KR101298358B1 - 액정표시장치 제조용 연마장치 및 연마방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판 스테이지에 기판의 흡착 불량을 개선할 수 있는 액정표시장치 제조용 연마장치가 개시된다.
개시된 본 발명의 액정표시장치 제조용 연마장치는 직선 왕복 이동을 하는 복수의 기판 스테이지와, 기판 스테이지가 이동하는 영역에 일렬로 배치된 제1 및 제2 연마부와, 제1 및 제2 연마부의 양끝단 및 그 사이에 배치된 제1 내지 제3 정렬부와, 제1 및 제2 연마부와 제1 및 제2 정렬부 사이에 배치되어 기판 스테이지의 세정하는 제1 및 제2 세정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

액정표시장치 제조용 연마장치 및 연마방법{Grinder Apparatus for LCD fabrication and the method for the same}
본 발명은 기판 스테이지에 기판의 흡착 불량을 개선할 수 있는 액정표시장치 제조용 연마장치 및 연마방법에 관한 것이다.
최근, 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시장치들이 대두되고 있다. 이러한 평판 표시장치로는 크게 액정표시장치(Liquid Crystal Display), 전계방출 표시장치(Field Emission Display), 플라즈마 표시장치(Plasma Display Panel) 및 유기전계발광 표시장치(Organic electro luminescence Display device) 등이 있다.
이와 같은 평판 표시장치들은 TV, 컴퓨터 모니터 등의 영상표시기기에 구비되어 동영상을 비롯하여 각종 영상 및 문자를 디스플레이하는 역할을 한다.
평판 표시장치들 중 액정표시장치는 전자제품의 경박단소 추세에 만족할 수 있고, 양산성이 향상되고 있어 많은 응용분야에서 사용되고 있다.
특히, 박막 트랜지스터(TFT: thin film transistor)를 이용하여 액정셀을 구동하는 액티브 매트릭스 타입의 액정표시장치는 화질이 우수하고 소비전력이 낮은 장점이 있으며, 최근의 양산기술 확보와 연구개발의 성과로 대형화와 고해상도화로 급속히 발전하고 있다.
액정표시장치는 화소전극과 스위칭 소자인 박막 트랜지스터가 각 화소별로 형성되는 박막 트랜지스터 기판을 제조하는 공정과, 상기 박막 트랜지스터 기판과 대향되어 공통전극 및 적,녹,청색의 컬러필터가 각 화소에 대응하여 형성되는 컬러필터 기판을 제조하는 공정과, 상기 두 공정을 통해 제작된 박막 트랜지스터 기판 및 컬러필터 기판 사이에 액정을 주입한 후, 합착하는 셀 공정을 진행하여 액정표시패널을 완성하고, 상기 액정표시패널에 편광판과 구동회로 기판 및 백라이트 유닛을 부착함으로써, 완성된다.
여기서, 박막 트랜지스터 기판과 컬러필터 기판을 합착하여 액정표시패널을 완성하는 셀 공정에 대해 간단히 설명하도록 한다.
셀 공정은 박막 트랜지스터가 배열된 박막 트랜지스터 기판과 컬러필터가 형성된 컬러필터 기판에 액정을 한 방향으로 정렬시키기 위한 배향 공정과 상기 배향 공정이 완료된 두 기판을 일정한 갭(Gap)을 유지시키며 합착하는 셀 갭(cell gap) 형성 공정과, 상기 셀 갭 형성 공정을 진행하여 합착된 원판 패널을 단위 패널로 절단하는 셀 절단(cutting) 공정과, 상기 각각의 단위 패널 내부에 액정을 주입하는 액정주입 공정과, 절단면을 연마하는 연마 공정으로 나눌 수 있다.
이 중에서 연마 공정은 모듈공정 진행시 어레이 기판의 측단부 상면에 구동신호를 입력받기 위한 신호 입력 패턴과, 상기 박막 트랜지스터 기판 상에 형성된 데이터 라인 및 게이트 라인으로 구동 신호를 인가하기 위한 인쇄회로기판 및 구동 IC를 ACF(이방성 도전 필름, Anisotropic Conductive Film) 본딩 또는 솔더링 본딩을 이용하여 결합하게 되는데 이때, 결합 과정에서 상기 신호 입력패턴과 인쇄회로기판의 정렬 미스를 방지하고, 공정 충격에 의한 크랙(crack) 발생을 방지하지 하고, 작업자가 날카로운 상기 절단면에 의해 다치는 것을 방지하기 위하여 액정주입 후 상기 액정패널에 대하여 절단된 에지(edge)에 대해 연마공정을 진행하는 것이다.
도 1은 일반적인 액정표시장치 제조용 연마장치에서 액정표시패널을 지지하는 기판 스테이지를 도시한 평면도이다.
일반적인 액정표시장치 제조용 연마장치는 연마를 진행할 액정표시패널을 흡착하여 고정하는 기판 스테이지(20)를 포함한다.
기판 스테이지(20)는 액정표시패널을 흡착하기 위한 다수의 진공 흡착홀(21)을 포함한다.
상기 진공 흡착홀(21)은 진공 흡착을 이용하여 상기 액정표시패널을 기판 스테이지(20)에 고정하는 역할을 한다.
그러나, 일반적인 액정표시장치 제조용 연마장치는 공정이 진행되면서 액정표시패널 가장자리의 연마에 의해 발생하는 유리가루 등의 이물질이 진공 흡착홀(21)에 쌓이면서 흡착홀(21)이 막혀 기판의 흡착 불량이 발생하는 문제가 있었다.
본 발명은 기판 스테이지에 기판의 흡착 불량을 개선할 수 있는 액정표시장치 제조용 연마장치 및 연마방법을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치용 점등검사 장치는,
직선 왕복 이동을 하는 복수의 기판 스테이지; 상기 기판 스테이지가 이동하는 영역에 일렬로 배치된 제1 및 제2 연마부; 상기 제1 및 제2 연마부의 양끝단 및 그 사이에 배치된 제1 내지 제3 정렬부; 및 상기 제1 및 제2 연마부와 상기 제1 및 제2 정렬부 사이에 배치되어 기판 스테이지의 세정하는 제1 및 제2 세정부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치의 연마방법은,
미리 설정된 횟수만큼 액정표시패널의 연마공정이 진행되고, 제1 및 제2 정렬부로 제1 및 제2 기판 스테이지가 이동하는 단계; 상기 제1 및 제2 기판 스테이지의 크기를 최소화하는 단계; 순수한 물(DI)을 이용하여 상기 제1 및 제2 기판 스테이지를 1차 세정하는 단계; 공기 압력을 이용하여 상기 제1 및 제2 기판 스테이지를 2차 세정하는 단계; 및 상기 1차 2차 세정이 완료된 상기 제1 및 제2 기판 스테이지의 크기를 연마공정시의 사이즈로 가변시키고 연마공정을 진행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 연마공정에 있어서, 일정 간격을 두고 기판 스테이지의 세정을 실시함으로써, 액정표시패널의 흡착 불량을 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명의 액정표시장치 제조용 점등검사 장치는 액정표시패널의 흡착 불량을 방지하여 연마공정 중에 액정표시패널의 흡착 불량으로 인해 발생하는 공정 시간 및 비용 손실을 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 기판 스테이지를 자동으로 세정함으로써, 기존에 작업자에 의해 세정작업에 의한 안전상의 위험을 방지할 수 있는 효과가 있다.
첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세히 설명하도록 한다.
도 2는 액정표시패널의 일부 영역을 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치 제조용 연마장치를 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 4는 본 발명의 액정표시장치 제조용 연마장치 내에 구비된 기판 스테이지를 도시한 평면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 액정표시패널(110)은 서로 일정한 간격을 두고 상부 및 하부기판(101, 170)이 대향하고, 상기 상부 및 하부기판(101, 170)에는 액정층(150)이 개재되어 있다.
상기 하부기판(170)의 상부면에는 다수의 게이트 라인(171) 및 데이터 라인(173)이 서로 교차 배열되고, 상기 게이트 라인(171)과 데이터 라인(173)이 교차하는 영역에 박막 트랜지스터(T)가 형성된다.
또한, 하부기판(170)에는 상기 게이트 라인(171) 및 데이터 라인(173)의 교 차하여 화소(P)를 정의하며, 상기 화소(P)에는 상기 박막 트랜지스터(T)와 연결된 화소전극(175)이 형성된다.
이와 같은 구조의 액정표시패널(110)은 상기 상부 및 하부기판(101, 170)이 합착된 원판 패널을 단위 패널로 절단하고 내부에 액정을 주입하여 완성된다.
완성된 액정표시패널(110)은 측면에 대한 연마공정이 진행된다.
도 3 내지 도 5를 참조하여 액정표시장치 제조용 연마장치를 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치 제조용 연마장치는 액정표시패널(110)이 주 이동로가 되는 컨베이어에 바로 연결할 수 있도록 직선타입으로 구성된다.
연마장치는 액정표시패널(110)을 연마장치로 이동시키기 위한 로봇(150)과, 액정표시패널(110)의 장축 측면을 연마하기 위한 제1 연마부(G1)와, 단축 측면을 연마하기 위한 제2 연마부(G2)와, 상기 제1 및 제2 연마부(G1, G2)를 직선 왕복 이동하는 기판 스테이지(120)로 구성되며, 제1 및 제2 연마부(G1, G2)의 후단에는 상기 기판 스테이지(120)의 상면에 위지한 액정표시패널(110)을 정렬시키기 위한 제1 및 제2 정렬부(A1, A2)가 구성되며, 제2 연마부(G2)의 후단에는 제3 정렬부(A3)가 구성된다.
기판 스테이지(120)는 액정표시패널(110)의 하부면 가장자리를 지지하는 제1 및 제2 지지부(123a, 123b)와, 상기 액정표시패널(110)의 하부면 중앙영역을 지지함과 동시에 액정표시패널(110)을 회전시킬 수 있는 회전부(125)가 구비된 제3 지 지부(122)를 포함한다.
도면에는 상세히 도시되지 않았지만, 상기 회전부(125)의 상부 표면에는 액정표시패널(110)을 고정시키기 위한 흡착홀(미도시)이 구비된다.
즉, 기판 스테이지(120)는 흡착홀을 이용하여 로봇(150)으로부터 이송된 액정표시패널(110)의 일면을 진공 흡착하여 액정표시패널(110)을 기판 스테이지(110) 상에 고정시킨다. 이때, 진공 흡착 전에 제1 정렬부(A1)에서는 액정표시패널(110)의 장축 방향이 연마공정이 진행되는 방향으로 나란하게 정렬된다.
제1 연마부(G1)에는 고속으로 회전하여 액정표시패널(110)의 장축 측면을 연마하는 제1 및 제2 연마석(130a, 130b)이 서로 일정 간격 이격되어 배치된다.
제1 연마부(G1)에서는 상기 기판 스테이지(120)가 서서히 진입되면서 매우 빠른 속도로 회전하는 제1 및 제2 연마석(130a, 130b)에 의해 액정표시패널(110)의 장축 측면이 연마된다.
이후, 상기 기판 스테이지(120)가 제1 연마부(G1)의 끝까지 이동되면, 제2 정렬부(A2)에서는 상기 액정표시패널(110)을 90도 회전시킨다.
상기 제2 연마부(G2)에서는 고속으로 회전하여 액정표시패널(110)의 단축 측면을 연마하는 제3 및 제4 연마석(140a, 140b)이 서로 일정간격 이격되어 배치된다.
제2 연마부(G2)에서는 제2 정렬부(A2)에서 90도 회전된 액정표시패널(110)이 서서히 진입되고, 매우 빠른 속도로 회전하는 제3 및 제4 연마석(140a, 140b)에 의해 액정표시패널(110)의 단축 측면이 연마된다.
제2 연마부(G2)를 통과한 기판 스테이지(120)는 제3 정렬부(A3)에서 90도 회전하여 액정표시패널(110)을 정렬함으로써, 연마공정을 완료한다.
여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치 제조용 연마장치는 기판 스테이지(120)의 흡착홀에 연마공정 중에 발생하는 이물질에 의한 막힘 등에 의해 액정표시패널(110)의 흡착 불량을 개선하기 위한 세정부를 포함한다.
제1 연마부(G1)의 전단에는 순수한 물(DI)을 이용하여 기판 스테이지(120)를 세정하는 제1 DI 세정부(200)가 배치된다.
또한, 제2 연마부(G2)의 전단에는 제2 DI 세정부(300)가 배치된다.
제1 정렬부(A1)에 위치한 기판 스테이지(120)는 액정표시패널(110)이 로딩되지 않은 상태에서 상기 제1 DI 세정부(200)를 서서히 통과하여 1차 세정이 진행된다. 이때, 제2 정렬부(A2)에 위치한 기판 스테이지(120)는 액정표시패널(110)이 로딩되지 않은 상태로 상기 제2 DI 세정부(300)를 서서히 통과하여 1차 세정이 진행된다.
제1 및 제2 연마부(G1, G2)의 후단에는 제1 및 제2 공기 세정부(201, 301)가 각각 배치된다.
상기 제1 및 제2 DI 세정부(200, 300)로부터 각각 1차 세정된 기판 스테이지(120)는 상기 제1 및 제2 공기 세정부(201, 301)의 공기분사에 의해 2차 세정된다.
이상에서 설명한 연마장치는 제1 및 제2 DI 세정부(200, 300)와, 제1 및 제2 공기 세정부(201, 301)에 의한 세정에 의해 연마공정에서 발생한 이물질이 제거되 어 액정표시패널(110)의 흡착 불량을 방지할 수 있다.
여기서, 기판 스테이지(120)는 세정공정이 진행되기 전에 제1 및 제2 지지부(123a, 123b)가 측면방향으로 확장된 경우, 제1 및 제2 지지부(123a, 123b)를 제3 지지부(122) 방향으로 최대한 이동된다. 제1 및 제2 지지부(123a, 123b)가 제3 지지부(122) 방향으로 이동되어 기판 스테이지(120)의 크기를 최소화하는 것은 상기 제1 및 제2 DI 세정부(200, 300)의 크기를 줄여 연마장치 내의 공간제약에 용이하게 대응하기 위함이다.
이상에서는 제1 및 제2 DI 세정부(200, 300)와, 제1 및 제2 공기 세정부(201, 301)의 위치를 제1 및 제2 연마부(G1, G2)의 전단 및 후단에 배치된 것으로 한정하고 있지만, 이에 한정하지 않고, 연마장치 내부 어디에도 배치될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 연마장치는 일정 간격을 두고 기판 스테이지(120)의 세정을 실시함으로써, 액정표시패널(110)의 흡착 불량을 방지할 수 있다. 여기서, 기판 스테이지(120)의 세정 간격은 변경될 수 있다. 즉, 본 발명의 연마장치는 액정표시패널(110)의 흡착 불량이 발생하는 시점에 따라 세정 공정의 시점이 가변될 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 연마장치는 연마공정의 100회 진행 후에 1회 기판 스테이지(120)의 세정이 진행될 수 있고, 연마공정이 20회 진행 후에 1회 기판 스테이지(120)의 세정이 진행될 수도 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치 연마방법을 도시한 순서도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치 연바방법은 미리 설정된 횟수만큼 액정표시패널의 연마공정이 완료된 이후에 진행된다.(S1)
여기서, 연마공정은 미리 설정된 횟수만큼 진행된다.(예를 들면, 100회, 200회 등)
기판 스테이지는 액정표시패널의 사이즈에 따라 외측 방향으로 연장될 수 있으며, 세정공정이 진행되는 경우, 최소의 크기로 가변된다.(S2)
제2 정렬부에 위치한 기판 스테이지는 제1 정렬부로 이동되고, 제3 정렬부에 위치한 기판 스테이지는 제2 정렬부로 이동된다.(S3)
제1 및 제2 정렬부로 각각 이동된 기판 스테이지들은 제1 및 제2 DI 세정부로 진행하면서 1차 세정이 진행된다.(S4)
1차 세정이 진행되면, 제1 및 제2 공기 세정부에 의해 2차 세정이 진행된다.(S5)
2차 세정이 완료된 기판 스테이지들은 각각 제1 및 제2 정렬부로 이동하고, 액정표시패널의 연마를 위해 제1 및 제2 지지부가 외측방향으로 이동하여 해당 액정표시패널의 사이즈에 따라 크기가 가변되며, 연마공정이 진행된다.(S6)
이상에서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치 제조용 연마장치는 연마공정으로 발생하는 이물질을 제거하기 위한 세정부가 구비되어 이물질에 의해 액정표시패널의 흡착 불량을 방지할 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하 는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
도 1은 일반적인 액정표시장치 제조용 연마장치에서 기판을 지지하는 기판 스테이지를 도시한 평면도이다.
도 2는 액정표시장치의 일부 영역을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치 제조용 연마장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 액정표시장치 제조용 연마장치 내에 구비된 기판 스테이지를 도시한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치 연마방법을 도시한 순서도이다.

Claims (9)

  1. 직선 왕복 이동을 하는 복수의 기판 스테이지;
    상기 기판 스테이지가 이동하는 영역에 일렬로 배치된 제1 및 제2 연마부;
    상기 제1 및 제2 연마부의 양끝단 및 그 사이에 배치된 제1 내지 제3 정렬부; 및
    상기 제1 및 제2 연마부와 상기 제1 및 제2 정렬부 사이에 배치되어 기판 스테이지를 세정하는 제1 및 제2 세정부;를 포함하고,
    상기 기판 스테이지는,
    액정표시패널을 지지하는 제1 내지 제3 지지부를 포함하고,
    상기 제3 지지부는 상기 액정표시패널을 회전시키는 회전부를 구비한 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조용 연마장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 세정부는,
    순수한 물(DI)을 이용하여 1차 세정하는 DI 세정부; 및
    공기의 압력을 이용하여 2차 세정하는 공기 세정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조용 연마장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 지지부는 상기 액정표시패널의 하부면 가장자리를 지지하고,
    상기 제3 지지부는 상기 액정표시패널의 하부면 중앙영역을 지지하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조용 연마장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 지지부는 상기 제1 및 제2 세정부에 진입되는 경우, 상기 제3 지지부 방향으로 이동하여 최소의 크기로 가변되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조용 연마장치.
  5. 미리 설정된 횟수만큼 액정표시패널의 연마공정이 진행되고, 제1 및 제2 정렬부로 제1 및 제2 기판 스테이지가 이동하는 단계;
    상기 제1 및 제2 기판 스테이지의 크기를 최소화하는 단계;
    순수한 물(DI)을 이용하여 상기 제1 및 제2 기판 스테이지를 1차 세정하는 단계;
    공기 압력을 이용하여 상기 제1 및 제2 기판 스테이지를 2차 세정하는 단계; 및
    상기 1차 2차 세정이 완료된 상기 제1 및 제2 기판 스테이지의 크기를 연마공정시의 사이즈로 가변시키고 연마공정을 진행하는 단계;를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 기판 스테이지는,
    상기 액정표시패널을 지지하는 제1 내지 제3 지지부를 포함하고,
    상기 제3 지지부는 상기 액정표시패널을 회전시키는 회전부를 구비한 것을 특징으로 하는 액정표시장치 연마방법.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 지지부는 상기 액정표시패널의 하부면 가장자리를 지지하고,
    상기 제3 지지부는 상기 액정표시패널의 하부면 중앙영역을 지지하는 액정표시장치의 연마방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 지지부는 상기 제1 및 제2 세정부에 진입되는 경우, 상기 제3 지지부 방향으로 이동하여 최소의 크기로 가변되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 연마방법.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 회전부의 상부 표면에는 상기 액정표시패널을 고정하기 위한 흡착홀이 구비된 액정표시장치 제조용 연마장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 연마부는 상기 액정표시패널의 장축 측면을 연마하고,
    상기 제2 연마부는 상기 액정표시패널의 단축 측면을 연마하는 액정표시장치 제조용 연마장치.
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