KR20060082099A

KR20060082099A - 도광판 제조용 금형장치 및 이를 이용한 평판표시장치

Info

Publication number: KR20060082099A
Application number: KR1020050002538A
Authority: KR
Inventors: 김태석
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-01-11
Filing date: 2005-01-11
Publication date: 2006-07-14

Abstract

본 발명은 도광판 제조용 금형장치 및 이를 이용한 평판표시장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 도광판 제조용 금형장치는, 도광판 사출물 제조를 위한 용융 상태의 수지제가 주입되고 도광판의 상부 주형이 형성된 상판, 상판의 하부에 밀착되고 도광판의 하부 주형이 형성된 하판, 그리고 도광판의 하부 주형의 바로 아래에 중첩 위치하여 하판을 지지하는 지지대를 포함한다.

도광판 제조용 금형장치, 지지대, 주형, 에젝터

Description

도광판 제조용 금형장치 및 이를 이용한 평판표시장치 {A MOLDING APPARATUS FOR MANUFACTURING A LIGHT GUIDING PLATE AND A FLAT DISPLAY DEVICE USING THE SAME}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 평판표시장치의 분해 사시도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도광판 제조용 금형장치의 사시도이다.

도 3은 도 2의 AA선을 따라 자른 단면도이다.

본 발명은 도광판 제조용 금형장치 및 이를 이용한 평판표시장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 도광판의 버(burr) 발생을 방지할 수 있는 도광판 제조용 금형장치 및 이를 이용한 평판표시장치에 관한 것이다.

근래 들어오면서 급속하게 발전하고 있는 반도체 기술을 중심으로 하여, 소형 및 경량화되면서 성능이 더욱 향상된 액정표시장치의 수요가 폭발적으로 늘어나고 있다.

근래에 각광받고 있는 액정표시장치(liquid crystal display, LCD)는 소형화, 경량화 및 저전력 소비화 등의 이점을 가지고 있어서 기존의 브라운관(CRT, cathode ray tube)의 단점을 극복할 수 있는 대체 수단으로서 점차 주목받아 왔고, 현재는 디스플레이 장치가 필요한 거의 모든 정보처리기기에 장착되어 사용되고 있다.

일반적인 액정표시장치는 액정의 특정한 분자 배열에 전압을 인가하여 다른 분자배열로 변환시키고, 이러한 분자 배열에 의해 발광하는 액정셀의 복굴절성, 선광성, 2색성 및 광산란 특성 등의 광학적 성질의 변화를 시각 변화로 변환하는 것으로서, 액정셀에 의한 광의 변조를 이용하여 정보를 표시하는 수광형 디스플레이 장치이다.

이러한 액정표시장치는 핸드폰, 노트북, 모니터, TV 등 표시화면이 필요한 거의 모든 장치에 사용되고 있다. 핸드폰, 노트북 및 모니터 등에 사용하는 액정표시장치의 경우, 광을 공급하는 광원이 측면에 위치하므로, 광원으로부터 출사되는 광을 가이드하여 전면에 걸쳐 균일하게 확산시킬 수 있도록 도광판을 사용하고 있다.

도광판은 사출 성형 등의 방법으로 제조되는 데, 수지제의 칩을 가열하여 용융한 다음, 금형에 압력을 가하면서 이를 주입하여 응고하여 제작한다. 금형에 가해지는 압력에 의해 도광판 제조용 사출 공간의 외부로 용융 상태의 PMMA가 흘러서 버가 발생할 수 있으므로, 이를 제거하기 위하여 후속 공정이 필요하게 된다.

이와 같이 후속 공정에서 버를 제거하여도 그 일부는 액정표시장치의 조립시에 그 내부로 유입되어 액정표시장치에 화상을 표시시 흑점으로 존재하거나 주변의 다른 부품에 유입되어 오작동을 일으키는 등의 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 버가 없이 사출 성형이 가능한 도광판을 제조할 수 있는 도광판 제조용 금형장치를 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 전술한 도광판 제조용 금형장치를 이용하여 제조한 도광판을 구비한 평판표시장치를 제공하고자 한다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 도광판 제조용 금형장치는, 도광판 사출물 제조를 위한 용융 상태의 수지제가 주입되고 도광판의 상부 주형이 형성된 상판, 상판의 하부에 밀착되고 도광판의 하부 주형이 형성된 하판, 그리고 도광판의 하부 주형의 바로 아래에 중첩 위치하여 하판을 지지하는 지지대를 포함한다.

본 발명에 따른 도광판 제조용 금형장치는 도광판 사출물의 주형 작업 완료 후에 도광판 사출물의 하부를 타격하여 도광판 사출물을 하부 주형으로부터 빼내기 위한 에젝터(ejector)를 더 포함하고, 에젝터는 지지대와 이웃하여 설치될 수 있다.

도광판 사출물은 도광판의 일측면으로 연장된 연장부를 포함하고, 에젝터가 연장부의 하부를 타격하도록 설치되어 사출물을 빼낼 수 있다.

지지대는 하판의 가장자리까지 뻗어서 하판을 지지하는 것이 바람직하다.

하판에 형성된 도광판의 하부 주형은 경사지게 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 평판표시장치는, 평판표시패널, 평판표시패널에 광을 공급하 는 광원, 그리고 광원으로 출사된 광을 가이드하는 전술한 도광판 제조용 금형장치로 제조한 도광판을 포함한다.

여기서, 광원은 도광판의 연장부를 제거한 면에 대향할 수 있다.

평판표시패널은 액정표시패널일 수 있다.

이하에서는 도 1 내지 도 3을 통하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 이러한 본 발명의 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 평판표시장치(100)의 분해 사시도로서, 노트북(notebook)에 주로 사용하는 쐐기형 평판표시장치를 나타낸다.

도 1에 도시한 평판표시장치(100)의 구조는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 평판표시장치(100)의 구조를 다른 형태로 변형할 수 있다. 또한, 도 1에는 평판표시패널로서 액정표시패널(50)을 도시하였지만, 이는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 다른 수광형 평판표시패널을 사용할 수도 있다.

도 1에 도시한 본 발명의 일 실시예에 따른 평판표시장치(100)는 화상을 표시하는 액정표시패널(50)과 여기에 광을 공급하는 백라이트 어셈블리(70)를 포함한다. 백라이트 어셈블리(70)상에 액정표시패널(50)을 고정 지지하기 위하여 탑 섀시(top chassis)(60)로 액정표시패널(50)을 덮으면서 탑 섀시(60)를 백라이트 어셈블리(70)에 결합시킨다.

액정표시패널 어셈블리(40)는 액정표시패널(50), 구동 IC 패키지(driver integrated circuit package)(43, 44), 및 PCB(printed circuit board, 인쇄회로기판)(42)를 포함한다. 구동 IC 패키지(43, 44)로는 COF(chip on film, 칩 온 필름) 또는 TCP(tape carrier package, 테이프 캐리어 패키지)를 사용할 수 있다.

액정표시패널(50)은 다수의 TFT(thin film transistor, 박막 트랜지스터)로 이루어진 TFT 기판(51)과 TFT 기판(51) 상부에 위치하는 컬러필터기판(53) 및 이들 기판 사이에 주입되는 액정(미도시)으로 이루어진다. 컬러필터기판(53)의 상부와 TFT 기판(51)의 하부에는 편광판(미도시)을 부착하여 광을 편광시킨다.

TFT 기판(51)은 매트릭스상의 박막 트랜지스터가 형성되어 있는 투명한 유리 기판이며, 소스 단자에는 데이터 라인이 연결되고, 게이트 단자에는 게이트 라인이 연결되어 있다. 그리고 드레인 단자에는 도전성 재질로서 투명한 ITO(indium tin oxide, 인듐 틴 옥사이드)로 이루어진 화소 전극이 형성된다.

전술한 액정표시패널(50)의 데이터 라인 및 게이트 라인에 PCB(42)로부터 전기적인 신호를 입력하면 TFT의 소스 단자와 게이트 단자에 전기적인 신호가 입력되고, 이들 전기적인 신호의 입력에 따라 TFT는 턴 온 또는 턴 오프되어 화소 형성에 필요한 전기적인 신호가 드레인 단자로 출력된다.

한편, TFT 기판(51)에 대향하여 그 위에 컬러필터기판(53)이 배치되어 있다. 컬러필터기판(53)은 광이 통과하면서 소정의 색이 발현되는 색화소인 RGB 화소가 박막 공정에 의해 형성된 기판으로, 전면에 ITO로 이루어진 공통 전극이 도포되어 있다. TFT의 게이트 단자 및 소스 단자에 전원이 인가되어 박막 트랜지스터가 턴 온되면, 화소 전극과 컬러 필터 기판의 공통 전극사이에는 전계가 형성된다. 이러한 전계에 의해 TFT 기판(51)과 컬러필터기판(53) 사이에 주입된 액정의 배열각이 변화되고 변화된 배열각에 따라서 광투과도가 변경되어 원하는 화소를 얻게 된다.

액정표시패널(50)의 액정의 배열각과 액정이 배열되는 시기를 제어하기 위해서는 TFT의 게이트 라인과 데이터 라인에 구동 신호 및 타이밍 신호를 인가하는 데, 데이터 구동 신호 및 게이트 구동 신호의 인가 시기를 결정하기 위하여 구동 IC 패키지(43, 44)가 부착되어 있다. 구동 IC 패키지(43, 44)는 게이트측 구동 IC 패키지(43) 및 데이터측 구동 IC 패키지(44)로 나누어지며, 필름으로 형성된 배선상에 각각 집적회로칩(431, 441)을 실장하여 형성한다.

액정표시패널(50)의 외부로부터 영상신호를 입력받아 데이터 라인과 게이트 라인에 각각 구동신호를 인가하기 위한 PCB(42)는 TFT 기판(51)상에 부착된 데이터 구동 IC 패키지(44)와 접속한다. PCB(42)는 평판표시장치(100)를 구동하는 데이터 구동 신호 및 게이트 구동 신호를 적절한 시기에 인가하기 위한 복수의 구동 신호들을 발생시켜서, 게이트 구동 신호와 데이터 구동 신호를 데이터측 구동 IC 패키지(44)를 통하여 각각 액정표시패널(50)의 게이트 라인 및 데이터 라인에 인가한다. 게이트 라인을 구동하기 위한 게이트 구동 신호는 데이터측 구동 IC 패키지(44) 및 TFT 기판(51)상에 형성된 배선을 통하여 게이트측 구동 IC 패키지(43)로 전송된다.

액정표시패널 어셈블리(40)의 하부에는 액정표시패널(50)에 균일한 광을 제공하기 위한 백라이트 어셈블리(70)가 구비되어 있다. 백라이트 어셈블리(70)의 하부에는 몰드 프레임(mold frame)(78)이 위치하여 광원(76) 등을 포함한 백라이트 어셈블리(70)의 내부 부품을 수납한다.

백라이트 어셈블리(70)는, 광을 출사하는 광원(76), 광원(76) 주위를 감싸서 광원(76)을 보호하는 광원 커버(75), 광원(76)로부터 출사되는 광을 가이드하여 액정표시패널(50)에 공급하는 도광판(74), 도광판(74)의 하부에 위치하여 광원(76)으로부터 출사된 광을 반사시키는 반사 시트(79), 그리고 광원(76)로부터의 광의 휘도 특성을 확보하여 액정표시패널(50)로 광을 제공하기 위한 광학 시트(72)를 구비한다.

도 1에는 광원(76)으로서 램프를 도시하였지만, 이는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 램프 대신에 발광 다이오드(light emitting diode, LED)를 사용할 수도 있고, 선광원 또는 면광원 형태의 광원을 사용할 수도 있다.

평판표시장치(100)의 외부에 설치된 인버터(미도시)는 외부 전원을 일정한 전압 레벨로 변압하여 광원(76)에 제공하고, 컨트롤 보드(미도시)는 전술한 PCB(42)와 접속하여 아날로그 데이터 신호를 디지털 데이터 신호로 변환한 다음 액정표시패널(50)에 제공한다.

액정표시패널 어셈블리(40) 위에는 데이터측 구동 IC 패키지(44)를 절곡시키면서 액정표시패널 어셈블리(40)가 백라이트 어셈블리(70)로부터 이탈되는 것을 방지하기 위한 탑 섀시(60)를 구비한다.

도 1에 도시한 평판표시장치(100)에 포함된 도광판(74)은 그 외면에 버의 발 생이 없으므로, 이물질을 발생시키지 않아 화상 표시시에 흑점이 발생하거나 주변 부품을 갈아서 손상시키는 등의 문제점이 없다. 따라서 평판표시장치(100)의 내구성을 증대시킬 수 있다. 도광판(74)은 도광판 제조용 금형 장치를 통하여 사출 성형된다. 이하에서는 도 2 및 도 3을 참조하여 버 발생이 없는 도광판(74)을 제조할 수 있는 도광판 제조용 금형 장치에 대하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도광판 제조용 금형장치(200)의 사시도로서, 전술한 도 1의 도광판(74)을 제조할 수 있는 도광판 제조용 금형장치(200)를 나타낸다.

도 2에 도시한 도광판 제조용 금형장치(200)는 상판(212)과, 상판(212)의 하부에 밀착되는 하판(222)을 포함한다. 상판(212)에는 도광판용 사출물 제조를 위한 용융 상태의 수지가 주입되며 도광판의 상부 주형이 형성되어 있다. 하판(222)에는 도광판의 하부 주형이 형성되어 상판(212)과 밀착된다. 이와 같이 도광판의 상부 주형 및 하부 주형이 밀착되어 도광판 제조용 금형을 형성한다. 도광판은 PMMA(polymethyl methacrylate, 폴리메틸 메타크릴레이트) 등의 수지제로 이루어진 칩을 용융하여 사출 성형된다. 도광판을 사출 성형시에 상당한 압력이 작용하므로, 이 압력을 견디기 위하여 도광판 제조용 금형장치(200)를 육중하게 밀봉하여 형성한다.

도광판 제조용 금형장치(200)의 상부에는 상고정판(210)이 설치되어 상부로부터 용융 상태의 수지제를 주입한다. 용융 상태의 수지제는 상고정판(210)에 형성된 스프루 부쉬(sprue bush)(230)를 통하여 수지 주입구(231)를 통해 주입된다. 매니폴드블럭(manifold block)(235)의 내부에는 러너(runner)(236)(도 3에 도시)가 형성되어 용융 상태의 수지제가 수지 주입구(231)를 통하여 주입되도록 해 준다.

상고정판(210)과 상판(212)의 사이에는 블록(225)이 설치되어 상고정판(210)을 블록(225)으로 지지한다. 하판(222)의 하부에는 레그(301)와 지지대(300)를 설치하여 하판(222)을 지지한다. 레그(301)와 지지대(300)는 하고정판(220)상에 고정 지지된다. 레그(301)와 지지대(300)의 사이에는 핀지지판(270)과 밀판(271)을 설치하여 사출 성형이 완료된 도광판을 외부로 꺼낼 수 있도록 되어 있다.

이하에서는 도 3을 참조하여 도광판 제조용 금형장치(200)의 내부 구조에 대하여 좀더 상세하게 설명한다.

도 3은 도 2의 AA선을 따라 자른 단면도로서, 도광판 제조용 금형장치(200)의 내부 구조를 나타낸다.

도광판 사출물(740)을 제조하기 위하여 상판(212)에는 도광판의 상부 주형을 형성하고, 하판(222)에는 도광판의 하부 주형을 형성한다. 좀더 구체적으로는 상판(212)에는 상부 코어(213)가 삽입되어 도광판의 상부 주형을 형성하고, 하판(222)에는 하부 코어(223)가 삽입되어 도광판의 하부 주형을 형성한다. 상판(212) 및 하판(222)을 가이드핀(240)으로 관통하면서 가이드 부쉬(241)로 안내하여 상판(212)과 하판(222)을 정렬한다.

지지대(300)는 도광판의 하부 주형을 형성하는 하부 코어(223) 바로 아래에 중첩 위치하여 하판(222)을 지지한다. 이에 따라 상판(212)과 하판(222)이 완전히 밀착되므로, 도광판을 형성시에 그 주위에 버가 발생하지 않는다. 특히, 지지대 (300)는 하판(222)의 우측 가장자리까지 뻗어서 하판(222)을 지지하므로, 상판(212)과 하판(222)을 완전히 밀착시킬 수 있다.

용융 상태의 수지제는 러너(236)로부터 핫 노즐(hot nozzle)(237)을 통해 상판(212)과 하판(22) 사이로 주입되어 도광판 사출물(740)을 형성한다. 도광판 사출물(740)의 주형 작업이 완료되면, 상판(212)을 들어올린 후 도광판 사출물(740)의 하부를 타격하여 도광판 사출물(740)을 하판(222)에 형성된 하부 주형으로 빼낸다. 이를 위하여 하부에 에젝터(280)가 구비되어 있다. 에젝터(280)는 볼트(281)로 고정된 레그(301)와 지지대(300) 사이에 설치되어 있다. 도광판 사출물(740)은 수지 주입 방향측으로 도광판 사출물(740)의 일측면이 연장된 연장부(740a)를 포함하는 데, 밀핀(269)과 연결된 에젝터(280)에 의해 연장부(740a)를 타격하여 도광판 사출물(740)을 빼낸다.

에젝터(280)를 상부 방향으로 밀면 정지핀(272)으로 지지되는 밀판(271)이 상부 방향으로 이동하면서 그 상부의 핀지지판(270)을 밀게 되어 여기에 고정된 밀핀(269)이 상승한다. 상승한 밀핀(269)으로 도광판 사출물(740)의 연장부(740a)를 타격함으로써 도광판 사출물(740)을 외부로 꺼낼 수 있다.

도 1에 도시한 쐐기형 평판표시장치의 경우, 도광판을 경사지게 형성함으로써 광원으로부터 출사되는 광을 균일하게 하여 상부로 공급한다. 따라서 도광판 제조용 금형장치(200)의 하판(222)에 형성된 도광판의 하부 주형을 경사지게 형성함으로써 이와 같은 형태의 도광판을 제조할 수 있다. 사출 성형이 완료된 도광판 사출물(740)은 그 연장부(740a)를 제거함으로써 도광판으로 사용할 수 있다. 연장 부(740a)를 제거한 도광판의 일면은 그 대향면에 비해 면적이 넓으므로, 이 면에 광원이 대향하도록 함으로써, 평판표시장치에 도광판을 사용시 광을 균일하게 분포시키면서 상부로 공급할 수 있다.

이와 같이 본 발명에서는 하판(222)을 지지대(300)로 견고하게 지지하므로, 상부 주형이 형성된 상판(212)과 하부 주형이 형성된 하판(222)이 완전히 밀착되어 버 발생이 없는 도광판을 제조할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 도광판 제조용 금형장치는, 도광판 상부 주형 및 도광판 하부 주형이 각각 형성된 상판 및 하판을 포함하고, 도광판의 하부 주형의 바로 아래에 중첩 위치하여 하판을 지지하는 지지대를 포함하므로, 버 발생이 없는 도광판을 제조할 수 있다.

또한, 사출물을 하부 주형으로부터 빼내기 위한 에젝터를 더 포함하고, 에젝터는 지지대와 이웃하여 설치되므로, 사출물을 하부 주형으로부터 빼내기가 용이하다.

도광판 사출물의 연장부의 하부를 타격하도록 에젝터가 설치되어 도광판을 빼내므로, 도광판 사출물을 용이하게 제거할 수 있다.

지지대는 하판의 가장자리까지 뻗어서 하판을 지지하므로 지지대의 지지 구조가 견고하다.

하판에 형성된 도광판의 하부 주형은 경사지게 형성되어 쐐기형 평판표시장치에 적합한 도광판을 제조할 수 있다.

전술한 도광판 제조용 금형장치로 제조한 도광판을 포함하는 평판표시장치는 도광판에서 버가 발생하지 않으므로, 흑점이 발생하거나 이물질로 인하여 주변 부품이 손상될 위험이 없다.

광원은 도광판의 연장부를 제거한 면에 대향하므로, 도광판을 통하여 광을 고르게 분산시킬 수 있다.

평판표시패널은 액정표시패널이므로, 응용 가능성이 높은 이점이 있다.

본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 설명하였지만, 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.

Claims

도광판 사출물 제조를 위한 용융 상태의 수지제가 주입되고, 도광판의 상부 주형이 형성된 상판,

상기 상판의 하부에 밀착되고, 상기 도광판의 하부 주형이 형성된 하판, 및

상기 도광판의 하부 주형의 바로 아래에 중첩 위치하여 상기 하판을 지지하는 지지대

를 포함하는 도광판 제조용 금형장치.
제1항에서,

상기 도광판 사출물의 주형 작업 완료 후에 상기 도광판 사출물의 하부를 타격하여 상기 도광판 사출물을 상기 하부 주형으로부터 빼내기 위한 에젝터 (ejector)를 더 포함하고, 상기 에젝터는 상기 지지대와 이웃하여 설치되는 도광판 제조용 금형장치.
제2항에서,

상기 도광판 사출물은 상기 도광판의 일측면으로 연장된 연장부를 포함하고, 상기 에젝터가 상기 연장부의 하부를 타격하도록 설치되어 상기 사출물을 빼내는 도광판 제조용 금형장치.
제1항에서,

상기 지지대는 상기 하판의 가장자리까지 뻗어서 상기 하판을 지지하는 도광판 제조용 금형장치.
제1항에서,

상기 하판에 형성된 상기 도광판의 하부 주형은 경사지게 형성된 도광판 제조용 금형장치.
평판표시패널,

상기 평판표시패널에 광을 공급하는 광원, 및

상기 광원으로 출사된 광을 가이드하는 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 도광판 제조용 금형장치로 제조한 도광판,

을 포함하는 평판표시장치.
제6항에서,

상기 광원은 상기 도광판의 상기 연장부를 제거한 면에 대향하는 평판표시장치.
제6항에서,

상기 평판표시패널은 액정표시패널인 평판표시장치.