KR101449415B1 - 터치 패널 진공 합착 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 터치 패널 진공 합착 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 터치패널 셀과 상기 터치 패널 셀을 보호하기 위한 윈도우를 진공상태에서 합착함으로써 대기압 상태에서 합착할 경우에 발생할 수 있는 기포 발생을 억제하고 블리드 인/아웃 현상(Bleed in/out)을 제로화 시킬 수 있는 터치 패널 진공 합착 시스템에 관한 것이다.

Description

터치 패널 진공 합착 시스템 {System For Attaching Of Touch Panel}
본 발명은 터치 패널 진공 합착 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 터치패널 셀과 상기 터치 패널 셀을 보호하기 위한 윈도우를 진공상태에서 합착함으로써 대기압 상태에서 합착할 경우에 발생할 수 있는 기포 발생을 억제하고 블리드 인/아웃 현상(Bleed in/out)을 제로화 시킬 수 있는 터치 패널 진공 합착 시스템에 관한 것이다.
터치 패널은 패널 상에 디스플레이된 표시를 가압함으로써 상기 표시에 대응되어 미리 정해진 정보를 입력하는 입력수단으로써 편리성으로 인해 모든 디스플레이 장치에 활발히 적용되고 있다.
일반적으로 터치 패널은 정전용량 방식, 저항막 방식, 표면 초음파 방식, 적외선 방식 등에 의해 터치 패널에 가압된 부분의 좌표를 추출하고 정보를 입력하게 된다.
터치 패널은 패널 상에 손이나 전자펜 등이 접촉하여 좌표를 인식하는 방식이므로 패널 손상이 발생하기 쉬우므로 상기 터치 패널을 보호하기 위한 윈도우를 터치 패널 상에 합착하여 제조한다.
종래의 터치 패널과 윈도우의 합착 방법은 광학적 접착제(OCA 테이프)를 이용하거나 UV 경화성 레진을 이용하는 방식이 이용되고 있다.
상기 광학적 접착제를 이용하는 방식은 접착제 자체 두께로 인해 패널의 전체 두께가 증가하고, 접착력이 떨어지는 문제가 있으므로 UV 경화성 레진을 이용한 방식이 많이 사용되고 있다.
그러나, 종래의 UV 경화성 레진을 이용한 합착 방식은 대기압 상태에서 터치패널 셀과 윈도우를 합착함으로써 대기 중의 반응을 통해 기포 발생하며, 블리드 인/아웃(Bleed in/Out)이 발생하여 셀 측면으로 UV 경화성 레진이 흘러내려 추가로 흘러내린 레진을 닦아주는 공정이 필요함으로 불량률이 증가하여 공정 효율이 떨어지는 문제가 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써 본 발명의 목적은 터치 패널 셀과 윈도우를 진공 상태에서 합착함으로써 기포 발생을 억제하여 수율을 높일 수 있는 터치 패널 합착 시스템을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 터치 패널 합착 시스템은 터치패널 셀과 윈도우를 합착하는 시스템으로서, 이송된 터치패널 셀과 UV 레진이 도포된 윈도우를 진공 상태에서 합착하는 합착부와 상기 합착된 터치패널을 경화하는 UV 경화부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 합착부는 상기 로딩된 터치패널 셀을 얼라인하는 제 1 로드락 챔버와 UV 레진이 도포된 윈도우를 로딩하고 얼라인하는 제 2 로드락 챔버와 상기 제 1 및 2 로드락 챔버에 로딩된 터치패널 셀과 윈도우를 공정챔버로 이송하는 반송챔버와 상기 로딩된 터치패널 셀과 윈도우를 진공상태에서 합착하는 공정챔버를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 및 2 로드락 챔버의 압력은 대기 ~ 수 torr이고, 상기 반송 챔버 내의 압력은 수 torr ~ 10 -2 torr이고, 상기 공정 챔버내의 압력은 10-4 ~ 10-5 torr 인 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 제 1 로드락 챔버 또는 제 2 로드락 챔버는 각각 터치 패널 셀 또는 윈도우를 고정하는 기판척과 상기 고정된 터치 패널 셀 또는 윈도우의 위치를 정렬하는 얼라인 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 얼라인 수단은 터치 패널 셀 또는 윈도우의 정확한 위치를 육안으로 확인하기 위한 Vision system과 상기 기판척 상에 터치 패널 셀 또는 윈도우의 정확한 위치를 가이드하는 얼라인 이미지와 상기 로딩된 터치 패널 셀 또는 윈도우를 이동하여 터치 패널 셀이 얼라인 이미지에 정확히 위치하도록 얼라인을 수행하는 얼라인부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 얼라인부는 상기 기판척에 로딩된 터치 패널 셀 또는 윈도우를 X축, Y축, Z축 및 θ각도 4축 제어를 통해 얼라인을 수행하는 이동 가이드와 상기 이동 가이드의 구동을 제어하는 이동 가이드 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 윈도우는 유리 또는 강화유리인 것을 특징으로 한다.
상기에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 터치 패널 합착 시스템은 터치 패널 셀과 상기 터치 패널 셀을 보호하기 위한 윈도우의 합착시 진공상태에서 합착 공정을 진행하므로 기포 발생을 억제 및 블리드 인/아웃 현상(Bleed in/out)을 제로화하여 불량률을 최소화하여 수율을 향상시킬 수 있는 탁월한 효과가 발생한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치 패널 합착 스테이지를 개략적으로 도시한 배치도이고, 도 2는 도 1의 배치에 따른 합착 방법을 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제 2 로드락 챔버 내에서 윈도우를 얼라인하는 것을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공정챔버를 개략적으로 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공정챔버에서 터치패널 셀과 윈도우가 합착되는 과정을 개략적으로 도시한 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치 패널 합착 스테이지를 개략적으로 도시한 배치도이고, 도 2는 도 1의 배치에 따른 합착 방법을 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 1 및 2를 참조하여 본 발명에 따른 터치 패널 합착 방법에 대해 살펴보기로 한다.
본원 발명에 따른 터치 패널 합착 시스템은 이송된 터치패널 셀과 UV 레진이 도포된 윈도우를 진공 상태에서 합착하는 합착부와 상기 합착된 터치패널을 경화하는 UV 경화부를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 합착부는 터치 패널 셀과 윈도우가 챔버부에 로딩되어 진공상태에 합착되는 구성으로 협의로는 공정챔버 만을 의미할 수 있으며, 광의로는 터치 패널 셀과 윈도우의 로딩부터 합착까지의 과정에 포함되는 구성, 즉 보호필름 제거부, 플라즈마 처리부, 로테이션부, 레진 도포부, 챔버부(제1 및 2 로드락 챔버, 반송챔버, 공정챔버)등을 포함하는 의미로 정의될 수 있다.
여기서, 도 1에 표시된 스테이지의 각 부는 컨베이어 벨트를 통해 연결되거나, 반송 로봇을 통해 이송되는 방식 또는 컨베이어 벨트와 로봇 암이 조합되는 방식 등이 적용될 수 있다.
먼저 , 터치패널 셀이 스테이지에 로딩되면 터치패널 셀 상에 보호필름이 부착된 경우 보호필름 제거부(110)에서 필러를 통해 터치패널 셀로부터 보호 필름을 제거한다.
여기서, 상기 보호필름은 윈도우 표면을 보호하기 위한 수단으로 낮은 점착력에 의해 결합되어 있으므로 상기 점착력보다 큰 힘을 인가하여 상기 보호필름을 제거할 수 있다. 또한, 상기 보호필름은 인력에 의한 수작업에 의해 제거될 수 있다.
이어서 접착 표면적을 증가시켜 접착력을 증대하고, 터치패널 셀 상의 유기물을 제거하기 위해 플라즈마 처리부(120)를 통해 플라즈마 처리를 수행한다.
상기 플라즈마 처리는 산소(O2), 질소(N2) 분위기에서 수행될 수 있으며, 구체적인 조건은 사양에 따라 달라질 수 있으며, 일반적으로 널리 공지된 기술이므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
그리고 상기 플라즈마 처리된 터치패널 셀이 챔버부의 제 1 로드락 챔버(311)로 이송된다.
여기서, 상기 플라즈마 처리부(120)와 제 1 로드락 챔버(311) 사이에는 터치패널 셀을 180도 회전하는 로테이션부(130)를 더 포함할 수 있다.
상기 터치패널 셀은 합착시 상부에 위치하게 되고 터치패널 상면이 하부를 향하도록 배치되어야 하지만, 보호필름 제거부(110)에 최초 로딩된 터치패널 셀은 패널의 상면이 상부를 향하도록 로딩되므로 상면이 하부를 향하도록 로테이션시켜야 할 필요가 있으며 상기 로테이션부(130)에서는 회전장치 또는 로봇을 이용해 상기 터치패널 셀을 180도 로테이션시켜 제 1 로드락 챔버(311)로 이송시킨다.
상기 제 1 로드락 챔버(311)는 터치패널 셀이 들어갈 수 있는 한 최대한 작게 형성될 수 있으며, 상기 제 1 로드락 챔버(311)의 게이트가 개방된 상태에서 터치패널 셀이 로딩되고 게이트가 닫히면 펌핑을 통해 대기압 ~ 수 torr 사이의 압력이 작용하도록 제어될 수 있다.
한편, 윈도우가 스테이지에 로딩되면 윈도우 상에 보호필름이 부착된 경우 보호필름 제거부(210)에서 필러를 통해 윈도우로부터 보호필름이 제거된다.
이어서 접착 표면적을 증가시켜 접착력을 증대하고, 윈도우 상의 유기물을 제거하기 위해 플라즈마 처리부(220)를 통해 플라즈마 처리를 수행한다.
상기 플라즈마 처리 후 레진 도포부(230)에 이송되어 윈도우 표면에 UV 레진을 도포한다.
상기 UV 레진이 경화되지 않은 상태에서 윈도우가 이송될 경우 UV 레진이 주변으로 흘러서 UV 레진의 균일도에 영향을 미칠 수 있으므로 레진 도포부(230) 내에 UV 램프를 구비하여 UV 레진 도포후 전체 접착력의 10 ~ 30% 정도로 가경화하는 것이 바람직하다.
상기 윈도우 상에 UV 레진이 도포되면 챔버부의 제 2 로드락 챔버(312)로 이송한다.
상기 제 2 로드락 챔버(312) 역시 윈도우가 들어갈 수 있는 한 최대한 작게 형성될 수 있으며, 상기 제 2 로드락 챔버(312)의 게이트가 개방된 상태에서 윈도우가 로딩되고 게이트가 닫히면 펌핑을 통해 대기압 ~ 수 torr 사이의 압력이 작용하도록 제어될 수 있다.
상기와 같은 과정을 통해 터치패널 셀과 윈도우가 챔버부로 이송되면 반송챔버(320)의 반송 로봇이 제 1 로드락 챔버(311)의 게이트를 개방하여 터치패널 셀을 꺼내서 공정챔버(330)의 게이트를 개방하여 로딩한다.
그리고 동일하게 반송챔버(320)의 반송 로봇이 제 2 로드락 챔버(312)의 게이트를 개방하여 윈도우를 꺼내서 공정챔버(330)에 로딩한다.
상기 반송챔버(320)에 장착되는 반송 로봇은 2단으로 구성될 수 있으며, 관절 로봇으로 구성되어 윈도우와 터치패널 셀을 동시에 공정챔버(330)로 이송시키도록 구성될 수 있다.
여기서, 반송챔버(320)의 압력은 수 torr ~ 10-2 torr범위가 되도록 펌핑을 통해 제어될 수 있으며, 합착이 진행되는 공정챔버(330)의 압력은 고진공 상태인 10-4 ~ 10-5 torr 범위가 되도록 진공펌프에 의해 조절될 수 있다.
상기와 같이 로드락 챔버, 반송 챔버, 공정 챔버의 압력을 단계적으로 감소시키도록 설정할 경우 각 챔버로 이송되기 위해 게이트가 개방될 경우 압력을 유지하기 위해 펌핑하는 시간을 감축시킬 수 있으므로 공정시간을 단축시킬 수 있다.
또한, 상기 제 1 및 2 로드락 챔버(311,312)는 로딩된 터치패널 셀과 윈도우의 얼라인을 수행하는 역할을 담당한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제 2 로드락 챔버 내에서 윈도우를 얼라인하는 것을 도시한 것이다.
여기서, 제 1 로드락 챔버(311) 내에서 터치 패널 셀을 얼라인하는 구성은 터치패널 셀의 얼라인 구성과 동일하므로 설명을 생략하고, 윈도우의 얼라인 과정만 설명하기로 한다.
도 3과 같이 상기 제 2 로드락 챔버(312)에는 윈도우의 위치를 정렬하기 위한 얼라인 수단을 더 포함할 수 있다.
상기 얼라인 수단은 윈도우를 고정하고 얼라인 표시가 삽입된 기판척(510)과 상기 윈도우의 정확한 위치를 육안으로 확인하기 위한 Vision system(520)과 상기 기판척 상에 로딩된 윈도우를 얼라인 표시에 정렬되도록 X축, Y축, Z축, θ각도 4축 이동하여 얼라인하는 윈도우 얼라인부(530)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 윈도우 얼라인부(530)는 윈도우를 고정하여 얼라인을 위해 3축 이동시키는 이동 가이드와 상기 이동 가이드의 구동을 제어하는 이동 가이드 구동부를 포함하여 구성될 수 있다.
이 경우 제 2 로드락 챔버(312)는 윈도우의 위치를 정확한 위치에 얼라인시킬 수 있으며, 이를 통해 공정 챔버(330) 내에서 얼라인 수단의 배치 및 공정을 제거할 수 있다.
즉, 상기 터치패널 셀과 윈도우가 장착되는 제 1 및 2 로드락 챔버(311,312)의 기판척에 형성되는 얼라인 표시인 얼라인 이미지를 통해 공정챔버 내에서 합착전에 프리-얼라인이 가능하다.
보다 구체적으로, 제 1 및 2 로드락 챔버(311,312) 내에서 얼라인을 위해 미리 설정된 X축, Y축, Z 좌표 및 θ각도에 따라 터치패널 셀과 윈도우를 정확한 위치에 정렬시킨 뒤 반송챔버(320)의 반송로봇의 정확한 이동 경로만 설정하게 되면 공정챔버(330) 내에 정확한 위치에 터치패널 셀과 윈도우를 로딩할 수 있으며, 이를 통해 공정챔버(330) 내에서의 얼라인 공정 및 수단을 제거할 수 있다.
그리고 공정챔버(330)에 터치패널 셀과 윈도우가 장착되면 진공 상태에서 터치패널 셀과 윈도우를 합착한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공정 챔버를 개략적으로 도시한 것이다.
상기 공정챔버(330)는 도 4와 같이 진공 합착이 가능하도록 구성될 수 있다.
도 4를 참조하면, 상기 공정챔버(330)는 진공펌프, 고정수단, 합착수단, 가경화 수단을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 진공펌프(미도시)는 공정챔버(330)의 게이트가 개방후 터치패널 셀과 윈도우가 로딩되어 게이트가 폐쇄된 경우 공정챔버의 압력을 10-4 ~ 10-5 torr 고진공 상태를 유지하기 위해 내부를 펌핑하는 역할을 담당한다.
그리고 상기 고정수단은 하단에 윈도우를 고정하는 기판척(331)과 터치패널 셀의 상면이 하부를 향하도록 터치패널 셀의 배면을 고정하는 점착패드(332)를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 합착 수단은 상기 점착패드(332)를 상하 이동 시켜 점착패드에 부착된 터치 패널 셀을 글라스에 합착시키는 역할을 담당한다. 따라서, 합착 수단은 상하, 1축으로로 만 이동하도록 터치패널 셀 이동부(333)를 포함하여 구성될 수 있다.
그리고 상기 가경화 수단은 공정 챔버 하부에 배치되어 합지된 터치패널 셀과 윈도우를 UV에 의해 가경화시키는 UV 램프(334)로 구성될 수 있다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공정챔버에서 터치패널 셀과 윈도우가 합착되는 과정을 개략적으로 도시한 것이다.
도 5를 참조하면, 상기와 같은 공정 챔버(330)에 터치 패널 셀이 기판척(331)에 로딩(도 5의 (a))되면, 별도의 얼라인 과정없이 터치 패널 이동부(333)가 점착 패드(332)를 하부로 이동시켜 상기 터치 패널 셀을 점착 패드(332)에 흡착한다.(도5의 (b))
그리고, 윈도우와의 간섭을 방지하기 위해 상기 터치 패널 셀을 상부로 이동 시킨다.(도 5의 (c))
다음으로 윈도우가 기판척(331)에 로딩(도 5의 (d))되면, 터치 패널 이동부(333)가 상부에 위치한 터치 패널 셀을 하부로 이동시켜 합지한다.(도 5의 (e))
상기와 같이 터치패널 셀과 윈도우가 합지된 상태에서 최소한의 고정력을 부여하기 위해 가경화 공정을 수행한다.(도 5의 (f))
이를 위해, 공정 챔버 하단에 UV 램프(334)를 구비할 수 있으며, 터치패널 셀과 윈도우가 합지된 상태에서 UV 램프를 조사하여 터치패널 셀과 윈도우가 최소한의 고정력으로 합착될 수 있도록 가경화한다.
상기와 같이 가경화 과정을 통해 터치패널 셀과 윈도우가 가경화되면, 점착패드를 상부로 이동시켜 분리한다.
여기서, 윈도우가 기판척(331)에 고정되어 있으며, 윈도우와 터치패널 셀이 UV 램프의 가경화에 의해 접착력이 형성된 상태이며, 상기 접착력은 점착패드의 점착력보다 크게 설정되어 상기 점착패드(332)를 상부로 이동시키는 것 만으로 점착패드(332)를 터치패널 셀과 분리할 수 있다.
상기와 같이 공정 챔버를 통해 터치패널 셀과 윈도우가 진공상태에서 합착되면 반송챔버의 반송 로봇에 의해 제 3 로드락 챔버(313)를 통해 UV 경화부(410)로 이송된다.
상기 UV 경화부(410)에서는 UV 램프를 조사하여 UV 레진을 완전 경화시키게 되고, 이를 통해 공정 챔버(330)에서 합착된 터치패널 셀과 윈도우가 일체로 접착된다.
상기 UV 경화부(410)는 스테이지의 길이와 이동 속도 및 UV 램프의 UV 조사강도를 고려하여 크기가 결정될 수 있다.
상기와 같이 터치패널 셀과 윈도우가 UV 경화부(410)를 통해 완전 경화되면 검사부로 이송된다.
상기 검사부(420)에서는 터치패널 셀과 윈도우의 합착 상태를 검사하여 양품 또는 불량 여부를 검사하게 되고, 검사부를 통해 언로딩부(430)로 이송된다.
이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 보호범위는 상기 실시예에 한정되는 것이 아니며, 해당 기술분야의 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110 : 보호필름 제거부 120 : 플라즈마 처리부
130 : 로테이션부 210 : 보호필름 제거부
220 : 플라즈마 처리부 230 : 레진 도포부
30 : 챔버부 311 : 제 1 로드락 챔버
312 : 제 2 로드락 챔버 313 : 제 3 로드락 챔버
320 : 반송 챔버 330 : 공정 챔버
410 : UV 경화부 420 : 검사부
430 : 언로딩부

Claims (7)

  1. 터치패널 셀과 윈도우를 합착하는 시스템으로서,
    이송된 터치패널 셀과 UV 레진이 도포된 윈도우를 진공 상태에서 합착하는 합착부; 및
    상기 합착된 터치패널을 경화하는 UV 경화부;
    를 포함하고,
    상기 합착부는,
    상기 이송된 터치패널 셀을 얼라인하는 제 1 로드락 챔버;
    UV 레진이 도포된 윈도우를 로딩하고 얼라인하는 제 2 로드락 챔버;
    상기 제 1 및 2 로드락 챔버에 이송된 터치패널 셀과 윈도우를 공정챔버로 이송하는 반송챔버; 및
    상기 이송된 터치패널 셀과 윈도우를 진공상태에서 합착하는 공정챔버;
    를 포함하고,
    상기 제 1 로드락 챔버 또는 제 2 로드락 챔버는 각각,
    터치 패널 셀 또는 윈도우를 고정하는 기판척;
    상기 고정된 터치 패널 셀 또는 윈도우의 위치를 정렬하는 얼라인 수단;
    을 포함하고,
    상기 얼라인 수단은,
    터치 패널 셀 또는 윈도우의 정확한 위치를 육안으로 확인하기 위한 Vision system;
    상기 기판척 상에 터치 패널 셀 또는 윈도우의 정확한 위치를 가이드하는 얼라인 이미지; 및
    상기 이송된 터치 패널 셀 또는 윈도우를 이동하여 터치 패널 셀이 얼라인 이미지에 정확히 위치하도록 얼라인을 수행하는 얼라인부;
    를 포함하고,
    상기 제 1 로드락 챔버 및 제 2 로드락 챔버, 상기 반송 챔버, 상기 공정 챔버의 압력을 단계적으로 감소시키도록 하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 합착 시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 및 2 로드락 챔버의 압력은
    대기 ~ 수 torr이고,
    상기 반송 챔버 내의 압력은
    수 torr ~ 10 -2 torr이고,
    상기 공정 챔버내의 압력은
    10-4 ~ 10-5 torr 인 것을 특징으로 하는 터치 패널 합착 시스템.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 얼라인부는
    상기 기판척에 로딩된 터치 패널 셀 또는 윈도우를 X축, Y축, Z축 및 θ각도 4축 제어를 통해 얼라인을 수행하는 이동 가이드와;
    상기 이동 가이드의 구동을 제어하는 이동 가이드 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 합착 시스템.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 윈도우는
    유리 또는 강화유리인 것을 특징으로 하는 터치 패널 합착 시스템.
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