KR20110056669A - 백라이트 유니트 프리즘 도광판 게이트 절단장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 티에프티-엘시디(TFT-LCD)의 백라이트용 프리즘 도광판을 가공하는 장치에 있어서 프리즘 도광판의 정밀 절삭가공 전 1대의 사출기에서 사출된 프리즘 도광판을 2개로 분리할 때 프리즘 도광판 게이트를 절단하거나 또는 2대의 사출기에서 각각 사출된 이형 또는 동형 크기의 개별적 1장의 프리즘 도광판 게이트를 절단시 사용되는 게이트 커팅 나이프의 정전 코딩 방식의 표면처리기술을 사용한 제작방법과 상기 게이트 커팅 나이프를 사용하여 열에 의해 도광판 게이트를 절단함에 있어서 상기 게이트 커팅 나이프에 도광판 소재가 융착되는 것을 방지하고, 열에 의한 변형이나 휨 또는 깨짐 등이 발생하지 않도록 프리즘 도광판 게이트절단 장치를 구성함을 특징으로 한다.
프리즘 도광판, 투명아크릴(PMMA) 소재, 게이트 커팅, PTFE 정전 코팅

Description

백라이트 유니트 프리즘 도광판 게이트 절단장치{Backligth unit prism light guide panel gate cutting equipment}
본 발명은 티에프티-엘시디(TFT-LCD)의 백라이트를 구성하는 프리즘 도광판의 가공에 있어서 투명한 아크릴수지로 사출성형된 프리즘 도광판에 입사되는 빛이 출광부로 균일하게 나타나게 하기 위하여 광학적으로 흠결이 없도록 입광부의 표면조도 가공과 더불어 입광부와 출광부의 각도가 직각이 되도록 광학계 수준으로 가공할 수 있게 하는 장치에 있어서, 프리즘 도광판의 정밀 절삭가공 전단계로서 열에 의해 도광판 게이트를 절단함에 있어 절단시 프리즘 도광판 소재에 적합한 열 온도제어에 의하여 열에 의한 변형이나 휨 또는 깨짐등이 발생하지 않도록 하고 도광판 게이트 커팅 나이프에 도광판 소재가 융착되는 것을 방지하기 위한 프리즘 도광판 게이트 절단장치에 관한 것이다.
티에프티-엘시디(TFT-LCD) 디스플레이는 컴퓨터 모니터나 TV용으로 널리 사용되고 있으나 자체발광이 되지 않아 그 후면에 광원을 두어 화면을 밝혀주는 백라이트 유니트를 구비하고 있다.
백라이트 유니트를 구성하는 프리즘 도광판은 통상적으로 일차적으로 투명아크릴(PMMA) 소재 등에 열을 가하여 가소화시켜서 일정 압력으로 용융 수지를 미세한 프리즘 패턴이 형성된 코어(Core) 금형에 충진하여 제품을 만들어 내는 사출성형의 방법으로 성형하며, 이차적으로 성형된 프리즘 도광판의 고휘도 구현을 위해 프리즘 도광판의 일측면(입광부)에서 입사되는 광원을 경사진 하면에서 반사시켜 프리즘도광판의 전면에서 균일하게 출광되게 하는 구조로 구성되도록 하기 위하여 프리즘 도광판의 광원이 입사되는 입광부는 난반사가 일어나지 않도록 광학적으로 흠집이 없는 상태의 표면조도 가공과 함께 출광부와 90°각도를 유지할 수 있도록 정밀하게 가공된다.
일반적으로 프리즘 도광판 투명아크릴(PMMA)는 사출온도 200~220℃의 고온에서 사출성형되며, 탄성계수(3204Mpa)가 작아 사출성형된 도광판 상태에서나 절삭가공시 변형되기 쉽고, 열변형 온도가 99℃로서 열변형에 따른 프리즘 도광판의 휨이 발생하는 물리적 특성을 갖는 소재이어서 절삭가공 전에 사출성형에 의한 열변형으로 인한 휨을 방지하여야 광학적으로 흠집이 없는 상태로의 표면조도를 유지하면서 정밀하게 절삭가공이 이루어진다.
본 발명과 관련된 프리즘 도광판의 소재는 일반적으로 PMMA 아크릴로 사출 성형하여 제작된 것으로 물리적인 특성으로 사출온도는 200~220℃이며, 연화점은 190℃이다.
사출된 프리즘 도광판의 게이트는 도광판 정밀 절삭가공 전 열에 의한 절단방식으로 게이트 커팅 나이프를 연화점에 가까운 히팅(Heating) 온도로 가열하면서 가압시켜 절단하는데 이때 게이트 커팅 나이프에 가열되어 녹은 도광판 소재가 융착되는 것을 방지할 수 있도록 일정한 방법의 게이트 커팅 나이프에 대한 표면처리와 더불어 도광판의 연화점에 가까운 온도로 히터의 일정한 온도제어가 필요하다.
실제 공정에서는 연속적인 작업으로 인하여 게이트 커팅 나이프에 도광판 소재가 녹아 눌러 붙어있어서 도광판 게이트의 절단 효율이 떨어짐으로써 연화점 이상의 온도로 가열하면서 가압시켜 프리즘 도광판의 열에 의한 변형이나 휨 또는 깨짐(Crack) 등이 발생하여 게이트 절단 후 정밀 절삭가공 단계에서 특히 광학적으로 프리즘 도광판의 고휘도 구현을 위한 프리즘 도광판 입광부의 표면조도 가공을 저해하고 있으며 또한, 게이트 커팅 나이프에 눌러 붙은 도광판 소재가 일정시간 지난 후 작은 이물질로 프리즘 도광판 상부 또는 측면 표면으로 떨어져 내리면서 프리즘 도광판의 가공불량을 초래하고 있다.
본 발명은 게이트 커팅 나이프에 가열되어 녹은 도광판 소재가 융착되는 것 을 방지할 수 있도록 일정한 금속소재를 사용하여 쐐기형태의 칼날 구조로 제작한 후 우선 코팅 전 단계로서 금속표면의 도막 평활화를 하기 위해서 프리머(Primer)로 도포 처리한 후 P.T.F.E(Poly Tetra Fluor Ethylene) 소재로 정전 코팅 방식으로 표면처리(도금) 기술을 사용하였다.
또한, 도광판의 연화점에 가까운 온도로 히터의 일정한 온도제어가 가능하 도록 금속소재인 게이트 커팅 나이프에 열을 가하는 히터와 더불어 히터의 열온도 를 감지하는 열온도 감지센서를 구비하고, 이를 폐루프 회로로 구성시켰다.
프리즘 도광판 제조공정에서 연화점 이상의 온도로 가열하면서 가압됨에 의한 프리즘 도광판의 열에 의한 변형이나 휨 또는 깨짐(Crack) 등이 발생하는 현상을 방지할 수 있으며, 게이트 커팅 나이프에 눌러 붙은 작은 이물질로 인한 프리즘 도광판의 가공불량을 사전에 방지할 수 있어서 광학적으로 흠집이 없는 상태의 입광부 표면조도 가공과 더불어 출광부와 90°각도를 유지할 수 있도록 정밀하게 프리즘 도광판의 절삭가공이 이루어질 수 있다.
이하에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 프리즘 도광판의 사출 후 및 가공 후 사시도이고, 도 2는 본 발명과 관련된 프리즘 도광판 가공장치의 개념적인 사시도이고, 도 3은 본 발명의 프리즘 도광판 게이트 절단장치의 개념도이다.
도 2에 도시한 바와 같이 본 발명의 프리즘 도광판 가공장치는 사출기에서 성형된 프리즘 도광판 (21)을 프리즘 도광판 가공장치의 리시버유닛(1)에서 받아 본 발명에서 고안된 도광판 게이트 절단장치 (2)에서 사출기 성형시 형성된 프리즘 도광판 (21)의 게이트(22)를 절단시키고 이때 프리즘 도광판의 게이트(22)가 분리된 상태의 프리즘 도광판을 상하이송유닛(3)으로 도광판 냉각장치(4)의 카세트 상부에 낱장으로 분리하여 적재시킨다.
이 도광판 냉각장치(4)의 카세트에 낱장으로 적재된 프리즘 도광판은 상하방향 및 좌우 방향으로 순환방식의 이동으로 자연냉각된 후 로딩유닛(5)에 의하여 프리즘 도광판(21) 출광부의 하부면을 진공흡착방식으로 고정하는 가공테이블(6)로 이동함으로써 프리즘 도광판 (21)의 절삭가공이 이루어진다.
상기 프리즘 도광판 (21)이 고정된 가공테이블(6) 은 기본적으로 X축상을 직선이동할 수 있는 X축 이송레일(7)의 이송방향을 따라 이송하면서 정밀가공이 이루어진다.
X축 이송레일(7)의 직각방향으로 이송하는 Y축 이송레일(9)과 이 Y축 이송레일(9)에 부착되어 엔드-밀 가공을 하는 스핀들(10)로 구성된 사면가공유닛 (8)은 백라이트 유니트 외곽치수에 맞추어 외곽 사면가공을 하게 된다.
다음으로 외곽 사면가공을 마친 후 입광부 가공유닛(11)에서 프리즘 도광판 의 광원이 입사되는 입광부를 광학적으로 흠집이 없는 상태의 표면조도 정밀가공을 수행하는데 이 입광부 가공유닛(11)에는 X축 이송레일(7)에 대하여 직각방향으로 놓인 세이핑 공구대(12)에 고정된 절삭공구인 바이트의 가공 절입량 미세 조절을 위한 이송이 가능하게 구성되어 있다.
또한 본 가공장치에는 가공을 마친 프리즘 도광판(23)을 세정 또는 포장을 하는 다음 단계로 이송시킬 수 있도록 언로딩유닛(13)을 두어 가공작업의 자동화가될 수 있도록 구비된다.
이하에서는 가공장치의 프리즘 도광판 게이트 절단장치의 구동에 대하여 설명한다.
도 3에 도시한 바와 같이 게이트 커팅 나이프(33)는 가열되어 녹은 도광판 소재가 융착되는 것을 방지할 수 있도록 일정한 금속소재를 사용하여 쐐기형태의 칼날 구조로 만든 후 우선 코팅 전 단계로서 금속표면의 도막 평활화를 하기 위해서 프리머로 도포 처리한 후 P.T.F.E(Poly Tetra Fluor Ethylene) 소재로 정전 코팅 방식으로 표면처리(도금) 기술을 사용하여 제작하며, 상기 게이트 커팅 나이프(33)에는 프리즘 도광판의 연화점에 근접한 온도에서 프리즘 도광판의 게이트(22)가 절단될 수 있도록 열을 가하는 히터(35)와 상기 히터의 열온도를 감지하는 열온도 감지센서(34)를 구성시킨다.
상기 히터(35)와 열온도 감지센서(34)를 구비한 상기 게이트 커팅 나이프(33)는 사출기에서 성형된 프리즘 도광판 (21)을 프리즘 도광판 가공장치의 리시버유닛(1)을 통해 받은 후 본 발명에서 고안된 도광판 게이트 절단장치(2)에서 상하이송 구동원(31)의 구동에 의하여 상하이송 슬라이더(32)와 함께 상하이송 방향으로 직선운동을 하면서 프리즘 도광판의 게이트(22)를 절단시킨다.
이후 공정은 상기 프리즘 도광판 가공장치의 사시도를 통해 설명한 것 같은 제조공정으로 프리즘 도광판의 절삭가공을 수행한다.
본 발명은 티에프티-엘시디용 프리즘 도광판을 정밀가공하는 제조공정 자동화에 이용이 가능하다.
도 1은 본 발명이 적용되는 프리즘도광판의 사출 후 및 가공 후 사시도
도 2는 본 발명의 프리즘 도광판 가공장치의 개념적인 사시도
도 3은 본 발명의 프리즘 도광판의 게이트 절단장치의 개념적인 사시도
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1. 리시버유닛 2. 도광판 게이트 절단장치
3. 상하이송유닛 4. 도광판 냉각장치
5. 로딩유닛 6. 가공테이블
7. X축 이송레일 8. 사면가공유닛
9. Y축 이송레일 10. 스핀들
11. 입광부가공유닛 12. 세이핑공구대
13. 언로딩 유닛
21. 사출 후 프리즘 도광판(1-Cavity & 2-Cavity )
22. 프리즘 도광판의 게이트 23. 가공 후 프리즘 도광판
31. 상하이송 구동원 32. 상하이송 슬라이더
33. 게이트 커팅 나이프 34. 열온도 감지센서
35. 히터

Claims (2)

  1. 티에프티-엘시디(TFT-LCD)의 백라이트를 구성하는 프리즘 도광판의 가공장치에 있어서,
    금속소재를 사용하여 쐐기형태 칼날 구조로 가공된 금속에 표면의 도막 평활화를 하기 위해서 프리머로 도포 처리한 후 불소수지인 PTFE(Poly Tetra Fluor Ethylene) 소재로서 정전 코팅 가공방법으로 표면처리하고, 프리즘 도광판의 연화점에 근접한 온도에서 프리즘 도광판의 게이트(22)가 절단될 수 있도록 상기 금속소재에 열을 가하는 히터(35)와 상기 히터의 일정한 열 온도를 유지시키기 위하여 열온도 감지센서(34)로 구성되어 사출 성형된 고온의 프리즘 도광판의 게이트(22)를 절단하는 프리즘 도광판 게이트 커팅 나이프(33)가 구비된 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트 프리즘 도광판 게이트 절단장치.
  2. 제1항에 있어서, 프리즘 도광판 게이트 커팅 나이프(33)를 구비하여 상하이송 구동원(31)의 구동에 의하여 상하이송 슬라이더(32)와 함께 상하이송 방향으로 직선 운동을 하면서 사출기에서 성형된 프리즘 도광판(21)을 프리즘 도광판 가공장치의 리시버유닛(1)을 통해 받은 프리즘 도광판의 게이트(22)를 절단시키는 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트 프리즘 도광판 게이트 절단장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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