KR100371739B1 - 규칙 배열의 균일 크기 패턴을 지닌 도광판 - Google Patents

Abstract

본 발명은 규칙 배열의 균일 크기 패턴을 지닌 도광판에 관한 것으로써, 삼축 또는 이축 방향의 선을 서로 교차시켜 형성된 교점들 상에 균일한 크기의 도트 모양 패턴(인쇄도트 혹은 요철도트)을 배치시키는 것이다. 이때, 각 축 방향의 선을 서로 조절하여 교점의 위치를 조절함으로써 각 도트의 밀도 분포를 변화시켜 피복율을 조절할 수 있다. 이 방법은 균일한 크기의 패턴을 사용하여 규칙적 배열을 갖는 도트패턴을 가능하게 함으로써 규칙 배열의 장점과 균일 크기의 장점을 모두 가질 수 있다.

따라서, 균일한 크기의 패턴을 사용하여 삼축 방향의 선들을 조절하여 규칙적으로 배열하는 산란패턴의 도입에 의하여 균일한 크기의 패턴 사용에 따른 기계 가공의 편의성 향상 뿐만 아니라 규칙 배열에 따른 피복율의 향상으로 고효율의 도광판을 보다 쉽게 개발하는 것이 가능하도록 하는 효과가 있다.

Description

규칙 배열의 균일 크기 패턴을 지닌 도광판{A backlight having structured pattern of constant size}

본 발명은 디스플레이 및 조명용 도광판에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 일정한 크기를 갖는 도트 형상의 산란패턴들을 밀도 분포를 조절하면서 규칙적으로 배열시키는 기술적 사상에 관한 것이다.

본래 도광판 저면의 산란 패턴을 형성하는데 있어서 패턴의 피복율이 중요한요인인데, 여기서 피복율이란 도광판 저면에서 단위 면적 당 산란 패턴이 차지하는 면적의 비를 의미하며 피복율을 결정하는 두가지 방법이 있을 수 있다. 첫째는 밀도 분포를 균일하게 유지하면서 패턴의 크기를 변화시키는 것이고, 둘째는 균일한 크기의 패턴을 사용하면서 패턴의 밀도 분포를 변화시키는 것이다.

종래에 산란 패턴을 형성하는 방식으로서 가장 일반적인 것은 도 1과 도 2의 예시에서 보는 바와 같이 밀도 분포를 균일하게 유지하면서 패턴의 크기를 변화시키는 것이다. 이 경우 규칙적 배열에 의하여 최대 피복율을 높일 수 있는 장점이 있지만, 패턴의 크기가 연속적으로 변하므로 제작 및 가공 방법의 선정 시에 패턴 크기의 해상도를 적절하게 유지할 수 있도록 상당한 정밀도가 요구된다.

또 다른 기존의 방법은 도 3의 예시에서처럼 균일한 크기의 패턴을 사용하여 패턴의 밀도 분포를 변화시키는 것인데, 원하는 피복율을 얻기 위하여 확률적 방법으로 패턴의 위치를 결정하는 것이다.

그러나 확률에 의한 분포 제어가 효율적으로 적용되기 위하여서는 패턴의 수가 충분히 많아야 하며 따라서 아주 미세한 패턴을 사용하여야만 하므로 가공 상의 어려움을 초래할 수도 있다. 아울러 이러한 확률적 밀도 분포 제어는 패턴의 불규칙한 배열을 초래하며, 패턴들의 간격의 불규칙성으로 인하여 패턴들 간의 겹침을 피하기 위하여 최대 피복율이 상대적으로 낮아지게 되므로 고휘도를 달성하기 곤란하다. 미세 크기의 패턴 사용에 따른 가공 정밀도 향상의 문제점과 불규칙 배열로 인한 피복율 저하 문제점을 극복하기 위하여, 균일한 크기의 패턴을 규칙적으로 배열하기 위한 시도들이 있었으나 아직까지 효율적인 방법이 확립된 바 없다.

그러므로 본 발명의 목적은 상기한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 균일한 크기의 패턴을 사용하면서 규칙적 배열이 가능하도록 밀도 조절을 수행하는 방법에 관한 것이다. 이 방법을 성공적으로 적용하기 위한 기술적 과제는, 피복율의 조절을 위하여 패턴의 위치를 쉽게 조절할 수 있어야 하고, 피복율을 최대로 할 수 있는 배열 방법을 찾는 것이다. 상기의 기술적 과제를 달성하면, 다양한 가공 방법들을 도광판 산란 패턴 개발에 보다 쉽게 적용할 수 있고 이에 따라 가장 효율적인 새로운 도광판을 개발하는 것이 가능하다.

도 1은 기존의 한 예로써, 고정 피치를 사용하는 정사각형 배열에서 피복율 조절을 위한 도트패턴들의 패턴 크기 변화의 예시도.

도 2는 기존의 다른 예로써, 고정 피치를 사용하는 정삼각형 배열에서 피복율 조절을 위한 도트패턴들의 패턴 크기 변화의 예시도.

도 3은 기존의 또 다른 예로써, 균일 크기의 패턴을 사용하는 불규칙 배열에서 피복율 조절을 위한 도트패턴들의 확률적 분포에 따른 밀도분포의 예시도.

도 4는 규칙 배열과 불규칙 배열에서 중첩을 피하면서 얻을 수 있는 최대 피복율의 차이에 대한 예시도.

도 5는 본 발명의 한 예로써, 균일 크기의 패턴을 사용하면서 삼축 방향의 선의 방향 조절에 따라 밀도 분포를 조절하는 규칙 배열의 예시도.

도 6은 도 5에서 삼축 방향의 선과 그 교점들이 이루는 삼각형 크기 조절에 대한 예시도.

도 7은 도 5에서 밀도 분포가 낮은 부분과 밀도 분포가 높은 부분의 피복율 증가에 따른 중첩 가능성에 대한 예시도.

도 8은 밀도 분포가 같은 경우 같은 면적의 삼각형에 있어서 삼각형의 세장비(細長比)가 커서 삼각형의 왜곡이 커질수록 피복율 증가에 따른 중첩 가능성에 대한 예시도.

도 9는 본 발명의 다른 예로써, 균일 크기의 패턴을 사용하면서 이축 방향의 선의 방향 조절에 따라 사각형 형상으로 밀도 분포를 조절하는 규칙 배열의 예시도.

도 10은 도 9에서 이축 방향의 선과 그 교점들이 이루는 사각형 크기 조절에 대한 예시도.

도 11은 균일 크기를 사용하는 규칙 배열의 산란 패턴에서 각 교점 상의 도트패턴 대신 선 모양의 패턴을 각 축의 선을 따라 도입한 예시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *

10a : 삼축 중 제1방향의 선 10b : 삼축 중 제2방향의 선

10c : 삼축 중 제3방향의 선 20a : 이축 중 제1방향의 선

20b : 이축 중 제2방향의 선

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 저면에서 산란 패턴을 구비하는 도광판에 있어서: 다수의 방향으로 진행하는 축선들에 의하여 구분되는 동일한 형태의 다각형들의 분포를 이용하여 산란패턴을 형성하되, 피복율이 높아 면적이 작은 부분에서는 정다각형에 가깝도록 세장비(細長比)를 최소한으로 작게 하고, 피복율이 낮아 면적이 큰 부분에서는 이와 반대로 다각형이 왜곡되어 세장비(細長比)가 커지는 것을 허용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 특징으로서, 상기 동일한 형태의 다각형은 삼각형 또는 사각형 중에서 택일된다.

또, 본 발명의 다른 특징으로서, 상기 다수의 축선이 교차되는 각 지점에는 균일한 크기의 규칙적 배열을 갖는 도트 패턴이 구비된다.

삼축 또는 이축 방향의 선들을 서로 교차시켜 교점의 위치를 조절함으로써패턴들의 밀도 분포를 조절하고, 각 축 방향에서 오는 선들의 방향을 적절히 변경시켜 교점의 위치를 조절함으로써 밀도분포의 조절을 위한 패턴의 위치 조절이 가능하다. 균일한 크기의 패턴을 사용하는 것은 가공 시 패턴 크기의 변화에 따른 해상도를 고려하지 않아도 되는 장점을 가지며, 규칙적인 배열을 사용하는 것은 패턴들을 서로 겹치지 않게 최대한 밀집시킬 수 있게 하므로 피복율을 향상시켜 보다 고휘도를 유지할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

먼저, 도 1 내지 도 3을 참조하여 기존에 사용되는 패턴 배열 방식들 각각에 대한 장단점을 비교한다.

도 1은 기존의 규칙 배열의 한 예로써, 고정 피치를 사용하여 정사각형으로 이루어진 도트패턴들의 규칙적 배열의 형상을 도시한다. 이러한 배열에서는 피복율을 조절하기 위하여 도트패턴의 크기를 조절하여야 하므로, 도트패턴의 크기의 변화를 잘 나타낼 수 있도록 정밀하고 높은 해상도를 갖는 가공 방법을 사용하여야만 한다.

도 2는 또 다른 기존의 규칙 배열의 한 예로써, 고정 피치를 사용하여 정삼각형의 규칙적 배열로 도트패턴을 배치하는 것을 도시한다. 이러한 배열도 피복율을 조절하기 위하여 도 1의 정사각형 배열과 마찬가지로 패턴의 크기를 연속적으로 변화시킬 수 있는 정밀한 가공 방법이 요구된다. 다만, 도 1의 정사각형 배열은 패턴들이 겹치지 않는 최대 피복율이 78.5%(정사각형의 한변이 a라 할 때, 최대 피복 시 도트의 직경이 a이므로 (πa²/4)/a²= 0.785)인 반면, 도 2의 정삼각형 배열의 최대 피복율은 90.7%(정삼각형의 한 변이 b라 할 때, 최대 피복시 도트의 직경이 b인 반원이 정삼각형을 도포하므로 (πa²/4/2)/(a²/4)= 0.907)로써 피복율을 더 높일 수 있는 장점이 있다.

그러나 도 1이나 도 2와 같이 규칙적 배열을 사용하는 경우 배열의 규칙성 때문에 서로 겹치지 않고 피복율을 높여 상대적으로 고 휘도를 얻을 수 있는 장점이 있으나(도 4 참조), 패턴의 도트 크기가 충분한 해상도를 가지고 연속적으로 변할 수 있어야 하므로 사용하는 가공 방법의 정밀도에 대한 제약조건 등의 단점이 있다. 따라서, 고휘도의 도광판을 만드는데 유리하지만, 연속적으로 변하는 도트 크기의 정밀도와 해상도 문제로 인하여 미세 크기의 패턴을 사용하는 확산 도광판에 적용하기에는 적절하지 않다.

도 3은 균일한 크기의 도트 패턴을 사용하여 도트의 밀도 분포를 변화시켜 피복율을 제어하는 불규칙 배열의 예를 도시한다. 기존의 이러한 불규칙 배열 방식은 균일한 크기의 도트패턴을 사용하므로 가공 정밀도에 따른 해상도 문제를 극복할 수 있지만, 밀도 분포를 제어하기 위하여 확률 분포를 사용하여 패턴 위치를 결정하므로 불규칙한 배열을 갖게 될 뿐만 아니라, 확률의 정확도를 높이기 위하여 많은 숫자의 아주 미세한 크기의 도트 패턴을 사용하여야만 한다.

따라서, 기존의 불규칙 배열은 균일 크기의 패턴을 사용하여 확산 도광판을 만들 수 있는 등의 장점이 있지만, 도 4에서 보는 바와 같이 배열이 불규칙하여 서로 겹칠 우려가 많으므로 높은 피복율을 가질 수 없는 단점이 있다.

이상과 같이 기존의 패턴 배열 방법(규칙 배열과 불규칙 배열)에서 각각의 장점만을 취하여 균일한 크기의 도트 패턴을 사용하면서 동시에 규칙적인 배열을 가질 수 있는 방법의 모색이 절대적으로 필요하게 되었으며, 이러한 발명을 통하여 도광판의 품질을 크게 향상시킬 수 있다.

도 5 내지 도 8에서, 본 발명의 일예에 따른 도광판에서 균일 크기와 규칙 배열의 도트 패턴을 동시에 구현한 예를 도시한다.

도 6에서 보는 바와 같이 도트패턴의 위치는 삼축 방향의 선들(10a, 10b, 10c)의 교점으로 정의되며, 각 방향의 세 선 중 두 선(예를 들어 10a와 10b라 하면)의 교점이 결정되면 나머지 하나의 선(10c)은 자동으로 그 점을 지나야만 한다. 밀도 분포를 조절하기 위하여 교점을 제어하는 예가 도 6에 예시되어 있다. 두 축방향의 선들(10a와 10b)의 방향을 조절하면 교점의 위치를 변화시킬 수 있으며, 이를 이용하여 밀도 분포를 조절한다. 교점이 결정되면 나머지 하나의 선(10c)이 그 교점을 지나간다.

균일 크기의 도트패턴을 사용하므로 밀도가 낮은 곳에서는 면적이 큰 삼각형이 형성되는 반면 밀도가 높은 곳에서는 면적이 작은 삼각형이 형성되며, 도 7은 밀도분포가 높은 지점에서 작은 삼각형이 형성되므로 패턴들 간의 거리가 좁아져서 패턴이 중첩될 가능성이 커짐을 예시해준다. 같은 면적을 갖는 두 삼각형에서는 도 8의 예시와 같이 삼각형의 세장비(細長比)가 커질수록 중첩의 가능성이 커진다. 따라서, 도 7과 도 8을 종합하면 밀도 분포가 높은 곳 즉 삼각형의 크기가 작은 곳에서는 세장비(細長比)를 최소화하여 정삼각형에 가깝도록 삼각형들을 형성하여야 피복율을 가능한 크게 할 수 있음을 알 수 있다.

본 발명에서 삼축방향의 선들의 교점을 이용하여 밀도분포를 조절한 결과는 도 5에서와 같이 삼각형들로 나타나지만, 정확한 밀도 분포를 조절하다보면 모든 삼각형을 정삼각형에 가깝도록 만드는 것이 불가능하다. 즉 일부 삼각형은 세장비(細長比)가 커지는 것을 피할 수 없다. 따라서, 가급적 밀도 분포가 높은 곳 즉 삼각형이 작아지는 곳에서 세장비(細長比)를 최소화하여 정삼각형에 가깝도록 하여야 하며, 밀도 분포가 높은 곳의 큰 삼각형들은 세장비(細長比)가 커져도 중첩될 가능성이 그리 높지 않다.

따라서, 도 5에서 보는 바와 같이 밀도 분포가 높은 곳에서 가급적 정삼각형에 가깝도록 세장비(細長比)를 작게 한다. 도 5는 삼축 방향의 선분들의 교점을 이용하여 삼각형 형상의 규칙 배열 패턴을 형성한 것인 반면, 같은 아이디어를 사각형 형상의 규칙 배열에도 적용하는 것이 가능하다.

도 9 및 도 10은 본 발명의 다른 예로서, 이축 방향 선들의 교점에 의한 사각형 형상의 규칙 배열에 의하여 밀도 분포를 조절하는 균일 크기의 패턴 형상을 도시한다.

이러한 배열을 형성하기 위하여서는 도 10의 예시에서와 같이 한 축 방향의 이웃한 두 선(20a)의 방향을 조절하고 다른 한 축 방향의 선(20b)의 위치를 조절함으로써 결정할 수 있다. 그러나 이러한 형상은 도 5의 삼각형 형상의 규칙 배열에 비하여 밀도 분포의 원활한 조절이 용이하지 않고 겹치지 않는 최대 피복율의 값도다소 떨어지므로, 도 5의 삼각형 형상의 규칙 배열에 비하여 그다지 효율적이지는 못하지만, 균일 크기의 규칙 배열을 만드는 것이 가능하다.

이상에서, 균일 크기의 도트패턴을 사용하면서 규칙 배열을 갖는 산란패턴을 형성하는 방법에 대하여 설명하였으나, 이러한 방법을 다음과 같이 변형하여 응용하는 것도 가능하다. 균일 크기의 도트 패턴을 교점에 배열시키는 대신, 각 축 방향의 선을 따라 선 모양의 패턴을 사용하는 것이다. 이러한 방법은 가공 방법 중에서 선 모양의 패턴을 형성하는 것이 도트 패턴을 형성하는 것보다 용이한 경우 유리하게 적용할 수 있다.

도 11은 도트 패턴 대신 선 패턴을 사용하는 응용 예를 예시한다.

이상의 구성 및 작용에 따르면 본 발명은 균일한 크기의 패턴을 사용하면서 삼축 방향의 선을 제어하여 규칙적 배열로써 패턴의 밀도 분포를 제어함으로써, 다양한 가공 방법에 대하여 효율적으로 산란패턴을 설계하는 것이 가능하도록 하는 효과가 있다.

따라서, 패턴 위치의 정확도는 기대할 수 있지만 패턴 크기의 해상도를 구현하기 어려웠던 다양한 초정밀 가공 방법들을 이용하여 보다 효율적인 도광판을 제작하는 것이 가능하게 된다.

또한 패턴들의 밀도 분포를 변화시킴에도 불구하고 삼축 방향 선들간의 교점을 이용한 규칙적 배열을 사용함으로써 피복율을 최대한 크게 유지할 수 있어 고휘도의 도광판을 설계하는 것이 가능하다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

Claims (4)

1. 저면에서 산란 패턴을 구비하는 도광판에 있어서:

   다수의 방향으로 진행하는 축선들에 의하여 구분되는 동일한 형태의 다각형들의 분포를 이용하여 산란패턴을 형성하되,

   피복율이 높아 면적이 작은 부분에서는 정다각형에 가깝도록 세장비(細長比)를 최소한 작게 하고, 피복율이 낮아 면적이 큰 부분에서는 이와 반대로 다각형이 왜곡되어 세장비(細長比)가 커지는 것을 허용하는 것을 특징으로 하는 규칙 배열의 균일 크기 패턴을 지닌 도광판.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 동일한 형태의 다각형은 삼각형 또는 사각형 중에서 택일되는 것을 특징으로 하는 규칙 배열의 균일 크기 패턴을 지닌 도광판.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 다수의 축선이 교차되는 각 지점에는 균일한 크기의 규칙적 배열을 갖는 도트 패턴이 구비되는 것을 특징으로 하는 규칙 배열의 균일 크기 패턴을 지닌 도광판.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 도트 패턴의 면적(A_패턴)을 균일하게 유지하면서, 각 방향 축선의 교점들로 이루어진 다각형의 면적(A_도형)을 조절하여 피복율(A_패턴/A_도형)을 조절하는 것을 특징으로 하는 규칙 배열의 균일 크기 패턴을 지닌 도광판.