KR20120057807A - Light Guiding Plate for Surface Light Source Device and Back Light Unit using the Same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 면광원장치용 도광판 및 이를 이용한 백라이트 유닛에 관한 것으로, 보다 상세하게는 출사면의 배면에는 마이크로 프리즘 패턴이 새겨진 복수의 단위셀이 분산배치되되, 상기 마이크로 프리즘 패턴의 단위 프리즘 중 하나 이상이 능선방향과 수직하는 단면이 비대칭 삼각형인 것을 특징으로 하는 면광원장치용 도광판 및 이를 이용한 백라이트 유닛에 관한 것이다. The present invention relates to a light guide plate for a surface light source device and a backlight unit using the same, and more particularly, a plurality of unit cells engraved with a micro prism pattern are disposed on a rear surface of an emission surface, and at least one of the unit prisms of the micro prism pattern is disposed. A light guide plate for a surface light source device and a backlight unit using the same, characterized in that the cross section perpendicular to the ridge direction is an asymmetric triangle.
도광판(Light Guide Plate)은 일반적으로 액정표시장치에 적용되어 수동소자인 LCD 모듈에 광을 인가하는 수단으로 이용되어 왔다. 즉, 도광판의 측면이나 하부에 배치되는 광원, 예를 들어, LED램프로부터 방출되는 광을 안내하고 확산하여 표면 측에 적층되는 LCD 모듈에 광을 인가하였다. A light guide plate is generally applied to a liquid crystal display and used as a means for applying light to an LCD module which is a passive element. That is, light is guided and diffused from the light source disposed at the side or the bottom of the light guide plate, for example, the LED lamp, and applied to the LCD module stacked on the surface side.
또한, 광이 출사되는 도광판의 표면 측에 확산시트나 프리즘 시트 등을 적층하여 백라이트를 구성함으로써 광의 휘도량과 시야각을 제어한다. In addition, by forming a backlight by stacking a diffusion sheet, a prism sheet, or the like on the surface side of the light guide plate from which the light is emitted, the luminance amount and the viewing angle of the light are controlled.
그러나, 최근에는 이와 같이 도광판에 부가되는 각종 부품들을 도광판 자체에 구현함으로써 부품 수를 감소시키고 이에 따라 구조를 간단하게 하거나 원가를 감소시키고자 하는 노력이 수행되어 왔다. However, in recent years, efforts have been made to reduce the number of components and thus simplify the structure or reduce the cost by implementing various components added to the light guide plate in the light guide plate itself.
예를 들어, 특허문헌 1에는 도광판의 하면 또는 표면 중 어느 한 면에 미세한 요철로 구성된 난반사부분을 형성하고 여기에 투명잉크와 같이 난반사량을 제어하는 반사판을 부착한 도광판이 개시되어 있다. 이러한 구성에 따라 난반사효율이 좋고 밝은 도광판을 간단하고 신속하게 제조할 수 있다. 그러나, 이 제안은 난반사부분과 부착물을 통하여 광량을 제어하는 것만을 언급하고 있다. 그리고, 도광판 배면에 음각의 패턴형상 성형을 통한 제조공법이 일반적으로 활용되고 있는데, 이는 인쇄방식의 도광판에 비해 휘도가 소량 상승은 하지만, 여전히 다량의 광학시트를 필요로 할 만큼 휘도저하 및 백라이트의 비용상승의 문제가 있다. For example, Patent Literature 1 discloses a light guide plate having a diffuse reflection portion composed of fine unevenness on either the lower surface or the surface of the light guide plate, and having a reflecting plate for controlling the amount of diffuse reflection such as a transparent ink. According to such a configuration, a light guide plate having good diffuse reflection efficiency and brightness can be manufactured simply and quickly. However, the proposal only mentions controlling the amount of light through diffuse reflection and attachments. In addition, a manufacturing method using a pattern of intaglio engraving on the back of the light guide plate is generally utilized, which has a small increase in brightness compared to a light guide plate of a printing method, but still requires a large amount of optical sheets. There is a problem of cost increase.
이러한 문제에, 도광판 배면에 프리즘 구조물 등의 패턴 성형을 통하여 광 경로를 제어함으로써 휘도를 획기적으로 상승시키는 기술개발이 시도된 바 있다. 예를 들어, 특허문헌 2에는 배면 출광면의 배면에 삼각프리즘 형상의 반사부가 구비된 도광판이 개시되어 있다. 그러나 이 기술에의 경우 삼각프리즘 형상의 배면 반사면이 한정된 특정 방향으로의 반사를 이루기에 휘도는 우수하나 휘도의 균일성이 미흡한 불균일한 광학 분포를 나타내는 특성이 있으며 또한, 출사면의 상면에 광학시트로 프리즘 사용시 프리즘 형상 조합에 의해 나타나는 모아레 현상이 발생한다는 문제점이 계속되고 있다. In order to solve such a problem, there has been an attempt to develop a technology for dramatically increasing luminance by controlling an optical path through pattern molding of a prism structure or the like on the light guide plate. For example,
또한, 최근 LED램프를 광원으로 사용하면서, LED램프와 램프 사이의 암부 형성에 따른 휘도 균일성의 문제 및 도광판 배면의 프리즘 구조물과 광학시트로 사용되는 프리즘 시트의 조합에 의한 모아레 발생의 문제가 계속되고 있다. In addition, while using the LED lamp as a light source, the problem of brightness uniformity due to the formation of the dark portion between the LED lamp and the lamp, and the problem of moiré generation by the combination of the prism structure on the back of the light guide plate and the prism sheet used as the optical sheet continues. have.
이에 본 발명자들은 도광판에 있어 출사면의 배면에 형성된 프리즘 패턴 또는, 배면의 단위셀 상에 형성된 마이크로 프리즘 패턴을 비대칭 삼각형으로 형성하면 정면휘도분포의 향상으로 모아레 현상을 억제할 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다. Accordingly, the present inventors have confirmed that when the prism pattern formed on the rear surface of the light emitting plate or the micro prism pattern formed on the unit cell on the rear surface is formed as an asymmetrical triangle, the moire phenomenon can be suppressed by improving the front luminance distribution. The invention has been completed.
본 발명의 목적은 정면휘도가 높을 뿐만 아니라 휘도의 균일성도 우수한 면광원장치용 도광판을 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide a light guide plate for a surface light source device that not only has high front luminance but also excellent uniformity of luminance.
본 발명의 다른 목적은 상기 면광원장치용 도광판을 이용한 백라이트 유닛을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a backlight unit using the light guide plate for the surface light source device.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시태양에 따르는 면광원장치용 도광판은 일정 축을 따라 배치된 램프로부터 광이 입사되는 입사면, 상기 입사되는 광이 출사되는 출사면 및 상기 출사면과 마주보는 배면을 포함하는 도광판에 있어서, 상기 배면에는 마이크로 프리즘 패턴이 새겨진 복수의 단위셀이 분산배치되고, 상기 마이크로 프리즘 패턴의 단위 프리즘 중 하나 이상이 능선방향과 수직하는 단면이 비대칭 삼각형인 것을 특징으로 한다. A light guide plate for a surface light source device according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is an incident surface to which light is incident from a lamp disposed along a predetermined axis, an emitting surface to which the incident light is emitted, and facing the emitting surface. A light guide plate including a rear surface, wherein a plurality of unit cells in which a micro prism pattern is engraved is disposed on the rear surface, and a cross section in which at least one of the unit prisms of the micro prism pattern is perpendicular to the ridge direction is an asymmetric triangle. .
상기 비대칭 삼각형의 꼭지점을 지나는 수직선과 광반사면이 형성하는 제1각(θ1)이 상기 수직선과 광반사면의 반대면이 이루는 제2각(θ2)보다 큰 것이 바람직하다. Preferably, the first angle θ1 formed by the vertical line passing through the vertex of the asymmetric triangle and the light reflection surface is larger than the second angle θ2 formed by the opposite surface of the vertical line and the light reflection surface.
상기 제1각(θ1)은 35 ~ 50°이고; 제2각(θ2)은 0 ~ 40°인 것이 바람직하다. The first angle θ1 is 35 to 50 °; It is preferable that 2nd angle (theta) 2 is 0-40 degrees.
상기 제1각과 제2각의 합은 38 ~ 90°인 것인 바람직하다. The sum of the first angle and the second angle is preferably 38 to 90 degrees.
상기 단위셀의 최장경은 50 ~ 1000um인 것이 바람직하다. The longest diameter of the unit cell is preferably 50 ~ 1000um.
상기 마이크로 프리즘의 피치는 5 ~ 100um인 것이 바람직하다. It is preferable that the pitch of the said micro prism is 5-100um.
발명의 다른 실시태양에 따르는 면광원장치용 도광판은 일정 축을 따라 배치된 램프로부터 광이 입사되는 입사면, 상기 입사되는 광이 출사되는 출사면 및 상기 출사면과 마주보는 배면을 포함하는 도광판에 있어서, 상기 배면에는 마이크로 프리즘 패턴이 새겨진 복수의 단위셀이 분산배치되고; 상기 마이크로 프리즘 패턴의 단위 프리즘 중 하나 이상이 능선방향과 수직하는 단면이 비대칭 삼각형이며; 상기 출사면 상에는 렌티큘러 패턴이 형성;된 것을 특징으로 한다. According to another aspect of the present invention, a light guide plate for a surface light source device includes a light incident plate on which a light is incident from a lamp disposed along a predetermined axis, an emission surface on which the incident light is emitted, and a back surface facing the emission surface. A plurality of unit cells engraved with a micro-prism pattern are disposed on the rear surface; At least one of the unit prisms of the micro-prism pattern is asymmetrical in cross section perpendicular to the ridge direction; A lenticular pattern is formed on the exit surface.
상기 렌티큘러 패턴의 능선방향은 빛의 입사방향과 평행한 것이 바람직하다. The ridgeline direction of the lenticular pattern is preferably parallel to the incident direction of light.
상기, 렌티큘러 패턴의 피치는 50 ~ 300um인 것이 바람직하다. The pitch of the lenticular pattern is preferably 50 ~ 300um.
본 발명의 백라이트 유닛은 상기 도광판; 상기 도광판의 입사면 일측에 구비된 램프; 및 도광판의 출사면 상부에 적층되는 확산기능을 갖는 보호필름;을 포함한다. The backlight unit of the present invention includes the light guide plate; A lamp provided on one side of an incident surface of the light guide plate; And a protective film having a diffusion function stacked on an exit surface of the light guide plate.
본 발명의 면광원장치용 도광판은 일축 LED광원의 백라이트에서 정면휘도가 높을 뿐만 아니라 휘도의 균일도도 우수하다. 따라서, 이를 백라이트 유닛에 사용하는 경우 도광판 위에 적층되는 광학시트의 사용을 줄일 수 있어, 액정표시장치 모듈의 슬림화 및 제조공정의 단순화가 가능해지며 제조단가를 낮출 수 있다. The light guide plate for the surface light source device of the present invention not only has high front luminance in the backlight of the uniaxial LED light source but also has excellent uniformity of luminance. Therefore, when it is used in the backlight unit, it is possible to reduce the use of the optical sheet laminated on the light guide plate, thereby making it possible to slim down the liquid crystal display module and simplify the manufacturing process and lower the manufacturing cost.
도1은 본 발명의 일 실시태양에 따르는 면광원장치용 도광판(100)의 사시도이다.
도2는 본 발명의 일 실시태양에 따르는 면광원장치용 도광판의 배면(140)에 대한 부분확대도이다.
도3은 상기 도광판(100)의 단위셀(160) 상에 형성된 마이크로 프리즘 패턴의 단위 프리즘에 대한 모식도이다.
도4a 내지 4d는 본 발명의 일 실시태양에 따르는 면광원장치용 도광판의 배면(140)에 형성된 단위셀(160)의 형상을 보여주는 모식도이다.
도5는 본 발명의 두 번째 실시태양에 따르는 면광원장치용 도광판(200)의 사시도이다.
도6a 내지 도6d는 본 발명의 다른 번째 실시태양에서 출사면에 형성될 수 있는 패턴을 예시한 도면이다.1 is a perspective view of a
Figure 2 is a partially enlarged view of the
3 is a schematic diagram of a unit prism of a micro prism pattern formed on the
4A to 4D are schematic views showing the shape of the
5 is a perspective view of a
6A-6D illustrate a pattern that may be formed on an exit surface in another embodiment of the present invention.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시태양에 따르는 면광원장치용 도광판을 설명한다. 도1은 본 발명의 일 실시태양에 따르는 면광원장치용 도광판(100)의 사시도이다. 도1에서, 본 발명의 면광원장치용 도광판(100)은 일정 축을 따라 배치된 램프(110)로부터 광이 입사되는 입사면(120), 상기 입사되는 광이 출사되는 출사면(130) 및 상기 출사면과 마주보는 배면(140)을 포함하는 도광판에 있어서, 상기 배면(140)에는 마이크로 프리즘 패턴(150)이 새겨진 복수의 단위셀(160)이 분산배치된다. Hereinafter, a light guide plate for a surface light source device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a perspective view of a
도광판(100)은 램프(110)에서 출발하여 입사면(120)을 통하여 상기 도광판(100) 내부로 입사된 빛을 반사, 굴절, 회절 등의 작용을 통하여 출사면(130) 방향으로 광의 경로를 변경시키는 기능을 하는 것으로서, 그 재질로서는 가시광선 투과율이 크고, 강도가 높으면서도 변형, 깨짐이 적은 고분자 소재가 사용된다. 이 목적로 사용되는 고분자로서는 아크릴 수지, 폴리카보네이트, 환형 올레핀 코폴리머(cyclic olefin copoyer) 등이 있으며, 이들 중 아크릴 수지가 바람직하며, 특히 바람직하게는 폴리메틸메타크릴레이트이다. The
램프(110)는 광원으로서 기능을 한다. 선광원 뿐만이 아니라 점광원이 선형으로 배열된 램프도 사용될 수 있다. The
상기 도광판(100)의 배면(140)에는 마이크로 프리즘 패턴(150)이 새겨진 복수의 단위셀(160)이 분산되어 배치된다. 도2는 배면(140)에 형성된, 프리즘 패턴(150)이 새겨진 몇개의 단위셀(160)만 보여주는 부분확대도이다. 도2에서 예시된 단위셀(160)은 배면(140)에 단위셀(160)이 음각으로 새겨진 것이나, 반드시 이에 한정될 필요는 없으며 양각으로 새겨질 수도 있다. 또한, 단위셀(160)상의 마이크로 프리즘 패턴(150)의 저면이 배면(140)과 동일한 면이 될 수 있다. 이 경우에는 마이크로 프리즘 패턴(150)의 형태만으로 단위셀(160)의 형상이 갖추어진다. The plurality of
도3은 상기 도광판(100)의 단위셀(160) 상에 형성된 마이크로 프리즘 패턴의 단위 프리즘에 대한 모식도이다. 도3에서, 상기 마이크로 프리즘 패턴(150)의 단위 프리즘 중 하나 이상이 능선방향과 수직하는 단면이 비대칭 삼각형인 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 비대칭 삼각형의 꼭지점을 지나는 수직선(a-a`)과 광반사면(151)이 형성하는 제1각(θ1)이 상기 수직선(a-a`)과 광반사면의 반대면(152)이 이루는 제2각(θ2)보다 큰 것이 바람직하다. 여기서, 광반사면이라 함은 삼각 프리즘의 양면 중에서 도광판의 측면에 설치된 광원으로부터 가까운 면을 말한다. 3 is a schematic diagram of a unit prism of a micro prism pattern formed on the
특히, 상기 제1각(θ1)은 35 ~ 50°이고; 제2각(θ2)은 0 ~40°인 것이 바람직하다. 제1각이 상기 범위를 벗어날 경우 출사되는 각이 정면이 아닌 방향으로 출사되어 휘도 향상 효과가 줄어들게 되며, 제2각이 상기 범위를 벗어날 경우 1면 LED램프 적용 백라이트에서의 광이용 효율이 낮아진다. Specifically, the first angle θ1 is 35 to 50 °; It is preferable that 2nd angle (theta) 2 is 0-40 degrees. If the first angle is out of the range, the output angle is emitted in a direction other than the front, thereby reducing the brightness enhancement effect. If the second angle is out of the range, the light utilization efficiency of the one-side LED lamp applied backlight is reduced.
한편, 제1각과 제2각의 합, 즉, 삼각프리즘의 꼭지각은 38 ~ 90°인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 40 ~ 50°이다. 상기 꼭지각이 38°미만 또는 90°를 초과하는 경우에는 출사각 제어 효과가 없어지면서 사이드로브 현상으로 빛 손실이 발생하여 휘도 상승 효과가 없어지게 된다. On the other hand, the sum of the first angle and the second angle, that is, the vertex angle of the triangular prism is preferably 38 to 90 degrees, more preferably 40 to 50 degrees. When the vertex angle is less than 38 ° or more than 90 °, the emission angle control effect is lost, and light loss occurs due to side lobe phenomenon, thereby eliminating the luminance increase effect.
상기 마이크로 프리즘의 단위 프리즘 피치는 5 ~ 100um인 것이 바람직하다. 피치가 5um 미만일 경우 프리즘에 의한 휘도 상승효과가 급격히 저하되며, 100um를 초과하는 때에는 프리즘 패턴을 포함하는 단위셀의 크기가 현저히 커짐으로 인해 휘도 균일도 제어에 상당한 제약을 받게 된다. It is preferable that the unit prism pitch of the said micro prism is 5-100um. If the pitch is less than 5um, the brightness increase effect by the prism is sharply lowered, and if the pitch is more than 100um, the size of the unit cell including the prism pattern is significantly increased, thereby significantly limiting the luminance uniformity control.
도4는 상기 마이크로 프리즘 패턴(150)이 형성된 단위셀(160)의 형상을 보여주는 모식도이다. 즉, 상기 단위셀(160)의 형태는 원형이거나(도4a), 타원형(4b), 정사각형(4c) 또는 육각형(4d) 일 수 있으며, 또한 반드시 도시된 형태에 제한된 것이 아니어서 예를 들어, 직사각형, 마름모꼴, 또는 이들의 조합형 등 얼마든지 변형이 가능함은 물론이다. 상기 단위셀(160)의 크기는, 그 형상이 원형인 경우는 그 직경이 50 ~ 1000um인 것이 바람직하다. 단위셀 최장경이 50um에 이르지 못하면 내부에 프리즘의 길이가 너무 짧아짐으로 프리즘 성형 자체가 어려우며 , 1000um를 초과하면 LED램프와 LED램프 사이의 휘도에 대한 균일한 제어가 불가능하게 된다. 즉, 램프와 램프 사이의 휘도 균일성 제어는 단위셀의 분포 조정을 통해서도 이루어 지는데, 1000um를 초과하는 단위셀인 경우 분포 조정에 제한을 받기 때문이다. 한편, 상기 단위 셀의 형상이 타원형인 경우에는 그 장축 및/또는 단축이, 다각형인 경우에는 한 변의 길이가 상기의 범위 내에 드는 정도면 족하다.4 is a schematic diagram showing the shape of the
상기 배면(140) 상에 형성된 상기 단위셀들의 분포는 동일 직경의 단위셀(160) 밀도를 조정하여 배치하는 방법으로 조정될 수 있다. 즉, 단위셀(160)의 밀도가 광이 입사되는 측면에 가까울수록 감소하고, 멀수록 증가하는 구배(gradient)를 갖는 분포로 구성될 수 있다. 또한, 단위셀들의 상기 분포는, 단위셀(160)의 크기를 바꾸는 방법으로 조정될 수 있다. 즉, 단위셀(160)의 크기가 광이 입사되는 측면에 가까울수록 적어지고, 멀수록 커지는 구배를 갖는 분포로 구성될 수 있다.
The distribution of the unit cells formed on the
도5는 본 발명의 다른 실시태양에 따르는 면광원장치용 도광판(200)의 사시도이다. 본 발명의 두 번째 실시태양에 따르는 면광원장치용 도광판(200)은 일정 축을 따라 배치된 램프(210)로부터 광이 입사되는 입사면(220), 상기 입사되는 광이 출사되는 출사면(230) 및 상기 출사면(230)과 마주보는 배면(240)을 포함하는 도광판에 있어서, 상기 배면에는 마이크로 프리즘 패턴(250)이 새겨진 복수의 단위셀(260)이 분산배치되고; 상기 마이크로 프리즘 패턴의 단위 프리즘 중 하나 이상이 능선방향과 수직하는 단면이 비대칭 삼각형이며; 상기 출사면 상에는 렌티큘러 패턴이 형성;된 것을 특징으로 한다. 5 is a perspective view of a
상기 출사면에 배치되는 패턴(270)은 도광판 내부에서 나오는 광의 경로를 최외각에서 제어를 하는 구조물로서 표층의 렌즈형상에 의해 집광기능을 한다. 상기 패턴(270)에 의하여 배면(240)에서 반사된 광의 출사각이 제어되어 시인성과 수직휘도가 우수한 광분포로 조절된다. The
도6은 본 발명의 두 번째 실시태양에서 출사면에 형성될 수 있는 패턴을 예시한 도면이다. 도5에서는 출사면에 형성된 패턴이 도6a와 같은, 단면 반원형의 렌티큘러 패턴이나, 그 외에도, 본 발명의 세 번째 실시태양에 따르는 도광판(200)의 출사면에는 정점을 지나는 수직선을 기준으로 빗변과 빗변이 각각의 곡률을 갖는 포물선렌즈(도6b), 프리즘의 꼭지각이 곡률을 갖는 라운드프리즘렌즈 패턴(도6c), 독립된 반구형 렌즈 어레이(도6d)일 수 있다. Figure 6 illustrates a pattern that may be formed on the exit surface in the second embodiment of the present invention. In FIG. 5, the pattern formed on the exit surface is a lenticular pattern of a semi-circular cross section as shown in FIG. 6A. In addition, the exit surface of the
본 발명의 두 번째 실시태양에서 출사면에 형성된 패턴(270)이 렌티큘러 패턴, 포물선렌즈 패턴, 라운드프리즘형렌즈 패턴인 경우, 상기 패턴의 능선이 이루는 방향은 램프(210)로부터 입사되는 빛과 평행(또는 램프의 배열방향과 수직)이 되도록 한다. In the second embodiment of the present invention, when the
상기 패턴(270)이 렌티큘러 패턴, 포물선렌즈 패턴, 라운드프리즘형렌즈 패턴인 경우 패턴의 피치는 50 ~ 300um인 것이 바람직하다. 피치가 50um 미만이면, 렌즈 기능을 내는 최외각 비 표면적이 작아져서 휘도 향상 기능이 저하되며, 300um를 초과하면, 액정장치와의 모아레 발생에 의해 화질이 저하되는 단점이 있다. When the
한편, 본 발명의 두 번째 실시태양에서 상술한 출사면의 패턴 외의 다른 구성, 예컨대, 배면의 단위셀, 단위셀에 형성된 프리즘 패턴 등에 관해서는 첫 번째 실시태양에서 설명한 바와 동일하다.
On the other hand, in the second embodiment of the present invention, the configuration other than the pattern of the exit surface described above, for example, the back unit cell, the prism pattern formed in the unit cell, and the like are the same as described in the first embodiment.
본 발명에 의한 면광원장치용 도광판은, 상기 도광판의 입사면 일측에 광원이 설치되고, 도광판의 출사면 상부에 적층되는 확산기능을 갖는 보호필름을 포함하는 백라이트 유닛으로 사용된다.
The light guide plate for a surface light source device according to the present invention is used as a backlight unit including a protective film having a light source installed on one side of an incident surface of the light guide plate and having a diffusion function stacked on an exit surface of the light guide plate.
본 발명의 각 실시태양에 따르는 도광판은 사출공법을 이용하여 제작하는 것이 가능하다. 이 경우에는 사출용 금형에 배면, 출사면의 각 패턴을 가공하여 고분자 재료를 상기 금형에 사출가공함으로써 도광판이 제작된다. 또 다른 제작 공법으로는 도광판의 모재가 되는 플레이트를 준비하여, 상기 플레이트 상에 패턴 가공을 통하여 제작이 가능하다. 플레이트상에 패턴을 가공하는 방법은 가압, 가열에 의한 스탬핑 공법, UV수지를 이용한 임프린트 공법 등이 있을 수 있다.
The light guide plate according to each embodiment of the present invention can be produced using an injection method. In this case, a light guide plate is produced by processing each pattern of the back surface and the exit surface in the injection mold, and injecting the polymer material into the mold. In another manufacturing method, a plate serving as a base material of the light guide plate may be prepared, and the plate may be manufactured through pattern processing on the plate. The method of processing the pattern on the plate may be a stamping method by pressing, heating, an imprint method using a UV resin and the like.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 이는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. This is for explaining the present invention more specifically, but the scope of the present invention is not limited to these Examples.
<실시예1>Example 1
1. 도광판용 플레이트 제작1. Manufacturing of light guide plate
PMMA를 원료로 하여 두께 3.5mm, 가로 20cm, 세로 10cm의 PMMA 플레이트를 제작 하였다. PMMA 플레이트는 압출 공법을 활용하였으며, 압출기는 통상의 단일 스크루 압출기(single screw extruder)를 사용하였다. PMMA was used as a raw material to produce a PMMA plate of 3.5mm thickness, 20cm in width, 10cm in length. The PMMA plate utilized an extrusion method, and the extruder used a conventional single screw extruder.
플레이트의 상면은 렌티큘러 패턴이 형성되어 있으며, 상기 렌티큘러 패턴(11)은 피치 200um, 높이 40um의 형상으로 제작하였다.
The upper surface of the plate is formed with a lenticular pattern, the lenticular pattern 11 was produced in the shape of pitch 200um, height 40um.
2. 패턴 가공용 금형 제작2. Mold manufacturing for pattern processing
냉간합금공구강(SKD-11) 코아몰드에 동도금 코팅으로 동두께 30um의 금형 원판을 제작하였다. 제작된 금형 원판에 다이아몬드 바이트로 선반가공하여 원형의 단위셀 직경 100um, 마이크로 프리즘 패턴의 단위 프리즘의 제2각이 40°, 제2각이 0°, 제1각과 제2각의 합(꼭지각)이 40°가 되도록 하고, 단위 프리즘 피치 30um의 단위셀로 이루어진 패턴을 가공하였다. 단위셀의 분포는 동일 직경에 밀도의 조정을 통해 배치하였다. 즉, 광원에 단위셀의 밀도가 광이 입사되는 측면에 가까울수록 감소하고, 멀수록 증가하는 구배(gradient)를 갖는 분포로 구성하였다. 광원측 단위 면적상 단위셀 밀도를 10%로 하였으며, 정 중앙의 단위 면적당 단위셀 밀도를 70%로 하였으며, 광원 측에서 중앙까지는 0.2cm 거리마다 구배를 주었다.
A mold disc of copper thickness 30um was produced by copper plating coating on cold alloy steel ball (SKD-11) core mold. The die disk is machined with a diamond bite and the circular unit cell diameter is 100um, the second angle of the unit prism of the micro prism pattern is 40 °, the second angle is 0 °, the sum of the first angle and the second angle (vertical angle) It was set to 40 degrees, and the pattern which consists of unit cells of unit prism pitch 30um was processed. The distribution of unit cells was arranged by adjusting the density at the same diameter. That is, the density of the unit cell decreases as the light source is incident to the light source, and is composed of a distribution having a gradient increasing as far as possible. The unit cell density on the light source side unit area was 10%, the unit cell density per unit area at the center was 70%, and a gradient was given every 0.2 cm distance from the light source side to the center.
3. 셀 성형 및 도광판 제작3. Cell molding and light guide plate production
준비된 플레이트의 하면 측에 셀패턴 성형을 위해, 미리 준비된 패턴금형을 프레스몰딩 장비에 장착하여, 몰딩온도 200℃, 프레스 시간 1분, 프레스 압력 10kg/m2로 하여 프레스 성형하여 도광판을 제조하였다.
In order to form a cell pattern on the lower surface side of the prepared plate, a pre-prepared pattern mold was mounted on a press molding equipment, and press molded at a molding temperature of 200 ° C., a press time of 1 minute, and a press pressure of 10 kg / m 2 to prepare a light guide plate.
<실시예 2><Example 2>
출사면에 렌티큘러 패턴이 없는 것을 제외하고는 실시예1과 동일한 방법으로 도광판을 제조하였다.
A light guide plate was manufactured in the same manner as in Example 1 except that there was no lenticular pattern on the exit surface.
<비교예 1>Comparative Example 1
삼각 프리즘 피치를 150um로 단위셀을 형성한 것을 제외하고는 실시예1과 동일한 방법으로 도광판을 제조하였다.
A light guide plate was manufactured in the same manner as in Example 1, except that a unit cell was formed with a triangular prism pitch of 150 μm.
<비교예 2> Comparative Example 2
LED 백라이트 유닛용 도광판으로서 레이저 가공법으로 생산된 상용 도광판으로 하면에 일반적인 원형 돔 형상의 도트 패턴이 음각으로 형성되어 있고, 도트 패턴 내부에는 추가적인 패턴이 형성되어 있지 않으며, 출사면에도 패턴이 형성되어 있지않은 도광판을 비교하였다
As a light guide plate for LED backlight units, a commercial light guide plate produced by laser processing is formed with a negative circular dome-shaped dot pattern on the bottom surface, and no additional pattern is formed inside the dot pattern, and no pattern is formed on the exit surface. Light guide plate was compared
<비교예 3>≪ Comparative Example 3 &
패턴 가공용 금형 제작시에 마이크로 프리즘패턴을 제작함에 있어, 제1각을 47.5°, 제2각을 47.5°, 꼭지각을 95°로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 도광판을 제조하였다.
In fabricating the micro-prism pattern during fabrication of the die for pattern processing, the light guide plate was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the first angle was 47.5 °, the second angle was 47.5 °, and the vertex angle was 95 °.
<평가><Evaluation>
1. 정면 휘도측정1. Front luminance measurement
측정장비: 탑콘(Topcon)사의 BM-7 Measuring equipment: Topcon BM-7
측정방법: 32인치 LED램프를 장착한 백라이트상에 도광판 장착하여 32인치 면적을 9등분 하고, 각각의 중심 부분의 휘도를 측정하여, 9 포인트의 측정치를 산술평균하여 휘도 측정하였다. Measuring method: The light guide plate was mounted on a backlight equipped with a 32-inch LED lamp, and the 32-inch area was divided into nine equal parts, and the luminance of each center portion was measured. The luminance was measured by arithmetic average of nine points.
2. 균일도(Uniformity) 측정2. Uniformity Measurement
측정장비: 탑콘(Topcon)사의 BM-7 Measuring equipment: Topcon BM-7
측정방법: 32인치 LED램프를 장착한 백라이트상에 도광판 장착하여 32인치 면적을 30등분 하고, 각각의 중심 부분의 휘도를 측정하여 최대치에 대한 최소치의 비율 값을 계산하여 균일도를 산출하였다.
Measuring method: The 32-inch LED lamp was mounted on the backlight, and the 32-inch area was divided into 30 pieces. The luminance of each center part was measured, and the uniformity was calculated by calculating the ratio of the minimum value to the maximum value.
이상의 실시예 및 비교예들에 대한 평가 결과를 하기의 표 1에 정리하였다. The evaluation results for the above Examples and Comparative Examples are summarized in Table 1 below.
(°)Prism angle
(°)
렌티큘러Exit surface
Lenticular
(um)Prism pitch
(um)
(cd/cm2)Luminance
(cd / cm 2 )
(%)Uniformity
(%)
상기 표 1의 실시예 1과 비교예 2의 결과로 볼 때 하면에 도트 프리즘을 형성할 경우 일반 레이저(Laser) 식각의 경우와 비교하여 현저한 휘도 상승 효과 및 휘도의 균일도에 상승 효과가 있음을 확인할 수 있다. As a result of Example 1 and Comparative Example 2 in Table 1, when the dot prism is formed on the lower surface, it is confirmed that the synergistic effect of the remarkable luminance increase effect and the uniformity of the luminance is compared with the case of general laser etching. Can be.
또한, 실시예 1과 실시예 2를 비교할 경우 상면 렌티큘러 패턴을 형성함으로써 휘도 상승 효과 및 휘도 균일도 상승 효과를 동시에 얻을 수 있음을 확인하였다. In addition, when Example 1 and Example 2 were compared, it was confirmed that by forming the upper surface lenticular pattern, the effect of increasing the luminance and the effect of increasing the luminance uniformity could be obtained simultaneously.
또한, 실시예 1과 비교예 1을 비교할 경우 프리즘 피치가 상기에 명시한 범위(5 ~ 100um)를 벗어날 경우 휘도가 감소하며 사이드로브 현상에 의해 휘도 균일도도 저하가 됨을 확인하였다. In addition, when comparing Example 1 and Comparative Example 1, it was confirmed that the luminance is reduced when the prism pitch is outside the range (5 ~ 100um) specified above, and the luminance uniformity is also reduced by the side lobe phenomenon.
한편, 실시예 1과 비교예 3을를 비교할 경우 프리즘 사이각이 상기에 명시한 범위(40 ~ 90°)를 벗어날 경우 현저한 휘도 저하가 발생됨을 확인하였다. On the other hand, when comparing Example 1 and Comparative Example 3, it was confirmed that a significant decrease in luminance occurs when the angle between the prism is out of the range (40 ~ 90 °) specified above.
결론적으로 도광판의 하면에 다수개의 단위셀을 형성하고, 상기 단위셀은 패턴은 내부에 음각으로 이루어진 패턴이 형성되며, 상기 패턴은 마주보는 양변이 대칭되지 않는 삼각형의 단면을 가지는 프리즘을 형성시킴으로써 광원에서 발생한 광을 효과적으로 제어함으로써 휘도를 향상시키고, 도광판의 상면에는 렌티큘러 패턴을 형성시켜 도광판 내부에서 발생되는 휘선을 효과적으로 제어함으로써 휘도 균일도를 향상 및 추가적인 휘도향상 효과를 얻을 수 있음을 확인하였다. In conclusion, a plurality of unit cells are formed on the bottom surface of the light guide plate, and the unit cells have a pattern formed with an engraved pattern therein, and the pattern forms a prism having a triangular cross section in which opposite sides are not symmetrical. It is confirmed that the luminance is improved by effectively controlling the light generated in the light emitting diode, and the lenticular pattern is formed on the upper surface of the light guide plate to effectively control the bright lines generated inside the light guide plate to improve the uniformity of luminance and to obtain additional luminance enhancement effects.
본 발명의 면광원장치용 도광판 및 이를 포함하는 백라이트 유닛은 LCD에 사용가능하며, 그 외 조명용 장치등 LED 램프를 사용하는 장치에서의 광 출사제어를 목적으로 다양하게 사용될 수 있다.The light guide plate for the surface light source device and the backlight unit including the same of the present invention can be used in LCD, and can be variously used for the purpose of light emission control in a device using an LED lamp.
100, 200 ... 도광판 110 ... 램프
111 ... 렘프배열 축 120 ... 입사면
130 ... 출사면 140 ... 배면
150 ... 마이크로 프리즘 패턴 151 ... 제1각
152 ... 제2각
160 ... 단위셀 270 ... 출사면 패턴100, 200 ...
111 ...
130 ... exit 140 ... rear
150 ...
152 ... second angle
160 ...
Claims (15)
상기 배면에는 마이크로 프리즘 패턴이 새겨진 복수의 단위셀이 분산배치되고,
상기 마이크로 프리즘 패턴의 단위 프리즘 중 하나 이상이 능선방향과 수직하는 단면이 비대칭 삼각형인 것을 특징으로 하는 면광원장치용 도광판.In the light guide plate including an incident surface to which light is incident from a lamp disposed along a predetermined axis, an emitting surface to which the incident light is emitted, and a rear surface facing the emitting surface,
The back of the plurality of unit cells inscribed with a micro-prism pattern is arranged distributed,
A light guide plate for a surface light source device, characterized in that at least one of the unit prisms of the micro-prism pattern is an asymmetrical triangle in a cross section perpendicular to the ridge direction.
상기 배면에는 마이크로 프리즘 패턴이 새겨진 복수의 단위셀이 분산배치되고;
상기 마이크로 프리즘 패턴의 단위 프리즘 중 하나 이상이 능선방향과 수직하는 단면이 비대칭 삼각형이며;
상기 출사면 상에는 렌티큘러 패턴이 형성;된 것을 특징으로 하는 면광원장치용 도광판.In the light guide plate including an incident surface to which light is incident from a lamp disposed along a predetermined axis, an emitting surface to which the incident light is emitted, and a rear surface facing the emitting surface,
A plurality of unit cells in which a micro prism pattern is engraved is distributedly disposed on the rear surface;
At least one of the unit prisms of the micro-prism pattern is asymmetrical in cross section perpendicular to the ridge direction;
The lenticular pattern is formed on the exit surface; the light guide plate for a surface light source device.
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