KR101177858B1 - 프레넬렌즈부를 포함하는 확산판의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 프레넬렌즈부를 포함하는 확산판의 제조방법을 제공한다. 본 발명에 따른 프레넬렌즈부를 포함하는 확산판의 제조방법은 기판의 상부면에 제 1 확산층을 도포하는 단계(S100); 및 상기 기판의 하부면에 프레넬렌즈부를 일체로 성형하거나 또는 부착하는 단계(S200)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 프레넬렌즈부를 포함하는 확산판의 제조방법에 따르면, 확산층이 형성된 기판에 프레넬렌즈부를 일체로 구비하여 광원에서 출사되는 입사광을 최대한으로 집광하여 확산시킴에 따라 광 확산성을 높이고, 휘도의 균일성을 높이며 광의 강도를 높이는 효과가 있다.

Description

프레넬렌즈부를 포함하는 확산판의 제조방법{Method of Manufacturing Diffusion Plate Having Fresnel Lens}
본 발명은 프레넬렌즈부를 포함하는 확산판의 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 광원에서 출사되는 광의 집광률을 높이고 광 확산성을 향상시켜 광 효율을 높일 수 있도록 하는 프레넬렌즈부를 포함하는 확산판의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display)에서의 액정 표시 패널은 스스로 발광을 하지 못하기 때문에 액정 표시 패널 후면에서 액정 표시 패널에 광을 제공하기 위한 백라이트 유닛(BLU: Back Light Unit)을 구비하고 있다.
이러한 백라이트 유닛은 광원, 반사판, 도광판, 확산판 및 프리즘시트의 복합체로 구성된다.
상기 백라이트 유닛의 구성요소 중 하나인 확산판은 광원에서 제공되는 입사광을 효과적으로 분산시키며 액정 표시 패널에 균일한 면 광원을 제공하는 기능을 한다.
상기 확산판은 투명기판 및 확산층(diffusing layer)을 포함하며, 상기 확산층은 투명 기판의 표면에 형성된다. 상기 확산층은 산란체(scatters)인 구형 재료 입자를 포함하며, 상기 확산판의 확산 효과는 주로 확산층 중의 바인더(binder)와 바인더 중에 포함된 산란체 사이의 굴절율 차이에 의하여 이루어진다. 상기 산란체는 확산층 사이에 분산되어 있어, 광선이 확산층을 통과할 때 굴절율이 상이한 두 매체 사이를 끊임없이 왕복하면서 진행한다. 이때 광선은 굴절, 반사 및 산란 현상을 동시에 일으켜 광학적 확산 효과를 달성한다.
이처럼 확산판의 광 확산성을 높이기 위해서는 광원으로부터 출사되는 광의 손실을 최소화하여야 한다.
따라서, 종래 백라이트 유닛에는 확산판의 광의 확산성을 높이고, 휘도의 균일성을 향상시키기 위해 광을 집광하기 위한 다수의 광학 시트들이 사용된다.
그러나, 다수의 광학 시트의 사용은 조립 공정이 어렵고, 제작 공정상에서의 불량 원인이 많아지며, 제작 원가의 상승은 물론 제품의 박형화가 어려운 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서,
본 발명의 목적은 광원에서 출사되는 입사광의 집광률을 높여 광 확산성을 높이고, 휘도의 균일성을 높이며 광의 강도를 높일 수 있는 프레넬렌즈부를 포함하는 확산판의 제조방법을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 프레넬렌즈부를 포함하는 확산판을 용이하고 경제적으로 제조할 수 있도록 프레넬렌즈부를 포함하는 확산판의 제조방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 제공되는 본 발명에 따른 프레넬렌즈부를 포함하는 확산판의 제조방법은 기판의 상부면에 제 1 확산층을 도포하는 단계(S100); 및 상기 기판의 하부면에 프레넬렌즈부를 일체로 성형하거나 또는 부착하는 단계(S200)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 S200 단계는 프레넬 렌즈 패턴이 하부를 향하도록 기판과 일체로 사출성형 되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 S200 단계는 상면에 이형필름, 접착층, 프레넬렌즈부가 순차적으로 적층된 복합필름을 기판의 하부면 방향으로 이송시키는 단계(S210); 상기 이형필름을 상기 접착층 및 프레넬렌즈부로부터 분리하는 단계(S220); 상기 분리된 접착층 및 프레넬렌즈부를 프레스롤러로 압착하여 상기 접착층을 상기 기판의 하부면에 부착시키는 단계(S230)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 S210 단계는 수지주입장치를 이용하여 외주면에 프레넬렌즈 패턴이 음각으로 함몰되어 형성된 패턴형성롤러에 수지를 주입하는 단계; 상기 패턴형성롤러의 외주면에 도포된 수지를 스크라이버로 절삭하여 일정한 두께를 형성하는 단계; 상기 수지를 경화장치로 경화시키는 단계; 상기 경화된 수지를 패턴형성롤러로부터 분리시켜 프레넬렌즈부를 형성하는 단계; 상기 형성된 프레넬렌즈부를 프레스롤러로 압착하여 접착층의 상부면에 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 S200 단계는 이형필름의 상부면에 광학수지 및 접착성폴리머가 혼합된 프레넬렌즈부가 적층된 복합필름을 기판의 하부면 방향으로 이송시키는 단계(S240); 상기 이형필름을 상기 광학수지 및 접착성폴리머가 혼합된 프레넬렌즈부로부터 분리하는 단계(S250); 상기 분리된 광학수지 및 접착성폴리머가 혼합된 프레넬렌즈부를 프레스롤러로 압착하여 상기 기판의 하부면에 부착시키는 단계(S260)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 S240 단계는 수지주입장치를 이용하여 외주면에 프레넬렌즈 패턴이 음각으로 함몰되어 형성된 패턴형성롤러에 접착성폴리머가 혼합된 광학수지를 주입하는 단계; 상기 패턴형성롤러의 외주면에 도포된 접착성폴리머가 혼합된 광학수지를 스크라이버로 절삭하여 일정한 두께를 형성하는 단계; 상기 접착성폴리머가 혼합된 광학수지를 경화장치로 경화시키는 단계; 상기 경화된 접착성폴리머가 혼합된 광학수지를 패턴형성롤러로부터 분리시켜 프레넬렌즈부를 형성하는 단계; 상기 형성된 프레넬렌즈부를 프레스롤러로 압착하여 이형필름의 상부면에 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 S100 단계는 상기 기판의 하부면에 제 2 확산층을 도포하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 프레넬렌즈부를 포함하는 확산판의 제조방법에 따르면, 확산층이 형성된 기판에 프레넬렌즈부를 일체로 구비하여 광원에서 출사되는 입사광을 최대한으로 집광하여 확산시킴에 따라 광 확산성을 높이고, 휘도의 균일성을 높이며 광의 강도를 높이는 효과가 있다.
또한, 확산층이 형성된 기판에 프레넬렌즈부를 일체로 사출성형하거나, 이형 필름을 이용한 연속공정으로 확산층이 형성된 기판에 프레넬렌즈부를 부착함으로써 제조가 용이하고 경제적이며, 생산성이 향상되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 프레넬렌즈부를 포함하는 확산판의 제조방법을 도시한 도면.
도 2는 도 1의 저면도를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 프레넬렌즈부를 포함하는 확산판의 제조방법을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 프레넬렌즈부를 포함하는 확산판의 제조방법을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 프레넬렌즈부를 포함하는 확산판의 제조방법을 도시한 도면.
본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 프레넬렌즈부를 포함하는 확산판의 제조방법을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 프레넬렌즈부를 포함하는 확산판의 제조방법을 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 저면도를 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 프레넬렌즈부를 포함하는 확산판의 제조방법을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 프레넬렌즈부를 포함하는 확산판의 제조방법을 도시한 도면이며, 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 프레넬렌즈부를 포함하는 확산판의 제조방법을 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 5에 도시한 바와 같이 본 발명은 기판(110)의 상부면에 제 1 확산층(120)을 도포하는 단계(S100); 및 상기 기판(110)의 하부면에 프레넬렌즈부(140)를 일체로 성형하거나 또는 부착하는 단계(S200)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 S100 단계는 기판(110)의 상부면에 확산제를 도포하여 제 1 확산층(120)을 형성한다. 그리고, 상기 기판(110)의 하부면에도 확산제를 도포하여 제 2 확산층(130)을 형성하는 단계를 포함할 수도 있다.
도 1에 도시한 바와 같이 상기 S200 단계는 상기 기판(110)과 프레넬렌즈부(140)가 일체로 사출성형 된다. 여기서, 상기 기판(110)및 프레넬렌즈부(140)는 내열성이 우수한 폴리카보네이트(PC: Poly Carbonate), 강도, 내후성, 내약품성이 뛰어난 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET: Poly Ethylene Terephthalte), 기판 또는 굴절률이 우수한 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA: Poly Methyl Methacrylate)의 재질 중 적어도 어느 하나를 선택하여 사용하거나 또는 어느 한가지 이상을 선택적으로 혼합 사용하는 것이 바람직하다.
그리고, 도 1, 도 2에 도시한 바와 같이 상기 프레넬렌즈부(140)는 동심원을 이루고 수직 단면이 톱니 형상을 이루는 프레넬렌즈 패턴을 갖으며, 광원에서 출사되는 입사광을 최대한 집광시키는 기능을 한다.
또한, 도 3에 도시한 바와 같이 상기 S200 단계는 상기 프레넬렌즈부(140)가 기판(110)의 하부면에 부착된다. 즉, 상기 기판(110)의 하부면에 접착층(150)을 형성한 후 상기 접착층(150)의 하부면에 프레넬렌즈부(140)를 부착시켜 제조할 수 있다. 이때, 상기 기판(110)의 하부면에 접착층(150)을 형성하기 전에 제 2 확산층(130)을 먼저 도포한 후 접착층(150) 및 프레넬렌즈부(140)를 부착할 수도 있다.
또한, 도 4에 도시한 바와 같이 상기 S200 단계는 이형필름(160), 접착층(150), 프레넬렌즈부(140)가 순차적으로 적층된 복합필름을 기판(110)의 하부면 방향으로 이송시키는 단계(S210), 상기 이형필름(160)을 상기 접착층(150) 및 프레넬렌즈부(140)로부터 분리하는 단계(S220), 및 상기 분리된 접착층(150) 및 프레넬렌즈부(140)를 프레스롤러(250)로 압착하여 상기 접착층(150)을 상기 기판(110)의 하부면에 부착시키는 단계(S230)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 S210 단계는 외주면에 프레넬렌즈 패턴이 음각으로 함몰되어 형성되는 패턴형성롤러(210)에 수지주입장치(220)에서 수지가 주입되어 패턴형성롤러(210)의 외부면에 도포한다. 이때, 상기 수지는 UV경화형 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 이 과정에서 패턴형성롤러(210)의 외주면에 도포된 수지는 스크라이버(230)에 의해 원하는 두께로 절삭된다, 그 후 상기 수지는 경화장치(240)에 의해 경화되고, 경화된 수지는 패턴형성롤러(210)로부터 분리되면서 프레넬렌즈부(140)를 형성한다. 이때, 상기 경화장치는 UV경화장치를 사용하는 것이 좋다. 이어, 상기 형성된 프레넬렌즈부(140)는 프레스롤러(250)에 압착되어 접착층(150)의 상부면에 부착된다. 이처럼 이형필름(160), 접착층(150), 프레넬렌즈부(140)가 순차적으로 적층된 복합필름은 이송롤러(260)에 의해 기판(110)의 하부면 방향으로 이송된다.
상기 S220 단계는 상기 기판(110)의 하부면 방향으로 이송되는 복합필름에서 이형필름(160)은 이형필름 회수롤러(270)에 의해 접착층(150) 및 프레넬렌즈부(140)로부터 분리된다.
상기 S230 단계는 상기 이형필름(160)으로부터 분리된 접착층(150) 및 프레넬렌즈부(140)는 프레스롤러(250)에 압착되어 상기 접착층(150)이 상기 기판(110)의 하부면에 부착되게 된다.
여기서 상기 기판(110)의 하부면에 접착층(150)을 부착하기 전에 먼저 제 2 확산층(130)을 도포한 후 접착층(150) 및 프레넬렌즈부(140)를 부착할 수도 있다.
또한, 도 5에 도시한 바와 같이 상기 S200 단계는 이형필름(160)의 상부면에 광학수지 및 접착성폴리머가 혼합된 프레넬렌즈부(140)가 적층된 복합필름을 기판의 하부면 방향으로 이송시키는 단계(S240), 상기 이형필름(160)을 상기 광학수지 및 접착성폴리머가 혼합된 프레넬렌즈부(140)로부터 분리하는 단계(S250), 상기 분리된 광학수지 및 접착성폴리머가 혼합된 프레넬렌즈부(140)를 프레스롤러(250)로 압착하여 상기 기판(110)의 하부면에 부착시키는 단계(260)를 포함하여 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 S240 단계는 외주면에 프레넬렌즈 패턴이 음각으로 함몰되어 형성되는 패턴형성롤러(210)에 수지주입장치(220)에서 접착성폴리머가 혼합된 광학수지가 주입되어 패턴형성롤러(210)의 외부면에 도포한다. 이 과정에서 패턴형성롤러(210)의 외주면에 도포된 접착성폴리머가 혼합된 광학수지는 스크라이버(230)에 의해 원하는 두께로 절삭된다, 그 후 상기 접착성폴리머가 혼합된 광학수지는 경화장치(240)에 의해 경화되고, 경화된 접착성폴리머가 혼합된 광학수지는 패턴형성롤러(210)로부터 분리되면서 프레넬렌즈부(140)를 형성한다. 상기 형성된 프레넬렌즈부(140)는 프레스롤러(250)에 압착되어 이형필름(160) 상부면에 부착된다. 이처럼 이형필름(160)의 상부면에 광학수지 및 접착성폴리머가 혼합된 프레넬렌즈부(140)가 적층된 복합필름은 이송롤러(260)에 의해 기판(110)의 하부면 방향으로 이송된다.
상기 S250 단계는 상기 기판(110)의 하부면 방향으로 이송되는 복합필름에서 이형필름(160)은 이형필름 회수롤러(270)에 의해 광학수지 및 접착성폴리머가 혼합된 프레넬렌즈부(140)로부터 분리된다.
상기 S260 단계는 상기 이형필름(160)으로부터 분리된 광학수지 및 접착성폴리머가 혼합된 프레넬렌즈부(140)는 프레스롤러(250)에 압착되어 상기 기판(110)의 하부면에 부착되게 된다.
여기서, 상기 기판(110)의 하부면에는 광학수지 및 접착성폴리머가 혼합된 프레넬렌즈부(140)가 부착되기 전에 먼저 제 2 확산층(130)이 도포될 수도 있다.
이와 같이 본 발명은 확산층이 형성된 기판의 하부면에 프레넬렌즈부를 일체로 구비함으로써 기판의 하부면에서 광원의 입사광을 최대한 집광시키고, 집광된 광을 기판의 상부면에서 최대한 확산시킴에 따라 광 확산성 및 휘도의 균일성을 높이고 광의 강도를 높일 수 있게 된다.
또한, 확산층이 형성된 기판에 프레넬렌즈부를 일체로 사출성형하거나, 이형 필름을 이용한 연속공정으로 기판에 프레넬렌즈부를 부착함으로써 제조가 용이하고 경제적이며, 생산성이 향상되는 효과가 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정은 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주 되어야 할 것이다.
110: 기판 120: 제 1 확산층
130:제 2 확산층 140: 프레넬렌즈부
150: 접착층 160: 이형필름
210: 패턴형성롤러 220: 수지주입장치
230: 스크라이버 240: 경화장치
250: 프레스롤러 260: 이송롤러
270: 이형필름 회수롤러

Claims (7)

  1. 기판의 상부면에 제 1 확산층을 도포하는 단계(S100); 및
    상기 기판의 하부면에 프레넬렌즈부를 부착하는 단계(S200)를 포함하고,
    상기 S200 단계는 이형필름, 접착층, 프레넬렌즈부가 순차적으로 적층된 복합필름을 기판의 하부면 방향으로 이송시키는 단계(S210); 상기 이형필름을 상기 접착층 및 프레넬렌즈부로부터 분리하는 단계(S220); 및 상기 분리된 접착층 및 프레넬렌즈부를 프레스롤러로 압착하여 상기 접착층을 상기 기판의 하부면에 부착시키는 단계(S230);를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레넬렌즈부를 포함하는 확산판의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 S210 단계는 수지주입장치를 이용하여 외주면에 프레넬렌즈 패턴이 음각으로 함몰되어 형성된 패턴형성롤러에 수지를 주입하는 단계;
    상기 패턴형성롤러의 외주면에 도포된 수지를 스크라이버로 절삭하여 일정한 두께를 형성하는 단계;
    상기 수지를 경화장치로 경화시키는 단계;
    상기 경화된 수지를 패턴형성롤러로부터 분리시켜 프레넬렌즈부를 형성하는 단계;
    상기 형성된 프레넬렌즈부를 프레스롤러로 압착하여 접착층의 상부면에 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레넬렌즈부를 포함하는 확산판의 제조방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 S200 단계는 이형필름의 상부면에 광학수지 및 접착성폴리머가 혼합된 프레넬렌즈부가 적층된 복합필름을 기판의 하부면 방향으로 이송시키는 단계(S240);
    상기 이형필름을 상기 광학수지 및 접착성폴리머가 혼합된 프레넬렌즈부로부터 분리하는 단계(S250);
    상기 분리된 광학수지 및 접착성폴리머가 혼합된 프레넬렌즈부를 프레스롤러로 압착하여 상기 기판의 하부면에 부착시키는 단계(S260)를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레넬렌즈부를 포함하는 확산판의 제조방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 S240 단계는 수지주입장치를 이용하여 외주면에 프레넬렌즈 패턴이 음각으로 함몰되어 형성된 패턴형성롤러에 접착성폴리머가 혼합된 광학수지를 주입하는 단계;
    상기 패턴형성롤러의 외주면에 도포된 접착성폴리머가 혼합된 광학수지를 스크라이버로 절삭하여 일정한 두께를 형성하는 단계;
    상기 접착성폴리머가 혼합된 광학수지를 경화장치로 경화시키는 단계;
    상기 경화된 접착성폴리머가 혼합된 광학수지를 패턴형성롤러로부터 분리시켜 프레넬렌즈부를 형성하는 단계;
    상기 형성된 프레넬렌즈부를 프레스롤러로 압착하여 이형필름의 상부면에 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레넬렌즈부를 포함하는 확산판의 제조방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 S100 단계는 상기 기판의 하부면에 제 2 확산층을 도포하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레넬렌즈부를 포함하는 확산판의 제조방법.
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