KR20200107169A - 진공 라미네이팅 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

진공 라미네이팅 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 라미네이팅 장치는, 패널(panel)을 커버 글래스(cover glass)의 내벽에 접촉 가압시킨 이후에 스퀴즈(Squeeze) 방식으로 이동되면서 패널과 커버 글래스 간의 라미네이팅 공정을 진행하는 스퀴즈 툴(Squeeze Tool); 및 스퀴즈 툴에 연결되며, 스퀴즈 툴을 구동시키는 툴 구동부를 포함한다.

Description

진공 라미네이팅 장치 및 방법{VACUUM LAMINATING APPARATUS AND METHOD THEREFOR}

본 발명은, 진공 라미네이팅 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 패널을 커버 글래스의 내벽에 접촉 가압시킨 이후에 스퀴즈(Squeeze) 방식으로 이동되면서 패널과 커버 글래스 간의 라미네이팅 공정을 진행하기 때문에 프레싱 툴(pressing tool)을 적용하던 방식보다 낮은 압력을 사용할 수 있어서 제품 데미지(Damage)를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 장치의 수명을 연장시킬 수 있고, 런닝 코스트(Running Cost)를 현저하게 감소시킬 수 있는 진공 라미네이팅 장치 및 방법에 관한 것이다.

최근에는 플라스틱과 같이 유연한 소재로 만들어진 플렉서블(flexible) 기판을 구비하는 플렉서블 표시장치가 개발되고 있다. 플렉서블 표시장치는 소재의 특성상 중량이 가벼울 뿐만 아니라 충격에도 매우 강하다. 따라서 근래 출시되는 스마트폰에는 이와 같은 플렉서블 표시장치가 널리 적용되고 있다.

특히, 플렉서블 표시장치는 기존과 달리 유연한 성질을 가지기 때문에 접거나 두루마리 형태로 말 수 있으며, 이로 인해 휴대성을 극대화할 수 있어서 다양한 분야에 활용될 수 있다.

플렉서블 표시장치는 플렉서블 기판 상에 형성된 표시 소자를 포함할 수 있다. 플렉서블 표시장치에 사용될 수 있는 표시 소자에는 유기 발광 표시(organic light emitting diode display) 소자, 액정 표시(liquid crystal display) 소자, 그리고 전기 영동 표시(EPD; electrophoretic display) 소자 등이 있다.

전술한 표시 소자들은 공통으로 박막 트랜지스터를 포함한다. 따라서 플렉서블 표시장치를 제조하기 위해서는 플렉서블 기판이 여러 차례의 박막 공정들을 거쳐야 한다. 박막 공정을 거친 플렉서블 기판은 봉지 기판에 의해 밀봉될 수 있는데, 이상 설명한 플렉서블 기판, 플렉서블 기판에 형성되는 박막 트랜지스터, 그리고 봉지 기판은 플렉서블 표시장치의 일 구성인 패널(panel)을 형성할 수 있다.

이러한 패널의 일측에는 패널을 보호하는 수단으로서 커버 글래스(cover glass)가 부착, 즉 라미네이팅(laminating)되며, 패널과 커버 글래스가 라미네이팅된 상태의 제품을 플렉서블 표시장치라 부른다. 참고로, 패널과 커버 글래스가 라미네이팅될 때, 패널과 커버 글래스 사이에는 소위, 양면테이프 타입의 결합제(OCA; Optical Clear Adhesive)가 개재된다.

기존에는 커버 글래스가 판상체로 평평한 것이 주로 사용되었으나 최근에는 에지(edge) 제품이라 하여 단부가 절곡된 절곡 에지를 구비하는 커버 글래스가 널리 사용되는 추세이다. 이에 대해 도 1을 참조해서 설명한다.

도 1 및 도 2는 패널과 서로 다른 종류의 커버 글래스 간의 배치도이다.

이들 도면을 참조하면, 패널(10)은 자유롭게 구부러질 수 있는 플렉서블 기판이 박막 공정을 여러 차례 거치도록 한 후, 봉지 기판으로 밀봉한 다음, 그 일측에 편광필름과 터치패널을 결합시킨 상태의 모듈 제품을 일컫는다. 패널(10)의 표면에는 라미네이팅을 위해 양면테이프 타입의 결합제(OCA ; Optical Clear Adhesive)가 적용된다.

도 1 및 도 2에 도시된 커버 글래스(20,30)는 모두 패널(10)의 일측에 부착, 즉 라미네이팅되어 패널(10)을 보호하는 역할을 한다. 앞서도 잠시 언급한 것처럼 패널(10)과 커버 글래스(20,30)가 라미네이팅된 상태의 제품을 플렉서블 표시장치라 부를 수 있다. 패널(10)의 표면에는 양면테이프 타입의 결합제(OCA; Optical Clear Adhesive)가 적용된다.

패널(10)을 보호하기 위한 수단을 적용함에 있어 기존에는 평면 글래스(미도시)가 사용되었으나 최근에는 에지(edge) 제품이라 하여 단부가 절곡된 절곡 에지를 구비하는 커버 글래스(20,30)가 널리 사용되는 추세이다.

이러한 커버 글래스(20,30)는 전면을 이루는 전면부(21,31)와, 전면부(21,31)의 단부에서 절곡되는 절곡 에지부(22,32)를 포함할 수 있다. 도 1의 절곡 에지부(22)는 전면부(21)를 연결하는 가상의 축선에 대하여 90도보다 작은 예각(θ1)을 이루고, 도 2의 절곡 에지부(32)는 전면부(31)를 연결하는 가상의 축선에 대하여 직각 혹은 둔각(θ2)을 이룬다.

한편, 패널(10)과 도 1의 커버 글래스(20) 간의 라미네이팅 공정은 패널(10)이 커버 글래스(20)의 입구에 진입되도록 가압하는 방식으로 진행된다.

이때, 도 1과 같은 구조에서는 커버 글래스(20)의 전면부(21)를 연결하는 가상의 축선에 대하여 절곡 에지부(22)가 90도보다 작은 예각(θ1)을 이루기 때문에 커버 글래스(20)의 입구 폭(L1)이 패널(10)의 폭(L)보다 넓다(크다). 따라서 라미테이팅 공정이 진행될 때, 패널(10)이 별다른 간섭 없이 커버 글래스(20) 내로 진입이 가능하며, 이로 인해 라미네이팅 공정이 순조롭게 진행될 수 있다.

그렇지만, 도 2처럼 커버 글래스(30)의 전면부(31)를 연결하는 가상의 축선에 대하여 절곡 에지부(32)가 직각 혹은 둔각(θ2)을 이루는 경우에는 커버 글래스(30)의 입구 폭(L2)이 패널(10)의 폭(L)보다 좁을 수 있기 때문에 패널(10)이 간섭 없이 커버 글래스(30) 내로 진입될 수 없다.

도 2처럼 패널(10)이 간섭 없이 커버 글래스(30) 내로 진입되기가 곤란한 경우에는 패널(10)과 커버 글래스(30) 간의 라미네이팅 공정이 순조롭게 진행될 수 없으며, 설사 패널(10)이 커버 글래스(30) 내로 강제로 진입되면서 라미네이팅 공정이 진행되더라도 라미네이팅 품질이 떨어질 수밖에 없다.

이에, 최근에는 패널(10)을 지지하는 캐리어 필름(carrier film, 미도시)을 매개로 해서 패널(10)을 커버 글래스(30) 내로 가압하는 탄성체로 된 프레싱 툴(pressing tool, 미도시)을 라미네이팅 장치에 적용함으로써 패널(10)과 커버 글래스(30) 간의 라미네이팅 공정을 진행하는 방식이 제안되고 있다. 본 출원인 역시, 프레싱 툴을 적용한 라미네이팅 장치에 관한 기술을 지속해서 개발하면서 특허출원하고 있는 실정이다.

다만, 프레싱 툴을 이용해서 패널(10)과 커버 글래스(30) 간의 라미네이팅 공정을 진행하는 방식의 경우에는 반복적인 강한 압력이 프레싱 툴에 가해짐에 따라 제품 데미지(Damage)가 증가할 수 있으며, 프레싱 툴에 크랙(Crack)이 생기거나 찢어질 우려가 높기 때문에 프레싱 툴의 짧은 수명으로 인해 프레싱 툴의 교체 주기가 빨라 런닝 코스트(Running Cost)가 많이 소요되고, 또한 프레싱 툴의 교체 시 프레싱 툴 전체를 교체해야 해서 교체 비용 역시 증가할 수밖에 없다는 점을 두루 고려해볼 때, 기존에 알려지지 않은 신개념의 라미네이팅 기술이 요구된다.

대한민국특허청 출원번호 제10-2015-0007026호

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 패널을 커버 글래스의 내벽에 접촉 가압시킨 이후에 스퀴즈(Squeeze) 방식으로 이동되면서 패널과 커버 글래스 간의 라미네이팅 공정을 진행하기 때문에 프레싱 툴(pressing tool)을 적용하던 방식보다 낮은 압력을 사용할 수 있어서 제품 데미지(Damage)를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 장치의 수명을 연장시킬 수 있고, 런닝 코스트(Running Cost)를 현저하게 감소시킬 수 있는 진공 라미네이팅 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 패널(panel)을 커버 글래스(cover glass)의 내벽에 접촉 가압시킨 이후에 스퀴즈(Squeeze) 방식으로 이동되면서 상기 패널과 상기 커버 글래스 간의 라미네이팅 공정을 진행하는 스퀴즈 툴(Squeeze Tool); 및 상기 스퀴즈 툴에 연결되며, 상기 스퀴즈 툴을 구동시키는 툴 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 라미네이팅 장치가 제공될 수 있다.

상기 패널은 캐리어 필름(carrier film)에 지지될 수 있으며, 상기 스퀴즈 툴은 복수 개로 마련될 수 있으며, 상기 복수 개의 스퀴즈 툴은 상기 캐리어 필름을 매개로 해서 상기 패널의 중심부를 상기 커버 글래스에 접촉 가압시킨 이후에 상기 커버 글래스의 중심을 기준으로 에지(edge) 쪽으로 이동되면서 상기 패널과 상기 커버 글래스 간의 라미네이팅 공정을 진행할 수 있다.

상기 스퀴즈 툴은, 스퀴즈 툴 바디(Squeeze Tool Body); 및 상기 스퀴즈 툴 바디의 단부에 교체 가능하게 결합되되 실질적으로 상기 캐리어 필름에 접촉 가압되는 교체식 스퀴즈 팁(Squeeze Tip)을 포함할 수 있다.

상기 교체식 스퀴즈 팁은 탄성 재질로 제작되되 상기 커버 글래스의 형상에 따라 변경 가능하며, 상기 교체식 스퀴즈 팁의 표면은 미끄러짐에 유리하도록 표면 코팅(Coating) 처리될 수 있다.

상기 툴 구동부는, 상기 스퀴즈 툴을 상하 방향으로 구동시키되 레귤레이터(regulator)의 설정 압력에 따라 구동되는 상하 구동 액추에이터; 및 상기 스퀴즈 툴을 상기 상하 방향에 교차되는 좌우 방향을 따라 구동시키되 레귤레이터(regulator)의 설정 압력에 따라 구동되는 좌우 구동 액추에이터를 포함할 수 있다.

상기 스퀴즈 툴과 상기 툴 구동부는 하부 챔버 또는 상부 챔버에 연결될 수 있으며, 상기 커버 글래스는 상기 하부 챔버 또는 상기 상부 챔버에 마련되는 커버 글래스 지그에 로딩될 수 있으며, 상기 스퀴즈 툴은 상기 커버 글래스 지그에 로딩되는 커버 글래스를 향한 하향 가압으로 라미네이팅 공정을 진행할 수 있다.

상기 커버 글래스 지그는 지그 구동부의 동작에 의해 이동 가능한 이동식 커버 글래스 지그일 수 있다.

상기 하부 챔버에 배치되며, 상기 필름과 상기 커버 글래스의 라미네이팅 공정이 진행될 때 상기 스퀴즈 툴이 상기 캐리어 필름에 밀착되도록 상기 캐리어 필름을 클램핑(clamping)하는 필름 클램핑 유닛을 더 포함할 수 있다.

상기 필름 클램핑 유닛은, 상기 커버 글래스 지그에 접근 또는 이격 가능하게 이동식으로 마련되며, 상기 라미네이팅 공정 시 상기 캐리어 필름의 사이드 영역을 클램핑하는 이동식 사이드 클램프를 포함할 수 있다.

상기 이동식 사이드 클램프는 상기 커버 글래스 지그의 양측에 대칭되게 배치되고 동시 동작될 수 있다.

상기 이동식 사이드 클램프는, 고정 클램프; 상기 고정 클램프와의 사이에서 상기 캐리어 필름이 클램프되도록 상기 고정 클램프에 접근 또는 이격되는 이동 클램프; 및 상기 이동 클램프에 결합되며, 상기 이동 클램프를 상기 고정 클램프에 접근 또는 이격 구동시키는 클램프 실린더를 포함할 수 있다.

상기 필름 클램핑 유닛은, 상기 이동식 사이드 클램프와 연결되며, 상기 라미네이팅 공정 시 상기 이동식 사이드 클램프가 이동되도록 상기 이동식 사이드 클램프를 구동시키는 사이드 클램프 구동부를 더 포함할 수 있다.

상기 사이드 클램프 구동부는 레귤레이터(regulator)의 설정 압력에 따라 구동되는 클램프 구동 실린더일 수 있다.

상기 라미네이팅 공정 시 상기 스퀴즈 툴이 상기 패널의 중심부를 상기 커버 글래스에 접촉 가압시킨 이후에 상기 커버 글래스의 중심을 기준으로 에지(edge) 쪽으로 이동되면서 상기 패널과 상기 커버 글래스 간의 라미네이팅 공정을 진행할 수 있도록 상기 툴 구동부의 동작을 컨트롤하는 컨트롤러를 더 포함할 수 있다.

상기 패널과 상기 커버 글래스의 상대적인 얼라인(align) 조정을 위하여 상기 패널과 상기 커버 글래스 중 적어도 어느 하나의 영상을 촬영하는 영상 촬영 유닛을 더 포함할 수 있다.

상기 커버 글래스는, 전면을 이루는 전면부; 및 상기 전면부의 단부에서 절곡 형성되되 상기 전면부를 연결하는 가상의 축선에 대하여 직각 혹은 둔각을 이루는 절곡 에지부를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 커버 글래스(cover glass)와 라미네이팅(laminating)될 패널(panel)이 로딩되는 패널 로딩 단계; 및 스퀴즈 툴(Squeeze Tool)을 사용해서 상기 패널을 상기 커버 글래스의 내벽에 접촉 가압시킨 이후에 상기 스퀴지 툴을 스퀴즈(Squeeze) 방식으로 이동시키면서 상기 패널과 상기 커버 글래스 간의 라미네이팅 공정을 진행하는 라미네이팅 진행 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 라미네이팅 방법이 제공될 수 있다.

상기 패널 로딩 단계는 상기 패널이 캐리어 필름(carrier film)에 지지된 상태로 로딩되는 단계일 수 있다.

상기 라미네이팅 진행 단계는, 상기 스퀴즈 툴이 상기 캐리어 필름을 매개로 해서 상기 패널의 중심부를 상기 커버 글래스에 접촉 가압시킨 이후에 상기 커버 글래스의 중심을 기준으로 에지(edge) 쪽으로 이동되면서 진행할 수 있다.

상기 패널 로딩 단계 후에, 상기 캐리어 필름을 클램핑(clamping)하는 필름 클램핑 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 라미네이팅 진행 단계 전에, 상부 챔버와 하부 챔버가 닫히고 내부가 진공으로 형성되는 챔버 닫힘 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 라미네이팅 진행 단계의 후에, 상기 상부 챔버와 상기 하부 챔버 내의 진공을 해제하고 상기 상부 챔버와 상기 하부 챔버를 열어 제품을 취출하는 제품 취출 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 라미네이팅 진행 단계 전에, 상기 패널과 상기 커버 글래스의 상대적인 얼라인(align) 조정을 위하여 상기 패널과 상기 커버 글래스 중 적어도 어느 하나의 영상을 촬영하는 영상 촬영 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 패널을 커버 글래스의 내벽에 접촉 가압시킨 이후에 스퀴즈(Squeeze) 방식으로 이동되면서 패널과 커버 글래스 간의 라미네이팅 공정을 진행하기 때문에 프레싱 툴(pressing tool)을 적용하던 방식보다 낮은 압력을 사용할 수 있어서 제품 데미지(Damage)를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 장치의 수명을 연장시킬 수 있고, 런닝 코스트(Running Cost)를 현저하게 감소시킬 수 있다.

도 1 및 도 2는 패널과 서로 다른 종류의 커버 글래스 간의 배치도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 라미네이팅 장치의 구조도이다.
도 4는 도 3의 하부 구조에 대한 부분 사시도이다.
도 5는 도 4의 정면도로서 벨로우즈를 제거한 상태의 도면이다.
도 6은 도 5의 측면도이다.
도 7 내지 도 10은 상부 챔버와 하부 챔버 영역의 세부 구조도로서 패널과 커버 글래스의 라미네이팅 공정을 단계적으로 도시한 도면들이다.
도 11 내지 도 14는 각각 도 7 내지 도 10의 요부 확대도이다.
도 15는 도 14의 요부 확대도이다.
도 16은 스퀴즈 툴의 확대도이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 라미네이팅 장치의 제어블록도이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 라미네이팅 방법의 순서도이다.
도 19는 스퀴즈 툴의 변형예이다.
도 20은 본 발명의 다른 실시예에 따른 진공 라미네이팅 장치에서 상부 챔버와 하부 챔버 영역의 상세도이다.
도 21은 도 20의 요부 확대도이다.
도 22는 영상 촬영 유닛의 확대 사시도이다.
도 23은 도 22에서 유닛 이동부를 점선으로 처리한 도면이다.
도 24는 도 22의 정면도이다.
도 25는 도 23의 요부 확대 사시도이다.
도 26은 커버 글래스 촬영 모듈의 확대 구조도이다.
도 27 및 도 28은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 진공 라미네이팅 장치에서 상부 챔버 영역의 구조도이다.

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.

도 1 및 도 2는 패널과 서로 다른 종류의 커버 글래스 간의 배치도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 라미네이팅 장치의 구조도이며, 도 4는 도 3의 하부 구조에 대한 부분 사시도이고, 도 5는 도 4의 정면도로서 벨로우즈를 제거한 상태의 도면이며, 도 6은 도 5의 측면도이고, 도 7 내지 도 10은 상부 챔버와 하부 챔버 영역의 세부 구조도로서 패널과 커버 글래스의 라미네이팅 공정을 단계적으로 도시한 도면들이며, 도 11 내지 도 14는 각각 도 7 내지 도 10의 요부 확대도이고, 도 15는 도 14의 요부 확대도이며, 도 16은 스퀴즈 툴의 확대도이고, 도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 라미네이팅 장치의 제어블록도이며, 도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 라미네이팅 방법의 순서도이고, 도 19는 스퀴즈 툴의 변형예이다.

이들 도면을 포함해서 도 2를 함께 참조하면, 본 실시예에 따른 진공 라미네이팅 장치 및 방법에 의하면, 패널(10)을 커버 글래스(30)의 내벽에 접촉 가압시킨 이후에 스퀴즈(Squeeze) 방식으로 이동되면서 패널(10)과 커버 글래스(30) 간의 라미네이팅 공정을 진행하기 때문에 프레싱 툴(pressing tool, 미도시)을 적용하던 방식보다 낮은 압력을 사용할 수 있어서 제품 데미지(Damage)를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 장치의 수명을 연장시킬 수 있고, 런닝 코스트(Running Cost)를 현저하게 감소시킬 수 있다.

이러한 효과를 제공할 수 있는 본 실시예에 따른 진공 라미네이팅 장치는 패널(10)과 커버 글래스(30) 간의 라미네이팅 공정을 진행하는 수단으로서 스퀴즈 툴(140, Squeeze Tool)을 포함한다. 스퀴즈 툴(140)은 패널(10)을 커버 글래스(30)의 내벽에 접촉 가압시킨 이후에 스퀴즈(Squeeze) 방식으로 이동되면서 패널(10)과 커버 글래스(30) 간의 라미네이팅 공정이 더욱 효과적으로 진행될 수 있게끔 한다.

스퀴즈 툴(140)을 비롯하여 스퀴즈 툴(140)과 상호작용하는 구성들의 설명에 앞서 패널(10)이 라미네이팅되는 대상체인 커버 글래스(30)에 대해 먼저 간단히 알아보도록 한다.

본 실시예에 적용되는 커버 글래스(30)는 도 2에 도시된 것일 수 있다. 즉 커버 글래스(30)는 전면을 이루는 전면부(31)와, 전면부(31)의 단부에서 절곡되는 절곡 에지부(32)를 포함할 수 있는데, 이때 절곡 에지부(32)는 전면부(31)를 연결하는 가상의 축선에 대하여 직각 혹은 둔각(θ2)을 이룰 수 있다.

도 2에서는 전면부(31)를 연결하는 가상의 축선에 대하여 절곡 에지부(32)가 둔각(θ2)을 이루는 것을 도시하였으나 직각인 경우이거나 도 1의 경우일지라도 아래와 같은 공정이 진행될 수 있다. 따라서 도면의 형상에 본 발명의 권리범위가 제한되지 않는다.

이러한 커버 글래스(30) 내에 패널(10)을 진입시키면서 패널(10)과 커버 글래스(30) 간의 라미네이팅 공정을 진행하기 위해 본 실시예에서는 패널(10)을 지지하는 캐리어 필름(50, carrier film)을 사용할 수 있다.

캐리어 필름(50)은 패널(10)과 커버 글래스(30) 간의 라미네이팅 공정을 진행하기 위한 보조적인 수단, 즉 패널(10)에 장력을 제공하기 위한 수단이며, 라미네이팅 공정이 완료되면 제거된다.

결과적으로, 본 실시예는 에지가 있는 곡면형 커버 글래스(30)가 사용되는 한편 캐리어 필름(50)에 지지되는 패널(10)이 커버 글래스(30)의 내벽에 입체적으로 라미네이팅된다는 점을 고려해볼 때, 본 실시예에 따른 진공 라미네이팅 장치를 3D 진공 라미네이팅 장치(또는 진공 라미네이팅 장치)라 부를 수도 있다.

한편, 본 실시예에 따른 진공 라미네이팅 장치는 패널(10)과 커버 글래스(30) 간의 라미네이팅 공정을 진행하는 스퀴즈 툴(140)과, 스퀴즈 툴(140)에 연결되며, 스퀴즈 툴(140)을 구동시키는 툴 구동부(135)를 포함할 수 있다.

스퀴즈 툴(140)은 패널(10)을 커버 글래스(30)의 내벽에 접촉 가압시킨 이후에 스퀴즈(Squeeze) 방식으로 이동되면서 패널(10)과 커버 글래스(30) 간의 라미네이팅 공정을 진행한다. 스퀴즈 툴(140)이 패널(10)을 가압하면서 커버 글래스(30)의 에지(edge) 쪽으로 이동되는 것을 스퀴즈(Squeeze) 방식의 이동이라 부른다.

즉 본 실시예의 경우에는 도 15처럼 스퀴즈 툴(140)은 캐리어 필름(50)을 매개로 해서 패널(10)의 중심부를 커버 글래스(30)에 접촉 가압시킨 이후에 커버 글래스(30)의 중심을 기준으로 에지(edge) 쪽으로 이동, 스퀴즈(Squeeze) 방식으로 이동되면서 패널(10)과 커버 글래스(30) 간의 라미네이팅 공정을 진행한다.

이처럼 본 실시예는 스퀴즈 툴(140)이 패널(10)의 중심부를 커버 글래스(30)에 접촉 가압시킨 이후에 커버 글래스(30)의 중심을 기준으로 에지(edge) 쪽으로 이동되면서 패널(10)을 커버 글래스(30)에 라미네이팅하는 방식을 제공하기 때문에 프레싱 툴(pressing tool, 미도시)을 적용하던 방식보다 낮은 압력을 사용할 수 있어서 제품 데미지를 줄일 수 있다.

그뿐만 아니라 스퀴즈 툴(140)의 수명을 연장시킬 수 있음은 물론 런닝 코스트를 현저하게 감소시킬 수 있다.

효과적인 라미네이팅 공정을 진행하고 또한 라미네이팅 시간을 단축시키기 위하여 스퀴즈 툴(140)은 복수 개로 마련된다. 복수 개의 스퀴즈 툴(140)은 모두 동일한 구조를 갖는다. 즉 스퀴즈 툴(140)은 스퀴즈 툴 바디(141, Squeeze Tool Body)와, 스퀴즈 툴 바디(141)의 단부에 교체 가능하게 결합되되 실질적으로 캐리어 필름(50)에 접촉 가압되는 교체식 스퀴즈 팁(142, Squeeze Tip)을 포함한다.

따라서 스퀴즈 툴(140)을 유지보수하거나 스퀴즈 툴(140)을 교체하는 경우, 교체식 스퀴즈 팁(142)만 교체하면 되기 때문에 교체 비용을 현저하게 낮출 수 있다. 실제, 프레싱 툴(pressing tool, 미도시)을 적용하던 방식에서는 프레싱 툴 전체를 교체해야 했기 때문에 교체 비용이 많이 소요될 수밖에 없었으나 본 실시예의 경우에는 마모되거나 손상된 교체식 스퀴즈 팁(142)만을 교체하면 되기 때문에 교체 비용을 현저하게 낮출 수 있게 되는 것이다.

교체식 스퀴즈 팁(142)은 패널(10)과 커버 글래스(30)의 형상에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 예컨대, 본 실시예의 도 16처럼 대략 타원 구조의 교체식 스퀴즈 팁(142)을 사용할 수도 있고, 변형 실시예를 도시한 도 19의 (a) 및 (b)처럼 스퀴즈 툴(240,340)의 교체식 스퀴즈 팁(242,342)을 각각 원통형(사각형) 혹은 원뿔형(역삼각형) 구조로 적용할 수도 있다.

물론, 교체식 스퀴즈 팁(142)은 도시되지 않은 형상으로도 충분히 변경되어 사용될 수 있는데, 이를 통해 커버 글래스(30)의 다양한 모서리부의 라운드 각 대응이 가능해질 수 있다.

교체식 스퀴즈 팁(142)은 실리콘이나 우레탄, 혹은 이에 준하는 다양한 탄성 재질로 제작될 수 있다. 교체식 스퀴즈 팁(142)의 경도는 커버 글래스(30)에 따라 변경될 수 있다.

그리고 교체식 스퀴즈 팁(142)이 캐리어 필름(50)에 접촉 가압될 때, 캐리어 필름(50) 상에서 잘 미끄러질 수 있도록 교체식 스퀴즈 팁(142)의 표면은 미끄러짐에 유리하도록 표면 코팅(Coating) 처리되는 편이 바람직할 수 있다.

이와 같은 스퀴즈 툴(140)이 도 15처럼 하향 가압되는 한편 좌우로 구동될 수 있도록 툴 구동부(135)가 마련된다. 툴 구동부(135)는 스퀴즈 툴(140)에 연결되며, 스퀴즈 툴(140)을 구동시키는 역할을 한다.

툴 구동부(135)는 스퀴즈 툴(140)을 상하 방향으로 구동시키되 레귤레이터(regulator)의 설정 압력에 따라 구동되는 상하 구동 액추에이터(136)와, 스퀴즈 툴(140)을 상하 방향에 교차되는 좌우 방향을 따라 구동시키되 레귤레이터(regulator)의 설정 압력에 따라 구동되는 좌우 구동 액추에이터(137)를 포함할 수 있다. 상하 구동 액추에이터(136)와 좌우 구동 액추에이터(137)는 모두 설정 압력에 따라 구동되는 실린더 장치일 수 있다.

이에, 상부 및 하부 챔버(130,110)가 닫힌 상태에서 도 15처럼 상하 구동 액추에이터(136)가 동작되면 스퀴즈 툴(140)이 하강되어 패널(10)의 중심부를 커버 글래스(30)에 접촉 가압시키게 되며, 이후에 좌우 구동 액추에이터(137)가 동작되면 스퀴즈 툴(140)이 커버 글래스(30)의 중심을 기준으로 에지(edge) 쪽으로 이동되면서 패널(10)을 커버 글래스(30)에 라미네이팅할 수 있다.

한편, 이러한 구성들 외에도 본 실시예에 따른 진공 라미네이팅 장치는 캐리어 필름(50)을 클램핑(clamping)하는 필름 클램핑 유닛(180)과, 실질적인 라미네이팅 작업이 진행되는 장소로서의 하부 및 상부 챔버(110,130)와, 라미네이팅 작업 전에 커버 글래스(20)와 패널(10)의 영상을 촬영하는 영상 촬영 유닛(210)을 포함할 수 있다.

이하, 설명의 편의를 위해 도 3에 도시된 상부 챔버(130), 하부 챔버(110), 영상 촬영 유닛(210), 그리고 하부 챔버(110)에 부속 또는 연결되는 구성들에 대해 순차적으로 설명한다.

먼저, 상부 챔버(130)에 대해 알아본다. 상부 챔버(130)는 도 3, 그리고 도 7 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 하부 챔버(110)의 상부 영역에서 하부 챔버(110)에 대해 업/다운(up/down) 이동 가능하게 마련되는 챔버이다.

다시 말해, 상부 챔버(130)는 위치 고정된 하부 챔버(110) 쪽으로 다운(down) 동작되면서 하부 챔버(110)와 합착된 후, 패널(10)과 커버 글래스(30)에 대한 라미네이팅 작업이 진행되도록 한다. 라미네이팅 작업 시 상호 합착된 상부 챔버(130)와 하부 챔버(110)의 내부 공간은 진공 유지된다.

상부 챔버(130)가 업/다운(up/down) 구동될 수 있도록 상부 챔버(130)에는 상부 챔버 업/다운 구동수단(미도시)이 마련되는데, 이에 대해서는 편의상 생략했다. 참고로, 본 실시예의 경우, 상부 챔버(130)가 업/다운(up/down) 구동되면서 라미네이팅 공정이 진행되지만 이와는 반대로 하부 챔버(110)가 업/다운(up/down) 구동되면서 라미네이팅 공정이 진행될 수도 있을 것인데, 이러한 사항 모두가 본 발명의 권리범위에 속한다고 하여야 할 것이다.

이러한 상부 챔버(130)에 앞서 기술한 스퀴즈 툴(140)과 툴 구동부(135)가 마련된다. 스퀴즈 툴(140)은 상부 챔버(130) 내에 마련되어 툴 구동부(135)의 좌우 구동 액추에이터(137)와 연결된다. 툴 구동부(135)의 상하 구동 액추에이터(136)는 상부 챔버(130)의 외측에 배치되어 상부 챔버(130)를 통해 스퀴즈 툴(140)과 연결된다.

다음으로, 하부 챔버(110)는 도 3, 그리고 도 7 내지 도 15에 도시된 바와 같이, 라미네이팅 작업 시 상부 챔버(130)와 합착되는 챔버이다.

업/다운(up/down) 구동되는 상부 챔버(130)와 달리, 본 실시예에 적용되는 하부 챔버(110)는 위치 고정된다. 상부 챔버(130)와 접하는 하부 챔버(110)의 단부에는 오링(O/R, O-Ring)이 개재된다.

패널(10)과 커버 글래스(30)에 대한 라미네이팅 작업 시 상호 합착된 상부 챔버(130)와 하부 챔버(110)의 내부 공간이 진공 유지될 수 있도록 하부 챔버(110)에 진공 라인(111)이 연결된다. 진공 라인(111)은 도시 않은 진공펌프와 연결될 수 있다.

하부 챔버(110)의 내부에는 커버 글래스(30)가 로딩되는 커버 글래스 지그(111)가 마련된다. 커버 글래스 지그(111)에는 로드 셀(112, load cell)이 연결되어 커버 글래스 지그(111)에 안착되는 커버 글래스(30)의 강도를 계측할 수 있다.

그뿐만 아니라 하부 챔버(110)의 내부에는 필름 클램핑 유닛(180)이 갖춰진다. 필름 클램핑 유닛(180)에 의해 캐리어 필름(50)이 클램핑되는 방식으로 패널(10)이 로딩될 수 있다.

다음으로, 영상 촬영 유닛(210)은 도 3 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 라미네이팅 작업 전에 커버 글래스(30)와 패널(10)의 영상을 촬영하는 역할을 한다.

다시 말해, 영상 촬영 유닛(210)은 도 3, 도 7 및 도 8처럼 하부 챔버(110)와 상부 챔버(130)가 열린 경우, 이들 사이로 배치되어 하부 챔버(110) 측의 커버 글래스(30) 및 패널(10)의 영상을 촬영한다. 영상 촬영 유닛(210)에 의해 촬영되는 커버 글래스(30)와 패널(10)의 영상 정보는 후술할 컨트롤러(190)로 전송되고, 이를 토대로 컨트롤러(190)가 후술할 스테이지 구동부(122)를 통해 얼라인 스테이지(120)를 X축, Y축 및 θ축으로 구동시킴으로써 커버 글래스(30)에 대한 패널(10)의 얼라인 작업을 진행한다.

본 실시예에서 영상 촬영 유닛(210)은 영상 촬영을 위한 해당 위치로 이동되어 해당하는 영상을 촬영한 후 취출되는 이동식 영상 촬영 유닛(210)으로 적용된다. 따라서 라미네이팅 공정에 간섭을 일으키지 않는다.

한편, 하부 챔버(110) 내에 마련되는 커버 글래스 지그(111)의 업/다운(up/down) 동작을 위하여 커버 글래스 지그(111)에 지그 업/다운 샤프트(143)가 연결된다. 즉 지그 업/다운 샤프트(143)의 상단부가 커버 글래스 지그(111)와 연결되며, 커버 글래스 지그(111)를 업/다운(up/down) 구동시킨다.

지그 업/다운 샤프트(143)는 상하 방향을 따라 배치되는 축으로서 샤프트 구동부(150)에서 제공되는 구동력을 커버 글래스 지그(111)로 제공하여 패널(10)과 커버 글래스(30)에 대한 라미네이팅 작업을 진행할 수 있도록 한다.

지그 업/다운 샤프트(143)는 하부 챔버(110)의 하부를 이루는 상부 플레이트(125)에 형성되는 샤프트 홀(125a)을 경유해서 얼라인 스테이지(120)와 연결될 수 있다. 그리고 지그 업/다운 샤프트(143)의 외측에는 샤프트 벨로우즈(144)가 신장 가능하게 마련된다. 따라서 지그 업/다운 샤프트(143)가 상하로 동작되더라도 상부 및 하부 챔버(130,110) 내의 진공이 새는 것을 방지할 수 있다.

지그 업/다운 샤프트(143)가 업/다운(up/down) 구동될 수 있도록 샤프트 구동부(150)가 마련된다. 샤프트 구동부(150)는 얼라인 스테이지(120) 상에 마련되되 지그 업/다운 샤프트(143)의 하단부와 연결되며, 지그 업/다운 샤프트(143)를 업/다운(up/down) 구동시키는 역할을 한다. 이러한 샤프트 구동부(150)는 동력 발생부(156), 볼 스크루(159), 그리고 운동 변환 전달부(160)를 포함할 수 있다.

동력 발생부(156)는 지그 업/다운 샤프트(143)를 통해 커버 글래스 지그(111)로 라미네이팅 작업을 위한 가압력이 제공되도록 동력을 발생시키는 역할을 한다. 동력 발생부(156)는 컨트롤이 가능한 서보모터(157)와, 서보모터(157) 및 볼 스크루(159)와 연결되며, 서보모터(157)의 회전력을 감속시켜 볼 스크루(159)로 전달하는 감속기(158)를 포함할 수 있다.

볼 스크루(159)는 지그 업/다운 샤프트(143)에 교차되는 방향을 따라 동력 발생부(156)와 연결되고 동력 발생부(156)에 의해 정역 방향으로 회전된다.

운동 변환 전달부(160)는 볼 스크루(159)에 연결되며, 볼 스크루(159)의 회전운동을 지그 업/다운 샤프트(143)의 상하 직선운동으로 변환시켜 전달하는 역할을 한다.

이러한 운동 변환 전달부(160)는 볼 스크루(159)와 연결되며, 볼 스크루(159)의 회전 시 직선운동되되 일면이 경사지게 형성되는 제1 경사형 가압블록(161)과, 제1 경사형 가압블록(161)과 대응되게 배치되되 지그 업/다운 샤프트(143)의 하단부가 연결되며, 제1 경사형 가압블록(161)의 수평 이동 시 수직 이동되는 제2 경사형 가압블록(162)을 포함할 수 있다.

이에, 동력 발생부(156)의 동작으로 볼 스크루(159)가 일 방향으로 회전되면 제1 경사형 가압블록(161)이 수평 이동하게 되는데, 이때 상호 경사지게 대면되는 제2 경사형 가압블록(162)이 밀리면서 제2 경사형 가압블록(162)이 상측으로 수직 이동된다. 이처럼 제2 경사형 가압블록(162)이 상측으로 수직 이동되면 지그 업/다운 샤프트(143)가 업(up) 동작되면서 커버 글래스 지그(111)를 상승시킬 수 있다.

이처럼 컨트롤이 가능한 서보모터(157) 및 감속기(158)로 큰 출력을 내고, 운동 변환 전달부(160)가 볼 스크루(159)의 회전운동을 지그 업/다운 샤프트(143)의 상하 직선운동으로 변환시켜 전달하도록 함으로써, 큰 힘으로 패널(10)을 커버 글래스(30) 쪽으로 가압하여 라미네이팅시킬 수 있다. 따라서 기포를 방지하려는 최근의 라미네이킹 목적에 부합될 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 실시예의 경우, 커버 글래스 지그(111)는 얼라인 스테이지(120)와 연결되되 커버 글래스(30)에 대한 패널(10)의 얼라인 작업 시 얼라인 스테이지(120)와 함께 동작되면서 얼라인된다. 따라서 커버 글래스 지그(111)의 센터(center)와 커버 글래스(30)에 대하여 얼라인된 패널(10)의 센터가 항상 정확하게 일치될 수 있어 라미네이팅 품질 향상을 도모할 수 있다.

다시 말해, 본 실시예처럼 커버 글래스 지그(111)가 얼라인 스테이지(120)와 연결되면 커버 글래스(30)에 대한 패널(10)의 얼라인 작업 시 커버 글래스 지그(111) 역시 얼라인 스테이지(120)와 함께 동작되면서 얼라인된다. 따라서 커버 글래스 지그(111)의 센터(center)와 커버 글래스(30)에 대하여 얼라인된 패널(10)의 센터가 항상 정확하게 일치될 수 있어 라미네이팅 품질 향상을 도모할 수 있게 되는 것이다.

얼라인 스테이지(120)는 패널(10)과 커버 글래스(30)의 라미네이팅 작업을 위하여 커버 글래스(30)에 대한 패널(10)의 얼라인(align) 작업을 진행하는 역할을 한다. 얼라인 스테이지(120)가 이동될 수 있도록 얼라인 스테이지(120)의 하부에 베이스 플레이트(121)와, 스테이지 구동부(122)가 갖춰진다.

베이스 플레이트(121)는 얼라인 스테이지(120)의 하부를 형성한다. 그리고 스테이지 구동부(122)는 베이스 플레이트(121) 상에 마련되고 얼라인 스테이지(120)와 연결되며, 얼라인 스테이지(120)를 판면에 대한 X축, Y축 및 θ축으로 구동시키는 역할을 한다. 스테이지 구동부(122)는 베이스 플레이트(121)의 네 코너 영역에 각각 배치되어 얼라인 스테이지(120)를 판면에 대한 X축, Y축 및 θ축으로 구동시킨다. 스테이지 구동부(122)는 모터와 볼 스크루의 조합으로 적용될 수 있다.

얼라인 스테이지(120)의 상부에는 상부 플레이트(125)가 마련된다. 상부 플레이트(125)는 얼라인 스테이지(120)와 나란하게 배치되며, 패널 안착부(170)가 설치되는 장소를 형성한다. 얼라인 스테이지(120)와 상부 플레이트(125) 사이에는 얼라인 스테이지(120)와 상부 플레이트(125)를 연결하여 지지하는 다수의 연결 지지대(126)가 마련된다. 그리고 연결 지지대(126)들의 외측에는 지지대 벨로우즈(127)가 결합된다.

한편, 필름 클램핑 유닛(180)은 하부 챔버(110)에서 커버 글래스 지그(111)의 주변에 배치되며, 필름(10)과 커버 글래스(30)의 라미네이팅 공정이 진행될 때 스퀴즈 툴(140)의 교체식 스퀴즈 팁(142)이 캐리어 필름(50)에 밀착되도록 캐리어 필름(50)을 클램핑하는 역할을 한다. 필름 클램핑 유닛(180)이 캐리어 필름(50)을 클램핑해야 스퀴즈 툴(140)이 하강될 때, 패널(10)의 장력을 유지하면서 패널(10)을 커버 글래스(30)에 라미네이팅시킬 수 있다.

이러한 필름 클램핑 유닛(180)은 다수의 이동식 사이드 클램프(182)와, 사이드 클램프 구동부(184)를 포함할 수 있다.

이동식 사이드 클램프(182)는 커버 글래스 지그(111)의 양측에서 커버 글래스 지그(111)에 접근 또는 이격 가능하게 이동식으로 마련되며, 라미네이팅 공정 시 도 11에서 도 12처럼 캐리어 필름(50)의 사이드 영역을 클램핑하는 역할을 한다. 안정적인 또한 정확한 클램핑을 위하여 이동식 사이드 클램프(182)는 커버 글래스 지그(111)의 양측에 대칭되게 배치되고 동시 동작된다.

이동식 사이드 클램프(182)는 고정 클램프(182a)와, 고정 클램프(182a)와의 사이에서 캐리어 필름(50)이 클램프되도록 고정 클램프(182a)에 접근 또는 이격되는 이동 클램프(182b)와, 이동 클램프(182b)에 결합되며, 이동 클램프(182b)를 고정 클램프(182a)에 접근 또는 이격 구동시키는 클램프 실린더(182c)를 포함할 수 있다. 이에, 클램프 실린더(182c)의 동작에 따라 도 8에서 도 9처럼 이동 클램프(182b)가 다운(down) 동작될 수 있고, 이의 작용으로 고정 클램프(182a) 및 이동 클램프(182b) 사이에서 캐리어 필름(50)의 사이드 영역이 클램핑될 수 있다.

사이드 클램프 구동부(184)는 이동식 사이드 클램프(182)와 연결되며, 라미네이팅 공정 시 이동식 사이드 클램프(182)가 이동되도록 이동식 사이드 클램프(182)를 구동시키는 역할을 한다. 본 실시예에서 사이드 클램프 구동부(184)는 레귤레이터(regulator)의 설정 압력에 따라 구동되는 클램프 구동 실린더(184)로 적용된다.

한편, 본 실시예에 따른 진공 라미네이팅 장치에는 컨트롤러(190)가 탑재된다. 컨트롤러(190)는 라미네이팅 공정 시 스퀴즈 툴(140)이 패널(10)의 중심부를 커버 글래스(30)에 접촉 가압시킨 이후에 커버 글래스(30)의 중심을 기준으로 에지(edge) 쪽으로 이동되면서 패널(10)과 커버 글래스(30) 간의 라미네이팅 공정을 진행할 수 있도록 툴 구동부(135)의 동작을 컨트롤한다.

이러한 역할을 수행하는 컨트롤러(190)는 중앙처리장치(191, CPU), 메모리(192, MEMORY), 그리고 서포트 회로(193, SUPPORT CIRCUIT)를 포함할 수 있다.

중앙처리장치(191)는 산업적으로 적용될 수 있는 다양한 컴퓨터 프로세서들 중 하나일 수 있다. 메모리(192, MEMORY)는 중앙처리장치(191)와 연결된다. 메모리(192)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(193, SUPPORT CIRCUIT)는 중앙처리장치(191)와 결합되어 프로세서의 전형적인 동작을 지원한다. 이러한 서포트 회로(193)는 캐시, 파워 서플라이, 클록 회로, 입/출력 회로, 서브시스템 등을 포함할 수 있다.

본 실시예에서 컨트롤러(190)는 라미네이팅 공정 시 스퀴즈 툴(140)이 패널(10)의 중심부를 커버 글래스(30)에 접촉 가압시킨 이후에 커버 글래스(30)의 중심을 기준으로 에지(edge) 쪽으로 이동되면서 패널(10)과 커버 글래스(30) 간의 라미네이팅 공정을 진행할 수 있도록 툴 구동부(135)의 동작을 컨트롤하는데, 이러한 일련의 컨트롤 프로세스 등은 메모리(192)에 저장될 수 있다. 전형적으로는 소프트웨어 루틴이 메모리(192)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, 진공 라미네이팅 장치의 작용을 설명한다.

우선, 도 7처럼 라미네이팅 대상체인 패널(10)과 커버 글래스(30)가 하부 챔버(110)와 상부 챔버(130) 측에 로딩되기 위해 하부 챔버(110)로부터 상부 챔버(130)가 상부로 이격되어 열린 상태가 된다.

이어, 별도의 로딩 장치(미도시)에 의해 도 8처럼 패널(10)과 커버 글래스(30)가 위치별로 로딩된다(S10).

이때, 커버 글래스(30)는 하부 챔버(110)에 마련되는 커버 글래스 지그(111)에 안착된다. 그리고 패널(10)은 캐리어 필름(50)에 지지된 상태로 필름 클램핑 유닛(180)에 클램핑된다(S20). 이때는 이동식 사이드 클램프(182)의 이동 클램프(182b)가 고정 클램프(182a)로 물리게 됨으로써 이들 사이에서 캐리어 필름(50)의 사이드 영역이 클램핑된다.

다음, 영상 촬영 유닛(210)이 동작되어 커버 글래스(30)와 패널(10)의 영상을 촬영한다(S30). 커버 글래스(30)와 패널(10)의 영상 촬영이 완료되면 영상 촬영 유닛(210)이 원위치로 되돌아간다. 그리고 영상 촬영 유닛(210)에 의해 촬영되는 커버 글래스(30)와 패널(10)의 영상 정보가 컨트롤러(190)로 전송되고, 이를 토대로 컨트롤러(190)가 스테이지 구동부(122)를 통해 얼라인 스테이지(120)를 X축, Y축 및 θ축으로 구동시킴으로써 커버 글래스(30)에 대한 패널(10)의 얼라인 작업을 진행한다. 즉 커버 글래스(30)를 기준으로 해서 패널(10)의 얼라인 작업을 진행한다.

본 실시예에서는 얼라인 스테이지(120)의 동작 시 커버 글래스 지그(111) 역시 함께 동작되면서 얼라인되기 때문에 커버 글래스 지그(111)의 센터(center)와 커버 글래스(30)에 대하여 얼라인된 패널(10)의 센터가 항상 정확하게 일치될 수 있다.

다음, 상부 챔버(130)가 다운(down) 동작되어 하부 챔버(110)에 합착되며, 이후에 하부 챔버(110)와 상부 챔버(130)의 내부가 진공으로 형성된다(S40). 상부 챔버(130)가 다운(down) 동작될 때 스퀴즈 툴(140)의 교체식 스퀴즈 팁(142)이 캐리어 필름(50)에 접할 수 있다.

그런 다음, 툴 구동부(135)에 의해 스퀴즈 툴(140)이 하강하는 한편 커버 글래스 지그(111)가 상승되며, 이어 패널(10)과 커버 글래스(30) 간의 라미네이팅 공정이 진행된다(S60). 즉 도 15처럼 상하 구동 액추에이터(136)의 동작에 의해 스퀴즈 툴(140)이 하강되어 패널(10)의 중심부를 커버 글래스(30)에 접촉 가압시키게 되며, 이후에 좌우 구동 액추에이터(137)의 동작에 의해 스퀴즈 툴(140)이 커버 글래스(30)의 중심을 기준으로 에지(edge) 쪽으로 이동되면서 패널(10)을 커버 글래스(30)에 라미네이팅한다. 이와 같은 스퀴즈 방식으로 패널(10)과 커버 글래스(30) 간의 라미네이팅 공정이 진행되기 때문에 프레싱 툴(pressing tool, 미도시)을 적용하던 방식보다 낮은 압력을 사용할 수 있어서 제품 데미지를 줄일 수 있게 되는 것이다.

다음, 라미네이팅 공정이 완료되면 상부 챔버(130)가 개방된다. 패널(10)이 커버 글래스(30)에 라미네이팅된 상태이기 때문에 라미네이팅된 제품은 상부 챔버(130)를 따라 상부로 상승된 후, 이재기에 의해 취출된다(S60).

이상 설명한 바와 같은 구조를 기반으로 작용을 하는 본 실시예에 따르면, 패널(10)을 커버 글래스(30)의 내벽에 접촉 가압시킨 이후에 스퀴즈(Squeeze) 방식으로 이동되면서 패널(10)과 커버 글래스(30) 간의 라미네이팅 공정을 진행하기 때문에 프레싱 툴을 적용하던 방식보다 낮은 압력을 사용할 수 있어서 제품 데미지를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 장치의 수명을 연장시킬 수 있고, 런닝 코스트를 현저하게 감소시킬 수 있게 된다.

도 20은 본 발명의 다른 실시예에 따른 진공 라미네이팅 장치에서 상부 챔버와 하부 챔버 영역의 상세도이고, 도 21은 도 20의 요부 확대도이며, 도 22는 영상 촬영 유닛의 확대 사시도이고, 도 23은 도 22에서 유닛 이동부를 점선으로 처리한 도면이며, 도 24는 도 22의 정면도이고, 도 25는 도 23의 요부 확대 사시도이며, 도 26은 커버 글래스 촬영 모듈의 확대 구조도이다.

이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 진공 라미네이팅 장치의 경우에도 상부 챔버(230)와 하부 챔버(210)에 라미네이팅을 위한 장치(혹은 부품)이 탑재되는 형태를 취한다.

다만, 본 실시예의 경우, 전술한 실시예와 달리 커버 글래스(30)가 상부 챔버(130) 측에 배치되어 로딩되고 패널(10)이 하부 챔버(110) 측에 배치되어 로딩되기 때문에 해당 구조의 위치가 다르다.

즉 본 실시예의 경우, 상부 챔버(230)에 커버 글래스(30)가 로딩되는 커버 글래스 지그(231)가 마련된다. 커버 글래스 지그(231)에는 로드 셀(232, load cell)이 연결되어 커버 글래스 지그(231)에 안착되는 커버 글래스(30)의 강도를 계측한다.

하부 챔버(210) 측에는 패널(10)이 탑재되는 캐리어 필름(50)을 이동 가능하게 클램핑하는 필름 클램핑 유닛(280)이 마련된다. 전술한 실시예의 필름 클램핑 유닛(180)과 외형이 약간 상이할 뿐 본 실시예에 적용되는 필름 클램핑 유닛(280)의 작용 및 역할은 전술한 실시예의 필름 클램핑 유닛(180)과 동일하다.

그리고, 실질적인 라미네이팅 공정을 진행하는 스퀴즈 툴(240)과, 스퀴즈 툴(240)을 구동시키는 툴 구동부(235) 역시, 하부 챔버(210) 측에 배치된다. 툴 구동부(235)는 스퀴즈 툴(240)을 상하 방향으로 구동시키되 레귤레이터(regulator)의 설정 압력에 따라 구동되는 상하 구동 액추에이터(236)와, 스퀴즈 툴(240)을 상하 방향에 교차되는 좌우 방향을 따라 구동시키되 레귤레이터(regulator)의 설정 압력에 따라 구동되는 좌우 구동 액추에이터(237)를 포함할 수 있다. 본 실시예에 적용되는 툴 구동부(235) 역시, 전술한 실시예의 툴 구동부(135)와 위치만 상이할 뿐 작용 및 역할은 동일하다.

결과적으로, 본 실시예의 경우, 하부 챔버(210) 측의 패널(10)을 상부 챔버(230) 측의 커버 글래스(30)의 내벽에 접촉 가압시킨 이후에 스퀴즈(Squeeze) 방식으로 이동되면서 패널(10)과 커버 글래스(30) 간의 라미네이팅 공정을 진행하기 때문에 프레싱 툴을 적용하던 방식보다 낮은 압력을 사용할 수 있어서 제품 데미지를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 장치의 수명을 연장시킬 수 있고, 런닝 코스트를 현저하게 감소시킬 수 있게 되는 것이다.

한편, 본 실시예처럼 커버 글래스(30)가 상부 챔버(130) 측에 배치되어 로딩되고 패널(10)이 하부 챔버(110) 측에 배치되어 로딩되는 구조에서는 도 22 내지 도 26에 도시된 것과 같은 구조의 영상 촬영 유닛(210a)이 적용될 수 있으며, 이의 작용으로 패널(10)과 커버 글래스(30) 간의 얼라인이 조절될 수 있도록 할 수 있다.

이러한 영상 촬영 유닛(210a)은 상부 챔버(130) 측의 커버 글래스(30)에 대한 영상을 촬영하는 커버 글래스 촬영 모듈(220)과, 하부 챔버(110) 측의 패널(10)에 대한 영상을 촬영하는 패널 촬영 모듈(230)을 포함할 수 있다.

본 실시예의 경우, 전술한 실시예와 달리 커버 글래스(30)가 상부 챔버(130) 측에 배치되고 패널(10)이 하부 챔버(110) 측에 배치되기 때문에 도 22 내지 도 26에 도시된 영상 촬영 유닛(210a)이 적용되어 상부 챔버(130) 측의 커버 글래스(30)에 대한 영상과 하부 챔버(110) 측의 패널(10)에 대한 영상을 함께 촬영하는 것이 바람직하다.

커버 글래스 촬영 모듈(220)과 패널 촬영 모듈(230)은 한 몸체로 서로 연결되게 마련될 수 있다. 이때, 한 몸체로 연결되는 커버 글래스 촬영 모듈(220)과 패널 촬영 모듈(230)은 두 쌍으로 적용된다. 따라서 커버 글래스(30)와 패널(10)의 양 사이드 영역을 촬영하는데 속도를 높일 수 있다.

영상 촬영 유닛(210a)을 이루는 커버 글래스 촬영 모듈(220)과 패널 촬영 모듈(230)의 구조는 실질적으로 거의 동일하다. 다만, 커버 글래스 촬영 모듈(220)은 촬영 초점 위치가 상이한 커버 글래스(30)의 각 부분, 예컨대 도 26처럼 촬영 초점 위치가 상이한 커버 글래스(30)의 전면부(31)와 절곡 에지부(32)에 대한 영상들을 동시에 촬영할 수 있다.

이러한 커버 글래스 촬영 모듈(220)은 카메라(221)와, 카메라(221)의 일측에 결합되는 단렌즈(222)와, 단렌즈(222)에 연결되는 조명부재(223)와, 커버 글래스(30)를 향한 조명부재(223)의 일단부 전체 영역 중에서 일부에 착탈 가능하게 결합되는 글라스 박스(225)를 포함할 수 있다.

카메라(221)는 본 실시예에서 CCD 카메라(221, charge-coupled device camera, CCD camera)로 적용될 수 있다. CCD 카메라(221)는 디지털카메라의 하나로, 전하 결합 소자(CCD)를 사용하여 영상을 전기 신호로 변환함으로써 디지털 데이터로 플래시 메모리 등의 기억 매체에 저장하는 장치를 일컫는다. 화질이 우수한 이점이 있다.

단렌즈(222)는 단초점 렌즈 혹은 초점 고정 렌즈라고도 불리는 렌즈로서 조리개 개방수치가 높기 때문에 화질이 우수하다. 조명부재(223)는 LED 조명을 사용할 수 있다.

한편, 글라스 박스(225)는 유리(glass) 재질로 된 일정 두께의 블록형 구조물로서 빛의 굴절률을 상이하게 하는 역할을 한다. 글라스 박스(225)가 유리 재질이라서 이곳을 통과하는 빛의 굴절률에 차이가 발생될 수 있다.

이러한 글라스 박스(225)는 조명부재(223)의 단부에 마련되는 착탈부(224)에 착탈 가능하게 결합될 수 있다. 이처럼 글라스 박스(225)가 착탈부(224)에 착탈 가능하게 결합될 경우, 글라스 박스(225)를 용이하게 교체할 수 있다. 특히, 초점 거리를 맞추기 위해 여러 종의 글라스 박스(미도시)를 선택해서 적용할 수 있는 이점이 있다.

본 실시예처럼 조명부재(223)의 일측에 글라스 박스(225)가 설치되는 경우, 도 26처럼 조명부재(223)에서 글라스 박스(225)를 통과하는 가상의 제1 촬영라인을 통해 커버 글래스(30)의 전면부(31)의 영상이 촬영되고, 글라스 박스(225)를 통과하지 않는 가상의 제2 촬영라인을 통해 커버 글래스(30)의 절곡된 부분인 절곡 에지부(32)의 영상이 촬영될 수 있다. 즉 글라스 박스(225)에 의해 그 굴절률이 달라지기 때문에 촬영 초점위치가 상이한 커버 글래스(30)의 각 부분에 대한 영상들을 동시에 촬영할 수 있게 되는 것이다.

실제, 앞서도 기술한 것처럼 카메라(221)의 단렌즈(222)로 커버 글래스(30)의 전면부(31)와 절곡 에지부(32)의 초점을 각각 맞추려면 카메라(221)의 단렌즈 위치 조절 스테이지(미도시)를 사용하거나 여러 대의 카메라(미도시)를 장착해서 사용하는 것을 고려할 수밖에 없다. 하지만, 카메라(221)의 단렌즈 위치 조절 스테이지를 적용하는 경우에는 촬영 초점위치가 변경될 때마다 카메라의 단렌즈 위치를 조절해야 하는 번거로움이 있고, 여러 대의 카메라를 적용하는 경우에는 장치의 구조가 복잡해질 수밖에 없다.

그렇지만, 본 실시예의 경우에는 이와 같은 복잡한 제어나 구조에서 벗어나 간단하면서도 효과가 좋고 콤팩트한 구조의 글라스 박스(225)를 적용하고 있는 것이다. 전술한 것처럼 글라스 박스(225)에 의해 그 굴절률이 달라지기 때문에 촬영 초점위치가 상이한 커버 글래스(30)의 전면부(31)와 절곡 에지부(32)에 대한 영상들을 동시에 촬영할 수 있게 되는 것이다.

패널 촬영 모듈(230)은 커버 글래스 촬영 모듈(220)과는 독립적으로 마련되며, 패널(10)의 영상을 촬영하는 역할을 한다. 패널 촬영 모듈(230)은 글라스 박스(225)를 제외하고 커버 글래스 촬영 모듈(220)과 구조가 동일하다.

커버 글래스 촬영 모듈(220)은 제1 모듈 탑재부(241)에 탑재되고, 패널 촬영 모듈(230)은 제2 모듈 탑재부(242)에 탑재되며, 제1 및 제2 모듈 탑재부(241,242)는 모듈 지지대(243)에 일체로 연결된다. 따라서 커버 글래스 촬영 모듈(220)과 패널 촬영 모듈(230)은 한 몸체로 연결될 수 있다.

모듈 지지대(243)는 유닛 이동부(250)에 연결되어 이동된다. 유닛 이동부(250)는 리니어 모터의 일종으로 서로 연결되어 한 몸체를 이루는 커버 글래스 촬영 모듈(220)과 패널 촬영 모듈(230)의 위치 이동을 담당한다. 즉 촬영이 필요할 때만 하부 챔버(110)와 상부 챔버(130) 사이로 커버 글래스 촬영 모듈(220)과 패널 촬영 모듈(230)이 배치되게끔 구동시킨다.

도 27 및 도 28은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 진공 라미네이팅 장치에서 상부 챔버 영역의 구조도이다.

한편, 절곡 에지부(32)가 90보다 작은 커버 글래스(30)를 로딩시키기 위해 혹은 사이즈가 상이한 커버 글래스 모두에 적용하기 위해 이동식 커버 글래스 지그(331)가 적용될 수 있다. 이동식 커버 글래스 지그(331)는 지그 구동부(340)에 의해 동작될 수 있다.

지그 구동부(340)는 이동식 커버 글래스 지그(331)의 이동을 가이드하는 LM 가이드(341)와, 이동식 커버 글래스 지그(331)에 연결되는 샤프트(342)와, 샤프트(342)를 이동시키는 샤프트 이동유닛(343)을 포함할 수 있다.

이에, 지그 구동부(340)의 작용으로 이동식 커버 글래스 지그(331)가 도 27처럼 서로 벌어진 상태에서 커버 글래스(30)가 로딩부(345)에 로딩된 후, 이어 도 28처럼 이동식 커버 글래스 지그(331)가 근접되면 이동식 커버 글래스 지그(331)가 커버 글래스(30)에 밀착되면서 커버 글래스(30)가 로딩부(345)에 로딩될 수 있다.

이와 같은 구조는 전술한 것처럼 절곡 에지부(32)가 90보다 작은 경우이거나 혹은 사이즈가 상이한 커버 글래스 모두에 적용할 수 있는 이점이 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 변형예들은 본 발명의 청구범위에 속한다고 하여야 할 것이다.

10 : 패널 30 : 커버 글래스
31 : 전면부 32 : 절곡 에지부
50 : 캐리어 필름 110 : 하부 챔버
111 : 커버 글래스 지그 112 : 로드 셀
130 : 상부 챔버 135 : 툴 구동부
136 : 상하 구동 액추에이터 137 : 좌우 구동 액추에이터
140 : 스퀴즈 툴 141 : 스퀴즈 툴 바디
142 : 교체식 스퀴즈 팁 180 : 필름 클램핑 유닛
182 : 이동식 사이드 클램프 182a : 고정 클램프
182b : 이동 클램프 182c : 클램프 실린더
184 : 사이드 클램프 구동부 190 : 컨트롤러
210 : 영상 촬영 유닛

Claims (23)

1. 패널(panel)을 커버 글래스(cover glass)의 내벽에 접촉 가압시킨 이후에 스퀴즈(Squeeze) 방식으로 이동되면서 상기 패널과 상기 커버 글래스 간의 라미네이팅 공정을 진행하는 스퀴즈 툴(Squeeze Tool); 및
   상기 스퀴즈 툴에 연결되며, 상기 스퀴즈 툴을 구동시키는 툴 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 라미네이팅 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 패널은 캐리어 필름(carrier film)에 지지되며,
   상기 스퀴즈 툴은 복수 개로 마련되며,
   상기 복수 개의 스퀴즈 툴은 상기 캐리어 필름을 매개로 해서 상기 패널의 중심부를 상기 커버 글래스에 접촉 가압시킨 이후에 상기 커버 글래스의 중심을 기준으로 에지(edge) 쪽으로 이동되면서 상기 패널과 상기 커버 글래스 간의 라미네이팅 공정을 진행하는 것을 특징으로 하는 진공 라미네이팅 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 스퀴즈 툴은,
   스퀴즈 툴 바디(Squeeze Tool Body); 및
   상기 스퀴즈 툴 바디의 단부에 교체 가능하게 결합되되 실질적으로 상기 캐리어 필름에 접촉 가압되는 교체식 스퀴즈 팁(Squeeze Tip)을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 라미네이팅 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 교체식 스퀴즈 팁은 탄성 재질로 제작되되 상기 커버 글래스의 형상에 따라 변경 가능하며,
   상기 교체식 스퀴즈 팁의 표면은 미끄러짐에 유리하도록 표면 코팅(Coating) 처리되는 것을 특징으로 하는 진공 라미네이팅 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 툴 구동부는,
   상기 스퀴즈 툴을 상하 방향으로 구동시키되 레귤레이터(regulator)의 설정 압력에 따라 구동되는 상하 구동 액추에이터; 및
   상기 스퀴즈 툴을 상기 상하 방향에 교차되는 좌우 방향을 따라 구동시키되 레귤레이터(regulator)의 설정 압력에 따라 구동되는 좌우 구동 액추에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 라미네이팅 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 스퀴즈 툴과 상기 툴 구동부는 하부 챔버 또는 상부 챔버에 연결되며,
   상기 커버 글래스는 상기 하부 챔버 또는 상기 상부 챔버에 마련되는 커버 글래스 지그에 로딩되며,
   상기 스퀴즈 툴은 상기 커버 글래스 지그에 로딩되는 커버 글래스를 향한 하향 가압으로 라미네이팅 공정을 진행하는 것을 특징으로 하는 진공 라미네이팅 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 커버 글래스 지그는 지그 구동부의 동작에 의해 이동 가능한 이동식 커버 글래스 지그인 것을 특징으로 하는 진공 라미네이팅 장치.
8. 제6항에 있어서,
   상기 하부 챔버에 배치되며, 상기 필름과 상기 커버 글래스의 라미네이팅 공정이 진행될 때 상기 스퀴즈 툴이 상기 캐리어 필름에 밀착되도록 상기 캐리어 필름을 클램핑(clamping)하는 필름 클램핑 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 라미네이팅 장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 필름 클램핑 유닛은,
   상기 커버 글래스 지그에 접근 또는 이격 가능하게 이동식으로 마련되며, 상기 라미네이팅 공정 시 상기 캐리어 필름의 사이드 영역을 클램핑하는 이동식 사이드 클램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 라미네이팅 장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 이동식 사이드 클램프는 상기 커버 글래스 지그의 양측에 대칭되게 배치되고 동시 동작되는 것을 특징으로 하는 진공 라미네이팅 장치.
11. 제9항에 있어서,
    상기 이동식 사이드 클램프는,
    고정 클램프;
    상기 고정 클램프와의 사이에서 상기 캐리어 필름이 클램프되도록 상기 고정 클램프에 접근 또는 이격되는 이동 클램프; 및
    상기 이동 클램프에 결합되며, 상기 이동 클램프를 상기 고정 클램프에 접근 또는 이격 구동시키는 클램프 실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 라미네이팅 장치.
12. 제9항에 있어서,
    상기 필름 클램핑 유닛은,
    상기 이동식 사이드 클램프와 연결되며, 상기 라미네이팅 공정 시 상기 이동식 사이드 클램프가 이동되도록 상기 이동식 사이드 클램프를 구동시키는 사이드 클램프 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 라미네이팅 장치.
13. 제12항에 있어서,
    상기 사이드 클램프 구동부는 레귤레이터(regulator)의 설정 압력에 따라 구동되는 클램프 구동 실린더인 것을 특징으로 하는 진공 라미네이팅 장치.
14. 제1항에 있어서,
    상기 라미네이팅 공정 시 상기 스퀴즈 툴이 상기 패널의 중심부를 상기 커버 글래스에 접촉 가압시킨 이후에 상기 커버 글래스의 중심을 기준으로 에지(edge) 쪽으로 이동되면서 상기 패널과 상기 커버 글래스 간의 라미네이팅 공정을 진행할 수 있도록 상기 툴 구동부의 동작을 컨트롤하는 컨트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 라미네이팅 장치.
15. 제1항에 있어서,
    상기 패널과 상기 커버 글래스의 상대적인 얼라인(align) 조정을 위하여 상기 패널과 상기 커버 글래스 중 적어도 어느 하나의 영상을 촬영하는 영상 촬영 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 라미네이팅 장치.
16. 제1항에 있어서,
    상기 커버 글래스는,
    전면을 이루는 전면부; 및
    상기 전면부의 단부에서 절곡 형성되되 상기 전면부를 연결하는 가상의 축선에 대하여 직각 혹은 둔각을 이루는 절곡 에지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 라미네이팅 장치.
17. 커버 글래스(cover glass)와 라미네이팅(laminating)될 패널(panel)이 로딩되는 패널 로딩 단계; 및
    스퀴즈 툴(Squeeze Tool)을 사용해서 상기 패널을 상기 커버 글래스의 내벽에 접촉 가압시킨 이후에 상기 스퀴지 툴을 스퀴즈(Squeeze) 방식으로 이동시키면서 상기 패널과 상기 커버 글래스 간의 라미네이팅 공정을 진행하는 라미네이팅 진행 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 라미네이팅 방법.
18. 제17항에 있어서,
    상기 패널 로딩 단계는 상기 패널이 캐리어 필름(carrier film)에 지지된 상태로 로딩되는 단계인 것을 특징으로 하는 진공 라미네이팅 방법.
19. 제18항에 있어서,
    상기 라미네이팅 진행 단계는,
    상기 스퀴즈 툴이 상기 캐리어 필름을 매개로 해서 상기 패널의 중심부를 상기 커버 글래스에 접촉 가압시킨 이후에 상기 커버 글래스의 중심을 기준으로 에지(edge) 쪽으로 이동되면서 진행하는 것을 특징으로 하는 진공 라미네이팅 방법.
20. 제18항에 있어서,
    상기 패널 로딩 단계 후에,
    상기 캐리어 필름을 클램핑(clamping)하는 필름 클램핑 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 라미네이팅 방법.
21. 제17항에 있어서,
    상기 라미네이팅 진행 단계 전에,
    상부 챔버와 하부 챔버가 닫히고 내부가 진공으로 형성되는 챔버 닫힘 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 라미네이팅 방법.
22. 제17항에 있어서,
    상기 라미네이팅 진행 단계의 후에,
    상기 상부 챔버와 상기 하부 챔버 내의 진공을 해제하고 상기 상부 챔버와 상기 하부 챔버를 열어 제품을 취출하는 제품 취출 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 라미네이팅 방법.
23. 제17항에 있어서,
    상기 라미네이팅 진행 단계 전에,
    상기 패널과 상기 커버 글래스의 상대적인 얼라인(align) 조정을 위하여 상기 패널과 상기 커버 글래스 중 적어도 어느 하나의 영상을 촬영하는 영상 촬영 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 라미네이팅 방법.

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