KR20040060698A - 광학성 소재 표면에 패턴을 형성하는 가공 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광학성 소재 표면에 패턴을 형성하는 가공 장치에 관한 것으로, 작업대, 선형 커터 다이, 적어도 한 개의 커터, 적어도 한 개의 중량 공급 슬라이드 블록 및 가공 주축을 포함한다. 작업대는 가공하려는 광학성 소재를 적재할 수 있으며, 이 광학성 소재를 수평 이동시킨다. 선형 커터 다이는 작업대 상부에 설치되며, 상부 표면에는 중량 공급 슬라이드 블록이 슬라이드 할 수 있는 복수의 상부 레일이 설치되며, 선형 커터 다이 하부에 설치되어 있는 커터에 대해 아래쪽 방향으로 적당한 힘을 가하며, 하부 표면에는 상기 커터가 왕복 이동이 가능하도록 하부 레일이 설치되며, 광학성 소재 표면에 패턴 형성 요구에 따라 커터를 적당한 위치로 조정한다. 가공 주축은 선형 커터 다이 상부에 설치되며, 선형 커터 다이를 대동하여 작업대와 수직되는 방향으로 이동시킨다. 본 발명은 작업대와 선형 커터 다이의 상대 이동을 통해 선형 커터 다이 하부의 커터로 광학성 소재 표면에 패턴을 형성한다. 중량 공급 슬라이드 블록이 제공한 아래쪽으로 향하는 힘은 커터의 하향 압력을 보상할 수 있으므로 균일한 힘으로 광학성 소재 표면을 긁어 균일한 패턴을 형성한다.

Description

광학성 소재 표면에 패턴을 형성하는 가공 장치{PROCESSING MACHINE FOR PATTERNING THE SURFACE OF AN OPTICAL ELEMENT}

본 발명은 광학성 소재 표면에 패턴을 형성하는 가공 장치에 관한 것으로, 특히 중량 공급 슬라이드 블록을 이용하여 커터(cutter)의 긁는 힘을 조절하는 단일 축 복수 커터 가공 장치에 관한 것이다.

TFT-LCD제조 기술의 발전과 TFT-LCD가 갖고 있는 경량, 박판, 절전, 무전자파 등 장점으로 인해 액정표시장치는 PDA, 노트북, 디지털 카메라, 캠코더 및 이동전화와 같은 전자제품에 널리 사용되고 있는 실정이다. 또한 업계의 적극적인 연구와 대형 생산설비의 사용으로 인해 액정표시장치의 품질은 부단히 제고되는 반면 가격은 지속적으로 내리고 있으므로 액정표시장치의 응용 범위는 빠른 속도로 확대되고 있다. 그러나 액정표시장치는 비발광성 표시장치이므로 배광(背光) 모듈이 제공하는 광원이 있어야만 표시기능을 발휘할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 배광 모듈(10)의 단면도다. 도면에서 도시한 바와 같이, 일반적으로 배광 모듈(10)은 도광판(11), 반사편(12), 램프(13), 복수 층으로 된 광학성 박막(14) 및 프레임(15)을 포함한다. 이 도광판(11)과 이 박막(14)을 구성하는 재질은 모두 빛이 통과할 수 있는 아크릴 판이며, 사출성형 또는 압출 방식으로 제조된다. 도광판(11) 하부 표면과 광학성 박막(14) 표면에는 모두 소정의 패턴이 형성되어 있으며, 이러한 패턴의 주요 기능은 빛을 난사시키는 확산점(16)으로서 배광 모듈(10)의 빛의 증가와 시각 확대의 효과가 있다. 반사편(12)은 도광판(11) 하부 표면에 설치되어 이 도광판(11) 하부 표면으로부터 사출되는 광선을 이 도광판(11)에 다시 반사시킴으로서 광선의 이용률을 제고한다. 램프(13)는 도광판(11) 한 측부에 설치되며, 냉음극선관으로 구성되고 단면조광(端面照光) 방식으로 광선을 도광판(11)에 삽입시킨다. 프레임(15)은 배광 모듈(10) 하부 표면과 측부에 설치되며, 그 기능은 배광 모듈(10) 및 이 배광 모듈 내부의 소재를 보호하는 것이다.

미국 특허출원 제09/766,774 및 제09/766,914에서는 도광판 하부 표면에 패턴을 형성하는 방법과 장치를 게시하였다. 게시한 내용에 따르면 종래 기술에서는 복수 개의 핀(pin)을 포함하는 커터를 이용하여 이 핀을 도광판 표면에 삽입시킨 다음 구동 장치를 이용하여 이 커터를 구동시켜 이 도광판에 대하여 상대 운동을 시킴으로써 핀이 도광판 표면에 복수 개의 V자형 홈의 패턴을 형성한다. 이때 도광판 표면에 형성되는 패턴의 밀도는 램프로부터 멀어질수록 점점 감소한다. 그 목적은 도광판 내부의 광선이 균일하게 분포되도록 하기 위한 것이다.

그러나 종래 기술은 커터를 도광판에 고정시켜 구동하는 방식으로 도광판 표면에 복수 개의 V자형 홈을 형성하므로 지속적인 작동에 의해 커터가 쉽게 진동을 받아 패턴의 품질에 영향을 줄뿐만 아니라 핀은 커터 하부에 고정되므로 일단 설계가 완료되면 패턴의 형태, 밀도 및 깊이는 고정되어 변화할 수 없다. 그러나 도광판에 있어서 때로는 U자형 홈 패턴이 V자형 홈 패턴보다 더 좋은 효과를 나타내며, 패턴의 밀도와 깊이도 도광판 재질과 램프 휘도의 영향을 받으므로 반드시 조정하여야 하나 종래 기술에서는 이러한 기능을 제공하지 못하므로 배광 모듈의 품질에 영향을 준다.

이러한 문제점들을 해결하기 위해 업계에 종사하고 있는 관련 인원들은 도광판, 광학성 박막 등 광학성 소재의 패턴 가공 장치를 개선하여 보다 우수하고 효과적인 패턴을 형성하는 가공 장치 연구에 노력하고 있다.

본 발명의 주요 목적은 광학성 소재 표면에 패턴을 형성하는 가공 장치를 제공하는 것으로, 이 가공 장치는 커터를 조정하여 광학성 소재 표면에 균일한 패턴을 형성할 수 있으므로 이 광학성 소재를 사용한 디스플레이 장치의 배광 모듈은 우수한 광학성 품질을 나타낸다.

본 발명의 다른 한 목적은 광학성 소재 표면에 패턴을 형성하는 가공 장치를 제공하는 것이며, 이 가공 장치의 커터는 비고정 형식으로 장착되어 이동 조정이 가능함으로 실제 요구에 따라 커터를 교체하거나 커터의 밀도를 조절하거나 또는 깊이를 조절하여 광학성 소재 표면에 요구하는 패턴을 형성한다.

본 발명에 따른 광학성 소재 표면에 패턴을 형성하는 가공 장치는 작업대, 선형 커터 다이, 적어도 한 개의 커터, 적어도 한 개의 중량 공급 슬라이드 블록 및 가공 주축을 포함한다. 작업대는 가공하려는 광학성 소재를 적재할 수 있으며, 이 광학성 소재는 도광판 또는 확산편 등 광학성 박막이며, 이 작업대는 이 광학성 소재를 대동하여 수평 이동시킬 수 있다. 선형 커터 다이는 작업대 상측에 설치되며, 상부 표면에는 중량 공급 슬라이드 블록이 슬라이드 할 수 있는 상부 레일이 설치되며, 하부 표면에는 상기 커터가 왕복 이동이 가능하도록 하부 레일이 설치된다. 중량 공급 슬라이드 블록은 일정한 무게를 갖고 있으며 상기 커터와 대응되게 상기 선형 커터 다이의 소정의 위치에 장착되어 이 선형 커터 다이가 일정한 하향 압력을 발생하도록 한다. 때문에 본 발명에 따른 가공 장치는 광학성 소재 표면에 형성하려고 하는 패턴의 요구에 따라 커터의 형태를 교체하거나 커터의 밀도를 조절하거나 또는 깊이를 조절하여 요구하는 패턴을 형성할 수 있다. 가공 주축은 선형 커터 다이 상부의 중앙부에 설치되어 선형 커터 다이를 대동하여 작업대에 대하여 수직되는 방향으로 이동시킨다.

본 발명에 따른 가공 장치로 광학성 소재를 가공할 경우 반드시 먼저 광학성 소재가 요구하는 패턴에 따라 커터를 조절해야 한다. 즉, 커터 형태의 교체 또는 커터의 밀도 조정 및 깊이 조정 등을 해야한다. 그 다음 중량 공급 슬라이드 블록을 적당한 위치로 조정하여 선형 커터 다이 하부의 각 커터가 모두 균일한 하향 압력이 발생하도록 한다. 마지막으로 선형 커터 다이를 구동하여 광학성 소재를 긁어 광학성 소재에 균일한 패턴을 형성함으로써 광학성 소재를 이용한 디스플레이 장치배광 모듈의 광학성 품질을 제고한다.

본 발명의 목적과 특징 및 기능에 대해 보다 상세히 설명하기 위하여 아래에서 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 배광 모듈의 단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 광학성 소재 표면에 패턴을 형성하는 가공 장치를 도시하는 도면이다.

도 3a는 본 발명에 따른 선형 커터 다이의 정면도이다.

도 3b는 본 발명에 따른 선형 커터 다이의 측면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 각종 형태의 커터를 나타내는 도면이다.

도 5는 본 발명에 따른 패드를 이용하여 커터의 깊이를 조정하는 것을 도시하는 도면이다.

도 6a는 본 발명에 따른 중량 공급 슬라이드 블록이 보상하지 않은 상태에서의 선형 커터 다이 하측의 커터가 발생한 하향 압력을 나타내는 도면이다.

도 6b는 본 발명에 따른 중량 공급 슬라이드 블록을 이용하여 보상할 경우 선형 커터 다이 하측의 커터가 발생한 하향 압력을 나타내는 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명 *

10 : 배광 모듈 11 : 도광판

12 : 반사편 13 : 램프

14 : 광학성 박막 15 : 프레임

16 : 확산점 20 : 가공 장치

21 : 작업대 22 : 선형 커터 다이

221 : 상부 레일 222 : 하부 레일

23 : 커터 24 : 중량 공급 슬라이드 블록

25 : 가공 주축 26 : 도광판

27 : 위치 고정 장치

본 발명은 광학성 소재 표면에 패턴을 형성하는 가공 장치에 관한 것으로, 광학성 소재는 도광판 또는 확산편 등과 같은 박막이며, 쉽게 설명하기 위하여 본 발명에서는 도광판을 광학성 소재로 하며 그 실시방법에 대해 다음과 같이 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 광학성 소재 표면에 패턴을 형성하는 가공 장치를 나타내는 도면으로서, 가공 장치(20)는 작업대(21), 선형 커터 다이(22), 복수 개의 커터(23), 복수 개의 중량 공급 슬라이드 블록(24) 및 가공 주축(25)을 포함한다. 이 작업대(21)는 도광판(26)과 같은 가공하려는 광학성 소재를 적재한다. 이 작업대(21) 하측에는 X 방향 구동축과 Y 방향 구동축이 설치되어 각각 이 작업대(21)와 이 작업대 상부의 광학성 소재를 대동하여 X 방향 또는 Y 방향을 따라 선형 이동시킨다.

도 3a와 도 3b에 도시한 바와 같이, 선형 커터 다이(22)는 상기 작업대(21) 상에 설치되며, 이 작업대(21) 표면과 평행을 이룬다. 상기 선형 커터 다이(22) 하부 표면에는 하부 레일(222)이 형성되어 복수 커터(23)의 왕복 이동이 가능하다. 각 커터(23)는 제1 하향 압력을 제공한다. 이 선형 커터 다이(22)의 상부 표면에는 상부 레일(221)이 형성되어 복수 중량 공급 슬라이드 블록(24)이 왕복 이동이 가능하다. 그 중 각각의 중량 공급 슬라이드 블록(24)은 특정한 무게를 갖고 있으며, 각각의 중량 공급 슬라이드 블록(24)은 상기 커터(23)와 대응되게 설치되며, 그것이 설치된 위치와 무게의 크기에 따라 일정한 정도의 제2 하향 압력을 발생한다. 상기 가공 장치는 작업대(21)와 커터 사이의 선형 상대 운동을 통해 이 커터(23)로 하여금 상기 도광판(26) 표면에 패턴을 형성하도록 한다. 상기 중량 공급 슬라이드 블록(24)이 제공한 제2 하향 압력은 상기 커터(23)의 제1 하향 압력을 보상할 수 있어 이 커터(23)가 상기 도광판(26)을 균일하게 긁어 균일한 패턴을 형성할 수 있다.

본 발명은 도광판(26) 등과 같은 광학성 소재 표면에 형성하려고 하는 패턴의 형태, 밀도 또는 깊이 요구에 따라 커터(23)의 형태를 교체하거나 또는 커터(23)의 밀도와 깊이를 조절할 수 있다. 도 4에서 도시한 바와 같이, 커터(23)의 형태는 V자형 또는 U자형 구조일 수 있다. 커터(23)의 밀도 조절은 그가 하부 레일(22)에서의 배열 상태와 관련되며, 각각의 커터(23)가 적당한 위치까지 이동되면 위치 고정 장치(27)를 이용하여 고정시키며, 이 위치 고정 장치(27)는 볼트 또는 죔틀 등일 수 있다. 도 5에서 도시한 바와 같이, 커터(23)의 깊이는 패드(28)를 통해 조절할 수 있다. 또한 상기 가공 주축(25)은 선형 커터 다이(22) 상부의 중앙부에 결합되며, 이 선형 커터 다이(22)를 대동하여 상기 작업대(21)와 수직되는 방향(Z 방향)을 따라 이동한다.

본 발명에 따른 가공 장치로 광학성 소재를 가공할 경우 먼저 가공 주축(23)으로 선형 커터 다이(22)를 구동하여 아래쪽으로 향하게 하여 이 선형 커터다이(22) 하부의 커터(23)가 상기 도광판(26) 표면에 일정한 깊이로 진입하도록 하고 상기 가공 주축(23)을 이 위치에 고정시킨다. 그 다음 X 방향 구동 축(또는 Y 방향 구동 축)으로 상기 작업대(21)를 구동하는 동시에 상기 도광판(26)을 대동하여 X 방향(또는 Y 방향)으로 수평 이동시킴으로써 이 커터(23)가 이 도광판(26) 표면에 이 커터(23)와 대응되는 패턴을 형성한다.

상기 설명으로부터 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 가공 장치는 다음과 같은 장점이 있다.

1. 본 발명에 따른 가공 장치로 가공할 경우 선형 커터 다이를 고정시키고 작업대를 이동시키는 방식으로 선형 커터 다이 하부의 커터가 도광판 표면에 패턴을 형성함으로 긁기 과정에서 발생하는 진동은 비교적 작은 반면 종래 기술은 도광판을 고정하고 커터를 구동하는 방식을 택하므로 커터가 발생하는 진동이 비교적 크다. 따라서 본 발명은 진동을 감소하여 품질이 좋은 패턴을 형성할 수 있다.

2. 본 발명에 따른 선형 커터 다이는 커터 위치를 조절하는 기능을 갖고 있을 뿐만 아니라 패턴의 밀도에 따라 하부 레일의 커터 위치를 조정함으로 본 발명에 따른 가공 장치는 각종 밀도의 패턴을 형성하는데 응용될 수 있는 반면 종래 기술에 따른 커터 핀은 고정된 형식이므로 형성된 패턴의 밀도는 고정적이며 변화가 불가능하다.

3. 본 발명에 따른 선형 커터 다이는 커터를 교체할 수 있는 기능이 있으므로 패턴의 홈 형태에 따라 커터를 교체하여 도광판 표면에 커터와 상응하는 패턴을 형성할 수 있는 반면 종래 기술에 따른 커터와 핀은 고정 형태임으로 커터 교체 기능을 제공할 수 없어 핀의 형태가 확정되면 형성되는 패턴도 변화할 수 있다.

4. 본 발명에 따른 선형 커터 다이는 패드를 이용하여 커터의 깊이를 조절할 수 있어 도광판 표면에 다양한 깊이의 패턴을 형성할 수 있는 반면 종래 기술에서는 상기 기능을 제공할 수 없고 형성한 패턴 홈의 깊이도 고정적이다.

5. 본 발명에 따른 선형 커터 다이는 중량 공급 슬라이드 블록의 위치 조절을 통해 선형 커터 다이 하부에 발생하는 하향 압력을 변화시켜 이 선형 커터 다이 하부의 커터가 균일한 힘으로 도광판을 긁어 품질이 좋은 패턴을 형성한다. 그 이유는 다음과 같다.

도 6a와 도 6b에서 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 가공 주축은 선형 커터 다이 중앙부에 고착되어 있으므로 이 가공 주축이 선형 커터 다이를 구동하여 그 하부에 설치된 커터가 도광판에 삽입될 경우 커터와 가공 주축이 가까울수록 하향 압력이 커지는 반면 커터와 가공 주축이 멀어질수록 하향 압력이 작아 진다. 때문에 본 발명은 선형 커터 다이 상부의 중량 공급 슬라이드 블록의 위치 변화를 통해 선형 커터 다이 하부의 하향 압력을 조정하여 커터의 위치에 의해 초래하는 하향 압력의 차이를 보상할 수 있다. 때문에 이 선형 커터 다이 하부의 각 커터는 동일한 하향 압력(긁는 힘)을 가지므로 도광판 표면에 균일하고 고품질 패턴을 형성할 수 있다. 도 6b 중 사선으로 표시한 구역은 중량 공급 슬라이드 블록이 선형 커터 다이 하부에서 발생한 하향 압력이며, 도면에서 알 수 있듯이, 본 발명은 선형 커터 다이 하부에서 발생하는 중량 공급 슬라이드 블록의 하향 압력으로 커터의 하향 압력 차이를 보상함으로써 각각의 커터가 동일한 하향 압력(긁는 힘)을 발생하도록 한다.

상기는 본 발명이 광학성 소재 표면에 패턴을 형성하는 가공 방법의 한 바람직한 실시예일 뿐 본 발명의 실시범위를 한정하는 것은 아니며, 본 기술을 숙지하고 있는 기술자가 본 발명의 정신을 위배하지 않는 범위 내에서의 변경 및 변화시키는 것은 모두 본 발명의 범위에 속하는 것은 물론이다. 때문에 본 발명의 보호범위는 특허청구 범위를 근거로 한다.

본 발명에 따른 가공 장치로 가공할 경우 선형 커터 다이를 고정시키고 작업대를 이동시키는 방식으로 선형 커터 다이 하부의 커터가 도광판 표면에 패턴을 형성함으로 긁기 과정에서 발생하는 진동이 비교적 작다. 따라서 본 발명은 진동을 감소하여 품질이 좋은 패턴을 형성할 수 있다.

본 발명에 따른 선형 커터 다이는 커터 위치를 조절하는 기능을 갖고 있을 뿐만 아니라 패턴의 밀도에 따라 하부 레일의 커터 위치를 조정함으로 본 발명에 따른 가공 장치는 각종 밀도의 패턴을 형성하는데 응용될 수 있다.

본 발명에 따른 선형 커터 다이는 커터를 교체할 수 있는 기능이 있으므로 패턴의 홈 형태에 따라 커터를 교체하여 도광판 표면에 커터와 상응하는 패턴을 형성할 수 있다.

본 발명에 따른 선형 커터 다이는 패드를 이용하여 커터의 깊이를 조절할 수 있어 도광판 표면에 다양한 깊이의 패턴을 형성할 수 있다.

본 발명에 따른 선형 커터 다이는 중량 공급 슬라이드 블록의 위치 조절을통해 선형 커터 다이 하부에 발생하는 하향 압력을 변화시켜 이 선형 커터 다이 하부의 커터가 균일한 힘으로 도광판을 긁어 품질이 좋은 패턴을 형성한다.

Claims (5)

1. 가공하려는 광학성 소재를 적재할 수 있으며, 상기 광학성 소재를 수평 이동시키는 작업대,

   상기 작업대 상부에 설치되며, 상부 표면에는 상부 레일이 설치되어 있고 하부 표면에는 하부 레일이 설치되어 있는 선형 커터 다이,

   상기 하부 레일에서 왕복 이동이 가능하고 소정의 패턴에 의거하여 적당한 위치에 배치되어 제1 하향 압력을 제공하는 커터,

   상기 상부 레일에서 왕복 이동할 수 있으며, 상기 선형 커터 다이 하부의 상기 커터에 대해 제2 하향 압력을 제공하는 중량 공급 슬라이드 블록, 및

   상기 선형 커터 다이 상면에 결합되며, 상기 선형 커터 다이와 함께 상기 작업대에 대하여 수직 방향으로 이동하는 가공 주축

   을 포함하는 광학성 소재 표면에 패턴을 형성하는 가공 장치로서,

   상기 가공 장치는 상기 작업대와 상기 커터 사이의 선형 상대 이동을 이용하여 상기 커터가 상기 광학성 소재 표면에 상기 소정의 패턴을 형성하고, 상기 중량 공급 슬라이드 블록이 제공한 상기 제2 하향 압력은 상기 커터의 제1 하향 압력을 보상하여 상기 커터가 균일하게 광학성 소재 표면을 긁어 균일한 상기 소정의 패턴을 형성하는 패턴 형성 가공 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 작업대는 두 개의 구동축을 포함하며, 상기 두 개의 구동축의 구동을 이용하여 상기 작업대를 평면 선형 이동시키는 패턴 형성 가공 장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 광학성 소재는 도광판인 패턴 형성 가공 장치.
4. 제1항에 있어서,

   복수 개의 커터와 복수 개의 중량 공급 슬라이드 블록을 더 포함하며, 상기 복수 개의 커터는 상기 하부 레일에서 왕복 이동함으로써 적당한 위치를 조정하고, 상기 복수 개의 중량 공급 슬라이드 블록은 상기 상부 레일에서 왕복 이동하여 상기 복수 개의 커터와 대응되게 배치되는 패턴 형성 가공 장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 가공 장치는 상기 선형 커터 다이를 고정시키고 상기 작업대를 이동시키는 방식으로 상기 선형 커터 다이 하부에 설치된 커터가 상기 광학성 소재 표면에 패턴을 형성하는 패턴 형성 가공 장치.