CN1725080A - 利用了点式打印机原理的压模及导光板制造装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种在形成点图案的工序中，不需要通过蚀刻等剥离或切去压模表面等复杂工序或高价的装置，而是通过对压模施加物理的变形，利用了形成点图案的点式打印机原理的压模制造装置。在对于用于制作导光板的压模，该导光板使点光源射出的光成为均一面光源，为了在导光板表面进一步形成使入射到所述导光板内的光散射的点图案，在压模射出时，用于在压模上表面形成与所述点图案对应的图案的点图案形成装置中，包括：设计形成于所述压模上的图案的计算机，和连接于所述计算机，接收数据的传送，并向所述压模输出图案的打印机。

Description

利用了点式打印机原理的压模及导光板制造装置

技术领域

本发明涉及利用了点式打印机原理的压模(スタンパ)及导光板制造装置，更为详细的说，涉及导光板射出时，在安装于模具的压模上形成点图案，利用适用于一般事务设备的点阵式打印机的原理，由能够通过计算机多样设计且能够通过打印机简单输出的点阵式打印机，不是通过蚀刻等化学作用剥离或切去金属材质的压模的一部分，而是通过施加机械冲击使之物理性变形，由打印机之类简单的装置形成得到图案的点式打印头装置。

背景技术

作为人类获取信息的装置，一般是利用印刷品、声音以及影像等各种各样的方式。此外，最近随着多媒体技术的发展，作为人类获取信息的装置利用了多媒体的概念，例如随着计算机或便携式电话等信息设备使用频率的增加，用于这些信息设备的影像显示装置在急剧的发展。

作为这种信息设备的显示装置，多使用和现有的阴极射线管(cathode ray tube)相比省电、且轻巧而携带方便的液晶显示装置(Liquid Crystal Display)。

这种液晶显示装置和阴极射线管(cathode ray tube)、等离子显示装置(Plasma Display Panel)、电致发光显示装置(Field EmissionDisplay)不同，由于不是自身发光的装置，因此，为了在液晶画面的背面视觉性的表现图像而需要有光源。这种液晶显示装置，为了照射液晶层的背面而在液晶层的下面设置使用背光单元(back light unit)。

即，以弥补在暗处不能使用的缺点、即使在暗处也能够使用的方式均一面照射信息显示面的装置为背光，该背光为笔记本电脑、监视器用的TFT-LCD的光源，因此必须以最小的功率发出最亮的光。背光发挥以下作用，即，使线状的如细荧光灯的光以相同的明亮度保持在上述液晶显示装置的表面直至各个角落，成为面光。

上述背光单元的现有构成如图1及图2所示，包括：提供光源的灯1、使来自该灯1的光反射的反射板3(Reflection sheet)、导光板5(Light guide plate)、扩散板7(Diffusion sheet)、以及水平及垂直的棱镜板(Prism sheet)9、11，且包括将这些各自的部件包装为一个单元的模子框架(Mold frame；未图示)。

上述背光单元的分类，根据灯1的位置可以分为：灯1从TFT-LCD后侧向其正前面发光的直下式(Direct type)、灯1位于导光板5的旁边且其光一边经由导光板5一边向前面发射的侧式(Side type)、以及作为侧式的一部分但导光板5为倾斜的楔式(Wedge type)。上述直下式(Direct type)和侧式(Side type)用于大型监视器，上述楔式(Wedgetype)用于笔记本电脑。

另一方面，上述灯1发出白色光，可以位于导光板5一侧的端部，也可以多个分别位于导光板5两侧的端部。上述灯1为经由背光单元向LCD面板入射光的光源，主要使用的灯的种类有发光二极管(LightEmitting Diodes)、EL(Electro Luminescent，电致发光)、冷阴极荧光灯(Cold Cathode Fluorescent Lamp)等，通常多使用发热量少的冷阴极荧光灯(Cold Cathode Fluorescent Lamp)。

上述反射板3是，在上述导光板5一部分光通过相反侧而产生损失时，用于将这种损失减少至最低的部件，具有将向导光板5的背面漏出的光向导光板5的方向反射的作用。

上述导光板5作为背光单元中最为核心的主要部件，具有使光的路径向前的功能，实际的光的路径应该有介质的变化，但是为了使在导光板5的内部无路径的变化，在导光板5的表面印刷和上述导光板5的荧光物质不同的网点(dot screen)。

即，利用印刷方式在导光板5的下部表面上形成点图案6。并且，在上述点图案6内含有小玻璃球之类的小尺寸的粒子。

因此，正确进入上述导光板5的大半的光由小尺寸的粒子散射，由该粒子散射的光一边经由上述导光板5的上部表面照向面板，一边由使用者的肉眼感知。

此时，由于只在形成上述点图案6的导光板5上，被散射的光直接进入眼睛，因此，印刷于导光板5的点图案6的图案原样被反映。上述点图案6甚至为在安装控制板之后还可以清楚感知的程度，在现有技术中需要使点图案6的反映最小化或将其除去的过程。因此，现有技术中具有将聚合物(polymer)材料作为基础、并在两表面混合了小尺寸的玻璃球之类的扩散材料的扩散板7。

并且，经由上述扩散板7的光亮度在垂直于表面的水平以及垂直两个方向发生扩散，从而光亮度急剧下降。水平以及垂直棱镜板9、11用于使这种光再聚焦从而提高光亮度。

上述水平及垂直棱镜板9、11是在基本材料(base materials：Polyethylene Terephtalate，聚对苯二甲酸乙二酯)的上部形成带状(striptype)的微棱镜(micro prism)的部件，把几乎水平以及垂直的两重作为一组来使用。

上述背光单元的构成中公知的是：导光板5把从灯1照射的线光源变为面光源，在侧式或楔式的背光中其作用非常重要，在上述导光板5上形成点图案6的技术也是背光单元的制作工序中最为复杂的技术。

在上述导光板5上形成点图案6的方法是使用在上述被照射的导光板5上进行丝网印刷、并固着光散射印墨(インク)的方法或直接在导光板5上加工图案的方法等，但是这些方法由于被照射后产生的追加工序而存在生产性降低且细微图案的形成困难的缺点，因此最近多使用在模具上安装形成了凹凸面的压模而射出导光板的方法。

但是，在上述现有技术的压模上形成凹凸面的制造工序存在以下问题。

图3用剖面图表示利用现有技术制作压模的点图案的过程，图4表示该制造工序。

首先，简单观察使用现有的湿式蚀刻方法的压模的制造方法。在以硅酸盐玻璃为主的氧化物玻璃21的表面一边旋转光致抗蚀剂23溶液，一边整体均一的涂布，并加热(S1、S2、S3)。

涂布了上述光致抗蚀剂23之后，将形成了规定的图案、即，形成了间隔有规定距离的多个曝光部25的光掩模27设置于涂布了上述光致抗蚀剂23的玻璃21的上部，从光掩模27的外侧经由光致抗蚀剂23向玻璃21曝光(S4)。

如此，在通过曝光部25照射到光的玻璃21的表面，光致抗蚀剂23被溶化而生成曝光区域29。从而，使之显影并加热，则光致抗蚀剂23原样存在的凹凸区域31和去除了光致抗蚀剂23的曝光区域29周期性反复，在玻璃21的表面形成凸面33(S5、S6)。

在上述凸面33的表面利用镍(Ni)等，通过以规定的厚度反复层叠镀镍(Ni)膜，形成镀镍(Ni)层37(S7)。从上述镀镍(Ni)层37去除形成凸面33的玻璃21，制作形成了凹面41的压模39(S8)。

制作了压模39之后，对于将其安装到模具上制造导光板5的过程进行简单的观察。在图5中以剖面图表示利用现有技术的压模制作导光板的模具的构成。

如图5所示，制作用于制作导光板5的模芯51(以下称为固定侧模具)，上述固定侧模具51形成对应于压模39的形状的沟53，在上述沟53处以凹面41向外的方式插入压模39。

制造了上述固定侧模具51，则制造用于和上述固定侧模具51结合且形成与上述导光板5的形状对应的腔55的模腔(以下称为可动侧模具)。

制作了上述固定侧模具51和可动侧模具57，将这些模具组合。从而，对应导光板5的形状而准备在一侧具有凹面41的腔55。

然后，将导光板材料填充入腔55，填充的导光板材料一凝固，就分离固定侧模具51和可动侧模具57，射出导光板5。

如此，在固定侧模具51处设置上述压模39，以与上述固定侧模具51相向的结合可动侧模具57，通过浇59注入合成树脂材料，就可以生产形成有图案6的导光板5。

如上所述，通过在导光板的表面形成图案，均一地维持光的亮度，可以提高光的扩散效果，但是，存在以下问题，即，形成上述图案的过程，即薄膜处理过程、曝光过程、蚀刻过程等，在压模上形成图案的过程，以及在模具上安装上述压模、射出形成有点图案的导光板的过程均非常复杂，且生产性低下。

发明内容

因此，鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种在形成点图案的工序中，不需要通过蚀刻等剥离或切去压模表面等复杂工序或高价的装置，而是通过对压模施加物理的变形，利用了形成点图案的点式打印机原理的压模制造装置。

此外，本发明的其他目的是提供一种在导光板射出时，不制作形成点所需要的压模而是直接对射出的导光板进行机械性冲击，利用了形成点图案的点式打印机的原理的导光板制造装置。

为了达成上述目的，本发明的特征为，在对于用于制作导光板的压模，该导光板使点光源射出的光成为均一面光源，为了在导光板表面进一步形成使入射到所述导光板内的光散射的点图案，在压模射出时，用于在压模上表面形成与所述点图案对应的图案的点图案形成装置中，包括：设计形成于所述压模上的图案的计算机，和连接于所述计算机，接收数据的传送，并向所述压模输出图案的打印机。

所述打印机包括：电线，从外部施加信号电流；线轴，卷绕多个线圈，通过所述电线施加信号电流则产生电磁力；锤，设置于所述线轴的上端，对所述线轴施加电流，则和所述线轴有引力作用；金刚石片，垂直于所述锤而设置，且能够上下移动，在压模上施加机械性冲击而形成图案；和复位弹簧，断开所述电线的信号电流则被弹性偏置，使得所述锤从所述线轴回复到原状态。

所述打印机包括：电线，从外部施加信号电流；线轴，以中空形状卷绕多个线圈，通过所述电线施加信号电流则产生电磁力；插棒，设置于所述线轴的中空内部，对所述线轴施加电流则通过和所述线轴的电磁力的相互作用而向下方滑动；金刚石片，设置于所述插棒的下部，在压模上施加机械性冲击而形成图案，和复位弹簧，断开所述电线的信号电流，则使所述插棒向上方被弹性偏置。

还具备调节上述插棒的高度的插棒高度调节螺丝。

为了既提高光的亮度又对导光板整体进一步增进光的均一度，随着从光源远离而逐渐扩大形成点图案的尺寸，从而能够选择性的更换多种形状或尺寸的金刚石片。

在为了使入射到导光板内的光散射，该导光板使点光源射出的光成为均一的面光源，在所述导光板上形成点图案的装置中，包括：设计形成于所述导光板上的图案的计算机，和连接于所述计算机，接收数据的传送，并向所述导光板输出图案的打印机。

所述打印机包括：电线，从外部施加信号电流；线轴，卷绕多个线圈，由所述电线施加的信号电流而产生电磁力；锤，设置于所述线轴的上端，对所述线轴施加电流，则和所述线轴有引力作用；金刚石片，垂直于所述锤而设置，能够上下移动，在导光板上施加机械性冲击而形成图案；和复位弹簧，断开所述电线的信号电流则被弹性偏置，使得所述锤从所述线轴回复到原状态。

通过利用具有上述构成的本发明的利用了点式打印机原理的压模以及导光板制造装置，具有缩短制造工序且提高光扩散效果的优点。

附图说明

图1为表示现有技术的背光单元的构成的透视图。

图2为表示现有技术的背光单元的构成的剖面图。

图3为表示现有技术的压模的点图案制作过程的剖面图。

图4为表示现有技术的压模的点图案制作过程的工序图。

图5为表示利用现有技术的压模而制作导光板的模具的剖面图。

图6为表示利用本发明优选的实施例的点式打印机的原理的压模制造装置的构成的结构图。

图7为表示本发明优选的实施例的点式打印头的构成的侧面图。

图8为表示本发明其他实施例的点式打印头的构成的侧面图。

图9为表示在本发明进一步其他的实施例的导光板上直接加工点图案的构成的局部侧面图。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明具有上述构成的本发明的利用了点式打印机原理的压模以及导光板制造装置的优选实施例。

图6以结构图表示本发明优选实施例的利用了点式打印机原理的压模的制造装置的构成，图7以侧面图表示本发明优选实施例的点式打印头的构成，图8以侧面图表示本发明其他实施例的点式打印头的构成，图9以侧面图表示在本发明进一步其他实施例的导光板上直接加工点图案的构成。

本发明的压模制造装置100包括：在表面形成多个点图案102的压模110；设计形成于上述压模110上的点图案102的计算机120；和连接于上述计算机120、接收涉及点图案102的数据的传送并向压模110输出的点式打印头130。

如此，利用点阵式打印机的原理，通过计算机120设计点图案102，以向打印头130输出的方式在压模110上形成点图案102，则可以多样化设计图案102的形状。

上述打印头130包括：设置于下部的一侧且从外部施加信号电流的电线132；卷绕多个线圈、由上述电线132施加的信号电流而发生电磁力的线轴134；设置于上述线轴134的上端、若对上述线轴134施加电流则和上述线轴134有引力作用的锤136；垂直于上述锤136设置、且可以上下移动的金刚石片138；和若断开上述电线132的信号电流，则被弹性偏置，使得上述锤136从上述线轴134回复到原状态的复位弹簧140。

虽未在附图中表示，但是一边利用移动装置使上述打印头130横向移动、同样地压模110纵向移动，一边打印，则可以在板状的压模110的表面整体形成点图案102。

利用上述金刚石片138在压模110上形成的点图案102的形状和尺寸是多样的。即，由于随着远离光源而由点图案102的散射程度变小，因此，为了既提高散射程度又不管和光源的距离可以均一保持散射程度，存在以下方法，即，随着远离光源而逐渐扩大点图案102的尺寸，或不管距离而固定形成点图案102的尺寸，但是随着远离光源而缩小点图案102之间的间隔从而增大密度的方法等。

如此，在本发明其他实施例中点图案102的尺寸不同而形成的时候，设置为能够装卸打印头130或金刚石片138，以便能够随时更换打印头130或者端部形状多样的金刚石片138。

本发明其他实施例的打印头130由以下部分构成：从外部施加信号电流的电线(未图示)；以中空形状卷绕多个线圈、若通过上述电线施加信号电流则发生电磁力的线轴152；设置于上述线轴152的中空内部，若对上述线轴152施加电流，则通过和上述线轴152的电磁力相互作用而向下方滑动的插棒154；设置于上述插棒154的下部、在压模110上施加机械性冲击而形成图案的金刚石片156；和若断开上述电线的信号电流则使上述插棒154向上方被弹性偏置的复位弹簧158。

在下部设置了金刚石片156的插棒154被设置为既能够在上述打印头130上下滑动又可以装卸。并设置了可以调节上述插棒154和压模110之间的距离的插棒高度调节用螺丝160。

并且，上述压模110为轻质的金属板，为了在上述金属板上形成图案102，必须在上述金属板上施加一定基准以上(屈服点)的力。如此为了使金刚石片156在压摸110上施加足够的机械性冲击，可以进一步设置伺服电动机(servomotor：未图示)。

但是，根据本发明，其特征为：不是剥离或切去金属板的压模110的表面而是施加物理的变形，但是不一定仅限于此，与金刚石片156的形状以及其冲击强度相对应剥离或切去金属表面也是可以的。

与之相反，若上述金刚石片156在压模110上施加机械性冲击，由于其瞬间冲击对上述金刚石片156或打印头130造成损伤，则必须更换金刚石片156等。因此，为了针对这种机械冲击而保护打印头130或金刚石片156也可以使用特氟隆(聚四氟乙烯)等缓冲材料162。

本发明的点式打印头130并不限于在压模110上直接加工点图案102，将其设置于模具中之后，通过射出成形在导光板5的上面形成点图案102，而为了不再次制作压模110就可以生产导光板5，可以如图9所示在导光板5的上表面直接加工点图案102。

这种情况下，代替压模110而在点式打印头130的底面设置导光板5进行加工。这时，相比加工压模110的时候设定为减小机械性冲击。

以下，参照附图详细说明利用具有上述构成的本发明的点式打印机原理的压模制造装置的作用。

若对上述线轴134施加信号电流，则上述线轴134被励磁而具有磁性。上述锤136在作为磁性体的线轴134的方向受引力作用和线轴134结合。

若对上述线轴134断开信号电流，则上述线轴134回复到原状态且失去磁性。上述锤136通过在上述线轴134的反方向具有回复力的复位弹簧140而从磁性体的线轴134分离。

若反复上述过程，则金刚石片138在压模的上表面或导光板的上表面一边进行机械性打击一边形成点图案。

如上所述，本发明的技术性思想如下：在射出导光板时使用的压模上形成点图案，利用了在家庭或公司可以轻易接触到的点阵式打印机的原理，通过可以由计算机简单设计且由打印机简单输出的点阵式打印机，不是剥离或切去作为金属材质的压模表面的一部分，而是通过机械性冲击使之变形，从而不经过复杂的工序而形成图案的构成。

在这种本发明基本的技术性思想的范围内，具有本领域一般知识的技术人员可以得到很多其他的变形。例如，点式打印机的原理不只适用于压模上的点图案间接形成，也适用于在射出导光板后的导光板上直接形成点图案。

如上述说明，根据本发明的构成有以下效果。

由于根据点式打印机的原理，由计算机设计点图案，因此该设计容易，且经由连接于计算机的打印机输出点图案，因此该工序简单。

通过变更金刚石片的形状可以自由的选择点图案的形状，由此还有提高导光板的光扩散效果的作用。

Claims (7)

1.一种利用了点式打印机原理的压模制造装置，在对于用于制作导光板的压模，该导光板使点光源射出的光成为均一面光源，为了在导光板表面进一步形成使入射到所述导光板内的光散射的点图案，在压模射出时，用于在压模上表面形成与所述点图案对应的图案的点图案形成装置中，包括：

设计形成于所述压模上的图案的计算机，和

连接于所述计算机，接收数据的传送，并向所述压模输出图案的打印机。

2.根据权利要求1所述的利用了点式打印机原理的压模制造装置，其特征在于，所述打印机包括：

电线，从外部施加信号电流；

线轴，卷绕多个线圈，通过所述电线施加信号电流则产生电磁力；

锤，设置于所述线轴的上端，对所述线轴施加电流，则和所述线轴有引力作用；

金刚石片，垂直于所述锤而设置，且能够上下移动，在压模上施加机械性冲击而形成图案；和

复位弹簧，断开所述电线的信号电流则被弹性偏置，使得所述锤从所述线轴回复到原状态。

3.根据权利要求1所述的利用了点式打印机原理的压模制造装置，其特征在于，所述打印机包括：

电线，从外部施加信号电流；

线轴，以中空形状卷绕多个线圈，通过所述电线施加信号电流则产生电磁力；

插棒，设置于所述线轴的中空内部，对所述线轴施加电流则通过和所述线轴的电磁力的相互作用而向下方滑动，

金刚石片，设置于所述插棒的下部，在压模上施加机械性冲击而形成图案；和

复位弹簧，断开所述电线的信号电流，则使所述插棒向上方被弹性偏置。

4.根据权利要求3所述的利用了点式打印机原理的压模制造装置，其特征在于，

还具备调节所述插棒的高度的插棒高度调节螺丝。

5.根据权利要求2或3所述的利用了点式打印机原理的压模制造装置，其特征在于，

为了既提高光的亮度又对导光板整体进一步增进光的均一度，随着从光源远离而逐渐扩大形成点图案的尺寸，从而能够选择性的更换多种形状或尺寸的金刚石片。

6.一种利用了点式打印机原理的压模制造装置，在为了使入射到导光板内的光散射，该导光板使点光源射出的光成为均一的面光源，在所述导光板上形成点图案的装置中，包括：

设计形成于所述导光板上的图案的计算机，和

连接于所述计算机，接收数据的传送，并向所述导光板输出图案的打印机。

7.根据权利要求6所述的利用了点式打印机原理的压模制造装置，其特征在于，所述打印机包括：

电线，从外部施加信号电流；

线轴，卷绕多个线圈，由所述电线施加的信号电流而产生电磁力；

锤，设置于所述线轴的上端，对所述线轴施加电流，则和所述线轴有引力作用；

金刚石片，垂直于所述锤而设置，能够上下移动，在导光板上施加机械性冲击而形成图案；和

复位弹簧，断开所述电线的信号电流则被弹性偏置，使得所述锤从所述线轴回复到原状态。

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