KR101961882B1 - 강화유리 도광판의 듀얼프로세스 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 복수의 경로로 로딩/언로딩되는 LGP기판(10)에 패턴을 형성하는 시스템에 있어서: 상기 LGP기판(10)의 일측 경로 상으로 정렬부(31)와 코팅부(32)를 구비하는 제1반송수단(21); 상기 LGP기판(10)의 타측 경로 상으로 정렬부(31)와 코팅부(32)를 구비하는 제2반송수단(22); 상기 제1반송수단(21)과 상기 제1반송수단(21)이 교차되는 성형영역에 성형롤러(44)와 UV조사기(46)를 구비하는 성형수단(40); 및 상기 제1반송수단(21), 제2반송수단(22), 성형수단(40)을 설정된 순서로 작동하는 제어수단(50);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에, 각종 디스플레이용 도광판의 양산에서 유리기판을 양측으로 로딩/언로딩하면서 중간의 공유된 공정 영역을 교번적으로 활용하는 방식으로 시스템 전체의 외형을 축소하면서 택 타임 경감에 의한 생산성 향상을 도모하는 효과가 있다.

Description

강화유리 도광판의 듀얼프로세스 시스템{Dual process system for tempered glass LGP}
본 발명은 도광판의 제조에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 각종 디스플레이 등에 탑재되는 주요 구성품을 연속적인 방식으로 제조하기 위한 강화유리 도광판의 듀얼프로세스 시스템에 관한 것이다.
TFT-LCD와 같은 디스플레이는 자가 발광하는 광원을 제공하기 위한 백라이트유니트(BLU)를 탑재하고 있으며, BLU에서 가장 핵심적인 도광판(Light Guide Panel)은 내구성을 높이기 위한 용도에서 수지(PMMA)보다 유리가 선호된다. 통상 도광판의 양산에 있어서 휘도, 광효율, 조도 균일성. 시야각 특성을 향상하기 위해 인쇄(코팅), 레이저가공 등의 방식으로 패턴을 형성한다.
이와 관련되어 참조할 수 있는 선행기술문헌으로서 하기의 한국 등록특허공보 제1355278호(선행문헌 1), 한국 등록특허공보 제1131626호(선행문헌 2)와 같은 특허문헌이 알려져 있다.
선행문헌 1은 기판을 반송로 상에서 반송하는 반송 수단과, 기판에 대하여 처리액의 도포 처리를 행하기 위한 제1 처리 스테이지 및 제2 처리 스테이지와, 순차 반송되는 복수의 기판을 제1 및 제2 처리 스테이지에 교대로 할당하여 기판에의 도포 처리를 수행하는 제어수단으로 구성된다. 이에, 포토리소그래피 공정에 있어서 생산성의 향상과 코스트의 절감을 기대한다.
선행문헌 2는 패턴부를 갖는 클리쉐 및 기판이 구비되는 스테이지 장치; 상기 스테이지 장치 상에서 왕복이동이 서로 교대로 이루어지는 한 쌍의 인쇄롤 장치; 및 상기 한 쌍의 인쇄롤 장치의 각 인쇄롤에 코팅물을 도포하는 코터를 포함한다. 한 쌍의 인쇄롤 장치를 사용하여 택 타임(tack time)이 없이 연속적으로 롤 프린팅할 수 있어 생산성을 향상하는 효과를 기대한다.
다만, 상기한 선행문헌 1과 선행문헌 2에 의하면 유리재질의 도광판에 패턴을 형성하는 공정에 요구되는 품질과 생산성을 확보하기에 한계성을 드러내어 개선의 여지를 보인다.
1. 한국 등록특허공보 제1355278호 "기판 처리 장치 및 기판 처리 방법" (공개일자 : 2008.06.02.) 2. 한국 등록특허공보 제1131626호 "롤 프린팅 장치 및 이를 이용한 롤 프린팅 방법" (공개일자 : 2011.02.17.)
상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 각종 디스플레이의 주요 구성품인 도광판의 양산에서 유리기판을 양측으로 로딩/언로딩하면서 중간의 공유된 공정 영역을 교번적으로 활용하는 강화유리 도광판의 듀얼프로세스 시스템을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 복수의 경로로 로딩/언로딩되는 LGP기판에 패턴을 형성하는 시스템에 있어서: 상기 LGP기판의 일측 경로 상으로 정렬부와 코팅부를 구비하는 제1반송수단; 상기 LGP기판의 타측 경로 상으로 정렬부와 코팅부를 구비하는 제2반송수단; 상기 제1반송수단과 상기 제1반송수단이 교차되는 성형영역에 성형롤러와 UV조사기를 구비하는 성형수단; 및 상기 제1반송수단, 제2반송수단, 성형수단을 설정된 순서로 작동하는 제어수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 정렬부는 배큠스테이지의 X, Y, Z축 위치 변동과 더불어 Z축을 중심으로 하는 회전각 변동을 구현하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 코팅부는 대향하는 코팅롤러와 디퓨전롤러의 상측으로 공급노즐을 배치하여 LGP기판에 UV액을 설정된 양으로 도포하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 성형수단은 소정의 패턴을 지니는 소프트몰드를 상하운동 가능하게 구비하고, 소프트몰드의 상측에서 성형롤러로 합지를 유발한 상태에서 UV조사기로 경화를 유발하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 제어수단은 적어도 부분적인 공정자동화를 구현하는 알고리즘을 탑재한 제어기를 구비하고, 기판검출기, 코팅검출기, 패턴검출기 중 적어도 하나의 신호를 활용하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 각종 디스플레이용 도광판의 양산에서 유리기판을 양측으로 로딩/언로딩하면서 중간의 공유된 공정 영역을 교번적으로 활용하는 방식으로 시스템 전체의 외형을 축소하면서 택 타임 경감에 의한 생산성 향상을 도모하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전체 시스템을 평면에서 나타내는 구성도
도 2는 본 발명에 따른 전체 시스템을 정면에서 나타내는 구성도
도 3은 본 발명에 따른 시스템의 주요부를 나타내는 모식도
도 4는 본 발명에 따른 시스템의 코팅부를 나타내는 구성도
도 5는 도 4에 의한 작동 상태를 개략적으로 나타내는 모식도
도 6은 본 발명에 따른 성형수단을 3방향에서 나타내는 구성도
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 복수의 경로로 로딩/언로딩되는 LGP기판(10)에 패턴을 형성하는 시스템에 관하여 제안한다. LGP용 유리기판에 레진(Resin)을 도포, 성형, 경화하는 일련의 공정을 수행하는 장치를 대상으로 하지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다. 도 1에서 좌측으로 기판을 로딩/언로딩하는 경로와 우측으로 기판을 로딩/언로딩하는 경로를 예시한다. 레진으로 형성되는 패턴은 도광판의 휘도, 광효율, 조도 균일성. 시야각 특성을 향상한다.
본 발명에 따르면 제1반송수단(21)이 상기 LGP기판(10)의 일측 경로 상으로 정렬부(31)와 코팅부(32)를 구비하고, 제2반송수단(22)이 상기 LGP기판(10)의 타측 경로 상으로 정렬부(31)와 코팅부(32)를 구비한다. 도 1 및 도 2에 나타내는 것처럼 좌측 경로의 제1반송수단(21)과 우측 경로의 제2반송수단(22)는 컨베이어(15)로 연결되고 동일성을 지닌 구성을 대칭적으로 구비한다. 적재대(13)의 기판이 정렬부(31)에 설정된 자세로 로딩되면 컨베이어(15)로 이송되고 코팅부(32)에서 UV액(11)의 도포가 이루어진다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 정렬부(31)는 배큠스테이지(25)의 X, Y, Z축 위치 변동과 더불어 Z축을 중심으로 하는 회전각 변동을 구현하는 것을 특징으로 한다. 배큠스테이지(25)는 유리소재인 기판을 진공으로 흡착하여 정확한 자세를 유지하고 진동에 의한 충격을 완화한다. 배큠스테이지(25)의 X, Y, Z축 위치 변동은 유공압실린더로 구현 가능하고, Z축 회전각 변동은 서보모터나 스텝모터로 구현 가능하다. 후자의 경우 대략 5˚ 정도의 범위에서 배큠스테이지(25)와 LGP기판(10)의 자세변동을 유발한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 코팅부(32)는 대향하는 코팅롤러(35)와 디퓨전롤러(36)의 상측으로 공급노즐(37)을 배치하여 LGP기판(10)에 UV액(11)을 설정된 양으로 도포하는 것을 특징으로 한다. 도 3 및 도 4를 참조하면 코팅부(32)가 정렬부(31)에 인접한 영역에서 코팅롤러(35), 디퓨전롤러(36), 공급노즐(37)을 구비한 상태를 예시한다. 직경이 큰 코팅롤러(35)와 직경이 작은 디퓨전롤러(36)를 밀착시킨 상태에서 상측의 교차된 공간에 UV액(11)을 충진한다. 코팅부(32)는 2롤 그라비어 오프셋 코팅(2 roll gravure off set coating) 방식으로 운용되어 버블 등의 결함을 방지하고 레진의 선택의 폭을 확대한다.
이에, 도 5와 같이 코팅롤러(35)가 LGP기판(10)와 접촉을 유지한 상태로 회전하면서 UV액(11)의 고른 도포를 유도한다. 물론 UV액(11)은 LGP기판(10)의 크기에 대응하여 사전에 설정된 양으로 투입된다. 레진의 코팅되는 두께는 15~40㎛ 범위로 유지되는 것이 적절하다.
또한, 본 발명에 따르면 성형수단(40)이 상기 제1반송수단(21)과 상기 제1반송수단(21)이 교차되는 성형영역에 성형롤러(44)와 UV조사기(46)를 구비하는 구조이다. 도광판의 양산 시스템에서 성형수단(40)은 가장 고가의 장비로 구성되므로 공유하는 것이 전체 외형 축소와 더불어 장비비용 절감, 택 타임 경감의 측면에서 유리하다. 2개의 이송수단(21)(22)이 성형수단(40)을 공유하는 것으로 예시하지만 경우에 따라 3개 이상의 이송수단이 성형수단(40)을 공유할 수도 있다. 성형롤러(44)는 소정의 패턴을 지닌 금형을 가압하여 기판에 패턴의 전사를 유도한다. 패턴의 일예로 미세한 프리즘 또는 반구형 구조가 선택될 수 있다. UV조사기(46)는 기판으로 전사된 패턴에 UV광을 조사하여 경화를 유도한다. 성형롤러(44)와 UV조사기(46)는 각각 높이 조절이 가능하게 구성하는 것이 좋다.
한편, 도 6에 나타내는 것처럼 UV조사기(46)와 더불어 제진용 이오나이저(48)를 탑재할 수 있다. 이오나이저(48)는 기판에 이온을 분사하여 도포 및 경화 과정에서 이물질이 흡착되지 않도록 한다. 이오나이저(48)는 UV조사기(46)와 더불어 이동 가능하게 구성할 수도 있다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 성형수단(40)은 소정의 패턴을 지니는 소프트몰드(41)를 상하운동 가능하게 구비하고, 소프트몰드(41)의 상측에서 성형롤러(44)로 합지를 유발한 상태에서 UV조사기(46)로 경화를 유발하는 것을 특징으로 한다. 전술한 소정의 패턴을 지닌 금형은 PET 등의 소재를 필름 구조로 형성한 소프트몰드(41)를 사용한다. 소프트몰드(41)는 홀더(42)를 이용하여 상하운동 가능하게 지지한다. 성형롤러(44)는 LGP기판(10)에 접촉하도록 하강된 소프트몰드(41)의 상면으로 주행하면서 합지(lamination)를 수행한다. UV조사기(46)는 성형롤러(44)에 인접하게 설치되고 합지된 LGP기판(10)과 소프트몰드(41) 상으로 고르게 UV광을 조사한다. 이후 성형롤러(44)와 UV조사기(46)가 원위치로 복귀하고 홀더(42)가 상승하여 소프트몰드(41)의 분리(delamination)을 수행한다.
도 6에서 미설명 부호 41′는 사용이 완료된 소프트몰드를 분리한 상태를 나타낸다.
한편, 제1반송수단(21), 제2반송수단(22), 성형수단(40)에 이르는 모든 경로에 배기덕트(17)를 설치한다.
또한, 본 발명에 따르면 제어수단(50)이 상기 제1반송수단(21), 제2반송수단(22), 성형수단(40)을 설정된 순서로 작동한다. 제1반송수단(21)이 가동되어 기판을 로딩하고 레진을 도포하고, 성형수단(40)에서 합지와 경화로 패턴을 형성하며, 이 과정에서 제2반송수단(22)이 가동되어 기판을 로딩하고 레진을 도포한다. 제어수단(50)은 제1반송수단(21), 성형수단(40), 제2반송수단(22), 성형수단(40)의 순서로 교번되는 반복적이고 연속적인 공정을 제어한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 제어수단(50)은 적어도 부분적인 공정자동화를 구현하는 알고리즘을 탑재한 제어기(52)를 구비하고, 기판검출기(54), 코팅검출기(56), 패턴검출기(58) 중 적어도 하나의 신호를 활용하는 것을 특징으로 한다. 제어기(52)는 마이크로프로세서, 메모리, 입출력인터페이스를 탑재한 마이컴 회로로 구성된다. 기판검출기(54)는 정렬부(31)에서 유리소재 기판의 로딩 여부와 로딩된 자세를 검출한다. 광센서를 기반으로 하여 초음파 센서, 와전류 센서를 부가하면 기판의 크랙과 같은 결함도 검출 가능하다. 코팅검출기(56)는 기판검출기(54)와 유사한 센서를 사용하며 코팅부(32)에서 레진의 도포 상태를 검출한다. 패턴검출기(58)는 근적외선센서, 라인카메라 등을 사용하며 성형수단(40)에서 완성된 패턴의 불량 여부를 검출한다. 이와 같이 제어기(52)가 검출 신호를 활용하면 정렬부(31), 코팅부(32), 성형수단(40)의 부분적인 공정자동화가 가능하다.
본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음이 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.
10: LGP기판 15: 컨베이어
21: 제1반송수단 22: 제2반송수단
25: 배큠스테이지 31: 정렬부
32: 코팅부 35: 코팅롤러
36: 디퓨전롤러 37: 공급노즐
40: 성형수단 41: 소프트몰드
42: 홀더 44: 성형롤러
46: UV조사기 48: 이오나이저
50: 제어수단 52: 제어기
54: 기판검출기 56: 코팅검출기
58: 패턴검출기

Claims (5)

  1. 복수의 경로로 로딩/언로딩되는 LGP기판(10)에 패턴을 형성하는 시스템에 있어서:
    상기 LGP기판(10)의 일측 경로 상으로 정렬부(31)와 코팅부(32)를 구비하는 제1반송수단(21);
    상기 LGP기판(10)의 타측 경로 상으로 정렬부(31)와 코팅부(32)를 구비하는 제2반송수단(22);
    상기 제1반송수단(21)과 상기 제1반송수단(21)이 교차되는 성형영역에 성형롤러(44)와 UV조사기(46)를 구비하는 성형수단(40); 및
    상기 제1반송수단(21), 제2반송수단(22), 성형수단(40)을 설정된 순서로 작동하는 제어수단(50);을 포함하여 이루어지되,
    상기 제1반송수단(21)과 상기 제2반송수단(22)은 대칭적으로 배치되고,
    상기 코팅부(32)는 대향하는 코팅롤러(35)와 디퓨전롤러(36)의 상측으로 공급노즐(37)을 배치하여 LGP기판(10)에 UV액(11)을 설정된 양으로 도포하며,
    상기 성형수단(40)은 소정의 패턴을 지니는 소프트몰드(41)를 상하운동 가능하게 구비하고, 소프트몰드(41)의 상측에서 성형롤러(44)로 합지를 유발한 상태에서 UV조사기(46)로 경화를 유발하는 것을 특징으로 하는 강화유리 도광판의 듀얼프로세스 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 정렬부(31)는 배큠스테이지(25)의 X, Y, Z축 위치 변동과 더불어 Z축을 중심으로 하는 회전각 변동을 구현하는 것을 특징으로 하는 강화유리 도광판의 듀얼프로세스 시스템.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어수단(50)은 적어도 부분적인 공정자동화를 구현하는 알고리즘을 탑재한 제어기(52)를 구비하고, 기판검출기(54), 코팅검출기(56), 패턴검출기(58) 중 적어도 하나의 신호를 활용하는 것을 특징으로 하는 강화유리 도광판의 듀얼프로세스 시스템.
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