KR100641716B1 - 레이저를 이용한 도광판 제조방법 - Google Patents

레이저를 이용한 도광판 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 CO2 레이저를 이용한 도광판 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 CO2 레이저를 이용한 도광판 제조방법은, 패턴가공할 도광판을 준비하여 테이블에 설치하는 단계와, 제어부의 제어에 의해 테이블을 전후이송수단으로 도광판이 패턴가공될 전후 소정위치로 이송시키는 단계와, 가이드레일에 결합된 이송부를 제어부에 의해 좌우 소정위치로 이송시키는 단계와, 가로방향으로 설치되어 외측으로 레이저빔이 발진되도록 하는 2개의 레이저 발생장치로부터 제어부에 의해 레이저빔을 발진시키는 단계와, 상기 레이저발생장치로부터 발진된 레이저빔을 제 1 반사거울에 의해 전방 수평방향으로 직각 반사하는 단계와, 상기 제 1 반사거울로부터 반사된 레이저빔을 상기 가이드레일의 좌우 상단부에 거치되어 전후이송수단에 의해 이송된 제 2 반사거울에 의해 내측 수평방향으로 직각 반사하는 단계와, 상기 제 2 반사거울로부터 반사된 레이저빔을 상기 이송부에 설치된 제 3 반사거울에 의해 수직하방으로 반사하는 단계 및 상기 제 3 반사거울의 하부에 설치된 레이저 헤드에 전달된 빔을 도광판의 상부에 조사하여 레이저 커팅하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명은 인쇄 또는 노치에 의한 가공이 아니라 레이저에 의해 커팅함으로써 가공이 용이하며, 작업능률을 배가시켜 대량생산이 가능하여 가격경쟁력을 확보할 수 있고, 불량률을 줄일 수 있으며, 20인치 이상의 도광판에도 적용 할 수 있어 대화면에 적합할 뿐만 아니라, 균일도 및 휘도를 개선할 수 있어 고품질의 화면을 얻는데 기여할 수 있는 장점이 있다.
도광판, 제조방법, CO2 레이저, 커팅, 가이드레일, 이송수단

Description

레이저를 이용한 도광판 제조방법{Manufacturing Method for Light Guide Panel Using CO2 Laser}
도 1은 본 발명에 의한 도광판 제조용 CO2 레이저장치의 개략적인 구조를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명에 의한 도광판 제조용 CO2 레이저장치의 전후이송수단을 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명에 의한 도광판 제조용 CO2 레이저장치의 좌우이송수단을 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명에 의한 도광판 제조용 CO2 레이저장치의 작동상태를 나타낸 사시도.
도 5는 본 발명에 의한 CO2 레이저를 이용한 도광판 제조공정을 나타낸 흐름도.
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**
10: 레이저발생장치 20: 제 1 반사거울
30: 제 2 반사거울 40: 제 3 반사거울
50: 가이드레일 60: 전후이송수단
61: 리드스크류 62: 구동모터
63: 결합부 70: 이송부
80: 좌우이송수단 81a: 치차
81: 벨트 82a: 기어
82: 풀리 83: 벨트구동모터
90: 레이저 헤드 100: 제어부
110: 도광판 120: 테이블
130: 보호튜브
본 발명은, CO2 레이저를 이용한 도광판 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, CO2 레이저를 이용하여 LCD 등의 패널에 사용되는 도광판에 패턴을 가공하여 도광판 전체의 휘도를 동일하도록 하는 CO2 레이저를 이용한 도광판 제조방법에 관한 것이다.
전자통신제품의 종류가 다양해짐에 따라 LCD 패널의 크기도 다양해지고 있다. 이러한 LCD패널의 일부를 구성하는 도광판은 현재 주로 투명 아크릴판을 사용하고 표면에는 여러 가지 방법을 이용하여 패턴을 형성하여 도광판 전체의 휘도가 동일되도록 하여 전체화면의 밝기를 고르게 분포되도록 하고 있다. 도광판의 표면에 패턴을 형성하는 방법에는 인쇄에 의한 방식과, V-노치(V-notch)를 형성하는 절삭에 의한 방식 및 레이저를 이용하여 가공하는 방식이 사용되고 있다.
인쇄에 의한 방법은 중형 또는 대형 LCD패널에 사용되는 중대형 도광판에 사용되고 있으나, 이러한 인쇄에 의한 방법은 패턴을 형성하지 않을 부분에 마스킹하고 그 위에 인쇄방식으로 패턴을 형성하고 패턴을 형성하기 위한 부식액으로 인쇄부분을 부식시켜 패턴을 형성하게 된다. 이러한 과정에서 마스킹된 부분인 마스크와 마스크 하부의 도광판 표면 사이로 패턴을 형성하기 위한 부식액이 스며들게 되어 일정한 형태의 패턴되지 못하고 불량이 발생되게 되므로 숙련된 작업자가 작업하여야 하며, 패턴이 형성된 부분이 고르지 못하여 휘도가 낮게 되는 문제점이 있었다.
V-노치를 형성하는 절삭에 의한 방식은 V형 커터로서 기계적인 절삭을 하게 되는데, 가공시간이 길어 생산능률이 낮으며, 커터의 제어방향이 단순하여 단순한 패턴 형성에는 어느 정도 적합하나 다양한 형태의 패턴을 형성하기 어려운 단점이 있었다.
상기와 같은 문제점이 있어 현재에는 레이저가공에 의한 패턴형성방법이 선호되고 있다. 종래의 도광판에 패턴을 형성하기 위한 레이저가공기는 범용 레이저 가공기로써 1대의 장비에서 1개의 도광판만을 패턴가공할 수 있어 도광판에 패턴을 형성하는데 작업속도가 매우 느려 작업능률이 다른 패턴형성방법에 비하여 현저히 낮아 대량생산에 적합하지 않은 단점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 다양한 패턴을 갖는 도광판을 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 작업능률도 배가하여 생산효율을 높일 수 있고, 대량생산에 적합하도록 하는 CO2 레이저를 이용한 도광판 제조방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 20인치 이상의 도광판에도 적용할 수 있어 대화면에 적합할 뿐만 아니라, 균일도 및 휘도를 개선할 수 있어 고품질의 화면을 얻는데 기여할 수 있는 CO2 레이저를 이용한 도광판 제조방법을 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 패턴가공할 도광판을 준비하여 테이블에 설치하는 단계와, 제어부의 제어에 의해 테이블을 전후이송수단으로 도광판이 패턴가공될 전후 소정위치로 이송시키는 단계와, 가이드레일에 결합된 이송부를 제어부에 의해 좌우 소정위치로 이송시키는 단계와, 가로방향으로 설치되어 외측으로 레이저빔이 발진되도록 하는 2개의 레이저 발생장치 로부터 제어부에 의해 레이저빔을 발진시키는 단계와, 상기 레이저발생장치로부터 발진된 레이저빔을 제 1 반사거울에 의해 전방 수평방향으로 직각 반사하는 단계와, 상기 제 1 반사거울로부터 반사된 레이저빔을 상기 가이드레일의 좌우 상단부에 거치되어 전후이송수단에 의해 이송된 제 2 반사거울에 의해 내측 수평방향으로 직각 반사하는 단계와, 상기 제 2 반사거울로부터 반사된 레이저빔을 상기 이송부에 설치된 제 3 반사거울에 의해 수직하방으로 반사하는 단계 및 상기 제 3 반사거울의 하부에 설치된 레이저 헤드에 전달된 빔을 도광판의 상부에 조사하여 레이저 커팅하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 좌우 이송단계는 도광판의 중앙으로 갈수록 커팅간격이 좁아지도록 상기 제어부에 의해 이송되는 것을 특징으로 하며, 상기 레이저 커팅단계는 도광판의 중앙으로 갈수록 레이저빔의 출력이 커지도록 상기 제어부에 의해 제어되는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 상기 전후이송수단은, 상기 가이드레일의 하부 양단에 전후방향으로 설치된 리드스크류와, 상기 리드스크류를 회전시키는 구동모터와, 상기 테이블의 하단에 고정되며 상기 리드스크류에 결합되어 이송되는 결합부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
아울러, 본 발명의 상기 좌우이송수단은, 상기 가이드레일에 설치되며 내측에 치차가 형성된 벨트와, 상기 벨트의 치차와 맞물리도록 기어가 형성된 풀리와, 상기 풀리를 회전시키는 벨트구동모터로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하, 상기한 바와 같은 도광판 제조방법을 구현하기 위하여 사용되는 본 발 명에 의한 도광판 제조용 CO2 레이저장치 및 이를 이용한 도광판 제조방법을 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 도광판 제조용 CO2 레이저장치의 개략적인 구조를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명에 의한 도광판 제조용 CO2 레이저장치의 전후이송수단을 나타낸 사시도이며, 도 3은 본 발명에 의한 도광판 제조용 CO2 레이저장치의 좌우이송수단을 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명에 의한 도광판 제조용 CO2 레이저장치의 작동상태를 나타낸 사시도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 도광판 제조용 CO2 레이저장치는, 가로방향으로 설치되어 외측으로 레이저빔이 발진되도록 하는 2개의 CO2 레이저발생장치(10)와, 상기 레이저발생장치(10)로부터 발진된 레이저빔을 반사하는 각각의 제 1 반사거울(20), 제 2 반사거울(30), 제 3 반사거울(40)과, 좌우로 이송되도록 하는 가이드레일(50)과, 도광판(110)을 고정시키는 테이블(120)을 전후로 이동시키는 전후이송수단(60)과, 상기 가이드레일(50)에 결합되어 좌우 이송되는 이송부(70)와, 상기 제 3 반사거울(40)로부터 반사된 레이저 빔을 도광판(110)의 상부에 조사하는 각각의 레이저 헤드(90)와, 상기 이송부(70)를 좌우로 이동시키는 좌우이송수단(80) 및 상기 레이저발생장치(10)와 상기 전후이송수단(60)과 상기 좌우이송수단(80)을 각각 제어하는 제어부(100)로 구성된다.
상기 CO2 레이저발생장치(10)는 범용레이저로서 각각의 레이저 헤드(90)에 각각 레이저빔을 출력할 수 있도록 가로방향으로 설치되어 외측으로 레이저빔이 발진되도록 하는 2개로 구성되어 있다.
상기 제 1 반사거울(20)은 상기 레이저발생장치(10)로부터 발진된 레이저빔을 전방 수평방향으로 직각 반사하도록 상기 레이저발생장치(10)와 소정거리 이격되어 각각 대칭되게 설치된다.
상기 제 2 반사거울(30)은 상기 가이드레일(50)의 양쪽 상단부에 각각 대칭되게 설치되어 상기 가이드레일(50)의 전후 이동에 의해 이동되어 상기 제 1 반사거울(20)로부터 반사된 레이저빔을 내측 수평방향으로 직각 반사하도록 하는 역할을 한다.
본 발명에 의한 상기 제 2 반사거울(30)은 상기 제 1 반사거울(20)로부터 반사된 레이저빔을 내측 수평방향으로 직각 반사하도록 구성되면 어느 것이든 가능하나, 상기 제 1 반사거울(20)로부터 반사된 레이저빔을 소정의 각도로 반사하는 하나의 반사거울과, 이 반사거울로부터 반사된 레이저빔을 제 3 반사거울(40)로 반사하는 다른 하나의 반사거울로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 가이드레일(50)은 양쪽 상단부에 제 2 반사거울(30)이 각각 대칭되게 거치되고, 좌우를 서로 연결하도록 되어 있다. 상기 가이드레일(50) 상에는 상기 이송부(70)가 결합되게 되며, 이 이송부(70)가 좌우 이송되게 된다. 상기 이송부(70)에는 상기 각각의 제 3 반사거울(40)과 상기 각각의 레이저 헤드(90)가 설치되어 있다.
상기 전후이송수단(60)은 상기 제어부(100)의 제어에 의해 도광판(110)이 고 정되는 테이블(120)을 전후로 이동시키며, 상기 도광판(110)에 가공될 패턴의 길이를 조절하는 역할을 한다. 이때, 도광판(110)은 도광판 제조용 CO2 레이저장치의 하부에 설치되는 테이블(120) 상에 거치되게 된다. 상기 전후이송수단(60)은 상기 가이드레일(50)의 하부 양단에 전후방향으로 설치된 리드스크류(61)와, 상기 리드스크류(61)를 회전시키는 구동모터(62)와, 상기 테이블(120)의 하단에 고정되며 상기 리드스크류(61)에 결합되어 이송되는 결합부(63)로 이루어져 있다. 상기 구동모터(62)의 회전에 의해 상기 리드스크류(61)가 회전하게 되면 상기 리드스크류(61)에 결합된 상기 결합부(63)가 상기 리드스크류(61)를 따라 전후로 이동하게 됨으로써 상기 테이블(120)을 전후 이동시키게 된다. 상기 전후이송수단(60)의 리드스크류(61)는 상기 가이드레일(50) 양단 하부에 상기 가이드레일(50)과 직각을 이루도록 대칭되게 설치되어 있다.
상기 이송부(70)는 상기 가이드레일(50)에 결합되어 상기 제어부(100)의 제어에 의해 상기 가이드레일(50)을 따라 좌우 이송되게 된다. 상기 이송부(70)에는 상기 제 3 반사거울(40)과 상기 제 3 반사거울(40)의 하부에 설치되는 상기 레이저 헤드(90)가 설치되어 있다.
상기 제 3 반사거울(40)은 상기 이송부(70)에 설치되어 상기 제 2 반사거울(30)로부터 반사된 레이저빔을 수직하방으로 반사하도록 각각 설치되어 있다.
상기 레이저 헤드(90)는 상기 이송부(70)에 설치되며 상기 제 3 반사거울(40)의 하부에 설치되어 상기 제 3 반사거울(40)로부터 반사된 레이저 빔을 도광판 (110)의 상부에 조사하도록 하는 역할을 한다. 상기 레이저 헤드(90)에는 범용레이저와 같이 집광렌즈(미도시됨)와 가스공급장치(미도시됨) 등이 설치되어 있다.
상기 좌우이송수단(80)은 상기 이송부(70)를 좌우로 이송시키며, 상기 도광판(110)에 가공될 패턴과의 간격을 조절하는 역할을 한다. 상기 좌우이송수단(80)은 상기 가이드레일(50)에 설치되며 내측에 치차(81a)가 형성된 벨트(81)와, 상기 벨트(81)의 치차(81a)와 맞물리도록 기어(82a)가 형성된 풀리(82)와, 상기 풀리(82)를 회전시키는 벨트구동모터(83)로 이루어져 있다. 이와 같이, 상기 좌우이송수단(80)이 치차(81a)가 형성된 벨트(81)와 기어가 형성된 풀리(82)를 이용하게 되면 좌우이송수단(80)이 이동제어가 용이하며 다양한 형태의 패턴을 형성할 수 있게 된다. 본 발명은 상기 벨트(81)의 끊어진 양단부에 이송부(70)가 각각 고정되어 있어 하나의 벨트구동모터(83)에 의해 이송제어 될 수 있게 된다.
상기 제어부(100)는 상기 레이저발생장치(10)의 발진과, 상기 전후이송수단(60)의 이송과, 상기 좌우이송수단(80)의 이송을 각각 제어하여 상기 도광판(110)에 가공될 패턴의 종류에 따라 미리 지정된 프로그램에 의해 각 장치가 작동되도록 제어하는 역할을 한다. 상기 제어부(100)는 상기 전후이송수단(60) 및 좌우이송수단(80)의 이송제어에 관여하지만, 상기 테이블(120)을 전후좌우로 이송되도록 하여 이 테이블(120)을 이송제어하도록 구성되어도 무방하다.
본 발명은 상기 레이저발생장치(10), 상기 제 1 반사거울(20), 상기 제 2 반사거울(30) 및 상기 제 3 반사거울(40)의 각각의 사이의 레이저빔이 반사되는 경로에 길이조정이 가능한 보호튜브(130)가 구비되는 것이 바람직하다.
도 5는 본 발명에 의한 CO2 레이저를 이용한 도광판 제조공정을 나타낸 흐름도이다.
상기와 같은 구성으로 된 본 발명의 도광판 제조용 CO2 레이저장치를 이용하여 다음과 같은 방법으로 도광판에 패턴을 형성하게 된다.
먼저, 패턴가공할 도광판(110)을 준비하여 테이블(120)에 설치한다(S500). 이어서, 제어부(100)의 제어에 의해 테이블(120)을 전후이송수단(60)으로 도광판(110)이 패턴가공될 전후 소정위치로 이송시킨다(S510). 이어서, 상기 가이드레일(50)에 결합된 이송부(70)를 제어부(100)의 제어에 의해 좌우 소정위치로 이송시킨다(S520). 이어서, 가로방향으로 설치되어 외측으로 레이저빔이 발진되도록 하는 2개의 레이저발생장치(10)로부터 제어부(100)에 의해 레이저빔을 발진시키고(S530), 상기 레이저발생장치로부터 발진된 레이저빔을 제 1 반사거울에 의해 전방 수평방향으로 직각 반사하게 된다(S540). 상기 제 1 반사거울(20)로부터 반사된 레이저빔은 다시 제 2 반사거울(30)에 의해 내측 수평방향으로 직각 반사하게 된다(S550). 상기 제 2 반사거울(30)로부터 반사된 레이저빔은 상기 이송부(70)에 설치된 제 3 반사거울(40)에 의해 수직하방으로 반사하게 된다(S560). 상기 제 3 반사거울(40)의 하부에 설치된 레이저 헤드에 전달된 빔은 도광판(110)의 상부에 조사되어 레이저 커팅하게 된다(S570). 이때, 상기 이송부(70)가 좌우 이송될 시에는 도광판(110)의 중앙으로 갈수록 커팅간격이 좁아지도록 상기 제어부(100)에 의해 이송되게 된다. 이렇게 되면, 도광판(110)이 LCD 등에 설치되어 좌우에 설치되는 램프에 의해 빛이 전달될 때, 도광판(110)의 중앙에는 휘도가 저하되게 되는데 중앙에는 패턴을 간격을 적게 함으로써 빔의 확산을 증가시켜 휘도의 저하됨을 방지할 수 있으며, 이에 따라 도광판(110) 전체가 고른 휘도를 갖도록 하여 고품질의 화면을 출력할 수 있게 되는 것이다. 또한, 상기 레이저 커팅시에는 도광판(110)의 중앙으로 갈수록 레이저빔의 출력이 커지도록 상기 제어부(100)에 의해 제어되도록 한다. 이와 같이 레이저빔의 출력을 크게 하면 도광판(110)에 커팅되는 패턴의 깊이를 깊게 할 수 있게 됨으로써, 빔의 확산을 증가시켜 휘도의 저하됨을 방지할 수 있으며, 도광판(110) 전체가 고른 휘도를 갖도록 하여 고품질의 화면을 출력할 수 있게 되는 것이다.
이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 인쇄 또는 노치에 의한 가공이 아니라 레이저에 의해 커팅함으로써 가공이 용이하며, 작업능률을 배가시켜 대량생산이 가능하여 가격경쟁력을 확보할 수 있고, 불량률을 줄일 수 있으며, 20인치 이상의 도광판에도 적용할 수 있어 대화면에 적합할 뿐만 아니라, 균일도 및 휘도를 개선할 수 있어 고품질의 화면을 얻는데 기여할 수 있는 장점이 있다.

Claims (5)

  1. 패턴가공할 도광판을 준비하여 테이블에 설치하는 단계;
    제어부의 제어에 의해 테이블을, 가이드레일의 하부 양단에 전후방향으로 설치된 리드스크류와, 리드스크류를 회전시키는 구동모터와 상기 테이블의 하단에 고정되며 리드스크류에 결합되어 이송되는 결합부로 이루어진 전후이송수단으로 도광판이 패턴가공될 전후 소정위치로 이송시키는 단계;
    가이드레일에 결합된 이송부를 제어부의 제어에 의해, 가이드레일에 설치되며 내측에 치차가 형성된 벨트와, 상기 벨트의 치차와 맞물리도록 기어가 형성된 풀리와, 풀리를 회전시키는 벨트구동모터로 이루어지는 좌우이송수단으로 좌우 소정위치로 이송시키는 단계;
    가로방향으로 설치되어 외측으로 레이저빔이 발진되도록 하는 2개의 레이저발생장치로부터 제어부에 의해 레이저빔을 발진시키는 단계;
    상기 레이저발생장치로부터 발진된 레이저빔을 제 1 반사거울에 의해 전방 수평방향으로 직각 반사하는 단계;
    상기 제 1 반사거울로부터 반사된 레이저빔을 상기 가이드레일의 좌우 상단부에 거치되어 전후이송수단에 의해 이송된 제 2 반사거울에 의해 내측 수평방향으로 직각 반사하는 단계;
    상기 제 2 반사거울로부터 반사된 레이저빔을 상기 이송부에 설치된 제 3반사거울에 의해 수직하방으로 반사하는 단계; 및
    상기 제 3반사거울의 하부에 설치된 레이저 헤드에 전달된 빔을 도광판의 상부에 조사하되, 전체 화면의 밝기를 고르게 분포되도록 도광판의 중앙으로 갈수록 레이저빔의 출력이 커지도록 상기 제어부에 의해 제어되는 패턴형성 단계;
    로 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 도광판 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 좌우 이송단계는 도광판의 중앙으로 갈수록 패턴간격이 좁아지도록 상기 제어부에 의해 이송되는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 도광판 제조방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
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