CN1519589A - 在光学元件表面形成图案的加工机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种可以在光学元件表面形成图案的加工机，包括：一工作平台、一线性刀座、至少一刀具、至少一配重滑块以及一加工主轴；该工作平台上方可承载一待加工的光学元件，并带动该光学元件进行水平移动；线性刀座是设置在工作平台上方，其上表面设有一上滑轨可供多个配重滑块来回移动，并对线性刀座下方的刀具提供一适当的下压力；其下表面设有一下滑轨可供上述刀具来回移动，并依据光学元件表面所要形成的图案将刀具调整至适当的位置。加工主轴则是固接于线性刀座上方，可以带动该线性刀座进行垂直于工作平台方向的移动。本发明能够以均匀的切割力量对光学元件表面进行切割并获得均匀的图案。

Description

在光学元件表面形成 图案的加工机

技术领域

本发明涉及一种可以在光学元件表面形成图案的加工机，特别涉及一种利用配重滑块对刀具切割力进行调整的单轴多刀具加工机。

背景技术

随着薄膜晶体管(TFT-LCD)制作技术快速的进步，以及其具备有轻薄、省电、无幅射线等优点，使得液晶显示器大量的应用于个人数字助理器(PDA)、笔记型电脑、数字相机、摄录影机、行动电话等各式电子产品中。再加上产业界积极的投入研发以及采用大型化的生产设备，使液晶显示器的品质不断提升以及价格持续下降，因此使得液晶显示器的应用领域迅速扩大。但由于液晶显示器为一不具发光性的显示装置，其必需藉助背光模组提供光源才能产生显示的功能。

参阅图1，其为公知背光模组10剖面图，背光模组10的组成主要包括一导光板11、一反射片12、一灯管13、多层光学薄膜14以及一框架15。上述导光板11与薄膜14所使用的材质为可透光的丙稀酸，并利用射出成型或以压出方式制造而成，其中，在导光板11的下表面以及光学薄膜14的表面均设有适当的图案，这些图案的功能主要是做为光线散射的漫射点16，其目的在于使背光模组10具有增光与广视角的效果。反射片12是设置在导光板11的下表面，其可将射出导光板11的下表面的光线反射回去，并将其导回导光板11以增加光线的使用率。灯管3是设置在导光板11的一侧边，其是以冷阴极管所构成并利用端面照光方式将光线导入导光板11中。框架15则是设置于背光模组10的下表面与侧边，其功用在于保护背光模组10以及其内部的元件。

公知技术在美国专利申请号Appl.No 09/766,774 & No 09/766,914的内容中，是披露二件专利有关于在导光板的下表面形成图案的方法与装置，在公知技术所披露的内容中，主要是利用一种具有多个针脚(pin)的刮刀(cutter)，将刮刀下方的针脚插入导光板表面一定深度，并以一驱动装置驱动刮刀使其与导光板产生某一特定方向的相对运动，进而使针脚在导光板表面切削出多条V形凹槽的图案。其中，在导光板表面所形成的图案密度通常会由靠近灯管的一端向远离灯管的一端逐渐减少，其目的在于使导光板内部的光源漫射更为均匀。

但由于公知技术是将导光板固定并驱动刮刀的方式，在导光板表面形成多条V形凹槽，在持续的刮除过程中，刮刀很容易因为振动而影响图案的品质，此外，公知技术的针脚是固接于刮刀下方，当刮刀设计完成之后，其所能形成的图案形状、疏密度以及深浅度也将被固定而无法改变，因为对于导光板而言，有时候U形凹槽的图案形状可能会比V形凹槽获得更好的效果，此外，图案的疏密度以及深浅度也可能受到导光板材质差异或灯管亮度不均的影响而必须做适当的调整，然而，公知技术并无法提供上述功能，而对背光模组的品质造成影响。

有鉴于此，对于相关从业人员而言，莫不致力于导光板、光学薄膜等光学元件的图案加工机进行改良，以期能够针对公知技术的缺点进行改善，进而提出一种可以在光学元件表面形成图案的加工机，使所形成图案的品质更佳、效果更好。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种可以在光学元件表面形成图案的加工机，该加工机可以调整刀具并在光学元件表面产生均匀的图案，使应用此光学元件的显示器背光模组可以获得较佳的光学品质。

本发明的另一目的在于提供一种可以在光学元件表面形成图案的加工机，该加工机的刀具为非固接式且可移动调整，因此可以依据实际需要更换刀具形状或是刀具的疏密度以及深浅度，进而在光学元件表面获得所需要的图案。

本发明的在光学元件表面形成图案的加工机包括一工作平台、一线性刀座、至少一刀具、至少一配重滑块以及一加工主轴。工作平台的上方可承载一待加工的光学元件，该光学元件可以是导光板或是漫射片等光学薄膜。该工作平台可带动其上的光学元件进行水平的线性移动。线性刀座是设置在工作平台的上方，其上表面设有一上滑轨可供配重滑块于上滑轨中来回移动，其下表面则设有一下滑轨可供刀具于下滑轨中来回移动。配重滑块具有其特定的重量，相对应该刀具于线性刀座的特定位置设置，可使线性刀座产生特定的下压力。因此本发明的加工机可依据光学元件所要形成的图案，更换刀具的形状或是调整刀具的疏密度以及深浅度，进而获得所需要的加工图案。而加工主轴则是固接于线性刀座上方中间处，其可以带动线性刀座以垂直于工作平台的方向进行移动。

本发明的加工机在加工时，必须先依据光学元件所要形成的图案进行刀具调整，包括更换刀具形状或是刀具的疏密度以及深浅度等。将配重滑块调整至适当的位置，可使线性刀座下方的每一个刀具都能够产生均等的下压力。之后，再驱动线性刀座对光学元件进行切割，使光学元件获得均匀的图案，因而提高应用该光学元件的显示器背光模组的光学品质。

为使确实了解本发明的目的、特征及功效更加清楚，下面结合附图详细说明如下：

附图说明

图1为背光模组的剖面图；

图2为本发明的可在光学元件表面形成图案的加工机；

图3A为本发明的线性刀座的正视图；

图3B为本发明的线性刀座的侧视图；

图4为本发明的各种形状的刀具示意图；

图5为本发明利用垫片调整刀具深浅度的示意图；

图6A为本发明的配重滑块尚未补偿时，在线性刀座下方的刀具所产生的下压力示意图；

图6B为本发明利用配重滑块进行补偿时，在线性刀座下方的刀具所产生的下压力示意图。

图中的代号说明

10～背光模组    11～导光板

12～反射片      13～灯管

14～光学薄膜    15～框架

16～漫射点      20～加工机

21～加工平台    22～线性刀座

221～上滑轨     222～下滑轨

23～刀具        24～配重滑块

25～加工主轴    26～导光板

27～定位器

具体实施方式

本发明披露一种可以在光学元件表面形成图案的加工机，其中光学元件是指导光板或是漫射片等薄膜，但为了便于说明，本发明是以导光板做为光学元件的最佳实施例，其实施方式将透过以下内容做一详细说明。

参阅图2，其为本发明的在光学元件表面形成图案的加工机示意图，加工机20包括一工作平台21、一线性刀座22、多个刀具23、多个配重滑块24以及一加工主轴25。工作平台21的上方可以承载一待加工的光学元件，如导光板26、工作平台21的下方设有X方向驱动轴以及Y方向驱动轴，可分别带动工作平台21以及其上方的光学元件进行X方向或Y方向的线性移动。

参阅图3A、3B，线性刀座22是设置在工作平台21的上方并平行于该工作平台21的表面。线性刀座22的下表面设有一下滑轨222，可供多个刀具23于其中来回移动并进行替换。每一刀具23提供一第一下压力。线性刀座22上表面设有一上滑轨221可供多个配重滑块24于其中来回移动。其中每一个配重滑块24均具有其特定的重量，每一配重滑块24是相对应一刀具23设置，依据其所在的位置以及其重量大小，而产生一定程度的第二下压力。加工机是利用工作平台21与刀具的线性相对移动，使刀具23在导光板26表面进行切割并形成图案。配重滑块24所提供的第二下压力，可补偿刀具23的第一下压力，使刀具23能够均匀地切割该导光板26并获得均匀的图案。

此外，本发明可依据导光板26等光学元件的表面所要形成的图案形状、疏密或深浅，更换刀具23的形状或是调整刀具23的疏密度以及深浅度。刀具23的形状可能是V形或U形等结构，如图4所示。刀具23疏密度的调整是与其在下滑轨22中排列的情形有关，而每一个刀具23在移动至适当的位置之后更利用一定位器27加以固定，其所使用的定位器27可以是螺栓或是夹钳等。刀具23的深浅度可以利用垫片28进行调整，如图5所示。此外，加工主轴25则是结合于线性刀座22的上方中间处，其可以带动线性刀座22进行垂直于工作平台21方向(Z方向)的移动。

本发明在加工时，先以加工主轴23驱动线性刀座22向下，使线性刀座22下方的刀具23插入导光板26表面的适当深度，并且将加工主轴23定位于该处。之后，再以X方向驱动轴(或Y方向驱动轴)驱动工作平台21并带动导光板26进行X方向(或Y方向)的水平移动，使刀具23可以在导光板26表面切割出与刀具23相配合的图案。

由上述说明可知，本发明的加工机具有下列优点：

1.本发明在加工时，是采用线性刀座固定以及加工平台移动的方式，使线性刀座下方的刀具在导光板表面切割出图案，其切割过程中所产生的振动较小，而公知技术采用导光板固定并驱动刮刀的方式，其所产生的振动较大，相较之下，本发明可以减少振动并获得品质较佳的图案。

2.本发明的线性刀座具有调整刀具位置的功能，并依据图案的疏密度调整下滑轨的刀具位置，因此本发明的加工机可应用于形成各种不同疏密度的图案，而公知技术的刮刀针脚为固接式，其所形成的图案疏密度固定，无法任意改变。

3.本发明的线性刀座具有更换刀具的功能，因此可依据图案的凹槽形状更换刀具形状，使导光板表面能够获得与刀具相配合的图案，而公知技术的括刀与针脚为固接式，无法提供更换刀具的功能，一旦针脚的形状决定之后，其所形成的图案也将固定无法改变。

4.本发明的线性刀座可利用垫片调整刀具深浅度，使导光板表面获得不同深浅的凹槽图案，而公知技术则无法提供上述功能，其所形成的图案凹槽深度为固定。

5.本发明的线性刀座可利用配重滑块的位置调整，改变其在线性刀座下方所产生的下压力，使线性刀座下方的刀具产生均匀的切割力并对导光板进行切割，以获得品质较佳的图案，其理由说明如下。

如图6A、6B所示，由于本发明的加工主轴是固接于线性刀座的中间处，当加工主轴在驱动线性刀座使其下方的刀具插入导光板时，刀具距离加工主轴越近，其下压的力量越大。反之，刀具距离加工主轴越远，其下压的力量则相对较小，如图6A所示。因此，本发明可利用线性刀座上方的配重滑块位置的改变，调整其在线性刀座下方所产生的下压力，以补偿刀具因为位置不同所造成的下压力的差异。进而使线性刀座下方的每一个刀具产生相等的下压力(切割力量)，使其在导光板表面制造均匀且品质佳的图案。图6B的斜线区域为配重滑块在线性刀座下方所产生的下压力，由图中可知，本发明藉由配重滑块在线性刀座下方所产生的下压力，以补偿刀具的下压力的差异，进而使每一个刀具产生相等的下压力(切割力量)。

当然，以上所述仅为本发明的在光学元件表面形成图案的加工方法的较佳实施例，其并非用以限制本发明的实施范围，任何本技术领域的普通技术人员在不违背本发明的精神所做的修改均应属于本发明的范围，因此本发明的保护范围应以权利要求书为依据。

Claims (11)

1.一种在光学元件表面形成图案的加工机，包括：

一工作平台，所述工作平台上方可以承载一待加工的光学元件，并带动该光学元件进行线性移动；

一线性刀座，所述线性刀座设置在该工作平台上方，该线性刀座的上表面设有一上滑轨且下表面设有一下滑轨；

一刀具，所述刀具可在该下滑轨中来回移动，并依据一预定图案将该刀具调整至适当的位置，该刀具提供一第一下压力；

一配重滑块，所述配重滑块可在该上滑轨中来回移动，并对该线性刀座下方的该刀具提供一第二下压力；以及

一加工主轴，所述加工主轴所述结合于该线性刀座上方，可带动该线性刀座进行垂直于该工作平台方向的移动；

其中，该加工机是利用该工作平台与该刀具的线性相对移动，使上述刀具在该光学元件表面进行切割并形成该预定图案，而上述配重滑块所提供的该第二下压力，可补偿上述刀具的该第一下压力，使上述刀具能够均匀地切割该光学元件并获得均匀的该预定图案。

2.如权利要求1所述的加工机，其特征在于：该工作平台具有二个驱动轴，并分别利用上述二个驱动轴驱动该工作平台进行二维平面的线性移动。

3.如权利要求1所述的加工机，其特征在于：该光学元件为导光板。

4.如权利要求1所述的加工机，其特征在于：该光学元件为一光学薄膜。

5.如权利要求1所述的加工机，其特征在于：上述刀具的形状为V形结构。

6.如权利要求1所述的加工机，其特征在于：上述刀具的形状为U形结构。

7.如权利要求1所述的加工机，其特征在于：上述刀具是利用一定位器固定于该线性刀座的下滑轨。

8.如权利要求1所述的加工机，其特征在于：上述刀具是利用一垫片调整其切割的深线度。

9.如权利要求1所述的加工机，其特征在于：上述该配重滑块具有一特定重量，设置于该线性刀座的一特定位置，并对该线性刀座下方的该刀具提供该第二下压力。

10.如权利要求1所述的加工机，其特征在于：还包含多个刀具与多个配重滑块，上述多个刀具在该下滑轨中来回移动以调整至适当的位置，而上述多个配重滑块是在该上滑轨中来回移动，相对应上述多个刀具配置。

11.如权利要求1所述的加工机，其特征在于：该加工机是采用将该线性刀座固定以及该加工平台移动的方式，使该线性刀座下方的刀具在该光学元件表面切割出图案。

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