LED 관련 도광판 및 광학시트 특허출원 동향
LED는 점광원이라는 특징 때문에 디자인 설계에 다양성을 부여해 줄 수 있어 보다 다양한 영역에 적용이 가능하지만, 점광원인 LED를 면광원 형태로 활용하기 위해서는 기본적으로 LCD BLU의 핵심 부품인 도광판과 반사판, 확산시트, 프리즘시트 등의 광학시트가 사용되며, 조명이나 사인 분야에서는 도광판과 광학시트가 일부 선택적으로 사용되기도 한다.
광원의 특성 및 배열에 따라 도광판 및 광학시트의 설계가 달라지게 되며, 최적의 설계가 이루어진 도광판 및 광학시트를 통과한 빛은 휘도 특성이 개선되어 눈부심 현상 등이 억제됨과 동시에 LED의 수량을 줄이는 효과도 얻을 수 있어 전력 소비를 최소화하고 원가 절감의 효과를 거둘 수도 있다.
특허청(청장 전상우)에 따르면, LED를 광원으로 한 도광판 및 광학시트에 관한 국내 특허출원은 2005년에 전년 대비 2배 이상의 증가율을 보이면서 2001년부터 2006년까지 도광판에서 10배, 광학시트에서 7배 안팎으로 급격하게 증가했으며, 그 적용 분야별로는 LCD, 광고분야, 반도체장치, 조명분야 등의 순으로 출원된 것으로 나타났다.
최근에는 조명 또는 LCD BLU를 초박형으로 구현하거나 저가격 실현, 높은 연색성, 휘도 향상 및 휘도 균일도 향상을 위한 도광판 및 광학시트가 출원되고 있으며, 도광판과 광학시트가 결합된 복합도광판, 서로 다른 종류의 광학시트가 결합된 복합광학시트, 형광체를 도포하여 광의 파장을 변환시키는 기능이 첨가된 도광판 및 광학시트도 출원되고 있다.
2006년 63억 달러인 세계 LED시장은 매년 15%씩 성장하여 2010년 110억 달러에 이를 것으로 전망되며, 현재 주 사용처는 50%의 점유율을 보이는 휴대폰 분야로, 향후에는 대형 디스플레이의 BLU, 자동차, 조명 분야가 LED의 주된 응용분야가 될 전망이다(자료 출처: 삼성경제연구소, 2007년). 변신에 변신을 거듭하는 LED 시장 흐름에서 광원 자체의 개발과 더불어 도광판 및 광학시트의 지속적인 기술 개발은 LED 산업을 고부가가치 산업으로 이끌 촉매제 역할을 수행할 것으로 기대된다.
용어설명
① 도광판: 도광판은 광원으로부터 입사된 빛을 균일한 평면광으로 변환시켜주는 구성요소이며, 주로 아크릴 수지인 PMMA를 사용한다. 이는 가시광 영역에서 빛에 대한 흡수성이 고분자 중 가장 낮아 투명성과 광택이 좋기 때문이다.
② 반사판: 반사판은 도광판 아래에 위치하며, 광원으로부터 입사한 빛을 백라이트의 출광면 방향으로 반사시켜 광이용 효율을 높여 주며, 또한 입사광 전체의 반사량을 조절하여 백라이트의 출광면 전체가 균일한 휘도분포를 가지도록 한다. 반사판의 재질은 주로 폴리에스테르 필름이나 금속 코팅 필름을 사용한다.
③ 확산판: 확산판은 도광판 상의 출광면 쪽에 위치하며, 도광판을 통해 입사되는 빛을 확산, 산란시켜 출광면 정면방향의 휘도를 증대시키고 균일하게 한다. 확산판의 재질은 양호한 광확산능력과 고휘도화가 가능한 폴리에스테르(PET) 수지를 주로 사용하며, PET 필름 상에 광확산능력을 증대시키기 위해 표면 확산층이 도포되어 있다.
④ 프리즘시트: 프리즘시트는 확산판으로부터 나오는 빛을 출광면 정면 이외의 방향으로 나가는 것을 막고 광지향성을 향상시켜 시야각을 좁혀서 백라이트 출광면 정면방향으로의 휘도를 증대시켜 준다.
⑤ 연색지수(color randering index,CRI), 연색성: 연색지수는 태양광을 물체에 비출 때를 기준(CRI=100)으로 인공 조명기구의 빛을 물체에 비출 때 15개 기준색상을 인지하는 정도를 나타낸 평가지수를 말한다. 현재 백열전구의 CRI는 80이상이고 형광램프의 경우는 75이상인데, 상용화된 백색 LED의 CRI는 대략 65~75 정도를 나타내며, 최근 CRI 값이 80이상으로 개선되고 있다.
특허청 개요
특허청은 특허와 실용 신안, 디자인(의장) 및 상표에 관한 사무와 이에 대한 심사, 심판 사무를 수행하는 산업통상자원부 소속 행정기관이다. 대전에 본부를 두고 있다. 조직은 기획조정관, 산업재산정책국, 정보기획국, 고객협력국, 상표디자인심사국, 기계금속건설심사국, 화학생명공학심사국, 전기전자심사국, 정보통신심사국으로 구성되어 있다. 소속기관으로 특허심판원과 특허청서울사무소, 국제지식재산연수원 등이 있다.
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