KR20060110905A - 도광판 제조용 스탬퍼 제조방법 - Google Patents

도광판 제조용 스탬퍼 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 도광판의 휘도 균일성을 향상시킬 수 있으며, 도광판 사출성형시 발생되는 가스가 도트패턴에 몰리는 현상을 방지하여 제품의 하자 및 불량품 발생을 저감시킬 수 있도록 된 도광판 제조용 스탬퍼 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 백라이트유닛의 도광판(12)을 제조하기 위한 스탬퍼를 제조하는 방법에 있어서, 스탬퍼를 형성할 금속재료(30)를 원하는 사이즈로 절단하는 단계(ST100); 다이아몬드연마구 또는 금속메시망(40)으로 이루어진 스크래퍼(32)를 이용하여 상기 금속재료(30)의 표면에 스크래치(34)를 형성하는 단계(ST110); 금속재료(30)의 표면에 감광수지(36)를 도포하는 단계(ST120); 감광수지(36)에서 도트패턴(38)이 형성될 부분을 노광하는 단계(ST130); 노광된 감광수지(36)를 현상하여 제거하는 단계(ST140); 감광수지(36)가 제거된 표면에 에칭을 실시하여 도트패턴(38)을 형성하는 단계(ST150); 및 잔여 감광수지(36)를 탈막처리하는 단계(ST160)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 도광판 제조용 스탬퍼 제조방법이 제공된다.

Description

도광판 제조용 스탬퍼 제조방법{Manufacturing method for stamper for light guide panel}
도 1은 일반적인 백라이트유닛의 구조를 보인 분해도
도 2는 본 발명에 따라 스탬퍼를 제조하는 공정을 보인 흐름도
도 3은 스탬퍼 제조공정을 개념적으로 보인 단면도
도 4는 본 발명에서 금속재료 표면에 스크래치를 형성하는 일예를 보인 도면
도 5는 본 발명에서 도트패턴을 에칭하는 일예를 보인 도면
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10. 광원 12. 도광판
20. LCD패널 22. 도트패턴
30. 금속재료 32. 스크래퍼
34. 스크래치 36. 감광수지
38. 도트패턴
본 발명은 도광판 제조용 스탬퍼 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 도광판의 휘도 균일성을 향상시키며, 도광판 사출시에 가스 몰림현상을 방지하여 가스 몰림 현상에 기인한 제품의 하자 및 불량품 발생을 저감시킬 수 있도록 된 도광판 제조용 스탬퍼 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치(LCD)는 CRT나 PDP에 비해 박막 설계가 가능하고, 저전력 소비특성을 가지고 있으며, 상대적으로 낮은 코스트로 대화면 및 고해상도의 구현이 가능함으로써, 근래 노트북, TV, 휴대용기기 등의 디스플레이로 많이 이용되고 있다. 이러한 액정표시장치는 다른 디스플레이장치와 달리 자체적으로 발광되지 않는 수동발광 소자로서, 조도가 낮은 어두운 곳에서는 식별성이 떨어지는 문제점이 있다. 이에 따라, 액정표시장치에는 시인성을 향상시키기 위한 배경광원으로 백라이트유닛(BLU)이 장착된다.
도 1은 일반적인 백라이트유닛의 구조를 보인 분해도로서, 대부분의 백라이트유닛은 냉음극형광램프 또는 LED와 같은 광원(10)의 빛을 고르게 산란시키는 도광판(12)과, 이 도광판(12) 하부에서 손실되는 빛을 반사하는 반사시트(14)와, 도광판(12) 상부에 적층되어 도광판(12)의 광을 확산 및 집광하는 확산시트(16) 및 프리즘시트(18)와, 최상층에 적층되는 LCD패널(20)로 구성된다.
여기서, 도시된 바와 같이, 도광판(12)의 하부면에는 다수의 도트패턴(22)이 음각 또는 양각 형성되어 도광판(12)의 두께면에서 조사되는 광원(10)의 빛을 고르게 산란시키며, 이에 따라 도광판(12)의 상부면이 면상 발광된다. 이때, 도광판(12)의 표면에 형성되는 도트패턴(22)은 광원(10)에서 가까울수록 차지하는 면적율이 작아지고, 광원(10)에서 멀어질수록 차지하는 면적율이 커져야 하며, 도트패턴(22)의 면적과 깊이가 정밀할수록 LCD패널(20)의 휘도 균일성을 향상시킬 수 있다.
이러한 도광판(12)을 제조하는 방법으로는 광산란 잉크 또는 확산물질을 스크린인쇄하여 도트패턴(22)을 형성하는 인쇄방법과, 도트패턴(22)이 에칭처리된 스탬퍼를 사출금형에 설치한 후 이를 이용하여 무인쇄 사출성형하는 방법과, 엔드밀이나 레이저를 이용하여 도광판(12) 표면을 직접 조각하는 방법 등이 있다.
이 중, 스크린인쇄 방법은 양산성과 휘도 만족도가 떨어지는 한계가 있으며, 도광판(12)을 직접 조각하는 방법은 고도의 정밀성을 요하는 문제점이 있다.
한편, 스탬퍼를 이용한 도광판 제조방법은 스탬퍼를 이용하여 도광판을 사출성형하므로 양산성이 좋으며, 높은 광효율을 나타내는 장점이 있다. 여기서, 스탬터를 제조하는 방법으로는 글래스 위에 감광수지를 도포하고, 이를 노광처리한 후 도트패턴(22)을 에칭하고, 그 위에 금속도금을 실시한 후 금속판을 박리하여 스탬퍼를 제조하는 방법과, 스탬퍼가 될 금속재료를 절단하고, 이를 감광 및 노광 처리한 후, 그 표면에 도트패턴(22)을 에칭처리하여 스탬퍼를 제조하는 방법이 있다.
그러나, 이러한 방법에서도 도광판(12)의 휘도균일성을 높이기 위해서, 도트패턴(22)을 에칭할 때 도트패턴(22)의 면적, 깊이, 간격 등을 조절하는 데 많은 어 려움이 있다. 이는 도광판(12)의 일측 두께면에 설치된 광원(10)의 빛을 도트패턴(22)만으로 고르게 산란시켜 면상 발광시켜야 하기 때문이다.
또한, 스탬퍼로 도광판을 사출성형하는 과정에서 액상의 수지가 고열에 의해 녹으면서 가스가 발생되는데, 이 가스가 도트패턴(22)으로 몰리게 됨으로써, 도트패턴(22)의 면적이나 깊이가 정밀하게 형성되지 못하여 휘도균일성이 저하되는 문제점이 발생되고 있다.
한편, 종래 스탬퍼에 도트패턴(22)을 형성할 때에는, 글래스 또는 금속재료 표면에 노즐을 통해 에칭액을 분사하는 습식에칭을 주로 사용하는데, 이러한 습식에칭에 의해 생성된 도트패턴(22)은 표면이 고르지 않아 추후 도광판의 휘도를 저하시키는 원인이 되고 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 스탬퍼 표면에 도트패턴 이외에 다수의 스크래치를 형성하여 광산란성을 높임으로써, 도광판의 휘도 균일성을 크게 향상시킬 수 있으며, 도광판 사출성형시 스크래치를 통해 가스를 분산시킴으로써 가스몰림에 기인한 도트패턴의 변형을 방지할 수 있도록 된 도광판 제조용 스탬퍼 제조방법을 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 목적은 도트패턴의 표면을 매끄럽게 에칭처리할 수 있어, 도광판의 휘도를 향상시키는 도광판 제조용 스탬퍼 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명에 따르면, 백라이트유닛의 도광판(12)을 제조하기 위한 스탬퍼를 제조하는 방법에 있어서:
스탬퍼를 형성할 금속재료(30)를 원하는 사이즈로 절단하는 단계(ST100);
다이아몬드연마구 또는 금속메시망(40)으로 이루어진 스크래퍼(32)를 이용하여 상기 금속재료(30)의 표면에 스크래치(34)를 형성하는 단계(ST110);
금속재료(30)의 표면에 감광수지(36)를 도포하는 단계(ST120);
감광수지(36)에서 도트패턴(38)이 형성될 부분을 노광하는 단계(ST130);
노광된 감광수지(36)를 현상하여 제거하는 단계(ST140);
감광수지(36)가 제거된 표면에 에칭을 실시하여 도트패턴(38)을 형성하는 단계(ST150); 및
잔여 감광수지(36)를 탈막처리하는 단계(ST160)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 도광판 제조용 스탬퍼 제조방법이 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 스크래퍼(32)는 외주면에 다이아몬드연마구 또는 금속메시망(40)이 부착된 롤 형태의 회전통체(42)와, 이 회전통체(42)를 회전 구동시키는 구동수단(44)으로 구성되며, 상기 스크래치(34)를 형성하는 단계(ST110)는 금속재료(30)를 상기 회전통체(42)의 외주면에 접촉되도록 통과시켜 금속재료(30) 표면에 스크래치(34)를 형성하는 것을 특징으로 하는 도광판 제조용 스탬퍼 제조방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 도트패턴(38)을 형성하는 단계(ST150)는 초음파 진동자(50)가 설치된 에칭조(52) 내에 금속재료(30)를 투입하여 초음파에칭으로 도트패턴(38)을 형성하는 것을 특징으로 하는 도광판 제조용 스탬퍼 제조방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 도트패턴(38)을 형성하는 단계(ST150)는 초음파 진동자(50)가 설치된 에칭조(52) 내에 금속재료(30)를 투입하여 초음파에칭을 실시하고, 다이(60) 상에 금속재료(30)를 재치한 후 노즐(62)을 통해 에칭액(64)을 분사하여 도트패턴(38)의 깊이를 조절하는 습식에칭을 실시하여, 도트패턴(38)을 형성하는 것을 특징으로 하는 도광판 제조용 스탬퍼 제조방법이 제공된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 일반적인 백라이트유닛의 구조를 보인 분해도이고, 도 2는 본 발명에 따라 스탬퍼를 제조하는 공정을 보인 흐름도이고, 도 3은 스탬퍼 제조공정을 개념적으로 보인 단면도이고, 도 4는 본 발명에서 금속재료 표면에 스크래치를 형성하는 일예를 보인 도면이고, 도 5는 본 발명에서 도트패턴을 에칭하는 일예를 보인 도면이다.
이를 참조하면, 본 발명은 도 1에 도시된 도광판을 제조하기 위한 스탬퍼 제조방법에 관한 것으로서, 스탬퍼의 원재료인 금속재료(30)에 감광수지(36)를 도포하기 전에 다이아몬드연마구나 금속메시망(40) 등을 이용하여 금속재료(30)의 표면에 미리 스크래치(34)를 형성한다. 이후, 감광, 노광, 현상, 에칭의 공정을 거쳐 도트패턴(38)이 형성되며, 감광수지(36)를 탈막하여 스탬퍼가 생성된다. 이렇게 생성된 스탬퍼는 금형 내에 부착되어 도광판(12)을 사출성형할 때 이용되는데, 상기한 스크래치(34)와 도트패턴(38)은 도광판(12)의 표면에 양각 형성된다.
도 2 및 도 3을 참조하여, 본 발명에 따른 스탬퍼 제조방법의 일실시예를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 스탬퍼의 원재료인 금속재료(30)를 적절한 크기로 절단한다(ST100). 그리고, 다이아몬드연마구 또는 금속메시망(40) 등으로 구성된 스크래퍼(32)를 이용하여 금속재료(30)의 표면에 스크래치(34)를 형성한다(ST110). 바람직하게, 스크래치(34)는 다수의 짧은 직선이 가로방향과 세로방향으로 교차되도록 형성되며, 스크래치(34)들의 배열 및 간격은 불규칙적이어도 무방하다. 도 4는 스크래치(34)를 형성하는 일예를 보인 도면으로서, 상기 스크래퍼(32)는 다이아몬드연마구 또는 금속메시망(40)이 외주면에 부착된 롤 형태의 회전통체(42)와, 이 회전통체(42)를 회전 구동시키는 구동수단(44)으로 구성될 수 있다. 회전통체(42)은 구동수단(44)에 의해 회전되며, 도시된 바와 같이 금속재료(30)를 자전중인 회전통체(42)에 면접촉되도록 통과시켜, 금속재료(30) 표면에 스크래치(34)를 형성하게 된다. 한편, 이외에도 금속재료(30)의 표면을 다이아몬드연마구로 긁어내거나 기타 다양한 방법으로 스크래치(34)를 형성할 수 있음은 물론이다.
다음에, 금속재료(30) 표면에서 이물질을 제거하고 세척을 실시한 후에, 감광수지(36)를 도포한다(ST120). 그리고, 감광수지(36)에서 도트패턴(38)이 형성될 부분을 노광한다(ST130). 본 단계(ST130)는 포토마스크를 감광수지(36) 위에 장착한 후 자외선을 조사하여 노광처리 하거나, 컴퓨터에서 전송되는 이미지 데이터에 따라 레이저광을 이용하여 감광수지(36)에 직접 노광처리 할 수 있다. 이후, 노광처리된 감광수지(36)를 현상하여 제거한다(ST140).
다음에, 금속재료(30)를 세척 및 건조한 후에, 에칭을 실시하여 감광수지(36)가 제거된 부분에 도트패턴(38)을 음각 형성한다(ST150). 이때, 바람직하게는 초음파에칭을 실시하여 도트패턴(38)을 형성한다. 이를 위한 에칭장치는 도 5에 도시된 바와 같이, 에칭액(64)이 수용된 에칭조(52) 일측에 초음파 진동자(50)를 설치하고, 이 초음파 진동자(50)에 대략 40kHz 내지 132kHz의 고주파를 발생시키는 고주파 발진장치(54)가 연결되어 구성된다. 이러한 초음파 에칭장치로 도트패턴(38)을 에칭하게 되면, 도트패턴(38)의 표면이 매끄럽게 에칭처리됨으로써, 추후 도광판(12)의 도트패턴(22) 역시 표면이 매끄럽게 성형되며, 따라서, 각 도트패턴(22)의 휘도가 향상된다. 보다 바람직하게는, 상기한 장치로 약 10초간 초음파에칭을 실시한 후에, 도 5에 도시된 바와 같이, 다이(60) 상에 금속재료(30)를 재치한 후 노즐(62)을 통해 에칭액(64)을 분사하는 습식에칭 방식을 통해 도트패턴(38)의 깊이를 조절할 수 있다. 이때, 습식에칭 시간은 도트패턴(38)의 깊이에 따라 대략 10초 내지 60초간 진행된다.
에칭처리 후에, 잔여 감광수지(36)를 탈막처리하여(ST160) 최종적으로 스탬퍼를 얻는다. 이때, 감광수지(38)를 탈막처리하면 도3에 도시된 바와 같이, 스탬퍼의 표면 중 에칭처리되지 않은 표면에 스크래치(34)가 남게 된다.
이렇게 하여 제조된 스탬퍼는 금형 내에 삽입되어, 도광판(12)을 사출성형할 때, 도광판(12) 표면에 도트패턴(22)과 스크래치(34)에 대응되는 다수의 리브형 돌기를 형성시킨다. 따라서, 백라이트유닛 중 광원(10)에서 방출된 빛은 도트패턴(22) 이외에 상기한 리브형 돌기들에 의해 산란 및 굴절되어, 도광판(12) 전체의 휘도 균일성이 향상된다.
또한, 도광판(12)을 사출성형하는 과정에서 액상수지가 녹으면서 발생되는 가스가 스탬퍼 상에 형성된 스크래치(34)를 통해 배출됨으로써, 도트패턴(38)에서 가스 몰림현상이 발생되는 것을 방지할 수 있으며, 따라서, 도광판(12) 도트패턴(22)의 정밀도를 높이며, 휘도 불량 등의 불량품의 발생률을 크게 저하시킬 수 있다.
또한, 스탬퍼에 도트패턴(38)을 형성할 때, 초음파에칭을 실시함으로써, 도트패턴(38)의 표면을 매끄럽게 에칭함으로써, 도광판(12)의 도트패턴(22)이 높은 휘도를 발휘하도록 한다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 스탬퍼의 원재료인 금속재료에 감광수지를 도포하기 전에 스크래치를 형성함으로써, 종래 도트패턴에만 의존하던 것에 비해 도광판의 휘도 균일성을 크게 향상시킬 수 있으며, 도광판의 사출성형시에는 스탬퍼의 스크래치를 통해 사출시 발생되는 가스를 분산시킴으로써, 도트패턴에서 가스 몰림현상이 발생되는 것을 방지하여 도트패턴의 변형 및 불량품 발생을 방지할 수 있도록 된 도광판 제조용 스탬퍼 제조방법을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 도트패턴을 에칭처리할 때 초음파 에칭을 실시함으로써, 도트패턴의 표면을 매끄럽게 성형할 수 있으며, 이에 따라 각 도트패턴의 휘도를 향상시킬 수 있다.

Claims (4)

  1. 백라이트유닛의 도광판(12)을 제조하기 위한 스탬퍼를 제조하는 방법에 있어서:
    스탬퍼를 형성할 금속재료(30)를 원하는 사이즈로 절단하는 단계(ST100);
    다이아몬드연마구 또는 금속메시망(40)으로 이루어진 스크래퍼(32)를 이용하여 상기 금속재료(30)의 표면에 스크래치(34)를 형성하는 단계(ST110);
    금속재료(30)의 표면에 감광수지(36)를 도포하는 단계(ST120);
    감광수지(36)에서 도트패턴(38)이 형성될 부분을 노광하는 단계(ST130);
    노광된 감광수지(36)를 현상하여 제거하는 단계(ST140);
    감광수지(36)가 제거된 표면에 에칭을 실시하여 도트패턴(38)을 형성하는 단계(ST150); 및
    잔여 감광수지(36)를 탈막처리하는 단계(ST160)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 도광판 제조용 스탬퍼 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 스크래퍼(32)는 외주면에 다이아몬드연마구 또는 금속메시망(40)이 부착된 롤 형태의 회전통체(42)와, 이 회전통체(42)를 회전 구동시키는 구동수단(44)으로 구성되며, 상기 스크래치(34)를 형성하는 단계(ST110)는 금속재료(30)를 상기 회전통체(42)의 외주면에 접촉되도록 통과시켜 금속재료(30) 표 면에 스크래치(34)를 형성하는 것을 특징으로 하는 도광판 제조용 스탬퍼 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 도트패턴(38)을 형성하는 단계(ST150)는 초음파 진동자(50)가 설치된 에칭조(52) 내에 금속재료(30)를 투입하여 초음파에칭으로 도트패턴(38)을 형성하는 것을 특징으로 하는 도광판 제조용 스탬퍼 제조방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 도트패턴(38)을 형성하는 단계(ST150)는 초음파 진동자(50)가 설치된 에칭조(52) 내에 금속재료(30)를 투입하여 초음파에칭을 실시하고, 다이(60) 상에 금속재료(30)를 재치한 후 노즐(62)을 통해 에칭액(64)을 분사하여 도트패턴(38)의 깊이를 조절하는 습식에칭을 실시하여, 도트패턴(38)을 형성하는 것을 특징으로 하는 도광판 제조용 스탬퍼 제조방법.
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