KR20130085657A

KR20130085657A - 광 합착 경화 방법

Info

Publication number: KR20130085657A
Application number: KR1020120006579A
Authority: KR
Inventors: 유승명
Original assignee: 주식회사 디엠케이
Priority date: 2012-01-20
Filing date: 2012-01-20
Publication date: 2013-07-30
Also published as: WO2013109023A1

Abstract

본 발명은 광 합착 경화 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하부기판과 상부기판을 합착한 합착 기판의 표면을 단일 파장 UV 광원 장치로 조사하여 경화하는 제1 경화단계 및 상기 제1 경화단계를 거친 합착 기판의 표면을 다중 파장 UV 광원 장치로 조사하여 경화하는 제2 경화단계를 포함하여 2차에 걸친 경화 단계에 의해 열에 약한 합착기판의 경화 시 발생하는 열을 감소시켜 기판이 휘는 단점을 극복하고, 기존의 긴 다중 파장 경화 시간을 단축하여 기판의 생산성이 향상되는 광 합착 경화 방법에 관한 것이다.

Description

광 합착 경화 방법 {Harding method of optical bonding}

본 발명은 광 합착 경화 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 2차에 걸친 경화 단계에 의해 열에 약한 합착 기판의 경화 시 발생하는 열을 감소시켜 기판이 휘는 단점을 극복하고, 기존의 긴 다중 파장 경화 시간을 단축시켜 기판의 생산성이 향상되는 효과가 있는 광 합착 경화 방법에 관한 것이다.

정보화 사회가 발전함에 따라 표시장치에 대한 요구도 다양한 형태로 점증하고 있으며, 이에 부응하여 근래에는 LCD(Lipuid Crystal Display Device), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display)등 여러 가지 평판 표시 장치가 연구되어 왔고 일부는 이미 여러 장비에서 표시장치로 활용되고 있다.

그 중에, 현재 화질이 우수하고 경량, 박형, 저소비 전력의 특징에 따른 장점으로 인하여 이동형 화상 표시장치의 용도로 CRT(Cathode Ray Tube)을 대체하면서 LCD가 가장 많이 사용되고 있으며, 노트북 컴퓨터의 모니터와 같은 이동형의 용도 이외에도 방송신호를 수신하여 디스플레이하는 텔레비전 및 컴퓨터의 모니터 등으로 다양하게 개발되고 있다.

이와 같이 액정표시소자는 여러 분야에서 화면 표시장치로서의 역할을 하기 위해 여러 가지 기술적인 발전이 이루어졌음에도 불구하고 화면 표시장치로서 화상의 품질을 높이는 작업은 상기 특징 및 장점과 배치되는 면이 많이 있다.

따라서, 액정표시소자가 일반적인 화면 표시장치로서 다양한 부분에 사용되기 위해서는 경량, 박형, 저 소비전력의 특징을 유지하면서도 고휘도, 대면적 등 고품위 화상을 얼마나 구현할 수 있는가에 발전의 관건이 걸려 있다고 할 수 있다.

상기와 같은 액정표시소자의 제조 방법으로는 한쪽의 기판상에 주입구가 형성되도록 시일재를 패턴 묘화하여 진공 중에서 기판을 접합한 후에 시일재의 주입구를 통해 액정을 주입하는 액정 주입 방식과, 액정을 적합한 어느 하나의 기판과 주입구를 설치하지 않도록 시일재를 차단한 패턴으로 묘화한 다른 하나의 기판을 준비하고, 그 후 상기 다른 하나의 기판을 상기 어느 하나의 기판상에 배치하여 진공 중에서 상하의 기판을 근접시켜 접합하는 액정 적합 방식 등이 있으며, 상기와 같은 합착 방식을 통하여 기판의 합착이 완료되면 경화과정을 거친다. 그러나 상기의 경화과정 시 발생하는 열에 의하여 합판에 휨 현상과 경화열로 인하여 제품이 변형되는 문제점이 발생하였다.

상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 경화열을 감소 시켜 열에 약한 합착 기판의 경화 시 발생하는 열을 감소 시킴으로써 기판이 휘는 단점을 극복하고, 기존의 긴 다중 파장 경화 시간을 단축시켜 기판의 생산성이 향상되는 효과를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 상기 목적 및 기타 목적들은 하기 설명된 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 하부기판과 상부기판을 합착한 합착 기판의 표면에 단일 파장의 UV 광원으로 조사하여 경화하는 제1 경화단계 및 상기 제1 경화단계를 거친 합착 기판의 표면에 다중 파장의 UV 광원으로 조사하여 경화하는 제2 경화단계를 포함한 광 합착 경화 방법을 제공한다.

상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따르면 단일파장과 다중파장 경화를 통해 열에 약한 합착기판의 경화 시 발생하는 열을 감소시켜 기판이 휘는 단점을 극복하고, 기존의 긴 다중 파장 경화 시간을 단축하여 기판의 생산성이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 제1 경화단계에서 사용하는 단일 파장의 UV 광원 장치를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 제2 경화단계에서 사용하는 다중 파장의 UV 광원 장치를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 3은 제2 경화단계에서 사용하는 다중 파장의 UV 광원을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 4는 아래 실시예와 비교예의 결과를 측정하기 위한 기판의 일부를 나타낸 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부된 도면 등을 참고하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시 예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예들은 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.

본 발명은 하부기판과 상부기판을 합착한 합착 기판의 표면에 단일 파장의 UV 광원 장치로 조사하여 경화하는 제1 경화단계 및 상기 제1 경화단계를 거친 합착 기판의 표면에 다중 파장의 UV 광원 장치로 조사하여 경화하는 제2 경화단계를 포함한 광 합착 경화 방법에 관한 것이다.

본 발명의 하부 기판과 상부 기판은 액정 패널과 커버 글라스일 수 있다. 상기 하부 기판과 상부 기판은 당 분야에서 사용하는 통상의 것으로 특별히 한정하지 않는다.

상기 하부 기판과 상부 기판의 합착을 위한 점착액 도포 시 하부 기판과 상부 기판의 합착 시 지그와 베젤 등을 통상적으로 사용한다. 상기 지그의 형태 또는 재질 등을 특별히 한정하지 않는다.

본 발명의 제1 경화 단계는 상기의 하부 기판과 상부 기판에 점착액 등을 도포하여 합착된 기판의 표면을 단일 파장의 UV 광원 장치로 경화하는 것이다. 즉, 합착 기판 표면을 UV 광원을 사용하여 초벌 경화하는 단계를 말하는 것이다.

상기 제1 경화 단계에서는, UV 광원 파장의 크기는 320 ~ 420 nm 중 하나의 파장을 선택 할 수 있으며, 광량은 점착제의 경화 조건에 따라 달라지고 기판의 UV 투과율에 따라 경화 시간은 변경 될 수 있으며, 이 범위 내에서는 합착기판에 경화 시 UV 광원으로부터 과다하게 발생하는 열을 억제하는 효과가 있다. 상기 제1 경화 단계의 경화 시간은 각 기판의 재질 등에 따라 다르기 때문에 특별히 한정하지 않는다.

상기 제1 경화 단계에서 사용하는 단일 파장의 UV 광원의 형태 등은 당 분야에서 사용하는 것으로 특별히 한정하지 않는다. 구체적인 일례는 아래 도 1에 도시하였다.

상기 단일 파장 UV 광원의 UV 램프는 LED 또는 레이저(Laser) 등을 사용할 수 있다.

본 발명의 제2 경화 단계는 상기 제1 경화 단계를 거친 합착된 기판을 다중 파장의 UV 광원 장치로 경화하는 것이다. 즉, 초벌 경화한 합착 기판 표면을 UV 광원을 사용하여 본 경화하는 단계를 말하는 것이다. 상기 제2 경화 단계에서 사용하는 UV 광원 파장의 크기는 320 ~ 420 nm이며, 이 범위 내에서는 합착 기판 경화 시 UV 광원으로부터 과다하게 발생하는 열을 억제하는 효과가 있다.

아래 도 2는 다중 파장 UV 광원 장치를 이용하여 경화하는 제2 경화단계를 개략적으로 나타낸 것이다.

상기 제2 경화 단계에서 사용하는 다중 파장 UV 광원 장치는 아래 도 3에 도시한 바와 같이 하우징부(1), 결합부재(2) 및 램프(3) 등을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 다중 파장 UV 광원 장치는 하우징부(1)와 상기 하우징부(1)의 하부에 램프(3)가 배치될 수 있으며, 상기 하우징부(1)는 상기 램프(3)를 견고하게 지지하는 역할을 한다. 이때 하우징부(1)는 당 분야에서 사용하는 것으로 본 발명의 효과를 저해하는 것이 아니라면 어떠한 형태나 재질 등을 사용해도 무방하며, 특별히 한정하지 않는다. 상기 램프(3)는 당 분야에서 사용하는 통상적인 것으로, 구체적으로 고압수은 UV 램프, 메탈 할라이드 UV 램프 및 메탈 UV 램프 등 중에서 선택하여 사용할 수 있다.

상기 램프(3)와 하우징부(1) 사이에 결합부재(2)로 연결되며, 상기 결합부재(2)가 하우징부(1) 하단에 배치되어 좌측 또는 우측으로 이동 운동할 수 있다.

상기 결합부재(2)의 재질, 형태 등의 특성은 특별히 한정하지 않는다. 상기 결합부재(2)를 하우징부(1)에 연결 시 결합부재(2)가 이동 운동할 수 있게 결합부재(2)의 상부는 바퀴형상 등으로 구성할 수 있으나, 이동 운동할 수 있는 형상 및 전기적인 연결 구성 등으로 특별히 한정하지 않는다.

본 발명의 합착 기판은 상부 기판과 하부 기판 사이에 점착액을 도포하여 합착한 것으로, 특별히 한정하지 않으나 UV 경화형 점착액 등을 사용할 수 있다.

상기 다중 파장 UV 광원 장치는 UV 램프 등과 같은 UV 광원이 상부에 1개 이상 장착되며, 광원 조사 장치의 하부에 합착 기판이 로딩되어 안착되는 합착 기판 지지부(픽스쳐)가 배치되며, 상기 합착 기판이 로딩되도록 합착 기판 지지부(픽스쳐)를 상하로 구동시키는 구동 유닛 등을 포함하여 구성될 수 있다.

또한 상기 다중 파장 UV 광원 장치에는 UV 광원의 발열에 의해 온도가 상승하게 되는데, 이때 지나친 온도 상승을 방지하기 위하여 추가적으로 순환냉각관(미도시)을 더 배치할 수 있으며, 상기 순환냉각관에는 광원 조사 장치 내의 공기를 제어하기 위해 회전하는 송풍펜을 추가적으로 더 배치할 수 있다.

본 발명의 다중 파장 UV 광원 장치로 인하여 장치 내부 온도와 경화 온도 상승을 방지한다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시 예를 제시하나, 하기 실시 예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자 에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.

실시예 1 ~ 3

단일파장(365nm)을 지닌 UV 광원(LED UV)으로 UV를 조사 하여 제1 경화단계를 수행하였다. 제1 경화단계 후 아래 도 4와 같이 기판의 3 부분의 온도를 비 접촉식 적외선 온도 측정기를 이용하여 30초 간격으로 측정하였으며 그 결과를 아래 표 1에 나타내었다.

제1 경화단계를 거친 기판을 각각 파장이 320 ~ 420 nm인 다중파장 UV 광원(수은 UV 램프)을 이용하여 UV를 조사 하여 제2 경화단계를 수행하였다. 제2 경화단계 후 상기와 같이 기판의 3 부분의 온도를 비 접촉식 적외선 온도 측정기를 이용하여 30초 간격으로 측정하였으며 그 결과를 아래 표 2에 나타내었다.

비교예 1 ~ 3

실시 예 1과 동일하게 실시하되, 단일파장을 지난 UV 광원으로 제1 경화단계를 수행하지 않고, 다중파장 UV 광원으로 2차례 경화단계를 수행하였으며, 상기와 같이 기판의 3 부분의 온도를 비 접촉식 적외선 온도 측정기를 이용하여 측정하였으며 그 결과를 아래 표 3 ~ 4에 나타내었다.

TIME (sec)	실시예 1(단위: ℃)			실시예 2(단위: ℃)			실시예 3(단위: ℃)
TIME (sec)	1	2	3	1	2	3	1	2	3
0	30	32	30	29	32	29	31	32	31
30	22	25	22	24	26	24	25	27	24
60	22	23	22	22	24	21	24	25	24
90	20	22	20	22	23	21	22	24	22
120	20	21	20	21	22	20	21	22	20
150	20	21	20	20	21	20	20	21	20
180	20	20	20	20	21	21	20	21	20

TIME (sec)	실시예 1(단위: ℃)			실시예 2(단위: ℃)			실시예 3(단위: ℃)
TIME (sec)	1	2	3	1	2	3	1	2	3
0	33	34	34	34	33	34	35	34	35
30	28	26	28	29	27	27	29	27	27
60	27	24	26	26	25	26	26	25	25
90	26	24	26	25	24	24	24	24	24
120	24	23	24	24	23	23	23	23	23
150	23	23	23	23	22	22	23	22	22
180	23	22	22	22	22	22	22	22	22
210	22	23	22	22	22	22	22	22	22
240	22	22	21	22	22	21	22	21	21
270	21	21	21	21	21	21	21	21	21

TIME (sec)	비교예 1(단위: ℃)			비교예 2(단위: ℃)			비교예 3(단위: ℃)
TIME (sec)	1	2	3	1	2	3	1	2	3
0	57	59	59	58	59	58	57	62	60
30	46	49	51	47	49	51	51	55	56
60	41	45	48	43	44	49	47	51	52
90	38	42	45	40	41	46	44	48	50
120	35	39	43	38	39	44	41	46	48
150	33	37	40	37	37	42	38	43	45
180	31	34	39	35	36	40	36	41	43
210	30	33	37	34	35	38	35	40	41
240	29	32	36	33	34	37	35	38	39
270	28	31	34	32	34	36	34	36	36
300	28	30	33	31	33	35	32	34	35
330	27	29	32	30	31	34	31	31	34
360	27	29	31	29	30	33	31	30	33
390	26	27	30	28	29	32	30	29	31
420	26	27	30	28	29	31	29	29	30
450	26	27	29	27	27	30	28	28	29
480	26	27	29	26	26	28	27	28	27

TIME (sec)	비교예 1(단위: ℃)			비교예 2(단위: ℃)			비교예 3(단위: ℃)
TIME (sec)	1	2	3	1	2	3	1	2	3
0	51	52	55	54	55	56	50	53	54
30	42	44	47	48	46	48	45	47	48
60	39	41	44	45	43	44	42	44	46
90	36	38	43	43	40	41	40	42	44
120	34	37	40	42	40	41	40	41	44
150	33	35	39	41	39	41	39	40	43
180	31	34	37	41	39	40	39	40	43
210	31	33	36	39	37	39	39	39	43
240	30	32	35	38	37	38	38	39	42
270	30	31	34	38	36	38	37	37	41
300	29	30	33	37	35	36	35	36	40
330	29	30	32	37	34	36	35	35	39
360	28	29	32	36	34	35	34	34	38
390	28	29	31	35	33	34	33	34	36
420	28	29	30	34	32	33	32	33	35
450	28	28	30	32	31	33	31	32	34
480	28	28	29	31	30	32	31	31	32
510	28	28	29	30	29	31	30	30	31
540	27	28	28	29	29	30	30	29	31
570	27	28	28	27	28	29	29	29	30

다 파장을 가진 UV 경화 장치만 이용한 경우(비교 예1 ~ 3) 경화 장치에서 꺼낸 후 바로 측정한 샘플 온도가 50 ~ 60 ℃로 높고 20 ~ 30 ℃로 온도가 내려가는데 480 ~ 570 초로 시간이 비교적 오래 걸렸다. 단일 파장을 가진 UV경화 장치로 초벌 경화하고 다 파장을 가진 본 UV 경화 장치를 이용한 경우(실시 예 1 ~ 3) 단일 파장을 가진 경화 장치에서 꺼낸 후 바로 측정한 샘플 온도가 29 ~ 32 ℃이었고(표 1) 그 후 본 경화 장치에서 꺼낸 후 바로 측정한 샘플 온도가 33 ~ 35 ℃(표 2)로 21 ℃로 온도가 내려가는데 시간이 270 초로 비교 예1 ~ 3과 비교하여 짧은 시간이 소요되었다.

즉 실시 예 1 ~ 3은, 경화 시 발생하는 열이 적어 열 제어가 가능하고, 발생하는 열이 적기 때문에 경화장치에서 꺼낸 제품을 20 ~30 ℃로 낮추는데 비교 예1 ~ 3에 비하여 많은 시간이 필요하지 않아 생산성이 향상된다.

즉, UV 광원장치의 램프 헤드(head)를 고정 방식에서 헤드(head) 이동 방식으로 변경 함으로써, 조사 영역의 변경을 통해 과열로 인한 열의 상승 요인을 없애 내부 온도를 낮출 수 있다.

1: 하우징부 2: 결합부재
10: 램프 20: 기판
30: 합착 기판 지지부(픽스쳐)
40: 구동 유닛(컨베이어)

Claims

하부기판과 상부기판을 합착한 합착 기판의 표면을 단일 파장 UV 광원 장치로 조사하여 경화하는 제1 경화단계; 및
상기 제1 경화단계를 거친 합착 기판의 표면을 다중 파장 UV 광원 장치로 조사하여 경화하는 제2 경화단계를 포함한 것을 특징으로 하는 광 합착 경화 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 단일 파장 UV 광원 장치의 광원과 다중 파장 UV 광원 장치의 광원의 파장의 크기는 320 ~ 420 nm인 것을 특징으로 하는 광 합착 경화 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 다중 파장 UV 광원 장치는 램프를 포함하며,
상기 램프 상부에 하우징부가 배치되는 것을 특징으로 하는 광 합착 경화 방법.
제 3 항에 있어서,
상기 하우징부와 램프 사이는 결합부재로 연결되며,
상기 결합부재가 하우징부 하단부에 배치되어 좌측 또는 우측으로 이동운동 하는 것을 특징으로 하는 광 합착 경화 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 단일 파장 UV 광원 장치의 램프는 LED 또는 레이저(Laser)인 것을 특징으로 하는 광 합착 경화 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 다중 파장 UV 광원 장치의 램프는 고압수은 UV 램프, 메탈 할라이드 UV 램프 및 메탈 UV 램프 중에서 선택하는 것을 특징으로 하는 광 합착 경화 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 상부기판과 하부기판 사이에 UV 경화형 점착액을 도포하여 합착한 것을 특징으로 하는 광 합착 경화 방법.