KR102126986B1 - 지문센서 부착장치 - Google Patents

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KR102126986B1
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이흥근
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(주)엘이티
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Abstract

본 발명에 따른 지문센서 부착장치는,
스크린패널에 묻은 이물질을 제거하는 이물질 제거유닛; 상기 스크린패널의 지문센서가 부착될 위치에 열경화성 물질을 도포하는 열경화성 물질 도포유닛; 상기 열경화성 물질을 경화시키는 열경화유닛; 지문센서를 공급하는 지문센서 공급유닛; 상기 지문센서를 진공흡착한 후, 스크린패널 위에 도포된 열경화성 물질 위에 올려놓고 가압하는 가압유닛; 상기 열경화성 물질 위에 놓인 지문센서의 네 꼭지점에 자외선 경화물질을 토출하는 자외선 경화물질 토출유닛; 상기 지문센서에 토출된 자외선 경화물질을 경화시키는 자외선램프; 및 상기 가압유닛이 상기 지문센서를 누른 상태에서, 상기 자외선 경화물질 토출유닛이 상기 지문센서의 네 꼭지점에 상기 자외선 경화물질을 토출시키고, 상기 자외선램프가 상기 지문센서의 네 꼭지점에 토출된 상기 자외선 경화물질을 경화시킬 수 있게, 상기 자외선 경화물질 토출유닛 및 상기 자외선램프를 설정된 위치로 이동시키는 로봇암을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

지문센서 부착장치{APPARATUS FOR ATTACHING THE FINGERPRINT DETECTING SENSOR ON THE SCREEN PANEL}
본 발명은 지문센서 부착장치에 관한 것이다.
최근 스마트폰의 물리적 버튼을 없애는 경향에 따라, 스크린 내에 지문센서를 부착하고 있다. 이렇게 스크린 내에 지문센서를 부착하는 방식을 “인 스크린 지문센서 부착방식”이라 한다.
이러한 인 스크린 지문센서 부착 방식으로 지문센서를 부착하면, 사용자가 스크린에 손가락을 갖다 대기만 하면, 스마트폰이 사용자의 지문을 인식하여 잠금 화면을 해제할 수 있다.
종래에는 스크린 내에 지문센서를 부착하기 위해, 지문센서를 스크린패널에 양면테이프로 임시로 부착한 뒤, 스크린패널과 지문센서의 테두리가 만나는 지점을 따라 자외선 경화물질을 토출한 후 경화시켜, 지문센서를 스크린패널에 부착시켰다. 여기서, 스크린패널은 리지드(rigid) 또는 플렉시블(flexible)하다.
이렇게 리지드(rigid) 또는 플렉시블(flexible)한 스크린패넬에 지문센서를 부착하는 종래 지문센서 부착장치는, 지문센서의 후면에 양면테이프를 부착하는 모듈, 스크린패널 위에 지문센서를 올려놓고 가압하는 모듈, 지문센서의 모서리를 따라 자외선 경화물질을 도포하는 모듈, 자외선 경화물질을 경화시키는 모듈이 모두 떨어져 있었다. 따라서, 각각의 공정을 수행하기 위해, 스크린패널을 각 공정이 이루어지는 모듈에 있는 위치로 계속 이동시켜야 하므로, 스크린패널에 지문센서를 신속하게 부착시키기 어려웠다.
또한, 종래 지문센서 부착장치는, 정해진 크기의 지문센서만을 리지드(rigid) 또는 플렉시블(flexible)한 스크린패널에 부착시킬 수 있고, 다른 크기의 지문센서를 부착해야 경우에는, 부착장치의 개조가 불가피하였다.
또한, 스크린패널이 플렉시블(flexible)한 경우에는, 양면테이프로 지문센서를 부착하는 과정에서, 스크린패널에 구김과 우는 현상이 생겼다. 그 이유는 다음과 같다.
양면테이프가 부착된 지문센서를 스크린패널 위에 올려 놓고 누르는 과정에서, 딱딱한 양면테이프가 플렉시블 스크린패널을 과도하게 눌러버린다. 이렇게 눌려진 부분은 구겨지거나 울게 된다.
이렇게 구겨지거나 운 부분은, 완제품(스마트폰, 스마트 테블렛등)의 스크린을 통해 그대로 보여져, 완 제품의 불량으로 이어진다.
한국등록특허(10-0873497)
본 발명의 목적은, 리지드(rigid) 또는 플렉시블(flexible)한 스크린패널에 지문센서를 신속하게 부착할 수 있는 지문센서 부착장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 다양한 크기의 지문센서를 부착장치의 개조 없이 리지드(rigid) 또는 플렉시블(flexible)한 스크린패널에 부착할 수 있는 지문센서 부착장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 플렉시블(flexible)한 스크린패널에 지문센서를 부착시, 부착되는 부분의 구김이나 우는 현상 없이, 지문센서를 부착할 수 있는 지문센서 부착장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 지문센서 부착장치는,
스크린패널에 묻은 이물질을 제거하는 이물질 제거유닛;
상기 스크린패널의 지문센서가 부착될 위치에 열경화성 물질을 도포하는 열경화성 물질 도포유닛;
상기 열경화성 물질을 경화시키는 열경화유닛;
지문센서를 공급하는 지문센서 공급유닛;
상기 지문센서를 진공흡착한 후, 스크린패널 위에 도포된 열경화성 물질 위에 올려놓고 가압하는 가압유닛;
상기 열경화성 물질 위에 놓인 지문센서의 네 꼭지점에 자외선 경화물질을 토출하는 자외선 경화물질 토출유닛;
상기 지문센서에 토출된 자외선 경화물질을 경화시키는 자외선램프; 및
상기 가압유닛이 상기 지문센서를 누른 상태에서, 상기 자외선 경화물질 토출유닛이 상기 지문센서의 네 꼭지점에 상기 자외선 경화물질을 토출시키고, 상기 자외선램프가 상기 지문센서의 네 꼭지점에 토출된 상기 자외선 경화물질을 경화시킬 수 있게, 상기 자외선 경화물질 토출유닛 및 상기 자외선램프를 설정된 위치로 이동시키는 로봇암을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 리지드(rigid) 또는 플렉시블(flexible)한 스크린패널의 지문센서 부착위치에 도포된 열경화성 물질 위에 지문센서가 올려지고, 지문센서가 가압되어 지문센서의 후면에 도포된 열경화성 물질이 가압되어 골고루 퍼지고, 지문센서가 움직이지 못하게 눌려진 상태에서 지문센서의 네 꼭지점에 자외선 경화물질이 토출되고 경화되어, 스크린패널에 지문센서가 부착된다. 따라서, 스크린패널이 각 공정이 이루어지는 모듈(스크린패널 위에 지문센서를 올려놓고 가압하는 모듈, 지문센서의 모서리를 따라 자외선 경화물질을 도포하는 모듈, 자외선 경화물질을 경화시키는 모듈)로 이동되지 않아도 되어, 스크린패널에 지문센서를 신속하게 부착시킬 수 있다.
본 발명은, 로봇암이 토출유닛의 바늘과 자외선램프의 경화부를 스크린패널 위 어떠한 위치로도 이동시킬 수 있어, 다양한 크기의 지문센서를 부착장치의 구조 변경 없이 리지드(rigid) 또는 플렉시블(flexible)한 스크린패널에 부착시킬 수 있다.
본 발명은, 액체인 열경화성 물질 위에 지문센서를 올려놓고 가압하므로, 지문센서 가압시, 열경화성 물질이 지문센서의 후면으로 퍼져나갈 수 있어, 고체인 양면테이프와 달리 열경화성 물질이 스크린패널에 무리한 힘을 가하지 않는다. 따라서, 플렉시블(flexible)한 스크린패널에 지문센서를 부착시, 스크린패널이 구겨지거나 우는 현상이 없어져, 완제품의 불량을 없앨 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지문센서 부착장치를 나타낸 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 가압유닛, 로봇암에 장착된 자외선 물질 토출유닛 및 자외선램프를 발췌하여 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 A부분을 확대한 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 누름판의 바닥면을 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 누름판의 바닥면에 지문센서가 진공흡착된 상태를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 4에 도시된 누름판의 작동을 설명하기 위한 도면으로, 도 6(a)는 열경화성 물질이 도포된 플렉시블 기판이 스테이지 위에 올려진 상태를 나타낸 도면이고, 도 6(b)는 누름판이 열경화성 물질 위에 지문센서를 올려놓고 가압한 상태를 나타낸 도면이다.
도 7은 토출유닛이 자외선 경화물질을 지문센서의 꼭지점에 토출하는 상태를 나타낸 도면으로, 도 7(a)는 지문센서의 상측좌측꼭지점에 자외선 경화물질이 토출된 상태를 나타낸 도면이고, 도 7(b)는 지문센서의 상측우측꼭지점에 자외선 경화물질이 토출된 상태를 나타낸 도면이고, 도 7(c)는 지문센서의 하측우측꼭지점에 자외선 경화물질이 토출된 상태를 나타낸 도면이고, 도 7(d)는 지문센서의 하측좌측꼭지점에 자외선 경화물질이 토출된 상태를 나타낸 도면이다.
도 8은 자외선램프가 지문센서의 네 꼭지점에 토출된 자외선 경화물질을 한꺼번에 경화시키는 상태를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 지문센서 부착장치를 자세히 설명한다.
도 1 내지 도 3을 기본적으로 참조한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 지문센서 부착장치(1)는, 이물질 제거유닛(10), 열경화성 물질 도포유닛(20), 열경화유닛(30), 지문센서 공급유닛(40), 가압유닛(50), 자외선 경화물질 토출유닛(60), 자외선램프(70), 로봇암(80)으로 구성된다. 이 밖에, 지문센서 부착장치(1)는, 프레임, 커버, 에어튜브, 에어펌프, 전선, 전원부, 컴퓨터등 다수의 부품들로 구성되나, 본 발명의 요지가 아니므로 그 설명을 생략한다.
이물질 제거유닛(10)은 스크린패널(P)에 묻은 이물질을 제거한다. 여기서, 스크린패널(P)은 LCD 패널, OLED 패널, LED 패널 등 다양하다. 또한, 스크린패널(P)은 리지드(rigid) 또는 플렉시블(flexible)하다.
이물질 제거유닛(10)은, 제1이물질제거부(11), 제2이물질제거부(12), 검사부(13)로 구성된다.
제1이물질제거부(11)는 스크린패널(P)에 묻은 이물질을 공기로 불어서 제거한다. 이를 위해, 제1이물질제거부(11)는 노즐, 에어펌프 등으로 구성된다.
제2이물질제거부(12)는 스크린패널(P)에 묻은 이물질을 플라스마(plasma)로 태워서 제거한다. 이를 위해, 제2이물질제거부(12)는 플라스마 발생기로 구성된다.
검사부(13)는 스크린패널(P) 위 이물질 여부를 검사한다. 검사부(13)는 카메라, 영상처리부로 구성된다. 영상처리부는 카메라에서 촬영된 영상을 처리하여, 스크린패널(P)에 이물질이 있는지 판단한다. 스크린패널(P)에 이물질이 남아 있을 경우에는, 이물질을 다시 제거한다.
열경화성 물질 도포유닛(20)은 스크린패널(P)의 지문센서 부착 위치에, 열경화성 물질(H)을 와이맵 형태로 도포한다. 열경화성 물질(H)을 와이맵 형태로 도포함으로써, 열경화성 물질(H) 위에 지문센서(F)를 올려놓고 가압하였을 때, 지문센서(F) 바깥으로 열경화성 물질(H)이 삐져나오지 않고 퍼질 수 있는 공간이 확보되어, 지문센서(F) 후면에만 열경화성 물질(H)이 분포될 수 있다.
열경화유닛(30)은 지문센서(F)가 부착된 스크린패널(P)을 20~30분간 가열하여, 지문센서(F) 후면에 퍼져있는 열경화성 물질(H)을 경화시킨다.
지문센서 공급유닛(40)은 지문센서(F)를 공급한다. 지문센서는 초음파 방식 지문센서와 광학식 지문센서로 구분된다. 본 실시예에서 지문센서(F)는 초음파 방식 지문센서이다. 지문센서 공급유닛(40)은 지문센서(F)를 스테이지(S) 위에 올려놓는다.
가압유닛(50)은 지문센서(F)를 진공흡착한 후, 스크린패널(P) 위에 도포된 열경화성 물질 위에 올려놓고 가압한다.
가압유닛(50)은, 에어실린더(51), 지그(52), 이동부(53)로 구성된다.
에어실린더(51)는 지그(52)를 상하로 이동시킨다.
지그(52)는 연결부(52a), 누름부(52b)로 구성된다.
연결부(52a)의 상면은 로드(R)의 바닥면에 연결된다. 누름부(52b)는 연결부(52a)의 끝단에 수직방향으로 연결된다. 누름부(52b)의 바닥면에는 지문센서(F)의 손상을 방지하기 위한 쿠션(cushion)이 더 설치될 수도 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 누름부(52b)의 바닥면에는 진공흡착공(52c)이 구비된다. 연결부(52a)의 좌측면에는 에어튜브 포트(52d)가 구비된다. 에어튜브 포트(52d)와 진공흡착공(52c)은 연통된다. 이를 위해, 연결부(52a)와 누름부(52b)의 내부에는 에어튜브 포트(52d)와 진공흡착공(52c)을 연결하는 통로(52e)가 형성된다.
에어튜브 포트(52d)에는 에어펌프(미도시)와 연결된 에어튜브(T)가 결합된다. 에어펌프가 에어튜브(T)를 통해 진공흡착공(52c)에 진공을 걸어주면, 도 5에 도시된 바와 같이, 누름부(52b)의 바닥면에 지문센서(F)가 진공흡착된다. 도 5에 도시된 점선화살표는 에어펌프가 통로(52e)내 공기를 흡입하여 진공흡착공(52c)에 진공을 걸어주는 상태를 나타낸다.
누름부(52b)의 바닥면에 지문센서(F)가 진공흡착된 상태에서, 가압유닛(50)은 스크린패널(P) 위에 도포된 열경화성 물질 위에 지문센서(F)를 올려놓고 가압한다.
이동부(53)는 에어실린더(51)를 좌우로 이동시킨다. 이동부(53)는 모터, 볼스크류, 엘엠가이드로 다양하게 구성될 수 있다.
자외선 경화물질 토출유닛(60)은 열경화성 물질 위에 놓인 지문센서(F)의 네 꼭지점에 자외선 경화물질을 토출한다. 자외선 경화물질 토출유닛(60)은 실린지(61), 바늘(62), 피스톤(미도시), 피스톤구동부(미도시)로 구성된다. 자외선 경화물질 토출유닛(60)은 로봇암(80)의 끝단에 설치된다.
실린지(61)에는 자외선 경화물질(U)이 저장된다. 실린지(61) 안에 피스톤이 설치된다. 피스톤구동부는 피스톤을 밀어준다.
바늘(62)은 실린지(61)의 끝단에 연결된다. 실린지(61)에 저장된 자외선 경화물질(U)은 피스톤에 의해 바늘(62)을 통해서 토출된다.
자외선램프(70)는 직사각형 바 형상을 가진다. 자외선램프의 바닥면(71)에서 자외선이 조사된다. 자외선램프의 바닥면(71)은 지문센서(F)를 커버할 수 있는 충분한 크기를 가진다.
로봇암(80)은 자외선 경화물질 토출유닛(60)이 지문센서(F)의 네 꼭지점에 자외선 경화물질(U)을 토출시키고, 자외선램프(70)가 지문센서(F)의 네 꼭지점에 토출된 자외선 경화물질(U)을 경화시킬 수 있게, 자외선 경화물질 토출유닛(60) 및 자외선램프(70)를 설정된 위치로 이동시킨다. 로봇암(80)은 자외선 경화물질 토출유닛(60) 및 자외선램프(70)를 X,Y,Z,θ축 어떤 방향으로도 이동시킬 수 있는 다관절로 구성된다. 이러한 로봇암(80)은 공지된 기술로 구현 가능하므로 자세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 지문센서 부착장치로, 스크린패널에 지문센서를 부착하는 방법을 설명한다. 도 1 내지 도 3을 기본적으로 참조한다.
로봇(미도시)이 이물질 제거유닛(10)에 스크린패널(P)을 공급한다.
이물질 제거유닛(10)이 스크린패널(P)에 묻은 이물질을 제거한다.
지문센서 공급유닛(40)이 스테이지(S)에 지문센서(F)를 올려놓는다.
지문센서(F)가 올려진 스테이지(S)가 가압유닛(50)의 아래로 이동한다.
가압유닛(50)이 지그(52)를 하강시킨다. 누름부(52b)에 지문센서(F)가 진공흡착된다.
가압유닛(50)이 지문센서(F)가 진공흡착된 지그(52)를 상승시킨다.
스테이지(S)가 이물질 제거유닛(10)으로 이동한다.
로봇(미도시)이 이물질이 제거된 스크린패널(P)을 스테이지(S)에 올려놓는다.
스크린패널(P)이 올려진 스테이지(S)가 열경화성 물질 도포유닛(20)의 아래로 이동한다.
열경화성 물질 도포유닛(20)이 스크린패널(P)의 열경화성 물질(H)을 도 6(a)에 도시된 바와 같이, 와이맵 형태로 도포한다.
열경화성 물질(H)이 도포된 스크린패널(P)에 놓인 스테이지(S)가 가압유닛(50)의 아래로 이동한다.
가압유닛(50)이 지그(52)를 하강시켜, 지문센서(F)를 열경화성 물질(H) 위에 올려놓고 가압한다. 그러면, 도 6(b)에 도시된 바와 같이, 열경화성 물질(H)이 지문센서(F) 후면으로 골고루 퍼진다.
열경화성 물질(H)은 액체이기 때문에, 지문센서(F)가 스크린패널(P)을 누를 때, 지문센서(F)의 후면으로 퍼져나가 스크린패널(P)에 과도한 힘을 주지 않는다. 따라서, 고체인 양면테이프를 사용했을 때와는 달리, 스크린패널(P)이 플렉시블 하더라도, 구겨지거나 울지 않는다.
그러나, 지문센서(F)가 액체상태인 열경화성 물질(H) 위에 놓인 상태에서, 열경화성 물질을 경화시키기 위해 열경화유닛(30)로 스크린패널(P)을 이동시키면, 지문센서(F)가 열경화성 물질(H) 위에서 슬라이딩되어, 제 위치에서 벗어날 수 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 지그(52)가 지문센서(F)를 누른 상태에서, 지문센서(F)의 네 꼭지점에 자외선 경화물질(U)을 토출하고 경화시켜, 스크린패널(P)에 지문센서(F)가 부착시킨다. 이로 인해, 지문센서(F)가 액체상태인 열경화성 물질(H) 위에 놓여 있더라도, 제 위치를 유지할 수 있다.
이렇게 지문센서(F)가 액체상태인 열경화성 물질(H) 위에 놓여진 상태에서, 스크린패널(P)에 지문센서(F)를 부착시키기 위해서, 로봇암(80)이 바늘(62)의 끝을 지문센서(F)의 상측좌측꼭지점에 위치시킨다.
도 7(a)에 도시된 바와 같이, 지문센서의 상측좌측꼭지점에 자외선 경화물질(U)이 바늘(62)을 통해 토출된다.
다음으로, 로봇암(80)이 바늘(62)의 끝을 지문센서(F)의 상측우측꼭지점에 위치시킨다. 도 7(b)에 도시된 바와 같이, 지문센서의 상측우측꼭지점에 자외선 경화물질(U)이 바늘(62)을 통해 토출된다.
다음으로, 로봇암(80)이 바늘(62)의 끝을 지문센서(F)의 하측우측꼭지점에 위치시킨다. 도 7(c)에 도시된 바와 같이, 지문센서의 하측우측꼭지점에 자외선 경화물질(U)이 바늘(62)을 통해 토출된다.
마지막으로, 로봇암(80)이 바늘(62)의 끝을 지문센서(F)의 하측좌측꼭지점에 위치시킨다. 도 7(d)에 도시된 바와 같이, 지문센서의 하측좌측꼭지점에 자외선 경화물질(U)이 바늘(62)을 통해 토출된다.
물론, 지문센서(F)의 네 꼭지점에 자외선 경화물질(U)을 토출하는 순서는 달라질 수 있다.
지문센서(F)의 네 꼭지점에 자외선 경화물질(U)이 모두 토출되면, 지그(52)가 지문센서(F)를 누른 상태에서, 로봇암(80)이 자외선램프(70)를 지그(52)와 간섭되지 않게 지문센서(F)의 상측으로 이동시킨다.
도 8에 도시된 바와 같이, 자외선램프의 바닥면(71)에서 자외선이 조사되어, 지문센서(F)의 네 꼭지점에 토출된 자외선 경화물질(U)이 한꺼번에 경화된다.
로봇(미도시)이 지문센서(F)가 부착된 스크린패널(P)을 열경화유닛(30) 안에 넣는다.
열경화유닛(30)이 열경화성 물질(H)을 가열하여 경화시킨다.
로봇(미도시)이 열경화유닛(30)부터 지문센서(F)가 부착된 스크린패널(P)을 꺼내 스테이지(S)에 올려놓는다.
지문센서(F)가 부착된 스크린패널(P)을 다음 공정을 진행하는 장치로 옮긴다.
1: 지문센서 부착장치
10: 이물질 제거유닛 20: 열경화성 물질 도포유닛
30: 열경화유닛 40: 지문센서 공급유닛
50: 가압유닛 60: 자외선 경화물질 토출유닛
70: 자외선램프 80: 로봇암

Claims (3)

  1. 스크린패널에 묻은 이물질을 제거하는 이물질 제거유닛;
    상기 스크린패널의 지문센서가 부착될 위치에 액체상태인 열경화성 물질을 도포하는 열경화성 물질 도포유닛;
    지문센서를 공급하는 지문센서 공급유닛;
    진공흡착공이 바닥면에 구비된 누름부로, 상기 공급유닛으로부터 공급받은 지문센서를 진공흡착한 후, 상기 스크린패널 위에 도포된 상기 액체상태인 열경화성 물질 위에 상기 지문센서를 올려놓고 상기 누름부로 가압하여, 상기 액체 상태인 열경화성 물질이 상기 지문센서의 후면으로 퍼져나가게 만드는 가압유닛;
    상기 액체 상태인 열경화성 물질 위에 상기 지문센서가 놓여 있어도, 제 위치를 유지시킬 수 있게, 상기 누름부가 상기 지문센서를 누른 상태에서, 상기 지문센서의 네 꼭지점에만 자외선 경화물질을 토출하는 자외선 경화물질 토출유닛;
    상기 지문센서의 네 꼭지점에만 토출된 상기 자외선 경화물질을 한꺼번에 경화시키는 자외선램프;
    상기 가압유닛이 상기 지문센서를 누른 상태에서, 상기 자외선 경화물질 토출유닛이 상기 지문센서의 네 꼭지점에 상기 자외선 경화물질을 토출시키고, 상기 자외선램프가 상기 지문센서의 네 꼭지점에 토출된 상기 자외선 경화물질을 경화시킬 수 있게, 상기 자외선 경화물질 토출유닛 및 상기 자외선램프를 X,Y,Z,θ축 어떤 방향으로도 이동시킬 수 있게 만드는 다관절로 구성된 로봇암; 및
    상기 지문센서의 후면으로 퍼져나간 상기 액체상태인 열경화성 물질을 경화시키는 열경화유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 지문센서 부착장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 스크린패널은,
    리지드(rigid) 또는 플렉시블(flexible)한 스크린패널인 것을 특징으로 하는 지문센서 부착장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 자외선램프는,
    상기 지문센서를 커버할 수 있는 크기의 바닥면을 가진 자외선램프로 구성되며, 상기 바닥면에서 자외선이 조사되는 것을 특징으로 하는 지문센서 부착장치.
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