KR101044347B1 - 광 확산 시트의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광 확산 시트의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 반사층 및 광 확산층을 구비하는 광 확산 시트의 제조방법은, 상기 광 확산층이 상기 반사층 상부에 바인더 수지 및 각형 글라스 비드를 포함하는 광 확산층 형성용 잉크를 스크린 인쇄방식으로 도포하여 형성되는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 광 확산 시트는 고휘도이면서 광 확산 성능이 우수하다.
광 확산, 글라스 비드

Description

광 확산 시트의 제조방법{Method of preparing light diffusion sheet}
본 발명은 광 확산 시트의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 각형 글라스 비드를 구비하며, 스크린 인쇄 방식으로 제조되는 광 확산 시트의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 광 확산 시트는 LCD 모니터, 노트북, LCD TV, 휴대폰, 캠코더, 디지털 카메라, PDA 등에 다양하게 사용되는 LCD 장치에 널리 사용된다. 또한, 최근 LED 광원이 널리 사용되면서, 상기와 같은 전자 제품의 백 라이팅 유닛 외에도 각종 간판 등 그 사용 범위가 점차 넓어지고 있는 추세이다.
광 확산 시트에 사용되는 광 확산층은 광을 굴절 및 산란시키는 글라스 비드(glass bead)가 바인더 수지 상에 분산된 형태를 가지며, 반사층은 광이 불필요한 방향으로 새어나가지 않도록 반사시키는 역할을 하며 통상적으로 백색 안료로 형성되거나 거울층 증착을 통해 형성된다.
상기 광 확산층은 고휘도를 유지하면서도 빛을 균일하게 확산시키는 것이 관건인 바, 바인더 수지의 종류 및 글라스 비드의 분산 방법 등 이에 관한 연구가 많이 진행되었으나, 산업적으로 요구되는 정도에는 많이 미흡하여 균일한 광 확산 성 능을 가지며 휘도가 높은 광 확산 시트에 대한 요구가 여전히 존재한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 고휘도이면서 광 확산 성능이 우수한 광 확산 시트의 제조방법을 제공하는데 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 반사층 및 광 확산층을 구비하는 광 확산 시트의 제조방법은, 상기 광 확산층이 상기 반사층 상부에 바인더 수지 및 각형 글라스 비드를 포함하는 광 확산층 형성용 잉크를 스크린 인쇄방식으로 도포하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 광 확산 시트의 다른 제조방법은, 반사층, 하부 광 확산층 및 도광층을 구비하는 광 확산 시트의 제조방법에 있어서, 상기 하부 광 확산층은 상기 도광층에 바인더 수지 및 각형 글라스 비드를 포함하는 하부 광 확산층 형성용 잉크를 스크린 인쇄방식으로 도포하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 광 확산층은 각형 글라스 비드 외에 구형 글라스 비드를 추가적으로 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 도광층을 구비하는 광 확산 시트는 도광층 상부에 광 확산층을 더 형성할 수 있다.
본 발명의 제조방법에 따라 제조된 광 확산 시트는 고휘도를 가지므로, 광원의 수를 줄이더라도 충분한 밝기가 보장되어, 보다 경제적인 장치 구성이 가능하다.
또한, 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 광 확산 시트는 우수한 광 확산 성능을 갖는다. 따라서, 시트 전체적으로 균일한 밝기를 유지할 수 있을 뿐만 아니라 LED 광원 사용 시 문제가 되는 눈부심을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 제조방법은 스크린 인쇄 방식을 사용하기 때문에 광 확산층에 다양하고 미세한 문양 형성이 가능하다. 따라서, 미적인 특성을 부여하여 경제적 가치를 높일 수 있을 뿐만 아니라 방출되는 광을 필요한 형태로 조절하는 효과를 가질 수 있다.
이하, 본 발명을 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명의 제조방법은 광 확산 시트의 광 확산층의 제조에 있어서, 스크린 인쇄 방식을 사용하는 것을 특징으로 한다. 전술한 바와 같이 광 확산층은 바인더 수지와 글라스 비드를 포함하여 이루어지는데, 종래에는 주로 압출이나 사출 방식을 사용하여 광 확산 층을 제조하였는데, 사용되는 글라스 비드에 의해 기기에 손 상이 갈 우려가 높다.
하지만, 스크린 인쇄 방식을 사용하면 압출이나 사출보다 간편한 방법으로 광 확산층을 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 글라스 비드에 의해 기기가 손상될 우려도 거의 없다. 또한, 스크린 인쇄 방식을 사용하면 다양하고 미세한 형상 및 패턴을 갖는 광 확산층의 제조가 가능하여, 광의 확산 성능을 높일 수 있을 뿐만 아니라 다양한 시각적 기능적 효과를 부여할 수 있다. 예를 들면, 패턴의 형태 및 크기를 조절하여 방출되는 광량을 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 보는 위치에 따라 보이는 패턴의 형상이 달라지거나, 광량이 달라지는 패턴을 형성할 수도 있다. 또한, 인쇄 영역 별로 조성이 다른 잉크를 인쇄할 수도 있다.
또한, 본 발명의 제조방법에 있어서, 스크린 인쇄를 위한 광 확산층 형성용 잉크는 각형의 글라스 비드를 포함하는 것을 특징으로 한다. 종래 광 확산층에는 구(球)형 글라스 비드가 사용되었는데, 구형 글라스 비드는 광 산란 효과가 충분하지 않고 일부 방향으로, 특히 빛이 입사된 방향으로 광이 집중되어 반사되는 문제가 있다. 하지만 본 발명에 따른 각형 글라스 비드는 각형을 가짐으로써 글라스 비드 표면에서의 반사 및 내부에서의 빛의 굴절이 매우 다양한 방향으로 이루어지므로, 광 산란 효과가 매우 우수하며, 시트 전체적으로 광 산란 성능이 개선됨으로써 균일한 밝기를 나타낼 수 있을 뿐만 아니라 확산 시트의 휘도도 향상된다.
본 발명에 따른 각형 글라스 비드의 구체적인 형태는 광을 여러 방향으로 산란시킬 수 있다면 특별히 제한되지 않는다. 각형 글라스 비드를 제조하는 방법은 예를 들면, 제조된 글라스 비드 또는 구형 글라스 비드를 분쇄하여 제조할 수 있으 나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 제조방법의 일 구현예를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 반사층은 당분야에서 사용되는 반사층 형성 방법이 제한없이 적용될 수 있다. 예를 들면 백색 잉크를 도포하여 건조하거나, 거울층을 증착하여 형성할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 광 확산층은 위한 광 확산층 형성용 잉크를 스크린 인쇄하여 제조될 수 있다. 광 확산층 형성용 잉크에 사용되는 바인더 수지로는 광 확산판에 통상적으로 사용되는 투명한 수지라면 특별한 제한없이 사용될 수 있다. 예를 들면, PMMA와 같은 아크릴 수지, 폴리카보네이트 수지, 에폭시 수지 등이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
광 확산층 형성용 잉크는 적절한 용매에 용해된 액상의 바인더 수지에 상기 각형 글라스 비드를 혼합하여 제조될 수 있으며, 구체적인 예를 들면, 적절한 용매에 용해된 액상의 바인더 수지 20 ~ 70 중량% 및 각형 글라스 비드 30 ~ 80 중량%를 포함하도록 제조될 수 있다. 상기 각형 글라스 비드의 함량이 30 중량% 미만이면 휘도 및 광 산란성능이 저하될 수 있고, 80 중량% 초과이면 광 확산층의 접착력이 저하될 수 있다.
도 1에는 본 발명의 제조방법에 따라 형성된 광 확산 시트의 일 구현예가 개략적으로 도시되어 있다. 도 1은 광원(100)이 확산 시트의 전면 또는 측면에 존재하는 경우에 사용되는 광 확산 시트를 나타낸다. 본 발명에 따른 광 확산 시트는 광 확산층(10)과 반사층(20)을 구비하며, 광 확산층(10)은 각형 글라스 비드(11)를 포함한다.
본 발명의 다른 구현예에서는, 광 확산층(20)에 각형 글라스 비드 외에 구형 글라스 비드를 더 포함할 수 있다. 상기 광 확산층 형성용 잉크에 구형 글라스 비드를 더 첨가하고 스크린 인쇄를 하면 각형 글라스 비드와 구형 글라스 비드를 모두 포함하는 광 확산층(10)을 얻을 수 있는데, 광 산란 정도가 서로 다른 각형 글라스 비드와 구형 글라스 비드가 혼합됨으로써 산란광의 간섭 효과를 통해 광 확산 시트의 휘도를 높일 수 있다. 각형 글라스 비드와 구형 글라스 비드의 혼합비는 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위에서 채택될 수 있으며, 예를 들면 각형 글라스 비드:구형 글라스 비드 = 1:0.1~2 의 혼합 중량비를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 다른 구현예에 있어서, 광 확산층 상에 도광층을 더 구비하는 광 확산시트의 제조방법을 제공한다. 당분야에서 도광층의 하부, 또는 그 상부와 하부에 각각 광 확산층을 구비한 광 확산 시트가 널리 사용되고 있는데, 본 발명의 일 구현예는 상기 도광층의 하부에 전술한 본 발명의 광 확산층 형성용 잉크를 스크린 인쇄하여 하부 광확산층을 구비한다. 구체적인 예를 들면, 도광층으로는 광 확산 시트에 통상적으로 사용되는 투명한 수지인 PMMA와 같은 아크릴 수지, 폴리카보네이트 수지, 에폭시 수지 등이 사용될 수 있다. 도광층이 준비되면, 상기 도광층 상에 전술한 바인더 수지 및 각형 글라스 비드를 포함하는 광 확산층 형성용 잉크를 도포하여 건조시켜 하부 광 확산층을 형성하며, 상기 하부 광 확산층에 전술한 통상적인 반사층을 형성하여 광 확산 시트를 제조할 수 있다. 광 확산층 상부에 투명 한 도광층을 구비함으로써, 광 확산 시트의 전면 또는 측면에 광원이 존재하는 경우 외에도 후면에 광원이 존재하는 경우에도 본 발명에 따른 광 확산 시트를 사용할 수 있다.
또한, 선택적으로, 본 발명의 제조방법에 있어서, 도광층 상부에 광 확산층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 도 2는 도광층(30)을 기준으로 그 하부에 광 확산층(10) 및 반사층(20)을 구비하고, 상부에 제2의 광 확산층(40)을 구비하는 광 확산시트를 나타낸다. 또한, 도 3에 나타난 바와 같이, 광원(100)이 하부에 존재하는 경우에는 광이 입사되는 부분에는 반사층(20)이 형성되지 않는다.
선택적으로, 본 발명의 일 구현예에서, 상기 하부 광 확산층 형성용 잉크는 전술한 방식과 같이 구형 글라스 비드를 더 포함할 수 있으며, 그에 따라 광 확산 시트의 휘도를 높일 수 있다.
선택적으로, 본 발명의 다른 구현예에서, 상기 상부 광 확산층(40)은 하부 광확산층(10)과 유사하게 바인더 수지 및 각형 글라스 비드를 포함하는 상부 광 확산층 형성용 잉크를 스크린 인쇄방식으로 도포하여 형성될 수 있다.
또한, 상부 광 확산층(40)이 각형 글라스 비드를 포함하는 경우에는, 광원이 광 확산층 하부에 존재하는 경우에는 광 확산 시트에서 광원의 위치에 대응되는 부분은 다른 부분보다 광량이 많아 시트 전체적으로 불균일한 휘도가 나타날 수 있다. 따라서 선택적으로, 본 발명의 다른 구현예에서 시트 전체적으로 균일한 광 확산 효과를 얻기 위해서 상기 상부 광 확산층은 광원의 위치에 대응되는 부분에만 각형 글라스 비드를 포함하는 상부 광 확산층 형성용 잉크로 도트문양을 구비하도 록 스크린 인쇄방식으로 도포하여 형성될 수 있다. 이 경우 광원의 종류 및 광 확산 시트의 구체적인 용도에 따라 도트 문양의 크기, 각형 글라스비드의 함량 등이 적절하게 채택될 수 있다. 또한, 광원 위치에 대응되지 않는 부분은 상부 광 확산층을 형성하지 않거나, 글라스 비드를 포함하지 않는 투명 잉크로 도포할 수 있다.
선택적으로, 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 구현예에서, 상기 상부 광 확산층(40)은 다수의 볼록 렌즈 형상이 평면상에 분포된 패턴으로 상부 광 확산층 형성용 잉크를 스크린 인쇄방식으로 도포하여 형성될 수 있다. 상부 확산층(40)이 다수의 볼록 렌즈 형상 패턴을 갖게 되면 집광성이 개선되어 광 확산 시트의 휘도를 높일 수 있다. 광 확산 시트의 휘도가 높아지면 광원의 수를 줄일 수 있으므로 보다 경제적인 장치 구성이 가능하다. 상기 볼록 렌즈 형상은 광 확산 시트의 구체적인 용도에 따라 그 지름을 적절히 결정할 수 있으며, 예를 들면 20 ~ 3000 마이크론일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
선택적으로 본 발명의 또 다른 구현예에서는, 상기 볼록 렌즈 형상 패턴이 다층으로 구성되도록 상부 광 확산층 형성용 잉크를 수 차례 스크린 인쇄방식으로 도포할 수 있다. 볼록 렌즈 형상 패턴이 다층으로 구성되면 광 확산 시트에서 방출되는 광의 직진성이 더욱 향상될 수 있다.
또한, 광 확산 시트의 구체적인 용도에 따라 필요하다면, 상기 다수의 볼록 렌즈 형상 패턴은 영역에 따라 서로 다른 색상을 갖도록 스크린 인쇄될 수 있다. 그에 따라 백색광원만을 사용하여도 다양한 색상의 광의 방출이 가능하여, 보다 간단한 발광 장치 구성이 가능하다.
선택적으로, 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명이 다른 구현예에서, 반사층(20) 하부에 광원(100)이 존재하는 경우에는 상기 상부 광 확산층(40)은, 광원(100)의 위치에 대응되는 부분은 광원의 직경보다 큰 직경을 갖는 하나의 볼록 렌즈 형상을 갖고, 광원(100)의 위치에 대응되지 않는 부분은 광원(100)의 직경보다 작은 직경을 갖는 다수의 볼록 렌즈가 분포된 패턴을 갖도록 상부 광 확산층 형성용 잉크를 스크린 인쇄방식으로 도포하여 형성될 수 있다.
또한 선택적으로, 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 구현예에서, 도광층 상부에 광 확산층을 포함하거나 포함하지 않는 광 확산 시트의 광원(100)과 대향하지 않는 측면에 바인더 수지 및 각형 글라스 비드를 포함하는 측면 광 확산층(50) 및 상기 측면 광 확산층 외부에 반사층(60)을 더 형성할 수 있다. 광 확산 시트의 측면에 본 발명에 따른 광 확산층(50) 및 반사층(60)을 더 구비하게 되면, 측면으로 방출되는 광의 손실을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 결국 광 확산 시트의 상부로 방출되는 광량이 증가되므로 광 확산 시트의 휘도를 높일 수 있다. 측면 광 확산층(50) 및 측면 반사층(60)을 제조하는 방법은 스크린 인쇄, 스프레이 분사 등 통상적으로 사용되는 잉크 도포 방식이 적용될 수 있다.
또한, 선택적으로, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 광 확산층(10)은, 고휘도가 필요한 영역의 경계부는 바인더 수지 및 구형 글라스 비드(12)를 포함하는 잉크로 스크린 인쇄하고, 상기 경계부 내부의 고휘도 영역은 바인더 수지 및 각형 글라스 비드(11)를 포함하는 잉크로 스크린 인쇄하여 형성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 구형 글라스 비드는 빛이 입사한 방향으로 다시 되돌아가는 빛의 양이 많으므 로, 특정 영역의 경계부를 구형 글라스 비드를 포함하는 잉크로 스크린 인쇄하여 형성하고, 상기 경계부 내부의 특정 영역은 각형 글라스 비드를 포함하는 잉크로 스크린 인쇄하여 형성하면, 특정 영역 내에서 산란되는 광 중에서 상기 경계부로 입사하는 광은 다시 특정 영액 내로 돌아오게 되므로, 상기 특정 영역은 다른 영역보다 고휘도를 나타낼 수 있게 된다.
본 발명에서 사용되는 광 확산층 형성용 잉크는 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 첨가제를 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 소포제, 레벨링제, 희석제, 건조 지연제 등이 필요에 따라 적절한 양으로 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이상, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 도면으로 도시하여 상세하게 설명하였다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 전술한 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따라 제조된 측면 또는 전면 광원용 광 확산 시트의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 구현예에 따라 제조된 도광층과 상부 광 확산층을 구비한 측면 또는 전면 광원용 광 확산 시트의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 일 구현예에 따라 제조된, 도광층과 상부 광 확산층을 더 구비한 후면 광원용 광 확산 시트의 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 일 구현예에 따라 제조되며, 다수의 볼록렌즈 형상의 패턴을 구비한 상부 광 확산층을 갖는 광 확산 시트의 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 일 구현예에 따라 제조되며, 다수의 볼록렌즈 형상을 구비하되, 광원에 대응하는 볼록 렌즈 형상은 다른 위치의 볼록 렌즈 형상보다 큰 패턴을 구비한 상부 광 확산층을 갖는 광 확산 시트의 개략적인 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 일 구현예에 따라 제조되며, 시트의 측면에도 광 확산층 및 반사층을 구비한 광 확산 시트의 개략적인 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 일 구현예에 따라 제조되며, 각형 글라스 비드 영역과 구형 글라스 비드 영역을 별개로 구비하는 광 확산층을 갖는 광 확산 시트의 개 략적인 단면도이다.

Claims (12)

  1. 반사층 및 광 확산층을 구비하는 광 확산 시트의 제조방법에 있어서,
    상기 광 확산층은 상기 반사층 상부에 바인더 수지 및 각형 글라스 비드를 포함하는 광 확산층 형성용 잉크를 스크린 인쇄방식으로 도포하여 형성되는 것을 특징으로 하는 광 확산 시트의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광 확산층 형성용 잉크는 구형 글라스 비드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 확산 시트의 제조방법.
  3. 반사층, 하부 광 확산층 및 도광층을 구비하는 광 확산 시트의 제조방법에 있어서,
    상기 하부 광 확산층은 상기 도광층에 바인더 수지 및 각형 글라스 비드를 포함하는 하부 광 확산층 형성용 잉크를 스크린 인쇄방식으로 도포하여 형성되는 것을 특징으로 하는 광 확산 시트의 제조방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 하부 광 확산층 형성용 잉크는 구형 글라스 비드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 확산 시트의 제조방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 도광층 상부에 광 확산층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 확산시트의 제조방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 상부 광 확산층은 바인더 수지 및 각형 글라스 비드를 포함하는 상부 광 확산층 형성용 잉크를 스크린 인쇄방식으로 도포하여 형성되는 것을 특징으로 하는 광 확산 시트의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    광원이 광 확산층 하부에 존재하는 경우에 상기 상부 광 확산층은 광원의 위치에 대응되는 부분에만 각형 글라스 비드를 포함하는 상부 광 확산층 형성용 잉크로 도트문양을 구비하도록 스크린 인쇄방식으로 도포하여 형성되는 것을 특징으로 하는 광 확산 시트의 제조방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 상부 광 확산층은 다수의 볼록 렌즈 형상이 평면상에 분포된 패턴으로 상부 광 확산층 형성용 잉크를 스크린 인쇄방식으로 도포하여 형성되는 것을 특징으로 하는 광 확산 시트의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    색상이 다른 상부 광 확산층 형성용 잉크를 색상 별로 별도로 스크린 인쇄방식으로 도포하여, 상기 상부 광 확산층이 서로 다른 색상을 구비한 다수의 볼록 렌즈 패턴 영역으로 이루어지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 광 확산 시트의 제조방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 볼록 렌즈 패턴은 다층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 광 확산 시트의 제조방법.
  11. 제3항 또는 제5항에 있어서,
    상기 광 확산 시트의 광원과 대향하지 않는 측면에 바인더 수지 및 각형 글라스 비드를 포함하는 측면 광 확산층 및 상기 측면 광 확산층 외부에 반사층을 더 형성하는 것을 특징으로 하는 광 확산 시트의 제조방법.
  12. 제5항에 있어서,
    상기 상부 광 확산층은, 고휘도가 필요한 영역의 경계부는 바인더 수지 및 구형 글라스 비드를 포함하는 잉크로 스크린 인쇄하고, 상기 경계부 내부의 고휘도 영역은 바인더 수지 및 각형 글라스 비드를 포함하는 잉크로 스크린 인쇄하여 형성 되는 것을 특징으로 하는 광 확산 시트의 제조방법.
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