KR101168892B1 - 패턴 가공장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 패턴 가공장치에 관한 것이다. 본 발명의 패턴 가공장치는 승강하면서 피처리 기판에 패턴을 가공하기 위한 하나 이상의 가공툴을 갖는 가공툴 어셈블리; 상기 가공툴 어셈블리의 가공툴을 가압하여 상기 가공툴에 의해 패턴을 가공하기 위한 하나 이상의 가압편; 상기 가압편을 구동시키기 위한 제1 엑추에이터; 상기 피처리 기판 또는 상기 가공툴 어셈블리 중 어느 하나를 이동시켜 패턴을 가공하기 위한 제2 엑추에이터; 패턴 성형 정보에 따라 상기 제1 엑추에이터 및 상기 제2 엑추에이터를 제어하는 제어부를 포함한다. 본 발명에 따른 패턴 가공장치는 피처리 기판의 폭방향을 따라 복수개의 가공툴이 구비되고, 복수개의 가공툴 각각을 개별적으로 가압하기 위한 가압편을 구동시켜 복수개의 가공툴 각각이 서로 다른 형상의 패턴을 가공시킬 수 있다. 이에 따라 피처리 기판에 서로 다른 패턴을 짧은 시간에 가공할 수 있어 가공시간을 단축하고 생산수율을 향상시킬 수 있다. 또한, 광원에 대응되는 다양한 형상의 패턴을 한 개의 가공장치를 통해 가공할 수 있다.

Description

패턴 가공장치{PATTERN APPARATUS}
본 발명은 패턴 가공장치에 관한 것으로, 구체적으로는 피처리 기판의 표면에 서로 다른 형상의 복수 개의 패턴을 동시에 형성할 수 있는 패턴 가공장치에 관한 것이다.
최근 디스플레이장치의 기술이 발전하면서 평판 표시장치가 소형화되고 경량화되고 있다. 특히, 액정표시장치(LCD)는 기존의 CRT 방식에 비해 박막으로 제조가 가능하여 부피가 작고 전력소비가 적어 기존의 CRT 방식의 브라운관을 대체하는 수단으로 자리잡고 있다.
액정표시장치(LCD)에 사용되는 액정은 스스로 발광하지 못하는 수광소자이므로 액정을 발광시키기 위한 별도의 광원이 요구된다. 액정표시장치에 사용되는 광원은 선광원인 냉음극 형광램프(CCFL)이 사용되었으나 최근 점광원인 LED로 변화되고 있다.
액정표시장치는 디스플레이 전면의 휘도 분포룰 균일하게 하기 위해 도광판이 사용된다. 도광판은 광원에서 입사된 선광원 또는 점광원을 면광원으로 변경한다. 광원으로부터 도광판 내부로 유입된 광은 반사, 전반사, 굴절, 투과 등의 광학적 과정의 반복으로 불균일한 광분포를 가지는데, 이를 균일한 밝기로 유도하고 광손실을 줄이기 위해 2차원적인 광분산 패턴을 이용하여 면광원을 형성한다.
종래 도광판의 패턴을 형성하기 위해서는 패턴이 형성된 사출코어에 사출수지를 주입하여 사출성형하거나, 도광판에 레이져를 이용하여 패턴을 가공하였다.
그러나, 도광판에 패턴을 사출성형 또는 레이져를 이용하여 가공할 경우 패턴의 정확성과 정밀성이 떨어지는 문제가 있었다.
또한, 한 개의 도광판에 서로 다른 패턴을 형성하고자 할 경우, 서로 다른 가공툴로 반복적으로 가공하거나, 레이져를 통해 개별적으로 가공해야하므로 가공시간이 길어지는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 가압편을 이용하여 가공툴을 가압하고 도광판인 피처리 기판 표면에 패턴을 정확하게 형성할 수 있는 패턴 가공장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 서로 다른 형상의 패턴을 한번에 정확하게 가공하여 가공시간을 단축시킬 수 있는 패턴 가공장치를 제공하는 것이다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일면은 패턴 가공장치에 관한 것이다. 본 발명의 패턴 가공장치는 승강하면서 피처리 기판에 패턴을 가공하기 위한 하나 이상의 가공툴을 갖는 가공툴 어셈블리; 상기 가공툴 어셈블리의 가공툴을 가압하여 상기 가공툴에 의해 패턴을 가공하기 위한 하나 이상의 가압편; 상기 가압편을 구동시키기 위한 제1 엑추에이터; 상기 피처리 기판 또는 상기 가공툴 어셈블리 중 어느 하나를 이동시켜 패턴을 가공하기 위한 제2 엑추에이터; 패턴 성형 정보에 따라 상기 제1 엑추에이터 및 상기 제2 엑추에이터를 제어하는 제어부를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 가공툴은 승강되는 툴본체; 상기 툴본체의 하부에 구비되어 상기 툴본체의 승강에 따라 상기 피처리 기판에 패턴을 형성하는 니들팁;을 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 가공툴은 상기 툴본체에 결합되어 상기 툴본체가 승강시 탄성력에 의해 복원되도록 하기 위한 탄성부재를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 가압편은 상기 피처리 기판에 형성하고자하는 패턴과 동일한 형상으로 길이방향을 따라 형성된 가압용 패턴을 포함하여 상기 가압편이 길이방향으로 이동되면서 상기 가공툴을 가압한다.
일 실시예에 있어서, 상기 가압용 패턴은 상기 피처리 기판에 형성하고자하는 패턴과 동일한 형태로 돌출 형성되어 상기 가공툴을 가압하는 돌출부; 상기 돌출부에 의해 가압된 상기 가공툴을 복원시키기 위한 요홈부;를 포함하여 상기 돌출부에 의해 상기 가공툴의 상부가 가압된다.
일 실시예에 있어서, 제1 엑추에이터는 상기 가압편이 내부를 통과하는 박스프레임; 상기 박스 프레임 양측에 구비되어 상기 가압편이 이동될 수 있도록 구동되는 다수 개의 이송롤러;를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 제1 엑추에이터는 다수 개의 가압편이 저장되는 제1 저장부; 상기 제1 저장부에서 제공된 상기 작동체가 상기 가공툴을 가압할 수 있도록 수평 이동시키는 이송롤러; 상기 이송롤러에 의해 이동된 작동체가 저장되는 제2 저장부를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 가압편은 상기 가공툴과 접하는 단부 하면이 테이퍼로 형성된다.
일 실시예에 있어서, 상기 복수개의 가공툴은 각각 동일형상의 패턴크기가 일측에서 타측으로 점차 커지게 피처리 기판에 패턴을 형성한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 엑추에이터는 상기 피처리 기판에 패턴을 형성하기 위하여 상기 가공툴 어셈블리를 수평으로 이동시키기 위한 메커니즘을 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 엑추에이터는 상기 피처리 기판에 패턴을 형성하기 위하여 상기 피처리 기판을 수평으로 이동시키기 위한 기판 이송 메커니즘을 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 기판 이송 메커니즘은 상기 피처리 기판을 지지하기 위한 기판 지지대; 상기 기판 지지대에 놓인 상기 피처리 기판의 상면에 접하도록 구비되어 상기 피처리 기판을 이동시키는 이송롤러;를 포함한다.
본 발명의 패턴 가공장치는 승강하면서 피처리 기판에 패턴을 가공하기 위한 하나 이상의 가공툴을 갖는 제1, 2 가공툴 어셈블리; 상기 제1, 2 가공툴 어셈블리의 가공툴을 가압하여 상기 가공툴에 의해 패턴을 가공하기 위한 제1, 2 가압편; 상기 제1, 2 가압편을 각각 구동시키기 위한 제1, 2 엑추에이터; 상기 피처리 기판 또는 상기 가공툴 어셈블리 중 어느 하나를 이동시켜 패턴을 가공하기 위한 이동 엑추에이터; 패턴 성형 정보에 따라 상기 제1, 2 엑추에이터 및 상기 이동 엑추에이터를 제어하는 제어부를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 가공툴 어셈블리의 상기 가공툴과 제2 가공툴 어셈블리의 상기 가공툴은 병렬로 서로 교대적으로 배열된다.
본 발명에 따른 패턴 가공장치는 피처리 기판의 폭방향을 따라 복수개의 가공툴이 구비되고, 복수개의 가공툴 각각을 개별적으로 가압하기 위한 가압편을 구동시켜 복수개의 가공툴 각각이 서로 다른 형상의 패턴을 가공시킬 수 있다. 이에 따라 피처리 기판에 서로 다른 패턴을 짧은 시간에 가공할 수 있어 가공시간을 단축하고 생산수율을 향상시킬 수 있다. 또한, 광원에 대응되는 다양한 형상의 패턴을 한 개의 가공장치를 통해 가공할 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 바람직한 패턴 가공장치의 개념을 간략하게 도시한 개념도이다.
도 3은 작동체에 의해 패턴이 가공되는 상태를 도시한 도면이다.
도 4는 판스프링이 구비된 가공툴을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 패턴 가공장치를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가공툴 어셈블리와 이를 가압하여 패턴을 형성하기 위한 패턴 가공 모듈을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 패턴 가공장치와 패턴이 형성된 피처리 기판을 도시한 도면이다.
도 8은 가압편의 구동에 따라 가공툴이 가압되어 패턴이 형성된 상태를 도시한 도면이다.
도 9는 가압편의 구동에 따라 패턴이 형성되는 과정을 도시한 도면이다.
도 10은 패턴 형상에 따라 가압하는 시간 관계를 도시한 도면이다.
도 11은 다수 개의 가압편을 동시에 구동하는 상태를 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가공툴을 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 패턴 가공 모듈을 도시한 도면이다.
도 14는 도 13에 도시된 가공툴 어셈블리를 확대 도시한 도면이다.
도 15 및 도 16은 본 발명의 제3 실시예에 따른 패턴 가공 모듈을 도시한 도면이다.
도 17은 도 15에 도시된 패턴 가공 모듈을 이용하여 패턴을 형성하는 과정을 도시한 도면이다.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공 되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 바람직한 패턴 가공장치의 개념을 간략하게 도시한 개념도이다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 바람직한 패턴 가공장치의 개념을 간략하게 도시한 개념도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 패턴 가공장치(100)는 하나 이상의 가공툴(152)을 갖는 가공툴 어셈블리(150), 가공툴 어셈블리(150)를 가압하기 위한 작동체(140), 작동체(140)를 구동시키기 위한 제1 엑추에이터(110), 제2 엑추에이터(120) 및 패턴 성형 정보에 따라 제1, 2 엑추에이터(110, 120)를 제어하는 제어부(130)를 포함한다.
가공툴 어셈블리(150)는 하나 이상의 가공툴(152)을 포함한다. 가공툴(152)은 작동체(140)에 의해 승강하면서 피처리 기판(A)에 접촉 및 이격된다. 가공툴(152)은 수직으로 승강하는 툴본체(152a)와 툴본체(152a) 상부에 구비되는 스토퍼(152b)와 툴본체(152a)의 하부영역에 뾰족하게 구비되어 피처리 기판(A)의 판면을 가압하여 패턴(a)을 형성하기 위한 니들팁(152c)을 포함한다. 여기서, 툴본체(152a)의 스토퍼(152b) 하부에는 탄성부재(158)가 구비된다. 탄성부재(158)는 작동체(140)가 가압하여 툴본체(152a)가 하강할 때 스토퍼(152b)에 의해 압축되었다가 작동체(140)의 가압이 해지되면 탄성력에 의해 툴본체(152a)를 본래의 위치로 복원한다. 여기서, 피처리 기판(A)은 예를 들어, 도광판을 사용할 수 있다.
작동체(140)는 가공툴 어셈블리(150)의 가공툴(152)의 상부를 가압하여 가공툴(152)이 승강되도록 한다. 여기서, 작동체(140)는 가공툴(152)을 가압하여 하강시킬 수 있을 정도의 높이에서 구동되어야 한다. 즉, 작동체(140)가 이동되면서 가공툴(152)의 상부를 가압하면 가공툴(152)은 하강하게 된다. 하강된 가공툴(152)은 피처리 기판(A)의 판면에 접촉되면서 패턴(a)을 형성한다. 이때, 피처리 기판(A)이 이동되고 있는 경우, 작동체(140)가 가공툴(152)을 가압하고 있는 동안 패턴(a)이 형성되게 되기 때문에, 작동체(140)의 가압 시간과 패턴(a)의 길이 사이에는 상관 관계를 갖는다.
제1 엑추에이터(110)는 작동체(140)를 동작시켜 가공툴(152)의 승강될 수 있도록한다. 이때, 제1 엑추에이터(110)는 작동체(140)가 수평으로 구동되면서 가공툴(152)의 상부를 가압할 수 있도록 한다.
제2 엑추에이터(120)는 가공툴 어셈블리(150)를 피처리 기판(A)을 따라 이동시키거나 피처리 기판(A)을 수평방향으로 이동시켜 가공툴(152)에 의해 피처리 기판(A) 표면에 패턴(a)이 가공되도록 한다. 이를 위해 제2 엑추에이터는(120)는 피처리 기판(A) 또는 가공툴 어셈블리(150) 중 어느 하나를 상대 운동시키기 위한 메커니즘을 포함한다.
제어부(130)는 패턴 성형 정보에 따라 제1 엑추에이터(110) 또는 제2 엑추에이터(120)를 제어한다. 즉, 제어부(130)의 패턴 성형 정보에 따라 패턴을 형성하고자 할 때 제1 엑추에이터(110)가 구동되도록 제어하여 작동체(140)에 의해 가공툴(152)을 가압하여 패턴(a)을 형성한다. 또한 제2 엑추에이터(120)가 구동되도록 제어하여 가공툴 어셈블리(150) 또는 피처리 기판(A)이 이동될 수 있도록 한다.
도 3은 작동체에 의해 패턴이 가공되는 상태를 도시한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 가공툴(152)은 작동체(140)의 가압에 의해 하강하면서 피처리 기판(A)의 표면에 패턴(a)을 형성한다. 이때, 작동체(140)에 의해 가공툴(152)이 가압되는 시간과 피처리 기판(A)에 패턴(a)이 형성되는 시간은 동일하다. 그러므로, 피처리 기판(A)의 이동 속도(V1)와 패턴(a)의 길이(S1)는 작동체(140)의 수평으로 구동되는 속도(V2)와 작동체(140)의 길이(S2)에 비례한다. 이때, 피처리 기판(A)의 이동 속도(V1)와 작동체(140)의 속도(V2)는 같을 수도 있고, 다를 수도 있다.
도 4는 판스프링이 구비된 가공툴을 도시한 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 탄성부재(158)는 판 형상의 판스프링(158b)으로 구성될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 가공툴(152)은 가공툴(152)을 지지하는 지지프레임(170)에 구비된다. 지지프레임(170)은 피처리 기판(A)의 폭방향을 따라 복수 개의 가공툴(152)이 병렬로 배열되도록 지지하고, 가공툴(152)이 상하로 안정적으로 구동되도록 한다. 지지프레임(170)은 피처리 기판(A)의 양측으로 구비된 수직 프레임(176)과 수직 프레임(176) 사이에 가로방향으로 배치되어 가공툴(152)이 구비되는 상부, 하부 프레임(172, 174)를 포함한다. 가공툴(152)은 스토퍼(152b)가 상부 프레임(172)과 하부 프레임(174) 사이에 위치하도록 설치된다. 즉, 가공툴(152)의 승강시 스토퍼(152b)에 의해 가공툴(152)의 상승높이를 제한한다. 여기서, 스토퍼(152b)와 하부 프레임(174) 사이에는 탄성부재(158)가 구비된다. 탄성부재(158)는 가공툴(152)이 작동체(140)에 의해 가압될 때 스토퍼(152b)와 하부 프레임(174)에 의해 압축되었다가, 작동체(140)의 가압이 해지되면 탄성력에 의해 가공툴(152)이 본래의 위치로 복원될 수 있도록 한다.
탄성부재(158)는 도 1에 도시된 바와 같이, 스프링으로 구성될 수도 있고, 탄성력을 갖는 판 스프링(158b)으로 구성될 수도 있다. 판 스프링(158b)은 가공툴(152)의 양측에 구비되는바. 일측에 절곡부(158b-1)가 구비되고, 절곡부(158b-1)가 스토퍼(152b) 하부에 위치되도록 설치된다. 이때, 가공툴(152)이 하강하면 스토퍼(152b)에 의해 절곡부(158b-1)가 가압되면서 판스프링(158b)에 휘어짐이 발생된다. 작동체(140)에 의해 가압이 해지되면 판스프링(158b)의 탄성력에 의해 가공툴(152)이 본래의 위치로 복원된다.
도 5는 본 발명의 바람직한 패턴 가공장치를 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가공툴 어셈블리와 이를 가압하여 패턴을 형성하기 위한 패턴 가공 모듈을 도시한 도면이다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 패턴 가공장치(100)는 피처리 기판(A)을 적재하며 제어부(130)의 제어에 따라 피처리 기판(A)을 수평 이동시키는 제2 엑추에이터(120)와, 상기 피처리 기판(A)의 상면에 위치되도록 구비되는 가공툴 어셈블리(150)가 구비된 지지 프레임(170)과, 가공툴 어셈블리(150)를 가압하기 위한 작동체(140)와 제1 엑추에이터(110)를 포함하는 패턴 가공 모듈 및 제어부(130)를 포함한다.
제2 엑추에이터(120)는 상면에 피처리 기판(A)이 적재되는 기판 지지대(122)와 피처리 기판(A)을 이송시키기 위한 이송 롤러(124)를 포함한다. 여기서, 이송 롤러(124)는 기판 지지대(122)의 양측에 설치된 수직프레임(126) 사이에 구비된다. 이송롤러(124)는 피처리 기판(A)의 상면에 접하도록 설치되어 이송롤러(124)가 일정 속도 회전하면서 피처리 기판(A)을 이송시킨다. 기판 지지대(122)와 이송 롤러(124)는 피처리 기판(A)을 수평방향으로 이송시켜, 피처리 기판(A) 전영역에 패턴이 형성되도록 한다. 즉, 지지 프레임(170)은 고정된 상태에서 피처리 기판(A)이 이동하여 피처리 기판(A) 표면에 패턴(a)이 형성되도록 한다. 이를 위해 기판 지지대(122)는 도면에 도시되지 않았으나 하부영역에 이송롤러, 이송벨트 등의 이송수단과, 이송수단을 이동시키는 이송구동원(미도시)이 포함될 수 있다. 기판 지지대(122) 및 이송 롤러(124)는 제어부(130)의 제어에 따라 피처리 기판(A)의 이송속도를 조절한다. 이때 기판 지지대(122)에는 다수 개의 흡입홀(122a)이 구비되어 일정한 압력으로 공기를 흡입함으로써 피처리 기판(A)이 기판 지지대(122)를 이탈하지 않고 이동될 수 있다. 기판 지지대(122)의 하면에는 펌프(108)가 구비된다.
지지 프레임(170)은 가공툴 어셈블리(150)를 피처리 기판(A)의 폭방향으로 병렬로 배열하여 하기 위해 구비된다. 지지프레임(170)은 피처리 기판(A)의 양측으로 구비된 수직 프레임(176)과 수직 프레임(176) 사이에 가로방향으로 배치되어 가공툴(152)이 구비되는 상부, 하부 프레임(172, 174)를 포함한다.
패턴 가공 모듈은 가공툴(152)을 가압하기 위한 작동체(140)와 작동체(140)를 구동하기 위한 제1 엑추에이터(110)로 구성된다. 작동체(140)는 수평으로 구동되면서 가공툴 어셈블리(150)를 가압하기 위한 다수 개의 가압편(142)을 갖는 수평 가압편 어셈블리로 구성된다. 가압편(142)은 가공툴 어셈블리(150)에 포함된 다수 개의 가공툴(152)에 각각 대응되도록 구성된다. 가압편(142)이 이동되면서 가압편의 길이방향을 따라 가공툴(152)이 가압되어 패턴을 형성하게 된다. 제1 엑추에이터(110)는 가압편(142)에 구동력을 이동시키기 위한 박스 프레임(112a, 112b)과 이송롤러(114a, 114b)를 포함한다. 여기서, 다수 개의 가압편(142)은 박스 프레임(112a, 112b)의 내부를 통과한다. 박스 프레임(112a, 112b)의 양측면에는 다수 개의 이송롤러(114a, 114b)가 구비된다. 이송롤러(114a, 114b)는 구동원(미도시)로부터 구동력을 제공받아 다수 개의 가압편(142)이 이동될 수 있도록 한다. 이때 박스 프레임(112a, 112b)는 지지대(111)에 의해 지지된다. 이에 대한 설명은 하기에서 상세히 설명하도록 한다.
제어부(130)는 입력된 패턴 성형 정보를 분석하여 복수개의 가공툴(152)이 서로 다른 형태의 패턴을 가공하도록 제1 엑추에이터(110) 및 기판 지지대(122)를 제어한다. 패턴 성형 정보는 피처리 기판(A)이 사용될 장치의 광원의 개수와 배치위치에 따라 결정된다. 제어부(130)는 패턴 성형 정보에 따라 각 위치의 가공툴(152)이 피처리 기판(A)에 접촉되어야하는 시간과 간격을 산출하여 구동원으로 전송하고, 구동원은 제어부(130)로부터 전송된 정보에 기초하여 복수개의 가압편(142)를 각각을 제어하여 가공툴(152)을 가압한다.
도 7은 본 발명의 패턴 가공장치와 패턴이 형성된 피처리 기판을 도시한 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이 피처리 기판(A)의 폭방향을 따라 일측에서 타측으로 점차 길이가 길어지는 직선형태의 패턴(a)이 형성될 경우를 일례로 설명한다. 이때 패턴 성형 정보는 복수 개의 패턴(a)이 광원(미도시)과의 거리가 멀어질수록 길이가 길어지는 직선 형태로 형성하기 위한 정보를 갖는다.
복수 개의 패턴(a)이 폭방향을 따라 서로 다른 형상을 갖도록 하기 위하여 상대적으로 광원과의 거리가 가깝게 피처리 기판(A)의 일측에 배치된 가압편(142)는 타측에 배치된 가압편(142)에 비해 늦게 구동신호를 받게 된다. 즉, 광원과의 거리가 먼 제1 가압편(142-1)이 먼저 구동신호를 받게 된다. 이에 따라 제1 가압편(142-1)이 먼저 구동되어 가공툴(152)을 가압하여 피처리 기판(A) 표면에 패턴을 형성하고, 일정 시간 경과 후 제2 가압편(142-2)이 구동되어 가공툴(152)이 가압되어 패턴을 형성하게 된다.
이러한 방식에 의해 피처리 기판(A)의 폭방향을 따라 서로 다른 길이를 갖는 패턴(a)이 한번에 형성될 수 있다. 이때 패턴(a)의 길이에 따라 광원으로부터 발생된 빛의 반사율이 변화된다. 그러므로 본 발명의 실시예와 같이, 복수 개의 패턴(a)이 광원과의 거리가 멀어질수록 길이가 길어지는 직선 형태로 형성되어 광원과의 거리가 멀어질수록 반사율이 높아진다.
도 8은 가압편의 구동에 따라 가공툴이 가압되어 패턴이 형성된 상태를 도시한 도면이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 가압편(142)의 하면의 길이방향에는 형성하고자하는 패턴과 동일한 패턴을 갖는 가압용 패턴(144)이 구비된다. 가압용 패턴(144)은 형성하고자하는 패턴과 동일한 형상으로 형성되어 가공툴(152)을 가압하기 위한 돌출부(144b)와 가공툴(152)의 가압을 해지하여 가공툴(152)이 피처리 기판(A) 표면에서 이격되도록하는 요홈부(144a)가 교대적으로 형성된다. 가압편(142)이 구동되면 가압편의 길이방향을 따라 형성된 가압용 패턴(144)에 의해 가공툴(152)이 가압되면서 패턴이 형성된다. 즉, 가압편(142)이 구동되면 길이방향으로 형성된 가압용 패턴(144)의 돌출부(144b)에 의해서 가공툴(152)이 가압되면 피처리 기판(A)에 니들팁(152c)이 접촉되어 패턴(a)을 형성한다. 그러므로 형성하고자 하는 패턴(a)의 길이와 동일한 길이로 돌출부(144b)가 구비될 수도 있고, 피처리 기판(A)이 일정한 속도로 이동되기 때문에 피처리 기판(A)의 이동 속도와 가압편(142)의 이동 속도에 비례하여 돌출부(144b)가 구비될 수도 있다. 다시 가압용 패턴(144)의 요홈부(144a)에서 가공툴(152)의 가압이 해지되므로 가공툴(152)이 피처리 기판(A)에서 이격되면서 패턴(a) 형성이 완료된다.
도 9는 가압편의 구동에 따라 패턴이 형성되는 과정을 도시한 도면이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 패턴 가공 모듈은 박스 프레임(112a, 112b)에 구비된 이송롤러(114a, 114b)에 의해 가압편(142)이 동작된다. 가압편(142)은 이송롤러(114a, 114b)에 의해 가공툴 어셈블리(150)가 구비된 방향으로 이동하게 된다. 이때 가압편(142)에 형성된 가압용 패턴(144)에 의해 가공툴(152)이 가압되면서 피처리 기판(A)에 패턴(a)을 형성한다. 가압편(142)의 가압용 패턴(144)에 형성된 돌출부(144b)에 가공툴(152) 상부가 접촉되면 가공툴(152)은 하강하면서 니들팁(152c)이 피처리 기판(A)의 표면에 접촉되어 피처리 기판(A)을 긁으면서 패턴(a)이 형성된다. 계속 이동되는 가압편(142)의 돌출부(144b)에 의해 가공툴(152)은 계속 가압된다. 이때 피처리 기판(A)이 일정 속도로 이동되거나 가공툴 어셈블리(150)가 이동되면서 패턴이 형성된다. 돌출부(144b)와 교대적으로 형성된 요홈부(144a)에서 가공툴(152)의 가압이 해지되므로 가공툴(152)이 피처리 기판(A)에서 이격되어 패턴(a)형성이 완료된다. 여기서, 교대적으로 형성된 돌출부(144b)와 요홈부(144a)에 의해 피처리 기판(A)의 전 영역으로 패턴(a)을 형성할 수 있다. 이때 가압편(142)과 피처리 기판(A)의 이동 속도를 조절할 수 있다. 또한 가압편(142)은 일방향으로 계속 이동될 수도 있고, 일방향으로 이동되었다가 다시 반대 방향으로 이동되면서 가공툴(152)을 가압할 수도 있다.
도 10은 패턴 형상에 따라 가압하는 시간 관계를 도시한 도면이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 피처리 기판(A)의 폭방향을 따라 일측에서 타측으로 점차 길이가 길어지는 패턴(a)을 형성할 경우, 상대적으로 길이가 길게 형성되는 패턴(a)은 가압편(142)에 의해 가공툴(152)이 가압되는 시간이 더 길어야한다. 그러므로, 피처리 기판(A)의 폭방향을 따라 일측에서 타측으로 가압편(142)에 의해 가공툴(152)이 가압되는 시간이 점차 길어지도록 가압바(142)를 조절한다.
도 11은 다수 개의 가압편을 동시에 구동하는 상태를 도시한 도면이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 다수 개의 가압편(142)을 동시에 구동하여 동일한 패턴(a)을 형성할 수 있다. 즉, 필요에 따라 여러 개의 가압편(142)을 동일한 구동원으로 동시에 구동함으로써 동일한 패턴(a)이 형성될 수 있다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가공툴을 도시한 도면이다.
앞서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 복수 개의 가공툴(152)은 개별적으로 가압편(142)에 의해 가압된다. 이 경우 각각의 가공툴(152)이 서로 다른 형상의 패턴(a)을 형성할 수 있게 된다.
도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 변형예에 따른 가공툴(152', 152", 152'")은 다수 개의 툴본체(152a)를 포함할 수 있다. 이때 다수 개의 툴본체(152a)는 동일한 스토퍼(152b', 152b", 152'")에 의해 하나의 그룹으로 구성된다. 다수 개의 툴본체(152a)는 하나의 가압편(142)에 의해 가압된다.
예를 들어, 세 개의 툴본체(152a)로 구성된 가공툴 그룹(152')은 하나의 가압편(142)에 의해 동시에 가압된다. 또한, 아홉 개의 툴본체(152a)로 구성된 가공툴 그룹(152")은 하나의 가압편(142)에 의해 동시에 가압된다. 여기서, 다수 개의 툴본체(152a)에 각각 탄성부재(158)를 구비할 수도 있고, 이중 하나의 툴본체(152a)에만 탄성부재(158)를 구비하여 가공툴 그룹(152'")을 구성할 수도 있다.
도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 패턴 가공 모듈을 도시한 도면이다.
도 13에 도시된 바와 같이, 피처리 기판(A)에 패턴(a)을 형성하기 위하여 제1, 2 패턴 가공 모듈을 구비할 수 있다. 제1 패턴 가공 모듈은 지지 프레임(270a)에 병렬로 배열된 다수 개의 제1 가공툴(252a)와 제1 지지대(211a)에 구비되어 제1 가압편 어셈블리(242a)를 작동시키는 제1 박스 프레임(212a)과 제1 이송롤러(214a)로 구성된다. 또한 제2 패턴 가공 모듈은 제2 지지 프레임(270b)에 병렬로 배열된 다수 개의 제 2가공툴(252b)와 제2 지지대(211b)에 구비되어 제2 가압편 어셈블리(242b)를 작동시키는 제2 박스 프레임(212a)와 제2 이송롤러(214b)로 구성된다. 그러므로 제1, 2 패턴 가공 모듈을 이용하여 피처리 기판(A)에 미세한 패턴(a)을 형성한다.
도 14은 도 13에 도시된 가공툴 어셈블리를 확대 도시한 도면이다.
도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 제1, 2 패턴 가공 모듈에 구비된 제1 가공툴(252a)과 제2 가공툴(252b)은 서로 교대적인 위치를 갖도록 배열된다. 그러므로 제1 가공툴(252a)에 의해 형성된 패턴(a')과 제2 가공툴(252b)에 의해 형성된 패턴(a)은 서로 교대적으로 형성된다.
15 및 도 16은 본 발명의 제3 실시예에 따른 패턴 가공 모듈을 도시한 도면이다.
도 15 및 도 16에 도시된 바와 같이, 다수 개의 가압편(342)으로 하나의 가공툴(152)을 가압하여 패턴(a)을 형성할 수 있다. 가공툴(152)을 가압하기 위한 다수 개의 가압편(342)은 제1 저장부(320)에 순차적으로 적층된다. 제1 저장부(320)에 적층된 가압편(342)은 이송롤러(330)를 이용하여 수평으로 이동된다. 이때 이송롤러(330)는 가압편(342)이 가공툴(152)을 가압할 수 있는 높이에 위치되어 이송롤러(330)를 통해 이동되는 가압편(342)에 의해 가공툴(152)이 가압되도록 한다. 이송롤러(330)를 통해 이동되는 가압편(342)은 가공툴(152)을 가압하여 패턴(a)을 형성하고 다시 제2 저장부(340)에 순차적으로 적층된다. 그러므로 가압편(342)이 제1 저장부(320)에서 출력되어 이송롤러(330)를 지나는 동안 가공툴(152)을 가압하게 되고, 가공툴(152)은 가압편(342)에 의해 가압되는 동안에 패턴을 형성한다. 패턴 형성이 완료된 가압편(342)은 제2 저장부(340)에 저장된다.
또한 가압편(342)에서 가공툴(152)에 접하는 단부 하면이 테이퍼로 형성되어 테이퍼 면을 따라 가공툴(152)이 가압된다.
17은 도 15에 도시된 패턴 가공 모듈을 이용하여 패턴을 형성하는 과정을 도시한 도면이다.
도 17에 도시된 바와 같이, 제1 저장부(320)에는 다수 개의 가압편(342)이 적층된다. 기판 지지대(122)에 피처리 기판(A)이 적층되면 구동원(미도시)를 이용하여 제1 저장부(320)에 적층되어 있던 가압편(342)을 이송롤러(330)를 통해 이동시킨다. 이때 가압편(342)에 의해 가공툴(152)이 가압되면서 가공툴(152)의 니들팁(152c)이 피처리 기판(A)의 표면에 접촉된다. 이때 피처리 기판(A)이 이동되므로 니들팁(152c)이 피처리 기판(A) 표면을 긁으면서 패턴(a)을 형성하게 된다. 가압편(342)에 의해 가공툴(152)의 가압이 해지되면 가공툴(152)은 피처리 기판(A)에서 이격되고, 패턴 형성을 완료한 가압편(342)은 제2 저장부(340)에 적층되어 저장된다. 그러므로, 다수 개의 가압편(342)를 이용하여 패턴(a)을 형성할 수 있다.
이상에서 설명된 본 발명의 패턴 가공장치의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
100: 패턴 가공장치 108: 펌프
110: 제1 엑추에이터 111: 지지대
112a, 112b: 박스 프레임 114a, 114b: 이송롤러
120: 제2 엑추에이터 122: 기판 지지대
122a: 흡입홀 124: 이송롤러
130: 제어부 140: 작동체
142: 가압편 142-1, 142-2: 제1, 2 가압편
144: 가압용 패턴 144a: 요홈부
144b: 돌출부 150: 가공툴 어셈블리
152, 152‘, 152“, 152”’: 가공툴
152a: 툴본체 152b: 스토퍼
152c: 니들팁 158: 탄성부재
158b: 판 스프링 158b-1: 절곡부
170 :지지 프레임 172: 상부 프레임
174: 하부 프레임 176: 수직 프레임
211a, 211b: 제1, 2 지지대 212a, 212b: 제1, 2 박스 프레임
214a, 214b: 제1, 2 이송롤러 252a, 252b: 제1, 2 가공툴
270a, 270b: 제1, 2 지지 프레임 320, 340: 제1, 2 저장부
330: 이송롤러 342: 가압편

Claims (14)

  1. 승강하면서 피처리 기판에 패턴을 가공하기 위한 복수개의 가공툴을 갖는 가공툴 어셈블리;
    상기 가공툴 어셈블리의 복수개의 가공툴을 개별적으로 가압하여 상기 복수개의 가공툴에 의해 패턴을 가공하기 위한 복수개의 가압편;
    상기 복수개의 가압편을 구동시키기 위한 제1 엑추에이터;
    상기 피처리 기판 또는 상기 가공툴 어셈블리 중 어느 하나를 이동시켜 패턴을 가공하기 위한 제2 엑추에이터;
    패턴 성형 정보에 따라 상기 제1 엑추에이터 및 상기 제2 엑추에이터를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 가공장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수개의 가공툴은
    승강되는 복수개의 툴본체;
    상기 복수개의 툴본체의 하부에 구비되어 상기 복수개의 툴본체의 승강에 따라 상기 피처리 기판에 복수개의 패턴을 형성하는 복수개의 니들팁;을 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 가공장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수개의 가공툴은 상기 복수개의 툴본체에 결합되어 상기 복수개의 툴본체가 승강시 탄성력에 의해 복원되도록 하기 위한 복수개의 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 가공장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수개의 가압편은 상기 피처리 기판에 형성하고자하는 패턴과 동일한 형상으로 길이방향을 따라 형성된 가압용 패턴을 포함하여 상기 복수개의 가압편이 길이방향으로 이동되면서 상기 복수개의 가공툴을 개별적으로 가압하는 것을 특징으로 하는 패턴 가공장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 가압용 패턴은 상기 피처리 기판에 형성하고자하는 패턴과 동일한 형태로 돌출 형성되어 상기 가공툴을 가압하는 돌출부;
    상기 돌출부에 의해 가압된 상기 복수개의 가공툴을 복원시키기 위한 요홈부;를 포함하여 상기 돌출부에 의해 상기 가공툴의 상부가 가압되는 것을 특징으로 하는 패턴 가공장치.
  6. 제1항에 있어서,
    제1 엑추에이터는
    상기 복수개의 가압편이 내부를 통과하는 복수개의 박스프레임;
    상기 복수개의 박스 프레임 양측에 구비되어 상기 복수개의 가압편이 이동될 수 있도록 구동되는 다수 개의 이송롤러;를 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 가공장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 복수개의 가공툴은 각각 동일형상의 패턴크기가 일측에서 타측으로 점차 커지게 피처리 기판에 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 패턴 가공장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제2 엑추에이터는 상기 피처리 기판에 패턴을 형성하기 위하여 상기 가공툴 어셈블리를 수평으로 이동시키기 위한 메커니즘을 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 가공장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제2 엑추에이터는 상기 피처리 기판에 패턴을 형성하기 위하여 상기 피처리 기판을 수평으로 이동시키기 위한 기판 이송 메커니즘을 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 가공장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 기판 이송 메커니즘은
    상기 피처리 기판을 지지하기 위한 기판 지지대;
    상기 기판 지지대에 놓인 상기 피처리 기판의 상면에 접하도록 구비되어 상기 피처리 기판을 이동시키는 이송롤러;를 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 가공장치
  13. 삭제
  14. 삭제
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