KR101706617B1 - 플렉시블 디스플레이 패널 곡면 합착기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 측방으로 깊은 곡면을 가지는 피합착물에도 균일하게 합착물을 합착할 수 있는 플렉시블 디스플레이 패널 곡면 합착기에 관한 것이다.
상기 곡면 합착기는, 3차원 곡면을 가지는 피합착물(80)을 로딩하는 지그(11)가 저면에 마련된 상부스테이지(10); 및 상기 상부스테이지가 합착 공정을 위해 정위치에 위치한 상태에서, 상기 지그의 하부에 배치되는 노즐 바디(50)와, 상기 노즐 바디(50)를 둘러싸고 있어서 상기 노즐 바디로 유입된 에어에 의해 팽창하는 다이아프램(40)을 구비하는 하부스테이지(60);를 포함하며, 상기 노즐 바디(50)는 지그를 정면으로 바라보는 상면(501)과, 상기 상면의 가장자리에서 외향 연장되며 그 표면의 법선이 상방 외향하는 표면을 가지는 엣지면(502)을 포함한다.

Description

플렉시블 디스플레이 패널 곡면 합착기{FLEXIBLE DISPLAY PANEL CURVED LAMINATOR}

본 발명은 곡면 합착기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 측방으로 깊은 곡면을 가지는 피합착물에도 균일하게 합착물을 합착할 수 있는 플렉시블 디스플레이 패널 곡면 합착기에 관한 것이다.

태블릿이나 스마트폰에는 영상이 출력되는 표시 장치가 탑재된다. 다양한 표시 장치 중에서도 플렉시블 표시 장치는 휘어질 수 있는 가요성 표시 패널을 이용하여 정면 및 측면에서 영상을 표시할 수 있다. 이러한 플렉시블 표시 장치는 텔레비전 세트, 전자 책 단말기 및 전자 신문 단말기와 같은 모바일 장비에 다양하게 응용될 수 있다.

플렉시블 표시 장치는 가요성 표시 패널을 보호하기 위하여 적층의 최상단에 커버 윈도우를 구비한다. 또한, 패널과 커버 윈도우 사이에 터치 센서 또는 광학필름을 개재하기도 한다.

전통적인 평판 형상의 커버 윈도우에 상술한 터치 센서 또는 광학 필름을 부착할 때에는 롤러로 터치 센서 또는 광학 필름을 압박하여 커버 윈도우에 부착하도록 하는 필름부착장치가 사용되었다.

그러나, 플렉시블 표시 장치와 같이 커버 윈도우가 곡면을 포함하는 3차원 형상으로 이루어진 경우, 커버 윈도우에 대응하는 롤러의 3차원 가공이 어려우므로 3차원 형상의 커버 윈도우에 터치 센서 또는 광학 필름을 부착하기 어려운 문제점이 있다.

이러한 점을 감안하여 종래에는 다이아프램 상에 터치 센서나 광학 필름을 올려 놓고, 그 상부에 커버 윈도우를 위치시키며, 다이아프램에 에어(air)를 불어 넣어 다이아프램이 팽창함으로써 다이아프램이 커버 윈도우를 압박하는 과정에서, 다이아프램과 커버 윈도우 사이에 개재된 합착물(터치 센서나 광학 필름)이 피합착물인 커버 윈도우의 내면에 합착되도록 하는 방식을 적용하여 왔다.

그러나 이러한 종래의 합착기 구조는 갈수록 복잡해지는 피합착물의 3차원 형상에 대응하기에 역부족이었다. 특히 3차원 형상의 피합착물의 경우, 피합착물과 합착물 사이에 존재하는 공기가 미쳐 빠져나가지 못하고 갇힌 상태에서 피합착물과 합착물이 합착되어 기포가 발생하는 불량이 생기는 비율이 높아지게 되었다.

또한 3차원 곡면 형상의 피합착물에 평면 형상의 합착물을 접근시키는 데에 한계가 있기 때문에 합착물이 피합착물의 표면으로부터 상당히 멀리 떨어져 있는 상태에서 합착이 이루어지는데, 이는 합착 정밀도를 떨어뜨리는 문제가 있었다.

아울러 피합착물과 합착물 사이의 거리가 멀면 그만큼 다이아프램의 팽창 비율과 수축 비율이 높아지기 때문에, 다이아프램의 수명이 크게 줄어든다는 문제점이 있었다. 특히 다이아프램의 수명이 줄어들 경우, 다이아프램 자체의 가격은 차치하고라도 이를 교체하는 동안 장비를 멈추고 있어야 한다는 점에서 그 손실은 더 크다. 또한 다이아프램의 팽창 비율과 수축 비율이 높으면 그만큼 다이아프램의 두께를 확보해야 하는데, 다이아프램의 두께가 두꺼우면 다이아프램과 피합착물의 복잡한 3차원 표면 사이의 밀착률이 낮아져서 합착 공정이 제대로 이루어지지 못하게 된다.

등록특허공보 제1468973호 공개특허공보 제2011-4383호 공개특허공보 제2013-138256호 공개특허공보 제2011-55375호

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 표면 형상이 복잡하고 다이아프램이 팽창할 때 간섭이 일어날 수 있는 3차원 형상을 가지는 피합착물에 대해서도 합착물을 합착할 수 있는 곡면 합착기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은, 표면 형상이 복잡하고 미세한 곡면이 있는 3차원 형상을 가지는 피합착물에 대해서도 기포 없이 합착물을 합착할 수 있는 곡면 합착기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 다이아프램의 두께를 얇게 할 수 있어 다이아프램이 팽창하였을 때 복잡하고 미세한 곡면이 있는 3차원 형상의 피합착물 표면에 합착물을 가압하며 밀착시켜 합착할 수 있으면서도, 다이아프램의 수명을 충분히 확보할 수 있는 곡면 합착기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 3차원 곡면을 가지는 피합착물에 합착이 이루어지기 전에 공급되는 평면 형상의 합착물이 3차원 곡면의 피합착물의 형상에 가깝게 변형된 상태에서 압박을 가하여 합착되도록 함으로써 합착 공정의 완성도를 높일 수 있는 곡면 합착기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 3차원 곡면을 가지는 피합착물(80)을 로딩하는 지그(11)가 저면에 마련된 상부스테이지(10); 및 상기 상부스테이지가 합착 공정을 위해 정위치에 위치한 상태에서, 상기 지그의 하부에 배치되는 노즐 바디(50)와, 상기 노즐 바디(50)를 둘러싸고 있어서 상기 노즐 바디로 유입된 에어에 의해 팽창하는 다이아프램(40)을 구비하는 하부스테이지(60);를 포함하며, 상기 노즐 바디(50)는 지그를 정면으로 바라보는 상면(501)과, 상기 상면의 가장자리에서 외향 연장되며 그 표면의 법선이 상방 외향하는 표면을 가지는 엣지면(502)을 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 디스플레이 패널 곡면 합착기를 제공한다.

여기서, 상기 상부스테이지가 합착 공정을 위해 정위치에 위치한 상태에서, 상하방향에서 바라보았을 때 상기 노즐 바디(50)의 면적은 상기 지그(11)의 면적 내에 포함되고, 상기 상부스테이지가 합착 공정을 위해 정위치에 위치한 상태에서, 상기 노즐 바디(50)의 상면(501)은, 상기 지그의 하단부보다 더 높이 위치하며, 상기 노즐 바디(50)는: 상기 노즐 바디의 중앙부에서 상면(501)을 통해 상부로 에어를 토출하는 센터 노즐(51); 상기 노즐 바디의 상면(501)과 엣지면(502)의 경계 부근에서 상방 외향하는 방향으로 에어를 토출하는 경계 노즐(52); 상기 노즐 바디의 엣지면(502)을 통해 상방 외향 또는 외향하는 방향으로 에어를 토출하는 엣지 노즐(53);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 노즐 바디의 상면(501)에는, 상기 센터 노즐(51)을 중심으로, 엣지면(502)이 마련된 상면의 가장자리를 향해 방사상으로 형성된 방사 홈이 마련되는 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 노즐 바디의 상면(501)에는, 상기 노즐 바디에서 엣지면(502)이 마련되지 않은 가장자리를 향해 나란히 연장되는 형태의 확산 홈(512)이 마련되고, 상기 확산 홈(512)은 상기 방사 홈(511)과 교차하는 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 경계 노즐(52)은, 상기 엣지면(502)의 길이방향과 나란한 방향으로 노즐 바디(50)의 몸체에 형성된 제1매니폴드부(522); 상기 제1매니폴드부(522)에서 센터 노즐(51)과 가장 가까운 위치로부터 노즐 바디(50)의 하부로 연통하는 제1유입부(521); 및 상기 제1매니폴드부(522)의 길이방향을 따라 복수 개 마련되며 상기 노즐 바디의 상면(501)과 엣지면(502)의 경계 부근으로 연통하는 제1토출부(523);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 엣지 노즐(53)은, 상기 엣지면(502)의 길이방향과 나란한 방향으로 노즐 바디(50)의 몸체에 형성되되 상기 제1매니폴드부(522)보다 센터 노즐(51)에서 더 멀리 배치되고 상기 제1매니폴드부(522)보다 더 높은 위치에 배치되는 제2매니폴드부(532); 상기 제2매니폴드부(532)에서 센터 노즐(51)과 가장 가까운 위치로부터 노즐 바디(50)의 하부로 연통하는 제2유입부(531); 및 상기 제2매니폴드부(532)의 길이방향을 따라 복수 개 마련되며 상기 노즐 바디의 엣지면(502)으로 연통하는 제2토출부(533);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 노즐 바디(50)에 에어를 공급함에 있어서, 상기 센터 노즐(51), 경계 노즐(52) 및 엣지 노즐(53) 순으로 에어를 공급하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 경계 노즐(52)의 에어 토출각은 수직선을 기준으로 60° 이상 80° 이하이며, 상기 엣지 노즐(53)의 에어 토출각은 수직선을 기준으로 80° 이상 90° 이하인 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 다이아프램의 두께는 0.3 mm 이상 1.2 mm 이하인 것을 특징으로 한다.

상기 상부스테이지(10)의 저면에는 상기 지그의 가장자리에 가까워지거나 상기 지그의 가장자리로부터 멀어질 수 있도록 시소 커버(20)가 설치되고, 상기 시소 커버(20)의 지그 쪽 단부에는 다이아프램(40) 위에 올려진 합착물(90)이 노즐 바디(50)의 엣지면(502)에 대응하도록 변형되는 것을 안내하는 샤프트롤러(30)가 설치되는 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 시소 커버(20)의 내측 하단부로서 상기 샤프트롤러(30)가 설치된 위치보다 하부에는 만곡한 곡면으로 형성되고, 상기 곡면의 표면에는 합착물(90)과의 마찰력을 줄이는 코팅층(31)이 마련되는 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 하부스테이지(60) 상에는 상기 지그(11)에 안착된 피합착물(80)을 지지하는 상기 시소 커버(20)를 지지하는 가이드링(70)이 더 마련된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 노즐 바디가 상면과 엣지면을 가지고 있고 다이아프램이 상기 노즐 바디의 상면과 엣지면을 둘러싸고 있으므로, 3차원 곡면을 가지는 피합착물에 대응하여 다이아프램의 팽창이 이루어질 수 있어, 3차원 곡면의 피합착물에 합착물을 합착하는 공정의 신뢰성을 확보할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면, 다이아프램의 팽창을 위한 에어를 공급함에 있어서 노즐 바디의 상면과 엣지면에 모두 에어가 골고루 공급되도록 하여 3차원 곡면의 피합착물에 합착물을 균일하게 합착할 수 있게 되어 그만큼 공정의 신뢰성이 높아진다.

또한 본 발명에 의하면, 센터 노즐로 공급된 에어가 센터 부분에 있는 다이아프램을 팽창시키면서 동시에 방사 홈과 확산 홈을 타고 다이아프램을 피합착물의 중앙부로부터 가장자리 쪽으로 자연스럽게 순차적으로 팽창할 수 있도록 할 수 있어 공정의 신뢰성을 높일 수 있다.

또한 본 발명에 의하면, 다이아프램의 균일하고 순차적인 팽창을 위한 경계 노즐과 엣지 노즐의 제작이 간편하고, 넓은 면적의 다이아프램에 대해 순차적이고 균일한 압력을 가하며 다이아프램을 팽창시킬 수 있게 되어 공정의 신뢰성을 더욱 높일 수 있다.

또한 본 발명에 의하면 센터 노즐과 경계 노즐 및 엣지 노즐에 순차적으로 에어를 공급하는 제어를 함으로써, 피합착물과 합착물 사이에 기포가 갇히는 현상을 방지할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면 곡면의 엣지면을 가지는 다이아프램에 대해 다이아프램의 이상적인 팽창 방향과 대응하도록 에어를 토출 공급함으로써 공정의 신뢰성을 더욱 확보할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면 다이아프램과 피합착물을 매우 근접시켜 배치할 수 있어 다이아프램의 팽창이 과도하게 일어나지 않도록 함으로써 다이아프램의 수명과 합착 정밀도 향상을 확보할 수 있고, 다이아프램을 그만큼 얇게 할 수 있어 복잡한 3차원 형상의 피합착물에도 다이아프램이 그에 대응하여 균일하게 골고루 압력을 제공함으로써 합착물의 합착 공정의 신뢰도를 더욱 높일 수 있다.

또한 본 발명에 의하면, 다이아프램의 팽창 전, 3차원 형상을 가지는 피합착물보다 평면 상태의 면적이 더 큰 합착물을 근접시킴에 있어서 다이아프램이 3차원 형상을 가지는 피합착물의 형상과 대응할 수 있도록 자연스럽게 변형시킴으로써 다이아프램의 팽창 시 합착물이 피합착물에 정확히 대응하여 합착되도록 함으로써, 합착 공정의 신뢰도를 더욱 높일 수 있으며, 합착물이 자연스럽게 변형되도록 하는 과정에서 합착물에 손상이 가지 않도록 할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면, 3차원 곡면 형상을 가지는 피합착물을 지그에 손쉽게 안착시키면서도 피합착물이 지그에 안착된 상태를 견고하게 지지할 수 있으며, 합착 공정 중에도 이러한 지지 상태가 견고하게 유지될 수 있다.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.

도 1은 본 발명에 따른 플렉시블 디스플레이 패널 곡면 합착기를 전체적으로 나타낸 도면,
도 2는 도 1의 곡면 합착기의 하부스테이지와 관련 구성을 나타낸 도면,
도 3은 도 2에 도시된 노즐 바디를 나타낸 정면도,
도 4은 도 2에 도시된 노즐 바디를 나타낸 평면도,
도 5는 도 4의 노즐 바디를 투시하여 도시함으로써 노즐 바디에 마련된 노즐을 나타낸 평면도,
도 6은 도 1의 곡면 합착기의 상부스테이지와 관련 구성을 나타낸 도면,
도 7은 도 2의 곡면 합착기의 하부 스테이지 상에 상부 스테이지가 겹쳐지는 과정 중의 상태를 나타낸 도면,
도 8은 합착 공정을 위해 도 7의 상부 스테이지가 도 7의 하부 스테이지 상에 겹쳐진 상태를 나타낸 도면,
도 9는 도 8의 엣지 부분을 나타낸 확대도,
도 10은 도 8의 상태에서 센터 노즐에 에어가 공급되어 다이아프램의 중앙부가 팽창된 상태를 나타낸 도면,
도 11은 도 10의 상태에서 추가적이고 순차적으로 경계 노즐에 에어가 공급되어 다이아프램이 외측으로 더 팽창되어 나가는 상태를 나타낸 도면,
도 12는 도 11의 상태에서 추가적이고 순차적으로 엣지 노즐에 에어가 공급되어 다이아프램이 완전히 팽창한 상태를 나타낸 도면, 그리고
도 13은 합착물이 피합착물에 대해 완전히 합착된 후 에어를 역으로 빼내어 다이아프램이 노즐 바디 상으로 수축한 상태를 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.

[곡면 합착기의 전체적인 구조]

도 1은 본 발명에 따른 플렉시블 디스플레이 패널 곡면 합착기를 전체적으로 나타낸 도면이다.

본 발명에 따른 실시예에서는 피합착물(80)로서 플렉시블 디스플레이 패널용 윈도우가 예시된다. 피합착물(플렉시블 디스플레이 패널용 윈도우)은 평평한 면적 부분의 양단에 곡면의 마련된 형태이다. 피합착물(80)의 양단에 마련된 곡면은 곡면의 중심부(높이의 중간 부분)가 곡면의 단부보다 더 외측으로 볼록하게 돌출된 형태이다.

이러한 형태의 피합착물(80)에 대해 다이아프램을 팽창시킬 때에는 피합착물의 곡면의 단부와 다이아프램의 팽창 경로가 서로 간섭된다. 따라서 평면 형태의 다이아프램을 지그의 하부에서 팽창시키는 종전의 구조(등록특허공보 제1468973호 등 참조)로는 피합착물의 표면에 합착물을 합착시키는 공정을 수행할 수가 없다.

도 1에 도시된 본 발명에 따른 곡면 합착기는, 상부챔버부재(1)와 하부챔버부재(6)를 포함한다. 상부챔버 부재와 하부챔버 부재는 회전 방식 또는 상하 이동방식등 외기와 격리하기 위한 기구 방식 어떤 것이든 가능하며, 이들 두 챔버부재(1, 6)가 상하로 서로 밀봉 밀착되면 챔버는 외기와 확실히 격리된다.

하부챔버부재(6)에는, 그 상부에 상기 챔버 분위기에 설치되는 하부스테이지(60)가 설치된다. 하부스테이지(60) 상에는 노즐 바디(50)가 설치되며, 노즐 바디의 표면에는 다이아프램(40)이 수축된 상태로 그 표면 상에 밀착되어 있다. 노즐 바디(50)의 내부에는 에어의 유동로(51, 52, 53; 도 2 참조)가 마련되어 있는데, 이러한 유동로는 노즐 바디(50)의 표면에 밀착되어 있는 다이아프램(40)과 하부스테이지(60)의 하부에 부착되어 있는 벨로우즈(65)에 의해 챔버 내부의 공간과 격리된다. 본 발명의 실시예에서는 합착물의 합착을 위해 피합착물과 밀착되거나 밀착 해제되는 작동을 하기 위해 팽창과 수축이 이루어지는 구성으로서 다이아프램(40)을 예시하고 있으나, 이는 일실시예에 불과할 뿐, 연신율과 내구성을 높인 고무판, 가령 특성 합성고무판 등 다양한 다른 재질도 사용 가능하다. 즉 연신으로 인한 부피 팽창이 가능한 막 형태라면 다양한 형태의 연신수축막이 사용 가능하다.

즉 상부챔버부재(1)와 하부챔버부재(6)가 맞물려 규정되는 챔버 공간은 외기와 격리되고, 외기와 격리된 상태에서 진공펌프로 챔버 내부의 공기를 빼내어 챔버내 저진공 분위기를 형성한다. 챔버가 저진공인 상태에서도 상기 다이아프램(40)과 벨로우즈(65)에 의해 규정되는 노즐 바디(50)의 에어 유동로는 챔버의 공간과 격리된다. 따라서 챔버 내부의 분위기가 진공에 가까운 상태에서 벨로우즈(65)를 통해 에어를 공급하면 에너는 노즐 바디(50)를 통해 다이아프램(40)을 가압하여 다이아프램(40)을 팽창시키게 된다.

상부챔버부재(1)의 저부에는 상기 챔버 분위기에 설치되는 상부스테이지(10)가 설치된다. 도 6을 참조하면, 상부스테이지(10)에는 피합착물(80)이 안착되는 지그(11)가 마련되고, 상기 지그(11)의 단부에는 상기 지그에 안착된 피합착물(80)의 안착 상태를 지지하는 시소 커버(20)가 구비된다.

상기 상부스테이지(10)와 하부스테이지(60)는 서로 마주하게 되며, 이에 따라 상기 지그(11)와 노즐 바디(50)가 서로 마주하게 된다. 따라서 상기 지그(11)에 피합착물(80)이 안착되고 상기 노즐 바디(50)에 합착물(90)이 놓여진 상태라면 피합착물(80)과 합착물(90)이 서로 마주하는 것이 된다. 본 발명의 실시예에서 상기 합착물(90)은 윈도우(80)의 내면에 합착되는 플렉시블 디스플레이 패널이거나 터치 패널, 그 밖에 광학 필름 등일 수 있다.

[하부스테이지의 구조]

도 2는 도 1의 곡면 합착기의 하부스테이지와 관련 구성을 나타낸 도면, 도 3은 도 2에 도시된 노즐 바디를 나타낸 정면도, 도 4은 도 2에 도시된 노즐 바디를 나타낸 평면도, 그리고 도 5는 도 4의 노즐 바디를 투시하여 도시함으로써 노즐 바디에 마련된 노즐을 나타낸 평면도이다.

하부스테이지(60) 상의 중앙부에는 노즐 바디(50)가 설치된다. 노즐 바디(50)는 합착 공정 중 지그(11)를 바라보는 방향으로 마련된 상면(501)을 포함한다. 노즐 바디(50)의 상면(501)은 지그를 정면으로 바라보는 구조로 지그에 안착된 피합착물의 대부분의 면적과 중첩되는 부분이 된다.

노즐 바디(50)의 상면(501)과 측면(503) 사이에는, 상기 노즐 바디의 상면과 측면을 연결하는 곡면 구조로서, 그 표면의 법선이 상방 외향하는 표면을 가지는 엣지면(502)이 마련된다. 가령 노즐 바디(50)의 상면(501)의 표면의 법선은 수직선이고, 상기 노즐 바디(50)의 측면(503)의 표면의 법선은 수평선이며, 상기 엣지면(502) 표면의 법선은 상기 상면(501)에서 측면(503) 쪽으로 갈수록 상방에서 점점 측방을 향할 수 있다.

상기 노즐 바디(50)의 상면(501)과 엣지면(502), 그리고 측면(503)에는 다이아프램(40)이 밀착된 상태로 둘러싸져 있다. 그리고 상기 다이아프램(40)의 하단부는 상기 노즐 바디(50)의 저면과 하부스테이지(60)의 상부면 사이에 개재되고 협지되어 밀봉된다. 따라서 노즐 바디(50)에 마련된 노즐(51, 52, 53)을 통해 다이아프램(40)의 이면 쪽으로 공급된 에어는 다이아프램(40)의 이면 쪽 공간에 갇히게 되고, 이에 따라 다이아프램(40)은 팽창할 수 있다.

상기 노즐 바디(50)에는 벨로우즈(65)에 의해 챔버의 내부 분위기와는 격리되어 있는 공간으로부터 공급되는 에어가 유동하는 노즐이 마련된다. 이러한 노즐은, 상기 노즐 바디(50)의 중심부에 수직 방향으로 관통 형성된 센터 노즐(51)과, 그 주변에 마련되는 경계 노즐(52), 그리고 상기 경계 노즐(52)보다 상기 센터 노즐(51)에서 더 멀리 배치되는 엣지 노즐(53)을 포함한다.

센터 노즐(51)은 노즐 바디(50)의 중앙부에서 상하 관통된 형태로 마련되어 있다. 센터 노즐(51)을 통해 공급되는 에어는 노즐 바디의 상면(501)의 중앙부에서 상방 토출되어 다이아프램(40)의 중앙부를 가장 먼저 가압 팽창시킨다.

센터 노즐(51)의 상단부는 복수 개의 소구멍으로 분할되어 있어서 센터 노즐(51)을 통해 공급된 에어는 다소 감압되고 균일하게 분산된 형태로 센터 노즐 바디의 상면 중앙부에서 상방으로 토출된다. 또한 도 4를 참조하면, 상기 노즐 바디(50)의 상면(501)에는 센터 노즐(51)을 통해 공급된 공기가 빠르게 측방으로 확산될 수 있는 유동 경로가 되는 홈(511, 512)이 형성되어 있다. 상술한 홈(511, 512)은 상기 노즐 바디(50)의 상면(501)에 다이아프램(40)이 밀착된 상태에서도 상기 센터 노즐(51)을 통해 공급된 공기가 빠르게 측방으로 확산될 수 있는 경로를 제공한다.

상기 홈은, 상기 센터 노즐(51)을 중심으로 방사상으로 형성된 방사 홈(511)을 포함한다. 방사 홈(511)은 상기 센터 노즐(51)을 통해 공급된 에어가 중앙부에서 가장자리 쪽으로 방사상으로 골고루 확산되도록 하는 통로가 된다. 방사 홈(511)은 특히, 엣지면(502)이 마련된 상면(501)의 가장자리 쪽으로 선택적으로 형성될 수 있다. 또한 상기 방사상의 홈(511)들을 살펴보면, 상기 센터 노즐(51)과 가까이 위치하는 엣지면(502) 부분에 이르는 방사 홈(511)의 경로가 가장 짧고, 상기 센터 노즐(51)로부터 상대적으로 멀리 위치하는 엣지면(502) 부분에 이르는 방사 홈(511)이 그만큼 경로가 더 길기 때문에, 아주 짧은 시간 간격이기는 하지만 에어가 확산되어 도달하는 시간차가 존재하게 되고, 엣지면(502)에 대응하는 위치를 덮고 있던 다이아프램(40)은 엣지면(502)의 길이방향의 중앙부에서 팽창이 시작되어 양측으로 점점 팽창되어 나가게 된다. 이때 저진공 펌프는 챔버 내의 공기를 계속 배출시키며, 다이어프램이 중앙에서 측면으로 팽창되어 나가는 공정이 이루어지기 때문에 이로 인해 피합착물(80)의 가장자리에 마련된 곡면 부분에 기포가 갇힐 수 있는 가능성을 더욱 낮추게 된다.

또한 상기 홈은, 상기 노즐 바디에서 엣지면(502)이 마련되지 않은 두 가장자리 변을 향하는 방향으로 연장되는 형태의 확산 홈(512)이 복수 개 나란히 마련된다. 또한 이들 확산 홈(512)은 상기 방사 홈(511)과도 교차한다. 따라서 상기 센터 노즐(51)을 통해 공급된 에어는 상기 방사 홈(511)을 통해 확산되면서 동시에 상기 확산 홈(512)을 통해서도 확산하게 된다. 방사 홈(511)을 통해 공급되던 에어가 확산 홈(512)을 통해 확산하게 되면 엣지면(502)이 형성되지 않은 노즐 바디(50)의 상면(501) 가장자리 쪽으로 확산하게 된다. 특히 상기 확산 홈(512)의 경로의 길이 역시 차이가 있기 때문에, 엣지면(502)이 마련되지 않은 가장자리에 대해서도 가장자리의 길이방향을 따라 중앙부에서 팽창이 시작되어 양측으로 점점 팽창되어 나가게 된다. 즉 엣지면(502)이 마련되지 않은 가장자리의 중앙부에 도달하는 홈(511, 512)의 경로가 해당 가장자리의 양단에 도달하는 홈의 경로보다 더 짧다.

상기 방사 홈(511)과 확산 홈(512)은 모두 직선 형태로 가공할 수 있으며, 이들을 직선 형태로 가공하더라도 상술한 바와 같은 홈의 경로의 길이 차이(센터 노즐에서 가장자리의 중앙부에 이르는 홈의 경로 거리 및 그보다 외측 가장자리에 이르는 홈의 경로 거리의 차이)는 존재하게 된다. 따라서 이러한 방사 홈(511)과 확산 홈(512)은 가공이 용이하면서도 에어의 공급에 미세한 시차를 부여하게 되어 다이아프램(40)의 팽창이 중심부에서 외곽으로 순차적으로 일어나도록 하는데 일조하게 된다.

다음으로, 도 3과 도 5를 참조하면, 상기 노즐 바디(50)의 상면(501)과 양측에 마련된 엣지면(502)의 경계부에는, 엣지면(502)의 길이방향을 따라 나란히 복수 개의 경계 노즐(52)이 구비된다. 경계 노즐(52)을 통해 토출되는 에어는 상방 외향하는 방향으로 토출된다. 이러한 경계 노즐(52)은 상기 노즐 바디(50)의 몸체 부위를 따라 상기 엣지면(502)과 나란하게 길이방향으로 형성된 제1매니폴드부(522)와, 상기 제1매니폴드부(522)의 중앙부, 즉 상기 센터 노즐(51)과 가장 가까운 위치로부터 노즐 바디(50)의 하부로 관통된 형태의 제1유입부(521), 그리고 상기 제1매니폴드부(522)의 길이방향을 따라 복수 개 마련되며 상기 제1매니폴드부(522)로부터 상기 노즐 바디의 상면(501)과 엣지면(502)의 경계 부근으로 관통되는 제1토출부(523)를 포함한다.

상기 제1매니폴드부(522)는 상기 엣지면(502)의 길이방향과 나란한 방향으로 드릴링 등의 공정을 통해 관통 형성되고, 그 양측 단부를 볼트(55)로 막아 마무리한다. 다음으로, 상기 제1유입부(521)는 상기 노즐 바디(50)의 하면에서 상방으로 드릴링 등의 공정을 통해 제1매니폴드부(522)까지 관통 형성된다. 마찬가지로 상기 제1토출부(523)는 상기 노즐 바디(50)의 상면과 엣지면의 경계 부근에서 소정의 각도로 상기 제1매니폴드부(522)까지 드릴링 등의 공정을 통해 관통 형성된다. 상기 제1토출부(523)들은 제1매니폴부(522)의 길이 방향을 따라 복수 개가 등간격으로 마련된다. 또한 상기 제1토출부(523)가 형성되는 각도는 수직선에 대해 60도와 80도의 범위 내에서 결정될 수 있다.

상기 제1유입부(521)는 상기 제1매니폴드부(522)의 길이방향의 중앙부에 연통된다. 이는 상기 센터 노즐(51)과도 가장 가까운 위치이다. 따라서 제1유입부(521)를 통해 제1매니폴드부(522)를 통해 유입된 에어는 제1매니폴드부(522)의 중앙부에서 양측으로 퍼져 나간다. 이렇게 제1매니폴드부(522)의 길이방향을 따라 퍼져나가는 에어는 그 길이방향을 따라 마련된 복수 개의 제1토출부(523)를 통해 순차적으로 다이아프램(40)의 이면을 향해 상방 외향 토출된다. 따라서 상기 복수 개의 제1토출부(523)들 중 중앙에 마련된 제1토출부를 통해 가장 먼저 에어가 토출되고, 이러한 에어의 토출 순서는 중앙으로부터 외측으로 갈수록 순차적으로 이루어진다. 따라서 다이아프램(40) 역시 순식간이기는 하지만 상면(501)과 엣지면(502) 경계의 중앙부에서 양측으로 순차적으로 팽창되어 나간다.

또한 상기 노즐 바디(50)의 양측에 마련된 엣지면(502)에는, 엣지면(502)의 길이방향을 따라 나란히 복수 개의 엣지 노즐(53)이 구비된다. 엣지 노즐(53)을 통해 토출되는 에어는 상방 외향하는 방향으로 토출된다. 다만 그 방향은 상기 경계 노즐(52)을 통해 토출되는 에어의 토출 방향보다는 더 외향하는 방향이 된다. 이러한 엣지 노즐(53)은 상기 노즐 바디(50)의 몸체 부위를 따라 상기 엣지면(502)과 나란하게 길이방향으로 형성된 제2매니폴드부(532)와, 상기 제2매니폴드부(532)의 중앙부, 즉 상기 센터 노즐(51)과 가장 가까운 위치로부터 노즐 바디(50)의 하부로 관통된 형태의 제2유입부(531), 그리고 상기 제2매니폴드부(532)의 길이방향을 따라 복수 개 마련되며 상기 제2매니폴드부(532)로부터 상기 노즐 바디의 엣지면(502)으로 관통되는 제2토출부(533)를 포함한다. 상기 제2매니폴드부(532)의 위치는 상기 제1매니폴드부(522)보다는 상기 센터 노즐(51)에서 더 멀리 위치한다. 또한 제2매니폴드부(532)는 상기 제1매니폴드부(522)보다 더 높은 위치에 위치한다.

상기 제2매니폴드부(532)는 상기 엣지면(502)의 길이방향과 나란한 방향으로 드릴링 등의 공정을 통해 관통 형성되고, 그 양측 단부를 볼트(55)로 막아 마무리한다. 다음으로, 상기 제2유입부(531)는 상기 노즐 바디(50)의 하면에서 상방으로 드릴링 등의 공정을 통해 제2매니폴드부(532)까지 관통 형성된다. 마찬가지로 상기 제2토출부(533)는 상기 노즐 바디(50)의 엣지면에서 소정의 각도로 상기 제2매니폴드부(532)까지 드릴링 등의 공정을 통해 관통 형성된다. 상기 제2토출부(533)들은 제2매니폴드부(532)의 길이 방향을 따라 복수 개가 등간격으로 마련된다. 또한 상기 제2토출부(533)가 형성되는 각도는 수직선에 대해 80도와 90도의 범위 내에서 결정될 수 있다. 즉 상기 제1토출부보다 상기 제2토출부가 더 외향하는 방향으로 형성되어 있으며, 상기 제2토출부는 수평 방향으로 외향하도록 마련될 수도 있다.

상기 제2유입부(531)는 상기 제2매니폴드부(532)의 길이방향의 중앙부에 연통된다. 이는 상기 센터 노즐(51)과도 가장 가까운 위치이다. 따라서 제2유입부(531)를 통해 제2매니폴드부(532)를 통해 유입된 에어는 제2매니폴드부(532)의 중앙부에서 양측으로 퍼져 나간다. 이렇게 제2매니폴드부(532)의 길이방향을 따라 퍼져나가는 에어는 그 길이방향을 따라 마련된 복수 개의 제2토출부(533)를 통해 순차적으로 다이아프램(40)의 이면을 향해 상방 외향 토출된다. 따라서 상기 복수 개의 제2토출부(533)들 중 중앙에 마련된 제2토출부를 통해 가장 먼저 에어가 토출되고, 이러한 에어의 토출 순서는 중앙으로부터 외측으로 갈수록 순차적으로 이루어진다. 따라서 다이아프램(40) 역시 순식간이기는 하지만 엣지면(502)의 중앙부에서 양측으로 순차적으로 팽창되어 나간다.

상기 노즐 바디(50)에 에어를 공급함에 있어서는 상기 센터 노즐(51), 경계 노즐(52) 및 엣지 노즐(53) 순으로 에어를 공급하게 된다. 즉 노즐 바디(50)에는 벨로우즈(65)를 통해 에어 공급부(미도시)가 연결되어 있으며, 이러한 에어 공급부는 제어부에 의해 제어된다. 센터 노즐(51)과 경계 노즐(52) 및 엣지 노즐(53)로 에어가 공급되는 경로 상에는 솔레노이드 밸브 등의 개폐 수단이 마련될 수 있고, 이들을 순차적으로 열면 가장 먼저 센터 노즐(51)을 통해 다이아프램(40)의 중앙부 이면에 가장 먼저 에어가 공급되고, 다음으로 경계 노즐(52) 및 엣지 노즐(53)을 통해 순차적으로 다이아프램(40)의 이면에 에어가 공급된다.

앞서 설명한바 있듯이, 상기 센터 노즐(51)을 통해 토출된 에어는 상기 방사 홈(511)과 확산 홈(512)을 통해 다이아프램의 이면 중앙부로부터 외측으로 퍼져 나가며, 이와 시간의 차이를 두고 각각 순차적으로 공급되는 경계 노즐(52)의 에어와 엣지 노즐(53)의 에어 역시 앞서 설명한 바와 같이 각각 상면과 엣지면의 경계부 중앙부에서 경계부의 길이방향 외측으로, 또 엣지면의 중앙부에서 엣지면의 길이방향 외측으로 순차적으로 공급된다.

따라서 상기 센터 노즐, 경계 노즐 및 엣지 노즐에 공급되는 에어의 시간 차를 적절히 조절하면 다이아프램(40)의 팽창이 중앙에서부터 가장자리 쪽으로 순차적으로 이루어지도록 할 수 있다. 물론 이는 매우 순식간에 이루어지지만, 이와 같이 순차적으로 다이아프램이 팽창하도록 하면 다이아프램 상에 놓여져 있는 합착물과 지그에 고정되어 있는 피합착물이 맞닿을 때 기포가 갇히는 현상이 방지된다. 또한 보조 역할로서, 챔버 내의 저진공을 유지하는 공기 배출 펌프가 계속 공기를 배출 시킴으로 인해 합착 후의 기포를 더욱 확실히 제거할 수 있게 된다.

도 2를 참조하면, 상기 다이아프램(40) 상에는 평판 형태의 합착물(90)이 놓여진다. 이러한 합착물은, 다이아프램(40)이 팽창되기 전에, 수축되어 있는 다이아프램(40)과 대응하는 형태로 변형되도록 하는 것이 합착 공정의 신뢰성 확보를 위해 더욱 바람직하다. 특히 복잡한 3차원 형상의 피합착물에 합착물이 어느 정도 대응하는 형태로 미리 변형된 상태에서 다이아프램을 팽창시키면 합착 고정의 신뢰성을 한층 더 확보할 수 있다.

후술할 상부스테이지(10)에는 이러한 합착물(90)의 변형을 유도하는 구조가 마련된다. 또한 하부스테이지(60) 상에는 상기 상부스테이지에 마련된 지그에 안착된 피합착물의 안착 상태를 더욱 견고하게 지지해주는 가이드링(70)이 마련되어 있다. 가이드링(70)은 후술할 상부스테이지의 시소 커버(20)을 상방 지지할 수 있다.

[상부스테이지의 구조]

도 6은 도 1의 곡면 합착기의 상부스테이지와 관련 구성을 나타낸 도면이다. 도 6에는 상부 스테이지가 뒤집혀 있는 상태를 나타낸 도면이다. 상부스테이지(10)의 저면에는 지그(11)가 마련된다. 따라서 지그(11)에 피합착물(80)을 안착할 때에는 지그(11)가 상방으로 노출되도록 하는 것이 공정 상 간편하다. 이에 본 발명의 실시예에서는 지그(11)에 피합착물(80)을 로딩하는 단계에서는 상부스테이지(10)가 뒤집혀 있고, 상기 지그(11)에 피합착물(80)이 안착 및 고정된 상태에서 상부스테이지(10)를 원래대로 다시 뒤집어 상술한 하부스테이지(60) 상에 위치하도록 하는 구조를 예시한다.

이를 위해 상기 상부스테이지(10)는 수평으로 연장된 일측의 회전축(미도시)을 기준으로 회전하도록 설치됨으로써, 지그(11)에 피합착물(80)을 로딩할 때에는 지그(11)가 상방으로 향하도록 뒤집어진 상태가 되도록 하고, 합착을 위해 상부스테이지(10)가 하부스테이지(60)와 마주하도록 할 때에는 상기 회전축을 중심으로 상기 상부스테이지를 선회시켜 상기 지그(11)가 다이아프램(40) 및 노즐 바디(50)와 마주하도록 하는 것이 바람직하다. 즉 상기 상부스테이지(10)는 마치 책장을 넘기는 것처럼 이송될 수 있다. 이러한 구조는 지그(11)에 피합착물을 로딩하거나 언로딩하는 과정이 용이하며, 유압실린더와 같은 이송 수단 없이 간단한 구동 구조만으로도 상부스테이지(10)의 이송 작업을 할 수 있다. 이 외에도 상부스테이지(10)는 상부에 피착물을 놓고 자체 회전 후 하부로 하강하여 외부와 격리 되도록 할 수도 있다.

본 발명에 따른 피합착물(80)은 도시된 바와 같이 양측 단부에 곡면이 마련된 형태이다. 그리고 이러한 곡면은 그 단부보다 중앙부가 더 양측으로 넓은 폭을 가진다. 따라서 피합착물(80)의 로딩 단계에서는, 먼저 상부스테이지(10)의 저면에 시소와 같이 이동할 수 있게 설치된 시소 커버(20)의 내측 단부가 도 6에 도시된 화살표 방향으로 들어올려진 상태에서, 지그(11) 상에 피합착물(80)이 놓여지게 된다. 그리고 다시 시소 커버(20)가 내려가면, 시소 커버(20)의 단부가 피합착물(80)의 단부를 가볍게 눌러 고정하게 된다.

또한 상기 지그(11)의 이면 쪽으로는 흡착구가 마련되어 있어서, 상기 지그(11)에 안착된 피합착물(80)을 진공 등으로 흡착 고정하는 구조를 더 부가할 수 있다.

한편 상기 지그(11)와 간섭되지 않는 위치에서, 상기 시소 커버(20)의 양측 단부에는 볼트 등의 체결수단을 통해 브래킷(32)이 설치되고, 상기 브래킷(32) 사이에는 상기 브래킷(32)에 의해 회전 가능하게 지지되는 샤프트롤러(30)가 설치된다. 즉 상기 샤프트롤러(30)의 양단부는 상기 한 쌍의 브래킷(32)에 의해 각각 회전 가능하게 지지된다. 상기 샤프트롤러(30)는 상기 시소 커버(20)의 단부 내측 가장자리 면보다 내측으로 약간 더 돌출된 형태로 배치된다. 후술하겠지만, 상기 샤프트롤러(30)는 다이아프램(40) 상에 놓여진 평판 형태의 합착물(90)이 다이아프램(40)과 대응하는 형태로 변형되도록 유도해준다.

[합착 공정]

이하 상기 곡면 합착기를 이용한 합착 공정에 대해 상세히 설명한다.

도 7은 도 2의 곡면 합착기의 하부 스테이지 상에 상부 스테이지가 겹쳐지는 과정 중의 상태를 나타낸 도면, 도 8은 합착 공정을 위해 도 7의 상부 스테이지가 도 7의 하부 스테이지 상에 겹쳐진 상태를 나타낸 도면, 도 9는 도 8의 엣지 부분을 나타낸 확대도, 도 10은 도 8의 상태에서 센터 노즐에 에어가 공급되어 다이아프램의 중앙부가 팽창된 상태를 나타낸 도면, 도 11은 도 10의 상태에서 추가적이고 순차적으로 경계 노즐에 에어가 공급되어 다이아프램이 외측으로 더 팽창되어 나가는 상태를 나타낸 도면, 도 12는 도 11의 상태에서 추가적이고 순차적으로 엣지 노즐에 에어가 공급되어 다이아프램이 완전히 팽창한 상태를 나타낸 도면, 그리고 도 13은 합착물이 피합착물에 대해 완전히 합착된 후 에어를 역으로 빼내어 다이아프램이 노즐 바디 상으로 수축한 상태를 나타낸 도면이다.

앞서 도 6을 참조하여 설명한 바와 같이 상부 스테이지를 뒤집은 상태에서 지그(11)에 피합착물(80)을 로딩한다. 피합착물(80)을 로딩할 때에는 지그(11)의 외측에 배치된 시소 커버(20) 부분이 상승한 상태에서 피합착물(80)이 로딩되며, 피합착물이 지그(11)에 로딩된 후에는 시소 커버(20)가 하강하게 된다.

또한 도 2에 도시된 바와 같이 다이아프램(40)은 노즐 바디(50)에 밀착된 상태로 스탠바이 상태가 되고, 상기 노즐 바디(50)와 다이아프램(40)의 상면에는 평판 형태의 합착물(90)이 놓여진다.

이 상태에서 도 7에 도시된 바와 같이 상부 스테이지(10)가 수평의 회전축을 중심으로 선회하여 하부스테이지(60) 상부로 이송된다. 상부 스테이지(10)가 도 8에 도시된 위치까지 이동하면서 상기 다이아프램(40)의 상면에 놓여진 합착물(90)의 단부는 시소 커버(20)의 내측 단부 하단부에 마련된 곡면의 형상 및 상기 곡면보다 상부에 마련된 샤프트롤러(30)와 차례로 접하며 하향 만곡된다. 도 9에 도시된 바와 같이 상기 시소 커버(20)의 내측 하단부에 마련된 곡면의 표면에는 마찰계수가 낮은 코팅층(31)이 코팅되어 있어 합착물(90)이 상기 시소 커버의 곡면과 슬라이드 이동(접동)할 때 합착물(90) 표면에 발생할 수 있는 스크래치를 방지한다. 이처럼 상기 시소 커버의 곡면과 샤프트롤러에 의해 상기 다이아프램(40) 위에 올려진 합착물(90)은 노즐 바디(50)의 엣지면 형상에 대응하는 형태로 선 변형되는 것이 안내된다.

상기 하부스테이지(60)가 상부스테이지(10)와 마주하게 되면, 상기 상부스테이지(10)와 하부스테이지(60)는 비전 카메라 등에 의해 촬영되어 그 위치가 분석되고, 이에 따라 하부스테이지(60)가 설치된 다이(69; 도 1 참조)가 움직여 상기 상부스테이지에 대한 하부스테이지의 위치가 정확히 정렬된다. 물론 다이가 움직이더라도 그 하부에는 벨로우즈(65)가 설치되어 있으므로, 공간의 격리 구조는 깨지지 않는다.

상부스테이지와 하부스테이지가 정렬된 상태에서 하부스테이지 상의 가이드링(70)은 상기 시소커버(20)의 하면을 지지하여 상기 시소커버(20)가 개방되는 것을 방지한다. 즉 가이드링(70)은 시소커버(20)와 피합착물(80)을 지지하게 된다.

상부챔버부재(1)와 하부챔버부재(6)는 서로 맞물리고, 이에 따라 챔버의 공간은 외기와 격리된다. 이 상태에서 진공 펌프가 작동하여 챔버의 분위기를 가 진공 분위기로 조성한다. 가 진공 분위기는 합착 과정에서 피합착물과 합착물 사이에 기포나 이물질이 남을 가능성을 더욱 줄여준다.

도 8에 도시된 바와 같이 상부스테이지가 합착 공정을 위해 정위치에 위치한 상태에서, 상하방향에서 바라보았을 때 상기 노즐 바디(50)의 면적은 상기 지그(11)의 면적 내에 포함되고, 상기 노즐 바디(50)의 상면(501)은 상기 지그의 하단부보다 더 높이 위치하게 된다. 노즐 바디(50)의 상면(501)이 지그의 하단부보다 더 높이 위치하고, 노즐 바디의 엣지면을 통해 측방으로 에어가 토출되도록 하는 본 발명의 구조에 따르면, 도시된 피합착물의 양측에 마련된 곡면과 같이 높이의 중앙부분 즉 곡면의 중앙부가 곡면의 단부보다 더 깊이 들어가 있는 3차원 형상에 대해서도 합착물의 합착 공정을 신뢰성 높게 진행하는 것이 가능하다.

또한 노즐 바디(50)의 상면과 피합착물이 2~3 mm 내외로 매우 근접 배치되어 있기 때문에, 다이아프램(40)의 팽창도가 크지 않다. 이는 다이아프램(40)의 두께를 더욱 얇게 할 수 있는 구조가 된다. 따라서 본 발명의 상술한 구조에 따르면, 다이아프램(40)의 두께를 약 0.3 ~ 1.2 mm 정도로 구성하는 것이 가능하다. 통상 2mm 이상의 두께를 가져야 어느 정도 수명을 확보할 수 있는 종래의 합착기 구조와 달리, 본 발명의 곡면 합착기는 다이아프램(40)의 두께를 얇게 하더라도 다이아프램의 팽창도가 낮아 그 수명을 충분히 확보할 수 있다. 그리고 다이아프램의 팽창도가 낮기 때문에 그만큼 다이아프램이 팽창하면서 발생할 수 있는 합착물과 피합착물의 정렬 오차가 더 줄어들게 된다. 게다가 다이아프램의 두께가 얇으면 얇을수록, 복잡한 3차원 형상의 미세한 형상을 가지는 피합착물에 대해서도 그만큼 다이아프램의 밀착도를 높일 수 있다.

챔버 내부에 저진공 분위기가 형성된 상태에서, 도 10에 도시된 바와 같이 제어부의 제어에 의해 가장 먼저 센터 노즐(51)을 통해 에어가 공급된다. 그러면 다이아프램(40)의 중앙부가 가장 먼저 팽창하게 되고, 이에 따라 다이아프램(40) 상에 놓여져 있던 합착물(90)이 피합착물(80)에 밀착된다. 이와 함께 노즐 바디(50)의 상면에 마련된 방사 홈(511)과 확산 홈(512)을 통해 에어가 외측으로 적절히 확산되어 나가며 다이아프램(40)을 순차적으로 팽창시키게 된다.

이후 적절한 시간 간격을 두고 도 11에 도시된 바와 같이 경계 노즐(52)에도 추가적으로 에어가 공급된다. 경계 노즐에 공급된 에어는 노즐 바디(50)의 상면(501)과 엣지면(502)의 경계로 토출되며, 경계의 중앙부에서 양측으로 복수 개의 제1토출부들을 통해 순차적으로 토출됨으로써, 다이아프램(40)이 팽창하게 된다. 따라서 다이아프램 상에 놓여진 합착물 역시 피합착물의 표면에 순차적으로 자연스럽게 밀착되고, 이는 기포가 갇히는 현상을 원천적으로 방지한다.

다음으로 또 적절한 시간 간격을 두고 도 12에 도시된 바와 같이 엣지 노즐(53)에도 추가적으로 에어가 공급된다. 엣지 노즐에 공급된 에어는 노즐 바디(50)의 엣지면(502)으로 토출되며, 엣지면의 중앙부에서 양측으로 복수 개의 제2토출부들을 통해 순차적으로 토출됨으로써, 다이아프램(40)이 팽창하게 된다. 따라서 다이아프램 상에 놓여진 합착물 역시 피합착물의 양측에 마련된 곡면 표면에 순차적으로 자연스럽게 밀착되고, 이는 기포가 갇히는 현상을 원천적으로 방지한다.

이처럼 순차적으로 에어가 노즐들에 공급됨에 따라 복잡한 형태의 3차원 곡면을 가지는 피합착물에 합착물이 중앙부로부터 가장자리로 순차적으로 밀착되어 간다. 다이아프램이 도 12에 도시된 바와 같이 완전히 팽창되어 상기 피합착물에 밀착력을 제공한 상태에서, 대략 3초 전후의 시간이 경과하면 합착이 완료된다. 다이아프램이 완전히 팽창한 상태를 유지하는 기간이 지나치게 짧으면 합착이 완료되지 못하고, 이를 지나치게 길게 하면 합착 공정의 사이클이 늘어져 공정 효율을 떨어질 수 있다.

합착이 완료된 후에는 도 13에 도시된 바와 같이 진공 펌프 등을 통해 상기 노즐 바디(50)에 공급되어 있던 에어를 다시 흡입해낸다. 그러면 노즐 바디(50) 상에 다이아프램(40)이 다시 밀착된 스탠바이 상태가 된다. 이후 상기 상부스테이지(10)를 뒤집어 합착물이 합착된 피합착물을 취출한다.

다음으로, 새로운 피합착물이 다시 지그에 로딩되고, 상기 다이아프램 상에는 새로운 합착물이 다시 로딩된다. 이후 상술한 공정은 반복된다. 물론 동일한 크기와 형상의 합착물과 피합착물의 합착 공정이 반복될 때에는 비전 카메라 등에 의해 이미 정렬된 두 스테이지(10, 60) 사이의 정렬 과정은 생략될 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.

1: 상부챔버부재
6: 하부챔버부재
10: 상부스테이지
11: 지그
20: 시소 커버
30: 샤프트롤러
31: 코팅층
32: 브래킷
40: 다이아프램(연신수축막)
50: 노즐 바디
501: 상면
502: 엣지면
503: 측면
51: 센터 노즐
52: 경계 노즐
53: 엣지 노즐
511: 방사 홈
512: 확산 홈
521: 제1유입부
522: 제1매니폴드부
523: 제1토출부
531: 제2유입부
532: 제2매니폴드부
533: 제2토출부
55: 볼트
60: 하부스테이지
65: 벨로우즈
69: 다이
70: 가이드링
80: 피합착물
90: 합착물

Claims (12)

1. 3차원 곡면을 가지는 피합착물(80)을 로딩하는 지그(11)가 저면에 마련된 상부스테이지(10); 및
   상기 상부스테이지가 합착 공정을 위해 정위치에 위치한 상태에서, 상기 지그의 하부에 배치되는 노즐 바디(50)와, 상기 노즐 바디(50)를 둘러싸고 있어서 상기 노즐 바디로 유입된 에어에 의해 팽창하는 연신수축막(40)을 구비하는 하부스테이지(60);를 포함하며,
   상기 노즐 바디(50)는 지그를 정면으로 바라보는 상면(501)과, 상기 상면의 가장자리에서 외향 연장되며 그 표면의 법선이 상방 외향하는 표면을 가지는 엣지면(502)을 포함하고,
   상기 상부스테이지가 합착 공정을 위해 정위치에 위치한 상태에서, 상하방향에서 바라보았을 때 상기 노즐 바디(50)의 면적은 상기 지그(11)의 면적 내에 포함되고,
   상기 상부스테이지가 합착 공정을 위해 정위치에 위치한 상태에서, 상기 노즐 바디(50)의 상면(501)은, 상기 지그의 하단부보다 더 높이 위치하며,
   상기 노즐 바디(50)는:
   상기 노즐 바디의 중앙부에서 상면(501)을 통해 상부로 에어를 토출하는 센터 노즐(51);
   상기 노즐 바디의 상면(501)과 엣지면(502)의 경계 부근에서 상방 외향하는 방향으로 에어를 토출하는 경계 노즐(52); 및
   상기 노즐 바디의 엣지면(502)을 통해 상방 외향 또는 외향하는 방향으로 에어를 토출하는 엣지 노즐(53);을 포함하며,
   상기 노즐 바디(50)에 에어를 공급함에 있어서 상기 센터 노즐(51), 경계 노즐(52) 및 엣지 노즐(53) 순으로 에어를 공급하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 디스플레이 패널 곡면 합착기.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 노즐 바디의 상면(501)에는, 상기 센터 노즐(51)을 중심으로, 엣지면(502)이 마련된 상면의 가장자리를 향해 방사상으로 형성된 방사 홈이 마련되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 디스플레이 패널 곡면 합착기.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 노즐 바디의 상면(501)에는, 상기 노즐 바디에서 엣지면(502)이 마련되지 않은 가장자리를 향해 나란히 연장되는 형태의 확산 홈(512)이 마련되고,
   상기 확산 홈(512)은 상기 방사 홈(511)과 교차하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 디스플레이 패널 곡면 합착기.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 경계 노즐(52)은,
   상기 엣지면(502)의 길이방향과 나란한 방향으로 노즐 바디(50)의 몸체에 형성된 제1매니폴드부(522);
   상기 제1매니폴드부(522)에서 센터 노즐(51)과 가장 가까운 위치로부터 노즐 바디(50)의 하부로 연통하는 제1유입부(521); 및
   상기 제1매니폴드부(522)의 길이방향을 따라 복수 개 마련되며 상기 노즐 바디의 상면(501)과 엣지면(502)의 경계 부근으로 연통하는 제1토출부(523);를 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 디스플레이 패널 곡면 합착기.
   
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 엣지 노즐(53)은,
   상기 엣지면(502)의 길이방향과 나란한 방향으로 노즐 바디(50)의 몸체에 형성되는 제2매니폴드부(532);
   상기 제2매니폴드부(532)에서 센터 노즐(51)과 가장 가까운 위치로부터 노즐 바디(50)의 하부로 연통하는 제2유입부(531); 및
   상기 제2매니폴드부(532)의 길이방향을 따라 복수 개 마련되며 상기 노즐 바디의 엣지면(502)으로 연통하는 제2토출부(533);를 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 디스플레이 패널 곡면 합착기.
   
7. 삭제
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 경계 노즐(52)의 에어 토출각은 수직선을 기준으로 60° 이상 80° 이하이며,
   상기 엣지 노즐(53)의 에어 토출각은 수직선을 기준으로 80° 이상 90° 이하인 것을 특징으로 하는 플렉시블 디스플레이 패널 곡면 합착기.
   
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 연신수축막은 다이아프램이며, 상기 다이아프램의 두께는 0.3 mm 이상 1.2 mm 이하인 것을 특징으로 하는 플렉시블 디스플레이 패널 곡면 합착기.
   
10. 청구항 1에 있어서,
    상기 상부스테이지(10)의 저면에는 상기 지그의 가장자리에 가까워지거나 상기 지그의 가장자리로부터 멀어질 수 있도록 시소 커버(20)가 설치되고,
    상기 시소 커버(20)의 지그 쪽 단부에는 연신수축막(40) 위에 올려진 합착물(90)이 노즐 바디(50)의 엣지면(502)에 대응하도록 변형되는 것을 안내하는 샤프트롤러(30)가 설치되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 디스플레이 패널 곡면 합착기.
    
11. 청구항 10에 있어서,
    상기 시소 커버(20)의 내측 하단부로서 상기 샤프트롤러(30)가 설치된 위치보다 하부에는 만곡한 곡면으로 형성되고, 상기 곡면의 표면에는 합착물(90)과의 마찰력을 줄이는 코팅층(31)이 마련되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 디스플레이 패널 곡면 합착기.
    
12. 청구항 10에 있어서,
    상기 하부스테이지(60) 상에는 상기 지그(11)에 안착된 피합착물(80)을 지지하는 상기 시소 커버(20)를 지지하는 가이드링(70)이 더 마련된 것을 특징으로 하는 플렉시블 디스플레이 패널 곡면 합착기.
    
    

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