KR20140125107A - 일체형 광확산프리즘부를 갖는 도광판 - Google Patents

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KR20140125107A KR20130042843A KR20130042843A KR20140125107A KR 20140125107 A KR20140125107 A KR 20140125107A KR 20130042843 A KR20130042843 A KR 20130042843A KR 20130042843 A KR20130042843 A KR 20130042843A KR 20140125107 A KR20140125107 A KR 20140125107A
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Abstract

본 발명은 액정표시장치(LCD;liquid crystal display)의 백라이트 유닛(BLU;back light unit)을 구성하는 도광판의 집광 효율을 높일 수 있도록 한 것으로,
본 발명의 일 실시예에 의한 일체형 광확산프리즘부를 갖는 도광판은,
액정표시장치의 백라이트 유닛을 구성하고 광원으로부터 입사되는 빛을 상방향으로 균일하게 출사하는 도광판에 있어서:
상기 도광판은
압출성형되는 도광판 베이스;
상기 도광판 베이스를 성형롤러에 의해 압출성형할 경우, 상기 도광판 베이스의 상면 일측에 일체형으로 돌출형성되는 입광부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 일체형 광확산프리즘부를 갖는 도광판을 제공한다.

Description

일체형 광확산프리즘부를 갖는 도광판{light guide plate having light enterance edge}
본 발명은 일체형 광확산프리즘부를 갖는 도광판에 관한 것으로, 특히 액정표시장치(LCD;liquid crystal display)의 백라이트 유닛(BLU;back light unit)을 구성하는 도광판(LGF;light guiding film)의 집광 효율을 높일 수 있도록 한 일체형 광확산프리즘부를 갖는 도광판에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치(LCD)는 유리판 두장 사이에 액정을 주입하여 상하 유리판에 설치된 전극에 전원을 인가하여 각 화소에서 액정 분자배열이 변화되어 영상을 표시하는 장치이다. 이러한 액정표시장치는 자체 발광을 못하는 구조로서 단순히 후면의 광을 투과시키는 기능만을 갖는다. 이로 인해 백라이트 유닛(BLU)은 액정표시장치의 후면광을 구현하도록 사용하게 된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 액정표시장치의 백라이트 유닛은
광원(1)(일 예로서 발광다이오드(LED)가 사용될 수 있음);
상기 광원(1)으로부터 입사된 빛을 상방향으로 균일하게 출사하는 도광판(2);
상기 도광판(2)의 하부에 배치되어 광원(1)으로부터 입사된 빛을 액정패널부(미도시됨)가 위치한 상방향으로 반사시킴에 따라, 빛이 도광판(2) 하부로 누출되어 손실되는 것을 방지하는 반사시트(3);
상기 도광판(2)을 사이에 두고 상기 반사시트(3)의 대향면에 배치되어 빛의 균일도를 증가시키는 확산시트(4);
상기 확산시트(4)의 상면에 순차 적층되어 상기 확산시트(4)에서 확산된 빛을 모아 빛의 휘도를 도출하기 위한 수직 및 수평 프리즘시트(5,6);
색 좌표의 안정과 상기 프리즘시트(5,6)의 프리즘 구조를 보호하는 보호시트(7)로 구성된다.
상기 도광판(2)은 광원(1)에서 조사된 빛이 도광판(2) 평면 전체에 도달하도록 가이드하여 균일한 휘도분포를 가지도록 하고, 동시에 도광판(2) 전면으로 반사되도록 하여 발광다이오드의 선형광원을 면 형태의 면광원으로 바꾸어주는 역할을 한다.
상기 도광판(2)은 그 자체만으로는 광원(1)에서 조사된 빛이 도광판(2) 전체면에 균일한 분포를 이룰 수 없게 된다. 따라서 도광판(2) 표면을 백색 잉크로 인쇄하거나 홈을 파는 방식이 있는 데, 인쇄된 잉크나 홈에 의해 빛이 산란되어 도광판(2) 표면 전반에 걸쳐 비슷한 양의 빛이 출사된다.
국내 특허출원 10-2008-0114097호에 가요성 도광필름을 이용하는 백라이트 어셈블리 및 이를 포함하는 액정표시모듈이 개시되어 있다. 상기 특허출원 제0114097호는 제1가장자리, 및 상기 제1가장자리로부터 균일한 두께로 연장 형성되며 제1면을 갖는 베이스필름, 및
상기 제1가장자리와 정렬된 광조절 패치 가장자리를 갖고 상기 베이스 필름의 상기 제1면에 배치된 광조절 패치를 포함하되, 상기 베이스필름은 가요성인 도광필름인 것을 특징으로 한다.
상기 특허출원 제0114097호는, 상기 베이스필름을 압출성형한 후, 상기 베이스필름 가장자리에 상기 광조절 패치를 부착하여 도광필름을 형성하게 된다. 즉 상기 베이스필름(일 예로서 폴리카보네이트재(polycarbonate)가 사용될 수 있음)과 광조절 패치(일 예로서 우레탄 아크릴레이트(urethane acryllate)가 사용될 수 있음)를 이종재질로 별도의 작업공정에 의해 각각 성형하고, 상기 베이스필름 가장자리에 광조절 패치를 부착하게 된다(일 예로서 자외선 경화 공정에 의해 부착될 수 있음).
이로 인해 상기 도광필름을 제작하는 작업시간 및 작업공수 증가로 인해 생산성이 떨어지므로 원가비용 및 제작비용이 상승되는 단점을 갖게 된다.
본 발명의 실시예는, 입광부가 도광판 베이스에 일체형으로 형성되므로 도광판을 제작하는 작업성을 향상시킬 수 있도록 한 일체형 광확산프리즘부를 갖는 도광판과 관련된다.
본 발명의 실시예는, 도광판의 입광부 두께가 도광판 베이스의 두께보다 두꺼워 광원으로부터 조사되는 빛의 집광 효율을 높일 수 있도록 한 일체형 광확산프리즘부를 갖는 도광판과 관련된다.
본 발명의 일 실시예에 의한 일체형 광확산프리즘부를 갖는 도광판은,
액정표시장치의 백라이트 유닛을 구성하고 광원으로부터 입사되는 빛을 상방향으로 균일하게 출사하는 도광판에 있어서:
상기 도광판은
압출성형되는 도광판 베이스;
상기 도광판 베이스를 성형롤러에 의해 압출성형할 경우, 상기 도광판 베이스의 상면 일측에 일체형으로 돌출형성되는 입광부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 일체형 광확산프리즘부를 갖는 도광판을 제공한다.
바람직한 실시예에 의하면, 상기 입광부는
상기 도광판 베이스의 상면 가장자리에 엣지 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 입광부는
상기 도광판 베이스의 상면 가장자리에서 상방향으로 연장형성되어 상기 도광판 베이스의 두께보다 크게 형성되는 입광면과, 상기 입광면의 상단으로부터 상기 도광판 베이스의 상면으로 하향 경사지게 형성되는 경사면을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 도광판은 PMMA, 폴리카보네이트 수지, 폴리스티렌 수지, 아크릴계 수지, 올레핀계 수지, 이들의 공중합체 수지 및 이들의 혼합물로 구성된 군 중에서 선택되는 수지로서 압출성형되는 것을 특징으로 한다.
전술한 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 의한 일체형 광확산프리즘부를 갖는 도광판은 아래와 같은 이점을 갖는다.
도광판 베이스를 압출성형할 경우, 별도의 성형공정없이 도광판을 성형하는 롤 통과시 도광판 베이스에 입광부를 일체형으로 형성함에 따라, 생산성 향상으로 인해 대량생산이 가능하여 원가비용을 낮추므로 가격경쟁력을 높일 수 있다.
또한, 도광판의 입광부 두께가 도광판 베이스의 두께보다 두꺼워 발광다이오드로부터 조사되는 빛의 집광 효율을 높임에 따라 제품의 신뢰성 및 실용성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 액정표시장치의 백라이트 유닛의 개략도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 일체형 광확산프리즘부를 갖는 도광판 의 개략도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 일체형 광확산프리즘부를 갖는 도광판 압출성형장치의 개략적인 공정도,
도 4는 도 3에 도시된 압출성형장치의 성형롤러의 개략도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는 것이다.
도 2 내지 도 4에 도시된 본 발명의 일 실시예에 의한 일체형 광확산프리즘부를 갖는 도광판은,
액정표시장치의 백라이트 유닛을 구성하고, 광원으로부터 입사되는 빛을 상방향으로 균일하게 출사하는 도광판에 있어서:
상기 도광판(10)은
압출성형되는 도광판 베이스(11);
상기 도광판 베이스(11)를 성형롤러에 의해 압출성형할 경우 도광판 베이스(11)의 상면 일측에 일체형으로 돌출형성되는 입광부(광확산프리즘부를 말함)(12)를 포함하여 구성된다.
상기 입광부(12)는
상기 도광판 베이스(11)의 상면 가장자리에 엣지(edge) 형상으로 형성될 수 있다.
상기 입광부(12)는
상기 도광판 베이스(11)의 상면 가장자리에서 상방향으로 연장형성되어 도광판 베이스(11)의 두께보다 크게 형성되는 입광면(13)과, 입광면(13)의 상단으로부터 도광판 베이스(11)의 상면으로 하향 경사지게 형성되는 경사면(14)을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 도광판(10)은 PMMA(polymethylmethacrylate), 폴리카보네이트 수지, 폴리스티렌 수지, 아크릴계 수지, 올레핀계 수지, 이들의 공중합체 수지 및 이들의 혼합물로 구성된 군 중에서 선택되는 수지로서 압출성형될 수 있다.
한편, 액정표시장치의 백라이트 유닛을 구성하는 광원(미 도시된 발광다이오드(LED)가 사용될 수 있음)에서 조사된 빛이 입광부(12)의 입광면(13)을 통해 도광판(10) 평면 전체에 걸쳐 도달되도록 가이드 역할을 하게 되는 도광판의 구성은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 사용되는 기술내용이므로 이들의 상세한 설명은 생략한다.
이하에서, 본 발명의 일 실시예에 의한 일체형 광확산프리즘부를 갖는 도광판을 압출성형장치에 의해 압출성형하는 것을 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2 내지 도 4에서와 같이, 열가소성수지(일 예로서 PMMA재가 사용될 수 있음)가 호퍼를 통해 주입되는 압출성형기(15) 및 압출다이에 의해 소정두께를 갖는 도광판 베이스(11)를 판(plate) 형상으로 압출성형하게 된다. 이때 소정온도(일 예로서 230∼250℃)를 유지하는 압출성형기(15) 및 압출다이에 의해 열가소성수지를 겔(gel) 상태로 용융시켜 판 형상의 도광판 베이스(11)를 압출성형하는 구성은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 사용되는 기술내용이므로 이들의 구성 및 작동에 대한 상세한 설명은 생략한다.
상기 압출성형기(15)에 의해 판 형상으로 성형된 도광판 베이스(11)는 상기 도광판 성형기(16)를 이루는 제1,2폴리싱롤(17,18) 사이를 통과하게 된다. 이때 상기 제1폴리싱롤(17)과 이격되고, 회전방향이 반대방향으로 설치된 제2폴리싱롤(18)의 외주면에 원주방향으로 형성된 입광부 성형용 요홈(19)에 의해, 도광판 베이스(11)의 상면에 입광부(12)를 일체형으로 형성한다. 상기 입광부(12)는 도광판 베이스(11)의 압출성형방향으로 연속적으로 형성된다.
상기 제2폴리싱롤(18)에 의해 도광판 베이스(11)의 상면에 입광부(12)가 돌출형성된 도광판(10)은 상기 인취롤(20)에 의해 피이딩(feeding)되어 후속공정으로 이송된다.
상기 도광판 성형기(16)에 의해 입광부(12)가 상면에 일체형으로 형성된 도광판(10)의 상,하면을 두께조절용 롤(21)에 의해 가압함에 따라 도광판(10)의 두께를 일정하게 유지할 수 있다.
상기 두께조절용 롤(21)을 통과하는 도광판(10)을 롤컨베이어로 구성된 냉각기(22)를 통과시켜 냉각시킨다. 판 형상의 도광판(10)이 상기 롤컨베이어 위를 통과할 경우, 송풍장치로부터 토출되는 냉풍(일 예로서 질소냉각장치 또는 상온의 공조장치로부터 토출되는 공기(air)가 사용될 수 있다) 또는 롤컨베이어의 롤 내부를 순환하는 냉각수에 의해 도광판(10)을 냉각시킬 수 있다. 이로 인해 상기 도광판(10)의 표면온도가 저하되어 경화되므로 도광판(10) 형상을 유지할 수 있다.
상기 냉각기(22)를 통과한 도광판(10)의 상,하면에 마스킹유닛(23)에 의해 산란 패턴을 형성하기 위해 필름(24)을 부착한다. 필름공급릴(25)로부터 풀려나오는 표면보호용 필름(24)을 압착롤러(26)의 롤링에 의해 도광판(10)의 상하면에 부착할 수 있다.
산란 패턴을 형성하기 위한 필름(24)이 상,하면에 부착된 후 이송되는 도광판(14)을 절단기(27)에 의해 도광판(10)의 압출성형방향에 대해 직각으로 일정길이로서 절단한다. 일 예로서 상기 입광부(12)가 도광판 베이스(11)의 가장자리와 중앙에 위치하도록 절단하게 된다.
상기 절단기(27)에 의해 일정길이를 갖도록 절단된 도광판(10)은 팔렛트 등에 적층되어 적재장소로 이송된다.
상기 도광판(10)의 이면에 광원(일 예로서 LED가 사용될 수 있음)으로부터 입사된 빛을 도광판(10) 상면으로 반사시키도록 잉크젯인쇄 또는 롤인쇄에 의해 도트를 인쇄하거나, 또는 도광판(10) 이면에 핫 스탬핑에 의해 패턴을 형성할 수 있다.
상기 입광부(12) 길이방향으로의 중앙과 입광부(12)를 제외한 도광판 베이스(11) 가장자리를 레이저커팅기(28)에 의해 절단하여 도광판 베이스(11)로부터 도광판(10)을 일정크기로 절취한다. 이로 인해 상기 도광판 베이스(11)의 가장자리에 입광부(12)가 엣지(edge) 형상을 이루어 일체형으로 형성된 도광판(10)을 제조할 수 있게 된다.
10; 도광판
11; 도광판 베이스
12; 입광부
13; 입광면
14; 경사면

Claims (4)

  1. 액정표시장치의 백라이트 유닛을 구성하고 광원으로부터 입사되는 빛을 상방향으로 균일하게 출사하는 도광판에 있어서:
    상기 도광판은
    압출성형되는 도광판 베이스;
    상기 입광부는 상기 도광판 베이스를 성형롤러에 의해 압출성형할 경우, 상기 도광판 베이스의 상면 일측에 일체형으로 돌출형성되는 입광부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 일체형 광확산프리즘부를 갖는 도광판.
  2. 제1항에 있어서, 상기 입광부는
    상기 도광판 베이스의 상면 가장자리에 엣지 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 일체형 광확산프리즘부를 갖는 도광판.
  3. 제2항에 있어서, 상기 입광부는
    상기 도광판 베이스의 상면 가장자리에서 상방향으로 연장형성되어 상기 도광판 베이스의 두께보다 크게 형성되는 입광면과, 상기 입광면의 상단으로부터 상기 도광판 베이스의 상면으로 하향 경사지게 형성되는 경사면을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 일체형 광확산프리즘부를 갖는 도광판.
  4. 제1항에 있어서, 상기 도광판은 PMMA, 폴리카보네이트 수지, 폴리스티렌 수지, 아크릴계 수지, 올레핀계 수지, 이들의 공중합체 수지 및 이들의 혼합물로 구성된 군 중에서 선택되는 수지로서 압출성형되는 것을 특징으로 하는 일체형 광확산프리즘부를 갖는 도광판.
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