KR20120096141A - 유브이 레진 도포 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 UV 레진 도포 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 터치 패널 셀과 글라스를 진공 합착하여 터치 패널을 제조하는 방법에 있어서, 글라스 표면의 테두리부에 UV 댐을 토출하고 가경화시키고, 상기 UV 댐 내부에 UV 도트를 토출함으로써 UV 레진의 소비를 최소화하고, UV 경화시 접착력을 높일 수 있는 UV 레진 도포 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

Description

유브이 레진 도포 장치 및 그 방법 {Dispensing Device Of UV Resin And Method Thereof}
본 발명은 UV 레진 도포 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 터치 패널 셀과 글라스를 진공 합착하여 터치 패널을 제조하는 방법에 있어서, 글라스 표면의 테두리부에 UV 댐을 토출하고 가경화시키고, 상기 UV 댐 내부에 UV 도트를 토출함으로써 UV 레진의 소비를 최소화하고, UV 경화시 접착력을 높일 수 있는 UV 레진 도포 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
터치 패널은 패널 상에 디스플레이된 표시를 가압함으로써 상기 표시에 대응되어 미리 정해진 정보를 입력하는 입력수단으로써 편리성으로 인해 모든 디스플레이 장치에 활발히 적용되고 있다.
일반적으로 터치 패널은 정전용량 방식, 저항막 방식, 표면 초음파 방식, 적외선 방식 등에 의해 터치 패널에 가압된 부분의 좌표를 추출하고 정보를 입력하게 된다.
터치 패널은 패널 상에 손이나 전자펜 등이 접촉하여 좌표를 인식하는 방식이므로 패널 손상이 발생하기 쉬우므로 상기 터치 패널을 보호하기 위한 윈도우를 터치 패널 상에 합착하여 제조한다.
종래의 터치 패널과 윈도우의 합착 방법은 광학적 접착제(OCA 테이프)를 이용하거나 UV 경화성 레진을 이용하는 방식이 이용되고 있다.
상기 광학적 접착제를 이용하는 방식은 접착제 자체 두께로 인해 패널의 전체 두께가 증가하고, 접착력이 떨어지는 문제가 있으므로 UV 레진을 이용한 UV 경화 방식이 많이 사용되고 있다.
그러나, 종래의 UV 레진 도포 방법은 글라스 전면에 UV 레진을 도포하여야 하므로 UV 레진의 소모가 증가하여 제조 단가가 상승하는 문제가 있었다.
또한, 상기 UV 레진이 도포된 후 윈도우와 터치패널 셀의 합착 또는 경화를 위한 이송시 상기 도포된 UV 레진의 유동성에 의해 UV 레진이 흘러내리거나 UV 레진의 균일도가 떨어져서 불량률이 높아지는 문제가 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써 본 발명의 목적은 터치 패널 셀과 윈도우 합착을 위해 상기 윈도우 표면에 UV 레진을 도포시 테두리부에 UV 댐을 형성함과 동시에 가경화하고, 상기 UV 댐 내부에 UV 도트를 형성함으로써 UV 레진의 소모를 최소화하고, UV 경화시 접착력을 높일 수 있는 UV 레진 도포 장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 UV 레진 도포 장치는 윈도우가 로딩되어 이동되는 스테이지와 윈도우 테두리 영역에 UV 댐을 토출하는 제 1 토출 유닛과 상기 윈도우에 토출된 UV 댐 내부에 UV 도트를 토출하는 제 2 토출 유닛 및 상기 제 1 토출 유닛과 제 2 토출 유닛의 동작을 제어하는 토출 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 제 2 토출 유닛은 상기 UV 댐 내부에 도트점, 도트 라인 및 도트면 중 선택된 어느 하나의 UV 도트를 토출하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스테이지에 로딩된 윈도우의 이동 및 반송을 위해 스테이지를 상하 방향으로 이동하는 스테이지 실린더와 윈도우 로딩 후 얼라인을 위해 윈도우를 푸시하는 얼라인 실린더와 상기 얼라인된 윈도우를 푸쉬하여 기판척에 고정하는 고정 실린더를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 제 3 위치(C)에서 UV 레진이 도포된 윈도우의 이송을 위해 그립하는 로봇 암을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 및 2 토출 유닛은 X축으로 이동을 가이드하는 X축 가이드부와 상기 X축 가이드부와 수직으로 연결되어 X축으로 이동하고, Y축 이동을 가이드하는 Y축 가이드부와 상기 Y축 가이드부와 연결되어 Y축으로 이동하며 UV 레진을 토출하는 노즐부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 제 2 토출 유닛의 노즐부는 UV 도트점을 토출하는 점 노즐, UV 도트라인을 토출하는 멀티 노즐, UV 도트면을 토출하는 슬릿 노즐 중 선택된 하나의 노즐을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 토출 유닛의 노즐부는 UV 댐을 토출하는 토출 노즐과 상기 토출 노즐의 수직, 수평 방향에 배치된 4개의 UV 램프를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 UV 램프는 상기 토출 노즐이 진행하는 방향의 전단에 배치된 UV 램프만이 턴온되어 가경화를 수행하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에 따른 UV레진 도포 방법은 윈도우 표면의 테두리 영역에 UV 댐을 토출하는 단계와 상기 토출된 UV 댐 내부에 UV 도트를 토출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 UV 댐을 토출하는 단계는 제 1 토출 유닛의 토출 노즐이 윈도우 표면의 테두리 영역으로 이동하면서 UV 레진을 토출하여 UV 댐을 형성하는 단계와 상기 UV 댐 형성과 동시에 UV 램프에 의해 상기 UV 댐을 가경화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 UV 댐을 가경화하는 단계는 상기 토출 노즐의 수직 및 수평 방향에 배치된 4개의 UV 램프가 형성되고, 상기 토출 노즐의 이동 방향의 전단에 배치된 UV 램프 만 턴온되어 UV 댐이 토출되자 마자 가경화하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 UV 도트를 토출하는 단계는 제 2 토출 유닛의 토출 노즐이 점 노즐로 구성되어, 상기 UV 댐 내부를 이동하면서 설정된 간격마다 UV 도트를 토출하여 UV 도트점을 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 UV 도트를 토출하는 단계는 제 2 토출 유닛의 토출 노즐이 멀티 노즐로 구성되어, 상기 UV 댐 내부를 이동하면서 UV 도트라인을 형성하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 UV 도트를 토출하는 단계는 제 2 토출 유닛의 토출 노즐이 슬릿 노즐로 구성되어, 상기 UV 댐 내부를 이동하면서 UV 도트면을 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 UV 레진 도포 장치 및 그 방법은 윈도우 표면 테두리부에 UV 댐을 토출함과 동시에 가경화시키고, 상기 UV 댐 내부에 UV 도트를 토출함으로써 UV 레진의 소모를 최소화하면서 UV 경화시 접합력을 극대화할 수 있는 탁월한 효과가 발생한다.
또한, 상기 UV 댐 형성시 가경화를 동시에 진행하여 UV 레진이 이송 중 흘러내리거나 이웃 영역으로 번져서 발생하는 불량을 제거하여 수율을 높일 수 있는 탁월한 효과가 발생한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치 패널 합착 스테이지를 개략적으로 도시한 배치도이고, 도 2는 도 1의 배치에 따른 합착 방법을 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 UV 레진 도포 장치를 개략적으로 도시한 시스템 구성도이고, 도 4는 도 3의 스테이지 부분에 대한 단면도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 윈도우 표면에 UV 레진을 도포하는 과정을 도시한 것으로, 도 5a는 UV 댐 형성과정을 도시한 것이고, 도 5b는 UV 도트 형성과정을 도시한 것이고, 도 5c는 UV 레진이 도포 완료된 것을 도시한 것이다.
도 6은 또 다른 실시예에 따른 UV 도트 라인 형성을 도시한 것이고, 도 7은 UV 도트면 형성을 도시한 것이고, 도 8은 UV 댐 없이 UV 도트면 형성후 가경화시키는 것을 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공정 챔버를 개략적으로 도시한 것이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공정챔버에서 터치패널 셀과 윈도우가 합착되는 과정을 개략적으로 도시한 것으로, 도 10은 터치패널 셀이 공정챔버에 로딩 및 얼라인되는 것을 도시한 것이고, 도 11은 윈도우가 로딩되어 얼라인 후 터치패널 셀과 합착되는 것을 도시한 것이다.
도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 얼라인 과정을 도시한 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치 패널 합착 스테이지를 개략적으로 도시한 배치도이고, 도 2는 도 1의 배치에 따른 합착 방법을 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 1 및 2를 참조하여 본 발명에 따른 터치 패널 합착 방법에 대해 살펴보기로 한다.
여기서, 도 1에 표시된 스테이지의 각 부는 컨베이어 벨트를 통해 연결되거나, 반송 로봇을 통해 이송되는 방식 또는 컨베이어 벨트와 로봇 암이 조합되는 방식 등이 적용될 수 있다.
먼저 , 터치패널 셀이 스테이지에 로딩되면 보호필름 제거부(110)에서 필러를 통해 터치패널 셀로부터 보호 필름을 제거한다.
여기서, 상기 보호필름은 윈도우 표면을 보호하기 위한 수단으로 낮은 점착력에 의해 결합되어 있으므로 상기 점착력보다 큰 힘을 인가하여 상기 보호필름을 제거할 수 있다. 또한, 상기 보호필름은 인력에 의한 수작업에 의해 제거될 수 있다.
이어서 접착 표면적을 증가시켜 접착력을 증대하고, 터치패널 셀 상의 유기물을 제거하기 위해 플라즈마 처리부(120)를 통해 플라즈마 처리를 수행한다.
상기 플라즈마 처리는 산소(O2), 질소(N2) 분위기에서 수행될 수 있으며, 구체적인 조건은 사양에 따라 달라질 수 있으며, 일반적으로 널리 공지된 기술이므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
그리고 상기 플라즈마 처리된 터치패널 셀이 챔버부(30)의 제 1 로드락 챔버(311)로 이송된다.
여기서, 상기 플라즈마 처리부(120)와 제 1 로드락 챔버(311) 사이에는 터치패널 셀을 180도 회전하는 로테이션부(130)를 더 포함할 수 있다.
상기 터치패널 셀은 합착시 상부에 위치하게 되고 터치패널 상면이 하부를 향하도록 배치되어야 하지만, 보호필름 제거부(110)에 최초 로딩된 터치패널 셀은 패널의 상면이 상부를 향하도록 로딩되므로 상면이 하부를 향하도록 로테이션시켜야 할 필요가 있으며 상기 로테이션부(130)에서는 회전장치 또는 로봇을 이용해 상기 터치패널 셀을 180도 로테이션시켜 제 1 로드락 챔버(311)로 이송시킨다.
상기 제 1 로드락 챔버(311)는 터치패널 셀이 들어갈 수 있는 한 최대한 작게 형성될 수 있으며, 상기 제 1 로드락 챔버의 게이트가 개방된 상태에서 터치패널 셀이 로딩되고 게이트가 닫히면 펌핑을 통해 대기압 ~ 수 torr 사이의 압력이 작용하도록 제어될 수 있다.
한편, 윈도우가 스테이지에 로딩되면 윈도우 상에 보호필름이 부착된 경우 보호필름 제거부(210)에서 필러를 통해 윈도우로부터 보호필름이 제거된다.
이어서 접착 표면적을 증가시켜 접착력을 증대하고, 윈도우 상의 유기물을 제거하기 위해 플라즈마 처리부(220)를 통해 플라즈마 처리를 수행한다.
상기 플라즈마 처리 후 UV 레진 도포 장치(50)에 이송되어 윈도우 표면에 UV 레진을 도포한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 UV 레진 도포 장치를 개략적으로 도시한 시스템 구성도이고, 도 4는 도 3의 스테이지 부분에 대한 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 UV 레진 도포 장치(50)는 윈도우가 로딩되어 이동되는 스테이지(510)와 UV 댐을 토출하는 제 1 토출 유닛(520)과 상기 UV 댐 내부에 UV 도트를 토출하는 제 2 토출 유닛(530) 및 상기 제 1 토출 유닛과 제 2 토출 유닛의 동작을 제어하는 토출 제어부(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다.
그리고 상기 스테이지에 로딩된 윈도우의 이동 및 반송을 위해 스테이지를 상하 방향으로 이동하는 스테이지 실린더(540)와 윈도우 로딩후 얼라인을 위해 윈도우를 푸시하는 얼라인 실린더(550)와 상기 얼라인된 윈도우를 푸쉬하여 기판척에 고정하는 고정 실린더(560) 및 상기 상기 UV 레진이 도포된 윈도우 반송을 위한 로봇암(570)을 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 스테이지(510)는 전후 이동이 가능한 컨베이어 벨트로 구성될 수 있다.
그리고 상기 제 1 토출 유닛(520)과 제 2 토출 유닛(530)은 각각 X축으로 이동을 가이드하는 X축 가이드부(521,521)와 상기 X축 가이드부와 수직으로 연결되어 X축으로 이동하고 Y축 이동을 가이드하는 Y축 가이드부(522,532)와 상기 Y축 가이드부와 연결되어 Y축으로 이동하는 노즐부(523,533)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 X축 가이드부(521,531)와 Y축 가이드부(522,532) 사이에는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 Y축 가이드부(522,532)의 X축 수평 이동 방향을 안내하는 안내 수단이 구비되는 것이 바람직하다. 전술한 바와 같이, 상기 Y축 가이드부(522,532)는 구동 모터(미도시)의 구동력에 의해 수평이동함에 따라 동일하게 X축 방향으로 수평이동한다.
또한, Y축 가이드부(522,532)와 노즐부(523,533) 사이에도 X축 가이드부(521,531)와 Y축 가이드부(522,532) 사이에 형성되는 안내 수단과 동일한 방식에 의한 안내 수단이 포함될 수 있다.
상기 안내 수단은 리니어 가이드와 같이 직선 운동을 정확하게 안내할 수 있는 구조이면 충분하고 다양하게 변형될 수 있다.
여기서, X축은 수평 방향의 이동을 의미하고, Y축은 수직 방향의 이동을 의미하는 것으로 정의하기로 한다.
상기 제 1 토출 유닛의 노즐부는 도 5a와 같이 UV 레진을 토출하는 토출 노즐(523a)과 상기 토출 노즐의 수직 및 수평 방향에 배치된 4개의 UV 램프(523b)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 UV 램프는 토출 노즐이 진행하는 방향에 전단에 위치한 UV 램프가 턴온되어 UV 댐 토출후 가경화가 함께 진행되고, 상기 토출 노즐의 방향이 바뀌면 기존의 UV 램프는 턴오프되고 토출 노즐이 진행하는 방향 전단에 위치한 UV 램프가 턴온되는 방식으로 가경화가 진행된다.
상기 UV 레진은 댐에는 높은 접착력이 요구되므로 고점도용 UV 레진이 사용될 수 있으며, 도트에는 저점도용 UV 레진이 사용될 수 있다.
상기 UV 레진이 경화되지 않은 상태에서 윈도우가 이송될 경우 UV 레진이 주변으로 흘러서 UV 레진의 균일도에 영향을 미칠 수 있으므로 UV 레진 도포후 전체 접착력의 10 ~ 30% 정도로 가경화하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 UV 레진 도포 방법에 대해 살펴보기로 한다.
먼저 윈도우가 스테이지(510)의 제 1 위치(A)에 로딩되고, 스테이지 실린더(540)가 상승하고, 얼라인 실린더(550)가 윈도우를 고정한다.
보다 구체적으로, 스테이지 실린더(540)가 하강한 상태에서 윈도우가 로봇 d암에 의해 제 1 위치(A) 상에 위치하고, 상기 스테이지 실린더(540)가 상승하여 윈도우가 제 1 위치(A)에 로딩된다. 이어서, 얼라인 실린더(550)를 통해 윈도우의 위치를 정렬하고, 고정 실린더(560)를 푸시하여 상기 윈도우를 기판척(511)에 고정한다.
상기 기판척(511)과 고정 실린더(560)는 스테이지의 컨베이어 벨트의 이동에 따라 연동되어 이동하게 된다.
이어서, 스테이지(510) 상의 윈도우가 UV 레진 도포를 위해 제 2 위치(B)로 이동한다.
도 5는 윈도우 표면에 UV 레진을 도포하는 과정을 도시한 것으로, 도 5a는 UV 댐 형성과정을 도시한 것이고, 도 5b는 UV 도트 형성과정을 도시한 것이고, 도 5c는 UV 레진이 도포 완료된 것을 도시한 것이다.
도 5를 참조하면, 제 1 토출 유닛(520)의 변위 센서가 기준점을 추출하여 기준점에 정렬하여토출 제어부의 제어에 따라 이동하면서 윈도우 테두리 영역에 UV 댐을 토출한다.
여기서, 상기 제 1 토출 유닛의 토출 노즐(523a)은 윈도우의 테두리부를 따라 기준점 위치로 도착할 때까지 직선이동하며 UV 레진을 토출하게 된다. 여기서, 상기 UV 레진 노즐은 멀티 노즐로 구성될 수 있으며 상기 노즐의 수는 UV 댐의 크기에 따라 결정될 수 있다.
상기와 같이 UV 레진 노즐이 UV 댐을 토출함과 동시에 UV 램프가 동작하여 가경화를 수행한다.
보다 구체적으로, 도 5a와 같이 UV 레진 노즐과 같은 방향 전단에 위치하는 UV 램프 만이 턴온되고 나머지 3개의 UV 램프는 턴오프 되는 방식으로 UV 레진 도포에 따라 UV 가경화가 수행된다.
상기와 같이 UV 댐 및 가경화가 수행되면, 제 1 토출 유닛(520)이 원래 위치로 복귀하고, 제 2 토출 유닛(530)의 변위 센서가 기준점을 추출하여 기준점에 정렬하여 토출 제어부의 제어에 따라 이동하면서 UV 댐 내부에 UV 도트를 토출한다. 상기 UV 도트는 도 5b와 같이 토출 노즐이 설정된 간격에 따라 이동하면서 토출될 수 있다.
여기서, 상기 제 2 토출 유닛(530)은 도 6a와 같이 멀티 노즐로 구성될 수 있으며, 이 경우 상기 제 2 토출 유닛(530)은 도 6b와 같은 UV 토트가 아닌 UV 토트라인을 UV 댐 내부에 도포하게 된다.
상기 멀티 노즐은 일정 간격(d)으로 배치되고, 상기 간격(d)은 노즐의 크기 및 UV 레진의 퍼짐 정도를 고려하여 설정되고, 상기 간격(d)이 지나치게 클 경우 이웃하는 UV 도트라인과의 공백으로 접합력이 떨어질 수 있으며, 간격(d)이 지나치게 좁을 경우 이웃하는 UV 도트라인이 오버랩 되어 UV 레진이 불균일하게 도포될 수 있으므로 퍼짐에 의해 이웃하는 UV 도트라인이 미세하게 맞닿을 정도의 간격으로 설정하는 것이 바람직하다.
보다 구체적으로, 상기 제 2 토출 유닛(530)은 기준점에 정렬되며 일방향으로 이동하면서 상기 멀티 노즐을 통해 UV 레진을 도포하게 되고, 이에 따라 UV 댐 내부에 UV 도트라인이 형성된다.
상기 기준점은 상면, 하면, 좌측면, 우측면 중 선택된 하나일 수 있으며, 기준점이 상면일 경우 제 2 토출 유닛은 하부로 이동하면서 세로의 UV 토트라인을 형성하게 되고, 하면일 경우 제 2 토출 유닛은 상부로 이동하면서 역시 세로의 UV 도트라인을 형성하게 된다.
한편, 기준점이 좌측면인 경우 제 2 토출 유닛은 우측으로 이동하면서 가로의 UV 도트라인을 형성하게 되고, 우측면인 경우 제 2 토출 유닛은 좌측으로 이동하면서 역시 가로의 UV 도트라인을 형성하게 된다.
그리고 상기 제 2 토출 유닛(530)은 도 7a와 같이 장홈으로 형성된 슬릿 노즐로 구성될 수 있으며, 이 경우 상기 제 2 토출 유닛(530)은 도 7c와 같은 UV 토트가 아닌 UV 도트면을 UV 댐 내부에 도포하게 된다.
따라서, UV 댐 내부 전체에 UV 레진을 도포하여 밀실하고 균일한 UV 레진 도포가 가능하여 접합력을 높일 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 제 2 토출 유닛(530)은 기준선에 정렬되며 일방향으로 이동하면서 상기 슬릿 노즐을 통해 UV 레진을 도포하게 되고, 이에 따라 UV 댐 내부에 UV 도트면이 형성된다.
여기서, 기준선이 상부면이면 하부로 이동하면서 UV 도트면이 형성되고, 하부면이면 상부로 이동하면서 UV 도트면이 형성되고, 좌측면이면 우측으로 이동하면서 UV 도트면이 형성되고, 우측면이면 좌측으로 이동하면서 UV 도트면이 형성될 수 있다.
상기 실시예는 UV 댐이 형성되고 가경화 된 후, 내부에 UV 도트, 도트라인, 도트면이 형성되는 방식이지만, UV 댐 형성없이 UV 도트면이 형성되고 가경화되는 방식으로 구성될 수 있다. 이 때, UV 댐 형성이 필요없으므로 제 1 토출 유닛(520)은 제거되지만, 상기 제 1 토출 유닛(520)이 상기 UV 도트면이 형성된 테두리부를 가경화시키는 상기 가경화 수단으로 대체되도록 구성될 수 있다.
보다 구체적으로, 제 2 토출 유닛(530)이 슬릿 노즐로 구성되어 좌우 또는 상하로 이동하면서 UV 도트면을 형성한 후, 테두리부를 가경화시켜 UV 도포를 완료할 수 있다.
이 경우, 도 8과 같이 상기 UV 도트면의 넓이는 테두리부를 제외한 면적으로, UV 도트면 형성된 퍼짐에 의해 테두리부까지 UV 레진이 채워지게 되고, 테두리부를 가경화시켜 테두리부 외곽으로 UV 레진이 흐르는 것을 방지할 수 있다.
따라서, 상기 UV 도트면의 넓이를 결정하는 것이 중요하고, 노즐의 크기와 UV 레진의 퍼짐의 정도를 고려하여 1차적으로 UV 도트면 형성시 테두리 외곽으로 흐르지 않도록 설계하는 것이 바람직하다.
UV 도트 토출이 완료되면 상기 제 2 토출 유닛이 원래 위치로 복귀한다.
이어서, 스테이지상의 윈도우가 제 3 위치(C)로 이동한다.
상기 윈도우가 제 3 위치(C)로 이동하면, 상기 제 3 위치(C)에 배치된 로봇암(570)이 상기 기판척에 고정된 윈도우를 일시적으로 그립하고, 글라스가 고정된 고정 실린더(560)의 고정이 해제되고, 스테이지 실린더(540)가 하강하고 스테이지가 후방으로 이동하여 상기 기판척(511)과 고정 실린더(560)이 제 1 위치(A)로 복귀한다.
이 상태에서 제 1 위치(A)에 새로운 윈도우가 로딩되고, 스테이지 실린더가 상승하여 상기 로봇암에 그립된 윈도우가 제 3 위치(C)에 스테이지에 놓여지게 된다.
이어서, 상기 윈도우가 제 4 위치(D)로 이동되어 제 2 로드락 챔버로 이송된다.
상기 새로 로딩된 윈도우는 상기에서 설명한 것과 동일한 과정에 의해 UV 레진이 도포된다.
상기 윈도우 상에 UV 레진이 도포되면 챔버부의 제 2 로드락 챔버(312)로 이송한다.
상기 제 2 로드락 챔버(312) 역시 윈도우가 들어갈 수 있는 한 최대한 작게 형성될 수 있으며, 상기 제 2 로드락 챔버(312)의 게이트가 개방된 상태에서 윈도우가 로딩되고 게이트가 닫히면 펌핑을 통해 대기압 ~ 수 torr 사이의 압력이 작용하도록 제어될 수 있다.
상기와 같은 과정을 통해 터치패널 셀과 윈도우가 챔버부로 이송되면 반송챔버의 반송 로봇이 제 1 로드락 챔버(312)의 게이트를 개방하여 터치패널 셀을 꺼내서 공정챔버(330)의 게이트를 개방하여 로딩한다.
그리고 동일하게 반송챔버(330)의 반송 로봇이 제 2 로드락 챔버(312)의 게이트를 개방하여 윈도우를 꺼내서 공정챔버(330)에 로딩한다.
상기 반송챔버(320)에 장착되는 반송 로봇은 2단으로 구성될 수 있으며, 관절 로봇으로 구성되어 윈도우와 터치패널 셀을 동시에 공정챔버(330)로 이송시키도록 구성될 수 있다.
여기서, 반송챔버(320)의 압력은 수 torr ~ 10-2 torr범위가 되도록 펌핑을 통해 제어될 수 있으며, 합착이 진행되는 공정챔버(330)의 압력은 고진공 상태인 10-4 ~ 10-5 torr 범위가 되도록 진공 펌프에 의해 제어될 수 있다.
상기와 같이 로드락 챔버, 반송 챔버, 공정 챔버의 압력을 단계적으로 감소시키도록 설정할 경우 각 챔버로 이송되기 위해 게이트가 개방될 경우 압력을 유지하기 위해 펌핑하는 시간을 감축시킬 수 있으므로 공정시간을 단축시킬 수 있다.
그리고 공정챔버(330)에 터치패널 셀과 윈도우가 장착되면 얼라인 수단에 의해 터치패널 셀과 윈도우를 정확한 위치에 정렬하고, 진공 상태에서 터치패널 셀과 윈도우를 합착한다.
상기 공정챔버(330)는 도 9와 같이 진공 합착이 가능하도록 구성될 수 있다.
상기 공정챔버(330)는 고정수단, 얼라인 수단, 합착수단, 가경화 수단을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 고정수단은 하단에서 터치패널 셀과 윈도우가 로딩되고, 윈도우가 고정되는 기판척(331)과, 터치패널 셀의 상면이 하부를 향하도록 터치패널 셀의 배면을 고정하는 점착패드(332)를 포함하여 구성될 수 있다.
그리고 상기 얼라인 수단은 터치 패널 셀과 윈도우가 합착될 정확한 위치를 표시하는 얼라인 이미지를 육안으로 확인하기 위한 카메라 스테이지(333)와 상기 기판척에 로딩된 윈도우의 양 끝단을 고정하여 센터링 및 얼라인을 수행하는 윈도우 얼라인부(334)와 상기 터치 패널 셀이 로딩된 제 2 기판척을 X,Y,Z,θ 4축 이동하여 얼라인을 수행하는 터치 패널 얼라인부(335)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 카메라 스테이지(333)는 얼라인 이미지의 정확한 파악을 위해 상기 얼라인 부위를 밝게 비추기 위한 조명부를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 점착패드(332)는 터치패널 셀을 상부에 유지하기 위한 구성으로 터치패널 셀을 지지할 수 있기 위해 점착력을 가진 합성고무로 제조될 수 있으며, 상기 점착력이 지나치게 높을 경우 분리 시 터치패널 셀 표면에 손상을 줄 수 있으며, 점착력이 지나치게 낮을 경우 터치패널 셀이 윈도우와 합착 전에 분리되어 파손될 수 있으므로 터치패널 셀을 유지하면서 지나치게 큰 점착력이 작용하지 않는 범위의 점착력을 가지는 것이 좋다. 바람직하게는 400 ~ 5000 gf/cm2 범위의 점착력을 구비하는 것이 좋다.
그리고 상기 가경화 수단은 공정 챔버 하부에 배치되어 합지된 터치패널 셀과 윈도우를 UV에 의해 가경화시키는 UV 램프(336)로 구성될 수 있다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공정챔버에서 터치패널 셀과 윈도우가 합착되는 과정을 개략적으로 도시한 것으로, 도 10은 터치패널 셀이 공정챔버에 로딩 및 얼라인되는 것을 도시한 것이고, 도 11은 윈도우가 로딩되어 얼라인 후 터치패널 셀과 합착되는 것을 도시한 것이다.
도 10 및 11을 참조하면, 상기와 같은 공정 챔버(330)에 터치 패널 셀이 기판척(331)에 로딩되면 터치 패널 얼라인부(335)가 로딩된 터치 패널 셀의 위치와 점착 패드(332)를 얼라인하여 하부로 이동시켜 상기 터치 패널 셀을 점착 패드(332)에 흡착한다.(도 10의 (b))
이어서, 상기 터치 패널 얼라인부(335)의 Y축 제어를 통해 1 ~ 2mm 점착척을 상부로 이동시킨 후 터치 패널 셀의 얼라인 이미지를 카메라 스테이지(333)를 통해 인식한다.(도 10의 (c), 도 12)
그리고, 윈도우와의 간섭을 방지하기 위해 상기 터치 패널 셀을 상부로 이동 시킨다.(도 10의 (d))
다음으로 윈도우가 기판척(331)에 로딩(도 11의 (e))되면, 윈도우 얼라인부(334)가 상기 제 1 기판척에 로딩된 윈도우의 양 끝단을 고정하여 센터링 및 얼라인을 수행한 후 얼라인 이미지를 인식한다.(도 11의 (f), 도 12)
이어서, 터치 패널 얼라인부(335)가 상부에 위치한 터치 패널 셀을 하부로 이동시킨 후 터치 패널 셀과 윈도우의 얼라인 이미지를 정렬하기 위해 X,Y,Z,θ 4축 이동하여 정밀 얼라인을 수행한다.(도 11의 (g), 도 12)
상기와 같이 얼라인이 완료되면, 상기와 같이 터치패널 셀과 윈도우가 합지된 상태에서 최소한의 고정력을 부여하기 위해 가경화 공정을 수행한다.(도 11의 (h))
이를 위해, 공정 챔버 하단에 UV 램프(336)를 구비할 수 있으며, 터치패널 셀과 윈도우가 합지된 상태에서 UV 램프를 조사하여 터치패널 셀과 윈도우가 최소한의 고정력으로 합착될 수 있도록 가경화한다.
상기와 같이 가경화 과정을 통해 터치패널 셀과 윈도우가 가경화되면, 점착패드를 상부로 이동시켜 분리한다.
여기서, 윈도우가 윈도우 얼라인부(335)에 고정되어 있으며, 윈도우와 터치패널 셀이 UV 램프의 가경화에 의해 접착력이 형성된 상태이며, 상기 접착력은 점착패드의 점착력보다 크게 설정되어 상기 점착패드(332)를 상부로 이동시키는 것 만으로 점착패드(332)를 터치패널 셀과 분리할 수 있다.
한편, 상기 제 1 로드락 챔버와 제 2 로드락 챔버에는 터치패널 셀과 윈도우의 위치를 정렬하기 위한 얼라인 수단을 더 포함할 수 있다.
이 경우 제 1 로드락 챔버(311)와 제 2 로드락 챔버(312)는 터치패널 셀과 윈도우의 위치를 정확한 위치에 얼라인시킬 수 있으며, 이를 통해 공정 챔버(330) 내에서 얼라인 수단의 배치 및 공정을 제거할 수 있다.
일반적으로 터치패널 셀과 윈도우는 얼라인 이미지를 이용하여 상기 터치패널 셀과 윈도우가 장착되는 제 1 및 2 로드락 챔버(311,312)의 기판척에 형성되는 얼라인 이미지를 통해 공정챔버 내에서 합착전에 프리-얼라인이 가능하다.
보다 구체적으로, 제 1 및 2 로드락 챔버(311,312) 내에서 얼라인을 위해 미리 설정된 X축, Y축, Z 좌표 및 각도(θ)에 따라 터치패널 셀과 윈도우를 정확한 위치에 정렬시킨 뒤 반송챔버의 반송로봇의 정확한 이동 경로만 설정하게 되면 공정챔버(330) 내에 정확한 위치에 터치패널 셀과 윈도우를 로딩할 수 있으며, 이를 통해 공정챔버(330) 내에서의 얼라인 공정 및 수단을 제거할 수 있다.
상기와 같이 공정 챔버를 통해 터치패널 셀과 윈도우가 진공상태에서 합착되면 반송챔버의 반송 로봇에 의해 UV 경화부(410)로 이송된다.
상기 UV 경화부에서는 UV 램프를 조사하여 UV 레진을 완전 경화시키게 되고, 이를 통해 공정 챔버에서 합착된 터치패널 셀과 윈도우가 일체로 접착된다.
상기 UV 경화부는 스테이지의 길이와 이동 속도 및 UV 램프의 UV 조사강도를 고려하여 크기가 결정될 수 있다.
상기와 같이 터치패널 셀과 윈도우가 UV 경화부를 통해 완전 경화되면 검사부(420)로 이송된다.
상기 검사부에서는 터치패널 셀과 윈도우의 합착 상태를 검사하여 양품 또는 불량 여부를 검사하게 되고, 검사부를 통해 언로딩부(430)로 이송된다.
이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 보호범위는 상기 실시예에 한정되는 것이 아니며, 해당 기술분야의 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110 : 보호필름 제거부 120 : 플라즈마 처리부
130 : 로테이션부 210 : 보호필름 제거부
220 : 플라즈마 처리부 50 : UV 레진 도포 장치
30 : 챔버부 311 : 제 1 로드락 챔버
312 : 제 2 로드락 챔버 313 : 제 3 로드락 챔버
320 : 반송 챔버 330 : 공정 챔버
410 : UV 경화부 420 : 검사부
430 : 언로딩부

Claims (14)

  1. 윈도우가 로딩되어 이동되는 스테이지와;
    윈도우 테두리 영역에 UV 댐을 토출하는 제 1 토출 유닛과;
    상기 윈도우에 토출된 UV 댐 내부에 UV 도트를 토출하는 제 2 토출 유닛 및 상기 제 1 토출 유닛과 제 2 토출 유닛의 동작을 제어하는 토출 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 UV 레진 도포 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 토출 유닛은
    상기 UV 댐 내부에 도트점, 도트 라인 및 도트면 중 선택된 어느 하나의 UV 도트를 토출하는 것을 특징으로 하는 UV 레진 도포 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 스테이지에 로딩된 윈도우의 이동 및 반송을 위해 스테이지를 상하 방향으로 이동하는 스테이지 실린더와;
    윈도우 로딩 후 얼라인을 위해 윈도우를 푸시하는 얼라인 실린더와;
    상기 얼라인된 윈도우를 푸쉬하여 기판척에 고정하는 고정 실린더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 UV 레진 도포 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    제 3 위치(C)에서 UV 레진이 도포된 윈도우의 이송을 위해 그립하는 로봇 암을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 UV 레진 도포 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 및 2 토출 유닛은
    X축으로 이동을 가이드하는 X축 가이드부와;
    상기 X축 가이드부와 수직으로 연결되어 X축으로 이동하고, Y축 이동을 가이드하는 Y축 가이드부와;
    상기 Y축 가이드부와 연결되어 Y축으로 이동하며 UV 레진을 토출하는 노즐부를 포함하는 것을 특징으로 하는 UV 레진 도포 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제 2 토출 유닛의 노즐부는
    UV 도트점을 토출하는 점 노즐, UV 도트라인을 토출하는 멀티 노즐, UV 도트면을 토출하는 슬릿 노즐 중 선택된 하나의 노즐을 구비하는 것을 특징으로 하는 UV 레진 도포 장치.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 제 1 토출 유닛의 노즐부는
    UV 댐을 토출하는 토출 노즐과;
    상기 토출 노즐의 수직, 수평 방향에 배치된 4개의 UV 램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 UV 레진 도포 장치.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 UV 램프는
    상기 토출 노즐이 진행하는 방향의 전단에 배치된 UV 램프만이 턴온되어 가경화를 수행하는 것을 특징으로 하는 UV 레진 도포 장치.
  9. 윈도우 표면의 테두리 영역에 UV 댐을 토출하는 단계와;
    상기 토출된 UV 댐 내부에 UV 도트를 토출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 UV 레진 도포 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 UV 댐을 토출하는 단계는
    제 1 토출 유닛의 토출 노즐이 윈도우 표면의 테두리 영역으로 이동하면서 UV 레진을 토출하여 UV 댐을 형성하는 단계와;
    상기 UV 댐 형성과 동시에 UV 램프에 의해 상기 UV 댐을 가경화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 UV 레진 도포 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 UV 댐을 가경화하는 단계는
    상기 토출 노즐의 수직 및 수평 방향에 배치된 4개의 UV 램프가 형성되고;
    상기 토출 노즐의 이동 방향의 전단에 배치된 UV 램프 만 턴온되어 UV 댐이 토출되자 마자 가경화하는 것을 특징으로 하는 UV 레진 도포 방법.
  12. 제 9항에 있어서,
    상기 UV 도트를 토출하는 단계는
    제 2 토출 유닛의 토출 노즐이 점 노즐로 구성되어, 상기 UV 댐 내부를 이동하면서 설정된 간격마다 UV 도트를 토출하여 UV 도트점을 형성하는 것을 특징으로 하는 UV 레진 도포 방법.
  13. 제 9항에 있어서,
    상기 UV 도트를 토출하는 단계는
    제 2 토출 유닛의 토출 노즐이 멀티 노즐로 구성되어, 상기 UV 댐 내부를 이동하면서 UV 도트라인을 형성하는 것을 특징으로 하는 UV 레진 도포 방법.
  14. 제 9항에 있어서,
    상기 UV 도트를 토출하는 단계는
    제 2 토출 유닛의 토출 노즐이 슬릿 노즐로 구성되어, 상기 UV 댐 내부를 이동하면서 UV 도트면을 형성하는 것을 특징으로 하는 UV 레진 도포 방법.
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