KR100425511B1 - Apparatus and Method for Manufacturing light guide plate for plane light source unit - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따르면, LCD 등의 평판 표시장치에 사용되는 평판 조명장치에 사용하는 도광판의 제조 장치 및 제조 방법이 제공된다. 본 발명의 평판 조명장치용 도광판 제조 장치 및 방법은 도광판용 기판에 미세 산란 패턴 또는 홀로그램 패턴을 가지는 스탬퍼를 가압/가열용 롤러에 부착하여 가열 및 가압하는 방식으로 도광판을 제작하는 방식, 또는 도광판용 기판 상에 U.V. 경화용 수지를 도포하고 스탬퍼를 가압용 롤러에 부착하여 U.V. 경화용 수지에 패턴을 형성시키고 U.V. 조사기로 U.V. 경화용 수지를 경화시켜 도광판을 제조하는 방식, 또는 도광판용 기판 윗면에 이를 얇게 녹이는 휘발성 용융제를 도포하고 스탬퍼를 가압/가열용 롤러에 부착하여 가열 및 가압하는 방식, 또는 스탬퍼를 미리 예열된 금형에 부착하여 사출 성형하는 방법으로 도광판을 제작하는 방식을 제공한다.According to this invention, the manufacturing apparatus and manufacturing method of the light-guide plate used for the flat panel lighting apparatus used for flat panel display apparatuses, such as LCD, are provided. The light guide plate manufacturing apparatus and method for a flat panel lighting apparatus of the present invention is a method for manufacturing a light guide plate by attaching a stamper having a fine scattering pattern or a hologram pattern to a pressure / heating roller on a light guide plate substrate, and heating and pressurizing it. UV on substrate Apply curing resin and attach stamper to pressurizing roller A pattern was formed on the curing resin and U.V. U.V. A method of manufacturing a light guide plate by curing the curing resin, or a method of applying a volatile melting agent that dissolves thinly on the upper surface of the light guide plate, and attaching a stamper to a pressure / heating roller to heat and press, or a pre-heated mold It provides a method for manufacturing a light guide plate by attaching to the injection molding.
Description
본 발명은 평판 표시장치에 사용되는 평판조명장치용 도광판 제조 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 LCD 또는 이와 유사한 평판 표시장치에서 후면조명(back lighting) 수단으로 사용하는 평판조명장치에 사용되는 도광판을 제조하는 장치 및 방법을 개선시킨 기술에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 도광판 제조 장치 및 방법에서 사용될 수 있는 홀로그램 스탬퍼를 제조하는 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light guide plate manufacturing apparatus and method for a flat panel lighting apparatus used in a flat panel display, and more particularly, to a flat panel lighting apparatus used as a back lighting means in an LCD or a similar flat panel display. The present invention relates to a technique for improving an apparatus and a method for manufacturing a light guide plate. The present invention also relates to a method of manufacturing a hologram stamper that can be used in the light guide plate manufacturing apparatus and method.
최근에는 두께가 두꺼운 기존의 CRT를 사용하는 모니터 대신에 두께가 얇고 가벼우며 전자파도 방출되지 않는 평판 표시기(flat panel display)의 개발이 활발히 이루어지고 있으며, 그 중에서도 특히 액정을 이용한 표시장치인 LCD가 대표적인 평판표시기로서 널리 사용되고 있다. 이러한 LCD에는 LCD의 후면에서 발광하는 평판조명장치(Plane light source unit)가 반드시 필요하며, 이러한 조명 장치의 대표적인 구성이 도 1에 도시되어 있다.Recently, the development of flat panel displays that are thin, light, and do not emit electromagnetic waves has been actively developed instead of the conventional monitors using thick CRTs. It is widely used as a representative flat panel display. The LCD requires a plane light source unit that emits light from the back of the LCD, and a representative configuration of such an illumination device is shown in FIG. 1.
도 1은 중소형 크기의 LCD(예를 들면 노트북 컴퓨터용)에 사용되는 평판 조명 장치의 예로서, 길이가 긴 광원(11, 예를 들면 선형 램프)을 도광판(12)의 한 측면에 배치하고, 이 도광판의 밑쪽에는 빛의 산란과 반사를 동시에 수행하는 반사판(13)을 배치하고, 도광판의 위쪽에는 다수의 확산판(14, 17) 및 프리즘판(15, 16)을 적층한 후, 그 위에 LCD 패널(18)을 장착하여 구성된다.1 is an example of a flat panel lighting device used in a small and medium sized LCD (for a notebook computer, for example), in which a long light source 11 (for example, a linear lamp) is disposed on one side of the light guide plate 12, A reflector plate 13 for simultaneously scattering and reflecting light is disposed under the light guide plate, and a plurality of diffuser plates 14 and 17 and a prism plate 15 and 16 are stacked above the light guide plate. The LCD panel 18 is mounted on the top.
그런데 LCD 화면에 화상이 고르고 정확하게 표시되기 위해서는 상기 LCD 패널(18)로 입사되는 빛의 세기 분포가 LCD 패널 전체에 걸쳐 균일하게 분포될 것이 요구된다. 이를 위해서 종래에 채택한 방식은 도광판에 요철 형성 등의 부가적인 처리를 하는 것이었다. 이에 대하여 이하에서 상세히 설명한다.However, in order for an image to be displayed evenly and accurately on the LCD screen, the intensity distribution of light incident on the LCD panel 18 is required to be uniformly distributed throughout the LCD panel. To this end, the conventionally adopted method is to perform additional processing such as irregularities on the light guide plate. This will be described in detail below.
전술한 목적으로 종래에 사용되었던 형태의 도광판의 구성을 도 2을 참조하여 구체적으로 살펴본다. LCD 패널(18)로 입사되는 빛의 세기 분포가 LCD 패널 전체에 걸쳐 균일하게 하기 위해 부가되는 도광판 처리의 대표적인 형태로서는, 도 2의 (가)와 같이 길이가 길고 램프(11)의 길이 방향으로 평행하게 형성된 프리즘 형태의 요철을 도광판(12)의 밑부분(또는 윗부분)에 형성하는 방식, 또는 도 2의 (나)와 같이 다양한 형태의 요철(예를 들어 반구형)을 도광판(12)의 밑부분(또는 윗부분)에 형성하는 방식, 또는 도 2의 (다)와 같이 산란제가 들어있는 잉크를 점무늬 형태로 인쇄하는 방식등이 있다.The configuration of a light guide plate of a type that has been conventionally used for the above-described purpose will be described in detail with reference to FIG. 2. As a typical form of the light guide plate treatment in which the intensity distribution of light incident on the LCD panel 18 is added to make it uniform throughout the LCD panel, as shown in FIG. 2A, the length is long and in the longitudinal direction of the lamp 11. The prism-shaped irregularities formed in parallel are formed on the lower portion (or upper portion) of the light guide plate 12, or various irregularities (for example, hemispherical shape) as shown in (b) of FIG. Or a method of printing the ink containing the scattering agent in the form of a dot pattern as shown in FIG. 2 (c).
또한, 본 출원인은 현재 출원 중인 특허출원번호 제99-26429호, 제99-59940호, 제99-59941호에서 홀로그램 도광판을 사용하는 평판 조명장치를 제안한 바 있다. 이러한 홀로그램 도광판은 도광판의 적어도 한면에 홀로그램이 형성되어 LCD 패널로 향하는 빛의 균일도를 높일 수 있다.In addition, the present applicant has proposed a flat panel lighting apparatus using a hologram light guide plate in the present patent applications No. 99-26429, 99-59940, 99-59941. The hologram light guide plate may have a hologram formed on at least one surface of the light guide plate to increase uniformity of light directed toward the LCD panel.
이러한 도광판을 제작하기 위해 채택되는 방법으로서 예를 들어 도광판에 요철을 부가하는 형태의 경우(도 2의 (가),(나))에는, 요철 형성을 위해 다이아몬드 날로 가공을 하는 방법 혹은 요철 모양의 미세 패턴의 금형물을 제작하여 사출하는 방법이 사용된다. 그러나, 다이아몬드 날에 의한 가공 방법은 다이아몬드로 미세 패턴을 형성할 때 생기는 보푸라기의 제거가 어려우며 패턴을 형성하는데 오랜 시간이 소요된다. 또한 금형물에 의한 사출 방법으로는, 크기가 수십 ㎛ 정도로 작으며 또한 크기도 균일하지 않은 미세 패턴의 금형물을 제작하는 것이 손쉽지 않을 뿐 아니라 제작 비용도 매우 높다. 따라서 이러한 금형물에 의한 도광판 제작방식은 도광판의 가격을 상승시키게 되는 요인이 되며, 제작 조건도 어려워 결과적으로 제품의 불량율을 증가시킨다.As a method adopted for manufacturing such a light guide plate, for example, in the case of adding the unevenness to the light guide plate (Fig. 2 (a), (b)), a method of processing with a diamond blade to form the unevenness or the shape of the unevenness The method of manufacturing and injecting a mold with a fine pattern is used. However, the diamond blade processing method is difficult to remove the fluff generated when forming a fine pattern with diamond and takes a long time to form the pattern. In addition, as the injection method by a mold, it is not only easy to manufacture a mold having a fine pattern, which is small in size of several tens of micrometers and not uniform in size, and the manufacturing cost is very high. Therefore, the manufacturing method of the light guide plate by the mold is a factor that increases the price of the light guide plate, the production conditions are difficult, and consequently increases the defective rate of the product.
한편, 도광판에 요철 등의 미세 패턴을 형성하거나 홀로그램층을 형성하는 방식으로서 포토리소그라피 기술에 의해 스탬퍼를 제작하여 이를 이용하는 방법도 있다. 이러한 방법은 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 먼저 유리 기판(21)을 준비하여(단계 S11), 유기 기판(21) 위에 포토레지스트(22)를 도포하고(단계 S12), 형성하고자 하는 도광판 패턴을 가진 마스크(23)를 부착하여 자외선에 노광한 후(단계 S13), 이를 현상하여(단계 S14), 니켈 등을 금속을 사용하여 전기 도금한후(단계 S15), 도금된 부분을 분리하면 도광판 패턴을 복제한 금속 스탬퍼(24)가 만들어진다(단계 S16). 이렇게 제작된 스탬퍼를 이용하여 도 4에 도시된 바와 같이 도광판을 제작한다. 즉, 스탬퍼(24)를 상부 금형(32)에 진공 장치(36)을 사용하여 진공으로 부착하고, 하부 금형(33)을 상부 금형(32)에 A방향으로 밀착시킨다. 도광판 사출 재료(31)를 투입하여 일정시간 경과 후 하부 금형(33)을 B방향으로 분리시켜 도광판(34)을 제작한다. 그러나, 이러한 도광판 제작 방법은 스탬퍼가 작을 경우(대각선 방향 길이 또는 지름이 6" 미만의 사각형 또는 원형의 스탬퍼)에는 문제가 발생하지 않지만 스탬퍼가 클 경우(대각선 방향 길이 또는 지름이 10" 이상의 사각형 또는 원형의 스탬퍼)에는 고온의 도광판 사출 재료를 금형안에 주입할 때 금형이 고온의 사출 재료의 열을 흡수하여 사출 재료의 저온 현상으로 인해 스탬퍼에 있는 미세 패턴이 도광판에 완전하게 형성되지 않는 단점이 있다. 즉, 사출 재료의 온도가 성형에 필요한 시간 내에서 낮아지게 되면 도 4의 E부분 확대도에서 도시된 바와 같이 성형이 완전하지 못하게 되어 스탬퍼의 미세 패턴이 그대로 도광판에 형성되지 못하게 된다.On the other hand, as a method of forming a fine pattern, such as irregularities on the light guide plate or to form a hologram layer, there is also a method using a stamper produced by the photolithography technique. In this method, as shown in FIG. 3, first, the glass substrate 21 is prepared (step S11), the photoresist 22 is applied on the organic substrate 21 (step S12), and the light guide plate pattern to be formed is formed. After attaching a mask 23 having a light and then exposed to ultraviolet light (step S13), it is developed (step S14), electroplated with nickel or the like using metal (step S15), and then the plated portion is separated A metal stamper 24 having a duplicated pattern is made (step S16). The light guide plate is manufactured as shown in FIG. 4 using the thus produced stamper. That is, the stamper 24 is attached to the upper die 32 by vacuum using the vacuum device 36, and the lower die 33 is brought into close contact with the upper die 32 in the A direction. After the light guide plate injection material 31 is introduced and the predetermined time passes, the lower mold 33 is separated in the B direction to manufacture the light guide plate 34. However, this method of manufacturing a light guide plate does not cause a problem when the stamper is small (a diagonal length or diameter of less than 6 "square or a round stamper), but when the stamper is large (a diagonal length or diameter of 10" or more, Circular stamper) has a disadvantage in that when the high temperature light guide plate injection material is injected into the mold, the mold absorbs the heat of the high temperature injection material so that the fine pattern in the stamper is not completely formed in the light guide plate due to the low temperature phenomenon of the injection material. . That is, when the temperature of the injection material is lowered within the time required for molding, as shown in the enlarged portion E of FIG. 4, the molding may not be completed, and thus the fine pattern of the stamper may not be formed on the light guide plate as it is.
한편, 도 2의 (다)와 같이 요철을 형성하는 대신에 도트패턴을 인쇄하는 방식은, 인쇄하는 과정에 오랜 시간이 소요되므로 생산능률을 저하시킬 뿐 아니라 불량률이 높아 생산성의 저하를 초래하며, 이로 인해 결과적으로 도광판의 가격을 상승시킨다. 또한, 잉크와 잉크에 첨가된 산란제가 빛을 흡수하는 역할을 하게 되어 빛의 세기가 줄어든다는 단점도 가지고 있다.On the other hand, the method of printing the dot pattern instead of forming the irregularities as shown in (c) of Figure 2, because it takes a long time to print, not only lowers the production efficiency but also high defect rate, resulting in a decrease in productivity, This in turn raises the price of the light guide plate. In addition, the ink and the scattering agent added to the ink serves to absorb the light has the disadvantage that the light intensity is reduced.
본 발명의 목적은 상기에서 언급한 문제점들을 해소하는 개선된 평판조명장치용 도광판 제조 장치 및 방법을 제공하는 것으로서, 특히 고성능이면서도 낮은 제조비용과 높은 생산성으로 제조될 수 있도록 하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an improved light guide plate manufacturing apparatus and method for a flat panel lighting device which solves the above-mentioned problems, and in particular, to be manufactured with high performance and low manufacturing cost and high productivity.
본 발명의 다른 목적은 도광판에 형성하고자 하는 미세 패턴을 완전하게 형성할 수 있는 도광판 제조 장치 및 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a light guide plate manufacturing apparatus and method capable of completely forming a fine pattern to be formed on the light guide plate.
본 발명의 또 다른 목적은 홀로그램 도광판 제조에 사용할 수 있는 홀로그램 스탬퍼를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a hologram stamper that can be used for manufacturing a hologram light guide plate.
도 1은 종래에 LCD용으로 사용되어온 평판 조명장치에 대한 사시도.1 is a perspective view of a flat panel lighting apparatus that has been conventionally used for LCD.
도 2는 종래에 사용된 도광판의 구성을 도시한 도면.2 is a diagram illustrating a configuration of a light guide plate used in the related art.
도 3은 포토리소그라피 방법에 의한 스탬퍼 제작 과정을 도시한 도면.3 is a view showing a stamper manufacturing process by a photolithography method.
도 4은 도광판을 사출 성형하는 종래의 방법을 도시한 도면.4 illustrates a conventional method of injection molding a light guide plate;
도 5은 본 발명의 제1 실시예에 따라 스탬퍼를 사용하여 도광판을 제조하는 장치 및 방법을 도시한 도면.5 illustrates an apparatus and method for manufacturing a light guide plate using a stamper according to a first embodiment of the present invention.
도 6는 본 발명의 제2 실시예에 따라 스탬퍼를 사용하여 도광판을 제조하는 장치 및 방법을 도시한 도면.6 illustrates an apparatus and method for manufacturing a light guide plate using a stamper according to a second embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따라 스탬퍼를 사용하여 도광판을 제조하는 장치 및 방법을 도시한 도면.7 illustrates an apparatus and method for manufacturing a light guide plate using a stamper according to a third embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따라 스탬퍼를 사용하여 도광판을 제조하는 장치 및 방법을 도시한 도면.8 illustrates an apparatus and method for manufacturing a light guide plate using a stamper according to a fourth embodiment of the present invention.
도 9a 및 도 9b는 홀로그램판 제작용 마스크를 예시한 도면.9A and 9B illustrate a mask for manufacturing a hologram plate.
도 10은 마스크를 사용하여 홀로그램판을 제작하는 과정을 도시한 도면.10 is a view showing a process of manufacturing a hologram plate using a mask.
도 11a 및 도 11b는 각각 도 9a 및 도 9b의 마스크를 사용하여 제작한 홀로그램판을 도시한 도면.11A and 11B show hologram plates fabricated using the masks of FIGS. 9A and 9B, respectively.
도 12는 홀로그램판을 사용하여 홀로그램 스탬퍼를 제작하는 과정을 도시한 도면.12 is a diagram illustrating a process of manufacturing a hologram stamper using a hologram plate.
도 13은 도 12의 과정에 따라 제작한 스탬퍼를 도시한 도면.13 is a view showing a stamper produced in accordance with the process of FIG.
도 14a 및 도 14b는 마스크를 사용하지 않고 홀로그램판을 제작하는 과정을 도시한 도면.14A and 14B illustrate a process of manufacturing a hologram plate without using a mask.
도 15a 및 도 15b는 마스크를 사용하지 않고 홀로그램판을 제작하는 다른 과정을 도시한 도면.15A and 15B illustrate another process of manufacturing a hologram plate without using a mask.
전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제1 특징에 의해 제공되는 평판 조명장치용 도광판을 제조하는 장치 및 방법은 어떠한 산란 패턴도 형성되지 않은 기판에 미세 산란 패턴 또는 홀로그램 패턴을 가지는 스탬퍼를 가압/가열용 롤러에 부착하여 가열 및 가압하는 방식으로 도광판을 제조하는 것이다.In order to achieve the above object, an apparatus and method for manufacturing a light guide plate for a flat panel lighting device provided by a first aspect of the present invention pressurizes a stamper having a fine scattering pattern or a hologram pattern on a substrate on which no scattering pattern is formed. The light guide plate is manufactured by attaching to a heating roller and heating and pressing.
본 발명의 제2 특징에 의해 제공되는 평판 조명장치용 도광판을 제조하는 장치 및 방법은 도광판용 기판에 U.V. 경화용 수지를 도포하고 미세 산란 패턴 또는 홀로그램 패턴을 가지는 스탬퍼를 가압용 롤러에 부착하여 U.V. 경화용 수지에 패턴을 형성시키고 U.V. 조사기로 U.V. 경화용 수지를 경화시켜 도광판을 제조하는 것이다.An apparatus and method for manufacturing a light guide plate for a flat panel lighting device provided by a second aspect of the present invention are described in U.V. The resin for curing was applied, and a stamper having a fine scattering pattern or a hologram pattern was attached to the pressure roller to obtain a U.V. A pattern was formed on the curing resin and U.V. U.V. It hardens resin for hardening and manufactures a light-guide plate.
본 발명의 제3 특징에 의해 제공되는 평판 조명장치용 도광판을 제조하는 장치 및 방법은 도광판용 기판 윗면에 이를 얇게 녹이는 휘발성 용융제를 도포하고 스탬퍼를 가압/가열용 롤러에 부착하여 가열 및 가압하여 도광판을 제조하는 것이다.Apparatus and method for manufacturing a light guide plate for a flat panel lighting apparatus provided by a third aspect of the present invention is applied to the upper surface of the light guide plate substrate by applying a volatile melt that melts thinly and attaching a stamper to the pressure / heating roller to heat and press To manufacture a light guide plate.
본 발명의 제4 특징에 의해 제공되는 평판 조명장치용 도광판을 제조하는 장치 및 방법은 도광판용 기판에 스탬퍼를 미리 예열된 금형에 부착하여 사출 성형하는 방법으로 도광판을 제조하는 것이다.An apparatus and method for manufacturing a light guide plate for a flat panel lighting device provided by a fourth aspect of the present invention are to manufacture a light guide plate by attaching a stamper to a preheated metal mold on a light guide plate substrate.
본발명의 다른 면에 따라 제공되는 평판 조명장치용 홀로그램 도광판을 제작하기 위한 홀로그램 스탬퍼를 제조하는 방법은 광원 쪽의 홀로그램층의 산란, 회절 효율이 높고 광원에서 멀어질 수록 산란, 회절 효율을 낮게하는 마스크를 사용하여 제조하는 것이다.According to another aspect of the present invention, a method of manufacturing a hologram stamper for manufacturing a holographic light guide plate for a flat panel lighting device is characterized in that the scattering and diffraction efficiency of the hologram layer on the light source side is high, and the scattering and diffraction efficiency decreases as the distance from the light source increases It is manufactured using a mask.
본 발명의 또 다른 면에 따라 제공되는 평판 조명장치용 홀로그램 도광판을 제작하기 위한 홀로그램 스탬퍼를 제조하는 방법은 레이저빔을 2차원적으로 주사시키거나 감광제가 도포된 기판을 2차원적으로 이동시켜 주사 속도나 이동속도가 빠른 부분의 회절 효율을 낮게 하고 속도가 느린 부분의 회절 효율을 높게하여 상기 홀로그램 스탬퍼를 사용하여 만들어진 도광판의 홀로그램층이 가변적인 회절 효율을 가지도록 하는 것이다.According to another aspect of the present invention, a method of manufacturing a hologram stamper for manufacturing a holographic light guide plate for a flat panel lighting apparatus includes scanning a laser beam two-dimensionally or moving a substrate coated with a photosensitive agent two-dimensionally. By reducing the diffraction efficiency of the portion having a high speed or moving speed and increasing the diffraction efficiency of the portion having a slow speed, the hologram layer of the light guide plate made using the hologram stamper has a variable diffraction efficiency.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본원 발명에 따른 실시예에 대하여 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment according to the present invention.
<실시예 1><Example 1>
본 발명의 제1 실시예를 도 5을 참조하여 설명한다.A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
본 발명을 구현한 형태에 대하여 설명하면, 미세한 요철 패턴 또는 홀로그램이 형성된 스탬퍼(101)를 진공으로 부착하기 위해 상기 스탬퍼(101)가 부착되는 상부 금형(104)에 진공을 만들기 위한 진공장치(106)를 설치한다. 이때, 상기 스탬퍼(101)의 주변 온도를 일정하게 유지시키기 위해 가열 장치(105)를 상부 금형(104)의 스탬퍼의 뒷면에 설치한다. 그리고 도광판의 나머지 외형을 만드는 하부 금형(103)을 A방향으로 이동시켜 상부 금형(104)과 완전히 밀착되었을 때 사출 재료가 투입될 수 있도록 투입구 부분(107)을 형성한다.Referring to the embodiment of the present invention, a vacuum device 106 for making a vacuum in the upper mold 104 to which the stamper 101 is attached to attach the stamper 101 having a fine uneven pattern or hologram by a vacuum. Install). At this time, the heating device 105 is installed on the back side of the stamper of the upper mold 104 in order to keep the ambient temperature of the stamper 101 constant. In addition, the lower mold 103, which forms the remaining shape of the light guide plate, is moved in the A direction to form the inlet part 107 so that the injection material may be injected when the upper mold 104 is completely in contact with the upper mold 104.
이와 같이 구성된 상, 하부 금형(103,104)이 완전히 밀착되었을 때, 투입구(107)로 도광판용 고온의 사출 재료(100)를 투입할 때 급격한 온도 저하를 방지하기 위하여, 사출재료(100)가 투입되기 전에 상기 가열 장치(105)로 스탬퍼가 부착되는 금형(104)의 온도가 사출재료의 온도와 비슷하도록 미리 가열하고 온도를 유지시켜 준다. 따라서, 스탬퍼(101)와 사출 재료(100)가 접촉하는 면의 온도 차이가 없으므로 사출 재료(100)가 금형에 투입된 후 급격히 떨어지는 온도 변화를 방지할 수 있으므로써 미세 패턴이 완전하게 성형되는 도광판(102)을 제작할 수 있다. 즉, 사출 재료의 온도가 성형하는 시간 동안 성형에 필요한 온도를 유지하게 됨으로써, 도 5의 E 부분 을 확대한 것과 같이 성형이 완전하게 되어 스탬퍼의 미세 패턴이 그대로 도광판에 형성되게 된다.When the upper and lower molds 103 and 104 configured as described above are completely in contact with each other, the injection material 100 is introduced to prevent a sudden temperature drop when the high temperature injection material 100 for the light guide plate is introduced into the injection hole 107. The mold 104 to which the stamper is attached to the heating device 105 beforehand is heated in advance and maintained at a temperature similar to that of the injection material. Therefore, since there is no temperature difference between the surfaces where the stamper 101 and the injection material 100 contact, the light guide plate in which the fine pattern is completely formed by preventing the rapid change of temperature after the injection material 100 is injected into the mold may be prevented. 102) can be produced. That is, since the temperature of the injection material maintains the temperature necessary for molding during molding, the molding is completed as shown in the enlarged portion E of FIG. 5, so that the fine pattern of the stamper is formed on the light guide plate as it is.
가열 장치(105)는 도 8에서와 같이 상부 스탬퍼 부착 금형(104)에서 스탬퍼(102)가 부착되는 바로 뒤에 고온의 오일이나 물 등의 유체가 순환되도록(C에서 D로)하거나, 또는 열선 등을 설치함으로써 구현될 수 있다.As shown in FIG. 8, the heating device 105 allows a fluid such as high temperature oil or water to be circulated (from C to D) immediately after the stamper 102 is attached to the upper stamper attaching mold 104 as shown in FIG. Can be implemented by installing
도광판 양면에 패턴을 형성하는 경우에는 하부 금형(103)에도 상부 금형(104)에서와 마찬가지로 가열 장치, 진공장치 및 스탬퍼를 설치하여 도광판 양면에 원하는 패턴을 완전하게 성형할 수 있다.When the pattern is formed on both surfaces of the light guide plate, a heating device, a vacuum device, and a stamper may be installed in the lower mold 103 as in the upper mold 104 to completely form a desired pattern on both surfaces of the light guide plate.
이와 같이 도광판을 제조할 때, 사용하는 스탬퍼는 제조하고자 하는 도광판에 따라 제작할 수 있다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이 종래의 반구형, 사각형, 삼각형 및 사다리꼴 등의 단면을 가진 미세 패턴을 형성하기 위해 도 3에 도시된 공정에 따라 제작한 스탬퍼를 사용할 수 있다.Thus, when manufacturing the light guide plate, the stamper to be used can be produced according to the light guide plate to be manufactured. That is, as shown in FIG. 3, a stamper manufactured according to the process illustrated in FIG. 3 may be used to form a fine pattern having a cross section of a conventional hemispherical shape, a rectangle, a triangle, and a trapezoid.
또한, 본 출원인이 이전의 출원들에서 제안했던 홀로그램 도광판을 제조하기 위해서는 홀로그램 도광판용 스탬퍼를 사용할 수도 있다. 뿐만 아니라 홀로그램 도광판용 스탬퍼는 본 출원에서 제시하는 방법으로도 제작할 수 있으며, 이하에서는 홀로그램 스탬퍼를 제작하는 방법에 대하여 보다 자세히 설명한다.In addition, a stamper for the hologram light guide plate may be used to manufacture the hologram light guide plate proposed by the applicant in the previous applications. In addition, the stamper for the hologram light guide plate may be manufactured by the method described in the present application, and hereinafter, a method of manufacturing the hologram stamper will be described in more detail.
홀로그램 도광판의 홀로그램층은 광원 쪽에서의 산란, 회절을 작게하고, 광원에서 멀어질수록 산란, 회절을 크게 하여 도광판 전체에서 빛의 분포를 균일하게 하는 기능을 가진다. 홀로그램 스탬퍼를 제자하기 위해서는 마스크를 사용하는 방법과 마스크를 사용하지 않고 제작하는 방법이 모두 사용될 수 있다.The hologram layer of the holographic light guide plate has a function of decreasing scattering and diffraction at the light source side and increasing scattering and diffraction toward the light source to make the light distribution uniform throughout the light guide plate. In order to make a hologram stamper, both a method using a mask and a method without a mask may be used.
먼저 마스크를 사용하여 홀로그램 스탬퍼를 제작하는 방법을 설명하면, 도 9a 및 도 9b는 홀로그램층을 형성하는데 사용하는 마스크로서, 도 9a의 마스크 패턴은 원형(또는 다각형)의 무늬를 전체적으로 형성함에 있어서, 광원이 위치하는 쪽(A)의 무늬의 면적 밀도를 낮게 하고, 광원이 위치하는 쪽과 멀어질수록 무늬의 면적 밀도를 높게 하며, 무늬의 내부는 투명하고 그외의 부분은 빛을 차단할 수 있도록 불투명하게 하고 무늬는 투명하게 한 마스크-1이고, 도 9b는 광원이 위치하는 하는 쪽(A)의 광투과율은 낮게 하고 광원이 위치하는 쪽과 멀어질수록(B->C방향) 광투과율을 높게 한 마스크-2 이다.First, a method of fabricating a hologram stamper using a mask will be described. FIGS. 9A and 9B are masks used to form a hologram layer, and the mask pattern of FIG. 9A forms a circular (or polygonal) pattern as a whole. Lower the area density of the pattern on the side where the light source is located (A), and increase the area density of the pattern as it moves away from the side where the light source is located, and the inside of the pattern is transparent and other parts are opaque to block light. 9b shows that the light transmittance of the side (A) where the light source is located is lower and the light transmittance is higher as the light source is farther away (B-> C direction). One is mask-2.
이와 같은 마스크를 사용하여 홀로그램판을 제작하는 방법을 도 10을 참조하여 설명하면 먼저, 레이저(500)로부터 나오는 레이저 빔을 렌즈(501,502)를 사용하여 확대하고 이렇게 확대된 레이저 빔을 확산판(503:Ground glass diffuser)에 입사시켜 확산시킨다. 그리고 확산판(503)으로부터 일정 거리 L 만큼 떨어진 곳에 감광제(506)가 도포된 투명한 기판(505)을 놓고, 감광제가 도포된 면쪽에 마스크(504)(도 9a의 마스크-1 또는 도 9b의 마스크-2)를 붙여 확산판(503)으로부터 산란되는 레이저 빔에 감광제(506)를 노출시킨다.A method of manufacturing a hologram plate using such a mask will be described with reference to FIG. 10. First, the laser beams emitted from the laser 500 are enlarged using the lenses 501 and 502, and the thus enlarged laser beams are diffused into the plate 503. It enters and diffuses into a ground glass diffuser. Then, the transparent substrate 505 to which the photosensitive agent 506 is applied is placed at a distance L from the diffusion plate 503, and the mask 504 (mask-1 of FIG. 9A or mask of FIG. 9B) is placed on the side of the photosensitive agent applied surface. -2) to expose the photosensitive agent 506 to the laser beam scattered from the diffuser plate 503.
상기와 같은 장치 구성으로 하면 도 9a에 도시된 마스크-1(504)을 사용한 경우 마스크의 투명한 부분을 통해 확산판(503)으로부터 확산된 레이저 빔이 감광제를 감광시키게 되고, 일정 시간이 지난 후 현상 과정을 거치면 도 9a의 무늬 형태로 레이저 빔에 조사된 부분의 감광제가 레이저 빔의 스펙클(speckle) 모양대로 식각되어 도 11a와 같은 홀로그램(800)이 만들어진다. 즉 마스크의 무늬 대로 무늬 내부에만 홀로그램들(800)이 배열된 홀로그램판(801)이 제작된다.With the above-described device configuration, when the mask-1 504 shown in FIG. 9A is used, the laser beam diffused from the diffuser plate 503 through the transparent portion of the mask exposes the photosensitive agent. After the process, the photoresist of the portion irradiated to the laser beam in the pattern of FIG. 9A is etched in the shape of a speckle of the laser beam to form a hologram 800 as shown in FIG. 11A. That is, the hologram plate 801 in which the holograms 800 are arranged only inside the pattern according to the pattern of the mask is manufactured.
도 9b에 도시된 마스크-2를 사용하여 노출시키는 경우는 광투과율이 높은 부분의 홀로그램은 요철의 모듈레이션(802')이 높아 회절효율이 높게 되고, 광투과율이 낮은 부분은 요철의 모듈레이션(802'')이 낮아 회절 효율이 낮게 되어 도 11b와 같이 A에서 B 방향으로 점차적으로 회절효율이 감소하는 홀로그램판(801')이 제작된다.In the case of exposing using the mask-2 shown in FIG. 9B, the hologram of the portion having high light transmittance has high modulation (802 ') of unevenness, so that the diffraction efficiency is high, and the portion of low light transmittance has modulation of the unevenness (802'). The lower diffraction efficiency is lowered by '), and thus the hologram plate 801' is manufactured in which the diffraction efficiency gradually decreases from A to B as shown in FIG. 11B.
이제부터 도 12을 참조하여 홀로그램 스탬퍼 제작에 관해 설명하면, 상기와 같이 제작한 홀로그램판(900; 801,801')에 무전해 도금을 하면, 홀로그램들(902)과레이저 빔에 노출되지 않아 그대로 남아있는 감광제(901) 위에 금속막(904)이 형성되고(S21-S22), 금속막(904)을 기판(903)과 분리하면, 기판(903) 상에 있는 홀로그램들(902)의 모양이 양각의 형태(905)로 그대로 복제되어 금속 마스터인 홀로그램 스탬퍼(904)가 제작된다(S23). 도 13는 스탬퍼(904)의 요철 부분을 확대한 도면이다.Now, referring to FIG. 12, the holographic stamper fabrication will be described. When electroless plating is performed on the hologram plates 900 (801,801 ') manufactured as described above, the hologram stamps are not exposed to the holograms 902 and the laser beam. When the metal film 904 is formed on the photoresist 901 (S21-S22) and the metal film 904 is separated from the substrate 903, the shapes of the holograms 902 on the substrate 903 are embossed. The hologram stamper 904 which is a metal master is replicated as it is in the form 905 (S23). 13 is an enlarged view of the uneven portion of the stamper 904.
이제부터 도 14a 및 도 14b를 참조하여 상기의 마스크-1과 마스크-2를 사용하여 또 다른 홀로그램판을 제작하는 방법을 설명하면 먼저, 레이저(600)로부터 나오는 레이저 빔을 확산각이 작은 렌즈(601,602)를 사용하여 직경이 5~20 mm 정도로 확대하고 이렇게 확대된 레이저 빔을 확산판(603:Ground glass diffuser)에 입사시켜 확산시킨다. 그리고 확산판(603)으로부터 일정 거리 L 만큼 떨어진 곳에 감광제(606)가 도포된 투명한 기판(605)을 놓고, 감광제가 도포된 면쪽에 마스크(604)(도 9a의 마스크-1 또는 도 9b의 마스크-2)를 부착한다. 기판(605)에는 도시되지 않은 이동 장치가 부착되어 컴퓨터 등의 제어에 의하여 기판을 좌우 및 상하 방향으로 이동시킬 수 있다. 노출 시에는, 기판(605)을 좌우 및 상하방향으로 이동시켜 확산판(603)으로부터 산란되는 레이저 빔에 감광제(606)를 노출시킨다. 이때 기판을 좌우 및 상하 방향으로 교대로 이동시키며 노출하여 기판 전체가 레이저 빔에 노출되도록 한다. 이동 방향은 예를 들어 도 14b와 같이 ①->②->③->④로 할 수 있다.Now, referring to FIGS. 14A and 14B, a method of fabricating another hologram plate using the mask-1 and the mask-2 will be described. First, a laser beam emitted from the laser 600 may have a small diffusion angle lens ( 601, 602 is used to enlarge the diameter of about 5 to 20 mm, and the enlarged laser beam is incident on the diffuser plate 603 to diffuse. Then, a transparent substrate 605 to which the photosensitive agent 606 has been applied is placed at a distance L from the diffusion plate 603, and the mask 604 (mask-1 of FIG. 9A or mask of FIG. 9B) is placed on the surface on which the photosensitive agent is applied. -2) attach. A moving device (not shown) may be attached to the substrate 605 to move the substrate in left, right, and up and down directions by control of a computer or the like. At the time of exposure, the photosensitive agent 606 is exposed to the laser beam scattered from the diffuser plate 603 by moving the substrate 605 in the left and right directions and in the vertical direction. In this case, the substrate is alternately moved in left and right directions and exposed to expose the entire substrate to the laser beam. The moving direction can be, for example, ①-> ②-> ③-> ④ as shown in Fig. 14B.
상기와 같은 장치 구성으로 도 9a의 마스크-1을 사용한 경우, 마스크-1(604)의 투명한 부분을 통해 확산판(603)으로부터 확산된 레이저 빔이 감광제를 감광시키게 되고, 일정 시간이 지난 후 현상 과정을 거치면 도 9a의 형태로 레이저 빔에 조사된 부분의 감광제가 레이저 빔의 스펙클(speckle) 모양대로 식각되어 도 11a와 같은 홀로그램(800)이 만들어진다. 즉 사용한 마스크의 무늬대로 홀로그램들(800)이 배열된 홀로그램판(801)이 제작된다.In the case of using the mask-1 of FIG. 9A with the above-described device configuration, the laser beam diffused from the diffuser plate 603 through the transparent portion of the mask-1604 is exposed to the photosensitive agent, and a phenomenon occurs after a predetermined time. After the process, the photoresist of the portion irradiated to the laser beam in the form of FIG. 9A is etched in the shape of a speckle of the laser beam to form a hologram 800 as shown in FIG. 11A. That is, the hologram plate 801 in which the holograms 800 are arranged according to the pattern of the used mask is manufactured.
도 9b의 마스크-2를 사용하게 되면 광투과율이 높은 부분의 홀로그램은 요철의 모듈레이션(802')이 높아 회절효율이 높게 되고, 광투과율이 낮은 부분은 요철의 모듈레이션(802'')이 낮아 회절 효율이 낮게 되어 도 11b와 같이 A->B를 향하여 점차적으로 회절효율이 감소하는 홀로그램판(801')이 제작된다.When the mask-2 of FIG. 9B is used, the hologram of the portion having high light transmittance has a high diffraction efficiency due to the high modulation (802 ') of unevenness, and the portion of the low light transmittance has a low diffraction modulation (802' ') of diffraction efficiency. As the efficiency is lowered, a hologram plate 801 'is manufactured in which the diffraction efficiency gradually decreases toward A-> B as shown in FIG. 11B.
이와 같이 마스크-1 또는 마스크-2(604)를 부착한 감광제(606)가 도포된 기판(605)을 상하 및 좌우로 이동시켜서 홀로그램판을 제작하게 되면, 레이저 빔의 확산각이 작아도 됨으로써 세기(출력)가 작은 레이저로도 대면적의 균일한 홀로그램판을 제작할 수 있는 잇점이 있다. 이와 같이 제작된 홀로그램판을 사용하여 무전해 도금하여 홀로그램 스탬퍼를 만드는 과정은 도 12를 참조하여 위에서 설명한 바와 같다.As described above, when the substrate 605 to which the photosensitive agent 606 with the mask-1 or mask-2 604 is applied is moved up and down and left and right to fabricate the hologram plate, the diffusion angle of the laser beam may be small, thereby increasing the intensity ( Even lasers with small outputs have the advantage of being able to produce large-scale uniform hologram plates. The process of making the hologram stamper by electroless plating using the manufactured hologram plate is as described above with reference to FIG. 12.
이제부터 도 15a-15b를 참조하여 상기의 마스크-1과 마스크-2를 사용하여 또 다른 홀로그램판을 제작하는 방법을 설명하면 먼저, 레이저(700)로부터 나오는 레이저 빔을 확산각이 작은 렌즈(701,702)를 사용하여 직경이 5 ~ 20mm 정도로 확대하고, 이렇게 확대된 레이저 빔을 2차원 주사 장치(706)에 입사시키고, 2차원 주사 장치로부터 주사되는 레이저 빔을 다시 렌즈 수단(707)를 통하여 확산판(703: Ground glass diffuser)상에 주사시켜 확산시킨다. 렌즈 수단(707)은 적어도 1매의 렌즈를 포함하여 2차원 주사 장치에서 주사되는 레이저 빔의 확산 각도를 조정한다. 확산판(703)으로부터 일정 거리 L 만큼 떨어진 곳에 감광제(706)가 도포된 투명한 기판(705)을 놓고, 감광제가 도포된 면쪽에 마스크(704)(도 9a의 마스크-1 또는 도 9b의 마스크-2)를 부착한다. 그리고, 2차원 주사 장치(706)는 도시되지 않은 컴퓨터 등의 제어 장치에 연결되어 자동으로 주사 위치를 제어하며 빔을 주사할 수 있어서, 확산판(703) 전체에 걸쳐 고루 주사되게 한다. 2차원 주사 장치(706)는 래스터 스캔(raster scan) 또는 벡터 스캔(vector scan)이 모두 가능하기 때문에 필요에 따라 주사 방향을 선택할 수 있다.Now, referring to FIGS. 15A and 15B, a method of manufacturing another hologram plate using the mask-1 and the mask-2 will be described. First, the laser beams emitted from the laser 700 may have a small diffusion angle lens 701 and 702. ) To about 5 to 20 mm in diameter, and the thus enlarged laser beam is incident on the two-dimensional scanning apparatus 706, and the laser beam scanned from the two-dimensional scanning apparatus is again passed through the lens means 707. (703: Ground glass diffuser) to scan and diffuse. The lens means 707 includes at least one lens to adjust the diffusion angle of the laser beam scanned by the two-dimensional scanning apparatus. A transparent substrate 705 coated with the photosensitive agent 706 was placed at a distance L from the diffusion plate 703, and the mask 704 (mask-1 in Fig. 9A or mask- in Fig. 9B) was placed on the surface to which the photosensitive agent was applied. Attach 2). Then, the two-dimensional scanning device 706 is connected to a control device such as a computer (not shown) to automatically control the scanning position and scan the beam, so as to evenly scan the entire diffuser plate 703. Since the two-dimensional scanning apparatus 706 is capable of both a raster scan or a vector scan, the scanning direction can be selected as necessary.
도 15b에는 2차원 주사 장치의 주사 방향이 예시되어 있다. 즉, 레이저 빔을 A->B, C->D 방향으로(①->②->③->④의 방향) 교대로 주사 시켜 확산판(703)으로부터 산란되는 레이저 빔에 기판 전체가 노출되도록 한다.15B illustrates the scanning direction of the two-dimensional scanning device. That is, the laser beams are alternately scanned in the A-> B and C-> D directions (the directions of ①-> ②-> ③-> ④) so that the entire substrate is exposed to the laser beam scattered from the diffusion plate 703. do.
또한, 렌즈 수단(707)을 사용하여 확산판(703)으로 입사하는 빔의 입사각도를 거의 수직으로 할 수 있기 때문에 빛의 효율을 높일 수 있다.In addition, since the angle of incidence of the beam incident on the diffuser plate 703 can be made almost vertical using the lens means 707, the light efficiency can be improved.
상기와 같은 장치 구성으로 하면 마스크-1(704)의 투명한 부분을 통해 확산판(703)으로부터 확산된 레이저 빔이 감광제를 감광시키게 되고, 일정 시간이 지난 후 현상 과정을 거치면 도 9a의 형태로 레이저 빔에 조사된 부분의 감광제가 레이저 빔의 스펙클(speckle) 모양대로 식각되어 도 11a와 같은 홀로그램(800)이 만들어진다. 즉 사용한 마스크의 무늬대로 홀로그램들(800)이 배열된 홀로그램판(801)이 제작된다. 마스크-2를 사용하게 되면 광투과율이 높은 부분의 홀로그램은 요철의 모듈레이션(802')이 높아 회절효율이 높게 되고, 광투과율이 낮은 부분은 요철의 모듈레이션(802'')이 낮아 회절 효율이 낮게 되어 도 11b와 같이 A->B를 향하여 점차적으로 회절효율이 감소하는 홀로그램판(801')이 제작된다. 이와 같이 제작된 홀로그램판을 사용하여 무전해 도금하여 홀로그램 스탬퍼를 만드는 과정은 도 12를 참조하여 위에서 설명한 바와 같다.In the device configuration described above, the laser beam diffused from the diffuser plate 703 through the transparent portion of the mask-1 704 exposes the photosensitive agent. The photoresist of the portion irradiated to the beam is etched in the shape of a speckle of the laser beam, thereby producing a hologram 800 as shown in FIG. 11A. That is, the hologram plate 801 in which the holograms 800 are arranged according to the pattern of the used mask is manufactured. When Mask-2 is used, the hologram of the portion having high light transmittance has a high diffraction efficiency due to the high modulation (802 ') of the unevenness, and the portion of the low light transmittance has a low diffraction efficiency due to the low modulation (802' ') of the unevenness. As shown in FIG. 11B, a hologram plate 801 'having a gradually decreasing diffraction efficiency toward A-> B is manufactured. The process of making the hologram stamper by electroless plating using the manufactured hologram plate is as described above with reference to FIG. 12.
이와 같이 레이저 빔을 이차원 적으로 주사시켜 홀로그램판을 제작하게 되면, 레이저 빔의 확산각이 작아도 됨으로써 세기(출력)가 작은 레이저로도 대면적의 균일한 홀로그램판을 제작할 수 있는 잇점이 있다.As described above, when a hologram plate is manufactured by scanning a laser beam two-dimensionally, the diffusion angle of the laser beam may be small, so that even a laser having a small intensity (output) may produce a large-scale uniform hologram plate.
이상에서는 마스크를 사용하여 홀로그램 스탬퍼용 홀로그램판을 제작하는 방법을 설명하였으나, 마스크를 사용하지 않고도 광원쪽에서의 산란, 회절 효율을 낮게 하고 광원에서 멀어질수록 산란, 회절 효율을 높은 홀로그램 도광판이 제작될 수 있다. 이제부터는 이러한 홀로그램 도광판용 스탬퍼를 제작하는 방법에 대하여 설명한다.In the above, a method of manufacturing a hologram plate for a hologram stamper using a mask has been described. However, a hologram light guide plate having low scattering and diffraction efficiency at a light source side and a scattering and diffraction efficiency as a distance from a light source without using a mask may be manufactured. Can be. A method of manufacturing such a hologram light guide stamper will now be described.
도 14a-14b와 도 15a-15b를 참조하여 마스크를 사용하지 않고 홀로그램판을 제작하는 방법을 설명하면 도 14a와 같은 구성의 경우, 감광제 앞에 설치된 마스크(604)를 제거하고, 감광제(606)가 도포된 기판(605)을 좌우 및 상하의 교대 순으로(도 14b의 ①->②->③->④의 방향) 이동시킬 때 이동 속도를 가변적으로 조절하므로써 현상 후에 홀로그램의 회절 효율을 조절하는 것이다. 즉 이동 속도가 빠른 부분은 현상후 회절 효율이 낮고, 이동속도가 느린 부분은 현상 후 회절 효율이 높게 되어 도 11b와 같이 A->B를 향하여 점차적으로 회절효율이 감소하는 홀로그램판(801')의 제작이 가능하게 된다. 도 15a의 경우에도 감광제 앞에 설치된 마스크(704)를 제거하고, 2차원 주사 장치(706)로 확산판(703) 상에 레이저 빔을 주사시켜 노출할 수 있다. 2차원 주사 장치(706)는 래스터 스캔(raster scan) 또는 벡터 스캔(vector scan)이 모두 가능하기 때문에 필요에 따라 주사 방향을 선택할 수 있다.Referring to FIGS. 14A-14B and 15A-15B, a method of manufacturing a hologram plate without using a mask will be described. In the case of the configuration as illustrated in FIG. 14A, the mask 604 provided in front of the photosensitive agent is removed, and the photosensitive agent 606 is removed. The diffraction efficiency of the hologram is adjusted after development by variably adjusting the moving speed when the coated substrate 605 is moved in the order of left and right and up and down alternately (direction of ①-> ②-> ③-> ④ of FIG. 14B). . That is, the fast moving part has a low diffraction efficiency after development, and the slow moving part has a high diffraction efficiency after development, and thus the hologram plate 801 'gradually decreases toward A-> B as shown in FIG. 11B. Can be made. In the case of FIG. 15A, the mask 704 provided in front of the photosensitive agent may be removed, and the laser beam may be scanned and exposed on the diffuser plate 703 by the two-dimensional scanning apparatus 706. Since the two-dimensional scanning apparatus 706 is capable of both a raster scan or a vector scan, the scanning direction can be selected as necessary.
도 15b에 예시되어 있는 바와 같이, 레이저 빔을 A->B, C->D 방향으로(도 15b의 ①->②->③->④의 방향) 교대로 주사 시킬 때, 2차원 주사 장치를 제어하여 레이저 빔의 주사 속도를 가변적으로 조절하므로써 현상 후에 홀로그램의 회절 효율을 조절하는 것이다. 즉 주사 속도가 빠른 부분은 현상후 회절 효율이 낮고, 주사 속도가 느린 부분은 현상 후 회절 효율이 높게 되어 도 11b와 같이 A->B를 향하여 점차적으로 회절효율이 감소하는 홀로그램판(801')의 제작이 가능하게 된다. 이와 같이 제작된 홀로그램판을 사용하여 무전해 도금하여 홀로그램 스탬퍼를 만드는 과정은 도 12를 참조하여 위에서 설명한 바와 같다.As illustrated in FIG. 15B, the two-dimensional scanning apparatus when the laser beams are alternately scanned in the A-> B and C-> D directions (the directions of ①-> ②-> ③-> ④ in FIG. 15B). It is to control the diffraction efficiency of the hologram after development by controlling the scanning speed of the laser beam variably. That is, the portion of the fast scanning speed has a low diffraction efficiency after development, and the portion of the slow scanning speed has a high diffraction efficiency after development, so that the diffraction efficiency gradually decreases toward A-> B as shown in FIG. 11B. Can be made. The process of making the hologram stamper by electroless plating using the manufactured hologram plate is as described above with reference to FIG. 12.
<실시예 2><Example 2>
이하에서는 도 6를 참조하여, 본원 발명에 대한 제2 실시예를 설명한다.Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 6.
제2 실시예에서 사용할 수 있는 스탬퍼는 종래의 미세 산란 패턴을 가진 것일 수도 있고, 도 10 내지 도 15b를 참조하여 제1실시예에서 설명한 홀로그램 스탬퍼일 수도 있다. 특히, 제2 실시예와 같이 홀로그램 스탬퍼와 도광판 기판 사이에 압력을 가하여 홀로그램을 복제하는 경우에는 홀로그램을 이루는 요철의 높이가 10μm 이하로 되는 것이 바람직하다.The stamper that can be used in the second embodiment may have a conventional fine scattering pattern or may be the hologram stamper described in the first embodiment with reference to FIGS. 10 to 15B. In particular, when replicating the hologram by applying pressure between the hologram stamper and the light guide plate substrate as in the second embodiment, the height of the unevenness forming the hologram is preferably 10 μm or less.
도 6를 참조하여 본 발명에 따른 제2 실시예를 설명하면, 먼저 어떠한 산란 패턴도 형성되지 않은 투명한 도광판 재료가 소정의 도광판 크기로 절단되어 도광판용 기판으로 형성된 후 제1 적재함(217)에 적재되어 있다. 적재장치(201)는 도광판용 기판(210)이 적재된 제1 적재함(217)으로부터 상기 기판(210)을 이송장치(209)에 옮기고, 이송장치에 옮겨진 상기 도광판용 기판(210)이 이송될 때 자외선 경화용 수지(211)를 도포하는 자외선 경화용 수지 도포장치(202)에 의해 도광판용 기판 윗면에 자외선경화용 수지(211)가 도포되며, 제1 자외선 조사기(203)에 의해 액체 상태의 자외선 경화수지가 젤 상태로 가경화 된다. 이렇게 가경화된 자외선 경화수지가 도포된 도광판용 기판은 가이드 롤러(204)들에 의해 미세 산란 패턴 또는 홀로그램을 형성시키는 스탬퍼(206)가 부착된 가압 롤러(205)로 향하게 되고, 상기 가압 롤러(205)는 가압장치(219)에 의해 상기 도광판용 기판에 일정한 압력을 가하게 되어 젤 상태의 자외선 경화 수지에 스탬퍼로 미세 산란 패턴 또는 홀로그램을 형성시킨다. 스탬퍼(206)가 가압될 때, 동시에 제2 자외선 조사기(213)로 미세 산란 패턴 또는 홀로그램이 형성되는 젤 상태의 자외선 경화 수지에 자외선을 조사하여 젤 상태의 자외선 경화 수지를 더욱 더 경화시킨다. 이와 같이 미세 산란 패턴 또는 홀로그램이 형성된 도광판이 이송장치(215)에 의해 하역장치(208)로 이송하는 중에 다시 제3 자외선 조사기(207)로 자외선을 조사하여 도광판 상에 미세 산란 패턴 또는 홀로그램이 형성된 자외선 경화수지를 완전히 경화시키고 하역장치(208)로 미세 산란 패턴 또는 홀로그램이 형성된 도광판을 제2 적재함(218)에 적재한다. 상기의 자외선 조사기들(203, 213, 207)은 자외선 램프(212)와 반사갓(214)으로 구성되어 자외선이 반사갓에 의해 도광판 윗면에 선형으로 집속되게 하므로써 조사되는 부위 이외에 자외선 경화수지는 영향을 받지 않게 한다.Referring to FIG. 6, a second embodiment according to the present invention will be described. First, a transparent light guide plate material in which no scattering pattern is formed is cut to a predetermined light guide plate size and formed into a light guide plate substrate, and then loaded into a first loading box 217. It is. The stacking device 201 transfers the substrate 210 to the transfer device 209 from the first stacking box 217 on which the light guide plate substrate 210 is loaded, and transfers the light guide plate substrate 210 transferred to the transfer device. UV curing resin 211 is applied to the upper surface of the light guide plate by the UV curing resin coating device 202 for applying the UV curing resin 211, the first ultraviolet irradiator 203 The UV curable resin is temporarily cured to a gel state. The substrate for a light guide plate coated with the UV curable resin thus hardened is directed to a pressure roller 205 to which a stamper 206 is attached to form a fine scattering pattern or a hologram by the guide rollers 204. 205 is applied to the light guide plate substrate by a pressure device 219 to form a fine scattering pattern or hologram with a stamper on the UV curable resin in the gel state. When the stamper 206 is pressurized, the ultraviolet ray cured resin in a gel state in which a fine scattering pattern or a hologram is formed is simultaneously irradiated with the second ultraviolet irradiator 213 to further cure the ultraviolet ray cured resin in a gel state. As such, the light guide plate having the fine scattering pattern or the hologram is irradiated with ultraviolet rays to the third ultraviolet irradiator 207 while the light guide plate having the fine scattering pattern or the hologram is transferred to the unloading device 208 to form the fine scatter pattern or the hologram on the light guide plate. The ultraviolet curable resin is completely cured, and the light guide plate on which the fine scattering pattern or the hologram is formed is loaded into the second loading box 218 by the unloading device 208. The ultraviolet irradiators 203, 213, and 207 are composed of an ultraviolet lamp 212 and a reflector 214 so that the ultraviolet curable resin is not affected in addition to the irradiated portion by concentrating ultraviolet rays linearly on the upper surface of the light guide plate by the reflector. Do not
<실시예 3><Example 3>
이하에서는 도 7을 참조하여, 본원 발명에 대한 제3 실시예를 설명한다.Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 7.
제3 실시예에서 사용할 수 있는 스탬퍼는 종래의 미세 산란 패턴을 가진 것일 수도 있고, 도 10 내지 도 15b를 참조하여 제1 실시예에서 설명한 홀로그램 스탬퍼일 수도 있다. 특히, 제3 실시예와 같이 홀로그램 스탬퍼와 도광판용 기판 사이에 압력을 가하여 홀로그램을 복제하는 경우에는 홀로그램을 이루는 요철의 높이가 10μm 이하로 되는 것이 바람직하다.The stamper that can be used in the third embodiment may have a conventional fine scattering pattern or may be the hologram stamper described in the first embodiment with reference to FIGS. 10 to 15B. In particular, when replicating the hologram by applying pressure between the hologram stamper and the light guide plate substrate as in the third embodiment, the height of the unevenness forming the hologram is preferably 10 μm or less.
먼저 도 7을 참조하여 본 발명에 따른 제3 실시예를 설명하면, 먼저 어떠한 산란 패턴도 형성되지 않은 투명한 도광판 재료가 소정의 도광판 크기로 절단되어 도광판용 기판으로 형성된 후 제1 적재함(311)에 적재되어 있다. 적재장치(301)는 도광판용 기판(306)이 적재된 제1 적재함(311)으로부터 상기 도광판용 기판(306)을 이송장치(305)에 옮기고, 이송장치(305)에 옮겨진 상기 도광판용 기판(305)은 이송 장치에 의해 이송되고, 가이드 롤러(307)들에 의해 미세 산란 패턴 또는 홀로그램을 형성시키는 스탬퍼(300)가 부착된 제1 가압 롤러(303)로 향하게 된다. 상기 도광판용 기판이 제1 가압 롤러로 들어가기 전에 예열 장치(302)가 가열에 의한 도광판의 휨을 방지하기 위해 도광판용 기판의 윗면과 밑면을 동시에 예열하고, 예열된 상기 도광판용 기판은 스탬퍼가 부착되고 상기 도광판용 기판에 열을 가하기 위해 가열 장치(308)가 내장된 제1 가압 롤러(303)와, 제1 가압 롤러의 반대편에서 맞물려 상기 도광판용 기판을 지지하면서 도광판용 기판 밑면에 열을 가하기 위해 가열 장치(308)가 내장된 제2 가압 롤러(313) 사이를 통과하게 되고, 상기 제1 가압 롤러에 설치된 제1 가압장치(314)와 상기 제2 가압 롤러에 설치된 제2 가압장치(315)에 의해 상기 도광판에 양쪽으로 일정한 압력을 가하게 되어 도광판의 휨을 방지하면서 제1 가압 롤러(303)에 부착된 스탬퍼로 상기 도광판용 기판 윗면에 미세 산란 패턴 또는 홀로그램을 형성시킨다. 이와 같이 미세 산란 패턴 또는 홀로그램이 형성된 도광판이 이송장치(309)에 의해 하역장치(304)로 이송되고, 하역장치(304)가 미세 산란 패턴 또는 홀로그램이 형성된 도광판을 제2 적재함(310)에 적재한다.First, a third embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. 7. First, a transparent light guide plate material in which no scattering pattern is formed is cut to a predetermined light guide plate size and formed as a light guide plate substrate. It is loaded. The loading device 301 transfers the light guide plate substrate 306 to the transfer device 305 from the first loading box 311 on which the light guide plate substrate 306 is loaded, and transfers the light guide plate substrate transferred to the transfer device 305. 305 is conveyed by the conveying device and directed by the guide rollers 307 to the first pressure roller 303 to which the stamper 300 is attached which forms a fine scatter pattern or hologram. Before the light guide plate substrate enters the first pressure roller, the preheating device 302 simultaneously preheats the top and bottom surfaces of the light guide plate substrate to prevent bending of the light guide plate by heating, and the preheated substrate for the light guide plate has a stamper attached thereto. In order to apply heat to the light guide plate substrate while supporting the light guide plate substrate by engaging the first pressure roller 303 with a heating device 308 therein and opposite the first pressure roller to heat the light guide plate substrate. The heating device 308 is passed between the second pressure roller 313 is built-in, the first pressure device 314 provided on the first pressure roller and the second pressure device 315 installed on the second pressure roller 315 By applying a constant pressure to both sides of the light guide plate by a second to prevent the bending of the light guide plate with a stamper attached to the first pressure roller 303, a fine scattering pattern or hole log on the upper surface of the light guide plate substrate Form the ram. As such, the light guide plate having the fine scattering pattern or the hologram is transferred to the unloading device 304 by the transfer device 309, and the unloading device 304 loads the light guide plate on which the fine scattering pattern or the hologram is formed in the second loading box 310. do.
<실시예 4><Example 4>
이하에서는 도 8을 참조하여, 본원 발명에 대한 제4 실시예를 설명한다.Hereinafter, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 8.
제4 실시예에서 사용할 수 있는 스탬퍼는 종래의 미세 산란 패턴을 가진 것일 수도 있고, 도 10 내지 도 15b를 참조하여 제1 실시예에서 설명한 홀로그램 스탬퍼일 수도 있다. 특히, 제4 실시예와 같이 홀로그램 스탬퍼와 도광판용 기판 사이에 압력을 가하여 홀로그램을 복제하는 경우에는 홀로그램을 이루는 요철의 높이가 10μm 이하로 되는 것이 바람직하다.The stamper that can be used in the fourth embodiment may have a conventional fine scattering pattern or may be the hologram stamper described in the first embodiment with reference to FIGS. 10 to 15B. In particular, when replicating the hologram by applying pressure between the hologram stamper and the light guide plate substrate as in the fourth embodiment, the height of the unevenness forming the hologram is preferably 10 μm or less.
도 8을 참조하여 본 발명에 따른 제4 실시예를 설명하면, 먼저 어떠한 산란 패턴도 형성되지 않은 투명한 도광판 재료가 소정의 도광판 크기로 절단되어 도광판용 기판으로 형성된 후 제1 적재함(412)에 적재되어 있다. 적재장치(400)는 도광판용 기판(409)이 적재된 제1 적재함(412)으로부터 상기 도광판용 기판(409)을 이송장치(406)에 옮기고, 이송장치에 옮겨진 상기 도광판용 기판(409)은 이송 장치에 의해 이송되고, 가이드 롤러(402)들에 의해 미세 산란 패턴 또는 홀로그램을 형성시키는 스탬퍼(404)가 부착된 제1 가압 롤러(403)로 향하게 된다. 상기 도광판용 기판이 제1 가압 롤러로 들어가기 전에 미세 산란 패턴 또는 홀로그램 형성이 잘되도록 휘발성 용융제 도포장치(401)로 휘발성의 도광판 용융제(407)를 도포하여 도광판용 기판의 윗 표면을 얇게 녹이고, 상기의 휘발성 용융제(407)가 도포된 도광판용 기판을 스탬퍼(404)가 부착되고 상기 도광판용 기판에 열을 가하기 위해 가열 장치(410)가 내장된 제1 가압 롤러(403)와, 제1 가압 롤러의 반대편에서 맞물려 상기 도광판용 기판을 지지하면서 도광판용 기판 밑면에 열을 가하기 위해 가열 장치(410)가 내장된 제2 가압 롤러(414) 사이를 통과하게 한다. 상기 제1 가압 롤러에 설치된 제1 가압장치(415)와 상기 제2 가압 롤러에 설치된 제2 가압장치(416)에 의해 상기 도광판용 기판에 양쪽으로 일정한 압력을 가하게 되어 도광판의 휨을 방지하면서 제1 가압 롤러(403)에 부착된 스탬퍼로 상기 도광판용 기판 윗면에 미세 산란 패턴 또는 홀로그램을 형성시킨다. 미세 산란 패턴 또는 홀로그램이 도광판용 기판에 형성될 때 상기 도광판용 기판 상에 도포된 휘발성의 도광판 용융제(407)는 가열 발생 장치(410)로 가열된 제1 가압 롤러의 열 때문에 모두 증발하게 된다. 이와 같이 미세 산란 패턴 또는 홀로그램이 형성된 도광판은 이송장치(408)에 의해 이송되고, 하역장치(405)로 미세 산란 패턴 또는 홀로그램이 형성된 도광판을 제2 적재함(411)에 적재한다.Referring to FIG. 8, a fourth embodiment of the present invention will be described. First, a transparent light guide plate material having no scattering pattern formed is cut into a predetermined light guide plate size and formed into a light guide plate substrate, and then loaded into a first loading box 412. It is. The stacking device 400 transfers the light guide plate substrate 409 to the transfer device 406 from the first stacking box 412 on which the light guide plate substrate 409 is loaded, and the light guide plate substrate 409 transferred to the transfer device is It is conveyed by the conveying device and directed by the guide rollers 402 to the first pressure roller 403 to which the stamper 404 is attached which forms a fine scatter pattern or hologram. Before the light guide plate substrate enters the first pressure roller, a volatile light guide plate melter 407 is coated with a volatile melt spreader 401 to form a fine scattering pattern or hologram to melt the upper surface of the light guide plate substrate thinly. A first pressure roller 403 having a stamper 404 attached to the light guide plate substrate to which the volatile melter 407 is applied, and a heating device 410 embedded therein to heat the light guide plate substrate; 1 is engaged on the opposite side of the pressure roller to support the substrate for the light guide plate while passing between the second pressure rollers 414 in which the heating device 410 is embedded to heat the bottom surface of the light guide plate substrate. The first pressing device 415 provided on the first pressure roller and the second pressing device 416 provided on the second pressing roller apply a constant pressure to both sides of the light guide plate substrate to prevent bending of the light guide plate. The stamper attached to the pressure roller 403 forms a fine scattering pattern or hologram on the upper surface of the light guide plate substrate. When the fine scattering pattern or hologram is formed on the light guide plate substrate, the volatile light guide plate melt agent 407 applied on the light guide plate substrate is all evaporated due to the heat of the first pressure roller heated by the heat generating device 410. . The light guide plate on which the fine scattering pattern or the hologram is formed is transferred by the transfer device 408, and the light guide plate on which the fine scattering pattern or the hologram is formed is loaded on the second loading box 411 by the unloading device 405.
앞에서는 본원 발명의 기술적 특징이 특정한 실시예를 중심으로 설명되었으나, 본원 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이라면 본 발명에 따른 기술적 사상의 범위내에서도 여러 가지 변형 및 수정을 가할 수 있음은 명백하다. 예를 들어 도 6에서 자외선 조사기(213)의 작동시간 및 강도를 조정하여 자외선 경화 수지의 가경화 및 완전 경화를 위한 자외선 조사기(203, 207)를 제거할 수 있다. 또한, 도 10에서 예열 기능을 위한 예열 장치의 종류를 변화시키는 것도 가능하며, 예를 들어 열풍 또는 열선 또는 가열램프 등을 사용할 수 있다. 도 11에서는 휘발성 용융제 투입 장치의 종류를 변화시킬 수 있으며, 예를 들어 커튼 코팅 방식, 롤러 코팅 방식 등으로 변형할 수 있다.Although the technical features of the present invention have been described with reference to specific embodiments, those skilled in the art to which the present invention pertains may make various changes and modifications within the scope of the technical idea according to the present invention. It is obvious. For example, in FIG. 6, the operating time and the intensity of the ultraviolet irradiator 213 may be adjusted to remove the ultraviolet irradiators 203 and 207 for temporary curing and complete curing of the ultraviolet curable resin. In addition, it is also possible to change the type of preheating device for the preheating function in FIG. In FIG. 11, the type of the volatile melt additive may be changed, and for example, may be modified by a curtain coating method, a roller coating method, or the like.
또한 도 14 및 15에서 레이저 빔의 직경을 5 ~ 20 mm로 확대한다고 하였으나 사용된 레이저의 빔의 세기에 따라 빔의 직경을 상기의 직경보다 크거나 작게 하는 것도 가능하며, 레이저 빔의 주사 방향 및 방법의 변화를 줄 수 있고, 확산판과 감광제가 도포된 기판 사이의 거리를 조절하여 원하는 홀로그램 효율을 얻을 수 있다.In addition, although the diameter of the laser beam is enlarged to 5 to 20 mm in FIGS. 14 and 15, the diameter of the beam may be larger or smaller than the diameter according to the intensity of the laser beam used. It is possible to vary the method and to obtain the desired hologram efficiency by adjusting the distance between the diffuser plate and the photosensitive agent coated substrate.
본 발명에 따른 도광판 제조 장치 및 방법에 의해 도광판을 제작하면 도광판의 제작 시간이 짧을 뿐만 아니라 제작도 용이하고, 불량률도 줄일 수 있어, 이러한 도광판을 포함하는 평판 조명장치의 제작비용을 절감하는 것이 가능하게 된다. 또한, 도광판에 형성하고자 하는 미세 패턴을 완전하게 형성할 수 있다.When the light guide plate is manufactured by the light guide plate manufacturing apparatus and method according to the present invention, not only the manufacturing time of the light guide plate is short, but also easy to manufacture, and the defect rate can be reduced, so that the manufacturing cost of the flat panel lighting device including the light guide plate can be reduced. Done. In addition, the fine pattern to be formed on the light guide plate can be completely formed.
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