KR101010968B1 - 능동형 스크레이퍼 및 그를 포함한 도광판 제조 장치 - Google Patents

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허봉구
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Abstract

본 발명은 편평도가 일정하지 않은 도광판의 평면에 광학적인 산란패턴을 균일한 깊이로 성형하는 능동형 스크레이퍼 및 그를 포함한 도광판 제조 장치에 관한 것으로 특히, 내부에 구비된 소정 크기의 동력으로 직선 이동의 구동력을 발생하는 동력부, 동력부의 직선이동에 의한 구동력을 몸체부의 투스 방향으로 전달하는 전달부, 전달부의 힘을 규격화된 폭에 의한 면 단위 구동력으로 변환하는 몸체부 및 몸체부의 하단에 구비되어 면 단위 구동력을 선 단위 구동력으로 변환하고 산란패턴의 홈을 도광판에 소정 피치의 간격으로 가공하는 다수의 투스를 규격화된 폭에서 정수배로 구비한 가공부를 포함하고, 동력부는 설정된 소정 크기의 직선이동에 의한 구동력을 발생하는 구동부, 구동부를 수납하는 제 1 홀, 제 1 홀에 연결되고 전달부를 수납하는 제 2 홀 및 제 1 홀을 막아 구동부의 이탈을 방지하는 마개부를 포함하여 이루어지는 특징에 의하여 도광판의 뒤틀리거나 굴곡진 표면을 따라 움직이므로 산란패턴의 홈을 균일한 깊이로 성형하고, 스크레이퍼로 산란패턴을 성형하는 과정에서 돌출 형성된 부분을 거미줄과 같이 연속된 상태로 안전하고 깨끗하게 제거하며, 산란패턴을 성형하는 과정에서 발생된 칩과 같은 이물질을 후가공으로 제거 또는 집진하여 백점 현상과 같은 불량이 발생하지 않고 균일한 휘도의 면광원이 출사되도록 하며, 다수의 스크레이퍼가 각각 산란패턴의 일부를 성형하므로 도광판의 열적변형이 발생하지 않으면서 스크레이퍼의 수명을 연장하는 효과가 있다.

Description

능동형 스크레이퍼 및 그를 포함한 도광판 제조 장치{An active scraper and a system of manufacturing scattering pattern on back light unit comprising the same}
본 발명은 에지형(edge-type) 도광판의 평면에 광학적인 산란패턴을 균일한 깊이로 스크레이핑(scraping) 가공하여 성형하는 스크레이퍼(scraper)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 편평도(flatness)가 일정하지 않고 굴곡진 도광판의 평면에 광학적인 산란패턴을 균일한 깊이로 성형하는 능동형 스크레이퍼 및 그를 포함한 도광판 제조 장치에 관한 것이다.
다양한 정보를 능동적이며 시각적으로 표시하는 장치 중에는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor: TFT) 기술 등을 응용하는 평판 디스플레이(Flat Panel Display: FPD) 방식의 LCD(liquid crystal display) 표시장치가 있다.
정보에는 시각 이외에 청각, 후각, 촉각 등의 정보가 더 있을 수 있고, 정보의 수동적인 표시에는 종이를 매체로 사용할 수 있다.
이러한 LCD 표시장치는 고체와 액체의 중간상태인 결정(crystal)이고, 결정의 방향성을 3 차원적으로 제어하는 액정(liquid crystal)을 이용하여 빛의 반사와 투광을 제어하므로 정보를 시각적으로 표시한다.
또한, LCD 표시장치는 각각의 화소(pixel)를 구성하는 액정을 디지털 방식으로 제어하므로 보다 명확하고 선명한 영상정보를 제공하며, 정보의 표시면적을 비교적 크게 넓힐 수 있고 화질이 우수하며 무게, 부피 및 소비전력 등을 줄이는 동시에 이동성 및 휴대성이 우수한 장점이 있다.
그러나 LCD 표시장치는 자체적으로 발광하는 브라운관 표시장치와 달리 자체적으로 발광하지 못하므로, 빛이 없는 곳에서 사용하기 위하여 광원을 별도로 구비하여야 한다.
여기서 광원을 앞면 쪽에 배치하여 빛을 공급하는 반사방식과 뒷면 쪽에 배치하여 빛을 공급하는 투과방식 및 이러한 반사와 투과를 혼합한 방식이 있다.
이와 같은 투과방식에 사용되는 광원 공급 장치를 백라이트 유닛(Back Light Unit: BLU)이라 하고, 반사방식에 사용되는 광원 공급 장치는 프론트 라이트 유닛(Front Light Unit: FLU)이라고 한다.
이중에서 백라이트 유닛(BLU)은 광원의 배치방식에 의하여 다시 직하형(direct lighting)과 측면형(edge lighting)으로 구분된다.
일반적인 광원은 점(point) 광원이며 다수의 점광원을 일렬로 배치하는 경우 선(line) 광원이 되고, 다수의 선광원을 인접한 상태로 연속 배치하는 경우 면(face) 광원이 된다.
LCD 표시장치는 면광원을 필요로 하고 특히, 투과방식 LCD 표시장치에서는 정보가 표시되는 넓은 면적에서 균일한 휘도(brightness)의 면광원이 발광하도록 하기 위하여 광원의 빛을 고르게 산란시키는 확산판 또는 도광판(이하, ‘도광판’이라 한다.) 구조를 필요로 한다.
직하형 백라이트 유닛은 도광판의 아래에 다수의 광원을 배치하여 면광원을 만들고 도광판에서 균일한 휘도로 산란시켜 액정판에 입사시키는 구조이며, 측면형은 측면(edge)에 일렬 배치된 다수의 광원으로부터 입사된 빛을 도광판에서 균일하게 산란시키므로 면광원으로 변환한 후에 액정판에 입사시키는 구조이다.
즉, 백라이트 유닛 장치는 광원, 도광판, 반사판을 포함하는 것이 일반적인 구조이다.
에지형 백라이트 유닛 장치는 도광판의 측면에 광원을 배치하므로 비교적 두께가 얇은 구조적 특징이 있고, 휴대용 장비 등과 같이 소형, 경량 및 박형을 요구하는 장비에서 주로 사용하며, 직하형 백라이트 장치는 도광판의 밑면에 광원을 배치하므로 비교적 두께가 두꺼워지나 광효율이 우수하여 표시되는 화상의 품질을 높이므로 TV용 모니터 등과 같이 대형 화면을 요구하는 장비에서 주로 사용한다.
이러한 도광판은 광원으로부터 입사된 빛을 골고루 산란하고 면광원으로 변환시키기 위하여 빛을 굴절, 정반사, 난반사, 회절시키는 소정 형상의 광학적(optical)인 산란패턴(scattering pattern)을 구비하는 것이 일반적이다.
도광판에 광학적 산란패턴을 구비하는 통상적인 방법 중에 하나는 수지(resin), 비드(bead) 및 접착제가 혼한된 잉크를 이용하여 스크린 인쇄(screen print)하는 방식이 있다.
이러한 인쇄방식은 잉크에 혼합된 수지와 비드의 입자 상태 및 혼합되는 접착제의 용량 차이 또는 도광판의 표면 상태 등에 의하여 균일하게 반복 인쇄하기 어렵고 불량 발생이 매우 많게 된다.
또한, 광학적 산란패턴이 복잡한 경우 잉크가 퍼지거나 중첩되면서 문양이 흐트러지므로 균일한 휘도의 면광원으로 변환하기 어렵고, 시간이 지나면서 인쇄된 광학적 산란패턴의 일부가 분리되어 수명을 단축하는 등의 문제가 있다.
여기서 도광판 자체의 표면에 화학적 부식, 레이저 또는 기계적 가공 등으로 요철을 성형하는 기술이 주목받고 있으나, 부식 기술은 요철의 깊이 등을 정밀하게 제어하기 어렵다.
그러므로 가공 기술 중에서도 스크레이퍼(scraper)를 이용하여 도광판에 요철의 문양을 기계적으로 성형하는 기술에 개발이 집중되고 있다.
그러나 이러한 기계적 성형의 경우에도 도광판의 표면이 매우 편평할 것을 요구하므로, 편평하지 않은 도광판에는 광학적 산란패턴의 요철을 일정한 깊이로 성형하기 어려운 문제가 있다.
또한, 정교하게 제작된 스크레이퍼는 가격이 비교적 높고 수명이 비교적 짧아 도광판의 원가를 높이는 문제가 있다.
한편, 스크레이퍼로 도광판에 산란패턴을 성형하는 과정에서 미세한 도광판 조각의 칩(chip)이 발생하고, 이러한 칩이 도광판에 붙어 있는 경우 면광원에서 휘도가 균일하지 못한 백점 현상이 나타나는 문제가 있다.
그리고 스크레이퍼로 도광판에 산란패턴을 성형하는 과정에서 산란패턴의 양쪽에 돌출된 부분이 형성되고, 이러한 부분은 반사시트에 긁힘 현상을 나타내며 이물감에 의하여 불량 처리되는 문제가 있다.
따라서 도광판이 편평하지 않은 경우에도 기계적인 스크레이퍼를 이용하여 광학적 산란패턴의 요철을 균일한 깊이로 정확하게 성형하고 산란패턴 주변에 돌출된 부분이 없도록 하는 기술을 개발할 필요가 있다.
또한, 도광판의 스크레이핑에 의하여 요철 형상을 하는 산란패턴의 홈을 성형하는 과정에서 작은 칩(chip) 조각이 발생하지 않고 스크레이퍼의 내구성을 높이는 기술을 개발할 필요가 있다.
본 발명은 도광판 작업현장의 주변환경과 온도 변화 등에 의하여 표면에 굴곡이 형성되거나 뒤틀림이 발생한 경우에도 굴곡된 면을 따라 이동하면서 광학적 산란패턴의 홈을 균일한 깊이로 성형하는 능동형 스크레이퍼 및 그를 포함한 도광판 제조 장치를 제공하는 것이 그 목적이다.
한편, 본 발명은 도광판에 산란패턴을 스크레이핑 가공하여 성형하는 과정에서 산란패턴의 양쪽 부분에 형성되는 돌출 부분을 칩 발생 없이 완전하고 안전하게 제거하는 능동형 스크레이퍼 및 그를 포함한 도광판 제조 장치를 제공하는 것이 그 목적이다.
그리고 본 발명은 도광판에 산란패턴을 성형하는 과정에서 미세한 크기의 칩이 생성되어 이물질로 작용하지 않도록 하며 스크레이퍼의 수명을 늘리는 능동형 스크레이퍼 및 그를 포함한 도광판 제조 장치를 제공하는 것이 그 목적이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명은 내부에 구비된 소정 크기의 동력으로 직선 이동의 구동력을 발생하는 동력부와, 동력부의 직선이동에 의한 구동력을 몸체부의 투스 방향으로 전달하는 전달부와, 전달부의 힘을 규격화된 폭에 의한 면 단위 구동력으로 변환하는 몸체부 및 몸체부의 하단에 구비되어 면 단위 구동력을 선 단위 구동력으로 변환하고 산란패턴의 홈을 도광판에 소정 피치의 간격으로 가공하는 다수의 투스를 규격화된 폭에서 정수배로 구비한 가공부를 포함하여 이루어지는 스크레이퍼를 제시한다.
바람직하게, 동력부는 설정된 소정 크기의 직선이동에 의한 구동력을 발생하는 구동부와, 구동부를 수납하는 제 1 홀과, 제 1 홀에 연결되고 전달부를 수납하는 제 2 홀 및 제 1 홀의 일 측단을 막아 구동부의 이탈을 방지하는 마개부를 포함하여 이루어지는 특징이 있다.
여기서 구동부는, 스프링, 에어 실린더, 오일 실린더 중에서 선택된 어느 하나로 이루어진다.
그리고 구동부는, 투스의 숫자에 정비례하는 킬로그램포스(kgf)의 구동력을 발생하는 구성으로 이루어진다.
또한, 투스는 구동력에 의하여 도광판에 산란패턴의 홈을 3 내지 20 마이크로미터(μm) 범위의 깊이로 스크레이핑하여 가공하는 구성으로 이루어진다.
한편, 투스는 피치가 같은 하나 이상의 단위 그룹으로 이루어진다.
그리고 가공부의 투스는, 피치의 간격 값으로 일 측면에 큰 값을 배치하고 다른 측면까지 순차적으로 작은 값을 배치하는 구성으로 이루어진다.
한편, 각 투스는 0.2 내지 2 밀리미터(mm) 범위 중에서 선택된 어느 하나의 값에 의한 피치 간격으로 이격되어 이루어진다.
여기서 투스는, 피치의 골짜기 부분에서 절단하고 10 밀리미터 범위에서 절대값의 오차가 최소가 되는 숫자로 구비되어 규격화된 단위 어세이에 의한 스크레이퍼의 폭을 구성한다.
그리고 규격화된 단위 어세이의 스크레이퍼를 일렬로 다수 배치하여 전체의 스크레이퍼 어세이를 구성한다.
한편, 스크레이퍼 어세이는 일 측면으로부터 타 측면까지 투스의 피치 간격을 순차 작은 값으로 구성하여 이루어진다.
여기서 스크레이퍼 어세이는, 일 측면으로부터 타 측면까지 피치의 간격이 동일한 다수 그룹으로 이루어지고, 피치의 간격이 큰 그룹으로부터 작은 그룹의 순서로 순차, 역순, 교차, 혼합 중에서 선택된 어느 하나 이상으로 배치하는 구성으로 이루어진다.
또한, 투스는 도광판에 접촉하고 스크레이핑으로 가공하여 산란패턴을 성형하는 제 1 가공부 및 제 1 가공부에 의하여 성형된 산란패턴을 후가공하는 제 2 가공부를 포함하여 이루어진다.
여기서 제 1 가공부는 75 내지 100 도 범위의 각도이고, 제 2 가공부는 110 내지 140 도 범위의 각도를 형성하여 이루어진다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명은 도광판 제조 장치에 있어서, 도광판을 고정하는 스테이지와, 스테이지를 엑스(X) 축 방향으로 직선 이동시켜 상기 도광판을 직선 이동하는 도광판 이송장치와, 도광판 이송장치의 직선 이동 방향과 직각으로 배열되며 도광판에 접촉하여 산란패턴에 의한 홈을 스크레이핑으로 가공하고 각 단위 어세이 별로 다른 킬로그램포스(kgf)의 구동력에 의하여 상하방향 직선 이동하는 전체 스크레이퍼 어세이로 이루어지며 산란패턴의 일부를 각각 분담하여 성형하는 제 1 스크레이퍼 및 제 2 스크레이퍼를 포함하여 이루어지고, 스크레이퍼 어세이는 규격화된 단위 어세이의 스크레이퍼가 다수 모여 이루어지며, 일 측면으로부터 타 측면까지 투스의 피치 간격을 허용된 범위에서 순차 작은 값으로 구성하여 이루어지는 구성을 특징으로 하는 도광판 제조 장치를 제시한다.
바람직하게, 스크레이퍼 어세이는 도광판의 광원이 구비되는 일 측면에 가공되는 산란패턴의 피치 값은 큰 값이고, 광원으로부터 상대적으로 거리가 먼 위치로 갈수록 가공되는 산란패턴의 피치 값은 순차적으로 작은 값을 배치하는 구성으로 이루어진다.
그리고 스크레이퍼 어세이는, 도광판의 광원이 구비되는 양 측면에 가공되는 산란패턴의 피치 값은 큰 값이고, 광원으로부터 상대적으로 거리가 먼 가운데 부분으로 갈수록 가공되는 산란패턴의 피치 값은 순차적으로 작은 값을 배치하는 구성으로 이루어진다.
한편, 규격화된 단위 스크레이퍼는 투스의 숫자에 정비례하는 킬로그램포스(kgf)의 구동력을 구비하는 구성으로 이루어진다.
또한, 스크레이퍼 어세이는 일 측면으로부터 타 측면까지 다수의 그룹으로 구분하고, 각 그룹은 투스의 피치 간격이 동일하며, 각 그룹은 피치의 값이 큰 값부터 작은 값의 순서로 순차, 역순, 교차, 혼합 중에서 선택된 어느 하나 이상으로 배치하는 구성으로 이루어진다.
상기와 같은 구성의 본 발명은 직선 이동하는 구동력을 발생하는 개별적인 동력수단을 구비하고 규격화된 각 단위 스크레이퍼가 도광판의 표면을 따라 움직이므로 뒤틀리거나 굴곡진 도광판의 표면에 산란패턴의 홈을 균일한 깊이로 성형하는 산업적 이용효과가 있다.
또한, 상기와 같은 구성의 본 발명은 도광판에 스크레이퍼로 산란패턴을 성형하는 과정에서 돌출 형성된 돌귀 부분을 거미줄과 같이 연속된 상태로 칩 발생 없이 안전하고 깨끗하게 제거하는 산업적 이용효과가 있다.
또한, 상기와 같은 구성의 본 발명은 산란패턴을 성형하는 과정에서 발생된 칩과 같은 이물질을 후가공으로 제거 또는 집진하여 백점 현상과 같은 불량이 발생하지 않고 균일한 휘도의 면광원이 출사되도록 하는 산업적 이용효과가 있다.
또한, 상기와 같은 구성의 본 발명은 산란패턴을 성형하는 스크레이퍼 어세이를 다수 구비하고, 각 스크레이퍼 어세이는 산란패턴의 일부를 각각 성형하여 최종적으로 산란패턴을 완성하므로 스크레이핑에 의한 도광판이 열적 변형이 발생하지 않고, 각 스크레이퍼의 투스 수명을 연장시키는 사용상 편리한 효과가 있다.
도 1 은 본 발명의 기술을 설명하기 위한 백라이트 유닛의 단면 도시도,
도 2 는 본 발명의 일 실시 예에 의한 도광판과 광원의 배치 상태 및 구성을 설명하기 위한 기능 도시도,
도 3 은 본 발명의 다른 실시 예에 의한 도광판과 광원의 배치 상태 및 구성을 설명하기 위한 기능 도시도,
도 4 는 본 발명의 일 실시 예에 의하여 도광판에 산란패턴을 스크레이핑하는 방식의 설명 도시도,
도 5 는 본 발명의 일 실시 예에 의하여 외형이 변형된 도광판을 설명하기 위한 도시도,
도 6 은 본 발명의 일 실시 예에 의하여 변형이 발생한 상태를 설명하기 위한 도광판의 절단면 도시도,
도 7 은 본 발명의 일 실시 예에 의한 능동형 스크레이퍼의 구성과 기능 설명을 위한 도시도,
도 8 은 본 발명의 일 실시 예에 의한 것으로 규격화된 단위 스크레이퍼에 구비되는 투스의 피치 간격을 설명하기 위한 도시도,
도 9 는 본 발명의 일 실시 예에 의한 것으로 스크레이퍼의 투스를 설명하기 위한 부분 확대 도시도,
도 10 은 본 발명의 일 실시 예에 의하여 스크레이퍼가 도광판과 접촉하는 각도를 설명하기 위한 도시도,
도 11 은 본 발명의 일 실시 예에 의하여 규격화된 능동형의 단위 스크레이퍼가 다수 일렬 배치되어 이루어진 능동형 스크레이퍼 어세이의 설명을 위한 구성 도시도,
도 12 는 본 발명의 일 실시 예에 의하여 도시한 도광판 제조 장치의 기능 사시도,
그리고
도 13 은 본 발명의 일 실시 예에 의하여 도시한 도광판 제조 장치의 기능 블록도 이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명과 도면 도시는 생략한다.
킬로그램포스(kgf)는 힘 또는 무게의 크기를 표시하는 단위로, 단위(kg) 질량에 가속도 또는 중력가속도를 곱한 값이며, 1 kgf는 질량 1 kg의 물체를 지구에서 측정한 경우이다. 즉, 1 kgf = 1 kg * 9.8 m/s(중력가속도) = 9.8 N(뉴우톤)과 동일하다. 그러므로 질량 1 kg의 물체를 달(moon)에서 측정하는 경우 다른 값이 된다.
정보에는 시각정보, 청각정보, 후각정보, 촉각정보 등으로 구분할 수 있으며, 시각정보를 표시하는 장치에는 CRT와 같이 자체적으로 발광하는 발광성 표시장치와 LCD와 같이 자체적으로 발광하지 못하고 외부의 빛을 이용하는 비발광성 표시장치로 구분할 수 있다.
비발광성 표시장치는 외부에서 빛을 공급하는 백라이트 장치(backlight unit: BLU)가 필요하며, 백라이트 장치는 측면에서 빛을 공급하여 면광원으로 변환하는 에지형과, 바닥면 전체에서 빛을 공급하여 면광원으로 공급하는 직하형으로 구분할 수 있다.
유효면적(유효화면)은 백라이트 장치에서 면광원으로 변환되어 LCD 표시장치에 공급되므로 사용자가 시각정보를 유효하게 식별할 수 있도록 하는 영역이다.
광학적 패턴 또는 광학패턴(optical pattern)은 다양한 문양의 산란패턴에 의하여 빛을 굴절, 회절, 반사시키므로 빛의 진행경로를 변경 및 제어하는 패턴이다.
산란패턴(scattering pattern)은 광학패턴을 이용하여 빛이 원하는 영역 또는 부분에서 균일 또는 불균일하게 산란되도록 하는 패턴인 것으로 이하에서 설명한다.
스크레이퍼(scraper)는 선택된 문양을 기계적으로 깎아 내는 가공 수단이고, 스크레이핑(scraping)은 스크레이퍼로 가공하는 상태로 설명한다.
어세이(assy)는 어셈블리(assembly)의 약어이고, 다르거나 동일한 다수의 부품을 일정한 규칙에 의하여 조립하여 하나의 부품으로 만든 상태이며, 이하에서는 소정 단위로 규격화된 스크레이퍼를 일렬로 배치하여 하나로 조립하므로 소정의 길이로 만든 스크레이퍼 어세이의 의미로 설명한다.
스프링(spring)은 탄성에 의하여 움직이는 힘을 발생하는 것으로 코일 스프링, 판스프링 등과 같이 종류가 매우 많으며, 에어 실린더는 공기를 이용하여 직선으로 움직이는 힘을 발생하고, 오일 실린더는 오일을 이용하여 직선으로 움직이는 힘을 발생하는 장치이며, 이하에서는 동력수단 및 구동수단으로 설명한다.
백점(white point)은 휘도가 동일한 면광원에서 특정한 점(point) 영역이 더 밝은 부분 또는 휘도를 제어할 수 없는 부분이며, 선(line)으로 나타나는 경우를 백선(white line)이라 한다. 또한, 백점과 반대로 주변보다 더 어두운 점은 흑점(black point)이라 하며, 일반적으로 칩 등의 이물질 등에 의하여 나타나는 현상이므로 이하에서는 백점에 모두 포함되는 것으로 설명한다.
면 단위 구동력은 힘 또는 구동력이 소정 크기의 면을 통하여 전달되는 것이고, 선 단위 구동력은 소정 길이의 선을 통하여 구동력이 전달되는 것이며, 점 단위 구동력은 소정 크기의 점을 통하여 구동력이 전달되는 것으로 이하에서 설명한다.
피치(pitch)는 나사(screw) 또는 톱니(sawtooth) 등에서 골짜기와 골짜기 또는 산과 산의 간격이고, 본 발명에서는 도면 도시를 용이하게 하기 위하여 산과 산의 간격으로 도면에서 도시하기로 한다. 또한, 동일한 모양이 반복되는 패턴에서는 각 모양과 모양 사이의 거리 값인 것으로 설명하기로 한다.
도 1 은 본 발명의 기술을 설명하기 위한 백라이트 유닛의 단면 도시도 이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면, 백라이트 유닛(10)은 빛을 생성 및 발산하는 광원(11), 광원(11)의 빛을 일 측면으로 입사하고 밑면에 형성된 산란패턴(12)에 의하여 면광원으로 변환 및 출사하는 도광판(13), 도광판(13)의 밑면에 구비되어 밑면으로 출사되는 빛을 반사하는 반사시트(14), 도광판(13)의 윗면으로 출사된 빛을 확산 및 산란시켜 휘도를 균일하게 하는 확산시트(15), 확산시트(15)를 통과한 빛이 프리즘 기능에 의하여 정면에서의 휘도가 높도록 하는 프리즘시트(16), 프리즘시트(16)를 통과한 빛이 적은 손실로 통과되도록 하고 외부로부터 인가되는 소정 충격으로부터 프리즘시트(16)를 보호하는 DBEF(Dual Brightness Enhancement Film; 17)를 포함하며, 광원(11)이 발산한 빛이 누설되지 않도록 반사하여 도광판(13)의 일 측면으로 입사시키는 리플렉터(reflector; 18)가 광원(11)의 외측에 설치되는 구성이다.
이러한 구성은 광원(11)으로부터 도광판(13)의 측면(edge)으로 입사된 빛이 산란패턴(12)에 의하여 전반사 및 굴절을 반복하므로 면광원으로 변환되고, 출사하는 과정에서 반사시트(14)에 의하여 하면으로 출사되지 못하며 상면으로 출사된다.
여기서 산란패턴(12)은 광원(11)으로부터 거리가 멀수록 그 피치(pitch)의 간격을 단계적으로 짧게 하여 산란이 더 많이 일어나도록 한다. 즉, 광원(11)으로부터 거리가 먼 부분에서는 산란이 더 많이 발생하도록 하여 전체적으로 동일한 휘도의 면광원으로 변환시킨다.
첨부된 도면에서는 광원이 도광판의 일 측면에 구비되는 것으로 도시하고 있으나, 양 측면, 모든 측면, 선택된 측면, 또는 선택된 측면의 일부에 광원을 구비할 수도 있다.
이와 같이 변환된 면광원은 LCD(liquid crystal display) 등과 같은 비발광성이며 수광형의 평편표시 장치 또는 조명간판 등에 공급된다.
이러한 도광판(13)의 광학적인 산란패턴(12)을 성형하는 방법은 스크린 인쇄, 금형 가공, 커팅 등의 방식이 있다.
도 2 는 본 발명의 일 실시 예에 의한 도광판과 광원의 배치 상태 및 구성을 설명하기 위한 기능 도시도 이다.
이하, 도면을 참조하여 상세히 설명하면, 광원(11)의 일 측면에 리플렉터(18)가 배치되어 광원(11)이 발산한 빛을 반사하므로 광원(11)의 빛은 도광판(13)의 측면으로만 입사한다.
광원(11)은 도광판(13)의 양 측면 또는 모든 측면에 각각 배치할 수 있으나, 첨부된 도면에서는 광원(11)이 도광판(13)의 일 측면에만 배치된 것으로 도시하고 있다.
여기서 도광판(13)의 넓은 평면에 성형된 광학적 산란패턴(12)은 광원(11)으로부터 거리가 가까울수록 그 피치(p1)의 간격이 넓고, 광원(11)으로부터 거리가 멀수록 그 피치(pn)의 간격이 짧다.
이러한 산란패턴에는 직선, 사선, 물결, 방사, 프레넬 등의 문양이 있으며 이러한 문양을 응용하거나 하나 이상의 문양을 중복 선택하여 응용할 수 있다.
본 발명에서는 산란패턴을 커팅(이하, ‘스크레이핑’(scraping)이라 한다.) 방식으로 성형하는 기술이다.
도 3 은 본 발명의 다른 실시 예에 의한 도광판과 광원의 배치 상태 및 구성을 설명하기 위한 기능 도시도 이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면, 광원(11)과 리플렉터(18)가 도광판(13)의 양 측면에 각각 배치되어 광원(11)의 빛이 도광판(13)의 양 측면으로 각각 입사한다.
도광판(13)의 평면에 성형된 광학적 산란패턴(12)은 광원(11)과 거리가 가까운 양 측면에서는 그 피치(p1, pn)의 간격이 같으면서 가장 넓고 광원(11)으로부터 거리가 먼 부분인 중간 영역에서는 그 피치(pn-x)의 간격이 가장 짧다.
여기서도 산란패턴(12)은 직선, 사선, 물결, 방사, 프레넬 등과 같이 다양한 문양 중에서 어느 하나 또는 어느 하나 이상의 문양이 선택될 수 있으며, 스크레이핑 방식으로 가공하여 성형하는 경우 직선으로 이루어지는 문양이 바람직하다.
도 4 는 본 발명의 일 실시 예에 의하여 도광판에 산란패턴을 스크레이핑하는 방식의 설명 도시도 이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면, 가로와 세로로 소정의 길이를 하고 평탄 또는 편평한(flatness) 도광판(20)의 일측 평면에 스크레이퍼(scraper)(30)를 위치시키며 화살표 방향으로 직선 이동한다.
이때, 스크레이퍼(30)가 직선 이동하면서 도광판(20)과 접촉하는 하면에는 다수의 투스(tooth)(32)가 지정된 피치(pitch) 및 깊이(depth)로 구비되어 있다.
본 발명에 의한 투스(32)의 끝부분은 원형을 포함하는 다각형상으로 형성할 수 있으며, 삼각형상이 비교적 바람직하다.
또한, 본 발명에 의한 각 투스(32)의 간격인 피치(p1, pn)는 0.2 밀리미터(mm) 내지 2 밀리미터의 범위 중에서 선택된 어느 하나의 피치 간격으로 이격되도록 하는 것이 매우 바람직하다.
여기서 도광판(20)의 광원이 위치하는 일 측면에 산란패턴(34)을 가공하는 투스(32)의 피치(p1) 간격은 최대의 값을 형성하고, 광원으로부터 거리가 먼 영역에 산란패턴(34)을 가공하는 투스(32)의 피치(pn) 간격은 최소의 값을 형성한다.
그리고 본 발명에 의한 투스(32)의 깊이(d1)는 도광판(20)에 3 마이크로미터(μm) 내지 20 마이크로미터(μm) 깊이(d1)의 홈을 스크레이핑하여 가공할 수 있는 구조가 매우 바람직하다.
스크레이퍼(30)는 도면에 도시하지 않은 동력수단에 의하여 수직 방향으로 킬로그램포스(kgf)에 의한 소정의 압력을 인가하여 도광판(20)을 누르도록 한 상태에서, 도면에 도시하지 않은 직선 이동수단에 의하여 표면을 따라 화살표 방향으로 직선 이동하므로 도광판(20)의 평면을 스크레이핑으로 가공하고 표면에 균일한 깊이(d1)의 홈에 의한 산란패턴(34)을 성형한다.
첨부된 도면에서는 도광판(20)이 이상적(ideal)으로 편평한(flatness) 상태인 것으로 설명한다.
본 발명에 의한 도광판(20)의 두께(t1)는 1 내지 4 밀리미터(mm) 범위 중에서 선택된 어느 하나로 하고, 2 또는 3 밀리미터의 두께(t1)를 유지하도록 하는 것이 비교적 바람직하다.
또한, 도광판(20)의 재료로 폴리 메틸 메타크릴레이트 아크릴 수지(PMMA: Poly-Methyl-Methacrylate)를 사용하는 것이 바람직하다.
이러한 도광판(20)은 압출금형으로 PMMA 아크릴 수지를 압출하여 두께(t1)로 얇고 일정하게 성형한다.
여기서 압출금형의 온도, 압출시간, 압출주기 등과 같은 압출 조건 및 압출된 도광판(20)에 인가되는 지구의 중력, 압출물에 인가되는 장력, 압출된 도광판(20)을 이송하는 압출롤러, 열을 식히는 시간 등의 영향에 의하여 매우 쉽게 변형될 수 있다.
또한, 얇게 압출된 도광판(20)을 적치 보관하는 주변환경의 습도와 온도 변화, 보관 기간 및 미세한 요철 등이 있어 편평하지 못한 적치대에 보관하는 과정에서 도광판(20)의 외형에 변형이 매우 쉽게 발생한다.
이러한 변형은 도광판(20)이 휘어 굴곡지게 하고 두께가 균일하지 않게 되어 편평도를 매우 나쁘게 한다.
도 5 는 본 발명의 일 실시 예에 의하여 외형이 변형된 도광판을 설명하기 위한 도시도 이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면, 도광판(20)은 PMMA 아크릴 수지를 재료로 사용하고, 압출금형으로 압출하여 1 내지 4 밀리미터(mm) 범위의 두께(t1)를 하는 판재로 성형한다. 여기서 도광판(20)은 3 밀리미터 두께(t)의 판재로 성형하는 것이 비교적 매우 바람직하다.
압출금형으로부터 압출되는 PMMA 아크릴 수지는 고온의 반 액체 상태이며, 압출된 상태에서 다수의 압출 롤러(roller)를 통과하면서 온도가 낮아지고 도광판(20)용 판재로 안정화 및 고체화된다.
이때, 압출금형으로부터 반 액체 상태로 압출되는 도광판(20)의 두께(t1)가 1 내지 4 밀리미터(mm) 범위이므로 압출금형의 압출 조건에 의한 금형의 온도, 압출하는 시간, 압출된 상태에서 식는 시간, 지구의 중력, 압출하는 주변환경의 습도와 온도, 적치하여 보관하는 조건 및 환경 등에 의한 영향으로 늘어나거나 뭉치며 휘어지는 등의 변형이 매우 쉽게 발생한다.
이러한 변형은 수치적으로 매우 미세하지만 도광판을 편평하지(flatness) 않게 하고 표면에 가공되는 산란패턴의 깊이와 유사하거나 큰 경우에는 산란패턴의 성형 불량이 발생한다.
그러므로 소정 크기의 사각형상으로 재단된 도광판(20)의 각 부분에서 미세한 요철 및 굴곡 부분이 발생하며 이러한 요철 및 굴곡 부분은 이상적(ideal)으로 편평한(flatness) 정상상태와 비교할 때, 약 10 내지 150 마이크로미터(μm) 범위의 높낮이에 의한 차이가 발생하는 것으로 확인된다.
그리고 스크레이퍼(30)의 하단에 형성된 투스(32)가 도광판(20)을 스크레이핑하여 성형하는 산란패턴(34)의 홈 깊이는 3 내지 20 마이크로미터(μm)의 범위 이다.
따라서 일 실시 예와 같이 도면에 도시한 도광판(20)의 경우 기준면과 대비하여 높낮이에 차이가 발생한 영역에서는 산란패턴(34)을 정상적으로 성형하지 못하여 불량이 발생하게 된다.
즉, 도면에 도시된 것과 같이, 도광판(20)의 양쪽 모서리 영역을 기준으로 하고, 왼쪽은 도광판(20)의 가운데 영역이 마이너스(-) ℓ1 길이만큼 하향상태로 들어가므로 양 끝단 영역에는 산란패턴이 성형되지만 가운데 영역은 산란패턴이 성형되지 않아 불량이 발생한다.
또한, 도면에서의 오른쪽은 가운데 영역이 플러스(+) ℓ2 길이만큼 상향상태로 튀어나오므로 가운데 영역에만 산란패턴이 성형되거나 또는 가운데 영역이 과도하게 압력을 받아 산란패턴이 정상적으로 성형되지 않게 되는 불량이 발생한다.
그리고 첨부된 도면에는 일 실시 예로 도광판(20)의 중간 부분이 양쪽 면을 기준으로 마이너스(-) ℓ1 길이만큼 하향상태이거나 플러스(+) ℓ2 길이만큼 상향상태인 것을 도시하고 있으나, 일부 영역이 늘어나 가늘어지거나 뭉쳐 두꺼워 지는 등의 상태가 있을 수 있으며 또한, 이러한 상태가 복합적으로 혼합되어 매우 다양한 형상의 변형이 발생함은 너무나도 명확하다.
도 6 은 본 발명의 일 실시 예에 의하여 변형이 발생한 상태를 설명하기 위한 도광판의 절단면 도시도 이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면, 맨 위에는 두께(t1)가 균일하며 이상적(ideal)으로 편평한(flatness) 상태의 도광판(20)이 도시되어 있다.
그러나 실제로 압출 성형된 도광판(20)은 첨부된 도면의 가운데에 도시된 것과 같이 두께(t)가 이상적으로 균일하지 못하다.
즉, 도광판(20)을 t1 의 두께로 압출 성형하는 경우, 위에서 설명한 지구의 중력, 금형의 압출과 인장강도, 온도 등과 같이 다양한 원인 및 주변환경 등에 의하여 t2 와 같이 t1 보다 얇은 두께를 하거나 t3 와 같이 뭉쳐 매우 두껍게 되거나 t4 와 같이 t1 보다 비교적 많이 두꺼운 두께를 하므로 평면이 편평하지 못하게 되는 변형이 발생한다.
또한, 첨부된 도면의 맨 아래에 도시된 것과 같이 t1 의 두께로 압출 성형된 도광판은 휘거나 굴곡이 발생하여 기준면 보다 높거나 낮은 부분이 형성된다.
즉, 도광판(20)을 압출 성형하는 주변환경 및 보관하는 조건 등에 의하여 두께가 일정하지 못하게 되고, 특정 부분에서 마이너스(-) ℓ1 길이만큼 하향상태로 휘거나 플러스(+) ℓ2 길이만큼 상향상태로 굴곡 또는 휨이 발생하여 수평이 일치하지 않으므로 편평(flatness)하지 못한 변형이 발생한다.
한편, 실제로 압출되어 적치된 도광판(20)은 첨부된 도면의 가운데에 도시된 변형과 맨 아래 도시된 변형이 혼합되어 매우 불규칙한 상태로 나타난다.
이러한 변형의 수치적인 값이 스크레이핑으로 가공되는 산란패턴의 홈 깊이인 3 내지 20 마이크로미터 보다 큰 값이면 스크레이핑으로 가공하여 산란패턴을 성형할 수 없게 된다.
도 7 은 본 발명의 일 실시 예에 의한 능동형 스크레이퍼의 단위 어세이 구성과 기능 설명을 위한 도시도 이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면, 능동형 스크레이퍼(40)의 단위 어세이는 동력부(50), 전달부(60), 몸체부(62), 가공부(64)를 포함하는 구성이다.
동력부(50)는 제 1 홀(52), 제 2 홀(54), 구동부(56) 및 마개부(58)를 포함하는 구성이다.
본 발명의 단위 어세이에 의한 스크레이퍼(40)는 상하 수직방향의 구동력에 의하여 도광판의 굴곡지고 휘어진 표면을 따라 추적(tracing)하므로 능동형 스크레이퍼(active scraper)라고 하기로 한다.
제 1 홀(52)은 동일한 직경의 원통 형상이며 일 측단은 완전하게 개방되고 타 측단은 일부만 개방되어 제 2 홀(54)과 연결되는 구조이다.
제 2 홀(54)은 제 1 홀(52)에 연결되고 제 1 홀(52)의 직경보다 작은 크기의 직경에 의한 원통형상이며 양쪽 측단이 완전하게 개방된 구조이다.
여기서 제 1 홀(52) 및 제 2 홀(54)은 원형 및 삼각형을 포함하는 다각형상 중에서 선택된 어느 하나에 의한 통 형상을 할 수 있으며, 원통형상을 하는 것이 비교적 바람직하다.
구동부(56)는 제 1 홀(52)에 수납된 상태에서 직선 이동을 위한 소정 크기에 의한 킬로그램포스(kgf)의 구동력을 발생한다.
이러한 구동부(56)는 직선 이동을 위한 구동력을 발생할 수 있는 수단으로, 코일형(coil type) 스프링(spring), 판형 스프링, 에어 실린더(air cylinder), 오일 실린더(oil cylinder)를 포함하는 다양한 동력 발생 수단 중에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다.
첨부된 도면에서는 구동부(56)로 코일 스프링을 도시하였다.
마개부(58)는 제 1 홀(52)의 완전하게 개방된 일 측단에 고정되어 제 1 홀(52)에 수납된 구동부(56)의 이탈을 방지한다.
전달부(60)는 코일 스프링으로 이루어지는 구동부(56)에 의하여 소정의 킬로그램포스(kgf)로 발생한 직선 이동의 구동력에 의한 힘을 몸체부(62)에 전달한다.
몸체부(62)는 전달부(60)에 의하여 전달된 소정 킬로그램포스(kgf)의 직선 이동에 의한 구동력을 규격화된 폭과 넓은 면적에 의한 면 단위 구동력으로 변환하고, 다시 동일한 폭으로 하단에 접촉한 가공부(64)에 전달한다.
첨부된 도면에서 가공부(64)는 절단면이 삼각형상을 하며 몸체부(62)로부터 전달된 면 단위의 구동력을 선 단위의 구동력으로 변환한다.
이러한 가공부(64)의 끝단에는 다수의 투스(66)가 소정 크기의 피치(pitch)와 깊이(depth)로 구비된다.
여기서 각 투스(66)의 피치(p)는 0.2 밀리미터(mm) 내지 2 밀리미터의 범위 중에서 선택된 어느 하나의 값으로 이격되며, 어느 일 측면으로부터 반대 측면으로 갈수록 투스(66)의 피치 간격이 순차적으로 미세하게 작아지는 구성이다.
한편, 투스(66)는 그룹(group) 단위로 동일한 간격의 피치 값을 갖도록 할 수도 있으며, 각 그룹에 포함되는 투스(66)는 인접한 2 - 3 개 정도가 비교적 바람직하지만, 규격화된 단위 스크레이퍼(40)에 구비되는 모든 투스(66)의 피치 간격을 동일한 값으로 구성 할 수도 있다.
각 투스(66)의 깊이(d1)는 3 마이크로미터(μm) 내지 20 마이크로미터(μm) 범위 중에서 선택된 어느 하나의 값이 되도록 형성한다.
본 발명에서 투스(66)의 깊이(d1)는 도광판(20)에 성형되는 산란패턴의 깊이(d1)와 같은 것으로 설명한다.
이러한 피치와 깊이의 값을 갖는 투스(66)로 성형된 산란패턴은 입사된 빛을 매우 넓은 범위로 산란하기에 적합하다.
그리고 본 발명의 단위 어세이로 규격화된 스크레이퍼(40)의 폭(w) 값은 10 밀리미터(mm)를 기준으로 소정 범위에서 플러스(+)와 마이너스(-) 값의 차이가 있을 수 있다.
본 발명에서 규격화된 단위 어세이인 스크레이퍼(40)는 투스(66)의 골짜기 부분을 절단한 상태에서 해당 피치(P)를 모두 더한 값으로 결정하며 10 밀리미터(mm) 정도가 비교적 매우 바람직하다.
여기서 규격화된 폭(w)의 값은 절대값에 의한 최소의 오차를 허용하는 범위에서 골짜기 기준으로 절단한 투스(66)의 피치 값을 모두 더한 값으로 결정하는 것이 바람직하다.
즉, 하나의 단위 어세이에 의한 스크레이퍼(40)에 구비되는 다수의 투스(66)는 골짜기 부분에서 절단하고, 각 투스(66)의 피치 간격을 합한 값이 폭(w) 값이 되므로 규격화된 단위 어세이에 의한 스크레이퍼(40)는 절대값에 의한 소정 범위에서 폭(w) 값에 차이(오차)가 있을 수 있다.
또한, 폭의 오차는 기준값으로부터 절대값으로 최소값이 되도록 하는 것이 바람직하다.
여기서 각각의 투스(66)가 도광판(20)을 스크레이핑하여 산란패턴을 지정된 깊이로 가공 및 성형하기 위하여서는 투스(66)의 숫자에 정비례하는 킬로그램포스(kgf) 단위의 소정 압력 또는 구동력을 제공하는 것이 매우 바람직하다.
이러한 킬로그램포스(kgf) 단위에 의한 소정의 힘(구동력)을 제공하는 수단이 동력부(50)를 구성하는 구동부(56)이다.
본 발명의 이해를 쉽게하기 위하여 일 실시 예로, 구동부(56)가 10 개 단위의 투스(66)에 2 킬로그램포스(kgf)의 구동력을 발생하는 것으로 설명하는 경우, 규격화된 단위 스크레이퍼(40)에 투스(66)가 20 개 구비되면 구동부(56)는 4 킬로그램포스(kgf)의 구동력을 발생하고, 30 개 단위로 구비되면 구동부(56)는 6 킬로그램포스(kgf)의 구동력을 발생하도록 구성하는 것이 바람직하다.
여기서 일 실시 예로 10 개 단위의 투스(66) 마다 구동력을 정비례하도록 구비하는 것으로 설명하였으나, 하나의 투스(66) 단위로 구동력을 정비례하도록 구비하는 것이 매우 바람직하다.
따라서 구동부(56)는 구비된 투스(66)의 숫자가 많을수록 킬로그램포스(kgf)의 구동력을 크게 발생하고, 투수(66)의 숫자가 적을수록 킬로그램포스(kgf)의 구동력을 작게 발생하는 것으로 한다.
도 8 은 본 발명의 일 실시 예에 의한 것으로 규격화된 단위 스크레이퍼에 구비되는 투스의 피치 간격을 설명하기 위한 도시도 이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면, 단위 스크레이퍼를 구성하는 가공부(64)의 하단에 구비되는 다수의 투스(66)는 일측면으로부터 반대측면으로 갈수록 피치의 간격 값을 점차 작은 값이 되도록 구성한다.
즉, 왼쪽 끝에 위치한 투스(66)와 투스(66)의 피치는 p1이고, 인접한 피치는 각각 p2, p3 등과 같이 연속되어 오른쪽 끝에 위치한 투스(66)와 투스(66)의 피치가 pn 이라고 가정한다.
첨부된 도면에서 투스(66)의 산과 산에 의한 간격을 피치로 도시하고 있으나, 투스의 골짜기와 골짜기에 의한 간격을 피치로 도시할 수도 있다.
일 실시 예로, 각 투스(66)의 피치 간격 값은 순차적으로 큰 값 일수도 있으나 이하에서 p1 > p2 > p3 > ... > pn 과 같이 순차적으로 작은 값인 것으로 설명한다.
이러한 각 투스의 피치 간격 값은 수 내지 수십 마이크로미터(μm) 단위로 매우 미세하게 차이가 있을 수 있다.
여기서 다른 일 실시 예로, 몇 개의 투스(66)로 그룹(group)을 형성하고 그룹 단위로 동일한 피치 값이 되도록 구성할 수도 있다.
규격화된 단위 스크레이퍼(40)의 폭(w)은 투스(66)의 골짜기 부분까지 절단한 상태에서 구성된 투스(66)의 피치에 의한 간격 값을 모두 합한 값이며, 소정의 범위에서 약간의 차이가 있을 수 있으나, 본 발명에서는 이러한 스크레이퍼(40)의 폭(w) 값이 규격화된 것으로 설명하기로 한다.
도 9 는 본 발명의 일 실시 예에 의한 것으로 스크레이퍼의 투스를 설명하기 위한 부분 확대 도시도 이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면, (a)는 각 투스(66)의 정면도이고, (b)는 각 투스(66)의 측면도 이며, (c)는 각 투스(66)의 배면도 이고, (d)는 다수의 투스(66)가 하나의 몸체로 형성된 가공부(64)의 정면도 이다.
각 투스(66)는 제 1 가공부(67)와 제 2 가공부(68)를 포함하는 구성이다.
제 1 가공부(67)는 스크레이퍼(40)가 도광판(20)에 최초로 접촉하여 스크레이핑하므로 산란패턴을 1차 가공 또는 성형한다.
제 2 가공부(68)는 제 1 가공부(67)의 반대쪽에 위치하고, 제 1 가공부(67)에 의해 성형된 산란패턴을 후가공 또는 2 차 가공한다.
또한, 제 1 가공부(67)는 제 2 가공부(68)와 일체로 형성되어 산란패턴을 성형하는 동시에 후가공 처리한다.
여기서 제 1 가공부(67)의 날이 형성하는 각도는 제 2 가공부(68) 날의 각도보다 작게 형성하는 것이 바람직하다.
그리고 제 1 가공부(67)의 날은 75 도 내지 100 도의 각도이고, 제 2 가공부(68)의 날은 110 도 내지 140 도의 각도인 것이 매우 바람직하다.
도 10 은 본 발명의 일 실시 예에 의하여 스크레이퍼가 도광판과 접촉하는 각도를 설명하기 위한 도시도 이다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명하면, 스크레이퍼(40)는 종래와 달리 도광판(20)의 상면에 수직으로 설치할 수 있다.
또한, 스크레이퍼(40)의 중심축이 도광판(20)의 진행방향과 반대방향으로 꼭지점을 기준으로 0 내지 15 도(도광판의 면을 기준으로 75 내지 90 도)의 각도 범위 중에서 선택된 어느 하나의 각도가 되도록 설치한다.
즉, 스크레이퍼(40)는 도광판(20)의 상면과 수직으로 설치되거나 도광판(20) 상면에 수직인 지점으로부터 도광판(20)의 진행방향으로 최대 15 도의 각도 범위에서 선택된 어느 하나의 각도로 경사지도록 설치한다.
투스(66)를 구성하는 제 1 가공부(67) 날의 각도를 제 2 가공부(68) 날의 각도보다 작게 하고, 투스(66)로 도광판(20)에 스크레이핑하므로 산란패턴을 가공하여 성형한다.
여기서 날의 각도가 작은 제 1 가공부(67)에 의하여 도광판(20)에 산란패턴을 스크레이핑으로 가공하여 성형하는 동시에 스크레이핑 과정에서 산란패턴의 양쪽 부분에 돌출 형성되는 돌귀 부분은 제 1 가공부(67)보다 각도가 큰 제 2 가공부(68)의 날에 의해 연속적으로 후가공하여 분리 및 제거한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 스크레이퍼(40)는 도광판(20)과 접촉하는 투스(66)의 제 2 가공부(68)에 일정한 각도를 갖도록 모서리를 가공함으로써 도 9(a)의 정면도와 같은 형상을 한다.
투스(66)를 측면에서 보면 도 9(b)와 같이 제 1 가공부(67) 보다 제 2 가공부(68) 날의 각도가 더 큼을 알 수 있다.
여기서 제 2 가공부(68)의 날은 제 1 가공부(67)에 의해 성형된 산란패턴의 양쪽에 돌출 형성된 돌귀 부분을 제거하면서 거미줄과 같은 가는 실의 형태로 분리하고 제거한다.
즉, 산란패턴을 1 차 가공하면서 패턴의 양쪽 측면으로 돌출 형성된 돌귀 부분을 2 차 가공하여 제거한다.
이때, 돌출 형성된 돌귀 부분을 칩(chip)과 같은 조각으로 분리 및 제거하지 않고, 거미줄과 같이 이어진 실의 형태로 분리 및 제거하므로 칩과 같은 이물질이 발생하지 않으며 또한, 칩이 도광판(20)에 부착되지 않도록 집진하는 효과가 있다.
여기서 도광판(20)에 스크레이핑으로 가공되는 산란패턴의 홈 깊이는 약 3 마이크로미터(μm) 내지 20 마이크로미터의 범위이며, 평균적으로 약 10 마이크로미터로 가공하는 것이 바람직하다.
즉, 제거 대상이 되는 돌귀 부분도 수 마이크로미터 단위의 폭이고, 제거되면서 조각으로 분리되면 육안으로 구분하기 어려운 미세한 칩 조각이 될 수 있다.
이와 같이 산란패턴을 1 차 가공하는 과정에서 패턴의 주변에 돌출된 돌귀 부분은 2 차 가공에 의하여 거미줄과 같이 가는 실이 연결된 형태로 안전하고 완전하게 분리 및 제거한다.
따라서 본 발명의 일 실시 예에 의한 스크레이퍼(40)는 도광판(20)에 산란패턴을 성형하는 과정에서 돌출 생성된 돌귀 부분을 깨끗하게 제거하고, 칩과 같은 이물질이 발생하지 않도록 하는 장점이 있다.
또한, 돌귀 또는 칩에 의하여 반사시트(14)에 긁힘이 발생하는 것을 방지할 수 있고, 칩이 이물질로 작용하여 최종 완성된 도광판에서 백점 현상으로 표시되는 불량 발생을 획기적으로 줄이는 장점이 있다.
도 11 은 본 발명의 일 실시 예에 의하여 규격화된 능동형의 단위 스크레이퍼가 다수 일렬 배치되어 이루어진 능동형 스크레이퍼 전체 어세이의 설명을 위한 구성 도시도 이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면, 능동형의 스크레이퍼 전체 어세이(70)는 능동형으로 규격화된 다수의 단위 어세이 스크레이퍼(40)를 일렬로 연속 배치하여 구성된다.
여기서 규격화된 각각의 단위 어세이 스크레이퍼(40)는 투스(66)의 피치 값이 순차적으로 작거나 큰 값이 된다.
즉, 규격화된 첫 번째 단위 어세이 스크레이퍼(40)(w1)의 왼쪽 측면에 구비된 투스(66)로부터 두 번째의 단위 어세이 스크레이퍼(40)(w2), 세 번째의 단위 어세이 스크레이퍼(40)(w3)에 의한 순서 및 n 번째의 단위 어세이 스크레이퍼(40)(wn)의 오른쪽 측면에 구비되는 순서에 의한 투스(66)의 각 피치 값(p)은 순차적으로 작아지는 것으로 첨부된 도면에서 도시하고 있다.
이때, 각 단위 어세이의 스크레이퍼(40)에 구비되는 투스(66)는 골짜기 부분을 기준으로 절단하고, 각 투스의 피치 값을 합하면 폭(w : width) 값이 된다.
따라서 첫 번째로 배치되고 규격화된 단위 어세이 스크레이퍼(40)의 폭(w1), 두 번째로 배치되고 규격화된 단위 어세이 스크레이퍼(40)의 폭(w2), 세 번째로 배치되고 규격화된 단위 어세이 스크레이퍼(40)의 폭(w3) 및 n 번째로 배치되고 규격화된 단위 어세이 스크레이퍼(40)의 폭(wn)은 각각 다를 수 있으나 절대값에 의한 최소 오차가 되도록 구성한다.
그리고 규격화된 단위 어세이 스크레이퍼(40)는 각각 구비된 투스(66)의 숫자에 정비례한 킬로그램포스(kgf)의 구동력을 발생하도록 동력부(50)의 구동부(56)를 구성한다.
즉, 투스(66)의 숫자가 많거나 적거나에 관계없이 각각의 투스(66)에 균일한 세기의 구동력이 공급되도록 하는 것이 매우 바람직하다.
한편, 투스(66)의 피치 값을 다르게 하는 것은, 도광판(20)에서 광원에 가까운 부분은 입사되는 빛의 휘도가 크므로 산란을 작게 하고, 광원으로부터 먼 부분은 입사되는 빛의 휘도가 작으므로 산란을 크게 하여 전체적으로 균일한 휘도의 면광원이 발생하도록 한다.
도광판(20)의 광원으로부터 가까운 부분에 성형되는 산란패턴의 간격은 허용되는 범위에서 최대의 간격을 갖도록 하므로 투스(66)의 피치 값이 가장 크도록 한다.
투스(66)의 피치 간격 값이 크면 규격화된 단위 스크레이퍼(40)에 구성되는 투스(66)의 숫자는 적으며, 투스(66)의 피치 간격 값이 작으면 구성되는 투스(66)의 숫자는 크게 된다.
본 발명에서 투스(66)의 피치 간격 값으로 허용된 범위는 0.2 내지 2 밀리미터(mm) 범위이고 이 중에서 선택된 어느 하나의 값을 피치 간격으로 한다.
또한, 광원으로부터 거리가 먼 부분에 성형되는 산란패턴의 피치 간격은 허용되는 범위에서 최소의 간격을 갖도록 하므로 투스(66)의 피치 값이 가장 작도록 한다. 그러므로 해당 단위 어세이 스크레이퍼(40)에 구비되는 투스(66)의 숫자는 가장 많다.
한편, 산란패턴의 설계에 의하여 각 단위 스크레이퍼(40)의 피치(p1, p2, p3,,,pn) 값을 그룹 단위로 묶어 순차적으로 작은 값이 되도록 하거나 또는 역순에 의한 값이 되도록 할 수 있다.
또한, 피치의 값을 교차 배치하거나 규칙 또는 불규칙하게 혼합할 수 있으며, 도광판(20)의 가운데 부분에 위치하는 피치의 값이 가장 작고, 양쪽 가장자리 부분에 위치하는 피치의 값은 가장 크도록 하거나 그 반대의 값이 되도록 할 수 있다.
여기서 이러한 다양한 방식 중에서 어느 하나 이상을 선택하여 혼합 할 수도 있다.
각각의 투스(66)는 도광판에 3 내지 20 마이크로미터(μm) 범위의 깊이를 갖는 다수의 홈으로 산란패턴을 성형하기 위하여 균일한 구동력으로 도광판에 압력을 인가하여야 한다.
본 발명에서는 이러한 압력의 구동력을 발생하기 위하여 코일 스프링(56)을 일 실시 예로 사용하고, 위에서 설명한 것과 같이, 판스프링, 에어 실린더, 오일 실린더 등이 포함되는 것 중에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다.
위의 도 7 에 대한 설명에서 이미 상세히 기재하였듯이, 단위 투스(66) 마다 균일한 킬로그램포스(kgf)가 인가되도록 구동력을 발생하는 것은 동일하다.
따라서 각 스크레이퍼(40)의 제 1 홀(52)에 수납되어 내장되는 코일 스프링(56)은 규격화된 폭(w)에 형성되는 투스(66)의 숫자에 정비례하는 킬로그램포스(kgf)의 구동력으로 직선 이동하는 코일 스프링(56)을 선택 및 사용하는 것이 바람직하다.
각 코일 스프링(56)으로부터 발생한 직선이동의 구동력은 전달부(60)를 통하여 몸체부(62)에 인가되고 다시 가공부(64)의 하단에 구비된 다수의 투스(66)에 전달되어 도광판에 산란패턴에 의한 홈을 스크레이핑으로 가공한다.
스크레이퍼 어세이(70)의 전체 길이(wx)는 도광판(20)의 크기에 따라 다르고, 400 밀리미터(mm) 내지 820 밀리미터 범위 중에서 선택된 어느 하나로 구성할 수 있으며 1000 밀리미터 이상의 범위까지 쉽게 확장한 상태로 구성할 수 있다.
도 12 는 본 발명의 일 실시 예에 의하여 도시한 도광판 제조 장치의 기능 사시도 이고, 도 13 은 본 발명의 일 실시 예에 의하여 도시한 도광판 제조 장치의 기능 블록도 이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 도광판 제조 장치(100)는 도광판(111)에 산란패턴, 구체적으로는 도광판(111)의 이송방향인 X 축 방향으로 산란패턴을 성형하는 장치로서, 도광판(111)이 고정되는 스테이지(110), 스테이지(110)를 직선 이동하는 도광판 이송장치(120), 도광판(111)의 이동 경로를 따라 배열됨과 아울러 도광판(111)에 접촉하여 산란패턴의 일부를 각각 스크레이핑하는 투스(131, 141)를 나누어 가짐으로써 해당 산란패턴을 각각 성형하는 제 1 스크레이퍼(130) 및 제 2 스크레이퍼(140)를 포함한다.
스테이지(110)는 상면에 마련되는 클램핑 수단에 의해 도광판(111)을 고정시킬 수 있으며, 바람직하게는 도광판(111)을 고정하는 경우에 손상을 최소화하기 위하여 외부의 진공 공급부로부터 진공이 공급되는 진공홀(미도시)을 상면에 복수로 형성함으로써 도광판(111)을 진공으로 척킹(chucking)한다.
도광판 이송장치(120)는 테이블(510) 상에 설치되어 스테이지(110)를 직선 이동시킴으로써 도광판(111)을 이송시키는데, 이를 위해 유압 또는 공압 실린더를 사용할 수 있으며, 본 발명의 일 실시 예에서는 모터의 구동력을 이용하여 스테이지(110)를 이송하는 것으로 설명한다.
도광판 이송장치(120)는 회전력을 발생시키는 이송모터(121)와, 이송모터(121)의 회전력을 전달받아 회전하는 리드스크루(122)와, 리드스크루(122)에 나사 결합하여 스테이지(110)에 설치되는 볼스크루(123)를 포함한다.
이송모터(121)는 서보 모터 또는 스텝 모터 등과 같이 이송량을 제어할 수 있는 모터가 사용되며, 벨트(124) 등에 의해 회전력을 리드스크루(122)로 전달한다.
리드스크루(122)는 외주면에 나사가 형성되며, 길이방향이 도광판(111)의 이송방향과 평행하도록 설치된다.
볼스크루(123)는 스테이지(110)에 고정되어 리드스크루(122)에 나사 결합됨으로써 리드스크루(122)의 회전에 의해 직선 이동하고 스테이지(110)를 이송시킨다.
도광판 이송장치(120)는 스테이지(110)를 이송하는 경우에 가이드함과 아울러 평행을 유지하도록 하기 위하여 리드스크루(122)와 평행하게 설치되는 한 쌍의 가이드부재(125)가 스테이지(110) 양측에 구비된다.
제 1 스크레이퍼(130)와 제 2 스크레이퍼(140)는 도광판(111)의 이동 경로에 직교하도록 설치되고, 이동 경로를 따라 나란하게 복수가 배열되며, 각각은 도광판 이송장치(120)에 의해 이송되는 도광판(111)에 선접촉하여 산란패턴을 각각 스크레이핑하는 투스(131, 141)를 나누어 가짐으로써 도광판(111)에 성형되는 산란패턴을 각각 분담하여 가공한다.
즉, 이동하는 도광판(111)이 제 1 스크레이퍼(130)와 제 2 스크레이퍼(140)에 순차적으로 각각 선접촉하여 통과함으로써 분담된 산란패턴의 일부를 단계적으로 각각 성형하여 전체 산란패턴을 완성한다.
제 1 스크레이퍼(130)와 제 2 스크레이퍼(140)는 본 발명의 일 실시 예에서 한 쌍으로 이루어지는데, 이에 한하지 않고 3 개 이상으로 이루어질 수도 있다.
또한, 제 1 스크레이퍼(130)와 제 2 스크레이퍼(140)는 각각 다수의 가공부(64)를 포함하고, 각 가공부(64)에 구비되는 투스(66)는 도광판(111)에 직접 접촉하여 스크레이핑하므로 산란패턴을 성형하며, 각 가공부(64)는 다수의 투스(66)를 지지 및 고정하는 역할을 수행한다.
그리고 각 투스(66)는 도광판(111)에 최초로 접촉하여 산란패턴을 형성하는 제 1 가공부(67)와 제 1 가공부(67)의 반대쪽에 위치하여 제 1 가공부(67)에 의해 성형된 산란패턴을 후가공하는 제 2 가공부(68)를 포함한다.
여기서 제 2 가공부(68)에 의한 후가공은 제 1 가공부(67)에 의하여 성형된 산란패턴을 2 차로 다시 스크레이핑하므로, 가공되는 산란패턴의 깊이 및 폭을 균일하게 하고, 산란패턴의 모양을 명확하게 하는 동시에 가공된 산란패턴의 홈과 양측 주변에 있을 수 있는 칩의 이물질 및 돌귀를 제거 및 분리한다.
그리고 제 1 가공부(67)는 제 2 가공부(68)와 일체로 형성되어 산란패턴의 성형과 후가공을 한 번에 동시 처리한다.
또한, 제 1 가공부(67) 날의 각도는 제 2 가공부(14) 날의 각도보다 작게 하는 것이 매우 바람직하다.
한편, 제 1 가공부(67) 날의 각도는 75 도 내지 100 도의 각도이고, 제 2 가공부(68) 날의 각도는 110 도 내지 140 도의 각도인 것을 특징으로 한다.
투스(66)의 제 1 가공부(67) 날의 각도를 제 2 가공부(68) 날의 각도보다 작게 함으로써, 투스(66)를 이용하여 도광판(111)에 산란패턴을 가공하는 경우, 제 1 가공부(67)에 의해 성형된 산란패턴의 양쪽에 돌출 형성된 돌귀 부분은 날의 각도가 큰 제 2 가공부(68)에 의해 연속적으로 후가공 되어 분리 및 제거하고 또한, 가공된 홈에 포함될 수 있는 칩 등의 이물질을 제거할 수 있다.
제 1 스크레이퍼(130)와 제 2 스크레이퍼(140)는 각각의 중심축과 도광판(111)의 상면이 이루는 각도를 제 2 가공부(14) 방향으로부터 관측할 때 75 도 내지 90 도의 각도 범위가 되도록 설치한다.
따라서 도광판(111)에 산란패턴이 성형될시 돌출 형성된 돌귀 및 칩과 같은 이물질에 의하여 반사시트가 긁히는 현상을 방지할 수 있다.
또한, 돌출된 돌귀의 제거 과정에서 거미줄과 같이 연속된 상태로 분리되어 제거되므로 칩(chip) 등의 이물질 조각으로 남지 않게 되고, 이러한 칩의 이물질에 의하여 완성된 도광판에서 백점으로 표시되는 품질불량이 발생하지 않도록 하는 장점이 있다.
그리고 제 1 스크레이퍼(130)와 제 2 스크레이퍼(140)는 첨부된 도 11 에서 상세히 설명한 것과 같이, 규격화되고 각각의 코일 스프링(56)에 의하여 해당되는 킬로그램포스(kgf)의 구동력으로 상하 직선 이동하는 단위 스크레이퍼(40)를 다수 일렬 배치한 스크레이퍼 어세이(70)로 이루어진다.
이하의 설명에서 제 1 스크레이퍼(130)와 제 2 스크레이퍼(140)가 스크레이퍼 어세이(70)로 구성됨은 동일하다.
따라서 스크레이퍼 어세이(70)로 이루어지는 제 1 스크레이퍼(130)와 제 2 스크레이퍼(140)는 편형하지(flatness) 않은 도광판의 곡면을 따라 산란패턴의 홈을 균일한 깊이로 스크레이핑하여 가공하는 장점이 있다.
도광판(111)에 산란패턴을 성형하는 경우, 도광판(111)과 제 1 스크레이퍼(130) 및 제 2 스크레이퍼(140) 사이에 수평도를 일치시킴으로써 도광판(111)에 성형되는 산란패턴의 홈 깊이에 대한 균일도를 증대시킴과 아울러 정확한 형상의 산란패턴을 성형하기 위하여 제 1 스크레이퍼(130)와 제 2 스크레이퍼(140)의 기울기를 조절하는 제 1 및 제 2 승강수단(181, 182), 도광판(111)의 이동 경로 상에 설치되는 제 1 및 제 2 감지센서(151, 152), 제 1 및 제 2 승강수단(181, 182)을 제어하는 제어부(190)를 포함하여 구성한다.
제 1 및 제 2 승강수단(181, 182)은 제 1 스크레이퍼(130)와 제 2 스크레이퍼(140)의 양 끝단에 각각 설치되는데, 서보(sever) 모터 또는 스텝(step) 모터 등과 같은 승강모터(181a, 182a)와, 승강모터(181a, 182a)의 회전력을 전달받아 수직방향의 직선이동으로 전환하는 전환수단(181b, 182b)을 포함하며, 전환수단(181b, 182b)은 다양한 직동(직선) 이동수단이 사용된다.
직선 이동수단은 일예로 승강모터(181a, 182a)의 회전축에 커플링으로 연결됨으로써 회전력을 전달받아 회전하는 볼스크루와 볼스크루에 나사 결합되어 볼스크루의 회전력을 직선운동으로 전환하는 LM 가이드(liner motion guide)를 포함하며, 제 1 스크레이퍼(130,140)의 기울기를 정말하게 조절한다.
제 1 및 제 2 승강수단(181, 182)은 급속승강수단(183)에 의해 테이블(510) 상에 설치되는 고정프레임(520)으로부터 비교적 신속히 승강하도록 하는 승강부재(184)에 설치된다.
급속승강수단(183)은 고정프레임(520)에 설치되는 단일의 승강모터(183a), 승강모터(183a)의 회전력을 직선이동으로 전환하여 승강부재(184)를 승강시키는 전환수단(183b)을 포함한다.
전환수단(183b)은 승강모터(183a)의 구동에 의해 회전하는 리드스크루(미도시)와 이에 나사 결합하여 승강부재(184)에 설치되는 볼스크루(미도시)를 포함한다.
제 1 및 제 2 감지센서(151, 152)는 도광판(111)의 이동 경로 상의 양측 끝단에 각각 설치되는 센서고정부재(153)에 고정되며, 각각은 하방으로 일정한 파장의 빛에 의한 빔(beam)을 출력하는 발광소자와, 발광소자로부터 출력되고 도광판(111)에 의해 반사되는 빔을 수신 받아 도광판(111)과의 거리를 감지하여 제어부(190)로 감지신호를 출력하는 수광소자를 포함하여 이루어진다.
제어부(190)는 제 1 및 제 2 감지센서(151, 152)로부터 출력되는 신호를 수신 받아 도광판(111)의 기울기를 산출하고, 산출된 도광판(111)의 기울기에 따라 제 1 및 제 2 승강수단(181, 182)을 제어하여 도광판(111)과 제 1 스크레이퍼(130) 및 제 2 스크레이퍼(140)의 수평도를 각각 일치시킨다.
그러므로 제 1 실시 예에 따른 도광판 제조 장치(100)는 스테이지(110)에 도광판(111)이 로딩(loading)되면, 스테이지(110)가 도광판(111)을 진공으로 척킹한 상태에서 도광판 이송장치(120)에 의해 X 축 방향으로 이동(이송)한다.
이때, 도광판(111)의 수평도를 제 1 및 제 2 감지센서(151, 152)를 통해서 감지하고, 도광판(111)의 수평도에 따라 제 1 및 제 2 승강수단(181, 182)에 의해 제 1 스크레이퍼(130)와 제 2 스크레이퍼(140)의 기울기를 조절한다.
제 1 스크레이퍼(130) 및 제 2 스크레이퍼(140)와 도광판(111)의 기울기를 일치시킨 상태에서 도광판(111)이 제 1 스크레이퍼(130)와 제 2 스크레이퍼(140)를 각각 순차적으로 통과한다.
제 1 스크레이퍼(130)와 제 2 스크레이퍼(140)의 투스(131, 141)에 의해 상면이 각각 스크레이핑되고 산란패턴의 일부를 단계적으로 성형하므로 전체의 산란패턴을 완성한다.
따라서 도광판(111)과 제 1 스크레이퍼(130) 및 제 2 스크레이퍼(140) 사이에 수평도를 일치시킴으로써 도광판(111)이 기울어져 있더라도 도광판(111) 상에 스크레이핑으로 가공되어 성형되는 산란패턴의 홈이 균일한 깊이로 형성되도록 한다.
제 1 스크레이퍼(130)와 제 2 스크레이퍼(140) 각각이 도광판(111)에 산란패턴의 일부를 단계적으로 나누어서 각각 성형함으로써 도광판(111)에 가해지는 응력을 분산하여 도광판(111)의 변형을 방지할 뿐만 아니라 산란패턴의 성형 정확도를 향상시킨다.
한편, 제 1 스크레이퍼(130)와 제 2 스크레이퍼(140)에 의해 도광판(111)에 산란패턴의 일부를 단계적으로 각각 성형하므로, 제 1 스크레이퍼(130)와 제 2 스크레이퍼(140) 각각의 투스(131, 141)가 도광판(111)에 한꺼번에 접촉되는 것이 아니라 순차적으로 접촉한다.
이때 분할된 각 산란패턴을 스크레이핑으로 가공하여 성형하는 과정에서 칩(chip) 등에 의한 이물질의 발생이 적어 산란패턴의 성형불량을 방지하는 장점이 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체 예에 대해서 상세히 설명하였지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
20, 111 : 도광판 30, 40 : 스크레이퍼
32, 66 : 투스 34 : 산란패턴
50 : 동력부 52 : 제 1 홀
54 : 제 2 홀 56 : 구동부
58 : 마개부 60 : 전달부
62 : 몸체부 64 : 가공부
66 : 투스 67 : 제 1 가공부
68 : 제 2 가공부 70 : 스크레이퍼 어세이
100 : 도광판 제조장치 110 : 스테이지
120 : 도광판 이송장치 130 : 제 1 스크레이퍼
140 : 제 2 스크레이퍼 151 : 제 1 감지센서
152 : 제 2 감지센서 153 : 센서고정부재
181 : 제 1 승강수단 182 : 제 2 승강수단
183 : 급속 승강수단 184 : 승강부재
190 : 제어부 510 : 테이블
520 : 고정 프레임

Claims (19)

  1. 5 개 이상이 횡으로 인접되고 각각의 하부에 구비된 다수의 투스들이 일직선상의 일렬로 정렬되어 도광판에 산란패턴을 형성하는 능동형 단위 스크레이퍼에 있어서,
    상기 단위 스크레이퍼는,
    상기 단위 스크레이퍼의 하부의 투스들이 도광판의 미세굴곡에 따라 탄력적으로 미세 상하이동이 가능하도록 내부 혹은 일부분에 상하로 힘전달이 가능한 탄성수단을 구비한 동력부;
    상기 동력부에 전달된 구동력을 몸체부의 투스 방향으로 전달하는 전달부; 및
    상기 몸체부의 하부에 구비되어 도광판에 직선 홈으로 이루어진 패턴을 형성하는 다수의 투스를 가진 가공부; 를 포함하여 이루어지는 능동형 단위 스크레이퍼.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 동력부 중 탄성수단은,
    스프링, 에어 실린더, 오일 실린더 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 능동형 단위 스크레이퍼.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 투스는,
    상기 구동력에 의하여 도광판에 산란패턴의 홈을 3 내지 20 마이크로미터(μm) 범위의 깊이로 스크레이핑하여 가공하는 것을 특징으로 하는 능동형 단위 스크레이퍼.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 가공부의 투스는,
    피치의 간격 값으로 일 측면에 큰 값을 배치하고 다른 측면까지 순차적으로 작은 값을 배치하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 능동형 단위 스크레이퍼.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 투스는 0.2 내지 2 밀리미터(mm) 범위 중에서 선택된 어느 하나의 값에 의한 피치 간격으로 이격되어 이루어지는 구성을 특징으로 하는 능동형 단위 스크레이퍼.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 투스는,
    상기 피치의 골짜기 부분에서 절단하고 10 밀리미터 범위에서 절대값의 오차가 최소가 되는 숫자로 구비되어 규격화된 단위 어세이에 의한 스크레이퍼의 폭을 구성하는 것을 특징으로 하는 능동형 단위 스크레이퍼.
  10. 삭제
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 다수의 능동형 단위 스크레이퍼가 횡으로 인접하여 형성된 스크레이퍼 어세이는,
    일 측면으로부터 타 측면까지 투스의 피치 간격을 순차적으로 작게하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 능동형 단위 스크레이퍼.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 다수의 능동형 단위 스크레이퍼가 횡으로 인접하여 형성된 스크레이퍼 어세이는,
    일 측면으로부터 타 측면까지 피치의 간격이 동일한 다수 그룹으로 이루어지고, 피치의 간격이 큰 그룹으로부터 작은 그룹의 순서로 순차, 역순, 교차, 혼합 중에서 선택된 어느 하나 이상으로 배치하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 능동형 단위 스크레이퍼.
  13. 제 11 항 및 제 12 항에 있어서, 상기 투스는,
    도광판에 접촉하고 스크레이핑으로 가공하여 산란패턴을 성형하는 제 1 가공부; 및
    상기 제 1 가공부에 의하여 성형된 상기 산란패턴을 후가공하는 제 2 가공부; 를 포함하여 이루어지는 구성을 특징으로 하는 능동형 단위 스크레이퍼.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 가공부는 75 내지 100 도 범위의 각도이고,
    상기 제 2 가공부는 110 내지 140 도 범위의 각도를 형성하여 이루어지는 구성을 특징으로 하는 능동형 단위 스크레이퍼.
  15. 도광판 제조 장치에 있어서,
    상기 도광판을 고정하는 스테이지;
    상기 스테이지를 엑스(X) 축 방향으로 직선 이동시켜 상기 도광판을 직선 이동하는 도광판 이송장치;
    상기 도광판 이송장치의 직선 이동 방향과 직각으로 배열되며 상기 도광판에 접촉하여 산란패턴에 의한 홈을 스크레이핑으로 가공하고 각 단위 어세이의 스크레이퍼 별로 다른 킬로그램포스(kgf)의 구동력에 의하여 상하방향 직선 이동하는 전체 스크레이퍼 어세이로 이루어지며 상기 산란패턴의 일부를 각각 분담하여 성형하는 제 1 스크레이퍼 및 제 2 스크레이퍼; 를 포함하여 이루어지고,
    상기 스크레이퍼 어세이는 규격화된 단위 어세이의 스크레이퍼가 다수 모여 이루어지며,
    상기 스크레이퍼 어세이는 일 측면으로부터 타 측면까지 투스의 피치 간격을 허용된 범위에서 순차 작아지는 값으로 구성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 능동형 단위 스크레이퍼를 포함한 도광판 제조장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 스크레이퍼 어세이는,
    상기 도광판의 광원이 구비되는 일 측면에 가공되는 산란패턴의 피치 값은 큰 값이고,
    상기 광원으로부터 상대적으로 거리가 먼 위치로 갈수록 가공되는 산란패턴의 상기 피치 값은 순차적으로 작은 값을 배치하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 능동형 단위 스크레이퍼를 포함한 도광판 제조장치.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 스크레이퍼 어세이는,
    상기 도광판의 광원이 구비되는 양 측면에 가공되는 산란패턴의 피치 값은 큰 값이고,
    상기 광원으로부터 상대적으로 거리가 먼 가운데 부분으로 갈수록 가공되는 산란패턴의 상기 피치 값은 순차적으로 작은 값을 배치하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 능동형 단위 스크레이퍼를 포함한 도광판 제조장치.
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JP2011041051A JP2011189500A (ja) 2010-03-15 2011-02-28 能動型スクレイパー及びそれを含む導光板製造装置
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101169646B1 (ko) * 2011-11-16 2012-08-03 주식회사 브이텍 요철성형장치
KR101224829B1 (ko) 2011-06-17 2013-01-22 레이젠 주식회사 롤러형 패턴 형성 장치
CN104007501A (zh) * 2013-10-09 2014-08-27 苏州新云激光科技有限公司 一种直写法生产侧入式导光板的装置
KR101974479B1 (ko) * 2019-01-28 2019-05-02 원석재 타이어 마모 검사장치

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100978612B1 (ko) * 2010-05-25 2010-08-27 (주)아이에스티 코리아 자동 평행 조정 스크레이퍼 가공 장치
WO2013034782A1 (es) * 2011-09-06 2013-03-14 Gaindu, S.L. Máquina para romper una biela
JP5779496B2 (ja) * 2011-12-27 2015-09-16 株式会社フジクラ 面発光用導光板の製造方法
DE102012021275B4 (de) 2012-10-29 2014-05-15 Audi Ag Verfahren zum Planbearbeiten von Oberflächen an Werkstücken
CN104626258A (zh) * 2015-01-20 2015-05-20 东莞市新法拉数控设备有限公司 一种导光板刻线机及其刀模装置
CN106291799B (zh) * 2016-09-23 2019-11-01 京东方科技集团股份有限公司 导光膜片及其制作方法和设备、背光模组和显示装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030013887A (ko) * 2001-08-10 2003-02-15 주식회사 인펙 코리아 엘씨디 도광판 가공 기계 장치 및 그 구동 방법
JP2007041485A (ja) * 2005-07-29 2007-02-15 Tamotsu Azuma 面状発光体の精密加工とその製造方法
KR100866828B1 (ko) * 2007-04-09 2008-11-04 허봉구 도광판 제조 방법 및 제조 장치
KR20090119678A (ko) * 2008-05-16 2009-11-19 허봉구 디스플레이장치용 백라이트 유닛

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002311432A (ja) * 2001-04-13 2002-10-23 Kyocera Corp 反射型液晶表示装置
JP4212846B2 (ja) * 2002-07-15 2009-01-21 アルプス電気株式会社 照明装置及び液晶表示装置
KR100698041B1 (ko) * 2002-07-16 2007-03-23 엘지.필립스 엘시디 주식회사 도광판의 그루브 패턴 형성장치 및 이를 이용한 그루브패턴 형성방법
TWI220408B (en) * 2002-12-27 2004-08-21 Benq Corp Processing machine capable of forming patterns over surfaces of optical devices
JP2005014116A (ja) * 2003-06-24 2005-01-20 Okamoto Machine Tool Works Ltd 導光板金型の溝切削装置用複数バイトセットホルダ−
JP2005340145A (ja) * 2004-05-27 2005-12-08 Tamotsu Azuma 面状発光体の導光板パターン形成方法
JP2006231500A (ja) * 2005-02-22 2006-09-07 Tamotsu Azuma 面状発光体の加工と製造方法
KR100972176B1 (ko) * 2008-07-07 2010-07-23 허봉구 도광판 및 확산판의 가공장치와 그 가공방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030013887A (ko) * 2001-08-10 2003-02-15 주식회사 인펙 코리아 엘씨디 도광판 가공 기계 장치 및 그 구동 방법
JP2007041485A (ja) * 2005-07-29 2007-02-15 Tamotsu Azuma 面状発光体の精密加工とその製造方法
KR100866828B1 (ko) * 2007-04-09 2008-11-04 허봉구 도광판 제조 방법 및 제조 장치
KR20090119678A (ko) * 2008-05-16 2009-11-19 허봉구 디스플레이장치용 백라이트 유닛

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101224829B1 (ko) 2011-06-17 2013-01-22 레이젠 주식회사 롤러형 패턴 형성 장치
KR101169646B1 (ko) * 2011-11-16 2012-08-03 주식회사 브이텍 요철성형장치
CN104007501A (zh) * 2013-10-09 2014-08-27 苏州新云激光科技有限公司 一种直写法生产侧入式导光板的装置
KR101974479B1 (ko) * 2019-01-28 2019-05-02 원석재 타이어 마모 검사장치

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