CN112799167A - 导光板生产用模具图案加工装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种导光板生产用模具图案加工装置，其特征在于，包括：台，在上部支撑有将要加工图案的模具；激光光源，产生激光以在所述模具加工由网点构成的图案；扫描器，入射有在所述激光光源产生的激光，并向模具照射以在所述模具加工图案；以及控制部，控制所述激光光源以及扫描器在内的导光板生产用模具图案加工装置，所述控制部将比所述扫描器的照射极限小的区域形成为照射区域，调整在所述激光光源产生的激光的特性，改变在所述模具内加工的图案的网点大小。其能够顺利改变在导光板生产用模具加工的图案的网点大小，形成均匀的面光源，由此不仅能够提高导光板的亮度，而且能够缩短模具的制作时间。

Description

导光板生产用模具图案加工装置
技术领域
本发明涉及一种在生产导光板时使用的模具上加工图案的装置。导光板是在作为LED TV的必要结构的背光单元中，将一侧光源的光转换成均匀的面光源的结构，为了均匀的面光源而在导光板上形成有一定的图案，本发明涉及一种为了生产这样的导光板而在模具加工图案的导光板生产用模具图案加工装置。
背景技术
LCD(液晶显示器；Liquid Crystal Display)作为常用于TV或者显示屏等的显示器，是通过向基板之间注入液晶，在液晶形成电场，调整通过各个像素的光的透光度显示图像的平板显示器。
LCD由于不是自我发光的显示器，因此为了显示图像信息，需要背光单元作为额外的光源装置。背光单元在一侧或者后方设置点光源或者线光源，使从光源发出的光均匀分散，形成均匀的面光源，为了形成这样的均匀的面光源，在被称作导光板(Light GuidePlate)的透光性亚克力板的一侧形成阴刻/阳刻的图案。
为了这样在导光板形成阴刻/阳刻的图案，利用激光在导光板直接加工图案，然而一般是在导光板生产用模具加工图案之后，利用该模具进行注塑或者通过辊压装置在导光板形成图案。
现有技术中，为了在导光板生产用模具加工图案，使用过蚀刻，然而由于精密度降低而通常使用激光。
利用激光在模具加工图案时，根据模具的材质和激光的种类，通过测试找出多个与网点大小有关的条件，而导光板中，为了均匀的面光源，需要将与光源部邻接的入光部的图案加工为使其密度小或者图案的尺寸小，将对光部的图案加工为使其密度高或者图案的大小大。
然而，在现有技术中，随着用多个网点大小在模具加工图案，而在网点大小改变的部分发生由光量的差异产生条纹的问题，或者需要将需要加工的网点大小设定为非常紧密，并找出激光条件，因此具有模具制作时间非常长的问题。另外，即便将网点大小设定为非常紧密，只要网点大小改变，则均匀度不光滑而具有产生外观不良的问题。
发明内容
技术问题
本发明是为了解决如上所述问题而提出的，其提供一种导光板生产用模具图案加工装置，其能够顺利改变在导光板生产用模具加工的图案的网点大小，形成均匀的面光源，找出几个与网点大小有关的加工条件之后，将其进行组合，实现多种网点大小，由此不仅能够提高导光板的亮度，而且能够缩短模具的制造时间。
技术方案
为了达成如上所述目的，本发明的导光板生产用模具图案加工装置，其特征在于，包括：台，在上部支撑有将要加工图案的模具；激光光源，产生激光以在所述模具加工由网点构成的图案；扫描器，入射有在所述激光光源产生的激光，并向模具照射以在所述模具加工图案；以及控制部，控制所述激光光源以及扫描器在内的导光板生产用模具图案加工装置，所述控制部将比所述扫描器的照射极限小的区域形成为照射区域，调整在所述激光光源产生的激光的特性，改变在所述模具内加工的图案的网点大小。
另外，本发明的特征在于，所述控制部调整在所述激光光源产生的激光的重复频率或脉冲或者激光光源的平均功率中的任一个以上，改变在所述模具加工的网点大小。
另外，本发明的特征在于，所述控制部控制所述扫描器在加工一个照射区域内的所有图案之后移动，而且控制扫描器的移动以使一部分区域在彼此邻接的照射区域之间重叠。
另外，本发明的特征在于，所述控制部调整所述扫描器在加工一个照射区域内的图案时，使加工的图案的网点大小相同。
另外，本发明的特征在于，所述控制部在改变在所述模具加工的图案的网点大小时，事先设定两个以上的网点大小，在所述照射区域内除所述事先设定的网点大小之外的网点大小的加工是通过调整事先设定的网点大小被加工的比率的方式，改变所述图案的网点大小。
另外，本发明的特征在于，所述被加工的比率是通过调整在所述照射区域内事先设定的网点大小被加工的概率来确定的。
发明效果
如上所述结构的本发明可以通过改变网点大小来调整在导光板生产用模具加工的图案。
另外，即便仅对两个以上的图案的网点大小事先找出加工条件，也能有效实现多种网点大小。
另外，在导光板生产用模具有效改变大小，从而可以提高由模具生产的导光板的亮度，减少不良率。
另外，可以显著减少导光板生产用模具的制作时间。
附图说明
图1是根据本发明的一实施例的导光板生产用模具图案加工装置的概略框图，
图2是本发明的导光板生产用模具图案加工装置的照射区域的加工过程的示意图(重叠过程)，
图3是在本发明的导光板生产用模具图案加工装置中，根据照射区域的重叠加工的大小可变效果的示意图，
图4是调整本发明的导光板生产用模具图案加工装置的事先设定的网点大小的比率，示出大小可变效果的图，
图5是示出现有技术的在网点大小改变时产生的图案边界部的图。
(附图标记的说明)
100：台 200：激光光源
300：扫描器 400：控制部
具体实施方式
以下，参考附图详细说明根据本发明的导光板生产用模具图案加工装置。
图1是根据本发明的一实施例的导光板生产用模具图案加工装置的概略框图，图2是本发明的导光板生产用模具图案加工装置的照射区域的加工过程的示意图(重叠过程)，图3是在本发明的导光板生产用模具图案加工装置中，根据照射区域的重叠加工的大小可变效果的示意图，图4是调整本发明的导光板生产用模具图案加工装置的事先设定的网点大小的比率，示出大小可变效果的图。
本发明的导光板生产用模具图案加工装置不是如上所述的利用激光直接在导光板进行加工的方式，而是在模具事先加工需要在导光板刻制的图案，利用加工有图案的模具，在导光板形成图案的方式。利用所述模具，在导光板形成图案时，如果是利用注塑，则模具为型芯块，如果是利用辊压，则为薄的不锈钢(sus)材质的压模，然而模具不限于型芯块或者不锈钢材质的压模，只要是在导光板形成图案的结构，任何皆可。
本发明的导光板生产用模具图案加工装置，包括：台100，在上部支撑有将要加工需要形成在导光板上的图案的模具10；激光光源200，产生激光以向固定在台100上部的模具10加工由多个网点形状构成的图案；扫描器300，入射有从激光光源200产生的激光，改变入射的激光的路径向模具10照射以在模具10加工图案；以及控制部400，控制包括台100、激光光源200以及扫描器300的导光板生产用模具图案加工装置，控制部400将比扫描器300的照射极限小的区域设定为照射区域，通过调整从激光光源200产生的激光的特性，改变在模具10内加工的图案的网点大小。
本发明的台100为在其上部支撑将要加工图案的模具10的结构。当模具10为型芯块时，还可以包括用于固定型芯块的夹具，当模具10为压模时，还可以包括形成负压的抽吸装置以用于保持压模的平坦度的同时进行固定。无论包括何种结构，本发明的台100在向模具10加工所需图案期间，执行稳定固定模具10的功能。当然，也可以增加用于移送模具10的结构。
本发明的激光光源200是向设于台100上部的模具10产生加工图案的激光的结构。本发明的激光光源200为产生脉冲类型的激光的结构，如果是如上在导光板直接进行加工的方式，则使用CW激光，然而本发明是为了有效改变大小，因此产生脉冲类型的激光。在本发明的激光光源200产生的激光具有多种特性，然而本发明中，从激光的多种特性中大致调整三种特性，改变在模具10加工的图案的网点大小，其中，三种特性为激光的平均功率、在网点加工的脉冲数和重复频率。
激光的平均功率作为每秒释放的能量，是将1秒中释放的所有脉冲的能量相加的值，重复频率以赫兹(Hz)单位，是每秒释放的脉冲的数字。因此，一个脉冲的能量与平均功率除以重复频率的值相同，可以通过调整平均功率和重复频率，调整一个脉冲所具有的能量。另外，网点的形状随着一个脉冲的能量和在一个网点加工的脉冲数而不同。一个脉冲所具有的能量的量与由一个脉冲加工的期间向模具施加的热影响有关系，因此，一个脉冲所具有的能量的量与加工的网点的面积以及深度成比例。通常是固定平均功率，改变平均功率的话，一个脉冲的能量被改变，网点的面积和深度之间的比率在大致保持的同时变大或变小。例如，用10Hz加工时，相比于用具有1mW的平均功率的脉冲加工时，用具有10mW的平均功率的脉冲加工时，面积和深度全部变大，然而一般具有面积变大的特性。另外，固定平均功率，增加或者减小重复频率时，具有面积大致保持而深度变深或者变浅的特性。例如，使用具有1mW的平均功率的脉冲时，相比于用10Hz加工，用20Hz加工时深度增加而面积没有大的变化。在本发明中，利用如上所述激光特性改变网点大小。
本发明的扫描器300是入射有在从激光光源200产生的激光之后，调整检流计(未图示)来改变激光的路径，从而向模具10进行照射的结构。为了使导光板形成均匀的面光源，需要在事先设定的位置形成适当大小的网点图案，扫描器300是快速转换激光的路径的结构以在所述适当的位置形成网点图案。扫描器300通常是通过调整检流计来调整路径，在下部配置平场聚焦透镜(f-theta)，保持加工的均匀度。为了如上保持加工的均匀度，使用适当曲率和大小的平场聚焦透镜，因此为了保持加工均匀度，扫描器300具有照射极限。控制部400将比扫描器300的照射极限小的区域设定为照射区域，控制扫描器300在照射区域内加工所有的图案之后，向下一个照射区域移动。
本发明的控制部400是控制包括台100、激光光源200以及扫描器300的本发明的导光板生产用模具图案加工装置的结构。控制部400通过调整如上从激光光源200产生的激光的三种特性，改变加工的网点的大小。
在导光板中，为了形成均匀的面光源，需要与位于一侧的光源邻接的部分(即入光部)的图案的密度小而与光源远离的一侧的对光部的图案的密度大。现有技术中加工一个网点大小时，通过将在入光部和对光部加工的网点的数量设为不同，由此调整图案的密度，然而很多情况下具有外观斑驳的外部不良情况。由于为了防止入光部的网点可见现象的最小密度极限，因此无法使用大的网点，具有亮度低的问题。因此，在本发明中，通过使入光部的网点小，并使对光部的网点大，由此形成均匀的面光源，其中，对网点大小的调整是通过调整激光的特性来进行。由此，相比现有的方式，外观变干净且整体加工的网点的数量变多，具有亮度提升的优点。
然而，本发明的大小可变方式如果是从入光部到对光部为止完全线性增加网点大小的话，则最为理想，然而没有能够实时调整激光的特性的激光光源200，而且虽然不是完全的线型，符合这样的基准改变的激光的价格非常昂贵，而且准备加工时所需的时间可能会很久。因此，如上所述通过实时调整激光的特性，将加工的网点的大小按照每个网点进行改变的方法最为优选，然而实时改变没有效率性，因此考虑到模具10的材质、激光的个别特性，事先经过多次测试，通过设定多个与一定大小的网点大小有关的激光特性的步骤，组合所述一定大小的网点大小，达成大小可变效果的方式在性价比方面有利。
即，加工的网点的大小越多，则越接近理想情况，然而由于测试时间以几何级数增加，因此优选为，设定一定数量的网点大小，设定与此有关的激光的条件。然而，如上设定一定数量的网点大小之后，依次在模具10加工图案时，如图5所示，在网点大小改变的部分产生以带形状(图案边界部)发生亮度差异的部分，如果产生所述图案边界部，则该模具10因不良而具有无法用于生产导光板的问题。
为了防止所述图案边界部的不良，重要的是适当组合事先设定激光的条件的一定数量的网点大小，从而加工成网点大小如线性增加，本发明的方法是将所述大小改变通过使网点大小彼此不同的两个加工区域重叠来实现，通过调整两个网点大小被加工的概率，从而可以获得如同大小可变的效果。
首先，图2中示出控制部400使扫描器300移动并加工的过程，左侧M1示出扫描器300移动并加工的图案。在模具10加工的图案M1是扫描器300朝加工区域1～3(A1～A3)移动并加工，其中，如果移动并加工以使A1的右侧和A2的左侧彼此重叠，且使A2的右侧和A3的左侧彼此重叠，则在模具10形成有如M1的图案。
图3中示出第一种方法，例如，如果在A4以10微米大小加工网点，在A5以20微米大小，在A6以30微米大小加工的话，则三个加工区域彼此重叠的部分的网点大小为15、25微米，因此可以具有大小可变的效果，可以形成有如M2的图案。通过调整重叠的区域，可以更加精确地调整大小可变的范围。
图4中示出第二种方法，例如，以10微米、20微米、30微米三种网点大小进行加工，调整三个网点被加工的概率，从而显示大小可变的效果。P1中示出以10微米网点为41个、20微米网点为23个的两种组合，13.6微米左右的大小，P2中示出以10微米网点为4个、20微米网点为55个、30微米网点为5个的组合，20.2微米左右的大小，P3中示出以20微米网点为18个，30微米网点为46个，27.2微米左右的大小。如上通过事先设定条件的网点的组合，可以自然地显示大小可变效果。另外，通过概率设定组合比率，从而具有可以从原则上防止在一处聚集有相同大小的网点而产生图案边界部的情况的优点。

Claims (6)

1.一种导光板生产用模具图案加工装置，其特征在于，包括：
台，在上部支撑有将要加工图案的模具；
激光光源，产生激光以在所述模具加工由网点构成的图案；
扫描器，入射有在所述激光光源产生的激光，并向模具照射以在所述模具加工图案；以及
控制部，控制包括所述激光光源以及扫描器的导光板生产用模具图案加工装置，
所述控制部将比所述扫描器的照射极限小的区域形成为照射区域，调整从所述激光光源产生的激光的特性，改变在所述模具内加工的图案的网点大小。
2.根据权利要求1所述的导光板生产用模具图案加工装置，其特征在于，所述控制部通过调整从所述激光光源产生的激光的重复频率或脉冲或者激光光源的平均功率中的任一个以上，改变在所述模具加工的网点大小。
3.根据权利要求2所述的导光板生产用模具图案加工装置，其特征在于，所述控制部控制所述扫描器在加工一个照射区域内的所有图案之后移动，而且控制扫描器的移动以使一部分区域在彼此邻接的照射区域之间重叠。
4.根据权利要求3所述的导光板生产用模具图案加工装置，其特征在于，所述控制部调整所述扫描器在加工一个照射区域内的图案时，使加工的图案的网点大小相同。
5.根据权利要求1所述的导光板生产用模具图案加工装置，其特征在于，
所述控制部在改变在所述模具加工的图案的网点大小时，事先设定两个以上的网点大小，
在所述照射区域内除所述事先设定的网点大小之外的网点大小的加工是通过调整事先设定的网点大小被加工的比率的方式，改变所述图案的网点大小。
6.根据权利要求5所述的导光板生产用模具图案加工装置，其特征在于，所述被加工的比率是通过调整在所述照射区域内事先设定的网点大小被加工的概率来确定的。
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