KR101676474B1 - 곡면형상 기판에 플렉서블 소재를 합착하는 장치 - Google Patents

곡면형상 기판에 플렉서블 소재를 합착하는 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 곡면형상 기판에 플렉서블 소재의 모든 면이 균일한 간격을 유지하면서 기포 발생없이 합착할 수 있는 곡면형상 기판에 플렉서블 소재를 합착하는 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 곡면형상 기판에 플렉서블 소재를 합착하는 장치는, 곡면형 기판(1)의 부착면이 노출되도록 장착되는 곡면형 기판 장착 지그(110); 상기 곡면형 기판 장착 지그(110)와 대향되는 위치에 설치되며, 유체 가압에 의한 탄성 변형에 의하여 플렉서블 소재(2)를 상기 곡면형 기판(1) 방향으로 가압하는 유체가압 탄성체부(120); 상기 곡면형 기판 장착 지그(110) 하부 양 측방에 설치되며, 상기 플렉서블 소재(2)의 양 측부를 그리핑한 상태에서 상기 유체가압 탄성체부(120)가 상기 플렉서블 소재(2)의 중앙부터 외측 방향으로 순차적으로 이동하면서 가압을 하도록 변형 형태를 제어하는 플렉서블 소재 그리핑부(130);를 포함한다.

Description

곡면형상 기판에 플렉서블 소재를 합착하는 장치{THE APPARATUS FOR ATTACHING A FLEXIBLE SHEET TO A CURVED SUSTRATE}
본 발명은 플렉서블 소재를 합착하는 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 곡면형상 기판에 플렉서블 소재의 모든 면이 균일한 간격을 유지하면서 기포 발생없이 합착할 수 있는 곡면형상 기판에 플렉서블 소재를 합착하는 장치에 관한 것이다.
필름과 같은 풍부한 신축성을 가져서 다양하게 변형될 수 있는 플렉서블(flexible)한 소재는 그 자체로 사용되는 경우보다 특정한 소재에 부착되어 일체로서 사용되는 경우가 많다. 따라서 플렉서블한 소재를 특정한 형상의 소재에 부착할 수 있는 기술의 개발이 많이 이루어지고 있다.
특히, 최근에는 휴대폰을 비롯한 디스플레이 장치와 터치스크린 패널을 사용하는 디바이스를 중심으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 곡면형 윈도우 글래스(1)에 플렉서블한 소재(2)를 합착한 구조를 사용하기 시작했다. 이러한 경우에는 플렉서블한 소재(2)의 변형이 심해서 모든 면에 대하여 균일한 압력을 가하기 어려운 문제가 있으며, 또한 플렉서블한 소재에 대하여 곡면형 윈도우 글래스의 곡면 형상에 맞게 가압해야 하는 더욱 어려운 문제점이 발생한다.
특히, 플렉서블한 소재(2)를 곡면형 윈도우 글래스(1)와 합착시 곡면 부분에서는 기포가 발생할 가능성이 높으며, 또한 합착력이 떨어지는 문제점이 있다. 이를 해결하기 위하여 현재 상태에서는 플렉서블한 소재(2)를 곡면형 윈도우 글래스(1)에 합착하는 경우, 기포 발생을 방지하기 위하여 진공 상태에서 합착작업을 수행하고 있다. (참고 선행기술 문헌 대한민국 공개특허 제10-2014-2491호)
그런데 이렇게 진공에서 합착 작업을 수행하더라도 기포 발생을 원천적으로 방지할 수 없을 뿐만아니라, 설비의 단가가 높아지고, 공정시간이 길어지는 등의 문제점도 발생한다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 유체가압 탄성체부와 플렉서블 소재 그리핑부를 구비하여 곡면형상 기판에 플렉서블 소재의 모든 면이 균일한 간격을 유지하면서 기포 발생없이 합착할 수 있는 곡면형상 기판에 플렉서블 소재를 합착하는 장치를 제공하는 것이다.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 곡면형상 기판에 플렉서블 소재를 합착하는 장치는, 곡면형 기판(1)의 부착면이 노출되도록 장착되는 곡면형 기판 장착 지그(110); 상기 곡면형 기판 장착 지그(110)와 대향되는 위치에 설치되며, 유체 가압에 의한 탄성 변형에 의하여 플렉서블 소재(2)를 상기 곡면형 기판(1) 방향으로 가압하는 유체가압 탄성체부(120); 상기 곡면형 기판 장착 지그(110) 하부 양 측방에 설치되며, 상기 플렉서블 소재(2)의 양 측부를 그리핑한 상태에서 상기 유체가압 탄성체부(120)가 상기 플렉서블 소재(2)의 중앙부터 외측 방향으로 순차적으로 이동하면서 가압을 하도록 변형 형태를 제어하는 플렉서블 소재 그리핑부(130);를 포함한다.
그리고 본 발명에서 상기 유체가압 탄성체부(120)는, 일정한 내부 공간을 가지는 튜브 형상의 탄성 변형체(122); 상기 탄성 변형체(122)의 양단에 각각 설치되며, 상기 탄성 변형체(122)의 내부 공간을 밀폐하는 한 쌍의 밀폐수단(124); 상기 한 쌍의 밀폐수단(124) 중 일측에 설치되며, 상기 탄성 변형체(122) 내부로 유체를 공급 또는 배출하여 상기 탄성 변형체(122)를 변형시키는 가압 변형부(126); 및 상기 탄성 변형체(122) 하측에 설치되며, 상기 탄성 변형체(122)의 변형 방향을 상측으로 한정하는 변형 제한부(128);를 포함하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 플렉서블 소재 그리핑부(130)는, 상기 플렉서블 소재(2)의 양측 단부를 그리핑하는 그리핑수단(132); 상기 그리핑 수단(132)을 전후진시키는 전후진 이동수단(도면에 미도시); 상기 그리핑 수단(132) 및 전후진 이동수단을 회동시키는 회동수단(134); 및 상기 회동수단(134)을 수평 또는 수직 일방향 또는 양방향으로 이동시키는 수평/수직 이동수단(136);을 포함하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 그리핑 수단(132)은, 상기 플렉서블 소재(2)의 말단이 삽입되는 홈을 가지는 그리핑 지그(131); 상기 그리핑 지그(131)의 홈 내측 상부 또는 하부에 형성되며, 상기 플렉서블 소재(2)의 말단 상면 또는 하면을 가압하여 그리핑하는 가압수단;을 포함하는 것이 바람직하다.
그리고 본 발명에서 상기 가압수단은, 볼 베어링이나 구면 회전 구조를 가지는 것이 바람직하다.
또한 상기 가압수단은 롤러 베어링 구조를 가질 수도 있다.
또한 본 발명의 합착장치에서, 상기 플렉서블 소재(2)가 디스플레이 패널인 경우, 상기 가압수단은 블랙매트릭스 패턴이 형성되는 부분을 파지하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면 유체가압 탄성체를 이용하여 플렉서블 소재를 곡면형상 기판의 모든 영역, 특히, 곡률이 큰 영역에 대하여 기포 발생없이 균일하게 가압하고 합착할 수 있는 현저한 효과를 달성할 수 있다.
도 1은 곡면형상 소재에 플렉서블 소재를 합착한 상태를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 곡면형상 기판에 플렉서블 소재를 합착하는 장치의 구조를 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체가압 탄성체부의 구조를 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 그리핑 수단의 구조를 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가압수단의 구조를 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가압수단의 구조를 도시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 그리핑 수단의 구조를 도시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 그리핑 수단에 의하여 디스플레이 패널을 파지한 상태를 도시하는 도면이다.
도 9 내지 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 곡면형상 기판에 플렉서블 소재를 합착하는 장치를 이용하여 플렉서블 소재를 합착하는 과정을 도시하는 도면들이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다.
본 실시예에 따른 곡면형상 기판에 플렉서블 소재를 합착하는 장치(100)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 곡면형 기판 장착지그(110), 유체가압 탄성체부(120) 및 플렉서블 소재 그리핑부(130)를 포함하여 구성될 수 있다.
먼저 상기 곡면형 기판 장착 지그(110)는 도 2에 도시된 바와 같이, 곡면형 기판(1)이 부착 작업을 위하여 그 하측에 장착되는 구성요소이다. 따라서 상기 곡면형 기판 장착 지그(110)의 하면 형상은 상기 곡면형 기판(1)의 형상과 대응되는 형상을 가지는 것이 바람직하다. 그리고 상기 곡면형 기판(1)은 부착면이 하측으로 노출되도록 상기 곡면형 기판 장착 지그(110)에 장착된다.
다음으로 상기 유체가압 탄성체부(120)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 곡면형 기판 장착 지그(110)와 대향되는 위치에 설치되며, 유체 가압에 의한 탄성 변형에 의하여 플렉서블 소재(2)를 상기 곡면형 기판(1) 방향으로 가압하는 구성요소이다. 즉, 상기 유체가압 탄성체부(120)는 합착 과정에서 플렉서블 소재(2)를 상기 곡면형 기판(1) 형상에 부합되는 형상으로 가압하되, 플렉서블 소재(2)의 모든 면에 대하여 동일한 크기의 압력을 가할 수 있는 구조를 가지는 것이다.
이를 위하여 본 실시예에서는 상기 유체가압 탄성체부(120)를 구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 탄성 변형체(122), 밀폐수단(124), 유체향 변동부(126) 및 변형 제한부(128)을 포함하여 구성할 수 있다.
먼저 상기 탄성 변형체(122)는 전체적으로 일정한 내부 공간을 가지는 튜브 형상을 가지도록 구성되며, 내부 압력 변화에 의하여 자유변형될 수 있으며, 내부 압력이 환원되면 다시 원래의 형태로 복원되는 탄성을 가지는 소재로 이루어진다.
다음으로 상기 밀폐수단(124)은 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 탄성 변형체(122)의 양단에 각각 설치되어 한쌍을 이룬다. 상기 한 쌍의 밀폐수단(124)에 의하여, 상기 탄성 변형체(122)의 내부 공간은 외부와 차단되어 밀폐된다.
다음으로 상기 유체량 변동부(126)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 한 쌍의 밀폐수단(124) 중 일측에 설치되며, 상기 탄성 변형체(122) 내부로 유체를 공급 또는 배출하는 구성요소이다. 즉, 상기 유체량 변동부(126)에 의하여 상기 탄성 변형체(122) 내부로 유체가 공급되면 내부 압력이 증가하여 상기 탄성 변형체(122)가 팽창되고, 상기 유체량 변동부(126)에 의하여 상기 탄성 변형체(122)의 내부의 유체가 배출되면 내부 압력이 감소하여 상기 탄성 변형체(122)가 수축되는 것이다.
다음으로 상기 변형 제한부(128)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 탄성 변형체(122) 하측에 설치되며, 상기 탄성 변형체(122)의 변형 방향을 상측으로 한정하는 구성요소이다.
다음으로 상기 플렉서블 소재 그리핑부(130)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 곡면형 기판 장착 지그(110) 하부 양 측방에 설치되며, 상기 플렉서블 소재(2)의 양 측부를 그리핑한 상태에서 상기 유체가압 탄성체부(120)가 상기 플렉서블 소재(2)의 중앙부터 외측 방향으로 순차적으로 이동하면서 가압을 하도록 변형 형태를 제어하는 구성요소이다. 즉, 본 실시예에서 상기 플렉서블 소재 그리핑부(130)는 상기 플렉서블 소재(2)의 양측 말단을 하는 동시에 상기 탄성 변형체(122)의 변형 형태를 합착 과정에 적합하여 제어하는 역할도 수행하는 것이다.
이를 위하여 본 실시예에서는 상기 플렉서블 소재 그리핑부(130)를 도 2에 도시된 바와 같이, 구체적으로 그리핑 수단(132), 전후진 이동수단(도면에 미도시), 회동수단(134) 및 수평/수직 이동수단(136)을 포함하여 구성할 수 있다.
먼저 상기 그리핑 수단(132)은 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 플렉서블 소재(2)의 양측 단부를 그리핑하는 구성요소이다. 구체적으로 상기 그리핑수단(132)은 도 4에 도시된 바와 같이, 그리핑 지그(131)와 가압수단(133)을 포함하여 구성될 수 있다. 여기에서 상기 그리핑 지그(131)는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 플렉서블 소재(2)의 말단이 삽입되는 홈을 가지는 구성요소이다. 그리고 상기 가압수단(133)은, 상기 그리핑 지그(131)의 홈 내측 상부 또는 하부에 형성되며, 상기 플렉서블 소재(2)의 말단 상면 또는 하면을 가압하여 그리핑하는 구성요소이다.
상기 가압수단(133)은 구체적으로 도 5에 도시된 바와 같이, 볼 베어링이나 구면 회전 구조를 가지는 것이, 상기 플렉서블 소재(2)의 말단을 합착 과정에서 용이하게 놓아줄 수 있어서 바람직하다.
또한 본 실시예에서 상기 가압수단(133a)는 도 6에 도시된 바와 같이, 롤러 베어링 구조를 가지도록 구성될 수도 있다.
또한 상기 가압수단(133b)은 도 7에 도시된 바와 같이, 단순하게 돌출된 돌출부로 구성될 수도 있다.
다음으로 상기 전후진 이동수단은 상기 그리핑 수단(132)을 전후진시키는 구성요소이다. 상기 전후진 이동수단은 상기 플렉서블 소재(2)의 그리핑 과정이나 합착과정에서 상기 그리핑 수단(132)의 수평 위치 조정에 이용된다.
다음으로 상기 회동수단(134)은 상기 그리핑 수단(132) 및 전후진 이동수단을 회동시키는 구성요소이다. 상기 그리핑 수단(132)은 도 9 내지 13에 도시된 바와 같이, 플렉서블 소재(2)의 합착 과정에서 다양한 각도로 회동하면서 합착 과정에 관여한다. 따라서 상기 회동수단(134)이 각 시기에 부합되도록 상기 그리핑 수단(132)의 회동 역할을 담당하는 것이다.
다음으로 상기 수평/수직 이동수단(136)은, 상기 회동수단(134)을 수평 또는 수직 일방향 또는 양방향으로 이동시키는 구성요소이다. 따라서 상기 수평/수직 이동수단(136)에 의하여 합착 과정에서 상기 회동수단 및 그리핑 수단이 필요한 수평 및 수직 위치로 이동하게 된다.
그리고 본 실시예에 따른 합착장치에서, 상기 플렉서블 소재(2)가 디스플레이 패널인 경우, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 그리핑 수단(132)은 블랙매트릭스 패턴(B)이 형성되는 부분을 파지하는 것이 바람직하다.
1 : 곡면형 기판 2 : 플렉서블 소재
100 : 본 발명의 일 실시예에 따른 곡면형상 기판에 플렉서블 소재를 합착하는 장치
110 : 곡면형 기판 장착지그 120 : 유체가압 탄성체부
130 : 플렉서블 소재 그리핑부

Claims (7)

  1. 곡면형 기판(1)의 부착면이 노출되도록 장착되는 곡면형 기판 장착 지그(110);
    상기 곡면형 기판 장착 지그(110)와 대향되는 위치에 설치되며, 유체 가압에 의한 탄성 변형에 의하여 플렉서블 소재(2)를 상기 곡면형 기판(1) 방향으로 가압하는 유체가압 탄성체부(120);
    상기 곡면형 기판 장착 지그(110) 하부 양 측방에 설치되며, 상기 플렉서블 소재(2)의 양 측부를 그리핑한 상태에서 상기 유체가압 탄성체부(120)가 상기 플렉서블 소재(2)의 중앙부터 외측 방향으로 순차적으로 이동하면서 가압을 하도록 변형 형태를 제어하는 플렉서블 소재 그리핑부(130);를 포함하며,
    상기 유체가압 탄성체부(120)는,
    일정한 내부 공간을 가지는 튜브 형상의 탄성 변형체(122);
    상기 탄성 변형체(122)의 양단에 각각 설치되며, 상기 탄성 변형체(122)의 내부 공간을 밀폐하는 한 쌍의 밀폐수단(124);
    상기 한 쌍의 밀폐수단(124) 중 일측에 설치되며, 상기 탄성 변형체(122) 내부로 유체를 공급 또는 배출하여 상기 탄성 변형체(122)를 변형시키는 가압 변형부(126); 및
    상기 탄성 변형체(122) 하측에 설치되며, 상기 탄성 변형체(122)의 변형 방향을 상측으로 한정하는 변형 제한부(128);를 포함하는 것을 특징으로 하는 곡면형상 기판에 플렉서블 소재를 합착하는 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 플렉서블 소재 그리핑부(130)는,
    상기 플렉서블 소재(2)의 양측 단부를 그리핑하는 그리핑수단(132);
    상기 그리핑 수단(132)을 전후진시키는 전후진 이동수단(도면에 미도시);
    상기 그리핑 수단(132) 및 전후진 이동수단을 회동시키는 회동수단(134);
    상기 회동수단(134)을 수평 또는 수직 일방향 또는 양방향으로 이동시키는 수평/수직 이동수단(136);을 포함하는 것을 특징으로 하는 곡면형상 기판에 플렉서블 소재를 합착하는 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 그리핑 수단(132)은,
    상기 플렉서블 소재(2)의 말단이 삽입되는 홈을 가지는 그리핑 지그(131);
    상기 그리핑 지그(131)의 홈 내측 상부 또는 하부에 형성되며, 상기 플렉서블 소재(2)의 말단 상면 또는 하면을 가압하여 그리핑하는 가압수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 곡면형상 기판에 플렉서블 소재를 합착하는 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 가압수단은,
    볼 베어링이나 구면 회전 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 곡면형상 기판에 플렉서블 소재를 합착하는 장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 가압수단은,
    롤러 베어링 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 곡면형상 기판에 플렉서블 소재를 합착하는 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 플렉서블 소재(2)가 디스플레이 패널인 경우, 상기 가압수단은 블랙매트릭스 패턴이 형성되는 부분을 파지하는 것을 특징으로 하는 곡면형상 기판에 플렉서블 소재를 합착하는 장치.
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