KR102290379B1 - 초박형 유리 적층시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 서로 다른 종류의 파장을 내는 LED소자가 하나의 세트를 이룬 모듈들과, 모듈들이 하면에 규칙적으로 배열된 배열판을 가진 경화기를 구비한다. 이러한 경화기로, 서로 적층된 초박형 유리 사이사이의 접착제를 완전히 경화시킨 “초박형 유리 세트”를 만들어낼 수 있다. 만약, 하나의 파장으로만 초박형 유리 사이의 접착제를 경화시킬 수 경우, 완전히 경화되지 않는 부분이 생겨, 초박형 유리들 사이 어느 한쪽은 단단하게 접착되고, 다른 한쪽은 약하게 접착되는 일이 발생한다. 이 경우, 약하게 접착된 초박형 유리 부분이 벌어지면서, 초박형 유리가 깨질 수 있다. 이러한 현상은, 두께가 100㎛ 이하인 초박형 유리이기 때문에 벌어지는 현상이다. 따라서, 본 발명과 같은 구성을 가진 경화기는, “초박형 유리”를 취급하기 위해 개발된 본 출원인만의 독창적인 제품인 것이다.

Description

초박형 유리 적층시스템{Ultra thin glass lamination system}
본 발명은 초박형 유리 적층시스템에 관한 것이다.
최근 폴더블 디스플레이가 탑재된 스마트 폰이 출시되고 있다. 이러한 폴더블 디스플레이를 보호하기 위해, 폴더블 디스플레이의 상면에는 투명폴리이미드필름이 부착된다.
투명폴리이미드필름은 표면이 딱딱하면서 수십만 번 접었다 펴도 흠집이 나지 않는 장점을 가지나, 스크래치에 취약하다는 단점을 가지고 있다. 이러한 투명폴리이미드필름을 대체하기 위해, 최근 구부러지는 초박형 강화유리(UTG, Ultra Thin Glass)가 개발되고 있다.
초박형 강화유리는 100㎛ 이하의 두께를 가지며, 강화 공정을 거쳐 내구성을 가지며, 주름도 생기지 않는다.
다만,“초박형 강화유리”를 만들어 내기 위해서, 한국등록특허(10-1972444)에 개시된 방법 등으로 “초박형 유리”를 강화 처리해야 하는 데, 이를 위해서는 초박형 유리를 깨지지 않게 조심스럽게 취급해야 한다. 이에, 본 출원인은, “초박형 유리 세트”를 만드는 적층시스템을 개발하였다. 초박형 유리 세트는 초박형 유리를 수십 장 적층하고 서로 접착시킨 것이다.
초박형 유리 세트는 그 두께가 두껍고 단단하여 깨지지 않아 초박형 유리를 안정적으로 취급할 수 있다. 이러한 초박형 유리 세트를 만들기 위해, 적층된 초박형 유리 사이에 도포된 접착제를 균일하게 경화시킬 수 있는 경화기 개발이 필수적이다.
한국등록특허(10-1972444)
본 발명의 목적은, 상술한 문제점을 해결할 수 있는 초박형 유리 적층시스템을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 초박형 유리 적층시스템은,
베이스 유리 또는 초박형 유리 위에 투명 구슬이 분산된 접착제를 도포하는 도포유닛;
상기 베이스 유리 위에 도포된 접착제 위에 초박형 유리를 올려놓거나, 상기 초박형 유리 위에 도포된 접착제 위에 다른 초박형 유리를 올려놓거나, 최상단 초박형 유리 위에 도포된 접착제 위에 커버 유리를 올려놓거나, 가압 유리를 상기 초박형 유리 또는 상기 다른 초박형 유리 또는 최상단 초박형 유리 위에 로딩 또는 언로딩하는 이송유닛;
상기 초박형 유리 위에 로딩된 상기 가압 유리를 롤러로 눌러서 상기 베이스 유리 위에 도포된 접착제에 상기 초박형 유리를 접착하거나, 상기 다른 초박형 유리 위에 로딩된 상기 가압 유리를 상기 롤러로 눌러서 상기 초박형 유리 위에 도포된 접착제에 상기 다른 초박형 유리를 접착하거나, 상기 커버 유리를 상기 롤러로 눌러서 상기 최상단 초박형 유리 위에 도포된 접착제에 상기 커버 유리를 접착하는 접착유닛; 및
상기 베이스 유리 또는 상기 초박형 유리 또는 상기 다른 초박형 유리 또는 상기 최상단 초박형 유리 위에 도포된 접착제를 경화하는 경화유닛을 포함하여,
100㎛ 이하의 두께를 가진 초박형 유리를 깨지지 않게 적층하고 서로 접착시킨 초박형 유리 세트를 만들어 내는 것을 특징으로 한다.
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본 발명은, 서로 다른 종류의 파장을 내는 LED소자가 하나의 세트를 이룬 모듈들과, 모듈들이 하면에 규칙적으로 배열된 배열판을 가진 경화기를 구비한다. 이러한 경화기로, 서로 적층된 초박형 유리 사이사이의 접착제를 완전히 경화시킨 “초박형 유리 세트”를 만들어낼 수 있다. 만약, 하나의 파장으로만 초박형 유리 사이의 접착제를 경화시킬 수 경우, 완전히 경화되지 않는 부분이 생겨, 초박형 유리들 사이 어느 한쪽은 단단하게 접착되고, 다른 한쪽은 약하게 접착되는 일이 발생한다. 이 경우, 약하게 접착된 초박형 유리 부분이 벌어지면서, 초박형 유리가 깨질 수 있다. 이러한 현상은, 두께가 100㎛ 이하인 초박형 유리이기 때문에 벌어지는 현상이다. 따라서, 본 발명과 같은 구성을 가진 경화기는, “초박형 유리”를 취급하기 위해 개발된 본 출원인만의 독창적인 제품인 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초박형 유리 적층시스템용 경화기가 구비된 적층시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 적층시스템의 구체적 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3은 도 2에 도시된 초박형 유리 적층시스템용 경화기가 이동부에 설치된 상태를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 초박형 유리 적층시스템용 경화기를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 모듈을 나타낸 도면이다.
도 6 내지 도 12는, 본 발명의 일 실시예에 따른 초박형 유리 적층시스템용 경화기가 구비된 적층시스템으로, 초박형 유리 세트를 만들어내는 과정을 설명하기 위한 도면들이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 경화기를 자세히 설명한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 초박형 유리 적층시스템용 경화기(100, 이하 “경화기”로 약칭함)는 적층시스템(1)에 구비된다. 적층시스템(1)은 “초박형 유리”를 수십 장 적층하고 서로 접착시킨 “초박형 유리 세트”를 만들어낸다.
경화기(100)의 이해를 돕기 위하여, 적층시스템(1) 전체를 설명한다. 도 12를 기본적으로 참조한다.
적층시스템(1)은, 도포유닛(10), 이송유닛(20), 접착유닛(30), 경화유닛(40)을 포함하여 구성된다. 경화기(100)는 경화유닛(40)의 구성품이다.
이 밖에도, 적층시스템(1)에는, 베이스 유리(BG)와 초박형 유리(UG,UG',UG")와 커버 유리(CG)와 가압 유리(PG)가 놓여지는 스테이지(5)가 구비된다. 베이스 유리(BG)와 초박형 유리(UG,UG',UG")와 커버 유리(CG)와 가압 유리(PG)를 공급하는 공급유닛(50)이 구비된다. 초박형 유리(UG)를 수십 장 적층하고 서로 접착시켜 만든 초박형 유리 세트(GST)를 회수하는 회수유닛(60)이 구비된다. 베이스 유리(BG)와 초박형 유리(UG,UG',UG")와 커버 유리(CG)나 가압 유리(PG)에 묻은 파티클(particle)을 검사하는 검사유닛(70)과, 초음파나 플라즈마나 공기로 파티클을 제거하는 세척유닛(80)이 구비된다. 이러한 스테이지(5), 공급유닛(50), 회수유닛(60), 검사유닛(70), 세척유닛(80)은 공지된 기술로 다양하게 구성 가능하므로, 자세한 설명은 생략한다.
이 밖에도, 적층시스템(1)에는 에어튜브, 전선, 케이블베어, 센서, 전원부, 제어부 등 다수의 부품들이 구비된다.
이하, 도포유닛(10), 이송유닛(20), 접착유닛(30), 경화유닛(40), 경화기(100)를 차례대로 설명한다.
도포유닛(10)은, 베이스 유리(BG) 또는 초박형 유리(UG,UG',UG")에 접착제를 도포한다. 이를 위해, 도포유닛(10)은 접착제를 보관하는 실린지(11), 접착제를 토출하기 위해 실린지에 설치된 피스톤(12)을 밀어주는 에어실린더(13), 접착제가 토출되는 노즐(14)로 구성된다. 여기서, 접착제는 자외선을 받으면 경화되는 접착제이다. 접착제는 테두리에 도포되는 점성이 높은 제1접착제(V1), 테두리의 안쪽에 도포되는 점성이 낮은 제2접착제(V2)로 구성된다. 접착제(V1,V2)에는 투명 구슬들이 분산되어 있다. 이러한 투명 구슬들은 초박형 유리(UG,UG',UG")와 커버 유리(CG)를 떠받치는 서포터(supporter) 역할을 한다.
이송유닛(20)은, 베이스 유리(BG)를 스테이지(5)로 로딩(loading)한다. 베이스 유리(BG) 위에 도포된 접착제(V1,V2) 위에 초박형 유리(UG)를 올려놓는다. 초박형 유리(UG) 위에 도포된 접착제(V1,V2) 위에 다른 초박형 유리(UG')를 올려놓는다. 다른 초박형 유리(UG') 위에 도포된 접착제 위에 다른 초박형 유리(UG')를 올려놓는다. 최상단 초박형 유리UG") 위에 도포된 접착제(V1,V2) 위에 커버 유리(CG)를 로딩한다. 가압 유리(PG)를 초박형 유리(UG,UG',UG") 위에 로딩 또는 언로딩한다. 이를 위해, 베이스 유리(BG) 또는 초박형 유리(UG,UG',UG") 또는 커버 유리(CG) 또는 가압 유리(PG)를 진공흡착하는 진공흡착부(21)와, 진공흡착된 베이스 유리(BG) 또는 초박형 유리(UG,UG',UG") 또는 커버 유리(CG) 또는 가압 유리(PG)를 설정된 위치로 이동시키고 정밀하게 정렬하는 로봇부(22)로 구성된다. 로봇부(22)는 6축의 자유도를 가진 로봇으로 구성된다.
접착유닛(30)은, 초박형 유리(UG) 위에 로딩된 가압 유리(PG)를 롤러(31)로 눌러서 베이스 유리(BG) 위에 도포된 접착제(V1,V2)에 초박형 유리(UG)를 접착한다. 다른 초박형 유리(UG') 위에 로딩된 가압 유리(PG)를 롤러(31)로 눌러서 초박형 유리(UG) 위에 도포된 접착제(V1,V2)에 다른 초박형 유리(UG')를 접착한다. 다른 초박형 유리(UG') 위에 로딩된 가압 유리(PG)를 롤러(31)로 눌러서 다른 초박형 유리(UG') 위에 도포된 접착제(V1,V2)에 다른 초박형 유리(UG')를 접착한다. 커버 유리(CG)를 롤러(31)로 눌러서 최상단 초박형 유리(UG") 위에 도포된 접착제(V1,V2)에 커버 유리(CG)를 접착한다. 이를 위해, 접착유닛(30)은 롤러(31)와, 롤러(31)를 회전시키는 회전부(32)와, 롤러(31)를 상하로 이동시켜 가압 유리(PG)를 가압하는 가압부(33)로 구성된다.
경화유닛(40)은, 베이스 유리(BG) 또는 초박형 유리(UG,UG',UG") 또는 커버 유리(CG) 위에 도포된 접착제(V1,V2)를 경화한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 경화유닛(40)은 경화기(100), 경화기(100)를 설정된 위치로 이동시키는 이동부(41)로 구성된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 경화기(100)는, 모듈(101)들과, 모듈(101)들이 규칙적으로 배열된 설치판(102)로 구성된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 모듈(101)은 서로 다른 종류의 파장을 내는 LED소자(101a,101b,101c)가 3×3으로 배열되어 하나의 세트를 이룬다.
LED소자(101a)는 405nm의 파장을 내고, LED소자(101b)는 385nm의 파장을 내고, LED소자(101c)는 365nm의 파장을 낸다.
이렇게 각기 다른 파장으로 인해, 접착제(V1,V2)가 405nm 파장에서 1차로 경화되고, 385nm 파장에서 2차로 경화되고, 365nm 파장에서 3차로 경화되어, 완전히 경화된다.
물론, LED소자에서 발생시키는 파장의 종류는 접착제의 종류에 따라 달라질 수 있다. 또한, 각기 다른 파장을 내는 LED소자의 개수는 접착제의 종류에 따라 달라질 수 있다. 또한, 각기 다른 파장을 내는 LED소자의 배치방법은 접착제의 종류에 따라 달라질 수 있다.
도 3에 도시된 이동부(41)는 경화기(100)를 좌우 또는 상하로 이동시킨다. 이동부(41)는 프레임(41a)에 설치된다. 이동부(41)는 모터와 볼스큐류와 엘엠가이드로 구성된 세트로 구성될 수 있다. 물론, 이동부(41)는 공지된 기술로 다양하게 구성될 수 있다.
이하, 상술한 경화기를 사용하여, 초박형 유리 세트를 만들어 내는 과정을 자세히 설명한다. 도 1 및 도 2를 기본적으로 참조한다.
이송유닛(20)은 스테이지(5)에 베이스 유리(BG)를 올려놓는다. 베이스 유리(BG)의 두께는 수 mm로, 초박형 유리(UG)의 두께(100㎛ 이하) 보다 수십 배 두껍다. 따라서, 초박형 유리(UG) 보다 훨씬 단단하며, 쉽게 깨지지 않는다.
도 6에 도시된 바와 같이, 도포유닛(10)은 베이스 유리(BG) 상면 테두리를 따라 제1접착제(V1)를 도포하고, 제1접착제(V1) 안쪽 베이스 유리(BG) 상면에 제2접착제(V2)가 Y맵 형태로 도포한다. 제2접착제(V2)는 가압되어 퍼졌을 때, 제1접착제(V1) 안쪽을 채울 정도의 양으로 도포된다. 점성이 높은 제1접착제(V1)는 점성이 낮은 제2접착제(V2)가 흘러넘치는 것을 방지하는 둑(levee) 역할을 한다.
이송유닛(20)은 도 7에 도시된 바와 같이, 접착제(V1,V2) 위에 초박형 유리(UG)를 올려놓는다.
도 8에 도시된 바와 같이, 이송유닛(20)은 도 7에 도시된 초박형 유리(UG) 위에 가압 유리(PG)를 올려놓는다. 가압 유리(PG)의 두께는 수 mm로, 초박형 유리(UG)의 두께(100㎛ 이하) 보다 수십 배 두껍다. 따라서, 초박형 유리(UG) 보다 훨씬 단단하며, 쉽게 깨지지 않는다.
도 8에 도시된 바와 같이, 접착유닛(30)은 롤러(31)로 가압 유리(PG)를 눌러, 베이스 유리(BG) 위에 초박형 유리(UG)를 접착제(V1,V2)로 접착시킨다. 접착유닛(30)이 초박형 유리(UG)를 직접 누르지 않고, 가압 유리(PG)를 눌러서 초박형 유리(UG)를 누르는 이유는, 초박형 유리(UG)를 롤러(31)로 직접 누를 경우, 초박형 유리(UG)가 쉽게 깨지기 때문이다.
이송유닛(20)은 가압 유리(PG)를 언로딩한다.
도 9에 도시된 바와 같이, 가압 유리(PG)가 언로딩되고, 도 8에 도시된 바와 같이, 베이스 유리(BG)와 초박형 유리(UG)가 접착된 상태에서, 경화기(100)는 서로 다른 종류의 파장을 조사하여 접착제(V1,V2)를 완전히 경화시킨다. 그러면, 베이스 유리(BG)와 초박형 유리(UG) 사이에는 경화층(HL, 도 11참조)이 형성되어, 베이스 유리(BG)와 초박형 유리(UG)가 단단하게 결합된다.
도 10에 도시된 바와 같이, 도포유닛(10)은 도 9에 도시된 초박형 유리(UG) 상면 테두리를 따라 제1접착제(V1)를 도포하고, 제1접착제(V1) 안쪽 초박형 유리(UG) 상면에 제2접착제(V2)를 도포한다.
도 11에 도시된 바와 같이, 이송유닛(20)은 제1접착제 (V1) 위에 다른 초박형 유리(UG')를 올려놓는다. 이송유닛(20)은 다른 초박형 유리(UG') 위에 가압 유리(PG)를 올려놓는다. 접착유닛(30)은 가압 유리(PG)를 롤러(31)로 눌러, 초박형 유리(UG)와 다른 초박형 유리(UG')를 접착제(V1,V2)로 접착시킨다. 가압 유리(PG)를 사용하는 이유는 전술한 바와 같다.
이송유닛(20)은 가압 유리(PG)를 언로딩한다.
가압 유리(PG)가 언로딩되고, 초박형 유리(UG)와 다른 초박형 유리(UG')가 접착된 상태에서, 경화기(100)는 서로 다른 종류의 파장을 가진 자외선을 조사하여 접착제(V1,V2)를 완전히 경화시킨다. 그러면, 도 12에 도시된 바와 같이, 초박형 유리(UG)와 다른 초박형 유리(UG') 사이에는 경화층(HL)이 형성되어 초박형 유리(UG)와 다른 초박형 유리(UG')가 단단하게 결합된다.
이러한 작업을 반복하여, 도 12(a)에 도시된 바와 같이, 다른 초박형 유리(UG') 위에 다른 초박형 유리(UG')들을 적층하고 접착한다.
마지막으로, 도 12(a)에 도시된 바와 같이, 여러 장의 초박형 유리(UG,UG')가 적층된 상태에서, 도포유닛(10)은, 최상된 초박형 유리(UG") 상면 테두리를 따라 제1접착제(V1)를 도포하고, 제1접착제(V1) 안쪽 최상단 초박형 유리(UG") 상면에 제2접착제(V2)를 도포한다.
도 12(b)에 도시된 바와 같이, 이송유닛(20)은 접착제(V1,V2) 위에 커버 유리(CG)를 올려놓는다. 커버 유리(CG)의 두께는 수 mm로, 초박형 유리(UG)의 두께(100㎛ 이하) 보다 수십 배 두껍다. 따라서, 초박형 유리(UG) 보다 훨씬 단단하며, 쉽게 깨지지 않는다.
접착유닛(30)은 커버 유리(CG)를 롤러(31)로 눌러, 최상된 초박형 유리(UG")와 커버 유리(CG)를 접착제(V1,V2)로 접착시킨다. 물론, 커버 유리(CG) 위에 가압 유리(PG)를 올려놓고 가압 유리(PG)를 롤러(31)로 눌러, 최상된 초박형 유리(UG")와 커버 유리(CG)를 접착제(V1,V2)로 접착시킬 수도 있다.
최상단 초박형 유리(UG")와 커버 유리(CG)가 접착된 상태에서, 경화기(100)는 서로 다른 종류의 파장을 가진 자외선을 조사하여 접착제(V1,V2)를 완전히 경화시킨다. 그러면, 도 12(c)에 도시된 바와 같이, 최상단 초박형 유리(UG")와 커버 유리(CG) 사이에 경화층(HL)이 형성되어, 최상된 초박형 유리(UG")와 커버 유리(CG)가 단단하게 결합된다. 그러면, 도 12(c)에 도시된 바와 같은, 초박형 유리 세트(GST)가 완성된다.
초박형 유리 세트(GST)는 두꺼운 베이스 유리(BG)와 커버 유리(CG) 사이에 복수개의 초박형 유리(UG,UG',UG")들이 적층되고, 그 사이사이에 경화층(HL)이 형성된 형태를 가진다. 이러한 초박형 유리 세트(GST)는 두껍고 단단하므로, 그 취급이 쉽다.
100: 초박형 유리 적층시스템용 경화기
1: 적층시스템 15: 스테이지
10: 도포유닛 20: 이송유닛
30: 접착유닛 40: 경화유닛
50: 공급유닛 60: 회수유닛
70: 검사유닛 80: 세척유닛
UG,UG',UG": 초박형 유리 BG: 베이스 유리
CG: 커버 유리 GST: 초박형 유리 세트

Claims (3)

  1. 맨 아래에 위치된 수 mm의 두께를 가진 베이스 유리와, 맨 위에 위치된 수 mm의 두께를 가진 커버 유리와, 상기 베이스 유리와 상기 커버 유리 사이에 100㎛ 이하의 두께를 가진 초박형 유리들 수십 장이, 서로 접착된 초박형 유리 세트를 만들어 내기 위한 초박형 유리 적층 시스템에 있어서,
    상기 초박형 유리 적층 시스템은,
    베이스 유리 또는 초박형 유리 위에 접착제를 도포하는 도포유닛;
    상기 베이스 유리 위에 도포된 접착제 위에 초박형 유리를 올려놓거나, 상기 초박형 유리 위에 도포된 접착제 위에 다른 초박형 유리를 올려놓거나, 최상단 초박형 유리 위에 도포된 접착제 위에 수 mm의 두께를 가진 커버 유리를 올려놓거나, 가압 유리를 상기 초박형 유리 또는 상기 다른 초박형 유리 또는 최상단 초박형 유리 위에 로딩 또는 언로딩하는 이송유닛;
    상기 초박형 유리 위에 로딩된 상기 가압 유리를 롤러로 눌러서 상기 롤러가 상기 초박형 유리를 상기 가압 유리를 통해 간접적으로 가압하는 상태에서 상기 베이스 유리 위에 도포된 접착제에 상기 초박형 유리를 접착하거나,
    상기 다른 초박형 유리 위에 로딩된 상기 가압 유리를 상기 롤러로 눌러서 상기 롤러가 상기 다른 초박형 유리를 상기 가압 유리를 통해 간접적으로 가압하는 상태에서 상기 초박형 유리 위에 도포된 접착제에 상기 다른 초박형 유리를 접착하거나,
    상기 커버 유리를 상기 롤러로 눌러서 상기 롤러가 상기 커버 유리를 상기 가압 유리를 통해 간접적으로 가압하는 상태에서 상기 최상단 초박형 유리 위에 도포된 접착제에 상기 커버 유리를 접착하는 접착유닛; 및
    상기 베이스 유리 또는 상기 초박형 유리 또는 상기 다른 초박형 유리 또는 상기 최상단 초박형 유리 위에 도포된 접착제를 경화시키는 경화유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 초박형 유리 적층 시스템.
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