KR102149194B1 - 드럼식 기능성 필름 부착장치 - Google Patents

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정창용
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Abstract

드럼식 기능성 필름 부착장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 드럼식 기능성 필름 부착장치는, 패널에 기능성 필름이 부착되는 부착위치를 형성하는 작업 스테이지; 작업 스테이지에 접근 또는 이격 가능하게 마련되며, 작업 스테이지 상에서 회전하면서 패널에 기능성 필름이 부착되게 하는 드럼; 및 드럼의 외면에 착탈 가능하게 결합하되 전원 인가 시 발생하는 대전된 전위에 의하여 제공되는 척킹력(Chucking Force)을 통해 기능성 필름과 부착되는 정전 시트를 포함한다.

Description

드럼식 기능성 필름 부착장치{Film laminating apparatus for drum}
본 발명은, 드럼식 기능성 필름 부착장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 종전과 달리 정전 시트(Electrostatic chuck sheet)를 이용해서 패널에 기능성 필름을 부착하기 때문에 다품종 생산 대응에 적합할 뿐만 아니라 기능성 필름이 손상되지 않으며, 정전 시트만 교체하면 되므로 종전처럼 드럼 교체 및 그 세팅 시간을 고려할 필요가 없을 뿐만 아니라 종전의 진공방이 필요 없는 등 구조적인 간소화를 꾀할 수 있는 드럼식 기능성 필름 부착장치에 관한 것이다.
최근 반도체 산업 중 전자 디스플레이 산업이 급속도로 발전하면서 평판디스플레이(Flat Panel Display, FPD) 역시 발전을 계속하고 있다. 평판디스플레이에는 LCD(liquid crystal display), PDP(Plasma Display Panel), OLED(Organic Light Emitting Diodes) 등이 있다.
평판디스플레이 중에서도 특히, OLED는 구동방식에 따라 수동형인 PMOLED와, 능동형인 AMOLED로 나뉜다. AMOLED는 자발광형 디스플레이로서 기존의 디스플레이보다 응답속도가 빠르며, 색감도 자연스럽고 전력 소모가 적다는 장점이 있다. 그리고 AMOLED는 글래스 패널(glass panel)이 아닌 얇고 쉽게 휘어질 수 있는 플렉시블 패널(flexible panel) 등에 적용하면 플렉시블 디스플레이(Flexible Display)의 기술을 구현할 수 있다.
이러한 OLED 제조 시 여러 종류의 기능성 필름이 사용될 수 있다. 기능성 필름 중에서 편광필름(polarizer film)은 패널(panel)에 부착되어 빛을 편광시키는 역할을 한다.
한편, 종전에는 편광필름과 같은 기능성 필름을 대상체인 패널에 부착시키기 위한 기술로서 세트 테이블(Set Table)을 적용한 롤 투 스테이지(Roll to Stage) 방식과, 드럼(Drum)을 적용한 드럼 투 스테이지(Drum to Stage) 방식이 있다.
전자의 롤 투 스테이지 방식은 세트 테이블 상에 대상체인 패널이 배치되고, 어태치 롤러(Attach Roller)가 회전하면서 패널에 기능성 필름을 부착시키는 방식인데, 이러한 방식은 필름의 오버행(Overhang) 현상으로 인한 오차로 고(高)부착 정도 구현에 한계가 있는 문제점이 있다.
참고로, 롤 투 스테이지 방식 방식은 그 특성상 어태치 롤러에 기능성 필름이 제대로 흡착되지 못하고 처지는 현상이 발생할 소지가 크고, 이로 인해 패널과의 얼라인(Align)이 틀어질 수밖에 없어 부착에 오차가 발생하는데, 이를 오버행 현상이라 한다.
이에 반해, 후자의 드럼 투 스테이지 방식은 드럼의 표면에 기능성 필름을 흡착시켜 드럼의 회전 동작에 따라 패널에 기능성 필름을 부착시키는 방식이다. 다시 말해, 드럼(DRUM) 가공품에 탄성체를 적용한 후, 모델(Model, 패널) 대응 목적의 베큠 홀(Vacuum Hole)을 가공해서 필름 부착공정을 수행하는 방식한다. 이처럼 드럼이 사용되기 때문에 드럼 투 스테이지 방식의 장치를 드럼식 필름 부착장치라고도 부른다.
그런데, 종래기술에 따른 드럼식 필름 부착장치의 경우에는 그 구조적인 한계로 인해 아래와 같은 많은 문제점을 발생시킨다.
첫째, 드럼을 회전할 수 있게 지지하는 로터리 조인트 포트(Rotary Joint Port)의 구조적인 한계로 인해 드럼에 진공방(Vacuum Area)을 형성하기가 쉽지 않아 모델 체인지(Model Change)에 대한 대응성이 현저히 떨어진다. 예컨대, 패널의 사이즈가 바뀌면 그에 맞게 진공방을 형성해야 한다는 점에서 종래기술에 따른 드럼식 필름 부착장치는 다품종 생산 대응에 부적합한 것으로 보고되고 있다.
둘째, 드럼 교체 시 세팅 시간이 길다. 즉 가공이 어려운 진공방 구성의 문제로 인해 드럼 교체 시 세팅 시간이 길어져 유지보수 측면에서 많은 문제점을 발생시킬 수 있다.
셋째, 자재의 손상이 유발된다. 즉 종래기술에 따른 드럼식 필름 부착장치는 진공 흡착 방식으로 자재를 진공 흡착하는 방식이라서 필름처럼 얇은 자재를 높은 진공압으로 흡착하는 경우, 예컨대 물류 흐름 지연 등의 사유로 자재 흡착시간이 불가피하게 길어지면 자재에 진공 홀(Hole) 자국이 남는 등 자재의 손상이 유발된다.
넷째, 종래기술에 따른 드럼식 필름 부착장치는 드럼 탄성체의 코팅면에 직접 자재, 즉 필름이 접촉하는 방식이라서 모델(Model)별 대응이 어렵다. 모델이 바뀌면, 즉 패널의 사이즈가 달라지면 그에 대응되어야 하므로 이미 가공된 베큠 홀 중 일부를 테이프로 마스킹(Masking) 처리해서 사용해야 해서 번거롭고, 특히 탄성체의 코팅면에 필름이 직접 접촉되는 방식이라서 드럼의 수명저하가 발생하는 문제점이 있다.
대한민국특허청 출원번호 제10-2005-0063468호
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 종전과 달리 정전 시트(Electrostatic chuck sheet)를 이용해서 패널에 기능성 필름을 부착하기 때문에 다품종 생산 대응에 적합할 뿐만 아니라 기능성 필름이 손상되지 않으며, 정전 시트만 교체하면 되므로 종전처럼 드럼 교체 및 그 세팅 시간을 고려할 필요가 없을 뿐만 아니라 종전의 진공방이 필요 없는 등 구조적인 간소화를 꾀할 수 있는 드럼식 기능성 필름 부착장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 패널에 기능성 필름이 부착되는 부착위치를 형성하는 작업 스테이지; 상기 작업 스테이지에 접근 또는 이격 가능하게 마련되며, 상기 작업 스테이지 상에서 회전하면서 상기 패널에 상기 기능성 필름이 부착되게 하는 드럼; 및 상기 드럼의 외면에 착탈 가능하게 결합하되 전원 인가 시 발생하는 대전된 전위에 의하여 제공되는 척킹력(Chucking Force)을 통해 상기 기능성 필름과 부착되는 정전 시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 드럼식 기능성 필름 부착장치가 제공될 수 있다.
상기 정전 시트는, 전원 인가 시 발생하는 대전된 전위에 의하여 척킹력(Chucking Force)을 제공하는 정전척 레이어(Electrostatic chuck layer)를 포함할 수 있다.
상기 정전척 레이어는, 제1 접착제로 상기 베이스 레이어 상에 접착되는 제1 PI 필름 레이어(polyimide film layer); 상기 제1 PI 필름 레이어 상에 도포되는 구리(Cu) 패턴 레이어; 및 제2 접착제로 상기 구리(Cu) 패턴 레이어 상에 접착되는 제2 PI 필름 레이어를 포함할 수 있다.
상기 정전 시트는, 상기 정전척 레이어를 지지하는 베이스 레이어(Base layer)를 더 포함할 수 있다.
상기 베이스 레이어가 금속 재질일 수 있다.
상기 금속은 스테인리스 스틸(stainless steel)일 수 있다.
상기 베이스 레이어에는 복수의 진공홀이 관통 형성될 수 있다.
상기 정전척 레이어로 전원이 인가될 수 있도록 상기 베이스 레이어의 일측에 필름 전극이 돌출되게 마련될 수 있다.
상기 드럼은, 드럼 바디; 및 상기 드럼 바디의 외면에 마련되는 탄성체를 포함할 수 있으며, 상기 정전 시트는 상기 탄성체의 외면에 배치될 수 있다.
상기 드럼에 연결되되 상기 드럼을 회전 가능하게 지지하는 드럼 회전 지지부를 더 포함할 수 있다.
상기 드럼에 연결되며, 상기 드럼의 외면에 배치되는 정전 시트의 장력을 조절하는 시트 장력 조절부를 더 포함할 수 있다.
상기 시트 장력 조절부는, 상기 드럼의 일측에 마련되고 해당 위치에서 상기 정전 시트의 일단부를 클램핑하는 제1 클램핑 홀더; 상기 드럼의 타측에 마련되고 해당 위치에서 상기 정전 시트의 타단부를 클램핑하는 제2 클램핑 홀더; 및 상기 제1 클램핑 홀더와 상기 제2 클램핑 홀더 중 적어도 어느 하나에 연결되며, 상기 제1 클램핑 홀더와 상기 제2 클램핑 홀더를 접근 또는 이격 구동시키는 액추에이터를 포함할 수 있다.
상기 시트 장력 조절부는, 상기 제1 클램핑 홀더와 상기 제2 클램핑 홀더에 연결되되 상기 제1 클램핑 홀더와 상기 제2 클램핑 홀더의 이동을 가이드하는 홀더 가이드를 더 포함할 수 있다.
상기 드럼과 연결되며, 상기 드럼을 상기 작업 스테이지에 대하여 업/다운(up/down) 구동시키는 드럼 업/다운 구동부; 상기 드럼과 연결되며, 상기 드럼을 상기 작업 스테이지 상에서 회전 구동시키는 드럼 회전 구동부; 및 상기 정전 시트로 인가되는 전원을 컨트롤하는 한편 상기 패널에 상기 기능성 필름이 부착되도록 상기 드럼 업/다운 구동부 및 상기 드럼 회전 구동부의 동작을 컨트롤하는 컨트롤러를 더 포함할 수 있다.
상기 정전 시트를 클리닝(Cleaning)하는 시트 클리닝 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 시트 클리닝 유닛은, 상기 드럼의 정전 시트에 이웃하게 배치되는 클리닝 롤러; 및 상기 클리닝 롤러를 상기 정전 시트에 접근 또는 이격 구동시키는 롤러 구동부를 포함할 수 있다.
상기 드럼의 주변에 배치되며, 상기 기능성 필름을 상기 드럼으로 공급하는 기능성 필름 공급 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 드럼의 주변에 배치되며, 상기 기능성 필름으로부터 보호필름을 박리하는 보호필름 박리 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 드럼의 주변에 배치되며, 상기 드럼 상에서 상기 정전 시트에 의해 부착된 기능성 필름의 위치를 촬영하는 제1 얼라인 카메라를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 얼라인 카메라와 별개로 마련되며, 해당 위치에서 상기 패널의 위치를 촬영하는 제2 얼라인 카메라를 더 포함할 수 있다.
상기 작업 스테이지가 이동할 수 있는 이동식 작업 스테이지일 수 있다.
본 발명에 따르면, 종전과 달리 정전 시트(Electrostatic chuck sheet)를 이용해서 패널에 기능성 필름을 부착하기 때문에 다품종 생산 대응에 적합할 뿐만 아니라 기능성 필름이 손상되지 않으며, 정전 시트만 교체하면 되므로 종전처럼 드럼 교체 및 그 세팅 시간을 고려할 필요가 없을 뿐만 아니라 종전의 진공방이 필요 없는 등 구조적인 간소화를 꾀할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 드럼식 기능성 필름 부착장치의 구성도이다.
도 2는 도 1의 드럼 영역의 사시도이다.
도 3은 도 2의 개략적인 측단면도로서 시트 장력 조절부의 구조를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 드럼식 기능성 필름 부착장치에 적용되는 정전 시트의 개략적인 측면 구조도이다.
도 5는 도 4의 정면도이다.
도 6은 정전척 레이어의 세부 구조도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 드럼식 기능성 필름 부착장치의 제어블록도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 드럼식 기능성 필름 부착장치의 구성도이다.
도 9는 드럼 배치의 변형예들이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부도면 및 첨부도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도면 대비 설명에 앞서, 이하에서 설명될 기능성 필름이란 빛을 최적의 조건으로 투과, 편광시키기 위해, LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel) 및 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 중에서 선택된 적어도 어느 한 평판디스플레이에 적용될 수 있는 다양한 종류의 광학 필름(혹은 시트(sheet)), 예컨대 EMI 필름, 프리즘 필름, 보호 필름, 확산 필름, 반사 필름, DBEF, PVA, TAC, OCA, 이형 필름, 보상 필름, 반사 방지 필름, 편광필름(polarizer film) 등이 될 수 있고, 패널은 터치패널을 비롯하여 TSP, 윈도(Window) 등이 될 수 있다. 다만, 이하에서는 이들을 구별하지 않고 기능성 필름과 패널이라는 용어를 사용해서 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 드럼식 기능성 필름 부착장치의 구성도이고, 도 2는 도 1의 드럼 영역의 사시도이며, 도 3은 도 2의 개략적인 측단면도로서 시트 장력 조절부의 구조를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 드럼식 기능성 필름 부착장치에 적용되는 정전 시트의 개략적인 측면 구조도이며, 도 5는 도 4의 정면도이고, 도 6은 정전척 레이어의 세부 구조도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 드럼식 기능성 필름 부착장치의 제어블록도이다.
이들 도면을 참조하되 주로 도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 드럼식 기능성 필름 부착장치는 종전과 달리 정전 시트(110)를 이용해서 패널에 기능성 필름을 부착하기 때문에 다품종 생산 대응에 적합할 뿐만 아니라 기능성 필름이 손상되지 않으며, 정전 시트(110)만 교체하면 되므로 종전처럼 드럼(130) 교체 및 그 세팅 시간을 고려할 필요가 없을 뿐만 아니라 종전의 진공방이 필요 없는 등 구조적인 간소화를 꾀할 수 있도록 한다.
이러한 효과를 제공할 수 있는 본 실시예에 따른 드럼식 기능성 필름 부착장치는 패널에 기능성 필름이 부착되는 부착위치를 형성하는 작업 스테이지(120)와, 작업 스테이지(120)와 상호작용해서 패널에 기능성 필름이 부착되게 하되 외면에 (110, Electrostatic chuck sheet)가 배치되는 드럼(130)을 포함할 수 있다.
작업 스테이지(120)는 드럼(130)과의 상호작용으로 패널에 기능성 필름이 부착되는 부착위치를 형성한다. 도 1에서 예컨대, A 방향으로 공급되는 패널은 드럼(130)의 작용으로 기능성 필름이 부착된 후, B 방향으로 취출될 수 있다.
본 실시예에서 작업 스테이지(120)는 이동할 수 있는 이동식 작업 스테이지(120)로 적용될 수 있다. 하지만, 작업 스테이지(120)가 고정된 상태에서 주변 구성들이 이동하는 타입으로 변경될 수도 있을 것인데, 이러한 사항 모두가 본 발명의 권리범위에 속하다고 하여야 할 것이다.
드럼(130)은 작업 스테이지(120)에 접근 또는 이격 가능하게 마련되며, 작업 스테이지(120) 상에서 회전하면서 패널에 기능성 필름이 부착되게 하는 실질적인 라미네이팅 장비이다.
이러한 드럼(130)은 드럼 바디(131)와, 드럼 바디(131)의 외면에 마련되는 탄성체(132)를 포함한다. 탄성체(132)는 패널에 가압되는 힘을 분산시켜 패널을 보호하는 역할을 한다.
종전에는 앞서도 기술한 것처럼 탄성체(132)에 직접 기능성 필름이 점착되는 방식이 적용되었던 반면, 본 실시예의 경우에는 탄성체(132)의 외면에 정전 시트(110)가 배치되고, 정전 시트(110)의 작용으로 기능성 필름이 부착되도록 하고 있다. 즉 기능성 필름이 드럼(130)의 탄성체(132)의 코팅면에 접촉하는 것이 아니라 정전 시트(110)에 척킹되면서 부착되기 때문에 드럼(130) 수명이 반영구적으로 향상될 수 있는 것이다.
한편, 반복 설명하는 것처럼 본 실시예의 경우에는 정전 시트(110)를 사용한다는 점에서 종래보다 많은 장점을 제공한다.
이에, 이하에서는 드럼식 기능성 필름 부착장치의 세부 설명에 앞서 정전 시트(110)에 대해 도 4 내지 도 6을 참조해서 먼저 살펴보도록 한다.
정전 시트(110)는 드럼(130)의 외면, 즉 드럼(130)의 탄성체(132)의 외면에 착탈 가능하게 결합하는 시트이다.
이러한 정전 시트(110)는 기존의 흡착 시트와는 달리 전원 인가 시 발생하는 대전된 전위에 의하여 제공되는 척킹력(Chucking Force)을 통해 기능성 필름과 부착되도록 한다. 정전 시트(110)에 전원이 차단되면 기능성 필름이 박리될 수 있다.
정전 시트(110)는 베이스(base)를 형성하는 베이스 레이어(111)와, 베이스 레이어(111) 상에 형성되되 전원 인가 시 발생하는 대전된 전위에 의하여 척킹력(Chucking Force)을 제공하는 정전척 레이어(113)를 포함할 수 있다.
본 실시예에서 베이스 레이어(111)는 금속 재질로 적용된다. 특히, 베이스 레이어(111)는 스테인리스 스틸(stainless steel)로 적용됨으로써 가벼우면서도 강한 강성을 제공한다. 따라서, 정전척 레이어(113)를 안정적으로 지지할 수 있다.
베이스 레이어(111)의 단부에는 복수의 진공홀(112)이 형성된다. 복수의 진공홀(112)은 예컨대, 정전 시트(110)가 기능성 필름 부착장치에 적용될 때, 진공에 의한 척킹력을 제공하는 통로가 될 수도 있다.
베이스 레이어(111)의 일측에는 정전척 레이어(113)로 전원이 인가될 수 있도록 하는 필름 전극(115)이 마련된다. 필름 전극(115)은 베이스 레이어(111)의 사이드에서 돌출되게 형성되며, 커넥터 방식으로 연결될 수 있게끔 한다.
이처럼 본 실시예의 경우, 정전 시트(110)로 인가되는 전원을 측면에서 연결 가능 구조로 적용함으로써 교체 시 편리성을 높일 수 있도록 한다.
정전척 레이어(113)는 앞서 기술한 것처럼 전원 인가 시 발생하는 대전된 전위에 의하여 척킹력을 제공한다. 다시 말해, 정전척 레이어(113)의 전기적인 척킹력(Chucking Force)에 의해 기능성 필름이 흡착될 수 있게끔 한다.
이러한 정전척 레이어(113)는 제1 접착제(113a)로 베이스 레이어(111) 상에 접착되는 제1 PI 필름 레이어(113b)와, 제1 PI 필름 레이어(113b) 상에 도포되는 구리(Cu) 패턴 레이어(113c)와, 제2 접착제(113d)로 구리(Cu) 패턴 레이어(113c) 상에 접착되는 제2 PI 필름 레이어(113e)를 포함할 수 있다.
참고로, PI 필름(polyimide film)은 영상 400도 이상의 고온이나 영하 269도의 저온을 견디는 필름으로 얇고 굴곡성이 뛰어난 첨단 고기능성 산업용 소재다. PI 필름은 내화학성, 내마모성도 강해 열악한 환경에서 안정적인 성능 유지가 필요한 분야에 널리 쓰인다. 초기에는 항공우주 분야 재료로 개발, 사용됐으나 현재는 산업용 기기와 연성회로기판(FPCB), 전기 전자부품 등 광범위한 분야에 사용되고 있다. 최근 전세계적으로 정보기술(IT) 기기의 성능이 다양해지고 두께가 얇아지면서 발열 문제를 해결하기 위해 방열 시트용 PI 필름의 수요가 늘어나고 있다.
구리(Cu) 패턴 레이어(113c)는 전원 인가를 위한 회로를 이룬다. 따라서, 패널의 모양이나 사이즈에 따라 정전 시트(110)에 형성되는 구리(Cu) 패턴 레이어(113c)의 형태는 달라질 수 있다.
이상 설명한 구조를 갖는 정전 시트(110)를 본 실시예와 같은 라미네이팅 장비에 적용할 경우, 아래와 같은 많은 장점을 제공할 수 있다.
우선, 본 실시예에 적용되는 정전 시트(110)는 공정조건별 척킹력 조절 또는 비례 제어가 가능하다.
종전의 점착 시트는 공정조건별 점착 시트의 점착력 조절이 불가능하지만 본 실시예에 따른 정전 시트(110)는 인가되는 전원을 조절함으로써 공정조건별 척킹력 조절 또는 비례 제어가 가능하다. 따라서, 공정조건별로 최적의 척킹력을 세팅해서 필름의 부착품질을 높이는데 기여할 수 있다.
예컨대, 필름을 부착하는 실질적인 어태치 공정(Attach Process)을 진행할 때는 척킹력을 약하게 하고, 보호필름을 디태치하는 디태치 공정(Detach Process)을 진행할 때는 척킹력을 강하게 하며, 기타 공정(ETC Process)을 진행할 때는 척킹력을 중간쯤으로 컨트롤할 수 있는데, 본 실시예의 경우에는 정전 시트(110)가 적용되기 때문에 이러한 공정조건별 척킹력 조절 또는 비례 제어가 가능해지는 것이다.
다음, 본 실시예에 적용되는 정전 시트(110)는 중대형 패널의 필름 부착공정에 적용이 가능하다.
종전의 점착 시트는 제조 및 수명 등의 문제로 대형화에 어려움이 있어 실질적으로 소형 제품인 모바일 디스플레이(Mobile Display)에만 국한되어 왔다. 하지만, 본 실시예에 적용되는 정전 시트(110)는 종전의 점착 시트와는 달리 대형화 제작이 가능하므로 적용 범위를 중형은 물론 대형 디스플레이까지 확대할 수 있는 이점이 있다.
다음, 본 실시예에 적용되는 정전 시트(110)는 플라즈마 처리 시 사용할 수 있다.
종전의 점착 시트는 플라즈마 처리 시 점착 시트의 점착면이 열화될 소지가 커서 시트의 수명이 감소할 수 있고, 이로 인해 필름의 부착품질을 높이는 데 한계가 있을 수밖에 없었다. 하지만, 본 실시예에 적용되는 정전 시트(110)는 플라즈마 처리에 대한 수명 변화가 없어 활용 범위를 확대할 수 있다. 따라서, 필름의 부착품질 역시, 자연스럽게 높아질 수 있다.
이렇게 많은 장점을 제공하는 정전 시트(110)는 도 1 내지 도 3에 도시된 본 실시예에 따른 드럼식 기능성 필름 부착장치에 적용될 수 있다.
앞서 기술한 것처럼 드럼(130)은 작업 스테이지(120)에 접근 또는 이격 가능하게 마련되며, 작업 스테이지(120) 상에서 회전하면서 패널에 기능성 필름이 부착되게 하는 실질적인 라미네이팅 장비이다.
이러한 드럼(130)에는 드럼 회전 지지부(140)가 연결된다. 드럼 회전 지지부(140)는 드럼(130)을 회전 가능하게 지지하는 역할을 한다.
도면에 자세히 도시하지는 않았으나 드럼(130)에는 드럼 업/다운 구동부(141)와 드럼 회전 구동부(142)가 연결된다.
드럼 업/다운 구동부(141)는 드럼(130)과 연결되며, 드럼(130)을 작업 스테이지(120)에 대하여 도 1의 C처럼 업/다운(up/down) 구동시키는 역할을 한다. 그리고, 드럼 회전 구동부(142)는 드럼(130)과 연결되며, 도 1의 D처럼 드럼(130)을 작업 스테이지(120) 상에서 회전 구동시키는 역할을 한다. 드럼 업/다운 구동부(141)와 드럼 회전 구동부(142)는 모터 등으로 적용될 수 있다.
한편, 패널에 기능성 필름을 부착하는 공정이 반복적으로 진행되다 보면 정전 시트(110)의 초기 장력이 틀어질 우려가 있다. 이에, 본 실시에에 따른 드럼식 기능성 필름 부착장치에는 시트 장력 조절부(150)가 마련될 수 있다.
시트 장력 조절부(150)는 드럼(130)에 연결되며, 드럼(130)의 외면에 배치되는 정전 시트(110)의 장력을 조절하는 역할을 한다.
이러한 시트 장력 조절부(150)는 도 3에 도시된 바와 같이, 드럼(130)의 일측에 마련되고 해당 위치에서 정전 시트(110)의 일단부를 클램핑하는 제1 클램핑 홀더(146)와, 드럼(130)의 타측에 마련되고 해당 위치에서 정전 시트(110)의 타단부를 클램핑하는 제2 클램핑 홀더(147)와, 액추에이터(148)를 포함한다.
제1 클램핑 홀더(146)와 제2 클램핑 홀더(147)는 모두 집게 형식으로 정전 시트(110)의 단부를 클램핑할 수 있다. 그리고, 실린더로 적용될 수 있는 액추에이터(148)는 제1 클램핑 홀더(146)와 제2 클램핑 홀더(147) 중 적어도 어느 하나에 연결되며, 제1 클램핑 홀더(146)와 제2 클램핑 홀더(147)를 접근 또는 이격 구동시키는 역할을 한다. 액추에이터(148)에 의해 제1 클램핑 홀더(146)와 제2 클램핑 홀더(147)가 접근되거나 이격됨으로써 정전 시트(110)의 장력을 조절할 수 있다.
시트 장력 조절부(150)에는 홀더 가이드(149)가 더 갖춰진다. LM 가이드 형태인 홀더 가이드(149)는 제1 클램핑 홀더(146)와 제2 클램핑 홀더(147)에 연결되되 제1 클램핑 홀더(146)와 제2 클램핑 홀더(147)의 이동을 가이드하는 역할을 한다. 홀더 가이드(149)로 인해 정전 시트(110)의 장력 조절이 더욱 유연해질 수 있다.
본 실시예에 따른 드럼식 기능성 필름 부착장치는 시트 클리닝 유닛(160)을 더 포함한다. 시트 클리닝 유닛(160)은 정전 시트(110)를 클리닝(Cleaning)하는 역할을 한다.
이러한 시트 클리닝 유닛(160)을 적용해서 외부요인으로 인해 오염된 정전 시트(110)를 정기적 또는 비정기적으로 클리닝(Cleaning)함으로써 부착품질을 높이고 수명을 증대시킬 수 있다.
본 실시예에서 시트 클리닝 유닛(160)은 도 2에 도시된 바와 같이, 드럼(130)의 정전 시트(110)에 이웃하게 배치되는 클리닝 롤러(161)와, 클리닝 롤러(161)를 정전 시트(110)에 접근 또는 이격 구동시키는 롤러 구동부(162)를 포함할 수 있다. 클리닝 롤러(161)는 정전 시트(110)에 접한 이후에 스티키 타입(Sticky type)으로 정전 시트(110)의 오염물질을 전이받을 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 드럼식 기능성 필름 부착장치에는 기능성 필름 공급 유닛(170), 보호필름 박리 유닛(180), 그리고, 제1 및 제2 얼라인 카메라(191,192)가 위치별로 탑재된다.
특히, 기능성 필름 공급 유닛(170), 보호필름 박리 유닛(180), 그리고, 제1 및 제2 얼라인 카메라(191,192)는 드럼(130)을 기준으로 그 외측에 위치별로 배치됨으로써 패널에 기능성 필름을 부착시키는 공정이 유기적으로 진행될 수 있게끔 한다.
기능성 필름 공급 유닛(170)은 드럼(130)의 주변에 배치되며, 기능성 필름을 상기 드럼(130)으로 공급하는 역할을 한다. 그리고, 보호필름 박리 유닛(180)은 기능성 필름으로부터 보호필름을 박리하는 역할을 한다.
제1 얼라인 카메라(191)는 드럼(130)의 주변에 배치되되 드럼(130) 상에서 정전 시트(110)에 의해 부착된 기능성 필름의 위치를 촬영하는 역할을 하고, 제2 얼라인 카메라(192)는 제1 얼라인 카메라(191)와 별개로 마련되며, 해당 위치에서 패널의 위치를 촬영하는 역할을 한다.
본 실시예의 경우, 제1 및 제2 얼라인 카메라(191,192)가 개별적으로 마련되었으나 공용 카메라로 이들의 기능이 한 번에 수행되게끔 구현할 수도 있을 것인데, 이러한 사항 모두가 본 발명의 권리범위에 속한다고 하여야 할 것이다
한편, 본 실시예에 따른 드럼식 기능성 필름 부착장치에는 컨트롤러(150)가 탑재된다. 컨트롤러(150)는 정전 시트(110)로 인가되는 전원을 컨트롤하는 한편 패널에 기능성 필름이 부착되도록 드럼 업/다운 구동부(141) 및 드럼 회전 구동부(142)의 동작을 컨트롤한다.
이러한 역할을 수행하는 컨트롤러(150)는 중앙처리장치(151, CPU), 메모리(152, MEMORY), 그리고 서포트 회로(153, SUPPORT CIRCUIT)를 포함할 수 있다.
중앙처리장치(151)는 본 실시예에서 정전 시트(110)로 인가되는 전원을 컨트롤하는 한편 패널에 기능성 필름이 부착되도록 드럼 업/다운 구동부(141) 및 드럼 회전 구동부(142)의 동작을 컨트롤하기 위해서 산업적으로 적용될 수 있는 다양한 컴퓨터 프로세서들 중 하나일 수 있다.
메모리(152, MEMORY)는 중앙처리장치(151)와 연결된다. 메모리(152)는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로서 로컬 또는 원격지에 설치될 수 있으며, 예를 들면 랜덤 액세스 메모리(RAM), ROM, 플로피 디스크, 하드 디스크 또는 임의의 디지털 저장 형태와 같이 쉽게 이용가능한 적어도 하나 이상의 메모리일 수 있다.
서포트 회로(153, SUPPORT CIRCUIT)는 중앙처리장치(151)와 결합되어 프로세서의 전형적인 동작을 지원한다. 이러한 서포트 회로(153)는 캐시, 파워 서플라이, 클록 회로, 입/출력 회로, 서브시스템 등을 포함할 수 있다.
본 실시예에서 컨트롤러(150)는 정전 시트(110)로 인가되는 전원을 컨트롤하는 한편 패널에 기능성 필름이 부착되도록 드럼 업/다운 구동부(141) 및 드럼 회전 구동부(142)의 동작을 컨트롤하는데, 이러한 일련의 프로세스 등은 메모리(152)에 저장될 수 있다. 전형적으로는 소프트웨어 루틴이 메모리(152)에 저장될 수 있다. 소프트웨어 루틴은 또한 다른 중앙처리장치(미도시)에 의해서 저장되거나 실행될 수 있다.
본 발명에 따른 프로세스는 소프트웨어 루틴에 의해 실행되는 것으로 설명하였지만, 본 발명의 프로세스들 중 적어도 일부는 하드웨어에 의해 수행되는 것도 가능하다. 이처럼, 본 발명의 프로세스들은 컴퓨터 시스템 상에서 수행되는 소프트웨어로 구현되거나 또는 집적 회로와 같은 하드웨어로 구현되거나 또는 소프트웨어와 하드웨어의 조합에 의해서 구현될 수 있다.
이하, 본 실시예에 따른 드럼식 기능성 필름 부착장치의 작용을 간략하게 설명한다.
작업 스테이지(120)에서 패널이 도 1의 A 방향으로 공급됨과 동시에 기능성 필름 공급 유닛(170)을 통해 드럼(130)으로 기능성 필름이 공급된다. 공급되는 기능성 필름은 드럼(130)의 외면에 결합하는 정전 시트(110)의 정전기력에 의해 부착된다.
드럼(130)의 정전 시트(110)에 기능성 필름이 부착되면, 드럼 회전 구동부(142)의 작용으로 드럼(130)이 일정각도 회전되며, 이어 보호필름 박리 유닛(180)을 통해 기능성 필름의 보호필름이 박리된다.
보호필름이 박리되면 드럼 회전 구동부(142)의 작용으로 드럼(130)이 일정각도 더 회전된다. 이어, 제1 및 제2 얼라인 카메라(191,192)에 의해 기능성 필름과 패널의 위치가 촬영되며, 이의 정보를 토대로 기능성 필름과 패널의 얼라인이 조정된다.
기능성 필름과 패널의 얼라인 조정이 완료되면 드럼 업/다운 구동부(141)의 작용으로 드럼(130)이 도 1의 C처럼 다운(down)되고, 이어 드럼 회전 구동부(142)의 작용으로 드럼(130)이 도 1의 D처럼 작업 스테이지(120) 상에서 회전됨으로써 기능성 필름이 패널 상에 부착될 수 있다. 부착이 완료된 제품, 즉 기능성 필름이 부착된 패널은 도 1의 B 방향으로 취출된다.
이상 설명한 바와 같은 구조로 작용을 하는 본 실시예에 따르면, 종전과 달리 정전 시트(110)를 이용해서 패널에 기능성 필름을 부착하기 때문에 다품종 생산 대응에 적합할 뿐만 아니라 기능성 필름이 손상되지 않으며, 정전 시트(110)만 교체하면 되므로 종전처럼 드럼(130) 교체 및 그 세팅 시간을 고려할 필요가 없을 뿐만 아니라 종전의 진공방이 필요 없는 등 구조적인 간소화를 꾀할 수 있게 된다.
본 발명의 효과에 대해 좀 더 부연 설명한다.
본 실시예의 경우, 전술한 것처럼 종전의 진공방(Vacuum Area) 구성의 드럼 방식이 아닌 정전 시트(110)가 적용되는 방식이라서 모델 체인지(Model Change)가 수월해질 수 있다. 특히, 드럼(130) 자체가 아닌 그 외면의 정전 시트(110)만 교체하면 되기 때문에 유지보수 시간이 줄어든다. 실제, 정전 시트(110) 또한 자주 교체할 필요가 없다는 점에서 유지보수 시간이 현저하게 줄어들 수 있다.
또한, 진공 홀(Vacuum Hole)에 의한 자국 등의 필름 손상이 없어 품질이 향상될 수 있다. 그리고, 기능성 필름이 드럼(130)의 탄성체(132)의 코팅면에 접촉하는 것이 아니라 정전 시트(110)에 접하기 때문에 드럼(130) 수명이 반영구적으로 향상될 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 드럼식 기능성 필름 부착장치의 구성도이다.
드럼식 기능성 필름 부착장치는 자재 공급 및 배출 물류의 라인에 따라 도 8처럼 구현될 수도 있다.
도 8을 참조하면, 본 실시예의 드럼식 기능성 필름 부착장치에는 기능성 필름 공급 유닛(170, 도 1 참조) 및 보호필름 박리 유닛(180, 도 1 참조)이 적용되지 않으며, 카메라 역시 공용 카메라(290)로 적용된다.
이러한 경우, A 방향으로 패널이 공급되어 공용 카메라(290) 위치로 도달되는 한편 반대편에서 B1 방향으로 기능성 필름이 공급되어 공용 카메라(290) 위치로 도달된 후, 공용 카메라(290)의 작용으로 얼라인 작업이 진행된다. 이어, 앞서 기술한 드럼(130)의 작용으로 패널에 기능성 필름이 부착된 후, 부착된 제품이 B2 방향으로 취출될 수 있다.
도 9는 드럼 배치의 변형예들이다. 이 도면을 참조하면, 드럼(130)은 전술한 실시예들과 동일한 (a)처럼 싱글(single) 수평 방향식으로 적용될 수 있다. 하지만, 드럼(130)은 (b)처럼 더블(double) 수평 방향식으로 적용될 수도 있다.
그뿐만 아니라 드럼(130)은 (c), (d)처럼 싱글(single) 혹은 더블(double) 수직 방향식으로 적용될 수도 있는데, 이는 생산량과 설비 상황에 맞게 적절하게 선택될 수 있다.
이처럼 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예는 본 발명의 청구범위에 속한다고 하여야 할 것이다.
110 : 정전 시트 111 : 베이스 레이어
112 : 진공홀 113 : 정전척 레이어
113a : 제1 접착제 113b : 제1 PI 필름 레이어
113c : 구리(Cu) 패턴 레이어 113d : 제2 접착제
113e : 제2 PI 필름 레이어 115 : 필름 전극
120 : 작업 스테이지 130 : 드럼
131 : 드럼 바디 132 : 탄성체
140 : 드럼 회전 지지부 141 : 드럼 업/다운 구동부
142 : 드럼 회전 구동부 150 : 컨트롤러
160 : 시트 클리닝 유닛 161 : 클리닝 롤러
162 : 롤러 구동부 170 : 기능성 필름 공급 유닛
180 : 보호필름 박리 유닛 191 : 제1 얼라인 카메라
192 : 제2 얼라인 카메라

Claims (21)

  1. 패널에 기능성 필름이 부착되는 부착위치를 형성하는 작업 스테이지;
    드럼 바디와 상기 드럼 바디의 외면에 마련되는 탄성체를 구비하되 상기 작업 스테이지에 접근 또는 이격 가능하게 마련되며, 상기 작업 스테이지 상에서 회전하면서 상기 패널에 상기 기능성 필름이 부착되게 하는 드럼; 및
    상기 드럼의 탄성체의 외면에 착탈 가능하게 결합하되 전원 인가 시 발생하는 대전된 전위에 의하여 제공되는 척킹력(Chucking Force)을 통해 상기 기능성 필름과 부착되는 정전 시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 드럼식 기능성 필름 부착장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 정전 시트는,
    전원 인가 시 발생하는 대전된 전위에 의하여 척킹력(Chucking Force)을 제공하는 정전척 레이어(Electrostatic chuck layer)를 포함하는 것을 특징으로 하는 드럼식 기능성 필름 부착장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 정전 시트는 상기 정전척 레이어를 지지하는 베이스 레이어(Base layer)를 더 포함하며,
    상기 정전척 레이어는,
    제1 접착제로 상기 베이스 레이어 상에 접착되는 제1 PI 필름 레이어(polyimide film layer);
    상기 제1 PI 필름 레이어 상에 도포되는 구리(Cu) 패턴 레이어; 및
    제2 접착제로 상기 구리(Cu) 패턴 레이어 상에 접착되는 제2 PI 필름 레이어를 포함하는 것을 특징으로 하는 드럼식 기능성 필름 부착장치.
  4. 삭제
  5. 제3항에 있어서,
    상기 베이스 레이어가 금속 재질인 것을 특징으로 하는 드럼식 기능성 필름 부착장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 금속은 스테인리스 스틸(stainless steel)인 것을 특징으로 하는 드럼식 기능성 필름 부착장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 베이스 레이어에는 복수의 진공홀이 관통 형성되는 것을 특징으로 하는 드럼식 기능성 필름 부착장치.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 정전척 레이어로 전원이 인가될 수 있도록 상기 베이스 레이어의 일측에 필름 전극이 돌출되게 마련되는 것을 특징으로 하는 드럼식 기능성 필름 부착장치.
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 드럼에 연결되되 상기 드럼을 회전 가능하게 지지하는 드럼 회전 지지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 드럼식 기능성 필름 부착장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 드럼에 연결되며, 상기 드럼의 외면에 배치되는 정전 시트의 장력을 조절하는 시트 장력 조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 드럼식 기능성 필름 부착장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 시트 장력 조절부는,
    상기 드럼의 일측에 마련되고 해당 위치에서 상기 정전 시트의 일단부를 클램핑하는 제1 클램핑 홀더;
    상기 드럼의 타측에 마련되고 해당 위치에서 상기 정전 시트의 타단부를 클램핑하는 제2 클램핑 홀더; 및
    상기 제1 클램핑 홀더와 상기 제2 클램핑 홀더 중 적어도 어느 하나에 연결되며, 상기 제1 클램핑 홀더와 상기 제2 클램핑 홀더를 접근 또는 이격 구동시키는 액추에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 드럼식 기능성 필름 부착장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 시트 장력 조절부는,
    상기 제1 클램핑 홀더와 상기 제2 클램핑 홀더에 연결되되 상기 제1 클램핑 홀더와 상기 제2 클램핑 홀더의 이동을 가이드하는 홀더 가이드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 드럼식 기능성 필름 부착장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 드럼과 연결되며, 상기 드럼을 상기 작업 스테이지에 대하여 업/다운(up/down) 구동시키는 드럼 업/다운 구동부;
    상기 드럼과 연결되며, 상기 드럼을 상기 작업 스테이지 상에서 회전 구동시키는 드럼 회전 구동부; 및
    상기 정전 시트로 인가되는 전원을 컨트롤하는 한편 상기 패널에 상기 기능성 필름이 부착되도록 상기 드럼 업/다운 구동부 및 상기 드럼 회전 구동부의 동작을 컨트롤하는 컨트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 드럼식 기능성 필름 부착장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 정전 시트를 클리닝(Cleaning)하는 시트 클리닝 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 드럼식 기능성 필름 부착장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 시트 클리닝 유닛은,
    상기 드럼의 정전 시트에 이웃하게 배치되는 클리닝 롤러; 및
    상기 클리닝 롤러를 상기 정전 시트에 접근 또는 이격 구동시키는 롤러 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 드럼식 기능성 필름 부착장치.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 드럼의 주변에 배치되며, 상기 기능성 필름을 상기 드럼으로 공급하는 기능성 필름 공급 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 드럼식 기능성 필름 부착장치.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 드럼의 주변에 배치되며, 상기 기능성 필름으로부터 보호필름을 박리하는 보호필름 박리 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 드럼식 기능성 필름 부착장치.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 드럼의 주변에 배치되며, 상기 드럼 상에서 상기 정전 시트에 의해 부착된 기능성 필름의 위치를 촬영하는 제1 얼라인 카메라를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 드럼식 기능성 필름 부착장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제1 얼라인 카메라와 별개로 마련되며, 해당 위치에서 상기 패널의 위치를 촬영하는 제2 얼라인 카메라를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 드럼식 기능성 필름 부착장치.
  21. 제1항에 있어서,
    상기 작업 스테이지가 이동할 수 있는 이동식 작업 스테이지인 것을 특징으로 하는 드럼식 기능성 필름 부착장치.
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