CN102371431A

CN102371431A - 激光加工制程装置

Info

Publication number: CN102371431A
Application number: CN2010102561394A
Authority: CN
Inventors: 李玉麟; 黄永祥; 吴泰纬; 杨舜涵; 陈纪暐; 王恭谦; 江柏毅
Original assignee: HORTEK CRYSTAL CO Ltd
Current assignee: HORTEK CRYSTAL CO Ltd
Priority date: 2010-08-13
Filing date: 2010-08-13
Publication date: 2012-03-14
Anticipated expiration: 2030-08-13
Also published as: CN102371431B

Abstract

一种激光加工制程装置，包括一芯片、一激光装置、一声光调制装置以及一聚焦装置。不同于习知激光加工制程装置，本发明提出一种用户化激光加工制程装置，是藉由该声光调制装置分别地接收该芯片所产生的一第二频率信号及该激光装置所发射的一激光束，且该声光调制装置并依据该第二频率信号而对该激光束进行调整以输出一已调整激光束，之后，该聚焦装置接收该已调整激光束进行聚焦而将一聚焦激光束输出至一模板上以对该模板进行多次打点，使得该模板的表面皆呈网点图案。

Description

激光加工制程装置

技术领域

本发明涉及一种激光加工制程装置，尤其涉及一种针对一模板的表面欲形成的网点图案的外观、半径和深度的规格一致而提出的一种用户化激光加工制程装置。

背景技术

一般而言，背光模块(Back light module)依尺寸大小的规模可以区分侧光式及直下式。以下为这两种型式的介绍：

侧光式(Edge lighting)结构：发光源为单边或双边侧边的入光方式，如图1所示。导光板1采用裁切或成型无印刷式设计，一般长20英寸以下的背光模块，其侧边入射光源设计，拥有轻量、薄型、窄框化的特色，亦为手机、个人数字助理、笔记型计算机及桌上型计算机监视器背光模块的主流设计架构。

直下式(Bottom lighting)结构：超大尺寸的背光模块，侧光式结构已经无法在重量、电力及亮度上占有优势，因此不含导光板且光源放置于正下方的直下式结构便被发展出来。光源由自自发性发光(例如灯管、发光二及体等)向上经扩散板均匀分散后于正面射出，因安置空间变大，灯管可依TFT面板大小使用多组灯管，但此种架构同时也增加了模块的厚度、重量及耗电量等。

承上所述，就以侧光式结构作为背光模块的发光结构来说，导光板是影响发光效率的重要组件之一。目前业界广泛使用的制程有两种，一种制程是采用射出成型将PMMA塑料粒子经高温融胶后合模成型产出，另一种则是裁切平板压克力后，利用丝网印刷方式将具高反射率且低吸旋光性的材料(S_iO₂&T_iO₂)涂布于压克力板底部形成网点。以下为上述两种不同制程的对照表1。

表1

其中符号O代表佳，符号Δ代表尚可，符号X代表差。

但不幸的是，当背光模块依尺寸大小的规模采用侧光式(Edge lighting)结构且不论采用印刷式导光板或是非印刷式导光板时：当以发光二极管作为发光源时，由于发光二极管的发光有一定的扩散角度使得背光模块容易出现明暗不均匀的问题。其中以发光二极管扩散角度内越靠近发光二极管光源处越亮而两颗发光二极管之间及边缘处越暗为最明显。

现有的解决技术策略为，策略一、针对光源作处理，利用光学透镜(Cup&Lens)扩大发光二极管的发光角度以分散出光角度，使用多颗发光二极管排成一列让发光二极管发光重迭，使得光源如一般大型液晶显示器所采用冷阴极管(CCFL)呈线光源，或使用多颗发光二极管安排于背光模块各角落，以多角度光源方式来分散光度及减少边缘暗带，然而这些方法会造成成本增加，或策略二、在导光板的表面作些变化以破坏光线全反射并且让光可以射出表面。于是在导光板底部加入扩散网点，并以不同密度分布在底面，其中扩散网点可以用油墨涂布或化学蚀刻等方式制造，由于靠近光源处的光强度较强，所以在设计上靠近光源的底面扩散网点密度较低且面积较小，而远离光源处的设计则相反。且另外有针对扩散网点排列方式为：将这些扩散网点设计成以发光二极管为中心呈同心圆排列或以分段细划法分散传统网状式网点的纵向及横向密度，依发光二极管光能量的分布来设定不同密度以调整靠近光源处的光亮度及补偿边缘光度不足的现象。

不佳地，当面板增大尺寸(以37英寸以上的大尺寸为例)，亦代表所使用导光板尺寸也随之增大，此举，会导致在导光板的底部所形成的扩散网点的技术策略失效。

因此，本发明的技术构思乃基于大尺寸的面板及在该导光板的表面欲形成的网点图案的外观、半径和深度的统一规格而提出一种用户化激光加工制程装置。

发明内容

本发明的一目的在于提供一种激光加工制程装置，对于作为大尺寸导光板的一模板上经由激光束进行多次打点而在该模板的表面在形成网点图案的过程中，所期望地，每一网点的外观、半径和深度的规格一致。

因此，根据上述的目的，本发明提供一种激光加工制程装置，其包含：

一芯片，使用烧录至该芯片的一脉宽调变程序对一第一频率信号进行脉宽调变而产生一第二频率信号；

一激光装置，接收该第一频率信号而发射一激光束；

一声光调制装置，分别接收该第二频率信号及该激光束并依据该第二频率信号而对该激光束进行调整以输出一已调整激光束；以及

一聚焦装置，接收该已调整激光束进行聚焦而将一聚焦激光束输出至一模板上对该模板的表面进行多次打点而形成多个网点。

附图说明

图1为背光模块采用传统侧光式的外观结构示意图；

图2为本发明的激光加工制程装置的结构外观示意图；

图3为应于用本发明的激光加工制程装置的多个频率信号的波形图；

图4(a)及图4(b)为当采用单侧或双侧入光式的背光模块时，作为导光板之用的该模板(以37英寸以上的大尺寸为例)的外观示意图；

图5为每一网点的大小(亦指每一网点的外观、半径和深度)是依据已截取预定区段的该激光束的范围宽度而被调整的示意图。

具体实施方式

为解决先前习知上的缺陋，本发明的一目的在于提供一种激光加工制程装置，其目的在于对于作为大尺寸导光板之用的一模板的表面经由该激光加工制程装置所发射的激光束进行多次打点而在该模板的表面在形成网点图案的过程中，所期望地，每一网点的外观、半径和深度的规格一致。且该模板以PMMA材料所制成。

如图2所示，该图为本发明的激光加工制程装置的结构外观示意图。可清楚地表示，该激光加工制程装置2包含将一脉宽调变程序烧录至一芯片21、一激光装置22、一声光调制装置23及一聚焦装置24。

且为人所熟知地，如该芯片21及包含在该激光装置22的多个电子组件(electronics)还须由一频率产生器(clock generator)(未显示)所产生与如一频率信号(clock signal)此种类型的一频率信号(frequency signal)作为触发前述电子组件的信号。

由该频率产生器(clock generator)所产生呈一连续性高状态(high state，在图中以二进制1表示)及低状态(low state，在图中以二进制0表示)的第一频率信号freq1(频率10kHz，脉宽10us)分别地被输入至该激光装置22(以脉冲式CO₂激光为实施例的脉冲式激光、连续式激光等)及该芯片21内，至此，该脉冲式CO₂激光22依据呈高状态的该第一频率信号freq1被触发而发射波长为9.2um至10.6um的一激光束L1(能量约为20W)。同步地，而对于接收该频率产生器所产生的该第一频率信号freq1的该芯片21而言则视为一参考信号，在此同时，该芯片21接收由一计算机告知切换该芯片21进行开或关时间信息的一外部命令command(其中，开或关时间为人为预定)。需了解地，如图3，该图为应用于本发明的激光加工制程装置22的多个频率信号的波形图。其中，A1表示为第一频率信号freq1的周期波形，A2表示为该第一频率信号feq1呈高状态的脉宽的波形，A3表示为令该芯片21一预定关的时间秒数，A4表示为令该芯片21一预定开的时间秒数。烧录至该芯片21内的该脉宽调变程序依据该第一频率信号freq1处于正缘触发(positive-edge-triggered)才开始依据与切换该芯片21进行开或关时间信息的有关联的该外部命令command而产生一第二频率信号freq2，其中该第二频率信号freq2的脉宽可不等于(也就是大于，小于，等于)该第一频率信号freq1的脉宽(以频率10kHz，脉宽代表该第二频率信号freq2的周期波形)。

较详细地说明为，当A2处于该第一频率信号freq1呈高状态的脉宽的波形时，烧录至该芯片21内的该脉宽调变程序依据由该计算机所发出的该外部命令让该芯片21处于关的状态直至一预定A3区段时间秒数结束后，该芯片21的该脉宽调变程序再依据由该计算机所发出该外部命令让该芯片21处于开的状态直至一预定A4区段时间秒数。换言之，由该芯片21所产生呈一连续性高状态A4及低状态A3的该第二频率信号freq2被显示在图3。

接着，请参阅图2，该声光调制装置23的两接收端分别地接收由该芯片21所产生该第二频率信号freq2及该脉冲式CO₂激光22所发射的该激光束L1，此时，该声光调制装置23会依据目前该第二频率信号freq2的脉宽而对该激光束L1进行能量调整以输出一已调整激光束L2。换言之，该声光调制装置23依据该芯片21所产生该第二频率信号freq2的脉宽以截取来自该激光装置22的该激光束L1的一预定区段。详细地说明为：当该第二频率信号freq2的脉宽越宽时，截取来自该激光装置22的该激光束L1的该预定区段越宽，自该声光调制装置23所输出该已调整激光束L2所累积的能量则会越大，反之亦然。

从该声光调制装置23所发射出的该已调整激光束L2会被输出至包含用于光线反射的一反射镜241(注意：该反射镜241的入射角大于零度的情况下)及用于光线聚焦的一聚焦镜242的一聚焦装置24(其中，该聚焦装置24嵌入至一移动平台S且该移动平台S对该模板M进行一水平方向加工)。此时，自该声光调制装置23所输出的该已调整激光束L2经该反射镜241改变光线路径而被反射，使得平行于光轴的该已调整激光束L2经该聚焦镜242而被聚集在该聚焦镜242的光轴上的点O。在此同时，自嵌入至该移动平台S的该聚焦装置24的聚焦光点O将一聚焦激光束L3输出至该模板M的表面上并以由左至右或由右至左的水平方向对该模板M的表面进行打点，且自该聚焦装置24的聚焦光点O所输出该聚焦激光束L3是对沿着一水平方向移动的该模板M的表面打点完毕后，该模板M再沿着一垂直方向移动，使得该聚焦装置24的聚焦光点O所输出该聚焦激光束L3才会对沿着一另一水平方向移动的该模板M的表面继续打点，而在该模板M的表面形成多个网点使得该模板M的表面皆呈一网点图案。

最终，如图4(a)及图4(b)所示，该图为当采用单侧或双侧入光式的背光模块时，作为导光板之用的该模板(以37英寸以上的大尺寸为例)的外观示意图。其中，由于在该模板的表面所形成的每一网点的外观、半径和深度具有一致性的优势，入射光线入射以PMMA制成的导光板底部网点作用破坏光线全反射效应造成内部传播，使得从LED BAR或冷阴极灯管所发出的光线行经该模板表面上的每一网点时光线会均匀地发散进而行成面光源，使得导光板整体辉度到达较佳的均齐性。

必然地，自该聚焦装置24的聚焦光点O所输出该聚焦激光束L3对该模板M的表面上进行打点，而在该模板M的表面所形成每一网点的外观、半径和深度是依据自该芯片21所产生该第二频率信号freq2呈高状态的脉宽而被决定。

如图5所示，该图为每一网点的大小(亦指每一网点的外观、半径和深度)是依据已截取预定区段的该激光束的范围宽度而被调整的示意图，可推及地，当自该芯片产生的该第二频率信号所呈高状态脉宽愈宽时，代表自该声光调制装置所输出该已调整激光束所累积的能量则会越大，使得自该聚焦装置的聚焦光点所输出该聚焦激光束累积的能量也随之越大，对该模板的表面进行多次打点而形成每一网点的大小则会愈大，反之亦然。其中，在图5中，当该第二频率信号freq2的脉宽为已截取预定区段的该激光束的范围宽度(a)状态时，每一网点B2的外观、半径和深度显示较小尺寸。当该第二频率信号freq2的脉宽为已截取预定区段的该激光束的范围宽度(b)状态时，每一网点B3的外观、半径和深度显示较大尺寸。当该第二频率信号freq2的脉宽为已截取预定区段的该激光束的范围宽度(c)状态时，每一网点B3的外观、半径和深度显示介于B2及B4尺寸。已知地，每一网点B1的外观、半径和深度尺寸依据未截取该激光束的范围宽度而被形成(每一网点的外观会近似于椭圆形)。

当自该脉冲式CO₂激光发射波长为9.2um至10.6um的该激光束(能量约为20W)时，所能验证地，在该模板的表面上所形成的每一网点的半径为25um至125um。

结论：本发明的技术优势为：该模板的表面上所形成的每一网点的大小是依据已截取预定区段的该激光束的范围宽度而被调整，以调整靠近光源处的光亮度及补偿边缘光度不足的现象，进而设计出光均匀度极佳的导光板。

再者，本发明所提出激光加工制程装置对于用户化较佳的解释为：当面板增大尺寸(以37英寸以上的大尺寸为例)，亦代表所使用导光板尺寸也随之增大时，只需要调整该芯片产生的该第二频率信号所呈高状态脉宽，则在该模板的表面所形成每一网点则会愈大。不论是现有印刷式导光板或是非印刷式导光板皆无法达成此一功效。

以上所述实施例仅是为了方便说明而举例，并非限制本发明。因此熟悉本技艺的人员在不违背本发明的精神，对于上述实施例进行修改、变化，然皆不脱如附申请专利范围所欲保护者。

Claims

1.一种激光加工制程装置，包含：

一激光装置，接收该第一频率信号而发射一激光束；

2.如权利要求1所述的激光加工制程装置，其中该激光装置为一脉冲式CO₂激光，且该激光束的波长为9.2um至10.6um。

3.如权利要求1所述的激光加工制程装置，其中该聚焦装置包含一反射镜及一聚焦镜。

4.如权利要求1所述的激光加工制程装置，其中该聚焦激光束是对沿着一水平方向移动的该模板打点完毕后，该模板再沿着一垂直方向移动，使得该聚焦激光束是对沿着一另一水平方向移动的该模板继续打点。

5.如权利要求1所述的激光加工制程装置，其中该模板为PMMA。

6.如权利要求1所述的激光加工制程装置，其中每一网点的半径为25um至125um。

7.如权利要求1所述的激光加工制程装置，其中该声光调制装置依据该芯片所产生该第二频率信号以截取来自该激光装置的该激光束的一预定区段。

8.如权利要求7所述的激光加工制程装置，其中每一网点的大小是依据已截取预定区段的该激光束的范围宽度而被调整。

9.如权利要求1所述的激光加工制程装置，其中该芯片接收一外部命令以对该脉宽调变程序进行修改，藉以调整该声光调制装置所截取来自该激光装置的该激光束的另一预定区段。

10.如权利要求1所述的激光加工制程装置，其中该第二频率信号的脉宽可不等于该第一频率信号的脉宽。