KR20090059545A - 광확산판, 이를 구비한 백라이트 장치 및 액정표시장치 - Google Patents

광확산판, 이를 구비한 백라이트 장치 및 액정표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 비대칭적인 삼각 형상을 이용하여 휘도 및 휘도 균일도를 향상시킨 광확산판 및 이를 구비한 백라이트 장치 또는 액정표시장치에 관한 것이다. 백라이트 장치 중 램프와 램프 사이의 간격이 멀어지는 경우 또는 램프와 광확산판 사이의 거리가 가까워지는 경우 광확산판의 출사면에서 부분적인 암부 발생으로 휘선이 보이게 된다. 상기의 휘선 보임을 방지 하기 위하여 빛의 출사면에 적어도 하나 이상의 밑변의 각도가 서로 다른 삼각 형상을 규칙적으로 배치하여 빛의 경로 변경을 통하여 광효율을 향상시켜 휘선 보임 방지와 함께 휘도를 향상시킬 수 있다.
광확산판, 직하형 백라이트, 액정표시장치, 광확산제, 집광층

Description

광확산판, 이를 구비한 백라이트 장치 및 액정표시장치{Diffusion Plate, Backlight Device Comprising the Same, And Liquid Crystal Display Device}
본 발명은 광확산판, 이를 구비한 백라이트 장치 및 액정표시장치에 관한 것이다.
액정표시 장치(Liquid Crystal Display)의 경우, 자체발광 소자 형상이 아니므로 그 후면에 백라이트 유닛(Back Light Unit)을 구비하게 된다. 이러한 백라이트 유닛은 크게 텔레비전, DID(Digital Information Display) 등과 같이 대형 크기에 주로 응용되는 직하형 방식(Direct Type) 과 모니터 및 노트북과 같이 소형에 주로 응용되는 에지형 방식(Edge Type)으로 나눌 수 있다. 특히 직하형 방식의 경우, 막대 모양(Cold Cathode Fluorescent Lamp, External Electrode Fluorescent Lighting) 또는 점 모양(Light Emitting Diode)의 광원을 다수 나열하여 사용하기에 전면에 균일한 휘도를 얻기가 어렵다. 이에, 광확산판을 이용하여 광을 액정표시패널 전체에 균일하게 분포시키고, 그 후 광확산판 상측에 확산 시트, 프리즘 시 트, 마이크로렌즈 시트 또는 필요시 가장 상측에 광휘도 편광 시트를 조합하여 전면으로 광을 균일하게 출광 시키거나 집광하는 역할을 한다.
이와 같이 전면 균일도 및 휘도를 향상시키기 위한 백라이트 유닛 구성은 다수의램프 및 광확산판, 확산 시트, 프리즘 시트, 광휘도 편광 시트와 같은 광학부자재를 사용한다. 이에 따라 제조원가에 대한 부담이 크며, 램프의 경우 고휘도의 백라이트 유닛을 구성하기 위해 다수의 CCFL를 사용한다. 다수의 CCFL 사용시 램프의 경우 고가이기 때문에 제조원가가 증가하고 또한 사용되는 전력량이 증가하는 문제점이 발생한다. 이를 해결하기 위하여 램프의 수를 절감한 백라이트 유닛의 구성이 필요하다. 하지만 램프의 수를 감소 시킴으로써 램프와 램프 사이의 거리가 멀어져 램프와 램프 사이에 암부가 발생하며, 또한 액정표시장치의 경량화 및 박형화에서도 램프와 광확산판 사이의 거리가 가까워짐에 따라 암부가 발생하는 문제점이 있다. 암부를 없애기 위하여 저투과율의 광확산판을 사용하기도 한다. 하지만 이 또한 휘도의 저하를 발생할 수 있다. 이를 해결하기 위하여 확산 시트, 프리즘 시트, 마이크로 렌즈 시트와 같은 광학부자재의 사용이 필요하게 되고 이는 다시 원가상승의 원인이 된다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 암부가 발생하는 부분에서 가장 근접한 제1광원과 다음으로 근접한 제2광원의 입사광의 경로를 변경 할 수 있도록, 광확산판 상측에 밑변의 각 α와 또 다른 밑변의 각 β의 각도가 서로 다른 삼각 형상이 반복적으로 배치된 집광층을 설계, 배치함으로써 광원에서 나오는 빛의 확산 및 집광 효과 증대를 통하여 전면 균일도 및 휘도를 향상시킬 수 있어 광학부자재의 사용을 최소화하여 원가절감을 이루며 아울러 박형화를 이룰 수 있는 광확산판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
기재층과 상기 기재층의 상측에, 밑변의 각 α와 또 다른 밑변의 각 β의 각도가 서로 다른 삼각 형상이 반복적으로 배치된 집광층을 포함하는 광확산판을 제공한다.
또한, 상기 삼각 형상의 상부는 라운드 처리된 것을 특징으로 하는 광확산판을 제공한다.
또한, 상기 삼각 형상은 반복적으로 배치되되, 이웃하는 두 삼각 형상의 각 α가 서로 마주보도록 비대칭적으로 배치된 것을 특징으로 하는 광확산판을 제공한다.
또한, 상기 삼각형상의 밑변의 길이(Pitch)는 30~350㎛이고, 높이는 7.5~250㎛이며, 밑변의 각 α와 또 다른 밑변의 각 β의 값의 범위는 30~70° 범위내인 것을 특징으로 하는 광확산판을 제공한다.
또한, 필요한 경우 기재층의 하측 또는 상기 기재층과 집광층 사이 중 적어도 하나 이상의 위치에 확산제 및 자외선 흡수제 중 어느 하나 이상이 함유된 기능성층을 포함하는 것을 특징으로 하는 광확산판을 제공한다.
또한, 기재층 또는 기능성층의 베이스 수지는 아크릴계, 스티렌-아크릴계 공중합, 스티렌계, 스티렌-아크릴로니트릴계 및 폴리카보네이트계의 구조 중 한군 이상을 포함한 것을 특징으로 하는 광확산판을 제공한다.
또한, 유기입자, 무기입자 입자 중 일종 이상의 광확산제를 기재층, 기능성층, 집광층 중 한층 이상에 포함한 것을 특징으로 하는 광확산판을 제공한다.
또한, 광확산판의 최하단면에 소정의 거칠기를 가지는 광확산판을 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 광확산판을 구비한 백라이트 장치 및 액정표시장치를 제공한다.
이하 실시예를 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명은 본 발명의 일부 실시예에 대한 설명이므로 하기의 구체적인 기술 내용에 의해 본 발명이 한정되지 않으며, 본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 결정된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광확산판의 단면도이며, 도 2는 그 사시도이다. 도시된 바와 같이, 기재층(10)과 상기 기재층(10)의 상측에, 밑변의 각 α와 또 다른 밑변의 각 β의 각도가 서로 다른 삼각 형상이 반복적으로 배치된 집광층(30)을 포함하는 광확산판인 것이 특징이다. 도 1에는 기재층(10)의 하측 또는 상기 기재층(10)과 집광층(30) 사이 중 적어도 하나 이상의 위치에 확산제 및 자외선 흡수제가 혼합된 기능성층(20)을 포함하는 것으로 도시되었으나 기능성층(20)은 필요에 따라 생략이 가능하며, 도 1의 구성에서 다른 층들을 더 추가할 수도 있으며 본 발명에 포함된다.
또한, 삼각 형상의 상부는 삼각형의 꼭지점 형상을 이룰수도 있으나 바람직하기로는 도시된 바와 같이 삼각 형상의 상부는 라운드 처리된 것이 좋다.
또한, 삼각 형상의 반복적 배치에 있어서, 대칭적 배치도 가능하나, 광원의 고른 확산을 위해서 도시된 바와 같이 상기 삼각 형상은 반복적으로 배치되, 이웃 하는 두 삼각 형상의 각 α가 서로 마주보고, 각 β가 서로 마주보도록 비대칭적으로 배치된 것이 좋다.
또한, 도 1에 기재층(10)과 기능성층(20)에 광확산제가 더 포함되어 있으나 이에 제한되지 않으며 광확산제는 선택적으로 또는 모두에 생략될 수 있으며, 집광층(30)에 광학산제가 더 포함될 수도 있다.
또한, 상기 집광층(30) 상부에 확산 시트, 프리즘 시트, 광휘도편광 시트 등이 더 포함될 수 있고 모두 본 발명에 포함되며, 본 발명의 광확산판에는 확산 시트도 포함된다.
집광층(30)에 대하여는 자세히 후술한다.
상기 기재층(10)의 베이스 수지는 본 기술분야에서 사용되는 재료라면 모두 사용될 수 있다. 바람직하기로는, 가격이 저렴하며 광투과성이 높고, 내구성이 우수한 특성을 보이는 아크릴계 수지, 스티렌-아크릴계 공중합 수지, 스티렌계 수지, 스티렌-아크릴로니트릴계 수지 및 폴리카보네이트 수지 중 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하다.
특히, 본 발명에서 아크릴계 수지는 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 부틸메타크릴레이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트 등의 메타크릴산알킬에스테르; 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 부틸아크릴레이트 등의 아크릴산알킬에스테르; 시클로헥실메타크릴레이트, 2-메틸시클로헥실메타크릴레이트, 디시클로펜타닐 메타크릴레이트 등의 메타크릴산시클로알킬에스테르; 시클로헥실아크릴레이트, 2-메틸시클로헥실아크릴레이트 등의 아크릴산시클로알킬에스테르; 페닐메타크릴레이트, 벤질메타크릴레이트 등의 메타크릴산아릴에스테르; 페닐아크릴레이트, 벤질아크릴레이트 등의 아크릴산아릴에스테르 중 선택되는 어느 하나의 단독 중합체 또는 이들의 공중합체인 것이 바람직하다.
또한, 스티렌-아크릴계 공중합체 수지는 메타크릴산알킬에스테르, 아크릴산알킬에스테르, 메타크릴산시클로알킬에스테르, 아크릴산시클로알킬에스테르, 메타크릴산아릴에스테르, 아크릴산아릴에스테르 중 선택되는 하나 이상과 스티렌, α-메틸스티렌, m-메틸스티렌, p-메틸스티렌, p-메톡시스티렌 중 선택되는 하나 이상의 공중합체인 것이 바람직하다.
또한, 스티렌계 수지는 스티렌, α-메틸스티렌, m-메틸스티렌, p-메틸스티렌, p-메톡시스티렌 중 선택되는 어느 하나의 단독 중합체 또는 이들의 공중합체인 것이 바람직하다.
또한, 폴리카보네이트 수지는 디히드록시 페놀과 포스겐을 반응시키거나 디히드록시 페놀과 카보네이트 전구체의 반응에 의하여 제조된 선형 및 가지달린 방향족 폴리카보네이트 단일 중합체, 폴리에스터 공중합체 또는 이들 1종 이상의 혼 합물로 이루어진 군이 바람직하다.
기재층(10)의 두께는 제한되지 않으나 약0.5~3mm 범위가 좋다. 기재층(10)이 어느 정도의 두께를 가짐으로써, 광확산판으로서 필요한 강성이 얻어짐과 동시에, 투과율을 조절할 수 있게 된다.
상기 기능성층(20)의 베이스 수지는 전술한 기재층(10)의 베이스 수지로서 열거된 수지를 사용할 수 있다. 필요에 따라서 기재층(10)의 베이스 수지와 같은 수지를 사용할 수도 있고, 서로 다른 수지를 사용할 수 도 있으며, 광확산제 역시 상기에서 전술한 광확산제를 사용할 수 있다.
기능성층(20)의 두께는 제한되지 않으나 0.01~1mm 범위가 좋다. 상기 범위에서 보다 효과적으로 내구성이 얻어짐과 동시에, 광확산율 및 Haze를 달성할 수 있다.
상기 기재층(10) 및/또는 기능성층(20)에 포함될 수 있는 광확산제는 본 기술분야에서 알려진 광확산제를 사용할 수 있으며 제한되지 않는다. 상기 광확산제는 기재층(10), 기능성층(20), 집광층(30) 중 어느 곳이든 적용 가능하며 본 기술분야에서 사용되는 재료라면 모두 적용 가능하며 유기입자(11), 무기입자(12) 중 일종 이상의 광확산제를 단독 또는 조합하여 사용하는 것이 바람직하다.　 일례로, 실리콘계, 아크릴계, 스티렌계, 메타크릴산메틸ㆍ스티렌 공중합물계, 폴리카보네이 트계, 올리핀계 가교 또는 미가교의 미립자, 실리카, 탈크(Talc), 탄산칼슘, 황산바륨, 이산화티탄(TiO2) 등이 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 광확산제에는 재료를 사용하는 것뿐만 아니라 확산 기재층(10)에 다공성을 형성하는 등, 광확산을 위해 가해지는 모든 구성도 포함된다.
광확산제의 크기는 함량을 줄이면서 확산 효과를 증대시킬 수 있는 0.5~50㎛ 범위가 사용되는 것이 바람직하며, 사용량은 베이스 수지 100중량부에 대하여 0.0001%~25%중량부 사용되는 것이 좋으며, 보다 바람직하게는 0.0001%~5.0%중량부가 좋다. 0.0001%중량부 미만일 경우, 입사된 빛을 확산시킬 수 없으며, 5.0% 중량부를 초과할 경우 빛의 투과율이 저하되고 광확산제의 분산성이 저하되어 휘도가 낮아 질 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 집광층(30)의 단면도이다. 도시된 바와 같이, 밑변의 각 α와 또 다른 밑변의 각 β의 각도가 서로 다른 삼각 형상이 반복적으로 배치된 집광층(30)인 것을 특징으로 한다. 이를 통해 램프 감소시 집광층(30)에서 출사되는 빛의 경로를 변경하여 전면 균일도 뿐만 아니라 고휘도를 낼 수 있다. 이는, 스넬 법칙(Snell' Law)을 응용한 것으로, 광원에서 발산된 빛이 기재층(10)/기능성층(20) 등을 통과한 후 밑변의 각 α와 또 다른 밑변의 각 β의 각도가 서로 다른 삼각 형상의 경계면에서 스넬의 법칙에 의하여 빛이 굴절하게 되어 액정 패널 전면으로 빛을 고르게 확산할 수 있다.
여기서 밑변의 각 α와 또 다른 밑변의 각 β의 값의 범위는 제한되지 않으나 각각 30~70° 범위내인 것이 휘도 및 균일도 향상에 바람직하다. 밑변의 각 α와 또 다른 밑변의 각 β가 30° 미만일 경우는 휘도와 균일도가 저하되며, 밑변의 각 α와 또 다른 밑변의 각 β가 70° 이상일 경우 제조상의 어려움이 있다. 밑변의 각 α와 또 다른 밑변의 각 β가 동일한 경우는 모아레의 발생 가능성이 있다.
또한, 제한되지 않으나 상기 삼각형상의 밑변의 길이(Pitch)는 30~350㎛이고, 높이는 7.5~250㎛인 것이 제조상 작업의 용이하며, 균일한 휘도를 위해 바람직하다.
또한, 삼각 형상의 상부는 삼각형의 꼭지점 형상을 이룰 수도 있으나 바람직하기로는 도시된 바와 같이 삼각 형상의 상부는 라운드 처리된 것이 좋다. 라운드 처리시 반지름은 0~250㎛까지 가능하다. 라운드 처리를 통해 집광층(30)의 내구성을 높이며 균일한 휘도를 더욱 도모할 수 있다.
또한, 집광층(30)의 굴절률은 1.40~1.65으로 이루어지는 것이 좋으며, 광효율을 가장 좋게 하기 위해서는 기재층(10) 또는 기능성층(20)과 굴절률 차가 최소화되는 것이 좋다.
상기 집광층(30)의 형성방법은 제한되지 않으며 압출성형, 진공성형, 열프레스성형, 공압출성형, 필름적층법, 용제접착법, 표면코팅법, 자외선 경화법, 열 경화법 등 다양한 방법이 사용 가능하다. 이중 제조상 용이하기 위해서는 압출성형 및 자외선 경화법이 용이하다.
상기 집광층(30)의 베이스 수지는 기재층(10) 또는 기능성층(20)의 베이스 수지를 사용하여도 무방하며 제한되지 않는다. 일례로 아크릴계, 스티렌-아크릴계 공중합, 스티렌계, 스티렌-아크릴로니트릴계 및 폴리카보네이트계 중 일종 이상을 사용할 수 있다. 또한, 확산성을 높이기 위하여 광확산제를 더 포함할 수 있으며, 일례로 베이스 수지와 굴절률이 다른 비드를 0.0001%~ 25%까지 함유시킬 수 있다. 확산성이 좋게 하기 위하여 비드는 베이스 수지와 굴절률의 차가 0.0001~1 범위인 것을 사용하는 것이 좋다. 굴절률 차가 너무 작으면 확산이 되지 않아 은폐성이 문제가 되고, 굴절률이 너무 크면 은폐성이 너무 향상되어 휘도 저하에 문제점이 발생할 수 있다.
이외에도, 상기 기재층(10), 기능성층(20), 집광층(30)에는 자외선 흡수제, 열안정제, 산화방지제, 대전방지제, 형광증백제, 이형제 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
또한, 광확산판의 최하단면(기재층 또는 기능성층일 수 있다)에는 일정한 거 칠기를 가지는 면을 형성한다. 일정한 거칠기라 함은 엠보 형상과 같이 불규칙한 형상을 가지는 면이다. 일정한 거칠기는 광확산제 사이즈에 의해 형성될 수 있으며 광확산제의 사이즈가 커질수록 거칠기는 더 커진다. 또한 엠보 형상을 가지는 롤형상에 의해 기재층(10), 기능성층(20) 최하단면에 엠보형상을 형성시킬 수 있다.
본 발명에 따른 광확산판은 백라이트 장치에 바람직하게 적용될 수 있다.　백라이트 장치는 특별히 제한되지 않으며, 본 기술분야에서 알려진 백라이트 장치는 모두 적용될 수 있고 본 발명에 포함된다.　백라이트 장치의 광원은 열음극관, 냉음극관, 발광 다이오드(LED), 유기전기발광소자(OLED) 등 제한 없이 이용될 수 있다.
본 발명은 또한 본 발명의 광확산판을 갖는 백라이트 장치를 구비한 액정표시장치를 제공한다.　 특히 상기 광확산판이 구비된 백라이트 장치를 사용하는 반사형, 투과형, 반투과형 LCD 또는 TN형, STN형, OCB형, HAN형, VA형, IPS형 등의 각종 구동 방식의 액정표시장치에 적용되어 바람직하게 이용될 수 있다.　액정표시장치에 관한 구성은 본 기술분야에서 잘 알려져 있으므로 설명을 생략한다.
본 발명은, 전면 균일도 및 휘도를 향상시키기 위한 광확산판 및 이를 구비한 백라이트 장치 또는 액정표시장치에 관한 것으로, 기재층 또는 기능층 상면에 밑변의 각 α와 또 다른 밑변의 각 β의 각도가 서로 다른 삼각 형상이 반복적으로 배치된 집광층을 형성함으로써 램프 수 감소시 균일한 발광분포를 이루는 것을 포함하는 광확산판을 제공하는 것이다. 집광층을 사용함으로써, 집광층을 통과한 빛이 스넬의 법칙에 의해 의해 빛의 경로가 변경하여 확산 및 집광효과를 증대시켜 전면 균일도 및 휘도를 향상시킬 수 있으며, 압출 공정 또는 코팅 공정을 이용하기에 손쉽게 제작할 수 있다.
이에, 종래 광확산판 대비 램프 수 감소에 따른 휘선발생을 최소화 할 수 있으며 광학시트와 같은 원부자재 사용을 최소화 할 수 있다. 이에, 액정표시장치의 백라이트용 광확산판 등에 폭넓게 적용할 수 있다.
(실시예 1)
기재층의 베이스수지 폴리스티렌(PS, 굴절률:1.59~1.60) 100 중량부에 입자경이 약 25㎛의 유기입자(PMMA, 굴절률:1.49~1.50) 0.2중량부와 입자경이 약 2㎛의 실리콘계 입자(굴절률 1.42~1.43) 0.02중량부가 분산된 전체 두께 2mm의 기재층을 이루며, 밑변의 각도가 40도, 또 다른 밑변의 각도가 60도인 삼각 형상과 밑변의 각도가 60도 다른 밑변의 각도가 40도인 밑변의 길이(Pitch) 150㎛, 높이 68.8㎛, 라운드 30㎛ 삼각 형상이 도 1과 같이 반복 배치된 집광층을 형성한 확산판을 제조하였다. 램프간의 간격은 32mm를 이루어 측정하였다.
(실시예 2)
실시예 1에서 기재층 하면에 기능성층을 더 형성한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
기능성층은 베이스 수지인 폴리스티렌-메틸메타크릴레이트 코폴리머-(MS수지, 굴절률:1.57~1.58) 100중량부에 입자경이 약 25㎛인 유기입자(PMMA, 굴절률:1.49~1.50) 1중량부와 자외선(UV) 흡수제를 1중량부를 혼합하여 기재층의 하면에 약 0.05mm로 형성하였다.
(실시예 3)
실시예 1에서 기재층 상면과 하면에 각각 기능성층을 더 형성한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
기능성층은 베이스 수지인 폴리스티렌-메틸메타크릴레이트 코폴리머-(MS수지, 굴절률:1.57~1.58) 100중량부에 입자경이 약 25㎛의 유기입자(PMMA, 굴절률:1.49~1.50) 1중량부와 자외선(UV) 흡수제를 1중량부를 혼합하여 기재층의 상,하면에 각각 0.05mm로 형성하였다.
(실시예 4)
실시예1에서 밑변의 각도가 40도, 또 다른 밑변의 각도가 50도인 삼각 형상과 밑변의 각도가 50도 다른 밑변의 각도가 40도인 밑변의 길이(Pitch) 150㎛, 높이 61.6, 라운드 30㎛ 삼각 형상을 반복 배치한 것을 제외하고는 동일하게 실시하 였다.
(실시예 5)
실시예4에서 기재층 하면에 기능성층을 더 형성한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다. 기능성층은 베이스 수지인 폴리스티렌-메틸메타크릴레이트 코폴리머-(MS수지,굴절률:1.57~1.58) 100중량부에 입자경이 약 25㎛인 유기입자(PMMA, 굴절률:1.49~1.50) 1중량부와 자외선(UV)흡수제를 1중량부를 혼합하여 기재층의 하면에 약 0.05mm로 형성하였다.
(실시예 6)
실시예4에서 기재층 상면과 하면에 각각 기능성층을 더 형성한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
기능성층은 베이스 수지인 폴리스티렌-메틸메타크릴레이트 코폴리머-(MS수지,굴절률:1.57~1.58) 100중량부에 입자경이 약 25㎛인 유기입자(PMMA, 굴절률:1.49~1.50) 1중량부와 자외선(UV)흡수제를 1중량부를 혼합하여 기재층의 하면에 약 0.05mm로 형성하였다.
(실시예7)
실시예1에서 기재층 하면에 기능성층을 더 형성하고, 하기의 집광층을 기재층 상면에 형성한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
기능성층은 베이스 수지인 폴리스티렌-메틸메타크릴레이트 코폴리머-(MS수지,굴절률:1.57~1.58) 100중량부에 입자경이 약 25㎛인 유기입자(PMMA, 굴절률:1.49~1.50) 1중량부와 자외선(UV)흡수제를 1중량부를 혼합하여 기재층의 하면에 약 0.05mm로 형성하였다. 밑변의 각도가 40도, 또 다른 밑변의 각도가 50도인 삼각 형상과 밑변의 각도가 50도 다른 밑변의 각도가 40도인 밑변의 길이(Pitch) 150㎛, 높이 69.7㎛, 라운드 10㎛ 삼각 형상을 도 1에 도시된 것처럼 집광층을 형성하였다. 램프간의 간격은 32mm를 이루어 측정하였다.
(실시예8)
실시예1에서 기재층 하면에 기능성층을 더 형성하고, 하기의 집광층을 기재층 상면에 형성한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
기능성층은 베이스 수지인 폴리스티렌-메틸메타크릴레이트 코폴리머-(MS수지,굴절률:1.57~1.58) 100중량부에 입자경이 약 25㎛인 유기입자(PMMA, 굴절률:1.49~1.50) 1중량부와 자외선(UV)흡수제를 1중량부를 혼합하여 기재층의 하면에 약 0.05mm로 형성하였다. 밑변의 각도가 40도, 또 다른 밑변의 각도가 50도인 삼각 형상과 밑변의 각도가 50도 다른 밑변의 각도가 40도인 밑변의 길이(Pitch) 150㎛, 높이 65.7㎛, 라운드 반지름이 20㎛인 삼각 형상을 도 1에 도시된 것처럼 집광층을 형성하였다. 램프간의 간격은 32mm를 이루어 측정하였다.
(실시예9)
실시예1에서 기재층 하면에 기능성층을 더 형성하고, 하기의 집광층을 기재층 상면에 형성한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
기능성층은 베이스 수지인 폴리스티렌-메틸메타크릴레이트 코폴리머-(MS수지,굴절률:1.57~1.58) 100중량부에 입자경이 약 25㎛인 유기입자(PMMA, 굴절률:1.49~1.50) 1중량부와 자외선(UV)흡수제를 1중량부를 혼합하여 기재층의 하면에 약 0.05mm로 형성하였다. 밑변의 각도가 40도, 또 다른 밑변의 각도가 50도인 삼각 형상과 밑변의 각도가 50도 다른 밑변의 각도가 40도인 밑변의 길이(Pitch) 200㎛, 높이 86.2㎛, 라운드 30㎛ 삼각 형상을 도 1에 도시된 것처럼 집광층을 형성하였다. 램프간의 간격은 32mm를 이루어 측정하였다.
(실시예10)
실시예1에서 기재층 하면에 기능성층을 더 형성하고, 하기의 집광층을 기재층 상면에 형성한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
기능성층은 베이스 수지인 폴리스티렌-메틸메타크릴레이트 코폴리머-(MS수지,굴절률:1.57~1.58) 100중량부에 입자경이 약 25㎛인 유기입자(PMMA, 굴절률:1.49~1.50) 1중량부와 자외선(UV)흡수제를 1중량부를 혼합하여 기재층의 하면에 약 0.05mm 로 형성하였다. 밑변의 각도가 40도, 또 다른 밑변의 각도가 50도인 삼각 형상과 밑변의 각도가 50도 다른 밑변의 각도가 40도인 밑변의 길이(Pitch) 250㎛, 높이 110.8㎛, 라운드 30㎛ 삼각 형상을 도 1에 도시된 것처럼 집광층을 형성하였다. 램프간의 간격은 32mm를 이루어 측정하였다.
(실시예11)
실시예1에서 기재층 하면에 기능성층을 더 형성하고, 하기의 집광층을 기재층 상면에 형성한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
기능성층은 베이스 수지인 폴리스티렌-메틸메타크릴레이트 코폴리머-(MS수지,굴절률:1.57~1.58) 100중량부에 입자경이 약 25㎛인 유기입자(PMMA, 굴절률:1.49~1.50) 1중량부와 자외선(UV)흡수제를 1중량부를 혼합하여 기재층의 하면에 약 0.05mm로 형성하였다. 밑변의 각도가 30도, 또 다른 밑변의 각도가 60도인 삼각 형상과 밑변의 각도가 60도 다른 밑변의 각도가 30도인 밑변의 길이(Pitch) 150㎛, 높이 53.9㎛, 라운드 30㎛ 삼각 형상을 도 1에 도시된 것처럼 집광층을 형성하였다. 램프간의 간격은 32mm를 이루어 측정하였다.
(비교예 1)
기재층은 베이스수지인 폴리스티렌(PS, 굴절률:1.59~1.60) 100중량부와 입자경이 약 25㎛인 유기입자(PMMA,굴절률:1.49~1.50) 2.5 중량부와 입자경이 약 2㎛인 실리콘계 입자(굴절률:1.42~1.43) 0.2중량부를 이용하여 2mm로 형성하였다.
램프간의 간격은 28mm를 이루어 측정하였다.
(비교예2)
비교예 1에서 램프간의 간격은 32mm를 이루어 측정하였다.
(비교예 3)
비교예 1에서 기재층 하면에 기능성층을 더 형성한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
기능성층은 베이스 수지인 폴리스티렌-메틸메타크릴레이트 코폴리머(MS수지, 굴절률:1.57~1.58) 100중량부에 입자경이 약 25㎛인 유기입자(PMMA, 굴절률:1.49~1.50) 10중량부를 혼합하여 기재층의 하면에 0.05mm로 형성하였다
(비교예4)
비교예3에서 램프간의 간격은 32mm를 이루어 측정하였다.
(비교예5)
비교예 1에서 기재층 상, 하면에 각각 기능성층을 더 형성한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
기능성층은 베이스 수지인 폴리스티렌-메틸메타크릴레이트 코폴리머(MS수지, 굴절률:1.57~1.58) 100중량부에 입자경이 약 25㎛인 유기입자(PMMA, 굴절률:1.49~1.50) 10중량부를 혼합하여 기재층의 상, 하면에 각각 0.05mm로 형성하였다.
(비교예6)
비교예 5에서 램프간의 간격은 32mm를 이루어 측정하였다.
(표 1)
Figure 112007088028490-PAT00001
평가한 방법에 대해서는 하기와 같다.
본 평가는, Multi POINT 휘도계 (RISA-COLOR8, 제조사 :RISA)장비를 통해 측정하였다.
휘도는 단위면적당 나오는 빛의 밟기(cd/㎡)으로 하였으며 균일도는 가장 밝은 부분과 가장 어두운 부분의 비(균일도(%)= 최소 휘도/최대 휘도*100)로 판단하였다. 측정에 대한 판단은 최대 휘도/최소 휘도로 사용될 수 있으며 그 판단 기준은 달리 하지 않고 동일하게 적용할 수 있다.
(표 2)
Figure 112007088028490-PAT00002
측정 결과는 표 2과 같으며,
본 발명의 실시예에서 볼 수 있듯이 실시예1, 실시예2, 실시예3이 비교예2, 비교예4, 비교예6 대비 램프와 램프의 간격이 28mm에서 32mm로 증가되었을 경우에도 기존 광확산판은 휘도 및 균일도가 감소하지만 집광층이 있는 광확산판은 휘도 및 균일도가 상승되는 결과를 알 수 있다. 이는 밑변의 각 α와 또 다른 밑변의 각 β의 각도가 서로 다른 삼각 형상이 반복적으로 배치된 집광층을 사용함으로써, 기재층을 통과한 빛이 경로를 변경하여 확산 및 집광효과를 증대시키기 때문이다. 또한 집광층은 코팅 또는 압출을 이용함으로써 제조가 가능하기에 손쉽게 제작할 수 있다. 이로 인해 종래 광확산판과 비교하여 전면 균일도 및 휘도가 향상된 광확산판을 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광확산판의 단면도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광확산판의 사시도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광확산판의 집광층을 보여주는 도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 기재층
11: 유기 입자
12: 무기입자
20: 기능성층
30: 집광층

Claims (10)

  1. 기재층과 상기 기재층의 상측에, 밑변의 각 α와 또 다른 밑변의 각 β의 각도가 서로 다른 삼각 형상이 반복적으로 배치된 집광층을 포함하는 광확산판.
  2. 제1항에 있어서, 상기 삼각 형상의 상부는 라운드 처리된 것을 특징으로 광확산판.
  3. 제1항에 있어서, 상기 삼각 형상은 반복적으로 배치되되, 이웃하는 두 삼각 형상의 각 α가 서로 마주보도록 비대칭적으로 배치된 것을 특징으로 하는 광확산판.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 삼각형상의 밑변의 길이(Pitch)는 30~350㎛이고, 높이는 7.5~250㎛이며, 밑변의 각 α와 또 다른 밑변의 각 β의 값의 범위는 30~70° 범위내인 것을 특징으로 하는 광확산판.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 기재층의 하측 또는 상기 기재층과 집광층 사이 중 적어도 하나 이상의 위치에 확산제 및 자외선 흡수제 중 어느 하나 이상이 함유된 기능성층을 포함하는 것을 특징으로 하는 광확산판.
  6. 제5항에 있어서, 기재층 또는 기능성층의 베이스 수지는 아크릴계, 스티렌-아크릴계 공중합, 스티렌계, 스티렌-아크릴로니트릴계 및 폴리카보네이트계의 구조 중 한군 이상을 포함한 것을 특징으로 하는 광확산판.
  7. 제5항에 있어서, 유기입자, 무기입자 입자 중 일종 이상의 광확산제를 기재층, 기능성층, 집광층 중 한층 이상에 포함한 것을 특징으로 하는 광확산판.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 광확산판의 최하단면에 소정의 거칠기를 가지는 광확산판.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 광확산판을 구비한 백라이트 장치.
  10. 제9항의 백라이트 장치를 구비한 액정표시 장치.
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