KR101059656B1 - 광확산기능 일체형 도광판, 그 제조방법 및 이를 이용한 엘이디 조명용 백라이트 유닛 - Google Patents

광확산기능 일체형 도광판, 그 제조방법 및 이를 이용한 엘이디 조명용 백라이트 유닛 Download PDF

Info

Publication number
KR101059656B1
KR101059656B1 KR1020100106478A KR20100106478A KR101059656B1 KR 101059656 B1 KR101059656 B1 KR 101059656B1 KR 1020100106478 A KR1020100106478 A KR 1020100106478A KR 20100106478 A KR20100106478 A KR 20100106478A KR 101059656 B1 KR101059656 B1 KR 101059656B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
light diffusion
guide plate
diffusion pattern
light guide
Prior art date
Application number
KR1020100106478A
Other languages
English (en)
Inventor
김경희
이순옥
Original Assignee
이순옥
김경희
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 이순옥, 김경희 filed Critical 이순옥
Priority to KR1020100106478A priority Critical patent/KR101059656B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101059656B1 publication Critical patent/KR101059656B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0065—Manufacturing aspects; Material aspects
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/06—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to radiation
    • B05D3/061—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to radiation using U.V.
    • B05D3/065—After-treatment
    • B05D3/067—Curing or cross-linking the coating
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
    • G02B5/0205—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties
    • G02B5/021—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place at the element's surface, e.g. by means of surface roughening or microprismatic structures
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/0036—2-D arrangement of prisms, protrusions, indentations or roughened surfaces
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0066—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form characterised by the light source being coupled to the light guide
    • G02B6/0073—Light emitting diode [LED]
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133615—Edge-illuminating devices, i.e. illuminating from the side

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)

Abstract

본 발명은 광확산기능 일체형 도광판, 그 제조방법 및 이를 이용한 엘이디 조명용 백라이트 유닛에 관한 것으로서, 본 발명에 일 실시예에 따른 광확산패턴층 일체형 도광판은 반사판의 상측에 설치되어 측면으로부터 입사된 빛을 상면으로 가이드하는 도광판에 있어서, 하면에 다수의 음각패턴이 형성된 도광판; 상기 도광판의 상면과 하면 중 적어도 어느 한 면에 형성되며, 상기 도광판과 맞닿는 면에 음각으로 광확산패턴이 형성된 광확산패턴층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 광확산기능 일체형 도광판에 관한 것이다. 이에 의하여, 하면에 광확산패턴이 형성된 광확산패턴층이 도광판의 상면에 일체화되어 상기 광확산패턴을 통해 빛의 산란 및 확산되게 함으로써 넓은 영역으로 광이 출사될 수 있고, 광확산패턴을 통해 빛의 산란 및 확산이 가능하여 광확산패턴층에 광확산 입자를 선택적으로 포함하지 않더라도 넓은 영역으로 광이 출사될 수 있는 광확산기능 일체형 도광판, 그 제조방법 및 이를 이용한 엘이디 조명용 백라이트 유닛이 제공된다.

Description

광확산기능 일체형 도광판, 그 제조방법 및 이를 이용한 엘이디 조명용 백라이트 유닛{Light Guide Plate having a Diffusion layer and maufacturing Method and Back light unit for LED lighting thereof}
본 발명은 광확산기능 일체형 도광판, 그 제조방법 및 이를 이용한 엘이디 조명용 백라이트 유닛에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 음각으로 광확산패턴이 형성된 광확산패턴층이 도광판에 일체화됨으로써 휘도가 향상될 수 있는 광확산기능 일체형 도광판, 그 제조방법 및 이를 이용한 엘이디 조명용 백라이트 유닛에 관한 것이다.
종래 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp) 도는 EEFL(External Electrode Fluorescent Lamp)을 광원으로 한 조명장치에는, 일반적으로 병렬 배치된 복수의 선형상 광원과, 그 빛을 확산시키는 확산판을 구비한 직하형 백라이트유닛이 이용되고 있다.
이때, 광확산판은 빛이 출사되는 전방에 위치하여 광원의 보호 및 외부로 출사되는 빛이 보다 확장된 구간에 걸쳐 넓게 조사되도록 하기 위해 설치된다.
아울러, 빛의 산란효과를 이용하여 하부 광원의 분포에 따른 휘선을 은폐하기 위한 목적으로 시트 또는 플레이트 형태로 사출되어 성형되는 것이 일반적이다.
최근들어 상기 CCFL 또는 EEFL과 같은 형광램프에 비해 빠른 응답특성 및 소비전력 절감을 위해 LED(Light Emitting Diode)가 제안되었다.
더욱이 LED의 사용은 패널의 박형화 및 경량화를 통한 조명장치의 고급화 및 고효율화를 위한 중요한 광원으로 각광받고 있다.
그러나, 광원으로서의 고가의 LED 칩의 사용은 CCFL 또는 EEFL 등과 비교하여 상대적인 가격 상승 요인이 되고 있고, 고열 발열의 원이 되고 있어서 비용 저감과 열화 억제 등의 목적을 위해 기존의 LED 칩의 전면 병렬 배치 구조인 직하형 백라이트(Direct-Lighting)유닛이 아닌 가장자리 배열 형태의 에지형 백라이트(Edge-Lighting)유닛으로 변화하여 개발되고 있다.
도 1은 일반적인 에지형 백라이트 유닛의 개략도이다. 도 1을 참조하면, 에지형 백라이트 유닛(100)은 후면커버(110)의 상부에 반사판(120), 도광판(130) 및 확산판(140)이 순차적으로 적층되고, 광원인 LED(150)가 도광판(130)으로 빛을 입사하도록 도광판(130)의 측면에 위치하고 있다.
여기서, 도광판(130)은 LED(150)로부터 입사된 빛이 전반사를 통해 상면과 하면으로 균일하게 방출하도록 형성되어 있다.
도광판(130)으로 입사된 빛은 도광판(130)의 내부에서 전반사를 일으키며 진행하며, 임계각보다 작은 각도의 입사각으로 도광판 내부의 표면에 입사되는 빛은 전사되지 않고 투과되어 상면과 하면으로 각각 방출된다.
이때, 하면으로 방출된 빛은 반사판(120)에 의해 반사된 후 도광판(130)으로 재입사되어 빛의 소실을 최소화하여 광효율을 향상시키고, 상면으로 방출된 빛은 확산판(140)을 통해 넓게 확산되어 상면으로 출사된다.
한편, 상술한 바와 같은 에지형 백라이트유닛은 직하형 백라이트유닛에 비해 광원이 측면에 배치됨으로써 백라이트유닛의 전체적인 두께를 작게 할 수 있는 장점이 있으나, 직하형 백라이트유닛에 비해 휘도가 낮은 단점이 있었다.
이에 따라, 도광판(130)은 광유도 및 출사효율을 극대화하면서 핫스팟(hot spot)과 같은 외관문제를 개선하기 위해 도광판(130)으로 입사되는 입사광을 효율적으로 분산시킬 방법으로서 도광판(130)의 일 면에 소정의 광학패턴을 형성하는 방법이 제안되어 고휘도 저전력의 요건을 어느 정도 충족시킬 수 있었다.
그러나, 에지형 백라이트 유닛은 직하형 백라이트 유닛에 비해 여러 가지 장점이 있음에도 불구하고 여전히 추가적인 광학 부품 소재인 도광판이 반드시 구비되어야 함으로써 백라이트유닛 조립시 공정수가 증가하는 등의 번거로움이 발생하여 작업성 저하와 함께 제품 수율 저하에 따른 생산성 및 경쟁력 저하의 문제점이 발생하였다.
아울러, 도광판(130) 이외에도 확산판(140)을 사용함으로써 복수의 광학 판재 사용에 의한 백라이트유닛의 전체 두께와 무게를 오히려 증가시키는 문제점이 있었다.
상기 문제점을 해결하기 위하여 도광판의 일면 또는 양면에 별도로 제작된 확산시트 등을 접착제로 접착하여 구성하는 일체형 도광판이 제안된 바 있다.
확산시트가 접착된 도광판은 상기 도광판과 확산시트가 별도의 공정에 의해 제작된 별개의 부품이기 때문에 이들을 각기 제작하는 과정에 소요되는 제조시간 및 제조비용이 증가하는 문제점 있다.
특히, 도광판과 확산시트를 접착하는 과정은 별도의 공정을 추가로 요구하기 때문에 상기된 제작시간 및 제작비용이 더욱 가중되는 문제점이 있었다.
상기 문제점을 해결하기 위해, 다층의 압출물을 분출하기 위한 압출노즐을 동시에 적용하는 다수의 압출로에 각각 도광판과 확산판의 원료를 주입하고 압출작업을 수행하여, 도광판과 확산판 원료가 압출 노즐을 통과하며 건조되기 이전에 용융접합되어 도광판과 확산판이 다층으로 결합되도록 하는 도광판과 확산판이 일체화된 조명커버가 제안되었다.
그러나, 상기 도광판의 휘도 수준의 향상과 휘도 균일도 등을 만족시키기위해 별도의 패턴층을 일면 상에 형성해야하는 추가 공정을 요구하게 되어 제작시간 및 제작비용 절감에 한계가 발생하는 문제점이 있었다.
상기 문제점을 해결하기 위해, 광산란제를 포함하는 메타크릴계 수지를 사용하여 광확산판을 제조한 후 상기 광확산판 표면에 자외선 경화수지를 도포하고 상기 자외선 경화수지가 도포된 광확산판을 패턴이 형성된 롤스탬퍼에 의해 연속적으로 통과시켜 확산판에 패턴을 형성하여 휘도와 균일도를 향상시킨 도광판이 제안되었다.
상기 문제점을 해결하기 위한 다른 방법으로서, 아크릴판 상에 다수의 광학패턴이 적어도 일면에 형성된 패턴부층이 구비되며, 상기 패턴부층의 광학패턴 내에는 다수의 광확산 입자가 분산된 형태의 광확산 입자를 포함하는 도광판이 제안되었다.
그러나, 상기된 바와 같이 광확산기능을 위해 적용된 광산란제 또는 광학산 입자는 가시광선 영역의 빛을 흡수하거나 낮은 투과도로 인해 광원으로부터 입사된 빛의 광선 투과율이 저하되어 높은 휘도를 얻을 수 없다는 문제점이 있었다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 핫스팟(hot-spot)과 휘선의 은폐를 위해 광확산 기능을 하는 요소(160)의 밀도가 광원(150)으로부터 가까운 입광부에서 높게 분포되도록 하고, 광원(150)에서 멀어질수록 밀도가 낮게 분포되도록 조절함으로써 전체적으로 은폐성이 우수하면서도 투과율이 높은 균일한 고휘도의 도광판(130)을 구현할 수 있다.
그런데, 광산란제 또는 광확산 입자를 이용한 기존의 복합형 도광판의 경우, 도광판(130)의 위치에 따라 분산된 광확산 입자의 밀도를 조절할 수 없어 도광판(130) 상에 임의로 광확산 입자를 분포하게 할 수 밖에 없는 어려움이 있었다.
본 발명의 과제는 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 하면에 음각으로 광확산패턴이 형성된 광확산패턴층이 도광판의 상면에 일체화되어 상기 광확산패턴을 통해 빛의 산란 및 확산되게 함으로써 넓은 영역으로 광이 출사될 수 있는 광확산기능 일체형 도광판, 그 제조방법 및 이를 이용한 엘이디 조명용 백라이트 유닛을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 광확산패턴을 통해 빛의 산란 및 확산이 가능하여 광확산패턴층에 광확산 입자가 포함되지 않더라도 넓은 영역으로 광이 출사될 수 있는 광확산기능 일체형 도광판, 그 제조방법 및 이를 이용한 엘이디 조명용 백라이트 유닛을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 광확산패턴층에 광확산 입자를 포함하지 않을 수 있어 제조비용을 절감할 수 있는 광확산기능 일체형 도광판, 그 제조방법 및 이를 이용한 엘이디 조명용 백라이트 유닛을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 광확산기능을 하는 광확산패턴의 분포를 도광판의 위치에 따라 조절할 수 있어 더욱 균일한 휘도분포를 가지는 광확산기능 일체형 도광판, 그 제조방법 및 이를 이용한 엘이디 조명용 백라이트 유닛을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 광확산기능 일체형 도광판을 이용하여 엘이디 조명용 백라이트 유닛을 제조함으로써 백라이트유닛의 경량화 및 박형화가 가능한 백라이트 유닛을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 과제는, 본 발명의 일 실시예에 따라 반사판의 상측에 설치되어 측면으로부터 입사된 빛을 상면으로 가이드하는 도광판에 있어서, 하면에 다수의 음각패턴이 형성된 도광판; 상기 도광판의 상면과 하면 중 적어도 어느 한 면에 형성되며, 상기 도광판과 맞닿는 면에 음각으로 광확산패턴이 형성된 광확산패턴층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 광확산기능 일체형 도광판에 의해 달성될 수 있다.
상기 과제는 본 발명의 다른 실시예에 따라 반사판의 상측에 설치되어 측면으로부터 입사된 빛을 상면으로 가이드하는 도광판에 있어서, 도광판; 상기 도광판의 양면 중 적어도 어느 한 면에 형성되며, 상기 도광판과 맞닿는 면에 음각으로 광확산패턴이 형성된 광확산패턴층; 상기 도광판의 상기 광확산패턴층이 형성되지 않은 면 또는 상기 광확산패턴층 중 상기 도광판과 맞닿지 않은 면에 형성되는 다수의 양각패턴;을 포함하는 것을 특징으로 하는 광확산기능 일체형 도광판에 의해 달성될 수 있다.
여기서, 상기 광확산패턴층은 광확산입자를 포함하며, 상기 광확산입자의 크기는 상기 광확산패턴층의 두께 대비 상기 광확산입자의 지름이 1% 이상 20% 이하일 수 있다.
또한, 상기 광확산패턴은 곡면형상, 다각형, 프리즘형상, 피라미드형상, 불규칙성 스트립 라인형상 중 어느 하나로 형성될 수 있다.
한편, 상기 과제를 달성하기 위해, 본 발명은 상기 광확산기능 일체형 도광판을 제조하는 방법으로, 상면에 다수의 광확산패턴 형성용 볼록부를 가지는 몰드를 준비하는 몰드 준비단계; 상기 몰드의 상면에 점착성을 가지는 자외선 경화수지를 도포하여 자외선 경화수지층을 형성하는 자외선 경화수지 도포단계; 상기 자외선 경화수지층의 상부에 캐리어필름을 덮고 자외선으로 노광하여 상기 자외선 경화수지층이 경화되어 광확산패턴층을 형성하면서 상기 광확산패턴층이 상기 캐리어필름에 점착되는 노광단계; 상기 광확산패턴층으로부터 상기 몰드를 제거하여 하면에 다수의 광확산패턴이 형성된 광확산패턴층 및 캐리어필름으로 구성된 광확산패턴층 전사용 시트를 형성하는 전사용 시트 형성단계; 하면에 음각패턴 또는 양각패턴을 가지는 도광판을 준비하는 도광판 준비단계; 상기 광확산패턴층 전사용 시트의 상기 광확산패턴층이 상기 도광판의 상면 또는 하면 중 적어도 어느 한 면에 맞닿도록 위치시키고 롤러로 가압하면서 가열하여 상기 광확산패턴층 전사용 시트를 전사하고, 상기 캐리어필름을 상기 광확산패턴층으로부터 제거하는 라미네이팅 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광확산기능 일체형 도광판의 제조방법에 의해 상기 광확산기능 일체형 도광판을 제조할 수 있다.
아울러, 상기 과제를 달성하기 위해, 본 발명은 상기 광확산기능 일체형 도광판을 제조하는 방법으로, 상면에 다수의 광확산패턴 형성용 볼록부를 가지는 몰드를 준비하는 몰드 준비단계; 상기 몰드의 상면에 점착성을 가지는 자외선 경화수지를 도포하여 자외선 경화수지층을 형성하는 자외선 경화수지 도포단계; 상기 자외선 경화수지층의 상부에 캐리어필름을 덮고 자외선으로 노광하여 상기 자외선 경화수지층이 경화되어 광확산패턴층을 형성하면서 상기 광확산패턴층이 상기 캐리어필름에 점착되는 노광단계; 상기 광확산패턴층으로부터 상기 몰드를 제거하여 하면에 광확산패턴이 형성된 광확산패턴층 및 캐리어필름으로 구성된 광확산패턴층 전사용 시트를 형성하는 전사용 시트 형성단계; 도광판을 준비하는 도광판 준비단계; 상기 광확산패턴층 전사용 시트의 상기 광확산패턴층이 상기 도광판의 상면 또는 하면 중 적어도 어느 한 면에 맞닿도록 위치시키고 롤러로 가압하면서 가열하여 상기 광확산패턴층 전사용 시트를 전사하고, 상기 캐리어필름을 상기 광확산패턴층으로부터 제거하는 필름제거단계; 상기 도광판의 하면에 점착된 상기 광확산패턴층의 하면에 다수의 양각패턴을 형성하는 패턴 형성단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광확산기능 일체형 도광판의 제조방법에 의해 상기 광확산기능 일체형 도광판을 제조할 수 있다.
여기서, 상기 몰드 준비단계는, 기판의 일 면에 다수의 광확산패턴 형성용 볼록부를 형성하는 볼록부 형성단계와, 상기 광확산패턴 형성용 볼록부가 곡면을 가지는 형상으로 형성되도록 열처리하는 열처리 단계와, 상기 광확산패턴 형성용 볼록부가 형성된 전체 면에 유기물, 무기물 또는 금속산화물인 제1이형층을 증착하는 제1이형층 증착단계와, 상기 제1이형층의 표면에 제2이형층을 형성하는 제2이형층 증착단계를 포함할 수 있다.
상기 과제는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따라, 백라이트 유닛에 있어서, 반사판; 상기 반사판의 상측에 설치되며, 하면에 다수의 음각패턴이 형성되어 측면으로부터 입사된 빛을 상면으로 가이드하는 도광판과, 상기 도광판의 상면과 하면 중 적어도 어느 한 면에 형성되며, 상기 도광판과 맞닿는 면에 음각으로 광확산패턴이 형성된 광확산패턴층을 포함하는 광확산기능 일체형 도광판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 광확산기능 일체형 도광판을 구비한 엘이디 조명용 백라이트 유닛에 의해 달성된다.
또한, 상기 과제는, 본 발명의 다른 실시예에 따라, 백라이트 유닛에 있어서, 반사판; 상기 반사판의 상측에 설치되며, 측면으로부터 입사된 빛을 상면으로 가이드하도록 형성된 도광판과, 상기 도광판의 양면 중 적어도 어느 한 면에 형성되며, 상기 도광판과 맞닿는 면에 음각으로 광확산패턴이 형성된 광확산패턴층과, 상기 도광판의 상기 광확산패턴층이 형성되지 않은 면 또는 상기 광확산패턴층 중 상기 도광판과 맞닿지 않은 면에 볼록하게 형성되는 다수의 양각패턴;을 포함하는 광확산기능 일체형 도광판;을 구비한 엘이디 조명용 백라이트 유닛에 의해 달성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 하면에 음각으로 광확산패턴이 형성된 광확산패턴층이 도광판의 상면에 일체화되어 상기 광확산패턴을 통해 빛의 산란 및 확산되게 함으로써 넓은 영역으로 광이 출사될 수 있는 광확산기능 일체형 도광판, 그 제조방법 및 이를 이용한 엘이디 조명용 백라이트 유닛이 제공된다.
또한, 광확산패턴을 통해 빛의 산란 및 확산이 가능하여 광확산패턴층에 광확산 입자가 포함되지 않더라도 넓은 영역으로 광이 출사될 수 있는 광확산기능 일체형 도광판, 그 제조방법 및 이를 이용한 엘이디 조명용 백라이트 유닛이 제공된다.
또한, 광확산패턴층에 광확산 입자를 포함하지 않을 수 있어 제조비용을 절감할 수 있는 광확산기능 일체형 도광판 및 그 제조방법 그리고 이를 이용한 백라이트 유닛이 제공된다.
또한, 광확산기능을 하는 광확산패턴의 분포를 도광판의 위치에 따라 조절할 수 있어 더욱 균일한 휘도분포를 가지는 광확산기능 일체형 도광판, 그 제조방법 및 이를 이용한 엘이디 조명용 백라이트 유닛이 제공된다.
또한, 광확산기능 일체형 도광판을 이용하여 엘이디 조명용 백라이트 유닛을 제조함으로써 백라이트유닛의 경량화 및 박형화가 가능한 백라이트 유닛이 제공된다.
도 1은 일반적인 에지형 백라이트 유닛의 개략도,
도 2는 에지형 도광판의 광확산 입자 분포도,
도 3은 본 발명의 제1구현예에 따른 광확산기능 일체형 도광판의 개략도,
도 4는 도 3의 Ⅰ-Ⅰ'을 따라 절단한 단면도,
도 5는 본 발명의 제1구현예의 제1변형예에 따른 광확산기능 일체형 도광판의 개략도
도 6은 본 발명의 제1구현예의 제2변형예에 따른 광확산기능 일체형 도광판의 개략도,
도 7은 몰드의 제조공정도,
도 8은 제1구현예에 따른 광확산기능 일체형 도광판의 제조공정도,
도 9는 본 발명의 제2구현예에 따른 광확산기능 일체형 도광판의 개략도,
도 10은 본 발명의 제2구현예에 따른 광확산기능 일체형 도광판의 제조공정도,
도 11은 본 발명의 제2구현예의 제1변형예에 따른 광확산기능 일체형 도광판의 개략도,
도 12는 본 발명의 제2구현예의 제1변형예에 따른 광확산기능 일체형 도광판의 제조공정도,
도 13은 본 발명의 제2구현예의 다른 변형예에 따른 광확산기능 일체형 도광판의 개략도,
도 14는 비교예1에 따른 도광판의 개략도,
도 15는 비교예2에 따른 도광판의 개략도,
도 16은 전광선 투과율 비교그래프,
도 17은 본 발명의 제3구현예에 따른 광확산기능 일체형 도광판을 이용한 엘이디 조명용 백라이트 유닛의 개략도이다.
설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 일 실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 일 실시예와 다른 구성에 대해서 설명하기로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 광확산패턴층 일체형 도광판 및 그 제조방법에 대하여 상세하게 설명한다.
(제1구현예)
도 3은 본 발명의 제1구현예에 따른 광확산기능 일체형 도광판의 개략도이고, 도 4는 도 3의 Ⅰ-Ⅰ'을 따라 절단한 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 제1구현예에 따른 광확산기능 일체형 도광판(1)은 도광판(10), 광확산패턴층(20)을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 도광판(10)은 폴리메틸메타아크릴레이트(PolyMethylMethacrylate, PMMA), 폴리카보네이트(PolyCarbonate, PC), 폴리스티렌(PolyStyrene, PS), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PolyEthylene Terephthalate, PET), 아크릴수지(acrylic resin) 등의 재질로 마련되어 측면으로부터 입사되는 빛을 상면으로 가이드하도록 형성되어 있다.
이때, 도광판(10)의 하면에는 오목한 형태의 음각패턴(11)이 형성되어 도광판(10)의 내측으로 입사된 빛을 도광판(10)의 내측으로 분산시킬 수 있다.
여기서, 음각패턴(11)은 도광판(10)의 길이방향을 따라 길게 형성된 것이 도시되었으나 다양한 형태로 형성될 수도 있으며 바람직하게는 V형상일 수 있고, 이와 같은 형상은 압출, 핫엠보싱(hot embossing), 레이저 스크라이빙, 임프린팅 등의 방법으로 형성될 수 있다.
상기 광확산패턴층(20)은 점착성을 가지는 자외선 경화수지재질로 마련될 수 있다. 여기서 점착성을 가지는 자외선 경화수지재질은 다수의 에틸렌옥사이드(Ethylene Oxide)기(이하 'EO기') 는 프로필렌옥사이드(propylene oxide)기를 가지며 분자량이 5,000이상인 이관능성 올리고머 및 유리전이온도가 0℃ 이하인 반응형 모노머를 포함하여 구성할 수 있다.
또한, 광확산패턴층(20)은 도광판(10)의 상면에 자외선에 의해 경화되면서 점착성질에 따라 결합될 수 있고, 도광판(10)과 맞닿는 면 즉, 도광판(10)의 상면과 맞닿는 면에는 음각으로 형성되어 중공(中空)인 광확산패턴(21)이 형성될 수 있다.
여기서, 광확산패턴(21)은 곡면을 가지는 반구형으로 형성될 수 있다. 곡면을 가지는 반구형으로 형성되는 경우의 곡률은 렌즈형 반구의 접촉각 기준으로 30°~ 90°의 범위 내에서 결정되는 것이 바람직하다.
본 구현예에서 설명하는 광확산패턴(21)의 형상은 반구형에 대해 설명하고 있으나, 다각형, 프리즘형상, 피라미드형상, 규칙성 또는 불규칙성 스트립라인 등으로 형성될 수도 있다.
즉, 도광판(10)의 상면으로 출사되는 빛은 광확산패턴(21)에 입사되고, 광확산패턴(21)이 중공(中空)이므로 광확산패턴(21)을 통해 광확산패턴층(20)으로 입사된 빛은 광확산패턴(21)과 광확산패턴층(20)의 서로 다른 매질의 굴절률 차이에 의해 굴절각이 변화하면서 빛이 확산되게 된다.
아울러, 광확산패턴(21)이 곡면 형태로 형성됨으로써 광확산패턴(21)을 통해 광확산패턴층(20)으로 입사되는 광의 굴절각이 다양하게 변화됨으로써 더욱 넓은 영역으로 빛이 확산될 수 있다.
한편, 광확산패턴층(20)에는 광산란효과의 극대화를 위해 다수의 광확산입자(22)를 포함하여 마련될 수 있다.
여기서, 광확산입자의 함유량은 종래 광확산 입자를 이용한 도광판에 비해 낮은 함량 즉, 광확산패턴층(20)에 사용되는 점착성 자외선 경화수지 조성물 총량 대비 1중량부 이하로 포함되더라도, 종래의 광확산 입자만을 이용한 광확산효과보다 탁월한 광확산효과를 나타낼 수 있다. 이는, 본 발명에서는 광확산입자 뿐만 아니라 광확산패턴층(20)의 광확산패턴(21)이 함께 광확산효과를 나타낼 수 있음에 기인한다.
이때, 광확산입자(22)는 이산화티타늄(TiO2), 이산화규소(SiO2), 산화알루미늄(Al2O3), PS(polystyrene), PMMA(polymethylmethacrylate) 등으로 마련될 수 있고, 그 크기는 광확산입자(22)의 직경으로서, 광확산패턴층(20) 두께의 1% ~ 20%를 가지도록 마련될 수 있으며, 평균적인 광학산입자(22)의 직경은 0.1㎛ ~ 20㎛ 일 수 있다.
만약, 광확산입자의 크기가 0.1㎛ 미만인 경우에는 입사광의 파장보다 후술할 광확산패턴(21)의 크기보다 작기 때문에 빛을 효과적으로 산란시킬 수 없고, 20㎛ 이상이면 빛의 산란효율이 저하되어 광확산기능이 저하될 수 있다.
다음으로, 상술한 제1구현예의 변형예들에 대해 설명한다. 상술한 제1구현예에서는 광확산패턴층(20)이 도광판(10)의 상면에만 형성된 것을 설명하였으나, 변형예들에서는 하면 또는 상하 양면에 형성된다.
도 5는 본 발명의 제1구현예의 제1변형예에 따른 광확산기능 일체형 도광판의 개략도이다. 도 5를 참조하면, 제1변형예에 따른 광확산기능 일체형 도광판(1')은 광확산패턴층(20)이 도광판(10)의 하면에 점착결합되어 있으며, 이때, 광확산패턴(21)은 광확산패턴층(20)에 형성되되 도광판(10)과 맞닿는 면에 형성된다.
즉, 도광판(10)의 측면으로부터 입사된 빛은 도광판(10)의 내부를 따라 가이드되면서 광확산패턴(21)에 의해 확산되어 하부에 설치되는 반사판(미도시) 측으로 확산되고, 반사판으로부터 반사되어 상향으로 전달되는 빛은 다시 광확산패턴(21)에 의해 확산되면서 도광판(10)의 내측으로 입사되어 상면으로 출사하게 된다.
이때, 반사판을 통해 도광판(10)의 내측으로 입사되는 빛이 다양한 굴절각을 가지면서 입사되므로 도광판(10)의 상면으로 출사되는 빛은 더욱 넓은 영역으로 출사될 수 있다.
도 6은 본 발명의 제1구현예의 제2변형예에 따른 광확산기능 일체형 도광판의 개략도이다. 도 6을 참조하면, 제2변형예에 따른 광확산기능 일체형 도광판(1")은 광확산패턴층(20)이 도광판(10)의 상면 및 하면에 동시에 점착결합될 수 있다.
즉, 도광판(10)의 측면으로부터 입사된 빛은 두 광확산패턴층(20)의 광확산패턴(20)을 통해 더욱 다양한 굴절각을 갖게 되어 상면으로 출사되는 빛은 더욱 넓은 영역으로 확산되면서 출사될 수 있다.
상술한 바와 같이 광확산패턴을 통해 광확산현상이 발생하게 되는데, 여기서 광확산패턴은 의도하는 바대로 형성할 수 있어 종래 광확산입자를 포함하는 경우의 광확산입자의 밀도조절 등의 어려움을 해소할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 광확산기능 일체형 도광판의 광확산패턴층(20)에 광확산입자(22)가 포함될 수 있으며, 이때에는 광확산입자(22)와 광확산패턴(21)이 함께 광확산기능을 하게 되므로 동일한 광원으로 빛을 도광판(10)에 입사시키더라도 종래보다 높은 휘도를 유지하면서 탁월하게 넓은 빛의 확산효과를 얻을 수 있다.
제1구현예에 따른 광확산패턴층 일체형 도광판의 제조방법
다음으로, 상기 제1구현예에 따른 광확산기능 일체형 도광판의 제조방법에 대해서 설명한다.
광확산기능 일체형 도광판을 제조하기 위해서는 먼저 광확산패턴층 일체형 도광판 제조용 마스터 몰드(이하 "몰드"라고 함)를 제조한다.
도 7은 몰드의 제조공정도이다. 먼저, 도 7의 (a)와 같이 유리, 플라스틱 시트, PET 등의 재질을 가진 기판(31)을 준비하여 상기 기판(31)에 포토레지스트 또는 드라이 필름 레지스트(Dry film resist) 등의 감광성 재료를 코팅 또는 라미네이팅(laminating)의 방법으로 도포하고, 설정된 바에 따른 패턴이 설계된 포토마스크를 이용하여 노광 및 현상하여 기판(10) 상에 광확산패턴 형성용 볼록부(32)를 패터닝한다.
이어, 도 7의 (b)와 같이, 열처리(annealing)공정을 통해 열적유동(thermal flow)을 유도하여 곡면을 가지는 반구형상의 광확산패턴 형성용 볼록부(32)를 형성한다. 이때, 열처리공정을 통해 형성되는 광확산패턴 형성용 볼록부(32)의 반구형상의 곡률은 렌즈형 반구의 접촉각 기준으로 30°~ 90°의 범위 내에서 형성될 수 있다.
여기서, 상술한 바는 열처리를 통해 반구형상의 광확산패턴 형성용 볼록부(32)가 형성된 것을 설명하였으나, 광확산패턴 형성용 볼록부(32)의 형상은 필요에 의해 다각형, 프리즘형상, 피라미드형상 또는 규칙적, 불규칙적 스트립라인으로 형성될 수도 있다.
이어, 광확산패턴 형성용 볼록부(32)가 형성된 기판(31)의 표면에 이형층(33)을 형성한다. 여기서, 이형층(33)은 광확산패턴층(20)의 분리시, 점착결합된 광확산패턴층(33)의 분리가 용이하도록 하면서 광확산패턴 형성용 볼록부(32)에 광확산패턴층(20)의 점착결합시 보호하는 기능을 하는 층으로서, 제1이형층(33a)과 제2이형층(33b)의 두 층으로 증착될 수 있다.
먼저, 도 7의 (c)와 같이, 유기물, 무기물 또는 금속성 재료 등으로 공지의 증착공정을 통해 광확산패턴 형성용 볼록부(32)가 형성된 기판(31)의 전체 면에 제1이형층(33a)을 증착한다.
그리고, 도 7의 (d)와 같이, 추가적인 이형성 확보를 위해 함불소알콕시실란(Fluorinated Trichlorosiloane) 또는 FEP(Fluorinated Ethylene Propylene) 등과 같은 표면에너지가 낮은 기상, 액상 또는 고상 화합물을 사용하여 제1이형층(33a)의 표면에 제2이형층(33b)를 코팅한다. 이와 같은 공정들을 통해 몰드(30)를 제조할 수 있다.
다음, 상기와 같은 방법으로 제조된 몰드를 이용하여 광확산패턴층을 도광판에 결합하는 방법에 대해 설명한다.
도 8은 제1구현예에 따른 광확산패턴층 일체형 도광판의 제조공정도이다.
먼저, 도 8의 (a)와 같이, 상기와 같은 방법으로 제조되어 상면에 광확산패턴 형성용 볼록부(32)가 형성된 몰드(30)를 준비하고, 준비된 몰드(30)의 상면에 점착성을 가지는 자외선 경화수지를 도포하여 자외선 경화수지층(23)을 형성한다.
여기서, 점착성을 가지는 자외선 경화수지에는 상술한 광확산 입자(도 1의 22)가 포함되어 도포될 수도 있다.
그리고, 도 8의 (b)와 같이, 캐리어필름(24)을 자외선 경화수지층(23)의 상부에 덮고 자외선을 조사하면, 도 8의 (c)와 같이 자외선 경화수지층(23)이 경화되면서 광확산패턴층(20)으로 형성되면서 캐리어필름(24)에 점착결합된다.
여기서, 캐리어필름(24)은 폴리에틸렌테레프탈레이트( PET, Polyethyleneterephthalate) 등의 재질을 가지는 필름일 수 있다.
이어, 도 8의 (d)와 같이, 몰드(30)를 광확산패턴층(20)으로부터 제거하면, 캐리어필름(24)과 광확산패턴층(20)이 결합된 광확산패턴층 전사용 시트(25)가 제조된다.
이때, 광확산패턴층 전사용 시트(25)의 하면 즉, 광확산패턴층(20)의 하면에는 몰드(30)의 상면에 형성된 광확산패턴 형성용 볼록부(32)에 의해 광확산패턴(21)이 형성될 수 있다.
이어서, 하면에 길이방향으로 다수의 음각패턴(41)이 패터닝된 도광판(40)을 준비하고, 도 8의 (e)와 같이, 도광판(40)의 상면에 광확산패턴층 전사용 시트(25)의 광확산패턴층(20)이 맞닿도록 위치시킨 후, 소정의 롤러로 설정된 압력과 온도로 가압하면서 가열하여 광확산패턴층 전사용시트(25)의 광확산패턴층(20)을 도광판(40)에 라미네이팅(laminating)하고, 캐리어필름(24)을 광확산패턴층(20)으로부터 제거하면, 도 8의 (f)와 같은 광확산패턴(21)이 형성된 광확산패턴층(20)이 도광판(1)에 일체화되어 광확산기능 일체형 도광판(1)을 제조할 수 있다.
한편, 상술한 제조방법의 변형예들로서, 상술한 광확산패턴층 전사용 시트(25)의 광확산패턴층(25)을 도 5에서와 같이 도광판(40)의 하면에만 광확산패턴층(25)을 라미네이팅하여 형성할 수도 있고, 도 6에서와 같이 도광판(40)의 상면 및 하면에 광확산패턴층(25)을 라미네이팅하여 형성할 수도 있다.
(제2구현예)
제2구현예에서는 도광판과 광확산패턴층의 구조가 일부 변경되며, 재질은 제1구현예와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
도 9는 본 발명의 제2구현예에 따른 광확산패턴층 일체형 도광판의 개략도이다. 도 9를 참조하면, 본 발명의 제2구현예에 따른 광확산기능 일체형 도광판(1A)은 제1구현예와 동일하게 도광판(10A)의 상면에 광확산패턴층(20)이 형성된다.
이때, 도광판(10A)의 하면에는 리소그래피, 레이저 스크라이빙, 잉크젯, 핫엠보싱(hot embossing) 및 임프린트 등의 방법으로 볼록한 양각패턴(50)이 형성될 수 있다.
여기서, 양각패턴(50)은 다양한 형태로 형성될 수 있으나, 본 구현예에서는 도트(dot)형상으로 형성된 것을 예를 들어 설명하도록 한다.
상기 양각패턴(50)을 통해 도광판(10A)의 내측으로 입사된 빛이 하부로 출사된 후, 반사판에 의해 반사되어 재입사시 입사각을 다양하게 형성하여 상면으로 출사되는 빛의 넓은 영역을 확보할 수 있다.
도 10은 본 발명의 제2구현예에 따른 광확산기능 일체형 도광판의 제조공정도이다. 제2구현예에 따른 광확산기능 일체형 도광판(1A)의 제조방법은, 상술한 제1구현예에서 설명한 바와 같은 광확산패턴층 전사용 시트(25)를 준비하고, 하면에 양각패턴(50)이 형성된 도광판(10A)을 준비하여, 도 10의 (a)와 같이 도광판(10A)의 상면에 제1구현예에서와 같이 롤러(60)를 이용하여 설정된 압력 및 온도로 가압하면서 가열함으로써, 도 10의 (b)와 같이 광확산패턴(21)이 형성된 광확산패턴층(20)을 도광판(10A)의 상면에 라미네이팅하여 도 9에서와 같은 광확산패턴층이 일체화된 도광판(1A)을 제조할 수 있다.
한편, 상술한 제2구현예에 따른 제조방법의 변형예들로서 광확산패턴층 및 도광판의 적층구조를 변경할 수 있다.
도 11은 상술한 제2구현예의 제1변형예로서, 도광판(10)의 하면에 광확산패턴(21)이 형성된 광확산패턴층(20)이 라미네이팅되어 형성되고, 광확산패턴층(20)의 하면에 양각패턴(50)이 형성될 수 있다.
도 12는 제2구현예의 제1변형예에 따른 광확산기능 일체형 도광판의 제조공정도이다. 제1변형예의 제조방법에서는 상술한 제1구현예에서와 같은 광확산패턴(21)이 형성된 광확산패턴층 전사용 시트(25)를 준비하고, 라미네이팅할 도광판(10B)을 준비하되 상면 및 하면에 다른 구성이 구비되지 않은 도광판을 준비한다.
그리고, 도 12의 (a)와 같이 롤러(60)를 이용하여 광확산패턴층 전사용 시트(25)의 광확산패턴층(20)이 도광판(10B)의 하면과 맞닿도록 위치시키면서 롤러(60)를 이용하여 설정된 압력 및 온도로 가압하면서 가열하여 광확산패턴층(20)을 도광판(10B)의 하면에 라미네이팅하고 캐리어필름(24)을 제거한다.
이어, 도 12의 (b)와 같이, 광확산패턴층(20)의 하면에 리소그래피, 레이저 스크라이빙, 잉크젯, 핫엠보싱(hot embossing) 및 임프린트 등의 방법으로 볼록한 양각패턴(50)을 형성하여 광확산기능 일체형 도광판(1B)를 제조할 수 있다.
그리고, 필요에 따라 도 13에 도시된 바와 같이 도광판(10B)의 상면에도 광확산패턴층(20)을 제2구현예에서와 같은 방법으로 형성할 수 있다.
상면과 하면에 각각 광확산패턴층 형성시에는 동시에 또는 순차적으로 형성할 수도 있다.
이하에서는 상기 본 발명의 구현예들에 대한 실시예들을 설명한다. 각 실시예들에 앞서 본 발명에 따른 광확산패턴층 일체형 도광판의 제작을 위한 몰드와 광확산패턴층 전사용 시트를 아래와 같은 방법으로 제조한다.
몰드의 제조
0.63t 강화글라스(삼성코닝) 상에 드라이필름 포토레지스트(Dry Film Photoresist, 이하 "DFR"이라고 함)를 핫롤 라미네이터(hot roll laminator, ASAHI AL-70)를 사용하여 라미네이션(lamination)한다.
이때 프리히터 패널(pre-heater panel)의 온도는 50℃, 라미네이팅용 롤(lamination roll)의 온도는 105℃, 롤(roll)의 공압은 0.3MPa, 라미네이션(lamination) 속도는 2 m/min으로 유지한다.
그리고 필름형 포토마스크(마이크로텍)를 DFR 표면에 균일 접촉시킨 상태에서 5kW 고압수은등(HMW-201KB ORG Mfg. co. Ltd)으로 50 mJ/cm2 노광한 후 1.0 wt% sodium carbonate 수용액에 100 sec 동안 현상하여 선택적으로 패턴을 남긴다. 형성된 패턴은 상술한 구현예에서의 광확산패턴 형성용 볼록부이다.
강화글라스 상에 형성된 패턴을 220 ℃의 오븐에 60분 동안 방치하며, 이때 패턴의 열적유동/흐름(thermal flow)을 유도하여 곡면을 가지는 반구 형태의 패턴을 얻는다.
그리고, 이형층을 형성하는데, 먼저 제1이형층으로서 상기 패턴 표면에 15 ~ 20nm 두께로 SiO2를 이빔증착(E-beam evaporation)하고, 제2이형층으로서 SiO2의 위로 FOTCS(Fluorinated octyl trichlorosilane)을 기상 코팅한다. 이와 같이 코팅된 상태에서 다시 130 ℃의 오븐에 60분 동안 방치/열처리하여 SiO2 표면에 불소말단기를 가지는 분자가 반응/결합되도록 하여 몰드를 제조한다.
광확산패턴층 전사용 시트의 제조
제조된 상기 몰드 상에 분자량 5,000의 이관능성 지환족우레탄 올리고머(PU256 미원스페셜케미컬) 70wt%와 에틸렌옥사이드기를 포함하는 반응형 모노머인 ethoxy ethyl acrylate(M170 미원스페셜케미컬) 30wt%, 그리고 상기 올리고머 및 모노머를 합산한 총량 대비 라디칼광개시제 Irgacre754(Ciba Specialty Chemicals) 4중량부로 구성된 점착성 액상 자외선 경화수지를 도포하고, 표면처리되지 않은 50㎛ 두께의 PET필름(미쯔비시케미칼)을 덮은 후 BL램프(필립스)로 UVA 파장 하에서 80 mJ/cm2 노광하여 경화시킨다.
경화가 완료되면 몰드로부터 경화된 자외선 경화수지로부터 박리함으로써 광확산패턴을 가지는 광확산패턴층이 상기 PET필름인 캐리어필름의 일면에 결합된 광확산패턴층 전사용 시트를 제조한다.
<실시예1>
4t 두께의 PMMA 원판(MRC)의 일면 상에 도트(dot)형상의 패턴이 형성된 도광판을 준비하고, 롤러장치를 이용하여 광확산패턴층 전사용 시트의 광확산패턴층을 도광판의 타면 상에 라미네이팅하여 전사시키고, 상기 캐리어필름을 제거함으로써 광확산패턴층 일체형 도광판을 제조하였다.
이때, 라미네이팅 롤의 온도는 100 ℃±10 를 유지하고, 인가 압력은 공압게이지 기준으로 0.4±0.1MPa을 유지한 상태에서 2m/min 속도로 라미네이팅을 진행하였다. 광확산패턴이 형성된 광확산패턴층을 도광판 일면 상으로 전사한 후 인장력시험기를 통해 측정된 하부 도광판과의 점착력은 150g/25mm 였다.
<실시예2>
실시예1과 비교하여 패턴층의 형성순서를 달리하여, 먼저 PMMA 원판의 일면 상에 광확산패턴이 형성된 광확산패턴층을 라미네이팅하여 전사시키고, 그 상부에 도트형상의 패턴을 프린팅법을 이용하여 인쇄하여 광확산패턴층 일체형 도광판을 제조하였다.
<실시예3>
실시예1와 비교하여 패턴층의 형성순서를 달리하여, 먼저 PMMA 원판의 양면 상에 광확산 패턴층을 라미네이팅하여 전사시키고, 양면 중 어느 한 면에 도트형상의 패턴을 프린팅법으로 인쇄하여 광확산패턴층 일체형 도광판을 제조하였다.
<실시예4>
실시예1과 비교하여 도트형상의 패턴이 일 면에 형성된 도광판 대신 레이저 스크라이빙법으로 V형 그루브(v-groove)가 형성된 도광판을 사용하고, 실시예1에서와 같은 롤러장치를 이용하여, 도광판의 양면 중 적어도 어느 한 면에 광확산패턴층 전사용 시트의 광확산패턴층을 라미네이팅하여 광확산패턴층 일체형 도광판을 제조하였다.
<비교예1>
실시예1의 도광판의 일 면에 광확산패턴이 형성된 광확산패턴층을 라미네이팅하여 전사하는 것과 비교하여, 도 14에서와 같이, 도광판(210)의 일 면에 도트형상의 패턴(220)을 프린팅법으로 형성하고, 그 상부에 광확산 입자(231)를 포함하는 자외선 경화수지(230)를 도포 및 경화하여 광확산 입자를 포함하는 도광판(200)을 제조하였다.
<비교예2>
비교예1과 비교하여, 도 15에서와 같이, 도광판(210)의 양면에 도트형상의 패턴(220)을 프린팅법으로 형성하고, 도광판(210)의 양면 상에 광확산입자(231)를 포함하는 자외선 경화수지(230)를 도포 및 경화하여 광확산 입자를 포함하는 도광판(200A)을 제조하였다.
도 16은 상기된 실시예1,2와 비교예1,2를 이용한 전광선 투과율을 나타낸 그래프이다. 도 16을 참조하면, 실시예1,2에서와 같이 광확산패턴이 형성된 광확산패턴층이 일체화된 도광판이 비교예1,2에서와 같은 광확산 입자를 사용한 도광판에 비해서 전광선 투과율이 우수한 것으로 나타났다.
즉, 전광선 투과율이 우수하다는 것은 휘도가 높다는 의미이므로, 실시예들에서의 광확산패턴층에 형성된 광확산패턴에 의한 광확산효과는 비교예들에서의 광확산입자를 포함하는 경우와 동등 이상의 수준을 유지하면서도 휘도는 더 우수함을 알 수 있다.
다음으로, 상술한 바와 같은 다양한 구현예 및 변형예에 따른 광확산기능 일체형 도광판을 이용한 백라이트 유닛에 대해 설명한다.
도 17은 본 발명의 제3구현예에 따른 광확산기능 일체형 도광판을 이용한 엘이디 조명용 백라이트유닛의 개략도이다.
도 17을 참조하면, 본 발명의 제3구현예에 따른 광확산기능 일체형 도광판을 이용한 엘이디 조명용 백라이트 유닛(300)은 후면커버(310)의 상측에 반사판(320)이 설치되고, 그 상측으로 광확산기능 일체형 도광판(330)이 설치되며, 광확산기능 일체형 도광판(330)의 측면에 엘이디(LED,340)가 설치될 수 있다.
여기서, 도시된 바는 제1구현예에 따른 광확산기능 일체형 도광판(330)이 설치된 것을 도시하고 있으나, 다른 구현예 및 변형예들에 따른 광확산기능 일체형 도광판(330)이 설치될 수 있다.
이와 같이, 설치됨으로써 광원(340)으로부터 입사되는 빛은 광확산패턴을 통해 넓은 영역을 가지면서 상부로 확산되며, 종래와 비교하여 동일 광원에서 휘도 및 확산율이 탁월하게 향상될 수 있다.
결과적으로, 광확산패턴층을 도광판에 일체화시키되 광확산패턴층이 도광판과 맞닿는 면에 음각으로 광확산패턴이 형성된 광확산패턴층이 일체화된 도광판을 이용함으로써 엘이디 조명용 백라이트 유닛에서의 휘도는 종래의 광확산입자를 이용한 도광판을 이용한 백라이트 유닛에 비해 탁월한 수준으로 향상될 수 있다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※
10, 40 : 도광판 11 : 음각패턴
20 : 광확산패턴층 21 : 광확산패턴
22 : 광확산입자 23 : 자외선 경화수지층
24 : 캐리어필름 25 : 광확산패턴층 전사용 시트
30 : 몰드 31 : 기판
32 : 광확산패턴 형성용 볼록부 33 : 이형층
33a : 제1이형층 33b : 제2이형층
50 : 양각패턴 60 : 롤러

Claims (9)

  1. 삭제
  2. 반사판의 상측에 설치되어 측면으로부터 입사된 빛을 상면으로 가이드하는 도광판;
    상기 도광판의 상면과 하면 중 적어도 어느 한 면에 형성되며, 상기 도광판과 맞닿는 면에 음각으로 광확산패턴이 형성된 광확산패턴층;
    상기 도광판의 상기 광확산패턴층이 형성되지 않은 면 또는 상기 광확산패턴층 중 상기 도광판과 맞닿지 않은 면에 형성되는 다수의 양각패턴;을 포함하는 것을 특징으로 하는 광확산기능 일체형 도광판.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 광확산패턴은 곡면형상, 다각형, 프리즘형상, 피라미드형상, 불규칙성 스트립 라인형상 중 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 광확산기능 일체형 도광판.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 광확산패턴층은 광확산입자를 포함하며, 상기 광확산입자의 크기는 상기 광확산패턴층의 두께 대비 상기 광확산입자의 지름이 1% 이상 20% 이하인 것을 특징으로 하는 광확산기능 일체형 도광판.
  5. 상면에 다수의 광확산패턴 형성용 볼록부를 가지는 몰드를 준비하는 몰드 준비단계;
    상기 몰드의 상면에 점착성을 가지는 자외선 경화수지를 도포하여 자외선 경화수지층을 형성하는 자외선 경화수지 도포단계;
    상기 자외선 경화수지층의 상부에 캐리어필름을 덮고 자외선으로 노광하여 상기 자외선 경화수지층이 경화되어 광확산패턴층을 형성하면서 상기 광확산패턴층이 상기 캐리어필름에 점착되는 노광단계;
    상기 광확산패턴층으로부터 상기 몰드를 제거하여 하면에 다수의 광확산패턴이 형성된 광확산패턴층 및 캐리어필름으로 구성된 광확산패턴층 전사용 시트를 형성하는 전사용 시트 형성단계;
    하면에 음각패턴 또는 양각패턴을 가지는 도광판을 준비하는 도광판 준비단계;
    상기 광확산패턴층 전사용 시트의 상기 광확산패턴층이 상기 도광판의 상면 또는 하면 중 적어도 어느 한 면에 맞닿도록 위치시키고 롤러로 가압하면서 가열하여 상기 광확산패턴층 전사용 시트를 전사하고, 상기 캐리어필름을 상기 광확산패턴층으로부터 제거하는 라미네이팅 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광확산기능 일체형 도광판의 제조방법.
  6. 상면에 다수의 광확산패턴 형성용 볼록부를 가지는 몰드를 준비하는 몰드 준비단계;
    상기 몰드의 상면에 점착성을 가지는 자외선 경화수지를 도포하여 자외선 경화수지층을 형성하는 자외선 경화수지 도포단계;
    상기 자외선 경화수지층의 상부에 캐리어필름을 덮고 자외선으로 노광하여 상기 자외선 경화수지층이 경화되어 광확산패턴층을 형성하면서 상기 광확산패턴층이 상기 캐리어필름에 점착되는 노광단계;
    상기 광확산패턴층으로부터 상기 몰드를 제거하여 하면에 광확산패턴이 형성된 광확산패턴층 및 캐리어필름으로 구성된 광확산패턴층 전사용 시트를 형성하는 전사용 시트 형성단계;
    도광판을 준비하는 도광판 준비단계;
    상기 광확산패턴층 전사용 시트의 상기 광확산패턴층이 상기 도광판의 상면 또는 하면 중 적어도 어느 한 면에 맞닿도록 위치시키고 롤러로 가압하면서 가열하여 상기 광확산패턴층 전사용 시트를 전사하고, 상기 캐리어필름을 상기 광확산패턴층으로부터 제거하는 라미네이팅 단계;
    상기 도광판의 하면에 점착된 상기 광확산패턴층의 하면에 다수의 양각패턴을 형성하는 패턴 형성단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광확산기능 일체형 도광판의 제조방법.
  7. 제 5항 또는 제 6항에 있어서,
    상기 몰드 준비단계는,
    기판의 일 면에 다수의 광확산패턴 형성용 볼록부를 형성하는 볼록부 형성단계와,
    상기 광확산패턴 형성용 볼록부가 곡면을 가지는 형상으로 형성되도록 열처리하는 열처리 단계와,
    상기 광확산패턴 형성용 볼록부가 형성된 전체 면에 제1이형층을 증착하는 제1이형층 증착단계와,
    상기 제1이형층의 표면에 제2이형층을 형성하는 제2이형층 증착단계를 포함하는 광확산기능 일체형 도광판의 제조방법.
  8. 삭제
  9. 백라이트 유닛에 있어서,
    반사판;
    상기 반사판의 상측에 설치되며, 측면으로부터 입사된 빛을 상면으로 가이드하도록 형성된 도광판과, 상기 도광판의 양면 중 적어도 어느 한 면에 형성되며, 상기 도광판과 맞닿는 면에 음각으로 광확산패턴이 형성된 광확산패턴층과, 상기 도광판의 상기 광확산패턴층이 형성되지 않은 면 또는 상기 광확산패턴층 중 상기 도광판과 맞닿지 않은 면에 형성되는 다수의 양각패턴을 포함하는 광확산기능 일체형 도광판;을 구비한 백라이트 유닛.
KR1020100106478A 2010-10-29 2010-10-29 광확산기능 일체형 도광판, 그 제조방법 및 이를 이용한 엘이디 조명용 백라이트 유닛 KR101059656B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100106478A KR101059656B1 (ko) 2010-10-29 2010-10-29 광확산기능 일체형 도광판, 그 제조방법 및 이를 이용한 엘이디 조명용 백라이트 유닛

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100106478A KR101059656B1 (ko) 2010-10-29 2010-10-29 광확산기능 일체형 도광판, 그 제조방법 및 이를 이용한 엘이디 조명용 백라이트 유닛

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101059656B1 true KR101059656B1 (ko) 2011-08-25

Family

ID=44933800

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100106478A KR101059656B1 (ko) 2010-10-29 2010-10-29 광확산기능 일체형 도광판, 그 제조방법 및 이를 이용한 엘이디 조명용 백라이트 유닛

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101059656B1 (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101209803B1 (ko) 2012-04-10 2012-12-07 주식회사 앤앤드에프 일체형 광학 필름 제조 방법 및 일체형 광학 필름
KR101446398B1 (ko) * 2012-12-14 2014-10-02 엘지디스플레이 주식회사 광학 필름 및 이를 구비한 백라이트 유닛
WO2017069356A1 (ko) * 2015-10-20 2017-04-27 플러스웰 주식회사 도광층과 광확산층이 일체로 형성된 플라스틱 패널 및 그 제조방법
US10261234B2 (en) 2017-01-13 2019-04-16 Samsung Display Co., Ltd. Light guide plate of backlight unit and liquid crystal display device including the same
CN112987411A (zh) * 2019-12-13 2021-06-18 深圳市隆利科技股份有限公司 侧入式背光模组及电子设备

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200291827Y1 (ko) * 2002-06-28 2002-10-11 주식회사 엘 앤 에프 프리즘 방식의 백라이트 장치

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200291827Y1 (ko) * 2002-06-28 2002-10-11 주식회사 엘 앤 에프 프리즘 방식의 백라이트 장치

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101209803B1 (ko) 2012-04-10 2012-12-07 주식회사 앤앤드에프 일체형 광학 필름 제조 방법 및 일체형 광학 필름
KR101446398B1 (ko) * 2012-12-14 2014-10-02 엘지디스플레이 주식회사 광학 필름 및 이를 구비한 백라이트 유닛
WO2017069356A1 (ko) * 2015-10-20 2017-04-27 플러스웰 주식회사 도광층과 광확산층이 일체로 형성된 플라스틱 패널 및 그 제조방법
US10261234B2 (en) 2017-01-13 2019-04-16 Samsung Display Co., Ltd. Light guide plate of backlight unit and liquid crystal display device including the same
CN112987411A (zh) * 2019-12-13 2021-06-18 深圳市隆利科技股份有限公司 侧入式背光模组及电子设备

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7317800B2 (ja) 光学デバイス
US20230077627A1 (en) Light distribution structure and element, related method and uses
JP5707548B2 (ja) 光ガイド
CN107883219B (zh) 照明装置
KR102534127B1 (ko) 마이크로구조화되고 패터닝된 도광판들 및 이를 포함하는 장치들
KR100954476B1 (ko) 광선 지향 제어 광학시트
JP6706982B2 (ja) 面状照明装置
TWI374315B (ko)
JP2009522717A (ja) 一体化された導光板及びその製造方法
KR101059656B1 (ko) 광확산기능 일체형 도광판, 그 제조방법 및 이를 이용한 엘이디 조명용 백라이트 유닛
JP2012504253A (ja) 導光装置
KR101219591B1 (ko) 백라이트 도광판 및 그의 제조 방법
JPH1138207A (ja) 光学シート、面光源装置及び透過型表示装置
KR20190108622A (ko) 광학 조작 피처들을 포함하는 도광 어셈블리들
JP2007041431A (ja) プリズムアレイシート、エッジライト型面光源、及び透過型画像表示装置
JP5724527B2 (ja) 導光板積層体およびその製造方法
JP5402463B2 (ja) 光学シート及び面光源装置
EP3587915B1 (en) Optical member, display device including the same and method for fabricating optical member
KR101226936B1 (ko) 광학 부재 및 그 제조방법과 그 광학 부재를 이용하는 백라이트 유닛 및 그 제조방법
JP2007048688A (ja) 面光源、背面光源付きの透過型画像表示装置
JP3948625B2 (ja) レンズシートを用いた面光源
KR101211726B1 (ko) 반사판 일체형 패턴 도광판 및 그의 제조 방법
JP5070891B2 (ja) 光学シートとそれを用いたバックライト・ユニットおよびディスプレイ
JP2008299131A (ja) 液晶表示装置
TW201937199A (zh) 包含無溶劑微複製樹脂的lcd背光單元

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150216

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150819

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170221

Year of fee payment: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee