KR20070100535A

KR20070100535A - 백라이트 장치용 도광판 및 그 도광판의 제조장치

Info

Publication number: KR20070100535A
Application number: KR1020060031938A
Authority: KR
Inventors: 김재형
Original assignee: 김재형
Priority date: 2006-04-07
Filing date: 2006-04-07
Publication date: 2007-10-11
Also published as: KR100844159B1

Abstract

본 발명은 백라이트(BACK LIGHT) 장치용 도광판(韜光板) 및 그 도광판의 제조장치에 관한 것으로, 추구하는 목적은 제조장치의 금형 표면에 Ni 도금층 형성을 생략함으로써, 도광판 표면에 프리즘패턴과 별도로 미세한 요철부를 형성함으로써, 진행하는 빛을 산란시켜 확산되도록 하는 한편, 도광판 사출성형을 위한 금형의 가공비용을 절감시킴과 동시에 가공시간을 단축시키는 백라이트 장치용 도광판 및 그 도광판의 제조장치를 제공함에 있다. 이러한 목적 달성을 위한 본 발명은, 입광부에 대해 수평으로 표면에 프리즘패턴(PRISM PATTERN)이 형성된 백라이트용 도광판에 있어서, 상기 프리즘패턴이 마련되지 않는 표면에 입사되는 빛을 산란을 통해 확산시키는 불규칙적인 광확산수단을 마련하여서 됨을 특징으로 한다. 이와 같이 구성된 본 발명은, 불규칙적인 광확산수단이 도광판의 입광부로 입사된 빛의 진행 경로를 불규칙적으로 무수히 산란(散亂)시켜 확산(擴散)되도록 함으로써, LCD와 같은 표시장치로 출사되는 시감(視感)을 향상시키는 효과를 얻는다. 또한, 이러한 도광판을 제조하는 장치의 구조를 개선함으로써, 도광판 제조장치의 가공비용과 유지비용 및 가공시간과 유지보수시간을 절감 단축시켜, 제조원가 절감을 통한 가격 경쟁력 향상 효과를 얻는다.

Description

백라이트 장치용 도광판 및 그 도광판의 제조장치{LIGHT GUIDE PANEL FOR BACK LIGHT UNIT AND THE MANUFACTURING APPARATUS}

도 1은 본 발명 중 반사면 부분 확대를 포함한 백라이트의 전체 구성을 도시한 분리 사시도.

도 2는 본 발명의 구성 중 요부인 도광판의 구성을 구체적으로 도시한 반사면 부분 확대를 포함한 사시도.

도 3은 본 발명의 구성 중 요부인 도광판의 구성을 구체적으로 도시한 부분 확대 단면도.

도 4는 본 발명의 구성 및 빛의 진행 방향을 도시한 A-A 방향 부분 단면도.

도 5는 본 발명 중 금형의 구성을 도시한 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

10 : 도광판 11 : 입광부

12 : 프리즘패턴 20 : 광확산수단

21 : 확산면 30 : 금형

31 : 본체틀 32 : 패턴형성부

33 : 확산수단형성부

본 발명은 백라이트(BACK LIGHT) 장치용 도광판(韜光板)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광원으로부터 입사되는 빛을 반사 진행시키면서 출사면으로 출광시키는 백라이트 장치용 도광판에 관한 것이다.

일반적으로, LCD(Liquid Crystal Display)는 CRT(Cathode-Ray Tube)와는 달리 자체적으로 빛을 발하지 못하는 수광 소자이기 때문에, 화면 전체에 균일한 밝기를 유지할 수 있도록 하는 백라이트 장치가 필요하다. 이러한 백라이트 장치는 빛의 굴절 내지 집광을 유도하여, 최초의 점광원이나 선형광원을 면형광원으로 변환시키기 위한 도광판을 구비한다. 상기 도광판은 투명한 아크릴 패널에서 용도 개념으로 진화된 플라스틱 성형이다. 이러한 도광판의 기능은 광원으로부터 발산되는 빛을 받아들이고, 아크릴 표면의 일정 면적에 패턴 가공영역 부분으로 빛을 균일하게 분포시켜 주는 역할을 하는 것이다.

참고로, 전술한 종래 백라이트 장치의 구조를 살펴보면, 빛을 발상하는 광원과, 상기 광원으로부터 입사된 빛을 상부로 균일하게 출사하는 도광판과, 상기 도광판의 하부에 배치되어 상기 광원으로부터 입사된 빛을 액정패널부가 위치한 상방으로 반사시킴으로써 빛이 상기 도광판 하부로 누출되어 손실되는 것을 방지하는 반사시트와, 상기 도광판을 사이에 두고 상기 반사시트의 대향면에 배치되어 빛의 균일도를 증가시키는 확산시트와, 상기 확산시트의 상면에 순차 적층되어 상기 확산시트에서 확산된 빛을 모아 빛의 휘도를 도출하기 위한 수직 및 수평 프리즘시트 와, 색 좌표의 안정과 상기 프리즘시트의 프리즘 구조를 보호하는 보호시트로 구성된다. 이 중, 상기 도광판은 전술한 바와 같이, 일측 단에 배치된 광원으로부터 입사된 빛을 도광판의 상부로 균일하게 출사시켜서 상부의 액정패널부를 밝게 만들어 주는 백라이트 역할을 한다. 이처럼 빛을 상부로 균일하게 출사시키기 위해 상기 도광판의 표면에는 도광판 내에 갇혀 흐르는 빛을 상부로 균일하게 출사시키기 위한 여러 가지 패턴이 부착되거나 새겨진다.

이와 같은 도광판에 광원으로부터 입사되는 빛은, 도광판(a)의 반사패턴에 반사되면서 내측을 따라 진행함과 동시에, 일부는 출사면으로 출광된다. 그러나, 종래 도광판의 경우, 반사패턴의 반사에 의해 출사되는 빛의 양에는 한계가 있었다. 상기와 같이 출사되는 빛의 양과 밝기 즉 휘도를 조절하기 위해서는 광도 즉, 광원의 전기적 세기를 조절하여야 하였다. 그러나, 이와 같이 광원의 전기적 세기를 조절하게 되면, 소비되는 에너지가 높아지는 문제점이 있었다.

한편, 상기와 같은 도광판을 제조하는 장치 중에 도광판의 형상과 모양을 성형하는 종래의 금형장치는, 도광판의 전체 형상을 형성하는 본체 형성 틀의 표면에 Ni 도금층을 형성하고, 상기 Ni도금층에 도광판의 프리즘패턴을 형성시켜 제조하였다. 그러나, 이와 같은 도광판의 금형에 Ni도금층을 형성하는 과정이 번거로우며, 금형의 가공시간이 많이 소요되는 문제점이 있었으며, 가공비용 또한 상승하는 문제점이 있었다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 제조장치의 금형 표면에 Ni 도금층 형성을 생략함으로써, 도광판 표면에 프리즘패턴과 별도로 미세한 요철부를 형성함으로써, 진행하는 빛을 산란시켜 확산되도록 하는 한편, 도광판 사출성형을 위한 금형의 가공비용을 절감시킴과 동시에 가공시간을 단축시키는 백라이트 장치용 도광판 및 그 도광판의 제조장치를 제공하는데 목적을 두고 있다.

이러한 목적 달성을 위한 본 발명은, 입광부에 대해 수평으로 표면에 프리즘패턴(PRISM PATTERN)이 형성된 백라이트용 도광판에 있어서, 상기 프리즘패턴이 마련되지 않는 표면에 입사되는 빛을 산란을 통해 확산시키는 불규칙적인 광확산수단을 마련하여서 됨을 특징으로 한다.

이러한, 본 발명의 구성을 구체적으로 설명하기에 앞서 설명에 참고가 되는 첨부 도면으로, 도 1을 본 발명 중 반사면 부분 확대를 포함한 백라이트의 전체 구성을 도시한 분리 사시도로, 도 2를 본 발명의 구성 중 요부인 도광판의 구성을 구체적으로 도시한 반사면 부분 확대를 포함한 사시도로, 도 3은 본 발명의 구성중 요부인 도광판의 구성을 구체적으로 도시한 단면도로, 도 4를 본 발명의 구성 및 빛의 진행 방향을 도시한 A-A 방향 부분 단면도로, 도 5를 본 발명 중 금형의 구성을 도시한 단면도로 제시한다.

이와 같이 제시하는 첨부 도면을 참고로 하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명은 첨부 도면 도 1 내지 도3에서 보는 바와 같이, 입광부(11)에 대해 수평으로 표면에 프리즘패턴(12)이 형성된 백라이트용 도광판(10)에 있어 서, 상기 프리즘패턴(12)이 마련되지 않는 표면에 입사되는 빛을 산란을 통해 확산시키는 불규칙적인 광확산수단(20)을 마련하여서 된다.

여기서, 본 발명인 상기 광확산수단(20)은 프리즘패턴(12)이 마련되지 않는 평면상에 마련되는 것이 바람직하나, 프리즘패턴(12)의 일부면 또는 전체면에 형성될 수 도 있다. 이때, 상기 광확산수단(20)은 입사면과 입사면으로 입사되는 빛을 굴절시켜 확산시키는 반사면을 갖는 확산면(21)으로 이루어진다. 여기서, 상기 확산면(21)은 예컨대, 불규칙적인 스크래치에 의한 홈과, 홈 이외의 돌출면일 수 도 있고, 일정한 패턴을 갖는 스크래치에 의한 홈과, 홈 이외의 돌출면일 수 도 있다.

또한, 상기 확산면(21)은 빛의 진행 방향과 수직일 수 도 있고, 수평일 수도 있으며, 0°초과 90°미만의 각도로 경사지면서 형성될 수 도 있다. 또한, 상기 확산면(21)은 예컨대, 평면일 수 도 있고 곡면일 수 도 있으며, 평면과 곡면의 결합일 수 도 있다. 또한, 상기 확산면(21)은 예컨대, 도광판(10)의 반사면에 형성될 수 도 있고, 출사면에 형성될 수 도 있고, 광원(b)으로부터 입사되는 빛의 입광면에 형성될 수 도 있으며, 입광면을 포함한 두께면 전체에 형성될 수 도 있다.

또한, 상기 확산면(21)의 PITCH(돌기 또는 홈의 최고점과 최고점 간의 거리)는 예컨대, 전체적으로 균일할 수 도 있고, 입광부(11)에서 멀어질수록 좁아질 수 도 있으며, DEPTH(높이/깊이)는 예컨대, 전체적으로 균일할 수 도 있고, 입광부(11)에서 멀어질수록 높아지거나 깊어질 수 도 있다. 또한, 상기 확산면(21)의 PITCH는 광원에서 멀어질수록 좁아지고, DEPTH는 광원에서 멀어질수록 낮아지거나 얕아질 수 도 있고, 반대로 PITCH는 광원에서 멀어질수록 넓어지고, DEPTH는 광원 에서 멀어질수록 높거나 깊게 형성할 수 도 있다.

참고로, 본 발명 중 상기 프리즘패턴(12)은 예컨대, 삼각 형상인 것이 바람직하나, 사다리꼴일수 도 있다. 이때, 상기 삼각 형상은 예컨대, 한쪽면의 경사각도가 1°~ 3°사이일 수 있으며, 꼭지각이 80°~ 160°인 것이 바람직하나, 도광판(10)의 재질 및 빛의 조도에 따라 그 경사각도 및 꼭지각의 범위를 달리할 수 도 있다.

이와 같이 구성된 본 발명은, 첨부 도면 도 4에서 보는 바와 같이, 광원(b)에서 조사되는 빛이 도광판(10)의 입광부(11)로 입사되면, 프리즘패턴(12) 예컨대, 반사패턴이 반사 굴절시켜, 도광판(10) 내로 진행시키되, 일부는 도광판(10)의 출사면으로 출광시킨다. 이때, 광확산수단(20)의 확산면(21)으로 빛이 입사되면, 빛은 반사되면서 산란하여 확산되면서 출사면으로 출광하게 된다. 여기서, 만약 상기 확산면(21) 하나를 놓고 볼 때, 빛이 넓게 퍼지면서 휘도가 낮아지나, 상기 확산면(21)은 불규칙적으로 무수하게 존재하므로, 빛이 넓게 퍼지면서 휘도가 낮아지는 것을 보상하여 오히려 휘도를 높여, 결과적으로 시감을 향상시킨다.

이를 각 구성요소의 실시 예에 따라 세부적으로 설명하면 다음과 같다. 먼저, 본 발명 중 상기 확산면(21)은 불규칙적인 다수의 스크래치에 의한 홈과, 홈 이외의 돌출면인 것이 바람직하다. 그리하면, 빛이 더욱 불규칙적으로 진행하면서 산란효과가 향상된다.

또한, 상기 확산면(21)이 평면일 경우 지향성이 일정하며, 곡면일 경우 지향성이 불규칙하여, 필요에 따라 설계 변경 가능하다.

또한, 상기 확산면(21)은 도광판(10)의 반사면에 형성하는 것이 바람직한데, 그리하면, 도광판(10)을 통해 진행하는 빛이 하부면을 통해 유출되더라도, 도광판(10) 하방에 마련된 반사시트(도 2에서 도면부호 '4')로부터 반사되는 빛을 재 입사시켜 출사면을 통해 출광시킬 수 있기 때문이다.

또한, 상기 확산면(21)의 PITCH는 균일한 것이 바람직하나, 입광부(11)에서 멀어질수록 좁게 형성함으로써, 진행하는 빛이 감쇄하여 반사되는 각도가 좁아지는 것을 고려하는 것도 바람직하다.

이때, 물론 상기 확산면(21)의 DEPTH를 입광부(11)에서 멀어질수록 높거나 깊게 형성하는 것도 같은 맥락이다.

또한, 상기 확산면(21)의 PITCH를 광원에서 멀어질수록 좁게 하고, DEPTH를 광원에서 멀어질수록 낮거나 얕아질 수 도 있고, 반대로 PITCH를 광원에서 멀어질수록 넓게 할 수도 있고, DEPTH를 광원에서 멀어질수록 높거나 깊게 형성할 수 도 있는데, 이는 빛의 반사 각도에 따라 출사면으로 출사되는 빛의 분포도를 도광판(10) 전체에 고르게 형성시킬 수 있다.

이와 같이 되는 본 발명인 광확산수단(20)을 포함하는 도광판(10)은 첨부 도면 도 5에서 보는 바와 같은 제조장치 즉, 금형에 의해 제조되는데, 그 구조를 살펴보면 다음과 같다.

본 발명인 광확산수단(20)을 포함하는 도광판(10)의 금형(30)은 도광판(10)의 본체를 성형하는 본체틀(31);과, 상기 본체틀(31)의 표면에 도광판(10)의 프리즘패턴(12)이 상호 간격을 두고 형성되도록 요철 형성되는 패턴형성부(32);와, 상 기 각 패턴형성부(32) 사이의 표면에 광확산수단(20)이 형성되도록 패턴 형성부(32) 보다는 미세하게 형성되는 광확산수단형성부(33);를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 패턴형성부(32)는 삼각 형상인 것이 바람직하나, 사다리꼴일 수 도 있다. 이때, 상기 패턴형성부(32)의 삼각 형상은 이등변삼각형일 수 도 있다. 이와 같이 상기 패턴형성부(32)가 삼각형상일 경우, 한쪽면의 경사각도가 1° ~ 3° 사이일 수 있으며, 꼭지각이 80°~ 160°인 것이 바람직하나, 도광판(10)의 재질 및 빛의 조도에 따라 그 경사각도 및 꼭지각의 범위를 달리할 수 도 있다.

한편, 상기 광확산수단형성부(33)는 상기 패턴형성부(32) 보다는 미세하게 형성되는 것으로, 불규칙적인 스크래치에 의한 홈과, 홈 이외의 돌출면일 수 도 있고, 일정한 패턴을 갖는 스크래치에 의한 홈과, 홈 이외의 돌출면일 수 도 있다.

또한, 상기 광확산수단형성부(33)는 예컨대, 평면일 수 도 있고 곡면일 수 도 있으며, 평면과 곡면의 결합일 수 도 있다. 또한, 상기 광확산수단형성부(33)의 PITCH(돌기 또는 홈의 최고점과 최고점 간의 거리)는 예컨대, 전체적으로 균일할 수 도 있고, 입광부(11)에서 멀어질수록 좁아질 수 도 있으며, DEPTH(높이/깊이)는 예컨대, 전체적으로 균일할 수 도 있고, 입광부(11)에서 멀어질수록 낮아질 수 도 있다.

이와 같이 된 본 발명인 도광판(10) 금형(30)은 별도의 Ni도금층의 형성과 상기 Ni도금층을 형성하고, 그 부분에 상기 패턴형성부를 형성하는 금형 가공상의 번거로움을 해소하고 가공시간을 단축시킬 수 있으며, 가공비용을 절감할 수 있다.

물론, 이때, 금형의 패턴 가공성을 고려하여 Ni도금층의 형성을 배제하지는 않는다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

이와 같이 되는 본 발명은, 불규칙적인 광확산수단이 도광판의 입광부로 입사된 빛의 진행 경로를 불규칙적으로 무수히 산란(散亂)시켜 확산(擴散)되도록 함으로써, LCD와 같은 표시장치로 출사되는 시감(視感)을 향상시키는 효과를 얻는다. 또한, 이러한 도광판을 제조하는 장치의 구조를 개선함으로써, 도광판 제조장치의 가공비용과 유지비용 및 가공시간과 유지보수시간을 절감 단축시켜, 제조원가 절감을 통한 가격 경쟁력 향상 효과를 얻는다.

Claims

입광부(11)에 대해 수평으로 표면에 프리즘패턴(12)이 형성된 백라이트용 도광판(10)에 있어서, 상기 프리즘패턴(12)이 마련되지 않는 표면에 입사되는 빛을 산란을 통해 확산시키는 불규칙적인 광확산수단(20)을 마련하여서됨을 특징으로 하는 백라이트 장치용 도광판.
제 1항에 있어서, 상기 광확산수단(20)은 프리즘패턴(12)이 마련되지 않는 평면상에 마련됨을 특징으로 하는 백라이트 장치용 도광판.
제 1항에 있어서, 상기 광확산수단(20)은 프리즘패턴(12)의 일부 면에 마련됨을 특징으로 하는 백라이트 장치용 도광판.
제 1항에 있어서, 상기 광확산수단(20)은 프리즘패턴(12)의 전체면에 마련됨을 특징으로 하는 백라이트 장치용 도광판.
제 1항에 있어서, 상기 광확산수단(20)은 프리즘패턴(12)이 마련되지 않는 평면과 프리즘패턴(12)의 일부면에 마련됨을 특징으로 하는 백라이트 장치용 도광판.
제 1항에 있어서, 상기 광확산수단(20)은 입사면과 입사면으로 입사되는 빛을 굴절시켜 확산시키는 반사면을 갖는 확산면(21)으로 이루짐을 특징으로 하는 백라이트 장치용 도광판.
제 6항에 있어서, 상기 확산면(21)은 불규칙적인 스크래치에 의한 홈과, 홈 이외의 돌출면으로 이루어짐을 특징으로 하는 백라이트 장치용 도광판.
제 6항에 있어서, 상기 확산면(21)은 일정한 패턴을 갖는 스크래치에 의한 홈과, 홈 이외의 돌출면으로 이루어짐을 특징으로 하는 백라이트 장치용 도광판.
제 7항 또는 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 확산면(21)은 평면임을 특징으로 하는 백라이트 장치용 도광판.
제 7항 또는 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 확산면(21)은 곡면임을 특징으로 하는 백라이트 장치용 도광판.
제 7항 또는 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 확산면(21)은 평면과 곡면의 결합임을 특징으로 하는 백라이트 장치용 도광판.
제 6항에 있어서, 상기 확산면(21)은 도광판(10)의 반사면에 형성됨을 특징 으로 하는 백라이트 장치용 도광판.
제 6항에 있어서, 상기 확산면(21)은 도광판(10)의 출사면에 형성됨을 특징으로 하는 백라이트 장치용 도광판.
제 6항에 있어서, 상기 확산면(21)은 도광판(10)의 반사면과 출사면 에 각각 형성됨을 특징으로 하는 백라이트 장치용 도광판.
제 6항에 있어서, 상기 확산면(21)은 도광판(10)의 광원(b)으로부터 입사되는 빛의 입광면(11)에 형성됨을 특징으로 하는 백라이트 장치용 도광판.
제 6항에 있어서, 상기 확산면(21)은 도광판(10)의 광원(b)으로부터 입사되는 빛의 입광면(11)을 포함한 두께면 전체에 형성됨을 특징으로 하는 백라이트 장치용 도광판.
제 1항에 있어서, 상기 확산면(21)은 빛의 진행 방향과 수직 형성됨을 특징으로 하는 백라이트 장치용 도광판.
제 1항에 있어서, 상기 확산면(21)은 빛의 진행 방향과 수평 형성됨을 특징으로 하는 백라이트 장치용 도광판.
제 1항에 있어서, 상기 확산면(21)은 빛의 진행 방향에 대해 0°초과 90°미만의 각도로 경사지면서 형성됨을 특징으로 하는 백라이트 장치용 도광판.
제 7항 또는 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 확산면(21)의 PITCH와 DEPTH는 균일함을 특징으로 하는 백라이트 장치용 도광판.
제 7항 또는 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 확산면(21)의 PITCH와 DEPTH는 광원에서 멀어질수록, 각각 좁아지고 높아지거나 깊어짐을 특징으로 하는 백라이트 장치용 도광판.
제 7항 또는 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 확산면(21)의 PITCH는 광원에서 멀어질수록 좁아지고, DEPTH는 광원에서 멀어질수록 낮거나 얕아짐을 특징으로 하는 백라이트 장치용 도광판.
제 7항 또는 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 확산면(21)의 PITCH는 광원에서 멀어질수록 넓어지고, DEPTH는 광원에서 멀어질수록 높거나 깊어짐을 특징으로 하는 백라이트 장치용 도광판.
도광판(10)의 형상과 모양을 형성하는 금형(30)에 있어서, 도광판(10)의 본 체를 성형하는 본체틀(31);과, 상기 본체틀(31)의 표면에 도광판(10)의 프리즘패턴(12)이 상호 간격을 두고 형성되도록 요철 형성되는 패턴형성부(32);와, 상기 각 패턴형성부(32) 사이의 표면에 광확산수단(20)이 형성되도록 패턴 형성부(32) 보다는 미세하게 형성되는 광확산수단형성부(33);를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 백라이트 장치용 도광판의 제조장치.
제 23항에 있어서, 상기 패턴형성부(32)는 삼각 형상임을 특징으로 하는 백라이트 장치용 도광판의 제조장치.
제 23항에 있어서, 상기 패턴형성부(32)의 삼각 형상은 한쪽면의 경사각도가 1°~ 3°사이이며, 꼭지각이 80°~ 160°임을 특징으로 하는 백라이트 장치용 도광판의 제조장치.