CN102729684A - 印模及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及印模及其制造方法。该印模包括金属支撑层、图案形成层和粘附层。金属支撑层具有第一热导率。图案形成层设置于金属支撑层上且具有其上形成有模制图案的表面。粘附层设置于金属支撑层与图案形成层之间，以将图案形成层结合于金属支撑层，并且粘附层具有小于第一热导率的第二热导率。因此，可提高印模的强度，并且可减少或防止在制造导光板的过程中印模的变形。

Description

印模及其制造方法
技术领域
本发明的示例性实施方式涉及用于进行压印操作的印模(stamp)以及印模的制造方法。更具体地，本发明的示例性实施方式涉及一种可用来制造平板显示器中所使用的导光板的印模以及印模的制造方法。
背景技术
液晶显示装置的常见特征在于厚度薄、重量轻和功耗低。因此，液晶显示装置已被广为接受作为监视器、笔记本式计算机、移动电话等。典型的液晶显示装置包括液晶显示面板和背光单元。液晶显示面板通过控制液晶层的透光率来显示图像，并且背光单元设置于液晶显示面板下方以向液晶显示面板提供光。
背光单元典型地包括导光板和光源。导光板引导由通常设置于导光板侧部上的光源产生的光，使得光从导光板朝向液晶显示面板射出。背光单元可进一步包括光学片。光学片设置于导光板上，以改进从导光板射出的光的光学特性。
可替换地，可在导光板的表面上直接形成精细光学图案，使得导光板自身可用作光学片。具有精细光学图案的导光板可通过由用于导光板的原材料填充模具并固化该材料而形成。为了在导光板上形成精细光学图案，典型地使用具有模制图案的印模。
压印工艺通常包括将印模压合在导光板的原材料上，同时将该材料加热至高温。这种高热量会导致印模变形或其他损坏。此外，印模的损坏或变形还可能导致精细光学图案的变形。
发明内容
本发明的示例性实施方式提供一种在制造导光板的过程中可减小或防止变形的印模。
本发明的示例性实施方式还提供一种上述印模的制造方法。
本发明的示例性实施方式还提供一种采用上述导光板的显示器。
根据本发明的示例性实施方式，印模包括金属支撑层、图案形成层和粘附层。金属支撑层具有第一热导率。图案形成层设置于金属支撑层上并具有其上形成有模制图案的表面。粘附层设置于金属支撑层与图案形成层之间以将图案形成层结合于金属支撑层，并且粘附层具有小于第一热导率的第二热导率。
在一个实施方式中，粘附层可包含纤维增强塑料。
在一个实施方式中，粘附层可包含聚合物。
在一个实施方式中，图案形成层可包含镍。
根据本发明的另一示例性实施方式，提供了一种印模的制造方法。在该方法中，在具有第一热导率的金属支撑层上设置粘附层。粘附层具有小于第一热导率的第二热导率。在粘附层上设置图案形成层。图案形成层具有在图案形成层的第一表面上的模制图案。将金属支撑层、粘附层和图案形成层压合在一起。
在一个实施方式中，图案形成层可通过电成形(electrofoming)工艺形成。
在一个实施方式中，图案形成层可通过以下步骤形成：形成母板(master)，所述母板具有在母板的表面上的对应于模制图案的复制图案；在母板的复制图案上形成电成形复制层；以及将电成形复制层与母板分离，该电成形复制层具有其上形成有模制图案的表面。
在一个实施方式中，可将电成形复制层的第二表面抛光成基本上平坦。
在一个实施方式中，可将金属支撑层的暴露表面抛光。
在一个实施方式中，粘附层可包含纤维增强塑料。
在一个实施方式中，粘附层可包含聚合物。
根据本发明的示例性实施方式，具有较高强度的金属支撑层与图案形成层结合，从而可提高所形成的印模的强度。因此，可减少或防止在制造导光板的过程中印模的变形以及图像质量的劣化，从而提高导光板的生产率。此外，粘附层具有相对较低的热导率。这改善了光学图案的转录(transcription)。
附图说明
通过参照附图对本发明的示例性实施方式的详细描述，本发明的上述和其他特征和优点将变得更显而易见，附图中：
图1是根据本发明的示例性实施方式的印模的截面图。
图2A至图2D是示出图1所示的印模的制造方法的截面图。
图3是示出包括图1所示的印模的用于制造导光板的设备的示意性截面图。
图4A和图4B是示出图3所示的导光板模具的截面图。
图5是示出由图3所示的设备制造的导光板的截面图。
具体实施方式
下面，将参照附图详细解释本发明。
图1是根据本发明的示例性实施方式的印模的截面图。
参照图1，印模100包括金属支撑层110、图案形成层120和粘附层130。
金属支撑层110对应于印模100的最下层，并具有第一热导率。金属支撑层110被包括于印模100中并且强度高于图案形成层120，以便补偿图案形成层120的低强度并提高印模100的机械强度。金属支撑层110优选地具有紧密结构和高刚度，并且容易被加工成具有镜面。可用于金属支撑层110的材料的实例可包括不锈钢，诸如SUS32。
图案形成层120设置于金属支撑层110上，并具有形成于第一表面121上的模制图案P1。模制图案P1的形状对应于导光板的光学图案的形状，使得模制图案P1与导光板的光学图案匹配(align)。可用于图案形成层120的材料的实例可包括镍。
粘附层130设置于金属支撑层110与图案形成层120之间，以将图案形成层120固定于金属支撑层110，并且粘附层具有小于第一热导率的相对较低的第二热导率。由于粘附层130将图案形成层120牢固地固定于金属支撑层110，并且由于粘附层130具有相对较低的热导率，所以相对较少的热量从图案形成层120传递至金属支撑层110。可用于粘附层130的材料的实例可包括纤维增强塑料(FRP)、聚合物等，每种材料都具有相对较低的热导率。例如，纤维增强塑料可包括玻璃纤维。
由于根据本发明的示例性实施方式的印模100具有层叠结构，包括具有的强度比图案形成层120高的金属支撑层110、图案形成层120和粘附层130，因而与仅包括图案形成层的印模相比，印模100的强度可得以提高。因此，可减少和/或防止在形成导光板的过程中可能导致的印模100的变形。从而可提高导光板的生产率。
此外，由于上述结构具有相对较低的热导率，可改善光学图案的转录。在导光板的形成期间，如果印模具有高热导率，当将低温印模压合于导光板的高温材料上时，该高温材料迅速冷却，使得在导光板的***区域中光学图案不会尖锐地形成，因而导致光学图案的缺陷。但是，根据本发明的示例性实施方式的印模包括具有相对较低的热导率的粘附层130，从而改善了金属支撑层110与图案形成层120之间的热绝缘。因此，可减少和/或避免光学图案的缺陷。
图2A至图2D是示出图1所示的印模的制造方法的截面图。
参照图2A，通过电成形工艺形成图案形成层。例如，制造在一个表面上形成有复制图案P2的母板200。复制图案P2对应于图案形成层的模制图案。由于模制图案对应于导光板的光学图案，因而复制图案P2与导光板的光学图案相同。例如，可加工一金属层以形成形状与期望的光学图案相同的复制图案P2。母板200优选地具有用于电成形工艺的高电导率以及良好的机械加工性能。
参照图2B，在母板200的复制图案P2上形成电成形复制层120a。电成形复制层120a的第一表面121具有与母板200的复制图案P2匹配的模制图案P1。例如，可将母板200安装在用于电镀镍的电镀设备上。电镀层的厚度取决于施加电流的时间和大小，所述电流可根据需要调节。优选地，所形成的电镀层，即电成形复制层120a，具有足够的厚度以为之提供足够的机械强度。
参照图2C，将电成形复制层120a与母板200分离。之后，将电成形复制层120a的与第一表面121相对的第二表面122抛光成基本上平坦，从而形成图案形成层120b。
之后，在金属支撑层110b上设置粘附层130b。该金属支撑层具有第一热导率，并且粘附层130具有小于第一热导率的第二热导率。在粘附层上设置图案形成层120b。之后，向金属支撑层110b、粘附层130b和图案形成层120b施加热量和压力，以形成初级印模100a。
参照图2D，将作为初级印模100a的最下层的金属支撑层110c的后表面抛光成基本上平坦。之后，沿预定的锯切线对初级印模100a进行切割，使之具有用于制造导光板的模具的期望尺寸。由此，制备好印模100。
图3是示出利用上述印模来制造导光板的设备的示意性截面图。
参照图3，根据本发明的示例性实施方式的用于制造导光板的设备包括原材料注射部310、本体320、圆辊(cylinder)330以及导光板模具340。
原材料注射部310设置于本体320的侧部处，并且通过原材料注射部310将用于导光板的原材料R注射到本体320中。原材料R可包括聚合物，诸如聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)、聚碳酸酯(PC)等。
圆辊330设置于本体320中，并通过本体320的一侧***。本体320的相对侧通过模具入口345连接于导光板模具340。此外，本体320可进一步包括用于加热填充于本体320中的原材料R的供热部325，以便融化原材料R。
圆辊330通过所施加的压力将融化于本体320中的原材料R注射到导光板模具340中。
导光板模具340填充有通过模具入口345提供的原材料R，并且原材料R在导光板模具340中固化以形成导光板400。
导光板模具340包括印模100。印模100可包括第一印模101和第二印模102，第一印模和第二印模分别对应于导光板的上表面和下表面。第一印模101和第二印模102都具有与图1所示的印模基本上相同的结构。因此，不必对印模进行任何重复解释。本领域技术人员将理解，第一印模101和第二印模102中的每个层的形状、厚度和材料可根据需要调整。
用于制造导光板的设备使用注射模制法来制造导光板，并且将理解以上是对本发明的说明，而不应认为局限于所公开的具体示例性实施方式。对所公开的示例性实施方式以及其他示例性实施方式的更改都将被包括在所附权利要求的范围内。
图4A和图4B是示出图3所示的导光板模具的截面图，并且图5是示出由图3所示的设备制造的导光板的截面图。
参照图4A、图4B和图5，导光板模具340可包括第一模具341、第二模具342、第一印模101和第二印模102。导光板模具340具有可被填充以原材料R以形成导光板的模制空间347。
模制空间347介于第一模具341与第二模具342之间。第一印模101嵌入第一模具341中，并且第二印模嵌入第二模具342中以面对第一印模101。
分别通过远离彼此/朝向彼此移动第一模具341和/或第二模具342，第一模具341和第二模具342可彼此分离和彼此结合。当第一模具341和第二模具342彼此结合时，原材料R被压合，以将导光板400的形状赋予原材料，并且第一和第二印模101和102的模制图案P1被转录至导光板400以形成光学图案P3。接着，可将第一模具341和第二模具342彼此分离，以使导光板400从模制空间347分离。
根据采用印模101/102中的一个或两个，所形成的导光板400在一个表面或两个表面上具有光学图案P3。光学图案P3改善了从导光板400以已知方式射出的光的光学特性。例如，光学图案P3可具有微棱镜的形状，并且根据需要可具有各种形状。
根据本发明的示例性实施方式，具有较高强度的金属支撑层与图案形成层结合，从而可提高所形成的印模的强度。因此，可防止在制造导光板的过程中印模的变形以及造成的图像质量的劣化，从而提高所形成的导光板的质量和有效性。此外，粘附层具有相对较低的热导率，从而改善了光学图案的转录。
以上是对本发明的说明，而不应认为是对本发明的限制。虽然已描述了本发明的几个示例性实施方式，但本领域技术人员将容易理解，在本质上不脱离本发明的新颖教导和优点的前提下，可对示例性实施方式进行多种更改。因此，所有这些更改都旨在被包括在如所附权利要求所限定的本发明的范围内。在这些权利要求中，“装置+功能”的语句旨在覆盖当执行所引用的功能时本文所描述的结构，并且不仅覆盖结构的等同物，而且覆盖等同的结构。因而，将理解以上是对本发明的说明，而不应认为局限于所公开的具体示例性实施方式，并且对所公开的示例性实施方式以及其他示例性实施方式的更改都将被包括在所附权利要求的范围内。本发明由所附权利要求限定，其中权利要求的等同物也将被包括在内。

Claims (10)

1.一种印模，包括：
金属支撑层，具有第一热导率；
图案形成层，设置于所述金属支撑层上，所述图案形成层具有其上形成有模制图案的表面；以及
粘附层，设置于所述金属支撑层与所述图案形成层之间，以将所述图案形成层结合于所述金属支撑层，所述粘附层具有小于所述第一热导率的第二热导率。
2.根据权利要求1所述的印模，其中，所述粘附层包含纤维增强塑料。
3.根据权利要求1所述的印模，其中，所述粘附层包含聚合物。
4.根据权利要求1所述的印模，其中，所述图案形成层包含镍。
5.一种印模的制造方法，所述方法包括：
在具有第一热导率的金属支撑层上设置粘附层，所述粘附层具有小于所述第一热导率的第二热导率；
在所述粘附层上设置图案形成层，所述图案形成层具有在所述图案形成层的第一表面上的模制图案；以及
将所述金属支撑层、所述粘附层和所述图案形成层压合在一起。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述图案形成层通过电成形工艺形成。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述图案形成层的形成包括：
形成母板，所述母板具有在所述母板的表面上的对应于所述模制图案的复制图案；
在所述母板的复制图案上形成电成形复制层；以及
将所述电成形复制层与所述母板分离，所述电成形复制层具有其上形成有所述模制图案的表面。
8.根据权利要求7所述的方法，进一步包括将所述电成形复制层的第二表面抛光成平坦。
9.根据权利要求5所述的方法，进一步包括将所述金属支撑层的暴露表面抛光。
10.根据权利要求5所述的方法，其中，所述粘附层包含纤维增强塑料。
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