KR101086670B1 - 백라이트 유닛의 도광판 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 실크스크린 인쇄에 의해 형성된 확산제를 포함하는 잉크로 이루어지는 패턴에 의해 광원으로부터 입사되는 광의 반사율을 향상시키고 확산률을 증가시켜 광의 휘도를 증가시킬 수 있도록 한 백라이트 유닛의 도광판 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 백라이트 유닛의 도광판에 있어서, 광원으로부터 입사되는 광이 전면으로 균일하게 확산되도록 후면에 광확산 패턴이 형성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛의 도광판 및 그 제조방법을 제공한다.

Description

백라이트 유닛의 도광판 및 그 제조방법{LIGHT GUIDING PLATE OF A BACK LIGHT UNIT AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 후면에 확산제가 포함된 잉크를 실크스크린 인쇄 방식을 이용하여 일정한 패턴을 형성하고, 전면에 잉크젯 방식을 이용하여 마이크로렌즈를 형성하거나 잉크젯 프린팅 방법에 의한 마이크로렌즈를 형성한 후 마이크로렌즈 면에 실크스크린 방식을 이용하여 확산 잉크를 도포함으로써 기존 도광판보다 휘도 및 조도를 대폭 향상시키는 백라이트 유닛의 도광판 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 도광판(light guiding plate)은 조명용 LED(light emitting diode)나 백라이트 유닛(back light unit)의 휘도와 균일한 조명 기능을 수행하는 부품으로서, 조명등 커버나 LCD(liquid crystal display) 내에서 광을 액정패널에 인도하는 백라이트 유닛 안에 조립되는 아크릴 사출물을 말하며, LED나 램프 등과 같은 광원에서 발산되는 광을 전체 면에 균일하게 전달하는 역할을 하는 플라스틱 성형물의 일종이다.
도광판은 형태와 출광 방식에 따라 구분할 수 있는데, 그 형태에 따라서 편광방식과 쐐기방식으로 나눌 수 있다. 편광방식은 주로 모니터용으로 사용되는 형태로 압출, 사출 또는 캐스팅 방식으로 성형되고, 에지(edge)의 양방향에서 빛이 입사되는 구조이며, 소형의 휴대폰용 도광판의 경우 에지(edge)의 단일방향으로 3∼4개의 LED를 사용한다. 쐐기방식은 편광방식에 비해 광 효율이 우수하고, 박형화가 용이하여 주로 경량 부품을 사용하는 노트북, PC, PDA, 휴대폰 등의 모바일 디스플레이용으로 사용되며, 사출방식을 통해 성형되고, 한쪽 측면 방향으로 광원의 빛이 입사되는 구조로 16인치 급까지 사용되고 있다.
또한, 도광판은 수직방향으로 출광시키는 방식에 따라 인쇄방식, 무인쇄방식으로 나눌 수 있으며, 인쇄방식의 경우 광산란 잉크를 도광판 하부에 스크린 인쇄하여 입사된 빛을 수직산란을 통해 출광시키는 방식이며, 무인쇄 방식의 경우 반사, 굴절, 회절, 산란 등과 같은 기하광학적인 기능을 갖는 구조를 도광판에 가공하여 그 구조에 의해 출광 기능을 가지도록 하는 방식과 투명수지 내부에 빛을 산란시킬 수 있는 물질을 혼입시켜 출광 기능을 가지도록 하는 성형방식 등 다양한 방식이 있다.
종래의 기술에 따른 도광판이 마련되는 백라이트 유닛을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 기술에 따른 백라이트 유닛을 도시한 사시도이다. 도시된 바와 같이, 종래의 기술에 따른 백라이트 유닛(1)은 일례로 LCD 모니터용으로서, 일면에 패턴이 형성되는 도광판(light guide plate; 2)과, 도광판(2)의 양측에 광을 발산하도록 설치되는 광원(CCFL 또는 LED: 3)과, 광원(3)을 도광판(2)의 양측에 고정시키는 램프하우징(4)과, 도광판(2)의 일측에 설치되어 광원(3)으로부터 발산되는 광을 반사시키는 반사판(5)과, 도광판(2)을 통해 입사되는 광을 확산 내지 산란시켜서 전체 화면에서의 휘도를 균일하도록 하는 확산시트(6), 확산시트(6)를 통과하는 광을 프리즘 형상의 피치에 의해 일정한 방향으로 바꾸어서 정면 휘도를 높여주는 프리즘시트(7)와, 프리즘시트(7)를 통과한 광의 손실을 줄이는 휘도상승시트(8)를 포함할 수 있다.
종래의 기술에 따른 백라이트 유닛(1)은 광원(3)으로부터 조사되어 도광판(2)의 측면으로 입사되는 광이 도광판(2) 내부로 전달되면, 도광판(2)에 형성된 패턴에 의하여 도광판(2)을 매질로 하여 통과하는 가시광이 전반사되는 것을 추출함으로써 면광원으로 변환된다.
상기한 바와 같이, 종래의 기술에 따른 백라이트 유닛은 광원으로부터 도광판으로 입사되는 광의 반사각도를 줄이는 것이 어려우며, 이로 인해 광의 휘도를 높이는데 한계를 가지는 문제점을 가지고 있었다.
본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 광원으로부터 입사되는 광의 추출률을 증가시켜 패턴에 의해 산란 내지 확산되는 광의 휘도를 증가시키도록 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 백라이트 유닛의 도광판에 있어서, 광원으로부터 입사되는 광이 전면으로 균일하게 확산되도록 후면에 광확산 패턴이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 광확산 패턴은 확산제가 포함되는 잉크를 실크스크린 인쇄하여 형성되는 인쇄 패턴으로 이루어지고, 상기 전면에는 마이크로렌즈가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 광확산 패턴은 상기 후면에 형성되는 마이크로렌즈와, 상기 마이크로렌즈의 표면에 확산제가 포함되는 잉크를 실크스크린 인쇄하여 형성되는 인쇄 패턴으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전면에 마이크로렌즈가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 광확산 패턴은 마이크로렌즈로 이루어지고, 상기 전면에 마이크로렌즈가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 광확산 패턴이 후면에 형성되는 후면도광판과, 상기 후면도광판의 전측에 위치하며, 전면과 후면 중 어느 하나 또는 모두에 마이크로렌즈가 형성되는 전면도광판을 포함하며, 상기 광확산 패턴은 확산제가 포함되는 잉크를 실크스크린 인쇄하여 형성되는 인쇄 패턴으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 광확산 패턴이 후면에 형성됨과 아울러 마이크로렌즈가 전면에 형성되는 후면도광판과, 상기 후면도광판의 전측에 위치하며, 전면과 후면 중 어느 하나 또는 모두에 마이크로렌즈가 형성되는 전면도광판을 포함하며, 상기 광확산 패턴은 확산제가 포함되는 잉크를 실크스크린 인쇄하여 형성되는 인쇄 패턴으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 마이크로렌즈는 모재의 굴절률모다 큰 굴절률을 가지는 재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 마이크로렌즈는 표면에 거칠기를 증가시키기 위한 패턴이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 마이크로렌즈 상에 코팅층이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 코팅층은 표면에 거칠기를 증가시키기 위한 패턴이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 코팅층은 상기 마이크로렌즈의 굴절률보다 큰 굴절률을 가지는 재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 백라이트 유닛의 도광판을 제조하는 방법에 있어서, 광원으로부터 입사되는 광이 전면으로 균일하게 확산되도록 모재의 후면에 광확산 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 광확산 패턴을 형성하는 단계는 상기 광확산 패턴이 확산제가 포함되는 잉크를 실크스크린 인쇄한 인쇄 패턴으로 이루어지도록 하고, 상기 모재의 전면에 마이크로렌즈를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 광확산 패턴을 형성하는 단계는 상기 모재의 후면에 마이크로렌즈를 형성하는 단계와, 상기 마이크로렌즈의 표면에 확산제가 포함되는 잉크를 실크스크린 인쇄하여 인쇄 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 모재의 전면에 마이크로렌즈를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 광확산 패턴을 형성하는 단계는 상기 광확산 패턴이 마이크로렌즈로 이루어지도록 하고, 상기 모재의 전면에 마이크로렌즈를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 광확산 패턴을 형성하는 단계는 상기 광확산 패턴을 후면도광판의 후면에 형성하되, 상기 광확산 패턴이 확산제가 포함되는 잉크를 실크스크린 인쇄한 인쇄 패턴으로 이루어지도록 하고, 상기 후면도광판의 전측에 위치하는 전면도광판의 전면과 후면 중 어느 하나 또는 모두에 마이크로렌즈를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 광확산 패턴을 형성하는 단계는 상기 광확산 패턴을 후면도광판의 후면에 형성하되, 상기 광확산 패턴이 확산제가 포함되는 잉크를 실크스크린 인쇄한 인쇄 패턴으로 이루어지도록 하고, 상기 후면도광판의 전면에 마이크로렌즈를 형성하는 단계와, 상기 후면도광판의 전측에 위치하는 전면도광판의 전면과 후면 중 어느 하나 또는 모두에 마이크로렌즈를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 마이크로렌즈를 형성하는 단계는 상압플라즈마를 이용하여 형성면에 소수성 개질을 하여 상기 마이크로렌즈를 형성시 접촉각을 증가시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 백라이트 유닛의 도광판 및 그 제조방법에 의하면, 실크스크린 인쇄에 의해 만들어진 패턴에 의해 광원으로부터 입사된 빛이 전반사되는 것을 광확산과 함께 도관판의 전면으로 보내지게 되고, 지나치게 넓은 범위를 갖는 확산된 빛은 마이크로 렌즈에 의해 빛을 전면부로 보내어 일정한 확산도를 유지함과 함께 빛을 전면부로 보내게 된다.
도 1은 종래의 기술에 따른 백라이트 유닛을 도시한 사시도이고,
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 백라이트 유닛을 도시한 분해 사시도이고,
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 백라이트 유닛의 도광판을 도시한 단면도이고,
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 백라이트 유닛의 도광판을 도시한 단면도이고,
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 백라이트 유닛의 도광판을 도시한 단면도이고,
도 6은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 백라이트 유닛의 도광판을 도시한 단면도이고,
도 7은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 백라이트 유닛의 도광판을 도시한 단면도이고,
도 8은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 백라이트 유닛의 도광판을 도시한 단면도이고,
도 9은 본 발명의 제 7 실시예에 따른 백라이트 유닛의 도광판을 도시한 단면도이고,
도 10은 본 발명의 제 8 실시예에 따른 백라이트 유닛의 도광판을 도시한 단면도이고,
도 11은 본 발명의 제 9 실시예에 따른 백라이트 유닛의 도광판을 도시한 단면도이고,
도 12는 본 발명의 제 10 실시예에 따른 백라이트 유닛의 도광판을 도시한 단면도이고,
도 13은 본 발명의 제 11 실시예에 따른 백라이트 유닛의 도광판의 마이크로렌즈를 도시한 단면도이고,
도 14는 본 발명의 제 12 실시예에 따른 백라이트 유닛의 도광판의 마이크로렌즈를 도시한 단면도이고,
도 15는 본 발명의 제 13 실시예에 따른 백라이트 유닛의 도광판의 마이크로렌즈를 도시한 단면도이고,
도 16은 본 발명의 제 14 실시예에 따른 백라이트 유닛의 도광판의 마이크로렌즈를 도시한 단면도이고,
도 17은 본 발명의 제 15 실시예에 따른 백라이트 유닛의 도광판 제조방법을 도시한 흐름도이고,
도 18은 본 발명의 제 16 실시예에 따른 백라이트 유닛의 도광판 제조방법을 도시한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 또한, 본 발명의 실시예는 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 백라이트 유닛을 도시한 단면도이고, 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 백라이트 유닛의 도광판을 도시한 단면도이다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 백라이트 유닛의 도광판(100)은 광원(10)으로부터 입사되는 광이 전면(102)으로 균일하게 확산되도록 후면(101)에 광확산 패턴(110)이 형성될 수 있다.
광확산 패턴(110)은 확산제가 포함되는 잉크를 실크스크린 인쇄하여 형성되는 인쇄 패턴으로 이루어질 수 있고, 광원(10)으로부터 또는 램프하우징(20)에 반사되어 입사되거나 반사판(40)에 의해 반사되는 광을 전면(102)의 액정 패널 측으로 반사시킴과 아울러 이러한 광을 전면(102)으로 유도한다.
본 실시예에서 도광판(100)은 광확산 패턴(110)에 의해 전면(102)으로 유도된 광이 시트(30), 예를 들면 확산시트(31), 프리즘시트(32) 및 휘도상승시트(33)측으로 확산될 때 휘도를 증가시키도록 전면(102)에 마이크로렌즈(120)가 형성될 수 있다. 여기서, 마이크로렌즈(120)는 다수로 형성될 수 있고, 광투과성의 자외선 경화수지로 이루어질 수 있으며, 각도를 임의로 조절할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 백라이트 유닛의 도광판을 도시한 단면도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 백라이트 유닛의 도광판(200)은 광확산 패턴(210)이 반사판(40)을 향하는 후면(201)에 형성되는 마이크로렌즈(211)와, 마이크로렌즈(211)의 표면에 확산제가 포함되는 잉크를 실크스크린 인쇄하여 형성되는 인쇄 패턴(212)으로 이루어질 수 있다. 한편, 본 실시예에서 마이크로렌즈(211)와 인쇄 패턴(212)은 제 1 실시예에서의 마이크로렌즈(120)와 광확산 패턴(110)인 인쇄 패턴과 형성 위치를 달리할 뿐 동일하므로 그 설명을 생략하기로 하겠다.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 백라이트 유닛의 도광판을 도시한 단면도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 백라이트 유닛의 도광판(300)은 제 2 실시예에 따른 백라이트 유닛의 도광판(200; 도 4에 도시)과 마찬가지로, 광확산 패턴(300)이 후면(301)에 형성되는 마이크로렌즈(311)와, 마이크로렌즈(311)의 표면에 확산제가 포함되는 잉크를 실크스크린 인쇄하여 형성되는 인쇄 패턴(312)으로 이루어질 수 있되, 전면(302)에 마이크로렌즈(320)가 형성될 수 있다.
도 6은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 백라이트 유닛의 도광판을 도시한 단면도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 백라이트 유닛의 도광판(400)은 반사판(40)을 향하는 후면(401)에 형성되는 광확산 패턴(410)이 마이크로렌즈로 이루어지며, 전면(402)에도 마이크로렌즈(420)가 형성될 수 있다.
도 7은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 백라이트 유닛의 도광판을 도시한 단면도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 5 실시예에 따른 백라이트 유닛의 도광판(500)은 광원(10; 도 2에 도시)으로부터 입사되는 광이 전면으로 균일하게 확산되도록 하는 광확산 패턴(510)이 반사판(40)을 향하는 후면(521)에 형성되는 후면도광판(520)과, 후면도광판(520)의 전측에 위치함과 아울러 전면(531)에 마이크로렌즈(540)가 형성되는 전면도광판(530)을 포함할 수 있다. 이 때, 광확산 패턴(510)은 확산제가 포함되는 잉크를 실크스크린 인쇄하여 형성되는 인쇄 패턴으로 이루어질 수 있다.
한편, 마이크로렌즈(540)는 도 8에 도시된 제 6 실시예에 따른 백라이트 유닛의 도광판에서와 같이 전면도광판(530)의 후면(532)에 형성되거나, 도 9에 도시된 제 7 실시예에 따른 백라이트 유닛의 도광판에서와 같이 전면도광판(530)의 전면(531)과 후면(532)에 각각 형성될 수 있다.
도 10은 본 발명의 제 8 실시예에 따른 백라이트 유닛의 도광판을 도시한 단면도이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 8 실시예에 따른 백라이트 유닛의 도광판(600)은 광원(10; 도 2에 도시)으로부터 입사되는 광이 전면으로 균일하게 확산되도록 하는 광확산 패턴(610)이 반사판(40)을 향하는 후면(621)에 형성됨과 아울러 마이크로렌즈(630)가 전면(622)에 형성되는 후면도광판(620)과, 후면도광판(620)의 전측에 위치함과 아울러 전면(641)에 마이크로렌즈(650)가 형성되는 전면도광판(640)을 포함할 수 있다. 이 때, 광확산 패턴(610)은 확산제가 포함되는 잉크를 실크스크린 인쇄하여 형성되는 인쇄 패턴으로 이루어질 수 있다.
한편, 전면도광판(640)에 형성되는 마이크로렌즈(650)는 도 11에 도시된 제 9 실시예에 따른 백라이트 유닛의 도광판에서와 같이 전면도광판(640)의 후면(642)에 형성되거나, 도 12에 도시된 제 10 실시예에 따른 백라이트 유닛의 도광판에서와 같이 전면도광판(640)의 전면(641)과 후면(642)에 각각 형성될 수 있다.
상기한 실시예들에서 마이크로렌즈(120,211,311,320,420,540,630,650)는 자신이 형성되는 도광판(100,200,300,400) 또는 전면도광판(530,640) 또는 후면도광판(520,620)을 이루는 모재의 굴절률보다 큰 굴절률을 가지는 재질로 이루어질 수 있으며, 이로 인해 확산기능을 높일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 백라이트 유닛의 도광판에서 마이크로패턴의 다양한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 13은 본 발명의 제 11 실시예에 따른 백라이트 유닛의 도광판의 마이크로렌즈를 도시한 단면도이다. 도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 11 실시예에 따른 백라이트 유닛의 도광판에 형성되는 마이크로렌즈(710)는 표면에 거칠기(roughness)를 증가시키기 위한 미세한 스크래칫(scratch)나 그 밖의 다양한 형태의 패턴(711)이 형성될 수 있다.
도 14는 본 발명의 제 12 실시예에 따른 백라이트 유닛의 도광판의 마이크로렌즈를 도시한 단면도이다. 도 14에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 12 실시예에 따른 백라이트 유닛의 도광판에 형성되는 마이크로렌즈(720)는 상면, 즉 노출된 표면에 코팅층(730)이 형성될 수 있다. 여기서, 마이크로렌즈(720)와 코팅층(730) 중 어느 하나 또는 모두는 단일 종류의 잉크 또는 2종 이상의 잉크를 사용하는 잉크젯(inkjet) 인쇄에 의해 형성될 수 있다. 또한, 마이크로렌즈(720)는 도광판을 이루는 모재의 굴절률보다 큰 굴절률을 가지는 재질로 이루어질 수 있음과 아울러 다수의 층으로 이루어질 수 있다. 그리고, 코팅층(730)은 마이크로렌즈(720)의 굴절률보다 큰 굴절률을 가지는 재질로 이루어질 수 있으며, 이로 인해 확산기능을 가지도록 할 수 있다.
한편, 마이크로렌즈(720) 상에 코팅층(730)을 형성하기 위하여 다양한 방법이 사용될 수 있는데, 예를 들면, 잉크젯에 의해 형성된 마이크로렌즈(720)를 경화시킨 후, UV경화에 의해 형성된 마이크로렌즈(720) 상에 잉크젯에 의해 동종 또는 이종의 잉크로 도포할 수 있으며, 스피코팅 및 실크스크린을 이용하여 이미 형성된 마이크로렌즈(720) 상에 투명한 잉크로 전면 도포나 패터닝할 수 있다.
도 15는 본 발명의 제 13 실시예에 따른 백라이트 유닛의 도광판의 마이크로렌즈를 도시한 단면도이다. 도 15에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 13 실시예에 따른 백라이트 유닛의 도광판에 형성되는 마이크로렌즈(740) 상에 코팅층(750)이 형성되되, 마이크로렌즈(740)는 표면에 거칠기(roughness)를 증가시키기 위한 스크래치(scratch)나 다양한 형태의 패턴(741)을 형성할 수 있다.
도 16은 본 발명의 제 14 실시예에 따른 백라이트 유닛의 도광판의 마이크로렌즈를 도시한 단면도이다. 도 16에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 14 실시예에 따른 백라이트 유닛의 도광판에 형성되는 마이크로렌즈(760) 상에 코팅층(770)을 형성하되, 마이크로렌즈(760)의 표면과 코팅층(770)의 표면에 거칠기(roughness)를 증가시키기 위한 스크래치(scratch)나 다양한 형태의 패턴(761,771)을 다양한 패터닝 방식에 의해 각각 형성할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따른 백라이트 유닛의 도광판을 제조하는 방법을 상세히 설명하기로 하겠다.
도 17은 본 발명의 제 15 실시예에 따른 백라이트 유닛의 도광판 제조방법을 도시한 흐름도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 15 실시예에 따른 백라이트 유닛의 도광판 제조방법은 광원(10; 도 2에 도시)으로부터 입사되는 광이 전면으로 균일하게 확산되도록 도광판을 이루는 모재의 후면에 광확산 패턴을 형성할 수 있다(S11).
광확산 패턴을 형성하는 단계(S11)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 광확산 패턴(110)이 확산제가 포함되는 잉크를 실크스크린 인쇄한 인쇄 패턴으로 이루어지도록 할 수 있다.
한편, 광확산 패턴을 형성하는 단계(S11)는 도 4에 도시된 바와 같이, 도광판(200)을 이루는 모재의 후면에 마이크로렌즈(211)를 형성하는 단계와, 마이크로렌즈(211)의 표면에 확산제가 포함되는 잉크를 실크스크린 인쇄하여 인쇄 패턴(212)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 도광판을 이루는 모재의 전면에 마이크로렌즈를 형성하는 단계(S12)를 더 포함할 수 있다.
마이크로렌즈를 형성하는 단계(S12)는 도 3 및 도 5에 도시된 마이크로렌즈(120,320)가 모재의 굴절률보다 큰 굴절률을 가지는 잉크를 사용하여 잉크젯 인쇄에 의해 형성되도록 할 수 있으며, 일례로, 모재의 표면을 처리하는 단계와, 모재에 마이크로렌즈의 패턴을 형성시키는 단계와, 마이크로렌즈를 이용하여 패텅을 형성시키기 위해서는 경화단계를 포함할 수 있으며, 모재, 예를 들어 아크릴 자체의 접촉각이 낮기 때문에 모재가 소수성을 가지도록 그표면을 CVD 혹은 플라즈마를 이용하는 표면 처리 하는 단계로써 소수성 개질 정도에 따라 마이크로 렌즈의 곡면반경, 크기, 높이 등을 조절할 수 있다.
모재의 표면을 처리하는 단계는 일례로 컨베이어(conveyer)에 의해 이송되는 모재에 365nm 파장의 자외선 또는 플라즈마가 조사되도록 하며, 이송속도 및 자외선이나 플라즈마의 조사량에 따라 마이크로렌즈 패턴의 품질을 좌우하게 된다.
모재에 마이크로렌즈 패턴을 형성시키는 단계는 표면 처리에 의해 표면이 개질된 모재에 광투과성의 자외선 경화수지를 분사하여 마이크로렌즈 패턴을 형성시키는 단계로서, 마이크로렌즈 패턴이 광학 설계에 따라 잉크젯 방식에 의해 형성되도록 할 수 있으며, 분사량, 분사속도 등의 분사기술과 정확한 위치제어의 갠트리 스테이지(gantry stage)가 마이크로렌즈 패턴의 품질을 좌우한다. 따라서, 마이크로렌즈 패턴, 즉 확산용 자외선 투명 잉크 도트(ink dot)를 잉크젯 방식을 이용하여 분사(jetting)에 의해 형성함으로써 개발기간의 단축 및 원가 절감을 가능하도록 한다.
마이크로렌즈 패턴을 경화시키는 단계는 마이크로렌즈 패턴이 초기 형상을 유지하도록 1차로 경화시키는 단계와, 마이크로렌즈 패턴에 자외선을 조사하여 2차로 경화시키는 단계를 포함할 수 있다.
마이크로렌즈를 경화시키는 단계는 잉크의 성능과 자외선 조사장치의 성능에 따라 1차로 경화하는 단계로만 할 수 있으며, 추가적으로 2차로 경화시키는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 잉크의 성능과 1차 경화장치(자외선 조사 UV)의 성능 향상시 경화는 한단계로 할 수 있으며, 1차 경화가 충분하지 못할 경우 2차로 경화시키는 단계를 포함할 수 있다.
1차 경화 단계는 초기 잉크젯 방식에 의해 토출된 볼록렌즈 형태가 유지될 수 있도록 마이크로렌즈 패턴의 표면을 1차로 경화시켜 줌으로써 마이크로렌즈 패턴이 초기 형상을 유지하도록 한다. 2차 경화 단계는 1차 경화 단계에 의해 형상이 유지된 마이크로렌즈 패턴을 메인 큐어링 자외선 램프(main curing UV lamp)에서 완전하게 2차로 경화되도록 한다.
또한, 마이크로렌즈를 형성하는 단계(S12)는 도 13에 도시된 바와 같이, 마이크로렌즈(710)의 표면에 거칠기를 증가시키기 위한 스크래치나 다양한 형태의 패턴(711)을 형성시킬 수 있고, 도 14에 도시된 바와 같이 마이크로렌즈(720) 상에 코팅층(730)을 형성시킬 수 있으며, 이 때, 마이크로렌즈(720)의 굴절률보다 큰 굴절률을 가지는 잉크를 사용하여 잉크젯 인쇄에 의해 코팅층(730)을 형성할 수 있으며, 이로 인해 코팅층(730)이 확산기능을 가지도록 할 수 있다.
또한, 도 15에 도시된 바와 같이, 마이크로렌즈(740)의 표면에 코팅층(750)이 형성되는 경우 마이크로렌즈(740)의 표면에 거칠기를 증가시키기 위한 스크래치나 다양한 형태의 패턴(741)을 형성시킬 수 있으며, 도 16에 도시된 바와 같이, 마이크로렌즈(760)의 표면과 코팅층(770)의 표면에 거칠기를 증가시키기 위한 스크래치 등의 다양한 형태의 패턴(761,771)을 각각 형성시킬 수 있다.
한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 모재의 후면에 광확산 패턴을 형성하는 단계(S11)는 광확산 패턴(410)이 마이크로렌즈로 이루어지도록 할 수 있다. 여기서, 모재의 전면(402)에 마이크로렌즈(420)를 형성하는 단계(S12)를 더 포함함으로써 본 실시예에서는 모재의 후면(401)과 전면(402)에 마이크로렌즈를 각각 형성하도록 한다.
도 18은 본 발명의 제 16 실시예에 따른 백라이트 유닛의 도광판 제조방법을 도시한 흐름도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 16 실시예에 따른 백라이트 유닛의 도광판 제조방법은 후면도광판에 광확산 패턴을 형성하는 단계(S21)와, 전면도광판에 마이크로렌즈를 형성하는 단계(S22)를 포함할 수 있다.
후면도광판에 광확산 패턴을 형성하는 단계(S21)는 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 광확산 패턴(510)을 후면도광판(520)의 후면(521)에 형성하되, 광확산 패턴(510)이 확산제가 포함되는 잉크를 실크스크린 인쇄한 인쇄 패턴으로 이루어지도록 한다.
전면도광판에 마이크로렌즈를 형성하는 단계(S22)는 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 후면도광판(520)의 전측에 위치하는 전면도광판(530)의 전면(531)과 후면(532) 중 어느 하나 또는 모두에 마이크로렌즈(540)를 형성할 수 있다.
한편, 도 10 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 16 실시예에 따른 백라이트 유닛의 도광판 제조방법에서 후면도광판(620)의 전면(622)에 마이크로렌즈(630)를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 백라이트 유닛의 도광판 제조방법은 광확산 패턴(610)을 후면도광판(620)의 후면(621)에 형성하되, 광확산 패턴(610)이 확산제가 포함되는 잉크를 실크스크린 인쇄한 인쇄 패턴으로 이루어지도록 하는 광확산 패턴을 형성하는 단계(S21)와, 후면도광판(620)의 전면(622)에 마이크로렌즈(630)를 형성하는 단계(미도시)와, 후면도광판(620)의 전측에 위치하는 전면도광판(640)의 전면(641)과 후면(642) 중 어느 하나 또는 모두에 마이크로렌즈(650)를 형성하는 단계(S22)를 더 포함할 수 있다.
한편, 마이크로렌즈를 형성하는 단계에서 상압플라즈마를 이용하여 형성면에 소수성 개질을 하여 마이크로렌즈를 형성시 접촉각을 증가시킬 수 있는데, 여기서 마이크로렌즈를 형성하는 단계에는 전면도광판(530,640)의 전면(531,641)과 후면(532,642) 중 어느 하나 또는 모두에 마이크로렌즈(540,650)를 형성하는 단계(S12,S22)를 포함할 뿐만 아니라, 후면도광판(620)의 전면(622)에 마이크로렌즈(630)를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
이상과 같은 본 발명의 실시예에 따르면, 실크스크린에 의해 형성된 확산제를 포함하는 잉크로 이루어지는 광확산 패턴에 의해 광원으로부터 입사되는 광의 반사율 및 확산률을 증가시켜 광의 휘도를 증가시킬 수 있는데, 이를 아래의 휘도 데이터를 나타내는 표 1에서 살펴보면, No.4에서와 같이 모재의 전면에 마이크로렌즈를 1회 형성함과 아울러 모재의 후면에 실크스크린에 의해 형성된 확산제를 포함하는 잉크로 이루어진 광확산 패턴을 형성하는 경우 다른 경우들에 비하여 전면 휘도가 현저히 증가됨을 알 수 있다.
No. 모재의 전면 모재의 백면 전면휘도(cd/m2)
1 none none 670
2 none 확산제를 포함하는
실크스크린된 패턴		 5736
3 마이크로 렌즈로
형성된 패턴		 마이크로렌즈로
형성된 패턴		 6300
4 마이크로 렌즈로
1회 형성된 패턴		 확산제를 포함하는
실크스크린된 패턴		 6900
5 none 레이저로 가공된 패턴 3248
6 none 마이크로렌즈 2회 형성된 패턴 6100
7 none 마이크로렌즈 1회 형성된 패턴 + Al스퍼터링 3200
8 none 마이크로렌즈 1회 형성된 패턴 5000
이와 같이 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 백라이트 유닛의 도광판 및 그 제조방법을 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이러한 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
102,302,402,531,622,641 : 전면
101,201,301,401,521,532,621,642 : 후면
110,210,310,410,510,610 : 광확산 패턴
120,211,311,320,420,540,630,650,710,720,740,760 : 마이크로렌즈
212,312 : 인쇄 패턴
520,620 : 후면도광판
530,640 : 전면도광판
711,741,761,771 : 패턴
730,750,770 : 코팅층

Claims (20)

  1. 백라이트 유닛의 도광판에 있어서,
    광원으로부터 입사되는 광이 전면으로 균일하게 확산되도록 후면에 광확산 패턴이 형성되고,
    상기 광확산 패턴은,
    상기 후면에 형성되는 마이크로렌즈와,
    상기 마이크로렌즈의 표면에 확산제가 포함되는 잉크를 실크스크린 인쇄하여 형성되는 인쇄 패턴으로 이루어지는 백라이트 유닛의 도광판.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 광확산 패턴은 확산제가 포함되는 잉크를 실크스크린 인쇄하여 형성되는 인쇄 패턴으로 이루어지고,
    상기 전면에는 마이크로렌즈가 형성되는 백라이트 유닛의 도광판.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 전면에 마이크로렌즈가 형성되는 백라이트 유닛의 도광판.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 광확산 패턴은 마이크로렌즈로 이루어지고,
    상기 전면에 마이크로렌즈가 형성되는 백라이트 유닛의 도광판.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 광확산 패턴이 후면에 형성되는 후면도광판과,
    상기 후면도광판의 전측에 위치하며, 전면과 후면 중 어느 하나 또는 모두에 마이크로렌즈가 형성되는 전면도광판을 포함하며,
    상기 광확산 패턴은 확산제가 포함되는 잉크를 실크스크린 인쇄하여 형성되는 인쇄 패턴으로 이루어지는 백라이트 유닛의 도광판.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 광확산 패턴이 후면에 형성됨과 아울러 마이크로렌즈가 전면에 형성되는 후면도광판과,
    상기 후면도광판의 전측에 위치하며, 전면과 후면 중 어느 하나 또는 모두에 마이크로렌즈가 형성되는 전면도광판을 포함하며,
    상기 광확산 패턴은 확산제가 포함되는 잉크를 실크스크린 인쇄하여 형성되는 인쇄 패턴으로 이루어지는 백라이트 유닛의 도광판.
  8. 청구항 2, 청구항 4 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마이크로렌즈는,
    모재의 굴절률모다 큰 굴절률을 가지는 재질로 이루어지는 백라이트 유닛의 도광판.
  9. 청구항 2, 청구항 4 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마이크로렌즈는,
    표면에 거칠기를 증가시키기 위한 패턴이 형성되는 백라이트 유닛의 도광판.
  10. 청구항 2, 청구항 4 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마이크로렌즈 상에 코팅층이 형성되는 백라이트 유닛의 도광판.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 코팅층은,
    표면에 거칠기를 증가시키기 위한 패턴이 형성되는 백라이트 유닛의 도광판.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 코팅층은,
    상기 마이크로렌즈의 굴절률보다 큰 굴절률을 가지는 재질로 이루어지는 백라이트 유닛의 도광판.
  13. 백라이트 유닛의 도광판을 제조하는 방법에 있어서,
    광원으로부터 입사되는 광이 전면으로 균일하게 확산되도록 모재의 후면에 광확산 패턴을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 광확산 패턴을 형성하는 단계는,
    상기 모재의 후면에 마이크로렌즈를 형성하는 단계와,
    상기 마이크로렌즈의 표면에 확산제가 포함되는 잉크를 실크스크린 인쇄하여 인쇄 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 백라이트 유닛의 도광판 제조방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 광확산 패턴을 형성하는 단계는 상기 광확산 패턴이 확산제가 포함되는 잉크를 실크스크린 인쇄한 인쇄 패턴으로 이루어지도록 하고,
    상기 모재의 전면에 마이크로렌즈를 형성하는 단계를 더 포함하는 백라이트 유닛의 도광판 제조방법.
  15. 삭제
  16. 청구항 13에 있어서,
    상기 모재의 전면에 마이크로렌즈를 형성하는 단계를 더 포함하는 백라이트 유닛의 도광판 제조방법.
  17. 청구항 13에 있어서,
    상기 광확산 패턴을 형성하는 단계는 상기 광확산 패턴이 마이크로렌즈로 이루어지도록 하고,
    상기 모재의 전면에 마이크로렌즈를 형성하는 단계를 더 포함하는 백라이트 유닛의 도광판 제조방법.
  18. 청구항 13에 있어서,
    상기 광확산 패턴을 형성하는 단계는 상기 광확산 패턴을 후면도광판의 후면에 형성하되, 상기 광확산 패턴이 확산제가 포함되는 잉크를 실크스크린 인쇄한 인쇄 패턴으로 이루어지도록 하고,
    상기 후면도광판의 전측에 위치하는 전면도광판의 전면과 후면 중 어느 하나 또는 모두에 마이크로렌즈를 형성하는 단계를 더 포함하는 백라이트 유닛의 도광판 제조방법.
  19. 청구항 13에 있어서,
    상기 광확산 패턴을 형성하는 단계는 상기 광확산 패턴을 후면도광판의 후면에 형성하되, 상기 광확산 패턴이 확산제가 포함되는 잉크를 실크스크린 인쇄한 인쇄 패턴으로 이루어지도록 하고,
    상기 후면도광판의 전면에 마이크로렌즈를 형성하는 단계와,
    상기 후면도광판의 전측에 위치하는 전면도광판의 전면과 후면 중 어느 하나 또는 모두에 마이크로렌즈를 형성하는 단계를 더 포함하는 백라이트 유닛의 도광판 제조방법.
  20. 청구항 14, 청구항 16 내지 청구항 19 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마이크로렌즈를 형성하는 단계는,
    상압플라즈마를 이용하여 형성면에 소수성 개질을 하여 상기 마이크로렌즈를 형성시 접촉각을 증가시키는 백라이트 유닛의 도광판 제조방법.
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