KR20190079024A - 기능성 필름 부착시스템 - Google Patents

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Abstract

기능성 필름 부착시스템이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 필름 부착시스템은, 패널에 기능성 필름을 부착시키는 필름 부착위치에서 패널에 기능성 필름을 부착시키는 기능성 필름 부착장치; 및 기능성 필름의 판면 중심을 미리 결정된 기준 중심에 정렬시키며, 기능성 필름을 상기 패널에 부착시키기 전 기능성 필름의 표면을 보호하기 위하여 부착된 보호필름을 박리시키는 보호필름 박리위치로 기능성 필름을 이동시키는 셔틀형 필름센터링(film centering)장치를 포함한다.

Description

기능성 필름 부착시스템{System for attaching functional film}
본 발명은, 기능성 필름 부착시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 간단하면서도 콤팩트한 구조를 통해 기능성 필름의 두께가 얇아지고, 대형화되더라도 기능성 필름 부착 효율을 높이면서도, 박리 에러(Error)를 줄일 수 있는 기능성 필름 부착시스템에 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 글라스 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 필름, 예컨대 편광필름(polarizer film)과 같은 기능성 필름이 사용될 수 있다. 편광필름과 같은 기능성 필름은 대상체인 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) 방식 또는 드럼(Drum)을 적용한 드럼 투 스테이지(Drum to Stage) 방식이 일반적이었다.
전자의 롤 투 스테이지 방식은 세트 테이블 상에 대상체인 패널이 배치되고, 어태치 롤러부(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 롤러부에 기능성 필름이 제대로 흡착되지 못하고 처지는 현상이 발생될 소지가 높고, 이로 인해 패널과의 얼라인(Align)이 틀어질 수밖에 없어 부착에 오차가 발생되는데, 이를 오버행 현상이라 한다.
이에 반해, 후자의 드럼 투 스테이지 방식은 드럼의 표면에 기능성 필름을 흡착시켜 드럼의 회전 동작에 따라 패널에 기능성 필름을 부착시키는 방식인데, 최초 기능성 필름과 패널의 컨택 시 넓은 압축 면적으로 패널의 일측 패드(Pad)에 접촉에 의한 손상을 일으킬 수 있고, 또한 드럼의 진공 영역(Vacuum Area) 제한으로 인해 다양한 패널 사이즈(Panel Size) 변경에 제약이 다른 문제점이 있다.
이와 같이, 현재까지는 패널에 기능성 필름을 부착시키는 방식으로서 롤 투 스테이지 방식과 드럼 투 스테이지 방식이 주류를 이루었으나 각 방식들은 전술한 것처럼 여러 문제점을 발생시키고 있다는 점에서 점착 시트(sheet)를 사용하는 방식이 대안으로 제시되고 있으며, 현재 여러 업체에서 개발을 진행하고 있는 실정이다.
이 방식은 약한 점성을 갖는 점착 시트에 편광필름과 같은 기능성 필름을 미리 점착시킨 후, 패널에 기능성 필름을 배치한 다음, 점착 시트를 가압해서 기능성 필름이 패널에 부착되도록 하는 것이다.
그런데 기능성 필름의 두께가 박형화되고, 기능성 필름의 크기가 대형화되어 감에 따라 다양한 문제점, 특히 택트 타임(tact time)이 증가되어 생산성이 떨어지고, 제조 비용이 증가하는 등의 문제점이 있다.
또한, 기능성 필름의 두께가 박형화되고, 기능성 필름의 크기가 대형화되어 감에 따라 박리 에러(Error)가 발생하여 박리 품질이 떨어지고, 박리 공정의 반복 시 박리 균일도가 떨어지는 문제점이 있었다.
대한민국공개특허 제10-2010-0088036호 (엘아이지에이디피 주식회사), 2010.08.16
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 간단하면서도 콤팩트한 구조를 통해 기능성 필름의 두께가 얇아지고, 대형화되더라도 기능성 필름의 부착 공정 시 택트 타임(tact time)의 증가 없이 기능성 필름 부착 효율을 높이면서도, 박리 공정의 진행 시 박리 에러(Error)를 줄일 수 있으며, 박리 공정의 반복 시 박리 균일도를 향상시킬 수 있는 기능성 필름 부착시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 패널에 기능성 필름을 부착시키는 필름 부착위치에서 상기 패널에 상기 기능성 필름을 부착시키는 기능성 필름 부착장치; 및 상기 기능성 필름의 판면 중심을 미리 결정된 기준 중심에 정렬시키며, 상기 기능성 필름을 상기 패널에 부착시키기 전 상기 기능성 필름의 표면을 보호하기 위하여 부착된 보호필름을 박리시키는 보호필름 박리위치로 상기 기능성 필름을 이동시키는 셔틀형 필름센터링(film centering)장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 필름 부착시스템이 제공될 수 있다.
상기 셔틀형 필름센터링장치는, 상기 기능성 필름을 지지하는 기능성 필름 스테이지; 상기 기능성 필름 스테이지의 단변 측에서 상기 기능성 필름 스테이지에 상대 이동 가능하게 결합되어 상기 기능성 필름의 단변 측을 정렬시키는 단변 졍렬바; 및 상기 기능성 필름 스테이지의 장변 측에서 상기 기능성 필름 스테이지에 상대 이동 가능하게 결합되어 상기 기능성 필름의 장변측을 정렬시키는 장변 졍렬바를 포함할 수 있다.
상기 셔틀형 필름센터링장치가 상기 기능성 필름을 공급받는 필름 공급위치와, 상기 보호필름 박리위치 사이에 마련되어 상기 셔틀형 필름센터링장치의 이동 경로를 형성하는 셔틀형 필름센터링장치 이동경로부를 더 포함할 수 있다.
상기 셔틀형 필름센터링장치 이동경로부 상에 마련되어 상기 보호필름의 박리 전에 상기 기능성 필름의 얼라인을 위하여 상기 기능성 필름을 감지하는 프리 얼라인(pre align) 카메라를 더 포함할 수 있다.
상기 프리 얼라인(pre align) 카메라에 의해 상기 기능성 필름의 얼라인이 이루어지지 않은 경우 상기 셔틀형 필름 센터링장치는 상기 기능성 필름을 상기 보호필름 박리위치로 이동시키면서 상기 기능성 필름을 상기 기준 중심에 정렬시킬 수 있다.
상기 셔틀형 필름센터링장치 이동경로부 상에서 상기 프리 얼라인 카메라에 인접하게 이격되어 배치되며, 상기 기능성 필름 상의 이물질을 감지하는 기능성 필름 이물질 감지카메라를 더 포함할 수 있다.
상기 보호필름 박리위치와 상기 필름 부착위치 사이에 마련되어 상기 기능성 필름의 상기 패널에 대한 얼라인을 위하여 상기 기능성 필름을 감지하는 메인 얼라인(main align) 카메라를 더 포함할 수 있다.
상기 필름 공급위치와 상기 보호필름 박리위치를 연결하는 이동 경로와, 상기 보호필름 박리위치와 상기 필름 부착위치를 연결하는 이동 경로는 상호 교차될 수 있다.
상기 보호필름 박리위치에 마련되어 상기 보호필름을 박리하는 보호필름 박리장치를 더 포함할 수 있다.
상기 보호필름 박리장치는, 박리헤드 프레임; 상기 박리헤드 프레임에 대하여 상대 이동 가능하게 결합되는 박리헤드 이동본체; 상기 박리헤드 이동본체에 상대 이동 가능하게 마련되어, 기능성 필름의 표면에서 상기 기능성 필름의 표면을 보호하기 위하여 부착된 보호필름을 박리하기 위해 상기 보호필름의 표면에 점착되는 점착식 박리용 헤드유닛; 및 상기 점착식 박리용 헤드유닛과 상기 박리헤드 이동본체에 연결되어 상기 점착식 박리용 헤드유닛이 상기 보호필름의 표면에 점착 시 상기 기능성 필름에 미리 결정된 크기의 가압력으로 가압하도록 하는 토크제어유닛을 포함할 수 있다.
상기 토크제어유닛은, 상기 점착식 박리용 헤드유닛이 상기 보호필름의 표면에 접촉 시 가압되어 탄성 변형되는 탄성부재를 포함할 수 있다.
상기 박리헤드 이동본체에는 상기 탄성부재가 수용되는 수용홈이 마련되며, 상기 탄성부재는, 상기 점착식 박리용 헤드유닛에 접촉되어 상기 보호필름 표면 점착 시 상기 점착식 박리용 헤드유닛의 상기 보호필름에 대한 압력에 의해 압축되는 스프링일 수 있다.
상기 토크제어유닛은, 상기 박리헤드 프레임과 상기 박리헤드 이동본체 사이에 결합되어 상기 박리헤드 이동본체 및 상기 점착식 박리용 헤드유닛의 무게를 탄성 지지하는 웨이트 발란스(weight balance)를 더 포함할 수 있다.
상기 웨이트 발란스는, 상기 박리헤드 이동본체 및 상기 점착식 박리용 헤드유닛의 무게를 탄성력으로 지지하는 웨이트 발란스용 인장 스프링인 것을 포함할 수 있다.
상기 점착식 박리용 헤드유닛은, 헤드유닛 프레임; 및 상기 헤드유닛 프레임에 결합되어 상기 보호필름의 표면에 접근하여 점착되는 필름 박리용 점착식 회전롤러를 포함할 수 있다.
상기 점착식 박리용 헤드유닛은, 상기 헤드유닛 프레임에서 상기 필름 박리용 점착식 회전롤러에 이웃하게 배치되며, 상기 필름 박리용 점착식 회전롤러와 함께 상기 보호필름을 클램핑하는 필름 클램프; 및 상기 필름 클램프를 상기 필름 박리용 점착식 회전롤러에 접근 또는 이격 구동시키는 클램프 액추에이터를 더 포함할 수 있다.
상기 필름 클램프의 단부에는 상기 필름 박리용 점착식 회전롤러의 외주면 곡면과 동일한 곡률을 갖는 곡면부가 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 간단하면서도 콤팩트한 구조를 통해 기능성 필름의 두께가 얇아지고, 대형화되더라도 기능성 필름의 얼라인 정확도를 향상시켜 기능성 필름의 부착 공정 시 택트 타임(tact time)의 증가 없이 기능성 필름 부착 효율을 높이면서도, 박리 공정의 진행 시 박리 에러(Error)를 줄일 수 있으며, 박리 공정의 반복 시 박리 균일도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 필름 부착시스템의 개념도이다.
도 2는 도 1의 셔틀형 필름센터링장치의 개략적인 사시도이다.
도 3은 도 2의 셔틀형 필름센터링장치의 개략적인 평면도이다.
도 4는 도 1의 보호필름 박리장치의 개략적인 사시도이다.
도 5는 도 4의 보호 필름 박리장치의 평면도이다.
도 6은 도 4의 A부분 확대도이다.
도 7은 도 6의 B부분 확대도이다.
도 8은 점착식 박리용 헤드유닛의 영역의 확대 측면도이다.
도 9는 도 8의 측 단면도이다.
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, 보호필름, 확산 필름, 반사 필름, DBEF, PVA, TAC, OCA, 이형 필름, 보상 필름, 반사 방지 필름, 편광필름(polarizer film) 등이 될 수 있다. 다만, 이하에서는 이들을 구별하지 않고 기능성 필름이라는 용어를 사용해서 설명하기로 한다.
또한, 일반적으로 패널이라 함은, 플라즈마 디스플레이(PDP, Plasma Display Panel), 액정디스플레이(LCD, Liquid Crystal Display) 및 유기EL(OLED, Organic Light Emitting Diodes)과 같은 평판표시소자(FPD, Flat Panel Display), 등을 가리킨다. 본 발명은 위에서 나열한 다양한 패널에 모두 적용될 수 있으므로, 이하에서는 별도의 구분 없이 패널이라는 용어로 통일하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 필름 부착시스템의 개념도이며, 도 2는 도 1의 셔틀형 필름센터링장치의 개략적인 사시도이고,도 3은 도 2의 셔틀형 필름센터링장치의 개략적인 평면도이다.
이들 도면에 자세히 도시된 바와 같이, 기능성 필름 부착시스템(1)은 기능성 필름 부착장치(100)와, 셔틀형 필름센터링(film centering)장치(200), 보호필름 박링장치(300)와, 셔틀형 필름텟터링장치 이동경로부(400)와, 프리 얼라인(pre align) 카메라(500)와, 기능성 필름 이물질 감지카메랑(600)와, 메인 얼라인 카메라(700)를 포함한다.
기능성 필름 부착장치(100)는, 패널(P)에 기능성 필름(F)을 부착시키는 필름 부착위치(P1)에서 패널(P)에 기능성 필름(F)을 부착시키는 역할을 한다.
셔틀형 필름센터링장치(200)는, 기능성 필름(F)의 판면 중심을 사용자의 필요에 따라 미리 결정된 중심 위치인 기준 중심에 정렬시킨다. 따라서 기능성 필름(F)의 표면을 보호하기 위하여 기능성 필름(F)의 표면에 부착된 보호필름(PF)을 박리시키기 전에 기능성 필름(F)을 정렬시켜 보호 필름(PF)의 박리 에러(error)를 최소화하여 안정성을 높일 수 있다.
또한, 셔틀형 필름센터링장치(200)는 기능성 필름(f)을 패널(P)에 부착시키기 전 기능성 필름을 보호필름(PF)을 박리시키는 보호필름 박리위치(P2)로 기능성 필름(F)을 이동시키는 역할을 한다.
따라서 본 실시예에 따른 셔틀형 필름센터링장치(200)는 기능성 필름(F)을 정렬시켜 보호 필름(PF)의 박리 에러(error)를 최소화하는 동시에 기능성 필름을 보호필름(PF)을 박리시키는 보호필름 박리위치(P2)로 기능성 필름(F)을 이동시키는 역할을 하므로 기능성 필름(F)의 정렬 및 기능성 필름(F)의 표면으로 부터 보호필름(PF)을 박리하는 공정의 효율을 향상시킬 수 있다.
이러한 본 실시예에 따른 셔틀형 필름센터링장치(200)는, 기능성 필름 스테이지(210)와, 단변 정렬바(220)와, 장변 정렬바(230)를 포함한다.
기능성 필름 스테이지(210)는, 기능성 필름(F)을 지지하여 안정적으로 기능성 필름(F)을 정렬시킬 수 있으며, 보호필름 박리위치(P2)로 기능성 필름(F)의 이동 시 흔들림 없이 안정적으로 이동가능하게 하는 역할을 한다.
단변 정렬바(220)는, 기능성 필름 스테이지(210)의 단변 측에서 기능성 필름 스테이지(210)에 상대 이동 가능하게 결합되어 기능성 필름(F)의 단변 측을 정렬시키는 역할을 한다.
또한, 장변 정렬바(230)는, 기능성 필름 스테이지(210)의 장변 측에서 기능성 필름 스테이지(210)에 상대 이동 가능하게 결합되어 기능성 필름(F)의 장변측을 정렬시키는 역할을 한다.
즉 본 실시예에 따른 단변 정렬바(220)와 장변 정렬바(230)는 기능성 필름 스테이지(210)에 대하여 상대 이동 가능하게 결합되어 기능성 필름 스테이지(210)의 단변 측과 장변 측에서 개별적으로 기능성 필름(F)을 정렬시킬 수 있으므로, 정렬 정밀도를 향상시키고, 정렬 안정도를 높이는 효과가 있다.
한편, 도 4는 도 1의 보호필름 박리장치의 개략적인 사시도이고, 도 5는 도 4의 보호 필름 박리장치의 평면도이며, 도 6은 도 4의 A부분 확대도이고, 도 7은 도 6의 B부분 확대도이며, 도 8은 점착식 박리용 헤드유닛의 영역의 확대 측면도이고, 도 9는 도 8의 측 단면도이다.
보호필름 박리장치(300)는 보호필름 박리위치(P2)에 마련되며, 기능성 필름(F)의 표면에서 보호필름을 박리하는 역할을 한다.
패널(P)에 기능성 필름(F)을 부착시키기 위해서는 기능성 필름(F)의 표면에 점착된 보호필름(PF)을 박리해야 하는데, 이의 역할을 보호필름 박리장치(300)가 담당한다.
보호필름 박리장치(300)는 박리헤드 프레임(310)과, 박리헤드 이동본체(320)와, 점착식 박리용 헤드유닛(330)과, 토크 제어유닛(340)과, 이동본체구동유닛(350)과, 기능성 필름 스테이지(360)와, 필름 박리용 접착식 회전롤러 거치대(370)와, 가이드 유닛(380)을 포함할 수 있다.
박리헤드 프레임(310)은, 도 4 내지 도 9에 자세히 도시된 바와 같이, 박리헤드 이동본체(320)와, 점착식 박리용 헤드유닛(330)과, 토크 제어유닛(340)을 지지하며, 기능성 필름(F)의 길이방향을 따라 가이드되어 이동된다.
박리헤드 이동본체(320)는 박리헤드 프레임(310)에 대하여 상대 이동 가능하게 결합되며 점착식 박리용 헤드유닛(330)이 보호필름(PF)의 표면에 접촉 시 가압되어 탄성 변형되는 탄성부재(341)가 수용되는 수용홈(321)이 마련된다.
이와 같이, 박리헤드 이동본체(320)에 탄성부재(341)가 수용되는 수용홈(3321)이 마련되어 탄성부재(341)의 뒤틀림을 방지할 수 있고, 탄성부재(341)의 안정성을 높일 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 점착식 박리용 헤드유닛(330)은, 기능성 필름(F)에서 보호 필름(PF)의 사선 박리가 시작되는 모서리인 제1 박리 모서리(S1)에 점착되는 제1 점착식 박리용 헤드유닛(330a)과, 제1 점착식 박리용 헤드유닛(330a)에 기능성 필름(F)의 폭 방향으로 이격 배치되어, 보호 필름(PF)의 길이방향 중심선을 기준으로 제1 박리 모서리(S1)에 대칭되는 위치인 제2 박리 모서리(S2)에 점착되는 제2 점착식 박리용 헤드유닛(330b)을 포함하고, 제1 점착식 박리용 헤드유닛(330a) 및 제2 점착식 박리용 헤드유닛(330b)은 박리헤드 프레임(310)에 일체로 연결되어 가이드 유닛(380)을 따라 일체로 이동한다.
다만, 제1 점착식 박리용 헤드유닛(330a)과 제2 점착식 박리용 헤드유닛(330b)의 기능과 구성은 동일하므로 점착식 박리용 헤드유닛(330)에 대하여 설명하기로 한다.
점착식 박리용 헤드유닛(330)은 박리헤드 이동본체(320)에 상대 이동 가능하게 마련되어, 기능성 필름(F)의 표면에서 보호필름(PF)을 박리하기 위해 보호필름(PF)의 표면에 점착된다.
점착식 박리용 헤드유닛(330)은 헤드유닛 프레임(331)과, 필름 박리용 점착식 회전롤러(332)와, 필름 클램프(333)와, 클램프 액추에이터(334)를 포함한다.
필름 박리용 점착식 회전롤러(332)는 헤드유닛 프레임(331)의 일측에 마련되는 롤러로서 보호필름(PF)의 표면에 접근하여 점착된다.
필름 박리용 점착식 회전롤러(332)는 보호필름(PF)의 사선 박리가 시작되는 보호필름(PF)의 끝단을 기능성 필름(F)에서 일부 벗겨내는 역할을 한다. 필름 박리용 점착식 회전롤러(332)의 표면에는 점착성 물질이 도포되어 있기 때문에 필름 박리용 점착식 회전롤러(332)가 보호필름의 끝단에 접촉된 후, 회전되면 보호필름(PF)의 일부분이 약간 말리면서 필름 박리용 점착식 회전롤러(332)에 붙어 박리될 수 있다.
필름 클램프(333)는 헤드유닛 프레임(331)에서 필름 박리용 점착식 회전롤러(332)에 이웃하게 배치되며, 필름 박리용 점착식 회전롤러(332)와 함께 보호필름(PF)을 클램핑하는 역할을 한다. 필름 클램프(333)의 단부에는 필름 박리용 점착식 회전롤러(332)의 외주면 곡면과 동일한 곡률을 갖는 곡면부(333a)가 형성된다. 따라서 박리되는 보호필름(PF)은 필름 박리용 점착식 회전롤러(332)와 필름 클램프(333)의 곡면부(333a) 사이에서 에러 없이 클램핑될 수 있다.
클램프 액추에이터(334)는 필름 클램프(333)를 필름 박리용 점착식 회전롤러(332)에 접근 또는 이격 구동시키는 역할을 한다. 클램프 액추에이터(334)는 모터 또는 실린더 구조일 수 있다.
이에, 보호필름(PF)의 일부분이 약간 말리면서 필름 박리용 점착식 회전롤러(332)에 붙어 박리되고 나면 클램프 액추에이터(334가 동작되어 필름 클램프(333)의 곡면부(333a)가 필름 박리용 점착식 회전롤러(332)의 외면에 접촉 가압되도록 한다. 그러면 일부 박리된 보호필름이 필름 박리용 점착식 회전롤러(332)와 필름 클램프(333)의 곡면부(333a) 사이에서 클램핑될 수 있으며, 이 상태에서 헤드유닛 프레임(331)이 동작됨으로써 보호필름(PF)이 기능성 필름에서 완전히 박리될 수 있다.
토크 제어유닛(340)은, 점착식 박리용 헤드유닛(330)과 박리헤드 이동본체(320)에 연결되어 점착식 박리용 헤드유닛(330)이 보호필름(PF)의 표면에 점착 시 기능성 필름(F)에 미리 결정된 크기의 가압력으로 가압하도록 하는 역할을 하며, 탄성부재(341)와, 웨이트 발란스(weight balance, 342)를 포함한다.
본 실시예에 따른 탄성부재(341)는, 점착식 박리용 헤드유닛(330)에 접촉되어 보호필름(PF) 표면 점착 시 점착식 박리용 헤드유닛(330)의 보호필름(PF)에 대한 압력에 의해 압축되는 스프링(341)이다. 즉 본 실시예에 따른 탄성부재(341)는 박리용 헤드유닛(330)이 보호필름의 표면에 접촉 시 가압되어 탄성 변형되게 되는 스프링(341)이다. 다만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니며 필요에 따라 탄성부재(341)는 탄성을 갖는 다양한 부재로 마련될 수 있으나 설명의 편의를 위하여 스프링(341)으로 설명하기로 한다.
본 실시예에 따른 스프링(341)은 점착식 박리용 헤드유닛(330)이 보호필름(PF)의 표면에 점착 시 기능성 필름(F)에 미리 결정된 크기의 가압력으로 가압하도록 하는 역할을 할 수 있도록 하는 역할을 한다. 즉 보호필름(F)에 과도한 압력이 가해져 보호필름(PF)에 토크(torque) 발생 되어 보호필름(PF) 파손되는 것을 방지할 수 있고, 박리 에러(error)를 최소화하여 보호필름(PF)의 박리 시 안정성을 효율적으로 높일 수 있다.
본 실시예에 따른 웨이트 발란스(342)는, 박리헤드 프레임(310)과 박리헤드 이동본체(320) 사이에 결합되어 박리헤드 이동본체(320) 및 점착식 박리용 헤드유닛(330)의 무게를 탄성 지지하며, 박리헤드 이동본체 및 상기 점착식 박리용 헤드유닛의 무게를 탄성력으로 지지하는 웨이트 발란스용 인장 스프링(342)이다. 다만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니며 필요에 따라 웨이트 발란스(342)는 탄성을 갖는 다양한 부재로 마련될 수 있다.
한편, 이동본체구동유닛(350)은 박리헤드 이동본체(320)에 결합되어 박리헤드 이동본체(320)의 위치를 이동시키는 역할을 하며, 수직구동부(351)와, 수평구동부(352)를 포함한다.
수직구동부(351)는 박리헤드 이동본체(320)를 업/다운(up/down) 구동시켜 보호 필름(PF)의 표면에 기립 교차되는 방향인 Z축 방향으로 이동시킨다. 즉 수직구동부(351)는 박리헤드 이동본체(320)를 수직으로 구동시켜 기능성 필름(F)에서 보호 필름(PF)을 박리시키기 위한 박리 위치에 효율적으로 이동시킬 수 있다.
수평구동부(352)는 보호 필름(PF)의 표면의 단변에 대응하는 방향인 X축 방향으로 박리헤드 이동본체(320)를 이동시킨다. 따라서 수평구동부(352)는 박리헤드 이동본체(320)를 수평으로 구동시켜 기능성 필름(F)에서 보호 필름(PF)을 박리시키기 위한 박리 위치에 효율적으로 이동시킬 수 있다.
기능성 필름 스테이지(360)는, 패널(P)에 부착되는 기능성 필름(F)을 지지하는 역할을 한다.
필름 박리용 접착식 회전롤러 거치대(370)는, 기능성 필름 스테이지(360)에 인접하게 마련되어 필름 박리용 점착식 회전롤러(332)의 교체를 위한 스페어(spare) 필름 박리용 점착식 회전롤러(332a)를 거치한다. 따라서 사용 수명이 다한 필름 박리용 점착식 회전롤러(332)의 교체 효율성을 증대시킬 수 있다.
가이드 유닛(380)은 기능성 필름 스테이지(360)에 인접하게 마련되어 박리헤드 프레임(310)을 기능성 필름(F)의 길이방향으로 안정적으로 가이드한다.
한편, 본 실시예에 따른 셔틀형 필름센터링장치 이동경로부(400)는 셔틀형 필름센터링장치(200)가 기능성 필름(F)을 공급받는 필름 공급위치(P3)와, 보호필름 박리위치(P2) 사이에 마련되어 셔틀형 필름센터링장치(200)의 이동 경로를 형성한다. 이와 같이, 셔틀형 필름센터링장치 이동경로부(400)는, 셔틀형 필름센터링장치(200)의 이동 경로를 형성하므로, 셔틀형 필름센터링장치(200)가 필름 공급위치(P3)와, 보호필름 박리위치(P2) 사이를 효율적으로 이동 가능하게 하며, 기능성 필름(F)의 정렬 및 기능성 필름(F)의 표면으로 부터 보호필름(PF)을 박리하는 공정의 효율을 향상시킬 수 있다.
그리고 본 실시예에 따른 셔틀형 필름센터링장치 이동경로부(400)는, 필름 공급위치(P3)와 보호필름 박리위치(P2)를 연결하는 이동 경로(R1)와, 보호필름 박리위치(P2)와 필름 부착위치(P1)를 연결하는 이동 경로(R2)는 상호 교차된다. 따라서 기능성 필름(F)의 표면에서 보호필름(PF)을 박리시키기 위해 기능성 필름(F)을 이동시키고, 다시 기능성 필름(F)을 패널(P)에 부착시키기 위해 이동 시키는 기능성 필름(ㄹ)의 이동 효율성이 증대되는 효과가 있다.
프리 얼라인(pre align) 카메라(500)는, 셔틀형 필름센터링장치 이동경로부(400) 상에 마련되어 보호필름(PF)의 박리 전에 기능성 필름(F)의 얼라인을 위하여 기능성 필름(F)을 감지하는 역할을 한다.
즉 본 실시예에 따른 프리 얼라인 카메라(500)는, 셔틀형 필름센터링장치 이동경로부(400) 상에 마련되어 기능성 필름(F)을 기준 중심에 얼라인 시키기 위해 기능성 필름(F)을 감지하고, 얼라인 정밀도를 향상시키는 역할을 한다.
한편, 본 실시예에 따른 프리 얼라인 카메라(500)는 프리 얼라인 카메라(500)에 의해 기능성 필름(F)을 감지하고, 기능성 필름(F)의 얼라인이 이루어지지 않은 경우, 셔틀형 필름 센터링장치(200)는 기능성 필름(F)을 보호필름 박리위치(P2)로 이동시키면서 기능성 필름(F)을 기준 중심에 정렬시키는 역할을 하여, 얼라인 정밀도를 향상시킬 수 있다.
이물질 감지카메라(600)는 셔틀형 필름센터링장치 이동경로부(400) 상에서 프리 얼라인 카메라(500)에 인접하게 이격되어 배치되며, 기능성 필름(F) 상의 이물질을 감지하여 기능성 필름(F) 상에 존재하는 이물질로 인한 오류발생을 방지시킬 수 있다.
메인 얼라인(main align) 카메라(700)는 보호필름 박리위치(P2)와 필름 부착위치(P1) 사이에 마련되어 기능성 필름(F)의 패널(P)에 대한 얼라인을 위하여 기능성 필름(F)을 감지한다. 따라서 기능성 필름(F)을 패널(P)에 부착 시키는 기능성 필름 부착 정밀도를 향상시킬 수 있다.
이하에서는, 이러한 구성을 갖는 기능성 필름 부착시스템(1)의 동작에 대하여 설명하면 다음과 같다.
본 실시예에 따른 기능성 필름 부착시스템(1)의 셔틀형 필름센터링장치(200)는 기능성 필름(F)을 공급하는 장치인 기능성 필름 서플라이어(800)를 통하여 기능성 필름(F)을 필름 공급위치(P3)에서 공급받는다. 기능성 필름(F)을 공급받은 셔틀형 필름센터링장치(200)는 기능성 필름(F)을 기능성 필름 스테이지(210) 상에서 단변 정렬바(220) 및 장변 정렬바(230)를 통하여 기준 중심에 정렬시킨다.
이후 셔틀형 필름센터링장치(200)는 셔틀형 필름센터링장치 이동경로부(400)를 따라 기능성 필름(F)의 표면에서 보호필름(PF)을 박리시키는 보호필름 박리위치(P2)로 이동한다.
그리고 프리 얼라인 카메라(500)는 기능성 필름(F)의 얼라인을 위하여 기능성 필름(F)을 감지한다. 따라서 기능성 필름(F)의 얼라인이 이루어지지 않은 경우, 셔틀형 센터링장치(200)는 기능성 필름(F)을 보호필름 박리위치(P2)로 이동시키면서 기능성 필름(F)을 기준 중심에 정렬시킨다.
또한, 기능성 필름 이물질 감지카메라(600)는 기능성 필름(F)의 패널(P) 부착 공정 전에 셔틀형 필름센터링장치 이동경로부(400) 상에서 기능성 필름(F) 상의 이물질을 감지하여 기능성 필름(F)의 부착 정밀도를 높이는 역할을 한다.
한편, 보호필름 박리장치(300)는 보호필름 박리위치(P2)로 이동한 기능성 필름(F)의 표면에서 보호필름을 박리시킨다.
즉 보호필름 박리장치(300)의 필름 박리용 점착식 회전롤러(332)는 보호 필름(PF)의 표면에 접근하여 점착된다.
스프링(341)은, 수용홈(321)에 의해 지지되어 안정적으로 필름 박리용 점착식 회전롤러(332)가 보호 필름(PF) 표면 점착 시 점착식 박리용 헤드유닛(330)의 보호 필름(PF)에 대한 압력에 의해 압축되어 기능성 필름(F)에 미리 결정된 크기의 가압력으로 가압하도록 한다.
이후, 필름 박리용 점착식 회전롤러(332)가 보호 필름(PF) 표면 점착되어, 보호 필름(PF)의 사선 박리가 시작되는 모서리인 제1 박리 모서리(S1) 및 제2 박리 모서리(S2)에서 보호 필름(PF)의 끝단을 기능성 필름(F)에서 일부 벗겨내는 역할을 한다.
전술한 바와 같이, 필름 박리용 점착식 회전롤러(332)의 표면에는 점착성 물질이 도포되어 있기 때문에 필름 박리용 점착식 회전롤러(332)가 보호 필름의 끝단에 접촉된 후, 회전되면 보호 필름(PF)의 일부분이 약간 말리면서 필름 박리용 점착식 회전롤러(332)에 붙어 박리될 수 있다.
필름 클램프(333)는 필름 박리용 점착식 회전롤러(332)와 함께 보호 필름(PF)을 클램핑하며, 곡면부(333a)는 필름 박리용 점착식 회전롤러(332)의 외주면 곡면과 동일한 곡률을 갖도록 형성되므로 박리되는 보호 필름(PF)은 필름 박리용 점착식 회전롤러(332)와 필름 클램프(333)의 곡면부(333a) 사이에서 에러 없이 클램핑될 수 있다.
보호 필름(PF)의 일부분이 약간 말리면서 필름 박리용 점착식 회전롤러(332)에 붙어 박리되고 나면 클램프 액추에이터(334)가 동작되어 필름 클램프(333)의 곡면부(333a)가 필름 박리용 점착식 회전롤러(332)의 외면에 접촉 가압되도록 한다.
그러면 일부 박리된 보호 필름이 필름 박리용 점착식 회전롤러(332)와 필름 클램프(333)의 곡면부(333a) 사이에서 클램핑될 수 있으며, 이 상태에서 헤드유닛 프레임(331)이 동작됨으로써 보호 필름(PF)이 기능성 필름에서 완전히 박리될 수 있다.
이후 보호 필름(PF)이 박리된 기능성 필름(F)을 패널(P)에 부착시키기 위하여 기능성 필름 부착장치(100)로 이동시킨다.
기능성 필름 부착장치(100)는 기능성 필름(F)을 필름 부착위치에서 패널(P)에 부착시킨다. 다만, 기능성 필름(F)의 부착 정밀도를 향상시키기 위하여 메인 얼라인 카메라(700)는 보호필름 박리위치(P2)와 필름 부착위치(P1) 사이에 마련되어 기능성 필름(F)의 패널(P)에 대한 얼라인을 위하여 기능성 필름(F)을 감지한다.
그 다음으로 기능성 필름 부착장치(100)는 패널(P)에 기능성 필름(F)을 부착시킨다.
이상 설명한 바와 같은 구조와 작용을 갖는 본 실시예에 따르면, 간단하면서도 콤팩트한 구조를 통해 기능성 필름의 두께가 얇아지고, 대형화되더라도 기능성 필름의 얼라인 정확도를 향상시켜 기능성 필름의 부착 공정 시 택트 타임(tact time)의 증가 없이 기능성 필름 부착 효율을 높이면서도, 박리 공정의 진행 시 박리 에러(Error)를 줄일 수 있으며, 박리 공정의 반복 시 박리 균일도를 향상시킬 수 있다.
이와 같이 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 변형예들은 본 발명의 청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
1: 기능성 필름 부착시스템 100 : 기능성 필름 부착장치
200 : 셔틀형 필름센터링장치 300 : 보호필름 박리장치
400 : 셔틀형 필름센터링장치 이동경로부 500 : 프리 얼라인 카메라
600 : 키능성 필름 이물질 감지카메라 700 : 메인 얼라인 카메라

Claims (17)

  1. 패널에 기능성 필름을 부착시키는 필름 부착위치에서 상기 패널에 상기 기능성 필름을 부착시키는 기능성 필름 부착장치; 및
    상기 기능성 필름의 판면 중심을 미리 결정된 기준 중심에 정렬시키며, 상기 기능성 필름을 상기 패널에 부착시키기 전 상기 기능성 필름의 표면을 보호하기 위하여 부착된 보호필름을 박리시키는 보호필름 박리위치로 상기 기능성 필름을 이동시키는 셔틀형 필름센터링(film centering)장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 필름 부착시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 셔틀형 필름센터링장치는,
    상기 기능성 필름을 지지하는 기능성 필름 스테이지;
    상기 기능성 필름 스테이지의 단변 측에서 상기 기능성 필름 스테이지에 상대 이동 가능하게 결합되어 상기 기능성 필름의 단변 측을 정렬시키는 단변 졍렬바; 및
    상기 기능성 필름 스테이지의 장변 측에서 상기 기능성 필름 스테이지에 상대 이동 가능하게 결합되어 상기 기능성 필름의 장변측을 정렬시키는 장변 졍렬바를 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 필름 부착시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 셔틀형 필름센터링장치가 상기 기능성 필름을 공급받는 필름 공급위치와, 상기 보호필름 박리위치 사이에 마련되어 상기 셔틀형 필름센터링장치의 이동 경로를 형성하는 셔틀형 필름센터링장치 이동경로부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 필름 부착시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 셔틀형 필름센터링장치 이동경로부 상에 마련되어 상기 보호필름의 박리 전에 상기 기능성 필름의 얼라인을 위하여 상기 기능성 필름을 감지하는 프리 얼라인(pre align) 카메라를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 필름 부착시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 프리 얼라인(pre align) 카메라에 의해 상기 기능성 필름의 얼라인이 이루어지지 않은 경우 상기 셔틀형 필름 센터링장치는 상기 기능성 필름을 상기 보호필름 박리위치로 이동시키면서 상기 기능성 필름을 상기 기준 중심에 정렬시키는 것을 특징으로 기능성 필름 부착시스템.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 셔틀형 필름센터링장치 이동경로부 상에서 상기 프리 얼라인 카메라에 인접하게 이격되어 배치되며, 상기 기능성 필름 상의 이물질을 감지하는 기능성 필름 이물질 감지카메라를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 필름 부착시스템.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 보호필름 박리위치와 상기 필름 부착위치 사이에 마련되어 상기 기능성 필름의 상기 패널에 대한 얼라인을 위하여 상기 기능성 필름을 감지하는 메인 얼라인(main align) 카메라를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 필름 부착시스템.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 필름 공급위치와 상기 보호필름 박리위치를 연결하는 이동 경로와, 상기 보호필름 박리위치와 상기 필름 부착위치를 연결하는 이동 경로는 상호 교차되는 것을 특징으로 하는 기능성 필름 부착시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 보호필름 박리위치에 마련되어 상기 보호필름을 박리하는 보호필름 박리장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 필름 부착시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 보호필름 박리장치는,
    박리헤드 프레임;
    상기 박리헤드 프레임에 대하여 상대 이동 가능하게 결합되는 박리헤드 이동본체;
    상기 박리헤드 이동본체에 상대 이동 가능하게 마련되어, 기능성 필름의 표면에서 상기 기능성 필름의 표면을 보호하기 위하여 부착된 보호필름을 박리하기 위해 상기 보호필름의 표면에 점착되는 점착식 박리용 헤드유닛; 및
    상기 점착식 박리용 헤드유닛과 상기 박리헤드 이동본체에 연결되어 상기 점착식 박리용 헤드유닛이 상기 보호필름의 표면에 점착 시 상기 기능성 필름에 미리 결정된 크기의 가압력으로 가압하도록 하는 토크제어유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 필름 부착시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 토크제어유닛은,
    상기 점착식 박리용 헤드유닛이 상기 보호필름의 표면에 접촉 시 가압되어 탄성 변형되는 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 필름 부착시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 박리헤드 이동본체에는 상기 탄성부재가 수용되는 수용홈이 마련되며,
    상기 탄성부재는, 상기 점착식 박리용 헤드유닛에 접촉되어 상기 보호필름 표면 점착 시 상기 점착식 박리용 헤드유닛의 상기 보호필름에 대한 압력에 의해 압축되는 스프링인 것을 특징으로 하는 기능성 필름 부착시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 토크제어유닛은,
    상기 박리헤드 프레임과 상기 박리헤드 이동본체 사이에 결합되어 상기 박리헤드 이동본체 및 상기 점착식 박리용 헤드유닛의 무게를 탄성 지지하는 웨이트 발란스(weight balance)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 필름 부착시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 웨이트 발란스는, 상기 박리헤드 이동본체 및 상기 점착식 박리용 헤드유닛의 무게를 탄성력으로 지지하는 웨이트 발란스용 인장 스프링인 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 필름 부착시스템.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 점착식 박리용 헤드유닛은,
    헤드유닛 프레임; 및
    상기 헤드유닛 프레임에 결합되어 상기 보호필름의 표면에 접근하여 점착되는 필름 박리용 점착식 회전롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 보호필름 박리장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 점착식 박리용 헤드유닛은,
    상기 헤드유닛 프레임에서 상기 필름 박리용 점착식 회전롤러에 이웃하게 배치되며, 상기 필름 박리용 점착식 회전롤러와 함께 상기 보호필름을 클램핑하는 필름 클램프; 및
    상기 필름 클램프를 상기 필름 박리용 점착식 회전롤러에 접근 또는 이격 구동시키는 클램프 액추에이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보호필름 박리장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 필름 클램프의 단부에는 상기 필름 박리용 점착식 회전롤러의 외주면 곡면과 동일한 곡률을 갖는 곡면부가 형성되는 것을 특징으로 하는 보호필름 박리장치.
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