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KR101211726B1 - 반사판 일체형 패턴 도광판 및 그의 제조 방법 - Google Patents

반사판 일체형 패턴 도광판 및 그의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반사판 일체형 패턴 도광판 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 마이크로렌즈 어레이 패턴(micro lens array pattern)을 음각으로 형성하고 음각으로 형성된 렌즈 부분에 반사판(reflector)에 적용되는 화이트 잉크(White ink)를 코팅함으로써 반사판을 제거하였다. 또한, 마이크로렌즈의 사이즈(size) 및 필 팩터(fill factor)를 조절함으로써, 광 효율 및 균일도를 향상시켰다.
본 발명에 의한 반사판 일체형 패턴 도광판의 제조 방법은, (a)도광판에 음각 패턴을 형성하는 단계와, (b)상기 음각 패턴에 화이트 잉크(White ink)를 코팅하는 단계를 포함하고 있다.

Description

반사판 일체형 패턴 도광판 및 그의 제조 방법{Pattern Light Guiding Plate Integrated Reflector and Method of Manufacture The Same}
본 발명은 반사판 일체형 패턴 도광판(Light Guiding Plate: LGP) 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 음각의 패턴에 화이트 잉크(White ink)가 코팅된 반사판 일체형 패턴 도광판(LGP) 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
오늘날, 백라이트 유니트(Back Light Unit: BLU)는 액정디스플레이나 LED 표시장치에 없어서는 안 될 중요한 부품 중 하나로 자리 잡고 있다. 이 중에서 패널의 휘도를 향상하고 밝기를 균일하게 제어하며 광선 방향을 유도하는 도광판은 백라이트 유니트(BLU)의 효율에 영향을 미치는 중요한 요소들 중 하나이다.
기존의 LED 백라이트 유니트는 다이렉트 라이트(Direct Light)형과 에지 라이트(Edge Light)형으로 나눌 수 있다. 이 중에서 상기 다이렉트 라이트(Direct Light)형은 LED를 백라이트 유니트(BLU)의 바닥에 설치하고 그 위에 확산 플레이트(Diffusing Plate)를 비롯한 광학 시트(Sheet)를 올려서 만들어진다. 반면에, 상기 에지 라이트(Edge Light)형은 백라이트 유니트(BLU)에 도광판(LGP)을 설치하고 그 옆면에 LED를 설치하고 도광판 위에 각종 광학 시트(Sheet)를 올려서 만들어진다.
도 1은 종래 기술의 실시 형태에 따른 에지형(Edge type) 백라이트 유니트(BLU)의 구조를 나타낸 것으로, 도광판(20)의 옆면에 설치된 광원(CCFL, LED)(10)과, 하면에 화이트 도트 패턴(White dot pattern)이 형성된 도광판(20)과, 상기 도광판(20) 아래에 설치된 반사판(30)과, 상기 도광판(20) 위에 설치된 광학 시트(Optical sheet)(40)로 구성되어 있다.
상기 광원(10)에서 나오는 빛은 상기 도광판(20)을 통해 전반사 하며 진행한다. 이때, 전반사의 조건은 스넬의 법칙(snell's raw)에 따라 매질과 공기층의 굴절률에 의해 임계각이 정해지며, 이 각도 이내의 빛은 임계각을 넘어서게 하는 기구물에 부딪히지 않은 이상 에너지 손실을 최소화하며 진행하게 된다.
인쇄도광판의 경우 화이트 도트 패턴(White dot pattern)(21)을 이용하여 산란 및 투과가 일어나게 된다. 상기 화이트 도트 패턴(White dot pattern)(21)의 경우 광 손실이 발생하고, 필 팩터(fill factor)의 한계가 존재하여 빛을 최적화되게 사용하진 못한다.
인쇄도광판의 경우 조명용으로 사용하기 위해서는 인쇄된 화이트 도트 패턴(White dot pattern)이 보이지 않게 확산 플레이트(diffuser plate) 또는 확산 시트(diffuser sheet)를 도광판(LGP) 위에 적층하여 사용하여야 한다. 또한, 기존의 레이저(Laser) 가공방식에 의한 도광판 제작시 패턴 가공시간이 길며 미세패턴을 형성하는데 한계가 있었다.
전술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 음각의 패턴에 화이트 잉크(White ink)가 코팅(coating)된 반사판 일체형 패턴 도광판 및 그의 제조 방법을 제시하는 데 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 마이크로렌즈 어레이 패턴(micro lens array pattern)을 음각으로 형성하고 음각으로 형성된 렌즈 부분에 반사판(reflector)에 적용되는 화이트 잉크(White ink)를 코팅함으로써, 반사판을 제거한 반사판 일체형 패턴 도광판 및 그의 제조 방법을 제시하는 데 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 음각으로 형성된 마이크로렌즈 어레이 패턴(micro lens array pattern)에 화이트 잉크(White ink)를 도포하여 반사판을 제거하고, 마이크로렌즈의 사이즈(size) 및 필 팩터(fill factor)를 조절하여 광 효율 및 균일도를 향상시킨 반사판 일체형 패턴 도광판 및 그의 제조 방법을 제시하는 데 있다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명에 의한 반사판 일체형 패턴 도광판은 음각 패턴에 화이트 잉크(White ink)를 코팅하여 형성한다.
또한, 전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로서, 본 발명에 의한 반사판 일체형 패턴 도광판의 제조 방법은, 도광판에 음각 패턴을 형성하는 단계와, 상기 음각 패턴에 화이트 잉크(White ink)를 코팅하는 단계로 이루어진다.
여기서, 상기 음각 패턴은 마이크로렌즈 어레이(micro lens array) 패턴으로 형성하고, 20 내지 100㎛의 사이즈를 갖는다. 그리고, 상기 음각 패턴은 마스터 몰드(Master mold)를 이용하여 핫 프레스(Hot press), 임프린팅(Imprinting), 사출(Casting) 공정 등을 통하여 형성할 수 있다.
상기 마이크로렌즈 어레이 패턴의 배열은 6각형(hexagonal), 직사각형(rectangular), 방사형(radial), 랜덤(random) 배열의 형태로 구성된다.
상기 화이트 잉크(White ink)는 마스킹 필름(Masking film)을 이용한 스프레이 코팅(Spray coating) 또는 스크린 인쇄를 통해 코팅으로 형성한다.
본 발명에 따르면, 마이크로렌즈 어레이 패턴(micro lens array pattern)을 음각으로 형성하고 음각으로 형성된 렌즈 부분에 반사판(reflector)에 적용되는 화이트 잉크(White ink)를 코팅함으로써, 반사판을 제거할 수 있다.
또한, 음각으로 형성된 마이크로렌즈 어레이 패턴에 화이트 잉크(White ink)를 도포하여 반사판을 제거하고 마이크로렌즈의 사이즈(size) 및 필 팩터(fill factor)를 조절함으로써, 광 효율 및 균일도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
도 1은 종래 기술의 실시 형태에 따른 에지형(Edge type) 백라이트 유니트(BLU)의 구조를 나타낸 단면도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 반사판 일체형 패턴 도광판의 단면도 및 사시도이다.
도 4 및 도 5는 종래의 도광판과 본 발명에 의한 도광판의 광학 특성에 대한 시뮬레이션 결과를 나타낸 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명되는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙여 설명하기로 한다.
이하, 본 발명에서 실시하고자 하는 구체적인 기술내용에 대해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
반사판 일체형 도광판( LGP )의 실시 예
도 2 및 도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 반사판 일체형 패턴 도광판의 단면도 및 사시도이다.
본 발명에 의한 반사판 일체형 패턴 도광판(100)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 도광판 하면에 음각 패턴(110)이 형성되어 있고, 상기 음각 패턴(110)에 반사판(reflector)에 적용되는 화이트 잉크(White ink)(120)가 코팅되어 있다. 여기서, 상기 음각 패턴(110)은 마이크로렌즈 어레이(micro lens array) 패턴으로 형성하는 것이 바람직하다.
상기 마이크로렌즈 어레이 패턴(110)은 20 내지 100㎛의 사이즈를 갖도록 형성하는 것이 좋으며, 6각형(hexagonal), 직사각형(rectangular), 방사형(radial), 랜덤(random) 배열의 형태를 갖도록 형성한다.
상기 음각으로 형성된 상기 마이크로렌즈 어레이 패턴(110)은 Ni 마스터 몰드(Master mold)를 이용하여 핫 프레스(Hot press) 공정, 임프린팅(Imprinting) 공정, 사출(Casting) 공정 등을 통하여 형성할 수 있다.
그리고, 상기 화이트 잉크(White ink)(120)는 마스킹 필름(Masking film)을 이용한 스프레이 코팅(Spray coating) 또는 스크린 인쇄를 통하여 코팅할 수 있다. 상기 상기 화이트 잉크(White ink)(120)의 재료는 기존의 BLU 반사판(reflector)에 적용되는 잉크(ink) 재료를 사용하는 것이 가능하다.
상기 마이크로렌즈 어레이 패턴(110)은 지역(zone)의 분할(Segmentation) 수에 따라 마이크로렌즈 어레이의 렌즈 크기 및 밀도를 조절하여 형성할 수 있다. 이때, 렌즈(Lens)의 밀도는 렌즈(Lens)와 렌즈(Lens)의 간격(Gap)에 따라 조절이 가능하며, 렌즈(Lens)의 배열은 6각형(hexagonal), 직사각형(rectangular), 방사형(radial), 랜덤(random) 배열의 형태를 가질 수 있다.
상기 반사판 일체형 패턴 도광판(100)은 렌즈 패턴이 없는 부분에서는 전반사의 효과를 이용하고, 렌즈 부분에서는 확산과 반사의 기능을 이용하여 반사판(reflector)의 제거가 가능하다. 또한, 마이크로렌즈의 사이즈(size) 및 필 팩터(fill factor)를 조절함으로써, 광 효율 및 균일도를 향상시킬 수 있다.
반사판 일체형 도광판( LGP )의 제조 방법에 대한 실시 예
도 2 및 도 3을 참조하여 설명하면, 본 발명에 의한 반사판 일체형 패턴 도광판(100)의 제조 방법은 도광판(100)에 음각 패턴(110)을 형성한 다음, 상기 음각 패턴(110)에 화이트 잉크(White ink)를 코팅하여 형성한다.
상기 음각 패턴은 앞에서도 설명한 바와 같이, 마스터 몰드(Master mold)를 이용하여 핫 프레스(Hot press), 임프린팅(Imprinting), 사출(Casting) 공정 등을 통하여 20 내지 100㎛의 사이즈를 갖는 마이크로렌즈 어레이(micro lens array) 패턴으로 형성한다. 이때, 상기 마이크로렌즈 어레이 패턴의 배열은 6각형(hexagonal), 직사각형(rectangular), 방사형(radial), 랜덤(random) 배열의 형태를 가지도록 형성한다.
상기 화이트 잉크(White ink)는 기존의 BLU 반사판(reflector)에 적용되는 잉크(ink) 재료를 사용하여 마스킹 필름(Masking film)을 이용한 스프레이 코팅(Spray coating) 또는 스크린 인쇄를 통해 코팅하여 형성한다.
시뮬레이션 결과
도 4는 화이트 도트(White dot) 패턴을 하면에 형성한 도광판과 반사판(reflector)을 이용한 종래의 BLU 광학 특성에 대한 시뮬레이션 결과이고, 도 5는 음각 패턴에 화이트 잉크(White ink)가 코팅된 본 발명에 의한 반사판 일체형 패턴 도광판(100)의 광학 특성에 대한 시뮬레이션 결과이다.
도 4 및 도 5의 시뮬레이션 결과에서도 알 수 있듯이, 본 발명에 의한 반사판 일체형 패턴 도광판(100)의 광학 특성이 종래의 BLU에 비해 광 효율이 10% 이상 상승하였으며, 균일도 역시 향상되는 효과가 있었다.
이와 같이 구성된 본 발명에 의한 반사판 일체형 패턴 도광판 및 그의 제조 방법은 마이크로렌즈 어레이 패턴(micro lens array pattern)을 음각으로 형성하고 음각으로 형성된 렌즈 부분에 반사판(reflector)에 적용되는 화이트 잉크(White ink)를 코팅함으로써, 본 발명의 기술적 과제를 해결할 수가 있다.
상술한 실시 예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 예에 포함되며, 반드시 하나의 실시 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다.
따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. 또한, 이상에서 실시 예들을 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예들에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부한 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명에 의한 반사판 일체형 패턴 도광판 및 그의 제조 방법은 LED 표시장치의 백라이트 유니트 뿐만 아니라 LCD 표시장치의 백라이트 유니트나 조명 장치 등에도 동일하게 적용할 수 있다.
100 : 도광판(LGP)
110 : 음각 패턴 또는 마이크로렌즈 어레이(micro lens array) 패턴
120 : 화이트 잉크(White ink) 막
200 : LED 패키지(package)

Claims (12)

  1. 마이크로렌즈 어레이 패턴이 음각으로 형성되며, 상기 마이크로렌즈 어레이 패턴의 음각 부분에 화이트 잉크(White ink)가 코팅되며,
    상기 마이크로렌즈 어레이 패턴은 20 내지 100㎛의 사이즈를 가지며,
    상기 마이크로렌즈 어레이 패턴은 6각형(hexagonal), 직사각형(rectangular), 방사형(radial), 랜덤(random)을 포함하는 배열 중에서 어느 하나의 배열을 가지는 반사판 일체형 패턴 도광판.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 마이크로렌즈 어레이 패턴은:
    마스터 몰드(Master mold)를 이용하여 핫 프레스(Hot press), 임프린팅(Imprinting), 캐스팅(Casting) 중 어느 하나의 방법에 의해 형성하는 반사판 일체형 패턴 도광판.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 화이트 잉크(White ink)는:
    마스킹 필름(Masking film)을 이용한 스프레이 코팅(Spray coating) 또는 스크린 인쇄를 통해 코팅하는 반사판 일체형 패턴 도광판.
  7. (a) 도광판에 마이크로렌즈 어레이 패턴을 음각으로 형성하는 단계; 및
    (b) 상기 마이크로렌즈 어레이 패턴의 음각 부분에 화이트 잉크(White ink)를 코팅하는 단계;
    를 포함하며,
    상기 마이크로렌즈 어레이 패턴은 20 내지 100㎛의 사이즈를 가지며,
    상기 마이크로렌즈 어레이 패턴은 6각형(hexagonal), 직사각형(rectangular), 방사형(radial), 랜덤(random)을 포함하는 배열 중에서 어느 하나의 배열을 가지는 반사판 일체형 패턴 도광판의 제조 방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제 7 항에 있어서, 상기 마이크로렌즈 어레이 패턴은:
    마스터 몰드(Master mold)를 이용하여 핫 프레스(Hot press), 임프린팅(Imprinting), 캐스팅(Casting) 중 어느 하나의 방법에 의해 형성하는 반사판 일체형 패턴 도광판의 제조 방법.
  12. 제 7 항에 있어서, 상기 화이트 잉크(White ink)는:
    마스킹 필름(Masking film)을 이용한 스프레이 코팅(Spray coating) 또는 스크린 인쇄를 통해 코팅하는 반사판 일체형 패턴 도광판의 제조 방법.
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