KR101413032B1 - 터치윈도우 합착 장치 - Google Patents

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KR101413032B1
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김지연
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유진디스컴 주식회사
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Abstract

본 발명은 터치윈도우 합착 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 디스플레이 패널과 터치윈도우를 대기압 상태에서 상호 합착하는 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 터치윈도우 합착 장치는, 디스플레이 패널이 안착 및 얼라인되어 로딩되는 패널로딩유닛과; 상기 패널로딩유닛의 좌우 양측에 서로 마주보도록 각각 배치되고 서로 반대방향으로 수평 이동됨에 따라 터치윈도우를 좌우 양측에서 파지한 후, 수직 이동에 따라 상기 패널로딩유닛에 로딩된 디스플레이 패널의 상부로 터치윈도우를 이동 배치하는 터치윈도우로딩유닛과; 대기압 하에서, 상기 패널로딩유닛에 의해 로딩된 디스플레이 패널과 터치윈도우로딩유닛에 의해 파지되어 디스플레이 패널 상부에 배치된 터치윈도우를 롤러에 의해 일측으로부터 타측으로 순차 가압하여 상호 합착시키는 롤라미네이팅유닛을 포함한다.

Description

터치윈도우 합착 장치{TOUCH WINDOW ATTACHING APPARATUS}
본 발명은 터치윈도우 합착 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 디스플레이 패널과 터치윈도우를 대기압 상태에서 상호 합착하는 장치에 관한 것이다.
스마트폰과 태블릿PC의 대중화로 인하여 터치가능한 디스플레이 패널의 수요가 급증하고 있다. 일반적으로 터치가능한 디스플레이, 즉, 터치패널은 LCM(LCD MODULE)과 같은 일반 디스플레이 패널에 터치 기능을 부가한 패널인 터치윈도우를 합착하여 제조된다.
이와 같은 디스플레이 패널과 터치윈도우의 합착은, 종래 디스플레이 패널의 상면 중 베젤(bezel)이 놓이는 테두리 부분을 따라 양면 테이프를 부착하고 그 위에 터치윈도우를 합착시키는 방식을 사용하여 왔다. 그러나, 이상과 같이 양면 테이프를 이용하여 패널과 터치윈도우를 합착시키게 되면, 양면 테이프의 두께가 두꺼워서 디스플레이 장치 전체의 두께가 두꺼워짐은 물론, 양면 테이프가 없는 중심측에는 에어 갭(air gap)이 형성되어 선명도가 떨어지고 및 광 시야각이 좁아지는 등 화질이 나빠진다.
이에, 최근에는 록타이트® LOCA(Loctite Liquid Optically Clear Adhesives)를 비롯하여 다양한 타입의 OCR(Optically Clear Resin) 접착재를 패널의 상면 전체에 고르게 도포하고, 그 위에 터치윈도우를 합착시킴으로써, 디스플레이 장치 전체의 두께가 두꺼워지는 것을 방지함과 동시에 화질이 나빠지는 것을 방지하고 있다.
그러나, 종래에는 한국등록특허 제10-1048696호 및 한국등록특허 제10-1057038호 등을 통해 다양한 합착장치를 소개하고는 있지만, LOCA 필름이나 OCR 접착재와 같은 액상의 접착재를 패널에 도포한 후 그 위에 터치윈도우를 합착시키는 경우에도 합착면에 공기 방울 형상의 에어 갭이 생기는 문제점이 있어, 합착 공정을 별도의 진공챔버에서 진공하에 실시하고 있는 실정이다. 이에 따라, 진공챔버와 기타 진공설비에 소요되는 비용이 증가하고 장치 및 공정이 복잡하여 작업 효율이 저하되는 문제점이 존재한다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 디스플레이 패널과 터치윈도우를 합착하는 공정에서 에어 갭이 발생하는 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 별도의 진공챔버 등의 진공설비 없이 대기압 하에서 에어 갭이 발생되지 않게 디스플레이 패널과 터치윈도우를 합착할 수 있는 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 터치윈도우 합착 장치는, 디스플레이 패널이 안착 및 얼라인되어 로딩되는 패널로딩유닛과; 상기 패널로딩유닛의 좌우 양측에 서로 마주보도록 각각 배치되고 서로 반대방향으로 수평 이동됨에 따라 터치윈도우를 좌우 양측에서 파지한 후, 수직 이동에 따라 상기 패널로딩유닛에 로딩된 디스플레이 패널의 상부로 터치윈도우를 이동 배치하는 터치윈도우로딩유닛과; 대기압 하에서, 상기 패널로딩유닛에 의해 로딩된 디스플레이 패널과 터치윈도우로딩유닛에 의해 파지되어 디스플레이 패널 상부에 배치된 터치윈도우를 롤러에 의해 일측으로부터 타측으로 순차 가압하여 상호 합착시키는 롤라미네이팅유닛을 포함한다.
여기서, 상기 터치윈도우로딩유닛은, 상기 터치윈도우의 측면 가장자리를 하방에서 지지함과 아울러 내측으로 가압하여 파지하는 가이드수단과; 상기 가이드수단을 상하 수직 방향으로 이동시키는 가이드승강수단과; 상기 좌우 양측에 각각 구비된 가이드수단을 서로 반대 방향으로 수평 이동시키는 가이드수평이송수단을 포함한다.
그리고, 상기 가이드수단은, 터치윈도우의 측면 가장자리와 직접 접촉되어 터치윈도우를 파지하는 가이드편과; 상기 가이드편을 지지하는 가이드브라켓과; 상기 가이드브라켓을 터치윈도우측으로 가압하는 실린더를 포함한다.
그리고, 상기 가이드브라켓은 Y방향연장부와 X방향연장부로 구성되며, 상기 좌우에 각각 배치된 가이드수단 중 최소한 하나의 가이드편은 Y방향연장부의 선단 상부표면에 고정 결합되되, X방향연장부가 'ㄷ'자 형상으로 절개 형성되어 외측에 공간부가 형성되고, 상기 공간부에는 상기 실린더가 실린더브라켓에 장착되어 배치된다.
그리고, 상기 실린더브라켓의 실린더 장착 공간부내 실린더 및 실린더브라켓의 외측에는 Y축 방향을 따라 배치되어 실린더에 의해 가이드브라켓이 터치윈도우 측으로 가압되어 이동되는 경우 가이드브라켓이 미리 정해진 적정 거리 만큼 이동 후 더 이상 이동되지 않도록 제한하는 실린더스토퍼가 구비된다.
한편, 상기 가이드승강수단은, 모터축이 상방을 향하도록 배치된 모터와;
상기 모터에 결합되는 리드스크류와; 상기 리드스크류에 나사결합되어 모터 구동에 따라 리드스크류를 따라 승강되는 승강블럭과; 상기 승강블럭의 선단에 결합되며, 상기 실린더가 안착되는 승강플레이트를 포함한다.
여기서, 상기 모터는 이동브라켓에 결합되어 지지되되, 상기 이동브라켓은 수평판과 수직판을 포함하여 구성되고, 상기 이동브라켓의 수평판 하부면에는 관통공이 형성되어 모터축이 관통 삽입되도록 모터가 고정 결합되고, 상기 수평판의 내측 선단에는 수직 방향으로 수직판이 결합되며, 상기 수직판의 상단부에는 리드스크류와 결합된 승강블럭이 관통되도록 절개되며 수직 방향으로 연장 형성된 장공이 형성된다.
그리고, 상기 가이드브라켓과 승강플레이트 사이에는 스프링이 결합되어, 실린더에 의해 터치윈도우 측으로 이동된 가이드브라켓이 실린더의 수축과 동시에 본래 위치로 자동 복귀될 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
상기 가이드수평이송수단은 리드스크류와 수평이동블럭을 포함하되, 상기 리드스크류는 중앙부를 중심으로 좌우 양측에 서로 반대방향의 나사산이 형성되며, 상기 수평이동블럭은 좌우 양측 이동브라켓의 수평판 하부에 결합되고 상기 리드스크류에 각각 나사결합되며, 상기 이동브라켓의 수평판 하부에는 테이블이 설치되며, 상기 이동브라켓의 수평판과 테이블 사이에는 이동브라켓의 수평이동을 위한 LM가이드가 구비되고, 상기 리드스크류는 테이블의 하부에 배치되고, 상기 수평이동블럭은 하부가 테이블 하부의 리드스크류에 결합되고 상부는 상기 테이블을 관통하여 이동브라켓의 수평판 하부에 결합된다.
한편, 상기 롤라미네이팅유닛은, 디스플레이 패널의 상부에 배치된 터치윈도우의 상측에서 터치윈도우의 일측 모서리로부터 타측 모서리를 향하여 이동하면서 가압하는 롤러와; 상기 롤러를 회전가능하게 지지하는 롤러브라켓과; 상기 롤러브라켓 및 롤러를 상하로 승강시키는 롤러승강수단과; 상기 롤러브라켓 및 롤러를 터치윈도우의 일측 모서리로부터 타측 모서리를 향하여 수평 이동시키는 롤러수평이송수단을 포함한다.
여기서, 상기 롤러가 터치윈도우를 가압하는 압력을 조절하는 롤러가압력조절수단을 더 포함하며, 상기 롤러가압력조절수단은 롤러가압실린더와 실린더브라켓을 포함하되, 상기 롤러가압실린더는 롤러를 지지하는 롤러브라켓의 상부에서 실린더브라켓에 장착되어 하부의 롤러브라켓을 가압하며, 레귤레이터를 더 포함하여 상기 롤러가압실린더의 가압력 조절이 가능하다.
그리고, 상기 롤러승강수단은 모터와, 리드스크류 및 승강블럭을 포함하되, 상기 모터는 모터축이 하방으로 향하도록 배치되며, 상기 모터에는 리드스크류가 결합되고, 상기 리드스크류에는 승강블럭이 나사결합되며, 상기 승강블럭은 롤러가압실린더를 지지하는 실린더브라켓과 결합되고, 상기 모터는 롤러가 장착된 롤러브라켓의 일측에 수직으로 배치되는 수직플레이트에 고정 장착되되, 상기 수직플레이트와 롤러브라켓 사이에 LM가이드가 구비되고, 상기 롤러브라켓과 롤러가압실린더에 의해 연결된 실린더브라켓과 수직플레이트 사이에 LM가이드가 구비된다.
그리고, 상기 롤러수평이송수단은 모터와, 리드스크류와, 너트블럭 및 수평플레이트를 포함하고, 상기 모터는 상기 수직플레이트의 상방 일측에 설치되되 모터축이 수평 방향으로 배치되고, 상기 모터에는 리드스크류가 결합되며, 상기 리드스크류에는 너트블럭이 나사결합되고, 상기 너트블럭은 수평플레이트의 상부에 고정 결합되며, 상기 수평플레이트의 저면은 상기 수직플레이트의 상단과 결합되고, 상기 수평플레이트는 롤러승강수단의 모터 및 리드스크류 장착을 위해 중앙이 관통 절개 형성되며, 상기 수평플레이트의 하부에는 프레임에 설치된 상판이 위치되며, 상기 수평플레이트는 상기 상판 상에서 수평 이동 가능하도록 수평플레이트와 상판 사이에 LM가이드가 설치된다.
상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 별도의 진공챔버 등의 진공설비 없이 롤러를 이용하여 대기압 하에서 에어 갭이 발생되지 않게 디스플레이 패널과 터치윈도우를 합착할 수 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 터치윈도우 합착 장치의 사시도,
도 2 는 본 발명에 따른 터치윈도우 합착 장치 중 수동형 패널로딩유닛의 사시도,
도 3 은 본 발명에 다른 터치윈도우 합착 장치 중 자동형 패널로딩유닛의 사시도,
도 4 는 본 발명에 따른 터치윈도우 합착 장치 중 터치윈도우로딩유닛의 사시도,
도 5 는 본 발명에 따른 터치윈도우 합착 장치 중 터치윈도우로딩유닛의 분해도,
도 6 은 본 발명에 따른 터치윈도우 합착 장치 중 롤라미네이팅유닛의 사시도,
도 7 은 본 발명에 따른 터치윈도우 합착 장치 중 롤라미네이팅유닛의 타방향 사시도,
도 8 은 본 발명에 따른 터치윈도우 합착 장치의 작동 관계가 도시된 측면도,
도 9 는 본 발명에 따른 터치윈도우 합착 장치에 의해 디스플레이 패널과 터치윈도우가 합착되는 모습을 개략적으로 순차 도시한 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 터치윈도우 합착 장치의 구성 및 작용을 첨부된 도면과 바람직한 실시예를 참조로 상세히 설명한다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 터치윈도우 합착 장치는 패널로딩유닛(100), 터치윈도우로딩유닛(200) 및 롤라미네이팅유닛(300)을 포함한다.
패널로딩유닛(100)은 터치윈도우와 합착될 LCM, 즉, 디스플레이 패널이 안착 및 얼라인되어 로딩되는 부분으로, 도 1 내지 도 3 에 도시된 바와 같이, 패널안착판(110), 정렬스테이지(120)를 포함한다.
상기 패널안착판(110)은, 도 1 및 도 2 에 도시된 바와 같이, 상부 표면에 OCR 접착재가 도포된 디스플레이 패널이 안착되는 판 부재이다.
상기 정렬스테이지(120)는 상기 패널안착판(110)에 안착된 디스플레이 패널을 X축, Y축 및 θ 방향으로 정렬하는 부분으로, 최하단의 베이스플레이트(121)와, 베이스플레이트(121) 상층의 Y축정렬스테이지(122), Y축정렬스테이지(122) 상층의 X축정렬스테이지(123), 그리고 X축정렬스테이지(123) 상층의 θ각정렬스테이지(124)를 포함한다. 여기서, 베이스플레이트(121), Y축정렬스테이지(122) 및 X축정렬스테이지(123) 간에는 각각 LM가이드(126)가 구비되어 Y축정렬스테이지(122)는 Y축 방향으로, X축정렬스테이지(123)는 X축 방향으로 이동 가능하게 구성되며, θ각정렬스테이지(124)와 패널안착판(110) 사이에는 회전판(125)이 구비되어, 회전판(125) 위에 장착된 패널안착판(110)이 θ 방향으로 회전가능하게 구성된다.
이러한 정렬스테이지(120)의 구성은 상기 패널안착판(110)에 안착된 디스플레이 패널을 그 상부에 합착되는 터치윈도우의 배향과 일치하도록 정렬하기 위한 것으로, 도 2 에 도시된 바와 같이, 각 스테이지와 회전판(125)을 각각 마이크로미터헤드(127)에 의해 수동으로 이동시켜 정렬하는 방식이 채택될 수도 있고, 도 3 에 도시된 바와 같이, 각 스테이지를 서보모터(128)에 의해 자동으로 이동시켜 정렬하는 방식이 채택될 수도 있다.
이와 같은 정렬스테이지(120)의 구성은 이미 공지된 구성으로서 더 이상의 상세한 설명은 생략한다. 단, 도 3 에 도시된 바와 같은 자동 정렬 방식의 정렬스테이지(120)의 사용을 위해서는, 별도의 카메라모듈이 구비되어 합착될 터치윈도우의 모서리를 촬영하고, 디스플레이 패널의 모서리를 촬영하여 비교 후 그 차이 만큼 정렬스테이지(120)의 각 스테이지를 이동시켜 디스플레이 패널의 배향을 터치윈도우 배향에 일치되도록 정렬한다. 이러한 정렬 방식은 소위 '비젼 얼라인' 방식이라 부르는 것으로, 이 또한 이미 공지된 방법이므로 더 이상의 상세한 설명은 생략하기로 한다. 참고로, 도 3 에 도시된 자동 정렬스테이지(120)의 구성은 대한민국 등록특허 제10-0935616호에 상세히 설명된다.
터치윈도우로딩유닛(200)은 상기 패널로딩유닛(100)의 좌우 양측에 서로 마주보도록 각각 배치되고 서로 반대방향으로 수평 이동됨에 따라 터치윈도우(TW)를 좌우 양측에서 파지한 후, 수직 이동에 따라 상기 패널로딩유닛(100)에 로딩된 디스플레이 패널(DP)의 상부로 터치윈도우(TW)를 이동 배치하는 부분으로, 도 4 및 도 5 에 도시된 바와 같이, 가이드수단(210), 가이드승강수단(220) 및 가이드수평이송수단(240)을 포함하되, 위에서 언급한 바와 같이, 터치윈도우(TW)를 좌우 양측에서 파지하여 이동시키기 위하여 좌우 대칭되는 구조로 구성된다.
도 4 및 도 5 에 도시된 바와 같이, 상기 가이드수단(210)은 터치윈도우(TW)의 측면 가장자리를 하방에서 지지함과 아울러 내측으로 가압하여 파지하는 것으로 가이드편(211), 가이드브라켓(212) 및 실린더(213)를 포함한다.
상기 가이드편(211)은, 도 4 및 도 5 에 도시된 바와 같이, 터치윈도우(TW)의 측면 가장자리와 직접 접촉되어 터치윈도우(TW)를 파지하는 부분으로, 터치윈도우(TW)의 좌우 양측면 너비 만큼 연장 형성된 바 형상으로 구성되되, 선단부에 터치윈도우가 안착되어 하방으로부터 지지될 수 있도록 대체로 'ㄴ'자 형상으로 컷팅된 단차부(211a)가 존재한다. 이러한 구성을 통하여, 좌우 양측에 각각 구비된 가이드편(211)의 단차부(211a)에 터치윈도우의 좌우 양측 가장자리가 각각 안착되어 하방으로부터 지지된다.
상기 가이드브라켓(212)은 가이드편(211)을 지지하는 브라켓으로, 좌우 양측에 동일한 구성으로 대칭되게 배치될 수도 있으나, 도 4 및 도 5 에 도시된 바와 같이, 일측은 상기 가이드편(211)을 하방에서 지지하기만 하는 구조로 구성되고, 타측은 상기 가이드편(211)을 하방에서 지지함과 아울러 터치윈도우 측으로 가압하는 기능을 수행하는 구조로 구성될 수도 있으며, 양측 모두 가압 기능을 포함하도록 구성될 수도 있다.
도 4 에서 좌측에 배치되고 가이드편(211) 지지 기능만을 갖는 가이드브라켓(212)은 가이드편(211)의 길이 방향, 즉, Y축 방향으로 길게 연장 형성된 Y방향연장부(212a)와, 상기 Y방향연장부(212a)로부터 외측, 즉, X축 방향으로 연장 형성된 X방향연장부(212b)를 포함하되, 상기 X방향연장부(212b)는 Y방향연장부(212a)의 길이 방향을 따라 역시 연장 형성되어, 대체로 폭이 넓은 'T'자 형상으로 구성된다. 상기 가이드편(211)은 상기 가이드브라켓(212)의 Y방향연장부(212a)의 선단 상부표면에 볼트 등에 의해 고정 결합된다.
한편, 도 4 의 우측에 배치되고 가이드편(211) 지지 기능 및 가압 기능을 포함하는 가이드브라켓(212)은 좌측 가이드브라켓(212)과 동일하게 Y방향연장부(212a)와 X방향연장부(212b)로 구성되고, Y방향연장부(212a)의 선단 상부표면에 가이드편(211)이 고정 결합되되, X방향연장부(212b)가 'ㄷ'자 형상으로 절개되어 후술하는 실린더(213)가 장착되는 공간부가 형성됨에 따라, 대체로 'П' 형상과 유사한 형태로 구성된다.
상기 X방향연장부(212b)에 형성된 공간부에는 위에서 언급한 바와 같이 실린더(213)가 장착된다. 상기 실린더(213)는 상기 가이드브라켓(212)을 터치윈도우측으로 가압하여 가이드편(211)이 터치윈도우의 측면 가장자리 부분을 가압함에 따라 터치윈도우를 견고하게 파지할 수 있게 하기 위한 것으로, 배면에 배치된 실린더브라켓(214)에 고정 장착된다. 그리고, 상기 실린더(213)와 실린더브라켓(214)은, 도 5 에 도시된 바와 같이, 후술하는 승강플레이트(226)의 상부표면에 안착된 상태로 고정 결합된다.
또한, 상기 실린더브라켓(214)의 실린더(213) 장착 공간부 외측에는 Y축 방향을 따라 배치된 실린더스토퍼(215)가 구비된다. 상기 실린더스토퍼(215)는 봉 형상으로 구성되어 실린더(213)의 외측에 배치됨에 따라, 실린더(213)에 의해 가이드브라켓(212)이 터치윈도우 측으로 가압되어 이동되는 경우, 가이드브라켓(212)이 미리 정해진 적정 거리 만큼 이동 후 더 이상 이동되지 않도록 제한하는 기능을 수행한다.
그리고, 상기 가이드브라켓(212)과 후술하는 승강플레이트(226) 사이에는 스프링(216)이 결합되어, 실린더(213)에 의해 터치윈도우 측으로 이동된 가이드브라켓(212)이 실린더(213)의 수축과 동시에 본래 위치로 자동 복귀될 수 있도록 구성된다. 상기 스프링(216)은, 도 5 에 도시된 바와 같이, 양단이 각각 상기 가이드브라켓(212)과 승강플레이트(226)에 결합된 걸림핀(217)에 각각 걸림 결합된다.
이와 같은 가이드수단(210)에 의해 파지된 터치윈도우는 패널로딩유닛(100)에 안착된 디스플레이 패널의 상부에 합착될 수 있도록 하강된 후 다시 새로운 터치윈도우를 파지하여 로딩하기 위하여 본래 위치로 상승되도록 구성된다. 이를 위해, 상기 터치윈도우로딩유닛(200)은 가이드수단(210)을 승하강시키기 위한 가이드승강수단(220)을 더 포함한다.
도 4 및 도 5 에 도시된 바와 같이, 상기 가이드승강수단(220)은 모터(221), 리드스크류(222), 승강블럭(225) 및 승강플레이트(226)를 포함한다.
상기 모터(221)는 모터축이 상방을 향하도록 배치되며, 상기 모터(221)에는 리드스크류(222)가 결합된다. 상기 리드스크류(222)는 상측에 배치된 승강블럭(225)에 나사결합되며, 상기 승강블럭(225)은 선단이 승강플레이트(226)에 고정 결합된다. 그리고, 상기 리드스크류(222)의 상단부에는 스토퍼(223)가 구비된다.
한편, 상기 모터(221)는 이동브라켓(230)에 결합되어 지지된다. 보다 구체적으로, 도 4 및 도 5 에 도시된 바와 같이, 상기 이동브라켓(230)은 상기 모터(221)가 장착된 상태에서 후술하는 가이드수평이송수단(240)에 의해 X축 방향으로 수평 이동됨에 따라 가이드수단(210)을 X축 방향으로 수평 이동시키기 위한 것으로, 수평판(231)과 수직판(232)을 포함한다.
도 4 에 도시된 바와 같이, 상기 이동브라켓(230)의 수평판(231) 하부면에는 상기 모터(221)가 볼트 등에 의해 고정 결합되고, 상기 수평판(231)에는 관통공(231a)이 형성되어 모터축이 관통 삽입되며, 수평판(231)을 관통한 모터축에는 리드스크류(222)가 결합된다.
상기 수평판(231)의 내측(가이드수단(210)을 향하는 측) 선단에는 수직 방향으로 수직판(232)이 결합되며, 상기 수평판(231)과 수직판(232) 사이에는 보강리브(233)가 결합된다. 상기 수직판(232)의 상단부에는 리드스크류(222)와 결합된 승강블럭(225)이 관통되도록 절개되며 수직 방향으로 연장 형성된 장공(232a)이 형성되어 있으며, 수직판(232)을 관통한 승강블럭(225)은 위에서 언급한 바와 같이 승강플레이트(226)에 고정 결합된다. 그리고, 상기 수직판(232)의 외측면에는 상기 리드스크류(222)와 나사결합되어 리드스크류(222)를 안정적으로 가이드하기 위한 가이드블럭(224)이 고정 결합된다.
이러한 구성을 통하여, 상기 모터(221)의 정역회전에 따라 리드스크류(222)가 정역회전되고, 리드스크류(222)에 나사 결합된 승강블럭(225)이 수직판(232)의 장공(232a)을 따라 상하 이동되며, 승강블럭(225)에 결합된 승강플레이트(226)가 상하 이동되어 가이드브라켓(212)과 가이드편(211)이 함께 승강 이동된다.
한편, 이미 언급한 바와 같이, 좌우 양측에 각각 배치된 상기 가이드수단(210)은 터치윈도우를 파지하여 디스플레이 패널 상부에 배치시키기 위하여 서로 반대방향으로 수평 이동가능하게 구성된다. 이를 위해, 터치윈도우로딩유닛(200)은 가이드수평이송수단(240)을 더 포함한다.
도 4 에 도시된 바와 같이, 상기 가이드수평이송수단(240)은 리드스크류(241)와 수평이동블럭(243)을 포함한다.
리드스크류(241)는 중앙부를 중심으로 좌우 양측에 서로 반대방향의 나사산이 형성되며, 일단부에는 모터(미도시) 또는 수동 손잡이(242)가 결합되어, 모터의 구동 또는 손잡이(242) 회전에 의해 정역회전된다.
수평이동블럭(243)은 좌우 양측 이동브라켓(230)의 수평판(231) 하부에 결합되고 상기 리드스크류(241)에 각각 나사결합된다.
한편, 상기 이동브라켓(230)의 수평판(231) 하부에는 테이블(244)이 설치되며, 상기 이동브라켓(230)의 수평판(231)과 테이블(244) 사이에는 이동브라켓(230)의 수평이동을 위한 LM가이드(245)가 구비된다. 그리고, 상기 리드스크류(241)는 테이블(244)의 하부에 배치되고, 상기 수평이동블럭(243)은 하부가 테이블(244) 하부의 리드스크류(241)에 결합되고 상부는 상기 테이블(244)을 관통하여 이동브라켓(230)의 수평판(231) 하부에 결합된다.
이러한 구성을 통하여, 리드스크류(241)가 회전되면 좌우 양측에 서로 반대방향의 나사선이 형성되어 있으므로 좌우 이동브라켓(230)이 서로 반대방향으로 이동하게 된다. 즉, 리드스크류(241)를 일방향으로 회전시키면 좌우 양측 이동브라켓(230)과 여기에 장착된 가이드수단(210)이 서로 가까워지도록 이동됨에 따라, 도 4 에 도시된 바와 같이, 가이드편(211)이 터치윈도우를 파지할 수 있도록 하며, 리드스크류(241)가 타방향으로 역회전되면 좌우 양측 이동브라켓(230)과 여기에 장착된 가이드수단(210)이 서로 멀어지도록 이동됨에 따라, 가이드편(211)이 파지한 터치윈도우를 내려놓거나 새로운 터치윈도우의 파지를 준비할 수 있게 된다.
롤라미네이팅유닛(300)은 패널로딩유닛(100)에 의해 로딩된 디스플레이 패널과 터치윈도우로딩유닛(200)에 의해 파지되어 디스플레이 패널 상부에 배치된 터치윈도우를 롤러(310)에 의해 일측으로부터 타측으로 순차 가압하여 상호 합착시키는 부분으로, 도 1, 도 6 및 도 7 에 도시된 바와 같이, 롤러(310), 롤러가압력조절수단(320), 롤러승강수단(300) 및 롤러수평이송수단(340)을 포함한다.
롤러(310)는 디스플레이 패널의 상부에 배치된 터치윈도우의 상측에서 터치윈도우의 일측 모서리로부터 타측 모서리를 향하여 이동하면서 가압하는 것으로, 도 6 에 도시된 바와 같이, 롤러브라켓(312)에 회전가능하게 장착된다.
롤러가압력조절수단(320)은 터치윈도우를 가압하는 압력을 조절하는 부분으로, 롤러가압실린더(322)와 실린더브라켓(324)을 포함한다. 도 6 에 도시된 바와 같이, 상기 롤러가압실린더(322)는 롤러브라켓(312)의 상부에서 실린더브라켓(324)에 장착되어 하부의 롤러브라켓(312)을 가압하되, 레귤레이터(미도시)를 더 포함하여, 롤러가압실린더(322)의 가압력이 조절 가능하며, 이에 따라, 롤러(310)가 터치윈도우를 가압하는 가압력이 조절될 수 있다.
한편, 상기 롤러(310)(롤러브라켓(312) 포함)는 디스플레이 패널과 터치윈도우의 합착을 위해 승강 이동 및 수평 이동 가능하게 구성되며, 이에 따라, 롤러승강수단(300)과 롤러수평이송수단(340)을 포함한다.
상기 롤러승강수단(300)은, 도 6 및 도 7 에 도시된 바와 같이, 모터(331), 리드스크류(332) 및 승강블럭(334)을 포함한다.
보다 구체적으로, 도 7 에 도시된 바와 같이, 상기 모터(331)는 모터축이 하방으로 향하도록 배치되며, 상기 모터(331)에는 리드스크류(332)가 결합된다. 그리고, 상기 리드스크류(332)에는 승강블럭(334)이 나사결합되며, 승강블럭(334)은 롤러가압실린더(322)를 지지하는 실린더브라켓(324)과 결합된다.
한편, 상기 모터(331)는 브라켓에 의해 수직플레이트(336)에 고정 장착된다. 여기서, 상기 수직플레이트(336)는 롤러(310)가 장착된 롤러브라켓(312)의 일측에 수직으로 배치된 판부재로서, 도 6 에 도시된 바와 같이, 수직플레이트(336)와 롤러브라켓(312) 사이에는 LM가이드(337)가 구비되고, 롤러브라켓(312)과 롤러가압실린더(322)에 의해 연결된 실린더브라켓(324)과 수직플레이트(336) 사이에도 역시 LM가이드가 구비된다.
이러한 구성을 통하여, 모터(331)의 정역회전에 따라 리드스크류(332)가 정역회전되고, 리드스크류(332)에 나사결합된 승강블럭(334)이 승하강되며, 승강블럭(334)과 결합된 실린더브라켓(324)이 승하강되어, 실린더브라켓(324)과 롤러가압실린더(322)에 의해 연결된 롤러브라켓(312) 및 여기에 장착된 롤러(310)가 승하강된다.
한편, 상기 롤러수평이송수단(340)은, 도 1, 도 6 및 도 7 에 도시된 바와 같이, 모터(341), 리드스크류(342), 너트블럭(344) 및 수평플레이트(346)를 포함한다.
도시된 바와 같이, 상기 모터(341)는 수직플레이트(336)의 상방 일측에 설치되되, 모터축이 수평 방향으로 배치된다. 그리고, 상기 모터(341)에는 리드스크류(342)가 결합되며, 리드스크류(342)에는 너트블럭(344)이 나사결합된다. 상기 너트블럭(344)은 수평플레이트(346)의 상부에 고정 결합되며, 상기 수평플레이트(346)의 저면은 상기 수직플레이트(336)의 상단과 결합된다. 상기 수평플레이트(346)는, 도 6 에 도시된 바와 같이, 롤러승강수단(300)의 모터(331) 및 리드스크류(332) 장착을 위해 중앙이 관통 절개 형성된다. 한편, 상기 수평플레이트(346)의 하부에는 도 1 에 도시된 바와 같은 프레임(348)에 설치된 상판(349)이 위치되며, 상기 수평플레이트(346)는 상기 상판(349) 상에서 수평 이동 가능하게 구성된다. 이를 위해, 상기 수평플레이트(346)와 상판(349) 사이에는 LM가이드(347)가 설치된다.
이러한 구성을 통하여, 모터(341)가 정역회전됨에 따라 리드스크류(342)가 정역회전되어 너트블럭(344) 및 이와 결합된 수평플레이트(346)가 수평 방향으로 직선 운동하게 되며, 이에 따라, 수평플레이트(346)와 결합된 수직플레이트(336)가 수평 이동되므로, 수직플레이트(336)에 장착된 롤러브라켓(312) 및 롤러(310)가 수평 이동된다.
도 8 에는 이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 터치윈도우 부착 장치의 전체 작동 관계가 도시된다. 도시된 바와 같이, 패널로딩유닛(100)에 로딩되고 정렬된 디스플레이 패널(DP) 상부에서 터치윈도우로딩유닛(200)의 좌우 양측의 가이드수단(210)이 서로 반대방향으로 수평 이동됨에 따라 터치윈도우(TW)를 파지하고, 가이드수단(210)의 하강 이동에 따라 터치윈도우(TW)를 디스플레이 패널(DP) 상부에 위치시키고, 롤라미네이팅유닛(300)의 롤러(310)가 하강됨에 따라 터치윈도우(TW)를 가압하면서 수평이동되어 터치윈도우(TW)를 일측 가장자리로부터 타측 가장자리에까지 순차적으로 가압하여 디스플레이 패널(DP) 상부 표면에 합착한다.
도 9 에는 이러한 디스플레이 패널(DP)과 터치윈도우(TW)의 합착 방법이 보다 세부적으로 순차 도시된다. 도 9 의 (a)에 도시된 바와 같이, 최초, 디스플레이 패널(DP)은 패널로딩유닛(100)의 패널안착판(110) 위에 로딩되어 있으며, 터치윈도우(TW)는 터치윈도우로딩유닛(200)의 가이드수단(210)(보다 상세하게는 가이드편(211))에 의해 파지되어 디스플레이 패널(DP) 상부로 안내된다. 여기서, 상기 터치윈도우(TW)와 디스플레이 패널(DP)은 서로 평행하게 배치되며, 디스플레이 패널(DP)과 터치윈도우(TW) 사이의 간격은 약 1~2mm 인 것이 바람직하다.
그 다음, 도 9 의 (b)에 도시된 바와 같이, 롤라미네이팅유닛(300)의 롤러(310)가 터치윈도우(TW)의 일측(이하, '합착 시작 위치') 가장자리 부분에서 하강하며, 이때, 좌우 양측 가이드수단(210) 중 롤러(310)와 인접한 합착 시작 위치측 가이드수단(210)만이 롤러(310)와 함께 하강한다.
그 다음, 도 9 의 (c)에 도시된 바와 같이, 롤러(310)가 수평 이동되면서 터치윈도우(TW)를 순차적으로 가압하며, 이와 동시에 타측(이하, '합착 종료 위치') 가이드수단(210)이 서서히 하강하여 터치윈도우(TW)와 디스플레이 패널(DP)의 합착이 완료된다. 여기서, 합착 종료 위치측 가이드수단(210)의 승강용 모터는 롤러수평이송수단(340)의 모터와의 동기 제어를 통하여 롤러(310)의 이동 양에 맞추어 합착 종료 위치측 가이드수단(210)이 서서히 하강하여 터치윈도우의 파손이 방지되도록 한다.
종래 터치윈도우 합착 장치의 경우, 합착시 디스플레이 패널과 터치윈도우 사이에 에어 갭(기포)가 발생하는 문제로, 대부분이 진공 상태에서 압착을 수행함으로써 진공챔버나 진공발생장치 등의 진공설비가 요구되었으나, 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 합착 장치는 합착시 발생되는 기포를 롤러(310)가 합착 진행 방향으로 같이 밀고 나가 에어 갭을 없애주기 때문에 대기압 상태에서도 합착이 가능하게 된다.
지금까지, 본 발명의 실시예를 기준으로 상세히 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시예와 실질적 균등범위까지 포함된다 할 것이다.
100 : 패널로딩유닛 110 : 패널안착판
120 : 정렬스테이지 200 : 터치윈도우로딩유닛
210 : 가이드수단 220 : 가이드승강수단
230 : 이동브라켓 240 : 가이드수평이송수단
300 : 롤라미네이팅유닛 310 : 롤러
320 : 롤러가압력조절수단 330 : 롤러승강수단
340 : 롤러수평이송수단

Claims (13)

  1. 디스플레이 패널이 안착 및 얼라인되어 로딩되는 패널로딩유닛(100)과;
    상기 패널로딩유닛(100)의 좌우 양측에 서로 마주보도록 각각 배치되고 서로 반대방향으로 수평 이동됨에 따라 터치윈도우를 좌우 양측에서 파지한 후, 수직 이동에 따라 상기 패널로딩유닛(100)에 로딩된 디스플레이 패널의 상부로 터치윈도우를 이동 배치하는 터치윈도우로딩유닛(200)과;
    대기압 하에서, 상기 패널로딩유닛(100)에 의해 로딩된 디스플레이 패널과 터치윈도우로딩유닛(200)에 의해 파지되어 디스플레이 패널 상부에 배치된 터치윈도우를 롤러(310)에 의해 일측으로부터 타측으로 순차 가압하여 상호 합착시키는 롤라미네이팅유닛(300)을 포함하는 터치윈도우 합착 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치윈도우로딩유닛(200)은,
    상기 터치윈도우의 측면 가장자리를 하방에서 지지함과 아울러 내측으로 가압하여 파지하는 가이드수단(210)과;
    상기 가이드수단(210)을 상하 수직 방향으로 이동시키는 가이드승강수단(220)과;
    상기 좌우 양측에 각각 구비된 가이드수단(210)을 서로 반대 방향으로 수평 이동시키는 가이드수평이송수단(240)을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치윈도우 합착 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 가이드수단(210)은,
    터치윈도우의 측면 가장자리와 직접 접촉되어 터치윈도우를 파지하는 가이드편(211)과;
    상기 가이드편(211)을 지지하는 가이드브라켓(212)과;
    상기 가이드브라켓(212)을 터치윈도우측으로 가압하는 실린더(213)를 포함하는 터치윈도우 합착 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 가이드브라켓(212)은 Y방향연장부(212a)와 X방향연장부(212b)로 구성되며, 상기 좌우에 각각 배치된 가이드수단(210) 중 최소한 하나의 가이드편(211)은 Y방향연장부(212a)의 선단 상부표면에 고정 결합되되, X방향연장부(212b)가 'ㄷ'자 형상으로 절개 형성되어 외측에 공간부가 형성되고, 상기 공간부에는 상기 실린더(213)가 실린더브라켓(214)에 장착되어 배치되는 것을 특징으로 하는 터치윈도우 합착 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 실린더브라켓(214)의 실린더(213) 장착 공간부의 외측에는 Y축 방향을 따라 배치되어 실린더(213)에 의해 가이드브라켓(212)이 터치윈도우 측으로 가압되어 이동되는 경우 가이드브라켓(212)이 미리 정해진 적정 거리 만큼 이동 후 더 이상 이동되지 않도록 제한하는 실린더스토퍼(215)가 구비되는 것을 특징으로 하는 터치윈도우 합착 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 가이드승강수단(220)은,
    모터축이 상방을 향하도록 배치된 모터(221)와;
    상기 모터(221)에 결합되는 리드스크류(222)와;
    상기 리드스크류(222)에 나사결합되어 모터(221) 구동에 따라 리드스크류(222)를 따라 승강되는 승강블럭(225)과;
    상기 승강블럭(225)의 선단에 결합되며, 상기 실린더(213)가 안착되는 승강플레이트(226)를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치윈도우 합착 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 모터(221)는 이동브라켓(230)에 결합되어 지지되되, 상기 이동브라켓(230)은 수평판(231)과 수직판(232)을 포함하여 구성되고, 상기 이동브라켓(230)의 수평(231)판 하부면에는 관통공(231a)이 형성되어 모터축이 관통 삽입되도록 모터(221)가 고정 결합되고, 상기 수평판(231)의 내측 선단에는 수직 방향으로 수직판(232)이 결합되며, 상기 수직판(232)의 상단부에는 리드스크류(222)와 결합된 승강블럭(225)이 관통되도록 절개되며 수직 방향으로 연장 형성된 장공(232a)이 형성된 것을 특징으로 하는 터치윈도우 합착 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 가이드브라켓(212)과 승강플레이트(226) 사이에는 스프링(216)이 결합되어, 실린더(213)에 의해 터치윈도우 측으로 이동된 가이드브라켓(212)이 실린더(213)의 수축과 동시에 본래 위치로 자동 복귀될 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 터치윈도우 합착 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 가이드수평이송수단(240)은 리드스크류(241)와 수평이동블럭(243)을 포함하되, 상기 리드스크류(241)는 중앙부를 중심으로 좌우 양측에 서로 반대방향의 나사산이 형성되며, 상기 수평이동블럭(243)은 좌우 양측 이동브라켓(230)의 수평판(231) 하부에 결합되고 상기 리드스크류(241)에 각각 나사결합되며, 상기 이동브라켓(230)의 수평판(231) 하부에는 테이블(244)이 설치되며, 상기 이동브라켓(230)의 수평판(231)과 테이블(244) 사이에는 이동브라켓(230)의 수평이동을 위한 LM가이드(245)가 구비되고, 상기 리드스크류(241)는 테이블(244)의 하부에 배치되고, 상기 수평이동블럭(243)은 하부가 테이블(244) 하부의 리드스크류(241)에 결합되고 상부는 상기 테이블(244)을 관통하여 이동브라켓(230)의 수평판(231) 하부에 결합되는 것을 특징으로 하는 터치윈도우 합착 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 롤라미네이팅유닛(300)은,
    디스플레이 패널의 상부에 배치된 터치윈도우의 상측에서 터치윈도우의 일측 모서리로부터 타측 모서리를 향하여 이동하면서 가압하는 롤러(310)와;
    상기 롤러(310)를 회전가능하게 지지하는 롤러브라켓(312)과;
    상기 롤러브라켓(312) 및 롤러(310)를 상하로 승강시키는 롤러승강수단(300)과;
    상기 롤러브라켓(312) 및 롤러(310)를 터치윈도우의 일측 모서리로부터 타측 모서리를 향하여 수평 이동시키는 롤러수평이송수단(340)을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치윈도우 합착 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 롤러(310)가 터치윈도우를 가압하는 압력을 조절하는 롤러가압력조절수단(320)을 더 포함하며, 상기 롤러가압력조절수단(320)은 롤러가압실린더(322)와 실린더브라켓(324)을 포함하되, 상기 롤러가압실린더(322)는 롤러(310)를 지지하는 롤러브라켓(312)의 상부에서 실린더브라켓(324)에 장착되어 하부의 롤러브라켓(312)을 가압하며, 레귤레이터를 더 포함하여 상기 롤러가압실린더(322)의 가압력 조절이 가능한 것을 특징으로 하는 터치윈도우 합착 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 롤러승강수단(300)은 모터(331)와, 리드스크류(332) 및 승강블럭(334)을 포함하되, 상기 모터(331)는 모터축이 하방으로 향하도록 배치되며, 상기 모터(331)에는 리드스크류(332)가 결합되고, 상기 리드스크류(332)에는 승강블럭(334)이 나사결합되며, 상기 승강블럭(334)은 롤러가압실린더(322)를 지지하는 실린더브라켓(324)과 결합되고, 상기 모터(331)는 롤러(310)가 장착된 롤러브라켓(312)의 일측에 수직으로 배치되는 수직플레이트(336)에 고정 장착되되, 상기 수직플레이트(336)와 롤러브라켓(312) 사이에 LM가이드(337)가 구비되고, 상기 롤러브라켓(312)과 롤러가압실린더(322)에 의해 연결된 실린더브라켓(324)과 수직플레이트(336) 사이에 LM가이드가 구비되는 것을 특징으로 하는 터치윈도우 합착 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 롤러수평이송수단(340)은 모터(341)와, 리드스크류(342)와, 너트블럭(344) 및 수평플레이트(346)를 포함하고, 상기 모터(341)는 상기 수직플레이트(336)의 상방 일측에 설치되되 모터축이 수평 방향으로 배치되고, 상기 모터(341)에는 리드스크류(342)가 결합되며, 상기 리드스크류(342)에는 너트블럭(344)이 나사결합되고, 상기 너트블럭(344)은 수평플레이트(346)의 상부에 고정 결합되며, 상기 수평플레이트(346)의 저면은 상기 수직플레이트(336)의 상단과 결합되고, 상기 수평플레이트(346)는 롤러승강수단(300)의 모터(331) 및 리드스크류(332) 장착을 위해 중앙이 관통 절개 형성되며, 상기 수평플레이트(346)의 하부에는 프레임(348)에 설치된 상판(349)이 위치되며, 상기 수평플레이트(346)는 상기 상판(349) 상에서 수평 이동 가능하도록 수평플레이트(346)와 상판(349) 사이에 LM가이드(342)가 설치된 것을 특징으로 하는 터치윈도우 합착 장치.
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