KR102154686B1

KR102154686B1 - 정전척 방식의 폴더블 디스플레이 제조용 라미네이터

Info

Publication number: KR102154686B1
Application number: KR1020200059455A
Authority: KR
Inventors: 김흥환; 김광석; 천해만; 이종부; 공태식
Original assignee: ㈜ 엘에이티
Priority date: 2020-05-19
Filing date: 2020-05-19
Publication date: 2020-09-10

Abstract

본 발명은 밴딩가이드로부터 플렉서블기판과 UTG을 상, 하부 정전척에 각각 부착시킬 때, 위치변동 없이 정확한 위치에 부착시킬 수 있는 정전척 방식의 폴더블 디스플레이 제조용 라미네이터에 관한 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 정전척 방식의 폴더블 디스플레이 제조용 라미네이터는, UTG가 파지되어 이송되는 제1 클램핑유닛; 및 플렉서블기판이 파지되어 이송되는 제2 클램핑유닛을 포함하고, 상기 제1, 2 클램핑유닛에는, 서로 소정 간격 이격되어 수평 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되는 한 쌍의 상, 하부밴딩가이드가 구비되며, 상기 한 쌍의 상, 하부밴딩가이드는, 서로 마주보는 방향으로 슬라이딩 동작되어 상기 UTG 및 상기 플렉서블기판의 가운데 부분이 만곡지게 구부러지도록 한 상태에서 상기 상, 하부정전척에 부착되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

정전척 방식의 폴더블 디스플레이 제조용 라미네이터{Laminator for Flexible Display using Electrostatic Chuck}

본 발명은 정전척 방식의 폴더블 디스플레이 제조용 라미네이터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 플렉서블 디스플레이의 플렉서블기판과 Ultra Thin Glass( 이하 'UTG'라 한다)를 상, 하 정전척(ESC)에 각각 접착시킨 다음, 서로 합착시키는 정전척 방식의 폴더블 디스플레이 제조용 라미네이터에 관한 것이다.

최근에는 스마트폰의 대화면 디스플레이 구현이 가능한 접는 방식의 디스플레이(이하 '폴더블 디스플레이'라 한다)가 개발되어 적용되고 있는데, 이러한 폴더블 디스플레이를 제조할 때에는 플렉서블기판과 UTG(Ultra Thin Glass) 간의 접착 작업을 위해 정전척 방식의 라미네이터가 사용된다.

상기와 같은 정전척 방식의 라미네이터의 종래 기술로는 공개특허공보 제2008-0058144호의 정전척 및 이를 이용한 평판표시소자의 합착방법(이하 '특허문헌'이라 한다)이 개시되어 있다.

상기 특허문헌에 개시된 정전척을 이용한 합착방법은, 제 1 및 제 2 기판을 로딩하는 단계와, 제 1 정전 전극, 상기 제 1 정전 전극을 덮도록 형성된 개재층, 상기 개재층 상에 상기 제 1 정전 전극과 중첩되도록 형성된 제 2 정전 전극을 포함하는 정전척을 이용하여 상/하부 스테이지를 이동하여 상기 제 1 및 제 2 기판을 합착하는 단계와, 상기 상/하부 스테이지를 이동하여 상기 제 1 및 제 2 기판을 합착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 종래의 정전척을 이용한 라미네이터에는 플렉서블기판과 UTG(Ultra Thin Glass)가 안착되어 정전척 위에 위치시키는 밴딩가이드가 구비되고, 이러한 가이드를 통해 정전척 위에 플렉서블기판과 UTG가 위치된 다음, 정전력에 의해 정전척에 부착되도록 하고 있는데, 이와 같이 밴딩가이드에서 정전척으로 플렉서블기판과 UTG가 각각 부착되는 과정에서 위치가 변동되게 되고, 이에 의해 평면 대 평면 합착 방식인 폴더블 디스플레이 제조 과정에서 많은 불량품이 발생하게 되는 문제가 있다.

따라서 상, 하부 정전척에 플렉서블기판과 UTG를 각각 정확한 위치에 부착시킬 수 있도록 구조가 개선된 정전척 방식의 폴더블 디스플레이 제조용 라미네이터의 개발이 요구된다.

KR 10-2020-0025204 A (2020. 03. 10.) KR 10-0904260 B1 (2009. 06. 16.) KR 10-2008-0058144 A (2008. 06. 25.) KR 10-1790227 B1 (2017. 10. 19.)

본 발명은 상기와 같은 종래의 정전척 방식의 라미네이터가 가지는 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 밴딩가이드로부터 플렉서블기판과 UTG를 상, 하부 정전척에 각각 부착시킬 때, 위치변동 없이 정확한 위치에 부착시킬 수 있는 정전척 방식의 폴더블 디스플레이 제조용 라미네이터를 제공하는 것이다.

상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 정전척 방식의 폴더블 디스플레이 제조용 라미네이터는, UTG가 파지되어 이송되는 제1 클램핑유닛; 및 플렉서블기판이 파지되어 이송되는 제2 클램핑유닛을 포함하고, 상기 제1, 2 클램핑유닛에는, 서로 소정 간격 이격되어 수평 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되는 한 쌍의 상, 하부밴딩가이드가 구비되며, 상기 한 쌍의 상, 하부밴딩가이드는, 서로 마주보는 방향으로 슬라이딩 동작되어 상기 UTG 및 상기 플렉서블기판의 가운데 부분이 만곡지게 구부러지도록 한 상태에서 상기 상, 하부정전척에 부착되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명은 상기 폴더블 라미네이터가 상하로 승강 동작되면서 정전력을 통해 저면에 상기 UTG가 선택적으로 부착되는 상부정전척; 상기 상부정전척의 하부에 소정 간격 이격되어 상하로 승강 동작되도록 설치되면서 정전력을 통해 상면에 상기 플렉서블기판이 부착되는 하부정전척; 상기 상, 하부정전척의 일측에 위치되어 복수 개의 상기 UTG가 적재되는 제1 버퍼부; 상기 상, 하부정전척의 타측에 위치되어 복수 개의 상기 플렉서블기판이 적재되는 제2 버퍼부; 및 상기 제1, 2 버퍼부와 상기 상, 하부정전척을 수평으로 가로지르도록 설치되어 상기 제1, 2 클램핑유닛의 이동시 위치를 안내하는 가이드레일을 포함하는 것을 또 다른 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 한 쌍의 상, 하부밴딩가이드에 서로 대칭이 되는 "ㄴ"자 및 역"ㄴ"자 모양의 안착부가 형성되는 것을 또 다른 특징으로 한다.

이에 더해 본 발명은 상기 안착부에 소정 간격을 두고 복수 개의 진공흡착홀이 형성되는 것을 또 다른 특징으로 한다.

그리고 본 발명은 상기 한 쌍의 상부밴딩가이드가 상기 UTG의 가운데 부분이 하향 만곡지도록 서로 마주보는 방향으로 슬라이딩 동작된 다음, 전체적으로 180° 회전 동작되어 만곡지게 돌출된 상기 UTG의 가운데 부분이 정전력을 통해 정전척에 먼저 부착되도록 하는 것을 또 다른 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상, 하부밴딩가이드를 통해 UTG와 플렉서블기판의 가운데 부분이 상, 하부정전척 쪽으로 돌출되도록 만곡지게 구부려지게 되고, 이 상태로 상, 하부정전척의 정전력을 통해 UTG와 플렉서블기판의 가운데 부분이 먼저 부착된 다음, 양단 부분이 차례로 부착되게 되므로 UTG와 플렉서블기판을 정확한 위치에 부착시킬 수 있고, 그 결과 정전척을 사용하여 UTG와 플렉서블기판을 서로 정확하게 합착시킬 수 있는 장점이 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 정전척 방식의 폴더블 디스플레이 제조용 라미네이터의 예를 보인 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 상, 하부밴딩가이드의 예를 보인 도면.
도 4는 본 발명에 따른 상, 하부밴딩가이드를 통해 UTG 및 플렉서블기판이 만곡지게 구부러지는 예를 보인 도면.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 상부밴딩가이드를 통해 UTG가 상부정전척에 부착되는 예를 보인 도면.
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 하부밴딩가이드를 통해 플렉서블기판이 하부정전척에 부착되는 예를 보인 도면.
도 9는 본 발명에 따른 상, 하부정전척에 부착된 UTG 및 플렉서블기판이 서로 합착되는 예를 보인 도면.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 도시한 첨부도면에 따라 상세하게 설명한다.

본 발명은 밴딩가이드로부터 플렉서블기판과 UTG를 상, 하부 정전척에 각각 부착시킬 때, 위치변동 없이 정확한 위치에 부착시킬 수 있는 정전척 방식의 폴더블 디스플레이 제조용 라미네이터를 제공하고자 하는 것으로, 이러한 본 발명은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 상부정전척(10), 하부정전척(20), 제1 버퍼부(30), 제2 버퍼부(40), 가이드레일(50), 제1 클램핑유닛(60) 및 제2 클램핑유닛(70)을 포함한다.

상, 하부정전척(10, 20)은 정전력을 통해 UTG(1)와 플렉서블기판(2)이 부착되는 구성이다.

이러한 상, 하부정전척(10, 20)은 평행한 두 금속판을 마주보게 한 상태에서 전압을 가하여 +전극이 걸린 금속판은 +전하를 띠게 하고, -전극이 걸린 금속판은 -전하를 띠게 하여 대전된 두 금속판 사이에 정전력(Electrostatic Force)을 발생시키고, 이러한 정전력을 통해 상, 하부정전척(10, 20)에 안착되는 UTG(1) 및 플렉서블기판(2)이 고정되게 된다.

상기와 같은 상, 하부정전척(10, 20)은 정전기의 힘을 통해 UTG(1) 및 플렉서블기판(2)을 고정하게 되므로 기계 척 등과 같이 입자오염의 원인이 될 수 있는 요소가 없어 불량이 적고 정교한 합착이 가능하게 된다.

이러한 상, 하부정전척(10, 20)은 실린더유닛(도면부호 없음)을 통해 상하로 승강 가능하게 설치되고, 이를 통해 상, 하측에 서로 소정 간격 이격되어 설치되는 상, 하부정전척(10, 20)이 서로 마주하여 밀착되거나 또는 소정 거리 이격될 수 있다.

제1, 2 버퍼부(30, 40)는 타 공정을 통해 제조된 UTG(1)와 플렉서블기판(2)이 제1, 2 클램핑유닛(60, 70)을 통해 낱개로 파지될 수 있도록 상하로 적재시키는 구성이다.

이러한 제1, 2 버퍼부(30, 40)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 상, 하부정전척(10, 20)을 기준으로 양측에 소정 간격 이격되어 따로 설치되고, 후술되는 제1, 2 클램핑유닛(60, 70)을 통해 제1, 2 버퍼부(30, 40)에 적재된 UTG(1)와 플렉서블기판(2)이 각각 파지된 다음, 상, 하부정전척(10, 20) 쪽으로 이송되게 된다.

가이드레일(50)은 제1, 2 버퍼부(30, 40)에 적재된 UTG(1)와 플렉서블기판(2)을 상, 하부정전척(10, 20)으로 이송시키는 제1, 2 클램핑유닛(60, 70)의 이동을 안내하는 구성이다.

이러한 가이드레일(50)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 제1, 2 버퍼부(30, 40)와 상, 하부정전척(10, 20)을 수평으로 가로지르도록 서로 소정 간격 이격되어 한 쌍이 설치된다.

이때 가이드레일(50)은 정밀 이송에 적합한 리니어가이드(Linear guide)로 구성되고, 이를 통해 제1, 2 클램핑유닛(60, 70)이 가이드레일(50)을 따라 이동되는 동안 제1, 2 클램핑유닛(60, 70)에 파지된 UTG(1)와 플렉서블기판(2)의 위치가 임의로 변경되지 않게 된다.

제1, 2 클램핑유닛(60, 70)은 가이드레일(50)에 설치되면서 제1, 2 버퍼부(30, 40)에 적재된 UTG(1) 및 플렉서블기판(2)을 상, 하부정전척(10, 20) 쪽으로 이송하는 구성이다.

이러한 제1, 2 클램핑유닛(60, 70)에는 가이드레일(50)을 따라 이송될 수 있도록 하는 모터 등의 구동장치(도시하지 않음)가 설치되고, 이러한 구동장치를 통해 가이드레일(50)을 따라 제1, 2 클램핑유닛(60, 70)이 정밀하게 왕복 이송되며, 이를 통해 제1, 2 버퍼부(30, 40)에 적재된 UTG(1) 및 플렉서블기판(2)이 상, 하부정전척(10, 20) 쪽으로 이송되게 된다.

이때 제1, 2 클램핑유닛(60, 70)에는 UTG(1) 및 플렉서블기판(2)을 상, 하부정전척(10, 20)에 정확하게 부착시키기 위한 상, 하부밴딩가이드(61, 71)가 구비되고, 이하에서는 이러한 상, 하부밴딩가이드(61, 71)의 구성에 대하여 상세하게 설명한다.

상, 하부밴딩가이드(61, 71)는 소정 간격 이격되어 한 쌍이 설치되면서 서로 마주보는 방향으로 근접되거나 또는 서로 반대되는 방향으로 소정 거리 이격되도록 수평 이동 가능하게 구성된다.

그리고 도 3에 도시된 바와 같이 UTG(1) 및 플렉서블기판(2)의 단부가 안착되도록 서로 대칭이 되는 "ㄴ"자 및 역"ㄴ"자 모양의 안착부가 형성되고, 이러한 안착부에는 0.5 ~ 1㎜의 지름을 가지는 진공흡착홀(H)이 형성된다.

이때 진공흡착홀(H)의 지름이 0.5㎜ 미만으로 형성되면 진공흡착홀(H)을 통해 발생하는 진공 흡착력이 부족하여 안착부에 안착된 UTG(1) 및 플렉서블기판(2)을 만곡지게 구부릴 때 안착부로부터 UTG(1) 및 플렉서블기판(2)의 단부가 떨어질 수 있으므로 바람직하지 못하고, 진공흡착홀(H)의 지름이 1㎜를 초과하여 형성되면 진공흡착홀(H)과 UTG(1) 및 플렉서블기판(2)이 서로 접촉되는 과정에서 상대적으로 지름이 큰 진공흡착홀(H)로 인해 접촉 불량이 발생할 수 있으므로 바람직하지 못하다.

이하에서는 상기와 같이 구성되는 제1, 2 클램핑유닛(60, 70)을 통해 UTG(1) 및 플렉서블기판(2)이 파지되어 상, 하부정전척(10, 20)에 부착되는 과정을 설명한다.

제1 클램핑유닛(60)을 통해 상부정전척(10)에 UTG(1)를 부착시킬 때에는, 먼저 제1 클램핑유닛(60)이 제1 버퍼부(30) 쪽으로 이송되고, 상부밴딩가이드(61)의 안착부에 도 5에 도시된 바와 같이 UTG(1)의 양단이 안착되도록 한 다음, 진공흡착홀(H)을 통해 소정의 진공 흡인력을 발생시켜 UTG(1)의 양단을 상부밴딩가이드(61)의 안착부에 강건하게 고정시킨다.

그런 다음, 도 6에 도시된 바와 같이 상부밴딩가이드(61)가 서로 마주보는 방향으로 소정 거리 이동되면서 오므라들고, 이를 통해 UTG(1)의 가운데 부분이 만곡지게 구부러져 소정 폭 하향 돌출되게 된다.

이 상태에서 상부밴딩가이드(61)를 180° 회전시켜 하향 돌출된 UTG(1)의 가운데 부분이 상부정전척(10)의 저면을 향하도록 반전시키고, 상부정전척(10)에 전원을 인가하여 정전력이 발생되도록 하며, 이를 통해 UTG(1)의 가운데 부분이 상부정전척(10)의 저면에 부착되도록 한다.

그런 다음, 상부밴딩가이드(61)의 진공흡입홀(H)에 작용하는 진공 흡인력을 해제시키고, 이를 통해 UTG(1)의 양단에 작용하는 구속이 해제되도록 하며, 그 결과 상부정전척(10)에 작용하는 정전력에 의해 UTG(1)가 가운데 부분을 기준으로 양단 쪽이 차례로 상부정전척(10)에 부착되어 고정되게 된다.

제2 클램핑유닛(70)을 통해 하부정전척(20)에 플렉서블기판(2)을 부착시킬 때에는, 도 7에 도시된 바와 같이 플렉서블기판(2)의 단부를 제2 클램핑유닛(70)의 안착부에 안착시키고, 진공흡착홀(H)을 통해 진공 흡착력을 발생시켜 플렉서블기판(2)을 제2 클램핑유닛(70)에 강건하게 흡착 고정시킨다.

그리고 도 8에 도시된 바와 같이 하부밴딩가이(71)가 서로 마주보는 방향으로 소정 거리 이동되면서 오므라들어 플렉서블기판(2)이 파지되고, 이 상태로 제2 클램핑유닛(70)이 가이드레일(50)을 따라 하부정전척(20)이 위치된 위치까지 이동된다.

그런 다음, 하부밴딩가이드(71)가 서로 근접되는 방향으로 소정 거리 이동되어 더욱 오므라들게 되고, 이를 통해 하부밴딩가이드(71)에 파지된 플렉서블기판(2)의 가운데 부분이 만곡지게 구부러져 소정 폭 하향 돌출되게 된다.

이후 하부밴딩가이드(71)가 소정 높이로 하강되고, 하부정전척(20)에 전원을 인가하여 정전력이 발생되도록 하며, 이를 통해 플렉서블기판(2)의 하향 돌출된 가운데 부분이 하부정전척(20)의 상면에 부착되게 된다.

이렇게 하부정전척(20)의 상면에 플렉서블기판(2)의 가운데 부분이 부착되고 나면, 하부밴딩가이드(71)의 진공흡입홀(H)에 작용하는 진공 흡인력을 해제시키고, 이를 통해 플렉서블기판(2)의 양단에 작용하는 구속이 해제되게 되며, 이 상태에서 하부밴딩가이드(71)가 서로 멀어지는 방향으로 슬라이딩 이동되어 벌어지면 하부정전척(20)에 작용하는 정전력에 의해 플렉서블기판(2)의 가운데 부분을 기준으로 양단 쪽이 차례로 하부정전척(20)에 부착되어 고정되게 된다.

상기와 같이 상, 하부정전척(10, 20)에 각각 UTG(1)와 플렉서블기판(2)이 정전력을 통해 부착되고 나면, 도 9에 도시된 바와 같이 상부정전척(10)이 소정 높이로 하강되고, 하부정전척(20)이 소정 높이로 상승되면서 미리 설정된 소정 압력으로 UTG(1)와 플렉서블기판(2)이 서로 합착되며, 이렇게 합착이 완료되고 나면 상, 하부정전척(10, 20)에 인가된 전원이 차단되어 정전력이 제거된 다음 합착된 폴더블 디스플레이가 후속 공정으로 이송(배출)되게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 상, 하부밴딩가이드를 통해 UTG와 플렉서블기판의 가운데 부분이 하향 돌출되도록 만곡지게 구부려지게 되고, 상, 하부정전척에 UTG와 플렉서블기판의 돌출된 가운데 부분이 먼저 부착된 다음, 양단 부분이 차례로 부착되게 되므로 UTG와 플렉서블기판을 정확한 위치에 부착시킬 수 있게 된다.

위에서는 설명의 편의를 위해 바람직한 실시예를 도시한 도면과 도면에 나타난 구성에 도면부호와 명칭을 부여하여 설명하였으나, 이는 본 발명에 따른 하나의 실시예로서 도면상에 나타난 형상과 부여된 명칭에 국한되어 그 권리범위가 해석되어서는 안 될 것이며, 발명의 설명으로부터 예측 가능한 다양한 형상으로의 변경과 동일한 작용을 하는 구성으로의 단순 치환은 통상의 기술자가 용이하게 실시하기 위해 변경 가능한 범위 내에 있음은 지극히 자명하다고 볼 것이다.

1: UTG 1A: 점착면
2: 플렉서블기판 2A: 점착면
10: 상부정전척 20: 하부정전척
30: 제1 버퍼부 40: 제2 버퍼부
50: 가이드레일 60: 제1 클램핑유닛
61: 상부밴딩가이드 70: 제2 클램핑유닛
71: 하부밴딩가이드 H: 진공흡착홀

Claims

정전척을 이용하여 UTG(1)와 플렉서블기판(2)을 서로 합착시키는 폴더블 라미네이터에 있어서,
상기 폴더블 라미네이터는,
상기 UTG(1)가 파지되어 이송되는 제1 클램핑유닛(60); 및
상기 플렉서블기판(2)이 파지되어 이송되는 제2 클램핑유닛(70);
을 포함하고,
상기 제1, 2 클램핑유닛(60, 70)에는,
서로 소정 간격 이격되어 수평 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되는 한 쌍의 상, 하부밴딩가이드(61, 71)가 구비되며,
상기 한 쌍의 상, 하부밴딩가이드(61, 71)는,
서로 마주보는 방향으로 슬라이딩 동작되어 상기 UTG(1) 및 상기 플렉서블기판(2)의 가운데 부분이 만곡지게 구부러지도록 한 상태에서 상기 상, 하부정전척(10, 20)에 부착되도록 구성되고,
상기 폴더블 라미네이터는,
상하로 승강 동작되면서 정전력을 통해 저면에 상기 UTG(1)가 선택적으로 부착되는 상부정전척(10);
상기 상부정전척(10)의 하부에 소정 간격 이격되어 상하로 승강 동작되도록 설치되면서 정전력을 통해 상면에 상기 플렉서블기판(2)이 부착되는 하부정전척(20);
상기 상, 하부정전척(10, 20)의 일측에 위치되어 복수 개의 상기 UTG(1)가 적재되는 제1 버퍼부(30);
상기 상, 하부정전척(10, 20)의 타측에 위치되어 복수 개의 상기 플렉서블기판(2)이 적재되는 제2 버퍼부(40); 및
상기 제1, 2 버퍼부(30, 40)와 상기 상, 하부정전척(10, 20)을 수평으로 가로지르도록 설치되면서 상기 제1, 2 클램핑유닛(60, 70)의 이동시 위치를 안내하는 가이드레일(50);
을 포함하며,
상기 한 쌍의 상, 하부밴딩가이드(61, 71)에는,
서로 대칭이 되는 "ㄴ"자 및 역"ㄴ"자 모양의 안착부가 형성되고,
상기 안착부에는,
소정 간격을 두고 복수 개의 진공흡착홀(H)이 형성되며,
상기 복수 개의 진공흡착홀(H)은,
0.5 ~ 1㎜의 지름을 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 정전척 방식의 폴더블 디스플레이 제조용 라미네이터.
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청구항 1에 있어서,
상기 상부밴딩가이드(61)는,
상기 UTG(1)의 가운데 부분이 하향 만곡지도록 서로 마주보는 방향으로 슬라이딩 동작된 다음, 전체적으로 180° 회전 동작되어 만곡지게 돌출된 상기 UTG(1)의 가운데 부분이 정전력을 통해 정전척에 먼저 부착되도록 하는 것을 특징으로 하는 정전척 방식의 폴더블 디스플레이 제조용 라미네이터.