KR101158053B1 - 휘도 특성이 향상된 확산판 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유기 또는 무기계 확산입자를 사용한 광의 입사층 및 수지와의 굴절율 차이가 ±0.05를 만족하며 렌즈역할을 하는 입자를 사용한 광의 출사층이 공압출되어 2층 구조를 갖는 확산판을 제공하는 바, 이는 단일층 확산판에 비해 휘도가 향상되어 전면부 휘도가 향상된 박형 백라이트 장치를 가능하게 할 수 있다.

Description

휘도 특성이 향상된 확산판{Light diffusion plate with the improved brightness}

도 1은 본 발명에 따른 확산판에 광이 출사되는 것을 도식화한 것이다.

<도면 주요부호의 설명>

1 - 광의 입사층 2 - 광의 출사층

20 - 입자

본 발명은 휘도 특성이 향상된 확산판에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 조명용 커버, 광고용 패널, 특히 직하 백라이트형 액정 디스플레이에 사용되는 확산판에 관한 것이다.

종래 액정 디스플레이에서의 백라이트는 에지라이트 방식과 직하형 방식이 사용되고 있다.

에지라이트 방식은 도광판 가장자리에 형광램프를 배치하고, 도광판 하단을 경사구조로 제작하여 반사판을 부착한다. 필요에 따라 도광판의 하단에 인쇄를 통하여 패턴을 형성하기도 한다. 이러한 방식은 저휘도가 불가피하여 작은 크기의 디스플레이에 주로 적용된다.

직하형 방식은 주로 도광판을 사용하지 않고, 반사판 위에 여러 개의 램프를 설치하고, 그 위에 일정한 거리를 두고 확산판을 배치한다.

여기서 확산판은 플라스틱 수지칩을 용융시켜서 압출하여 제조되는 것으로서, 램프를 은폐하고 균일한 밝기의 광을 만들기 위해 빛을 산란시키는 유기 또는 무기계 입자를 포함한다. 이런 경우 산란된 빛은 확산판의 수직방향의 성분보다는 평행방향의 성분이 많게 되어 전면부에서의 밝기가 저하되는 단점을 피할 수 없다. 즉 전면부의 액정패널로 조사되는 빛의 양이 줄어드는 결과를 초래한다.

이에 본 발명자들은 종래의 확산판에 비해 전면부 휘도가 향상된 박형 백라이트 장치를 가능케 할 수 있는 확산판을 개발하기 위해 연구노력하던 중, 통상의 유기 또는 무기입자를 포함하는 일반적인 확산층과 함께 수지와의 굴절율 차이가 일정 범위를 만족하는 입자를 광이 출사되는 면에 사용하여 공압출한 결과, 광이 출사되는 면의 입자들이 렌즈 역할을 하여 확산판의 수직방향으로 빛을 모아주어 결과적으로 휘도가 향상됨을 알게되어 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명은 휘도가 향상되어 특히 전면부 밝기가 요구되는 조명용 커버 뿐만 아니라 광고용 패널 및 특히 얇은 두께가 요구되는 직하 백라이트형 액정 디스플레이에 유용한 확산판을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 확산판은 유기 또는 무기계 확산입자를 사용한 광의 입사층; 및 수지와의 굴절율 차이가 ±0.05를 만족하며 렌즈역할을 하는 입자를 사용한 광의 출사층이 공압출된 2층 구조를 갖는 것임을 그 특징으로 한다.

이와같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 확산판의 구조를 도 1에 개략적으로 나타내었는 바, 광의 입사층(1)과 광의 출사층(2)의 2층 구조를 갖는다.

(1)광의 입사층

광의 입사층(1)은 통상의 확산판과 같은 유기 또는 무기계 입자를 사용하여 수지와 함께 압출하여 얻어지는 것으로서, 입사된 광을 확산시키는 역할을 하는 확산층이다.

여기에 사용되는 유기계 입자나 무기계 입자 등 광을 확산시키는 역할을 하는 입자들에 대해서는 통상의 지식을 가진 자들에게 알려진 정도이며, 수지 또한 확산판 제조에서 익히 공지된 것이므로, 한정을 두지 않는다.

(2)광의 출사층

특징적으로 본 발명에서는 광의 입사층(1)과 함께 공압출하여 형성된 광의 출사층(2)을 갖는 바, 이는 구체적으로 수지와의 굴절율 차이가 ±0.05를 만족하면서 렌즈와 같은 역할을 하는 입자를 사용하여 상기의 광의 입사층과 함께 공압출하여 형성되는 층이다.

광의 출사층(2)은 광의 입사층(1)과는 달리 확산된 광을 모아주는 역할을 하는 층으로서, 출사층의 입자(20)는 수지와의 굴절율 차이가 ±0.05인 것을 사용하여야 확산판 내에서는 빛의 방향에 큰 영향을 미치지 않으며 오직 출사되는 빛의 경로만을 변화시킬 수 있다.

구체적으로, 굴절율이 1.40～1.60인 입자가 바람직한 바, 이는 통상적으로 확산판의 제조에 사용되는 다양한 플라스틱 수지의 굴절율을 고려한 것이다.

일예로서 아크릴 수지를 사용하는 경우라면 굴절율이 1.49～1.50인 입자를 사용하는 것이 바람직하다.

입자는 유리입자이거나 유기입자일 수 있으며, 다만 상기한 바와 같은 수지와의 굴절율 차이를 만족하면서 렌즈역할을 할 수 있으면 가능하다.

입자의 크기는 제한되는 것은 아니나, 0.2～50㎛인 것이 바람직하다. 만일 입자의 크기가 0.2㎛보다 작은 경우라면 렌즈역할을 수행하기에 미흡하고 50㎛보다 커진다면 출사층의 표면이 지나치게 거칠어져 바람직하지 않다.

그리고, 입자의 함량은 출사층 조성 중 0.1～20중량%인 것이 적절한 바, 바람직하기로는 10중량% 내외이다. 입자의 함량이 너무 적으면 목적하는 바를 달성하기 어렵고 함량이 20중량%를 초과하여 많아지면 기술적으로 압출이 어려운 문제가 있을 수 있다.

이같은 입자를 사용한 광의 출사층의 두께는 전체 확산판 두께 중 5～50%인 것이 바람직한 바, 그 두께가 전체 확산판 두께의 5% 보다 얇아지기는 공압출 기술 하에서는 어려우며 50% 보다 두꺼워지면 효과에 비해 확산제의 함량이 높아져 입사층과 출사층의 기계적 불균형을 초래하여 잔류응력이 많아지는 문제가 생길 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예에 의거 상세히 설명하면 다음과 같은 바, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

통상의 확산판 제조에서와 같은 확산입자를 사용하여 압출하여 확산판의 하단부를 얻고, 빛이 출사되는 상단부에는 입경이 5㎛이며 수지와의 굴절율 차가 0인 유리입자를 10중량% 되도록 사용하여 두께 0.2mm 되도록 하면서 각 압출기의 토출속도를 조절하여 결과적으로 두께 2mm의 확산판을 얻었다. 이때, 확산판 하단부의 확산입자의 함량을 조절하여 투과율 63% 되도록 제작하였다.

실시예 2

상기 실시예 1과 같은 방법으로 확산판을 제작하되, 다만 수지와의 굴절율 차가 0.02인 유기입자를 사용하여 상단부를 얻었다.

실시예 3

상기 실시에 1과 같은 방법으로 확산판을 제작하되, 다만 입경이 10㎛인 유기입자를 사용하여 상단부를 얻었다.

실시예 4

상기 실시예 1과 같은 방법으로 확산판을 제작하되, 다만 상단부의 두께를 0.1mm 되도록 하여 총 두께 2mm인 확산판을 얻었다.

비교예 1

상기 실시예 1과는 달리 단일층 확산판을 상기 실시예 1과 동일한 확산입자를 사용하여 압출하여 두께 2mm이고 투과율이 63%인 확산판을 얻었다.

실험예

상기 실시에 1 내지 4 및 비교예 1에 따라 얻어진 확산판을 26인치 규격으로 잘라 12개의 냉음극 형광램프가 일정간격으로 배치된 장치 위 13mm에 올려 백라이트 유닛의 휘도 측정에 통상적으로 사용되는 9 포인트 휘도 측정을 하였다.

평균 밝기를 다음 표 1에 나타내었다.

	실 시 예				비교예 1
	1	2	3	4
밝기(cd/㎡)	7616	7580	7560	7630	7186

상기 표 1의 결과로부터, 실시예 1 내지 4에 나타낸 바와 같이 수지와의 굴 절율 차가 특정 범주를 만족하는 입자를 사용하여 공압출하여 얻어진 2층 구조의 확산판의 경우 5.2～6.2% 정도 향상된 휘도를 보임을 알 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따라 광이 출사되는 층에 수지와의 굴절율 차이가 ±0.05를 만족하는 입자를 사용하여 통상의 광확산층과 함께 공압출하여 얻어진 확산판은 단일층 확산판에 비해 휘도가 향상되어 전면부 휘도가 향상된 박형 백라이트 장치를 가능하게 할 수 있다.

Claims (7)

1. 플라스틱 수지칩과 입자를 사용하여 압출된 확산판에 있어서,

   유기 또는 무기계 확산입자를 사용한 광의 입사층 및 수지와의 굴절율 차이가 ±0.05를 만족하며 렌즈역할을 하는 입자를 사용한 광의 출사층이 공압출되어 2층 구조를 갖는 것이고,

   상기 광의 출사층에 있어서 입자의 함량은 광의 출사층 조성 중 10 내지 20중량%인 것임을 특징으로 하는 확산판.
2. 제 1 항에 있어서, 광의 출사층은 확산판 전체 두께 중 5～50%에 해당되는 두께를 갖는 것임을 특징으로 하는 확산판.
3. 제 1 항에 있어서, 광의 출사층에 있어서 입자는 굴절율이 1.40～1.6인 것임을 특징으로 하는 확산판.
4. 제 1 항에 있어서, 수지는 아크릴 수지이고, 광의 출사층에 사용된 입자는 굴절율이 1.49～1.50인 유리입자인 것임을 특징으로 하는 확산판.
5. 제 1 항에 있어서, 광의 출사층에 있어서 입자는 유기입자인 것임을 특징으로 하는 확산판.
6. 삭제
7. 제 1 항에 있어서, 광의 출사층에 있어서 입자의 크기는 0.1～50㎛인 것임을 특징으로 하는 확산판.

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