KR20110013317A

KR20110013317A - 개선된 성질을 가진 다층 발광 유닛 및 그의 용도

Info

Publication number: KR20110013317A
Application number: KR1020100073823A
Authority: KR
Inventors: 군터 스톨베르크; 클라우스 마이어; 안드레아스 뤼딩; 하인츠 푸트라이너; 귄터 발체
Original assignee: 바이엘 머티리얼사이언스 아게
Priority date: 2009-08-01
Filing date: 2010-07-30
Publication date: 2011-02-09
Also published as: EP2293139A1; US20110026248A1; CA2711030A1; EP2293140A1; CN101988650A; BRPI1002625A2; SG168505A1; TW201118473A; JP2011034967A

Abstract

본 발명은 적어도 하나의 반사기, 2개 이상의 광원 및 적어도 하나의 확산 판을 함유하는 광원에 관한 것이며, 그 안에서 광원이 서로로부터 적어도 30 mm 이상의 간격을 갖고, 광원과 확산 판 사이의 간격이 25 mm 이하이며, 또한 확산 판이 렌즈형 판이고 렌즈형 판 위에 적어도 하나의 고성능 복합 포물면 집광기 산란 필름, 및 그 위에 적어도 하나의 추가의 산란 필름이 배열된다. 본 발명은 또한 이러한 발광 유닛을 함유하는 액정 스크린에 관한 것이다.

Description

개선된 성질을 가진 다층 발광 유닛 및 그의 용도 {MULTI-LAYER LIGHTING UNIT WITH IMPROVED PROPERTIES AND ITS USE}

본 발명은 개선된 성질을 가진 다층 발광 유닛, 및 백라이트 유닛 및 스크린에서의 그의 용도에 관한 것이다.

다층 복합체 필름 재료, 특히 다층 광학 필름은 다수의 통상적인 응용 때문에 점점 더 중요해지고 있다. 한가지 응용 분야는 액정 스크린의 분야이다. 이들은 필수적으로 2개의 부품, 이른바 다양한 광학 층에 의해 빛이 발생되고 변형되는 백라이트 유닛 및 LCD (액정 디스플레이)를 함유한다. 이것은 적색, 녹색 및 청색 필터 및 액정을 함유하고, 이들은 미세 전류 펄스에 의해 교대로 활성화되며 빛이 통과되도록 한다.

기본적으로, 하기 상세한 설명에 따라서 LCD의 직접적인 배면광 (직접적인 발광 시스템)을 가진 백라이트 유닛(BLU)를 제조한다. 이것은 보통 하우징으로 구성되고, 여기에서 백라이트 유닛의 크기에 의존하여 상이한 수의 형광등, 이른바 CCFL (콜드 캐소드 형광 램프)이 배열된다. 형광등은 보통 서로 평행하게 배열된다. 다른 광원, 예를 들어 LED를 사용하는 것이 알려져 있지만, 이것은 원칙적으로 BLU의 구조에 달리 영향을 미치지 않는다. 하우징의 내부에는 백색 확산 광을 반사시키는 표면이 장착된다. 1 내지 3 mm 두께, 바람직하게는 1.1 내지 2 mm 두께일 수 있는 확산 판은 이러한 발광 시스템에 의존된다. 확산 판 위에 일련의 플라스틱 필름이 있고, 이것은 빛 수율을 최적화한다. 확산 판과 같은 확산 필름은 빛을 고르게 산란시키고, 그 결과 형광등의 줄무늬 패턴이 희미해 지고 가장 균일한 가능한 발광이 달성될 수 있다. 이 다음에 프리즘 필름 (휘도 증진 필름(BEF))이 존재한다. 이것의 표면은 상이한 방향으로부터의 입사 광이 LCD의 방향에서 전방으로 직접적으로 정렬되도록 조직화된다. 프리즘 필름 위에, 추가의 광학 필름, 이른바 이중 휘도 증진 필름(DBEF)이 보통 존재한다. DBEF는 실제로 선형 편광된 빛 만을 통과시키고, 이것은 LCD에서 결정에 의해 이용될 수 있다. 상이하게 정렬된 빛이 DBEF에서 하우징 내부의 반사 면으로 역 반사된 다음, DBEF의 방향에서 다시 정 반사된다. 이러한 방식으로 DBEF는 올바로 편광된 빛의 수율을 증가시키고, 따라서 전체 BLU의 효율을 증가시킨다. 선형 편광 필름은 그 위의 LC 디스플레이의 바로 아래에 있다.

이러한 전통적인 구조가 사용된다면, 한 가지 문제는, 특히 형광등 사이의 간격이 크고 한편으로 형광등과 다른 한편으로 그 위의 확산 판 사이의 간격이 작은 경우에, 빛의 충분한 균일성이 더 이상 달성될 수 없다는 것이다. 광원은 LCD 위에서 사람의 눈으로 식별할 수 있다. 빛 분포의 가능한 균일화, 다시 말해서 광원 및 그의 배열을 어느 정도까지 숨기기 위한 발광 유닛의 능력을 "은폐(hiding)력"이라 부른다.

US 5,592,332로부터, 빛 분포를 균일화하기 위한 렌즈형 판이 알려져 있다. 교차된 렌즈형 판의 배열이 또한 개시되어 있으나, 그의 기능은 더욱 상세히 설명되어 있지 않다.

WO 2007/094426 A1으로부터, 조밀하게 충진된 LED 어레이 위에 배열된 교차된 렌즈형 판을 가진 배열이 공지되어 있다. LED와 산란 판 사이의 간격은 기재되어 있지 않다.

특허 출원 WO 2008/047794로부터, 형광등 사이에 24 mm의 간격을 가진 백라이트 유닛에서 사용되는, 교차된 렌즈형 필름을 가진 발광 구조물이 공지되어 있다.

DE 10 2007 033300으로부터, 렌즈 부위 및 복합 포물면 집광기(CPC) 부위로 구성된 빛-유도 구조를 가진 산란 필름 및 판, 및 백라이트 유닛에서 확산 판으로서 이들의 용도가 공지되어 있다. 여기에, 램프 사이의 간격 및 램프와 산란 판 사이의 간격이 주어져 있다.

평면 스크린의 응용 분야는 거기에서 사용되는 광학 필름의 가공성 및 기타 성질에서 많은 요구사항을 갖는다. 확산 판이 평면 스크린의 이른바 백라이트 유닛에서 사용된다면, 중요한 것은 특히 전체 시스템의 매우 높고 균일한 광 밀도이고, 그 결과 평면 스크린의 화상이 가능한 한 밝다.

따라서, 본 발명의 목적은 빛 분포의 개선된 균일성이 달성될 수 있는 발광 유닛을 제공하는 데 있다. 본 발명에 따른 발광 유닛은 정교한 백라이트 유닛 구조 및 LCD 평면 스크린을 위해 적절하고 빛 분포의 충분히 높은 균일성을 갖는 것을 목적으로 한다. 또한, 발광 유닛에서 사용되는 광원이 더 이상 사람의 눈으로 식별가능할 수 없도록 발광 유닛에 의해 빛을 매우 균일하게 분포시킬 수 있어야 한다.

본 발명에 따르면, 적어도 반사기, 2개 이상의 광원 및 적어도 하나의 확산 판을 함유하는 다층 발광 유닛이 제안되며, 그 안에서 광원들은 서로로부터 적어도 30 mm 이상의 간격을 갖고 광원과 확산 판 사이의 간격이 25 mm 이하이며 또한 확산 판이 렌즈형 판이고, 렌즈형 판 위에 적어도 하나의 고성능 복합 포물면 집광기(ACPC) 산란 필름 및 ACPC 산란 필름 위에 적어도 하나의 추가의 산란 필름이 배열된다.

본 발명에 따르면, 종래의 형광등이 광원으로서 사용될 수 있다. 본 발명에 따르면, 동일하게 바람직하게는, LED와 같은 다른 광원이 사용될 수 있다.

본 발명에 따르면, 적어도 하나의 백색 반사 필름이 반사기로서 사용될 수 있다. 이러한 반사 필름이 일반적으로 공지되어 있다.

본 발명에 따르면, 확산 판으로서, 빛-유도 표면 구조를 가진 렌즈형 판이 사용되어야 하는 것으로 제안된다. 예를 들어, 이것은 고성능 복합 포물면 집광기 구조를 갖도록 제조된 확산 판 일 수 있다. 이러한 구조의 제조 및 확산 판 위에서 이들의 용도는 예를 들어 DE 10 2007 033 300 A1에 개시되어 있다. 본 발명에 따른 산란 판 및 산란 필름의 표면 구조를 이하에서 간단히 구조라 일컫는다.

본 발명에 따른 발광 유닛에서 확산 판으로서 사용하기 위해 적절한 렌즈형 판의 제조는 예를 들어 특허 출원 US 2007/0126145 A1에 개시되어 있다. 본 발명에 따라 사용되는 렌즈형 판은 예를 들어 0.5 mm 이상 내지 3.0 mm 이하, 특히 1.2 mm 이상의 두께를 가질 수 있다.

동일한 방식으로, 본 발명에 따라 사용되는 산란 필름에 ACPC 구조가 제공될 수 있다. 기본적으로, 산란 필름은 단순하게 제조된 확산 판에 비해 단지 더욱 얇게 만들어진다. 이러한 값에 고정되지 않지만, 산란 판은 보통 1.2 mm 이상의 두께를 갖고, 산란 필름은 1.2 mm 이하의 두께를 갖도록 제조된다. 바람직하게는, 본 발명에 따르면, ACPC 구조를 가진 하나 또는 2개의 산란 필름이 렌즈형 판 위에 배열될 수 있다. ACPC 구조를 가진 2개 이상의 산란 필름을 가진 발광 유닛이 또한 고안될 수 있다.

본 발명에 따른 구조에서 ACPC 산란 필름 위에 배열된 산란 필름으로서, 특히 반구형 표면 구조를 가진 산란 필름이 존재할 수 있다. 본 발명에 따른 발광 유닛에서 유리하게 사용될 수 있는 반구형 표면 구조를 가진 이러한 산란 필름이 예를 들어 특허 출원 US 2006/0239008 A1에 개시되어 있다. 상기 그림과 같이, 이러한 필름의 표면 구조는 대략 서로의 옆에 배열된 소적(droplet)의 형태를 갖고, 따라서 본 발명에 따르면 소적-유사 구조라 불리우는 기판 위에서 다수의 높이의 형태이다. 본 발명에 따른 산란 필름은 또한 소적 필름이라 불리운다. 본 발명에 따르면, 소적-유사 구조를 가진 산란 필름은 예를 들어 50 ㎛ 이상 내지 500 ㎛ 이하, 바람직하게는 100 ㎛ 이상 내지 400 ㎛ 이하의 두께를 가질 수 있다. 여기에서, 필름의 "두께"는 높이를 고려하여 최대의 두께로서 이해된다.

소적 필름 대신에 사용될 수 있는 다른 산란 필름은 산란 첨가제를 가진 산란 필름, 통계적인 산란 표면을 산란 필름 또는 이들의 조합을 포함한다.

본 발명에 따르면, 상기 언급된 부품과 함께, 조직화된 산란 판 및 필름의 특별한 조합 및 배열을 가진 발광 구조물이 확산 판 (렌즈형 판)에 제공되고, 심지어 광원들 사이의 간격이 크고 광원과 확산 판 사이의 간격이 특별히 작은 정교한 구조의 경우에, 빛 분포를 특별히 양호하게 균일화할 수 있다. 본 발명에 따른 발광 유닛에서, 유리하게는, 1％ 이하의 휘도 변동을 가진 균일한 빛 분포가 달성될 수 있다. 본 발명에 따른 발광 유닛에서, 확산 판과 광원 사이의 작은 간격 때문에 전체 발광 유닛의 광원과 특별히 유리한 평면 구조물 사이의 큰 간격에도 불구하고, 휘도 변동이 사람의 눈에 식별될 수 없을 정도로 빛의 균일화 효율이 매우 양호할 수 있다.

본 발명에 따르면, 광원과 렌즈형 판 사이에서 추가의 확산 판 및/또는 확산 필름이 확산 판으로서 배열되는 것이 가능하지만 덜 바람직하다. 이러한 추가의 확산 판은 예를 들어 산란 입자를 가진 투명 플라스틱의 종래의 확산 판일 수 있다. 평면 스크린에서 확산 판과 확산 필름을 위해 사용될 수 있는 광-산란 플라스틱 조성물은 예를 들어 WO 2007/039130 A1 및 WO 2007/039131 A1에 기재되어 있다. 그러나, 본 발명에 따르면, 본 발명에 따른 발광 유닛에서 광원과 렌즈형 판, 즉 확산 판 사이의 이 위치에서, 빛-유도 표면 구조를 가진 확산 판 및/또는 확산 필름을 사용하는 것이 또한 가능하다.

본 발명에 따르면 광원 사이의 간격, 특히 형광등 사이의 간격은 40 mm 이상, 심지어 50 mm 이상이 되도록 선택될 수 있다. 유리하게는, 전체적으로 충분한 균일화 및 휘도를 가진 더 적은 광원이 사용되어야 하기 때문에, 이러한 방식으로 큰 발광 유닛이 덜 비싸게 제조될 수 있다. 본 발명에 따르면, 빛 분포의 충분한 균일화는 개개의 광원이 사람의 눈으로 더 이상 식별될 수 없음을 의미하는 것으로 이해된다.

본 발명에 따르면, 상기 배열된 광원과 확산 판 사이의 간격은 21 mm 이하, 15 mm 이하, 심지어 10 mm 이하일 수 있다. 놀랍게도, 조직화 산란 필름의 본 발명에 따른 조합을 사용하면, 빛 분포의 충분한 균일화 및 발광 유닛의 충분한 휘도를 가진 특별한 평면 구조물이 수득될 수 있음을 알아내었다.

본 발명에 따른 구현양태에서, 형광등이 광원으로서 사용되고, 렌즈형 판이 선형 구조를 가지며, 이것은 형광등의 배열에 평행하게 정렬된다. 본 발명에 따라 확산 판으로서 사용되는 렌즈형 판은 주름진 선형 조직화 표면을 가지며, 선형 구조는 바람직하게는 서로에 평행하게 배열된 관형 렌즈로 구성된다. 예를 들어, 선형 구조는 ACPC 구조일 수 있다. 본 발명에 따른 발광 유닛에서, 렌즈형 판이 광원 바로 위에 있다. 놀랍게도, 확산 판의 선형 구조에 대해 형광등의 평행한 정렬을 가진 본 발명에 따른 발광 유닛의 구현양태에 의하여, 그의 성질, 특히 광학 품질 및 빛 분포의 가능한 균일화가 개선될 수 있음이 밝혀졌다.

본 발명에 따른 발광 유닛의 다른 변형에서, 고성능 복합 포물면 집광기 산란 필름의 구조는 렌즈형 판의 선형 구조에 대해 적어도 대략 90°의 각으로 배열될 수 있다. 바람직하게는, 이들이 서로에 대해 필수적으로 수직으로 형성되도록 산란 필름 구조의 배향이 선택된다. 이러한 방식으로, 균일화의 효율이 더욱 개선될 수 있다.

본 발명에 따른 발광 유닛의 다른 변형에서, 첫 번째 고성능 복합 포물면 집광기 산란 필름과 특히 반구형 표면 구조를 가진 추가의 산란 필름 사이에, 적어도 하나의 두 번째 고성능 복합 포물면 집광기 산란 필름이 배열될 수 있다. 발광 유닛 내에서 조직화된 산란 필름의 본 발명에 따른 조합을 사용하여, 예를 들어 평면 스크린에서 사용하기 위하여 특별하게 정교한 발광 구조물을 위해 빛 분포의 충분한 균일화가 달성될 수 있다. 따라서, 발광 유닛의 품질이 더욱 개선될 수 있다.

특히, 본 발명의 추가의 변형에서, 두 번째 고성능 복합 포물면 집광기 산란 필름의 구조가 적어도 대략 90°의 각도로 정렬될 수 있고, 다시 말해서 첫 번째 고성능 복합 포물면 집광기 산란 필름의 구조에 필수적으로 수직으로 정렬될 수 있다. 이러한 방식으로, 달성된 균일화 효과가 더욱더 증가될 수 있다. 균일화 효과는 첫 번째 산란 필름의 구조가 렌즈형 판의 구조에 대해 적어도 대략 90°의 각으로 배열될 때 특히 양호하다.

본 발명에 따른 발광 유닛의 다른 변형에서, ACPC 산란 필름에 의존하고 특히 반구형 표면 구조를 가진 추가의 산란 필름 위에, 프리즘 필름 및/또는 편광 필름이 배열될 수 있다.

프리즘 필름으로서, 본 발명에 따르면 그의 조직화 표면에 의하여 상이한 방향으로부터 특정한 방향으로 입사광을 정렬시킬 수 있는 어떠한 필름이라도 사용될 수 있다. 바람직하게는, 이러한 프리즘 필름은 LCD에서 이른바 휘도 증진 필름(BEF)으로서 적절할 수 있다.

편광 필름으로서, 본 발명에 따르면, 실제로 선형 편광된 빛만을 통과시키는 광학 필름이 사용될 수 있다. 이러한 광학 필름은 이른바 이중 휘도 증진 필름(DBEF)으로서 백라이트 유닛에서 사용되고 지정된다. 반사 편광기(DBEF)가 선행 기술에서 알려져 있다. 예를 들어, WO 1996/19347에서, 다층 광학 필름은 반사 편광기로서 설명되어 있다. 상이하게 정렬된 빛이 DBEF에서 반사기로 역 반사된 다음 DBEF의 방향에서 다시 정 반사된다. 이러한 방식으로, DBEF가 올바로 편광된 빛의 수율을 증가시키고, 따라서 전체 발광 유닛의 효율을 증가시킨다. 유리하게는, 액정 스크린에서 DBEF는 LCD에서 결정에 의해 이용될 수 있는 빛 만을 통과시킨다. 선형 편광 필름은 그 위의 LC 디스플레이 바로 아래에 있다.

이러한 추가로 제공된 필름, 프리즘 필름 및 편광기 필름이, 대안적으로 또는 서로 조합하여 본 발명에 따른 발광 유닛의 구조물에서 사용될 수 있고, 발광 유닛의 효율을 증가시킨다.

본 발명에 따른 다층 발광 유닛은 예를 들어 평면 스크린을 위한 백라이트 유닛로서 특별히 유리하게 사용될 수 있다.

따라서, 본 발명의 주제는 상기 기재된 것과 같이 본 발명에 따른 다층 발광 유닛을 함유하는 백라이트 유닛이다. 상기 기재된 발광 유닛의 하나 이상의 바람직한 변형이 필요에 따라 대안적으로 또는 서로의 조합으로 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 이러한 정교한 백라이트 유닛은 양호한 광학 성질 뿐만 아니라 양호한 품질 및 광학 성능을 갖는다. 특히, 빛 분포의 균일화가 본 발명에 따른 확산 판 및 확산 필름 세트의 주된 임무이다.

본 발명은 또한 스크린, 특히 액정 스크린에서 본 발명에 따른 다층 발광 유닛의 용도를 포함한다. 따라서, 추가의 주제는 본 발명에 따른 발광 유닛을 함유하는 스크린, 특히 액정 스크린이다. 유리하게는, 본 발명에 따른 발광 유닛 및 백라이트 유닛은 특별히 정교하고 따라서 특별히 평면 스크린 구조물을 위해 적절하다. 유리하게는, 광원 간격이 특별히 크게 선택될 수 있으며, 이 경우에 본 발명에 따르면 시스템의 양호한 휘도 및 빛 분포의 양호한 균일화가 달성될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 스크린은 구조가 단순하고 제조에 비용이 적게 들며 양호한 광학 품질을 갖는다.

본 발명을 이하 도면에 관련하여 더욱 상세히 설명하며, 본 발명은 나타낸 구현양태로 제한되지 않는다.
도 1은 본 발명에 따른 발광 유닛의 대각선 평면도를 개략적으로 나타낸다.
도 1a는 도 1로부터의 발광 유닛의 휘도 변동을 묘사한 것이다.
도 1b는 본 발명에 따른 발광 유닛의 대각선 평면도를 개락적으로 나타낸다.
도 2는 반구형 표면 구조를 가진 산란 필름을 가진 본 발명에 따른 발광 유닛의 대각선 평면도를 개략적으로 나타낸다.
도 3은 표준 확산 판 및 3개의 산란 필름을 가진 종래의 확산 판 산란 필름 세트를 갖는 발광 유닛의 대각선 평면도를 개략적으로 나타낸다 (본 발명에 따르지 않음).
도 3a는 도 3으로부터의 발광 유닛으로 달성된 휘도 분포를 나타낸다.
도 4는 표준 확산 판 및 2개의 소적 필름을 가진 종래의 확산 판 산란 필름 세트를 갖는 발광 유닛의 대각선 평면도를 개략적으로 나타낸다 (본 발명에 따르지 않음).
도 5는 렌즈형 확산 판 및 2개의 소적 필름을 가진 확산 판 산란 필름 세트를 갖는 발광 유닛의 대각선 평면도를 개략적으로 나타낸다 (본 발명에 따르지 않음).
도 6은 프리즘 필름을 가진 표준 확산 판을 가진 종래의 확산 판 산란 필름 세트를 갖는 발광 유닛의 대각선 평면도를 개략적으로 나타낸다 (본 발명에 따르지 않음).
도 7은 프리즘 필름을 가진 렌즈형 확산 판을 가진 종래의 확산 판 산란 필름 세트를 갖는 발광 유닛의 대각선 평면 도를 개략적으로 나타낸다 (선행 기술) (비교예 5).

명료함을 위하여, 나타낸 발광 유닛의 각각의 판 및 필름은 다소 분해된 표현으로 나타낸다.

도 1은 2개의 ACPC 산란 필름을 가진 본 발명에 따른 발광 유닛(1)의 구현양태의 대각선 평면도를 나타내며, 반사기를 도시하지 않았다. 확산 판(5)은 렌즈형 판이고, 렌즈형 판(5)의 선형 구조가 바람직하게는 형광등(4)을 따라서, 다시 말해서 형광등에 평행하게 배향된다. 이러한 렌즈형 판(5) 위에, ACPC 구조를 가진 산란 필름(6)이 배치된다. ACPC 산란 필름(6)의 선형 구조는 바람직하게는 형광등(4)의 정렬에 횡방향으로 배향된다. 이러한 ACPC 산란 필름(6) 위에, 추가의 ACPC 산란 필름(7)이 배열되고, 이러한 선형 구조는 바람직하게는 형광등(4)을 따라 배향된다. 세 번째의 추가의 산란 필름(8)으로서, 예를 들어, 상부 확산기를 위하여, 마크로폴 TP 293 1-4 (Bayer MaterialScience)가 배치될 수 있다. 40 mm 이상의 형광등(4) 사이의 간격과 21 mm 이하의 형광등(4)과 확산 판(5) 사이의 간격에 의해서, 빛 분포의 균일화를 나타내는 바람직한 발광 유닛의 구조물이 달성될 수 있고, 그 결과 형광등(4)이 사람의 눈으로 식별될 수 없는 것으로 보인다.

도 1a는 도 1로부터의 발광 유닛의 휘도 변동을 묘사한 것이다. 휘도 변동은 CCD 카메라 (STARLIGHT XPRESS Ltd. 컴퍼니), 모델 SXVF-H9를 사용하여 측정되었다. 본 발명에 따른 빛 분포의 달성된 균일화는 매우 양호하여 광원이 더 이상 사람의 눈으로 식별될 수 없다.

도 1b는 도 1에 따른 2개의 ACPC 산란 필름을 가진 본 발명에 따른 발광 유닛(1)의 구현양태의 대각선 평면도를 나타내고, 여기에서 반사기(2)를 도시한다.

도 2는 2개의 ACPC 산란 필름(6, 7)을 가진 본 발명에 따른 발광 유닛(1)의 구현양태의 대각선 평면도를 나타내고, 여기에서 반사기를 도시하지 않는다. 확산 판(5)은 렌즈형 판이고, 렌즈형 판(5)의 선형 구조는 바람직하게는 형광등(4)을 따라, 다시 말해서 그에 평행하게 배향된다. 이러한 하나의 렌즈형 판(5) 위에, ACPC 구조를 가진 산란 필름(6)이 배치된다. ACPC 산란 필름(6)의 선형 구조는 형광등(4)의 정렬에 대해 바람직하게는 횡방향으로 배향된다. 이러한 ACPC 산란 필름(6) 위에, 추가의 ACPC 산란 필름(7)이 배열되고, 그의 선형 구조는 형광등(4)을 따라 배향된다. 세 번째 추가의 산란 필름(9)으로서, 반구형 구조를 가진 산란 필름, 예를 들어 UTE2 (한국의 미래 나노 테크놀로지 컴퍼니)을 배치한다. 40 mm 이상의 형광등(4) 사이의 간격 및 21 mm 이하의 형광등(4)과 확산 판(5) 사이의 간격에 의하여, 빛 분포의 균일화를 나타내는 발광 유닛(1)의 바람직한 변형이 달성될 수 있고, 그 결과 형광등(4)이 사람의 눈으로 식별될 수 없는 것으로 보인다.

도 3은 종래의 비 조직화 확산 판(15) 및 그 위에 놓여진 산란 입자를 가진 3개의 종래의 산란 필름(16, 16' 및 16")을 갖는 본 발명에 따르지 않는 발광 유닛(10)의 대각선 평면도를 나타내고, 여기에서 반사기를 도시하지 않는다. 이 경우에 형광등이 사람의 눈으로 식별가능하기 때문에, 형광등(14) 위에서 휘도 변동은 상기 기재된 본 발명에 따른 발광 유닛보다 명백히 좋지 않다.

도 3a는 도 3으로부터의 발광 유닛의 휘도 변동을 묘사한 것이다. 휘도 변동은 CCD 카메라 (STARLIGHT XPRESS Ltd. 컴퍼니), 모델 SXVF-H9를 사용하여 측정되었으며, 상기 기재된 바와 같이 본 발명에 따른 발광 유닛보다 명백히 좋지 않다.

도 4는 종래의 비 조직화 확산 판(15) 및 그 위에 놓여진 반구형 표면 구조를 가진 2개의 산란 필름(17 및 17')을 갖는 본 발명에 따르지 않는 발광 유닛(10)의 대각선 평면도를 나타내고, 반사기를 도시하지 않는다. 본 발명에 따르지 않는 발광 유닛의 경우에, 램프(14) 위의 휘도 변동은 사람의 눈으로 식별가능하고 따라서 상기 기재된 본 발명에 따른 발광 유닛의 경우에서보다 좋지 않다.

도 5는 렌즈형 판이 확산 판(25)으로서 광원(24) 위에 배열되어 있는 본 발명에 따르지 않는 발광 유닛(20)의 대각선 평면도를 나타낸다. 렌즈형 판(25) 위에, 반구형 표면 구조를 가진 2개의 산란 필름(27 및 27')이 배치된다. 반사기를 도시하지 않는다. 본 발명에 따르지 않는 발광 유닛을 구성하는 경우에, 형광등(24) 위에서 휘도 변동이 사람의 눈으로 식별가능하고, 따라서 본 발명에 따른 발광 유닛보다 좋지 않다.

도 6은 종래의 비 조직화 확산 판(35)을 가진 본 발명에 따르지 않는 발광 유닛(30)의 대각선 평면도를 나타낸다. 광원(34) 위에 배열된 확산 판(35) 위에, 확산 필름(36), 프리즘 필름(BEF) (37) 및 그 위의 이중 휘도 증진 필름(DBEF) (38)이 배치되고, 프리즘 필름(37)의 선형 구조가 형광등을 따라, 즉 필수적으로 형광등에 평행하게 정렬된다. 반사기를 이 도면에서 도시하지 않는다. 이 경우에, 램프(34) 위에서 휘도 변동은 사람의 눈으로 식별가능하고, 상기 기재된 본 발명에 따른 발광 유닛의 경우에서보다 좋지 않다.

도 7은 본 발명에 따르지 않는 발광 유닛(40)의 대각선 평면도를 나타내고, 여기에서 광원(44) 위에 렌즈형 판이 확산 판(45)으로서 배열된다. 렌즈형 판(45)의 선형 구조는 CCFL을 따라 배향된다. 렌즈형 판(45) 위에, 확산 필름(46), 프리즘 필름 (BEF) (47) 및 그 위에 이중 휘도 증진 필름(DBEF) (48)이 배치된다. 이러한 확산 판 위에, 통상적으로 입수가능한 프리즘 필름, 비퀴티(Vikuiti)® 휘도 증진 필름(BEF) II (3M 컴퍼니) 및 그 위에 통상적으로 입수가능한 비퀴티® 이중 휘도 증진 필름(DBEF) D400 (3M 컴퍼니)이 배치되었다. 반사기를 나타내지 않는다. 본 발명에 따른 발광 유닛을 구성하는 경우에, 램프(44) 위의 휘도 변동이 사람의 눈으로 식별가능하고, 따라서 본 발명에 따른 발광 유닛보다 좋지 않다.

하기 실시예는 발명을 제한하지 않으면서 발명을 명백하게 하기 위한 것이다.

실시예 1 (본 발명에 따름)

50 mm의 램프 중심 간 간격, 3 mm의 램프 직경 및 21 mm의 형광등과 확산 판 사이의 간격을 가진 반사기 및 형광등(CCFL)을 갖는 발광 유닛을 제공하였다. 확산 판으로서, 1.2 mm의 두께를 가진 렌즈형 확산 판 LQ1200 (Bayer Sheet Korea)을 사용하였다. 렌즈형 판의 선형 구조를 CCFL을 따라 배향하였다. 이러한 렌즈형 판 위에, 하기 매개변수를 가진 ACPC 구조를 갖는 산란 필름을 배치하였다: 수용 각: 40°, 단축 인자: 0.1, 중합체: 폴리카르보네이트, 다항 도메인: 2차 다항. ACPC 산란 필름의 선형 구조는 CCFL에 대해 횡으로 (수직으로) 배향된다. 이 위에 추가의 동일한 ACPC 산란 필름을 배치하고, 그의 선형 구조를 CCFL을 따라 (평행으로) 배향하였다. 세 번째 산란 필름으로서, 220 ㎛의 두께를 가진 산란 필름 (상부 확산기, 마크로폴 TP 293 1-4, Bayer MaterialScience AG)을 사용하였다. 본 발명에 따른 발광 유닛의 구조를 도 1에 나타낸다. 램프 위에서 휘도 변동은 0.2％이고, 따라서 사람의 눈으로 식별될 수 없다. 휘도 변동은 CCD 카메라 (STARLIGHT XPRESS Ltd. 컴퍼니), 모델 SXVF-H9에 의해 측정하였으며 도 1a에 나타낸다.

실시예 2 (본 발명에 따름)

50 mm의 램프 중심 간 간격, 3 mm의 램프 직경 및 21 mm의 형광등과 확산 판 사이의 간격을 가진 반사기 및 형광등(CCFL)을 갖는 발광 유닛을 제공하였다. 확산 판으로서, 1.2 mm의 두께를 가진 렌즈형 확산 판 LQ1200 (Bayer Sheet Korea)을 사용하였다. 렌즈형 판의 선형 구조를 CCFL을 따라 배향하였다. 이러한 렌즈형 판 위에, 하기 매개변수를 가진 ACPC 구조를 갖는 산란 필름을 배치하였다: 수용 각: 40°, 단축 인자: 0.1, 중합체: 폴리카르보네이트, 다항 도메인: 2차 다항. ACPC 산란 필름의 선형 구조는 CCFL에 대해 횡으로 (수직으로) 배향된다. 이 위에 추가의 동일한 ACPC 산란 필름을 배치하고, 그의 선형 구조를 CCFL을 따라 (평행으로) 배향하였다. 세 번째 산란 필름으로서, 반구형 구조를 가진 산란 필름 (한국의 미래 나노 테크놀로지 컴퍼니의 UTE2)를 배치하였다. 본 발명에 따른 발광 유닛의 구조를 도 2에 나타낸다. 램프 위에서 휘도 변동은 0.2％이고, 따라서 사람의 눈으로 식별될 수 없다. 휘도 변동은 CCD 카메라 (STARLIGHT XPRESS Ltd. 컴퍼니), 모델 SXVF-H9에 의해 측정하였다.

비교예 1 (본 발명에 따르지 않음)

50 mm의 램프 중심 간 간격, 3 mm의 램프 직경 및 21 mm의 형광등과 확산 판 사이의 간격을 가진 반사기 및 형광등(CCFL)을 갖는 발광 유닛을 제공하였다. 이 경우에, 표준 확산 판 및 필름 세트를 사용하였다: 확산 판으로서, 1.2 mm의 두께를 가진 표준 확산 판 DQ1200 (Bayer Sheet Korea)을 사용하였다. 이러한 확산 판 위에, 3개의 동일한 하부 확산 필름, 키모토 GM 18803을 배치하였다. 본 발명에 따르지 않는 이러한 발광 유닛의 구조를 도 3에 나타낸다. 램프 위에서 휘도 변동은 1％ 초과이고, 따라서 사람의 눈으로 매우 쉽게 식별될 수 있다. 휘도 변동은 CCD 카메라 (STARLIGHT XPRESS Ltd. 컴퍼니), 모델 SXVF-H9에 의해 측정하였으며 도 3a에 나타낸다.

비교예 2 (본 발명에 따르지 않음)

50 mm의 램프 중심 간 간격, 3 mm의 램프 직경 및 21 mm의 형광등과 확산 판 사이의 간격을 가진 반사기 및 형광등(CCFL)을 갖는 발광 유닛을 제공하였다. 표준 확산 판 및 필름 세트를 사용하였다: 확산 판으로서, 1.2 mm의 두께를 가진 표준 확산 판 DQ1200 (Bayer Sheet Korea)을 사용하였다. 이러한 확산 판 위에, 반구형 구조를 가진 2개의 통상적으로 입수가능한 산란 필름 (한국의 미래 나노 테크놀로지 컴퍼니의 UTE2)을 배치하였다. 본 발명에 따르지 않는 이러한 발광 유닛의 구조를 도 4에 나타낸다. 램프 위에서 휘도 변동은 1％ 초과이고, 따라서 사람의 눈으로 매우 쉽게 식별될 수 있다. 휘도 변동은 CCD 카메라 (STARLIGHT XPRESS Ltd. 컴퍼니), 모델 SXVF-H9에 의해 측정하였다.

비교예 3 (본 발명에 따르지 않음)

50 mm의 램프 중심 간 간격, 3 mm의 램프 직경 및 21 mm의 형광등과 확산 판 사이의 간격을 가진 반사기 및 형광등(CCFL)을 갖는 발광 유닛을 제공하였다. 표준 확산 판 및 필름 세트를 사용하였다: 확산 판으로서, 1.2 mm의 두께를 가진 표준 확산 판 LQ1200 (Bayer Sheet Korea)을 사용하였다. 렌즈형 판의 선형 구조를 CCFL을 따라 배향하였다. 이러한 확산 판 위에, 반구형 구조를 가진 2개의 통상적으로 입수가능한 산란 필름 (한국의 미래 나노 테크놀로지 컴퍼니의 UTE2)을 배치하였다. 본 발명에 따르지 않는 이러한 발광 유닛의 구조를 도 5에 나타낸다. 램프 위에서 휘도 변동은 1％ 초과이고, 따라서 사람의 눈에 매우 쉽게 식별될 수 있다. 휘도 변동은 CCD 카메라 (STARLIGHT XPRESS Ltd. 컴퍼니), 모델 SXVF-H9에 의해 측정하였다.

비교예 4 (본 발명에 따르지 않음)

50 mm의 램프 중심 간 간격, 3 mm의 램프 직경 및 21 mm의 형광등과 확산 판 사이의 간격을 가진 반사기 및 형광등(CCFL)을 갖는 발광 유닛을 제공하였다. 표준 확산 판 및 필름 세트를 사용하였다: 확산 판으로서, 1.2 mm의 두께를 가진 표준 확산 판 DQ1200 (Bayer Sheet Korea)을 사용하였다. 이러한 확산 판 위에, 하부 확산 필름, 예를 들어 키모토 188 GM3, 그 위에 통상적으로 입수가능한 프리즘 필름 비퀴티® 휘도 증진 필름 (BEF) II (3M 컴퍼니) 및 그 위에 통상적으로 입수가능한 비퀴티® 이중 휘도 증진 필름 (DBEF) D 400 (3M 컴퍼니)를 배치하였다. 프리즘 필름의 선형 구조를 CCFL을 따라 배향하였다. 본 발명에 따르지 않는 이러한 발광 유닛의 구조를 도 6에 나타낸다. 램프 위에서 휘도 변동은 1％ 초과이고, 따라서 사람의 눈으로 매우 쉽게 식별될 수 있다. 휘도 변동은 CCD 카메라 (STARLIGHT XPRESS Ltd. 컴퍼니), 모델 SXVF-H9에 의해 측정하였다.

비교예 5 (본 발명에 따르지 않음)

50 mm의 램프 중심 간 간격, 3 mm의 램프 직경 및 21 mm의 형광등과 확산 판 사이의 간격을 가진 반사기 및 형광등(CCFL)을 갖는 발광 유닛을 제공하였다. 표준 확산 판 및 필름 세트를 사용하였다: 확산 판으로서, 1.2 mm의 두께를 가진 표준 확산 판 LQ1200 (Bayer Sheet Korea)을 사용하였다. 렌즈형 판의 선형 구조를 CCFL을 따라 배향하였다. 이러한 확산 판 위에, 하부 확산 필름, 예를 들어 키모토 188 GM3, 통상적으로 입수가능한 프리즘 필름 비퀴티® 휘도 증진 필름 (BEF) II (3M 컴퍼니), 및 그 위에 통상적으로 입수가능한 비퀴티® 이중 휘도 증진 필름 (DBEF) D 400 (3M 컴퍼니)를 배치하였다. 본 발명에 따르지 않는 이러한 발광 유닛의 구조를 도 7에 나타낸다. 프리즘 필름의 선형 구조를 CCFL을 따라 배향하였다. 램프 위에서 휘도 변동은 1％ 초과이고, 따라서 사람의 눈으로 매우 쉽게 식별될 수 있다. 휘도 변동은 CCD 카메라 (STARLIGHT XPRESS Ltd. 컴퍼니), 모델 SXVF-H9에 의해 측정하였다.

요약하면, 본 발명에 따르면, 이들에서 사용되는 광원, 특히 형광등에 비해 휘도 분포의 개선된 균일성을 갖고 정교한 백라이트 유닛에서 사용하기 위해 특별히 적절한 다층 발광 유닛 및 액정 평면 스크린에서의 용도가 제공된다. 본 발명에 따른 발광 유닛에서 필수적인 것은, 렌즈형 판, 그 위에 배치된 ACPC 산란 필름, 및 다시 그 위에 배열된 산란 필름의 특별한 순서이다. 유리하게는, 광원과 확산 판 사이의 작은 간격과 조합하여 광원 사이의 큰 간격을 가진, 본 발명에 따른 발광 유닛 및 이들에서 사용되는 산란 필름의 특별한 조합을 사용하면, 1％ 이하의 휘도 변동을 가진 특별히 균일한 빛 분포가 달성될 수 있다.

Claims

광원이 서로로부터 적어도 30 mm 이상의 간격을 갖고, 광원과 확산 판 사이의 간격이 25 mm 이하이고, 확산 판으로서 렌즈형 판이 사용되며, 렌즈형 판 위에 적어도 하나의 고성능 복합 포물면 집광기 산란 필름 및 그 위에 적어도 하나의 추가의 산란 필름이 배열됨을 특징으로 하는, 적어도 반사기, 2개 이상의 광원 및 적어도 하나의 확산 판을 함유하는 다층 발광 유닛.
제1항에 있어서, 광원이 형광등이고, 렌즈형 판이 선형 구조를 갖고, 형광등에 평행하게 정렬됨을 특징으로 하는 다층 발광 유닛.
제1항 또는 제2항에 있어서, 고성능 복합 포물면 집광기 산란 필름의 구조가 렌즈형 판의 구조에 대해 적어도 대략 90°의 각으로 배열됨을 특징으로 하는 다층 발광 유닛.
제1항에 있어서, 첫 번째 고성능 복합 포물면 집광기 산란 필름과 추가의 산란 필름 사이에 적어도 하나의 두 번째 고성능 복합 포물면 집광기 산란 필름이 배열됨을 특징으로 하는 다층 발광 유닛.
제4항에 있어서, 두 번째 고성능 복합 포물면 집광기 산란 필름의 구조가 첫 번째 고성능 복합 포물면 집광기 산란 필름의 구조에 대해 적어도 대략 90°의 각으로 정렬됨을 특징으로 하는 다층 발광 유닛.
제1항에 있어서, 추가의 산란 필름 위에 프리즘 필름 및/또는 반사 편광 필름이 배열됨을 특징으로 하는 다층 발광 유닛.
제1항에 있어서, 추가의 산란 필름이 반구형 표면 구조를 가진 산란 필름임을 특징으로 하는 다층 발광 유닛.
제1항에 따른 발광 유닛을 함유하는 액정 스크린.