KR101468979B1 - 백라이트유닛 조립장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 백라이트유닛 조립장치에 관한 것이다.
본 발명은 픽커의 흡착면을 곡률면으로 하여 몰드프레임의 위치홈이 상방향으로 개구되지 않고 내측 측면 방향으로만 개구된 경우에도 기존의 로봇시스템을 그대로 이용할 수 있는 효과가 있다.

Description

백라이트유닛 조립장치{BACK LIGHT UNIT ASSEMBLING APPARATUS}
본 발명은 백라이트유닛 조립장치에 관한 것이다. 특히 본 발명은 몰드프레임에 반사판, 도광판 및 회로기판을 조립하는 부분에 특징이 있다.
다양한 전자기기에서 화면을 표시하기 위한 액정표시장치에는 빛을 밝게 확산시켜 조사하는 백라이트유닛(BACK LIGHT UNIT : BLU, 이하 'BLU'라 기재함)이 장착된다. 이러한 BLU와 관련하여서는 대한민국 등록특허 10-0662214호(발명의 명칭 : 액정표시장치의 백라이트유닛 조립장치, 이하 '종래기술'이라 함) 등의 기술들이 제안되어져 있다.
일반적으로, 휴대전화 등에 널리 사용되는 에지방식의 BLU는 몰드프레임에 반사판, 도광판, 확산필름, 2장의 프리즘 및 보호필름 등이 순차적으로 적층(積層)된 구조를 가진다. 그리고 몰드프레임의 일 측 부분에는 LED 소자가 구비된 연성인쇄회로기판(FLEXIBLE PRINTED CIRCUIT BOARD : FPCB, 이하 'FPCB'라 함)이 구비된다.
대개의 경우 보호필름까지 적층된 완제품은 제1 공정 부분과 제2 공정 부분으로 나뉜 2개의 공정 부분을 통해 조립된다.
제1 공정 부분은 몰드프레임에 반사판 및 도광판이 순차적으로 적층된 후 FPCB를 부착하는 공정들로서 보조(SUB) BLU 조립장치에 의해 이루어진다.
제2 공정 부분은 제1 공정 부분에서 조립된 중간 조립체에 확산필름, 2장의 프리즘 및 보호필름 등을 순차적으로 적층하는 공정들로서 주(MAIN) BLU 조립장치에 의해 이루어진다.
본 발명은 보조 BLU 조립장치에 관한 것이다. 물론, 실시하기에 따라서는 2개의 공정이 묶여 하나의 BLU 조립장치에서 이루어지는 것도 충분히 고려될 수 있다. 따라서 본 명세서에서는 보조 BLU 조립장치와 주 BLU 조립장치를 구분하지 않고 BLU 조립장치라 통칭한다.
한편, 제1 공정 부분을 더욱 세분화 하면, FPCB 투입, 감지, 몰드프레임 투입, 세정, 반사판 적층, 도광판 적층, FPCB 조립, 가압, 반출 등의 공정들로 이루어진다.
FPCB 투입 공정은 작업자가 회전 가능한 작업판 상의 투입홈에 LED 소자들을 가지는 FPCB를 투입하는 공정이다.
감지 공정은 FPCB가 투입홈에 적절히 투입된 상태인지를 확인하는 공정이다.
몰드프레임 투입 공정은 작업자가 작업판 상의 수용홈에 몰드프레임을 위치시키는 공정이다.
반사판 적층 공정은 제1 적층장치에 의해 몰드프레임에 반사판을 적층시키는 공정이다.
도광판 적층 공정은 제2 적층장치에 의해 몰드프레임에 도광판을 적층시키는 공정이다. 이 때 도광판은 반사판의 상측에 적층된다. 본 발명은 이러한 도광판 적층 공정과 관련된다.
FPCB 조립 공정은 투입홈에 있는 FPCB를 몰드프레임의 일 측 부분에 부착시키는 공정이다. 여기서 FPCB는 도광판의 상측에 위치된다.
가압 공정은 FPCB를 단단하게 부착시키기 위해 FPCB를 가압하는 공정이다.
반출 공정은 상기한 각 공정을 통해 생산된 중간 조립체를 외부로 인출하는 공정이다. 물론, 인출된 중간 조립체는 컨베이어 장치 등에 의해 운반되도록 구현된다.
한편, 도1에서 참조되는 바와 같이, 몰드프레임(MF)은 금속재질의 바닥판(BP)에 사각틀(SF)을 가진다. 반사판(RP)은 바닥판(BP) 위에 적층되고, 도광판(LP)은 반사판(RP) 위에 적층된다. 여기서 일반적인 몰드프레임(MF)의 사각틀(SF)에는 상방향으로 개방된 위치홈(PS)이 형성되어 있고, 도광판(SP)에는 위치홈(PS)에 대응하는 위치돌기(PP)가 형성되어 있다.
따라서 제2 적층장치는 도광판(LP)을 진공압에 의해 흡착 파지한 후 몰드프레임(MF) 측으로 이동하여 흡착을 해제함으로써 간단하게 도광판(LP) 적층 작업을 수행하였다.
그러나 도2에서와 같이 위치홈(PS')이 상방향으로 개구되지 아니하고 내측 측면으로만 개구된다면, 종래처럼 단순한 도광판 적층 공정을 수행하기가 곤란하다.
본 발명은 위치홈이 상방향으로 개구되지 아니한 경우에도 기존의 도광판 흡착 파지 기술을 그대로 이용할 수 있는 기술을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 백라이트유닛 조립장치는, 몰드프레임을 수용할 수 있는 수용홈이 형성된 작업테이블; 상기 작업테이블 상에 있는 상기 수용홈의 이동 및 정지에 동기하여 제1 위치에 있는 상기 수용홈에 수용된 몰드프레임에 제1 시트를 적층하는 제1 적층장치; 상기 작업테이블 상에 있는 상기 수용홈의 이동 및 정지에 동기하여 제2 위치에 있는 상기 수용홈에 수용된 몰드프레임에 제2 시트를 적층하는 제2 적층장치; 및 상기한 각 구성의 동작을 제어하는 제어장치; 를 포함하며, 상기 제2 적층장치는, 제2 시트를 한 장씩 순차적으로 공급하는 공급기; 및 상기 공급기에 의해 공급된 반사판을 파지한 후 제2 위치에 있는 몰드프레임으로 이동 적층시키는 이동로봇; 을 포함하며, 상기 이동로봇은, 제2 시트를 파지하거나 파지 해제할 수 있는 흡착부분을 가지는 픽커; 및 상기 픽커를 이동시키는 이동유닛; 을 포함하고, 상기 흡착부분은 제2 시트가 흡착되는 흡착면이 곡률면이다.
상기 픽커는 상기 흡착부분의 상기 곡률면에 연질의 접촉패드를 더 가진다.
상기 접촉패드는 발포성 우레탄 재질이다.
본 발명에 따르면 위치홈이 상방향으로 개구되지 아니하고 내측 측면으로만 개구된 경우에도 기존의 로봇시스템을 그대로 이용할 수 있는 효과가 있다.
도1 및 도2는 몰드프레임을 설명하기 위한 참조도이다.
도3은 본 발명의 실시예에 따른 백라이트유닛 조립장치에 대한 개념적인 평면도이다.
도4는 도3의 백라이트유닛 조립장치에서 제2 적층장치의 이동로봇을 발췌하여 개략적으로 도시한 사시도이다.
도5는 도4의 이동로봇에 구성된 픽커를 다른 방향에서 바라본 개략적인 사시도이다.
도6 내지 도8은 도3의 백라이트유닛 조립장치의 특징 부분에 대한 작용을 설명하기 위한 참조도이다.
도9는 본 발명의 특징부분에 대한 다른 예를 도시하고 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 참고로 설명의 간격함을 위해 이미 공지된 기술이나 중복 설명이 필요한 부분들은 가급적 생략하거나 압축하기로 한다.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 백라이트유닛 조립장치(300)에 대한 개념적인 평면도이다.
백라이트유닛 조립장치(300)는, 작업테이블(310), 구동장치(320), 자동위치장치(330), 세정장치(340), 제1 적층장치(350), 제2 적층장치(360), 부착장치(370), 가압장치(380), 반출장치(390), 감지장치(410) 및 제어장치(420)를 포함한다.
작업테이블(310)은 회전 가능한 원판형이다. 이러한 작업테이블(310)의 상면에는 작업자(W)가 FPCB를 투입할 수 있는 투입홈(TS)과 몰드프레임(MF)을 수용할 수 있는 몰드프레임(ES)이 형성되어 있다. 여기서 투입홈(TS)과 몰드프레임(ES)은 인접하게 형성되며, 작업테이블(310) 상에 대략 36도 등각도 간격으로 다수개씩 형성되어 있다.
구동장치(320)는 작업테이블(310)을 회전시킨다.
자동위치장치(330)는 수용홈(ES)에 몰드프레임(MF)을 자동으로 위치시킨다. 물론, 몰드프레임(MF)을 작업자에 의해 수동으로 수용홈(ES)에 위치시키도록 구현되는 것도 가능하다.
세정장치(340)는 일 측에서 수용홈(ES)에 수용된 몰드프레임(MF)의 상면에 강한 바람을 불고 타 측에서 바람을 흡입하는 방식으로 몰드프레임(MF)을 세정한다.
제1 적층장치(350)는 몰드프레임(MF)에 제1 시트인 반사판을 적층시킨다.
제2 적층장치(360)는 반사판 위로 제2 시트인 도광판을 적층시킨다. 이를 위해 제2 적층장치(360)는 공급기(361) 및 이동로봇(362)을 포함한다.
공급기(361)는 롤(ROLL) 상태로 감아진 반사판들을 한 장씩 공급하기 위해 마련된다. 이러한 공급기(361)와 관련된 기술은 종래기술의 도면 4 등에 이미 공지되어 있으므로 그 자세한 설명은 생략한다.
이동로봇(362)은 공급기(361)에 의해 공급되는 반사판을 적층 위치(P)에 있는 수용홈(ES)에 수용된 몰드프레임(MF)으로 이동 적층시킨다. 이를 위해 이동로봇(362)은 도4에서 참조되는 바와 같이, 픽커(362a), 제1 이동요소(362b), 제2 이동요소(362c), 제3 이동요소(362d) 및 회전요소(362e)를 포함한다.
픽커(362a)는 진공압에 의해 반사판을 흡착 파지하거나 파지 해제할 수 있다.
특히 픽커(362a)를 다른 방향에서 과장하여 도시한 도5를 참조하면, 픽커(362a)의 흡착부분(362a-1)에 있는 바닥면(IF)은 곡률면으로 구성되고, 중앙에는 진공압을 가하거나 해제하기 위한 진공구멍(H)이 형성되어 있다. 또한 픽커(362a)는 흡착부분(362a-1)의 바닥면(IF)에 부착되는 발포성 우레탄 재질의 접촉패드(362a-2)가 구비된다. 물론, 연성재질인 실리콘이나 고무 등도 바람직하게 접촉패드로 적용될 수는 있다. 그러나 실험에 의하면 발포성 우레탄 재질의 접촉패드(362a-2)가 적용된 경우에 도광판에 얼룩이 발생하지 않음을 알 수 있었으므로, 본 실시예에서와 같이 접촉패드로 발포성 우레탄 재질을 사용하는 것이 바람직하다. 여기서 접촉패드(362a-2)는 탄성압축이 가능하기 때문에 곡률진 흡착면으로 인해 흡착 도중 진공압이 새어나가는 것을 방지할 수도 있다. 본 실시예에서는 접촉패드(362a-2)의 바닥면이 실질적인 흡착면이 된다.
제1 이동요소(362b)는 픽커(362a)를 반사판을 파지하기 위한 파지 위치와 적층 위치(P) 간을 왕복시킨다. 이러한 제1 이동요소(362b)는 구동모터(DM), 나사봉(SS), 안내레일(GR) 및 레일블록(RB)을 포함하여 구성될 수 있다.
구동모터(DM)는 픽커(362a)를 왕복 방향(X)으로 이동시키는 동력을 제공한다.
나사봉(SS)은, 픽커(362a)의 왕복 방향(X)으로 길며, 레일블록(RB)과 나사결합된다.
안내레일(GR)은 궁극적으로 레일블록(RB) 측에 결합된 픽커(362a)의 왕복 이동을 안내한다.
레일블록(RB)은, 안내레일(GR)에 이동 가능하게 결합되며, 나사봉(SS)의 회전에 따라 안내레일(GR)을 따라 이동한다.
따라서 구동모터(DM)가 작동하면, 나사봉(SS)이 회전하고, 이에 연동하여 레일블록(RB)이 픽커(362a)의 왕복 방향(X)으로 직선 이동하게 된다.
참고로, 이하의 설명에서 등장하는 각종 이동요소들은 제1 이동요소(362b)와 실질적으로 동일한 구성(구동모터, 나사봉, 안내레일, 레일블록)을 가지므로, 하기에서 등장하는 각종 이동요소들에 대한 설명은 생략다.
제2 이동요소(362c)는 제1 이동요소(362b)의 레일블록(RB)에 결합되며, 픽커(362a)의 왕복 방향(X)과 수평면상에서 수직한 방향(Y)으로 픽커(362a)를 이동시킨다.
제3 이동요소(362d)는 제2 이동요소(362c)의 레일블록에 결합되며, 수평면에 수직한 방향(Z)으로 픽커(362a)를 이동시킨다.
회전요소(362e)는 제3 이동요소(362d)의 레일블록에 결합되며 픽커(362a)를 수평면 상에서 회전시킨다. 픽커(362a)는 회전요소(362e)에 결합되어 있다. 참고로 회전요소(362e)는 단순히 모터로 구성될 수 있다.
위에서 설명한 제1 이동요소(362b), 제2 이동요소(362c), 제3 이동요소(362d) 및 회전요소(362e)는 픽커(362a)를 이동시키기 위한 이동유닛으로 묶일 수 있다.
부착장치(370)는 투입홈(TS)에 있는 FPCB를 몰드프레임(MF)의 일 측에 부착시킨다.
가압장치(380)는 FPCB의 부착이 단단히 이루어지도록 FPCB를 가압한다.
반출장치(390)는 가압장치(380)의 동작에 의해 완성된 중간 조립체를 반출한다.
감지장치(410)는 투입홈(TS)에 FPCB가 위치하는지의 여부를 감지한다.
제어장치(420)는 상기한 각 구성들을 제어한다.
위와 같은 구성들을 가지는 백라이트유닛 조립장치(100)의 특징 부분의 작용에 대해서 설명한다.
구동장치(320)는 작업테이블(310)을 일정 각도씩 회전(예를 들어 36도 각도씩 회전) 이동시키거나 정지시키면서 투입홈(TS)과 수용홈(ES)이 회전 이동 및 정지를 반복할 수 있도록 한다. 여기서 상기한 각 구성들에 의해 수행되는 대부분의 작업은 작업테이블(310)이 정지했을 때와 동기하여 이루어진다. 작업자(W)는 작업자(W)에 앞에 위치한 수용홈(ES)에 인접한 투입홈(TS)에 FPCB를 투입한다. 그리고 감지장치(410)는 수용홈(ES)에 인접한 투입홈(TS)에 FPCB가 투입되어 있는지 여부를 확인하고, 자동위치장치(330)는 수용홈(ES)에 몰드프레임(MF)을 투입한다. 세정장치(340)는 수용홈(ES)에 수용된 몰드프레임(MF)을 세정한다.
제1 적층장치(350)와 제2 적층장치(360)는 수용홈(ES)에 수용된 몰드프레임(MF)에 반사판과 도광판을 적층시킨다.
그리고 부착장치(370)는 수용홈(ES)에 수용된 몰드프레임(MF)에 FPCB를 부착시킨다.
가압장치(380)는 수용홈(ES)에 수용된 몰드프레임(MF)에 부착된 FPCB를 가압하고, 가압 작업에 의해 생산된 중간 조립체는 반출장치(390)에 의해 외부로 반출된다.
계속하여 본 발명의 특징 부분에 대한 작용을 도6 내지 도8을 참조하여 설명한다.
이동유닛은 픽커(362a)를 공급기(361)에 의해 공급되는 도광판의 파지 위치로 이동시킨다. 그 후 픽커(362a)를 하강시킨 후 진공압을 걸어 도광판을 흡착한다. 이 때, 도6에서 참조되는 바와 같이, 연성 재질의 얇은 필름 형태의 도광판(LP)은 진공압에 의해 픽커(362a)의 곡률진 흡착면(IF)에 부착된 접촉패드(362a-2)에 곡률지게 달라붙게 된다. 이에 따라 도광판(LP)의 양 측 위치돌기(PP1, PP2) 간의 거리는 좁혀지게 된다. 이 후 이동유닛은 픽커(362a)를 상승시킨 후 몰드프레임 측으로 이동한 다음 도7에서와 같이 다시 픽커(362a)를 하강시킨다. 이러한 하강 동작시 도광판(LP)의 양 측 위치돌기(PP1, PP2) 간의 거리는 좁혀져 있는 상태이기 때문에 도광판(LP)의 양 측 위치돌기(PP1, PP2)와 몰드프레임(MF)의 사각틀(SF) 간에 간섭은 발생하지 않는다. 도7과 같은 상태에서 픽커(362a)에 걸린 진공압이 해제되면 도광판(LP)이 펴지면서 양 측 위치돌기(PP1, PP2)간의 거리가 넓혀지게 되고, 이에 따라 도8과 같이 도광판(LP)의 양 측 위치돌기(PP1, PP2)가 사각틀(SF)의 위치홈(PS1, PS2)으로 삽입되면서 도광판(LP)의 적층 작업이 완료된다.
한편, 본 발명은 도9에서 참조되는 바와 같이도 응용될 수 있다.
도9의 픽커(362a)는, 흡착부분(362a-1)의 바닥면(IF)은 평평한 면으로 구성하되, 접촉패드(362a-2)를 두껍게 구성하여 접촉패드(362a-2)의 바닥면에 곡률이 형성되어 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어져야 할 것이다.
300: 백라이트유닛 조립장치
310 : 작업테이블
ES : 수용홈
320 : 구동장치
350 : 제1 적층장치
360 : 제2 적층장치
361 : 공급기
362 : 제1 이동로봇
362a : 픽커
362a-1 : 흡착부분
362a-2 : 접촉패드
362b : 제1 이동요소
362c : 제2 이동요소 362d : 제3 이동요소
362e : 회전요소
220 : 제어장치

Claims (3)

  1. 몰드프레임을 수용할 수 있는 수용홈이 형성된 작업테이블;
    상기 작업테이블 상에 있는 상기 수용홈의 이동 및 정지에 동기하여 제1 위치에 있는 상기 수용홈에 수용된 몰드프레임에 제1 시트를 적층하는 제1 적층장치;
    상기 작업테이블 상에 있는 상기 수용홈의 이동 및 정지에 동기하여 제2 위치에 있는 상기 수용홈에 수용된 몰드프레임에 제2 시트를 적층하는 제2 적층장치; 및
    상기 작업테이블, 제1적층장치, 제2적층장치의 각 동작을 제어하는 제어장치; 를 포함하며,
    상기 제2 적층장치는,
    제2 시트를 한 장씩 순차적으로 공급하는 공급기; 및
    상기 공급기에 의해 공급된 제2 시트을 파지한 후 제2 위치에 있는 몰드프레임으로 이동 적층시키는 이동로봇; 을 포함하며,
    상기 이동로봇은,
    제2 시트를 파지하거나 파지 해제할 수 있는 흡착부분을 가지는 픽커; 및
    상기 픽커를 이동시키는 이동유닛; 을 포함하고,
    상기 흡착부분은 제2 시트가 흡착되는 흡착면이 곡률면인 것을 특징으로 하는
    백라이트유닛 조립장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 픽커는 상기 흡착부분의 상기 곡률면에 연질의 접촉패드를 더 가지는 것을 특징으로 하는
    백라이트유닛 조립장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 접촉패드는 발포성 우레탄 재질인 것을 특징으로 하는
    백라이트유닛 조립장치.
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