CN106142531A - 用于超薄导光板的精密图案转印的辊模控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于超薄导光板的精密图案转印的辊模控制装置，尤其是涉及用于厚度小于0.3T的液晶显示器(LCD)背光灯超薄导光板的精密图案转印的辊模控制装置，更详细地，涉及用于精密图案转印的辊模控制装置，以不在非图案区域转印图案，仅可以在图案区域精密地转印图案的方式精密地控制辊子的位置，可使基于导光板母材的厚度变化的上部辊子通过可变位置及定压控制在多腔导光板的各个腔转印均匀的图案，可通过改善辊模方式防止导光板紧贴及卷绕于辊子。

Description

用于超薄导光板的精密图案转印的辊模控制装置

技术领域

本发明涉及用于超薄导光板的精密图案转印的辊模控制装置，更详细地，涉及用于厚度小于0.3T的液晶显示器背光灯超薄导光板的精密图案转印的辊模控制装置，以不在非图案区域转印图案，仅可以在图案区域精密地转印图案的方式精密地控制辊子的位置，可使基于导光板母材的厚度变化的上部辊子通过可变位置及定压控制在多腔导光板的各个腔转印均匀的图案，可通过改善辊模方式防止导光板紧贴及卷绕于辊子。

背景技术

导光板为用于使发出的光的损失最小化来传递的部件，通常，上述导光板广泛用于液晶显示器(LCD，Liquid Crystal Display)等的显示装置的背光灯。

在作为面光源的荧光灯中，背光灯被发光二极管(LED)代替，为了降低制造成本，为了以相对于发光二极管的数量高的亮度发光，导光板的作用日益变得重要。

通常，导光板为了提高亮度，并散射光来均匀地发光，在导光板的表面形成有点、棱镜等的图案。

以往，广泛使用的用于在导光板形成图案的方法为使平板的模具在导光板母材中热加压来转印图案的热印方法和使导光板母材通过上部辊子和下部辊子之间来转印图案的辊模方法，尤其，有用地使用有利于大面积导光板的精密图案转印的辊模方法。

为了通过辊模方法在导光板母材转印图案，使导光板母材在上部辊子和下部辊子之间定压移动，从而向导光板母材转印形成于上述上部辊子和下部辊子中的至少一个辊子外周的压模的图案。

图1为简要示出借助以往辊子工作控制机构控制辊子的压力的工作电路图。

参照图1，以往的辊子工作控制机构具有如下结构：通过电磁阀(sol v/v)投入的空气被根据加压侧压力变化以定压排出(Bleed off)的方式调节压力的定压控制阀调节压力，由此对辊子施加载荷。

但是，以往的辊子工作控制方法存在如下问题：因为了供电并对辊子施加载荷而供给空气的配管的长度，响应时间变慢，从而影响图案转印，导致发生未转印区域，从而降低转印效率。

并且，以往的辊子工作控制方法存在如下问题：若转印图案的导光板的厚度变厚，则加压侧的背压上升，但因定压控制阀的响应速度缓慢而使压力上升，并向导光板长度方向发生拉伸现象，从而改变图案，导致很难均匀地转印图案，并降低转印性。

即，以往的辊模方法存在如下问题：在适用于导光板母材的厚度不恒定，一侧的厚度较大且呈倾斜形态的导光板母材的情况下，很难准确地仅向图案区域内转印图案。

并且，以往的辊模方法存在如下问题：以往，维持上部辊子和下部辊子的间隔，以借助上部辊子的旋转摩擦力插入导光板母材的方式进行辊模，因此，根据导光板母材的厚度变化改变加压力，因初期导光板加压力而发生导光板横向拉伸，由此，因导光板母材厚度变化及加压力差异而发生图案尺寸变化，若因导光板母材的平面度变化而使厚度变薄，则产生图案未转印现象，从而因无法均匀转印多腔图案而发生降低生产率及收率的现象。

并且，以往的辊模方法存在如下问题：因没有可调节辊的左右侧平衡加压力的调节装置，因此，不能调节辊的左右压力变动变化，因而降低多腔导光板转印性，从而显著降低生产率。

发明内容

为了解决上述问题而提出的本发明的目的在于，提供用于精密图案转印的辊模控制装置，以不在非图案区域转印图案，仅可以在图案区域精密地转印图案的方式精密地控制辊子的位置，可使基于导光板母材的厚度变化的上部辊子通过可变位置控制在多腔的各个腔转印均匀的图案，可通过改善辊模方式防止导光板紧贴及卷绕。

为了实现上述目的，本发明的用于精密图案转印的辊模控制装置包括辊子工作控制机构，其特征在于，上述辊子工作控制机构从下部辊子分隔上部辊子之后，使导光板母材的特定位置位于下部辊子上，使上部辊子下降来使上述上部辊子以定压与导光板母材相接触，由此进行图案转印，在将下部辊子固定的状态下，根据测压元件的检测值，以使上部辊子始终维持与导光板母材相接触的方式仅使上述上部辊子上升或下降，从而能够进行顺应于图案厚度或平整度差异的定压图案转印。

本发明的特征在于，上述辊子工作控制机构包括：导光板移送控制部，为了使导光板母材位于下部辊子上的特定位置，而插入导光板母材来使导光板母材移动；辊子控制部，若下部辊子位于导光板母材的特定位置，则使上述上部辊子进行下降移动，以使上部辊子与导光板母材相接触之后，通过使上述上部辊子升降来执行定压辊图案化。

本发明的特征在于，上述辊子控制部包括：阀单元，用于投入从空气罐流入的空气；定压控制阀(PC)，用于调节通过上述阀单元投入的空气的量；平衡控制阀，用于微细调节通过上述定压控制阀向左侧辊子和右侧辊子投入的空气；以及控制单元，通过控制以上各个结构来控制辊子的工作，上述辊子控制部能够与上部辊子压力控制用测压元件及上下辊子位置控制用传感器相联动地定压控制对辊子施加的压力，并能够控制对辊子左右施加的压力的平衡。

本发明的特征在于，上述平衡控制阀由一对控制阀块(CVB，Control Valve Block)构成，上述一对控制阀块包括用于微细调节分别向左侧辊和右侧辊供给的空气来供给的左侧控制阀块及右侧控制阀块，上述左侧控制阀块与左侧辊相连接，上述右侧控制阀块与右侧辊相连接，从而由上述左侧控制阀块和右侧控制阀块微细调节向上述左侧辊和右侧辊供给的空气，来控制对辊子的左右施加的压力的平衡。

并且，本发明的特征在于，上述辊子控制部包括：阀单元，具有间隙调节信号输入装置，用于投入从空气罐流入的空气；第一定压控制阀，根据上述间隙调节信号输入装置第一次调节通过上述阀单元投入的空气的量；位置控制用传感器，根据上述间隙调节信号输入装置，以使上部辊子按设定值移动至所需位置的方式测定上部辊子的位置；第二定压控制阀，用于第二次微细控制通过上述第一定压控制阀供给的空气；以及控制单元，通过控制以上各个结构来控制辊子的工作，上述辊子控制部能够精密地调节辊子的间隙。

本发明的特征在于，在上述辊子控制部中，若向上述间隙调节信号输入装置输入间隙调节信号，则阀单元进行工作，上述位置控制用传感器以使在间隙测定装置中测定的上部辊子与下部辊子之间的间隙具有设定值的方式生成调节信号，来向控制单元传输，上述控制单元通过控制上述第一定压控制阀和第二定压控制阀的工作，来微细调节上部辊子压力控制用测压元件，从而调节间隙，上述辊子控制部经过上述第一定压控制阀将压力调节到MPa水平后供给且上述第二定压控制阀将压力微细调节到kPa水平后供给的两步骤压力调节过程，能够以与间隙变化相对应的快速响应速度进行工作。

另一方面，本发明的特征在于，本发明的用于精密图案转印的辊模控制装置还包括还包括位置识别机构，上述位置识别机构包括：标记，形成于转印图案的导光板母材的图案区域的两末端；视觉传感器，用于检测上述标记的位置。

其中，本发明的特征在于，上述辊子工作控制机构基于从上述位置识别机构的视觉传感器检测的标记的检测信息来控制辊子仅在图案区域进行工作。

本发明的特征在于，在上述位置识别机构中，在待形成图案的导光板的下端配置有用于识别斜坡区域与图案区域的边界的标记，在上述标记的下端形成有通过上述标记识别导光板的非图案区域与图案区域的边界的视觉传感器单元，上述视觉传感器单元包括：摄像机，用于拍摄上述标记和导光板；视觉控制模块，为了在由上述摄像机识别的影像中准确地识别标记与导光板的边界而映射三轴坐标，来精密地整列导光板。

本发明的特征在于，为了进行平行整列，在图案移动方向的垂直的两末端能够形成有两个上述标记，上述视觉控制模块使导光板的两末端与两个上述标记相适配来水平整列导光板。

并且，本发明的特征在于，本发明还包括设置于开始图案的图案边缘部的按压夹具，来防止由上述导光板与上部辊子、下部辊子之间的接触面积压力差引起的上述导光板的卷绕现象，从而能够进行均匀的定压图案转印。

如上所述，本发明的用于精密图案转印的辊模控制装置具有如下卓越的效果：以不在非图案区域转印图案，仅可以在图案区域精密地转印图案的方式精密地控制辊子的位置，可使基于导光板母材的厚度变化的上部辊子通过可变位置及定压控制在多腔的各个腔转印均匀的图案，可通过改善辊模方式防止导光板紧贴及卷绕。

附图说明

图1为简要示出借助以往辊子工作控制机构控制辊子的压力的工作电路图。

图2为简要示出本发明优选实施例的用于精密图案转印的辊模控制装置的系统结构图。

图3为简要示出本发明优选实施例的辊子的工作的工作结构图。

图4为简要示出本发明第一实施例的辊子工作控制机构的详细框图。

图5为基于图4的框图的工作电路图。

图6为简要示出本发明另一实施例的辊子工作控制机构的详细框图。

图7为基于图6的框图的工作电路图。

图8简要示出在本发明优选实施例的一侧的厚度厚的、呈高度差形态的导光板形成精密图案的情况。

图9简要示出本发明优选实施例的包括按压夹具的辊模控制装置。

具体实施方式

以下，参照附图，详细说明本发明的具体实施例。

图2为简要示出本发明优选实施例的用于精密图案转印的辊模控制装置的系统结构图。

参照图2，本发明的用于精密图案转印的辊模控制装置可包括：位置识别机构20，用于准确识别开始图案的位置；以及辊子工作控制机构10，以仅在上述位置识别机构所识别的图案区域均匀地转印图案的方式可定压控制对辊子施加的压力，并执行对辊子左右施加的压力的平衡控制来控制辊子的工作。

以往的辊模控制方法存在如下问题：通过维持上部辊子和下部辊子的间隔，并使导光板母材进入上述间隔的方法进行控制，因此，即使发生由导光板母材的厚度差异或平整度差异引起的厚度变化，也维持相同间隔，并进行辊模，从而未形成部分图案或形成不完整图案。

另一方面，本发明的特征在于，如图3所示，可通过控制上述辊子工作控制机构10从下部辊子分隔上部辊子之后，使导光板母材的特定位置位于下部辊子上，使上部辊子下降来使上述上部辊子以定压与导光板母材相接触，由此进行图案转印，在将下部辊子固定的状态下，根据测压元件的检测值，以使上部辊子始终维持与导光板母材相接触的方式仅使上述上部辊子上升或下降，从而可进行顺应于图案厚度或平整度差异的定压图案转印。

由此，本发明的辊子工作控制机构10可包括：导光板移送控制部120，为了使导光板母材位于下部辊子上的特定位置，而插入导光板母材来使导光板母材移动；辊子控制部110，若下部辊子位于导光板母材的特定位置，则使上述上部辊子进行下降移动，以使上部辊子与导光板母材相接触之后，通过使上述上部辊子升降来执行定压辊图案化。

其中，上述辊子控制部110可以以根据测压元件的检测值始终维持与导光板母材相接触的方式控制上部辊子的升降，从而可在具有厚度差异或平整度差异的情况下，也可维持定压辊图案。

另一方面，在向垂直于导光板母材的辊移动方向的方向具有基于厚度差或平整度的厚度偏差的情况下，本发明的辊子控制部110可通过控制上部辊子的长度方向的倾斜来执行用于定压辊控制的压力的平衡控制。

因此，上述辊子控制部110起到定压控制对辊子施加的压力的作用，并起到控制对辊子的左右施加的压力的平衡的作用。

图4为简要示出本发明第一实施例的辊子工作控制机构的详细框图，图5为基于图4的框图的工作电路图。

参照图4及图5，上述辊子控制部110包括：阀单元111，用于投入从空气罐流入的空气；定压控制阀112，用于调节通过上述阀单元投入的空气的量；平衡控制阀113，用于微细调节通过上述定压控制阀向左侧辊子和右侧辊子投入的空气；以及控制单元(未图示)，通过控制以上各个结构来控制辊子的工作，上述辊子控制部110可以与上部辊子压力控制用测压元件及上下辊子位置控制用传感器相联动地定压控制对辊子施加的压力，并能够控制对辊子左右施加的压力的平衡。

更具体地，上述阀单元111可起到从空气罐通过供给通道投入及阻隔空气的作用，上述阀单元111可由作为电子阀的电磁阀构成，在上述电磁阀中，若通电，则凸缘上升并开启阀，若断电，则借助凸缘的重量自动关闭阀。

上述定压控制阀112作为可按所需压力(Bar)单位调节压力的阀，可将压力调节至kPa单位。

并且，上述平衡控制阀113a、113b可由一对控制阀块构成，上述一对控制阀块包括用于微细调节分别向左侧辊和右侧辊供给的空气来供给的左侧控制阀块113a及右侧控制阀块113b。

上述左侧控制阀块113a与左侧辊相连接，上述右侧控制阀块113b与右侧辊相连接，从而由上述左侧控制阀块113a和上述右侧控制阀块113b微细调节向上述左侧辊和右侧辊供给的空气，来控制对辊子的左右施加的压力的平衡。

上述控制阀块被称为快速接头(quick fitting)，虽然上述控制阀块的空气输入速度快，但可通过微细调节空气排出速度来进行定压控制，上述控制阀块为使逆流最小化的气锁阀(Air Lock Valve)。

即，通过左侧控制阀块113a和右侧控制阀块113b投入需要量的空气，当投入需要量以上的空气时，自动控制上述控制阀块来防止投入的空气逆流，并使投入的空气直到向辊气缸排出之前，停留规定时间。

因此，用于加压的气缸可以以快的速度排出，但在施加压力时，以与需求量相对应的方式控制供给速度，从而使对辊子左右施加的压力平衡。

图6为简要示出本发明另一实施例的辊子控制部的详细框图，图7为基于图6的框图的工作电路图。

图6及图7的实施例涉及测定上部辊子与下部辊子之间的间隙，并根据所测定的上述间隙来精密控制辊子的辊子控制部。

上述辊子控制部110可包括：阀单元115，具有间隙调节信号输入装置115a，用于投入从空气罐流入的空气；第一定压控制阀116，根据上述间隙调节信号输入装置第一次调节通过上述阀单元投入的空气的量；位置控制用传感器(任意位置控制用2/2向)117a、117b，根据上述间隙调节信号输入装置，以使上部辊子按设定值移动至所需位置的方式测定上部辊子的位置；第二定压控制阀118，用于第二次微细控制通过上述第一定压控制阀供给的空气；以及控制单元(未图示)，通过控制以上各个结构来控制辊子的工作。

与第一实施例相同，上述阀单元115可由电磁阀构成，上述第一定压控制阀116起到第一次调节通过上述阀单元流入的空气来供给的作用，上述第二定压控制阀起到第二次微细调节经第一次调节的空气来供给的作用。

更具体地，若向间隙调节信号输入装置输入间隙调节信号，则阀单元116进行工作，上述位置控制用传感器117a、117b以使在间隙测定装置(DTF)中测定的上部辊子与下部辊子之间的间隙具有设定值的方式生成调节信号，来向控制单元传输，上述控制单元通过控制上述第一定压控制阀116和第二定压控制阀118的工作，来微细调节上部辊子压力控制用测压元件，从而调节间隙。

上述辊子控制部经过上述第一定压控制阀116将压力调节到MPa水平后供给且上述第二定压控制阀118将压力微细调节到kPa水平后供给的两步骤压力调节过程。

可通过从上述MPa至kPa的两步骤压力调节过程迅速微细调节与间隙变化相对应的压力。

因此，即使突然发生导光板的间隙(厚度)变化，也可通过两步骤压力调节控制来以迅速的响应速度进行工作，从而产生如下的卓越效果：即使导光板的局部发生厚度变化，也可在不影响图案转印的情况下进行均匀的图案转印。

另一方面，上述位置识别机构20可包括：标记210，形成于转印图案的导光板母材的图案区域的末端；以及视觉传感器单元220，用于检测上述标记的位置。

图8简要示出通过本发明优选实施例的位置识别机构检测开始图案的位置。

尤其，图8的实施例中，配置有光源的入光部的高度大于其他区域，从而检测在呈高度差形态的导光板中开始图案的位置。

为了使厚度超薄化，图8所示的呈高度差形态的导光板包括斜坡区域，在上述斜坡区域中，配置有光源的入光部的高度高，且以倾斜的方式高度由高变低。

其中，上述斜坡区域为不可形成图案的区域，因此有必要准确地识别斜坡区域的边界。

参照图8，上述位置识别机构20中，在形成图案的导光板下端配置有用于识别斜坡区域与图案区域的边界的标记210，在上述标记下端形成有通过上述标记识别导光板的非图案区域与图案区域的边界的视觉传感器单元220。

其中，上述视觉传感器单元220可包括：摄像机，用于拍摄上述标记和导光板；视觉控制模块，为了在由上述摄像机识别的影像中准确地识别标记与导光板的边界而映射三轴坐标，来精密地整列导光板。

为了进行平行整列，在图案移动方向的垂直的两末端可形成有两个上述标记，上述视觉控制模块可使导光板的两末端与两个上述标记相适配来水平整列导光板。

如图8所示，在具有高度差的导光板的情况下，有可能因具有高度差的斜坡区域而发生阴影，通过使发生上述阴影的两个轴(X轴、Y轴)的阴影部分与上述标记相适配，可识别斜坡面和图案开始位置。

图9简要示出本发明优选实施例中形成有按压夹具。

参照图9，本发明的用于精密图案转印的辊模控制装置还可包括按压夹具，上述按压夹具用于变更辊模图案转印工序并防止卷绕。

在成型如0.3mm以下的厚度薄的导光板后排出时，因薄的厚度，导光板有可能发生卷曲或卷绕现象，因此，如图8所示，可通过设置按压夹具来按压排出的导光板，从而防止导光板的卷曲或卷绕现象。

更具体地，上述按压夹具可设置于开始图案的图案边缘部，由此，可通过之字形设置方式防止由上述导光板与上部辊子、下部辊子之间的接触面积压力差引起的上述导光板的卷绕现象，从而可进行均匀的定压图案转印。

其中，本发明中，仅在对辊子施加压力之前，将导光板进一步投入到边缘区间才可使用。

以上，参照本发明的优选实施例详细说明了本发明，但本发明的保护范围并不局限于上述实施例，能够理解的是，本发明所属技术领域的普通技术人员可在不脱离本发明的思想及技术领域的范围内对本发明进行多种修改及变更。

Claims (11)

1.一种用于精密图案转印的辊模控制装置，包括辊子工作控制机构，其特征在于，上述辊子工作控制机构从下部辊子分隔上部辊子之后，使导光板母材的特定位置位于下部辊子上，使上部辊子下降来使上述上部辊子以定压与导光板母材相接触，由此进行图案转印，在将下部辊子固定的状态下，根据测压元件的检测值，以使上部辊子始终维持与导光板母材相接触的方式仅使上述上部辊子上升或下降，从而能够进行顺应于图案厚度或平整度差异的定压图案转印。

2.根据权利要求1所述的用于精密图案转印的辊模控制装置，其特征在于，上述辊子工作控制机构包括：

导光板移送控制部，为了使导光板母材位于下部辊子上的特定位置，而插入导光板母材来使导光板母材移动；

辊子控制部，若下部辊子位于导光板母材的特定位置，则使上述上部辊子进行下降移动，以使上部辊子与导光板母材相接触之后，通过使上述上部辊子升降来执行定压辊图案化。

3.根据权利要求2所述的用于精密图案转印的辊模控制装置，其特征在于，

上述辊子控制部包括：

阀单元，用于投入从空气罐流入的空气；

定压控制阀，用于调节通过上述阀单元投入的空气的量；

平衡控制阀，用于微细调节通过上述定压控制阀向左侧辊子和右侧辊子投入的空气；以及

控制单元，通过控制以上各个结构来控制辊子的工作，

上述辊子控制部能够与上部辊子压力控制用测压元件及上下辊子位置控制用传感器相联动地定压控制对辊子施加的压力，并能够控制对辊子左右施加的压力的平衡。

4.根据权利要求3所述的用于精密图案转印的辊模控制装置，其特征在于，

上述平衡控制阀由一对控制阀块构成，上述一对控制阀块包括用于微细调节分别向左侧辊和右侧辊供给的空气来供给的左侧控制阀块及右侧控制阀块，

上述左侧控制阀块与左侧辊相连接，上述右侧控制阀块与右侧辊相连接，从而由上述左侧控制阀块和右侧控制阀块微细调节向上述左侧辊和右侧辊供给的空气，来控制对辊子的左右施加的压力的平衡。

5.根据权利要求2所述的用于精密图案转印的辊模控制装置，其特征在于，

上述辊子控制部包括：

阀单元，具有间隙调节信号输入装置，用于投入从空气罐流入的空气；

第一定压控制阀，根据上述间隙调节信号输入装置第一次调节通过上述阀单元投入的空气的量；

位置控制用传感器，根据上述间隙调节信号输入装置，以使上部辊子按设定值移动至所需位置的方式测定上部辊子的位置；

第二定压控制阀，用于第二次微细控制通过上述第一定压控制阀供给的空气；以及

控制单元，通过控制以上各个结构来控制辊子的工作，

上述辊子控制部能够精密地调节辊子的间隙。

6.根据权利要求5所述的用于精密图案转印的辊模控制装置，其特征在于，

在上述辊子控制部中，若向上述间隙调节信号输入装置输入间隙调节信号，则阀单元进行工作，上述位置控制用传感器以使在间隙测定装置中测定的上部辊子与下部辊子之间的间隙具有设定值的方式生成调节信号，来向控制单元传输，上述控制单元通过控制上述第一定压控制阀和第二定压控制阀的工作，来微细调节上部辊子压力控制用测压元件，从而调节间隙，

上述辊子控制部经过上述第一定压控制阀将压力调节到MPa水平后供给且上述第二定压控制阀将压力微细调节到kPa水平后供给的两步骤压力调节过程，能够以与间隙变化相对应的快速响应速度进行工作。

7.根据权利要求1所述的用于精密图案转印的辊模控制装置，其特征在于，还包括位置识别机构，上述位置识别机构包括：

标记，形成于转印图案的导光板母材的图案区域的两末端；

视觉传感器，用于检测上述标记的位置。

8.根据权利要求7所述的用于精密图案转印的辊模控制装置，其特征在于，上述辊子工作控制机构基于从上述位置识别机构的视觉传感器检测的标记的检测信息来控制辊子仅在图案区域进行工作。

9.根据权利要求7所述的用于精密图案转印的辊模控制装置，其特征在于，

在上述位置识别机构中，在待形成图案的导光板的下端配置有用于识别斜坡区域与图案区域的边界的标记，在上述标记的下端形成有通过上述标记识别导光板的非图案区域与图案区域的边界的视觉传感器单元，

上述视觉传感器单元包括：

摄像机，用于拍摄上述标记和导光板；

视觉控制模块，为了在由上述摄像机识别的影像中准确地识别标记与导光板的边界而映射三轴坐标，来精密地整列导光板。

10.根据权利要求9所述的用于精密图案转印的辊模控制装置，其特征在于，为了进行平行整列，在图案移动方向的垂直的两末端能够形成有两个上述标记，上述视觉控制模块使导光板的两末端与两个上述标记相适配来水平整列导光板。

11.根据权利要求1所述的用于精密图案转印的辊模控制装置，其特征在于，

还包括设置于开始图案的图案边缘部的按压夹具，来防止由上述导光板与上部辊子、下部辊子之间的接触面积压力差引起的上述导光板的卷绕现象，从而能够进行均匀的定压图案转印。