KR101636062B1 - 기판 고정유닛을 구비한 충진장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예는 충진대상인 기재를 제어하여 충진효율을 높일 수 있도록 하는 기판 고정유닛을 구비한 충진장치에 대한 것으로, 공급되는 베이스기판의 양측단을 탄성을 가지는 기판고정유닛으로 고정하여, 미세한 패턴을 구비한 베이스기판에 충진물질이 충진되는 경우 인가되는 초음파 진동의 영향을 최소화함으로써 충진효율 높일 수 있도록 한다.

Description

기판 고정유닛을 구비한 충진장치{Paste filling apparatus}

본 발명의 실시예는 충진대상인 기재를 제어하여 충진효율을 높일 수 있도록 하는 기판 고정유닛을 구비한 충진장치에 대한 것이다.

최근 스마트폰, 태블릿 pc와 같은 소형 전자기기들의 발전이 가속화되면서, 터치가 가능한 투명 전극 기판의 수요 역시 급격히 증가되고 있다.

터치가 가능한 투명 전극 기판을 구현하기 위해서는, 우선 투명한 재질의 기판에 광투과도가 높은 회로 패턴을 형성하는 것이 중요하다. 따라서 종래에는 광투과도가 높으면서 전기 저항이 충분히 낮아 디스플레이로서의 전기적 특성을 갖춘 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 물질로 형성된 투명 전극을 포함하는 투명 전극 기판이 사용되어 왔다.

그러나, ITO와 같은 물질은 산화물의 일종으로 깨지기 쉬운 성질을 가지고 있기 때문에, 플렉서블 디스플레이(flexible display) 또는 폴더블 디스플레이(foldable display)와 같이 점차 증대되는 기술 발달의 추세에 부응하지 못하고 있다.

또한, ITO는 인듐(indium)과 같은 희토류 금속을 사용하기 때문에, 수요에 대한 공급이 불충분하며 생산 원가 역시 증대되는 주요한 원인이 되어 왔다.

따라서, 플렉서블 디스플레이 또는 폴더블 디스플레이에 적합하면서도, 생산 단가를 절감시킬 수 있는 ITO의 대체 기술의 필요성 역시 나날이 증대되고 있다. 그 중에서, 플렉서블 디스플레이 또는 폴더블 디스플레이에 적합하며, 투명 전극 기판을 구현할 수 있는 ITO의 대체 기술 중 하나로, 금속 페이스트를 이용하여 메탈 메쉬 형식의 회로 패턴을 형성하는 기술이 주목받고 있다.

한편, 이러한 플렉서블 디스플레이 또는 폴더블 디스플레이의 증대되는 수요에 발맞춰 생산성을 향상시키기 위해서는 양산화가 중요하다.

이러한 양산화를 위해서 전제되어야할 것은 미세한 패턴의 요구에 부합하는 충진 신뢰성을 확보할 수 있는 충진장치를 확보하는 것이며, 나아가 충진되는 페이스트의 전기적 특성을 향상할 수 있는 복수의 전도성 재료의 충진방식을 확보하는 것이다.

본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 공급되는 베이스기판의 양측단을 탄성을 가지는 기판고정유닛으로 고정하여, 미세한 패턴을 구비한 베이스기판에 충진물질이 충진되는 경우 인가되는 초음파 진동의 영향을 최소화함으로써 충진효율을 극대화할 수 있는 기판 고정유닛을 구비한 충진장치를 제공하는 데 있다.

상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 실시예에서는, 베이스기판을 로딩하고 이송하는 스테이지를 포함하는 로딩유닛; 상기 스테이지 상부에 적어도 1 이상 배치되며, 상기 베이스기판에 충진물질을 제공하는 충진물질공급유닛; 상기 베이스기판의 표면을 세정하는 세정유닛; 상기 스테이지 하부에 배치되며, 상기 스테이지에 초음파 진동을 인가하는 초음파진동인가유닛; 및 상기 스테이지 상에 배치되며, 상기 베이스기판의 일영역을 고정하는 기판고정유닛;을 포함하는 기판 고정유닛을 구비한 충진장치를 제공할 수 있도록 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 공급되는 베이스기판의 양측단을 탄성을 가지는 기판고정유닛으로 고정하여, 미세한 패턴을 구비한 베이스기판에 충진물질이 충진되는 경우 인가되는 초음파 진동의 영향을 최소화함으로써 충진효율을 극대화할 수 있는 효과가 있다.

아울러, 본 발명의 실시예에 따르면, 초음파진동을 인가하여 충진효율을 높이면서도 초음파 진동에 따른 역효과를 상쇄하여 안정적인 충진을 구현할 수 있도록 한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 도전성 충진물질을 베이스기판에 인가하여 충진시키는 복수 개의 스퀴징유닛을 구비하여 복수의 전도성 재료를 충진할 수 있도록 하며, 특히 공급되는 베이스기판에 초음파을 인가하여 공급되는 충진물질이 충진전 후에 초음파 진동에 의해 충진물질 내의 입자의 분산도를 효율화하며, 미세한 패턴 내부에도 충진이 잘될 수 있도록 하여 신뢰성을 높일 수 있도록 하는 효과가 있다.

나아가, 본 발명의 실시예에 따르면, 하나의 충진장치 내에서 충진과 세정 및 경화공정을 순차로 진행하여 공정의 연속성을 보장할 수 있으며, 특히 복수의 스퀴징유닛 각각에 다른 충진물질을 인가할 수 있도록 하여 제조공정의 효율성을 극대화할 수 있는 효과도 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 충진장치를 플렉서블 터치 패널 제조에 적용하는 경우, 생산 속도를 향상시키는 동시에 생산 비용을 절감시킬 수 있으며, 도전성 물질의 충전 불량으로 인한 불량 발생률이 감소되어 제품의 생산력뿐만 아니라 제품의 성능까지 향상시킬 수 있는 플렉서블 터치 패널 제조 장치를 제공할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 충진장치의 요부 개념도이다.
도 2 및 도 3는 본 장치의 구동을 설명하기 위한 작용상태개념도이다.
도 4는 도 1 내지 도 3에 따른 본 장치의 다른 실시예를 도시한 것이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 스퀴징유닛의 실시예를 도시한 것이다.
도 7 내지 도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 충진장치의 요부 개념도를 도시한 것이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성요소는 동일한 참조부여를 부여하고, 이에 대한 중복설명은 생략하기로 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

아울러, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 고정유닛을 구비한 충진장치(이하, '본 장치'라 한다.)의 요부 개념도이고, 도 2 및 도 3는 본 장치의 구동을 설명하기 위한 작용상태개념도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 장치는 베이스기판(10)을 로딩하고 이송하는 스테이지(S)를 포함하는 로딩유닛(100)과, 상기 스테이지(S) 상부에 적어도 1 이상 배치되며, 상기 베이스기판에 충진물질을 제공하는 충진물질공급유닛(200), 상기 베이스기판 일면에 접촉하는 복수의 스퀴지를 포함하는 스퀴징유닛(300)과 상기 베이스기판의 표면을 세정하는 세정유닛(400), 상기 스테이지 하부에 배치되며, 상기 스테이지에 초음파 진동을 인가하는 초음파진동인가유닛(500) 및 상기 스테이지 상에 배치되며, 상기 베이스기판의 일영역을 고정하는 기판고정유닛(20)을 포함하여 구성될 수 있다.

특히, 상기 기판고정유닛(20)의 구성은 상기 베이스기재(10)를 상기 스퀴징유닛(300)에 따른 상기 베이스기판(10)의 표면에 형성되는 미세패턴에 충진물질을 충진하는 과정에서, 초음파진동인가유닛(500)의 초음파 진동에 따른 충진의 역효과를 제어할 수 있도록 하는 작용을 수행한다.

구체적으로 살펴보면, 본 장치에서는 상기 베이스기판(10)은 플렉서블한 합성수지재질로 구현되며, 표면에 충진을 위한 미세패턴이 구현되어 있다. 특히, 이러한 미세패턴에 본 장치의 스퀴징유닛(300)을 통해 충진을 수행하게 된다. 이 경우 상기 초음파진동인가유닛(500)은 상기 로딩유닛의 스테이지에 초음파를 인가하여 충진되는 베이스기판에 초음파 진동을 제공하게 된다.

상기 초음파진동인가유닛(500)은 도전성 물질이 베이스 기재의 트렌치 내부에 충전되는 동안, 기포의 발생을 방지하고 도전성 물질의 충전을 효율화하는 작용을 하게 된다. 특히, 수 마이크로 이하 단위의 미세 패턴의 경우, 충진물질의 충진이 내부의 도전입자의 불균일 분포와 스퀴즈와 기판의 밀착력 저하로 충진불량이 발생하기 쉬위나, 초음파 진동이 인가되는 경우, 미세패턴 내에 투입된 충진물질이 자체 진동을 하며, 내부의 미립자를 분산시킴으로써, 충진물질 내의 기포로 인한 충진 불량을 제거하며 충진효율을 높일 수 있게 된다. 이 경우, 상기 초음파진동인가유닛은 메가헤르츠(MHz) 단위의 진동수를 가지는 초음파를 발생시키는 초음파 발생기일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 400Hz 이내의 진동수를 가지는 저주파를 발생시키는 저주파 발생기 또는 킬로헤르츠(kHz) 단위의 진동수를 가지는 고주파를 발생시키는 고주파 발생기일 수 있다. 또는 이 외에도 도전성 물질이 트렌치 내부에 충전되는 것을 보조하기 위한 다양한 형태의 파동을 발생시키는 장치가 사용될 수 있으며, 파동의 형태가 변형됨에 따라 본 발명의 실시범위가 제한되는 것은 아니다.

그러나, 상술한 초음파진동인가유닛(500)은 전반적으로 충진효율을 높일 수 있는 기능을 수행하나, 베이스기재에 가해지는 진동이 스테이지의 상태나 외부 장비의 결합상태, 작업환경 등의 영향으로 상대적으로 커지게 되는 경우 표면의 미세패턴(음각패턴)에 과한 떨림이 인가되게 되면 오히려 페이스트 등의 충진물질의 충진효율의 떨어질 우려가 발생하게 된다.

이에 따라 본 장치에서는, 도 1 내지 도 3에 도시된 것과 같이, 스테이지(S)의 상에 배치되며, 상기 베이스기판의 일영역을 고정하는 기판고정유닛(20)을 배치하여 이러한 베이스기판의 떨림현상으로 인한 문제를 일소할 수 있도록 한다. 이 경우, 상기 기판고정유닛(20)은 베이스기판이 로딩되는 경우, 충진이 이루어지는 유효영역(W3) 이외의 비유효영역(w1, w2) 상에 배치되는 것이 바람직하다. 도 1의 도시된 상기 기판고정유닛(20)은 본 장치의 충진물질공급유닛(200) 및 스퀴징유닛(300)과 충돌하지 않도록 배치될 수 있다. 즉, 명확하게는 도 2 및 도 3을 참조하면, 베이스기판(10)의 충진물질의 충진이 이루어지는 유효영역(W3)에 상기 충진물질공급유닛(200) 및 스퀴징유닛(300)등이 배치되며, 상기 베이스기판은 진행방향(X)를 고려하면 상기 기판고정유닛(20)은 양측단의 일부 영역을 가압할 수 있는 위치에 배치되는 것이 바람직하다.

이 경우, 상기 기판고정유닛(20)은, 상기 베이스기판의 양측단의 비유효영역의 표면과 접촉하는 탄성가압부재로 구성될 수 있다. 특히, 상기 상기 기판고정유닛(20)은 가압롤러(21)의 표면에 완충층(22)이 형성되는 구조로 구현될 수 있다. 상기 완충층은 실리콘, 코무, 점착폴리머, 우레탄 등의 탄성물질로 구성되어, 상기 가압롤러의 표면에 코팅되는 구조로 구현될 수 있다.

또는, 상기 기판고정유닛(20)은 상기 비유효영역의 표면과 접촉하는 벨트부재와 상기 벨트부재의 표면에 형성되는 완충부재를 포함하는 구조로 구현될 수 있다. 일예로 베이스기재의 좌우측 가장자리 부분을 무한궤도 방식의 점성벨트로 지지하여 가압하는 방식으로 구현될 수 있다.

도 4는 도 1 내지 도 3에 따른 본 장치의 다른 실시예를 도시한 것이다.

도 4의 실시예에서는 다른 구성은 상술한 본 장치의 구조와 동일하나, 상기 스테이지는, 상기 베이스기판(10)의 비유효영역에 대응되는 위치에 상기 베이스기판을 상기 스테이지에 흡착하는 흡착부(S1)를 더 포함하는 구조로 구현될 수 있다. 상기 흡착부(S1)는 초음파 진동의 흡수 및 감쇄를 구현하여 가압지지하는 상기 기판고정유닛(20)의 구성에 더하여, 진공흡착을 통해 필름부재로 구성되는 베이스기판의 고정력을 더욱 강화하는 구성으로 작용할 수 있다. 특히, 상기 흡착부는 본 발명의 바람직한 실시예에서는, 상기 베이스기판의 비유효영역에 배치되는 것이 더욱 바람직하다. 이는, 베이스기재를 흡착하는 경우, 흡착부의 흡착홀 부분에 함몰이 발생하여 스퀴징 공정이 이루어지는 경우, 흡착부위에 망점이 생기는 불량이 발생할 수 있기 때문이다.

이에 따라, 본 발명의 바람직한 실시예에서는, 상기 흡착부(S1)는, 상기 스테이지의 표면에 마련되는 다수의 흡착홀과 상기 흡착홀과 연통하여 흡입력을 인가하는 구동부를 포함하여 구성될 수 있도록 할 수 있다. 이 경우, 상기 흡착홀은 지름이 1mm 이하, 더욱 바람직하게는 0.5m 이하로 구현함이 바람직하다. 흡착홀의 지름이 1mm를 초과하게 되는 경우에는, 흡착력이 지나치게 과도해져, 플렉서블 필름 부재의 손상을 가져오게 된다.

이하에서는, 도 1 내지 도 4를 통해 제시된 본 장치의 구성에서 본 장치의 필수적인 구성에 대한 구조를 설명하기로 한다.

상술한 것과 같이, 기판고정유닛(20)에 의해 고정되는 베이스기판(10)은 연성을 가지는 기재를 통칭하는 것으로, 폴리이미드필름, PC 필름 등을 포함할 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따라 상기 베이스 기판은 투명 전극이 형성되기 위한 것으로, 완성된 플렉서블 터치 패널의 시인성을 향상시키기 위해 투명한 재질로 형성될 수 있다. 일 예로, 폴리이미드와 같이 투명하면서도 플렉서블한 합성 수지 재질로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 전술한 것과 같이 플렉서블하면서도 투명한 재질로 이루어지는 베이스 기판이라면 본 발명의 실시범위에 포함될 수 있을 것이다.

상기 베이스 기판에는 이후 공정에서 도전성 물질이 내부에 충전될 수 있는 트렌치가 형성될 수 있다. 상기 트렌치는 완성된 플렉서블 터치 패널의 시인성을 향상시키기 위하여, 메탈 메쉬 형상의 회로 패턴에 대응되는 형상으로 형성될 수 있으며, 0.1 내지 5.0 ㎛의 선폭을 가지도록 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상술한 베이스기판(10)은 도시되지는 않았으나, 이송롤러를 포함하는 로딩유닛(100)의 이송부재를 통해 상기 스테이지(S)에 공급되게 된다. 상기 로딩유닛(100)은 도시된 것과 같이, 상기 베이스기판(10)이 이송되며, 충진작업이나 세정 등의 공정이 진행될 수 있는 스테이지와 상기 베이스기판(10)이 플렉시블한 재질의 기재인 경우, 롤투롤 공정으로 진행하기 위한 롤러유닛을 더 포함하여 구성될 수 있다. 이에 상기 로딩유닛(100)은 스테이지를 경유하여 충진 및 세정, 경화의 공정이 수행될 수 있도록 베이스기판을 이송할 수 있도록 한다.

특히, 본 장치에서는 특징적으로 복수의 스퀴지를 포함하는 스퀴징유닛을 구비한다. 상기 스퀴징유닛(300)은 도 1에 도시된 것과 같이, 상기 베이스 기판(10)의 표면과 접촉하며 탄성가압력을 인가하는 스퀴지모듈을 포함하는 단위스퀴징유닛(300a~300d)으로 구성될 수 있다. 또한, 상기 단위스퀴징유닛(300a, 300b, 300c, 300d)은 도 5에 도시된 것과 같이 각각이 하우징(301) 내에 탄성력을 인가하는 탄성모듈(302)와 스퀴즈(303)를 포함하여 구성되는 구조이다. 상기 탄성모듈(302)는 베이스기판(10)과 상기 스퀴즈(303)이 접촉하게 되는 경우, 불필요한 가압력에 의해 베이스기판이나 스퀴즈가 파손되는 위험성을 제거하고, 적절한 가압력을 인가하여 베이스기판에 형성된 미세패턴(트렌치)에 도전물질의 충진공정을 효율적으로 수행할 수 있도록 해준다.

또한, 본 장치에 병렬구조로 배치되는 복수의 상기 단위스퀴징유닛(300a, 300b, 300c, 300d)은 각각 인가되는 탄성가압력을 다르게 설정하도록 구현할 수 있다. 즉, 최초 제1단위스퀴징유닛(300a)에 인가된 탄성가압력보다 이후에 배치되는 제2 단위스퀴징유닛(300b) 내지 제3 단위스퀴징유닛(300c)의 가압력을 순차로 증가시키는 구조로 형성하는 경우, 트렌치에 충전되지 못하고 베이스 기판의 표면에 잔류하는 도전성 물질을 순차로 제거하며 베이스 기판이 이동할 수 있게 되어 세정효율을 더욱 높일 수 있게 된다. 아울러, 트렌치 내에 도전성 물질이 보다 원활하게 충전될 수 있도록 하며, 기판 표면에 잔류하는 도전성 물질을 보다 효과적으로 제거할 수 있기 때문에 이후 완성된 플렉서블 터치 패널 등의 완성품의 불량 발생률을 감소시킬 수 있다.

특히, 상기 스퀴징유닛은 도 5 및 도 6에 도시된 것과 같이, 다양한 형상으로 변형설계가 가능하다. 일예로 도 5에 도시된 구조와 같이, 베이스기판과 접촉하는 부위의 스퀴즈의 형성을 (a) 말단부가 절곡되는 구조로 형성하여 베이스기판과 선접촉을 하도록 구현되는 구조, (b~c) 스퀴지의 말단을 분지하여 접촉부위를 다변화하는 구조, (d~f) 베이스기판과 접촉하는 스퀴지의 말단 부위에 곡률을 부여하여 접촉 저항을 최소화하는 구조 등으로 다양하게 변형할 수 있다. 또는, 도 6의 구조와 같이 스퀴지 자체를 플레이트 형상으로 구현할 수도 있다.

따라서, 본 장치는 트렌치 형성부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 트렌치 형성부는 도전성 물질이 충전되기 위한 트렌치를 상기 베이스 기판(10) 상에 형성하기 위한 것으로, 본 실시예에 따른 트렌치 형성부는, 일 예로 롤 형상의 금형을 이용하여 임프린트 공정 방식으로 베이스 기판에 트렌치를 형성할 수 있다.

다만 이는 일 예에 불과하며, 이 외에도 다양한 변형이 가능하다. 또한, 본 발명의 변형예에 따르면, 트렌치 형성부가 본 장치의 외부에 마련되어, 트렌치가 미리 형성된 베이스 기판을 사용할 수도 있을 것이다.

또한, 본 장치에서 스퀴징유닛(300)은 도 1에 도시된 것과 같이 복수의 단위스퀴징유닛을 순차로 배열하는 구조로 배치될 수 있다. 이 경우 최선두에 배치되는 제1스퀴징유닛(300a)의 앞에 충진물질공급유닛(200)의 충진물질공급부(210)가 배치되어 도전성 페이스트 등의 충진물질이 공급될 수 있도록 배치될 수 있다. 나아가, 각각의 단위스퀴징유닛의 사이 사이에는 세정액공급부(410a, 410b)를 배치하여 베이스 기재의 표면에 잔류하는 도전성 페이스트의 잔류물을 세정할 수 있도록 구현할 수 있다.

상기 충진물질공급유닛(200)은 상술한 충진물질공급부(210)과 연결되는 배관유닛(220)과 충진물질수용부(230)을 포함하여 구성될 수 있다(도 1 및 도 7참조). 상기 충진물질공급부(210)는 일정한 양의 도전성 물질이 연속적 또는 주기적으로 토출되는 디스펜서를 포함할 수 있다. 또한 본 실시예에 따라 제공되는 디스펜서는 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 복수로 구비될 수 있음은 물론이다. 또한, 본 실시예에 따라 공급되는 충진물질은 도전성 물질일 수 있다. 일예로 메탈 메쉬로 투명 전극을 형성하기 위하여 은 입자를 포함하는 페이스트 형태일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

특히, 본 발명의 실시예에 따른 본 장치에서는 도 1에 도시된 것과 같이, 상기 충진물질공급유닛(200)을 2개로 배치하여 복수의 충진물질을 독립적으로 충진할 수 있도록 할 수 있다.

아울러, 본 장치에서는, 도 1에 도시된 것과 같이, 세정액공급부(410)를 포함하는 세정액공 더 포함하여 구성될 수 있다. 상기 세정액공급부(410)는, 충진물질인 도전성 물질이 베이스 기판의 표면에서 건조된 경우에는 복수의 스퀴즈에 의해서도 제거가 어려울 수 있으며, 무리하게 제거하는 경우에는 베이스 기판 표면에 스크래치를 발생시키는 것과 같은 문제점이 발생된다. 베이스 기판의 표면에 도전성 물질이 잔류하거나 혹은 베이스 기판의 표면으로부터 건조된 도전성 물질을 무리하게 제거하여 스크래치가 발생된 경우에는, 이후 완성된 플렉서블 터치 패널의 시인성을 저하시키는 요인이 될 수 있다. 따라서 본 실시예에 따라, 상기 세정액공급부에서는 건조된 도전성 물질을 용해시킬 수 있는 유기 용매를 베이스 기판의 표면에 분사하여 용해시킨 뒤, 이를 제거할 수 있다. 본 실시예에 따라 분사되는 유기 용매는 알코올류 이외에도 다양한 유기 용매가 사용될 수 있으며, 유기 용매의 종류가 변형된다 하더라도 본 발명의 실시범위가 제한되는 것은 아니다.

이하에서는 도 1 및 도 4에서 적용되는 본 장치의 세부 구성을 구체적으로 다변화한 다양한 실시예를 들어 설명하기로 한다. 즉, 도 1의 본 장치의 구조에서 스테이지 상의 기판고정유닛(20)의 구성은 동일하게 아래에서 설명하는 실시예들에 적용할 수 있음은 물론이다.

도 7을 참조하면, 도 7은 도 1에 따른 본 장치의 구성을 더욱 구체화한 것이다. 물론, 도 7의 구조에서도 도 1과 같이 다수의 충진물질공급유닛을 배치할 수도 있으나, 본 실시예에서는 다른 세부 구성을 추가하는 것을 중심으로 설명하기로 한다.

도 7에 따른 본 발명의 다른 실시예로서 본 장치는, 베이스기판(10)을 로딩하고 이송시키는 로딩유닛(100)과 상기 베이스기판의 상측에 배치되어 상기 베이스기판에 충진물질을 제공하는 충진물질공급유닛(200), 상기 베이스기판(10) 일면에 접촉하는 복수의 스퀴지를 포함하는 스퀴징유닛(300), 상기 베이스기판에 면접촉하여 표면을 세정하는 세정유닛(400) 및 상기 베이스 기판의 하측에 이격 배치되며, 상기 로딩유닛의 스테이지(S)에 초음파진동을 인가하는 초음파진동인가유닛(500)을 포함하여 구성된다. 본 장치는 이러한 구성을 통해 복수의 스퀴징유닛을 통해 동일한 물질을 반복하여 충진하거나, 서로 다른 충진물질을 하나의 공정에서 충진할 수 있도록 하며, 초음파진동인가유닛을 통해 충진의 신뢰성을 높일 수 있도록 하는 장점을 구현하게 됨은 상술한 것과 같다.

특히, 도 7의 구조에서는, 상기 세정유닛(400)을 도시된 것과 같이 상기 베이스기판(10)의 표면에 세정액을 공급하는 세정액공급부(410) 및 상기 베이스기판의 표면과 접촉하여 상기 표면을 세정하는 세정부재를 포함하는 패턴세정부(420)를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 상기 세정액공급부(410)은 복수 개가 구비되며, 각각의 단위스퀴징유닛의 사이 사이에 배치되는 구조로 구현할 수 있다.

또한, 상기 세정액공급부(410)은 상술한 것과 같이, 세정액수용부(403)로 부터 배관라인(402)를 통해 세정액분사유닛(401)으로 세정액을 공급하는 구성을 포함하여 이루어진다. 이 경우 상기 세정액공급부(410)는 베이스 기재의 표면에 잔류하는 도전성 페이스트의 잔류물을 세정할 수 있도록 구현할 수 있다. 상기 세정액은 베이스 기판의 표면에 잔류하는 도전성 물질을 보다 원활하게 제거하기 위하여, 상기 도전성 물질을 용해시킬 수 있는 유기 용매일 수 있다.

또한, 본 장치이 세정유닛(400)의 구성은 세정액공급부(410)이외에 추가되는 구성으로, 세정의 효과를 극대화하기 패턴세정부(420)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 상기 패턴세정부(420)는 상기 베이스기판의 표면과 접촉하여 상기 표면을 세정하는 세정부재(423)를 포함하여 구성될 수 있다. 일예로, 도 7에 도시된 것과 같이, 상기 패턴세정부(420)는, 상기 세정부재(423)를 장착하여 상기 세정부재를 순환회전시키는 순환 롤러(421, 422)및 상기 세정부재와 상기 베이스기판이 접촉하도록 가압하는 가압모듈(424)을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 세정부재는 분사된 유기 용매에 의해 용해된 도전성 물질을 닦아 내기 위한 시트지를 포함한다. 본 실시예에 따른 세정부재는 베이스 기판 및 충전된 도전성 물질을 보호하기 위하여, 극세사 시트로 이루어질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 베이스 기판 및 충전된 도전성 물질을 보호할 수 있으면서도 완성된 플렉서블 터치 패널의 제품 성능을 저해하지 않을 수 있는 시트지라면 본 발명의 실시범위에 포함될 수 있을 것이다.

또한, 이 경우 상기 순환롤러(421, 422)는 플렉시블한 기재인 베이스기판에 상기 세정부재(423)를 롤투롤 방식으로 공급하면서, 상기 가압모듈(424)을 통해 상기 베이스기판의 표면과 상기 세정부재(423)가 면접촉하도록 하여 최종적으로 베이스기판에 충진된 충진물질에 미세하게 잔류된 패턴 인근의 잔류물을 제거할 수 있도록 한다. 더욱 바람직하게는, 상기 가압모듈(424)는 롤러부재 형상으로 가압이 진행될 수 있도록 구현될 수 있으며, 완벽한 세정을 위해서, 상술한 단위스퀴징유닛(300d)를 상기 가압모듈(424)의 후방에 배치하여 세정에 따른 이물을 다시 한번 스퀴징에 의해 제거할 수 있도록 구현할 수 있다.

도 7에 따른 본 발명의 실시예에서도 도 1에 도시된 것과 같이, 초음파진동인가유닛(500)이 스테이지 하부에 배치되어 스테이지 전체에 초음파를 제공하는 것을 예시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 베이스 기판에 초음파 진동을 전달하기 위하여, 베이스 기판이 배치되는 플레이트나 지그 상에 초음파진동인가유닛이 부착되거나, 후술하는 변형예와 같이 스퀴징유닛이나 세정유닛에도 초음파진동인가유닛이 부착될 수 있다. 이 외에도 다양한 실시예의 변형이 가능하며, 본 발명의 실시범위는 초음파진동인가유닛의 부착 위치에 의해 제한되지 않는다. 아울러, 이러한 구조에 도 1 내지 도 4에서 상술한 기판고정유닛이 추가로 결합하여 충진효율을 높이도록 함은 상술한 바와 같다.

도 8은 도 7의 충진장치의 구조와는 다른 실시예를 예시한 것이다. 본 실시예의 구조에서도 도 1 내지 도 4에서 상술한 스테이지 상의 기판고정유닛(20)의 구성은 동일하게 아래에서 설명하는 실시예들에 적용할 수 있음은 물론이다.

도 8의 실시예는 복수의 단위스퀴징유닛(300a~300e)가 병렬로 배치되는 구조를 구비하는 구성은 도 7의 장치의 구조와 유사하나, 세정유닛(400)의 세정액공급부(410)을 하나로 구현하고, 후방의 단위스퀴징유닛(300d, 300e)를 배치하는 점에서 상이하다. 상기 복수의 단위스퀴징유닛(300a~300e)가 병렬로 배치되는 구조는 상술한 것과 같이 순차로 진행되는 스퀴징 작업을 반복하게 되어 충진물질의 충진효율을 높일 수 있게 할 수 있다. 나아가, 상기 세정액공급부(410) 후방에 배치되는 단위스퀴징유닛(300d, 300e)은 최종적으로 세정액과 잔류물을 함께 제거하는 기능도 병행할 수 있도록 할 수 있다.

또한, 도 8에 도시된 본 실시예에서도 병렬구조로 배치되는 복수의 상기 단위스퀴징유닛(300a, 300b, 300c, 300d, 300e)은 각각 인가되는 탄성가압력을 다르게 설정하도록 구현할 수 있다. 즉, 최초 제1단위스퀴징유닛(300a)에 인가된 탄성가압력보다 이후에 배치되는 제2 단위스퀴징유닛(300b) 내지 제3 단위스퀴징유닛(300c)의 가압력을 순차로 증가시키는 구조로 형성하여 충진의 신뢰성을 높일 수 있도록 한다. 이후, 세정액공급유닛(400)의 후방에 배치되는 제4 및 제5 단위스퀴징유닛(300d, 300e)은 트렌치에 충전되지 못하고 베이스 기판의 표면에 잔류하는 도전성 물질을 순차로 제거하며 베이스 기판이 이동할 수 있도록 해, 세정효율을 더욱 높일 수 있게 된다.

도 9의 실시예는 도 8에서 상술한 본 장치의 구성 중 충전물질공급유닛의 수를 복수로 하는 점에서 차이가 있다. 본 실시예의 구조에서도 도 1 내지 도 4에서 상술한 스테이지 상의 기판고정유닛(20)의 구성은 동일하게 아래에서 설명하는 실시예들에 적용할 수 있음은 물론이다.

도 9에 도시된 것과 같이, 본 실시예의 장치는 동일한 충진물질 또는 서로 다른 충진물질을 공급할 수 있는 충전물질공급부(210A, 210B)를 구비한다. 일예로 공급되는 충진물질이 서로 다른 페이스트인 경우, 최초 공급되는 제1충전물질공급부(210A)에서는 제1물질(P1)이 공급되며, 이후 배치되는 복수의 단위스퀴징유닛으로 충진이 1차적으로 이루어지고, 이후, 제2충진물질공급부(210B)에서 제2물질(P2)가 공급되고, 이후 배치되는 복수의 단위스퀴징유닛으로 충진이 2차적으로 이루어질 수 있도록 한다. 각각의 단위스퀴징유닛의 사이에는 상술한 세정유닛을 배치하여 세정이 동시에 이루어지도록 구현함이 바람직하다. 또한, 본 실시예에서는 도 8에서 상술한 패턴세정부(420)를 맨 후방에 배치하여 효율적인 패턴의 세정이 이루어질 수 있도록 할 수 있다. 여기에 추가로 최후에 배치되는 단위스퀴징유닛(300e)은 패턴세정부(420) 이후에 배치하여 세정액과 잔류 세정물을 완벽하게 제거할 수 있도록 구현할 수 수 있다.

도 10은 도 7 또는 도 9의 구성에서 상술한 패턴세정부(420)의 구조를 변형설계한 것이다. 본 실시예의 구조에서도 도 1 내지 도 4에서 상술한 스테이지 상의 기판고정유닛(20)의 구성은 동일하게 아래에서 설명하는 실시예들에 적용할 수 있음은 물론이다.

도 10에 도시된 구조를 참조하면, 본 실시예는 패턴세정부(420)의 구조를 변형하여 세정부재(423)와 베이스기판(10)의 접촉면적을 넓힐 수 있도록 하는 데 특징이 있다. 도 10의 구조와 같이, 상기 세정부재(423)와 베이스기판(10)의 접촉면적을 넓히는 경우, 세정액과 잔류 충진물질 등의 이물의 제거 효율을 높일 수 있으다. 특히 상기 세정부재(423)과 베이스기판(10)의 접촉 영역의 내에 단위스퀴징유닛(300d)를 추가로 포함시키는 구조로 배치하는 경우, 이러한 세정의 효율은 더욱 높아지게 된다. 즉, 상기 단위스퀴징유닛(300d)의 스퀴즈 부분이 일정하게 접촉부위를 추가로 가압하게 되어 세정을 효율적으로 구현할 수 있게 된다.

아울로, 도 10에 도시된 실시예의 상기 세정부재(423)과 베이스기판(10)의 접촉 영역의 내에 단위스퀴징유닛(300d)를 추가로 포함시키는 구조는 도 7이나 도 9의 실시예의 구조에 적용할 수 있음은 물론이다.

도 11에 도시된 구조의 실시예는, 도 7의 구조와 전체적으로 유사하나, 세정유닛(400)의 패턴세정부(420)을 복수의 단위스퀴징유닛(300a~300d)의 후방으로 배치하는 점에서 차이가 있다. 이러한 구조는 본 장치의 배치 공간이나 스퀴징의 효율을 고려하여 사용자가 변형설계의 자유도를 높일 수 있도록 하는 점에서 의의가 있다고 할 것이다.

나아가, 도 12에 도시된 구조의 실시예는, 도 10의 구조의 실시예와 유사한 구조이나, 복수의 단위스퀴징유닛(300a~300d)의 전방에 세정액공급부(410a)를 먼저 배치하고, 이후 단위스퀴징유닛(300a)를 배치하여 세정액과 이물질을 1차적으로 제거할 수 있도록 하는 점에서 특징이 있다. 이는 충진물질공급부(210)의 작동 전에 베이스기판(10)의 표면을 세척하여 이물질로 인해 미세한 트렌치 패턴의 막히는 것을 방지할 수 있도록 하여 제품의 충진품질을 높일 수 있게 된다. 아울러, 복수의 단위스퀴징유닛(300b, 300c)과 추가 세정액공급부(410b)의 배치 및 도 10에서 상술한 패턴세정부(420)의 구조는 도 12에 동일하게 적용할 수 있다. 나아가, 도 11 및 도 12에서 상술한 본 실시예의 구조에서도 도 1 내지 도 4에서 상술한 스테이지 상의 기판고정유닛(20)의 구성은 동일하게 아래에서 설명하는 실시예들에 적용할 수 있음은 물론이다.

도 13에 도시된 실시예는 도 12의 구조에 베이스기판에 열원 또는 빛을 인가하여 충진물질을 경화하는 경화유닛(600)을 배치하는 점에서 차이가 있다. 상기 경화유닛(600)은 도전성 물질이 충전되고 난 이후, 베이스 기판의 원활한 이동을 위하여 트렌치 내에 충전된 도전성 물질을 경화시킬 수 있다. 상기 경화유닛을 이용한 경화의 정도는 반드시 완전한 경화일 필요는 없으며, 제공되는 빛 또는 열의 세기를 조절하여 도전성 물질이 외부로 흘러나오지 않을 정도의 반경화 상태까지로도 경화시킬 수 있을 것이다.

상기 경화유닛은 트렌치 내에 도전성 물질이 충전된 채 경화되지 않고 이동되는 경우에는, 도전성 물질이 트렌치 외부로 이탈되거나 외부에 묻어날 수 있기 때문에 완성된 플렉서블 터치 패널 제품의 성능을 저하시키는 문제를 일소할 수 있게 한다. 아울러, 상기 경화유닛(600)의 구성은 도 13의 구조 외에도 도 7 내지 도 12에서 상술한 다양한 본 발명의 실시예에 따른 충진장치에 적용이 가능함은 물론이다.

도 10에 도시된 실시예는 도 9에 도시된 충진장치의 구조에 초음파 진동을 인가하는 유닛을 추가하는 점에서 차이가 있다.

즉, 도 14에 도시된 것과 같이, 상술한 도 7 내지 도 13의 실시예에 제시된 본 장치의 초음파진동인가유닛(500)의 구성과는 별도로, 일부의 단위스퀴징유닛(320)에 초음파진동부를 부착하여 진동을 추가로 인가하거나, 패턴세정부(420)의 베이스기재접촉영역 내에 가압유닛(330)을 두고, 상기 가압유닛에 초음파진동부를 추가로 장착할 수도 있다. 이러한 구성은 본 발명의 실시예에서의 초음파진동인가유닛(500)의 초음파 진동에 추가로 국부적인 진동을 부가함으로써, 충진의 효율을 더욱 극대화할 수 있게 된다.

도 15는 본 발명의 실시예에 따른 단위스퀴징유닛의 스퀴징부위의 헤드 세정부를 추가하는 구성을 도시한 것이다.

즉, 도 15의 도면을 참조하면, 본 발명의 복수의 단위스퀴징유닛을 구비하는 스퀴징유닛(300) 부분의 스퀴지 헤드 세정유닛(800)을 포함하여 구성시킬 수 있다. 본 실시예의 구성에서는 상기 스퀴지 헤드 세정유닛(800) 상으로 상기 스퀴징유닛(300)이 이동하여 세척부(810)과 접촉하여 스퀴지 헤드를 세척할 수 있도록 구성할 수 있다.

나아가, 본 장치의 실시예에서는 검사부(700)을 포함하여 구성시켜 충진의 신뢰성 여부를 검사할 수 있도록 한다. 즉, 충진이 이루어진 기판으로 터치패널을 구현하는 경우, 터치 패널의 시인성을 확인하기 위해 빛 투과도를 검사할 수 있으며, 혹은 전기적 성능을 확인하기 위하여 통전 및 저항 측정 검사를 할 수 있을 것이다. 다만, 이는 본 발명의 일 실시예에 불과하며, 제조된 플렉서블 터치 패널의 성능을 확인할 수 있는 검사를 수행한다면 본 발명의 실시범위에 포함될 수 있을 것이다.

구체적으로 상기 검사부(700)의 검사 범위는 비전카메라를 포함하는 비전시스템을 구축하여 스퀴즈라인의 충진불량, 페이스트 이물 발생여부, 패널 셀단위 촬영검사를 구현할 수 있다. 나아가 광량센서를 포함하는 광투과도검사부를 구축하는 경우, 페이스트 잔여물의 음영이 식별되기 어려운 경우 광량 투과도를 통해 불량을 검출할 수 있으며, 충진량의 부족이나 초과, 패턴의 형상은 정상이나 도포가 얇게 구현되는 경우의 불량도 검출할 수 있게 된다. 또한, 상기 검사부(700)의 추가 구성으로 색상센서 또는 스케닝 바센서등을 포함하는 색상검출부를 부가하는 경우, 페이스트 용제의 잔여물이 도포되어 필름에 색상변이가 발생하는 불량을 검출할 수 있으며, 미세 트렌치 패턴 내에 충진물질이 충진이 되지 않거나 세정중에 충진물질이 제거되어 색상패턴으로 간섭색을 발현하는 경우의 불량을 검출할 수 있게 된다.

전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 기술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

10: 베이스기판
20: 기판고정유닛
21: 가압롤러
22: 완충층
100: 로딩유닛
200: 충진물질공급유닛
300: 스퀴징유닛
400: 세정유닛
500: 초음파진동인가유닛
600: 경화유닛
700: 검사부
800: 스퀴지 헤드 세정유닛

Claims (7)

1. 베이스기판을 로딩하고 이송하는 스테이지를 포함하는 로딩유닛;
   상기 스테이지 상부에 적어도 1 이상 배치되며, 상기 베이스기판에 충진물질을 제공하는 충진물질공급유닛;
   상기 베이스기판 일면에 접촉하는 복수의 스퀴지를 포함하는 스퀴징유닛;
   상기 베이스기판의 표면을 세정하는 세정유닛;
   상기 스테이지 하부에 배치되며, 상기 스테이지에 초음파 진동을 인가하는 초음파진동인가유닛; 및
   상기 스테이지 상에 배치되며, 상기 베이스기판의 일영역을 고정하는 기판고정유닛;을 포함하고,
   상기 기판고정유닛은,
   상기 베이스기판의 양측단의 비유효영역의 표면과 접촉하는 탄성가압부재인 기판 고정유닛을 구비한 충진장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 기판고정유닛은,
   상기 베이스기판의 충진 패턴이 형성된 유효영역(W3) 이외의 비유효영역(w1, w2) 상에 배치되는 기판 고정유닛을 구비한 충진장치.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 탄성가압부재는,
   가압롤러의 표면에 완충층이 형성되는 구조인 기판 고정유닛을 구비한 충진장치.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 탄성가압부재는,
   상기 비유효영역의 표면과 접촉하는 벨트부재;와
   상기 벨트부재의 표면에 형성되는 완충부재;를 포함하는 기판 고정유닛을 구비한 충진장치.
   
5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 스테이지는,
   상기 베이스기판의 비유효영역에 대응되는 위치에 상기 베이스기판을 상기 스테이지에 흡착하는 흡착부;를 더 포함하는 기판 고정유닛을 구비한 충진장치.
   
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 흡착부는,
   상기 스테이지의 표면에 마련되는 다수의 흡착홀과,
   상기 흡착홀과 연통하여 흡입력을 인가하는 구동부;
   를 포함하는 기판 고정유닛을 구비한 충진장치.
7. 삭제

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