KR20200088688A - 광학 접합 장치 및 이를 이용한 광학 접합 방법 - Google Patents

광학 접합 장치 및 이를 이용한 광학 접합 방법 Download PDF

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KR20200088688A KR1020190005310A KR20190005310A KR20200088688A KR 20200088688 A KR20200088688 A KR 20200088688A KR 1020190005310 A KR1020190005310 A KR 1020190005310A KR 20190005310 A KR20190005310 A KR 20190005310A KR 20200088688 A KR20200088688 A KR 20200088688A
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Abstract

본 발명의 일 실시 예는 LCD와 같은 디스플레이부 상에 OCR과 같은 광학용 접착물질의 레이어가 적정한 겔(gel)화 비율로 형성됨과 동시에, 광학용 접착물질의 레이어 가장자리가 균일한 형상으로 형성되도록 하는 광학 접합 장치를 제공한다. 본 발명의 실시 예에 따른 광학 접합 장치는, 광학용 접착물질을 생성하고, 적어도 하나 이상의 개구부를 구비하는 마스크부의 표면에 광학용 접착물질을 공급하는 디스펜서부; 마스크부와 디스플레이 모듈을 접촉시키고, 광학용 접착물질을 마스크부와 디스플레이 모듈에 도포시키는 도포부; 도포부를 통과한 디스플레이 모듈에 도포된 광학용 접착물질에 광을 조사하여 가경화시키는 가경화부; 및 가경화부를 통과한 디스플레이 모듈과 커버 글래스를 접합시키는 접합부;를 포함한다.

Description

광학 접합 장치 및 이를 이용한 광학 접합 방법 {OPTICAL BONDING APPARATUS AND OPTICAL BONDING METHOD USING THE SAME}
본 발명은 광학 접합 장치 및 이를 이용한 광학 접합 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, LCD와 같은 디스플레이부 상에 OCR과 같은 광학용 접착물질의 레이어가 적정한 겔(gel)화 비율로 형성됨과 동시에, 광학용 접착물질의 레이어 가장자리가 균일한 형상으로 형성되도록 하는 광학 접합 장치에 관한 것이다.
투명한 액체타입의 광학용 접착소재로써 광학 투명 레진(Optically Clear Resin, OCR), 액체 광학 투명 접착제(Liquid Optically Clear Adhesive, LOCA), 광학 투명 접착제(Optically Clear Adhesive, OCA) 등이 이용되고 있다. 그 중 OCR은 디스플레이 모듈과 이에 결합하여 디스플레이 모듈을 보호하는 커버 윈도우의 접합에 이용되며, 우레탄 계 OCR과 아크릴 계 OCR및 실리콘 계 OCR이 주로 이용되고 있다.
그 중 실리콘 계 OCR은 우수한 내열성을 구비하고 있어 사용량이 증가하고 있는데, 기존의 방식으로 실리콘 계 OCR을 이용하여 디스플레이 모듈과 커버 글래스를 접합하는 경우, OCR 소재의 도포 측면이 불균일하고, OCR 소재 내 기포에 의해 접합 효율에 한계가 있다는 문제가 있다.
대한민국 공개특허 제10-2016-0002560호(발명의 명칭: 표시 장치 제조 방법)에서는, 제1 지지판 상에 제1 기판을 부착하는 제1 기판 부착 단계와, 제2 지지판 상에 제2 기판을 부착하는 제2 기판 부착 단계와, 상기 제1 기판 상에 접착 부재를 도포하는 접착 부재 도포 단계와, 상기 제1 지지판과 제2 지지판을 대향배치하여 상기 제1 기판 및 제2 기판을 합착하는 합착 단계, 및 초음파를 인가하여 상기 제1 기판과 제2 기판을 용착시키는 초음파 용착 단계를 포함하는 제조 방법이 개시되어 있다.
대한민국 공개특허 제10-2016-0002560호
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 디스플레이 모듈과 커버 글래스를 접합 시, OCR 소재에 의한 접합 효율을 증대시키는 것이다.
그리고, 본 발명의 목적은, 하나의 장치에서 하나의 공정으로 디스플레이 모듈과 커버 글래스의 접합이 자동으로 수행되도록 하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 광학용 접착물질을 이용하여 커버 글래스와 디스플레이 모듈을 접합시키는 광학 접합 장치에 있어서, 광학용 접착물질을 생성하고, 적어도 하나 이상의 개구부를 구비하는 마스크부의 표면에 상기 광학용 접착물질을 공급하는 디스펜서부; 상기 마스크부와 디스플레이 모듈을 접촉시키고, 상기 광학용 접착물질을 상기 마스크부와 상기 디스플레이 모듈에 도포시키는 도포부; 상기 도포부를 통과한 상기 디스플레이 모듈에 도포된 상기 광학용 접착물질에 광을 조사하여 가경화시키는 가경화부; 및 상기 가경화부를 통과한 상기 디스플레이 모듈과 커버 글래스를 접합시키는 접합부;를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 마스크부의 개구부 위치는 상기 디스플레이 모듈의 디스플레이부 위치에 대응될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 도포부는, 상기 광학용 접착물질이 공급된 상기 마스크부의 일측으로부터 상기 마스크부의 타측으로 이동하여 상기 광학용 접착물질이 디스플레이부 상에 도포되게 하는 스퀴지를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 가경화부는, 상기 디스플레이 모듈에 도포된 상기 광학용 접착물질에 자외선을 조사하여 액체 형태인 상기 광학용 접착물질을 겔(gel)화시킬 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 광학용 접착물질은, 각각 다른 2 이상의 물질을 혼합하여 형성될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 디스펜서부는, 각각 다른 2가지의 물질이 혼합되는 혼합체, 상기 혼합체와 결합하고 상기 혼합체로 하나의 물질을 주입하는 제1주입체, 및 상기 혼합체와 결합하고 상기 혼합체로 다른 물질을 주입하는 제2주입체,를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 접합부는, 상기 디스플레이 모듈을 진공 흡착하여 고정 지지하는 지지체, 및 상기 커버 글래스를 진공 흡착하여 상하 이동시키고 상기 커버 글래스를 가압하여 상기 커버 글래스와 상기 디스플레이 모듈을 압착시키는 가압체,를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 접합부는, 상기 지지체와 상기 가압체가 인입되고 진공을 형성하여 상기 광학용 접착물질의 레이어 내 기포를 제거하는 진공챔버를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 디스플레이 모듈을 고정 지지하여 이송시키는 이송부를 더 포함할 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, i) 이송부가 상기 디스플레이 모듈을 상기 도포부로 이송시키는 단계; ii) 상기 디스펜서부가 상기 마스크부의 표면에 상기 광학용 접착물질을 공급하는 단계; iii) 스퀴지가 이동함으로써 상기 광학용 접착물질이 상기 마스크부의 개구부를 통과하여 상기 디스플레이 모듈의 디스플레이부에 도포되는 단계; iv) 상기 가경화부가 상기 디스플레이부 상에 형성된 상기 광학용 접착물질의 레이어를 가경화시키는 단계; 및 v) 상기 디스플레이 모듈이 상기 접합부로 이송되어 상기 디스플레이 모듈과 상기 커버 글래스가 접합되는 단계;를 포함한다.
상기와 같은 구성에 따른 본 발명의 효과는, LCD와 같은 디스플레이부 상에 OCR과 같은 광학용 접착물질의 레이어가 적정한 겔(gel)화 비율로 형성됨과 동시에, 광학용 접착물질의 레이어 가장자리가 균일한 형상으로 형성되므로, 커버 글래스와 디스플레이부의 접합 효율이 증대될 수 있다는 것이다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광학 접합 장치의 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광학 접합 장치의 일 부위에 대한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스펜서부의 모식도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 마스크부의 모식도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 도포부의 일부에 대한 모식도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 도포부에서 수행되는 공정에 대한 모식도이다.
도 7은 종래기술에 따른 도포 공정에 대한 모식도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 도포 공정에 대한 모식도이다.
도 9는 종래기술에 따른 도포 공정 결과에 대한 이미지와 본 발명의 일 실시 예에 따른 도포 공정 결과에 대한 이미지이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가경화부의 모식도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가경화부의 광 조사 시간에 따른 광학용 접착물질의 물성 변화에 대한 이미지이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 접합부의 모식도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 마스크부의 제조 공정에 대한 모식도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시 예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광학 접합 장치의 평면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광학 접합 장치의 일 부위에 대한 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스펜서부(200)의 모식도이다.
또한, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 마스크부(100)의 모식도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 도포부(300)의 일부에 대한 모식도이다.
또한, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 도포부(300)에서 수행되는 공정에 대한 모식도이다. 여기서, 도 6의 (a)는 광학용 접착물질(10)이 공급된 마스크부(100)가 디스플레이 모듈(810) 상에 위치하는 사항에 대한 모식도이고, 도 6의 (b)는 마스크부(100)가 이동하여 디스플레이와 접촉하는 사항에 대한 모식도이며, 도 6의 (c)는 스퀴지(310)가 광학용 접착물질(10)을 밀어내어 광학용 접착물질(10)이 디스플레이부(811) 상에 도포되는 사항에 대한 모식도이다.
또한, 도 7은 종래기술에 따른 도포 공정에 대한 모식도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 도포 공정에 대한 모식도이다. 구체적으로, 도 7의 (a)와 도 8의 (a)는 광학용 접착물질(10)의 도포 후 마스크부(1 또는 100)와 디스플레이 모듈(810)이 이격되기 전에 대한 모식도이고, 도 7의 (b)와 도 8의 (b)는 마스크부(1 또는100)와 디스플레이 모듈(810)이 이격되는 사항에 대한 모식도이다.
그리고, 도 9는 종래기술에 따른 도포 공정 결과에 대한 이미지와 본 발명의 일 실시 예에 따른 도포 공정 결과에 대한 이미지이다. 여기서, 도 9의 (a)는 종래기술에 따른 마스크부(1)를 이용하여 형성된 광학용 접착물질의 레이어(11)에 대한 이미지이고, 도 9의 (b)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 마스크부(100)를 이용하여 형성된 광학용 접착물질의 레이어(11)에 대한 이미지이다.
도 1 내지 도 9에서 보는 바와 같이, 광학용 접착물질(10)을 이용하여 커버 글래스(820)와 디스플레이 모듈(810)을 접합시키는 본 발명의 광학 접합 장치는, 광학용 접착물질(10)을 생성하고, 적어도 하나 이상의 개구부(120)를 구비하는 마스크부(100)의 표면에 광학용 접착물질(10)을 공급하는 디스펜서부(200); 마스크부(100)와 디스플레이 모듈(810)을 접촉시키고, 광학용 접착물질(10)을 마스크부(100)와 디스플레이 모듈(810)에 도포시키는 도포부(300); 도포부(300)를 통과한 디스플레이 모듈(810)에 도포된 광학용 접착물질(10)에 광을 조사하여 가경화시키는 가경화부(400); 및 가경화부(400)를 통과한 디스플레이 모듈(810)과 커버 글래스(820)를 접합시키는 접합부(500);를 포함한다.
그리고, 본 발명의 광학 접합 장치는 디스펜서부(200), 도포부(300), 가경화부(400) 또는 접합부(500)에 제어 신호를 전달하여 디스펜서부(200), 도포부(300), 가경화부(400) 또는 접합부(500)를 제어하는 제어부(700)를 더 포함할 수 있다. 제어부(700)에 의한 제어에 대한 사항은 각각의 구성요소에 대한 설명에서 상세히 기재하도록 한다.
디스플레이부(811)는 디스플레이 패널을 포함할 수 있으며, 디스플레이 패널은 LCD(Liquid Crystal Display) 패널, OLED(Organic Light Emitting Diode) 패널, PDP(Plasma Display Panel) 패널, EL(Electroluminescence) 패널 또는 CRT(Cathode Ray Tube) 패널 중 선택되는 어느 하나의 패널일 수 있다.
도 2와 도 3에서 보는 바와 같이, 디스펜서부(200)는, 각각 다른 2가지의 물질이 혼합되는 혼합체(230), 혼합체(230)와 결합하고 혼합체(230)로 하나의 물질을 주입하는 제1주입체(210), 및 상기 혼합체(230)와 결합하고 상기 혼합체(230)로 다른 물질을 주입하는 제2주입체(220),를 포함할 수 있다. 여기서, 광학용 접착물질(10)은, 각각 다른 2 이상의 물질을 혼합하여 형성될 수 있다.
제1주입체(210)는 제1물질이 충진되는 제1배럴(212), 및 제1배럴(212)과 결합하고 제1배럴(212)에 충진된 제1물질을 가압하고 밀어내어 혼합체(230)로 유동시키는 제1가압기(211)를 구비할 수 있다. 그리고, 제2주입체(220)는 제2물질이 충진되는 제2배럴(222), 및 제2배럴(222)과 결합하고 제2배럴(222)에 충진된 제2물질을 가압하고 밀어내어 혼합체(230)로 유동시키는 제2가압기(221)를 구비할 수 있다.
그리고, 혼합체(230)에는 제1물질이 유동하는 유로와 제2물질이 유동하는 유로가 형성되고, 각각의 유로에는 제1물질의 압력을 측정하는 제1압력센서(231) 및 제2물질의 압력을 측정하는 제2압력센서(232)가 위치하여 각 물질의 압력 측정 값을 제어부(700)로 전달할 수 있다.
제어부(700)에는 혼합체(230)에 유입되는 제1물질과 제2물질의 비율에 대한 정보가 저장되어 있으며, 제어부(700)는 제1가압기(211)와 제2가압기(221)에 제어 신호를 전달하여 사전에 설정된 비유로 제1물질과 제2물질이 혼합체(230)로 유입되도록 할 수 있다. 그리고, 제1압력센서(231)와 제2압력센서(232)로부터 각 물질의 압력 정보를 지속적으로 전달 받아, 혼합체(230)에 유입되는 제1물질과 제2물질의 압력이 일정하게 유지되도록 제1가압기(211)와 제2가압기(221)를 제어할 수 있다. 이에 따라, 제1물질과 제2물질의 혼합 오차를 감소시키고, 제1주입체(210)와 제2주입체(220) 및 혼합체(230)가 과도한 압력에 의해 손상되는 현상을 방지할 수 있다.
일 실시 예로써, 제1물질과 제2물질은 실리콘 소재일 수 있으며, 구체적으로, 점도가 40,000 cp 이상이고, 백금(Pt)을 포함하는 실리콘 소재일 수 있다. 그리고, 제1물질과 제2물질은 서로 점도가 상이하거나 백금(Pt) 함량이 상이할 수 있다. 또는, 제1물질과 제2물질은 서로 다른 종류의 실리콘 소재로 형성될 수도 있다.
다른 실시 예로써, 제1물질은, 90 내지 99 중량%의 유기작용성 실록산(Organofunctional Slioxane), 1 내지 10 중량%의 비닐 함유 수지(Vinyl-containing resin) 및, 0 내지 1 중량%의 기타 물질을 포함할 수 있다. 그리고, 제2물질은, 90 내지 98 중량%의 유기작용성 실록산(Organofunctional Slioxane), 1 내지 9 중량%의 비닐 함유 수지(Vinyl-containing resin) 및, 1 내지 9 중량%의 실란 수소 유체(Silanic Hydrogen Fluid)를 포함할 수 있다. 그리고, 제1물질의 점도는 40,000내지 50,000cp이고, 제2물질의 점도는 40,000내지 50,000cp일 수 있다.
도 4 내지 6에서 보는 바와 같이, 마스크부(100)는 기판(110) 및 기판(110)이 타공됨으로써 기판(110)에 적어도 하나 이상 형성되는 개구부(120)를 포함할 수 있다. 또한, 마스크부(100)의 개구부(120) 위치는 디스플레이 모듈(810)의 디스플레이부(811) 위치에 대응될 수 있다. 그리고, 기판(110)의 가장자리 둘레를 따라 프레임(130)이 형성될 수 있다.
도포부(300)는, 광학용 접착물질(10)이 공급된 마스크부(100)의 일측으로부터 마스크부(100)의 타측으로 이동하여 광학용 접착물질(10)이 디스플레이부(811) 상에 도포되게 하는 스퀴지(310)를 포함할 수 있다.
스퀴지(310)(squeegee)는 마스크부(100)의 개구부(120)를 통하여 광학용 접착물질(10)이 디스플레이부(811) 상에 도포되도록 광학용 접착물질(10)을 개구부(120)로 밀어 넣어주는 기능을 수행할 수 있다. 스퀴지(310)는 금속 또는 우레탄과 같은 합성수지로 형성될 수 있다. 본 발명의 실시 예에서는 스퀴지(310)가 바의 형상으로 형성되는 것으로 설명하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 스퀴지(310)는 도포에 적합한 형상을 구비할 수 있다.
마스크부(100)에서 개구부(120)의 단면은 다단의 형상을 구비할 수 있다. 구체적으로, 개구부(120)는, 마스크부(100)의 상면으로부터 마스크부(100)의 내부 방향으로 형성된 공간인 제1개구부위와, 마스크부(100)의 하면으로부터 마스크부(100)의 내부 방향으로 타공되어 형성된 제2개구부위를 구비할 수 있다. 그리고, 제1개구부위의 양 측벽 간 간격이 제2개구부위의 양 측벽 간 간격 보다 크게 형성될 수 있으며, 이에 따라, 제1개구부위의 측벽(121)과 제2개구부위의 측벽(122)에 의해 다단의 형상이 형성될 수 있다. 기판(110)은 금속 또는 합성수지로 형성될 수 있다.
도 7에서 보는 바와 같이, 종래기술의 마스크부(1)는 단면에 상기와 같은 다단의 형상을 구비하지 않아, 마스크부(1)와 디스플레이 모듈(810)이 이격됨으로써 마스크부(1)와 광학용 접착물질의 레이어(11)가 분리되는 경우, 광학용 접착물질의 레이어(11) 측면에 있는 광학용 접착물질(10)이 마스크부(1)의 개구부 측면에 접착된 상태로 디스플레이 모듈(810)로부터 이격되는 마스크부(1)를 따라 신장되다가 절단될 수 있다. 그리고, 이와 같은 경우에는, 도 9의 (a)에서 보는 바와 같이, 디스플레이부(811)에 도포된 광학용 접착물질의 레이어(11) 가장자리가 균일하지 않는 현상이 발생할 수 있다.
반면에, 도 8에서 보는 바와 같이, 본 발명의 마스크부(100)는 단면에 상기와 같은 다단의 형상을 구비할 수 있다. 이에 따라, 마스크부(100)와 디스플레이 모듈(810)이 서로 접촉되어 있는 상태에서는, 광학용 접착물질(10)이 제1개구부위와 제2개구부위 모두에 충진되어 있을 수 있다. 그리고, 마스크부(100)와 디스플레이 모듈(810)이 이격됨으로써 마스크부(100)와 광학용 접착물질의 레이어(11)가 분리되는 경우, 제2개구부위의 측벽(122) 측면이 광학용 접착물질의 레이어(11) 측면을 따라 이동하여 제2개구부위의 측벽(122) 상면 상에 위치하는 광학용 접착물질(10)을 디스플레이부(811) 상에 위치하는 광학용 접착물질의 레이어(11)와 분리시킴으로써, 광학용 접착물질의 레이어(11) 측면의 광학용 접착물질(10)과 개구부(120) 측면 간 접촉 또는 접착을 최소화할 수 있다. 이에 따라, 광학용 접착물질의 레이어(11) 측면에 있는 광학용 접착물질(10)이 마스크부(100)의 개구부(120) 측면에 접착된 상태로 디스플레이 모듈(810)로부터 이격되는 마스크부(100)를 따라 신장되다가 절단되는 현상 발생이 최소화되어, 도 9의 (b)에서 보는 바와 같이, 디스플레이부(811)에 도포된 광학용 접착물질의 레이어(11) 가장자리가 균일하게 형성될 수 있다.
도 5에서 보는 바와 같이, 도포부(300)는, 디스플레이 모듈(810)을 고정 지지하는 고정지지체(320)를 포함할 수 있으며, 고정지지체(320)는 진공 흡착 방식으로 디스플레이 모듈(810)을 고정 지지할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 고정지지체(320)는 다른 방식으로 디스플레이 모듈(810)을 고정 지지할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가경화부(400)의 모식도이다. 도 10에서 보는 바와 같이, 가경화부(400)는, 디스플레이 모듈(810)에 도포된 광학용 접착물질(10)에 자외선을 조사하여 액체 형태인 광학용 접착물질(10)을 겔(gel)화시킬 수 있다.
도포부(300)를 통과하면서 디스플레이부(811)의 상면에 광학용 접착물질의 레이어(11)가 형성된 디스플레이 모듈(810)은 가경화부(400)로 이송되어 가경화부(400)의 하부에 위치할 수 있다. 그리고, 가경화부(400)는 광학용 접착물질의 레이어(11)에 광을 조사하여 광학용 접착물질(10)을 가경화시키는데, 여기서, 가경화용 광으로 자외선이 이용될 수 있다. 가경화부(400)의 광 조사에 의해 광학용 접착물질의 레이어(11)는 물성이 변화하여 겔(gel)화될 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가경화부(400)의 광 조사 시간에 따른 광학용 접착물질(10)의 물성 변화에 대한 이미지이다. 여기서, 도 11의 (a)는 가경화부(400)의 광 조사 시간이 과소하여 오버플로우(overflow) 및 슬립(slip) 현상이 발생한 사항에 대한 이미지이고, 도 11의 (b)는 가경화부(400)의 광 조사 시간이 적정하여 멀티테일링(Multi-Tailing) 현상이 발생한 사항에 대한 이미지이며, 도 11의 (c)는 가경화부(400)의 광 조사 시간이 과대하여 분리(separation) 현상이 발생한 사항에 대한 이미지이다.
도 11에서 보는 바와 같이, 가경화부(400)의 광 조사 시간이 과소한 경우에는, 광학용 접착물질의 레이어(11) 물성 변화에 필요한 시간이 부족하여 광학용 접착물질(10)의 겔(gel)화 비율이 현저히 감소하여 마스크부(100)를 디스플레이 모듈(810)로부터 이격시키는 경우 광학용 접착물질의 레이어(11) 형성이 용이하지 않을 수 있다. 그리고, 가경화부(400)의 광 조사 시간이 과소한 경우에는, 광학용 접착물질(10)의 겔(gel)화 이 후의 경화가 진행되어 광학용 접착물질의 레이어(11)가 고체화됨으로써, 광학용 접착물질의 레이어(11)가 디스플레이부(811)로부터 분리될 수 있다.
반면에, 가경화부(400)의 광 조사 시간이 적정한 경우에는, 광학용 접착물질(10)의 겔(gel)화에 의해 광학용 접착물질의 레이어(11)에 의해 커버 글래스(820)와 디스플레이부(811)의 접합이 용이하게 수행될 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 접합부(500)의 모식도이다. 도 12에서 보는 바와 같이, 접합부(500)는, 디스플레이 모듈(810)을 진공 흡착하여 고정 지지하는 접합지지체(520), 및 커버 글래스(820)를 진공 흡착하여 상하 이동시키고 커버 글래스(820)를 가압하여 커버 글래스(820)와 디스플레이 모듈(810)을 압착시키는 가압체(510),를 포함할 수 있다. 그리고, 접합부(500)는, 접합지지체(520)와 가압체(510)가 인입되고 진공을 형성하여 광학용 접착물질의 레이어(11) 내 기포를 제거하는 진공챔버를 더 포함할 수 있다.
진공챔버(미도시)의 내부에 접합지지체(520)와 가압체(510)가 형성될 수 있으며, 가압체(510)는 적어도 하나 이상의 가압구동부(530)와 결합하여 상하 방향으로 직선 왕복운동을 수행하면서 커버 글래스(820)를 상하 방향으로 이동시켜 디스플레이 모듈(810)과 커버 글래스(820) 간 접합이 수행되도록 할 수 있다. 여기서, 가압구동부(530)의 일단은 가압체(510)와 결합하고 가압구동부(530)의 타단은 진공챔버의 바닥면과 결합할 수 있다.
가압체(510)의 가압에 의해 커버 글래스(820)와 디스플레이부(811)가 접합된 후 진공챔버 내부는 진공으로 되어 광학용 접착물질의 레이어(11) 내 존재하는 기포가 제거될 수 있다. 여기서, 광학용 접착물질의 레이어(11)에 대한 진공탈포 시간은 3 내지 5초일 수 있다. 다만, 이는 광학용 접착물질의 레이어(11)의 부피 또는 두께에 따라 달라질 수 있다.
본 발명의 광학 접합 장치는, 디스플레이 모듈(810)을 고정 지지하여 이송시키는 이송부(600)를 더 포함할 수 있다. 이송부(600)는, 적어도 하나 이상의 이송레일(620) 및, 이송레일(620) 각각에 결합하여 이송레일(620)을 따라 이동하고 진공 흡입 방식으로 디스플레이 모듈(810)을 지지하여 디스플레이 모듈(810)을 이송시키는 이송지지체(610)를 포함할 수 있다. 이와 같은 이송부(600)에 의해 디스플레이 모듈(810)이 디스펜서부(200), 도포부(300), 가경화부(400) 및 접합부(500)를 통과하도록 이동할 수 있다. 그리고, 마찬가지로, 마스크부(100)도 이송부(600)에 의해 디스펜서부(200) 및 도포부(300)를 통과하도록 이동할 수 있다. 그리고, 커버 글래스(820)가 디스플레이 모듈(810)과 접합되도록 이송부(600)는 커버 글래스(820)가 접합부(500)를 통과하도록 이동시킬 수 있다.
상기와 같이 디스플레이부(811) 상에 광학용 접착물질의 레이어(11)가 적정한 겔(gel)화 비율로 형성됨과 동시에, 광학용 접착물질의 레이어(11) 가장자리가 균일한 형상으로 형성되므로, 커버 글래스(820)와 디스플레이부(811)의 접합 효율이 증대될 수 있다.
이하, 본 발명의 광학 접합 장치를 이용한 광학 접합 방법에 대해 설명하기로 한다.
첫째 단계에서, 이송부(600)가 디스플레이 모듈(810)을 도포부(300)로 이송시킬 수 있다.
둘째 단계에서, 디스펜서부(200)가 마스크부(100)의 표면에 광학용 접착물질(10)을 공급할 수 있다. 그리고, 광학용 접착물질(10)을 공급 받은 마스크부(100)가 디스플레이 모듈(810)의 상부로 이동하고 마스크부(100)가 하 방향으로 이동하여, 마스크부(100)와 디스플레이 모듈(810)이 접촉 상태로 될 수 있다.
셋째 단계에서, 스퀴지(310)가 이동함으로써 광학용 접착물질(10)이 마스크부(100)의 개구부(120)를 통과하여 디스플레이 모듈(810)의 디스플레이부(811)에 도포될 수 있다. 여기서, 스퀴지(310)는 마스크부(100)의 상면에 밀착한 상태로 이동할 수 있으며, 스퀴지(310)는 마스크부(100)의 상면에 잔여 광학용 접착물질(10)이 남아있지 않도록 마스크부(100)의 상면 범위를 벗어나도록 이동할 수 있다.
넷째 단계에서, 가경화부(400)가 디스플레이부(811) 상에 형성된 광학용 접착물질의 레이어(11)를 가경화시킬 수 있다. 여기서, 가경화부(400)는 3차원 이동이 가능하도록 형성되고, 이에 따라, 가경화부(400)의 광 조사 강도가 제어됨과 동시에 가경화부(400)와 디스플레이 모듈(810) 간 거리도 제어될 수 있다.
다섯째 단계에서, 디스플레이 모듈(810)이 접합부(500)로 이송되어 디스플레이 모듈(810)과 커버 글래스(820)가 접합될 수 있다. 그리고, 광학용 접착물질의 레이어(11)에 대해 진공탈포가 수행되며, 이 후 디스플레이 모듈(810)과 커버 글래스(820)의 결합체가 외부로 반출될 수 있다.
이하, 마스크부(100)의 제조 방법에 대해 설명하기로 한다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 마스크부(100)의 제조 공정에 대한 모식도이다. 여기서, 도 13의 (a)는 기판(110)에 개구부(120)가 형성된 사항에 대한 모식도이고, 도 13의 (b)는 개구부(120)에 다단의 형상이 형성된 사항에 대한 모식도이며, 도 13의 (c)는 기판(110)과 프레임(130)이 결합한 사항에 대한 모식도이다.
첫째 단계에서, 먼저 기판(110)을 마련할 수 있다. 여기서, 기판(110)은 스테인레스스틸과 같은 금속 또는 합성수지로 형성될 수 있다.
둘째 단계에서, 기판(110)에 타공을 수행하여 기판(110)에 적어도 하나 이상의 개구부(120)를 형성할 수 있다. 기판(110)에 개구부(120)를 형성하기 위하여 드릴링(drilling) 또는 레이저(laser)를 이용한 타공이 수행될 수 있으며, 바람직하게는 레이저 타공이 수행될 수 있다.
셋째 단계에서, 개구부(120)가 식각 처리되어 제1개구부위의 측벽(121)과 제2개구부위의 측벽(122)이 형성됨으로써, 개구부(120)에 다단의 형상이 형성될 수 있다. 여기서, 개구부(120)에 대해 노광, 현상, 에칭 및 박리 공정이 순차적으로 수행됨으로써, 개구부(120)에 대한 식각이 수행될 수 있다. 노광, 현상, 에칭 및 박리 공정에 대한 사항은 종래기술에 해당하므로 상세한 설명을 생략하도록 한다.
넷째 단계에서, 기판(110)의 가장자리 둘레에 대응되는 형상의 프레임(130)과 기판(110)이 결합될 수 있다. 여기서, 기판(110)과 프레임(130)의 결합은 융착, 용접 또는 나사결합에 의해 수행될 수 있다. 기판(110)의 가장자리에 프레임(130)이 결합함으로써, 마스크부(100)를 이용한 도포 공정 수행 시, 마스크부(100)의 형상 또는 위치 오차가 최소화되어 디스플레이부(811) 상에 형성되는 광학용 접착물질의 레이어(11)에 대한 오차가 최소화될 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 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 : 마스크부 10 : 광학용 접착물질
11 : 광학용 접착물질의 레이어 100 : 마스크부
110 : 기판 120 : 개구부
121 : 제1개구부위의 측벽 122 : 제2개구부위의 측벽
130 : 프레임 200 : 디스펜서부
210 : 제1주입체 211 : 제1가압기
212 : 제1배럴 220 : 제2주입체
221 : 제2가압기 222 : 제2배럴
230 : 혼합체 231 : 제1압력센서
232 : 제2압력센서 300 : 도포부
310 : 스퀴지 320 : 고정지지체
400 : 가경화부 500 : 접합부
510 : 가압체 520 : 접합지지체
530 : 가압구동부 600 : 이송부
610 : 이송지지체 620 : 이송레일
700 : 제어부 810 : 디스플레이 모듈
811 : 디스플레이부 820 : 커버 글래스

Claims (10)

  1. 광학용 접착물질을 이용하여 커버 글래스와 디스플레이 모듈을 접합시키는 광학 접합 장치에 있어서,
    광학용 접착물질을 생성하고, 적어도 하나 이상의 개구부를 구비하는 마스크부의 표면에 상기 광학용 접착물질을 공급하는 디스펜서부;
    상기 마스크부와 디스플레이 모듈을 접촉시키고, 상기 광학용 접착물질을 상기 마스크부와 상기 디스플레이 모듈에 도포시키는 도포부;
    상기 도포부를 통과한 상기 디스플레이 모듈에 도포된 상기 광학용 접착물질에 광을 조사하여 가경화시키는 가경화부; 및
    상기 가경화부를 통과한 상기 디스플레이 모듈과 커버 글래스를 접합시키는 접합부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 접합 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 마스크부의 개구부 위치는 상기 디스플레이 모듈의 디스플레이부 위치에 대응되는 것을 특징으로 하는 광학 접합 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 도포부는, 상기 광학용 접착물질이 공급된 상기 마스크부의 일측으로부터 상기 마스크부의 타측으로 이동하여 상기 광학용 접착물질이 디스플레이부 상에 도포되게 하는 스퀴지를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 접합 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 가경화부는, 상기 디스플레이 모듈에 도포된 상기 광학용 접착물질에 자외선을 조사하여 액체 형태인 상기 광학용 접착물질을 겔(gel)화시키는 것을 특징으로 하는 광학 접합 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 광학용 접착물질은, 각각 다른 2 이상의 물질을 혼합하여 형성되는 것을 특징으로 하는 광학 접합 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 디스펜서부는,
    각각 다른 2가지의 물질이 혼합되는 혼합체,
    상기 혼합체와 결합하고 상기 혼합체로 하나의 물질을 주입하는 제1주입체, 및
    상기 혼합체와 결합하고 상기 혼합체로 다른 물질을 주입하는 제2주입체,를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 접합 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 접합부는,
    상기 디스플레이 모듈을 진공 흡착하여 고정 지지하는 지지체, 및
    상기 커버 글래스를 진공 흡착하여 상하 이동시키고 상기 커버 글래스를 가압하여 상기 커버 글래스와 상기 디스플레이 모듈을 압착시키는 가압체,를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 접합 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 접합부는, 상기 지지체와 상기 가압체가 인입되고 진공을 형성하여 상기 광학용 접착물질의 레이어 내 기포를 제거하는 진공챔버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 접합 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 디스플레이 모듈을 고정 지지하여 이송시키는 이송부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 접합 장치.
  10. 청구항 1의 광학 접합 장치를 이용한 광학 접합 방법에 있어서,
    i) 이송부가 상기 디스플레이 모듈을 상기 도포부로 이송시키는 단계;
    ii) 상기 디스펜서부가 상기 마스크부의 표면에 상기 광학용 접착물질을 공급하는 단계;
    iii) 스퀴지가 이동함으로써 상기 광학용 접착물질이 상기 마스크부의 개구부를 통과하여 상기 디스플레이 모듈의 디스플레이부에 도포되는 단계;
    iv) 상기 가경화부가 상기 디스플레이부 상에 형성된 상기 광학용 접착물질의 레이어를 가경화시키는 단계; 및
    v) 상기 디스플레이 모듈이 상기 접합부로 이송되어 상기 디스플레이 모듈과 상기 커버 글래스가 접합되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 접합 방법.
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