KR102317159B1 - 합착 장치 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
합착 장치 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법이 제공된다.
일례로, 합착 장치는 제1 압력이 형성되거나 상기 제1 압력보다 높은 제2 압력이 형성되는 내부 공간을 가지는 챔버; 상기 챔버의 내부 공간에 배치되며, 패널 부재가 안착되는 척; 및 상기 척의 측부에 배치되는 이동부와, 상기 이동부와 연결되며 상기 패널 부재의 상부에 배치되는 광학 부재의 가장자리부가 부착되는 접촉부를 포함하는 복수의 지지 부재를 포함하되, 상기 이동부는 상기 접촉부와 상기 패널 부재의 가장 자리부를 접촉시키도록 수직 이동하며, 상기 광학 부재의 외측에 형성되는 상기 제2 압력과 상기 광학 부재와 상기 패널 부재 사이에 형성되는 상기 제1 압력의 차이에 의해 상기 광학 부재가 상기 패널 부재에 밀착시 상기 패널 부재의 가장자리부와 상기 광학 부재의 가장자리부 사이에 개재된 상기 접촉부를 탈착시키도록 수평 이동한다.
일례로, 합착 장치는 제1 압력이 형성되거나 상기 제1 압력보다 높은 제2 압력이 형성되는 내부 공간을 가지는 챔버; 상기 챔버의 내부 공간에 배치되며, 패널 부재가 안착되는 척; 및 상기 척의 측부에 배치되는 이동부와, 상기 이동부와 연결되며 상기 패널 부재의 상부에 배치되는 광학 부재의 가장자리부가 부착되는 접촉부를 포함하는 복수의 지지 부재를 포함하되, 상기 이동부는 상기 접촉부와 상기 패널 부재의 가장 자리부를 접촉시키도록 수직 이동하며, 상기 광학 부재의 외측에 형성되는 상기 제2 압력과 상기 광학 부재와 상기 패널 부재 사이에 형성되는 상기 제1 압력의 차이에 의해 상기 광학 부재가 상기 패널 부재에 밀착시 상기 패널 부재의 가장자리부와 상기 광학 부재의 가장자리부 사이에 개재된 상기 접촉부를 탈착시키도록 수평 이동한다.
Description
본 발명은 합착 장치 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
컴퓨터, 휴대용 단말기 및 각종 정보기기의 모니터 등에는 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display Device), 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display Device) 등과 같은 다양한 종류의 표시 장치가 사용되고 있다.
이러한 표시 장치들은 영상을 표시하는 표시 패널과 같은 패널 부재와, 표시 패널 중 영상이 출사되는 방향 상에 합착되어 광학 기능을 하는 필름과 같은 광학 부재를 포함한다. 여기서, 광학 부재는 패널 부재와 합착되기 위해 접착층을 포함할 수 있다.
통상적으로, 패널 부재와 광학 부재의 합착은 롤러나 드럼을 이용한 가압 방식에 의해 수행된다.
롤러나 드럼을 이용한 가압 방식은 패널 부재 상에 광학 부재를 배치시킨 후 롤러나 드럼을 이용하여 광학 부재의 일측부터 타측을 가압하여 패널 부재와 광학 부재를 합착시킬 수 있다.
그런데, 시인되지 않는 매끄럽지 않은 표면을 가지는 롤러나 드럼을 이용하여 광학 부재의 일측부터 타측을 가압하는 경우, 광학 부재의 표면이 찍히는 불량이 발생될 수 있다.
또한, 롤러나 드럼을 이용하여 광학 부재의 일측을 먼저 가압시 광학 부재의 타측은 클램핑 부재에 의해 홀딩되어 패널 부재로부터 이격된다. 이 경우, 패널 부재와 광학 부재의 타측 사이의 이격 공간에 이물들이 유입될 수 있으며, 이로 인해 패널 부재와 광학 부재 사이에 이물로 인한 찍힘 불량 및 기포가 발생될 수 있다.
또한, 롤러나 드럼을 이용하여 광학 부재의 일측부터 타측을 가압하는 경우, 광학 부재의 접착층이 밀리면서 광학 부재에 주름이 발생될 수 있으며, 패널 부재 중 단차 또는 굴곡 부분이 있는 부분에서 광학 부재의 들뜸 현상이 발생될 수 있다.
또한, 롤러나 드럼을 이용하여 광학 부재의 일측부터 타측을 가압하는 경우, 롤러나 드럼의 곡면 부분으로 인해 광학 부재를 평평하기 유지하기 어렵고 광학 부재의 적정한 텐션을 조절하기 어려우므로 패널 부재와 광학 부재의 균일한 접촉이 어려울 수 있다.
상기 광학 부재의 표면에 발생되는 찍힘 불량, 패널 부재와 광학 부재 사이에 이물로 인한 찍힘 불량 및 기포 발생, 광학 부재에 발생되는 주름, 광학 부재의 들뜸 현상, 및 패널 부재와 광학 부재의 불균일한 접촉은 표시 장치의 표시 품질을 떨어뜨릴 수 있다.
이에, 본 발명이 해결하려는 과제는 광학 부재와 패널 부재에 발생되는 찍힘 불량, 기포, 주름, 들뜸 현상, 및 접촉 불량이 발생되는 것을 줄일 수 있는 합착 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하려는 과제는 광학 부재와 패널 부재에 발생되는 찍힘 불량, 기포, 주름, 들뜸 현상, 및 접촉 불량이 발생되는 것을 줄일 수 있는 합착 장치를 이용하여 표시 품질의 저하를 줄일 수 있는 표시 장치를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 합착 장치는 제1 압력이 형성되거나 상기 제1 압력보다 높은 제2 압력이 형성되는 내부 공간을 가지는 챔버; 상기 챔버의 내부 공간에 배치되며, 패널 부재가 안착되는 척; 및 상기 척의 측부에 배치되는 이동부와, 상기 이동부와 연결되며 상기 패널 부재의 상부에 배치되는 광학 부재의 가장자리부가 부착되는 접촉부를 포함하는 복수의 지지 부재를 포함하되, 상기 이동부는 상기 접촉부와 상기 패널 부재의 가장 자리부를 접촉시키도록 수직 이동하며, 상기 광학 부재의 외측에 형성되는 상기 제1 압력과 상기 광학 부재와 상기 패널 부재 사이에 형성되는 상기 제2 압력의 차이에 의해 상기 광학 부재가 상기 패널 부재에 밀착시 상기 패널 부재의 가장자리부와 상기 광학 부재의 가장자리부 사이에 개재된 상기 접촉부를 탈착시키도록 수평 이동한다. 상기 이동부는 상기 패널 부재의 상부에 배치되는 상기 광학 부재의 텐션을 조절하도록 수평 이동할 수 있다.
상기 각 지지 부재의 이동부는 서로 독립적으로 구동될 수 있다.
상기 광학 부재는 사각 형상이며, 상기 복수의 지지 부재는 상기 광학 부재의 변들을 따라 분할된 형태를 가지며 상기 광학 부재의 변들과 대응되고, 상기 각 지지 부재의 접촉부는 상기 척의 외측에서 내측 방향으로 폭이 좁아지는 형태를 가질 수 있다.
상기 지지 부재는 상기 이동부와 결합되며 상기 접촉부와 일체로 형성되는 결합부를 더 포함할 수 있다.
상기 접촉부는 상기 척의 외측에서 내측 방향으로 얇아지는 두께를 가질 수 있다.
상기 접촉부는 상면에 형성되는 홈 또는 돌기를 포함할 수 있다.
상기 이동부와 상기 접촉부는 일체로 형성될 수 있다.
상기 광학 부재는 상기 베이스 필름층과, 상기 패널 부재와 대향하는 상기 베이스 필름층 상에 배치되며 열경화성 수지로 형성되는 접착층을 포함하며, 상기 접촉부는 실리콘 또는 테프론으로 형성될 수 있다.
상기 지지 부재는 상기 접촉부의 상면에 형성되는 코팅층을 더 포함할 수 있다.
상기 광학 부재는 상기 베이스 필름층과, 상기 패널 부재와 대향하는 상기 베이스 필름층 상에 배치되며 열경화성 수지로 형성되는 접착층을 포함하며, 상기 코팅층은 실리콘 또는 테프론으로 형성될 수 있다.
상기 접촉부는 상기 이동부의 상면에 연결되며, 상기 지지 부재는 상기 이동부의 상면 중 상기 접촉부의 일측에 회전 가능하도록 배치되며 상기 회전에 의해 상기 접촉부에 부착되는 상기 광학 부재를 고정하는 홀딩부를 더 포함할 수 있다.
상기 접촉부는 상기 이동부의 상면에 연결되며, 상기 지지 부재는 자성을 가지며 상기 접촉부의 상부에 수직 이동이 가능하도록 배치되며, 자력에 의해 상기 접촉부에 부착되는 상기 광학 부재를 고정하는 홀딩부를 더 포함할 수 있다.
상기 다른 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법은 챔버의 내부 공간에 배치되는 척에 안착되는 패널 부재의 가장 자리부에 지지 부재의 접촉부가 오버랩되도록, 상기 접촉부와 연결되며 수평 이동 및 수직 이동이 가능한 상기 지지 부재의 이동부를 상기 척의 측부에 배치하는 단계; 상기 패널 부재와 대향하는 광학 부재의 가장자리부를 상기 접촉부에 부착하는 단계; 상기 챔버의 내부 공간을 진공 상태로 만들어 제1 압력을 형성하고, 상기 이동부를 수직 이동시켜 상기 접촉부를 상기 패널 부재의 가장자리부에 접촉시키는 단계; 상기 챔버를 벤트(vent)시켜 상기 광학 부재의 외측을 대기 상태로 만들어 상기 제1 압력보다 높은 제2 압력을 형성함으로써, 상기 광학 부재의 외측의 제2 압력과 상기 광학 부재와 상기 패널 부재 사이의 제1 압력의 차이에 의해 상기 패널 부재와 상기 광학 부재를 밀착시키는 단계; 및 상기 이동부를 수평 이동시켜 상기 패널 부재의 가장자리부와 상기 광학 부재의 가장자리부로부터 상기 접촉부를 탈착시키는 단계를 포함한다.
상기 표시 장치의 제조 방법은 상기 접촉부에 광학 부재의 가장자리부를 부착하는 단계 후, 상기 이동부를 수평 이동시켜 상기 광학 부재의 텐션을 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 지지 부재가 복수개로 제공되며, 상기 각 지지 부재의 이동부는 서로 독립적으로 구동될 수 있다.
상기 지지 부재가 복수개로 제공되며, 상기 광학 부재는 사각 형상이고, 상기 복수의 지지 부재는 상기 광학 부재의 변들을 따라 분할된 형태를 가지며 상기 광학 부재의 변들과 대응되고, 상기 각 지지 부재의 접촉부는 상기 척의 외측에서 내측 방향으로 폭이 좁아지는 형태를 가질 수 있다.
상기 패널 부재는 스위칭 소자가 형성된 디스플레이용 기판이며, 상기 광학 부재는 상기 패널 부재를 보호하는 보호 필름일 수 있다.
상기 패널 부재는 스위칭 소자 및 발광층이 형성된 디스플레이용 기판이며, 상기 광학 부재는 상기 스위칭 소자 및 상기 발광층을 밀봉시키는 봉지 필름일 수 있다.
상기 패널 부재는 발광층 또는 액정층을 사이에 두고 결합된 두개의 기판을 포함하는 표시 패널이며, 상기 광학 부재는 편광 필름 또는 OCA(Optical Clear Adhesive) 필름일 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 합착 장치 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법은 수평 이동 및 수직 이동이 가능한 이동부와, 광학 부재의 가장자리부가 부착되는 접촉부를 포함하는 복수의 지지 부재를 이용하여, 롤러나 드럼을 이용한 가압 방식이 아닌 광학 부재의 외측의 제2 압력과 광학 부재와 패널 부재 사이의 제1 압력의 차이에 의해 광학 부재와 패널 부재(M1)를 밀착시켜 합착시킬 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 합착 장치 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법은 광학 부재와 패널 부재의 합착시 광학 부재와 패널 부재에 찍힘 불량, 기포, 주름, 들뜸 현상, 및 접촉 불량이 발생되는 것을 줄일 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 합착 장치 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법은 광학 부재와 패널 부재의 합착에 의해 제조되는 표시 장치의 표시 품질이 저하되는 것을 줄일 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 합착 장치의 단면도이다.
도 2는 지지 부재의 평면도이다.
도 3 내지 도 22는 지지 부재의 다양한 실시예를 보여주는 단면도 및 평면도들이다.
도 23 내지 도 28은 본 발명의 일 실시예에 따른 합착 장치를 이용한 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도들이다.
도 2는 지지 부재의 평면도이다.
도 3 내지 도 22는 지지 부재의 다양한 실시예를 보여주는 단면도 및 평면도들이다.
도 23 내지 도 28은 본 발명의 일 실시예에 따른 합착 장치를 이용한 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도들이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층"위(on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 합착 장치의 단면도이고, 도 2는 지지 부재의 평면도이다.
도 1을 참조하면, 합착 장치(100)는 챔버(110), 척(120), 복수의 지지 부재(130)를 포함한다. 이러한 합착 장치(100)는 복수의 지지 부재(130)를 이용하여 가압 없이 패널 부재(M1)와 광학 부재(M2)를 합착시킬 수 있다.
챔버(110)는 내부 공간을 가지도록 형성된다. 도시하진 않았지만, 챔버(110)의 일측에는 패널 부재(M1) 및 광학 부재(M2)가 챔버(110)의 내부 공간으로 인입되거나 챔버(110)의 내부 공간으로부터 인출될 수 있는 출입구가 형성된다. 또한, 챔버(110)의 타측에는 챔버(110)의 내부 공간을 진공 상태로 만들기 위해 공기의 배출을 가능하게 하는 진공 펌프가 연결된다. 챔버(110)의 내부 공간이 진공 상태인 경우, 챔버(110)의 내부 공간에는 제1 압력이 형성될 수 있다. 또한, 챔버(110) 중 상기 출입구 및 상기 진공 펌프가 설치된 측부 영역 이외의 측부 영역에는 챔버(110)의 내부 공간을 대기 상태로 만들기 위해 공기의 주입을 가능하게 하는 벤트(vent) 수단이 연결된다. 챔버(110)의 내부 공간이 대기 상태인 경우, 챔버(110)의 내부 공간에는 상기 제1 압력보다 높은 제2 압력이 형성될 수 있다.
척(120)은 챔버(110)의 내부 공간 저측에 배치되며, 패널 부재(M1)가 안착되는 공간을 제공한다. 척(120)은 진공 흡착을 이용하여 패널 부재(M1)를 고정할 수 있도록 구성되는 진공척이거나, 정전력을 이용하여 패널 부재(M1)를 고정할 수 있도록 구성되는 정전척일 수 있다.
패널 부재(M1)는 유기 발광 표시 장치 및 액정 표시 장치와 같은 표시 장치의 디스플레이용 기판을 포함할 수 있다. 상기 디스플레이용 기판은 베어 기판(bare substrate)이거나 스위칭 소자가 형성된 기판일 수 있다. 또한, 상기 디스플레이용 기판은 유기 발광 표시 장치의 디스플레이용 기판인 경우 스위칭 소자 및 발광층이 형성된 기판일 수 있다.
또한, 패널 부재(M1)는 발광층 또는 액정층을 사이에 두고 결합된 두개의 기판을 포함하는 표시 패널일 수 있다. 상기 기판은 유리 기판 및 플라스틱, 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리 카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에테르이미드, 폴리에테르술폰, 및 폴리이미드 등으로 형성되는 플렉시블 기판 중 어느 하나로 선택될 수 있다. 상기 플렉시블 기판은 플렉시블 필름으로 제공될 수 있다.
복수의 지지 부재(130)는 챔버(110)의 내부 공간에 설치된다. 복수의 지지 부재(130)는 챔버(110)의 내부 공간으로 인입되는 광학 부재(M2)를 지지하며, 광학 부재(M2)가 하측으로 쳐지지 않도록 광학 부재(M2)의 텐션을 조절한다.
광학 부재(M2)는 광학 기능을 하는 필름일 수 있다. 예를 들어, 광학 부재(M2)는 패널 부재(M1)가 표시 장치 중 스위칭 소자가 형성된 디스플레이용 기판인 경우 패널 부재(M1)를 보호하는 보호 필름일 수 있다. 상기 보호 필름은 표시 장치의 제조 공정 중 임시적으로 패널 부재(M1)에 임시적으로 부착되며, 완성된 표시 장치에서는 패널 부재(M1)로부터 분리된다. 또한, 광학 부재(M2)는 패널 부재(M1)가 표시 장치 중 스위칭 소자 및 발광층이 형성된 디스플레이용 기판인 경우 상기 스위칭 소자 및 상기 발광층을 밀봉시키는 봉지 필름일 수 있다. 또한, 광학 부재(M2)는 패널 부재(M1)가 표시 장치 중 발광층 또는 액정층을 사이에 두고 결합된 두개의 기판을 포함하는 표시 패널인 경우 편광 필름 또는 OCA(Optical Clear Adhesive) 필름일 수 있다. 광학 부재(M2)는 폴리이미드 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트와 같은 베이스 필름층(B)과, 베이스 필름층(B) 상에 아크릴 수지와 같은 열경화성 수지로 형성되는 접착층(A)을 포함할 수 있다. 베이스 필름층(B)에는 광학 기능 구현을 위한 구성들이 더 포함될 수 있다.
복수의 지지 부재(130) 각각은 이동부(132)와 접촉부(135)를 포함한다. 또한, 각 지지 부재(130)는 연결부(136)를 더 포함할 수 있다.
이동부(132)는 척(120)의 측부에 배치되며, 수직 이동 및 수평 이동이 가능하다. 이동부(132)는 광학 부재(M2)의 가장자리부가 부착되는 접촉부(135)가 패널 부재(M1)의 가장자리부에 접촉되도록 수직 이동하여, 광학 부재(M2)의 외측의 제2 압력과 광학 부재(M2)와 패널 부재(M1) 사이의 제1 압력의 차이에 의해 광학 부재(M2)가 패널 부재(M1)에 밀착되기 시작하기 전에 광학 부재(M2)를 패널 부재(M1) 측으로 가깝게 이동시킬 수 있다(도 26 및 도 27 참조). 상기 제1 압력은 앞에서 설명한 것처럼 상기 진공 펌프를 이용해 챔버(110)의 내부 공간에 공기를 배출시킴으로써 형성된 진공 상태의 압력으로서, 접촉부(135)가 패널 부재(M1)의 가장자리부에 접촉되기 전 형성된다. 상기 제2 압력도 앞에서 설명한 것처럼 상기 벤트 수단을 이용해 챔버(110)의 내부 공간에 공기를 주입하여 형성된 대기 상태의 압력으로서 상기 제1 압력보다 높은 압력이며, 접촉부(135)가 패널 부재(M1)의 가장자리부에 접촉된 이후에 형성된다. 이에 따라, 접촉부(135)가 패널 부재(M1)의 가장자리부에 접촉된 이후에는, 광학 부재(M2)와 패널 부재(M1) 사이의 압력이 상기 제1 압력이며, 광학 부재(M2)의 외측의 압력은 상기 제2 압력이다. 또한, 이동부(132)는 수평 이동하여 접촉부(135)에 가장자리부가 부착된 광학 부재(M2)의 텐션을 조절함으로써, 접촉부(135)에 가장자리부가 부착된 광학 부재(M2)가 하측으로 쳐지는 것을 방지할 수 있다(도 25 참조). 또한, 이동부(132)는 패널 부재(M1)와 광학 부재(M2)의 밀착시 패널 부재(M1)의 가장자리부와 광학 부재(M2)의 가장자리부 사이에 개재된 접촉부(135)를 탈착시키도록 수평 이동할 수 있다(도 28 참조).
이동부(132)는 'ㄱ' 자 형태로 형성될 수 있으나, 이러한 형태로 한정하는 것은 아니다. 이동부(132)는 내구성을 가지며 파티클의 발생이 적은 스테인레스스틸 재질로 형성될 수 있으나, 이러한 재질로 한정하는 것은 아니다.
접촉부(135)는 이동부(132)와 연결되며, 패널 부재(M1)의 상부에 배치되는 광학 부재(M2)의 가장자리부가 실질적으로 부착되는 공간을 제공한다. 즉, 광학 부재(M2)의 접착층(A)의 가장자리부가 접촉부(135)에 부착된다.
접촉부(135)는 광학 부재(M2)의 접착층(A)과 정전기를 발생시키지 않는 물질로 형성되어, 광학 부재(M2)의 접착층(A)과 접촉부(135)의 부착으로 인해 발생할 수 있는 정전기에 의해 패널 부재(M1)의 내부 소자가 손상되는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 광학 부재(M2)의 접착층(A)이 아크릴 수지로 형성되는 경우, 접촉부(135)는 실리콘 또는 테프론 재질로 형성될 수 있다.
연결부(136)는 접촉부(135)와 일체로 형성되며 이동부(132)와 결합된다. 연결부(136)와 이동부(132)의 결합은 예를 들어 볼트를 이용하여 이루어질 수 있으나, 이러한 수단으로 한정되는 것은 아니다.
한편, 상기와 같은 복수의 지지 부재(130)는 광학 부재(M2)가 사각 형상을 가지는 경우, 광학 부재(M2)의 변들을 따라 도2에 도시된 바와 같이 분할된 형태를 가지며 광학 부재(M2)의 변들과 대응된다. 여기서, 복수의 지지 부재(130)의 이동부들(132)은 서로 독립적으로 구동될 수 있으며, 접촉부들(135)은 이동부들(132)의 수평 이동시 서로 간섭하지 않도록 척(120)의 외측에서 내측방향으로 폭이 도 2 도시된 바와 같이 좁아지는 형태로 형성될 수 있다.
구동부(140)는 각 지지 부재(130)의 이동부(132)에 연결되며, 이동부(132)를 구동시키도록 모터와 같은 구동 장치를 포함할 수 있다.
제어부(150)는 이동부(132)의 수직 이동 및 수평 이동을 가능하도록 구동부(140)를 제어한다. 또한, 제어부(150)는 패널 부재(M1)와 광학 부재(M2)의 합착을 위한 전반적인 공정을 제어한다. 예를 들어, 제어부(150)는 척(120)에 패널 부재(M1)를 고정하는 공정, 챔버(110)의 내부 공간에 광학 부재(M2)를 인입하거나 챔버(110)의 내부 공간으로부터 광학 부재(M2)를 인출시키는 공정, 챔버(110)의 내부 공간을 진공 상태로 만들거나 대기 상태로 만드는 공정 등을 제어할 수 있다.
상기와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 합착 장치(100)는 수평 이동 및 수직 이동이 가능한 이동부(132)와, 광학 부재(M2)의 가장자리부가 부착되는 접촉부(135)를 포함하는 복수의 지지 부재(130)를 이용하여, 롤러나 드럼을 이용한 가압 방식이 아닌 광학 부재(M2)의 외측의 제2 압력과 광학 부재(M2)와 패널 부재(M1) 사이의 제1 압력의 차이에 의해 광학 부재(M2)와 패널 부재(M1)를 밀착시켜 합착시킬 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 합착 장치(100)는 광학 부재(M2)와 패널 부재(M1)의 합착시 광학 부재(M2)와 패널 부재(M1)에 찍힘 불량, 기포, 주름, 들뜸 현상, 및 접촉 불량이 발생되는 것을 줄일 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 합착 장치(100)는 광학 부재(M2)와 패널 부재(M1)의 합착에 의해 제조되는 표시 장치의 표시 품질이 저하되는 것을 줄일 수 있다.
다음은 지지 부재의 다양한 실시예들에 대해 설명하기로 한다.
도 3 내지 도 22는 지지 부재의 다양한 실시예를 보여주는 단면도 및 평면도들이다.
도 3은 지지 부재(230)가 이동부(132), 접촉부(235) 및 연결부(136)를 포함하되, 접촉부(235)의 두께가 척(도 1의 120)의 외측에서 내측 방향으로 갈수록 얇아지는 형태를 예시한다. 여기서, 접촉부(235)의 상면(235a)은 경사진 평평한 면일 수 있다. 이러한 지지 부재(230)는, 도 4에 도시된 바와 같이 접촉부(235)와 광학 부재(M2)의 부착 면적을 줄임으로써, 광학 부재(M2)의 외측의 제2 압력과 광학 부재(M2)와 패널 부재(M1) 사이의 제1 압력의 차이에 의해 광학 부재(M2)와 패널 부재(M1)를 밀착시켜 합착시킬 때 접촉부(235)의 탈착을 용이하게 할 수 있다.
도 5는 지지 부재(330)가 이동부(132), 접촉부(335) 및 연결부(136)를 포함하되, 접촉부(335)의 두께가 척(도 1의 120)의 외측에서 내측 방향으로 갈수록 얇아지는 형태를 예시한다. 여기서, 접촉부(335)의 상면(335a)은 경사지면서 상부로 볼록한 곡면일 수 있다. 이러한 지지 부재(330)는, 도 6에 도시된 바와 같이 접촉부(335)와 광학 부재(M2)의 부착 면적을 줄임으로써, 광학 부재(M2)의 외측의 제2 압력과 광학 부재(M2)와 패널 부재(M1) 사이의 제1 압력의 차이에 의해 광학 부재(M2)과 패널 부재(M1)를 밀착시켜 합착시킬 때 접촉부(335)의 탈착을 용이하면서 매끄럽게 할 수 있다.
도 7은 지지 부재(430)가 이동부(132), 접촉부(435) 및 연결부(136)를 포함하되, 접촉부(435)의 두께가 척(도 1의 120)의 외측에서 내측 방향으로 갈수록 얇아지는 형태를 예시한다. 여기서, 접촉부(435)의 상면(435a)은 경사지면서 하부로 오목한 곡면일 수 있다. 이러한 지지 부재(430)는, 도 8에 도시된 바와 같이 접촉부(435)와 광학 부재(M2)의 부착 면적을 줄임으로써, 광학 부재(M2)의 외측의 제2 압력과 광학 부재(M2)와 패널 부재(M1) 사이의 제1 압력의 차이에 의해 광학 부재(M2)과 패널 부재(M1)를 밀착시켜 합착시킬 때 접촉부(435)의 탈착을 용이하면서 매끄럽게 할 수 있다. 또한, 지지 부재(430)는 오목한 곡면 형태의 접촉부(435)를 통해 광학 부재(M2)가 패널 부재(M1)에 자연스러운 형태로 밀착되게 할 수 있다.
도 9는 지지 부재(530)가 이동부(132), 접촉부(535) 및 연결부(136)를 포함하되, 접촉부(535)가 상면에 형성된 홈(535a)을 포함하는 것을 예시한다. 여기서, 홈(535a)은 도 10에 도시된 바와 같이 복수개로 일정한 라인을 따라 이격되게 배치될 수 있다. 또한, 접촉부(535)는 도 11에 도시된 바와 같이 격자 형태 홈(535b)을 포함할 수도 있다. 이러한 지지 부재(530)는 홈(535a)을 통해 도 12에 도시된 바와 같이 접촉부(535)와 광학 부재(M2) 간의 마찰력을 높여 부착력을 줄임으로써, 광학 부재(M2)의 외측의 제2 압력과 광학 부재(M2)와 패널 부재(M1) 사이의 제1 압력의 차이에 의해 광학 부재(M2)와 패널 부재(M1)를 밀착시켜 합착시킬 때 접촉부(535)의 탈착을 용이하게 할 수 있다.
도 13은 지지 부재(630)가 이동부(132), 접촉부(635) 및 연결부(136)를 포함하되, 접촉부(635)가 상면에 형성된 돌기(635a)를 포함하는 것을 예시한다. 여기서, 돌기(635a)은 도 10에 도시된 홈(535a)과 같은 패턴으로 배치될 수 있다. 이러한 지지 부재(630)는 돌기(635a)를 통해 도 14에 도시된 바와 같이 접촉부(635)와 광학 부재(M2) 간의 마찰력을 높여 부착력을 줄임으로써, 광학 부재(M2)의 외측의 제2 압력과 광학 부재(M2)와 패널 부재(M1) 사이의 제1 압력의 차이에 의해 광학 부재(M2)와 패널 부재(M1)를 밀착시켜 합착시킬 때 접촉부(635)의 탈착을 용이하게 할 수 있다.
도 15는 지지 부재(730)가 이동부(732)와 접촉부(734)가 일체로 형성된 것을 예시한다. 지지 부재(730)는 도 1의 지지 부재(130)와 유사하며, 도 16과 같이 접촉부(734)를 통해 광학 부재(M2)를 지지한다. 이러한 지지 부재(730)는 이동부(732)와 접촉부(734)가 일체로 형성되기 때문에 별도의 조립 공정 없이 간단히 형성될 수 있다. 여기서, 이동부(732)와 접촉부(734)는 광학 부재(M2)의 접착층(A)과 정전기를 발생시키지 않는 물질, 예를 들어 실리콘 또는 테프론으로 형성될 수 있다.
도 17은 지지 부재(830)가 일체로 형성되는 이동부(832) 및 접촉부(834)와, 접촉부(834) 상에 형성되는 코팅층(835)를 포함하는 것을 예시한다. 여기서, 이동부(832)와 접촉부(834)는 내구성을 가지는 스테인레스스틸 재질로 형성될 수 있으며, 코팅층(835)는 아크릴 수지와 같은 열경화성 수지와 정전기를 발생시키지 않는 물질, 예를 들어 실리콘 또는 테프론으로 형성된다. 이러한 지지 부재(830)는 도 1의 지지 부재(130)와 유사하며, 도 18에 도시된 바와 같이 이동부(832)와 접촉부(834)를 통해 내구성을 가지면서 정전기 영향 없이 광학 부재(M2)를 코팅층(835)에 부착되게 할 수 있다.
도 19는 지지 부재(930)가 이동부(932), 접촉부(934), 및 회전 가능한 홀딩부(935)를 포함하는 것을 예시한다. 이러한 지지 부재(930)는 도 1의 지지 부재(130)와 유사하며, 도 20에 도시된 바와 같이 접촉부(934) 상에 광학 부재(M2)를 부착시킨 후 홀딩부(935)를 통해 광학 부재(M2)를 고정시킴으로써 광학 부재(M2)가 견고히 고정한 상태에서 광학 부재(M2)의 텐션을 조절할 수 있도록 한다.
도 21은 지지 부재(1030)가 이동부(1032), 접촉부(1034), 및 자성을 가지는 홀딩부(1035)를 포함하는 것을 예시한다. 이러한 지지 부재(1030)는 도 1의 지지 부재(130)와 유사하며, 도 22에 도시된 바와 같이 접촉부(934) 상에 광학 부재(M2)를 부착시킨 후 자성을 가지는 홀딩부(1035)를 통해 광학 부재(M2)를 고정시킬 수 있다. 이 경우, 이동부(1032)는 홀딩부(1035)와 자력을 형성하는 물질로 형성된다.
다음은 본 발명의 일 실시예에 따른 합착 장치(100)를 이용한 표시 장치의 제조 방법에 대해 설명하기로 한다.
도 23 내지 도 28은 본 발명의 일 실시예에 따른 합착 장치를 이용한 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도들이다.
도 23을 참조하면, 챔버(110)의 내부에 배치되는 척(120)에 안착되는 패널 부재(M1)의 가장 자리부에 접촉부(135)가 오버랩되도록, 접촉부(135)와 연결되며 수평 이동 및 수직 이동이 가능한 이동부(132)를 척(120)의 측부에 배치한다. 여기서, 이동부(132)가 척(120)에 측부에 배치되더라도 접촉부(135)가 패널 부재(M1)와 오버랩되지 않는 경우, 이동부(132)는 수평 이동 또는 수직 이동하여 패널 부재(M1)의 가장 자리부에 접촉부(135)를 오버랩시킬 수 있다.
패널 부재(M1)는 유기 발광 표시 장치 및 액정 표시 장치와 같은 표시 장치의 디스플레이용 기판을 포함할 수 있다. 상기 디스플레이용 기판은 베어 기판(bare substrate)이거나 스위칭 소자가 형성된 기판일 수 있다. 상기 디스플레이용 기판은 유기발광 표시 장치용 기판인 경우 스위칭 소자 및 발광층이 형성된 기판일 수 있다.
또한, 패널 부재(M1)는 발광층 또는 액정층을 사이에 두고 결합된 두개의 기판을 포함하는 표시 패널일 수 있다. 상기 기판은 유리 기판 및 플라스틱, 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리 카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에테르이미드, 폴리에테르술폰, 및 폴리이미드 등으로 형성되는 플렉시블 기판 중 어느 하나로 선택될 수 있다. 상기 플렉시블 기판은 플렉시블 필름으로 제공될 수 있다.
이어서 도 24를 참조하면, 챔버(110)의 내부 공간으로 인입되는 광학 부재(M2)의 가장자리부를 접촉부(135)에 부착시킨다. 광학 부재(M2)는 베이스 필름층(B)와, 베이스 필름층(B) 상에 형성되는 접착층(A)을 포함할 수 있다. 광학 부재(M2)의 접착층(A)은 광학 부재(M2)가 챔버(110)의 내부 공간으로 인입되기 전에는 이형지로 덮여 있을 수 있다.
광학 부재(M2)는 광학 기능을 하는 필름일 수 있다. 예를 들어, 광학 부재(M2)는 패널 부재(M1)가 표시 장치 중 스위칭 소자가 형성된 디스플레이용 기판인 경우 패널 부재(M1)를 보호하는 보호 필름일 수 있다. 상기 보호 필름은 표시 장치의 제조 공정 중 임시적으로 패널 부재(M1)에 임시적으로 부착되며, 완성된 표시 장치에서는 패널 부재(M1)로부터 분리된다. 또한, 광학 부재(M2)는 패널 부재(M1)가 표시 장치 중 스위칭 소자 및 발광층이 형성된 디스플레이용 기판인 경우 상기 스위칭 소자 및 상기 발광층을 밀봉시키는 봉지 필름일 수 있다. 또한, 광학 부재(M2)는 패널 부재(M1)가 표시 장치 중 발광층 또는 액정층을 사이에 두고 결합된 두개의 기판을 포함하는 표시 패널인 경우 편광 필름 또는 OCA(Optical Clear Adhesive) 필름일 수 있다. 광학 부재(M2)는 폴리이미드 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트와 같은 베이스 필름층(B)과, 베이스 필름층(B) 상에 아크릴 수지와 같은 열경화성 수지로 형성되는 접착층(A)을 포함할 수 있다. 베이스 필름층(B)에는 광학 기능 구현을 위한 구성들이 더 포함될 수 있다.
도시되진 않았지만, 광학 부재(M2)는 별도의 척에 고정된 상태로 챔버(110)의 내부 공간으로 인입되고, 광학 부재(M2)가 접촉부(135)에 부착된 후에는 상기 별도의 척이 광학 부재(M2)로부터 분리되어 챔버(110)의 외부로 배출될 수 있다.
이어서, 도 25를 참조하면, 이동부(132)를 수평 이동시켜 광학 부재(M2)의 텐션을 조절한다. 이에 따라, 광학 부재(M2)가 평평함이 유지될 수 있다.
이어서, 도 26을 참조하면, 챔버(110)의 내부 공간을 진공 상태로 만들어 제1 압력을 형성하고, 이동부(132)를 수직 이동시켜 접촉부(135)를 패널 부재(M1)의 가장자리부에 접촉시킨다. 상기 진공 상태는 제어부(150)의 제어에 의해 진공 펌프(미도시)를 이용하여 챔버(110)의 내부 공간의 공기를 배출시킴으로써 형성될 수 있다. 이동부(132)의 수직 이동은 제어부(150)의 제어를 받는 구동부(140)에 의해 수행될 수 있다.
이어서, 도 27을 참조하면, 챔버(110)를 벤트(vent)시켜 광학 부재(M2)의 외측을 대기 상태로 만들어 상기 제1 압력보다 높은 제2 압력을 형성함으로써, 광학 부재(M2)의 외측의 제2 압력과 광학 부재(M2)와 패널 부재(M1) 사이의 제1 압력의 차이에 의해 패널 부재(M1)와 광학 부재(M2)를 밀착시킨다. 챔버(110)의 벤트는 제어부(150)의 제어에 의해 벤트 수단(미도시)을 이용하여 챔버(110)의 내부 공간에 공기를 주입함으로써 수행될 수 있다.
이어서, 도 28을 참조하면, 이동부(132)를 수평 이동시켜 패널 부재(M1)의 가장자리부와 광학 부재(M2)의 가장자리부로부터 접촉부(135)를 탈착시킨다. 이에 따라, 패널 부재(M1)의 가장자리부와 광학 부재(M2)의 가장자리부도 서로 밀착되어 패널 부재(M1)와 광학 부재(M2)의 합착이 완료된다. 이동부(132)의 수평 이동은 제어부(150)의 제어를 받는 구동부(140)에 의해 수행될 있다.
상기와 같은 패널 부재(M1)과 광학 부재(M2)의 합착은 스위칭 소자가 형성된 디스플레이용 기판과 보호 필름의 합착일 수 있다. 또한, 패널 부재(M1)과 광학 부재(M2)의 합착은 스위칭 소자 및 발광층이 형성된 디스플레이용 기판과 봉지 필름의 합착일 수 있다. 또한, 패널 부재(M1)과 광학 부재(M2)의 합착은 발광층 또는 액정층을 사이에 두고 결합된 두개의 기판을 포함하는 표시 패널과 편광 필름의 합착일 수 있다. 또한, 패널 부재(M1)과 광학 부재(M2)의 합착은 상기 표시 패널과 OCA(Optical Clear Adhesive) 필름의 합착일 수 있다. 이 경우, OCA 필름 상에는 윈도우가 부착될 수 있다. 이러한 패널 부재(M1)과 광학 부재(M2)의 합착을 통해 표시 장치가 제조될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 합착 장치
110: 챔버
120: 척
130, 230, 33, 430, 530, 630, 730, 830, 930, 1030: 지지 부재
132: 이동부
135, 235, 335, 435, 535, 635, 735, 834, 934, 1034: 접촉부
136: 결합
140: 구동부
150: 제어부
110: 챔버
120: 척
130, 230, 33, 430, 530, 630, 730, 830, 930, 1030: 지지 부재
132: 이동부
135, 235, 335, 435, 535, 635, 735, 834, 934, 1034: 접촉부
136: 결합
140: 구동부
150: 제어부
Claims (20)
- 제1 압력이 형성되거나 상기 제1 압력보다 높은 제2 압력이 형성되는 내부 공간을 가지는 챔버;
상기 챔버의 내부 공간에 배치되며, 패널 부재가 안착되는 척; 및
상기 척의 측부에 배치되는 이동부와, 상기 이동부와 연결되며 상기 패널 부재의 상부에 배치되는 광학 부재의 가장자리부가 부착되는 접촉부를 포함하는 복수의 지지 부재를 포함하되,
상기 이동부는 상기 접촉부와 상기 패널 부재의 가장 자리부를 접촉시키도록 수직 이동하며, 상기 광학 부재의 외측에 형성되는 상기 제2 압력과 상기 광학 부재와 상기 패널 부재 사이에 형성되는 상기 제1 압력의 차이에 의해 상기 광학 부재가 상기 패널 부재에 밀착시 상기 패널 부재의 가장자리부와 상기 광학 부재의 가장자리부 사이에 개재된 상기 접촉부를 탈착시키도록 수평 이동하는 합착 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 이동부는 상기 패널 부재의 상부에 배치되는 상기 광학 부재의 텐션을 조절하도록 수평 이동하는 합착 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 각 지지 부재의 이동부는 서로 독립적으로 구동되는 합착 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 광학 부재는 사각 형상이며,
상기 복수의 지지 부재는 상기 광학 부재의 변들을 따라 분할된 형태를 가지며 상기 광학 부재의 변들과 대응되고,
상기 각 지지 부재의 접촉부는 상기 척의 외측에서 내측 방향으로 폭이 좁아지는 형태를 가지는 합착 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 지지 부재는 상기 이동부와 결합되며 상기 접촉부와 일체로 형성되는 결합부를 더 포함하는 합착 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 접촉부는 상기 척의 외측에서 내측 방향으로 얇아지는 두께를 가지는 합착 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 접촉부는 상면에 형성되는 홈 또는 돌기를 포함하는 합착 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 이동부와 상기 접촉부는 일체로 형성되는 합착 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 광학 부재는 베이스 필름층과, 상기 패널 부재와 대향하는 상기 베이스 필름층 상에 배치되며 열경화성 수지로 형성되는 접착층을 포함하며,
상기 접촉부는 실리콘 또는 테프론으로 형성되는 합착 장치. - 제8 항에 있어서,
상기 지지 부재는 상기 접촉부의 상면에 형성되는 코팅층을 더 포함하는 합착 장치. - 제10 항에 있어서,
상기 광학 부재는 베이스 필름층과, 상기 패널 부재와 대향하는 상기 베이스 필름층 상에 배치되며 열경화성 수지로 형성되는 접착층을 포함하며,
상기 코팅층은 실리콘 또는 테프론으로 형성되는 합착 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 접촉부는 상기 이동부의 상면에 연결되며,
상기 지지 부재는 상기 이동부의 상면 중 상기 접촉부의 일측에 회전 가능하도록 배치되며 상기 회전에 의해 상기 접촉부에 부착되는 상기 광학 부재를 고정하는 홀딩부를 더 포함하는 합착 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 접촉부는 상기 이동부의 상면에 연결되며,
상기 지지 부재는 자성을 가지며 상기 접촉부의 상부에 수직 이동이 가능하도록 배치되며, 자력에 의해 상기 접촉부에 부착되는 상기 광학 부재를 고정하는 홀딩부를 더 포함하는 합착 장치. - 챔버의 내부 공간에 배치되는 척에 안착되는 패널 부재의 가장 자리부에 지지 부재의 접촉부가 오버랩되도록, 상기 접촉부와 연결되며 수평 이동 및 수직 이동이 가능한 상기 지지 부재의 이동부를 상기 척의 측부에 배치하는 단계;
상기 패널 부재와 대향하는 광학 부재의 가장자리부를 상기 접촉부에 부착하는 단계;
상기 챔버의 내부 공간을 진공 상태로 만들어 제1 압력을 형성하고, 상기 이동부를 수직 이동시켜 상기 접촉부를 상기 패널 부재의 가장자리부에 접촉시키는 단계;
상기 챔버를 벤트(vent)시켜 상기 광학 부재의 외측을 대기 상태로 만들어 상기 제1 압력보다 높은 제2 압력을 형성함으로써, 상기 광학 부재의 외측의 제2 압력과 상기 광학 부재와 상기 패널 부재 사이의 제1 압력의 차이에 의해 상기 패널 부재와 상기 광학 부재를 밀착시키는 단계; 및
상기 이동부를 수평 이동시켜 상기 패널 부재의 가장자리부와 상기 광학 부재의 가장자리부로부터 상기 접촉부를 탈착시키는 단계를 포함하는 표시 장치의 제조 방법. - 제14 항에 있어서,
상기 접촉부에 광학 부재의 가장자리부를 부착하는 단계 후, 상기 이동부를 수평 이동시켜 상기 광학 부재의 텐션을 조절하는 단계를 더 포함하는 표시 장치의 제조 방법. - 제14 항에 있어서,
상기 지지 부재가 복수개로 제공되며,
상기 각 지지 부재의 이동부는 서로 독립적으로 구동되는 표시 장치의 제조 방법. - 제14 항에 있어서,
상기 지지 부재가 복수개로 제공되며, 상기 광학 부재는 사각 형상이고,
상기 복수의 지지 부재는 상기 광학 부재의 변들을 따라 분할된 형태를 가지며 상기 광학 부재의 변들과 대응되고, 상기 각 지지 부재의 접촉부는 상기 척의 외측에서 내측 방향으로 폭이 좁아지는 형태를 가지는 표시 장치의 제조 방법. - 제14 항에 있어서,
상기 패널 부재는 스위칭 소자가 형성된 디스플레이용 기판이며, 상기 광학 부재는 상기 패널 부재를 보호하는 보호 필름인 표시 장치의 제조 방법. - 제14 항에 있어서,
상기 패널 부재는 스위칭 소자 및 발광층이 형성된 디스플레이용 기판이며, 상기 광학 부재는 상기 스위칭 소자 및 상기 발광층을 밀봉시키는 봉지 필름인 표시 장치의 제조 방법. - 제14 항에 있어서,
상기 패널 부재는 발광층 또는 액정층을 사이에 두고 결합된 두개의 기판을 포함하는 표시 패널이며, 상기 광학 부재는 편광 필름 또는 OCA(Optical Clear Adhesive) 필름인 표시 장치의 제조 방법.
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