專利名稱：印模及其制造方法
技術領域：
本發明的示例性實施方式涉及用于進行壓印操作的印模(stamp)以及印模的制造方法。更具體地，本發明的示例性實施方式涉及一種可用來制造平板顯示器中所使用的導光板的印模以及印模的制造方法。
背景技術：
液晶顯示裝置的常見特征在于厚度薄、重量輕和功耗低。因此，液晶顯示裝置已被廣為接受作為監視器、筆記本式計算機、移動電話等。典型的液晶顯示裝置包括液晶顯示面板和背光單元。液晶顯示面板通過控制液晶層的透光率來顯示圖像，并且背光單元設置于液晶顯不面板下方以向液晶顯不面板提供光。背光單元典型地包括導光板和光源。導光板引導由通常設置于導光板側部上的光源產生的光，使得光從導光板朝向液晶顯示面板射出。背光單元可進一步包括光學片。光學片設置于導光板上，以改進從導光板射出的光的光學特性。可替換地，可在導光板的表面上直接形成精細光學圖案，使得導光板自身可用作光學片。具有精細光學圖案的導光板可通過由用于導光板的原材料填充模具并固化該材料而形成。為了在導光板上形成精細光學圖案，典型地使用具有模制圖案的印模。壓印工藝通常包括將印模壓合在導光板的原材料上，同時將該材料加熱至高溫。這種高熱量會導致印模變形或其他損壞。此外，印模的損壞或變形還可能導致精細光學圖案的變形。

發明內容
本發明的示例性實施方式提供一種在制造導光板的過程中可減小或防止變形的印模。本發明的示例性實施方式還提供一種上述印模的制造方法。本發明的示例性實施方式還提供一種采用上述導光板的顯示器。根據本發明的示例性實施方式，印模包括金屬支撐層、圖案形成層和粘附層。金屬支撐層具有第一熱導率。圖案形成層設置于金屬支撐層上并具有其上形成有模制圖案的表面。粘附層設置于金屬支撐層與圖案形成層之間以將圖案形成層結合于金屬支撐層，并且粘附層具有小于第一熱導率的第二熱導率。在一個實施方式中，粘附層可包含纖維增強塑料。在一個實施方式中，粘附層可包含聚合物。在一個實施方式中，圖案形成層可包含鎳。根據本發明的另一示例性實施方式，提供了一種印模的制造方法。在該方法中，在具有第一熱導率的金屬支撐層上設置粘附層。粘附層具有小于第一熱導率的第二熱導率。在粘附層上設置圖案形成層。圖案形成層具有在圖案形成層的第一表面上的模制圖案。將金屬支撐層、粘附層和圖案形成層壓合在一起。
在一個實施方式中，圖案形成層可通過電成形(electrofoming)工藝形成。在一個實施方式中，圖案形成層可通過以下步驟形成形成母板(master)，所述母板具有在母板的表面上的對應于模制圖案的復制圖案；在母板的復制圖案上形成電成形復制層；以及將電成形復制層與母板分離，該電成形復制層具有其上形成有模制圖案的表面。在一個實施方式中，可將電成形復制層的第二表面拋光成基本上平坦。在一個實施方式中，可將金屬支撐層的暴露表面拋光。
在一個實施方式中，粘附層可包含纖維增強塑料。在一個實施方式中，粘附層可包含聚合物。根據本發明的示例性實施方式，具有較高強度的金屬支撐層與圖案形成層結合，從而可提高所形成的印模的強度。因此，可減少或防止在制造導光板的過程中印模的變形以及圖像質量的劣化，從而提高導光板的生產率。此外，粘附層具有相對較低的熱導率。這改善了光學圖案的轉錄(transcription)。


通過參照附圖對本發明的示例性實施方式的詳細描述，本發明的上述和其他特征和優點將變得更顯而易見，附圖中圖I是根據本發明的示例性實施方式的印模的截面圖。圖2A至圖2D是示出圖I所示的印模的制造方法的截面圖。圖3是示出包括圖I所示的印模的用于制造導光板的設備的示意性截面圖。圖4A和圖4B是示出圖3所示的導光板模具的截面圖。圖5是示出由圖3所示的設備制造的導光板的截面圖。
具體實施例方式下面，將參照附圖詳細解釋本發明。圖I是根據本發明的示例性實施方式的印模的截面圖。參照圖1，印模100包括金屬支撐層110、圖案形成層120和粘附層130。金屬支撐層110對應于印模100的最下層，并具有第一熱導率。金屬支撐層110被包括于印模100中并且強度高于圖案形成層120，以便補償圖案形成層120的低強度并提高印模100的機械強度。金屬支撐層110優選地具有緊密結構和高剛度，并且容易被加工成具有鏡面。可用于金屬支撐層110的材料的實例可包括不銹鋼，諸如SUS32。圖案形成層120設置于金屬支撐層110上，并具有形成于第一表面121上的模制圖案P1。模制圖案Pl的形狀對應于導光板的光學圖案的形狀，使得模制圖案Pl與導光板的光學圖案匹配(align)。可用于圖案形成層120的材料的實例可包括鎳。粘附層130設置于金屬支撐層110與圖案形成層120之間，以將圖案形成層120固定于金屬支撐層110，并且粘附層具有小于第一熱導率的相對較低的第二熱導率。由于粘附層130將圖案形成層120牢固地固定于金屬支撐層110，并且由于粘附層130具有相對較低的熱導率，所以相對較少的熱量從圖案形成層120傳遞至金屬支撐層110。可用于粘附層130的材料的實例可包括纖維增強塑料(FRP)、聚合物等，每種材料都具有相對較低的熱導率。例如，纖維增強塑料可包括玻璃纖維。由于根據本發明的示例性實施方式的印模100具有層疊結構，包括具有的強度比圖案形成層120高的金屬支撐層110、圖案形成層120和粘附層130，因而與僅包括圖案形成層的印模相比，印模100的強度可得以提高。因此，可減少和/或防止在形成導光板的過程中可能導致的印模100的變形。從而可提高導光板的生產率。此外，由于上述結構具有相對較低的熱導率，可改善光學圖案的轉錄。在導光板的形成期間，如果印模具有高熱導率，當將低溫印模壓合于導光板的高溫材料上時，該高溫材料迅速冷卻，使得在導光板的外圍區域中光學圖案不會尖銳地形成，因而導致光學圖案的缺陷。但是，根據本發明的示例性實施方式的印模包括具有相對較低的熱導率的粘附層130，從而改善了金屬支撐層110與圖案形成層120之間的熱絕緣 因此，可減少和/或避免光學圖案的缺陷。圖2A至圖2D是示出圖I所示的印模的制造方法的截面圖。參照圖2A，通過電成形工藝形成圖案形成層。例如，制造在一個表面上形成有復制圖案P2的母板200。復制圖案P2對應于圖案形成層的模制圖案。由于模制圖案對應于導光板的光學圖案，因而復制圖案P2與導光板的光學圖案相同。例如，可加工一金屬層以形成形狀與期望的光學圖案相同的復制圖案P2。母板200優選地具有用于電成形工藝的高電導率以及良好的機械加工性能。參照圖2B，在母板200的復制圖案P2上形成電成形復制層120a。電成形復制層120a的第一表面121具有與母板200的復制圖案P2匹配的模制圖案Pl。例如，可將母板200安裝在用于電鍍鎳的電鍍設備上。電鍍層的厚度取決于施加電流的時間和大小，所述電流可根據需要調節。優選地，所形成的電鍍層，即電成形復制層120a，具有足夠的厚度以為之提供足夠的機械強度。參照圖2C，將電成形復制層120a與母板200分離。之后，將電成形復制層120a的與第一表面121相對的第二表面122拋光成基本上平坦,從而形成圖案形成層120b。之后，在金屬支撐層IlOb上設置粘附層130b。該金屬支撐層具有第一熱導率，并且粘附層130具有小于第一熱導率的第二熱導率。在粘附層上設置圖案形成層120b。之后，向金屬支撐層110b、粘附層130b和圖案形成層120b施加熱量和壓力，以形成初級印模IOOa0參照圖2D,將作為初級印模IOOa的最下層的金屬支撐層IlOc的后表面拋光成基本上平坦。之后，沿預定的鋸切線對初級印模IOOa進行切割，使之具有用于制造導光板的模具的期望尺寸。由此，制備好印模100。圖3是示出利用上述印模來制造導光板的設備的示意性截面圖。參照圖3，根據本發明的示例性實施方式的用于制造導光板的設備包括原材料注射部310、本體320、圓輥(cylinder) 330以及導光板模具340。原材料注射部310設置于本體320的側部處，并且通過原材料注射部310將用于導光板的原材料R注射到本體320中。原材料R可包括聚合物，諸如聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)、聚碳酸酯(PC)等。圓輥330設置于本體320中，并通過本體320的一側插入。本體320的相對側通過模具入口 345連接于導光板模具340。此外，本體320可進一步包括用于加熱填充于本體320中的原材料R的供熱部325，以便融化原材料R。圓輥330通過所施加的壓力將融化于本體320中的原材料R注射到導光板模具340 中。導光板模具340填充有通過模具入口 345提供的原材料R，并且原材料R在導光板模具340中固化以形成導光板400。導光板模具340包括印模100。印模100可包括第一印模101和第二印模102，第一印模和第二印模分別對應于導光板的上表面和下表面。第一印模101和第二印模102都具有與圖I所示的印模基本上相同的結構。因此，不必對印模進行任何重復解釋。本領域技術人員將理解，第一印模101和第二印模102中的每個層的形狀、厚度和材料可根據需要調整。
用于制造導光板的設備使用注射模制法來制造導光板，并且將理解以上是對本發明的說明，而不應認為局限于所公開的具體示例性實施方式。對所公開的示例性實施方式以及其他示例性實施方式的更改都將被包括在所附權利要求的范圍內。圖4A和圖4B是示出圖3所示的導光板模具的截面圖，并且圖5是示出由圖3所示的設備制造的導光板的截面圖。參照圖4A、圖4B和圖5,導光板模具340可包括第一模具341、第二模具342、第一印模101和第二印模102。導光板模具340具有可被填充以原材料R以形成導光板的模制空間347。模制空間347介于第一模具341與第二模具342之間。第一印模101嵌入第一模具341中，并且第二印模嵌入第二模具342中以面對第一印模101。分別通過遠離彼此/朝向彼此移動第一模具341和/或第二模具342，第一模具341和第二模具342可彼此分離和彼此結合。當第一模具341和第二模具342彼此結合時，原材料R被壓合，以將導光板400的形狀賦予原材料，并且第一和第二印模101和102的模制圖案Pl被轉錄至導光板400以形成光學圖案P3。接著，可將第一模具341和第二模具342彼此分離，以使導光板400從模制空間347分離。根據采用印模101/102中的一個或兩個，所形成的導光板400在一個表面或兩個表面上具有光學圖案P3。光學圖案P3改善了從導光板400以已知方式射出的光的光學特性。例如，光學圖案P3可具有微棱鏡的形狀，并且根據需要可具有各種形狀。根據本發明的示例性實施方式，具有較高強度的金屬支撐層與圖案形成層結合，從而可提高所形成的印模的強度。因此，可防止在制造導光板的過程中印模的變形以及造成的圖像質量的劣化，從而提高所形成的導光板的質量和有效性。此外，粘附層具有相對較低的熱導率，從而改善了光學圖案的轉錄。以上是對本發明的說明，而不應認為是對本發明的限制。雖然已描述了本發明的幾個示例性實施方式，但本領域技術人員將容易理解，在本質上不脫離本發明的新穎教導和優點的前提下，可對示例性實施方式進行多種更改。因此，所有這些更改都旨在被包括在如所附權利要求所限定的本發明的范圍內。在這些權利要求中，“裝置+功能”的語句旨在覆蓋當執行所引用的功能時本文所描述的結構，并且不僅覆蓋結構的等同物，而且覆蓋等同的結構。因而，將理解以上是對本發明的說明，而不應認為局限于所公開的具體示例性實施方式，并且對所公開的示例性實施方式以及其他示例性實施方式的更改都將被包括在所附權利要求的范圍內。本發明由所附權利要求 限定，其中權利要求的等同物也將被包括在內。
權利要求
1.一種印模,包括 金屬支撐層，具有第一熱導率； 圖案形成層，設置于所述金屬支撐層上，所述圖案形成層具有其上形成有模制圖案的表面；以及 粘附層，設置于所述金屬支撐層與所述圖案形成層之間，以將所述圖案形成層結合于所述金屬支撐層，所述粘附層具有小于所述第一熱導率的第二熱導率。
2.根據權利要求I所述的印模，其中，所述粘附層包含纖維增強塑料。
3.根據權利要求I所述的印模，其中，所述粘附層包含聚合物。
4.根據權利要求I所述的印模，其中，所述圖案形成層包含鎳。
5.—種印模的制造方法，所述方法包括 在具有第一熱導率的金屬支撐層上設置粘附層，所述粘附層具有小于所述第一熱導率的第二熱導率； 在所述粘附層上設置圖案形成層，所述圖案形成層具有在所述圖案形成層的第一表面上的模制圖案；以及 將所述金屬支撐層、所述粘附層和所述圖案形成層壓合在一起。
6.根據權利要求5所述的方法，其中，所述圖案形成層通過電成形工藝形成。
7.根據權利要求6所述的方法，其中，所述圖案形成層的形成包括 形成母板，所述母板具有在所述母板的表面上的對應于所述模制圖案的復制圖案； 在所述母板的復制圖案上形成電成形復制層；以及 將所述電成形復制層與所述母板分離，所述電成形復制層具有其上形成有所述模制圖案的表面。
8.根據權利要求7所述的方法，進一步包括將所述電成形復制層的第二表面拋光成平坦。
9.根據權利要求5所述的方法，進一步包括將所述金屬支撐層的暴露表面拋光。
10.根據權利要求5所述的方法，其中，所述粘附層包含纖維增強塑料。
全文摘要
本發明涉及印模及其制造方法。該印模包括金屬支撐層、圖案形成層和粘附層。金屬支撐層具有第一熱導率。圖案形成層設置于金屬支撐層上且具有其上形成有模制圖案的表面。粘附層設置于金屬支撐層與圖案形成層之間，以將圖案形成層結合于金屬支撐層，并且粘附層具有小于第一熱導率的第二熱導率。因此，可提高印模的強度，并且可減少或防止在制造導光板的過程中印模的變形。
文檔編號B41N1/24GK102729684SQ20121000348
公開日2012年10月17日 申請日期2012年1月6日 優先權日2011年4月11日
發明者李承燁, 柳浩漢, 洪昇杓, 金泰石 申請人:三星電子株式會社