KR101647387B1

KR101647387B1 - 굴곡형 기판 상에의 기능성 필름 부착장치 및 이를 이용한 부착방법

Info

Publication number: KR101647387B1
Application number: KR1020150032172A
Authority: KR
Inventors: 김이곤; 최경희
Original assignee: 주식회사 도우인시스
Priority date: 2015-03-09
Filing date: 2015-03-09
Publication date: 2016-08-11

Abstract

본 발명의 굴곡형 기판 상에의 기능성 필름 부착장치는 상기 굴곡형 기판이 진공으로 홀딩되어 장착되는 기판장착부와;상기 기능성 필름이 진공으로 홀딩되어 장착되고, 수평운동으로 상기 기능성 필름을 얼라인 및 핸드링할 수 있게 하며, 상하운동으로 상기 기판장착부의 하부 일정 높이까지 이동되는 기능성 필름장착부와; 상기 기능성 필름의 하부에서 상기 기능성 필름을 눌러 상기 굴곡형 기판에 부착시키는 패드와; 상기 패드가 설치되며, 상하로 운동하는 패드장착부와; 상기 기판장착부의 하부에 설치되어 이송된 상기 기능성 필름의 중앙부분 원포인트를 상기 굴곡형 기판에 붙여준 후 다시 원위치로 돌아가는 수평운동을 하는 원포인트부착장치부와; 각각의 상기 기능성 필름장착부, 패드장착부 및 원포인트부착장치부의 상하운동을 담당하여 상기 굴곡형 기판의 일정 거리까지 이동시키거나 원위치시키는 상하운동을 하는 이송장치부와; 상기 기판장착부, 기능성 필름장착부, 패드장착부, 원포인트부착장치부 및 이송장치부를 운전하고 제어하는 제어부와; 상기 기판장착부, 기능성 필름장착부, 패드장착부, 원포인트부착장치부, 이송장치부 및 제어부가 설치되는 프레임부로 구성되며, 부착장치를 이용한 부착방법은 상기 굴곡형 기판 및 기능성 필름을 상기 기판장착부 및 기능성 필름장착부에 안착시키는 기판 및 기능성 필름 안착단계인 제 1단계와; 상기 이송장치부을 가동시켜 상기 패드의 압착력으로 상기 굴곡형 기판에 상기 기능성 필름을 부착시키는 기능성 필름 부착단계인 제 2단계와; 상기 기능성 필름이 부착된 상기 굴곡형 기판을 탈착시키는 기판 탈착단계인 제 3단계로 구성된다.
본 발명의 굴곡형 기판 상에의 기능성 필름 부착장치 및 이를 이용한 부착방법에 따르면 기포가 생기지 않으며 굴곡을 가진 코너까지 하자없이 부착할 수 있어, 굴곡형 기판상에의 기능성 필름기능성 필름위치 어긋남, 기능 필름 박리, 부착면의 왜곡, 굴곡부의 왜곡 등의 잠재 불량 인자의 발생을 방지함으로써, 굴곡형 윈도우를 포함하는 굴곡형 기판을 채용하는 제품의 제품 품위와 신뢰성을 확보하고 제품의 생산성을 향상시키는 효과가 있다.

Description

굴곡형 기판 상에의 기능성 필름 부착장치 및 이를 이용한 부착방법{Functional Film Sticking Apparatus and Sticking Method Thereof}

본 발명은 굴곡형 기판 상에의 기능성 필름 부착 장치 및 이를 이용한 부착 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 깨졌을 때 비산을 방지하며 광학적 기능을 향상시키고 하부와의 접합시키는 기능성 필름을 유리, 플라스틱 등의 굴곡형 기판 상에 부착하는 부착장치 및 이를 이용한 부착방법에 관한 것이다.

근래에 들어 이동성을 기반으로 하는 모바일 전자 기기가 폭 넓게 사용되고 있다.

모바일 전자 기기로는 스마트폰과 같은 소형기기 이외에도 최근 들어 스마트폰보다 조금 큰 패드, 태블릿 PC 및 노트와 같은 이름으로 널리 사용되고 있다.

이와 같은 모바일 전자 기기는 다양한 기능을 지원하기 위하여, 이미지 또는 영상과 같은 시각 정보를 사용자에게 제공하기 위하여 디스플레이 장치를 포함한다.

특히 근래에는 전자 기기의 형상이 다양해짐에 따라 곡면형 또는 연성의 디스플레이 장치의 개발의 중요성이 증대되고 있다

곡면형 또는 연성의 디스플레이 장치의 액정을 보호하기 위하여 액정 위에 원도우 글라스가 같이 설치된다.

곡면형 윈도우 글라스를 보호하기 위하여 보호필름이나 곡면형 윈도우 글라스와 동일한 형상의 유리나 플라스틱으로 된 곡면형 보호커버를 이용한다.

이러한 유리나 플라스틱으로 된 곡면형 보호커버는 빛의 비산 방지나 광학적 기능과 접합 등의 성능을 향상시키기 위하여 내부에 기능성 필름을 부착하게 된다.

굴곡형 기판이나 곡면형 보호커버의 기능성 필름 부착은 내부에 기포가 생성되면 안되고 곡면의 코너 또한 하자가 많이 발생하는 문제점이 있다.

곡면형 윈도우 글라스 중에 가장자리 부분만 1~2mm 정도가 곡면인 2.5D의 곡면형 원도우 글라스를 보호하는 보호커버는 더 큰 코너의 하자가 발생하는 문제점이 있다.

공개특허 10-2015-0012593로 게시된 라미네이션 장치 및 라미네이션 방법은 제1부재와 제2부재를 부착하는 라미네이션 장치로서, 상기 제1부재 및 상기 제2부재를 지지하는 지그와, 상기 지그와 함께 상기 제1부재 및 상기 제2부재를 사이에 두도록 배치되며, 곡면으로 형성되며 상기 제1부재 및 상기 제2부재에 대면하는 제1면과, 상기 제1면의 반대측에 위치되며 상기 제1면보다 작은 곡률을 가지는 제2면을 구비하는 패드와, 상기 패드의 상기 제2면을 이동하며 가압하는 롤러를 구비하는 장치이고, 지그와, 상기 지그에 대향되며 곡면으로 형성되는 제1면 및 상기 제1면의 반대편에 위치되며 상기 제1면보다 작은 곡률을 가지는 제2면을 구비하는 패드 사이에, 제1부재 및 제2부재를 적층하여 배치하는 단계; 상기 패드의 상기 제1면이 상기 제1부재 및 상기 제2부재에 가압력을 가하도록, 상기 패드의 상기 제2면을 롤러로 이동하며 가압하는 단계;를 포함하는 라미네이션 방법이나 본 발명과는 장치와 방법이 상이하다.

공개특허 10-2014-0139361로 게시된 라미네이션 장치 및 이를 이용한 라미네이션 방법은 적어도 일부분이 굴곡지게 형성되는 커버 윈도우가 안착하는 제 1 지그; 상기 제 1 지그와 대향하도록 배치되는 제 2 지그; 상기 제 2 지그 상에 패널부재를 평평하게 배치하고, 상기 패널부재가 안착한 보조필름의 적어도 일부분을 고정시키는 보조필름고정부; 및 상기 제 1 지그 및 상기 제 2 지그 중 적어도 하나를 선형 운동시키는 구동부;를 포함하는 장치이고, 적어도 일부분이 굴곡지게 형성되는 커버윈도우를 제 1 지그에 안착시키는 단계; 보조필름 상에 안착한 패널부재를 상기 제 1 지그와 대향하도록 배치되는 제 2 지그 상에 평평하게 배치하는 단계; 상기 제 1 지그 및 상기 제 2 지그 중 적어도 하나를 선형 운동시켜 상기 커버윈도우와 상기 패널부재를 압착하여 라미네이션하는 단계;를 포함하는 라미네이션 방법이나 본 발명과는 장치와 라미네이션 방법이 상이하다. 즉 본 발명은 중앙부부터 기능성 필름을 눌러서 패드가 중앙부부터 코너쪽으로 퍼지면서 부착하는 방법이고, 좌우 선형운동을 하여 부착하는 방법은 아니다.

공개특허10-2001-0039647로 게시된 기능필름 부착장치 및 기능필름 부착방법은 점착제를 매개로 하여 기능필름상에 부착된 세퍼레이터를 구비하는 기능필름으로부터 상기 세퍼레이터를 박리하는 세퍼레이터 박리부와, 상기 세퍼레이터 박리부로부터 세퍼레이터가 박리된 기능필름을 패널 표면상에 부착하는 기능필름 부착부와, 적어도 상기 세퍼레이터 박리부로부터 상기 기능필름 부착부까지 기능필름을 반송함과 동시에 상기 기능필름을 흡인함으로써 유지하는 필름 고정부를 포함하고, 상기 필름 고정부에는 기능필름을 부착하는 롤러가 제공되어 있고, 상기 세퍼레이터 박리부에는 상기 세퍼레이터를 상기 기능필름으로부터 박리할 때 박리되는 부분 및 그 주변의 공기를 흡인하는 흡인장치가 제공하나 본 발명의 굴곡형 기판상에의 기능필름 부착 장치는 아니다.

공개특허 10-2014-0075172로 게시된 기능성 필름 부착 시스템은 기능성 필름이 부착되는 작업이 진행되는 작업위치로 패널을 얼라인시켜 이송하는 패널 얼라인 트랜스퍼; 및 회전 가능한 어태치 롤러(Attach Roller)를 구비하며, 상기 작업위치에서 상기 어태치 롤러의 회전운동을 기초로 상기 기능성 필름을 상기 패널의 부착면에 부착시키는 기능성 필름 부착장치를 포함하나 본 발명과는 부착장치가 상이하다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 부착 시나 부착 후에 기포가 생기지 않으며, 굴곡을 가진 코너까지 하자없이 부착할 수 있고, 정확한 위치에 확실하게 부착할 수 있는 굴곡형 기판 상에의 기능성 필름 부착장치 및 이를 이용한 부착방법을 제공함에 있다.

본 발명의 부착장치는 적어도 일부분이 굴곡지게 형성된 굴곡형 기판 상에, 깨졌을 때 비산을 방지하며 광학적 기능을 향상시키기 위해 하부에 접합시키는 기능성 필름을 부착하는 역할을 하며, 상기 굴곡형 기판이 진공으로 홀딩되어 장착되는 기판장착부와; 상기 기능성 필름이 진공으로 홀딩되어 장착되고, 수평운동으로 상기 기능성 필름을 얼라인(Align) 및 핸드링(Handling)할 수 있게 하며, 상하운동으로 상기 기판장착부의 하부 일정 높이까지 이동되는 기능성 필름장착부와; 상기 기능성 필름의 하부에서 상기 기능성 필름을 눌러 상기 굴곡형 기판에 부착시키는 패드와; 상기 패드가 설치되며, 상하로 운동하는 패드장착부와; 상기 기판장착부의 하부에 설치되어 이송된 상기 기능성 필름의 중앙부분 원포인트를 상기 굴곡형 기판에 붙여준 후 다시 원위치로 돌아가는 수평운동을 하는 원포인트부착장치부와; 각각의 상기 기능성 필름장착부, 패드장착부 및 원포인트부착장치부의 상하운동을 담당하여 상기 굴곡형 기판의 일정 거리까지 이동시키거나 원위치시키는 상하운동을 하는 이송장치부와; 상기 기판장착부, 기능성 필름장착부, 패드장착부, 원포인트부착장치부 및 이송장치부를 운전하고 제어하는 제어부와; 상기 기판장착부, 기능성 필름장착부, 패드장착부, 원포인트부착장치부, 이송장치부 및 제어부가 설치되는 프레임부로 구성된다.

상기 기능성 필름장착부는 상기 기능성 필름이 안착되고 진공으로 홀딩하여 움직이는 것을 방지하며, 필요 시 일정 시간동안 상기 기능성 필름을 진공으로 홀딩했다가 필요 시 진공을 해제하여 상기 기능성 필름의 홀딩을 해제하는 기능성 필름홀딩부와; 상기 기능성 필름홀딩부의 양단에 결합되어 수평운동으로 상기 굴곡형 기판과 상기 기능성 필름홀딩부의 기능성 필름의 상대적인 수평 위치를 조정하는 수평위치정렬부로 구성된다.

상기 부착장치는 상기 기능성 필름의 수평위치 정렬을 위해, 상기 기능성 필름홀딩부의 위치를 감지하여 상기 제어부를 통해 다시 상기 수평위치정렬부로 피드백하게 하는 비젼시스템이 추가로 구성될 수도 있다.

상기 이송장치부는 상기 기능성 필름장착부, 패드장착부 및 원포인트부착장치부를 정밀하게 이동시키기 위하여 미세한 제어가 가능한 회전력을 주고 감속기가 포함되는 서보모터부와; 상기 서보모터부의 회전력을 받아 직선운동으로 변환시키며, 볼과 상기 볼의 내부에 나사결합하며 상기 서보모터부의 회전축과 결합되는 스크류축으로 구성되는 볼스크류부와; 상기 볼스크류부와 상기 기능성 필름장착부, 패드장착부 및 원포인트부착장치부를 연결해주어 볼의 직선운동에 의해 상하운동을 하는 이동프레임부와; 상기 이동프레임부의 흔들림을 방지하고 수직으로 상하운동을 할 수 있도록 하며 상기 서보모터부가 하부에 고정되는 고정가이드프레임부로 구성된다.

상기 서보모터부는 상기 패드장착부의 상하운동을 위해 회전력을 공급하는 제1서보모터부와; 상기 기능성 필름장착부와 원포인트부착장치부의 상하운동을 위해 회전력을 공급하는 제2서보모터부로 구성된다.

상기 볼스크류부는 상기 제1서보모터부의 회전력을 상하 직선운동으로 변환시키는 제1볼스크류부와; 상기 제2서보모터부의 회전력을 상하 직선운동으로 변환시키는 제2볼스크류부로 구성된다.

상기 이동프레임부는 상기 패드장착부의 상하운동을 위해 상기 제1볼스크류부의 볼과 결합되는 제1이동프레임부와; 상기 기능성 필름장착부와 원포인트부착장치부의 상하운동을 위해 상기 제2볼스크류부의 볼과 결합되는 제2이동프레임부로 구성된다.

상기 제2이동프레임부는 상기 제2볼스크류부의 볼과 결합되는 제2하부브래킷과; 상기 기능성 필름장착부와 원포인트부착장치부가 상부에 설치되는 제2상부브래킷과; 상기 제2하부브래킷과 제2상부브래킷을 결합해주는 4개의 제2수직바로 구성된다.

상기 패드장착부는 하부가 상기 이송장치부의 제1이동프레임부에 결합되며, 상기 이송장치부의 수직으로 상승하는 힘을 상기 패드에 균일하게 전달하는 4각형상의 메탈프레임과; 상기 메탈프레임의 상부에 형성되어 상기 패드를 고정시키는 패드고정프레임으로 구성된다.

상기 기판장착부는 상기 굴곡형 기판이 흡착되어 상면에 붙으며, 최대 200℃까지 표면온도를 올릴 수 있는 히팅수단을 가진 기판안착부와;

상기 기판안착부의 상부에 형성되어 진공라인이 인입되고, 내부에 상기 진공라인에 연결된 2개의 진공헤더와, 상기 진공헤더에서 분기되어 하부의 기판안착부의 공기를 흡입하여 상기 굴곡형 기판을 진공 흡착하는 진공흡착파이프가 설치되는 진공파이프룸과; 상기 진공파이프룸의 상부와 형성되어 상기 프레임부에 결합을 위한 기판장착부프레임으로 구성된다.

상기 원포인트부착장치부는 공압이나 유압의 힘으로 밀어주는 실린더본체와;

상기 실린더본체에 결합되어 공압이나 유압에 의해 전진 및 후진운동을 하는 실린더로드와; 상기 실린더로드의 말단에 결합되어 진공에 의해 상기 기능성 필름을 흡착하여 상기 기능성 필름이 움직이지 않게 한 후 중앙에 힘을 가하여 상기 굴곡형 기판에 상기 기능성 필름을 원포인트 부착시키고 진공을 해제하는 흡부착부와; 상기 실린더본체의 하부에 형성되어 상기 이송장치부와의 결합을 위한 브래킷부로 구성된다.

굴곡형 기판 상에의 기능성 필름 부착장치를 이용한 부착방법은 상기 굴곡형 기판 및 기능성 필름을 상기 기판장착부 및 기능성 필름장착부에 안착시키는 기판 및 기능성 필름 안착단계인 제 1단계와; 상기 이송장치부을 가동시켜 상기 패드의 압착력으로 상기 굴곡형 기판에 상기 기능성 필름을 부착시키는 기능성 필름 부착단계인 제 2단계와; 상기 기능성 필름이 부착된 상기 굴곡형 기판을 탈착시키는 기판 탈착단계인 제 3단계로 구성된다.

상기 제 1단계는 상기 굴곡형 기판에 상기 기능성 필름을 부착할 때 부착 효율을 높이기 위하여 상기 기판안착부의 온도를 50~150℃의 사이의 일정 온도까지 상승시키는 기판안착부 히팅단계인 제 1-1단계와; 상기 굴곡형 기판을 상기 기능성 필름 부착면이 아래로 가도록 상기 기판안착부에 안착시키고 진공으로 상기 굴곡형 기판을 홀딩하는 기판 안착 및 홀딩단계인 제 1-2단계와; 상기 수평위치정렬부를 작동하여 상기 기능성 필름홀딩부를 일정 위치로 이동시켜 얼라인(Align)시키는 기능성 필름홀딩부 1차 얼라인단계인 제 1-3단계와; 상기 기능성 필름을 상기 기능성 필름홀딩부에 안착시키고 진공으로 상기 기능성 필름을 홀딩한 후 상기 기능성 필름의 상기 점착면의 보호필름을 제거하는 기능성 필름 안착, 홀딩 및 보호필름제거단계인 제 1-4단계와; 상기 수평위치정렬부로 상기 기능성 필름홀딩부의 기능성 필름이 일정 위치와 수평이 맞도록 정열해주는 기능성 필름홀딩부 2차 얼라인단계인 제 1-5단계로 구성된다.

상기 제2단계는 상기 기능성 필름장착부와 원포인트부착장치부를 상기 이송장치부를 가동시켜 상기 기판장착부 아래 일정 간격까지 이동시키는 기능성 필름장착부 및 원포인트부착장치부 이동단계인 제 2-1단계와; 상기 원포인트부착장치부를 가동시켜 흡부착부를 상기 기능성 필름 중앙까지 이동시킨 후, 상기 기능성 필름홀딩부의 진공을 해제하고 상기 흡부착부로 상기 기능성 필름을 진공으로 홀딩한 후 원포인트부착 후 상기 패드장착부의 작동에 간섭을 받지 않도록 상기 기능성 필름장착부는 옆으로 이동하고 상기 흡부착부를 뒤로 후퇴시키는 기능성 필름 원포인트부착단계인 제 2-2단계와; 상기 패드장착부를 상기 이송장치부를 가동시켜 상기 기능성 필름장착부 아래 일정 간격까지 이동시키는 패드장착부 이동단계인 제 2-3단계와; 상기 패드장착부의 패드를 일정 속도로 위로 이동시켜 상기 기능성 필름이 중앙에서 코너 측으로 서서히 부착되게 하고 완전히 부착한 후 일정 시간 누름상태를 유지하는 기능성 필름 부착단계인 제 2-4단계로 구성된다.

상기 제 3단계는 상기 패드장착부와 기능성 필름장착부를 아래로 원위치시키는 원위치단계인 제 3-1단계와; 상기 기판장착부의 진공을 해제하여 상기 기능성 필름이 부착된 상기 굴곡형 기판을 탈착시키는 기판탈착단계인 제 3-2단계로 구성된다.

상술한 굴곡형 기판 상에의 기능성 필름 부착장치 및 이를 이용한 부착방법으로 본 발명의 해결하고자 하는 과제를 해결할 수 있다.

본 발명의 굴곡형 기판 상에의 기능성 필름 부착장치 및 이를 이용한 부착방법에 따르면 기포가 생기지 않으며 굴곡을 가진 코너까지 하자없이 부착할 수 있어, 굴곡형 기판상에의 기능성 필름 부착의 위치 어긋남, 기능 필름 박리, 부착면의 왜곡, 굴곡부의 왜곡 등의 잠재 불량 인자의 발생을 방지함으로써, 굴곡형 윈도우를 포함하는 굴곡형 기판을 채용하는 제품의 제품 품위와 신뢰성을 확보하고 제품의 생산성을 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 굴곡형 기판 상에의 기능성 필름 부착장치에 사용되는 굴곡형 기판 사시도
도 2는 본 발명의 굴곡형 기판 상에의 기능성 필름 부착장치에 사용되는 굴곡형 기판 개략도
도 3은 본 발명의 굴곡형 기판 상에의 기능성 필름 부착장치에 사용되는 기능성 필름 단면도
도 4는 본 발명의 굴곡형 기판 상에의 기능성 필름 부착장치에 따른 기능성 필름이 하부에 있을 때의 전체 정면도
도 5는 본 발명의 굴곡형 기판 상에의 기능성 필름 부착장치에 따른 기능성 필름이 부착 위치에 있고, 패드는 하부에서 대기 상태에 있을 때의 전체 정면도
도 6은 본 발명의 굴곡형 기판 상에의 기능성 필름 부착장치에 따른 기능성 필름이 부착 위치에 있고, 패드도 부착을 위해 상부에 있을 때의 전체 정면도
도 7은 본 발명의 굴곡형 기판 상에의 기능성 필름 부착장치에 따른 전체 우측면도
도 8은 본 발명의 굴곡형 기판 상에의 기능성 필름 부착장치에 따른 전체 평면도
도 9는 본 발명의 굴곡형 기판 상에의 기능성 필름 부착장치에 따른 기판장착부 개략도
도 10은 본 발명의 굴곡형 기판 상에의 기능성 필름 부착장치에 따른 기능성 필름장착부 개략도
도 11은 본 발명의 굴곡형 기판 상에의 기능성 필름 부착장치에 따른 패드장착부 개략도
도 12는 본 발명의 굴곡형 기판 상에의 기능성 필름 부착장치에 따른 이송장치부 정면 개략도
도 13은 본 발명의 굴곡형 기판 상에의 기능성 필름 부착장치에 따른 이송장치부 측면 개략도
도 14는 본 발명의 굴곡형 기판 상에의 기능성 필름 부착장치에 따른 흡부착부가 후진하였을 때의 원포인트부착장치부
도 15는 본 발명의 굴곡형 기판 상에의 기능성 필름 부착장치에 따른 따른 흡부착부가 전진하였을 때의 원포인트부착장치부
도 16은 본 발명의 부착장치를 이용한 부착방법 순서도

먼저, 본 발명의 구체적인 설명에 들어가기에 앞서, 본 발명에 관련된 공지 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로, 그 정의는 본 발명에 따른 "굴곡형 기판상에의 기능성 필름 부착 장치 및 기능성 필름 부착 방법"을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하, 본 발명에 따른 "굴곡형 기판상에의 기능성 필름 부착 장치 및 기능성 필름 부착 방법"에 관한 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.

다음의 실시 예는 단지 본 발명을 설명하기 위하여 예시된 것에 불과하고, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 굴곡형 기판 상에의 기능성 필름 부착장치에 사용되는 굴곡형 기판 사시도이며, 도 2는 본 발명의 굴곡형 기판 상에의 기능성 필름 부착장치에 사용되는 굴곡형 기판 개략도이고, 도 3은 본 발명의 굴곡형 기판 상에의 기능성 필름 부착장치에 사용되는 기능성 필름 단면도이며, 도 4는 본 발명의 굴곡형 기판 상에의 기능성 필름 부착장치에 따른 기능성 필름이 하부에 있을 때의 전체 정면도이고, 도 5는 본 발명의 굴곡형 기판 상에의 기능성 필름 부착장치에 따른 기능성 필름이 부착 위치에 있고, 패드는 하부에서 대기 상태에 있을 때의 전체 정면도이며, 도 6은 본 발명의 굴곡형 기판 상에의 기능성 필름 부착장치에 따른 기능성 필름이 부착 위치에 있고, 패드도 부착을 위해 상부에 있을 때의 전체 정면도이고, 도 7은 본 발명의 굴곡형 기판 상에의 기능성 필름 부착장치에 따른 전체 우측면도이며, 도 8은 본 발명의 굴곡형 기판 상에의 기능성 필름 부착장치에 따른 전체 평면도이고, 도 9는 본 발명의 굴곡형 기판 상에의 기능성 필름 부착장치에 따른 기판장착부 개략도이며, 도 10은 본 발명의 굴곡형 기판 상에의 기능성 필름 부착장치에 따른 기능성 필름장착부 개략도이고, 도 11은 본 발명의 굴곡형 기판 상에의 기능성 필름 부착장치에 따른 패드장착부 개략도이며, 도 12는 본 발명의 굴곡형 기판 상에의 기능성 필름 부착장치에 따른 이송장치부 정면 개략도이며, 도 13은 본 발명의 굴곡형 기판 상에의 기능성 필름 부착장치에 따른 이송장치부 측면 개략도이고, 도 14는 본 발명의 굴곡형 기판 상에의 기능성 필름 부착장치에 따른 흡부착부가 후진하였을 때의 원포인트부착장치부이며, 도 15는 본 발명의 굴곡형 기판 상에의 기능성 필름 부착장치에 따른 따른 흡부착부가 전진하였을 때의 원포인트부착장치부이고, 도 16은 본 발명의 부착장치를 이용한 부착방법 순서도이다.

도 1과 도 2에 도시되어 있는 것 같이 본 발명에 사용되는 굴곡형 기판(A)은 적어도 일부분이 굴곡지게 형성된 윈도우글라스나, 적어도 일부분이 굴곡지게 형성된 윈도우글라스의 상부에 결합되어 상기 윈도우글라스를 보호하며 유리나 플라스틱 재질로 된 보호커버나, 기타 유리나 플라스틱 재질로 제작되며 적어도 일부분이 굴곡지게 형성된 기판을 의미한다.

상기 굴곡형 기판(A)는 도 2에 도시된 가장자리 1~2mm 굴곡진 직선굴곡부(a1)과 코너굴곡부(a2)를 가진 2.5D 형 기판과, 기판 전체나 가장자리가 2mm 이상 굴곡진 3D 기판 모두를 포함하며, 스마트폰의 보호커버나 스마트폰의 액정 유리, 플렉시블 모니터의 굴곡진 강화유리 등을 모두 포함한다.

스마트폰의 윈도우글라스를 보호하는 보호커버로 사용되는 유리로 된 굴곡형 기판(A)는 터치감을 좋게 하며 스크레치가 내지 않으며 지문 자국 등을 쉽게 제거할 수 있는 장점이 있어 아이폰과 같은 스마트폰의 보호커버로 많이 사용된다.

본 발명의 테스트(표 1, 2, 3)에 사용한 기판은 4 Side Bent 5.83인치 에지를 따라 곡면 구조을 같는 강화유리와, 2 Side Bent 6.5인치 양쪽 에지에 곡면구조를 갖는 강화유리를 사용하였다.

도 3에 도시되어 있는 것 같이 본 발명에 사용되는 기능성 필름(B)은 열가소성 플라스틱인 폴리에틸렌 테레프탈레이트((Poly-Ethylene Terephthalate, PET) 또는 인쇄된 PET의 기재에 상하부에 아크릴 또는 실리콘 등의 접착제를 도포한 후 상부는 기판 부착 전 제거 혹은 하부는 윈도우 글라스 부착 전 제거하는 보호필름 부착한 것이다.

본 발명에 사용되는 기능성 필름(B)의 종류는 1. 비산방지필름, 2. 스마트폰 등 IT 기기의 윈도우용 인쇄 필름, 3. TSP(Touch Screen Panel) 일체형 윈도우용 인쇄 필름, 4. 플레시블 디스플레이를 포함하는 윈도우용 인쇄 필름, 5. 광학 특성 개선을 목적으로하는 일반적인 광학 필름을 포함하는 필름, 6. 개인별 프라이버시 확보를 위한 시야각 제한 필름 등이며, 상술한 것으로 제한하지 않는다.

본 발명의 테스트에 사용한 상기 기능성 필름(B)는 PET Liner(보호필름)(10~100㎛)/Acryl Adhesive(접착제)(300~10㎛)/인쇄된 Optical PET(기재)(20~100㎛)/acryl adhesive(접착제)(300 ~10㎛)/PET Liner(10~100㎛)로 구성된 것이다.

본 발명에서는 상부 보호필름은 상기 굴곡형 기판(A)에 기능성 필름(B)를 부착하기 전에 제거한다.

상기 기능성 필름(B)는 상기 굴곡형 기판(A)과 똑 같은 형상으로 부착하는 경우와, 상기 굴곡형 기판(A)의 일부를 제외한 디자인을 적용하여 부착하는 경우 2가지이다.

도 4 내지 도 8에 도시되어 있는 것 같이 본 발명의 부착장치(C)는 적어도 일부분이 굴곡지게 형성된 굴곡형 기판(A) 상에, 깨졌을 때 비산을 방지하며 광학적 기능을 향상시키기 위해 하부에 접합시키는 기능성 필름(B)을 부착하는 장치로서, 상기 굴곡형 기판(A)이 진공으로 홀딩되어 장착되는 기판장착부(1)와; 상기 기능성 필름(B)이 진공으로 홀딩되어 장착되고, 수평운동으로 상기 기능성 필름(B)을 얼라인(Align) 및 핸드링(Handling)할 수 있게 하며, 상하운동으로 상기 기판장착부(1)의 하부 일정 높이까지 이동되는 기능성 필름장착부(2)와; 상기 기능성 필름(B)의 하부에서 상기 기능성 필름(B)을 눌러 상기 굴곡형 기판(A)에 부착시키는 패드(3)와; 상기 패드(3)가 설치되며, 상하로 운동하는 패드장착부(4)와; 상기 기판장착부(1)의 하부에 설치되어 이송된 상기 기능성 필름(B)의 중앙부분 원포인트를 상기 굴곡형 기판(A)에 붙여준 후 다시 원위치로 돌아가는 수평운동을 하는 원포인트부착장치부(5)와; 각각의 상기 기능성 필름장착부(2), 패드장착부(4) 및 원포인트부착장치부(5)의 상하운동을 담당하여 상기 굴곡형 기판(A)의 일정 거리까지 이동시키거나 원위치시키는 상하운동을 하는 이송장치부(6)와; 상기 기판장착부(1), 기능성 필름장착부(2), 패드장착부(4), 원포인트부착장치부(5) 및 이송장치부(6)를 운전하고 제어하는 제어부(7)와; 상기 기판장착부(1), 기능성 필름장착부(2), 패드장착부(4), 원포인트부착장치부(5), 이송장치부(6) 및 제어부(7)가 설치되는 프레임부(8)로 구성된다.

상기 부착장치(C)는 도 4와 같이 상기 기능성 필름(B)의 수평위치 정렬을 위해, 상기 기능성 필름장착부(2)의 위치를 감지하여 상기 제어부(7)를 통해 다시 상기 기능성 필름장착부(2)로 피드백하게 하는 비젼시스템(9)이 추가로 구성될 수도 있다.

본 발명에 사용되는 상기 굴곡형 기판(A)을 상기 기판장착부(1)에 로딩하거나 상기 기능성 필름(B) 부착완료 후 탈착(언로딩)은 수동이나 자동으로 시행할 수 있으며, 본 발명의 부착장치(A)에 굴곡형 기판 자동 로딩 및 언로딩시스템이 포함될 수 있으며 상세한 내용은 공지의 기술이므로 본 발명에서는 생략한다.

본 발명에 사용되는 상기 기능성 필름(A)의 로딩 및 보호필름 제거는 수동이나 자동으로 시행할 수 있으며, 본 발명의 부착장치(A)에 기능성 필름 자동 로딩 및 보호필름 제거 시스템이 포함될 수 있으며 상세한 내용은 공지의 기술이므로 본 발명에서는 생략한다.

상기 제어부(7)과 프레임부(8)은 공지의 기술이므로 본 발명에서 상세한 내용은 생략한다.

도 4와 도 7은 상기 기판장착부(1)에 상기 굴곡형 기판(A)가 로딩되고, 상기 기능성 필름장착부(2)에 상기 기능성 필름(B)가 로딩된 상태에서 상기 기능성 필름장착부(2), 패드장착부(4) 및 원포인트부착장치부(5)가 부착작업을 하기 전의 위치인 하부에 대기하고 있는 상태를 도시한 것임.

도 5는 상기 기판장착부(1)에 상기 굴곡형 기판(A)가 로딩되고, 상기 기능성 필름장착부(2)에 상기 기능성 필름(B)가 로딩된 상태에서 상기 이송장치부(6)을 가동하여 상기 기능성 필름장착부(2)와 원포인트부착장치부(5)를 부착작업을 할 수 있는 위치로 상승시킨 상태와, 패드장착부(4)가 부착작업을 하기 전의 위치인 하부에 대기하고 있는 상태를 도시한 것임.

도 6은 상기 원포인트부착장치부(5)가 뒤로 후진한 후 상기 패드장착부(4)가 부착작업을 하기 위하여 상승한 상태를 도시한 것임.

도 9에 도시되어 있는 것 같이 상기 기판장착부(1)은 상기 굴곡형 기판(A)이 진공으로 홀딩되어 장착되며, 상기 굴곡형 기판(A)을 200℃까지 상승시킨다.

상기 기판장착부(1)는 상기 굴곡형 기판(A)이 흡착되어 상면에 붙으며, 최대 200℃까지 표면온도를 올릴 수 있는 히팅수단을 가진 기판안착부(11)와; 상기 기판안착부(11)의 상부에 형성되어 진공라인(121)이 인입되고, 내부에 상기 진공라인(121)에 연결된 2개의 진공헤더(122)와, 상기 진공헤더(122)에서 분기되어 하부의 상기 기판안착부(11)의 공기를 흡입하여 상기 굴곡형 기판(A)을 진공 흡착하는 진공흡착파이프(123)가 설치되는 진공파이프룸(12)과; 상기 진공파이프룸(12)의 상부와 형성되어 상기 프레임부(8)에 결합을 위한 기판장착부프레임(13)으로 구성된다.

상기 히팅수단은 열선을 설치할 수도 있고, 핫에어로 상기 굴곡형 기판(A)의 표면 온도를 상승시킬 수 있다.

표 1은 상기 굴곡형 기판(A)의 표면온도에 따른 부착상태를 나타낸 것으로, 상기 패드(3)의 부착압력은 1000kgf/㎠, 부착시간은 30초 기준으로 하여 표면온도에 따른 부착상태를 나타내었으며, 오토크레이브 내에서 온도 50℃ 기간 15분동안 넣어 두었을 때의 부착상태를 확인한 것이다.

실험 결과는 상기 굴곡형 기판(A)의 표면온도가 65~95℃일 때가 상기 기능성 필름(B)의 뒤틀림이 없고 부착상태도 양호한 것을 나왔으나 65~85℃ 인 것이 바람직할 수도 있다.

도 10에 도시되어 있는 것 같이 상기 기능성 필름장착부(2)는 상기 기능성 필름(B)이 진공으로 홀딩되어 장착되고, 수평운동으로 상기 기능성 필름(B)을 얼라인(Align) 및 핸드링(Handling)할 수 있게 하며, 상하운동으로 상기 기판장착부(1)의 하부 일정 높이까지 이동된다.

상기 기능성 필름장착부(2)는 상기 기능성 필름(B)이 안착되고 진공으로 홀딩하여 움직이는 것을 방지하며, 필요 시 일정 시간동안 상기 기능성 필름(B)을 진공으로 홀딩했다가 필요 시 진공을 해제하여 상기 기능성 필름(B)의 홀딩을 해제하는 기능성 필름홀딩부(21)와; 상기 기능성 필름홀딩부(21)의 양단에 결합되어 수평운동으로 상기 굴곡형 기판(A)과 상기 기능성 필름홀딩부(21)의 기능성 필름의 상대적인 수평 위치를 조정하는 수평위치정렬부(22)로 구성된다.

상기 부착장치(C)는 상기 기능성 필름(B)의 수평위치 정렬을 위해, 상기 기능성 필름홀딩부(21)의 위치를 감지하여 상기 제어부(7)를 통해 다시 상기 수평위치정렬부(22)로 피드백하게 하는 비젼시스템(9)이 추가로 구성될 수도 있다.

상기 기능성 필름홀딩부(21)는 상기 기능성 필름(B)를 진공으로 홀딩하는 상기 기능성 필름(B)의 크기에 따라 이동할 수 있는 슬라이딩진공흡착부(211)과, 상기 슬라이딩진공흡착부(211)를 이동할 수 있게 하는 슬라이딩프레임(212)로 구성된다.

상기 기능성 필름장착부(2)는 상기 이동장치부(6)의 제2상부브래킷(6322)에 결합되어 상기 이동장치부(6)에 의해 상하로 움직인다.

도 11에 도시되어 있는 것 같이 상기 패드장착부(4)는 상기 패드(3)가 설치되며, 상기 이송장치부(6)에 의해 상하로 운동한다.

상기 패드장착부(4)는 하부가 상기 이송장치부(6)의 제1이동프레임부(631)에 결합되며, 상기 이송장치부(6)의 수직으로 상승하는 힘을 상기 패드(3)에 균일하게 전달하는 4각형상의 메탈프레임(41)과; 상기 메탈프레임(41)의 상부에 형성되어 상기 패드(3)를 고정시키는 패드고정프레임(42)으로 구성된다.

상기 패드(3)는 실리콘 라버와 같은 탄성이 있는 재질로 제작되며, 상부는 4면이 완만한 라운드 경사면로 중앙으로 모이는 형상으로, 기포 발생을 없애기 위하여 중앙부터 상기 기능성 필름(B)를 눌러 부착이 시작되어 사방으로 퍼져나가는 형상으로 코너까지 부착되며, 하부에는 누르면 압착력이 코너까지 퍼지기 좋게 하기 위하여 일정 깊이까지 패드홈이 형성될 수도 있다.

상기 패드홈은 하부에는 누르면 압착력이 코너까지 퍼지기 좋게 하기 위하여 4개소의 모서리 부분을 원형으로 더 파서 원형이 4개소의 모서리에 더 부착된 것처럼 상기 패드홈의 형상을 만들 수도 있다.

상기 라운드 경사면은 일정 곡률반경을 갖는 것이 바람직하다.

상기 패드의 가로와 세로의 폭은 상기 굴곡형 기판(A)의 폭 보다 가로 세로 각각 1~3mm 정도 작은 것이 상기 기능성 필름(B)의 부착이 잘된다.

아래 표 2는 상기 패드(3)를 눌러 부착하는 시간과 부착상태의 상관관계를 실험한 표로 상기 패드(3)을 눌러주는 압력은 1000kgf/㎠, 상기 굴곡형 기판(A)의 온도는 85℃를 기준으로 한 것으로, 오토크레이브 내에서 온도 50℃ 기간 15분동안 넣어 두었을 때의 부착상태를 확인한 것이다.

상기 표2에서와 같이 상기 패드(3)으로 눌러주는 부착시간은 25초 이상이면 부착상태가 양호한 것으로 나옴.

아래 표 3은 상기 패드(3)를 눌러 주는 압력에 따른 부착상태를 실험한 표로 상기 굴곡형 기판(A)의 온도는 85℃, 부착시간은 30초를 기준으로 한 것으로 오토크레이브 내에서 온도 50℃ 기간 15분동안 넣어 두었을 때의 부착상태를 확인한 것이다.

상기 표3과 같이 상기 패드(3)를 눌러주는 압력은 800kgf/㎠ 이상이면 부착상태가 양호한 것으로 실험되었다.

도 12와 도 13에 도시되어 있는 것 같이 상기 이송장치부(6)는 각각의 상기 기능성 필름장착부(2), 패드장착부(4) 및 원포인트부착장치부(5)의 상하운동을 담당하여 상기 굴곡형 기판(A)의 일정 거리까지 이동시키거나 원위치시키는 상하운동을 하는 역할을 한다.

상기 이송장치부(6)는 상기 기능성 필름장착부(2), 패드장착부(4) 및 원포인트부착장치부(5)를 정밀하게 이동시키기 위하여 미세한 제어가 가능한 회전력을 주고 감속기가 포함되는 서보모터부(61)와; 상기 서보모터부(61)의 회전력을 받아 직선운동으로 변환시키며, 볼과 상기 볼의 내부에 나사결합하며 상기 서보모터부(61)의 회전축과 결합되는 스크류축으로 구성되는 볼스크류부(62)와; 상기 볼스크류부(62)와 상기 기능성 필름장착부(2), 패드장착부(4) 및 원포인트부착장치부(5)를 연결해주어 볼의 직선운동에 의해 상하운동을 하는 이동프레임부(63)와; 상기 이동프레임부(63)의 흔들림을 방지하고 수직으로 상하운동을 할 수 있도록 하며 상기 서보모터부(61)가 하부에 고정되는 고정가이드프레임부(64)로 구성된다.

상기 서보모터부(61)는 상기 패드장착부(4)의 상하운동을 위해 회전력을 공급하는 제1서보모터부(611)와; 상기 기능성 필름장착부(2)와 원포인트부착장치부(5)의 상하운동을 위해 회전력을 공급하는 제2서보모터부(612)로 구성된다.

상기 볼스크류부(62)는 상기 제1서보모터부(611)의 회전력을 상하 직선운동으로 변환시키는 제1볼스크류부(621)와; 상기 제2서보모터부(612)의 회전력을 상하 직선운동으로 변환시키는 제2볼스크류부(622)로 구성된다.

상기 이동프레임부(63)는 상기 패드장착부(4)의 상하운동을 위해 상기 제1볼스크류부(621)의 볼과 결합되는 제1이동프레임부(631)와; 상기 기능성 필름장착부(2)와 원포인트부착장치부(5)의 상하운동을 위해 상기 제2볼스크류부(622)의 볼과 결합되는 제2이동프레임부(632)로 구성된다.

상기 제2이동프레임부(632)는 상기 제2볼스크류부(622)의 볼과 결합되는 제2하부브래킷(6321)과; 상기 기능성 필름장착부(2)와 원포인트부착장치부(5)가 상부에 설치되는 제2상부브래킷(6322)과; 상기 제2하부브래킷(6321)과 제2상부브래킷(6322)을 결합해주는 4개의 제2수직바(6323)로 구성된다.

상기 제2서보모터부(612)는 상기 기능성 필름장착부(2)와 원포인트부착장치부(5)가 같은 회전력에 의해 서로 같이 움직이므로 서로 간섭이 일어나지 않게 상하운동을 할 수 있어야 한다.

도 14와 도 15에 도시되어 있는 것 같이 상기 원포인트부착장치부(5)는 상기 기판장착부(1)의 하부에 설치되어 이송된 상기 기능성 필름(B)의 중앙부분 원포인트를 상기 굴곡형 기판(A)에 붙여준 후 다시 원위치로 돌아가는 수평운동을 한다.

상기 원포인트부착장치부(5)는 공압이나 유압의 힘으로 밀어주는 실린더본체(51)와; 상기 실린더본체(51)에 결합되어 공압이나 유압에 의해 전진 및 후진운동을 하는 실린더로드(52)와; 상기 실린더로드(52)의 말단에 결합되어 진공에 의해 상기 기능성 필름(B)을 흡착하여 상기 기능성 필름(B)이 움직이지 않게 한 후 중앙에 힘을 가하여 상기 굴곡형 기판(A)에 상기 기능성 필름(B)을 원포인트 부착시키고 진공을 해제하는 흡부착부(53)와; 상기 실린더본체(51)의 하부에 형성되어 상기 이송장치부(6)와의 결합을 위한 브래킷부(54)로 구성된다.

상기 흡부착부(53)에는 상기 기능성 필름(B)를 상기 굴곡형 기판(A)에 원포인트로 부착시켜주는 돌출된 부분인 언포인트부착팁(531)과, 상기 기능성 필름(B)를 진공으로 흡착하여 원포인트 부착 시 움직이지 않게 하는 4개로 구성된 흡착파트(532)가 형성된다

원포인트 부착방법은 상기 원포인트부착장치부(5)를 가동시켜 흡부착부(53)를 상기 기능성 필름(B) 중앙까지 이동시킨 후, 상기 기능성 필름홀딩부(21)의 진공을 해제하고 상기 흡부착부(53)로 상기 기능성 필름(B)을 진공으로 홀딩한 후 원포인트부착 후 상기 패드장착부(4)의 작동에 간섭을 받지 않도록 상기 기능성 필름장착부(2)는 옆으로 이동하고 상기 흡부착부(53)를 뒤로 후퇴시킨다.

도 16에 도시되어 있는 것 같이 상술한 상기 부착장치(C)를 이용한 부착방법은 하기와 같으며, 상기 부착장치(C)는 상술한 내용과 동일하다.

상기 부착방법은 상기 굴곡형 기판(A) 및 기능성 필름(B)을 상기 기판장착부(1) 및 기능성 필름장착부(2)에 안착시키며, 얼라인시키는 기판 및 기능성 필름 안착단계인 제 1단계와; 상기 이송장치부(6)을 가동시켜 상기 패드(3)의 압착력으로 상기 굴곡형 기판(A)에 상기 기능성 필름(B)을 부착시키는 기능성 필름 부착단계인 제 2단계와; 상기 기능성 필름(B)이 부착된 상기 굴곡형 기판(A)을 탈착시키는 기판 탈착단계인 제 3단계로 구성된다.

상기 제 1단계는 상기 굴곡형 기판(A)에 상기 기능성 필름(B)을 부착할 때 부착 효율을 높이기 위하여 상기 기판안착부(11)의 온도를 50~150℃의 사이의 일정 온도까지 상승시키는 기판안착부 히팅단계인 제 1-1단계와; 상기 굴곡형 기판(A)을 상기 기능성 필름(B)의 부착면이 아래로 가도록 상기 기판안착부(11)에 안착시키고 진공으로 상기 굴곡형 기판(A)을 홀딩하는 기판 안착 및 홀딩단계인 제 1-2단계와; 상기 수평위치정렬부(22)를 작동하여 상기 기능성 필름홀딩부(21)를 일정 위치로 이동시켜 얼라인(Align)시키는 기능성 필름홀딩부 1차 얼라인단계인 제 1-3단계와; 상기 기능성 필름(B)을 상기 기능성 필름홀딩부(21)에 안착시키고 진공으로 상기 기능성 필름(B)을 홀딩한 후 상기 기능성 필름(B)의 점착면의 보호필름을 제거하는 기능성 필름 안착, 홀딩 및 보호필름제거단계인 제 1-4단계와; 상기 수평위치정렬부(22)로 상기 기능성 필름홀딩부(21)의 기능성 필름이 일정 위치와 수평이 맞도록 정열해주는 기능성 필름홀딩부 2차 얼라인단계인 제 1-5단계로 구성된다.

상기 기판안착부 히팅단계의 상기 굴곡형 기판(A)의 표면온도는 65~85℃ 인 것이 PET 재질의 기능성 필름일 때 필름을 손상시키기 않고 부착상태도 양호하다.

상기 제2단계는 상기 기능성 필름장착부(2)와 원포인트부착장치부(5)를 상기 이송장치부(6)를 가동시켜 상기 기판장착부(1) 아래 일정 간격까지 이동시키는 기능성 필름장착부 및 원포인트부착장치부 이동단계인 제 2-1단계와; 상기 원포인트부착장치부(5)를 가동시켜 흡부착부(53)를 상기 기능성 필름(B) 중앙까지 이동시킨 후, 상기 기능성 필름홀딩부(21)의 진공을 해제하고 상기 흡부착부(53)로 상기 기능성 필름(B)을 진공으로 홀딩한 후 원포인트부착 후 상기 패드장착부(4)의 작동에 간섭을 받지 않도록 상기 기능성 필름장착부(2)는 옆으로 이동하고 상기 흡부착부(53)를 뒤로 후퇴시키는 기능성 필름 원포인트부착단계인 제 2-2단계와; 상기 패드장착부(4)를 상기 이송장치부(6)를 가동시켜 상기 기능성 필름장착부(2) 아래 일정 간격까지 이동시키는 패드장착부 이동단계인 제 2-3단계와; 상기 패드장착부(4)의 패드(3)를 일정 속도로 위로 이동시켜 상기 기능성 필름(B)이 중앙에서 코너 측으로 서서히 부착되게 하고 완전히 부착한 후 일정 시간 누름상태를 유지하는 기능성 필름 부착단계인 제 2-4단계로 구성된다.

상기 2-4단계의 상기 패드(3)의 누름 압력(압착력)은 800kgf/㎠ 이상이고, 누름상태 유지시간은 25초 이상이면 양호한 부착 상태를 얻을 수 있다.

상기 제 3단계는 상기 패드장착부(4)와 기능성 필름장착부(2)를 아래로 원위치시키는 원위치단계인 제 3-1단계와; 상기 기판장착부(1)의 진공을 해제하여 상기 기능성 필름(B)이 부착된 상기 굴곡형 기판(A)을 탈착시키는 기판탈착단계인 제 3-2단계로 구성된다.

본 발명의 부착방법은 주요 단계에서 부착압력, 부착온도, 부착시간의 가변이 상기 제어부(7)에서 제어가 가능하여, 복잡한 형태의 상기 굴곡형 기판(A)에도 정확한 위치에 기포의 발생없이 부착할 수 있다.

A : 굴곡형 기판 a1 : 직선굴곡부
a2 : 코너굴곡부 a3 : 오픈부
B : 기능성 필름
C : 부착장치
1 : 기판장착부
11 : 기판안착부 12 : 진공파이프룸
121 : 진공라인 122 :진공헤더
123 : 진공흡착파이프 13 : 기판장착부프레임
2 : 기능성 필름장착부
21 : 기능성 필름홀딩부 211 : 슬라이딩진공흡착부
212 : 슬라이딩프레임 22 : 수평위치정렬부
23 : 기능성 필름장착부 브래킷
3 : 패드
4 : 패드장착부
41 : 메탈프레임 2 : 패드고정프레임
5 : 원포인트부착장치부
51 : 실린더본체 52 : 실린더로드
53 : 흡부착부 531 : 원포인트부착팁
532 : 흡착파트 54 : 브래킷부
6 : 이송장치부
61 : 서보모터부 611 : 제1서보모터부
612 : 제2서보모터부 62 : 볼스크류부
621 : 제1볼스크류부 6211 : 볼
622 : 제2볼스크류부 6221 : 볼
63 : 이동프레임부 631 : 제1이동프레임부
632 : 제2이동프레임부 6321 : 제2하부브래킷
6322 : 제2상부브래킷 6323 : 제2수직바
64 : 고정가이드프레임부
7 : 제어부
8 : 프레임부
9 : 비젼시스템

Claims

적어도 일부분이 굴곡지게 형성된 굴곡형 기판(A) 상에, 깨졌을 때 비산을 방지하며 광학적 기능을 향상시키기 위해 하부에 접합시키는 기능성 필름(B)을 부착하는 부착장치(C)에 있어서,
상기 부착장치(C)는 상기 굴곡형 기판(A)이 진공으로 홀딩되어 장착되는 기판장착부(1)와;
상기 기능성 필름(B)이 진공으로 홀딩되어 장착되고, 수평운동으로 상기 기능성 필름(B)을 얼라인(Align) 및 핸드링(Handling)할 수 있게 하며, 상하운동으로 상기 기판장착부(1)의 하부 일정 높이까지 이동되는 기능성 필름장착부(2)와;
상기 기능성 필름(B)의 하부에서 상기 기능성 필름(B)을 눌러 상기 굴곡형 기판(A)에 부착시키는 패드(3)와;
상기 패드(3)가 설치되며, 상하로 운동하는 패드장착부(4)와;
상기 기판장착부(1)의 하부에 설치되어 이송된 상기 기능성 필름(B)의 중앙부분 원포인트를 상기 굴곡형 기판(A)에 붙여준 후 다시 원위치로 돌아가는 수평운동을 하는 원포인트부착장치부(5)와;
각각의 상기 기능성 필름장착부(2), 패드장착부(4) 및 원포인트부착장치부(5)의 상하운동을 담당하여 상기 굴곡형 기판(A)의 일정 거리까지 이동시키거나 원위치시키는 상하운동을 하는 이송장치부(6)와;
상기 기판장착부(1), 기능성 필름장착부(2), 패드장착부(4), 원포인트부착장치부(5) 및 이송장치부(6)를 운전하고 제어하는 제어부(7)와;
상기 기판장착부(1), 기능성 필름장착부(2), 패드장착부(4), 원포인트부착장치부(5), 이송장치부(6) 및 제어부(7)가 설치되는 프레임부(8)로 구성되고,
상기 기능성 필름장착부(2)는 상기 기능성 필름(B)이 안착되고 진공으로 홀딩하여 움직이는 것을 방지하며, 필요 시 일정 시간동안 상기 기능성 필름(B)을 진공으로 홀딩했다가 필요 시 진공을 해제하여 상기 기능성 필름(B)의 홀딩을 해제하는 기능성 필름홀딩부(21)와;
상기 기능성 필름홀딩부(21)의 양단에 결합되어 수평운동으로 상기 굴곡형 기판(A)과 상기 기능성 필름홀딩부(21)의 기능성 필름의 상대적인 수평 위치를 조정하는 수평위치정렬부(22)로 구성되는 것을 특징으로 하는 굴곡형 기판 상에의 기능성 필름 부착장치
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제 1항에 있어서,
상기 부착장치(C)는 상기 기능성 필름(B)의 수평위치 정렬을 위해, 상기 기능성 필름홀딩부(21)의 위치를 감지하여 상기 제어부(7)를 통해 다시 상기 수평위치정렬부(22)로 피드백하게 하는 비젼시스템(9)이 추가로 구성되는 것을 특징으로 하는 굴곡형 기판 상에의 기능성 필름 부착장치
제 1항에 있어서,
상기 이송장치부(6)는 상기 기능성 필름장착부(2), 패드장착부(4) 및 원포인트부착장치부(5)를 정밀하게 이동시키기 위하여 미세한 제어가 가능한 회전력을 주고 감속기가 포함되는 서보모터부(61)와;
상기 서보모터부(61)의 회전력을 받아 직선운동으로 변환시키며, 볼과 상기 볼의 내부에 나사결합하며 상기 서보모터부(61)의 회전축과 결합되는 스크류축으로 구성되는 볼스크류부(62)와;
상기 볼스크류부(62)와 상기 기능성 필름장착부(2), 패드장착부(4) 및 원포인트부착장치부(5)를 연결해주어 볼의 직선운동에 의해 상하운동을 하는 이동프레임부(63)와;
상기 이동프레임부(63)의 흔들림을 방지하고 수직으로 상하운동을 할 수 있도록 하며 상기 서보모터부(61)가 하부에 고정되는 고정가이드프레임부(64)로 구성되며,
상기 서보모터부(61)는 상기 패드장착부(4)의 상하운동을 위해 회전력을 공급하는 제1서보모터부(611)와;
상기 기능성 필름장착부(2)와 원포인트부착장치부(5)의 상하운동을 위해 회전력을 공급하는 제2서보모터부(612)로 구성되며,
상기 볼스크류부(62)는 상기 제1서보모터부(611)의 회전력을 상하 직선운동으로 변환시키는 제1볼스크류부(621)와;
상기 제2서보모터부(612)의 회전력을 상하 직선운동으로 변환시키는 제2볼스크류부(622)로 구성되고,
상기 이동프레임부(63)는 상기 패드장착부(4)의 상하운동을 위해 상기 제1볼스크류부(621)의 볼과 결합되는 제1이동프레임부(631)와;
상기 기능성 필름장착부(2)와 원포인트부착장치부(5)의 상하운동을 위해 상기 제2볼스크류부(622)의 볼과 결합되는 제2이동프레임부(632)로 구성되며,
상기 제2이동프레임부(632)는 상기 제2볼스크류부(622)의 볼과 결합되는 제2하부브래킷(6321)과;
상기 기능성 필름장착부(2)와 원포인트부착장치부(5)가 상부에 설치되는 제2상부브래킷(6322)과;
상기 제2하부브래킷(6321)과 제2상부브래킷(6322)을 결합해주는 4개의 제2수직바(6323)로 구성되는 것을 특징으로 하는 굴곡형 기판 상에의 기능성 필름 부착장치
제 1항에 있어서,
상기 패드장착부(4)는 하부가 상기 이송장치부(6)의 제1이동프레임부(631)에 결합되며, 상기 이송장치부(6)의 수직으로 상승하는 힘을 상기 패드(3)에 균일하게 전달하는 4각형상의 메탈프레임(41)과;
상기 메탈프레임(41)의 상부에 형성되어 상기 패드(3)를 고정시키는 패드고정프레임(42)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 굴곡형 기판 상에의 기능성 필름 부착장치
제 1항에 있어서,
상기 기판장착부(1)는 상기 굴곡형 기판(A)이 흡착되어, 최대 200℃까지 표면온도를 올릴 수 있는 히팅수단을 가진 기판안착부(11)와;
상기 기판안착부(11)의 상부에 형성되어 진공라인(121)이 인입되고, 내부에 상기 진공라인(121)에 연결된 2개의 진공헤더(122)와, 상기 진공헤더(122)에서 분기되어 하부의 상기 기판안착부(11)의 공기를 흡입하여 상기 굴곡형 기판(A)을 진공 흡착하는 진공흡착파이프(123)가 설치되는 진공파이프룸(12)과;
상기 진공파이프룸(12)의 상부와 형성되어 상기 프레임부(8)에 결합을 위한 기판장착부프레임(13)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 굴곡형 기판 상에의 기능성 필름 부착장치
제 1항에 있어서,
상기 원포인트부착장치부(5)는 공압이나 유압의 힘으로 밀어주는 실린더본체(51)와;
상기 실린더본체(51)에 결합되어 공압이나 유압에 의해 전진 및 후진운동을 하는 실린더로드(52)와;
상기 실린더로드(52)의 말단에 결합되어 진공에 의해 상기 기능성 필름(B)을 흡착하여 상기 기능성 필름(B)이 움직이지 않게 한 후 중앙에 힘을 가하여 상기 굴곡형 기판(A)에 상기 기능성 필름(B)을 원포인트 부착시키고 진공을 해제하는 흡부착부(53)와;
상기 실린더본체(51)의 하부에 형성되어 상기 이송장치부(6)와의 결합을 위한 브래킷부(54)로 구성되는 것을 특징으로 하는 굴곡형 기판 상에의 기능성 필름 부착장치
적어도 일부분이 굴곡지게 형성된 굴곡형 기판 상에, 깨졌을 때 비산을 방지하며 광학적 기능을 향상시키기 위해 하부에 접합시키는 기능성 필름(B)을 부착하는 부착장치(C)를 이용한 부착방법에 있어서,
상기 부착장치(C)는 상기 굴곡형 기판(A)이 진공으로 홀딩되어 장착되는 기판장착부(1)와;
상기 기능성 필름(B)이 진공으로 홀딩되어 장착되고, 수평운동으로 상기 기능성 필름(B)을 얼라인(Align) 및 핸드링(Handling)할 수 있게 하며, 상하운동으로 상기 기판장착부(1)의 하부 일정 높이까지 이동되는 기능성 필름장착부(2)와;
상기 기능성 필름(B)의 하부에서 상기 기능성 필름(B)을 눌러 상기 굴곡형 기판(A)에 부착시키는 패드(3)와;
상기 패드(3)가 설치되며, 상하로 운동하는 패드장착부(4)와;
상기 기판장착부(1)의 하부에 설치되어 이송된 상기 기능성 필름(B)의 중앙부분 원포인트를 상기 굴곡형 기판(A)에 붙여준 후 다시 원위치로 돌아가는 수평운동을 하는 원포인트부착장치부(5)와;
각각의 상기 기능성 필름장착부(2), 패드장착부(4) 및 원포인트부착장치부(5)의 상하운동을 담당하여 상기 굴곡형 기판(A)의 일정 거리까지 이동시키거나 원위치시키는 상하운동을 하는 이송장치부(6)와;
상기 기판장착부(1), 기능성 필름장착부(2), 패드장착부(4), 원포인트부착장치부(5) 및 이송장치부(6)를 운전하고 제어하는 제어부(7)와;
상기 기판장착부(1), 기능성 필름장착부(2), 패드장착부(4), 원포인트부착장치부(5), 이송장치부(6) 및 제어부(7)가 설치되는 프레임부(8)로 구성되며,
상기 부착방법은 상기 굴곡형 기판(A) 및 기능성 필름(B)을 상기 기판장착부(1) 및 기능성 필름장착부(2)에 안착시키며, 얼라인시키는 기판 및 기능성 필름 안착단계인 제 1단계와;
상기 이송장치부(6)을 가동시켜 상기 패드(3)의 압착력으로 상기 굴곡형 기판(A)에 상기 기능성 필름(B)을 부착시키는 기능성 필름 부착단계인 제 2단계와;
상기 기능성 필름(B)이 부착된 상기 굴곡형 기판(A)을 탈착시키는 기판 탈착단계인 제 3단계로 구성되고,
상기 기능성 필름장착부(2)는 상기 기능성 필름(B)이 안착되고 진공으로 홀딩하여 움직이는 것을 방지하며, 필요 시 일정 시간동안 상기 기능성 필름(B)을 진공으로 홀딩했다가 필요 시 진공을 해제하여 상기 기능성 필름(B)의 홀딩을 해제하는 기능성 필름홀딩부(21)와;
상기 기능성 필름홀딩부(21)의 양단에 결합되어 수평운동으로 상기 굴곡형 기판(A)과 상기 기능성 필름홀딩부(21)의 기능성 필름의 상대적인 수평 위치를 조정하는 수평위치정렬부(22)로 구성되며,
상기 이송장치부(6)는 상기 기능성 필름장착부(2), 패드장착부(4) 및 원포인트부착장치부(5)를 정밀하게 이동시키기 위하여 미세한 제어가 가능한 회전력을 주고 감속기가 포함되는 서보모터부(61)와;
상기 서보모터부(61)의 회전력을 받아 직선운동으로 변환시키며, 볼과 상기 볼의 내부에 나사결합하며 상기 서보모터부(61)의 회전축과 결합되는 스크류축으로 구성되는 볼스크류부(62)와;
상기 볼스크류부(62)와 상기 기능성 필름장착부(2), 패드장착부(4) 및 원포인트부착장치부(5)를 연결해주어 볼의 직선운동에 의해 상하운동을 하는 이동프레임부(63)와;
상기 이동프레임부(63)의 흔들림을 방지하고 수직으로 상하운동을 할 수 있도록 하며 상기 서보모터부(61)가 하부에 고정되는 고정가이드프레임부(64)로 구성되며,
상기 서보모터부(61)는 상기 패드장착부(4)의 상하운동을 위해 회전력을 공급하는 제1서보모터부(611)와;
상기 기능성 필름장착부(2)와 원포인트부착장치부(5)의 상하운동을 위해 회전력을 공급하는 제2서보모터부(612)로 구성되며,
상기 볼스크류부(62)는 상기 제1서보모터부(611)의 회전력을 상하 직선운동으로 변환시키는 제1볼스크류부(621)와;
상기 제2서보모터부(612)의 회전력을 상하 직선운동으로 변환시키는 제2볼스크류부(622)로 구성되고,
상기 이동프레임부(63)는 상기 패드장착부(4)의 상하운동을 위해 상기 제1볼스크류부(621)의 볼과 결합되는 제1이동프레임부(631)와;
상기 기능성 필름장착부(2)와 원포인트부착장치부(5)의 상하운동을 위해 상기 제2볼스크류부(622)의 볼과 결합되는 제2이동프레임부(632)로 구성되며,
상기 제2이동프레임부(632)는 상기 제2볼스크류부(622)의 볼과 결합되는 제2하부브래킷(6321)과;
상기 기능성 필름장착부(2)와 원포인트부착장치부(5)가 상부에 설치되는 제2상부브래킷(6322)과;
상기 제2하부브래킷(6321)과 제2상부브래킷(6322)을 결합해주는 4개의 제2수직바(6323)로 구성되며,
상기 패드장착부(4)는 하부가 상기 이송장치부(6)의 제1이동프레임부(631)에 결합되며, 상기 이송장치부(6)의 수직으로 상승하는 힘을 상기 패드(3)에 균일하게 전달하는 4각형상의 메탈프레임(41)과;
상기 메탈프레임(41)의 상부에 형성되어 상기 패드(3)를 고정시키는 패드고정프레임(42)으로 구성되고,
상기 기판장착부(1)는 상기 굴곡형 기판(A)이 흡착되어 상면에 붙으며, 최대 200℃까지 표면온도를 올릴 수 있는 히팅수단을 가진 기판안착부(11)와;
상기 기판안착부(11)의 상부에 형성되어 진공라인(121)이 인입되고, 내부에 상기 진공라인(121)에 연결된 2개의 진공헤더(122)와, 상기 진공헤더(122)에서 분기되어 하부의 상기 기판안착부(11)의 공기를 흡입하여 상기 굴곡형 기판(A)을 진공 흡착하는 진공흡착파이프(123)가 설치되는 진공파이프룸(12)과;
상기 진공파이프룸(12)의 상부와 형성되어 상기 프레임부(8)에 결합을 위한 기판장착부프레임(13)으로 구성되며,
상기 원포인트부착장치부(5)는 공압이나 유압의 힘으로 밀어주는 실린더본체(51)와;
상기 실린더본체(51)에 결합되어 공압이나 유압에 의해 전진 및 후진운동을 하는 실린더로드(52)와;
상기 실린더로드(52)의 말단에 결합되어 진공에 의해 상기 기능성 필름(B)을 흡착하여 상기 기능성 필름(B)이 움직이지 않게 한 후 중앙에 힘을 가하여 상기 굴곡형 기판(A)에 상기 기능성 필름(B)을 원포인트 부착시키고 진공을 해제하는 흡부착부(53)와;
상기 실린더본체(51)의 하부에 형성되어 상기 이송장치부(6)와의 결합을 위한 브래킷부(54)로 구성되고,
상기 제 1단계는 상기 굴곡형 기판(A)에 상기 기능성 필름(B)을 부착할 때 부착 효율을 높이기 위하여 상기 기판안착부(11)의 온도를 50~150℃의 사이의 일정 온도까지 상승시키는 기판안착부 히팅단계인 제 1-1단계와;
상기 굴곡형 기판(A)을 상기 기능성 필름(B)의 부착면이 아래로 가도록 상기 기판안착부(11)에 안착시키고 진공으로 상기 굴곡형 기판(A)을 홀딩하는 기판 안착 및 홀딩단계인 제 1-2단계와;
상기 수평위치정렬부(22)를 작동하여 상기 기능성 필름홀딩부(21)를 일정 위치로 이동시켜 얼라인(Align)시키는 기능성 필름홀딩부 1차 얼라인단계인 제 1-3단계와;
상기 기능성 필름(B)을 상기 기능성 필름홀딩부(21)에 안착시키고 진공으로 상기 기능성 필름(B)을 홀딩한 후 상기 기능성 필름(B)의 점착면의 보호필름을 제거하는 기능성 필름 안착, 홀딩 및 보호필름제거단계인 제 1-4단계와;
상기 수평위치정렬부(22)로 상기 기능성 필름홀딩부(21)의 기능성 필름이 일정 위치와 수평이 맞도록 정열해주는 기능성 필름홀딩부 2차 얼라인단계인 제 1-5단계로 구성되며,
상기 제2단계는 상기 기능성 필름장착부(2)와 원포인트부착장치부(5)를 상기 이송장치부(6)를 가동시켜 상기 기판장착부(1) 아래 일정 간격까지 이동시키는 기능성 필름장착부 및 원포인트부착장치부 이동단계인 제 2-1단계와;
상기 원포인트부착장치부(5)를 가동시켜 흡부착부(53)를 상기 기능성 필름(B) 중앙까지 이동시킨 후, 상기 기능성 필름홀딩부(21)의 진공을 해제하고 상기 흡부착부(53)로 상기 기능성 필름(B)을 진공으로 홀딩한 후 원포인트부착 후 상기 패드장착부(4)의 작동에 간섭을 받지 않도록 상기 기능성 필름장착부(2)는 옆으로 이동하고 상기 흡부착부(53)를 뒤로 후퇴시키는 기능성 필름 원포인트부착단계인 제 2-2단계와;
상기 패드장착부(4)를 상기 이송장치부(6)를 가동시켜 상기 기능성 필름장착부(2) 아래 일정 간격까지 이동시키는 패드장착부 이동단계인 제 2-3단계와;
상기 패드장착부(4)의 패드(3)를 일정 속도로 위로 이동시켜 상기 기능성 필름(B)이 중앙에서 코너 측으로 서서히 부착되게 하고 완전히 부착한 후 일정 시간 누름상태를 유지하는 기능성 필름 부착단계인 제 2-4단계로 구성되고,
상기 제 3단계는 상기 패드장착부(4)와 기능성 필름장착부(2)를 아래로 원위치시키는 원위치단계인 제 3-1단계와;
상기 기판장착부(1)의 진공을 해제하여 상기 기능성 필름(B)이 부착된 상기 굴곡형 기판(A)을 탈착시키는 기판탈착단계인 제 3-2단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 기능성 필름 부착장치를 이용한 부착방법
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