WO2016204438A1 - 벤딩 저감이 가능한 집광모듈 및 이를 구비한 백라이트 유닛 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a light collecting module capable of reducing bending and a backlight unit having the same, and more particularly, to prevent bending of a reflective polarizing sheet due to a shrinkage difference generated during manufacturing of a reflective polarizing sheet transmitting only light having a specific polarization.
  • the present invention relates to a light condensing module capable of reducing bending and a backlight unit having the same.
  • liquid crystal display requires a backlight unit that provides uniform light to the entire screen, unlike a conventional CRT.
  • the backlight unit is configured to provide uniform light at the rear side of the liquid crystal display, and an LED, which is a light source, is disposed on one side of the light guide plate, and the light guide plate is provided with a reflector on the lower surface thereof, so that the light emitted from the light source is upward. Configured to deliver.
  • the light generated by the light source is transmitted upward by the light guide plate and the reflecting plate, and the transmitted light is uniformly transmitted upward through the light collecting sheet.
  • a separate reflective polarizing sheet is provided on the top of the light collecting sheet to transmit only the light of a specific polarization to the top to stably transmit the focused light to the outside.
  • the light collecting sheet may be applied to a general prism sheet.
  • the backlight unit is configured such that the light generated from the light source provided at the side is transferred upward by the light guide plate and the reflective sheet, and the reflected light is uniformly collected through the light collecting sheet.
  • the light polarizing sheet is transmitted from the backlight unit as the light is delivered in a uniformly condensed state in the backlight unit, it is used a lot, but in the case of the reflective polarizing sheet due to the long use of the backlight unit, the warpage occurs There is a problem.
  • the reflective polarizing sheet is formed by curing a plurality of stacks in an expanded state, and configured to contract again when the temperature rises.
  • cooling and curing are performed by using a separate cooling roll, which has different shrinkage rates due to differences in cooling rates of one surface in contact with the cooling roll and one surface that is not.
  • the reflective polarizing sheet is bent, and thus there is a problem that the light transmitted from the lower part cannot be evenly transmitted to the outside.
  • the technical problem of the present invention is to solve the problems mentioned in the background art, and it is possible to reduce the bending that can reduce the bending caused by the temperature rise of the reflective polarizing sheet due to the shrinkage difference between the reflective polarizing sheet and the light collecting sheet.
  • the present invention provides a light collecting module and a backlight unit having the same.
  • a plurality of stacks having different refractive indices are stacked to selectively transmit light, and a reflective polarizing sheet having both sides with different shrinkage rates and a cross-sectional area thereof decreasing toward the top.
  • the first unit condenser has a first structured pattern that is continuously repeated, wherein the first unit condenser comprises a first condensing sheet bonded to any one surface of the reflective polarizing sheet, the shrinkage ratio of the first condensing sheet and the By the difference in shrinkage of one surface of the reflective polarizing sheet is characterized in that the reflective polarizing sheet shrinks and bends as the temperature rises.
  • the reflective polarizing sheet is characterized in that it comprises a cooling surface that is cooled in contact with a separate cooling roll in a heated state and an external exposure surface that is disposed in a stacked form on top of the cooling surface and gradually cooled by exposure to air. can do.
  • the first light collecting sheet may be characterized in that the first unit condenser is bonded to the cooling surface, and has a shrinkage ratio that is relatively smaller than the shrinkage of the cooling surface due to the temperature rise.
  • the first light collecting sheet may be characterized in that the first unit condenser is bonded to the external exposure surface, and has a shrinkage rate that is relatively greater than the shrinkage of the external exposure surface due to the temperature rise.
  • the reflective polarizing sheet may be formed by stacking a plurality of stacks, and the shrinkage may increase from the external exposure surface toward the cooling surface along the stacking direction.
  • the first unit condenser is bonded to any one of the cooling surface or the external exposure surface of the reflective polarizing sheet in the upper end portion, characterized in that the shape of the cross section trajectory is deformed by the pressure during the bonding process Can be.
  • the reflective polarizing sheet may be cooled in a laminated state through the cooling roll, and may be manufactured in a state in which the cooling surface is bent from the cooling surface toward the external exposure surface by the shape of the cooling roll.
  • the reflective polarizing sheet may be formed by curing a plurality of stacks in an expanded state, and may contract again when the temperature rises.
  • a separate adhesive layer may be further included between the reflective polarizing sheet and the first light collecting sheet, and a portion of the first unit light collector may be embedded in the adhesive layer.
  • the first light collecting sheet may be characterized in that the vertical distance from the bottom end to the top end of the first unit light collecting body is non-uniform.
  • the first structured pattern may be repeatedly formed in a form in which the first unit condenser is elongated, and the height of the first structured pattern is changed in the extending direction.
  • a light guide plate is provided on one side to transmit the light generated from the light source to the lower side, to be evenly spread on the light guide plate laminated on the light guide plate
  • a plurality of optical modules having different refractive indices and a plurality of optical modules including a diffusing sheet and a second condensing sheet coupled to an upper portion of the diffusing sheet and having a second structured pattern in which a second unit condenser having a cross sectional area decreasing toward an upper portion is continuously repeated.
  • the stack is stacked to selectively transmit light, and has a reflective polarizing sheet having both sides with different shrinkage rates, and a first structured pattern in which a first unit condenser having a cross-sectional area decreases toward the top thereof is continuously repeated.
  • a sieve comprises a first light collecting sheet bonded to any one surface of the reflective polarizing sheet, the second structured pattern Characterized to include a light collecting modules are stacked on top, and reduced to by the shrinkage difference between any surface of the first light collecting sheet shrinkage and the reflective polarizing sheet of the reflective polarizing sheet it is bent by contraction in accordance with temperature rise.
  • the reflective polarizing sheet is characterized in that it comprises a cooling surface that is cooled in contact with a separate cooling roll in a heated state and an external exposure surface that is disposed in a stacked form on top of the cooling surface and gradually cooled by exposure to air. can do.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view schematically showing the configuration of a backlight unit provided with a light collecting module according to the present invention
  • FIG. 2 is a view schematically showing the configuration of a light converging module and an optical module in the backlight unit of FIG. 1;
  • FIG. 3 is a view showing that the reflective polarizing sheet transmits only a part of light in the backlight unit of FIG. 1;
  • FIG. 4 is a view illustrating a state in which a reflective polarizing sheet is bent by a shrinkage difference between a cooling surface and an external exposure surface in the backlight unit of FIG. 1;
  • FIG. 5 is a view illustrating a state in which the reflective polarizing sheet of FIG. 4 is manufactured
  • FIG. 6 is a view showing that shrinkage occurs due to a temperature increase in a state in which the shrinkage rate of the first light collecting sheet is relatively larger than the shrinkage rate of the cooling surface in a state in which the first light collecting sheet is bonded to the reflective polarizing sheet of FIG. 1;
  • FIG. 7 is a view showing that shrinkage occurs due to a temperature increase in a state in which the shrinkage rate of the first light collecting sheet is relatively smaller than the shrinkage rate of the cooling surface when the first light collecting sheet is bonded to the reflective polarizing sheet of FIG. 1;
  • FIG. 8 is a view illustrating a state in which a first light collecting sheet is bonded to an external exposure surface in the backlight unit of FIG. 1;
  • FIG. 9 is a view showing a state in which a separate adhesive layer is further provided between the reflective polarizing sheet and the first light collecting sheet in the light collecting module of FIG. 1;
  • FIG. 10 is a view showing a state in which the vertical height of the first unit condenser is unevenly formed in the condensing module of FIG. 1;
  • FIG. 11 is a view illustrating a form in which the heights of the first unit condensers in the condensing module of FIG.
  • a backlight unit having a light collecting module will be described with reference to what is applied to a flat panel liquid crystal display device such as an LCD or an LED panel.
  • the present invention is not necessarily limited thereto, and may be used alone as an optical sheet, or may be a backlight unit applied to other apparatuses other than the liquid crystal display device, or the characteristics and path of light such as a lighting apparatus. It may be applied to any device that changes the power.
  • FIGS. 1 to 5 a schematic configuration of a backlight unit to which a light collecting module according to an embodiment of the present invention is applied is as follows.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view schematically illustrating a configuration of a backlight unit having a light collecting module according to the present invention
  • FIG. 2 is a view schematically illustrating a configuration of a light collecting module and an optical module in the backlight unit of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a view showing that the reflective polarizing sheet transmits only a part of the light in the backlight unit of FIG. 1
  • FIG. 4 is the reflective polarizing sheet bending in the backlight unit of FIG. 1 due to a shrinkage difference between the cooling surface and the external exposure surface.
  • 5 is a view illustrating a state in which the reflective polarizing sheet of FIG. 4 is manufactured.
  • a backlight unit for providing light to the liquid crystal panel should be provided.
  • a backlight unit includes a light source 100, a light guide plate 200, an optical module 300, and a light collecting module 400.
  • the light source 100 generally includes a light emitter that emits light, and emits light from the side of the light guide plate 200 to transmit light toward the light guide plate 200.
  • the light guide plate 200 transmits the light transmitted from the light source 100 toward the optical module 300.
  • the optical module 300 is disposed on the light guide plate 200 to diffuse the light transmitted from the light guide plate 200, and condenses the diffused light again and transfers the light to the top, the diffusion sheet 310 and The second light collecting sheet 320 is included.
  • the diffusion sheet 310 is disposed on the light guide plate 200 to diffuse light and to be evenly transferred to the second light collecting sheet 320.
  • the diffusion sheet 310 is configured to uniformly diffuse the light transmitted to the upper part through the light guide plate 200 provided at the lower part and to transmit the diffused sheet 310 to the second light collecting sheet 320 positioned at the upper side.
  • Non-uniform diffusion patterns are formed in the light diffusion.
  • the second light collecting sheet 320 has a second structured pattern 322 that is coupled to the upper portion of the diffusion sheet 310 and the second unit light collecting body 322a of which cross-sectional area decreases toward the top is continuously repeated. .
  • the second light collecting sheet 320 largely includes a second base film 324 and a second structured pattern 322.
  • a light transmissive film is generally used so that light incident from the lower part can be easily transmitted.
  • An upper surface of the second base film 324 is formed such that the second structured pattern 322, which refracts and collects incident light, is integrated with the second base film 324.
  • the second structured pattern 322 is continuously repeated on the upper surface of the second base film 324 and the plurality of second unit condensers 322a having an inclined surface which protrudes in an upper direction and has a smaller cross sectional area toward an upper portion thereof. It is composed of
  • the second unit light collector 322a refracts and condenses the light transmitted through the second base film 324 and transmits the light to the upper portion.
  • the second structured pattern 322 includes a plurality of prismatic shapes formed so that the upper and lower end surfaces of the triangular shape extend in one direction.
  • the second unit light collector 322a may be configured in plural and may have the same size and shape.
  • the second unit light collectors 322a may have different sizes and inclination angles of inclined surfaces.
  • the second unit light collector 322a may have a double inclined surface and may have a polygonal cross-sectional shape along the vertical direction so that each of the second unit light collectors 322a has different inclination angles.
  • the second unit light collecting body 322a is formed to extend in one direction along the upper surface of the second light collecting sheet 320, and a plurality of the second light collecting sheets 322a are continuously arranged.
  • the optical module 300 is disposed on the diffusion sheet 310 and the diffusion sheet 310 for diffusing the light transmitted through the light guide plate 200 to condense and transmit the diffused light to the upper portion.
  • the light condensing module 400 is arranged in a stacked form on the upper portion of the optical module 300 described above and condenses and polarizes the light transmitted from the lower portion and transmits the light uniformly to the upper portion.
  • the light collecting sheet 410 and the reflective polarizing sheet 420 are included.
  • the reflective polarizing sheet 420 transmits only light having a specific polarization among the light collected and transmitted by the first light collecting sheet 410 to be described later, and reflects the rest to the bottom again. It is stacked on top of the combined.
  • a reflective polarizing sheet includes a multilayer stack in which at least two materials are alternately stacked. Since at least one material has the property of tensile stress induced birefringence, the refractive index n of the material is affected by the stretching treatment.
  • the refractive index of the material increases in the stretching direction, and part of the light beam is reflected due to the difference in refractive index at each boundary between the two layers.
  • Such multilayer stacks can be usefully manufactured as reflective polarizers or mirrors.
  • the light directed toward the reflective polarization sheet 420 is light of P1 having polarization of the region transmitted by the reflective polarization sheet 420 as light of different polarizations is mixed. And light of P2 having polarized light in a region that the reflective polarizing sheet 420 does not transmit.
  • the light passing through the first light collecting sheet 410 and the second light collecting sheet 320 is a mixed state of P1 and P2, but the reflective polarizing sheet 420 transmits only P1 light and the light of P2 Reflect again in the downward direction.
  • the light of P1 is emitted to the outside, but the light of P2 is reflected and returned to the bottom, and is reflected back by the first light collecting sheet 410, the second light collecting sheet 320, the light guide plate 200, and the like to the top again. Move. Through this process, the light of P2 is changed in the polarization state, and through this repetition, the reflective polarizing sheet 420 is converted into a state suitable for transmission.
  • the reflective polarizing sheet 420 having the above characteristics has a cooling surface 422 and the cooling surface which are cooled by a separate cooling roll C in a heated state as shown in FIG. 5.
  • 422 is disposed on top of the stack 422 and includes an external exposure surface 424 exposed to air and gradually cooled.
  • the reflective polarizing sheet 420 is formed by repeatedly stacking a plurality of stacks having different refractive indices, and is cooled while passing through the cooling roll C in a high temperature state.
  • the reflective polarizing sheet 420 is laminated and cured in a state where the stack of synthetic resin material is expanded, and gradually shrinks during the cooling process.
  • the cooling surface 422 which is rapidly cooled in contact with the cooling roll C, it is hardened in an ecology in which shrinkage is relatively low, and that of the external exposure surface 424 facing the cooling surface 422 is reduced. In the case of being in contact with air is gradually cooled, so harden in a state where a lot of shrinkage occurs.
  • the reflective polarizing sheet 420 manufactured as described above is manufactured in the form of a sheet, and on one side thereof, the cooling surface 422 which is rapidly cooled in contact with the cooling roll C and the external exposure surface which is gradually cooled in contact with air ( 424) each.
  • the reflective polarizing sheet 420 manufactured through the manufacturing process according to this causes shrinkage when the temperature rises due to external factors, and the shrinkage ratio I1 of the cooling surface 422 is the external exposure surface 424. ) Is larger than the shrinkage (I2).
  • the reflective polarizing sheet 420 is formed by curing a plurality of stacks in an expanded state, and configured to contract again when the temperature rises.
  • the shrinkage ratio increases from the external exposure surface 424 to the cooling surface 422 along the stacking direction.
  • the outer exposed surface 424 is curved to be convex due to the difference in shrinkage ratio I2 between the cooling surface 422 and the external exposed surface 424. Will occur.
  • the reflective polarizing sheet 420 is formed to have the cooling surface 422 and the external exposure surface 424 having different shrinkage rates, respectively, and only a part of the light collected and transmitted from the first light collecting sheet 410 is provided. Is selectively transmitted through.
  • the first light collecting sheet 410 is configured to have the first structured pattern 412 in which the first unit light collector 412a, the cross-sectional area of which decreases toward the upper portion, is continuously repeated, so that the second light collecting sheet 410 is formed. It is disposed on the upper surface of 320.
  • the light condensed by the second light condensing sheet 320 is condensed again to be transmitted to the upper portion.
  • the first unit condenser 412a may be formed in the same manner as the second unit condenser 322a described above or may be formed differently.
  • the first light collecting sheet 410 includes a first base film 414 and the first structured pattern 412 similar to the second light collecting sheet 320 described above.
  • the first structured pattern 412 is disposed under the reflective polarization sheet 420 and is formed on an upper surface of the first base film 414.
  • first base film 414 and the second base film 324 may be made of acryl or urethane, and have a high light transmittance so as to transmit light transmitted from the diffusion sheet 310. It is preferably made of a material.
  • the first light collecting sheet 410 formed as described above is disposed in a stacked form below the reflective polarizing sheet 420, and at least a part of the first unit light collecting body 412a is the cooling surface 422 or the outside. It is bonded to at least one of the exposed surface 424.
  • the first light collecting sheet 410 and the reflective polarizing sheet 420 may maintain an adhesive state.
  • the first light collecting sheet 410 shrinks as the temperature of the reflective polarizing sheet 420 increases due to a difference in shrinkage rate I2 between the cooling surface 422 and the external exposure surface 424. It is configured to reduce the bending.
  • the first light collecting sheet 410 is configured to be bonded to the cooling surface 422, so that the first light collecting sheet 410 has a shrinkage ratio I1 of the cooling surface 422. It is configured to have a relatively larger shrinkage than).
  • the first polarizing sheet 410 shrinks relatively to reduce the bending of the reflective polarizing sheet 420. Can be.
  • the reflective polarizing sheet 420 according to the embodiment of the present invention as shown in Figure 5 inevitably the cooling roll (C) in the manufacturing process of cooling in a laminated state using the cooling roll (C) By the shape of the may be manufactured in a state bent from the cooling surface 422 toward the external exposure surface 424.
  • the bending degree of the reflective polarizing sheet 420 is insignificant, the bending may occur in the bending direction when the temperature rises and the shrinkage may occur, and thus, according to the shrinkage ratio I3 of the first light collecting sheet 410 The degree to which the reflective polarizing sheet 420 is bent by the temperature rise may be reduced.
  • each of the first structured pattern 412 and the second structured pattern 322 is formed to extend in the transverse direction, and the extending direction of the first structured pattern 412 is the first direction.
  • the two structured patterns 322 are disposed in a direction intersecting with an extension direction.
  • the extending direction of the first structured pattern 412 and the second structured pattern 322 is disposed to vertically intersect.
  • the first structured pattern 412 and the second structured pattern 322 may be arranged to be simply crossed.
  • the light diffused from the diffusion sheet 310 and transmitted upward may be stably collected through the first unit light collector 412a and the second unit light collector 322a.
  • the light collecting module 400 includes the reflective polarizing sheet 420 and the first collecting sheet 410, and the cooling surface 422 and the outside of the reflective polarizing sheet 420. It is comprised so that bending by the shrinkage difference of the exposed surface 424 can be reduced.
  • the deflection of the reflective polarization sheet 420 is reduced to enable the display device to be stably used.
  • the backlight unit of the present invention configured as described above is stacked and coupled in the order of the light guide plate 200, the optical module 300, and the light condensing module 400, respectively, and stably receives the light generated from the light source 100. Can be diffused and focused.
  • the bending of the reflective polarizing sheet 420 is reduced according to the shrinkage ratio I3 of the first light collecting sheet 410 as follows.
  • FIG. 6 illustrates a shrinkage rate of the first light collecting sheet 410 rather than a shrinkage rate I1 of the cooling surface 422 in a state in which the first light collecting sheet 410 is bonded to the reflective polarizing sheet 420 of FIG. 1.
  • I3 is relatively larger
  • the shrinkage is caused by the temperature increase
  • FIG. 7 is the state in which the first light collecting sheet 410 is bonded to the reflective polarizing sheet 420 of FIG. 1.
  • the shrinkage rate I3 of the first light collecting sheet 410 is smaller than the shrinkage rate I1 of the cooling surface 422.
  • the first light collecting sheet 410 is configured to be smaller than or equal to the shrinkage ratio I3.
  • the reflective polarizing sheet 420 is configured such that the shrinkage rate I1 of the cooling surface 422 is larger than the shrinkage rate I2 of the external exposure surface 424 as described above.
  • the efficiency of the light collecting module 400 is reduced and durability of the backlight unit itself is reduced.
  • the first light collecting sheet 410 is bonded to the cooling surface 422 as in the embodiment of the present invention, the first light collecting sheet is smaller than the shrinkage ratio I1 of the cooling surface 422. Shrinkage ratio I3 of 410 is comprised relatively small.
  • the cooling surface 422 contracts to bend the portion of the external exposure surface 424 to be convex.
  • the shrinkage rate I3 of the first light condensing sheet 410 bonded to the cooling surface 422 is smaller than the shrinkage rate I1 of the cooling surface 422, the shrinkage is relatively less and thus the polarized light is reflected.
  • the sheet 420 is supported to reduce bending.
  • the shrinkage ratio I3 of the first light collecting sheet 410 is smaller than that of the cooling surface 422.
  • the reflective polarizing sheet is controlled by bonding and adjusting the shrinkage ratio of the first condensing sheet to be bonded to the reflective polarizing sheet so as to reduce the warpage generated when the temperature of the reflective polarizing sheet increases due to the difference in shrinkage generated during the manufacture of the reflective polarizing sheet.
  • FIG. 8 is a view illustrating a state in which the first light collecting sheet 410 is bonded to the external exposure surface 424 in the backlight unit of FIG. 1.
  • the first light collecting sheet 410 may be bonded to the external exposure surface 424 instead of the cooling surface 422.
  • the shrinkage of the cooling surface 422 and the first light collecting sheet 410 is not compared, but the shrinkage ratio I3 of the external exposure surface 424 and the first light collecting sheet 410 is compared. Therefore, the shrinkage ratio I3 of the first light collecting sheet 410 is configured to be relatively larger.
  • shrinkage rate of the external exposure surface 424 is smaller than that of the cooling surface 422
  • shrinkage occurs when the temperature of the reflective polarizing sheet 420 rises, and convex downwards due to a difference in shrinkage rate. Warping occurs to dissolve.
  • the reflective polarizing sheet 420 is reversed. Pulling in the direction can reduce the overall warpage.
  • the shrinkage rate I3 of the first light collecting sheet 410 is relative to the shrinkage rate I2 of the external exposure surface 424.
  • the shrinkage rate I3 of the first light collecting sheet 410 is the shrinkage rate of the cooling surface 422. It is preferable to comprise so that it may become comparatively smaller than (I1).
  • the first light collecting sheet 410 when the first light collecting sheet 410 is bonded to the cooling surface 422, the first light collecting sheet 410 is configured to have a shrinkage smaller than that of the cooling surface 422, and the first light collecting sheet 410 is the external exposure surface.
  • the reflective polarizing sheet 420 When bonded to 424, the reflective polarizing sheet 420 may be reduced in temperature due to a higher shrinkage ratio than the external exposed surface 424.
  • a separate adhesive layer 430 is further provided between the reflective polarizing sheet 420 and the first light collecting sheet 410 as follows.
  • FIG. 9 is a view showing a state in which the adhesive layer 430 is further provided between the reflective polarizing sheet 420 and the first light collecting sheet 410 in the light collecting module 400 of FIG. 1.
  • the light condensing module 400 is the lamination of the reflective polarizing sheet 420 and the first condensing sheet 410 in a stacked form, and the adhesive layer 430 is formed on the lower surface of the reflective polarizing sheet 420. ) Is further included.
  • the adhesive layer 430 may be applied to a part or the whole of the lower surface of the reflective polarizing sheet 420 and may have a uniform thickness or a non-uniform thickness.
  • the adhesive layer 430 is provided on a lower surface of the cooling surface 422, and an upper end of the first structured pattern 412 formed on the first light collecting sheet 410 is inside the adhesive layer 430. Is reclaimed.
  • the adhesion area between the first light collecting sheet 410 and the reflective polarizing sheet 420 is increased, thereby increasing the adhesive strength, and thus the first light collecting sheet 410 is more stably provided by the reflective polarizing sheet 420.
  • By supporting the bending of the can be reduced stably.
  • the reflective polarizing sheet is coated by applying the adhesive layer 430 having a shrinkage ratio relatively smaller than the shrinkage rate I1 of the cooling surface 422.
  • the warpage of 420 may be more stably supported.
  • the shrinkage of the adhesive layer 430 is larger than that of the external exposure surface 424. It is preferable to use.
  • FIG. 10 is a view illustrating a state in which the vertical height of the first unit condenser 412a is unevenly formed in the condensing module 400 of FIG. 1, and FIG. 11 is the first condensing module 400 of FIG. 1. It is a figure which shows the form which each height changes in the federal direction of the one-unit light collector 412a.
  • a plurality of first unit light collectors 412a are spaced apart from each other along an upper surface of the first base film 414.
  • each of the plurality of first unit light collectors 412a is formed to extend along an upper surface of the first base film 414 and is spaced apart from each other.
  • the plurality of first unit light collectors 412a have a non-uniform vertical distance from the lowermost part to the uppermost part.
  • the plurality of first unit condensers 412a may be configured to have non-uniform vertical heights, such that the first base film 414 and the reflective polarizing sheet 420 are bonded to each other. Only a part of the unit light collector 412a is bonded to the bottom surface of the reflective polarizing sheet 420.
  • the reflective polarization sheet 420 and the first base film 414 may be contracted or expanded. It is possible to maintain the bonded state without generating the sheet 420.
  • the first unit condenser 412a is deformed on an upper surface of the first base film 414, and a plurality of the first unit condensers 412a are formed on the first base film 414. It is formed to extend along the upper surface of the base film 414, each of which is repeatedly arranged along the transverse direction.
  • the plurality of first unit light collectors 412a are formed to have a nonuniform height along the extending direction, so that only a part of the first unit light collectors 412a are bonded to the bottom surface of the reflective polarizing sheet 420.
  • the plurality of first unit condensers 412a have a predetermined pattern and are uniformly spaced apart from each other, and each of the first unit condensers 412a is formed to have a non-uniform height along the extending direction. Only one portion of the first unit light collector 412a is bonded to the bottom surface of the reflective polarizing sheet 420.
  • each of the first unit light collectors 412a may be changed with a constant period P, but the height may be changed irregularly along the extension direction.

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Abstract

본 굴절률이 서로 다른 복수 개의 스택이 적층되어 빛을 선택적으로 투과시키며, 수축률이 상이한 양면을 갖는 반사편광시트 및 상부로 갈수록 횡단면적이 감소하는 제1단위집광체가 연속적으로 반복되는 제1구조화패턴을 가지며, 상기 제1단위집광체가 상기 반사편광시트의 어느 일면에 접합되는 제1집광시트; 를 포함하며, 상기 제1집광시트의 수축률과 상기 반사편광시트의 어느 일면의 수축률 차이에 의해 상기 반사편광시트가 온도 상승에 따라 수축하여 휘어지는 것을 저감시키는 것을 특징으로 하는 벤딩 저감이 가능한 집광모듈이 제공된다.

Description

벤딩 저감이 가능한 집광모듈 및 이를 구비한 백라이트 유닛
본 발명은 벤딩 저감이 가능한 집광모듈 및 이를 구비한 백라이트 유닛에 관한 것으로서, 좀 더 자세하게는 특정 편광의 빛만을 투과시키는 반사편광시트의 제조 시 발생되는 수축률 차이에 의해 반사편광시트가 휘어지는 것을 방지할 수 있는 벤딩 저감이 가능한 집광모듈 및 이를 구비한 백라이트 유닛에 관한 것이다.
근래에 들어 평판 디스플레이 패널의 사용이 확대되고 있으며, 그 중 대표적으로 액정표시장치가 있다.
일반적으로, 상기 액정표시장치(LCD)는 종래의 브라운관 방식(CRT)과는 달리 화면 전체에 균일한 빛을 제공하는 백라이트 유닛이 필요하다.
구체적으로 백라이트 유닛은, 액정표시장치의 후면에서 균일한 빛을 제공하는 구성으로써, 광원인 LED가 도광판의 한 측면에 배치되어 있고, 도광판은 하면에 반사판이 구비되어 광원에서 출사된 빛을 상부로 전달시키도록 구성된다.
그리고 이와 같이 구성된 상태에서 광원에 의해 발생된 빛은 도광판 및 반사판에 의해 상부로 전달되고, 전달된 빛은 다시 집광시트를 거치며 균일하게 상부로 전달된다.
이와 함께 집광시트의 상부에는 별도의 반사편광시트가 구비되어 특정 편광의 빛만을 상부로 투과시킴으로써 안정적으로 집광된 빛을 외부로 전달하게 된다.
여기서 상기 집광시트는 일반적인 프리즘시트가 적용될 수 있다.
이와 같이, 백라이트 유닛은 측면에 구비된 광원에서 발생된 빛은 도광판 및 반사시트에 의해 상부로 전달되고, 반사된 빛은 다시 집광시트를 거치며 균일하게 집광되도록 구성된다.
한편, 백라이트 유닛에서 반사편광시트를 구비함에 따라 상부로 전달되는 빛이 고르게 집광된 상태로 전달되기 때문에 많이 사용되고 있으나, 반사편광시트의 경우 백라이트 유닛의 오랜 사용으로 인해 온도가 상승하면 휘어짐이 발생하는 문제점이 있다.
일반적으로 반사편광시트는 복수 개의 스택이 팽창된 상태로 경화되어 형성되며, 온도가 상승하면 다시 수축하도록 구성된다. 이때, 반사편광시트의 제조 시 별도의 냉각롤을 이용하여 냉각과 경화를 진행하게 되는데 냉각롤과 접촉한 일면과 그렇지 않은 일면의 냉각 속도 차이에 의해 서로 다른 수축률을 가지게 된다.
이에 따라 반사편광시트의 온도가 상승하는 경우 수축률 차이에 의해 일면이 볼록해 지도록 휘어짐이 발생하게 된다.
물론, 반사편광시트의 온도가 상승하지 않는다면 문제가 되지 않겠지만, 일반적인 액정표시장치에 적용되어 사용될 때 액정표시장치에 의해 열이 발생되고 이에 따라 반사편광시트의 온도가 상승하여 수축을 하게 된다.
이때, 반사편광시트에 휘어짐이 발생하고 이에 따라 하부에서 전달되는 빛을 고르게 외부로 전달하지 못하는 문제가 발생된다.
뿐만 아니라, 반사편광시트에 휘어짐이 발생한 상태에서 지속적으로 액정표시장치를 사용하는 경우 습기나 열에 의해 박리되는 문제점이 발생한다.
본 발명의 기술적 과제는, 배경기술에서 언급한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 반사편광시트와 집광시트의 수축률 차이에 의해 반사편광시트의 온도 상승에 따라 발생하는 휘어짐을 저감시킬 수 있는 벤딩 저감이 가능한 집광모듈 및 이를 구비한 백라이트 유닛을 제공함에 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일측면에 따르면 굴절률이 서로 다른 복수 개의 스택이 적층되어 빛을 선택적으로 투과시키며, 수축율이 상이한 양면을 갖는 반사편광시트 및 상부로 갈수록 횡단면적이 감소하는 제1단위집광체가 연속적으로 반복되는 제1구조화패턴을 가지며, 상기 제1단위집광체가 상기 반사편광시트의 어느 일면에 접합되는 제1집광시트를 포함하며, 상기 제1집광시트의 수축률과 상기 반사편광시트의 어느 일면의 수축률 차이에 의해 상기 반사편광시트가 온도 상승에 따라 수축하여 휘어지는 것을 저감시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 반사편광시트는 가열된 상태에서 별도의 냉각롤에 접촉하여 냉각되는 냉각면 및 상기 냉각면의 상부에서 적층 형태로 배치되며 공기에 노출되어 서서히 냉각되는 외부노출면을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제1집광시트는 상기 냉각면에 상기 제1단위집광체가 접합되며, 온도 상승에 의한 상기 냉각면의 수축률보다 상대적으로 더 작은 수축률을 가지는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제1집광시트는 상기 외부노출면에 상기 제1단위집광체가 접합되며, 온도 상승에 의한 상기 외부노출면의 수축률보다 상대적으로 큰 수축률을 가지는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 반사편광시트는 복수 개의 스택이 적층되어 형성되며, 상기 외부노출면에서 적층방향을 따라 상기 냉각면으로 갈수록 수축률이 증가하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제1단위집광체는 상부방향 끝단부가 상기 반사편광시트의 상기 냉각면 또는 상기 외부노출면 중 어느 하나에 접합되며, 접합과정에서 압력에 의해 단면 궤적의 형상이 변형되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 반사편광시트는 상기 냉각롤을 통해 적층상태로 냉각되며 상기 냉각롤의 형상에 의해 상기 냉각면에서 상기 외부노출면 방향으로 벤딩된 상태로 제조되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 반사편광시트는 복수 개의 스택이 팽창된 상태로 경화되어 형성되며, 온도가 상승하면 다시 수축하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 반사편광시트와 상기 제1집광시트 사이에 별도의 접착층이 더 포함되며, 상기 제1단위집광체의 일부가 상기 접착층 내부로 매립되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제1집광시트는 상기 제1단위집광체의 최하단부에서 최상단부에 이르는 수직거리가 불균일하게 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제1구조화패턴은 상기 제1단위집광체가 길게 연장된 형태로 반복하여 형성되며 연장방향을 따라 높이가 변화되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 일측에 광원이 구비되어 상기 광원으로부터 발생되는 빛을 하부로 전달하는 도광판, 상기 도광판의 상부에 적층되어 하부로부터 전달되는 빛을 고르게 확산시키는 확산시트 및 상기 확산시트의 상부에 결합되며 상부로 갈수록 횡단면적이 감소하는 제2단위집광체가 연속적으로 반복되는 제2구조화패턴을 가지는 제2집광시트를 포함하는 광학모듈 및 굴절률이 서로 다른 복수 개의 스택이 적층되어 빛을 선택적으로 투과시키며, 수축율이 상이한 양면을 갖는 반사편광시트 및 상부로 갈수록 횡단면적이 감소하는 제1단위집광체가 연속적으로 반복되는 제1구조화패턴을 가지며, 상기 제1단위집광체가 상기 반사편광시트의 어느 일면에 접합되는 제1집광시트를 포함하며, 상기 제2구조화패턴의 상부에 적층되는 집광모듈을 포함하고, 상기 제1집광시트의 수축률과 상기 반사편광시트의 어느 일면의 수축률 차이에 의해 상기 반사편광시트가 온도 상승에 따라 수축하여 휘어지는 것을 저감시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 반사편광시트는 가열된 상태에서 별도의 냉각롤에 접촉하여 냉각되는 냉각면 및 상기 냉각면의 상부에서 적층 형태로 배치되며 공기에 노출되어 서서히 냉각되는 외부노출면을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 문제점을 해결하기 위해 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 반사편광시트의 제조 시 발생되는 수축률 차이에 의해 반사편광시트의 온도 상승 시 발생되는 휘어짐을 저감시키도록 반사편광시트와 접합되는 제1집광시트의 수축률을 조절하여 접합시킴으로써, 반사편광시트의 수축으로 발생되는 집광효과의 저하 및 내구성 감소를 줄일 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 효과들은 상기 언급한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 집광모듈이 구비된 백라이트 유닛의 구성을 개략적으로 나타낸 분해 사시도;
도 2는 도 1의 백라이트 유닛에서 집광모듈과 광학모듈의 구성을 개략적으로 나타낸 도면;
도 3은 도 1의 백라이트 유닛에서 반사편광시트가 빛의 일부만 투과시키는 것을 나타낸 도면;
도 4는 도 1의 백라이트 유닛에서 반사편광시트가 냉각면과 외부노출면의 수축률 차이에 의해 벤딩되는 상태를 나타낸 도면;
도 5는 도 4의 반사편광시트가 제조되는 상태를 나타낸 도면;
도 6은 도 1의 반사편광시트에 제1집광시트가 접합된 상태에서 냉각면의 수축률보다 제1집광시트의 수축률이 상대적으로 더 큰 상태에서 온도 상승에 의해 수축이 발생하는 것을 나타낸 도면;
도 7은 도 1의 반사편광시트에 제1집광시트가 접합된 상태에서 냉각면의 수축률보다 제1집광시트의 수축률이 상대적으로 작은 상태에서 온도 상승에 의해 수축이 발생하는 것을 나타낸 도면;
도 8은 도 1의 백라이트 유닛에서 제1집광시트가 외부노출면과 접합된 상태를 나타낸 도면;
도 9는 도 1의 집광모듈에서 반사편광시트와 제1집광시트 사이에 별도의 접착층이 더 구비된 상태를 나타낸 도면;
도 10은 도 1의 집광모듈에서 제1단위집광체의 수직 높이가 불균일하게 형성된 상태를 나타낸 도면; 및
도 11는 도 1의 집광모듈에서 제1단위집광체의 연방방향에 따른 각각의 높이가 변화하는 형태에 대해서 나타낸 도면.
이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.
이하의 설명에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 집광모듈을 구비한 백라이트 유닛은, LCD나 LED 패널 등의 평판 액정표시장치에 적용되는 것을 예로 들어 설명하기로 한다. 허나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 광학시트 단독으로 사용될 수도 있으며, 또는, 액정표시장치에 적용되는 것이 아닌 다른 기구에 적용되는 백라이트 유닛일 수도 있으며, 또는 조명기구 등 빛의 특성 및 경로를 변화시키는 장치라면 어느 것에도 적용될 수도 있다.
<구성>
먼저, 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 집광모듈이 적용된 백라이트 유닛의 개략적인 구성에 대해서 살펴보면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 집광모듈이 구비된 백라이트 유닛의 구성을 개략적으로 나타낸 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 백라이트 유닛에서 집광모듈과 광학모듈의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
그리고, 도 3은 도 1의 백라이트 유닛에서 반사편광시트가 빛의 일부만 투과시키는 것을 나타낸 도면이며, 도 4는 도 1의 백라이트 유닛에서 반사편광시트가 냉각면과 외부노출면의 수축률 차이에 의해 벤딩되는 상태를 나타낸 도면이고, 도 5는 도 4의 반사편광시트가 제조되는 상태를 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 액정표시장치를 구성함에 있어서, 액정패널에 빛을 제공하는 백라이트 유닛(BLU: Back Light Unit)이 필수적으로 구비되어야 한다. 이와 같은 백라이트 유닛은 크게 광원(100), 도광판(200), 광학모듈(300) 및 집광모듈(400)을 포함한다.
상기 광원(100)은 일반적으로 빛을 발광하는 발광체로 구성되며 상기 도광판(200)의 측부에서 빛을 발광하여 상기 도광판(200) 방향으로 빛을 전달한다.
그리고 상기 도광판(200)은 상기 광원(100)으로부터 전달된 빛을 상기 광학모듈(300) 방향으로 전달한다.
상기 광학모듈(300)은 상기 도광판(200)의 상부에 배치되어 상기 도광판(200)에서 전달되는 빛을 확산시키고, 확산된 빛을 다시 집광하여 상부로 전달하는 구성으로써, 확산시트(310) 및 제2집광시트(320)를 포함한다.
상기 확산시트(310)는, 상기 도광판(200)의 상부에 배치되어 빛을 확산시키며 상기 제2집광시트(320)로 고르게 전달되도록 한다.
구체적으로 상기 확산시트(310)는, 하부에 구비된 상기 도광판(200)을 통해 상부로 전달되는 빛을 고르게 확산하여 상부에 위치한 상기 제2집광시트(320)로 전달하는 구성으로써, 상면 또는 하면에 불균일한 확산 패턴이 형성되어 빛을 확산시킨다.
상기 제2집광시트(320)는 상기 확산시트(310)의 상부에 결합되며 상부로 갈수록 횡단면적이 감소하는 제2단위집광체(322a)가 연속적으로 반복되는 제2구조화패턴(322)을 가진다.
본 발명에서 상기 제2집광시트(320)는 크게 제2베이스필름(324) 및 제2구조화패턴(322)을 포함한다.
상기 제2베이스필름(324)은 하부로부터 입사되는 빛이 용이하게 투과할 수 있도록 광투과성 필름이 사용되는 것이 일반적이다. 상기 제2베이스필름(324)의 상면에는 입사된 빛을 굴절 및 집광시키는 상기 제2구조화패턴(322)이 상기 제2베이스필름(324)과 일체화 되도록 형성된다.
상기 제2구조화패턴(322)은 상기 제2베이스필름(324)의 상면에서 연속적으로 반복되며 상부방향으로 돌출되어 상부로 갈수록 횡단면적이 작아지는 경사면이 형성된 복수 개의 상기 제2단위집광체(322a)로 구성된다.
상기 제2단위집광체(322a)는 상기 제2베이스필름(324)을 투과한 빛을 굴절 및 집광시켜 상부로 전달한다.
여기서, 상기 제2구조화패턴(322)은 삼각형상의 상하단면이 일 방향을 따라 연장되도록 형성된 복수개의 프리즘 형상을 포함한다.
이때, 상기 제2단위집광체(322a)는 복수 개로 구성되어 각각이 동일한 크기 및 형상을 가질 수 있으며, 이와 달리 서로 다른 크기 및 경사면의 경사각도를 가지도록 구성될 수도 있다.
또한, 상기 제2단위집광체(322a)는 경사면이 이중으로 구성되어 각각이 서로 다른 경사각도를 가지도록 상하방향에 따른 단면 형상이 다각형 형태로 형성될 수도 있다.
본 실시예에서 상기 제2단위집광체(322a)는 상기 제2집광시트(320)의 상면을 따라 일방향으로 길게 연장되어 형성되며, 복수 개가 연속하여 배치된다.
이와 같이 상기 광학모듈(300)은 상기 도광판(200)을 통해 전달되는 빛을 확산시키는 상기 확산시트(310) 및 상기 확산시트(310)의 상부에 배치되어 확산된 빛을 상부로 집광시켜 전달하는 상기 제2집광시트(320)를 포함하여 하부로부터 전달되는 빛을 상부로 집광시켜 전달한다.
한편, 상기 집광모듈(400)은 상술한 상기 광학모듈(300)의 상부에서 적층 형태로 배치되며 하부에서 전달되는 빛을 집광 및 편광시켜 균일하게 상부로 전달하는 구성으로써, 본 발명에서는 크게 제1집광시트(410) 및 반사편광시트(420)를 포함한다.
상기 반사편광시트(420)는 후술하는 상기 제1집광시트(410)에서 집광되어 전달되는 빛 중 특정 편광의 빛만을 투과시키고 나머지는 다시 하부로 반사시키는 구성으로써, 상기 제1집광시트(410)의 상부에 적층되어 결합된다.
일반적으로, 반사편광시트는 적어도 두 개의 물질이 교대로 적층되는 다층 스택을 포함한다. 적어도 하나의 물질이 인장응력 유도 복굴절의 특성을 가지므로, 물질의 굴절률(n)은 신장 처리에 의해 영향을 받는다.
여기서, 동일한 스택이 신장되기 때문에, 신장되는 방향으로 물질의 굴절률이 증가하고, 두 층들간의 각각의 경계에서의 굴절률의 차로 인해 광선의 일부가 반사된다.
이와 같은 다층 스택은 반사 편광자 또는 미러로서 유용하게 제조될 수 있다.
본 실시예에서 도 3에 도시된 바와 같이 상기 반사편광시트(420)로 향하는 빛은 서로 다른 편광의 빛이 혼합된 상태로써 상기 반사편광시트(420)가 투과시키는 영역의 편광을 가진 P1의 빛과 상기 반사편광시트(420)가 투과시키지 않는 영역의 편광을 가진 P2의 빛으로 구성된다.
도시된 바와 같이, 상기 제1집광시트(410) 및 상기 제2집광시트(320)를 통과한 빛은 P1 및 P2의 혼합상태이지만 상기 반사편광시트(420)는 P1 빛만 투과시키고 P2의 빛은 다시 하부방향으로 반사를 시킨다.
그래서 P1의 빛은 외부로 방출되지만 P2의 빛은 반사되어 하부로 되돌아가고 다시 상기 제1집광시트(410), 상기 제2집광시트(320) 및 상기 도광판(200) 등에 의해 반사되어 다시 상부로 이동한다. 이 과정을 통해서 P2의 빛은 편광 상태가 변하게 되고 이와 같은 반복을 통해 상기 반사편광시트(420)가 투과시키기에 알맞은 상태로 변환된다.
이와 같은 특징을 가지는 본 발명에 따른 상기 반사편광시트(420)는 도 5에 도시된 바와 같이 가열된 상태에서 별도의 냉각롤(C)을 경유하며 냉각되는 냉각면(422) 및 상기 냉각면(422)의 상부에서 적층 형태로 배치되며 공기에 노출되어 서서히 냉각되는 외부노출면(424)을 포함한다.
본 실시예에서 상기 반사편광시트(420)는 굴절률이 서로 다른 복수 개의 스택을 반복하여 적층하는 형태로 형성되며, 고온 상태에서 상기 냉각롤(C)을 경유하며 냉각된다.
이때, 상기 반사편광시트(420)는 합성수지재의 스택이 팽창된 상태에서 적층되어 경화되며, 냉각과정에서 서서히 수축된다.
이에 따라 상기 냉각롤(C)과 접촉하여 급격히 냉각되는 상기 냉각면(422)의 경우 상대적으로 수축이 적게 발생한 생태에서 경화되고, 상기 냉각면(422)과 대향하는 상기 외부노출면(424)의 경우 공기와 접촉한 상태에서 서서히 냉각되기 때문에 수축이 많이 발생한 상태에서 경화된다.
이와 같이 제조되는 상기 반사편광시트(420)는 시트 형태로 제조되며 일측에 상기 냉각롤(C)과 접촉하여 빠르게 냉각되는 상기 냉각면(422)과 공기와 접촉하여 서서히 냉각되는 상기 외부노출면(424)을 각각 가지게 된다.
그리고 이에 따른 제조과정을 통해 제조되는 상기 반사편광시트(420)는 외부요인에 의해 온도가 상승하는 경우 수축이 발생하게 되며, 상기 냉각면(422)의 수축률(I1)이 상기 외부노출면(424)의 수축률(I2)보다 상대적으로 더 크게 된다.
즉, 상기 반사편광시트(420)는 복수 개의 스택이 팽창된 상태로 경화되어 형성되며, 온도가 상승하면 다시 수축하도록 구성된다. 그리고 상기 외부노출면(424)에서 적층방향을 따라 상기 냉각면(422)으로 갈수록 수축률이 증가하도록 구성된다.
이에 따라 상기 반사편광시트(420)의 온도가 상승하는 경우 상기 냉각면(422)과 상기 외부노출면(424)의 수축률(I2) 차이에 의해 상기 외부노출면(424)이 볼록해 지도록 휘어짐이 발생하게 된다.
이와 같이 상기 반사편광시트(420)는 각각 수축률이 다른 상기 냉각면(422)과 상기 외부노출면(424)을 가지도록 형성되며, 상기 제1집광시트(410)에서 집광되어 전달되는 빛 중 일부만을 선택적으로 투과시킨다.
한편, 상기 제1집광시트(410)는 상부로 갈수록 횡단면적이 감소하는 제1단위집광체(412a)가 연속적으로 반복되는 상기 제1구조화패턴(412)을 가지도록 구성되어 상기 제2집광시트(320)의 상면에 배치된다.
그리고 상기 제2집광시트(320)에서 집광되어 전달되는 빛을 다시 집광하여 상부로 전달하도록 구성된다.
이때, 상기 제1단위집광체(412a)는 상술한 상기 제2단위집광체(322a)와 동일하게 형성될 수도 있고 이와 다르게 형성될 수도 있다.
본 발명에서 상기 제1집광시트(410)는 상술한 상기 제2집광시트(320)와 유사하게 제1베이스필름(414) 및 상기 제1구조화패턴(412)을 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 제1구조화패턴(412)은, 상기 반사편광시트(420)의 하부에 배치되며 상기 제1베이스필름(414)의 상면에 형성되어 있다.
이와 함께, 상기 제1베이스필름(414) 및 상기 제2베이스필름(324)은 아크릴이나 우레탄 등으로 구성될 수 있으며, 상기 확산시트(310)로부터 전달된 빛을 투과시킬 수 있도록 광 투과도가 높은 소재로 이루어지는 것이 바람직하다.
이와 같이 형성된 상기 제1집광시트(410)는 상기 반사편광시트(420)의 하부에 적층 형태로 배치되며, 상기 제1단위집광체(412a) 중 적어도 일부가 상기 냉각면(422) 또는 상기 외부노출면(424) 중 적어도 어느 하나에 접합된다.
이에 따라 상기 제1집광시트(410)와 상기 반사편광시트(420)가 접착상태를 유지할 수 있다.
여기서, 상기 제1집광시트(410)는 상술한 바와 같이 상기 냉각면(422) 및 상기 외부노출면(424)의 수축률(I2) 차이에 의해 상기 반사편광시트(420)가 온도 상승에 따라 수축하여 휘어지는 것을 저감시키도록 구성된다.
본 실시예에서는 도시된 바와 같이 상기 제1집광시트(410)가 상기 냉각면(422)에 접합되도록 구성되며, 이에 따라 상기 제1집광시트(410)는 상기 냉각면(422)의 수축률(I1) 보다 상대적으로 더 큰 수축률을 가지도록 구성된다.
이에 따라 상기 냉각면(422)보다 상기 제1집광시트(410)가 동일한 온도로 가열된다 하더라도 상기 제1집광시트(410)가 상대적으로 작게 수축함으로써 상기 반사편광시트(420)가 휘어지는 것을 저감시킬 수 있다.
뿐만 아니라, 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 상기 반사편광시트(420)는 상기 냉각롤(C)을 이용하여 적층상태로 냉각되는 제조과정에서 필연적으로 상기 냉각롤(C)의 형상에 의해 상기 냉각면(422)에서 상기 외부노출면(424) 방향으로 벤딩된 상태로 제조될 수도 있다.
물론, 상기 반사편광시트(420)의 벤딩 정도는 미미하지만 온도가 상승하여 수축이 발생하는 경우 벤딩된 방향으로 휘어짐이 발생할 수 있기 때문에 상기 제1집광시트(410)의 수축률(I3)에 따라 상기 반사편광시트(420)가 온도 상승에 의해 벤딩되는 정도를 저감시킬 수도 있다.
한편, 본 실시예에서 각각의 상기 제1구조화패턴(412) 및 상기 제2구조화패턴(322)은 횡 방향을 따라 길게 연장되어 형성되며, 상기 제1구조화패턴(412)의 연장방향은 상기 제2구조화패턴(322)의 연장방향과 교차되는 방향으로 배치된다.
본 실시예에서 상기 제1구조화패턴(412)과 상기 제2구조화패턴(322)의 연장방향이 수직으로 교차되도록 배치되며, 이와 달리 수직이 아니라 단순히 교차되는 방향으로도 배치될 수도 있다.
이에 따라 상기 확산시트(310)에서 확산되어 상부로 전달되는 빛은 상기 제1단위집광체(412a) 및 상기 제2단위집광체(322a)를 경유하며 안정적으로 집광될 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 상기 집광모듈(400)은 상기 반사편광시트(420)와 상기 제1집광시트(410)를 포함하며, 상기 반사편광시트(420)의 상기 냉각면(422)과 상기 외부노출면(424)의 수축률 차이에 의해 휘어지는 것을 저감시킬 수 있도록 구성된다.
이에 따라 디스플레이장치의 지속적인 사용으로 인해 온도가 상승하더라도 상기 반사편광시트(420)가 휘어지는 것을 저감시켜 안정적으로 디스플레이장치를 사용할 수 있도록 한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 백라이트 유닛은 상술한 상기 도광판(200), 상기 광학모듈(300) 및 상기 집광모듈(400) 순으로 각각 적층되어 결합되며, 상기 광원(100)으로부터 발생된 빛을 안정적으로 확산 및 집광시켜 전달할 수 있다.
<효과>
이어서, 도 6 및 도 7을 참조하여 상기 제1집광시트(410)의 수축률(I3)에 따라 상기 반사편광시트(420)의 벤딩을 저감시키는 것을 살펴보면 다음과 같다.
도 6은 도 1의 상기 반사편광시트(420)에 상기 제1집광시트(410)가 접합된 상태에서 상기 냉각면(422)의 수축률(I1)보다 상기 제1집광시트(410)의 수축률(I3)이 상대적으로 더 큰 상태에서 온도 상승에 의해 수축이 발생하는 것을 나타낸 도면이고, 도 7은 도 1의 상기 반사편광시트(420)에 상기 제1집광시트(410)가 접합된 상태에서 상기 냉각면(422)의 수축률(I1)보다 상기 제1집광시트(410)의 수축률(I3)이 상대적으로 작은 상태에서 온도 상승에 의해 수축이 발생하는 것을 나타낸 도면이다.
먼저, 도 6을 살펴보면 상기 반사편광시트(420)에서 상기 냉각면(422)에 상기 제1집광시트(410)가 접합된 상태를 나타낸 것으로서, 상기 냉각면(422)의 수축률(I1)이 상기 제1집광시트(410)의 수축률(I3)보다 상대적으로 작거나 같도록 구성되어 있다.
여기서, 상기 반사편광시트(420)는 상기 냉각면(422)의 수축률(I1)이 상술한 바와 같이 상기 외부노출면(424)의 수축률(I2)보다 크게 구성된다.
이와 같이 상기 제1집광시트(410)의 수축률(I3)이 상기 냉각면(422)의 수축률(I1)보다 큰 경우, 상기 반사편광시트(420)의 온도가 상승하면 도시된 바와 같이 많은 휘어짐이 발생하게 된다.
이와 같이 상기 반사편광시트(420)에 벤딩이 발생하면 상기 집광모듈(400)의 효율이 저감되며 백라이트 유닛 자체의 내구성이 저하된다.
그러나, 도 7을 살펴보면 본 발명의 실시예와 같이 상기 냉각면(422)에 상기 제1집광시트(410)가 접합되어 있지만, 상기 냉각면(422)의 수축률(I1)보다 상기 제1집광시트(410)의 수축률(I3)이 상대적으로 작게 구성되어 있다.
그리고 상기 반사편광시트(420)의 온도가 상승하는 경우 상기 냉각면(422)이 수축하여 상기 외부노출면(424) 부분이 볼록해 지도록 벤딩하게 된다. 하지만, 상기 냉각면(422)에 접합된 상기 제1집광시트(410)의 수축률(I3)이 상기 냉각면(422)의 수축률(I1) 보다 작기 때문에 상대적으로 더 적게 수축되고 이에 따라 상기 반사편광시트(420)가 벤딩되는 것을 지지하여 저감시킨다.
이와 같이 상기 반사편광시트(420)의 상기 냉각면(422)에 상기 제1집광시트(410)가 접합되는 경우 상기 제1집광시트(410)의 수축률(I3)이 상기 냉각면(422)보다 상대적으로 작게 형성됨으로써, 상기 반사편광시트(420)의 온도 상승에 따라 발생되는 벤딩을 저감시킬 수 있다.
이에 따라, 반사편광시트의 제조 시 발생되는 수축률 차이에 의해 반사편광시트의 온도 상승 시 발생되는 휘어짐을 저감시키도록 반사편광시트와 접합되는 제1집광시트의 수축률을 조절하여 접합시킴으로써, 반사편광시트의 수축으로 발생되는 집광효과의 저하 및 내구성 감소를 줄일 수 있는 이점이 있다.
<변형예>
다음으로, 도 8를 참조하여 상술한 상기 제1집광시트(410)가 상기 냉각면(422)이 아니라 상기 외부노출면(424)과 접촉된 상태에 대해서 살펴보면 다음과 같다.
도 8은 도 1의 백라이트 유닛에서 상기 제1집광시트(410)가 상기 외부노출면(424)과 접합된 상태를 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 실시예에서는 상기 냉각면(422)이 아니라 상기 외부노출면(424)에 상기 제1집광시트(410)가 접합될 수도 있다.
이와 같은 경우, 상기 냉각면(422)과 상기 제1집광시트(410)와의 수축률이 비교되는 것이 아니라, 상기 외부노출면(424)과 상기 제1집광시트(410)의 수축률(I3)을 비교하여 상기 제1집광시트(410)의 수축률(I3)이 상대적으로 더 크도록 구성된다.
구체적으로 상기 외부노출면(424)의 경우 상기 냉각면(422)보다 상대적으로 수축률이 작기 때문에 상기 반사편광시트(420)의 온도가 상승하는 경우 수축이 발생하며 수축률의 차이에 의해 하부방향으로 볼록해지도록 휘어짐이 발생한다.
이때, 도시된 바와 같이 상기 제1집광시트(410)의 수축률(I3)이 접합된 상기 외부노출면(424)의 수축률(I2) 보다 상대적으로 큰 경우 상기 반사편광시트(420)가 휘어지는 것을 반대방향으로 당겨줄 수 있기 때문에 전체적인 휘어짐이 저감되도록 한다.
이에 따라 상기 제1집광시트(410)가 상기 외부노출면(424)과 접합되는 경우 상기 제1집광시트(410)의 수축률(I3)이 상기 외부노출면(424)의 수축률(I2)보다 상대적으로 작게 구성함으로써 상기 반사편광시트(420)의 휘어짐을 저감시킬 수 있다.
물론, 이와 달리 상기 제1집광시트(410)가 상기 냉각면(422)과 접합되는 경우에는 상술한 바와 같이 상기 제1집광시트(410)의 수축률(I3)이 상기 냉각면(422)의 수축률(I1)보다 상대적으로 작게 되도록 구성하는 것이 바람직하다.
즉, 상기 제1집광시트(410)가 상기 냉각면(422)과 접합되는 경우에는 상기 냉각면(422)보다 작은 수축률을 가지도록 구성하고, 상기 제1집광시트(410)가 상기 외부노출면(424)과 접합되는 경우 상기 외부노출면(424)보다 큰 수축률을 가지도록 구성함으로써, 상기 반사편광시트(420)가 온도 상승에 의해 휘어지는 것을 저감시킬 수 있다.
다음으로, 도 9를 참조하여 상기 반사편광시트(420)와 상기 제1집광시트(410) 사이에 별도의 접착층(430)이 더 구비된 상태에 대해서 살펴보면 다음과 같다.
도 9는 도 1의 상기 집광모듈(400)에서 상기 반사편광시트(420)와 상기 제1집광시트(410) 사이에 별도의 상기 접착층(430)이 더 구비된 상태를 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이 상기 집광모듈(400)은 상기 반사편광시트(420)와 상기 제1집광시트(410)가 적층형태로 접합되는 것으로 상기 반사편광시트(420)의 하면에 별도의 상기 접착층(430)이 더 포함된다.
여기서 상기 접착층(430)은 상기 반사편광시트(420)의 하면에서 일부 또는 전체에 도포될 수 있으며 균일한 두께 또는 불균일한 두께를 가질 수 있다.
본 실시예에서는 상기 냉각면(422)의 하면에 상기 접착층(430)이 구비되고, 상기 제1집광시트(410)에 형성된 상기 제1구조화패턴(412)의 상측 끝단부가 상기 접착층(430) 내부로 매립된다.
이와 같은 경우 상기 제1집광시트(410)와 상기 반사편광시트(420)의 접착 면적이 증가하여 접착력이 증가하고 이에 따라 보다 안정적으로 상기 제1집광시트(410)가 상기 반사편광시트(420)의 휘어짐을 지지하여 안정적으로 저감시킬 수 있다.
뿐만 아니라 상기 냉각면(422) 상에 상기 접착층(430)이 도포될 때, 상기 냉각면(422)의 수축률(I1)보다 상대적으로 작은 수축률을 가지는 상기 접착층(430)을 도포함으로써 상기 반사편광시트(420)의 휘어짐을 보다 안정적으로 지지할 수도 있다.
물론 이와 달리 상기 제1집광시트(410)가 상기 외부노출면(424)과 접합되는 경우에는 상기 접착층(430)의 수축률이 상기 외부노출면(424)의 수축률(I2)보다 상대적으로 더 큰 소재를 이용하는 것이 바람직하다.
다음으로, 도 10 및 도 11를 참조하여 본 발명에 따른 상기 집광모듈(400)에서 상기 제1구조화패턴(412)의 변형된 형태에 대해서 살펴보면 다음과 같다.
도 10은 도 1의 상기 집광모듈(400)에서 상기 제1단위집광체(412a)의 수직 높이가 불균일하게 형성된 상태를 나타낸 도면이고, 도 11은 도 1의 상기 집광모듈(400)에서 상기 제1단위집광체(412a)의 연방방향에 따른 각각의 높이가 변화하는 형태에 대해서 나타낸 도면이다.
먼저, 도 10을 살펴보면 상기 제1단위집광체(412a)는 상술한 바와 달리 상기 제1베이스필름(414)의 상면을 따라 복수 개가 이격되어 배치된다. 여기서, 도시되지는 않았지만 복수 개의 상기 제1단위집광체(412a) 각각은 상기 제1베이스필름(414)의 상면을 따라 길게 연장되어 형성되며 서로 이격되어 배치된다.
이때, 도시된 바와 같이 복수 개의 상기 제1단위집광체(412a)는 최하단부에서 최상단부에 이르는 수직거리가 불균일하게 구성된다.
이와 같이 복수 개의 상기 제1단위집광체(412a)가 균일하지 않은 상하방향 높이를 가지도록 구성됨으로써, 상기 제1베이스필름(414)과 상기 반사편광시트(420)의 접합 시 복수 개의 상기 제1단위집광체(412a) 중 일부만 상기 반사편광시트(420)의 하면에 접합된다.
여기서, 복수 개의 상기 제1단위집광체(412a) 중 일부만 상기 반사편광시트(420)와 접합됨에 따라 상기 반사편광시트(420)와 상기 제1베이스필름(414)이 수축 또는 팽창하더라도 상기 반사편광시트(420)에 움이 발생하지 않고 접합상태를 유지할 수 있다.
다음으로 도 11를 살펴보면, 상기 제1베이스필름(414)의 상면에 상기 제1단위집광체(412a)가 변형된 행태를 나타낸 것으로서, 복수 개의 상기 제1단위집광체(412a)가 상기 제1베이스필름(414)의 상면을 따라 길게 연장되어 형성되며 각각이 횡 방향을 따라 반복하여 배치된다.
이때, 복수 개의 상기 제1단위집광체(412a)는 연장방향을 따라 높이가 불균일하게 형성되어 일부만 상기 반사편광시트(420)의 하면에 접합되도록 구성된다.
즉, 복수 개의 상기 제1단위집광체(412a)는 일정한 패턴을 가지며 균일하게 이격되어 배치되며, 각각의 상기 제1단위집광체(412a)는 연장방향을 따라 불균일한 높이를 가지도록 형성됨으로써, 하나의 상기 제1단위집광체(412a)에서 일부만 상기 반사편광시트(420)의 하면에 접합되는 형태가 된다.
이때 각각의 상기 제1단위집광체(412a)의 높이는 일정한 주기(P)를 가지면서 변화될 수 있으나, 높이가 연장방향을 따라서 불규칙하게 변화될 수도 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

Claims (13)

  1. 굴절률이 서로 다른 복수 개의 스택이 적층되어 빛을 선택적으로 투과시키며, 수축률이 상이한 양면을 갖는 반사편광시트; 및
    상부로 갈수록 횡단면적이 감소하는 제1단위집광체가 연속적으로 반복되는 제1구조화패턴을 가지며, 상기 제1단위집광체가 상기 반사편광시트의 어느 일면에 접합되는 제1집광시트; 를 포함하며,
    상기 제1집광시트의 수축률과 상기 반사편광시트의 어느 일면의 수축률 차이에 의해 상기 반사편광시트가 온도 상승에 따라 수축하여 휘어지는 것을 저감시키는 것을 특징으로 하는 벤딩 저감이 가능한 집광모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반사편광시트는,
    가열된 상태에서 별도의 냉각롤에 접촉하여 냉각되는 냉각면; 및
    상기 냉각면의 상부에서 적층 형태로 배치되며 공기에 노출되어 서서히 냉각되는 외부노출면을 포함하는 것을 특징으로 하는 벤딩 저감이 가능한 집광모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1집광시트는,
    상기 냉각면에 상기 제1단위집광체가 접합되며, 온도 상승에 의한 상기 냉각면의 수축률보다 상대적으로 더 작은 수축률을 가지는 것을 특징으로 하는 벤딩 저감이 가능한 집광모듈.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1집광시트는,
    상기 외부노출면에 상기 제1단위집광체가 접합되며, 온도 상승에 의한 상기 외부노출면의 수축률보다 상대적으로 큰 수축률을 가지는 것을 특징으로 하는 벤딩 저감이 가능한 집광모듈.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 반사편광시트는,
    복수 개의 스택이 적층되어 형성되며, 상기 외부노출면에서 적층방향을 따라 상기 냉각면으로 갈수록 수축률이 증가하는 것을 특징으로 하는 벤딩 저감이 가능한 집광모듈.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제1단위집광체는,
    상부방향 끝단부가 상기 반사편광시트의 상기 냉각면 또는 상기 외부노출면 중 어느 하나에 접합되며, 접합과정에서 압력에 의해 단면 궤적의 형상이 변형되는 것을 특징으로 하는 벤딩 저감이 가능한 집광모듈.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 반사편광시트는,
    상기 냉각롤을 통해 적층상태로 냉각되며 상기 냉각롤의 형상에 의해 상기 냉각면에서 상기 외부노출면 방향으로 벤딩된 상태로 제조되는 것을 특징으로 하는 벤딩 저감이 가능한 집광모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 반사편광시트는,
    복수 개의 스택이 팽창된 상태로 경화되어 형성되며, 온도가 상승하면 다시 수축하는 것을 특징으로 하는 벤딩 저감이 가능한 집광모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 반사편광시트와 상기 제1집광시트 사이에 별도의 접착층이 더 포함되며, 상기 제1단위집광체의 일부가 상기 접착층 내부로 매립되는 것을 특징으로 하는 벤딩 저감이 가능한 집광모듈.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1집광시트는,
    상기 제1단위집광체의 최하단부에서 최상단부에 이르는 수직거리가 불균일하게 구성되는 것을 특징으로 하는 벤딩 저감이 가능한 집광모듈.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1구조화패턴은,
    상기 제1단위집광체가 길게 연장된 형태로 반복하여 형성되며 연장방향을 따라 높이가 변화되는 것을 특징으로 하는 벤딩 저감이 가능한 집광모듈.
  12. 일측에 광원이 구비되어 상기 광원으로부터 발생되는 빛을 하부로 전달하는 도광판;
    상기 도광판의 상부에 적층되어 하부로부터 전달되는 빛을 고르게 확산시키는 확산시트 및 상기 확산시트의 상부에 결합되며 상부로 갈수록 횡단면적이 감소하는 제2단위집광체가 연속적으로 반복되는 제2구조화패턴을 가지는 제2집광시트를 포함하는 광학모듈; 및
    굴절률이 서로 다른 복수 개의 스택이 적층되어 빛을 선택적으로 투과시키며, 수축률이 상이한 양면을 갖는 반사편광시트 및 상부로 갈수록 횡단면적이 감소하는 제1단위집광체가 연속적으로 반복되는 제1구조화패턴을 가지며, 상기 제1단위집광체가 상기 반사편광시트의 어느 일면에 접합되는 제1집광시트를 포함하며, 상기 제2구조화패턴의 상부에 적층되는 집광모듈; 을 포함하고,
    상기 제1집광시트의 수축률과 상기 반사편광시트의 어느 일면의 수축률 차이에 의해 상기 반사편광시트가 온도 상승에 따라 수축하여 휘어지는 것을 저감시키는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 반사편광시트는,
    가열된 상태에서 별도의 냉각롤에 접촉하여 냉각되는 냉각면; 및
    상기 냉각면의 상부에서 적층 형태로 배치되며 공기에 노출되어 서서히 냉각되는 외부노출면을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
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