WO2015141957A1 - 도광판 및 이를 포함하는 백라이트 유닛 - Google Patents

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WO2015141957A1
WO2015141957A1 PCT/KR2015/001940 KR2015001940W WO2015141957A1 WO 2015141957 A1 WO2015141957 A1 WO 2015141957A1 KR 2015001940 W KR2015001940 W KR 2015001940W WO 2015141957 A1 WO2015141957 A1 WO 2015141957A1
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WO
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guide plate
light guide
light
prism
pattern
Prior art date
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PCT/KR2015/001940
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Inventor
송인규
이명원
정창환
금중한
심재호
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동우화인켐 주식회사
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    • G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
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    • 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
    • G02B6/0068—Arrangements of plural sources, e.g. multi-colour light sources

Definitions

  • the present invention relates to a light guide plate and a backlight unit including the same, and more particularly, to a light guide plate having an excellent effect of implementing screen division driving.
  • Image display apparatuses which are mainly dominated by conventional CRT monitors, have recently been rapidly developed, and wider, lighter and even bent image display apparatuses such as LCDs, OLEDs, and electronic papers have been introduced one after another. Moreover, as the research on image display apparatuses is actively conducted, a large area image display apparatus is being developed competitively.
  • screen dividing driving divides the backlight unit into a plurality of regions, and the light source corresponding to the black portion of the image by linking the luminance (brightness) with the image signal. It is a technology that greatly reduces the brightness and improves the brightness ratio by increasing the brightness of the bright part, and at the same time increases the sharpness.
  • a light guide plate which emits light emitted from a light source so as to be uniform and straight in high luminance is required.
  • Korean Laid-Open Patent Publication No. 2011-50270 proposes a light guide plate having a laser engraved pattern on the bottom and a prism pattern on the bottom, but there is still a problem in improving the linearity of the surface light source.
  • Patent Document 1 Korean Unexamined Patent Publication No. 2011-0050270
  • An object of the present invention is to provide a light guide plate having high linearity and brightness of emitted light.
  • an object of the present invention is to provide a backlight unit having the light guide plate.
  • the upper vertex portion includes a prism pattern having an arc shape on the upper surface
  • the prism pattern is a light guide plate satisfying Equation 1 below:
  • H ( ⁇ m) is the height of the vertical cross section of the prism
  • a (°) is the angle between the base and hypotenuse of the vertical section of the prism
  • B (°) is the angle formed by the connecting line connecting the center of the base at the point where the top arc of the vertical section of the prism starts
  • n is the refractive index of the material forming the prism pattern).
  • the prism pattern is formed of a light guide plate including at least one selected from the group consisting of (meth) acrylic resin, carbonate resin, styrene resin, olefin resin, ester resin and copolymers thereof .
  • the light guide plate In the above 1, including the light scattering pattern on the lower surface, the light guide plate.
  • the light guide plate 7. In the above 6, wherein the light scattering pattern is an intaglio or embossed pattern, the light guide plate.
  • Backlight unit having a light guide plate of any one of the above 1 to 7.
  • Image display device having a backlight unit of the above 8.
  • the light guide plate of the present invention can be usefully used for screen division driving by improving the linearity of emitted light.
  • the image display apparatus provided with the light guide plate of the present invention enables uniform emission of light without a hot spot.
  • the image display device having the light guide plate according to the present invention can display a screen having excellent contrast ratio and clarity due to an excellent effect of implementing screen division driving.
  • FIG. 1 is a schematic vertical cross-sectional view of one embodiment of a round prism of the light guide plate of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic perspective view of the backlight unit of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic vertical cross-sectional view of one embodiment of the backlight unit of the present invention.
  • the present invention relates to a prism pattern having an upper vertex portion having an arc shape on an upper surface thereof, wherein the prism pattern satisfies Equation 1 below, and thus relates to a light guide plate having high linearity and brightness of emitted light and a backlight unit having the same. .
  • the light guide plate of the present invention includes a prism pattern (hereinafter, referred to as a "round prism") pattern having an upper vertex portion in the form of an arc on the upper surface.
  • a prism pattern hereinafter, referred to as a "round prism”
  • the round prism satisfies Equation 1, thereby remarkably improving the linearity and luminance of the emitted light, thereby effectively implementing screen dividing driving (local dimming).
  • H ( ⁇ m) is the height of the vertical cross section of the prism
  • a (°) is the angle between the base and hypotenuse of the vertical section of the prism
  • B (°) is the angle formed by the connecting line connecting the center of the base at the point where the top arc of the vertical section of the prism starts
  • n is the refractive index of the material forming the prism pattern).
  • FIG. 1 A schematic form of the vertical cross section of one embodiment of a round prism pattern according to the invention is shown in FIG. 1.
  • the vertical cross-section of the round prism pattern shown in FIG. 1 is symmetrical with the top vertex portion of the prism having the shape of an arc.
  • the height H of the vertical cross section of the round prism of the present invention may be 20 to 50 ⁇ m, and preferably 25 to 50 ⁇ m.
  • H satisfies the above range, the linearity and luminance of the light emitted from the light guide plate can be further improved.
  • An angle A formed between the base and the hypotenuse of the vertical cross section of the round prism of the present invention may be 25 ° to 50 °, and preferably 30 ° to 50 °.
  • A satisfies the above range, the linearity and luminance of the light emitted from the light guide plate can be further improved.
  • the angle (B) of the connecting line connecting the center of the bottom side at the start of the bottom and top arc of the vertical cross section of the round prism of the present invention may be 10 ° to 75.0 °, preferably 10 ° to 70 ° good.
  • B satisfies the above range, the linearity and luminance of the light emitted from the light guide plate can be further improved.
  • the refractive index n of the round prism of the present invention may be 1.41 to 1.61, preferably 1.45 to 1.59.
  • the linearity and luminance of the light emitted from the light guide plate may be further improved.
  • the bottom base length P of the vertical cross section of the round prism of the present invention may be 100 to 250 ⁇ m, and preferably 130 to 210 ⁇ m.
  • P satisfies the above range, the linearity and luminance of the light emitted from the light guide plate can be further improved.
  • the height (H) of the vertical cross-section of the round prism, the angle formed by the base and hypotenuse (A), the angle (B) and the bottom base formed by the connecting line connecting the center of the base at the starting point of the base and the top arc When the lengths P both satisfy the above-mentioned range, it is determined that screen dividing driving (local dimming) can be more effectively implemented by simultaneously improving the linearity and luminance of the light emitted from the light guide plate.
  • the center of the circle (origin O) including the upper arc of the round prism corresponds to the above-mentioned specific range of the four parameters. If it is a range having a value to be located above, it may be located above the bottom base or outside of the round prism. Accordingly, the sector radius R including the upper arc of the round prism may have various values.
  • the round prism pattern may be formed including an optical transparent resin.
  • the optically transparent resin is not particularly limited as long as it is used in the art, and examples thereof include (meth) acrylic resins, carbonate resins, styrene resins, olefin resins, ester resins, and copolymerized resins thereof. It is preferable that they are methacrylic resin and (meth) acryl-styrene copolymer resin.
  • the said olefin resin is cyclic olefin resin, and it is more preferable that the said ester resin is amorphous ester resin.
  • methacrylic resin examples include methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, benzyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, and methacrylic acid. Phenol methacrylate, chloro methacrylate, etc. are mentioned, Among these, the methyl methacrylate type resin with high transmittance
  • the methacrylic resin is more preferably copolymerized with a monofunctional unsaturated monomer, and when copolymerized, the methacrylic resin is preferably copolymerized within 60% by weight based on the total weight of the copolymer resin, and copolymerized within about 50% by weight. More preferred.
  • Examples of the monofunctional unsaturated monomer copolymerized with the methacrylic resin include unsaturated acid compounds including methacrylic acid and acrylic acid, styrene, acrylonitrile, maleic anhydride, phenyl reimide, cyclohexyl maleimide, and the like. It is good to be styrene. These can be used individually or in mixture of 2 or more types.
  • Copolymerization of the methacrylic resin with a monofunctional unsaturated monomer can be easily carried out by those skilled in the art.
  • the light guide plate of the present invention may further include a light scattering pattern on the bottom surface.
  • the light scattering pattern may further improve the uniformity of light emitted through the upper surface of the light guide plate.
  • the shape of the light scattering pattern may be applied without particular limitation as long as it is used as a light scattering pattern in the art.
  • an engraved or embossed pattern may be applied to the light guide plate.
  • Specific forms of the pattern may include a lenticular, lenticular, Prismatic, polygonal, or the like, the shape of the cross-section may have a semi-circular, semi-elliptic and the like.
  • the light scattering patterns may be disposed continuously or at predetermined intervals, and the scattering pattern density may increase or be constantly positioned as the light scattering patterns are separated from the light source.
  • the substrate of the light guide plate of the present invention may be made of an optically transparent resin, and the type thereof is not particularly limited, and the above-described optically transparent resin of the round pattern may be used.
  • the substrate may further include one or more of a UV absorber, a bluing agent, an antioxidant, a release agent.
  • the light guide plate of the present invention may further include a functional layer on any one of the lower surface and the upper surface, or impart functionality to the light guide plate, like a conventional light guide plate.
  • a resin exemplified as the base material of the light guide plate which is a base material layer, may be used, and the same material as that of the light guide plate may be used, but other materials may be used.
  • Such a functional layer may further include at least one of a ultraviolet absorber, a heat stabilizer, an antioxidant, an antistatic agent, a fluorescent brightener, a mold release agent, and may include these functional materials on a substrate.
  • the manufacturing method of the light guide plate is not particularly limited, and various methods such as extrusion molding, vacuum molding, hot press molding, extrusion molding, film laminating method, solvent bonding method, surface coating method, ultraviolet curing method and thermosetting method can be used.
  • extrusion molding to ultraviolet curing method is preferable, and extrusion molding is preferable in consideration of manufacturing cost and productivity.
  • the direction of the round prism pattern 130 on the light guide plate 100 is
  • the light source 200 may be disposed at both ends in the longitudinal direction, or may be disposed such that the light source 200 is positioned at a position perpendicular to the direction.
  • the arrangement of the light source 200 at both ends in the longitudinal direction of the round prism pattern 130 reduces the hot spot and in terms of uniformity of the emitted light. It is advantageous.
  • a reflective sheet 300 may be additionally provided on the bottom surface of the light guide plate 100. Reflective sheet 300 is for reflecting the light emitted to the lower portion of the light guide plate 100 to re-incident into the light guide plate 100, a general reflective sheet 300 used in the art can be used without limitation.
  • the upper surface of the light guide plate 100 may further include a diffusion sheet, a micro lens sheet, a prism sheet, a brightness enhancement (DBEF) sheet, a protective sheet, and the like, as necessary.
  • DBEF brightness enhancement
  • the light guide plate 100 of the present invention may be included as one component of an image display device.
  • the image display device is not particularly limited as long as a separate surface light source is required to display an image, and may be, for example, a liquid crystal display.
  • the light guide plate 100 as described above may also be used as one component for supplying a surface light source to a general lighting device.
  • a light guide plate was manufactured using MMA-Styrene (refractive index: 1.55), and a round prism pattern having the components and shapes shown in Table 1 was formed on the upper surface of the light guide plate (the base length of the vertical cross section of the pattern was 150 ⁇ m).
  • the lower light scattering pattern is an intaglio ellipsoid, with a depth of 70 ⁇ m, a long side of 250 ⁇ m, and a short side of 20 ⁇ m.
  • the distribution density of the pattern was formed denser as the distance from the light source.
  • Example 1-8 and Comparative Example 1-4 height (H) change
  • Example 9-10 and Comparative Example 5-6 change in angle (A) between the base and hypotenuse
  • Example 11-13 and Comparative Example 7-8 change of angle (B) between base and connecting line
  • Example 14-16 and Comparative Example 9-10 change in pattern component (refractive index (n))
  • the LED light source was disposed on the side of the light guide plate prepared above, and the linearity and relative luminance of the light emitted from the light guide plate were measured under the condition of LED light emission angle of 120 ° and LED light intensity of 35 lumen.
  • the light guide plate of the present invention was confirmed to be suitable for implementing screen division driving by improving brightness and linearity of the emitted light.

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Abstract

본 발명은 도광판 및 이를 구비하는 백라이트 유닛에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상단 꼭지점 부분이 호의 형태를 갖는 프리즘 패턴을 상면에 포함하고, 상기 프리즘 패턴은 수학식 1을 만족함으로써, 출사되는 광의 직진성 및 휘도가 높은 도광판 및 이를 구비하는 백라이트 유닛에 관한 것이다.

Description

도광판 및 이를 포함하는 백라이트 유닛
본 발명은 도광판 및 이를 포함하는 백라이트 유닛에 관한 것으로, 보다 상세하게는 화면 분할 구동의 구현 효과가 뛰어난 도광판에 관한 것이다.
종래 CRT 모니터가 주종을 이루던 화상 표시 장치는 최근 그 기술이 비약적으로 발전하여 LCD, OLED, 전자종이 등 더 넓고 가벼우며 심지어 구부릴 수도 있는 화상 표시 장치들이 속속 소개되고 있다. 더욱이, 화상 표시 장치의 연구가 활발하게 이루어짐에 따라 대면적의 화상 표시 장치가 경쟁적으로 개발되고 있는 실정이다.
다만, 화상 표시 장치의 개발 방향은 화면의 확장에 있었으나, 최근에는 화면의 확장은 인간의 시야를 초과할 정도의 면적까지 가능하게 되어 그 한계에 도달하였으며, 그에 따라 해상도, 명암비, 색재현성 등의 화질 개선에 연구의 초점이 맞추어지고 있다.
이러한 화질 개선에 있어서 최근 소개된 기술 중 화면 분할 구동(로컬 디밍, local dimming)은 백라이트 유닛을 다수의 영역으로 구분하고, 휘도(밝기)를 영상 신호와 연계해 영상의 검은 색 부분에 해당되는 광원의 휘도를 저하시키고, 밝은 부분의 휘도를 높여서 명암비를 대폭 개선함과 동시에 선명도를 높이는 기술이다.
이러한 화면 분할 구동이 효과적으로 구현되기 위해서는 광원으로부터 나오는 광을 높은 휘도로 균일하면서도 직진성이 있도록 출사시키는 도광판이 필요하다.
이와 관련하여, 한국공개특허공보 제2011-50270호는 하부에 레이저 음각 패턴 및 상부에 프리즘 패턴을 구비한 도광판을 제안하고 있으나, 면광원의 직진성을 개선하는 데는 여전히 부족한 문제점이 있다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
(특허문헌 1) 한국 공개특허공보 제2011-0050270호
본 발명은 출사되는 광의 직진성 및 휘도가 높은 도광판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 도광판을 구비한 백라이트 유닛을 제공하는 것을 목적으로 한다.
1. 상단 꼭지점 부분이 호의 형태를 갖는 프리즘 패턴을 상면에 포함하고,
상기 프리즘 패턴은 하기의 수학식 1을 만족하는 도광판:
[수학식 1]
0.350(㎛/Radian2) < {H/ Radian(A))*(Radian(B))}/(n*100) < 1.400(㎛/Radian2)
(식 중에서, H(㎛)는 프리즘의 수직 단면의 높이이고,
A(°)는 프리즘의 수직 단면의 밑변과 빗변이 이루는 각도이고,
B(°)는 프리즘의 수직 단면의 상단 호가 시작되는 지점에서 밑변의 중심을 연결한 연결선이 상기 밑변과 이루는 각도이고,
n은 프리즘 패턴을 형성하는 소재의 굴절률임).
2. 위 1에 있어서, 상기 H는 20 내지 50㎛인, 도광판.
3. 위 1에 있어서, 상기 A는 25° 내지 50°인, 도광판.
4. 위 1에 있어서, 상기 B는 10° 내지 75°인, 도광판.
5. 위 1에 있어서, 상기 프리즘 패턴은 (메타)아크릴계 수지, 카보네이트계수지, 스티렌계 수지, 올레핀계 수지, 에스테르계 수지 및 이들의 공중합체로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하여 형성된, 도광판.
6. 위 1에 있어서, 하면에 광산란 패턴을 포함하는, 도광판.
7. 위 6에 있어서, 상기 광산란 패턴은 음각 또는 양각된 패턴인, 도광판.
8. 위 1 내지 7 중 어느 한 항의 도광판을 구비하는 백라이트 유닛.
9. 위 8의 백라이트 유닛을 구비하는 화상표시장치.
본 발명의 도광판은 출사되는 광의 직진성을 향상시켜 화면 분할 구동을 하는데 유용하게 사용될 수 있다.
또한, 본 발명의 도광판을 구비한 화상표시장치는 핫스팟이 존재하지 않는 광의 균일한 출사가 가능하다.
또한, 본 발명의 도광판을 구비한 화상표시장치는 화면 분할 구동의 구현 효과가 우수하여 명암비 및 선명도가 우수한 화면의 표시가 가능하다.
도 1은 본 발명의 도광판의 라운드 프리즘 일 구현예의 개략적인 수직 단면도이다.
도 2는 본 발명의 백라이트 유닛의 개략적인 사시도이다.
도 3은 본 발명의 백라이트 유닛의 일 구현예의 개략적인 수직 단면도이다.
본 발명은 상단 꼭지점 부분이 호의 형태를 갖는 프리즘 패턴을 상면에 포함하고, 상기 프리즘 패턴은 하기의 수학식 1을 만족함으로써, 출사되는 광의 직진성 및 휘도가 높은 도광판 및 이를 구비하는 백라이트 유닛에 관한 것이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 도광판은 상단 꼭지점 부분이 호의 형태를 갖는 프리즘(이하, “라운드 프리즘”이라고 함) 패턴을 상면에 포함한다.
상기 라운드 프리즘은 하기 수학식 1을 만족함으로써, 출사되는 광의 직진성 및 휘도를 현저히 향상시켜, 화면 분할 구동(로컬 디밍, local dimming)을 효과적으로 구현할 수 있게 한다.
[수학식 1]
0.350(㎛/Radian2)< {H/ Radian(A))*(Radian(B))}/(n*100) < 1.400(㎛/Radian2)
(식 중에서, H(㎛)는 프리즘의 수직 단면의 높이이고,
A(°)는 프리즘의 수직 단면의 밑변과 빗변이 이루는 각도이고,
B(°)는 프리즘의 수직 단면의 상단 호가 시작되는 지점에서 밑변의 중심을 연결한 연결선이 상기 밑변과 이루는 각도이고,
n은 프리즘 패턴을 형성하는 소재의 굴절률임).
본 발명에 따른 라운드 프리즘 패턴의 일 구현예의 수직 단면의 개략적인 형태를 도 1에 도시하였다. 도 1에 도시된 라운드 프리즘 패턴의 수직 단면은 좌우 대칭인 형태로서, 프리즘의 상단 꼭지점 부분이 호의 형태를 갖는다.
본 발명의 라운드 프리즘의 수직 단면의 높이(H)는 20 내지 50㎛일 수 있으며, 바람직하게는 25 내지 50㎛인 것이 좋다. H가 상기 범위를 만족하는 경우, 도광판에서 출사되는 광의 직진성 및 휘도를 더욱 향상시킬 수 있다.
본 발명의 라운드 프리즘의 수직 단면의 밑변과 빗변이 이루는 각도(A)는 25° 내지 50°일 수 있으며, 바람직하게는 30°내지 50°인 것이 좋다. A가 상기 범위를 만족하는 경우, 도광판에서 출사되는 광의 직진성 및 휘도를 더욱 향상시킬 수 있다.
본 발명의 라운드 프리즘의 수직 단면의 밑변과 상단 호가 시작되는 지점에서 밑변의 중심을 연결한 연결선이 이루는 각도(B)는 10° 내지 75.0°일 수 있으며, 바람직하게는 10° 내지 70°인 것이 좋다. B가 상기 범위를 만족하는 경우, 도광판에서 출사되는 광의 직진성 및 휘도를 더욱 향상시킬 수 있다.
본 발명의 라운드 프리즘의 굴절률(n)은 1.41 내지 1.61일수 있으며, 바람직하게는 1.45 내지 1.59인 것이 좋다. 굴절률(n)이 상기 범위를 만족하는 경우, 도광판에서 출사되는 광의 직진성 및 휘도를 더욱 향상시킬 수 있다.
본 발명의 라운드 프리즘의 수직 단면의 하단 밑변 길이(P)는 100 내지 250㎛일 수 있으며, 바람직하게는 130 내지 210㎛인 것이 좋다. P가 상기 범위를 만족하는 경우, 도광판에서 출사되는 광의 직진성 및 휘도를 더욱 향상시킬 수 있다.
본 발명에 있어서, 라운드 프리즘의 수직 단면의 높이(H), 밑변과 빗변이 이루는 각도(A), 밑변과 상단 호가 시작되는 지점에서 밑변의 중심을 연결한 연결선이 이루는 각도(B) 및 하단 밑변 길이(P)가 모두 전술한 범위를 만족하는 경우, 도광판으로부터 출사되는 광의 직진성 및 휘도를 동시에 향상시켜, 화면 분할 구동(로컬 디밍, local dimming)을 더욱 효과적으로 구현할 수 있는 것으로 판단된다.
본 발명의 일 구현예를 도시한 도 1을 참고하면, 본 발명에 있어서 라운드 프리즘의 상단 호를 포함하는 원의 중심(원점(O))은, 전술한 4개의 파라미터가 전술한 특정한 범위에 해당하는 값을 갖는 범위라면 하단 밑변 위 또는 라운드 프리즘의 외부에 위치할 수 있다. 그에 따라 라운드 프리즘의 상단 호를 포함하는 부채꼴의 반지름(R)은 다양한 값을 가질 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 라운드 프리즘 패턴은 광학적 투명수지를 포함하여 형성된 것일 수 있다.
상기 광학적 투명수지는 당 분야에서 사용되는 것이라면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, (메타)아크릴계 수지, 카보네이트계 수지, 스티렌계 수지, 올레핀계 수지, 에스테르계 수지 및 이들의 공중합 수지 등을 들 수 있으며, 바람직하게는 메타아크릴계 수지, (메타)아크릴-스티렌 공중합 수지인 것이 좋다.
상기 올레핀계 수지는 환형 올레핀계 수지인 것이 보다 바람직하고, 상기 에스테르계 수지는 비정질 에스테르계 수지인 것이 보다 바람직하다.
상기 메타아크릴계 수지로는 메타크릴산 메틸, 메타크릴산 에틸, 메타크릴산 부틸, 메타크릴산 시클로 헥실, 메타크릴산 벤질, 메타크릴산 2-에틸 헥실, 메타크릴산 2-히드록시 에틸, 메타크릴산 페닐, 메타크릴산 클로로 페닐 등이 있으며, 이 중 투과율이 높은 메타크릴산 메틸계 수지가 보다 바람직하다.
상기 메타아크릴계 수지는 단관능 불포화 단량체와 공중합된 것이 더욱 바람직하고, 공중합되는 경우, 상기 메타아크릴계 수지는 공중합 수지 총 중량에 대하여 60 중량% 이내로 공중합 되는 것이 바람직하며, 약 50 중량% 이내로 공중합 되는 것이 더욱 바람직하다.
상기 메타아크릴계 수지에 공중합되는 단관능 불포화 단량체로는 메타아크릴산 및 아크릴산 등을 포함하는 불포화 산화합물, 스티렌, 아크릴로니트릴, 무수말레산, 페닐 레이미드, 시클로헥실말레이미드 등을 들 수 있으며, 바람직하게는 스티렌인 것이 좋다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다.
상기 메타아크릴계 수지와 단관능 불포화 단량체를 공중합시키는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있다.
본 발명의 도광판은 하면에 광산란 패턴을 더 포함할 수 있다. 이러한 광산란 패턴을 통해 도광판의 상면을 통해 출사되는 광의 균일도를 더욱 향상시킬 수 있다.
광산란 패턴의 형태는 당분야에서 광산란 패턴으로 사용되는 것이라면 특별한 제한 없이 적용될 수 있으며, 예를 들어, 도광판에 음각 또는 양각된 패턴이 적용될 수 있으며, 패턴의 구체적인 형태로는, 렌즈형, 렌티큘러형, 프리즘형, 다각형 등 일 수 있으며, 렌티큘러형은 그 단면의 형태가 예컨대 반원형, 반타원형 등을 가질 수 있다. 또한, 이들 광산란패턴은 연속적 또는 소정의 간격으로 배치될 수도 있으며, 광원으로부터 멀어짐에 따라 산란패턴밀도가 증가되거나, 일정하게 위치할 수도 있다.
본 발명의 도광판의 기재는 광학적 투명 수지로 이루어질 수 있으며, 그 종류는 특별히 한정되지 않으며, 전술한 라운드 패턴의 광학적 투명 수지를 사용할 수 있다. 또한, 상기 기재는 자외선 흡수제, 블루잉제, 산화방지제, 이형제 중 하나 이상이 더 포함될 수 있다.
본 발명의 도광판은 통상적인 도광판과 마찬가지로, 하면과 상면 중 어느 한 곳에 기능성층을 추가로 포함하거나, 도광판에 기능성을 부여할 수 있다. 기능성층의 기재는 기재층인 도광판의 기재로 예시한 수지를 사용할 수 있으며, 도광판의 기재와 같은 것을 사용할 수도 있으나, 다른 것을 사용할 수도 있다. 이와 같은 기능성층 내부에는 자외선 흡수제, 열안정제, 산화방지제, 대전방지제, 형광증백제, 이형제 중 하나 이상을 더 포함할 수 있으며, 기재에 이들 기능성 물질을 포함시킬 수도 있다.
도광판의 제조방법은 특별히 제한되지 않으며, 압출 성형, 진공 성형, 열 프레스 성형, 압출 성형, 필름 적층법, 용제 접착법, 표면 코팅법, 자외선 경화법, 열 경화법 등 다양한 방법을 사용할 수 있다. 다만, 이 중 제조상 용이성을 고려하면 압출성형 내지 자외선 경화법이 바람직하며, 제작 비용 및 생산성을 고려하면 압출 성형이 바람직하다.
본 발명에 따른 백라이트 유닛에 있어서, 도 2에 도시한 바와 같이, 광원(200)이 도광판(100)의 측면에 위치할 경우에, 도광판(100) 상부의 라운드 프리즘 패턴(130)의 방향은 그 길이방향으로 양 말단에 광원(200)이 위치하도록 배치되거나, 상기 방향과는 수직인 위치에 광원(200)이 위치하도록 배치될 수 있다. 바람직하게는 도 3에 개략적으로 도시된 바와 같이, 라운드 프리즘 패턴(130)의 방향이 그 길이방향으로 양 말단에 광원(200)이 위치하도록 배치되는 것이 핫스팟을 감소시키고 출사되는 광의 균일성 측면에서 유리하다. 또한, 도광판(100)의 하면에는 반사 시트(300)가 추가로 구비될 수 있다. 반사 시트(300)는 도광판(100)의 하부로 출사되는 광을 반사시켜 도광판(100) 내부로 재입사시키기 위한 것으로서, 본 기술분야에서 사용되는 일반적인 반사 시트(300)가 제한 없이 사용될 수 있다.
한편, 도광판(100)의 상면에는 필요에 따라 확산 시트, 마이크로 렌즈 시트, 프리즘 시트, 휘도향상(DBEF) 시트, 보호 시트 등이 더 포함될 수 있다.
본 발명의 도광판(100)은 화상 표시 장치의 일 구성요소로서 포함될 수 있다. 상기 화상 표시 장치는 화상을 표시하기 위하여 별도의 면광원이 필요한 장치이면 특별히 한정되지 아니하며, 예를 들어 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display) 등이 될 수 있다. 또한, 상술한 바와 같은 도광판(100)은 일반적인 조명 장치에 면광원을 공급하기 위한 일 구성요소로도 사용될 수도 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 이들 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 첨부된 특허청구범위를 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 실시예에 대한 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
실시예 및 비교예
MMA-Styrene(굴절률:1.55)을 사용하여 도광판을 제조하였으며, 도광판 상면에 하기 표 1에 기재된 성분 및 형태를 갖는 라운드 프리즘 패턴을 형성하였다(패턴의 수직 단면의 밑변 길이는 150㎛임). 하부 광 산란 패턴은 음각 타원체이며, 심도는 70㎛이며, 장변의 길이는 250㎛, 단변의 길이는 20㎛이다. 또한 광 균일도를 확보하기 위해 패턴의 분포 밀도를 광원에서 멀어질수록 조밀하게 형성하였다.
실시예 1-8 및 비교예 1-4 : 높이(H) 변화
표 1
Figure PCTKR2015001940-appb-T000001
시험예 1
상기 제조된 도광판 측면에 LED 광원을 배치하고 LED 광출사각 120°, LED 광세기 35 lumen의 조건으로 도광판에서 출사되는 광의 직진성 및 상대휘도를 측정하였다.
직진성은 N번째 블록의 LED 광원들(각 블록은 LED 광원을 8-12개 포함함)을 켜고(on) 다른 블록들의 광원들은 모두 끈(off) 경우에, 도광판에서 N 번째 블록의 광원을 잇는 직선부에서 나오는 광의 휘도에 대하여 N+3번째 블록의 광원을 잇는 직선부에서 나오는 광의 휘도의 비로 평가하였다. 상기 비율이 작을수록 광의 직진성은 우수하다. 휘도는 휘도계(모델명: BM-7, 일본 TOPCON사)를 사용하여 휘도를 측정하였다.
상기 측정 결과를 하기 표 2에 기재하였다.
표 2
Figure PCTKR2015001940-appb-T000002
실시예 9-10 및 비교예 5-6: 밑변과 빗변의 각도(A) 변화
표 3
Figure PCTKR2015001940-appb-T000003
시험예 2
상기 제조된 도광판 측면에 LED 광원을 배치하고 LED 광출사각 120°, LED 광세기 35 lumen의 조건으로 도광판에서 출사되는 광의 직진성 및 상대휘도를 측정하였다.
상기 측정 결과를 하기 표 4 에 기재하였다.
표 4
Figure PCTKR2015001940-appb-T000004
실시예 11-13 및 비교예 7-8: 밑변과 연결선의 각도(B) 변화
표 5
Figure PCTKR2015001940-appb-T000005
시험예 3
상기 제조된 도광판 측면에 LED 광원을 배치하고 LED 광출사각 120°, LED 광세기 35 lumen의 조건으로 도광판에서 출사되는 광의 직진성 및 상대휘도를 측정하였다.
상기 측정 결과를 하기 표 6 에 기재하였다.
표 6
Figure PCTKR2015001940-appb-T000006
실시예 14-16 및 비교예 9-10 : 패턴 성분(굴절률(n))의 변화
표 7
Figure PCTKR2015001940-appb-T000007
시험예 4
상기 제조된 도광판 측면에 LED 광원을 배치하고 LED 광출사각 120°, LED 광세기 35 lumen의 조건으로 도광판에서 출사되는 광의 직진성 및 상대휘도를 측정하였다.
상기 측정 결과를 하기 표 8 에 기재하였다.
표 8
Figure PCTKR2015001940-appb-T000008
상기 표 2, 4, 6 및 8를 참고하면, 본 발명의 도광판은 출사되는 광의 휘도 및 직진성을 향상시켜, 화면 분할 구동을 구현하기에 적합한 것을 확인할 수 있었다.
하지만, 본 발명의 파라미터를 벗어나는 비교예들의 경우, 직진성이 및 평균 휘도 특성이 실시예들에 비하여 현저히 저하된 것을 확인할 수 있었다.
[부호의 설명]
100 : 도광판
130 : 상부 라운드 프리즘 패턴
200 : 광원
300 : 반사시트

Claims (9)

  1. 상단 꼭지점 부분이 호의 형태를 갖는 프리즘 패턴을 상면에 포함하고,
    상기 프리즘 패턴은 하기의 수학식 1을 만족하는 도광판:
    [수학식 1]
    0.350(㎛/Radian2) < {H/ Radian(A))*(Radian(B))}/(n*100) < 1.400(㎛/Radian2)
    (식 중에서, H(㎛)는 프리즘의 수직 단면의 높이이고,
    A(°)는 프리즘의 수직 단면의 밑변과 빗변이 이루는 각도이고,
    B(°)는 프리즘의 수직 단면의 상단 호가 시작되는 지점에서 밑변의 중심을 연결한 연결선이 상기 밑변과 이루는 각도이고,
    n은 프리즘 패턴을 형성하는 소재의 굴절률임).
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 H는 20 내지 50㎛인, 도광판.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 A는 25° 내지 50°인, 도광판.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 B는 10° 내지 75°인, 도광판.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 프리즘 패턴은 (메타)아크릴계 수지, 카보네이트계수지, 스티렌계 수지, 올레핀계 수지, 에스테르계 수지 및 이들의 공중합체로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하여 형성된, 도광판.
  6. 청구항 1에 있어서, 하면에 광산란 패턴을 포함하는, 도광판.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 광산란 패턴은 음각 또는 양각된 패턴인, 도광판.
  8. 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항의 도광판을 구비하는 백라이트 유닛.
  9. 청구항 8의 백라이트 유닛을 구비하는 화상표시장치.
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