KR200319206Y1 - 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성장치 - Google Patents

액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성장치 Download PDF

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KR200319206Y1
KR200319206Y1 KR20-2003-0011307U KR20030011307U KR200319206Y1 KR 200319206 Y1 KR200319206 Y1 KR 200319206Y1 KR 20030011307 U KR20030011307 U KR 20030011307U KR 200319206 Y1 KR200319206 Y1 KR 200319206Y1
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주식회사 엘 앤 에프
박종수
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Abstract

본 고안은 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성장치에 관한 것으로서, 도광판을 지지할 수 있는 프레임; X,Y 양방향으로 왕복 이동 가능하도록 상기 프레임에 설치된 슬라이드 유니트; 상기 도광판의 표면에 대해 고유한 절삭 방향성을 가진 툴이 구비되고, 상기 슬라이드 유니트에 설치된 툴 어셈블리; 및 상기 툴을 승,하강시키고 또한 툴의 절삭 방향에 대응하여 상기 툴을 선택적으로 회전시킬 수 있도록 상기 툴 어셈블리에 설치되는 툴 위치조절유니트를 구비한다.

Description

액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성장치 {Groove pattern forming apparatus of light guide panel for Liquid Crystal Display}
본 고안은 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성장치에 관한 것으로서, 상세하게는 정삭 가공면을 가진 그루브 패턴을 형성시킬 수 있는 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성장치에 관한 것이다.
일반적으로, 노트북, 테스크탑 컴퓨터, 액정 티브이(TV)와 같은 표시장치에 이용되고 있는 액정표시소자는 다른 화상표시기구인 씨알티(CRT)에 비해 경박단소형화 및 저소비전력을 실현할 수 있는 장점이 있으므로 그 수요가 증가되고 있다. 그런데, 상기 액정표시소자는 씨알티 등과 달리 스스로 빛을 내는 소자가 아니라 수광소자이므로 액정 화면 외에 백라이트 유니트를 필요로 한다.
이러한 액정표시소자의 백라이트 유니트는 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 액정 패널에 입사시키는 구조이고, 에지-라이트식 백라이트 유니트는 형광램프의 빛을 도광판을 통해 액정패널에 입사시키는 구조를 가진다. 최근의 기술적 동향으로는 모듈이 다기능, 고품질화되고 박형화, 경량화되는 추세에 부응하여 액정표시소자에 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 바람직한 바, 도광판의 일면에 소정 형태의 패턴을 형성시키는 경우가 많다.
도 1은 전형적인 에지-라이트식 백라이트 유니트의 구성을 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.
도 1을 참조하면, 종래기술에 따른 백라이트 유니트(10)는 형광램프와 같은 광원(12)과, 광원(12)으로부터 출사되는 빛을 산란시켜 균일화시키는 도광판(14)과, 도광판(14)과 액정패널(16) 사이에 배치되어 액정패널(16)로 입사되는 빛의 균일도를 증가시키는 확산/보호판(18)과, 도광판(14)을 사이에 두고 확산/보호판(18)의 대향면에 배치되어 광원(12)으로부터 발생된 빛이 외부로 노출되는 것을 방지하기 위한 반사판(20), 및 노트북의 경우 확산/보호판(18)으로부터 출사되는 빛의 진행 경로를 변환시키고 빛의 휘도를 도출하기 위한 프리즘판(22)을 구비한다.
그런데, 상기와 같이 구성된 종래기술에 따른 백라이트 유니트(10)는 반사판(20), 도광판(14), 확산/보호판(18), 프리즘판(22)을 순차적으로 겹겹이 쌓아 미도시된 몰드 프레임에 조립시켜야 하는 복잡한 구조이므로 제조 공정이 많이 소요되는 단점이 있다. 또한, 종래기술에 따른 백라이트 유니트(10)는 도광판(14)의 측면으로 입사되는 빛을 액정 패널(16)로 전사시키기 위해 소정의 패턴이 형성된 도광판(14)의 배면에 반사판(20)을 부착하고, 도광판(14) 내부의 입사 및 반사로 인한 빛의 손실을 보충하기 위하여 복수의 확산/보호판(18) 및 한 쌍의 프리즘판(22)을 사용해야 하므로, 광의 손실이 많고 그 형합이 복잡하여 제조효율이 떨어지는 문제점이 있었다. 따라서, 최근에는 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 확산/보호판 또는 프리즘판 특히, 제조 원가를 줄이기 위해 확산/보호판 보다 상대적으로 고가인 프리즘판을 배제시키고, 프리즘 기능을 가진 도광판을 개발하는데 주력하고 있는 실정이다.
한편, 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-컷팅장치에 채용되는 툴은 도광판의 표면에 밀착되어 그 표면을 그루브 가공할 수 있는 원추형 또는 피라미드형 타입의 헤드가 설치된다.
도 2는 일반적인 V-컷팅장치에 의해 형성된 그루브의 가공면을 전자 현미경으로 확대한 사진이다.
도 2를 참조하면, 상기와 같은 타입의 툴이 구비된 일반적인 V-컷팅장치에 의해 형성된 그루브(g)는 매끈한 경면을 가지지 못하고, 원추형 또는 피라미드형 타입의 헤드에 의해 억지로 뜯겨져 나간 듯한 거친 가공면을 띠고 있음을 알 수 있다.
결론적으로, 상기와 같은 일반적인 V-컷팅장치에 의해 그루브 패턴이 형성된 도광판을 액정표시소자에 적용할 경우, 광원으로부터 도광판으로 출사되는 빛이 그루브(g)의 거친 가공면으로 입사 및 반사되면서 직진성을 잃고 빛이 손실되기 때문에, 반드시 확산/보호판 및 프리즘판을 채용시켜야 하는 바, 종래의 V-컷팅장치를 이용해서는 확산/보호판 및 프리즘판을 대체할 수 있는 고품질의 도광판을 제조할 수 없는 문제점이 있다.
본 고안은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 착상된 것으로, 도광판으로 입사 및 반사되는 빛의 직진성을 균일화시키고 빛의 손실을 최소화시켜 도광판의 품질 향상을 도모함은 물론 궁극적으로 액정표시소자의 확산/보호판 및 프리즘판을 대체할 수 있는 도광판을 제조할 수 있도록 도광판의 표면에 정삭 가공면을 가진 그루브 패턴을 형성시킬 수 있는 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 전형적인 에지-라이트식 백라이트 유니트의 구성을 개략적으로 도시한 분해 사시도.
도 2는 일반적인 V-컷팅장치에 의해 형성된 그루브의 가공면을 전자 현미경으로 확대한 사진.
도 3은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성장치를 개략적으로 도시한 사시도.
도 4는 도 3에 도시된 툴 어셈블리의 구조를 개략적으로 도시한 사시도.
도 5는 도 4의 단면 구성도.
도 6은 도 4에 도시된 툴의 구조를 도시한 사시도.
도 7은 도 6의 배면 구성도.
도 8은 도 6의 단면 구성도.
도 9a 내지 도 9e는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성장치의 동작을 설명하기 위한 도면.
도 10은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성장치에 의해 형성된 그루브의 가공면을 전자 현미경으로 확대한 사진.
도 11은 본 고안의 바람직한 다른 실시예에 따른 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성장치를 도시한 사시도.
도 12는 11에 도시된 툴의 단면 구성도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
103... 도광판 110... 프레임
120... 서포트부재 130... 툴
131... 섕크부재 135... 팁부재
140... 슬라이드 유니트 141... X슬라이드
143... X가이드 레일 142... Y슬라이드
146... Y가이드 레일 150... 툴 어셈블리
151... 케이스 160... 툴 위치조절유니트
161... 리니어 엑츄에이터 167... 가이드부재
166... 승하강블록 171... 회전부재
174... 구동부재 178... 부쉬부재
상기 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 도광판을 지지할 수 있는 프레임; X,Y 양방향으로 왕복 이동 가능하도록 상기 프레임에 설치된 슬라이드 유니트; 상기 도광판의 표면에 대해 고유한 절삭 방향성을 가진 툴이 구비되고, 상기 슬라이드 유니트에 설치된 툴 어셈블리; 및 상기 툴을 승,하강시키고 또한 툴의 절삭 방향에 대응하여 상기 툴을 선택적으로 회전시킬 수 있도록 상기 툴 어셈블리에 설치되는 툴 위치조절유니트를 구비한다.
본 고안에 따른 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성장치에 있어서, 상기 툴 구조는, 실질적으로 정삭 가공면을 가진 그루브를 형성하기 위해 섕크부재의 선단부에 설치되고, 상기 도광판의 표면에 대해 고유한 절삭 방향성을 갖도록 주절삭면과 여유면이 각각 형성된 팁부재를 구비한다.
본 고안에 따른 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성장치에 있어서, 상기 팁부재의 날끝각(θ1)은 85∼90°이고, 상기 팁부재의 절삭 방향에 대한 주절삭면의 경사각(θ2)은 3∼5°인 것이 바람직하다.
본 고안에 따른 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성장치에 있어서, 상기 섕크부재는 서로 대칭되게 밀접될 수 있는 2개의 섕크를 구비하고; 상기 팁부재는 상기 각각의 섕크에 대해 최소한의 간격으로 배치될 수 있도록 상기 섕크의 접촉면에 형성된 홈에 각각 설치되는 2개의 팁을 구비한다.
본 고안에 따른 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성장치에 있어서,상기 팁부재는 각각의 팁이 85∼90°범위의 날끝각(θ1)을 가지며, 절삭 방향을 기준으로 전방측 팁의 날끝각이 후방측 팁의 날끝각 보다 상대적으로 작게 형성되는 것이 바람직하다.
본 고안에 따른 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성장치에 있어서, 상기 섕크부재는: 상기 각각의 섕크를 소정 결합수단에 의해 결합시킬 때, 상기 각각의 팁을 도광판의 표면에 접촉시키면서 도광판의 표면 상태에 대응하는 상기 각각의 팁의 상대적인 높이를 선택적으로 조절할 수 있는 높이조절부재를 구비한다.
본 고안에 따른 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성장치에 있어서, 상기 높이조절부재는 어느 하나의 섕크에 형성된 홀, 및 다른 하나의 섕크에 형성된 슬롯을 구비한다.
본 고안에 따른 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성장치에 있어서, 상기 섕크부재는: 상기 도광판의 표면에 대해 상기 팁부재의 절삭 깊이를 일정하게 유지시키기 위해, 상기 팁부재의 절삭 방향에 대응되는 전면에 상기 도광판의 표면과 수평하게 형성되며, 상기 팁부재의 절삭 폭 보다 약 5㎛ 작은 폭을 가진 스토퍼를 구비한다.
본 고안에 따른 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성장치에 있어서, 상기 툴 위치조절유니트는: 리니어 엑츄에이터의 리니어 모션에 의해 승,하강될 수 있도록 상기 리니어 엑츄에이터와 연결된 승하강블록; 상기 승하강블록에 회전 가능하게 설치되고, 도광판의 작업 영역에 대해 고유한 절삭 방향성을 가진 툴이 장착될 수 있는 회전부재; 및 상기 툴의 절삭 방향에 대응하여 상기 회전부재를 선택적으로 회전시킬 수 있도록 상기 회전부재와 연결된 구동부재를 구비한다.
본 고안에 따른 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성장치에 있어서, 상기 구동부재는 상기 회전부재를 실질적으로 90°또는 180°방향으로 회전시킬 수 있는 스텝핑 모터를 구비한다.
본 고안에 따른 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성장치에 있어서, 상기 회전부재는 구동부재에 선택적으로 결합될 수 있는 회전바아를 구비한다.
본 고안에 따른 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성장치에 있어서, 상기 회전부재의 왕복 이동과 회전을 동시에 지지할 수 있는 부쉬부재를 더 구비한다.
본 고안에 따른 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성장치는, 상기 슬라이드 유니트에 설치되는 복수개의 툴 어셈블리를 구비하여 다중 작업을 할 수 있는 것이 바람직하다.
따라서, 본 고안은 도광판의 표면에 정삭 가공면을 가진 우수한 품질의 그루브 패턴을 형성시킴으로써 도광판으로 입사 및 반사되는 빛의 직진성을 균일화시키고 빛의 손실을 최소화시킬 수 있으므로 도광판의 품질 향상을 도모할 수 있는 점에 그 특징이 있다.
또한, 본 고안은 실질적으로 백라이트 유니트의 프리즘판과 같이 절삭 깊이 및 절삭 폭이 작은 그루브 패턴을 형성시킴으로써 결국 프리즘 기능을 가진 도광판의 제조가 가능하므로 백라이트 유니트에서 확산/보호판 및 프리즘판과 같은 시트류를 절감 또는 제거할 수 있는 점에 그 특징이 있다.
이하, 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 3을 참조하면, 본 고안의 실시예에 따른 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성장치(100)는 실질적으로 정삭 가공면을 가진 "V"자 형의 그루브를 형성할 수 있도록 도광판의 표면에 대해 고유한 절삭 방향성을 가진 바이트 구조의 툴(130)이 구비된다. 또한, 본 고안의 장치(100)는 툴(130)의 절삭 방향에 대응하여 그 툴(130)을 선택적으로 회전시킬 수 있는 구조를 가진다.
본 고안의 장치(100)는 컨트롤 유니트(미도시)에 의해 서보 제어되는 각각의 유니트를 구비한다. 그리고, 본 장치(100)의 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.
이를 위한 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성장치(100)는, 도광판(103)을 실질적으로 지지할 수 있는 프레임(110)과, X,Y 양방향으로 왕복 이동 가능하도록 프레임(110)에 설치된 슬라이드 유니트(140)와, 도광판(103)의 작업 영역에 대해 고유한 절삭 방향성을 가진 툴(130)이 구비되고 슬라이드 유니트(140)에 설치된 툴 어셈블리(150)와, 툴(130)을 비작업 영역에서 승,하강시키고 또한 툴(130)의 절삭 방향에 대응하여 그 툴(130)을 선택적으로 회전시키기 위해 툴 어셈블리(150)에 설치되는 툴 위치조절유니트(160)를 구비한다.
여기서, 작업 영역은 툴(130)이 도광판(103)의 표면에 접촉되어 스크래치 방식에 의해 그루브를 형성시킬 수 있는 공간을 의미하며, 비작업 영역은 도광판(103)에 스크래치 작업을 하지 않는 모든 영역을 의미한다.
상기 프레임(110)은 지면에 대해 본 고안의 장치(100)를 지지할 수 있는 다수의 지지대(111)와, 지지대(111)에 설치된 휠(113)을 구비한다. 프레임(110)의 내부에는 본 고안의 장치(100)를 실질적으로 구동시킬 수 있는 각종 모터들과, 컴프레셔, 에어 또는 유압 회로, 전자회로 등이 설비된다.
상기 프레임(110)의 상단에는 가공될 도광판(103)을 견고하게 지지할 수 있는 서포트부재(120)가 설치된다. 서포트부재(120)는 소정 흡입수단(미도시)의 흡입력에 의해 도광판(103)을 흡착시킬 수 있는 평판 테이블(125)을 구비한다. 평판 테이블(125)에는 다수의 흡입공(121)이 형성된다. 평판 테이블(125)은 상면에 안착되는 도광판(103)이 더욱 안정되게 지지될 수 있도록 평탄도가 우수한 석재 플레이트를 구비하는 것이 바람직하다. 따라서, 평판 테이블(125)의 상면에 도광판(103)을 올려 놓게 되면 도광판(103)은 흡입공(121)을 막게 되고, 흡입수단을 가동시키게 되면 도광판(103)은 흡입수단의 흡입력에 의해 평판 테이블(125)의 상면에 견고하게 밀착되어 지지된다.
상기 슬라이드 유니트(140)는 툴 어셈블리(150)를 X,Y 방향으로 원활하게 이동시키기 위한 X슬라이드(141), 및 Y슬라이드(142)를 구비한다. 다시 말해, 상기 X슬라이드(141)는 프레임(110)의 X방향으로 툴 어셈블리(150)를 왕복 이동시키기 위한 것이고, Y슬라이드(142)는 프레임(100)의 Y방향으로 툴 어셈블리(150)를 왕복 이동시키기 위한 것이다.
상기 X슬라이드(141)는 프레임(110)에 설치된 X가이드 레일(143)에 결합된다. X슬라이드(141)와 X가이드 레일(143)은 엘.엠(L.M.) 가이드의 구조로서 슬라이딩 결합된다. X슬라이드(141)는 통상적인 X리니어 모터(미도시)의 구동에 의해 X가이드 레일(143)을 따라 직선 왕복 이동된다.
상기 Y슬라이드(142)는 X슬라이드(141)의 길이 방향으로 설치된 Y가이드 레일(146)에 결합되도록 X슬라이드(141)에 설치된다. Y슬라이드(142)와 Y가이드 레일(146)은 엘.엠(L.M.) 가이드의 구조로서 슬라이딩 결합된다. Y슬라이드(142)는 통상적인 Y리니어 모터(미도시)의 구동에 의해 Y가이드 레일(146)을 따라 직선 왕복 이동된다.
상기 X가이드 레일(143)은 프레임(110)의 양 사이드 즉, 평판 테이블(125)의 길이 방향과 대략 평행하게 설치된다. 따라서, X리니어 모터가 정역 방향으로 직선 구동하게 되면 X슬라이드(141)는 X가이드 레일(143)을 따라 ±X 방향으로 왕복 이동하게 된다. 상기 X리니어 모터는 X슬라이드(141)에 연결되고, 컨트롤 유니트에 의해 그 직선 구동 방향 및 구동 속도가 제어된다. 따라서, X슬라이드(141)는 X리니어 모터의 구동 속도 및 구동 방향에 따라 X축 방향에서의 이동 속도 및 이동 방향이 결정되게 된다. 이러한 이동 속도 및 이동 방향은 결국, 툴 어셈블리(150)의 작업 속도 및 작업 방향을 결정하는 주요인이 된다.
상기 Y가이드 레일(146)은 X슬라이드(141)의 내부 공간에 그 길이 방향으로 설치된다. 따라서, Y리니어 모터가 정역 방향으로 직선 구동하게 되면 Y슬라이드(142)는 Y가이드 레일(146)을 따라 ±Y 방향으로 왕복 이동하게 된다. 상기 Y리니어 모터는 Y슬라이드(142)에 연결되고, 컨트롤 유니트에 의해 그 직선 구동 방향 및 구동 속도가 제어된다. 따라서, Y슬라이드(142)는 Y리니어 모터의 구동 속도 및 구동 방향에 따라 Y축 방향에서의 이동 속도 및 이동 방향이 결정되게 된다. 이러한 이동 속도 및 이동 방향은 결국, 툴 어셈블리(150)의 작업 속도 및 작업 방향을 결정하는 주요인이 된다.
한편, 상기 X리니어 모터 및 Y리니어 모터는 컨트롤 유니트에 의해 순차적으로 작동된다. 상기 X리니어 모터 및 Y리니어 모터를 순차적으로 작동시키는 작업은 X,Y리니어 모터 중 어느 하나만 구동시키는 것으로서, 도광판(103)의 길이 방향 및 폭 방향으로 직선 그루브 패턴을 형성시키기 위한 것이다.
도 4는 도 3에 도시된 툴 어셈블리의 구조를 도시한 사시도이고, 도 5는 도 4의 단면 구성도이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 상기 툴 어셈블리(150)는 슬라이드 유니트(140)에 소정 간격 이격된 2개로 구성되어 다중 작업을 할 수 있다. 여기서, 다중 작업이란 슬라이드 유니트(140)의 이동시 각각의 툴(130)이 그에 대응되는 도광판(103)에 그루브를 형성시키는 것을 말한다.
상기 개별적인 툴 어셈블리(150)는, 도광판(103)의 표면에 그루브를 형성하기 위한 툴(130)이 구비된 것으로서, 슬라이드 유니트(140)의 Y슬라이드(142)에 설치되는 케이스(151)와, 툴(130)이 장착되고 그 툴(130)을 승하강시킴은 물론 선택적으로 회전시키기 위해 케이스(151)의 내부에 설치되는 툴 위치조절유니트(160)를 구비한다.
상기 케이스(151)는 대략 직사각 형상을 취하며 도광판(103)의 초기 동작 지점에 대응되는 Y슬라이드(142)에 길이 방향으로 직립되게 설치된다.
도 6은 도 4에 도시된 툴의 구조를 도시한 사시도이고, 도 7은 도 6의 배면 구성도이고, 도 8은 도 6의 단면 구성도이다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 상기 툴(130)은 도광판(103)의 표면에 실질적으로 정삭 가공면(일명, "경면"이라고도 함)을 가진 그루브를 형성시키기 위해 고유한 절삭 방향성을 가진 바이트의 구조를 가진다. 이를 위한 툴(130)은 바이트의 기본 구조로서 섕크부재(131)의 선단부에 설치되는 팁부재(135)를 구비한다. 여기서, 툴(130)의 절삭 방향성은 팁부재(135)의 고유한 형상 및 각도에 의해 절삭 방향이 결정될 수 있는 구조적인 특성을 의미한다.
이를 위한 팁부재(135)는 실질적으로 도광판(103)의 표면에 "V"자 형상의 그루브를 형성시키는 부위로 특수강 예컨대, 천연 다이아몬드로 가공되고, 섕크부재(131)의 선단부에 전기 용접 또는 경납땜에 의해 결합되거나 나사 결합된다.
상기 팁부재(135)는 소정 두께를 가진 대략 삼각 형상을 취하며, 바이트의 기본적인 구조로서 그 가장자리변에 노즈(nose: 일명 "날끝"이라고도 함)가 외측으로 돌출 형성된다. 노즈(137)는 소정 각도로 경사진 주절삭면(138)과 여유면(139)으로 이루어진다. 주절삭면(138)은 도광판(103)의 표면에 밀착되어 일정 깊이 및 폭을 가진 그루브를 가공할 수 있는 부분이다. 주절삭면(138)은 팁부재(135)의 절삭 방향을 기준으로 팁부재(135)의 전방 측에 경사지게 형성된다. 여유면(139)은 도광판(103)의 표면에 직접적으로 접촉되지 않는 노즈(137)의 등 부분으로서, 여유면(139)은 팁부재(135)의 절삭 방향을 기준으로 팁부재(135)의 후방 측에 소정 각도 경사지게 형성된다. 상기 팁부재(135)의 날끝각(θ1)은 85∼90°의 범위를 가진다.
상기 팁부재(135)의 절삭 방향에 대한 주절삭면(138)의 경사각(θ2) 즉, 주절삭면(138)과 도광판(103)의 표면에 대한 전방 절인각(front cutting edge angle)은 3∼5°인 것이 바람직하다. 따라서, 이와 같은 형상 및 각도를 가진 팁부재(135)는 도광판(103)의 표면에 대해 20∼100g의 압력이 인가될 경우, 20∼50㎛의 절삭 깊이, 약 40㎛의 절삭 폭, 및 정삭 가공면(경면)을 가진 그루브를 형성시키게 된다. 여기서, 그루브의 절삭 깊이 및 절삭 폭은 팁부재(135)에 인가되는 압력을 기준으로 그루브를 형성하기 위한 팁부재(135)의 절삭 깊이 및 절삭 폭을 의미하기도 한다.
전술한 바 있는 섕크부재(131)는 사각 형상의 막대 구조를 가지고, 도면에서케이스(151: 도 4)의 외측으로 돌출된 툴 위치조절유니트(160: 도 4)의 회전부재(171: 도 4)에 결합된다. 섕크부재(131)는 팁부재(135)의 절삭 방향을 기준으로 전면과 후면으로 구분된다. 즉, 팁부재(135)의 주절삭면(138) 측이 전면이 되고, 팁부재(135)의 여유면(139) 측이 후면이 되는 것이다. 섕크부재(131)는 팁부재(135)를 설치하기 위한 설치홈(133)이 형성되며, 그 설치홈(133)은 섕크부재(131)의 후면에 형성된다.
상기 섕크부재(131)는 도광판(103)의 표면에 대해 팁부재(135)의 절삭 깊이를 일정하게 유지시킬 수 있는 스토퍼(134)를 구비한다. 다시 말하면, 스토퍼(134)는 팁부재(135)가 도광판(103)의 표면에 소정 깊이 만큼 파고들 때, 도광판(103)의 표면에 접촉되어 팁부재(135)가 더 이상 도광판(103)의 표면을 파고들어 가지 않게 하기 위한 것이다. 스토퍼(134)는 팁부재(135)의 절삭 방향에 대응되는 섕크부재(131)의 전면에 도광판(103)의 표면과 수평하게 형성된다. 팁부재(135)의 노즈(137)와 스토퍼(134)와의 거리는 팁부재(135)의 절삭 깊이 및 절삭 폭을 결정하는 요인이 된다. 스토퍼(134)의 폭은 팁부재(135)에 의해 형성된 그루브의 절삭 폭(약 40㎛) 보다 약 5㎛ 작게 형성되는 것이 바람직하다. 따라서, 팁부재(135)가 도광판(103)의 표면에 소정 절삭 깊이 만큼 파고 들면서 고유한 절삭 방향으로 진행할 경우, 스토퍼(134)가 도광판(103)의 표면에 접촉되기 때문에 도광판(103)의 표면에는 일정한 절삭 깊이를 가진 그루브가 형성되는 것이다. 또한, 팁부재(135)가 절삭 방향으로 진행될 때 스토퍼(134)에 의해 도광판(103)의 표면에 스크래치가 형성될 수 있다. 그러나, 스토퍼(134)가 팁부재(135)의 절삭 방향에 대해섕크부재(131)의 전면에 형성되고, 팁부재(135)가 섕크부재(131)의 후면에 장착되며, 스토퍼(134)의 폭이 그루브의 절삭 폭 보다 작게 형성되기 때문에, 그 스크래치는 자연스럽게 없어지게 된다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 툴 위치조절유니트(160)는 툴(130)을 도광판(103)의 표면에 대해 선택적으로 승,하강시키고, 툴(130)의 절삭 방향에 대응하여 그 툴(130)을 선택적으로 회전시키기 위한 것이다.
이를 위한 툴 위치조절유니트(160)는 케이스(151) 내부에 설치된 리니어 엑츄에이터(161)와, 리니어 엑츄에이터(161)의 리니어 모션에 의해 승,하강될 수 있는 승하강블록(166)과, 승하강블록(166)에 회전 가능하게 설치되고 툴(130)이 장착될 수 있는 회전부재(171)와, 툴(130)의 절삭 방향에 대응하여 회전부재(171)를 선택적으로 회전시킬 수 있는 구동부재(174)와, 회전부재(171)의 왕복 이동과 회전을 동시에 지지할 수 있는 부쉬부재(178)를 구비한다.
상기 리니어 엑츄에이터(161)는 리니어 모션을 구현할 수 있는 리니어 모터(162)가 구비된다. 리니어 모터(162)는 입체적인 구조를 갖는 일반적인 모터의 플럭스를 평면 형태로 구현한 통상적인 리니어 모터 구조를 가진다. 더욱 구체적으로, 리니어 모터(162)는 플럭스의 변화에 따라 평면 형태의 고정부(163)에 대해 직선 왕복 이동이 가능한 무빙코일부재(164)를 구비한다. 상기 고정부(163)는 평면 폴(pole) 형상의 이너코어(미도시)와, 이너코어를 사이에 두고 그 이너코어의 상,하면에 각각 배치되며 이너코어의 양쪽 평면에 대향되는 평면에 다수의 영구자석이 설치된 아우터코어(미도시)를 구비한다. 상기 무빙코일부재(164)는 고정부(163)의이너코어에 대해 왕복 이동 가능하며, 권선코일(165)이 수회 권회된다. 따라서, 무빙코일부재(164)는, 권선코일(165)에 서로 다른 방향의 전류를 동시에 각각 인가하게 되면, 서로 다른 방향으로 형성되는 플럭스와 영구자석에 의해 형성되는 플럭스와의 상호 작용에 의해 고정부(163)를 따라 직선 왕복 이동된다. 그리고, 상기 무빙코일부재(164)는 전류의 세기에 비례하여 플럭스의 세기가 결정되는 바, 권선코일(165)에 인가되는 전류의 세기에 의해 결국 도광판(103)에 인가되는 툴(130)의 압력 세기가 결정된다.
상기 승하강블록(166)은 무빙코일부재(164)와 일체로 형성된다. 승하강블록(166)은 무빙코일부재(164)의 직선 이동에 대응하여 케이스(151)의 내부 공간에서 가이드부재(167)에 의해 승,하강된다. 상기 가이드부재(167)는 케이스(151)에 대해 승하강블록(166)의 승강 운동을 가이드하기 위한 LM 가이드(168)를 구비한다. 상기 LM 가이드(168)는 승하강블록(166)에 형성된 가이드 돌기와, 케이스(151)의 내측면에 형성된 가이드 홈을 구비한다. 그러나, 상기 LM 가이드(168)는 승하강블록(166)에 형성된 가이드 홈과, 케이스(151)의 내측면에 형성된 가이드 돌기를 구비할 수도 있다.
상기 회전부재(171)는 승하강블록(166)에 회전 가능하게 설치되는 것으로서, 구동부재(174)에 선택적으로 결합될 수 있는 회전바아(172)를 구비한다. 회전바아(172)는 케이스(151)에 형성된 가이드공(151a)을 통해 케이스(151)의 외측으로 인출되며, 승하강블록(166)에 의해 왕복 이동된다. 회전바아(172)의 선단에는 툴(130)이 장착될 수 있는 결합홈(173)이 형성된다. 즉, 툴(130)의 섕크부재(131)는 결합홈(173)에 끼워져 핀 또는 나사에 의해 견고히 결합된다. 이와 같이, 툴(130)을 선택적으로 회전시키기 위한 회전부재(171)가 채용된 이유는 툴(130) 자체가 고유한 절삭 방향성을 가지고 있기 때문에, 그루브의 방향에 대응되는 툴(130)의 절삭 방향을 선택적으로 전환시키기 위함이다.
상기 구동부재(174)는 회전바아(172)를 실질적으로 90°또는 180°방향으로 회전시키기 위한 것으로서, 회전바아(172)에 연결되고 승하강블록(166)에 설치되는 스텝핑 모터(175)를 구비한다. 상기 스텝핑 모터(175)는 승하강블록(166)에 고정되며, 정역 방향으로 회전 가능한 회전축(176)과, 회전바아(172)의 끝단을 회전축(176)에 결합시킬 수 있도록 회전축(176)에 설치된 결합구(177)를 구비한다. 따라서, 구동부재(174)는 우선적으로 도광판(103) 표면의 가장자리에 그루브를 형성시킬 때, 도광판(103)의 길이 방향으로 그루브를 형성한 후 도광판(103)의 폭 방향으로 툴(130)의 절삭 방향을 전환시키기 위해 회전바아(172)를 90°로 회전시킨다. 또한, 구동부재(174)는 도광판(103)의 길이 방향 또는 폭 방향에 대해 연속적으로 그루브를 형성시킬 때, 툴(130)의 절삭 방향을 그루브의 방향에 대응되게 전환시키기 위해 회전바아(172)를 180°로 회전시킨다.
상기 부쉬부재(178)는 케이스(151)의 가이드공(151a)에 설치되는 것으로, 회전바아(172)의 왕복 이동 및 회전 동작을 지지하기 위한 것이다. 부쉬부재(178)는 내주면에 볼 베어링이 설치되는 것이 바람직하다. 따라서, 회전부재(171)는 부쉬부재(178)에 의해 가이드되면서 안정되게 승,하강되고 또한 회전될 수 있게 된다.
상기와 같이 구성된 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성장치의 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 장치(100)는 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), 그루브 패턴의 절삭 깊이, 및 절삭 폭의 조정에 따른 패턴 설계의 변화에 적극 대응할 수 있다.
먼저, 툴 어셈블리(150)의 셋팅 작업을 하는데 있어서, 회전바아(172)의 끝단을 부쉬부재(178)의 구멍 및 케이스(151)의 가이드공(151a)을 통해 케이스(151)의 내측 공간으로 인입시킨다.
이어서, 회전바아(172)의 끝단을 구동부재(174)의 결합구(177)에 끼우고, 핀 또는 나사 등을 이용하여 회전바아(172)를 구동부재(174)의 회전축(176)에 연결시킨다.
다음, 회전바아(172)의 선단에 형성된 결합홈(173)에 툴(130)의 섕크부재(131)를 끼우고, 핀 또는 나사 등을 이용하여 툴(130)을 회전바아(172)에 결합시킨다.
이와 같은 툴 어셈블리(150)의 셋팅 작업이 완료되면, 평판 테이블(125)의 흡입공(121)을 막을 수 있도록 소정 규격의 도광판(103)을 평판 테이블(125)의 상면에 올려 놓고, 툴(130)의 위치에 대응되는 지점에 정확하게 셋팅시킨다.
상술한 바와 같이, 도광판(103)의 셋팅 작업이 완료되면, 본 장치(100)의 전원을 온(On)시켜 컨트롤 유니트(미도시)에 연동되어 작동되는 단말기 화면에 그루브 패턴 형성 작업에 필요한 데이터를 셋팅한다.
다음, 프레임(110)에 설치된 흡입수단(미도시)를 가동시킨다. 그러면, 도광판(103)은 흡입수단의 흡입력에 의해 평판 테이블(125)의 상면에 견고하게 밀착되어 지지된다. 여기서, 흡입수단의 흡입력은 툴(130)이 그루브을 형성하는 작업시 도광판(103)이 움직이지 않을 만큼 충분한 것이어야 함은 너무나 당연하다.
위와 같은 작업을 거친 후, 우선적으로 도광판(103) 표면의 가장자리에 그루브를 형성할 경우, 컨트롤 유니트에 의해 툴 위치조절유니트(160)를 작동시켜 툴(130)을 도광판(103)의 초기 동작 지점에 기설정된 거리 만큼 근접되게 이동시킨다. 즉, 가공될 도광판(103)의 두께가 예를 들어 4mm, 6mm, 8mm, 10mm 등과 같이 변동될 때 마다 도광판(103)에 대한 툴(130)의 높이를 조절하여 툴(130)의 초기 위치를 결정하게 된다. 이러한 툴(130)의 이동 동작은 후술할 그루브 패턴의 형성 작업에서 언급되므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.
다음, 도 9a에 도시된 바와 같이, 무빙코일부재(164)의 권선코일(165)에 서로 다른 방향의 전류를 인가한다. 그러면, 무빙코일부재(164)의 권선코일(165)의 주위에 소정 플럭스가 형성된다.
이어서, 무빙코일부재(164)는 상기 플럭스와 영구자석에 의해 형성되는 플럭스와의 상호 작용에 의해 고정부(163)를 따라 도광판(103) 측으로 하강하게 된다.
이와 동시에, 무빙코일부재(164)와 일체로 형성된 승하강블록(166)은 무빙코일부재(164)가 하강됨에 따라 LM 가이드(168)에 가이드되면서 하강된다. 따라서, 승하강블록(166)에 설치된 회전바아(172)는 부쉬부재(178)에 지지되면서 하강된다.
다음, 툴(130)의 팁부재(135)는 도광판(103)의 초기 동작 지점(SP: 도 9b)을 기설정된 압력 바람직하게는, 20∼100g의 압력으로 가압하게 된다. 그러면, 팁부재(135)는 도광판(103)의 초기 동작 지점(SP)에 소정 깊이 만큼 파고 들어가게 된다. 이 때, 팁부재(135)의 주절삭면(138)은 팁부재(135)의 진행 방향측에 위치되고, 섕크부재(131)의 스토퍼(134)는 도광판(103)의 표면에 접촉된 상태가 된다(도 8 참조).
이어서, 도 9b에 도시된 바와 같이, Y리니어 모터를 정지시킨 상태에서 X리니어 모터를 정방향으로 직선 구동시키게 되면, X슬라이드(141)는 X가이드 레일(143)을 따라 +X방향 즉, 도광판(103)의 폭 방향으로 이동된다.
이러한 작업을 하는 과정에서, 툴(130)은 +X방향 측으로 진행된다. 그러면, 팁부재(135)의 주절삭면(138)은 도광판(103)의 표면에 20∼50㎛의 절삭 깊이와 약 40㎛의 절삭 폭을 가진 +X방향측 그루브를 형성시킨다. 이 때, 팁부재(135)가 도광판(103)의 표면에 상기 절삭 깊이 만큼 파고 들면서 +X방향으로 진행할 경우, 스토퍼(134)가 도광판(103)의 표면에 접촉되어 있기 때문에 도광판(103)의 표면에는 일정한 절삭 깊이를 가진 그루브가 형성된다. 또한, 팁부재(135)가 상기 절삭 방향으로 진행될 때, 스토퍼(134)에 의해 도광판(103)의 표면에 스크래치가 형성될 수 있다. 그러나, 스토퍼(134)가 팁부재(135)의 절삭 방향에 대해 섕크부재(131)의 전면에 형성되고, 팁부재(135)가 섕크부재(131)의 후면에 장착되며, 스토퍼(134)의 폭이 그루브의 절삭 폭 보다 작게 형성되기 때문에, 그 스크래치는 팁부재(135)에 의해 자연스럽게 없어지게 된다(도 8 참조). 이와 같은 그루브 패턴의 가공 데이터는팁부재(135)에 인가되는 20∼100g의 압력에 대비하여 팁부재(135)가 85∼90° 범위의 날끝각(θ1)을 가지고, 절삭 방향에 대한 주절삭면(138)의 경사각(θ2)이 3∼5°를 유지하는 구조적인 특성을 갖고 있기 때문이다. 그리고, +X방향측 그루브의 가공면은 상술한 바와 같은 팁부재(135)의 고유한 형상 및 각도에 의해 정삭 가공됨으로써 경면을 가지게 된다.
대안적으로, 이와 같은 상태에서 툴(130)을 상승시키고, X슬라이드(141)를 -X방향으로 이동시킨 다음, 다시 툴(130)을 하강시킨 후, X슬라이드(141)를 +X방향으로 이동시키게 되면, +X방향측 그루브의 가공면은 팁부재(135)의 절삭 동작에 의해 더욱더 매끈하게 정삭 가공된다. 바람직하게는 이러한 작업을 2~3회 반복한다.
상술한 바와 같은 +X방향측 그루브가 형성되면, 도 9c에 도시된 바와 같이, X리니어 모터를 정지시키고, 컨트롤 유니트에 의해 무빙코일부재(164)의 권선코일(165)에 서로 다른 방향의 전류를 인가한다. 그러면, 무빙코일부재(164)의 권선코일(165)에 흐르는 전류에 의해 그 권선코일(165)의 주위에 소정 플럭스가 형성된다.
이어서, 무빙코일부재(164)는 상기 플럭스와 영구자석에 의해 형성되는 플럭스와의 상호 작용에 의해 고정부(163)를 따라 상승하게 된다.
이와 동시에, 무빙코일부재(164)와 일체로 형성된 승하강블록(166)은 무빙코일부재(164)가 상승됨에 따라 LM 가이드(168)에 가이드되면서 상승된다. 따라서, 승하강블록(166)에 설치된 회전바아(172)는 부쉬부재(178)에 지지되면서 상승되고,툴(130)은 도광판(103)의 표면으로부터 기설정된 거리 만큼 이격된다.
다음, 도 9d에 도시된 바와 같이, 컨트롤 유니트에 의해 스텝핑 모터(175)를 가동시킨다. 그러면, 스텝핑 모터(175)는 회전바아(172)를 +Y방향으로 90°회전시키게 된다. 따라서, 팁부재(135)의 절삭 방향은 +X방향에서 +Y방향으로 전환된다. 이 때, 회전바아(172)는 부쉬부재(178)에 지지되면서 회전되고, 팁부재(135)의 주절삭면(138)은 +Y방향을 향하는 쪽에 위치된다(도 9b 참조).
이어서, 도 9e에 도시된 바와 같이, 툴(130)을 도광판(103)으로 하강시킨다. 그러면, 팁부재(135)는 +X방향측 그루브의 끝단에 밀착됨과 동시에, 섕크부재(131)의 스토퍼(134)는 도광판(103)의 표면에 접촉된 상태가 된다(도 9b 참조).
다음, 도 9b에 도시된 바와 같이, X리니어 모터를 정지시킨 상태에서 Y리니어 모터를 정방향으로 구동시킨다. 그러면, Y슬라이드(142)는 Y가이드 레일(146)을 따라 +Y방향 즉, 도광판(103)의 길이 방향으로 이동된다.
이러한 작업을 하는 과정에서, 툴(130)은 +Y방향 측으로 진행된다. 그러면, 팁부재(135)는 +Y방향으로 이동하면서 경면을 가진 +Y방향측 그루브를 형성하게 된다(도 8 참조). 대안적으로, 이와 같은 상태에서 툴(130)을 상승시키고, Y슬라이드(141)를 -Y방향으로 이동시킨 다음, 다시 툴(130)을 하강시킨 후, Y슬라이드(141)를 +Y방향으로 이동시키게 되면, +Y방향측 그루브의 가공면은 팁부재(135)의 절삭 동작에 의해 더욱더 매끈하게 정삭 가공된다. 바람직하게는 이러한 동작을 2~3회 반복한다.
위와 같은 방법으로 -X방향 및 -Y방향에 대응되는 -X,-Y방향측 그루브를 각각 형성하게 되면, 도광판(103)의 가장자리 부분에 X,Y방향의 그루브를 형성할 수 있게 된다.
한편, 도광판(103) 표면의 가장자리 부분에 그루브를 형성한 후 직교무늬의 그루브 패턴을 형성하는 작업의 경우, 상술한 바와 같은 방법으로 X,Y방향의 그루브 패턴를 형성한다.
이러한 작업을 하는 과정에서, 도 9b에 도시된 바와 같이, X슬라이드(141) 또는 Y슬라이드(142)를 X,Y 방향으로 그루브 간의 간격(H) 만큼 이동시키면서 팁부재(135)에 의해 직교 무늬의 그루브를 형성한다. 그리고, 그루브의 X,Y방향에 대응하여 툴(130)의 절삭 방향을 ±X방향 및 ±Y방향으로 각각 번갈아 가면서 전환시켜야 한다. 그러기 위해서는 스텝핑 모터(175)를 가동시켜 회전바아(172)를 180°회전시킨다. 여기서, X,Y 방향의 선후는 중요하지 않으며, 그루브 간의 간격 및 그루브의 형성 속도는 리니어 모터의 구동량에 의해 변화시킬 수 있다.
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 2개의 도광판에 X방향 그루브를 모두 형성한 후 행별로 Y방향 그루브를 형성할 수 있다. 이러한 작업 순서는 프로그램의 설계에 따라 얼마든지 변형이 가능해 진다.
도 10은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성장치에 의해 형성된 그루브의 가공면을 전자 현미경으로 확대한 사진이다.
도 10을 참조하면, 상술한 바와 같은 본 고안의 장치(100)에 의해 형성되는 그루브 패턴은, 툴(130)에 대해 20∼100g의 압력을 인가할 경우, 툴(130)의 형상 및 각도의 구조적인 특성에 의해 20∼50㎛의 절삭 깊이와 약 40㎛의 절삭 폭을 가진 그루브(G)가 형성되고, 그루브(G)의 가공면이 정삭 가공되어 매끈한 경면을 이루고 있음을 알 수 있다. 여기서, 그루브의 절삭 깊이의 오차 범위는 3㎛ ±1.5㎛이다.
그러나, 도 2에 도시된 바와 같이, 일반적인 V-컷팅장치에 의해 형성된 그루브 패턴은, 원추형 또는 피라미드형 타입의 일반적인 툴을 이용하여 본 고안의 툴과 동일한 압력 조건으로 그루브(g)를 형성할 경우, 본 고안의 장치에 의해 형성된 그루브의 절삭 깊이 및 절삭 폭을 만족시키지 못하고, 툴에 의해 억지로 뜯겨져 나간 듯한 거친 가공면을 띠고 있으며 실질적으로 불완전한 그루브가 형성되고 있지 않음을 알 수 있다.
따라서, 본 고안의 장치(100)에 의해 그루브 패턴이 형성된 도광판을 액정표시소자에 적용할 경우, 그루브의 가공면이 경면을 띠고 있기 때문에, 광원으로부터 출사되는 빛의 직진성을 균일화시키고 프리즘 효과를 구현할 수 있음을 알 수 있다.
부연 설명하면, 일반적인 액정표시소자에 채용되는 프리즘판에 약 20㎛의 절삭 깊이와, 약 30㎛의 절삭 폭을 가진 그루브가 형성된다는 것을 감안한다면, 본 고안의 장치(100)에 의해 그루브 패턴이 형성된 도광판이 프리즘판의 기능을 겸할수 있다는 것은 자명하다.
그러므로, 본 고안의 장치(100)에 의해 그루브 패턴이 형성된 도광판을 액정표시소자에 적용하게 되면, 복수의 확산/보호판 중 적어도 하나를 배제시킬 수 있고, 프리즘판 또한 배제시킬 수 있다.
도 11은 본 고안의 바람직한 다른 실시예에 따른 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성장치를 도시한 사시도이고, 도 12는 11에 도시된 툴의 단면 구성도이다. 도 3에서 설명된 부호와 동일한 구성요소는 동일한 기능을 가진 동일부재이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 본 고안의 다른 실시예에 따른 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성장치(200)는 전기 실시예와 같이 도광판(103)의 길이 방향 및 폭 방향에 대응하는 단일 그루브에 대해 툴의 절삭 동작을 수회 반복할 필요 없이 툴의 단일 절삭 동작으로 경면을 가진 그루브 패턴을 형성할 수 있는 툴 구조를 가진다.
이를 위한 상기 그루브 패턴 형성장치(200)는 전기 실시예와 달리, 툴 어셈블리(250)에 한 쌍의 툴(230)이 구비된다.
상기 툴(230)은 서로 대칭되게 밀접되면서 결합될 수 있는 2개의 섕크(231a,231b)와, 섕크(231a,231b) 각각의 선단부에 최소한의 간격으로 설치된 2개의 팁(235a,235b)을 구비한다.
상기 각각의 섕크(231a,231b)는 툴(230)의 고유한 절삭 방향을 기준으로 전방에 설치되는 제1섕크(231a)와, 제1섕크(231a)와 밀접되게 결합되며 후방에 설치되는 제2섕크(231b)를 구비한다. 상기 제1 및 제2섕크(231a,231b)의 접촉면에는 각각의 팁(235a,235b)이 설치될 수 있는 설치홈(233a,233b)이 각각 형성된다.
상기 각각의 팁(235a,235b)은 제1섕크(231a)의 설치홈(233a)에 설치되는 제1팁(235a)과, 제2섕크(231b)의 설치홈(233b)에 설치되는 제2팁(235b)을 구비한다. 상기 제1 및 제2팁(235a,235b)은 동일한 절삭 방향성을 갖도록 배치되는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 제1 및 제2섕크(231a,231b)의 접촉면에 설치홈(233a,233b)이 형성되고 각각의 설치홈(233a,233b)에 제1 및 제2팁(235a,235b)이 각각 설치되기 때문에, 각각의 팁(235a,235b)은 최소한의 간격으로 배치된다. 상기 각각의 팁(235a,235b)은 85∼90°범위의 날끝각을 가지며, 이들 팁(235a,235b)의 절삭 방향을 기준으로 제1팁(235a)의 날끝각이 제2팁(235b)의 날끝각 보다 상대적으로 작게 형성된다. 바람직하게, 제1팁(235a)의 날끝각은 약 85°이고, 제2팁(235b)의 날끝각은 약 90°이다. 이와 같이, 제1팁(235a)의 날끝각을 제2팁(235b)의 날끝각 보다 상대적으로 작게 형성한 이유는, 본 고안의 툴(230)을 이용하여 도광판(103)의 길이 방향 및 폭 방향에 대응되는 그루브를 형성시킬 때, 툴(230)의 단일 절삭 동작에 의해 두 번의 절삭 동작 효과를 달성하여 최소한의 동작으로 그루브의 가공면을 정삭 가공하기 위함이다.
한편, 상기 각각의 섕크(231a,231b)는 소정 결합수단에 의해 결합될 때, 각각의 팁(235a,235b)을 도광판(103)의 표면에 접촉시키면서 도광판(103)의 표면 상태에 대응하는 각각의 팁(235a,235b)의 상대적인 높이를 선택적으로 조절할 수 있는 높이조절부재(237)가 구비된다. 상기 높이조절부재(237)는 제1섕크(231a)에 형성된 원형의 홀(237a), 및 제2섕크(231b)에 형성된 장공의 슬롯(237b)을 구비한다. 또한, 툴(230)의 절삭 방향에 대응되는 제1섕크(231a)에는 도광판(103)의 표면에 대해 팁(235a,235b)의 절삭 깊이를 일정하게 유지시킬 수 있는 스토퍼(234)를 구비한다
본 고안에 따르면, 우선, 제2섕크(231b)를 툴 어셈블리(250)에 결합시키고, 제2섕크(231b)에 설치된 제2팁(235b)을 도광판(103)의 표면에 접촉시킨다.
이어서, 제2섕크(231b)에 제1섕크(231a)를 밀접시키면서 핀 또는 나사 등을 이용하여 각각의 제1 및 제2섕크(231a,231b)를 가체결한 상태에서 제1섕크(231a)에 설치된 제1팁(235a)을 도광판(103)의 표면에 접촉시킨 후, 각각의 섕크(231a,231b)를 결합시킨다. 그러면, 도광판(103)의 표면 상태가 평탄하지 않더라도 도광판(103) 표면의 오차 범위에 대응되게 제1 및 제2팁(235a,235b)의 상대적인 높이가 용이하게 조절된다.
이와 같은 상태에서, 본 장치(200)를 전기 실시예와 같이 동작시킴으로써 도광판(103)의 표면에 그루브 패턴을 형성하게 되면, 단일의 툴 어셈블리(250)에 한 쌍의 툴(230)이 설치되어 있기 때문에, 도광판(103)의 길이 방향 및 폭 방향에 대응하는 그루브에 대해 툴의 절삭 동작을 수회 반복할 필요 없이 툴(230)의 단일 절삭 동작에 의해 경면을 가진 그루브 패턴을 용이하게 형성시킬 수 있게 된다.
이상에서의 설명에서와 같이, 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성장치는 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 도광판의 표면에 정삭 가공면을 가진 우수한 품질의 그루브 패턴을 형성시킴으로써 도광판으로 입사 및 반사되는 빛의 직진성을 균일화시키고 빛의 손실을 최소화시킬 수 있으므로 도광판의 품질 향상을 도모할 수 있다.
둘째, 실질적으로 백라이트 유니트의 프리즘판과 같이 절삭 깊이 및 절삭 폭이 작은 그루브 패턴을 형성시킴으로써 결국 프리즘 기능을 가진 도광판의 제조가 가능하므로 백라이트 유니트에서 확산/보호판 및 프리즘판과 같은 시트류를 절감 또는 제거할 수 있다.

Claims (13)

  1. 도광판을 지지할 수 있는 프레임;
    X,Y 양방향으로 왕복 이동 가능하도록 상기 프레임에 설치된 슬라이드 유니트;
    상기 도광판의 표면에 대해 고유한 절삭 방향성을 가진 툴이 구비되고, 상기 슬라이드 유니트에 설치된 툴 어셈블리; 및
    상기 툴을 승,하강시키고 또한 툴의 절삭 방향에 대응하여 상기 툴을 선택적으로 회전시킬 수 있도록 상기 툴 어셈블리에 설치되는 툴 위치조절유니트를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 툴 구조는,
    실질적으로 정삭 가공면을 가진 그루브를 형성하기 위해 섕크부재의 선단부에 설치되고, 상기 도광판의 표면에 대해 고유한 절삭 방향성을 갖도록 주절삭면과 여유면이 각각 형성된 팁부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 팁부재의 날끝각(θ1)은 85∼90°이고, 상기 팁부재의 절삭 방향에 대한 주절삭면의 경사각(θ2)은 3∼5°인 것을 특징으로 하는 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 섕크부재는 서로 대칭되게 밀접될 수 있는 2개의 섕크를 구비하고;
    상기 팁부재는 상기 각각의 섕크에 대해 최소한의 간격으로 배치될 수 있도록 상기 섕크의 접촉면에 형성된 홈에 각각 설치되는 2개의 팁을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 팁부재는 각각의 팁이 85∼90°범위의 날끝각을 가지며, 절삭 방향을 기준으로 전방측 팁의 날끝각이 후방측 팁의 날끝각 보다 상대적으로 작게 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 섕크부재는:
    상기 각각의 섕크를 소정 결합수단에 의해 결합시킬 때, 상기 각각의 팁을 도광판의 표면에 접촉시키면서 도광판의 표면 상태에 대응하는 상기 각각의 팁의상대적인 높이를 선택적으로 조절할 수 있는 높이조절부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 높이조절부재는 어느 하나의 섕크에 형성된 홀, 및 다른 하나의 섕크에 형성된 슬롯을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성장치.
  8. 제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 섕크부재는:
    상기 도광판의 표면에 대해 상기 팁부재의 절삭 깊이를 일정하게 유지시키기 위해, 상기 팁부재의 절삭 방향에 대응되는 전면에 상기 도광판의 표면과 수평하게 형성되며, 상기 팁부재의 절삭 폭 보다 약 5㎛ 작은 폭을 가진 스토퍼를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 툴 위치조절유니트는:
    리니어 엑츄에이터의 리니어 모션에 의해 승,하강될 수 있도록 상기 리니어 엑츄에이터와 연결된 승하강블록;
    상기 승하강블록에 회전 가능하게 설치되고, 도광판의 작업 영역에 대해 고유한 절삭 방향성을 가진 툴이 장착될 수 있는 회전부재; 및
    상기 툴의 절삭 방향에 대응하여 상기 회전부재를 선택적으로 회전시킬 수 있도록 상기 회전부재와 연결된 구동부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 구동부재는 상기 회전부재를 실질적으로 90°또는 180°방향으로 회전시킬 수 있는 스텝핑 모터를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성장치.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 회전부재는 구동부재에 선택적으로 결합될 수 있는 회전바아를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 회전부재의 왕복 이동과 회전을 동시에 지지할 수 있는 부쉬부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 슬라이드 유니트에 설치되는 복수개의 툴 어셈블리를 구비하여 다중 작업을 할 수 있는 것을 특징으로 하는 액정표시소자용 도광판의 그루브 패턴 형성장치.
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KR100972176B1 (ko) 2008-07-07 2010-07-23 허봉구 도광판 및 확산판의 가공장치와 그 가공방법

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