KR20110111124A - 백라이트 유닛의 도광판 제조 방법 - Google Patents

백라이트 유닛의 도광판 제조 방법 Download PDF

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Abstract

백라이트 유닛의 도광판 제조 방법이 제공된다. 백라이트 유닛의 도광판의 제조 방법은 고분자 수지를 압출하여 도광판을 형성하는 단계, 및 압출된 도광판의 측면인 입광면을 연삭기로 연삭하여 광지향각을 넓히기 위한 연삭 형상을 상기 입광면에 형성하는 단계를 포함하며, 상기 연삭기의 회전 속도와 상기 도광판의 측면을 따라 이동하는 연삭기의 이동 속도를 제어하여 상기 연삭 형상을 형성하는 것을 특징으로 한다.

Description

백라이트 유닛의 도광판 제조 방법{Method of manufacturing a guide light plate in back light unit}
본 발명은 백라이트 유닛에 관한 것으로, 보다 상세하게는 백라이트 유닛의 도광판의 제조 방법에 관한 것이다.
자체 발광원이 없는 수광형 소자인 액정표시장치는 화면 전체를 후면에서 조명할 수 있는 별도의 광원 장치가 필요하다. 이러한 액정표시장치용 조명 장치를 일반적으로 백라이트 유닛(Back Light Unit)이라 한다.
일반적으로 백라이트 유닛은 광원(예컨대, LED)이 배치되는 방식에 따라 에지-라이트 방식(Edge-light method)과 직하 방식(Direct lighting)으로 구별된다.
에지-라이트 방식은 빛을 안내하는 도광판의 측면에 광원(예컨대, LED)이 배치되는 방식이다. 에지-라이트 방식은 데스크 탑 컴퓨터나 노트북용 모니터와 같이 비교적 소형 액정표시장치에 적용되며, 빛의 균일성이 좋고, 내구성이 우수하다.
직하 방식은 20인치 이상의 중·대형 표시장치에 사용되며, 액정 패널의 하부에 광원을 배열시켜 액정 패널의 전면을 직접 조명하는 방식이다.
일반적으로 광원으로 LED를 구비하는 일반적인 액정표시장치의 백라이트 어셈블리는 적어도 한 측면에 입광면을 갖는 도광판(Light, Guide Plate, LGP), 도광판으로 광을 방출하는 LED(Light Emitting Diode), 도광판의 하부에 위치하는 반사시트, 도광판으로부터 출사되는 광의 효율을 향상시켜 액정표시장치의 패널로 조사하는 다수의 광학 시트들을 포함한다. 이때 다수의 광학 시트들은 확산시트, 프리즘시트, 보호시트를 포함할 수 있다.
LED는 도광판의 입광면을 향하여 광을 방출하며, 도광판은 광원인 LED에서 발생된 광을 액정표시장치의 패널의 모든 영역으로 균일하게 출사시키는 역할을 한다. LED로부터 방출되는 광은 도광판의 입광면을 통과하여 도광판 내부로 입사하게 된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 광의 지향각을 넓힐 수 있는 액정 표시 장치용 백라이트 유닛의 도광판 제조 방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유닛의 도광판의 제조 방법은 고분자 수지를 압출하여 도광판을 형성하는 단계, 및 압출된 도광판의 측면인 입광면을 연삭기로 연삭하여 광지향각을 넓히기 위한 연삭 형상을 상기 입광면에 형성하는 단계를 포함하며, 상기 연삭기의 회전 속도와 상기 도광판의 측면을 따라 이동하는 연삭기의 이동 속도를 제어하여 상기 연삭 형상을 형성하는 것을 특징으로 한다.
이때 도광판의 입광면에 대하여 2회 이상의 연삭 공정을 수행할 수 있다. 즉 동일한 연삭기의 회전 속도와 이동 속도로 상기 도광판의 입광면에 대하여 2회 이상의 연삭 공정을 수행할 수 있다. 또한 각각 서로 다른 연삭기의 회전 속도와 이동 속도로 상기 도광판의 입광면에 대하여 2회 이상의 연삭 공정을 수행할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유닛의 도광판 제조 방법은 연삭기의 회전 속도와 도광판의 측면을 따라 이동하는 연삭기의 이동 속도를 제어하여 도광판의 입광면을 연삭하여 광지향각을 넓힐 수 있는 연삭 무늬를 형성함으로써, 도광판으로 입사되는 광의 지향각을 넓힐 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유닛의 도광판 제조 라인 일부의 개략도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 도광판의 입광면에 대한 가공 공정의 개략도를 나타낸다.
도 3a는 본 발명의 실시 예에 따른 연삭 공정에 의한 도광판의 입광면의 프로파일을 나타낸다.
도 3b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 연삭 공정에 의한 도광판의 입광면의 프로파일을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 형성되는 도광판의 입광면의 연삭 형상에 의한 광지향각을 나타낸다.
이하, 본 발명의 기술적 과제 및 특징들은 첨부된 도면 및 실시 예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다. 이하, 본 발명의 기술적 과제 및 특징들은 첨부된 도면 및 실시 예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다. 본 발명이 여러 가지 수정 및 변형을 허용하면서도, 그 특정 실시 예들이 도면들로 예시되어 나타내어지며, 이하에서 상세히 설명될 것이다. 그러나 본 발명을 개시된 특별한 형태로 한정하려는 의도는 아니며, 오히려 본 발명은 청구항들에 의해 정의된 본 발명의 사상과 합치되는 모든 수정, 균등 및 대용을 포함한다.
동일한 참조번호는 도면의 설명을 통하여 동일한 요소를 나타낸다. 도면들에서 층들 및 영역들의 치수는 명료성을 위해 과장되어 있다. 또한 여기에서 설명되는 각 실시 예는 상보적인 도전형의 실시 예를 포함한다.
층, 영역 또는 기판과 같은 요소가 다른 구성요소 "상(on)"에 존재하는 것으로 언급될 때, 이것은 직접적으로 다른 요소 상에 존재하거나 또는 그 사이에 중간 요소가 존재할 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 표면과 같은 구성 요소의 일부가 '내부(inner)'라고 표현된다면 이것은 그 요소의 다른 부분들 보다도 소자의 외측으로부터 더 멀리 있다는 것을 의미한다고 이해할 수 있을 것이다.
나아가 '아래(beneath)' 또는 '중첩(overlies)'과 같은 상대적인 용어는 여기에서는 도면에서 도시된 바와 같이 기판 또는 기준층과 관련하여 한 층 또는 영역과 다른 층 또는 영역에 대한 한 층 또는 영역의 관계를 설명하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 용어들은 도면들에서 묘사된 방향에 더하여 소자의 다른 방향들을 포함하려는 의도라는 것을 이해할 수 있을 것이다.
마지막으로 '직접(directly)'라는 용어는 중간에 개입되는 어떠한 요소가 없다는 것을 의미한다. 여기에서 사용되는 바와 같이 '및/또는'이라는 용어는 기록된 관련 항목 중의 하나 또는 그 이상의 어느 조합 및 모든 조합을 포함한다.
비록 제1, 제2 등의 용어가 여러 가지 요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또는 지역들을 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 이러한 요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또는 지역들은 이러한 용어에 의해 한정되어서는 안 된다는 것을 이해할 것이다. 이러한 용어들은 단지 다른 영역, 층 또는 지역으로부터 어느 하나의 요소, 성분, 영역, 층 또는 지역들을 구분하기 위해 사용되는 것이다. 따라서 아래에서 논의된 제1 영역, 층 또는 지역은 제2 영역, 층 또는 지역이라는 명칭으로 될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유닛의 도광판 제조 라인 일부의 개략도를 나타낸다.
T-다이(110)에서 압출된 고분자 수지, 예컨대, 아크릴((PolyMethly MethAcrylate, PMMA)은 제1 롤러(122)와 제2 롤러(124) 사이를 통과하여 제1차 압출되고, 제2 롤러(124)와 제3 롤러(126) 사이를 통과하여 제2차 압출 및 냉각되어 박리의 도광판(130)이 형성된다.
이때 압출된 도광판(130)의 두께는 2.0mm ~ 5.0mm가 된다. 압출된 도광판(130)은 절단 공정을 통하여 일정한 길이로 절단된다. 이러한 압출 방법에 의해 제조되는 도광판(130)은 광이 입사하는 입광면인 측면(140)이 거칠다. 따라서 거친 입광면 측면을 고르게 하기 위하여 도광판 측면을 연삭(grinding)하는 경면 가공을 수행한다.
본 발명의 실시 예는 거친 입광면 측면을 고르게 하기 위하여 수행되는 이러한 경면 가공을 도광판의 입광면에 수행하여 도광판의 입광면에 광지향각을 넓힐 수 있는 임의의 형상을 형성한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 도광판의 입광면에 대한 가공 공정의 개략도를 나타낸다. 도 2를 참조하면, 도 1에 도시된 바와 같이 압출된 도광판(130)을 일정한 간격으로 절단하고, 절단된 도광판들(210)을 적층한다.
적층된 도광판들(210)의 측면, 즉 도광판들(210)의 입광면(215)을 연삭기로 연삭한다. 연삭기(200)는 본체인 연삭 휠(grinding wheel, 220)과 연삭 날(230)을 포함한다. 연삭 날(230)은 연삭 휠(220)의 일 측면, 즉 연삭 공정시 도광판들(210)의 입광면(215)과 접촉하는 연삭면(222)에 형성되며, 연삭면(222)으로부터 돌출되는 임의의 무늬를 갖는다.
연삭 휠(220)은 회전축(A-A')을 중심으로 일측 방향으로 회전하며, 회전축(A-A')은 입광면(215)과 수직한다.
연삭기(200)는 입광면(215)을 연삭함과 동시에 입광면(215)을 따라 일측 방향(예컨대, B→B')으로 이동한다.
도 2에 도시된 연삭기를 이용하는 연삭 공정에 의하여 도광판들(210)의 입광면(215)에 나타나는 연삭 프로파일(profile)은 연삭 휠(220)의 회전 속도와 이동 속도에 의해 결정된다.
즉 연삭 휠(220)의 회전 속도와 이동 속도를 조절하여 도광판들(210)의 입광면(215)에 광지향각을 넓힐 수 있는 임의의 형상을 형성할 수 있다.
일반적으로 3000rpm의 연삭 휠(220)의 회전 속도와 200 m/min의 이동 속도의 조건으로 도 1에 도시된 압출 방법에 의해 제조된 도광판(130)의 입광면을 연삭하면 균일하고 고른 입광면을 얻을 수 있다.
그러나 본 발명의 실시 예에서는 연삭 휠의 회전 방향은 일측 방향(예컨대, 시계 방향)으로 하고, 연삭 휠(220)의 회전 속도는 1500~2500 rpm이고, 연삭 휠(220)의 이동 속도는 100 ~ 150m/min(meter/minute)인 조건으로 도광판들(210)의 입광면(215)에 대하여 연삭 공정을 수행한다. 이와 같은 공정 조건으로 도광판들(210)의 입광면(215)에 대한 연삭 공정을 수행하면, 입광면(215)이 균일하고 고르게 연삭되는 것이 아니라, 입광면(215)을 따라 반복하여 연삭 날(230)의 모양(예컨대, 초승달 형상)에 따르는 임의의 연삭 형상 또는 무늬(예컨대, 돌출 무늬, 요철 무늬, 물결 무늬, 또는 사선 무늬)가 나타난다.
도 3a는 본 발명의 실시 예에 따른 연삭 공정에 의한 도광판의 입광면의 프로파일을 나타내고, 도 3b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 연삭 공정에 의한 도광판의 입광면의 프로파일을 나타낸다.
도 3a를 참조하면, 도 2에 도시된 연삭 공정에 따라 도광판들(210)의 입광면에 대한 제1차 연삭 가공에 의하여 도광판들(210)의 입광면(215)에 형성되는 반복되는 임의의 연삭 형상(310)이 형성된다. 도 3a에서는 제1차 연삭 가공된 프로파일을 나타내었으나, 본 발명의 실시 예는 이에 한정되는 것은 아니며, 도광판들(210)의 입광면에 대하여 2회 이상의 연삭 가공을 할 수 있다.
도 3b를 참조하면, 제1차 연삭 가공된 도광판들(210)을 180도로 회전하고, 회전된 도광판들(210)의 입광면(215)에 대하여 제1차 연삭 가공과 동일한 조건(예컨대, 동일한 회전 속도 및 이동 속도)으로 제2차 연삭 가공하여 입광면(215)에 연삭 형상(320)을 형성하여, 전체적으로 광지향각을 넓힐 수 있는 형상(330, 예컨대, X자 형상)을 형성할 수 있다.
또한 제1차 연삭 가공된 도광판들(210)을 180도로 회전하고, 회전된 도광판들(210)의 입광면(215)에 대하여 제1차 연삭 가공의 조건 중에서 연삭 휠(220)의 회전 방향만을 동일하게 하는 제2차 연삭 가공하여 입광면(215)에 광지향각을 넓힐 수 있는 형상을 형성할 수 있다.
또한 제1차 연삭 가공 조건 중에서 연삭 휠의 회전 방향을 반대 방향으로 하여 제1차 연삭 가공된 도광판들(210)의 입광면을 제2차 연삭 가공하여 입광면(215)에 연삭 형상(330)을 형성할 수 있다.
이와 같이 도광판의 입광면에 형성되는 연삭 형상은 광원(예컨대, LED)으로부터 발생된 빛의 광지향각을 넓혀 줄 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 형성되는 도광판(405)의 입광면(415)의 연삭 형상에 의한 광지향각(430)을 나타낸다. 점선(420)은 연삭 형상이 없는 일반적인 입광면을 통과한 빛의 지향각을 나타내고, 실선(430)은 본 발명의 실시 예에 따라 형성된 연삭 형상이 있는 입광면(415)을 통과한 빛의 지향각을 나타낸다.
도 4를 참조하면, LED(410)로부터 발생하는 빛은 도광판(405)의 입광면(415)으로 입사되며, 입사되는 빛은 연삭 형상에 의하여 빛이 도광판(405) 내에서 퍼지는 정도가 크다. 따라서 본 발명의 실시 예에 따른 도광판(405)의 입광면(415)은 광지향각을 넓혀주므로 백라이트 유닛의 LED 피치(pitch)를 넓혀 LED 사용 개수를 줄여도 원하는 균일도(uniformity)를 얻을 수 있고, 백라이트 유닛을 사용하는 제품의 테두리 부분(Bezel)을 줄일 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
110: T-다이, 122: 제1 롤러, 124: 제2 롤러, 126: 제3 롤러,
130, 210,405: 도광판들, 215,415: 입광면, 220: 연삭 휠, 230: 연삭 날,
222: 연삭면, 310: 임의의 연삭 형상, 310, 320, 330: 연삭 형상,
410: LED, 420,430: 광지향각.

Claims (9)

  1. 고분자 수지를 압출하여 도광판을 형성하는 단계; 및
    압출된 도광판의 측면인 입광면을 연삭기로 연삭하여 광지향각을 넓히기 위한 연삭 형상을 상기 입광면에 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 연삭기의 회전 속도와 상기 도광판의 측면을 따라 이동하는 연삭기의 이동 속도를 제어하여 상기 연삭 형상을 형성하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛의 도광판 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연삭기의 회전 속도는 1500~2500rpm인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛의 도광판 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 연삭기의 이동 속도는 100 ~ 150m/min(meter/minute)인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛의 도광판 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 연삭 형상을 상기 입광면에 형성하는 단계는,
    도광판의 입광면에 대하여 2회 이상의 연삭 공정을 수행하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛의 도광판 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 연삭 형상을 상기 입광면에 형성하는 단계는,
    동일한 연삭기의 회전 속도와 이동 속도로 상기 도광판의 입광면에 대하여 2회 이상의 연삭 공정을 수행하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛의 도광판 제조 방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 연삭 형상을 상기 입광면에 형성하는 단계는,
    각각 서로 다른 연삭기의 회전 속도와 이동 속도로 상기 도광판의 입광면에 대하여 2회 이상의 연삭 공정을 수행하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛의 도광판 제조 방법.
  7. 제4항에 있어서, 상기 연삭 형상을 상기 입광면에 형성하는 단계는,
    상기 도광판의 입광면에 대하여 제1차 연삭 공정을 수행하는 단계; 및
    제1차 연삭 가공된 도광판을 180도로 회전하고, 회전된 도광판의 입광면에 대하여 제1차 연삭 가공과 동일한 연삭기의 회전 속도와 이동 속도로 제2차 연삭 공정을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛의 도광판 제조 방법.
  8. 제4항에 있어서, 상기 연삭 형상을 상기 입광면에 형성하는 단계는,
    상기 도광판의 입광면에 대하여 제1차 연삭 공정을 수행하는 단계; 및
    제1차 연삭 가공된 도광판을 180도로 회전하고, 회전된 도광판의 입광면에 대하여 제1차 연삭 공정과 다른 연삭기의 회전 속도와 이동 속도로 제2차 연삭 공정을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛의 도광판 제조 방법.
  9. 제4항에 있어서, 상기 연삭 형상을 상기 입광면에 형성하는 단계는,
    상기 도광판의 입광면에 대하여 제1차 연삭 공정을 수행하는 단계; 및
    제1차 연삭 공정과 다른 연삭기의 회전 방향으로 제2차 연삭 공정을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛의 도광판 제조 방법.
KR1020100030527A 2010-04-02 2010-04-02 백라이트 유닛의 도광판 제조 방법 KR20110111124A (ko)

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CN104669333A (zh) * 2013-11-26 2015-06-03 高一智股份公司 用于加工导光板的边缘的装置和方法
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KR20170112147A (ko) * 2016-03-31 2017-10-12 주식회사 엘지화학 절삭 장치 및 이를 포함하는 면취기

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