We proposed new light guide panel (LGP) fabrication method exploiting laser-processed inner scatterers and surface pattern. The proposed method has achieved LGP performance improvement in both brightness and uniformity. The inner scatterers and surface pattern of grid type were fabricated with a 2nd harmonic Nd:YAG pulse laser engraving system and a $CO_2$ laser scanning system, respectively. In the implementation of LGP, inner scatterers was arranged in accordance with linear or curved pattern with changing density and surface pattern was engraved on the surface of an inner-scatterers embedded LGP. The increase of scatterers' density and the use of surface patterns in both linear and curved pattern provided high luminance and uniformity enhancement. While thecurved pattern incorporated with increased scatterers' density and surface patterns yielded brightness improvement with preserving good uniformity, the linear pattern showed highly localized brightness near the light entrance of the LGP. We can also observe that the uniformity was mainly determined by pattern of inner scatterers, and the brightness was improved by the higher density and the utilization of surface patterns. From the results, the use of laser-processed inner and surface patterns can be a potential alternative for efficient and simple LGP fabrication method.
본 논문에서는 도광판(LGP, Light Guide Panel)의 미세먼지 세정을 위해 건식 점착롤 제진과 코로나 대전을 이용한 제전(ESD, electrostatic discharge) 방식을 적용한 건식 세정 장치를 개발한다. 이를 위해 점착롤 제진과 제전 방식을 혼합 적용할 수 있는 세정 메커니즘을 설계하고, LGP를 자동으로 로딩/언로딩 및 이송할 수 있는 장치를 설계하고 구현한다. 그리고 이물질 및 미세먼지 세정 실험을 통해 개발된 시스템이 안정적으로 동작함을 확인하였다.
We fabricated surface pattern on a light guide panel (LGP) using $CO_2$ laser to improve the luminescence performance of inner-scatterer LGP, which is made of PMMA sample with exploiting Q-switched $2^{nd}$ harmonic Nd:YAG laser engraving system, and the effect of surface pattern in the brightness distribution of LGP was analysed. To prove the feasibility of proposed method in the enhancement of LGP performance, we designed three different surface patterns on the inner-scatterer LGP. The experimental results has proved the potential in the application of surface pattern to increasing the brightness of inner-scatterer LGP.
Recently, the trends of TFT-LCD are large scale and thin thickness, so, the demands of Light Guide Panel(LGP) which is able to substitute for prism sheets are appeared. Functions of LGP obtaining polarization of light of the prism sheet as well as the incidence and reflection of light are demanded. This prismless type LGP to complete functions of the existing LGP and polarization at once must be supported by micro machining technology of LGP surface. In this research, we have used the STAMPER method for the mass product and In-Line process, and the optimized conditions are established by analyzing the cutting force and conditions according to the material and processing properties when the prismless type LGP mold is fabricated. Parameters of the cutting condition were the workpiece and cutting depth.
We propose a novel application of laser engraving to patterning of light guide panel (LGP) for backlight. The feasibility of three-dimensional engraved pattern in the LGP was verified by measuring brightness and uniformity. To improve the overall uniformity, we have modified proposed patterns and found improved design for patterns. The tailoring of pattern by using laser engraving method could endow the controllability of uniformity. The proposed LGPs are more efficient in both average brightness and uniformity of illumination than the conventional LGPs which have surface pattern on the panel.
레이저로 가공된 평면산란패턴을 가지는 도광판은 도광판 상부로 방출되는 광이 광원과 가까운 부분에 편중되는 문제로 인해서 전체적인 휘도 분포가 균일하지 않은 문제점을 가지고 있었다. 이를 해결하기 위해 도광판 후면에 레이저를 이용하여 도광판 내부에서 특징적인 기울기를 가지는 산란패턴을 만듬으로써 도광판 상부로 방출되는 광의 균일도를 향상시키고자 하였다. 본 논문에서는 도광판 후면의 산란패턴을 간격과 가공 깊이를 다르게 조절하여 설계하고 이에 따른 도광판의 성능의 차이점을 가공전에 분석하고자 전산모사를 수행하였다. 본 논문에서 제안한 산란패턴을 가지는 도광판은 기존의 도광판의 휘도와 균일도에 비해 높은 향상을 가질 것으로 예상되는 바이다.
Pyramid shape of micro pattern is applied to the light guide panel (LGP) to enhance the uniformity of the brightness of the LCD. The micro pyramids are molded in intaglio on the surface of the LGP. The size of each pyramid is 5$\mu$m $\times$ 5$\mu$m on bottom and the height is about 3.5$\mu$m. The pyramids are distributed on the LGP surface randomly to be sparser where the light comes in and denser at the opposite side as a result of a simulation using lightools$^{TM}$ Based on this design, a silicon pattern master and a nickel stamper are fabricated by MEMS process and electro plating process. Intaglio micro pyramids are fabricated on the 6' of silicon wafer from the anisotropic etching using KOH and the process time, temperature of the KOH solution, etc are optimized to obtain precise shape of the pattern. A Wi stamper is fabricated from this pattern master by electro plating process and the embossed pyramid patterns turns out to be well defined on the stamper. Adopting this stamper to the mold base with two cavities, 1.8' and 3.6' LGPs are injection molded.
Light Guide Panel(LGP) is a key part of backlight unit(BLU) which transforms line-light of lamp to surface-light. Dot pattern is formed on the injected LGP surface by screen printing. This dot pattern is composed of several ten thousands micro dots of diameter 150-180$\mu\textrm{m}$ or so. The dot patterning by screen printing causes low productivity and low performance of TFT-LCD. This research develops the micromachining technology for LGP mould which could form micro dot pattern by injection molding, removing the existing screen printing process.
A light guide panel (LGP) is an element of the LCD back light unit, which is used for display devices. In this study, a laser marking process is applied to the fabrication of light guide panels as the new fabrication process. In order to obtain a light guide panel which has high luminance and uniformity, four principal parameters such as power, scanning speed, ratio of line gap, and number of line were selected as important factors. A Web-based design tool was developed to generate patterns of light guide panel, and the tool may assist the designer to develop optimized patterns. Topcon-BM7 was used for luminance measurement of each specimen 100mm$\times$100mm area. By Taguchi method optimized levels of each parameters such as 40W of power, 30mm/s of scanning speed, 100:50 ratio of pattern gap, and 90 line of pattern were found by Taguchi method.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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