DE10297693T5

DE10297693T5 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Lichtleitkonsole und eine Sandstrahlvorrichtung zur Herstellung der Lichtleitkonsole

Info

Publication number: DE10297693T5
Application number: DE10297693T
Authority: DE
Inventors: Bum Young Myoung
Original assignee: HUNATECH CO Ltd ANSAN; Hunatech Co Ltd
Current assignee: HUNATECH CO Ltd ANSAN; Hunatech Co Ltd
Priority date: 2002-04-01
Filing date: 2002-11-26
Publication date: 2005-09-15
Anticipated expiration: 2022-11-27
Also published as: KR20030079659A; KR20030079749A; DE10297693B4; JP4145803B2; KR100505282B1; WO2003083562A1; HK1075297A1; JP2005521900A; US8206634B2; KR100501306B1; US20050213021A1; AU2002358325A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung einer Lichtleitkonsole umfassend:
den Transfer eines transparenten Substrats, welches als Ausgangsmaterial für eine Lichtleitkonsole verwendet wird, so dass das Substrat unter dem Auslass einer Ausstoßdüse mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit vorbeigeführt wird;
die Bereitstellung einer vorbestimmten Anzahl winziger Partikel je Zeiteinheit, die aus einem Behälter mittels eines Freifallverfahrens zugeführt werden; und
das Ausbilden einer erwünschten Verteilung von Eintiefungen auf der Oberfläche des vorbeitransportieren Substrats, durch die Vermischung der frei fallenden, winzigen Partikel mit einem komprimierten Medium hoher Geschwindigkeit und den Ausstoß der vermischten Partikel auf das vorbeitransportierte Substrat.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lichtleitkonsole und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung einer Lichtleitkonsole und eine Sandstrahlvorrichtung für dieselbe.
Stand der Technik
Eine Lichtleitkonsole ist eines der Kernelemente einer Hintergrundbeleuchtungs-Einheit. Eine Hintergrundbeleuchtungs-Einheit wandelt das Licht einer Leuchtröhre in das einer flachen optischen Lichtquelle um, wobei diese eine breite Anwendung in Vorrichtungen wie Flüssigkristallanzeigen (LCD) oder für Leuchtanzeigen für Werbezwecke, die eine flache Lichtquelle benötigen, finden.
Verfahren zur Ausbildung von Hintergrundbeleuchtungs-Einheiten können in Direkt-Verfahren und Lichtleitkonsolen-Verfahren in Abhängigkeit der Platzierung der Lichtquelle unterteilt werden. Das Direkt-Verfahren platziert die Lichtquelle direkt unterhalb einer Licht ausstrahlenden Fläche, um so eine ebene Lichtabstrahlung zu garantieren, Lichtleitkonsolen-Verfahren weisen eine an der Seite der Lichtleitkonsole angeordnete Lichtquelle auf, wobei das auf die Seite der Konsole auftreffende Licht so geführt wird, dass es auf die Vorderseite der Lichtleitkonsole reflektiert wird, um eine ebene Lichtausbreitung zu bewerkstelligen. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Lichtleitkonsolen-Verfahren.
Eine konventionelle, auf einem Lichtleitelement basierende Hintergrundbeleuchtungs-Einheit umfasst wenigstens eine röhrenförmige Fluoreszenzlampe, mehrere Beschichtungen, wie etwa eine Reflexionsschicht, eine Lichtleitkonsole, ein Diffusorelement und eine Prismeneinheit sowie ein Gehäuse, welches die voranstehend genannten Elemente zur Ausbildung einer Baueinheit aufnimmt. Unter diesen Elementen ist die Lichtleitkonsole ein Kernelement, wobei diese aus einem transparenten Acryl-Kunstharzsubstrat aufgebaut ist. Licht, das von einer stabförmigen Lampe auf einer Seite der Lichtleitkonsole zur Verfügung gestellt wird, trifft auf diese Seite der Konsole auf und wird dann durch ein spezifisches Muster auf der Bodenfläche der Acryl-Kunstharzplatte auf die Vorderseite der Lichtleitkonsole reflektiert. Die Reflexionsschicht für das durch die Bodenfläche der Lichtleitkonsole hindurchtretende Licht führt das Licht durch Reflexion wieder in das Innere der Lichtleitkonsole zurück. Die Diffusorplatte wird auf der Vorderseite der Lichtleitkonsole aufgelegt und streut das Licht auf der Vorderseite in uniformer Art und Weise, so dass das Licht auf der Vorderseite der Lichtleitkonsole hinreichend durchmischt wird. Die Prismenschicht führt zu einer Beugung und Sammlung des von der Diffusorplatte ausgehenden Lichts, um die Helligkeit auf der Oberfläche der Hintergrundbeleuchtungs-Einheit zu verbessern.
Eines der konventionellen Herstellungsverfahren für Lichtleitkonsolen ist das Drucken von Punktmustern mit einem Siebdruckverfahren. Beim Siebdruckverfahren werden Punkte auf einer Bodenfläche der Lichtleitkonsole mit einem Siebdruckverfahren hergestellt und winzige Glaskügelchen werden in diesen Punkten platziert, so dass Licht von den Seitenflächen der Glaskügelchen reflektiert wird und das reflektierte Licht dann zur Oberfläche der Lichtleitkonsole gelangt. Dieses etablierte Verfahren wird seit Jahrzehnten verwendet, nachteilig ist jedoch, dass die Auflösung eines Werbetransparents oder dergleichen und die Spannung und der Winkel des Drahtgeflechts während des Gravurprozesses in einem engen Zusammenhang zur Punktgröße und zum Punktabstand einer zu druckenden Lichtleitkonsole steht. Entsprechend ist zum Auffinden und zum Anpassen dieser Übereinstimmungen ein hohes Fachwissen notwendig. Zusätzlich ist der Druckprozess schwierig und es kann eine Vielzahl von Fehlern während des Drucks auftreten. Eine weitere konventionelle Herstellungstechnologie von Lichtleitkonsolen ist das Schnittverfahren von V-förmigen Nuten, welches eine Werkzeugmaschine verwendet. In V- Schnittverfahren werden V-förmige Nuten direkt in das transparente Acryl-Kunstharzsubstrat mittels einer Werkzeugmaschine eingeschnitten.
Bei den Lichtleitkonsolen, welche mit dem Punktmuster-Druckverfahren und dem Schnittverfahren von V-förmigen Nuten hergestellt werden, wird das von den Punkten und den V-Nuten reflektierte Licht so zur Vorderseite der Lichtleitkonsole emittiert, dass das Reflexionsmuster auf der Lichtleitkonsole sichtbar ist. Da das Reflexionsmuster der Punkte und der V-Nuten mit dem bloßen Auge gesehen werden kann, und zwar als so genannte Lichtpunkte, in welchen helle und dunkle Bereiche lokal vermischt sind und nebeneinander existieren, erscheint das Muster der Reflexion auf der Vorderfläche der Lichtleitkonsole. Um die Lichtpunkte zu verwischen, werden eine Schichtauflage, wie beispielsweise eine Diffusorplatte, die aus einem mit winzigen Kügelchen vermischtem Polymermaterial besteht, oder eine Prismenplatte verwendet, wobei diese im Allgemeinen auf der Vorderfläche der Lichtleitkonsole angebracht sind.
Wird eine Diffusorplatte verwendet, so wird ein ausreichender Anteil des Lichts verteilt, so dass die Uniformität der Ausleuchtung verbessert werden kann. Da jedoch der Transmissionsfaktor einer Diffusorplatte typischerweise bei ungefähr 68% liegt, hat die Verwendung einer Diffusorplatte oder dergleichen einen nachteiligen Effekt aufgrund des Lichtverlusts, der abnehmenden optischen Effizienz und der Verringerung der Intensität der Hintergrundbeleuchtung.
Um die optische Effizienz zu verbessern, wird eine Lichtleitkonsole benötigt, die ohne eine Diffusorplatte auskommt.
Um dies zu erreichen, wurde in jüngerer Zeit eine Vielzahl von Forschungsaktivitäten durchgeführt, dies betrifft auch die Forschung an einem Verfahren zur direkten Abformung einer Lichtleitkonsole, bei der ein transparentes Kunstharzsubstrat, das Teil einer Lichtleitkonsole ist, in einer Form hergestellt wird, wobei die Oberfläche der Form durch ein Laserverfahren, durch Sandbestrahlung oder durch Erosion bearbeitet wird. Der Markt verlangt jedoch zur Herstellung von Lichtleitkonsolen ein zur Massenproduktion geeignetes System, das eine entsprechende Automatisierung der Herstellung von Lichtleitkonsolen und eine Reduktion der Produktionskosten ebenso fordert, wie die Erzielung einer uniformen und gleich bleibenden Helligkeitsverteilung des von einer Lichtkonsole ausgesandten Lichts. Die konventionellen Verfahren zur Herstellung von Lichtleitkonsolen können diese Forderungen nicht hinreichend erfüllen.
Zusammenfassung der Erfindung
Eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung einer Lichtleitkonsole anzugeben, bei welchem winzige Eintiefungen auf dem transparenten Substrat in Form eines graduierten Muster ausgebildet werden, wobei die Positionierung der optischen Lichtquelle zu beachten ist, um ein hohes Maß an uniformer Ausleuchtung und optischer Effizienz zu erzielen.
Eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung von Lichtleitkonsolen anzugeben, welches durch die Automatisierung des Herstellungsprozesses eine Massenproduktion der Lichtleitkonsolen ermöglicht, sowie eine Partikelausstoßvorrichtung und eine Herstellungsvorrichtung zur Verwendung in diesem Verfahren.
Entsprechend eines ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung wird zur Lösung dieser Aufgaben ein Herstellungsverfahren für Lichtleitkonsolen angegeben, bei dem winzige Eintiefungen auf der Oberfläche eines transparenten Substrats durch den Hochgeschwindigkeitsausstoß winziger Partikel erzeugt werden. Die Partikel können geneigt oder senkrecht auf das Substrat auftreffen, wobei die winzigen Eintiefungen so ausgeformt werden, dass die Anzahldichte und/oder Größe der Vertiefungen mit zunehmender Distanz von der Lichtquelle zunehmen.
Ein Verfahren zur Herstellung von Lichtleitkonsolen entsprechend der vorliegenden Erfindung umfasst den Transport eines transparenten Substrats, welches das Rohmaterial für die Lichtleitkonsole darstellt, so dass Substrat mit vorbestimmter Geschwindigkeit unter einer Ausstoßdüse vorbeigeführt wird; ferner umfasst das Verfahren den Freifall einer vorbestimmten Anzahl von winzigen Partikeln je Zeiteinheit aus einem Behälter und die Ausbildung einer gewünschten Verteilung von Eintiefungen auf einer Fläche des transparenten Substrats durch die Mischung der frei fallenden winzigen Partikel mit einem komprimiertem Medium hoher Geschwindigkeit, wodurch die so vermischten Partikel auf die Oberfläche des vorbeitransportieren transparenten Substrats ausgestoßen werden.
Entsprechend eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von Lichtleitkonsolen werden die winzigen Partikel durch eine Ausstoßdüse in einen Streubereich ausgestoßen, welcher im Wesentlichen eine kreisförmige oder ovale Form aufweist, wobei die Ausstoßdüse so angebracht ist, dass die Richtung des Auslasses der Ausstoßdüse im Wesentlichen senkrecht zur Transportrichtung des transparenten Substrats und in einem vorbestimmten Winkel zur Oberfläche des transparenten Substrats geneigt angeordnet ist, und wobei das Prinzip der Ausbildung von Eintiefungen durch die verteilt auftreffenden winzigen Teilchen darin besteht, dass die Anzahldichte der Eintiefungen mit zunehmendem Abstand zwischen der Fläche des transparenten Substrats und dem Auslass der Ausstoßdüse abnimmt.
Entsprechend eines weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von Lichtleitkonsolen wird eine Mehrzahl von Ausstoßdüsen in einer Reihe angeordnet, die senkrecht zur Transportrichtung in Querrichtung des Substrats verläuft. Um einen weichen Verlauf der Anzahldichtevariation zu erzielen, wird während des Ausstoßvorgangs den Ausstoßdüsen eine Schwingung in eine quer zur Transportrichtung des Substrats verlaufende Richtung aufgeprägt.
Entsprechend eines weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von Lichtleitkonsolen werden winzigen Partikel durch eine Ausstoßröhre ausgestoßen, wobei diese im Inneren so geformt ist, dass im Verlauf vom Einlass zum Auslass der Ausstoßröhre deren Höhe abnimmt und deren Bereite zunimmt. Die winzigen Partikel werden in einem gürtelförmigen Bereich mit ausgedehnter Breite und einer Höhe, die im Vergleich zur Breite geringer ist, ausgestoßen, wobei die Veränderungsrate der Anzahldichte der auf dem transparenten Substrat ausgeformten Eintiefungen entsprechend der Veränderungsrate der Einheitsfläche in die Breitenrichtung des Gürtels variiert.
Bevorzugt umfasst das Herstellungsverfahren für Lichtleitkonsolen ferner eine Variation der Transportgeschwindigkeit des transparenten Substrats, um eine bestimmte Verteilung der Eintiefungen in Transportrichtung des transparenten Substrats zu erzielen.
Bei der Herstellung einer Lichtleitkonsole ist die Aufrechterhaltung einer konstanten Anzahl von ausgestoßenen winzigen Partikeln je Zeiteinheit zur Kontrolle der Anzahldichteverteilung der Eintiefungen vorteilhaft. Für jedes der in den voranstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen genannten Verfahren werden winzigen Partikel aus einem Behälter zugeführt, wobei die winzigen Partikel einen Freifallbereich durchqueren, so dass eine konstante Anzahl von ausgestoßenen winzigen Partikeln aufrechterhalten werden kann.
Im Folgenden wird eine Partikelausstoßvorrichtung, die zur Herstellung von Lichtleitkonsolen und zur Ausführung des Herstellungsverfahrens der Lichtleitkonsolen benötigt wird, erläutert. Entsprechend eines Ausführungsbeispiels der Partikelausstoßvorrichtung wird eine solche Partikelausstoßvorrichtung zur Herstellung von Lichtleitkonsolen offenbart, umfassend einen Behälter zum Bevorraten von winzigen Partikeln und zum Ausstoß einer vorbestimmten Anzahl winziger Partikel je Zeiteinheit durch eine Bodenöffnung gemäß einer Freifallmethode; ein Verbindungselement, das mit der Bodenöffnung des Behälters verbunden ist und welches den Freifallpfad der winzigen Partikel bereitstellt; eine Versorgungseinheit für das Druckmedium, welches komprimiertes Druckmedium in hoher Geschwindigkeit durch eine Röhrenvorrichtung zuführt; eine Ausstoßdüseneinheit, die mit dem Verbindungselement verbunden ist, so dass die winzigen Partikel in einen inneren Hohlraum hineinfallen, wobei sich die Röhrenvorrichtung bis in den Bereich des Auslasses des Hohlraums erstreckt und so die in das komprimierte Medium eingemischten winzigen Partikel zusammen mit dem Medium aus dem Auslass herausgeworfen werden und ein Belüftungsloch, durch welches ein Zustrom in den Freifallpfad möglich ist, wobei dies auf einer vorbestimmten Höhe des Verbindungselements ausgebildet ist und so der Ausbildung eines durch den Hochgeschwindigkeitsausstrom des Mediums erzeugten Unterdrucks entgegengewirkt wird, was dazu führt, dass oberhalb des Belüftungslochs die winzigen Partikel frei fallen können.
Entsprechend eines weiteren Ausführungsbeispiels der Partikelausstoßvorrichtung wird eine Partikelausstoßvorrichtung zur Herstellung von Lichtleitkonsolen offenbart, umfassend einen Behälter zur Bevorratung winziger Partikel, der eine vorbestimmte Anzahl von winzigen Partikeln je Zeiteinheit durch eine Bodenöffnung im freien Fall freisetzt, eine Mischungs-Transfer-Einheit, welche die frei fallenden winzigen Partikel mit einem Hochgeschwindigkeitsluftstrom vermischt und die vermischten Partikel fortreißt; eine Ausstoßröhre, welche einen geöffneten Einlass und einen geöffneten Auslass aufweist, wobei der Einlass mit dem Auslass der Mischungs-Transfer-Einheit verbunden ist und dessen innere Querschnittsform eine abnehmende Höhe und eine zunehmende Breite im Verlauf in Richtung des Auslasses aufweist, wobei die Mischung aus Luft und winzigen Partikeln aus der Transfereinheit durch den Auslass der Ausstoßröhre ausgestoßen wird.
Zusätzlich wird eine Herstellungsvorrichtung für Lichtleitkonsolen offenbart, welche die voranstehend beschriebene Partikelausstoßrichtung verwendet. Die erfindungsgemäße Herstellungsvorrichtung für Lichtleitkonsolen umfasst eine Transfervorrichtung, die das transparente Substrat, welches als Ausgangsmaterial zur Herstellung von Lichtleitkonsolen verwendet wird, auf einer Transferstraße platziert und das transparente Substrat mit einer vorbestimmten Transportgeschwindigkeit bewegt; eine Partikelausstoßvorrichtung, welche winzige Partikel mit einem Hochgeschwindigkeitsstrom eines Mediums vermischt und die so vermischten Partikel auf die Oberfläche eines vorbeitransportierten Substrats ausstößt, und zwar durch wenigstens eine oder mehrere Ausstoßröhren, so dass auf der Oberfläche des transparenten Substrats Eintiefungen ausgeformt werden, wobei die ausgestoßene Anzahl der winzigen Partikel zeitlich konstant ist und die Eintiefungen so ausgebildet werden, dass mit zunehmender Distanz von einer Oberfläche, durch die Licht einfällt, die Anzahldichte der Eintiefungen schrittweise zunimmt.
Bevorzugt umfasst die Herstellungsvorrichtung für Lichtleitkonsolen eine Regeleinheit, welche automatisch die gesamte Transfervorrichtung entsprechend der vom Benutzer eingestellten Vorgaben regelt, und zwar einschließlich der Transportgeschwindigkeit für das transparente Substrat.
Bevorzugt umfasst die Herstellungsvorrichtung für Lichtleitkonsolen wenigstens einen Sensor, der an einer vorbestimmten Position auf der Transferstraße der Transfervorrichtung installiert ist und welcher den Vorbeitransport des transparenten Substrats detektiert und diese Information an die Regeleinheit weitergibt.
Außerdem wird eine Herstellungsvorrichtung für Lichtleitkonsolen bevorzugt, welche zusätzlich eine auf der Transferstraße der Transfervorrichtung angeordnete Kammer umfasst, die eine durch Seitenwandungen und ein Oberteil festgelegten Raum bereitstelle, welcher die Partikelausstoßrichtung aufnimmt, wobei dieser einen offenen Bodenbereich, der zum transparenten Substrat hin exponiert ist, aufweist, der so konstruiert ist, dass die nach der Kollision mit dem transparenten Substrat herabfallenden Partikel nicht in den Außenbereich dringen; eine Partikelsammeleinheit, die unterhalb der Kammer angeordnet ist und welche die anfallenden Partikel an einem Ort sammelt.
Außerdem wird bevorzugt, dass die Herstellungsvorrichtung für Lichtleitkonsolen ferner eine Rückführungseinheit umfasst, welche die winzigen Partikel, die in der Partikelsammeleinheit gesammelt werden, zum Behälter der Partikelausstoßvorrichtung zurückführt.
Ferner wird bevorzugt, dass die Herstellungsvorrichtung für Lichtleitkonsolen eine Staubabzugsvorrichtung umfasst, welche mit der Kammer verbunden ist und welche den Staub aus der Kammer ansaugt und diesen Staub ausfiltert.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die voranstehend beschriebenen Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die nachfolgenden Zeichnungen deutlicher.
1a und 1b zeigen Darstellungen von Lichtleitkonsolen auf denen erfindungsgemäß winzige Eintiefungen ausgeformt sind;
2 zeigt eine beispielhafte Gestaltung einer Hintergrundbeleuchtungs-Einheit, welche eine erfindungsgemäße Lichtleitkonsole einsetzt;
3 zeigt eine Darstellung von vorne für eine Vorrichtung zur Herstellung von Lichtleitkonsolen gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
4 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung aus 3;
5 ist eine Draufsicht auf den Zustand, bei welchem ein transparentes Substrat auf eine Transfereinrichtung der in 3 gezeigten Herstellungsvorrichtung platziert ist;
6 stellt ein Beispiel für eine Partikelausstoßvorrichtung zur Herstellung von Lichtleitkonsolen dar, welche Teil der erfindungsgemäßen Herstellungsapparatur zur Herstellung von Lichtleitkonsolen ist;
7a und 7b zeigt Diagramme zur Erklärung des Herstellungsverfahrens der in 1a gezeigten Lichtleitkonsole, bei welcher zwei einander gegenüberliegende Seitenflächen jeden Seitenflächen sind, auf die Licht auftrifft;
8a bis 8c sind Darstellungen, die den Herstellungsprozess einer in 1b gezeigten Lichtleitkonsole erklären, bei der eine der Seitenflächen jene Fläche ist, auf die das Licht auftrifft;
9 ist eine Frontansicht einer Herstellungsapparatur für Lichtleitkonsolen nach einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
10 ist ein modifiziertes Beispiel für einen Partikelausstoßapparat zur Herstellung der Lichtleitkonsole, wobei der Apparat dem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel zugeordnet ist;
11 zeigt Mikroaufnahmen, welche die Verteilung der Eintiefungen in drei Beispielbereichen auf einer nach dem erfindungsgemäßen Prinzip real hergestellten Lichtleitkonsole in vergrößerter Darstellung zeigen;
12 zeigt die gemessene Lichtintensitätsverteilung für eine tatsächlich entsprechend der Erfindung hergestellte Lichtleitkonsole für den Fall, dass Licht auf beiden Seitenflächen derselben auftrifft;
13a bis 13d stellen Diagramme dar, die die Veränderung der Ausleuchtung, die Größe der Eintiefungen, die Tiefe der Eintiefungen, die Anzahl der Eintiefungen in Abhängigkeit des Abstands für eine Lichtleitkonsole zeigen, welche entsprechend der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde;
14 zeigt eine Schnittansicht von der Seite einer Herstellungsvorrichtung für Lichtleitkonsolen entsprechend einem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
15 ist eine Schnittansicht von vorne der Herstellungsvorrichtung für Lichtleitkonsolen entsprechend des dritten bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
16 ist eine Draufsicht auf die in 14 gezeigte Herstellungsvorrichtung für Lichtleitkonsolen, gesehen vom Niveau der Austrittsöffnung der Ausstoßröhre;
17 ist eine perspektivische Ansicht von wesentlichen Teilen der Partikelausstoßvorrichtung der in 14 gezeigten Herstellungsvorrichtung für Lichtleitkonsolen;
18a und 18b stellen Beispiele für Formen einer Rohranpassungsvorrichtung dar, die in einer Ausstoßröhre installiert ist und die 18c bis 18e sind Schnittansichten entlang der Linie A-A' aus dem Inneren der Ausstoßröhre, welche eine Rohranpassungsvorrichtung aufweist;
19a zeigt ein Herstellungsverfahren für Lichtleitkonsolen, bei den Lichtquellen auf zwei Seiten eines transparenten Substrats angeordnet sind, welche bei der Herstellung des transparenten Substrats mittels der in 14 dargestellten Herstellungsvorrichtung für Lichtleitkonsolen aneinander gegenüberliegen und 19b zeigt ein weiteres Herstellungsverfahren für Lichtleitkonsolen, bei dem eine Lichtquelle an nur einer Seite des transparenten Substrats angeordnet ist; und
20a ist eine Grafik, die den Zusammenhang zwischen der Transferdistanz und der Transfergeschwindigkeit eines transparenten Substrats im Verhältnis zur Größe des transparenten Substrats darstellt und 20b ist eine Graphik, die die Veränderungen der Auslassquerschnittsfläche einer Ausstoßröhre in Querrichtung eines transparenten Substrats darstellt.
Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
Im Folgenden werden die bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung detailliert mit Bezug auf die angehängten Zeichnung dargelegt.
Das erfindungsgemäße Konzept besteht darin, winzige Eintiefungen in Form eines graduierten Musters auf einer Oberfläche der Lichtleitkonsole auszubilden. 1a und 1b zeigen eine mit dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren hergestellte Lichtleitkonsole. Die Verteilung der Eintiefungen auf der Lichtleitkonsole variiert in Abhängigkeit der gewählten Methode der Lichtzuführung. In der Lichtleitkonsole 30 aus 1a sind zwei Seiten 30a und 30b der Lichtleitkonsole 30 Lichteinfallsflächen, während die Lichtleitkonsole 35 aus 1b nur die Seite 35 als Lichteinfallsfläche aufweist. Um eine gleichmäßige Helligkeitsverteilung auf der Oberfläche 30f oder 35f der Lichtleitkonsole zu erzielen, wird bevorzugt, dass die Anzahldichteverteilung der Eintiefungen mit zunehmender Distanz von der Lichteinfallseite schrittweise zunimmt.
2 zeigt eine Hintergrundbeleuchtungs-Einheit in welcher eine optische Lichtquelle, beispielsweise eine Kaltlichtkathoden-Fluoreszenzlampe 10 und ein Reflexionsschirm 12 parallel zueinander und entlang einer Seite oder zwei gegenüberliegenden Seiten der Lichtleitkonsole 30 oder 35 entsprechend der vorliegenden Erfindung angeordnet sind und wobei eine Reflexionsschicht 20 auf der Bodenfläche der Lichtleitkonsole 30 oder 35 angebracht ist, wenn das von der Fluoreszenzlampe 10 ausgesandte Licht auf die Bodenfläche der Lichtleitkonsole 30 oder 35 fällt, wird es durch die Eintiefungen unregelmäßig gestreut und ein großer Anteil des Lichts wird zur Vorderseite 34 der Lichtleitkonsole 30 oder 35 geführt. Eine nahezu uniforme Helligkeitsverteilung kann so auf der gesamten Vorderseite der Lichtleitkonsole 30 oder 35 erzielt werden.
Nachfolgend wird im Zusammenhang mit dem Aufbau einer Herstellungsvorrichtung, für Lichtleitkonsolen mit der die Eintiefungen hergestellt werden, ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung erklärt. Die Herstellungsvorrichtung entsprechend des ersten Ausführungsbeispiels ist in den 11 bis 13 dargestellt. Die Herstellungsvorrichtung entsprechend des ersten Ausführungsbeispiels setzt ein diffuses und schräg auftreffendes Sandstrahlverfahren ein, welches mittels Ausstoßdüsen arbeitet und welches grob gesprochen eine Transfervorrichtung 100 und eine oder mehrere Partikelausstoßvorrichtungen 200-1 bis 200-4 verwendet. Die notwendige Anzahl der Partikelausstoßvorrichtungen kann grob im Hinblick auf die Größe des transparenten Substrats 140 bestimmt werden.
Die Transfervorrichtung 100 platziert das transparente Substrat 140 auf eine Transferstraße, die von einer Vielzahl von Transferrollen 128 gebildet wird, und transportiert das transparente Substrat 140 mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit. Durch die Verwendung der Transfervorrichtung 100 ist eine Massenproduktion der Lichtleitkonsolen möglich. Die Transfervorrichtung 100 kann als übliches Transfersystem konstruiert werden. Im Einzelnen ist ein Motor 126 zur Bereitstellung der Bewegungsenergie an einer geeigneten Stelle des Körpers 130 der Transfervorrichtung oder des Körpers 130 angebracht und eine Vielzahl von Transferrollen 128 ist in paralleler Anordnung zur Ausbildung einer Transferstraße vom Vorrichtungskörper 130 installiert. Mit der Achse des Motors 126 über einen Keilriemen 124 verbunden, läuft jede der Transferrollen 128 mit der Rotationsgeschwindigkeit des Motors 126 um und das transparente Substrat 140, platziert auf den Transferrollen 128, wird entlang der Transferstraße bewegt. Anstelle des Riemenverfahrens kann auch ein Zahnradverfahren angewandt werden, um die Rotationskraft des Motors 126 auf die Transferrollen 128 zu übertragen.
Auf der Transfervorrichtung 100 sind ein Einrichtungsstab für die horizontale Position 122 und Einstellungsvorrichtungen für die vertikale Position 120a bis 120d installiert, mit deren Hilfe ein oder mehrere Partikelausstoßvorrichtungen 200-1 bis 200-4 auf der Transfervorrichtung 100 installiert sind. Der obere Teil einer Ausstoßdüseneinheit 110a bis 110d für jede der Ausstoßvorrichtungen ist auf einem Einrichtungsstab für die horizontale Position 122 gehaltert, so dass die Position in die Richtung senkrecht zur Bewegungsrichtung des transparenten Substrats 140 angepasst werden kann, der Ausstoßwinkel für jede der Ausstoßdüseneinheiten 110a bis 110d kann mittels der Einstellungsvorrichtung für die vertikale Position 120a bis 120d nach oben oder unten angepasst werden. Bevorzugt wird die Transfervorrichtung 100 so konstruiert, dass die Transfergeschwindigkeit der Transfervorrichtung 100 geregelt werden kann. Hierzu kann eine nicht gezeigte Steuervorrichtung des Antriebsmotors 26 eine Funktion zur Regelung der Umlaufgeschwindigkeit des Motors 126 umfassen oder es wird ein Verfahren zur Reduktion der Transfergeschwindigkeit an einem Bauteil zur Übertragung der Motorkraft zu den Transferrollen 128 verwendet.
6 zeigt ein Beispiel für eine Partikelausstoßvorrichtung 200 zur Herstellung von Lichtleitkonsolen entsprechend der vorliegenden Erfindung. Die Partikelausstoßvorrichtung 200 umfasst einen Behälter 200n zur Speicherung der auszustoßenden Partikel 200m; ein Verbindungselement 200g, das zwischen der Bodenöffnung des Behälters 200n und einer Röhre zur Partikelzuführung 200f angeordnet ist, verbindet den Behälter 200n und die Röhre zur Partikelzuführung 200f; eine Ausstoßdüseneinheit 100, die mit dem Verbindungselement 200g verbunden ist, und eine Druckeinheit für ein Arbeitsmedium (nicht gezeigt), die ein Druckmedium, wie beispielsweise Druckluft oder Wasser, zuführt und zwar durch Zuführungsleitung für das Druckmedium 200d und die Röhre zur Partikelzuführung 200f. Verglichen zur komprimierten Luft kann bei der Verwendung von unter Druck stehendem Wasser ein geraderer Ausstoß der Partikel erreicht werden, außerdem entsteht nach dem Auftreffen der ausgestoßenen Partikel auf dem Substrat weniger Staub.
Die Partikelausstoßvorrichtung 200 umfasst ferner eine Öffnung und eine Blendenvorrichtung, welche zwischen dem oberen Teil des Verbindungselements 200g und der Bodenöffnung des Behälters 200n angeordnet ist und welche so gesteuert wird, dass nur bei Betrieb der Partikelausstoßvorrichtung 200 die Verbindung zwischen dem Behälter 200n und dem Verbindungselement 200g hergestellt ist und ansonsten die Verbindung geschlossen ist. Die Öffnung und das Blendenelement können eine Öffnungs- und Blendenplatte 200j umfassen, auf welcher ein Loch 200i an einer vorbestimmten Position ausgebildet ist, so dass die auszustoßenden Partikel 200m durch das Austrittsloch 200x des Verbindungselements 200g und durch das Loch 200i hindurchfallen können und eine Stelleinheit 200k, welche das Öffnen und Schließen des Lochs 200 durch eine Bewegung der Öffnung und der Blendenplatte 200j nach rechts und links kontrolliert.
Insbesondere das Verbindungselement 200g hat einen Aufbau, bei welchem das Austrittsloch 200x, das sich vom Zentrum des Verbindungselements 200g in vertikaler Richtung erstreckt und welches einen Verbindungspfad zwischen der Bodenöffnung des Behälters 200n und der Röhre zur Partikelzuführung 200f ausbildet, und Belüftungslöcher 200h und 200h' ausgebildet sind, die Verbindungspfade zwischen vorbestimmten Bereichen auf der Seite des Verbindungselements 200g und des Austrittslochs 200x herstellen.
Bevorzugt wird die Röhre zur Partikelzuführung 200f aus einem flexiblen Schlauch hergestellt, so dass die Ausstoßrichtung der Ausstoßdüsen 200a wie gewünscht angepasst werden kann.
Entsprechend des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist die Ausstoßdüseneinheit 110 so installiert, dass die Ausstoßdüse 200a, gesehen von einer Position unterhalb der Vorderfläche des transparenten Substrats 140, geneigt ist.
Für den Aufbau der Ausstoßdüseneinheit 110 sind ein Auslass und zwei Einlässe im Bereich des Körpers der Ausstoßdüse 200c und ein Hohlraum 200y im Zentrum derselben ausgebildet. Am Auslass des Körpers 200c ist eine Ausstoßdüse 200a mit einer Ausstoßdüsenabdeckung 200b ausgebildet. An einem ersten Einlass, der auf der gegenüberliegenden Seite des Auslasses des Körpers 200c ausgebildet ist, wird die Zuführungsleitung für das Druckmedium 200d eingeführt, wobei sich diese durch den Hohlraum 200y bis zum Auslass der Ausstoßdüse 200a erstreckt. An einem zweiten Einlass, der auf der Seite des Körpers 200c ausgebildet ist, wird eine Partikelzuführungsöffnung 200c angekoppelt, welche eine erste Verbindung zur Röhre für die Partikelzuführung 200f herstellt.
Beim Betrieb der so konstruierten Partikelausstoßvorrichtung 200 werden die auszustoßenden Partikel durch die Verbindungsröhre 200p zugeführt, welche mit einem Rüttler (nicht dargestellt) oder ähnlichem verbunden ist, und zunächst in dem Behälter 200n gesammelt. Da die Öffnungs- und Blendenplatte 200j zu dieser Zeit in einem geöffneten Zustand ist, fallen die winzigen Partikel aus dem Behälter 200n in freiem Fall durch die Öffnung 200i des Austrittslochs 200x des Verbindungselements 200g. Insbesondere im Bereich oberhalb der Lüftungslöcher 200h und 200h' des Austrittslochs 200x fallen die auszustoßenden Partikel im freien Fall. Durch den Hochgeschwindigkeitszustrom des Druckmediums, wie beispielsweise Druckluft oder Wasser, zur Ausstoßdüse 200a durch die Zuführungsleitung für Druckmedium 200d, wird ein Unterdruck erzeugt, der die frei fallenden, auszustoßenden Partikel in den Hohlraum 200y, durch die Röhre zur Partikelzuführung 200f zieht, und diese dann aus der Ausstoßdüse 200a herausschleudert.
Die erfindungsgemäße Partikelausstoßvorrichtung 200 kann insbesondere eine konstante Anzahl von ausgestoßenen Partikeln je Zeiteinheit aufrechterhalten, wobei die Anzahl der ausgestoßenen Partikeln je Zeiteinheit durch die Größe der Öffnung 200i angepasst werden kann, hierin ist ein Vorteil der erfindungsgemäßen Ausstoßvorrichtung 200 im Vergleich zu konventionellen Ausstoßvorrichtungen zu sehen. Der Grund, weshalb die Anzahl der Partikel je Zeiteinheit, welche durch die Ausstoßdüse 200a ausgestoßen werden, jederzeit konstant gehalten werden kann, ist darin zu sehen, dass die auszustoßenden Partikel in das Austrittsloch 200x des Verbindungselements 200g einfließen, wobei die auszustoßenden Partikel in vertikaler Richtung gemäß einer Sanduhr frei fallen. Der Grund, weshalb die auszustoßenden Partikel frei fallen können, liegt an der Existenz von Belüftungslöchern 200h und 200h' auf dem Verbindungselement 200g.
Da die winzigen Partikel aufgrund ihrer inneren Charakteristik keine besonders guten Fließeigenschaften aufweisen, verwendet die Ausstoßvorrichtung eine Unterdruckansaugung, die auf Bernoullis Erhaltungssatz basiert, wobei diese allgemein bekannte Ausstoßmethode gemäß dem Stand der Technik weit verbreitet ist. Wird der externe Zufluss von Luft in den Zuführungskanal der auszustoßenden Partikel verhindert, bildet sich aufgrund der hohen Geschwindigkeit des durch die Ausstoßdüse 200a fließenden Druckmediums eine Unterdruckatmosphäre, d. h. ein Vakuum, aus. Zusätzlich zu der Erdanziehung wird aufgrund Druckdifferenz, die durch dieses Vakuum erzeugt wird, ein Heraussaugen der auszustoßenden Partikel aus dem Behälter 200n in das Austrittsloch 200x des Verbindungselements 200g durch die Öffnung 200i folgen. Dieser Unterdruck zur Ansaugung liegt im gesamten Zuführungspfad von der Öffnung 200i bis zur Ausstoßdüse 200a vor. Bei der Fortbewegung entlang des Zuführungspfads werden die durch den Unterdruck angezogenen Partikel gegen die Wandung geschleudert oder kollidieren miteinander, so dass wechselnde Geschwindigkeiten aufgrund von Reibungseffekten entstehen. Insbesondere aufgrund der Tatsache, dass die Menge des durch die Zuführungsleitung für das Druckmedium 200d zuströmenden Druckmediums keiner zeitlichen Änderung unterliegt, wird die Partikeldichte in der Düsenöffnung 200a einer häufigen Änderung unterliegen, diese Partikeldichtenänderung verursacht wechselnde Drücke im Zuführungspfad, so dass die Anzahl der durch die Unterdruckansaugung von der Öffnung 200i angesaugten winzigen Partikel ungleichmäßig wird. Entsprechend werden sich solche Interaktionen fortpflanzen. Als Folge wird die Anzahl der aus der Ausstoßdüse 200a ausgestoßenen winzigen Partikel oder deren Ausstoßgeschwindigkeit unregelmäßig und es wird entsprechend schwierig, ein graduiertes Muster von Eintiefungen auf der Oberfläche des transparenten Substrats 140 auszubilden.
Werden jedoch die erfindungsgemäßen Belüftungslöcher 200h und 200h' im Zuführungspfad für die Partikel auf dem Verbindungselement 200g ausgebildet, so wird auch bei der Ausbildung eines durch die Hochgeschwindigkeitszuströmung von Druckmedium erzeugten Unterdrucks weiterhin kontinuierlich Luft von der Außenseite durch die Belüftungslöcher 200h und 200h' zugeführt. Entsprechend wird der Unterdruck lediglich in einem den Belüftungslöchern 200h und 200h' nachfolgenden Bereich des Austrittslochs 200x ausgebildet, wobei der Druck im Vergleich zu konventionellen Verfahren höher ist und insbesondere im Bereich, der in der Figur mit einem Pfeil markiert ist, oberhalb der Belüftungslöcher 200h und 200h' des Austrittslochs überhaupt kein Unterdruck ausgebildet wird. Folglich wird keine durch eine Druckdifferenz verursachte Ansaugung der Partikel, sondern lediglich ein freies Fallen aufgrund der Schwerkraft auftreten. Nachdem die Belüftungslöcher 200h und 200h' hinter den zunächst frei fallenden Partikeln liegen, werden diese kurzfristig angesaugt und durch die Ausstoßdüse 200a ausgestoßen.
Durch die Ausbildung dieses Freifallbereichs werden die frei fallenden Partikel genau wie in einer Sanduhr zugeführt, so dass eine vorbestimmte Anzahl von Partikeln je Zeiteinheit der Partikelzuführungsröhre 200f zugeleitet wird.
Entsprechend wird für den Fall, dass eine kurzzeitige Abweichung der Anzahl der durch die Ausstoßdüse 200h ausgestoßenen Partikel vorliegt, welche durch eine wechselnde Menge des durch die Zuführungsleitung für das Druckmedium 200d zugeführten Menge an Druckmedium verursacht wird, die konstante Anzahl an winzigen Partikeln in einer vorbestimmten Zeitspanne immer aufrechterhalten. Weiterhin kann durch die Größenanpassung der Öffnung 200i die ausgestoßene Partikelanzahl genau angepasst werden. Auch wenn eine Vielzahl von Ausstoßdüsen installiert wird, ist es einfach, die von jeder einzelnen Ausstoßdüse ausgestoßene Partikelanzahl präzise zu regeln, wobei die Steuerbarkeit und die zeitliche Uniformität der ausgestoßenen Partikelanzahl zusätzlich die Uniformität und Reproduzierbarkeit der Produktqualität verbessern kann.
Wiederum mit Blick auf die 3 bis 5 wird bevorzugt, dass die Ausstoßdüseneinheit 110a bis 110d so angeordnet wird, dass die Ausstoßrichtung ungefähr senkrecht zur Transferrichtung eingerichtet wird und diese eine Neigung mit einem vorbestimmten Winkel zur Lichteinfallsfläche aufweist, wobei dieser aus einer Richtung direkt unterhalb der Vorderseite des transparenten Substrats 140 zu sehen ist.
Als Ausgangsmaterial zur Herstellung der Lichtleitkonsole wird ein transparentes Kunstharzsubstrat 140, beispielsweise ein Acrylsubstrat, verwendet, wobei die vorliegende Erfindung auch ohne eine Begrenzung auf ein bestimmtes Substratmaterial angewandt werden kann.
Als ausgestoßene Partikel können Partikel aus Aluminiumcarbid, Siliziumcarbid, Zirkon oder Diamant verwendet werden, wobei diese Beispiele geeigneter Partikel nicht als limitierend anzusehen sind und jedes Partikel, dessen Härte höher ist als jene des Materials für das transparente Substrat zur Ausbildung der Eintiefungen ohne Beschränkung verwendet werden kann. Es wird bevorzugt, dass Ausstoßpartikel mit einer hochgradig gleichmäßigen äußeren Form und Größe verwendet werden. Mögliche Partikel, welche die genannten Voraussetzungen erfüllen, sind Diamantpartikel. Diamantpartikel haben eine gute Fließfähigkeit, so dass die Zuführung mittels Freifall geschmeidig erfolgt, sie sind sehr einheitlich bezüglich ihrer Größe und es resultiert eine geringe Stauberzeugung aufgrund von Kollisionen beim Zuführen zur Ausstoßdüse. Ferner kann bei der Verwendung von Diamantpartikeln eine verhältnismäßig hohe Gleichmäßigkeit bezüglich der Form und der Größe der auf transparentem Substrat 140 ausgeformten Eintiefungen sichergestellt werden.
Im Folgenden wird die Ausbildung von Eintiefungen auf der Oberfläche des transparenten Substrats mit Hilfe der voranstehend beschriebenen Vorrichtung erklärt. Zunächst wird das transparente Substrat auf eine geeignete Größe zugeschnitten und auf die Transferstraße der Transfervorrichtung 100 platziert. Mit Hilfe der Transfervorrichtung 100 wird das transparente Substrat 140 mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit bewegt, gleichzeitig werden von der Ausstoßvorrichtung 200 Partikel in geneigter Richtung auf das transparente Substrat 140 ausgestoßen. Um einen so genannten H-Balken-Effekt zu verringern, bei dem der Kantenbereich der Lichtleitkonsole im Verhältnis dunkler erscheint, kann beim Ausstoß der Partikel auf einen Kantenbereich des transparenten Substrats 140 die Transfergeschwindigkeit so eingestellt werden, dass diese zur Ausbildung einer erhöhten Anzahl von Eintiefungen im Kantenbereich verringert wird. Nachdem die Ausbildung der Eintiefungen abgeschlossen ist, wird das Substrat in weiteren Prozessschritten einer Spülung, einer Trocknung und einer Inspektion unterzogen.
7a und 7b zeigen ein Verfahren zur Ausbildung von Eintiefungen für eine Lichtleitkonsole mit zwei Flächen 142a und 142b auf die Licht auftrifft und welche einander gegenüberliegen, was durch die Lichtleitkonsole 30 aus 1a dargestellt wird. Zur Vereinfachung der Beschreibung sind in 7a lediglich zwei Ausstoßdüsen 110a und 110b, die im Verhältnis zur Transferrichtung Partikel auf die rechten Halbseite des transparenten Substrats 140 ausstoßen, dargestellt. Im Realfall werden zwei weitere Ausstoßdüsen 100c und 100d auf der verbleibenden linken Halbseite des transparenten Substrats 140 verwendet, was in 7b gezeigt ist. Obwohl die Figuren den Fall von vier verwendeten Ausstoßdüsen zeigen, ist dies lediglich ein mögliches Ausführungsbeispiel und die Anzahl der verwendeten Ausstoßdüsen kann im Wesentlichen durch die Größe des zu behandelnden transparenten Substrats bestimmt werden.
Die erste Ausstoßdüse 110a und die zweite Ausstoßdüse 110b sind entlang einer Diagonale der x-y-Ebene angeordnet und die ihnen zugeordneten Bestrahlungsbereiche 144a und 144b überlappen sich etwas und überdecken die rechte Halbseite. Die Anordnung der dritten und vierten Ausstoßdüsen 110c und 110d, welche die linke Halbseite überdecken, entsprechen in ihrer Anordnung der ersten und der zweiten Ausstoßdüse 110a und 110b. Ausgehend von der genannten Anordnung der Ausstoßdüsen 110a und 110b besteht eine Methode zur Realisierung der Zunahme der Anzahl der Eintiefungen mit zunehmender Distanz von jeder der Lichtquellen 142a und 142b darin, dass bevorzugt die Anzahl der von jeder der ersten und dritten Ausstoßdüsen 110a und 110c je Zeiteinheit ausgestoßenen Partikelanzahl größer ist als die durch die zweiten und vierten Ausstoßdüsen 110b und 110d je Zeiteinheit ausgestoßenen Partikelanzahlen. Eine andere Methode besteht darin, den Druck in den ersten und dritten Ausstoßdüsen 110a und 110c größer als jenen für die zweiten und vierten Ausstoßdüsen 110b und 110d zu wählen. Zusätzlich können die beiden Methoden zur Anpassung der ausgestoßenen Partikelzahlen und des Ausstoßdrucks an den Ausstoßdüsen miteinander kombiniert werden.
Jede Ausstoßdüse 110a bis 110d wird so angebracht, dass ihre Ausstoßrichtung im Wesentlichen senkrecht zur Transferrichtung verläuft und dass diese, wie voranstehend beschrieben, einen Neigungswinkel zur Oberfläche des transparenten Substrats 140 aufweist. Bei einer geneigten Anordnung für den Partikelausstoß wird sich mit zunehmendem Abstand zwischen den winzigen Partikeln auf dem transparenten Substrat 140 und der Ausstoßdüse der Winkel, mit welchem die winzigen Partikel auf dem transparenten Substrat auftreffen, verringern. Aus dem Zusammenhang (π/2) – θ₁ > (π/2) – θ₂ ergibt sich, dass sich auch der Impulsübertrag der winzigen Partikel auf das transparente Substrat 140 verringert. Hieraus resultiert, dass die Größe und Tiefe der auf dem transparenten Substrat 140 durch die auftreffenden winzigen Partikel ausgebildeten Eintiefungen sich ebenfalls mit zunehmender Distanz zur Ausstoßdüse 200a verringern werden. Da die ausgestoßenen Partikel zusätzlich während der Behandlung im weiten Umfang streuen, wird die Anzahl der Eintiefungen je Flächeneinheit des transparenten Substrats 140, d. h. die Dichte der Eintiefungen, mit zunehmender Distanz zur Ausstoßdüse abnehmen. Werden die Eintiefungen mit diesem Verfahren hergestellt, wird aufgrund der Streuung der ausgestoßenen Partikel die Anzahldichte der Eintiefungen mit zunehmender Distanz von den Seiten 140a oder 140b, durch die Licht einfällt, in Richtung des Zentrums des transparenten Substrats zunehmen.
8a bis 8c zeigen das Verfahren zur Ausbildung der Eintiefungen für die Herstellung einer Lichtleitkonsole mit einer Lichteinkoppelfläche 142b gemäß 1 b, wobei zur Herstellung zwei Ausstoßdüsen 110a' und 110b' Anwendung finden. Ist die Größe des transparenten Substrats 140' klein, so genügt eine einzige Ausstoßdüse. Die beiden Ausstoßdüsen 110a' und 110b' können wie in 8b dargestellt in diagonaler Richtung zur x-y-Ebene angeordnet sein oder sie bilden eine Reihenanordnung in Richtung der x-Achse aus, was in 8c dargestellt ist. Wenn die Düsen wie in 8c angeordnet sind, wird zur Ausbildung eines graduierten Musters der Eintiefungen bevorzugt, dass der Druck und/oder die Teilchenanzahl für die zweite Ausstoßdüse 110b' im Vergleich zur ersten Ausstoßdüse 110a' verringert ist. Wenn die Düsen wie in 8c angeordnet sind, kann der gleiche Druck und die gleiche Teilchenanzahl für beide Ausstoßdüsen 110a' und 110b' eingestellt werden und, falls dies notwendig ist, kann eine geeignete Anpassung des Ausstoßwinkels vorgenommen werden.
Als nächstes wird das zweite bevorzugte Ausführungsbeispiel der Herstellungsvorrichtung und des Herstellungsprozesses entsprechend der vorliegenden Erfindung erklärt. 9 zeigt den Aufbau eines zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Herstellungsvorrichtung für Lichtleitkonsolen. Das zweite Ausführungsbeispiel verwendet bevorzugt einen diffusen Sandstrahlprozess mit in Reihe angeordneten Düsen. Verglichen zur voranstehend beschriebenen Herstellungsvorrichtung aus den 3 bis 5 weist die Vorrichtung keinen Unterschied bezüglich des Aufbaus der Transfervorrichtung 100 auf und der wesentliche Unterschied besteht darin, dass die Teilchenausstoßrichtung nicht zur Fläche des transparenten Substrats 140 geneigt ist, sondern vertikal verläuft.
Eine Vielzahl von Ausstoßdüsen 310a bis 310i sind in einer Reihe angeordnet, die senkrecht zur Bewegungsrichtung entlang der Transferrollen 128 auf der Transferstraße verläuft. Jede Ausstoßdüse 310a bis 310i ist so installiert, dass der Teilchenausstoß direkt nach unten gerichtet ist und senkrecht zur Oberfläche des transparenten Substrats 140 verläuft. Zur Realisierung einer solchen Verteilung und/oder Größe (oder Tiefe) der Eintiefungen, dass mit zunehmenden Abstand von der Lichteinkoppelfläche eine entsprechende Zunahme dieser Parameter vorliegt, werden die Ausstoßdüsen so installiert, dass der Abstand zwischen benachbarten Ausstoßdüsen mit zunehmender Distanz von der Lichteinkoppelfläche verringert wird. 17 zeigt ein Herstellungsbeispiel für eine Lichtleitkonsole, bei der auf beiden Seiten Licht auftrifft, wobei der Fall dargestellt ist, dass das Intervall D2 der Ausstoßdüsen 310h und 310i in der Nähe der Seiten größer ist als das Intervall D1 der Ausstoßdüsen 310d und 310e im Zentrum. Die Lichtleitkonsole kann mit einem Verfahren hergestellt werden, welches die voranstehend beschriebene Anordnung verwendet und welches die Anzahl der ausgestoßenen Partikel und den Ausstoßdruck jeder Ausstoßdüse gleich bleibend oder alternativ mit unterschiedlicher Einstellung aufrechterhält. Folglich kann der Abstand der Ausstoßdüsen, die ausgestoßene Partikelanzahl und der Ausstoßdruck so adaptiv angepasst werden, dass die Aufgabe, ein erwünschtes Muster an Eintiefungen zu erzielen, erfüllt wird.
Wie in der Vorrichtung aus 9 gezeigt wird, ist es möglich, dass zwischen benachbarten Ausstoßdüsen unbehandelte Bereiche auftreten, auf die keine Partikel auftreffen. Um die unbehandelten Bereiche zu reduzieren und ein graduiertes Muster mit einem gleichmäßigem Verlauf für die Eintiefungen zu erzielen, ist es notwendig, eine Hin- und Herbewegung der in Betrieb befindlichen Ausstoßdüsen in einer zur Transferrichtung senkrechten Richtung zu realisieren. Entsprechend werden die in Reihe angeordneten Ausstoßdüsen an einem Einrichtungsstab für die horizontale Richtung 122 befestigt, der wiederum an einer LM-Führung 350 befestigt ist, wobei diese LM-Führung 350 mit einem Servomotor 360 in Verbindung steht. In dieser Anordnung erzeugt der Servomotor 360 eine Schwingbewegung der LM-Führung 350 in einer zur Transferrichtung des transparenten Substrats 140 senkrechten Richtung (diese verläuft von der linken zur rechten Seite in der Figur), und zwar mit einer vorbestimmten Amplitude. Hieraus resultiert, dass die Ausstoßdüsen die Partikel uniform über die gesamte Fläche des transparenten Substrats ausstoßen können, ohne dass unbehandelte Bereiche übrig bleiben.
10 zeigt den Aufbau einer Partikelausstoßvorrichtung 300, die für das Vertikalausstoßverfahren angewandt werden kann. Die Partikelausstoßvorrichtung 300 unterscheidet sich von jener Vorrichtung 200 aus 6 darin, dass die Ausstoßdüse 310 direkt nach unten gerichtet ist. Insbesondere ist die Partikelzuführungsöffnung 200e mit der Rückseite des Körpers der Ausstoßdüse 300c verbunden und die Zuführungsöffnung für das Druckmedium 300d verläuft in einer Abwinklung von 90 Grad und ist mit der Seite des Körpers der Ausstoßdüse 300c verbunden. Mit Ausnahme dieses Unterschieds besteht eine Übereinstimmung in den anderen Merkmalen, beispielsweise werden der Ausstoßdüse 310 die Partikel nach dem Freifall-Prinzip zugeführt, das jenem aus 6 entspricht.
Ausgehend von einem Acryl-Kunstharzsubstrat mit einer Größe von 309 mm × 236 mm als transparentes Substrat 140 wurde der Herstellungsprozess zur Ausbildung der Eintiefungen mit der in den 3 bis 6 gezeigten Herstellungsvorrichtung mit geneigtem Ausstoß durchgeführt. Die gewählten Herstellungsparameter ergeben sich aus der nachfolgenden Tabelle 1: Tabelle 1
11 zeigt ein mittels eines Mikroskops aufgenommenes Foto von drei Bereichen (30x, 30y, 30z – siehe 5a) der Oberfläche einer aus einem Acrylsubstrat mit dem voranstehend beschriebenen Verfahren hergestellten Lichtleitkonsole 30. Die Fotos dieser drei Bereiche zeigen, dass für den Bereich 35x, der sich nahe an der Lichtauftrefffläche 30a befindet, die Anzahldichte der Eintiefungen 54 Eintiefungen pro 1 mm² beträgt und die Anzahldichte schrittweise zu den inneren Bereichen 35y und 35z mit einer Anzahldichte von 120/mm² und entsprechend 180/mm² zunimmt. Außerdem konnte bestätigt werden, dass die Größe der Eintiefungen schrittweise zunimmt und ebenso die Tiefe der Eintiefungen schrittweise mit zunehmender Distanz von der Lichteinkoppelfläche 30 zunimmt.
Wenn auf eine so hergestellte Lichtleitkonsole Licht eingekoppelt wird, resultiert eine gleichmäßige Helligkeit über die gesamte Fläche der Lichtleitkonsole. 12 zeigt das Resultat einer Helligkeitsverteilungsmessung für eine Lichtleitkonsole, in die von zwei Seiten 400a und 400b Licht eingekoppelt wird, wobei die Lichtleitkonsole entsprechend des voranstehend beschriebenen Verfahrens hergestellt wurde. Die Messung der Beleuchtungswerte ergab als Maximalwert 7600 lux und als Minimalwert 6800 lux, so dass eine Schwankung der Beleuchtungsstärke von 10% beobachtet wurde.
13a stellt die Helligkeitsverteilung im Hinblick auf den Abstand von den beiden Lichteinkoppelflächen 400a und 400b dar. Obwohl das Zentrum ein wenig dunkler erscheint, ist der Grad der Abweichung vernachlässigbar. Zusätzlich sind in den 13b bis 13d Graphiken wiedergegeben, die die Größe, die Tiefe und die entsprechende Anzahl der Eintiefungen im Verhältnis zur Distanz von beiden Lichteinkoppelflächen 400a und 400b wiedergeben. Diese Graphiken bestätigen wiederum die voranstehenden Parameter für die Eintiefungsprofile, d. h. die durchschnittliche Größe und die durchschnittliche Tiefe der Eintiefungen erhöht sich mit zunehmender Distanz von den Lichteinkoppelflächen 400a und 400b.
Obwohl die Erfindung bisher im Zusammenhang mit einer ebenen Lichtleitkonsole dargestellt wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt, sondern kann auch auf eine keilförmige Lichtleitkonsole angewandt werden.
Als nächstes wird ein drittes bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. 14, 15 und 16 sind eine Seitenansicht, eine Vorderansicht und eine Draufsicht auf den Aufbau einer Herstellungsvorrichtung für Lichtleitkonsolen 500 entsprechend des dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Das dritte Ausführungsbeispiel verwendet das senkrechte Sandstrahlverfahren sowie eine trichterförmig geformte Röhre, wobei die Herstellungsvorrichtung für Lichtleitkonsolen 500 grob gesprochen eine Partikelausstoßvorrichtung 590 und eine Transfervorrichtung 600 umfasst.
Die Transfervorrichtung bewegt das transparente Substrat 580 in eine Richtung, wenn das transparente Substrat 580 auf der Transfervorrichtung 600 platziert wird. In die Transfervorrichtung 600 kann ein übliches Fließbandsystem implementiert sein. Insbesondere kann ein Leitwalzenpaar vorgesehen sein, welches parallel und in einem bestimmten Abstand zueinander angeordnet ist, wobei um deren Außenseiten ein rotierend umlaufendes Transportband 600k installiert ist. An einem Ende der Leitwalze 600g ist ein Motor 600a installiert sowie die Getriebekomponenten 600b, 600c und 600d, welche mit der Achse des Motors 600a verbunden sind und ein Drehmoment vom Motor 600a zum Transportband 600k, das um die beiden Leitwalzen 600f und 600g läuft, überträgt, so dass das Transportband 600k in Rotation versetzt wird. Durch senkrecht in die Seiten der Leitwalzen 600f und 600g eingeführte Leitachsen 600k und 600m werden die Leitwalzen 600f und 600g gehaltert, so dass die Leitwalzen 600f und 600g den vorbestimmten Abstand zueinander einhalten und beim Anlegen einer äußeren Kraft eine Bewegung der Leitachsen 600f und 600g auftritt, so dass der Abstand zwischen den Leitwalzen 600f und 600g exakt eingestellt werden kann. Zusätzlich sind die Motoren 600i-1 und 600i-2 zur Anpassung des Abstands der Leitwalzen 600f und 600g vorgesehen, außerdem liegen die Getriebeachsen 600h und 600j vor. Die Getriebeachse 600h verläuft in Richtung der Motorachse 600i-1 und stellt eine Verbindung zwischen dem Getriebe und der Leitwalze 600f her, während die Getriebeachse 600j in Richtung der Achse des Motors 600i-2 verläuft und die Leitwalze 600g mit dem Getriebe verbindet. Die Getriebeachsen 600h und 600j werden durch die Motoren 600i-1 und 600i-2 angetrieben, wobei die Leitwalzen 600f und 600g so gegeneinander bewegt werden können, dass ihr Abstand zueinander angepasst werden kann. Bevorzugt ist der Abstand der beiden Leitwalzen 600f und 600g derart, dass ein transparentes Substrat maximaler Größe untergebracht werden kann.
Das transparente Substrat 580 wird auf das Transportband 600k gelegt, wobei sich dieses um die Außenfläche der Leitwalzen 600f und 600g windet. Um zu verhindern, dass sich das transparente Substrat 580 aufgrund des Drucks der ausgestoßenen Partikel durchbiegt, wird bevorzugt eine Stützplatte 582, welche dem maximalen Auftreffdruck ohne sich zu verbiegen widerstehen kann, als erstes auf das Transportband 600k gelegt und dann wird das transparente Substrat 580 auf der Stützplatte 582 platziert.
Um das gewünschte Eintiefungsmuster auf dem transparenten Substrat 580 auszubilden, wird bevorzugt eine Vorrichtung vorgesehen, mit deren eine variable Regelung der Transportgeschwindigkeit ermöglicht wird. Hierfür wird eine Regeleinheit 610 zur automatischen Regelung der Transportgeschwindigkeit vorgesehen. Zusätzlich werden bevorzugt an einer geeigneten Stelle entlang der Transferstraße, beispielsweise vor oder nach der Ausstoßröhre 516, Sensoren 584a und 584b zur Überwachung des Vorbeitransports des transparenten Substrats 580 installiert. Mit Hilfe der von Sensoren 584a und 584b erzeugten Sensorsignale regelt die Regeleinheit 610 die Transportgeschwindigkeit.
Um die Herstellung der Lichtleitkonsole vollständig zu automatisieren, ist es notwendig, die Regelungseinheit 610 entsprechend auszubauen. Hierzu sind alle für die erfindungsgemäße Apparatur vorgesehene Motoren als Servomotoren ausgebildet, wobei die Vorrichtung so aufgebaut ist, dass alle diese Servomotoren durch die Regeleinheit 610 geregelt werden und die Regeleinheit eine automatische Regelfunktion zur Betätigung der Servomotoren entsprechend der vom Benutzer gesetzten Anforderung aufweist.
Der Aufbau der Partikelausstoßvorrichtung 590 wird im Folgenden erklärt. Die Partikelausstoßvorrichtung 590 umfasst einen Behälter 540, in dem die winzigen Partikel bevorratet werden und welcher die winzige Partikel in einem Freifallvorgang mittels der Öffnung 542 im Bodenbereich freisetzt. Die winzigen Partikel verlassen den Behälter 540 im freien Fall, wobei die zugeführte Teilchenanzahl und die ausgestoßene Teilchenanzahl an winzigen Partikeln immer zeitlich konstant bleiben. Dieser Punkt stimmt mit den beiden voranstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen überein. Bevorzugt wird eine Öffnungs- und Schließregeleinheit 544 an der Öffnung 542 angebracht. Dies erlaubt einen Austritt der winzigen Partikel durch die Öffnung nur bei Betrieb der Vorrichtung. Diese Öffnungs- und Schließregeleinheit 544 kann beispielsweise in Form eines Solenoid-Ventils ausgebildet sein. Ferner kann, um ein stetiges Herausrieseln der winzigen Partikel aus dem Behälter 540 zu ermöglichen, ein Schwingungserzeuger 546, der den Behälter 540 in Schwingungen versetzt, an einer geeigneten Stelle der Außenwandung des Behälters 540 angebracht sein.
Die winzigen Partikel werden frei fallend vom Behälter 540 freigesetzt und sollten mit dem Hochgeschwindigkeitsluftstrom homogen gemischt werden. Hierzu ist eine Mischungs-Übertragungseinheit vorgesehen, indem eine Vorrichtung verwendet wird, die einen Hochgeschwindigkeitsluftstrom erzeugt und den Luftstrom aus einem Auslass herausdrückt, wobei die frei fallenden winzigen Partikel durch einen Einlass angezogen werden und mit dem Hochgeschwindigkeitsluftstrom vermischt werden und so die eingemischten Partikel durch den Auslass herausgeschleudert werden. Die Mischungs-Transfer-Einheit kann mit Hilfe eines Gebläses ausgebildet werden. In der Figur ist eine Anordnung von zwei unabhängig angeschlossenen Gebläsen 520 und 530 dargestellt. Jedes der Gebläse 520 und 530 hat einen im Wesentlichen würfelförmigen Innenraum mit einem geöffneten Einlass 522 und 532 und einen geöffneten Auslass 524 und 534. Ein Rotor 526 und 536 ist im Innenraum installiert und ein Motor 528 und 538, dessen Achse mit dem Rotor 526 und 536 verbunden ist und welcher den Rotor 526 und 536 in Hochgeschwindigkeit antreibt, wird auf der Außenseite des Würfels befestigt. Durch den Betrieb der Motoren 528 und 538 rotieren die Rotoren 526 und 536 mit Hochgeschwindigkeit, entsprechend werden die frei fallenden winzigen Partikel in der Nähe des Einlasses 522 des ersten Gebläses 520 in den Einlass 522 hineingezogen, kollidieren mit dem Rotor 526 und werden mit dem Hochgeschwindigkeitsluftstrom vermischt sowie durch den Auslass 524 auf der rechten Seite herausgeschleudert. Die Mischung aus Luft und winzigen Partikeln entweicht über den Auslass 524 und wird wiederum durch das zweite Gebläse 530 beschleunigt und durch den Auslass 534 geführt. Anstatt der in der Figur dargestellten Vorrichtung kann die Mischungs-Transfer-Einheit auch aus einem einzigen Gebläse oder drei oder mehr Gebläsen bestehen. Nicht dargestellt ist ferner die Möglichkeit, dass die . Mischungs-Transfer-Einheit aus einer Röhrenvorrichtung mit einer Öffnung im oberen Bereich aufgebaut wird, wobei das hintere Ende der Röhrenvorrichtung mit einem Luftdruckerzeuger, beispielsweise einem Kompressor, verbunden ist und so Druckluft in Richtung des Auslasses der Röhrenvorrichtung mit Hochgeschwindigkeit zugeführt wird.
Für die beiden vorherigen Ausführungsbeispiele wurden Ausstoßdüsen verwendet, während das vorliegende Ausführungsbeispiel so konstruiert ist, dass die winzigen Partikel aus der Mischungs-Transfer-Einheit mittels einer trichterförmigen Ausstoßröhre 510 ausgeworfen werden. Die Ausstoßröhre 510 hat einen Einlass 512 und einen Auslass 510a, welche beide offen sind. Der Einlass 512 ist mit dem Auslass 534 der Mischungs-Transfer-Einheit verbunden. Der innere Querschnitt der Röhre 510 weist eine Verringerung der Höhe und eine Vergrößerung der Breite in Richtung zum Auslass hin auf. Bevorzugt ist der Auslass 510a der Ausstoßröhre 510 unmittelbar nach unten gerichtet und das transparente Substrat 580 wird unter dem Auslass 510a hindurchbewegt. Nach dem Freifall werden die Partikel in den Hochgeschwindigkeitsluftstrom eingemischt und mit hoher Geschwindigkeit durch die Ausstoßröhre 510 ausgestoßen. Die mit Hochgeschwindigkeit von der Mischungs-Transfer-Einheit zugeführten winzigen Partikel durchqueren die Ausstoßröhre 510 mit der besagten Form. Entsprechend sind die durch den Auslass 510a herausgeschleuderten winzigen Partikel bezüglich ihrer Verteilung durch den inneren Querschnitt und insbesondere durch den Querschnitt des Auslasses 510 festgelegt. Die Verteilung der aus der Ausstoßröhre 510 ausgestoßenen winzigen Partikel bestimmt sich aus dem erwünschten Muster der auf dem transparenten Substrat 580 auszuformenden Eintiefungen. Um die Effizienz der Herstellung zu verbessern, wird bevorzugt, das transparente Substrat 580 einmal unter der Ausstoßröhre 510 entlang zu führen, wodurch die erwünschten Eintiefungen hergestellt sind. Hiervon ausgehend wird bevorzugt, die Breite des Auslasses der Ausstoßröhre 510 nicht kleiner als die Breite des transparenten Substrats 580 auszubilden.
Vorzugsweise wird die Ausstoßröhre 510 so ausgelegt, dass sie die gesamte Breite des transparenten Substrats 580 abdeckt, das zur Vorbeiführung unter der Ausstoßröhre 510 vorgesehen ist. Da die Anzahldichte der Eintiefungen auf dem transparenten Substrat 580 in Abhängigkeit des Orts auf der Oberfläche des transparenten Substrats variiert, sollte im Wesentlichen die Verteilungsdichte der Eintiefungen mit zunehmenden Abstand von der Lichtquelle zunehmen. Da die Anzahldichte der Eintiefungen proportional zu der Anzahl der Partikel ist, welche die Ausstoßröhre 510 durchqueren, kann die Verteilung der Eintiefungen durch eine Veränderung der Formgestaltung der Röhre angepasst werden, d.h. durch eine entsprechende Gestaltung der Höhe und der Breite der Ausstoßröhre 510.
Für eine variable Behandlung des transparenten Substrats 580 wird in einem Bereich einer hohen Anzahldichte von Eintiefungen eine entsprechend große Höhe der Ausstoßröhre 510 vorgesehen, während die Höhe der Ausstoßröhre 510 in Bereichen mit niedriger Anzahldichte gering ist.
Die Anpassung der Weite der Ausstoßröhre 510 kann auf unterschiedliche Arten erfolgen. Ein Verfahren besteht in der Höhenanpassung des Auslasses 510 der Ausstoßröhre 510. Hierzu wird, wie in den 14 bis 17 dargestellt, ein Stützbalken 516 installiert, welcher den Auslass umgibt, die Servomotoren 514a bis 514c werden auf dem Stützbalken 516 installiert, wobei die Achse eines jeden Motors an einer gewählten Position auf einer der Seiten oder auf beiden Seiten befestigt ist. Durch den Betrieb dieser Servomotoren 514a bis 514c kann die Höhe des Auslasses 510a vergrößert oder verringert werden, so dass der Auslass eine gewünschte Gestalt annimmt. Ein anderes Verfahren zur Anpassung der Höhe der Ausstoßröhre 510 besteht darin, den Auslass 510a der Ausstoßröhre 510 beizubehalten wie er ist und Vorrichtungen zur Formveränderung der Röhre 515a und 515b wie in den 18a und 18b gezeigt auf der Innenseite der Ausstoßröhre 510 anzubringen, so dass die Form der Ausstoßröhre 510 wie gewünscht angepasst werden kann.
Die 18c bis 18e stellen Schnittansichten der Ausstoßröhre 510 entlang der Schnittlinien A-A' aus 14 dar. 18c zeigt den Fall von zwei Vorrichtungen zu Formveränderungen der Röhre 515a, die im Inneren der Ausstoßröhre 510 installiert sind. Die Vorrichtungen zur Formveränderung der Röhre 515a haben ein verengtes Zentrum und eine zur Seitwärtsrichtung hin zunehmende Ausdehnung. Durch die Vorrichtung zur Formveränderung der Röhre 515a ist der Querschnitt der Ausstoßröhre 510 mit einem hohen Zentrum und mit abnehmender Höhe in Seitwärtsrichtung versehen. 18d zeigt einen Schnitt durch die Ausstoßröhre 510 für den Fall, dass eine Vorrichtung zur Formveränderung der Röhre 515a auf der Innenwandung der Ausstoßröhre 510 installiert ist. 18e zeigt einen Schnitt durch die Ausstoßröhre 510 mit einer im Innern derselben installierten Vorrichtung zur Formveränderung der Röhre mit einem verdickten Zentrum und abnehmender Ausdehnung mit zunehmender Distanz vom Zentrum. In der Ausstoßröhre 510 ist ein Sichtfenster 511 zur Beobachtung des Inneren der Ausstoßröhre 510 oder zur Installation einer Vorrichtung zur Formveränderung der Röhre ausgebildet.
Die Partikelausstoßvorrichtung 590 wird bevorzugt innerhalb einer Kammer installiert, um die Sauberkeit der Arbeitsumgebung aufrechtzuerhalten. Die Kammer 570 ist auf die Transferstraße der Transfervorrichtung 600 aufgesetzt und umschließt einen im Wesentlichen würfelförmigen Raum, der durch Seitenwände und durch einen Deckel eingerahmt wird, wobei innerhalb der Kammer 570 die Partikelausstoßvorrichtung 590 installiert ist. Der Bodenbereich der Kammer 570 ist offen und liegt dem transparenten Substrat gegenüber, so dass die vom transparenten Substrat 580 abfallenden winzigen Partikel und der sich ansammelnde Staub aufgenommen werden kann.
Wenn die winzigen Partikel mit dem transparenten Substrat 580 kollidieren wird eine große Menge an Staub erzeugt, der in der Kammer 570 schwebt. Entsprechend sollten geeignete Maßnahmen getroffen werden, um den Staub zu entfernen. Hierzu wird bevorzugt, eine Staubreduktionsvorrichtung 560, bei der ein rotierender Motor 564 Luft in eine Kammer 570 durch eine Röhre 562, die mit der Kammer 570 verbunden ist, einsaugt und die Luft durch einen (nicht dargestellte) inneren Filter zu Staubentnahme presst.
Zur Automatisierung des Verfahrens wird bevorzugt, die auf das transparente Substrat 580 aufgetroffenen Teilchen automatisch zu sammeln und zurück in den Behälter 510 zu führen. Hierzu ist eine Partikelsammeleinheit 550 unterhalb der Kammer 570 installiert, diese hat im Wesentlichen eine trichterförmige Gestalt und ist dafür vorgesehen, die frei fallenden winzigen Teilchen an einem zentralen Ort zu sammeln, die Partikelsammeleinheit 550 ist mit einer Sammelpumpe 554 über eine Sammelröhre 552 verbunden. Die winzigen, von der Partikelsammeleinheit 550 gesammelten Partikel werden mittels einer Auslassröhre, die sich bis zum Oberteil des Behälters 540 erstreckt, und durch die Pumpwirkung der Sammelpumpe zurück zum Behälter 540 geführt. Um die Emission von Staub und winzigen Partikeln abzuhalten, sind der Bodenbereich der Kammer 570 und das Oberteil der Partikelsammeleinheit 550 mit einem Faltvorhang 600m verbunden, der verlängert oder verkürzt werden kann, jeweils in Abhängigkeit der Breite des transparenten Substrats 580.
Die Kammer 570, das Zurückführungssystem für die winzigen Partikel 550, 552 und 554, das Staubentfernungssystem 560, 564 und 562, können auch entsprechend für den Aufbau der zwei vorhergehenden Ausführungsbeispiele angewandt werden.
19a und 19b zeigen jene Fälle, bei denen die Herstellungsvorrichtung zur Herstellung von Lichtleitkonsolen 550 entsprechend des dritten Ausführungsbeispiels zur Ausbildung von Eintiefungen in einem transparenten Substrat verwendet wird. 19a zeigt das Herstellungsverfahren wenn die Lichtquellen (nicht gezeigt) sowohl auf der rechten wie auf der linken Seite des transparenten Substrats 580a angeordnet sind. In diesem Fall sollte die Anzahldichteverteilung der Eintiefungen mit abnehmendem Abstand vom Zentrum sowohl in Richtung der rechten wie auch der linken Kante abnehmen. Um diese Verteilung zu erzielen, wird eine Ausstoßröhre 510 verwendet, bei welcher die Höhe im Mittelbereich größer ist als die Höhe auf beiden Seiten, wobei die Ausstoßröhre 510 so angeordnet ist, dass der höchste Teil der Ausstoßröhre 510 auf den Mittelbereich des transparenten Substrats 580a gerichtet ist. 19b zeigt ein Herstellungsverfahren für den Fall, dass nur auf der linken Seite des transparenten Substrats 580b eine Lichtquelle (nicht gezeigt) angeordnet ist. In diesem Fall sollte die Anzahldichte der Eintiefungen (bzw. Anzahl der ausgestoßenen winzigen Partikel) mit abnehmendem Abstand zur rechten Kante zunehmen. Hierzu ist die Ausstoßröhre 510 so angeordnet, dass der höchste Teil der Ausstoßröhre 510 auf die rechte Kante des transparenten Substrats 580b gerichtet ist. Das Verhältnis zwischen der Anzahl der ausgestoßenen Partikel und der Position in Richtung der Breite ist für die beiden voranstehend besprochenen Fälle in 20b dargestellt.
Wenn die Frage der Anordnung der Lichtquellen für die Beispiele aus den 19a und 19b bedacht wird, ist es vorteilhaft, zur Erzielung einer gleichmäßigen Helligkeit, d. h. der Unterdrückung des voranstehend beschriebenen H-Balken-Effekts, die Anzahldichte der Eintiefungen im Bereich der oberen und der unteren Kanten des transparenten Substrats im Vergleich zum Mittelbereich zu vergrößern. Ausgehend von dieser Überlegung sollte im Hinblick auf die Transportgeschwindigkeit des transparenten Substrats 580 unter der Ausstoßröhre 510 die Transportgeschwindigkeit im Bereich der Oberkante und der Unterkante des transparenten Substrates geringer sein als jene beim Durchgang durch den Mittelbereich des transparenten Substrats 580, was in 20a gezeigt ist.
Die vorliegende Erfindung wurde voranstehend mit Bezug auf die bevorzugten Ausführungsbeispiele dargelegt. Es ist jedoch zu beachten, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt ist, und Abwandlungen und Modifikationen im Rahmen des erfindungsgemäßen Gedankens vorgenommen werden können. Beispielsweise kann im dritten Ausführungsbeispiel eine Mehrzahl von Partikelausstoßvorrichtungen 590 entlang der Transferstraße angeordnet sein, wo die Figur lediglich ein Beispiel mit einer Partikelausstoßvorrichtung 590 verwendet, um die Produktivität der Herstellung der Lichtleitkonsolen zu verbessern. Darüber hinaus kann der Auslass der Ausstoßröhre für jede der Vielzahl von Partikelausstoßvorrichtungen unterschiedlich ausgeformt sein mit unterschiedlichen Breiten und/oder Höhen, was zu einer anderen Darstellung von 20b führen würde. Wenn die Produktionsstraße so aufgebaut ist, dass die transparenten Substrate 580 nacheinander unter einer Partikelausstoßvorrichtung, welche eine Ausstoßröhre mit einer sich schnell ändernden Höhe aufweist und einer Partikelausstoßvorrichtung mit einer Ausstoßröhre, in welcher die Höhe des Auslasses sich langsam ändert, hindurchgeführt werden, werden die Partikelausstoßvorrichtungen komplementär zueinander arbeiten, um die erwünschte Eintiefungsverteilung zum einen schnell zu erreichen und zum anderen, um zusätzlich eine Produktionsstraße zur Verfügung zu stellen, die an unterschiedliche Substratgrößen anpassbar ist (die Größe des transparenten Substrats 580 variiert, zum Beispiel von einer DIN A4-Größe bis zu Substraten mit mehreren Metern Seitenlänge). Weiterhin kann zum Beispiel die Anzahl der Staubabzugsvorrichtungen 560 in Abhängigkeit der anfallenden Staubmenge variiert werden. Es ist für einen Fachmann offensichtlich, dass diese Variationen und Modifikationen noch im Rahmen der vorliegenden Erfindung zu sehen sind.
Weiterhin sind die Aufnahmen und die Messdaten zu den Eintiefungsprofilen lediglich Beispiele und es sollte beachtet werden, dass die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe gelöst wird, wenn die Anforderungen an das Profil der Eintiefungen erfüllt sind. Folglich sollten die Messdaten nicht als limitierend für den Umfang der vorliegenden Erfindung angesehen werden.
Industrielle Anwendbarkeit
Die voranstehenden Beschreibungen von Apparaten und Verfahren aus einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf die Ausbildung eines erwünschten graduierten Musters an Eintiefungen, die die Lichtquelle reflektieren. Jedes der voranstehend genannten Herstellungsverfahren stellt sicher, dass eine konstante Anzahl der Partikel je Zeiteinheit ausgestoßen wird, wobei dies mit Hilfe eines Freifallverfahrens bewirkt wird.
Weiterhin kann eine noch präzisere Herstellung der Eintiefungen durch die Anpassung des Abstandes, des Ausstoßdrucks und des Ausstoßwinkels sowie der ausgestoßenen Partikelanzahl erzielt werden.
Für die erfindungsgemäße Herstellungsvorrichtung besteht ein großer Vorteil darin, dass eine Automatisierung und die Massenproduktion des Herstellungsprozesses für Lichtleitkonsolen möglich ist.
Die vorliegende Erfindung hat eine Vielzahl von Vorteilen gegenüber Lichtleitkonsolen, die mit einem konventionellen Siebdruckverfahren für Druckmuster oder der V-Schnittmethode hergestellt werden.
Zuallererst ist für eine Lichtleitkonsole, die das erfindungsgemäße Eintiefungsprofil aufweist, auch ohne die Verwendung einer Diffusorplatte eine ebene Lichtquelle mit einer nahezu homogen verteilten Lichtabstrahlung gegeben, ohne dass Defekte wie Nachbilder oder Lichtflecke auf der Vorderseite der Lichtleitkonsole auftreten. Entsprechend ist für die Herstellung einer Hintergrundbeleuchtungs-Einheit für einen LCD-Bildschirm bei der Verwendung einer erfindungsgemäßen Lichtleitkonsole keine Diffusorplatte notwendig. Auch wenn die Lichtleitkonsole für die Hintergrundbeleuchtung eines Werbetransparents verwendet wird ist ebenso keine Diffusorplatte notwendig und das Werbetransparent kann direkt auf die Lichtleitkonsole aufgebracht und verwendet werden. Da keine Diffusorplatte verwendet wird ist die optische Effizienz stark verbessert, so dass ein LCD-Bildschirm oder ein Werbetransparent deutlich klarer erscheinen. Aufgrund der Möglichkeit einen klaren Werbeschirm herzustellen, bestehen vielfältige Anwendungen als Werbevorrichtung hoher Qualität. Da ferner keine Diffusorplatte notwendig ist, kann die Lichtleitkonsole dünner ausgebildet werden.
Weiterhin ist es aufgrund der Einfachheit des Herstellungsprozesses möglich, auch größere Lichtleitkonsolen herzustellen. Ferner kann durch die Verwendung einer Transfervorrichtung für die voranstehend beschriebene Herstellungsvorrichtung eine kontinuierliche Prozessierung der Eintiefungen für Lichtleitkonsolen vorgenommen werden, so dass eine Massenproduktion möglich ist und die Herstellungskosten reduziert werden können. Die Vorschubgeschwindigkeit des Substrats kann hierbei selbstverständlich auch als zusätzlicher Prozessparameter verwendet werden. Zur Herstellung einer großen Lichtleitkonsole ist für ein konventionelles Herstellungsverfahren auch eine große Herstellungsvorrichtung notwendig, ferner ist die Herstellung schwierig, für die vorliegende Erfindung ist hierfür lediglich eine Erhöhung der Anzahl der Ausstoßdüsen notwendig.
Eine Vielzahl von Modifikationen in der Ausgestaltung von Details können ohne vom Geist und vom Umfang der vorliegenden, durch die nachfolgende Ansprüche definierte Erfindung abzuweichen, vorgenommen werden. Ferner ist zu beachten, dass alle Variationen bezüglich der Auslegung und des Umfangs der Ansprüche im Umfang der vorliegenden Erfindung eingeschlossen sind.
Zusammenfassung
Ein Verfahren zur Herstellung einer Lichtleitkonsole durch die Sandbestrahlung eines Substrats mit Partikeln hoher Geschwindigkeit. Die Anzahl der Eintiefungen nimmt mit zunehmendem Abstand von der Seite, durch die Licht von der Lichtquelle einfällt, zu. Für ein erstes Verfahren werden die winzigen Partikel mit einem Luftstrom hoher Geschwindigkeit gemischt und dann durch eine oder mehrere Ausstoßdüsen streuend ausgestoßen, um auf der Oberfläche des transparenten Substrats in einem bestimmten Winkel aufzutreffen. Für ein zweites Verfahren werden die winzigen Partikel mit einem Luftstrom hoher Geschwindigkeit gemischt und dann durch eine oder mehrere in einer Reihe angeordneten Ausstoßdüsen streuend ausgestoßen, so dass die winzigen Partikel über die ganze Breite des transparenten Substrats senkrecht auftreffen können, wobei eine geeignete Anpassung der Abstände zwischen den Ausstoßdüsen und/oder der Anzahl der Ausstoßdüsen vorgenommen wird und diesen eine Schwingbewegung aufgeprägt wird. Ein drittes Verfahren vermischt die winzigen Partikel mit einem Luftstrom, der mittels eines mit Hochgeschwindigkeit rotierenden Gebläserotors erzeugt wird, wobei die Mischung aus winzigen Partikeln und Luft durch eine flache trichterförmige Ausstoßröhre geblasen wird, die einen Auslass mit einer Höhe aufweist, die niedriger ist als die Breite und wobei die winzigen Partikel senkrecht mit dem transparenten Substrat kollidieren. Für diese Verfahren wird die ausgestoßene Anzahl der winzigen Partikel zeitliche konstant gehalten. Hierzu durchlaufen die winzigen Partikel einen Freifallbereich bevor sie mit dem Hochgeschwindigkeitsluftstrom vermischt werden.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Lichtleitkonsole umfassend: den Transfer eines transparenten Substrats, welches als Ausgangsmaterial für eine Lichtleitkonsole verwendet wird, so dass das Substrat unter dem Auslass einer Ausstoßdüse mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit vorbeigeführt wird; die Bereitstellung einer vorbestimmten Anzahl winziger Partikel je Zeiteinheit, die aus einem Behälter mittels eines Freifallverfahrens zugeführt werden; und das Ausbilden einer erwünschten Verteilung von Eintiefungen auf der Oberfläche des vorbeitransportieren Substrats, durch die Vermischung der frei fallenden, winzigen Partikel mit einem komprimierten Medium hoher Geschwindigkeit und den Ausstoß der vermischten Partikel auf das vorbeitransportierte Substrat.
Herstellungsverfahren für eine Lichtleitkonsole nach Anspruch 1, wobei die winzigen Partikel durch eine Ausstoßröhre ausgestoßen werden und wobei in der Richtung vom Einlass zum Auslass der Ausstoßröhre die Höhe des Querschnitts der Ausstoßröhre abnimmt und die Weite zunimmt.
Herstellungsverfahren für eine Lichtleitkonsole nach Anspruch 2, wobei die Gesamtheit der ausgestoßenen winzigen Partikel die Außenkontur eines Gürtels mit einer langen Breite und einer im Verhältnis zur Breite geringeren Höhe ausbilden und wobei die Rate der Veränderung der auf dem transparenten Substrat ausgeformten Anzahl der Eintiefungen in Richtung der Breite mit der Veränderungsrate der Einheitsfläche in Richtung der Breite des Gürtels übereinstimmt.
Herstellungsverfahren für eine Lichtleitkonsole nach Anspruch 1, wobei die durch eine Ausstoßdüse ausgestoßenen winzigen Partikel diffus streuen und so die Form eines Kreises oder eines Ovals ausbilden und die Ausstoßdüsen so angeordnet sind, dass die Richtung der Ausstoßdüsen im Wesentlichen senkrecht zur Transportrichtung des transparenten Substrats sowie um einen vorbestimmten Winkel geneigt zur Fläche des transparenten Substrats eingestellt und ein Verfahren zur Ausbildung der Eintiefungen mittels der streuend ausgestoßenen winzigen Partikel verwendet wird, bei dem die Anzahldichte der Eintiefungen mit zunehmender Distanz zwischen der Oberfläche des transparenten Substrats und dem Auslass einer Ausstoßdüse abnimmt.
Herstellungsverfahren einer Lichtleitkonsole nach Anspruch 1, wobei eine Vielzahl von Ausstoßdüsen in einer in Querrichtung zur Transportrichtung des Substrats verlaufenden Reihe angeordnet sind, so dass die aus benachbarten Ausstoßdüsen ausgestoßenen winzigen Partikel sich in einer Reihe in Richtung der Breite des transparenten Substrats überlagern.
Herstellungsverfahren für eine Lichtleitkonsole nach Anspruch 5, wobei zur Herstellung einer gleichmäßig verlaufenden Veränderung der Anzahldichteverteilung der Eintiefungen während des Ausstoßprozesses eine Vielzahl von Ausstoßdüsen in einer zur Transportrichtung des transparenten Substrats quer verlaufenden Richtung eine Schwingungsbewegung ausgeprägt wird.
Herstellungsverfahren für eine Lichtleitkonsole nach Anspruch 5, wobei der Abstand zwischen Ausstoßdüsen und/oder die von jeder der Ausstoßdüsen ausgestoßene Teilchenanzahl in Abhängigkeit der auszubildenden Verteilung der Eintiefungen auf dem transparenten Substrat eingestellt wird.
Herstellungsverfahren für eine Lichtleitkonsole nach Anspruch 1, ferner umfassend: Sammeln der winzigen Partikel, nachdem diese mit dem transparenten Substrat kollidierten und Rückführung der winzigen Partikel zum Behälter.
Herstellungsverfahren für eine Lichtleitkonsole nach Anspruch 1, ferner umfassend: Variation der Transportgeschwindigkeit des transparenten Substrats in Abhängigkeit der erwünschten Verteilung der Eintiefungen in der Transportrichtung des transparenten Substrats.
Herstellungsverfahren für eine Lichtleitkonsole nach Anspruch 1, wobei ein Lüftungsloch an einer vorbestimmten Stelle einer vertikalen Rohrleitung zwischen der Bodenöffnung des Behälters und der Ausstoßdüse angeordnet ist, und durch das Zuströmen externen Mediums durch das Lüftungsloch der aufgrund der hohen Ausströmgeschwindigkeit des Mediums aus der Ausstoßdüse erzeugte Unterdruck nicht zum Bereich oberhalb des Lüftungslochs vordringt und so das Freifallen der winzigen Partikel sichergestellt wird.
Herstellungsverfahren für eine Lichtleitkonsole nach Anspruch 1, wobei die winzigen Partikel mittels eines Vorgangs ausgestoßen werden, bei dem die winzigen im Behälter befindlichen Partikel einen Freifallbereich in Luft durchqueren und die frei fallenden winzigen Partikel in einen Lüftungsapparat eingesaugt werden, der einen Hochgeschwindigkeitsluftstrom erzeugt und die winzigen Partikel in den Hochgeschwindigkeitsluftstrom gleichmäßig einmischt.
Herstellungsverfahren für eine Lichtleitkonsole nach Anspruch 1, wobei die Anzahldichte der auf dem transparenten Substrat ausgebildeten Eintiefungen mit zunehmendem Abstand vom Anbringungsort der Lichtquelle zunimmt.
Herstellungsverfahren für eine Lichtleitkonsole nach Anspruch 1, wobei als winzige Partikel ein oder eine Kombination aus zwei oder mehr Partikel aus der durch Aluminiumcarbid, Siliziumcarbid, Zirkon oder Diamantpartikeln gebildeten Gruppe verwendet werden.
Partikelausstoßvorrichtung zur Herstellung von Lichtleitkonsolen umfassend: einen Behälter, der winzige Partikel bevorratet, und eine vorbestimmte Anzahl winziger Partikel je Zeiteinheit durch eine Bodenöffnung mittels eines Freifallverfahrens freisetzt; ein Verbindungselement, welches mit der Bodenöffnung des Behälters verbunden ist, und welches den Freifallpfad für die winzigen Partikel bereitstellt; eine Luftdruckeinheit, die ein komprimiertes Medium hoher Geschwindigkeit durch eine Röhrenvorrichtung bereitstellt; und eine Ausstoßdüseneinheit, die mit dem Verbindungselement derart verbunden ist, dass die winzigen Partikel in einen inneren Hohlraum hineinfallen, und wobei die Zuführungsröhre für das komprimierte Medium sich bis in den Bereich des Hohlraums erstreckt und das durch die Röhrenvorrichtung von der Druckeinheit zugeführte komprimierte Medium mit den winzigen Partikeln vermischt wird und aus dem Auslass zur Außenseite hin ausgestoßen wird, wobei durch ein an einer vorbestimmten Höhenposition des Verbindungselements Medium in den Freifallpfad einströmt und so dem aufgrund des Hochgeschwindigkeitsausstoßes erzeugten Unterdruck im Hohlraum und im Verbindungselement durch den Zustrom des Mediums durch das Belüftungsloch entgegengewirkt wird, dass die winzigen Partikel in einem Bereich oberhalb des Lüftungslochs frei fallen.
Partikelausstoßvorrichtung nach Anspruch 14, ferner umfassend: eine Öffnungs- und Schließregelungseinheit, die den Ausstrom oder den Stopp des Ausstroms der winzigen Partikel aus dem Behälter regelt.
Partikelausstoßvorrichtung zur Herstellung einer Lichtleitkonsole umfassend: einen Behälter, der winzige Partikel bevorratet und eine vorbestimmte Anzahl winziger Partikel je Zeiteinheit durch einen Bodenauslass mittels eines Freifallverfahrens freisetzt; eine Mischungs-Transfer-Einheit, die die freifallenden Partikel mit einem Hochgeschwindigkeitsluftstrom mischt und die vermischten Partikel ausstößt; und eine Ausstoßröhre, die einen Einlass und einen Auslass, welche beide offen sind, aufweist, wobei der Einlass mit dem Auslass der Mischungs-Transfer-Einheit verbunden ist und wobei die innere Querschnittsgestalt der Ausstoßröhre in Richtung des Auslasses eine abnehmende Höhe und eine zunehmende Breite aufweist, wobei die Mischung aus Luft und winzigen Partikeln die Transferröhre durchströmt und durch den Auslass der Ausstoßröhre ausgeworfen wird.
Partikelausstoßvorrichtung nach Anspruch 16, ferner umfassend: eine Öffnungs- und Schließregelungseinheit, die die Freisetzung oder den Stopp der Freisetzung der winzigen Partikel aus dem Behälter regelt.
Partikelausstoßvorrichtung nach Anspruch 16, ferner umfassend: eine Höhenanpassungseinheit, welche die Höhe des Querschnitts der aus dem Auslass der Ausstoßröhre ausgeworfenen Gesamtheit der Partikel in Richtung der Breite variiert.
Partikelausstoßvorrichtung nach Anspruch 18, wobei die Höhenanpassungseinheit ferner einen Haltestab umfasst, der an einer Außenwandung des Auslassendes der Ausstoßdüse befestigt ist, und wenigstens einen Servomotor, der auf dem Haltestab befestigt wird und der in einer vorbestimmten Position der Außenfläche des Auslasses der Ausstoßröhre verbunden ist, so dass sich der Servomotor zu einer vorbestimmten Position bewegen kann.
Partikelausstoßvorrichtung nach Anspruch 18, wobei die Höhenanpassungseinheit aus einem Röhrenanpassungselement besteht, das in der Ausstoßröhre angebracht ist und welches einen Teil des Durchgangs der Ausstoßröhre so blockiert, dass der freie Querschnitt für die Gesamtheit der ausgestoßenen Partikel verändert wird.
Partikelausstoßvorrichtung nach Anspruch 16, wobei die Mischungs-Transfer-Einheit durch die Verbindung von einem oder mehreren Gebläsen ausgebildet ist und jedes Gebläse einen Rotor aufweist, der in einem Innenraum mit einem offenen Einlass und einem offenen Auslass und einer im Wesentlichen würfelförmigen Gestalt angebracht wird sowie durch einen Motor, der außerhalb des Würfels installiert ist und welcher den Rotor mit Hochgeschwindigkeit antreibt.
Vorrichtung zur Herstellung einer Lichtleitkonsole umfassend: eine Transfervorrichtung, welche ein transparentes Substrat, das als Ausgangsmaterial zur Herstellung einer Lichtleitkonsole verwendet wird, auf einer Transferstraße platziert und das transparente Substrat mit einer vorbestimmten Transportgeschwindigkeit bewegt; und eine Partikelausstoßvorrichtung, die winzige Partikel mit einem Medium, das mit Hochgeschwindigkeit strömt, vermischt und die vermischten Partikel auf die Oberfläche des vorbeitransportierten transparenten Substrats durch wenigstens eine oder mehrere Ausstoßröhren ausstößt, so dass Eintiefungen auf der Oberfläche des transparenten Substrats ausgebildet werden, wobei die Anzahl der ausgestoßenen winzigen Partikel zeitlich konstant bleibt und die Eintiefungen so ausgebildet werden, dass die Verteilungsdichte der Eintiefungen mit zunehmendem Abstand zur Lichteinfallsseite schrittweise zunehmen.
Herstellungsvorrichtung für eine Lichtleitkonsole nach Anspruch 22, ferner umfassend: eine Regelungseinheit, welche automatisch die gesamte Funktion der Transfereinrichtung entsprechend der von dem Benutzer eingestellten Anforderungen regelt, einschließlich der Transportgeschwindigkeit des transparenten Substrats.
Herstellungsvorrichtung für eine Lichtleitkonsole nach Anspruch 23, ferner umfassend: wenigstens einen an einer vorbestimmten Position entlang der Transferstraße der Transfervorrichtung installierten Sensors, der den Durchgang des transparenten Substrats detektiert und diese Information der Regelungseinheit zuführt.
Herstellungsvorrichtung für eine Lichtleitkonsole nach Anspruch 23, ferner umfassend: eine Kammereinheit, die an der Transferstraße der Transfervorrichtung angeordnet ist und welche einen durch Seitenwände und eine Deckelfläche definierten Raum erzeugt, welcher die Partikelausstoßvorrichtung beinhaltet und welcher einen offenen Bodenbereich aufweist, der dem transparenten Substrat gegenüber liegt und so aufgebaut ist, dass die winzigen nach der Kollision mit dem transparenten Substrat herabfallenden Partikel nicht in den Außenbereich gelangen; und wobei eine Partikelsammeleinheit unterhalb der Kammereinheit angeordnet ist, welche die herabfallenden winzigen Partikel an einem Ort sammelt.
Herstellungsvorrichtung für eine Lichtleitkonsole nach Anspruch 25, ferner umfassend: eine Rückführungseinheit, welche die in der Partikelsammeleinheit gesammelten winzigen Partikel zum Behälter der Partikelausstoßvorrichtung zurückführt.
Herstellungsvorrichtung für eine Lichtleitkonsole nach Anspruch 25, ferner umfassend: eine Staubabzugsvorrichtung, die mit der Kammer verbunden ist und einen Abzug vorsieht, wobei Staub aus dem Inneren der Kammer angesaugt und ausgefiltert wird.
Herstellungsvorrichtung für eine Lichtleitkonsole nach Anspruch 22, wobei die Partikelausstoßvorrichtung die winzigen Partikel durch wenigstens eine Ausstoßdüse ausstößt und die durch die Ausstoßdüse ausgestoßenen winzigen Partikel im Wesentlichen in einer kreisförmigen oder ovalen Form gestreut werden, und wobei die Ausstoßdüse so angeordnet ist, dass die Richtung des Auslasses der Ausstoßdüse im Wesentlichen senkrecht zur Transportrichtung des transparenten Substrats und mit einem vorbestimmten Winkel zur Oberfläche des transparenten Substrats angeordnet ist, und wobei das Prinzip der Ausformung der Eintiefungen durch die streuend ausgestoßenen winzigen Partikel darin besteht, dass mit zunehmendem Abstand zwischen einem Bereich auf der Oberfläche des transparenten Substrats und dem Auslass der Ausstoßdüse die Anzahldichte der Eintiefungen abnimmt.
Herstellungsvorrichtung für eine Lichtleitkonsole nach Anspruch 22, wobei die Partikelausstoßvorrichtung eine Vielzahl von Ausstoßdüsen umfasst und die Vielzahl der Ausstoßdüsen in einer Reihe angeordnet sind, die in Transportrichtung verläuft und wobei die Auftreffbereiche der winzigen Partikel auf dem Substrat sich teilweise überlappen, die Auftreffbereiche in Richtung der Breite des transparenten Substrats in einer Reihe verbunden sind und die Abstände zwischen den Ausstoßdüsen und/oder die von jeder der Ausstoßdüsen ausgestoßene Partikelmenge in Abhängigkeit der erwünschten Verteilung der auf dem transparenten Substrat auszuformenden Eintiefungen festgelegt wird.
Herstellungsvorrichtung für eine Lichtleitkonsole nach Anspruch 29, ferner umfassend: eine Schwingungsvorrichtung, welche während des Ausstoßvorgangs die Vielzahl der Ausstoßdüsen in einer Richtung quer zur Transportrichtung des transparenten Substrats mit einer Schwingbewegung beaufschlagt, so dass sich die durch benachbarte Ausstoßdüsen erzeugte Verteilung der Eintiefungen in einem kontinuierlichen Verlauf ändert.
Herstellungsvorrichtung für eine Lichtleitkonsole nach Anspruch 30 mit einer Schwingungseinheit umfassend: vertikale und horizontale Positionsanpassungsvorrichtungen, die die vertikale Position und die horizontale Position für jede der Ausstoßdüsen anpasst; eine Führungsvorrichtung, die mit der horizontalen Positionsanpassungsvorrichtung verbunden ist und eine Bewegung in horizontaler Richtung ermöglicht; eine Servomotoreinheit, welche die Antriebskraft für die Führungsvorrichtung zur Verfügung stellt, so dass jede Ausstoßdüse eine Schwingung in horizontaler Richtung durchführen kann.
Herstellungsvorrichtung für eine Lichtleitkonsole nach Anspruch 22 mit einer Partikelausstoßvorrichtung umfassend: einen Behälter zur Bevorratung winziger Partikel und zur Freisetzung einer vorbestimmten Anzahl winziger Partikel durch eine Bodenöffnung mittels eines Freifallverfahrens; ein Verbindungselement, welches mit der Bodenöffnung des Behälters verbunden ist und welches einen Freifallpfad für die winzigen Partikel zur Verfügung stellt; eine Einheit zur Bereitstellung eines unter Druck stehenden Mediums, welches das unter Druck stehende Medium durch eine Röhrenvorrichtung mit hoher Geschwindigkeit zuführt, wobei die winzigen Partikel in einen inneren Hohlraum hineinfallen und wobei sich die Röhrenvorrichtung bis in den Bereich des Auslasses des Hohlraums erstreckt und die winzigen Partikel in das durch die Röhrenvorrichtung zuströmende komprimierte Medium eingemischt werden und die Mischung aus Medium und Partikeln aus einem Auslass, der in Verbindung zum Hohlraum steht, herausgeschleudert werden, wobei ein Lüftungsloch an einer vorbestimmten Höhe des Verbindungselements angebracht ist, durch welches Medium in den Freifallpfad einströmt und dem durch den Hochgeschwindigkeitsausstoß erzeugten Unterdruck im Hohlraum und im Verbindungselement entgegenwirkt, so dass die winzigen Partikel in einem Bereich oberhalb des Lüftungslochs frei fallen können.
Herstellungsvorrichtung für eine Lichtleitkonsole nach Anspruch 22 mit einer Partikelausstoßvorrichtung umfassend: einen Behälter, der winzige Partikel bevorratet und der eine vorbestimmte Anzahl winziger Partikel durch eine Bodenöffnung mittels eines Freifallverfahrens freisetzt; eine Mischungs-Transfer-Einheit, welche die frei fallenden winzigen Partikel mit einem Hochgeschwindigkeitsluftstrom mischt und die vermischten Partikel durch eine Transferröhre transportiert; eine Ausstoßröhre, die einen offenen Einlass und einen offenen Auslass aufweist, wobei der Einlass mit dem Auslass der Mischungs-Transfer-Einheit verbunden ist und deren innere Querschnittsform in Richtung des Auslasses eine abnehmende Höhe und eine zunehmende Breite aufweist, wobei die Mischung aus Luft und winzigen Partikeln durch die Transferröhre strömt und aus dem Auslass der Ausstoßröhre ausgeworfen wird.
Herstellungsvorrichtung für eine Lichtleitkonsole nach Anspruch 33, wobei die Partikelausstoßvorrichtung ferner Folgendes umfasst: eine Höhenanpassungseinheit, welche die Durchlasshöhe für die winzigen Partikel, welche aus dem Auslass der Ausstoßröhre ausgeworfen werden, in Richtung der Breite variiert.
Herstellungsvorrichtung für eine Lichtleitkonsole nach einem der Ansprüche 33 oder 34, wobei die Vielzahl der Partikelausstoßvorrichtungen entlang einer Transferstraße für das transparente Substrat angeordnet sind.
Herstellungsvorrichtung für eine Lichtleitkonsole nach Anspruch 33, wobei die Mischungs-Transfer-Einheit durch die Verbindung eines oder mehrerer Gebläse gebildet wird, wobei jedes Gebläse einen Rotor aufweist, der in einem Gehäuseinnenraum angebracht ist und einen geöffneten Einlass und einen geöffneten Auslass und im Wesentlichen eine würfelförmige Gestalt sowie einen Motor, der auf der Außenseite des Würfels angebracht ist und welcher den Rotor mit Hochgeschwindigkeit antreibt, aufweist.
Herstellungsvorrichtung für eine Lichtleitkonsole nach einem der Ansprüche 31 oder 33, wobei die Partikelausstoßvorrichtung Folgendes umfasst: eine Öffnungs- und Schließregeleinheit, welche die Freisetzung oder den Stopp der Freisetzung der winzigen Partikel aus dem Behälter regelt.