KR101625374B1 - 박형 도광판 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 박형 도광판 제조 방법을 개시한다. 본 발명에 따른 박형 도광판제조 방법은, 금형으로 사출물을 사출하여서, 1mm 이하의 두께를 가지며 상면에 패턴 형성되어 있지 않는 도광판용 플레이트를 제조하는 단계를 거친다. 상기 금형으로 제작된 도광판용 플레이트 상면에 패턴을 형성시켜서 도광판을 제조하는 단계를 거친다. 상기 도광판을 라미네이팅하는 단계를 거친다.

Description

박형 도광판 제조 방법{Method For Manufacturing Light Guide Plate}
본 발명은 도광판 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 디스플레이 분야에서 사용될 수 있는 초박형의 도광판 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 광원으로 LED를 구비하는 일반적인 액정표시장치의 백라이트 어셈블리는 적어도 한 측면에 입광면을 갖는 도광판(Light, Guide Plate, LGP)을 포함한다. 도광판은 광원인 LED에서 발생된 광을 액정표시장치의 패널의
모든 영역으로 균일하게 출사시키는 역할을 한다. LED로부터 방출되는 광은 도광판의 입광면을 통과하여 도광판 내부로 입사하게 된다.
종래의 도광판을 제조하는 방법으로서는, 먼저 압출 방식으로 도광판용 플레이트를 제조한 후에 적층한다. 그 후에, 상기 도광판용 플레이트의 4면을 컷팅하고, 경면 가공한다. 그 후에 보호 필름을 제거하고, 롤 스템핑하여서 도광판 상에 패턴을 형성시킨다. 그 후에 도광판의 측면을 세레이션 가공한 후에, 라미네이팅하는 공정을 거친다.
그런데, 압출 방식을 통해 도광판을 제작하는 경우에는, 컷팅, 경면 가공, 세레이션 가공 등의 후가공 공정이 추가되어 생산 시간이 길어지고, 이물이나 가공불량에 의하여 생산성이 떨어진다.
또한, 압출방식에 의한 도광판의 제조 방법은, 특히 두께가 얇은 박판의 경우 수지가 완전히 녹지 않아 생기는 미세 결정이 백라이트 유닛 점등시에 백점으로 나타나 불량이 발생된다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 사출 성형 방법을 생각할 수 있다. 그러나 일반적인 사출성형방법으로서는 표면에 미세광학패턴이 존재하고, 두께가 얇은 대면적의 도광판을 성형하는 박판 성형의 경우, 캐비티 내로 사출된 고온의 유동수지가 비교적 온도가 낮은 금형 벽면에 닿으면서 표면으로부터 고화되어 표면 고화층이 형성된다.
이렇게 형성된 표면 고화층이 유동수지의 흐름을 저하시켜 성형성을 떨어뜨리며 주입되는 게이트 부분에 과도한 압력을 발생시켜서 압력 편차로 인한 제품의 두께 불균형 및 외관 변형을 유발하며, 미세광학패턴의 전사 균일도의 저하 현상을 가져온다.
국내특허공개번호 제10-2012-0087604호 국내특허공개번호 제10-2011-0111124호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 컷팅, 경면 가공, 세레이션 가공 등의 후가공 공정이 추가되지 않는 도광판 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 두께가 얇은 박판의 경우에도 수지가 완전히 녹지 않아 생기는 미세 결정이 존재하지 않도록 하는 도광판 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 해결하기 위한 본 발명에 의한 박형 도광판 제조 방법은, 금형으로 사출물을 사출하여서, 1mm 이하의 두께를 가지며 상면에 패턴 형성되어 있지 않는 도광판용 플레이트를 제조하는 단계를 거친다. 상기 금형으로 제작된 도광판용 플레이트 상면에 패턴을 형성시켜서 도광판을 제조하는 단계를 거친다. 상기 도광판을 라미네이팅하는 단계를 거친다.
상기 금형의 상기 캐비티를 이루는 측면은, 상기 도광판의 측면 패턴에 대응되는 패턴이 형성되어서, 상기 도광판용 플레이트를 사출하여 제조하는 단계에서 상기 도광판의 측면 패턴이 형성될 수 있다.
또한, 상기 도광판용 플레이트를 사출하여 제조하는 단계와, 상기 도광판 플레이트 상에 패턴을 형성시키는 단계 사이에, 상기 사출단계에서 형성된 게이트 1면을 컷팅하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 도광판용 플레이트 상면에 패턴을 형성시키는 단계는, 상기 도광판용 플레이트 상면을 롤 스탬핑 롤러에 의하여 스탬핑함으로써 이루어질 수 있다.
이 경우, 상기 금형은, 사출물을 사출압축시키는 사출압축 금형으로서, 상기 도광판을 사출하여 제조하는 단계에서, 캐비티 공간을 이루면서 사출물을 압축시키도록 이동하는 무빙코어블록이, 상기 무빙코어블록과 접한 고정코어블록에 구름마찰을 일으키면서 이동되도록 할 수 있다.
또한, 사출물을 사출압축하는 단계에서, 사출압축 금형은: 성형재료가 공급되도록 스프루 및 런너가 형성된 제1 금형블록과, 상기 제1 금형블록과 대향되어서, 형폐시 상기 제1 금형블록과의 사이에 캐비티 및 게이트를 형성시키는 제2 금형블록을 포함하고, 상기 제2 금형블록은: 고정 코어 블록과; 상기 고정 코어 블록에 삽입되어서 승하강하는 무빙 코어 블록과; 상기 고정 코어 블록의 측면에 돌출 형성되어, 상기 무빙 코어 블록이 승하강시에 접촉되면서 회전하는 회전 지그;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 회전 지그 일부가 회전 가능하게 압입 삽입되는 복수개의 지그 수용 홈이 형성되는 접촉 블록을 더 포함하며, 상기 고정 코어 블록의 측면에는 상기 접촉 블록이 삽입되어 결합되는 접촉 블록 수용 홈이 형성될 수 있다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 컷팅, 경면 가공, 세레이션 가공 등의 후가공 공정이 추가되지 않아서 생산 시간이 단축되고, 이물이나 가공불량이 발생할 가능성이 작아진다.
또한, 두께가 얇은 박판의 경우 수지가 완전히 녹지 않아 생기는 미세 결정이 존재하지 않아서, 품질이 우수해지고, 두께 불균형 및 외관 변형이 해소되며, 미세광학패턴의 전사 균일도가 향상된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 박형 도광판 제조 방법의 각 단계를 도시한 흐름도이다.
도 2는 도 1의 제조공정을 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도광판 플레이트 제조용 사출압축금형을 도시한 단면도이다.
도 4는 도 3에서 회전 지그 및 무빙 코어 블록 부분을 확대 도시한 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 박형 도광판 제조 방법의 각 단계를 도시한 개략도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 박형 도광판 제조 방법은, 금형으로 사출물을 사출하여서, 1mm 이하의 두께를 가지며 상면에 패턴 형성되어 있지 않는 도광판용 플레이트를 제조하는 단계(S10)를 거친다. 상기 금형으로 제작된 도광판용 플레이트 상면에 패턴을 형성시켜서 도광판을 제조하는 단계(S30)를 거친다. 상기 도광판을 라미네이팅하는 단계(S40)를 거친다.
이 경우, 상기 도광판용 플레이트를 사출하여 제조하는 단계(S10)와, 상기 도광판 플레이트 상에 패턴을 형성시키는 단계(S30) 사이에, 상기 사출단계에서 형성된 게이트 1면을 컷팅하는 단계(S20)를 거칠 수 있다.
이하, 도 2를 참조하여서 각각의 단계를 상세히 설명한다. 먼저 금형(100)으로 사출물을 사출하여서, 1mm 이하의 두께를 가진 도광판용 플레이트(1)를 제조하는 단계를 가진다. 상기 도광판용 플레이트(1)는 도광판(LGP)과 동일한 사이즈를 가지는 동시에, 완성된 도광판 상면 패턴이 형성되지 않는다. 즉, 상기 금형(100)으로 도광판용 플레이트(1)를 사출하는 단계에서 도광판의 상측 패턴을 형성시키지 않는다.
통상적으로 사출 금형에서는 금형의 캐비티 상면의 광학패턴을 형성시킨다. 그런데, 사출 금형에서 1mm 이하의 박형 도광판의 광학패턴을 형성시킬 경우, 휨이 발생할 가능성이 있고, 사출물의 유동이 원활하지 않게 되어서 미세 고화층이 발생할 가능성이 있어서 광의 회절이 발생할 가능성이 있다.
그러나, 본 발명에서는 상기 사출 금형 단계에서 광학 패턴을 형성시키지 않음으로써 상기 문제점을 해결할 수 있다.
이와 더불어, 도광판용 플레이트(1)를 사출 제조하는 단계에서, 사출압축금형에 의하여 사출물을 사출 압축하여 제조할 수 있다. 사출압축금형으로 사출물을 사출 압축하게 되면, 두께가 얇은 박판의 경우에도 수지가 완전히 녹아서, 미세 결정이 발생하지 않는다.
이 경우, 상기 도광판을 사출압축하여 제조하는 단계에서, 캐비티 공간을 이루면서 사출물을 압축시키도록 이동하는 무빙 코어 블록(131; 도 3 참조)이, 상기 무빙 코어 블록과 접한 고정 코어 블록(121; 도 3 참조)에 구름마찰을 일으키면서 이동되도록 한다.
상기 단계에서 적용될 수 있는 사출 압축 금형의 일예가 도 3에 도시되어 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제조 방법이 적용된 사출압축금형(100)은 제1 금형블록(110)과, 제2 금형블록(120)을 포함한다.
제1 금형블록(110)은 성형재료를 공급하는 런너(114)가 형성된다. 상기 제1 금형블록(110)에는 스프루(112)가 직접 형성되어 있거나, 제1 금형블록(110)과 적층된 별도의 금형블록에 형성되어 있을 수 있다.
상기 제1 금형블록(110)은 사출장치와 연결되어서, 상기 사출장치로부터 공급받은 성형재료를 스프루(112) 및 런너(114)를 통하여 이동시킨다.
제2 금형블록(120)은 상기 제1 금형블록(110)과 대향 배치되어서, 형폐시 상기 제1 금형블록(110)과의 사이에 캐비티 및 게이트를 형성시킨다.
상기 제2 금형 블록은, 고정 코어 블록(121)과, 무빙 코어 블록(131)과, 회전 지그(181)를 포함한다.
고정 코어 블록(121)과 무빙 코어 블록(131)은 서로 인접하여 배치되며, 상대적으로 승, 하강 하게 배치된다.
이 경우, 통상적으로는 고정 코어 블록(121)은 고정되어 제1 금형블록(110)과 함께 게이트를 형성시키고, 상기 무빙 코어 블록(131)은 상기 고정 코어 블록(121)에 삽입 배치된다.
회전 지그(181)는 상기 무빙 코어 블록(131)에 접하도록 배치되며, 상기 무빙 코어 블록(131)이 승강할 때, 자전한다. 상기 회전 지그(181)는 상기 고정 코어 블록(121)에 삽입 설치되어서, 상기 무빙 코어 블록(131)과 고정 코어 블록(121) 사이의 간격을 일정하게 유지시켜 준다. 또한, 상기 회전 지그(181)는 상기 무빙 코어 블록(131)이 승하강시에 마찰력이 감소시켜서 무빙 코어 블록(131)의 내구성을 향상시키고, 간격을 균일하게 하여서 불량 발생을 감소시킬 수 있다. 상기 회전 지그(181)는 스테인레스스틸, 크롬스틸, 카본스틸, 세라믹 등의 강구일 수 있다.
상기 회전 지그(181)는 상기 제1 고정 블록(121)에 직접 삽입되도록 형성될 수 있다. 이 경우 상기 제1 고정 블록(121)에는, 회전 지그(181)가 삽입되도록 회전 지그용 수용 홈이 형성될 수 있다.
이와 달리, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 회전 지그(181)는 접촉 블록(171)에 삽입될 수 있다. 이 경우, 상기 접촉 블록(171)은 상기 무빙 코어 블록(131)과 0.05mm 내지 0.2mm의 유격(G)을 가지는 것이 바람직하다. 다시 말하면, 상기 회전 지그(181)가 상기 접촉 블록(171)으로부터 0.05mm 내지 0.2mm 돌출되도록 수납되어 있는 것이 바람직하다. 이는 상기 유격(G)이 0.2mm를 초과하는 경우에는 성형재료가 고정 코어 블록(121)과 무빙 코어 블록(131) 사이, 및/또는 접촉 블록(171)과 무빙 코어 블록(131) 사이에 삽입될 수 있으며, 이에 따라서 상대적으로 저온인 고정 코어 블록(121)과 닿게 되어서 고화되어 고화층을 형성시킬 수 있기 때문이다.
또한, 상기 유격(G)이 0.05mm 미만인 경우에는 작업성이 어려우며 롤링 효과가 크지 않을 수 있으며, 접촉 블록(171)과 무빙 코어 블록(131)간에 직접적인 마찰이 발생할 가능성이 있기 때문이다.
상기 회전 지그(181)는 구 형상으로 열팽창이 어려운 소재로 이루어질 수 있다. 상기 회전 지그(181)는 롤(roll)형상일 수 있다. 이 경우, 상기 접촉 블록의 회전 지그 수용홈(178)은 상하로 나란히 배치될 수 있다.
본 발명에서는 경면 가공을 행할 필요가 없다.
한편, 상기 도광판을 사출압축하여 제조하는 단계에서 상기 도광판의 측면 패턴이 형성될 수 있다. 즉, 사출압축 금형의 캐비티 측면을 패턴 형성시킨다면 사출 압축 공정시에 도광판용 플레이트(1)가 형성됨과 동시에, 세레이션 작업을 행할 수 있게 된다.
다시 도 2로 되돌아가서, 상기 사출압축단계에서 형성된 게이트 1면을 컷팅하는 단계를 거친다. 즉, 게이트면 이외에는 이미 사출압축 단계에서 정확한 사이즈로 제조되어 있고, 이에 따라서 별도로 도광판 크기에 맞추어 컷팅하는 단계를 생략할 수 있다.
그 후에, 상기 도광판용 플레이트(1) 양면에 보호필름(210)을 부착시킬 수 있다. 상기 금형으로 도광판용 플레이트(1)를 제조하는 공정과, 게이트가 있는 면을 컷팅하는 공정과, 보호필름(210)을 부착하는 공정을 하나의 장비에 의하여 행해질 수 있다.
그 후에 상기 도광판용 플레이트(1) 상면에 패턴을 형성시키는 단계를 거친다. 이 경우, 상기 보호필름(210)을 부착하는 공정이 있다면, 상기 도광판용 플레이트(1) 상면에 패턴을 형성시키는 공정 단계 이전에 상기 보호필름(210)을 제거하는 단계를 먼저 거친다. 상면 패턴 형성 단계는 롤스탬핑 방식을 통하여 이루어질 수 있다. 상기 롤스탬핑 방식 중 일예로서 핫 스탬핑(HOT STAMPING) 제조방식을 들 수 있다. 상기 핫 스탬핑 제조방식은 스탬프(도광판에 적용될 패턴이 양각된 강판을 말함.)를 이용하여 정속구동되고 있는 롤(310)에 스탬프를 감고, 상기 롤에 적정한 열을 가하여 원재에 압력과 열을 이용하여 스탬프에 양각된 패턴을 전사시키는 제조방법이다. 이와 달리 도광판 상면을 레이저를 조사하여서 패턴(3)을 형성시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 사출금형을 이용하여 도광판용 플레이트(1)를 제조함으로써 후에 도광판 크기에 맞도록 별도로 컷팅할 필요가 없다. 또한, 금형에서 광학 패턴을 형성시키기 않고 후의 롤 스탬핑 장비에 의하여 광학 패턴을 형성시킨다. 이에 따라서 1mm 이하의 박형 도광판(LGP)이 휘어지거나 흑점이 생기지 않는다.
그 후에, 상기 상면에 패턴이 형성된 도광판(LGP)을 라미네이팅(410) 함으로써, 도광판 제조 공정을 마칠 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
LGP: 도광판 1: 도광판용 플레이트
100: 사출압축금형 110: 제1 금형블록
112: 스프루 114: 런너
120: 제2 금형블록 121: 고정 코어 블록
131: 무빙 코어 블록 171: 접촉블록
181: 회전 지그 210: 보호필름

Claims (7)

  1. 금형으로 사출물을 사출하여서, 1mm 이하의 두께를 가지며 상면에 패턴 형성되어 있지 않는 도광판용 플레이트를 제조하는 단계;
    상기 금형으로 제작된 도광판용 플레이트 상면에 패턴을 형성시켜서 도광판을 제조하는 단계; 및
    상기 도광판을 라미네이팅하는 단계;를 포함하고,
    상기 금형은, 사출물을 사출압축시키는 사출압축 금형으로서,
    상기 도광판을 사출하여 제조하는 단계에서, 제1 금형블록과 제2 금형블록이캐비티 공간을 이루도록 하는 동시에, 제2 금형블록에 구비되어서 사출물을 압축시키도록 이동하는 무빙코어블록이, 상기 무빙코어블록과 접한 고정코어블록에 구름마찰을 일으키면서 이동되도록 하는 것을 특징으로 하는 박형 도광판 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 금형의 상기 캐비티를 이루는 측면은, 상기 도광판의 측면 패턴에 대응되는 패턴이 형성되어서,
    상기 도광판용 플레이트를 사출하여 제조하는 단계에서 상기 도광판의 측면 패턴이 형성되는 것을 특징으로 하는 박형 도광판 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 도광판용 플레이트를 사출하여 제조하는 단계와, 상기 도광판 플레이트 상에 패턴을 형성시키는 단계 사이에,
    상기 사출단계에서 형성된 게이트 1면을 컷팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 박형 도광판 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 도광판용 플레이트 상면에 패턴을 형성시키는 단계는, 상기 도광판용 플레이트 상면을 롤 스탬핑 롤러에 의하여 스탬핑함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 박형 도광판 제조 방법.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    사출물을 사출압축하는 단계에서, 사출압축 금형은:
    성형재료가 공급되도록 스프루 및 런너가 형성된 제1 금형블록과, 상기 제1 금형블록과 대향되어서, 형폐시 상기 제1 금형블록과의 사이에 캐비티 및 게이트를 형성시키는 제2 금형블록을 포함하고,
    상기 제2 금형블록은:
    고정 코어 블록과;
    상기 고정 코어 블록에 삽입되어서 승하강하는 무빙 코어 블록과;
    상기 고정 코어 블록의 측면에 돌출 형성되어, 상기 무빙 코어 블록이 승하강시에 접촉되면서 회전하는 회전 지그;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 박형 도광판 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 회전 지그 일부가 회전 가능하게 압입 삽입되는 복수개의 지그 수용 홈이 형성되는 접촉 블록을 더 포함하며,
    상기 고정 코어 블록의 측면에는 상기 접촉 블록이 삽입되어 결합되는 접촉 블록 수용 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 박형 도광판 제조 방법.



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