CN103158251B - 用于制造导光板的压模以及其制造方法 - Google Patents

用于制造导光板的压模以及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于制造导光板的压模及其制造方法，更具体地，涉及这样的用于制造导光板的压模及其制造方法，其中通过在基础材料的一个面上镀敷而形成第一图案，并且在所形成的第一图案上附加地形成第二图案，使得从光源发射的光可以被全反射，因而最小化光损失和功率消耗，并且向导光板的整个表面以高亮度均匀地发射光。

Description

用于制造导光板的压模以及其制造方法
技术领域
本发明涉及用于制造导光板的压模及其制造方法，更具体地，涉及用于制造导光板的压模及其制造方法，其中通过在基础材料的一个面上镀敷而形成第一图案，并且在所形成的第一图案上附加地形成第二图案，使得从光源发射的光可以被全反射，因而最小化光损失和功率消耗，并且向导光板的整个表面以高亮度均匀地发射光。
背景技术
一般地，液晶显示器（LCD）已经被广泛使用作为笔记本计算机、电视机、便携式设备等的显示装置，因为它可以被设计成更薄的膜，对于大屏幕和高分辨率显示装置而言，比阴极射线管（CRT）或者等离子体显示面板（PDP）消耗更低的功率，并且成本更低。
这种LCD自身不能发射光，因而包括背光单元。
通常，背光单元包括：导光板，该导光板均匀地散射来自诸如冷阴极荧光灯（CCFL）或者发光二极管（LED）这样的光源的光；反射片，该反射片被布置在导光板下方并且反射光以防止光损失；以及扩散板和棱镜片，被叠置在导光板上并且扩散和汇聚来自导光板的光。
例如，如果背光单元采用LED作为光源，用于导光板成板的第一图案设计非常重要，因为这种点光源难以没有光损失地发射在整个导光板上具有均匀亮度的光。
另外，在光被从光源向上发射穿过导光板，散射反射等造成光损失并且降低亮度。此外，难以通过排列光源来均匀化光的亮度。另外，导光板上需要多个扩散和棱镜片以确保通过导光板散射或者扩散的光的适当亮度，因而增加生产成本。
发明内容
因此，为了解决以上问题做出本发明，并且本发明的一个方面是提供用于制造导光板的压模以及其制造方法，其中在形成于压模的表面上的第一图案上二次形成第二图案，从而经第一图案汇聚的光可以被第二图案全反射，以最小化光损失并且改进光的均匀性和笔直性（rightness），因而将现有的四片结构减少为1-2片的结构，并且降低了生产成本。
根据本发明的示例性实施方式的，提供一种用于制造导光板的压模，所述压模包括：压模基础材料；形成在所述压模基础材料上的光刻胶（PR）；以及通过如下操作形成所述第一图案：从用于第一图案的区域去除PR并且留下无图案PR，通过仅仅对无图案PR之间的去除了PR的图案区域进行镀敷来沉积镀敷材料，以及剥离无图案PR形成的第一图案。
此外，通过金刚石刀具或者激光加工可以在所述第一图案的顶表面上附加地形成第二图案。
第二图案可以具有连续的V形凹槽棱镜或者不连续的V形凹槽。
可以以规则或者不规则间隔设置所述第一图案，并且所述第一图案具有截面为圆形、椭圆形和多边形或者其组合的柱状形状；所述第一图案成型为多面体、截头圆锥、或者截头棱锥。
所述第二图案可以使所述棱镜的峰和谷平行于所制造的导光板的光源的对准轴线。
此外，如果光源被排列在导光板的角部，则所述第二图案可以具有分别平行于光源的两个对准轴线的两个方向的棱镜。
同时，一种用于制造导光板的压模的制造方法，所述方法包括：在压模基础材料上形成PR，通过从用于第一图案的区域去除PR对PR构图以仅仅留下无图案PR，通过仅仅在无图案PR之间的去除了PR的图案区域中进行镀敷来形成第一图案，并且剥离无图案PR。
可以通过在压模基础材料上涂布和硬化液体PR或者在压模基础材料上层压固体膜PR来形成PR。
通过在形成了所述第一图案的光掩模与PR接触时对PR进行曝光和显影来对PR构图，或者仅仅对PR上不形成所述第一图案的区域施加激光来对PR构图。
可以按照以下方式形成所述第一图案：所述压模基础材料被布置在填充了包含还原剂的电镀液和无电镀液的镀敷槽中，并且利用通过电镀液和无电镀液的氧化还原反应使金属被选择性地沉积到用作催化剂的过渡元素的压模基础材料表面的方法，镀敷材料被仅仅电沉积到通过去除PR而露出的压模基础材料的区域，从而形成所述第一图案。
可以通过将金属的镀敷材料放置在设置有超声波振动器和搅拌器的镀敷槽中并且以超声波方式电沉积所述金属来形成所述第一图案。
此外，通过金刚石刀具或者激光加工可以在所述第一图案的顶表面上附加地形成第二图案。
第二图案可以具有连续的V形凹槽棱镜或者不连续的V形凹槽。
所述第二图案可以使所述棱镜的峰和谷平行于所制造的导光板的光源的对准轴线。
此外，如果光源被排列在导光板的角部，则所述第二图案可以具有分别平行于光源的两个对准轴线的两个方向的棱镜。
附图说明
结合附图对示例性实施方式进行以下描述，本发明的以上和/或其它方面将变得明显并且更容易理解，其中：
图1是示意地示出制造根据本发明的一种实施方式的压膜的处理的流程图；
图2是图1的每一个处理的示意图；
图3是示意地示出通过图1制造的具有第一图案和第二图案的压模的立体图；
图4示出根据本发明的一种实施方式的、在其一个边上形成了光源的导光板；
图5示出根据本发明的一种实施方式的、在其角部形成了光源的导光板；以及
图6a-6d示意地示出根据本发明的各个实施方式的第一图案。
具体实施方式
在下文，将参照附图描述用于形成根据本发明的薄膜的沉积设备的示例性实施方式。
此处所用的术语“导光板”被定义为不仅仅指示在LCD显示设备的背光中使用并且导光的构造，而且指示用于无损失地引导诸如LED这样的光源产生的光的构造。
图1是示意地示出制造根据本发明的一种实施方式的压膜的处理的流程图，图2是图1的每一个处理的示意图，以及图3是示意地示出通过图1制造的具有第一图案和第二图案的压模的立体图。
参照图1到图3，通过将压模基础材料10切割为适当大小来制备压模基础材料10，并且在压模基础材料上形成光刻胶（在下文，称为“PR”）20（S110，参照图2的“(a)”）。
压模基础材料10可以由STAVAX（镍和铬的合金钢）、紫铜、黄铜等金属和涂布银镜的玻璃制成。具体地，压模基础材料10可以由不锈钢（SUS）制成。
在此，形成PR20的方法包括从压模基础材料10的表面去除外界材料并且将其清洁；通过旋涂等在压模基础材料上涂覆液体PR，通过软烤硬化。
另选地，通过在压模基础材料上层压干燥的膜光刻胶（DFR）来形成。
在PR20被形成在压模基础材料上之后，PR20被构图以去除与要形成第一图案的区域相对应的PR，并且留下与不形成第一图案的区域相对应的无图案的PR210（S120）。
更具体地，在PR20被形成在压模基础材料10上之后，在接触光掩模30的同时PR20被曝光于紫外光（UV），并且被显影以留下与不形成第一图案的区域相对应的无图案的PR210，并且去除与要形成第一图案的区域相对应的PR。在此，光掩模30被划分为用于去除PR的区域和用于留下PR的区域。
如果PR20是正型，则光掩模30包括与用于留下PR的区域相对应的光阻挡部分和与用于去除PR的区域相对应的透明部分，如图2的（b1）所示。因而，UV通过透明部分与PR反应，从而仅仅对应于透明部分的PR可以被去除，留下对应于光阻挡部分的PR210。
另一方面，如果PR20是负型，则光掩模30包括与用于留下PR的区域相对应的透明部分和与用于去除PR的区域相对应的光阻挡部分。因而，仅仅对应于UV被光阻挡部分阻挡的区域的PR被去除。
上述方法采用光掩模来对PR构图，但是本发明不限于此。另选地，如图2的（b2）所示，可以使用激光直接对PR构图。
更具体地，激光被仅仅施加到形成了PR20的压膜基础材料10上的要形成第一图案的区域，因此，仅仅对应于要形成第一图案的区域的PR被去除，仅仅留下无图案的PR210，因而对PR构图。
在PR被按照以上构图之后，通过电镀敷和无电镀敷，在非PR区域（其中去除了PR）中形成第一图案40（S130，参见图2的“(c)”）。
更具体地，仅仅具有无图案PR210的压模基础材料的表面被清洁，接着，压模基础材料被放置在充有包含还原剂的电镀液和无电镀液的镀敷槽中。利用通过电镀液和无电镀液的氧化还原反应使金属被选择性地沉积到用作催化剂的过渡元素的压模基础材料表面的方法，镀敷材料被仅仅电沉积到通过去除PR而露出的压模基础材料的区域，因而形成第一图案40。
由于压模基础材料10由金属制成，金属的镀敷材料被仅仅电沉积到基础材料露出的区域，因而形成浮凸的第一图案40。
另选的，金属的镀敷材料可以被放置到设置了超声波振动器的镀敷槽中，因而金属被超声波电沉积到压模基础材料10露出的区域，因而形成浮凸的第一图案40。
在镀敷中使用的镀敷材料可以包括镍、镍磷、紫铜、磷、钴合金等。
在浮凸的第一图案被形成在压模基础材料上之后，剩余在基础材料上的PR被剥离并且去除（S140，参见图2的“(d)”）。
根据此实施方式，通过镀敷代替从压模基础材料10转印压模，通过镀敷仅仅第一图案40被形成以浮凸在压模基础材料10上，使得压模基础材料和第一图案异质地形成，因而最小化在镀敷中使用的金属的量。相应地，因为转印的压模基础材料直接用作压模，因此能够降低生产压模的成本并且有效地使用资源。
在如上所述PR被去除之后，在压模基础材料上形成的第一图案的表面被金刚石刀头等切割工具粗磨并且抛光。
当通过镀敷在压模基础材料10形成第一图案40时，第一图案的顶表面不平坦而是具有金属颗粒的粗糙面。因此，需要粗磨或者抛光加工以使表面像镜子一样光滑。
在如上所述第一图案40的表面被加工之后，在第一图案40的顶表面上形成第二图案（S150）。
更具体地，通过用激光或者金刚石刀头加工第一图案40的顶表面来形成第二图案50以使得该第二图案具有其中连续地形成V形凹槽的棱镜形状，或者具有不连续地形成V形凹槽的形状。
也就是说，根据本发明的实施方式，第一图案具有其中第二图案50形成在第一图案40上的双图案结构。因此，被第一图案40汇聚的图案被第二图案50全反射并且从导光板的顶部射出，使得可以没有光损失并且以均匀亮度从导光板的顶部发射光。
另选地，根据本发明的一种实施方式的第二图案可以具有弯曲的U形凹槽，代替V形凹槽。优选地，第二图案可以具有半圆形凹槽。因为半圆形的第二图案可以用作使得入射光垂直于其表面出射的凸透镜，因此半圆形的第二图案可以让光以高亮度沿直线行进。
此外，第二图案50依赖于光源的排列位置定向。
为了全反射从光源发射的光，光源的排列方向必须与第二图案的峰和谷的轴线方向平行对准。
因此，如果如图4所示光源被排列在侧边（轴A-A'），则形成在第一图案上的第二图案的棱镜可以在平行于轴线A-A'的方向定向。
此外，如果如图5所示光源被排列在角上，则排列在各个角上的光源具有两个排列的轴线（轴线B-B'和C-C'），因而形成在第一图案上的第二图案的两个棱镜可以分别按照平行于两个轴线的网格方向定向。
在本实施方式中，第一图案具有圆形截面的圆柱形，但是本发明不限于此。另选地，如图6a所示，第一图案可以成型为：具有诸如三角形、四边形、矩形等多边形截面的多面体；具有椭圆截面的椭圆柱；截头圆锥或者截头棱锥；点图案，通过回流处理具有弯曲的横向侧边。
此外，如图6b所示，通过激光或者金刚石刀头可以直接在第一图案上形成第二图案50以具有V形凹槽，其中V形凹槽不连续形成。
另外，如图6c所示，第二图案50可以形成为具有连续或者断续的U形凹槽（优选地，半圆形凹槽）。
另外，第一图案40上的V形凹槽的数量可以依赖于光源的位置改变，以用均匀亮度向上发射光。
更具体地，更接近光源的第一图案40可以具有较小角度的V形凹槽，但是离光源的更远的第一图案40可以具有更大角度的V形凹槽。因而，如图6d所示，相对于接近光源的第一图案40上的V形凹槽的深度H1，离光源远的第一图案40上的V形凹槽的深度H2逐渐增加。
另选地，V形凹槽可以具有相同角度，但是随着第一图案40变得更远离光源而深度增加。
第一图案的形状可以依赖于用于对PR构图的光掩模的设计改变。
第一图案用于汇聚发射的光，因此，第一图案的大小和数量可以被设计为随着第一图案变得更远离光源而增加，从而以均匀亮度发射光。
因为压模具有对应于第一图案的浮凸图案，因此通过根据本实施方式的压模制造的导光板的第一图案是凹刻的。
然而，通过电成型复制，压模可以被制造为具有对应于第一图案的凹刻和浮凸图案。在此情况下，导光板的第一图案具有浮凸图案和凹刻图案。
然而，如果压模的第一图案是凹刻的使得导光板的第一图案是浮凸的，则当与其它光学片耦合时，在其耦合部分可能发生光损失和片研磨。因此，优选的是导光板用凹刻图案制造。
如上所述制造的压模被粘贴到模芯并且用于注射模制导光板，或者安装到用于静压力辊图案转印法的滚子的外周，以便贴着突出的导光板基础材料进行热挤压，因而形成第一图案。
在如上所述形成的导光板中，经第一图案汇聚的光通过第二图案全反射，因而确保均匀亮度，并且在整个导光板上保持高亮度和高吞吐量。
因此，能够减少排列在导光板上的扩散或者棱镜片的数量，因而降低生产成本并且增加处理效率。
根据本发明的一种实施方式，通过用于制造导光板的压模及其制造方法，压模被安装到模芯以便注射模制导光板或者安装到用于注射模制转印的辊子上以制造导光板，使得经第一图案汇聚的光通过第二图案全反射，因而具有在没有光损失的情况下以均匀的高亮度发射光并且降低功率消耗的效果。
尽管示出并且描述了本发明的多个示例性实施方式，但是应理解的是本领域技术人员在不背离本发明的实质和原理的情况下可以对这些实施方式进行修改，本发明的范围由所附的权利要求和等同物确定。
相关申请的交叉引用
本申请涉及2011年12月14日在韩国专利局提交的10-2011-0134212韩国专利申请的优先权，其完整内容在此通过引用并入。

Claims (11)

1.一种用于制造导光板的压模，所述压模包括：
压模基础材料；
形成在所述压模基础材料上的第一图案；
其中，形成所述第一图案的方法包括：
在所述压模基础材料上形成光刻胶PR；以及
通过如下操作形成所述第一图案：从用于所述第一图案的区域去除PR并且留下无图案PR，通过仅仅对所述无图案PR之间的去除了PR的图案区域进行以超声波方式电沉积与所述压模基础材料不同的镀敷材料来沉积镀敷材料，以及剥离所述无图案PR；以及
第二图案，通过金刚石刀具或者激光加工在所述第一图案的顶表面上形成第二图案，所述第二图案具有棱镜形状的连续或者不连续的V形凹槽，
其中，通过所述第二图案对由所述第一图案汇聚的光进行全反射。
2.根据权利要求1所述的压模，其中，所述第一图案被以规则或者不规则间隔设置，并且所述第一图案成型为具有截面为圆形、椭圆形和多边形或者其组合的柱状、多面体、截头圆锥或者截头棱锥形状。
3.根据权利要求1所述的压模，其中，随着距光源的距离增加，所述凹槽的深度增加。
4.根据权利要求1所述的压模，其中，平行于将被制造的导光板的光源的对准轴线设置所述棱镜形状。
5.根据权利要求4所述的压模，其中，如果所述光源被排列在将被制造的导光板的角部，则在分别平行于所述光源的两个对准轴线的两个方向上设置所述棱镜形状。
6.一种用于制造导光板的压模的制造方法，所述方法包括：
在压模基础材料上形成PR，通过从用于第一图案的区域去除PR对PR构图以仅仅留下无图案PR，
通过仅仅在无图案PR之间的去除了PR的图案区域中进行以超声波方式电沉积与所述压模基础材料不同的镀敷材料来形成所述第一图案，并且剥离所述无图案PR；以及
通过金刚石刀具或者激光加工在所述第一图案的顶表面上形成第二图案以对由所述第一图案汇聚的光进行全反射，所述第二图案具有棱镜形状的连续或者不连续的V形凹槽。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，通过在所述压模基础材料上涂布和硬化液体PR或者在所述压模基础材料上层压固体膜PR来形成PR。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，通过在形成了所述第一图案的光掩模与PR接触时对PR进行曝光和显影来对PR构图，或者仅仅对PR上不形成所述第一图案的区域施加激光来对PR构图。
9.根据权利要求6所述的方法，其中，平行于将被制造的导光板的光源的对准轴线设置所述棱镜形状。
10.根据权利要求6所述的方法，其中，如果光源被排列在将被制造的导光板的角部，则在分别平行于光源的两个对准轴线的两个方向上设置所述棱镜形状。
11.一种用于制造导光板的方法，所述方法包括：
将根据权利要求6到10中任意一项所述的制造方法所制造的压模粘贴到模芯并且之后注射模制所述导光板，或者将所述压模安装到辊子的外周并且之后通过紧贴着突出的导光板基础材料对所述辊子热挤压来转印图案。
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