KR100949438B1 - 도광판의 제조장치 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스탬퍼의 두께 변화없이 스탬퍼를 안정적으로 고정할 수 있는 도광판의 제조장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 도광판의 제조장치는 도광판의 패턴을 형성하기 위한 스탬퍼와, 상기 스탬퍼와 접촉되는 면에 상기 스탬퍼의 외곽영역을 따라 형성되는 공기홈을 갖는 제1 금형과, 상기 공기홈과 연결되어 상기 스탬퍼를 공기흡입력에 의해 고정하는 공기흡입관을 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

도광판의 제조장치 및 그 제조방법{Apparatus And Method Of Fabricating Light Guide Panel}

도 1은 종래 액정표시장치의 백라이트 유닛을 나타내는 사시도이다.

도 2는 도 1에 도시된 도광판의 제조장치를 나타내는 단면도이다.

도 3은 도 1에 도시된 도광판의 다른 제조장치를 나타내는 단면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 도광판의 제조장치를 나타내는 단면도이다.

도 5a 및 도 5b는 도 4에 도시된 상부금형을 상세히 나타내는 도면이다.

도 6은 본 발명에 따른 도광판의 제조방법을 단계적으로 나타내는 순서도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 램프 12 : 도광판

14 : 램프 하우징 16 : 반사판

18 : 확산시트 20, 22 : 프리즘시트

24 : 보호필름 32,34,82,84 : 금형

36,38,86,88 : 고정부 40,90a,90b : 측면금형

44,94 : 공기 흡입관 46,96 : 스탬퍼

70 : 주입관 92 : 스탬퍼고정부

98 : 공기홈

본 발명은 도광판에 관한 것으로, 특히 스탬퍼의 두께 변화없이 스탬퍼를 안정적으로 고정할 수 있는 도광판의 제조장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.

통상적으로, 액정표시장치(Liquid Crystal Display; 이하 "LCD"라 함)는 매트릭스 형태로 배열되어진 다수의 액정셀들과 이들 액정셀들 각각에 공급될 비디오 신호를 절환하기 위한 다수의 제어용 스위치들로 구성된 액정패널에 의해 백라이트 유닛(Back Light Unit)에서 공급되는 광의 투과량이 조절되어 화면에 원하는 화상을 표시하게 된다.

도 1을 참조하면, 종래의 백라이트 유닛은 광을 발생시키는 램프(10)와, 램프(10)가 장착된 램프하우징(14)과, 램프(10)로부터 입사된 광을 면광원으로 변환하기 위한 도광판(12), 도광판(12) 상에 부착되어 표시패널 쪽으로 입사되는 광효율을 높이기 위한 광학시트들(18,20,22,24)과, 도광판(12)의 배면에 부착되어 도광판(12)의 후면으로 방출되는 광을 표시패널로 반사시키기 위한 반사판(16)를 구비한다.

또한, 백라이트 유닛 상에 도시되지 않은 표시패널이 위치하며, 표시패널은 백라이트 유닛으로부터 출사된 광의 투과율을 제어하여 화상을 구현한다.

램프(10)로는 주로 냉음극 형광램프가 사용되며, 램프(10)에서 발생된 광은 도광판(12)의 측면에 존재하는 입사면을 통해 도광판(12)에 입사된다.

램프 하우징(14)은 램프(10)를 감싸는 형태로 내면에 반사면을 갖도록 설치되어 램프(10)로부터의 광을 도광판(12)의 입사면 쪽으로 반사시킨다.

도광판(12)은 램프(10)로부터 입사되는 광을 면광원으로 전환하게 된다. 이러한 도광판(12)은 경사진 하면과 수평인 상면을 가지며 도광판(12)의 입사면과 출사면이 직각을 이루도록 제작된다. 도광판(12)의 배면에는 반사판(16)이 대면되도록 설치된다. 도광판(12)은 램프(10)로부터 입사된 광이 램프(10)와 거리가 먼 곳까지 광이 도달되도록 한다. 도광판(12)은 일반적으로 강도가 높아 쉽게 변형되거나 깨지지 않으며 투과율이 좋은 PMMA(Polymethylmethacrylate)로 형성된다.

반사판(16)은 도광판(12)의 배면을 통해 자신에게 입사되는 광을 도광판(12) 쪽으로 재반사시킴으로써 광손실을 줄이는 역할을 한다. 램프(10)로부터의 광이 도광판(12)에 입사되면 경사면인 배면에서 소정 경사각으로 반사되어 출사면 쪽으로 균일하게 진행하게 된다. 이때, 도광판(12)의 하면 및 측면으로 진행한 광은 반사판(16)에 반사되어 출사면 쪽으로 진행하게 된다. 도광판(12)의 출사면을 경유하여 출사된 광은 확산시트(18)에 의해 전영역으로 확산되게 된다. 한편, 액정패널에 입사되는 광은 수직을 이룰 때 광효율이 커지게 된다. 이를 위해, 도광판(12)에서 출사된 광의 진행각도를 액정패널과 수직을 이루도록 프리즘시트(20, 22)를 2매 적층한다.

제1 및 제2 프리즘시트(20, 22)는 산과 골을 가지는 다수의 프리즘 막대 형태로 이루어진다. 두 프리즘시트(20, 22)는 확산시트(18)로부터 출사된 광을 화면에 수직방향으로 모아주는 역할을 한다.

보호필름(24)은 제2 프리즘시트(22)의 표면을 보호하기 위해 사용되고 있으며, 광의 분포를 균일하게 하기 위해 광을 확산시키는 역할도 한다.

한편, 종래 도광판(12)에는 광효율을 향상시키기 위해 배면 및 출사면 중 적어도 어느 하나에 패턴이 형성되어 있다. 패턴이 형성된 도광판(12)을 형성하기 위해서는 도 2 및 도 3에 도시된 제조장치를 이용하게 된다.

도 2에 도시된 도광판 제조장치는 상부금형(32)에 부착되어 도광판(12)의 출사면의 패턴을 형성하기 위한 스탬퍼(46)와, 공기흡입력으로 스탬퍼(46)를 상부금형(32)에 부착시키는 공기 흡입관(44)과, 측면금형(40) 및 상부금형(32)과 함께 사출성형기의 금형을 이루며 도광판(12)의 배면의 패턴을 형성하기 위한 하부금형(34)과, 상부금형(32), 하부금형(34) 및 측면금형(40)을 외부에서 고정하는 제1 및 제2 고정부(36,38)를 구비한다.

스탬퍼(46)에는 도광판의 출사면의 패턴을 결정하는 출사패턴(도시하지 않음)이 형성되어 있으며, 하부금형(34)에는 절삭가공 또는 부식방법 등을 통해 도광판의 하면의 패턴을 결정하는 배면패턴이 형성되어 있다. 이러한 스탬퍼(46)를 이용한 도광판 제조장치는 상부금형(32)에 스탬퍼(46)를 부착함으로써 도광판의 제작기간이 단축되지만 공기흡입관만으로는 스탬퍼를 제대로 고정시키지 못하는 문제점 이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 도 3에 도시된 도광판 제조장치가 제안되었다.

도 3에 도시된 도광판 제조장치는 스크류(48)에 의해 하부금형(34)에 고정된 하부스탬퍼(28)를 구비한다.

하부스탬퍼(28)에는 도광판의 배면패턴을 결정하기 위한 패턴들이 형성되어 있다. 이러한 하부스탬퍼(28)는 공기흡입관없이 고정되기 위해서 약 4~8mm 두께로 형성되어 스크류(48)로 고정된다.

그러나, 도 3에 도시된 도광판 제조장치의 하부스탬퍼(28)는 공기흡입관없이 고정되기 위해 상대적으로 두껍게 형성되므로 박판화가 어려운 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 스탬퍼의 두께 변화없이 스탬퍼를 안정적으로 고정할 수 있는 도광판의 제조장치 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 도광판의 제조장치는 도광판의 패턴을 형성하기 위한 스탬퍼와, 상기 스탬퍼와 접촉되는 면에 상기 스탬퍼의 외곽영역을 따라 형성되는 공기홈을 갖는 제1 금형과, 상기 공기홈과 연결되어 상기 스탬퍼를 공기흡입력에 의해 고정하는 공기흡입관을 구비하는 것을 특징으로 한 다.

상기 스탬퍼에는 도광판의 출사면의 패턴과 대응되는 출사패턴이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 도광판의 제조장치는 상기 제1 금형에 상기 스탬퍼의 측면을 고정하기 위한 스탬퍼 고정부를 추가로 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 도광판의 제조장치는 상기 도광판의 하면의 패턴과 대응되는 배면패턴이 형성된 제2 금형과, 상기 제1 금형을 외부에서 고정하는 제1 고정부와, 상기 제2 금형을 외부에서 고정하는 제2 고정부와, 상기 스탬퍼와 제2 금형 사이의 마련된 공간에 도광판재료를 주입하기 위한 주입관을 추가로 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 주입관은 상기 제1 고정부와 상기 스탬퍼 고정부를 관통하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 공기흡입관은 상기 제1 금형 및 제1 고정부를 관통하여 상기 공기홈과 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기 제2 금형의 가장자리와 공기홈의 가장자리는 약 0~3mm의 거리를 유지하는 것을 특징으로 한다.

상기 스탬퍼는 약 0.3~1mm의 두께를 갖는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 도광판의 제조방법은 도광판의 패턴을 결정하기 위한 스탬퍼를 형성하는 단계와, 상기 스탬퍼의 측면과 제1 금형의 측면을 스탬퍼 고정부에 의해 고정하는 단계와, 상기 스탬퍼와 접촉되는 면에 형성된 제1 금형의 공기홈과 서로 연결된 공기흡입관을 통한 공기흡입력에 의해 상기 제1 금형에 상기 스탬퍼를 고정하는 단계와, 상기 스탬퍼가 고정된 제1 금형과 제2 금형을 조립하는 단계와, 상기 제1 금형과 제2 금형 사이에 마련된 공간에 도광판재료를 주입하여 도광판을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제2 금형의 가장자리와 공기홈의 가장자리는 약 0~3mm의 거리를 유지하는 것을 특징으로 한다.

상기 스탬퍼는 약 0.3~1mm의 두께를 갖는 것을 특징으로 한다.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시 예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

이하, 도 4 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들에 대하여 설명 하기로 한다.

도 4는 본 발명에 따른 도광판 제조장치를 나타내는 도면이다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 도광판의 제조장치는 상/하부금형(82,84)과, 상부금형(82)에 부착되어 도광판의 패턴을 결정하기 위한 스탬퍼(96)와, 스탬퍼(96)를 상부금형(82)에 부착하기 위한 공기홈(98)과, 공기홈(98)과 연결된 공기흡입관(94)과, 스탬퍼(96)의 적어도 일측면을 고정하기 위한 스탬퍼 고정부(92)와, 스탬퍼(96)와 하부금형(84)에 의해 마련된 공간에 도광판 재료를 주입하기 위한 주입관(70)과, 하부금형(84)을 사이에 두고 분리되어 형성되는 제1 및 제2 측면금형(90a,90b)과, 상부금형(82)과 하부금형(84)을 각각 외부에서 고정하는 제1 및 제2 고정부(86,88)를 구비한다.

스탬퍼(96)에는 도광판의 출사면의 패턴모양을 결정하기 위한 출사패턴들이 형성되어 있다. 예를 들어, 도광판의 출사면에 출사패턴인 요철패턴을 형성하기 위해서 스탬퍼(96)에는 요철패턴과 대응되는 홈패턴이 형성되어 있다. 이 스탬퍼(96)는 약 0.3~1mm의 두께를 갖도록 형성된다.

공기홈(98)은 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이 스탬퍼(96)와 접촉되는 상부금형(82)의 하면에 스탬퍼(96)의 외곽영역을 따라 형성된다. 즉, 공기홈(98)은 스탬퍼(96)를 따라 사각형태로 형성된다. 이 공기홈(98)은 공기흡입관(94)과 서로 연결되어 있다.

공기흡입관(94)은 상부금형(82)의 공기홈(98)과 연결되도록 상부금형(82)과 제1 고정부(86)를 관통하는 홀 형태로 형성된다. 이 공기흡입관(94)과, 그것과 연결된 공기홈(98)을 통해 도시되지 않은 흡입장치에 의해 공기가 흡입되면 공기흡입력에 의해 공기홈(98)을 갖는 상부금형(82)과 접촉되는 스탬퍼(96)는 상부금형(82)에 부착된다.

스탬퍼 고정부(92)는 상부금형(82)의 일측부에 위치하여 스탬퍼(96)의 일측면과 상부금형(82)의 일측면을 서로 고정시키게 된다.

상부금형(82)에는 공기홈(98)과 공기흡입관(94)을 통한 공기흡입력에 의해 상부스탬퍼(96)가 부착된다.

하부금형(84)에는 도광판의 배면패턴을 결정하기 위한 배면패턴이 형성된 하부스탬퍼(도시하지 않음)가 별도로 부착되거나 하부금형(84)에 직접 배면패턴들이 형성되어 있다. 이러한 하부금형(84)은 도광판의 폭과 동일한 폭을 갖도록 형성된 다. 이 하부금형(84)의 일측과 공기홈(98)의 일측 사이의 거리(d)는 약 0~3mm로 형성된다. 즉, 상부금형(82)의 하부에 위치하는 공기홈(98)의 일측 폭은 하부금형(84)의 일측 폭보다 상대적으로 크거나 같게 형성된다. 이는 사출공정시 높은 사출압력에 의해 스탬퍼(96)와 하부금형(84) 사이에 주입된 도광판의 재료가 팽창하는데 공기홈(98)의 일측 폭이 하부금형(84)의 일측 폭보다 작게 형성되면, 공기홈(98)과 하부금형(84)이 중첩되지 않는 영역에서 볼록한 도광판이 형성되기 때문이다.

제1 및 제2 측면금형(90a,90b)은 하부금형(84)을 사이에 두고 분리되어 형성된다. 제1 측면금형(90a)과 스탬퍼 고정부(92) 사이에는 도광판의 재료가 유입될 수 있는 통로가 형성되어 있으며, 제2 측면금형(90b)은 도광판의 일측면과 마주보도록 형성된다.

주입관(70)은 제1 고정부(86), 스탬퍼고정부(92)을 관통하도록 형성되어 스탬퍼(96)와 하부금형(84) 사이에 마련된 공간(72)에 도광판의 재료인 성형물, 예를 들어 PMMA를 주입하게 된다.

도 6은 도 4에 도시된 도광판의 제조방법을 단계적으로 나타내는 순서도이다.

먼저, 출사패턴이 각인된 스탬퍼(96)를 별도로 제작하게 된다.(S1단계) 이 스탬퍼(96)는 스탬퍼 고정부(92)를 이용하여 상부금형(82)의 측면에 고정된다.(S2단계) 상부금형(82)에 측면이 고정된 스탬퍼(96)는 공기홈(98)과 공기흡입관(94)에 의한 공기흡입력으로 상부금형(82)에 완전히 흡착된다.(S3단계) 이러한 상부금 형(82)과 별도로 제작된 하부금형(84)을 조립하면 스탬퍼(96)와 하부금형(84) 사이에 도광판의 형상과 대응하는 공간(72)이 마련된다.(S4단계) 이 공간(72)에 상부금형(82) 및 스탬퍼 고정부(92)를 관통하는 주입관(70)을 통해 도광판의 재료가 주입된 후 응고되면, 상부금형(82)과 하부금형(84)을 분리하여 도광판을 사출하게 된다.(S5,S6 단계)

이와 같이, 본 발명에 따른 도광판의 제조장치 및 방법에 있어서, 상부금형과 스탬퍼 사이에 형성된 공기홈과, 공기홈과 연결된 공기흡입관을 통한 공기흡입력에 의해 스탬퍼는 상부금형에 고정된다. 즉, 공기흡입관과 공기홈에 의해 스탬퍼는 상부금형에 안정적으로 고정된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 도광판의 제조장치 및 방법은 상부금형과 스탬퍼 사이에 형성된 공기홈과, 공기홈과 연결된 공기흡입관을 통한 공기흡입력에 의해 스탬퍼를 상부금형에 고정된다. 서로 연결된 공기흡입관과 공기홈에 의해 도광판의 패턴과 대응되는 패턴이 각인된 스탬퍼는 상부금형에 안정적으로 고정될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 도광판의 제조장치 및 방법은 양쪽면에 패턴을 갖는 도광판을 형성할 수 있어 도광판의 광전달기능 및 광분포성능이 향상된다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알수 있을 것이다. 따라서, 본 발명 의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (11)

1. 도광판의 패턴을 형성하기 위한 스탬퍼와,

   상기 스탬퍼와 접촉되는 면에 상기 스탬퍼의 외곽영역을 따라 형성되는 공기홈을 갖는 제1 금형과,

   상기 공기홈과 연결되어 상기 스탬퍼를 공기흡입력에 의해 고정하는 공기흡입관과,

   상기 도광판의 하면의 패턴과 대응되는 배면패턴이 형성된 제2 금형을 포함하고,

   상기 공기홈은 상기 제2 금형의 가장자리로부터 외측방향과 대응되는 상기 제1 금형에 형성된 것을 특징으로 하는 도광판의 제조장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 스탬퍼에는 도광판의 출사면의 패턴과 대응되는 출사패턴이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 도광판의 제조장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 제1 금형에 상기 스탬퍼의 측면을 고정하기 위한 스탬퍼 고정부를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 도광판의 제조장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 제1 금형을 외부에서 고정하는 제1 고정부와,

   상기 제2 금형을 외부에서 고정하는 제2 고정부와,

   상기 스탬퍼와 제2 금형 사이의 마련된 공간에 도광판재료를 주입하기 위한 주입관을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 도광판의 제조장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 주입관은 상기 제1 고정부와 상기 스탬퍼 고정부를 관통하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 도광판의 제조장치.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 공기흡입관은 상기 제1 금형 및 제1 고정부를 관통하여 상기 공기홈과 연결되는 것을 특징으로 하는 도광판의 제조장치.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 제2 금형의 가장자리와 상기 공기홈의 가장자리는 0~3mm의 거리를 유지하는 것을 특징으로 하는 도광판의 제조장치.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 스탬퍼는 0.3~1mm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 도광판의 제조장치.
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