KR102240336B1 - 윈도우 커버 및 플렉시블 디스플레이 기판의 얼라인먼트 방법 - Google Patents

윈도우 커버 및 플렉시블 디스플레이 기판의 얼라인먼트 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 윈도우 커버 및 플렉시블 디스플레이 기판의 얼라인먼트 방법에 관한 것으로, 윈도우 커버의 모서리 각도가 80도 이상 급격히 휘어진 경우에도 윈도우 기판과 플렉시블 디스플레이 기판을 정확하게 정렬하여 라미네이션할 수 있도록 한 것이다.

Description

윈도우 커버 및 플렉시블 디스플레이 기판의 얼라인먼트 방법{ALIGNMENT METHOD OF WINDOW COVER AND FLEXIBLE DISPLAY SUBSTRATE AND LAMINATION METHOD}
본 발명은 플렉시블 디스플레이의 라미네이션 방법에 관한 것으로, 특히 윈도우 커버의 모서리 각도가 80도 이상 급격히 휘어진 경우에도 윈도우 기판과 플렉시블 디스플레이 기판을 정확하게 정렬하여 라미네이션할 수 있도록 한 윈도우 커버 및 플렉시블 디스플레이 기판의 얼라인먼트 방법에 관한 것이다.
현재 스마트폰, 태블릿 PC 등과 같은 휴대용 장치에는 모두 디스플레이가 적용되고 있다.
특히, 종래의 디스플레이와는 달리, 최근에는 단부가 절곡된 디스플레이가 한층 발전하여 단부가 90도에 달할 정도로 급격히 절곡된 디스플레이가 조만간 상용화될 것으로 예상한다. 한 단계 더 나가면 90도보다 더 급격히 절곡된 디스플레이로의 발전도 충분히 예상할 수 있는 일이다. 이렇게 되면 측면에도 영상출력이 이루어질 수 있게 됨에 따라 편리함과 그립감이 살아나며 사용자는 보는 방향에 따라 여러 가지 다른 정보를 얻을 수 있는 장점을 갖는다.
이처럼 단부가 급격히 절곡된 플렉시블 디스플레이를 실현하기 위해서는 도 1에 도시된 것처럼 윈도우 커버의 블랙 매트릭스(Black Matrix) 모서리를 플렉시블 디스플레이 기판의 블랙 매트릭스(Black Matrix) 모서리에 정확히 맞추어 정렬하고, 이들이 정렬된 상태에서 패드를 이용하여 가압하여 접합하는 작업을 수행하게 된다.
하지만 이러한 얼라인먼트 방법은 절곡된 형태의 디스플레이 중 일부 극소수만 가능한데, 그 이유는 절곡된 윈도우 커버와 플렉시블 디스플레이 기판의 모서리 부분이 큰 각도로 휘어진 경우, 즉 80도 이상 휘어진 윈도우 커버와 플렉시블 디스플레이 기판을 라미네이션한다고 하면 기존방법으로는 윈도우 커버에 인쇄된 블랙 매트릭스(Black Matrix)가 보이지 않게 된다. 이로 인해 윈도우 커버와 플렉시블 디스플레이 기판을 서로 정렬하여 라미네이션하기 위한 기준점이 없어지면서 정확한 라미네이션 공정 진행이 불가능하였다.
한국공개특허공보 제2015-0038449호(2015.04.08.)
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 윈도우 커버의 모서리 각도가 80도 이상 급격히 휘어진 경우에도 윈도우 기판과 플렉시블 디스플레이 기판을 정확하게 정렬하여 라미네이션할 수 있도록 한 윈도우 커버 및 플렉시블 디스플레이 기판의 얼라인먼트 방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 얼라인먼트 방법은, 플렉시블 디스플레이 제조 시 윈도우 커버와 플렉시블 디스플레이 기판의 라미네이션을 위한 얼라인먼트 방법으로서, 가압패드의 상면 횡축 길이(W1) 중간점과 종축 길이(L1) 중간점이 서로 교차하는 교차점을 제1중심점(C1)으로 설정하는 단계; 상기 가압패드의 제1중심점(C1)으로부터 횡축 또는 종축을 따라 제1거리 이격된 지점을 제1이격점(U1)으로 설정하는 단계; 상기 디스플레이 기판의 횡축 길이(W2)와 종축 길이(L2)를 측정하고 상기 디스플레이 기판의 횡축 길이 중간점과 종축 길이 중간점이 서로 교차하는 교차점을 제2중심점(C2)으로 설정하는 단계; 상기 디스플레이 기판의 제2중심점(C2)으로부터 횡축 또는 종축을 따라 상기 가압패드의 제1거리와 동일거리 이격된 지점을 제2이격점(U2)으로 설정하는 단계; 상기 가압패드의 제1중심점(C1)과 상기 디스플레이 기판의 제2중심점(C2)을 일치시키고, 상기 가압패드의 제1이격점(U1)과 상기 디스플레이 기판의 제2이격점(U2)을 일치시켜 상기 가압패드와 상기 디스플레이 기판을 매칭하는 단계; 상기 윈도우 커버의 횡축 길이(W3)와 종축 길이(L3)를 측정하고 상기 윈도우 커버의 횡축 길이 중간점과 종축 길이 중간점이 서로 교차하는 교차점을 제3중심점(C3)으로 설정하는 단계; 상기 윈도우 커버의 제3중심점(C3)으로부터 횡축 또는 종축을 따라 상기 가압패드의 제1거리와 동일거리 이격된 지점을 제3이격점(U3)으로 설정하는 단계; 상기 디스플레이 기판의 제2중심점(C2)과 상기 윈도우 커버의 제3중심점(C3)을 일치시키고, 상기 디스플레이 기판의 제2이격점(U2)과 상기 윈도우 커버의 제3이격점(U3)을 일치시켜 상기 디스플레이 기판과 상기 윈도우 커버를 매칭하는 단계;를 포함하는 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.
여기서, 상기 가압패드와 상기 디스플레이 기판을 매칭하는 단계에서, 상기 가압패드의 제1중심점(C1)과 상기 디스플레이 기판의 제2중심점(C2)을 먼저 일치시킨 후, 상기 디스플레이 기판을 상기 제2중심점(C2)을 중심으로 회전시켜 상기 가압패드의 제1이격점(U1)과 상기 디스플레이 기판의 제2이격점(U2)을 일치시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 디스플레이 기판의 횡축 길이(W2)와 종축 길이(L2)의 측정은 상기 디스플레이 기판을 척이 홀딩하고 있는 상태에서 랭스게이지에 의해 이루어지며, 상기 윈도우 커버의 횡축 길이(W3)와 종축 길이(L3)의 측정은 상기 윈도우 커버를 척이 홀딩하고 있는 상태에서 랭스게이지에 의해 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
한편, 본 발명에 의한 라미네이션 방법은, 전술된 얼라인먼트 방법에 의해 상기 디스플레이 기판과 윈도우 커버를 정렬하여 접합하는 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.
여기서, 상기 가압패드와 상기 디스플레이 기판을 정렬하여 가접합한 후 상기 디스플레이 기판과 상기 윈도우 커버를 정렬하여 본접합하여 접합하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 가압패드는, 내부에 유체가 주입되는 유체챔버를 구비하여 상기 유체챔버에 주입되는 유체의 주입량에 따라 팽창하는 정도를 달리하면서 디스플레이 기판에 대한 가압력을 조절할 수 있도록 하되, 유체챔버 벽체의 두께가 부위에 따라 차별적으로 형성되어 상기 유체챔버에 주입되는 유체의 주입량이 동일하더라도 부위별로 팽창하는 정도 및 디스플레이 기판에 대한 가압력이 차별적으로 형성 가능하도록 하며, 상면 중앙부 영역, 상면 중앙부와 모서리부 사이 영역, 모서리부 영역, 측면부 영역은 각각 윈도우 커버에 대하여 상기 디스플레이 기판을 순차적으로 가압하는 제1가압부, 제2가압부, 제3가압부, 제4가압부를 형성하는 유압패드로 구비되어, 상기 디스플레이 기판과 상기 윈도우 커버를 정렬하여 본접합할 때, 상기 유압패드의 제1가압부, 제2가압부, 제3가압부, 제4가압부에 의해 상기 윈도우 커버에 대하여 상기 디스플레이 기판을 순차적으로 가압하는 것을 특징으로 할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 의한 라미네이션 장치는, 윈도우 커버에 대하여 플렉시블 디스플레이 기판을 가압하여 라미네이션하기 위한 라미네이션 장치로서, 상기 디스플레이 기판과 상기 윈도우 커버를 하측에서 가압하는 가압패드; 상기 디스플레이 기판과 상기 윈도우 커버를 상측에서 가압하는 가압부재; 상기 디스플레이 기판과 상기 윈도우 커버를 척킹하여 변위 및 회전시켜주는 척; 상기 디스플레이 기판의 횡축 길이(W2)와 종축 길이(L2), 상기 윈도우 커버의 횡축 길이(W3)와 종축 길이(L3)를 측정하는 랭스게이지; 상기 가압부재, 척 및 랭스게이지를 제어하는 제어기;를 포함하며, 상기 제어기는 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 얼라인먼트 방법에 의해 상기 디스플레이 기판과 윈도우 커버를 정렬하여 접합하는 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서, 상기 가압패드는, 내부에 유체가 주입되는 유체챔버를 구비하여 상기 유체챔버에 주입되는 유체의 주입량에 따라 팽창하는 정도를 달리하면서 디스플레이 기판에 대한 가압력을 조절할 수 있도록 하되, 유체챔버 벽체의 두께가 부위에 따라 차별적으로 형성되어 상기 유체챔버에 주입되는 유체의 주입량이 동일하더라도 부위별로 팽창하는 정도 및 디스플레이 기판에 대한 가압력이 차별적으로 형성 가능하도록 하며, 상면 중앙부 영역, 상면 중앙부와 모서리부 사이 영역, 모서리부 영역, 측면부 영역은 각각 윈도우 커버에 대하여 상기 디스플레이 기판을 순차적으로 가압하는 제1가압부, 제2가압부, 제3가압부, 제4가압부를 형성하는 유압패드로 구비되어, 상기 디스플레이 기판과 상기 윈도우 커버를 정렬하여 본접합할 때, 상기 유압패드의 제1가압부, 제2가압부, 제3가압부, 제4가압부에 의해 상기 윈도우 커버에 대하여 상기 디스플레이 기판을 순차적으로 가압할 수 있도록 한 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 의한 얼라인먼트 방법은 윈도우 커버의 모서리 각도가 80도 이상 급격히 휘어진 경우에도 윈도우 기판과 플렉시블 디스플레이 기판을 정확하게 정렬하여 라미네이션할 수 있도록 한 것이다.
도 1은 종래기술에 의한 얼라인먼트 방법을 설명하기 위한 흐름도
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 얼라인먼트 방법을 설명하기 위한 흐름도
도 3 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 의한 얼라인먼트 방법을 설명하기 위한 일련의 참조도
도 11은 본 발명의 실시예에 의한 라미네이션 장치의 구성도
도 12는 본 발명의 실시예에 의한 라미네이션 장치의 단면사시도
도 13은 본 발명의 실시예에 의한 라미네이션 장치의 구성을 설명하기 위한 단면도
도 14a 내지 도 14c는 본 발명의 실시예에 의한 라미네이션 장치에서 가압패드의 동작 및 작용을 설명하기 위한 일련의 참조도
첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 의한 얼라인먼트 방법에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나, 개략적인 구성을 이해하기 위하여 실제보다 축소하여 도시한 것이다.
또한, 제1 및 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. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
<실시예>
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 얼라인먼트 방법을 설명하기 위한 흐름도이며, 도 3 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 의한 얼라인먼트 방법을 설명하기 위한 일련의 참조도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 의한 얼라인먼트 방법은 가압패드(110)의 제1중심점 설정단계(S110), 가압패드(110)의 제1이격점 설정단계(S120), 디스플레이 기판(120)의 제2중심점 설정단계(S130), 디스플레이 기판(120)의 제2이격점 설정단계(S140), 가압패드(110)와 디스플레이 기판(120) 매칭단계(S150), 윈도우 커버(130)의 제3중심점 설정단계(S160), 윈도우 커버(130)의 제3이격점 설정단계(S170) 및 디스플레이 기판(120)과 윈도우 커버(130) 매칭단계(S180)로 이루어진다.
본 발명의 실시예에 의한 얼라인먼트 방법은 위와 같은 단계들을 통해 윈도우 커버(130)의 모서리 각도가 80도나 90도 이상 급격히 휘어져서 기존 블랙 매트릭스를 이용한 정렬방법을 이용할 수 없는 상태일지라도 윈도우 기판과 플렉시블 디스플레이 기판(120)을 정확하게 정렬하여 고품질의 라미네이션을 수행하는 것이 가능하도록 구성된다.
이하, 상기 각 단계들을 중심으로 본 발명의 실시예에 의한 얼라인먼트 방법에 대해 상세히 설명한다.
먼저 상기 가압패드(110)의 제1중심점 설정단계(S110)에서는 도 3과 도 4에 도시된 것처럼 가압패드(110)의 상면 횡축 길이(W1)와 종축 길이(L1)를 측정하고 상기 가압패드(110)의 횡축 길이 중간점과 종축 길이 중간점이 서로 교차하는 교차점을 제1중심점(C1)으로 설정하여 상기 제1중심점(C1)의 좌표값을 얻는다. 상기 가압패드(110)의 경우 이미 설계값이 존재하기 때문에 설계값을 이미 알고 있는 경우에는 랭스게이지(Length gauge)에 의해 상면 횡축 길이(W1)와 종축 길이(L1)를 측정과정을 생략할 수 있다.
상기 가압패드(110)의 제1이격점 설정단계(S120)에서는, 도 5에 도시된 것처럼 상기 가압패드(110)의 제1중심점(C1)으로부터 횡축 또는 종축을 따라 제1거리(d) 이격된 지점을 제1이격점(U1)으로 설정하여 좌표값을 얻는다. 단, 도면에서는 종축을 따라 제1이격점(U1)을 설정하였다. 그리고 상기 가압패드(110)의 제1중심점(C1)을 중심으로 제1이격점(U1)과 대칭된 위치에 제1대칭점(D1)을 설정할 수도 있다.
상기 디스플레이 기판(120)의 제2중심점 설정단계(S130)에서는 도 3 및 도 4에 도시된 것처럼 랭스게이지에 의해 디스플레이 기판(120)의 횡축 길이(W2)와 종축 길이(L2)를 측정하고 상기 디스플레이 기판(120)의 횡축 길이 중간점과 종축 길이 중간점이 서로 교차하는 교차점을 제2중심점(C2)으로 설정하여 좌표값을 얻는다
상기 디스플레이 기판(120)의 제2이격점 설정단계(S140)에서는 도 5에 도시된 것처럼 상기 디스플레이 기판(120)의 제2중심점(C2)으로부터 횡축 또는 종축을 따라 상기 가압패드(110)의 제1거리(d)와 동일거리 이격된 지점을 제2이격점(U2)으로 설정하여 좌표값을 얻는다. 그리고 상기 디스플레이 기판(120)의 제2중심점(C2)을 중심으로 제2이격점(U2)과 대칭된 위치에 제2대칭점(D2)을 함께 설정할 수도 있다.
상기 가압패드(110)와 디스플레이 기판(120) 매칭단계(S150)에서는 상기 가압패드(110)의 제1중심점(C1)과 상기 디스플레이 기판(120)의 제2중심점(C2)을 일치시키고, 상기 가압패드(110)의 제1이격점(U1)과 상기 디스플레이 기판(120)의 제2이격점(U2)을 일치시켜 상기 가압패드(110)와 상기 디스플레이 기판(120)을 매칭한다. 여기서 가압패드(110)의 제1중심점(C1)과 디스플레이 기판(120)의 제2중심점(C2)과 함께 제1이격점(U1)과 제2이격점(U2)까지 일치시켜 매칭하면 상기 가압패드(110)에 대하여 디스플레이 기판(120)을 각도 틀어짐 문제없이 정확한 위치에 가접합할 수 있게 된다. 이때 가압패드(110)의 제1이격점(U1) 및 디스플레이 기판(120)의 제2이격점(U2)과 함께 가압패드(110)의 제1대칭점(D1)과 디스플레이 기판(120)의 제2대칭점(D2)을 일치시킬 수도 있다.
상기 윈도우 커버(130)의 제3중심점 설정단계(S160)에서는 도 7에 도시된 것처럼 윈도우 커버(130)의 횡축 길이(W3)와 종축 길이(L3)를 측정하고 도 8과 같이 상기 윈도우 커버(130)의 횡축 길이 중간점과 종축 길이 중간점이 서로 교차하는 교차점을 제3중심점(C3)으로 설정하여 좌표값을 얻는다.
상기 윈도우 커버(130)의 제3이격점 설정단계(S170)에서는 도 9에 도시된 것처럼 상기 디스플레이 기판(120)의 제2중심점(C2)으로부터 횡축 또는 종축을 따라 가압패드(110)의 제1거리(d)와 동일거리 이격된 지점을 제3이격점(U3)으로 설정하여 좌표값을 얻는다. 그리고 상기 윈도우커버의 제3중심점(C3)을 중심으로 제3이격점(U3)과 대칭된 위치에 제3대칭점(D3)을 함께 설정할 수도 있다.
상기 디스플레이 기판(120)과 윈도우 커버(130) 매칭단계(S180)에서는 상기 디스플레이 기판(120)의 제2중심점(C2)과 상기 윈도우 커버(130)의 제3중심점(C3)을 일치시키고, 상기 디스플레이 기판(120)의 제2이격점(U2)과 상기 윈도우 커버(130)의 제3이격점(U3)을 일치시켜 상기 디스플레이 기판(120)과 윈도우 커버(130)를 매칭한다. 여기서 디스플레이 기판(120)의 제2중심점(C2)과 윈도우 커버(130)의 제3중심점(C3)과 함께 제2이격점(U2)과 제3이격점(U3)까지 일치시켜 매칭하면 상기 디스플레이 기판(120)에 대하여 윈도우 커버(130)를 각도 틀어짐 문제없이 정확한 위치에 본접합할 수 있게 된다. 이때 디스플레이 기판(120)의 제2이격점(U2) 및 윈도우 커버(130)의 제3이격점(U3)과 함께 디스플레이 기판(120)의 제2대칭점(D2)과 윈도우 커버(130)의 제3대칭점(D3)을 일치시킬 수도 있다.
이로써 윈도우 커버(130)의 모서리 각도가 80도 이상 급격히 휘어진 경우일지라도 윈도우 커버(130)와 플렉시블 디스플레이 기판(120)의 라미네이션을 위한 가압패드(110), 디스플레이 기판(120) 및 윈도우 커버(130) 간 정렬이 완벽하게 이루어질 수 있는 것이다.
한편 본 발명의 실시예에 의한 라미네이션 방법은 전술된 것처럼 가압패드(110), 디스플레이 기판(120) 및 윈도우 커버(130) 간 정렬이 정확하게 이루어지도록 한 본 발명의 실시예에 의한 얼라인먼트 방법을 기반으로 하여 플렉시블 디스플레이 기판(120)과 윈도우 커버(130)를 접합하는 것을 특징으로 한다.
이를 위해 가접합을 위해 자외선 경화테이프(140)를 상면에 접착한 가압패드(110)와 플렉시블 디스플레이 기판(120)을 정렬한 후 가압하여 가접합한 후 상기 디스플레이 기판(120)과 윈도우 커버(130)를 정렬한 후 가압하여 본접합한다. 이후 자외선을 조사하여 가압패드(110)로부터 서로 본접합되어 있는 디스플레이 기판(120)과 윈도우 커버(130)를 떼어내면 된다. 이때 가압패드(110)와 플렉시블 디스플레이 기판(120) 간 정렬, 디스플레이 기판(120)과 윈도우 커버(130) 간 정렬은 모두 본 발명의 실시예에 의한 얼라인먼트 방법에 의해 수행된다.
계속해서 아래에서는 전술된 것처럼 얼라인먼트 방법과 라미네이션 방법에 의해 디스플레이 기판과 윈도우 커버를 정렬하고 라미네이션하기 위한 라미네이션 장치에 대해 설명하기로 한다.
도 11은 본 발명의 실시예에 의한 라미네이션 장치의 구성도이며, 도 12는 본 발명의 실시예에 의한 라미네이션 장치의 단면사시도이며, 도 13은 본 발명의 실시예에 의한 라미네이션 장치의 구성을 설명하기 위한 단면도이며, 도 14a 내지 도 14c는 본 발명의 실시예에 의한 라미네이션 장치에서 가압패드의 동작 및 작용을 설명하기 위한 일련의 참조도이다.
본 발명의 실시예에 의한 라미네이션 장치는, 도 11에 도시된 것처럼 디스플레이 기판과 윈도우 커버를 하측에서 가압하는 가압패드, 디스플레이 기판과 윈도우 커버를 상측에서 가압하는 가압부재, 디스플레이 기판과 윈도우 커버를 척킹하여 변위 및 회전시켜주는 척, 디스플레이 기판의 횡축 길이(W2)와 종축 길이(L2), 윈도우 커버의 횡축 길이(W3)와 종축 길이(L3)를 측정하는 랭스게이지, 상기 가압부재, 척 및 랭스게이지를 제어하는 제어기;를 포함하며 이루어지며, 상기 제어기는 전술된 얼라인먼트 방법에 따라 상기 디스플레이 기판과 윈도우 커버를 정렬하여 접합하면 된다.
나아가, 본 발명의 실시예예 의한 라미네이션 장치는 내부에 유체가 주입되는 유체챔버(110a)를 구비하여 윈도우 커버(130)를 향한 상대 이동과 유체챔버(110a)의 유체 주입량 조절에 의해 윈도우 커버(130)에 대하여 장착부의 가압력을 부위별로 편차 조절 및 순차 조절할 수 있도록 한 새로운 형태의 유압패드를 가압패드(110)로 구비하는 것을 특징으로 한다.
이처럼 장착면의 가압력 제어가 가능한 다이내믹 가압패드(110)를 구비하고 있는 본 발명의 실시예에 의한 라미네이션 장치는 단부가 90도 직각 혹은 그 이상의 각도로 급격히 절곡된 절곡부를 갖는 윈도우 커버(130)에 대해서도 플렉시블 디스플레이 기판을 버블현상이나 쓸림현상의 발생 없이 원활하게 라미네이션할 수 있도록 구성된다.
이하, 장착면의 가압력 제어가 가능한 다이내믹 가압패드(110)를 중심으로 본 발명의 실시예에 의한 라미네이션 장치에 대해 보다 상세히 설명하도록 한다.
상기 가압패드(110)는 지금까지 라미네이션 장치에서 사용되던 패드와는 전혀 다른 차원의 새로운 형태의 패드로서 본 발명의 실시예에 의한 라미네이션 장치에서 기술적으로 가장 중요한 부분이라 할 수 있다.
상기 가압패드(110)는 내부에 유체가 주입되는 유체챔버(110a)가 넓게 형성되어 있고, 하면은 유체 주입을 위해 패드지지대(113)의 유체 주입홀(113a)과 연통하는 개구부(110b)가 형성된다. 패드지지대(113) 유체 주입홀(113a)의 경우 이송호스를 통해 유체 저장탱크와 연결되어 있으며 유체펌프의 펌핑에 의해 유체를 공급받는다. 이처럼 가압패드(110)에 유체챔버(110a)가 구비된 구성에 의해 유체챔버(110a)에 대한 유체 주입량을 조절함으로써 라미네이션 공정 시 윈도우 커버(130)에 대하여 가압패드(110)의 장착부 가압력을 세밀하게 조절하는 것이 가능해진다.
본 실시예에서는 패드지지대(113)에 유체 주입홀(113a)이 형성되고 가압패드(110)의 하면에 개구부(110b)가 형성되어 연통되도록 한 것을 바람직한 실시형태로 제시하고는 있으나 유체 주입이 가압패드(110)의 다른 부위를 통해 이루어지도록 변형하는 것은 필요에 따라 얼마든지 가능하다.
상기 가압패드(110)의 상면은 중앙부에서 둘레부로 갈수록 점진적으로 낮아지는 둥근 곡면으로 형성되며, 상기 가압패드(110)의 상면과 측면이 만나는 모서리부는 90도 미만의 예각으로 형성되고 외측으로 가장 돌출된다.
그리고 상기 가압패드(110)의 상면 중앙부 영역, 상면 중앙부와 모서리부 사이 영역, 모서리부 영역, 측면부 영역은 각각 윈도우 커버(130)에 대해 플렉시블 디스플레이 기판에 의해 윈도우 커버(130)에 순차적으로 접촉하는 제1가압부(111a), 제2가압부(111b), 제3가압부(111c), 제4가압부(111d)를 형성한다. 도 13에 도시된 것처럼 제1가압부(111a)에서 제3가압부(111c)로 가면서 벽체 두께가 점진적으로 얇아져서 제3가압부(111c)의 경우 가장 얇은 두께로 이루어지며, 상기 제3가압부(111c)에서 제4가압부(111d)를 지나 제4가압부(11d)의 하측에 위치하는 탄성지지부(112)로 갈수록 벽체 두께가 점진적으로 두꺼워져서 지지력이 높아지도록 한다.
상기 가압패드(110)의 탄성지지부(112)에는 외측으로 돌출된 돌출부(112a)가 둘레를 따라 형성된다. 이같은 돌출부(112a)가 형성되면 상기 돌출부(112a)를 사이에 두고 패드고정대(114)가 체결부재인 체결볼트(114a)에 의해 패드지지대(113)에 체결되어 상기 가압패드(110)가 안정적으로 고정할 수 있게 된다.
여기서 가압패드(110)의 모서리부 영역에 형성된 제3가압부(111c)는 외측으로 뾰족한 예각을 갖고 외측으로 돌출된 형상을 가지면서도 가장 얇게 형성되었다는 점에 주목할 수 있다. 이로써 유체챔버(110a)에 대한 유체 주입에 의해 팽창하여 윈도우 커버(130)의 절곡부 모서리 내측에 대한 가압력이 가장 크게 작용하도록 유도하고 이로부터 버블의 발생빈도가 가장 높은 취약부위인 윈도우 커버(130)의 절곡부 모서리에 대해서도 라미네이션을 원활히 수행할 수 있는 것이다.
상기 제3가압부(111c)와 더불어 주목할 수 있는 또 다른 부위는 탄성지지부(112)이다. 상기 탄성지지부(112)는 유체챔버(110a)를 둘러싸고 있는 벽체의 하단부 지점에 형성된 부위로서 이미 제4가압부(111d)를 거치면서 상측에 위치하는 다른 부위들을 지지할 수 있는 충분한 두께로 형성되었으면서도 완전히 경직된 것이 아니라 유체 주입 시 제4가압부(111d)를 탄성지지하여 외측으로 벌어지도록 허용하는 중요한 역할을 한다.
이처럼 독특한 구성을 갖는 가압패드(110)를 이용하여 라미네이션을 수행하는 공정의 이해를 돕기 위해 도 도 14a 내지 도 14c를 통해 살펴보기로 한다.
도 14a는 디스플레이 기판(120)이 상면에서 측면에 이르는 장착면에 자외선 경화테이프에 의해 가접합된 상태로 가압패드(110)가 윈도우 커버(130) 후면에 접촉하기 시작하는 제1단계 모습에 해당한다. 제1단계에서는 윈도우 커버(130)를 붙잡고 있는 상부 척 (또는 지그)에 의해 윈도우 커버(130)가 하방향 이동하면서 가압패드(110)의 상부 중앙부 영역에 형성된 제1가압부(111a)가 디스플레이 기판(120)을 사이에 두고 접촉한 상태가 된다. 이때 유체챔버(110a)에는 가압용 유체인 오일이 미리 주입되어 채워진 상태이다.
이후, 도 14b에 도시된 것처럼 상부 척에 의해 윈도우 커버(130)가 하방향으로 더욱 이동하여 압력을 더 인가하면 가압패드(110)의 제2가압부(111b)로부터 제3가압부(111c)까지 디스플레이 기판(120)을 사이에 두고 윈도우 커버(130) 후면에 순차적으로 접촉하는 제2단계가 진행된다. 하지만 이같은 제2단계만으로는 윈도우 커버(130)의 절곡부 내측 모서리에 대한 제3가압부(111c)의 가압력이 충분한 수준에 도달한 것은 아니므로 버블 발생의 위험이 높고 윈도우 커버(130)의 절곡부 끝단까지 완벽한 라미네이션이 이루어지지 않았다는 점에 주의할 수 있다.
이후, 도 14c에 도시된 것처럼 제4가압부(111d)까지 윈도우 커버(130) 후면에 완전히 접촉하는 제3단계가 진행된다. 상기 제3단계에서는 가압용 유체인 오일을 유체챔버(110a)에 더욱 주입해준다. 그러면 벽체 두께가 가장 얇은 제3가압부(111c)를 기점으로 그 주변에 위치한 제4가압부(111d)까지 점차 팽창하면서 윈도우 커버(130)의 절곡부 모서리에 대한 제3가압부(111c)의 가압력이 더욱 강하게 작용하며, 제4가압부(111d)까지 디스플레이 기판(120)을 사이에 두고 윈도우 커버(130)에 접촉하여 완벽한 라미네이션이 이루어진다. 이로써 단부가 90도 직각 또는 그보다 더 급격히 절곡된 절곡부를 갖는 윈도우 커버(130)의 경우에도 플렉시블 디스플레이 기판(120)을 버블 발생이 없으면서도 추가적인 공정의 필요가 없는 고품질의 라미네이션을 진행할 수 있는 것이다.
본 발명의 실시예에서 가압패드(110)의 생명은 유체를 주입하는 시점과, 주입량에 따른 가압력의 크기, 가압패드(110)의 벽체 두께 차에 따라 차별적으로 나타나는 팽창 정도를 얼마나 잘 제어하는가에 달려 있다고 할 수 있으며, 전술된 가압패드(110)가 있다면 이들의 적절한 제어를 통해 높은 수준의 라미네이션 공정을 진행하는 것이 가능하다.
한편, 이같은 가압패드(110)를 구비한 라미네이션 장치를 운용하기 위해서는 가압패드(110)에 유체를 공급하는 유체펌프, 유체를 저장하는 유체 저장탱크까지 포함하는 라미네이션 시스템이 구현되어야 하며, 상기 제어기는 유체펌프를 제어하여 유체챔버(110a)에 대한 유체 주입량을 조절함으로써 윈도우 커버(130)에 대한 가압패드(110) 장착면의 가압력을 조절할 수 있도록 한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.
110: 가압패드 120: 디스플레이 기판
130: 윈도우 커버 140: 자외선 경화테이프

Claims (8)

  1. 플렉시블 디스플레이 제조 시 윈도우 커버와 플렉시블 디스플레이 기판의 라미네이션을 위한 얼라인먼트 방법으로서,
    가압패드의 상면 횡축 길이(W1) 중간점과 종축 길이(L1) 중간점이 서로 교차하는 교차점을 제1중심점(C1)으로 설정하는 단계;
    상기 가압패드의 제1중심점(C1)으로부터 횡축 또는 종축을 따라 제1거리 이격된 지점을 제1이격점(U1)으로 설정하는 단계;
    상기 디스플레이 기판의 횡축 길이(W2)와 종축 길이(L2)를 측정하고 상기 디스플레이 기판의 횡축 길이 중간점과 종축 길이 중간점이 서로 교차하는 교차점을 제2중심점(C2)으로 설정하는 단계;
    상기 디스플레이 기판의 제2중심점(C2)으로부터 횡축 또는 종축을 따라 상기 가압패드의 제1거리와 동일거리 이격된 지점을 제2이격점(U2)으로 설정하는 단계;
    상기 가압패드의 제1중심점(C1)과 상기 디스플레이 기판의 제2중심점(C2)을 일치시키고, 상기 가압패드의 제1이격점(U1)과 상기 디스플레이 기판의 제2이격점(U2)을 일치시켜 상기 가압패드와 상기 디스플레이 기판을 매칭하는 단계;
    상기 윈도우 커버의 횡축 길이(W3)와 종축 길이(L3)를 측정하고 상기 윈도우 커버의 횡축 길이 중간점과 종축 길이 중간점이 서로 교차하는 교차점을 제3중심점(C3)으로 설정하는 단계;
    상기 윈도우 커버의 제3중심점(C3)으로부터 횡축 또는 종축을 따라 상기 가압패드의 제1거리와 동일거리 이격된 지점을 제3이격점(U3)으로 설정하는 단계;
    상기 디스플레이 기판의 제2중심점(C2)과 상기 윈도우 커버의 제3중심점(C3)을 일치시키고, 상기 디스플레이 기판의 제2이격점(U2)과 상기 윈도우 커버의 제3이격점(U3)을 일치시켜 상기 디스플레이 기판과 상기 윈도우 커버를 매칭하는 단계;를 포함하며,
    상기 가압패드와 상기 디스플레이 기판을 매칭하는 단계에서, 상기 가압패드의 제1중심점(C1)과 상기 디스플레이 기판의 제2중심점(C2)을 먼저 일치시킨 후, 상기 디스플레이 기판을 상기 제2중심점(C2)을 중심으로 회전시켜 상기 가압패드의 제1이격점(U1)과 상기 디스플레이 기판의 제2이격점(U2)을 일치시키는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이 기판의 횡축 길이(W2)와 종축 길이(L2)의 측정은 상기 디스플레이 기판을 척이 홀딩하고 있는 상태에서 랭스게이지에 의해 이루어지며,
    상기 윈도우 커버의 횡축 길이(W3)와 종축 길이(L3)의 측정은 상기 윈도우 커버를 척이 홀딩하고 있는 상태에서 랭스게이지에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 방법.
  4. 제1항 또는 제3항 중 어느 한 항의 얼라인먼트 방법에 의해 상기 디스플레이 기판과 윈도우 커버를 정렬하여 접합하는 것을 특징으로 하는 라미네이션 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 가압패드와 상기 디스플레이 기판을 정렬하여 가접합한 후 상기 디스플레이 기판과 상기 윈도우 커버를 정렬하여 본접합하는 것을 특징으로 하는 라미네이션 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 가압패드는, 내부에 유체가 주입되는 유체챔버를 구비하여 상기 유체챔버에 주입되는 유체의 주입량에 따라 팽창하는 정도를 달리하면서 디스플레이 기판에 대한 가압력을 조절할 수 있도록 하되, 유체챔버 벽체의 두께가 부위에 따라 차별적으로 형성되어 상기 유체챔버에 주입되는 유체의 주입량이 동일하더라도 부위별로 팽창하는 정도 및 디스플레이 기판에 대한 가압력이 차별적으로 형성 가능하도록 하며, 상면 중앙부 영역, 상면 중앙부와 모서리부 사이 영역, 모서리부 영역, 측면부 영역은 각각 윈도우 커버에 대하여 상기 디스플레이 기판을 순차적으로 가압하는 제1가압부, 제2가압부, 제3가압부, 제4가압부를 형성하는 유압패드로 구비되어,
    상기 디스플레이 기판과 상기 윈도우 커버를 정렬하여 본접합할 때, 상기 유압패드의 제1가압부, 제2가압부, 제3가압부, 제4가압부에 의해 상기 윈도우 커버에 대하여 상기 디스플레이 기판을 순차적으로 가압하는 것을 특징으로 하는 라미네이션 방법.
  7. 윈도우 커버에 대하여 플렉시블 디스플레이 기판을 가압하여 라미네이션하기 위한 라미네이션 장치로서,
    상기 디스플레이 기판과 상기 윈도우 커버를 하측에서 가압하는 가압패드;
    상기 디스플레이 기판과 상기 윈도우 커버를 상측에서 가압하는 가압부재;
    상기 디스플레이 기판과 상기 윈도우 커버를 척킹하여 변위 및 회전시켜주는 척;
    상기 디스플레이 기판의 횡축 길이(W2)와 종축 길이(L2), 상기 윈도우 커버의 횡축 길이(W3)와 종축 길이(L3)를 측정하는 랭스게이지;
    상기 가압부재, 척 및 랭스게이지를 제어하는 제어기;를 포함하며,
    상기 제어기는 제1항 또는 제3항 중 어느 한 항의 얼라인먼트 방법에 의해 상기 디스플레이 기판과 윈도우 커버를 정렬하여 접합하는 것을 특징으로 하는 라미네이션 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 가압패드는, 내부에 유체가 주입되는 유체챔버를 구비하여 상기 유체챔버에 주입되는 유체의 주입량에 따라 팽창하는 정도를 달리하면서 디스플레이 기판에 대한 가압력을 조절할 수 있도록 하되, 유체챔버 벽체의 두께가 부위에 따라 차별적으로 형성되어 상기 유체챔버에 주입되는 유체의 주입량이 동일하더라도 부위별로 팽창하는 정도 및 디스플레이 기판에 대한 가압력이 차별적으로 형성 가능하도록 하며, 상면 중앙부 영역, 상면 중앙부와 모서리부 사이 영역, 모서리부 영역, 측면부 영역은 각각 윈도우 커버에 대하여 상기 디스플레이 기판을 순차적으로 가압하는 제1가압부, 제2가압부, 제3가압부, 제4가압부를 형성하는 유압패드로 구비되어,
    상기 디스플레이 기판과 상기 윈도우 커버를 정렬하여 본접합할 때, 상기 유압패드의 제1가압부, 제2가압부, 제3가압부, 제4가압부에 의해 상기 윈도우 커버에 대하여 상기 디스플레이 기판을 순차적으로 가압할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 라미네이션 장치.
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