KR100758386B1 - 디스플레이 윈도우 코팅장치 및 코팅방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 피도체가 안착되어 코팅부(12)로 이송되도록 하는 적어도 하나 이상의 캐리어(20)가 구비된 어레이부(10), 상기 어레이부(10)에 이웃하도록 설치되어 상기 어레이부(10)의 캐리어(20)에 의하여 이송된 피도체를 스핀코팅하는 적어도 하나 이상의 스핀코팅수단(16)이 포함된 코팅부(12), 상기 코팅부(12)에 이웃하도록 설치되어 상기 스핀코팅수단(16)에 의해 코팅된 피도체를 수취하여 안착시키는 적어도 하나 이상의 수취수단(22), 상기 수취수단(22)에 안착된 피도체가 유입되어 건조되는 건조부(14)를 포함하는 디스플레이 윈도우 코팅장치를 제공한다.

본 발명에 따르면, 대량의 디스플레이 윈도우를 연속적으로 스핀코팅할 수 있을 뿐만 아니라, 디스플레이 윈도우의 표면에 균일한 코팅층을 형성시키고, 입자불량이 발생하지 않도록 하는 효과가 있다.

디스플레이 윈도우, 코팅층, 경도, 피도체

Description

디스플레이 윈도우 코팅장치 및 코팅방법{A Coating Device for Display Windows and Coating Method Thereof}

도 1은 본 발명에 따른 코팅장치를 나타내는 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 코팅부를 나타내는 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 스핀코팅수단을 나타내는 구성도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 어레이(array)부 12 : 코팅부

14 : 건조부 16 : 스핀코팅수단

18 : 홈 20 : 캐리어(carrier)

22 : 수취수단 24 : 제 1 건조수단

26 : 제 2 건조수단 28 : 하우징

30 : 회전판 32 : 스핀모터

34 : 흡입홈 36 : 흡입관

본 발명은 디스플레이 윈도우 코팅장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 디스플레이의 커버 및 내·외부에 장착되는 화면 보호용 윈도우로 제조된 아크릴 시트(sheet)나 사출물 등의 피도체 표면에 코팅액을 분배한 후 상기 피도체를 회전시켜 원하는 두께의 코팅층을 형성시키는 것을 포함하는 디스플레이 윈도우 코팅장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 디스플레이는 사용자의 편의를 위해 다양한 형태와 기능을 갖게 되며, 특히 휴대폰 등에 사용되는 디스플레이 윈도우는 전반적인 정보 예를 들면 송/수신상태, 시간, 날짜 등을 사용자에게 표시하는 화면이 디스플레이의 내측 및/또는 외측에 위치하게 된다.

이러한 화면은 외부 충격에 극히 취약한 성질을 가지므로 이를 보호하기 위해 화면의 외측으로 아크릴 등으로 제작되는 디스플레이 윈도우 등을 장착한다.

그러나 상기 디스플레이 윈도우는 주로 아크릴 등의 합성수지로 제조되어 경도가 낮기 때문에 외부충격에 의하여 긁힘 자국 등의 기스가 쉽게 발생한다.

이와 같은 문제점을 극복하기 위하여 아크릴 등의 합성수지로 제조되는 디스플레이 윈도우는 표면경도를 높여주기 위하여 UV코팅(Ultra Violet Coating) 및 실리콘 하드코팅 등을 하게 된다.

여기서, 상기 코팅은 코팅액을 피도체에 코팅하는 것으로서, 일반적인 코팅 방법으로 스프레이 노즐을 이용하여 피도체에 코팅액을 분사하는 스프레이코팅(spray coating), 피도체를 코팅액에 담갔다 빼는 딥코팅(dip coating) 또는 수직으로 세워져있는 피도체의 상단으로부터 코팅액을 흘러내리도록 하는 플로우코팅(flow coating) 방법 등이 주로 사용되고 있다.

그러나 전술한 코팅방법을 이용하여 디스플레이 윈도우 등의 피도체에 코팅할 경우 코팅층이 불균일하고 코팅막에 굴곡이 형성되어 시각적인 왜곡이 발생하는 문제점이 있으며, 더욱이 스프레이코팅의 경우 분사된 코팅액이 피도체와 충돌하며 충돌지점 이외의 피도체면에 코팅액이 부착됨으로써 입자(particle)불량이 다량 발생되어 원하는 품질로 피도체에 코팅층을 형성하기 곤란한 문제점 등이 있다.

이에, 본 발명자들은 디스플레이 윈도우용 아크릴 시트, 인몰드사출물 등의 피도체 표면에 균일한 코팅층을 형성시킬 수 있는 방법을 연구하던 중 고속으로 회전할 수 있는 회전장치에 피도체를 안착시킨 뒤 상기 피도체의 표면에 코팅액을 분배한 후 상기 피도체가 안착된 회전장치를 회전시켜 피도체의 표면에 균일한 코팅층을 형성시킬 수 있다는 점을 착안하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 디스플레이의 커버 및 내·외부에 장착되는 화면 보호용 윈도우로 제조된 아크릴 시트(sheet)나 사출물 등의 피도체 표면에 코팅액을 분배한 후 상기 피도체를 회전시켜 원하는 두께의 코팅층을 형성시키는 코팅장치 및 코팅방법을 제공하는 것에 기술적 과제가 있다.

한가지 관점에서, 본 발명은 피도체가 안착되어 코팅부로 이송되도록 하는 적어도 하나 이상의 캐리어가 구비된 어레이부, 상기 어레이부에 이웃하도록 설치되어 어레이부의 캐리어에 의하여 이송된 피도체를 스핀코팅하는 적어도 하나 이상의 스핀코팅수단이 포함된 코팅부, 상기 코팅부에 이웃하도록 설치되어 상기 스핀코팅수단에 의해 코팅된 피도체를 수취하여 안착시키는 적어도 하나 이상의 수취수단, 상기 수취수단에 안착된 피도체가 유입되어 건조되는 건조부를 포함하는 디스플레이 윈도우 코팅장치를 제공한다.

다른 관점에서, 본 발명은 회전판의 상단으로 피도체를 안착시키고, 상기 회전판(30)에 안착된 피도체에 코팅액을 분배하고, 코팅액이 분배된 피도체를 포함하는 회전판을 회전시켜 피도체의 표면에 코팅막을 형성시키고, 코팅막이 형성된 피도체를 건조시키는 것을 포함하는 디스플레이 윈도우 코팅방법을 제공한다.

본 발명에 따른 디스플레이 윈도우는 VCR, DVD 플레이어, 셋탑박스, 냉장고, 전자렌지, 오디오, 세탁기, 에어콘, 가정용게임기, 캠코더, 프린터, 오븐렌지, 복사기, MP3 플레이어, 전기밥솥 및 리모콘 등의 전자제품과 휴대폰, 가정용 유무선전화기, 개인휴대정보단말기(PDA), 데스크탑 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 팩스기 등의 통신기기에 사용되는 화면 보호용 윈도우라면 어떠한 것이라도 이에 해당된다.

한편, 본 발명에 따른 피도체는 상기 디스플레이 윈도우를 코팅하기 위한 대 상물을 의미하는 것으로서, 디스플레이의 커버 및 내·외부에 장착되는 화면 보호용 윈도우로 제조된 아크릴 시트나 인몰드사출을 포함하는 사출물 및 시트 또는 사출물과 전주 등을 조립한 것 등으로서, 그 표면에 코팅층을 형성시켜 표면경도를 증가시키기 위한 대상물이라면 어떠한 것이라도 상기 피도체에 해당된다.

본 발명에 따른 코팅액은 피도체의 표면에 코팅층을 형성시키기 위한 것으로서, 당업계에서 통상적으로 사용되는 코팅액이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 자외선(UV) 코팅액, 아크릴 코팅액, 아크릴우레탄 코팅액, 에폭시 코팅액, 실리콘 코팅액, 실리콘 하드 코팅액, 폴리우레탄 디스퍼젼 코팅액, 아크릴우레탄 디스퍼젼 코팅액 또는 이들의 혼합물 등을 사용하는 것이 좋고, 특히 바람직하게는 자외선 코팅액 또는 실리콘 하드 코팅액을 사용하는 것이 좋다.

본 발명에 따른 회전판은 피도체가 안착되어 고정되는 장소를 제공하며, 상기 피도체가 안착되어 고정된 상태에서 회전판이 회전됨으로써 상기 피도체가 함께 회전할 수 있도록 하는 것으로, 그 하단으로 상기 회전판의 중심으로부터 연결설치된 스핀모터(spin motor)가 연결설치되어 상기 스핀모터를 이용하여 회전판을 회전시킨다.

이때, 상기 회전판에 안착된 피도체에는 코팅액이 분배되어 있어 상기 회전판의 회전에 따라 발생하는 원심력에 의해 피도체에 코팅액이 코팅되며, 상기 회전판의 회전속도 및/또는 코팅액의 점도에 따라 피도체에 코팅되는 코팅층의 두께가 결정되는 바, 상기 회전판의 회전속도는 100 내지 5,000rpm이고, 코팅액의 점도에 따라 10,000rpm 이상으로 회전시킬 수 있다.

특히, 상기 코팅액이 코팅되는 피도체의 형상에 따라 회전판의 회전속도를 단계적으로 상승 또는 감소시킬 수 있는 바, 통상적으로 피도체에 코팅되는 코팅층의 두께는 1 내지 100㎛, 바람직하게는 2 내지 30㎛가 적당하므로 회전시간의 경우 회전속도에 따라 변경될 수 있으나, 통상적으로 1 내지 60초가 바람직하다.

여기서, 전술한 피도체의 회전속도 및 코팅액의 점도 이외에 건조시간 및 자외선 건조 시 조사되는 자외선 조사량 및 자외선 조사시간, 공정의 청정도 및 열풍건조온도 등에 따라 제조되는 코팅층의 물성이 변화될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 디스플레이 윈도우 코팅장치는 청정한 조건에서 작동되어야 하는 바, 상기 디스플레이 윈도우 코팅장치는 외부와 차단된 별도의 케이스 안에서 청정한 상태로 유지될 수 있도록 한다.

이하 본 발명에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나, 하기의 설명은 오로지 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로 하기 설명에 의해 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.

도 1은 본 발명에 따른 코팅장치를 나타내는 구성도, 도 2는 본 발명에 따른 코팅부를 나타내는 사시도, 도 3은 본 발명에 따른 스핀코팅수단을 나타내는 구성도로서 함께 설명한다.

본 발명에 따른 디스플레이 윈도우 코팅장치는 거시적인 관점에서 코팅층을 형성시키기 위한 피도체를 정렬하는 어레이부(10)와 상기 어레이부(10)에서 정렬된 피도체를 수취하여 코팅액을 분배한 후 상기 피도체를 회전시킴으로써 피도체의 표면에 코팅층을 형성시키는 코팅부(12) 및 상기 코팅부(12)에서 코팅처리된 피도체를 건조시키는 건조부(14)로 구성되어 있다.

이에, 전술한 구성을 갖는 디스플레이 윈도우 코팅장치를 보다 상세히 살펴보면, 본 발명에 따른 디스플레이 윈도우 코팅장치는 피도체가 안착되어 코팅부(12)로 이송되도록 적어도 하나 이상의 캐리어(20)가 구비된 어레이부(10), 상기 어레이부(10)에 이웃하도록 설치되어 어레이부(10)의 캐리어(20)에 의하여 이송된 피도체를 스핀코팅하는 적어도 하나 이상의 스핀코팅수단(16)이 포함된 코팅부(12), 상기 코팅부(12)에 이웃하도록 설치되어 상기 스핀코팅수단(16)에 의해 코팅된 피도체를 코팅부(12)로부터 수취하여 안착시키는 적어도 하나 이상의 수취수단(22) 및 상기 수취수단(22)에 안착된 피도체가 유입되어 건조되는 건조부(14)로 구성되어 있다.

여기서, 상기 어레이부(10)는 스핀코팅수단(16)이 구비된 코팅부(12)로 제공되는 피도체를 상기 스핀코팅수단(16)으로 용이하게 운반할 수 있도록 하기 위한 것으로서, 상기 스핀코팅수단(16)의 개수에 대응되도록 다수개의 캐리어(20)가 구비된 라인을 형성시키는 바, 상기 라인은 캐리어(20)를 스핀코팅수단(16)으로 이동시킬 수 있도록 컨베이어벨트 등의 운송수단(미도시)으로 구성되며, 상기 운송수단의 상단에 캐리어(20)를 설치하여 운송수단의 이동에 따라 캐리어(20)가 함께 이동될 수 있도록 한다. 이때, 상기 피도체는 상기 캐리어(20)의 상단에 안착되어 캐리어(20)의 이동과 함께 스핀코팅수단(16)이 구비된 코팅부(12)로 이동된다.

본 발명에 따른 코팅부(12)는 적어도 하나 이상의 스핀코팅수단(16)이 구비되어 상기 어레이부(10)로부터 이송된 피도체를 스핀코팅하는 것으로서, 당업계에서 통상적으로 사용되는 스핀코팅장치라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 피도체가 안착되는 회전판(30), 상기 회전판(30)에 연결설치되어 회전판(30)을 회전시키는 스핀모터(32), 상기 회전판(30)을 덮도록 일정하게 이격되어 설치되는 하우징(28), 상기 하우징(28)의 상단 일측에 설치되어 피도체가 회전판(30)으로 공급될 수 있도록 상부로 개방된 홈(18) 및 상기 회전판(30)에 이웃하도록 설치되어 상기 회전판(30)의 회전에 따라 피도체로부터 누출되는 코팅액을 외부로 배출시키기 위한 흡입홈(34)으로 구성된다.

여기서, 상기 흡입홈(34)은 그 하단으로 흡입관(36)이 연결설치되어 외부로부터 상기 스핀코팅수단(16)의 공기를 흡입하며, 상기 어레이부(10)로부터 이송된 피도체는 별도의 수단 예를 들면 로봇팔(미도시) 등에 의하여 자동으로 어레이부(10)의 캐리어(20) 상단에 안착된 피도체를 스핀코팅수단(16)의 회전판(30) 위에 올려놓을 수 있다.

본 발명에 따른 수취수단(22)은 상기 코팅부(12)에 이웃하도록 설치되어 상기 스핀코팅수단(16)에 의하여 코팅된 피도체를 수취하여 안착시키기 위한 장소를 제공하는 것으로서, 이러한 용도로 당업계에서 통상적으로 사용되는 것이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하다.

이때, 상기 스핀코팅수단(16)으로부터 피도체를 수취하여 수취수단(22)에 안착시키는 것은 어레이부(10)의 캐리어(20)에 안착된 피도체를 스핀코팅수단(16)으 로 이송시키는 별도의 수단 예를 들면 로봇팔 등을 사용하여 수행할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 건조부(14)는 상기 수취수단(22)에 안착된 피도체를 건조시키기 위한 것으로서, 상기 피도체에 코팅된 코팅액을 건조시킬 수 있는 것이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 고열의 바람을 이용한 열풍건조 및/또는 자외선을 이용한 자외선 건조를 통하여 피도체에 코팅된 코팅액을 건조시키는 것이 좋다.

여기서, 상기 건조부(14)는 필요에 따라 별도의 구간으로 구획하여 서로 다른 건조방법을 적용할 수 있는 바, 예를 들면 구획된 일측을 제 1 건조수단(24)으로 명명하고, 이에 대향되는 타측을 제 2 건조수단(26)으로 명명할 경우 상기 제 1 건조수단(24)에는 열풍건조를 할 수 있도록 하고, 제 2 건조수단(26)은 자외선 건조를 할 수 있도록 함으로써 상기 건조부(14)를 구성할 수 있다.

한편, 전술한 구성을 갖는 디스플레이 윈도우 코팅장치는 청정한 조건에서 운전되어야 하는 바, 상기 디스플레이 윈도우 코팅장치의 각 장치들을 외부와 차단된 별도의 케이스 안에서 청정한 상태로 유지되도록 한다.

이와 같은 구성을 갖는 디스플레이 윈도우 코팅장치를 이용하여 본 발명에 따른 디스플레이 윈도우 등의 피도체 코팅방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저 피도체의 표면에 존재하는 불순물 등을 제거하기 위하여 세척공정을 거친 피도체를 컨베이어 벨트 등의 운송수단에 연결설치된 캐리어(20)의 상단에 안착 시킨 후 상기 운송수단을 작동시켜 캐리어(20)를 코팅부(12)로 이송시킨다.

이때, 상기 캐리어(20)에 안착된 피도체는 별도의 수단, 예를 들면 로봇팔 등을 이용하여 스핀코팅수단(16)으로 이송될 수 있다.

그 다음, 상기 코팅부(12)로 이송된 피도체는 스핀코팅수단(16)의 내부에 구비된 회전판(30)의 상단에 안착시킨 후 상기 피도체의 일측에 코팅액을 분배시킨다.

여기서, 상기 코팅액은 피도체의 표면에 코팅층을 형성시키기 위한 것으로서, 당업계에서 통상적으로 사용되는 코팅액이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 자외선(UV) 코팅액, 아크릴 코팅액, 아크릴우레탄 코팅액, 에폭시 코팅액, 실리콘 코팅액, 실리콘 하드 코팅액, 폴리우레탄 디스퍼젼 코팅액, 아크릴우레탄 디스퍼젼 코팅액 또는 이들의 혼합물 등을 사용하는 것이 좋고, 특히 바람직하게는 자외선 코팅액 또는 실리콘 하드 코팅액을 사용하는 것이 좋다.

그 다음, 상기 코팅액이 분배된 피도체가 안착된 회전판(30)의 하단에 구비되는 스핀모터(44)를 이용하여 상기 회전판(30)을 100 내지 10000rpm으로 1 내지 60초 동안 회전시킴으로써 피도체의 표면에 1 내지 100㎛의 코팅막을 형성시킨다.

여기서, 상기 스핀모터(32)는 별도의 제어수단(미도시)에 연결설치되어 회전속도를 조절할 수 있고, 상기 회전판(30)에 안착되어 고정된 피도체는 상기 회전판(30)의 회전에 따른 원심력에 의하여 피도체의 표면에 제공된 코팅액이 피도체 표면 전체로 골고루 퍼지며 코팅막이 형성되고, 상기 원심력에 의하여 피도체의 외부로 밀려나간 코팅액은 상기 회전판(30)의 하단으로 배출되거나 상기 스핀코팅수단 (16)의 일측에 구비된 흡입홈(34)으로 혼입되어 외부로 배출된다.

또한, 상기 코팅막의 두께는 피도체에 분배되는 코팅액의 점도와 회전판(30)의 회전속도 및 회전시간 등에 따라 결정되는 바, 사용자의 선택에 따라 전술한 물리적 조건을 조절하여 원하는 두께의 코팅막을 형성시킬 수 있다.

그 다음, 상기 회전이 완료된 후 코팅액이 도포된 피도체를 상기 코팅부(12)에 이웃하도록 설치된 수취수단(22)으로 이송시킨다.

이때, 상기 코팅부(12)의 스핀코팅수단(16)에 안착된 피도체는 별도의 수단, 예를 들면 로봇팔 등을 이용하여 수취수단(22)으로 이송될 수 있다.

그 다음, 상기 수취수단(22)으로 이송된 피도체를 건조부(14)로 이송시켜 열풍건조 및/또는 자외선 건조시켜 코팅층이 형성된 피도체를 제조한다.

여기서, 상기 열풍건조 및 자외선 건조는 당업계에서 통상적으로 사용하는 건조방법으로서, 상기 피도체에 묻어있는 코팅막을 건조시킬 수 있는 방법이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위 에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명에 따른 코팅장치는 대량의 디스플레이 윈도우를 연속적으로 스핀코팅할 수 있을 뿐만 아니라, 디스플레이 윈도우의 표면에 균일한 코팅층을 형성시키고, 입자불량이 발생하지 않도록 하는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 피도체가 안착되어 코팅부로 이송되도록 하는 적어도 하나 이상의 캐리어가 구비된 어레이부, 상기 어레이부에 이웃하도록 설치되어 어레이부의 캐리어에 의하여 이송된 피도체를 스핀코팅하는 적어도 하나 이상의 스핀코팅수단이 포함된 코팅부, 상기 코팅부에 이웃하도록 설치되어 상기 스핀코팅수단에 의해 코팅된 피도체를 수취하여 안착시키는 적어도 하나 이상의 수취수단, 상기 수취수단에 안착된 피도체가 유입되어 건조되는 건조부를 포함하는 디스플레이 윈도우 코팅장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 스핀코팅수단이 피도체가 안착되는 회전판, 상기 회전판에 연결설치되어 회전판을 회전시키는 스핀모터, 상기 회전판을 덮도록 일정하게 이격되어 설치되는 하우징, 상기 하우징의 상단 일측에 설치되어 피도체가 회전판으로 공급될 수 있도록 상부로 개방된 홈 및 상기 회전판에 이웃하도록 설치되어 상기 회전판의 회전에 따라 피도체로부터 누출되는 코팅액을 외부로 배출시키기 위한 흡입홈을 포함하는 디스플레이 윈도우 코팅장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 건조부가 열풍건조하는 제 1 건조수단 및 자외선 건조하는 제 2 건조수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 디스플레이 윈도우 코팅장치.
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