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KR102543024B1 - 마이크로 렌즈 어레이 성형장치 - Google Patents

마이크로 렌즈 어레이 성형장치 Download PDF

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KR102543024B1
KR102543024B1 KR1020210194702A KR20210194702A KR102543024B1 KR 102543024 B1 KR102543024 B1 KR 102543024B1 KR 1020210194702 A KR1020210194702 A KR 1020210194702A KR 20210194702 A KR20210194702 A KR 20210194702A KR 102543024 B1 KR102543024 B1 KR 102543024B1
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KR
South Korea
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base
unit
jig
mold
driving unit
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Active
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KR1020210194702A
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김성빈
박찬규
고건웅
박현선
Original Assignee
(주)애니캐스팅
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Publication date
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Priority to US18/715,110 priority patent/US20250026069A1/en
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Abstract

본 발명은 마이크로 엘이디 디스플레이 모듈에 사용되는 마이크로 렌즈 어레이와 같은 광학부품을 제조할 수 있는 성형장치에 관한 것이다. 본 발명의 일실시 예에 따른 성형장치는, 하부금형이 안착하는 하부지그가 구비되는 하부베이스; 상기 하부베이스 일측에 위치하며, 상부금형이 안착하는 상부지그가 구비되는 상부베이스; 상기 상부베이스를 뒤집어서 상기 하부베이스 상부로 위치시키는 제1구동부; 상기 상부베이스가 상기 하부베이스 상부에 위치하는 경우 상기 상부지그에 안착된 상부금형과 상기 하부지그에 안착된 하부금형의 얼라인을 감지하는 얼라인 카메라 유닛; 상기 하부베이스 하부에 구비되어 상기 하부베이스를 움직이는 제2구동부; 및 상기 얼라인 카메라 유닛의 감지에 따라 상기 제2구동부를 제어하여 상기 하부금형과 상기 상부금형을 얼라인시키는 제어부;를 포함할 수 있다.

Description

마이크로 렌즈 어레이 성형장치 {Molding Device for manufacturing micro lens array}
본 발명은 마이크로 엘이디 디스플레이 모듈에 사용되는 마이크로 렌즈 어레이와 같은 광학부품을 제조할 수 있는 성형장치에 관한 것이다.
마이크로 엘이디(Micro LED)는 100㎛ 이하(칩 크기가 대략 5 ~ 100㎛)의 크기를 갖는 초소형의 엘이디로서, 그 작은 크기로 인하여 휘어질 때 깨어지는 문제가 발생하지 않아 플렉시블(flexible) 화면을 구현하는데 적합하며, 색 재현성, 전력소모량, 응답속도 측면에서 기존 디스플레이보다 월등히 뛰어나며, 또한 디스플레이를 대형화하고 투명화하기에 유리하다는 이점이 있다.
이에, 최근 이를 이용한 마이크로 엘이디 디스플레이가 차세대 디스플레이로서 주목받고 있다.
LCD와 OLED의 핵심소재가 각각 액정(Liquid Crystal), 유기재료인데 반해, 마이크로 엘이디 디스플레이는 대략 5 ~ 100㎛ 크기의 마이크로 엘이디 칩 자체를 발광재료로 사용하는 디스플레이를 말한다.
마이크로 엘이디 디스플레이는 기존 디스플레이 대비 밝기와 명암비, 에너지 효율성과 응답시간 등에서 장점을 가지고 있으며, 특히 VR/AR 장치를 가볍고 선명하게 만들 수 있을 뿐만 아니라 대형화도 가능하며, TV, 간판 조명 시장에서도 주목받는 등 다양한 잠재적 응용분야가 존재한다.
이러한 마이크로 엘이디 디스플레이에서는 적색, 녹색, 청색 3개의 엘이디 칩으로 하나의 화소를 구성해야 하고, 이에 따라 적색, 녹색, 청색 엘이디 칩 각각을 기판 상의 정해진 위치에 순차적으로 조립해야 한다. 하지만, 마이크로 엘이디 디스플레이를 고해상도로 구현하기 위하여는 많은 수 - 예를 들어 FHD급(1,920X1,080) 해상도를 구현하기 위하여는 약 622만 개(R, G, B 칩 기준) - 의 마이크로 엘이디가 필요하고, 이들을 각각 정해진 위치에 조립하기 위하여는 상당한 공정시간이 소요된다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 기판 상에 단색의 마이크로 엘이디를 조립한 후 형광체를 이용하여 엘이디 칩에서 나오는 광의 색을 변환하는 방법을 고려할 수 있다. 이 경우, 마이크로 엘이디 각각에 색변환 소자를 추가로 적용해야 한다.
한편, 한국공개특허 제10-2021-0067023호(공개일자: 2021. 06. 08)에는 "색변환 기능을 갖는 마이크로 렌즈 어레이 및 이를 구비하는 마이크로 엘이디 디스플레이 모듈"이 개시된 바 있다.
상기 선행기술에 따른 색변환 기능을 갖는 마이크로 렌즈 어레이(MLA, Micro Lens Array)는 일면에 복수의 마이크로 엘이디 각각에 일대일 대응하도록 돌출형성되는 렌즈부와, 반대면에 상기 복수의 렌즈부 각각에 일대일 대응하도록 내측으로 함몰형성되는 뱅크부와, 상기 뱅크부에 구비되어 상기 복수의 마이크로 엘이디 각각에서 나오는 광의 색을 변환하는 색변환부를 포함한다.
상기 선행기술에 따른 색변환 기능을 갖는 마이클 렌즈 어레이를 제조하기 위해서는 먼저, 상기 렌즈부와 상기 뱅크부가 구비된 마이크로 렌즈 어레이를 제조할 필요가 있다.
본 발명은 마이크로 엘이디 디스플레이 모듈에 사용되는 마이크로 렌즈 어레이와 같은 광학부품을 제조할 수 있는 성형장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 양면에 다른 패턴을 가지는 광학부품을 제조할 수 있는 성형장치를 제공한다.
본 발명의 일실시 예에 따른 성형장치는, 하부금형이 안착하는 하부지그가 구비되는 하부베이스; 상기 하부베이스 일측에 위치하며, 상부금형이 안착하는 상부지그가 구비되는 상부베이스; 상기 상부베이스를 뒤집어서 상기 하부베이스 상부로 위치시키는 제1구동부; 상기 상부베이스가 상기 하부베이스 상부에 위치하는 경우 상기 상부지그에 안착된 상부금형과 상기 하부지그에 안착된 하부금형의 얼라인을 감지하는 얼라인 카메라 유닛; 상기 하부베이스 하부에 구비되어 상기 하부베이스를 움직이는 제2구동부; 및 상기 얼라인 카메라 유닛의 감지에 따라 상기 제2구동부를 제어하여 상기 하부금형과 상기 상부금형을 얼라인시키는 제어부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 성형장치는, 상기 하부지그에는 상기 하부금형에 도포된 열경화성 수지를 열경화하는 제1히터가 구비되고, 상기 상부지그에는 상기 상부금형에 도포된 열경화성 수지를 열경화하는 제2히터가 구비될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 성형장치는, 상기 하부지그에는 제1온도센서가 구비되고, 상기 상부지그에는 제2온도센서가 구비되고, 상기 제어부는 상기 제1온도센서의 감지에 따라 상기 제1히터를 제어하고, 상기 제2온도센서의 감지에 따라 상기 제2히터를 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 성형장치는, 상기 성형장치는 상기 제1히터와 상기 제2히터의 작동여부를 선택하는 조작부와, 상기 하부지그의 온도와 상기 상부지그의 온도를 입력할 수 있는 입력부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 조작부의 선택에 따라 상기 제1히터와 상기 제2히터 중 적어도 어느 하나를 작동시키거나 작동을 정지시키며, 상기 제1히터를 작동시키는 경우에는 상기 입력부에서 입력된 상기 하부지그의 온도에 따라 상기 제1히터를 제어하며, 상기 제2히터를 작동시키는 경우에는 상기 입력부에서 입력된 상기 상부지그의 온도에 따라 상기 제2히터를 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 성형장치는, 상기 성형장치는 진공을 발생시키는 진공장치를 포함하고, 상기 하부지그에는 상기 진공장치에 선택적으로 연결되어 상기 진공장치에서 발생된 진공에 의해 상기 하부금형을 고정하는 제1진공관이 구비되고, 상기 상부지그에는 상기 진공장치에 선택적으로 연결되어 상기 진공장치에서 발생된 진공에 의해 상기 상부금형을 고정하는 제2진공관이 구비될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 성형장치는, 상기 성형장치는 상기 하부금형과 상기 상부금형의 고정여부를 선택할 수 있는 조작부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 조작부의 선택에 따라 상기 상기 진공장치를 작동시키거나 작동을 정시시키며, 상기 진공장치를 작동시키는 경우에는 상기 조작부의 선택에 따라 상기 제1진공관과 상기 제2진공관 중 적어도 어느 하나를 상기 진공장치에 연결할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 성형장치는, 상기 성형장치는 진공을 발생시키는 진공장치를 포함하고, 상기 제1구동부는 상기 상부베이스를 상기 하부베이스 상부로 직선 이동시키는 직선구동부와, 상기 상부베이스를 180도 뒤집는 회전구동부를 포함하고, 상기 상부지그에는 상기 진공장치에 선택적으로 연결되어 상기 진공장치에서 발생된 진공에 의해 상기 상부금형을 고정하는 제2진공관이 구비되고, 상기 상부베이스는 상기 상부지그가 고정되는 고정홈이 구비되는 플레이트와, 상기 플레이트 단부에 상기 회전구동부가 결합하는 결합판을 포함하고, 상기 고정홈은 상기 결합판까지 연장되며, 상기 결합판에는 상기 진공관이 관통하는 관통홀이 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 성형장치는, 상기 제1구동부는 상기 상부베이스를 상기 하부베이스 상부로 직선 이동시키는 직선구동부와, 상기 상부베이스를 180도 뒤집는 회전구동부를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 성형장치는, 상기 성형장치는 상기 상부베이스의 위치를 선택하는 조작부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 조작부에서 선택된 상기 상부베이스의 위치에 따라 상기 제1구동부를 작동시켜 상기 상부베이스를 상기 하부베이스 상부에 위치시키거나 상기 하부베이스의 일측에 위치시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 성형장치는, 상기 상부금형과 상기 상부지그에는 얼라인홀이 형성되고, 상기 하부금형에는 얼라인마크가 형성되고, 상기 상부베이스 하부에는 상기 얼라인홀에 연결되는 하부홀이 형성되고, 상기 얼라인 카메라 유닛은 상기 상부베이스가 상기 하부베이스 상부에 위치하는 경우 상기 상부베이스 상부에 위치하여 상기 얼라인홀과 상기 하부홀을 통해 상기 하부지그에 구비된 상기 얼라인마크를 감지하고, 상기 제어부는 상기 얼라인 카메라 유닛이 상기 얼라인홀들과 상기 하부홀을 통해 상기 얼라인마크를 감지할 때까지 상기 제2구동부를 제어함으로써 상기 상부금형과 상기 하부금형을 얼라인시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 성형장치는, 상기 얼라인 카메라 유닛은 상기 하부베이스 상부에 위치하고, 상기 성형장치는 상기 얼라인 카메라 유닛을 수직방향으로 이동시키는 제3구동부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 상부베이스가 상기 하부베이스 상부로 이동하는 경우에는 상기 제3구동부를 제어하여 상기 얼라인 카메라 유닛을 상방으로 이동시키며, 상기 상부베이스가 상기 하부베이스 상부에 위치하는 경우에는 상기 얼라인 카메라 유닛을 하방으로 이동시켜 상기 상부베이스에 근접시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 성형장치는, 상기 하부베이스에는 상기 하부베이스와 상기 상부베이스 사이의 갭을 감지하는 갭센서가 구비되고, 상기 제어부는 상기 상부베이스가 상기 하부베이스 상부에 위치하는 경우 상기 갭센서의 감지에 따라 상기 제2구동부를 제어하여 상기 하부베이스와 상기 상부베이스 사이의 갭을 조절할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 성형장치는, 상기 성형장치는 상기 상부베이스와 상기 하부베이스 사이의 갭을 입력하는 입력부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 입력부에서 입력된 상기 상부베이스와 상기 하부베이스 사이의 갭에 따라 상기 제2구동부를 제어할 수 있다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 일실시 예에 따른 성형장치에 의하면, 마이크로 엘이디 디스플레이 모듈에 사용되는 마이크로 렌즈 어레이를 제조할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 성형장치에 의하면, 양면에 다른 패턴을 가지는 광학부품을 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 효과들은 이상에서 언급된 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위와 상세한 설명의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 성형장치의 구성도이고,
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 하부베이스의 개략적인 평면도이고,
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 상부베이스의 개략적인 평면도이고,
도 4는 도 3에 따른 상부베이스의 개략적인 저면도이고,
도 5는 도 3의 개략적인 A-A 단면도이고,
도 6은 본 발명의 일실시 예에 따른 제1구동부를 설명하기 위한 도면이고,
도 7은 상부베이스가 하부베이스 상부에 위치된 상태를 나타내는 개략적인 단면도이고,
도 8은 본 발명의 일실시 예에 따른 광학부품인 마이크로 렌즈 어레이의 개략적인 단면도이고,
도 9는 도87에 따른 마이크로 렌즈 어레이를 성형하기 위한 금형의 개략적인 단면도이다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 성형 장치를 설명한다.
첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일한 구성요소는 동일한 도면 부호를 부여하고, 이에 대한 중복설명은 생략한다.
도면에서 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들의 두께나 크기는 설명의 명확성 및 편의를 위하여 변형 또는 과장될 수 있으며, 본 발명은 첨부도면에 도시된 상대적인 크기나 두께에 의해 제한되지 않는다.
한편, 각 실시예는 독립적으로 실시되거나 함께 실시될 수 있으며, 발명의 목적에 부합하게 일부 구성요소는 제외될 수 있다.
또한, '상부', '하부', '상측', '하측', '일측', '타측', '상면', '밑면', '상방', '하방' 등과 같은 방향성 용어는 개시된 도면들의 배향과 관련하여 사용될 수 있다. 본 발명의 실시예의 구성요소는 다양한 배향으로 위치 설정될 수 있으므로, 방향성 용어는 예시를 목적으로 사용되는 것이지 이를 제한하는 것은 아니다.
또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있으나, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 한정되지 않고, 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하는 목적으로 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 성형장치의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 성형장치(10)는 하부베이스(20), 상기 하부베이스(20) 일측에 위치하는 상부베이스(30), 상기 상부베이스(30)를 뒤집어서 상기 하부베이스(20) 상부로 위치시키는 제1구동부(40), 상기 하부베이스(20) 하부에 구비되어 상기 하부베이스(20)를 움직이는 제2구동부(51), 상기 하부베이스(20) 상부에 위치하는 얼라인 카메라 유닛(52), 상기 얼라인 카메라 유닛(52)을 움직이는 제3구동부(53), 조작부(54), 입력부(55), 진공장치(56), 디스플레이부(57) 및 제어부(50)를 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 하부베이스의 개략적인 평면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 하부베이스(20)에는 하부금형(21)이 안착하는 하부지그(22)가 구비될 수 있다.
상기 하부지그(22)에는 상기 하부금형(21)에 도포된 열경화성 수지를 열경화하는 제1히터(23)와 상기 하부지그(22)의 온도를 감지하는 제1온도센서(24)가 구비될 수 있다.
상기 제어부(50)는 상기 제1온도센서(24)의 감지에 따라 상기 제1히터(23)를 제어할 수 있다.
상기 조작부(54)는 상기 제1히터(23)의 작동여부를 선택할 수 있도록 구비될 수 있으며, 상기 입력부(55)에는 상기 하부지그(22)의 온도를 입력할 수 있도록 구비될 수 있다.
이때, 상기 제어부(50)는 상기 조작부(54)의 선택에 따라 상기 제1히터(23)를 작동시키거나 작동을 정지시킬 수 있으며, 상기 제1히터(23)를 작동시키는 경우에는 상기 입력부(55)에서 입력된 상기 하부지그(22)의 온도에 따라 상기 제1히터(23)를 제어할 수 있다.
또한, 상기 진공장치(56)는 진공을 발생시킬 수 있으며, 상기 하부지그(22)에는 상기 진공장치(56)에 선택적으로 연결되어 상기 진공장치(56)에서 발생된 진공에 의해 상기 하부금형(21)을 고정하는 제1진공관(26)이 구비될 수 있다.
상기 조작부(54)는 상기 하부금형(21)의 고정여부를 선택할 수 있도록 구비될 수 있다.
이때, 상기 제어부(50)는 상기 조작부(54)의 선택에 따라 상기 진공장치(56)를 작동시키거나 작동을 정지시킬 수 있으며, 상기 진공장치(56)를 작동시키는 경우에는 상기 진공장치(56)에 상기 제1진공관(26)을 연결시킬 수 있다.
또한, 상기 하부금형(21)에는 상부금형(31)과의 얼라인을 맞추기 위한 얼라인마크(25)가 복수개 구비될 수 있으며, 상기 하부베이스(20)에는 상기 상부베이스(30)가 상기 하부베이스(20) 상부에 위치하는 경우 상기 하부베이스(20)와 상기 상부베이스(30) 사이의 갭을 감지하는 갭센서(27)가 복수개 구비될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 상부베이스의 개략적인 평면도이고, 도 4는 도 3에 따른 상부베이스의 개략적인 저면도이고, 도 5는 도 3의 개략적인 A-A 단면도이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 상부베이스(30)에는 상부금형(31)이 안착하는 상부지그(32)가 구비될 수 있다.
상기 상부지그(32)에는 상기 상부금형(31)에 도포된 열경화성 수지를 열경화하는 제2히터(33)와 상기 상부지그(32)의 온도를 감지하는 제2온도센서(34)가 구비될 수 있다.
상기 제어부(50)는 상기 제2온도센서(34)의 감지에 따라 상기 제2히터(33)를 제어할 수 있다.
상기 조작부(54)는 상기 제2히터(33)의 작동여부를 선택할 수 있도록 구비될 수 있으며, 상기 입력부(55)에는 상기 상부지그(32)의 온도를 입력할 수 있도록 구비될 수 있다.
이때, 상기 제어부(50)는 상기 조작부(54)의 선택에 따라 상기 제2히터(33)를 작동시키거나 작동을 정지시킬 수 있으며, 상기 제2히터(33)를 작동시키는 경우에는 상기 입력부(55)에서 입력된 상기 상부지그(32)의 온도에 따라 상기 제2히터(33)를 제어할 수 있다.
또한, 상기 상부지그(32)에는 상기 진공장치(56)에 선택적으로 연결되어 상기 진공장치(56)에서 발생된 진공에 의해 상기 상부금형(31)을 고정하는 제2진공관(36)이 구비될 수 있다.
상기 조작부(54)는 상기 상부금형(21)의 고정여부를 선택할 수 있도록 구비될 수 있다.
이때, 상기 제어부(50)는 상기 조작부(54)의 선택에 따라 상기 진공장치(56)를 작동시키거나 작동을 정지시킬 수 있으며, 상기 진공장치(56)를 작동시키는 경우에는 상기 진공장치(56)에 상기 제2진공관(36)을 연결시킬 수 있다.
또한, 상기 상부금형(31)에는 상기 하부금형(21)과의 얼라인을 맞추기 위한 얼라인홀(35)이 복수개 형성될 수 있으며, 도 5에서 보이는 바와 같이, 상기 상부지그(32)에는 상기 얼라인홀(35)에 연결되는 얼라인 홀(37)이 형성될 수 있으며, 상기 상부베이스(30)의 하부에는 상기 얼라인 홀(37)에 연결되는 하부홀(38)이 형성될 수 있다.
또한, 상기 상부베이스(30)는 상기 상부지그(32)가 고정되는 고정홈(39)이 구비되는 플레이트(391)와, 상기 플레이트(391) 단부에 구비되어 회전구동부(44)(도 6 참조)가 결합하는 결합판(392)을 포함할 수 있다.
상기 고정홈(39)은 상기 결합판(392)까지 연장될 수 있으며, 상기 결합판(392)에는 상기 진공관(36)이 관통하는 관통홀(393)이 형성될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시 예에 따른 제1구동부를 설명하기 위한 도면이고,
도 6을 참조하면, 상기 제1구동부(40)는 상기 상부베이스(30)를 뒤집어서 상기 하부베이스(20) 상부로 위치시키는 구성으로서, 상기 상부베이스(30)를 상기 하부베이스(20) 상부로 직선 이동시키는(도면에서 y축 방향) 직선구동부(42)와, 상기 상부베이스(30)를 180도 뒤집는 회전구동부(44)를 포함할 수 있다.
상기 직선구동부(42)는 리니어모터를 포함할 수 있으며, 상기 회전구동부(44)는 턴모터를 포함할 수 있다.
상기 제어부(50)는 상기 제1구동부(40)를 작동시켜 상기 상부베이스(30)를 상기 하부베이스(20) 상부에 위치시키는 경우, 상기 직선구동부(42)를 작동시켜 상기 상부베이스(30)를 상기 하부베이스(20) 상부에 위치시킨 후 상기 회전구동부(44)를 작동시켜 상기 상부베이스(30)를 180도 뒤집을 수 있다.
또는, 상기 제어부(50)는, 상기 상부베이스(30)를 상기 하부베이스(20) 상부에 위치시킨 후 상기 상부베이스(30)를 180도 뒤집는 경우에는 상기 상부베이스(30)와 상기 하부베이스(20) 사이의 갭에 따라 상기 하부베이스(20)에 의해 간섭이 발생할 수 있으므로, 먼저 상기 회전구동부(44)를 작동시켜 상기 상부베이스(30)를 180도 뒤집은 후 상기 직선구동부(42)를 작동시켜 상기 뒤집어진 상부베이스(45)를 상기 하부베이스(20) 상부에 위치시킬 수 있다.
상기 조작부(54)는 상기 상부베이스(30)의 위치를 선택할 수 있도록 구비될 수 있으며, 상기 제어부(50)는 상기 조작부(50)에서 선택된 상기 상부베이스(30)의 위치에 따라 상기 제1구동부(40)를 작동시켜 상기 상부제이스(30)를 상기 하부베이스(20) 상부에 위치시키거나 상기 하부베이스(20) 일측에 위치시킬 수 있다.
도 7은 상부베이스가 하부베이스 상부에 위치된 상태를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 7을 참조하면, 상기 얼라인 카메라 유닛(52)은 상기 상부베이스(30)가 상기 하부베이스(20) 상부에 위치하는 경우 상기 상부지그(32)에 안착된 상부금형(31)과 상기 하부지그(22)에 안착된 하부금형(21)의 얼라인(align)을 감지할 수 있으며, 상기 제어부(50)는 상기 얼라인 카메라 유닛(52)의 감지에 따라 상기 제2구동부(51)를 제어하여 상기 하부금형(21)과 상기 상부금형(31)을 얼라인시킬 수 있다.
예를 들어, 상기 얼라인 카메라 유닛(52)은 상기 상부베이스(30)가 상기 하부베이스(20) 상부에 위치하는 경우 상기 상부베이스(30) 상부에 위치하여 상기 얼라인홀들(35,37)과 상기 하부홀(38)을 통해 상기 하부지그(21)에 구비된 상기 얼라인마크(25)를 감지함으로써, 상기 하부금형(21)과 상기 상부금형(31)의 얼라인을 감지할 수 있다.
그러면, 상기 제어부(50)는 상기 얼라인 카메라 유닛(52)이 상기 얼라인홀들(35,37)과 상기 하부홀(38)을 통해 상기 얼라인마크(25)를 감지할 때까지 상기 제2구동부(51)를 제어함으로써 상기 상부금형(31)과 상기 하부금형(21)을 얼라인시킬 수 있다.
또한, 상기 얼라인 카메라 유닛(52)은 상기 하부베이스(20) 상부에 위치할 수 있으며, 상기 제어부(50)는 상기 상부베이스(30)가 상기 하부베이스(20) 상부로 이동하는 경우 상기 제3구동부(53)를 제어하여 상기 얼라인 카메라 유닛(62)을 상방으로 이동시킬 수 있다.
그러면, 상기 상부베이스(30)가 상기 하부베이스(20) 상부로 이동하는 경우 상기 얼라인 카메라 유닛(52)이 상기 상부베이스(30)의 이동을 간섭하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 제어부(50)는 상기 상부베이스(30)가 상기 하부베이스(20) 상부에 위치하는 경우에는 상기 얼라인 카메라 유닛(52)을 하방으로 이동시켜 상기 상부베이스(30)에 근접시킬 수 있다.
그러면, 상기 얼라인 카메라 유닛(52)은 상기 얼라인홀들(35,37)과 상기 하부홀(38)을 통해 상기 하부지그(21)에 구비된 상기 얼라인마크(25)를 쉽게 감지할 수 있다.
한편, 상기 제어부(50)는 상기 제2구동부(51)를 제어하여 상기 하부베이스(20)를 상기 상부베이스(30)로 이동시킴으로써, 상기 하부금형(21)에 도포된 열경화성 수지와 상기 상부금형(31)에 도포된 열경화성 수지를 가압시킬 수 있다.
이때, 상기 제어부(50)는 상기 상부베이스(30)가 상기 하부베이스(20) 상부에 위치하는 경우 상기 갭센서(27)의 감지에 따라 상기 제2구동부(51)를 제어하여 상기 하부베이스(20)와 상기 상부베이스(30) 사이의 갭을 조절할 수 있다.
또한, 상기 입력부(55)는 상기 상부베이스(30)와 상기 하부베이스(20) 사이의 갭을 입력할 수 있도록 구비될 수 있으며, 상기 제어부(50)는 상기 입력부(55)에서 입력된 상기 상부베이스(30)와 상기 하부베이스(20) 사이의 갭에 따라 상기 제2구동부(51)를 제어할 수 있다.
또한, 상기 제2구동부(51)는 상기 하부베이스(20)를 3축 이동이 가능하게 구비될 수 있다. 그러면, 상기 제어부(50)는 상기 하부베이스(20)를 x-y축으로 이동시키면서 상기 하부금형(21)과 상기 상부금형(31)을 얼라인시킬 수 있으며, 상기 하부베이스(20)를 z축 이동시키면서 상기 하부베이스(20)와 상기 상부베이스(30) 사이의 갭을 조절할 수 있다.
이하 본 발명의 일실시 예에 따른 성형장치(10)의 작동순서에 대한 일예를 설명한다.
먼저, 작업자는 상기 상부베이스(30)를 상기 하부베이스(20) 일측에 위치시킨 상태에서 상기 하부금형(21)과 상기 상부금형(31) 각각을 상기 하부지그(22)와 상기 상부지그(32)에 안착시킨 후 상기 하부금형(21)과 상기 상부금형(31) 상부에 열경화성 수지를 도포한다.
이후, 작업자는 상기 하부금형(21)과 상기 상부금형(31)이 고정되도록 조작부(54)를 조작한다.
그러면, 상기 제어부(50)는 상기 진공장치(56)를 작동시키고, 상기 진공장치(56)에 상기 제1진공관(26)과 상기 제2진공관(36)을 연결함으로써, 상기 진공장치(56)에서 제공되는 진공에 의해 상기 하부금형(21)과 상기 상부금형(31)이 진공흡착으로 상기 하부지그(22)와 상기 상부지그(32)에 고정되도록 한다.
이후, 작업자는 상기 상부베이스(30)가 상기 하부베이스(20) 상부에 위치하도록 상기 조작부(54)를 조작한다.
그러면, 상기 제어부(50)는 상기 제1구동부(40)의 회전구동부(44)를 작동시켜 상기 상부베이스(30)를 뒤집은 후 상기 직선구동부(42)를 작동시켜 상기 뒤집혀진 상부베이스(30)를 상기 하부베이스(20) 상부로 이동시킨다.
이때, 상기 하부베이스(20) 상부에 상기 얼라인 카메라 유닛(52)이 위치하고 있는 경우에는, 상기 제어부(50)는 상기 상부베이스(30)를 상기 하부베이스(20) 상부로 이동시키기 전에, 상기 제3구동부(53)를 작동시켜 상기 얼라인 카메라 유닛(52)을 상기 상부베이스(30)의 이동을 방해하지 않도록 상방으로 수직이동시킨다.
이후, 상기 제어부(50)는 상기 상부베이스(30)가 상기 하부베이스(20) 상부에 위치한 경우, 상기 제3구동부(53)를 작동시켜 상기 얼라인 카메라 유닛(52)을 상기 상부베이스(30)에 근접시킨다.
이후, 상기 제어부(50)는 상기 제2구동부(51)를 제어하여 상기 얼라인 카메라 유닛(52)이 상기 얼라인홀들(35,37)과 상기 하부홀(38)을 통해 상기 얼라인마크(25)를 감지할 때까지 상기 하부베이스(20)를 이동시켜, 상기 상부금형(31)과 상기 하부금형(21)을 얼라인시킨다.
여기서, 상기 얼라인 단계는 작업자의 조작부(54)의 조작에 의해 행해질 수도 있으며, 조작없이 자동으로 행해질 수도 있다.
이후, 상기 제어부(50)는 상기 갭센서(27)의 감지에 따라 상기 제2구동부(51)를 제어하여 상기 하부베이스(20)를 상기 상부베이스(30)로 이동시킴으로써, 상기 하부베이스(20)와 상기 상부베이스(30) 사이의 갭을 조절한다.
그러면, 상기 상부금형(31)에 도포된 열경화성수지와 상기 하부금형(21)에 도포된 열경화성 수지가 가압될 수 있다.
여기서, 상기 가압 단계는 작업자의 조작부(54)의 조작에 의해 행해질 수도 있으며, 조작없이 자동으로 행해질 수도 있다.
이후, 상기 제어부(50)는 상기 제1히터(23)와 상기 제2히터(33)를 작동시켜 상기 상부금형(31)과 상기 하부금형(21) 사이에서 가압된 열경화성수지를 경화시킨다.
그러면, 상기 상부금형(31)과 상기 하부금형(21) 각각에 형성된 패턴을 가지는 광학제품을 제조할 수 있다.
여기서, 상기 경화 단계는 작업자의 조작부(54)의 조작에 의해 행해질 수도 있으며, 조작없이 자동으로 행해질 수도 있다.
따라서, 상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명의 일실시 예에 따른 성형장치(10)에 의하면, 마이크로 엘이디 디스플레이 모듈에 사용되는 마이크로 렌즈 어레이와 같은 광학부품을 쉽게 제조할 수 있다.
특히, 본 발명의 일실시 예에 따른 성형장치(10)에 의하면, 양면에 다른 패턴을 가지는 광학부품을 쉽게 제조할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일실시 예에 따른 광학부품인 마이크로 렌즈 어레이의 개략적인 단면도이고, 도 9는 도 8에 따른 마이크로 렌즈 어레이를 성형하기 위한 금형의 개략적인 단면도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 마이크로 렌즈 어레이(MLA, Micro Lens Array)(1)는 일면에 돌출형성되는 복수의 렌즈부(2)와, 반대면에 상기 복수의 렌즈부(2) 각각에 일대일 대응하도록 내측으로 함몰형성되는 뱅크부(3)를 가질 수 있으며, 상기 마이크로 렌즈 어레이(1)를 제조하기 위한 하부금형(4)에는 상기 뱅크부(3)의 형상을 가지는 돌출부(5)가 형성될 수 있으며, 상기 마이크로 렌즈 어레이(1)를 제조하기 위한 상부금형(6)에는 상기 렌즈부(2)의 형상을 가지는 함몰부(7)가 형성될 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 마이크로 엘이디 디스플레이 모듈에 사용되는 마이크로 렌즈 어레이와 같은 광학부품을 제조할 수 있는 성형장치에 관한 것으로서, 그 실시 형태는 다양한 형태로 변경가능하다 할 것이다. 따라서 본 발명은 본 명세서에서 개시된 실시 예에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 변경 가능한 모든 형태도 본 발명의 권리범위에 속한다 할 것이다.
10 : 성형장치 20 : 하부베이스
21 : 하부금형 22 : 하부지그
23 : 제1히터 24 : 제1온도센서
25 : 얼라인마크 26 : 제1진공관
27 : 갭센서 30 : 상부베이스
31 : 상부금형 32 : 상부지그
33 : 제2히터 34 : 제2온도센서
35, 37 : 얼라인홀 38 : 하부홀

Claims (13)

  1. 하부금형이 안착하는 하부지그가 구비되는 하부베이스;
    상기 하부베이스 일측에 위치하며, 상부금형이 안착하는 상부지그가 구비되는 상부베이스;
    상기 상부베이스를 뒤집어서 상기 하부베이스 상부로 위치시키는 제1구동부;
    상기 상부베이스가 상기 하부베이스 상부에 위치하는 경우 상기 상부지그에 안착된 상부금형과 상기 하부지그에 안착된 하부금형의 얼라인을 감지하는 얼라인 카메라 유닛;
    상기 하부베이스 하부에 구비되어 상기 하부베이스를 움직이는 제2구동부;
    상기 얼라인 카메라 유닛의 감지에 따라 상기 제2구동부를 제어하여 상기 하부금형과 상기 상부금형을 얼라인시키는 제어부; 및
    진공을 발생시키는 진공장치;를 포함하고,
    상기 상부지그에는 상기 진공장치에 연결되어 상기 진공장치에서 발생된 진공에 의해 상기 상부금형을 고정하는 제2진공관이 구비되는 것을 특징으로 하는 성형장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하부지그에는 상기 하부금형에 도포된 열경화성 수지를 열경화하는 제1히터가 구비되고, 상기 상부지그에는 상기 상부금형에 도포된 열경화성 수지를 열경화하는 제2히터가 구비되는 것을 특징으로 하는 성형장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 하부지그에는 제1온도센서가 구비되고, 상기 상부지그에는 제2온도센서가 구비되고,
    상기 제어부는 상기 제1온도센서의 감지에 따라 상기 제1히터를 제어하고, 상기 제2온도센서의 감지에 따라 상기 제2히터를 제어하는 것을 특징으로 하는 성형장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 성형장치는 상기 제1히터와 상기 제2히터의 작동여부를 선택하는 조작부와, 상기 하부지그의 온도와 상기 상부지그의 온도를 입력할 수 있는 입력부를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 조작부의 선택에 따라 상기 제1히터와 상기 제2히터 중 적어도 어느 하나를 작동시키거나 작동을 정지시키며, 상기 제1히터를 작동시키는 경우에는 상기 입력부에서 입력된 상기 하부지그의 온도에 따라 상기 제1히터를 제어하며, 상기 제2히터를 작동시키는 경우에는 상기 입력부에서 입력된 상기 상부지그의 온도에 따라 상기 제2히터를 제어하는 것을 특징으로 하는 성형장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 하부지그에는 상기 진공장치에 선택적으로 연결되어 상기 진공장치에서 발생된 진공에 의해 상기 하부금형을 고정하는 제1진공관이 구비되는 것을 특징으로 하는 성형장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 성형장치는 상기 하부금형과 상기 상부금형의 고정여부를 선택할 수 있는 조작부를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 조작부의 선택에 따라 상기 상기 진공장치를 작동시키거나 작동을 정시시키며, 상기 진공장치를 작동시키는 경우에는 상기 조작부의 선택에 따라 상기 제1진공관과 상기 제2진공관 중 적어도 어느 하나를 상기 진공장치에 연결하는 것을 특징으로 하는 성형장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1구동부는 상기 상부베이스를 상기 하부베이스 상부로 직선 이동시키는 직선구동부와, 상기 상부베이스를 180도 뒤집는 회전구동부를 포함하고,
    상기 상부베이스는 상기 상부지그가 고정되는 고정홈이 구비되는 플레이트와, 상기 플레이트 단부에 상기 회전구동부가 결합하는 결합판을 포함하고,
    상기 고정홈은 상기 결합판까지 연장되며, 상기 결합판에는 상기 제2진공관이 관통하는 관통홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 성형장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1구동부는 상기 상부베이스를 상기 하부베이스 상부로 직선 이동시키는 직선구동부와, 상기 상부베이스를 180도 뒤집는 회전구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 성형장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 성형장치는 상기 상부베이스의 위치를 선택하는 조작부를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 조작부에서 선택된 상기 상부베이스의 위치에 따라 상기 제1구동부를 작동시켜 상기 상부베이스를 상기 하부베이스 상부에 위치시키거나 상기 하부베이스의 일측에 위치시키는 것을 특징으로 하는 성형장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부금형과 상기 상부지그에는 얼라인홀이 형성되고, 상기 하부금형에는 얼라인마크가 형성되고,
    상기 상부베이스 하부에는 상기 얼라인홀에 연결되는 하부홀이 형성되고,
    상기 얼라인 카메라 유닛은 상기 상부베이스가 상기 하부베이스 상부에 위치하는 경우 상기 상부베이스 상부에 위치하여 상기 얼라인홀과 상기 하부홀을 통해 상기 하부지그에 구비된 상기 얼라인마크를 감지하고,
    상기 제어부는 상기 얼라인 카메라 유닛이 상기 얼라인홀들과 상기 하부홀을 통해 상기 얼라인마크를 감지할 때까지 상기 제2구동부를 제어함으로써 상기 상부금형과 상기 하부금형을 얼라인시키는 것을 특징으로 하는 성형장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 얼라인 카메라 유닛은 상기 하부베이스 상부에 위치하고,
    상기 성형장치는 상기 얼라인 카메라 유닛을 수직방향으로 이동시키는 제3구동부를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 상부베이스가 상기 하부베이스 상부로 이동하는 경우에는 상기 제3구동부를 제어하여 상기 얼라인 카메라 유닛을 상방으로 이동시키며, 상기 상부베이스가 상기 하부베이스 상부에 위치하는 경우에는 상기 얼라인 카메라 유닛을 하방으로 이동시켜 상기 상부베이스에 근접시키는 것을 특징으로 하는 성형장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 하부베이스에는 상기 하부베이스와 상기 상부베이스 사이의 갭을 감지하는 갭센서가 구비되고,
    상기 제어부는 상기 상부베이스가 상기 하부베이스 상부에 위치하는 경우 상기 갭센서의 감지에 따라 상기 제2구동부를 제어하여 상기 하부베이스와 상기 상부베이스 사이의 갭을 조절하는 것을 특징으로 하는 성형장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 성형장치는 상기 상부베이스와 상기 하부베이스 사이의 갭을 입력하는 입력부를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 입력부에서 입력된 상기 상부베이스와 상기 하부베이스 사이의 갭에 따라 상기 제2구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 성형장치.
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