KR20230154331A - 점착필름을 이용하여 패널에 가요성 필름을 라미네이팅하는 방법 및 그 장치 - Google Patents

점착필름을 이용하여 패널에 가요성 필름을 라미네이팅하는 방법 및 그 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 라미네이팅 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 점착필름을 이용하여 디스플레이용 패널 표면에 가요성 필름을 라미네이팅하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 가요성 필름 라미네이팅 방법은, 양면에 각각 이형지가 부착된 가요성 필름의 일면이 점착필름의 점착면에 부착되는 제1단계와; 상기 점착필름의 점착면에 부착되지 않은 가요성 필름의 타측 이형지가 박리되는 제2단계와; 상기 가요성 필름이 점착필름에 부착된 상태에서 이형지가 박리된 가요성 필름의 표면이 패널 표면에 부착되는 제3단계와; 상기 점착필름의 점착면에 부착된 이형지가 상기 패널에 부착된 상태에서 상기 점착필름이 박리 제거되는 제4단계를 포함한다.

Description

점착필름을 이용하여 패널에 가요성 필름을 라미네이팅하는 방법 및 그 장치{Method for laminating a flexible film on a panel using an adhesive film and an apparatus therefor}
본 발명은 라미네이팅 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 점착필름을 이용하여 디스플레이용 패널 표면에 가요성 필름을 라미네이팅하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
일반적으로 스마트폰이나 태블릿, TV 또는 차량 등에 채용되는 디스플레이 장치는 최외측에 외부 충격으로 내부를 보호하기 위한 커버글라스가 구비되고, 상기 커버글라스 내부에는 OLED와 같은 소자와 OCA 필름과 같은 광학필름 및 기타 편광필름 등 각종 가요성 필름이 부착된다. 한편, 최근 스마트폰이나 태블릿 또는 TV 등의 전자 기기에는 디스플레이의 가장자리 부분이 라운딩 처리되거나(소위 '엣지'), 디스플레이 전체가 휘어진 형태(소위 '커브드') 등 다양한 형태의 곡면을 포함하는 디스플레이 장치가 채용되는데, 이러한 곡면 디스플레이 장치들에 있어서 굴곡진 커버글라스 내측면에 가요성 필름을 부착하는 작업은 평면의 경우 보다 어렵다. 이와 같이 곡면에 가요성 필름을 부착하는 방법으로 종래에는 필름을 따라 롤러를 이동시키면서 필름을 가압하여 부착하는 방법이 사용되었는데, 롤러를 굴곡진 커버글라스 표면 상에서 이동시키기 위한 제반 장치들이 복잡하고, 곡률이 큰 부분에서 원하지 않는 부위에 필름이 부착되거나, 필름이 완벽하게 접착되지 않아 주름이나 기포가 발생하고 사용중 박리되는 현상이 빈번하게 발생하는 문제점이 존재하였다. 이에, 본 발명자는 대한민국 등록특허 제10-2043140호에서 롤러를 이용하여 곡면 패널에 필름을 부착하는 장치 및 방법을 제안한 바 있다. 상기 등록특허에 의하면 필름의 좌우 양단을 파지한 클램프 부분을 패널의 곡률에 따라 상하로 각각 이동시킴에 따라 롤러를 이용하여 곡면 패널에 필름을 원할하게 부착할 수 있다. 다만, 상기 등록특허는 이형지가 미리 박리된 필름을 곡면 패널에 부착하는데만 사용되는 전용 장치에 관한 것으로, 필름의 공급부터 얼라인, 이형지 박리, 부착 공정에 이르기까지의 전 공정을 자동으로 수행할 수 있으며, 특히 평면 뿐만 아니라 곡면 패널에 필름을 원활하고 용이하게 부착할 수 있는 장비가 요구된다.
대한민국 공개특허 제10-2014-0056669호 대한민국 공개특허 제10-2015-0108481호 대한민국 등록특허 제10-2043140호
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 필름 라미네이팅 공정의 단점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 평면 뿐만 아니라 곡면 패널에도 원활하게 가요성 필름을 부착할 수 있으며, 가요성 필름의 공급, 얼라인, 이형지 박리 및 부착에 이르는 필름 라미네이팅의 전 공정을 자동으로 수행할 수 있는 방법 및 그 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 가요성 필름 라미네이팅 방법은, 양면에 각각 이형지가 부착된 가요성 필름의 일면이 점착필름의 점착면에 부착되는 제1단계와; 상기 점착필름의 점착면에 부착되지 않은 가요성 필름의 타측 이형지가 박리되는 제2단계와; 상기 가요성 필름이 점착필름에 부착된 상태에서 이형지가 박리된 가요성 필름의 표면이 패널 표면에 부착되는 제3단계와; 상기 점착필름의 점착면에 부착된 이형지가 상기 패널에 부착된 상태에서 상기 점착필름이 박리 제거되는 제4단계를 포함한다.
여기서, 상기 제1단계에서는 수평 방향으로 편평한 받침플레이트 위에 좌우 양단이 클램프에 의해 파지된 점착필름이 점착면이 위를 향하도록 편평하게 배치된 상태에서 그 위에 가요성 필름이 안착된다. 그리고, 상기 가요성 필름의 하부표면에 부착된 이형지가 점착필름과 견고하게 부착되도록, 상기 이형지가 부착된 가요성 필름이 점착필름에 안착된 상태에서 상부로부터의 가압에 의해 부착된다.
또한, 상기 제3단계에서는 상기 가요성 필름이 부착된 점착필름이 상하 반전된 후, 상기 가요성 필름의 하측에 패널이 배치되고, 상기 패널 위에 점착필름에 부착된 가요성 필름이 배치되며, 상측에 구비된 롤러가 이동되면서 가요성 필름의 노출된 표면이 패널의 상부 표면에 부착된다.
그리고, 제4단계에서는 상기 점착필름을 양단에서 파지하고 있는 클램프가 상방으로 상승됨에 따라 상기 점착필름이 박리되어, 패널 표면에는 가요성 필름이 부착되고 상기 가요성 필름의 외측에 이형지가 부착된 상태가 된다.
한편, 본 발명에 따른 가요성 필름 라미네이팅 장치는, 상기 가요성필름로딩부에 의해 공급된 가요성 필름을 점착필름의 점착면에 부착하는 필름합착부와; 상기 점착필름에 부착된 가요성 필름의 외측 이형지를 박리하는 이형지박리부와; 상기 가요성 필름이 부착된 점착필름을 180도 회전시켜 상하 반전 및 이송하는 점착필름반전이송부와; 상기 가요성 필름이 점착필름에 부착된 상태에서 외측 이형지가 박리된 가요성 필름 표면을 패널 표면에 부착하고 상기 점착필름을 박리 제거하여 가요성 필름을 패널 표면에 부착하는 라미네이팅부를 포함한다.
여기서, 상기 필름합착부는, 가요성 필름을 픽업 및 이송하여 점착필름의 점착면에 부착하는 픽업툴과; 상기 픽업툴을 승강시키는 제1승강수단과; 상기 제1승강수단과 직교하도록 수평 방향으로 배치되어 상기 픽업툴과 제1승강수단 전체를 수평 방향으로 이송시키는 제2이송수단을 포함한다.
그리고, 상기 픽업툴은, 가요성 필름을 진공 흡착에 의해 파지하기 위한 진공패드와; 하측에 상기 진공패드가 돌출 장착되는 패드플레이트와; 상기 패드플레이트의 하측에 구비되어 진공패드에 의해 픽업된 가요성 필름을 하방으로 가압하여 점착필름에 부착시키기 위한 푸셔와; 상기 푸셔를 승강시키기 위한 승강실린더를 포함한다.
바람직한 또 다른 실시예에 따르면, 상기 픽업툴은 상기 픽업툴(310)은, 가요성 필름을 진공 흡착에 의해 파지하기 위한 진공패드(311)와; 하측에 상기 진공패드(311)가 돌출 장착되는 패드플레이트(312)와; 일측에 수평하게 배치되어 가요성 필름을 점착필름에 부착시키기 위한 롤러(315)와; 상기 롤러(315)를 상하로 승강 이동시키기 위한 롤러승강실린더(317)를 포함한다.
또한, 상기 점착필름반전이송부는, 점착필름의 좌우 양단을 각각 파지하는 클램프와; 상기 클램프를 180도 회전시켜 클램프에 고정된 점착필름을 반전시키기 위한 회동암과; 상기 회동암의 단부에 결합되어 회동암을 회전시키는 반전모터를 포함하며, 상기 반전모터, 회동암 및 클램프를 승강시키기 위한 제2승강수단과; 상기 반전모터, 회동암, 클램프 및 제2승강수단 전체를 수평 이송시키기 위한 제3이송수단을 더 포함한다.
그리고, 상기 라미네이팅부는, 가요성 필름이 부착될 패널이 안착되는 패널스테이지와; 상기 점착필름의 상측에 배치되어 점착필름을 하방으로 가압하면서 수평 이동됨에 따라 점착필름을 패널 표면에 부착하는 부착롤러와; 상기 부착롤러의 높이 조절을 위해 상기 부착롤러를 승강시키는 제3승강수단과; 패널 전면적에 일정한 압력을 가하기 위한 롤러실린더와; 상기 부착롤러를 점착필름의 너비 방향으로 수평 이동시키기 위한 제4이송수단을 포함한다.
상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 점착필름을 이용하여 평면 뿐만 아니라 곡면 패널에도 원활하게 가요성 필름을 부착할 수 있으며, 가요성 필름의 공급, 얼라인, 이형지 박리 및 부착에 이르는 필름 라미네이팅의 전 공정을 자동으로 수행할 수 있다는 장점을 갖는다.
도 1 은 본 발명에 따른 가요성 필름 라미네이팅 방법의 공정 순서도,
도 2 는 본 발명에 따른 가요성 필름 라미네이팅 방법의 공정 모식도,
도 3 은 본 발명에 따른 가요성 필름 라미네이팅 장치의 전체 사시도,
도 4 는 본 발명에 따른 가요성 필름 라미네이팅 장치의 평면도,
도 5 는 본 발명에 따른 가요성 필름 라미네이팅 장치의 픽업툴 사시도,
도 6 은 본 발명에 따른 가요성 필름 라미네이팅 장치의 박리툴 사시도,
도 7 은 점착필름이 반전되기 전 상태가 도시된 본 발명에 따른 가요성 필름 라미네이팅 장치의 사시도,
도 8 은 본 발명에 따른 가요성 필름 라미네이팅 장치의 점착필름반전이송부 및 라미네이팅부가 도시된 부분 사시도이다.
이하, 본 발명에 따른 점착필름을 이용하여 패널에 가요성 필름을 라미네이팅하는 방법 및 그 장치의 구성 및 작용을 첨부된 도면과 바람직한 실시예를 참조로 상세히 설명한다.
먼저, 도 1 에는 본 발명에 따른 가요성 필름 라미네이팅 방법의 공정 순서도가 도시되고, 도 2 에는 각 공정별 모식도가 도시된다. 이하, 도 1 및 도 2 를 참조로 본 발명에 따른 가요성 필름 라미네이팅 방법을 상세히 설명한다.
일반적으로 OCA 가요성 필름의 양면에는 각각 이형지가 부착되어 있다. 이들 이형지는 통상 일측은 경박(5~10g), 타측은 중박(10~20g) 이형지가 부착되며, 패널에 가요성 필름 부착시에는 일측 경박만 박리하여 부착하고 이후 공정에서 중박을 박리한 후 OLED, LCD 등의 디스플레이와 진공 합착된다. 본 발명에 따른 가요성 필름 라미네이팅 방법의 제1단계(S1)에서는, 도 2 의 (a)에 도시된 바와 같이, 양면에 이형지(2,3)가 부착된 가요성 필름(1)의 일면이 점착필름(4)의 점착면에 부착된다. 도시된 바와 같이, 수평 방향으로 편평한 받침플레이트(350) 위에 좌우 양단이 클램프(410)에 의해 파지된 점착필름(4)이 점착면이 위를 향하도록 편평하게 배치된 상태에서 그 위에 점착필름(4)이 안착된다. 이에 따라, 상기 가요성 필름(1)의 하부표면에 부착된 이형지(3;중박)는 점착필름(4)의 점착면에 부착되고, 가요성 필름(1)의 상부표면에 부착된 이형지(2;경박)는 외측으로 노출된 상태에 있다. 본 단계에서는 상기 가요성 필름(1)의 하부표면에 부착된 이형지(3)가 점착필름(4)과 견고하게 부착되어야 하는바, 이를 위해 상기 이형지(3)가 부착된 가요성 필름(1)을 점착필름(4)에 안착시킨 상태에서 상부로부터 가압하여 부착하는 것이 바람직하다.
그 다음 제2단계(S2)에서는, 상기 점착필름(4)의 점착면에 부착되지 타측 이형지(2;경박)가 가요성 필름(1)으로부터 박리된다. 보다 구체적으로, 도 2 의 (b)에 도시된 바와 같이, 점착필름(4)의 점착면에 부착되지 않은 상부 이형지(2)의 일단부가 파지구(342)에 의해 파지된 상태에서, 파지구(342)가 X, Y축(수평) 및 Z축(수직) 방향으로 이동됨에 따라 상부 이형지(2)가 가요성 필름(1)으로부터 박리된다.
그 다음 제3단계(S3)에서는, 상기 가요성 필름(1)이 점착필름(4)에 부착된 상태에서 이형지(2)가 박리된 가요성 필름(1)의 표면이 패널(10) 표면에 부착된다. 이러한 공정은 도 2 의 (c) 내지 (e)에 순차적으로 도시된다. 도 2 의 (c)에 도시된 바와 같이, 먼저 가요성 필름(1)이 부착된 점착필름(4)이 상하 반전된다. 이는 추후 하측에 배치된 패널(10)의 상부 표면에 부착롤러(520)를 이용하여 가요성 필름(1)을 부착하기 위함이다. 이와 같이 상하 반전이 이루어지면 일측 이형지(2)가 박리된 가요성 필름(1) 표면이 외부로 노출된다. 그 다음, 도 2 의 (d) 및 (e)에 도시된 바와 같이, 가요성 필름(1)의 하측에 패널(10; 평면 또는 곡면)이 배치되고, 그 위에 점착필름(4)에 부착된 가요성 필름(1)이 배치되며, 상측에 구비된 부착롤러(520)가 이동되면서 가요성 필름(1)의 노출된 표면이 패널(10)의 상부 표면에 부착된다. 부착 방법은 점착필름(4)의 양단을 파지한 클램프(410)가 패널의 곡률에 따라 상하로 이동하면서 패널(10)의 표면에 가요성 필름(1)의 표면이 원활하게 부착된다. 이러한 부착 방법과 사용되는 장치는 위에서 언급한 본 발명자의 등록특허 제10-2043140호에 게시된 장치 및 방법이 사용될 수도 있고, 후술하는 별도의 라미네이팅 장치에 의해 수행될 수도 있다.
그 다음, 제 4 단계(S4)에서는 상기 점착필름(4)이 박리 제거된다. 도 2 의 (f)에 도시된 바와 같이, 점착필름(4)을 양단에서 파지하고 있는 클램프(410)가 상방으로 상승되고 점착필름(4)의 점착력이 이형지의 점착력 보다 작기 때문에 점착필름(4)만 박리되어, 패널(10)의 표면에는 외측에 이형지(3)가 부착된 가요성 필름(1)이 부착된 상태가 되며, 이러한 방식으로 패널(10)에 가요성 필름(1)을 라미네이팅하는 전 공정이 마무리된다.
도 3 내지 도 7 에는 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 가요성 필름 라미네이팅 공정을 자동화하기 위한 장치가 도시된다. 이하, 도 3 내지 도 7 을 참조로 본 발명에 따른 가요성 필름 라미네이팅 장치의 구성 및 작용을 상세히 설명한다.
도 3 및 도 4 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 가요성 필름 라미네이팅 장치는, 가요성필름로딩부(100), 얼라인부(200), 필름합착부(300), 점착필름반전이송부(400) 및 라미네이팅부(500)를 포함한다.
가요성필름로딩부(100)는 패널에 부착될 가요성 필름을 공급하는 부분으로, 매거진(110)과 이재기(120)를 포함한다.
매거진(110)은 기판, 패널 또는 필름 등의 원자재를 다단 적층하여 한개씩 순차적으로 로딩하기 위해 사용되는 통상적인 설비로서 구체적인 구조에 대한 설명은 생락한다. 상기 매거진(110)은, 도 3 및 도 4 에 도시된 바와 같이, 본 장비의 최외곽 일측에 구비되며, 상기 매거진(110)의 갯수는 필요에 따라 단수 또는 다수개가 설치될 수 있으며, 로딩되는 가요성 필름의 크기나 모양에 따라 크기나 구조가 변경될 수 있다. 도면에서는 매거진(110) 2개가 나란히 설치된 것을 예로서 도시하였다.
이재기(120)는 상기 매거진(110)의 최상층에 위치된 가요성 필름을 픽업하여 후술하는 얼라인부(200)로 이송하는 부분으로, 가요성 필름을 진공 흡착에 의해 픽업하기 위한 진공패드(311)와, 상기 진공패드(311)를 승강시키기 위한 제1승강수단(320) 및 수평방향으로 이동시키기 위한 수평이송수단을 포함하는 2축 로봇으로 구성된다. 상기 제1승강수단(320) 또는 수평이송수단은 통상적으로 서보모터와 볼스크류 또는 리니어모터 등으로 구성되며 이하에서 원자재를 수평 또는 수직으로 이송시키는 기타 수단들 또한 모두 동일하다. 이러한 통상적인 제1승강수단(320) 및 수평이송수단을 포함하는 이재기(120)의 구성 역시 통상적인 것이어서 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.
얼라인부(200)는 상기 가요성필름로딩부(100)로부터 공급되는 가요성 필름을 전달받아 후술하는 필름합착부(300)의 박리툴(340)에서 가요성 필름에 부착된 일측 이형지를 박리시 이형지의 일측 모서리 부분을 박리툴(340)의 클램프(410) 위치와 일치시키기 위해 가요성 필름의 배향을 조정한다. 상기 얼라인부(200)는 얼라인스테이지(210), 카메라(220) 및 제1이송수단(230)을 포함한다.
얼라인스테이지(210)는 상기 이재기(120)로부터 공급되는 가요성 필름을 전달받아 배향을 조정하는 부분으로, 상부에 가요성 필름이 진공에 의해 흡착되어 안착 고정되는 흡착판이 구비되고, 그 하측에는 상기 가요성 필름을 X, Y 및 Θ(회전각) 방향으로 이동시켜 배향을 조정하기 위한 통상의 UVW 장치(미도시)를 포함한다. 이러한 UVW 장치는 이미 공지된 것으로 상세한 설명은 생략한다.
카메라(220)는 얼라인스테이지(210) 상에 위치된 가요성 필름의 이미지를 촬영하여 본 장치의 콘트롤러(미도시)로 전달한다. 콘트롤러에서는 전달받은 가요성 필름의 이미지를 인식하여 가요성 필름의 배향을 파악하고, 이를 박리툴(340)의 위치와 상응하는 미리 저장된 표준 배향과 일치시키도록 상기 얼라인스테이지(210)의 UVW 장치로 제어신호를 전송하며, 상기 UVW 장치에서는 상기 제어신호에 근거하여 가요성 필름을 얼라인한다.
제1이송수단(230)은 상기 얼라인스테이지(210)를 상기 카메라(220) 위치로 수평 이송시키는 수단이다. 도 3 및 도 4 에 도시된 바와 같이, 상기 카메라(220)는 매거진(110)의 일측에 위치된 얼라인스테이지(210)의 최초 위치와 소정 거리 떨어진 위치에 설치되며, 상측에 설치되어 하방을 향하도록 배치된다. 이에 따라, 상기 얼라인부(200)는 얼라인스테이지(210)를 수평방향으로 이동시켜 상기 카메라(220)의 하측에 위치되도록 한다. 상기 제1이송수단(230)은 위에서 언급한 바와 같이 서보모터와 볼스크류 또는 리니어모터 등으로 구성된 통상적인 수평 이송수단이므로 구체적인 구성에 대한 설명은 생략한다.
필름합착부(300)는 얼라인부(200)에서 얼라인이 완료된 가요성 필름을 점착필름에 합착하는 부분으로, 픽업툴(310), 제1승강수단(320), 제2이송수단(330) 및 받침플레이트(350)를 포함한다.
픽업툴(310)은 얼라인스테이지(210) 상에 위치되며 얼라인이 완료된 가요성 필름을 픽업하여 점착필름이 위치된 곳으로 이송한 후 점착필름의 점착면에 부착하는 부분이다. 도 5의 (a)에는 상기 픽업툴(310)의 구성도가 사시도로 도시된다. 도시된 바와 같이, 상기 픽업툴(310)은 얼라인스테이지(210) 상에 위치된 가요성 필름을 진공 흡착에 의해 파지하기 위한 다수의 진공패드(311)를 포함한다. 상기 진공패드(311)는 관체 부분이 패드플레이트(312)에 관통 결합되어 수직으로 장착되며 하단의 패드 부분이 하측으로 돌출되도록 설치되고, 패드플레이트(312)의 다수의 위치에 설치된다. 상기 패드플레이트(312)의 하측에는 푸셔(313)가 추가로 구비된다. 상기 푸셔(313)는 진공패드(311)에 의해 픽업된 가요성 필름을 하방으로 가압하여 점착필름에 부착하기 위한 것으로, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 패드플레이트(312)의 하측에 수평하게 배치되는 평판 형태로 구성되며, 상기 진공패드(311)는 상기 푸셔(313)를 관통하여 하단부의 패드 부분이 푸셔(313)의 하측으로 돌출되도록 구성된다. 이에 따라, 진공패드(311)에 의해 픽업된 가요성 필름을 상측에서 하방으로 가압할 수 있다. 상기 푸셔(313)의 승강 작동을 위하여, 상기 푸셔(313)의 상측에는 승강실린더(314)가 구비된다. 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 승강실린더(314)는 패드플레이트(312)의 상측에 구비된 별도의 브라켓에 고정 설되며, 실린더로드 부분은 상기 패드플레이트(312)를 관통하여 푸셔(313)에 고정된다. 이러한 구성을 통하여, 상기 승강실린더(314)의 작동에 따라 패드플레이트(312) 및 진공패드(311)와 독립적으로 상기 푸셔(313)가 승강 작동된다.
상기 픽업툴(310)에 의한 가요성 필름의 픽업, 이송 및 합착을 위해 상기 진공패드(311)는 승강 작동이 가능해야 하며, 이를 위해 필름합착부(300)는 제1승강수단(320)과 제2이송수단(330)을 포함한다. 도 5의 (a) 에 도시된 바와 같이, 상기 제1승강수단(320)은 수직 방향으로 배치되어 상기 픽업툴(310) 전체를 수직 방향으로 승강되도록 하며, 상기 제2이송수단(330)은 제1승강수단(320)과 직교하도록 수평 방향으로 배치되어 상기 픽업툴(310)과 제1승강수단(320) 전체를 수평 방향으로 이송하도록 구성된다. 상기 제1승강수단(320) 및 제2이송수단(330) 역시 서보모터와 볼스크류 또는 리니어모터 등으로 구성된다. 이러한 구성을 통하여 제2이송수단(330)에 의해 픽업툴(310)이 상기 얼라인부(200)로 이동된 후 제1승강수단(320)에 의해 하강되어 얼라인스테이지(210) 상에 위치된 가요성 필름을 흡착 파지하여 상승되고, 다시 제2이송수단(330)에 의해 후술하는 박리툴(340) 및 점착필름이 위치된 곳으로 이동된 후 이형지 박리를 거쳐 제1승강수단(320)에 의해 가요성 필름이 점착필름 상부면 높이로 하강되고 승강실린더(314)에 의해 독립적으로 하강되는 푸셔(313)에 의해 가압되어 점착필름의 점착면에 합착될 수 있다.
한편, 도 5의 (b)에는 상기 픽업툴(310)의 바람직한 또 다른 실시예가 도시된다. 도 5의 (a)에 도시된 실시예에서는 상기 푸셔(313)에 의해 가요성 필름이 가압되어 점착필름에 부착되는데, 도 5의 (b)에 도시된 실시예에서는 푸셔(313) 대신에 롤러(315)에 의해 가요성 필름이 점착필름에 가압 부착된다. 구체적으로, 상기 픽업툴(310)은 일측에 롤러(315)가 수평하게 배치되고, 롤러(315)의 상측에는 롤러브라켓(316)과 연결되어 상기 롤러브라켓(316) 및 롤러(315)를 상하로 승강 이동시키기 위한 롤러승강실린더(317)가 별도의 브라켓에 의해 장착된다. 기타, 진공플레이트(311), 패드플레이트(312), 제1승강수단(320) 및 제2이송수단(330) 등 도 5의 (a)에 도시된 구성은 공통적으로 구비된다. 이러한 구성을 통하여, 상기 진공패드(311)에 의해 가요성 필름이 파지된 상태에서 제1승강수단(320)의 작동에 따라 픽업툴(310) 전체가 하강되고 진공패드(311)의 진공 해제에 따라 가요성 필름이 점착필름의 점착면에 안착되며, 이때 롤러승강실린더(317)의 작동에 따라 롤러(315)가 하강되고 제2이송수단(330)의 작동에 따라 픽업툴(310) 전체가 수평 방향으로 이동됨에 따라 상기 롤러(315)가 수평방향으로 이동되면서 가요성 필름을 수평방향으로 순차적으로 가압하여 점착필름의 점착면에 부착한다.
상기 점착필름에 가요성 필름이 합착된 후 이형지박리부(340)에 의해 일면에 부착된 이형지가 박리된다. 도 6 에는 상기 이형지박리부(340)의 구성도가 사시도로 도시된다. 도시된 바와 같이, 상기 이형지박리부(340)는 점착필름이 놓여지는 받침플레이트(350)의 상측에 위치되어 점착필름 상에 합착된 가요성 필름의 이형지를 파지하여 박리한다. 이를 위해, 상기 이형지박리부(340)는 파지구(342)와 파지구이송수단(344)을 포함한다.
파지구(342)는 점착필름 상에 합착된 가요성 필름의 이형지를 파지하는 부분으로, 특히 이형지의 모서리 단부를 파지한다. 가요성 필름의 모서리 단부 부분은 가요성 필름의 단부 보다 더 연장되어 외부로 돌출되도록 미리 제작되어 있어 상기 파지구(342)가 돌출된 이형지 모서리 단부를 파지하여 박리한다. 상기 파지구(342)는 높이 조절 및 이형지 파지를 위한 복수의 에어실린더로 구성된 일반적인 클램프(410) 장치로서 상세한 구조에 대한 설명은 생략한다.
파지구이송수단(344)은 상기 파지구(342)가 이형지의 모서리 단부를 파지한 상태에서 이형지를 가요성 필름으로부터 완전히 박리하기 위해 상기 파지구(342)를 X, Y 및 Z 축 방향으로 이송하는 부분으로, 각각 서보모터와 볼스크류 또는 리니어모터로 구성된 3축 로봇으로 구성된다.
이러한 구성을 통하여, 상기 파지구이송수단(344)에 의해 파지구(342)가 X, Y 및 Z 축 방향으로 이송되어 점착필름 상에 합착된 가요성 필름의 일측 모서리 측으로 이동된 후, 파지구(342)가 가요성 필름에 부착된 이형지의 일측 단부 모서리를 파지하고 다시 파지구이송수단(344)에 의해 파지구(342)가 X, Y 및 Z 축 방향으로 미리 정해진 거리 만큼 이동되어 가요성 필름으로부터 이형지가 완전 박리된다.
상술한 바와 같은 방법으로 상부 점착면에 가요성 필름이 부착된 점착필름은 점착면이 하방을 향하도록 반전된 후 후술하는 라미네이팅부(500)로 이송된다. 이를 위해 본 발명에 따른 라미네이팅 장치는 점착필름반전이송부(400)를 더 포함한다. 도 7 및 도 8 에는 점착필름반전이송부(400) 및 라미네이팅부(500)의 구성이 사시도로 도시된다.
도시된 바와 같이, 상기 점착필름반전이송부(400)는 점착필름이 편평하게 펴진 상태에서 좌우 양단부를 각각 파지한 후 점착필름을 180도 회전시켜 상하 반전시키는 부분으로, 클램프(410), 회동암(420), 반전모터(430), 제2승강수단(450) 및 제3이송수단(460)을 포함하며, 좌우 양측에 각각 1개씩 구비된다.
도 8 에 도시된 바와 같이, 상기 클램프(410)는 점착필름의 좌우 양단을 각각 파지하도록 구성된다. 상기 클램프(410)의 구조는 점착필름의 측면 단부 길이에 상응하도록 연장된 두개의 판이 상하로 배치되고, 두 판 사이에 점착필름의 단부가 위치되어 파지될 수 있도록 구성된다. 상기 클램프(410)는 에어실린더에 의해 자동으로 작동되도록 구성될 수도 있고, 수동으로 클램프(410)를 고정하도록 구성될 수도 있다. 추가적으로, 점착필름의 너비에 따라 좌우측으로 이동가능하게 하는 실린더가 구비될 수도 있다. 회동암(420)은 상기 클램프(410)를 180도 회전시켜 클램프(410)에 고정된 점착필름을 반전시키는 부분으로, 일단부에는 상기 클램프(410)가 고정 결합되고 타단부에는 반전모터(430)가 결합된다. 상기 반전모터(430)는 별도의 브라켓(440)에 장착되며 제2승강수단(450)에 결합되어 상하로 승강 이동 가능하게 구성된다. 그리고, 상기 제2승강수단(450)은 직교하는 제3이송수단(460)과 결합되어 점착필름을 필름합착부(300)와 라미네이팅부(500) 사이에서 수평 이송될 수 있도록 한다. 여기서, 상기 제2승강수단(450) 및 제3이송수단(460)은 서보모터와 볼스크류 또는 리니어모터로 구성된 통상적인 승강 또는 이송수단으로 더 이상의 설명은 생략한다. 이러한 구성을 통하여, 도 7 에 도시된 바와 같이, 필름합착부(300)에서 상부 점착면에 가요성 필름이 합착된 점착필름의 좌우 양측단이 클램프(410)에 의해 파지되고 제2승강수단(450)에 의해 상측으로 상승된 후 반전모터(430)의 작동에 따라 회동암(420)이 180도 회전되어 클램프(410) 및 여기에 파지된 점착필름이 반전된다. 즉, 가요성 필름이 부착된 점착필름의 점착면이 하방을 향하도록 반전된다. 이 상태에서 제3이송수단(460)에 의해 수평 이송되어 도 8 에 도시된 바와 같이 점착필름이 라미네이팅부(500)로 전달된다.
라미네이팅부(500)는 가요성 필름을 패널에 라미네이팅하는 부분으로, 도 8 에 도시된 바와 같이, 패널스테이지(510), 부착롤러(520), 제3승강수단(530), 롤러승강실린더(540) 및 제4이송수단(550)을 포함한다. 패널스테이지(510)는 가요성 필름이 부착될 패널이 안착되는 부분으로 패널의 형태(평판형 또는 곡면형)에 상응하는 형태로 구성된다. 부착롤러(520)는 상기 점착필름의 상측에 배치되어 점착필름을 하방으로 가압하면서 수평 이동됨에 따라 점착필름을 패널 표면에 부착한다. 또한, 상기 부착롤러(520)의 높이를 조절하기 위해 부착롤러(520)를 승강시키기 위한 제3승강수단(530)과, 패널 전면적에 일정한 압력을 가하기 위한 롤러실린더(540)를 더 포함하며, 상기 부착롤러(520)를 점착필름의 너비 방향으로 수평 이동시키기 위한 제4이동수단을 포함한다. 보다 구체적으로, 상기 부착롤러(520)는 브라켓의 하단에 장착되고, 상기 브라켓에는 롤러승강실린더(540)가 결합된다. 그리고, 상기 롤러승강실린더(540)는 또 다른 브라켓에 장착되어 제3승강수단(530)에 장착된다. 상기 제3승강수단(530)과 제4이송수단(550)은 서보모터와 볼스크류 또는 리니어모터로 구성된 통상적인 승강 또는 이송수단으로 더 이상의 설명은 생략한다.
이러한 구성을 통하여, 상기 점착필름반전이송부(400)의 클램프(410)에 의해 파지된 점착필름이 부착된 가요성 필름이 패널스테이지(510)의 상측에 배치되고, 최초 점착필름반전이송부(400)의 일측 클램프(410)만 하강하여 점착필름의 일측 단부가 패널스테이지(510)에 안착된 패널의 일측 단부와 접촉된다. 이 상태에서 라미네이팅부(500)의 제3승강수단(530)에 의해 부착롤러(520)가 하강한 후 롤러승강수단에 다시 미세하게 하강되어 점착필름의 일측 단부를 가압하여 패널 표면에 부착한다. 그리고, 제4이송수단(550)에 의해 부착롤러(520)가 점착필름의 너비 방향으로 수평 이동되면서 점착필름이 패널 표면에 부착되고, 부착롤러(520)의 부착 진행시 타측 클램프가 패널의 형상에 따라 상승 또는 하강되면서 점착필름의 부착이 완료된다. 한편, 곡면 패널에 점착필름을 부착하는 경우에는, 상기 제3승강수단(530)이 미리 저장된 곡면 패널의 곡률데이터에 상응하게 부착롤러(520)의 높이를 조절하여 점착필름이 패널의 곡면을 따라 원활하게 부착되도록 한다. 이러한 곡면패널에 필름을 부착하는 방법은 위에서 언급한 본 발명자의 등록특허 제10-2043140호에 상세히 기재되어 있으므로 이를 참조할 수 있다.
가요성 필름이 부착된 점착필름이 패널 표면에 부착되고 난 후, 점착필름반전이송부(400)의 제2승강수단(450)이 작동하여 상기 좌우 클램프(410)를 상승시킨다. 클램프(410)의 상승에 따라 점착필름이 박리되어, 패널 표면에는 가요성 필름이 부착되고, 가요성 필름의 외측에는 이형지가 부착된 상태가 된다. 이와 같은 방법으로 가요성 필름의 라미네이팅 공정이 완료된다.
상기한 점착필름은 주로 점착성 PI필름으로 약 2만회 정도까지 재사용이 가능하다. 이에 따라, 라미네이팅이 완료된 후 상기 점착필름은 점착필름반전이송부(400)에 의해 다시 반전 및 이송되어 필름합착부(300)로 이동됨에 따라 가요성 필름과 다시 합착되고, 위에서 설명한 작동의 반복 수행에 의해 패널에 가요성 필름이 연속적으로 라미네이팅된다.
이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 설명하였다. 그러나, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다. 따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
100 : 가요성필름로딩부 110 : 매거진
120 : 이재기 200 : 얼라인부
210 : 얼라인스테이지 220 : 카메라
230 : 제1이송수단 300 : 필름합착부
310 : 픽업툴 311 : 진공패드
312 : 패드플레이트 313 : 푸셔
314 : 승강실린더 315 : 롤러
316 : 롤러브라켓 317 : 롤러승강실린더
320 : 제1승강수단 330 : 제2이송수단
340 : 이형지박리부 342 : 파지구
344 : 파지구이송수단 350 : 받침플레이트
400 : 점착필름반전이송부 410 : 클램프
420 : 회동암 430 : 반전모터
440 : 브라켓 450 : 제2승강수단
460 : 제3이송수단 500 : 라미네이팅부
510 : 패널스테이지 520 : 부착롤러
530 : 제3승강수단 540 : 롤러승강실린더
550 : 제4이송수단

Claims (12)

  1. 양면에 각각 이형지가 부착된 가요성 필름의 일면이 점착필름의 점착면에 부착되는 제1단계와;
    상기 점착필름의 점착면에 부착되지 않은 가요성 필름의 타측 이형지가 박리되는 제2단계와;
    상기 가요성 필름이 점착필름에 부착된 상태에서 이형지가 박리된 가요성 필름의 표면이 패널 표면에 부착되는 제3단계와;
    상기 점착필름의 점착면에 부착된 이형지가 상기 패널에 부착된 상태에서 상기 점착필름이 박리 제거되는 제4단계를 포함하는 가요성 필름 라미네이팅 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1단계에서는 수평 방향으로 편평한 받침플레이트(350) 위에 좌우 양단이 클램프(410)에 의해 파지된 점착필름이 점착면이 위를 향하도록 편평하게 배치된 상태에서 그 위에 가요성 필름이 안착되는 것을 특징으로 하는 가요성 필름 라미네이팅 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 가요성 필름의 하부표면에 부착된 이형지가 점착필름과 견고하게 부착되도록, 상기 이형지가 부착된 가요성 필름이 점착필름에 안착된 상태에서 상부로부터의 가압에 의해 부착되는 것을 특징으로 하는 가요성 필름 라미네이팅 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제3단계에서는 상기 가요성 필름이 부착된 점착필름이 상하 반전된 후, 상기 가요성 필름의 하측에 패널이 배치되고, 상기 패널 위에 점착필름에 부착된 가요성 필름이 배치되며, 상측에 구비된 롤러가 이동되면서 가요성 필름의 노출된 표면이 패널의 상부 표면에 부착되는 것을 특징으로 하는 가요성 필름 라미네이팅 방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    제4단계에서는 상기 점착필름을 양단에서 파지하고 있는 클램프(410)가 상방으로 상승됨에 따라 상기 점착필름이 박리되어, 패널 표면에는 가요성 필름이 부착되고 상기 가요성 필름의 외측에 이형지가 부착된 상태가 되는 것을 특징으로 하는 가요성 필름 라미네이팅 방법.
  6. 패널에 부착될 가요성 필름을 공급하는 가요성필름로딩부(100)와;
    상기 가요성필름로딩부(100)에 의해 공급된 가요성 필름을 점착필름의 점착면에 부착하는 필름합착부(300)와;
    상기 점착필름에 부착된 가요성 필름의 외측 이형지를 박리하는 이형지박리부(340)와;
    상기 가요성 필름이 부착된 점착필름을 180도 회전시켜 상하 반전 및 이송하는 점착필름반전이송부(400)와;
    상기 가요성 필름이 점착필름에 부착된 상태에서 외측 이형지가 박리된 가요성 필름 표면을 패널 표면에 부착하고 상기 점착필름을 박리 제거하여 가요성 필름을 패널 표면에 부착하는 라미네이팅부(500)를 포함하는 가요성 필름 라미네이팅 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 필름합착부(300)는,
    가요성 필름을 픽업 및 이송하여 점착필름의 점착면에 부착시키는 픽업툴(310)과;
    상기 픽업툴(310)을 승강시키는 제1승강수단(320)과;
    상기 제1승강수단(320)과 직교하도록 수평 방향으로 배치되어 상기 픽업툴(310)과 제1승강수단(320) 전체를 수평 방향으로 이송시키는 제2이송수단(330)을 포함하는 것을 특징으로 하는 가요성 필름 라미네이팅 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 픽업툴(310)은,
    가요성 필름을 진공 흡착에 의해 파지하기 위한 진공패드(311)와;
    하측에 상기 진공패드(311)가 돌출 장착되는 패드플레이트(312)와;
    상기 패드플레이트(312)의 하측에 구비되어 진공패드(311)에 의해 픽업된 가요성 필름을 하방으로 가압하여 점착필름에 부착시키기 위한 푸셔(313)와;
    상기 푸셔(313)를 승강시키기 위한 승강실린더(314)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가요성 필름 라미네이팅 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 픽업툴(310)은,
    가요성 필름을 진공 흡착에 의해 파지하기 위한 진공패드(311)와;
    하측에 상기 진공패드(311)가 돌출 장착되는 패드플레이트(312)와;
    일측에 수평하게 배치되어 가요성 필름을 점착필름에 부착시키기 위한 롤러(315)와;
    상기 롤러(315)를 상하로 승강 이동시키기 위한 롤러승강실린더(317)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가요성 필름 라미네이팅 장치.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 점착필름반전이송부(400)는,
    점착필름의 좌우 양단을 각각 파지하는 클램프(410)와;
    상기 클램프(410)를 180도 회전시켜 클램프(410)에 고정된 점착필름을 반전시키기 위한 회동암(420)과;
    상기 회동암(420)의 단부에 결합되어 회동암(420)을 회전시키는 반전모터(430)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가요성 필름 라미네이팅 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 반전모터(430), 회동암(420) 및 클램프(410)를 승강시키기 위한 제2승강수단(450)과;
    상기 반전모터(430), 회동암(420), 클램프(410) 및 제2승강수단(450) 전체를 수평 이송시키기 위한 제3이송수단(460)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가요성 필름 라미네이팅 장치.
  12. 제 6 항에 있어서,
    상기 라미네이팅부(500)는,
    가요성 필름이 부착될 패널이 안착되는 패널스테이지(510)와;
    상기 점착필름의 상측에 배치되어 점착필름을 하방으로 가압하면서 수평 이동됨에 따라 점착필름을 패널 표면에 부착하는 부착롤러(520)와;
    상기 부착롤러(520)의 높이 조절을 위해 상기 부착롤러(520)를 승강시키는 제3승강수단(530)과;
    패널 전면적에 일정한 압력을 가하기 위한 롤러실린더(540)와;
    상기 부착롤러(520)를 점착필름의 너비 방향으로 수평 이동시키기 위한 제4이송수단(550)을 포함하는 것을 특징으로 하는 가요성 필름 라미네이팅 장치.
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