KR20140076892A - 확산판 및 이를 포함하는 발광 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 확산판은 유리 섬유가 혼합되어 있는 고분자 부재를 포함하고, 상기 고분자 부재는 미세 기포를 가질 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 확산판 및 이를 포함하는 발광 장치는 유리 섬유가 혼합되어 있으며 미세 기포를 가지는 고분자 부재를 포함하는 확산판을 제조함으로써, 적정량의 미세 기포를 이용하여 광투과율 및 확산성을 향상시키면서 유리 섬유의 반사율을 이용하여 확산성을 더욱 향상시킬 수 있다.

Description

확산판 및 이를 포함하는 발광 장치{DIFFUSION SHEET AND LIGHT EMITTING DEVICE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 확산판 및 이를 포함하는 발광 장치에 관한 것이다.
조명 장치 또는 표시 장치 등의 발광 장치에 사용되는 확산판은 일반적으로 폴리카보네이트 시트(Polycarbonate, PC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethyleneterephthalate, PET) 등의 고분자 부재로 제조되고 있다.
그러나, 유리 섬유가 혼합되어 있는 고분자 부재는 자동차, 가전 제품, 야외 용품 등의 외장재에 주로 사용되고 있으나, 광투과율이 현저히 작아 조명 장치 또는 표시 장치 등의 발광 장치의 확산판에는 적용되지 않고 있다.
본 발명은 전술한 배경 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 광투과율및 확산성이 향상된 확산판 및 이를 포함하는 발광 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 확산판은 유리 섬유가 혼합되어 있는 고분자 부재를 포함하고, 상기 고분자 부재는 미세 기포를 가질 수 있다.
상기 유리 섬유의 함유량은 15% 내지 35%이고, 상기 유리 섬유의 반사율은 4% 내지 8%이며, 상기 유리 섬유의 굴절률은 1.5 내지 2.25이고, 상기 유리 섬유의 길이는 4mm 내지 12mm이며, 상기 유리 섬유의 직경은 30㎛ 내지 150㎛일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 확산판을 포함하는 발광 장치는 광을 조사하는 광원, 상기 광원의 전방에 위치하며 유리 섬유가 혼합되어 있는 고분자 부재를 포함하는 확산판을 포함하고, 상기 고분자 부재는 미세 기포를 가질 수 있다.
상기 발광 장치의 상기 유리 섬유의 함유량은 15% 내지 35%이고, 상기 유리 섬유의 반사율은 4% 내지 8%이며, 상기 유리 섬유의 굴절률은 1.5 내지 2.25이고, 상기 유리 섬유의 길이는 4mm 내지 12mm이며, 상기 유리 섬유의 직경은 30㎛ 내지 150㎛일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 확산판 및 이를 포함하는 발광 장치는 유리 섬유가 혼합되어 있으며 미세 기포를 가지는 고분자 부재를 포함하는 확산판을 제조함으로써, 적정량의 미세 기포를 이용하여 광투과율 및 확산성을 향상시키면서 유리 섬유의 반사율을 이용하여 확산성을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 확산판에 함유된 유리 섬유에 의해 강성 및 열충격 저항력도 향상시킬 수 있다.
또한, 유리 섬유는 모래를 주 원료로 하는 자연 친화적인 소재이며 고분자 부재보다 저가이므로 경제적이며, 이산화탄소 발생 원료를 대체할 수 있어 환경 친화적이다.
또한, 고가 고분자 부재를 사용하지 않고도 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethyleneterephthalate, PET), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 등의 범용 고분자 부재를 사용하여 광투과율 및 확산성을 향상시킬 수 있어 경제적이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 확산판의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 확산판의 단면도로서, 유리 섬유가 정렬된 상태를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 확산판을 포함하는 조명 장치용 발광 장치의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 확산판을 포함하는 표시 장치용 발광 장치의 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
그러면 본 발명의 일 실시예에 따른 확산판에 대하여 도 1을 참고로 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 확산판의 단면도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 확산판(10)은 유리 섬유(12)가 혼합되어 있는 고분자 부재(11)를 포함하고, 고분자 부재(11)는 미세 기포(13)를 가지고 있다.
고분자 부재(11)는 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethyleneterephthalate, PET), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 아크릴, 에폭시, 멜라민 수지 등과 같은 투명 또는 반투명한 광투과성 재질을 포함한다. 이러한 고분자 부재(11)의 굴절률은 1.3 내지 1.5일 수 있다.
유리 섬유(12)의 길이는 4mm 내지 12mm일 수 있고, 유리 섬유(12)의 직경은 30㎛ 내지 150㎛일 수 있다.
유리 섬유(12)의 길이가 4mm보다 작은 경우에는 산란이 적게 발생하여 확산성이 향상되지 않으며, 유리 섬유(12)의 길이가 12mm보다 큰 경우에는 광투과율을 감소시킬 수 있다.
또한, 유리 섬유(12)의 반사율은 4% 내지 8%일 수 있고, 유리 섬유(12)의 굴절률은 1.5 내지 2.25일 수 있다. 유리 섬유(12)의 반사율이 4%보다 작은 경우에는 산란이 적게 발생하여 확산성이 향상되지 않으며, 유리 섬유(12)의 반사율이 8%보다 큰 경우에는 산란이 너무 많이 발생하여 광투과율을 감소시킬 수 있다. 그리고, 유리 섬유(12)의 굴절률이 1.5보다 작은 경우에는 고분자 매질보다 굴절률이 작아 산란이 적게 발생하여 확산성이 향상되지 않으며, 유리 섬유(12)의 굴절률이 2.25보다 큰 경우에는 산란이 너무 많이 발생하여 광투과율을 감소시킬 수 있다.
또한, 유리 섬유(12)는 확산판(10) 내에 15% 내지 35%가 함유될 수 있다. 유리 섬유(12)가 15%보다 작게 함유되는 경우에는 산란이 적게 발생하여 확산성이 작아 확산판(10)을 통과한 광이 균일하게 발광하지 않으며, 유리 섬유(12)가 35%보다 많이 함유되는 경우에는 산란이 너무 많이 발생하여 광투과율을 감소시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 확산판의 단면도로서, 유리 섬유(12)가 정렬된 상태를 도시한 도면이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 유리 섬유(12)는 불규칙적으로 고분자 부재(11) 내에 분포될 수도 있고, 도 2에 도시한 바와 같이, 유리 섬유(12)는 정렬되어 고분자 내에 분포될 수 있다. 이러한 유리 섬유(12)는 정렬될수록 광투과율은 높아지나 광이 측면으로 진행하기 어려우므로 확산성은 저하될 수 있다.
미세 기포(13)는 고분자 부재(11)에 입사된 광을 산란시키며, 고분자 부재(11)를 제조할 때 압출 또는 사출에 의해 성형하거나, 발포 압출이나 발포 사출 등과 같은 발포 성형으로 형성할 수 있다. 이러한 미세 기포(13)의 굴절률은 1일 수 있다.
확산판(10) 내에 미세 기포(13)의 함유량은 5% 내지 35%일 수 있다. 확산판(10) 내에 미세 기포(13)의 함유량이 5%보다 작은 경우에는 광의 산란도가 낮아 확산성이 저하되며, 확산판(10) 내에 미세 기포(13)의 함유량이 35%보다 큰 경우에는 광이 잘 투과되지 않아 광투과율이 저하될 수 있다.
또한, 미세 기포(13)의 직경은 60㎛ 내지 700㎛일 수 있다. 미세 기포(13)의 직경이 60㎛ 보다 작을 경우에는 광의 확산성은 좋아지나 광투과율이 저하되어 휘도가 낮아지게 된다. 즉, 미세 기포(13)의 직경이 60㎛보다 작아 광투과율이 저하되면, 휘도가 낮아지게 되고, 따라서 확산판을 광고판이나 조명등 커버와 같은 조명 장치에 적용할 수 없는 문제가 있다. 일반적으로 광고업계에서는 옥외광고판의 경우 조도가 최소 1500룩스(lux) 이상이 되어야 적합한 것으로 알려져 있다.
또한, 미세 기포(13)의 크기가 700㎛보다 클 경우에는 광투과율은 향상되나 광의 확산성은 저하된다.
이와 같이, 미세 기포(13)를 함유하는 확산판(10)은 미세 기포(13)로 인해 무게가 경감되고, 제조 비용도 감소하므로 확산성 및 광투과율을 동시에 만족시키는 대형 확산판의 제조가 용이하다.
그리고, 확산판(10)의 전면 근처에 형성되는 미세 기포(13)는 확산판(10)의 후면 근처에 형성되는 미세 기포(13)보다 큰 직경을 가질 수 있다. 이 경우, 외부에서 확산판(10)의 미세 기포(13)를 육안으로 용이하게 확인할 수 있으며, 광원에서 광이 제공될 때 확산판(10)의 후면에서 전면으로 진행하는 광이 점차로 큰 직경의 미세 기포(13)를 만나면서 쉽게 투과하게 되고, 따라서 우수한 휘도 특성을 가질 수 있다.
이와 같이, 4% 내지 8%의 반사율 및 1.5 내지 2.25의 굴절률을 가지는 유리섬유를 1의 굴절률을 가지는 미세 기포(13) 및 1.3 내지 1.5의 굴절률을 가지는 고분자 부재(11)에 첨가함으로써, 광의 확산성 및 광투과율을 향상시킬 수 있다. 즉, 유리 섬유(12)의 길이, 직경, 함유량, 미세 기포(13)의 직경 및 함유량을 조절하여 확산판(10)의 광투과율 및 확산성을 향상시킬 수 있으며, 유리 섬유(12)의 반사율 및 굴절률을 조절하여 광투과율 및 확산성을 향상시킬 수 있다.
이와 같이, 유리 섬유(12)가 혼합되어 있으며 미세 기포(13)를 가지는 고분자 부재(11)를 포함하는 확산판(10)을 제조함으로써, 적정량의 미세 기포(13)를 이용하여 광투과율 및 확산성을 향상시키면서 유리 섬유(12)의 반사율을 이용하여 확산성을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 확산판(10)에 함유된 유리 섬유(12)에 의해 강성 및 열충격 저항력도 향상시킬 수 있다.
또한, 유리 섬유(12)는 모래를 주 원료로 하는 자연 친화적인 소재이며 고분자 부재(11)보다 저가이므로 경제적이며, 이산화탄소 발생 원료를 대체할 수 있어 환경 친화적이다.
또한, 고가 고분자 부재를 사용하지 않고도 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethyleneterephthalate, PET), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 등의 범용 고분자 부재를 사용하여 광투과율 및 확산성을 향상시킬 수 있어 경제적이다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 확산판을 포함하는 발광 장치는 조명 장치 또는 표시 장치에 적용될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 확산판을 포함하는 조명 장치용 발광 장치의 단면도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 확산판을 포함하는 조명 장치용 발광 장치는 프레임(20)의 전방에 설치된 회로 기판(30), 회로 기판(30)에 일정 간격으로 설치되어 광을 방출하는 복수개의 광원(40), 광원(40)의 전방에 배치되어 있는 확산판(10), 확산판(10)의 전면에 배치되어 있는 보조 확산판(50)을 포함한다.
회로 기판(30)은 광원(40)에 발광 신호를 전달하며, 단일 또는 복수개가 설치될수 있으며, 광원(40)은 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED) 등으로 이루어질 수 있다.
회로 기판(30)과 확산판(10) 사이에는 확산판(10)을 지지하는 지지 부재(70)를 형성함으로써 확산판(10)이 후방의 광원(40) 쪽으로 휘는 것을 방지할 수 있다.
확산판(10)은 유리 섬유(12)가 혼합되어 있는 고분자 부재(11)를 포함하고, 고분자 부재(11)는 미세 기포(13)를 가지고 있다.
유리 섬유(12)의 길이는 4mm 내지 12mm일 수 있고, 유리 섬유(12)의 직경은 30㎛ 내지 150㎛일 수 있다. 유리 섬유(12)의 길이가 4mm보다 작은 경우에는 산란이 적게 발생하여 확산성이 향상되지 않으며, 유리 섬유(12)의 길이가 12mm보다 큰 경우에는 광투과율을 감소시킬 수 있다.
또한, 유리 섬유(12)의 반사율은 4% 내지 8%일 수 있고, 유리 섬유(12)의 굴절률은 1.5 내지 2.25일 수 있다. 유리 섬유(12)의 반사율이 4%보다 작은 경우에는 산란이 적게 발생하여 확산성이 향상되지 않으며, 유리 섬유(12)의 반사율이 8%보다 큰 경우에는 산란이 너무 많이 발생하여 광투과율을 감소시킬 수 있다. 그리고, 유리 섬유(12)의 굴절률이 1.5보다 작은 경우에는 고분자 매질보다 굴절률이 작아 산란이 적게 발생하여 확산성이 향상되지 않으며, 유리 섬유(12)의 굴절률이 2.25보다 큰 경우에는 산란이 너무 많이 발생하여 광투과율을 감소시킬 수 있다.
또한, 유리 섬유(12)는 확산판(10) 내에 15% 내지 35%가 함유될 수 있다. 유리 섬유(12)가 15%보다 작게 함유되는 경우에는 산란이 적게 발생하여 확산성이 작아 확산판(10)을 통과한 광이 균일하게 발광하지 않으며, 유리 섬유(12)가 35%보다 많이 함유되는 경우에는 산란이 너무 많이 발생하여 광투과율을 감소시킬 수 있다.
이와 같이, 유리 섬유(12)가 혼합되어 있으며 미세 기포(13)를 가지는 고분자 부재(11)를 포함하는 확산판(10)을 제조함으로써, 적정량의 미세 기포(13)를 이용하여 광투과율 및 확산성을 향상시키면서 유리 섬유(12)의 반사율을 이용하여 확산성을 더욱 향상시킬 수 있다. 또한, 확산판(10)에 함유된 유리 섬유(12)에 의해 강성 및 열충격 저항력도 향상시킬 수 있다.
이러한 확산판을 포함하는 발광 장치의 보조 확산판(50)의 전면에 광고판 등의 조명 대상판(60)을 배치하여 조명 장치로 활용할 수 있다. 이러한 확산판을 포함하는 발광 장치를 이용함으로써, 65% 이상의 투과율과 99.5% 이상의 확산성을 가지는 조명 장치를 제조할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 확산판을 포함하는 표시 장치용 발광 장치의 단면도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 확산판을 포함하는 표시 장치용 발광 장치는 광을 생성하는 광원(110), 광원(110)으로부터의 광을 표시 패널(150)로 안내하기 위한 도광판(120), 도광판(120)으로부터 반사되는 광을 다시 도광판(120) 쪽으로 반사시켜 광효율을 향상시키기 위한 반사판(130), 도광판(120) 위에 배치되어 있는 확산판(10) 및 확산판(10) 위에 배치되어 있는 광학 필름부(140)를 포함한다.
광원(110)은 광을 생성하는 적어도 하나의 램프와 램프를 보호하는 램프 커버로 이루어지며, 도 4에 도시한 광원(110)은 가장자리(edge)형으로서 광원이 도광판(120)의 가장자리 부근에 위치한다.
도광판(120)은 광원(110)으로부터 멀어질수록 두께가 점차 감소하는 형태이며, 측면에서 입사한 광을 정면으로 향하게 한다.
광학 필름부(140)는 복수개의 광학 필름(optical film)으로 이루어지며, 확산판(10)을 통과한 광의 휘도를 균일하게 한다. 광학 필름부(140)는 광을 정면으로 향하도록 하는 역프리즘 필름(prism film), 광원 중 P파는 투과하고 S파는 리사이클링(recycling)시켜 휘도를 향상시키는 휘도 강화 필름(brightness enhancement film)등을 포함할 수 있다.
확산판(10)은 유리 섬유(12)가 혼합되어 있는 고분자 부재(11)를 포함하고, 고분자 부재(11)는 미세 기포(13)를 가지고 있다. 유리 섬유(12)의 길이는 4mm 내지 12mm일 수 있고, 유리 섬유(12)의 직경은 30㎛ 내지 150㎛일 수 있다. 또한, 유리 섬유(12)의 반사율은 4% 내지 8%일 수 있고, 유리 섬유(12)의 굴절률은 1.5 내지 2.25일 수 있다. 또한, 유리 섬유(12)는 확산판(10) 내에 15% 내지 35%가 함유될 수 있다.
이와 같이, 유리 섬유(12)가 혼합되어 있으며 미세 기포(13)를 가지는 고분자 부재(11)를 포함하는 확산판(10)을 제조함으로써, 적정량의 미세 기포(13)를 이용하여 광투과율 및 확산성을 향상시키면서 유리 섬유(12)의 반사율을 이용하여 확산성을 더욱 향상시킬 수 있다. 또한, 확산판(10)에 함유된 유리 섬유(12)에 의해 강성 및 열충격 저항력도 향상시킬 수 있다.
이러한 확산판을 포함하는 발광 장치의 광학 필름부(140)의 전면에 표시 패널(150)을 배치하여 표시 장치로 활용할 수 있다. 이러한 확산판을 포함하는 발광 장치를 이용함으로써, 65% 이상의 투과율과 99.5% 이상의 확산성을 가지는 표시 장치를 제조할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
10: 확산판 11: 고분자 부재
12: 유리 섬유 13: 미세 기포
20, 110: 광원

Claims (10)

  1. 유리 섬유가 혼합되어 있는 고분자 부재를 포함하고,
    상기 고분자 부재는 미세 기포를 가지는 확산판.
  2. 제1항에서,
    상기 유리 섬유의 함유량은 15% 내지 35%인 확산판.
  3. 제1항에서,
    상기 유리 섬유의 반사율은 4% 내지 8%이고, 상기 유리 섬유의 굴절률은 1.5 내지 2.25인 확산판.
  4. 제1항에서,
    상기 유리 섬유의 길이는 4mm 내지 12mm인 확산판.
  5. 제1항에서,
    상기 유리 섬유의 직경은 30㎛ 내지 150㎛인 확산판.
  6. 광을 조사하는 광원,
    상기 광원의 전방에 위치하며 유리 섬유가 혼합되어 있는 고분자 부재를 포함하는 확산판
    을 포함하고,
    상기 고분자 부재는 미세 기포를 가지는 발광 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 유리 섬유의 함유량은 15% 내지 35%인 발광 장치.
  8. 제6항에서,
    상기 유리 섬유의 반사율은 4% 내지 8%이고, 상기 유리 섬유의 굴절률은 1.5 내지 2.25인 발광 장치.
  9. 제6항에서,
    상기 유리 섬유의 길이는 4mm 내지 12mm인 발광 장치.
  10. 제6항에서,
    상기 유리 섬유의 직경은 30㎛ 내지 150㎛인 발광 장치.
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