KR20220128099A - 비접촉 노즐을 이용한 제트 분사장치 및 이를 이용한 옵티컬 본딩 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 비접촉 노즐을 이용한 제트 분사장치 및 이를 이용한 옵티컬 본딩 방법에 관한 것으로, 특히 디스플레이와 투명기판 사이에 옵티컬 본딩을 하는 방법으로서, S110) 설비의 탑케이스에 디스플레이를 준비하는 단계; S120) 제트분사 장치로 상기 디스플레이에 옵티컬 본딩 조성물을 X, Y 축으로 소정 간격으로 도트 단위로 분사하는 단계; S130) 상기 조성물의 분사가 완료된 디스플레이 위에 투명기판을 놓고, 압착을 하는 단계;를 포함하는 비접촉 노즐을 이용한 옵티컬 본딩 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 불량률을 최소화하면서 빠른 시간 내에 디스플레이와 투명기판 사이에 옵티컬 본딩을 할 수 있으며, 옵티컬 본딩의 대상이 되는 디스플레이와 투명기판의 다양한 종류와 두께에 용이하게 변경 적용할 수 있다.

Description

비접촉 노즐을 이용한 제트 분사장치 및 이를 이용한 옵티컬 본딩 방법{Jet injection device using non-contact nozzle and optical bonding method using the same}
본 발명은 비접촉 노즐을 이용한 제트 분사장치 및 이를 이용한 옵티컬 본딩 방법에 관한 것으로, 특히 불량률을 최소화하면서 필요한 본딩층의 두께를 형성할 수 있고, 최단 시간 내에 디스플레이와 투명기판 사이에 본딩재를 도포하여 옵티컬 본딩을 할 수 있으며, 옵티컬 본딩의 대상이 되는 디스플레이와 투명기판의 다양한 사이즈와 두께에 용이하게 변경 적용할 수 있는 비접촉 노즐을 이용한 제트 분사장치 및 이를 이용한 옵티컬 본딩 방법에 관한 것이다.
이하에 기술되는 내용은 단순히 본 발명과 관련되는 배경 정보만을 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것이 아니다.
일반적으로 디스플레이에는 커버기판으로 투명기판이 적용되며, 디스프레이와 커버기판은 옵티컬 본딩으로 결합을 한다.
최근 디스플레이가 대형화되면서 OLED, 3D 디스플레이 등의 개발과 상용화가 이루어지고 있다. 디스플레이와 투명기판 사이에 적용되는 옵티컬본딩에 기포발생과 미충진없이 견고하고 두께편차를 최소화하여 고르게 적용하는데 어려움이 있다.
종래 디스플레이와 투명기판 사이에 적용되는 옵티컬 본딩 방법에는 디스플레이와 투명기판 사이에 본딩재를 일정한 패턴으로 도포하여 일정한 두께가 되도록 기다린 후에 부착을 하여 새어나온 본딩재를 제거하거나 주변에 댐을 설치하고, 설치된 댐 내의 빈 공간에 옵티컬 본딩 조성물을 주입하여 방법이 사용되었다. 그러나 디스플레이가 대형화됨에 따라 옵티컬 본딩 조성물이 주입되는 곳이 가장자리까지 멀어짐에 따라 전체적으로 옵티컬 본딩 조성물이 고른 두께로 채워지는 것이 어려우며, 기포가 제거되지 않는 등의 불량이 많이 발생하는 문제점이 있었다.
또한 다른 방법으로 디스플레이와 투명기판 사이에 적용되는 옵티컬 본딩 방법에는 슬롯다이 방식을 사용한다. 이 방법은 옵티컬 본딩 조성물을 디스플레이 표면에 많은 양을 위치시킨 후 막대로 옵티컬 본딩 조성물을 밀어 균일하게 코팅층을 형성하거나, 슬롯다이 내부에 본딩 조성물을 통과시켜 디스플레이 크기에 맞추어진 좁고 긴 노즐을 이용하여 디스플레이 표면에 적당한 양을 생성시킨다. 그러나 슬롯다이 방식은 장비가 고가이며, 코팅층 형성의 조건이 까다로우며, 슬롯다이 및 제반설비의 관리에 어려움이 크며, 디스플레이의 크기가 달라지거나 본딩층의 두께가 달라지는 경우 설치 및 조정을 위한 대응이 매우 어려우며, 디스플레이 본딩과정에서 기포를 제거하지 못하는 문제점이 있다.
이에 따라 대형 디스플레이와 투명기판 사이에 적용되는 옵티컬 본딩방법에 적용하기에 적합한 새로운 본딩 방법에 대한 개발이 시급한 실정이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 불량률을 최소화하면서 필요한 본딩층의 두께를 형성할 수 있고, 최단 시간 내에 디스플레이와 투명기판 사이에 본딩재를 도포하여 옵티컬 본딩을 할 수 있는 비접촉 노즐을 이용한 제트 분사장치 및 이를 이용한 옵티컬 본딩 방법을 제공하는 것이다.
또한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 옵티컬 본딩의 대상이 되는 디스플레이와 투명기판의 다양한 사이즈와 두께에 용이하게 변경 적용할 수 있는 비접촉 노즐을 이용한 제트 분사장치 및 이를 이용한 옵티컬 본딩 방법을 제공하는 것이다.
이러한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명은,
디스플레이와 투명기판 사이에 옵티컬 본딩을 하는 방법으로서,
S110) 설비의 탑케이스에 디스플레이를 준비하는 단계;
S120) 제트분사 장치로 상기 디스플레이에 옵티컬 본딩 조성물을 X, Y 축으로 소정 간격으로 도트 단위로 분사하는 단계;
S130) 상기 조성물의 분사가 완료된 디스플레이 위에 투명기판을 놓고, 압착을 하는 단계;
를 포함하는 비접촉 노즐을 이용한 옵티컬 본딩 방법을 제공한다.
바람직하기로 상기 투명기판은 유리인 것을 특징으로 한다.
바람직하기로 상기 조성물의 점도는 1,000 내지 10,000 cps인 것을 특징으로 한다.
바람직하기로 상기 S120)에서 분사 속도는 1 내지 150 mm/sec인 것을 특징으로 한다.
바람직하기로 상기 형성된 옵티컬 본딩층의 두께는 0.1 내지 1.5 mm인 것을 특징으로 한다.
또한 이러한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명은,
돌기가 형성된 캠이 회전가능하게 형성된 캠축이 내부에 구비된 본체부;
옵티컬 본딩 조성물을 공급하는 원료 공급부;
상기 원료 공급부의 출구에 설치되는 원료공급밸브;
상기 원료공급밸브에서 출력되는 원료를 소정량 저장하는 실린더;
상기 실린더 상부에 위치하며, 실린더를 왕복 운동하는 피스톤;
상기 본체부에 지지되는 고정부;
일측은 상기 피스톤과 연결되고, 상기 고정축을 기준으로 타측 하부는 상기 고정부에 의해 스프링으로 지지되면서 끝단에 상기 캠과 접촉되며, 상기 캠의 회전에 따라 상하운동을 하는 이동축을 포함하는 비접촉 노즐을 이용한 제트 분사장치를 제공한다.
바람직하기로 상기 비접촉 노즐을 이용한 제트 분사장치는
상기 본체부를 X축 또는 Y축으로 이동시키는 구동부;
상기 실린더 하부에 형성되는 분사노즐;
상기 분사노즐을 제어하여 원료를 분사하고, 상기 구동부를 제어하여 상기 본체부를 이동시키며, 상기 원료공급밸브를 개폐하여 원료를 실린더로 유입시키는 제어부를 더 포함하는 것이다.
바람직하기로 상기 분사노즐에서 1회 분출되는 옵티컬 본딩 조성물의 양은 0.5 내지 100 mm3인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 불량률을 최소화하면서 최단 시간 내에 디스플레이와 투명기판 사이에 본딩재를 도포하여 옵티컬 본딩을 할 수 있는 비접촉 노즐을 이용한 제트 분사장치 및 이를 이용한 옵티컬 본딩 방법을 제공할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면 옵티컬 본딩의 대상이 되는 디스플레이와 투명기판의 다양한 사이즈와 두께에 용이하게 변경 적용할 수 있는 비접촉 노즐을 이용한 제트 분사장치 및 이를 이용한 옵티컬 본딩 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 비접촉 노즐을 이용한 제트 분사장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 비접촉 노즐을 이용한 제트 분사장치가 원료입자를 분사하기 전의 상태를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 비접촉 노즐을 이용한 제트 분사장치가 원료입자를 분사할 때의 상태를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 비접촉 노즐을 이용한 제트 분사장치를 이용한 옵티컬 본딩 제조 방법의 제조 방법을 나타낸 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야 에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 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 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 비접촉 노즐을 이용한 제트 분사장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 비접촉 노즐을 이용한 제트 분사장치가 원료입자를 분사하기 전의 상태를 나타낸 도면이다.
도 3는 본 발명의 실시예에 따른 비접촉 노즐을 이용한 제트 분사장치가 원료입자를 분사할 때의 상태를 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 3를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 비접촉 노즐을 이용한 제트 분사 장치는,
돌기가 형성된 캠이 회전가능하게 형성된 캠축이 내부에 구비된 본체부(300);
옵티컬 본딩 조성물을 공급하는 원료 공급부(340);
상기 원료 공급부(340)의 출구에 설치되는 원료공급밸브(330);
상기 원료공급밸브(330)에서 출력되는 원료를 소정량 저장하는 실린더(350);
상기 실린더(350) 상부에 위치하며, 실린더(350)를 왕복 운동하는 피스톤(360);
상기 본체부(300)에 지지되는 고정부(380);
일측은 상기 피스톤(360)과 연결되고, 상기 고정축을 기준으로 타측 하부는 상기 고정부(380)에 의해 스프링으로 지지되면서 끝단에 상기 캠과 접촉되며, 상기 캠의 회전에 따라 상하운동을 하는 이동축(370)을 포함한다.
바람직하기로 상기 비접촉 노즐을 이용한 제트 분사장치는
상기 본체부(300)를 X축 또는 Y축으로 이동시키는 구동부(390);
상기 실린더(350) 하부에 형성되는 분사노즐(320);
상기 분사노즐(320)을 제어하여 원료를 분사하고, 상기 구동부(390)를 제어하여 상기 본체부(300)를 이동시키며, 상기 원료공급밸브(330)를 개폐하여 원료를 실린더(350)로 유입시키는 제어부(310)를 더 포함한다.
상기 분사노즐에서 1회 분출되는 옵티컬 본딩 조성물의 양은 임의로 조절될 수 있으며, 바람직하기로는 0.5 내지 100 mm3인 것이 좋으며, 더욱 바람직하기로는 30 내지 90 mm3인 것이 좋다. 이 경우 불량률을 최소화하면서 빠른 시간 내에 디스플레이와 투명기판 사이에 옵티컬 본딩을 할 수 있다.
이러한 구성을 가진 본 발명의 실시예에 따른 제트 분사장치의 동작은 다음과 같다.
먼저 사용자가 전원을 인가하면 제어부(310)가 원료 공급 밸브(330)를 열어 원료 공급부(340)의 옵티컬 본디이 조성물인 원료를 실린더(350) 하부로 공급한다.
그리고 본체부(300)의 캠축이 일정 속도로 회전하고, 외부로 돌출된 캠도 같이 회전한다.
캠의 돌기에 이동축(370) 끝단이 가까워지면 도 2와 같은 상태가 된다.
도 2 또는 도 3을 참조하면, 제어부(310)의 제어에 따라 캠축이 회전하면, 도 2의 상태에서 캠의 돌기가 이동축(370)의 끝단을 통과하며, 스프링의 힘으로 도 3과 같은 상태로 되면서 피스톤(360)이 실리더 하부 방향으로 이동하면서 슈팅이 된다.
이후 제어부(310)는 상기 본체부(300)를 X축 또는 Y축으로 이동시킨 후, 원료를 슈팅하는 과정을 반복하고, 다시 본체부(300)를 이동시킨 후 슈팅하는 과정을 반복하면서 전체 면적의 도트에 대해 원료를 슈팅하게 된다.
전체면적은 균일한 간격의 도트 단위로 소정량의 원료가 슈팅되어 퍼지면서 균일한 두께로 도포될 수 있다.
필요에 따라 제어부(310)는 원료공급 밸브(330) 없이 분사노즐(320)만 제어하여 슈팅제어를 하는 것도 가능하다.
상기 과정에서 본 발명의 분사노즐(320)은 Pulse 방식 즉 Dot Pattern을 응용함으로 최소의 시간을 들여 필요로 하는 본딩층의 재료가 소정의 두께를 가지도록 재료의 손실을 최소화 할 수 있다.
특히, Z축의 이동시 소요되는 시간을 추가적으로 줄일 수 있도록 한 번에 하나의 Dot를 분사하여 이동하며, 필요에 따라 2개 이상의 다수의 Dot를 한 번에 적용 시킨다면 절대적으로 증가하는 작업 공정을 대폭 감소시킬 수도 있다.
이러한 구성을 가진 본 발명의 실시예에 따른 비접촉 노즐을 이용한 제트 분사장치를 이용하여 옵티컬 본딩 방법을 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 비접촉 노즐을 이용한 제트 분사장치를 이용한 옵티컬 본딩 방법을 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 먼저 설비의 탑케이스에 디스플레이를 준비한다(S110). 여기서 탑케이스의 높이는 대략 0.3 내지 1.2 mm 정도이다. 따라서, 분사되는 옵티컬 본딩 조성물의 원료의 높이를 탑케이스 높이보다 높게 도포하는 것이 바람직하다.
다음, 제트분사 장치로 상기 디스플레이에 옵티컬 본딩 조성물을 X, Y 축으로 소정 간격으로 형성된 도트 단위로 분사한다(S120). 이때, 제트분사장치가 하나의 도트씩 조성물을 분사하면서 X축 제1행을 모두 분사한 후, Y축으로 이동하여 다시 X축 제2 행을 분사하는 방법으로 전체 행의 도트에 조성물을 분사할 수 있다.
바람직하기로 상기 조성물의 점도는 1,000 내지 10,000 cps인 것이다. 이 경우 상기 조성물이 디스플레이 표면에서 흘러내리지 않으면서 원하는 두께로 디스플레이 표면에 고르게 펴지게 할 수 있다.
바람직하기로 상기 S120)에서 분사 속도는 1 내지 150 mm/sec인 것이다. 이 경우 상기 조성물이 빠른 시간 내에 디스플레이 표면에 고르게 펴지게 할 수 있다.
필요에 따라서는 상기 제트분사 장치가 복수개의 도트씩 분사하면서 X축 복수행을 모두 분사한 후, Y축으로 이동하여 다시 X축 복수개의 행을 분사하는 방법으로 전체 행의 도트에 조성물을 분사하여 공정의 속도를 더욱 단축할 수도 있다.
그리고 나서, 상기 조성물의 분사가 완료된 디스플레이 위에 유리 기판을 놓고, 압착을 한다(S130). 이때, 상기 유리기판은 하부에 터치 센서를 포함할 수 있다. 상기 조성물의 분사가 완료되면 도트 단위로 분사된 조성물이 원하는 두께로 디스플레이 표면에 고르게 펴지게 된다. 바람직하기로 상기 압착은 진공조건에서 압착하는 것이 좋으며, 이 경우 기포 발생 없이 조성물을 고른 두께로 채울 수 있다.
바람직하기로 상기 형성된 옵티컬 본딩층의 두께는 0.1 내지 1.5 mm인 것이다. 본 발명에 따르면 대형 디스플레이에 옵티컬 본딩을 빠른 시간 내에 균일한 두께로 불량률을 최소화하면서 형성할 수 있다.
본 발명의 실시예에서는, 도트 단위로 분사되는 디스펜싱 방법을 사용하여 옵티컬 본딩 조성물의 양을 일정한 위치에 적정량의 형태로 도포하여 평평하게 하기까지의 절차와 시간을 단축하는, 비접촉 노즐을 이용한 제트 분사장치 및 이를 이용한 옵티컬 본딩 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는, 제트 디스펜싱을 응용한 캠 구조의 디스펜싱 방법으로 공정 시간을 단축하는, 비접촉 노즐을 이용한 제트 분사장치 및 이를 이용한 옵티컬 본딩 방법을 제공할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에서는, 빈 공간이 없이 일정한 두께로 불량률을 최소화하면서 디스플레이와 투명기판 사이에 옵티컬 본딩을 할 수 있는 비접촉 노즐을 이용한 제트 분사장치 및 이를 이용한 옵티컬 본딩 방법을 제공할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면 옵티컬 본딩의 대상이 되는 디스플레이와 투명기판의 다양한 사이즈와 두께에 용이하게 변경 적용할 수 있는 비접촉 노즐을 이용한 제트 분사장치 및 이를 이용한 옵티컬 본딩 방법을 제공할 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.

Claims (8)

  1. 디스플레이와 투명기판 사이에 옵티컬 본딩을 하는 방법으로서,
    S110) 설비의 탑케이스에 디스플레이를 준비하는 단계;
    S120) 제트분사 장치로 상기 디스플레이에 옵티컬 본딩 조성물을 X, Y 축으로 소정 간격으로 도트 단위로 분사하는 단계;
    S130) 상기 조성물의 분사가 완료된 디스플레이 위에 투명기판을 놓고, 압착을 하는 단계;
    를 포함하는 비접촉 노즐을 이용한 옵티컬 본딩 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 투명기판은 유리인 것을 특징으로 하는 비접촉 노즐을 이용한 옵티컬 본딩 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 조성물의 점도는 1,000 내지 10,000 cps인 것을 특징으로 하는 비접촉 노즐을 이용한 옵티컬 본딩 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 S120)에서 분사 속도는 1 내지 150 mm/sec인 것을 특징으로 하는 비접촉 노즐을 이용한 옵티컬 본딩 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 형성된 옵티컬 본딩층의 두께는 0.1 내지 1.5 mm인 것을 특징으로 하는 비접촉 노즐을 이용한 옵티컬 본딩 방법.
  6. 돌기가 형성된 캠이 회전가능하게 형성된 캠축이 내부에 구비된 본체부;
    옵티컬 본딩 조성물을 공급하는 원료 공급부;
    상기 원료 공급부의 출구에 설치되는 원료공급밸브;
    상기 원료공급밸브에서 출력되는 원료를 소정량 저장하는 실린더;
    상기 실린더 상부에 위치하며, 실린더를 왕복 운동하는 피스톤;
    상기 본체부에 지지되는 고정부;
    일측은 상기 피스톤과 연결되고, 상기 고정축을 기준으로 타측 하부는 상기 고정부에 의해 스프링으로 지지되면서 끝단에 상기 캠과 접촉되며, 상기 캠의 회전에 따라 상하운동을 하는 이동축을 포함하는 비접촉 노즐을 이용한 제트 분사장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 본체부를 X축 또는 Y축으로 이동시키는 구동부;
    상기 실린더 하부에 형성되는 분사노즐;
    상기 분사노즐을 제어하여 원료를 분사하고, 상기 구동부를 제어하여 상기 본체부를 이동시키며, 상기 원료공급밸브를 개폐하여 원료를 실린더로 유입시키는 제어부를 더 포함하는 비접촉 노즐을 이용한 제트 분사장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 분사노즐에서 1회 분출되는 옵티컬 본딩 조성물의 양은 0.5 내지 100 mm3인 것을 특징으로 하는 비접촉 노즐을 이용한 제트 분사장치.
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