KR20230000511A - 진공 흡착 장치 및 이를 이용한 진공 흡착 방법 - Google Patents

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KR20230000511A
KR20230000511A KR1020210082350A KR20210082350A KR20230000511A KR 20230000511 A KR20230000511 A KR 20230000511A KR 1020210082350 A KR1020210082350 A KR 1020210082350A KR 20210082350 A KR20210082350 A KR 20210082350A KR 20230000511 A KR20230000511 A KR 20230000511A
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Abstract

디스플레이 패널이 안착되는 스테이지; 상기 스테이지를 둘러싸는 윈도우 지지부; 및 상기 스테이지와 상기 윈도우 지지부 사이의 제1 실링부를 포함하되, 상기 윈도우 지지부는 지지 몸체를 포함하고, 상기 지지 몸체는: 상기 지지 몸체의 상면으로부터 밑으로 연장되는 중앙 배치공; 및 상기 중앙 배치공에 연결되는 진공압 전달공을 제공하며, 상기 스테이지는 상기 중앙 배치공에 삽입되되, 상기 중앙 배치공을 정의하는 상기 지지 몸체의 내측면은, 상기 스테이지의 외측면으로부터 이격되고, 상기 제1 실링부는 상기 윈도우 지지부의 내측면과 상기 스테이지의 외측면의 각각에 접하는 진공 흡착 장치가 제공될 수 있다.

Description

진공 흡착 장치 및 이를 이용한 진공 흡착 방법{Apparatus for vacuum adsorption and method for vacuum adsorption using the same}
본 발명은 진공 흡착 장치 및 이를 이용한 진공 흡착 방법에 관한 것이다.
이동 통신 단말기, 디지털 카메라, 노트북, 모니터 및 TV 등의 전자기기는 영상을 표시하기 위한 디스플레이 장치를 포함한다. 디스플레이 장치는 영상을 생성하여 표시하는 디스플레이 패널 및 디스플레이 패널 상부에 배치되어 디스플레이 패널을 보호하는 커버 글래스를 포함한다. 커버 글래스는 윈도우라 칭하기도 한다.
디스플레이 패널로서 액정 디스플레이 장치(Liquid Crystal Display: LCD), 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display: OLED), 전기 습윤 디스플레이 장치(Electro Wetting Display Device: EWD), 플라즈마 디스플레이 장치(Plasma Display Panel: PDP) 및 전기 영동 표시장치(Electrophoretic Display Device: EPD) 등 다양한 표시장치가 개발되고 있다. 디스플레이 패널은 터치 기능을 내장할 수 있다.
커버 글래스는 디스플레이 패널의 상부에 부착된다. 디스플레이 패널에서 생성된 영상은 커버 글래스를 투과하여 관찰자에게 제공될 수 있다. 또한, 커버 글래스는 외부 충격으로부터 내부 기능 층들을 보호하는 역할을 할 수 있다.
본 발명의 목적은 디스플레이 패널 상에 윈도우를 균일하게 합착시킬 수 있는 진공 흡착 장치 및 이를 이용한 진공 흡착 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 목적은 간단한 설비만으로 합착 공정의 수율을 개선할 수 있는 진공 흡착 장치 및 이를 이용한 진공 흡착 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 목적은 진공압을 제공하는 공간을 최소화할 수 있는 진공 흡착 장치 및 이를 이용한 진공 흡착 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 목적은 설비 단가를 절약할 수 있는 진공 흡착 장치 및 이를 이용한 진공 흡착 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 진공 흡착 장치는 디스플레이 패널이 안착되는 스테이지; 상기 스테이지를 둘러싸는 윈도우 지지부; 및 상기 스테이지와 상기 윈도우 지지부 사이의 제1 실링부를 포함하되, 상기 윈도우 지지부는 지지 몸체를 포함하고, 상기 지지 몸체는: 상기 지지 몸체의 상면으로부터 밑으로 연장되는 중앙 배치공; 및 상기 중앙 배치공에 연결되는 진공압 전달공을 제공하며, 상기 스테이지는 상기 중앙 배치공에 삽입되되, 상기 중앙 배치공을 정의하는 상기 지지 몸체의 내측면은, 상기 스테이지의 외측면으로부터 이격되고, 상기 제1 실링부는 상기 윈도우 지지부의 내측면과 상기 스테이지의 외측면의 각각에 접할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 진공 흡착 방법은 스테이지 상에 디스플레이 패널을 배치하는 단계; 상기 스테이지로부터 위로 이격된 윈도우 흡착부의 하면에 윈도우를 흡착시키는 단계; 상기 스테이지를 둘러싼 윈도우 지지부의 상면 상에 상기 윈도우가 배치되도록 상기 윈도우 흡착부를 1차 하강시키는 단계; 상기 디스플레이 패널과 상기 윈도우 사이에 진공압을 인가하는 단계; 및 상기 윈도우가 상기 디스플레이 패널의 상면에 접하도록 상기 상기 윈도우 흡착부를 2차 하강시키는 단계; 를 포함하되, 상기 윈도우 지지부는: 지지 몸체; 상기 지지 몸체의 상면으로부터 밑으로 연장되는 중앙 배치공; 및 상기 중앙 배치공에 연결되는 진공압 전달공을 포함하고, 상기 진공압을 인가하는 단계에서, 상기 진공압 전달공을 통해 상기 디스플레이 패널과 상기 윈도우 사이의 상기 중앙 배치공에 진공압을 인가할 수 있다.
본 발명의 진공 흡착 장치 및 이를 이용한 진공 흡착 방법에 따르면 디스플레이 패널 상에 윈도우를 균일하게 합착시킬 수 있다.
본 발명의 진공 흡착 장치 및 이를 이용한 진공 흡착 방법에 따르면 간단한 설비만으로 합착 공정의 수율을 개선할 수 있다.
본 발명의 진공 흡착 장치 및 이를 이용한 진공 흡착 방법에 따르면 진공압을 제공하는 공간을 최소화할 수 있다.
본 발명의 진공 흡착 장치 및 이를 이용한 진공 흡착 방법에 따르면 설비 단가를 절약할 수 있다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시 예에 따른 진공 흡착 장치를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시 예에 따른 진공 흡착 장치를 나타낸 분해 단면도이다.
도 3은 도 1의 X 영역을 확대하여 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 예시적인 실시 예에 따른 진공 흡착 방법을 나타낸 순서도이다.
도 5 내지 도 14는 도 4의 순서도에 따른 진공 흡착 방법을 진행하는 과정을 순서대로 나타낸 단면도들이다.
도 15는 본 발명의 예시적인 실시 예에 따른 진공 흡착 장치를 나타낸 단면도이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소(또는 영역, 층, 부분 등)가 다른 구성요소 "상에 있다", "연결된다", 또는 "결합된다"고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 배치/연결/결합될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 구성요소가 배치될 수도 있다는 것을 의미한다.
동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께, 비율, 및 치수는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. "및/또는"은 연관된 구성요소들이 정의할 수 있는 하나 이상의 조합을 모두 포함한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, "아래에", "하측에", "위에", "상측에" 등의 용어는 도면에 도시된 구성요소들의 연관관계를 설명하기 위해 사용된다. 상기 용어들은 상대적인 개념으로, 도면에 표시된 방향을 기준으로 설명된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 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.
다르게 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 용어 (기술 용어 및 과학 용어 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에서 정의된 용어와 같은 용어는 관련 기술의 맥락에서 갖는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하고, 여기서 명시적으로 정의되지 않는 한 너무 이상적이거나 지나치게 형식적인 의미로 해석되어서는 안 된다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명한다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시 예에 따른 진공 흡착 장치를 나타낸 단면도이고, 도 2는 본 발명의 예시적인 실시 예에 따른 진공 흡착 장치를 나타낸 분해 단면도이다.
이하에서, 도 1의 D1을 제1 방향, 제1 방향(D1)에 교차되는 D2를 제2 방향, 제1 방향(D1) 및 제2 방향(D2)에 교차되는 D3를 제3 방향이라 칭할 수 있다. 제2 방향(D2) 및 제3 방향(D3)의 각각은 수평 방향이라 칭할 수 있다. 제1 방향(D1)은 수직 방향이라 칭할 수도 있다. 또한, 제1 방향(D1)은 위 방향, 제1 방향(D1)의 반대 방향은 아래 방향이라 칭할 수도 있다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 진공 흡착 장치(A)가 제공될 수 있다. 진공 흡착 장치(A)는 디스플레이 패널과 윈도우를 합착시키는 장치일 수 있다. 보다 구체적으로, 진공 흡착 장치(A)는 진공압을 이용해 디스플레이 패널 상에 균일하게 윈도우를 합착시키는 장치일 수 있다. 진공 흡착 장치(A)는 스테이지(1), 윈도우 지지부(3), 제1 실링부(5), 제2 실링부(7), 윈도우 흡착부(9), 진공 연결관(2), 고정부(4), 탄성부(6), 진공 펌프(P), 흡착 구동부(M) 및 정렬 확인 센서(VA) 등을 포함할 수 있다.
스테이지(1)는 디스플레이 패널(C, 도 5 참고)이 안착되는 구성일 수 있다. 보다 구체적으로, 스테이지(1)의 상면(11u)에 디스플레이 패널(C)이 안착될 수 있다. 예를 들어, 진공압 및/또는 정전척(Electrostatic Chuck, ESC)을 사용해 디스플레이 패널(C)을 스테이지(1)의 상면(11u) 상에 고정시킬 수 있다. 스테이지(1)는 원기둥 형상을 가질 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 스테이지(1)는 제1 실링부 배치공(1h)을 제공할 수 있다. 제1 실링부 배치공(1h)은 스테이지(1)의 외측면에서 내측으로 일정 깊이 함입된 구멍일 수 있다. 제1 실링부 배치공(1h)은 스테이지 몸체(11)를 수평 방향으로 한바퀴 감을 수 있다. 제1 실링부 배치공(1h)에 제1 실링부(5)가 삽입될 수 있다.
윈도우 지지부(3)는 스테이지(1)를 둘러쌀 수 있다. 윈도우 지지부(3)는 지지 몸체(31)를 포함할 수 있다. 지지 몸체(31)는 스테이지(1)로부터 외측으로 일정 간격 이격될 수 있다. 이에 대한 상세한 내용은 도 3을 참고하여 후술하도록 한다. 지지 몸체(31)는 중앙 배치공(3h1), 진공압 전달공(3h2) 및 제2 실링부 배치공(3h3)을 제공할 수 있다. 중앙 배치공(3h1)은 지지 몸체(31)의 상면(31u)으로부터 밑으로 일정 길이 연장될 수 있다. 예를 들어, 중앙 배치공(3h1)은 지지 몸체(31)를 상하로 관통할 수 있다. 중앙 배치공(3h1)의 너비는, 스테이지(1)의 너비보다 조금 클 수 있다. 중앙 배치공(3h1)에 스테이지(1)가 삽입될 수 있다. 진공압 전달공(3h2)은 중앙 배치공(3h1)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 진공압 전달공(3h2)은 지지 몸체(31)를 수평 방향으로 관통하여, 지지 몸체(31)의 외측면과 중앙 배치공(3h1)을 연결할 수 있다. 제2 실링부 배치공(3h3)은 지지 몸체(31)의 상면(31u)으로부터 밑으로 일정 깊이 함입될 수 있다. 보다 구체적으로, 제2 실링부 배치공(3h3)은 중앙 배치공(3h1)의 외측에 위치할 수 있다. 제2 실링부 배치공(3h3)은 평면적 관점에서 원 형상을 포함할 수 있다. 제2 실링부 배치공(3h3)에 제2 실링부(7)가 삽입될 수 있다. 윈도우 지지부(3)에 대한 보다 상세한 내용은 후술하도록 한다.
제1 실링부(5)는 스테이지(1)와 윈도우 지지부(3) 사이에 위치할 수 있다. 보다 구체적으로, 스테이지(1)가 윈도우 지지부(3)의 중앙 배치공(3h1)에 삽입된 상태에서, 제1 실링부(5)는 스테이지(1)와 윈도우 지지부(3) 사이에 위치할 수 있다. 제1 실링부(5)는 스테이지(1)의 외측면에 결합될 수 있다. 예를 들어, 제1 실링부(5)는 제1 실링부 배치공(1h)에 삽입될 수 있다. 제1 실링부(5)는 스테이지(1)를 한 바퀴 감을 수 있다. 제1 실링부(5)는 탄성 압축 및 탄성 복원 가능한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 실링부(5)는 오링(O-ring)을 포함할 수 있다. 스테이지(1)가 윈도우 지지부(3)의 중앙 배치공(3h1)에 삽입된 상태에서, 제1 실링부(5)는 스테이지(1)의 외측면과 윈도우 지지부(3)의 내측면의 각각에 접할 수 있다. 따라서 제1 실링부(5)는 스테이지(1)와 윈도우 지지부(3) 사이의 공간에서, 제1 실링부(5)의 윗공간과 제1 실링부(5)의 아랫공간 간 공기의 이동을 차단할 수 있다. 이에 대한 상세한 내용은 후술하도록 한다.
제2 실링부(7)는 윈도우 지지부(3) 상에 위치할 수 있다. 예를 들어, 제2 실링부(7)는 제2 실링부 배치공(3h3)에 삽입될 수 있다. 제2 실링부(7)는 평면적 관점에서 원 형상을 포함할 수 있다. 제2 실링부(7)는 탄성 압축 및 탄성 복원 가능한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 실링부(7)는 오링(O-ring)을 포함할 수 있다. 제2 실링부(7) 상에 윈도우(W, 도 5 참고)가 안착될 수 있다. 이에 대한 상세한 내용은 후술하도록 한다.
윈도우 흡착부(9)는 윈도우(W)를 흡착시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 윈도우 흡착부(9)는 진공압 및/또는 정전척(Electrostatic Chuck, ESC)을 사용해 윈도우(W)를 윈도우 흡착부(9)의 하면(9b)에 고정시킬 수 있다. 윈도우 흡착부(9)는 스테이지(1)에 대해 상하로 이동 가능할 수 있다. 예를 들어, 윈도우 흡착부(9)는 스테이지(1)의 상면(11u)에 가까워지거나, 멀어질 수 있다.
진공 연결관(2)은 윈도우 지지부(3)에 연결될 수 있다. 보다 구체적으로, 진공 연결관(2)은 진공압 전달공(3h2)에 연결될 수 있다. 즉, 진공 연결관(2)이 제공하는 진공 연결공(2h)이 진공압 전달공(3h2)에 연결될 수 있다. 진공 연결관(2)을 통해, 진공 펌프(P)가 제공하는 진공압이 진공압 전달공(3h2)에 인가될 수 있다.
고정부(4)는 스테이지(1)를 지지할 수 있다. 스테이지(1)는 고정부(4) 사에 고정될 수 있다. 고정부(4)는 판 형상을 가질 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
탄성부(6)는 윈도우 지지부(3)에 결합될 수 있다. 탄성부(6)는 윈도우 지지부(3)를 상하로 탄성 이동시킬 수 있다. 탄성부(6)는 윈도우 지지부(3)의 밑에 결합될 수 있다. 또한 탄성부(6)는 고정부(4)의 상면에 고정될 수 있다. 탄성부(6)가 압축되면, 윈도우 지지부(3)는 밑으로 내려갈 수 있다. 탄성부(6)가 늘어나면, 윈도우 지지부(3)는 위로 올라갈 수 있다. 중앙 배치공(3h1)에 스테이지(1)가 삽입된 상태에서, 윈도우 지지부(3)에 다른 외력이 가해지지 않으면, 탄성부(6)에 의해 윈도우 지지부(3)의 상면(31u)의 레벨은 스테이지(1)의 상면(11u)의 레벨보다 높을 수 있다. 탄성부(6)는 코일 스프링을 포함할 수 있다. 탄성부(6)는 복수 개가 제공될 수 있다. 복수 개의 탄성부(6)는 서로 수평 방향으로 이격될 수 있다. 그러나 이하에서 편의 상 탄성부(6)는 단수로 기술하도록 한다.
진공 펌프(P)는 진공압 전달공(3h2)에 진공압을 인가할 수 있다. 예를 들어, 진공 펌프(P)는 진공 연결관(2)의 진공 연결공(2h)을 통해 진공압 전달공(3h2)에 진공압을 인가할 수 있다.
흡착 구동부(M)는 윈도우 흡착부(9)를 상하로 이동시킬 수 있다. 흡착 구동부(M)에 의해, 윈도우 흡착부(9)는 스테이지(1)에 대한 상대적 상하 운동을 할 수 있다. 이를 위해 흡착 구동부(M)는 리니어 모터 및/또는 유압 모터 등의 액츄에이터를 포함할 수 있다.
정렬 확인 센서(VA)는 스테이지(1) 상에 배치되는 디스플레이 패널(C, 도 5 참고)과 윈도우 흡착부(9)에 흡착되는 윈도우(W, 도 5 참고) 간의 정렬을 관측할 수 있다. 이를 위해 정렬 확인 센서(VA)는 카메라 등을 포함할 수 있다. 정렬 확인 센서(VA)는 윈도우 흡착부(9)의 위에 위치할 수 있다. 보다 구체적으로, 정렬 확인 센서(VA)는 윈도우 흡착부(9)의 위에서 수평 방향으로 이동하며 정렬 확인 작업을 수행할 수 있다. 이를 위해 윈도우 흡착부(9) 및 윈도우(W)는 투명한 물질을 포함할 수 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니며, 정렬 확인 센서(VA)는 스테이지(1)와 윈도우 흡착부(9) 사이에서 수평 방향으로 이동하며 정렬 확인 작업을 수행할 수도 있다.
도 3은 도 1의 X 영역을 확대하여 나타낸 단면도이다.
도 3을 참고하면, 중앙 배치공(3h1)을 정의하는 지지 몸체(31)의 내측면(31s)은, 스테이지(1)의 외측면(11s)으로부터 외측으로 이격될 수 있다. 따라서 지지 몸체(31)는 스테이지(1)로부터 외측으로 이격될 수 있다. 즉, 지지 몸체(31)와 스테이지(1)는 접하지 아니할 수 있다. 이에 따라 지지 몸체(31)와 스테이지(1) 사이에 제1 갭(G)이 정의될 수 있다. 제1 갭(G)은 중앙 배치공(3h1)과 연결될 수 있다. 스테이지(1)가 윈도우 지지부(3)의 중앙 배치공(3h1)에 삽입된 상태에서, 진공압 전달공(3h2)은 제1 갭(G)을 통해 중앙 배치공(3h1)과 연결될 수 있다.
스테이지(1)가 윈도우 지지부(3)의 중앙 배치공(3h1)에 삽입된 상태에서, 제1 실링부(5)는 스테이지(1)의 외측면(11s)과 지지 몸체(31)의 내측면(31s)의 각각에 접할 수 있다. 따라서, 지지 몸체(31)와 스테이지(1) 사이에 제1 갭(G)이 형성되더라도, 제1 실링부(5)에 의해 제1 실링부(5)의 윗공간과 제1 실링부(5)의 아랫공간 간 공기의 이동이 차단될 수 있다.
지지 몸체(31)의 상면(31u)은 경사면(31ux)을 포함할 수 있다. 경사면(31ux)은 지지 몸체(31)의 상면(31u)이 중앙 배치공(3h1)과 연결되는 부분에 위치할 수 있다. 경사면(31ux)은, 밑으로 기울어질 수 있다. 즉, 지지 몸체(31)의 상면(31u)은 제2 방향(D2)과 예각을 형성할 수 있다.
도 4는 본 발명의 예시적인 실시 예에 따른 진공 흡착 방법을 나타낸 순서도이다.
도 4를 참고하면, 진공 흡착 방법(S)이 제공될 수 있다. 진공 흡착 방법(S)은 도 1의 진공 흡착 장치(A)를 사용해 디스플레이 패널과 윈도우를 합착시키는 방법을 제공할 수 있다. 진공 흡착 방법(S)은 스테이지 상에 디스플레이 패널을 배치하는 단계(S1), 윈도우 흡착부의 하면에 윈도우를 흡착시키는 단계(S2), 정렬 확인 단계(S3), 윈도우 흡착부를 1차 하강시키는 단계(S4), 디스플레이 패널과 윈도우 사이에 진공압을 인가하는 단계(S5), 윈도우 흡착부를 2차 하강시키는 단계(S6) 및 분리 단계(S7)를 포함할 수 있다.
이하에서, 도 5 내지 도 14를 참고하여 도 4의 진공 흡착 방법(S)의 각 단계를 상세히 서술하도록 한다.
도 5 내지 도 14는 도 4의 순서도에 따른 진공 흡착 방법을 진행하는 과정을 순서대로 나타낸 단면도들이다.
도 5 및 도 4를 참고하면, 스테이지 상에 디스플레이 패널을 배치하는 단계(S1)는 스테이지(1)의 상면에 디스플레이 패널(C)을 고정시키는 것을 포함할 수 있다. 디스플레이 패널(C)은 영상을 생성하여 표시하는 액정 디스플레이 장치(Liquid Crystal Display: LCD), 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display: OLED), 전기 습윤 디스플레이 장치(Electro Wetting Display Device: EWD), 플라즈마 디스플레이 장치(Plasma Display Panel: PDP) 및 전기 영동 표시장치(Electrophoretic Display Device: EPD) 등을 의미할 수 있다. 먼저 스테이지(1)의 상면에 디스플레이 패널(C)을 배치한 후, 스테이지(1)는 디스플레이 패널(C)을 고정시킬 수 있다. 스테이지(1)는 다양한 방법으로 디스플레이 패널(C)을 고정시킬 수 있다. 예를 들어, 스테이지(1)는 진공압을 사용해 디스플레이 패널(C)을 스테이지(1)의 상면 상에 고정시킬 수 있다. 이를 위해 스테이지(1)는 진공 구멍(미도시)을 제공할 수 있다. 진공 구멍은 진공 펌프(P) 등에 연결되어, 진공압을 인가 받을 수 있다. 스테이지(1) 상의 디스플레이 패널(C)은 진공압에 의해 스테이지(1)의 상면 상에 고정될 수 있다. 혹은, 스테이지(1)는 정전기력을 사용해 디스플레이 패널(C)을 스테이지(1)의 상면 상에 고정시킬 수 있다. 이를 위해 스테이지(1)는 정전 척(ESC, 미도시)을 포함할 수 있다. 스테이지(1) 상의 디스플레이 패널(C)은 정전기력에 의해 스테이지(1)의 상면 상에 고정될 수 있다. 이 단계에서, 윈도우 지지부(3)는 밑으로 내려가있을 수 있다. 즉, 탄성부(6)가 압축되어, 윈도우 지지부(3)의 상면의 레벨이 스테이지(1)의 상면의 레벨보다 낮을 수 있다. 이를 위해 탄성부(6)를 압축시키는 외력이 제공될 수 있다. 이 경우 스테이지(1)의 상면 상에 디스플레이 패널(C)을 배치하기 용이할 수 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니며, 도 5에 도시된 것과는 달리 이 단계에서 탄성부(6)는 압축되지 아니할 수도 있다. 즉, 스테이지(1) 상에 디스플레이 패널(C)을 배치할 때, 윈도우 지지부(3)는 위로 올라와 있을 수도 있다.
도 6 및 도 4을 참고하면, 윈도우 흡착부의 하면에 윈도우를 흡착시키는 단계(S2)는 윈도우 흡착부(9)의 하면에 윈도우(W)를 고정시키는 것을 포함할 수 있다. 윈도우(W)는 디스플레이 패널(C)을 보호하기 위한 커버 글래스(Cover Glass, CG)일 수 있다. 먼저 윈도우 흡착부(9)의 하면에 윈도우(W)를 배치한 후, 윈도우 흡착부(9)는 윈도우(W)를 고정시킬 수 있다. 윈도우 흡착부(9)는 다양한 방법으로 윈도우(W)를 고정시킬 수 있다. 예를 들어, 윈도우 흡착부(9)는 진공압을 사용해 윈도우(W)를 윈도우 흡착부(9)의 하면 상에 고정시킬 수 있다. 이를 위해 윈도우 흡착부(9)는 진공 구멍(미도시)을 제공할 수 있다. 진공 구멍은 진공 펌프(P) 등에 연결되어, 진공압을 인가 받을 수 있다. 윈도우 흡착부(9) 상의 윈도우(W)는 진공압에 의해 윈도우 흡착부(9)의 하면 상에 고정될 수 있다. 혹은, 윈도우 흡착부(9)는 정전기력을 사용해 윈도우(W)를 윈도우 흡착부(9)의 하면 상에 고정시킬 수 있다. 이를 위해 윈도우 흡착부(9)는 정전 척(ESC, 미도시)을 포함할 수 있다. 윈도우 흡착부(9) 상의 윈도우(W)는 정전기력에 의해 윈도우 흡착부(9)의 하면 상에 고정될 수 있다. 이 단계에서, 윈도우 흡착부(9)는 스테이지(1)로부터 위로 이격되어 있을 수 있다.
도 7 및 도 4를 참고하면, 정렬 확인 단계(S3)는 정렬 확인 센서(VA)가 윈도우(W)와 디스플레이 패널(C) 간 정렬을 확인하는 것을 포함할 수 있다. 정렬 확인 센서(VA)는 윈도우 흡착부(9) 상에서 수평 방향으로 이동하며 윈도우(W)와 디스플레이 패널(C) 간 정렬을 확인할 수 있다. 정렬 확인 작업에서, 윈도우(W)와 디스플레이 패널(C) 간 정렬에 문제가 있는 경우, 윈도우 흡착부(9)가 이동하여 윈도우(W)와 디스플레이 패널(C) 간 상대 위치를 재조정할 수 있다. 보다 구체적으로, 흡착 구동부(M)에 의해 윈도우 흡착부(9)가 수평 방향으로 이동하여, 윈도우(W)를 디스플레이 패널(C) 상에 정렬시킬 수 있다.
도 8 및 도 4를 참고하면, 윈도우 흡착부를 1차 하강시키는 단계(S4)는 흡착 구동부(M)에 의해 윈도우 흡착부(9)가 하강하는 것을 포함할 수 있다. 이 단계에서, 윈도우 지지부(3)는 위로 올라와 있을 수 있다. 이를 위해 탄성부(6)에 가해지던 외력이 제거될 수 있다. 외력이 제거되면, 탄성부(6)가 탄성 복원하여 윈도우 지지부(3)를 위로 올릴 수 있다. 즉, 탄성부(6)의 압축이 해제되어, 윈도우 지지부(3)의 상면의 레벨이 스테이지(1)의 상면의 레벨보다 높을 수 있다. 흡착 구동부(M)에 의해 윈도우 흡착부(9)가 하강하면, 윈도우(W)는 제2 실링부(7) 상에 배치될 수 있다. 즉, 윈도우 흡착부(9)는 윈도우(W)가 제2 실링부(7) 상에 접할 때까지 하강할 수 있다. 이 단계에서 윈도우(W)의 하면은 디스플레이 패널(C)의 상면으로부터 위로 이격되어 있을 수 있다. 따라서 제2 실링부(7) 상에 배치된 윈도우(W)의 하면과, 스테이지(1) 상에 배치된 디스플레이 패널(C)의 상면 사이에 제2 갭(G2)이 형성될 수 있다. 제2 갭(G2)은 제1 갭(G, 도 3 참고)과 연결될 수 있다. 또한, 제2 갭(G2)은 제1 갭(G)을 통해 진공압 전달공(3h2, 도 3 참고)에 연결될 수 있다.
도 9, 도 10 및 도 4를 참고하면, 디스플레이 패널과 윈도우 사이에 진공압을 인가하는 단계(S5)는 진공 펌프(P)에 의해 제2 갭(G2, 도 8 참고)에 진공압이 제공되는 것을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 진공 연결공(2h), 진공압 전달공(3h2) 및 제1 갭(G1)을 통해 진공 펌프(P)가 제공하는 진공압이 제2 갭(G2)에 전달될 수 있다. 디스플레이 패널(C)과 윈도우(W) 사이의 공간인 제2 갭(G2)이 진공 상태가 되면, 윈도우 흡착부(9)의 하면에 고정되어 있던 윈도우(W)의 일부가 아래로 쳐질 수 있다. 예를 들어, 도 9 및 도 10에 도시된 것과 같이 윈도우(W)의 중앙 부분이 밑으로 쳐질 수 있다. 윈도우(W)의 가장자리는 제2 실링부(7)에 의해 지지되어, 쳐지지 아니할 수 있다. 이때 지지 몸체(31)의 상면(31u)의 내측에 경사면(31ux)이 형성되므로, 밑으로 쳐지는 윈도우(W)의 하면을 받쳐줄 수 있다. 또한, 경사면(31ux)은 윈도우(W)가 밑으로 쳐지는 정도를 가이드할 수 있다. 따라서 윈도우(W)가 지나치게 밑으로 쳐지는 것을 방지할 수 있다. 윈도우(W)의 중앙 부분의 일부는 디스플레이 패널(C)의 상면이 접할 수도 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니며, 윈도우(W)는 단지 중앙 부분이 밑으로 조금 쳐진 상태에서, 디스플레이 패널(C)의 상면으로부터 완전히 위로 이격되어 있을 수도 있다.
도 11, 도 12 및 도 4를 참고하면, 윈도우 흡착부를 2차 하강시키는 단계(S6)는 흡착 구동부(M)에 의해 윈도우 흡착부(9)가 하강하는 것을 포함할 수 있다. 이 단계에서, 윈도우 지지부(3)는 아래로 내려갈 수 있다. 보다 구체적으로, 윈도우 흡착부(9)가 하강하면, 윈도우(W)가 제2 실링부(7)을 가압하고, 제2 실링부(7)가 밑으로 힘을 받아 윈도우 지지부(3)가 아래로 내려갈 수 있다. 이 과정에서 탄성부(6)는 압축될 수 있다. 윈도우 흡착부(9)는 윈도우(W)으 하면이 디스플레이 패널(C)의 상면에 완전히 접할 때까지 하강할 수 있다. 이에 따라 윈도우(W)는 디스플레이 패널(C)에 합착될 수 있다.
도 13, 도 14 및 도 4를 참고하면, 분리 단계(S7)는 윈도우 흡착부(9)가 상승하는 것을 포함할 수 있다. 즉, 흡착 구동부(M)는 윈도우 흡착부(9)를 위로 이동시킬 수 있다. 흡착 구동부(M)가 윈도우 흡착부(9)를 위로 이동시키기 전에, 윈도우 흡착부(9)와 윈도우(W) 간의 흡착은 제거될 수 있다. 예를 들어, 진공압에 의해 윈도우(W)가 윈도우 흡착부(9)의 하면에 흡착된 경우, 윈도우 흡착부(9)에 가해지던 진공압이 제거될 수 있다. 혹은, 정전기력에 의해 윈도우(W)가 윈도우 흡착부(9)의 하면에 흡착된 경우, 윈도우 흡착부(9)에 가해지던 정전기력이 제거될 수 있다. 따라서 윈도우 흡착부(9)가 상승하더라도, 윈도우(W)는 디스플레이 패널(C) 상에 합착되어 있을 수 있다. 즉, 윈도우(W)는 윈도우 흡착부(9)의 하면으로부터 분리될 수 있다.
윈도우 흡착부(9)가 상승하면, 제2 실링부(7)를 매개로 윈도우 지지부(3)에 가해지던 외력이 사라질 수 있다. 따라서 탄성부(6)는 탄성 복원하여, 그 길이가 늘어날 수 있다. 이에 따라 윈도우 흡착부(9)는 일정 높이만큼 상승할 수 있다. 윈도우 흡착부(9)가 상승하면, 제2 실링부(7)도 상승할 수 있다. 따라서 제2 실링부(7) 상의 윈도우(W)도 상승할 수 있다. 윈도우(W)의 상승에 따라, 윈도우(W)의 하면에 합착된 디스플레이 패널(C)도 같이 상승할 수 있다. 즉, 디스플레이 패널(C)은 스테이지(1)의 상면으로부터 위로 이격될 수 있다. 이때 스테이지(1)와 디스플레이 패널(C) 간의 흡착은 제거될 수 있다. 예를 들어, 진공압에 의해 디스플레이 패널(C)이 스테이지(1)의 상면에 흡착된 경우, 스테이지(1)에 가해지던 진공압이 제거될 수 있다. 혹은, 정전기력에 의해 디스플레이 패널(C)이 스테이지(1)의 상면에 흡착된 경우, 스테이지(1)에 가해지던 정전기력이 제거될 수 있다. 따라서 윈도우(W)가 상승하면, 디스플레이 패널(C)은 윈도우(W)를 따라 상승할 수 있다. 즉, 디스플레이 패널(C)은 스테이지(1)의 상면으로부터 분리될 수 있다.
윈도우(W)에 합착된 디스플레이 패널(C)은 진공 흡착 장치(A)로부터 제거될 수 있다. 예를 들어, 로봇 팔(미도시) 등에 의해 윈도우(W) 및 디스플레이 패널(C)이 진공 흡착 장치(A)로부터 완전히 분리되어 다음 공정을 위해 이동될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시 예들에 따른 진공 흡착 장치 및 이를 이용한 진공 흡착 방법에 의하면, 윈도우와 디스플레이 패널 사이의 작은 공간에만 진공압을 가하여, 윈도우와 디스플레이 패널을 합착시킬 수 있다. 따라서 전체 챔버에 진공압을 가할 필요가 없으므로, 장치와 방법이 간소화될 수 있다. 이에 따라 설비 단가를 절약할 수 있다. 또한 진공 상태에서 윈도우와 디스플레이 패널을 합착시키므로, 윈도우와 디스플레이 패널 사이에 기포가 형성되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라 공정의 수율이 향상될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시 예들에 따른 진공 흡착 장치 및 이를 이용한 진공 흡착 방법에 의하면, 진공압을 이용해 윈도우의 중앙 영역을 아래로 쳐지게 만들 수 있다. 윈도우의 중앙 영역이 아래로 쳐진 상태에서, 윈도우 흡착부가 2가 하강하여 윈도우의 하면이 디스플레이 패널의 상면에 합착될 수 있다. 따라서 윈도우의 하면과 디스플레이 패널의 상면 간의 접촉은, 중앙 영역에서 시작될 수 있다. 중앙 영역에서 접촉이 시작되어 가장 자리로 확대되므로, 윈도우와 디스플레이 상면 사이에 기포가 형성되는 것을 더욱 효과적으로 방지할 수 있다. 또한 윈도우와 디스플레이 간 균일한 합착이 가능할 수 있다.
도 15는 본 발명의 예시적인 실시 예에 따른 진공 흡착 장치를 나타낸 단면도이다.
이하에서, 도 1 내지 도 14를 참고하여 설명한 것과 실질적으로 동일 또는 유사한 내용에 대한 것은 편의 상 설명을 생략할 수 있다.
도 15를 참고하면, 진공 흡착 장치(A')가 제공될 수 있다. 도 15의 진공 흡착 장치(A')는 도 1을 참고하여 설명한 진공 흡착 장치(A)와 유사한 기능을 가질 수 있다. 그러나 도 15의 진공 흡착 장치(A')는, 도 1을 참고하여 설명한 진공 흡착 장치(A)와는 달리 윈도우 흡착부(9, 도 1 참고)가 제공되지 아니할 수 있다. 윈도우 흡착부(9) 없이 윈도우(W)가 제2 실링부(7) 상에 배치된 상태에서, 진공 펌프(P)가 제공하는 진공 압력 및 윈도우 지지부(3)의 하강에 의해 윈도우(W)가 디스플레이 패널(C)에 합착될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
A: 진공 흡착 장치
1: 스테이지
1h: 제1 실링부 배치공
3: 윈도우 지지부
31: 지지 몸체
3h1: 중앙 배치공
3h2: 진공 전달공
3h3: 제2 실링부 배치공
5: 제1 실링부
7: 제2 실링부
9: 윈도우 흡착부
2: 진공 연결관
4: 고정부
6: 탄성부
P: 진공 펌프
M: 흡착 구동부
VA: 정렬 확인 센서

Claims (17)

  1. 디스플레이 패널이 안착되는 스테이지;
    상기 스테이지를 둘러싸는 윈도우 지지부; 및
    상기 스테이지와 상기 윈도우 지지부 사이의 제1 실링부를 포함하되,
    상기 윈도우 지지부는 지지 몸체를 포함하고,
    상기 지지 몸체는:
    상기 지지 몸체의 상면으로부터 밑으로 연장되는 중앙 배치공; 및
    상기 중앙 배치공에 연결되는 진공압 전달공을 제공하며,
    상기 스테이지는 상기 중앙 배치공에 삽입되되,
    상기 중앙 배치공을 정의하는 상기 지지 몸체의 내측면은, 상기 스테이지의 외측면으로부터 이격되고,
    상기 제1 실링부는 상기 윈도우 지지부의 내측면과 상기 스테이지의 외측면의 각각에 접하는 진공 흡착 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 진공압 전달공에 연결되어 상기 중앙 배치공에 진공압을 인가하는 진공 펌프를 더 포함하는 진공 흡착 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 스테이지로부터 위로 이격되어 상기 스테이지에 대해 상하로 이동 가능한 윈도우 흡착부 더 포함하는 진공 흡착 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 윈도우 흡착부를 상하로 이동시키는 흡착 구동부를 더 포함하는 진공 흡착 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 스테이지 상에 배치되는 디스플레이 패널과 상기 윈도우 흡착부에 흡착되는 윈도우 간의 정렬을 관측하는 정렬 확인 센서를 더 포함하는 진공 흡착 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 스테이지는 상기 스테이지의 외측면에서 내측으로 함입된 제1 실링부 배치공을 더 제공하되,
    상기 제1 실링부는 상기 제1 실링부 배치공에 삽입되는 진공 흡착 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 실링부는 오링을 포함하는 진공 흡착 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 지지 몸체의 상면 상의 제2 실링부를 더 포함하는 진공 흡착 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 지지 몸체는 상기 지지 몸체의 상면으로부터 밑으로 함입된 제2 실링부 배치공을 더 제공하되,
    상기 제2 실링부는 상기 제2 실링부 배치공에 삽입되는 진공 흡착 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 스테이지를 지지하는 고정부를 더 포함하는 진공 흡착 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 윈도우 지지부의 밑에 결합되는 탄성부를 더 포함하되,
    상기 탄성부는 상기 고정부 상에 결합되는 진공 흡착 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 지지 몸체의 상면은 상기 중앙 배치공과 연결되는 부분에서 밑으로 기울어진 경사면을 포함하는 진공 흡착 장치.
  13. 스테이지 상에 디스플레이 패널을 배치하는 단계;
    상기 스테이지로부터 위로 이격된 윈도우 흡착부의 하면에 윈도우를 흡착시키는 단계;
    상기 스테이지를 둘러싼 윈도우 지지부의 상면 상에 상기 윈도우가 배치되도록 상기 윈도우 흡착부를 1차 하강시키는 단계;
    상기 디스플레이 패널과 상기 윈도우 사이에 진공압을 인가하는 단계; 및
    상기 윈도우가 상기 디스플레이 패널의 상면에 접하도록 상기 상기 윈도우 흡착부를 2차 하강시키는 단계; 를 포함하되,
    상기 윈도우 지지부는:
    지지 몸체;
    상기 지지 몸체의 상면으로부터 밑으로 연장되는 중앙 배치공; 및
    상기 중앙 배치공에 연결되는 진공압 전달공을 포함하고,
    상기 진공압을 인가하는 단계에서, 상기 진공압 전달공을 통해 상기 디스플레이 패널과 상기 윈도우 사이의 상기 중앙 배치공에 진공압을 인가하는 진공 흡착 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 중앙 배치공을 정의하는 상기 지지 몸체의 내측면은, 상기 스테이지의 외측면으로부터 이격되되,
    상기 윈도우 지지부의 내측면과 상기 스테이지의 외측면 사이에 제1 실링부가 위치하는 진공 흡착 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 윈도우 흡착부를 1차 하강시키는 단계 전에, 상기 스테이지 상에 배치된 디스플레이 패널과 상기 윈도우 흡착부에 흡착된 윈도우 간의 정렬을 확인하는 정렬 확인 단계를 더 포함하는 진공 흡착 방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 진공압을 인가하는 단계에서, 상기 윈도우 흡착부에 흡착된 상기 윈도우의 일부는 밑으로 쳐지는 진공 흡착 방법.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 윈도우 흡착부를 2차 하강시키는 단계 후에, 상기 윈도우 및 상기 윈도우의 하부에 결합된 상기 디스플레이 패널을 상기 스테이지로부터 분리하는 분리 단계를 더 포함하는 진공 흡착 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN117184900A (zh) * 2023-08-29 2023-12-08 深圳市海目芯微电子装备科技有限公司 显示面板吸附装置

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