WO2015023166A1 - 세레이션 패턴 형성 장치 및 세레이션 패턴 형성 방법 - Google Patents

세레이션 패턴 형성 장치 및 세레이션 패턴 형성 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 세레이션 패턴 형성 장치 및 세레이션 패턴 형성 방법에 관한 것으로, 도광판 등의 광학 시트 측면부에 세레이션 패턴을 형성하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 양상에 따르면, 도광판이 탑재되는 베이스 플레이트; 상기 도광판의 측면에 세레이션 패턴을 전사하는 세레이션 코어; 및 상기 세레이션 패턴의 전사로 인하여 발생하는 상기 도광판의 두께 변형량을 균일하게 유도하기 위하여 상기 도광판의 상면과 마주보고 상기 도광판의 상면과 미리 정해진 간격으로 이격 고정되는 고정 플레이트;를 포함하는 세레이션 패턴 형성 장치가 제공될 수 있다.

Description

세레이션 패턴 형성 장치 및 세레이션 패턴 형성 방법
본 발명은 세레이션 패턴 형성 장치 및 세레이션 패턴 형성 방법에 관한 것으로, 도광판 등의 광학 시트 측면부에 세레이션 패턴을 형성하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 몇 년간 평판형 디스플레이(FPD: Flat Panel Display) 분야에서 액정 디스플레이 장치(LCD: Liquid Crystal Display)의 약진이 두드러져 왔다. 액정 디스플레이 장치는 전통적으로 사용되어 왔던 중소형 디스플레이 분야뿐 아니라 소형 모바일 디스플레이나 대형 텔레비전, 실외용 스크린 분야에서도 핵심 소자로 각광받고 있다.
그렇지만, 브라운관(CRT: Cathode Ray Tube), 플라즈마 디스플레이(PDP: Plasma Display Panel), 발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode) 디스플레이 등의 자발광 디스플레이와는 달리 액정 디스플레이 장치는 스스로 빛을 낼 수 없는 비자발광 또는 수광형 디스플레이로서 자체적으로 빛을 내지 못하므로 영상을 출력하기 위해서는 별도의 광원을 필요로 한다.
백라이트 유닛(BLU: Back Light Unit)은 액정 디스플레이 장치의 화면 후방에 빛을 공급해주는 광원 장치의 일종으로서 영상의 휘도, 색 재현도, 시야각, 명암비, 가독성 등 영상 품질과 소비 전력, 제품 수명 등에 직접적인 영향을 끼칠 뿐 아니라 액정 디스플레이 장치 전체 단가의 약 20~50%를 차지하는 핵심 부품이다.
백라이트 유닛은 광원의 배치 형태에 따라 크게 직하형(direct-lit)과 엣지형(edge-lit)으로 분류된다. 직하형은 화면의 직후방에 광원이 배치되어 액정 패널 방향으로 빛을 출사하는 반면, 엣지형은 화면의 가장자리에 광원이 배치되어 측방으로 빛을 출사하며 도광판이 액정 패널 방향으로 빛이 조사되도록 유도한다. 직하형과 엣지형의 백라이트 유닛을 비교하면, 제품 두께나 비용 면에서 엣지형이 유리한 반면, 휘도, 명암비, 화면 균일도, 영상 재현력 등에서는 직하형이 강점을 가지는 것이 일반적이다.
이처럼 엣지형 백라이트 유닛은 제품 두께 면에서는 탁월하지만, 직하형에 비해 영상 품질이 떨어지는 문제점이 있다. 엣지형 백라이트 유닛의 영상 품질은 광원으로부터 측방으로 입사되는 빛을 면 광원 형태로 액정 디스플레이 패널에 공급하는 도광판에 의해 크게 좌우되는데, 특히 디스플레이 장치를 경량화 및 박형화하여 생산하기 위해서 도광판의 두께와 광원의 개수를 줄이는 경우에는 점 광원과 점 광원 사이에 암부가 발생하고, 빛이 도달하는 입광부의 면적이 줄어들어 입광 효율이 저하되며 결과적으로 디스플레이 패널에 공급되는 빛의 양이 감소하여 휘도가 떨어지는 문제가 발생하므로, 휘도 저하가 적으면서도 균일한 광 출력 분포를 가지는 도광판에 대한 요구가 절실한 상황이다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 일 과제는 엣지형 백라이트 유닛에서 도광판에 대한 광원의 입광 효율을 향상시키기 위하여 도광판의 측면부에 세레이션을 형성하는 세레이션 패턴 형성 장치 및 세레이션 패턴 형성 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 과제는 점 광원을 이용하여 도광판에 빛을 조사하는 경우에 도광판 측면부의 상/하부 및 중앙부의 입광 효율을 고르게 제어하기 위하여 도광판 측면부의 상/하부와 중앙부에 서로 상이한 깊이의 세레이션 패턴을 형성하는 세레이션 패턴 형성 장치 및 세레이션 패턴 형성 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 과제는 도광판의 측면부에 세레이션을 형성하는 과정에서 도광판 측면부의 형태가 변형되는 것을 방지하고 도광판의 두께를 균일하게 유지하는 세레이션 패턴 형성 장치 및 세레이션 패턴 형성 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 양상에 따르면, 도광판이 탑재되는 베이스 플레이트; 상기 도광판의 측면에 세레이션 패턴을 전사하는 세레이션 코어; 및 상기 세레이션 패턴의 전사로 인하여 발생하는 상기 도광판의 두께 변형량을 균일하게 유도하기 위하여 상기 도광판의 상면과 마주보고 상기 도광판의 상면과 미리 정해진 간격으로 이격 고정되는 고정 플레이트;를 포함하는 세레이션 패턴 형성 장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 과제의 해결 수단이 상술한 해결 수단들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 해결 수단들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 의하면, 엣지형 백라이트 유닛에서 도광판 측면부에 세레이션 패턴을 형성함으로써 도광판의 측면에 위치한 광원으로부터의 입광 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 도광판의 측면부의 상/하부와 중앙부에 패턴 깊이가 상이한 세레이션을 형성하여 디스플레이 패널로 균일한 빛이 공급되도록 할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 도광판 측면부에 세레이션 패턴 성형 시 도광판 측면부의 형태가 변형되는 것을 방지하고 도광판의 두께를 균일하게 유지할 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치의 단면도이다
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 도광판의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 도광판의 입광면에 관한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 도광판 측면부에 세레이션 패턴을 형성하는 세레이션 코어에 관한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시에에 따른 세레이션 패턴 성형 시 가압 조건을 도시한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 세레이션 코어의 원본 패턴을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 원본 패턴의 다양한 형태를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 도광판의 측면부를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 도광판의 측면부의 상/하부와 중앙부에 형성되는 세레이션 패턴을 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예 따른 하나의 도광판에 세레이션 패턴을 전사하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 다수의 도광판에 세레이션 패턴을 전사하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 세레이션 패턴 형성 장치의 제1 상태를 도시한 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 세레이션 패턴 형성 장치의 제2 상태를 도시한 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 세레이션 코어의 변형예를 도시한 도면이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 세레이션 코어의 다른 변형예를 도시한 도면이다.
도 17은 본 발명의 다른 실시에에 따른 세레이션 패턴 형성 장치의 사시도이다.
도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 세레이션 패턴 형성 장치의 상면도이다.
도 19는 본 발명의 다른 실시예에 따른 세레이션 패턴 형성 장치의 단면도이다.
도 20은 본 발명의 다른 실시예의 변형예에 따른 세레이션 패턴 형성 장치의 단면도이다.
도 21은 본 발명의 다른 실시예의 다른 변형예에 따른 세레이션 패턴 형성 장치의 사시도이다.
도 22는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 세레이션 패턴 형성 방법의 순서도이다.
도 23은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고정 플레이트가 없이 입광면에 패턴이 형성되는 도광판의 두께에 관한 도면이다.
도 24는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고정 플레이트를 이용하여 입광면에 패턴이 형성되는 도광판의 두께에 관한 도면이다.
도 25는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가이드 블록의 높이 별 도광판의 두께 변화량에 관한 표이다.
본 명세서에 기재된 실시예는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 명확히 설명하기 위한 것이므로, 본 발명이 본 명세서에 기재된 실시예에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 본 발명의 사상을 벗어나지 아니하는 수정예 또는 변형예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하여 가능한 현재 널리 사용되고 있는 일반적인 용어를 선택하였으나 이는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 의도, 관례 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 다만, 이와 달리 특정한 용어를 임의의 의미로 정의하여 사용하는 경우에는 그 용어의 의미에 관하여 별도로 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가진 실질적인 의미와 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 한다.
본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명을 용이하게 설명하기 위한 것으로 도면에 도시된 형상은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 필요에 따라 과장되어 표시된 것일 수 있으므로 본 발명이 도면에 의해 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 본 발명에 관련된 공지의 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 이에 관한 자세한 설명은 필요에 따라 생략하기로 한다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치(1000)에 관하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 액정 디스플레이 장치(1000)의 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치(1000)의 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 액정 디스플레이 장치(1000)는 하우징(1100), 디스플레이 패널(1200) 및 백라이트 유닛(1300)을 포함할 수 있다.
하우징(1100)은 그 내부에 디스플레이 패널(1200) 및 백라이트 유닛(1300)을 수용하여 외부의 충격으로부터 이를 보호한다. 또 하우징(1100)은 디스플레이 패널(1200)과 백라이트 유닛(1300)을 정합시키는 기능을 가진다.
하우징(1100)은 탑 케이스(1110), 가이드 프레임(1120) 및 바텀 케이스(1130)를 포함할 수 있다. 탑 케이스(1110)와 바텀 케이스(1130)는 각각 액정 디스플레이 장치(1000)의 전면과 후면을 커버하도록 서로 결합되며, 가이드 프레임(1120)이 그 둘 사이에 장착된다.
여기서, 디스플레이 패널(1200)은 탑 케이스(1110)와 가이드 프레임(1120)의 사이에 끼워져 고정되고, 또 백라이트 유닛(1300)은 바텀 케이스(1130)와 가이드 프레임(1120)의 사이에 끼워져 고정될 수 있다. 이때 가이드 프레임(1120)은 디스플레이 패널(1200)과 백라이트 유닛(1300)을 정합시키게 된다.
디스플레이 패널(1200)은 백라이트 유닛(1300)으로부터 출사되는 광을 이용하여 영상을 디스플레이 한다.
디스플레이 패널(1200)은 두 개의 투명 기판(1220, 1230)과 그 사이에 개재되는 액정층(1210)을 포함할 수 있다. 여기서, 투명 기판(1220, 1230)은 각각 컬러 필터 기판(color filter, 1220)과 박막 트랜지스터 기판(TFT: Thin Film Transistor, 1230)일 수 있다.
액정층(1210)은 전기 신호에 따라 그 배열 상태가 바뀌며, 이에 따라 백라이트 유닛(1300)으로부터 출사된 빛을 선택적으로 투과시키는 기능을 수행하여 픽셀 단위로 영상을 표시할 수 있다.
박막 트랜지스터 기판(1230)은 액정층(1210)에 전기 신호를 제공하여 액정층(1210)의 광 투과 여부를 조정할 수 있다. 구체적으로 여기서, 박막 트랜지스터 기판(1230)에는 복수의 게이트 라인 및 복수의 게이트 라인과 교차하는 복수의 데이터 라인이 형성될 수 있으며, 이에 따라 게이트 라인과 데이터 라인의 교차점에는 박막 트랜지스터가 형성될 수 있다. 여기서, 각각의 박막 트랜지스터는 액정 디스플레이 장치(1000)의 픽셀에 대응되며, 이들 트랜지스터의 온/오프에 따라 액정층(1210)의 배열 상태가 조절되 영상을 표시하도록 할 수 있다. 박막 트랜지스터 기판(1230)의 예로는 TN(Twisted Nematic) 방식, ISP(In Plane Switching), VA(Vertical Alignment) 방식 등이 있는데, 다만 본 발명에서 박막 트랜지스터 기판(1230)이 상술한 예로 한정되는 것은 아니다.
컬러 필터 기판(1220)은 액정층(1210)을 투과한 빛에 색상을 입힐 수 있다. 컬러 필터 기판(1220)은 각 픽셀에 대응되는 RGB(Red-Green-Blue) 색상의 컬러 필터, 게이트 라인, 데이터 라인 및 박막 트랜지스터를 덮는 블랙 매트릭스 및 기판 전체를 덮는 공통 전극을 포함할 수 있다.
디스플레이 패널(1200)의 가장자리에는 게이트 라인에 스캔 신호를 인가하고, 데이터 라인에 데이터 신호를 인가하는 패널 구동부(미도시)가 제공될 수 있다. 패널 구동부(미도시)는 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board)의 형태로 제공될 수 있으며, 패널 구동부(미도시)는 칩온필름(COF: Chip On Film, 미도시)에 의해 게이트 라인 및 데이터 라인에 전기적으로 연결될 수 있다. 다만, 패널 구동부(미도시)가 반드시 인쇄회로기판의 형태로 제공되어야 하는 것은 아니며, 칩온필름(미도시) 대신 테이프캐리어패키지(TCP: Tape Carrier Package)가 제공될 수도 있다.
백라이트 유닛(1300)은 디스플레이 패널(1200)의 후방으로 광을 출력하여 디스플레이 패널(1200)이 영상을 출력하도록 할 수 있다.
백라이트 유닛(1300)은 광학 시트들(1310), 광원(1320) 및 반사판(1332)을 포함할 수 있다.
광학 시트(1310)는 디스플레이 패널(1200)의 후방에 디스플레이 패널(1200)과 대향하도록 배치된다. 광학 시트(1310)는 적어도 한 장 이상이 적층되는 방식으로 배열될 수 있다. 바람직하게 광학 시트(1310)는 세 장 내지 다섯 장일 수 있다. 여기서, 광학 시트(1310)에는 도광판(LGP: Light Guide Plate), 확산 시트(diffusion sheet) 또는 프리즘 시트(prism sheet)가 포함될 수 있다. 일 예에 따르면, 광학 시트(1310)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 디스플레이 패널(1200)에 가까운 쪽으로부터 수직 프리즘 시트 및 수평 프리즘 시트(1312a, 1312b), 확산 시트(1312c) 및 도광판(1314)을 포함할 수 있다. 다만, 광학 시트들(1310)이 모두 필수적이거나 반드시 상술한 순서대로 배치되어야만 하는 것은 아니다.
광원(1320)은 디스플레이 패널(1200)의 후방으로 조사되는 빛을 출광한다. 엣지형인 백라이트 유닛(1300)의 경우에 광원(1320)은 도광판(1314)의 측면에 나란하게 배치될 수 있다. 구체적으로 측면 기판(1322)이 도광판(1314)의 일 측면과 대향하도록 배치되고, 측면 기판(1322) 상에 광원(1320)이 설치될 수 있다. 광원(1320)은 측면 기판(1322) 상에 일렬로 배치될 수 있다. 광원(1320)으로는 냉음극 램프(CCFL: Cold Cathode Fluorescent Lamp), 방전 램프(EEFL: External Electrode Fluorescent Lamp) 또는 발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode)의 형태로 제공될 수 있다.
반사판(1332)은 디스플레이 패널(1200)과 마주보고, 그 사이에 광학 시트들(1310)이 위치하도록 배치될 수 있다. 일 예에 따르면, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 반사판(1332)은 바텀 케이스(1130)에 부착되는 하부 기판(1330) 상에 형성될 수 있다. 이러한 반사판(1332)은 도광판(1314)의 배면으로 출사되는 빛을 디스플레이 패널(1200) 방향으로 반사시킬 수 있다. 이에 따라 광 손실이 줄어들어 전체적인 디스플레이 휘도가 향상될 수 있다.
이하에서는 상술한 백라이트 유닛(1300)의 전반적인 기능에에 관하여 간단하게 설명하도록 한다.
먼저 광원(1320)이 광을 출사한다. 광원(1320)이 냉음극 램프 또는 방전 램프의 형태인 경우에는 선광원의 형태로 빛이 출사되며, 광원(1320)이 발광 다이오드의 형태인 경우에는 점 광원 형태로 광이 출사된다.
다음으로 도광판(1314)이 점 광원이나 선광원 형태의 광을 면 광원 형태로 변경하여 디스플레이 패널(1200) 방향으로 출사한다. 도광판(1314)은 굴절율이 우수한 리메틸메타아크릴레이트(PMMA: Poly Methly Methacrylate) 재질 또는 내열성이 우수한 폴리카보네이트(PC: Poly Carbonate) 재질의 기판으로 제공될 수 있다. 또 도광판(1314)의 상면 또는 하면에는 점 광원 형태를 면 광원 형태로 변경하기 위한 패턴이 제공될 수 있다. 이러한 패턴은 실크 스크리닝(silk screening) 기법이나 레이저 식각 기법, 증착 기법 등에 의해 형성될 수 있다.
구체적으로 광원(1320)으로부터 출사된 빛은 도광판(1314) 측면의 입광면(1314a)으로 입사된다. 여기서, 입광면(1314a)은 도광판(1314)의 측면부 중 광을 입사받는 일면이다. 도광판(1314)에서 입광면(1314a)으로 광이 입사되면 도광판(1314) 내부나 표면에서 빛이 반사, 확산되며 이에 따라 도광판(1314)의 출광면(1314b)를 통해 면 광원 형태로 디스플레이 패널(1200) 방향으로 광이 출사된다.
이때, 일부 광은 도광판(1314)의 배면(1314c)으로 출사될 수도 있다. 도광판(1314)의 배면(1314c)로 출사된 빛은 반사판(1332)에 의해 반사되어 다시 도광판(1314)의 배면(1314c)으로 입사되면 마찬가지로 도광판(1314)의 내부 또는 표면에서 반사, 확산 과정을 거쳐 출광면(1314b)을 통해 디스플레이 패널(1200) 방향으로 출사되게 된다.
한편, 도 2에는 광원(1320)이 도광판(1314)의 일 측면에만 위치하는 것으로 도시되었으나, 이와 달리 광원(1320)은 둘 이상의 측면에 배치될 수고 이에 따라 입광면(1314a)가 도광판(1314)에 둘 이상 존재하는 것도 가능할 수 있다. 예를 들어, 엣지형인 백라이트 유닛(1300)에서는 디스플레이 패널(1200)의 길이 방향을 따라 상/하부 중 일면에 광원(1320) 어레이를 배치하는 1H(1-horizontal) 타입, 상부와 하부에 무도 광원(1320)을 어레이하는 2H(2-horizontal) 타입, 디스플레이 패널(1200)의 폭 방향을 따라 좌/우측 중 일면에 광원(1320)을 어레이하는 1V(1-vertical) 타입, 좌우측에 모두 광원(1320)을 어레이하는 2V(2-vertical) 타입 등이 있을 수 있으며, 그 선택은 디스플레이 패널(1200)의 크기나 면적, 제품의 단가, 용도 등을 전체적으로 고려하여 결정될 수 있다. 이 중 2H 타입이나 2V 타입의 백라이트 유닛(1300)에서는 입광면(1314a)가 둘 이상일 수 있다.
도광판(1314)의 출광면(1314b)을 통해 면 광원 형태로 출사되는 광은 확산 시트(1312c)로 입사된다. 확산 시트(1312c)는 입사되는 빛을 확산시킬 수 있다. 확산 시트(1312c)는 입사된 빛을 확산 시트(1312c)를 통과하는 동안 분산시킬 수 있다. 이에 따라 확산 시트(1312c)는 광 출력 분포의 균일도를 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 도광판(1314)의 출광면(1314b)으로 출력되는 광이 비록 면 광원 형태를 가지더라도 여기에는 무아레(Moire) 현상과 같이 명부(dark/bright) 패턴이 발생할 수 있는데 확산 시트(1312c)는 이러한 명암 패턴을 제거하거나 감소시킬 수 있다.
프리즘 시트(1312a, 1312b)는 빛의 경로를 디스플레이 패널(1200)에 수직한 방향으로 조정할 수 있다. 도광판(1314)이나 확산 시트(1312c)를 거친 빛은 전방향으로 분산되며 진행하는데 프리즘 시트(1312a, 1312b)는 이와 같이 분산되는 빛을 디스플레이 패널(1200)에 수직한 방향으로 출사되도록 할 수 있다. 이에 따라 액정 디스플레이 장치(1000)의 휘도가 향상될 수 있다.
경우에 따라서는 프리즘 시트(1312a, 1312b)의 상부에 또 다른 확산 시트가 배치될 수도 있다. 일반적으로 프리즘 시트(1312a, 1312b)를 거친 광은 수직 방향으로 진행하기 때문에 전체적으로 시야각이 좁게 형성될 수 있는데 다시 확산 시트를 거치면 시야각이 개선될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 도광판(1314)에 관하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 도광판(1314)의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 도광판(1314)의 입광면(1314a)에 관한 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 도광판(1314)은 광원(1320)으로부터 빛을 입사받는 측면의 입광면(1314a)과 디스플레이 패널(1200)에 대향하고 광을 출사하는 출광면(1314b)을 포함하는 사각형 평판 형태로 제공될 수 있다. 도 3에는 도광판(1314)의 일 측면이 입광면(1314a)인 것으로 도시되어 있으나, 입광면(1314a)은 이와 달리 둘 이상의 측면에 마련될 수도 있다.
입광면(1314a)에는 소정의 패턴(P)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 패턴은 세레이션 패턴(serration pattern)일 수 있다. 세레이션 패턴이 형성된 입광면(1314a)은 광원(1320)으로부터 입사되는 광을 굴절시켜 확산 입사되도록 할 수 있다.
상술한 바와 같이 도광판(1314)은 광원(1320)으로부터 점 광원 또는 선 광원 형태로 측방으로 출력되는 빛을 디스플레이 패널(1200) 방향으로 면 광원 형태로 출력되도록 할 수 있는데, 디스플레이 패널(1200)이 고품질의 영상을 출력하도록 하기 위해서는 도광판(1314)에서 출력되는 면 광원이 고른 광 출력 분포를 가지도록 하여야 한다.
입광면(1314a)에 형성된 패턴에 의해 광이 입광면(1314a)으로 입사될 때 굴절, 확산되면 출광면(1314b)으로 출력되는 광의 광 출력 분포를 고르게 하는 효과를 가져올 수 있다.
한편, 도광판(1314)의 출광면(1314b)나 배면(1314c)에도 광을 반사 또는 확산시키기 위한 특정 패턴이 형성되는 것이 가능하며 이로 인해 광 출력 분포가 향상될 수도 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 세레이션 패턴 형성 장치(2000)에 관하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 도광판(1314)의 측면부(1314a)에 세레이션 패턴을 형성하는 세레이션 코어(2200)에 관한 도면이다. 여기서, 엣지형인 백라이트 유닛(1300)에서는 광원(1320)으로부터 도광판(1314)의 측면부(1314a)로 광이 입사되므로 도광판(1314)의 측면부(1314a)와 입광면(1314a)은 동일한 면이 될 수 있다.
도 5를 참조하면, 평판으로 형성되는 도광판(1314)에서 하나 이상의 측면부(1314a)에는 광원(1320)으로부터 조사되는 광을 유효하게 확산하기 위하여 세레이션 패턴(P)이 형성될 수 있다.
세레이션 패턴(P)은 세레이션 코어(2200)에 포함된 원본 패턴(Po)에서 하나 이상의 측면부(1314a)에 전사될 수 있으며, 세레이션 코어(2200)의 개수에 따라 도광판(1314)의 하나 이상의 측면부(1314a)에 세레이션 패턴(P)이 전사될 수 있다.
도광판(1314a)에 세레이션 패턴(P)을 전사하는 것은 가압 또는 가열 중 적어도 하나에 의해 의해 수행될 수 있다. 이때 세레이션 코어(2200)의 온도, 압력 또는 열 전사 시간 중 어느 하나 이상의 조건을 충족해야 원하는 세레이션 패턴이 형성될 수 있다.
열 조건은 도광판(1314)의 재질에 대응하는 열 변형 온도 이상, 유리 전이 온도 이하로 세레이션 코어(2200)에 형성된 원본 패턴(Po)의 온도를 유지하는 것으로, 예를 들어, 약 70℃ 내지 140℃의 온도로 유지하는 것이 바람직하다. 이를 위해 세레이션 코어(2200)에는 가열 수단(미도시)이 부가될 수 있다. 가열 수단은 전기를 공급받아 발열하는 히터의 형태로 내장될 수 있다.
압력 조건은 세레이션 코어(2200)에 형성된 원본 패턴(Po)을 도광판(1314)의 측면부(1314a)에 전사함에 있어서 약 0.1kg/mm2 내지 2.0kg/mm2의 압력으로 도광판(1314)의 측면부(1314a)를 가압하는 것이 바람직하고, 측면부(1314a)의 전체면에 약 0.1 내지 0.2ton을 가하는 것이 바람직하다. 물론, 압력 조건은 도광판(1314)의 재질 및 전체 면적에 따라 변경 될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시에에 따른 세레이션 패턴(P) 성형 시 가압 조건을 도시한 그래프이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 세레이션 패턴(P)은 압력이 증가함에 따라 그 전사율이 증가하여 약 2.0ton의 압력이 가해질 때 거의 100%에 달하는 전사율로 전사된다. 따라서, 2.0ton 이상의 압력을 사용하여 전사하는 경우에는 전사율이 더 이상 향상되지 않을 뿐만 아니라 도광판(1314)이 뭉게지거나 두께 변형이 심한 등의 변형이 생겨 세레이션 패턴(P)의 신뢰성에 문제가 발생하며 이로 인해 도광판(1314)의 광 출력 분포의 전체 신뢰성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
시간 조건은 열 조건과 압력 조건을 만족하는 경우에 세레이션 코어(2200)의 열 전사 시간이다. 열 전사 시간은 도광판(1314)의 측면부(1314a)의 상부 및 하부에 열 변형이 발생하는 시간 이상이고, 도광판(1314)의 측면부(1314a)의 중심부에 유리 전이가 발생하는 시간 이하로 설정되며, 약 5초 내지 20초 동안 전사를 수행하는 것이 바람직하다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 세레이션 코어(2200)의 원본 패턴(Po)을 도시한 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 원본 패턴(Po)의 다양한 형태를 도시한 도면이다.
도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 세레이션 코어(2200)의 일 측면에는 도광판(1314)의 측면부(1314a)에 세레이션 패턴(P)을 전사하기 위해 세레이션 패턴(P)과 상보적인 형태의 원본 패턴(Po)이 형성되어 있다. 한편, 원본 패턴(Po)은 하나 이상의 융기부가 이웃하여 형성되는 톱니 형태로 형성되는 것이 바람직하다.
도 7의 (b), (c) 및 (d)는 원본 패턴(Po)의 단면을 나타내고 있다. 도 7의 (b)에 도시된 원본 패턴(Po)은 그 단면이 오목한 반원주(半圓柱) 형태가 서로 이웃하여 나열되는 형태로 제공될 수 있다. 여기서, 원본 패턴(Po)의 서로 이웃한 반원주 사이의 융기부는 소정 높이(h1)로 형성될 수 있다. 일 예로, 도 8에 도시된 바와 같이 원본 패턴(Po)의 각각 융기부는 50°내지 75°의 각도로 형성되는 것이 바람직하며, 융기부와 서로 인접한 융기부 사이의 개방된 각도는 50° 내지 75°의 각도로 형성되는 것이 바람직하다.
도 7의 (c)에 도시된 원본 패턴(Po)은 그 단면이 오목한 반원주 형태가 서로 이웃하여 나열되는 형태로 제공될 수 있다. 여기서, 원본 패턴(Po)의 서로 이웃한 반원주 사이의 융기부가 소정 높이(h2)로 형성될 수 있다. 도 7의 (d)에 도시된 원본 패턴(Po)은 그 단면은 삼각형 형태가 서로 이웃하여 나열되는 형태로 제공될 수 있다. 여기서, 삼각형 형태의 융기부는 소정 높이(h3)로 형성될 수 있다. 이외에도 원본 패턴(Po)은 그 단면이 도 7의 (e) 또는 (f)와 같이 다양한 형태로 제공될 수도 있다.
이러한 원본 패턴(Po)에 의해 도광판(1314)의 측면부(1314a)에 전사되는 세레이션 패턴(P)은 도광판(1314)의 입광면(1314a)으로 조사되는 광이 도광판(1314)의 전면에 효율적으로 전달되도록 하며, 도광판(1314)의 상부, 하부나 가장자리 등 광원(1320)에서 조사된 광이 미치지 않는 곳으로 광이 굴절 전달되도록 하여 도광판(1314)의 광 출력 분포에 암부가 형성되지 않도록 할 수 있다. 즉, 도광판(1314) 입광면(1314a)의 패턴은 입사되는 광을 확산시켜 패턴이 없는 경우 광이 미치지 않는 곳에 광이 도달되도록 하고, 패턴이 없는 경우 광이 집중되는 곳에 광을 감소시키는 기능을 수행할 수 있다. 다시 말해 도광판(1314)의 측면부(1314a)에서 조사되는 광이 도광판(1314)의 전체로 효율적으로 전달하여 도광판(1314)에 광원이 미치지 않는 암부가 형성되는 것을 방지할 수 있다.
세레이션 패턴(P)은 도광판(1314)의 측면부(1314a)에 상/하부와 중앙 부위에서 서로 다른 깊이로 형성되는 것도 가능하다. 즉, 세레이션 패턴(P)은 측면부(1314a)에서 상/하부와 중앙부에서 그 침강 깊이가 서로 상이할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 도광판(1314)의 측면부(1314a)를 도시한 도면이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 도광판(1314)의 측면부(1314a)의 상/하부와 중앙부에 형성되는 세레이션 패턴(P)을 도시한 도면이다.
상술한 원본 패턴(Po)은 다수의 융기부를 포함하는 형태로 이루어져 있다. 이러한 원본 패턴(Po)을 이용하여 도광판(1314)의 측면부(1314a)를 가압/가열하여 세레이션 패턴(P)을 전사하는 경우, 도광판(1314)의 측면부(1314a)에는 융기부에 대응되는 침강부가 형성된다. 이때 도광판(1314)의 상/하부는 외부 대기에 노출되어 있는 반면 중앙부는 측면부(1314a)의 상/하부에 둘러쌓여 외부에 노출되어 있지 않기 때문에, 중앙부의 온도가 상/하부의 온도보다 높게 형성된다. 따라서, 중앙부는 비교적 고온으로 전사되어 침강부가 비교적 깊게 형성되는 반면, 상/하부에서는 비교적 저온 상태에서 전사되어 침강부가 비교적 얕게 형성된다. 이에 따라 측면에서 볼 때 각각의 세레이션 패턴(P)은 상/하부가 얕고 중앙부가 깊은 웨이브 형태로 형성될 수 있다.
일반적으로 광원(1320)은 도광판(1314)의 측면부(1314a)의 중심 부위에 위치되기 때문에 도광판(1314)의 상부와 하부에 비하여 중심부에 비교적 많은 빛이 입사될 수 있다. 이때, 상/하부와 중앙부에 서로 다른 깊이로 형성되는 세레이션 패턴(P)은 상부 및 하부에서는 광원을 확산시키고, 중심부에서의 광을 감소시켜 도광판(1314) 전체에 광이 고르게 전달되도록 할 수 있다.
일 예로 도 9 및 도 10을 참조하면, 도 7의 (b)의 오목한 반원주 형태에 따른 융기부를 포함하는 원본 패턴(Po)에 의해 전사되는 세레이션 패턴(P)은 그 중앙부(B-B’)의 침강 깊이(h4)가 상/하부(A-A’, C-C’)의 침강 깊아(h5)보다 작을 수 있다. 상/하부(A-A’, C-C’)에서는 외부(대기 또는 베이스 플레이트(2100)나 고정 플레이트(2300)로 열 전도가 이루어져 원본 패턴(Po)의 전사율이 중앙부(B-B’)보다 낮게 전사되어 그 침강부의 깊이가 얕게 형성된다. 이러한 점은 도 6에 도시된 다른 세레이션 패턴(P)에 대해서는 유사하게 적용될 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예 따른 하나의 도광판(1314)에 세레이션 패턴(P)을 전사하는 방법을 나타내는 도면이고, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 다수의 도광판(1314)에 세레이션 패턴(P)을 전사하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 11을 참조하면, 하나의 도광판(1314)에 세레이션 패턴(P)을 형성하기 위해서는 하나 이상의 세레이션 코어(2200)가 구비되며, 세레이션 코어(220)의 일 측면에는 원본 패턴(Po)이 형성되어 있다. 세레이션 코어(2200)에는 세레이션 코어 지지부(2240)가 구비되며, 세레이션 코어 지지부(2240)는 모터(미도시), 실린더(미도시) 등의 가압 장치에 연결되어 세레이션 코어(2200)가 도광판(1314)의 측면부(1314a)로 가압하도록 이동시킨다. 이에 따라 원본 패턴(Po)이 도광판(1314)의 측면부(1314a)에 세레이션 패턴(P)을 전사하게 된다. 여기서, 하나의 도광판(1314)에 세레이션 패턴(P)을 형성하는 경우, 세레이션 코어(2200)의 두께는 도광판(1314)의 두께에 대응되는 것이 바람직하다.
도 12를 참조하면, 다수의 도광판(1314)에 세레이션 패턴(P)을 형성하기 위해서는 복수의 도광판(1314)을 상하 방향으로 적층한다. 이때 각각의 도광판(1314)의 사이에는 열 차단 부재를 개재하도록 한다. 열차단 부재(2240)는 서로 적층된 도광판(1314) 사이에서 패턴을 전사하는 동안 발생하는 열이 인접한 도광판(1314)에서 전도되지 않도록 한다. 즉, 도광판(1314)의 상/하부에 부착된 열차단 부재(2440)는 인접한 도광판(1314)으로의 열 전이를 차단할 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 세레이션 패턴 형성 장치(2000)의 제1 상태를 도시한 도면이고, 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 세레이션 패턴 형성 장치(2000)의 제2 상태를 도시한 도면이다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 세레이션 패턴 형성 장치(2000)는 도광판(1314)이 탑재되는 베이스 플레이트(2100), 도광판(1314)에 패턴을 전사하는 세레이션 코어(2200), 패턴 전사 시 도광판(1314)을 고정시키는 고정 플레이트(2300) 및 베이스 플레이트(2100)를 이송하는 이송부(2400)를 포함할 수 있다.
베이스 플레이트(2100) 및 고정 플레이트(2300)는 금속 소재의 재질로 이루어지는 것이 바람직하되, 열 전달이 용이하게 이루어질 수 있으며, 세레이션 패턴(P)을 전사하는 소정 압력에 의해 도광판(1314)의 휨을 방지할 수 있는 소재인 경우에는 어떠한 소재를 사용하여도 무방하다.
이송부(2400)는 도광판(1314)을 탑재한 베이스 플레이트(2100)를 세레이션 코어(2200)에 의해 원본 패턴을 전사할 수 있는 위치로 이송할 수 있다. 이송부(2400)는 컨베이어 밸트로 이루어질 수 있다.
먼저 베이스 플레이트(2100)에 도광판(1314)이 탑재되면, 이송부(240)가 컨베이어 벨트에 의해 세레이션 패턴(P)이 전사되는 위치로 이를 이송하고, 고정 플레이트(2300)가 도광판(1314) 상부 측에서 하강하여 도광판(1314)을 베이스 플레이트(2100)에 밀착시킬 수 있다. 고정 플레이트(2300)는 이를 하강하고 지지시키는 고정 플레이트 지지부(2320)를 구비할 수 있다. 고정 플레이트 지지부(2320)는 모터(미도시), 실린더(미도시) 등의 이동 장치에 연결되어 베이스 플레이트(2100) 상부에 탑재된 도광판(1314)을 밀착할 수 있다. 이후, 원본 패턴(Po)이 형성된 하나 이상의 세레이션 코어(2200)가 도광판(1314)의 측면부(1314a) 로 이동되고, 이동된 세레이션 코어(2200)의 원본 패턴(Po)에 의해 도광판(1314)의 측면부(1314a)에는 세레이션 패턴(P)이 전사된다. 이때, 고정 플레이트(2300)는 도광판(1314)의 크기와 동일한 것이 바람직하며, 고정 플레이트(2300)는 도광판(1314)의 측면부(1314a)에 세레이션 패턴(P)을 전사하는 경우에 도광판(1314)이 열 또는 물리력에 의해 변형되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 세레이션 코어(2200)가 상하 방향으로 균일한 패턴 깊이를 가진 원본 패턴(Po)를 가지는 경우에도 상술한 바와 같이 측면부(1314a)에 상하부에는 그 깊이가 얕고, 중앙부에는 그 깊이가 깊은 패턴이 형성될 수 있지만, 이러한 효과를 증대시키기 위하여 세레이션 코어(2200)의 원본 패턴(Po)을 변형할 수 있다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 세레이션 코어(2200)의 변형예를 도시힌 도면이다.
도 15를 참조하면, 세레이션 코어(2200)의 원본 패턴(Po)은 상하부 및 중앙부에서 그 패턴의 깊이가 상이하다. 예를 들어, 원본 패턴(Po)은 그 중앙부(B-B’)에서 융기부의 높이(h5)가 상하부에서 융기부의 높이(h6)보다 클 수 있다. 이를 이용하면, 상술한 원본 패턴(Po)의 깊이가 상하부 및 중앙부에서 동일한 세레이션 코어(2200)를 이용하는 경우보다 용이하게 측면부(1314a)에 형성되는 세레이션 패턴(P)를 상하부에서 침강부의 깊이가 얕고, 중앙부에서 침강부의 깊이가 크게 전사할 수 있다.
이상에서는 측면부(1314a)에 상하부와 중앙부에서 세레이션 패턴(P)의 깊이를 상이하게 형성하는 것을 설명하였는데, 이와 달리 필요에 따라 측면부(1314a)에 상하부와 중앙부에 세레이션 패턴(P)의 깊이를 동일하게 형성하고자 할 수도 잇다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 세레이션 코어(2200)의 다른 변형예를 도시한 도면이다.
도 16을 참조하면, 세레이션 코어(2200)의 원본 패턴(Po)은 상하부 및 중앙부에서 그 패턴의 깊이가 상이하다. 예를 들어, 원본 패턴(Po)은 그 중앙부(B-B’)에서 융기부의 높이(h7)가 상하부에서 융기부의 높이(h8)보다 작을 수 있다. 이를 이용하면, 패턴 전사 시 상하부는 중앙부에 비해 도광판(1314)에서 외부로 열 전도가 용이해 패턴 전사율이 낮은 대신 원본 패턴(P)이 융기부가 높고, 중앙부는 상하부에 비해 패턴 전사율이 높은 대신 원본 패턴(P)의 융기부가 낮아, 패턴 전사율의 차이와 융기부 높이의 차이에 의한 효과가 서로 상쇄되어 도광판(1314)에 상하 방향에 따라 동일한 깊이를 가지는 세레이션 패턴(P)이 전사될 수 있다.
한편, 상하부의 깊이(h8)와 중앙부의 깊이(h7)을 조절하면, 세레이션 패턴(P)을 오히려 상하부에서는 그 깊이가 깊고, 중앙부에서는 그 깊이가 얕도록 전사할 수도 있다.
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 세레이션 패턴 형성 장치(3000)에 관하여 보다 구체적으로 설명한다.
세레이션 패턴 형성 장치(3000)는 상술한 디스플레이 장치(1000)에 사용되는 도광판(1314)의 입광면(1314a)에 패턴을 형성하는데 이용될 수 있다. 물론, 세레이션 패턴 형성 장치(3000)가 반드시 본 발명의 도광판(1314)에 패턴을 형성하는데만 사용되어야 하는 것은 아니며 이와 유사한 다른 평판 플레이트나 평판 시트의 측면부에 패턴을 형성하는데 이용될 수도 있지만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 세레이션 패턴 형성 장치(3000)에 대하여 도광판(1314)에 패턴을 형성하는 것으로 설명한다.
도 17은 본 발명의 다른 실시에에 따른 세레이션 패턴 형성 장치(3000)의 사시도이고, 도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 세레이션 패턴 형성 장치(3000)의 상면도이다.
도 17 및 도 18을 참조하면, 세레이션 패턴 형성 장치(3000)는 이송기(3100), 베이스 플레이트(3200), 패턴 전사기(3300), 가이드 부재(3400) 및 고정 부재(3500)를 포함할 수 있다. 여기서, 이송기(3100)와 베이스 플레이트(3200), 패턴 전사기(3300) 및 고정 부재(3500)는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 세레이션 패턴 형성 장치(2000)의 이송 장치(2400), 베이스 플레이트(2100), 세레이션 코어(2200) 및 고정 플레이트(2300)에 대응될 수 있다. 다시 말해 이송기(3100)와 베이스 플레이트(3200), 패턴 전사기(3300) 및 고정 부재(3500)는 이송 장치(2400), 베이스 플레이트(2100), 세레이션 코어(2200) 및 고정 플레이트(2300)와 동일 또는 유사하게 제공되는 것이 가능하다.
이송기(3100)는 도광판(1314)을 이송한다 도광판(1314)은 베이스 플레이트(3200)에 안착된 상태로 이송될 수 있다. 예를 들어, 이송기(3100)는 베이스 플레이트(3200)가 놓여지는 컨베이어 벨트(3110)와 컨베이어 벨트(3110)가 이동하도록 구동력을 발생시키는 롤러(3120)로 구성될 수 있다. 이송기(3100)는 외부로부터 도광판(1314)을 반입받고, 이송받은 도광판(1314)을 패턴 전사를 위한 정위치, 즉 도광판(1314)의 입광면(1314a)과 패턴 전사기(3300)의 패턴면(3310a)이 정합되는 위치로 이송시킬 수 있다. 또 패턴 전사가 종료되면, 이송기(3100)는 정위치로부터 도광판(1314)을 외부로 반출한다.
베이스 플레이트(3200)는 도광판(1314)을 지지할 수 있다. 도광판(1314)은 베이스 플레이트(3200) 상에 안착된 상태로 이송 장치에 의해 이송되거나 또는 패턴 전사기(3300)로부터 패턴을 전사받을 수 있다. 베이스 플레이트(3200)는 탄성이 있는 금속 재질로 제공될 수 있다. 베이스 플레이트(3200)는 도광판(1314)보다 큰 면적을 가지는 플레이트 형태로 제공될 수 있다. 이에 따라 도광판(1314)이 베이스 플레이트(3200) 상에 올려질 수 있다.
패턴 전사기(3300)는 도광판(1314)의 입광면(1314a)에 패턴을 전사한다. 패턴 전사기(3300)는 패턴 전사 부재(3310) 및 제1 피스톤(3320)을 포함할 수 있다. 패턴 전사 부재(3310)는 입광면(1314a)에 전사하고자 하는 패턴의 원본 패턴이 형성된 패턴면(3310a)을 가진다. 원본 패턴과 전사하고자 하는 패턴은 서로 상보적인 형태를 띈다. 패턴면(3310a)은 정위치에 위치하는 도광판(1314)의 입광면(1314a)과 대향하도록 배치된다. 제1 피스톤(3320)은 패턴 전사 부재(3310)를 도광판(1314)의 입광면(1314a) 방향으로 전진 또는 후진시킬 수 있다. 이에 따라 패턴면(3310a)이 입광면(1314a)에 접촉하여 패턴을 전사할 수 있다.
여기서, 패턴면(3310a)에는 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 원본 패턴(Po)의 다양한 예에 따라 패턴이 형성될 수 있다. 이에 관한 가열, 가압 방식 및 그 열 조건, 압력 조건, 시간 조건 등은 상술한 바 있다.
가이드 부재(3400)와 고정 부재(3500)는 패턴 전사기(3300)가 패턴을 전사하는 동안 도광판(1314)을 고정시키고 도광판(1314)의 두께가 일정하게 유지되도록 할 수 있다.
가이드 부재(3400)는 가이드 블록(3410)의 형태로 제공될 수 있다. 가이드 블록(3410)은 베이스 플레이트(3200)에 설치될 수 있다. 이때 가이드 블록(3410)은 도광판(1314)의 측면 중 입광면(1314a)이 되는 면과 수직한 양측과 맞닿도록 설치될 수 있다. 또 고정 부재(3500)는 정위치에 배치된 도광판(1314)의 상방에 도광판(1314)과 마주보도록 제공되는 고정 플레이트(3510)와 고정 플레이트(3510)를 상하방으로 이동시키는 제3 피스톤(3520)을 포함할 수 있다. 고정 플레이트(3510)는 도광판(1314)과 가이드 부재(3400)를 합친 영역을 커버하는 면적을 가지는 평판으로 제공될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가이드 부재(3400)와 고정 부재(3500)에 관하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 19는 본 발명의 다른 실시예에 따른 세레이션 패턴 형성 장치(3000)의 단면도이다.
도 19를 참조하면, 가이드 부재(3400)는 가이드 블록(3410), 제2 피스톤(3420) 및 구동 수단(3430)을 포함할 수 있다. 가이드 블록(3410)은 베이스 플레이트(3200)에 놓인 도광판(1314)의 입광면(1314a)과 수직한 양면과 접촉하도록 배치될 수 있다. 이로써 가이드 부재(3400)는 도광판(1314)을 고정시킬 수 있다. 가이드 블록(3410)의 하부는 제2 피스톤(3420)과 연결된다. 구동 수단(3430)은 제2 피스톤(3420)을 상하 방향으로 승강시킬 수 있으며, 이에 따라 가이드 블록(3410)이 상하로 승강될 수 있다. 구동 수단(3430)은 패턴 전사 동안 가이드 블록(3410)의 높이가 도광판(1314)의 높이보다 미리 정해진 길이만큼 높도록 가이드 블록(3410)을 승강시킬 수 있다.
고정 부재(3500)는 가이드 블록(3410)과 도광판(1314)의 상방을 덮는 고정 플레이트(3510)와 고정 플레이트(3510)를 상하로 승강시키는 제3 피스톤(3520)을 포함할 수 있다. 제3 피스톤(3520)은 패턴 전사 동안 고정 플레이트(3510)를 하방으로 이동시켜 고정 플레이트(3510)가 가이드 블록(3410)과 접촉된 상태를 유지하도록 가압할 수 있다. 따라서, 고정 플레이트(3510)는 도광판(1314)과 미리 정해진 길이만큼의 간격을 둔 상태를 유지할 수 있다.
패턴 전사기(3300)가 도광판(1314)의 입광면(1314a)에 패턴을 형성하는 과정에서 도광판(1314)이 열 또는 압력에 의해 변형을 일으킬 수 있는데, 이러한 변형으로 인해 도광판(1314)의 두께가 전체적으로 불균일하게 변형될 수 있다. 도광판(1314)의 두께가 불균일하면 도광판(1314)의 출광면(1314b)에서 광 출력 분포가 고르지 못해 결과적으로 액정 디스플레이 장치(1000)의 영상 품질이 저하될 수 있다.
고정 부재(3500)는 패턴 전사기(3300)에 의해 도광판(1314)의 입광면(1314a)에 패턴이 전사 동안 도광판(1314)의 상면과 미리 정해진 길이만큼의 간격을 유지함으로써 도광판(1314)의 전체 두께가 일정하게 유지되도록 할 수 있다.
가이드 부재(3400)가 없이 고정 부재(3500)가 직접적으로 도광판(1314)의 상면과 접촉하여 도광판(1314)을 누르는 경우에는 열 또는 압력에 의해 도광판(1314)이 변형됨에도 불구하고, 이러한 변형이 일어날 공간이 부족하여 결과적으로 도광판(1314)의 전체 두께가 고르지 못한 결과가 발생한다. 일반적으로 고정 플레이트(3510)는 중앙부에서 압력이 강하고, 가장자리에서 압력이 약하므로 도광판(1314)의 중앙부는 두께가 얇고, 도광판(1314)의 가장자리부는 두께가 두껍게 되기 쉽다.
반면, 가이드 부재(3400)에 의해 고정 부재(3500)가 일정한 간격을 가지고 도광판(1314)의 상방을 누르는 경우에는 고정 플레이트(3510)가 가이드 블록(3410)에 의해 도광판(1314)으로부터 미리 정해진 길이만큼 떠 있는 간격 사이에서 도광판(1314)의 변형이 발생할 수 있으므로, 간격을 적절히 조절하면 열 또는 압력에 의한 도광판(1314)의 변형량이 전체 도광판(1314)에 걸쳐 고르게 발생하게 되고 이에 따라 도광판(1314)의 전체 두께가 균일하게 유지될 수 있다.
한편, 가이드 부재(3400)가 반드시 도 20에 도시된 것처럼 베이스 플레이트(3200)에 설치되어야만 하는 것은 아니다. 도 20은 본 발명의 다른 실시예의 변형예에 따른 세레이션 패턴 형성 장치(3000)의 단면도이다. 도 20을 참조하면, 가이드 부재(3400)는 베이스 플레이트(3200) 대신 고정 부재(3500)에 설치될 수도 있다.
또 엣지형 백라이트 유닛에서는 필요에 따라 도광판(1314)의 네 측면 중 하나 또는 둘 이상의 측면을 입광면(1314a)으로 사용할 수 있다. 도 5 및 도 6의 세레이션 패턴 형성 장치(3000)는 도광판(1314)의 측면 중 두 면이 입광면(1314a)인 경우 양 입광면(1314a)에 패턴을 형성하도록 두 개의 패턴 전사기(3300)를 가지는 것으로 도시하였는데, 이와 달리 도광판(1314)의 일 측면만 입광면(1314a)으로 사용하는 경우에는 패턴 전사기(3300)가 하나만 구비될 수도 있다. 도 21은 본 발명의 다른 실시예의 다른 변형예에 따른 세레이션 패턴 형성 장치(3000)의 사시도이다. 도 21을 참조하면, 도광판(1314)은 하나의 입광면(1314a)을 가지고 세레이션 패턴 형성 장치(3000)는 하나의 패턴 전사기(3300)를 포함하며, 가이드 플레이트가 입광면(1314a)에 수직한 면뿐 아니라 입광면(1314a)의 반대면까지 둘러쌓도록 배치될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 패턴 형성 방법에 관하여 설명한다. 패턴 형성 방법은 상술한 세레이션 패턴 형성 장치(3000) 또는 이와 동일 유사한 장치를 이용하여 수행될 수 있다. 다만, 패턴 형성 방법이 상술한 세레이션 패턴 형성 장치(3000)에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 22는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 패턴 형성 방법의 순서도이다.
도 22를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 패턴 형성 방법은 도광판(1314)을 반입받는 단계(S110), 도광판(1314)을 정위치로 이송하는 단계(S120), 가이드 블록(3410)이 도광판(1314)보다 미리 정해진 길이만큼 높은 위치로 승강되는 단계(S130), 고정 부재(3500)가 가이드 블록(3410)과 접촉하여 가압하는 단계(S140), 입광면(1314a)에 패턴을 전사하는 단계(S150) 및 도광판(1314)을 반출하는 단계(S160)를 포함할 수 있다. 이하에서는 각 단계에 관하여 구체적으로 설명한다. 다만, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 패턴 형성 방법에서 상술한 각 단계가 반드시 모두 필요한 것은 아니므로, 일부 단계가 생략되고 패턴 형성 방법이 수행되는 것도 가능하다. 또 각 단계의 순서가 상술한 순서와 반드시 일치해야 하는 것은 아니며, 하나의 단계가 다른 단계와 동시에 진행되거나 또는 나중에 설명된 단계가 먼저 설명된 단계보다 앞서 실행되는 것도 가능하다.
먼저 도광판(1314)이 이송기(3100)로 반입된다(S110). 도광판(1314)은 베이스 플레이트(3200)와 일체로 함께 콘베이어 벨트 위로 반입되거나 또는 베이스 플레이트(3200)가 미리 콘베이어 벨트 상에 마련되고 그 후에 도광판(1314)이 베이스 플레이트(3200) 상으로 반입될 수 있다.
도광판(1314)이 반입되면 이송기(3100)가 도광판(1314)을 정위치로 이송한다(S120). 여기서, 정위치란 패턴 전사기(3300)의 패턴면(3310a)이 제1 피스톤(3320)에 의해 이동하여 도광판(1314)의 입광면(1314a)과 접촉할 수 있는 위치를 의미한다. 도광판(1314)이 정위치에 위치되면, 이송기(3100)가 정지한다.
가이드 블록(3410)이 그 높이가 도광판(1314)의 높이보다 미리 정해진 길이만큼 높도록 승강된다(S130). 여기서 미리 정해진 높이란 도광판(1314)의 규격에 따라 상이하게 제어될 수 있다. 또 미리 정해진 높이는 조작자에 의해 수동으로 조작되거나 또는 가이드 블록(3410)이나 고정 플레이트(3510) 등에 높이를 센싱하는 거리 센서(미도시)가 부착되어 실시간 피드백에 의해 정해진 높이에 도달하도록 제어될 수도 있다. 예를 들어, 세레이션 패턴 형성 장치(3000)는 거리 센서(미도시) 및 제어 모듈(미도시)을 더 포함할 수 있다. 제어 모듈은 도광판(1314)의 규격 및 각 규격별 미리 정해진 길이에 관한 데이터 베이스가 구축된 메모리를 가질 수 있다. 제어 모듈은 카메라 등의 인식 장치(미도시)를 통해 현재 베이스 플레이트(3200) 상에 놓인 도광판(1314)의 규격을 확인하고 메모리를 참조하여 해당 규격에 따른 미리 정해진 높이를 파악할 수 있다. 다음으로 제어 모듈은 거리 센서를 통해 피드백을 받아가면서 가이드 블록(3410)이 도광판(1314)의 상면으로부터 미리 정해진 높이까지 융기하도록 구동 수단(3430)을 제어할 수 있다.
가이드 블록(3410)이 도광판(1314)의 상면보다 미리 정해진 길이만큼 높은 위치로 승강되면 고정 부재(3500)가 가이드 블록(3410)과 접촉하도록 하강한다(S140). 이때 제3 피스톤(3520)은 고정 플레이트(3510)를 하방으로 가압하여 이후 패턴 전사 과정에서 도광판(1314)이 변형하여도 고정 플레이트(3510)와 가이드 블록(3410)이 접촉 상태를 유지하도록 한다.
이 상태가 되면 입광면(1314a)에 패턴을 전사할 수 있다(S150). 우선 패턴 전사기(3300)의 제1 피스톤(3320)이 패턴 전사 부재(3310)의 패턴면(3310a)과 입광면(1314a)을 접촉시키고 가열 또는 가압하여 입광면(1314a)에 패턴을 전사할 수 있다.
패턴 전사가 종료되면, 도광판(1314)을 반출한다(S160). 고정 플레이트(3510)가 승강하고, 이송기(3100)가 도광판(1314)을 이동시켜 도광판(1314)을 반출할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 가이드 블록(3410)과 고정 플레이트(3510)을 이용하여 패턴 전사기(3300)가 도광판(1314)의 측면 입광면(1314a)에 패턴을 형성하면 도광판(1314) 전체에 걸쳐 그 두께를 균일하게 제어할 수 있다.
도 23은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고정 플레이트(3510)가 없이 입광면(1314a)에 패턴이 형성되는 도광판(1314)의 두께에 관한 도면이고, 도 24는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고정 플레이트(3510)를 이용하여 입광면(1314a)에 패턴이 형성되는 도광판(1314)의 두께에 관한 도면이고, 도 25는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가이드 블록(3410)의 높이 별 도광판(1314)의 두께 변화량에 관한 표이다.
도 23을 참조하면, 가이드 블록(3410)이 없이 고정 플레이트(3510)가 도광판(1314)에 직접 접촉한 상태로 도광판(1314)을 가압하면서 패턴 전사가 수행되는 경우에는 도광판(1314)의 중심부에 비해 도광판(1314)의 측면부의 두께 변화량이 매우 큰 것을 볼 수 있다.
이에 반해 도 24를 참조하면, 가이드 블록(3410)에 의해 고정 플레이트(3510)이 도광판(1314)의 상면으로부터 미리 정해진 간격으로 이격된 위치에 고정된 상태에서 도광판(1314)에 패턴 전사가 수행되는 경우에는 도광판(1314)의 중심부와 가장자리부의 두께 변화량이 거의 균일한 것을 볼 수 있다.
도 25를 참조하면, 고정 플레이트(3510)가 베이스 플레이트(3200) 또는 도광판(1314)의 상면으로부터 특정 위치에 있는 경우에 도광판(1314)의 두께 변화량의 경향성을 알 수 있다. 표를 참조하면, 도광판(1314)과 고정 플레이트(3510)가 접촉한 상태에서 패턴 전사가 수행되는 경우에 도광판(1314) 두께 변화량의 편차가 매우 큰 반면, 도광판(1314)과 고정 플레이트가 이격되는 경우에 그 두께 변화량의 편차가 작아지는 것을 알 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 이상에서 설명한 본 발명의 실시예들은 서로 별개로 또는 조합되어 구현되는 것도 가능하다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (11)

  1. 도광판이 탑재되는 베이스 플레이트;
    상기 도광판의 측면에 세레이션 패턴을 전사하는 세레이션 코어; 및
    상기 세레이션 패턴의 전사로 인하여 발생하는 상기 도광판의 두께 변형량을 균일하게 유도하기 위하여 상기 도광판의 상면과 마주보고 상기 도광판의 상면과 미리 정해진 간격으로 이격 고정되는 고정 플레이트;를 포함하는
    세레이션 패턴 형성 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 세레이션 패턴은, 상기 측면의 중심부로부터 상기 측면의 상부 및 하부로 갈수록 상기 세레이션 패턴의 깊이가 감소하는 웨이브 형태로 형성되는
    세레이션 패턴 형성 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 세레이션 코어는, 상기 세레이션 패턴의 전사를 위하여 균일한 깊이를 가지는 원본 패턴이 형성되는 패턴면을 가지고, 상기 패턴면으로 상기 도광판의 측면을 가열하여 상기 세레이션 패턴을 전사하고,
    상기 균일한 깊이의 원본 패턴으로 상기 세레이션 패턴 전사 시 상기 도광판의 상부는 상기 고정 플레이트로 열을 발산하도록 하고 상기 도광판의 하부는 상기 베이스 플레이트로 열을 발산하도록 하여 상기 도광판의 중심부를 상기 도광판의 상부 및 하부보다 높은 온도로 유지함으로써 상기 웨이브 형태의 세레이션 패턴을 형성하는
    세레이션 패턴 형성 장치.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 세레이션 코어는, 상기 세레이션 패턴의 전사를 위한 원본 패턴이 형성되는 패턴면을 가지고, 상기 패턴면으로 상기 도광판의 측면을 가열하여 상기 세레이션 패턴을 전사하고,
    상기 원본 패턴은, 상기 세레이션 코어의 중심부로부터 상기 세레이션 코어의 상부 및 하부로 갈수록 상기 원본 패턴의 깊이가 감소하는 웨이브 형태로 형성되는
    세레이션 패턴 형성 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 세레이션 패턴은, 상기 측면의 중심부로부터 상기 측면의 상부 및 하부로 갈수록 상기 세레이션 패턴의 깊이가 증가하는 웨이브 형태로 형성되는
    세레이션 패턴 형성 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 세레이션 코어는, 상기 세레이션 패턴의 전사를 위한 원본 패턴이 형성되는 패턴면을 가지고, 상기 패턴면으로 상기 도광판의 측면을 가열하여 상기 세레이션 패턴을 전사하고,
    상기 원본 패턴은, 상기 세레이션 코어의 중심부로부터 상기 세레이션 코어의 상부 및 하부로 갈수록 상기 원본 패턴의 깊이가 증가하는 웨이브 형태로 형성되는
    세레이션 패턴 형성 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 베이스 플레이트의 상부로부터 하강하는 상기 고정 플레이트를 상기 도광판의 상면과 상기 미리 정해진 간격으로 이격 고정시키기 위하여 상기 베이스 플레이트의 상면에 설치되어 상기 도광판의 두께보다 상기 미리 정해진 간격만큼 더 큰 높이까지 연장되는 가이드 블록;을 더 포함하는
    세레이션 패턴 형성 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 가이드 블록을 승강시키는 피스톤;을 더 포함하는
    세레이션 패턴 형성 장치.
  9. 베이스 플레이트에 도광판을 탑재하는 단계;
    세레이션 코어가 원본 패턴이 형성된 패턴면으로 상기 도광판을 가열하여 상기 도광판의 측면에 세레이션 패턴을 전사하는 단계; 및
    고정 플레이트가 상기 세레이션 패턴의 전사로 인하여 발생하는 상기 도광판의 두께 변형량을 균일하게 유도하기 위하여 상기 도광판의 상면과 마주보고 상기 도광판의 상면과 미리 정해진 간격으로 이격 고정되는 단계;를 포함하는
    세레이션 패턴 형성 방법.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 원본 패턴은, 균일한 깊이를 가지고,
    상기 전사하는 단계에서, 상기 도광판의 상부는 상기 고정 플레이트로 열을 발산하도록 하고 상기 도광판의 하부는 상기 베이스 플레이트로 열을 발산하도록 하여 상기 도광판의 중심부를 상기 도광판의 상부 및 하부보다 높은 온도로 유지함으로써 상기 측면의 중심부로부터 상기 측면의 상부 및 하부로 갈수록 깊이가 감소하는 웨이브 형태의 상기 세레이션 패턴을 전사하는
    세레이션 패턴 형성 방법.
  11. 제9 항에 있어서,
    가이드 블록이 상기 베이스 플레이트의 상부로부터 하강하는 상기 고정 플레이트를 상기 도광판의 상면과 상기 미리 정해진 간격으로 이격 고정시키기 위하여 상기 베이스 플레이트의 상면으로부터 상기 도광판의 두께보다 상기 미리 정해진 간격만큼 더 큰 높이까지 연장되는
    세레이션 패턴 형성 방법.
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