KR200318323Y1 - 인쇄방식 도광판 - Google Patents

Abstract

본 고안은 LCD(Liquid crystal display) 표시장치나 광고용 백 라이트(Back Light) 장치의 부품인 도광판(LGP:Light Guide Panel)에 관한 것이다.

즉, 본 고안에서는, 종래의 도트 인쇄 방식과 달리, 도광판 배면의 도트 부분에 반사체를 인쇄하지 않고 주위의 빈 공간에만 반사체를 인쇄하는 방식을 적용하고, 도트의 크기를 변화시키는 방법이 아닌 인쇄된 면의 밀도를 가지고 빛의 양을 제어하는 도광판이 제공된다.

따라서, 본 고안에 의하면, 종래의 도트 인쇄 방식의 문제점인 빛 효율과 빛이 진행하는 입구의 작은 도트를 구현하기 위해 특수한 조건에서 실시하고 있던 도광판의 인쇄방법을 대신하여, 일반적으로 사용하는 범용의 인쇄 기법을 활용할 수 있을 뿐 아니라 비교적 쉽게 제품을 생산할 수 있기 때문에 원가의 부담도 크게 줄일 수 있고, 빛 효율 측면에서도 유리하도록 함으로써 종래의 도트 인쇄방식에 비해 전체적인 휘도의 향상도 이룩할 수 있다.

Description

인쇄방식 도광판{Dot-Print type LGP}

본 고안은 백라이트의 부품인 도광판에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 도광판의 하부면에 빛의 양을 제어하는 광조절 홀을 형성하고 광조절 홀이 형성된 부분을 제외한 도광판 하부면에 반사체를 도포함으로써, 이에 의해 반사되는 빛의 양을 증가시켜 보다 향상된 휘도를 얻을 수 있도록 하는 도광판에 관한 것이다.현재 TV, 컴퓨터 등에 다양하게 사용되고 있는 LCD 장치는, LCD 자체적으로는 발광되는 성질이 아니므로 그 내부에 설치된 백라이트 장치로부터 빛이 전달되어 LCD 패널에 그것이 표시되도록 하고 있다.상기 백라이트 장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 광원을 제공하는 램프(1)와 상기 램프(1)로부터 입사된 빛을 전체 면적으로 고루 퍼지게 하는 도광판(3), 상기 도광판(3)으로부터 빛이 빠져나가지 않게 막아주는 반사시트(2), 상기 도광판(3)으로부터 올라오는 빛을 전체적으로 골고루 확산시키는 확산시트(4) 및 프리즘필름(5), 마지막으로 백라이트 장치를 보호해주는 보호필름(6)으로 구성되어 있다. 이로써, 상기 백라이트 장치의 램프(1)에서 나온 빛은 상기 도광판(3)을 통해 LCD 패널에 골고루 비치게 되어 LCD 장치의 표시기능을 달성하게 된다.

종래의 도광판은, 도 2에 도시된 바와 같이, 직사각형 형상의 아크릴로서 그 배면에 도트형상의 반사체(41)가 배열,인쇄되고 상기 반사체(41) 이외의 부분에는 인쇄가 되지 않도록 하여 형성되어 있으며, 상기 배열된 반사체(41)들의 크기를 상기 램프(1)에 인접한 도광판(3) 측단으로부터 점진적으로 변화시켜 상기 반사체(41)에 의해 반사되는 빛의 양을 조절함으로써 일정한 균일도를 갖는 빛이 LCD 패널에 골고루 비치게 하는 기능을 한다(도 3 참조).

그러나, 이러한 인쇄 방식에 의한 종래의 도광판은, 여러 가지 크기를 가지는 도트형상 반사체의 구현 및 각각의 도트형상 반사체들의 조합을 이룩하기 위해 복잡한 별도의 설계의 과정과 상기 도트형상 반사체들을 인쇄하기 위한 특수한 인쇄기술이 필요하게 되었다.

도 4는 상기 종래의 도트 인쇄방식에 의해 인쇄된 반사체(41)의 빛효율을 측정하기 위한 방법을 도시한 것이다. 여기서, 빗금친 사각형 부분이 전체면적이 되고, 상기 사각형 부분중 원형 도트(32)들에 의해 둘러싸인 부분이 빛이 반사되는 면적이 된다. 전체 면적중 빛이 반사되는 면적의 비율을 빛 효율이라고 할때, 종래의 도트 인쇄방식의 일반적인 빛 효율은 도 5a에 도시된 바와 같고, 이러한 효율의 극대화를 위해서는 도 5b에 도시된 바와 같이 되어야 함을 알 수 있다. 따라서, 최대의 빛 효율을 나타낼 수 있는 방법은 일정한 반지름을 갖는 원들의 호를 서로 붙여서 설계가 되어야 달성됨을 알 수 있으며, 이러한 방법은 후술할 본 고안에 의한 도광판의 빛 효율에 비해 상당히 낮은 편임을 알 수 있다.

또한, 이러한 종래의 인쇄방식을 통해 돌기를 형성한 도광판의 경우, 대개가 안료를 사용한 자외선 경화 인쇄 방식에 의한 것으로서, 빛이 오히려 미세돌기에 흡수되어 광량의 손실을 가중시킬 뿐만 아니라 높은 휘도 및 휘도 균일성을 확보하기가 어렵다는 문제점이 발생하였다.

그럼에도 불구하고 생산성과 단가적인 측면에서 인쇄방식이 타 가공방법에 비해 장점이 있어 대부분의 업체에서는 이러한 도트 인쇄방식을 계속적으로 사용하여 왔다.

본 고안의 목적은, 이러한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 도광판의 빛효율을 극대화시킴으로써 전체적인 휘도를 높이도록 하고, 종래의 방식보다 저가의 재료나 가공방법에 의함으로써 가격 경쟁력에서 우위를 달성한다는데 있다.

도 1은 일반적인 백 라이트 장치의 분해도이다.

도 2는 종래의 도트 인쇄방식의 도광판 평면도이다.

도 3은 종래의 도트 인쇄방식의 도광판 단면도이다.

도 4는 빛 효율을 나타내는 개념도이다.

도 5a는 종래의 도트 인쇄방식에서의 빛 효율을 나타내는 개념도이다.

도 5b는 종래의 도트 인쇄방식에서 최대의 빛 효율을 나타내는 개념도이다.

도 6은 본 고안에 의한 도광판의 구성도이다.도 7a는 본 고안에 의한 도광판의 빛 효율을 나타내는 개념도이다.

도 7b는 본 고안에 의한 도광판의 최소 빛 효율을 나타내는 개념도이다.

도 8은 일반적인 인쇄방식 도광판에서의 빛의 흐름도를 나타내는 개념도이다.

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞

1: 램프 3:도광판

41: 반사체 42: 광조절 홀

상기 목적을 달성하기 위해서 본 고안은, 백라이트 어셈블리에서 일측면이 램프와 인접하게 설치되고, 하부면에 소정 방법으로 상기 램프에서 입사되는 빛의 양을 제어하는 다수의 광조절 홀이 배열형성되고, 상기 광조절 홀을 제외한 하부면 전체에 빛을 반사하는 반사물질이 도포되어 반사막이 형성된 도광판에 있어서, 상기 다수의 광조절 홀은 상기 램프에서 인접한 상기 도광판의 일단부로부터 타단부로 갈수록 그 배열 밀도가 낮아지는 것을 특징으로 하는 도광판을 제공한다.여기서, 상기 다수의 광조절 홀은 원형, 다각형 또는 원형과 다각형의 조합으로 배열형성된 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 고안에 대해 상세히 설명하도록 한다.본 고안에 의한 도광판은, 도 6에 도시된 바와 같이, 직사각형의 형상의 아크릴판으로서 종래의 도트 인쇄방식에서는 인쇄되지 않던 바탕면에 반사체(41)가 인쇄되고, 기존의 인쇄되었던 도트 부분은 상기 반사체(41)가 인쇄되지 않도록 광조절 홀(42)이 배열되어 이루어져 있다. 이러한 인쇄방식을 역 패턴 인쇄방식이라고 명명하기로 한다.여기서, 상기 도광판은, 광원으로부터 멀어질수록 인쇄되어지지 않는 광조절 홀(42)간의 인접거리가 점점 더 멀도록 광조절 홀(42)의 밀도가 낮게 형성된다. 즉, 상기 도광판의 바탕면에 인쇄된 반사체(41)의 인쇄면적이 광원으로부터 멀어질수록 넓어지게 함으로써, 상기 도광판으로부터 반사되는 빛의 양을 전체적으로 균일하도록 조절한다.이러한 구성의 도광판에 의해, 상기 배열된 광조절 홀(42)들의 밀도를 램프에 인접한 도광판 측단으로부터 점진적으로 변화시켜 상기 반사체(41)에 의해 반사되는 빛의 양을 조절함으로써 일정한 균일도를 갖는 빛이 LCD 패널에 골고루 비치게 하는 기능을 이룩할 수 있다.이러한 역 패턴 인쇄방식에 의한 도광판의 빛 효율의 측정방법은, 도 7a에 도시된 바와 같이, 전체 사각형 면적중 반사체(41)에 의해 빛이 반사되는 부분의 면적이 차지하는 비율로써 측정된다.즉, 여기서 전체 사각형 부분중 원형 도트(42)들에 의해 둘러싸인 부분을 제외한 부분이 상기 반사체(41)에 의해 빛이 반사되는 면적이 된다. 상기에서 설명한 바와 같이, 전체 면적중 빛이 반사되는 면적의 비율을 빛 효율이라고 하였는바, 이에 의하면 상기 역 패턴 인쇄방식에 의한 일반적인 빛 효율은 도 7a에 도시된 바와 같은 그림으로부터 얻게 되고, 이것은 상기한 종래의 도트 인쇄방식의 효율의 경우와 반대로 계산되며, 상기 종래의 효율의 극대치에 해당하는 도트형상의 경우 본 고안에 의한 역 패턴 인쇄방식에 의한다면 최소의 효율을 얻는 결과가 됨을 알 수 있다(도 7b 참조).아래 표 1은 종래의 도트 인쇄방식에 의한 도광판과 본 고안의 역 패턴 인쇄방식에 의한 도광판 간의 빛 효율의 차이를 나타낸 도표이다.[표 1]위 표 1은 도 4에서와 같이 임의의 단위 면적(31)을 기준(여기서는 가로 세로 2밀리미터인 정사각형을 기준으로 하였음)으로 도트(32)의 반지름을 변화시켜 가면서 빛 효율을 비교계산한 것이다. 여기서, 빛 효율은 전체 사각형의 면적(31)대비 빛을 반사시킬 수 있는 면적인 반사체(41)가 인쇄되어지는 면적을 백분율로 나타낸 값이며, 종래의 도트 인쇄방식에서는 도 5b에서와 같이 정사각형 안에 4개의 원이 최대한으로 차지하도록 그 반지름(여기서는 1밀리미터)을 가질때 최대의 효율인 78.5%를 나타냈으며, 최소의 효율은 이론적으로 0%까지 가능하다. 하지만, 본 고안에 의한 역 패턴 인쇄방식의 도광판 최대 효율은 상기 정사각형 면에 원을 형성하지 않으면(반지름이 0인 원) 100%의 효율을 달성할 수 있고(여기서는 전체면을 인쇄하는 방법), 최소 효율은 도 7b에서 보는 바와 같이 21.5%까지 가능하다. 또한, 도 5a 및 도 7a는 각각의 인쇄방식의 중간단계에서의 빛 효율을 보여주고 있다.또한, 상기 표 1에서 보는 바와 같이, 대개의 경우, 본 고안에 의한 역 패턴 인쇄방식의 도광판은 기존 도트 인쇄방식보다 높은 빛 효율을 나타냄을 알 수 있다.

따라서, 상기 장점들을 활용하여 광원으로부터 가장 먼 부분에서 최대의 빛 효율을 나타내게 하고, 광원으로 갈수록 빛 효율이 낮게 설계되도록 하면 전체적으로 종래의 도트 인쇄방식보다 높은 빛 효율을 달성 할 수가 있다.

한편, 이상과 같은 각각의 인쇄방식의 빛 효율 계산은 모든 빛이 100% 전면으로 반사가 이루어진다는 것을 전제로 한 것이나, 실제 아크릴은 도 8에 도시된 바와 같이 그 자체의 특성상 표면에서 100% 전면반사가 이루어져 그 인쇄된 면으로 인해 광원으로부터 인가된 빛(61)이 전부 반사되어 보이는 것이 아니라 아크릴 표면에서 반사되어 측면으로 흐르거나(62) 도중에 흡수가 이루어지기 때문에 실제로 도광판의 전면을 통해 육안으로 볼 수 있는 빛의 양은 더욱 적어지게 된다.

따라서, 최대의 효율을 나타낼 수 있는 도광판으로 설계가 되더라도 빛 효율은 떨어지게 되어 실제 반사되는 빛의 양은 설계시 의도했던 것보다 더 어두워지게 된다.

그러므로, 종래의 도트 인쇄방식에 의한 도광판을 사용하여 빛의 효율을 최대로 얻도록 설계를 하더라도 실제 나타나는 휘도는 그러한 설계의도와는 달리 상대적으로 낮게 나타나기 때문에 설계 단계에서 최대한의 빛 효율이 나타나도록 설계가 이루어져야 한다.

이러한 측면에서, 본 고안에 의한 역 패턴 인쇄방식의 도광판은 이러한 문제를 빛 효율 차원에서 100%까지 끌어올려 설계가 가능하도록 하고, 아크릴에서 빛의 반사(62)나 흡수되는 현상 등을 고려하더라도 상대적으로 종래의 도트 인쇄방식보다 높은 휘도 특성을 나타낼 수 있는 제품 생산이 가능해진다.한편, 상기한 본 고안에 의한 도광판의 광조절 홀은, 원형, 다각형 또는 원형과 다각형의 조합으로 배열형성되도록 할 수도 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 고안에 의한 도광판에 의하면, 종래의 도트 인쇄방식에 비해 광 효율도가 높아 도광판 전면으로 반사되는 빛의 양이 많아져 상대적으로 뛰어난 휘도를 나타낼 수 있으며, 그 높은 휘도차이 부분만큼 종래의 도트 인쇄방식보다 저가의 재료나 가공방법으로도 상기 휘도를 구현할 수 있어 가격 경쟁력에서우위를 달성할 수 있다. 또한, 건조과정에 있어서도 종래의 도트 인쇄방식에 비해 훨씬 건조기간이 짧아 생산성 측면에서도 경쟁우위를 달성 할 수 있다.

Claims (4)

1. 백라이트 어셈블리에서 일측면이 램프와 인접하게 설치되고, 하부면에 소정 방법으로 상기 램프에서 입사되는 빛의 양을 제어하는 다수의 광조절 홀이 배열형성되고, 상기 광조절 홀을 제외한 하부면 전체에 반사체가 인쇄된 도광판에 있어서,

   상기 다수의 광조절 홀은 상기 램프에서 인접한 상기 도광판의 일단부로부터 타단부로 갈수록 그 배열 밀도가 낮아지는 것을 특징으로 하는 도광판.
2. 제 1항에 있어서, 상기 다수의 광조절 홀은,

   원형, 다각형 또는 원형과 다각형의 조합으로 배열형성된 것을 특징으로 하는 도광판.
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