KR20230142304A - 슬림 면광원 및 슬림 면광원 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일실시 형태는, 내부에 배선이 형성되며 상부면에 PSR 층이 형성된 PCB 기판과, 상기 PCB 기판에 실장되는 LED 광원과, 상기 LED 광원을 덮으며, 상기 LED 광원으로부터 출력된 광을 가이드하며 상기 PCB 기판과 대향하는 면으로 광을 출력하는 투명 레진층, 및 상기 투명레진층의 광 출사면에 배치되는 마이크로 옵틱렌즈 필름을 포함하는 슬림 면광원을 제공할 수 있다.
Description
본 발명은 슬림 면광원 및 슬림 면광원 제조방법에 관한 것으로서, 면광원의 광출사면에 마이크로 옵틱렌즈 필름을 배치하여 광효율을 향상시킬 수 있는 슬림 면광원 및 슬림 면광원 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 자동차에는 전방 및 후방에 각종 조명장치가 장착되어 자동차 안전 및 운전의 편의를 제공하고 있는데, 이러한 조명장치로는 전조등, 후미등, 방향 지시등과 같이 램프를 이용하여 직접 발광하는 방식으로 작동하는 장치가 있으며, 이외에도 자동차의 전방 및 후방에는 자신의 자동차가 외부에서 용이하게 인식될 수 있도록 광을 반사시키는 방식으로 기능을 수행하는 반사판 등이 장착되고 있다.
이러한 조명 장치는 최근 기술 발전에 따라서 다양한 형태의 광원을 사용하고 있다. 과거 일반 전구를 이용한 조명장치는 LED를 이용한 조명장치로 발전하였으나, LED를 이용하는 경우에도 광원의 측면부에 광을 반사하는 광가이드가 존재하여 조명 장치를 더 슬림화 하는 것에는 한계가 있었다. 따라서, 보다 두께가 얇으면서 자동차의 공간을 효율적으로 사용하고 디자인상 유리한 자동차용 조명장치에 대한 개발이 요구되었다.
선행문헌 : 한국 등록특허 10-1253987
선행문헌은 '면광원장치용 도광판 및 이를 이용한 백라이트 유닛'에 관한 것으로서 백라이트에서 광효율을 높여줌으로써 정면휘도가 높을 뿐만 아니라 시야각이 넓고 휘도의 균일도가 우수한 면광원장치용 도광판 및 이를 이용한 백라이트 유닛에 관한 것이다. 이를 위해 선행문헌에서는 축을 따라 배치된 광원으로부터 광이 입사되는 입사면, 상기 입사되는 광이 출사되는 출사면 및 상기 출사면과 마주보는 배면을 포함하는 도광판에 있어서, 상기 출사면에는 렌티큘러, 프리즘 또는 마이크로렌즈 형상이 형성되고, 상기 배면에는 마이크로 프리즘 패턴이 새겨진 복수의 단위 셀이 분산 배치되되, 상기 마이크로 프리즘 패턴의 단위 프리즘 능선은 곡선이고, 상기 능선의 진행 방향은 광원의 배열 방향과 나란한 것을 특징으로 한다.
이처럼, 면광원에서 광균일도 향상 및 광효율을 증가시키기 위해서 보다 내부 구성요소의 배치 및 제조공정 등에 대한 다양한 연구가 진행되고 있다.
상기한 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명에서는 면광원의 광출사면에 마이크로 옵틱렌즈 필름을 형성함으로서 면광원의 광추출 효과를 향상시킬 수 있는 슬림 면광원을 제공하는 것을 목적으로 할 수 있다.
본 발명의 일실시 형태는, 내부에 배선이 형성되며 상부면에 PSR 층이 형성된 PCB 기판과, 상기 PCB 기판에 실장되는 LED 광원과, 상기 LED 광원을 덮으며, 상기 LED 광원으로부터 출력된 광을 가이드하며 상기 PCB 기판과 대향하는 면으로 광을 출력하는 투명 레진층, 및 상기 투명레진층의 광 출사면에 배치되는 마이크로 옵틱렌즈 필름을 포함하는 슬림 면광원을 제공할 수 있다.
상기 마이크로 옵틱렌즈 필름은, 투광성 시트, 및 상기 투광성 시트의 일면에 형성되는 복수의 마이크로 옵틱 렌즈를 포함할 수 있다.
상기 마이크로 옵틱 렌즈는, 상기 투광성 시트와 다른 재질로 형성될 수 있다.
상기 마이크로 옵틱 렌즈는, 투명 레진층 내부로 오목부가 형성된 오목렌즈일 수 있다.
상기 슬림 면광원은, 상기 투명 레진층의 광출사면과 대향하는 면에 형성되는 반사부를 더 포함할 수 있다.
상기 반사부는, 상기 PCB 기판의 PSR층 상면에 도포된 반사필름일 수 있다.
상기 반사부는, 상기 PCB 기판의 PSR층 상면에 형성된 반사패턴일 수 있다.
상기 반사부는, 상기 PSR 층 하부에 형성된 볼록패턴, 및 상기 볼록패턴의 형상대로 요철이 형성된 PSR층을 포함할 수 있다.
상기 반사부는, 상기 PCB 기판에서 패턴 형태로 일부가 제거된 PSR층과, 상기 PSR층이 제거된 영역에 상기 PSR층의 두께보다 낮게 형성된 볼록패턴, 및 상기 볼록패턴상에 형성되며, 상기 PSR층 보다 높게 형성된 복수의 솔더패드를 포함할 수 있다.
상기 슬림 면광원은, 상기 투명 레진층의 적어도 일측면에 형성된 측면 반사체를 더 포함할 수 있다.
상기 LED 광원은, 상기 PCB 기판에 실장되며, 광출사면인 일측면 및 상기 광출사면에 대향하는 타측면을 가지는 측면발광형 LED일 수 있으며, 이 때, 상기 슬림 면광원은 상기 측면발광형 LED의 상부영역에 형성되는 차광부를 더 포함할 수 있다.
상기 차광부는 LED 광원에서 발광된 광을 투과시키는 투과율이 5 내지 30% 일 수 있다.
상기 차광부는, 일단이 상기 측면발광형 LED의 타측면을 노출시키고, 타단은 상기 일측면을 덮도록 형성된 차광패드를 포함할 수 있으며, 상기 차광부는, 상기 차광패드의 바깥쪽으로 형성되며, 광원에서 멀어질수록 누광비율이 증가하도록 형성된 차광패턴을 더 포함할 수도 있다.
상기 투명 레진층은, 상기 LED 광원을 덮는 제1 투명 레진층과, 상기 제1 투명 레진층 상부에 적층되는 형광시트층, 및 상기 형광시트층 상부에 적층되는 제2 투명 레진층을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태는, 내부 배선 및 상부면에 PSR 층이 형성되고, 상면에 LED 광원이 실장된 PCB 기판을 준비하는 단계와, 상기 PCB 기판상에 배치되어 상기 LED 광원으로부터 광을 일측면으로 입력받아 상기 PCB 기판과 대향하는 면으로 광을 출력하는 투명 레진층을 준비하는 단계와, 상기 투명 레진층 상부에 배치될 마이크로 옵틱렌즈 필름을 준비하는 단계와, 상기 PCB 기판, 투명 레진층, 및 마이크로 옵틱렌즈 필름을 순차적으로 적층하여 상부 누름판 및 하부 누름판 사이에 거치하는 단계, 및 상기 상부 누름판 및 하부 누름판을 압착하는 단계를 포함하는 슬림 면광원 제조방법을 제공할 수 있다.
상기 마이크로 옵틱렌즈 필름을 준비하는 단계는, 투광성 시트를 준비하는 단계와, 마이크로 렌즈 패턴이 형성된 금형을 준비하는 단계, 및 상기 금형에 상기 투광성 시트를 압착하여 상기 투광성 시트의 일면에 마이크로 옵틱 렌즈 패턴을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 마이크로 옵틱렌즈 필름을 형성하는 단계는, 투광성 시트를 준비하는 단계와, 상기 투광성 시트의 일면에 상기 투광성 시트와 다른 재질의 투광층을 형성하는 단계와, 마이크로 렌즈 패턴이 형성된 금형을 준비하는 단계, 및 상기 렌즈 패턴이 형성된 금형에 상기 투광층을 압착하여 상기 투광층으로 마이크로 렌즈 패턴을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 마이크로 옵틱렌즈 필름을 형성하는 단계는, 투광성 시트를 준비하는 단계와, 상기 투광성 시트의 일면에 UV 레진층을 코팅하는 단계와, 마이크로 렌즈 패턴이 형성된 금형을 준비하는 단계와, 상기 렌즈 패턴이 형성된 금형에 상기 UV 레진층을 압착하여 UV 레진층으로 마이크로 렌즈 패턴을 형성하는 단계, 및 상기 마이크로 렌즈패턴을 경화시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 투명 레진층을 준비하는 단계는, 상기 LED 광원을 덮는 제1 투명 레진층과, 상기 제1 투명층 상부에 적층될 형광시트층, 및 상기 형광시트층 상부에 적층되는 제2 투명 레진층을 순차적으로 적층하여 준비할 수 있다.
본 발명에 따르면, 면광원의 광출사면에 마이크로 옵틱렌즈 필름을 형성함으로서 면광원의 광추출 효과를 향상시킬 수 있는 슬림 면광원을 얻을 수 있다.
도 1은, 본 발명의 일실시 형태에 따른 슬림 면광원의 단면도이다.
도 2는, 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 슬림 면광원의 단면도이다.
도 3은, 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 슬림 면광원의 단면도이다.
도 4는, 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 슬림 면광원의 단면도이다.
도 5는, 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 슬림 면광원 제조방법을 나타내는 도면이다.
도 6은, 본 발명의 일실시 형태에 따른 슬림 면광원 제조방법에서, 마이크로 옵틱렌즈 필름을 준비하는 단계의 일실시예이다.
도 7은, 본 발명의 일실시 형태에 따른 슬림 면광원 제조방법에서, 마이크로 옵틱렌즈 필름을 준비하는 단계의 다른 실시예이다.
도 8은, 본 발명의 일실시 형태에 따른 슬림 면광원 제조방법에서, 마이크로 옵틱렌즈 필름을 준비하는 단계의 또 다른 실시예이다.
도 9는, 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 슬림 면광원의 단면도이다.
도 10은, 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 슬림 면광원의 평면도이다.
도 11은, 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 슬림 면광원의 단면도이다.
도 12는, 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 슬림 면광원 제조방법을 나타내는 도면이다.
도 2는, 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 슬림 면광원의 단면도이다.
도 3은, 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 슬림 면광원의 단면도이다.
도 4는, 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 슬림 면광원의 단면도이다.
도 5는, 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 슬림 면광원 제조방법을 나타내는 도면이다.
도 6은, 본 발명의 일실시 형태에 따른 슬림 면광원 제조방법에서, 마이크로 옵틱렌즈 필름을 준비하는 단계의 일실시예이다.
도 7은, 본 발명의 일실시 형태에 따른 슬림 면광원 제조방법에서, 마이크로 옵틱렌즈 필름을 준비하는 단계의 다른 실시예이다.
도 8은, 본 발명의 일실시 형태에 따른 슬림 면광원 제조방법에서, 마이크로 옵틱렌즈 필름을 준비하는 단계의 또 다른 실시예이다.
도 9는, 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 슬림 면광원의 단면도이다.
도 10은, 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 슬림 면광원의 평면도이다.
도 11은, 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 슬림 면광원의 단면도이다.
도 12는, 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 슬림 면광원 제조방법을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하겠다.
도 1은, 본 발명의 일실시 형태에 따른 슬림 면광원의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시형태에 따른 슬림 면광원(100)은, PCB기판(110), LED 광원(120), 투명 레진층(130), 및 마이크로 옵틱렌즈 필름(140)을 포함할 수 있다.
PCB 기판(110)은, 기판의 복수의 층 내부에 배선라인을 형성하여 표면에 전자부품을 실장할 수 있는 기판이다. 본 실시형태에서 PCB 기판(110)은 복수의 층이 적층된 기판본체(111)의 내부에 배선라인(112)이 형성될 수 있으며 상기 배선 라인의 일부는 기판의 상부에 노출되어 led 등 실장되는 부품들과 컨택이 가능하도록 형성될 수 있다. 상기 PCB 기판 본체(111)의 표면에는 PSR 층(113)이 형성될 수 있다. PSR(Photo Imageable Solder Resist)층은 화학적 환경 하에서 내구성을 갖는 불변성 화합물 잉크를 코팅함으로써 회로를 보호하고 동시에 솔더링 공정에서 회로와 회로 사이에 땜납 걸침 현상이 발생하는 것을 방지하기 위해 형성될 수 있다.
LED 광원(120)은 상기 PCB 기판(110)상에 실장될 수 있다. 상기 LED 광원은 전기 에너지를 빛 에너지로 변환하는 반도체인 LED를 사용하는 광원일 수 있다. 본 실시형태에서는 하나의 LED 광원이 실장되는 것으로 도시하였으나, 슬림 면광원의 용도나 형태에 따라 복수의 LED 광원이 PCB 기판상에 실장될 수 있다. 또한, LED 광원을 PCB 기판상에 실장하는 방법도 면광원의 용도나 형태에 따라 사이드엣지 형태 또는 직하형태로 실장될 수 있다. 본 실시형태에서는 사이드 타입의 LED 를 포함할 수 있다. 본 실시형태에 따른 슬림 면광원은, 자동차용 후미등이나 DRL 등에 적용될 수 있다. 따라서, 전자제품의 BLU에 적용되는 평판형 면광원과는 달리 면광원 중간중간에 LED를 실장하고 이들을 통해 면광원의 독특한 발광형태를 형성하도록 할 수 있다.
투명레진층(130)은 상기 PCB 기판(110)상에 배치되며, 상기 LED 광원(120)을 덮도록 형성될 수 있다. 상기 투명레진층(130)은 상기 LED 광원(120)으로부터 발광된 광을 가이드하여 상기 PCB 기판(110)과 대향하는 면으로 광을 출력할 수 있다. 상기 투명레진층(130)은 EVA 또는 POE sheet 일 수 있다. EVA 및 POE sheet 는 태양광 봉지재로 많이 사용되고 있으며 투광성 및 신뢰도를 높일 수 있다. 본 실시형태에 따른 슬림 면광원은 LED 광원(120)으로부터 입력된 광을 투명레진층(130)의 일면으로 출력시키기 위해 상기 투명레진층(130)에는 확산제를 포함할 수 있다. 상기 투명 레진층(130)은 LED 광원(120)을 완전히 덮도록 형성될 수도 있다.
상기 마이크로 옵틱렌즈 필름(140)은 상기 투명레진층(130)의 광출사면에 배치될 수 있다. 상기 마이크로 옵틱렌즈 필름(140)은 투광성 시트(141)상에 복수의 미세패턴으로 마이크로 옵틱 렌즈(142)가 형성될 수 있다. 상기 마이크로 옵틱 렌즈(142)는 상기 투광성 시트(141)에서 오목 또는 볼록 형태로 형성된 요철구조를 가질 수 있다. 본 실시형태에서 상기 투광성 시트(141) 및 마이크로 옵틱 렌즈(142)는 다른 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어 상기 마이크로 옵틱렌즈 필름(140)은 PET, PC, PMMA 등 투광성을 갖는 재질로 형성될 수 있다. 본 실시형태에서는 상기 투명레진층(130)을 통과한 광은 투광성 시트(141)를 통과한 후 마이크로 옵틱 렌즈(142)를 통과할 수 있다. 이처럼, 마이크로 옵틱 렌즈(142)는 상기 슬림 면광원에서 출광되는 광을 분산시켜 슬림 면광원 출력광의 균일도가 향상될 수 있다. 본 실시형태에서 상기 마이크로 옵틱 렌즈(142)는 투광성 시트(141) 광출사면의 전면에 형성되는 것으로 도시하였으나, 상기 마이크로 옵틱 렌즈(142)는 투광성 시트(141)의 일부 영역에만 형성될 수도 있다.
본 실시형태에 따른 슬림 면광원(100)은 차광부(150)를 더 포함할 수 있다. 상기 차광부(150)는 상기 마이크로 옵틱렌즈 필름(140)의 출광면에 형성되며 상기 LED 광원(120)의 상부에 형성될 수 있다. 상기 차광부(150)는, 상기 LED 광원(120)에서 발광하는 빛 중 LED 광원의 상부로 출력되는 빛을 다시 마이크로 옵틱렌즈 필름(140) 및 투명 레진층(130) 내부로 반사시킬 수 있다. 이렇게 반사된 빛은 투명 레진층(130) 내부를 이동하여 상기 차광부가 형성되지 않은 영역으로 출광될 수 있다. 결과적으로 상기 차광부(150)를 형성하면, 차광부가 없는 경우에 비해 투명 레진층(130)의 차광부가 형성되지 않은 영역에서 출광되는 광세기를 높여 전체적인 광균일도를 향상시킬 수 있다. 상기 차광부(150)는 SiO2 또는 TiO2가 함유된 화이트 잉크를 사용할 수 있다. 본 실시형태에서 상기 차광부(150)는 상기 투명 레진층(130)의 상면에 스크린 인쇄, 증착, 포토리소그라피 방식등으로 형성될 수 있다. 상기 차광부는 1 내지 99%, 바람직하게는 5 내지 30%의 투과율을 갖도록 형성될 수 있다. 이렇게 함으로써 차광부(150)가 형성된 영역에서의 암부가 생기는 것을 막을 수 있어 면광원 전체에서의 광 균일도를 향상시킬 수 있다.
본 실시형태에 따른 슬림 면광원(100)은 상기 PCB 기판(110)과 투명레진층(130) 사이에 반사패턴(150)을 더 포함할 수 있다. 상기 반사패턴(150)은 상기 PCB 기판의 PSR층(113) 상부에 요철을 형성할 수 있는 미세 패턴일 수 있다. 본 실시형태에서 상기 반사 패턴(150)은 PCB 기판의 PSR 코팅층(113) 상에 형성됨으로써 상기 투명레진층(130)에서 PCB 기판 방향으로 이동하는 광을 반사시켜 기판과 반대 방향으로 반사시킬 수 있다. 상기 반사패턴(150)은 소정의 면적을 갖는 복수의 라인이 그물망 형태로 짜여진 메시(mesh)형상이나 도트(dot) 형상으로 형성될 수 있다. 상기 반사패턴(150)을 형성하는 재질은 TiO2 등을 상기 PCB 기판(110)의 상부에 프린트하거나 증착하여 형성할 수 있다. 이렇게 반사패턴(150)을 형성함으로써 본 실시형태에 따른 슬림 면광원 내부의 반사효율을 높여 광 추출 효율을 높일 수 있다.
도 2는, 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 슬림 면광원의 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 실시형태에 따른 슬림 면광원(200)은, PCB기판(210), LED 광원(220), 투명 레진층(230), 및 마이크로 옵틱렌즈 필름(240)을 포함할 수 있다.
PCB 기판(210)은, 기판의 복수의 층 내부에 배선라인을 형성하여 표면에 전자부품을 실장할 수 있는 기판이다. 본 실시형태에서 PCB 기판(210)은 복수의 층이 적층된 기판본체(211)의 내부에 배선라인(212)이 형성될 수 있으며 상기 배선 라인의 일부는 기판의 상부에 노출되어 led 등 실장되는 부품들과 컨택이 가능하도록 형성될 수 있다. 상기 PCB 기판 본체(211)의 표면에는 PSR 층(213)이 형성될 수 있다. PSR(Photo Imageable Solder Resist)층은 화학적 환경 하에서 내구성을 갖는 불변성 화합물 잉크를 코팅함으로써 회로를 보호하고 동시에 솔더링 공정에서 회로와 회로 사이에 땜납 걸침 현상이 발생하는 것을 방지하기 위해 형성될 수 있다.
LED 광원(220)은 상기 PCB 기판(210)상에 실장될 수 있다. 상기 LED 광원은 전기 에너지를 빛 에너지로 변환하는 반도체인 LED를 사용하는 광원일 수 있다. 본 실시형태에서는 하나의 LED 광원이 실장되는 것으로 도시하였으나, 슬림 면광원의 용도나 형태에 따라 복수의 LED 광원이 PCB 기판상에 실장될 수 있다. 또한, LED 광원을 PCB 기판상에 실장하는 방법도 면광원의 용도나 형태에 따라 사이드엣지 형태 또는 직하형태로 실장될 수 있다. 본 실시형태에서는 사이드 타입의 LED 를 포함할 수 있다. 본 실시형태에 따른 슬림 면광원은, 자동차용 후미등이나 DRL 등에 적용될 수 있다. 따라서, 전자제품의 BLU에 적용되는 평판형 면광원과는 달리 면광원 중간중간에 LED를 실장하고 이들을 통해 면광원의 독특한 발광형태를 형성하도록 할 수 있다.
투명레진층(230)은 상기 PCB 기판(210)상에 배치되며, 상기 LED 광원(220)을 덮도록 형성될 수 있다. 상기 투명레진층(230)은 상기 LED 광원(220)으로부터 발광된 광을 가이드하여 상기 PCB 기판(210)과 대향하는 면으로 광을 출력할 수 있다. 상기 투명레진층(230)은 EVA 또는 POE sheet 일 수 있다. EVA 및 POE sheet 는 태양광 봉지재로 많이 사용되고 있으며 투광성 및 신뢰도를 높일 수 있다. 본 실시형태에 따른 슬림 면광원은 LED 광원(220)으로부터 입력된 광을 투명레진층(230)의 일면으로 출력시키기 위해 상기 투명레진층(230)에는 확산제를 포함할 수 있다. 상기 투명 레진층(230)은 LED 광원(220)을 완전히 덮도록 형성될 수도 있다.
상기 마이크로 옵틱렌즈 필름(240)은 상기 투명레진층(230)의 광출사면에 배치될 수 있다. 상기 마이크로 옵틱렌즈 필름(240)은 투광성 시트(241)의 일면에 복수의 미세패턴이 형성되어 마이크로 옵틱 렌즈(242)를 형성할 수 있다. 상기 마이크로 옵틱 렌즈(242)는 상기 투광성 시트(241)에서 오목 또는 볼록 형태로 형성된 요철구조를 가질 수 있다. 본 실시형태에서 상기 투광성 시트(241) 및 마이크로 옵틱 렌즈(242)는 서로 다른 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어 상기 마이크로 옵틱렌즈 필름(140)은 PET, PC, PMMA 등 투광성을 갖는 재질로 형성될 수 있다. 또한, 상기 투광성 시트(241)와 마이크로 옵틱 렌즈(242)의 재질을 서로 다른 재질로 형성할 수도 있다. 본 실시형태에서는 상기 투명 레진층(230)으로부터 출력되는 광이 상기 마이크로 옵틱 렌즈(242)를 먼저 통과하고 상기 투광성 시트(241)를 통과하도록 마이크로 옵틱렌즈 필름(240)을 배치하였다. 이처럼, 마이크로 옵틱 렌즈(242)는 상기 슬림 면광원에서 출광되는 광을 분산시켜 슬림 면광원 출력광의 균일도가 향상될 수 있다.
본 실시형태에 따른 슬림 면광원(200)은 차광부(250)를 더 포함할 수 있다. 상기 차광부(250)는 상기 마이크로 옵틱렌즈 필름(240)의 출광면에 형성되며 상기 LED 광원(220)의 상부에 형성될 수 있다. 상기 차광부(250)는, 상기 LED 광원(220)에서 발광하는 빛 중 LED 광원의 상부로 출력되는 빛을 다시 마이크로 옵틱렌즈 필름(240) 및 투명 레진층(230) 내부로 반사시킬 수 있다. 이렇게 반사된 빛은 투명 레진층(230) 내부를 이동하여 상기 차광부가 형성되지 않은 영역으로 출광될 수 있다. 결과적으로 상기 차광부(250)를 형성하면, 차광부가 없는 경우에 비해 투명 레진층(230)의 차광부가 형성되지 않은 영역에서 출광되는 광세기를 높여 전체적인 광균일도를 향상시킬 수 있다. 상기 차광부(250)는 SiO2 또는 TiO2가 함유된 화이트 잉크를 사용할 수 있다. 본 실시형태에서 상기 차광부(250)는 상기 투명 레진층(230)의 상면에 스크린 인쇄, 증착, 포토리소그라피 방식등으로 형성될 수 있다. 상기 차광부는 1 내지 99%, 바람직하게는 5 내지 30%의 투과율을 갖도록 형성될 수 있다. 이렇게 함으로써 차광부(250)가 형성된 영역에서의 암부가 생기는 것을 막을 수 있어 면광원 전체에서의 광 균일도를 향상시킬 수 있다.
본 실시형태에 따른 슬림 면광원(200)은 상기 PCB 기판(210)과 투명레진층(230) 사이에 반사부(260)를 더 포함할 수 있다. 상기 반사부(260)는 PCB 기판(210)의 PSR 층(213)의 하부에 형성된 볼록패턴(261) 및 상기 볼록패턴의 형상대로 요철이 형성된 PSR층(262)을 포함할 수 있다. 본 실시형태에 따른 슬림 면광원(200)은, PCB 기판 본체(211)의 상면에 PSR 층(213)을 형성하기 전에 PCB 기판 본체(211) 상면에 볼록패턴(261)을 형성하고 상기 볼록패턴(261)을 덮도록 PSR 층(213)을 형성할 수 있다. 상기 볼록패턴(261)의 형태는 메시(mesh)형상이나 도트(dot) 형상으로 형성될 수 있다. 상기 볼록패턴(261)은, 상기 PCB 기판 본체(211) 상면에 소자 실장을 위한 전극을 형성하는 공정에서 상기 전극과 동일한 재질로 형성될 수 있다. 상기 볼록패턴(261)을 덮도록 PSR층(213)을 형성하면, 상기 볼록패턴(261)에 의한 요철과 동일하게 요철(262)이 형성된 PSR층(213)을 형성할 수 있다. 상기 PSR층에 형성된 요철(262)이 반사부 역할을 할 수 있다. 상기 PSR 층에 형성된 요철(262)은, 투명 레진층(230)을 통과하는 광 중 PCB 기판쪽으로 향하는 광을 반사시켜서 투명 레진층의 출광면 방향으로 반사시킬 수 있다. 이처럼 반사부(260)을 형성함으로써 슬림 면광원의 투명 레진층(230) 내부의 반사효율을 높여 광출사면으로 출광되는 광추출 효율을 높일 수 있다.
도 3은, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 슬림 면광원에서 반사부를 설명하기 위한 도면이다. 도 3에서 반사부를 제외한 다른 구성은 도 2의 구성과 동일하므로, 이하에서는 반사부에 대해서만 설명하겠다.
도 3은, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 슬림 면광원의 단면도이다.
도 3에서 반사부(360)는 PCB 기판에서 패턴 형태로 일부가 제거된 PSR층(361), 상기 PSR층이 제거된 영역에 상기 PSR층의 두께보다 낮게 형성된 볼록패턴(362) 및 상기 볼록패턴상에 형성되며, 상기 PSR층 보다 높게 형성된 복수의 솔더패드(363)을 포함할 수 있다. 본 실시형태에 따른 슬림 면광원(300)은, PCB 기판 본체(311)의 상면에 PSR 층(313)을 형성하기 전에 PCB 기판 본체(311) 상면에 볼록패턴(362)을 형성하고 상기 볼록패턴(362)이 노출되도록 PSR 층(313, 361)을 형성할 수 있다. 상기 볼록패턴(362)의 형태는 메시(mesh)형상이나 도트(dot) 형상으로 형성될 수 있다. 상기 볼록패턴(362)은, 상기 PCB 기판 본체(311) 상면에 소자 실장을 위한 전극을 형성하는 공정에서 상기 전극과 동일한 재질로 형성될 수 있다. 상기 볼록패턴(362)을 덮도록 PCB 기판 본체(311) 전체에 PSR층(313)을 형성한 후, 상기 볼록패턴(362) 및 소자 실장을 위한 전극이 노출되도록 PSR 층의 일부를 제거할 수 있다. 본 실시형태에서는, PSR 층의 일부를 제거하여 전극 및 볼록패드(362)를 노출시키고 상기 노출된 전극 및 볼록패턴(362)에 솔더패드를 형성할 수 있다. 상기 전극상에 형성된 솔더패드는, 전극에 실장되는 소자를 접합하기 위한 것이다. 반면 상기 볼록패턴(362) 상에 형성된 솔더패드(363)는 별도의 전기적 연결을 위한 것은 아니며, 상기 솔더패드(363)를 PSR 층(313)보다 높게 형성함으로써 상기 솔더패드(363)가 반사부 역할을 할 수 있다. 상기 PSR층(313)보다 높게 형성된 솔더패드(363)는, 투명 레진층(330)을 통과하는 광 중 PCB 기판쪽으로 향하는 광을 반사시켜서 투명 레진층의 출광면 방향으로 반사시킬 수 있다. 이처럼 반사부(360)을 형성함으로써 슬림 면광원의 투명 레진층(330) 내부의 반사효율을 높여 광출사면으로 출광되는 광추출 효율을 높일 수 있다.
도 4는, 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 슬림 면광원의 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 실시형태에 따른 슬림 면광원(400)은, PCB기판(410), LED 광원(420), 투명 레진층(430), 마이크로 옵틱렌즈 필름(440), 및 측면반사체(470)를 포함할 수 있다.
PCB 기판(410)은, 기판의 복수의 층 내부에 배선라인을 형성하여 표면에 전자부품을 실장할 수 있는 기판이다. 본 실시형태에서 PCB 기판(410)은 복수의 층이 적층된 기판본체(411)의 내부에 배선라인(412)이 형성될 수 있으며 상기 배선 라인의 일부는 기판의 상부에 노출되어 led 등 실장되는 부품들과 컨택이 가능하도록 형성될 수 있다. 상기 PCB 기판 본체(411)의 표면에는 PSR 층(413)이 형성될 수 있다. PSR(Photo Imageable Solder Resist)층은 화학적 환경 하에서 내구성을 갖는 불변성 화합물 잉크를 코팅함으로써 회로를 보호하고 동시에 솔더링 공정에서 회로와 회로 사이에 땜납 걸침 현상이 발생하는 것을 방지하기 위해 형성될 수 있다.
LED 광원(420)은 상기 PCB 기판(410)상에 실장될 수 있다. 상기 LED 광원은 전기 에너지를 빛 에너지로 변환하는 반도체인 LED를 사용하는 광원일 수 있다. 본 실시형태에서는 하나의 LED 광원이 실장되는 것으로 도시하였으나, 슬림 면광원의 용도나 형태에 따라 복수의 LED 광원이 PCB 기판상에 실장될 수 있다. 또한, LED 광원을 PCB 기판상에 실장하는 방법도 면광원의 용도나 형태에 따라 사이드엣지 형태 또는 직하형태로 실장될 수 있다. 본 실시형태에서는 사이드 타입의 LED 를 포함할 수 있다. 본 실시형태에 따른 슬림 면광원은, 자동차용 후미등이나 DRL 등에 적용될 수 있다. 따라서, 전자제품의 BLU에 적용되는 평판형 면광원과는 달리 면광원 중간중간에 LED를 실장하고 이들을 통해 면광원의 독특한 발광형태를 형성하도록 할 수 있다.
투명레진층(430)은 상기 PCB 기판(410)상에 배치되며, 상기 LED 광원(420)을 덮도록 형성될 수 있다. 상기 투명레진층(430)은 상기 LED 광원(420)으로부터 발광된 광을 가이드하여 상기 PCB 기판(410)과 대향하는 면으로 광을 출력할 수 있다. 상기 투명레진층(430)은 EVA 또는 POE sheet 일 수 있다. EVA 및 POE sheet 는 태양광 봉지재로 많이 사용되고 있으며 투광성 및 신뢰도를 높일 수 있다. 본 실시형태에 따른 슬림 면광원은 LED 광원(420)으로부터 입력된 광을 투명레진층(430)의 일면으로 출력시키기 위해 상기 투명레진층(430)에는 확산제를 포함할 수 있다. 상기 투명 레진층(430)은 LED 광원(420)을 완전히 덮도록 형성될 수도 있다.
상기 마이크로 옵틱렌즈 필름(440)은 상기 투명레진층(430)의 광출사면에 배치될 수 있다. 상기 마이크로 옵틱렌즈 필름(440)은 투광성 시트(441)상에 복수의 미세패턴으로 마이크로 옵틱 렌즈(442)가 형성될 수 있다. 상기 마이크로 옵틱 렌즈(442)는 상기 투광성 시트(441)에서 오목 또는 볼록 형태로 형성된 요철구조를 가질 수 있다. 본 실시형태에서 상기 투광성 시트(441) 및 마이크로 옵틱 렌즈(442)는 서로 다른 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어 상기 마이크로 옵틱렌즈 필름(140)은 PET, PC, PMMA 등 투광성을 갖는 재질로 형성될 수 있다. 본 실시형태에서는 상기 투명레진층(430)을 통과한 광은 마이크로 옵틱 렌즈(442)를 통과한 후 투광성 시트(441)를 통과할 수 있다. 이처럼, 마이크로 옵틱 렌즈(442)는 상기 슬림 면광원에서 출광되는 광을 분산시켜 슬림 면광원 출력광의 균일도가 향상될 수 있다. 본 실시형태에서 상기 마이크로 옵틱 렌즈(442)는 투광성 시트(441) 광출사면의 전면에 형성되는 것으로 도시하였으나, 상기 마이크로 옵틱 렌즈(442)는 투광성 시트(441)의 일부 영역에만 형성될 수도 있다.
상기 측면 반사체(470)는 상기 투명 레진층(430)의 적어도 일측면에 형성될 수 있다. 상기 투명 레진층(430)에서 출광되는 빛은 투명 레진층의 내부에서 진행하는 광이 투명 레진층의 표면에서 전반사가 깨져서 투명 레진층의 외부로 출광될 수 있다. 본 실시형태에서는 투명 레진층(430)의 일면을 광출사면으로 하기 위해 마이크로 옵틱 렌즈(440)를 형성하여 해당 면에서 가장 많은 광이 출력되도록 할 수 있다. 그러나 투명 레진층(430)의 측면으로도 광이 출광될 수 있는데, 본 실시형태에서는 투명 레진층(430)의 측면에 반사체(470)를 형성함으로써 측면으로 출광되는 광을 다시 투명 레진층(430) 내부로 반사시킬 수 있다. 이렇게 함으로써, 투명 레진층의 측면으로 출광될 수 있는 광의 경로를 광 출사면으로 바꿀 수 있어서, 슬림 면광원의 전체적인 광효율을 높일 수 있다.
본 실시형태에 따른 슬림 면광원(400)은 차광부(450)를 더 포함할 수 있다. 상기 차광부(450)는 상기 투명 레진층(430)의 출광면에 형성되며 상기 LED 광원(420)의 상부 영역에 형성될 수 있다. 상기 차광부(450)는, 상기 LED 광원(420)에서 발광하는 빛 중 LED 광원의 상부로 출력되는 빛을 다시 투명 레진층(430) 내부로 반사시킬 수 있다. 이렇게 반사된 빛은 투명 레진층(430) 내부를 이동하여 상기 차광부가 형성되지 않은 영역으로 출광될 수 있다. 결과적으로 상기 차광부(450)를 형성하면, 차광부가 없는 경우에 비해 투명 레진층(430)의 차광부가 형성되지 않은 영역에서 출광되는 광세기를 높여 전체적인 광균일도를 향상시킬 수 있다. 상기 차광부(450)는 SiO2 또는 TiO2가 함유된 화이트 잉크를 사용할 수 있다. 본 실시형태에서 상기 차광부(450)는 상기 투명 레진층(430)의 상면에 스크린 인쇄, 증착, 포토리소그라피 방식등으로 형성될 수 있다. 상기 차광부는 1 내지 99%, 바람직하게는 5 내지 30%의 투과율을 갖도록 형성될 수 있다. 이렇게 함으로써 차광부(450)가 형성된 영역에서의 암부가 생기는 것을 막을 수 있어 면광원 전체에서의 광 균일도를 향상시킬 수 있다.
도 5는, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 슬림 면광원 제조방법을 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 실시형태에 따른 슬림 면광원 제조방법은, 내부 배선 및 상부면에 PSR 층이 형성되고, 상면에 LED 광원이 실장된 PCB 기판을 준비하는 단계와, 상기 PCB 기판상에 배치되어 상기 LED 광원으로부터 광을 일측면으로 입력받아 상기 PCB 기판과 대향하는 면으로 광을 출력하는 투명 레진층을 준비하는 단계와, 상기 투명 레진층 상부에 배치될 마이크로 옵틱렌즈 필름을 준비하는 단계와, 상기 PCB 기판, 투명 레진층, 및 마이크로 옵틱렌즈 필름을 순차적으로 적층하여 상부 누름판 및 하부 누름판 사이에 거치하는 단계, 및 상기 상부 누름판 및 하부 누름판을 압착하는 단계를 포함할 수 있다.
PCB 기판을 준비하는 단계에서는, 내부 배선 및 상부면에 PSR 층이 형성되고, 상면에 LED 광원이 실장된 PCB 기판(510)을 준비할 수 있다. PCB 기판은 기판의 복수의 층 내부에 배선라인을 형성하여 표면에 전자부품을 실장할 수 있는 기판이다. 본 실시형태에서 PCB 기판(510)은 내부에 배선라인이 형성될 수 있으며 상기 배선 라인의 일부는 기판의 상부에 노출되어 led 등 실장되는 부품들과 컨택이 가능하도록 형성될 수 있다. 상기 PCB 기판의 표면에는 PSR 층이 형성될 수 있다. LED 광원(520)은 상기 PCB 기판상에 실장될 수 있다. 상기 LED 광원은 전기 에너지를 빛 에너지로 변환하는 반도체인 LED를 사용하는 광원일 수 있다. 본 실시형태에서는 하나의 LED 광원이 실장되는 것으로 도시하였으나, 슬림 면광원의 용도나 형태에 따라 복수의 LED 광원이 PCB 기판상에 실장될 수 있다. 또한, LED광원을 PCB 기판상에 실장하는 방법도 면광원의 용도나 형태에 따라 사이드엣지 형태 또는 직하형태로 실장될 수 있다.
투명 레진층을 준비하는 단계에서는, 상기 PCB 기판상에 배치되어 상기 LED 광원으로부터 광을 일측면으로 입력받아 상기 PCB 기판과 대향하는 면으로 광을 출력하는 투명 레진층(530)을 준비할 수 있다. 상기 투명레진층(530)은 EVA 또는 POE sheet 일 수 있다. EVA 및 POE sheet 는 태양광 봉지재로 많이 사용되고 있으며 투광성 및 신뢰도를 높일 수 있다. 상기 투명레진층(530)에는 확산제를 포함할 수 있다.
상기 마이크로 옵틱렌즈 필름(540)을 준비하는 단계는, 상기 투명 레진층 상부에 배치될 마이크로 옵틱렌즈 필름을 준비할 수 있다. 상기 마이크로 옵틱렌즈 필름(540)은 투광성 시트상에 복수의 미세패턴으로 마이크로 옵틱 렌즈가 형성될 수 있다. 상기 마이크로 옵틱 렌즈는 상기 투광성 시트에서 볼록 형태로 형성된 요철구조를 가질 수 있다. 본 실시형태에서 상기 투광성 시트 및 마이크로 옵틱렌즈 필름은 서로 다른 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어 상기 마이크로 옵틱렌즈 필름(340)은 PET, PC, PMMA 등 투광성을 갖는 재질로 형성될 수 있다.
본 실시형태에 따른 슬림 면광원 제조방법에서는, 상기 준비된 PCB 기판(510), 투명 레진층(530) 및 마이크로 옵틱렌즈 필름(540)을 순차적으로 적층하고 이를 상부 누름판(502) 및 하부 누름판(501) 사이에 거치시킬 수 있다. 이후에는 상기 상부 누름판(502) 및 하부 누름판(501)을 압착할 수 있다. 이 때 상기 상부 누름판(502) 및 하부 누름판(501)에 열을 가하면서 압착할 수 있다. 열압착에 의해 상기 투명 레진층(530)은 PCB 기판(510) 및 마이크로 옵틱렌즈 필름(540)과 견고히 부착시킬 수 있다. 본 실시형태에서는 투명 레진층 및 마이크로 옵틱 렌즈 형성을 위해 사출공정을 사용하지 않고, 별도의 시트 형태로 투명 레진층 및 마이크로 옵틱렌즈 필름을 형성한 후 이를 열압착 공정에 의해 한번에 부착함으로써 공정이 단순화되고, 또한 사출공정에 비해 저가의 재료를 활용할 수 있다.
도 6은, 본 발명의 일실시 형태에 따른 슬림 면광원 제조방법에서, 마이크로 옵틱렌즈 필름을 준비하는 단계의 일실시예이다.
도 6을 참조하면, 마이크로 옵틱렌즈 필름을 준비하는 단계(600)는 투광성 시트를 준비하는 단계(Step 1), 마이크로 렌즈 패턴이 형성된 금형을 준비하는 단계(미도시) 및 상기 금형에 상기 투광성 시트를 압착하여 상기 투광성 시트의 일면에 마이크로 렌즈 패턴을 형성하는 단계(step 2)를 포함할 수 있다. 상기 투광성 시트를 준비하는 단계(step 1)에서 투광성 시트(641)는 PET, PC, PMMA, 실리콘 등 투광성을 갖는 재질로 형성될 수 있다. 상기 마이크로 렌즈 패턴을 형성하는 단계(step 2)는 마이크로 렌즈 패턴이 형성된 금형(605)에 상기 투광성 시트(641)를 압착하여 투광성 시트의 일면에 마이크로 렌즈 패턴(642)을 형성할 수 있다. 상기 마이크로 렌즈 패턴을 형성하는 단계에서 상기 금형(605)에 열을 가하여 압착할 수 있다. 이후, 금형을 제거하면 본 실시형태에 따른 일면에 마이크로 렌즈 패턴(642)이 형성된 마이크로 옵틱렌즈 필름(640)을 얻을 수 있다.
도 7은, 본 발명의 일실시 형태에 따른 슬림 면광원 제조방법에서, 마이크로 옵틱렌즈 필름을 준비하는 단계의 다른 실시예이다.
도 7을 참조하면, 마이크로 옵틱렌즈 필름을 준비하는 단계(700)는 투광성 시트를 준비하는 단계와, 상기 투광성 시트 일면에 상기 투광성 시트와 다른 재질의 투광층을 형성하는 단계(Step 1), 마이크로 렌즈 패턴이 형성된 금형을 준비하는 단계(미도시) 및 상기 금형에 상기 투광층을 압착하여 상기 투광층으로 마이크로 렌즈 패턴을 형성하는 단계(step 2)를 포함할 수 있다. 상기 투광성 시트를 준비하는 단계와 상기 투광성 시트 일면에 상기 투광성 시트와 다른 재질의 투광층을 형성하는 단계(step 1) 에서 투광성 시트(741)는 PET, PC, PMMA, 실리콘 등 투광성을 갖는 재질로 형성될 수 있으며, 상기 투광층(706)은 상기 투광성 시트와는 다른 재질로 형성될 수 있다. 상기 마이크로 렌즈 패턴을 형성하는 단계(step 2)는 마이크로 렌즈 패턴이 형성된 금형(705)에 상기 투광층(706)을 압착하여 투광층으로 마이크로 렌즈 패턴(742)을 형성할 수 있다. 상기 마이크로 렌즈 패턴을 형성하는 단계에서 상기 금형(705)에 열을 가하여 압착할 수 있다. 이후, 금형을 제거하면 본 실시형태에 따른 일면에 마이크로 렌즈 패턴(742)이 형성된 마이크로 옵틱렌즈 필름(740)을 얻을 수 있다.
도 8은, 본 발명의 일실시 형태에 따른 슬림 면광원 제조방법에서, 마이크로 옵틱렌즈 필름을 준비하는 단계의 또 다른 실시예이다.
도 8을 참조하면, 마이크로 옵틱렌즈 필름을 준비하는 단계(800)는 투광성 시트를 준비하는 단계(step 1), 상기 투광성 시트 일면에 UV 레진층을 코팅하는 단계(Step 2), 마이크로 렌즈 패턴이 형성된 금형을 준비하는 단계(미도시) 및 상기 금형에 상기 UV 레진층을 압착하여 상기 UV 레진층으로 마이크로 렌즈 패턴을 형성하고 상기 마이크로 렌즈 패턴을 경화시키는 단계(step 3)를 포함할 수 있다. 상기 투광성 시트를 준비하는 단계(step 1)에서 투광성 시트(841)는 PET, PC, PMMA, 실리콘 등 투광성을 갖는 재질로 형성될 수 있다. 상기 투광성 시트 일면에 UV 레진층을 코팅하는 단계(Step 2)에서 상기 UV 레진층(807)은 젤상태의 UV 레진을 포함할 수 있다. 상기 UV 레진층(807)은 UV 조사에 의해 경화될 수 있다. 상기 마이크로 렌즈 패턴을 형성하고 경화시키는 단계(step 3)에서는, 마이크로 렌즈 패턴이 형성된 금형(805)에 상기 UV 레진층(807)을 압착하여 UV 레진층으로 마이크로 렌즈 패턴(842)을 형성할 수 있다. 상기 UV 레진층에 UV를 조사하여 상기 마이크로 렌즈 패턴(842)을 경화시킬 수 있다. 이후, 금형을 제거하면 본 실시형태에 따른 일면에 마이크로 렌즈 패턴(842)이 형성된 마이크로 옵틱렌즈 필름(840)을 얻을 수 있다.
도 9는, 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 슬림 면광원의 단면도이다.
도 9를 참조하면, 본 실시형태에 따른 슬림 면광원(900)은, PCB기판(910), 복수의 LED 광원(921, 922), 투명 레진층(930), 마이크로 옵틱렌즈 필름(940), 차광부(950)를 포함할 수 있다.
PCB 기판(910)은, 기판의 복수의 층 내부에 배선라인을 형성하여 표면에 전자부품을 실장할 수 있는 기판이다. 본 실시형태에서 PCB 기판(910)은 복수의 층이 적층된 기판본체의 내부에 배선라인이 형성될 수 있으며 상기 배선 라인의 일부는 기판의 상부에 노출되어 led 등 실장되는 부품들과 컨택이 가능하도록 형성될 수 있다. 상기 PCB 기판 본체의 표면에는 PSR 층이 형성될 수 있다. PSR(Photo Imageable Solder Resist)층은 화학적 환경 하에서 내구성을 갖는 불변성 화합물 잉크를 코팅함으로써 회로를 보호하고 동시에 솔더링 공정에서 회로와 회로 사이에 땜납 걸침 현상이 발생하는 것을 방지하기 위해 형성될 수 있다.
복수의 LED 광원(921, 922)은 상기 PCB 기판(910)상에 실장될 수 있다. 상기 LED 광원은 전기 에너지를 빛 에너지로 변환하는 반도체인 LED를 사용하는 광원일 수 있다. 본 실시형태에서 상기 LED 광원은, 광출사면인 일측면 및 상기 광출사면에 대향하는 타측면을 가지는 측면발광형 LED일 수 있다. 측면발광형 LED는 PCB 기판에 실장시, PCB 기판과 평행한 면으로 광을 출광시킬 수 있다. 본 실시형태에 따른 슬림 면광원에서는 복수개의 측면발광형 LED가 PCB 기판에 실장될 수 있다. 본 실시형태에 따른 슬림 면광원은, 자동차용 후미등이나 DRL 등에 적용될 수 있다. 따라서, 전자제품의 BLU에 적용되는 평판형 면광원과는 달리 면광원 중간중간에 LED를 실장하고 이들을 통해 면광원의 독특한 발광형태를 형성하도록 할 수 있다.
투명레진층(930)은 상기 PCB 기판(910)상에 배치되며, 상기 LED 광원(921, 922)을 덮도록 형성될 수 있다. 상기 투명레진층(930)은 상기 LED 광원(921, 922)으로부터 발광된 광을 가이드하여 상기 PCB 기판(910)과 대향하는 면으로 광을 출력할 수 있다. 상기 투명레진층(930)은 EVA 또는 POE sheet 일 수 있다. EVA 및 POE sheet 는 태양광 봉지재로 많이 사용되고 있으며 투광성 및 신뢰도를 높일 수 있다. 본 실시형태에 따른 슬림 면광원은 LED 광원(921, 922)으로부터 입력된 광을 투명레진층(930)의 일면으로 출력시키기 위해 상기 투명레진층(930)에는 확산제를 포함할 수 있다. 상기 투명 레진층(930)은 LED 광원(921, 922)을 완전히 덮도록 형성될 수도 있다.
상기 마이크로 옵틱렌즈 필름(940)은 상기 투명레진층(930)의 광출사면에 배치될 수 있다. 상기 마이크로 옵틱렌즈 필름(940)은 투광성 시트상에 복수의 미세패턴으로 마이크로 옵틱 렌즈가 형성될 수 있다. 상기 마이크로 옵틱 렌즈는 상기 투광성 시트에서 오목 또는 볼록 형태로 형성된 요철구조를 가질 수 있다. 상기 마이크로 옵틱렌즈 필름(940)은 PET, PC, PMMA 등 투광성을 갖는 재질로 형성될 수 있다. 이처럼, 마이크로 옵틱렌즈 필름(940)은 상기 슬림 면광원에서 출광되는 광을 분산시켜 슬림 면광원 출력광의 균일도가 향상될 수 있다.
본 실시형태에 따른 슬림 면광원(900)은 차광부(950)를 더 포함할 수 있다. 상기 차광부(950)는 상기 투명 레진층(930)의 출광면에 형성되며 상기 LED 광원(920)의 상부에 형성될 수 있다. 상기 차광부(950)는, 투명필름(951), 투명필름의 일면에 형성되는 차광패드(952), 및 상기 차광패드를 덮으며 투명필름의 일면에 형성되는 접착부(953)를 포함할 수 있다. 상기 차광패드(952)는, 상기 LED 광원(920)에서 발광하는 빛 중 LED 광원의 상부로 출력되는 빛을 다시 투명 레진층(930) 내부로 반사시킬 수 있다. 이렇게 반사된 빛은 투명 레진층(930) 내부를 이동하여 상기 차광패드가 형성되지 않은 영역으로 출광될 수 있다. 결과적으로 상기 차광패드(952)를 형성하면, 차광패드가 없는 경우에 비해 투명 레진층(930)의 차광패드가 형성되지 않은 영역에서 출광되는 광세기를 높여 전체적인 광균일도를 향상시킬 수 있다. 상기 차광패드(952)는 SiO2 또는 TiO2가 함유된 화이트 잉크를 사용할 수 있다. 상기 차광패드는 1 내지 99%, 바람직하게는 5 내지 30%의 투과율을 갖도록 형성될 수 있다. 이렇게 함으로써 차광패드(952)가 형성된 영역에서의 암부가 생기는 것을 막을 수 있어 면광원 전체에서의 광 균일도를 향상시킬 수 있다.
본 실시형태에서, 상기 차광패드(952)는, 일단이 상기 측면발광형 LED의 타측면을 노출시키고, 타단은 상기 일측면을 덮도록 형성될 수 있다. 차광패드(952)가 LED를 완전히 덮는다면, 제1 LED(921)에서 발광되어 출광될 수 있는 광이 제2 LED(922) 상부에 형성된 차광패드에 의해 차단되어 제2 LED(922) 상부에 암부가 형성될 수 있다. 본 실시형태에서는 차광패드(952)가 LED 를 완전히 덮지 않고 측면발광형 LED의 일측면만 덮고 타측면은 노출시키도록 함으로써, 인근에 배치된 LED로부터 발광된 광이 차단되는 것을 줄여 차광패드에 의해 암부가 생기는 것을 최소화할 수 있다.
도 10은, 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 슬림 면광원의 평면도이다.
도 10을 참조하면, 본 실시형태에 따른 슬림 면광원(1000)은 PCB기판(미도시), LED 광원(1020), 투명 레진층(미도시), 마이크로 옵틱렌즈 필름(1040), 차광부(1050)를 포함할 수 있다. 본 실시형태에서는 차광부(1050)에 대해서 상세 설명하겠다.
상기 차광부(1050)는, 마이크로 옵틱렌즈 필름(1040)의 상부에 형성되어 상기 LED 광원(1020)에서 발광하는 빛 중 LED 광원의 상부로 출력되는 빛을 다시 마이크로 옵틱렌즈 필름 및 투명 레진층 내부로 반사시킬 수 있다. 이렇게 반사된 빛은 투명 레진층 내부를 이동하여 상기 차광부가 형성되지 않은 영역으로 출광될 수 있다. 결과적으로 상기 차광부(1050)를 형성하면, 차광부가 없는 경우에 비해 마이크로 옵틱렌즈 필름(1040)의 차광부가 형성되지 않은 영역에서 출광되는 광세기를 높여 전체적인 광균일도를 향상시킬 수 있다. 상기 차광부(1050)는 SiO2 또는 TiO2가 함유된 화이트 잉크를 사용할 수 있다. 상기 차광부는 1 내지 99%, 바람직하게는 5 내지 30%의 투과율을 갖도록 형성될 수 있다. 이렇게 함으로써 차광부(1050)가 형성된 영역에서의 암부가 생기는 것을 막을 수 있어 면광원 전체에서의 광 균일도를 향상시킬 수 있다.
본 실시형태에 따른 슬림 면광원(1000)에서 차광부(1050)는 일단이 측면발광형 LED(1020)의 타측면을 노출시키고, 타단은 상기 일측면을 덮도록 형성된 차광패드(1052) 및 상기 차광패드의 바깥쪽으로 형성되며, 광원에서 멀어질수록 누광비율이 증가하도록 형성된 차광패턴(1054)을 포함할 수 있다.
본 실시형태에서는 차광패드(1052)가 LED를 완전히 덮지 않고 측면발광형 LED의 일측면만 덮고 타측면은 노출시키도록 함으로써, 인근에 배치된 LED로부터 발광된 광이 차단되는 것을 줄여 차광패드에 의해 암부가 생기는 것을 최소화할 수 있다. 상기 차광패턴(1054)은 차광패드의 외부영역에 형성되며, 광원에서 멀어질수록 누광비율이 증가하도록 크기가 점점 작아지는 복수의 패턴형태로 형성될 수 있다. 본 실시형태에서는 도트(dot)형상의 차광패턴(1054)이 형성되었으나 상기 차광패턴의 형상은 다양하게 구현될 수 있다. 또한, 본 실시형태에서는 차광패턴(1054)이 마이크로 옵틱렌즈 필름(1040)의 광출사면에 형성되고, 상기 차광패턴이 형성되지 않은 영역으로 광이 출사되도록 양각형태의 차광패턴을 형성할 수 있다. 이와는 반대로, 마이크로 옵틱렌즈 필름(1040)의 광출사면 전면에 차광패드를 형성하고, 광원으로부터 멀어질수록 누광비율이 높아지도록 차광패드의 일부를 제거하는 차광패턴을 형성하는 음각 형태로 형성할 수도 있다. 음각 형태로 차광패턴을 형성한다면 광원에서 멀어질수록 차광패드에서 제거되는 영역이 점점 커지도록 차광패턴이 형성될 수 있다.
도 11은, 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 슬림 면광원의 단면도이다.
도 11을 참조하면, 본 실시형태에 따른 슬림 면광원(1100)은, PCB기판(1110), LED 광원(1120), 투명 레진층(1130), 및 마이크로 옵틱렌즈 필름(1140)을 포함할 수 있다. 본 실시형태에 따른 슬림 면광원(1110)은 도 1의 실시형태에 따른 슬림 면광원에 비해 투명 레진층에만 차이가 있으므로 이 부분을 중심으로 설명하겠다.
본 실시형태에 따른 슬림 면광원(1100)에서 투명 레진층(1130)은, LED 광원(1120)을 덮는 제1 투명 레진층(1131), 상기 제1 투명 레진층(1131) 상부에 적층되는 형광시트층(1133) 및 상기 형광시트층 상부에 적층되는 제2 투명 레진층(1132)을 포함할 수 있다.
제1 투명 레진층(1131)은, 상기 LED 광원(1120)으로부터 발광된 광을 가이드하여 상기 PCB 기판(1110)과 대향하는 면으로 광을 출력할 수 있다. 상기 제1 투명레진층(1131)은 EVA 또는 POE sheet 일 수 있다. EVA 및 POE sheet 는 태양광 봉지재로 많이 사용되고 있으며 투광성 및 신뢰도를 높일 수 있다. 상기 제1 투명 레진층(1131)은 LED 광원(1120)을 완전히 덮도록 형성될 수도 있다.
형광 시트층(1133)는 상기 제1 투명 레진층(1131)의 상부에 적층되어, 상기 제1 투명 레진층(1131)을 통과하는 광의 색깔을 변화키기 위한 형광체를 포함할 수 있다. 예를들어, 상기 LED 광원(1120)이 청색광을 출력한다면, 상기 형광 시트층(1133)에는 황색 형광체가 포함되어 청색광을 백색광으로 변환시켜 출력할 수 있다. 이처럼, 본 실시형태에 따른 슬림 면광원에서는 형광 시트층을 추가함으로써, LED 광원으로부터 출력되는 색상에 제한을 받지 않고 슬림 면광원에서 출력되는 광의 색상을 자유롭게 변형시킬 수 있다. 상기 형광 시트층(1133)은 형광체가 도포된 필름형태일 수 있다. 또한, 상기 형광 시트층(1133)은 형광체를 접합시킨 플레이트 형태일 수도 있다.
제2 투명 레진층(1132)은 상기 형광 시트층(1133)의 상부에 적층될 수 있다. 상기 제2 투명 레진층(1132)은 제1 투명 레진층(1131)과 동일한 재질로 형성될 수 있다.
도 12는, 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 슬림 면광원 제조방법을 나타내는 도면이다.
도 12를 참조하면, 본 실시형태에 따른 슬림 면광원 제조방법은, 내부 배선 및 상부면에 PSR 층이 형성되고, 상면에 LED 광원이 실장된 PCB 기판을 준비하는 단계와, 상기 PCB 기판상에 배치되어 상기 LED 광원으로부터 광을 일측면으로 입력받아 상기 PCB 기판과 대향하는 면으로 광을 출력하는 투명 레진층을 준비하는 단계와, 상기 투명 레진층 상부에 배치될 마이크로 옵틱렌즈 필름을 준비하는 단계와, 상기 PCB 기판, 투명 레진층, 및 마이크로 옵틱렌즈 필름을 순차적으로 적층하여 상부 누름판 및 하부 누름판 사이에 거치하는 단계, 및 상기 상부 누름판 및 하부 누름판을 압착하는 단계를 포함할 수 있다. 본 실시형태에 따른 슬림 면광원 제조방법(1200)은 도 5의 실시형태에 따른 슬림 면광원 제조방법에 비해 투명 레진층에만 차이가 있으므로 이 부분을 중심으로 설명하겠다.
본 실시형태에 따른 슬림 면광원 제조방법에서, 투명 레진층을 준비하는 단계는 LED 광원을 덮는 제1 투명 레진층(1231)과, 상기 제1 투명층 상부에 적층될 형광시트층(1233) 및 상기 형광시트층 상부에 적층되는 제2 투명 레진층(1232)을 순차적으로 적층하여 준비할 수 있다.
제1 투명 레진층(1231)은, EVA 또는 POE sheet 일 수 있다. EVA 및 POE sheet 는 태양광 봉지재로 많이 사용되고 있으며 투광성 및 신뢰도를 높일 수 있다. 상기 제1 투명 레진층(1231)은 LED 광원(1220)을 완전히 덮도록 형성될 수도 있다.
형광 시트층(1233)는 상기 제1 투명 레진층(1231)의 상부에 적층되어, 상기 제1 투명 레진층(1231)을 통과하는 광의 색깔을 변화시키기 위한 형광체를 포함할 수 있다. 이처럼, 본 실시형태에 따른 슬림 면광원에서는 형광 시트층을 추가함으로써, LED 광원으로부터 출력되는 색상에 제한을 받지 않고 슬림 면광원에서 출력되는 광의 색상을 자유롭게 변형시킬 수 이따. 상기 형광 시트층(1233)은 형광체가 도포된 필름형태일 수 있다. 또한, 상기 형광 시트층(1233)은 형광체를 접합시킨 플레이트 형태일 수도 있다.
제2 투명 레진층(1232)은 상기 형광 시트층(1233)의 상부에 적층될 수 있다. 상기 제2 투명 레진층(1232)은 제1 투명 레진층(1231)과 동일한 재질로 형성될 수 있다.
본 실시형태에 따른 슬림 면광원 제조공정에서는, LED 광원이 실장된 PCB 기판(1210), 제1 투명 레진층(1231), 형광 시트층(1233), 제2 투명 레진층(1232), 마이크로 옵틱렌즈 필름(1240)을 순차적으로 적층하고 상부 누름판(1202) 및 하부 누름판(1201) 사이에 거치한 후 열압착 공정에 의해 압착할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시형태 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 투명 레진층의 재질이나 마이크로 옵틱렌즈 필름에서 렌즈의 형태 등은 다양하게 변경될 수 있다.
110 : PCB 기판
120 : LED 광원
130 : 투명 레진층 140 : 마이크로 옵틱렌즈 필름
150 : 차광부
130 : 투명 레진층 140 : 마이크로 옵틱렌즈 필름
150 : 차광부
Claims (21)
- 내부에 배선이 형성되며 상부면에 PSR 층이 형성된 PCB 기판;
상기 PCB 기판에 실장되는 LED 광원;
상기 LED 광원을 덮으며, 상기 LED 광원으로부터 출력된 광을 가이드하며 상기 PCB 기판과 대향하는 면으로 광을 출력하는 투명 레진층; 및
상기 투명레진층의 광 출사면에 배치되는 마이크로 옵틱렌즈 필름
을 포함하는 슬림 면광원.
- 제1항에 있어서,
상기 마이크로 옵틱렌즈 필름은,
투광성 시트; 및
상기 투광성 시트의 일면에 형성되는 복수의 마이크로 옵틱 렌즈
를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬림 면광원.
- 제2항에 있어서,
상기 마이크로 옵틱 렌즈는,
상기 투광성 시트와 다른 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 슬림 면광원.
- 제2항에 있어서,
상기 마이크로 옵틱 렌즈는,
투명 레진층 내부로 오목부가 형성된 오목렌즈인 것을 특징으로 하는 슬림 면광원.
- 제1항에 있어서,
상기 투명 레진층의 광출사면과 대향하는 면에 형성되는 반사부
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 슬림 면광원.
- 제5항에 있어서,
상기 반사부는,
상기 PCB 기판의 PSR층 상면에 도포된 반사필름인 것을 특징으로 하는 슬림 면광원.
- 제5항에 있어서,
상기 반사부는,
상기 PCB 기판의 PSR층 상면에 형성된 반사패턴인 것을 특징으로 하는 슬림 면광원.
- 제5항에 있어서,
상기 반사부는,
상기 PSR 층 하부에 형성된 볼록패턴; 및
상기 볼록패턴의 형상대로 요철이 형성된 PSR층
을 포함하는 것을 특징으로 하는 슬림 면광원.
- 제5항에 있어서,
상기 반사부는,
상기 PCB 기판에서 패턴 형태로 일부가 제거된 PSR층;
상기 PSR층이 제거된 영역에 상기 PSR층의 두께보다 낮게 형성된 볼록패턴; 및
상기 볼록패턴상에 형성되며, 상기 PSR층 보다 높게 형성된 복수의 솔더패드
를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬림 면광원.
- 제1항에 있어서,
상기 투명 레진층의 적어도 일측면에 형성된 측면 반사체
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 슬림 면광원.
- 제1항에 있어서,
상기 LED 광원은,
상기 PCB 기판에 실장되며, 광출사면인 일측면 및 상기 광출사면에 대향하는 타측면을 가지는 측면발광형 LED인 것을 특징으로 하는 슬림 면광원.
- 제11항에 있어서,
상기 측면발광형 LED의 상부영역에 형성되는 차광부
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 슬림 면광원.
- 제12항에 있어서,
상기 차광부는 LED 광원에서 발광된 광을 투과시키는 투과율이 5 내지 30% 인 것을 특징으로 하는 슬림 면광원.
- 제12항에 있어서,
상기 차광부는,
일단이 상기 측면발광형 LED의 타측면을 노출시키고, 타단은 상기 일측면을 덮도록 형성된 차광패드
를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬림 면광원.
- 제16항에 있어서,
상기 차광부는,
상기 차광패드의 바깥쪽으로 형성되며, 광원에서 멀어질수록 누광비율이 증가하도록 형성된 차광패턴
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 슬림 면광원.
- 제1항에 있어서,
상기 투명 레진층은,
상기 LED 광원을 덮는 제1 투명 레진층;
상기 제1 투명 레진층 상부에 적층되는 형광시트층; 및
상기 형광시트층 상부에 적층되는 제2 투명 레진층
을 포함하는 것을 특징으로 하는 슬림 면광원.
- 내부 배선 및 상부면에 PSR 층이 형성되고, 상면에 LED 광원이 실장된 PCB 기판을 준비하는 단계;
상기 PCB 기판상에 배치되어 상기 LED 광원으로부터 광을 일측면으로 입력받아 상기 PCB 기판과 대향하는 면으로 광을 출력하는 투명 레진층을 준비하는 단계;
상기 투명 레진층 상부에 배치될 마이크로 옵틱렌즈 필름을 준비하는 단계;
상기 PCB 기판, 투명 레진층, 및 마이크로 옵틱렌즈 필름을 순차적으로 적층하여 상부 누름판 및 하부 누름판 사이에 거치하는 단계; 및
상기 상부 누름판 및 하부 누름판을 압착하는 단계
를 포함하는 슬림 면광원 제조방법.
- 제17항에 있어서,
상기 마이크로 옵틱렌즈 필름을 준비하는 단계는,
투광성 시트를 준비하는 단계;
마이크로 렌즈 패턴이 형성된 금형을 준비하는 단계; 및
상기 금형에 상기 투광성 시트를 압착하여 상기 투광성 시트의 일면에 마이크로 옵틱 렌즈 패턴을 형성하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬림 면광원 제조방법.
- 제17항에 있어서,
상기 마이크로 옵틱렌즈 필름을 형성하는 단계는,
투광성 시트를 준비하는 단계;
상기 투광성 시트의 일면에 상기 투광성 시트와 다른 재질의 투광층을 형성하는 단계;
마이크로 렌즈 패턴이 형성된 금형을 준비하는 단계; 및
상기 렌즈 패턴이 형성된 금형에 상기 투광층을 압착하여 상기 투광층으로 마이크로 렌즈 패턴을 형성하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬림 면광원 제조방법.
- 제17항에 있어서,
상기 마이크로 옵틱렌즈 필름을 형성하는 단계는,
투광성 시트를 준비하는 단계;
상기 투광성 시트의 일면에 UV 레진층을 코팅하는 단계;
마이크로 렌즈 패턴이 형성된 금형을 준비하는 단계;
상기 렌즈 패턴이 형성된 금형에 상기 UV 레진층을 압착하여 UV 레진층으로 마이크로 렌즈 패턴을 형성하는 단계; 및
상기 마이크로 렌즈패턴을 경화시키는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬림 면광원 제조방법.
- 제17항에 있어서,
상기 투명 레진층을 준비하는 단계는,
상기 LED 광원을 덮는 제1 투명 레진층;
상기 제1 투명층 상부에 적층될 형광시트층; 및
상기 형광시트층 상부에 적층되는 제2 투명 레진층
을 순차적으로 적층하여 준비하는 것을 특징으로 하는 슬림 면광원 제조방법.
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2022
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