KR100816996B1 - 기포제거용 기판가압장치 및 이를 이용한 기포제거방법 - Google Patents
기포제거용 기판가압장치 및 이를 이용한 기포제거방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 기포제거용 기판가압장치 및 이를 이용한 기포제거방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 기포제거용 기판가압장치는 프레임;과, 상기 프레임에 고정되어 필름이 부착된 기판의 일측면을 지지하는 지지판;과, 상기 지지판의 상측에서 필름이 부착된 기판의 타측면을 향해 이동하는 가압판;과, 후단이 프레임에 고정되어 1~5kg/㎠의 압력으로 상기 가압판을 이동시키며, 기판의 전면적에 대하여 균등한 가압력을 제공할 수 있도록 소정간격 이격되게 다수 마련되는 가압수단;과, 상기 지지판과 가압판에 각각 마련되어 50~70℃의 온도로 기판을 가압하도록 발열하는 발열수단; 및, 상기 지지판과 가압판의 기판과의 접촉면에는 기판에 접촉되는 경도40~70의 니트릴고무, 실리콘, 우레탄, 불소고무, 에틸렌중 어느 하나로 구성되는 접촉부재;를 포함하며, 상기 지지판과 가압판 및 접촉부재는 기판보다 큰 면적을 갖도록 형성되어 기판의 전면적에 대하여 가압하는 것을 특징으로 한다.
기판, 필름, 기포제거, 가압, 우레탄,
Description
도 1은 본 발명 기포제거용 기판가압장치의 구성을 나타낸 단면도,
도 2는 본 발명 기포제거용 기판가압장치의 압력과 시간의 관계를 나타낸 그래프,
도 3은 상온에서 가압한 결과를 나타낸 비교사진,
도 4는 설정압력보다 낮은 압력 및 시간으로 가압한 결과를 나타낸 비교사진
도 5b는 본 발명 기포제거용 기판가압장치의 작용을 나타내는 작용단면도,
도 6a 내지 도 6d는 본 발명 기포제거용 기판가압장치의 작용에 따른 기포의 전후상태를 나타낸 비교사진들이다.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
110:프레임, 120:지지판, 130:가압판,
140:접촉부재, 150:가압수단, 152:작용축
160:가열수단
본 발명은 기포제거용 기판가압장치 및 이를 이용한 기포제거방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판의 면적보다 큰 가압판으로 기판의 전면적에 대하여 가압하는 것으로서, 기판의 전면적에 지속적으로 압력을 제공하여 기포의 제거성능을 향상시킨 기포제거용 기판가압장치 및 이를 이용한 기포제거방법에 관한 것이다.
우레탄재질의 접촉부재를 이용해 기판을 가압함으로써 기판과 필름과의 접착면에 발생되는 기포를 제거하는 것으로, 이송하는 기판의 일부영역에서 연속적으로 작용함으로써 기판의 크기와 상관없이 기포를 제거할 수 있도록 한 기포제거용 기판가압장치에 관한 것이다.
우레탄재질의 접촉부재를 이용해 기판을 가압함으로써 기판과 필름과의 접착면에 발생되는 기포를 제거하는 것으로, 이송하는 기판의 일부영역에서 연속적으로 작용함으로써 기판의 크기와 상관없이 기포를 제거할 수 있도록 한 기포제거용 기판가압장치에 관한 것이다.
일반적으로, LCD 패널 제조시 거치게 되는 엘씨디쎌(LCD Cell) 공정에서는 액정분자의 복굴절에 의한 편광특성을 이용하기 위하여 엘씨디쎌의 표면에 편광필름을 부착하는 공정이 필수적으로 요구된다. 이때, 엘씨디쎌 공정에서 엘씨디쎌과 편광필름 사이에 기포가 발생하면, 엘씨디의 품질이 저하되거나 제대로 작동되지 않는 등의 하자가 발생되므로, 엘씨디쎌에 편광필름이 부착된 피가공물을 오토클레이브 장치에 의해 기포를 제거한다.
즉, 종래의 오토클레이브 장치에 의하면, 전면에 투입구와 이 투입구를 개폐하는 도어가 구비된 압력용기의 내부에 공기압 공급수단과 히팅수단에 의해 공기압과 열을 공급하여 편광필름과 엘씨디쎌 사이의 기포를 제거하게 된다.
그런데, 근래에는 LCD 나 PDP글라스등 기판의 크기가 점점 대형화 되면서 오토클레이브 장치내에 대형의 기판을 수용하기가 어려워질 뿐만 아니라, 대형의 오토클레이브장치를 마련해기 위한 비용이 상승하게 된다.
또한, 대형의 오토클레이브 장치의 경우에는 내부의 압축공기의 팽창으로 폭발의 위험성이 높아지게 되는 문제점이 발생된다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 본 발명은 접촉 부재를 이용해 기판을 가압하여 기판과 필름과의 접착면에 발생되는 기포를 제거하도록 함으로써, 종래와 같이 높은압력을 제공하는 대형 오토클레이브장치를 대체하도록 하여 비용이 절감되게 한 기포제거용 기판가압장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 지지판과 가압판에 경도50~70정도의 접촉부재를 마련하여 기판을 탄력적으로 가압하도록 함으로써 기포제거의 효율을 향상시키는 기포제거용 기판가압장치를 제공하는 데에도 그 목적이 있다.
또한, 접촉부재의 면적을 기판의 면적보다 크게 함으로써 기판의 전면적에 대해 가압력을 작용시켜 기포를 제거하도록 한 기포제거용 기판가압장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명 기포제거용 기판가압장치는 프레임;과, 상기 프레임에 고정되어 필름이 부착된 기판의 일측면을 지지하는 지지판;과, 상기 지지판의 상측에서 필름이 부착된 기판의 타측면을 향해 이동하는 가압판; 및, 후단이 프레임에 고정되어 상기 가압판을 이동시키는 가압수단;을 포함하는 기포제거용 기판가압장치을 제공함으로써 달성된다.
본 발명 기포제거용 기판가압장치는 상기 지지판과 가압판에 각각 마련되어 발열하는 발열수단을 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명 기포제거용 기판가압장치는 상기 지지판과 가압판의 기판과의 접촉면에는 기판에 접촉되는 경도40~70의 접촉부재가 마련되는 것이 바람직하다.
상기 접촉부재는 니트릴고무, 실리콘, 우레탄, 불소고무, 에틸렌중 어느 하나인 것이 바람직하다.
여기서, 상기 접촉부재는 기판의 면적보다 크게 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명 기포제거용 기판가압장치의 상기 가압수단은 1~5kg/㎠의 압력으로 10~90초의 시간동안 기판을 가압하는 것이 바람직하다.
상기 발열수단은 약 50~70℃의 온도로 기판을 가압하도록 발열하는 것이 바람직하다.
상기 가압수단으로부터 제공되는 압력과, 가압되는 시간은 반비례 되는 것이 바람직하다.
본 발명 기판가압장치를 이용한 기포제거방법은 기판가압장치를 통해 기판을 가압하여 기판과 필름과의 접착면에 발생된 기포를 제거하는 기포제거방법에 있어서, 가압판과 접촉부재의 사이 및 지지판과 접촉부재의 사이에 개재된 발열수단에 전원을 인가하여 50~70℃의 온도로 가열하는 가열단계;와, 상기 가열단계에 의해 소정온도로 가열된 상태에서 기판의 면적보다 크게 형성되어 가압판과 지지판의 내측면에 각각 고정된 접촉부재들의 사이공간으로 기판을 완전히 삽입하는 삽입단계;와, 가압판의 상측을 가압하는 가압수단을 구동시켜 내측에 접촉부재가 고정된 가압판을 통해 지지판의 접촉부재 위에 놓여진 기판의 전면적에 대하여 1~5kg/㎠의 압력으로 10~90초의 시간동안 가압하여 기판과 필름과의 접착면에 발생되는 기포를 제거하는 가압단계;를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명 기판가압장치를 이용한 기포제거방법은 기판가압장치를 통해 기판을 가압하여 기판과 필름과의 접착면에 발생된 기포를 제거하는 기포제거방법에 있어서, 가압판과 접촉부재의 사이 및 지지판과 접촉부재의 사이에 개재된 발열수단에 전원을 인가하여 50~70℃의 온도로 가열하는 가열단계;와, 상기 가열단계에 의해 소정온도로 가열된 상태에서 기판의 면적보다 크게 형성되어 가압판과 지지판의 내측면에 각각 고정된 접촉부재들의 사이공간으로 기판을 완전히 삽입하는 삽입단계;와, 가압판의 상측을 가압하는 가압수단을 구동시켜 내측에 접촉부재가 고정된 가압판을 통해 지지판의 접촉부재 위에 놓여진 기판의 전면적에 대하여 1~5kg/㎠의 압력으로 10~90초의 시간동안 가압하여 기판과 필름과의 접착면에 발생되는 기포를 제거하는 가압단계;를 포함하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명 기포제거용 기판가압장치의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
첨부도면중 도 1은 본 발명 기포제거용 기판가압장치의 사시도이다.
상기 도면에서 도시하는 바와 같은 본 발명 기포제거용 기판가압장치는 크게 프레임(110)과, 상기 프레임(110)에 고정되어 필름이 부착된 기판(P)의 하부를 지지하는 지지판(120)과, 상기 지지판(120)의 상측에 배치되어 필름이 부착된 기판(P)의 상부면에 선택적으로 접촉하는 가압판(130)과, 상기 가압판(130)과 지지판(120)의 대향면에 각각 마련되어 기판(P)에 접촉되는 접촉부재(140)와, 상기 접촉부재(140)가 소정온도로 기판을 가압할 수 있도록 접촉부재(140)를 가열하는 발열수단(160)과, 후단이 상기 프레임(110)에 지지되어 상기 가압판(130)을 이동시키는 가압수단(150)을 포함한다.
상기 지지판(120)은 상기 프레임(110)에 고정되어 필름이 부착된 기판(P)의 하부면을 지지하는 것이고, 상기 가압판(130)은 상기 지지판(120)의 상측에서 가압수단(150)에 의해 기판(P)의 상부면에 선택적으로 접촉된다
그리고, 상기 지지판(120)과 가압판(130)의 대향면에는 기판(P)에 압력을 가하는 경도50~70정도의 접촉부재(140)가 마련된다.
또한, 상기 지지판(120)과 가압판(130)에는 기판을 소정의 온도로 가압할 수 있도록 접촉부재(140)를 가열하는 발열수단(160)이 배치된다.
이러한 발열수단(160)은 지지판(120) 및 가압판(130)에 각각 마련된 접촉부재(140)와의 사이에 배치되어 발열하는 것으로, 열선이나 열전소자등 소정의 온도로 발열할 수 있는 것이 사용되며, 가열효율을 증대시키기 위해 접촉부재(140)의 내부에 배치될 수도 있을 것이다.
한편, 상기 지지판(120)과 가압판(130)에 마련된 접촉부재(140)는 기판(P)보다 큰 면적을 갖도록 형성되어 기판(P)의 전면적에 대하여 가압하도록 한다. 이때, 가압수단(150)의 가압력이 기판(P)을 가압하는 접촉부재(140)의 전면적에 균등하게 제공될 수 있도록 소정간격 이격되게 다수 배치되는 것이 바람직하다.
| 재질 | 니트릴고무 | 실리콘 | 우레탄 | 불소고무 | EPDM |
| 경도 | #70 | #40 | #55 | #60 | #50 |
| 접촉면적 | 800mm×100mm | ||||
| 시료(glass+pol) | 1.7mm | ||||
| 온도 | 60℃ | ||||
이러한 접촉부재(140)는 상기의 [표1]에서 나타나는 바와 같이 경도70의 니트릴고무(NBR), 경도40의 실리콘, 경도55의 우레탄, 경도60의 불소고무(FPM), 경도50의 에틸렌-프로필렌 고무(ethylene propylene Diene Monorer,EPDM)등이 사용될 수 있으며, 본 실시예에서는 우레탄이 사용된 것을 예로 든다.
또한, 가압수단(150)의 가압력은 도 2에 나타난 바와 같이 1~5kg/㎠의 압력을 제공하며, 가압시간은 압력에 대해 반비례되도록 10~90초 정도 가압한다. 이러한 조건으로 기판(P)을 가압하여 필름(F)이 기판(P)에 정합되게 함으로써 효율적으로 기판(P)과 필름(F)의 접착면에 형성되어있는 기포를 제거하도록 한다.
여기서, 기판(P)을 10초 이하의 시간동안 가압하는 경우 기포의 제거효과가 떨어지게 되고, 기판(P)을 90초이상 가압하는 경우에는 생산라인의 공정이 지연되므로 바람직하지 않다. 또한, 기판(P)을 가압하는 압력이 1kg/㎠이하인 경우에는 기포제거효과가 떨어지고, 기판(P)을 5kg/㎠이상으로 가압하는 경우에는 기판(P)이 손상을 입게 될 우려가 있다.
한편, 상온에서 기판(P)을 가압하는 경우에는 도 3에서 나타나는 바와 같이 기포 제거효과가 떨어지므로 발열수단(160)을 통해 약 50~70℃의 온도로 가열하는 것이 바람직하다.
또한, 상기의 압력 및 시간보다 낮은 시간 또는 압력으로 가압하는 경우에도 도 4에서 나타나는 바와 같이 기포가 완전히 제거되지 않게 된다.
따라서, 생산라인의 기판공급속도에 맞춰 시간을 설정한 뒤 압력을 조정하는 것이 바람직하며, 본 발명의 실시예에서는 50℃의 온도와, 2kg/㎠의 압력으로 60초의 시간동안 기판(P)을 가압하는 것을 예로 든다.
상기 가압수단(150)은 후단이 프레임(110)에 고정되어 상기 가압판(130)을 수직방향으로 승강시키는 것으로 가압판(130)의 전면적에 대하여 균등한 압력을 제공할 수 있도록 소정간격 이격되게 다수 마련되는 것이 바람직하다. 이러한 가압수단(150)으로는 가압판(130)을 이동하게 하는 다양한 구동원이 적용될 수 있으나, 본 실시예에서는 유압 또는 공압에 의해 작용축(152)이 전후진하는 실린더가 적용된 것으로 한다.
한편, 상기 실시예에서는 가압수단(150)이 가압판(130)에 작용하는 것으로 설명하였으나, 반대로 가압수단(150)에 의해 지지판(120)이 기판(P)을 향해 이동할 수 있으며, 상하로 각각 마련된 가압수단(150)에 의해 가압판(130)과 지지판(130)이 동시에 이동하여 기판(P)을 가압하도록 할 수도 있을 것이다.
이하, 상기의 구성을 갖는 본 발명 기포제거용 기판가압장치의 작용을 설명한다.
첨부도면중 도 5는 본 발명 기포제거용 기판가압장치의 작용을 나타내는 작용도이다.
먼저, 도 1에서와 같이 프레임(110)의 하단상측에 지지판(120)이 고정되고, 지지판(120)의 상측으로는 소정거리 이격되게 가압판(130)이 배치되며, 상기 가압판(130)은 후단이 프레임(110)상단 내측에 고정된 가압수단(150)의 작용축(152)에 고정되어 가압수단(150)의 작용에 의해 상하로 이동하게 된다.
그리고, 상기 가압판(130)과 지지판(120)의 내측면에는 기판(P)에 접촉하는 접촉부재(140)가 각각 고정된다.
상기와 같이 조립된 상태에서 도 5와 같이 가압수단(150)의 작용축(152)이 하강하게 되면, 작용축(152)에 고정된 가압판(130)이 하강하면서 지지판(120)과의 사이에 놓여진 기판(P)을 가압하게 된다.
여기서, 상기 지지판(120)과 가압판(130)의 내측면에는 접촉부재(140)가 각각 고정되어 있으므로, 상기 접촉부재(140)에 의해 기판(P)이 가압되면서 기판(P)의 상측에 부착된 필름(F)이 상기 가압판(130)의 가압력에 의해 기판(P)에 정합되며, 이 과정에서 기판(P)과 필름(F)의 접착면에 형성된 기포들이 압력에 의해 가압부위의 외측으로 빠져나가게된다.
이때, 상기 가압수단(150)에 의해 하강하여 기판(P)을 가압하는 가압틀(130)은 작업환경에 따라 한번의 가압시 1~5kg/㎠의 압력으로 10~90초동안 기판(P)을 가압하게 되며, 본 실시예에서는 발열수단(170)에 의해 50℃의 온도로 가열된 접촉부재(140)가 가압수단(150)을 통해 2kg/㎠의 압력으로 60초동안 기판(P)을 가압하는 것으로 한다.
상기와 같은 조건으로 가압수단(150)의 작용에 의해 가압판(130)에 고정된 접촉부재(140)로 기판(P)을 가압한 뒤에는 가압수단(150)의 작용축(152)을 상승시킨 뒤 기판(P)을 다음위치로 이송시킨 다음, 다시 가압판(130)을 하강시켜 기판(P)을 가압하도록 한다.
이와같이 지지판(120)과 가압판(130)의 사이에 위치한 기판(P)을 가압수단(150)을 통해 가압판(130)을 하강시켜 기판(P)을 50℃의 온도와 2kg/㎠의 압력으로 60초동안 가압함으로써, 도 6a와 같이 좌측의 기판과 필름의 접착면사이에 물집성 기포가 형성되어 있는 상태로부터 가압력에 의해 우측과 같이 기판과 필름사이의 물집성 기포가 제거되고, 도 6b와 같이 기판과 필름의 접착면사이에 형성된 액포성 기포도 제거되며, 도 6c와 같이 끝단기포가 형성된 경우나 도 6d와 같이 형상불량기포가 형성된 경우에도 각각 제거된다.
상기의 실시예에서는 지지판과 가압판이 기판의 면적보다 크게 형성되어 기판전체를 가압하는 것을 예로 들었으나, 작업공간의 축소를 위해 기판(P)의 이송방향에 대해 교차되는 방향에서 소정의 폭을 갖는 접촉부재(140)로 기판(P)을 가압하여 내부의 기포를 제거하는 작용을 반복적으로 실시하는 것도 가능할 것이다.
상기한 바와 같은 본 발명 기포제거용 기판가압장치는 접촉부재를 이용해 기판을 가압하여 기판과 필름과의 접착면에 발생되는 기포를 제거하도록 함으로써, 종래와 같은 높은압력을 제공하는 대형 오토클레이브장치를 별도로 마련하지 않아도 되므로 비용이 절감되는 효과가 있다.
또한, 지지판과 가압판에 경도50~70정도의 접촉부재를 마련하여 기판을 탄력적으로 가압하도록 함으로써 기포제거의 효율을 향상시키는 효과도 있다.
또한, 접촉부재의 면적을 기판의 면적보다 크게 함으로써 기판의 전면적에 대해 가압력을 작용시켜 기포를 제거하도록 하는 효과도 있다.
Claims (8)
- 프레임;상기 프레임에 고정되어 필름이 부착된 기판의 일측면을 지지하는 지지판;상기 지지판의 상측에서 필름이 부착된 기판의 타측면을 향해 이동하는 가압판;후단이 프레임에 고정되어 1~5kg/㎠의 압력으로 상기 가압판을 이동시키며, 기판의 전면적에 대하여 균등한 가압력을 제공할 수 있도록 소정간격 이격되게 다수 마련되는 가압수단;상기 지지판과 가압판에 각각 마련되어 50~70℃의 온도로 기판을 가압하도록 발열하는 발열수단; 및,상기 지지판과 가압판의 기판과의 접촉면에는 기판에 접촉되는 경도40~70의 니트릴고무, 실리콘, 우레탄, 불소고무, 에틸렌중 어느 하나로 구성되는 접촉부재;를 포함하며,상기 지지판과 가압판 및 접촉부재는 기판보다 큰 면적을 갖도록 형성되어 기판의 전면적에 대하여 가압하는 것을 특징으로 하는 기포제거용 기판가압장치.
- 제 1항의 기판가압장치를 통해 기판을 가압하여 기판과 필름과의 접착면에 발생된 기포를 제거하는 기포제거방법에 있어서,가압판과 접촉부재의 사이 및 지지판과 접촉부재의 사이에 개재된 발열수단에 전원을 인가하여 50~70℃의 온도로 가열하는 가열단계;상기 가열단계에 의해 소정온도로 가열된 상태에서 기판의 면적보다 크게 형성되어 가압판과 지지판의 내측면에 각각 고정된 접촉부재들의 사이공간으로 기판을 완전히 삽입하는 삽입단계;가압판의 상측을 가압하는 가압수단을 구동시켜 내측에 접촉부재가 고정된 가압판을 통해 지지판의 접촉부재 위에 놓여진 기판의 전면적에 대하여 1~5kg/㎠의 압력으로 10~90초의 시간동안 가압하여 기판과 필름과의 접착면에 발생되는 기포를 제거하는 가압단계;를 포함하는 기판가압장치를 이용한 기포제거방법.
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