KR20180077929A - 기판-글래스 합착 장치 - Google Patents

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KR20180077929A
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 기판-글래스 합착 장치는, 가합착된 기판과 글래스가 안착되는 스테이지, 상기 가합착된 기판과 글래스가 안착된 상태로 상기 스테이지를 틸팅시키는 틸팅 구동부, 틸팅된 상기 가합착된 기판과 글래스 사이로 주입되는 액상 점착제를 공급하는 점착제 공급부 및 상기 액상 점착제 내에 포함된 기포를 제거하는 기포 제거부를 포함한다.

Description

기판-글래스 합착 장치{Apparatus for attaching substrate and glass}
본 발명은 기판-글래스 합착 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 디스플레이 패널과 강화 유리 간의 합착 장치 또는 TFT 기판과 봉지 글래스 간의 합착 장치에 관한 것이다.
디스플레이 패널을 외부 광고판으로 사용하는 경우, 디스플레이 패널에 강화 유리를 합착하여 사용한다.
광고판으로 사용되는 디스플레이 패널은 일반적으로 사용되는 TV나 모니터 등에 사용되는 디스플레이 패널보다 사이즈가 크며, 그 크기도 다양하다.
TV나 모니터 등에 사용되는 디스플레이 패널은 대량 생산이 가능하므로 패널의 사이즈에 대응한 챔버를 제작하여 챔버 환경 내에서 제작되지만, 광고판으로 사용되는 경우 소량으로 생산되는 것이 일반적이므로, 별도의 챔버를 제작하기 어렵다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 챔버 환경이 아닌 상태에서 기판과 글래스를 안정적으로 합착할 수 있는 합착 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 기판-글래스 합착 장치는, 가합착된 기판과 글래스가 안착되는 스테이지, 상기 가합착된 기판과 글래스가 안착된 상태로 상기 스테이지를 틸팅시키는 틸팅 구동부, 틸팅된 상기 가합착된 기판과 글래스 사이로 주입되는 액상 점착제를 공급하는 점착제 공급부 및 상기 액상 점착제 내에 포함된 기포를 제거하는 기포 제거부를 포함한다.
상기 가합착된 기판과 글래스는 테두리 중 일부가 점착되고 상기 테두리 중 다른 일부는 점착되지 않고 개방되어 있을 수 있다.
상기 점착제 공급부는 상기 액상 점착제가 토출되는 토출 노즐을 포함하고, 상기 토출 노즐은 점착되지 않은 상기 테두리의 다른 일부를 통해 삽입되어 상기 가합착된 기판과 상기 글래스 사이로 상기 액상 점착제를 주입할 수 있다.
상기 틸팅 구동부는 점착되지 않은 상기 테두리의 다른 일부가 상부로 가도록 상기 스테이지를 틸팅시킬 수 있다.
상기 기포 제거부는 상기 가합착된 기판과 글래스 사이로 삽입되어 상기 액상 점착제 내에 포함된 기포를 흡입하여 제거하는 흡입 노즐을 포함할 수 있다.
상기 흡입 노즐은 점착되지 않은 상기 테두리의 다른 일부의 양측으로 삽입되어, 상기 액상 점착제 내에 포함된 기포와 함께 상기 가합착된 기판과 글래스 사이에 존재하는 공기를 흡입하여, 상기 액상 점착제가 상기 테두리의 다른 일부의 양측 코너까지 채워지도록 할 수 있다.
점착되지 않은 상기 테두리의 다른 일부에는 이형지가 제거되지 않은 상태로 상기 기판과 글래스 중 어느 하나에만 점착된 제2 점착용 스페이서가 구비될 수 있다.
상기 틸팅 구동부는, 상기 스테이지의 일측을 회전 가능하게 지지하는 고정 서포트와, 상기 스테이지의 타측을 회전 가능하게 지지하며 신축되는 신축 서포트를 포함하여, 상기 신축 서포트의 신축에 따라 상기 스테이지의 일측을 중심으로 상기 스테이지를 틸팅시키커나 수평하게 할 수 있다.
상기 가합착된 기판과 글래스 사이로 주입된 상기 액상 점착제를 경화시키는 경화부를 더 포함할 수 있다.
상기 스테이지 상에서 슬라이딩 가능하게 설치되는 갠트리를 더 포함하고, 상기 경화부는 상기 가합착된 기판 및 상기 글래스를 향해 자외선을 조사하는 복수의 UV 광원을 포함하며, 상기 복수의 UV 광원은 상기 갠트리에 설치될 수 있다.
상기 복수의 UV 광원은 복수의 영역으로 구획되고, 각 영역은 독립적으로 점등 제어될 수 있다.
상기 스테이지에 구비되어 상기 스테이지 상에 안착된 상기 가합착된 기판과 글래스를 가압하여 상기 스테이지에 고정시키는 클램핑부를 더 포함할 수 있다.
상기 스테이지의 일측에는 상기 가합착된 기판과 글래스의 외측에 위치하도록 돌출 형성되는 스토퍼가 구비되고, 상기 글래스와 상기 스토퍼 사이에 개재되어 상기 스테이지가 틸팅된 상태에서 상기 글래스를 상기 스토퍼에 대해 지지하는 지지편을 더 포함할 수 있다.
상기 지지편은 상기 기판의 일측으로 노출되는 복수의 연성 기판들의 사이에 위치할 수 있다.
상기 가합착된 기판과 글래스 중 어느 하나의 일부분을 흡착하여 들어올려 평탄화시키는 피커부를 더 포함할 수 있다.
상기 스테이지 상에서 슬라이딩 가능하게 설치되는 갠트리를 더 포함하고, 상기 피커부는 상기 스테이지의 상부에 승강 가능하게 구비되며 진공압을 형성하는 적어도 하나의 피커를 포함하며, 상기 피커는 상기 갠트리에 설치될 수 있다.
상기 피커는 상기 갠트리의 길이 방향을 따라 슬라이딩 가능하게 설치될 수있다.
상기 가합착된 기판과 글래스 사이로 주입된 상기 액상 점착제를 경화시키는 복수의 UV 광원을 더 포함하고, 상기 복수의 UV 광원은 상기 피커의 주변에 위치하도록 상기 갠트리에 설치될 수 있다.
상기 가합착된 기판과 글래스는 상기 글래스가 상기 기판의 상부에 위치하도록 상기 스테이지 상에 안착될 수 있다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.
액상 점착제를 주입하는 과정에서 발생할 수 있는 기포에 의한 불량률을 최소화할 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판-글래스 합착 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판-글래스 합착 장치의 틸팅 구동부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 다른 실시예에 따른 틸팅 구동부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판-글래스 합착 장치의 스테이지의 일면을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판-글래스 합착 장치의 피커부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판-글래스 합착 장치의 갠트리의 저면을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판-글래스 합착 방법을 도시한 순서도이다.
도 8는 도 7의 S11 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 9 및 도 10은 도 7의 S13 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판-글래스 합착 장치의 점착제 공급부 및 도 7의 S15 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 도 7의 S16 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 도 7의 S18 및 S19 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 도 7의 S20 단계를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 또한 본 발명에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성 요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 기판-글래스 합착 장치와 이를 이용한 기판-글래스 합착 방법을 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대하여 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판-글래스 합착 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판-글래스 합착 장치(1)는 스테이지(20), 틸팅 구동부(30), 클램핑부(40), 갠트리(52), 스토퍼(22) 등을 포함한다.
스테이지(20)의 일면에는 가합착된 기판(S)과 글래스(G)가 안착된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 가합착된 기판(S)과 글래스(G)는 기판(S)이 스테이지(20)의 일면과 접하고, 글래스(G)가 기판(S)의 상부에 위치하도록 안착되는 것이 바람직하지만, 실시예에 따라 기판(S)이 글래스(G)의 상부에 위치하도록 안착될 수도 있다. 이하에서는 글래스(G)가 기판(S)의 상부에 위치하는 것을 전제로 설명한다.
스테이지(20)의 측면에는 스테이지(20)의 측면을 따라(도 1을 기준으로 좌우방향, 이하 제2 방향) 이동 가능하게 구비되는 갠트리 서포터(51)가 구비된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 스테이지(20)의 측면에는 갠트리 서포터(51)의 진행 방향을 가이드하기 위한 가이드(21)가 형성될 수 있다.
갠트리 서포터(51)는 스테이지(20)의 양측면에 각각 구비되어, 스테이지(20)의 상부를 가로지르도록 배치되는 갠트리(52)를 지지한다. 갠트리(52)에는 후술하는 피커(61)와 UV 광원(71)들이 배치되며, 갠트리 서포터(51)가 스테이지(20)의 측면을 따라 이동함에 따라 갠트리(52), 피커(61) 및 UV 광원(71)이 함께 스테이지(20)의 상부에서 슬라이딩 된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판-글래스 합착 장치의 틸팅 구동부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 틸팅 구동부(30)는 스테이지(20)의 하부에 구비될 수 있다.
틸팅 구동부(30)는 고정 서포트(31)와 신축 서포트(32)를 포함한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 고정 서포트(31)의 하단은 베이스(10)에 고정되고 상단은 스테이지(20)의 일측을 회전 가능하게 지지한다. 그리고 신축 서포트(32)의 하단은 베이스(10)에 회전 가능하게 설치되고, 신축 서포트(32)의 상단은 스테이지(20)의 타측에 회전 가능하게 설치된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 신축 서포트(32)는 길이가 길어지며 스테이지(20)를 일방향으로 틸팅시킨다. 그리고 신축 서포트(32)가 짧아지며 일방향으로 틸팅된 스테이지를 반대 방향으로 틸팅시켜 스테이지(20)를 수평하게 위치시킨다.
신축 서포트(32)로는 공압 또는 유압 실린더가 사용될 수 있다.
도 3은 다른 실시예에 따른 틸팅 구동부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 다른 실시예에 따른 틸팅 구동부(130)는 신축 서포트(132)가 짧아지며 스테이지(20)를 일방향으로 틸팅시키는 구조를 갖는다. 그리고 신축 서포트(132)가 길어지며 일방향으로 틸팅된 스테이지를 반대 방향으로 틸팅시켜 스테이지(20)를 수평하게 위치시킨다.
즉, 틸팅 구동부(30, 130)는, 스테이지(20) 상에 가합착된 기판(S)과 글래스(G)가 안착 및 고정된 상태에서 스테이지(20)를 일방향으로 틸팅시켜서 스테이지(20)와 함께 가합착된 기판(S) 및 글래스(G)를 틸팅시킨다. 또한, 일방향으로 틸팅된 스테이지를 반대 방향으로 틸팅시켜 스테이지(20)와 함께 가합착된 기판(S) 및 글래스(G)를 수평하게 위치시킨다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판-글래스 합착 장치의 스테이지의 일면을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 스테이지(20)의 일면 상에는 적어도 하나의 스토퍼(22)와 클램핑부(40)가 구비된다.
스토퍼(22)는 스테이지(20)의 일면 상에 안착된 가합착된 기판(S)과 글래스(G)의 외측에 위치하도록 스테이지(20)의 일면으로부터 돌출 형성될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 스토퍼(22)는 스테이지(20)의 일면 상에서 일측에 형성될 수 있다. 스테이지(20)는, 틸팅 구동부(30)에 의해 틸팅될 때에, 스토퍼(22)가 형성된 일측이 아래를 향하도록 틸팅된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 스토퍼(22)는 가합착된 기판(S)과 글래스(G)로부터 일정 거리 이격되어 위치할 수 있다. 스토퍼(22)와 기판(S) 사이의 공간은 기판(S)의 일측으로 노출되는 복수의 연성 기판(F)이 위치하는 공간이 된다.
틸팅된 상태에서 가합착된 기판(S)과 글래스(G)를 지지하기 위해 스토퍼(22)와 글래스(G) 사이에는 지지편(25)이 삽입된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 지지편(25)은 연성 기판(S)들의 사이에 위치하여 가합착된 기판(S)과 글래스(G)를 스토퍼(22)에 대해 지지한다.
지지편(25)은 스토퍼(22)와 일체로 형성될 수 있으나, 스테이지(20) 상에 다양한 크기 또는 타입의 기판(S) 및 글래스(G)가 안착되는 경우에는 지지편(25)은 스토퍼(22)와 쉽게 분리할 수 있는 구성으로 준비되는 것이 바람직하다.
한편, 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 클램핑부(40)는 클램퍼(41)와 클램퍼 암(42)을 포함한다.
클램퍼(41)는 글래스(G)의 상면을 가압하며 가합착된 기판(S)과 글래스(G)를 스테이지(20)에 고정한다.
클램퍼 암(42)은 스테이지(20)에 형성된 암 지지단(23)에 회동 가능하게 결합되어 클램퍼(41)를 회동시킨다. 클램퍼 암(42)은 별도의 동력원(미도시)에 의해 회동되도록 구성될 수 있다.
스테이지(20) 상에 안착되는 다양한 두께를 갖는 기판(S)과 글래스(G)에 대해서도 클램핑부(40)가 안정적으로 작동하도록, 클램퍼(41)는 클램퍼 암(42)에 회동 가능하게 설치될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 클램핑부(40) 역시 스토퍼(22)와 유사하게 스테이지(20)가 틸팅될 때 상대적으로 하부에 위치하는 스테이지(20)의 일측에 형성될 수 있다. 후술하는 액상 점착제를 주입하는 단계(S15, 도 7 참고)에서 액상 점착제를 주입하는 토출 노즐(83, 도 11 참고)이 기판(S)과 글래스(G) 사이로 용이하게 진입할 수 있는 공간을 형성하기 위해 클램핑부(40)는 스테이지(20)가 틸팅될 때 상대적으로 상부에 위치하는 스테이지(20)의 타측에는 구비되지 않는 것이 바람직하다.
스테이지(20)에 안착된 기판(S)과 글래스(G)는 클램핑부(40), 스토퍼(22) 및 지지편(25)에 의해 고정되어, 스테이지(20)가 틸팅된 상태에서도 하중에 의해 스테이지(20)에서 미끄러지거나 전복되지 않는다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판-글래스 합착 장치의 피커부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 피커부(60)는 복수의 피커(61), 진공 유로를 형성하는 수직 로드(62)과 수평 로드(63) 및 이동 블록(64)을 포함한다.
복수의 피커(61)는 글래스(G)의 상면과 접촉하여 내부 공간이 실링되는 컵 형상의 유연한 재질로 형성될 수 있다.
피커(61)의 상단에는 진공홀(미도시)이 형성되며, 피커(61)는 진공홀과 연통되는 진공 유로를 형성하는 수직 로드(62)와 결합된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 복수의 피커(61)가 사용되는 경우, 각 피커(61)로부터 연장된 수직 로드(62)의 진공 유로와 연통되는 수평 로드(63)가 구비될 수 있다. 수평 로드(63)는 외부의 진공 펌프(P)와 연결되어 피커(61)까지 진공압을 전달한다. 피커부(60)가 단일의 피커(61)로 구성되는 경우 수평 로드(63)는 생략되고 수직 로드(62)와 진공 펌프(P)가 연결되어 피커(61)까지 진공압이 전달되도록 할 수 있다.
수직 로드(62)는 이동 블록(64) 내에 승강 가능하게 설치되며, 수직 로드(62) 또는 수평 로드(63)는 별도의 동력원(미도시)에 의해 승강 가능하게 구성될 수 있다.
후술하는 글래스를 평탄화하는 단계(S13, 도 7 참고)에서 수직 로드(62)가 하강함에 따라 피커(61)는 글래스(G)의 상면을 향해 하강한 후 글래스(G)의 상면에 밀착되어 글래스(G)를 진공 흡착하고, 수직 로드(62)가 상승함에 따라 피커(61)는 글래스(G)의 진공 흡착된 부분을 들어올려 글래스(G)를 평탄화하게 된다.
이동 블록(64)은 갠트리(52)의 길이 방향(도 5를 기준으로 좌우 방향, 이하 제1 방향)를 따라 이동 가능하게 설치될 수 있다. 이를 위해 도 5에 도시된 바와 같이, 갠트리(52)에는 이동 블록(64)을 가이드 하기 위한 가이드(53)가 형성될 수 있다.
이동 블록(64)이 제1 방향을 따라 이동 가능하게 설치되므로, 피커(61)를 글래스(G)의 평탄화가 필요한 영역으로 이동시켜 글래스(G)의 평탄화 작업을 진행할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판-글래스 합착 장치의 갠트리의 저면을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 갠트리(52)의 저면에는 경화부를 구성하는 복수의 UV 광원(71)이 설치된다.
갠트리(52)의 하부 중앙에는 피커(61)가 제1 방향을 따라 슬라이딩될 수 있도록 피커 이동용 슬릿(54)이 형성될 수 있다. 그리고, 복수의 UV 광원(71)은 피커 이동용 슬릿(54)을 둘러싸도록 배치될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 복수의 UV 광원(71)은 갠트리(52)의 길이 방향을 따라 복수의 영역(A1, A2, A3, A4, A5)으로 구획될 수 있다. 이 경우, 각 영역(A1, A2, A3, A4, A5)은 독립적으로 점등되도록 제어될 수 있다. 따라서, 경화가 필요한 영역을 구별하여 해당 영역의 상부에 위치하는 UV 광원(71)만을 점등시켜 부분 경화를 진행할 수 있다. 또한, 피커(61)를 이용해 특정 영역을 평탄화한 경우, 해당 영역의 상부에 위치하는 UV 광원(71)만을 점등시켜, 평탄화가 된 부분에 대해서만 부분 경화를 진행할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 피커부(60)는 복수 개가 구비될 수도 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판-글래스 합착 방법을 도시한 순서도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판-글래스 합착 방법은, 가합착된 기판-글래스를 안착시키는 단계(S11), 가합착된 기판-글래스를 고정하는 단계(S12), 글래스를 평탄화시키는 단계(S13), 스테이지를 틸팅시키는 단계(S14), 액상 점착제를 주입하는 단계(S15), 1차 기포 제거 단계(S16), 스테이지를 수평화시키는 단계(S17), 2차 기포 제거 단계(S18), 이형지를 제거하는 단계(S19) 및 액상 점착제를 경화시키는 단계(S20)를 포함한다.
가합착된 기판-글래스를 안착시키는 단계(S11)에서는 가합착된 기판(S)과 글래스(G)를 스테이지(20)의 일면 상에 안착시킨다.
도 8은 도 7의 S11 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 기판(S)의 상면의 테두리에는 점착용 스페이서가 부착된다. 점착용 스페이서는 상하에 점착제가 도포된 것으로서, 도 8에 도시된 바와 같이, 기판(S)의 상면 테두리의 3방향에는 상부면의 점착제(101)가 노출된 제1 점착용 스페이서가 부착되고, 나머지 한 쪽의 테두리에는 이형지(102)가 부착되어 상부면의 점착제가 노출되지 않은 제2 점착용 스페이서가 부착된다.
글래스(G)는 기판(S)과 정렬되어, 상면에 제1, 제2 점착용 스페이서가 부착된 기판(S) 상에 올려진다. 상부면의 점착제(101)가 노출된 제1 점착용 스페이서는 글래스(G)의 하면과 점착되고, 이형지(102)가 남아있는 제2 점착용 스페이서는 글래스(G)의 하면과 점착되지 않는다.
따라서, 제2 점착용 스페이서가 위치하는 테두리는 점착되지 않고 개구된 상태가 된다. 즉, 기판(S)과 글래스(G)의 가합착 상태는 제2 점착용 스페이서가 위치하는 테두리는 개구되고 나머지 테두리는 제1 점착용 스페이서에 의해 기판(S)과 글래스(G)가 상호 점착된 상태를 의미한다.
S11 단계는 기판(S)과 글래스(G)가 가합착된 상태로 스테이지(20) 상에 안착되는 경우는 물론이고, 스테이지(20) 상에 기판(S)을 안착시킨 후, 제1, 2 점착용 스페이서를 기판(S)의 상면 테두리에 점착시키고, 글래스(G)를 기판(S)과 정렬하여 글래스(G) 하면의 테두리가 제1, 2 점착용 스페이서와 접하도록 글래스(G)를 제1, 2 점착용 스페이서에 상부에 안착시켜 제1 점착용 스페이서와 글래스(G)의 하면의 테두리가 점착되도록 하여, 스테이지(20) 상에서 기판(S)과 글래스(G)가 가합착시키는 경우를 포함한다. 글래스(G)는 제2 점착용 스페이서의 이형지(102)가 제거되지 않은 상태로 기판(S)과 가합착된다.
기판(S)은 액정 디스플레이 패널 또는 유기박막 디스플레이 패널일 수 있다. 또는 기판(S)은 액정 디스플레이 패널 또는 유기 박막 디스플레이 패널을 구성하는 TFT 기판일 수 있다.
글래스(G)는 액정 디스플레이 패널 또는 유기 박막 디스플레이 패널을 구성하는 봉지 글래스이거나, 액정 디스플레이 패널 또는 유기박막 디스플레이 패널 상에 부착되는 강화 글래스일 수 있다. 또는 글래스(G)는 TSP(touch screen panel)이거나 TSP가 부착된 글래스일 수 있다.
가합착된 기판-글래스를 고정하는 단계(S12)에서는, 글래스(G)와 스토퍼(22) 사이에 지지편(25)을 삽입하고, 클램핑부(40)를 작동시켜 클램퍼(41)가 글래스(G)의 상면을 가압하도록 한다.
도 9 및 도 10은 도 7의 S13 단계를 설명하기 위한 도면이다.
S11 단계에서 가합착된 기판(S)과 글래스(G)를 스테이지(20) 상에 위치시키면, 도 9에 도시된 바와 같이, 상대적으로 상부에 위치하는 글래스(G)는 자중에 의해 중앙부에서 처짐이 발생할 수 있다. 이는 글래스(G)의 테두리는 제1, 2 점착용 스페이서에 의해 지지되지만 그 외의 부분에서는 글래스(G)가 지지되지 않기 때문이다.
또는 글래스(G)의 제조 상태 또는 보관 상태에 따라 뒤틀림이 존재하는 경우 일부 영역에서 처짐이 발생할 수 있다.
기판(S)은 스테이지(20)의 상면에 접하므로 전체적으로 평탄한 상태가 유지된다.
글래스(G)에서 처짐이 발생한 영역은 육안으로 확인하거나, 거리 측정 센서를 사용할 수 있다.
육안으로 확인하는 방법으로는 글래스(G)와 기판(S)이 접함에 따라 발생하는 오일 마크를 찾는 방법이 있다.
거리 측정 센서를 사용하는 경우, 거리 측정 센서(미도시)를 갠트리(52)에 이동 가능하게 구성하고, 기준 거리를 거리 측정 센서와 제1 점착용 스페이서에 의해 지지되는 글래스(G)의 테두리 부분 사이의 거리로 설정한 후, 갠트리(52)와 거리 측정 센서를 이동시키며 글래스(G)의 전면에 대해 거리를 측정하여 기준 거리보다 멀게 측정된 곳을 처짐이 발생한 영역으로 확인할 수 있다.
글래스를 평탄화시키는 단계(S13)에서는 피커(61)를 처짐이 발생한 영역 상으로 이동시킨 후, 피커(61)를 하강시켜 글래스(G)의 상면에 밀착시키고, 피커(61)와 글래스(G) 사이에 진공압을 형성하고, 도 9에 도시된 바와 같이, 피커(61)를 상승시켜 피커(61)가 글래스(G)의 해당 영역을 진공 흡착하여 들어올리도록 하여 해당 영역의 평탄화를 진행한다.
평탄화의 기준 높이는 제1 점착용 스페이서에 의해 지지되는 글래스(G)의 테두리 부분의 높이(U)가 된다. 따라서, 피커(61)가 상승하는 높이, 즉 처짐이 발생한 영역에서 글래스(G)가 들어올려지는 높이는 제1 점착용 스페이서의 높이(g) 이하가 된다.
피커(61)는 글래스를 평탄화시키는 단계(S13)에서 글래스(G)를 진공 흡착하여 들어올린 이후, 액상 점착제를 경화시키는 단계(S20)가 진행될 때까지 그 상태를 유지할 수 있다.
스테이지를 틸팅시키는 단계(S14)에서는, 도 2 또는 도 3에 도시된 바와 같이, 틸팅 구동부(30)를 작동시켜 스테이지(20)를 일방향으로 틸팅시킨다. 전술한 바와 같이, 스테이지(20)는 스토퍼(22) 및 클램핑부(40)가 위치한 일측이 아래쪽으로 내려가도록 틸팅된다. 피커(61)는 스테이지(20) 상에 설치된 갠트리(52)에 지지되므로 스테이지(20)가 틸팅된 상태에서도 글래스(G)를 진공 흡착하여 들어올린 상태를 유지할 수 있다.
가합착된 기판(S)과 글래스(G)는 제2 점착용 스페이서로 인해 실링되지 않고 개구된 쪽이 틸팅된 상태에서 상부에 있도록 위치한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판-글래스 합착 장치의 점착제 공급부 및 도 7의 S15 단계를 설명하기 위한 도면이다.
액상 점착제를 주입하는 단계(S15)에서는, 액상 점착제(R)를 기판(S)과 글래스(G)의 사이 공간으로 주입한다.
이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판-글래스 합착 장치(1)는 점착제 공급부를 포함한다. 도 11에 도시된 바와 같이, 점착제 공급부는 탈포기(81), 점착제 주입기(82) 및 토출 노즐(83)을 포함한다.
액상 점착제(R)는 액상의 광 경화성 수지로서 레진(resin)이 사용될 수 있다. 액상 점착제(R)에는 기포가 포함되어 있을 수 있다. 탈포기(81)는 액상 점착제(R)를 저장하고 있는 탱크(미도시) 내부를 진공 상태로 형성하는 등의 방법으로 저장된 액상 점착제(R)에 포함된 기포를 제거한다.
점착제 주입기(82)는 탈포기(81) 및 토출 노즐(83)에 연결된다. 점착제 주입기(82)는 미리 입력된 용량만큼의 액상 점착제가 토출 노즐(83)을 통해 토출되도록 제어한다. 액상 점착제의 노출 용량은 가합착된 기판(S)과 글래스(G) 사이에 형성된 공간의 체적과 대응될 수 있으며, 제1, 2 점착용 스페이서에 의해 둘러싸인 공간의 수평 단면적과 제1, 2 점착용 스페이서의 높이의 곱으로 계산될 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 토출 노즐(83)은 제2 점착용 스페이서로 인해 글래스(G)와 기판(S)이 점착되지 않는 테두리 부분으로 삽입되어 글래스(G)와 기판(S) 사이로 액상 점착제(R)를 주입한다. 보다 구체적으로 토출 노즐(83)은 제2 점착용 스페이서의 이형지(102)와 글래스(G) 사이로 삽입된다.
피커(61)가 글래스(G)를 평탄한 상태로 유지시키므로, 글래스(G)와 기판(S) 사이의 공간은 거의 직육면체에 가깝게 유지되고, 액상 점착제(R)는 글래스(G)와 기판(S) 사이의 공간으로 원활하게 진입할 수 있다.
도 12는 도 7의 S16 단계를 설명하기 위한 도면이다.
1차 기포 제거 단계(S16)에서는 토출 노즐(83)을 통해 미리 정해진 용량의 액상 점착제(R)가 글래스(G)와 기판(S) 사이로 주입된 이후, 일정 시간 동안 스테이지(20)를 틸팅된 상태로 유지한다.
탈포기(81)에서 저장된 액상 점착제(R)에 포함된 기포를 제거하였지만, 액상 점착제(R)가 주입되는 과정에서 액상 점착제(R) 내에는 미세한 기포들이 형성될 수 있다.
도 12에 도시된 바와 같이, 스테이지(20)를 틸팅된 상태로 유지하면, 글래스(G)와 기판(S) 사이로 주입된 액상 점착제(R) 내에 포함된 기포(B)들이 액상 점착제의 표면으로 상승하고 액상 점착제의 표면 상에서 기포(B)가 터지며 자연적으로 제거된다.
1차 기포 제거 단계(S16)에서 기포(B)들이 제거되었음이 확인되면, 스테이지를 수평화시키는 단계(S17)가 진행된다.
스테이지를 수평화시키는 단계(S17)에서는 틸팅 구동부(30)를 작동시켜 스테이지(20)를 반대 방향으로 틸팅시켜 수평화한다. 가합착된 기판(S)과 글래스(G) 역시 스테이지(20)와 함께 수평화되며, 기판(S)과 글래스(G) 사이로 주입된 액상 점착제(R)는 제2 점착용 스페이서를 향해 퍼지며 기판(S)과 글래스(G)의 사이 공간에 전체적으로 펼쳐진다.
도 13은 도 7의 S18 및 S19 단계를 설명하기 위한 도면이다.
2차 기포 제거 단계(S18)에서는 가합착된 기판(S)과 글래스(G) 공간으로 펼쳐진 액상 점착제(R) 내의 기포를 제거한다.
이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판-글래스 합착 장치(1)는 기포 제거부를 포함하며, 도 13에 도시된 바와 같이, 기포 제거부는 가합착된 기판(S)과 글래스(G) 사이로 삽입되는 양측으로 흡입 노즐(90, 91)을 포함한다.
도 13에 도시된 바와 같이, 2차 기포 제거 단계(S18)에서는 제2 점착용 스페이서의 양측으로 흡입 노즐(90, 91)을 삽입하여 액상 점착제(R)에 포함된 기포를 흡입하여 제거한다.
S17 단계에서 스테이지(20)를 수평화시킨 이후에는 액상 점착제(R)가 기판(S)과 글래스(G) 사이 공간에서 넓게 퍼진다. S15 단계에서 토출 노즐(83)이 제2 점착용 스페이서의 중앙부로 삽입되어 액상 점착제(R)를 주입한 경우에는, 도 13에 도시된 바와 같이 액상 점착제(R)가 제2 점착용 스페이서가 위치한 테두리의 중앙부에 먼저 닿고 이후 양측 코너가 채워지게 된다.
따라서, 흡입 노즐(90, 91)을 제2 점착용 스페이서가 위치한 테두리의 양측으로 삽입하여 양측 코너로 확장되는 액상 점착제(R)를 흡입하며 액상 점착제(R)에 포함된 기포를 제거함과 동시에 액상 점착제(R)가 양측 코너를 완전히 채울 수 있도록 양측 코너에 존재하는 공기를 빼낸다.
액상 점착제(R)가 제2 점착용 스페이서가 위치하는 테두리의 중앙부부터 채워지므로, 이형지를 제거하는 단계(S19)에서는, 도 15에 도시된 바와 같이, 제2 점착용 스페이서의 이형지(102)가 중앙부부터 제거될 수 있다.
S18 단계에서, 제2 점착용 스페이서가 위치한 테두리의 코너 양측까지 액상 점착제(R)가 채워지면 흡입 노즐(90, 91)을 빼냄과 동시에 이형지(102)를 모두 제거하여 글래스(G)와 기판(S)의 테두리가 전체적으로 점착되도록 한다.
도 14는 도 7의 S20 단계를 설명하기 위한 도면이다.
액상 점착제를 경화하는 단계(S20)에서는 도 14에 도시된 바와 같이, 복수의 UV 광원(71)을 점등시켜 글래스(G)와 기판(S) 사이에 주입된 액상 점착제(R)를 경화시킨다.
액상 점착제를 경화하는 단계(S20)에서는, 피커(61)가 진공 흡착하고 있는 부분부터 경화가 이루어질 수 있다. 피커(61)가 진공 흡착하고 있는 부분은 글래스(G)의 처짐이 발생한 영역이므로 해당 영역을 우선적으로 경화시켜야 글래스(G)가 평탄한 상태로 경화될 수 있다.
최초에 피커(61)가 진공 흡착하고 있는 부분에 대한 경화가 완료되면, 중앙부로부터 외곽 방향으로 순차적으로 경화가 진행될 수 있다.
예를 들면, 중앙부에 대한 경화가 완료된 이후, 경화가 완료된 부분의 전방 또는 후방으로 갠트리 서포터(51)를 이동시켜 경화가 완료된 부분의 전방 또는 후방 영역에 대한 경화를 진행하는 과정을 반복하여 글래스(S) 전면에 대한 경화가 완료되도록 할 수 있다.
또는, 최초에 피커(61)가 진공 흡착하고 있는 부분에 대한 경화가 완료된 이후, 다시 글래스(G)의 처짐이 발생한 영역을 확인하고, 처짐이 발생한 영역이 존재하는 경우, 해당 영역으로 피커(61)를 이동시켜 해당 영역의 글래스(G)를 기준 높이까지 들어올려 평탄화한 후, UV 광원(71)을 점등시켜 해당 영역에 대한 경화를 진행하는 과정을 반복하여 글래스(S) 전면에 대한 경화가 완료되도록 할 수 있다.
글래스(G)의 전면에 대한 경화가 완료되면 글래스(G)와 기판(S)의 합착이 완료된다.
본 발명에 따른 기판-글래스 합착 장치 및 합착 방법은 챔버 환경 내에서 합착 공정을 진행하기 곤란한 대형 기판에 대해서도 안정적으로 합착 공정을 진행할 수 있다.
특히, 가합착된 기판과 글래스를 틸팅시켜 액상 점착제가 자중에 의해 주입되도록 하고, 틸팅된 상태를 일정 시간 유지하여 액상 점착제 내에 포함된 기포를 1차로 제거하므로, 액상 점착제의 주입 과정에서 발생하는 기포에 의한 불량률을 최소화 할 수 있다.
또한, 글래스에 대한 부분 평탄화 및 경화 작업을 진행하므로 대형 글래스에 대한 합착 공정에서 발생하는 글래스의 처짐 문제를 해결할 수 있다.
또한, 액상 점착제를 주입한 방향에서 흡입 노즐을 기판과 글래스 사이로 진입시켜 액상 점착제의 기포를 제거함과 동시에 해당 영역에 잔여 공기가 발생하지 않도록 하여 기포에 의한 불량률을 최소화 할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1: 기판-글래스 합착 장치 10: 베이스
20: 스테이지 21: 가이드
22: 스토퍼 23: 암 지지단
25: 지지편 30, 130: 틸팅 구동부
31: 고정 서포트 32, 132: 신축 서포트
40: 클램핑부 41: 클램퍼
42: 클램퍼 암 51: 갠트리 서포터
52: 갠트리 53: 가이드
54: 피커 이동용 슬릿 60: 피커부
61: 피커 62: 수직 로드
63: 수평 로드 64: 이동 블록
71: UV 광원 83: 토출 노즐
101: 점착제 102: 이형지
B: 기포 F: 연성 기판
G: 글래스 R: 액상 점착제
S: 기판

Claims (19)

  1. 가합착된 기판과 글래스가 안착되는 스테이지;
    상기 가합착된 기판과 글래스가 안착된 상태로 상기 스테이지를 틸팅시키는 틸팅 구동부;
    틸팅된 상기 가합착된 기판과 글래스 사이로 주입되는 액상 점착제를 공급하는 점착제 공급부; 및
    상기 액상 점착제 내에 포함된 기포를 제거하는 기포 제거부를 포함하는, 기판-글래스 합착 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가합착된 기판과 글래스는 테두리 중 일부가 점착되고 상기 테두리 중 다른 일부는 점착되지 않고 개방되어 있는, 기판-글래스 합착 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 점착제 공급부는 상기 액상 점착제가 토출되는 토출 노즐을 포함하고,
    상기 토출 노즐은 점착되지 않은 상기 테두리의 다른 일부를 통해 삽입되어 상기 가합착된 기판과 상기 글래스 사이로 상기 액상 점착제를 주입하는, 기판-글래스 합착 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 틸팅 구동부는 점착되지 않은 상기 테두리의 다른 일부가 상부로 가도록 상기 스테이지를 틸팅시키는, 기판-글래스 합착 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 기포 제거부는 상기 가합착된 기판과 글래스 사이로 삽입되어 상기 액상 점착제 내에 포함된 기포를 흡입하여 제거하는 흡입 노즐을 포함하는, 기판-글래스 합착 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 흡입 노즐은 점착되지 않은 상기 테두리의 다른 일부의 양측으로 삽입되어,
    상기 액상 점착제 내에 포함된 기포와 함께 상기 가합착된 기판과 글래스 사이에 존재하는 공기를 흡입하여, 상기 액상 점착제가 상기 테두리의 다른 일부의 양측 코너까지 채워지도록 하는, 기판-글래스 합착 장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 가합착된 기판과 글래스는 점착된 상기 테두리의 일부가 제1 점착용 스페이서에 의해 점착되고,
    점착되지 않은 상기 테두리의 다른 일부에는 이형지가 제거되지 않은 상태로 상기 기판과 글래스 중 어느 하나에만 점착된 제2 점착용 스페이서가 구비되는, 기판-글래스 합착 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 틸팅 구동부는,
    상기 스테이지의 일측을 회전 가능하게 지지하는 고정 서포트와,
    상기 스테이지의 타측을 회전 가능하게 지지하며 신축되는 신축 서포트를 포함하여,
    상기 신축 서포트의 신축에 따라 상기 스테이지의 일측을 중심으로 상기 스테이지를 틸팅시키커나 수평하게 하는, 기판-글래스 합착 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 가합착된 기판과 글래스 사이로 주입된 상기 액상 점착제를 경화시키는 경화부를 더 포함하는, 기판-글래스 합착 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 스테이지 상에서 슬라이딩 가능하게 설치되는 갠트리를 더 포함하고,
    상기 경화부는 상기 가합착된 기판 및 상기 글래스를 향해 자외선을 조사하는 복수의 UV 광원을 포함하며,
    상기 복수의 UV 광원은 상기 갠트리에 설치되는, 기판-글래스 합착 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 UV 광원은 복수의 영역으로 구획되고, 각 영역은 독립적으로 점등 제어되는, 기판-글래스 합착 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 스테이지에 구비되어 상기 스테이지 상에 안착된 상기 가합착된 기판과 글래스를 가압하여 상기 스테이지에 고정시키는 클램핑부를 더 포함하는, 기판-글래스 합착 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 스테이지의 일측에는 상기 가합착된 기판과 글래스의 외측에 위치하도록 돌출 형성되는 스토퍼가 구비되고,
    상기 글래스와 상기 스토퍼 사이에 개재되어 상기 스테이지가 틸팅된 상태에서 상기 글래스를 상기 스토퍼에 대해 지지하는 지지편을 더 포함하는, 기판-글래스 합착 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 지지편은 상기 기판의 일측으로 노출되는 복수의 연성 기판들의 사이에 위치하는, 기판-글래스 합착 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 가합착된 기판과 글래스 중 어느 하나의 일부분을 흡착하여 들어올려 평탄화시키는 피커부를 더 포함하는, 기판-글래스 합착 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 스테이지 상에서 슬라이딩 가능하게 설치되는 갠트리를 더 포함하고,
    상기 피커부는 상기 스테이지의 상부에 승강 가능하게 구비되며 진공압을 형성하는 적어도 하나의 피커를 포함하며,
    상기 피커는 상기 갠트리에 설치되는, 기판-글래스 합착 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 피커는 상기 갠트리의 길이 방향을 따라 슬라이딩 가능하게 설치되는, 기판-글래스 합착 장치.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 가합착된 기판과 글래스 사이로 주입된 상기 액상 점착제를 경화시키는 복수의 UV 광원을 더 포함하고,
    상기 복수의 UV 광원은 상기 피커의 주변에 위치하도록 상기 갠트리에 설치되는, 기판-글래스 합착 장치.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 가합착된 기판과 글래스는 상기 글래스가 상기 기판의 상부에 위치하도록 상기 스테이지 상에 안착되는, 기판-글래스 합착 장치.
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