KR101582463B1

KR101582463B1 - 터치 패널 자동 합착 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101582463B1
Application number: KR1020150083848A
Authority: KR
Inventors: 김지연
Original assignee: 유진디스컴 주식회사
Priority date: 2015-06-15
Filing date: 2015-06-15
Publication date: 2016-01-06

Abstract

본 발명은 터치 디스플레이 패널 자동 합착 장치 및 그 합착 방법에 관한 것으로, 패널과 터치어셈블리의 공급부터 합착까지 모든 공정이 하나의 시스템 내에서 자동으로 이루어지되, 패널과 터치어셈블리 사이에 도포되는 접착재의 두께를 균일하게 유지하고, 합착시 패널과 터치어셈블리의 두께에 따라 합착 갭을 자동 조절 가능하게 하여 접착 불량을 감소시킬 수 있는 터치 패널 합착 장치 및 그 방법에 대한 것이다.

Description

터치 패널 자동 합착 장치 및 방법{Apparatus for automatically attaching touch panel and the method thereof}

본 발명은 터치 패널 자동 합착 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 디스플레이 패널 상면에 합착용 접착재 레진을 도포하고 진공하에서 터치어셈블리와 자동으로 합착하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

스마트폰과 태블릿PC의 대중화로 인하여 터치가능한 디스플레이 패널의 수요가 급증하고 있다. 일반적으로 터치가능한 디스플레이, 즉, 터치패널은 LCD와 같은 일반 디스플레이 패널에 터치 기능을 부가한 패널인 터치어셈블리를 합착하여 제조된다.

이와 같은 디스플레이 패널과 터치어셈블리의 합착은 디스플레이 패널(이하, '패널')의 상면 중 베젤(bezel)이 놓이는 테두리 부분을 따라 OCA(Optically clear adhesive) 테이프를 부착하고 그 위에 터치어셈블리를 합착시키는 방식을 사용하여 왔다. 그러나, 이상과 같이 OCA 테이프를 이용하여 패널과 터치어셈블리를 합착시키게 되면, OCA 테이프의 두께가 두꺼워서 디스플레이 장치 전체의 두께가 두꺼워짐은 물론, OCA 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 터치어셈블리를 합착시킴으로써, 디스플레이 장치 전체의 두께가 두꺼워지는 것을 방지함과 동시에 화질이 나빠지는 것을 방지하고 있다.

그러나, 종래에는 한국등록특허 제10-0994718호, 한국등록특허 제10-1048696호 및 한국등록특허 제10-1057038호 등을 통해 다양한 합착 장치를 소개하고는 있지만, 록타이트® LOCA와 같은 OCR 접착재를 도포하여 합착시킴에 있어서 패널과 터치어셈블리의 공급부터 접착재의 경화를 포함한 전 공정을 하나의 장치에서 자동으로 수행하는 장치는 제공되지 않았다. 이에, 본 발명의 출원인은 등록특허 제10-1331872호를 통하여 디스플레이 패널과 터치어셈블리를 자동으로 수행하는 장치를 제공한 바 있다.

위 등록특허에 의해 터치패널의 합착 공정에 있어 큰 혁신이 이루어지긴 하였으나, 디스플레이 패널과 터치어셈블리 사이에 도포되는 접착재의 도포 두께가 일정치 않을 뿐만 아니라 합착시 디스플레이 패널과 터치어셈블리의 두께에 따라 합착 갭 조정이 불가능함에 따라 접착 불량이 발생하는 단점이 존재하는 것으로 나타났다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 패널과 터치어셈블리의 공급부터 합착까지 모든 공정이 하나의 시스템 내에서 자동으로 이루어지되, 패널과 터치어셈블리 사이에 도포되는 접착재의 두께를 균일하게 유지하고, 합착시 패널과 터치어셈블리의 두께에 따라 합착 갭을 자동 조절 가능하게 하여 접착 불량을 감소시킬 수 있는 터치 패널 합착 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 터치패널 자동 합착 장치는, 패널을 공급하는 패널로딩부와; 상기 패널로딩부에서 공급된 패널의 상면에 접착재를 도포하는 접착재도포부와; 상기 패널의 가장자리 부분에 도포된 접착재만 선택적으로 경화시키는 패널에지경화부와; 상기 패널과 합착될 터치어셈블리를 공급하는 터치어셈블리로딩부와; 상기 패널과 터치어셈블리를 각각 공급받아, 패널의 상면에 상기 터치어셈블리를 적층시키고, 진공하에서 상기 패널과 터치어셈블리를 합착시키는 진공합착부와; 상기 패널을 접착재도포부에서 패널에지경화부 및 진공합착부로 순차 이송하는 패널이송부와; 상기 터치어셈블리를 터치어셈블리로딩부에서 진공합착부로 이송하는 터치어셈블리이송부와; 전체 작동을 제어하는 제어부를 포함한다.

여기서, 상기 패널로딩부에 공급된 패널의 두께를 감지하는 패널두께감지센서를 더 포함하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 터치어셈블리로딩부에 공급된 터치어셈블리의 두께를 감지하는 터치어셈블리두께감지센서를 더 포함하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 접착재도포부는, 패널 상에 도포된 접착재를 압착하여 고르게 펴주는 스퀴징바와; 상기 스퀴징바를 상하로 승하강시키는 스퀴징바승강수단을 포함하되; 상기 제어부는 패널두께감지센서로부터 감지된 신호에 근거하여 상기 스퀴징바승강수단을 제어하여 스퀴징바의 하강 높이를 조절한다.

그리고, 상기 스퀴징바승강수단은, 서보모터로 구성되는 스퀴징바승강모터와; 상기 스퀴징바승강모터에 의해 회전되는 볼스크류를 포함한다.

또한, 상기 진공합착부는, 상부가 개구되며 접착재가 도포된 패널이 안치되는 제1합착챔버와; 상기 제1합착챔버를 상하로 승하강시키는 제1챔버승강수단과; 상부가 개구되며 터치어셈블리가 안치되는 제2합착챔버와; 상기 제1합착챔버와 제2합착챔버를 도킹시켜 하나의 진공챔버를 형성하도록 제2합착챔버를 상하 반전시키는 제2챔버회전수단을 포함하되; 상기 제어부는 패널두께감지센서의 감지 신호와 터치어셈블리두께감지센서의 감지 신호를 전달받고, 미리 설정된 패널 및 터치어셈블리의 표준 두께 대비 공급된 패널과 터치어셈블리의 두께 편차값을 계산하고, 계산된 두께 편차값에 상응하게 상기 제1챔버승강수단을 제어하여 제1합착챔버의 상승 높이를 조절한다. 여기서, 상기 제1챔버승강수단은, 서보모터와 볼스크류를 포함한다.

한편, 상기 패널에지경화부는, 상면에 접착재가 도포된 패널의 일측 가장자리 부분의 접착재만 선택적으로 경화시키도록 자외선을 조사하는 UV램프유닛과; 상기 패널이송부에 의해 접착제도포부로부터 패널을 공급받아 상기 UV램프유닛의 하측으로 이송 및 정렬하고, 상기 패널의 네 가장자리의 순차적인 경화를 위하여 패널을 90°씩 순차 회전시키는 패널이송정렬유닛을 포함한다.

여기서, 상기 UV램프유닛은, 내부에 UV램프를 내장하여 하방으로 자외선을 조사하는 램프모듈과; 패널 가장자리 부분에만 자외선이 조사되도록 하기 위하여 자외선을 일부 차폐하되, 상기 램프모듈의 하부에 결합되고 중앙에 일정 길이 및 폭을 갖는 슬롯이 관통 형성된 UV마스크를 포함한다.

그리고, 상기 램프모듈은 램프모듈승강수단에 의해 승강가능하게 구성되되, 상기 램프모듈승강수단은, 상기 램프모듈이 장착되는 램프모듈브라켓과; 상기 램프모듈브라켓을 승강시키는 승강실린더를 포함한다.

여기에, 상기 램프모듈브라켓의 후방측에 배치되는 수직플레이트와; 상기 램프모듈브라켓과 수직플레이트 사이에 배치되는 제1LM가이드와; 상기 승강실린더를 지지하는 승강실린더지지브라켓과; 상기 수직플레이트와 승강실린더지지브라켓 사이에 배치되는 제2LM가이드와; 상기 수직플레이트의 후방측에 배치되며 회전손잡이가 구비된 볼스크류와; 상기 볼스크류와 나사 작용하며 상기 수직플레이트의 중앙에 형성된 관통공을 통하여 상기 승강실린더지지브라켓과 결합되는 너트블럭을 더 포함한다.

그리고, 상기 패널이송정렬유닛은, 상면에 접착재가 도포된 패널이 안착되는 패널안착판과; 상기 패널안착판의 하부에 구비되고, 상기 패널안착판을 90°씩 순차적으로 회전시키는 회전정렬수단과; 상기 패널안착판을 X축방향으로 이송 및 정렬하는 X축방향이송정렬수단과; 상기 패널안착판을 Y축방향으로 정렬하는 Y축방향정렬수단을 포함한다. 그리고, 상기 회전정렬수단은 DD모터인 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에 따른 터치 패널 자동 합착 방법은 패널을 로딩하는 단계와; 로딩된 패널의 두께를 감지하는 단계와; 슬롯다이와 스텐실마스크를 이용하여 상기 로딩된 패널 상면에 접착재를 도포하는 단계와; 상기 감지된 패널 두께 근거하여 스퀴징바의 하강 높이를 조절하고, 도포된 접착재를 스퀴징바로 압착하면서 고르게 펴는 단계와; 접착재가 도포된 패널의 네 가장자리 부분에만 자외선을 조사하여 패널의 네 가장자리 부분에 도포된 접착재만 선택적으로 경화시키는 단계와; 터치어셈블리를 로딩하는 단계와; 상기 패널이 안치된 제1합착챔버와 상기 터치어셈블리가 안치된 제2합착챔버를 도킹시키고 진공 하에서 패널과 터치어셈블리를 합착하는 단계를 포함한다.

여기서, 상기 패널과 터치어셈블리를 합착하는 단계에서는, 상면이 개구되고 내부에 터치어셈블리가 안치된 제2합착챔버를 180°만큼 회전 반전하고, 상면이 개구되고 내부에 패널이 안치된 제1합착챔버를 상승시켜 제2합착챔버에 도킹한다.

여기에, 로딩된 터치어셈블리의 두께를 감지하는 단계를 더 포함하고, 상기 패널과 터치어셈블리를 합착하는 단계에서는, 미리 설정된 패널 및 터치어셈블리의 표준 두께 대비 감지된 패널과 터치어셈블리의 두께 편차값을 계산하고, 계산된 두께 편차값에 상응하게 상기 제1합착챔의 상승 높이를 조절한다.

이상과 같은 본 발명에 따른 터치패널 자동 합착 장치에 의하면 패널과 터치어셈블리의 공급부터 합착까지 모든 공정이 하나의 시스템 내에서 자동으로 이루어지므로 단품 구성들 사이의 연동성이 뛰어나며 작업자가 수작업을 할 필요가 없으므로 생산성이 향상된다.

또한, 본 발명은 공급되는 패널의 두께를 감지하여 해당 두께에 따라 스퀴징바의 하강 높이를 조절함으로써 패널에 도포되는 접착재의 두께를 균일하게 유지할 수 있으며, 패널과 터치어셈블리의 두께에 따라 합착 갭을 자동 조절하여 접착 불량을 감소시킬 수 있는 장점을 갖는다.

도 1 은 본 발명에 따른 터치 패널 자동 합착 장치를 개략적으로 나타낸 평면도,
도 2 는 본 발명에 따른 터치 패널 자동 합착 장치의 접착재도포부 사시도,
도 3 은 본 발명에 따른 터치 패널 자동 합착 장치의 패널에지경화부 사시도,
도 4 는 본 발명에 따른 터치 패널 자동 합착 장치의 UV램프유닛 후방 사시도,
도 5 는 본 발명에 따른 패널에지경화부에서 가장자리 경화가 수행되는 모습이 개략적으로 도시된 도면,
도 6 은 본 발명에 따른 터치 패널 자동 합착 장치의 패널합착유닛 사시도,
도 7 은 본 발명에 따른 터치 패널 자동 합착 방법의 순서도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치패널 자동 합착 장치에 대해 상세히 설명한다. 단, 이하에서 설명하는 '패널(P)'은 LCD 패널은 물론 OLED나 PDP를 비롯한 다양한 타입의 패널을 포함하는 것으로 한다.

먼저, 본 발명에 따른 터치 디스플레이 패널 자동 합착 장치는 위에서 설명한 바와 같이 록타이트® LOCA(Loctite Liquid Optically Clear Adhesives)를 비롯한 다양한 타입의 OCR(Optically Clear Resin)과 같은 접착재(AD)를 패널(P)의 일면에 전체에 고르게 도포하고, 그 위에 터치어셈블리(TA)를 합착시키는데 사용된다.

이를 위해 본 발명은 도 1 에 도시된 바와 같이, 패널(P)을 공급하는 패널로딩부(A)와, 로딩된 패널(P)의 상면에 접착재(AD)를 도포하는 접착재도포부(B)와, 패널(P) 상에 도포된 접착재(AD)의 가장자리 부분만을 선택적으로 경화시키는 패널에지경화부(C)와, 터치어셈블리(TA)를 공급하는 터치어셈블리로딩부(D)와, 진공 흡입력으로 패널(P)과 터치어셈블리(TA)를 합착시키는 진공합착부(E)와, 패널(P)과 터치어셈블리(TA)가 합착 완료된 터치패널에 자외선을 조사하여 접착재(AD)를 경화시키는 가경화부(F) 및 접착재도포부(B)에서 배출된 패널(P)을 진공합착부(E)에 공급하거나 진공합착부(E)에서 합착 완료된 터치패널을 언로딩하는 패널이송부(G) 및 터치어셈블리로딩부(D)에 로딩된 터치어셈블리를 진공합착부(E)로 이송하는 터치어셈블리이송부(H)를 포함한다.

상기 패널로딩부(A)는 외부로부터 패널(P)을 공급받고 이를 접착재도포부(B)로 이송시키는 부분으로, 도 1 에 도시된 바와 같이, 패널스테이지(1), 서보모터(2), 볼스크류(3) 및 패널두께감지센서(4)를 포함한다.

상기 패널스테이지(1)는 진공 흡착에 의해 패널(P)을 지지 고정하는 부분으로, 2개 이상의 다수의 패널을 로딩할 수 있도록 구성되고, 하측에는 볼스크류(3)가 결합된다. 상기 볼스크류(3)는 서보모터(2)에 의해 회전되어 상부에 결합된 패널스테이지(1)를 수평 이동시킴으로써 패널스테이지(1) 상에 안착된 패널(P)을 접착재도포부(B) 위치까지 Y축 방향으로 수평 이송한다.

상기 패널스테이지(1)의 상측에는 패널두께감지센서(4)가 구비된다. 상기 패널두께감지센서(4)는 패널스테이지(1)에 로딩된 패널(P)의 두께를 측정하는 센서로서, X선의 흡수특성을 이용한 X선방식 또는 레이저광의 반사, 굴절현상을 이용한 광 비접촉방식 등 통상의 두께센서가 사용될 수 있다. 상기 패널두께감지센서(4)는 로딩된 패널의 두께를 측정하여 제어부(미도시)로 측정신호를 전달하고, 제어부는 해당 측정신호에 근거하여 후술하는 접착제도포부(B)의 스퀴징바(210) 승강을 위한 승강모터(241)의 구동을 제어한다. 이에 대하여는 후술한다.

상기 접착재도포부(B)는 패널로딩부(A)에 의해 이송된 패널(P)의 상면 전체에 접착재(AD)를 균일하게 도포하는 부분으로 슬롯다이, 스텐실마스크, 스퀴징바를 포함한다. 이러한 접착재도포부(B)의 구성은 본 출원인의 등록특허 제10-1331872호에 상세히 기재되어 있으므로 구체적인 설명은 생략한다. 다만, 본 발명에서는 접착재를 얇게 펴주는 작업(스퀴징 작업)을 수행하는 스퀴징바의 하강 높이가 로딩된 패널의 두께에 따라 조절가능하게 구성되는데, 이하에서는 이에 대해 설명한다.

상기 스퀴징바(200)는 슬롯다이(미도시)를 통하여 패널(P) 상에 도포된 접착재를 패널(P) 표면에 눌러주면서 수평 이동하여 접착재를 얇게 펴주는 부분이다. 도 2 에 도시된 바와 같이, 상기 스퀴징바(200)는 패널(P)의 폭 방향(Y축 방향)으로 길게 연장 형성되며, 고무 또는 실리콘 등과 같은 탄성소재로 구성되는 것이 바람직하다. 상기 스퀴징바(200)는 대체로 사각판 형상의 스퀴징바장착브라켓(210)에 장착된다.

상기 스퀴징바(200)는 상하 방향으로 승강 가능하게 구성되며, 이러한 승강 작동은 스퀴징바승강수단(240)에 의해 수행된다. 도 2 에 도시된 바와 같이, 상기 스퀴징바승강수단(240)은 스퀴징바승강모터(241)와 볼스크류(242)를 포함한다.

상기 스퀴징바승강모터(241)는 스퀴징바(200)의 상측에 배치되며 모터축이 하방을 향하도록 수직 배치된다. 상기 스퀴징바승강모터(241)에는 볼스크류(242)가 결합된다. 상기 볼스크류(242)와 나사 작용하는 너트블럭(243)은 스퀴징바장착브라켓(210)에 결합된다.

이와 같은 구성에 따라, 상기 스퀴징바승강모터(241)가 구동되면 볼스크류(242)가 회전되고, 볼스크류(242)와 너트블럭(243)의 나사 작용에 의해 스퀴징바장착브라켓(210)과 여기에 장착된 스퀴징바(200)가 승강된다. 여기서, 상기 스퀴징바승강모터(241)는 서보모터로 구성되어, 패널의 두께에 따라 스퀴징바(200)의 승강 높이 조절이 가능하게 구성된다.

보다 구체적으로, 패널로딩부(A)에 공급된 패널은 패널두께감지센서(4)에 두께가 감지되고, 제어부는 상기 패널두께감지센서(4)로부터 감지된 신호에 근거하여 상기 스퀴징바승강모터(241)의 회전수를 제어하여 스퀴징바(200)의 하강 높이를 조절한다. 즉, 패널의 표준 두께를 미리 설정해 놓고, 해당 표준 두께에 상응하는 스퀴징바(200)의 하강 높이를 설정해 놓은 다음, 패널두께감지센서(4)에서 감지된 패널의 두께가 미리 설정된 표준 두께 보다 비교적 얇은 경우, 해당 두께 편차 만큼 스퀴징바(200)를 더 하강시킨다. 패널의 두께가 미리 설정된 표준 두께 보다 두꺼운 경우는 두께 편차 만큼 스퀴징바(200)를 덜 하강시킨다. 이러한 방식으로 패널 두께가 변경되더라도 접착재 도포 두께를 균일하게 유지할 수 있다.

상면에 접착재 도포가 완료된 패널(P)은 패널이송부(G)에 의해 패널에지경화부(C)로 이송된다. 패널이송부(G)는 X축 방향으로 연장 배치된 리니어모터에 의해 수평 이송되는 다수의 픽앤플레이스(pick and place) 장치가 구비되어 패널을 접착재도포부(B)에서 패널에지경화부(C)로, 패널에지경화부(C)에서 진공합착부(E)로, 진공합착부(E)에서 가경화부(F)로 각각 이송한다. 이러한 리니어모터 및 픽앤플레이스 장치는 통상적인 장치로서 더 이상의 상세한 설명은 생략하기로 한다.

패널에지경화부(C)는 패널의 네 가장자리 부분에 도포된 접착재만을 선택적으로 경화시켜 일종의 댐(dam)을 형성하는 부분이다. 이러한 에지 경화 공정에 의해, 내측에 도포된 접착재가 밖으로 흘러나가지 않도록 하며, 특히, 후술하는 합착 공정에서 접착재가 넘치지 않도록 한다.

도 3 에는 이러한 패널에지경화부(C)의 사시도가 도시된다. 도시된 바와 같이, 패널에지경화부(C)는 UV램프유닛(500)과 패널이송정렬유닛(600)을 포함한다.

상기 UV램프유닛(500)은 후술하는 패널이송정렬유닛(600)에 의해 이송 및 정렬된 패널(P)의 상측에 배치되어 하방을 향하여 자외선을 조사하되 패널의 가장자리 부분 접착재만을 선택적으로 경화시키도록 자외선을 소정의 길이와 폭을 갖는 선형 빔 형태로 조사한다. 이러한 UV램프유닛(500)은 도 3 에 도시된 바와 같이, 램프모듈(510)과 램프모듈승강수단(530)을 포함한다.

램프모듈(510)은 내부에 UV램프를 내장하여 하방으로 자외선을 조사하도록 구성된 것으로, 대체로 육면체 케이싱 내에 UV램프와 히트싱크, 휀, 에어필터 등을 내장하여 구성된다. 이러한 램프모듈(510)의 구성은 통상적인 것으로 내부 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 다만, 본 발명에 따른 램프모듈은 하부에 UV마스크(512)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

UV마스크(510)는 램프모듈(512) 하부에 결합되어 램프모듈(512)로부터 발산되는 자외선이 패널(P)의 가장자리 부분에만 조사되도록 자외선 일부를 차폐하는 것으로, 도 3 에 도시된 바와 같이, 대체로 사각 판체로 구성되며 중앙에 소정의 길이 및 폭을 갖는 슬롯(512a)이 관통 형성된다. 상기 슬롯(512a)의 길이는 패널의 모서리 길이와 상응하게 구성되는 것이 바람직하고, 슬롯(512a)의 폭은 특별한 제한이 없으나 대체로 약 2.5 mm 내외인 것이 바람직하다.

이러한 구성에 따라, 램프모듈(510) 내부의 UV램프에 의해 발산되는 빛이 UV마스크(512)의 슬롯(512a)을 통해서만 통과되어 선형의 빔 형태로 패널의 일측 가장자리 부분을 경화시킨다. 이와 같이, 상기 램프모듈(510)은 한번의 패널의 일측 가장자리 부분만 경화 가능하므로, 패널의 네 가장자리를 모두 경화시키기 위해서는 후술하는 패널정렬이송유닛(600)에서 패널을 90°씩 회전시키면서 네 가장자리를 순차적으로 경화시킨다. 이에 대해서는 후술한다.

한편, 상기 램프모듈(510)은 램프모듈승강수단(530)에 의해 승하강 가능하게 구성된다. 상기 램프모듈승강수단(530)은 승강실린더(531)와 볼스크류(534)를 포함한다.

도 3 에 도시된 바와 같이, 상기 램프모듈(510)은 램프모듈브라켓(514)에 장착되고, 상기 램프모듈브라켓(514)에는 승강실린더(531)가 결합된다. 이에 따라, 상기 승강실린더(531)의 작동에 의해 램프모듈(510)이 승하강된다. 이때, 상기 램프모듈(510)의 안정적인 가이드를 위하여, 상기 램프모듈브라켓(514)과 후방측의 수직플레이트(533) 사이는 제1LM가이드(537)가 설치된다. 또한, 상기 승강실린더(531)는 승강실린더지지브라켓(532)에 장착되고, 상기 수직플레이트(533)와 승강실린더지지브라켓(532) 사이에는 제2LM가이드(536)가 설치된다. 상기 수직플레이트(533)의 후방측에는 회전손잡이(535)가 구비된 볼스크류(534)가 배치되되, 회전손잡이(535)가 결합된 측은 수직플레이트(533)에 별도 브라켓으로 결합되고, 볼스크류(534)와 나사 작용을 하는 너트블럭(538)은 수직플레이트(533)의 중앙에 형성된 관통공(533a)을 통하여 승강실린더지지브라켓(532)과 결합된다. 그리고, 상기 수직플레이트(533)는 도시되지 않은 별도의 프레임 또는 브라켓에 고정 결합된다.

이러한 구성을 통하여, 작업자는 최초 회전손잡이(535)를 이용하여 볼스크류(534)를 회전시켜 수동으로 램프모듈(510)의 높이를 조절하여 세팅하고, 작업시에는 승강실린더(531)를 작동시켜 램프모듈(510)을 승강시킴에 따라 패널의 가장자리를 경화시킨다.

패널이송정렬유닛(600)은 패널이송부(G)의 픽앤플레이스 장치에 의해 접착제도포부(B)로부터 패널을 공급받아 상기한 램프모듈(510)의 하측으로 이송하고 램프모듈(510) 위치에 상응하게 패널을 정렬하는 부분으로, 도 3 에 도시된 바와 같이, 패널안착판(610), 회전정렬수단(620), X축방향이송정렬수단(630) 및 Y축방향정렬수단(640)을 포함한다.

패널안착판(610)은 상면에 접착재가 도포된 패널이 안착되는 부분으로, 사각 판체 형상으로 구성되고, 흡착판을 구비하여 패널을 흡착 지지한다.

상기 패널안착판(610)의 하부에는 상기 패널안착판(640)을 90°씩 회전시키기 위한 회전정렬수단(620)이 구비된다. 상기 회전정렬수단(620)은 DD모터인 것이 바람직하며, 하방에서 지지플레이트(622)에 의해 지지된다.

상기 회전정렬수단(620)의 하측, 보다 구체적으로는, 상기 지지플레이트(622)의 하부에는 상기 회전정렬수단(620) 및 그 위에 배치된 패널안착판(610)을 X축 방향으로 수평 이동 및 정렬하는 X축방향이송정렬수단(630)이 구비된다. 상기 X축방향이송정렬수단(630)은 X축방향이송모터(632)와, 볼스크류(634)를 포함하여 구성된다. 상기 볼스크류(634)를 X축 방향으로 배치되고 X축방향이송모터(632)에 의해 회전되며, 볼스크류(634)에 나사 결합된 너트블럭(636)은 상기 지지플레이트(622)의 하부에 결합된다. 상기 X축방향이송모터(632)와 볼스크류(634)는 베이스플레이트(638) 상에 설치된다.

한편, 상기 X축방향이송정렬수단(630)의 하측에는 Y축방향정렬수단(640)이 구비된다. 상기 Y축방향정렬수단(640)은 Y축방향정렬모터(642)와 볼스크류(644)를 포함하고, 상기 볼스크류(644)와 나사 결합되는 너트블럭(미도시)은 상기 베이스플레이트(638)의 하부에 결합된다. 그리고, 상기 Y축방향정렬모터(642)와 볼스크류(644)는 별도의 테이블(미도시)에 설치된다.

이러한 구성을 통하여, 접착재도포부(B)에서 상면에 접착재가 도포된 패널이 패널이송부(G)에 의해 패널안착판(610)에 제공되고 X축방향이송정렬수단(630)에 의해 X축 방향으로 수평 이동하여 램프모듈(510) 하측에 배치된다. 그 다음, Y축방향정렬수단(640)의 작동에 따라 램프모듈(510)의 Y축 방향 배향에 맞게 정렬된다. 이러한 정렬은 별도의 센서를 이용하거나 통상의 비젼 얼라인 방식 등에 의해 수행될 수 있다.

정렬이 완료되면, 도 5 에 도시된 바와 같이, 램프모듈(510)이 램프모듈승강수단(530)에 의해 하강하여 패널의 일측 가장자리 부분의 접착재를 경화시킨다. 그 다음, 램프모듈(510)이 상승되고 그 사이 DD모터의 작동에 따라 패널안착판(610)이 90°만큼 회전된다. 그 다음 다시 램프모듈(510)이 하강하여 패널의 다른 가장자리 부분을 경화시킨다. 이러한 작동의 반복에 의해 패널의 네 가장자리 부분의 접착재가 경화되고, 경화 작업이 완료된 패널은 패널이송부(G)에 의해 후술하는 진공합착부(E)로 이송된다.

한편, 도 1 에 도시된 바와 같이, 상기 패널로딩부(A)의 일측에는 터치어셈블리로딩부(D)가 구비된다. 상기 터치어셈블리로딩부(D)는 상면에 접착재가 도포되고 가장자리가 경화된 패널의 상부에 합착되는 터치어셈블리를 공급하는 부분으로, 터치어셈블리가 안착되는 터치어셈블리안착판(650)이 구비되고, 상기 터치어셈블리안착판(650)을 X축 및 Y축 방향으로 정렬 및 이송하는 서보모터와 볼스크류를 포함한다. 이러한 구성은 통상적인 것으로 상세한 설명은 생략한다.

상기 터치어셈블리로딩부(D)의 일측에는 터치어셈블리이송부(H)가 구비된다. 상기 터치어셈블리이송부(H)는 패널이송부(G)와 마찬가지로 리니어모터와 픽앤플레이스 장치를 구비하여 터치어셈블리로딩부(D)의 터치어셈블리안착판(650)에 안착된 터치어셈블리(TA)를 픽업하여 진공합착부(E)로 이송한다. 이러한 리니어모터와 픽앤플레이스 장치는 통상적인 구성으로서 상세한 설명은 생략한다.

한편, 본 발명에 따른 터치어셈블리로딩부(D)에는 로딩되는 터치어셈블리(TA)의 두께를 감지하는 터치어셈블리두께감지센서(660)가 구비된다. 상기 터치어셈블리두께감지센서(660)에서 감지된 신호는 제어부로 전송되고, 제어부에서는 상기 신호를 기초로 진공합착부(E)에서 합착 갭(gap)을 컨트롤 한다. 이에 대하여는 후술한다.

진공합착부(E)는 접착재가 도포된 패널(P)과 터치어셈블리(TA)를 진공상태에서 합착하는 부분으로, 본 출원인의 등록특허 제10-1331872호에 상세한 구성이 기재되어 있다. 위 등록특허에 기재된 바와 같이 상기 진공합착부(E)는 패널이송부(G)로부터 전달받은 패널을 비전얼라인 후 진공하에서 합착하는 부분으로, 도 6 에 도시된 바와 같이, 제1합착챔버(710) 및 제1챔버승강수단(750)을 포함한다.

제1합착챔버(710)는 패널을 지지하며 합착시 내부에 진공을 형성하도록 구성된 함체로서, 대체로 납작한 육면체로 구성되되 상측이 개방된 형태로 구성되어 후술하는 제2합착챔버(810)의 개구부와 맞물려 하나의 완전한 챔버를 구성하게 된다. 제1합착챔버(710)는 패널이송부(G)로부터 패널에지경화부(C)에서 경화 공정을 완료한 패널을 전달받고 후술하는 제2합착챔버(810)의 하측으로 이동한다.

상기 제1합착챔버(710)의 내부 중앙에는 외부의 진공수단(미도시)과 연결되어 진공 흡입력에 의해 패널을 흡착 파지하는 패널흡착스테이지(미도시)가 배치되고, 일측에 외부의 진공수단에 연결되어 터치어셈블리 합착시 내부에 진공을 형성하게 된다. 상기 제1합착챔버(710)는 후술하는 제2합착챔버(810)에 지지되는 터치어셈블리와의 합착시 이송 및 얼라인을 위하여 X축, Y축으로 수평 이동되며, Z축으로 회전되며, 상하로 승강 가능하게 구성된다. 이러한 구성은 등록특허 제10-1331872호에 상세한 구성이 기재되어 있으므로 구체적인 설명은 생략한다.

한편, 패널을 터치어셈블리와 합착시, 상기 제1합착챔버(710)는 상측에 구비되는 제2합착챔버(810)를 향하여 상승하고, 합착 후 본래 위치로 복귀되어야 한다. 이에 따라, 상기 제1합착챔버(710)를 승강시키는 제1챔버승강수단(750)이 더 구비된다. 등록특허 제10-1338187호에는 상기 제1챔버승강수단(750)의 예로써, 모터와 캠 및 롤러를 이용한 실시예가 도시된다. 본 발명에서는 상기 제1챔버승강수단(750)으로서 위 등록특허에 게시된 실시예의 구성을 그대로 채택할 수도 있으나 그 구성에는 특별한 제한이 없다 할 것이다.

다만, 본 발명에 있어서, 상기 제1챔버승강수단(750)은 서보모터(미도시)를 포함하되, 상기 서보모터(미도시)는 패널과 터치어셈블리의 두께 편차에 따라 회전수가 제어되어 제1합착챔버(710)의 상승 높이가 조절된다. 최초 합착을 위한 제1합착챔버(710)의 상승 높이는 통상 표준 두께의 패널과 터치어셈블리에 맞추어 미리 셋팅이 되고, 셋팅된 높이 만큼 제1합착챔버(710)가 이동되도록 서보모터의 회전수가 셋팅되어 있다. 그런데, 패널과 터치어셈블리의 두께가 표준 두께와 달라지는 경우에도 제1합착챔버(710)의 상승 높이를 동일하게 하면 상대적으로 두께가 얇은 패널과 터치어셈블리의 경우 갭이 너무 커져서 접착 불량이 발생하고, 상대적으로 두께가 두꺼운 경우에는 합착시 내부의 접착재가 외부로 누출되고, 심한 경우 패널과 터치어셈블리의 충돌에 의해 파손된 우려가 있다.

이를 위해, 본 발명에서는 패널과 터치어셈블리의 두께를 각각 감지하고, 이를 미리 설정된 표준 두께와 비교하여 그 편차를 계산한 후, 그 두께 편차값 만큼 상승 높이를 보정해 주는 방식으로 패널과 터치어셈블리 사이의 합착 갭을 콘트롤 한다.

구체적으로, 제어부(미도시)는 패널로딩부(A)에 배치된 패널두께감지센서(4)의 감지 신호와 터치어셈블리로딩부(D)에 배치된 터치어셈블리두께감지센서(660)의 감지 신호를 전달받고, 미리 설정된 표준 두께 대비 패널과 터치어셈블리의 두께 편차를 계산하고, 계산된 두께 편차값에 상응하게 서보모터의 회전수를 조정하여 합착시 제1합착챔버(710)의 상승 높이를 조절한다. 이에 따라, 다양한 두께의 패널 또는 터치어셈블리가 로딩되더라도 자동으로 합착 갭 콘트롤이 가능해진다.

한편, 터치어셈블리합착유닛(800)은 터치어셈블리를 흡착 지지하여 상기 패널합착유닛(700)에 지지된 패널과 진공하에서 합착시키는 부분으로, 제2합착챔버(810), 제2챔버회전수단(820) 및 제2챔버승강수단(830)을 포함한다. 상기 제2합착챔버(810)는 챔버 내측에 작업자가 수동으로 터치어셈블리를 로딩할 수 있도록 개구부가 상방을 향하도록 배치되고, 합착시에는 그 하부의 제1합착챔버(710)에 로딩된 패널과 합착하기 위하여 X축을 중심으로 180°만큼 회전하여 개구부가 하방을 향하도록 상하 반전된다. 이와 같이, 상기 제1합착챔버(710)는 터치어셈블리의 로딩 및 패널과의 합착을 위해 X축을 중심으로 180°만큼 회전되며, 이러한 회전작동은 제2챔버회전수단(820)에 의해 수행된다. 그리고, 상기 제2합착챔버(810)는 합착을 위해 승강 가능하게 구성되는 바, 이러한 승강 작동은 제2챔버승강수단(830)에 의해 수행된다. 이러한 구성은 등록특허 제10-1331872호에 상세한 구성이 기재되어 있으므로 구체적인 설명은 생략한다. 이러한 구성을 통하여 상측의 제2합착챔버(810)의 회전 및 하강에 따라 하측의 제1합착챔버(710)가 서로 도킹되며, 제1합착챔버(710)와 제2합착챔버(810)가 도킹된 상태에서 내부를 진공 상태로 만들어줌에 따라 패널과 터치어셈블리가 서로 합착된다.

합착이 완료되면, 제1합착챔버(710)와 제2합착챔버(810)의 도킹이 해제되고, 합착된 패널('터치패널'이라 칭함)은 패널합착유닛(700)의 제1합착챔버(710) 내에 안착된 상태로 Y축 방향으로 이동하여 패널이송부(G)에 의해 파지된 후 가경화부(F)로 이송된다. 가경화 공정은 마스크 없이 터치패널 전체에 UV광을 조사하여 패널에 도포된 접착재 전체가 경화되도록 한다.

가경화까지 완료된 합착패널은 수동 또는 별도의 자동 언로딩 장치에 의해 외부로 반출된다.

이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 설명하였다. 그러나, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다. 따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

A : 패널로딩부
B : 접착재도포부
C : 패널에지경화부
D : 패널이송부
E : 진공합착부

Claims

패널(P)을 공급하는 패널로딩부(A)와;
상기 패널로딩부(A)에 공급된 패널의 두께를 감지하는 패널두께감지센서(4)와;
상기 패널로딩부(A)에서 공급된 패널(P)의 상면에 접착재를 도포하는 접착재도포부(B)와;
상기 패널의 가장자리 부분에 도포된 접착재만 선택적으로 경화시키는 패널에지경화부(C)와;
상기 패널과 합착될 터치어셈블리(TA)를 공급하는 터치어셈블리로딩부(D)와;
상기 패널(P)과 터치어셈블리(TA)를 각각 공급받아, 패널(P)의 상면에 상기 터치어셈블리를 적층시키고, 진공하에서 상기 패널(P)과 터치어셈블리를 합착시키는 진공합착부(E)와;
상기 패널을 접착재도포부(B)에서 패널에지경화부(C) 및 진공합착부(E)로 순차 이송하는 패널이송부(G)와;
상기 터치어셈블리를 터치어셈블리로딩부(D)에서 진공합착부(E)로 이송하는 터치어셈블리이송부(H)와;
전체 작동을 제어하는 제어부를 포함하는 터치 패널 자동 합착 장치.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 터치어셈블리로딩부(D)에 공급된 터치어셈블리의 두께를 감지하는 터치어셈블리두께감지센서(660)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 자동 합착 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 접착재도포부(B)는,
패널 상에 도포된 접착재를 압착하여 고르게 펴주는 스퀴징바(200)와;
상기 스퀴징바를 상하로 승하강시키는 스퀴징바승강수단(240)을 포함하되;
상기 제어부는 패널두께감지센서(4)로부터 감지된 신호에 근거하여 상기 스퀴징바승강수단(240)을 제어하여 스퀴징바(200)의 하강 높이를 조절하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 자동 합착 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 스퀴징바승강수단(240)은,
서보모터로 구성되는 스퀴징바승강모터(241)와;
상기 스퀴징바승강모터(241)에 의해 회전되는 볼스크류(242)를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 자동 합착 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 진공합착부(E)는,
상부가 개구되며 접착재가 도포된 패널이 안치되는 제1합착챔버(710)와;
상기 제1합착챔버(710)를 상하로 승하강시키는 제1챔버승강수단(750)과;
상부가 개구되며 터치어셈블리가 안치되는 제2합착챔버(810)와;
상기 제1합착챔버(710)와 제2합착챔버(810)를 도킹시켜 하나의 진공챔버를 형성하도록 제2합착챔버(810)를 상하 반전시키는 제2챔버회전수단(820)을 포함하되;
상기 제어부는 패널두께감지센서(4)의 감지 신호와 터치어셈블리두께감지센서(660)의 감지 신호를 전달받고, 미리 설정된 패널 및 터치어셈블리의 표준 두께 대비 공급된 패널과 터치어셈블리의 두께 편차값을 계산하고, 계산된 두께 편차값에 상응하게 상기 제1챔버승강수단(750)을 제어하여 제1합착챔버(710)의 상승 높이를 조절하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 자동 합착 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 제1챔버승강수단(750)은,
서보모터와 볼스크류를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 자동 합착 장치.
제 1 항, 제 3 항 내지 제 7 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 패널에지경화부(C)는,
상면에 접착재가 도포된 패널의 일측 가장자리 부분의 접착재만 선택적으로 경화시키도록 자외선을 조사하는 UV램프유닛(500)과;
상기 패널이송부(G)에 의해 접착제도포부(B)로부터 패널을 공급받아 상기 UV램프유닛(500)의 하측으로 이송 및 정렬하고, 상기 패널의 네 가장자리의 순차적인 경화를 위하여 패널을 90°씩 순차 회전시키는 패널이송정렬유닛(600)을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 자동 합착 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 UV램프유닛(500)은,
내부에 UV램프를 내장하여 하방으로 자외선을 조사하는 램프모듈(510)과;
패널 가장자리 부분에만 자외선이 조사되도록 하기 위하여 자외선을 일부 차폐하되, 상기 램프모듈(510)의 하부에 결합되고 중앙에 일정 길이 및 폭을 갖는 슬롯(512a)이 관통 형성된 UV마스크(512)를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 자동 합착 장치.
제 9 항에 있어서,
상기 램프모듈(510)은 램프모듈승강수단(530)에 의해 승강가능하게 구성되되,
상기 램프모듈승강수단(530)은,
상기 램프모듈(510)이 장착되는 램프모듈브라켓(514)과;
상기 램프모듈브라켓(514)을 승강시키는 승강실린더(531)를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 자동 합착 장치.
제 10 항에 있어서,
상기 램프모듈브라켓(514)의 후방측에 배치되는 수직플레이트(533)와;
상기 램프모듈브라켓(514)과 수직플레이트(533) 사이에 배치되는 제1LM가이드(537)와;
상기 승강실린더(531)를 지지하는 승강실린더지지브라켓(532)과;
상기 수직플레이트(533)와 승강실린더지지브라켓(532) 사이에 배치되는 제2LM가이드(536)와;
상기 수직플레이트(533)의 후방측에 배치되며 회전손잡이(535)가 구비된 볼스크류(534)와;
상기 볼스크류(534)와 나사 작용하며 상기 수직플레이트(533)의 중앙에 형성된 관통공(533a)을 통하여 상기 승강실린더지지브라켓(532)과 결합되는 너트블럭(538)을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 자동 합착 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 패널이송정렬유닛(600)은,
상면에 접착재가 도포된 패널이 안착되는 패널안착판(610)과;
상기 패널안착판(610)의 하부에 구비되고, 상기 패널안착판(610)을 90°씩 순차적으로 회전시키는 회전정렬수단(620)과;
상기 패널안착판(610)을 X축방향으로 이송 및 정렬하는 X축방향이송정렬수단(630)과;
상기 패널안착판(610)을 Y축방향으로 정렬하는 Y축방향정렬수단(640)을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 자동 합착 장치.
제 12 항에 있어서,
상기 회전정렬수단(620)은 DD모터인 것을 특징으로 하는 터치 패널 자동 합착 장치.
패널을 로딩하는 단계와;
로딩된 패널의 두께를 감지하는 단계와;
슬롯다이와 스텐실마스크를 이용하여 상기 로딩된 패널 상면에 접착재를 도포하는 단계와;
상기 감지된 패널 두께 근거하여 스퀴징바의 하강 높이를 조절하고, 도포된 접착재를 스퀴징바로 압착하면서 고르게 펴는 단계와;
접착재가 도포된 패널의 네 가장자리 부분에만 자외선을 조사하여 패널의 네 가장자리 부분에 도포된 접착재만 선택적으로 경화시키는 단계와;
터치어셈블리를 로딩하는 단계와;
상기 패널이 안치된 제1합착챔버와 상기 터치어셈블리가 안치된 제2합착챔버를 도킹시키고 진공 하에서 패널과 터치어셈블리를 합착하는 단계를 포함하는 터치 패널 자동 합착 방법.
제 14 항에 있어서,
상기 패널과 터치어셈블리를 합착하는 단계에서는,
상면이 개구되고 내부에 터치어셈블리가 안치된 제2합착챔버를 180°만큼 회전 반전하고, 상면이 개구되고 내부에 패널이 안치된 제1합착챔버를 상승시켜 제2합착챔버에 도킹하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 자동 합착 방법.
제 15 항에 있어서,
로딩된 터치어셈블리의 두께를 감지하는 단계를 더 포함하고,
상기 패널과 터치어셈블리를 합착하는 단계에서는,
미리 설정된 패널 및 터치어셈블리의 표준 두께 대비 감지된 패널과 터치어셈블리의 두께 편차값을 계산하고, 계산된 두께 편차값에 상응하게 상기 제1합착챔의 상승 높이를 조절하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 자동 합착 방법.