KR101916751B1 - 곡면 디스플레이 패널 제조 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 곡면 디스플레이 패널 제조 장치는, 곡면유리와 동일한 곡률의 하방 돌출부에 곡면유리를 흡착하여 고정하는 고정부; 상기 고정부보다 낮은 높이에서 접착부재가 올려지는 테이블; 접착과정에 따라, 상기 고정부 아래에서 상기 테이블의 수평 위치를 변경하는 이송부; 상기 이송부에서 상기 테이블과 동일한 높이로 상기 테이블의 일단 측면에 마련되어 상기 이송부의 이동에 따라 수평 이동되며, 상기 접착과정에 따라 상기 접착부재에 상기 돌출부 방향으로 동일한 압력을 가하는 롤러; 및 상기 이송부에 마련되어 상기 이송부의 이동에 따라 수평 이동되며, 상기 접착과정에 따라 상기 테이블의 수평 기울기 및 상기 롤러에 가해지는 압력을 조절하는 접착 조절부를 포함할 수 있다.

Description

곡면 디스플레이 패널 제조 장치{manufacturing machine of curved display panel}
본 발명은 디스플레이 패널 제조 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 평면형 디스플레이 패널의 오픈 셀 기판을 곡면 유리에 접착시켜 곡면 디스플레이 패널을 제조하는 장치에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 디스플레이 장비에 대한 사용자들의 요구가 증대되면서 디스플레이 화면 장비들이 다양하게 발전하고 있다. 평판형 디스플레이 장치는 TV 화면이나 컴퓨터 등 각종 장치의 모니터, 도박장의 게임기나 전자 오락기에 화면 등 아주 다양하게 적용되고 있다. 대표적으로 액정 표시 장치 (Liquid Crystal Display, LCD), 유기발광 디스플레이(Organic light emitting diode, OLED), 등이 사용되고 있다.
최근에는 평판형 디스플레이를 가로 방향 및 세로 방향 중 어느 한 방향으로 일정한 곡률로 휘게 하여 만든 곡면형 디스플레이(curved display)가 출시되고 있다. 곡면형 디스플레이는 화면이 휘어진 곡면 형상으로, 시청 거리가 화면의 중심과 가장자리 간에 차이를 최소화 하여 화면 명암비의 균일도를 높일 수 있다.
또한, 시야각이 평판형 디스플레이보다 더 커져서 화면에 대한 몰입감을 극대화하여 한층 실감나는 영상을 감상할 수 있는 장정을 제공한다. 디스플레이 패널은 통상적으로 평평한 형태로 제조되므로 곡면 형태의 디스플레이가 필요한 경우 여러 방안들이 제안되어 있다. 평판형 디스플레이 패널을 곡면형으로 만드는 데 있어서 가장 핵심적인 문제는 평판형인 액정 강화유리기판을 판손되지 않게 일정한 곡귤로 휘게 만드는 것이다.
종래 대표적인 방법은 강화유리 기판을 불산으로 식각하여 그 기판의 두께를 ?게 만든 후, 곡면형으로 성형하는 방법이다. 강화유리 기판이 두께가 얇을수록 더 잘 휘어지는 성질을 활용하기 위한 방안이다. 그런데 강화유리 기판을 휘게 하기에 앞서 기판의 두께를 식각 공정으로 깎아내면, 강화유리 기판을 휘게 하는 것은 용이하나 얇아진 두께 때문에 기판의 강도가 저하되어 강화유리 기판을 벤딩하는 과장에서 강화유리가 파손될 가능성이 높다.
이들 종래 방법은 또한, 식각 공정을 수행하는 데 드는 비용과, 시야각을 위한 편광필름의 탈부작 작업 비용, 식각 공정의 불량률(대략 70% 정도) 등에 따른 원가 상승 등으로 인해, 생산원가가 평판형 대비 상당히 많이 상승하게 되고 작업시간 또한 길어지는 단점이 있다.
추가적으로 식각시 식각액이 유리기판 사이로 침투되어 패널이 파손이 되는 문제와 기존의 완제품과 분리한 오픈 셀 또는 기성품으로 제공받은 디스플레이 패널은 회로기판이 부착되어 있는데, 식각 공정에서 회로기판을 다루는 것이 매우 불편하고 난해한 점도 있다. 액정에 사용되는 유리기판의 두께가 점점 얇아지고 있고 박형화를 위한 식각을 하는 것이 더 이상 적절하지 않을 수도 있다.
이에 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 기존 제조사에서 판매하는 평판형 패널 오픈 셀을 기판의 두께 감소를 위한 별도의 식각 가공을 하지 않고, 기판 파손율을 매우 낮게 하여 종래의 방법에 비하여 간단하고 신속하며, 저비용 고수율로 곡면 디스플레이 패널을 제조할 수 있는 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 곡면 디스플레이 제조 자치는, 곡면유리와 동일한 곡률의 하방 돌출부에 곡면유리를 흡착하여 고정하는 고정부; 상기 고정부보다 낮은 높이에서 접착부재가 올려지는 테이블; 접착과정에 따라, 상기 고정부 아래에서 상기 테이블의 수평 위치를 변경하는 이송부; 상기 이송부 상에 상기 테이블의 일단 측면에 마련되어 상기 이송부에 의하여 수평 이동되며, 접착과정 중에 상기 접착부재에 상기 돌출부 방향으로 동일한 압력을 동일한 속도로 가하는 롤러; 및 상기 이송부 상에 마련되어 상기 이송부에 의하여 수평 이동되며, 접착과정에 따라 상기 테이블의 수평 기울기와 높이 및 상기 롤러에 가해지는 압력을 조절하는 접착 조절부를 포함할 수 있다.
상기 접착부재의 접착과정은, 상기 테이블과 상기 롤러를 상기 고정부 아래로 수평 이동시키는 제1 단계; 및 상기 테이블과 상기 롤러를 상기 고정부 바깥 방향으로 이동시키면서 상기 롤러가 상기 돌출부의 곡면을 따라 회전하면서 상기 접착부재를 일단부로부터 타단부까지 상기 곡면유리에 접착시키는 제2 단계를 포함할 수 있다. 상기 제2 단계에서 상기 접착 조절부는, 상기 롤러를 상기 테이블보다 높게 상승시킨 다음, 상기 접착부재의 상기 일단부에서 상기 돌출부의 첨단부까지의 접착과정에는 상기 테이블의 일단부를 상승시키고 상기 테이블의 타단부를 하강시켜 상기 롤러로 상기 접착부재에 일정한 압력을 가하며, 상기 돌출부의 상기 첨단부부터 상기 접착부재의 타단부까지의 접착과정에서는 상기 테이블의 상기 일단부를 하강시키고 상기 테이블의 상기 타단부를 상승시켜 상기 롤러로 상기 접착부재에 일정한 압력을 가할 수 있다.
상기 제2 단계에서 상기 롤러는, 상기 접착 조절부에 의한 상기 테이블에 대한 수평 기울기 조절에 연동하여 위치가 변경되되, 상기 롤러 및 상기 돌출부의 표면은, 상기 롤러에 가해지는 압력에 의하여 일정 깊이로 눌려지며 압력이 해제되면 원상회복되는 탄성을 갖는 것이 바람직하다.
상기 제2 단계에서 상기 접착 조절부는, 상기 접착부재의 상기 일단부에서 상기 돌출부의 첨단부까지의 접착 과정에서는 상기 테이블의 제1 방향의 수평 기울기를 점점 감소시키고, 상기 돌출부의 상기 첨단부에 이르면 상기 테이블은 수평으로 조절하며, 상기 접착부재의 상기 돌출부의 상기 첨단부에서 상기 접착부재의 상기 타단부까지의 접착과정에서는 상기 테이블의 수평 기울기를 상기 제1 방향과 반대인 제2 방향으로 점점 증가시킬 수 있다.
상기 제2 단계에서 상기 접착조절부는, 상기 돌출부에 상기 롤러가 접촉하는 부분에서의 접선과 상기 롤러에 가해지는 힘의 방향이 이루는 각도를 동일하게 유지하되, 상기 돌출부에 상기 롤러가 접촉하는 부분에서의 접선과 상기 롤러에 가해지는 힘의 방향이 이루는 각도는, 60도 내지 90도 사이의 범위인 것이 바람직하다.
상기 접착 조절부는, 각각이 상기 테이블의 하부에서 연결되어 높이가 상보적으로 변경됨으로써 상기 테이블의 수평 기울기를 조절하는 제1 및 제2 높이 조절부재; 및 상기 롤러의 하부에 연결되어 상기 롤러에 가해지는 압력을 조절하는 제3 높이 조절부재를 포함할 수 있다.
상기 곡면 디스플레이 패널 제조 장치는, 상기 이송부 상에서 상기 롤러의 인접측면에 마련되어 상기 이송부에 의하여 수평 이동되며, 접착 준비과정에서는 상기 테이블에 올려진 상기 접착부재의 상기 일단부를 상기 테이블과 같은 높이에서 지지하며 상기 접착부재의 상기 일단부의 위치를 가이딩하며, 상기 제2 단계에서는 상기 테이블보다 낮게 하강하여 상기 접착부재의 상기 일단부에 대한 지지를 해제하는 수평 지지부를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 접착 조절부는, 상기 수평 지지부의 높이를 조절하는 제4 높이 조절부재를 더 포함할 수 있다.
상기 고정부는, 상기 돌출부; 상기 돌출부가 고정된 커버; 상기 돌출부의 표면의 흡착공으로부터 상기 커버까지 연결된 흡입 경로를 통한 공기 흡입을 제어하여 상기 고정부에 대한 상기 곡면유리의 흡착/고정 여부를 제어하는 고정 조절부; 상기 커버에 결합된 회전축; 및 상기 돌출부가 하방 또는 상방을 향하도록 상기 회전축을 회전시키는 회전 조절부를 포함할 수 있다. 상기 돌출부의 표면의 흡착공의 단면은, 직경 바깥 방향으로 직경이 증가하는 확산 구조를 가지며, 상기 돌출부의 표면의 흡착공 가장자리에는, 상기 돌출부의 제1 곡률보다 높은 제2 곡률을 가지나, 흡착되는 곡면유리에 의하여 상기 제1 곡률로 눌려지며 곡면유리 흡착이 해제되면 상기 제2 곡률로 원상복귀되는 흡착보조 돌출부가 마련되어 있을 수 있다.
상기 돌출부 표면에는, 상기 돌출부 표면의 가로방향으로 형성된 복수의 흡착공 라인이 상기 돌출부의 첨단부를 기준으로 양쪽에 대칭적으로 형성되어 있고, 상기 돌출부 표면의 가로방향으로 형성된 복수의 가이드부재 장착홈이 상기 돌출부의 첨단부를 기준으로 양쪽에 대칭적으로 형성되어 있으며, 상기 곡면유리의 사이즈에 따라, 흡착 고정 기능을 수행하는 흡착공 라인의 개수 및 가이드부재가 장착되는 가이드부재 장착홈이 결정될 수 있다.
본 발명에 따른 곡면 디스플레이 제조 장치는, 강화유리 기판의 두께를 줄이기 위한 식각 공정을 수행하지 않기 때문에, 강화유리 기판, 회로기판 등의 파손을 방지할 수 있어 고수율의 내구성 강한 곡면 디스플레이 패널의 제조를 보장하며 제조 단가 및 제조 시간을 줄일 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 곡면 디스플레이 제조 장치(100)의 구성도이다.
도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 곡면 디스플레이 제조 장치(100)에서 곡면 유리를 흡착/고정하는 고정부(110)의 구조를 설명하기 위한 개념도이다.
도 4는 본 발명에 따른 곡면 디스플레이 제조 장치(100)의 고정부에 마련되어 곡면유리를 흡착 고정하기 위한 흡착공(113A-3)의 구조의 일예를 나타내는 개념도이다.
도 5는 본 발명에 따른 곡면 디스플레이 제조 장치(100)의 고정부(110)의 표면부에 마련되어 곡면유리의 위치를 가이딩하기 위한 구조를 설명하기 위한 개념도이다.
도 6은 본 발명에 따른 곡면 디스플레이 제조 장치(100)의 고정부(110)를 펼쳐서 기능을 평면화한 것으로, 곡면유리의 사이즈에 따른 가이딩 부재의 삽입 및 선택적 공기 흡입 메커니즘을 설명하기 위한 개념도이다.
도 7은 도 1에 도시된 곡면 디스플레이 제조 장치(100)를 이용하여 곡면 디스플레이 패널을 제조하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 8 및 도 9는 도 7에 도시된 제조 방법에 따라 곡면 디스플레이 패널을 제조과정을 개념적으로 나타낸 상태도이다.
도 6은 도 1에 도시된 곡면 디스플레이 제조 장치(100)의 롤러(140)의 접착부재 가압 과정을 설명하기 위한 개념도이다.
도 7은 도 1에 도시된 곡면 디스플레이 제조 장치(100)를 이용하여 곡면 디스플레이 패널을 제조하는 방법을 나타내는 흐름도이다. 참고로 도 7은 곡면유리에 접착부재의 일종인 OCA 필름을 과정을 나타낸다.
도 8 및 도 9는 도 7에 도시된 제조 방법에 따라 곡면 디스플레이 패널을 제조과정을 개념적으로 나타낸 상태도이다.
도 10은 도 1에 도시된 곡면 디스플레이 제조 장치(100)의 롤러(140)의 접착부재 가압 과정을 설명하기 위한 개념도이다.
본 발명과 본 발명의 동작상 또는 기능상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낼 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 곡면 디스플레이 제조 장치(100)의 구성도이다. 도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 곡면 디스플레이 제조 장치(100)에서 곡면 유리를 흡착/고정하는 고정부(110)의 구조를 설명하기 위한 개념도이다. 도 4는 본 발명에 따른 곡면 디스플레이 제조 장치(100)의 고정부에 마련되어 곡면유리를 흡착 고정하기 위한 흡착공(113A-3)의 구조의 일예를 나타내는 개념도이다. 도 5는 본 발명에 따른 곡면 디스플레이 제조 장치(100)의 고정부(110)의 표면부에 마련되어 곡면유리의 위치를 가이딩하기 위한 구조를 설명하기 위한 개념도이다. 도 6은 본 발명에 따른 곡면 디스플레이 제조 장치(100)의 고정부(110)를 펼쳐서 기능을 평면화한 것으로, 곡면유리의 사이즈에 따른 가이딩 부재의 삽입 및 선택적 공기 흡입 메커니즘을 설명하기 위한 개념도이다.
상기 곡면 디스플레이 제조 장치(100)는 강화유리 기판의 두께를 줄이기 위한 식각 공정을 수행하지 않은 상태에서 롤러를 통한 가압을 통하여 강화유리에 디스플레이 패널의 오픈 셀 등을 접착하여 곡면 디프플레이 패널을 제조하므로, 강화유리 기판과 회로기판 등의 파손을 방지하면서 고수율의 내구성 강한 곡면 디스플레이 패널의 제조를 보장하며, 곡면 디스플레이 패널의 제조 단가 및 제조 시간을 획기적으로 감소시킬 수 있다.
상기 곡면 디스플레이 제조 장치(100)는 고정부(110), 테이블(120), 이송부(130), 롤러(140), 수평 지지부(150) 및 접착 조절부(160)를 포함한다. 한편, 본 명세서에 도시된 상기 곡면 디스플레이 제조 장치(100)의 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 상기 곡면 디스플레이 제조 장치(100)는 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 가질 수도 있다. 이는 상기 곡면 디스플레이 제조 장치(100)를 구성하는 각 구성 요소들에 대해서도 마찬가지이다. 이하 각 구성요소들에 대해서 보다 상세히 살펴본다.
상기 고정부(110)는 곡면유리와 동일한 곡률의 하방 돌출부(111)에 곡면유리를 흡착하여 고정시킬 수 있다. 상기 고정부(110)는 상기 돌출부(111), 상기 돌출부(111)가 고정된 커버(112), 상기 돌출부(111)의 표면의 흡착공(113A-3)으로부터 상기 커버(112)까지 연결된 흡입 경로(113A-2)를 통한 공기 흡입을 제어하여 상기 고정부에 대한 상기 곡면유리의 흡착/고정 여부를 제어하는 고정 조절부(113), 상기 커버(112)에 결합된 회전축(114) 및 상기 돌출부(111)가 하방 또는 상방을 향하도록 상기 회전축(114)을 회전시키는 회전 조절부(115)를 포함한다.
도 2 및 도 4를 참조하여 상기 고정 조절부(113)의 구조 및 동작에 대해 보다 상세히 살펴본다.
상기 고정 조절부(113)는 상기 커버(112)에 가로방향으로 결합되며 공기 흡입을 위한 복수의 몸체(113A), 상기 복수의 몸체(113A)에 마련된 연결공(113A-1)에 연결되는 호스(113B) 및 상기 호스(113B)를 통한 공기 흡입을 제어하는 흡착 제어부(115)를 포함한다. 이하 상기 고정 조절부(113)의 곡면유리 흡착 메커니즘을 살펴본다.
상기 고정부(110)의 상기 돌출부(111)가 상방을 향하고 상기 돌출부(111) 위에 곡면유리가 위치한 상태에서, 상기 흡착 제어부(115')가 공기 흡입을 시작하면 상기 흡착공(113A-3), 상기 흡입 경로(113A-2), 상기 호스(113B)를 통하여 공기가 흡입되면서 곡면유리가 상기 돌출부(111) 표면에 흡착 고정된다. 상기 돌출부(111)의 표면은 상기 롤러(140)에 의하여 가해지는 압력에 의하여 눌려졌다가 그 압력이 해제되면 원상회복되는 탄성을 가짐이 바람직하다.
도 4는 상기 돌출부(111)의 표면에 마련된 흡착공(113A-3)의 구조의 일예를 나타내는데, 상기 흡착공(113A-3)은 직경 바깥 방향으로 직경이 증가하는 확산 구조(113A-4)를 가진다. 이러한 상기 확산 구조(113A-4)로 인하여 보다 넓은 면적의 곡면유리에 대한 흡착이 가능해지므로, 곡면유리 흡착/고정의 안정성이 높아질 수 있다.
그리고 상기 흡착공(113A-3)의 가장자리에는 상기 돌출부(111)의 곡률(R1)에 비하여 높은 곡률(R2)을 갖는 흡착보조 돌출부(113A-5)가 소정의 높이(H)로 형성되어 있다. 상기 흡착보조 돌출부(113A-5)는 탄성을 가져, 상기 고정 조절부(113)의 공기 흡입시 상기 돌출부의 곡률(R1)에 동일한 곡률(R1)로 곡면유리에 의하여 눌려지며, 상기 고정 조절부(113)의 공기 흡입이 해제되고 곡면유리가 제거되면 원래의 곡률(R2)로 복귀하게 된다. 이러한 흡착보조 돌출부(113A-5)의 탄성 메커니즘으로 인하여 곡면유리의 흡착/고정 과정에서 외부 공기가 유입되는 것이 차단되어 곡면 유리에 대한 보다 강력한 흡착/고정이 이루어질 수 있다.
그리고 상기 돌출부(111)의 표면에는 곡면유리의 위치를 가이딩하기 위한 가이딩 부재(117)가 삽입될 수 있는 복수의 가이딩부재 장착 홈(116)이 마련되어 있다. 상기 가이딩부재 장착 홈(116)에 좌우 대칭으로 가이딩부재(117)가 삽입되면 상기 돌출부(111)의 첨단부를 중심으로 좌우 대칭의 곡면유리의 위치가 가이딩될 수 있다. 한편, 가이딩부재(117)가 상기 돌출부(111) 위로 돌출되는 높이는, 접착부재가 상기 가이딩부재(117)에 접착되지 않아야 하므로, 곡면 유리의 두께보다 낮은 것이 바람직하다.
즉, 곡면유리의 사이즈에 따라 가이딩부재(117)가 삽입되는 가이딩부재 장착 홈(116)이 가변될 수 있다. 곡면유리의 사이즈에 따른 가이딩 부재(117)의 삽입 위치에 대해서는, 이하, 도 6을 참조하여, 상기 고정 조절부(113)의 몸체(113A)별 공기 흡입 제어 기능과 함께 살펴 본다.
도 6의 예에서 고정부(110)에는 공기 흡입을 위한 6개의 가로방향 몸체가 최첨단을 중심으로 하여 대칭적으로 마련되어 있고, 4개의 가로방향 가이드부재 장착 홈이 최첨단을 중심으로 하여 양단부에 2개씩 대칭적으로 마련되어 있다. 이때, 상기 6개의 몸체 각각에는 상기 돌출부(111)의 가로방향으로 배열되어 있는 복수의 흡착공 라인쌍이 상기 돌출부(111)의 첨단부를 중심으로 대칭적으로 마련되어 있다.
먼저, 40인치의 길이를 갖는 곡면유리의 경우에는 상기 돌출부(111)의 최첨단을 기준으로 대칭적으로, 좌우 3개의 몸체 모두에 대한 공기 흡입이 이루어지며, 양단부의 가이딩 홈 2개 중 바깥의 가이딩 홈에 가이딩 부재가 삽입된다. 그리고 30인치의 길이를 갖는 곡면유리의 경우에는 상기 돌출부(111)의 최첨단을 기준으로 대칭적으로, 좌우 3개의 몸체 중 2개의 몸체에 대한 공기 흡입이 이루어지며, 양단부의 가이딩 홈 2개 중 안쪽의 가이딩 홈에 가이딩 부재가 삽입된다.
이와 같이, 본 발명에 따른 곡면 디스플레이 제조 장치(100)는 곡면유리의 사이즈에 따라 고정부(110)의 가로방향으로 배치된 흡착/고정 모듈의 개수를 상기 돌출부(111)의 첨단부를 기준으로 대칭적으로 가변하고, 곡면유리 가이딩부재의 위치를 조절할 수 있어 다양한 사이즈의 곡면 유리에 대한 효율적인 작업을 가능케 한다.
이상의 내용을 정리하면, 상기 돌출부(111) 표면에는 상기 돌출부(111) 표면의 가로방향으로 형성된 복수의 흡착공 라인이 상기 돌출부(111)의 첨단부를 기준으로 양쪽에 대칭적으로 형성되어 있고, 상기 돌출부(111) 표면의 가로방향으로 형성된 복수의 가이드부재 장착홈이 상기 돌출부(111)의 첨단부를 기준으로 양쪽에 대칭적으로 형성되어 있다. 그리고, 곡면유리의 사이즈에 따라, 상기 돌출부(111)의 첨단부를 기준으로 대칭적으로 흡착 고정 기능을 수행하는 흡착공 라인의 개수 및 가이드부재가 장착되는 가이드부재 장착홈이 결정될 수 있다.
상기 테이블(120)은 상기 고정부(110)보다 낮은 높이에서 상기 이송부(130) 상에 마련되며, 상기 고정부(110)에 의하여 흡착/고정된 곡면유리에 접착될 접착부재가 올려지는 역할을 수행한다. 상기 테이블(120)은 상기 이송부(130)에 의하여 수평으로 이동될 수 있고, 상기 접착 조절부(160)에 의하여 그 수평 기울기가 조절될 수 있다. 상기 테이블(120)의 표면을 그 위에 올려지는 접착부재가 상기 테이블(120)의 기울어짐에 의하여 이동되지 않을 정도로 접착부재에 대하여 강한 표면 마찰력을 가지는 것이 바람직하다.
상기 테이블(120)에 올려지는 접착부재에는 곡면유리에 다른 부재를 접착하는데 이용되는 접착성 레이어뿐만 아니라 이러한 접착성 소재에 의하여 상기 곡면유리에 부착되는 비접착성 레이어를 포함할 수 있다. 접착성 레이어의 대표적인 예는 OCA(optically clear adhesive) 필름이 있고, 비접착성 레이어에는 디스플레이 패널의 오픈 셀(open cell)이나 터치 패널 레이어 등이 포함될 수 있다. 그러나 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 이송부(130)는 접착부재의 접착과정에 따라 상기 고정부(110)의 아래에서 상기 테이블(120)의 수평위치를 변경한다. 상기 테이블(120) 이외에 상기 롤러(140), 상기 수평 지지부(150) 및 상기 접착 조절부(160) 역시 상기 이송부(130) 상에 마련되므로, 상기 이송부(130)가 상기 테이블(120)을 수평 이동시킬 때 상기 롤러(140), 상기 수평 지지부(150) 및 상기 접착 조절부(160) 역시 수평 위치가 변경된다.
상기 이송부(130)는 이송 레일(131), 상기 이송 레일에 결합되어 상기 이송 레일(131)의 회전에 의하여 수평으로 이동되는 베이스(132), 상기 이송 레일(131)과 상기 베이스(132)를 연결하는 결합부(133) 및 상기 이송 레일(133)에 회전력을 제공하는 회전력 제공부(134)를 포함한다. 한편, 본 명세서에 도시된 이송부(130)는 본 발명의 일 구현 형태에 다른 것일 뿐이며, 본 발명의 범위가 이로 한정되는 것은 아니다.
상기 롤러(140)는 상기 이송부(130) 상에서 상기 테이블(120)의 일단 측면에 마련되어 상기 이송부(130)에 의하여 수평 이동될 수 있으며, 접착부재의 접착 과정에서는 상기 테이블(120) 위에 올려진 접착부재에 상기 돌출부(111) 방향으로 동일한 압력을 동일한 속도록 가할 수 있다. 이때, 상기 롤러(140)에 의한 압력의 동일성은 상기 접착 조절부(160)에 의하여 유지될 수 있다. 그리고 상기 롤러(140)의 위치는 상기 테이블(120)의 수평 기울기 조절에 의하여 변경될 수 있다. 또한, 상기 롤러(140)의 표면은 상기 롤러(140)의 가압에 의하여 일정 깊이로 눌려지며 압력이 해제되면 원상복귀되는 탄성을 가짐이 바람직하다.
상기 수평 지지부(150)는 상기 이송부(130) 상에서 상기 롤러(140)의 인접 측면에 마련되며, 접착 준비 과정에서는 상기 테이블(120) 위에 올려진 접착부재의 일단부를 상기 테이블(120)과 같은 높이에서 지지한다. 그리고 접착부재의 일단부의 위치를 가이딩할 수 있다. 이는 접착부재의 일단부가 상기 테이블(120) 위에 올려진 상태에서 상기 테이블(120)을 벗어나지 못하게 가이딩하는 것을 의미한다.
한편, 실질적인 접착이 수행되는 과정에서는 상기 테이블(120)보다 낮게 하강하여 상기 테이블(120) 위의 접착부재의 일단부에 대한 수평지지를 해소한다. 이때, 상기 롤러(140)의 접착부재에 대한 수평 지지는 유지되는데, 이러한 메커니즘에 의하여 상기 롤러(140)에 의한 접착부재 가압이 안정적으로 이루어질 수 있다. 상기 수평 지지부(150)의 높이 조절은 상기 접착 조절부(160)에 의하여 이루어질 수 있다.
상기 접착 조절부(160)는 상기 이송부(130) 상에 마련되어 상기 이송부(130)에 의하여 수평 이동되며 접착부재의 접착과정에 따라, 상기 테이블(120)의 수평 기울기를 조절할 수 있다. 예컨대, 상기 접착 조절부(160)는 접착부재가 상기 돌출부(111)의 첨단부까지 접착되는 과정에서는 상기 테이블(120)의 제1 방향의 기울기를 점점 감소시키고, 상기 돌출부(111)의 첨단부에서는 상기 테이블(120)을 수평으로 조절하며, 상기 돌출부(111)의 첨단부부터의 접착과정에서는 제1 방향과 반대방향으로 상기 테이블(120)의 수평 기울기를 점점 증가시킬 수 있다. 이러한 테이블(120)의 수평 기울기 변화는 향후 도 7 내지 도 9를 참조하여 보다 상세히 살펴 본다.
상기 접착 조절부(160)는 상기 롤러(140)에 의하여 접착부재에 가해지는 압력을 동일하게 유지하거나, 상기 롤러(140)에 의해 상기 돌출부(111)로 가해지는 힘의 방향과 상기 돌출부(111)에 상기 롤러(140)가 접촉된 부분에서의 접선이 이루는 각도를 동일하게 유지할 수 있다.
상기 접착 조절부(160)는 상기 테이블(120)의 수평 기울기를 조절하기 위하여 상기 테이블(120)의 하부에 연결되어 그 높이가 상보적으로 변경되는 제1 및 제2 높이 조절 부재(161 및 162), 상기 롤러(140)의 하부에 연결되어 상기 롤러(140)의 높이를 조절함으로써 상기 롤러(140)에 의하여 접착부재에 가해지는 압력을 조절할 수 있는 제3 높이 조절부재(163) 및 상기 수평 지지부(150)의 높이를 조절함으로써 상기 수평 지지부(150)에 의한 접착부재 일단부의 일단부에 대한 수평 지지의 유지 및 해제 여부를 제어할 수 있는 제4 높이 조절부재(164)를 포함한다. 그리고 상기 접착 조절부(160)는 상기 테이블(120)이 제한 각도 이상 기울어지는 것을 방지하기 위한 보조 부재들(165 및 166)을 더 포함한다.
도 1의 예에서 상기 제1 및 제2 높이 조절부재(161 및 162)는 상기 이송부(130)의 베이스(132)에 마련되고 상기 제3 및 제4 높이 조절부재(163 및 164)는 상기 테이블(120)의 수평 기울기에 연동되어 상기 롤러(140)와 상기 수평 지지부(150)의 위치를 변동하도록 상기 테이블(120) 측면에 마련된 보조 베이스(135)에 설치된다. 그러나 상기 배치/구조는 본 발명의 일예일 뿐이며, 본 발명의 범위가 이러한 배치/구조로 한정되는 것은 아니다.
이상에서는 도 1 내지 도 6을 참조하여, 본 발명에 따른 곡면 디스플레이 제조 장치(100)의 구성요소들의 구조와 배치 및 그 기능에 대해 간략히 살펴 보았다. 이하에서는, 도 3 내지 도 6을 참조하여 상기 곡면 디스플레이 제조 장치(100)에 의하여 곡면 디스플레이 패널이 제조되는 과정에 대해 살펴본다.
도 7은 도 1에 도시된 곡면 디스플레이 제조 장치(100)를 이용하여 곡면 디스플레이 패널을 제조하는 방법을 나타내는 흐름도이다. 참고로 도 7은 곡면유리에 접착부재의 일종인 OCA 필름을 과정을 나타낸다. 도 8 및 도 9는 도 7에 도시된 제조 방법에 따라 곡면 디스플레이 패널을 제조과정을 개념적으로 나타낸 상태도이다.
먼저, 돌출부(111)가 상방을 향하도록 고정부(110)를 회전한 다음(도 8의 (a) 및 도 8의 (b) 참조), 상기 돌출부(111) 위에 곡면유리를 위치시켜 흡착 고정하고, 테이블(120) 위에 OCA 필름을 위치시킨다(S100). 이때, 롤러(140)와 수평 지지부(150)의 높이는 테이블(120)과 동일하게 유지되어 있다. 그리고 OCA 필름의 표면의 이형지는 제거되어 상기 OCA 필름의 표면은 곡면유리에 접착될 준비가 되어 있는 상태이다. 한편, 도 8 및 도 9에서는 도면의 간략화를 위하여 곡면유리 및 접착부재의 도시는 생략되었다.
그런 다음, 상기 고정부(110)는 프레임(170)에 결합되어 상기 돌출부(111)가 하방을 향하도록 회전되고(도 8의 (c) 참조), 이송부(130)는 상기 테이블(120), 상기 롤러(140) 및 상기 수평 지지부(150)를 상기 고정부(110)의 아래의 접착 개시 위치까지 수평 이동시켜, 상기 테이블(120)의 일단부가 접착 개시 위치에 이르도록 한다(도 8의 (d) 참조)(S110).
그런 다음, 접착 조절부(160)는 제4 높이 조절부재(164)를 제어하여 상기 수평 지지부(150)를 상기 테이블(120)보다 낮도록 하강시키며, 제3 높이 조절부재(163)를 제어하여 상기 롤러(140)가 상기 테이블(120)보다 높아지도록 상승시키며(도 8의 (d) 참조), 제1 높이 조절부재(161) 및 제2 높이 조절부재(162)를 제어하여 상기 테이블(120)의 일단부는 상승하고 타단부는 하강시킨 다음, 상기 이송부(130)의 수평 이동 및 상기 롤러(140)의 접착부재 가압에 기초하여 OCA 필름을 곡면유리에 접착시킨다(도 9의 (a) 참조)(S120). S120 단계가 수행되는 과정에서는 상기 테이블(120)의 높이는 점점 낮아지도록 제어되며, 상기 롤러(140)에 의한 압력은 일정하게 유지된다.
접착과정이 수행됨에 따라 OCA 필름이 상기 돌출부(111)의 첨단부까지 접착되면, 상기 접착 조절부(160)는 상기 테이블(120)의 일단부를 하강시키고 상기 테이블(120)의 타단부를 상승시킨 다음, 상기 이송부(130)의 수평 이송 및 상기 롤러의 가압으로 OCA 필름을 곡면 유리에 접착시킨다(도 9의 (b) 및 도 9의 (c) 참조)(S130). S130 단계가 수행되는 과정에서 상기 테이블(120)의 높이는 점점 높아지도록 제어된다.
이와 같이, 접착부재의 접착과정은 상기 이송부(130)에 의한 수평 이동만 발생하여 접착부재의 실질적은 접착은 일어나지 않는 제1 단계와 상기 이송부(130)에 의한 수평 이동과 상기 접착 조절부(160)에 의한 상기 테이블(120), 상기 롤러(130) 및 상기 수평 지지부(150)의 높이가 조절되면서 실질적으로 접착부재가 곡면유리에 접착되는 제2 단계를 포함한다.
곡면유리에 OCA 필름 접착이 완료되면, 상기 이송부(130) 및 상기 접착 조절부(160)는 상기 테이블(120)의 수평 기울기를 수평으로 복귀시키며, 상기 수평 지지부(150)를 원위치로 상승시키며, 상기 롤러(140)를 원위치로 하강시키며, 상기 테이블(120)을 원위치로 수평이동시킨다(도 9의 (d) 참조)(S140).
이상에서 살펴본 S100 내지 S140 단계에 따라 곡면유리에 OCA 필름의 표면이 접착되면, OCA 필름의 이면에 접착되어 있는 이형지를 제거하여 곡면유리에 접착된 OCA 필름 이면에 디스플레이 패널의 오픈 셀을 추가적으로 접착하는 과정이 수행될 수 있다. 이러한 과정은 상기 테이블(120)에 OCA 필름 대신 오픈 셀을 올려 놓고 S100 내지 S140 단계를 수행함으로써 이루어질 수 있다.
그리고 오픈 셀의 경우에는 통상 OCA 필름보다 두껍고 무거워 상기 테이블(120)의 기울어짐에 의하여 이동될 가능성이 높다. 이에 상기 테이블(120)에는 이러한 이동을 막고 오픈 셀의 위치를 가이딩하는 가로부재(121)가 더 마련될 수 있다. 이러한 가로부재(121)은 OCA 필름 접착 과정에서는 이용되지 않을 수 있다.
한편, 상기 가로부재(121)는 상기 테이블(120)에 마련된 결합공(123)의 위치에 따라 다양한 사이즈의 오픈 셀(이는 다양한 사이즈의 곡면유리와 동일 또는 유사한 의미를 가짐)에 대해 그 기능을 발휘할 수 있다. 또한, 상기 OCA 필름 이면의 이형지 제거는 상기 돌출부(111)가 하방을 향하는 상태가 유지된 상태에서 이루어질 수 있고, 상기 돌출부(111)가 상방을 이루도록 한 다음 이루어질 수 있다. 그러므로 오픈 셀 접착과 OCA 필름 접착은 S100 및 S110 단계에서 차이가 있을 수 있다.
경우에 따라서는 터치 센싱 레이어가 오픈 셀 접착 전에 곡면유리에 먼저 추가적으로 접착될 수 있는데 그 방법은 앞서 살펴본 오픈 셀의 접착 방법과 동일하거나 유사할 수 있다. 이러한 경우에는 터치 센싱 레이어와 오픈 셀 사이에 OCA 필름 접착 과정이 더 수행될 수 있다.
도 10은 도 1에 도시된 곡면 디스플레이 제조 장치(100)의 롤러(140)의 접착부재 가압 과정을 설명하기 위한 개념도이다. 참고로 간략화를 위하여 도 10에서는 접착부재는 도시되지 않았다.
상기 롤러(140)에 의하여 접착부재에 대한 접착이 개시되는 위치, 상기 롤러(140)에 의하여 접착부재에 대한 접착이 이루어지는 과정 중, 상기 롤러(140)에 의하여 접착부재에 대한 접착이 완료되는 위치에서, 상기 롤러(140)에 가해지는 힘과 상기 롤러(140)가 상기 돌출부(111)에 접촉하는 부분에서의 접선이 이루는 각도(θ)는 동일하게 유지된다.
그리고 상기 롤러(140)의 회전에 의한 접착속도는 일정하며, 상기 롤러(140)에 의하여 가해지는 힘은 일정하게 유지된다. 그러면 곡면유리에 대한 접착부재의 접착이 일정한 품질로 이루어질 수 있으며 곡면유리와 접착부재 사이에 기포가 남는 현상이 방지될 수 있다. 한편, 상기 각도(θ)는 60도에서 90도 사이인 것이 바람직하다. 상기 각도(θ)가 60도 미만이거나 90도 이상인 경우에는 상기 롤러(140)에 의하여 가해지는 힘이 약해질 수 있고 상기 롤러(140)가 접착부재에 미끄러질 수 있기 때문이다.
이상에서 살펴본 바를 종합하여 판단컨대, 본 발명에 따른 곡면 디스플레이 제조 장치(100)는 평면 디스플레이 패널의 강화유리 기판의 두께를 줄이기 위한 식각 공정을 수행하지 않기 때문에, 강화유리 기판, 회로기판 등의 파손을 방지할 수 있어 고수율의 내구성 강한 곡면 디스플레이 패널의 제조를 가능케 함과 동시에 제조 단가 및 제조 시간을 줄일 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100: 곡면 디스플레이 패널 제조 장치 110: 고정부
120: 테이블 130: 이송부
140: 롤러 150: 수평 지지부
160: 접착 조절부

Claims (8)

  1. 곡면유리와 동일한 곡률의 하방 돌출부에 곡면유리를 흡착하여 고정하는 고정부; 상기 고정부보다 낮은 높이에서 접착부재가 올려지는 테이블; 접착과정에 따라, 상기 고정부 아래에서 상기 테이블의 수평 위치를 변경하는 이송부; 상기 이송부에서 상기 테이블과 동일한 높이로 상기 테이블의 일단 측면에 마련되어 상기 이송부의 이동에 따라 수평 이동되며, 상기 접착과정에 따라 상기 접착부재에 상기 돌출부 방향으로 동일한 압력을 가하는 롤러; 및 상기 이송부에 마련되어 상기 이송부의 이동에 따라 수평 이동되며, 상기 접착과정에 따라 상기 테이블의 수평 기울기 및 상기 롤러에 가해지는 압력을 조절하는 접착 조절부를 포함하며,
    상기 접착과정은, 상기 이송부를 상기 고정부 아래로 수평 이동시키는 제1 단계; 및 상기 이송부를 상기 고정부 바깥 방향으로 이동시키면서 상기 롤러가 상기 돌출부의 곡면을 따라 회전하면서 상기 접착부재를 일단부로부터 타단부까지 상기 곡면유리에 접착시키는 제2 단계를 포함하며,
    상기 제2 단계에서 상기 접착 조절부는, 상기 접착부재의 상기 일단부에서 상기 돌출부의 첨단부까지는 상기 테이블의 일단부를 상승시키고 상기 테이블의 타단부를 하강시켜 상기 롤러로 상기 접착부재에 일정한 압력을 가하며, 상기 돌출부의 상기 첨단부부터 상기 접착부재의 타단부까지는 상기 테이블의 상기 일단부를 하강시키고 상기 테이블의 상기 타단부를 상승시켜 상기 롤러로 상기 접착부재에 일정한 압력을 가하는 것을 특징으로 하며,
    상기 롤러는, 상기 이송부에서 상기 테이블과 같은 높이로 상기 테이블의 측면에 마련되며, 상기 접착 조절부에 의한 상기 테이블에 대한 수평 기울기 조절에 연동하여 위치가 변경되되,
    상기 롤러 및 상기 돌출부의 표면은, 상기 롤러에 가해지는 압력에 의하여 일정 깊이로 눌려지며 압력이 해제되면 원상회복되는 탄성을 갖는 것을 특징으로 하며,
    상기 고정부는, 상기 돌출부; 상기 돌출부가 고정된 커버; 상기 돌출부의 표면의 흡착공으로부터 상기 커버의 흡착공까지 연결된 경로를 통한 공기 흡입을 제어하여 상기 고정부에 대한 상기 곡면유리의 흡착/고정 여부를 제어하는 고정 조절부; 상기 커버에 결합된 회전축; 및 상기 돌출부가 하방 또는 상방을 향하도록 상기 회전축을 회전시키는 회전 조절부를 포함하며,
    상기 돌출부의 표면의 흡착공의 단면은, 직경 바깥 방향으로 직경이 증가하는 확산 구조를 가지며,
    상기 돌출부의 표면의 흡착공 가장자리에는, 상기 돌출부의 제1 곡률보다 높은 제2 곡률을 가지나, 흡착되는 곡면유리에 의하여 상기 제1 곡률로 눌려지며 곡면유리 흡착이 해제되면 상기 제2 곡률로 원상복귀되는 흡착보조 돌출부가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는, 곡면 디스플레이 패널 제조 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 접착 조절부는,
    상기 접착부재의 상기 일단부에서 상기 돌출부의 첨단부까지의 접착 과정에서는 상기 테이블의 제1 방향의 수평 기울기를 점점 감소시키고, 상기 돌출부의 상기 첨단부에 이르면 상기 테이블은 수평으로 조절하며, 상기 접착부재의 상기 돌출부의 상기 첨단부에서 상기 접착부재의 상기 타단부까지의 접착과정에서는 상기 테이블의 수평 기울기를 상기 제1 방향과 반대인 제2 방향으로 점점 증가시키는 것을 특징으로 하는, 곡면 디스플레이 패널 제조 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제2 단계에서 상기 접착조절부는, 상기 돌출부에 상기 롤러가 접촉하는 부분에서의 접선과 상기 롤러에 가해지는 힘의 방향이 이루는 각도를 동일하게 유지하되,
    상기 돌출부에 상기 롤러가 접촉하는 부분에서의 접선과 상기 롤러에 가해지는 힘의 방향이 이루는 각도는, 60도 내지 90도 사이의 범위인 것을 특징으로 하는, 곡면 디스플레이 패널 제조 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 접착 조절부는,
    각각이 상기 테이블의 하부에서 연결되어 높이가 상보적으로 변경됨으로써 상기 테이블의 수평 기울기를 조절하는 제1 및 제2 높이 조절 부재; 및
    상기 롤러의 하부에 연결되어 상기 롤러에 가해지는 압력을 조절하는 제3 높이 조절 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는, 곡면 디스플레이 패널 제조 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 곡면 디스플레이 패널 제조 장치는,
    상기 이송부에서 상기 롤러의 인접측면에 마련되어, 접착 준비과정에서는 상기 테이블에 올려진 상기 접착부재의 상기 일단부를 상기 테이블과 같은 높이에서 지지하며 상기 접착부재의 위치를 가이딩하는, 상기 접착과정에서는 상기 접착부재의 상기 일단부에 대한 지지를 해제하는 수평 지지부를 더 포함하는, 곡면 디스플레이 패널 제조 장치.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서, 상기 돌출부 표면에는,
    상기 돌출부 표면의 가로방향으로 형성된 복수의 흡착공 라인이 상기 돌출부의 첨단부를 기준으로 양쪽에 대칭적으로 형성되어 있고, 상기 돌출부 표면의 가로방향으로 형성된 복수의 가이드부재 장착홈이 상기 돌출부의 첨단부를 기준으로 양쪽에 대칭적으로 형성되어 있으며,
    상기 곡면유리의 사이즈에 따라, 흡착 고정 기능을 수행하는 흡착공 라인의 개수 및 가이드부재가 장착되는 가이드부재 장착홈이 결정되는 것을 특징으로 하는, 곡면 디스플레이 패널 제조 장치.
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