(57)【要約】微細粒子の高速噴射によって透明基板の表面に微細な陰刻を刻印する方法で導光板を製造する方法とこれのための装置が開示される。陰刻の分布度は光源位置から遠くなるほどますます増加する。陰刻のグラデーションパターンを得るための第１実施例は微細粒子を高速流れの空気と混合して噴射ノズルを通じて拡散噴射させて透明基板の表面に傾いて入射する方式を利用する。第２実施例は微細粒子を高速流れの空気と混合して一列に配置された多数の噴射ノズルを通じて拡散噴射させて透明基板の幅全体にかけて垂直入射させるものの、噴射ノズルの間隔及び/または噴射量を適切に調整して噴射ノズルをスイングさせる方式を利用する。第３実施例は微細粒子を高速回転する送風機で混合した後、平たい漏斗型であり、出口の幅が透明基板の幅より短くない噴射管を通じて透明基板の表面に垂直入射させるものの、噴射管の出口断面の模様を調整する方式を利用する。微細粒子の噴射量は時間に対して一定に維持されるようにして、このために高速流れの空気と混合のために微細粒子を自由落下方式で投入する。このように加工した透明基板は拡散板が必要なくて、輝度均一性と光效率が優れている。
2005521900.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導光板を製造する方法において、
前記導光板の材料である透明基板を噴射ノズルの出口下を所定の速度で通過するように移送する段階と、
容器に入れられた微細粒子らを単位時間当り一定な量で自由落下させる段階と、及び
自由落下される前記微細粒子らを加圧された高速の流体流れと混合して移送中である透明基板の表面に強制で噴射させることで前記透明基板の表面に所望の分布の陰刻を形成する段階と、を具備することを特徴とする導光板製造方法。
【請求項２】
前記微細粒子を管の内部模様が入口から出口側に行きながら厚さは薄くなって幅は広くなる形象の噴射管を通じて噴射させることを特徴とする請求項１に記載の導光板製造方法。
【請求項３】
噴射される微細粒子群が、幅が長くて厚さが幅に比べて相対的に薄いほぼ帯模様をなすが、前記透明基板に刻まれなければならない陰刻の幅方向に対する分布密度変化の推移が前記帯の幅方向に対する単位面積の変化推移と一致することを特徴とする請求項２に記載の導光板製造方法。
【請求項４】
前記微細粒子は噴射ノズルを通じてほぼ円形ないし楕円形をなしながら拡散噴射されて、前記噴射ノズルはその出口方向が前記透明基板の移送方向とほぼ垂直をなして前記透明基板の表面とは所定角度で傾くように配置されて、噴射された微細粒子の拡散現象によって前記透明基板の表面位置が前記噴射ノズルの出口から遠くなるほど陰刻の密度は減少する形態で陰刻が形成される原理を利用することを特徴とする請求項１に記載の導光板製造方法。
【請求項５】
複数の前記噴射ノズルを前記透明基板の移送方向を横切る方向に一列で配置して隣接噴射ノズルから噴射される微細粒子群が前記透明基板の幅方向に一列で連結されることを特徴とする請求項１に記載の導光板製造方法。
【請求項６】
陰刻分布密度の自然な変化を得るために噴射工程中に前記複数の噴射ノズルを前記透明基板の移送方向を横切る方向にスイングさせることを特徴とする請求項５に記載の導光板製造方法。
【請求項７】
隣接する噴射ノズル間の間隔及び/または各噴射ノズルでの噴射量は前記透明基板に刻まなければならない陰刻の分布度に基づいて決まることを特徴とする請求項５に記載の導光板製造方法。
【請求項８】
前記透明基板に衝突された微細粒子らを回収して前記容器にフィードバックさせる段階をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の導光板製造方法。
【請求項９】
前記透明基板の移送方向に対する前記陰刻の分布度によって前記透明基板の移送速度を可変させる段階をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の導光板製造方法。
【請求項１０】
前記容器の下部開口と噴射ノズルとの間に連結された落下管路の所定高さに通孔を形成して前記噴射ノズルを通じて排出される前記高速の流体流れによって形成される低圧雰囲気は前記通孔を通じた外部流体の流入によって前記通孔の上部には伝えないことによって前記微細粒子の自由落下が保障されることを特徴とする請求項１に記載の導光板製造方法。
【請求項１１】
前記容器に入れられた前記微細粒子を虚空に自由落下させて、自由落下される微細粒子を高速流れの空気を作り出す送風装置内に吸いこんで前記高速流れの空気と微細粒子を均一に混合する過程を経って前記微細粒子を噴射することを特徴とする請求項１に記載の導光板製造方法。
【請求項１２】
前記透明基板の表面に形成される前記陰刻の分布密度は光源ランプが設置される位置から遠くなるほど増加することを特徴とする請求項１に記載の導光板製造方法。
【請求項１３】
前記微細粒子は炭化アルミニウム系、炭化珪素系、酸化ジルコニア系、ダイアモンド系粒子でなされるグループのうちから選択されたいずれか一つまたはふたつ以上の組合であることを特徴とする請求項１に記載の導光板製造方法。
【請求項１４】
微細粒子を保存しながら下部出口を通じて単位時間当り一定量の微細粒子を自由落下方式で排出する容器と、
前記容器の下部出口に連結されて前記微細粒子の落下路を提供する連結部材と、
高速の加圧された流体を、管部材を通じて供給する加圧流体供給部と、及び
内部空洞内に前記微細粒子が落下されるように前記連結部材と連結されて、前記加圧流体供給部の管部材が前記空洞の出口近所まで延長配置されて、前記加圧された流体と前記微細粒子を混合して前記空洞まで貫通されている出口を通じて外部に噴射する噴射ノズル部を含んで、
前記連結部材の所定高さに前記落下路内に流体が流入されることができる通孔が形成されて高速噴射によって形成される前記空洞と前記連結部材の低圧雰囲気が前記通孔を通じて流入される流体によって補充されることで前記通孔より高い区間で前記微細粒子が自由落下されるようにすることを特徴とする導光板製造用粒子噴射装置。
【請求項１５】
前記微細粒子の前記容器から排出可否を制御する開閉制御部をさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の導光板製造用粒子噴射装置。
【請求項１６】
微細粒子を保存しながら下部出口を通じて単位時間当り一定量の微細粒子を自由落下方式で排出する容器と、
自由落下される微細粒子を高速の空気と混合して強制移送させる混合移送手段と、及び
入口と出口がすべて開放された管として、前記入口が前記混合移送手段の出口に連結されて、前記管の内部断面模様は出口側に行きながら厚さは薄くなって幅は広くなる式で変わる噴射管を含んで、
前記移送管を通じて流入される高速空気と微細粒子の混合物が前記噴射管の出口を通じて噴射されるようにすることを特徴とする導光板製造用粒子噴射装置。
【請求項１７】
前記微細粒子の前記容器から排出可否を制御する開閉制御部をさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載の導光板製造用粒子噴射装置。
【請求項１８】
前記噴射管の出口を通じて噴射される微細粒子群の断面の厚さを幅方向に対して可変させるための厚さ調節部をさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載の導光板製造用粒子噴射装置。
【請求項１９】
前記厚さ調節部は前記噴射管の出口端の外郭に設置された固定バーと、及び前記固定バーに装置されて前記噴射管出口の所定地点の外面を引っぱるように連結された少なくとも一台のサーボモーターと、を含むことを特徴とする請求項１８に記載の導光板製造用粒子噴射装置。
【請求項２０】
前記厚さ調節部は前記噴射管内に配置されて前記噴射管の通路の一部分を塞いで前記微細粒子群の断面模様を変更させる管路調節部材であることを特徴とする請求項１８に記載の導光板製造用粒子噴射装置。
【請求項２１】
前記混合移送手段は入口と出口がそれぞれ開放されたほぼ立方体の内部空間に回転羽が配置されて前記回転羽を高速で回転させることができるモーターが前記立方体の外部に装置された送風機を一台または多くの台を連結して構成されることを特徴とする請求項１６に記載の導光板製造用入射噴射装置。
【請求項２２】
導光板を製造するための装置において、
前記導光板の原材料である透明基板を移送ライン上に安置して所定の移送速度で前記透明基板を移送する移送装置と、及び
微細粒子を高速の流体流れと混合して、少なくとも一つ以上の噴射管を通じて、移送中である前記透明基板の表面に噴射させて、前記透明基板の表面に陰刻を形成するが、前記微細粒子の噴射量は時間に対して一定であり、前記陰刻は光入射面から遠くなるほど分布密度がだんだん増加する形態で形成する粒子噴射装置と、を具備することを特徴とする導光板製造装置。
【請求項２３】
前記透明基板の移送速度などを含めた前記移送装置の全般的な動作を使用者が設定する条件によって自動で制御する制御部をさらに具備することを特徴とする請求項２２に記載の導光板製造装置。
【請求項２４】
前記移送装置の移送ラインの所定位置に設置されて前記透明基板の通過を検出して前記制御部に提供する少なくとも一つのセンサーをさらに具備することを特徴とする請求項２３に記載の導光板製造装置。
【請求項２５】
前記移送装置の移送ライン上に配置されて側壁と上面によって定義される空間を提供して前記粒子噴射装置を内包して、下部は開放されて前記透明基板が露出され、前記透明基板に衝突した微細粒子が離脱しないで下に落下されるように構成されたチャンバ部と、及び前記チャンバ部の下部に配置されて落下する微細粒子が１ヶ所で集める粒子回収部をさらに具備することを特徴とする請求項２３に記載の導光板製造装置。
【請求項２６】
前記粒子回収部に集まった微細粒子を前記粒子噴射装置の容器にフィードバックさせるフィードバック手段をさらに具備することを特徴とする請求項２５に記載の導光板製造装置。
【請求項２７】
前記チャンバ部と連通されて前記チャンバ部内部の粉塵を吸いこんでフィルタリングする粉塵除去装置をさらに具備することを特徴とする請求項２５に記載の導光板製造装置。
【請求項２８】
前記粒子噴射装置は少なくとも一つの噴射ノズルを通じて前記微細粒子を噴射して、前記噴射ノズルを通じて噴出される前記微細粒子はほぼ円形ないし楕円形をなしながら拡散して、前記噴射ノズルはその出口方向が前記透明基板の移送方向とほぼ垂直をなして前記透明基板の表面とは所定角度傾くように配置されて、噴射された微細粒子の拡散現象によって前記透明基板の表面位置が前記噴射ノズルの出口から遠くなるほど陰刻の密度は減少する形態で陰刻が形成される原理を利用することを特徴とする請求項２２に記載の導光板製造装置。
【請求項２９】
前記粒子噴射装置は複数の噴射ノズルを含んで、前記複数の前記噴射ノズルは前記透明基板の移送方向を横切る方向に一列で配置されて前記透明基板に形成される微細粒子群らが部分的に重畳されながら前記透明基板の幅方向に一列で連結されて、透明基板に刻まなければならない陰刻の分布度に基づいて隣接する噴射ノズル間の間隔及び/または噴射量が決まることを特徴とする請求項２２に記載の導光板製造装置。
【請求項３０】
前記粒子噴射装置は噴射中に前記複数の噴射ノズルは前記透明基板の移送方向を横切る方向にスイングさせて隣接噴射ノズルによる陰刻の分布が自然に変わるようにするスイング手段をさらに含むことを特徴とする請求項２９に記載の導光板製造装置。
【請求項３１】
前記スイング手段は前記各噴射ノズルの垂直位置と水平位置を調整するための垂直位置及び水平位置調整部材と、前記水平位置調整部材に連結されて水平方向の動きを可能にしてくれるガイド部材と、及び前記ガイド部材に動力を提供して前記各噴射ノズルが水平方向にスイング運動をすることができるようにしてくれるサーボモーター部と、を具備することを特徴とする請求項３０に記載の導光板製造装置。
【請求項３２】
前記粒子噴射装置は、微細粒子を保存しながら下部出口を通じて一定量の微細粒子を自由落下方式で排出する容器と、前記容器の下部出口に連結されて前記微細粒子の落下路を提供する連結部材と、高速の加圧された流体を、管部材を通じて排出する加圧流体供給部と、及び内部空洞内に前記微細粒子が落下されるように前記連結部材と連結されて、前記加圧流体供給部の管部材が前記空洞の出口近所まで延長配置されて、前記加圧された流体と前記微細粒子を混合して前記空洞まで貫通されている出口を通じて外部に噴射する少なくとも一つの噴射ノズル部を含んで、前記連結部材の所定高さに前記落下路内に流体が流入されることができる通孔が形成されて高速噴射によって形成される前記空洞と前記連結部材の低圧雰囲気が前記通孔を通じて流入される流体によって補充されることで前記通孔より高い区間で前記微細粒子が自由落下されるようにすることを特徴とする請求項２２に記載の導光板製造装置。
【請求項３３】
前記粒子噴射装置は、微細粒子を保存しながら下部出口を通じて一定量の微細粒子を自由落下方式で排出する容器と、自由落下される微細粒子を高速の空気と混合して移送管を通じて強制移送させる混合移送手段と、及び入口と出口がすべて開放された管であり、前記入口が前記混合移送手段の出口に連結されて、前記管の内部断面模様は出口側に行きながら厚さは薄くなって幅は広くなる式に変わる噴射管を含んで、前記移送管を通じて流入される高速空気と微細粒子の混合物が前記噴射管の出口を通じて噴射されるようにすることを特徴とする請求項２２に記載の導光板製造装置。
【請求項３４】
前記粒子噴射装置は前記噴射管の出口を通じて噴射される微細粒子群の断面の厚さを幅方向に対して可変させるための厚さ調節部をさらに含むことを特徴とする請求項３３に記載の導光板製造装置。
【請求項３５】
前記粒子噴射装置は前記透明基板の移送ラインに沿って複数台が設置されることを特徴とする請求項３３または３４に記載の導光板製造装置。
【請求項３６】
前記混合移送手段は入口と出口がそれぞれ開放されたほぼ立方体の内部空間に回転羽が配置されて前記回転羽を高速で回転させることができるモーターが前記立方体の外部に装置された送風機を一台または多くの台を連結して構成されることを特徴とする請求項３３に記載の導光板製造装置。
【請求項３７】
前記粒子噴射装置は前記微細粒子の前記容器から排出可否を制御する開閉制御部をさらに含むことを特徴とする請求項３１または３３に記載の導光板製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は導光板(light guide panel)に関し、特に、導光板の製造方法とこれのための製造装置及び粒子噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
導光板はバックライトユニットを構成する核心要素中の一つである。バックライトは管型ランプの光を平面光源の光に変換する装置であり、ＬＣＤ(liquid crystal display)パネルの光源、あるいは広告ディスプレー装置の光源のように平面光源を必要とする装置に広く適用されている。
【０００３】
バックライトユニットを構成する方式は光源の位置によって大きく、光出射面のすぐ下に光源を位置させて面発光が可能なようにさせた直下方式と光線を導波させるための導光板を使って導光板の側面に光源を位置させる導光板方式で区分することができる。本発明は導光板方式に適用される。
【０００４】
従来の導光板方式のバックライトユニットは管型蛍光ランプを含めて、反射シート、導光板、拡散シート、プリズムシートのようなシート類と、この部品を一つのユニットに束ねるモールドフレームなどで構成される。そのうちで、導光板は透明なアクリル板を利用して側面のランプから発散される光を受け入れて、アクリル表面の特殊なパターンによって放射される光の経路を前面に向けるようにする核心的な部品である。反射シートは導光板の下面に抜け出る光を再び反射させて導光板内に戻す機能を遂行する。拡散シートは導光板の前面上に位置して導光板の前面から一定な方向に出射される光を散乱させて導光板の前面の全般にわたって均一に広がるようにする機能を担当する。プリズムシートは拡散シートから出る光を屈折、集光させてバックライト表面で輝度を上昇させる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の導光板製造技術の一つとして、シルクスクリーン印刷方式がある。この方式は導光板の下部面にシルクスクリーン印刷方式でドットを形成してこのなかに小さなガラスビードを含ませることで光がガラスビードの表面から散乱されて、散乱された光が上部面を通過するようにする方式である。この方式は数十年間使って来た技術として比較的安定した技術であるが、フィルムの解像度、製板作業時にガーゼの種類と張力、角度などが印刷しようとする導光板のドットサイズ及びピッチと緊密に関係があって、これらの係わり合いを糾明して調節するのに多くのノウハウを要する。また、印刷工程が複雑で印刷過程で多くの不良を誘発させている。導光板製造の他の従来技術として、工作機械を利用して導光板にＶ形象のきずを直接作るＶ−カット(Ｖ−ＣＵＴ)方式が知られている。
【０００６】
ところが、ドット印刷方式やＶ−カット方式で製造された導光板を使ったら散乱された光が直接目に入って来るため、導光板に形成されたパターンの模様がそのまま映るようになる。このような問題点を最小化するか、あるいは無くすためにポリマー材料を基本として両面に小さなガラスビード粒子らが混合された拡散シート、そしてプリズムシートのようなシート類をともに使用する。拡散シートを使用すると、光を適当な量で広がるようにするので、輝度の均一性を上昇させることができる。しかし、普通拡散シートの光透過率が約６８％程度であるため、拡散シートなどを採用する場合に光效率が悪くなる。光效率を高めるためには拡散シートなどを使わなくても良い導光板が要求される。
【０００７】
最近では、導光板材料である透明樹脂基板を作る金型の表面にレーザー加工、サンドブラスト、または、エロージョンなどを利用して光散乱機能を有する導光板をすぐ射出する方法で相当な部分研究が進行されている。ところで、導光板の製造と関連された市場の要求は導光板から出射される光の輝度分布の均一性及び安全性を達成することと、導光板生産の自動化による大量生産体系の確保とそれによる生産原価の低下を達成することである。しかし、従来の導光板製造技術はこのような要求を立派に満足させることはできないのが実情である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、透明基板の表面に微細陰刻を光源の設置位置を考慮したグラデーションパターンで刻む方式で導光板を製造することで、優れた輝度均一性と光效率を得ることができる導光板の製造方法とこれのための粒子噴射装置及び製造装置を提供することを目的とする。また本発明は、また製造工程を自動化することで、大量生産に好適な導光板製造方法と、これのための粒子噴射装置及び製造装置を提供することを他の目的とする。
【０００９】
前記のような目的を達成するための本発明によると、微細粒子の高速噴射によって透明基板の表面に微細な陰刻を刻印する方法で導光板を製造する。粒子は基板面に傾くように、または垂直に噴射されて、微細陰刻は光入射面から遠くなるほど分布密度及び/または大きさや深さなどがだんだん増大されるように形成される。
【００１０】
本発明による導光板製造方法は、前記導光板の材料である透明基板を噴射ノズルの出口下を所定の速度で通過するように移送する段階と、容器に入れられた微細粒子らを単位時間当り一定な量で自由落下させる段階と、及び自由落下される前記微細粒子らを加圧された高速の流体の流れと混合して移送中である透明基板の表面に強制に噴射させることで、前記透明基板の表面に所望の分布の陰刻を形成する段階と、を具備する。
【００１１】
本発明の導光板製造方法の一実施例によると、前記微細粒子は噴射ノズルを通じてほぼ円形ないし楕円形をなしながら拡散噴射されて、前記噴射ノズルはその出口方向が前記透明基板の移送方向とおおよそ垂直をなして、前記透明基板の表面とは所定角度傾くように配置されて、噴射された微細粒子の拡散現象によって前記透明基板の表面位置が前記噴射ノズルの出口から遠くなるほど陰刻の密度は減少する形態で陰刻が形成される原理が利用される。
【００１２】
本発明の導光板製造方法の他の実施例によると、複数の前記噴射ノズルを前記透明基板の移送方向を横切る方向に一列で配置して隣接噴射ノズルから噴射される微細粒子群が前記透明基板の幅方向に一列で連結される。また、陰刻分布密度の自然な変化を得るために噴射工程中に前記複数の噴射ノズルを前記透明基板の移送方向を横切る方向にスイングさせる。
【００１３】
本発明の導光板製造方法のまた他の実施例によると、前記微細粒子を管の内部模様が入口から出口側に行きながら厚さは薄くなり、幅は広くなる形象の噴射管を通じて噴射させる。噴射される微細粒子群は幅が長くて、厚さが幅に比べて相対的に薄いおおよそ帯模様をなすが、前記透明基板に刻まれなければならない陰刻の幅方向に対する分布密度の変化推移が前記帯の幅方向に対する単位面積の変化推移と一致するようにする。
上の導光板製造方法は前記透明基板の移送方向に対する前記陰刻の分布度によって前記透明基板の移送速度を可変させる段階をさらに具備することが望ましい。
導光板製造時に、単位時間当り微細粒子の噴射量を一定に維持するのが陰刻の分布密度を制御するのに有利である。上の各実施例の方法は微細粒子を容器から排出する時に自由落下されるようにすることで、単位時間当り微細粒子の噴射量を一定に維持させる。
【００１４】
一方、上のような方法を実行するのに必要な導光板製造用の粒子噴射装置を提供する。これと関連された一実施例によると、微細粒子を保存しながら下部出口を通じて単位時間当り一定量の微細粒子を自由落下方式で排出する容器と、前記容器の下部出口に連結されて前記微細粒子の落下路を提供する連結部材と、高速の加圧された流体を、管部材を通じて供給する加圧流体供給部と、及び内部空洞のなかに前記微細粒子が落下されるように前記連結部材と連結されて、前記加圧流体供給部の管部材が前記空洞の出口近くまで延長され配置されて、前記加圧された流体と前記微細粒子を混合して前記空洞まで貫通されている出口を通じて外部に噴射する噴射ノズル部を含んで、前記連結部材の所定高さに前記落下路のなかに流体が流入されることができる通孔が形成されて高速噴射によって形成される前記空洞と前記連結部材の低圧雰囲気が前記通孔を通じて流入される流体によって補充されることで、前記通孔より高い区間で前記微細粒子が自由落下されるようにする導光板製造用の粒子噴射装置が提供される。
【００１５】
また他の実施例によると、微細粒子を保存しながら下部出口を通じて単位時間当り一定量の微細粒子を自由落下方式で排出する容器と、自由落下される微細粒子を高速の空気と混合して強制移送させる混合移送手段と、及び入口と出口がすべて開放された管として、前記入口が前記混合移送手段の出口に連結されて、前記管の内部断面模様は出口側に行きながら厚さは薄くなり、幅は広くなる式で変わる噴射管を含んで、前記移送管を通じて流入される高速空気と微細粒子の混合物が前記噴射管の出口を通じて噴射されるようにすることを特徴とする導光板製造用の粒子噴射装置が提供される。
【００１６】
さらに、本発明は上のような粒子噴射装置を利用する導光板製造装置を提供する。本発明の導光板製造装置は、前記導光板の原材料である透明基板を移送ライン上に安置して所定の移送速度で前記透明基板を移送する移送装置と、及び微細粒子を高速の流体流れと混合して、少なくとも一つ以上の噴射管を通じて、移送中である前記透明基板の表面に噴射させて、前記透明基板の表面に陰刻を形成するが、前記微細粒子の噴射量は時間に対して一定であり、前記陰刻は光入射面から遠くなるほど分布密度がだんだん増加する形態で形成する粒子噴射装置を具備することを特徴とする。
【００１７】
前記導光板製造装置は、前記透明基板の移送速度などを含めた前記移送装置の全般的な動作を使用者が設定する条件によって自動で制御する制御部をさらに具備することが望ましい。
前記導光板製造装置は、また前記移送装置の移送ラインの所定位置に設置されて前記透明基板の通過を検出して前記制御部に提供する少なくとも一つのセンサーをさらに具備することが望ましい。
【００１８】
さらに、前記導光板製造装置は、前記移送装置の移送ライン上に配置されて側壁と上面によって定義される空間を提供して、前記粒子噴射装置を内包して、下部は開放されて前記透明基板が露出して、前記透明基板に衝突した微細粒子が離脱しないで、下に落下されるように構成されたチャンバ部と、及び前記チャンバ部の下部に配置されて落下する微細粒子が１ヶ所に集める粒子回収部をさらに具備することが望ましい。
【００１９】
またさらに、前記導光板製造装置は、前記粒子回収部に集まった微細粒子を前記粒子噴射装置の容器にフィードバックさせるフィードバック手段をさらに具備することが望ましい。
またさらに、前記導光板製造装置は、前記チャンバ部と連通されて前記チャンバ部内部の粉塵を吸いこんでフィルタリングする粉塵除去装置をさらに具備することが望ましい。本発明の他の特徴と利点は下の詳細な説明と本発明の多様な実施例の特徴を例示する添付する図面を参照すればより明確になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明は、導光板の一側表面に微細な陰刻をグラデーションパターン(gradation pattern)で形成することを追い求める。図１Ａと１Ｂは、本発明の加工方法によって加工された導光板を示すが、陰刻の分布は導光板の光入射方式によって異なる。図１Ａの導光板３０は光入射面が導光板３０の両側面３０ａ、３９ｂの場合であり、図１Ｂの導光板３５は光入射面が導光板の一側面３５ａの場合である。導光板表面３０ｆまたは３５ｆの照度分布を均一にするために、陰刻は光入射面から遠くなるほどその分布密度がだんだん増加する形態で形成することが望ましい。
【００２１】
図２は本発明による導光板３０または３５をその一側面または両側面に光源である冷陰極蛍光灯１０と反射笠１２を付着して、その下面に反射板２０を配置してバックライトユニットを構成した場合を示す。蛍光灯１０から発生された光が導光板３０または３５の下面に形成された陰刻に触れれば、不規則的に散乱されてその一部は前面３４に出射される。陰刻が光源である蛍光灯１０から遠く離れるほどさらに多く形成されるので、導光板の前面３４全体には均一な輝度分布を現わすことができる。
【００２２】
このような陰刻加工のための導光板製造装置の構成と関連して、先ず本発明の第１実施例を説明する。第１実施例の製造装置は図３ないし図５に示されている。第１実施例の製造装置は噴射ノズルを利用する傾斜拡散噴射方式(slantly and diffusively blasting method using injection nozzles)によるが、大きく移送装置１００と一つ以上の粒子噴射装置２００−１、２００−２、２００−３、２００−４を含む。粒子噴射装置の台数は透明基板１４０のサイズによって適切に決めれば良い。
【００２３】
移送装置１００は透明基板１４０を移送バー１２８らで構成される移送ライン上に安置して所定の速度で移送する役割をする。移送装置１００を採用することで、導光板の大量加工が可能である。移送装置１００は通常的な移送システムで構成されることができるが、具体的に移送装置胴体部１３０の適切な位置に移送動力を提供するためのモーター１２６を設置して、胴体部１３０の上部には移送バー１２８をいくつか並んで設置して移送ラインを形成する。移送バー１２８は動力伝達ベルト１２４によってモーター１２６の軸に連結されて、モーター１２６の回転力によって回転して、移送バー１２８上に安置された透明基板１４０は移送ラインに沿って移送される。モーター１２６の回転力を移送バー１２８に伝達する方式はベルト方式の以外にもギア方式を採用することもできる。
【００２４】
移送装置１００上には水平位置調整バー１２２と垂直位置調整部材１２０ａ〜１２０ｄが設置されて、これらによって一台以上の粒子噴射装置２００−１、２００−２、２００−３、２００−４が移送装置上に設置される。各噴射装置の噴射ノズル部１１０ａ〜１１０ｄの上部本体は水平位置調整バー１２２上に装着されて透明基板１４０の移送方向を垂直で横切る方向への位置が調整されることができるし、垂直位置調整部材１２０ａ〜１２０ｄによって噴射ノズル部１１０ａ〜１１０ｄの噴射角を上下に調整することができる。移送装置１００の移送速度は制御されることができるように構成することが望ましい。このためにモーター１２６を駆動する駆動部(図示せず)がモーター１２６の回転速度を制御する機能を具備するか、またはモーター１２６の動力を移送バー１２８に伝達する部分で減速を与える方式を適用することもできる。
【００２５】
図６には本発明による導光板製造に使用される粒子噴射装置２００の例が示されている。粒子噴射装置２００は噴射用粒子２００ｍを保存する容器２００ｎ、容器２００ｎの下端開口と粒子供給管２００ｆとの間に介されて、これらを連結する連結部材２００ｇ、加圧流体供給管２００ｄと粒子供給管２００ｆを通じて圧縮空気または圧縮水のような加圧された流体を供給する加圧流体供給部(図示せず)と連結部材２００ｇに連結される噴射ノズル部１１０を含む。圧縮水は圧縮空気に比べて噴射粒子の直進性をさらに良くさせて、基板に入射が噴射された後にほこりなどが少なく生じるという長所を有する。
粒子噴射装置２００は連結部材２００ｇの上部と容器２００ｎの下端開口との間に介されて、粒子噴射装置２００を運転する時のみに容器２００ｎと連結部材２００ｇとの間を連通させて、その以外の時間には閉鎖を制御する開閉部をさらに含む。この開閉部は、所定位置に穴２００ｉが形成されて噴射用粒子２００ｍがその穴を通じて連結部材２００ｇの貫通孔２００ｘに落下されるようにする開閉板２００ｊと、この開閉板２００ｊを左右に動かして穴２００ｉが閉まるか、開かれるように制御する駆動部２００ｋで構成することができる。駆動部２００ｋは電気的な制御が可能なソレノイドで構成することができる。
特に、連結部材２００ｇはその中間を垂直方向に貫通して容器２００ｎの下端開口と粒子供給管２００ｆを連通させる貫通孔２００ｘと、側面の所定地点で貫通孔２００ｘに連通される通孔２００ｈ、２００ｈ'が形成された構造を有する。
【００２６】
粒子供給管２００ｆは噴射ノズル２００ａの噴射方向を所望のほうに調節することができるように可とう性ホースで作ることが望ましい。この実施例によると、噴射ノズル部１００を設置するにおいて、噴射ノズル２００ａが透明基板１４０の表面に対して直下方を基準に光入射面側に所定角度で傾くように設置される。
【００２７】
噴射ノズル部１１０の構成と関連して、噴射ノズル本体２００ｃは一つの出口と二つの入口が形成されて、そのなかは空洞２００ｙが形成された構造で作られる。本体２００ｃの出口には噴射ノズルカバー２００ｂを媒介として噴射ノズル２００ａが装着される。本体２００ｃの前記出口の反対側に形成された第１入口には圧縮空気、または圧縮水のように加圧された流体が供給される加圧流体供給管２００ｄが挿入されて空洞２００ｙを経って噴射ノズル２００ａの入口まで延長される。本体２００ｃの側面に形成された第２入口には粒子供給管２００ｆとの連通を媒介する粒子供給口２００ｅが締結されている。
【００２８】
このように構成された粒子噴射装置２００を運転する時にはホッパー(図示せず)などに連結された連結管２００ｐを通じて噴射用粒子が供給されて容器２００ｎに一次的に積もるようになって、これと並行して開閉板２００ｊが開いた状態になるので、容器２００ｎの微細粒子は開口２００ｉを通じて連結部材２００ｇの貫通孔２００ｘに自由落下する。特に、貫通孔２００ｘの通孔２００ｈ、２００ｈ'上部区間では噴射用粒子が自由落下する。自由落下した噴射用粒子は加圧流体供給管２００ｄを通じて噴射ノズル２００ａに噴出される圧縮空気や圧縮水のような加圧流体の高速噴出によって惹起される低圧雰囲気によって粒子供給管２００ｆと粒子供給口２００ｅを経って空洞２００ｙに強制に引き込まれて、加圧流体とともに混合して噴射ノズル２００ａを通じて外部に噴出される。
【００２９】
特に、本発明の粒子噴射装置２００は噴射される粒子の量が時間によって常に一定に維持されることができるし、単位時間当り噴射される粒子の量は開口２００ｉの大きさで調節することができるという点が既存の噴射装置に比べて比較優位を有する特性であると言える。噴射ノズル２００ａを通じて噴射される粒子の量が時間に対して常に一定に維持されることができることは、噴射用粒子が容器２００ｎから連結部材２００ｇの貫通孔２００ｘに流入される時、まるで砂時計の原理のように噴射用粒子が垂直方向に自由落下するからである。噴射用粒子が自由落下することができる理由は連結部材２００ｇに設けられた通孔２００ｈ、２００ｈ'のためである。
【００３０】
微細粒子の特性上流動性が良くないから、従来には一般的な噴射方法であるベルヌーイの定理を利用した真空吸入噴射方式を利用した噴射装置が広く利用された、すなわち、噴射用粒子の供給経路に高真空形成を邪魔する外部空気の流入構造が提供されなければ、加圧流体が噴射ノズル２００ａを通じて高速に噴出される時、粒子の供給経路に低圧雰囲気すなわち、高真空が形成されて、これによって生じる圧力差によって容器２００ｎの噴射用粒子には地球重力以外にも開口２００ｉを通じて連結部材２００ｇの貫通孔２００ｘに強制で吸いこもうとする力が強く作用する。この強制吸入力は開口２００ｉから噴射ノズル２００ａまでつながる供給経路全体にかけて作用する。ところで、強制吸入された粒子は供給経路を進行して行く過程で、壁や隣接粒子と衝突しながら摩擦を経験して速度の変化などを起こして、特に加圧流体供給管２００ｄを通じて提供される加圧流体の供給量が時間に対して変わるなどの理由によって噴射ノズル２００ａでは密度が随時に変わって、このような密度変化は供給経路内の圧力の変動をもたらして開口２００ｉから強制吸入される微細粒子の量を不均一にする方式で相互作用をする。その結果、噴射ノズル２００ａから噴射される微細粒子の量や噴射の速度などが均一ではなくなって、透明基板１４０の表面に陰刻をグラデーションパターンで形成するのに困難がある。
【００３１】
しかし、本発明のように連結部材２００ｇに粒子の供給経路と通じる通孔２００ｈ、２００ｈ'を形成しておけば、加圧流体の高速噴出によって惹起される低圧雰囲気が発生しても通孔２００ｈ、２００'を通じて外部から空気がずっと供給、補充されるので、低圧雰囲気は貫通孔２００ｘの通孔２００ｈ、２００ｈの下部までのみに形成されて、その圧力の大きさも従来に比べて高くて、特に貫通孔２００ｘの通孔２００ｈ、２００ｈ'の上部区間(図面で矢印に表示された区間)は全然、低圧雰囲気が形成されなくなって、圧力差による粒子の強制吸入は生じないで重力による自由落下のみが生じる。自由落下された粒子は通孔２００ｈ、２００ｈ'を通りながらは、強制で引き込まれて瞬間的に噴射ノズル２００ａを通じて噴射される。
【００３２】
このような自由落下区間が確保されれば、砂時計の原理のように噴射用粒子が自由落下するので、時間の経過に対して一定な量の粒子が粒子供給管２００ｆに供給されることができて、たとえ加圧流体供給管２００ｄを通じて供給される加圧流体の量が時間に対して変動されるなどの理由によって瞬間的には噴射ノズル２００ａから噴射される微細粒子の量に差があってもある程度の範囲を有する時間の間、微細粒子の量は、常に一定に維持されることができる。だから、透明基板１４０に対する陰刻形成を所望の水準で精密にすることができる。さらに、噴射量は開口２００ｉの大きさを調整することで正確に調節することができる。噴射ノズルを多く設置する場合、各噴射ノズルの噴射量を精密制御するのが容易であるだけでなく、噴射量の制御可能性と噴射量の時間均一性は導光板を大量生産しても品質の均一性、再現性をとても良くすることができる。
【００３３】
再び、図３ないし図５に戻って来て、噴射ノズル部１１０ａ〜１１０ｄはそれの噴射方向が透明基板１４０の移送方向に対してはおおよそ垂直であり、透明基板１４０の表面に対して直下方を基準に光入射面側に所定角度傾くように配置することが望ましい。
導光板加工のための材料としては、例えばアクリルのような透明な樹脂基板１４０が使用されることができるし、本願発明は基板の材料には大きく制限を受けないで広く適用されることができる。
【００３４】
噴射用粒子としては、炭化アルミニウム系、炭化珪素系、酸化ジルコニア系、またはダイアモンド系のような粒子を使用することができるし、使用可能な粒子の例がこれに制限されるのではなくて、透明基板の材質に比べて硬度が高くて陰刻形成が效率的になされることができる粒子なら制限なしに使用されることができる。噴射用粒子は粒子の模様や大きさの均一度が高いものを使用することが望ましい。このような要件に一番好適なものはダイアモンド粒子である。ダイアモンド粒子は流動性が良くて、自由落下を通じた供給が円滑になされて、大きさの均一度が良くて噴射ノズルへの供給過程で自体衝突による粉塵発生の程度が低い。だから、これを使用すると透明基板１４０に刻印される陰刻の形象や大きさが相対的にさらに均一に得られる。
【００３５】
このような装置を利用して透明基板の表面に陰刻加工は次のような手続きで進行される。先ず、透明基板を所望のサイズで切断して移送装置１００の移送ライン上に投入する。移送装置１００を駆動して透明基板１４０を所定の速度で移送しながら、噴射装置２００を作動させて粒子を透明基板１４０上に傾くように噴射する。この時、導光板の角領域が相対的にさらに暗く現われる、いわゆるＨ−ビーム效果を減らすために透明基板１４０の角部分に噴射する時には、移送速度を相対的にさらに遅くして角にさらに多い陰刻が形成されるようにすることを考慮することもできる。陰刻形成工程が終わった基板は洗浄、乾燥及び検査などの工程を経る。
【００３６】
図７Ａと７Ｂは図１Ａに示された導光板３０のように光入射面が二つの対向面１４２a、１４２ｂである導光板を形成するための陰刻形成工程を示す。図７Ａで、便宜上二つの噴射ノズル１１０ａ、１１０ｂが透明基板１４０の移送方向に対して右側半分に粒子を噴射するもののみを示したが、実際には図７Ｂに示されたように他の二つの噴射ノズル１１０ｃ、１１０ｄが透明基板１４０の残り右側半分に対する陰刻形成を担当する。図面には４台の噴射ノズルを採用した場合を示しているが、これは例示的なものに過ぎなくて、採用する噴射ノズルの台数はもちろん加工対象になる透明基板の大きさによってさらに少ないか、または多く決まることができる。
【００３７】
第１噴射ノズル１１０ａと第２噴射ノズル１１０ｂは、ｘｙ平面上で対角線上に位置して、それぞれの噴射領域１４４aと噴射領域１４４ｂはすこし重なりながら、右側半分の半分にかかられるようになる。左側半分を担当する第３及び第４噴射ノズル１１０ｃ、１１０ｄの配置は、第１及び第２噴射ノズル１１０ａ、１１０ｂの配置と対応されるようにする。噴射ノズル１１０ａ〜１１０ｂをこのように配置しながら、光入射面１４２a、１４２ｂから遠くなるほど陰刻の分布がますます増加するようにするための一つの方法として、第１及び第３噴射ノズル１１０ａ、１１０ｃから噴射される単位時間当り粒子数が第２及び第４噴射ノズル１１０ｂ、１１０ｄから噴射される単位時間当り粒子数よりさらに多いようにすることが望ましい。他の方法として、第１及び第３噴射ノズル１１０ａ、１１０ｃの噴射圧力を第２及び第４噴射ノズル１１０ｂ、１１０ｄの噴射圧力よりさらに大きくすることもできる。さらに、粒子の噴射量と噴射ノズルの噴射圧力を調節する上の二つの方式を組み合わせて適用することもできる。
【００３８】
各噴射ノズル１１０ａ〜１１０ｄは、それの噴射方向が上で言及したところのように移送方向に対してはおおよそ垂直であり、透明基板１４０の表面に対しては傾くように設置される。このように噴射方向を傾くようにすれば微細粒子の透明基板１４０に対する入射角が透明基板１４０上の位置が噴射ノズルから遠くなるほどさらに小さくなって、すなわち、(π/２)−θ１>(π/２)−θ２になって微細粒子が透明基板１４０に伝達する力もさらに小さくなる。その結果、噴射された微細粒子が形成した透明基板１４０面の陰刻の大きさと深さも噴射ノズル２００ａから遠くなるほどさらに小さくなる。また、噴射ノズルから噴射された粒子は進行しながら広く広がるので、噴射ノズルから遠くなるほど透明基板１４０の単位面積当たり陰刻の数は少なくなる。したがって、このような方式で陰刻を形成すれば噴射された微細粒子の広がり効果によって両側の光入射面１４０ａ、１４０ｂから内側に行くほど陰刻の密度はだんだん増加する分布が得られる。
【００３９】
図８Ａないし８Ｃは図１Ｂに示されたもののように光入射面が片面１４２ｂである導光板を二台の噴射ノズル１１０ａ'、１１０ｂ'を利用して加工して形成するための陰刻形成工程を示す。もちろん、透明基板１４０'のサイズが小さければ一台の噴射ノズルを採用することもできる。二台の噴射ノズル１１０ａ'、１１０ｂ'を図８Ｂのようにｘｙ平面上に対角線方向に配置するか、または図８Ｃのようにｙ軸方向に一列配置をすることもできる。図８Ｃのように配置する場合、陰刻のグラデーションパターンを得るために第２噴射ノズル１１０ｂ'の噴射圧力及び/または噴射量は第１噴射ノズル１１０ａ'に比べて小さくすることが望ましい。図８Ｃのように配置する場合には、二つの噴射ノズル１１０ａ'、１１０ｂ'の噴射圧力と噴射量は等しく適用することができるし、ただし、噴射角を適切に調節する程度を考慮すれば良い。
【００４０】
次に、本発明の第２実施例に関して説明する。図９は、本発明による導光板製造装置の構成に関する第２実施例を示す。第２実施例は、一列噴射ノズルを利用した垂直拡散噴射方式(perpendicularly and diffusively blasting method using in−lined nozzles)を利用する。この実施例の装置は、前で言及した図３ないし図５に示された製造装置と比べる時、移送装置１００の構成には差がなくて噴射方向が透明基板１４０の表面に対して傾いたものではなく、垂直であるという点で根本的な差を有する。
【００４１】
多数、即ち複数の噴射ノズル３１０ａ〜３１０ｉは移送バー１２８上の移送ラインの進行方向を垂直で横切って一列に配置される。各噴射ノズル３１０ａ〜３１０ｉは、その噴射方向が直下方に向けるように設置して透明基板１４０の表面に対して垂直をなす。また、光入射面から遠くなるほど陰刻の分布度及び/または大きさ(または深さ)が増大する形態で陰刻を形成するための一つの方法として、隣接する噴射ノズル間の間隔は光入射面から遠くなるほどますます細くなるように設置する。図９は、対向する両側面が光入射面である導光板を製造する場合を例示したものであり、両側面に近い噴射ノズル３１０ｈ、３１０ｉの間隔Ｄ２が中間地点の噴射ノズル３１０ｄ、３１０ｅの間隔Ｄ１に比べてさらに広く配置された場合を示す。このような配置に粒子の噴射量や噴射圧力などを各噴射ノズルに対して均一に適用する方式で製造することもできて、他の方法でこのような配置に粒子の噴射量や噴射圧力までもお互いに異なるように適用する方式で製造することもできる。すなわち、噴射ノズルの配置間隔、粒子の噴射量、噴射圧力などは所望の陰刻パターンを得るための目的達成に適切な手段として活用すれば良い。
【００４２】
図９の装置で示されたところのように隣接した噴射ノズルの間には粒子が噴射されない空白領域が生ずることもあるが、このような空白領域を無くして陰刻が均一なグラデーションパターンで形成されるようにするためには、噴射ノズルを左右にスイングさせながら噴射する必要がある。このために各噴射ノズルを水平位置調整バー１２２に一列で固定配置した状態で、この水平位置調整バー１２２をＬＭガイド３５０に固定させて、このＬＭガイド３５０にサーボモーター３６０を結合させる。このような構成によって、所定の時間周期でサーボモーター３６０はＬＭガイド３５０を透明基板１４０の移送方向に対して垂直方向(図では左右)にスイングさせる。これによって各噴射ノズルは透明基板１４０の表面をすべて均一に噴射することができる。
【００４３】
図１０は、このような垂直噴射方式に適用されることができる粒子噴射装置３００の構成を示す。図６の粒子噴射装置２００と異なる点は噴射ノズル３１０が直下方に向けているという点である。具体的に粒子供給口２００ｅは噴射ノズル本体３００ｃの後方に連結されて、加圧流体供給口２００ｄはおおよそ９０度曲がっていて、噴射ノズル本体３００ｃの側面に連結される。このような差異点以外には例えば自由落下方式で粒子が噴射ノズル３１０に供給される点等は図６の粒子噴射装置２００と等しい。
【００４４】
本発明者は大きさが３０９mm x２３６mmであるアクリル樹脂基板を透明基板１４０にして図３ないし図６に示された傾斜噴射方式の製造装置を利用して陰刻形成工程を遂行した。この工程の加工条件は下の表のように適用した。
【表１】
2005521900.tif 000003
【００４５】
図１１はこのような方式でアクリル基板を加工して得た導光板３０表面の三つの所(３０ｘ、３０ｙ、３０zと、図５Ａ参照)で顕微鏡を撮影した写真である。この三つの所に対する分布写真でも分かるように、光入射面３０ａに近いところ３５xは陰刻の分布度が１mm2当たり５４個であるのに比べて、内側地点３５yと３５zではそれぞれ１２０個と１８０個でますます増加する。また、陰刻の大きさも光入射面３０ａから遠くなるほどますますさらに大きくなって陰刻の深さもますます深くなることを確認することができた。
このように製造された導光板にランプを照らせば導光板全体に均一な光輝度を誘導し出すことができる。図１２はこのような加工で完成された導光板に対して両側光入射面４００ａ、４００ｂに光を入射させて導光板表面の照度を測定した結果を示す。照度範囲は最大値７６００ｌｕｘから最小値６８００ｌｕｘ程度に測定されたが、おおよそ１０％程度の照度偏差を示した。
【００４６】
図１３Ａは両側光入射面４００ａ、４００ｂでの距離に対する照度分布を示すが、中間がすこし暗いものとして現われたが、この程度の偏差は無視することができる程度である。また、図１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄは両側光入射面４００ａ、４００ｂでの距離に対する陰刻の大きさ、陰刻の深さ、陰刻の数(すなわち、分布密度)をそれぞれ示すグラフであるが、これを通じて前で言及したところのように陰刻の大きさと深さが光入射面４００ａ、４００ｂから遠くなるほど大きくなるだけでなく、陰刻の分布密度も増加することを確認することができる。
以上では、平板の導光板(flat type light guiding panel)を例にして説明したが、本願発明がこれに限って適用されるものではなくて、くさび型導光板(wedge type light guiding panel)にも適用されることができることは勿論である。
【００４７】
次に、本発明の第３実施例に関して説明する。図１４、１５、１６はそれぞれ本発明の第３実施例による導光板製造装置５００の構成を示す側断面図、正断面図及び平面図である。第３実施例は平たい漏斗型噴射管を利用した垂直噴射方式(perpendicularly blasting method using thin funnel−shaped pipe)を利用するが、図示された導光板製造装置５００は大きく粒子噴射装置５９０と移送装置６００で構成される。
【００４８】
移送装置６００は透明基板５８０を載せた状態で、ある一方向に移送してくれる役割をするが、一般的なコンベヤーシステムで構成することができる。具体的に説明すれば、所定間隔離隔されて並んで延長されて、その外面に移送ベルト６００ｋが巻かれて回る一対のガイドレール６００ｆ、６００ｇが提供される。ガイドレール６００ｇの一側端にはモーター６００ａが設置されて、このモーター６００ａの軸に連結されてモーターの回転力を二つのガイドレール６００ｆ、６００ｇの移送ベルト６００ｋに伝達して回転するようにするギア組立体６００ｂ、６００ｃ、６００ｄが提供される。二つのガイドレール６００ｆ、６００ｇの側面にガイドバー６００ｋ、６００ｍが垂直貫通されて二つのガイドレール６００ｆ、６００ｇを一定な間隔を維持するように取ってくれると同時に外力がガイドレールに加えられる場合、スライディングされながら相互間の間隔調整が正確になされるように支持する。また、二つのガイドレール６００ｆ、６００ｇが間隔調整のためのモーター６００ｇ、６００ｉと、これらモーター６００ｇ、６００ｉの軸方向に延長されてガイドレール６００ｆ、６００ｇにギア結合されたギア軸６００ｈ、６００ｊが提供される。モーター６００ｇ、６００ｉを稼動してギア軸６００ｈ、６００ｉを回転させれば、ガイドレール６００ｆ、６００ｇを引っぱるか、または押すことができて二つのガイドレール６００ｆ、６００ｇの間隔が調節されることができる。二つのガイドレール６００ｆ、６００ｇの間隔は予想される透明基板５８０の最大サイズを収容するように設計されることが望ましい。
透明基板５８０はガイドレール６００ｆ、６００ｇの外面に絡められた移送ベルト６００ｋ上に安置される。微細粒子の強い噴射圧力のため透明基板５８０がしなうことを防止するため、最大噴射圧にもしなわないで耐えることができる下板５８２を移送ベルト６００ｋ上に載せてその上に透明基板５８０を安置することが望ましい。
【００４９】
透明基板５８０に要求される陰刻パターンを形成するためには、移送速度を可変的に制御することができる機能が提供されることが望ましい。このために移送速度の自動制御のための制御部６１０が提供される。さらに、移送ライン上の適当な位置、例えば噴射管５１０の前方及び/または後方に透明基板５８０の通過を感知するためのセンサー５８４a、５８４ｂを設置することが望ましい。制御部６１０は透明基板５８０の移送速度制御にセンサー５８４a、５８４ｂが感知した信号を活用する。
【００５０】
導光板製造工程を完全自動化しようとすれば制御部６１０の機能を拡張する必要がある。すなわち、本発明の装置に提供される各種モーターらを全部サーボモーターで構成して、これらサーボモーターの運転を使用者が設定した運転条件によって自動で制御する機能を具備する制御部６１０によって統制されるように構成することができる。
【００５１】
示された粒子噴射装置５９０の構成を説明する。粒子噴射装置５９０は微細粒子を保存しながら下部の出口５４２を通じて微細粒子を自由落下方式で空中に排出する容器５４０を含む。微細粒子が容器５４０から自由落下されるので、時間に対して微細粒子の供給量と噴射量は常に一定である。この点では前の二つの実施例と共通的である。出口５４２には出口の開閉を制御する開閉制御部５４４が設置されるのが望ましい。運転中である間のみに出口を開放させて微細粒子の排出を許容するためである。この開閉制御部５４４は、例えばソレノイドバルブを利用して構成することができる。また、容器５４０から微細粒子の円滑な排出を誘導するためには、容器５４０を振動させる振動器５４６を容器５４０外壁の適当な地点に設置することが望ましい。
【００５２】
容器５４０から虚空に自由落下する微細粒子は高速流れの空気と均一に混合してなる。このために、高速の空気流れを作り出して出口に排出する装置を利用して、自由落下する微細粒子を入口に吸いこんでその高速流れの空気と均一に混合して出口に強制排出する混合移送手段が提供される。混合移送手段は送風機を利用して構成することができる。図には入口５２２、５３２と出口５２４、５３４がそれぞれ開放されたおおよそ立方体の内部空間に回転羽５２６、５３６が配置されて、この回転羽５２６、５３６に軸が結合されて回転羽５２６、５３６を高速で回転させることができるモーター５２８、５３８が立方体の外部に装置された二台の送風機５２０、５３０を従属連結された構成を示す。モーター５２８、５３８の運転によって回転羽５２６、５３６が高速回転することで、第１送風機５２０の入口５２２の近所に自由落下する微細粒子らは入口５２２に吸い込まれて回転羽５２６にぶつかりながら、高速の空気と混合した状態で右側の出口５２４に排出される。出口５２４にすり抜けて来た空気混合微細粒子らは第２送風機５３０によってもう一度加速されて出口５３４に排出される。図示されたものと異なり、一台の送風機、あるいは三台以上の送風機を利用して混合移送手段を構成することもできる。また、図示しなかったが、自由落下する微細粒子が流入されることができるように上部に開口が形成された管部材と、該管部材の後方に連結されて高速で加圧された空気を管部材の出口側に供給する、例えばコンプレッサーのような空気加圧装置を利用して混合移送手段を構成することもできる。
【００５３】
前の二つの実施例は噴射ノズルを利用したが、本実施例は混合移送手段から排出される微細粒子は平たい漏斗型の噴射管５１０を通じて噴射されるように構成される。噴射管５１０は入口５１２と出口５１０ａがすべて開放された管であり、入口５１２が混合移送手段の出口５３４に連結されて、管の内部断面模様は出口側に行きながら厚さは薄くなって、幅は広くなる式で変わる。噴射管５１０の出口５１０ａは真下に向けられ、その下を透明基板５８０が通過することが望ましい。微細粒子は自由落下された後、高速の空気流れと混合して噴射管５１０を通じて高速に噴射される。混合移送手段から伝達した高速の微細粒子はこのような形象の噴射管５１０を経由するので、出口５１０ａから噴射される微細粒子群が形成する断面模様は噴射管５１０の内部模様、特に、出口５１０ａの断面模様によって規定されることができる。そして、噴射管５１０の微細粒子群の断面模様は透明基板５８０に刻もうとする陰刻の分布パターンによって決まる。工程效率を高めるためには透明基板５８０と噴射管５１０が一回の行き交いで所望の陰刻形成が完了することが望ましい。この点を考慮すれば、噴射管５１０の出口はその幅が透明基板５８０の幅より短くないようにすることが望ましい。
【００５４】
噴射管５１０の出口はそのすぐ下を通過する透明基板５８０の幅全体を横切るように配置されることが望ましい。この時、透明基板５８０の陰刻分布は透明基板表面上の位置によって異なるので、基本的には光源の配置位置から遠くなるほど陰刻の分布密度は高くならなければならない。陰刻の分布密度は単位時間当り噴射管５１０の内部を通過する粒子数に比例するので、陰刻の分布度を管路の模様、すなわち、噴射管５１０の厚さを幅方向に異なるようにすることで調節されることができる。透明基板５８０の厚さを可変的に決めるにおいて、陰刻の分布密度が密な地点に対応される噴射管５１０の厚さは厚くする一方、疎な地点に対応される噴射管５１０の厚さを薄くする。
【００５５】
上のような噴射管５１０の管路厚さ調節はさまざまな方法で具現することができる。一つの方法としては、噴射管５１０の出口５１０ａの厚さを調節することである。このために図１４〜１６に示されたところのように、出口５１０ａのまわりに支持バー５１６を設置して、その上にサーボモーター５１４a、５１４ｂ、５１４ｃを設置して各モーターの軸を出口５１０ａのある一側面、または両側面の所望の地点に連結する。これらサーボモーター５１４a、５１４ｂ、５１４ｃの運転によって出口５１０ａの厚さをふやすか、または減らして所望の形態で調節することができる。噴射管５１０の管路厚さ調節方法の他の方法としては、噴射管５１０の出口５１０ａの厚さはそのまま置いたまま、図１８Ａまたは１８Ｂに示された模様の管路調節部材５１５ａ、５１５ｂを噴射管５１０内に配置して噴射管の管路を所望の模様で遮断する方法である。図１８Ｃ〜１８Ｅは図１４の切断線Ａ−Ａ'で取った噴射管５１０の断面模様である。図１８Ｃは中間が薄くて両側に行くほど厚くなる形象の管路調節部材５１５ａを噴射管５１０内部に二つ設置した場合であり、これによって噴射管５１０の断面模様は中間部分が厚くて両側に行くほど薄くなる模様になる。図１８Ｄは管路調節部材５１５ａを噴射管５１０内壁に一つ設置した時の噴射管５１０の断面模様を示す。また、図１８Ｅは中間が厚くて両側に行くほど薄くなる形象の管路調節部材５１５ｂを噴射管５１０内部に設置した場合の噴射管５１０の断面模様を示す。噴射管５１０には噴射管５１０内の状態観察や管路調節部材の設置のための窓５１１を作ることもできる。
【００５６】
このような粒子噴射装置５９０は作業場の清潔を維持するためにチャンバ５７０内に設置されることが望ましい。チャンバ５７０は移送装置６００の移送ライン上に配置されて側壁と上面によって定義されるおおよそ立方体の空間を提供して、そのなかに粒子噴射装置５９０が設置される。また、チャンバ５７０は下部が開放されて前記透明基板が露出して透明基板５８０に衝突した微細粒子と粉塵の落下を誘導する。
透明基板５８０に微細粒子が衝突する時、粉塵が多く発生してチャンバ５７０内を浮遊するので、適切な粉塵除去のための措置を講ずる必要がある。このためにモーター５６４を回転させてチャンバ５７０に連結された管５６２を通じてチャンバ５７０内の空気を吸いこんで、内部のフィルター(図示せず)を通過させて粉塵をかけて除去する粉塵除去装置５６０を設置することが望ましい。
【００５７】
作業の自動化のためには透明基板５８０に衝突した微細粒子を回収して容器５１０に再びフィードバックさせるのが自動でなされることが望ましい。このためにチャンバ５７０の下部には落下する微細粒子を１ヶ所に集まるように設計されたおおよそ漏斗形象の粒子回収部５５０を設置して、この粒子回収部５５０の出口は回収管５５２を通じて回収ポンプ５５４に連結される。粒子回収部５５０を通じて収去された微細粒子は回収ポンプ５５４のポンピングによって容器５４０の上部まで延長された出口管を通じて容器５４０にフィードバックされる。粉塵や微細粒子の脱出を遮断するため、チャンバ５７０の下部と粒子回収部５５０の上部は透明基板５８０の幅の大きさによって伸ばすか、または減らすことができる折り畳み式カーテン６００ｍで連結する。
チャンバ５７０、微細粒子フィードバックシステム５５０、５５２、５５４、粉塵除去システム５６０、５６４、５６２はそれぞれ前の二つの実施例の装置構成においても適用されることができる。
【００５８】
第３実施例による導光板製造装置５００を利用して透明基板に陰刻形成加工をする場合が図１９Ａと１９Ｂに示されている。図１９Ａは透明基板５８０ａの左右両側面に光源(図示せず)が配置されることが予定された場合の加工方法を示す。この場合は、陰刻の分布密度が透明基板の左右側の角側部分から中間に行くほどますますさらに増加しなければならない。このような分布度を得るために図示されたもののように出口５１０ａは中間部分の厚さが外側部分の厚さに比べてさらに厚い噴射管５１０を利用して、噴射管５１０の厚さが一番厚い部分が透明基板５８０ａの中間部分に対応されるように噴射管５１０を配置する。図１９Ｂは透明基板５８０ｂの左側のみに光源(図示せず)が配置されることが予定された場合の加工方法を示す。この場合には透明基板５８０ｂの右側の角側に行くほど陰刻の分布密度(噴射された微細粒子数)がさらに高くなければならない。このために噴射管５１０の厚さが一番厚い部分が透明基板５８０ｂの右側の角部分に対応されるように配置する。上の二つの場合において、透明基板５８０の幅方向位置による噴射粒子数の関係が図２０Ｂに示されている。
【００５９】
一方、図１９Ａと１９Ｂの例で光源配置を考慮すれば透明基板の上部角と下部角近所の陰刻分布密度は中間部分に比べて相対的にさらに高いものが均一な輝度を得るが、すなわち、前で言及したＨ−ビーム現象を最小化するのに有利である。このような点を考慮して、透明基板５８０の噴射管５１０の下を通過する時の移送速度と関連して、図２０Ａに示されたもののように透明基板５８０の上部角と下部角の近所が通過する時が透明基板５８０の中間部分が通過する時に比べてさらに遅い速度になる必要がある。
【００６０】
以上では、本発明の望ましい実施例を参照して説明したが、本発明は前記実施例に限定されないで本発明の技術的思想の範囲内で多様な改良や変形が可能である。例えば、第３実施例で図面には粒子噴射装置５９０を一つのみを利用するものとして例示されているが、導光板製造の生産性を高めるために移送ラインに沿って粒子噴射装置５９０を複数台配置することもできる。また、これら複数台の粒子噴射装置の噴射管の出口は幅及び/または厚さの模様、すなわち、図２０Ｂのグラフ模様が異なるようにすることもできる。透明基板５８０が出口の厚さ変化が急な噴射管と緩い噴射管を有する各粒子噴射装置を順次に通過するように製造ラインを構成すれば、各粒子噴射装置が相補的に作用して所望の陰刻分布を速かに得ることができるだけでなく、透明基板の多様なサイズ(透明基板５８０のサイズは、例えばＡ４サイズから一辺の長さが数ｍに至るまで多様)にも弾力的な適用が可能な製造ラインを駆逐することができる。また、例えば、粉塵除去装置５６０の設置台数も発生される粉塵量によって多様になることができる。このような改良や変形も本発明に属するということは当業者なら認知することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
以上では、光源ランプの位置を考慮した陰刻のグラデーションパターンを得るため、さまざまな実施例による装置構成と製造方法を説明した。以上で説明されたどの製造方法や製造装置でも自由落下方式で粒子を噴射ノズルに供給することで噴射量を時間に対して均一に維持することができるだけでなく、噴射量を所望の量で精密に制御することができる。
さらに、噴射ノズルの配置間隔、各噴射ノズルの噴射圧力と噴射角などを噴射量などの調節と併用することで、より精密な陰刻加工を保障することができる。
本発明による製造装置は導光板製造工程を自動化して大量生産化するのにたいへん有利である。
【００６２】
本発明は、従来のシルクスクリーン印刷方式やＶ−カット方式で製造された導光板に比べてさまざまな長所を有している。
第一に、とても微細な陰刻がグラデーションパターンで形成されていて、導光板の前面に拡散板を配置しなくても出射面に残像や染みによる偏差がなくて、全面にかけて均一な光輝度を出すことができる。このために本発明による導光板をＬＣＤモニターに適用する場合、拡散板が必要でなくて従来の導光板を採用したものに比べてＬＣＤモニターの明るさがずっと高くなる。また、広告用バックライトに本発明の導光板を適用する場合、拡散板を介させる必要なしに透明フィルムを直接導光板に付着することができるので、さらに鮮やかな広告画面の演出が可能である。また、拡散板の導入を省略するので、導光板をさらにスリムタイプで作ることができる。
【００６３】
第二に、作業の容易性で導光板の大型化が可能である。すなわち、本願発明は移送装置を利用することで、導光板の陰刻加工を連続的にすることができて大量加工が可能である。基板の移送速度を追加的な加工変数で活用することができることは勿論である。従来の方式で大型導光板を製作するためには大型装備と難しい工程らが必要であったが、本発明は大型導光板製作の場合、ノズルの個数を増加させることだけで可能である。
下記の特許請求の範囲に記載した本発明の思想及び領域から脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更させることができる。したがって特許請求範囲の等価的な意味や範囲に属するすべての変化らは全部本発明の権利範囲内に属することを明らかにしておく。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１Ａ】本発明によって微細陰刻が形成された導光板を示す。
【図１Ｂ】本発明によって微細陰刻が形成された導光板を示す。
【図２】本発明によって製造された導光板で構成されたバックライトユニットの一例を示す。
【図３】本発明の第１実施例による導光板製造装置の構成を示した正面図である。
【図４】図３に示された装置の側面図である。
【図５】図３に示された装置のうちで移送装置に透明基板が安置された状態を示した平面図である。
【図６】本発明の導光板製造装置の一部をなす導光板製造用粒子噴射装置の一例を示す。
【図７Ａ】対向する両側面が光入射面である図１ａに示された導光板を加工する過程を説明する図面である。
【図７Ｂ】対向する両側面が光入射面である図１ａに示された導光板を加工する過程を説明する図面である。
【図８Ａ】一側面が光入射面である図１ｂに示された導光板を加工する過程を説明する図である。
【図８Ｂ】一側面が光入射面である図１ｂに示された導光板を加工する過程を説明する図である。
【図８Ｃ】一側面が光入射面である図１ｂに示された導光板を加工する過程を説明する図である。
【図９】本発明の第２実施例による導光板製造装置の構成を示した正面図である。
【図１０】第２実施例に適用されるものであり、導光板製造用粒子噴射装置の変形例を示す。
【図１１】本発明によって実際に加工された導光板で三つのサンプル領域で陰刻の分布を拡大撮影した顕微鏡写真を示す。
【図１２】本発明によって実際に加工された導光板の両側面で光を入射した場合に測定された照度分布度である。
【図１３Ａ】本発明によって実際に加工された導光板において、距離による照度の変化、陰刻の大きさ、陰刻の深さ、陰刻の数をそれぞれ示したグラフである。
【図１３Ｂ】本発明によって実際に加工された導光板において、距離による照度の変化、陰刻の大きさ、陰刻の深さ、陰刻の数をそれぞれ示したグラフである。
【図１３Ｃ】本発明によって実際に加工された導光板において、距離による照度の変化、陰刻の大きさ、陰刻の深さ、陰刻の数をそれぞれ示したグラフである。
【図１３Ｄ】本発明によって実際に加工された導光板において、距離による照度の変化、陰刻の大きさ、陰刻の深さ、陰刻の数をそれぞれ示したグラフである。
【図１４】本発明の第３実施例による導光板製造装置の構成を示した側断面図である。
【図１５】本発明の第３実施例による導光板製造装置の構成を示した正断面図である。
【図１６】図１４に示された導光板製造装置の粒子噴射装置の主要部を示した斜視図である。
【図１７】図１４に示された導光板製造装置を噴射管の出口レベルで見た平面図である。
【図１８Ａ】噴射管の内部に設置される管路調節部材の形象を例示したものである。
【図１８Ｂ】噴射管の内部に設置される管路調節部材の形象を例示したものである。
【図１８Ｃ】管路調節部材が設置された噴射管内部の切断線Ａ−Ａ'で取った断面模様を示す。
【図１８Ｄ】管路調節部材が設置された噴射管内部の切断線Ａ−Ａ'で取った断面模様を示す。
【図１８Ｅ】管路調節部材が設置された噴射管内部の切断線Ａ−Ａ'で取った断面模様を示す。
【図１９Ａ】図１４に示された導光板製造装置を利用して透明基板を加工する場合に、光源が向かい合う両側面に配置される場合といずれか一側面のみに配置される場合の導光板製造方法をそれぞれ示す。
【図１９Ｂ】図１４に示された導光板製造装置を利用して透明基板を加工する場合に、光源が向かい合う両側面に配置される場合といずれか一側面のみに配置される場合の導光板製造方法をそれぞれ示す。
【図２０Ａ】透明基板のサイズ別透明基板の移送距離と移送速度の関係を示す。
【図２０Ｂ】透明基板の幅方向に噴射管の出口断面積の変化を示す。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１３Ｄ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１８Ｃ】
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【図１８Ｄ】
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【図１８Ｅ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【国際調査報告】
2005521900.tif 000037