KR100516055B1 - 공기압을 이용한 액정 표시 장치용 가열 압착기 - Google Patents

공기압을 이용한 액정 표시 장치용 가열 압착기 Download PDF

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Abstract

하부 가압틀은 외형틀 속에 단단한 하부 열판을 설치하고, 이 하부 열판의 위에 착탈할 수 있는 상부 열판을 설치하고, 외형틀의 상단면 둘레로 밀봉 고리를 부착하여 형성한다. 상부 정반은 고리 모양의 프레임 하부에 가압 필름을 부착하고, 프레임 상부에 단열재를 부착하여 형성한다. 이러한 구조에서, 하부 열판과 상부 열판의 사이에 액정 표시 장치의 두 기판을 놓고, 상부 정반의 프레임을 하부 가압틀의 밀봉 고리 위에 올려놓아 두 기판이 놓여 있는 공간을 밀봉한 후, 공기를 빼냄으로써 가압 필름이 팽창하면 상부 열판이 가압 필름의 압력을 받아 기판을 압착하도록 한다. 상하부 열판은 자체 발열이 가능하고, 단열재를 사용하여 열 손실을 줄일 수 있도록 한다. 하부 열판을 외형틀 위로 돌출되도록 설치하고, 가압 필름은 상부 정반의 프레임의 내측면에 부착할 수 있다. 상부 열판의 착탈을 하기 위한 로봇을 설치할 수 있다.

Description

공기압을 이용한 액정 표시 장치용 가열 압착기
이 발명은 공기압을 이용한 가열 압착기에 관한 것으로서, 더 자세하게는 액정 표시 장치의 두 기판을 접착할 때 사용하는 가열 압착기에 관한 것이다.
도면을 참고하여 종래의 기술에 따른 공기압을 이용한 액정 표시 장치용 가열 압착기에 대하여 설명한다.
공기압을 이용하여 가압하는 방식의 가열 압착기는 액정 표시 장치의 대화면화 추세에 따라 기판의 취급을 기계화할 필요성이 증대하고, 이에 따라 기판을 한 장 단위로 취급하게 되면서 채택된 방식이다.
도 1은 종래의 기술에 따른 공기압을 이용한 가열 압착기의 단면도이고, 도 2는 종래의 기술에 따른 공기압을 이용한 가열 압착기가 기판을 가압하는 상태를 나타내는 단면도이며, 도 3은 종래의 기술에 따른 공기압을 이용한 가열 압착기의 상부 정반의 저면도이다.
도 1과 도 3을 보면, 가열 압착기는 강철 프레임(21), 단열재(41), 가열기(5), 스테인리스 스틸 필름(SUS film)(31) 및 밀봉 고리(4)로 이루어진 하부 정반(1)과 강철 프레임(22), 단열재(42), 스테인리스 스틸 필름(32)으로 이루어진 상부 정반(2)으로 이루어져 있다.
하부 정반(1)의 스테인리스 스틸 필름(31)은 사각 고리 모양의 강철 프레임(21)의 상단면에 용접되어 있고, 강철 프레임(21)의 하부에는 단열재(41)가 부착되어 있고, 단열재(41)의 위에는 가열기(5)가 설치되어 있는데, 이 가열기(5)는 강철 프레임(21), 단열재(41) 및 스테인리스 스틸 필름(31)이 형성하는 공간 내에 설치되어 있다. 강철 프레임(21)의 상단면에는 고무 등으로 만들어져 있는 밀봉 고리(4)가 부착되어 있어서 스테인리스 스틸 필름(31)을 둘러싸고 있다.
상부 정반(2)은 스테인리스 스틸 필름(32)이 사각 고리 모양의 강철 프레임(22)의 하단면에 용접되어 있고, 강철 프레임(21)의 상단면에는 단열재(42)가 부착되어 있다.
이러한 구조의 가열 압착기가 기판을 압착하는 방법을 도 2를 참고로 하여 설명한다.
액정 표시 장치의 두 기판(11, 12)이 하부 정반(1)의 스테인리스 스틸 필름(31)의 위에 포개져 있는 가운데, 상부 정반(2)이 내려와서 고무 등으로 형성되어 있는 하부 정반(1)의 밀봉 고리(4) 위에 놓이면, 밀봉 고리(4)가 압착되면서 두 기판(11, 12)이 놓여 있는 공간(6)이 밀봉된다. 다음, 밀봉된 공간(6)의 공기를 빼내면 밀봉된 공간(6)의 기압이 외부 기압보다 낮아지게 되고, 이에 따라 스테인리스 스틸 필름(31, 32)이 밀봉된 공간(6)쪽으로 부풀게 된다. 밀봉된 공간(6)의 기압이 점점 더 낮아지면, 포개져 있는 두 기판(11, 12)이 상하부 스테인리스 스틸 필름(31, 32)의 사이에 끼여 압착된다. 두 기판(11, 12)이 압착되는 동안 가열기(5)가 기판(11, 12)을 가열하면, 두 기판(11, 12)의 사이에 도포되어 있는 열경화성 수지로 이루어진 접착제가 굳으면서 두 기판(11, 12)을 접착시킨다.
그런데, 이러한 가열 압착기를 오래 사용하면 스테인리스 스틸 필름(31, 32)의 장력이 부분적으로 변화하거나 주름이 잡히는 등의 변형이 생기게 되고, 이것은 가압 과정에서의 압력의 균형을 파괴하여 기판(11, 12)을 휘게 하거나 상하 기판(11, 12)의 정렬을 흩트리는 등의 악영향을 끼친다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 공기압을 이용한 액정 표시 장치용 가열 압착기의 가압시 압력의 균일성을 보장하는 것이다.
위와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서는 외형틀 속에 단단한 하부 열판을 설치하고, 이 하부 열판의 위에 착탈할 수 있는 상부 열판을 설치하고, 외형틀의 상단면 둘레로 밀봉 고리를 부착하여 형성한 하부 가압틀을 이용한다. 상부 정반은 고리 모양의 프레임 하부에 가압 필름을 부착하고, 프레임 상부에 단열재를 부착하여 형성한다. 이러한 구조에서, 하부 열판과 상부 열판의 사이에 액정 표시 장치의 두 기판을 놓고, 상부 정반의 프레임을 하부 가압틀의 밀봉 고리 위에 올려놓아 두 기판이 놓여 있는 공간을 밀봉한 후, 공기를 빼냄으로써 가압 필름이 팽창하면 상부 열판이 가압 필름의 압력을 받아 기판을 압착하도록 한다. 상하부 열판은 자체 발열이 가능하고, 단열재를 사용하여 열 손실을 줄일 수 있도록 한다. 하부 열판을 외형틀 위로 돌출되도록 설치하고, 가압 필름은 상부 정반의 프레임의 내측면에 부착할 수 있다. 상부 열판의 착탈을 하기 위한 로봇을 설치할 수 있다.
이제 첨부한 도면을 참고로 하여, 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 공기압을 이용한 액정 표시 장치용 가열 압착기의 단면도이다.
도 4를 보면, 본 발명에 의한 액정 표시 장치용 가열 압착기는 하부 정반을 대신하여 상하부 두 개의 열판(610, 620), 외형틀(70) 및 단열재(80)로 구성되는 하부 가압틀(10)을 채용하고, 상부 열판(620)을 착탈하기 위한 로봇(90)을 설치한다. 더 상세히 설명하면, 하부 가압틀(10)의 하부 열판(610)에는 전원(621)과 연결되어 있는 코일 등을 내장하고 있어서 자체로 발열할 수 있도록 되어 있다. 이 하부 열판(610)은 상면만 노출된 채 알루미나 세라믹(alumina ceramic)으로 이루어진 외형틀(70)로 둘러싸여 있고, 외형틀(70)은 다시 상면만을 제외하고는 단열재(80)로 둘러 싸여 있다. 포개져 있는 두 기판(11, 12)의 위에는 평평하고 단단한 상부 열판(620)이 놓여 있는데, 이 상부 열판(620)은 착탈할 수 있고, 또한 상부 열판(620)에는 가열을 위한 전원(621)이 연결되어 있다. 외형틀(70)의 사각 고리 모양인 상단면에는 밀봉 고리(40)가 빙 둘러 부착되어 있다. 하부 가압틀(10)의 상부에는 종래 기술과 유사한 상부 정반(20)이 위치하고 있는데, 상부 정반(20)은 사각 고리 모양의 강철 등으로 이루어진 프레임(220)의 하단면에 스테인리스 스틸로 등으로 이루어진 가압 필름(320)이 부착되어 있고, 프레임(220)의 상부에는 단열재(420)가 부착되어 있다. 여기서, 상부 정반의 프레임(220)의 고리 모양인 하단면은 하부 가압틀의 외형틀(70)의 상단면과 정합되도록 형성되어 있어서 상부 정반(20)이 하강하면 밀봉 고리(40) 위에 올려질 수 있도록 되어 있다. 또, 가열 압착기의 보조 장치로서 기판(11, 12)을 운반하는 로봇(도시하지 않음) 외에 상부 열판(620)을 착탈하기 위한 로봇(90)이 설치되어 있다.
이러한 구조의 공기압을 이용한 가열 압착기의 작동 방법을 설명한다.
상부 정반(20)이 하부 가압틀(10)의 상부에 분리되어 위치하고 있는 상태에서 로봇(도시하지 않음)이 액정 표시 장치의 상하 기판(11, 12)을 운반하여 하부 열판(610)의 위에 놓은 다음, 상부 열판(620)을 착탈하기 위한 로봇(90)이 상부 열판(620)을 운반하여 포개져 있는 두 기판(11, 12)의 위에 놓는다. 이 때, 두 기판(11, 12) 사이에는 열경화성 수지로 이루어진 접착제가 기판(11, 12)면의 주변부에 도포되어 있다. 이어, 상부 정반이 하강하여 프레임(220)이 밀봉 고리(40) 위에 놓여 밀착되면 기판(11, 12)과 상부 열판(620)이 놓여 있는 공간이 밀폐된다. 이 상태에서 밀폐된 공간의 공기를 빼내면 외부와 밀폐된 공간 내부간에 기압차가 발생하고, 이에 따라 상부 정반의 가압 필름(320)이 기압이 낮은 밀폐된 공간 내부쪽으로 부풀어오른다. 밀폐된 공간의 기압이 충분히 낮아지면 부풀어 오른 가압 필름(320)이 상부 열판(620)과 접촉하면서 기압차만큼의 압력을 상부 열판(620)에 가하고, 이에 따라 상부 열판(620)이 아래에 놓여 있는 두 기판(11, 12)을 압착하게 된다. 두 기판(11)을 압착하는 동안 두 열판(610, 620)은 열을 발산하여 밀폐된 공간 내부의 온도를 높여 열경화성 수지로 이루어진 기판 접착제를 굳혀 두 기판(11, 12)을 결합시킨다.
이렇게 하면, 가압 필름(320)이 단단한 상부 열판(620)에 압력을 가하고, 고정되어 있는 단단한 하부 열판(610)의 위에 놓여 있는 기판(11, 12)을 상부 열판(620)이 가압하므로, 가압 필름(320)의 장력이 부분적으로 일정치 않아 상부 열판(620)에 가해지는 압력에 부분적인 차이가 생기더라도 단단한 상부 열판(620)이 이러한 차이를 고르게 분산시켜, 그 아래에 놓여 있는 기판(11, 12)은 고른 압력을 받게 된다. 이러한 이유에서, 가압 필름(320)으로 스테인리스 스틸 이외의 물질, 예를 들어 고무 등을 사용할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 공기압을 이용한 가열 압착기의 단면도이다.
제2 실시예는 제1 실시예와 기본적으로 거의 동일한 구조를 가지고 있다. 다만, 하부 압착틀(10)의 외형틀(70)의 높이가 하부 열판(610)의 일부가 외부로 돌출될 수 있을 정도로 낮게 형성되어 있다는 것과, 상부 정반(20)의 프레임(220)이 하부 가압틀(10)의 밀봉 고리(40) 위에 놓였을 때 상부 열판(620)이 프레임(220)의 안쪽에 끼워질 수 있도록 가압 필름(320)이 프레임(220)의 하단면 대신에 프레임(220)의 내측면에 부착되어 있다는 점에 차이가 있다. 제2 실시예가 가지는 제1 실시예와의 이러한 차이점은 로봇이 상부 열판(620)을 착탈하는 것을 용이하게 한다.
본 발명에 따르면, 가압 필름이 단단한 상부 열판에 압력을 가하고, 고정되어 있는 단단한 하부 열판의 위에 놓여 있는 기판을 상부 열판이 가압하므로, 가압 필름의 장력이 부분적으로 일정치 않아 상부 열판에 가하는 압력에 부분적인 차이가 생기더라도 단단한 상부 열판이 이러한 차이를 고르게 분산시켜, 그 아래에 놓여 있는 기판은 고른 압력을 받게 된다. 이를 통해, 상하 기판 간격의 균일성을 향상시킬 수 있고, 기판의 휨이나 상하 기판의 정렬이 흐트러짐을 방지할 수 있다.
도 1은 종래의 기술에 따른 공기압을 이용한 가열 압착기의 단면도이고,
도 2는 종래의 기술에 따른 공기압을 이용한 가열 압착기가 기판을 가압하는 상태를 나타내는 단면도이고,
도 3은 종래의 기술에 따른 공기압을 이용한 가열 압착기의 상부 정반의 저면도이고,
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 공기압을 이용한 가열 압착기의 단면도이고,
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 공기압을 이용한 가열 압착기의 단면도이다.

Claims (5)

  1. 고리 모양의 외형틀,
    상면을 제외하고는 상기 외형틀에 둘러싸여 있는 단단한 제1 열판,
    상기 제1 열판에 대향하게 착탈될 수 있는 제2 열판,
    상기 외형틀의 상단면에 형성되어 있는 밀봉 고리,
    상기 밀봉 고리 위에 탑재될 수 있는 고리 모양의 프레임,
    상기 프레임에 부착되어 있으며 상기 제2 열판 위에 배치되어 있는 가압 필름을 포함하며,
    상기 제1 열판과 상기 제2 열판의 사이에 액정 표시 장치의 상하 기판을 놓고 상기 가압 필름을 이용하여 상기 제2 열판을 가압하여 상기 상하 기판을 압착하는 액정 표시 장치용 가열 압착기.
  2. 제1항에서,
    상기 외형틀을 둘러싸고 있는 단열재와 상기 프레임의 상부에 부착되어 있는 단열재를 더 포함하는 가열 압착기.
  3. 제1항 또는 제2항에서,
    상기 제1 열판은 상기 외형틀의 내측면에 완전히 수용되어 있고, 상기 가압 필름은 상기 프레임의 하단면에 부착되어 있는 가열 압착기.
  4. 제1항 또는 제2항에서,
    상기 제1 열판은 상기 외형틀의 상단면 위로 돌출되어 있고, 상기 가압 필름은 상기 프레임의 내측면에 부착되어 있는 가열 압착기.
  5. 제1항 또는 제2항에서,
    상기 제2 열판을 착탈할 수 있는 로봇을 더 포함하는 가열 압착기.
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