KR101814275B1 - 디스플레이의 베젤 마스크 잉킹 장치 및 방법 - Google Patents

디스플레이의 베젤 마스크 잉킹 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 블랙마스크 잉킹으로 디스플레이의 베젤을 형성하는 디스플레이의 베젤 마스크 잉킹 장치 및 방법에 관한 것으로, 글래스를 이송시키는 워크 스테이지, 상기 워크 스테이지 상단에 위치한 상기 글래스에 플라즈마 처리하는 플라즈마 도포부, 및 상기 플라즈마 처리된 상기 글래스에 블랙잉크를 도포하여 마스크 잉킹할 수 있도록 디스펜서를 구비한 블랙잉크 도포부를 포함하는 것을 특징을 제공한다.

Description

디스플레이의 베젤 마스크 잉킹 장치 및 방법{BEZZEL MASRK INKING DEVICE AND METHOD FOR BEZZEL OF DISPLAY}
본 발명은 디스플레이의 베젤 마스크 잉킹 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 블랙잉크를 도포하여 디스플레이의 베젤 영역을 마스킹하는 디스플레이의 베젤 마스크 잉킹 장치 및 방법에 관한 것이다.
베젤(Bezel)이란, TV, 모니터나 스마트폰의 디스플레이 주변을 둘러싸는 틀을 지칭하는 말로 터치모니터 또는 터치응용제품에서 디스플레이 위에 터치스크린을 고정시키는 테두리 부분을 말한다.
터치스크린 제품에서는 특히 적외선 터치스크린의 경우는 적외선센서를 둘러싸고 있는 가장자리의 테두리 부분을 말하고 투사형 정전용량 터치스크린에서는 터치스크린의 전극이 외부에서 보이지 않게 하기 위해 블랙으로 인쇄한 테두리 영역을 말한다.
아직 대형터치스크린에서는 적외선 방식의 경우 센서부가 내장된 Bezel의 폭과 높이를 최소화하기 위해 노력하고 있으며 대형 투사형 정전용량방식에서는 Bezel-less에 집중하기 보다는 안정적 동작과 장기 신뢰성 확보에 집중하고 있다.
또한, 디스플레이의 두께가 얇아짐에 따라 디스플레이의 두께를 결정하는 요인을 해소하는데 집중하고 있다.
한국등록특허공보 제0972091호(등록일: 2010.07.16., 명칭: 패널용 베젤 제조방법)
본 발명은 디스플레이의 베젤에 균일한 마스크 잉킹을 수행하는 디스플레이의 베젤 마스크 잉킹 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 디스플레이의 베젤에 도포되는 블랙잉크의 두께를 줄여 디스플레이의 두께를 줄이기 위한 디스플레이의 베젤 마스크 잉킹 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않는다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 디스플레이의 베젤 마스크 잉킹 장치는, 디스플레이의 베젤 마스크 잉킹 장치에 있어서, 블랙잉크가 도포될 글래스를 이송시키는 워크 스테이지; 상기 워크 스테이지 상단에 위치한 상기 글래스를 플라즈마 처리하는 플라즈마 처리부; 및 상기 플라즈마 처리된 상기 글래스에 블랙잉크를 도포하여 마스크 잉킹할 수 있도록 디스펜서를 구비한 블랙잉크 도포부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 워크 스테이지는 중심축을 기준으로 90도 단위로 180도 내지 360도로 회전되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 블랙잉크 도포부는 하나 이상의 디스펜서를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 글래스에 도포된 블랙잉크를 건조시키는 건조부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 블랙잉크 도포부는 적어도 하나 이상 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 블랙잉크 도포부는 디스펜서가 베젤의 길이방향으로 이동되도록 이동부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 디스플레이의 베젤 마스크 잉킹 방법은, 디디스플레이의 베젤 마스크 잉킹방법에 있어서, 글래스에 플라즈마 처리하는 단계; 상기 플라즈마 처리된 상기 글래스에 블랙잉크를 도포하는 단계; 및 상기 도포된 블랙잉크를 건조시키는 단계;를 포함하는 것으로 특징으로 한다.
또한, 상기 글래스는 워크 스테이지 상단에 안착되어 상기 단계별로 이송되는 것을 특징으로 한다.
또한,상기 글래스의 위치는 기준점에 의해 설정되며 베젤의 길이에 따라 보상되어 선정되는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이,
본 발명은 디스플레이의 베젤 마스크 잉킹되는 부분을 플라즈마 처리함으로써 글래스 표면이 친수성으로 변화되어 이후 블랙잉크를 도포하는 공정에서 잉크가 더욱 정교하게 도포되어 도포 품질이 개선되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 블랙잉크의 접촉각을 줄여 디스플레이의 두께를 줄여주는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 블랙잉크를 분사하는 노즐을 구비한 디스펜서의 수를 제어함으로써 하나의 디스펜서로 반복적인 작업을 하지 않아 시간 단축의 효과가 있으며, 넓은 베젤의 경우 동시에 블랙잉크를 분사하여 블랙잉크 경화에 따른 색의 변화의 차이를 줄이는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이의 베젤 마스크 잉킹 장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 베젤 마스크 잉킹 장치의 플라즈마 처리부를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 베젤 마스크 잉킹 장치의 블랙잉크 도포부를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이의 베젤 마스크 잉킹 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이의 베젤 마스크 잉킹 방법의 플라즈마 처리 전(a) 및 플라즈마 처리부(b)를 나타낸 그림이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 표시한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1 내지 도 3은 발명의 실시예에 따른 디스플레이의 베젤 마스크 잉킹 장치를 나타낸 도면으로써, 베젤 마스크 잉킹 장치는 워크 스테이지(110), 플라즈마 처리부(120), 블랙잉크 도포부(130), 및 이동부(140)를 포함한다.
워크 스테이지(110)는 베젤 마스크 잉킹을 위한 글래스(이하, '글래스'라 칭한다)를 상단에 구비하여 각 공정별로 글래스를 위치시킬 수 있도록 글래스를 이동시킨다.
워크 스테이지(110)는 가이드부(111) 상단에 위치된 블록(112)에 의해 일방향으로 이동할 수 있으며, 블록(112)과 워크 스테이지(110) 사이에 위치한 회전축(113)에 의해 회전된다.
워크 스테이지(110)는 상부에 위치된 글래스의 방향을 전환하기 위해 회전축(113)에 의해 회전됨이 바람직하고, 글래스가 회전될 때, 글래스는 워크 스테이지(110)로부터 이탈되지 않는다.
이때, 워크 스테이지(110)는 중심축을 기준으로 90도 단위로 180도 내지 360도로 회전되는 것이 바람직하다.
가이드부(111)는 적어도 블랙잉크 도포부(130)까지 연장된다.
그리고, 워크 스테이지(110)는 회전 시 기설정된 기준점에 기준이 되는 부분이 위치될 수 있도록 기준위치를 보정한다.
플라즈마 처리부(120)는 가이드부(111) 경로 상에 위치하며, 도 2와 같이, 고정부(121)에 고정된 플라즈마 처리부(120)의 하부 방향을 워크 스테이지(110)가 통과하면서 글래스 전체에 플라즈마 처리를 할 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 워크 스테이지(110)이 플라즈마 처리부(120)를 지나면서 플라즈마 처리를 하였으나, 워크 스테이지(110)가 고정된 상태에서 플라즈마 처리부(120)가 워크 스테이지(110) 상단을 지나면서 플라즈마 처리도 할 수 있다.
플라즈마 처리에 대한 상세한 설명은 하기에서 다시 하기로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 처리릍 통해 글래스의 표면 세정효과와 표면을 개질하여 친수성으로 변화하게 되며, 플라즈마 처리된 표면에 도포된 용액의 접촉각을 작게 할 수 있다. 여기서, 접촉각은 글래스 표면 위에 있는 도포용액 방울의 내각을 의미한다.
이로써, 동일한 양을 도포 하는 경우 더 많은 범위에 분사될 수 있으며, 도포 두께를 얇게 조절할 수 있는 효과가 있다.
블랙잉크 도포부(130)는 가이드부(111) 경로 상에 위치하며, 베젤 영역의 너비에 따라 사용되는 디스펜서(131)의 개수를 조절할 수 있으며, 디스펜서(131)를 통해 분사되는 블랙잉크는 겹치는 영역 없이 해당 영역을 고르게 분포하도록 분사한다.
즉, 블랙잉크가 토출되는 노즐의 수는 베젤 영역의 너비의 입력에 따라 제어부(미도시)에 의해 자동으로 노즐의 수를 산출할 수 있다.
또한, 블랙잉크 도포부(130)가 고르게 분포한다는 것은 글래스 표면의 친수성에 의해 분포되는 블랙잉크가 넓게 퍼져 고르게 분포되는 것처럼 보인다. 일부 블랙잉크가 겹치더라 하더라도 블랙잉크가 퍼져 두껍지 않게 고르게 도포되는 것이다.
여기서, 블랙잉크를 도포하기 위해 실린지에 용액 형태의 블랙잉크를 담아 밸브와 체결하고, 실린지와 가압용 에어 호스를 연결하여 일정한 압력으로 가압한다.
이때, 디스펜서는 피에조(Piezo) 방식의 젯팅 밸브(Zet valve)로 전기적 힘을 이용하여 공이를 끌어 올려 노즐을 열고, 전기를 차단하여 공이를 밀어 내어 노즐을 닫으며, 공이가 올라가는 높이, 공이가 올려져있는 시간, 용액에 가해지는 압력에 따라 블랙잉크 토출량이 결정된다.
일반적으로, 하나의 밸브를 이용하여 넓게 분사하는 경우 하나의 밸브가 왕복하여 수회 분사하여 형성하나, 이 경우, 먼저 분사된 블랙잉크와 나중에 분사된 블랙잉크의 경화 속도 차이로 인해 도포된 두 라인 사이에 미미한 차이가 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명은 피에조 방식의 젯팅밸브를 이용하여 스펙 내 두께와 크기의 도트(dot)를 만들고, 도트 간격을 조정하여 스펙 내 두께의 라인을 만들며, 복수개의 밸브를 이용하여 블랙 마스크 잉킹을 수행한다.
여기서, 복수 줄의 도포액이 뭉치고 퍼지지 않는다면 넓은 폭의 도포가 이루어지지 않으므로 용액의 퍼짐성을 용이하게 하기 위해 플라즈마 처리가 미리 수행되어야 한다.
블랙잉크 도포부(130)는 도포되는 위치를 정확히 파악하기 위한 카메라부(132)를 더 구비하여 기 설정된 위치에 블랙잉크 도포부(130)가 위치될 수 있도록 한다.
예컨대, 블랙잉크는 글래스의 가장자리에 도포되기 때문에 글래스의 모서리 에 형성된 인식마크를 카메라부(132)로 파악하여 파악된 기준 위치에 따라 블랙잉크 도포부(130)의 디스펜서를 얼라인(Align)시켜 블랙잉크를 도포한다.
이동부(140)는 블랙잉크 도포부(130)를 결합하여 블랙잉크 도포부(130)를 X축 및 Y축으로 이동할 수 있도록 X축 이동부(141) 및 Y축 이동부(142)를 구비한다.
블랙잉크 도포부(130) 하단에 위치한 워크 스테이지(110) 상단에 구비된 글래스에 도포되는 길이방향에 따라 X축 이동부(141) 및 Y축 이동부(142)로 블랙잉크를 분사하여 도포한다.
이때, 워크 스테이지(110)는 고정된 가이드부(111) 상에 고정됨이 바람직하다.
또한, 한번에 복수의 베젤 부위에 블랙잉크를 도포하기 위해서 블랙잉크 도포부(130) 및 이동부(140)를 한 세트로 하여 더 구비할 수 있다.
추가적으로 글래스에 도포된 블랙잉크를 건조시키는 건조부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
건조부는 액체상태의 블랙잉크를 굳혀주는 것으로 자연건조시킬 수도 있으나, 건조속도를 상승시켜 공정 속도를 높이기 위해서 UV 조기경화(precure)로 건조 시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이의 베젤 마스크 잉킹 방법을 나타낸 흐름도이다.
먼저, 디스플레이의 베젤 위치에 플라즈마 처리한다(S110). 더욱 정확하게 플라즈마 처리는 베젤 위치에 해당되는 글래스의 표면에 처리된다. 글래스는 워크 스테이지 상단에 안착되어 단계별로 이송된다.
이때, 플라즈마는 N2가스와 압축공기를 사용하며 글래스의 표면 이물질을 태우거나 날려버려 매끄럽게하여 친수성을 크게 한다. 이로써, 이후에 도포되는 블랙잉크가 접촉각이 작고 넓게 퍼지는데 방해하는 물질 제거와 도포면의 평편화로 스펙내의 두께 및 폭을 만들 수 있다.
일반적으로 친수성을 규정하는 접촉각은 90도 이하가 되면 친수성으로 규정하고, 20도 이하의 접촉각도를 형성하면 초친수성으로 정의함에 따라 본 발명의 경우 친수성이라고 언급하였으나, 실제로는 접촉각도가 20도 이하인 초친수성에 해당된다.
도 5에 도시한 바와 같이, 글래스에 플라즈마 처리함으로써, 글래스 표면에 떨어지는 잉크의 접촉각이 변화됨을 알 수 있다.
플라즈마 처리하지 않은 (a)의 경우 잉크 방울의 평균 접촉각은 25.84도인 반면, 플라즈마 처리를 한 (b)의 경우 잉크 방울의 평균 접촉각은 14.88도로 플라즈마 처리 하지 않은 잉크 방울의 각도보다 10도 이상 작게 나타났다.
이와 같이 평균 접촉각이 현저히 줄어듦으로써 베젤의 두께 역시 줄어들어 들게 하는 효과가 있다.
여기서, 평균 접촉각은 복수회 테스트를 하고, 좌측 각도와 우측각의 평균을 구하여 테스트하여 얻어진 접촉각으로 평균을 구하였다.
이와 같이, 글래스 표면이 친수성으로 점점 변화됨에 따라 블랙잉크를 얇게 도포할 수 있다
이어, 플라즈마 처리된 글래스의 베젤 위치에 블랙잉크를 도포한다(S120). 이때, 블랙잉크는 베젤의 두께에 따라 사용되는 디스펜서의 개수를 조절할 수 있다. 즉, 노즐의 개수를 조절할 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 디스펜서의 개수에 따라 베젤의 두께를 결정지을 수 있으나, 디스펜서의 피치간격 및 디스펜서의 높이에 따라 베젤의 두께를 결정할 수 있다.
블랙잉크가 도포될 글래스의 표면과 노즐의 이격거리는 1mm 내지 1.5mm이며, 1mm미만인 경우에는 노즐이 도포된 잉크와 접촉되어 블랙잉크가 퍼지는 위험이 있으며, 1.5mm 초과인 경우에는 블랙잉크의 비산 및 액튐으로 인해 불량생산의 위험이 높다.
또한, 글래스 상단으로 블랙잉크를 도포하는 디스펜서의 이동속도는 120 내지 200mm/s이며, 120mm/s미만의 이동속도인 경우 도포되는 블랙잉크의 두께가 두꺼워 불량의 소지가 많거나 디스플레이가 두꺼워지는 문제가 발생하고, 200mm/s 초과의 이동속도인 경우 분사노즐의 연속 부하 분배 빈도(continuous load dispensing frequency)의 한계로 배출량이 적어 베젤 불량이 발생할 가능성이 높다.
본 발명의 실시예에서는 디스펜서의 이동속도 설명하였으나, 실시 방법에 따라 디스펜서가 고정되어 있고 글래스가 이동될 수 있으며, 이 역시 글래스의 이동소도도 상기 이동속도 범위 내에서 이동되어야 불량률을 줄이고 블랙잉크를 두껍지 않고 적정한 두께로 도포할 수 있는 효과가 있다.
마지막으로, 도포된 블랙잉크를 건조시킨다(S140). 이때, 블랙잉크를 건조하는 방법은 자연건조 또는 건조부(미도시)를 통한 UV 조기경화(precure)로 건조될 수 있다.
따라서, 본 발명은 플라즈마를 도포함으로써 베젤 표면의 친수성이 발생하여 이후 블랙잉크를 도포하는 공정에서 블랙잉크가 더욱 정교하고 넓게 도포되어 블랙잉크가 도포된 도포 품질이 개선되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 블랙잉크의 접촉각을 줄여 디스플레이의 두께를 줄여주는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 블랙잉크를 분사하는 디스펜서의 수를 제어함으로써 하나의 디스펜서로 반복적인 작업을 하지 않아 시간 단축의 효과가 있으며, 너비가 넓은 베젤의 경우 동시에 블랙잉크를 분사하여 블랙잉크 경화에 따른 색의 변화의 차이를 줄이는 효과가 있다.
상기와 같은 디스플레이의 베젤 마스크 잉킹 방법은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.
110 : 워크 스테이지 111 : 가이드부
112 : 블록 113 : 회전축
120 : 플라즈마 도포부 121 : 고정부
130 : 블랙잉크 도포부 131 : 디스펜서
132 : 카메라부 140 : 이동부
141 : X축 이동부 142 : Y축 이동부

Claims (9)

  1. 디스플레이의 베젤 마스크 잉킹 장치에 있어서,
    블랙잉크가 도포될 글래스를 이송시키는 워크 스테이지;
    상기 워크 스테이지 상단에 위치한 상기 글래스를 플라즈마 처리하는 플라즈마 처리부; 및
    상기 플라즈마 처리된 상기 글래스에 블랙잉크를 도포하여 마스크 잉킹할 수 있도록 디스펜서를 구비한 블랙잉크 도포부;를 포함하고,
    상기 블랙잉크 도포부는, 피에조 방식의 젯팅 밸브와 체결되는 하나 이상의 상기 디스펜서를 구비하며,
    상기 디스펜서를 X축 및 Y축으로 이동시키는 이동부를 더 구비하고,
    상기 글래스의 표면과 상기 디스펜서의 노즐 사이의 이격거리는 1 내지 1.5 mm이고,
    상기 디스펜서의 이동속도는 120 내지 200 mm/s인 디스플레이의 베젤 마스크 잉킹 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 워크 스테이지는 중심축을 기준으로 90도 단위로 180도 내지 360도로 회전되는 것을 특징으로 하는 디스플레이의 베젤 마스크 잉킹 장치.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 글래스에 도포된 블랙잉크를 건조시키는 건조부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이의 베젤 마스크 잉킹 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 블랙잉크 도포부는 적어도 하나 이상 구비하는 것을 특징으로 하는 디스플레이의 베젤 마스크 잉킹 장치.
  6. 삭제
  7. 디스플레이의 베젤 마스크 잉킹방법에 있어서,
    글래스가 상단에 안착되는 워크 스테이지를 통해 플라즈마 처리부로 이송되어 플라즈마 처리되는 단계;
    상기 플라즈마 처리되는 단계 이후에, 상기 글래스가 블랙잉크 도포부에 이송되어 블랙잉크로 도포되는 단계; 및
    상기 도포된 블랙잉크를 건조시키는 단계;를 포함하고,
    상기 블랙잉크로 도포되는 단계는, 피에조 방식의 젯팅 밸브와 체결되는 하나 이상의 디스펜서를 구비하는 상기 블랙잉크 도포부에서 수행되며,
    상기 디스펜서는 이동부를 통해 X축 및 Y축으로 이동되고,
    상기 글래스의 표면과 상기 디스펜서의 노즐 사이의 이격거리는 1 내지 1.5 mm이며,
    상기 디스펜서의 이동속도는 120 내지 200 mm/s인 디스플레이의 베젤 마스크 잉킹 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 글래스는 상기 워크 스테이지 상단에 안착되어 상기 단계별로 이송되는 것을 특징으로 하는 디스플레이의 베젤 마스크 잉킹 방법.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 글래스의 위치는 기준점에 의해 설정되며 베젤의 길이에 따라 보상되어 선정되는 것을 특징으로 하는 디스플레이의 베젤 마스크 잉킹 방법.


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