KR101142157B1

KR101142157B1 - 성형제 계량방법 및 이를 이용한 렌즈 제조방법

Info

Publication number: KR101142157B1
Application number: KR1020090108722A
Authority: KR
Inventors: 안길용; 김형태
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2009-11-11
Filing date: 2009-11-11
Publication date: 2012-05-10
Also published as: KR20110051906A

Abstract

성형제 계량방법 및 이를 이용한 렌즈 제조방법이 개시된다. 성형제를 수용하는 계량부 및 계량부를 개방시키는 주입구가 형성된 계량틀에 주입구와 연통되는 주입경로가 형성된 주입틀을 설치하는 단계, 주입틀의 주입경로를 통하여 계량부에서 오버플로우(overflow)되도록 성형제를 충전하는 단계, 계량틀 및 주입틀에 충전된 성형제를 가경화시키는 단계, 주입틀을 분리하고 계량부에서 오버플로우된 성형제를 제거하는 단계를 포함하는 성형제 계량방법은, 성형틀에 정량의 성형제를 주입하여 렌즈와 같은 성형물의 품질을 균일화 할 수 있다.

성형제, 정량, 가경화

Description

성형제 계량방법 및 이를 이용한 렌즈 제조방법{Measuring method for molding material and manufacturing method for lens using the same}

본 발명은 성형제 계량방법 및 이를 이용한 렌즈 제조방법에 관한 것이다.

LED는 모바일 기기의 중소형 BLU(Back light Unit)의 광원을 시작으로 카메라모듈, 대형 LCD Panel의 광원까지 현재는 조명용 광원으로 각광받고 있으며 그 적용 분야가 광범위해 지고 있다.

LED는 낮은 소비 전력, 빠른 응답, 반영구적 사용으로 인하여 조명 분야에서 각광받고 있는 추세이다.

그러나, LED는 이러한 장점에도 불구하고 아직까지는 낮은 광속(lm)으로 인하여 그 적용 분야가 한정되어 있다. 이를 보완하기 위하여, LED에 렌즈를 적용하여 빛의 손실을 줄임으로써 기존 보다 높은 광속을 가지게 하고 있다. 렌즈의 역할은 빛의 내부 손실을 줄임으로써 광추출 효율을 증대시키는 역할을 하며, 렌즈 형상에 따라 빛의 이동경로를 달리할 수 있게 할 수 있다.

이러한 렌즈는 성형틀에 수지를 주입하고 성형하여 형성될 수 있는데, 이 경우에 성형틀에 일정한 수지를 주입하기 어려운 문제가 있다. 또한, 수지 내부의 기포로 인하여 렌즈에 캐비티가 형성되는 문제도 발생한다.

본 발명은 성형틀에 정량의 성형제를 주입할 수 있는 성형제 계량방법 및 이를 이용한 렌즈 제조방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 렌즈와 같은 성형물에 캐비티 형성을 방지하는 성형제 계량방법 및 이를 이용한 렌즈 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 성형제를 수용하는 계량부 및 상기 계량부를 개방시키는 주입구가 형성된 계량틀에, 상기 주입구와 연통되는 주입경로가 형성된 주입틀을 설치하는 단계, 상기 주입틀의 주입경로를 통하여, 상기 계량부에서 오버플로우(overflow)되도록 성형제를 충전하는 단계, 상기 계량틀 및 상기 주입틀에 충전된 상기 성형제를 가경화시키는 단계, 상기 주입틀을 분리하고, 상기 계량부에서 오버플로우된 성형제를 제거하는 단계를 포함하는 성형제 계량방법이 제공된다.

상기 주입틀은 상기 계량틀의 상부에 설치될 수 있다.

상기 주입틀의 주입경로는 상기 주입틀의 상부에서 하부로 형성되어 있으며, 상기 주입경로의 단면적은 상기 하부에서 상기 상부로 갈수록 증가될 수 있다.

상기 성형제는 액상의 열경화성 수지를 포함하여 이루어지며, 상기 가경화단계는, 상기 액상의 열경화성 수지를 가열하여 젤(Gell)상태로 가경화시키는 단계를 포함할 수 있다.

상기 제거단계는, 상기 계량틀과 상기 주입틀의 경계면을 기준으로 상기 계량부에서 오버플로우된 성형제를 절단하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 절단단계는, 상기 주입틀의 내측 모서리를 이용하여 상기 계량부에서 오버플로우된 성형제를 절단하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 광소자를 준비하는 단계, 상기의 성형제 계량방법을 이용하여, 상기 광소자에 소정의 체적을 가지며 가경화된 상기 성형제를 적층하는 단계, 가경화된 상기 성형제를 렌즈 형상에 상응하는 음각패턴이 형성된 성형틀로 가압하여 성형하는 단계를 포함하는 렌즈 제조방법이 제공된다.

성형된 상기 성형제를 완전경화시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 성형틀에 정량의 성형제를 주입하여, 렌즈와 같은 성형물의 품질을 균일화 할 수 있다.

또한, 성형 전에 성형제에서 기포를 제거하여, 성형물에 캐비티가 형성되는 것을 방지할 수 있다.

이하에서 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 제조방법을 나타낸 순서도이고, 도 2 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 제조방법을 설명하는 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 제조방법은, 광소자 준비단계(S110), 성형제 적층단계(S120) 및 성형단계(S130)를 포함한다. 특히, 본 실시예의 성형제 적층단계(S120)에서는 성형제(8)의 정량을 계량할 수 있도록, 계량틀 및 주입틀 설치단계(S122), 성형제 충전단계(S124), 가경화단계(S126) 및 오버플로우 제거단계(S128)를 포함하는 성형제 계량방법이 이용된다.

광소자 준비단계(S110)에서는 빛을 발산하며 렌즈와 결합될 광소자(2)가 준비된다. 도 2에 나타난 바와 같이, 본 실시예에서는 광소자(2)인 엘이디가 기판(1)에 장착되어 제공된다.

성형제 적층단계(S120)에서는 후술할 성형단계(S130)에서 사용되는 성형틀(30)의 용적에 상응하는 체적으로 계량되어 있으며, 가경화된 성형제(8)를 광소자(2)에 적층한다. 즉, 후술할 성형단계(S130)에서 성형틀(30)에 의한 성형이 균일하게 이루어지도록 일정한 범위의 체적을 가지며, 성형틀(30)에 의한 성형이 가능하도록 가압에 의해 형상이 변형되는 가경화 상태의 성형제(8)가 제공된다.

이를 위해, 성형제 적층단계(S120)는 상술한 바와 같이, 계량틀 및 주입틀 설치단계(S122), 성형제 충전단계(S124), 가경화단계(S126) 및 오버플로우 제거단계(S128)를 포함한다.

계량틀 및 주입틀 설치단계(S122)에서는 소정의 체적을 가지는 내부공간이 형성되어서 성형제(8)를 수용하는 계량부(12)와, 계량부(12)의 내부공간에 성형제(8)의 주입이 가능하도록 계량부(12)를 개방시키는 주입구(14)가 형성된 계량틀(10)이 마련된다. 그리고, 주입구(14)와 연통되는 주입경로(22)가 형성된 주입틀(20)이 계량틀(10)에 설치된다.

구체적으로, 도 2에 나타난 바와 같이, 기판(1) 등과 같은 베이스에 계량부(12)가 형성된 계량틀(10)이 설치되면, 베이스와 계량틀(10)로 둘러 쌓이는 일정한 체적의 내부공간이 형성된다. 이에 따라, 계량틀(10)의 계량부(12)는 성형에 필요한 일정한 체적의 성형제(8)만을 수용할 수 있다.

한편, 계량틀(10)에 성형제(8)를 주입하는 주입경로(22)를 형성하는 주입틀(20)은 계량틀(10)에 탈착 가능하게 설치된다.

성형제 충전단계(S124)에서는 주입틀(20)의 주입경로(22)를 통하여, 계량부(12)에서 오버플로우(overflow)되도록 성형제(8)를 충전한다. 이에 따라, 도 3에 나타난 바와 같이, 계량부(12)에는 성형제(8)가 완전히 충전되어, 후술할 성형단계(S130)에서 사용되는 성형제(8)의 체적이 미달되는 것을 방지한다. 또한, 오버플로우된 성형제(7)는 주입경로(22) 상에 남게 되어 성형제(8)가 외부로 넘치는 것은 방지된다.

여기서, 계량부(12)에 충전된 성형제(6)에서 기포를 용이하게 제거하기 위하여, 주입틀(20)은 계량틀(10)의 상부에 설치될 수 있다. 이에 따라, 계량부(12)에 충전된 성형제(6)내부의 기포는 위로 상부로 이동하여 외부로 배출되거나, 오버플로우된 성형제(7)로 모아지게 된다. 따라서, 렌즈의 형성에 사용되는 성형제(6)에 기포가 함유되는 것을 방지하여, 렌즈에 캐비티가 형성되는 것을 방지한다.

이 때, 주입경로(22)는 주입틀(20)의 상부에서 시작되어 하부로 연결되도록 형성되어 있으며, 주입경로(22)의 단면적은 하부에서 상부로 갈수록 증가되도록 형성됨으로써, 성형제(8)의 주입 및 기포의 배출을 더욱 용이해질 수 있다.

가경화단계(S126)에서는 계량틀(10) 및 계량틀(10)에 오버플로우 되어 주입틀(20)에 충전된 성형제(8)를 가경화시킨다. 이에 따라, 주입틀(20) 또는 계량틀(10)을 제거한 후에도 성형제(8)가 다시 흩어지거나 흐르는 것을 방지할 수 있다. 또한, 성형제(8)가 가경화 상태로 됨으로써, 이후의 성형단계(S130)에서 성형제(8)를 다양한 렌즈 형상으로 성형할 수 있다.

구체적으로, 본 실시예에서는 액상의 열경화성 수지가 성형제(8)로 사용된다. 이에 따라, 가경화단계(S126)에서는 액상의 열경화성 수지를 가열하여 젤(Gell)상태로 가경화시킨다.

오버플로우 제거단계(S128)에서는 주입틀(20)을 분리하고, 계량부(12)에서 오버플로우된 성형제(7)를 제거한다. 도 4에 나타난 바와 같이, 계량틀(10)에 의해 소정의 체적으로 나눠진 성형제(6) 이외의 나머지 부분을 제거하기 위하여, 계량부(12)에서 오버플로우되어 계량틀(10)에서 돌출된 성형제(7)를 제거한다. 즉, 계량틀(10)과 주입틀(20)의 경계면을 기준으로, 계량부(10)에서 오버플로우된 성형제(7)를 잘라낼 수 있다.

이에 따라, 소정의 체적을 넘어서는 부분이 제거됨으로써 성형틀(30)에 정량의 성형제(8)를 주입하여, 렌즈와 같은 성형물의 품질을 균일화 할 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이 성형제(8)의 기포가 모아지는 오버플로우된 성형제(7)가 제거됨으로써, 성형물에 캐비티가 형성되는 것을 방지할 수 있다.

구체적으로, 주입틀(20)을 계량틀(10)에서 분리한 후에 돌출된 형상으로 남겨진 오버플로우된 성형제(7)를 절단할 수 있다.

또한, 주입틀의 내측 모서리를 이용하여 계량부(12)에서 오버플로우된 성형제(7)를 절단함으로써, 주입틀의 분리과정과 오버플로우된 성형제(7)의 제거과정을 동시에 수행할 수 있다. 주입틀의 분리 시에 주입틀을 횡으로 슬라이드 시켜서, 계량부(12)에 충전된 성형제(6)과 오버플로우된 성형제(7)의 경계를 주입틀의 모서리로 절단하여 오버플로우된 성형제(7)를 분리할 수 있다.

성형단계(S130)에서는 가경화된 성형제(8)를 렌즈 형상에 상응하는 음각패턴(32)이 형성된 성형틀(30)로 가압하여 성형한다. 도 5 내지 도 7에 나타난 바와 같이, 본 실시예에서는 가경화되어 변형이 가능한 상태의 성형제(8)를 렌즈면과 대응되는 음각패턴(32)이 형성된 성형틀(30)로 가압하여 광소자(2)를 커버하는 렌즈 를 형성한다.

또한, 본 실시예의 렌즈 제조방법은 렌즈형상으로 성형된 성형물을 완전히 경화시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 본 실시예에서는 열가소성 수지를 성형제(8)로 사용하므로, 반경화 상태로 성형된 성형제(6)를 가열하여 렌즈를 완성한다.

상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

전술한 실시예 외의 많은 실시예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 제조방법을 나타낸 순서도.

도 2 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 제조방법을 설명하는 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 기판

2: 광소자

6, 7, 8: 성형제

10: 계량틀

12: 계량부

14: 주입구

20: 주입틀

22: 주입경로

30: 성형틀

Claims

성형제를 수용하는 계량부 및 상기 계량부를 개방시키는 주입구가 형성된 계량틀에, 상기 주입구와 연통되는 주입경로가 형성된 주입틀을 설치하는 단계;

상기 주입틀의 주입경로를 통하여, 상기 계량부에서 오버플로우(overflow)되도록 성형제를 충전하는 단계;

상기 계량틀 및 상기 주입틀에 충전된 상기 성형제를 가경화시키는 단계; 및

상기 주입틀을 분리하고, 상기 계량부에서 오버플로우된 성형제를 제거하는 단계를 포함하는 성형제 계량방법.
제1항에 있어서,

상기 주입틀은 상기 계량틀의 상부에 설치되는 것을 특징으로 하는 성형제 계량방법.
제2항에 있어서,

상기 주입틀의 주입경로는 상기 주입틀의 상부에서 하부로 형성되어 있으며,

상기 주입경로의 단면적은 상기 하부에서 상기 상부로 갈수록 증가되는 것을 특징으로 하는 성형제 계량방법.
제1항에 있어서,

상기 성형제는 액상의 열경화성 수지를 포함하여 이루어지며,

상기 가경화단계는, 상기 액상의 열경화성 수지를 가열하여 젤(Gell)상태로 가경화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 성형제 계량방법.
제1항에 있어서,

상기 제거단계는,

상기 계량틀과 상기 주입틀의 경계면을 기준으로, 상기 계량부에서 오버플로우된 성형제를 절단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 성형제 계량방법.
제5항에 있어서,

상기 절단단계는,

상기 주입틀의 내측 모서리를 이용하여 상기 계량부에서 오버플로우된 성형제를 절단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 성형제 계량방법.
광소자를 준비하는 단계;

상기 광소자에 소정의 체적을 가지며 가경화된 성형제를 적층하는 단계; 및

가경화된 상기 성형제를 렌즈 형상에 상응하는 음각패턴이 형성된 성형틀로 가압하여 성형하는 단계를 포함하고,

상기 성형제 적층단계는,

성형제를 수용하는 계량부 및 상기 계량부를 개방시키는 주입구가 형성된 계량틀에, 상기 주입구와 연통되는 주입경로가 형성된 주입틀을 설치하는 단계;

상기 주입틀의 주입경로를 통하여, 상기 계량부에서 오버플로우(overflow)되도록 성형제를 충전하는 단계;

상기 계량틀 및 상기 주입틀에 충전된 상기 성형제를 가경화시키는 단계; 및

상기 주입틀을 분리하고, 상기 계량부에서 오버플로우된 성형제를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈 제조방법.
제7항에 있어서,

성형된 상기 성형제를 완전경화시키는 단계를 더 포함하는 렌즈 제조방법.