KR101661774B1 - Light Guide Plate and Backlight Unit Assembly Comprising the Same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 도광판 및 이를 포함하는 백라이트 유닛 어셈블리에 관한 것으로, 기재층, 구조층 및 패턴을 포함하는 내열수지층을 포함하는 도광판에서 상기 기재층과 구조층이 가볍고 저렴한 열가소성 수지인 MS(Styrene Methyl Methacrylate)로 제조됨으로써, 내열수지층에 패턴을 형성시 패턴의 형태 안정성이 향상되어 패턴 식각 가공성이 우수한 도광판 및 이를 포함하는 백라이트 유닛 어셈블리에 관한 것이다.The present invention relates to a light guide plate and a backlight unit assembly including the light guide plate. In the light guide plate including the base layer, the structure layer and the heat-resistant resin layer including the pattern, the base layer and the structure layer are made of lightweight and inexpensive thermoplastic resin MS (Styrene Methyl Methacrylate The present invention relates to a light guide plate and a backlight unit assembly including the same, which is improved in pattern stability when a pattern is formed on a heat-resistant resin layer.
Description
본 발명은 액정 디스플레이 장치(Liquid Crystal Display)에 사용되는 도광판과 이를 포함하는 백라이트 유닛 어셈블리에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light guide plate used in a liquid crystal display and a backlight unit assembly including the same.
광학용 디스플레이 소자로 사용되는 액정 디스플레이는 외부 광원의 투과율을 조절하여 화상을 나타내는 간접 발광 방식으로 광원 장치인 백라이트 유닛이 액정 디스플레이의 특성을 결정하는 중요한 부품으로 사용되고 있다.BACKGROUND ART [0002] A liquid crystal display used as an optical display device is an indirect light emitting type in which an image is displayed by controlling the transmittance of an external light source, and a backlight unit as a light source device is used as an important component for determining characteristics of a liquid crystal display.
백라이트 유닛(Back Light Unit, 이하 "BLU"라 약칭하는 경우가 있다.)에서는 냉음극형광램프 (CCFL : Cold Cathode Fluorescent Lamp), 또는 외부전극형광램프 (EEFL : External Electrode Fluorescent Lamp) 등의 광원을 이용하여 방출되는 빛이 순차적으로 도광판 또는 확산판, 확산 시트 및 프리즘 시트를 통과하여 액정 패널에 도달하게 된다. In a backlight unit (hereinafter sometimes abbreviated as "BLU"), a light source such as a cold cathode fluorescent lamp (CCFL) or an external electrode fluorescent lamp (EEFL) And the light emitted by the light source sequentially passes through the light guide plate, the diffusion plate, the diffusion sheet, and the prism sheet to reach the liquid crystal panel.
여기서, 도광판은 액정 디스플레이(LCD) 장치의 발광 장치로 사용되는 백라이트 유닛(BLU)의 광원 위치별로 구분되는 두가지 Type중 광원이 Side에서 방출되는 Edge Type에 사용되며, 빛이 도광판을 통해 전면에 전달되기 때문에 특히 투명성이 뛰어나야하며 색상 문제가 있어서는 적용이 불가한 특징이 있다.Here, the light guide plate is used for an edge type in which a light source is emitted from a side among two types classified by light source positions of a backlight unit (BLU) used as a light emitting device of a liquid crystal display (LCD) Therefore, it is necessary to be excellent in transparency.
기존 도광판 시장은 사이즈에 따라 소형(모바일 디스플레이) 시장은 주로 PC를 사용하고, 중대형 시장에서는 주로 PMMA가 사용되고 있어 그 원료 수급 또한 최근에는 어려워지고 있는 실정이다. PC는 광학적, 물리적 특성이 뛰어나지만 워낙 고가라 중대형 시장에 사용하기가 힘든 부분이 있으며, PMMA가 PC 대비 저렴하지만 최근에는 수요량이 급증하여 단가 상승과 수급 불균형이 초래되어 대체 원료 개발이 진행되는 가운데 기존 PMMA 대비하여 레이저 패턴 식각 가공시 발생되는 열에 의해 가공 불량 문제가 발생하게 되어 이에 대한 해결이 시급하게 되었다.
In the existing light guide plate market, small (mobile display) market mainly uses PC, and PMMA is mainly used in the medium and large-sized market. Although PCs have excellent optical and physical properties, they are difficult to use in the mid- to large-sized market, and PMMA is cheaper than PC. Recently, however, demand has increased, resulting in unit price increases and imbalance in supply and demand. As compared with the existing PMMA, the problem caused by the heat generated in the etching process of the laser pattern is a problem of machining, and the solution thereof has become urgent.
본 발명은 기존의 PMMA 도광판 대체용 도광판으로서, 저렴하면서도 레이저 패턴 식각 가공성이 우수한 도광판을 제공하고자 한다.
The present invention provides a light guide plate for replacing a conventional PMMA light guide plate, which is inexpensive and has excellent laser pattern etching workability.
이에, 본 발명은 바람직한 제1 구현예로서 기재층; 상기 기재층의 하면에 형성된, 패턴이 배열된 내열수지층을 포함하는 도광판으로서, 상기 기재층은 스티렌 메틸 메타크릴레이트(MS, Styrene Methyl Methacrylate)로 제조된 것을 특징으로 하는 도광판을 제공한다.Accordingly, the present invention provides, as a first preferred embodiment, a substrate layer; And a heat-resistant resin layer formed on the lower surface of the base layer and having a pattern arranged therein, wherein the base layer is made of styrene methyl methacrylate (MS).
상기 구현예에 의한 기재층의 상면에는, 패턴이 배열된 구조층이 형성된 것일 수 있다.The upper surface of the substrate layer according to the embodiment may have a structure layer in which patterns are arranged.
상기 구현예에 의한 기재층과 구조층은 MS(Styrene Methyl Methacrylate); 및 PMMA, 폴리카보네이트 수지, 폴리스티렌 수지, 아크릴계 수지, 올레핀계 수지, 이들의 공중합체 수지 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 수지로 제조된 것일 수 있다.The substrate layer and the structural layer according to the above embodiments may be formed of a material selected from the group consisting of MS (Styrene Methyl Methacrylate); And a resin selected from PMMA, polycarbonate resin, polystyrene resin, acrylic resin, olefin resin, copolymer resin thereof, and mixtures thereof.
상기 구현예에 의한 구조층은 그 단면이 삼각형인 프리즘, 그 단면이 0.1~3.0㎜의 꼭지각 라운드를 가지는 삼각형인 프리즘 및 렌티큘러로 구성된 군에서 선택되는 형태의 패턴이 형성된 것일 수 있다.The structure layer according to this embodiment may have a pattern selected from the group consisting of a prism having a triangular cross section, a triangular prism having a cross section of 0.1 to 3.0 mm, and a lenticular.
상기 구현예에 의한 내열수지층은 그 재질이 내열도(Tg) 110℃이상인 광학용 수지인 것일 수 있다.The heat-resistant resin layer according to the embodiment may be an optical resin whose material has a heat resistance (Tg) of 110 ° C or higher.
상기 구현예에 의한 내열도(Tg) 110℃이상인 광학용 수지는 PMMA, 폴리카보네이트 수지, 아크릴계 수지 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 수지인 것일 수 있다.The optical resin having a heat resistance (Tg) of 110 DEG C or higher according to the embodiment may be a resin selected from PMMA, polycarbonate resin, acrylic resin and mixtures thereof.
상기 구현예에 의한 내열수지층에 형성된 패턴은 그 단면이 반구, 삼각형 및 사다리꼴로 구성된 군에서 선택되는 형태를 가지는 음각 패턴인 것을 특징으로 하는 것일 수 있다.
The pattern formed on the heat-resistant resin layer according to the embodiment may be an engraved pattern having a shape selected from the group consisting of hemispheres, triangles, and trapezoids.
본 발명은 또한 바람직한 제2 구현예로서, 상기 도광판을 포함하는 백라이트 유닛 어셈블리를 제공한다.
The present invention also provides, as a second preferred embodiment, a backlight unit assembly including the light guide plate.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도광판의 일예이다.
도 2는 실시예 방법으로 제조된 도광판에 가공된 하면 레이저 패턴 식각 형상(a) 및 비교예 방법으로 제조된 도광판에 가공된 하면 레이저 패턴 식각 형상의 일예이다.
*도면 주요부호의 설명*
1 : 기재층 2 : 구조층
3 : 내열 수지층 10 : 도광판 1 is an example of a light guide plate according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is an example of a bottom surface laser pattern etched shape (a) processed in the light guide plate manufactured by the method of the embodiment and a bottom surface laser pattern etched shape processed in the light guide plate manufactured by the comparative example method.
* Description of Drawing Key Codes *
1: Base layer 2: Structure layer
3: heat-resisting resin layer 10: light guide plate
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명은 기재층, 구조층 및 내열수지층을 포함하는 도광판의 재질을 MS(styrene Methyl Methacrylate)와 내열 수지로 하여 내열수지층의 패턴 형성시 레이저 식각 가공성을 향상시킨 것을 특징으로 하는 도광판에 관한 것으로, 구체적으로는 기재층; 상기 기재층의 상면에 형성된 구조층; 및 상기 기재층의 하면에 형성된, 패턴을 포함하는 내열수지층을 포함하는 도광판으로서, 상기 기재층과 구조층은 스티렌 메틸 메타크릴레이트(MS, Styrene Methyl Methacrylate)로 제조된 것을 특징으로 하는 도광판에 관한 것이다.
The present invention relates to a light guide plate characterized in that the material of a light guide plate including a substrate layer, a structure layer and a heat-resistant resin layer is made of MS (styrene methyl methacrylate) and a heat-resistant resin, and laser etchability is improved upon pattern formation of the heat- Specifically, a base layer; A structure layer formed on an upper surface of the substrate layer; And a heat-resistant resin layer including a pattern formed on a lower surface of the base layer, wherein the base layer and the structural layer are made of styrene methyl methacrylate (MS) .
MS는 가볍고 저렴한 열가소성 플라스틱으로, 본 발명에서는 도광판의 주재료로 MS를 사용함으로써 종래 PMMA 도광판 수준의 물성을 가지는 동시에 단가가 낮은 도광판을 제공할 수 있다.MS is a lightweight and inexpensive thermoplastic plastic. In the present invention, by using MS as a main material of the light guide plate, it is possible to provide a light guide plate having physical properties of the conventional PMMA light guide plate and a low unit price.
기재층, 구조층 및 내열수지층을 포함하는 도광판에 있어서, 기재층과 구조층의 주재료로서 MS를 사용할 수 있으며, MS와 함께 PMMA, 폴리카보네이트 수지, 폴리스티렌 수지, 아크릴계 수지, 올레핀계 수지 및 이들의 공중합체수지 중에 선택되는 적어도 1종의 수지를 사용할 수 있다.
In the light guide plate including the base layer, the structural layer and the heat-resistant resin layer, MS can be used as the base material of the base layer and the structural layer, and PMMA, polycarbonate resin, polystyrene resin, acrylic resin, olefin- At least one kind of resin selected from the copolymer resins of
상기 언급한 바와 같이, MS를 주재료로 한 도광판 하면 식각 가공시 레이저 발열로 인한 패턴 형성시 불균일 발생 문제를 해결할 수 있는 도광판을 제공하고자 한다.As described above, it is desired to provide a light guide plate capable of solving the problem of nonuniformity in pattern formation due to laser heat generation in the etching process when MS is used as a main light guide plate.
본 발명에 있어서 내열 수지층에 사용되는 내열수지는 내열도(Tg)가 PMMA의 내열도인 110℃ 이상인 광학용 수지일 수 있으며, 구체적으로는 PMMA, 폴리카보네이트 수지, 아크릴계 수지 및 이들의 혼합물일 수 있다.In the present invention, the heat-resistant resin used in the heat-resistant resin layer may be an optical resin having a heat resistance (Tg) of 110 ° C or more, which is the heat resistance of PMMA. Specific examples thereof include PMMA, polycarbonate resin, acrylic resin, .
예를 들어, 본 발명에 따른 도광판은 구조층과 기재층은 통상적인 도광판 재질로 제조되고, 내열 수지층은 PMMA로 제조되는 도광판이거나, 구조층과 기재층은 통상적인 도광판 재질로 제조되고, 내열 수지층은 폴리카보네이트 수지로 제조되는 도광판일 수 있다.
For example, in the light guide plate according to the present invention, the structure layer and the base layer are made of a general light guide plate material, the heat-resistant resin layer is a light guide plate made of PMMA, or the structure layer and the base layer are made of a general light guide plate material, The resin layer may be a light guide plate made of polycarbonate resin.
한편, 도광판에 포함된 구조층은 패턴이 형성된 것일 수 있으며, 상기 패턴은 그 단면이 삼각형인 프리즘, 그 단면이 0.1~3.0㎜의 꼭지각 라운드를 가지는 삼각형인 프리즘 및 렌티큘러로 구성된 군에서 선택되는 형태일 수 있다. 구조층 형성 수지로서 아크릴계 수지 또는 올레핀계 수지를 적용하여 UV 또는 열경화 방법을 통해 패턴이 인각되도록 형성할 수 있는데, 이때 홈이 미리 인각된 인각 수단을 이용하여 홈이 인각된 패턴을 형성할 수 있다.
On the other hand, the structure layer included in the light guide plate may have a pattern, and the pattern may be a prism having a triangular cross section, a triangular prism having a cross section having a vertex angle of 0.1 to 3.0 mm, and a lenticular Lt; / RTI > As the structure layer forming resin, an acrylic resin or an olefin resin may be applied and a pattern may be formed through a UV or thermal curing method. In this case, a groove can be formed by using a pulling means having a pre- have.
한편 기재층 하면에 형성된 내열 수지층은 휘도의 향상과 전면으로 출사되는 광의 균일도 향상을 고려하여 레이져 식각 또는 기계적 식각에 의하여 형성된 패턴을 포함할 수 있다. 도광판의 하부에 패턴 식각이 되어 있지 않으면 광원에서 나온 빛은 도광판 내부에서 전반사로 계속 반사만 되고, 도광판 밖으로 출사가 되지 않아 소멸되어 휘도가 저하되고, 출사가 되더라도 광원에서 가까운 부분만 빛이 나가게 된다. 따라서 일정한 패턴 식각이 형성되어 반사되던 빛이 식각 패턴에 맞아 광의 경로가 바뀌어야 전면으로 나가기 때문에 내열 수지층에 패턴 식각을 하는 것이 바람직할 수 있다.On the other hand, the heat-resistant resin layer formed on the bottom surface of the base layer may include a pattern formed by laser etching or mechanical etching in consideration of improvement of brightness and improvement of uniformity of light emitted to the front surface. If the bottom of the light guide plate is not pattern-etched, the light emitted from the light source is continuously reflected within the light guide plate, totally reflected by the light guide plate, is not output to the light guide plate and is extinguished so that the brightness is lowered. . Therefore, it is desirable to perform pattern etching on the heat-resistant resin layer because a certain pattern etch is formed and the reflected light is matched to the etch pattern and the light path is changed to the front.
내열 수지층에 인각된 패턴은 그 단면이 반구, 삼각형 및 사다리꼴로 구성된 군에서 선택되는 형태를 가지는 음각 패턴일 수 있으며, 상기 삼각형 및 사다리꼴은 그 꼭지점 부분이 라운드 형태인 옆변의 각도가 65도 이하인 형태일 수 있다. 또한, 지름 10~100㎛이거나 길이와 폭의 비가 1~10 사이의 비를 가지고 있으면서 깊이가 10~100㎛로서 갈수록 넓어지거나 좁아지는 형태일 수 있다. The pattern stamped on the heat-resistant resin layer may be an engraved pattern having a cross-section selected from the group consisting of hemispheres, triangles, and trapezoids, and the triangle and the trapezoid have a shape in which the angle of the side edge Lt; / RTI > Further, it may be a shape having a diameter of 10 to 100 占 퐉 or a ratio of length to width of 1 to 10 and a depth of 10 to 100 占 퐉, which becomes wider or narrower.
전술한 바와 같은 형태를 가지는 내열 수지층에 인각된 패턴은 측면으로부터 입사된 빛을 전면으로 반사시켜 집광효과에 의하여 휘도를 향상시키는 효과를 나타낸다.
The pattern touched on the heat-resistant resin layer having the above-described shape exhibits the effect of reflecting the light incident from the side to the front side to improve the luminance by the light condensing effect.
이와 같은 도광판은 기재층과 구조층 및 내열 수지층을 공압출하여 얻어지는 것일 수 있다.Such a light guide plate may be obtained by co-extruding the substrate layer, the structural layer and the heat-resistant resin layer.
또한, 도광판을 백라이트 유닛 어셈블리, 특히 LED 광원이 배열된 에지형 BLU에 적용하면, 패턴 식각의 형태 안정화로 인하여 빛의 투과를 더욱 균일하고, 원활하게 할 수 있다.
In addition, when the light guide plate is applied to a backlight unit assembly, in particular, an edge type BLU in which LED light sources are arranged, light can be transmitted more uniformly and smoothly due to the shape stabilization of pattern etching.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세히 설명하나, 본 발명의 범위가 하기 실시예로 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the scope of the present invention is not limited to the following Examples.
<비교예><Comparative Example>
MS(NSC社, MS300) 400kg/hr를 1축 스크류 직경 120mm인 압출기에 투입하여 220~240℃에서 압출하여 MS 2.0T 기재층 및 상기 기재층의 상면에 구조층이 형성된 도광판을 제조하였다.
400 kg / hr of MS (NSC, MS300) was poured into an extruder having a uniaxial screw diameter of 120 mm and extruded at 220 to 240 ° C to prepare a MS 2.0T base layer and a light guide plate having a structure layer formed on the upper surface of the base layer.
<실시예><Examples>
비교예에 제조된 도광판의 기재층 하면에 내열 수지층으로 PMMA(LGMMA社, HP202) 4Kg/hr를 공압출하여 동일한 방법으로 도광판을 제조하였다.
A light guide plate was produced in the same manner by co-extruding 4 kg / hr of PMMA (LGMMA, HP202) as a heat-resistant resin layer on the base layer side of the light guide plate prepared in the comparative example.
상기 실시예 및 비교예로부터 얻어지는 도광판의 내열 수지층을 표 1에 기재된 패턴의 단면 형태로 레이저 패턴 식각 가공 후, 패턴의 형상 균일도과 휘도 균일도를 측정하였으며, 그 결과는 표 2와 같다.
The heat-resistant resin layer of the light guide plate obtained from the above Examples and Comparative Examples was subjected to laser pattern etching in a sectional shape of the pattern shown in Table 1, and then the uniformity of shape and the luminance uniformity of the pattern were measured.
(1) 균일도 측정(1) Uniformity measurement
상기의 실시예와 비교예에서 제조된 도광판을 레이저 패턴 식각 가공 후 패턴 형상 균일도 측정을 위해 광학 현미경으로 랜덤 샘플링하여 레이저 패턴 식각 형상의 Aspect ratio(길이ㆇ폭)를 측정하여 샘플간 편차를 계산하여 비교하였으며, 휘도 균일도 측정을 위해 LED Edge형 광원이 적용된 42″ 백라이트 유닛 어셈블리 위에 적층하고, 휘도계 (모델명: BM-7, 일본 TOPCON사)를 사용하여 백라이트 유닛 어셈블리의 횡으로 10Point, 종으로 7Point 총 17point를 측정하여 휘도의 표준 편차 stdev.를 계산하여 휘도 균일도를 비교하였다.
The light guide plate manufactured in the above Examples and Comparative Examples was subjected to laser pattern etching, random sampling was performed using an optical microscope to measure the pattern shape uniformity, and the aspect ratio of the laser pattern etched shape was measured to calculate the deviation between samples The light intensity was measured using a luminance meter (model: BM-7, TOPCON, Japan) at 10 points on the side of the backlight unit assembly and 7 points on the side of the backlight unit assembly A total of 17 points were measured and the luminance uniformity was compared by calculating the standard deviation of luminance stdev.
표 2의 결과로부터, MS와 내열 수지를 사용하여 공압출된 도광판(도 2a)은 MS로만 압출된 도광판(도 2b) 대비 레이저 패턴 식각 가공 형상의 aspect ratio 편차가 감소하여 휘도 균일도 및 가공성이 좋아지는 것으로 나타났다.From the results of Table 2, it can be seen that the aspect ratio variation of the laser pattern etched shape compared to the light guide plate (FIG. 2B) extruded only by MS is reduced by co-extruding the light guide plate (FIG. Respectively.
결국, 본 발명을 통해 도광판의 하면 식각 가공 공정이 필요한 도광판 제조에 있어서 PMMA 또는 폴리카보네이트와 같은 내열도가 우수한 수지 이외의 원재료를 사용하지 못하는 제한적인 범위를 벗어나 다양한 도광판 재료를 이용하여 저렴한 원재료 사용 및 원재료 부족과 같은 어려움에서 벗어날 수 있는 것을 알 수 있다.
As a result, in the production of a light guide plate requiring a bottom etching process of the light guide plate through the present invention, it is possible to use an inexpensive raw material without using a raw material other than a resin having excellent heat resistance, such as PMMA or polycarbonate, And lack of raw materials.
Claims (8)
상기 기재층의 하면에, 레이져 식각에 의하여 형성된 패턴이 배열된 내열수지층을 포함하고,
상기 내열수지층은 내열도(Tg) 110℃이상인 광학용 수지로서, PMMA, 폴리카보네이트 수지, 아크릴계 수지 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 것이며,
상기 내열수지층에 형성된 패턴은 지름 10~100㎛이거나 길이와 폭의 비가 1~10 사이의 비를 가지고 있으면서 깊이가 10~100㎛로서 갈수록 넓어지거나 좁아지는 형태를 가지는 음각 패턴으로 반구, 삼각형 및 사다리꼴로 구성된 군에서 선택된 것이고 패턴간 Aspect ratio의 편차값이 0.3124 이하인 것임을 특징으로 하는 도광판.
A base layer made of styrene methyl methacrylate (MS); And
And a heat-resistant resin layer in which patterns formed by laser etching are arranged on the lower surface of the base layer,
The heat-resistant resin layer is an optical resin having a heat resistance (Tg) of 110 ° C or higher, and is selected from PMMA, a polycarbonate resin, an acrylic resin,
The pattern formed on the heat-resisting resin layer is a depressed pattern having a diameter of 10 to 100 占 퐉 or a shape having a ratio of length to width of 1 to 10 and a depth of 10 to 100 占 퐉, Trapezoid, and the deviation value of the aspect ratio between patterns is 0.3124 or less.
상기 기재층의 상면에는 패턴이 배열된 구조층이 형성된 것을 특징으로 하는 도광판.
The method according to claim 1,
Wherein a structure layer in which a pattern is arranged is formed on an upper surface of the base layer.
상기 구조층은
MS(Styrene Methyl Methacrylate), PMMA, 폴리카보네이트 수지, 폴리스티렌 수지, 아크릴계 수지, 올레핀계 수지 및 이들의 공중합체 수지 중에서 선택되는 수지로 제조된 것을 특징으로 하는 도광판.
3. The method of claim 2,
The structure layer
A resin selected from the group consisting of styrene methyl methacrylate (MS), PMMA, polycarbonate resin, polystyrene resin, acrylic resin, olefin resin and copolymer resins thereof.
상기 구조층은 그 단면이 삼각형인 프리즘, 그 단면이 0.1~3.0㎜의 꼭지각 라운드를 가지는 삼각형인 프리즘 및 렌티큘러로 구성된 군에서 선택되는 형태의 패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 도광판.
3. The method of claim 2,
Wherein the structure layer has a pattern selected from the group consisting of a prism having a triangular cross section and a triangular prism having a cross section of 0.1 to 3.0 mm and a lenticular.
A backlight unit assembly comprising a light guide plate according to any one of claims 1 to 4.
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