KR20120080518A

KR20120080518A - 도광판의 제조 방법

Info

Publication number: KR20120080518A
Application number: KR1020110107970A
Authority: KR
Inventors: 페이-웨이 왕; 홍-롱 창
Original assignee: 씨 선 엠에프지 리미티드
Priority date: 2011-01-07
Filing date: 2011-10-21
Publication date: 2012-07-17
Also published as: TWI470290B; CN102590924B; TW201229584A; CN102590924A

Abstract

도광판의 제조 방법으로서, (a) 기판 상에 마스크를 배치하는 단계 - 상기 마스크는 10~150㎛ 범위를 갖는 복수의 개구를 가지고, 상기 기판은 상기 개구로부터 노출됨 - 와, (b) 상기 기판 상에 광학 구조를 형성하도록, 상기 개구를 통하여 상기 기판을 플라즈마 에칭하는 단계와, (c) 상기 기판으로부터 상기 마스크를 제거하는 단계를 포함한다.

Description

도광판의 제조 방법{METHOD FOR MAKING A LIGHT GUIDE PLATE}

본 출원은 2011년 1월 7일에 출원된 대만특허출원 제100100654호를 우선권으로 주장한다.

본 발명은 도광판의 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 도광판의 광학 구조(optical structure)로 형성된 도광판을 제조하는 방법에 관한 것이다.

액정 표시 장치(liquid crystal display; LCD)의 액정 패널은 자체로 발광하지 않기 때문에, 액정 표시 장치 내에 필요한 광을 제공하기 위하여 백라이트 모듈(backlight module)을 설치하여야 한다. 백라이트 모듈은 광원의 배치에 따라 에지형(edge type) 또는 직하형(direct type)이 될 수 있다.

대만특허 제I325502호는 직하형 백라이트 모듈에 사용된 디퓨저(diffuser)를 개시하고 있다. 이러한 디퓨저는 투명 기판과 광학 구조를 포함한다. 투명 기판은 그 두께가 1.5 mm 내지 2 mm의 범위이다. 광학 구조는 프린팅, 에칭, 핫-롤링(hot-rolling) 기술 등에 의해 투명 기판의 발광 면 상에 형성된다.

직하형 백라이트 모듈과는 다르게, 에지형 백라이트 모듈은 도광판의 측면 에지에 배치된 광원을 구비한다. 에지형 백라이트 모듈의 도광판을 통해, 전체 액정 패널로 광이 인도된다. 따라서, 광원의 수가 감소될 수 있어서, 에지형 백라이트 모듈은 가격이 저렴하고 에너지가 절약된다. 또한, 광원을 구비하더라도, 백라이트 모듈의 두께가 증가하지 않게 된다. 따라서, 에지형 백라이트 모듈이 사용되어, 디스플레이의 두께를 저감할 수 있어서 휴대형 전자 장치에 적합하다.

에지형 백라이트 모듈에 사용된 도광판은 얇기 조건(thinness requirement)을 만족시켜야 하고, 그에 따른 광학 구조는 섬도 조건(fineness requirement)을 만족시켜야 한다. 직하형 백라이트 모듈을 위한 디퓨저의 광학 구조를 제조하기 위한 상기 방법이, 에지형 백라이트 모듈에 사용된 도광판의 광학 구조를 제조하는데 직접 적용될 경우, 다음과 같은 문제점이 발생할 수 있다.

프린팅에 의해 광학 구조를 형성하면, 도트 사이즈와 잉크 점도를 제어하기 어려워져서, 수율이 너무 낮게 된다. 따라서, 프린팅 프로세스에 의해 제조된 광학 구조는 바람직하지 않다.

광학 구조의 제조에 에칭 프로세스가 있으면, 패턴화된 몰드(patterned mode)를 형성하기 위하여 현재의 에칭 프로세스가 사용된다. 몰드가 형성된 후, 핫-롤링에 의해 몰드의 패턴을 전사하여 도광판 상에 광학 구조를 형성할 수 있다. 그러나, 광학 구조의 형성이 상대적으로 복잡하고, 광학 구조의 섬도는 약 150 ㎛의 더 낮은 한계를 갖는다. 광학 구조를 핫-롤링에 의해 제조하면, 부가적인 재료가 필요하게 되고, 따라서 도광판이 노르스름하게 변경되기 쉽다.

또한, 광학 구조는 스프레잉(spraying)에 의해 형성된 잉크의 미세 도트들(fine dots) 또는 레이저를 사용하여 형성된 밝은 스폿들(bright spots)로 구성될 수 있다. 스프레잉 프로세스에 의해서도 도광판이 노란색으로 될 수 있다. 레이저 프로세스는 상대적으로 미세한 광학 구조를 형성할 수 있지만, 시간이 많이 들어 대량 생산에 부적합하다.

그러므로, 본 발명의 목적은, 종래 기술에 관련한 상기 문제점들을 극복할 수 있는 도광판을 제조하기 위한 방법을 제공하는 것이다.

따라서, 본 발명의 도광판의 제조 방법은 다음의 단계를 포함할 수 있다.

(a) 기판 상에 마스크를 배치하는 단계 - 상기 마스크는 10~150㎛ 범위를 갖는 복수의 개구를 가지고, 상기 기판은 상기 개구로부터 노출됨 - 와,

(b) 상기 기판 상에 광학 구조를 형성하도록, 상기 개구를 통하여 상기 기판을 플라즈마 에칭하는 단계와,

(c) 상기 기판으로부터 상기 마스크를 제거하는 단계.

본 발명의 다른 특징과 이점은, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 관한 이후의 상세한 설명에 의해 명확해질 것이다.

본 발명에 따르면, 플라즈마 에칭의 장점에 기인하여 도광판의 광학 구조가 상대적으로 미세한 구성을 갖도록 형성되는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 마스크는 재사용될 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 상대적으로 높은 품질을 가지면서, 보다 유용한 방법과 저감된 비용으로, 도광판을 생산할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 도광판을 제조하기 위한 방법의 바람직한 실시예를 나타낸 흐름도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에서 플라즈마 에칭 전에 마스크가 배치된 기판을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에서 사용된 마스크의 부분 확대도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에서 플라즈마 에칭 후에 마스크가 배치된 기판을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 다른 바람직한 실시예에서 다른 형태를 갖는 전극을 사용한 예를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에서 기판이 한쌍의 클램프(clamp)를 통하여 밀착된 예를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제조된 도광판을 나타낸 도면.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 복수의 기판을 동시에 플라즈마 에칭하기 위한 플라즈마 장치를 나타낸 도면.

바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명을 상세하게 기술하기에 앞서, 이하의 기재에 있어 유사한 구성요소는 동일한 부호를 사용하여 나타냄을 밝혀둔다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 도광판을 제조하기 위한 방법의 바람직한 실시예는 다음의 단계들을 포함한다.

단계 S1에서, 마스크(2)는 기판(1) 상에 배치되고(도 2 참조), 전극(3)은 마스크(2)에 대향하여 기판(1) 아래에 배치된다.

기판(1)은, 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate; PMMA) 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate; PET)로 제조될 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 마스크(2)는 금속층(21), 폴리머층(22) 및 금속층(21)과 폴리머층(22)을 개재하여 연장되는 복수의 개구(23)를 포함한다. 금속층(21)은 10~200㎛ 범위의 두께를 갖는다. 금속층(21)은 폴리머층(22) 상에 형성되고, 폴리머층(22)은 기판(1)에 인접하여 배치된다. 폴리머층(22)은 10~400㎛ 범위의 두께를 갖는다. 따라서, 기판(1)은 개구(23)로부터 노출된다. 폴리머층(22)에 의해, 마스크(2)는 기판(1)에 밀착되고, 폴리머층(22)은 다음 단계들에서 완충(buffering) 및 안정화(stabilizing)의 효과를 발생시킨다.

마스크(2)의 개구(23)는 10~150㎛ 범위를 갖고, 레이저 처리 또는 기계적 드릴링(mechanical drilling)에 의해 형성된다. 마스크(2)가 상대적으로 얇기 때문에, 개구(23)는 레이저 처리 또는 기계적 드릴링에 의해 신속하게 형성될 수 있다.

마스크(2)의 금속층(21)은 니켈, 구리, 알루미늄 또는 스테인레스 스틸(stainless steel)로 제조될 수 있다. 폴리머층(22)은 폴리에틸렌(polyethylene; PE), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 또는 폴리이미드(polyimide; PI)로 제조될 수 있다.

단계 S2에서, 기판(1)은 개구(23)를 통해 플라즈마 에칭되어, 기판(1) 상에 광학 구조(10)를 형성한다(도 4 참조). 단계 S2는 플라즈마 장치의 플라즈마 챔버(4) 내에서 수행된다.

플라즈마 에칭 처리의 제어 파라미터들(플라즈마 가스의 종류, 플라즈마 가스의 유량, 플라즈마 챔버(4) 내부의 압력, 전극(3)에 인가되는 전압 등을 포함함)을 제어하는 것에 의해, 광학 구조는 V 형상의 트렌치, 원통 형상의 트렌치(예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같은 복수의 원통 형상의 돌출부) 등을 갖는 소정의 패턴을 갖도록 플라즈마 에칭에 의해 형성될 수 있다. 또한, 상기 파라미터들을 제어하는 것에 의해, 기판(1)은 마스크(2)에 대해 현저히 높은 에칭 선택비(즉, 마스크의 에칭 속도에 대한 기판의 에칭 속도의 비)를 가질 수 있다. 따라서, 마스크(2)는 재사용될 수 있다.

기판(1) 및 마스크(2)를 전극(3)에 밀착시키기 위해, 다른 바람직한 실시예에서는, 전극(3)이 대향하는 두 단부(31) 사이에서 위쪽으로 돌출된 볼록 표면(30)을 갖는다(도 5 참조). 따라서, 기판(1)은 중력(G)에 의해 전극(3)의 볼록 표면(30)에 밀착된다. 다른 바람직한 실시예에서, 기판(1)은 정전하를 발생시킬 수 있도록 전극(3) 상에 배치되고, 그에 따라 기판(1)이 전극(3)에 정전기적으로(electrostatically) 부착된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 또 다른 실시예서는, 기판(1)을 전극(3)에 밀착시키기 위해 디바이스(5)가 더 사용된다. 디바이스(5)는 바디(53), 한쌍의 스프링(51) 및 한쌍의 클램프(52)를 갖는다. 한쌍의 클램프(52)는 스프링(51)을 통해 바디(53)에 각각 연결된다. 클램프(52)는 마스크(2)의 두 대향하는 단부(24)를 클램핑하는데 사용되고, 기판(1)에 밀착된다. 클램프(52)는 전극(3)의 볼록 표면(30)에 대한 기판(1)의 밀착을 강화하기 위해 사용된다.

단계 S3에서, 도 7에 도시된 바와 같은 광학 구조(10)를 갖는 도광판(100)을 얻기 위해 마스크(2)가 기판(1)으로부터 제거된다.

또한, 도광판(100)을 대량 생산하기 위해, 도 8에 도시된 플라즈마 챔버(4) 내에는 한번에 복수의 도광판(100)을 생산하기 위한 복수의 전극(3)이 제공될 수 있다.

본 발명의 방법에 의해, 상술한 종래 기술의 문제점은 제거될 수 있고, 도광판(100)의 광학 구조(10)는 플라즈마 에칭의 장점에 기인하여 상대적으로 미세한 구조를 갖도록 형성될 수 있다. 또한, 마스크(2)는 재사용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 방법은 상대적으로 높은 품질을 가지면서, 보다 유용한 방법과 저감된 비용으로, 에지형 백라이트 모듈이나 태양 광전자 패널(solar optoelectronic panel)에 적용가능한 도광판(100)을 생산할 수 있다.

가장 실제적이면서 바람직하다고 고려되는 실시예들과 관련하여 본 발명이 기술되었으나, 본 발명은 상기 실시예들로 한정되지 않으며 가장 넓은 범위의 해석과 균등의 기술사상에 속하는 다양한 예들도 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

1: 기판
2: 마스크
3: 전극
10: 광학 구조
100: 도광판

Claims

도광판의 제조 방법으로서,
(a) 기판 상에 마스크를 배치하는 단계 - 상기 마스크는 10~150㎛ 범위를 갖는 복수의 개구를 가지고, 상기 기판은 상기 개구로부터 노출됨 - 와,
(b) 상기 기판 상에 광학 구조를 형성하도록, 상기 개구를 통하여 상기 기판을 플라즈마 에칭하는 단계와,
(c) 상기 기판으로부터 상기 마스크를 제거하는 단계
를 포함하는, 도광판의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 마스크는 10~200㎛ 범위의 두께를 갖는 금속층을 포함하는, 도광판의 제조 방법.
제2항에 있어서,
상기 금속층은 니켈, 구리, 알루미늄 및 스테인레스 스틸로 된 군으로부터 선택된 재료로 제조되는, 도광판의 제조 방법.
제2항에 있어서,
상기 마스크는 폴리머층을 더 포함하고, 상기 금속층은 상기 폴리머층 상에 형성되며, 상기 폴리머층은 상기 기판에 인접하여 배치되고, 10~400㎛ 범위의 두께를 가지는, 도광판의 제조 방법.
제4항에 있어서,
상기 폴리머층은 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate) 및 폴리이미드(polyimide)로 된 군으로부터 선택된 재료로 제조되는, 도광판의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 단계 (b)에서,
상기 마스크에 대향하여 상기 기판의 아래에 전극이 배치되고, 상기 전극은 상기 전극의 대향하는 두 단부 사이에 위쪽으로 돌출된 볼록 표면을 가짐으로써, 상기 기판이 중력에 의해 상기 전극의 상기 볼록 표면에 밀착되는, 도광판의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 단계 (b)에서,
상기 기판은 정전하를 발생시킬 수 있는 전극에 배치됨으로써, 상기 기판이 상기 전극에 정전기적으로 부착되는, 도광판의 제조 방법.
제6항에 있어서,
상기 단계 (b)에서,
상기 마스크의 대향하는 두 단부를 클램핑하도록 한쌍의 클램프가 사용됨으로써, 상기 기판이 상기 전극의 상기 볼록 표면에 밀착되는, 도광판의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 마스크의 상기 개구는 레이저 프로세싱 또는 기계적 드릴링(mechanical drilling)에 의해 형성되는, 도광판의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 기판은 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate) 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate)로 된 군으로부터 선택된 재료로 제조되는, 도광판의 제조 방법.
제1항에 기재된 방법에 따라 제조되는, 도광판.
제1항에 기재된 방법에 사용되는 마스크로서,
10~150㎛ 범위를 갖는 복수의 개구를 포함하는, 마스크.