KR101113719B1

KR101113719B1 - 광 조사장치

Info

Publication number: KR101113719B1
Application number: KR1020110041798A
Authority: KR
Inventors: 김성겸; 이현순
Original assignee: 이현순; 김성겸
Priority date: 2011-05-03
Filing date: 2011-05-03
Publication date: 2012-02-27

Abstract

광원부로부터 편광부에 이르는 구성을 수직 일자형으로 개시함으로써 광 조사장치의 전체 설치 면적을 효과적으로 줄이고, 하나의 광 조사장치로서 두 가지의 조사 기능을 수행하도록 용도별 기능 전환이 용이하며, 기존의 TFT를 대체할 수 있는 편광부를 개시함으로써 제품의 가격경쟁력을 통하여 제조경쟁력을 강화하는 광 조사장치가 개시되어 있다. 본 발명인 광 조사장치는 크게 광원부(10), 승강 레일(20), 캐리어(30) 및 고분자필름(40)으로 분별 되고, 광원부(10)는 자외선이 발생하고, 승강 레일(20)은 상기 광원부(10)의 양측에 설치되고, 캐리어(30)는 상기 승강 레일(20)을 따라 상하로 승강 가능하게 설치되어 상기 광원부(10)를 적재하고, 고분자필름(40)은 상기 캐리어(30)의 하부에 위치함으로써 UV 경화기로 작용하며, 상기 캐리어(30)의 하부 면에 탈착 부재(35)를 통해 선편광 UV모듈(50)을 결합시키면 UV 노광기로 작용한다. 즉, 본 발명을 통하여 하나의 광 조사장치가 두 가지의 조사기능을 수행하도록 용도별 기능 전환이 용이한 광 조사장치를 제공할 수 있다.

Description

광 조사장치{LIGHT IRRADIATION DEVICE}

본 발명은 광 조사장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광량 효율을 증대시키는 구성을 제공하면서 설치공간을 최소화하여 작업효율을 높이고 선편광 UV경화기로도 기능하지만 간편한 방법으로 선편광 UV노광기로의 작업 전환이 가능한 용도 전환이 용이한 다목적 광 조사장치에 관한 것이다.

일반적으로 편광된 UV를 고분자 필름에 조사하는 광 조사장치는 자외선을 발생하는 광원부와 광원으로부터 발생한 자외선을 편광시키는 편광부로 이루어져 있는데, 종래의 광 조사장치는 광원부와 편광부의 위치가 세로방향의 일직선이 아닌 서로 어긋나도록 일정 각도가 꺾여서 설치되므로, 넓은 설치공간이 요구될 뿐만 아니라, 광원부로부터 발생한 자외선이 꺾여진 각도로 인해 반사되므로 광량 효율이 떨어지는 한계가 있었다.

또한, 종래의 광 조사장치는 자외선 경화기능을 하는 UV경화기와 위상차 필름에 표면처리를 하는 UV 노광기가 별도로 존재하여 두 가지 기능의 작업 전환이 용이하게 가능하지 않았으므로, 이를 위한 각각의 장치를 별도로 설치하여 운용해야 하는 기술적 한계가 있는 실정이다.

또한, 편광된 UV를 고분자 필름에 조사하는 종래의 광 조사 장치는 액정 배향막을 제조하기 위하여 TFT를 통해 P편광을 고분자 필름에 조사하였으나, 이러한 장치에 사용되는 TFT가 고가이므로 제품 경쟁력을 약화시키는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 광 조사장치는 편광부가 고정되어 있는 구성을 취하므로, 편광부에 입사하는 입사각을 자유롭게 조절할 수 없는 한계가 있다.

또한, 종래의 광 조사장치는 광원부가 고정되어 있는 구성을 취하므로, 노광기 및 경화기에서 중요한 역할을 수행하는 필름에 도달하는 빛의 세기를 자유롭게 조절할 수 없는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상술한 종래의 광 조사장치와는 달리 광원부로부터 편광부에 이르는 구성을 수직 일자형으로 개시함으로써 광 조사장치의 전체 설치 면적을 효과적으로 줄이는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 하나의 광 조사장치로서 두 가지의 조사 기능을 수행하도록 용도별 기능 전환이 용이한 광 조사장치를 개시하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 액정 배향막을 제조하기 위한 기존의 TFT를 대체할 수 있는 편광부를 개시함으로써 제품의 가격경쟁력을 통하여 제조경쟁력을 강화하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 편광부의 각도를 조절할 수 있도록 하여 편광부로 입사되는 빛의 각도를 효율적으로 제어할 수 있는 광 조사장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 필름으로부터 광원부까지의 거리를 조절할 수 있도록 함으로써 광원으로부터 필름으로 도달되는 빛의 세기를 효율적으로 제어할 수 있는 광 조사장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따르면, 본 발명인 광 조사장치는 크게 광원부(10), 승강 레일(20), 캐리어(30) 및 고분자필름(40)으로 분별 되고, 광원부(10)는 자외선이 발생하고, 승강 레일(20)은 상기 광원부(10)의 양측에 설치되고, 캐리어(30)는 상기 승강 레일(20)을 따라 상하로 승강 가능하게 설치되어 상기 광원부(10)를 적재하고, 고분자필름(40)은 상기 캐리어(30)의 하부에 위치함으로써 UV 경화기로 작용한다.

본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 본 발명인 광 조사장치는 상기 캐리어(30)의 하부 면에 탈착 부재(35)를 통해 선편광 UV모듈(50)을 결합시키면 UV 노광기로 작용한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 본 발명인 광 조사장치의 선편광 UV모듈(50)은 가이드부(52) 및 편광부(54)로 이루어지며, 상기 가이드 부(52)는 30°~ 60°의 기울기로 형성된 다수의 슬릿(S)을 포함하고, 편광부(54)는 상기 가이드 부(52)의 하부에 위치하여 360°회전을 통해 빛의 각도가 조절가능하다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 본 발명인 광 조사장치의 상기 편광부(54)는 석영 유리부(54a), 제1 프레임(54b) 및 제2 프레임(54c)으로 이루어지며, 상기 석영 유리부(54a)는 1.5 ~ 3.5mm의 두께로 형성되어 1 ~ 3mm의 간격을 수용하며 다수의 석영 유리가 적층되고, 상기 제1 프레임(54b)은 상기 석영 유리부의 적층을 위한 다수의 돌출부가 일정간격으로 안쪽에 형성되어 석영 유리부의 1면과 3면을 고정하고, 상기 제2 프레임(54c)은 상기 석영 유리부의 2면과 4면을 고정하며 중심에 개구를 수용하는 제2 프레임(54c)을 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 본 발명인 광 조사장치의 제2 프레임(54c)은 회전축(A) 및 지지부재(B)를 포함하고, 상기 회전축(A)은 편광부의 360°회전을 위한 것이며, 상기 지지부재(B)는 상기 회전축의 고정 및 지지를 위한 것이다.

상술한 구성을 통한 본 발명인 광 조사장치를 작업 효율 면에서 검토해보면, 종래의 광 조사장치는 광원부와 편광부가 일직선이 아닌 꺾여있는 구조를 취함으로써 일정면적 이상의 설치 면적이 소요되었던 반면에 본 발명은 광원부로부터 편광부에 이르는 구성을 수직 일자형으로 개시함으로써 광 조사장치의 전체 설치 면적을 효과적으로 줄일 수 있으므로, 작업 환경의 개선과 능률을 증대시킨다.

또한, 본 발명에 의한 효과를 기능적인 면에서 검토해보면, 본 발명에서 채택한 구성에 의하면 선편광 UV모듈이 착탈식으로 결합함에 따라서 선편광UV모듈을 간단히 떼어내기만 하면 UV경화기로서 작용하지만, 선편광UV모듈을 탈착 부재를 통해 결합시키면 UV노광기로 기능을 한다. 즉, 본 발명을 통하여 하나의 광 조사장치가 두 가지의 조사기능을 수행하도록 용도별 기능 전환이 용이한 광 조사장치를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 효과를 제품 경쟁력적인 면에서 검토해보면, 본 발명의 편광부는 석영유리부를 채택함으로써 고가의 TFT를 대체하므로 광 조사장치의 가격경쟁력을 강화할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 효과를 에너지 효율 면에서 검토해보면, 광원부로부터 발산된 빛을 수용하는 편광부 자체의 각도를 조절할 수 있도록 함으로써 일정 광량의 효율을 효과적으로 제어할 수 있는 광 조사장치를 제공할 수 있으며, 광원부를 캐리어에 탑재시키고 캐리어가 승강 가능한 구성을 통하여 광원의 거리를 조절할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 UV 경화기로 작용하는 광 조사장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 의한 UV 노광기로 작용하는 광 조사장치의 사시도이다.
도 2a는 도 2에 도시된 광 조사장치의 선편광 UV모듈에 케이스가 포함된 모습을 나타낸 사시도이다.
도 2b는 도 2a에 도시된 탈착 부재(35)의 확대도이다.
도 3은 종래 슬릿의 형태를 나타낸 사시도이다.
도 4는 종래 슬릿의 다른 형태를 나나낸 사시도이다.
도 4a는 도 4에 도시된 슬릿을 설명하기 위한 설명도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 의한 슬릿의 사시도이다.
도 5a는 도 5에 도시된 슬릿을 설명하기 위한 설명도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 의한 편광부의 단면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 편광부의 평면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 의한 제1 프레임의 사시도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 의한 제1 프레임의 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 의한 편광부를 설명하기 위한 설명도이다.

도 1을 참고하여 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 설명하면, 본 발명인 광 조사장치는 크게 광원부(10), 승강 레일(20), 캐리어(30) 및 고분자필름(40)으로 분별 되어 UV경화기로 작용한다.

광원부(10)는 자외선을 발생하며, 바람직하게는 수은 램프(Mercury UV Lamp)나 메탈 할라이드 램프(Metal Halide UV Lamp)가 사용되며, 260~460nm의 파장의 자외선을 방출한다. 자외선의 외부 유출을 방지하기 위하여 본 발명의 광 조사장치는 문을 갖는 챔버(C)안에 수용되며, 장치의 맨 윗부분에는 환기 팬(F)을 설치하여 내부에서 발생한 열을 외부로 방출시킨다.

승강 레일(20)은 상기 광원부(10)의 양측에 설치된다.

캐리어(30)는 상기 광원부(10)를 적재하며, 상기 승강 레일(20)을 따라 상하로 승강 가능하게 설치된다.

고분자필름(40)은 상기 캐리어(30) 하부에 위치한 선반(D) 위에 놓이며, 상기 캐리어(30)의 높이는 도 1의 d 내지 d′와 같이 조절할 수 있도록 승강 가능하게 구성함으로써, 캐리어(30)가 적재하고 있는 광원부(10)에서 조사되어 고분자 필름(40)에 도달하는 빛의 세기를 작업 처리상황에 맞도록 조절할 수 있다.

바람직하게는 본 발명에 의한 광 조사장치의 바닥에 바퀴(W)를 채용하여, 광 조사장치의 이동을 용이할 수 있다.

도 2 내지 도 2b를 참고하여 본 발명의 바람직한 다른 실시 예를 설명하면, 본 발명인 광 조사장치는 크게 광원부(10), 승강 레일(20), 캐리어(30), 고분자필름(40) 및 선편광 UV모듈(50)로 분별 되어 UV 노광기로 작용한다. 즉, 실시 예 1의 구성에 덧붙여서 도 2b에 도시된 탈착 부재(35)를 통하여 선편광 UV모듈(50)을 결합시키면 경화기였던 장치가 노광기로 사용될 수 있으며, 도 2a에서 도시되는 바와 같이 가이드부(52)를 보호하는 케이스(52 case) 및 각도 조절부(54d)가 형성된 케이스를 선편광 UV모듈(50)에 포함시킬 수도 있다.

선편광 UV모듈(50)은 가이드부(52) 및 편광부(54)로 이루어진다.

가이드 부(52)는 다수의 슬릿(S)을 30°~ 60°의 기울기로 형성하여 빛의 방향을 유도한다. 도 3 및 도 4를 참고하여 종래 슬릿의 모양을 설명하면, 도 3과 같은 모양의 슬릿은 고분자 필름(40)에 조사되는 빛의 방향을 일 초점으로만 유도하므로 고분자 필름에 빛을 골고루 조사하기 위하여는 바람직하지 않다. 또한, 도 4와 같이 슬릿을 수평면에 대하여 직각으로 놓을 경우에는 도 4a의 설명도에서 보이는 바와 같이 빛의 입자가 고분자 필름(40)의 표면에 수직으로 부딪혔을 때 많은 양의 반사가 일어나므로 에너지 효율이 떨어지는 단점이 있다. 따라서 본 발명에 의한 가이드 부(52)는 도 5에서 도시된 바와 같이 슬릿(S)의 기울기를 30°~ 60°로 형성함으로써 더욱 많은 빛의 입자가 고분자 필름(40)에 도달하도록 유도한다. 도 5a는 이를 설명하기 위한 설명도이며, 빛의 입사가 도면과 같이 기울어져서 입사할 경우에는 직각으로 입사하는 경우보다 반사되어 튕겨져나가는 빛의 양이 감소하므로 보다 효율적으로 에너지를 운용할 수 있다.

도 6 및 도 7을 참조하여 편광부(54)를 설명하면, 편광부(54)는 상기 가이드 부(52)의 하부에 위치하며 360°자체 회전이 가능한 구성을 통하여 빛의 입사각을 조절하며, 크게 석영 유리부(54a), 제1 프레임(54b) 및 제2 프레임(54c)으로 분별 된다.

석영 유리부(54a)는 복수의 석영유리가 다수 적층되어 형성되나, 바람직하게는 1.5 ~ 3.5mm의 두께인 석영 유리가 1 ~ 3mm의 간격을 수용하며 다수 적층된다. 3D패널 제작시에 입체감을 부여하기 위하여 필름에 화학처리를 하는데, 약품이 자외선의 P편광에만 반응하므로 자외선의 P편광을 필름에 조사하기 위하여 고가의 TFT대신에 석영 유리를 사용하며, 자외선의 P편광을 효과적으로 제거하기 위하여 석영 유리를 다수 적층 하여 자외선을 여과 한다.

제1 프레임(54b)은 도 8 및 도 9에서 도시하는 바와 같이, 상기 석영 유리부의 적층을 위한 다수의 돌출부(P)가 일정 간격으로 안쪽에 형성되어 석영 유리부의 1면과 3면을 고정한다. 본 실시 예에서는 돌출부(P)를 통하여 유리를 고정시켰으나 이에 발명의 사상을 한정하는 것은 아니고, 돌출이 아닌 패여진 홈을 형성함으로써 석영 유리를 고정하는 것도 가능하다.

제2 프레임(54c)은 상기 석영 유리부(54a)의 2면과 4면을 고정하며 중심에 개구를 수용한다. 개구를 제2 프레임(54c) 면적에 최대한 넓게 형성함으로써 자외선으로 인하여 방사되는 열을 편광부(54) 외부로 방출하도록 유도한다. 제2 프레임(54c)은 회전축(A) 및 지지부재(B)를 포함하는데, 회전축(A)은 편광부의 360°회전을 위한 것이며, 지지부재(B)는 상기 회전축의 고정 및 지지를 위한 것이나, 도 10에서 도시한 바와 같이 편광부(54)는 수직면에 대해 45°각도를 유지할 경우가 P편광의 광량을 최대로 증대시킨다. 즉, 필름의 경화와 노광을 위해 P편광을 최대한으로 도출할 필요가 있을 경우에는 편광부(54)를 45°기울기로 고정시키고, P편광의 도출 양을 적게 필요로 할 경우에는 회전축(A)과 지지부재(B)를 통하여 편광부(54)의 회전을 유도할 수 있으므로 자유로운 각도조절이 가능하다. 바람직하게는 상기 편광부(54)의 회전축(A)과 연결되는 각도 조절부(54d)를 편광부(54)의 케이스(54 case)에 형성함으로써 외부에서도 각도 조절부(54d)의 눈금을 통하여 편광부(54)의 각도를 용이하게 조절할 수 있다.

앞서 설명한 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술 될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10 : 광원부 20 : 승강 레일
30 : 캐리어 40 : 고분자 필름
50 : 선편광 UV모듈 52 : 가이드 부
54 : 편광부 54a : 석영 유리부
54b : 제 1프레임 54c : 제 2프레임
54d : 각도 조절부 A : 회전축
B : 지지부재 C : 챔버
D : 선반 F : 팬
O : 개구 P : 돌출부
S : 슬릿 W : 바퀴

Claims

자외선이 발생하는 광원부(10);
상기 광원부(10)의 양측에 설치되는 승강 레일(20);
상기 승강 레일(20)을 따라 상하로 승강 가능하게 설치되어 상기 광원부(10)를 적재하는 캐리어(30); 및
상기 캐리어(30)의 하부에 위치하는 고분자필름(40)을 포함하면 UV 경화기로 작용하며,
상기 캐리어(30)의 하부 면에
탈착 부재(35)를 통해 선편광 UV모듈(50)을 포함하면 UV 노광기로 작용하고,
상기 선편광 UV모듈(50)은
30°~ 60°의 기울기로 형성된 다수의 슬릿(S)을 포함하며, 케이스(52case)에 수납된 가이드부(52); 및
상기 가이드 부(52)의 하부에 위치하여 360°회전을 통해 빛의 각도가 조절가능하며, 각도 조절부(54d)가 형성된 케이스(54case)에 수납된 편광부(54)를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 조사장치.
삭제
제1항에 있어서, 상기 편광부(54)는
복수의 석영 유리가 적층되는 석영 유리부(54a);
상기 석영 유리부(54a)의 적층을 위한 다수의 돌출부(P)가 일정간격으로 안쪽에 형성되어 석영 유리부(54a)의 1면과 3면을 고정하는 제1 프레임(54b); 및
상기 석영 유리부(54a)의 2면과 4면을 고정하며 중심에 개구(O)를 수용하는 제2 프레임(54c)을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 조사장치.
제3항에 있어서, 상기 제2 프레임(54c)은
상기 편광부(54)의 360°회전을 위한 회전축(A); 및
상기 회전축(A)의 고정 및 지지를 위한 지지부재(B)를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 조사장치.
제1항에 있어서, 상기 각도조절부(54d)는
상기 편광부(54)의 회전축(A)과 연결되어, 편광부(54)의 각도를 조절하는 것을 특징으로 하는 광 조사장치.