KR100887537B1 - 레이져를 이용한 마이크로 세레이션 패턴 가공 장치 - Google Patents

레이져를 이용한 마이크로 세레이션 패턴 가공 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 레이져를 이용한 마이크로 세레이션(serration) 패턴 가공 장치에 관한 것으로, 특히 백라이트의 광 특성(휘도, 균일도 및 시인성 등)을 높이기 위해 도광판의 입광부 측면에 마이크로 세레이션 패턴을 형성시키는데 적당하도록 한 레이져를 이용한 마이크로 세레이션 패턴 가공 장치에 관한 것이다.
본 발명인 레이져를 이용한 마이크로 세레이션 패턴 가공 장치를 이루는 구성수단은, 테이블과, 상기 테이블 상에 형성되되, 복수개의 도광판이 함께 수용되어 동시에 이동될 수 있도록 하는 도광판 수용 및 이동 조립체와, 상기 테이블 상에 형성되되, 상기 동시에 이동되는 복수개의 도광판 입광부에 마이크로 세레이션 패턴을 레이져를 이용하여 가공시키는 레이져 조립체를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
도광판, 세레이션, 레이져

Description

레이져를 이용한 마이크로 세레이션 패턴 가공 장치{apparatus for processing micro serration pattern by using laser}
도 1은 일반적인 도광판을 포함하는 백라이트 유닛의 분리 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 레이져를 이용한 마이크로 세레이션 패턴 가공 장치의 전체 구성도이다.
도 3은 본 발명에 적용되는 구성요소인 도광판 수용 및 이동 조립체의 분리 사시도이다.
도 4는 본 발명에 적용되는 구성요소인 이동수단의 단면도로서, 도 2의 A-A'에 대한 단면도이다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명인 레이져를 이용한 마이크로 세레이션 패턴 가공 장치를 이용한 도광판 입광부의 형상 가공 공정도이다.
도 6은 본 발명에 따라 형상 가공된 도광판 입광부의 예시도이다.
본 발명은 레이져를 이용한 마이크로 세레이션(serration) 패턴 가공 장치에 관한 것으로, 특히 백라이트의 광 특성(휘도, 균일도 및 시인성 등)을 높이기 위해 도광판의 입광부 측면에 마이크로 세레이션 패턴을 형성시키는데 적당하도록 한 레이져를 이용한 마이크로 세레이션 패턴 가공 장치에 관한 것이다.
최근 들어 급속한 발전을 거듭하고 있는 반도체 산업의 기술 개발에 의하여 액정표시장치는 소형, 경량화되면서 성능은 더욱 강력해진 제품들이 생산되고 있다.
지금까지 정보 디스플레이 장치에 널리 사용되고 있는 CRT(cathode ray tube)가 성능이나 가격 측면에서 많은 장점을 갖고 있지만, 소형화 또는 휴대성의 측면에서는 많은 단점을 갖고 있었다.
이에 반하여, 액정표시장치는 소형화, 경량화, 저 전력 소비화 등의 장점을 갖고 있어 CRT의 단점을 극복할 수 있는 대체 수단으로 점차 주목받아 왔고, 현재는 디스플레이 장치를 필요로 하는 거의 모든 정보 처리 기기에 장착되고 있는 실정이다.
이러한 액정표시장치는 일반적으로 액정의 특정한 분자배열에 전압을 인가하여 다른 분자배열로 변환시키고, 이러한 분자배열에 의해 발광하는 액정 셀의 복굴절성, 선광성, 2색성 및 광산란 특성 등의 광학적 성질의 변화를 시각변화로 변환하는 것으로, 액정 셀에 의한 빛의 변조를 이용한 디스플레이 장치이다.
최근에는 제품의 경쟁력을 확보하기 위하여 슬림화 및 경량화를 위하여 여러 가지 구조가 개발되고 있다. 그 중 하나가 어레이 기판과 컬러 필터 기판을 합착시킨 액정표시장치 패널에 광학 유닛인 백라이트 어셈블리들을 적층 결합시키고, 이 들을 보호하기 위하여 몰드 프레임에 삽입한 다음, 상기 백라이트 어셈블리가 삽입된 몰드 프레임을 견고하게 하기 위하여 지지 프레임을 상기 몰드 프레임에 결합시킨다.
구체적으로, 도 1을 참조하여 상기 백라이트 어셈블리, 몰드 프레임 및 지지 프레임으로 이루어진 종래의 백라이트 유닛에 대하여 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시된 바와 같이, 몰드 프레임(2)에 도광판(3), 광학시트(4)가 순차적으로 삽입되고, 상기 몰드 프레임(2)은 지지 프레임(1)에 끼워져서 삽입된 상태로 지지된다. 상기 몰드 프레임(2)의 측면에는 복수개의 돌기(2a)가 형성되어 있고, 상기 지지 프레임(1)의 측면에는 상기 돌기(2a)가 삽입되도록 복수개의 홈(1a)이 형성되어 있다. 한편, 상기 도광판(3)은 상기 몰드 프레임(2)의 내측 측면에 구비되는 광원(미도시)으로부터 광을 제공받는다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 백라이트 유닛은 상기 광원(미도시)으로부터 방사된 광을 상기 도광판(3)을 통하여 전면으로 출사하도록 한다. 상기 백라이트 유닛의 전면에는 LCD 패널과 같은 수광소자들이 배치될 것이다.
상기 도광판(3)에 광을 전달하는 광원(미도시)으로서는, CCFL, EEFL 등이 사용되다가, 최근에는 LED를 사용하는 추세로 변화되고 있다. 상기 점광원인 LED를 도광판에 광을 전달하는 광원으로 사용하는 경우에는 상기 CCFL, EEFL 등을 사용하는 경우보다 암선, 빛샘 현상 등이 증대될 수 있고, 휘도가 나빠질 가망성이 크다. 따라서, 도광판에 광을 전달하는 광원으로서 점광원인 LED를 사용하는 경우에는 시인성(휘선, 암선, 빛샘 등 차단)을 확보해야 하는 문제가 해결책으로 남아 있는 실 정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 백라이트의 광 특성(휘도, 균일도 및 시인성 등)을 높이기 위해 도광판의 입광부 측면에 마이크로 세레이션 패턴을 형성시키는데 적당하도록 한 레이져를 이용한 마이크로 세레이션 패턴 가공 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 동시에 복수개의 도광판의 입광부 측면에 마이크로 세레이션 패턴을 형성시킬 수 있는 레이져를 이용한 마이크로 세레이션 패턴 가공 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 제안된 본 발명인 레이져를 이용한 마이크로 세레이션 패턴 가공 장치를 이루는 구성수단은, 테이블과, 상기 테이블 상에 형성되되, 복수개의 도광판이 함께 수용되어 동시에 이동될 수 있도록 하는 도광판 수용 및 이동 조립체와, 상기 테이블 상에 형성되되, 상기 동시에 이동되는 복수개의 도광판 입광부에 마이크로 세레이션 패턴을 레이져를 이용하여 가공시키는 레이져 조립체를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 도광판 수용 및 이동 조립체는, 상기 테이블 상에 고정 설치되는 베이스와, 상기 베이스 상에서 이동하되, 복수개의 도광판을 적재 수용하는 카세트 와, 상기 베이스 상에서 상기 카세트를 이동시키는 이동수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 도광판은 입광부가 상측으로 노출되도록 상기 카세트에 적재 수용되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 이동수단은, 상기 베이스 상에 평행하게 고정 배치되는 한 쌍의 레일과, 상기 카세트를 고정하여 상기 레일 상에서 이동하는 이동플레이트와, 상기 레일 상에서 상기 이동플레이트를 이동시키는 구동부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 이동플레이트 상면에는 상기 카세트를 고정 안착시키는 안착홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 이동플레이트 하면에는 상기 이동플레이트가 상기 레일과 맞물려 이동될 수 있도록 가이딩블럭이 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 이동플레이트 하면에는 나사블럭이 구비되고, 상기 구동부는, 상기 나사블럭에 나사결합되는 볼스크류와, 상기 볼스크류를 회전시키는 모터와, 상기 볼스크류의 끝단을 지지하는 지지대를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 레이져 조립체는, 상기 도광판의 입광부에 레이져를 조사하는 레이져와, 상기 레이져를 수평 이동시키는 수평이동수단과, 상기 레이져를 수직 이동시키는 수직이동수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 레이져의 수평 이동 방향은 상기 도광판의 이동 방향과 수직인 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 상기와 같은 구성수단으로 이루어져 있는 본 발명인 레이져를 이용한 마이크로 세레이션 패턴 가공 장치에 관한 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 레이져를 이용한 마이크로 세레이션 패턴 가공 장치의 전체 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 레이져를 이용한 마이크로 세레이션 패턴 가공 장치는 소정 형상의 테이블(100)과, 상기 테이블(100) 상에 형성되는 도광판 수용 및 이동 조립체(200)와, 상기 테이블(100) 상에 형성되는 레이져 조립체(300)를 포함하여 이루어진다.
상기 테이블(100)은 상기 도광판 수용 및 이동 조립체(200)와 상기 레이져 조립체(300)를 안정되도록 지지할 수 있도록 구성한다. 따라서, 도 2에 도시된 바와 같은 형태를 가지면 무난할 것이다.
상기 테이블(100) 상에 형성되는 도광판 수용 및 이동 조립체(200)는 복수개의 도광판이 함께 수용되어 동시에 이동될 수 있도록 한다. 즉, 상기 도광판 수용 및 이동 조립체(200)는 복수개의 도광판을 함께 수용하고, 상기 레이져 조립체(300)에 의하여 동시에 상기 복수개의 도광판들의 입광부에 마이크로 세레이션 패턴이 형성되도록 이동된다.
상기와 같은 동작을 수행하는 도광판 수용 및 이동 조립체(200)의 구체적인 분리 사시도가 도 3에 도시되어 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 도광판 수용 및 이동 조립체(200)는 상기 테이블(100) 상에 고정 설치되는 베이스(210)와, 상기 베이스(210) 상에서 이동하되, 복수개의 도광판(231)들을 적재 수용하는 카세트(230)와, 상기 베이스(210) 상에서 상기 카세트(230)가 이동되도록 하는 이동수단(250)을 포함하여 이루어진다.
상기 베이스(210)는 상기 테이블(100) 상에 고정될 수 있도록 형성되되, 상면이 평평한 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 베이스(210) 상에는 상기 복수의 도광판을 적재 수용하는 카세트(230)가 이동될 수 있도록 형성되고, 상기 베이스(210) 상에서의 상기 카세트(230)의 이동은 상기 이동수단(250)에 의하여 이루어진다.
상기 카세트(230) 상에 적재 수용되는 복수의 도광판(231)들은 입광부가 상측으로 노출되도록 위치된다. 즉, 상기 레이져 조립체(300)가 상부에서 상기 복수의 도광판(231)의 입광부를 성형 가공할 수 있도록 위치한다. 상기 도광판(231)의 입광부는 에지(edge)형 백라이트 유닛에서 광원(LED 등)에 의하여 발생되는 광을 유입시키는 도광판(231)의 입구 부분을 의미한다.
상기 베이스(210) 상에서 상기 카세트(230)를 이동시키는 상기 이동수단(250)의 구체적인 구성은 도 4에 도시되어 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 이동수단(250)은 상기 베이스(210) 상에 평행하게 고정 배치되는 한 쌍의 레일(251)과, 상기 카세트(230)를 고정하여 상기 레일(251) 상에서 이동하는 이동플레이트(253)와, 상기 레일(251) 상에서 상기 이동 플레이트(253)를 이동시키는 구동부(255)를 포함하여 구성된다.
상기 이동플레이트(253)는 상기 구동부(255)의 구동에 따라 상기 레일(251) 상에서 이동한다. 따라서, 상기 이동플레이트(253)의 하면에는 상기 이동플레이트(253)가 상기 레일(251)과 맞물려 이동될 수 있도록 가이딩블럭(253a)이 구비된다.
그리고, 상기 이동플레이트(253)의 상면에는 상기 복수개의 도광판(231)을 적재 수용하는 카세트(230)가 고정되는데, 이를 위하여 상기 이동플레이트(253)의 상면에는 상기 카세트(230)를 고정 안착시키는 안착홈(253b)이 형성되어 있다.
따라서, 상기 카세트(230)에 복수개의 도광판(231)들을 적재 수용한 후, 상기 카세트(230)를 상기 이동플레이트(253)의 안착홈(253b)에 안착시키면, 상기 이동플레이트(253)가 이동하더라도 상기 카세트(230)는 상기 이동플레이트(253) 상에서 안정적으로 고정될 수 있다.
상기 이동플레이트(253)가 상기 레일(251)을 따라 이동되는 것은 상기 구동부(255)의 구동에 의하여 이루어지는데, 상기 구동부(255)는 볼스크류(255a)와, 상기 볼스크류(255a)를 회전시키는 모터(255b)와, 상기 볼스크류(255a)의 끝단(모터에 연결되는 반대쪽 끝단)을 지지하는 지지대(255c)를 포함하여 이루어진다. 한편, 상기 이동플레이트(253)의 하면 중앙 부분에는 나사블럭(253c)이 구비되어, 상기 볼스크류(255a)와 나사결합된다.
상기와 같은 결합에 의하여, 상기 모터(255b)를 구동시킴에 의하여 상기 볼스크류(255a)는 회전되고, 상기 볼스크류(255a)와 나사결합되어 있는 나사블 럭(253c)이 하면에 구비되는 상기 이동플레이트(253)는 상기 레일(251)을 따라 이동될 수 있다. 결과적으로, 상기 이동플레이트(253) 상에 안착 고정되는 카세트(230)는 상기 레일(251)이 형성되어 있는 방향으로 왕복 운동할 수 있다.
이상에서 설명한 구성으로 이루어져 있는 도광판 수용 및 이동 조립체(200)와 별도로, 상기 테이블(100) 상에는 상기 도광판 수용 및 이동 조립체(200)에 의하여 동시에 이동되는 복수개의 도광판 입광부에 마이크로 세레이션(serration) 패턴을 레이져를 이용하여 가공 형성시키는 레이져 조립체(300)가 형성된다.
즉, 상기 레이져 조립체(300)는 상술한 구성으로 이루어진 도광판 수용 및 이동 조립체(200)에 의하여 이동되는 복수개의 도광판 입광부에 마이크로 세레이션 패턴을 형성시키는 동작을 수행한다.
상기 레이져 조립체(300)는 도 2에 도시된 바와 같이, 복수개의 도광판(231)의 입광부에 레이져를 조사하여 마이크로 세레이션 패턴을 형성시키는 레이져(310)와, 상기 레이져(310)를 수평 이동시키는 수평이동수단(330)과, 상기 레이져(310)를 수직 이동시키는 수직이동수단(350)을 포함하여 이루어진다.
상기 레이져(310)는 상기 카세트(230) 상부 측에 위치하여 상기 카세트(230)에 적재 수용된 복수개의 도광판(231) 입광부에 레이져 광을 조사하여 마이크로 세레이션 패턴을 형성시킨다.
상기 복수개의 도광판(231) 입광부에 성형 가공되는 세레이션 패턴은 상기 레이져(310)가 레이져 광을 조사하고 있는 동안에 상기 복수개의 도광판을 적재 수용하고 있는 카세트(230)가 이동하면서 이루어진다.
상기 레이져(310)는 수평 및 수직으로 이동될 수 있다. 즉, 상기 수평이동수단(330)에 의하여 상기 레이져(310)는 전/후진을 할 수 있고, 상기 수직이동수단(350)에 의하여 상기 레이져(310)는 상하 이동을 할 수 있다.
상기 레이져(310)가 수평이동에 따른 전/후진이 가능하기 때문에, 상기 카세트(230)에 적재 수용되는 복수개의 도광판(231) 입광부 전체면에 마이크로 세레이션 패턴을 형성시킬 수 있다.
즉, 상기 레이져(310)가 특정 위치에서 레이져 광을 조사하고 있는 동안에 상기 카세트(230)가 특정 방향으로 이동하여 복수개의 도광판(231) 입광부의 일부에 마이크로 세레이션 패턴을 형성시킨 후, 상기 수평이동수단(330)에 의하여 상기 레이져(310)를 전진 또는 후진시키고, 상기 카세트(230)를 반대 방향으로 이동시키면 상기 복수개의 도광판 입광부의 다른 부분에 마이크로 세레이션 패턴을 형성시킬 수 있기 때문에, 상기 도광판 입광부 전면에 마이크로 세레이션 패턴을 형성시킬 수 있다.
한편, 상기 도광판의 사이즈는 변경될 수 있고, 이에 따라 상기 카세트(230)의 높이도 변경될 수 있기 때문에, 상기 레이져(310)는 포커스가 조정될 필요가 있다. 따라서, 상기 레이져(310)는 상기 수직이동수단(350)에 의하여 상하 이동이 가능하도록 구성된다.
상기 수평이동수단(330)과 수직이동수단(350)의 구성은 다양하게 형성될 수 있다. 즉, 일반적인 방법으로, 모터와, 샤트트 등을 이용하여 구성할 수 있을 것이다.
도 5a 내지 도 5d는 상술한 레이져를 이용한 마이크로 세레이션 패턴 가공 장치를 이용하여 복수개의 도광판의 입광부에 마이크로 세레이션 패턴을 형성시키는 공정도이다.
먼저, 도 5a에 도시된 바와 같이, 레이져(310)를 상기 복수개의 도광판의 특정 점에 맞추고 레이져 광을 조사한다. 그런 후, 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 카세트(230)를 한 방향 이동시키면 상기 카세트에 적재 수용되어 있는 복수개의 도광판 입광부 일부에 마이크로 세레이션 패턴이 형성된다.
그런 다음, 레이져 광 조사를 잠시 멈춘 후, 도 5c에 도시된 바와 같이, 상기 레이져(310)를 수평이동수단에 의하여 전진시킨 후, 다시 레이져 조사를 시작하면서, 도 5d에 도시된 바와 같이, 상기 카세트를 상기 도 5b의 이동 방향과 반대 방향으로 이동시키면 상기 복수개의 도광판 입광부 다른 부분에 마이크로 세레이션 패턴이 형성된다.
상기와 같은 절차를 반복 수행하면, 상기 카세트에 적재 수용되는 복수개의 도광판 입광부 전면에 마이크로 세레이션 패턴을 형성시킬 수 있을 것이다. 여기서, 상기 레이져의 수평 이동 방향은 상기 도광판의 이동 방향과 수직 관계에 있다. 상기와 같은 절차에 의하여 마이크로 세레이션 패턴이 형상 가공된 각각의 도광판의 입광부는 도 6에 도시된 바와 같은 패턴을 가진다.
상기와 같은 구성 및 바람직한 실시예를 가지는 본 발명인 레이져를 이용한 마이크로 세레이션 패턴 가공 장치에 의하면, 도광판의 입광부 측면에 마이크로 세레이션 패턴을 용이하게 형성시킬 수 있기 때문에, 백라이트의 광 특성(휘도, 균일도 및 시인성 등)을 높일 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 동시에 복수개의 도광판의 입광부 측면에 마이크로 세레이션 패턴을 형성시킬 수 있기 때문에, 생산 수율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

Claims (9)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 테이블과;
    상기 테이블 상에 형성되되, 상기 테이블 상에 고정 설치되는 베이스와, 상기 베이스 상에서 이동하되, 복수개의 도광판을 입광부가 상측으로 노출되도록 적재 수용하는 카세트와, 상기 베이스 상에서 상기 카세트를 이동시키는 이동수단을 포함하여 복수개의 도광판이 함께 수용되어 동시에 이동될 수 있도록 하는 도광판 수용 및 이동 조립체와;
    상기 테이블 상에 형성되되, 상기 동시에 이동되는 복수개의 도광판 입광부에 마이크로 세레이션 패턴을 레이져를 이용하여 가공시키는 레이져 조립체를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 레이져를 이용한 마이크로 세레이션 패턴 가공 장치.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 이동수단은,
    상기 베이스 상에 평행하게 고정 배치되는 한 쌍의 레일과, 상기 카세트를 고정하여 상기 레일 상에서 이동하는 이동플레이트와, 상기 레일 상에서 상기 이동플레이트를 이동시키는 구동부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 레이져를 이용한 마이크로 세레이션 패턴 가공 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 이동플레이트 상면에는 상기 카세트를 고정 안착시키는 안착홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 레이져를 이용한 마이크로 세레이션 패턴 가공 장치.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 이동플레이트 하면에는 상기 이동플레이트가 상기 레일과 맞물려 이동될 수 있도록 가이딩블럭이 구비되는 것을 특징으로 하는 레이져를 이용한 마이크로 세레이션 패턴 가공 장치.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 이동플레이트 하면에는 나사블럭이 구비되고,
    상기 구동부는, 상기 나사블럭에 나사결합되는 볼스크류와, 상기 볼스크류를 회전시키는 모터와, 상기 볼스크류의 끝단을 지지하는 지지대를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 레이져를 이용한 마이크로 세레이션 패턴 가공 장치.
  8. 청구항 3에 있어서, 상기 레이져 조립체는,
    상기 도광판의 입광부에 레이져를 조사하는 레이져와, 상기 레이져를 수평 이동시키는 수평이동수단과, 상기 레이져를 수직 이동시키는 수직이동수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 레이져를 이용한 마이크로 세레이션 패턴 가공 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 레이져의 수평 이동 방향은 상기 도광판의 이동 방향과 수직인 것을 특징으로 하는 레이져를 이용한 마이크로 세레이션 패턴 가공 장치.
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