KR101238992B1 - 라미네이팅 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 적어도 일부 영역이 경사진 경사면을 갖는 기판에, 1종 이상의 기능성 필름을 부착시키는 라미네이팅 장치로서, 상기 1종 이상의 기능성 필름이 감겨있는 언와인더(unwinder); 상기 언와인더로부터 풀리는 기능성 필름을 이동시키는 주행 롤러; 상기 주행 롤러에 의해 주행하는 상기 기능성 필름을 절단하는 컷팅 장치; 및 상기 컷팅 장치에 의해 컷팅된 기능성 필름이, 상기 주행 롤러에 의해, 상기 기판에 부착하고자 하는 위치에 도달되면, 상기 기능성 필름을 상기 기판에 부착시키는 라미네이팅 롤러로서, 상기 기판의 경사면에 상기 기능성 필름이 밀착되도록 상기 기판의 경사면에 대응하여 위치 조절되는 라미네이팅 롤러를 포함하는 라미네이팅 장치를 제공한다.
Figure R1020090097377
기능성 필름, 라미네이팅 장치

Description

라미네이팅 장치{LAMINATING APPARATUS}
본 발명은, 기판에 기능성 필름을 적층시키는 라미네이팅 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 경사면을 갖는 기판에 기능성 필름을 밀착 적층시킬 수 있는 라미네이팅 장치에 관한 것이다.
일반적으로 디스플레이 장치란 TV나 컴퓨터용 모니터 등을 통틀어 일컫는 말로서, 화상을 형성하는 디스플레이 패널을 갖는 디스플레이 조립체와, 디스플레이 조립체를 지지하는 케이싱을 포함한다.
디스플레이 조립체는 화상을 형성하는 CRT(Cathode Ray Tube), LCD(Liquid Crystal Display) 및 PDP(Plasma display Panel)과 같은 디스플레이 패널과, 디스플레이 패널의 구동을 위한 회로 기판과, 디스플레이 패널의 전방에 배치되는 광학 필터를 포함한다.
광학 필터로는 외부로부터 입사된 외광이 다시 외부로 반사되는 것을 방지하는 반사 방지막, 리모콘과 같은 전자 기기의 오작동 방지를 위해 디스플레이 패널에서 발생된 근적외선을 차폐하는 근적외선 차폐막, 색 조절 염료를 포함하여 색조를 조절함으로써 색순도를 높이는 색보정막, 및 디스플레이 장치 구동시 디스플레 이 패널에서 발생되는 전자파의 차폐를 위한 전자파차폐 필름 중 선택된 1종 이상의 기능성 필름을 포함한다.
이러한 기능성 필름은 디스플레이 패널과 같은 기판 위에 라미네이팅 롤러를 포함하는 라미네이팅 장치에 의해 부착되는 것이 일반적이다.
그러나, 기판이 도 8과 같이 평평한 경우는 기존 라미네이팅 장치를 이용하여 기능성 필름을 부착할 수 있으나, 기판이 직선 경사면이나 곡면을 갖는 경우 기존 라미네이팅 장치로는 기능성 필름을 부착할 수 없었다.
이에 직선 경사면이 곡면을 갖는 기판의 경우에는 수작업으로 기능성 필름을 부착하였는데, 이러한 수작업시 기포 및 접착압 편차가 발생하여 제품 불량율을 높인다는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은, 수작업이 아닌 자동화 공정으로, 경사면을 갖는 기판에 기능성 필름을 정밀하고 용이하게 부착시킬 수 있는 라미네이팅 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은, 적어도 일부 영역이 경사진 경사면을 갖는 기판에, 1종 이상의 기능성 필름을 부착시키는 라미네이팅 장치로서, 상기 1종 이상의 기능성 필름이 감겨있는 언와인더(unwinder); 상기 언와인더로부터 풀리는 기능성 필름을 이동시키는 주행 롤러; 상기 주행 롤러에 의해 주행하는 상기 기능성 필름을 절단하는 컷팅 장치; 및 상기 컷팅 장치에 의해 컷팅된 기능성 필름이, 상기 주행 롤러에 의해, 상기 기판에 부착하고자 하는 위치에 도달되면, 상기 기능성 필름을 상기 기판에 부착시키는 라미네이팅 롤러로서, 상기 기판의 경사면에 상기 기능성 필름이 밀착되도록 상기 기판의 경사면에 대응하여 위치 조절되는 라미네이팅 롤러를 포함하는 라미네이팅 장치를 제공한다.
본 발명에 따르면, 수작업이 아닌 자동화 공정으로, 경사면을 갖는 기판에 기능성 필름을 정밀하고 용이하게 부착시킬 수 있어, 불량율을 감소시키고, 생산율을 향상시킬 수 있게 된다.
본 발명에 따른 라미네이팅 장치는, 적어도 일부 영역이 경사진 경사면을 갖는 기판에, 1종 이상의 기능성 필름을 부착시키는 라미네이팅 장치로서, 상기 1종 이상의 기능성 필름이 감겨있는 언와인더(unwinder); 상기 언와인더로부터 풀리는 기능성 필름을 이동시키는 주행 롤러; 상기 주행 롤러에 의해 주행하는 상기 기능성 필름을 절단하는 컷팅 장치; 및 상기 컷팅 장치에 의해 컷팅된 기능성 필름이, 상기 주행 롤러에 의해, 상기 기판에 부착하고자 하는 위치에 도달되면, 상기 기능성 필름을 상기 기판에 부착시키는 라미네이팅 롤러로서, 상기 기판의 경사면에 상기 기능성 필름이 밀착되도록 상기 기판의 경사면에 대응하여 위치 조절되는 라미네이팅 롤러를 포함한다.
상기 기판은, 유리 기판 또는 플렉시블 플라스틱 기판일 수 있다. 상기 유리 기판으로는 강화 유리일 수 있으며, 상기 플렉시블 플라스틱 기판은 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate, PET), 폴리아릴레이트(polyarylates), 폴리에테르설폰(polyethersulfone, PES), 폴리카보네이트(polycarbonates, PC), 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylenenaphthalates, PEN), 폴리이미드(polyimide, PI), 및 에폭시 수지 중에서 선택된 1종 이상으로 형성된 기판일 수 있다.
상기 기판의 경사면의 경사도는, 상기 기판의 평평한 평면을 기준으로 0 초과 90° 미만일 수 있다.
상기 기판의 경사면은 직선 경사면 또는 곡면일 수 있으나 이로 한정되는 것은 아니다.
상기 기능성 필름이 부착되는 기판은, LCD TV용 곡면형 디스플레이 패널일 수 있으나, 이로 한정되는 것은 아니다. 이에 TV 전면 디자인 증대용 및 기능성 필름으로 활용할 수 있다.
본 발명에 따른 라미네이팅 장치는, 상기 기능성 필름이 부착될 기판을 연속적으로 일방향으로 이송하여 공급하는 기판 공급 장치를 더 포함할 수 있다. 상기 기판 공급 장치의 경우, 상기 주행 롤러에 의해 주행하는 기능성 필름을 상기 라미네이팅 롤러를 사용하여 상기 기판에 부착시키기 위해, 상기 기판을 상기 라미네이팅 롤러에 인접하게 낱장으로 연속적으로 공급하는 역할을 하며, 상기 기판 공급 장치의 예로 당 업계에서 일반적으로 사용되는 롤러 컨베이어를 들 수 있으나, 이로 한정되는 것은 아니며, 당 분야에서 기판을 이송하기 위한 장치라면 모두 적용 가능하다. 여기서, 롤러 컨베이어는 기판을 이송하기도 하고 기판이 장착된 이송용 카세트를 이송할 수도 있다.
상기 언와인더에는, 1종 이상의 기능성 필름만 감겨져 있거나, 이형 필름 및 이형 필름 위에 적층된 1종 이상의 기능성 필름을 포함하는 필름 적층체가 감겨져 있을 수도 있다. 상기 필름 적층체는 기능성 필름의 보호를 위한 보호 필름을 더 포함할 수 있다.
예컨대, 이형 필름, 1종 이상의 기능성 필름, 및 보호 필름 순으로 적층된 필름 적층체가 상기 언와인더에 감겨있을 수 있다.
상기 기능성 필름으로는, 외부로부터 입사된 외광이 다시 외부로 반사되는 것을 방지하는 반사방지 필름; 리모콘과 같은 전자 기기의 오작동 방지를 위해 디스플레이 패널에서 발생된 근적외선을 차폐하는 근적외선 차폐필름; 색 조절 염료 를 포함하여 색조를 조절함으로써 색순도를 높이는 색보정 필름; 및 디스플레이 장치 구동시 디스플레이 패널에서 발생되는 전자파의 차폐를 위한 전자파차폐 필름을 예로 들 수 있다.
본 발명에 따른 라미네이팅 장치는, 상기 언와인더와 상기 컷팅 장치 사이에 위치하는 슬리팅 장치로서, 상기 기능성 필름을 상기 기판의 단폭 길이에 따라 슬리팅(slitting)하는 슬리팅 장치를 더 포함할 수 있다.
한 예로 상기 언와인더에서 상기 필름 적층체가 풀리게 되면, 상기 슬리팅 장치에서 상기 필름 적층체의 단폭 길이를 상기 기판의 단폭 길이보다 작게 또는 같도록 슬리팅할 수도 있다(도 1 참조). 슬리팅된 필름 적층체의 단폭 길이와 기판의 단폭 길이의 공차는 2mm일 수 있으나, 이로 한정되는 것은 아니다.
상기 슬리팅 장치에서 슬리팅된 상기 필름 적층체는 상기 주행 롤러에 의해 주행하다가, 상기 필름 적층체 중 보호 필름은 분리되어 보호 필름 와인더에 감겨 제거될 수 있다.
상기 컷팅 장치는 상기 주행 롤러에 의해 주행하는 상기 기능성 필름의 수직 방향에서 절단하되, 상기 이형 필름 위에 위치한 상기 1종 이상의 기능성 필름만 절단하고 상기 이형 필름은 절단하지 않는 하프 컷팅(half cutting) 장치일 수 있다.
상기 컷팅 장치에서는 상기 기능성 필름이 주행하는 방향에 대해 수직한 방향에서 절단하되, 상기 기능성 필름의 장폭 길이를 상기 기판의 장폭 길이보다 작게 또는 같도록 절단할 수 있다.
상기 라미네이팅 롤러는, 상기 기능성 필름 및 상기 기판의 주행 방향(도 4 참조)에 대해 수직한 방향으로 승강되어 위치 조절될 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상부 라미네이팅 롤러(8번)가 곡면 폴리카보네이트(14번) 면을 추종하도록 Motor(11번)가 제어되며 형상의 오차는 라미네이팅 롤러(12번)이 보상해준다.
상기 라미네이팅 롤러는, 상기 기판의 경사면에 대응하여 승강 가능하도록 설치된 제1 라미네이팅 롤러; 및 상기 제1 라미네이팅 롤러와 간격을 두고 설치되되, 상기 기판의 경사면에 대응하여 승강 가능하도록 설치된 제2 라미네이팅 롤러를 포함할 수 있다. 상기 제1 라미네이팅 롤러와 상기 제2 라미네이팅 롤러는 상기 기능성 필름 및 상기 기판의 주행 방향을 따라 서로 간격을 두고 이격되게 설치되어 있을 수 있다(도 4 참조).
예컨대, 상기 기능성 필름이 부착되는 상기 기판의 부착면이 일부 평면이고 일부 경사면을 갖는 경우, 상기 제1 및 제2 라미네이팅 롤러는 상기 기판에 상기 기능성 필름을 부착시키되, 상기 기판의 경사면에 상기 기능성 필름을 부착시킬 때는 상기 제1 라미네이팅 롤러가 하강하여 상기 기능성 필름을 상기 기판의 경사면에 밀착되게 부착시키고, 상기 경사면에 상기 기능성 필름의 부착이 완료되면 상승할 수 있다(도 4 참조).
이처럼 제1 라미네이팅 롤러가, 상기 기판의 경사면을 추종하고, 이에 따라 높이를 조절할 수 있도록 구비됨에 따라, 경사면을 추종한 후 제1 라미네이팅 롤러로 상기 경사면에 접착압을 가압하여 접착 강도를 높이고 접합 불량을 제거하거나 최소화 할 수 있다. 상기 경사면이 끝나면 상기 제1 라미네이팅 롤러는 상승하여 다음 기판의 라미네이팅을 위해 대기하게 된다.
여기서, 제1 및 제2 라미네이팅 롤러 모두 승강형으로 구비할 수도 있고, 상기 라미네이팅 롤러가 하나는 고정형으로 하나는 승강형으로 구비될 수 있다.
상기 제1 및 제2 라미네이팅 롤러는 당 업계에서 일반적인 실린더에 의해 상승 및 하강될 수 있다.
여기서, 상기 라미네이팅 롤러는 지름이 30 ~ 100mm일 수 있으나, 바람직하게는 60mm일 수 있다. 여기서, 지름은 라미네이팅 롤러의 원형 단면에 있어서, 원의 지름을 의미한다. 지름이 너무 크면 이에 맞추어 이송용 카세트를 크게 제작하여야 하고, 지름이 너무 작으면 라미네이팅시 라미네이팅 롤에 휨이 발생할 수도 있다.
상기 라미네이팅 롤러는 경도는 브르넬 경도로서 50 ~ 70Hb일 수 있다. 상기 경도가 50Hb 미만인 경우에는 라미네이팅 롤러의 수명이 짧아질 수 있고, 70Hb를 초과하는 경우에는 너무 딱딱하여 곡면 추종성이 떨어질 수 있다.
상기 라미네이팅 롤러의 재질로는 실리콘 또는 우레탄을 예로 들 수 있으나, 이로 한정되는 것은 아니다. 우레탄이 바람직할 수 있다.
본 발명에서, 상기 기판을 상기 라미네이팅 롤러에 인접하도록, 기판 공급 장치에 의해 이송시킬 수도 있고(도 1 및 도 2 참조), 상기 기판을 이송용 카세트(cassette)에 장착한 후, 이를 기판 공급 장치에 의해 이송시킬 수도 있다(도 3 참조).
여기서, 이송용 카세트가 더 구비되는 경우, 라미네이팅 롤러에 의해 기판에 가압력이 가해졌을 때, 기판 파손 우려를 사전에 예방할 수 있다.
상기 이송용 카세트는, 라미네이팅 롤러의 압력에 대해 변형이 없고 경량하며, 이송시 사행되지 않는 재질로 구비되는 것이 바람직하다.
예컨대, 상기 이송용 카세트는, PU(폴리우레탄), PE(폴리에틸렌) 및 MC 나일론(Monomer Cast Nylon) 중에서 선택된 1종 이상으로 형성될 수 있다.
상기 이송용 카세트에는 상기 기판이 밀착 장착될 수 있도록, 상기 기판의 경사면에 대응하는 경사면이 구비되어 있을 수 있다.
본 발명에 따른 라미네이팅 장치는, 상기 라미네이팅 롤러에 인접하게 위치한 이형 필름 분리기로서, 상기 이형 필름 위에 적층된 기능성 필름을 상기 라미네이팅 롤러에 의해 상기 기판에 부착시킬 때 상기 이형 필름을 상기 기능성 필름으로부터 분리시키는 이형 필름 분리기를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 이형 필름 분리기에 의해 분리되는 이형 필름을 와인딩(winding)하는 이형필름 와인더를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 라미네이팅 장치에 있어서, 오퍼레이터(Operator)가 작업 전 제품의 사이즈를 확인하고 입력하는 방식이다. 입력된 사이즈에서 필름을 전후단 줄일 것인지도 입력하게 된다. 그러면 PLC(Program Logic Controller)에 설정된 프로그램이 초기 설정 간격과 후단 설정 간격을 천천히 라미네이팅을 하고 롤러가 하강이 시작되는 시점에 실런더의 위치 확인 센서의 접점이 살면 모터도 하강한다. 곡면 형상 오차가 있을 수 있기 때문에 실린더의 행정 거리(약 10mm) 정도가 오차 를 해소할 수 있다.
본 발명에 따른 라미네이팅 장치는, 경사면을 갖는 기판에 기능성 필름을 부착하는 기존 수작업의 자동화를 구현한 장치로서, 기존 수작업에 따른 문제점인 기포 및 접착압 편차가 발생을 해결하고, 수작업이 아닌 자동화 공정으로 경사면을 갖는 기판에 기능성 필름을 정밀하고 용이하게 부착시킬 수 있다. 이에 불량율을 감소시키고, 생산율을 향상시킬 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 라미네이팅 장치의 측면 개략도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 라미네이팅 장치에 있어, 라미네이팅 롤러를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 라미네이팅 장치의 라미네이팅 롤러를 사용하여 기능성 필름을 기판에 부착하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 5은 본 발명에 따른 라미네이팅 장치의 라미네이팅 롤러를 사용하여 기능성 필름을 이송용 카세트에 장착된 기판에 부착하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 6은 도 5의 일부 영역의 확대 단면도이다.
도 7는 도 5의 이송용 카세트를 도시한 도면이다.
도 8은 종래 평판 형태의 기판에 기능성 필름을 부착한 것을 도시한 도면이다.

Claims (17)

  1. 적어도 일부 영역이 경사진 경사면을 갖는 기판에, 1종 이상의 기능성 필름을 부착시키는 라미네이팅 장치로서,
    상기 1종 이상의 기능성 필름이 감겨있는 언와인더(unwinder);
    상기 언와인더로부터 풀리는 기능성 필름을 이동시키는 주행 롤러;
    상기 주행 롤러에 의해 주행하는 상기 기능성 필름을 절단하는 컷팅 장치; 및
    상기 컷팅 장치에 의해 컷팅된 기능성 필름이, 상기 주행 롤러에 의해, 상기 기판에 부착하고자 하는 위치에 도달되면, 상기 기능성 필름을 상기 기판에 부착시키는 라미네이팅 롤러로서, 상기 기판의 경사면에 상기 기능성 필름이 밀착되도록 상기 기판의 경사면에 대응하여 위치 조절되는 라미네이팅 롤러
    를 포함하는 라미네이팅 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 기판의 경사면의 경사도는 상기 기판의 평평한 평면을 기준으로 0 초과 90° 미만인 것인 라미네이팅 장치.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 기판의 경사면은 직선 경사면 또는 곡면인 것인 라미네이팅 장치.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 언와인더에는, 이형 필름 및 상기 이형 필름 위에 적층된 상기 1종 이상의 기능성 필름을 포함하는 필름 적층체가 감겨져 있으며,
    상기 컷팅 장치는 상기 기능성 필름의 수직 방향에서 절단하되, 상기 이형 필름 위에 위치한 상기 1종 이상의 기능성 필름만 절단하고 상기 이형 필름은 절단하지 않는 하프 컷팅(half cutting) 장치인 것인 라미네이팅 장치.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 언와인더와 상기 컷팅 장치 사이에 위치하는 슬리팅 장치로서, 상기 기능성 필름을 상기 기판의 단폭 길이에 따라 슬리팅(slitting)하는 슬리팅 장치를 더 포함하는 것인 라미네이팅 장치.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 언와인더에는, 이형 필름, 상기 이형 필름 위에 적층된 상기 1종 이상의 기능성 필름 및 상기 1종 이상의 기능성 필름 위에 적층된 보호 필름을 포함하는 필름 적층체가 감겨져 있으며,
    상기 슬리팅 장치와 상기 컷팅 장치 사이에 위치하며, 상기 언와인더에서 풀리는 필름 적층체에서 상기 보호 필름이 분리되도록 상기 보호 필름을 와인딩(winding)하는 보호 필름 와인더를 더 포함하는 것인 라미네이팅 장치.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 라미네이팅 롤러는, 상기 기능성 필름의 주행 방향에 대해 수직한 방향으로 승강되어 위치 조절되는 것인 라미네이팅 장치.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 라미네이팅 롤러는, 상기 기판의 경사면에 대응하여 승강되는 제1 라미네이팅 롤러; 및 상기 제1 라미네이팅 롤러와 간격을 두고 승강되게 구비된 제2 라미네이팅 롤러를 포함하는 것인 라미네이팅 장치.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 기능성 필름이 부착되는 상기 기판의 부착면은 평면 및 경사면을 가지며,
    상기 제1 및 제2 라미네이팅 롤러는 상기 기판에 상기 기능성 필름을 부착시키되, 상기 기판의 경사면에 상기 기능성 필름을 부착시킬 때는 상기 제1 라미네이팅 롤러가 하강하여 상기 기능성 필름을 상기 기판의 경사면에 밀착되게 부착시키고, 상기 경사면에 상기 기능성 필름의 부착이 완료되면 상승하는 것인 라미네이팅 장치.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 라미네이팅 롤러는 지름이 30 ~ 100mm인 것인 라미네이팅 장치.
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 라미네이팅 롤러는 경도가 브르넬 경도로서 50 ~ 70Hb인 것인 라미네이팅 장치.
  12. 청구항 1에 있어서, 상기 기판이 장착되는 이송용 카세트(cassette)를 더 포함하며,
    상기 라미네이팅 롤러는 상기 이송용 카세트(cassette)에 장착된 상기 기판에 상기 기능성 필름을 부착시키는 것인 라미네이팅 장치.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 이송용 카세트는 PU(폴리우레탄), PE(폴리에틸렌) 및 MC 나일론(Monomer Cast Nylon) 중 선택된 재질을 포함하는 것인 라미네이팅 장치.
  14. 청구항 12에 있어서, 상기 이송용 카세트에는 상기 기판이 밀착 장착될 수 있도록, 상기 기판의 경사면에 대응하는 경사면이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 라미네이팅 장치.
  15. 청구항 4에 있어서, 상기 라미네이팅 롤러에 인접하게 위치한 이형 필름 분리기로서, 상기 이형 필름 위에 적층된 기능성 필름을 상기 라미네이팅 롤러에 의해 상기 기판에 부착시킬 때 상기 이형 필름을 상기 기능성 필름으로부터 분리시키는 이형 필름 분리기를 더 포함하는 것인 라미네이팅 장치.
  16. 청구항 15에 있어서, 상기 이형 필름 분리기에 의해 분리되는 이형 필름을 와인딩(winding)하는 이형 필름 와인더를 더 포함하는 것인 라미네이팅 장치.
  17. 청구항 1에 있어서, 상기 기능성 필름이 부착될 위치로 기판을 낱장으로 이 송시켜 기판을 공급하는 기판 공급 장치를 더 포함하는 것인 라미네이팅 장치.
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