KR101251381B1 - 도광판의 시인성문제 제거시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 설정된 마이크로 렌즈의 패턴정보를 패턴형성시스템에 입력하는 패턴정보 입력과정과; 상기 패턴정보 입력과정후에 제어모듈부가 그 설정된 패턴정보에 따라 도광판상에 잉크를 첫 번째 젯팅시키는 첫번째 잉크젯팅과정과; 상기 첫번째 잉크젯팅단계후에 제어모듈부가 현재 첫 번째 젯팅위치에서 젯팅한 잉크헤드의 노즐을 다른 노즐로 변경시키는 노즐위치 정렬과정과; 상기 노즐위치 정렬과정후에 제어모듈부가 그 위치가 변경된 다른 잉크헤드의 노즐로 계속 잉크젯팅을 실행하는 반복변경 젯팅과정를 포함하여 구성되는 도광판의 시인성문제 제거시스템 및 그 제어방법을 제공한다.
상기와 같은 본 발명은 도광판에 잉크 젯팅시 첫 번째 잉크헤드의 노즐로 젯팅한 후에 다음번 젯팅할 경우 그 피치의 중간으로 이동한 다음 첫 번째 잉크헤드의 노즐이 아니라 다른 노즐로 두 번째 젯팅을 실행하여 마이크로 렌즈를 형성하므로써, 도광판의 휘도가 전체적으로 균일하게 형성되므로 그에 따라 육안 시인성을 상당히 개선시키는 효과도 있다.

Description

도광판의 시인성문제 제거시스템 및 그 제어방법{pattern jetting system for reforming a visibility problem of Light Guide Plate and controlling method therefore}

본 발명은 도광판의 시인성문제 제거시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로, 특히 도광판의 잉크젯팅시 젯팅위치에서 잉크헤드의 노즐을 다른 노즐로 변경시켜가며 잉크젯팅을 실행하여 마이크로 렌즈를 형성하므로써, 도광판의 휘도가 전체적으로 균일하게 형성되는 도광판의 시인성문제 제거시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 액정표시장치라고 불리는 LCD에는 가장 핵심적인 역할을 담당하는 것이 백라이트유닛(이하 BLU라함)인데, 이러한 BLU의 주요구성요소로는 휘도와 균일한 조명 기능을 담당하는 것이 도광판이다. 이러한 도광판은 측면의 광원(LED)에서 나오는 빛의 손실을 최소화해 전면으로 골고루 분산시키고 동시에 빛의 방향을 한 방향으로 모아주는 역할을 수행한다. 그렇기 때문에 이러한 도광판은 마이크로 단위의 광학패턴을 설계하는 기술과 이를 도광판에 구현하는 제조 기술을 동시에 필요로 하는 BLU(Back Light Unit)의 핵심 부품이다. 그런데, 상기와 같은 도광판은 통상 잉크로 도광판상에 micro lens을 만들고 BLU의 개념에서 LED 빛을 쏴주어 상기 마이크로 렌즈에서의 굴절 효과를 이용하여 측면 조명을 도광판 전면의 면 조명 형태로 만들게 되므로 이 빛에 의해 조금만한 차이점이라고 쉽게 눈에 보이는 현상을 주게 됩니다. 한편 상기와 같은 종래 도광판을 제조하는 방법으로는 크게 실크스크린, V-cut, 스탬핑, 사출, 레이저 및 잉크젯 방식으로 나눌 수 있으며, 이중 보편적으로 많이 사용되고 있는 방식이 실크스크린으로 광고인쇄 등 다양한 응용분야에 보편적으로 많이 사용되고 있다.

여기서 상기와 같은 도광판과 관련된 선행기술로는 정필문에 의해 출원된 한국특허출원 제2011-0025647호 가 공지되어 있다.

상기와 같은 종래 도광판 제조방법은 도 1에 도시된 바와같이 먼저, 일정크기로 커팅된 도광판(70)상에 설정된 모델크기 예컨대, 100 ~ 400 DPI(dot per inch)별로 잉크헤드(71A-D)의 노즐(72A-D) 예컨대, 128개/256개/512개를 통해 패턴인쇄한다. 이 과정에서, 상기 잉크헤드(71A-D)의 노즐들(72A-D)이 첫 번째줄(73)을 인쇄하여 마이크로 렌즈를 생성한후 다시 연이어서 동일한 잉크헤드(71A-D)의 노즐(72A-D)이 다음줄(74)을 인쇄하여 다음 마이크로 렌즈들을 형성시킨다. 그리고 상기와 같은 마이크로 렌즈 생성과정후에 도광판(70)의 패턴을 검사한후 그 검사완료된 도광판(70)을 출하시킨다.

그러나 상기와 같은 종래 도광판의 제조방법은 모델에 따라 한 개의 잉크헤드에서 128개, 256개, 512개의 노즐들을 가지고 잉크패턴인쇄를 수행하고 있는데, 이과정에서 상기 잉크헤드가 아무리 미세한 공정을 거쳐 정밀하게 패턴인쇄를 하더라도 각각의 노즐들이 약 ±4%의 토출량 편차를 보이게 된다. 그런데, 이 노즐들의 토출량 편차는 상기 도 1에서 처럼 일부 패턴인쇄영역에서 마이크로 렌즈가 평균적으로 더 커지게 하여 더 많은 빛이 마이크로 렌즈로 조사하게 되어 선처럼 인식되어지는 시인성 문제을 야기시킨다. 특히 상기와 같은 BLU에서 요구하는 일반적인 광학 스펙은 전체적인 휘도 균일도가 MAX-MIN의 차이가 15% 정도(업체마다, 제품마다 기준이 다름) 이내여야 하나, 상기와 같은 인쇄편차에 의해 라인으로 인식된 부분의 휘도가 급격하게 올라가거나 급격하게 낮아지는 현상이 발생이 되어 도광판의 품질 불량을 야기하므로 그에따라 도광판의 제조수율도 상당히 저하시킨다는 문제점이 있었다.

뿐만아니라 상기와 같은 종래 도광판의 제조방법은 대개의 경우 디더링(Dithering) 기술을 사용하는데, 이때 상기와 같은 디더링기술은 Display인 BLU의 전체적인 휘도의 균일성 즉, 모든 사이즈(노트북, 모니터 및 TV의 사이즈) 의 도광판에서 SIDE EDGE방식의 LED위치에 따라 마이크로 렌즈의 배치가 미세하게 배치 되어야 하는데, 그렇치 못할 경우 전체적인 화면의 밝기가 특정위치에 따라 어둡게 표현이 되거나 혹은 선처럼 명암의 차이가 극명하게 나타나는 현상이 발생한다는 문제점도 야기시켰다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기위해 발명된 것으로, 도광판에 잉크 젯팅시 첫 번째 잉크헤드의 노즐로 젯팅한 후에 다음번 젯팅할 경우 그 피치의 중간으로 이동한 다음 첫 번째 잉크헤드의 노즐이 아니라 다른 노즐로 두 번째 젯팅을 실행하여 마이크로 렌즈를 형성하므로써, 도광판의 휘도가 전체적으로 균일하게 형성되는 도광판의 시인성문제 제거시스템 및 그 제어방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 최적 디더링 방식을 이용하여 bitmap 형식의 패턴 recipe를 산출하고 그 산출된 패턴 recipe정보를 패턴형성시스템에 저장하여 잉크젯팅을 실행하기 때문에 전체적으로 빛의 균일성을 확보할 수 있는 도광판의 시인성문제 제거시스템 및 그 제어방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 몸체프레임부에 탑재되고 도광판의 잉크젯팅시 그 젯팅위치에서 잉크헤드의 노즐을 다른 노즐로 변경시켜가며 잉크젯팅을 실행하여 마이크로 렌즈를 형성되도록 제어하는 제어모듈부와;

상기 제어모듈부의 기능제어신호에 따라 그 상부에 안치된 도광판을 X,Y,Z축으로 이송되도록 척부재를 제어하고 몸체프레임부의 상부에 설치되는 시스템제어기와;

상기 제어모듈부의 기능제어신호에 따라 잉크헤드의 각 노즐들이 시뮬레이션시 산출된 최적의 패턴데이터에 따라 잉크를 젯팅시키도록 제어하는 잉크헤드제어기를 포함하여 구성되는 도광판의 시인성문제 제거시스템을 제공한다.

본 발명의 다른 특징은 설정된 마이크로 렌즈의 패턴정보를 패턴형성시스템에 입력하는 패턴정보 입력과정과;

상기 패턴정보 입력과정후에 제어모듈부가 그 설정된 패턴정보에 따라 도광판상에 잉크를 첫 번째 젯팅시키는 첫번째 잉크젯팅과정과;

상기 첫번째 잉크젯팅단계후에 제어모듈부가 현재 첫 번째 젯팅위치에서 젯팅한 잉크헤드의 노즐을 다른 노즐로 변경시키는 노즐위치 정렬과정과;

상기 노즐위치 정렬과정후에 제어모듈부가 그 위치가 변경된 다른 잉크헤드의 노즐로 계속 잉크젯팅을 실행하는 반복변경 젯팅과정를 포함하여 구성되는 도광판의 시인성문제 제거시스템의 제어방법을 제공한다.

상기와 같은 본 발명에 의하면, 도광판에 잉크 젯팅시 첫 번째 잉크헤드의 노즐로 젯팅한 후에 다음번 젯팅할 경우 그 피치의 중간으로 이동한 다음 첫 번째 잉크헤드의 노즐이 아니라 다른 노즐로 두 번째 젯팅을 실행하여 마이크로 렌즈를 형성하므로써, 도광판의 휘도가 전체적으로 균일하게 형성되므로 그에 따라 육안 시인성을 상당히 개선시키는 효과도 있다.

또한 상기와 같은 본 발명은 최적 디더링 방식을 이용하여 bitmap 형식의 패턴 recipe를 산출하고 그 산출된 패턴 recipe정보를 패턴형성시스템에 저장하여 잉크젯팅을 실행하기 때문에 LED 위치에 따른 마이크로 렌즈가 도광판에 맞게 미세하게 배치되게 되므로 그에 따라 전체적으로 빛의 균일성을 확보할 수 있는 효과도 있다.

도 1은 종래 도광판 제조방법의 일례를 설명하는 플로우차트.
도 2는 본 발명에 의한 도광판의 시인성문제 제거시스템의 일례를 설명하는 설명도.
도 3은 본 발명에 의한 패턴형성시스템의 동작개념을 개략적으로 설명하는 설명도.
도 4는 본 발명의 플로우차트.
도 5는 본 발명의 패턴형성시스템에 의해 시인성문제가 개선되는 상태를 설명하는 설명도.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

본 발명은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 몸체프레임부(1)에 탑재되고 도광판(3)의 잉크젯팅시 그 젯팅위치에서 잉크헤드(9A-N)의 노즐(10A-N)을 다른 노즐로 변경시켜가며 잉크젯팅을 실행하여 마이크로 렌즈(2)를 형성되도록 제어하고, 패턴형성시스템(5)의 기능을 전반적으로 제어하는 제어모듈부(6)와;

상기 제어모듈부(6)의 기능제어신호에 따라 그 상부에 안치된 도광판(3)을 X,Y,Z축으로 이송되도록 척부재(7)를 제어하고 몸체프레임부(1)의 상부에 설치되는 시스템제어기(8)와;

상기 제어모듈부(6)의 기능제어신호에 따라 잉크헤드(9A-N)의 각 노즐들(10A-N)이 시뮬레이션시 산출된 최적의 패턴데이터에 따라 잉크를 젯팅시키도록 제어하는 잉크헤드제어기(11)를 포함하여 구성된다.

그리고 상기 제어모듈부(6)에는 최적 디더링 방식을 이용하여 bitmap 형식의 패턴 recipe를 산출하고 그 산출된 패턴 recipe정보를 패턴형성시스템(5)의 DB(4)에 저장하여 잉크젯팅을 실행하는 기능을 더 포함한다.

여기서 상기 최적 디더링은 Sierra dither algorithm을 사용할 수 있다.

다음에는 상기와 같은 구성으로 된 본 발명의 제어방법을 설명한다.

본 발명의 방법은 도 4에 도시된 바와 같이 초기상태(S1)에서 제어모듈부가 그 설정된 마이크로 렌즈의 패턴정보를 패턴형성시스템에 입력하는 패턴정보 입력과정(S2)과;

상기 패턴정보 입력과정(S2)후에 제어모듈부가 그 설정된 패턴정보에 따라 도광판상에 잉크를 첫 번째 젯팅시키는 첫번째 잉크젯팅과정(S3)과;

상기 첫번째 잉크젯팅단계(S3)후에 제어모듈부가 현재 첫 번째 젯팅위치에서 젯팅한 잉크헤드의 노즐을 다른 노즐로 변경시키는 노즐위치 정렬과정(S4)과;

상기 노즐위치 정렬과정(S4)후에 제어모듈부가 그 위치가 변경된 다른 잉크헤드의 노즐로 계속 잉크젯팅을 실행하는 반복변경 젯팅과정(S5)를 포함하여 구성된다.

그리고 상기 패턴정보 입력과정(S2)에는 최적 디더링 방식을 이용하여 bitmap 형식의 패턴 recipe를 산출하는 패턴 recipe산출단계와;

상기 패턴 recipe산출단계후에 그 산출된 패턴 recipe정보를 패턴형성시스템의 DB에 저장하여 잉크젯팅을 실행하는 디더링 패턴형성단계를 더 포함하여 구성된다.

환언하면, 상기 패턴형성시스템(5)의 제어모듈부(6)는 패턴정보가 설정되면 그 설정된 마이크로 렌즈(2)의 패턴정보를 패턴형성시스템(5)에 입력시킨다. 그리고 상기 제어모듈부(6)는 시스템제어기(8)를 통해 척부재(7)를 구동시켜 이 척부재(7)에 안치된 도광판(3)을 설정된 X,Y,Z축 좌표로 이송시킨다. 그 후 상기 제어모듈부(6)는 상기와 같이 제작 준비된 도광판(3)의 표면에 소수성 처리한 후 잉크헤드제어기(11)를 통해 첫 번째 잉크헤드(9A-N)의 노즐(10A-N)로 젯팅한다음 그 다음번 바로 옆의 위치를 젯팅할 경우에 동일한 노즐(10A-N)로 젯팅하는 것이 아니라 그 첫 번째로 젯팅한 잉크헤드(9A)의 노즐(10A)을 그 피치의 중간으로 이동시킨 다음 그 첫 번째로 젯팅한 바로 옆의 위치를 다른 노즐(10N)로 두 번째 젯팅을 실행하여 마이크로 렌즈(2)를 형성시키므로써, 종래에 있었던 시인성 문제를 제거하게 된다.

예컨대, 상기 잉크헤드(9A-N)의 노즐(10A-N)을 만약 128개 짜리를 써서 잉크젯패턴을 도광판(3)에 젯팅할 경우 만약 첫 번째 젯팅에서 1번 노즐(10A)로 젯팅했을 경우 종래에는 바로 옆의 두 번째 젯팅을 동일한 1번 노즐(10A)을 사용하여 패턴인쇄하므로 시인성문제를 야기시켰었는데, 이번 본 발명의 방법에서는 도 5에 도시된 바와같이 바로 옆의 두 번째 젯팅시에는 동일한 1번 노즐(10A)을 사용하지 않고 다른 노즐 예컨대, 65번째 노즐(10N)로 다음번 젯팅을 실행하므로 동일한 노즐 인쇄에 의해 발생되었던 종래의 시인성 문제를 완전히 해결하게되었다.

본 발명을 좀 더 정리해보면, 일반적으로 모델에 따라 한 개의 잉크헤드에서 128개, 256개, 512개의 노즐들이 있는데, 이러한 노즐이 미세한 공정을 거쳐서 만들어진다 할지라도 각각의 노즐들이 약 ±4%의 토출량 편차를 보이게되는 경우가 다반사이다. 그런데 종래의 도광판 패턴인쇄방법의 경우 이러한 노즐의 토출량의 차이에 의해 전체적인 렌즈의 사이즈가 균일하던가 혹은 일부 영역에서 렌즈가 평균적으로 커져서 더 많은 빛을 조사하게 되어 선처럼 인식되어지는 시인성 문제가 유발되어 제조수율이 상당히 저하되어었다. 특히 BLU에서 일반적으로 요구되는 광학 스펙은 전체적인 휘도 균일도가 MAX-MIN의 차이가 15% 정도(업체마다, 제품마다 기준이 다름) 이내여야 하나, 위와 같은 문제점이 발생한 경우에는 라인으로 인식된 부분의 휘도가 급격하게 올라가거나 급격하나 낮아지는 현상이 발생이 되어 품질 불량으로 처리된다. 또한 육안 검사 항목에서 휘도의 변화가 인식되는 경우에는 완제품으로 만들어 검사를 하여도 동일한 선이 보이는 현상이 발생된다.

따라서 본 발명의 방법은 노출량이 비숫한 노즐들이 바로 옆에서 dotting되는 현상들을 방지하고 몇 노즐 건너띄어 젯팅하여 렌즈의 크기가 전체적으로 비슷하게 보이는 젯팅 방법으로 그 시인성 문제를 해결한다.

예컨대, 100dpi 모델로 해상도가 높은 약 200dpi의 잉크 젯팅을 하기 위해서는 렌즈간 간격 0.254의 중간에 한번더 잉크를 젯팅하여 주면 물리적으로 200dpi와 동일한 해상도를 가질 수가 있다. 그리고 두 번재 젯팅을 할 때 첫번째 노즐이 0.127를 이동하여 젯팅하는 것이 아니라 잉크헤드의 중간 번호 노즐이 젯팅을 하게 되면 전체적인 렌즈의 사이즈가 시각적으로 비슷해지는 경향이 있어 육안상으로 blu의 휘도가 균일하게 더 확보되므로써, 시인성 문제를 해소하게된다.

이에 더하면 상기와 같은 본 발명은 도광판(3)의 비균일성 문제도 개선하게 되는데, 본 발명에서는 그러한 도광판의 비균일성 문제를 해결하기위해 다음과 같이 과정을 실행한다.

즉, 상기와 같은 도광판(3)의 사이즈 그리고 LED광원의 배치에 따라 패턴 제작 소프트 웨어 상에서 2개 명시된 최적의 밀도 곡선 즉, RAW DATA(Grayscale version & color version)로 만들어 주는 반면, 그 의도하지 않은 패턴 즉, step이 있는 계단형상의 패턴이나 그 패턴이 뭉쳐져서 도광판의 광 균일도(light uniformity)에 이상을 주는 패턴 등이 나타나지 않도록 최상의 디더링 알고리즘인 Sierra Dither를 비균일성문제를 개선하였다.

즉, 상기 패턴형성시스템(5)의 제어모듈부(6)는 최적 디더링 방식인 Sierra Dither 절차를 이용하여 bitmap 형식의 패턴 recipe를 산출한다. 그리고 상기 제어모듈부(6)는 상기와 같이 패턴 recipe산출후에 그 산출된 패턴 recipe정보를 패턴형성시스템(5)의 DB(4)에 저장한 다음 그 정보에 따라 잉크젯팅을 실행하므로써, 도광판(3)의 비균일성문제를 개선하였다.

1 : 몸체프레임부 2 : 마이크로 렌즈
3 : 도광판 4 : DB
5 : 패턴형성시스템 6 : 제어모듈부
7 : 척부재 8 : 시스템제어기
9A-N: 잉크헤드 10A-N: 노즐
11: 잉크헤드제어기

Claims (5)

1. 삭제
2. 삭제
3. 몸체프레임부에 탑재되고, Sierra dither algorithm을 이용하여 bitmap 형식의 패턴 recipe를 산출하고 그 산출된 패턴 recipe정보를 패턴형성시스템의 DB에 저장한 후 잉크젯팅을 실행시키되, 도광판의 잉크젯팅시 그 젯팅위치에서 잉크헤드의 노즐을 다른 노즐로 변경시켜가며 잉크젯팅을 실행하여 마이크로 렌즈를 형성하도록 제어하는 제어모듈부와;
   상기 제어모듈부의 기능제어신호에 따라 그 상부에 안치된 도광판을 X,Y,Z축으로 이송되도록 척부재를 제어하고 몸체프레임부의 상부에 설치되는 시스템제어기와;
   상기 제어모듈부의 기능제어신호에 따라 잉크헤드의 각 노즐들이 시뮬레이션시 산출된 패턴데이터에 따라 잉크를 젯팅시키도록 제어하는 잉크헤드제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판의 시인성문제 제거시스템.
   
4. 삭제
5. Sierra dither algorithm을 이용하여 bitmap 형식의 패턴 recipe를 산출하는 패턴 recipe산출단계와, 상기 패턴 recipe산출단계후에 그 산출된 패턴 recipe정보를 패턴형성시스템의 DB에 저장하여 잉크젯팅을 실행하는 디더링 패턴형성단계를 포함하여, 설정된 마이크로 렌즈의 패턴정보를 패턴형성시스템에 입력하는 패턴정보 입력과정과;
   상기 패턴정보 입력과정후에 제어모듈부가 그 설정된 패턴정보에 따라 도광판상에 잉크를 첫 번째 젯팅시키는 첫번째 잉크젯팅과정과;
   상기 첫번째 잉크젯팅단계후에 제어모듈부가 현재 첫 번째 젯팅위치에서 젯팅한 잉크헤드의 노즐을 다른 노즐로 변경시키는 노즐위치 정렬과정과;
   상기 노즐위치 정렬과정후에 제어모듈부가 그 위치가 변경된 다른 잉크헤드의 노즐로 계속 잉크젯팅을 실행하는 반복변경 젯팅과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판의 시인성문제 제거시스템의 제어방법.

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