KR20220070130A

KR20220070130A - 표시 장치용 합착 시스템 및 표시 장치의 제조 방법

Info

Publication number: KR20220070130A
Application number: KR1020200156866A
Authority: KR
Inventors: 강석주; 김상철; 김병무; 신홍철; 유근영
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2020-11-20
Filing date: 2020-11-20
Publication date: 2022-05-30

Abstract

일 실시예에 따른 합착 시스템은 제1 자재를 적재하는 제1 로더, 제2 자재를 적재하는 제2 로더, 상기 제1 자재와 상기 제2 자재가 합착되는 챔버, 상기 제1 자재를 상기 챔버로 이송하는 제1 챔버 투입 셔틀, 상기 제2 자재를 상기 챔버로 이송하는 제2 챔버 투입 셔틀, 상기 제1 챔버 투입 셔틀에 의해 이송되는 상기 제1 자재를 상기 챔버 내로 투입하고 상기 제1 자재와 상기 제2 자재의 정렬을 측정하는 비전 정렬 및 투입 장치, 그리고 상기 제2 챔버 투입 셔틀에 의해 이송되는 상기 제2 자재를 상기 챔버 내로 투입하고 상기 제2 자재에 부착된 보호 필름을 박리하는 박리 및 투입 장치를 포함한다.

Description

표시 장치용 합착 시스템 및 표시 장치의 제조 방법{LAMINATION SYSTEM FOR A DISPLAY DEVICE AND MANUFACTURING METHOD OF THE DISPLAY DEVICE}

본 발명은 표시 장치용 합착 시스템 및 이를 사용한 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.

모바일폰(mobile phone), 태블릿(tablet), 멀티미디어 플레이어, 텔레비전 같은 전자 장치는 영상을 표시하기 위한 표시 장치를 포함한다. 표시 장치는 영상을 표시하는 화면을 구현하는 표시 패널(display panel)을 포함한다. 표시 장치는 표시 패널을 보호하기 위한 커버 윈도우(또는 윈도우)를 포함할 수 있다. 표시 패널과 커버 윈도우는 접착 필름 같은 접착 부재를 사용하여 합착될 수 있다.

표시 패널과 커버 윈도우 등의 신뢰성 있는 합착을 위해, 표시 장치에 따라 적합하게 디자인된 접합 시스템(또는 접합 설비)이 사용될 수 있다. 예컨대, 표시 패널에 접착 필름을 1차 설비에서 롤러를 사용하여 합착하고, 접착 필름이 부착된 표시 패널을 2차 설비의 진공 챔버 내에서 윈도우와 합착할 수 있다.

이와 같이, 1차 설비와 2차 설비로 분리하여 합착 공정의 진행 시, 1차 설비와 2차 설비의 구성 및 레이아웃이 다르므로, 자재의 투입 및 배출을 위한 로더(loader) 및 언로더(unloader)의 배치가 제한되어 표준화 및 모듈화가 어려울 수 있다. 또한, 전후 공정에 따라 물류 방향의 변경이 필요하더라도, 물류 기구 구성이 1차 설비와 2차 설비 간에 달라서 정해진 방향 외에는 투입이 어려울 수 있다. 또한, 진공 챔버 투입 장치의 구성상 박리된 자재의 상면 픽업(pickup)이 어려울 수 있다. 또한, 1차 설비에서 2차 설비로 이동하는 중 자재에 이물이 부착될 수도 있다.

실시예들은 표준화가 가능하고, 제품의 종류에 관계없이 대응할 수 있는 표시 장치용 합착 시스템 및 표시 장치의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.

상기 제1 챔버 투입 셔틀은 상기 챔버의 일측에 위치하는 제1 주행 축을 따라 이동할 수 있고, 상기 제2 챔버 투입 셔틀은 상기 챔버의 타측에 위치하는 제2 주행 축을 따라 이동할 수 있다.

상기 합착 시스템은 상기 챔버 내에서 합착되어 상기 챔버로부터 배출된 적층체를 이송하는 챔버 배출 셔틀을 더 포함할 수 있다.

상기 챔버 배출 셔틀은 상기 제1 주행 축을 따라 이동할 수 있다.

상기 합착 시스템은 상기 제1 로더에 적재된 상기 제1 자재를 상기 제1 챔버 투입 셔틀로 로딩하는 제1 다관절 로봇, 그리고 상기 제2 로더에 적재된 상기 제2 자재를 상기 제2 챔버 투입 셔틀로 로딩하는 제2 다관절 로봇을 더 포함할 수 있다.

상기 제1 다관절 로봇은 상기 제1 자재의 보호 필름을 박리할 수 있고, 상기 제2 다관절 로봇은 상기 챔버 배출 셔틀에 적재된 상기 적층체를 언로딩할 수 있다.

상기 제1 챔버 투입 셔틀, 상기 제2 챔버 투입 셔틀 및 상기 챔버 배출 셔틀은 각각 방향 전환 장치를 포함할 수 있다.

상기 박리 및 투입 장치는 상기 챔버 내에서 상기 제2 자재의 보호 필름을 박리할 수 있다.

상기 합착 시스템은 상기 제1 주행 축 상에 위치하는 제1 세정 장치, 상기 제1 주행 축 상에 위치하는 제1 예비 정열 장치, 상기 제2 주행 축 상에 위치하는 제2 세정 장치, 그리고 상기 제2 주행 축 상에 위치하는 제2 예비 정열 장치를 더 포함할 수 있다.

상기 제1 자재는 표시 패널 또는 커버 윈도우일 수 있고, 상기 제2 자재는 접착 필름일 수 있다.

상기 제1 자재는 커버 윈도우 또는 표시 패널일 수 있고, 상기 제2 자재는 접착 필름과 표시 패널 또는 커버 윈도우의 적층체인 접착 필름일 수 있다.

일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법은 제1 자재를 제1 챔버 투입 셔틀에 로딩하는 단계, 상기 제1 자재의 보호 필름을 박리하는 단계, 상기 보호 필름이 박리된 제1 자재를 챔버에 투입하는 단계, 제2 자재를 제2 챔버 투입 셔틀에 로딩하는 단계, 상기 제2 자재를 상기 챔버에 투입하는 단계, 상기 챔버 내에서 상기 제2 자재의 보호 필름을 박리하는 단계, 상기 챔버 내에서 상기 제1 자재와 상기 제2 자재를 합착하는 단계, 그리고 상기 합착된 적층체를 챔버 배출 셔틀로 배출하는 단계를 포함한다.

상기 제1 자재는 커버 윈도우 또는 표시 패널일 수 있고, 상기 제2 자재는 접착 필름과 표시 패널 또는 커버 윈도우의 적층체일 수 있다.

상기 제1 챔버 투입 셔틀 및 상기 배출 셔틀은 상기 챔버의 일측에 위치하는 제1 주행 축을 따라 이동할 수 있고, 상기 제2 챔버 투입 셔틀은 상기 챔버의 타측에 위치하는 제2 주행 축을 따라 이동할 수 있다.

상기 제1 자재는 상기 보호 필름의 박리 후 반전되어 상기 챔버의 상부로 투입될 수 있고, 상기 제2 자재는 상기 챔버의 하부로 투입될 수 있다.

실시예들에 따르면, 표준화가 가능하고, 제품의 종류에 관계없이 대응할 수 있는 표시 장치용 합착 시스템 및 표시 장치의 제조 방법을 제공할 수 있다. 또한, 실시예들에 따르면, 명세서 전반에 걸쳐 인식될 수 있는 유리한 효과가 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에서 Ⅱ-Ⅱ'선을 따라 취한 단면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 합착 시스템 및 자재 흐름을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4 및 도 5는 일 실시예에 따른 합착 방법을 나타내는 순서도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 합착 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.

첨부한 도면을 참고하여 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었다.

층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 구성 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 구성이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 구성이 다른 구성 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 구성이 없는 것을 뜻한다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다는 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

명세서 전체에서, "연결"된다는 둘 이상의 구성요소가 직접적으로 연결되는 경우만을 의미하는 것이 아니고, 둘 이상의 구성요소가 다른 구성요소를 통하여 간접적으로 연결되는 경우, 물리적으로 연결되는 경우나 전기적으로 연결되는 경우뿐만 아니라, 위치나 기능에 따라 상이한 명칭으로 지칭되었으나 실질적으로 일체인 각 부분이 서로 연결되는 경우를 포함할 수 있다.

도면에서, 방향을 나타내는데 부호 "x", "y" 및 "z"가 사용되고, 여기서 "x"는 제1 방향이고, "y"는 제1 방향과 수직인 제2 방향이고, "z"는 제1 방향 및 제2 방향과 수직인 제3 방향이다. 제1 방향(x), 제2 방향(y) 및 제3 방향(z)은 각각 표시 장치의 가로 방향, 세로 방향 및 두께 방향에 대응할 수 있다.

명세서에서 특별한 언급이 없으면 "중첩"은 평면도에서 중첩을 의미하고, 제3 방향(z)으로 중첩을 의미한다.

도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치(1)의 분해 사시도이고, 도 2는 도 1에서 Ⅱ-Ⅱ'선을 따라 취한 단면도다.

도 1 및 도 2를 참고하면, 표시 장치(1)는 커버 윈도우(CW), 그리고 커버 윈도우(CW)의 배면에 위치하는 표시 패널(DP)을 포함할 수 있다. 표시 장치(1)는 스마트폰, 휴대폰, 태블릿(tablet), 멀티미디어 플레이어, 휴대 정보 단말기 같은 전자 장치이거나, 그러한 전자 장치에 사용되는 모듈일 수 있다. 표시 장치(1)는 전체적으로 평평하거나, 4개의 가장자리 영역(edge area) 중 하나 이상이 벤딩되어 있을 수 있다. 도시된 실시예에서, 표시 장치(1)는 한 쌍의 마주하는 가장자리 영역이 벤딩되어 있다. 이와 같이 벤딩 시, 표시 장치(1)는 평평한 플랫 영역((flat area)(FA), 그리고 플랫 영역의 양측에 위치하는 제1 및 제2 벤딩 영역들(bended area)(BA1, BA2)을 포함할 수 있다. 표시 장치(1)에서 커버 윈도우(CW) 및 표시 패널(DP)은 각각 표시 장치(1)의 플랫 영역(FA) 및 벤딩 영역들(BA1, BA2)에 대응하는 플랫 영역 및 벤딩 영역들을 포함할 수 있다.

커버 윈도우(CW)는 표시 패널(DP)을 외부 환경, 충격 등으로부터 보호하는 역할을 한다. 커버 윈도우(CW)는 표시 패널(DP)의 벤딩 상태를 유지시키는 지지체 같은 역할을 할 수 있다. 커버 윈도우(CW)는 표시 패널(DP)의 화면에 표시되는 영상을 볼 수 있도록, 유리, 플라스틱 등과 같이 투명하고 단단한 재료로 형성될 수 있다. 커버 윈도우(CW)는 적어도 화면에 대응하는 영역이 광학적으로 투명할 수 있다.

표시 패널(DP)은 발광 다이오드 같은 발광 소자들을 포함하는 발광 표시 패널일 수 있다. 표시 패널(DP)은 터치 센싱 기능을 포함하는 터치 스크린 패널일 수 있다. 표시 패널(DP)은 적어도 일부분이 연성일 수 있다. 표시 패널(DP)은 영상이 표시되는 화면에 대응하는 표시 영역(display area)과 영상이 표시되지 않는 비표시 영역(non-display area)을 포함할 수 있다. 표시 영역에는 화소들이 배열되어 있고, 화소들의 조합에 의해 영상을 표시할 수 있다. 표시 영역에는 화소들을 구동하기 위한 신호들을 전달하는 신호선들이 배열되어 있다. 예컨대, 게이트 신호들을 전달하는 게이트선들이 제1 방향(x)으로 연장할 수 있고, 데이터 신호들을 전달하는 데이터선들이 제2 방향(y)으로 연장할 수 있다. 각각의 화소는 데이터선 및 게이트선과 연결되어 있는 트랜지스터와 연결되어, 화소의 휘도를 제어하는 데이터 신호(전압)를 소정 타이밍에 인가받을 수 있다.

비표시 영역은 표시 패널(DP)의 가장자리 부근에 위치할 수 있고, 표시 영역을 둘러 위치할 수 있다. 비표시 영역은 표시 영역에 인가되는 각종 신호들을 생성 및/또는 전달하기 위한 회로들 및/또는 배선들이 배치되어 있는 영역이다. 비표시 영역에는 표시 패널(DP) 외부로부터 신호들을 입력받거나 표시 패널(DP) 외부로 신호들을 출력하기 위한 패드들을 포함하는 패드부가 위치할 수 있다. 패드부에는 연성 인쇄 회로막이 접합되어 있을 수 있다.

표시 장치(1)에서 커버 윈도우(CW)와 표시 패널(DP)은 서로 합착되어 있다. 커버 윈도우(CW)와 표시 패널(DP)의 합착을 위해 광학적 투명 접착제(OCA) 같은 접착 필름이 사용될 수 있고, 커버 윈도우(CW)와 표시 패널(DP) 사이에는 그러한 접착제로 형성된 접착층(AL)이 위치할 수 있다. 이하에서는, 커버 윈도우(CW)와 표시 패널(DP)을 합착하기 위한 시스템 및 합착 방법에 대해 설명한다.

도 3은 일 실시예에 따른 합착 시스템(10) 및 자재 흐름을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 3에서 블록 화살표는 자재의 흐름 방향을 나타낸다.

도 3을 참고하면, 합착 시스템(10)은 제1 및 제2 다관절 로봇(111, 112), 제1 및 제2 세정 장치(121, 122), 제1 및 제2 예비 정렬 장치(pre-align unit)(131, 132), 비전 정렬 및 투입 장치(141), 박리 및 투입 장치(142), 챔버(150), 검사 장치(160) 및 반전기(170)를 포함할 수 있다. 또한, 합착 시스템(10)은 제1, 제2 및 제3 로더(loader)(211, 212, 213), 언로더(unloader)(220), 제1 및 제2 챔버 투입 셔틀(231, 232) 및 챔버 배출 셔틀(240)을 포함할 수 있다.

제1, 제2 및 제3 로더(211, 212, 213)는 합착 시스템(10) 외부에서 합착 시스템(10) 내로 투입될 자재를 적재 또는 탑재할 수 있다. 제1, 제2 및 제3 로더(211, 212, 213)는 예컨대 트레이(tray)에 놓인 자재를 제1 및 제2 다관절 로봇(111, 112)이 집을 수 있는 위치로 이동시킬 수 있다. 합착 시스템(10)은 복수의 로더(211, 212, 213)를 포함할 수 있고, 각각의 로더(211, 212, 213)는 합착 시스템에서 서로 합착될 자재를 적재할 수 있다. 예컨대, 제1 로더(211)는 표시 패널 또는 윈도우를 적재할 수 있고, 제2 로더(212)는 접착 필름을 적재할 수 있다. 다른 예로, 제1 로더(211)는 접착 필름이 합착된 표시 패널 또는 접착 필름이 합착된 윈도우를 적재할 수 있고, 제2 로더(212)는 윈도우 또는 표시 패널을 적재할 수 있다. 제3 로더(213)는 다른 자재를 적재하거나, 보호 필름 제거를 위한 리무버 테이프(remover tape)를 공급할 수 있다. 제1 및 제3 로더(211, 213)는 챔버(150)의 제1 측에 위치할 수 있고, 제2 로더(212)는 챔버(150)의 제2 측에 위치할 수 있다.

언로더(220)는 합착 시스템(10)에서 합착되어 합착 시스템(10) 외부로 배출된 적층체(laminate)를 적재할 수 있다. 적층체는 예컨대 접착 필름이 합착된 표시 패널, 접착 필름이 합착된 윈도우, 또는 표시 패널과 윈도우가 합착된 표시 장치일 수 있다. 언로더(2200는 챔버(150)의 제2 측에 위치할 수 있다.

제1 및 제2 챔버 투입 셔틀(231, 232)은 합착될 자재를 챔버로 이송하여 투입할 수 있고, 제1 및 제2 챔버 배출 셔틀(240)은 챔버(150) 내에서 합착이 완료되어 배출되는 적층체를 이송할 수 있다. 제1 및 제2 챔버 투입 셔틀(231, 232)은 각각 챔버(150)의 제3 및 제4 측에 각각 위치하는 제1 및 제2 주행 축(R1, R2)을 따라 양 방향으로 이동할 수 있다 (도면에서 좌우 방향). 챔버 배출 셔틀(240)은 제1 챔버 투입 셔틀(231)과 동일하게 제1 주행 축(R1)을 따라 양방향으로 이동할 수 있다. 제1 및 제2 챔버 투입 셔틀(231, 232)은 턴 실린더(turn cylinder) 같은 방향 조정 장치(turn unit)를 포함할 수 있고, 탑재된 자재의 방향을 방향 조정 장치에 의해 변경할 수 있다. 이에 따라, 자재의 방향을 챔버(150)에 투입하기에 적합하게 전환하여 챔버(150)에 투입할 수 있으므로, 다양한 크기의 자재를 챔버(150)에 투입할 수 있다. 챔버 배출 셔틀(240)도 방향 조정 장치를 포함할 수 있다.

제1 및 제2 다관절 로봇(111, 112)은 제1, 제2 및 제3 로더(211, 212, 213)에 적재된 자재를 제1 및 제2 챔버 투입 셔틀(231, 232)로 로딩할 수 있다. 예컨대, 제1 다관절 로봇(111)은 제1 또는 제2 로더(211, 213)에 적재된 자재를 제1 챔버 투입 셔틀(231)에 로딩할 수 있고, 제2 다관절 로봇(112)은 제2 로더(212)에 적재된 자재를 제2 챔버 투입 셔틀(232)에 로딩할 수 있다. 제1 및 제2 다관절 로봇(111, 112)은 자재 로딩 외에 다른 기능을 수행할 수 있다. 예컨대, 제1 다관절 로봇(111)은 자재에 부착되어 있는 보호 필름을 박리하여 제1 챔버 투입 셔틀(231)에 로딩할 수 있다. 제2 다관절 로봇(112)은 합착이 완료된 적층체를 언로더(220)에 언로딩할 수 있다. 제2 다관절 로봇(112)에 의해 로딩 및 언로딩이 수행될 수 있도록, 제2 로더(212)와 언로더(220)는 인접하게 위치할 수 있다.

제1 및 제2 세정 장치(121, 122)는 각각 제1 및 제2 챔버 투입 셔틀(231, 232)에 적재되어 있는 자재를 세정할 수 있다. 제1 및 제2 세정 장치(121, 122)는 예컨대 자재의 표면에 존재하는 이물질 등을 제거할 수 있다. 제1 및 제2 세정 장치(121, 122)는 초음파 세정기를 포함할 수 있고, 플라즈마 처리기를 더 포함할 수도 있다. 제1 세정 장치(121)는 제1 주행 축(R1) 상에 위치할 수 있고, 제2 세정 장치(122)는 제2 주행 축(R2) 상에 위치할 수 있다.

제1 및 제2 예비 정렬 장치(131, 132)는 제1 및 제2 챔버 투입 셔틀(231, 232) 상에서 자재를 예비 정렬(pre-alignment)할 수 있다. 예비 정렬은 자재들이 제1 및 제2 챔버 투입 셔틀(231, 232) 상에서 정 위치에 놓이게 하는 것일 수 있다. 예비 정렬은 자재를 x축(또는 y축)에 대해서 정렬하는 것일 수 있다. 제1 예비 정렬 장치(131)는 제1 주행 축(R1) 상에 위치할 수 있고, 제2 예비 정렬 장치(132)는 제2 주행 축(R2) 상에 위치할 수 있다.

비전 정렬(vision alignment) 및 투입 장치(141)는 제1 챔버 투입 셔틀(231)에 적재된 자재를 챔버(150) 내로 투입할 수 있다. 박리 및 투입 장치(142)는 제2 챔버 투입 셔틀(232)에 적재된 자재를 챔버(150) 내로 투입할 수 있다. 예컨대, 비전 정렬 및 투입 장치(141)는 자재를 반전시켜 챔버(150) 상부로 투입할 수 있고, 박리 및 투입 장치(142)는 자재를 챔버(150) 하부로 투입할 수 있다.

비전 정렬 및 투입 장치(141)는 비전 정렬 및 투입 장치(141)에 의해 챔버(150) 내로 투입된 자재와 박리 및 투입 장치(142)에 의해 챔버(150) 내로 투입된 자재의 정렬을 측정할 수 있다. 예컨대, 비전 정렬 및 투입 장치(141)는 자재들에 위치하는 정렬 마크를 카메라로 인식하고 영상 처리를 통해 자재들의 정 위치 오차, 회전 오차 등을 자동으로 계산할 수 있다. 합착 시스템(10)은 자재들을 정렬할 수 있는 UVW 스테이지 같은 정렬 스테이지를 챔버(150) 내에 포함할 수 있다. 비전 정렬 및 투입 장치(141)는 얻어진 보정 데이터(calibration data)에 기초하여 정렬 스테이지를 제어할 수 있고, 이에 의해 합착될 자재들이 정확하게 정렬될 수 있다. 챔버(150) 내에서 합착 전에 행해지는 정렬을 주 정렬(main alignment)이라고 한다.

박리 및 투입 장치(142)는 자재에 부착되어 있는 보호 필름을 박리할 수 있다. 보호 필름의 박리는 예컨대 접착테이프의 양면에 부착되어 있는 두 이형지 중 하나를 제거하는 것일 수 있다. 박리는 챔버(150) 내에서 수행될 수 있지만, 챔버(150)에 투입되기 전에 수행될 수도 있다.

비전 정렬 및 투입 장치(141)가 하나의 장치로 도시되어 있으나, 별개의 장치로 구성될 수 있다. 마찬가지로, 박리 및 투입 장치(142)가 하나의 장치로 도시되어 있으나 별개의 장치로 구성될 수 있다.

합착 시스템(10)은 챔버(150) 내에 위치하는 합착 장치를 포함할 수 있고, 합착 장치는 두 자재의 합착을 수행할 수 있다. 합착 장치는 통상적인 진공 합착에 적합한 기구 또는 장치, 예컨대 지그, 패드, 프레스 등을 포함할 수 있다.

합착은 진공 상태에서 수행될 수 있고, 챔버(150)는 진공 챔버일 수 있다. 진공 합착은 이물질이나 기포 발생을 방지할 수 있고, 정렬 정밀도를 높일 수 있다. 합착 시스템(10)은 챔버(150) 내부의 압력을 조절하는 압력 조절 장치를 포함할 수 있다. 2개의 챔버(150)가 도시되어 있으나, 합착 시스템(10)은 2개보다 적거나 많은 챔버(150)를 포함할 수 있다. 챔버(150)의 개수는 합착 공정 전후 공정 시간 및 공정 효율성을 고려하여 적절하게 선택될 수 있다.

검사 장치(160)는 챔버(150) 내에서 합착이 완료되어 배출된 적층체를 검사할 수 있고, 불량 여부를 판정할 수 있다. 검사 장치(160)는 제1 주행 축(R1) 상에 위치할 수 있다.

반전기(170)는 적층체를 반전시킬 수 있다. 예컨대, 적층체에서 표시 패널의 하부 또는 상부에 위치하는 접착 필름이 표시 패널의 상부 또는 하부에 위치하도록 뒤집을 수 있다.

검사 장치(160)를 통과한 적층체는 반전기(170)로 이송되어 반전된 후 제2 다관절 로봇(112)에 의해 언로더(220)로 언로딩되거나, 반전기(170)를 거치지 않고 제2 다관절 로봇(112)에 의해 언로더(220)로 언로딩될 수 있다.

도 4 및 도 5는 일 실시예에 따른 합착 방법을 나타내는 순서도이다.

도 3과 함께 도 4를 참고하면, 제1 로더(211)에 적재되어 있는 자재를 제1 다관절 로봇(111)이 제1 챔버 투입 셔틀(231) 상으로 로딩할 수 있다 (S111). 자재는 표시 패널 또는 커버 윈도우일 수 있다. 이하, 자재가 표시 패널인 경우를 예로 들어 설명한다.

제1 챔버 투입 셔틀(231)에 로딩된 표시 패널을 제1 세정 장치(121)로 세정할 수 있다 (S112). 그 다음, 세정을 마친 표시 패널을 제1 예비 정렬 장치(131)로 예비 정렬할 수 있다 (S113). 그 다음, 표시 패널에서 접착 필름이 부착될 면에 부착되어 있는 보호 필름을 박리할 수 있다 (S114). 그 다음, 보호 필름이 박리된 표시 패널을 비전 정렬 및 투입 장치(141)를 사용하여 챔버(150)에 투입할 수 있다 (S115). 이때, 표시 패널은 챔버(150) 상부로 투입될 수 있고, 보호 필름이 박리된 면(즉, 접착 필름과 합착될 면)이 하향하도록 반전될 수 있다.

한편, 표시 패널의 로딩 내지 챔버 투입 과정(S111-S115)과 함께 또는 별개로, 접착 필름의 로딩 내지 보호필름 박리 과정(S121-S125)이 수행될 수 있다.

제2 로더(212)에 적재되어 있는 자재를 제2 다관절 로봇(112)이 제2 챔버 투입 셔틀(232) 상으로 로딩할 수 있다 (S112). 자재는 양면에 보호 필름이 부착되어 있는 접착 필름일 수 있다.

제2 챔버 투입 셔틀(232)에 적재된 보호 필름을 제2 세정 장치(122)로 세정할 수 있다 (S122). 그 다음, 세정을 마친 보호 필름을 제2 예비 정렬 장치(132)로 예비 정렬할 수 있다 (S123). 그 다음, 박리 및 투입 장치(142)는 제2 챔버 투입 셔틀(232)에 적재된 보호 필름을 챔버(150)에 투입할 수 있다 (S124). 이때, 접착 필름은 표시 패널에 부착될 면이 상향하도록 즉, 표시 패널을 향하도록 투입될 수 있다. 그 다음, 접착 필름에서 표시 패널에 부착될 면에 부착되어 있는 보호 필름을 박리 및 투입 장치(142)로 박리할 수 있다 (S125). 접착 필름에서 보호 필름의 박리는 챔버(150)에 투입되기 전에 수행될 수도 있지만, 챔버(150) 내에서 수행하면 접착 필름의 박리된 접착면이 노출되는 시간을 최소화하여 이물질이 들러붙는 것을 방지하는데 유리할 수 있다.

단계 S111 내지 S115와 단계 S121 내지 S125를 통해, 챔버(150) 내에서는 표시 패널과 접착 필름이 합착 가능한 상태로 위치할 수 있다. 이러한 상태에서, 챔버(150) 내에서 표시 패널과 접착 필름을 비전 정렬 및 투입 장치(141)와 UVW 스테이지를 통해 정렬할 수 있다 (S131). 그 다음, 챔버(150) 내부에서 진공 상태에서 합착 장치에 의해 표시 패널과 접착 필름을 합착할 수 있다 (S132). 이와 같은 합착은 표시 패널과 커버 윈도우를 합착하기 위해 표시 패널에 접착 필름을 먼저 합착하는 것이므로, 1차 합착 또는 서브 합착이라고 한다.

합착된 표시 패널과 접착 필름의 적층체(이하, 적층체라고도 함)는 비전 정렬 및 투입 장치(141)에 의해 챔버(150)로부터 챔버 배출 셔틀(240)로 배출될 수 있다 (S133). 적층체는 검사 장치(160)로 이송될 수 있고, 검사 장치(160)는 적층체를 검사할 수 있다 (S134). 검사를 마친 적층체는 반전기(170)에 의해 반전된 후, 또는 반전기(170)를 거치지 않고 제2 다관절 로봇(112)에 의해 언로더(220)로 언로딩될 수 있다 (S135).

위와 같은 합착 공정을 통해, 합착된 표시 패널과 접착 필름의 적층체는 언로더(220)에 적재된 후, 다시 합착 시스템(10)에 또는 합착 시스템(10)과 동일한 레이아웃을 가진 합착 시스템에 투입될 수 있다.

도 3과 함께 도 5를 참고하면, 제1 로더(211) 또는 제3 로더(213)에 적재되어 있을 수 있는 커버 윈도우를 제1 다관절 로봇(111)이 제1 챔버 투입 셔틀(231) 상으로 로딩할 수 있다 (S211). 전술한 1차 합착된 적층체가 표시 패널과 접착 필름의 적층체이므로, 본 단계에서는 표시 패널과 합착될 윈도우를 로딩하는 것이다. 만약 1차 합착된 적층체가 커버 윈도우와 접착 필름의 적층체인 경우, 본 단계에서 표시 패널을 로딩할 수 있다.

제1 챔버 투입 셔틀(231)에 로딩된 커버 윈도우를 제1 세정 장치(121)로 세정할 수 있다 (S212). 그 다음, 세정을 마친 커버 윈도우를 제1 예비 정렬 장치(131)로 예비 정렬할 수 있다 (S213). 그 다음, 커버 윈도우에서 표시 패널과 접착 필름의 적층체와 합착될 면에 부착되어 있는 보호 필름을 박리할 수 있다 (S214). 그 다음, 보호 필름이 박리된 커버 윈도우를 비전 정렬 및 투입 장치(141)에 의해 챔버(150)에 투입할 수 있다 (S215). 이때, 커버 윈도우는 챔버(150) 상부로 투입될 수 있고, 보호 필름이 박리된 면이 하향하도록 반전될 수 있다.

커버 윈도우의 로딩 내지 챔버 투입 과정(S211-S215)과 함께 또는 별개로, 표시 패널과 접착 필름의 적층체의 로딩 내지 보호필름 박리 과정(S221-S225)이 수행될 수 있다.

표시 패널과 접착 필름의 적층체는 제2 로더(212)에 적재될 수 있다. 제2 다관절 로봇(112)은 적층체를 제2 챔버 투입 셔틀(232) 상으로 로딩할 수 있다 (S211). 제2 챔버 투입 셔틀(232)은 적층체를 제2 세정 장치(122)로 이송할 수 있고, 제2 세정 장치(122)는 적층체를 세정할 수 있다 (S222). 제2 챔버 투입 셔틀(232)은 세정을 마친 적층체를 제2 예비 정렬 장치(132)로 이송할 수 있고, 제2 예비 정렬 장치(132)는 적층체를 예비 정렬할 수 있다 (S223). 그 다음, 박리 및 투입 장치(142)는 적층체를 챔버(150)에 투입할 수 있다 (S224). 이때, 적층체에서 접착 필름이 상향하도록 즉, 커버 윈도우를 향하도록 투입될 수 있다. 그 다음, 접착 필름에서 커버 윈도우가 부착될 면에 부착되어 있는 보호 필름을 박리 및 투입 장치(142)로 박리할 수 있다 (S225). 접착 필름에서 보호 필름의 박리를 챔버(150) 내에서 수행함으로써 접착 필름의 박리된 접착면이 노출되는 시간을 최소화할 수 있다.

단계 S211 내지 S215와 단계 S221 내지 S225를 통해, 챔버(150) 내에서는 표시 패널과 접착 필름의 적층체와 커버 윈도우가 합착 가능한 상태로 위치할 수 있다. 이러한 상태에서, 챔버(150) 내에서 커버 윈도우와 적층체를 비전 정렬 및 투입 장치(141)와 UVW 스테이지를 통해 정렬할 수 있다 (S131). 그 다음, 챔버(150) 내부에서 진공 상태에서 합착 장치에 의해 커버 윈도우와 적층체를 합착할 수 있다 (S232). 이와 같은 합착에 의해 표시 패널과 커버 윈도우가 접착 필름을 통해 합착되므로, 본 단계의 합착을 2차 합착 또는 본 합착이라고 한다.

커버 윈도우와 표시 패널이 합착된 적층체(전술한 표시 장치에 대응함)는 비전 정렬 및 투입 장치(141)에 의해 챔버(150) 외부에 위치하는 챔버 배출 셔틀(240)로 배출될 수 있다 (S233). 적층체는 검사 장치(160)로 이송될 수 있고, 검사 장치(160)는 적층체를 검사할 수 있다 (S234). 검사를 마친 적층체는 반전기(170)에 의해 반전되거나 반전되지 않을 수 있고, 제2 다관절 로봇(112)에 의해 반전기(170)로부터 또는 챔버 배출 셔틀(240)로부터 언로더(220)로 언로딩될 수 있다 (S235).

도 3 내지 도 5를 참고하여 표시 패널에 접착 필름을 합착한 후 커버 윈도우를 합착하는 경우를 예로 들어 설명하였다. 이와 달리, 커버 윈도우에 접착 필름을 먼저 합착(제1 합착)한 후, 커버 윈도우와 접착 필름의 적층체에 표시 패널을 합착(제2 합착)할 수도 있다.

통상적으로, 1차 합착(서브 합착)을 위한 합착 시스템과 2차 합착(주 합착)을 위한 합착 시스템을 별도로 구성하지만, 일 실시예에 따르면 1차 합착과 2차 합착을 동일한 합착 시스템에서 또는 동일한 레이아웃의 합착 시스템에서 수행할 수 있다. 또한, 1차 합착과 2차 합착을 모두 챔버 내에서 진공 합착 방식으로 수행함으로, 롤(roller) 합착 방식으로 합착이 어려울 수 있는 플렉서블 자재(예컨대, 도 2에 도시된 바와 같이, 벤딩 영역(BA1, BA2)을 포함하는 표시 패널(DP))를 합착할 수 있다. 또한, 방향 조정 장치에 의해 자재의 방향을 변경할 수 있어 다양한 크기의 자재를 합착할 수 있다.

도 6은 일 실시예에 따른 합착 시스템(10')을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 6을 참고하면, 도 3에 도시된 합착 시스템(10)에서 제1, 제2 및 제3 로더(211, 212, 213) 및 언로더(220) 사이에 위치하는 장치들의 레이아웃을 약간 수정하여 실질적으로 동일한 제1 및 제2 레이아웃(L1, L2)이 연속 배치된 합착 시스템(10')이 도시된다.

합착 시스템(10')은 제1, 제2 및 제3 로더(211, 212, 213) 및 언로더(220) 사이에 제1 레이아웃(L1)과 제2 레이아웃(L2)을 포함한다. 제1 레이아웃(L1)은 도 3에 도시된 레이아웃과 동일할 수 있다. 제1 레이아웃(L1)과 연결된 제2 레이아웃(L2)은 도 3에 도시된 레이아웃과 비교하여, 제2 세정 장치와 제2 예비 정렬 장치가 챔버의 우측에 배치되고, 제2 다관절 로봇을 포함하지 않는 점에서 차이가 있다. 제1 레이아웃(L1)의 제1 다관절 로봇은 제2 레이아웃(L2)의 제2 다관절 로봇의 역할을 겸할 수 있다. 도시된 것과 달리, 제1 레이아웃(L1)이 제1 다관절 로봇을 포함하지 않고, 제2 레이아웃(L2)이 제2 다관절 로봇을 포함할 수도 있다.

이와 같은 합착 시스템(10')에서 제1 레이아웃(L1)은 2차 합착을 수행할 수 있고, 제2 레이아웃(L2)은 1차 합착을 수행할 수 있다. 예컨대, 제2 레이아웃(L2)의 우측에 위치하는 제1 로더(211)를 통해 표시 패널을 제2 레이아웃(L2)으로 로딩하고, 제3 로더(213)를 통해 접착 필름을 제2 레이아웃(L2)으로 로딩하여, 제2 레이아웃(L2)은 전술한 것과 같은 방식으로 표시 패널과 접착 필름이 합착된 적층체를 제공할 수 있다. 제2 레이아웃(L2)에 의해 제공된 적층체를 제1 레이아웃(L1)의 제1 다관절 로봇을 통해 제1 레이아웃(L1)으로 로딩하고, 제1 레이아웃(L1)의 좌측에 위치하는 제2 로더(212)를 통해 커버 윈도우를 제1 레이아웃(L1)으로 로딩하여, 전술한 것과 같은 방식으로 표시 패널과 커버 윈도우가 합착된 적층체(즉, 표시 장치)를 제공할 수 있고, 적층체는 언로더(220)로 언로딩될 수 있다.

실시예들과 같이 합착 시스템(10, 10')을 구성하면 1차 합착과 2차 합착을 연속적으로 수행할 수 있는 장치들의 레이아웃을 모듈화 및 표준화할 수 있다.

표시 패널과 커버 윈도우의 합착을 예로 들어 설명하였지만, 본 발명은 표시 장치를 구성하는 여러 층, 필름 등을 합착하는데 적용될 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

1: 표시 장치 10, 10': 합착 시스템
111, 112: 다관절 로봇 121, 122: 세정 장치
131, 132: 예비 정렬 장치 141: 비전 정렬 및 투입 장치
142: 박리 및 투입 장치 150: 챔버
160: 검사 장치 170: 반전기
211, 212, 213: 로더 220: 언로더
231, 232: 챔버 투입 셔틀 240: 챔버 배출 셔틀
AL: 커버 윈도우 CW: 커버 윈도우
DP: 표시 패널

Claims

제1 자재를 적재하는 제1 로더,
제2 자재를 적재하는 제2 로더,
상기 제1 자재와 상기 제2 자재가 합착되는 챔버,
상기 제1 자재를 상기 챔버로 이송하는 제1 챔버 투입 셔틀,
상기 제2 자재를 상기 챔버로 이송하는 제2 챔버 투입 셔틀,
상기 제1 챔버 투입 셔틀에 의해 이송되는 상기 제1 자재를 상기 챔버 내로 투입하고 상기 제1 자재와 상기 제2 자재의 정렬을 측정하는 비전 정렬 및 투입 장치, 그리고
상기 제2 챔버 투입 셔틀에 의해 이송되는 상기 제2 자재를 상기 챔버 내로 투입하고 상기 제2 자재에 부착된 보호 필름을 박리하는 박리 및 투입 장치
를 포함하는 합착 시스템.
제1항에서,
상기 제1 챔버 투입 셔틀은 상기 챔버의 일측에 위치하는 제1 주행 축을 따라 이동하고, 상기 제2 챔버 투입 셔틀은 상기 챔버의 타측에 위치하는 제2 주행 축을 따라 이동하는 합착 시스템.
제2항에서,
상기 챔버 내에서 합착되어 상기 챔버로부터 배출된 적층체를 이송하는 챔버 배출 셔틀을 더 포함하는 합착 시스템.
제3항에서,
상기 챔버 배출 셔틀은 상기 제1 주행 축을 따라 이동하는 합착 시스템.
제3항에서,
상기 제1 로더에 적재된 상기 제1 자재를 상기 제1 챔버 투입 셔틀로 로딩하는 제1 다관절 로봇, 그리고
상기 제2 로더에 적재된 상기 제2 자재를 상기 제2 챔버 투입 셔틀로 로딩하는 제2 다관절 로봇
을 더 포함하는 합착 시스템.
제5항에서,
상기 제1 다관절 로봇은 상기 제1 자재의 보호 필름을 박리하고,
상기 제2 다관절 로봇은 상기 챔버 배출 셔틀에 적재된 상기 적층체를 언로딩하는 합착 시스템.
제5항에서,
상기 제1 챔버 투입 셔틀, 상기 제2 챔버 투입 셔틀 및 상기 챔버 배출 셔틀은 각각 방향 전환 장치를 포함하는 합착 시스템.
제1항에서,
상기 박리 및 투입 장치는 상기 챔버 내에서 상기 제2 자재의 보호 필름을 박리하는 합착 시스템.
제2항에서,
상기 제1 주행 축 상에 위치하는 제1 세정 장치,
상기 제1 주행 축 상에 위치하는 제1 예비 정열 장치,
상기 제2 주행 축 상에 위치하는 제2 세정 장치, 그리고
상기 제2 주행 축 상에 위치하는 제2 예비 정열 장치
를 더 포함하는 합착 시스템.
제1항에서,
상기 제1 자재는 표시 패널 또는 커버 윈도우이고,
상기 제2 자재는 접착 필름인 합착 시스템.
제1항에서,
상기 제1 자재는 커버 윈도우 또는 표시 패널이고,
상기 제2 자재는 접착 필름과 표시 패널 또는 커버 윈도우의 적층체인 접착 필름인 합착 시스템.
제1 자재를 제1 챔버 투입 셔틀에 로딩하는 단계,
상기 제1 자재의 보호 필름을 박리하는 단계,
상기 보호 필름이 박리된 제1 자재를 챔버에 투입하는 단계,
제2 자재를 제2 챔버 투입 셔틀에 로딩하는 단계,
상기 제2 자재를 상기 챔버에 투입하는 단계,
상기 챔버 내에서 상기 제2 자재의 보호 필름을 박리하는 단계,
상기 챔버 내에서 상기 제1 자재와 상기 제2 자재를 합착하는 단계, 그리고
상기 합착된 적층체를 챔버 배출 셔틀로 배출하는 단계
를 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
제12항에서,
상기 제1 자재는 표시 패널 또는 커버 윈도우이고,
상기 제2 자재는 접착 필름인 표시 장치의 제조 방법.
제12항에서,
상기 제1 자재는 커버 윈도우 또는 표시 패널이고,
상기 제2 자재는 접착 필름과 표시 패널 또는 커버 윈도우의 적층체인 표시 장치의 제조 방법.
제12항에서,
상기 제1 챔버 투입 셔틀 및 상기 배출 셔틀은 상기 챔버의 일측에 위치하는 제1 주행 축을 따라 이동하고, 상기 제2 챔버 투입 셔틀은 상기 챔버의 타측에 위치하는 제2 주행 축을 따라 이동하는 표시 장치의 제조 방법.
제12항에서,
상기 제1 자재는 상기 보호 필름의 박리 후 반전되어 상기 챔버의 상부로 투입되고, 상기 제2 자재는 상기 챔버의 하부로 투입되는 표시 장치의 제조 방법.