KR20080079839A - Apparatus of manufacturing brightness enhancing sheet and method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래의 백라이트 유닛에 사용되는 프리즘 시트의 사시도이다.1 is a perspective view of a prism sheet used in a conventional backlight unit.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 액정 표시 소자의 구성을 도시한 사시도이다.2 is a perspective view illustrating a configuration of a liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 플라이-아이-렌즈를 이용한 휘도 향상 시트의 사시도이다.3 is a perspective view of a brightness improving sheet using a fly-eye lens according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 4a는 도 3의 휘도 향상 시트의 평면도이다.4A is a plan view of the luminance improving sheet of FIG. 3.
도 4b는 도 3의 휘도 향상 시트의 정면도이다.4B is a front view of the luminance improving sheet of FIG. 3.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 휘도 향상 시트의 제조 장치 및 방법을 개략적으로 도시한 도면이다.5 is a view schematically showing an apparatus and method for manufacturing a brightness improving sheet according to an embodiment of the present invention.
도 6은 도 5의 롤러의 몰딩 공정을 도시한 사시도이다.6 is a perspective view illustrating a molding process of the roller of FIG. 5.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 휘도 향상 시트의 렌즈 형상부의 제조방법을 도시한 사시도이다.7 is a perspective view illustrating a method of manufacturing the lens-shaped portion of the brightness improving sheet according to the embodiment of the present invention.
본 발명은 휘도 향상 시트의 제조 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 시간과 비용을 절감하고 대량 생산을 가능케 하는 휘도 향상 시트의 제조 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for manufacturing a brightness enhancement sheet, and more particularly, to an apparatus and method for manufacturing a brightness enhancement sheet that saves time and cost and enables mass production.
일반적으로 액정 표시 소자(Liquid Crystal Display device, 이하 "LCD 소자"라 함)는, 인가 전압에 따른 액정 투과도의 변화를 이용하여 각종 장치에서 발생되는 여러 가지 전기적인 정보를 시각정보로 변화시켜 전달하는 전자 소자이다.In general, a liquid crystal display device (hereinafter referred to as an LCD device) converts various electrical information generated by various devices into visual information by using a change in liquid crystal transmittance according to an applied voltage. It is an electronic device.
LCD 소자는 각종 정보의 표시 소자이면서도 자체 발광원이 없기 때문에, 그 후면에 광원을 두어 상기 LCD 소자의 화면 전체를 균일하게 밝혀주는 별도의 장치를 필요로 하는데, 이때 빛을 제공해 주는 장치가 백라이트 유닛(Back Light Unit)이다.Since the LCD device is a display device for various information and does not have a self-luminous source, it requires a separate device that illuminates the entire screen of the LCD device by placing a light source on the back of the LCD device. (Back Light Unit).
도 1은 종래의 백라이트 유닛에 사용되는 프리즘 시트의 사시도이다.1 is a perspective view of a prism sheet used in a conventional backlight unit.
도 1을 참조하면, 종래의 프리즘 시트(10)는 프리즘 지지부(12)와 프리즘 지지부(12) 상의 전면에 걸쳐 나란히 형성된 복수의 프리즘 형상부(14)를 포함한다. 프리즘 형상부(14)는 제 1 면(18) 및 제 2 면(17)으로 이루어진 측면부를 구비하며, 정면에서 보아 대략 이등변 삼각형의 형상을 이룬다. 상기 제 1 면(18)과 제 2 면(17)은 90°의 각도를 이루는 것이 일반적이지만 선택에 따라 달리 구성할 수도 있다. Referring to FIG. 1, a
복수의 프리즘 형상부(14)가 프리즘 지지부(12)에 연속하여 형성되어 골(16)과 피크(15)가 교대로 형성된다. 이렇게 구성된 프리즘 시트(10)는 프리즘 지지 부(12)로 입사된 빛을 프리즘 형상부(14)를 거치면서 굴절시킨다. 이에 따라 낮은 각도로 입사되는 빛이 정면 쪽으로 집중되어 유효 시야각 범위에서 휘도가 높아진다. A plurality of
그러나 이러한 종래의 프리즘 시트(10)의 프리즘 형상부(14)는 그 측면부가 평평하여 입사된 광을 일 방향으로만 굴절시키기 때문에 이차원적으로 광을 굴절시키는 데에는 적합하지 않다는 문제점이 있다.However, the prism-
본 발명의 목적은, 광의 굴절 성능을 향상시킬 수 있는 휘도 향상 시트를 제조함에 있어, 종래에 비해 간단한 방법으로 시트를 제조할 수 있는 제조 장치 및 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a manufacturing apparatus and method capable of manufacturing a sheet by a simpler method than in the prior art in manufacturing a brightness improving sheet capable of improving the refractive performance of light.
본 발명의 또 다른 목적은, 제조 과정에서의 시간 및 비용을 감소시키고 대량 생산이 가능한 휘도 향상 시트의 제조 장치 및 방법을 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide an apparatus and method for manufacturing a brightness enhancing sheet which can reduce time and cost in the manufacturing process and enable mass production.
본 발명에 따른 휘도 향상 시트의 제조 장치는, 렌즈 지지부 상에 광경화성 수지를 도포하는 레진 공급부, 상기 광경화성 수지의 표면에 복수 개의 렌즈 유닛들을 양각으로 형성하는 렌즈 형상 제조부, 및 상기 복수 개의 렌즈 유닛들이 양각으로 형성된 광경화성 수지에 광을 조사하여 경화시키는 광 조사부를 포함하는 것을 특징으로 한다.An apparatus for manufacturing a brightness enhancement sheet according to the present invention includes a resin supply unit for applying a photocurable resin on a lens support, a lens shape manufacturing unit for embossing a plurality of lens units on a surface of the photocurable resin, and the plurality of It characterized in that the lens unit comprises a light irradiation unit for curing by irradiating light to the photocurable resin formed by embossing.
또한, 본 발명에 따른 휘도 향상 시트의 제조 방법은, 렌즈 지지부 상에 광경화성 수지를 도포하는 단계, 상기 광경화성 수지가 도포된 렌즈 지지부를 복수 개의 렌즈 유닛들이 음각으로 형성된 롤러에 통과시켜 상기 복수 개의 렌즈 유닛들이 양각으로 형성된 렌즈 형상부를 형성하는 단계, 및 상기 광경화성 수지를 경화시킬 수 있는 광을 조사하여 상기 렌즈 형상부를 경화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the manufacturing method of the brightness improving sheet according to the present invention, the step of applying a photocurable resin on the lens support, the lens support to which the photocurable resin is applied through a plurality of lens units formed intaglio through the roller Forming a lens-shaped portion formed by embossing the two lens units, and curing the lens-shaped portion by irradiating light capable of curing the photocurable resin.
상기 휘도 향상 시트의 제조 장치 및 방법에 의해 종래 기술과 비교하여 비교적 간단한 방법으로 광의 굴절 성능을 향상시킬 수 있는 휘도 향상 시트를 제조할 수 있다.By the manufacturing apparatus and method of the said brightness improving sheet, the brightness improving sheet which can improve the refractive performance of light by a comparatively simple method can be manufactured.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 휘도 향상 시트의 제조 장치 및 방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the apparatus and method for manufacturing a brightness enhancement sheet according to the present invention.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 액정 표시 소자의 구성을 도시한 사시도이다. 또한, 도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 플라이-아이-렌즈를 이용한 휘도 향상 시트의 사시도이고, 도 4a는 도 3의 휘도 향상 시트의 평면도이며, 도 4b는 도 3의 휘도 향상 시트의 정면도이다.2 is a perspective view illustrating a configuration of a liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention. 3 is a perspective view of a brightness improving sheet using a fly-eye lens according to an exemplary embodiment of the present invention, FIG. 4A is a plan view of the brightness improving sheet of FIG. 3, and FIG. 4B is a brightness improving sheet of FIG. 3. Front view.
도 2를 참조하면, 본 발명의 액정표시소자(100)는, 외부에서 인가되는 구동 신호와 데이터 신호에 따라 화상을 디스플레이하는 액정 패널(110) 및 액정 패널(110)을 조명하기 위해 상기 액정 패널의 후면에 배치된 백라이트 유닛(120)을 포함한다.2, the liquid
백라이트 유닛(120)은 액정 패널(110)의 후면에 위치하며, 액정 패널(110)에 빛, 예를 들어 백색광을 제공한다.The
백라이트 유닛(120)은 광원, 예를 들어, 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp,이하 "CCFL"이라 함)의 설치 방법에 따라 램프가 액정패널의 아래에 위치하는 직하방식과 램프가 도광판의 측면에 위치하는 에지-라이트 방식(edge-light method)이 있다.The
도 2의 백라이트 유닛(100)은 에지-라이트 방식(edge-light method)의 백라이트 유닛으로, 광원부(122), 도광판(124), 반사 시트(126) 및 광학 필름(128)을 포함한다.The
광원부(122)는 하나 이상의 광원(122a) 및 광원 반사판(122b)을 포함한다.The
광원(122a)은 소정 파장을 가지는 빛을 발생시킨다.The
광원(122a)으로부터 발생된 빛은 도광판(124)을 통해 입사하게 되는데, 광원 반사판(122b)은 광원(122a)으로부터 발생된 빛을 도광판(124) 측으로 반사시켜 도광판(124)으로 입사되는 빛의 효율을 향상시킨다. The light generated from the
반사 시트(126)는 광원(122a)에서 발생하여 상기 도광판(124)의 배면으로 진행하는 빛 중 상기 도광판(124)에 입사되지 않는 빛을 다시 상기 도광판(124) 쪽으로 반사시킨다. 상기 도광판(124)은 빛이 액정 패널(110) 쪽으로 진행되도록 한다.The
광학필름(128)은 확산 시트(128a), 휘도 향상 시트(128b) 및 보호 시트(128c)를 포함한다.The optical film 128 includes a
도광판(124)으로부터 액정 패널(110) 쪽으로 출사되는 빛은 확산 시트(128a)를 통과하게 되는데, 확산 시트(128a)는 도광판(124)으로부터 입사된 빛을 분산시켜 빛이 부분적으로 밀집되는 것을 방지하고 휘도를 균일하게 한다. Light emitted from the
확산 시트(128a)를 통과한 빛은 휘도가 급격히 떨어지게 되는데, 이를 방지하기 위해 휘도 향상 시트(128b)가 사용된다. The light passing through the
본 발명의 휘도 향상 시트(128b)는 플라이-아이-렌즈(fly-eye-lens)를 이용하는데 특징이 있다.The
플라이-아이-렌즈는 광의 빔 모양(beam shape)을 조정하기 위하여 주로 사용되는 것으로서, 평행광 품질(quality)을 상승시킬 수 있기 때문에 프로젝트용 부품으로 사용될 경우 화면의 밝기를 균일하게 하는 기능을 가지게 된다. 최근에는 프로젝션 TV와 백라이트 유닛에서 기존의 프리즘 시트를 대체하기 위한 수단으로서 그 수요가 점차 증가하고 있다.Fly-eye-lens is mainly used to adjust the beam shape of light, and because it can increase the quality of parallel light, it has the function of equalizing the brightness of the screen when used as a project part. do. Recently, the demand is gradually increasing as a means to replace the existing prism sheet in the projection TV and the backlight unit.
더욱 상세하게는, 도 3을 참조하면, 휘도 향상 시트(128b)는 렌즈 지지부(210) 및 렌즈 지지부(210) 상의 전면에 형성된 복수의 렌즈 유닛(220a)들을 포함하는 렌즈 형상부(220)를 포함한다.More specifically, referring to FIG. 3, the
렌즈 유닛(220a)은 반구형의 형상을 가지고 렌즈 지지부(210) 상에서 양각되어 돌출되어 있으며, 이러한 렌즈 유닛(220a) 복수 개가 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이 서로 외접하면서 행과 열을 형성하며 렌즈 지지부(210) 상에 배열된다.The
도 4a에 도시된 바와 같이, 렌즈 유닛(220a)은 평면도에서 원형의 형상을 가지나, 반드시 원형일 필요는 없고 타원형의 형상을 가질 수도 있다.As shown in FIG. 4A, the
이와 같은 복수 개의 렌즈 유닛(220a)에 의해 휘도 향상 시트(128b)를 통과하는 광은 이차원적으로 굴절하게 되어 광 성능을 향상시킬 수 있다.The light passing through the
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 휘도 향상 시트의 제조 장치 및 방법을 개략적으로 도시한 도면이다.5 is a view schematically showing an apparatus and method for manufacturing a brightness improving sheet according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 휘도 향상 시트의 제조 장치는 레진 공급부(300), 렌즈 형상 제조부(310) 및 광 조사부(320)를 포함한다.Referring to FIG. 5, the apparatus for manufacturing a brightness improving sheet according to an exemplary embodiment of the present invention includes a
먼저, 렌즈 지지부(210)는 롤 형태로 말려 있는 상태에서 회전하며 그 일단이 제조 장치의 내부에 연속적으로 공급된다. First, the
렌즈 지지부(210)는 광학 필름으로서, 바람직하게는 투명하고 유연성이 있으며 가공성이 우수한 열가소성 폴리머 필름으로 이루어진다. The
렌즈 지지부(210)가 상기 제조장치 내로 공급되면, 레진 공급부(300)에서는 렌즈 지지부(210)에 소정 두께로 광 경화성 수지(222)를 도포한다. When the
레진 공급부(300)에서 소정 양의 광 경화성 수지(222)를 렌즈 지지부(210) 상에 공급하면, 상기 렌즈 지지부(210)의 표면에 광 경화성 수지(222)가 분산되어 일정한 두께로 도포되도록 제어된다.When the
계속하여, 광 경화성 수지(222)가 도포된 렌즈 지지부(210)는 렌즈 형상 제조부(310)로 이동한다.Subsequently, the
렌즈 형상 제조부(310)는 일정 방향으로 회전하는 롤러(312) 및 롤러(312)를 상부에 고정시키는 고정부(314)를 포함한다.The lens
롤러(312)의 길이 방향 원통 외면에는 복수 개의 홈들이 음각으로 형성되어 있으며, 롤러(312)의 회전축 양단은 고정부(314)에 의해 상부에 고정된다.A plurality of grooves are formed in an intaglio form on the outer surface of the longitudinal cylinder of the
도 6은 도 5의 롤러의 몰딩 공정을 도시한 사시도이다. 6 is a perspective view illustrating a molding process of the roller of FIG. 5.
도 6을 참조하면, 롤러(312)는, 롤러(312)를 길이 방향 축으로 회전시키는 롤러 회전부(316) 및 일정한 주기를 가지고 상하 진동하며 롤러(312)의 회전하는 외면에 접촉하는 바이트(bite, 318)를 이용하여 형성된다.Referring to FIG. 6, the
먼저, 롤러 회전부(316)는 구동 동력에 의해 롤러(312)를 길이 방향 축으로 일정 속도로 회전시킨다. 바이트(318)는 롤러(312)의 길이 방향 일단, 예를 들면, 도 6에 도시된 바와 같이, 좌단에 위치한 상태로 일정한 주기로 상하 운동을 시작한다. 여기서 바이트(318)의 상하 운동 폭은 롤러(312)에 형성하고자 하는 렌즈 유닛의 홈(220b)의 두께에 따라 달라진다.First, the
바이트(318)의 롤러(312)에 접촉하는 일단의 단면은 여러 형상을 가질 수 있으나, 플라이-아이-렌즈를 형성하기 위한 일 실시예에 따르면 상기 단면은 원형 또는 타원형을 갖는다.One end of the cross section in contact with the
바이트(318)가 상하 진동 중 최저점에 이를 때, 롤러(312)의 외면에는 바이트(318)의 접촉하는 일단에 상응하는 홈(220b)이 형성된다. 바이트(318)는 일정 주기로 상하 진동을 하고, 롤러(312)는 일정 속도로 회전을 하므로, 롤러(312) 외면에는 복수 개의 홈(220b)들이 롤러(312) 둘레에 반복적으로 형성된다.When the
이어서, 롤러(312) 외면을 따라 한 개 줄의 홈(220b)들이 모두 형성되면, 바이트(318)는 일정 길이만큼 우측으로 이동한다. 이러한 과정이 반복됨으로써, 롤러(312)의 외면에는 홈(220b)들이 일정한 패턴으로 형성될 수 있다.Then, when one row of
한편, 바이트(318)의 상하 진동 주파수는 롤러(312) 외면에 형성되는 홈(220b)의 형상에 영향을 미친다. 주파수가 낮을수록 바이트(318)가 롤러(312) 외면에 접촉하는 시간이 증가하므로 형성되는 홈(220b)은 긴 타원형의 형상을 가지게 된다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 바이트(318)의 상하 진동 주파수는 1 kHz 내지 50 kHz, 더욱 바람직하게는 5 kHz 내지 20 kHz 범위 내이다.On the other hand, the vertical vibration frequency of the
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기와 같이 하나의 바이트(318)가 롤러(312)의 길이방향을 따라 좌우로 이동하는 것이 아니라, 복수 개의 바이트(318)들이 롤러(312)의 길이방향으로 일렬로 배열되어 동시에 롤러(312)에 홈(220b)을 형성할 수도 있다.According to another embodiment of the present invention, as described above, one
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 휘도 향상 시트의 렌즈 형상부의 제조방법을 도시한 사시도이다.7 is a perspective view illustrating a method of manufacturing the lens-shaped portion of the brightness improving sheet according to the embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 광 경화성 수지(222)가 도포된 렌즈 지지부(210)가 일정 방향으로 회전하는 롤러(312)를 통과하면, 광 경화성 수지(222)의 표면에는 롤러(312)에 형성된 홈(220b)의 형상에 대응하여 양각의 렌즈 유닛(220a)들이 형성된 렌즈 형상부(220)가 형성된다.Referring to FIG. 7, when the
본 발명의 일 실시예에 따르면, 개별 렌즈 유닛(220a)은 반구형 또는 타원 반구형의 형상을 가지며, 복수 개의 렌즈 유닛(220a)들이 서로 외접하면서 상기 렌즈 지지부 상에서 행과 열을 이루어 플라이-아이-렌즈(fly-eye-lens)를 형성한다.According to an embodiment of the present invention, the
렌즈 유닛(220a)의 크기가 커질수록 집광 능력은 향상되지만 완성된 시트의 두께가 증가하는 문제가 발생하므로 렌즈 유닛(220a)은 적정한 크기를 가질 필요가 있다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 렌즈 유닛(220a)의 직경 또는 장축은 1 ㎛ 내지 1 mm, 더욱 바람직하게는 수 ㎛ 내지 수 백 ㎛ 범위 내이다.As the size of the
다시 도 5를 참조하면, 렌즈 형상 제조부(310)를 통과한 광 경화성 수 지(222)에는 복수 개의 렌즈 유닛(220a)을 포함하는 렌즈 형상부(220)가 형성된다.Referring to FIG. 5 again, the
이어서, 복수 개의 렌즈 유닛(220a)들이 형성된 렌즈 형상부(220)는 광 조사부(320)로 이동한다.Subsequently, the
광 조사부(320)에서는 광 경화성 수지(222)를 경화시킬 수 있는 광, 예를 들어 자외선(UV)을 일정 시간 광 경화성 수지(222)에 조사하여, 렌즈 형상부(220)를 경화시킨다.The
이와 같이 렌즈 지지부(210) 상에 플라이-아이-렌즈 형상의 렌즈 형상부(220)가 형성된 휘도 향상 시트(128b)는 선택적으로 상부 및 하부 표면에 보호 필름(330a 및 330b)이 씌워지는 단계를 더 거친 후, 휘도 향상 시트 권취롤에 감겨짐으로써 제조 공정이 완료된다.As such, the
상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.Preferred embodiments of the present invention described above are disclosed for purposes of illustration, and those skilled in the art having ordinary knowledge of the present invention will be able to make various modifications, changes, additions within the spirit and scope of the present invention, such modifications, changes and Additions should be considered to be within the scope of the following claims.
본 발명에 따른 휘도 향상 시트의 제조 장치 및 방법에 의하면, 종래에 비해 간단한 방법으로 광의 굴절 성능을 향상시킬 수 있는 휘도 향상 시트를 제조할 수 있다.According to the manufacturing apparatus and method of the brightness improving sheet which concerns on this invention, the brightness improving sheet which can improve the refractive performance of light by a simple method compared with the past can be manufactured.
또한 몰딩 방식에 의해 휘도 향상 시트를 제조함으로써, 제조 과정에서의 시 간 및 비용을 감소시키고 대량 생산이 가능하다.In addition, by manufacturing the brightness enhancement sheet by the molding method, it is possible to reduce the time and cost in the manufacturing process and to mass production.
본 발명에 따른 제조 장치 및 방법으로 제조된 휘도 향상 시트는 입사된 광을 이차원적으로 굴절시키기 때문에 종래의 휘도 향상 시트에 비해 향상된 이차원적인 광학적 성능을 갖게 된다.The brightness enhancing sheet produced by the manufacturing apparatus and method according to the present invention has two-dimensional optical performance improved compared to the conventional brightness improving sheet because the incident light is refracted in two dimensions.
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