KR100729807B1 - 백라이트 유니트용 도광판, 백라이트 유니트용 도광판의저면을 성형하는 하측 메인 코어 및 백라이트 유니트용도광판 제조방법 - Google Patents

백라이트 유니트용 도광판, 백라이트 유니트용 도광판의저면을 성형하는 하측 메인 코어 및 백라이트 유니트용도광판 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 백라이트 유니트용 도광판, 백라이트 유니트용 도광판의 저면을 성형하는 하측 메인 코어 및 이를 이용하여 도광판을 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 백라이트 유니트용 도광판은, 빛을 출사하는 출사면과, 상기 출사면의 반대편에 위치하는 저면과, 상기 출사면의 길이방향의 일단부와 상기 저면의 길이방향의 일단부 사이에 위치하여 상기 백라이트 유니트의 광원으로부터 조사된 빛이 수광되는 입광면을 구비하는 백라이트 유니트용 도광판으로서, 상기 저면에 형성된 프리즘 패턴과; 상기 프리즘 패턴에 대하여 소정의 경사각으로 상기 저면에 형성된 제 1 사선 패턴 및 제 1 사선 패턴과 반대 방향으로 경사진 제 2 사선 패턴을 포함하며, 상기 저면상에서 상기 프리즘 패턴과 이에 추가로 형성된 제 1 사선 패턴 및 제 2 사선 패턴은 상기 입광면으로부터 멀어질수록 높이가 낮아지는 것을 특징으로 한다.

Description

백라이트 유니트용 도광판, 백라이트 유니트용 도광판의 저면을 성형하는 하측 메인 코어 및 백라이트 유니트용 도광판 제조방법{Light guide panel of back light unit, lower main molding core for forming the back side of the light guide panel of back light unit, and methode for manufacturing the light guide panel of back light unit}
도 1은 종래의 엣지형 백라이트 유니트의 개략적 분해사시도이다.
도 2a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 백라이트 유니트용 도광판 제조방법에 대한 플로우 차트이다.
도 2b는 도 2a의 프리즘 패턴 형성 단계를 보다 상세히 설명하는 플로우 차트이다.
도 2c는 도 2a의 제조방법의 순서를 변형한 다른 실시예에 따른 백라이트 유니트용 도광판 제조방법에 대한 플로우 차트이다.
도 3은 하측 메인 코어에 프리즘 패턴을 형성하는 단계에 대한 설명도이다.
도 4는 도 3의 단계에 의해 프리즘 패턴이 형성된 하측 메인 코어의 코어 상면에 대한 경사 사시도이다.
도 5는 도 4의 코어 상면에 경사 패턴을 형성하는 단계에 대한 설명도이다.
도 6은 도 5의 단계에 의해 사선 패턴이 형성된 하측 메인 코어의 코어 상면 에 대한 경사 사시도이다.
도 7은 도 6의 코어 상면에 들어올림 경사면을 형성하는 단계에 대한 설명도이다.
도 8은 도 7에 도시된 단계에 의해 형성된 하측 메인 코어의 코어 상면에 대한 경사 사시도이다.
도 9는 도 8의 하측 메인 코어의 부분 확대 정면도이다.
도 10은 도 8 및 도 9의 I-I 선을 따라 취한 하측 메인 코어의 단면도이다.
도 11은 본 발명에 따른 하측 메인 코어를 설치하여 금형을 조립한 상태를 도시하는 수직 단면도이다.
도 12는 본 발명에 따른 금형 제조 방법에 의해 제조된 도광판의 저면에 대한 경사 사시도이다.
도 13은 본 발명에 따른 금형 제조 방법에 의해 제조된 도광판의 사시도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 하측 메인 코어 102 : 입광부측 코어면
103 : 코어 상면 104 : 바이트
106 : 프리즘 패턴 108 : 코어 측면
110 : 패턴 골 112 : 패턴 마루
114 : 프리즘 패턴 측경사면 116 : 패턴 라인
120 : 바이트 122 : 절삭면
123 : 들어올림 가공 바이트 130 : 하부 금형 프레임
140 : 상부 금형 프레임 142 : 상측 메인 코어
144 : 사이드 코어 202 : 도광판
203 : 출사면 204 : 저면
205 : 입광면 207 : 광원 210 : 패턴 골 212 : 패턴 마루
본 발명은 백라이트 유니트용 도광판, 이러한 도광판의 저면을 성형하는 하측 메인 코어 및 이러한 백라이트 유니트용 도광판 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 백라이트 유니트용 도광판의 저면에 프리즘 패턴 및 사선 패턴을 형성한 후에 저면의 일부에 들어올림 가공에 의한 경사면을 형성하도록 금형 코어를 가공하고, 이러한 금형 코어를 이용하여 도광판을 제조함으로써 생산비용을 절감시킬 수 있을 뿐만 아니라 작업공정도 단축시킬 수 있고 경제적이면서도, 휘도분포를 전 영역에서 균일하게 유지할 수 있도록, 구조가 개선된 백라이트 유니트용 도광판에 관한 것이다.
또한 본 발명은, 상기 구조가 개선된 백라이트 유니트용 도광판을 제조하기 위한 제조금형의 일부인 하측 메인 코어 및 제조방법에 관한 것이다.
통상적으로, 평판표시장치(flat panel display)는 발광형과 수광형으로 분류 되는데, 발광형으로는 음극선관(CRT), 전계 발광(Electro Luminescent;EL) 소자, 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel;PDP) 등이 있고, 수광형으로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display;LCD) 등이 있다.
상기 액정표시장치는 그 자체가 발광하여 화상을 형성하지 못하고 외부로부터 빛을 받아 화상을 형성하는 수광형 소자이므로, 별도의 광원, 예를 들면 이른바 백라이트를 설치하여 어두운 곳에서는 화상을 관찰할 수 있도록 하고 있다.
상기 액정표시장치용 백라이트는 광원의 설치 위치에 따라 직하방식과 에지(edge)방식으로 구분되는데, 이들 중 에지방식은 경량화 및 박형화가 필요한 디스플레이 장치에 적합한 방식이다. 그런데, 에지방식을 채용한 백라이트에서는 광원이 양측단에 위치되므로, 광원에서 발생한 선광원을 액정 하부로 균일하게 유도하기 위한 도광판을 필요로 한다.
도 1에는 에지형 타입의 종래의 백라이트 유니트(1)의 분해사시도가 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 도광판(2)의 두꺼운 측부쪽에는 광원(6)이 광원반사판(7)에 일측방향이 둘러싸여 광원부(8)를 이루면서 위치된다. 도광판(2)의 아랫쪽에는 반사시트(9)가 놓여지며, 도광판(2)의 상부에는 프리즘시트(10)와 확산시트(11) 및 보호시트(12)가 적층구조를 이룬다. 도면에 별도로 도시하지는 않았으나, 상기 프리즘시트(10)에는 Y축방향으로 연장된 프리즘패턴이 형성되어 있다.
상기 도광판(2)의 상면은 출사면(3)을 형성하며, 하면은 저면(4)을 형성하고 있으며, 광원부(8)에 인접한 측면은 입광면(5)을 형성하고 있다. 도광판(2)의 저 면에는 광원부(8)로부터 Y축방향으로 연장된 프리즘 패턴(미도시)이 형성되어 프리즘사면을 형성하고 있다. 도광판(2)의 입광면(5)에는 입광면 전체에 대하여 또는 부분적으로 거친 패턴(15)이 형성된다.
상기 광원(6)으로부터 조사된 빛은 상기 입광면(5)을 통하여 수광되고 상기 도광판(2)의 프리즘패턴의 프리즘사면에 부딪혀 산란된 후 도광판(2)의 출사면(3)을 통해 프리즘시트(10)쪽으로 출사된다. 이렇게 출사된 빛은 상기 프리즘시트(10)에서 다시 산란된 후 이 프리즘시트(10)를 거쳐 확산시트(11)쪽으로 출사된다. 그런데, 상기 프리즘시트(10)를 통과하여 출사된 빛의 광량은 이 프리즘시트의 상면의 전영역에서 균일하지 못하다. 상기 빛이 프리즘시트(10)를 통과한 후 확산시트(11)에 입사되기 전의 휘도분포사진이 도 2에 나타나 있다. 도 2을 참조하면, 이 휘도분포사진의 하부에 밝은 부분(휘선)과 어두운 부분(암선)이 번갈아가며 선형으로 형성됨을 알 수 있다.
이렇게 휘선과 암선이 형성되는 것을 방지하기 위하여, 상기 프리즘시트(10)위에 다시 확산시트(11)를 적층시킨다. 즉, 이 확산시트(11)는 프리즘시트(10)를 통해 출사된 빛을 확산시켜 최종적으로 디스플레이 패널에서의 휘도를 전 영역에서 균일하게 형성시키기 위한 것이다.
이와 같이, 종래의 백라이트 유니트는 휘도를 균일하게 형성하기 위해서는, 반드시 확산시트를 상기 프리즘시트위에 적층시켜야 하였다. 또한 입광면에 거친 패턴(15)을 형성하여 추가적인 산란 효과를 일으켜서 휘선을 저감하고자 하는 시도가 있었다. 그러나, 입광면(5)에 거친 패턴(15)을 형성하여 휘선을 저감하고자 하 는 구조를 채용한 결과 입광면(5)의 상부 모서리(17)와 하부 모서리(19)가 주변보다 빛이 집중되어 빛샘이 발생하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 입광면에 별도의 거친 패턴을 형성하지 않아서 빛샘 효과를 미연에 방지하고, 휘선과 암선이 발생되지 않고 전체 영역에서 휘도가 균일하게 유지될 수 있도록 구조가 개선된 백라이트 유니트용 도광판을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 상기 구조가 개선된 백라이트 유니트용 도광판을 제조하기 위한 도광판의 저면 성형용 하측 메인 코어와 도광판 제조방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 백라이트 유니트용 도광판은, 빛을 출사하는 출사면과, 상기 출사면의 반대편에 위치하는 저면과, 상기 출사면의 길이방향의 일단부와 상기 저면의 길이방향의 일단부 사이에 위치하여 상기 백라이트 유니트의 광원으로부터 조사된 빛이 수광되는 입광면을 구비하는 백라이트 유니트용 도광판으로서,
상기 저면에 형성된 프리즘 패턴과;
상기 프리즘 패턴에 대하여 소정의 경사각으로 상기 저면에 형성된 제 1 사선 패턴 및 제 1 사선 패턴과 반대 방향으로 경사진 제 2 사선 패턴을 포함하며,
상기 저면상에서 상기 프리즘 패턴과 이에 추가로 형성된 제 1 사선 패턴 및 제 2 사선 패턴은 상기 입광면으로부터 멀어질수록 높이가 낮아지는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 프리즘 패턴은 도광판의 입광면에 대응하는 모서리로부터 길이방향으로 형성된다.
한편, 상기 프리즘 패턴은 일정한 깊이의 패턴으로 된 수평 프리즘 패턴과 경사진 깊이를 가진 하향 경사 프리즘 패턴을 포함한다.
또한, 상기 하향 경사 프리즘 패턴은 도광판의 입광면에 대응하는 모서리에 인접하게 형성된다.
상기 하향 경사 프리즘 패턴은 입광면측 모서리 방향으로 갈수록 패턴의 깊이가 점진적으로 커지는 구조이다.
상기 제 1 사선 패턴과 제 2 사선 패턴은 입광면측 모서리로부터 형성된다.
상기 제 1 사선 패턴과 제 2 사선 패턴은 상기 모서리로부터 멀어질수록 약해진다.
한편, 백라이트 유니트용 도광판의 저면을 성형하는 하측 메인 코어는, 상기 하측 메인 코어의 코어 상면에는 프리즘 패턴이 형성되며, 상기 코어 상면에는 소정의 각으로 들어올림 가공 경사면이 형성되며, 상기 프리즘 패턴에는 프리즘 패턴에 경사진 제 1 사선 패턴과 이와 반대 방향으로 경사진 제 2 사선 패턴이 추가로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 프리즘 패턴은 도광판의 입광면에 대응하는 모서리로부터 길이방향으로 형성된다.
상기 프리즘 패턴은 일정한 깊이의 패턴을 가진 수평 프리즘 패턴과 경사진 깊이를 가진 상향 경사 프리즘 패턴을 포함한다.
상기 상향 경사 프리즘 패턴은 도광판의 입광면에 대응하는 모서리에 인접하게 형성된다.
상기 상향 경사 프리즘 패턴은 도광판의 입광면에 대응하는 모서리 방향으로 갈수록 패턴의 깊이가 점진적으로 작아진다.
상기 제 1 사선 패턴 및 제 2 사선 패턴은 도광판의 입광부에 해당하는 모서리로부터 형성된다.
상기 제 1 사선 패턴 및 제 2 사선 패턴은 상기 모서리로부터 멀어질수록 약해진다.
상기 들어올림 가공 경사면은 도광판의 입광면에 대응하는 모서리쪽으로부터 멀어질수록 상향 경사진 구조이다.
한편, 본 발명에 따른 백라이트 유니트용 도광판 제조방법은, 도광판의 출사면을 성형하는 상측 메인 코어를 형성하는 단계, 도광판의 저면을 성형하는 하측 메인 코어를 형성하는 단계, 상기 상측 메인 코어 및 하측 메인 코어를 금형 프레임에 장착하여 금형을 조립하는 단계, 상기 금형에서 도광판을 사출 성형하는 단계를 포함하며, 상기 하측 메인 코어를 형성하는 단계는, 하측 메인 코어의 코어 상면에 프리즘 패턴을 형성하는 단계;
상기 프리즘 패턴이 형성된 코어 상면에 경사면을 형성하는 들어올림 가공 경사면 형성단계;
상기 프리즘 패턴이 형성된 하측 메인 코어의 코어 상면에 프리즘 패턴과 경사지게 제 1 사선 패턴을 형성하는 단계;
상기 제 1 사선 패턴이 형성된 하측 메인 코어의 코어 상면에 상기 프리즘 패턴을 기준으로 제 1 사선 패턴과 반대방향으로 경사지게 제 2 사선 패턴을 형성하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제 1 사선 패턴 및 제 2 사선 패턴을 형성하는 단계에서, 제 1 사선 패턴과 제 2 사선 패턴은 상기 프리즘 패턴을 기준으로 서로 반대방향으로 경사지게 형성된다.
상기 제 1 사선 패턴 및 제 2 사선 패턴은 도광판의 입광부에 대응하는 하측 메인 코어의 모서리로부터 멀어질수록 약해지도록 형성된다.
상기 프리즘 패턴 형성 단계는 일정한 깊이의 패턴을 가공하는 수평 프리즘 패턴 형성 단계와, 패턴의 깊이가 점진적으로 변화하는 상향 경사 프리즘 패턴 형성 단계를 포함한다.
상기 들어올림 가공 경사면 형성단계에서 도광판의 입광면에 대응하는 모서리측으로부터 코어 상면을 상향 경사지게 가공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 백라이트 유니트용 도광판 제조방법, 이에 사용되는 도광판 저면 성형을 위한 하측 메인 코어, 이러한 방법에 의해 제조되는 백라이트 유니트용 도광판을 더욱 상세히 설명한다.
도 2a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 백라이트 유니트용 도광판의 제 조방법을 개략적으로 나타내는 플로우 차트이며, 도 2b는 도 2a에서 하측 메인 코어에 프리즘 패턴 형성 단계를 보다 자세하게 나타내는 플로우 차트이다.
도 2a 및 2b를 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유니트용 도광판 제조방법은 도광판의 출사면을 성형하는 상측 메인 코어를 형성하는 단계(미도시), 도광판의 저면을 성형하는 하측 메인 코어를 형성하는 단계(S1), 상기 상측 메인 코어 및 하측 메인 코어를 금형 프레임에 장착하여 금형을 조립하는 단계(S2), 및 조립된 상기 금형에서 도광판을 사출성형하는 단계(S3)를 포함하며, 이러한 단계를 통하여 도광판 제조방법이 수행된다.
여기서 하측 금형코어를 형성하는 단계(S1)는 다시 세부적인 단계로 구성되는데, 하측 메인 코어의 코어 상면에 프리즘 패턴을 형성하는 단계(S1a), 상기 프리즘 패턴이 형성된 하측 메인 코어의 성형 표면인 코어 상면에 프리즘 패턴과 경사지게 제 1 사선 패턴을 형성하는 단계(S1b), 상기 제 1 사선 패턴이 형성된 하측 메인 코어의 코어 상면에 상기 프리즘 패턴을 기준으로 제 1 사선 패턴과 반대방향으로 경사지게 제 2 사선 패턴을 형성하는 단계(S1c) 및 전술한 패턴이 형성된 코어 상면의 일부를 절삭 수단을 점점 들어올리면서 가공하여 경사면을 형성하는 들어올림 가공 경사면 형성 단계(S1d)가 그 세부적인 구성 단계이다.
도 2b를 참조하면, 하측 메인 코어의 코어 상면에 프리즘 패턴을 형성하는 단계(S1a)의 세부 단계가 도시된다. 프리즘 패턴 형성단계(S1a)는 일정한 골의 깊이로 패턴을 가공하는 수평 프리즘 패턴 형성단계(S1a1)와, 패턴 골의 깊이가 점진적으로 변화하는 상향 경사 프리즘 패턴 형성단계(S1a2)를 포함한다.
여기서, 상부 금형 코어를 형성하는 단계는 종래의 기술을 사용하므로 본 발명에서 별도로 상세하게 설명하지는 않으며 종래의 기술은 본 발명의 내용에 편입된다. 또한 상부 메인 코어를 형성하는 단계와 하부 메인 코어를 형성하는 단계는 각각 이루어지고 어느 금형 코어를 제조하는 것이 먼저 이루어지는지에 대한 우선 순위 관계는 없다. 왜냐하면 최종적으로 각각 제작된 상부 메인 코어와 하부 메인 코어는 서로 간섭하지 않는 상태로 금형 프레임에 각각 장착되기 때문이다. 필요에 따라서는 도광판의 입광면에 일정한 패턴을 성형하기 위한 슬라이드 코어가 별도로 가공되어 금형 프레임에 장착될 수 있다.
한편, 도 2c는 도 2a의 제조 순서가 일부 변형된 또다른 실시예의 도광판 제조방법에 따른 플로우 차트이다.
도 2c 따르면, 도 2a의 각 단계에서 들어올림 가공 경사면 형성단계(S1d)가 하측 메인 코어에 프리즘 패턴 형성단계(S1a) 다음에 수행된다. 따라서, 상기 단계(S1d)가 수행된 다음에 하측 메인 코어에 제 1 사선 패턴 형성단계(S1b) 및 하측 메인 코어에 제 2 사선 패턴 형성단계(S1c)가 수행된다. 그 이후에 금형 조립단계(S2)와 사출 성형단계(S3)가 수행되는 것은 도 2a에 도시된 작업 순서와 동일하다.
한편, 도 3은 도 2a 및 도 2b에 따른 제조방법의 단계 중 하측 메인 코어(100)에 프리즘 패턴을 형성하는 단계(S1a)를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 3에서 프리즘 패턴은 이해를 돕기 위하여 실제와는 달리 하측 메인 코어의 크기에 비하여 상당히 크게 도시되어 있다.
도 3을 참고하면, 도광판의 저면을 성형하는 하측 메인 코어(100)의 성형 표 면인 코어 상면(103)에는 도광판의 입광면에 대응되는 방향의 입광부측 코어면(102)으로부터 Y축 방향으로 프리즘 패턴(106)이 형성된다. 프리즘 패턴(106)은 바이트(104)를 이용하여 코어 상면(103)에 패턴 골(110)과 패턴 마루(112)를 형성함으로써 가공된다.
따라서, 바이트(104)의 절단 단면에 따른 프리즘 패턴의 단면 형상이 결정된다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는 바이트(104)의 단면이 삼각형이 단면을 이루어 이러한 바이트에 의해 연속적으로 형성되는 프리즘 패턴(106)은 톱니형의 단면을 이루어 프리즘 패턴의 최상부는 패턴 마루(112)를 형성하고, 최하부는 패턴 골(110)을 형성하게 된다.
여기서, 도 2b에 도시된 프리즘 패턴 형성 단계와 같이, 프리즘 패턴(106)을 코어 상면(103)에 형성함에 있어서, 일정한 깊이로 코어 상면 전체에 프리즘 패턴을 형성하는 것은 아니다. 즉, 입광부측 코어면(102)으로부터 소정의 거리(l1)에서는 입광부측 코어면(102)방향으로 프리즘 패턴을 형성하는 바이트(104)를 이동시켜 가공하면서 소정의 각으로 들어올려 줌으로써 패턴의 골의 깊이가 상향 경사지도록 패턴을 형성한다.
상기 소정의 거리(l1)이상의 구간에서는 프리즘 패턴의 골의 깊이가 일정하게 수평 프리즘 패턴을 가공한다. 따라서, 도 4에 도시된 바와 같이, 입광부측 코어면(102)측에서는 코어 상면의 원래 표면의 일부가 절삭되어 제거되지 않고 남아 있게 된다. 또한 입광부측 코어면(102)에서 프리즘 패턴의 골(110)은 삼각형의 형상을 이루지만 일부의 패턴 마루(112)는 뾰족한 형상이 아닌 편평한 형상을 하게 된다. 상기 거리(l1)는 20밀리미터 내지 30밀리미터인 것이 바람직하다.
바이트(104)의 단면 형상에 따라 패턴 골(110)과 패턴 마루(112) 사이의 간격은 패턴의 깊이(h1 : 도 5 참고)를 형성하며, 연이어서 형성되는 프리즘 패턴 경사면은 소정의 경사각(c : 도 5 참고)으로 형성된다.
도 5는 도 2a에서 하측 메인 코어에 제 1 사선을 형성하는 단계(S1b)와 하측 메인 코어에 제 2 사선을 형성하는 단계(S1c)를 도식적으로 나타내는 부분 절개 사시도이다.
도 5를 참고하면, 하측 메인 코어(100)의 코어 상면(103)에 프리즘 패턴(106)을 형성하는 단계(S1a)가 완료된 후에 소정의 각도로 제 1 사선 패턴을 형성하는 단계와 제 2 사선 패턴을 형성하는 단계에서의 사선 패턴의 성형방식이 패턴의 절삭 각도를 중심으로 도시된다.
프리즘 패턴이 형성된 하측 메인 코어(100)의 입광부측 코어면(102)에는 연속적으로 소정의 경사각(c)으로 형성된 프리즘 패턴 측경사면(114)에 의해 패턴 라인(116)이 톱날 형상을 이루면서 형성됨으로써 뾰족한 패턴 골(110)과 편평한 패턴 마루(112)가 형성되어 있다. 도 5에서 도시된 바와 같이, 패턴 골과 패턴 골 사이의 간격은 폭(w)으로 표시된다.
제 1 사선 패턴과 제 2 사선 패턴을 형성하기 위해서는 사선 패턴을 가공하기 위한 바이트(120)가 준비된다. 사선 패턴 가공용 바이트(120)는 프리즘 패턴 가공을 위한 바이트(104)와 동일한 것을 사용할 수도 있지만, 사선 패턴을 가공하기 위한 바이트(120)는 바이트의 절삭 각도가 프리즘 패턴(106)을 가공하기 위한 바이트의 절삭각도와는 절삭의 진행 방향의 차이에 따른 비틀림의 차이가 있으므로 별도의 바이트를 사용하는 것이 바람직하다.
일단 바이트(120)의 절삭면(122)은 프리즘 패턴 형성단계에서 가공된 패턴 라인(116)에 놓여져서 가공을 시작하게 된다. 즉, 사선 패턴의 가공은 도광판의 입광면에 해당하는 입광부측 코어면(102)측에서부터 가공이 시작된다. 따라서, 사선 패턴이 가공되는 위치는 도광판을 기준으로 볼 경우 저면과 입광면이 접하는 모서리로부터 형성되게 된다.
프리즘 패턴의 길이방향. 즉 Y측 방향을 기준으로 사선 패턴은 소정의 각도만큼 경사져서 형성된다. 따라서, 바이트(120)는 Y측 방향으로부터 소정의 각도만큼 경사지게 이동하면서 프리즘 패턴을 절삭하게 된다. 환언하면, 사선 패턴은 이미 형성된 프리즘 패턴위에 덧씌워 가공된다. 따라서 세가지 패턴이 한데 가공되면 복합적인 형상의 패턴이 형성된다.
도 5를 참고하면, 바이트(120)는 그 절삭면(122)이 입광부측 코어면(102)에 형성된 패턴 라인(116)에 따라 놓여진 상태에서 절삭을 시작한다. 이때 제 1 사선 패턴을 형성하기 위하여 바이트(120)의 진행 경로는 프리즘 패턴의 형성방향인 Y 측으로부터 소정의 각도(a)만큼 경사진 경로가 된다. 제 2 사선 패턴은 이미 형성된 제 1 사선 패턴과는 프리즘 패턴의 형성방향인 Y축을 기준으로 반대 방향으로 소정의 각도(a)만큼 경사지게 형성된다.
즉, 제 1 패턴과 제 2 패턴을 형성하기 위한 바이트(120)의 XY 평면에서의 진행 방향을 살펴보면, Y축을 기준으로 각도(a)만큼 시계방향으로 경사지게 일단 가공한 후, Y축을 기준으로 동일한 각도(a)만큼 반시계방향으로 경사지게 가공된다. 여기서, 시계방향으로 가공하는 것이 먼저인지 반시계방향으로 가공하는 것이 먼저인지는 선택적으로 결정될 사항으로서 어느것이 먼저 가공되더라도 무방하다.
한편, 사선 패턴은 항상 동일한 깊이로 가공되지 않고 최초 가공 시작면으로부터 바이트가 소정의 각도(b)만큼 위로, 즉 Z축 방향으로 들리면서 가공된다. 도 5에 의하면 바이트가 사선 패턴을 형성하면서 입광부측 코어면의 절삭 시작 지점으부터 Z축으로 소정의 각도(b)만큼 점점 들려지도록 절삭된다. 따라서, 사선 패턴은 입광부측 코어면으로부터 멀어질수록 패턴의 깊이가 낮아지게 되어 사선 패턴이 약해지게 된다.
결국 최종적으로 이러한 하측 메인 코어를 이용하여 도광판을 성형할 경우 도광판의 저면과 입광면이 접하는 모서리로부터 멀어질수록 사선 패턴이 약해지는 결과를 초래하게 된다.
바이트가 Z축 방향으로 들려지는 각도(b)는 최종적으로 사선 패턴이 형성되는 부분의 거리(l2 : 도 6 참조)는 입광부측 코어면(102)으로부터 20 내지 50밀리미터 내의 범위가 되도록 정해지는 것이 바람직하다.
바이트(120)는 패턴 라인(116)에서 시작하여 소정의 각도로 경사진 경로를 통하여 프리즘 패턴 경사면을 통과하여 경사면 자체를 절삭하면서 제 1 사선 패턴 및 제 2 사선 패턴을 형성한다.
여기서 어느쪽 방향이 제 1 사선 패턴의 방향이고 제 2 사선 패턴의 방향인지는 중요하지 않으며, 서로 다른 사선 패턴임을 구별하기 위하여 제 1 사선 패턴 과 제 2 사선 패턴이라는 용어가 사용된다.
입광부측 코어면(102)에서의 패턴 골(110)과 편평한 패턴 마루(112)의 깊이는 h1으로 도시된다. 상기 깊이(h1)은 10 내지 20 미크론인 것이 바람직한데, 가장 최적값으로는 15.98 미크론이 바람직하다. 한편 각도(c)는 약 50도로 형성된다. 또한 폭(w)은 대략 50 미크론인 것이 바람직하다.
한편, 제 1 사선패턴과 제 2 사선 패턴이 Y축 방향으로부터 각각 서로 반대방향으로 경사지게 절삭되는 각도(a)는 5도 내지 60도 인 것이 바람직하다. 이때 도 6에 도시된 바와 같이, 사선 패턴은 입광부측 코어면(102)로부터 소정의 거리(l2)까지 형성되는데, 그 거리는 약 20밀리미터 내지 50밀리미터가 바람직하다. 또한 바이트가 Z축 방향으로 들려지면서 이동하는 경로의 각도는 tan b = h1 / l2 의 식에서 계산되어질 수 있다.
예를 들어, 입광부측 코어면(102)으로부터 사선 패턴이 점점 약하게 형성되어 최종적으로 사선패턴이 존재하는 부분까지의 거리(l2)를 20밀리미터로 정한다면, 바이트(120)가 Z축 방향으로 들려지는 각도(b)는 b = tan -1 (0.01598 / 20) 로 정해질 수 있다.
도 6은 프리즘 패턴과 사선 패턴이 겹쳐져서 형성된 하측 메인 코어의 코어 상면의 패턴의 분포와 형상을 도시하는 경사 사시도이다.
하측 메인 코어(100)의 입광부측 코어면(102)으로부터 소정의 거리(l1)까지에는 상향 경사 프리즘 패턴(106b)이 형성되고, 소정의 거리(l2)까지에는 제 1 사선 패턴과 제 2 사선 패턴이 겹쳐져서 형성됨으로서 복합적인 형상의 산란 패턴이 형성된다. 한편 입광부측 코어면(102)으로부터 소정의 거리(l1)를 벗어난 코어 상면에는 일정한 패턴 깊이를 가진 수평 프리즘 패턴(106a)만이 형성되어 있으므로 뾰족한 형상의 패턴 골과 패턴 마루가 톱니모양으로 돌출되거나 옴폭 들어간 형상이 반복된다.
도 7은 도 6과 같은 형상의 코어 상면에 들어올림 경사면을 형성하는 단계에 대한 설명도이다.
입광부측 코어면(102)의 일단에는 뾰족한 형상의 패턴 골(110)과 편평한 형상의 패턴 마루(112)가 형성되어 있다. 패턴 골과 패턴 마루는 경사진 패턴 라인(116)에 의해 연결되어 있어서 그 경사면은 프리즘 패턴 측경사면(114)이 된다.
여기서, 들어올림 가공 바이트(123)를 이용하여 입광부측 코어면(102)의 소정의 높이에서 시작하여 Z축 방향으로 소정의 각(d)으로 경사면을 형성하도록 절삭가공하게 된다 따라서, 도 6의 패턴 형상을 구비한 코어 상면의 입광부측 코어면(102)에 인접한 코어상면의 패턴은 다시 그 패턴 형상에 있어서 변화가 발생하게 된다. 여기서, 들어올림 가공은 입광부측 코어면(102)으로부터 소정의 거리까지 행해진다.
도 8은 도 7의 단계에 의해 형성된 하측 메인 코어의 코어 상면에 대한 경사 사시도이다.
도 8을 참조하면, 입광면측 코어면(102)의 상측 일부가 들어올림 가공 바이트(123)에 의해 제거되었으므로 그 높이가 낮아져 있다. 따라서 도 6의 편평한 패턴 마루(112)보다 낮은 편평한 패턴 마루(112')가 형성된다. 또한, 바이트(123)를 수평하게 진행시켜 절삭한 것이 아니라 각도(d)로 Z축방향으로 들어올려서 입광부측 코어면(102)으로부터 소정의 거리(l3) 까지 들어올림 경사면이 형성된다. 상기 거리(l3) 는 20밀리미터 내지 40밀리미터인 것이 바람직하다. 전술한 거리(l1, l2, l3)는 프리즘 패턴의 피치, 프리즘 각도, 도광판의 두께, 높이, 폭, 리플렉터의 구조나 재질에 따라서 결정되며, 또한, 사출조건이나 제품의 재질선택등과 같은 사양에 따라서 결정된다.
도 9는 도 8의 하측 메인 코어의 입광부측 코어면에서 바라본 부분 확대 정면도이다.
도 9에서, 파선으로 표시된 윤곽선은 프리즘 패턴의 깊이가 일정하게 형성된 부분에서의 프리즘 패턴의 단면 윤곽이며, 실선으로 표시된 윤곽선은 입광부측 코어면에서 볼 때 나타나는 최종 코어면의 윤곽선이다. 도 5에서 도시된 바와 같이, 프리즘 패턴은 코어 상면에 수직한 선을 기준으로 좌우의 방향으로 소정의 각도(α)로 경사져 있다.
한편, 입광부측 코어면(102)에서의 프리즘 패턴의 패턴 깊이는 h1으로 표시된다. 그러나, 상향 경사 프리즘 패턴 이전의 패턴의 깊이가 일정한 프리즘 패턴 구간에서의 패턴의 깊이는 h2로 표시된다.
들어올림 가공에 의해 형성된 패턴 마루(112')는 소정의 폭(f)을 구비하며, 패턴 골(110) 사이는 소정의 간격(w)으로 형성된다.
도 10은 도 8 및 도 9의 I-I선을 따라 취한 단면의 단면도이다.
도 10을 참조하면, 프리즘 패턴(106) 중 상향 경사 프리즘 패턴의 패턴 골 (110)은 입광부측 코어면(102)으로부터 소정의 거리(l1)까지 형성되며, 그 구간에서 상향 경사진 수직 깊이는 h4로 표시된다. 한편, 들어올림 가공 경사면(137)은 그 가공의 시작 지점인 입광부측 코어면(102)에서 h3에 해당하는 깊이에서부터 소정의 각으로 들어올려져서 입광부측 코어면(102)으로부터 소정의 거리(l3) 까지 가공되어 형성된다.
도 9와 도 10을 참조하면 도 9의 일정한 깊이의 패턴의 수평 프리즘 패턴의 깊이(h1)와 입광부측 코어면(102)에서의 상향 경사 프리즘 패턴의 최외곽부의 깊이(h2)의 차이가 도 10의 h4에 해당하게 된다.
한편, 이러한 하측 메인 코어는 스타박스(stavax) 재질인 것이 바람직하며, 니켈 도금 처리되는 것이 바람직하다.
도 11은 전술한 바와 같은 구조로 형성된 하측 메인 코어를 설치하여 금형을 조립한 상태를 도시하는 수직 단면도이다.
도광판을 성형하기 위한 금형장치에서 전술한 구조의 하측 메인 코어(100)의 코어 상면(103)은 성형공간(132)을 향하도록 하부 금형 프레임에 장착된다. 하부 금형 프레임(130)은 하측 메인 코어(100)가 장착될 수 있는 공간을 확보하고도 남을 정도의 측벽을 구비한다. 본 발명에서 별도로 자세히 설명하지는 않았으나, 소정의 형상으로 가공된 상측 메인 코어는 상부 금형 프레임(140)의 내부에 장착되며, 금형 프레임의 내측부에는 사이드 코어(144)가 장착된다.
따라서, 조립된 상부 금형 프레임(140)과 하부 금형 프레임(130) 사이에서 성형공간(132)은 성형될 도광판의 사이즈에 맞추어져서 형성되며, 도면에 별도로 도시하지는 않았으나, 별도의 사출 성형 장치를 통하여 도광판 성형 물질이 성형공간(132)에 유입되어 사출성형된다.
본 발명에서 금형 프레임의 구조는 반드시 상하 금형 프레임의 구조만으로 이루어지는 것은 아니며, 슬라이드 코어를 구비한 금형 프레임 구조에서는 별도의 금형 프레임 및 금형 코어가 추가로 장착될 수 있다.
도 12는 본 발명에 따른 금형 제조 방법에 의해 제조된 도광판의 저면을 위로 향하게 하여 도시한 경사 사시도이다.
도 12에서 도광판은 그 저면이 위로 향하여 도시되어 있으나, 실제 백라이트 유니트에 장착될 때에 도광판의 저면은 아래쪽을 향하게 된다.
도광판 성형용 하측 메인 코어에 의해 금형 가공된 도광판(202)의 저면(204)의 패턴은 형상은 전술한 하측 메인 코어의 형상에 대응되어 반대 형상으로 대칭되어 형성된다. 즉, 하측 메인 코어의 코어 상면에서 돌출된 패턴은 도광판의 저면에 옴폭하게 들어간 패턴을 형성한다. 또한, 하측 메인 코어의 코어 상면에 형성된 상향 경사 프리즘 패턴(106b: 도 4 참고)은 도광판(202)의 저면(204)에 하향 경사 프리즘 패턴(206b)을 형성하게 된다.
한편, 하측 메인 코어의 코어 상면에 형성된 들어올림 가공 경사면(137 : 도 10참조)은 이에 대응하는 형상으로 도광판에서 경사면은 형성한다. 따라서, 도광판의 저면상에서 프리즘 패턴(206)과 이에 추가로 형성된 제 1 사선 패턴 및 제 2 사선 패턴(224, 226)은 입광면(205)으로부터 소정의 거리까지의 구간내에서는 입광면으로부터 멀어질수록 패턴의 높이가 낮아지는 형상이 된다.
도 13은 본 발명에 따른 금형 제조 방법에 의해 제조된 도광판이 백라이트 유니트에 장착되었을때의 부분 사시도이다.
이해의 편의를 돕기 위하여 광원(207)도 도시하였다. 성형된 도광판(202)은 상측 메인 코어(142)에 의해 성형된 출사면(203)을 상면으로 하고 하측 메인 코어(100)에 의해 성형된 저면(204)을 하면으로 한다.
조면(204)에서, 입광부(205)로부터 일정 거리까지에는 하측 메인 코어의 상향 경사 프리즘 패턴(106a) 및 제 1, 2 사선 패턴(124, 126)에 대응되는 산란 패턴이 나란하게 연속적으로 형성된다. 또한 이러한 산란 패턴은 하측 메인 코어의 들어올림 가공 경사면에 대응되는 형상으로서 소정의 거리(l3) 내에서 입광면으로부터 멀어질수록 높이가 낮아지는 윤곽 형상을 가진다. 소정 거리(l1)을 넘어서는 저면(204)에는 뾰족한 형상의 패턴 골(210)과 패턴 마루(212)로 이루어진 수평 프리즘 패턴(206a)이 광원으로부터 도광판의 길이방향으로 형성된다.
이러한 형상으로 인하여 광원(207)에서 입광면(205)을 통하여 수광된 빛은 도광판의 입광부측 저면에 형성된 복합 형상의 산란 패턴에 의해 산란이 활발하게 촉진되고 소정 거리 이상에서는 프리즘 패턴에 의해 산란이 이루어져서 출사면(203)을 통과하여 그 위에 위치되는 프리즘 시트를 통과한 빛은 휘선이 훨씬 저감되게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 도광판의 저면에서 입광부에 인접한 구간에 산란 패턴을 형성하여 입사된 빛의 산란을 촉진함으로써 휘선과 암선이 발생되지 않 고 전체 영역에서 휘도가 균일하게 유지될 수 있다는 장점이 있다. 또한, 본 발명에 따른 백라이트 유니트용 도광판을 제조하기 위한 성형용 하측 메인 코어는 사출성형을 위한 것이며, 본 발명에 따른 제조방법은 제조금형을 이용한 사출성형에 의한 것이므로 도광판의 대량생산이 가능하며, 언제나 동일한 형상과 품질을 유지할 수 있어 재현성이 뛰어나다는 이점이 있다.

Claims (21)

  1. 빛을 출사하는 출사면과, 상기 출사면의 반대편에 위치하는 저면과, 상기 출사면의 길이방향의 일단부와 상기 저면의 길이방향의 일단부 사이에 위치하여 상기 백라이트 유니트의 광원으로부터 조사된 빛이 수광되는 입광면을 구비하는 백라이트 유니트용 도광판에 있어서,
    상기 저면에서 도광판의 모서리의 입광면에 대응하는 모서리로부터 길이방향으로 형성되며 일정한 높이의 패턴으로 된 수평 프리즘 패턴과 경사진 높이를 가진 경사 프리즘 패턴을 포함하는 프리즘 패턴과;
    상기 프리즘 패턴에 대하여 상기 저면에 경사지게 형성된 제 1 사선 패턴 및 제 1 사선 패턴과 반대 방향으로 경사진 제 2 사선 패턴을 포함하며,
    상기 저면상에서 상기 경사 프리즘 패턴은 상기 입광면으로부터 멀어질수록 높이가 커지며, 상기 제 1 사선 패턴 및 제 2 사선 패턴은 상기 입광면으로부터 멀어질수록 높이가 작아지는 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트용 도광판.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 경사 프리즘 패턴은 도광판의 입광면에 대응하는 모서리에 인접하게 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트용 도광판.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 경사 프리즘 패턴은 입광면측 모서리 방향으로 갈수록 패턴의 높이가 작아지는 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트용 도광판.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 사선 패턴과 제 2 사선 패턴은 입광면측 모서리로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트용 도광판.
  7. 삭제
  8. 백라이트 유니트용 도광판의 저면을 성형하는 하측 메인 코어에 있어서,
    상기 하측 메인 코어의 코어 상면에는 프리즘 패턴이 형성되며, 상기 코어 상면에는 소정의 각으로 들어올림 가공 경사면이 형성되며, 상기 프리즘 패턴에는 프리즘 패턴에 경사진 제 1 사선 패턴과 이와 반대 방향으로 경사진 제 2 사선 패턴이 추가로 형성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트용 도광판의 저면 성형용 하측 메인 코어.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 프리즘 패턴은 도광판의 입광면에 대응하는 모서리로부터 길이방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트용 도광판의 저면 성형용 하측 메인 코어.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 프리즘 패턴은 일정한 깊이의 패턴을 가진 수평 프리즘 패턴과 경사진 깊이를 가진 경사 프리즘 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트용 도광판 저면 성형용 하측 메인 코어.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 경사 프리즘 패턴은 도광판의 입광면에 대응하는 모서리에 인접하게 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트용 도광판의 저면 성형용 하측 메인 코어.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 경사 프리즘 패턴은 도광판의 입광면에 대응하는 모서리 방향으로 갈수록 패턴의 깊이가 작아지는 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트용 도광판 저면 성형용 하측 메인 코어.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 사선 패턴 및 제 2 사선 패턴은 도광판의 입광부에 해당하는 모서리로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트용 도광판의 저면 성형용 하측 메인 코어.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 사선 패턴 및 제 2 사선 패턴의 깊이는 상기 모서리로부터 멀어질수록 작아지는 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트용 도광판의 저면 성형용 하측 메인 코어.
  15. 제 8 항에 있어서,
    상기 들어올림 가공 경사면은 도광판의 입광면에 대응하는 모서리측으로부터 상향 경사진 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트용 도광판 성형용 하측 메인 코어.
  16. 도광판의 출사면을 성형하는 상측 메인 코어를 형성하는 단계, 도광판의 저면을 성형하는 하측 메인 코어를 형성하는 단계, 상기 상측 메인 코어 및 하측 메인 코어를 금형 프레임에 장착하여 금형을 조립하는 단계, 상기 금형에서 도광판을 사출 성형하는 단계를 포함하는 백라이트 유니트용 도광판 제조방법에 있어서,
    상기 하측 메인 코어를 형성하는 단계는, 하측 메인 코어의 코어 상면에 프리즘 패턴을 형성하는 단계;
    상기 프리즘 패턴이 형성된 코어 상면에 경사면을 형성하는 들어올림 가공 경사면 형성단계;
    상기 프리즘 패턴이 형성된 하측 메인 코어의 코어 상면에 프리즘 패턴과 경사지게 제 1 사선 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 제 1 사선 패턴이 형성된 하측 메인 코어의 코어 상면에 상기 프리즘 패턴을 기준으로 제 1 사선 패턴과 반대방향으로 경사지게 제 2 사선 패턴을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트용 도광판 제조방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 사선 패턴 및 제 2 사선 패턴을 형성하는 단계에서, 제 1 사선 패턴과 제 2 사선 패턴은 상기 프리즘 패턴을 기준으로 서로 반대방향으로 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트용 도광판의 제조방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 사선 패턴 및 제 2 사선 패턴의 깊이는 도광판의 입광부에 대응하는 하측 메인 코어의 모서리로부터 멀어질수록 작아지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트용 도광판 제조방법.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 프리즘 패턴 형성 단계는 일정한 깊이의 패턴을 가공하는 수평 프리즘 패턴 형성 단계와, 패턴의 깊이가 점진적으로 변화하는 경사 프리즘 패턴 형성 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트용 도광판 제조방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 들어올림 가공 경사면 형성단계는 도광판의 입광면에 대응하는 모서리측으로부터 코어 상면을 상향 경사지게 가공하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트용 도광판 제조방법.
  21. 제 16 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항의 도광판 제조방법에 의해 제조된 도광판.
KR1020050046680A 2004-09-13 2005-06-01 백라이트 유니트용 도광판, 백라이트 유니트용 도광판의저면을 성형하는 하측 메인 코어 및 백라이트 유니트용도광판 제조방법 KR100729807B1 (ko)

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