KR102237967B1 - 진공 흡착 패드 어셈블리와 이를 포함한 디스플레이 라미네이션 장치 및 디스플레이 라미네이션 방법 - Google Patents

진공 흡착 패드 어셈블리와 이를 포함한 디스플레이 라미네이션 장치 및 디스플레이 라미네이션 방법 Download PDF

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한규용
전은수
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Abstract

진공 흡착 패드 어셈블리와 이를 포함한 디스플레이 라미네이션 장치 및 디스플레이 라미네이션 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 진공 흡착 패드 어셈블리는, 경성의 제1 패드; 상기 제1 패드의 일부를 감싸도록 내부 공간부가 형성되어 상기 제1 패드와 결합 가능한 연질 탄성의 제2 패드; 및 상기 제1 패드와 상기 제2 패드의 일 영역에 형성된 복수의 흡인 채널과 상기 흡인 채널의 단부에 연결되어 진공압을 제공하는 공기 유로를 가지는 진공 흡착 유닛을 포함할 수 있다.

Description

진공 흡착 패드 어셈블리와 이를 포함한 디스플레이 라미네이션 장치 및 디스플레이 라미네이션 방법{VACUUM ADSORPTION PAD ASSEMBLY, DISPLAY LAMINATION APPARATUS AND METHOD HAVING THE SAME}
본 발명은 진공 흡착 패드 어셈블리와 이를 포함한 디스플레이 라미네이션 장치 및 디스플레이 라미네이션 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 클램프 없이도 패널의 안정적인 지지와 합착이 가능한 진공 흡착 패드 어셈블리 및 이를 포함한 디스플레이 라미네이션 장치 및 디스플레이 라미네이션 방법에 관한 것이다.
디스플레이 장치는 발광 방식에 따라 액정 표시 장치(LCD, liquid crystal display)와 유기 발광 표시 장치(OLED, organic light emitting diode display), 플라즈마 표시 장치(PDP, plasma display panel) 등이 있다.
디스플레이 장치는 서로 다른 기능성 패널들로 이루어지고, 각 패널은 패널 사이에 접착층을 개재하여 합착한다. 접착층에는 광학투명접착필름(OCA, optical clear adhesive, 이하 OCA이라 한다)와 광학투명레진(OCR, optical clear resin, 이하 OCR이라 한다)이 있다.
최근 액정 표시 장치(LCD)와 유기 발광 표시 장치(OLED)의 경우, 유연성을 갖는 플렉서블 디스플레이 장치(flexible display device)로 구현되고 있다. 플렉서블 디스플레이 장치의 일환으로, 표시 장치를 곡면 형태(curved shape)로 형성하는 곡면 디스플레이 장치(curved display device)가 제안되고 있다.
한국특허공보(등록공고번호: 제10-1881296호, "윈도우 합착 장치 및 방법")는 클램프를 이용해 일방향으로 필름을 지지 고정해 부상시킨 상태로 윈도우와의 합착 공정을 진행한다. 클램프로 필름을 지지하는 도중 필름의 위치 틀어짐, 필름을 지지하는 클램프와의 이탈 분리 또는 합착 공정을 위한 진공 분위기에서 필름이 휘어지거나 우그러지는 등 필름이 형상 변형하는 등, 클램프의 사용에 따른 문제점이 초래되었다.
또한, 종래 방식의 디스플레이 라미네이션 장치에서는, 제1 패널과 제2 패널의 합착 공정시 중앙 영역을 먼저 접합시킨 뒤 순차적으로 가장자리 영역을 합착시켰다. 이 경우, 미세 기포가 중앙 영역에서 가장자리 영역 방향으로 배출되는데, 제1 패널과 제2 패널 사이 미세 기포의 잔존량을 크게 유발하고 미세 기포의 생성을 최소화하는데 어려움이 있었다.
한국등록공보 제10-1881296호(공고일자: 2018.07.25.)
본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 클램프 없이도 패널의 안정적인 지지와 합착을 가능하게 한 진공 흡착 패드 어셈블리과 이를 포함한 디스플레이 라미네이션 장치 및 디스플레이 라미네이션 방법에 관한 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 진공 흡착 패드 어셈블리를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 진공 흡착 패드 어셈블리는, 경성의 제1 패드; 상기 제1 패드의 일부를 감싸도록 내부 공간부가 형성되어 상기 제1 패드와 결합 가능한 연질 탄성의 제2 패드; 및 상기 제1 패드와 상기 제2 패드의 일 영역에 형성된 복수의 흡인 채널과 상기 흡인 채널의 단부에 연결되어 진공압을 제공하는 공기 유로를 가지는 진공 흡착 유닛을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 패드는, 제1 곡률을 가지는 중앙 영역; 및 적어도 일 방향으로 상기 중앙 영역을 감싸며 제2 곡률을 가지는 에지 절곡 영역으로 구획될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 흡인 채널은 상기 중앙 영역과 상기 에지 절곡 영역에서 상호 이격거리가 서로 상이할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 패드는 외부 충격에 의해서도 형상 변형이 없는 비탄성 금속 또는 2 이상의 합금으로 이루어질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제2 패드는 실리콘, 우레탄, 고무 또는 부직포 중 적어도 어느 하나 또는 2 이상이 혼합되어 이루어질 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 디스플레이 라미네이션 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 라미네이션 장치는, 제1 패널을 지지하는 지지 척을 가지며, 상기 지지 척에는 상기 제1 패널을 흡기해 고정 가능한 흡인 채널이 형성된 상부 지그; 및 상기 제1 패널과 대향되게 배치된 제2 패널을 지지하는 진공 흡착 패드 어셈블리를 가지는 하부 스테이지를 포함하며, 상기 진공 흡착 패드 어셈블리는 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 진공 흡착 패드 어셈블리일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 진공 흡착 패드 어셈블리의 제1 패드는 일측 가장자리에서 타측 가장자리로 경사진 스테이지 접촉면을 가지며, 상기 하부 스테이지는, 상기 스테이지 접촉면을 지지한 채로 상기 진공 흡착 패드 어셈블리를 승강시키는 구동 스테이지; 및 상기 구동 스테이지의 일 측에 삽입 결합되고, 상기 제2 패널의 지지면이 수평하게 놓이도록 상기 스테이지 접촉면의 일단부를 지지하여 상기 진공 흡착 패드 어셈블리를 수직방향으로 승강시키는 리프트 핀을 더 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 디스플레이 라미네이션 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 라미네이션 방법은, 제1 패널을 진공 흡착 하여 지지 고정하는 상부 지그 및 상기 제1 패널과 대향되게 배치된 제2 패널을 진공 흡착 하여 지지하는 진공 흡착 패드 어셈블리를 가지는 하부 스테이지를 상호 수직 방향으로 나란하게 정렬하는 정렬 단계; 상기 제2 패널의 일단부가 상기 제1 패널의 일단부와 만나도록 상기 진공 흡착 패드 어셈블리를 지지하는 구동 스테이지를 승강시키는 구동 스테이지 승강 단계; 상기 진공 흡착 패드 어셈블리의 상기 제2 패널 지지면이 수평하게 놓이도록 상기 제2 패널의 타단부를 리프트 핀이 수직방향으로 승강시키는 리프트 핀 승강 단계; 및 상기 진공 흡착 패드 어셈블리를 가압하여 상기 제1 패널과 상기 제2 패널을 합착시키는 합착 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 합착 단계에서는 상기 제1 패널 또는 제2 패널을 투과하여 상기 제1 패널과 상기 제2 패널 사이에 마련된 접착층에 UV 광을 조사할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 진공 흡착 유닛이 제2 패널의 일면을 진공 흡착 지지한 채로, 제2 패널의 형상에 대응하여 제2 패드가 자유자재로 형상 변형됨에 따라 에지 곡면 영역을 비롯한 제2 패널의 위치 정밀도 향상 및 제1 패널과의 안정적인 합착을 유도할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 디스플레이 패널의 크기, 형상 등에 따라 중앙 영역과 에지 절곡 영역에서 흡인 채널의 배치, 수량 및 크기의 설계 변경함으로써, 에지 절곡 영역에서의 흡인 채널의 흡착력이 강화되고 디스플레이 라미네이션 장치의 합착 성능을 증대시킬 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 제2 패널의 스테이지 접촉면이 경사지도록 형성되고, 구동 스테이지가 진공 흡착 패드 어셈블리를 승강시켜 제2 패널의 일단부를 제1 패널에 접합시킨 채로, 리프트 핀의 구동에 의해 제2 패널의 타단부를 제1 패널과 접합시킴으로써, 합착 공정 중 일단부에서 타단부로 미세 기포의 배출을 유도해 디스플레이 라미넨이션 장치의 합착 성능을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1(a)와 도 1(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 흡착 패드 어셈블리를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 진공 흡착 패드 어셈블리를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 진공 흡착 패드 어셈블리를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 진공 흡착 패드 어셈블리를 보여주는 도면이다.
도 5(a) 내지 도 5(c)는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 패널을 보여주는 도면이다.
도 6(a) 내지 도 6(d)는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 라미네이션 장치를 이용한 제1 패널과 제2 패널의 합착 공정을 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 라미네이션 방법을 보여주는 순서도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 형상 및 크기는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
또한, 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서 어느 한 실시예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시예는 그것의 상보적인 실시예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
도 1(a)와 도 1(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 흡착 패드 어셈블리(2100)를 보여주는 도면이고, 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 진공 흡착 패드 어셈블리(2100)를 보여주는 도면이고, 도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 진공 흡착 패드 어셈블리(2100)를 보여주는 도면이고, 도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 진공 흡착 패드 어셈블리(2100)를 보여주는 도면이고, 도 5(a) 내지 도 5(c)는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 패널을 보여주는 도면이며, 도 6(a) 내지 도 6(d)는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 라미네이션 장치(100)를 이용한 제1 패널(P1)과 제2 패널(P2)의 합착 공정을 보여주는 도면이다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 흡착 패드 어셈블리(2100)를 구성하는 각 구성요소에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
도 1(a) 내지 도 4에 도시된 대로 본 발명의 일 실시예에 따라 진공 흡착 패드 어셈블리(2100)는, 제2 패널(P2)을 진공 흡착하여 지지할 수 있다. 또한 진공 흡착 패드 어셈블리(2100)는, 가압에 따른 합착 공정상 제2 패널(P2)의 형상에 대응하여 자유자재로 형상 변형될 수 있다. 진공 흡착 패드 어셈블리(2100)는, 합착 공정을 수행하는 후술할 디스플레이 라미네이션 장치(100)에서 하부 스테이지(2000)의 일 구성일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제2 패널(P2)은 디스플레이 패널을 의미하고, 후술할 상부 지그(1000)에 의해 지지되는 제1 패널(P1)은 윈도우 패널을 의미하나, 그 역도 성립한다. 즉 본 발명의 다른 실시예에 따르면 제1 패널(P1)은 디스플레이 패널이고, 제2 패널(P2)은 윈도우 패널일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제2 패널(P2)로 상정된 디스플레이 패널은, LCD와 OLED, PDP 패널과 같은 표시 패널, 터치 패널 중 어느 하나이거나, 이들을 적층 결합한 복수층으로 이루어진 패널일 수 있다. 또한 제2 패널(P2)은, 경성 패널뿐만 아니라, 구부리거나(bending) 접거나(folding), 마는(rolling) 것이 가능한 유연한 소재의 플렉서블 패널을 포함할 수 있다.
이 경우 제2 패널(P2)은, 중앙 영역(Pa)과 에지 절곡 영역(Pb)으로 구획될 수 있다. 에지 절곡 영역(Pb)은, XYZ 좌표계에서 적어도 어느 일 방향으로 중앙 영역(Pa)을 감싸는 절곡 부위가 90도로 직교되는 곡면 형상을 가질 수 있다. 즉 에지 절곡 영역은, 에지 영역과 에지 영역의 절곡 부위를 포함할 수 있다.
도 5(a)에 도시된 대로 본 발명의 일 실시예에서의 제2 패널(P2)는 판상의 에지 절곡 영역(Pb)을 가질 수 있다. 도 5(b)에 도시된 대로 본 발명의 일 실시예에서의 제2 패널(P2)은 X축 방향으로 에지 절곡 영역(Pb)을 가질 수 있다. 또한 도 5(c)에 도시된 대로 본 발명의 일 실시예에서의 제2 패널(P2)은 X축과 Y축 방향으로 에지 절곡 영역(Pb)을 가질 수 있다.
다시 도 1(a)와 도 1(b)를 참조하면 진공 흡착 패드 어셈블리(2100)는, 제1 패드(2110)와 제2 패드(2120), 진공 흡착 유닛(2130)을 포함할 수 있다.
제1 패드(2110)는, 높은 강도을 가지는 경성 재질로 이루어질 수 있다. 제1 패드(2110)는, 외부 하중에 의한 변형 없이 제2 패널(P2)를 지지 고정할 수 있다. 일 실시예에 따르면 제1 패드(2110)는, 외부 충격에 의해서도 형상 변형이 없는 알루미늄(Al), SUS와 같은 비탄성 금속 또는 2 이상의 합금으로 이루어질 수 있다.
일 실시예에 따르면 제1 패드(2110)는, 제2 패널(P2)의 일면에 대응되는 형상을 가질 수 있다. 바람직하게 제1 패드(2110)는, 제2 패널(P2)의 내면에 대응되는 형상을 가질 수 있다. 제1 패드(2110)는, 중앙 영역(2111)과 중앙 영역(2111)을 둘러싸는 에지 영역을 포함한 에지 절곡 영역(2112)으로 구획될 수 있다. 또한 제1 패드(2110)에는, 에지 절곡 영역(2112)의 둘레면을 따라 결합 요홈(2113)이 형성될 수 있다. 제2 패널(2120)에 대응하는 형상을 가지는 제1 패드(2110)를 교체해줌으로써, 다양한 형상과 크기의 제2 패널(P2)을 지지 고정할 수 있다.
중앙 영역(2111)은, 제1 곡률(C1)을 가질 수 있다. 제1 곡률(C1)은 0에 가까워, 중앙 영역(2111)은 평탄면을 이룰 수 있다.
에지 절곡 영역(2112)은, XYZ 좌표계에서 적어도 어느 일 방향으로 중앙 영역을 감싸며 제2 곡률(C2)을 가질 수 있다. 제2 곡률(C2)은, 제1 곡률(C1)보다 큰 값을 가짐으로써, 에지 절곡 영역(2112)이 곡면부를 형성할 수 있다.
결합 요홈(2113)은, 후술할 결합 돌기(2122)와 체결시 제2 패드(2120)를 제1 패드(2110)와 쉽게 분리되지 않도록 고정시킬 수 있다. 결합 요홈(2113)은, 에지 절곡 영역(2112)의 둘레면을 따라 띠 형태로 제1 패드(2110)에 형성될 수 있다. 결합 요홈(2113)은, 다양한 형상과 깊이를 가질 수 있되, 후술할 결합 돌기(2122)의 형상에 상응하는 형상으로 가공 형성될 수 있다.
스테이지 접촉면(2114)은, 제1 패드(2110)의 일면 형상일 수 있다. 스테이지 접촉면(2114)는, 일측 가장자리에서 타측 가장자리로 Z축에 대해 일정 각도로 경사져 있을 수 있다. 스테이지 접촉면(2114)이 경사지도록 마련되어 후술할 하부 스테이지(2000) 상에서 제2 패널(P2)이 진공 흡착 패드 어셈블리(2100)에 의해 일정 각도 기울어진 채로 고정 지지할 수 있다. 바람직하게 스테이지 접촉면(2114)는, X축에 대하여 2 내지 20도 범위 내로 기울어진 경사면을 가질 수 있다.
다시 도 1(a)와 도 1(b)를 참조하면 제2 패드(2120)는, 내부 공간부(2121)가 형성될 수 있다. 내부 공간부(2121)는, 제1 패드(2110)의 일부 형상에 대응되는 형상을 가질 수 있다. 내부 공간부(2121)는, 제1 패드(2110)의 중앙 영역(2111)과 에지 절곡 영역(2112)의 일부를 감쌀 수 있다. 즉 제2 패드(2120)는, 제1 패드(2110)의 일부를 감싸며 제1 패드(2110) 상에 적층 결합할 수 있다. 제2 패드(2120)는, 결합 돌기(2122)를 포함할 수 있다.
제2 패드(2120)는, 제1 패드(2110)과 달리 제2 패드(2120)는, 가요성의 연질 탄성 재질일 수 있다. 제2 패드(2120)은, 제2 패널(P2)의 일단부에 대응되도록 자유자재로 형상 변형될 수 있다. 일 실시예에 따르면 제2 패드(2120)는, 실리콘, 우레탄, 고무 또는 부직포 중 적어도 어느 하나 또는 2 이상이 혼합되어 이루어질 수 있다.
제2 패드(2120)은, 제1 패널(2110)과 제2 패널(P2) 사이에 개재되는 구조로 결합될 수 있다. 이 경우 제1 패드(2110)는, 제2 패널(P2)의 형상에 대응되어 지지하되, 제2 패드(2120)은, 제1 패드(2110)과 제2 패널(P2) 사이의 완충 역할 및 밀착 결합을 유도할 수 있다.
결합 돌기(2122)는, 제1 패드(2110)의 결합 요홈(2113)에 억지 끼움으로 결합될 수 있다. 결합 돌기(2122)는, 다양한 두께와 높이를 가지되 결합 요홈(2113)의 형상에 상응하는 형상을 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면 결합 돌기(2122)는, 결합 요홈(2113)과의 결합력과 고정력을 높이기 위해, 연질 탄성 재질의 제2 패드(2120) 부분과 달리, 경성 재질일 수 있다. 이 경우 결합 돌기(2122)는, 알루미늄(Al), SUS와 같은 비탄성 금속 또는 2 이상의 합금으로 이루어질 수 있다.
다시 도 1(a)와 도 1(b)를 참조하면 진공 흡착 유닛(2130)은, 흡인 채널(2131)과 공기 유로(2132)를 가지며, 흡인 채널용 펌프(미도시)를 더 가질 수 있다. 진공 흡착 유닛(2130)은, 진공 흡착 방식으로 제2 패널(P2)을 위치 정렬 및 지지 고정할 수 있다.
흡인 채널(2131)은, 제1 패드(2110)와 제2 패드(2120)의 일 영역에 형성될 수 있다. 흡인 채널(2131)은, 복수개가 일정 간격으로 제1 패드(2110)와 제2 패드(2120)에 나란하게 관통 형성될 수 있다. 흡인 채널(2131)은, 제2 패널(P2)과 제2 패드(2120) 사이의 공기를 흡기하고 후술할 공기 유로(2132)를 통해 배출시켜 제2 패널(P2)과 제2 패드(2120) 사이를 진공 상태를 형성하기 위한 일 구성일 수 있다.
흡인 채널(2131)은, 빨아들인 공기를 유동시키는 복수개의 흡인 홀이 서로 이격 마련될 수 있다. 홉인 홀의 배치, 수량 및 크기 등은 제2 패널(P2)의 형상과 재질, 크기에 따라 적절히 설계 변경될 수 있다.
다시 도 2를 참조하면 일 실시예에 따른 흡인 채널(2131)은, 중앙 영역(2111)과 에지 절곡 영역(2112)에서 상호 이격거리가 서로 상이할 수 있다. 이 경우 중앙 영역(2111)의 흡인 채널 이격거리(d1)보다 에지 절곡 영역(2112)의 흡인 채널 이격거리(d2)이 더 조밀한 간격으로 배치 형성되어, 에지 절곡 영역(2112)에서의 흡인 채널의 흡착력을 강화시켜 합착 성능을 증대시킬 수 있다.
다시 도 3을 참조하면 다른 실시예에 따른 흡인 채널(2131)은, 중앙 영역(2111)에서 에지 절곡 영역(2112)으로 갈수록 더 조밀한 간격으로 배치 형성될 수 있다.
다시 도 4를 참조하면 또 다른 실시예에 따른 흡인 채널(2131)은, 중앙 영역(2111)과 에지 절곡 영역(2112)에서 서로 다른 크기의 단면 형상을 가질 수 있다. 이 경우 에지 절곡 영역(2112)에서의 흡인 채널 단면 크기(cs2)는, 중앙 영역(2111)의 흡인 채널 단면 크기(cs1)보다 클 수 있다.
공기 유로(2132)는, 흡인 채널(2131)의 단부에 연결될 수 있다. 공기 유로(2132)는, 흡인 채널(2131)에 진공압을 제공할 수 있다.
흡인 채널용 펌프(미도시)는, 공기 유로(2132)를 통해 흡인 채널(2131)과 연결될 수 있다. 흡인 채널용 펌프(미도시)는, 고압의 공기를 흡기 가능한 컴프레셔일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 흡착 패드 어셈블리(2100)를 포함하는 디스플레이 라미네이션 장치(100)에 대해 설명하기로 한다.
도 6(a) 내지 도 6(d)는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 라미네이션 장치를 이용한 제1 패널과 제2 패널의 합착 공정을 보여주는 도면이다.
도 6(a) 내지 도 6(d)에 도시된 대로 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 라미네이션 장치(100)는, 진공 흡착 패드 어셈블리(2100)에 의해 진공 흡착 지지된 제2 패널(P2)을 제1 패널(P1)에 가압 합착할 수 있다. 디스플레이 라미네이션 장치(100)는, 상부 지그(1000)와 하부 스테이지(2000)를 포함할 수 있다.
디스플레이 라미네이션 장치(100)는, 진공 챔버(미도시) 내부에 마련될 수 있다. 진공 챔버(미도시)는, 외부 대기환경과 분리하여 내부에 진공 합착 환경을 제공할 수 있다. 진공 챔버(미도시)는, 내부 공간을 진공상태로 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 라미네이션 장치에서 제1 패널(P1)은 윈도우 패널을 의미하고, 제2 패널(P2)은 디스플레이 패널을 의미하나. 그 역도 성립한다. 또한 제1 패널(P1)과 제2 패널(P2)의 사이에는 접착층이 개재될 수 있다.
일 실시예와 같이 제1 패널(P1)이 윈도우 패널이고, 제2 패널(P2)이 디스플레이 패널인 경우, 접착층은 제1 패널(P1)의 하면과 제2 패널(P2)의 상면 사이에 개재될 수 있다. 따라서 접착층 형성과정에서 제1 패널(P1)의 하면 및/또는 제2 패널(P2)의 상면에 접착층을 형성할 수 있다.
이와 달리 제1 패널(P1)이 디스플레이 패널이고, 제2 패널(P2)이 윈도우 패널인 경우, 접착층은 제1 패널(P1)의 하면과 제2 패널(P2)의 상면 사이에 개재될 수 있다. 접착층 형성과정에서 제1 패널(P1)의 하면 및/또는 제2 패널(P2)의 상면에 접착층을 형성할 수 있다.
이때 제1 패널(P1)의 내면 및/또는 제2 패널(P2)의 외면에 접착층을 형성 후, 제1 패널(P1)과 제2 패널(P2)을 접합하는 합착 공정을 수행할 수 있다.
본 발명에서의 제1 패널(P1)은, 에지 영역의 절곡 부위에 곡면 형상을 갖도록 성형한 글라스 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, polythylenetherephalate)와 같은 플렉서블 필름(flexible film)일 수 있다. 제1 패널(P1)의 에지 절곡 영역(Pb)은, 적어도 어느 방향의 절곡 부위에서 곡면 형상을 가질 수 있다.
본 발명에서의 접착층은, 아크릴계, 에폭시계, 실리콘계 또는 고무계의 레진 중 어느 하나 또는 이들의 혼합물일 수 있으며, 바람직하게는 UV 광에 의해 경화 가능한UV 경화성 레진일 수 있다.
다시 도 6(a) 내지 도 6(d)를 참조하면 상부 지그(1000)는, 제1 패널(P1)을 고정 지지할 수 있다. 이를 위해 상부 지그(1000)는, 지지 척(1100)을 가지며, UV 광원(1200)을 더 가질 수 있다.
지지 척(1100)은, 제1 패널(P1)의 일면을 지지할 수 있다. 지지 척(1100)은, 제1 패널(P1)의 표면 형상에 대응되는 형상의 지지면을 가질 수 있다. 지지 척(1100)은, 중앙 영역(1110)과 에지 절곡 영역(1120)으로 구획될 수 있다. 또한 지지 척(1100)에는, 흡인 채널(1130)이 형성될 수 있다. 보다 구체적으로 중앙 영역(1110)과 에지 절곡 영역(1120) 일부에는 흡인 채널(1130)이 형성될 수 있다.
중앙 영역(1110)은 제3 곡률(C3)을 가질 수 있다. 제3 곡률(C3)은 0에 가까워, 중앙 영역(1110)은 평탄면을 가질 수 있다. 제3 곡률(C3)은, 제1 곡률(C1)보다 작거나 같을 수 있다. 일 실시예에 따르면 중앙 영역(1110)은 제1 패널(P1)의 중앙 영역(Pa)에 대응되는 형상을 가질 수 있다.
에지 절곡 영역(1120)은, 제4 곡률(C4)을 가질 수 있다. 제4 곡률(C4)은, 제3 곡률(C3)보다 큰 값을 가짐으로써, 에지 절곡 영역(1120)이 곡면을 형성할 수 있다. 일 실시예에 따르면 에지 절곡 영역(1120)은, 제1 패널(P1)의 에지 절곡 영역(Pb)에 대응되는 형상을 가질 수 있다.
즉 지지 척(1100)의 중앙 영역(1110)과 에지 절곡 영역(1120)은, 제1 패널(P1)의 외면과 대응되는 형상을 가질 수 있다.
흡인 채널(1130)은, 지지 척(1100)에 형성될 수 있다. 흡인 채널(1130)은, 제1 패널(P1)의 일면을 흡기해 고정 가능할 수 있다. 흡인 채널(1130)은, 제1 패널(P1)와 지지 척(1100) 사이의 공기를 흡기할 수 있다. 흡인 채널(1130)은, 빨아들인 공기를 유동시키는 복수 개의 흡인 홀이 서로 이격 마련될 수 있다. 흡인 채널(130)은, 흡인 채널용 펌프(미도시)와 연결될 수 있다. 흡인 채널용 펌프(미도시)는, 고압의 공기 흡기 가능한 컴프레셔일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한 지지 척(1100)은, 투명 또는 반투명 재질일 수 있다. 이로 인해, 지지 척(1100)의 일면에 마련된 UV 광원(1200)에서 조사된 UV 광을 투과하여, 합착 공정상 제1 패널(P1)과 제2 패널(P2) 사이의 접착층을 UV 경화시킬 수 있다.
이때 제1 패널(P1)은, 투명 재질일 수 있다. 이로 인해, UV 광원(1200)에서 조사된 UV 광을 투과하여, 제1 패널(P1)의 일단에 마련된 접착층을 UV 경화시킬 수 있다.
UV 광원(1200)은, UV 광을 조사하여 접착층을 경화시킬 수 있다. UV 광원(1200)은, 지지 척(1100)의 일면으로, 특히 지지 척(1100)에 의해 지지 고정되는 제1 패널(P1) 접촉면의 배면에 마련될 수 있다. UV 광원(1200)은, 전원부(미도시)와 조도 센서(미도시), 온도 센서(미도시), 제어부(미도시)를 포함할 수 있다.
UV 광원(1200)은, 지지 척(1100)과 제1 패널(P1)을 투과해 접착층을 본경화시킬 수 있다. 본경화는, 합착 압력 및 접착층의 적층량, 경화 정도와의 상관관계를 고려하여 경화 정도를 산정할 수 있다. 이때 본경화는, 가경화보다는 높고 100%의 완전 경화보다는 낮은 수준의 경화 상태를 의미한다. 일 실시예에 따르면, 본경화는 완전 경화를 기준으로 80 내지 98%의 경화 상태로, 특히 접착력을 향상시키면서도 접착층 내부에 형성된 기포를 제거하는 탈포 공정을 고려해 통상 95%의 경화 상태를 의미한다.
UV 광원(1200)은, 300nm 내지 320nm의 제1 UV 광과 355nm 내지 375nm의 제2 UV 광, 395nm 내지 415nm의 제3 UV 광을 포함할 수 있다. 접착층의 종류에 따라 최적 경화 파장이 달라지므로 복수개의 파장을 선택적 또는 동시에 조사함으로써 접착층의 경화 속도를 조절할 수 있다.
전원부(미도시)는, 복수 개의 UV 광원(1200)에 전원을 인가할 수 있다. 전원부(미도시)는, UV 광원(1200)에 선택적 또는 전부에 전원을 인가할 수 있다.
조도 센서(미도시)는, 복수 개의 UV 광원(1200)에서 조사되는 UV 광의 조도를 계측할 수 있다. 조도 센서(미도시)는, 조도가 낮은 UV 광원(1200)을 불량으로 판정하여 교체 시기를 작업자에 출력할 수 있다.
온도 센서(미도시)는, UV 광원(1200)의 주변 온도를 계측할 수 있다.
제어부(미도시)는, 조도가 낮은 UV 광원(1200)에 흐르는 전류값을 높게 해 전체 UV 조도량을 일정하게 제어할 수 있다. 제어부(미도시)는, 상부 지그(1000)의 온도가 급격히 상승하는 경우 가동 정지 알람을 작업자에 출력할 수 있다.
다시 도 6(a) 내지 도 6(d)를 참조하면 하부 스테이지(2000)는, 상부 지그(1000)와 대향될 수 있다. 하부 스테이지(200)는, 진공 흡착 패드 어셈블리(2100)를 가지며, 구동 스테이지(2200)와 리프트 핀(2300)을 더 포함할 수 있다.
진공 흡착 패드 어셈블리(2100)는, 제1 패널(P1)과 대향되게 배치된 제2 패널(P2)을 지지할 수 있다. 별도 진공 흡착 패드 어셈블리(2100)에 대한 설명은 위 진공 흡착 패드 어셈블리(2100)에 관한 내용과 공통되는 것으로, 이에 대해서는 생략하기로 한다.
구동 스테이지(2200)는, 상부 지그(1000) 방면으로 진공 흡착 패드 어셈블리(2100)를 승강시킬 수 있다. 이 경우 상부 지그(1000) 또한 구동부(미도시)에 의해 하부 스테이지(2000) 방면으로 하강시킬 수 있다. 또한 상부 지그(1000)는 구동부(미도시)에 의해, 진공 흡착 패드 어셈블리(2100)는 구동 스테이지(2200)에 의해 승강될 수 있다.
리프트 핀(2300)은, 구동 스테이지(2200)의 일 측에 삽입 결합될 수 있다. 리프트 핀(2300)은, 구동 스테이지(2200)에 삽입되거나 이탈되도록 구동될 수 있다. 이에 따라 리프트 핀(2300)이 구동 스테이지(2200)에서 이탈될 경우, 제2 패널(P2)의 지지면이 XY좌표평면과 평행하게, 즉 수평하게 놓이도록 진공 흡착 패드 어셈블리(2100)를 수직방향으로 승강시킬 수 있다.
구동 스테이지(2200)의 구동에 의해, 제2 패널(P2)은 일단부가 먼저 제1 패널(P1)과 접할 수 있다. 이어서 리프트 핀(2300)의 구동에 의해, 타단부 방향을 따라 제2 패널(P2)의 다른 영역도 제1 패널(P1)과 접하도록 결합될 수 있다. 이에 따라 합착 과정상 일단부에서 타단부 방향으로 제1 패널(P1)과 제2 패널(P2)의 합착 공정시 접착층에서 생성되는 미세 기포가 배출될 수 있다.
위와 같은 구성요소를 갖는 본 발명의 일 실시예에 진공 흡착 패드 어셈블리(2100)을 포함하는 디스플레이 라미네이션 장치(100)를 이용한 디스플레이 라미네이션 방법에 대해 설명하기로 한다.
디스플레이 라미네이션 방법은, 정렬 단계(S00)와 구동 스테이지 승강 단계(S10), 리프티 핀 승강 단계(S20), 합착 단계(S30)를 포함하고, 나아가 보호 필름 박리 단계, 표면처리 단계, 접착제 형성 단계, UV 가경화 단계, 배출 후 탈포 단계(S40), 완전 경화 단계(S50)을 더 포함할 수 있다.
디스플레이 라미네이션 방법의 각 단계를 시계열에 따라 설명하기로 한다.
보호 필름 박리 단계에서는, 제1 패널과 제2 패널을 보호하기 위해 각 면에 부착된 보호 필름을 박리할 수 있다.
표면처리 단계에서는, 제1 패널과 제2 패널을 클리닝 또는 플라즈마 처리할 수 있다.
접착제 형성 단계에서는, 접착제 토출 헤드를 가지는 접착제 프린트 장치를 이용해 제1 패널 또는 제2 패널의 일면에 접착제(R)을 적층 형성하거나 광학투명접착필름을 부착할 수 있다.
접착제 프린트 장치를 이용한 접착제를 형성하는 접착제 형성 단계에서는, 제1 패널 또는 제2 패널의 영역에 따라 적층 형성하는 접착제의 형성 두께를 달리 할 수 있다. 보다 구체적으로 접착제 형성 단계에서는, 접착제 토출 헤드가 제1 패널 또는 제2 패널 상에서 이동시, 제1 영역과 제2 영역으로 구획하며, 각 영역에 따라 접착제 토출 헤드의 개폐 여부 또는 이동 횟수를 조절하여 접착층 형성 두께를 달리 할 수 있다.
UV 가경화 단계는, 접착제 프린트 장치를 이용한 접착제 형성시 접착제를 경화시키기 위해 이용될 수 있다. UV 가경화 단계는, 전술한 접착제 형성 단계에서의 접착제 도포와 동시 또는 이시에 접착층에 UV를 조사해 가경화시킬 수 있다. 가경화란 접착층이 완전히 경화되지 않고 일부만 경화된 상태를 의미한다.
정렬 단계(S00)에서는, 상부 지그와 하부 스테이지를 상호 수직 방향으로 나란하게 정렬할 수 있다.
상부 지그는, 제1 패널을 진공 흡착하여 지지 고정할 수 있다. 하부 스테이지는, 제1 패널과 대향되게 배치된 제2 패널을 진공 흡착하여 지지 고정할 수 있다.
하부 스테이지는, 제2 패널을 진공 흡착하여 지지하는 진공 흡착 패드 어셈블리를 가질 수 있다. 제2 패드는 제2 패널에 맞닿아 접하고, 진공 흡착 유닛에 의한 제2 패널의 일면과 제2 패드 사이의 공기를 빨아들여 제2 패널을 진공 흡착시킬 수 있다. 이에 제2 패널이 진공 흡착 패드 어셈블리에 밀착 결합되도록 제2 패드가 형상 변형될 수 있다.
제2 패널은, 제2 패드의 안착면으로부터 공기가 배출되어 진공 상태로 제2 패드에 흡착된 채로 정렬될 수 있다.
구동 스테이지 승강 단계(S10)에서는, 제2 패널의 일단부가 제1 패널의 일단부와 만나도록 구동 스테이지를 승강시킬 수 있다. 구동 스테이지 승강 단계(S10)에서는, 제1 패널과 제2 패널의 일단영역이 면접촉될 수 있다.
리프티 핀 승강 단계(S20)에서는, 제2 패널 지지면이 수평하게 놓이도록 제2 패널의 타단부를 리프티 핀이 수직 방향으로 승강시킬 수 있다. 리프트 핀 승강 단계(S20)에서는, 제2 패널이 제1 패널과 전면적에서 면접촉될 수 있다.
합착 단계(S30)에서는, 진공 흡착 패드 어셈블리를 가압하여 제1 패널과 제2 패널을 합착시킬 수 있다. 합착 단계(S30)에서는, 구동부에 의한 상부 지그의 하강 또는 구동 스테이지에 의한 하부 스테이지의 승강으로 면접촉된 제1 패널과 제2 패널이 접합될 수 있도록 가압할 수 있다.
또한 합착 단계(S30)에서는, 가압과 동시에 제1 패널 또는 제2 패널을 투과하여 접착층에UV 광을 조사할 수 있다. 합착 단계(S30)에서는, 제1 패널과 제2 패널 사이에 마련된 접착층을 본경화시킬 수 있다. 합착 단계(S10)에서는, UV 광의 세기를 조절하여 일부 경화되지 않아 유동적인 접착제가 에지 절곡 영역으로 유동되어 충진되도록 할 수 있다.
배출 후 탈포 단계(S40)에서는, 하부 스테이지로부터 제2 패널을 분리시켜, 제2 패널이 합착된 제1 패널을 배출할 수 있다. 또한 배출 후 탈포 단계(S40)에서는, 본경화된 접착층 내부에 잔존하는 미세 기포를 제거할 수 있다. 배출 후 탈포 단계(S40)에서는, 기포를 제거할 수 있는 일반적인 탈포 공정이 적용될 수 있다.
완전 경화 단계(S50)에서는, 기포가 완전히 제거된 접착층을 100% 완전 경화시킬 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
100 : 디스플레이 라미네이션 장치
1000 : 상부 지그 1100 : 지지 척
1110 : 중앙 영역 1120 : 에지 절곡 영역
1130 : 흡인 채널 1200 : UV 광원
2000 : 하부 스테이지 2100 : 진공 흡착 패드 어셈블리
2110 : 제1 패드 2111 : 중앙 영역
2112 : 에지 절곡 영역 2113 : 결합 요홈
2114 : 스테이지 접촉면
2120 : 제2 패드 2121 : 내부 공간부
2122 : 결합 돌기
2130 : 진공 흡착 유닛 2131 : 흡인 채널
2132 : 공기 유로
2200 : 구동 스테이지
2300 : 리프트 핀
P1 : 제1 패널 P2 : 제2 패널
Pa : 중앙 영역 Pb : 에지 절곡 영역
d1 : 중앙 영역의 흡인 채널 이격거리
d2 : 에지 절곡 영역의 흡인 채널 이격거리
cs1 : 중앙 영역의 흡인 채널 단면 크기
cs2 : 에지 절곡 영역의 흡인 채널 단면 크기
C1 : 제1 곡률 C2 : 제2 곡률
C3 : 제3 곡률 C4 : 제4 곡률

Claims (10)

  1. 둘레면의 측면을 따라 결합 요홈이 형성된 일면과, 일측 가장자리에서 타측 가장자리로 Z축 상 일정 각도로 경사지도록 형성된 타면을 가지는 경성의 제1 패드;
    상기 제1 패드의 일부를 감싸도록 내부 공간부가 형성되고, 상기 내부 공간부를 둘러싸며 상기 결합 요홈에 억지 끼움으로 결합 가능한 결합 돌기를 가지는 연질 탄성의 제2 패드; 및
    상기 제1 패드와 상기 제2 패드의 일 영역에 형성된 복수의 흡인 채널과 상기 흡인 채널의 단부에 연결되어 진공압을 제공하는 공기 유로를 가지는 진공 흡착 유닛을 포함하고,
    상기 결합 돌기는 경성 재질을 가짐으로써 상기 결합 요홈과의 결합력과 고정력을 높인, 진공 흡착 패드 어셈블리.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 패드는,
    제1 곡률을 가지는 중앙 영역; 및
    적어도 일 방향으로 상기 중앙 영역을 감싸며 제2 곡률을 가지는 에지 절곡 영역으로 구획된, 진공 흡착 패드 어셈블리.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 흡인 채널은 상기 중앙 영역과 상기 에지 절곡 영역에서 상호 이격거리가 서로 상이한, 진공 흡착 패드 어셈블리.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 흡인 채널은 상기 중앙 영역과 상기 에지 절곡 영역에서 서로 다른 크기의 단면 형상을 가지는, 진공 흡착 패드 어셈블리.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 패드는 외부 충격에 의해서도 형상 변형이 없는 비탄성 금속 또는 2 이상의 합금으로 이루어진, 진공 흡착 패드 어셈블리.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 패드는 실리콘, 우레탄, 고무 또는 부직포 중 적어도 어느 하나 또는 2 이상이 혼합되어 이루어진, 진공 흡착 패드 어셈블리.
  7. 제1 패널을 지지하는 지지 척을 가지며, 상기 지지 척에는 상기 제1 패널을 흡기해 고정 가능한 흡인 채널이 형성된 상부 지그; 및
    상기 제1 패널과 대향되게 배치된 제2 패널을 지지하는 진공 흡착 패드 어셈블리를 가지는 하부 스테이지를 포함하며,
    상기 진공 흡착 패드 어셈블리는 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 진공 흡착 패드 어셈블리인, 디스플레이 라미네이션 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 진공 흡착 패드 어셈블리의 제1 패드는 일측 가장자리에서 타측 가장자리로 경사진 스테이지 접촉면을 가지며,
    상기 하부 스테이지는,
    상기 스테이지 접촉면을 지지한 채로 상기 진공 흡착 패드 어셈블리를 승강시키는 구동 스테이지; 및
    상기 구동 스테이지의 일 측에 삽입 결합되고, 상기 제2 패널의 지지면이 수평하게 놓이도록 상기 스테이지 접촉면의 일단부를 지지하여 상기 진공 흡착 패드 어셈블리를 수직방향으로 승강시키는 리프트 핀을 더 포함하는, 디스플레이 라미네이션 장치.
  9. 제1 패널을 진공 흡착 하여 지지 고정하는 상부 지그 및 상기 제1 패널과 대향되게 배치된 제2 패널을 진공 흡착 하여 지지하는 진공 흡착 패드 어셈블리를 가지는 하부 스테이지를 상호 수직 방향으로 나란하게 정렬하는 정렬 단계;
    상기 제2 패널의 일단부가 상기 제1 패널의 일단부와 만나도록 상기 진공 흡착 패드 어셈블리를 지지하는 구동 스테이지를 승강시키는 구동 스테이지 승강 단계;
    상기 진공 흡착 패드 어셈블리의 상기 제2 패널 지지면이 수평하게 놓이도록 상기 제2 패널의 타단부를 리프트 핀이 수직방향으로 승강시키는 리프트 핀 승강 단계; 및
    상기 진공 흡착 패드 어셈블리를 가압하여 상기 제1 패널과 상기 제2 패널을 합착시키는 합착 단계를 포함하는, 디스플레이 라미네이션 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 합착 단계에서는 상기 제1 패널 또는 제2 패널을 투과하여 상기 제1 패널과 상기 제2 패널 사이에 마련된 접착층에 UV 광을 조사하는, 디스플레이 라미네이션 방법.

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