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KR102040255B1 - 유리 도광판과 이를 포함하는 백라이트 유닛 및 디스플레이 장치 - Google Patents

유리 도광판과 이를 포함하는 백라이트 유닛 및 디스플레이 장치 Download PDF

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KR102040255B1
KR102040255B1 KR1020160116597A KR20160116597A KR102040255B1 KR 102040255 B1 KR102040255 B1 KR 102040255B1 KR 1020160116597 A KR1020160116597 A KR 1020160116597A KR 20160116597 A KR20160116597 A KR 20160116597A KR 102040255 B1 KR102040255 B1 KR 102040255B1
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South Korea
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light guide
pattern
unit
guide plate
nanoparticles
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김영재
심현진
최병국
최준보
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 발명의 일 측면에 의하면 기계적 물성 및 열적 내구성 등이 확보되면서도 색차가 효과적으로 감소될 수 있는 유리 도광판이 개시된다. 본 발명에 따른 유리 도광판은, 일측에 구비된 광원으로부터 입사된 광을 상부 방향으로 출사하는 유리 도광판으로서, 상면과 하면을 갖는 플레이트 형태로 형성되며 유리 재질로 구성된 도광부; 및 상기 도광부의 하면에 프린팅되며, 일측에서 타측 방향으로 배열된 다수의 단위열 패턴으로 구성되고, 적어도 일부의 단위열 패턴은 패턴 잉크에 다수의 나노 입자가 분산된 형태로 구성된 패턴부를 포함한다.

Description

유리 도광판과 이를 포함하는 백라이트 유닛 및 디스플레이 장치{Glass light guide plate, backlight unit and display device including the same}
본 발명은 디스플레이 장치 등에 사용되는 도광판 관련 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 색차가 개선된 유리 재질로 구성된 도광판과 이를 포함하는 백라이트 유닛 및 디스플레이 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 노트북, 데스크탑 컴퓨터, TV와 같은 디스플레이 장치에는 경박단소화 및 저소비전력을 실현할 수 있는 장점으로 인해 액정 디스플레이(LCD)가 주로 이용되고 있다. 그런데 LCD는 스스로 빛을 내는 소자가 아니라 수광 소자이므로 액정 화면 외에 백라이트 유닛을 필요로 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 LCD의 일부분에 대한 개략적인 단면도이다.
도 1을 참조하면, 종래 LCD(1)는 액정 패널(10), 백라이트 유닛(20), 커버 바텀(cover bottom, 30), 가이드 패널(40) 및 상부 케이스(50)를 포함한다.
액정 패널(10)은, 액정층을 사이에 두고 서로 대향하여 합착된 박막 트랜지스터 기판(12)과 컬러 필터 기판(14)으로 구성된다. 또한, 액정 패널(10)의 하면과 상면으로는 편광부재(16, 18)가 부착될 수 있다.
백라이트 유닛(20)은 반사 시트(21), 액정 패널(10)에 광을 제공하는 광원(23), 도광판(25), 복수 개의 광학 시트(27) 및 광원(23)을 지지하는 하우징(29)을 포함한다.
커버 바텀(30)은, 내부에 수납 공간이 형성되어 광원(23), 반사 시트(21), 도광판(25) 및 광학 시트(27)를 수납하는 동시에 가이드 패널(40)을 지지한다. 또한, 가이드 패널(40)은, 액정 패널(10)을 지지하기 위한 것으로서, 도 1에 도시된 바와 같이 액정 패널(10)을 지지하는 패널 지지부와 백라이트 유닛(20)을 감싸는 측벽으로 이루어질 수 있다. 상부 케이스(50)는 액정 패널(10)의 상면 가장자리 부분을 감싸는 동시에 가이드 패널(40) 및 커버 바텀(30)의 측면을 감싸도록 구성된다.
이러한 종래 디스플레이 장치의 구성에 있어서, 도광판(25)은 상기 광원(23)으로부터 입사하는 광을 액정 패널(10) 방향으로 출사하기 위한 것으로서 주로 PMMA(Poly Methyl MethAcrylate)나 PC(Poly Carbonate) 같은 고분자 소재로 형성된다. 이러한 도광판(25)은, 백라이트 유닛(20) 부품 중 측면 광원(23)에서 나오는 빛을, 손실을 최소화하면서 상면 방향으로 고르게 분산함으로써 면 광원으로 만들어야 하는 핵심 부품이다.
그런데, 기존에 도광판(25)에 주로 사용하는 물질인 PMMA 등은 고온에서 형태가 변형되고 유해한 휘발성 유기화합물 등이 발생하는 문제점이 있다. 그리고, 열팽창 계수(CTE ; Coefficient of Thermal Expansion)가 약 50 ~ 100×10-6/K 로 높아, 액정 패널(10)의 비표시 영역인 베젤(bezzel) 부분의 폭을 감소시키는 데 한계가 있다. 뿐만 아니라, 고분자인 관계로 기계적 강도가 낮아 이를 보강하기 위한 금속 프레임인 가이드 패널(40)을 추가로 이용하고 있다. 또한, PMMA는 백라이트 유닛(20) 내부에서 광학 특성을 발휘하기 위해 적어도 3.5 mm의 두께가 필요하여, LCD(1)의 박형화에 한계가 되고 있다.
따라서, 사용 과정에서 고온 환경이 조성되더라도 변형이 되지 않고 유독한 기체가 발생하지 않는 등 고온 안정성을 가지고, 열팽창 계수가 낮으며, 기계적 강도가 높아 금속 프레임 등을 필요로 하지 않고, 디스플레이 장치 박형화에 유리한 도광판 및 그 제조 기술이 요구되고 있다.
근래에는, 도광판의 재료로 유리를 적용한 신규 제품에 대한 검토가 활발히 진행되고 있다. 일반적으로 유리는 기존의 고분자 소재와 비교하여 기계적 물성, 열적 내구성이 우수하지만 소재 자체의 특성상 고분자 대비 광흡수가 커서 백라이트 유닛의 빛을 색 변화없이 균일하게 전 면적으로 전달하는 데 어려움이 있다.
특히, 유리 도광판에서의 색차 개선은 매우 중요한 문제이다. 도광판은, 앞서 설명한 바와 같이, 도광판의 측면에 광원이 위치하여 빛이 도파하게 되는데, 유리 도광판의 경우, 유리 내에 존재하는 전이 금속 이온의 광흡수 등으로 인하여, 광원에서 나온 빛이 색 변화 없이 균일하게 전달하는데 어려움이 있다. 즉, 유리 도광판의 경우, 광원으로부터 가까운 부분의 색상과 광원으로부터 먼 부분의 색상이, 도광판 내부의 흡광 요소에 의해 차이가 발생할 수 있으며, 이를 색차라고 한다. 유리 도광판에서는 기존의 고분자 도광판에 비하여 이러한 색차가 두드러지는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 기계적 물성 및 열적 내구성 등이 확보되면서도 색차가 효과적으로 감소될 수 있는 유리 도광판 및 이를 포함하는 백라이트 유닛과 디스플레이 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유리 도광판은, 일측에 구비된 광원으로부터 입사된 광을 상부 방향으로 출사하는 유리 도광판으로서, 상면과 하면을 갖는 플레이트 형태로 형성되며 유리 재질로 구성된 도광부; 및 상기 도광부의 하면에 프린팅되며, 일측에서 타측 방향으로 배열된 다수의 단위열 패턴으로 구성되고, 적어도 일부의 단위열 패턴은 패턴 잉크에 다수의 나노 입자가 분산된 형태로 구성된 패턴부를 포함한다.
여기서, 상기 패턴부는, 적어도 2개의 단위열 패턴 사이에 상기 나노 입자의 분산 농도차가 형성되도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 패턴부는, 적어도 일부분에 있어서, 일측에 위치한 단위열 패턴보다 타측에 위치한 단위열 패턴에 대하여, 상기 나노 입자의 분산 농도가 크도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 패턴부는, 일측에서 타측 방향으로 갈수록, 모든 단위열 패턴에 대하여, 상기 나노 입자의 분산 농도가 점차 증가하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 패턴부는, 적어도 1개 이상의 인접하는 단위열 패턴끼리 단위군 패턴을 형성하여, 동일한 단위군 패턴 내의 단위열 패턴 사이에는 나노 입자의 분산 농도차가 서로 소정 범위 이내가 되도록 구성되고, 서로 다른 단위군 패턴 사이에는 나노 입자의 분산 농도차가 서로 소정 범위 이상이 되도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 패턴부는, 서로 다른 단위군 패턴 사이에는 나노 입자의 분산 농도가 일측에서 타측 방향으로 갈수록 점차 증가하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 패턴부는, 모든 단위열 패턴 사이의 수평 거리가 서로 동일하게 구성될 수 있다.
또한, 상기 나노 입자는, 금속 또는 금속산화물 재질로 구성될 수 있다.
또한, 상기 금속은, 금, 은 및 구리 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 금속산화물은, 산화 알루미늄 및 산화 구리 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 나노 입자는, 평균 입경이 40nm 이상 150nm 이하일 수 있다.
또한, 상기 나노 입자는, 500nm 내지 700nm의 파장대에서 흡광이 이루어지도록 구성될 수 있다.
또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 백라이트 유닛은, 본 발명에 따른 유리 도광판을 포함할 수 있다.
또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 디스플레이 장치는, 본 발명에 따른 유리 도광판을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 디스플레이 장치의 백라이트 유닛 등에 사용될 수 있는 유리 재질의 도광판이 제공됨으로써, 종래의 고분자 재질의 도광판에 비해 고온 안정성이 우수하고 기계적 물성 및 열적 내구성 등이 향상될 수 있다.
더욱이, 이러한 유리 도광판의 경우, 도광판 자체의 두께를 얇게 할 수 있고, 유리의 낮은 열팽창 계수로 인해 외부의 온도 변화에 대한 팽창율이 작아 변형이 거의 없다. 따라서, 이러한 유리를 이용한 도광판은 베젤 부분의 폭을 감소시키는데 유리하다.
또한, 본 발명에 따른 유리 도광판의 경우, 화학적으로 강화시킨 유리가 사용될 수 있는데, 이 경우 유리의 강성이 크므로 기존 디스플레이 장치에서 강성을 보강하기 위해 이용되던 커버 바텀이나, 이를 대체하는 ACM(aluminum composite material) 또는 GCM 백 커버(back cover) 등의 삭제가 가능하다.
특히, 본 발명에 따른 유리 도광판의 경우, 색차가 효과적으로 감소될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 유리 도광판의 경우, 광원에서 나와 입광면으로 입사된 빛이 도광판의 전체 출광면에 대하여 큰 색변화 없이 균일하게 전달될 수 있다.
더욱이, 본 발명의 경우, 종래 광원의 빛을 산란 내지 굴절, 반사시키기 위해 이용되던 패턴 잉크에 직접적인 처리를 가함으로써 색차 개선 효과가 달성될 수 있다. 그러므로, 색차 개선을 위해 별도의 구조물을 추가할 필요가 없으므로, 이로 인한 두께나 무게 증가, 구조 및 공정 복잡화, 생산성 저하 등의 문제를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 경우, 패턴 잉크에 컬러 잉크로 직접적인 염색을 하는 것이 아니므로, 지속적인 광노출로 인해 컬러 잉크가 변색되는 문제점 등이 발생하지 않을 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 유리 도광판의 경우, 청색 계열의 파장을 갖는 빛이 보완될 수 있다. 더욱이, LCD와 같은 디스플레이 장치의 광원으로 LED를 이용하는 경우, 본 발명에 따른 유리 도광판은 황색 계열의 빛을 일부 흡수하여 청색 계열의 빛이 보완되도록 할 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 종래 기술에 따른 LCD의 일부분에 대한 개략적인 단면도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 유리 도광판의 일부 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 3 및 도 4는, 본 발명의 서로 다른 실시예에 따른 패턴부 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 5는, 도 2의 A 부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 7은, 본 발명의 여러 실시예 및 비교예에 대한 도광 거리에 따른 색 변화(Cy)를 측정한 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 유리 도광판(100)의 일부 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 유리 도광판(100)은, 도광부(110) 및 패턴부(120)를 포함할 수 있다.
상기 도광부(110)는, 2개의 넓은 면을 갖는 플레이트 형태로 형성되며, 눕혀진 상태에서 상면과 하면을 갖는다. 더욱이, 본 발명에 따른 유리 도광판(100)의 경우, 이러한 도광부(110)가 유리 재질로 구성된다.
본 발명의 유리 도광판(100)에 적용되는 도광부(110)는, 특정 유리 조성으로 한정되지 않는다. 즉, 본 발명의 유리 도광판(100)에서 상기 도광부(110)는, 다양한 유리 조성을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 도광부(110)는, 유리 조성으로서 SiO2, B2O3, Al2O3, Li2O, Na2O, K2O, MgO, ZrO2, ZnO, CaO 및/또는 SnO2 등을 함유할 수 있다. 이를테면, 상기 도광부(110)는, SiO2 65 ~ 85 wt%, B2O3 5 ~ 20 wt%, Al2O3 0 ~ 5 wt%, R2O 1 ~ 7 wt% (여기서 R은 Li, Na 및 K 중 적어도 어느 하나)를 함유할 수 있다.
이 밖에도, 본 발명에 따른 유리 도광판(100)의 도광부(110) 조성으로서, 본 발명의 출원 시점에 공지된 다양한 유리 조성, 특히 도광판으로 이용되는 다양한 유리 조성이 채용될 수 있다.
본 발명에 따른 유리 도광판(100)의 경우, 도광부(110)의 주요 소재가 유리이기 때문에, PMMA, PC, PS(Poly Styrene), MS(Methyl methacrylate-co-styrene) 등의 폴리머 계열의 도광판에 비해 기계적 물성 및 열적 내구성이 안정적으로 확보될 수 있다.
상기 패턴부(120)는, 도광부(110)의 표면에 프린팅될 수 있다. 더욱이, 상기 패턴부(120)는, 입광면 이외의 부분, 특히, 적어도 도광판의 하면에 위치될 수 있다. 즉, 도 2의 구성에 도시된 바와 같이, 광원이 도광부(110)의 좌측에 위치하여 수평 방향으로 빛을 입사시키는 경우, 도광부(110)의 입광면은 좌측면이라 할 수 있고, 패턴부(120)는, 도광부(110)의 하면에 형성될 수 있다.
상기 패턴부(120)는, 다수의 단위열 패턴을 구비할 수 있다. 그리고, 이러한 다수의 단위열 패턴은, 일측에서 타측 방향으로 상호 간 서로 이격된 형태로 배열될 수 있다.
예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 패턴부(120)는, 다수의 단위열 패턴(e1, e2, e3, e4, e5, e6)이 입광 영역인 좌측에서 반입광 영역인 우측 방향으로 상호 간 소정 거리 이격되게 배치될 수 있다.
이때, 각각의 단위열 패턴은, 하나 또는 그 이상의 단위 패턴으로 구성될 수 있다. 이에 대해서는, 도 3 및 도 4를 참조하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
도 3 및 도 4는, 본 발명의 서로 다른 실시예에 따른 패턴부(120) 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
먼저, 도 3을 참조하면, 사각 플레이트 형태로 구성된 도광부(110)의 하면에 패턴부(120)가 구비되고, 이러한 패턴부(120)는 6개의 단위열 패턴으로 구성된다(e1, e2, e3, e4, e5, e6). 여기서, 각각의 단위열 패턴은, 일 방향으로 길게 연장된 형태로 구성될 수 있다. 즉, 각각의 단위열 패턴은, 도광판의 전방 측 단부에서 후방 측 단부까지 연속하여 프린팅된 막대형으로 구성될 수 있다. 그리고, 이러한 막대형 단위열 패턴은, 도광부(110)의 입광 영역인 좌측에서 우측 방향으로 서로 평행하게 배열될 수 있다.
다음으로, 도 4를 참조하면, 도 3의 구성과 마찬가지로 패턴부(120)가 e1~e6의 6개의 단위열 패턴으로 구성되되, 도 3의 구성과 달리, 각각의 단위열 패턴은 다수의 단위 패턴(e0)을 포함한다. 예를 들어, 도 4의 구성에 도시된 바와 같이, e1~e6 단위열 패턴 모두, 각각 7개의 단위 패턴(e0)으로 구성될 수 있다. 이때, 각각의 단위 패턴(e0)은, 도광판의 하부에서 상부 방향으로 바라본 형태가 원 형상으로 구성될 수 있다.
특히, 도 4와 같이, 하나의 단위열 패턴에 다수의 단위 패턴이 포함된 경우, 단위 패턴의 개수는 유리 도광판(100)의 일측에 구비된 광원의 개수에 대응되게 구성될 수 있다. 예를 들어, 광원의 개수가 7개인 경우, 각각의 단위열 패턴은 이와 동일하게 7개의 단위 패턴을 구비하도록 구성될 수 있다. 이 경우, 유리 도광판(100)에는, 총 42개의 단위 패턴이 포함될 수 있다.
이 밖에, 단위열 패턴은 다양한 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 1개의 단위열 패턴은 다수의 단위 패턴으로 구성되되, 각 단위 패턴은, 도광판의 하부에서 상부 방향으로 바라본 형태가 도 4의 구성과 달리 타원 형태나 사각 형태로 구성될 수 있다.
또한, 도 2의 구성에서, 상기 단위열 패턴 각각은, 외측 표면, 즉 하측 표면이 평평한 형태로 구성되어 있으나, 외측 표면은 요철 형태로 형성될 수도 있다. 또한, 도 4의 구성과 달리, 하나의 단위열 패턴은, 7개의 단위 패턴이 아닌, 다른 개수의 단위 패턴을 구비하도록 구성될 수 있다.
한편, 도 3 및 도 4에서는, 하나의 도광판에 6개의 단위열 패턴이 포함된 형태로 도시되어 있으나, 이는 일례에 불과할 뿐, 본 발명이 이러한 단위열 패턴의 특정 개수로 한정되는 것은 아니다.
상기 단위열 패턴은, 적어도 일부가 패턴 잉크에 다수의 나노 입자가 분산된 형태로 구성될 수 있다. 이에 대해서는, 도 5를 추가 참조하여 보다 구체적으로 살펴보도록 한다.
도 5는, 도 2의 A 부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 5를 참조하면, 상기 단위열 패턴은, 패턴 잉크(P)에 다수의 나노 입자(N)가 분산된 형태로 구성될 수 있다.
상기 패턴 잉크는, 유기 용제와 경화제를 포함할 수 있다. 여기서, 본 발명의 패턴부(120)에 포함되는 유기 용제와 경화제는, 도광판에 프린팅되는 패턴 잉크로서 본 발명의 출원 시점에 공지된 다양한 재료가 이용될 수 있다. 예를 들어, 패턴부(120)에 포함되는 유기 용제는 석유계 용제가 이용될 수 있다. 또한, 패턴부(120)에 포함되는 경화제는 하나 이상의 폴리머를 포함할 수 있다. 예를 들어, 패턴부(120)에는 경화제로서 폴리아미드 수지 및/또는 에폭시 수지가 포함될 수 있다. 이 경우, 본 발명에 따른 패턴 잉크는, 폴리머가 주요 성분으로 포함된다는 측면에서 폴리머 코팅층이라 할 수 있다. 또한, 패턴 잉크는, 최종적으로는 유기 용제와 경화제가 도광부(110)의 표면에 도포된 후 경화된 형태로 존재할 수 있다.
상기 패턴 잉크는, 다양한 크기로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 패턴 잉크는, 각 단위열 패턴의 폭(도 5에서 단위열 패턴의 좌우 방향 길이)이 100um 내지 200um가 되도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 패턴 잉크는, 각 단위열 패턴의 높이(도 5에서 단위열 패턴의 상하 방향 길이)가 50um 내지 150um가 되도록 구성될 수 있다.
상기 나노 입자는, 패턴 잉크에 분산될 수 있다. 즉, 패턴부(120)는, 모재라 할 수 있는 폴리머 코팅층에 다수의 나노 입자가 분산된 형태로 구성될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 폴리머 코팅층에 분산된 나노 입자로 인해, 소정 파장대의 빛이 흡광될 수 있다. 그리고, 이러한 흡광을 통해, 유리 도광판(100)의 거리별 색차가 개선되고, 색도를 변화시킬 수 있다.
상기 나노 입자는, 크기가 증가할수록 흡수 파장대가 장파장대로 이동할 수 있다. 따라서, 상기 나노 입자의 크기는, 제어하고 싶은 색에 따라 선택적으로 이용될 수 있다.
바람직하게는, 상기 나노 입자는, 금속 또는 금속산화물 재질로 구성될 수 있다.
여기서, 나노 입자를 구성하는 금속은, 금, 은 및 구리 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 나노 입자는, 금 나노 입자일 수 있다.
또한, 나노 입자를 구성하는 금속산화물은, 산화 알루미늄 및 산화 구리 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 유리 도광판(100)에서 보다 효율적인 색차 개선이 가능할 수 있다. 특히, 이러한 재질의 나노 입자의 경우, 표면 플라즈몬 공명 현상에 의한 특정 파장에서의 흡광 효과가 보다 안정적으로 달성될 수 있다. 또한, 이 경우, 유리 재질의 도광부(110)에 대하여 색차 제어가 보다 용이하게 이루어질 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 나노 입자는, 500nm 내지 700nm 파장대에서 흡광이 이루어지도록 구성될 수 있다. 더욱 바람직하게는, 상기 나노 입자는, 530nm 이상의 흡광 파장대를 가질 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 유리 도광판에 대하여, 나노 입자에 의한 500nm ~ 700nm 파장대에서의 흡광을 통하여 색좌표 상 마이너스(-) Cy 쉬프트(shift)를 야기하며, 이는 유리 도광판 적용 시 유리 내 전이 금속의 광흡광에 의하여 발생하는 플러스(+) Cy 쉬프트를 보상함으로써, 색차 개선 효과가 향상될 수 있다.
상기 나노 입자는, 평균 입경이 5nm 내지 200nm일 수 있다. 특히, 상기 나노 입자는, 평균 입경이 10nm 이상일 수 있다. 더욱이, 상기 나노 입자는, 평균 입경이 40nm 이상일 수 있다. 또한, 상기 나노 입자는, 평균 입경이 150nm 이하일 수 있다. 더욱이, 상기 나노 입자는, 100nm 이하일 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 나노 입자, 이를테면 금 나노 입자의 표면 플라즈몬 공명 효과가 최대화될 수 있다. 파장대 별 광학밀도를 나타내는 흡광도 그래프에서, 나노 입자의 크기가 증가함에 따라 가장 높은 흡광도를 보이는 파장이 점점 장파장대로 이동하는데, 상기와 같은 나노 입자 크기 구성에 의하면, 가장 높은 흡광도를 보이는 파장이 보다 명확하게 식별될 수 있다.
더욱이, 이와 같은 입자 크기를 갖는 경우, 흡광 파장대를 530nm 이상 확보하는 것이 보다 용이해져, 유리 도광판(100)에서의 색차 개선 효과가 보다 향상될 수 있다. 또한, 입자 크기가 커질수록 단파장대에서 흡광도가 점점 낮아지기 때문에, 장파장대에서 흡광에 따른 색차 제어가 더욱 효과적으로 이루어질 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 유리 도광판(100)에서, 상기 패턴부(120)는, 적어도 2개의 단위열 패턴 사이에 나노 입자의 분산 농도차가 형성되도록 구성될 수 있다. 여기서, 분산 농도란, 패턴 잉크층의 단위 부피당 분산된 나노 입자의 부피비를 나타낸다고 할 수 있다. 즉, 패턴부(120)는, 서로 다른 단위열 패턴에 포함된 나노 입자의 양이 서로 다르게 구성될 수 있다.
예를 들어, 도 2의 구성에서, e1 내지 e6로 표시된 6개의 단위열 패턴 중, 적어도 둘 이상의 단위열 패턴은 나노 입자의 분산 농도가 서로 다르도록 구성될 수 있다. 이를테면, 도 2에서, e3 단위열 패턴과 e4 단위열 패턴은, 나노 입자의 분산 농도가 서로 다르게 구성될 수 있다.
특히, 상기 패턴부(120)는, 적어도 일부분에 있어서, 일측에 위치한 단위열 패턴보다 타측에 위치한 단위열 패턴에 대하여, 나노 입자의 분산 농도가 크게 구성될 수 있다.
여기서, 일측은, 광원이 위치한 측을 의미하고, 타측은 그 반대 측을 의미한다고 할 수 있다. 예를 들어, 도 2의 구성에서, e1과 e2를 살펴볼 때, 광원은 유리 도광판(100)의 좌측에 위치하므로, 상대적으로 좌측에 위치한 e1이 일측에 위치한 단위열 패턴이고, 상대적으로 우측에 위치한 e2가 타측에 위치한 단위열 패턴이라 할 수 있다. 따라서, 만일 e1과 e2 사이에 나노 입자의 분산 농도차가 형성된다면, e1에 비해 e2의 나노 입자의 분산 농도가 더 크게 구성되도록 할 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 유리 도광판(100)의 적어도 일부분에 있어서, 도광 거리의 차이에 따라 나노 입자의 분산 농도가 다르게 구성될 수 있다. 특히, 도광 거리가 증가할 때 나노 입자의 분산 농도도 증가하도록 구성될 수 있다. 따라서, 광원으로부터 유리 도광판(100)의 측면으로 빛이 입사하여 유리 도광판(100)의 상방으로 출사하는 경우, 출사광에 대하여 도광 거리의 변화에 따라 색차가 발생하는 문제를 감소시킬 수 있다.
더욱이, 상기 패턴부(120)는, 일측에서 타측 방향으로 갈수록, 모든 단위열 패턴에 대하여, 나노 입자의 분산 농도가 점차 증가하도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 도 4의 구성에서, 유리 도광판(100)에 일측에서 타측 방향으로 6개의 단위열 패턴(e1~e6)이 구비된 경우, 각 단위열 패턴에 대한 나노 입자의 분산 농도는 다음과 같은 관계를 갖도록 구성될 수 있다.
e1<e2<e3<e4<e5<e6.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 모든 단위열 패턴 사이에 나노 입자의 분산 농도차가 존재하므로, 유리 도광판(100)의 전체 면에 대하여 색차가 발생하는 문제를 크게 감소시킬 수 있다.
한편, 이와 같이, 각 단위열 패턴마다 나노 입자의 분산 농도를 달리하는 구성에 있어서, 하나의 단위열 패턴을 구성하는 다수의 단위 패턴은 모두 동일한 분산 농도를 갖도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 4의 구성에서, e1 단위열 패턴에 포함된 7개의 단위 패턴은 모두 동일한 분산 농도를 갖도록 구성될 수 있다.
유리 도광판(100)의 입광부 측에서는 동일한 선광원이 들어올 수 있으므로, 동일한 열에서는 색차가 발생하지 않는다고 할 수 있다. 따라서, 동일한 열에서의 나노 입자 분산 농도는 모두 같도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 패턴부(120)는, 적어도 1개 이상의 인접하는 단위열 패턴끼리 단위군 패턴을 형성할 수 있다. 이때, 동일한 단위군 패턴 내의 단위열 패턴 사이에는 나노 입자의 분산 농도차가 서로 소정 범위 이내가 되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 동일한 단위군 패턴 내의 단위열 패턴 사이에는 나노 입자의 분산 농도가 서로 동일하게 구성될 수 있다. 그리고, 이 경우, 서로 다른 단위군 패턴 사이에는 나노 입자의 분산 농도차가 서로 소정 범위 이상이 되도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 도 4에 도시된 구성에서, 인접하는 2개의 단위열 패턴끼리 하나의 단위군 패턴으로 구성할 수 있다. 즉, e1과 e2를 제1 단위군 패턴, e3와 e4를 제2 단위군 패턴, e5와 e6를 제3 단위군 패턴으로 구성할 수 있다.
이러한 구성에서, 서로 동일한 단위군 패턴 사이에는, 나노 입자의 분산 농도차가 일정 수준 이하, 이를테면 0이 되도록 구성될 수 있다. 그리고, 서로 다른 단위군 패턴 사이에는 서로 나노 입자의 분산 농도가 다르도록 구성될 수 있다.
특히, 상기 패턴부(120)는, 서로 다른 단위군 패턴 사이에서, 일측에서 타측 방향으로 갈수록 각 단위군 패턴의 나노 입자의 분산 농도가 점차 증가하도록 구성될 수 있다.
이 경우, 제1 단위군 패턴에 속한 단위열 패턴 상호 간, 제2 단위군 패턴에 속한 단위열 패턴 상호 간 및 제3 단위군 패턴에 속한 단위열 패턴 상호 간은, 각각 서로 분산 농도가 동일하게 구성될 수 있다. 그리고, 상기 구성에서 일측에 위치한 제1 단위군 패턴(e1, e2)이 상대적으로 타측에 위치한 제2 단위군 패턴(e3, e4)보다 분산 농도가 작게 구성될 수 있다. 또한, 상대적으로 일측에 위치한 제2 단위군 패턴(e3, e4)이 상대적으로 타측에 위치한 제3 단위군 패턴(e5, e6)보다 분산 농도가 작게 구성될 수 있다.
이 경우, 6개의 단위열 패턴의 나노 입자의 분산 농도는, 다음과 같은 관계가 될 수 있다.
e1=e2<e3=e4<e5=e6.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 유리 도광판(100)에 대하여 개략적으로 나노 입자의 그라데이션이 형성되도록 하되, 다수의 단위열 패턴 간 분산 농도가 동일한 부분이 존재하므로, 공정상 효율성이 향상될 수 있다. 예를 들어, 도 4의 구성에서, 나노 입자가 분산된 하나의 패턴 잉크로서 적어도 2열 이상의 단위열 패턴이 코팅되도록 할 수 있다. 따라서, 매 열마다 나노 입자의 분산 농도를 달리 해야 하는 공정상 복잡성을 줄일 수 있다.
더욱이, 상기와 같이 둘 이상의 단위열 패턴을 하나의 단위군 패턴으로 구성하는 실시예에 있어서, 상기 패턴부(120)는, CIE1931(x, y) 색좌표상에서, y축 방향으로의 색차(ΔCy)가 0.001 미만인 거리 내에 있는 단위열 패턴에 대해서는 서로 동일한 단위군 패턴이 되도록 구성될 수 있다. 이 경우, 0.001 미만의 색차를 갖는 거리 안에서는 동일한 농도의 나노 입자가 분산된다고 할 수 있다.
예를 들어, 도 4의 구성에서, 6열의 단위열 패턴이 프린팅될 위치에서, e1이 프린팅되는 위치와 e2가 프린팅되는 위치 사이의 색차가 0.001 미만이 되는 거리만큼 e1과 e2가 이격되어 있다면, e2는 e1과 동일한 단위군 패턴이 될 수 있다. 반면, e1 위치와 e3 위치 사이의 색차가 0.001 이상이 되는 거리만큼 e1과 e3가 이격되어 있다면, e3는 e1과 동일한 단위군 패턴이 될 수 없다. 이 경우, e3는 새로운 단위군 패턴을 구성하고, e3 위치와 색차가 0.001 미만인 단위열 패턴이 있는지 확인될 수 있다. 만일, e4 위치가 e3 위치와 0.001 미만의 색차를 갖는다면, e3와 e4는 서로 동일한 단위군 패턴이 될 수 있다. 그러나, e5 위치가 e3 위치와 0.001 이상의 색차를 갖는다면, e5는 e3와 동일한 단위군 패턴을 형성하지 않고, 새로운 단위군 패턴을 형성할 수 있다. 그리고, e6 위치가 e5 위치와 0.001 미만의 색차를 갖는 경우, e5와 e6는 서로 동일한 단위군 패턴을 형성할 수 있다.
또는, 상기 패턴부(120)에 포함된 다수의 단위열 패턴에 대하여, 광원에 가까운 일부 단위열 패턴에 대해서는, 나노 입자의 분산 농도를 동일하게 하고, 그 이후의 단위열 패턴들에 대해서는, 나노 입자의 분산 농도가 점차 증가하도록 구성될 수도 있다.
예를 들어, 도 4의 구성에서, e1~e6의 단위열 패턴에 대하여, 나노 입자의 분산 농도가 다음과 같은 관계가 되도록 구성될 수 있다.
e1=e2<e3<e4<e5<e6
바람직하게는, 상기 패턴부(120)는, 모든 단위열 패턴 사이의 수평 거리가 서로 동일하게 구성될 수 있다.
예를 들어, 도 3의 구성에서, 6개의 단위열 패턴(e1~e6)은 서로 나란하게 배치되며, 각 단위열 패턴 간 거리는 서로 동일하게 구성될 수 있다. 즉, e1 단위열 패턴과 e2 단위열 패턴 사이의 좌우 방향 거리는, e2 단위열 패턴과 e3 단위열 패턴 사이의 좌우 방향 거리와 서로 동일하게 구성될 수 있다. 그리고, 나머지 단위열 패턴 사이의 거리 또한, e1 단위열 패턴과 e2 단위열 패턴 사이의 거리와 동일한 거리만큼 상호 이격되게 구성될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 각 단위열 패턴 사이의 거리가, 광원으로부터 입사된 빛의 입사 방향을 따라 서로 동일하게 구성되기 때문에, 색차 제어가 보다 용이하게 이루어질 수 있다. 또한, 각 단위열 패턴 사이의 거리를 일정하게 하므로, 공정상 효율성이 향상될 수 있다.
여기서, 상기 패턴부(120)는, 단위열 패턴 사이가 패턴부(120)가 형성되지 않았을 때 또는 패턴부(120)에 나노 입자가 포함되지 않았을 때 1%의 색차 증가율을 갖는 거리만큼 이격된 경우, 일측에서 타측으로 갈수록(광원에서 멀어질수록) 단위열 패턴마다 나노 입자의 분산 농도가 0.015%씩 증가하도록 구성될 수 있다. 여기서, 색차 증가율은, CIE1931 좌표계에서 y축 방향의 색차 변화율이라 할 수 있으며, ΔCy로 표시될 수 있다.
예를 들어, 도 3의 구성에서, 각 단위열 패턴(e1~e6)에 대한 색도 Cy가 좌측에서 우측 방향으로 갈수록 1%씩 증가하는 경우, 각 단위열 패턴은 나노 입자의 분산 농도가 좌측에서 우측 방향으로 갈수록 0.015%P씩 증가하도록 구성될 수 있다. 즉, e1~e6의 단위열 패턴 사이의 색차가 1%가 되도록 상호 이격된 경우, e1의 나노 입자 분산 농도를 A%라 할 때, e2의 나노 입자 분산 농도는 (A+0.015)%, e3의 나노 입자 분산 농도는 (A+0.030)%, e4의 나노 입자 분산 농도는 (A+0.045)%, e5의 나노 입자 분산 농도는 (A+0.060)%, e6의 나노 입자 분산 농도는 (A+0.075)%가 되도록 구성될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 단위열 패턴 간 나노 입자의 분산 농도가 최적화되어, 단위열 패턴 간 발생할 수 있는 색차 변화를 최소화할 수 있다.
그리고, 이와 같은 관계를 바탕으로, 단위열 패턴 간 다른 색차 증가율에 대해서도, 나노 입자의 분산 농도 관계가 설정될 수 있다.
본 발명에 따른 유리 도광판(100)의 경우, 단위열 패턴 사이에 분산 밀도의 차이가 존재하고, 이러한 각 단위열 패턴의 분산 밀도는 유리 도광판(100)의 재질, 형태 등에 따라 다르게 설정될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 유리 도광판(100)의 경우, 먼저 실제 생산하고자 하는 유리 도광판(100)과 동일한 종류 및 형태, 크기, 패턴 잉크 등을 갖도록 도광판 샘플을 제조하되, 다만 이때 프린팅된 패턴 잉크에는 나노 입자가 포함되지 않도록 할 수 있다. 그리고, 이러한 도광판 샘플의 일측에서 광을 조사하여 도광판 샘플로 빛이 도파되도록 할 수 있다.
그리고, 도광판 샘플로부터 방출된 출사광의 도광 거리별 색차를 확인하고, 확인된 색차를 이용하여 각 단위열 패턴에 대한 나노 입자의 분산 농도가 결정되도록 할 수 있다.
상술한 본 발명에 따른 유리 도광판(100)은, 백라이트 유닛 및 디스플레이 장치에 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 백라이트 유닛은, 상술한 본 발명에 따른 유리 도광판(100)을 포함할 수 있다. 그리고, 본 발명에 따른 디스플레이 장치는, 본 발명에 따른 백라이트 유닛을 포함할 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 디스플레이 장치는, 본 발명에 따른 유리 도광판(100)을 포함할 수 있다.
도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다. 특히, 도 6은, 본 발명에 따른 백라이트 유닛이, LCD에 적용된 구성이라 할 수 있다.
도 6을 참조하면, 본 발명에 다른 디스플레이 장치는, 백라이트 유닛 및 액정 패널을 포함할 수 있다.
여기서, 백라이트 유닛은, 광원(200) 및 유리 도광판(100)을 포함할 수 있다.
상기 광원(200)은, 유리 도광판(100)의 일측에 구비되어, 빛을 조사하여 유리 도광판(100)에 입사되도록 할 수 있다. 예를 들어, 도 6의 도면에서, 상기 광원(200)은, 유리 도광판(100)의 좌측에 구비되어, 유리 도광판(100)의 좌측 모서리로 빛이 입사되도록 할 수 있다. 그리고, 입사된 빛은 도광판 내부를 경유하여 도광판의 상면을 통해 상부 방향으로 출사될 수 있다.
상기 광원(200)은, 빛을 발생시키는 구성요소로서, 종래 LCD의 백라이트 유닛 등에 채용되는 광원 등이 그대로 적용될 수 있다. 예를 들어, 상기 광원(200)은, 빛을 낼 수 있는 적어도 하나의 LED 칩과, 이러한 LED 칩을 수용하는 패키지를 포함할 수 있고, 이러한 광원은 회로기판 위에 배치되는 형태로 구성될 수 있다.
상기 유리 도광판(100)은, 광원(200)으로부터 방출된 광을 입광 측면으로 입사받아 출광면으로 출사할 수 있다. 즉, 유리 도광판(100)은, 광원으로부터 제공받은 광을 액정 패널(300)로 균일하게 공급할 수 있다.
특히, 상기 유리 도광판(100)은, 상술한 바와 같이 구성될 수 있다. 즉, 본 발명에 다른 디스플레이 장치의 백라이트 유닛에서, 유리 도광판(100)은, 상면과 하면을 갖는 플레이트 형태로 형성되며 유리 재질로 구성된 도광부(110), 및 도광부(110)의 하면에 프린팅되며 일측에서 타측 방향으로 배열된 다수의 단위열 패턴으로 구성되고 적어도 일부의 단위열 패턴은 패턴 잉크에 다수의 나노 입자가 분산된 형태로 구성된 패턴부(120)를 포함하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 유리 도광판(100)은, 광학 시트(130)를 더 포함할 수 있다. 광학 시트(130)는, 유리 도광판(100)의 상부에 배치되어, 도광부(110)로부터 전달되는 빛을 확산하고 집광할 수 있다. 이러한 광학 시트(130)는, 확산 시트, 프리즘 시트, 보호 시트 등을 포함할 수 있다.
여기서, 확산 시트는, 도광부(110)로부터 입사되는 빛을 분산시켜서 빛이 부분적으로 밀집되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 프리즘 시트는, 일면에 삼각 기둥 모양의 프리즘이 일정한 배열을 갖는 형태로 형성될 수 있고, 확산 시트 상에 배치되어 확산 시트로부터 확산된 빛을 액정 패널에 수직한 방향으로 집광하는 역할을 수행할 수 있다. 그리고, 보호 시트는, 프리즘 시트 위에 형성되어, 프리즘 시트의 표면을 보호하고, 광을 확산시켜서 빛의 분포를 균일하게 할 수 있다.
이 밖에도, 상기 유리 도광판(100)은, 도광부(110) 및 패턴부(120) 하부에 반사 시트(미도시)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 반사 시트는, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET: PolyEthylene Terephthalate) 등으로 이루어져 반사성을 가질 수 있으며, 그 한쪽 표면은 예를 들어, 티타늄 디옥사이드를 함유하는 확산층으로 코팅될 수 있다. 한편, 반사 시트는 예를 들어 은(Ag)과 같은 금속을 포함하는 재질로 형성될 수 있다.
상기 액정 패널(300)은, 액정층을 사이에 두고 서로 대향하여 합착된 박막 트랜지스터 기판과 컬러 필터 기판을 구비할 수 있다. 그리고, 이러한 액정 패널(300)의 상부와 하부에는 각각, 상부 편광 필름(310)과 하부 편광 필름(320)이 장착될 수 있다. 그 밖에도, 하부 편광 필름(320)의 하부에는 이중휘도향상필름(330)이 더 구비될 수도 있다.
상기 액정 패널(300)의 경우, 본 발명의 출원 시점에 공지된 다양한 액정 패널이 채용될 수 있으며, 본 발명이 이러한 액정 패널의 구체적인 종류나 구조에 의해 특별히 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 경우, 백라이트 유닛과 액정 패널(300)을 측면에서 감싸는 미들 캐비닛(400) 및 이들을 바닥면에서 지지하는 백 커버(500)를 더 포함할 수 있다. 이때, 미들 캐비닛(400)과 백 커버(500) 사이에는, 해당 공간으로 수분이 침투하는 것을 방지하기 위해 접착 필름(510)이 개재될 수 있다.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위해 실시예 및 비교예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
비교예
소정 넓이 및 1.1mm의 두께를 갖는 투명한 유리 재질의 도광판을 준비하고, 그 하면에 패턴 잉크로서 아크릴 수지를 포함하는 열경화성 고휘도 반사용 잉크를 사용하여 다수의 단위열 패턴이 프린팅되도록 하였다. 이때, 각 단위열 패턴은, 광원으로부터 거리가 100mm가 되는 지점부터, 상호 이격 거리가 100mm이고 두께(상하 방향 길이)가 100um가 되도록 좌우 방향으로 소정 거리 이격되게 도포되었다. 그리고, 각 단위열 패턴은, 직경 150um인 다수의 원형 단위 패턴이 유리 도광판의 전방측에서 후방측으로 소정 거리 이격되게 구비되도록 하였다.
실시예 1
상기 비교예와 동일한 크기 및 재질의 유리 도광판과 패턴 잉크를 준비하고, 비교예와 동일한 형태로 단위열 패턴이 프린팅되도록 하였다. 다만, 다수의 단위열 패턴에는 모두 동일한 농도(0.006 Vol%)로, 평균 입경 100nm 크기의 구형 금 나노 입자가 분산되도록 하였다.
실시예 2
상기 비교예와 대체로 동일한 형태로 구성하되, 유리 도광판의 좌측에서부터 세번째 위치(광원으로부터의 거리 300mm)한 단위열 패턴부터는, 나노 입자가 포함되도록 하였으며, 우측으로 갈수록 금 나노 입자의 분산 농도가 점차 높아지도록 하였다. 우측으로 갈수록 분산 농도의 증가량은, Cy값이 3% 증가 시 0.015%P씩 증가하는 비율이 되도록 하였다. 도광 거리에 따른 Cy값 변화를 토대로 계산하여, 300mm에서 0.005 vol%, 400mm에서 0.009 vol%의 나노 입자를 분산시켰다.
실시예 3
상기 실시예 2와 마찬가지로, 유리 도광판의 좌측에서부터 세번째 위치한 단위열 패턴부터 나노 입자가 포함되도록 하였으며, 우측으로 갈수록 금 나노 입자의 분산 농도가 점차 높아지도록 하였다. 다만, 실시예 2와 달리 분산 농도의 증가량은 Cy값이 2% 증가 시 0.015%P씩 증가하는 비율이 되도록 하였다. 즉, 300mm에서 0.008 vol%, 400mm에서 0.013 vol%의 나노 입자를 분산시켰다.
실시예 4
상기 실시예 2와 마찬가지로, 유리 도광판의 좌측에서부터 세번째 위치한 단위열 패턴부터 나노 입자가 포함되도록 하였으며, 우측으로 갈수록 금 나노 입자의 분산 농도가 점차 높아지도록 하되, 분산 농도의 증가량은 Cy값이 1% 증가 시 0.015%P씩 증가하는 비율이 되도록 하였다. 즉, 300mm에서 0.016 vol%, 400mm에서 0.027 vol%의 나노 입자를 분산시켰다.
상기 비교예 및 실시예 1~4에 대하여, 160℃에서 5분간 열처리하여 열경화시킨 후, UV Spectroscopy(lambada 950, Perkin-Elmer 사)를 이용하여 흡광 계수를 측정하였다. 그리고, 측정된 흡광 계수를 통하여 100mm 내지 400mm의 도광 거리 범위에서 색 변화를 계산하고, 그 결과를 도 7에 나타내었다.
즉, 도 7은, 본 발명의 여러 실시예 및 비교예에 대한 도광 거리에 따른 색 변화(Cy)를 측정한 그래프이다.
도 7을 참조하면, 먼저 비교예의 경우, 100mm, 200mm, 300mm, 400mm로 도광 거리가 점차 증가함에 따라, 즉 광원으로부터 거리가 멀어짐에 따라, Cy값이 크게 높아진다는 것을 알 수 있다. 예를 들어, 도광 거리가 100mm인 경우 Cy값은 대략 0.2305인데, 도광 거리가 400mm인 경우 Cy값은 대략 0.2347로서, 300mm의 도광 거리 차이에 대략 0.004 이상의 색차(ΔCy)가 발생함을 알 수 있다. 그러므로, 나노 입자가 분산되지 않은 일반적인 패턴 잉크를 사용한 비교예는, 도광 거리에 따라 색 변화가 심하게 일어난다는 것을 알 수 있다.
다음으로, 실시예 1의 경우, 도광 거리가 점차 증가함에 따라, Cy값이 높아지기는 하나, 비교예에 비해 Cy값이 전반적으로 낮아짐을 알 수 있다. 즉, 실시예 1의 경우, 각 도광 거리마다 비교예에 비해 Cy값이 낮게 측정되고 있다. 예를 들어, 100mm의 도광 거리에서 Cy값은 대략 0.2287 정도이고, 400mm의 도광 거리에서 Cy값은 대략 0.2329 정도이다. 따라서, 100mm 및 400mm의 도광 거리에서 대략 0.2305 및 0.2347의 Cy값을 보이는 비교예보다 Cy값이 약 0.0018 정도 낮게 나타난다고 할 수 있다. 그러므로, 나노 입자가 도광 거리마다 변화하지 않고 균일하게 분산된 실시예 1의 경우, y축 방향 색도(Cy)에 있어서 음의 방향(-Cy)으로 쉬프트(shift)가 일어난다고 할 수 있다.
이 경우, LCD 모듈의 색 측면에서 이점을 가질 수 있다. 통상적으로, LCD 모듈에 유리 도광판이 설치된 경우, 도광판을 통과하면 y축에서 양의 방향으로, 즉 +Cy로 쉬프트가 발생할 수 있다. 하지만, 상기 실시예 1과 같이, -Cy로 쉬프트가 일어나도록 하면, +Cy로 쉬프트가 발생한 것에 대한 보상이 이루어질 수 있다.
또한, 실시예 2의 경우, 도광 거리가 증가함에 따라, Cy값이 전반적으로 증가하는 경향을 보이고는 있으나, 비교예나 실시예 1에 비해 Cy값의 상승률이 크게 낮아졌음을 알 수 있다. 즉, 실시예 2의 경우, 나노 입자의 분산 농도차가 존재하지 않는 100mm 및 200mm의 도광거리까지는 Cy값에 있어서 비교예와 큰 차이를 보이고 있지 아니하나, 300mm 및 400mm로 갈수록 비교예에 비해 상승폭이 낮아져 비교예보다 Cy값이 크게 낮아지고 있다. 예를 들어, 실시예 2에서 도광 거리가 400mm인 경우, Cy값은 대략 0.2327로서, 비교예의 같은 도광 거리에서의 Cy값인 0.2347에 비해 약 0.002 정도 크게 낮아짐을 알 수 있다.
또한, 실시예 3의 경우에도, 도광 거리가 증가함에 따라, Cy값의 상승률이 비교예에 비해 크게 낮아짐을 알 수 있다. 더욱이, 실시예 3의 경우, 도광 거리가 300mm 및 400mm로 갈수록, 비교예는 물론이고, 실시예 2보다도 낮은 Cy값을 보이고 있다. 예를 들어, 실시예 3에서 도광 거리가 400mm인 경우 Cy값은 대략 0.2325로서, 비교예의 0.2347 및 실시예 2의 0.2327에 비해 낮은 값을 보이고 있다. 그러므로, 실시예 3의 경우, 도광 거리가 증가할수록 나타나는 색차 변화율이 더욱 낮아졌음을 알 수 있다.
더욱이, 실시예 4의 경우에는, 도광 거리가 증가함에도, Cy값이 크게 증가하지 않고 있다. 즉, 실시예 4의 경우, 도광 거리가 100mm, 200mm, 300mm, 400mm로 증가함에도, Cy값이 모두 대략 0.2305(±0.0005) 정도를 나타내고 있어, 도광 거리 간 색 변화가 거의 없는 것으로 나타나고 있다. 그러므로, 이러한 측정 결과로부터, 실시예 4와 같은 농도 증가율로 도광 거리 증가에 따라 나노 입자의 분산 농도를 증가시킨다면, 색차 개선 효과가 더욱 현저하게 향상됨을 알 수 있다.
이와 같은 측정 결과를 살펴보면, 도광 거리 증가에 따라 나노 입자의 분산 농도를 증가시키는 경우, 색차가 보다 개선될 수 있음을 알 수 있다.
더욱이, 실시예 2에서 실시예 4로 갈수록, 분산 농도가 더 높아지도록 구성되었는데, 이로 인해 색차 변화율이 점차 낮아져 색차 개선 효과가 더욱 높아졌음을 알 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나 본발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
한편, 본 명세서에서 상, 하, 좌, 우, 전, 후와 같은 방향을 나타내는 용어가 사용된 경우, 이러한 용어들은 상대적인 위치를 나타내는 것으로서 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 대상이 되는 사물의 위치나 관측자의 위치 등에 따라 달라질 수 있음은 본 발명의 당업자에게 자명하다.
100: 유리 도광판
110: 도광부
120: 패턴부
130: 광학 시트
200: 광원
300: 액정 패널
310: 상부 편광 필름, 320: 하부 편광 필름, 330: 이중휘도향상필름
400: 미들 캐비닛
500: 백 커버

Claims (14)

  1. 일측에 구비된 광원으로부터 입사된 광을 상부 방향으로 출사하는 유리 도광판에 있어서,
    상면과 하면을 갖는 플레이트 형태로 형성되며 유리 재질로 구성된 도광부; 및
    상기 도광부의 하면에 프린팅되며, 일측에서 타측 방향으로 배열된 다수의 단위열 패턴으로 구성되고, 적어도 일부의 단위열 패턴은 패턴 잉크에 다수의 나노 입자가 분산된 형태로 구성된 패턴부
    를 포함하며,
    상기 패턴부는, 입광 영역에서 반입광 영역 방향으로 상호 간 이격되게 배치된 적어도 2개의 단위열 패턴 사이에, 상기 나노 입자의 분산 농도에 차이가 형성되도록 구성된 것을 특징으로 하는 유리 도광판.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 패턴부는, 적어도 일부분에 있어서, 일측에 위치한 단위열 패턴보다 타측에 위치한 단위열 패턴에 대하여, 상기 나노 입자의 분산 농도가 큰 것을 특징으로 하는 유리 도광판.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 패턴부는, 일측에서 타측 방향으로 갈수록, 모든 단위열 패턴에 대하여, 상기 나노 입자의 분산 농도가 점차 증가하도록 구성된 것을 특징으로 하는 유리 도광판.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 패턴부는, 적어도 1개 이상의 인접하는 단위열 패턴끼리 단위군 패턴을 형성하여, 동일한 단위군 패턴 내의 단위열 패턴 사이에는 나노 입자의 분산 농도차가 서로 소정 범위 이내가 되도록 구성되고, 서로 다른 단위군 패턴 사이에는 나노 입자의 분산 농도차가 서로 소정 범위 이상이 되도록 구성된 것을 특징으로 하는 유리 도광판.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 패턴부는, 서로 다른 단위군 패턴 사이에는 나노 입자의 분산 농도가 일측에서 타측 방향으로 갈수록 점차 증가하도록 구성된 것을 특징으로 하는 유리 도광판.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 패턴부는, 모든 단위열 패턴 사이의 수평 거리가 서로 동일하게 구성된 것을 특징으로 하는 유리 도광판.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 나노 입자는, 금속 또는 금속산화물 재질로 구성된 것을 특징으로 하는 유리 도광판.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 금속은, 금, 은 및 구리 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 도광판.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 금속산화물은, 산화 알루미늄 및 산화 구리 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 도광판.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 나노 입자는, 평균 입경이 40nm 이상 150nm 이하인 것을 특징으로 하는 유리 도광판.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 나노 입자는, 500nm 내지 700nm의 파장대에서 흡광이 이루어지도록 구성된 것을 특징으로 하는 유리 도광판.
  13. 제1항, 제3항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 유리 도광판을 포함하는 백라이트 유닛.
  14. 제1항, 제3항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 유리 도광판을 포함하는 디스플레이 장치.
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