KR102512276B1 - 합착장치 및 이를 이용한 합착방법 - Google Patents

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Abstract

접착부재에 의하여 결합된 제1 부재와 제2 부재를 포함하는 피가공물을 고정하는 지그 유닛, 지그 유닛에 안착된 피가공물의 일면과 마주하여 배치되는 가열 유닛, 피가공물의 타면과 마주하여 배치되며, 피가공물에 압력을 제공하는 가압 유닛 및 접착부재에 자외선 광을 제공하는 자외선 조사 유닛을 포함하는 합착장치 및 합착방법을 제공하여, 접착부재의 접착 물성을 개선할 수 있다.

Description

합착장치 및 이를 이용한 합착방법{BONDING APPARATUS AND BONDING METHOD USING THE SAME}
본 발명은 합착장치 및 이를 이용한 접착부재의 합착방법에 대한 것이다. 보다 상세하게는 접착부재에 열을 제공하는 가열 유닛을 포함한 합착장치 및 이를 이용한 접착부재의 합착방법에 관한 것이다.
최근 스마트폰 등과 같이 터치 패널을 장착한 디스플레이 제품이 널리 제조되고 있다. 일반적으로 이와 같은 터치패널은 강화유리나 플라스틱 기판 등 다양한 재질의 윈도우 부재와 상호 합착된 형태를 가지고 사용된다. 따라서, 최근에는 상기 터치패널과 윈도우 부재를 합착시키기 위한 다양한 방법이 연구되고 있다.
특히, 터치패널과 윈도우 부재 사이에는 광학 투명 접착부재가 사용되고 있다. 광학 투명 접착부재는 양면 테이프 형태의 OCA(Optical Clear Adhesive) 타입으로 제공되거나 또는 접착 레진인 OCR(Optical Clear Resin) 타입으로 제공되어 터치패널과 윈도우 부재를 상호 합착시킬 수 있다.
본 발명의 목적은 피착면의 단차를 극복하고 접착부재가 부착되도록 하여 접착부재의 들뜸 현상을 개선할 수 있는 합착장치와 합착방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 접착부재가 피착면의 단차부와 굴곡부를 충진하고 부착되도록 하여 접착 물성을 개선할 수 있는 합착장치와 합착방법을 제공하는 것이다.
일 실시예는 접착부재에 의하여 결합된 제1 부재와 제2 부재를 포함하는 피가공물을 고정하는 지그 유닛; 상기 지그 유닛에 안착된 상기 피가공물의 일면과 마주하여 배치되는 가열플레이트를 포함하는 가열 유닛; 상기 피가공물의 타면과 마주하여 배치되는 가압플레이트를 포함하는 가압 유닛; 및 상기 접착부재에 자외선 광을 제공하는 자외선 조사 유닛; 을 포함하는 합착장치를 제공한다.
상기 지그 유닛은 상기 피가공물을 고정하는 적어도 하나의 진공흡입구를 포함할 수있다.
상기 지그 유닛은 내부에 빈 공간을 제공하며, 상기 피가공물의 측면을 감싸도록 배치되는 측면지지부; 및 상기 측면지지부에서 내측으로 벤딩되고, 상기 가압플레이트에 마주하여 형성된 개구부를 포함하는 바닥지지부; 를 포함할 수 있다.
상기 가열플레이트는 복수 개의 히터부들; 및 상기 히터부들을 감싸고 배치되는 하우징부; 를 포함할 수 있다.
상기 가열 유닛은 상기 가열플레이트의 동작을 제어하는 가열 제어부를 더 포함할 수있다.
상기 가열 제어부는 위치 조절부 및 온도 제어부 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
상기 히터부들은 상기 피가공물의 테두리 영역에 대응하는 위치에 배치될 수 있다.
상기 제1 부재는 터치 센싱 유닛이고, 상기 제2 부재는 상기 터치 센싱 유닛과 마주하는 일면의 테두리에 인쇄층을 포함하는 윈도우 부재이며, 상기 복수 개의 히터부들 중 적어도 하나의 히터부는 상기 인쇄층과 중첩하여 배치될 수 있다.
상기 가압플레이트는 광학적으로 투명한 것일 수 있다.
상기 가압 유닛은 상기 가압플레이트의 상하 이동을 제어하는 가압 구동부를 더 포함할 수 있다.
상기 자외선 조사 유닛은 상기 가압 플레이트를 사이에 두고 상기 피가공물과 마주하고 배치될 수 있다.
상기 가압 유닛 및 상기 자외선 조사 유닛을 지지하는 지지테이블을 더 포함하고, 상기 자외선 조사 유닛은 상기 가압플레이트와 이격되어 상기 지지테이블 상에 배치될 수 있다.
상기 가압플레이트는 상기 가압플레이트와 마주하는 피가공물의 형상에 대응하는 형상을 갖는 것일 수 있다.
상기 자외선 조사 유닛은 적어도 하나의 광원부; 및 상기 적어도 하나의 광원부를 고정하는 광원 하우징부; 를 포함할 수 있다.
상기 지그 유닛과 상기 가열 유닛은 일체로 제공될 수 있다.
상기 지그 유닛은 상기 피가공물의 일면 상에 배치되어 상기 피가공물을 흡착하여 고정시키는 것일 수 있다.
다른 실시예는 접착부재에 의하여 결합된 제1 부재와 제2 부재를 포함하는 피가공물을 지그 유닛에 고정하는 단계; 가열 유닛에서 상기 고정된 피가공물에 열을 제공하는 단계; 가압 유닛으로 상기 가열된 피가공물에 압력을 가하는 단계; 및 상기 가압된 피가공물에 자외선 광을 제공하는 단계; 를 포함하는 합착방법을 제공한다.
상기 제1 부재는 터치 센싱 유닛이고, 상기 제2 부재는 상기 터치 센싱 유닛과 마주하는 일면에 인쇄층을 포함하는 윈도우 부재일 수 있다.
상기 열활성화 온도는 50℃ 이상 80℃ 이하일 수 있다.
상기 접착부재는 광개시제를 포함하는 것일 수 있다.
일 실시예의 합착장치는 접착부재를 가열할 수 있는 가열 유닛과 미경화된 접착부재를고정하여 경화시킬 수 있는 자외선 조사 유닛을 모두 포함하여, 피착면에 단차 또는 굴곡부가 있는 경우에도 접착부재의 접착 물성이 개선될 수 있다.
가열 유닛과 가압 유닛을 포함하는 합착장치는 접착부재가 부착되는 피착면의 단차를 충진하여 피착면과 접착부재 사이에 들뜬 부분이 없이 부착될 수 있도록 하여 피가공물의 접착 신뢰성을 개선할 수 있다.
도 1은 일 실시예의 합착장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 일 실시예의 합착장치의 단면도이다.
도 3은 지그 유닛의 일 실시예에 대한 사시도이다.
도 4는 가열플레이트의 일 실시예에 대한 사시도이다.
도 5a는 도 4의 Ⅰ-Ⅰ` 선에 대응하는 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다
도 5b는 도 4의 Ⅱ-Ⅱ`선에 대응하는 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다
도 6은 일 실시예의 합착장치의 단면도이다.
도 7은 도 6의 합착장치의 일 부분을 나타낸 단면도이다.
도 8은 일 실시예의 합착장치의 단면도이다.
도 9는 일 실예의 합착방법을 나타낸 순서도이다.
도 10a 내지 도 10c는 일 실시예의 합착방법의 단계를 순차적으로 나타낸 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 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 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 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. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "하에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 또한, 본 출원에서 "상에" 배치된다고 하는 것은 상부뿐 아니라 하부에 배치되는 경우도 포함하는 것일 수 있다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 합착장치에 대하여 설명한다.
도 1은 일 실시예의 합착장치(100A)를 나타낸 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 합착장치(100A)의 단면을 나타낸 도면이다. 도 1 내지 도 2를 참조하면, 일 실시예의 합착장치(100A)는 지그 유닛(JU), 가열 유닛(HU), 가압 유닛(PU) 및 자외선 조사 유닛(OU)을 포함할 수 있다.
일 실시예의 합착장치(100A)는 접착부재(AP)에 의하여 제1 부재(TP)와 제2 부재(WP)가 결합된 피가공물(OP)을 합착시키는 것일 수 있다. 일 실시예의 합착장치(100A)는 표시 장치에 사용되는 디스플레이 부재를 합착하는 장비일 수 있다. 일 실시예의 합착장치(100A)는 휴대용 단말기에 사용되는 디스플레이 부재를 합착하는 장비일 수 있다. 예를 들어, 피가공물(OP)의 접착부재(AP)는 광학 투명 접착층이고, 제1 부재(TP)는 터치 패널이며, 제2 부재(WP)는 윈도우 부재일 수 있다. 하지만 실시예는 이에 한정하지 않으며, 일 실시예의 합착장치(100A)는 접착부재를 사이에 두고 양 측에 배치되는 두 개의 부재들을 합착시키는 장치로 사용될 수 있다.
광학 투명 접착층은 OCA(optical clear adhesive) 또는 OCR(optical clear resin) 형태로 제공될 수 있다. 예를 들어, OCA인 광학 투명 접착층은 양면 테이프 형태로 제공될 수 있다. 광학 투명 접착층은 아크릴 점착제, 실리콘 접착제, 우레탄 접착제 중 어느 하나를 포함하여 구성될 수 있다.
접착부재(AP)는 미경화된 가교 반응기를 포함하는 것일 수 있다. 접착부재(AP)는 자외선에 의하여 사후 경화될 수 있는 물질들을 포함하는 것일 수 있다. 예를 들어, 접착부재(AP)는 미경화된 올리고머 또는 모노머를 포함할 수 있다. 미경화된 올리고머 또는 모노머는 가교반응기를 포함하는 것일 수 있다. 미반응된 가교반응기는 이후 가교 반응을 일으켜 접착부재(AP)의 가교도를 높일 수 있다. 가교반응기는 열경화 또는 광경화될 수 있는 반응기일 수 있다. 또한, 접착부재(AP)는 광 개시제를 포함하는 것일 수 있다. 광 개시제는 모노머 또는 올리고머의 추가 중합반응을 유도할 수도 있다.
제1 부재(TP) 및 제2 부재(WP) 사이에 배치된 접착부재(AP)의 두께는 100㎛ 이상 200㎛ 이하일 수 있다. 예를 들어, 접착부재인 광학 투명 접착층의 두께는 약 150㎛ 일 수 있다.
도 1에 도시된 피가공물(OP)은 접착부재(AP)에 의하여 양 측에 제1 부재(TP)와 제2 부재(WP)가 결합된 형태로 합착장치(100A)에 제공되는 것일 수 있다. 예를 들어, 제1 부재(TP)와 제2 부재(WP)는 별도의 라미네이션 장비에서 접착부재(AP)를 이용하여 상호 결합된 것일 수 있다.
제1 부재(TP)는 터치 센싱 유닛일 수 있으며, 제2 부재(WP)는 윈도우 부재일 수 있다. 하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 이와 반대로 제1 부재가 윈도우 부재고 제2 부재가 터치 센싱 유닛일 수 있다. 예를 들어, 제1 부재(TP)가 터치 센싱 유닛인 경우, 터치 센싱 유닛은 터치패널과 터치패널의 일측에서 결합하는 가요성 인쇄 회로 기판(미도시)이 부착되어 있을 수 있다.
제2 부재(WP)는 윈도우 부재일 수 있다. 윈도우 부재는 터치 센싱 유닛 등을 보호하는 것일 수 있다. 윈도우 부재는 플렉서블 윈도우일 수 있다. 윈도우 부재는 유리 재질 또는 가요성이 있는 플라스틱 재질로 구성될 수 있다. 하지만 실시예는 이에 한정하지 않으며, 해당 기술분야에서 알려진 일반적인 윈도우 부재의 형태라면 제한 없이 사용될 수 있다. 윈도우 부재는 외곽 영역에 인쇄층(BM)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 윈도우 부재는 베이스층인 윈도우와 윈도우 상에 제공되는 인쇄층(BM)을 포함하는 것일 수 있다. 인쇄층(BM)은 블랙인쇄층 또는 화이트인쇄층일 수 있으나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 인쇄층(BM)의 두께는 30㎛ 이상 80㎛ 이하일 수 있다. 예를 들어, 인쇄층(BM)의 두께는 40㎛ 이상 60㎛ 이하일 수 있다.
또한, 피가공물(OP)은 윈도우 부재의 외곽을 감싸고 배치되는 프레임부(FP)를 더 포함하는 것일 수 있다. 프레임부(FP)는 윈도우 부재의 측면을 에워싸고 배치되는 것일 수 있다. 프레임부(FP)는 윈도우 부재의 측면을 에워싸며 또한 윈도우 부재의 인쇄층(BM)과 일부 중첩되도록 배치되는 것일 수 있다.
지그 유닛(JU)은 피가공물(OP)을 합착장치(100A)에 고정하는 것일 수 있다. 피가공물(OP) 은 흡착방법 또는 지지부에 의한 기구적 고정 방법에 의하여 합착장치에 안착될 수 있다. 지그 유닛(JU)은 적어도 하나의 진공흡입구(VH)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 지그 유닛(JU)에서 피가공물(OP)과 마주하는 면에 형성된 복수 개의 진공흡입구들(VH)로 공기를 흡입함으로써 진공을 이용하여 피가공물(OP)을 흡착하여 지그 유닛(JU)에 고정시킬 수 있다.
도 3은 일 실시예에 포함되는 지그 유닛(JU)을 예시적으로 나타낸 사시도이다. 도 3을 참조하면, 지그 유닛(JU)은 내부에 빈 공간을 제공하며 피가공물의 측면을 감싸도록 배치되는 측면지지부(JU-S)와 측면지지부(JU-S)에서 내측으로 벤딩된 바닥지지부(JU-B)를 포함하는 것일 수 있다.
바닥지지부(JU-B)는 이후 설명하는 가압 유닛의 가압플레이트에 마주하여 형성된 개구부를 포함하는 것일 수 있다. 즉, 바닥지지부(JU-B)는 가압플레이트가 삽입되어 피가공물의 일면에 닿을 수 있도록 구멍이 뚫린 개구부(JU-O)를 포함하는 것일 수 있다. 개구부(JU-O)는 가압플레이트가 삽입될 수 있는 것으로 가압플레이트보다 크게 형성될 수 있다.
바닥지지부(JU-B)는 측면지지부(JU-S)에서 피가공물이 위치하는 내측으로 절곡되어 형성된 것으로서, 바닥지지부(JU-B)와 측면지지부(JU-S)는 일체로서 형성될 수 있다. 바닥지지부(JU-B)에 피가공물의 일부가 안착되어 지그 유닛(JU)에 고정될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서 바닥지지부(JU-B) 상에 피가공물의 프레임부가 안착되어 고정될 수 있다.
진공흡입구(VH)는 지그 유닛(JU)의 바닥지지부(JU-B) 상에 형성될 수 있다. 바닥지지부(JU-B)에는 복수 개의 진공흡입구들(VH)이 형성되어 지그 유닛(JU)에 피가공물을 고정시킬 수 있다. 또한, 실시예는 이에 한정하지 않으며, 진공흡입구(VH)는 측면지지부(JU-S)에 형성될 수도 있으며, 바닥지지부(JU-B) 및 측면지지부(JU-S)에 모두 제공되어 피가공물을 고정시킬 수 있다.
도 2의 도시를 참조하면, 가열 유닛(HU)은 지그 유닛(JU)에 안착된 피가공물(OP)의 일면과 마주하고 배치될 수 있다. 즉, 가열 유닛(HU)의 가열플레이트(HP)는 피가공물(OP)의 일면과 마주하고 배치될 수 있다. 가열플레이트(HP)는 피가공물(OP)의 일면에서 이격되어 배치될 수 있다. 하지만, 실시예는 이에 한정하지 않으며, 가열플레이트(HP)는 피가공물(OP) 상에 접촉하여 배치될 수도 있다.
예를 들어, 가열 유닛(HU)은 제2 부재(WP)인 윈도우 부재와 마주하고 배치될 수 있다. 즉, 가열 유닛(HU)의 가열플레이트(HP)는 윈도우 부재에 대응하여 윈도우 부재 상에 배치될 수 있다.
도 4는 일 실시예에 포함되는 가열 유닛(HU)의 가열플레이트(HP)의 사시도를 나타낸것이다. 도 5a 내지 도 5b는 도 4에 도시된 가열플레이트(HP)의 단면도를 나타낸 것이다. 도 5a는 도 4의 Ⅰ-Ⅰ` 선에 대응하는 단면도이고, 도 5b는 도 4의 Ⅱ-Ⅱ` 선에 대응하는 단면도에 해당한다.
도 4 및 도 5a 내지 도 5b를 참조하면, 가열플레이트(HP)는 복수 개의 히터부들(HL)과 복수 개의 히터부들(HL)을 감싸고 배치되는 하우징부(HAU)를 포함할 수 있다. 가열플레이트(HP)에서 복수 개의 히터부들(HL)은 하우징부(HAU)에 미리 형성된 홀에 삽입되어 제공될 수 있다. 또는 복수 개의 히터부들(HL)을 감싸고 하우징부(HAU)가 성형되어 형성될 수도 있다.
복수 개의 히터부들(HL)은 예를 들어 카트리지히터(cartridge heater)일 수 있다. 도 5b는 카트리지 히터가 포함된 경우의 단면도를 예시적으로 나타낸 것이다. 카트리지 히터인 히터부(HL)는 절연 물질로 구성되는 커버(IP), 커버(IP)의 내측에 배치되는 발열저항선(RL) 및 발열저항선(RL)의 적어도 일측에 연결된 전선(EL)을 포함하는 것일 수 있다. 예를 들어, 발열저항선(RL)은 필라멘트 형상일 수 있다. 하지만, 실시예는 이에 한정하지 않으며 복수 개의 히터부들(HL)은 다양한 형태의 발열부재일 수 있다.
하우징부(HAU)는 열전도도가 높은 재료로 제공될 수 있다. 예를 들어, 하우징부(HAU)는 금속물질로 구성될 수 있다. 또한, 하우징부(HAU)는 서로 분리되는 두 개의 서브하우징부(미도시)로 구성될 수 있다. 이 경우 열을 공급하는 피가공물과 인접한 서브하우징부는 열 전도도가 높은 금속물질로 구성되어 피가공물에 열전달을 용이하게 할 수 있다. 또한, 피가공물에서 상대적으로 이격되어 있는 또 다른 서브하우징부는 단열소재로 구성되어 외부로 열이 손실되는 것을 방지할 수 있다.
복수 개의 히터부들(HL)은 가열플레이트(HP)에서 일 방향으로 정렬되어 배치될 수 있다. 하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 복수 개의 히터부들(HL)은 가열플레이트(HP)의 하우징부(HAU)에 일정한 간격으로 나열되어 배치되지 않을 수 있다. 예를 들어, 가열플레이트(HP)의 일 영역에서 다른 영역에 비하여 다수 개의 히터부들(HL)이 배치되어 있을 수 있다. 예를 들어, 히터부들(HL)은 외곽부인 가열플레이트(HP)의 테두리 영역에 주로 배치될 수 있다.
도 2의 합착장치(100A)를 참조하면, 복수 개의 히터부들(HL) 중 적어도 하나의 히터부는 인쇄층(BM)과 중첩하여 배치될 수 있다. 적어도 하나의 히터부(HL)는 인쇄층(BM)의 일부와 인쇄층(BM)의 두께 방향으로 중첩하여 배치될 수 있다. 예를 들어, 테두리 영역에 배치되는 복수 개의 히터부들(HL)은 피가공물(OP)의 제2 부재(WP)인 윈도우 부재의 인쇄층(BM)에 대응하는 위치에 배치될 수도 있다. 도 2에서, 복수 개의 히터부들(HL)은 피가공물(OP)과 마주하여 가열플레이트(HP)에 전체적으로 배치되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 실시예는 이에 한정하지 않는다. 즉, 복수 개의 히터부들(HL)은 가열플레이트(HP)의 일부 영역에 집중되어 배치되며, 복수 개의 히터부들(HL)이 배치되는 영역은 윈도우 부재의 인쇄층(BM)이 배치되는 부분 또는 인쇄층(BM)에 대응하는 영역을 포함하는 부분일 수 있다.
도 2에 도시된 일 실시예의 가열 유닛(HU)은 가열플레이트(HP)의 동작을 제어하는 가열 제어부(HD)를 더 포함할 수 있다. 가열 제어부(HD)는 가열플레이트(HP)를 상하 방향으로 조절하는 위치 조절부일 수 있다. 또는 가열 제어부(HD)는 가열플레이트(HP)의 온도를 제어하는 온도 제어부일 수 있다. 또한, 가열 제어부(HD)는 위치 조절부와 온도 제어부를 모두 포함하는 것일 수 있다. 도면에 도시되지는 않았으나, 예를 들어 가열플레이트(HP)는 온도감지부와 쿨링부를 더 포함할 수 있다. 또한, 도면에는 가열플레이트(HP)가 피가공물(OP)의 일면 상에만 배치되는 것으로 도시하였으나 실시예는 이에 한정하지 않으며, 가열플레이트(HP)는 피가공물(OP)의 상부면 및 하부면 상에 모두 배치될 수 있다.
가열 유닛(HU)은 인접하여 배치되는 피가공물(OP)에 열을 제공하는 것일 수 있다. 가열플레이트는 50℃ 이상 100℃ 이하의 온도로 가열될 수 있다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 일 실시예의 합착장치(100A)는 피가공물(OP)에 압력을 제공하는 가압 유닛(PU)을 포함할 수 있다. 가압 유닛(PU)은 가열플레이트(HP)가 배치되지 않은 피가공물(OP)의 일면 상에 배치되는 가압플레이트(PP)를 포함하는 것일 수 있다. 즉, 일 실시예의 합착장치(100A)에서 피가공물(OP)의 일면 상에는 가열플레이트(HP)가 배치되고 피가공물(OP)의 타면 상에는 가압플레이트(PP)가 배치되는 것일 수 있다. 가압 유닛(PU)은 가압플레이트(PP)의 상하 이동을 제어하는 가압 구동부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 가압 유닛(PU)은 가압플레이트(PP)를 합착장치에 고정시키고 가압플레이트의 상하 이동시 지지축이 되는 가압 지지부(PS)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 가압 지지부(PS)는 가압플레이트(PP)의 상하 이동이 용이하도록 하기 위하여 가압 지지부(PS)의 표면에 나사 홈이 형성되어 있을 수 있다.
가압 유닛(PU)은 피가공물(OP)의 접착부재(AP)가 균일한 두께를 가지도록 피가공물(OP)의 일면 상에서 피가공물(OP)에 일정 압력을 제공하는 것일 수 있다. 접착부재(AP)의 두께 균일도를 얻기 위하여 가압 유닛(PU)의 가압플레이트(PP)의 표면은 높은 평탄도를 가지도록 가공된 면일 수 있다. 또한, 피가공물(OP) 전체에 균일한 압력을 제공하기 위하여 가압플레이트(PP)는 피가공물(OP)의 형상에 대응하는 형상을 가질 수 있다. 즉, 가압플레이트(PP)는 가압플레이트(PP)와 마주하는 피가공물(OP)의 일면에 대응하는 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서 가압플레이트(PP)는 제1 부재(TP)인 터치 센싱 유닛의 터치패널에 대응하는 형상과 크기를 갖는 것일 수 있다. 구체적으로 일 실시예에서 가압플레이트(PP)는 직사각형 형상일 수 있다. 하지만, 실시예는 이에 한정하지 않으며 가압플레이트(PP)는 정사각형, 다각형, 원형 또는 타원형일 수 있다.
가압플레이트(PP)는 광학적으로 투명한 재질로 제공될 수 있다. 예를 들어, 가압플레이트(PP)는 석영 유리(Quartz glass)로 제조된 것일 수 있다. 가압플레이트(PP)가 광학적으로 투명한 재질로 제공되는 경우 이후 설명하는 자외선 조사 유닛(OU)에서 공급되는 자외선 광이 가압플레이트(PP)를 통과하여 피가공물(OP)로 제공될 수 있다. 즉, 피가공물(OP)과 자외선 조사 유닛(OU)은 가압플레이트(PP)를 사이에 두고 서로 마주하고 배치될 수 있다.
자외선 조사 유닛(OU)은 피가공물(OP)의 접착부재(AP)에 자외선 광을 제공하는 것일 수 있다. 자외선 조사 유닛(OU)은 적어도 하나의 광원부(LP)와 적어도 하나의 광원부(LP)를 고정하는 광원 하우징부(MP)를 포함하는 것일 수 있다. 도 2에서는 광원부(LP)가 광원 하우징부(MP) 내에 배치되는 것으로 도시하였으나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 광원부(LP)는 광원 하우징부(MP)의 일면 상에 고정되며 광원부(LP)가 외부에 노출되어 배치될 수 있다. 또한, 광원 하우징부(MP)는 광원부(LP)에서 방출되는 광의 효율을 높이기 위하여 반사재질의 코팅층을 더 포함할 수도 있다.
자외선 조사 유닛(OU)은 가압플레이트(PP)와 이격되어 배치될 수 있다. 도 1 내지 도 2의 일 실시예에서 합착장치(100A)는 가압 유닛 및 자외선 조사 유닛을 지지하는 지지테이블(BS)을 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서 자외선 조사 유닛(OU)은 지지테이블(BS) 상에 배치되어 가압플레이트(PP)와 이격되어 배치될 수 있다.
도 1 내지 도 2에 도시된 일 실시예의 합착장치(100A)는 하나의 피가공물의 접착부재를 합착하는 것으로 도시하였으나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 일 실시예의 합착장치(100A)는 복수 개의 피가공물들을 동일 공정에서 가공할 수 있는 합착장치일 수 있다. 즉, 일 실시예의 합착장치(100A)는 복수 개의 지그 유닛들, 복수 개의 가압 유닛들 등을 포함할 수 있다.
일 실시예의 합착장치는 가열 유닛을 포함하여 접착부재에 열을 제공할 수 있으며, 제공된 열에 의하여 접착부재가 소정의 유동성을 가지도록 할 수 있다. 제공된 열에 의하여 접착부재의 모듈러스(Modulus)를 낮춤으로써, 접착부재가 피착면에 형성된 단차부분을 충진하도록 할 수 있다. 또한, 접착부재가 피착면의 단차부분을 채운 이후에 가압 유닛을 이용하여 피가공물에 일정한 압력을 가함으로써 피착면들 사이에 배치된 접착부재의 두께를 균일하게 하고, 이후 추가된 자외선 조사에 의하여 추가적으로 광경화가 이루어져 접착부재가 피착면들 사이에서 들뜸현상이 없이 고정될 수 있다. 따라서, 일 실시예의 합착장치는 피가공물의 접착부재가 피착면에 균일하게 접착되도록 하여 접착 물성의 신뢰성을 개선할 수 있다.
도 6 내지 도 8은 합착장치의 다른 일 실시예들을 나타낸 도면이다. 이하 도 6 내지 도 8에 대한 설명에서는 상술한 도 1 내지 도 5b에서 설명된 내용과 중복되는 내용은 다시 설명하지 않으며, 상술한 실시예와의 차이점을 위주로 설명한다.
도 6은 일 실시예의 합착장치(100B)의 단면도를 나타낸 것이고, 도 7은 도 6에서 점선으로 표시된 영역인 "LA"를 확대하여 나타낸 단면도이다. 도 6 내지 도 7에 도시된 일 실시예의 합착장치(100B)는 피가공물(OP)을 고정하는 지그 유닛(JU), 피가공물(OP)의 접착부재(AP)에 열을 제공하는 가열 유닛(HU), 피가공물(OP)을 사이에 두고 가열 유닛(HU)과 마주하고 배치되는 가압 유닛(PU) 및 자외선 광을 제공하는 자외선 조사 유닛(OU)을 포함할 수 있다.
도 6의 일 실시예에서는 도 2에 도시된 일 실시예의 합착장치(100A)와 달리 지그 유닛(JU)이 피가공물(OP) 상에 배치되어 피가공물(OP)을 고정시키는 것일 수 있다. 피가공물(OP)은 지그 유닛(JU)에 형성된 복수 개의 진공흡입구들(VH)을 통하여 흡착되어 지그 유닛(JU)에 고정될 수 있다. 예를 들어 복수 개의 진공흡입구들(VH)은 피가공물(OP)인 윈도우 부재를 흡착하는 부분일 수 있다.
또한, 도 6의 합착장치(100B)의 일 실시예에서는 가열 유닛(HU)에 포함되는 복수 개의 히터부들(HL)은 가열플레이트(HP)의 외곽 부분에만 배치되는 것일 수 있다. 도 6의 도시를 참조하면, 가열플레이트(HP)에서 복수 개의 히터부들(HL)이 배치되는 영역은 피가공물(OP)의 인쇄층(BM)과 일부 중첩되며 인쇄층(BM)을 감싸고 배치되는 접착부재(AP)와도 일부 중첩되는 것일 수 있다. 즉, 복수 개의 히터부들(HL)이 배치되는 영역(OA)은 인쇄층의 일부 영역(OA-1) 및 인쇄층에 인접한 접착부재의 일부 영역(OA-2)과 중첩되는 것일 수 있다.
도면에 도시되지는 않았으나, 가열플레이트(HP)는 복수 개의 히터부들(HL)을 각각 포함하는 복수 개의 서브가열플레이트(미도시)로 분리되어 있을 수 있다. 예를 들어, 가열플레이트(HP)는 피가공물(OP)에 대응하는 형상이 아닐 수 있다. 예를 들어, 가열플레이트(HP)는 피가공물(OP)에서 가열이 필요한 부분에 대응하여 부분적으로 배치되는 복수 개의 서브가열플레이트들로 구성될 수 있다.
도 7에서 도시된 피가공물(OP)은 제1 부재(TP)인 터치 센싱 유닛, 제2 부재(WP)인 윈도우 부재가 접착부재(AP)인 광학 투명 접착층에 의하여 결합된 것일 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 터치 센싱 유닛은 터치 패널의 일측에 부착된 가요성 인쇄 회로 기판(FPC)을 포함하는 것일 수 있다. 도 7에서 가압플레이트(PP)는 가요성 인쇄 회로 기판(FPC)의 두께에 의한 단차를 극복하고 피가공물(OP)에 균일한 압력을 제공할 수 있다. 예를 들어, 단차의 높이가 10㎛ 이하인 경우 가압플레이트(PP)는 단차를 극복하고 피가공물(OP)에 균일한 압력을 가할 수 있다.
도 8에 도시된 일 실시예의 합착장치(100C)는 가열 유닛과 지그 유닛이 일체로 제공되는 것일 수 있다. 도 8의 합착장치(100C)는 가열 유닛(HU), 가열 유닛(HU) 상에 안착되어 배치되는 피가공물(OP)을 사이에 두고 가열 유닛(HU)과 마주하고 배치되는 가압 유닛(PU)을 포함할 수 있다. 가열 유닛(HU)은 가열플레이트의 변형된 형상으로 제공될 수 있다. 즉, 가열 유닛(HU)은 하우징부(HAU)와 하우징부(HAU) 내에 배치된 복수 개의 히터부들(HL)을 포함할 수 있으며, 하우징부(HAU)는 바닥부분(HAU-B)과 측면부분(HAU-S)을 포함하도록 구성될 수 있다. 측면부분(HAU-S)은 피가공물(OP)의 측면을 감싸도록 배치되어 피가공물(OP)을 합착장치(100C)에 고정되도록 할 수 있다.
또한, 도 8에서 가열 유닛(HU)에 복수 개의 히터부들(HL)이 일정한 간격으로 정렬되어 배치된 것으로 도시하였으나 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 복수 개의 히터부들(HL)은 서로 다른 간격을 가지도록 정렬될 수 있으며, 또는 복수 개의 히터부들(HL)은 하우징부(HAU)의 외곽 부분에 주로 배치되어 있을 수 있다.
가압 유닛(PU)은 피가공물(OP) 상에 배치되며 가압플레이트(PP)와 가압플레이트(PP)에 고정되어 가압플레이트(PP)의 상하 이동을 조절하는 가압 지지부(PS) 및 가압플레이트의 동작을 제어하는 가압 구동부(PD)를 포함할 수 있다.
도 8의 실시예에서 자외선 조사 유닛(OU)은 가압 유닛(PU) 상에 배치될 수 있다. 자외선 조사 유닛(OU)은 가압 유닛(PU)과 이격되어 배치될 수 있다. 자외선 조사 유닛(OU)은 복수 개의 광원부들(LP)와 복수 개의 광원부들(LP)를 고정하는 광원 하우징부(MP)를 포함할 수 있다. 또한 복수 개의 광원부들(LP)은 외부로 노출되어 피가공물(OP) 측으로 자외선 광을 직접 제공할 수 있다.
도 6 또는 도 8에 도시된 일 실시예의 합착장치(100B, 100C)는 가열 유닛, 합착 유닛 및 자외선 조사 유닛을 포함함으로써 접착부재가 피착면들 사이에서 단차를 극복하고 피착면에 부착될 수 있어 접착 물성의 신뢰성을 개선할 수 있다.
도 9는 일 실시예의 합착 방법의 순서도를 나타낸 것이다. 일 실시예의 합착방법은 상술한 일 실시예의 합착장치(100A, 100B, 100C)를 이용하여 제공될 수 있다. 즉, 일 실시예의 합착방법은 지그 유닛, 가열 유닛, 가압 유닛 및 자외선 조사 유닛을 포함하는 합착장치에서 제공될 수 있다. 도 10a 내지 도 10c는 일 실시예의 합착방법의 각 단계에서의 접착부재의 변화를 도식적으로 나타낸 것이다.
도 9를 참조하면, 일 실시예의 합착방법은 피가공물을 합착장치의 지그 유닛에 고정하는 단계(S10), 가열 유닛에서 피가공물에 열을 제공하는 단계(S20), 가열된 피가공물에 압력을 가하는 단계(S30) 및 피가공물에 자외선 광을 제공하는 단계(S40)를 포함할 수 있다.
피가공물을 지그 유닛에 고정하는 단계(S10)는 접착부재에 의하여 결합된 제1 부재와 제2 부재를 포함하는 피가공물을 합착장치의 지그 유닛에 안착하여 고정시키는 단계일 수 있다. 예를 들어, 접착부재는 광학 투명 접착층이고 제1 부재는 터치 센싱 유닛이며 제2 부재는 윈도우 부재일 수 있다.
도 10a를 참조하면, 안착된 피가공물(OP)에서 접착부재(AP)는 피가공물(OP)의 제2부재(WP)인 윈도우 부재에 형성된 인쇄층(BM)의 단차로 인하여 일부에 들뜸 부분(VA)이 나타날 수 있다. 즉, 인쇄층(BM)에 인접한 부분에서 접착부재는 인쇄층 단차를 충진하지 못하며, 접착부재와 윈도우 부재 사이에 들뜸 부분(VA)이 발생하게 된다.
지그 유닛에 피가공물을 고정한 후에 가열 유닛을 이용하여 접착부재에 열을 제공할 수 있다. 접착부재는 열활성화 온도까지 가열될 수 있다. 접착부재의 열활성화 온도는 접착부재의 모듈러스 값을 저하시킬 수 있는 온도일 수 있다. 예를 들어 열활성화 온도는 접착부재의 화학적 결합을 깨지 않으면서 접착부재의 유동성을 부여할 수 있는 온도 범위일 수 있다. 접착부재의 유동성은 외부의 자극에 의하여 용이하게 접착부재의 형상이 변형될 수 있는 온도일 수 있다. 구체적으로 열활성화 온도는 50℃ 이상 80℃ 이하일 수 있다. 열활성화 온도가 50℃ 보다 낮을 경우 접착부재가 유동성을 가질 수 없으며, 열활성화 온도가 80℃ 보다 높은 경우 피가공물의 다른 부재의 신뢰성에 영향을 미칠 수도 있다.
도 10b는 가열플레이트(HP)에 의하여 접착부재(AP)가 가열된 상태를 도식적으로 나타낸 것이다. 도 10b를 참조하면, 접착부재(AP)는 제2 부재(WP)인 윈도우 부재의 인쇄층(BM) 단차에 의하여 생긴 들뜸 부분(VA)을 채우고 배치될 수 있다. 다만, 인쇄층(BM)을 감싸고 배치되는 접착부재의 부분은 유동성에 의하여 균일한 두께를 가지지 못하고 일부 굴곡부분(BA)이 형성되어 있을 수 있다.
접착부재의 열활성화 온도에 해당하는 열을 피가공물에 가한 이후에 가열된 피가공물에 가압 유닛을 이용하여 압력을 제공할 수 있다. 가압 유닛의 가압플레이트는 피가공물의 일면에 마주하고 배치되어 피가공물 전체 면에 균일한 압력을 제공할 수 있다.
피가공물에 압력을 제공한 이후에 피가공물의 일면에 자외선 광을 제공할 수 있다. 일 실시예의 합착방법에서 자외선 광을 제공하는 단계(S40)는 피가공물에 압력을 가하는 단계(S30) 이후에 진행될 수 있다. 하지만, 실시예는 이에 한정되지 않으며, 피가공물에 자외선 광을 제공하는 단계(S40)는 피가공물에 압력을 가하는 단계(S30)와 동일한 단계에서 진행될 수 있다. 예를 들어, 피가공물에 압력을 가하는 단계(S30)와 피가공물에 자외선 광을 제공하는 단계(S40)는 동시에 수행될 수도 있다. 즉, 피가공물에 일정한 압력을 가하여 접착부재의 두께를 균일하게 하고, 균일한 두께의 접착부재가 고정될 수 있도록 자외선을 조사하여 접착부재가 추가 광경화가 일어나도록 할 수 있다.
도 10c는 피가공물(OP)에 가압 및 자외선 조사가 이루어진 상태를 도식적으로 나타낸 것이다. 피가공물(OP)의 제1 부재(TP)인 터치 센싱 유닛의 일면에 가압플레이트(PP)가 압력을 제공하며, 가압플레이트(PP) 하부에 배치된 자외선 조사 유닛(OU)에서 방출된 자외선 광이 피가공물(OP)의 접착부재(AP)에 제공될 수 있다. 접착부재(AP)는 도 10a 내지 도 10b에서 미경화된 부분(AP-S)을 포함하고 있을 수 있다. 미경화된 부분(AP-S)은 가교반응기를 갖는 올리고머 또는 모노머일 수 있다. 도 10c에 도식적으로 나타낸 바와 같이 자외선 조사 단계 이후 접착부재는 자외선에 의하여 추가 경화가 일어나 미경화된 부분(AP-S)은 사후적으로 가교(cross linking)가 일어난 상태로 변화될 수 있다.
피가공물(OP)의 접착부재는 미경화된 부분뿐 아니라 광개시제를 추가로 포함하고 있을 수 있다. 따라서, 자외선 조사 단계 이후에 피가공물(OP)의 접착부재는 미경화된 가교 반응기와 광 개시제에 의하여 추가적으로 중합 반응 또는 가교 반응이 일어나 접착부재의 가교도가 증가되고 모듈러스 값이 커질 수 있다.
피가공물에 자외선 광을 제공하는 단계(S40)에서, 피가공물에 제공되는 자외선 광은 중심 파장이 350nm 이상 550nm 이하일 수 있다. 하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예의 합착방법은 접착부재를 가열하는 단계를 포함함으로써, 접착부재가 유동성을 가지고 피착면의 단차부분을 충진하고 재배치되도록 할 수 있어 접착물성의 신뢰성을 개선할 수 있다. 또한 접착부재가 유동성을 가지고 단차가 있는 부분을 채우고 배치된 이후에 피가공물에 일정한 압력을 가하고 이후 추가로 자외선 경화 단계를 수행함으로써 균일한 두께를 가지며 피착면의 단차 부분을 충진하고 배치되는 접착층을 제공할 수 있다. 따라서, 일 실시예의 합착방법을 이용하여 접착부재와 피착면 사이의 들뜸 현상을 개선하여 접착력을 개선할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
100A, 100B, 100C : 합착장치
JU : 지그 유닛 HU : 가열 유닛
PU : 가압 유닛 OU : 자외선 조사 유닛
OP : 피가공물

Claims (20)

  1. 접착부재에 의하여 결합된 제1 부재와 제2 부재를 포함하는 피가공물을 고정하는 지그 유닛;
    복수 개의 히터부들을 포함하고, 상기 지그 유닛에 안착된 상기 피가공물의 일면과 마주하여 배치된 가열플레이트를 포함하는 가열 유닛;
    상기 피가공물의 타면과 마주하여 배치되는 가압플레이트를 포함하는 가압 유닛; 및
    상기 접착부재에 자외선 광을 제공하는 자외선 조사 유닛; 을 포함하고,
    상기 제1 부재는 터치 센싱 유닛이고,
    상기 제2 부재는 상기 터치 센싱 유닛과 마주하는 일면에 인쇄층을 포함하는 윈도우 부재이며,
    상기 히터부들 중 적어도 하나의 히터부는 상기 인쇄층과 중첩하여 배치되는 합착장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 지그 유닛은 상기 피가공물을 고정하는 적어도 하나의 진공흡입구를 포함하는 합착장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 지그 유닛은
    내부에 빈 공간을 제공하며 상기 피가공물의 측면을 감싸도록 배치되는 측면지지부; 및
    상기 측면지지부에서 내측으로 벤딩되고, 상기 가압플레이트에 마주하여 형성된 개구부를 포함하는 바닥지지부; 를 포함하는 합착장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 히터부들을 감싸고 배치되는 하우징부; 를 포함하는 합착장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 가열 유닛은 상기 가열플레이트의 동작을 제어하는 가열 제어부를 더 포함하는 합착장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 가열 제어부는 위치 조절부 및 온도 제어부 중 적어도 하나를 더 포함하는 합착장치.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 히터부들은 상기 피가공물의 테두리 영역에 대응하는 위치에 배치되는 합착장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 인쇄층은 상기 터치 센싱 유닛과 마주하는 상기 윈도우 모듈의 일면의 테두리에 배치되는 합착장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 가압플레이트는 광학적으로 투명한 합착장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 가압 유닛은 상기 가압플레이트의 상하 이동을 제어하는 가압 구동부를 더 포함하는 합착장치.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 자외선 조사 유닛은 상기 가압 플레이트를 사이에 두고 상기 피가공물과 마주하고 배치되는 합착장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 가압 유닛 및 상기 자외선 조사 유닛을 지지하는 지지테이블을 더 포함하고,
    상기 자외선 조사 유닛은 상기 가압플레이트와 이격되어 상기 지지테이블 상에 배치된 합착장치.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 가압플레이트는 상기 가압플레이트와 마주하는 피가공물의 형상에 대응하는 형상을 갖는 합착장치.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 자외선 조사 유닛은 적어도 하나의 광원부; 및
    상기 적어도 하나의 광원부를 고정하는 광원 하우징부; 를 포함하는 합착장치.
  15. 제 1항에 있어서,
    상기 지그 유닛과 상기 가열 유닛은 일체로 제공되는 합착장치.
  16. 제 1항에 있어서,
    상기 지그 유닛은 상기 피가공물의 일면 상에 배치되어 상기 피가공물을 흡착하여 고정시키는 것인 합착장치.
  17. 접착부재에 의하여 결합된 제1 부재와 제2 부재를 포함하는 피가공물을 지그 유닛에 고정하는 단계;
    복수 개의 히터부들을 포함하는 가열 플레이트를 포함하는 가열 유닛에서 상기 고정된 피가공물에 열을 제공하는 단계;
    가압 유닛으로 상기 가열된 피가공물에 압력을 가하는 단계; 및
    상기 가압된 피가공물에 자외선 광을 제공하는 단계; 를 포함하고,
    상기 제1 부재는 터치 센싱 유닛이고,
    상기 제2 부재는 상기 터치 센싱 유닛과 마주하는 일면에 인쇄층을 포함하고,
    상기 히터부들 중 적어도 하나의 히터부는 상기 인쇄층과 중첩하여 배치되는 합착방법.
  18. 삭제
  19. 제 17항에 있어서,
    상기 접착부재의 열활성화 온도는 50℃ 이상 80℃ 이하인 합착방법
  20. 제 17항에 있어서,
    상기 접착부재는 광개시제를 포함하는 합착방법.
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