플레이 패널과 같은 패널을 초박판으로 에칭(슬리밍)하는 기술에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 유리기판 위에 발광소자를 형성하고 봉지유리기판으로 봉지공정을 마친 디스플레이 패널의 두께를 줄여 초박판으로 에칭하는 기술에 관한 것이다.

디스플레이 패널의 전체 두께를 좀 더 얇게 하여 경박단소화하는 슬리밍 가공은 주로 유리기판으로 구성된 패널을 에칭 용액으로 에칭하여 이루어지고 있다. 초박형 디스플레이 패널의 에칭 방식은 액침(dip) 방식, 스프레이 방식 및 다운플로우(down flow) 방식이 있으며, 대면적 패널을 초박형으로 하기 위해서는 불량률이 적고 양산성이 좋은 다운플로우 방식이 유리하게 적용되고 있다.

그러나 점점 더 대면적화되고 있는 패널의 크기와 이러한 대면적 패널을 전체적으로 균일한 표면으로 투명성을 유지하도록 슬리밍 하는 공정은 좀 더 세밀한 에칭 조건을 구성할 필요가 있고, 대면적을 초박형으로 가공하는 공정에서 취약성으로 인한 스크래치 발생이나 파손의 위험을 줄일 수 있는 조치 또한 요구된다.

따라서 본 발명의 목적은 대면적 디스플레이 패널의 초박판화하는 데 있어서, 패널 전면에 대해 표면 균일도, 두께 균일도, 투명성을 확보하고, 취약성을 보강할 수 있는 초박판 패널 제조 시스템을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명은, 디스플레이 패널을 알칼리 용액에 초기세정하는 단계;

상기 초기세정을 마친 디스플레이 패널을 수직으로 놓고 F⁺이온을 함유한 에칭 용액을 상기 디스플레이 패널의 위에서 아래로 흘려 두께를 얇게 에칭하는 단계;

상기 에칭을 마친 디스플레이 패널을 최종세정하는 단계;

상기 최종세정을 마친 디스플레이 패널의 표면을 검사하는 단계;

상기 표면 검사를 마친 디스플레이 패널의 두께를 측정하는 단계; 및

상기 두께 측정을 마친 디스플레이 패널에 보호필름을 부착하는 단계;를 포함하고,

상기 에칭하는 단계는, 디스플레이 패널의 두께 에칭 속도를 21μm/분을 상한으로 하여 표면 조도를 제어하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 초박판 패널 제조 방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은, 초박판 패널 제조 방법에 있어서, 상기 초기세정하는 단계 이후, 상기 디스플레이 패널의 한 면에 마스크 필름을 부착하여 상기 에칭 단계에서 디스플레이 패널의 단면만 에칭되게 단면 에칭하고, 에칭 단계 이후 및 최종세정 단계 이전에, 상기 마스크 필름을 물에 불려 박리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초박판 패널 제조 방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은, 초박판 패널 제조 방법에 있어서, 상기 단면 에칭에서, 상기 마스크 필름이 한 면에 부착된 디스플레이 패널 두 개를 상기 마스크 필름이 부착된 면 끼리 서로 접합시켜 두 개의 디스플레이 패널을 함께 단면 에칭하는 것을 특징으로 하는 초박판 패널 제조 방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은, 초박판 패널 제조 방법에 있어서, 상기 최종세정하는 단계는, 디스플레이 패널을 증류수로 스프레이 세정하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 초박판 패널 제조 방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은, 초박판 패널 제조 방법에 있어서, 상기 디스플레이 패널의 표면을 검사하는 단계는, 비젼(vision)을 사용하여 스크래치 여부를 검사하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 초박판 패널 제조 방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은, 초박판 패널 제조 방법에 있어서, 상기 디스플레이 패널의 두께를 측정하는 단계는 레이저 빔을 이용한 자동두께측정장치에 의해 디스플레이 패널의 두께를 비접촉식으로 측정하며 상기 디스플레이 패널을 스테이지에 진공척으로 밀착시켜 측정하는 것을 포함하는 초박판 패널 제조 방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은, 초박판 패널 제조 방법에 있어서, 상기 디스플레이 패널에 보호필름을 부착하는 단계는 점착제가 도포 된 3 내지 30 μm 두께의 투명 수지 필름을 디스플레이 패널의 한 면 또는 양면에 부착하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 초박판 패널 제조 방법을 제공할 수 있다.

본 발명에 따르면, 에칭 속도를 조절하여 대면적 디스플레이 패널을 전 면적에 걸쳐 균일한 조도로 초박형화 할 수 있으며, 에칭 이후에도 유리기판으로 이루어진 패널의 투명도를 그대로 유지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 마스크 필름을 이용하여, 단면 에칭을 두 개의 디스플레이 패널을 한꺼번에 간편히 실행하므로 양산성이 좋다.

또한, 본 발명에 따르면, 에칭된 디스플레이 패널의 표면에 스크래치 등의 불량 발생 여부를 비젼으로 검사하고, 디스플레이 패널의 두께를 비접촉식으로 측정하므로 초박형화 된 디스플레이 패널의 파손 염려 없이 품질 검사를 완료할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 에칭된 디스플레이 패널의 한 면 또는 양면에 보호필름을 부착하므로 초박형 패널의 취약성을 보완할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예를 나타내는 순서도 이다.
도 2는 본 발명의 또 다른 실시예를 나타내는 순서도 이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다운플로우 방식의 에칭 공정을 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 디스플레이 패널의 두께를 비접촉식으로 측정하는 자동두께측정장치의 단면구조도 이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 디스플레이 패널에 보호필름을 부착한 것을 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 디스플레이 패널에 마스크 필름을 부착하고 2개의 패널을 함께 에칭하는 것을 나타내는 단면도이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.

먼저, 디스플레이 패널을 알칼리 용액으로 초기세정한다. 초기세정은 pH 12 내지 13, 50 ℃ 내외의 알칼리 용액에 수 분간 액침하며, 2개의 용액조를 준비하여 상기 액침을 2회 실시한다. 디스플레이 패널을 지그에 로딩하고 알칼리 용액에 2회 액침 한 후, 증류수(DI water)를 이용하여 분사 압력 0.4±0.1kgf/cm²로 스프레이 세정한다. 이와 같은 초기세정은 디스플레이 패널에 잔류하는 이물질을 제거하여 이후 진행될 에칭 공정에서 패널의 균일한 에칭 및 표면의 조도 향상에 기여한다.

초기세정을 마친 다음, 디스플레이 패널은 도 3과 같이 에칭 용액을 패널의 위에서 아래로 흘려 전면적을 균일하게 슬리밍하는 다운플로우 방식으로 에칭된다.

에칭 용액은 불산(HF)과 같이 F⁺을 포함한 강산 용액을 사용하며, 용액의 농도를 진하게 하면 에칭 속도가 빨라져 생산성이 좋아지나 패널 표면의 조도가 나빠지고 얼룩이 발생하는 문제가 있다. 에칭 속도가 늦어지면 반대로 표면 조도는 향상되나 생산성이 나빠진다. 따라서 디스플레이 패널의 투명도를 해하지 않는 한도 내에서 최대한의 에칭 속도로 에칭하는 것이 유리하다. 본 발명의 경우, 에칭 속도를 10 내지 21μm/분 이하, 바람직하게는 16μm/분 이하로 설정하여 에칭하도록 하였으며, 이와 같은 에칭 속도하에서 에칭된 패널 표면은 조도가 양호하였다.

다음, 강산 용액이 잔류하는 디스플레이 패널을 에칭장비에서 에칭 용액이 아닌 증류수를 흘려 강산 용액을 씻어낸 다음, 최종세정한다.

상기 디스플레이 패널을 증류수에 10분 이내로 1차 침적하고, 다시 새로운 증류수에 10분 이내로 2차 침적하여 강산용액의 성분을 희석한다.

다음, 디스플레이 패널을 컨베이어에 실어 수평 이송하면서 노즐에 의해 증류수를 스프레이식으로 디스플레이 패널을 전체적으로 세정한다. 증류수의 온도는 45±5℃ 이고, 세정시간은 10분 정도로 하며, 노즐의 분사 압력은 1.5 ± 0.5 kgf/cm²으로 하고, 유리기판의 이송속도는 1.5 내지 2.5 m/min., 바람직하게는 2.0 m/min. 로 하고, 건조구간의 압력은 3 내지 5Kpa, 바람직하게는 4KPa로 한다.

디스플레이 패널은 에칭 전 1.0 내지 1.4 mm 두께를 가지나 에칭 후 0.4 내지 0.8 mm를 가지며, 에칭 후 디스플레이 패널의 표면에 스크래치 등이 있는지를 검사할 필요가 있다. 디스플레이 패널에 스크래치가 있으면 불량으로 처리하여야 하며, 이는 이후 모듈 공정 등에서 추가적인 문제를 일으키고 궁극적으로 제품 불량이 되어 많은 노력과 비용을 들인 제품을 폐기해야 하므로 사전에 색출될 필요가 있기 때문이다.

따라서 본 발명은 비젼(vision)을 통해 디스플레이 패널 표면 전체를 검사하여 스크래치 여부를 검사한다.

스크래치가 발생하지 않았다 하더라도 디스플레이 패널의 두께가 전 면적에 걸쳐 균일하게 에칭되었는지를 확인할 필요가 있다. 두께가 본래 의도했던 수준이 아닌 경우, 재 에칭하거나 폐기될 필요가 있기 때문이다.

따라서 본 발명은 에칭된 디스플레이 패널의 두께를 측정하여 허용 공차 ±15μm를 벗어나는 것을 색출한다.

이미 초박판으로 에칭된 디스플레이 패널은 매우 취약하므로 일반적인 접촉식 측정기인 마이크로미터 등의 사용은 측정 공정에서 많은 파손율을 나타낼 수 있으므로 비접촉식 자동두께측정기로 두께를 측정한다. 본 발명자들에 의해 제안된 자동두께측정기는 도 4에 도시되어 있다.

대면적 초박판이라는 특성을 고려하여 디스플레이 패널을 스테이지에 밀착하되, 파손 위험이 적은 진공 척(vacuum chuck)을 이용한다(도 4의 상). 진공 펌프로 스테이지에 뚫어놓은 기공을 통해 디스플레이 패널을 흡착하고, 여러 지점에서 레이저 빔을 조사하여 디스플레이 패널의 두께 d를 측정한다. 직접적으로 측정되는 길이는 도 4에서 보듯이 레이저 빔 발생기로부터 디스플레이 패널의 표면까지의 거리인 a₀ 및 b₀이나 미리 컴퓨터에 입력된 상하로 배치된 레이저 빔 발생기 간의 거리 D에서부터 측정된 a₀ 및 b₀를 뺄셈하여 디스플레이 패널의 두께 d를 측정할 수 있다. 이러한 자동두께측정시스템은 레이저 빔 조사부와 컴퓨터를 연동하여 디스플레이 패널의 두께 d를 자동으로 계산하고 모니터에 결과치를 디스플레이하게 하여 편리하게 사용할 수 있다.

상기와 같은 공정을 마친 초박판 디스플레이 패널은 이후 절단 가공 등을 거치게 되며, 이때 그 취약성으로 인해 파손율이 높다. 따라서 취약성 보완, 즉, 강도를 보강할 수 있는 조치로서 도 5와 같이 보호필름을 부착한다. 즉, 두께 3 내지 30 μm, 바람직하게는 5 내지 15 μm 의 수지 필름에 10 μm 전후로 점착제가 도포된 보호필름을 디스플레이 패널의 한 면 또는 양면에 부착하여 기존의 절단기로 절단되면서도 스크래치나 파손의 위험을 줄인다. 수지는 PET(polyethylene terephthalate), PE(polyethylene), PP(polypropylene), PO(polyolefine)중 어느 하나로 구성된 것이다. 상기 보호필름은 투명하기 때문에 부착된 상태로 제품으로 출하될 수 있다.

이와 같은 초박판 패널 제조 시스템에 의해, 대면적 디스플레이 패널의 전면에 걸쳐 조도와 두께가 균일하고 스크래치 불량이 없으며, 취약성이 보완된 초박판 패널을 높은 생산성으로 제조할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예는 도 2에서 나타낸 디스플레이 패널의 단면 에칭에 대한 것이다.

즉, 경우에 따라서는 디스플레이 패널 중 한 면만을 에칭하기도 하는데, 이러한 경우, 나머지 한 면을 에칭되지 않게 하는 방안으로 여러 가지 보호층 형성방법이 있으나, 효과의 확실성과 제조단가 절감을 고려해 본 발명에서는 에칭을 요하지 않는 면에 마스크 필름을 부착한다.

마스크 필름의 재질은 PVC(polyvinyl chloride), PO(polyolefine), PE(polyethylene) 및 PET(polyethylen terephthalate) 중 어느 하나로 할 수 있고 필름의 한 면에는 점착제가 도포 되어있다. 마스크 필름의 두께는 80 μm 내외로 하는 것이 안정된 부착 및 박리 용이성에 있어 유리하다.

단면 에칭의 경우, 생산성 향상을 위해, 도 6과 같이 마스크 필름이 부착된 두 개의 디스플레이 패널의 마스크 부착면을 서로 접합하여 하나의 지그에 고정하여 한번에 두 개의 디스플레이 패널을 에칭한다.

에칭 이후, 50 ℃ 정도의 증류수에 수 분간 불리면 마스크 필름은 쉽게 박리된다. 이후, 표면 검사 공정, 두께측정 및 보호필름 부착 등을 상술한 바와 동일하게 실시한다.

이와 같이 하여 대면적 디스플레이 패널의 초박판화 공정을 표면 조도, 투명도 등의 고품격을 유지하게 하면서도 생산성 있게 실시할 수 있다.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

도면부호 없음

Claims (7)

1. 디스플레이 패널을 알칼리 용액에 초기세정하는 단계;
   상기 초기세정을 마친 디스플레이 패널을 수직으로 놓고 F⁺이온을 함유한 에칭 용액을 상기 디스플레이 패널의 위에서 아래로 흘려 두께를 얇게 에칭하는 단계;
   상기 에칭을 마친 디스플레이 패널을 최종세정하는 단계;
   상기 최종세정을 마친 디스플레이 패널의 표면을 검사하는 단계;
   상기 표면 검사를 마친 디스플레이 패널의 두께를 측정하는 단계; 및
   상기 두께 측정을 마친 디스플레이 패널에 보호필름을 부착하는 단계;를 포함하고,
   상기 에칭하는 단계는, 디스플레이 패널의 두께 에칭 속도를 21μm/분을 상한으로 하여 표면 조도를 제어하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 초박판 패널 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 초기세정하는 단계 이후, 상기 디스플레이 패널의 한 면에 마스크 필름을 부착하여 상기 에칭 단계에서 디스플레이 패널의 단면만 에칭되게 단면 에칭하고, 에칭 단계 이후 및 최종세정 단계 이전에, 상기 마스크 필름을 물에 불려 박리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초박판 패널 제조 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 단면 에칭에서, 상기 마스크 필름이 한 면에 부착된 디스플레이 패널 두 개를 상기 마스크 필름이 부착된 면 끼리 서로 접합시켜 두 개의 디스플레이 패널을 함께 단면 에칭하는 것을 특징으로 하는 초박판 패널 제조 방법.
4. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 최종세정하는 단계는, 디스플레이 패널을 증류수로 스프레이 세정하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 초박판 패널 제조 방법.
5. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 디스플레이 패널의 표면을 검사하는 단계는, 비젼(vision)을 사용하여 스크래치 여부를 검사하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 초박판 패널 제조 방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 디스플레이 패널의 두께를 측정하는 단계는 레이저 빔을 이용한 자동두께측정장치에 의해 디스플레이 패널의 두께를 비접촉식으로 측정하며, 상기 디스플레이 패널을 스테이지에 진공척(vacuum chuck)으로 밀착시켜 측정하는 것을 포함하는 초박판 패널 제조 방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 디스플레이 패널에 보호필름을 부착하는 단계는 점착제가 도포 된 3 내지 30 μm 두께의 투명 수지 필름을 디스플레이 패널의 한 면 또는 양면에 부착하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 초박판 패널 제조 방법.
   
   
   

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