KR100371097B1 - 도광판용 금형 제작방법 - Google Patents

Abstract

도광판용 금형을 간단한 방법에 의해 제작함으로써 도광판 및 이를 포함하는 백라이트 시스템을 로-코스트화할 수 있는 방법이 제안된다. 상기 도광판용 금형 제작방법은 투명기판을 준비하는 단계와, 상기 기판위에 마스크를 올려놓고 경화성 수지를 스크린 인쇄하여 소정 모양의 패턴부를 형성하고 경화시키는 단계와, 상기 기판과 패턴부 전면에 금속물질을 얇게 증착하여 제1 금속막을 형성하는 단계와, 상기 제1 금속막의 전면에 재차 금속물질을 두껍게 증착하여 제2 금속막을 형성하는 단계와, 상기 패턴부를 포함한 기판을 제거하는 단계로 이루어진다.

Description

도광판용 금형 제작방법{method for manufacturing a mold for a light guide panel}

본 발명은 평판형 표시장치의 백라이트 시스템에 관한 것으로, 특히 백라이트 시스템의 도광판용 금형 제작방법에 관한 것이다.

평판형 표시장치 중, 플라즈마 디스플레이 패널이나 EL 소자는 자체 발광하여 표시장치로서의 역할을 수행하지만, 액정표시장치는 빛을 차단시키거나 투과시키는 액정기판의 기능을 이용하므로 별도의 광원이 필요하다. 따라서 액정표시장치에는 액정기판 외에 별도의 백라이트 시스템이 설치되어 있다.

이러한 백라이트 시스템은 도 1에 도시된 것과 같이 반사시트(11)와 도광판(12)과 확산시트(13) 등이 차례로 적층된 구조와, 도광판(12)의 측면에 설치된 램프(14), 그리고, 램프(14)와 도광판(12) 측면을 에워싸는 램프하우징(15)을 포함하여 구성되어 있다.

반사시트(11)는 도광판(12) 밑면에 설치되어 도광판(12)을 통해 입사된 빛을 모두 도광판(12) 윗면으로 반사시키고 도광판(12)은 외부로부터 입사되거나 램프하우징(15)에 의해 반사된 빛을 산란시킬 수 있도록 밑면에 황산바륨(BaSO₄), 또는 산화티타늄(Ti₂O₃) 등의 물질로 확산도트가 형성되어 있다. 즉, 도광판의 밑면에 형성된 확산도트는 도광판의 윗면으로 더 많은 빛이 출사되도록 도광판에 입사된 빛을 산란시킨다.

확산도트를 도광판에 형성하는 방법은 일반적인 패터닝 공정에서 많이 사용되는 스크린 인쇄법이 사용된다.

한편, 사출형 도광판은 밑면에 별도의 확산도트가 형성되어 있지 않고, 밑면에 미세한 요철(凹凸)(roughened surface)이 형성되어 있다.

또한 도광판의 밑면에 형성된 요철은 도광판(12)의 일측면을 통해 입사되는 빛을 산란시킨다.

이러한 사출형 도광판을 제작하는 방법은 금형의 편평한 금속면에 미세한 유리구슬(glass bead)를 분사하여 거친 표면을 형성시키고, 이렇게 형성된 금형을 이용하여 플라스틱 성형사출기법으로 표면에 거친 면이 있는 도광판을 제작한다. 또한 사출용 금형면의 일부를 부식시켜 도광판을 제작하기도 한다.

또한 도광판의 거친 표면을 얻기 위한 금형을 제작하기 위하여 별도의 스탬퍼(stamper)를 제작하는 방법도 있다.

도 2a 내지 도 2f에 도시된 미국특허 5,776,636 에 제안된 바와 같은 스탬퍼 형성방법으로서, 간단한 포토리소그래피를 이용하여 빛 굴절요소를 가지는 도광판의 사출성형용 금형의 제작방법이 개시되어 있다.

먼저 도 2a에 도시된 것과 같이 기판(21)의 편평한 표면 위에 포토레지스트(22)를 증착하고, 도 2b에 도시된 것과 같이 소정의 마스크(23)를 통해 빛을 조사하여 현상하고, 현상된 포토레지스트(22')을 제거하여 도 2c에 도시된 것과 같이 요철의 형상과 동일한 패턴으로 포토레지스트(22")를 형성한다. 그 후 도 2d에 도시된 것과 같이 포토레지스트(22")가 형성된 기판(21)의 표면 위 전면에금속층(31)을 형성하고, 도 2e에 도시된 것과 같이 금속층(31) 위에 금형으로 사용할 스탬퍼(32)를 형성한다. 그 후, 포토레지스트(22)와 금형(21)을 제거하면 도 2f에 도시된 것과 같이 스탬퍼(32)가 완성된다.

상기 도 2a 내지 도 2f에 도시된 것과 같은 방법으로 제작된 스탬퍼(32)는 표면에 미세한 요철이 형성된 도광판을 사출하는 금형으로 사용된다.

그러나 이러한 종래의 기술에 의한 백라이트 시스템의 도광판용 금형 제작방법은 다음과 같은 문제점이 있다.

종래의 도광판용 금형 제작방법에서, 사출형 도광판의 요철 구조를 정교하게 조절하기 위해서는 도 2b에 개시된 단계에서 빛을 조사할 때 매우 정밀한 광학장치 및 그 기술을 필요로 한다. 또한 최종 금형을 얻을 때까지 수차례의 금형 수정이 필요한데 이때 많은 비용과 시간이 소요되는 단점이 있다.

본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 도광판용 금형을 간단한 방법에 의해 제작함으로써 도광판 및 이를 포함하는 백라이트 시스템을 로-코스트화할 수 있는 평판형 표시장치의 도광판용 금형 제작방법을 제공함에 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은 도광판용 금형 제작을 위한 복잡한 광학장치가 불필요하고 금형 수정에 있어 비용과 시간을 줄일 수 있는 평판형 표시장치의 도광판용 금형 제작방법을 제공함에 있다.

도 1은 일반적인 백라이트 시스템의 구성을 도시한 도면,

도 2a 내지 도 2f는 종래의 사출형 도광판 금형 제작을 위한 스탬퍼의 제작공정을 도시한 도면,

도 3a 내지 도 3e는 본 발명에 의한 도광판용 금형 제작방법을 나타낸 공정 단면도,

도 4는 본 발명에 의해 제작된 도광판의 일례를 나타낸 요부 사시도이다.

*도면의 주요부분에 대한 기호설명*

11 : 반사시트 12 : 도광판

13 : 확산시트 14: 램프

15 : 램프하우징 41 : 기판

42 : 마스크 43 : 유제층

44 : 메쉬 45 : 패턴부

47 : 얇은 금속층 49 : 두꺼운 금속층

50 : 도광판용 금형 55 : 도광판

57 : 도광판의 패턴부

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 평판형 표시장치의 도광판용 금형 제작방법의 특징은, 투명기판을 준비하는 단계와, 상기 기판위에 마스크를 올려놓고 경화성 수지를 스크린 인쇄하여 소정 모양의 패턴부를 형성하고 경화시키는 단계와, 상기 기판과 패턴부 전면에 금속물질을 얇게 증착하여 제1 금속막을 형성하는 단계와, 상기 제1 금속막의 전면에 재차 금속물질 두껍게 증착하여 제2 금속막을 형성하는 단계와, 상기 패턴부를 포함한 기판을 제거하는 단계로 이루어진 점에 있다.

이하 본 발명에 따른 평판형 표시장치의 도광판용 금형 제작방법의 바람직한 일 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 평판형 표시장치의 도광판용 금형 제작방법을 나타낸 공정 단면도이고, 도 4는 본 발명에 의해 제작된 도광판의 일례를 나타낸 요부 사시도이다.

도 3a를 참조하면, 기판(31)상에 마스크(42)를 올려놓고 경화성 수지를 스크린 인쇄한다. 이때 상기 기판(41)으로는 유리기판이나 아크릴판 등을 사용할 수 있고, 마스크(42)는 주로 고분자 재질이나 스테인레스 스틸 와이어로 이루어진 메쉬(44)에 소정 간격 및 소정 패턴으로 유제가 도포된 유제층(43)을 포함한다.

또한 상기 경화성 수지로는 열경화성 수지나 자외선 경화성 수지를 사용한다.

이어서 도 3b를 참조하면, 상기 마스크(42)를 제거한 상태에서 상기 경화성 수지의 종류에 따라 자외선 또는 열을 가하고 경화시키면 소정 모양으로 분포된 패턴부(45)가 형성된다. 여기서 상기 마스크(42)에 형성된 패턴(도시생략됨)과 메쉬(44) 및 그 위치에 형성된 유제층(43)의 두께 및 경화성 수지의 점도 등의 변화에 따라 다양한 패턴부(65)를 얻을 수 있다.

그 다음 도 3c를 참조하면, 상기 기판(41)과 패턴부(45) 전면에 금속물질을 얇게 증착하여 제1 금속층(47)을 형성한다. 상기 제1 금속층(47)은 니켈 등의 금속물질을 전기 성형방법에 의해 수십 nm 두께로 증착하여 형성한다.

그 다음 도 3d를 참조하면, 상기 제1 금속막(47)의 전면에 재차 금속물질 두껍게 증착하여 제2 금속막(49)을 형성한다. 상기 제2 금속막(49)은 니켈 등의 금속물질을 전기 성형방법에 의해 수백 ㎛ 내지 1-2mm 두께까지 증착하여 형성한다.

마지막으로 도 3e를 참조하면, 상기 기판(41)과 함께 패턴부(45)를 제거하여 도광판용 금형(50)을 얻는다. 따라서 이용하고자 하는 금형 등에 맞게 상기 제2 금속막(49)을 편평하게 가공하여 도광판용 금형(50)으로 사용한다. 이와 같이 제작된 금형으로 사출등의 방법으로 사출형 도광판을 제작할 수 있다.

이와 같이 제작된 도광판용 금형(40)이 도 4에 도시되어 있다.

도 4를 참조하면, 상기 금형(40)은 도광판(55)에 패턴부(57)가 미세 볼록렌즈 형상으로 형성되어 있으며 그 직경은 약 100∼300㎛이고, 그 높이는 약 10∼50㎛가 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 평판형 표시장치의 도광판용 금형 제작방법은 도광판용 금형을 간단한 방법에 의해 제작함으로써 도광판및 이를 포함하는 백라이트 시스템을 로-코스트화할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명의 도광판용 금형 제작방법은 경화성 수지의 굴절율을 도광판의 굴절율과 일치시키거나 유사한 것으로 사용한다면 도광판용 금형 수정 횟수를 크게줄일 수 있는 이점도 있다.

Claims (3)

1. 도광판용 금형 제작방법에 있어서;

   기판을 준비하는 단계와;

   상기 기판위에 마스크를 올려놓고 경화성 수지를 스크린 인쇄하여 소정 모양의 패턴부를 형성하고 경화시키는 단계와;

   상기 기판과 패턴부 전면에 금속물질을 얇게 증착하여 제1 금속막을 형성하는 단계와;

   상기 제1 금속막의 전면에 재차 금속물질 두껍게 증착하여 제2 금속막을 형성하는 단계와;

   상기 패턴부를 포함한 기판을 제거하는 단계를 순차적으로 수행하는 특징으로 하는 도광판용 금형 제작방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 패턴부는 열경화성 수지 또는 광경화성 수지를 스크린 인쇄하여 형성함을 특징으로 하는 도광판용 금형 제작방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 열경화성 수지 또는 광경화성 수지의 경화후 굴절율과 도광판의 굴절율의 차이는 0.1이내인 것을 특징으로 하는 도광판용 금형 제작방법.