KR101523970B1 - 기판 합착방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 합착되는 양 기판 사이의 압력을 정밀하게 측정하여 양 기판 사이의 간격 균일도가 확보된 상태로 양 기판을 합착시킬 수 있는 기판 합착 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 기판 합착방법은, 1) 접착필름 또는 합착용 레진이 상면에 형성되어 있는 패널과 상기 패널 상부에 합착되는 커버 글래스를 준비하는 단계; 2) 상기 패널이 장착되는 하부 기판 흡착척 또는 상기 커버글래스 흡착척의 다수지점에 상기 하부 패널 또는 커버글래스에 가압되는 압력을 측정하는 단계; 3) 전단계에서 측정된 압력값을 바탕으로 하여 상기 커버 글래스의 중앙 부분을 두께 균일도(uniformity)가 유지되는 범위 내에서 가장자리 부분보다 압력값이 증가시키거나 감소시켜 가압하는 단계; 4) 중앙 부분을 가압한 후에 가장자리 방향과 동일한 압력값으로 가압하여 상기 커버 글래스를 상기 패널에 합착하는 단계;를 포함한다.

Description

기판 합착방법{THE METHOD FOR ATTACHING THE SUBSTRATES}

본 발명은 기판 합착방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 합착되는 양 기판 사이의 압력을 정밀하게 측정하여 양 기판 사이의 간격 균일도가 확보된 상태로 양 기판을 합착시킬 수 있는 기판 합착 방법에 관한 것이다.

최근에는 사용의 편리성 때문에, 휴대폰, 태블릿 PC, 노트북 등 모바일 통신 기기와 내비게이션 등의 전자 기기에서 터치스크린 패널(Touch Screen Panel)을 널리 사용하고 있다.

이러한 터치스크린패널은 크게 저항막 방식(Resitive Type) 터치패널과, 정전용략 방식(Capacitive Type) 및 인프라레드형(Infrared Type) 터치패널 등으로 구분된다.

이 중에서 최근 가장 널리 사용되는 방식인 정전용량 방식 터치스크린 패널은 투명전극이 형성된 필름 또는 패널을 액정패널 상에 설치하고 투명전극에 균일한 전기장이 생성되도록 필름 또는 패널의 각 모서리 또는 코너에 전압을 인가하여, 펜 또는 손가락 등의 입력 수단을 통해 어느 한 지점을 터치하면 전압 강하(Voltage Drop)가 발생되도록 하여 위치 좌표를 찾는 방식이다.

특히, 최근에는 터치스크린 패널 표면의 내구성 확보 및 보호를 위하여 강화유리로 이루어진 윈도우 글래스(window glass) 도는 커버글래스를 터치스크린 패널 또는 디스플레이 패널 전면에 설치하는 구조가 많이 사용되고 있다.

이러한 구조의 터치스크린 패널의 제조 과정에서는 윈도우 글래스를 터치스크린 패널 전면에 안정적으로 접착하는 과정을 필연적으로 수행하게 된다. 윈도우 글래스를 터치스크린 패널 전면에 접착하는 방법 중에는 상기 터치스크린 패널 전면에 합착용 레진을 도포하고 그 상부에 윈도우 글래스를 밀착시킨 상태에서 자외선을 조사하여 터치스크린 패널과 윈도우 글래스를 접착하는 방법이 널리 사용되고 있다.

레진을 이용한 패널 합착 공정에서는 패널 또는 윈도우 글래스 전면에 합착용 레진을 일정한 형태로 도포하기 전에, 레진이 도포될 영역을 미리 확정하고 이후에 도포된 합착용 레진이 그 영역을 벗어나지 않도록 한정하는 일종의 댐을 형성하는 직사각형 형상의 댐라인이 패널 또는 윈도우 글래스 표면에 형성하는 방법이 있다.

그런데 이러한 댐라인을 형성하는 방법은 공정 자체가 복잡하고 불량이 많이 발생하는 문제점이 있다. 따라서 최근에는 댐라인을 형성하지 않고, 패널과 윈도우 글래스의 측면에서 자외선을 조사하여 상기 패널 가장자리로 퍼져 나오는 합착용 레진을 경화시켜 레진 자체가 상기 패널 외부로 밀려나오지 않게 하면서 합착하는 공법이 소개되고 있다.

이렇게 하나의 패널 또는 기판 상에 다른 기판을 합착하는 과정에서 합착되는 양 기판 사이의 간격이 모든 부분에 대해서 일정하게 유지되는 간격 균일성(uniformity)의 확보는 매우 중요하다. 간격 균일성이 확보되어야만, 합착된 기판의 모든 부분에 대하여 동일한 광학적 특성 또는 디스플레이 특성을 확보할 수 있으며, 불량 발생을 방지할 수 있기 때문이다.

따라서 기판의 합착 과정에서 간격 균일성을 확보하기 위한 다양한 방법이 제시되고 있지만, 그 과정이 복잡하고 오차 발생가능성을 내포하고 있어서 합착되는 양 기판 사이의 간격 균일성을 확실하게 확보할 수 있는 기술의 개발이 절실하게 요구되고 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 합착되는 양 기판 사이의 압력을 정밀하게 측정하여 양 기판 사이의 간격 균일도가 확보된 상태로 양 기판을 합착시킬 수 있는 기판 합착 방법을 제공하는 것이다.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판 합착방법은, 1) 접착필름 또는 합착용 레진이 상면에 형성되어 있는 패널과 상기 패널 상부에 합착되는 커버 글래스를 준비하는 단계; 2) 상기 패널이 장착되는 하부 기판 흡착척 또는 상기 커버글래스 흡착척의 다수지점에 상기 하부 패널 또는 커버글래스에 가압되는 압력을 측정하는 단계; 3) 전단계에서 측정된 압력값을 바탕으로 하여 상기 커버 글래스의 중앙 부분을 두께 균일도(uniformity)가 유지되는 범위 내에서 가장자리 부분보다 압력값이 증가시키거나 감소시켜 가압하는 단계; 4) 중앙 부분을 가압한 후에 가장자리 방향과 동일한 압력값으로 가압하여 상기 커버 글래스를 상기 패널에 합착하는 단계;를 포함한다.

본 발명에서 상기 2) 단계에서는, 상기 패널의 중앙 부분을 포함하여, 가장자리 부분에 1개 또는 그 이상의 다수 지점을 선정하여 균일하게 분포된 지점에 압력 센서를 배치한 상태에서 압력값을 측정하는 것이 바람직하다.

또한 상기 2) 단계에서는, 상기 패널의 중앙 부분을 포함하여, 가장자리 부분에 1개 또는 그 이상의 다수 지점을 선정하여 균일하게 분포된 지점에 압력을 제어할 수 있는 가감압 장치를 배치하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 압력 센서와 가감압 장치는 일체형으로 구성되거나, 인접한 지점에 설치되는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 압력 센서에서 측정된 압력값이 입력되어 기준값과의 차이 또는 다른 지점과의 차이를 분석하여 상기 가감압장치를 이용하여 압력을 가감압하는 제어부가 더 구비되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면 합착되는 양 기판 사이에 가해지는 압력을 다수 지점에서 센싱하여 이를 기판의 합착 과정에 반영함으로써, 합착되는 양 기판 사이의 간격 균일도를 최상으로 유지할 수 있다. 또한 상기 양 기판 사이에 기포가 전혀 발생하지 않고, 합착용 레진이 기판의 외곽 또는 모서리 부분까지 충분히 확산되어 불량률이 낮아지는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 합착장치의 구조를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하부 기판 흡착척의 구조를 도시하는 평면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하부 기판 흡착척의 구조를 도시하는 평면도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다.

본 실시예에 따른 기판 합착장치(1)는 도 1에 도시된 바와 같이, 하부 기판 흡착척(10), 상부 기판 흡착척(20), 압력 센서(30) 및 제어부(도면에 미도시)를 포함하여 구성된다.

먼저 상기 하부 기판 흡착척(10)은 하부 기판(S1)의 하면을 흡착 지지하는 구성요소로서, 기판을 안정적으로 흡착하기 위하여 진공 흡착부(도면에 미도시)가 구비된다. 상기 하부 기판 흡착척(10)에 장착되는 하부 기판(S1)의 상면에는 도 1에 도시된 바와 같이, 합착용 레진(R)이 도포되어 있다. 이 합착용 레진(R)에 의하여 상부 기판(S2)과 하부 기판(S1)이 합착되는 것이다. 본 실시예에서 상기 하부 기판(S1)은 단순한 유리 기판일 수도 있고, 디스플레이 패널일 수도 있다.

한편 본 실시예에서는 상기 하부 기판 흡착척(10)에 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 압력 센서(30)를 설치하기 위한 설치공(12)이 다수개 형성된다. 이때 상기 설치공(12)이 형성되는 위치는 상기 하부 기판 흡착척(10)의 모든 면에 걸쳐서 균일하게 배치되는 것이 바람직하며, 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 하부 기판 흡착척(10)의 중앙부와 이를 중심으로 대향되도록 기판의 양측 가장자리 방향으로 배치되거나, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 하부 기판 흡착척(10)의 중앙부와 이를 중심으로 대향되도록 기판의 모서리 방향으로 배치되는 구조를 가질 수 있다.

다음으로 상기 압력 센서(30)는 상기 설치공(12)에 설치되며, 상기 하부 기판 흡착척(10)의 상면보다 약간 높게 돌출되어 설치된다. 이 상태에서 상기 압력 센서(30)는 상기 하부 기판(S1)의 하면에 의하여 전달되는 압력을 센싱(sensing)하고, 그 데이터를 제어부에 전달한다.

다음으로 상기 상부 기판 흡착척(20)은 도 1에 도시된 바와 같이, 상부 기판(S2)을 흡착하여 구성요소로서, 상기 하부 기판 흡착척(10)과 대향되는 상부에 설치된다. 본 실시예에서 상기 상부 기판(S1)은 커버 글래스(cover glass) 또는 일반적인 유리기판일 수도 있다. 상기 상부 기판 흡착척(20)에는 상기 상부 기판 흡착척(20)을 상하 방향으로 승강시키는 상하 구동부(도면에 미도시)가 더 구비된다.

상기 상하 구동부에 의하여 상하 방향으로 상기 상부 기판 흡착척(20)이 구동하면서 상기 상부 기판(S2)을 장착하고, 상기 상부 기판(S2)이 장착된 상태에서 상하 방향으로 구동하면서 상기 상부 기판(S2)을 상기 하부 기판(S1)에 합착하는 것이다.

이때 본 실시예에서는 상기 상부 기판(S2)과 하부 기판(S1)의 합착과정에서 상기 상하부 기판 사이에 기포가 발생하지 않고, 상하부 기판 사이의 합착용 레진이 균일하게 확산되도록 하기 위하여, 상기 상부 기판(S2)의 중앙 부분에서부터 가압을 시작하여 상기 상부 기판(S2)의 외곽 방향으로 점차적으로 가압되도록 하는 것이 바람직하다.

이를 위하여 상기 상부 기판 흡착척(20)을 중앙 부분과 외곽 부분을 분리 구동하는 구조 또는 압력센서와 가감압장치를 고려하여 다수부분으로 분리구동하는 구조로 구성할 수도 있다. 또한 상기 상부 기판 흡착척(20)을 평면이 아니라, 중앙 부분이 하측으로 완만하게 돌출되는 곡면 구조로 구성할 수도 있다. 이때 표면의 재질은 탄성 복원력을 가지는 재료로 이루어지는 것이 바람직하다.

이렇게 상기 상부 기판 흡착척(20)의 중앙 부분이 하측으로 완만하게 돌출되는 구조를 가지면, 상기 상부 기판(S2)의 합착 과정에서 상기 상부 기판(S2)의 중앙 부분이 가장 먼저 상기 합착용 레진(R)과 접촉하게 되고, 중앙 부분의 합착용 레진(R)을 외곽 방향으로 밀어내면서 상기 상부 기판(S2)의 외곽 부분이 점차 합착용 레진(R)과 접촉하게 된다. 따라서 상기 상부 기판(S2)의 중앙 부분이 가장 먼저 가압되고, 점차 외곽 부분으로 퍼져가면서 가압된다.

이때 상기 압력 센서(30)에서 상기 하부 기판(S1)에 가해지는 압력값을 센싱하고, 상기 각 압력센서(30)에 의하여 센싱되는 압력값이 동일하도록 상기 제어부를 통하여 상기 상부 기판 흡착척(S2)의 구동을 제어하는 것이다.

이하에서는 전술한 기판 합착 장치(1)를 이용하여 상하부 기판을 합착하는 기판 합착 방법을 설명한다.

먼저 접착필름 또는 합착용 레진(R)이 상면에 형성되어 있는 디스플레이 패널(S1)과 상기 패널 상부에 합착되는 커버 글래스(S2)를 준비하고, 상기 상부 기판(S1) 즉, 커버 글래스를 상부 기판 흡착척(20)에 장착하고, 상기 하부 기판(S2) 즉, 디스플레이 패널을 하부 기판 흡착척(10)에 장착하는 단계가 진행된다.

다음으로는 상기 패널이 장착되는 하부 기판 흡착척(10)의 다수 지점에서 상기 압력 센서(30)를 이용하여 상기 하부 패널(S1)에 가압되는 압력을 측정하는 단계가 진행된다. 이때 상기 상부 기판 흡착척(20)은 하면에 장착되어 있는 상기 상부 기판(S2)을 하측으로 이동시켜 상기 상부 기판(S2)과 하부 기판(S1)이 접촉되도록하고, 이 접촉과정에서 상기 상부 기판(S2)과 하부 기판(S1) 사이의 합착용 레진(R)이 퍼지면서 상기 하부 기판(S1)에 압력이 가해진다.

다음으로는 전단계에서 측정된 압력값을 바탕으로 하여 상기 커버 글래스(S1)의 중앙 부분을 두께 균일도(uniformity)가 유지되는 범위 내에서 가장자리 부분보다 압력값이 크게 하여 가압하는 단계가 진행된다.

다음으로는 상기 상부 기판(S2)의 중앙 부분을 가압한 후에 다수의 가장자리 부분을 모두 동일한 압력값으로 가압하여 상기 커버 글래스를 상기 패널에 합착하는 단계가 진행된다.

1 : 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 합착장치
10 : 하부 기판 흡착척 20 : 상부 기판 흡착척
30 : 압력 센서 S1 : 하부 기판
S2 : 상부 기판 R : 합착용 레진

Claims (5)

1) 접착필름 또는 합착용 레진이 상면에 형성되어 있는 패널과 상기 패널 상부에 합착되는 커버 글래스를 준비하는 단계;
2) 직사각형 형상을 가지고, 상기 패널이 장착되는 하부 기판 흡착척 또는 상기 커버글래스 흡착척의 중앙부와 이를 중심으로 대향되는 가장자리 또는 모서리방향 다수지점에 압력 센서를 설치하여 상기 하부 패널 또는 커버글래스에 가압되는 압력을 측정하는 단계;
3) 전단계에서 측정된 압력값을 바탕으로 하여 상기 커버 글래스의 중앙 부분을 두께 균일도(uniformity)가 유지되는 범위 내에서 가장자리 부분보다 압력값이 증가시키거나 감소시켜 가압하는 단계;
4) 중앙 부분을 가압한 후에 가장자리 방향과 동일한 압력값으로 가압하여 상기 커버 글래스를 상기 패널에 합착하는 단계;를 포함하며,
상기 커버글래스 흡착척은,
중앙 부분이 하측으로 완만하게 돌출되는 곡면 구조를 가지며, 탄성 복원력을 가지는 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 합착 방법.

삭제

제1항에 있어서, 상기 2) 단계에서는,
상기 패널의 중앙 부분을 포함하여, 가장자리 부분에 1개 또는 그 이상의 다수 지점을 선정하여 균일하게 분포된 지점에 압력을 제어할 수 있는 가감압 장치를 배치하는 것을 특징으로 하는 기판 합착 방법.

제3항에 있어서,
상기 압력 센서와 가감압 장치는 일체형으로 구성되거나, 인접한 지점에 설치되는 것을 특징으로 하는 기판 합착 방법.

제4항에 있어서,
상기 압력 센서에서 측정된 압력값이 입력되어 기준값과의 차이 또는 다른 지점과의 차이를 분석하여 상기 가감압장치를 이용하여 압력을 가감압하는 제어부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 기판 합착 방법.

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