KR102542886B1 - 코팅용 지그 및 이를 이용한 코팅 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 코팅 공정에서 측면 및 배면의 오염을 줄일 수 있는 코팅용 지그 및 이를 이용한 코팅 방법에 관한 것이다.

Description

코팅용 지그 및 이를 이용한 코팅 방법{Coating Jig and Coating Method Using the Same}

본 발명은 코팅용 지그 및 이를 이용한 코팅 방법에 관한 것으로, 구체적으로 셀 기재를 코팅하기 위한 코팅용 지그 및 이를 이용한 코팅 방법에 관한 것이다.

인터넷이 보편화되고 소통되는 정보의 양이 폭발적으로 증가하면서 미래에는 언제 어디서나 정보를 접할 수 있는 ‘유비쿼터스 디스플레이(ubiquitous display)’의 환경이 창출될 것이며, 그에 따라 정보를 출력하는 매개체인 노트북, 전자수첩 및 PDA 등과 같은 휴대용 디스플레이의 역할이 중요하게 되었다. 이러한 유비쿼터스 디스플레이 환경을 구현하기 위해서는 원하는 때와 장소에서 정보를 바로 접할 수 있도록 디스플레이의 휴대성이 요구된다.

디스플레이의 휴대성을 위한 소형화 및 경량화의 요구에 따라, 평판 표시 장치가 개발되었으며, 이의 대표적인 예로는 액정 디스플레이(liquid-crystal display: LCD) 및 유기 발광 소자(organic light-emitting diode: OLED) 디스플레이를 들 수 있다.

OLED는 구동을 위한 박막 트랜지스터 어레이와 색상 표현을 위한 컬러 필터를 하나의 기판 상에 제조할 수 있어 LCD에 비하여 매우 가볍고 얇은 화면을 구현할 수 있으며, 색재현 범위가 넓고, 응답 속도가 빠르며, 높은 명암비를 갖는 등의 장점이 있다.

또한 이러한 평판 디스플레이는 키패드와 같은 별도의 입력 장치를 사용하지 않고 디스플레이 상에 구현되는 터치 입력방식과 결합하여 사용되는 추세이다.

이와 같은 디스플레이 장치를 제조하는 과정에서 여러 코팅 공정이 사용된다. 특히, 유연성과 공정 상의 편리함 등의 장점을 갖는 유기 물질의 사용이 증가하면서 코팅 공정이 차지하는 비중이 커지고 있다.

코팅 공정에서 사용되는 지그에 관하여 대한민국 등록특허 제10-1312364호 및 대한민국 공개특허 제10-2014-0024743호에 개시되어 있다. 대한민국 등록특허 제10-1312364호에서는 지그 상에 기판을 수용하기 위한 수용부 상에 제공되며, 상기 기판이 상기 지그 상에 공급될 때 정위치에 안착되도록 가이드하기 위한 하나 이상의 가이드 부재; 상기 수용부 상에 제공되며, 상기 수용부 내로 공급된 상기 기판을 고정방식으로 지지하기 위한 흡입홀을 구비한 복수의 지지 부재; 상기 흡입홀과 연결되는 진공 흡입 장치; 상기 수용부의 바닥면의 가장자리 둘레를 따라 제공되며, 상기 기판을 배출하기 위한 복수의 에어홀; 및 상기 복수의 에어홀과 연결되는 송풍장치를 포함하는 기판 착탈 장치를 개시하고 있으며, 대한민국 공개특허 제10-2014-0024743호는 편평한 편평부와; 터치패널의 기판으로 사용될 셀을 안착하는 안착부; 셀의 위치고정을 돕도록 안착부 모서리에 배열된 다수의 척; 셀의 진공흡착을 돕도록 안착부 내에 형성된 다수의 진공흡입공; 및 안착부 가장자리 둘레를 따라 배열되어 셀의 가장자리를 향해 공기를 강제송풍하는 다수의 공기토출공;을 구비하는 터치패널 제조용 지그를 개시하고 있다.

그러나, 이러한 종래 기술의 지그를 사용하여 코팅을 실시할 경우, 코팅면뿐 아니라, 그 측면과 배면에 코팅액이 도포되어 측면과 배면을 오염시키는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허 제10-1312364호 대한민국 공개특허 제10-2014-0024743호

본 발명은 이와 같은 종래 기술의 코팅용 지그의 문제를 해결하기 위한 것으로, 기재의 코팅면을 제외한 다른 부분이 코팅액으로 오염되는 것을 최소화할 수 있는 코팅용 지그 및 이를 이용한 코팅 방법을 제공하는 것을 그 과제로 한다.

본 발명의 다른 과제는 코팅액으로 인한 오염을 줄여 디스플레이의 시인성을 개선할 수 있는 코팅용 지그 및 이를 이용한 코팅 방법을 제공하는 것이다.

이와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서는, 코팅하고자 하는 기재의 전면을 노출하도록 상기 기재를 적재하는 척(chuck); 상기 전면과 대향하는 상기 기재의 배면을 진공 흡착하기 위한 진공 홀; 상기 기재의 중심으로부터 상기 진공 홀의 바깥쪽에 위치하며 상기 기재의 배면으로 송풍을 위한 공기를 배출하는 공기 홀; 및 상기 기재의 중심으로부터 상기 공기 홀의 바깥쪽에 위치하며 여분의 코팅액을 배출하는 흡입 홀을 포함하는 코팅용 지그를 제공한다.

여기에서, 상기 공기 홀은 상기 기재의 가장자리에 인접하되 상기 기재의 안쪽에 위치하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 흡입 홀은 상기 기재의 바깥쪽에 위치하는 것이 바람직하다.

상기 진공 홀과 상기 공기 홀은 각각 다수 형성될 수 있으며, 이때 각 진공 홀과 공기 홀이 서로 인접하여 위치할 수 있다.

상기 공기 홀과 상기 흡입 홀 사이의 벽은 그 상부면이 상기 공기 홀로부터 상기 흡입 홀 방향으로 경사진 형상을 갖는 것이 바람직하다.

상기 흡입 홀은 상기 기재를 둘러싸는 위치에 형성된 해자 형상일 수 있다.

본 발명의 다른 양상에 따르면, 상술한 바와 같은 코팅용 지그를 사용한 코팅 방법이 제공되며, 상기 코팅 방법은 상기 척 상에 기재를 적재하는 단계; 상기 진공 홀을 통해 공기를 흡입하여 상기 기재를 고정하는 단계; 및 코팅액을 분사하면서 상기 공기 홀을 통해 공기를 분사하고 상기 흡입 홀을 통해 여분의 상기 코팅액을 흡입하는 단계를 포함한다.

여기에서, 상기 기재는 셀 단위로 절단이 완료된 것일 수 있다.

본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 상술한 바와 같은 코팅 방법을 사용하여 형성된 디스플레이 장치용 커버 윈도우가 제공되며, 이는 상기 기재의 상기 전면에 형성된 코팅막의 두께를 A㎛라고 할 때, 상기 기재의 측면에 형성되는 코팅막의 두께는 A/5㎛ 이하, 상기 기재의 배면에 형성되는 코팅막의 폭은 200㎛ 이하, 두께는 A/5㎛ 이하인 커버 윈도우이다.

여기에서, 상기 기재는 투명기재이며, 상기 코팅막은 하드 코팅, 지문방지 코팅, 비산방지 코팅, 또는 반사방지 코팅 조성물로 이루어질 수 있다.

이와 같은 본 발명의 코팅용 지그에 의하면, 셀 기재를 코팅함에 있어서 기재의 코팅면을 제외한 측면 또는 배면이 코팅액으로 오염되는 것을 막을 수 있으며, 이에 따라 셀 기재를 사용한 디스플레이 장치의 시인성을 개선할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅용 지그의 평면도이다.
도 2는 도 1의 II-II' 선의 단면도이다.
도 3은 도 1의 코팅용 지그에 기재를 장착한 상태를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 코팅용 지그를 사용하여 코팅한 결과물의 단면을 도시한 것이다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅용 지그를 사용한 코팅 방법의 공정 단면도이다.
도 6은 비교예의 코팅용 지그의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 실시예와 비교예의 코팅막의 오염 정도를 비교한 그래프이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 코팅용 지그 및 이를 이용한 코팅 방법의 바람직한 실시예에 관하여 상세히 설명한다. 다만 본 명세서에 첨부된 도면들은 본 발명을 설명하기 위한 예시일 뿐, 본 발명이 도면에 의해 한정되는 것은 아니다. 또한, 설명 상의 편의를 위해 일부 구성요소들은 도면 상에서 과장되게 표현되거나, 축소 또는 생략되어 있을 수 있다.

본 발명은 진공 흡착으로 기재를 안정적으로 고정하면서 공기를 강제 송풍하여 기재의 외곽 쪽으로 코팅액을 내보내고 여분의 코팅액을 흡입함으로써 기재의 오염을 최소화할 수 있는 코팅용 지그를 제공한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅용 지그의 평면도이고, 도 2는 도 1의 II-II' 선의 단면도이며, 도 3은 도 1의 코팅용 지그에 기재를 장착한 상태를 나타내는 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅용 지그(10)는 지그 본체(110)와 척(chuck)(120)을 포함하여 이루어진다. 척(120)은 그 상부에 코팅할 기재를 적재할 수 있으며 도 2에서 화살표로 표시한 바와 같이 하역을 위하여 상하로 움직일 수 있다.

도 3에 나타난 바와 같이, 척(120) 상에 기재(100)가 적재될 수 있으며, 이 때 기재(100)는 코팅하고자 하는 면(이하, 전면 또는 코팅면이라 함)이 노출되도록 척(120) 상에 적재된다.

지그 본체(110)에는 중심 방향으로부터 차례로 진공 홀(130), 공기 홀(140) 및 흡입 홀(150)이 형성되어 있다.

진공 홀(130)은 진공을 생성하는 홀로서, 진공 라인에 연결되어 진공을 생성할 수 있다. 진공 홀(130)은 척(120)을 둘러싸도록 다수가 배치되고, 척(120) 상에 적재되는 기재(100)의 전면과 대향하는 기재(100)의 배면을 진공 흡착하여 코팅 공정 중에 기재(100)가 안정적으로 고정되도록 한다. 특히, 후술하는 공기 홀(140)에 의해 분사되는 공기에 의해 기재(100)가 들뜨지 않도록 기재(100)를 고정할 수 있다.

공기 홀(140)은 진공 홀(130)의 바깥쪽에 위치하며 공기 라인에 연결되어 기재(100)의 배면으로 공기를 배출하여 강제 송풍한다. 공기 홀(140)은 진공 홀(130)을 둘러싸도록 다수 배치되며, 특히 공기 홀(140)과 진공 홀(130)이 인접하도록 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 이 때 도 2의 A 부분에서 나타난 바와 같이 공기 홀(140)의 바깥쪽 벽은 바깥쪽으로 경사진 형태로 구성되어 공기 홀(140)로부터 배출되는 공기가 바깥쪽인 흡입 홀(150) 쪽으로 주로 송풍되도록 하는 것이 바람직하다.

공기 홀(140)로부터 분사되는 공기는 분사되는 코팅액이 기재의 배면 쪽으로 침투하는 것을 방지한다.

흡입 홀(150)은 코팅 공정 중 발생하는 여분의 코팅액을 흡입하여 배출하며, 특히 공기 홀(140)로부터 송풍되는 공기에 의해 분사되는 코팅액에 와류가 발생하지 않도록 하여 기재(100) 배면으로부터 바깥쪽으로 흘러내리는 코팅액과 기재(100)의 측면으로부터 흘러내리는 코팅액을 흡입하여 빠르게 배출한다. 흡입 홀(150)은 배출 라인과 연결될 수 있다.

흡입 홀(150)은 진공 홀(130) 및 공기 홀(140)과는 달리 전체적으로 이어진 해자 형태로 구성될 수 있으며, 해자를 따라 다수의 배출공이 형성될 수 있다.

이러한 구성에 따라, 기재(100)의 코팅면을 제외한 측면 및 배면이 코팅액으로 오염되는 것을 최소화할 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 코팅용 지그를 사용하여 코팅한 결과물의 단면을 도시한 것이다. 도 4에서는 기재의 가장자리 부분만을 확대하여 나타내고 있다.

스프레이 코팅과 같은 코팅 공정을 통해 코팅막을 형성할 경우, 기재 측면과 배면에 코팅막이 일부 형성되는 것을 피하기 어렵다. 그러나, 본 발명의 실시예에 따른 코팅용 지그를 사용하면 이를 현저히 줄일 수 있다.

구체적으로, 도 4에 나타난 바와 같이, 기재(100) 전면에 코팅막(200)이 형성되어 있으며, 코팅막의 두께가 A㎛일 경우, 기재(100) 측면에 형성되는 코팅막(200)의 두께는 A/5㎛ 이하, 기재 배면에 형성되는 코팅막(200)의 폭은 200㎛ 이하, 두께는 A/5㎛ 이하로 형성할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 코팅용 지그를 사용하여 코팅될 수 있는 기재(100)에는 특별한 제한이 없다. 다만, 기판 전체를 코팅한 후 절단하여 개별 셀을 제조하는 공정에 비하여, 코팅 전에 절단이 이루어지고 셀 단위로 코팅 공정을 진행하는 기재의 경우 본 발명의 코팅용 지그의 사용이 특히 유리하다.

셀 단위로 코팅 공정을 진행하는 것은 강화 유리 기재를 사용하거나 유연성 플라스틱 기재에 강화 코팅을 실시하는 등과 같이 코팅 후 절단에 비용 및 설비 투자가 큰 경우에 유리한 방법이다.

기재(100)로는 투명기재를 사용할 수 있으며, 예를 들면 유연성 투명기재를 사용할 수 있다. 유연성 투명기재의 재질로는 투명성이 있는 유리 및 플라스틱 필름이면 어떤 것이라도 사용 가능하다.

기재(100)의 두께는 특별히 제한되지 않으나, 8 내지 1000㎛, 구체적으로는 20 내지 300㎛일 수 있다. 기재의 두께가 8㎛ 미만이면 강도가 저하되어 가공성이 떨어지게 되고, 1000㎛ 초과이면 투명성 및 유연성이 저하될 수 있다.

또한, 사용되는 기재(100)의 크기에 특별한 제한이 없다. 특히 다양한 배치의 홀을 형성하고 필요에 따라 원하는 위치의 홀에 진공 라인, 공기 라인 등을 연결하여 사용하거나, 진공 홀, 공기 홀, 흡입 홀의 위치를 조정 가능하도록 형성하여 코팅용 지그(10)를 다양한 크기의 기재(100)에 맞추어 사용하도록 할 수도 있다.

본 발명의 실시예에 따른 코팅용 지그를 사용하여 코팅될 수 있는 코팅막(200)의 종류 또한 특별한 제한이 없다. 예를 들면, 투명기재(100) 상에 하드코팅막을 형성하는 공정에 본 발명의 실시예에 따른 코팅용 지그를 사용할 수 있다. 다른 예로, 지문방지 코팅막, 비산방지 코팅막, 또는 반사방지 코팅막 등의 다양한 코팅막을 사용할 수도 있다.

본 발명의 일 실시형태는 유연성 투명기재에 하드코팅막, 지문방지 코팅막, 비산방지 코팅막, 또는 반사방지 코팅막을 형성하여 제조되는 디스플레이 장치용 커버 윈도우에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시형태의 디스플레이 장치용 커버 윈도우는 편광판, 터치 센서 등에 부착하여 사용할 수도 있다.

도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅용 지그를 사용한 코팅 방법의 공정 단면도이다.

먼저, 도 5a에 나타난 바와 같이, 척(120)을 위로 올려 기재(100)를 적재한다.

다음, 도 5b에 나타난 바와 같이, 척(120)을 아래로 내린 다음 진공 홀(130)을 통해 공기를 흡입하여 기재(100)가 고정되도록 한다.

이제, 도 5c에 나타난 바와 같이, 공기 홀(140)을 통해 공기를 분사하고 흡입 홀(150)을 통해 흡입하면서 코팅액을 분사하여 코팅을 실시한다. 이 때, 사용할 수 있는 코팅 공정은 특별히 제한하지 않으나, 스프레이 코팅 등의 방법을 사용할 수 있다.

도 5c에 도시된 바와 같이, 기재(100)의 전면에는 코팅액이 분사되어 코팅되고, 기재(100)의 측면을 따라 흘러내리고 배면으로 유입되는 코팅액은 공기 홀(140)로부터 분사되는 공기에 의해 바깥쪽의 흡입 홀(150) 방향을 향하게 되며, 흡입 홀(150)로 흡입된다.

도 5c의 단계를 거쳐 코팅이 완료되면, 도 5d에 나타난 바와 같이, 척(120)을 위로 올려 지그 본체(110)로부터 떨어지도록 한 후, 코팅된 기재를 지그(10)로부터 분리한다.

본 발명의 실시예에 따른 코팅용 지그의 오염 방지 성능을 확인하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 코팅용 지그를 사용하지 않고 코팅한 경우와 오염 정도를 비교하였다. 또한, 기본적으로 중심으로부터 바깥쪽을 향해 진공 홀, 공기 홀, 흡입 홀을 배치하는 것에 더하여, 기재와의 관계 하에 공기 홀과 흡입 홀의 최적 위치를 결정하기 위하여 공기 홀과 흡입 홀의 다양한 배치를 이용하여 오염 정도를 측정하였다.

도 6은 본 발명의 실시예의 오염 감소 성능을 알아보기 위한 비교예(비교예 1)를 나타내는 단면도이다.

비교예 1은 중앙 부분에 진공 홀을 추가로 포함하며, 도 1 내지 도 3에 도시된 본 발명의 실시예와는 달리 공기를 분사하는 공기 홀이 없는 대신 공기 홀의 위치에 추가로 흡입 홀을 배치한 구성을 나타낸다. 따라서 비교예 1의 경우 기재 배면의 코팅액은 바깥쪽으로 흘러나가는 대신 추가의 흡입 홀을 통해 아래로 배출된다.

도 7a 내지 도 7c는 도 1 내지 도 3에서 도시한 본 발명의 실시예에 따른 코팅용 지그와 비교예 1의 코팅용 지그를 각각 사용하여 코팅막을 형성한 경우 및 본 발명의 실시예에 따른 코팅용 지그를 사용하지 않고 기재에 코팅막을 형성한 경우(비교예 2)에 대해 코팅막의 오염 정도를 비교한 그래프로서, 각각 가장자리로부터의 오염 범위, 오염의 최대 크기 및 측면 오염율을 나타낸다.

도 7a 내지 도 7c에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 코팅용 지그를 사용하여 코팅막을 형성한 경우, 가장자리로부터의 오염 범위, 오염 최대 크기 및 측면 오염율의 모든 면에서 비교예 1 및 비교예 2에 비해 현저한 오염 개선을 가져옴을 알 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명이 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 명시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구 범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 코팅용 지그 100: 기재
110: 코팅용 지그 본체 120: 척
130: 진공 홀 140: 공기 홀
150: 흡입 홀 200: 코팅막

Claims (12)

1. 지그 본체;
   상기 지그 본체의 중심에 상하로 움직일 수 있게 결합하고, 코팅하고자 하는 기재의 전면을 노출하도록 상기 기재를 적재하는 척(chuck);
   상기 척의 바깥쪽에서 상기 지그 본체에 형성되어, 상기 전면과 대향하는 상기 기재의 배면을 진공 흡착하기 위한 진공 홀;
   상기 기재의 중심으로부터 상기 진공 홀의 바깥쪽에 위치하며 상기 기재의 배면으로 송풍을 위한 공기를 배출하는 공기 홀; 및
   상기 기재의 중심으로부터 상기 공기 홀의 바깥쪽에 위치하며 여분의 코팅액을 배출하는 흡입 홀;
   을 포함하는 코팅용 지그.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 공기 홀은 상기 기재의 가장자리에 인접하되 상기 기재의 안쪽에 위치하는,
   코팅용 지그.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 흡입 홀은 상기 기재의 바깥쪽에 위치하는,
   코팅용 지그.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 진공 홀과 상기 공기 홀은 각각 다수 형성되며,
   각 진공 홀과 공기 홀이 서로 인접하여 위치하는,
   코팅용 지그.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 공기 홀과 상기 흡입 홀 사이의 벽은 그 상부면이 상기 공기 홀로부터 상기 흡입 홀 방향으로 경사진 형상을 갖는,
   코팅용 지그.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 흡입 홀은 상기 기재를 둘러싸는 위치에 형성된 해자 형상인,
   코팅용 지그.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항의 코팅용 지그를 사용한 코팅 방법에 있어서,
   상기 척 상에 기재를 적재하는 단계;
   상기 진공 홀을 통해 공기를 흡입하여 상기 기재를 고정하는 단계; 및
   코팅액을 분사하면서 상기 공기 홀을 통해 공기를 분사하고 상기 흡입 홀을 통해 여분의 상기 코팅액을 흡입하는 단계;
   를 포함하는 코팅 방법.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 기재는 셀 단위로 절단이 완료된 것인,
   코팅 방법.
9. 제 7 항의 코팅 방법을 사용하여 형성된 코팅막을 포함하는 디스플레이 장치용 커버 윈도우에 있어서,
   상기 기재의 상기 전면에 형성된 코팅막의 두께를 A㎛라고 할 때, 상기 기재의 측면에 형성되는 코팅막의 두께는 A/5㎛ 이하, 상기 기재의 배면에 형성되는 코팅막의 폭은 200㎛ 이하, 두께는 A/5㎛ 이하인,
   커버 윈도우.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 기재는 투명기재이며, 상기 코팅막은 하드코팅, 지문방지 코팅, 비산방지 코팅, 또는 반사방지 코팅 조성물로 이루어진,
    커버 윈도우.
11. 제 9 항의 커버 윈도우가 부착된 편광판.
12. 제 9 항의 커버 윈도우가 부착된 터치 센서.

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