KR101782510B1 - 곡면형상을 가지는 표시소자의 조립장치 및 조립방법 - Google Patents

곡면형상을 가지는 표시소자의 조립장치 및 조립방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 곡면형상을 가지는 표시소자를 조립하기 위한 표시소자의 조립장치 및 조리방법에 관한 것으로, 표시소자의 조립장치는 곡률을 가지는 함몰부를 포함하는 테이블; 곡률을 가지는 메인 프레임 및 평판의 패널을 상기 함몰부로 이송시키는 이송장치; 및 상기 함몰부에서 상기 메인 프레임에 상기 패널을 고정시키는 지그;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

곡면형상을 가지는 표시소자의 조립장치 및 조립방법 {Apparatus and Method for assembling display device with curved shape}
본 발명은 곡면형상을 가지는 표시소자를 조립하기 위한 표시소자의 조립장치 및 조리방법에 관한 것이다.
액정패널을 곡면상태로 만들어 조립하는 액정표시소자가 개발 중에 있으며, 향후 다양한 분야에서 적용될 것으로 예상된다. 현재, 곡면상태의 액정표시소자는 별도의 조립장치가 개발되지 않아 수작업에 의해 조립되고 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 종래기술에 따른 곡면형상을 가지는 액정표시소자의 조립방법을 설명하면 다음과 같다.
도 1a 내지 도 1c는 종래기술에 따른 곡면형상을 가지는 액정표시소자의 조립방법에 대한 순서도이다.
도 1a와 같이, 작업자가 곡면을 가지는 메인 프레임(22)을 준비한다. 메인 프레임(20)은 접촉부(22a)와 홀더부(22b)를 포함한다. 도 1b와 같이, 작업자가 양손으로 평판으로 제작된 액정패널(10)의 양측을 잡고 메인 프레임(22) 상에 위치시킨 후, 액정패널(10)의 양측을 구부린다. 그리고, 도 1c와 같이, 액정패널(10)의 주변부를 메인 프레임(22)의 접촉부(22a)와 홀더부(22b) 사이에 삽입시킨 후, 액정패널(10)이 안착된 메인 프레임(22)에 내부 프레임(30) 및 백라이트 어셈블리(40)를 순차적으로 조립시킨다.
액정패널(10)은 곡면의 형태를 가지기 위하여 매우 얇은 기판을 사용하여 제작되므로, 액정패널(10)이 허용하는 충격 및 휨 능력의 범위 안에서 조립작업이 실행되어야 한다. 그런데, 수작업의 특성상, 작업자가 액정패널(10)을 휠 때, 특정부분에 힘이 집중되어 액정패널(10)의 파손이 쉽게 발생할 수 있고, 또한, 작업자의 숙련도에 따라 불량율의 차이가 발생한다.
상기와 같은 문제를 해결하기 위해, 본 발명은 곡면형상을 가지는 메인 프레임과 평판 형상의 표시패널을 테이블의 함몰부에 위치시키고, 지그를 사용하여 표시패널을 균일하게 가압하여 메인 프레임에 고정시키는 곡면형상을 가지는 표시소자의 조립장치 및 조립방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 곡률을 가지는 함몰부를 포함하는 테이블; 곡률을 가지는 메인 프레임 및 평판의 패널을 상기 함몰부로 이송시키는 이송장치; 및 상기 함몰부에서 상기 메인 프레임에 상기 패널을 고정시키는 지그;를 포함하는 표시소자의 조립장치를 제공한다.
상기 지그는 반원형의 몸체부, 상기 몸체부를 감싸고 상기 패널과 접촉하는 완충부, 및 상기 몸체부를 이동시키는 이동축을 포함하는 표시소자의 조립장치를 제공한다.
상기 몸체부는 알루미늄 또는 스테인레스 스틸로 형성되고, 상기 완충부는 플라스틱, 실리콘 고무, 및 우레탄 중 하나를 선택하여 형성되는 표시소자의 조립장치를 제공한다.
상기 함몰부는 제 1 곡률반경을 가지는 곡면으로 형성되고, 상기 지그는 상기 제 1 곡률반경보다 작은 제 2 곡률반경을 가지는 표시소자의 조립장치를 제공한다.
상기 메인 프레임은 상기 액정패널의 주변부와 접촉하는 접촉부와 상기 액정패널을 고정시키는 홀더부를 포함하고, 상기 지그의 유동에 의해 상기 액정패널의 주변부가 상기 접촉부와 상기 홀더부 사이에 위치하여 고정되는 표시소자의 조립장치를 제공한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 테이블의 함몰부에 곡률을 가지는 메인 프레임을 위치시키는 단계; 상기 메인 프레임 상에 평판의 패널을 위치시키는 단계; 및 상기 함몰부에 지그를 유동시켜, 상기 메인 프레임의 접촉부와 홀더부 사이에 패널의 주변부를 삽입시키는 단계;를 포함하는 표시소자의 조립방법을 제공한다.
상기 패널이 고정된 상기 메인 프레임의 상기 접촉부와 상기 홀더부 사이에 내부 프레임을 인입시키는 단계; 및 상기 내부 프레임이 결착된 상기 메인 프레임에 백라이트 어셈블리를 결합시키는 단계;를 더욱 포함하는 표시소자의 조립방법을 제공한다.
상기 메인 프레임의 접촉부와 상기 홀더부 사이에 상기 내부 프레임은 억지끼워맞춤 방식을 이용하여 고정시키는 표시소자의 조립방법을 제공한다.
본 발명은 곡면형상을 가지는 메인 프레임과 평판 형상의 표시패널을 테이블의 함몰부에 위치시키고, 지그를 사용하여 표시패널을 균일하게 가압하여, 손상없이 표시패널을 메인 프레임에 고정시킬 수 있다.
도 1a 내지 도 1c는 종래기술에 따른 곡면형상을 가지는 액정표시소자의 조립방법에 대한 순서도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 곡면형상을 가지는 표시소자의 분해 사시도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 곡면형상을 가지는 액정표시소자의 조립장치에 대한 개략도
도 4a 내지 도 4e는 본 발명에 따른 조립장치를 이용한 표시소자의 조립방법을 도시한 순서도
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 널리 이용되고 있는 액정표시소자, 유기전계 발광소자, 전계방출 디스플레이, 및 플라즈마 디스플레이와 같은 평판 디스플레이를 조립장치를 이용하여 조립할 수 있으며, 대표적으로 액정표시소자에 대하여 설명한다. 액정표시소자를 제외한 다른 평판 디스플레이에서도 하기에서 설명하는 액정표시소자와 유사한 방법으로 조립이 가능하다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 곡면형상을 가지는 표시소자의 분해 사시도이다.
곡면형상으로 조립되는 액정표시소자(110)는 메인 프레임(main frame)(120), 액정패널(130), 내부 프레임(interior frame)(140), 및 백라이트 어셈블리(backlight assembly)(150)를 포함하여 구성된다.
메인 프레임(120)은 액정패널(130)을 노출시키는 중공(122)과 액정패널(130)의 주변부를 지지하는 지지부(124)로 구성된다. 중공(122)의 내주연에는 액정패널(130)의 주변부와 접촉하는 접촉부(124a)와 액정패널(130)의 주변부를 고정시키는 홀더부(124b)가 형성된다. 접촉부(124a)와 홀더부(124b) 사이는 액정패널(130)의 주변부와 내부 프레임(140)이 삽입될 수 있는 대략적으로 10mm 정도의 간격을 가진다. 지지부(124)는 수평면을 가지는 측면부(126)와 만곡형상의 곡면으로 형성되는 곡면부(128)를 포함한다. 메인 프레임(120)은 스테인레스 스틸(stainless steel)과 같은 재질을 이용하여 제작한다.
액정패널(130)은 메인 프레임(120)의 접촉부(124a)와 홀더부(124b) 사이에 위치한다. 액정패널(130)은 도면으로 도시하지 않았지만, 어레이 기판, 컬러필터 기판 및 어레이 기판과 컬러필터 기판 사이의 액정층으로 구성된다. 그리고, 어레이 및 컬러필터 기판은 매우 얇은 유리기판을 사용하여 제작한다. 어레이 및 컬러필터 기판은 액정패널(130)이 곡면으로 구부려질 수 있도록, 대략적으로 0.1 내지 0.2mm 정도의 두께로 제작되므로, 액정패널(130)은 대략적으로 0.2 내지 0.4mm 정도의 두께를 가진다. 어레이 및 컬러필터 기판이 대단히 얇은 두께로 제작되기 때문에, 충격량 및 휨의 한계를 고려하여 액정패널(130)의 곡률반경은 대략적으로 1000mm 정도로 설정한다. 물론, 어레이 및 컬러필터 기판을 더욱 얇게 제작한다면, 액정패널(130)의 곡률반경은 1000mm 이하로 설정될 수 있다.
내부 프레임(140)은 메인 프레임(120)의 접촉부(124a)와 홀더부(124b) 사이에 결착되어 액정패널(130)의 이탈을 방지하는 기능을 한다. 메인 프레임(120)에서 접촉부(124a)와 홀더부(124b) 사이에는 내부 프레임(140)을 수용할 수 있는 수용공간이 생성되고, 수용공간에 내부 프레임(140)이 인입된다. 내부 프레임(140)은 메인 프레임(120)의 수용공간보다 약간 크게 제작되고, 내부 프레암(140)의 탄성을 이용하여 수용공간에 억지끼워 맞춤의 방식으로 결착시킨다. 내부 프레임(140)은 메인 프레임(140)의 수용공간에 인입되어 액정패널(130)의 주변부를 가압하므로, 액정패널(130)이 메인 프레임(140)으로부터 이탈되는 것을 방지한다. 내부 프레임(140)은 억지끼워맞춤이 가능하도록 탄성계수가 높은 수지계열의 물질로 제작된다.
백라이트 어셈블리(150)는 액정패널(130)에 빛을 공급하는 기능을 하며, 확산판(도시하지 않음)을 포함한 광학시트(152)와, 다수의 램프(도시하지 않음) 및 반사판(도시하지 않음) 등을 포함한 램프 조립부(154)를 포함한다. 백라이트 어셈블리(150)의 램프 조립부(154)는 메인 프레임(120)과 동일한 곡률을 가진다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 곡면형상을 가지는 액정표시소자의 조립장치에 대한 개략도이다.
도 3과 같이, 곡면형상을 가지는 액정표시소자의 조립장치(160)는, 테이블(table)(170), 지그(jig)(180) 및 이송장치(190)를 포함한다.
테이블(170)은 평면부(172)와 도 2의 액정표시소자(110)의 조립공간을 제공하는 함몰부(174)를 포함한다. 함몰부(174)에는 도 2의 메인 프레임(120)과 접촉하여 지지하도록 반원형의 곡면이 형성된다. 함몰부(174)의 곡률은 도 2의 메인 프레임(120)의 곡률과 동일하다.
지그(180)는 반원형으로 형성되는 몸체부(182), 몸체부(182)를 감싸는 완충부(184) 및 몸체부(182)의 중앙 상부에 연결되는 이동축(186)을 포함하여 구성된다. 몸체부(182)는 알루미늄 및 스테인레스 스틸과 같은 경질의 재질을 사용하여 형성하고, 도 2의 액정패널(130)과 접촉하는 완충부(184)는 탄성을 가지고 있으며 도 2의 액정패널(130)에 손상을 주지 않는 물질인, 플라스틱, 실리콘 고무, 및 우레탄 중 하나는 선택하여 사용한다. 이동축(186)은 함몰부(174)의 곡률을 따라 몸체부(182)를 이동시키는 기능을 한다.
지그(180)의 곡률반경은 도 2의 메인 프레임(120)의 곡률반경보다 작다. 도 2의 메인 프레임(120)의 곡률반경은 도 2의 액정패널(130)의 곡률반경과 동일하게 1000mm 정도로 설정하면, 지그(180)의 곡률반경은 1000mm 이하로 설정된다. 이때, 함몰부(172)의 곡률반경은 도 2의 메인 프레임(120)의 곡률반경과 동일하게 설정된다. 지그(180)가 테이블(170)의 함몰부(174)의 내부를 이동하면서, 도 2의 메인 프레임(120)의 접촉부(124a) 및 홀더부(124b) 사이에 도 2의 액정패널(130)을 고정시키기 때문에, 지그(180)의 곡률반경은 함몰부(172)의 곡률반경과 비교하여 최소한 같거나 작게 형성되어야 한다.
함몰부(174)를 위에서 내려다보면 제 1 너비(W1)를 가지는 단축과 제 1 간격(D1)을 가지는 장축을 가지는 장방형으로 형성된다. 함몰부(172)의 내부에서 지그(180)가 장축과 평행한 방향으로 유동하기 위하여, 함몰부(172)의 제 1 간격(D1)과 제 1 너비(W1) 각각은 지그(180)의 제 2 간격(D2)과 제 2 너비(W2)보다 크게 형성한다. 그리고, 도 2의 메인 프레임(120)에서 중공(122)의 제 3 너비(W3)는 지그(180)의 제 2 너비(W2)보다 작게 형성된다. 따라서, 도 2의 액정패널(130)이 탄성을 가지고 있으므로, 도 2의 액정패널(130)의 상부에 지그(180)가 이동되면서 도 2의 액정패널(130)의 주변부가 도 2의 메인 프레임(120)의 접촉부(124a)와 홀더부(124b) 사이에 위치된다.
이송장치(190)는 도 2의 메인 프레임(120), 액정패널(130), 내부 프레임(140) 및 백라이트 어셈블리(150)를 테이블(170)의 함몰부(174)로 이송시키는 기능을 한다. 이송장치(190)는 이송 대상물을 포획하여 이송시키는 포집수단(192)을 포함하고, 포집수단(192)은 도면으로 도시하지 않았지만 이송 대상물의 4 개의 모서리를 잡고 이동시킬 수 있는 로봇암 등을 포함할 수 있다.
도 4a 내지 도 4e는 본 발명에 따른 조립장치를 이용한 표시소자의 조립방법을 도시한 순서도이다.
도 4a와 같이, 이송장치(190)를 이용하여 메인 프레임(120)을 테이블(170)의 함몰부(174) 상에 위치시킨다. 메인 프레임(120)의 곡면부(128)는 함몰부(174)의 내부에 삽입되어 함몰부(174)의 저면에 의해 지지된다. 메인 프레임(120)의 측면부(126)는 함몰부(174)의 내부에 삽입되지 않고, 함몰부(174)의 양측면에 인접한 평면부(174)에 거치된다. 메인 프레임(120)의 곡면부와 함몰부(174)는 일치되는 곡률반경을 가지고 있고, 메인 프레임(120)의 측면부(126)가 테이블(170)의 평면부(172)에 거치되어 있어, 메인 프레임(120)은 테이블(170)에서 유동하지 않는다.
도 4b와 같이, 이송장치(190)를 이용하여 액정패널(130)을 메인 프레임(120)이 안착한 테이블(170)의 함몰부(174) 상에 위치시킨다. 액정패널(130)은 평판상태이므로, 단지 메인 프레임(120)의 상부에 거치된다.
도 4c와 같이, 메인 프레임(120) 상에 위치한 액정패널(130)의 상부에 지그(180)를 위치시키고, 이동축(182)을 사용하여 지그(180)를 함몰부(174)의 내부에서 유동시키면서 액정패널(130)을 가압하면, 메인 프레임(120)의 접촉부(124a)와 홀더부(124b) 사이에 액정패널(130)의 주변부가 삽입된다. 따라서, 지그(180)의 가압에 의해 액정패널(130)은 메인 프레임(120)의 곡률반경을 따라 고정된다.
지그(180)가 이동하면서 함몰부(172)의 내부에서 액정패널(130)을 가압할 때, 액정패널(130)은 연질의 탄성재질로 이루어진 지그(180)의 완충부(184)와 접촉하기 때문에 손상되지 않는다. 또한, 지그(180)의 너비가 액정패널(130)의 너비보다 작고 가압에 의해 액정패널(130)이 횡축뿐만 아니라 종축으로도 휘어지기 때문에 용이하게 메인 프레임(120)의 접촉부(124a)와 홀더부(124b) 사이에 액정패널(130)의 주변부가 삽입된다.
도 4d와 같이, 액정패널(130)이 안착한 메인 프레임(120) 상에 이송장치(180)를 이용하여 내부 프레임(140)을 위치시킨다. 내부 프레임(140)은 메인 프레임(120)의 접촉부(124a)와 홀더(124b) 사이에 삽입되어 액정패널(130)이 메인 프레임(120)으로부터 이탈되는 것을 방지하는 기능을 한다. 메인 프레임(120)에서 접촉부(124a)와 홀더부(124b) 사이에 내부 프레임(140)을 수용할 수 있는 수용공간이 생성되고, 내부 프레임(140)이 수용공간에 인입되어 결착된다. 내부 프레임(140)은 메인 프레임(140)의 수용공간에 인입되어 홀더부(124b)를 가압하므로, 액정패널(130)이 메인 프레임(140)으로부터 이탈되는 것을 방지한다.
도 4e와 같이, 접촉부(124a)와 홀더부(124b) 사이에 액정패널(130)이 위치하고, 수용공간에 내부 프레임(140)이 결합된 메인 프레임(120) 상에 이송장치(190)를 이용하여 백라이트 어셈블리(150)를 위치시키고, 백라이트 어셈블리(150)를 메인 프레임(120)과 결합시킨다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (8)

  1. 곡률을 가지는 함몰부를 포함하는 테이블;
    곡률을 가지는 메인 프레임 및 내부 프레임과 평판의 패널을 상기 함몰부로 이송시키는 이송장치; 및
    상기 함몰부에서 상기 메인 프레임에 상기 패널을 고정시키는 지그;
    를 포함하며,
    상기 메인 프레임은 상기 패널의 주변부와 접촉하는 접촉부와 상기 패널을 고정시키는 홀더부를 포함하고,
    상기 지그의 유동에 의해 상기 패널의 주변부가 상기 접촉부와 상기 홀더부 사이에 위치되며,
    상기 내부 프레임은 상기 패널의 주변부와 상기 홀더부 사이에 인입되어 상기 패널을 고정하는
    표시소자의 조립장치.


  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 지그는 반원형의 몸체부, 상기 몸체부를 감싸고 상기 패널과 접촉하는 완충부, 및 상기 몸체부를 이동시키는 이동축을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시소자의 조립장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 몸체부는 알루미늄 또는 스테인레스 스틸로 형성되고, 상기 완충부는 플라스틱, 실리콘 고무, 및 우레탄 중 하나를 선택하여 형성되는 것을 특징으로 하는 표시소자의 조립장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 함몰부는 제 1 곡률반경을 가지는 곡면으로 형성되고, 상기 지그는 상기 제 1 곡률반경보다 작은 제 2 곡률반경을 가지는 것을 특징으로 하는 표시소자의 조립장치.


  5. 삭제
  6. 테이블의 함몰부에 곡률을 가지는 메인 프레임을 위치시키는 단계;
    상기 메인 프레임 상에 평판의 패널을 위치시키는 단계;
    상기 함몰부에 지그를 유동시켜, 상기 메인 프레임의 접촉부와 홀더부 사이에 패널의 주변부를 삽입시키는 단계; 및
    상기 패널의 주변부와 상기 홀더부 사이에 내부 프레임을 인입시키는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시소자의 조립방법.

  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 내부 프레임이 인입된 상기 메인 프레임에 백라이트 어셈블리를 결합시키는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 표시소자의 조립방법.

  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 패널의 주변부와 상기 홀더부 사이에 상기 내부 프레임은 억지끼워맞춤 방식을 이용하여 고정시키는 것을 특징으로 하는 표시소자의 조립방법.
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