KR100367008B1 - Lcd 장치에서 프리즘 기능을 갖는 도광판 제조 방법 - Google Patents

Lcd 장치에서 프리즘 기능을 갖는 도광판 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 LCD용 평판 디스플레이 장치에서 백라이트(backlight) 구조물의 도광판 제조 방법에 관한 것으로, 그 방법은 얇은 박판(薄板)을 일정수량 적층(積層)하여 정열하되 각각의 박판이 일정한 각도로 기울여지도록 안내하고 고정하는 지그(zig) 및 클랭핑(clamping) 공정과; 경사진 적층박판의 적층단면을 평면으로 절단 또는 면삭가공하고 연마하여 프리즘(prism)면을 경면(鏡面)처리하는 공정과; 끝단이 경면처리된 박판을 바로세워 정열하되 박판의 끝단에서의 형상이 프리즘 요철을 갖도록 배열하여 금형의 코어(core)를 완성하고 이를 금형의 내부에 조립하고 사출하는 공정으로 이루어지되 상기공정에서 얇은 박판을 적층하여 이용하고 이를 일정하게 기울여 적층단면을 평면가공함으로서 프리즘 요철면을 경면처리할 수 있고, 경면처리된 박판을 재정열함으로서 프리즘 요철이 새겨진 금형의 코어를 완성하는 것을 특징으로하는 프리즘 기능을 갖는 도광판 제조 방법으로서 도광판의 휘도성능을 향상시켜주고 백라이트 장치에서의 시트류의 사용을 절감하거나 제거할 수 있는 효과가 있다.

Description

LCD 장치에서 프리즘 기능을 갖는 도광판 제조 방법{To manufacture light guide panel having prismatic function in LCD device}
본 발명은 LCD용 평판 디스플레이 장치에서 백라이트(backhight) 구조물의 도광판 제조 방법에 관한 것으로, 특히 사출된 도광판의 내부를 흐르는 광선이 표면에 수직하여 굴절 반사되도록 도움을 주는 프리즘 요철을 표면에 형성하고 이러한 도광판을 생산할 수 있는 금형제조 방법에 관한 것이다. LCD는 널리 알려진 평판 디스플레이 장치중의 하나이다. LCD에서 도광판의 역할은 측면에 부착된 형광램프로부터 입사된 광선을 도광판의 표면을 통하여 외부로 고르게 출사시켜서 상부의 액정환경을 밝게 만들어 주는 백라이트(backlight)역할을 한다[도 1].
즉, 측면의 램프광원을 면광원 형태로 전환시켜주는 역할을 하는 부품이다. 도광판(2)은 재질이 투명한 광학용 수지로 특히 아크릴이라고 부르는 PMMA 수지를 사출성형(射出成形)하여 많이 사용되며, 표면에는 도광판내에 입사 임계각으로 인하여 내부에서 갇혀 흐르는 광선을 외부로 출사하기 위하여 그 표면에 빛의 산란 및 반사를 위한 여러 가지 패턴이 부착되거나 새겨진다. 기존의 이러한 도광판에서 패턴에 의해 산란된 광선은 일정한 방향성을 갖지 못하고 여러 각도로 난반사되어 외부로 출사된다[도 3]. 기존의 백라이트 구조도에서는 패턴부위에서 산란된 빛을 면전체에 고르게 확산시키기 위하여 확산시트를 도광판 위에 장착하였고, 또한 여러각도로 분산되어 나오는 광선을 면에 수직한 정면방향으로 모아주기 위하여 프리즘시트를 도광판 위에 장착하였는데[도 1], 이렇게 함으로서 정면에서 바라보는 면휘도를 향상시켜주었다[도 3]. 그러나, 이들 시트들의 가격이 고가이어서 이는 LCD용 백라이트 장치의 원가를 상승시키는 문제점이 있었고, 특히 프리즘 요철을 도광판 표면에 새기기 위한 금형의 코어 제작에는 코어 전체 표면에 걸쳐 피치 100㎛ 내외의 프리즘 요철이 새겨지고 그 가공면이 경면이 되도록 제작하여야 되는데, 여기에는 제작상의 어려움이 많아 금형제작비용이 크게 들게 된다.
상기의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 금형의 코어 제조기술을 통하여 프리즘 요철면이 새겨진 도광판을 제조하여 면전체가 고르게 밝고 정면에서 바라보는 도광판의 휘도성능을 향상시켜 백라이트장치에서 시트류의 사용을 절감하거나 제거하는데 목적이 있다. 상기의 목적을 달성하기 위하여 박판을 적층하여 배열하되 일정한 각도로 기울인 다음, 경사진 적층박판의 단면을 평면가공하고 아를 경면처리하여 금형의 코어에서 프리즘 요철면으로 형성시켜 조립하고 이를 통한 사출제작으로 그 목적은 달성된다.
도 1은 도광판이 결합된 일반적인 LCD용 백라이트 구조물의 구조도
도 2는 본 발명의 작업공정 블록도
도 3은 프리즘시트의 기능 설명도
도 4는 박판의 지그 및 클랭핑 공정 설명도
도 5는 적층박판 단면가공 및 경면작업공정 설명도
도 6은 적층박판에 의한 코어금형 조립형태와 도광판 표면의 프리즘요철 설명도
1 : 반사판(reflective sheet)
2 : 도광판(light guide panel)
3 : 램프(lamp)광원
4 : 램프 반사판(reflector)
5 : 확산시트(diffuser sheet)
6 : 프리즘시트(prism sheet) 하
7 : 프리즘시트(prism sheet) 상
8 : 보호용 시트
9 : 광선(光緯)
이하에서 본 발명의 구체적인 실시 방법을 도면에 의해 설명한다. 본 발명은 도 2에서와 같이 얇은 박판을 일정수량 적층하여 정열하되 각각의 박판이 A 또는 B 타입으로 일정 각도를 기울여 셋팅(setting)하는 하는 지그 및 클랭핑 공정과; 경사진 적층박판의 단면을 평면으로 절단 또는 가공하고 그 평면을 연마 및 경면처리하는 공정과; 경면처리된 각각의 박판을 바로세워 정열하되 박판 끝단에서의 요철이 프리즘 형상을 갖도록 배열하는 금형의 코어조립하는 공정과; 완성된 금형의 코어를 금형의 내부에 조립하여 사출하는 공정으로 구성된다. 상기의 박판정열 및 클램핑 공정에서 사용되는 박판은 그 두께가 금형코어의 프리즘요철 피치를 결정하는데 대개 25∼150㎛ 범위에서 선택할 수 있고, 그 재질은 크롬계열의 강이나 경면가공이 가능한 것으로 한다. 박판의 기울어진 각도는 프리즘 요철의 피치각을 결정하는 인자로서 45도 내외 또는 임의로 변화를 줄 수 있고, 지그 및 클램프 장치는 도 4에서 예시된 것처럼 A 타입의 경우 박판 자체의 무게 또는 박판간에 부드러운 슬라이딩(sliding) 현상이 이루어져 가지런히 정열되게 하고, 박판간의 빈 공간이 생기지 않게 하여 소재를 고정시켜 준다. B 타입의 경우 적층박판이 일정각도를 유지할 수 있도록 지그를 설계하고 적층소재의 양 단면을 절단할 수 있도록 고정시킨다. 상기의 경면처리공정에서는 도 5에 예시된 것처럼 A 타입의 경우 적층으로 요철된 표면에 지지된 블록을 제거하고 평면연마작업이 가능한 상태로 전환된다. 경면작업의 1차가공으로 요철된 적층단면을 절단 또는 평면연마 작업을 하고나서 다이어몬드 파우더등으로 래핑하여 경면처리 작업을 마무리한다. B 타입의 경우 양단면을 와이어 방전 또는 밀링절삭가공한 다음 한쪽은 평면연마처리로 마무리하고 다른 한쪽면은 A 타입에서와 같이 경면처리작업을 한다. 여기서 경면처리함은 도광판내의 빛이 프리즘면에서 산란하지 않고 굴절반사하도록 하기 위함이다. 상기의 코어조립 공정에서는 도 6에 에시된 바와 같이 기울어진 박판을 바로 세우고 가공부착물을 제거하고 건조시킨 다음 경면 처리된 박판의 끝단 부위가 프리즘 요철의 경사면이 되도록 순차적으로 쌓아 도광판 전 표면에서 프리즘 요철이 형성되도록 조립한다. 프리즘면의 요철 형상은 단순히 박판을 바로 세워서 얻어지는 톱니모양도 가능하고 두 개의 박판을 대칭시켜서 얻어지는 나사산 모양도 가능하다. 상기의 사출공정에서는 조립된 금형의 코어를 금형의 내부에 조립하고 사출기로 성형함으로 도광판을 제조하게되는 것이다.
이와같이 프리즘면을 가진 코어금형으로부터 얻어지는 도광판은 표면에 프리즘요철이 새겨지게 되고 이 프리즘면을 통하여 고휘도의 면광원이 도광판에서 얻어지게 된다.
이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은 박판의 적층을 이용한 금형의 코어 제조 방법을 적용함으로서 금형의 제작비용을 줄이고 또한 표면에 프리즘요철이 새겨진 도광판으로부터 면전체의 평균휘도를 향상시키고 백라이트 장치에서 시트류의 사용을 절감 또는 제거할 수 있데 효과가 있는 것이다.

Claims (5)

  1. 얇은 박판(簿板)을 일정수량 적층(積層)하여 정열하되 각각의 박판이 일정한 각도로 기울여 지도록 안내하고 고정하는 지그(zig) 및 클랭핑(clampimg) 공정과; 경사진 적층박판의 적층단면을 평면으로 절단가공하고 이를 연마하여 프리즘(prism)면을 경면(鏡面)처리하는 공정과; 기울어진 박판을 바로세워고 가공부착물을 제거하고 건조시킨 다음 경면 처리된 박판의 끝단 부위가 프리즘의 경사면이 되도록 순차적으로 쌓아 도광판 전 표면에서 프리즘요철이 형성되도록 하는 금형의 코어조립 공정과; 조립된 코어 금형을 금형의 내부에 조립하고 사출성형공정으로 이루어짐을 특징으로하는 프리즘 기능을 갖는 도광판 제조 방법.
  2. 청구항 1에서 금형의 코어 제작에 박판의 적층을 이용한 것을 특징으로하는 프리즘 기능을 갖는 도광판 제조 방법.
  3. 청구항 1에서 경사진 적층박판을 절단하고 평면가공형태로 각 박판의 끝단에 프리즘면을 경면가공하는 것[도 5]을 특징으로하는 프리즘 기능을 갖는 도광판 제조 방법.
  4. 청구항 1에서 박판의 두께로 프리즘의 피치를 제어하고, 기울어진 경사로 피치각을 제어하는 것을 특징으로하는 프리즘 기능을 갖는 도광판 제조 방법.
  5. 청구항 1에서 프리즘면의 요철 형상을 톱니모양 또는 나사산형태로 전개하는 것을 특징으로하는 프리즘 기능을 갖는 도광판 제조 방법.
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