KR20020015013A - 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성 시스템 - Google Patents

액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성 시스템에 관한 것으로서, 프레임; 도광판을 흡입력에 의해 프레임에 지지하기 위한 서포트 유니트; X,Y 양방향으로 왕복 이동 가능하도록 프레임에 설치된 슬라이드 유니트; 슬라이드 유니트가 작업 영역에서 ±X 방향 및 ±Y 방향으로 이동할 때 도광판 표면에 홈을 형성시킬 수 있는 툴이 구비되며, 슬라이드 유니트에 설치된 툴 유니트; 툴을 비작업 영역에서 승,하강시키기 위해 툴 유니트에 설치된 실린더 유니트; 및 도광판의 표면에 형성되는 홈의 깊이를 일정하게 유지하기 위해 도광판의 표면 상태에 대응되게 툴의 위치를 조절시킬 수 있도록 실린더 유니트에 설치된 조절유니트를 구비한다.

Description

액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성 시스템 {Groove pattern forming system of light guide panel for Liquid Crystal Display}
본 발명은 액정표시소자(liquid crystal display, 이하 "LCD"라 함)용 도광판의 그루브 패턴 형성 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 LCD용 백라이트 유니트(Back light unit)에 채용되는 도광판의 표면에 스크래치 방식에 의해 소정 형상의 그루브 패턴을 형성할 수 있는 LCD용 도광판의 그루브 패턴 형성 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 노트북, 테스크탑 컴퓨터, 액정 티브이(TV)와 같은 표시장치에 이용되고 있는 LCD는 다른 화상표시기구인 씨알티(CRT)에 비해 경박단소형화 및 저소비전력을 실현할 수 있는 장점이 있으므로 그 수요가 증가되고 있다. 그런데, 상기 LCD는 씨알티 등과 달리 스스로 빛을 내는 소자가 아니라 수광소자이므로 액정화면 외에 백라이트 유니트를 필요로 한다.
LCD의 광유니트는 형광램프(CCFL 또는 HCFL)의 설치 위치에 따라 직하식 백라이트 및 에지-라이트식 백라이트로 구분된다. 직하식 백라이트 유니트는 형광램프로부터 발생된 광을 확산판을 이용하여 균일화시킨 후, 이 광을 액정패널에 입사시키는 구조이고, 에지-라이트식 백라이트 유니트는 형광램프의 빛을 도광판을 통해 액정패널에 입사시키는 구조를 가진다.
모듈이 다기능, 고품질화되고 박형화, 경량화되는 추세에 부응하여 LCD에 설치되는 백라이트 유니트 또한 직하방식에서 에지-라이트 방식으로 발전하고 있다. 에지-라이트 방식을 채용하는 백라이트 유니트는 도광판 상에 균일한 휘도를 형성시키기 위해 발광된 빛을 산란시키는 것이 바람직한바, 도광판의 일면에 소정 형태의 패턴을 형성시키는 경우가 많다.
도광판에 형성되는 패턴은 TFT-LCD 모니터 등에 적용되는 그루브 패턴 타입과, 노트북 PC 등에 적용되는 프린트 패턴 타입으로 구분할 수 있다. 특히, 그루브 패턴 타입은 도광판 표면에 예컨데 "V"홈을 형성시키는 V-컷팅장치에 의해 구현된다.
일반적인 V-컷팅장치는 X-Y 플로터를 변형시킨 것으로서, "V"홈 작업은 어느 일 방향으로 이동시에만 가능하였고 그 역방향 이동은 작업을 하는 것이 아니라 단순히 원위치로 복귀하는 것에 불과하였으므로 작업 효율에 문제점이 있었다.
또한, V-컷팅장치에 있어서 도광판은 그 양 사이드가 지지대에 거치되므로, 컷팅 작업시 툴의 압력에 의해 도광판이 휘어질 가능성이 있어서 홈의 깊이가 일정하지 않음으로써 도광판에 형성되는 패턴의 품질이 저하되는 문제점이 있었다.
한편, 일반적인 V-컷팅장치는 툴의 수평 위치가 고정되어 있으므로 도광판 자체의 표면 조도가 일정하지 않는 경우에는 도광판에 형성되는 홈의 깊이가 일정하지 않아 우수한 품질의 패턴을 형성시킬 수 없고, 일측은 가늘고 타측은 두꺼운 도광판 예를 들어 경사면을 가진 도광판의 경우에는 이 장치를 적용할 수 없는 문제점이 있었다.
뿐만 아니라, V-컷팅장치는 하나의 툴만 설치되기 때문에 여러개의 도광판에 동시에 작업할 수 있는 다중 작업이 불가능하여 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기 문제점을 감안하여 착상된 것으로서, 작업 영역에서 툴의 이동시 양방향으로 작업이 가능함으로써 작업 효율을 높일 수 있고, 흡입력에 의해 평판 테이블에 도광판을 지지함으로써 도광판에 형성되는 그루브의 깊이를 일정하게 유지할 수 있으며, 도광판 자체의 표면 조도에 관계없이 툴의 자중과 가압력 조절에 의해 그루브의 깊이를 일정하게 유지시킴으로써 도광판의 품질을 높일 수 있고, 다수의 툴을 설치함으로써 장치의 일회 구동시 여러 장의 도광판에 그루브 형성 작업이 가능하여 생산성이 향상되는 구조를 가진 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성 시스템을 개략적으로 도시한 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 시스템의 장치 구성도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 평판 테이블 부위의 분리 사시도.
도 4는 도 1에 도시된 툴 유니트 및 실린더 유니트 부위를 도시한 분리 사시도.
도 5는 도 1에 도시된 툴 유니트의 다른 실시예를 도시한 정면도.
도 6 및 도 7은 각각 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성 시스템의 동작을 설명하기 위한 도면.
도 8 및 도 9는 각각 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성시스템의 툴의 위치조절 동작을 설명하기 위한 도면.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성 시스템을 개략적으로 도시한 사시도.
도 11은 도 10의 일부 분리 사시도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100...패턴 형성시스템 103...도광판 104...작업영역
105...비작업 영역 110...프레임 130...슬라이드 유니트
131...X슬라이드 132...Y슬라이드 134...X서보 모터
137...Y서보 모터 140...툴 유니트 142...툴
143...헤드 150...실린더 유니트 151...피스톤
153...실린더 160...조절유니트 162...메인튜브
164...서브튜브
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 프레임; 도광판을 흡입력에 의해 상기 프레임에 지지하기 위한 서포트 유니트; X,Y 양방향으로 왕복 이동 가능하도록상기 프레임에 설치된 슬라이드 유니트; 상기 슬라이드 유니트가 작업 영역에서 ±X 방향 및 ±Y 방향으로 이동할 때 상기 도광판 표면에 홈을 형성시킬 수 있는 툴이 구비되며, 상기 슬라이드 유니트에 설치된 툴 유니트; 상기 툴을 비작업 영역에서 승,하강시키기 위해 상기 툴 유니트에 설치된 실린더 유니트; 및 상기 도광판의 표면에 형성되는 홈의 깊이를 일정하게 유지하기 위해 상기 도광판의 표면 상태에 대응되게 상기 툴의 위치를 조절시킬 수 있도록 상기 실린더 유니트에 설치된 조절유니트를 구비한다.
본 발명에 따른 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성 시스템에 있어서, 상기 서포트 유니트는: 상기 도광판의 표면이 접촉되도록 다수의 흡입공이 마련되며 밀폐된 공간이 형성된 평판 테이블; 상기 밀폐된 공간 내부의 공기를 외부로 배출시킴으로써 상기 도광판을 상기 평판 테이블에 밀착시키기 위한 흡입부재를 구비한다.
본 발명에 따른 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성 시스템에 있어서, 상기 평판 테이블은: 소정 패턴의 공기 유동홈이 마련되고, 상기 공기 유동홈을 통해 유동되는 공기를 배출시킬 수 있도록 상기 흡입부재와 연통되는 배출공이 마련된 베이스 플레이트; 및 상기 흡입공들이 관통 형성되며, 상기 베이스 플레이트에 결합되어 상기 밀폐된 공간을 형성하며 상기 도광판이 접촉 위치되는 접촉 플레이트를 구비한다.
본 발명에 따른 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성 시스템에 있어서, 상기 슬라이드 유니트는: 상기 프레임에 설치된 X가이드레일에 의해 가이드되며, X서보 모터에 의해 소정 회전수로 회전되는 X리드스크류에 결합된 X슬라이드; 및 상기 X슬라이드에 설치된 Y가이드레일에 의해 가이드되며, Y서보 모터에 의해 소정 회전수로 회전되는 Y리드스크류에 결합된 Y슬라이드를 구비한다.
본 발명에 따른 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성 시스템에 있어서, 상기 툴 유니트는: 상기 슬라이드 유니트에 설치된 툴 가이드; 및 상기 툴 가이드에 의해 가이드 되면서 상기 실린더 유니트에 의해 이동되고, 상기 툴이 설치되는 헤드를 구비한다.
본 발명에 따른 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성 시스템에 있어서, 상기 툴 가이드는 가이드 레일 또는 LM 베어링인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성 시스템은, 상기 서포트 유니트에 위치되는 도광판의 두께에 따라 상기 툴의 위치를 선택적으로 조정할 수 있도록 상기 헤드에 설치된 툴 높이조정부재를 더 구비한다.
본 발명에 따른 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성 시스템에 있어서, 상기 실린더 유니트는: 상기 유압 또는 공압에 의해 작동되는 실린더; 및 상기 헤드와 상기 실린더 사이에 설치되어 상기 실린더로부터 발생되는 압력에 의해 상기 헤드를 이동시키기 위한 피스톤을 구비한다.
본 발명에 따른 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성 시스템에 있어서, 상기 조절유니트는: 도광판의 표면에 그루브를 형성하기 위해 프레임에 이동 가능하게 설치된 툴에 소정 압력을 인가하기 위해 상기 툴에 연결된 실린더 유니트; 및 상기 도광판의 두께 변화에 대응하여 상기 실린더 유니트에 인가되는 압력을 조절하기 위해 상기 실린더 유니트에 연결된 압력조절부재를 구비한다.
본 발명에 따른 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성 시스템에 있어서, 상기 압력조절부재는: 상기 툴에 초기압력 또는 보충압력을 인가하거나 상기 실린더 유니트의 실린더에 연결된 메인튜브; 및 상기 실린더 내부에 형성되는 과도압력을 외부로 배출시키기 위해 상기 실린더에 연결된 서브튜브를 구비한다.
본 발명에 따른 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성 시스템에 있어서, 상기 서포트 유니트는 상기 도광판을 복수열 및 복수행으로 배치할 수 있도록 마련되고, 상기 툴 유니트는 상기 슬라이드 유니트에 설치되는 복수개의 툴을 구비하여 다중 작업을 할 수 있는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성 시스템을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성 시스템을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 시스템의 장치 구성도이다.
본 발명의 시스템은 컨트롤 유니트(미도시)에 의해 서보 제어되는 각각의 유니트를 구비한다. 그리고, 본 시스템의 가공 대상인 도광판(103)은 아크릴 또는 폴리카보네이트 수지, 폴리메틸아크릴산메틸, 폴리아클산메틸 등의 아크릴산 에스테르, 메틸아크릴산 에스테르의 단독 또는 공중합체, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리브틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리메틸펜틴 등의 열가소성 수지, 자외선 또는 전자선으로 가교한 우레탄아크릴레이트,폴리에스테르아크릴레이트 등의 아크릴레이트, 불포화 폴리에스테르 등의 투명한 수지, 투명한 유리 등의 세라믹스 등이 이용된다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 시스템(100)은 프레임(110)과, 도광판(103)을 흡입력에 의해 프레임(110) 상단의 평판 플레이트(125)에 지지하기 위한 서포트 유니트(120)와, X,Y 양방향으로 왕복 이동 가능하도록 프레임(110)에 설치된 슬라이드 유니트(130)와, 슬라이드 유니트(130)가 작업 영역(104)에서 ±X 방향 및 ±Y 방향으로 이동할 때 도광판(103) 표면에 홈을 형성시킬 수 있는 툴(142)이 구비된 툴 유니트(140)와, 툴(142)을 비작업 영역(105)에서 승,하강시키기 위해 툴 유니트(140)에 설치된 실린더 유니트(150), 및 도광판(103)의 표면에 형성되는 홈의 깊이를 일정하게 유지하기 위해 도광판(103)의 표면 상태에 대응되게 툴(142)의 위치를 조절시킬 수 있도록 실린더 유니트(150)에 설치된 조절유니트(160)를 구비한다.
여기서, 작업영역(104:도 6)은 툴(142)이 도광판(103)에 접촉되어 스크래치 방식에 의해 그루브를 형성시킬 수 있는 공간을 의미하며, 비작업 영역(105:도 6)은 도광판(103)에 스크래치 작업을 하지 않는 모든 영역을 의미한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 프레임(110)은 지면에 대해 패턴 형성기(100)를 지지할 수 있는 다수의 지지대(111)와, 지지대(111)에 설치된 휠(113)을 구비한다. 프레임(110)의 내부에는 패턴 형성기(100)를 구동하기 위한 각종 모터들과, 컴프레셔, 에어 또는 유압 회로, 전자회로 등이 설비된다.
상기 서포트 유니트(120)는 가공될 도광판(103)의 사이즈에 맞도록 복수행및 복수열 예컨데, 4열 및 2행으로 배치할 수 있도록 마련된다. 서포트 유니트 (120)는 도광판(103)의 표면이 접촉되도록 다수의 흡입공(121)이 마련되며 밀폐된 공간(123)이 형성되도록 프레임(110)에 마련된 평판 테이블(125), 및 밀폐된 공간(123) 내부의 공기를 외부로 배출시킴으로써 도광판(103)을 평판 테이블(125)에 밀착시킬 수 있도록 프레임(110)에 설치된 흡입부재(127)를 구비한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 평판 테이블(125)은 프레임(110)의 상단에 마련되며, 베이스 플레이트(129)와 접촉 플레이트(122)를 구비한다. 상기 베이스 플레이트(129)는 소정 패턴의 공기 유동홈(124)이 마련되고, 공기 유동홈(124)을 통해 유동되는 공기를 배출시킬 수 있도록 흡입부재(127)와 연통되는 배출공(126)이 마련된다. 상기 접촉 플레이트(122)는 베이스 플레이트(129)에 결합되어 밀폐된 공간(123)을 형성하게 되며, 다수의 흡입공(126)들이 관통 형성되어 있다. 접촉 플레이트(122)의 표면에는 도광판(103)이 놓여져 접촉된다. 상기 배출공(126)은 공기 유동홈들(124)이 교차되는 부분에 형성시키는 것이 바람직하다. 상기 공기 유동홈(124)은 베이스 플레이트(129)의 표면에 격자 무늬 패턴을 취하고 있지만, 이에 한정되지 않고 다양한 패턴으로 구현이 가능하다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 흡입부재(127)는 밀폐된 공간(123) 내부에 진공을 형성시킬 수 있는 것으로서 예를 들어 진공펌프를 구비한다. 즉, 흡입부재(127)는 호스(128)에 의해 배출공(126)과 연결되어 있다. 흡입부재(127)는 미도시된 컨트롤 유니트(미도시)에 의해 제어되며, 패턴 형성기(100)의 작업 용량에 따라 그 규격이 결정된다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 슬라이드 유니트(130)는 툴(142)을 X,Y 방향으로 이동시키기 위한 것으로서, X슬라이드(131)와 Y슬라이드(132)를 구비한다. X슬라이드(131)는 프레임(110)에 설치된 X가이드레일(133)과, X서보 모터(134)에 의해 소정 회전수로 정역 회전되는 X리드스크류(135)에 결합된다. Y슬라이드(132)는 X슬라이드(131)의 길이 방향으로 설치된 Y가이드레일(136)과, Y서보 모터(137)에 의해 소정 회전수로 정역 회전되는 Y리드스크류(138)에 결합되도록 X슬라이드(131)에 설치된다. 상기 X슬라이드(131)는 프레임(110)의 X방향으로 툴(142)을 이동시키기 위한 것이고, Y슬라이드(132)는 프레임(100)의 Y방향으로 툴 (142)을 이동시키기 위한 것이다.
X가이드 레일(133)은 프레임(110)의 양 사이드 즉, 평판 테이블(125)의 길이 방향과 대략 평행하게 설치된다. X리드스크류(135)는 X가이드 레일(133)과 평행하게 설치되며, X슬라이더(131)에 스크류 결합된다. 따라서, X리드스크류(135)가 회전하게 되면 X슬라이드(131)는 ±X 방향으로 왕복 이동하게 된다. X 서보 모터 (134)는 X리드스크류(135)의 일단에 연결되고 컨트롤 유니트(미도시)에 의해 그 회전 방향 및 회전 속도가 제어된다. 따라서, X슬라이드(131)는 X서보 모터(134)의 회전수 및 회전방향에 따라 X축 방향에서의 이동속도 및 이동방향이 결정되게 된다. 이러한 이동속도 및 이동방향은 결국 툴(142)의 작업 속도 및 작업 방향을 결정하는 요인이 된다.
상기 Y가이드 레일(136)은 X슬라이드(131)의 내부 공간에 그 길이 방향으로 설치된다. Y리드스크류(138)는 Y가이드 레일(136)과 평행하게 설치되며, Y슬라이더(132)에 스크류 결합된다. 따라서, Y리드스크류(138)가 회전하게 되면 Y슬라이드 (132)는 ±Y 방향으로 왕복 이동하게 된다. Y 서보 모터(137)는 Y리드스크류(138)의 일단에 연결되고 컨트롤 유니트에 의해 그 회전 방향 및 회전 속도가 제어된다. 따라서, Y슬라이드(132)는 Y서보 모터(137)의 회전수 및 회전방향에 따라 Y축 방향에서의 이동속도 및 이동방향이 결정되게 된다. 이러한 이동속도 및 이동방향은 결국 툴(142)의 작업 속도 및 작업 방향을 결정하는 요인이 된다.
한편, X서보 모터(134) 및 Y서보 모터(137)는 컨트롤 유니트에 의해 순차적으로 선택적으로 작동될 수도 있고 동시에 작동될 수도 있다. X서보 모터(134) 및 Y서보 모터(137)를 순차적으로 작동시키는 작업은 X,Y 서보 모터(134)(137) 중 어느 하나만 구동시키는 것으로서, 도광판(103)의 길이 방향 및 폭 방향으로 직선 그루브 패턴을 형성시키기 위한 것이고, X서보 모터(134) 및 Y서보 모터(137)를 동시에 작동시키는 것은 도광판(103)의 사선 방향으로 직선 또는 곡선 그루브 패턴을 형성시키기 위한 것이다. 이때, X서보 모터(134) 및 Y서보 모터(137)의 회전 속도를 동일하게 하면 도광판(103)의 대각선 방향으로 직선 그루브 패턴이 형성되고, X서보 모터(134) 및 Y서보 모터(137)의 회전 속도를 다르게 하면 도광판(103)에 곡선 그루브 패턴이 형성 된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 툴 유니트(140)는 슬라이드 유니트(130)에 소정 간격 이격된 2개로 구성되어 다중 작업을 할 수 있다. 여기서, 다중 작업이란 슬라이드 유니트(130)의 이동시 각각의 툴(142)이 그에 대응되는 도광판(103)에 그루브를 형성시키는 것을 말한다.
도 4를 참조하면, 개별적인 툴 유니트(140)는 툴 가이드(141)와 헤드(143)를 구비한다. 상기 툴 가이드(141)는 슬라이드 유니트(130)의 Y슬라이드(132)에 설치된다. 툴 가이드(141)는 툴가이드 본체(141A)와, 툴가이드 본체(141A)에 마련된 가이드수단을 구비한다. 상기 가이드수단은 단순한 가이드홈 또는 가이드 돌기(141B)일 수도 있고, 도 5에 도시된 바와 같이, 엘엠(L.M.) 베어링(141C)을 이용할 수도 있다.
도 4를 참조하면, 헤드(143)는 툴 가이드(141)에 의해 가이드 되며 실린더 유니트(150)에 연결되어 이동된다. 헤드(143)는 실린더 유니트(150)의 피스톤(151)과 결합되고 툴 가이드(141)의 가이드수단에 결합되는 가이드홈(144A)을 형성할 수 있도록 2개의 가이드 플레이트(144B)(144C)를 구비한다. 가이드 플레이트(144B)에는 툴(142)이 위치할 수 있는 툴홈(144D)이 마련된다. 또한, 헤드(143)에는 도광판(103)의 두께에 따라 헤드(143)에 대한 툴(142)의 높이를 선택적으로 조절하기 위한 툴 높이조정부재(145)가 설치된다. 툴 높이조정부재(145)는 가공될 도광판(103)의 두께가 예를 들어 4mm, 6mm, 8mm, 10mm 등과 같이 변동될 때 마다 헤드(143)의 툴홈(144D)에 위치되는 툴(142)의 높이를 조절하여 툴(142)의 초기 위치를 결정하기 위한 것이다. 툴 높이조정부재(145)는 헤드(143)의 하단에 마련되고 툴(142)이 끼워지는 끼움홈(146A)이 형성된 조절 플레이트(146), 및 조절 플레이트(146)를 관통하여 툴(412)에 접촉되는 조절나사(147)를 구비한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 툴(142)은 사각 또는 원형의 몸체(142A)와, 몸체 하단에 피라미드 형상을 가진 스크래치부(142B)를 구비한다. 여기서, 스크래치부(142B)는 도광판(103)의 표면에 그루브를 형성시키는 부위로서 천연 다이아몬드로 가공되는 것이 바람직하다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 실린더 유니트(150)는 비작업 영역에서 툴(412)을 Z방향으로 왕복이동시키기 위한 것이다. 실린더 유니트(150)는 컨트롤 유니트에 의해 제어되고 컴프레셔(미도시)로부터 공급되는 유압 또는 공압에 의해 작동되며, 고정 플레이트(152)에 의해 슬라이드 유니트(130)의 Y슬라이드(132)에 설치되는 실린더(153)를 구비한다. 전술한 바 있는 피스톤(151)은 헤드(143)와 실린더(153) 사이에 설치되어 실린더(153)로부터 발생되는 압력에 의해 헤드(143)를 왕복 이동시키기 위한 것이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 조절유니트(160)는 도광판(103)의 두께 변화에 대응하여 실린더 유니트(150)에 인가되는 압력을 조절할 수 있도록 실린더 유니트(150)에 연결된 압력조절부재를 구비한다. 여기서, 상기 압력조절부재는 메인튜브(162)와 서브튜브(164)를 구비한다.
상기 메인튜브(162)는 실린더(153)에 '초기압력' 또는 '보충압력'을 인가하기 위한 것이다. 상기 서브튜브(164)는 실린더(153) 내부에 형성되는 '잉여압력'을 실린더(153)의 외부로 배출시키기 위한 것이다.
여기서, '초기압력'이란 도광판(103)을 가공하기 전에 툴(142)이 도광판 (103)으로부터 소정 간격 이격된 상태에서 도광판(103)에 그루브를 형성하기 위해 도광판(103)의 표면에 가해지는 압력을 의미한다. 또한, '초기압력'은 도광판(103)의 두께 변화가 없다고 가정할 때의 그루브 형성에 필요한 '정상압력'을 의미하기도 한다. 상기 '보충압력'이란 정상압력에 의해 그루브를 형성하는 동안 도광판 (103)의 두께가 얇아짐으로써 툴(142)을 약간 하강시킬 필요가 있을 때 실린더 (153) 내부에서 필요로 하는 압력으로서 도광판(103)의 두께 변화분에 대응되는 압력을 의미한다. 물론, '초기압력'과 '보충압력'은 툴(142)과 헤드(143)의 자중을 고려하여 계산된다. 상기 '잉여압력'이란 정상압력에 의해 그루브를 형성하는 동안 도광판(103)의 두께가 두꺼워 짐으로써 툴(142)을 약간 상승시킬 필요가 있을 때 실린더(153) 내부에서 불필요하기 때문에 실린더(153) 외부로 배출시켜야 하는 압력으로서, 도광판(103)의 두께 변화분에 대응되는 압력을 의미한다. 상기 '잉여압력'은 툴(142)과 헤드(143)의 자중을 고려하여 계산된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 메인튜브(162)는 실린더(153)의 상단에 연결되어 컴프레셔로부터 공급되는 압력을 이용하여 실린더(153) 내부의 피스톤(151)을 하강시킴으로써 헤드(143)에 설치된 툴(142)을 하강시키게 된다. 상기 서브튜브 (164)는 실린더(153)의 하단에 연결되어 실린더(153) 내부의 압력을 외부로 배출시켜 실린더(153) 내부의 피스톤(151)을 승강시킴으로써 헤드(143)에 설치된 툴(142)을 승강시키게 된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성 시스템의 동작을 설명하면 다음과 같다.
본 시스템(100)은 미리 프로그램된 소프트 웨어에 의해 그루브 패턴이 개발될 수 있으며, 그러한 소정 패턴을 형성시키기 위해 자동화된 장비라고 가정한다. 따라서, 소프트 웨어에 의해 그루브 패턴은 얼마든지 다양하게 수정이 가능하다.그러므로, 주문자의 요구에 대응하여 다양한 모델(도광판의 사이즈) 및 패턴의 변화에 자유롭게 대응할 수 있다.
먼저, 평판 테이블(125) 상에 소정 규격의 도광판(103)이 흡입공(121)을 막을 수 있도록 위치시킨다. 흡입부재(127)의 흡입력이 충분히 큰 경우에는 모든 흡입공(121)을 도광판(103)이 막을 필요는 없다. 또한, 도광판(103)의 사이즈에 따라 막히지 않는 흡입공(121)의 경우에는 별도의 수단을 이용하여 막는 것도 바람직하다.
이어서, 시스템(100)의 전원을 온시켜 컨트롤 유니트에 연동되어 작동되는 단말기 화면에 필요한 데이터를 셋팅한다. 그리고, 서포트 유니트(120)의 흡입부재(127)를 작동시킨다. 그러면, 도광판(103)이 접촉 플레이트(122)에 접촉되어 있는 상태에서 공기 유동홈(124) 내부의 공기는 배출공(126)을 통해 외부로 배출됨과 동시에 도광판(103)은 흡입부재(127)의 흡입력에 의해 접촉 플레이트(122)에 밀착되고 따라서 도광판(103)은 흡입공(121)을 막게되고, 도광판(103)은 접촉 플레이트(122)에 견고하게 밀착되어 지지된다. 여기서, 흡입부재(127)의 흡입력은 툴(142)이 홈을 형성하는 작업시 도광판(103)이 움직이지 않을 만큼 충분한 것이어야 함은 너무나 당연하다.
다음, 도광판(103)에 직교무늬 패턴을 형성하는 작업의 경우에는 위와 같이, 평판 테이블(125) 상에 도광판(103)이 지지된 상태에서, 컨트롤 유니트를 작동시켜 툴(142)을 시작 위치(origin point)로 이동시킨다. 이러한 작업은 컨트롤 유니트에 연동되어 작동되는 PC 화면에 나타나는 좌표 창을 이용하여 조절할 수 있다.
이어서, 도 6에 도시된 바와 같이, 실린더 유니트(150)를 작동시켜 툴(142)을 하강시켜 툴(142)의 스크래치부(142B)가 도광판(103)의 시작위치(SP)를 소정 깊이로 가압하게 한다.
다음, Y서보 모터(137)를 정지시킨 상태에서 X서보 모터(134)를 소정 회전수로 정회전시키게 되면 X슬라이드(131)가 +X방향으로 소정 속도로 직선 운동하면서 도광판(103) 표면에 제1그루브(G1)를 형성할 수 있다. 제1그루브(G1)가 형성되면, X서보 모터(134)를 정지시키고 실린더 유니트(150)에 의해 툴(142)을 승강시킨다.
이어서, X서보 모터(134)를 정지시킨 상태에서 Y서보 모터(137)를 소정 회전수로 정회전시키게 되면 Y슬라이드(132)가 +Y방향으로 H간격 만큼 이동하게 됨으로써 툴(142)이 그만큼 이동하게 된다.
이 상태에서, 실린더 유니트(150)를 이용하여 툴(142)을 소정 압력으로 하강시켜 도광판(103)에 접촉시킨 후 Y서보 모터(137)를 정지시킨 상태에서 X서보 모터(134)를 소정 회전수로 역회전시켜 X슬라이드(131)를 -X방향으로 이동시키면 제2그루브(G2)가 형성된다. 이와 같은 방식으로 툴(142)을 순차적으로 왕복 이동시키면 X 방향으로 제N그루브(GN)가 형성된다.
위와 같은 방법으로 Y방향 그루브도 동일하게 형성할 수 있다. 다만, X, Y 방향의 선후는 중요하지 않으며, 그루브 간의 간격은 미리 서보 모터(134)(137)의 회전수에 의해 변화시킬 수 있으며, 그루브 형성 속도는 서보 모터(134)(137)의 회전수에 의존한다.
이러한 작업은 컨트롤 유니트에 의해 프로그램된 순서에 따라 연속적으로 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 도광판(103)에 곡선 무늬 패턴을 형성하는 작업을 설명하면 다음과 같다.
도 7에 도시된 바와 같이, 도광판(103)에 곡선 그루브 패턴(CG)을 형성시키는 작업도 X,Y 서보 모터(134)(137)를 동시에 각각 소정 회전수로 정회전 및 역회전시킴으로써 가능하다. 시작 위치는 컨트롤 유니트에 의해 임의로 프로그램할 수 있다. 비작업 영역에서의 툴의 이동 방식은 전술한 바와 같으며, 이때 그루브 사이의 간격은 서보 모터(134)(137)의 회전수에 의해 자유롭게 조절할 수 있음은 물론이다. 그 외 상세한 설명은 생략한다.
지금까지 설명된 동작은 하나의 툴에 대한 것에 한정되었다. 그러나, 두 개의 툴을 동시에 작동시켜 다중 작업을 할 수 있음은 물론이다. 또한, 1행에 배치된 도광판에 X방향 그루브 및 Y방향 그루브를 모두 형성하고 2행의 도광판에 그루브를 형성할 수도 있고, 동일한 열에 있는 4개의 도광판에 X방향 그루브를 모두 형성한 후 행별로 Y방향 그루브를 형성할 수 있다. 이러한 작업 순서는 프로그램의 설계에 따라 얼마든지 변형이 가능해 진다.
상기 압력조절부재의 툴의 위치를 조절하는 동작을 설명하면 다음과 같다.
도 5에 도시된 바와 같이, 평판 테이블(125) 상에 도광판(103)을 위치시킨 후 컨트롤 유니트에 의해 지정되는 시작 위치(origin point)로 헤드(143)를 이동시킨 상태에서, 실린더 유니트(150)를 작동시킨다.
그러면, 서브튜브(164)가 닫힌 상태에서 메인튜브(162)를 통해 초기압력(PO)을 실린더(153) 내부로 공급시킨다. 그러면, 실린더(153)에 위치된 피스톤(1511)이 하강하게 되고 이에 따라 툴(142)이 하강하면서 스크래치부(142B)가 도광판(103)의 시작위치를 소정 깊이로 가압하게 된다. 이 상태에서 툴(142)을 화살표 "A"방향으로 이동시키게 되면 도광판(103)에 소정 깊이의 그루브를 형성할 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 툴(142)이 화살표 "B"방향으로 이동될 때, 도광판(103)의 두께가 일정한 구간(Da)에서 툴(142)이 정상압력(Po)으로 도광판 (103)에 그루브를 형성하다가 도광판(103)의 두께가 얇아지는 구간(Db)에서는 일정한 지점(P1)부터 툴(142)을 하강시켜야 한다. 이를 위해서는, P1지점으로부터 툴 (142)이 이동하게 되면 툴(142)과 헤드(143)의 자중에 의해 툴(142)이 자연스럽게 하강하게 되고 그러한 툴(142)의 움직임 또는 실린더(153) 내부의 압력 변화를 컨트롤 유니트에서 감지하게 되면, 메인튜브(162)를 통해 실린더(153) 내부로 보충압력(Pa)을 더 공급시킴으로써 툴(142)을 자연스럽게 하강시켜 도광판(103)에 형성되는 그루브의 깊이를 일정하게 유지할 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 툴(142)이 화살표 "C"방향으로 이동될 때, 도광판(103)의 두께가 일정한 구간(Da)에서 툴(142)이 정상압력(Po)으로 도광판 (103)에 그루브를 형성하다가 도광판(103)의 두께가 얇아지는 구간(Dc)에서는 일정한 지점(P2)부터 툴(142)을 승강시켜야 한다. 이를 위해서는, P2지점으로부터툴(142)이 이동하게 되면 툴(142)과 헤드(143)의 자중을 이기고 툴(142)이 승강하려고 한다. 그렇게 되면, 컨트롤 유니트에서는 그러한 툴(142)의 움직임 또는 실린더(153) 내부의 압력 변화를 감지하게 된다. 그러면, 메인튜브(162)가 닫힌 상태에서 서브튜브(164)를 통해 실린더(153) 내부의 불필요한 잉여압력(PS)을 실린더(153) 외부로 배출시킴으로써 툴(142)을 자연스럽게 상승시켜 도광판(103)에 형성되는 그루브의 깊이를 일정하게 유지할 수 있다.
물론, 위와 같은 동작은 순식간에 발생되는 것으로서, 도광판(103)의 두께 변화에 대응할 수 있는 충분한 응답특성을 가진 감지능력 및 이에 대응할 수 있는 밸브 시스템에 의해 메인튜브(162) 및 서브튜브(164)가 작동되는 것이 바람직하다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성 시스템을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 11은 도 10의 일부 분리 사시도이다. 도 1 내지 도 9에서 설명된 참조부호와 동일한 구성요소는 동일한 기능을 가진 동일부재이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 시스템(200)은 보다 용량이 많은 다중 작업을 위한 것으로서, 프레임(110)의 상단 중앙에 X리드스크류(235)가 설치되어 양단의 X가이드 레일(233)을 따라 X슬라이드(231)가 이동하게 되고, Y슬라이드(232)에는 소정 간격 이격된 4개의 툴 유니트(140)가 설치된다.
한편, 도 11에 도시된 바와 같이, 본 시스템(200)에 따른 서포트 유니트 (220)는 평판 테이블(225)의 베이스 플레이트(229)가 4개 구역으로 구획된다. 이경우 구획되는 부분에는 공기 유동홈(121)이 형성되지 않는 분리벽(224)이 마련된다. 또한, 평판 프레임(225)에는 4개의 배출공(126)이 형성되는데, 각각의 베이스 플레이트(229)에 각각 하나의 배출공(126)이 형성된다. 또한, 접촉 플레이트(222)는 X리드스크류(235)를 기준으로 각각 2개가 평판 테이블(225)에 설치된다.
나머지 구성요소는 전기 실시예와 동일하고 그 동작도 대동소이하므로 상세한 설명은 생략한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성 시스템의 효과는 다음과 같다.
첫째, 다수의 흡입공이 소정 패턴으로 형성된 평판 플레이트에 도광판을 단순 배열시키고 흡입부재를 작동시키기만 하면 도광판이 견고하게 지지되므로 패턴 형성 작업시 도광판이 휘어짐으로써 그루브 패턴이 불규칙하게 될 확률이 감소되므로 품질이 우수한 도광판을 제작할 수 있다.
둘째, 종래의 경우와 달리 별도의 거치기구를 사용하지 않고 단순히 흡입부재의 흡입력만 사용하여 도광판을 지지하기 때문에 작업후 도광판의 수거작업을 간단하게 할 수 있으므로 작업 시간을 단축할 수 있다.
셋째, 도광판을 컴팩트하게 평판 테이블에 배열할 수 있으므로 공간 효율이 용이해 진다.
네째, 그루브 형성 작업을 툴이 일 방향으로 이동할 때에는 물론 복귀할 때에도 동일하게 수행할 수 있으므로 작업 효율을 향상시킬 수 있다.
다섯째, 실린더 유니트에 의해 툴의 위치를 승,하강시키기 때문에 비작업 영역에서의 작업 속도를 증가시킬 수 있고 구조가 더 간단해 지는 효과가 있다.
여섯째, 툴의 작업시 그 수평 위치를 고정시키기 않고 유동되게 함으로써 도광판 자체의 표면 조도가 일정하지 않는 경우는 물론 경사면을 가진 도광판의 그루브 형성 작업시 그루브의 깊이를 일정하게 유지시킴으로써 우수한 품질의 패턴을 형성시킬 수 있으므로 도광판의 품질 향상을 도모할 수 있는 효과를 가진다.
일곱째, Y슬라이드에 다수의 툴을 설치하게 되면 다중 작업이 가능해 진다.

Claims (11)

  1. 프레임;
    도광판을 흡입력에 의해 상기 프레임에 지지하기 위한 서포트 유니트;
    X,Y 양방향으로 왕복 이동 가능하도록 상기 프레임에 설치된 슬라이드 유니트;
    상기 슬라이드 유니트가 작업 영역에서 ±X 방향 및 ±Y 방향으로 이동할 때 상기 도광판 표면에 홈을 형성시킬 수 있는 툴이 구비되며, 상기 슬라이드 유니트에 설치된 툴 유니트;
    상기 툴을 비작업 영역에서 승,하강시키기 위해 상기 툴 유니트에 설치된 실린더 유니트; 및
    상기 도광판의 표면에 형성되는 홈의 깊이를 일정하게 유지하기 위해 상기 도광판의 표면 상태에 대응되게 상기 툴의 위치를 조절시킬 수 있도록 상기 실린더 유니트에 설치된 조절유니트를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 서포트 유니트는:
    상기 도광판의 표면이 접촉되도록 다수의 흡입공이 마련되며 밀폐된 공간이 형성된 평판 테이블;
    상기 밀폐된 공간 내부의 공기를 외부로 배출시킴으로써 상기 도광판을 상기 평판 테이블에 밀착시키기 위한 흡입부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 평판 테이블은:
    소정 패턴의 공기 유동홈이 마련되고, 상기 공기 유동홈을 통해 유동되는 공기를 배출시킬 수 있도록 상기 흡입부재와 연통되는 배출공이 마련된 베이스 플레이트; 및
    상기 흡입공들이 관통 형성되며, 상기 베이스 플레이트에 결합되어 상기 밀폐된 공간을 형성하며 상기 도광판이 접촉 위치되는 접촉 플레이트를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 슬라이드 유니트는:
    상기 프레임에 설치된 X가이드레일에 의해 가이드되며, X서보 모터에 의해 소정 회전수로 회전되는 X리드스크류에 결합된 X슬라이드; 및
    상기 X슬라이드에 설치된 Y가이드레일에 의해 가이드되며, Y서보 모터에 의해 소정 회전수로 회전되는 Y리드스크류에 결합된 Y슬라이드를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 툴 유니트는:
    상기 슬라이드 유니트에 설치된 툴 가이드; 및
    상기 툴 가이드에 의해 가이드 되면서 상기 실린더 유니트에 의해 이동되고, 상기 툴이 설치되는 헤드를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 툴 가이드는 가이드 레일 또는 LM 베어링인 것을 특징으로 하는 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성 시스템.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 서포트 유니트에 위치되는 도광판의 두께에 따라 상기 툴의 위치를 선택적으로 조정할 수 있도록 상기 헤드에 설치된 툴 높이조정부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 실린더 유니트는:
    상기 유압 또는 공압에 의해 작동되는 실린더; 및
    상기 헤드와 상기 실린더 사이에 설치되어 상기 실린더로부터 발생되는 압력에 의해 상기 헤드를 이동시키기 위한 피스톤을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성 시스템.
  9. 제1항 또는 제9항에 있어서,
    상기 조절유니트는:
    도광판의 표면에 그루브를 형성하기 위해 프레임에 이동 가능하게 설치된 툴에 소정 압력을 인가하기 위해 상기 툴에 연결된 실린더 유니트; 및
    상기 도광판의 두께 변화에 대응하여 상기 실린더 유니트에 인가되는 압력을 조절하기 위해 상기 실린더 유니트에 연결된 압력조절부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 압력조절부재는:
    상기 툴에 초기압력 또는 보충압력을 인가하거나 상기 실린더 유니트의 실린더에 연결된 메인튜브; 및
    상기 실린더 내부에 형성되는 과도압력을 외부로 배출시키기 위해 상기 실린더에 연결된 서브튜브를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성 시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 서포트 유니트는 상기 도광판을 복수열 및 복수행으로 배치할 수 있도록 마련되고, 상기 툴 유니트는 상기 슬라이드 유니트에 설치되는 복수개의 툴을 구비하여 다중 작업을 할 수 있는 것을 특징으로 하는 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성 시스템.
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