KR101148104B1 - 대면적 기판의 후막 형성방법 및 후막구조, 이를 이용한 백라이트유닛, 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 대면적 후막 제조방법 및 그 구조에 관한 것으로, 특히 베이스기판의 제1방향으로 제1레진을 도포하여 제1레진층을 형성하는 1단계와 상기 제1레진층의 상부에 제2방향으로 제2레진층 도포하는 2단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 대면적 기판의 후막 코팅시에 서로 다른 방향으로 2중 도포 방식을 적용하여 코팅의 균일성 및 신뢰성이 향상된 구조의 대면적 기판의 후막을 제공할 수 있는 효과가 있다.

Description

대면적 기판의 후막 형성방법 및 후막구조, 이를 이용한 백라이트유닛, 액정표시장치{Fabricating method of lasin layer on Large area substrate and lasin layer of the same, Back light umit within resin layer for light-guide and LCD using the same}
본 발명은 대면적 기판의 후막 코팅방법 및 이에 따른 후막구조에 관한 것이다.
액정표시장치 등의 가전 제품의 대형화 경향에 따라 대형 기판에 특정한 레진층을 도포하는 공정도 대형화되고 있으며, 이에 따른 필수적인 사항으로 레진층의 균일한 도포 및 그 신뢰성을 확보할 수 있는 방안에 대해 많은 관심이 이어지고 있다.
종래의 대면적 기판에 후막을 형성하는 공정은 도 1a에 도시된 것처럼, 베이스기판(10)상에 메탈지그(M)를 형성한 후, 상기 메탈지그(M)의 내부에 후막 코팅재를 도포하여 경화시킨 후, 이후 상기 메탈지그(M)를 제거하는 방식으로 제작됨이 일반적이었다.
그러나 이러한 공정은 도 1a의 A-A' 단면도인 도 1b에 도시된 것과 같이, 메탈지그(M) 내부에 후막 코팅재(20)를 도포하게 되는 경우, 코팅재 자체의 표면장력으로 인해 일정한 갭(G)이 발생하게 되며, 이러한 갭의 발생은 전체적으로 코팅의 균일도가 저하되며, 이로 인해 해부 구조물이 돌출되는 등의 제품의 신뢰성 문제가 발생하였다.
본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 대면적 기판의 후막 코팅시에 서로 다른 방향으로 2중 도포 방식을 적용하여 코팅의 균일성 및 신뢰성이 향상된 구조의 대면적 기판의 후막을 제공하는 데 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 베이스기판의 제1방향으로 제1레진을 도포하여 제1레진층을 형성하는 1단계; 상기 제1레진층의 상부에 제2방향으로 제2레진층 도포하는 2단계;를 포함하는 대면적 기판의 후막 형성방법을 제공할 수 있도록 한다.
또한, 상술한 제조공정에서의 상기 제1 및 제2레진은 서로 동일한 재질의 물질로 형성할 수 있다.
또는, 이와는 달리 상기 제1레진 및 제2레진은 서로 다른 재질의 물질로 형성하되, 상기 제1및 제2 레진 중 어느 하나는 투명재질의 레진으로 형성할 수 있다.
상술한 제조공정에서의 상기 제1레진층 또는 제2레진층을 구성하는 레진에는 비드(Bead)를 포함하는 것을 이용하는 공정으로 형성할 수 있다.
상술한 제조공정에 따르면 다음과 같은 구조의 후막구조물을 형성할 수 있다.
구체적으로는, 베이스기판; 상기 베이스기판상에 형성되는 제1레진층과 상기 제1레진층 상에 형성되는 제2레진층으로 구성되는 레진층;으로 구성되는 대면적기판의 후막구조로 구비될 수 있으며, 이 경우 상기 제1레진층 및 제2레진층은 동일한 재질의 물질로 형성할 수 있으며, 바람직한 일례로는 상기 레진층은 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 포함하는 합성수지를 이용할 수 있다.
또한, 이와는 달리 상기 제1레진층 및 제2레진층은 서로 다른 재질의 물질로 형성되며, 상기 제1레진층 또는 제2레진층 중 어느 하나는 투명한 재질로 형성하는 것도 가능하다.
아울러, 상술한 본 발명에 따른 후막구조의 상기 제1레진층 또는 제2레진층에는, 각각의 레진층의 중량대비 0.01~0.3%의 비드(Bead)를 더 포함하여 형성할 수 있다.
이상과 같은 본 발명에 따른 후막구조물을 이용하여 백라이트 유닛 및 액정표시장치를 제조할 수 있게 된다.
즉, 반사필름이 적층된 인쇄회로기판 상에 형성되는 다수의 LED 광원과 상기 LED 광원에서 출사되는 빛을 차광하는 광학패턴이 인쇄된 확산판; 상기 LED 광원 상에 적층되어, 출사되는 빛을 전방으로 확산 유도하는 본 발명에 따른 후막구조로 형성되는 레진층;을 포함하여 이루어지는 백라이트 유닛을 구현할 수 있다.
아울러 이러한 백라이트 유닛을 이용한 액정표시장치는, 측면형 발광다이오드(side view LED)를 광원으로 이용하며, 상기 광원을 수용하는 구조로 적층되는 제1영역과 제2영역으로 구분되는 레진층;과 상기 레진층의 상부에 광학패턴이 형성된 확산판을 구비한 상술한 백라이트 유닛을 포함하여 구성할 수 있음은 물론이다.
본 발명에 따르면, 대면적 기판의 후막 코팅시에 서로 다른 방향으로 2중 도포 방식을 적용하여 코팅의 균일성 및 신뢰성이 향상된 구조의 대면적 기판의 후막을 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1a 및 도 1b는 종래의 대면적 기판에 후막을 코팅하는 방법을 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 대면적 기판에 후막을 형성하는 공정을 도시한 공정도이다.
도 3은 본 발명에 따른 후막구조를 적용한 백라이트 유닛의 적용예를 도시한 것이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성요소는 동일한 참조부여를 부여하고, 이에 대한 중복설명은 생략하기로 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 발명은 대면적 기판의 후막구조를 형성함에 있어서, 후막을 형성하는 레진의 두께 균일도를 향상시켜 상판과의 접착을 용이하도록 하며, 후막의 평탄도를 구현하여 제품의 신뢰성을 확보할 수 있는 기술을 제공하는 것을 요지로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 대면적 기판의 후막제조방법의 제조공정도를 도시한 것이다.
도시된 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 제조공정은 베이스기판(110)의 제1방향(X)으로 제1레진을 도포하여 제1레진층(120)을 형성하는 1단계와 상기 제1레진층(120)의 상부에 제2방향(Y)으로 제2레진층(130) 도포하는 2단계를 포함하는 공정으로 이루어질 수 있다(S1~S 3단계).
특히, 상기 제1단계는, 특히, 상기 1단계는 상기 베이스기판에 제1레진을 제1방향(X) 방향으로 도포하고, 이후 제2레진을 상기 제1방향(X)와 반대방향(Y)으로 도포할 수 있도록 함이 바람직하다.
특히, 이 경우 상기 제1레진과 제2레진은 동일한 재료를 사용하거나 서로 다른 재료를 사용하여 형성할 수 있다.
동일한 재료를 이용하여 후막을 형성할 경우, 제1레진과 제2레진의 접착의 신뢰성을 높일 수 있으며, 균일도를 증가시킬 수 있는 장점이 있다. 아울러 표면장력에 의한 평탄도의 오류를 해소할 수 있게 된다. 이 경우 상기 제 및 제2레진층을 형성하는 재료는 열경화성수지 또는 광경화성수지로 형성될 수 있으며, 일례로 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 포함하는 합성수지를 이용할 수 있다. 아울러, 후술하는 백라이트 유닛의 도광판을 대체하는 구성부분으로 이용되는 경우, 레진층의 주재료는 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 주원료로 하는 레진을 이용할 수 있다. 이를테면, 합성올리고머인 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 폴리아크릴인 폴리머 타입과 혼합된 것을 사용할 수 있다. 물론, 여기에 저비점 희석형 반응성 모노머인 IBOA(isobornyl acrylate), HPA(Hydroxylpropyl acrylate, 2-HEA(2-hydroxyethyl acrylate) 등이 혼합된 모노머를 더 포함할 수 있으며, 첨가제로서 광개시제(이를 테면, 1-hydroxycyclohexyl phenyl-ketone 등) 또는 산화방지제 등을 혼합할 수 있다.
또한, 서로 다른 재료를 이용하여 제1레진층(120)과 제2레진층(130)을 형성하는 경우에는 제1레진층이나 제2레진층 중 어느 하나의 층을 투명재질을 이용하여 형성하는 것이 바람직하다. 아울러, 상술한 구조에서는 어느 경우이던지 상기 제1레진층 또는 제2레진층을 구성하는 레진에는 빛의 반사를 증가시키는 비드(bead)를 포함 시킬 수 있으며, 후술하는 백라이트 유닛의 도광판을 대체하는 구성부분으로 이용되는 경우에는, 전체 제1영역의 중량대비 0.01~0.3%의 비드를 포함시킬 수 있다.
이상과 같은 대면적기판의 후막 형성공정은 기본적으로 대면적 후막 코팅시 서로 반대방향으로 2중으로 코팅하는 공정을 통해 두께의 균일도 및 평탄도를 확보할 수 있으며, 이는 추후 백라이트 유닛 등의 장치에 적용시 상판과의 접착성을 향상시키며, 신뢰성있는 광학특성을 확보할 수 있는 장점이 구현되게 된다.
도 3을 참조하면, 이는 상술한 본 발명에 따른 대면적 기판의 후막의 구조를 적용하여 백라이트 유닛을 형성한 것을 도시한 것이다.
본 발명에 따른 백라이트 유닛은 측면발광형 LED(210)에서 측방향으로 광이 출사하게 되며, 출사된 광은 종래의 도광판의 구조 대신 형성된 본 발명에 따른 레진층(240)에서 반사, 확산하게 되며, 이는 특히 반사필름(220)과 반사패턴(230)에 의해 더욱 반사효율이 높아져, 광을 전방으로 유도할 수 있게 된다. 이렇게 레진층(240)을 통과한 광은 확산판(250)에 형성된 광학패턴(251)을 통해 확산 또는 차광되는 과정을 거치게 되며, 이렇게 정제된 광(L)은 프리즘시트(260) 등의 광학시트를 거쳐서 백색광으로 LCD 패널로 입사하게 된다. 상기 레진층(240)은 기본적으로 제1레진층(120)과 제2레진층(130)을 구비하게 되며, 종래의 도광판의 구조를 대체하면서도 평탄도를 확보하여 신뢰성 있는 광확산을 구현할 수 있게 된다. 이 경우 상기 제1레진층(120) 또는 제2레진층(130)에는 비드를 포함하여 형성할 수 있음은 상술한 바와 같다. 아울러 동일재료를 사용하는 경우가 아닌 경우에는 상기 제1레진층(120) 또는 제2레진층(130) 중 어느 하나의 재질은 투명재질로 형성할 수 있음도 상술한 바와 같다.
또한, 상기의 반사패턴(230)은 광원에서 도출되는 빛을 분산시킬 수 있도록 반사재질을 가짐과 동시에 빛을 분산을 촉진시키기 위해 화이트(whitr)인쇄를 통해 구현될 수 있으며, 더욱 구체적으로는 TiO2, Al2O3 중 어느 하나를 포함하는 반사잉크를 이용하여 인쇄할 수 있다.
아울러 상기 광학패턴(251)은 상기 레진층(240)을 통과하여 출사되는 빛을 확산하는 기능을 수행하며, 특히 빛이 강도가 과하게 강하여 광학특성이 나빠지거나 황색광이 도출(yellowish)되는 현상을 방지하기 위하여 일정 부분 차광효과가 구현될 수 있도록 광학패턴(251)이 형성됨이 바람직하다. 즉 빛의 집중이 이루어지지 않도록 차광잉크를 이용하여 차광패턴을 인쇄할 수 있다. 상기 광학패턴(251)은 기본적으로 상기 확산판(250)의 하부면 또는 상부면에 인쇄되는 방식으로 구현될 수 있으며, 특히 바람직하게는 확산판의 하부에 배치되는 LED 광원(210)의 위치에서 광이 출사하는 방향(전(前)방향)에 배치되도록 함이 바람직하다. 즉 상기 LED 광원의 수직상부면 또는 광출사방향면에 대응되는 위치의 확산판에 배치시킬 수 있다. 더욱 구체적으로는 광의 출사방향으로 확산판의 하면에 TiO2, CaCO3, BaSO4, Al2O3, Silicon 중 선택되는 어느 하나 이상의 물질을 포함하는 차광잉크를 이용하여 형성되는 확산패턴과, Al 또는 Al과 TiO2의 혼합물질을 포함하는 차광잉크를 이용한 차광패턴의 중첩인쇄구조로 구현할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에 따른 대면적 기판의 후막을 형성하는 구조를 이용하여 백라이트 유닛을 구현하는 경우, 기존의 도광판구조를 제거하고, 광의 공급원을 측면발광형 LED를 적용하고 본 발명에 따른 레진층을 통하여 광을 확산, 반사를 통해 광을 유도함으로써, 박형화 및 광원의 수를 감소하는 한편, 광원의 감소로 인한 휘도저하 및 균일도의 문제를 반사패턴과 차광패턴 및 확산패턴 등의 광학패턴을 통해 보완하여 화질의 균일화를 구현할 수 있게 된다.
전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 기술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
110: 베이스기판
120: 제1레진층
130: 제2레진층
210: LED
220: 인쇄회로기판
230: 반사패턴
240: 레진층
250: 확산판
251: 광학패턴
260: 프리즘시트

Claims (11)

  1. 베이스기판의 제1방향으로 제1레진을 도포하여 제1레진층을 형성하는 1단계;
    상기 제1레진층의 상부에 제2방향으로 제2레진을 도포하여 제2레진층을 도포하는 2단계;를 포함하되,
    상기 제1레진 또는 상기 제2레진 중 어느 하나는 올리고머와 고분자 수지(polymer type)의 혼합물과 모노머를 포함하되, 여기에 저비점 희석형 반응성 모노머인 IBOA(isobornyl acrylate), HPA(Hydroxylpropyl acrylate, 2-HEA(2-hydroxyethyl acrylate) 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 이용하는 대면적 기판의 후막 형성방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 및 제2레진은 서로 동일한 재질의 물질인 것을 특징으로 하는 대면적 기판의 후막형성방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1레진 및 제2레진은 서로 다른 재질의 물질이며,
    상기 제1및 제2 레진 중 어느 하나는 투명재질의 레진인 것을 특징으로 하는 대면적 기판의 후막형성방법.
  4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1레진층 또는 제2레진층을 구성하는 레진에는 비드(Bead)를 포함하는 것을 이용하는 것을 특징으로 하는 대면적 기판의 후막형성방법.
  5. 베이스기판;
    상기 베이스기판상에 형성되는 제1레진층과 상기 제1레진층 상에 형성되는 제2레진층으로 구성되는 레진층;을 포함하되,
    상기 제1레진층 또는 상기 제2레진층은 올리고머와 고분자 수지(polymer type)의 혼합물과 모노머를 포함하되, 여기에 저비점 희석형 반응성 모노머인 IBOA(isobornyl acrylate), HPA(Hydroxylpropyl acrylate, 2-HEA(2-hydroxyethyl acrylate) 중 어느 하나 이상을 포함하는 대면적기판의 후막구조.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제1레진층 및 제2레진층은 동일한 재질의 물질인 것을 특징으로 하는 대면적 기판의 후막구조.
  7. 삭제
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 제1레진층 및 제2레진층은 서로 다른 재질의 물질로 형성되며,
    상기 제1레진층 또는 제2레진층 중 어느 하나는 투명한 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 대면적 기판의 후막구조.
  9. 청구항 5에 있어서,
    상기 제1레진층 또는 제2레진층에는,
    각각의 레진층의 중량대비 0.01~0.3%의 비드(Bead)를 포함하는 것을 특징으로 하는 대면적 기판의 후막구조.
  10. 반사필름이 적층된 인쇄회로기판 상에 형성되는 다수의 LED 광원과 상기 LED 광원에서 출사되는 빛을 차광하는 광학패턴이 인쇄된 확산판; 상기 LED 광원 상에 적층되어, 출사되는 빛을 전방으로 확산 유도하는 레진층;을 포함하되,
    상기 광원은 측면형 발광다이오드(side view LED)를 광원으로 이용하며,
    상기 레진층은 상기 광원을 수용하는 구조로 적층되는 제1영역과 제2영역으로 구분되며,
    상기 레진층의 상부에 광학패턴이 형성된 상기 확산판이 배치되는 백라이트 유닛.
  11. 측면형 발광다이오드(side view LED)를 광원으로 이용하며,
    상기 광원을 수용하는 구조로 적층되는 제1영역과 제2영역으로 구분되는 레진층;과
    상기 레진층의 상부에 광학패턴이 형성된 확산판을 구비한 청구항 10의 백라이트 유닛을 포함하는 액정표시장치.




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