KR100661950B1 - 광반사 필름 및 발광 장치 - Google Patents

Abstract

조작 조건에 따라 방사 지향성 및 조명 범위를 용이하게 조절할 수 있고 발광 장치에서 방사된 광의 강도를 효과적으로 상승시킬 수 있는 광반사 필름을 제공한다. 광원의 발광면의 일부가 광반사 필름으로 피복되도록 하여 나머지 부분 및 발광면의 피복되지 않은 부분으로부터 방사된 광의 강도를 상승시키고, 광반사 필름은 광원의 발광면에 대향하는 반사면을 갖는 유전성 반사 필름 및 유전성 굴절 필름의 반사면에 밀착된 광투과성 접착제 필름을 포함한다는 것을 특징으로 하는 광원의 발광면에 밀착된 광반사 필름.

광반사 필름, 발광 장치, 유전성 광반사층, 접착제 층, 유전 반사 원리, 굴절율

Description

광반사 필름 및 발광 장치 {Light Reflective Film and Light Emitting Apparatus}

본 발명은 광반사 필름 및 발광 장치, 더욱 특히는 형광 튜브, 저온 음극 튜브 등과 같은 광원을 포함하는 발광 장치를 형성하는데 특히 적합한 광반사 필름 및 상기 광반사 필름을 사용하여 형성되는 발광 장치에 관한 것이다.

잘 공지된 바와 같이, 형광 튜브, 저온 음극 튜브 등과 같은 고주파 전류 발광체를 포함하는 광원은 액정 디스플레이 장치용 후광을 포함하는 실내 및 실외 조명에 널리 사용된다. 그러한 광원은 조작 조건에 따라 적절한 지향성 및 높은 강도로 광을 방사할 것이 요구된다. 이들 요건들을 충족하기 위해서, 후방에 반사 소자, 내부에 반사 필름으로 코팅된 반사 형광 튜브 및 애퍼추어 (aperture) 형광 튜브를 갖는 광원이 사용된다.

고-주파 전류 발광체를 포함하는 광원과 조합하여 사용된 종래 기술의 반사 소자의 전형적인 예는 광원에서 소정 거리 (통상적으로 1 mm 이상)로 이격되어 배치된 반사 판 등이다. 이것은 반사 소자의 반사면이 통상적으로 형광 튜브 등에 근접하여 배치되었을 때 고-주파 전류의 누출을 유발할 수 있는 금속 층의 표면을 포함하기 때문이다.

또한, 반사 소자가 내장된 광원은 반사체 형광 튜브 (예를 들어 FL30SRW (NEC Home Electronics Co., Ltd. 제조)) 및 애퍼추어 형광 튜브 (예를 들어 FL32SAD70 (NEC Home Electronics Co., Ltd. 제조))와 같이 공지되어 있다. 예를 들어, 상기 기재된 반사체 형광 튜브는 광투과성 유리 튜브의 내부 주변 표면의 약 2/3 (피복 부분의 각도 약 240°에 해당함)가 필름으로 피복되도록 내부 주변 표면에 밀착된 반사 필름을 갖고 또한 유리 튜브의 전체 내부 주변 표면상에 형광체로 코팅되어 있다. 이 형광 튜브에서, 형광체는 유리 튜브내의 진공 방전에 기인하여 발광하고 광은 광반사 필름으로 피복되지 않은 유리 튜브의 부분만을 통하여 외부로 유도된다. 애퍼추어 튜브는 유리 튜브의 내부 주변 표면의 약 4/5가 필름으로 피복되도록 내부 주변 표면에 밀착된 반사 필름을 갖는 한편, 단지 광반사 필름의 내부 주변 표면만이 형광체로 코팅되어 있고 광반사 필름 및 형광체를 갖지 않는 애퍼추어 표면이 제공되어 있다. 광이 형광체에 의해 확산되지 않기 때문에 광은 상승된 지향성으로 애퍼추어 표면을 통해 방사된다.

종래 기재된 바와 같이, 반사 소자의 반사면은 통상적으로 금속 필름, 시이트, 증착된 필름 등으로부터 형성된다. 이는 금속 표면이 상대적으로 높은 반사율을 갖고 소위 거울 반사를 제공할 수 있어서 반사된 광의 지향성을 향상시키기 용이하게 하기 때문이다. 금속을 사용하지 않고 표면에서 광반사율을 효과적으로 향상시키기 위한 목적으로 유전성 반사체를 사용하는 것이 또한 공지되어 있다. 예를 들어, 일본국 공보 (공표) 제9-506837호, 동 제9-506084호 및 동 제9-511844호 (T2)에는 상이한 굴절율을 갖는 유전성 물질들을 포함하는 제1층 및 제2층을 교대 로 라미네이션하여 형성된 유전성 반사 필름이 개시되어 있다.

그러한 유전성 반사 필름은 상기 기재된 바와 같은 다수의 유전층을 서로 밀착 위치시켜 형성되어, 두께 및 굴절율이 특별한 관계에 있어서 특이 파장 선택성 (특정 파장의 광을 투과시키고 다른 파장의 광을 반사함)이 제공된다. 파장 선택성은 두 층에 개재된 유전층의 두께와 굴절율의 곱이 유전층에 입사하는 광의 파장의 1/4이 되고 유전층의 굴절율이 그의 양면상의 층들의 굴절율들보다 높거나 낮으면, 유전층 및 개재하는 층들 사이의 두 경계면에서 반사되는 광선은 같은 위상을 갖고 따라서 서로 보강하게 된다는 파장-선택적 반사 원리 (유전 반사 원리)를 사용하여 달성된다. 따라서, 가시 영역에서 본질적으로 모든 파장의 광을 반사하도록 디자인된 유전층을 포함하는 유전성 반사 필름은 가시광에 대해 예를 들어 약 80 % 이상의 반사율을 갖는 거울 반사를 실현하는 반사 필름으로서 작용한다. 유전성 물질은 통상적으로 제1 중합체 및 제1 중합체의 굴절율과 상이한 굴절율을 갖는 제2 중합체를 포함하고, 전기 전도성 금속을 포함하지 않는다.

그러나, 상기 기재된 종래의 반사 소자가 내장된 광원 또는 외부 반사 소자는 하기 기재된 것과 같은 문제점을 갖는다. 즉, 반사 소자가 내장된 광원은 반사층이 내부에 배치되므로 조작 조건에 따라 방사 지향성 및 조명 범위를 용이하게 변경하는 것을 허용치 않는다. 다른 한편으로, 외부 반사 소자의 경우, 조작 조건에 따라 방사 지향성을 변경하는 것은 상대적으로 용이하나, 반사 소자는 부피가 크고 따라서 충분한 공간을 확보할 수 없는 장소에서는 조작 조건을 충족시키면서 반사 소자를 사용하기가 어렵다. 또한, 방사 지향성은 반사 소자의 디자인에 의해 고유하게 결정되므로 설치 후에는 변경할 수 없다.

상기 기재된 바와 같은 유전성 반사 필름을 외부 반사 소자 (광원으로부터 소정 거리에 배치된, 즉 기단으로 분리된 반사체)의 반사면을 구성하는 물질로서 사용하는 것이 공지되어 있음에도 불구하고, 조작 조건에 따라 방사 지향성을 용이하게 변경하기 위한 방법 및 발광 장치에 의해 방사된 광의 강도를 효과적으로 향상시키기 위한 방법은 제안되지 않았다.

따라서, 본 발명은 외부 반사 소자의 설치를 위한 충분한 공간이 확보될 수 없는 장소에서도, 조작 조건에 따라 방사된 광의 지향성 및 조명 범위를 용이하게 조절할 수 있고 또한 발광 장치에 의해 방사된 광의 강도를 효과적으로 상승시킬 수 있는 광반사 필름을 제공한다.

<발명의 요약>

본 발명은 또한 상기 기재된 광반사 필름을 사용하여 방사된 광의 강도를 효과적으로 상승시킬 수 있는 발광 장치를 제공한다.

한 측면에서, 본 발명은 청구항 1에서 청구된 바와 같은 광반사 필름 생성물을 제공한다.

다른 측면에서, 본 발명은 청구항 2에서 청구된 바와 같은 발광 장치를 제공한다.

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도 1은 본 발명에 따른 발광 장치의 한 바람직한 실시태양을 도시하는 단면도이고;

도 2는 본 발명에 따른 광반사 필름의 한 바람직한 형상을 도시하는 단면도이고;

도 3은 본 발명에 따른 광반사 필름의 다른 바람직한 형상을 도시하는 단면도이고;

도 4는 본 발명에 따른 발광 장치로부터 방사 지향성을 평가한 결과를 가로 좌표에 회전각을 플롯하고 세로 좌표에 휘도를 플롯하여 도시한 그래프이다.

먼저, 본 발명을 보다 이해시키기 위해 본 발명의 작용면을 설명한다.

본 발명에 따른 광반사 필름은 광원의 발광면에 대향하는 광 반사면을 갖는 유전성 광반사층 및 유전성 광반사층의 반사면에 밀착된 광투과성 접착제 층을 포함한다. 따라서, 발광 장치를 형성하는 소정 장소에서 필요로 하는 조명 범위 (방사 각) 및 방사 지향성이 얻어지도록 광반사 필름을 배치하기는 매우 용이하다. 즉, 본 발명의 광반사 필름을 설치하는데 필요한 것은 광원의 발광면의 일부를 소정 면적만큼 피복하기 위해 단지 광반사 필름을 광투과성 접착제의 층을 통해 발광면에 밀착 (접착)시키는 것이다. 이것은 광원의 발광면의 나머지 부분을 통해 방사된 광의 강도를 효과적으로 상승시키는 것을 가능하게 하고, 방사되는 광의 범위 및 방사 지향성을 용이하게 및 자유롭게 조절하는 것을 가능하게 한다.

또한, 광원의 발광면에 근접하게 배치된 반사면은 중합체 (유전성 물질)로 형성되기 때문에, 광원이 형광 튜브, 저온 음극 튜브 등과 같은 고주파 전류 발광체인 경우에도 누전 또는 단락에 기인하여 고-주파 전류가 누출되는 것을 신뢰성있게 방지할 수 있다.

더욱 더, 접착제 층을 통해 광원의 발광면에 밀착된 광반사 필름의 반사면의 배치는 하기 기재된 바와 같은 효과를 갖는다. 광원으로부터 방사되고 유전성 광반사층의 표면에 입사된 광은 표면에서 일부 반사되고 유전성 광반사층으로 진입하는 나머지는 층에서 반사되어 표면을 통해 외부로 다시 나타나게 되어 광은 총체적으로 이들 합해진 반사 작용 (유전 반사 원리)을 통해 반사된다. 이 때, 유전성 광반사층의 표면이 공기와의 경계면 (굴절율 = 1)을 구성할 경우, 표면을 통해 층의 내부로부터 외부로 다시 나타나는 광의 부분은 공기와의 경계면에서 반사되고 층으로 되돌아간다. 유전성 반사층으로 되돌아간 광은 층에서 약화되고, 그 결과 유전성 반사층에서 반사된 광의 강도는 감소하고 따라서 발광 장치에 의해 방사된 광의 강도가 감소하게 된다. 그러나 유전성 반사층이 공기 대신에 접착제 층과의 경계면을 갖는 경우, 층으로 되돌아오는 광은 최소화될 수 있고 따라서 발광 장치 에 의해 방사되는 광의 강도를 효과적으로 상승시킨다. 이는 접착제 (즉, 중합체)의 굴절율이 공기의 굴절율보다 높기 때문이다.

본 발명에 따른 광반사 필름은 바람직하게는 유전성 반사층의 반사면에 대향하는 표면과 밀착된 확산성 반사층을 또한 포함한다. 이 형태는 광원에 의해 방사된 광이 유전성 반사층만에 의해서는 효과적으로 반사될 수 없고 그를 통해 투과하는 파장을 포함할 때에도, 본질적으로 광의 스펙트럼을 변경하지 않고서도 반사된 광을 조명 영역으로 인도하는 것을 가능하게 한다.

이어서, 본 발명에 따른 광반사 필름 및 발광 장치는 물론 그의 구성 요소를 하기에 설명한다.

본 발명의 한 실시태양에 따른 광반사 필름은 도 1에서 나타나는 것과 같이 반사층 (3) 및 광-투과성 접착제 층 (2)를 포함한다. 광반사 필름 (4)는 접착제 층 (2)를 통해 광원 (1)의 주변 표면 (발광면)의 일부에 고정적으로 결합될 수 있어서, 발광 장치 (10)을 형성한다. 그러므로, 광원 (1)을 설치한 경우 광원 (1)의 주변 표면을 소정 피복 면적으로 광반사 필름 (4)로 밀착시켜서 광반사 필름으로 피복되지 않은 주변 표면의 나머지 부분을 통해 방사된 광 (방사광)의 강도를 상승시키고 필요로 하는 방사 지향성을 달성하는 것은 매우 용이하다. 도면에 나타난 실시태양의 광반사 필름은 실질적으로 직사각형 형태이다. 이 경우, 광반사 필름은 직사각형의 긴 변이 광원 (1)의 종축 방향에 실질적으로 평행하도록 배치된다. 광반사 필름의 형태는 상기 기재된 바에 제한되지 않고 사용의 분야 및 목적에 따라 자유롭게 선택될 수 있다. 예를 들어, 평행 사변형, 사다리꼴, 원, 타원 또는 기하학적 규칙성을 갖는 다각형이 또한 사용될 수 있다.

광반사 필름에 의해 피복되는 면적의 비율은 통상적으로 주변 표면 (발광면)의 총 면적의 1 내지 95 %, 바람직하게는 12 내지 85 %, 및 더욱 바람직하게는 25 내지 75 %의 범위이다. 피복 면적이 더 적으면 방사 지향성을 효과적으로 향상시키는데 실패할 수 있고 피복 면적이 크면 조명 범위 (방사 각)를 너무 좁게 하므로, 어느 경우이건 발광 장치는 실용적 유용성이 적게 될 수 있다. 형광 튜브와 같은 광원이 원형 횡단면을 갖는 경우, 광반사 필름으로 피복되는 각 (감은 각)은 통상적으로 5 내지 355°, 바람직하게는 45 내지 315°, 및 더욱 바람직하게는 90 내지 270°의 범위에 있다. 피복 각이 더 적으면 방사 지향성을 효과적으로 향상시키는데 실패할 수 있고 피복 각이 더 크면 조명 범위 (방사 각)를 너무 좁게 하므로, 어느 경우이건 발광 장치는 실용적 유용성이 적게 될 수 있다. "피복 각"은 광원의 횡단면 (종축 방향에 직각인 단면)에서 광반사 필름으로 피복되는 부분에 의해 형성된 호에 의해 정해지는 중심각으로서 정의된다.

광반사층은 통상적으로 유전성 반사층을 포함하는 한편, 또한 유전성 반사층 이외에도 상기 기재된 확산성 반사층 또는 다른 층을 포함할 수 있다. 또 한편으로는, 광원의 발광면에 대향하는 광 반사면은 유전성 반사층의 광 반사면으로부터 형성되는 한편, 접착제 층은 유전성 반사층의 광 반사면에 밀착되어야 할 필요가 있다. 유전성 반사층의 반사율은 통상적으로 70 % 이상, 바람직하게는 80 % 이상, 및 더욱 바람직하게는 90 % 이상이다. 본 명세서에서 사용된 "반사율"은 450 내지 750 nm의 전체 범위의 파장에 걸쳐 분광 측광기를 사용하여 측정된다. 따라서, "70 % 이상의 반사율"은 450 내지 750 nm의 범위에서 70 % 미만의 반사율로 반사되는 파장이 없다는 의미이다.

접착제를 통한 광의 투과율은 통상적으로 70 % 이상, 바람직하게는 80 % 이상, 및 더욱 바람직하게는 90 % 이상이다. 본 명세서에서 언급된 "투과율"은 450 내지 750 nm의 전체 범위의 파장에 걸쳐 분광 측광기를 사용하여 측정된다. 따라서, "70 % 이상의 투과율"은 450 내지 750 nm의 범위에서 70 % 미만의 투과율로 투과되는 파장이 없다는 의미이다.

광반사층의 총 두께는 본 발명의 효과에 불리하게 영향을 미치지 않는 한 특정하게 제한되지 않는다. 그러나, 곡면의 발광면에 용이하게 결합할 수 있도록 광반사 필름이 높은 가요성을 갖는 것이 바람직하다. 그러한 관점에서, 두께는 통상적으로 1 내지 500 μm, 바람직하게는 10 내지 300 μm이다. 또한, 접착제 층의 두께는 본 발명의 효과에 불리하게 영향을 미치지 않는 한 특정하게 제한되지 않는다. 그러나, 곡면의 발광면에 광반사 필름을 용이하게 결합할 수 있도록 높은 접착력이 제공되는 것이 바람직하다. 그러한 관점에서, 두께는 통상적으로 5 내지 200 μm, 바람직하게는 10 내지 100 μm이다.

광반사 필름의 평면 치수는 광반사 필름을 도입하는 발광 장치의 전체적인 외형의 부피가 커지지 않도록 바람직하게 결정된다. 예를 들어, 광반사 필름의 평면 치수는 광반사 필름의 전체 광 반사면이 광원의 발광면에 밀착되도록 (즉, 발광면과 밀착되지 않는 여분의 부분이 없도록) 결정된다. 접착제 층은 광반사 필름의 전체 광 반사면상 또는 광 반사면의 일부상에 배치될 수 있다. 그러나, 접착제 층 이 광반사 필름의 전체 광 반사면상에 배치될 때, 하기 기재된 이점이 얻어질 수 있다. 하기 기재된 바와 같이, 유전성 반사층이 전형적으로 중합체로 형성된다. 따라서, 연장된 기간 동안 광 반사면을 도입한 발광 장치를 사용할 경우 광원에 의해 발생된 열에 기인한 수축 또는 구겨짐과 같은 변형이 유발될 수 있다. 그러나, 광반사 필름의 전체 광 반사면이 발광면에 고정적으로 결합되었을 때, 열을 발생하는 광원에 밀착되었을 때에도 그러한 변형은 효과적으로 방지될 수 있다.

본 발명의 실시태양에 따라, 상기 기재된 바와 같이 반사층은 유전성 광반사층을 포함한다. 유전성 광반사층은 바람직하게는 제1 유전성 중합체를 포함하는 다수의 층들로 구성된 제1군 및 제1 유전성 중합체의 굴절율과 상이한 굴절율을 갖는 제2 유전성 중합체를 포함하는 다수의 층들로 구성된 제2군을 포함하고 제1 중합체 층 및 제2 중합체 층이 교대로 라미네이션되어 있다. 특히, 제1군 및 제2군중 하나 이상은 유전 반사 원리의 효과를 사용한 두께 (d, nm)와 굴절율 (n)의 곱 (nd)이 반사된 광의 파장의 1/4인 1/4 파장 층을 포함한다. 유전성 광반사층은 상기 기재된 다수 형태의 중합체 라미네이션에 의해 형성되기 때문에, 유전성 광반사층은 재단 등으로 용이하게 가공될 수 있고 곡면에 접착하기 적합한 가요성을 만족스럽게 갖는다.

상기 기재된 것과 같은 유전성 반사층은 예를 들어 유전성 반사 필름을 포함한다. 그러한 유전성 반사 필름은

a) 다층 코팅 방법으로 가요성 투명 필름을 유전성 물질 (중합체)의 층으로 코팅하는 방법; 또는

b) 중합체로 만들어진 유전성 물질을 사용하여 공동-압출 방법에 의해 다수 층의 필름을 형성하는 방법과 같은 방법들에 의해 형성될 수 있다. 그러한 유전성 반사 필름을 제조하는 방법은 예를 들어 상기 인용된 일본국 공보 (공표) 제9-506837호 (T2)에 개시되어 있다.

유전성 물질로서 이용될 수 있는 중합체는 굴절율이 1.1 이상인 광-투과성 중합체이고, 예를 들어 폴리에스테르 (예를 들어 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 에틸렌 프탈레이트-에틸렌 테레프탈레이트의 공중합체 등), 아크릴계 중합체 (예를 들어 폴리메틸 메트아크릴레이트, 메틸 메트아크릴레이트 및 기타 (메트)아크릴레이트의 공중합체 등), 폴리스티렌계 중합체 (예를 들어 폴리스티렌, 스티렌 및 부타디엔의 공중합체, 스티렌 및 아크릴로니트릴의 공중합체 등), 플루오로중합체 (예를 들어 폴리비닐리덴 플루오라이드, 에틸렌 플루오라이드-프로필렌 플루오라이드 공중합체 등) 및 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-아크릴산 공중합체, 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체, 폴리비닐리덴 클로라이드, 폴리카보네이트, 폴리우레탄, 에폭시 수지 등과 같은 중합체들이 바람직하게 사용될 수 있다. 유전성 반사 필름은 상기 기재된 방법 (b)에 의해 다층 중합체 필름으로서 바람직하게 형성된다. 이는 상기 방법 (b)가 가공성이 좋으므로 본 발명의 유전성 반사 필름이 용이하게 제조될 수 있기 때문이다.

유전성 반사 필름은 예를 들어 상기 기재된 바와 같은 1종 이상의 유전성 중합체를 포함하는 제1층 및 유사한 형태의 유전성 중합체를 포함하는 제2층을 라미네이션시켜 형성된다. 실질적으로, 모든 층은 상기 기재된 유전 반사 효과가 얻어 질 수 있도록 1 μm 이하의 두께를 갖고 상이한 두께를 갖는 다수의 층들이 포함된다. 각 층의 굴절율은 통상적으로 1.1 이상, 바람직하게는 1.2 내지 2.8의 범위내에 있다. 제1층의 굴절율 n₁ 및 제2층의 굴절율 n₂의 차이 (An₁n₂ )는 통상적으로 0.05 내지 1.5, 바람직하게는 0.1 내지 1.0의 범위내에 있다. 층들이 중합체를 포함하는 경우, 층들은 바람직하게는 2축 배향되는데, 이는 반사율을 효과적으로 향상시키기 때문이다.

상기 기재된 두 종류 이외에도, 1층 이상의 유전성 중합체 층을 가하여 라미네이트를 형성할 수 있다. 본 발명의 효과에 불리하게 영향을 미치지 않는 한, 유전층은 자외선 흡수제, 항산화제, 방미제, 부식 방지제, 수분 흡수제, 착색제, 인광 물질, 계면활성제 등과 같은 첨가제를 또한 함유할 수 있다. 또한, 본 발명의 효과에 불리하게 영향을 미치지 않는 한, 광투과 보호층 또는 착색층과 같은 또다른 층을 유전성 반사 필름의 전면, 후면 또는 양면에 도포하여 제조된 유전성 반사 필름도 유전성 광반사층으로 사용될 수 있다. 이 때, 통상 사용되는 또다른 층은 두께가 0.1 내지 100 ㎛이다. 또한, 유전성 반사 필름은 편광 효과를 가진 광반사 필름일 수도 있다.

본 발명의 한 바람직한 실시태양에 따라, 광반사층은 유전성 광반사층 및 유전성 광반사층의 광반사면 (광원과 대향하는 면)의 반대쪽 표면 (라미네이트 표면)과 밀착된 확산반사층을 포함하는 층들의 라미네이트로 구성된다. 확산반사층은 예를 들어, 유전성 광반사층의 라미네이트 면을 결합제 및 결합제에 분산된 광확산 입자를 포함하는 광반사 코팅 재료로 코팅시킴으로써 제조된다. 코팅 재료를 예를 들어 나이프 코팅 장치, 바 (bar) 코팅 장치 등의 통상적인 코팅 장치를 이용하여 코팅시킬 수 있다.

결합제로서, 코팅을 위한 통상적인 중합체 또는 수지가 사용될 수 있고, 예를 들어 (메트)아크릴레이트 공중합체, 폴리우레탄 수지, 실리콘 중합체 (실리콘-폴리우레아 공중합체 포함), 플루오로중합체, 염화비닐 중합체, 에폭시 수지 등이 포함된다. 상기 중합체의 광투과성이 높을 수록 양호한 것이다. 광투과율은 통상적으로 80 % 이상이다.

광확산 입자는 예를 들어 산화티타늄 및 황산바륨과 같은 백색 무기 입자, 유리 입자, 세라믹 입자, 유기 중합체 입자, 기포 및 미세 금속 입자이다. 광확산 입자는 중실체 또는 중공체일 수 있다. 광확산 입자의 입도는 통상적으로 0.05 내지 10 ㎛이다.

확산반사층의 두께는 상기 기재된 효과를 달성하도록 결정되고, 통상적으로 10 내지 100 μm 범위이다. 또한, 광반사 페인트 중의 광확산 입자의 혼합비는 결합제 (고체 함량) 100 중량부를 기준으로 20 내지 800 중량부이다.

접착제는 가능한한 투명도가 높은 것이 바람직하고, 이의 굴절율은 통상적으로 1.3 내지 1.8, 바람직하게는 1.4 내지 1.6 범위이다. 접착제의 유형은 바람직하게는 감압형 (감압접착제), 가온용융형, 감열형 (열-활성화), 용매-활성형 또는 경화형이다. 경화형 접착제는 바람직하게는 열, 수분 또는 복사선 (예, 자외선 등)에 의해 경화된다.

바람직한 접착제는 실리콘 중합체 (실리콘-폴리우레아 공중합체 포함), 아크릴 중합체, 폴리우레탄, 고무 중합체 (예를 들어, 천연 고무, 스티렌 공중합체 등)를 함유하는 접착제이다. 이들중, 고도의 투명성, 고도의 접착성 및 고도의 굴절율 (통상적으로 1.4 이상)을 동시에 나타낼 수 있기 때문에, 아크릴계 접착제가 바람직하게 사용된다.

아크릴계 중합체는 탄소 원자수 4 내지 14인 아크릴레이트 단량체 (예를 들어, 이소옥틸 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트 등) 및 임의로 사용된 극성기-함유 (메트)아크릴레이트 단량체 (예를 들어, (메트)아크릴산, 카르복실알킬 (메트)아크릴레이트, 히드록시알킬 (메트)아크릴레이트, N,N-디알킬아크릴아미드 등)를 함유하는 반응 생성물로부터 얻어진 중합체, 또는 이러한 중합체를 함유하는 조성물이다.

접착제 층은 예를 들어 중합체 또는 중합체 조성물을 함유하는 코팅 용액을 유전성 광반사층 상에 코팅시킴으로써 제조될 수 있다. 접착제 층은 중합후 중합체를 형성할 수 있는 반응 물질을 함유하는 코팅 용액을 도포한 후, 광반사면 상에서의 중합반응 공정 (예, 자외선 중합, 열 중합 등)에 의해 제조될 수도 있다. 별법으로, 박리 필름 상에서 별도로 제조된 접착제 필름을 박리 필름으로부터 유전성 광반사층으로 전사시킬 수도 있다.

접착제는 통상적으로 무색이나, 본 발명의 효과에 불리한 영향을 미치지 않는 한, 안료, 염료 등의 착색제를 함유시켜 착색될 수 있다. 또한, 접착제는 자외선 흡수제, 항산화제, 방미제, 부식 방지제, 수분 흡수제, 착색제, 인광 물질, 계 면활성제 등과 같은 첨가제를 또한 함유할 수 있다.

본 발명에 따른 발광 장치는 (a) 광원 및 (b) 광원의 발광면의 일부를 피복하도록 접착제 층을 통해 광원의 발광면에 밀착된 광반사 필름이 제공된다. 본 발명에 따른 발광 장치의 광원으로는 형광 튜브, 열이온 음극 튜브, 저온 음극 튜브, 네온 튜브, 크세논 튜브 등이 사용될 수 있다. 발광 장치의 출력 전력은 통상적으로 2 내지 200 W이다. 광원 형태는 직선형 (선형), 원형 (타원형 포함), 굽은 문자선형 또는 다른 형태 등일 수 있으며, 제한되지 않는다. 본 발명의 발광 장치에서, 광반사 필름의 전체 반사면은 광원의 발광면과 밀착될 수 있다. 이 경우, 발광 장치의 형태 및 크기가 사용시 광원의 형태 및 크기와 거의 동일하기 때문에, 선행기술의 외부 반사 소자를 포함하는 장치의 크기로 인한 문제점이 용이하게 해결될 수 있다.

본 발명에 따른 발광 장치는 실내 조명, 탁상용 조명, 유리 진열장과 같은 전시용 하광 (downlight) 조명, 하향 조명 광박스, 연부 광 형태 광박스, 네온 사인, 내부 조명된 간판 등에 사용될 수 있다.

예를 들어, 발광 장치는 하기 기재된 하향 조명 광박스에 이용될 수 있다. 발광 장치 (광원)는 공동 (광유도 공간)을 가진 박스 (통상적으로 직방체)의 광유도 공간 내에 배치된다. 박스는 통상적으로 광투과 재료로 제조된 창을 가진 상단 플레이트, 불투명 측면 플레이트 (4 개의 플레이트) 및 바닥 플레이트를 포함한다. 측면 플레이트와 바닥 플레이트의 내부 (광유도 공간과 대향하는 면)는 광반사 재료로 피복된다. 상단 플레이트는 바람직하게는 백색 반투명 확산투과 플레이트이다. 발광 장치는 상단 플레이트와 바닥 플레이트 사이에 배치된다. 필요로 하는 지향성으로 광을 방사시키기 위해, 본 발명의 광반사 필름을 광원과 밀착시켜 발광 장치를 제조한다. 이 경우, 광반사 필름으로 피복되는 면적 비율은 통상적으로 10 내지 50 %의 범위이다. 배치된 발광 장치 (광원)의 수는 통상적으로 1 내지 10 개, 바람직하게는 2 내지 6 개이다. 발광 장치는 바닥 플레이트 및(또는) 상단 플레이트에 평행하게 배치된다. 다수의 발광 장치를 사용하는 경우에는, 발광 장치를 통상적으로 서로 평행하게 배치한다.

측면 플레이트와 바닥 플레이트의 내부 표면을 피복하는 광반사 재료는 바람직하게는 비전도성 재료이고, 상기 기재된 확산반사층이 통상적으로 사용된다. 그러나, 광 창을 통해 방사된 광의 강도를 효과적으로 증가시키기 위해서는 유전성 반사 필름을 사용하는 것이 바람직하다. 측면 플레이트와 바닥 플레이트의 내부 표면은, 양면에 광반사면을 가진 유전성 반사 필름을 사용하여 제조된 본 발명의 광반사 필름을 사용하고, 접착제 층을 통해 광반사 필름을 밀착시킴으로써 양호한 반사성을 나타낼 수 있다.

발광 장치에 의해 방사된 거의 모든 광이 바닥 플레이트와 측면 플레이트로 향하고 광의 일부는 상단 플레이트로도 향하게끔, 발광 장치를 구성하는 광반사 필름의 형태 및 크기를 고안하는 것이 바람직하다. 이러한 구조에 의해, 광 창면을 통해 밝기를 일정하게 증가시키는 것이 가능하다. 예를 들어, 도 2 및 도 3에 도시된 것과 같이, 거의 직사각형인 광반사 필름 (4)의 2개의 긴 변 (폭 방향의 두 연부) 상에 다수의 슬릿 (금) 14를 만드는 것이 바람직하다. 슬릿의 형태가 삼각 형 및 직사각형과 같은 다각형, 원형, 타원형, 또는 도면에 도시된 것과 같이 다수개의 곡선의 규칙적인 조합에 의해 형성된 형태를 기본으로 하는 형태가 바람직하다. 광반사 필름의 긴 변의 연부로부터 잘라낸 최대 깊이 (광반사 필름의 연부에서 내부로 향하는 슬릿의 최대 크기)는 통상적으로 2 내지 20 mm, 바람직하게는 3 내지 10 mm이다. 인접한 슬릿들 사이의 거리 (광반사 필름의 긴 변을 따르는 방향으로 슬릿 중심 사이의 거리)는 슬릿의 깊이에 따라 달라질 수도 있지만, 통상적으로 2 내지 20 mm, 바람직하게는 3 내지 10 mm이다. 슬릿은 거의 동일한 형태이지만, 용도에 따라 다른 형태 및(또는) 크기를 가진 다수개의 슬릿을 조합할 수도 있다.

상기 기재된 하향 조명 광박스는 선행 기술에 비해 광 창을 통한 휘도 및 휘도의 불균일성을 개선시킬 수 있다.

본 발명은 하기 실시예를 참고하여 더욱더 설명된다. 본 발명이 이들 실시예에 의해 제한되지 않아야 한다는 것을 주목해야 한다.

<실시예 1>

(1) 광반사 필름의 제조

먼저, 유전성 광반사층으로서 사용될 유전성 광반사 필름을 제조하였다. 유전성 광반사 필름을 상기 언급된 일본국 공보 (공표) 제9-506837호 (T2)에 개시된 방법으로 제조하였다. 교대층을 형성하는 2개의 중합체는 폴리메틸 메트아크릴레이트 및 에틸렌 나프탈레이트에틸렌 테레프탈레이트의 코폴리에스테르이다. 유전 성 광반사 필름은 반사율이 약 80 내지 100 % (450 내지 750 nm에서)이고, 두께가 약 70 ㎛이다.

다음, 본 실시예의 광반사 필름을 두께가 80 ㎛인 감압형 아크릴계 접착제 시트 (광투과율이 약 98 %)를 유전성 광반사 필름의 광반사면 상에 라미네이션시켜 제조한다. 이 실시예의 광반사 필름은 양호한 가요성을 나타낸다. 광반사율 및 광투과율은 둘다 히따찌 코포레이션 (Hitachi Corp.)에서 제조된 자동 기록 분광 측광기 "타입 (type) U-4000"를 이용하여 측정하였다.

(2) 발광 장치의 제조

본 실시예의 광반사 필름을 소정 크기 및 형태로 자른 다음, 마쯔시따 일렉트릭 인더스트리얼 (Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.)사에서 제조된 형광 튜브 "팔루크티엠 데이 (PalucTm Day) FL-20 SS.EX-D/18"의 원주 둘레 상에 손으로 접착시켰다. 소정 피복 (감은) 각으로 형광 튜브의 발광면 상에 고정시켜, 본 실시예의 발광 장치를 제조하였다.

본 실시예에서, 형광 튜브의 길이와 거의 동일한 길이 및 전체 광반사면을 세가지 상이한 피복 각 (90°, 180°, 270°)으로 밀착시키는 폭을 가진 거의 직사각형 형태로 3가지 다른 크기의 광반사 필름을 제조하여 3가지 종류의 발광 장치를 제조하였다. 이들 발광 장치를 여러 피복 각 (3가지)의 모든 경우에서 용이하게 제조할 수 있었다.

발광 장치로부터의 방사 지향성은 하기 기재된 것과 같이 측정하였다. 발광 장치를 형광 튜브의 종축에 대해 5°씩 회전시키면서, 휘도 측정기 (BM-7, 탑콘 (Topcon Co., Ltd.)사 제품)를 이용하여 각 각도에서 조명의 휘도를 측정하고, 측 정 결과에 따라 지향성을 평가하였다. 이들 결과는 가로 좌표에 회전각을 나타내고 세로 좌표에 휘도를 플롯시킨 도 4에 도시되어 있다. 곡선 I은 이 실시예의 비교용 광반사 필름을 도시한 것이다. 곡선 II는 90°로 감은 경우이다. 곡선 III은 180°로 감은 경우이다. 곡선 IV는 270°로 감은 경우이다. 본 원에서 각도 "0"은 주변 방향으로 원주상에서 광반사 필름에 의해 피복되지 않은 형광 튜브의 나머지 부분의 중심점과 단면원의 중심점을 연결한 선 및 휘도 측정기의 광수신면이 세로좌표를 따라 플롯된 그래프에서 세로에 수직인 발광 장치 (형광 튜브)의 횡단면 (환형)에서 직각으로 교차되도록 휘도 측정기와 발광 장치를 배열시키는 위치로 정의하였다. 이 경우 90°의 방향은 사용되지 않는다. 그래프는 피복 각이 증가함에 따라 조명될 수 있는 범위가 감소되나, 휘도는 증가한다. 즉, 본 발명의 광반사 필름을 이용하여 방사 지향성을 용이하고 효과적으로 증가시킬 수 있다. 휘도 측정기의 광수신면과 발광 장치의 발광면 사이의 거리는 약 1 m로 고정시켰다.

<실시예 2>

유전성 광반사 필름의 광반사면의 반대쪽 면에 밀착된 확산반사층을 추가로 포함시키는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 본 실시예의 광반사 필름을 제조하였다. 황산바륨 (뉴 엘피 수퍼 (New LP Super), 토요 인크 (Toyo Inc Co., Ltd.)사 제품)을 함유하는 백색 광반사 페인트를 유전성 광반사 필름 상에 직접 코팅시키고 건조 후 두께가 50 ㎛가 되도록 건조시켜, 확산반사층을 제조하였다. 광반사 필름을 사용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 발광 장치를 제조하고, 지향성을 평가하였다. 이 실시예에서도 역시, 실시예 1과 유사하게 방사 지향성을 용이하고 효과적으로 개선시킬 수 있었다.

실시예 1의 반사 필름은 400 내지 450 nm의 광파장에서 약 65 내지 80 % 범위의 반사율을 나타내지만, 실시예 2에서는 확산반사층을 첨가하기 때문에 400 내지 450 nm에서 반사율을 약 90 내지 98 % 범위로 개선시킬 수 있다 (상기 기재된 분광 측광기로 측정). 따라서, 400 내지 450 nm 범위의 광원에 의해 발광될 때에도, 광 스펙트럼을 어렵게 변화시키지 않고도 반사광을 조명 지역으로 향하게 할 수 있다.

<비교예 1>

접착제를 사용하지 않고 유전성 광반사 필름을 형광 튜브의 발광면 둘레에 감은 것을 제외하고는, 본 실시예의 발광 장치를 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다. 피복 (감은) 각도를 90°, 180°및 270°로 설정하고, 유전성 광반사 필름으로 형광 튜브의 둘레를 감아서 발광면과 유전성 광반사 필름 사이에 공기가 있더라도 가능한한 서로 근접하게 유지시켰다. 그 결과, 실시예 1에 비해 휘도가 약 3.5 % 감소되었다. 이러한 결과는 본 발명의 광반사 필름을 이용하고 광원의 발광면과 유전성 광반사 필름의 광반사면을 서로 밀착시킴으로써, 휘도와 지향성 둘다를 개선시킬 수 있음을 보여준다.

<실시예 3>

하향 조명 광박스를 하기 방법으로 본 발명의 발광 장치를 이용하여 제조하였다.

먼저, 실시예 1에서 제조된 광반사 필름을 시판되는 광박스 (의학용 X-선 조사 장치, 키하라 메디컬 인더스트리 (Kihara Medical Industry Co., Ltd.) 내에 도입된 형광 튜브와 밀착시킴으로써 이 실시예의 발광 장치를 제조하였다. 이 실시예에서는, 직사각형 (길이 약 420 mm, 폭 약 15 mm) 광반사 필름을 제조한 다음, 이의 2 개의 긴 변 상에 다수개의 슬릿을 새겼다. 각 슬릿은 거의 이등변 삼각형 형태이었고, 광반사 필름의 긴 변의 연부로부터 잘라낸 최대 깊이는 5 mm이고, 인접한 슬릿들 사이의 거리는 5 mm이었다. 피복 면적 비율은 약 14 %이었다 (도 2 참조).

다음, 이 실시예의 발광 장치 4 개를 광박스의 광유도 공간 내에 상단 플레이트와 평행하고 4 개가 서로 평행하게 배치하여, 이 실시예의 하항 조명 광박스를 제조하였다. 발광 장치의 발광면 (광반사 필름으로 피복되지 않은 부분)이 바닥 플레이트와 대향하도록 발광 장치를 배치하고, 발광 장치로부터의 대부분의 광을 바닥 플레이트 및 측면 플레이트를 향하게 하고, 광의 일부는 상단 플레이트를 향하게 하였다. 상단 플레이트를 우유색 확산투과성 아크릴산 플레이트로 제조하고, 광박스의 내부 벽 (바닥 플레이트와 4 개의 측면 플레이트)을 백색 확산반사 페인트로 코팅하였다.

하향 조명 광박스의 전면에서 이의 상단 플레이트의 광 창의 휘도를 휘도 측정기 LS-110 (미놀타 (Minolta Corp.)사 제품)을 이용하여 측정하였다. 16 개 측정 지점에서의 평균 휘도는 840 cd/㎡이었고, 휘도의 불균일율 (최소값/최대값)은 65 %이었다. 본 발명의 광반사 필름을 사용하지 않고 측정한 경우에는, 평균 휘도 가 954 cd/㎡이었고, 휘도의 불균일율이 58 %이었다. 이는 통상적인 광박스의 광원을 본 발명의 발광 장치로 교체함으로써 휘도의 상당한 감소없이도 휘도의 불균일율을 개선시킬 수 있다는 것을 보여준다. 휘도 측정기의 광수신면과 광박스의 광 창 표면 사이의 거리를 약 1 m로 고정시켰다.

<실시예 4>

실시예 1에 사용된 유전성 광반사 필름의 광반사면을 광유도 공간의 내부로 향하는 광박스의 내부 벽 (바닥 플레이트 및 4개의 측면 플레이트)에 결합시킨 것을 제외하고는 실시예 3과 동일한 방법으로 본 실시예의 하향 조명 광박스를 제조하였다.

하향 조명 광박스의 전면에서 이의 상단 플레이트의 광 창의 휘도를 실시예 3과 동일한 방법으로 측정하였다. 그 결과, 평균 휘도가 1698 cd/㎡이고, 휘도의 불균일율이 83 %이었다. 이는 통상적인 광박스의 광원을 본 발명의 발광 장치로 교체하고 광유도 공간의 내부 벽을 유전성 광반사 필름으로 피복함으로써 휘도와 휘도의 불균일율 양자를 상당히 개선시킬 수 있다는 것을 보여준다. 이 실시예의 광박스 내의 광원을 피복하기 위한 광반사 필름을 사용하지 않고 측정한 경우에는, 평균 휘도가 1902 cd/㎡이었고, 휘도의 불균일율이 80 %이었다.

<실시예 5>

청색 광투과 착색층을 접착제 층 (감압형 아크릴산 접착제)과 유전성 광반사 필름 사이에 배치시킨 것을 제외하고는, 실시예 2와 동일한 방법으로 본 실시예의 광반사 필름을 제조하였다. 즉, 이 실시예의 유전성 광반사층을 유전성 광반사 필름과 착색층으로 구성하였다. 착색층은 하기 조성을 가진 코팅된 필름이고, 두께는 0.5 ㎛이었다. 광투과 착색층의 조성: 헬리오겐 블루 (Heliogen Blue) L670OF (바스프 (BASF Co.)사에서 시판하는 청색 안료) 100 중량부, 디스퍼바이크 (Disperbyk) 161 (BYK-케미 (BYK-Chemie)사에서 시판하는 분산제) 15 중량부, 카보세트 (CARBOSET) GA1162 (BF 굳리치 (BF Goodrich)사에서 시판하는 아크릴계 중합체) 163 중량부, SU8 (쉘 케미컬 (Shell Chemical Co.)사에서 시판하는 에폭시 가교제) 107 중량부. 본 발명의 광반사 필름을 이용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 발광 장치를 제조하고, 지향성을 평가하였다. 본 실시예에서는, 실시예 1에서와 같이 방사 지향성을 용이하고 효과적으로 개선시킬 수 있다. 방사광의 색은 청색 (색도: x = 대략 0.276, y = 0.294)이었다. 광원(형광 튜브)으로부터 발산된 고유의 광색은 백색으로, 색도가 x = 대략 0.310 및 y = 0.322이다. 방사광의 색도는 휘도 측정기 (모델 BM-7, 탑콘사 제품)를 이용하여 상기 언급된 것과 같이 측정하였다.

이 실시예의 결과는 본 발명의 광반사 필름이 상기 기재된 광투과 착색층을 포함하면 광원의 색을 바꾸지 않고도 방사광의 색을 변화시킬 수 있다는 것을 보여준다. 예를 들어, 네온 튜브의 경우와 같이 목적하는 광색을 지닌 장치를 미리 제조할 필요없이 목적하는 색을 지닌 발광 장치의 방사광을 발광 장치 설치 위치에서 용이하게 형성할 수 있다.

본 발명에 따라, 상기 기재된 것과 같이, 외부 반사 장치의 설치를 위한 충분한 공간이 없더라도 작업 조건에 따른 방사 지향성 및 조명 범위를 용이하게 조절할 수 있고, 발광 장치의 발광 강도를 효과적으로 증가시킬 수 있는 광반사 필름 이 제공된다. 또한, 상기 기재된 반사 필름을 이용함으로써 발광 강도를 효과적으로 증가시킬 수 있는 발광 장치가 제공된다.

Claims (2)

1. 광원의 발광면의 일부를 광반사 필름으로 피복하여 광원의 발광면에 밀착시켜 발광면의 나머지 피복되지 않은 부분으로부터 방사된 광의 강도를 상승시키는 광반사 필름 생성물로서, 광반사 필름 생성물은 광투과성 접착제 필름을 더 포함하고, 반사 필름은 상기 접착제 필름에 면한 유전성 반사 필름을 더 포함하여 사용시 반사면이 광원의 발광면에 대향하는 것을 특징으로 하는 광반사 필름 생성물.
2. a) 광원, 및

   b) 상기 광원의 발광면의 일부를 광반사 필름으로 피복하여 광투과성 접착제 필름을 통해 상기 광원의 발광면과 밀착된 제1항의 광반사 필름이 제공되고, 상기 광반사 필름으로 피복되지 않은 발광면의 나머지 부분으로부터 방사된 광의 강도는 상승하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.

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