KR20080011597A - 광학플레이트용 금형과 이의 제조방법, 및 광학플레이트의제조방법과 이에 의하여 제조된 광학플레이트 - Google Patents

광학플레이트용 금형과 이의 제조방법, 및 광학플레이트의제조방법과 이에 의하여 제조된 광학플레이트 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광확플레이트용 금형과 이의 제조방법, 광학플레이트의 제조방법과 이에 의하여 제조된 광학플레이트에 관한 것이다. 본 발명에 따른 광확플레이트용 금형은, 서로 대향 배치되어 성형공간을 형성하는 제1코어와 제2코어를 포함하며, 제1코어와 제2코어는 성형공간과 마주하는 제1면과 제2면을 가지며, 제1면과 제2면 중 적어도 하나에 형성되어 있는 경면층을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 사출물의 외관불량을 최소화할 수 있는 광확플레이트용 금형이 제공된다.

Description

광학플레이트용 금형과 이의 제조방법, 및 광학플레이트의 제조방법과 이에 의하여 제조된 광학플레이트{MOLD FOR OPTICAL PLATE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND MANUFACTURING METHOD OF OPTICAL PLATE AND OPTICAL PLATE MDAE BY THEREFROM}
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 사출성형기의 요부 단면도,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따르는 사출성형기에서 사출물을 분리하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 사출성형기에 의하여 얻어진 사출물의 사시도,
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 광학플레이트용 금형의 요부 단면도,
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 광학플레이트용 금형을 제조하는 방법을 설명하기위한 흐름도,
도 6는 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치의 분해사시도,
도 7은 도 6의 Ⅶ-Ⅶ’를 따른 단면도,
도 8은 본 발명에 따른 광학플레이트의 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 사출성형기 110 : 제1코어
120 : 제2코어 130a, 130b : 경면층
135a, 135b : 패턴형성층 140, 150 : 코어블럭
160 : 게이트 170 : 런너
200 : 액정표시장치 210 : 액정패널
211 : 박막트랜지스터 기판 212 : 컬러필터 기판
220 : 백라이트 유닛 221 : 광학시트류
223 : 도광판 223a : 코어부
223b : 표층부 223c : 기포
225 : 광원부 227 : 반사판
230 : 하부커버 240 : 상부커버
본 발명은, 광학플레이트와 이의 제조방법, 및 광학플레이트의 제조방법과 이에 의하여 제조된 광학플레이트에 관한 것이다.
일반적으로 사출성형기는 열가소성수지와 같은 성형물질에 여러 가지 첨가제를 혼합한 후, 용융상태의 성형물질을 몰드 또는 코어(core)에 의하여 형성된 성형공간 내부로 주입시켜 원하는 형상의 사출물을 제조하는 장치이다.
이러한 사출성형장치는 제1코어와, 제1코어에 대하여 상대 승강운동을 하며 제1코어와 함께 성형공간을 형성하는 제2코어와, 제1코어와 제2코어 사이에 배치되어 성형공간 내부로 성형물질을 주입하는 런너와 게이트, 및 제1코어 및 제2코어에 마련된 적어도 하나 이상의 냉각유로를 포함한다. 여기서, 제1코어와 제2코어는 사출물의 형상을 제조하기 위한 금형이다.
상기 제1 및 제2코어에 의하여 소정의 형상으로 성형된 사출물은 냉각유로를 통과하는 냉각수에 의하여 고화된 후, 제1 및 제2코어로부터 취출된다.
한편, 액정표시장치에 사용되는 여러 가지의 부품 중에서, 도광판과 확산판 등은 사출성형기에 의하여 제작된다. 여기서, 도광판은 광원에서 조사되는 빛을 액정패널로 유도하는 구성요소로, 도광판의 내부에는 복수의 기포가 산포되어 있을 수 있다. 이러한 기포는 성형물질 내부로 가스를 주입하여 형성된다. 이렇게 형성된 기포에 의하여 도광판을 통과한 빛은 확산되어 균일하게 액정패널의 배면으로 유도된다.
그러나, 이러한 기포의 생성에 사용되는 가스에 의하여 도광판의 표면에 흐름자욱이 발생할 수 있으며, 기포가 도광판의 내부에 위치하지 않고 표면으로 노출되어 도광판의 외관불량을 야기하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 사출물의 외관불량을 최소화할 수 있는 광학플레이트용 금형과 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 외관불량이 최소화되며, 광학성능이 개선된 광학플레이트와 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 서로 대향 배치되어 성형공간을 형성하는 제1코어와 제2코어를 포함하며, 제1코어와 제2코어는 성형공간과 마주하는 제1면과 제2면을 가지며, 제1면과 제2면 중 적어도 하나에 형성되어 있는 경면층을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학플레이트에 의하여 달성된다.
여기서, 경면층은 금속을 포함할 수 있다.
그리고, 경면층은 금, 은, 알루미늄, 구리 및 니켈로 이루어진 군 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 경면층은 200㎛ 내지 300㎛의 두께를 가질 수 있다.
여기서, 성형공간과 마주하는 경면층의 표면은 경면가공에 의하여 실질적으로 평탄하게 마련될 수 있다.
그리고, 제1 코어 및 제2코어 중 적어도 하나는 세라믹을 포함할 수 있다.
또한, 제1코어 및 제2코어 중 적어도 하나는 본체부와, 본체부를 덮고 있는 세라믹층을 포함하며, 경면층은 세라믹층 상에 형성되어 있을 수 있다.
여기서, 제1코어 및 제2코어 중 적어도 하나에는 냉각유로가 마련되어 있을 수 있다.
그리고, 제1 코어와 제2코어는 각각 경면층 상에 형성되어 있는 패턴형성층을 더 포함할 수 있다.
또한, 패턴형성층에는 음각의 도트패턴 또는 음각의 프리즘산이 형성되어 있을 수 있다.
여기서, 제1코어 및 제2코어의 측부에 위치하는 한 쌍의 코어블럭을 더 포함할 수 있다.
그리고, 성형공간 내부로 수지를 주입하는 게이트를 더 포함하며, 게이트는 한 쌍의 코어블럭 중 적어도 하나에 마련되어 있을 수 있다.
본 발명의 다른 목적은, 성형공간을 갖는 광확플레이트의 제조방법에 있어서, 세라믹 소재를 면취가공하여 코어를 마련하는 단계와; 성형공간과 마주할 코어의 면을 연마가공하는 단계와; 연마가공된 코어의 면을 경면가공하는 단계와; 경면가공된 코어의 면에 경면층을 형성하는 단계와; 경면층을 연마가공하는 단계와; 연마가공된 경면층을 경면가공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학플레이트의 제조방법에 의하여 달성된다.
여기서, 경면층의 형성과 경면층의 가공공정은 2회 이상 반복 실시될 수 있다.
그리고, 경면층은 금, 은, 알루미늄, 구리 및 니켈로 이루어진 군 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 경면층은 200㎛ 내지 300㎛의 두께를 갖도록 형성될 수 있다.
여기서, 경면층 상에 패턴형성층을 형성하는 단계를 더 포함하며, 패턴형성층에는 음각의 도트패턴 또는 음각의 프리즘산이 마련되어 있을 수 있다.
본 발명의 다른 목적은, 광학플레이트의 제조방법에 있어서, 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따르는 광학플레이트의 성형공간으로 수지를 주입하는 단계와; 성형공간으로 가스를 주입하는 단계와; 수지를 고화사키는 단계를 포함하며, 고화단계에서 성형공간 내부의 수지의 온도는 실질적으로 균일한 것을 특징으로 하는 광학플레이트의 제조방법에 의하여 달성된다.
여기서, 성형공간 내부의 수지의 온도편차는 실질적으로 10℃ 이내일 수 있다.
그리고, 수지는 아크릴계 수지를 포함할 수 있다.
또한, 수지는 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate, PMMA), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 스티렌-아크릴로니트릴(styrene acrylonitrile, SAN) 및 MS(methyl-styrene)으로 이루어진 군 중에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.
여기서, 가스는 이산화탄소 및 질소 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 목적은, 복수의 기포가 분산되어 있는 코어부와; 코어부의 적어도 일부를 덮고 있으며, 코어부와 비교하여 상대적으로 기포의 밀도가 적은 표층부를 포함하며, 표층부의 표면은 실질적으로 평탄한 것을 특징으로 하는 광학플레이트에 의하여 달성된다.
여기서, 표층부에서의 기포의 밀도에 대한 코어부에서의 기포의 밀도의 비율은 1:100 이상일 수 있다.
그리고, 기포의 지름은 5㎛ 내지 50㎛일 수 있다.
또한, 기포는 이산화탄소 및 질소 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따르는 광학플레이트용 금형을 포함하는 사출성형기와 광학플레이트의 제조방법에 대하여 먼저 설명한다. 이어, 본 발명에 의하여 제조된 광학플레이트와 이의 제조방법에 대하여 순차적으로 설명하도록 한다.
도1은 본 발명의 제1실시예에 따르는 사출성형기(100)의 요부 단면도이다. 본 발명에 따르는 사출성형기(100)는, 도1에 도시된 바와 같이, 제1코어(110)와, 제1코어(110)에 대향 배치되어 있는 제2코어(120)와 제1코어(110)와 제2코어(120)의 양측에 마련되어 있는 한 쌍의 코어블럭(140, 150)을 포함한다. 제1코어(110), 제2코어(120) 및 한 쌍의 코어블럭(140, 150)에 의하여 성형공간(s)이 형성되며, 일측의 코어블럭(140)에는 외부에서 연결된 수지 공급부(미도시)로부터 수지를 공급 받아 성형공간(s) 내부로 수지를 주입하는 게이트(160)가 마련되어 있다. 여기서, 제1코어(110)와, 제2코어(110)와, 한 쌍의 코어블럭(140, 150)은 사출물을 형성하기 위한 금형으로써, 본 발명에서는 도광판 또는 확산판 등의 광학플레이트를 제조하기 위한 것이다.
제1코어(110)와 제2코어(120)는 사출물(10)을 제작할 틀이 마련되어 있는 금형으로, 제1코어(110)는 고정되어 있고 제2코어(120)는 제1코어(110)에 대해 상대 승강운동 할 수 있도록 결합되어 있다. 이러한 구조에 의하여, 도2에 도시된 바와 같이, 사출물(10)이 완성되면 사출물(10)을 취출하기 위하여 제2코어(120)가 상승되고, 밀핀(미도시)이 사출물(10)의 게이트부를 밀어 올려 사출물(10)을 제1코어(110)로부터 분리시킨다. 분리된 사출물(10)은 도3에 도시된 바와 같은 형상을 갖는다. 그리고, 제1 및 제2코어(110, 120)에는 성형공간(s)에 존재하는 수지를 고화시키기 위한 적어도 하나의 냉각유로(111, 121)가 마련되어 있다. 또한, 본 발명에 따르는 제1 및 제2코어(110, 120)는 단열성능이 좋은 세라믹을 포함한다. 이는, 성형공간(s) 내에 존재하는 수지의 온도가 전체적으로 일정하게 유지되도록 하여, 사출물(10)의 고화 및 기포 형성시 발생할 수 있는 사출물(10)의 외관불량을 최소화하기 위한 것이다. 이에 대하여는 후술할 광학플레이트를 제조하는 방법을 설명하는 단락에서 구체적으로 설명한다.
제1코어(110)와 제2코어(120)는 성형공간(s)과 마주하는 제1면과 제2면을 가지며, 제1면과 제2면에 형성되어 있는 경면층(130a, 130b)을 포함한다. 경면층(130a, 130b)은 금속을 포함하며, 더욱 구체적으로, 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 구리(Cu) 및 니켈(Ni)로 이루어진 군 중에서 선택된 적어도 하나를 포함한다. 경면층(130a, 130b)이 금속을 포함하는 이유는, 금속이 연마 및 경면공정을 통하여 표면을 실질적으로 평탄하며 미려하게 제작될 수 있기 때문이다. 본 발명에 따르는 경면층(130a, 130b)의 두께(r)는 대략 200㎛ 내지 300㎛이며, 도금법 또는 증착법에 의하여 형성된다. 경면층(130a, 130b)의 두께(r)가 200㎛ 보다 얇으면 연마 및 경면공정을 진행하기에 부적합하며, 300㎛보다 두꺼우면 경면층(130a, 130b)의 형성에 장시간이 소요되어 바람직하지 않다.
제1 및 제2코어(110, 120)는 경면층(130a, 130b) 상에 형성되어 있는 패턴형성층(135a, 135b)을 포함한다. 패턴형성층(135a, 135b)은 사출물(10)의 표면에 형성할 패턴에 대응하는 패턴이 형성되어 있다. 더욱 구체적으로, 어느 하나의 경면층(130a)에는 음각의 도트패턴(dot pattern)이 마련되어 있고, 다른 하나의 경면층(130b)에는 음각의 프리즘산이 마련되어 있다. 이에 의하여, 사출물(10)의 일면에는 도트패턴(dot pattern)이 형성되고, 타면에는 프리즘산이 형성된다. 다른 실 시예에 따르면, 프린트레스(Printless) 형상이 마련되어 있을 수 있다.
한 쌍의 코어블럭(140, 150)은 제1 및 제2코어(130a, 130b)와 함께 성형공간(s)를 형성하며, 제1코어(110)를 지지한다. 어느 하나의 코어블럭(140)에는 성형공간(s)으로 수지를 주입하기 위한 게이트(160)가 마련되어 있다. 게이트(160)는 런너(170)와 스프루(175)를 통하여 수지 공급부(미도시)로부터 수지를 공급 받아 성형공간(s) 내부로 수지를 주입한다.
상술한 사출성형기(100)를 이용하여 수지를 성형공간(s)으로 주입하고, 수지를 고화시킨 후, 고화된 수지를 취출하면 대략 도3과 같은 형상의 사출물(10)이 얻어진다. 여기서, 밀핀(미도시)이 사출물(10)의 게이트부의 하단을 밀어올려 사출물(10)이 제1코어(100)로부터 취출된다. 사출물(10)을 제1코어(110)로부터 완전히 분리한 후, 사출물(10)과 게이트(160)의 연결부의 절단면을 커팅(cutting)하여 광학플레이트를 완성한다.
이하, 도4를 참조하여 본 발명의 제2실시예에 따르는 광학플레이트용 금형에 대하여 설명한다. 이하의 설명에서는 제1실시예와 구별되는 특징적인 부분만 발췌하여 설명하기로 하며, 설명이 생략되거나 요약된 부분은 제1실시예에 따른다. 그리고, 설명의 편의를 위하여 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 도면번호를 부여하여 설명하기로 한다.
본 발명의 제2실시예에 따르는 광학플레이트용 금형은, 도4에 도시된 바와 같이, 본체부(115)와, 본체부(115)를 덮고 있는 세라믹층(116)으로 이루어진 코어(110)를 포함한다. 세라믹층(116)은 성형공간의 일영역과 타영역에서 수지의 온 도를 균일하게 유지하기 위한 단열부재이다. 본체부(115)는 통상의 열처리 코어로, STAVAX, NAK55, NAK80 또는 프리하든강이 사용될 수 있다. 세라믹층(116)의 일면에는 제1실시예에 따른 경면층(130a, 130b)과 패턴형성층(135a, 135b)가 차례로 형성되어 있다. 이와 같은 세라믹층(116)은 바인더와 혼합한 소결된 세라믹 분말을 고압을 이용하여 본체부(115)의 표면에 융착시킴으로서 형성된다. 세라믹층(116)의 두께(w)는 대략 0.1mm 내지 1mm일 수 있다. 세라믹층(116)의 두께(w)가 0.1mm 보다 얇은 경우에는 단열부재로서의 역할을 제대로 수행할 수 없으며, 1mm보다 두꺼운 경우에는 세라믹층(116)의 형성공정에 장시간이 소요되어 바람직하지 않다.
이하, 도5을 참조하여 본 발명에 따르는 광학플레이트용 금형을 제조하는 방법에 대하여 설명한다. 더욱 구체적으로, 성형공간을 형성하는 코어(110, 120, 140, 150, 도1참조)의 제조방법에 대하여 설명한다.
우선, 세라믹 소재를 면취가공하여 소정의 형상을 갖는 코어를 마련한다(S10). 면취가공 공정이란 일반 세라믹 소재를 절삭하고, 절삭면 또는 모서리, 경사면을 가공하는 공정이다.
이어, 면취가공된 코어의 적어도 일면을 연마가공한다(S20). 연마가공은 코어의 면을 매끄럽고 평탄하게 처리하는 표면가공공정으로, 성형공간과 마주하게될 코어의 면을 연마가공한다.
다음, 연마가공된 코어의 면을 경면가공한다(S30). 경면가공이란 코어의 면에 외관 불량이 없도록 미려하게 형성하는 공정으로, 폴리싱(polishing)공정을 포함한다. 이에 의하여, 코어의 일면은 실질적으로 평탄하며 매끄럽게 가공된다.
이상의 세라믹 소재의 면취, 연마, 경면가공은 후술할 경면층을 형성하기 위한 전처리 공정으로, 경면층의 형성시 높은 수율의 표면상태를 갖는 경면층을 형성하기 위한 선행공정이다.
이어, 경면가공된 코어의 면에 경면층을 형성한다(S40). 경면층은 금속을 포함하며, 도금법 또는 증착법에 의하여 형성될 수 있다. 구체적으로, 경면층은 금, 은, 구리, 알루미늄 및 니켈을 포함할 수 있다. 형성된 경면층의 두께(r, 도1참조)는 대략 200㎛ 내지 300㎛이다.
다음, 형성된 경면층을 연마가공한다(S50). 그리고, 연마가공된 경면층을 경면가공(S60)하여, 표면이 실질적으로 평탄한 경면층을 완성한다. 이와 같은, 경면층의 연마가공과 경면가공은 2회이상 반복할 수 있으며, 경면층 형성과정 또한 2회이상 반복할 수 있다.
이렇게 경면층이 완성되면, 경면층 상에 패턴형성층을 형성한다(S70). 이 공정은 필요에 따라 생략될 수 있다. 경면층 상에 패턴형성층을 형성하는 방법은 사출 또는 압출공정을 통하여 미리 마련된 패턴형성층을 경면층 상에 부착하는 방법이 적용될 수 있다.
이에 의하여, 사출물의 외관불량의 발생을 최소화할 수 있는 광학플레이트용 금형이 완성된다.
이하, 도6을 참조하여, 본 발명에 따르는 광학플레이트용 금형에 의하여 제조된 광학플레이트에 대하여 설명한다. 여기서, 광학플레이트는 도광판(223)과 확산판(미도시) 등을 포함하는 구성요소로, 이하의 설명에서는 도광판(223)을 포함하 는 액정표시장치에 대하여 설명한다.
일반적으로 액정표시장치(Liquid Crystal Display)는 매트릭스(Matrix)형태로 배열된 액정 셀들의 광 투과율을 화상 신호 정보에 따라 조절하여 원하는 화상을 표시하는 장치로서, 백라이트 유닛에서 조사되는 빛을 이용하여 액정패널에 화상을 형성하게 된다.
도6에 도시된 바와 같이, 이러한 액정표시장치(200)는 화소단위를 이루는 액정 셀들이 매트릭스 형태로 배열되어 있는 액정패널(210), 액정패널(210)에 대해 빛을 균일하게 공급하는 백라이트 유닛(220), 상호 결합하여 내부에 액정패널(210)과 백라이트 유닛(220)을 수용하는 하부커버(230)와 상부커버(240)를 포함한다.
액정패널(210)은 박막트랜지스터 기판(211)과, 박막트랜지스터 기판(211)에 대향 부착되어 있는 컬러필터 기판(212)과, 양 기판(211, 212) 사이에 위치하는 액정층(미도시)을 포함한다. 박막트랜지스터 기판(211)에는 복수의 박막트랜지스터와 외부로부터 구동신호를 인가 받는 복수의 신호선이 마련되어 있다. 컬러필터 기판(212)에는 백라이트 유닛(220)으로부터 조사된 빛에 색상을 부여하는 적색, 녹색 및 청색의 컬러필터가 마련되어 있다. 이러한 액정패널(210)은 화소단위를 이루는 액정 셀들이 매트릭스형태로 배열되어 있으며, 구동부(미도시)에서 전달되는 구동신호에 따라 액정 셀들의 광 투과율을 조절함으로써 화상을 형성하게 된다.
그리고, 백라이트 유닛(220)은 액정패널(210)의 배면에 배치되는 광학시트류(221), 액정패널(210)의 배면으로 빛을 균일하게 공급하는 도광판(223), 도광판(223)의 일측에 배치되는 광원부(225), 및 도광판(223)의 후방에 위치하는 반사 시트(227)를 포함한다.
여기서, 광학시트류(221)는 보호시트(221a), 프리즘시트(221b) 및 확산시트(221c)를 포함한다. 보호시트(221a)는 스크래치에 약한 프리즘 시트(221b)를 보호한다. 그리고, 프리즘 시트(221b)는 확산시트(221c)에서 확산된 빛을 상부의 액정패널(210)의 평면에 수직한 방향으로 집광하는 역할을 수행한다. 확산시트(221c)는 광원부(225)로부터의 빛을 확산시켜 액정패널(210)로 공급하는 역할을 한다.
상술한 액정표시장치(200)를 이루는 구성요소 중에서, 도광판(223)은 소정의 두께를 갖는 사출물로서 상술할 사출성형기(100)에 의하여 제조된다.
도광판(223)은 대략 사각 형상을 갖는 플레이트(plate) 형상으로, 액정패널(210)의 배면에 배치되어 광원부(235)에서 발생된 빛을 액정패널(210)의 배면으로 유도한다. 도광판(223)은 광원부(235)로부터 빛을 받는 입사면(a)과, 입사면(a)에서 연장되어 액정패널(210)과 대향하는 출사면(b)과, 광원부(235)에서 입사면(a)으로 조사된 빛이 출사면(b)으로 진행되도록 패턴이 형성된 배면(c, 도7참조)을 갖는다.　도광판(223)은 도광판(223)의 일측변을 따라, 즉 입사면(a)에 인접하여 배치된 광원부(235)에서 입사면(a)으로 조사된 빛을 평면광으로 바꾸어 출사면(b)을 통해 액정패널(210)로 골고루 전달하게 된다.　
도광판(223)의 재질로는 강도가 높아 쉽게 변형되거나 깨지지 않으며 투과율이 좋은 아크릴계 수지가 사용되며, 구체적으로 PMMA(Polymethylmethacrylate), PC(polycarbonate), SAN (styrene acrylonitrile) 및 MS(methyl-styrene) 등이 사용될 수 있다. 실시예와 달리, 도광판(223)은 하부면이 경사지고 상부면이 평평한 쇄기형(wedge type) 일 수 있다. 노트 PC나 핸드폰 등의 소형제품에 적용되는 액정표시장치(200)의 경우에는 쇄기형(wedge) 형상의 도광판(223)이 적용될 수 있으며, 두께가 두꺼운 쪽의 측변에 광원부(235)가 마련될 수 있다.
이와 같은 도광판(223)은 소정의 두께를 가지며, 균일하고 효과적으로 빛을 액정패널(210)의 배면으로 유도하기 위하여 액정패널(210)을 향하는 면에는 다수의 엠보싱 또는 도트(dot)패턴이 마련되어 있으며, 하부커버(230)를 향하는 면에는 다수의 프리즘산이 형성되어 있다.
본 발명에 따르는 도광판(223)은, 도7에 도시된 바와 같이, 코어부(223a)와, 코어부(223a)를 덮고 있는 표층부(223b)와, 코어부(223a)에 분산되어 있는 기포(223c)를 포함한다. 코어부(223a)와 표층부(223b)는 실질적으로 동일한 재질로 이루어져 있으며, 기포(223c)의 밀도에 의하여 서로 구분된다. 표층부(223b)는 기포(223c)의 밀도가 코어부(223a)와 비교하여 상대적으로 아주 낮은 곳으로, 표층부(223b)에서 기포(223c)의 밀도에 대한 코어부(223a)에서 기포(223c)의 밀도의 비율은 1:100이상이다. 여기서, 밀도란 도광판(220)에서 단위 면적당 기포(223c)가 차지하는 면적의 비율이다. 광원부(235)로부터의 빛을 효과적으로 확산시키기 위하여 기포(223c)의 지름(d)의 평균은 대략 5㎛ 내지 50㎛인 것이 적절하다. 기포(223c)의 지름(d)이 5㎛보다 작으면 수많은 작은 기포(223c)에 의하여 확산이 효과적으로 일어나지 않을 수 있고 너무 많은 확산효과에 의하여 빛의 휘도가 저하될 수 있다. 한편, 50㎛보다 크면 기포(223c)가 도광판(223) 내부에 존재하는 비율이 작아 확산이 제대로 이루어지지 않을 수 있다.
기포(223c)는 도광판(223)의 제조과정에서 가스의 주입에 의하여 생성되며, 기포(223c) 내에는 이산화탄소(CO2) 및 질소(N2) 중 적어도 하나를 포함한다. 본 발명에 따르는 도광판(223)의 외관은 실질적으로 평탄하며 미려하다. 즉, 표층부(223b)의 표면에는 도광판(223)의 제조에 사용되는 수지의 흐름자욱이나 기포(223c)가 표면으로 노출됨에 의한 도광판(223)의 외관불량이 최소화되어 있다. 이는, 도1과 같이 사출성형기(100)의 제1 및 제2코어(110, 120)에 경면층(130a, 130b)을 형성하였고, 제1 및 제2코어(110, 120)의 재질을 단열성능이 좋은 세라믹으로 제작하였기 때문이다. 이에 대해서는, 도광판(223)의 제조방법을 설명하는 부분에서 더욱 구체적으로 설명하도록 한다. 그리고, 기포(223c)의 생성으로 인하여 도광판(223)의 무게를 감소시킬 수 있으며, 기포(223c)에 의하여 도광판(223)의 광학특성이 향상된다.
광원부(235)는 도광판(223)의 입사면(a)에 인접하여 배치되어 있다. 광원부(235)는 빛을 발생시키며, 통상 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL), 외부전극형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp, EEFL) 및 발광다이오드(LED)가 사용된다.
반사판(237)은 광원부(235)의 빛을 반사시켜 확산필름(221c) 방향으로 공급하는 역할을 한다. 반사판(237)의 재질은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)나 폴리카보네이트(PC)일 수 있다.
이러한 백라이트 유닛(220)은 하부커버(230)에 수용하며, 상부커버(240)와 결합된다.
상부커버(240)는 액정패널(210)의 유효면이 외부로 노출되도록 표시창을 가지며, 하부커버(230)와 결합하여 액정패널(210)을 수용한다.
이하, 본 발명에 따르는 광학플레이트용 금형을 이용하여 외관의 불량이 최소화된 광학플레이트를 제조하는 방법에 대하여 설명한다. 여기서, 광학플레이트는 도광판과 확산판 등을 포함하는 것으로서, 이하에서는 도광판을 제조하는 방법을 예로 들어 설명한다.
도8은 본 발명에 따르는 광학플레이트의 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
먼저, 본 발명에 따르는 사출성형기의 성형공간으로 수지를 주입한다(S100). 수지는 아크릴계 수지를 포함하며, PMMA(Polymethylmethacrylate), PC(polycarbonate), SAN (styrene acrylonitrile) 및 MS(methyl-styrene)가 사용될 수 있다. 그리고 수지는 외부에서 연결된 수지공급부를 통하여 주입된다. 여기서, 본 발명에 따르는 사출성형기는 단열성능이 좋은 세라믹으로 이루어진 코어를 포함하기 때문에, 성형공간 내부로 주입되는 수지의 온도는 성형공간의 일영역과 타영역에서 실질적으로 동일하게 유지된다. 즉, 처음 주입되는 수지의 온도와 마지막으로 주입되는 수지의 온도는 균일하게 유지된 상태로 수지가 성형공간 내부로 주입되게 된다. 그러므로, 수지의 주입과정에서, 일영역에 위치하는 수지가 먼저 고화되면서 발생하는 수지의 흐름자욱 등의 외관불량이 최소화된다. 여기서, 성형공간 내부의 수지의 온도편차는 실질적으로 10℃ 이내인 것이 바람직하다.
이어, 수지의 주입이 완료되면, 수지 내부로 가스를 주입한다(S200). 가스는 초임계상태로, 이산화탄소 및 질소 중 적어도 하나를 포함한다. 한편, 가스는 수지에 혼합된 상태로 성형공간으로 주입될 수도 있다. 주입된 가스에 의하여 수지 내에는 복수의 기포가 형성된다.
다음, 성형공간에 가스가 주입되면 바로 수지를 고화시킨다(S300). 수지의 고화는 냉각유로를 흐르는 냉각수를 이용하여 더 신속히 진행할 수 있다. 여기서, 세라믹을 포함하는 코어에 의하여 수지는 전체적으로 온도가 균일하게 유지된 상태로 고화된다. 특히, 금속으로 이루어진 경면층은 열전도도가 좋아 경면층에 접하는 수지를 신속히 고화시킨다. 즉, 수지의 외부면이 신속히 고화되게 된다. 이에 의하여, 수지의 내부에서 발생되는 기포는 수지의 외부 표면으로 노출될 수 없게 된다. 따라서, 기포의 생성으로 인한 도광판의 외관불량이 최소화된다.
또한, 경면층은 실질적으로 매끄럽고 평탄하게 마련되어 있으므로, 경면층에 맞닿는 수지의 표면 또한 실질적으로 매끄럽고 평탄하게 마련되어 도광판의 외관이 미려해진다. 또한, 기포의 생성으로 인하여 사용되는 수지의 양을 절감할 수 있고, 무게를 감소시킬 수 있다. 이에 더하여, 기포에 의하여 도광판의 광학특성이 향상된다.
마지막으로, 수지가 완전히 고화되면, 사출물을 성형공간으로부터 취출하고, 도3의 절단선을 절단하여 도광판을 완성한다(S400).
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 사출물의 외관불량을 최소화할 수 있는 광학플레이트용 금형과 이의 제조방법을 제공할 수 있다.
또한, 외관불량이 최소화되며, 광학성능이 개선된 광학플레이트와 이의 제조방법이 제공된다.

Claims (26)

  1. 서로 대향 배치되어 성형공간을 형성하는 제1코어와 제2코어를 포함하는 광학플레이트용 금형에 있어서,
    상기 제1코어와 상기 제2코어는 상기 성형공간과 마주하는 제1면과 제2면을 가지며, 상기 제1면과 상기 제2면 중 적어도 하나에 형성되어 있는 경면층을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학플레이트용 금형.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 경면층은 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학플레이트용 금형.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 경면층은 금, 은, 알루미늄, 구리 및 니켈로 이루어진 군 중에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학플레이트용 금형.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 경면층은 200㎛ 내지 300㎛의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 광학플레이트용 금형.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 성형공간과 마주하는 상기 경면층의 표면은 경면가공에 의하여 실질적으로 평탄한 것을 특징으로 하는 광학플레이트용 금형.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 코어 및 상기 제2코어 중 적어도 하나는 세라믹을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학플레이트용 금형.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1코어 및 상기 제2코어 중 적어도 하나는 본체부와, 상기 본체부를 덮고 있는 세라믹층을 포함하며,
    상기 경면층은 상기 세라믹층 상에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광학플레이트용 금형.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1코어 및 상기 제2코어 중 적어도 하나에는 냉각유로가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 광학플레이트용 금형.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제1 코어와 상기 제2코어는 각각 상기 경면층 상에 형성되어 있는 패턴형성층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학플레이트용 금형.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 패턴형성층에는 음각의 도트패턴 또는 음각의 프리즘산이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광학플레이트용 금형.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제1코어 및 상기 제2코어의 측부에 위치하는 한 쌍의 코어블럭을 더 포함하는 것을 특징으로 광학플레이트용 금형.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 성형공간 내부로 수지를 주입하는 게이트를 더 포함하며,
    상기 게이트는 상기 한 쌍의 코어블럭 중 적어도 하나에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 광학플레이트용 금형.
  13. 성형공간을 갖는 광학플레이트용 금형의 제조방법에 있어서,
    세라믹 소재를 면취가공하여 코어를 마련하는 단계와;
    상기 성형공간과 마주할 상기 코어의 면을 연마가공하는 단계와;
    연마가공된 상기 코어의 면을 경면가공하는 단계와;
    경면가공된 상기 코어의 면에 경면층을 형성하는 단계와;
    상기 경면층을 연마가공하는 단계와;
    연마가공된 상기 경면층을 경면가공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학플레이트용 금형의 제조방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 경면층의 형성과 상기 경면층의 가공공정은 2회 이상 반복 실시되는 것을 특징으로 하는 광학플레이트용 금형의 제조방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 경면층은 금, 은, 알루미늄, 구리 및 니켈로 이루어진 군 중에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학플레이트용 금형의 제조방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 경면층은 200㎛ 내지 300㎛의 두께를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 광학플레이트용 금형의 제조방법.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 경면층 상에 패턴형성층을 형성하는 단계를 더 포함하며,
    상기 패턴형성층에는 음각의 도트패턴 또는 음각의 프리즘산이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 광학플레이트용 금형의 제조방법.
  18. 광학플레이트의 제조방법에 있어서,
    상기 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따르는 광학플레이트용 금형에 의하여 형성된 성형공간으로 수지를 주입하는 단계와;
    상기 성형공간으로 가스를 주입하는 단계와;
    상기 수지를 고화사키는 단계를 포함하며,
    상기 고화단계에서 상기 성형공간 내부의 상기 수지의 온도는 실질적으로 균일한 것을 특징으로 하는 광학플레이트의 제조방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 성형공간 내부의 상기 수지의 온도편차는 실질적으로 10℃ 이내인 것을 특징으로 하는 광학플레이트의 제조방법.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 수지는 아크릴계 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학플레이트의 제조방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 수지는 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate, PMMA), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 스티렌-아크릴로니트릴(styrene acrylonitrile, SAN) 및 MS(methyl-styrene)으로 이루어진 군 중에서 선택되는 적어도 하나를 포함 하는 것을 특징으로 하는 광학플레이트의 제조방법.
  22. 제18항에 있어서,
    상기 가스는 이산화탄소 및 질소 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학플레이트의 제조방법.
  23. 복수의 기포가 분산되어 있는 코어부와;
    상기 코어부의 적어도 일부를 덮고 있으며, 상기 코어부와 비교하여 상대적으로 기포의 밀도가 적은 표층부를 포함하며,
    상기 표층부의 표면은 실질적으로 평탄한 것을 특징으로 하는 광학플레이트.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 표층부에서의 상기 기포의 밀도에 대한 상기 코어부에서의 상기 기포의 밀도의 비율은 1:100 이상인 것을 특징으로 하는 광팍플레이트.
  25. 제23항에 있어서,
    상기 기포의 지름은 5㎛ 내지 50㎛인 것을 특징으로 하는 광학플레이트.
  26. 제23항에 있어서,
    상기 기포는 이산화탄소 및 질소 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학플레이트.
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