KR101471819B1 - 회전 흡착판을 이용한 곡면 커버글래스의 합착장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 회전 흡착판을 이용한 곡면 커버글래스의 합착장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 합착 대상이 되는 센서필름을 흡착한 상태에서 회전하면서 가장자리에 돌출된 압착수단으로 커버글래스의 내측 표면을 따라 센서필름을 눌러서 합착시키는 회전 흡착판을 이용한 곡면 커버글래스의 합착장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면 곡면으로 만들어진 커버글래스에 평면 형태인 센서필름을 정확하게 합착시킬 수 있으며, 사이에 기포나 떠있는 부분이 없이 완전히 밀착되게 작업을 할 수 있는 효과가 있다.

Description

회전 흡착판을 이용한 곡면 커버글래스의 합착장치{A DEVICE FOR LAMINATING ON A CURVED COVER GLASS USING A ROTATIONAL SUCTION PLATE}

본 발명은 회전 흡착판을 이용한 곡면 커버글래스의 합착장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 합착 대상이 되는 센서필름을 흡착한 상태에서 회전하면서 가장자리에 돌출된 압착수단으로 커버글래스의 내측 표면을 따라 센서필름을 눌러서 합착시키는 회전 흡착판을 이용한 곡면 커버글래스의 합착장치에 관한 것이다.

일반적으로 터치스크린 패널(Touch Screen Panel)이란 키보드와 마우스를 대체하는 입력장치로서, 디스플레이 단말기에 설치된 터치스크린 패널을 사용자가 손 또는 터치펜으로 접촉하여 원하는 정보를 입력하는 표시장치이다.

터치스크린 패널은 GUI(Graphic User Interface) 환경에서 직관적인 업무 수행이 가능한 이상적인 장치로서, 컴퓨터 기반 훈련, 시뮬레이션 응용 분야, 사무 자동화 응용 분야, 교육 응용 분야 및 게임응용 분야 등에서 널리 사용되고 있다. 또한 최근 각종 통신기기에는 단말기의 무게와 두께를 감소시키면서 디스플레이 영역을 넓힐 수 있도록 터치스크린 패널이 널리 사용되고 있다.

최근에는 평탄한 면이 아닌 일정한 곡면으로 휘어진 디스플레이가 등장함에 따라 디스플레이의 곡면에 맞게 휘어진 윈도우가 구비되어야 하며, 따라서 곡면형 터치스크린 패널을 필요로 한다.

도 1a는 종래기술에 따른 윈도부 부재 제작방법에 사용되는 지그를 나타낸 사시도이며, 도 1b는 도 1a의 지그를 이용하여 고경도 시트를 윈도우 부재에 부착하는 과정을 나타낸 사시도이다.

종래기술의 실시예에 따른 윈도우 부재 제작 방법은 윈도우 부재에 적합한 고경도 시트(33)를 가공하고, 윈도우 부재의 몸체를 제작하고, 기 제작된 고경도 시트(33)를 제작된 윈도우 부재의 몸체에 부착하는 단계로 이루어진다. 이때, 몸체(31)는 곡면 형상으로 만들어진다.

곡면으로 만들어진 고경도 시트(33)를 몸체(31)의 외측 표면에 위치시키고 롤러(43)로 가압하여 부착한다. 이러한 롤 라미네이팅 공정을 수행하기 위해서는 고경도 시트(33)와 몸체(31) 사이에 접착 소재를 배치한다. 고경도 시트(33)에 광학 투명 접착제 필름이 부착된 후에는 제작된 몸체(31)의 외측 표면에 광학 투명 접착제 필름이 마주보는 상태로 고경도 시트(33)를 배치하고 롤 라미네이팅 공정을 수행한다.

롤 라미네이팅 공정을 위해 이용되는 별도의 지그(41)에 몸체(31)를 배치한 상태에서 롤러(43)로 가압하면서 지그(41)를 이송하면 고경도 시트(33)가 몸체(31)에 부착된다.

그런데 이러한 방식으로 곡면 시트를 부착하기 위해서는 롤러의 직경이 곡면부의 곡률반경보다 작아야 한다. 그렇지 않으면 롤러의 표면이 곡면 표면과 완전히 밀착되지 않아서 압착이 정확하게 되지 않게 된다. 그러나 최근에 출시되는 제품의 커버글래스는 곡면부의 곡률반경이 매우 작아서 작은 크기의 롤러가 필요한데, 작은 크기의 롤러로 필름을 서서히 풀어주면서 압착하는 방식은 구현이 힘든 문제점이 있었다.

KR 10-2013-0007068 A KR 10-1260297 B1 KR 10-2014-0002470 A KR 10-2014-0002491 A

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 센서필름을 흡착하는 흡착판의 가장자리에 돌출되는 압축수단을 구비하고, 흡착판의 밑면에 흡착된 센서필름을 서서히 놓으면서 압착수단으로 센서필름의 가장자리부터 눌러서 커버글래스에 합착시키는 회전 흡착판을 이용한 곡면 커버글래스의 합착장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 압착수단으로서, 커버글래스의 곡률반경보다 작은 반경을 가지는 롤러 또는 스퀴즈를 사용하여 센서필름과 커버글래스의 접착력을 향상시킬 수 있는 회전 흡착판을 이용한 곡면 커버글래스의 합착장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 흡착판의 내부에 압력조절스프링을 설치하여 압착수단이 센서필름에 가하는 압력의 크기를 일정하게 유지할 수 있도록 하는 회전 흡착판을 이용한 곡면 커버글래스의 합착장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은 합착 대상이 되는 센서필름(70)을 압착수단(110)으로 커버글래스(60)의 표면을 따라 눌러서 합착시키는 장치로서, 상기 커버글래스(60)의 곡면과 동일한 형태의 안착홈이 상면에 형성되어 상기 커버글래스(60)를 안착시키는 고정지그(102)와; 상기 고정지그(102)의 가장자리 윗면에서 중심으로 이동이 가능하게 설치되며, 상기 고정지그(102)의 안쪽방향 측면에는 경사면(104a)이 형성되는 스토퍼(104)와; 보호필름(71, 72)이 표면에 부착된 상기 센서필름(70)을 흡착하여 이동하며, 흡착판회전축(108)을 중심으로 회전하는 흡착판(106)과; 상기 흡착판(106)의 측면에 형성된 홈에 압력조절스프링(112)을 매개로 삽입되며, 상기 흡착판(106)의 측면으로부터 돌출되게 설치되어 상기 센서필름(70)을 누르는 압착수단(110);을 포함한다.

상기 압착수단(110)은 롤러나 끝부분이 원형으로 처리된 스퀴즈를 사용하며, 상기 롤러나 스퀴즈의 반경이 상기 커버글래스(60)의 곡면부의 곡률반경보다 상대적으로 작게 만드는 것을 특징으로 한다.

상기 고정지그(102)의 윗면과 접촉하는 상기 스토퍼(104)의 밑면은 상기 안착홈의 가장자리보다 더 안쪽으로 들어오는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 곡면으로 만들어진 커버글래스에 평면 형태인 센서필름을 정확하게 합착시킬 수 있으며, 사이에 기포나 떠있는 부분이 없이 완전히 밀착되게 작업을 할 수 있는 효과가 있다.

도 1a는 종래기술에 따른 윈도부 부재 제작방법에 사용되는 지그를 나타낸 사시도.
도 1b는 도 1a의 지그를 이용하여 고경도 시트를 윈도우 부재에 부착하는 과정을 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 합착장치의 구조를 나타낸 분해사시도.
도 3은 도 2의 합착장치의 구조를 나타낸 단면도.
도 4는 고정지그와 스토퍼의 경계선의 구조를 확대하여 나타낸 단면도.
도 5는 흡착판에 필름을 흡착시키는 방법을 나타낸 사시도.
도 6은 필름이 흡착된 흡착판을 고정지그 위로 이동시킨 상태를 나타낸 단면도.
도 7은 고정지그에 커버글래스가 안착된 상태에서 센서필름의 합착을 시작하는 상태를 나타낸 단면도.
도 8 내지 10은 흡착판이 회전하면서 합착이 진행되는 상태를 나타낸 단면도.

이하에서 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 "회전 흡착판을 이용한 곡면 커버글래스의 합착장치"(이하, '합착장치'라 함)를 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 합착장치의 구조를 나타낸 분해사시도이며, 도 3은 도 2의 합착장치의 구조를 나타낸 단면도, 도 4는 고정지그와 스토퍼의 경계선의 구조를 확대하여 나타낸 단면도, 도 5는 흡착판에 필름을 흡착시키는 방법을 나타낸 사시도이다.

본 발명의 합착장치(100)는 합착대상이 되는 박막(보호필름이 양면에 부착된 센서필름)을 흡착하여 이동한 후, 회전하면서 압착시키는 수단과, 커버글래스(60)를 고정시키는 수단으로 나누어진다.

하부에 위치하는 고정지그(102)는 상면에 커버글래스(60)의 곡면과 동일한 형태의 안착홈이 형성되어 있어서 커버글래스(60)가 안착홈의 내부에 삽입된다. 일반적으로 디스플레이 기기를 만들었을 때, 기기의 안쪽에 위치하게 되는 커버글래스의 내측면에 센서필름(70)을 부착한다. 따라서 고정지그(102)의 안착홈에는 커버글래스(60)의 외측면이 접촉하도록 안착시키게 된다.

커버글래스(60)의 상면에서 안착홈이 형성된 부분의 가장자리 윗면에는 스토퍼(104)가 위치한다. 스토퍼(104)는 고정지그(102)의 안착홈을 중심으로 좌우로 이동이 가능한 장치로서, 안착홈에 삽입된 커버글래스(60)가 외부로 이탈하지 않도록 고정해주는 역할을 한다.

고정지그(102)의 안착홈은 커버글래스(60)의 곡면과 동일한 형태로 만들어지는데, 일반적으로는 도 3이나 4에 도시된 바와 같이, 가장자리가 위쪽으로 휘어지면서 완만한 곡선이 되도록 제작한다. 본 발명의 도면에서는 커버글래스(60)의 가장자리가 위쪽으로 휘어지는 것으로 도시되어 있는데, 도면에서 오목하게 표현된 윗면이 실제 기기에서는 안쪽면(아래쪽에 위치)이 된다.

스토퍼(104)의 밑면과 고정지그(102)의 윗면은 서로 접촉한다. 이때 스토퍼(104)의 밑면이 안착홈의 내부로 약간 들어오게 된다. 스토퍼(104)의 밑면이 안착홈의 가장자리의 내부로 들어오면 고정지그(102)에 안착된 커버글래스(60)의 가장자리의 위를 덮게 된다. 위를 덮고 있는 스토퍼(104)에 의해 커버글래스(60)가 안착홈 바깥으로 이탈하지 않는다.

그리고 스토퍼(104)의 밑면이 안착홈의 내부로 들어오는 길이는 커버글래스(60)의 두께와 동일하게 하는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써 고정지그(102)에 안착된 커버글래스(60)의 윗면과 스토퍼(104)의 경사면(104a)이 매끄럽게 연결될 수 있다.

흡착판(106)은 센서필름(70)과 비슷한 모양 및 크기로 만들어지는 것이 일반적이며 진공 흡입력 또는 정전기력에 의해 센서필름(보호필름이 부착된 상태)을 파지한다.

흡착판(106)은 두께가 있는 평판형으로서, 가운데 부분의 좌우측으로는 흡착판회전축(108)이 형성된다. 흡착판(106)은 흡착판회전축(108)을 중심으로 회전한다. 고정지그(102)에 안착되는 커버글래스(60)의 좌우측방향(휘어진 가장자리를 서로 연결하는 방향)을 가로방향이라고 정의하면, 이에 수직인 상하방향은 세로방향이라고 정의할 수 있다. 흡착판회전축(108)은 중심축이 세로방향으로 놓여져 있다. 따라서 흡착판(106)은 일측 가장자리가 커버글래스(60)의 곡면 가장자리로부터 가운데를 거쳐서 반대쪽 곡면 가장자리로 이동할 수 있다.

압착수단(110)은 일정한 힘으로 센서필름(70)을 눌러서 커버글래스(60)에 합착시키기 위한 장치로서, 직경이 매우 작은 롤러나 끝부분이 둥글게 처리된 스퀴즈(누름막대)를 사용한다. 압착수단(110)으로 사용되는 롤러나 스퀴즈의 끝부분은 원형으로 처리되는데, 반경이 커버글래스(60)의 곡면부의 곡률반경보다 훨씬 더 작게 만드는 것이 바람직하다.

롤러나 스퀴즈가 센서필름(70)의 가장자리부터 서서히 눌러주면, 커버글래스(60)와 센서필름(70) 사이에 들어갔던 기포가 모두 빠져나오면서 깨끗하게 합착이 이루어진다.

압착수단(110)은 흡착판(106)의 측면에 돌출되게 설치되는데, 압착수단(110)이 설치되는 흡착판(106)의 측면에는 홈이 형성된다. 압착수단(110)은 흡착판(106) 측면에 홈에 삽입되는데, 홈의 내부에는 압력조절스프링(112)이 내장되어 있어서 압착수단(110)이 센서필름(70)에 가하는 압력을 일정하게 유지한다.

흡착판(106)은 라미네이션의 대상이 되는 센서필름(70)을 흡착하여 이송하는데, 센서필름(70)은 윗면과 아랫면에 모두 보호필름(71, 72)이 부착되어 있다. 그리고 아래위의 보호필름(71, 72) 중에서 아랫부분의 제1보호필름(71)이 먼저 제거되면서 센서필름(70)이 커버글래스(60)의 안쪽면과 합착된다. 윗부분의 제2보호필름(72)은 흡착판(106)과 접촉한 상태로 합착이 이루어지며, 합착이 진행되면서 서서히 센서필름(70)과 분리된다.

제2보호필름(72)은 가장자리 부분이 센서필름(70)이나 제1보호필름(71) 보다 더 길게 튀어나오게 제작한다. 제2보호필름(72)의 튀어나온 연장부(72a)는 합착 과정에서 스토퍼(104)의 경사면(104a)에 접촉한다. 즉, 센서필름(70)이 경사면(104a)이 아니라 커버글래스(60)에 접착될 수 있도록 미리 안내하는 역할을 한다. 연장부(72a)의 길이는 스토퍼(104)의 경사면(104a)의 길이와 같게 만드는 것이 바람직하다. 그리고 연장부(72a)에는 필름의 위치 정렬을 위한 마킹이 인쇄되며, 별도의 카메라를 이용하여 센서필름(70)이 정확한 위치에 있는지를 확인하게 된다.

본 발명에서 설명하는 센서필름(70)은 터치스크린 패널의 제조에 들어가는 필름층으로서, 직교하는 투명 전극이 형성되어 있어서 터치 위치를 감지할 수 있는 기능을 제공한다. 그러나 이외에도 영상표시에 사용되는 필름을 합착하는데에도 본 발명이 사용될 수 있다.

이러한 장치를 이용한 곡면 라미네이션 방법을 도면을 참조해서 설명한다.

도 6은 필름이 흡착된 흡착판을 고정지그 위로 이동시킨 상태를 나타낸 단면도이며, 도 7은 고정지그에 커버글래스가 안착된 상태에서 센서필름의 합착을 시작하는 상태를 나타낸 단면도, 도 8 내지 10은 흡착판이 회전하면서 합착이 진행되는 상태를 나타낸 단면도이다.

흡착판(106)이 보호필름(71, 72)이 아래위에 부착된 센서필름(70)을 흡착하여 고정지그(102) 위로 이동한다. 이때 제2보호필름(72)의 연장부(72a)가 스토퍼(104)의 경사면(104a)의 위쪽에 오도록 한다. 위치인식용 카메라는 보호필름(71, 72)에 인쇄된 마킹을 감지하여 정확한 위치에 오도록 정렬(allign)을 한다. 이때 도 7과 같이, 연장부(72a)가 압착수단(110)의 밑부분에 오도록 위치시킨다. 그리고 별도의 제거수단을 이용하여 센서필름(70)의 밑면에 부착되어 있던 제1보호필름(71)을 제거한다.

다음으로 흡착판(106)이 흡착판회전축(108)을 중심으로 회전하면서 압착수단(110)의 끝부분이 연장부(72a)를 시작으로 센서필름(70)을 눌러서 커버글래스(60)에 합착시킨다.(도 8 참조) 이때 흡착판(106)이 센서필름(70)을 파지하는 힘을 줄여서 센서필름(70)이 흡착판(106)의 합착면을 따라 약간 슬라이딩 되면서 이동되도록 한다. 이렇게 함으로써 센서필름(70)이 점차로 커버글래스(60)로 옮겨갈 수 있다.

필요에 따라서 커버글래스(60)의 표면에 접착제를 도포하거나, 접착성분의 필름을 부착할 수 있다.

흡착판(106)이 회전하면서 흡착판회전축(108)과 커버글래스(60) 사이의 거리는 달라질 수 있다. 그러나 압력조절스프링(112)이 압착수단(110)을 지지하기 때문에 거리의 변화에도 불구하고, 센서필름(70)에는 거의 일정한 크기의 압력이 가해진다.

도 9와 10에 도시된 바와 같이, 흡착판(106)이 180도 가까이 회전하면 센서필름(70)이 커버글래스(60)의 표면에 완전히 합착된다. 이후에 센서필름(70) 위에 남아있는 제2보호필름(72)을 제거함으로써 합착공정이 완료된다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 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 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

60 : 커버글래스 70 : 센서필름
71, 72 : 보호필름 100 : 합착장치
102 : 고정지그 104 : 스토퍼
106 : 흡착판 108 : 흡착판회전축
110 : 압착수단 112 : 압력조절스프링

Claims (3)

1. 합착 대상이 되는 센서필름(70)을 압착수단(110)으로 커버글래스(60)의 표면을 따라 눌러서 합착시키는 장치로서,
   상기 커버글래스(60)의 곡면과 동일한 형태의 안착홈이 상면에 형성되어 상기 커버글래스(60)를 안착시키는 고정지그(102)와;
   상기 고정지그(102)의 가장자리 윗면에서 중심으로 이동이 가능하게 설치되며, 상기 고정지그(102)의 안쪽방향 측면에는 경사면(104a)이 형성되며, 상기 고정지그(102)의 윗면과 접촉하는 밑면은 상기 커버글래스(60)의 두께만큼 상기 안착홈의 가장자리보다 더 안쪽으로 들어오도록 구성되는 스토퍼(104)와;
   보호필름(71, 72)이 표면에 부착된 상기 센서필름(70)을 흡착하여 이동하며, 가운데 좌우측에 설치되는 흡착판회전축(108)을 중심으로 회전하는 흡착판(106)과;
   상기 흡착판(106)의 측면에 형성된 홈에 압력조절스프링(112)을 매개로 삽입되며, 상기 흡착판(106)의 측면으로부터 돌출되게 설치되어 상기 흡착판(106)의 회전과 함께 상기 센서필름(70)의 일측 가장자리부터 반대측 가장자리까지 누르는 압착수단(110);을 포함하는, 회전 흡착판을 이용한 곡면 커버글래스의 합착장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 압착수단(110)은 롤러나 끝부분이 원형으로 처리된 스퀴즈를 사용하며, 상기 롤러나 스퀴즈의 반경이 상기 커버글래스(60)의 곡면부의 곡률반경보다 상대적으로 작게 만드는 것을 특징으로 하는, 회전 흡착판을 이용한 곡면 커버글래스의 합착장치.
3. 삭제

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