KR101619786B1 - 바텀 샤시의 제조 방법, 이에 따라 제조된 바텀 샤시, 액정 표시 장치의 제조 방법 및 이에 따라 제조된 액정 표시 장치 - Google Patents

바텀 샤시의 제조 방법, 이에 따라 제조된 바텀 샤시, 액정 표시 장치의 제조 방법 및 이에 따라 제조된 액정 표시 장치 Download PDF

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Abstract

바텀 샤시의 제조 방법, 이에 따라 제조된 바텀 샤시, 액정 표시 장치의 제조 방법 및 이에 따라 제조된 액정 표시 장치가 제공된다. 바텀 샤시의 제조 방법은, 탄소(C): 0.001~0.1 중량%, 실리콘(Si): 0.002~0.05 중량%, 망간(Mn): 0.28~2.0 중량% 및 잔부 철과 기타 불가피한 불순물을 포함하는 내부층, 상기 내부층 상에 형성되는 전기아연도금층 및 상기 전기아연도금층 상에 형성되는 고분자 크롬프리 오염방지층의 적층 구조로 이루어지고 0.5~0.9mm의 두께를 갖는 강판을 이용하여 바텀 샤시를 형성하는 단계; 및 상기 바텀 샤시에 버링 가공 및 탭핑 가공을 수행하여 볼트 체결을 위한 버링부를 형성하는 단계를 포함한다.

Description

바텀 샤시의 제조 방법, 이에 따라 제조된 바텀 샤시, 액정 표시 장치의 제조 방법 및 이에 따라 제조된 액정 표시 장치{Method for fabricating Bottom chassis, bottom chassis fabricated by the same, method for fabricating liquid crystal display and liquid crystal display fabricated by the same}
본 발명은 바텀 샤시의 제조 방법, 이에 따라 제조된 바텀 샤시, 액정 표시 장치의 제조 방법 및 이에 따라 제조된 액정 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치(Liquid Crystal Display)는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치(Flat Panel Display) 중 하나로서, 전기 소비량이 적고 가볍고 얇으면서 해상도가 높은 이점으로 인하여 많은 장치의 디스플레이 장치로 사용되고 있다.
액정 표시 장치는 두 장의 표시판과 그 사이에 개재된 액정층으로 구성되어 영상을 표시하는 액정 패널과, 액정 패널로 광을 조사하는 백 라이트 유닛과, 액정 패널 및 백 라이트 유닛의 하부에 위치하여 이들을 수납하는 바텀 샤시를 포함하여 이루어진다. 여기서, 바텀 샤시는 수납 역할 외에도 광원으로부터 발생되는 열을 방출하는 역할, 접지 역할, 전자파 차폐 역할 등을 수행하기도 한다.
한편, 바텀 샤시 제조에 사용되는 종래의 강판은 두께가 얇은 경우 강도가 좋지 않아 주로 1mm 급 이상의 두꺼운 강판을 이용하여 강도를 보완하였다. 그에 따라 액정 표시 장치에서 바텀 샤시가 차지하는 무게 및 두께가 상대적으로 큰 값을 갖게 되어 액정 표시 장치의 경량화 및 슬림화에 제한을 가져오는 문제가 발생하였다. 또한, 종래의 바텀 샤시는 액정 표시 장치 제조를 위한 조립 과정에서 작업자의 지문이나 오염 물질에 대하여 취약한 문제점이 있다.
따라서, 높은 강도를 유지하면서도 두께가 얇아서 액정 표시 장치의 경량화 및 슬림화를 이룰 수 있고, 지문이나 오염 물질에 대하여 내오염성을 가질 수 있는 바텀 샤시가 요구된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 두께가 얇더라도 높은 강도를 유지하면서 내오염성을 갖는 새로운 강판을 이용하여 제조되고, 나아가 이 강판에 다른 물체와의 결합을 위하여 나사가 체결되는 버링부를 형성하는 공정시 탭핑 토크에 영향을 주는 인자들의 최적값을 제안하여 조립 품질을 확보할 수 있는 바텀 샤시의 제조 방법, 이에 따라 제조된 바텀 샤시, 액정 표시 장치의 제조 방법 및 이에 따라 제조된 액정 표시 장치가 제공된다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 바텀 샤시의 제조 방법은, 탄소(C): 0.001~0.1 중량%, 실리콘(Si): 0.002~0.05 중량%, 망간(Mn): 0.28~2.0 중량% 및 잔부 철과 기타 불가피한 불순물을 포함하는 내부층, 상기 내부층 상에 형성되는 전기아연도금층 및 상기 전기아연도금층 상에 형성되는 고분자 크롬프리 오염방지층의 적층 구조로 이루어지고 0.5~0.9mm의 두께를 갖는 강판을 이용하여 바텀 샤시를 형성하는 단계; 및 상기 바텀 샤시에 버링 가공 및 탭핑 가공을 수행하여 볼트 체결을 위한 버링부를 형성하는 단계를 포함한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 바텀 샤시는,탄소(C): 0.001~0.1 중량%, 실리콘(Si): 0.002~0.05 중량%, 망간(Mn): 0.28~2.0 중량% 및 잔부 철과 기타 불가피한 불순물을 포함하는 내부층, 상기 내부층 상에 형성되는 전기아연도금층 및 상기 전기아연도금층 상에 형성되는 고분자 크롬프리 오염방지층의 적층 구조로 이루어지고 0.5~0.9mm의 두께를 갖는 강판을 이용하여 형성되고, 버링 가공 및 탭핑 가공에 의하여 형성된 볼트 체결을 위한 버링부를 포함한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은, 탄소(C): 0.001~0.1 중량%, 실리콘(Si): 0.002~0.05 중량%, 망간(Mn): 0.28~2.0 중량% 및 잔부 철과 기타 불가피한 불순물을 포함하는 내부층, 상기 내부층 상에 형성되는 전기아연도금층 및 상기 전기아연도금층 상에 형성되는 고분자 크롬프리 오염방지층의 적층 구조로 이루어지고 0.5~0.9mm의 두께를 갖는 강판을 이용하여 형성된 바텀 샤시를 제공하는 단계; 상기 바텀 샤시에 버링 가공 및 탭핑 가공을 수행하여 볼트 체결을 위한 버링부를 형성하는 단계; 및 소정 물체의 관통홀에 상기 볼트를 관통시키면서 상기 버링부에 상기 볼트를 체결하여 상기 바텀 샤시와 상기 소정 물체를 결합시키는 단계를 포함한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 탄소(C): 0.001~0.1 중량%, 실리콘(Si): 0.002~0.05 중량%, 망간(Mn): 0.28~2.0 중량% 및 잔부 철과 기타 불가피한 불순물을 포함하는 내부층, 상기 내부층 상에 형성되는 전기아연도금층 및 상기 전기아연도금층 상에 형성되는 고분자 크롬프리 오염방지층의 적층 구조로 이루어지고 0.5~0.9mm의 두께를 갖는 강판을 이용하여 형성되고, 버링 가공 및 탭핑 가공에 의하여 형성된 볼트 체결을 위한 버링부를 포함하는 바텀 샤시; 및 버링부에 대응하는 관통홀을 갖는 소정 물체를 포함하고, 상기 볼트가 상기 관통홀을 관통하여 상기 버링부에 체결되어 상기 바텀 샤시와 상기 소정 물체가 결합된다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 개략적인 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 바텀 샤시로 이용되는 강판의 두께 방향 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 바텀 샤시의 사시도이다.
도 4는 도 3의 A-A' 선을 따라 절단한 단면의 확대 도면이다.
도 5 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 바텀 샤시의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 소자 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 개략적인 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 바텀 샤시로 이용되는 강판의 두께 방향 단면도이다. 도 1의 바텀 샤시는 도 2에 도시된 것과 같은 단면 구조를 갖는 강판을 성형 및 가공함으로써 제조된다.
도 1을 참조하면, 액정 표시 장치(100)는 액정 패널(110), 백 라이트 유닛(120), 바텀 샤시(130) 및 탑 샤시(140)를 포함한다.
액정 패널(110)은 화상을 표시하는 역할을 하며, 본 명세서에서는 도시하지 않았으나 두 장의 표시판 사이에 액정층이 개재된 구조를 갖는다. 두 장의 표시판 중 한장은 액정을 조절하며 화면을 구성하는 최소 단위인 화소를 제어하기 위한 박막 트랜지스터(Thin Film Transister: TFT)가 형성된 표시판이고, 다른 한장은 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 3색 화소를 유리 기판 위에 코팅한 것으로 영상을 구현하는 컬러 필러(Color Filter)가 형성된 표시판이다.
백 라이트 유닛(120)은 액정 패널(110)의 후면에서 액정 패널(110)로 광을 제공한다. 본 명세서에서는 도시하지 않았으나 백 라이트 유닛(120)은 광원, 반사판, 도광판이나 확산판과 같은 광학 플레이트, 기타 여러 광학시트 등을 포함한다.
바텀 샤시(130)는 액정 패널(110) 및 백 라이트 유닛(120)의 하부에 배치되어 이들을 수납한다. 이러한 수납 공간을 제공하기 위하여 바텀 샤시(130)는 바닥부 및 측부로 이루어진다.
탑 샤시(140)는 바텀 샤시(130)와 결합하여 액정 패널(110)의 유효 디스플레이 영역을 정의한다.
여기서, 바텀 샤시(130)는 도 2의 강판을 이용하여 제조됨은 전술하였으며, 이 강판은 두께가 얇더라도 높은 강도를 유지할 수 있고 내오염성을 갖는다. 이러한 강판에 대하여는 이하의 도 2를 참조하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도 2를 참조하면, 바텀 샤시(130)로 이용되는 강판은 내부층(210), 전기아연도금층(220) 및 고분자 크롬프리 오염방지층(230)이 적층된 구조를 갖는다.
여기서, 이 강판을 이용하여 바텀 샤시(130) 제조시, 강판의 일면에 위치한 내부층(210)이 백 라이트 유닛(120)이 수납되는 쪽에 배치되고, 강판의 타면에 위치한 고분자 크롬프리 오염방지층(230)이 백 라이트 유닛(120)이 수납되는 쪽의 반대쪽에 배치된다. 그에 따라, 바텀 샤시(130)의 내면은 내부층(210)으로 이루어지고, 바텀 샤시(130)의 외면은 고분자 크롬프리 오염 방지층(230)으로 이루어지고, 내부층(210)과 고분자 크롬프리 오염 방지층(230) 사이에 전기아연도금층(220)이 개재된다.
내부층(210)은 탄소(C): 0.001~0.1 중량%, 실리콘(Si): 0.002~0.05 중량%, 망간(Mn): 0.28~2.0 중량% 및 잔부 철과 기타 불가피한 불순물을 포함한다.
탄소(C)는 내부층(210)의 강도를 확보하기 위하여 첨가된다. 탄소는 내부층 전체 중량의 0.001~0.1 중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 탄소가 0.001 중량% 미만으로 첨가되면 내부층(210)의 강도 확보가 불충분하며, 0.1 중량%를 초과하면 용접성 및 인성이 저하되는 문제점이 있다.
실리콘(Si)은 내부층(210)의 고용 강화에 의한 강도를 확보하기 위하여 첨가된다. 실리콘은 내부층 전체 중량의 0.002~0.05 중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 실리콘이 0.002 중량% 미만으로 첨가되면 내부층(210)의 고용강화 효과를 저하시키며, 0.05 중량%를 초과하면 계면 산화층 형성으로 표면 품질이 저하되는 문제점이 있다.
망간(Mn)은 내부층(210)의 강도 및 가공성을 확보하기 위하여 첨가된다. 망간은 내부층 전체 중량의 0.28~2.0 중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 망간이 0.28 중량% 미만으로 첨가되면 강도 및 가공성 확보가 어려워지며, 망간의 함량이 2.0 중량%를 초과할 경우 망간 편석에 의한 조직 불균질이 발생할 수 있다.
내부층(210)의 기타 불가피한 불순물로는 인(P): 0.1 중량% 이하, 황(S): 0.008 중량% 이하, 크롬(Cr): 0.01~0.03 중량%, 니켈(Ni): 0.007~0.015 중량%, 몰리브덴(Mo): 0.001~0.004 중량%, 알루미늄(Al): 0.043~0.045 중량%, 구리(Cu): 0.02~0.04 중량%, 주석(Sn): 0.0017~0.0018 중량%, 산소(O): 0.004 중량% 이하, 질소(N): 0.003 중량% 이하를 제시할 수 있으며, 필요에 따라서는 니오븀(Nb): 0.0075~0.0083 중량% 및 티타늄(Ti): 0.0306~0.0310 중량%가 더 포함될 수 있다. 상기 물질들의 첨가 이유는 널리 알려져 있으므로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
전기아연도금층(220)은 내부층(210) 상에 형성된다. 전기아연도금층(220)은 10~30g/㎡의 부착량으로 도금되어 있을 수 있다. 바람직한 예로, 전기아연도금은 황산욕에서 20 g/㎡의 부착량으로 도금을 실시하는 것을 제시할 수 있다.
고분자 크롬프리 오염방지층(230)은 전기아연도금층(220) 상에 고분자 크롬프리 조성물을 코팅함으로써 형성된다. 본 발명에서 고분자 크롬프리 오염방지층(230)은 고분자 수지를 기초로 하여 형성되며, 또한 크롬(Cr)은 포함되지 않는다.
이러한 고분자 크롬프리 오염방지층(230)은 아민계수지 10~30 중량%, 실리카 혼합물 10~50 중량%, 무기졸 1~10 중량% 및 잔량의 바인더 수지로서 에폭시 수지가 포함되어 있을 수 있다.
아민계 수지는 가교에 의한 접착력을 부여하는 역할을 한다. 이러한 아민계 수지는 오염방지층(230) 전체 중량의 10~30 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 아민계 수지가 10 중량% 미만으로 첨가되면 가교에 의한 접착력이 부족하게 되고, 30 중량%를 초과하면 가공성이 저하된다.
실리카 혼합물은 저장 안정성, 밀착성, 내식성, 가공성을 향상시키기 위하여 첨가된다. 이러한 실리카 혼합물은 오염방지층(230) 전체 중량의 10~50 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 실리카 혼합물이 10 중량% 미만으로 첨가되는 경우, 전도성이 약화되며, 50 중량%를 초과하면 가공성이 저하된다.
실리카 혼합물은 실리카와 실란이 일정 비율로 혼합된 것을 이용할 수 있으며, 구체적으로는 콜로이달실리카 혹은 흄드실리카로부터 선택된 실리카와 클리시드옥시프로필에톡실란, 아미노프로필에톡실란, 메톡시옥시프로필드리메톡실란 중 선택된 실란이 1: 0.2~0.8(실리카: 실란)의 중량비로 혼합된 것을 이용할 수 있다. 실리카와 실란이 1: 0.2 미만의 중량비로 혼합되면 가교성이 저하되며, 1: 0.8 을 초과하여 혼합되면 가공성이 저하될 수 있다.
무기졸은 밀착성과 내식성을 향상시키기 위하여 포함된다. 이러한 무기졸은 지르코니아졸, 알루미나졸, 티탄졸 등을 단독으로 또는 2 이상이 혼합된 것을 이용할 수 있다. 무기졸은 오염방지층(230) 전체 중량의 1~10 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 무기졸이 1 중량% 미만이면 무기졸 첨가의 효과를 얻을 수 없고, 10 중량%를 초과하면 내식성은 향상시킬 수 있으나, 피막 형성이 어렵고, 전도성과 가공성이 저하되는 문제점이 있다.
에폭시 수지는 바인더 수지의 역할을 하며, 치밀한 배리어 피막형성을 이루고, 염이나 산소 등의 부식 인자에 강하며, 분자 중 수산기와 소지와의 우수한 밀착성을 가지기 때문에 우수한 내식성 및 내화학성을 가지게 한다.
상기 고분자 크롬프리 오염방지층(230)은 0.8~1.3g/㎡의 부착량으로 코팅되어 있는 것이 바람직하다. 부착량이 0.8g/㎡ 미만인 경우 원하는 바텀 섀시의 형상으로의 가공성이 저하되며, 부착량이 1.3g/㎡을 초과할 경우 전기전도도가 저하되어 백라이트 유닛(120)에 포함되는 광원이나 소자에 포함되는 회로의 접지(ground)로서의 역할을 할 수 없는 문제점이 있다. 상기 부착량으로 코팅되는 고분자 크롬프리 오염방지층은 대략 1㎛ 내외의 두께를 가진다.
고분자 크롬프리 오염방지층(230)의 코팅은 고형분이 상기 조성을 가지도록 용매에 상기 물질들을 첨가한 용액을 전기아연도금층(220) 상에 1코팅 1베이킹 타입으로 코팅하며, 소부건조 후 수냉 또는 공냉 방식으로 냉각하는 것을 바람직한 예로 들 수 있다.
상기 소부건조는 140~220℃의 온도범위에서 실시되는 것이 바람직하다. 소부 건조가 140℃ 미만의 온도에서 실시될 경우, 수지의 경화 반응이 제대로 이루어지지 않아 도막의 코팅층의 내식성 및 기타 물성의 제 효과를 기대하기 어렵다. 한편, 소부건조가 220℃를 초과하는 온도에서 실시될 경우, 과소부에 해당되어 코팅층의 균열이나 황변 현상이 발생하기 쉽다.
바텀 샤시(130)는 0.5~0.9mm의 두께로 형성되는 것이 바람직하다. 바텀 샤시(130)의 두께가 0.9mm를 초과할 경우 바텀 샤시(130)의 경량화 및 슬림화를 기대할 수 없다. 반면, 바텀 샤시(130)의 두께가 0.5mm 미만인 경우 전기아연도금층(220) 및 고분자 크롬프리 오염방지층(230) 두께가 그만큼 얇게 되어 부식성, 내오염성이 저하되거나, 전기아연도금층(220)이나 고분자 크롬프리 오염방지층(230)의 두께가 두껍게 되어 상대적으로 내부층(210) 자체가 얇게 되어 강도가 약해질 수 있다.
이러한 강판은 고장력강으로서 인장강도(Tensile Strenth: TS)이 300~500MPa의 범위를 갖고, 연신율(Elongation)이 30~45%의 범위를 갖는다.
전술한 강판의 제조 및 그 특성은 하기의 실험예를 참고로 더욱 상세히 설명되나, 이 실험예가 본 발명을 제한하는 것은 아니다.
실험예어서는, 아래의 [표 1]에 기재된 조성을 갖는 실험예1, 실험예2 및 비교예의 내부층을 제조하고, 황산욕에서 부착량 20g/㎡으로 전기아연도금을 실시하고, 전기아연도금층 상에 1코팅 1베이킹 타입으로 고분자 크롬프리 오염방지층을 1.0g/㎡의 부착량으로 코팅하고, 180℃에서 소부건조 및 냉각을 실시하여 바텀 샤시로 성형 및 가공되기 이전의 강판을 제조하였다.
Figure 112010001362366-pat00001
[표 2]는 상기 제조된 실험예1, 실험예2 및 비교예의 강판에 대한 기계적 특성을 나타낸 것이다.
Figure 112010001362366-pat00002
[표 2]를 참조하면, 실험예1 및 실험예2의 경우 강판의 두께가 대략 0.8mm로서 일반적인 바텀 샤시에 이용되는 1.0mm급의 비교예보다 80% 정도의 두께를 가지면서도 항복강도(YP), 인장강도(TS)가 약간 더 큰 값을 보이는 것을 알 수 있다.
결과적으로, 상기의 물성을 갖는 강판을 이용하여 제조된 바텀 샤시는 종래의 바텀 샤시에 비하여 더욱 얇으면서도 종래와 비슷한 기계적 특성을 갖기 때문에, 바텀 샤시의 경량화 및 슬림화를 도모할 수 있으며 이를 통하여 액정 표시 장치 전체의 경량화 및 슬림화도 가능하다. 또한, 바텀 샤시의 외면에 고분자 크롬프리 오염방지층이 위치하기 때문에, 조립 과정에서의 오염을 방지할 수 있다.
한편, 바텀 샤시의 바닥부에는 바텀 샤시에 후면에 배치되는 다양한 물체 예컨대, 인버터 기판이나 실드 케이스 등과의 결합을 위하여 볼트가 체결되는 버링부(burring part)가 형성된다. 이러한 버링부는 버링(burring) 가공 단계 및 탭핑(tapping) 가공 단계의 2 단계를 거쳐서 형성된다.
그런데, 본 발명의 일실시예에 따라 전술한 강판을 이용하여 제조된 바텀 샤시의 두께는 종래에 비하여 작기 때문에, 상기의 탭핑 가공시 원하는 탭핑 토크(tapping torque)를 확보하기 어렵다. 원하는 탭핑 토크를 확보하기 위해서는, 상기의 버링 가공 단계에서 탭핑 토크에 영향을 주는 몇 가지 인자에 대하여 적절한 값을 설정해야 한다.
따라서, 본 발명은 종래에 비하여 작은 두께를 갖는 바텀 샤시의 바닥부에 버링부를 형성함에 있어서, 버링 가공 단계에서 탭핑 토크에 영향을 주는 인자들의 최적값을 제시함으로써, 후속하는 탭핑 가공시 원하는 탭핑 토크를 확보하여 조립 품질을 확보하고자 한다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따라 형성된 버링부를 갖는 바텀 샤시와 그 제조 방법에 대해 상세히 설명하기로 한다. 또한, 이하의 설명에서 '강판'이라 함은 도 2에서 설명한 것과 같은 물성을 갖는 강판을 의미하고, '바텀 샤시'라 함은 이 강판을 이용하여 제조된 바텀 샤시를 의미한다고 하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 바텀 샤시의 사시도이고, 도 4는 도 3의 A-A' 선을 따라 절단한 단면의 확대 도면이다. 여기서, 도 3은 바텀 샤시의 후면이 위를 향하도록 도시된 것이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 바텀 샤시(300)는 수납 공간을 제공하기 위하여 바닥부와 측부로 이루어지며, 자신의 후면에 배치되는 소정 물체(400) 예컨대, 인버터 기판, 실드 케이스 등과의 결합을 위하여 바닥부에 적어도 하나의 결합부(310)를 갖는다.
여기서, 결합부(310)는 소정 물체(400)의 결합 위치를 가이드하기 위한 것으로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 바닥부로부터 바텀 샤시(300)의 후면 방향으로 소정 높이(h1)로 돌출된 돌기일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 소정 높이(h1)가 0 즉, 평평할 수도 있다. 결합부(310)의 개수, 위치, 평면 형상 등은 본 도면에 도시된 것에 한정되는 것이 아니며, 다른 물체(400)와의 결합을 위하여 다양하게 변형될 수 있다.
결합부(310)는 볼트 체결을 위하여 적어도 하나의 버링부(320)을 갖는다. 이러한 버링부(320)의 형성은 이하의 도 6 내지 도 9를 참조하여 후술하기로 한다.
이와 같은 버링부(320)를 갖는 바텀 샤시(300)의 후면에 결합하는 소정 물체(400)는 바텀 샤시(300)의 버링부(320)에 대응하는 관통홀(420)을 갖는다.
볼트(M)는 소정 물체(400)의 관통홀(420)을 관통하여 바텀 샤시(300)의 버링부(320)에 체결됨으로써, 소정 물체(400)와 바텀 샤시(300)를 상호 결합시킨다.
이하, 도 5 내지 도 9를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 바텀 샤시의 제조 방법을 상세히 설명하기로 한다. 도 5 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 바텀 샤시의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도로서, 특히 도 3의 A-A' 선을 따라 절단한 단면의 확대 도면을 기준으로 하여 도시된 것이다.
우선, 도 5를 참조하면, 수납 공간을 제공하기 위하여 바닥부와 측부로 이루어지는 바텀 샤시(300)를 제공한다.
이어서, 바텀 샤시(300)의 바닥부에 다른 물체와의 결합 위치를 가이드하기 위한 결합부(310)를 형성한다. 본 실시예에서는, 바텀 샤시(300) 바닥부의 결합부(310)가 형성될 영역을 바텀 샤시(300)의 후면 방향으로 가압하여 돌출시킴으로써, 바텀 샤시(300)의 후면 방향으로 소정 높이(h1)로 돌출된 돌기 형상의 결합부(310)를 형성할 수 있다. 이러한 공정에 따라 형성된 돌기 형상의 결합부(310)는 위치에 따라 즉, 하부에서 상부로 갈수록 두께가 감소하게 된다.
그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 결합부(310)는 평평한 형상을 가질 수도 있고, 이러한 경우 결합부(310)의 두께는 바텀 샤시(300)의 바닥부 두께(t1) 즉, 강판 두께와 동일하면서 일정하다.
이어서, 도 6 내지 도 9에 도시된 바와 같은 버링부 형성 공정을 수행한다. 여기서, 도 6 내지 도 8은 버링 가공 단계를 설명하기 위하여 도시된 것이고, 도 9는 탭핑 가공 단계를 설명하기 위하여 도시된 것이다.
즉, 도 6을 참조하면, 결합부(310) 일부에 구멍을 뚫는 피어싱(piercing)을 수행하여 피어싱 홀(312)을 형성한다. 피어싱 홀(312)은 버링부 형성을 위한 기초 구멍의 역할을 한다. 본 실시예에서와 같이 돌기 형상의 결합부(310)가 형성되는 경우 결합부(310)의 평평한 부분 즉, 결합부(310)의 상면에 피어싱 홀(312)이 형성된다.
이어서, 도 7을 참조하면, 바텀 샤시(300)의 전면에 피어싱 홀(312) 및 후술하는 버링 펀치(burring punch)의 직경보다 큰 직경의 개구부(314a)를 갖는 버링 다이(burring die)(314)를 배치한다. 이때, 버링 다이(314)는 바텀 샤시(300)의 전면에서 결합부(310)와 접하면서, 개구부(314a)와 피어싱 홀(312)이 중첩되도록 배치된다. 피어싱 홀(312)은 개구부(314a)의 중앙에서 개구부(314a)와 중첩되는 것이 바람직하다.
이어서, 도 8을 참조하면, 피어싱 홀(312) 보다 큰 직경을 갖는 버링 툴 예컨대, 버링 펀치(미도시됨)를 상기 피어싱 홀(312)로 밀어 넣되, 바텀 샤시(300)의 후면에서 전면 방향으로 밀어 넣는다. 그 결과 점선으로 표시한 것과 같은 형상의 초기 버링부(318)가 형성되며, 초기 버링부(318)란 탭핑 가공이 수행되기 이전의 버링부를 의미한다.
이어서, 도 9를 참조하면, 탭핑 가공을 수행하여 초기 버링부(318)의 내주면에 나사 탭(319)을 형성함으로써, 최종적으로 버링부(320)를 형성한다. 여기서, 탭핑 가공은 초기 버링부(318) 내부에 삽입되면서 회전하는 소정의 탭핑툴(미도시됨)를 이용하여 수행되는 것이다. 본 실시예에서는 버링부(320)의 단면적 손실을 방지하기 위하여 전조 탭(rolling tap)을 이용하여 탭핑 가공을 수행한다.
이와 같은 탭핑 가공시 탭핑 토크에 영향을 주는 인자들은 강판의 두께 즉, 바텀 샤시(300)의 바닥부 및 측부 두께(도면부호 't1' 참조)와, 피어싱 홀(312)의 직경(도면부호 'r1' 참조)과, 버링 다이(314)의 개구부(314a) 직경(도면부호 'r2' 참조)과, 초기 버링부(318)의 높이(도면부호 'h2' 참조)이다. 이때, 초기 버링부(318)와 버링부(320)의 높이는 실질적으로 동일하다.
여기서, 강판의 두께는 전술한 바와 같이 5mm~9mm이고, 더욱 바람직하게는 6mm이다.
이러한 강판의 두께 조건에서, 일례로서 버링부(320)가 M3 볼트(직경이 3mm인 볼트)의 체결을 위한 버링부인 경우, 피어싱 홀(312)의 직경은 1.0~1.4mm이고, 버링 다이(314)의 개구부(314a) 직경은 3.2~3.6mm인 것이 바람직하다. 나아가, 초기 버링부(318)의 높이는 결합부(310)의 높이(h1)가 0일 때 즉, 결합부(310)가 평평할 때를 기준으로 0.9~1.3mm인 것이 바람직하다. 결합부(310)의 높이(h1)가 0보다 증가하면 초기 버링부(318)의 높이는 결합부(310)의 높이(h1)가 0일 때보다 감소한다.
다른 일례로서, 버링부(320)가 M4 볼트(직경이 4mm인 볼트)의 체결을 위한 버링부인 경우, 피어싱 홀(312)의 직경은 1.4~1.8mm이고, 버링 다이(314)의 개구부(314a) 직경은 4.2~4.6mm인 것이 바람직하다. 나아가, 초기 버링부(318)의 높이는 결합부(310)의 높이(h1)가 0일 때를 기준으로 1.2~1.6mm인 것이 바람직하다. 결합부(310)의 높이(h1)가 0보다 증가하면 초기 버링부(318)의 높이는 결합부(310)의 높이(h1)가 0일 때보다 감소한다.
이와 같이 바텀 샤시(300)의 바닥부 및 측부 두께와, 피어싱 홀(312)의 직경과, 버링 다이(314)의 개구부(314a) 직경과, 초기 버링부(318)의 높이의 최적값을 결정하면, 탭핑 가공에서 원하는 탭핑 토크를 확보할 수 있으며 이에 대하여는 아래의 [표 3]의 실험예들에 잘 나타나 있다. 그러나, 이 실험예가 본 발명을 제한하는 것은 아니다.
Figure 112010001362366-pat00003
[표 3]의 실험예1은 0.6mm 강판에 M3 볼트를 체결하고자 하는 경우의 버링부 형성 조건을 나타내는 것으로서, 피어싱 홀(312)의 직경, 버링 다이(314)의 개구부(314a) 직경, 및 결합부(310)의 높이(h1)가 0일 때의 초기 버링부(318) 높이가 각각 1.2mm, 3.4mm, 1,1mm인 경우, 탭핑 가공시 7Kgf.cm의 탭핑 토크로 탭핑툴을 20회 반복 체결할 수 있다는 것을 보여준다.
[표 3]의 실험예2는 0.6mm 강판에 M4 볼트를 체결하고자 하는 경우의 버링부 형성 조건을 나타내는 것으로서, 피어싱 홀(312)의 직경, 버링 다이(314)의 개구부(314a) 직경, 및 결합부(310)의 높이(h1)가 0일 때의 초기 버링부(318) 높이가 각각 1.6mm, 4.4mm, 1.4mm인 경우, 탭핑 가공시 13Kgf.cm의 탭핑 토크로 탭핑툴을 20회 반복 체결할 수 있다는 것을 보여준다.
[표 3]의 실험예3은 0.6mm 강판에 M4 볼트를 체결하고자 하는 경우로서 특히 결합부(310)의 높이(h1)가 8mm인 경우의 버링부 형성 조건을 나타내는 것으로서, 피어싱 홀(312)의 직경, 버링 다이(314)의 개구부(314a) 직경, 및 결합부(310)의 높이(h1)가 8mm일 때의 초기 버링부(318) 높이가 각각 1.6mm, 4.4mm, 0.83mm인 경우, 탭핑 가공시 13Kgf.cm의 탭핑 토크로 탭핑툴을 20회 반복 체결할 수 있다는 것을 보여준다.
결과적으로, 바텀 샤시의 제조 과정에서 강판 두께 및 버링 가공 단계에서의 몇 가지 인자들의 최적값을 제시함으로써, 탭핑 가공시 원하는 탭핑 토크를 확보하여 바텀 샤시와 다른 물체와의 조립 품질을 확보할 수 있고, 그에 따라 액정 표시 장치의 양산성을 증가시킬 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
300: 바텀 샤시 310: 결합부
320: 버링부 400: 소정 물체
420: 관통홀 M: 볼트

Claims (20)

  1. 삭제
  2. 탄소(C): 0.001~0.1 중량%, 실리콘(Si): 0.002~0.05 중량%, 망간(Mn): 0.28~2.0 중량% 및 잔부 철과 기타 불가피한 불순물을 포함하는 내부층, 상기 내부층 상에 형성되는 전기아연도금층 및 상기 전기아연도금층 상에 형성되는 고분자 크롬프리 오염방지층의 적층 구조로 이루어지고 0.5~0.9mm의 두께를 갖는 강판을 이용하여 바텀 샤시를 형성하는 단계; 및
    상기 바텀 샤시에 버링 가공 및 탭핑 가공을 수행하여 볼트 체결을 위한 버링부를 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 버링 가공은,
    상기 바텀 샤시에 피어싱 홀을 형성하는 단계;
    상기 피어싱 홀보다 큰 직경의 개구부를 갖는 버링 다이를 상기 피어싱 홀과 상기 개구부가 중첩되도록 상기 바텀 샤시의 일면에 배치하는 단계; 및
    상기 바텀 샤시의 타면에서 상기 일면 방향으로 상기 피어싱 홀보다 큰 직경을 갖는 버링 툴을 상기 피어싱 홀로 밀어넣는 단계를 포함하는 바텀 샤시의 제조 방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 볼트는 M3 볼트이고,
    상기 피어싱 홀의 직경은 1.0~1.4mm이고,
    상기 버링 다이의 상기 개구부의 직경은 3.2~3.6mm인 바텀 샤시의 제조 방법.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 버링부의 높이는 0.9~1.3mm인 바텀 샤시의 제조 방법.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 바텀 샤시는 상기 바텀 샤시의 상기 일면에서 상기 타면 방향으로 돌출된 돌기부를 포함하고,
    상기 버링부는 상기 돌기부 내에 형성되고,
    상기 돌기부의 높이가 증가할수록 상기 버링부의 높이는 감소하는 바텀 샤시의 제조 방법.
  6. 제2 항에 있어서,
    상기 볼트는 M4 볼트이고,
    상기 피어싱 홀의 직경은 1.4~1.8mm이고,
    상기 버링 다이의 상기 개구부의 직경은 4.2~4.6mm인 바텀 샤시의 제조 방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 버링부의 높이는 1.2~1.6mm인 바텀 샤시의 제조 방법.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 바텀 샤시는 상기 바텀 샤시의 상기 일면에서 상기 타면 방향으로 돌출된 돌기부를 포함하고,
    상기 버링부는 상기 돌기부 내에 형성되고,
    상기 돌기부의 높이가 증가할수록 상기 버링부의 높이는 감소하는 바텀 샤시의 제조 방법.
  9. 제2 항에 있어서,
    상기 강판의 두께는 0.6mm이고,
    상기 볼트는 M3 볼트이고,
    상기 피어싱 홀의 직경은 1.2mm이고,
    상기 버링 다이의 상기 개구부의 직경은 3.4mm인 바텀 샤시의 제조 방법.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 버링부의 높이는 1.1mm인 바텀 샤시의 제조 방법.
  11. 제2 항에 있어서,
    상기 강판의 두께는 0.6mm이고,
    상기 볼트는 M4 볼트이고,
    상기 피어싱 홀의 직경은 1.6mm이고,
    상기 버링 다이의 상기 개구부의 직경은 4.4mm인 바텀 샤시의 제조 방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 버링부의 높이는 1.4mm인 바텀 샤시의 제조 방법.
  13. 탄소(C): 0.001~0.1 중량%, 실리콘(Si): 0.002~0.05 중량%, 망간(Mn): 0.28~2.0 중량% 및 잔부 철과 기타 불가피한 불순물을 포함하는 내부층, 상기 내부층 상에 형성되는 전기아연도금층 및 상기 전기아연도금층 상에 형성되는 고분자 크롬프리 오염방지층의 적층 구조로 이루어지고 0.5~0.9mm의 두께를 갖는 강판을 이용하여 형성되고,
    버링 가공 및 탭핑 가공에 의하여 형성된 볼트 체결을 위한 버링부를 포함하고,
    상기 볼트는 M3 볼트이고,
    상기 버링부는, 직경이 1.0~1.4mm인 피어싱 홀과 상기 피어싱 홀과 중첩되면서 직경이 3.2~3.6mm인 개구부를 갖는 버링 다이를 이용하는 버링 가공에 의하여 형성되는 바텀 샤시.
  14. 삭제
  15. 제13 항에 있어서,
    상기 버링부의 높이는 0.9~1.3mm인 바텀 샤시.
  16. 탄소(C): 0.001~0.1 중량%, 실리콘(Si): 0.002~0.05 중량%, 망간(Mn): 0.28~2.0 중량% 및 잔부 철과 기타 불가피한 불순물을 포함하는 내부층, 상기 내부층 상에 형성되는 전기아연도금층 및 상기 전기아연도금층 상에 형성되는 고분자 크롬프리 오염방지층의 적층 구조로 이루어지고 0.5~0.9mm의 두께를 갖는 강판을 이용하여 형성되고,
    버링 가공 및 탭핑 가공에 의하여 형성된 볼트 체결을 위한 버링부 및 일면에서 타면 방향으로 돌출된 돌기부를 포함하고,
    상기 버링부는 상기 돌기부 내에 상기 타면에서 상기 일면 방향으로 형성되고,
    상기 돌기부의 높이가 증가할수록 상기 버링부의 높이는 감소하는 바텀 샤시.
  17. 탄소(C): 0.001~0.1 중량%, 실리콘(Si): 0.002~0.05 중량%, 망간(Mn): 0.28~2.0 중량% 및 잔부 철과 기타 불가피한 불순물을 포함하는 내부층, 상기 내부층 상에 형성되는 전기아연도금층 및 상기 전기아연도금층 상에 형성되는 고분자 크롬프리 오염방지층의 적층 구조로 이루어지고 0.5~0.9mm의 두께를 갖는 강판을 이용하여 형성되고,
    버링 가공 및 탭핑 가공에 의하여 형성된 볼트 체결을 위한 버링부를 포함하고,
    상기 볼트는 M4 볼트이고,
    상기 버링부는, 직경이 1.4~1.8mm인 피어싱 홀과 상기 피어싱 홀과 중첩되면서 직경이 4.2~4.6mm인 개구부를 갖는 버링 다이를 이용하는 버링 가공에 의하여 형성되는 바텀 샤시.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 버링부의 높이는 1.2~1.6mm인 바텀 샤시.
  19. 탄소(C): 0.001~0.1 중량%, 실리콘(Si): 0.002~0.05 중량%, 망간(Mn): 0.28~2.0 중량% 및 잔부 철과 기타 불가피한 불순물을 포함하는 내부층, 상기 내부층 상에 형성되는 전기아연도금층 및 상기 전기아연도금층 상에 형성되는 고분자 크롬프리 오염방지층의 적층 구조로 이루어지고 0.5~0.9mm의 두께를 갖는 강판을 이용하여 형성된 바텀 샤시를 제공하는 단계;
    상기 바텀 샤시에 버링 가공 및 탭핑 가공을 수행하여 볼트 체결을 위한 버링부를 형성하는 단계; 및
    소정 물체의 관통홀에 상기 볼트를 관통시키면서 상기 버링부에 상기 볼트를 체결하여 상기 바텀 샤시와 상기 소정 물체를 결합시키는 단계를 포함하고,
    상기 버링 가공은,
    상기 바텀 샤시에 피어싱 홀을 형성하는 단계;
    상기 피어싱 홀보다 큰 직경의 개구부를 갖는 버링 다이를 상기 피어싱 홀과 상기 개구부가 중첩되도록 상기 바텀 샤시의 일면에 배치하는 단계; 및
    상기 바텀 샤시의 타면에서 상기 일면 방향으로 상기 피어싱 홀보다 큰 직경을 갖는 버링 툴을 상기 피어싱 홀로 밀어넣는 단계를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  20. 탄소(C): 0.001~0.1 중량%, 실리콘(Si): 0.002~0.05 중량%, 망간(Mn): 0.28~2.0 중량% 및 잔부 철과 기타 불가피한 불순물을 포함하는 내부층, 상기 내부층 상에 형성되는 전기아연도금층 및 상기 전기아연도금층 상에 형성되는 고분자 크롬프리 오염방지층의 적층 구조로 이루어지고 0.5~0.9mm의 두께를 갖는 강판을 이용하여 형성되고, 버링 가공 및 탭핑 가공에 의하여 형성된 볼트 체결을 위한 버링부를 포함하는 바텀 샤시; 및
    상기 버링부에 대응하는 관통홀을 갖는 소정 물체를 포함하고,
    상기 볼트가 상기 관통홀을 관통하여 상기 버링부에 체결되어 상기 바텀 샤시와 상기 소정 물체가 결합되고,
    상기 바텀 샤시는 일면에서 타면 방향으로 돌출된 돌기부를 포함하고,
    상기 버링부는 상기 돌기부 내에 상기 타면에서 상기 일면 방향으로 형성되고,
    상기 돌기부의 높이가 증가할수록 상기 버링부의 높이는 감소하는 액정 표시 장치.
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