KR100587834B1 - 일체의 모듈구조로 된 광원장치와 이와 도광판을 이용한면발광 장치 - Google Patents

Abstract

램프와 전원모듈이 램프하우징에 일체로 모듈화 된 광원장치가 개시된다. 광원장치는 광반사갓과 관부재가 일체로 된 바-형상(bar type)의 램프하우징과, 램프홀더에 결합되어 광반사갓에 설치되는 직관형 램프와, 관 부재에 내장되어 램프의 구동에 필요한 전력을 제공하는 전원모듈을 갖는다. 또한, 관 부재의 양 쪽 마개에는 외부에서 전기 접속이 가능하며 전원모듈과 연결된 전극단자들이 장착되고, 특히 각 구성요소들이 일체화된 모듈구조로 결합된다. 광원장치는 램프의 시동 전에 램프의 전극을 가열하여 램프의 시동을 보다 용이하게 해주는 전극가열부를 더 구비할 수 있다. 한 개 이상의 광원장치를 도광판의 적어도 어느 일 측면에 근접배치하고, 프레임으로 이들을 수용하여 지지하는 구조로 된 면발광 장치가 또한 개시된다. 프레임은 전방에서 열거나 닫을 수 있도록 선회가능하며 닫힘위치에서 광원장치 및/또는 도광판의 가장자리 부분을 덮어 누르는 덮개 구조를 갖는다. 광원장치와 필름 안으로 액체가 침투하지 못하게 하는 방수필름이 더 부가될 수 있다. 광원장치가 모듈화 되어 있고 광원장치, 도광판, 필름을 전방에서 간단하게 탈착할 수 있으므로 설치와 유지보수가 매우 용이하고, 램프전극을 가열한 후에 시동하므로 램프의 시동전압을 낮출 수 있다.

Description

일체의 모듈구조로 된 광원장치와 이와 도광판을 이용한 면발광 장치 {Modular-Structured Light Source Device and Planar Light-Emitting Apparatus Using the Same and Light Guide Panel}

도 1은 본 발명에 따른 모듈화 된 광원장치의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 2a와 2b는 램프의 전극을 가열하는 히터의 구성을 도시한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 광원장치의 구성을 나타내는 분해사시도이다.

도 4 도 3에 도시된 광원장치 두 개를 일렬로 연결하는 방법을 도시한다.

도 5a와 5b는 방수기능을 갖도록 설계된 연결잭과 전극단자의 접속관계를 나타내는 단면도이다.

도 6은 도 3의 광원장치를 채용하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 면발광 장치의 구성을 나타내는 분해사시도이다.

도 7과 8은 조립된 면발광 장치에서 덮개가 열린 상태와 닫힌 상태를 도시한다.

도 9는 도 8의 절단선 A-A에서 본 단면도이다.

도 10은 본 발명의 면발광 장치의 변형예의 구성을 도시한 단면도이다.

도 11은 본 발명의 광원장치와 종래의 램프세트의 주위온도에 따른 냉음극형 형광등(cold cathode fluorescent lamp: CCFL)의 시동전압의 크기를 나타내는 그래프이다.

도 12는 주위온도에 따른 CCFL의 수명 특성을 나타내는 그래프이다.

도 13은 주위온도에 따른 CCFL의 휘도 특성을 나타내는 그래프이다.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

10: 램프구동부 20: 전극가열부

24, 24a, 24b: 히터 30: 램프

40, 40a, 40b: 램프홀더 50: 램프하우징

52: 광반사갓 54: 관 부재

60, 60a, 60b: 마개 100, 100-1, 100-2: 광원장치

110: 연결잭 200: 프레임 세트

210, 212: 프레임 바닥 214, 214a~214d: 프레임 측벽

220, 220a~220d: 덮개 222, 222a~222b: 판스프링

300: 도광판 400: 필름

500: 면발광 장치

본 발명은 램프와 전원부가 일체의 모듈로 설계되어 별도의 전선작업 없이 콘넥터 연결만으로 램프의 점등이 이루어지고, 저온에서도 낮은 시동전압으로 점등이 가능한 모듈화 된 광원장치에 관한 것이다. 또한 본 발명은 이러한 광원장치를 도광판의 엣지라이트용 광원으로 사용하며, 개폐가능한 덮개 구조를 채용하여 광원장치와 도광판을 전방에서 덮개를 열고 손쉽게 탈착할 수 있으며, 완벽한 방수구조를 갖추어 옥외용 광고 선전 필름의 디스플레이 장치로 활용할 수 있는 면발광 장치에 관한 것이다.

옥내 또는 옥외에는 선전 또는 광고를 위한 다양한 종류의 디스플레이 장치가 이용되고 있다. 선전 또는 광고용 필름(이하 '광고필름'이라 함)에 대한 사람들의 시선을 끌기 위해 주로 그 배면에서 빛을 투과시켜 밝게 보이게 하는 백라이트가 이용된다. 광고필름의 백라이트 장치로서 도광판을 이용한 면발광 장치(이하 "면발광 장치"라 함)가 주목을 받고 있다. 이 장치는 평면 전체에 고른 휘도 분포를 제공할 수 있으므로 도광판 위에 안치되는 광고필름에 광얼룩 나타나지 않고, 발광면의 휘도가 우수하고, 또한 광원으로서 수명이 길고 휘도가 높은 냉음극형 형광등(CCFL)을 채용하므로 제품의 수명이 길다는 장점 때문에 꾸준히 시장을 넓혀가고 있다.

일반적으로 면발광 장치의 구성요소는 크게 보아 프레임과 이에 장착되는 도광판 및 광원이 있다. 광원은 냉음극형 형광램프와 같은 직관형 램프와 이 램프의 구동에 필요한 전력을 제공하는 램프구동부를 구비한다. 면발광 장치는 램프를 도광판의 뒷면 아래에 배치하여 직접조명을 하는 직하방식과 램프를 도광판의 측면 에 배치하여 도광판의 측면으로 광을 입사시켜 도광판의 전면으로 출광하는 방식으로 간접조명을 하는 엣지방식으로 구분된다. 엣지방식은 직하방식에 비해 장치의 두께를 더 얇게 할 수 있으므로, 슬림형의 광고장치를 구성하고자 할 때는 더 적합할 수 있다. 본 발명은 엣지방식에 관한 것이다.

종래의 엣지방식의 면발광 장치의 일반적인 구조에 따르면, 광반사갓에 램프가 수납된 형태로 된 램프세트와 램프의 구동에 필요한 전원을 제공하는 전원부 세트는 일체화된 하나의 모듈로 구성되지 못하고 각각 별개로 분리된 구조를 취한다. 그러므로 프레임은 램프세트와 전원부 세트를 설치할 공간을 각각 별도로 마련하여야 하고, 램프세트와 전원부 세트는 해당 공간에 각각 별도의 작업으로 설치되고, 설치 후에는 서로 간에 전기적인 결선작업도 추가적으로 수행해야 하므로, 소비자의 입장에서는 설치 및 유지보수가 까다로웠다. 또한 전원부 세트의 설치공간은 주로 프레임의 후면이 마련되는 것이 보통인데, 이런 구조에서는 전원부 세트를 설치 또는 교체하기 위해서는 작업자가 프레임의 후면에 접근할 수 있어야 한다. 이는 면발광 장치가 벽 고착형으로는 사용하는 데 큰 제약이 되었고, 탈착이 가능한 벽걸이형으로 사용하는 경우라도 램프세트나 전원부 세트의 교체를 위해서는 벽에서 떼어내어야 하는 불편함이 있었다. 램프세트와 전원부 세트는 전선을 통해 서로 연결되므로, 이들 중 어느 하나를 교체할 경우 기존의 접속을 해제하고 새로운 접속을 하여야 하므로 프레임의 전면과 후면을 동시에 개방하거나 프레임을 부분적으로 분해를 해야 하는 번거로움도 있었다. 이처럼 램프세트와 전원부 세트가 별개 구조를 취한 종래의 광원장치는 설치 및 유지보수가 복잡하여 소비자가 스스로 그 러한 작업을 쉽게 하기가 쉽지는 않았다. "평면 디스플레이에 사용하기 위한 백라이트 유닛"(Backlight unit for use in planar display)이라는 발명의 명칭의 미국특허번호 제 6,386,722호와 "평면 발광 디스플레이 패널"(Planar light-emitting display panel)이라는 발명의 명칭의 미국특허번호 제6,474,825호는 위와 같은 종래의 면발광 장치와 비슷한 구성을 취하는 예이다.

면발광 장치는 광원으로서 냉음극형 형광등(CCFL)을 사용한다. 그런데 이 냉음극형 형광등은 주변의 온도가 높을 때보다 낮을 때가 시동전압이 훨씬 더 높고 휘도는 현저히 낮은 특성을 갖는다. 얇은 철판으로 광반사갓을 만들고 그 안에 CCFL을 장착한 종래의 램프세트(이하에서는 '종래의 램프세트'라 함)의 경우, 25℃에서의 시동전압을 100%로 정하였을 때, 형광등의 주위온도가 0℃, -10℃, -20℃로 내려감에 따라 시동전압은 143%, 151%, 153%로 높아진다(도 11의 그래프 참조). 따라서 면발광 장치를 옥외용으로 사용하는 경우 겨울철의 주위온도는 영하로 내려가고 그 경우 별도의 대책이 없으면 형광등의 시동을 위해 상대적으로 더 높은 전압을 걸어주어야 한다. 고전압을 걸어주지 않으면 점등되지 않거나 점등이 되더라도 그러기까지는 오랜 시간이 소요된다. 그런데 CCFL은 정격전압보다 고전압이 걸리면 수명이 크게 단축된다. CCFL 제조회사의 자료에 의하면, 주위온도가 25℃일 때의 형광등 수명을 100%로 정하였을 때, 20℃와 10℃에서는 대략 55%와 15% 정도로 급격하게 줄어들고, 0℃까지 내려가면 거의 7% 이하로 줄어들고, 그 이하의 온도로 가면서 점점 더 짧아진다(도 12의 그래프 참조). 또한 25℃에서의 CCFL의 휘도를 100%로 정하였을 때, CCFL의 주위온도가 0℃, -10℃, -20℃로 내려감에 따라 휘도 는 56%, 36%, 20%로 급격히 감소한다(도 13의 그래프 참조). 고휘도를 얻기 위해서는 램프전류를 늘리거나 전압을 높여야 하지만, 그로 인해 전력 소모량의 증가와 램프 수명의 단축을 감수하지 않을 수 없다. 이러한 점들을 고려한다면, CCFL의 시동과 점등은 가능하면 높은 온도에서 이루어질 필요가 있다. CCFL은 일단 점등되고 나면 방전으로 인한 자체 열이 있어 주변의 저온에 상대적으로 영향을 덜 받으므로 방전열의 손실을 최소화 하는 것이 요구된다. CCFL의 시동 시에는 전극의 주변온도를 높여서 낮은 전압에서도 점등이 성공되도록 하는 보다 적극적인 수단을 채용할 필요가 있다. 이러한 요구들은 다른 방전등의 경우에도 일반적으로 적용된다.

한편, 면발광 장치를 옥외용으로 사용할 경우, 램프 세트나 전원부 세트 등에 물이 스며들면 누설전류로 인해 여러 가지 문제가 발생될 수 있다. 따라서 이들에 대한 방수대책이 완벽하게 갖추어 질 필요가 있다.

본 발명은 램프와 램프구동부를 일체형의 모듈로 구성하여 설치와 교체의 편의성 및 폭넓은 적용성을 보장하고, 필요에 따라 여러 개를 연결잭으로 간단히 연결하여 원하는 길이의 광원을 얻을 수 있는 확장성을 제공하며, 저온에서도 낮은 시동전압으로 점등할 수 있어 긴 램프수명을 보장할 수 있고, 방수구조로 설계되어 옥외용으로도 적합한 광원장치를 제공하는 것을 제1의 목적으로 한다.

본 발명은 또한 상기 광원장치와 도광판, 그리고 프레임 세트를 구성요소로 하여 설치와 유지보수가 매우 간편하며, 이중의 방수구조로 설계되어 옥외용 광고 장치로도 사용이 가능한 면발광 장치를 제공하는 것을 제2의 목적으로 한다.

상기 제1의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 적어도 하나의 직관형 램프; 상기 램프의 구동에 필요한 전력을 제공하는 램프구동부; 상기 램프가 설치되는 광반사갓과 상기 램프구동부를 내장하고 개방구는 마개로 폐쇄되는 관 부재가 일체로 결합된 램프하우징; 상기 램프를 상기 광반사갓 안에 안정적으로 설치되도록 잡아주는 램프홀더부; 및 상기 램프하우징의 소정 위치에 장착되어 외부에서 접속이 가능하며 상기 램프구동부와 전기적으로 연결된 전극단자를 포함하는 전극단자부를 구비하며, 외부에서 상기 전극단자에 전력을 제공하면 상기 램프가 점등되도록 상기 각 구성요소들이 일체화된 모듈구조로 결합된 것을 특징으로 하는 광원장치가 제공된다.

상기 제1의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 적어도 하나의 직관형 램프; 상기 램프의 구동에 필요한 전력을 제공하는 램프구동부를 포함하는 전원부 모듈; 상기 램프를 수용하여 빛을 한 방향으로 출광되도록 길이방향으로 소정의 폭만큼 개방된 '

'형상 , '

'형상 또는 이와 유사한 형상의 개방곡면을 이루는 광반사갓과, 상기 광반사갓과 대략 동일한 길이로 연장되며 서로 일부분을 공유하면서 붙어 일체를 이루는 관으로서 그 관 안에는 상기 전원부 모듈이 내장되는 관 부재와, 상기 관의 양쪽 개방구를 각각 막는 제1 및 제2 마개 와, 상기 제1 및 제2 마개에 각각 장착되어 외부에서 전기 접속이 가능하며 상기 전원부 모듈과 전기적으로 연결된 전극단자들을 포함하는 전극단자부를 구비하는 램프하우징; 및 상기 램프를 상기 광반사갓 안에 안정적으로 설치되도록 잡아주는 램프홀더부를 구비하며, 외부에서 상기 전극단자에 전력을 제공하면 상기 램프가 점등되도록 상기 각 구성요소들이 일체화된 모듈구조로 결합된 것을 특징으로 하는 광원장치가 제공된다.

저온에서도 원활한 시동을 위해, 상기 광원장치는 램프전극을 직접 가열하는 전극가열부를 더 구비하는 것이 바람직하다. 상기 전극가열부는 전극단자와 전기적으로 연결되며, 상기 램프의 점등을 위한 전원이 투입되면 상기 램프구동부가 상기 램프에 시동전력을 공급하기에 앞서서 상기 램프의 각 전극을 소정시간 가열하여 상기 전극의 주변온도를 높여줌으로써 상기 램프의 원활한 점등을 지원한다.

또한, 관 부재의 양쪽 개방구를 막는 제1 및 제2 마개는 몸체의 소정 위치에서 상기 관 부재 안쪽으로 제1 홈과 제2 홈이 각각 형성된다. 상기 전극단자는 상기 제1 홈과 제2 홈의 바닥에서 홈 입구 쪽으로 돌출되거나 또는 홈바닥 속으로 매입된 형태로 설치된다. 이러한 구조에 상응하여, 연결잭을 더 마련하면 원하는 길이의 광원장치를 손쉽게 구현할 수 있다. 즉, 연결잭은 절연체로 만들어지며 자신의 일부가 상기 제1 및 제2 홈 안에 꽉 차게 삽입되는 몸체부와, 그 몸체부의 내부에 배치되어 상기 몸체부가 상기 제1 및 제2 홈에 삽입되면 상기 제1 및 제2 전극단자와 전기적인 접속을 이루는 접속단자를 구비하는 구조를 갖는다. 이 연결잭을 두 개의 광원장치 각각의 제1 및 제2 홈에 삽입됨으로써, 두 광원장치는 일렬로 근 접 연결되고 서로 병렬접속을 이루게 된다.

한편, 상기 제2의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 측면으로 입사된 광을 산란시켜 전면으로 출광하는 도광판; 적어도 하나의 직관형 램프와 상기 램프에 전력을 공급하여 구동하는 램프구동부가 일체형의 램프하우징에 장착되어 하나의 모듈을 이루고, 상기 도광판의 적어도 어느 일 측면에 상기 램프가 근접되도록 배치된 적어도 하나의 광원모듈; 및 상기 도광판의 적어도 일 측면에 상기 광원모듈의 램프가 근접하도록 상기 도광판과 상기 광원모듈을 탈착가능하게 지지하되, 전방에서 열거나 닫을 수 있도록 선회가능하며 닫힘위치에서 상기 광원모듈 및/또는 상기 도광판의 가장자리 부분을 덮어 누르는 덮개 구조를 채용한 프레임을 구비하여, 상기 광원모듈과 상기 도광판을 상기 덮개를 열고 전방에서 탈착할 수 있는 것을 특징으로 하는 면발광 장치가 제공된다.

상기 제2의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 측면으로 입사된 광을 산란시켜 전면으로 출광하는 도광판; 적어도 하나의 직관형 램프와 상기 램프에 전력을 공급하여 구동하는 램프구동부가 일체형의 램프하우징에 장착되어 하나의 모듈을 이루고, 상기 도광판의 어느 일 측면에 상기 램프가 근접되도록 배치된 적어도 하나의 광원모듈; 상기 도광판의 적어도 일 측면에 상기 광원모듈의 램프가 근접하도록 상기 도광판과 상기 광원모듈을 탈착가능하게 지지하되, 전방에서 열거나 닫을 수 있도록 선회가능하며 닫힘위치에서 상기 광원모듈 및/또는 상기 도광판의 가장자리 부분을 덮어 누르는 덮개 구조를 채용한 프레임; 및 상기 도광판 위에 안치되어 상기 덮개구조에 의해 붙잡혀 있는 필름의 가장자리 부 분을 덮거나 그것에 의해 덮이면서 상기 광원모듈의 적어도 일부를 감쌈으로써 상기 프레임의 틈을 통해 외부에서 액체가 유입되더라도 적어도 상기 광원모듈에 침투하지 못하고 다시 외부로 바이패스 되도록 하는 방수필름을 구비하여, 상기 광원모듈과 상기 도광판을 상기 덮개를 열고 전방에서 탈착할 수 있는 것을 특징으로 하는 면발광 장치가 제공된다.

면발광 장치는 판스프링의 탄성력에 의해 상기 덮개부재가 상기 필름을 이탈하지 않게 붙잡을 수 있는 구조로 만드는 것이 바람직하다. 이를 위해, 프레임 측벽들의 상단과 상기 덮개부재의 내면의 소정위치에 제1 및 제2 걸림홈이 각각 형성되며, 각 측벽과 그에 선회가능하게 결합된 덮개부재의 상기 제1 및 제2 걸림홈의 사이에는 압축된 상태의 판스프링이 더 부가된다.

또한, 상기 램프하우징의 가장자리 부분은 상기 도광판의 가장자리 부분을 덮도록 되어 있어, 상기 도광판은 별도의 고정수단을 이용함이 없이 상기 덮개 구조가 상기 램프하우징을 누르는 힘만으로 상기 프레임이 고정되는 구조가 바람직하다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

(1) 광원장치

본 발명에 따른 광원장치의 구성을 나타내는 블록도가 도 1에 도시되어 있다. 광원장치(100)는 하나 이상의 램프(30)와, 이 램프의 시동과 점등에 필요한 전 력을 공급하는 램프구동부(10)를 갖는다. 광원장치(100)는 모든 구성요소가 램프하우징(50)을 매개로 일체화 되어 하나의 모듈을 이루며, 설치의 편의성, 길이의 확장성, 그리고 방수성 등을 고려하여 설계된 구조라는 점에 특징이 있다.

램프(30)는 가시광선을 만들어 내는 직관형 램프이면 된다. 현재까지 알려진 램프들 중에서 본 발명의 광원장치에 적합한 대표적인 램프로는 예컨대 냉음극형 형광등(CCFL)을 들 수 있다. CCFL의 효율은 비교적 높은 주파수에서 향상되므로, CCFL은 일반적으로 20 KHz부터 100 KHz 사이의 범위에 있는 주파수를 갖는 교류(AC) 신호에 의하여 구동된다. 또한, 예컨대 점등 중인 램프는 600 내지 800 볼트 동작전압을 필요로 하고, 시동전압은 이 보다 훨씬 더 높다. 그러므로 이와 같은 정격특성을 갖는 구동전력을 만들어내기 위해, 램프구동부(10)는 소정 레벨의 제1 직류 전압을 승압하는 부스트컨버터부(14)와 승압된 제2 직류 전압을 이용하여 고주파수의 교류전압으로 변환하여 램프(30)에 구동전력을 제공하는 인버터부(15)를 포함한다. 부스트컨버터부(14)에 제공되는 제1 직류 전압은 예컨대 직류어댑터(비도시)와 같은 외부수단으로부터 제공될 수 있다. 다른 방안으로서, 도시된 바와 같이 외부로부터 제공되는 상용의 교류전원을 직접 정류하여 직류로 변환하는 기능을 갖는 브릿지회로부(13)를 램프구동부(10)에 더 부가하여 그로부터 얻도록 할 수도 있다. 나아가 외부로부터 노이즈나 과전류의 유입을 차단하는 입력필터부(12)를 더 구비하는 것이 바람직하다. 부스트컨버터부(14)는 역률개선회로(PFC)를 함께 갖는 구성이면 더욱 바람직하다.

CCFL은 특성상 주위 온도가 너무 낮거나 높으면 성능이 저하된다. 주위 온도 로부터 영향을 최소화하기 위한 별도의 대책이 더 고려될 필요가 있는데, 특히 겨울철 옥외에서 동작해야 할 CCFL처럼 주위온도가 아주 낮을 때에도 원활한 시동을 가능케 하는 특별한 대책이 강구될 필요가 있다. 저온일 때에는 CCFL의 봉입가스(Ar, Ne)와 수은은 활성화도가 떨어져 기체분포가 균일하지 못한 상태로 되며, 특히 수은의 경우는 분자가 뭉쳐있는 상태로 존재한다. 이 때문에 저온에서 CCFL을 점등하기 위해서는 상대적으로 더 높은 시동전압을 걸어주어야 한다. 그 결과 램프전극으로부터 더 많은 양의 텅스텐이 증발하여 흑화현상이 촉진되고 그에 따라 램프의 수명이 단축된다.

흑화현상을 줄여주고 고주파 에너지가 잘 형성될 수 있도록 하기 위해, 본 발명은 램프에 시동전압을 가하기 전에 미리 램프의 전극을 급속하게 가열하는 방식을 제안한다. 이를 위해, 광원장치(100)는 램프(30)의 점등이 보다 원활하게 이루어지도록 지원하는 전극가열부(20)를 더 채용하는 것이 바람직하다. 전극가열부(20)는, 램프구동부(10)가 램프(30)에 시동전압을 공급하기 전에, 램프(30)의 양쪽 전극(34-1, 34-2) 중 어느 하나 또는 모두를 소정시간 동안 가열하여 램프전극의 주변온도를 높여준다. 전극가열부(20)는 구체적으로, 램프전극을 직접 가열하기 위한 히터(24a, 24b)와 이의 가열에 필요한 전력을 공급하는 히터전원부(22)를 포함한다.

하나의 히터(24a)는 도 2에 예시된 바와 같이 가열물질판(24a-1)을 사이에 두고 그 양면에 전극판(24a-2, 24a-3)이 각각 밀착된 구조이다. 가열물질판(24a-1)은 램프전극(34-1, 34-2)의 리드선(32-1, 32-2)과 상호 효과적인 열전도가 이루어 지도록 직접 접촉된다. 이를 위해 가열물질판(24a-1)에는 삽입공(24a-4, 24a-5)이 형성되고, 리드선(32-1, 32-2)이 이에 삽입되어 접속되도록 한다. 가열물질판(24a-1)으로 사용할 수 있는 적합한 재질로는 파인세라믹 물질을 들 수 있다. 파인세락믹은 두 전극판(24a-2, 24a-3) 사이에 전압(예컨대 직류 400V)이 걸리면 수 초 이내에 목표온도 (예컨대 100℃) 이상까지 급속하게 가열되며 그 후에는 전원이 계속 투입되더라도 더 이상 전력 소모가 일어나지 않고 온도 또한 상승하지 않는 특성을 갖는다. 파인세라믹으로 히터(24a, 24b)를 실제 구성한 예에 따르면, 파인세라믹 히터는 1초 이내에 약 120℃ 정도의 온도까지 급속 가열되며, 램프전극(34-1, 34-2)은 수초 이내에 대략 60℃ 정도까지 온도상승이 일어남을 확인할 수 있었다. 이와 같이 램프전극(34-1, 34-2)이 가열되면 램프전극 주변의 수은의 활성도는 높아지고, 그 상태에서는 낮은 시동전압에서도 점등이 원활하게 이루어질 수 있다. 특히 본 발명의 광원장치(100)는 온도가 매우 낮은 겨울철 옥외에서도 낮은 시동전압으로 점등될 수 있다. 그러므로 고전압 시동으로 인한 램프의 수명단축의 문제를 현저하게 줄일 수 있다.

물론, 히터를 이용한 램프전극의 가열방식의 대안으로서, 램프구동부(10)가 램프전극의 예열기능을 갖도록 구성할 수도 있다. 즉, 시동전압을 제공하기에 앞서, 예열회로가 먼저 작동하여 램프전극(34-1, 34-2)에 소정의 예열전압을 먼저 걸어준다. 이에 의해 램프전극의 주변온도가 올라가서 램프의 점등이 원활하게 일어날 수 있다.

외부로부터 램프구동부(10)에 전원이 최초로 투입되었을 때, 램프에 대한 시 동전압을 가하기 전에 히터(24a, 24b)를 수 초 동안 먼저 가열하여 램프전극(34-1, 34-2)의 온도를 높이는 과정이 선행되도록 하기 위해서, 별도의 제어회로(비도시)가 더 부가될 필요가 있다. 이 제어회로는, 램프구동부(10)에 전원이 투입되면 그 전원이 먼저 히터전원부(22)에만 제공되도록 하고, 히터(24a, 24b)에서 더 이상의 전력소모를 일으키지 않는 상태가 검출되거나 또는 예정된 소정의 시간(예컨대 5초 정도)이 지나면 히터전원부(22)에 공급되는 상기 전원은 그 때부터는 램프구동부(10)에만 공급되도록 제어한다. 이 제어회로는 예컨대 비교회로와 스위칭소자 등을 사용하여 구성될 수 있으며, 램프구동부(10) 또는 히터전원부(22)의 일부분으로서 구현될 수 있다.

히터(24a, 24b)는 또한 램프전극(34-1, 34-2)의 온도를 적절하게 낮추어주는 역할도 한다. 일반적으로 CCFL은 그 특성상 점등 중에는 램프전극의 온도는 수 백도까지 올라간다. 하지만, 본 발명의 광원장치(100)는 종래의 램프세트에 비해 램프전극(34-1, 34-2)의 열을 상대적으로 더 빨리 외부로 분산시킬 수 있는 구조이어서 램프전극 주변의 온도는 종래에 비해 훨씬 낮아진다. 램프전극(34-1, 34-2)은 램프(30) 밖으로 인출된 전극리드선(32-1, 32-2)을 통하여 히터(24a, 24b)에 연결되어 있고, 히터(24a, 24b)는 공기와의 접촉 면적이 넓고 램프하우징(50)의 열분산 및 발산 능력이 좋기 때문에, 램프전극(34-1, 34-2)의 고열은 빠른 속도로 외부에 빼앗기기 때문이다. 종래의 램프 세트와 본 발명의 광원장치를 실제로 제작하여 온도를 측정해 본 바에 따르면, 램프가 점등 중일 때 램프전극 주변의 광반사갓의 온도는 종래의 램프세트가 대략 110℃ 정도인데 비해 본 발명의 광원장치의 경우 이 의 대략 절반인 60℃ 정도임을 확인할 수 있었다. 따라서 램프전극의 주변온도가 본 발명처럼 높지 않으면 램프의 유리관과 리드선(32-1, 32-2) 간의 열팽창계수 차이로 인한 유리관 내부의 진공 훼손의 문제가 일어나지 않고 흑화현상을 지연시켜 램프 수명이 연장되는 장점이 있다.

전극가열부(20)는 결국 램프전극(34-1, 34-2)과 상호 직접적인 열전달이 가능하게 연결되어 램프전극(34-1, 34-2)의 온도를 최상의 램프 성능이 발휘될 수 있는 온도범위내로 유지되도록 조절해준다. 즉, 램프(30)의 시동 시에는 램프전극(34-1, 34-2)으로 높은 열을 전달하여 램프(30)의 원활한 시동을 도와주고, 점등 중에는 고온 상태의 램프전극(34-1, 34-2)으로부터 열을 효과적으로 빼앗아 램프(30)의 시동과 점등, 수명, 그리고 휘도 등에 관한 성능이 최상이 되도록 해준다.

램프구동부(10)와 히터전원부(22)는 하나의 인쇄회로기판(16) 위에 구현되어 전체를 하나의 전원부 모듈(19)로 구성하는 것이 바람직하다. 나아가, 전원부 모듈(19)의 입력단(17a)과 출력단(17b)은 외부의 다른 전기 단자와의 연결과 해제가 용이하도록 콘넥터로 처리되는 것이 바람직하다.

이와 같은 광원장치(100)를 이루는 각 구성요소들은 램프하우징(50)에 장착되어 일체화된 하나의 모듈을 이루도록 결합된다. 도 3은 광원장치(100) 모듈의 분해사시도이다. 램프하우징(50)은 광반사갓(52)과 관 부재(54)가 일체로 결합된 구조이다. 광반사갓(52) 안에는 하나 이상의 램프(30)가 장착되고 관 부재(54) 안에는 전원부 모듈(19)이 내장된다. 엣지방식의 면발광장치를 구성하기 위해서는 광원장치(100)가 도광판의 측면에 배치되어서 프레임 안에 수납되기에 적합한 형상일 필요가 있다. 램프하우징(50)은 대략 동일한 길이의 광반사갓(52)과 관 부재(54)가 서로 일부분을 공유하면서 붙어있는 바-형(bar-type) 구조로 만드는 것이 바람직하다.

광반사갓(52)은 이런 구조에 적합하도록 설계될 필요가 있다. 예로서, 광반사갓(52)은 램프를 수용하여 빛을 한 방향으로 출광시키기에 적합하도록 길이방향으로 소정의 폭만큼 개방된 구조, 예를 들면, '

'형상 , '

'형상 또는 이와 유사한 형상의 개방곡면 구조로 만든다. 광반사갓(52)의 형상은 예컨대 도 3에 도시된 바와 같이 광반사갓(52)의 상부면 및/또는 하부면이 도광판의 가장자리부분과 약간 중첩되도록 상부면 및/또는 하부면의 출광방향의 길이가 램프(30a, 30b)의 최외면보다 더 길게 연장된 구조가 바람직하다. 상부면이 더 길게 연장된 광반사갓(52) 구조는 도광판을 광반사갓(52)의 상부면의 밑에 중첩시켜 프레임에 장착하고 예컨대 덮개로 램프하우징을 눌러주면 도광판을 볼트와 같은 별도의 결합수단을 사용하지 않고서도 간접적으로 고정시킬 수 있는 장점이 있다(도 9 참조, 이에 대한 자세한 사항은 후술하기로 함). 다른 예로서, 상부면과 하부면의 출광방향의 길이가 동일하게 램프(30a, 30b)의 최외면까지만 연장되도록 하여 광원장치(100)가 도광판 측면에 근접 배치하였을 때 광반사갓(52)이 도광판에 중첩되지 않는 구조로 만들 수도 있다(도 10 참조). 광반사갓(52)의 내벽에는 광반사 효율을 강화하기 위한 광반사막 또는 광반사 필름(비도시)이 더 부가될 수 있다.

관 부재(54)는 전원부 모듈(19)을 수납하기 위해 적어도 한 쪽 끝은 개방된 형태의 관일 필요가 있다. 도시된 관 부재(54)는 양쪽 끝이 개방되어 있고, 두 개방구(56a, 56b)는 관 안에 전원부 모듈(19)을 수납한 후 제1 마개(60a)와 제2 마개(60b)로 각각 폐쇄되는 구조이다. 램프하우징(50)의 적당한 위치에는 외부에서 전원부 모듈(19)에 필요한 전력을 공급하기 위한 전극단자가 마련된다. 필요에 따라 광원장치(100)를 여러 개 일렬로 이어서 원하는 길이의 광원장치를 구성할 필요가 있음을 고려할 때, 전극단자(64a, 64b)는 관 부재(54)의 마주보는 양 쪽 끝에 위치하는 두 마개(60a, 60b)에 각각 설치되는 것이 바람직하다. 도 3과 5a 및 5b에는 두 마개(60a, 60b)의 예시적인 구조가 도시되어 있다. 도시된 제1 및 제2 마개(60a, 60b)에 따르면, 몸체(62a, 62b)의 적절한 위치에서 관 부재(54) 안쪽으로 제1 홈(66a)과 제2 홈(66b)이 각각 형성되고, 전극단자(64a, 64b)는 제1 홈(66a)과 제2 홈(66b)의 바닥에서 홈 입구 쪽으로 돌출된다. 물론 전극단자(64a, 64b)가 홈바닥 속으로 매입된 형태로 설치되는 것도 가능하다. 전극단자(64a, 64b)는 관 부재(54) 속으로 연장되고 그 끝부분은 콘넥터(68a, 68b)로 처리되어 전원부 모듈(19)의 콘넥터(17a, 17b)와 접속된다. 램프홀더(42a, 42b)의 돌출부(44a, 44b)와 리드선(32a, 32b)이 위치할 공간(67a, 67b)도 마련된다.

램프(30)를 광반사갓(52)에 안정적으로 설치하기 위해, 램프(30)는 램프홀더(40a, 40b)를 개재하여 광반사갓(52)에 장착된다. 램프홀더는 예컨대 고무와 같은 휘임성이 있고 고온에서도 견디는 재질로 만드는 것이 바람직하다. 일예로, 램프홀더(40a, 40b)는 광반사갓(52)의 양쪽 끝에 꽉 끼이게 삽입되는 몸체(42a, 42b)의 끝부분에서 돌출부(44a, 44b)가 대략 직각으로 연장된 형상이며, 몸체와 돌출부의 내부에는 대략 직각으로 굽은 관통공이 마련된다. 램프(30a, 30b)의 양쪽 단부가 몸체(42a, 42b)의 관통공에 각각 내삽되고, 램프전극(34-1, 34-2)에 연결된 리드선(32a, 32a')과 (32b, 32b')은 대략 직각으로 꺾이면서 돌출부(44a, 44b)의 관통공을 빠져나와 관 부재(54) 속으로 연장된다. 관통공은 램프의 개수에 맞게 형성된다. 이렇게 램프(30a, 30b)와 결합된 램프홀더(40a, 40b)의 몸체(42a, 42b)는 광반사갓(52)의 양쪽 끝에 각각 끼워서 장착된다. 램프전극에 연결된 리드선(32a, 32a')과 (32b, 32b')은 전선(18a, 18a')와 (18b, 18b')를 통해 관 부재(54) 안에 내장된 램프구동부(10)의 출력단에 연결된다. 마찬가지로, 히터(24a, 24b)의 전극판도 전선(26a, 26a')와 (26b, 26b')을 통해 히터전원부(22)의 출력단에 연결된다. 마개(60a, 60b)의 몸체(62a, 62b)에는 램프홀더(40a, 40b)의 돌출부(44a, 44b)가 끼워질 수 있는 개구(67a, 67b)가 마련되어, 램프홀더(40a, 40b)가 끼워짐으로써 관 부재(54)의 개방구(56a, 56b)가 완전히 폐쇄된다.

앞서 언급한 종래의 램프세트는 점등 중일 때 램프전극 주변은 100℃를 훨씬 넘는 고온이 될 뿐만이 있는 램프의 양 끝 부분과 램프의 가운데 부분의 온도가 24℃ 이상 차이가 난다. 그런데 램프전극 부분이 이처럼 고온상태가 되면 램프의 휘도특성이 나빠지고 램프수명도 단축된다. 그러므로 점등 중에도 램프전극의 주위온도는 최상의 휘도특성과 최장의 수명을 유지할 수 있는 적정한 온도범위로 유지되는 것이 바람직하다. 히터(24a, 24b)의 온도조절기능에 부가하여, 램프하우징(50)의 크기와 재질을 적절히 선택하면 이와 같은 요구를 충족시킬 수 있다.

이를 위해 램프하우징(50)은 열전도 특성이 아주 우수한 금속재 예컨대 알루 미늄이나 알루미늄을 주원료로 하는 합금으로 만들면 좋다. 알루미늄 등을 이용하여 광반사갓(52)과 관 부재(54)를 상호간의 열전도가 효과적으로 일어나도록 하기 위해 일체로 만들고, 관 부재(54)를 위와 같은 온도조절기능을 갖기에 충분한 크기로 만든다. 그러면, 램프전극(34-1, 34-2) 부분의 고열은 리드선(32a, 32b)와 히터(24a, 24b)를 통해서 그리고 공기를 통해서 램프하우징(50) 전체에 신속하게 전달되고, 흡수된 열은 램프하우징(50) 전체로 신속하게 분산되면서 발산된다. 그리하여 본 발명의 램프하우징(50)을 채용한 구조는 그렇지 않는 구조에 비해, 램프전극의 주변온도가 현저하게 낮게 유지된다.

그런데, 램프하우징(50)의 열 흡수 및 발산 능력은 앞서 언급한 바와 같이 너무 낮으면 좋지 않지만, 반대로 지나치게 높은 것도 항상 바람직한 것은 아니다. 즉, 공기온도가 매우 낮은 겨울철에는 램프(30)의 열이 램프하우징(50)을 통해 지나치게 많이 빼앗길 수 있고, 그럴 경우 오히려 휘도 특성과 램프수명에 부정적인 영향을 줄 수 있다. 램프전극의 주변온도는 램프의 수명과 휘도 등과 같은 성능을 최적상태로 유지하기 적합한 최적온도범위내로 유지되는 것이 가장 좋다. 이를 위해 램프하우징(50)의 열 흡수 및 발산 능력을 다소 줄일 필요가 있는 경우에는 램프하우징(50)의 램프하우징(50)의 외면에 알루미늄 등의 금속재보다 열전달 효율이 더 낮은 특성의 물질을 도포(coating)하거나 그러한 물질로 된 부재를 부착하는 방안을 활용할 수 있다.

이상과 같은 점들을 반영하여 실제로 구현한 본 발명의 광원장치(100)를 가지고 측정해본 바에 의하면, 램프하우징(50)의 열 분산 능력이 높아 램프(30)의 온 도가 전 구역에 걸쳐 예컨대 5℃ 이상의 온도차가 발생되지 않는 정도로 균일한 온도대를 유지함을 확인할 수 있었다. 이는 램프의 휘도나 수명 등에 있어서 효율이 가장 좋은 온도대에서 광원장치(100)가 동작함을 의미한다. 또한 램프의 유리관과 램프전극의 리드선은 열팽창계수가 서로 달라서 온도변화의 폭이 크면 램프의 진공이 훼손될 수도 있다. 본 발명의 광원장치(100)는 램프전극 근처의 온도가 종래에 비해 상대적으로 크게 낮으므로, 진공 훼손의 문제로 인한 램프 수명의 단축은 발생하지 않는다.

본 발명의 광원장치(100)는 여러 개를 일렬로 이어서 원하는 길이의 광원으로 구현할 수 있다. 도 4는 두 개의 광원장치(100-1)와 (100-2)를 일렬로 연결하는 방법을 도시한다. 두 광원장치(100-1)와 (100-2)를 일렬로 연결하기 위해 연결잭(110)을 사용한다. 연결잭(110)은 도 5a 및 5b에 도시된 바와 같이, 절연체로 만들어지는 몸체부(112)와 그 몸체부의 내부에 배치되는 접속단자(114)로 이루어진다. 몸체부(112)의 절반은 제1 광원장치(100-1)의 한 쪽 마개(60b-1)에 마련된 홈에 삽입되고, 나머지 절반은 제2 광원장치(100-2)의 한 쪽 마개(60a-2)에 마련된 홈(66a-2)에 삽입된다. 이렇게 삽입되면, 제1 및 제2 광원장치(100-1, 100-2)의 전극단자들은 연결잭의 접속단자(114)와의 접속을 통해 서로 전기적으로 연결된다. 두 광원장치(100-1)와 (100-2)를 연결했을 때, 양쪽 램프 간의 간격을 최소화하기 위해 연결잭(110)은 외부에서 보이지 않도록 양 쪽 홈 안에 완전히 파묻히는 것이 바람직하다. 도광판의 마주보는 두 측면에 각각 광원장치들이 배치되어야 하는 경우에는 적절한 길이의 케이블의 양단에 연결잭(110)의 대략 절반의 크기의 연결잭 이 달린 케이블형 연결잭(110-1)을 이용하여 그 광원장치들을 연결한다.

연결잭(110) 및/또는 케이블형 연결잭(110-1)을 통해 연결된 광원장치들은 서로 병렬접속을 이룬다. 그리고 이들 광원장치들에 대한 전원공급은 전원케이블(122)을 통해 이루어진다. 전원케이블(122) 역시 그 말단은 연결잭(110)의 대략 절반 크기의 연결잭(120)으로 처리된다. 이처럼 본 발명의 광원장치(100)는 설치 시에 별도의 복잡한 전선연결 작업을 요하지 않고 단순히 연결잭(110, 110-1, 120)을 광원장치(100-1)에 꽂아주기만 하면 되므로, 초보자라도 현장에서 매우 쉽고 간편하게 설치할 수 있다.

광원장치(100)의 구조에서 수분의 침투가 가능한 부분은 연결잭(110,110-1, 120)과 전극단자(64)가 마련된 마개(60)의 홈(66)의 접합부분이다. 도 5a와 5b는 이 접합부분에서 방수기능을 갖도록 설계된 연결잭(110)과 전극단자(64)의 접속관계를 나타내는 단면도이다. 도 5a는 양자가 결합된 상태의 단면도이고, 도 5b는 양자가 분리된 상태를 도시한 단면도 이다.

방수기능을 확보하기 위해 연결잭(110)의 몸체부(112)는 약간의 쿠션이 있는 재질로 만드는 것이 좋고, 마개(60)에 마련된 홈(66)에 꽉 차는 크기가 바람직하다. 연결잭의 접속단자(114)는 관형으로 만들어 마개(60)에 장착된 예컨대 봉-형(rod-type)의 전극단자(64)가 삽입되어 접속을 이루도록 한다. 방수기능을 더욱 강화하기 위해, 마개(60)는 전극단자(64)를 포위하는 원통형 돌기(69)가 홈(66)의 바닥에 더 형성되고, 이에 상응하여 연결잭(110)에는 원통형 돌기(69)가 꽉 차게 삽입되는 크기의 삽입홈(116)이 더 마련된다. 홈(66)과 몸체부(112)가 밀착되고, 나 아가 삽입홈(116)에 원통형 돌기(69)가 밀착되어, 물과 같은 액체가 외부에서 전극단자(64)와 접속단자(114) 쪽으로 스며들기 어렵다. 또한, 보다 완전한 방수를 위해, 광원장치(100)의 양쪽 끝의 마개(60a, 60b)와 램프홀더(42a, 42b) 그리고 램프하우징(50)의 접합부분은 실링재로 밀봉처리를 한다.

(2) 면발광 장치

본 발명에 따른 면발광 장치는 도광판 세트(300)와 위에서 설명한 광원장치(100), 그리고 프레임 세트(200)로 이루어진다. 본 발명의 일 실시예에 따른 면발광 장치(500)의 구성이 도 6 내지 9에 도시되어 있다. 도 6은 면발광 장치(500)의 분해사시도이고, 도 7과 8은 조립된 면발광 장치(500)의 덮개가 개방된 상태와 닫힌 상태를 각각 도시하며, 도 9는 도 8의 절단선 A-A에서 본 단면도이다.

도광판 세트(300)는 예컨대 투명 아크릴수지로 만든 사각형의 도광판(302)과, 그 도광판의 바닥면과 광입사면을 제외한 나머지 측면에 부착되는 반사테이프(304)로 구성된다. 도광판(302)의 바닥면에는 광입사 측면을 통해 유입되는 광을 산란시켜 도광판(302)의 앞 면 쪽으로 출광되도록 하는 광산란 요소가 형성된다. 광산란요소는 예컨대 인쇄된 잉크도트, 미세음각, V-홈 등이 될 수 있다. 도광판에 관한 기술은 이미 잘 알려져 있으므로 여기서는 자세한 설명은 생략한다.

도광판(302)의 측면에는 램프(30)가 근접되도록 적어도 하나의 광원장치(100)가 배치된다. 광원장치는 도광판(302)의 바닥면에 형성된 광산란요소의 배치 형태에 따라 도광판(302)의 어느 일 측면에만 배치될 수도 있고, 혹은 마주보는 두 측면에 배치될 수도 있다. 도 6 내지 도 9는 도광판(302)의 마주보는 양 측면에 광원장치들을 배치한 경우를 예시적으로 보여준다. 도광판(302)의 길이가 길면 그 길이에 따라 적절한 개수의 광원장치(100-1, 100-2)를 연결잭(110)을 이용하여 일렬로 이어서 사용한다. 또한, 도광판(302)의 마주보는 양 측면에 광원장치들(100-1, 100-2)과 (100-3, 100-4)를 배치하는 경우 그들 간에는 케이블형 연결잭(110-1)을 이용하여 연결한다.

프레임 세트(200)는 도광판(302)과 이의 측면에 근접 배치된 광원장치들(100-1, 100-2, 100-3, 100-4)을 수납하여 지지한다. 프레임 세트(200)는 전방에서 열거나 닫을 수 있도록 선회운동이 가능한 덮개 구조를 채용한다. 프레임 세트(200)의 전방에서 덮개(220)를 열어젖힌 상태에서 도광판(302)과 광원장치(100-1, 100-2, 100-3, 100-4)들을 설치하거나 제거할 수 있다. 구체적으로, 프레임 세트(200)는 도광판 세트(300)와 이에 광원장치들(100-1, 100-2, 100-3, 100-4)을 수용하여 그 바닥을 지지하는 바닥(210, 212)과, 바닥(212)의 각 모서리에서 직립하여 광원장치들의 측면을 지지하는 측벽들(214a, 214b, 214c, 214d), 그리고 각 측벽에 선회가능하게 결합되어 광원장치들(100-1, 100-2, 100-3, 100-4)을 덮거나 이에 더하여 도광판 세트(300)의 가장자리 부분까지를 덮는 덮개부재(220a, 220b, 220c, 220d)를 갖는다.

광원장치(100)를 수납하여 지지하는 바닥(212)과 도광판(302)의 적어도 가장자리 부분을 지지하는 바닥(210)은 서로 다른 높이의 계단구조로 만들어진다. 예컨 대 도 9에 도시된 것처럼, 광원장치(100)를 지지하는 바닥(212)의 끝부분에 두 번의 직각 절곡된 '

'형상의 부재가 연결되어 도광판 세트(300)를 지지하는 바닥(210)을 이룬다. 도광판 지지 바닥(210)의 상부면의 한 쪽 끝은 램프하우징(50)의 한 쪽 측면을 받쳐주어(abut) 어느 한계위치 이상으로는 도광판(302)의 측면에 접근하지 못하도록 막아준다. 램프하우징(50)을 보다 안정적으로 고정하기 위해 프레임의 측벽(214)과 램프하우징(50)의 반대 쪽 측면 사이에는 피스(230)가 삽입되어 상기 램프하우징을 도광판 쪽으로 밀어주도록 한다.

저온에서의 램프(30)의 열손실율을 낮추고 프레임 내부로 침투한 물이 원활하게 배수되도록 하기 위해, 바닥(212)의 상면은 램프하우징(50)과 도광판(302)의 편편한 바닥 하면과의 접촉면적을 최소화할 수 있는 형상으로 만들 수 있다. 예컨대 선접촉 또는 점접촉을 하는 요철면인 것이 바람직하다. 물론 반대로 램프하우징(50)을 요철면으로 처리하고 바닥(210)의 상면을 편편한 면으로 만들 수도 있다. 원활한 배수를 위해, 이러한 요철면은 도광판지지 바닥(210)까지 연장되어 형성될 수 있다.

도광판(302) 위에는 선전 광고하고자 하는 내용이 표현된 투명 내지 반투명 필름(400)이 안치된다. 필름(400)은 덮개(200a~200d))에 눌려 고정된다. 광원장치(100)가 위에서 언급한 바와 같이 그 자체적으로 방수기능을 갖는 구조이지만, 보다 완벽한 방수기능을 제공하기 위하여 이중의 방수대책을 마련하는 것이 바람직하다. 이를 위해, 광원장치(100) 외면에 방수필름(240)을 더 설치한다. 구체적으로, 광원장치(100)는 마개(60a, 60b)와 램프하우징(50)이 접합하는 양 쪽 끝부분이 방수에 취약하므로 방수필름(240)이 그 접합부분까지도 감싸도록 한다. 방수필름(240)의 폭 방향의 한 쪽 가장자리 부분은 필름(400)의 가장자리 부분을 덮거나(실제 설치상태를 기준으로 광원장치(100)가 도광판(302)의 상부 측면에 위치할 때) 그것에 의해 덮이게 (실제 설치상태를 기준으로 광원장치(100)가 도광판(302)의 하부 측면에 위치할 때) 한다. 방수필름(240)은 또한 프레임 측벽(214)과 대면하는 램프하우징(50)의 측면을 감싸고돌면서 그 측면의 바닥까지 연장된 다음, 다시 꺾여서 측벽(214)의 상부 쪽으로 향하도록 설치된다. 이와 같이 방수필름(240)이 설치되면, 외부에서 프레임 세트(200)에 존재하는 여러 틈새를 통해 액체가 유입되더라도 광원장치(100)나 도광판(302)과 필름(400) 사이에 침투하지 못하고 프레임 세트(200) 외부로 바이패스 된다.

각 덮개부재(220a~220d)는 '닫힘위치'에서는 광원장치(100-1~100-4)의 적어도 일부를 덮으면서 도광판(302) 위에 놓여진 필름(400)의 각 변의 가장자리를 눌러서 붙잡아주고, '열림위치'에서는 필름(400)과 광원장치(100-1~100-4)를 전방에서 설치 또는 제거하기에 충분한 정도의 작업공간을 제공한다. 프레임의 측벽(214a~214d)과 그에 선회가능하게 결합된 덮개부재(220a~220d) 간에는 적어도 한 개 이상의 판스프링(222a, 222b)이 장착된다. 예컨대, 도 9에 예시된 바와 같이, 측벽(214)의 상단의 외벽에 대략 T-자형 돌출부(216)가 바깥쪽으로 비스듬히 연장되어, 그 T-자형 돌출부(216)의 상부와 하부에 각각 걸림홈이 마련된다. 덮개부재(220)는 대략 램프하우징(50)의 적어도 일부를 덮을 수 있는 폭을 갖는 긴 덮개판 재(224)의 한 쪽 가장자리에는 대략 직각으로 절곡되어 연장된 선회축 판재(226)가 연결되고, 다른 쪽 가장자리에는 비스듬하게 꺾여서 연장되어 그 아래에 있는 대상물을 눌러주는 가압손(228)이 연결된다. 선회축 판재(226)의 끝 부분은 T-자형 돌출부(216)의 아래쪽 걸림홈에 슬라이딩 삽입이 될 수 있도록 휘어진 형상으로 처리된다. 가압손(228) 부재의 내벽에는 걸림홈이 형성되는데, 예컨대 가압손(228)의 끝을 다소 넓게 만들어 걸림홈을 형성할 수도 있다. 판스프링(222)은 한 쪽 끝이 T-자형 돌출부(216)의 위쪽 걸림홈에 삽입되고 다른 한 쪽 끝은 가압손(228)의 안쪽 걸림 홈에 삽입되어, 휘어져 압축된 상태로 있다. 판스프링(222)의 탄성력은 덮개부재(220)가 닫힘위치에 있을 때에는 가압손(228)을 아래쪽으로 눌러주는 방향으로 작용하고, 사용자가 어느 각도 이상 덮개부재(220)를 열어주면 완전히 열어젖히게 하는 방향으로 작용한다.

도광판(302) 위에 안치되는 필름(400)은 각 변의 가장자리가 덮개부재(220)의 가압손(228)까지는 연장되는 크기를 갖는다. 프레임 세트(200)에 의해 고정된다. 광반사갓(52)의 상부면은 도 9에 도시된 것처럼 도광판(302)의 가장자리를 덮는다. 이러한 결합구조에서, 덮개부재(220)가 닫힘위치에 있게 되면, 필름(400)과 광원장치(100)의 램프하우징(50)은 덮개부재(220)의 가압손(228)에 눌리게 되고, 도광판 세트(300)는 광반사갓(52)의 상부면에 의해 눌린다. 따라서 판스프링(222)을 적절하게 채용하면, 도광판 세트(300)는 볼트와 같은 별도의 고정수단을 사용하지 않더라도 덮개부재(220)가 램프하우징(50)을 통해 간접적으로 누르는 힘만으로도 고정될 수 있다.

프레임세트(200)는 대칭형으로 만드는 것이 바람직하다. 광원장치(100)가 설치되지 않는 도광판의 측면과 그 측면에 마주하는 프레임 측벽 사이의 빈 공간, 예컨대 광원장치(100)가 도광판 세트(300)의 상부와 하부 측면에 설치된다고 가정하면, 프레임의 우측벽(214b)과 도광판 세트(300)의 우측면 사이 그리고 좌측벽(214d)과 도광판 세트(300)의 좌측면 사이의 빈 공간에는 보조부재(50-1, 50-2)를 채워 넣어 도광판 세트(300)를 네 방향에도 견고하게 받쳐주도록 하는 것이 바람직하다. 이 보조부재(50-1, 50-2)는 가능하면 광원장치의 램프하우징(50)과 동일 또는 비슷한 형상으로 만든다. 즉, 상부면의 폭방향 길이가 램프(30)의 최외면보다 더 길게 연장되어 그 상부면이 도광판(302)의 가장자리의 일부분과 중첩되는 바-형상으로 만들어 형상의 통일을 기하는 것이 좋을 것이다. 이렇게 하면 도광판 세트(300)는 네 변이 덮개부재(220a~220d)에 의해 간접적으로 눌려지게 된다.

도 10은 도광판 세트(300)의 고정방식을 달리하는 면발광 장치의 변형예를 보여준다. 이 변형예는 도광판세트(300)를 볼트로 프레임 세트(200)에 고정한다. 이를 위해 프레임 바닥(210)과 도광판(302)의 적절한 위치에 볼트를 체결할 수 있는 체결공들이 형성되고, 그 체결공에 볼트(312)를 체결한다. 도광판 세트(300)가 볼트(312)를 이용하여 프레임세트(200)에 직접 고정되므로, 광반사갓(52)의 상부면과 도광판(302)은 서로 중첩시킬 필요는 없다. 즉, 도시된 바와 같이, 광반사갓(52)의 상부면과 하부면의 폭방향 길이는 대략 램프의 최외면까지만 연장되어 광반사갓(52)의 상부면과 도광판(302)의 가장자리가 중첩 없이 맞닿는 구조로 만들면 된다. 볼트(312)가 외부에 노출되지 않도록 덮개(220)는 볼트(312)를 덮는 길이로 하는 것이 바람직하다. 보조부재(50-1, 50-2)도 마찬가지이다. 도 10의 변형 예는 도광판 세트(300)를 볼트로 고정하고 덮개(220)로 잡아주므로, 도 9의 구조에 비해 도광판 세트(300)를 더 강하게 고정할 수 있다. 다만, 도 9의 구조에 비해 볼트 고정을 위한 과외의 공정작업, 즉 도광판(302)과 바닥(210)에 체결공을 뚫는 작업, 그 체결공에 볼트(312)를 결합하는 공정 등이 더 필요한 점에서는 불리하다.

이상에서는 본 발명에 따른 광원장치(100)와 이를 활용한 면발광 장치(500)의 실시예에 관하여 설명하였다. 설명된 것은 예시적인 것에 불과하고 본 발명의 기술적 요지를 한정하는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 당업자라면 위의 설명을 토대로 여러 가지 변형을 용이하게 할 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 광원장치(100)는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 램프와 램프구동부가 단일체의 램프하우징에 장착되어 광원장치(100) 그 자체가 하나의 콤팩트한 모듈을 이루는 구조이어서, 설치와 교체가 매우 용이하고 다양하게 응용할 수 있다.

둘째, 광원장치(100)는 길이에 대한 확장성이 있다. 즉, 별도의 전선작업 없이 연결잭을 이용하여 여러 개의 광원장치(100)를 일렬로 연결하기만 하면 원하는 길이의 광원장치를 손쉽게 구현할 수 있다.

셋째, 램프전극을 신속하게 가열한 다음 시동하는 방식을 채용하여 저온에서도 시동전압을 특별히 높이지 않고 램프를 점등할 수 있다. 따라서 고전압 시동으 로 인한 램프수명의 단축을 막을 수 있다. 나아가 램프의 점등 중에는 전극가열부가 램프전극의 열을 신속하게 발산시키는 기능을 제공하므로 램프의 휘도 및 수명 특성이 매우 우수하다.

넷째, 모듈화 된 구조이고, 필요에 따라 램프하우징의 외형 구조를 변경할 수 있으므로, 어떤 특정 구조에만 한정적으로 적용되지 않고 다양하고 폭넓게 적용될 수 있다.

다섯째, 램프하우징의 관 부재 속으로 외부에서 수분 침투가 대단히 어렵게 설계되어 있어 옥외용 면발광 장치의 광원장치로서 이용할 수 있다.

다음으로, 본 발명에 따른 면발광 장치(500)는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 면발광 장치(500)는 모듈화된 광원장치(100), 도광판 세트(300), 프레임 세트(200)의 세 가지 요소로 단순하게 구성되고, 지정된 위치에 도광판과 광원장치를 장착하고 광원장치에 전원 플러그를 꽂고 덮개를 닫기만 하면 설치가 완료될 수 있다. 따라서 설치 현장에서 초보자라도 아주 쉽고 빠르게 조립을 할 수 있다. 또한, 램프 수명이 다하면 전방에서 덮개만 열고 광원장치(100)를 새것으로 교체하기만 하면 되므로, 유지보수 또한 아주 간편하다.

둘째, 광원장치(100) 자체의 방수구조 외에 방수필름을 더 부가하여 이중의 방수구조로 설계되어 있어, 옥내는 물론 옥외용으로도 사용될 수 있다.

셋째, 광원장치(100)가 저온 점등을 위한 별도의 수단을 갖추고 있어서, 겨울철에도 옥외용으로 사용할 수 있다.

하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않 는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있다. 따라서 등록청구범위의 등가적인 의미나 범위에 속하는 모든 변화들은 전부 본 발명의 권리범위 안에 속함을 밝혀둔다.

Claims (16)

1. 측면으로 입사된 광을 산란시켜 전면으로 출광하는 도광판;

   적어도 하나의 직관형 램프와 상기 램프에 전력을 공급하여 구동하는 램프구동부가 일체형의 램프하우징에 장착되어 하나의 모듈을 이루고, 상기 도광판의 적어도 어느 일 측면에 상기 램프가 근접되도록 배치된 적어도 하나의 광원모듈; 및

   상기 도광판의 적어도 일 측면에 상기 광원모듈의 램프가 근접하도록 상기 도광판과 상기 광원모듈을 탈착가능하게 지지하되, 전방에서 열거나 닫을 수 있도록 선회가능하며 닫힘위치에서 상기 광원모듈 및/또는 상기 도광판의 가장자리 부분을 덮어 누르는 덮개 구조를 채용한 프레임을 구비하여,

   상기 광원모듈과 상기 도광판을 상기 덮개를 열고 전방에서 탈착할 수 있는 것을 특징으로 하는 면발광 장치.
2. 측면으로 입사된 광을 산란시켜 전면으로 출광하는 도광판;

   적어도 하나의 직관형 램프와 상기 램프에 전력을 공급하여 구동하는 램프구동부가 일체형의 램프하우징에 장착되어 하나의 모듈을 이루고, 상기 도광판의 어느 일 측면에 상기 램프가 근접되도록 배치된 적어도 하나의 광원모듈;

   상기 도광판의 적어도 일 측면에 상기 광원모듈의 램프가 근접하도록 상기 도광판과 상기 광원모듈을 탈착가능하게 지지하되, 전방에서 열거나 닫을 수 있도록 선회가능하며 닫힘위치에서 상기 광원모듈 및/또는 상기 도광판의 가장자리 부분을 덮어 누르는 덮개 구조를 채용한 프레임; 및

   상기 도광판 위에 안치되어 상기 덮개구조에 의해 붙잡혀 있는 필름의 가장자리 부분을 덮거나 필름의 가장자리 부분에 의해 덮이면서 상기 광원모듈의 적어도 일부를 감쌈으로써 상기 프레임의 틈을 통해 외부에서 액체가 유입되더라도 적어도 상기 광원모듈에 침투하지 못하고 다시 외부로 바이패스 되도록 하는 방수필름을 구비하여,

   상기 광원모듈과 상기 도광판을 상기 덮개를 열고 전방에서 탈착할 수 있는 것을 특징으로 하는 면발광 장치.
3. 제 1항 또는 2항에 있어서, 상기 광원모듈은 광반사갓과 관 부재가 일체로 결합되고 상기 관 부재의 개방구는 마개로 폐쇄되는 램프하우징의 상기 광반사갓과 상기 관 부재 안에 적어도 하나의 직관형 램프와 상기 램프의 구동에 필요한 전력을 제공하는 램프구동부가 각각 수납되고, 상기 램프구동부와 전기적으로 연결되는 전극단자가 상기 램프하우징의 소정 위치에 장착되어, 외부에서 상기 전극단자를 통해 전력이 공급되면 상기 램프가 점등되도록 상기 광원모듈의 각 요소들이 일체화된 모듈구조로 결합된 것을 특징으로 하는 면발광 장치.
4. 제 3항에 있어서, 상기 프레임은 상기 광원모듈과 상기 도광판을 수용하여 지지하는 바닥; 상기 바닥의 각 모서리에서 직립한 측벽들; 그리고 상기 각 측벽에 선회가능하게 결합되며,'닫힘위치'에서는 상기 광원모듈의 적어도 일부를 덮으면서 상기 도광판 위에 놓여진 필름의 가장자리를 눌러서 붙잡아주고 '열림위치'에서는 상기 필름과 상기 광원모듈을 전방에서 설치 또는 제거할 수 있는 작업공간을 제공하는 덮개부재들을 구비하는 것을 특징으로 하는 면발광 장치.
5. 제 4항에 있어서, 상기 측벽들의 상단과 상기 덮개부재의 내면의 소정위치에 제1 및 제2 걸림홈이 각각 형성되며, 각 측벽과 그에 선회가능하게 결합된 덮개부재의 상기 제1 및 제2 걸림홈의 사이에는 압축된 상태의 판스프링이 더 부가되며, 상기 판스프링의 탄성력에 의해 상기 덮개부재가 상기 필름을 이탈하지 않게 붙잡을 수 있는 것을 특징으로 하는 면발광 장치.
6. 제 3항에 있어서, 상기 광반사갓은 상기 램프를 수용하여 그 빛이 한 방향으로 출광되도록 길이방향을 따라서 소정의 폭만큼의 개방된 '

   

   '형상이며, 상기 램프하우징은 상기 관 부재와 상기 광반사갓이 서로 일부분을 공유하면서 붙어있는 바-형상(bar-type) 부재인 것을 특징으로 하는 면발광 장치.
7. 제 6항에 있어서, 상기 도광판의 측면들 중에서 상기 광원모듈이 장착되지 않는 측면과 그 측면에 마주하는 상기 프레임의 측벽 사이의 빈 공간을 메워서 상기 도광판을 측면에서 지지하기 위한 바-형상(bar-type)의 보조부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 면발광 장치.
8. 제 7항에 있어서, 상기 광반사갓 및/또는 상기 보조부재의 상부면의 폭방향 길이는 상기 램프의 최외면보다 더 길게 연장되어 상기 상부면이 상기 도광판의 가장자리의 일부분과 중첩되어 상기 덮개구조가 상기 램프하우징 및/또는 상기 보조부재를 누르는 것에 의해 상기 도광판을 간접적으로 눌러주는 구조로 된 것을 특징으로 하는 면발광 장치.
9. 제 7항에 있어서, 상기 광반사갓 및/또는 상기 보조부재의 상부면과 하부면의 폭방향 길이는 상기 램프의 최외면까지 연장되어 상기 램프가 상기 도광판의 측면에 근접될 때 상기 광반사갓 및/또는 상기 보조부재의 상부면이 상기 도광판의 가장자리와 중첩 없이 맞닿는 구조로 된 것을 특징으로 하는 면발광 장치.
10. 제 3항에 있어서, 복수개의 광원모듈들이 일렬로 근접 연결되고 서로 병렬접속을 이루게 하는 연결잭을 더 구비하고, 상기 도광판의 광입사면에는 상기 연결잭에 의해 일렬로 근접 연결된 복수개의 광원모듈들이 배치되는 것을 특징으로 하는 면발광 장치.
11. 제 10항에 있어서, 상기 연결잭은 절연체로 만들어진 몸체부와 상기 몸체부의 소정 위치에 배치되는 접속단자를 구비하며, 상기 몸체부는 연결대상인 두 광원 모듈의 상기 마개에 형성된 홈에 틈이 생기지 않도록 꽉 차게 삽입되어 상기 접속단자가 상기 전극단자와 전기적인 접속을 이루는 것을 특징으로 하는 면발광 장치.
12. 제 3항에 있어서, 상기 도광판의 마주보는 양 측면에 각각 적어도 하나의 상기 광원모듈이 근접 배치되고, 상기 양 측면에 배치된 광원모듈을 서로 병렬접속을 이루게 하는 케이블형 연결잭을 더 구비하고, 상기 케이블형 연결잭은 케이블의 양 끝에 연결잭으로 종단되고, 상기 연결잭은 절연체로 만들어진 몸체부와 상기 몸체부의 소정 위치에 배치되는 접속단자를 구비하며, 상기 몸체부는 연결대상인 두 광원모듈의 상기 마개에 형성된 홈에 틈이 생기지 않도록 꽉 차게 삽입되어 상기 접속단자가 상기 전극단자와 전기적인 접속을 이루는 것을 특징으로 하는 면발광 장치.
13. 제 1항 또는 2항에 있어서, 상기 램프하우징의 가장자리 부분은 상기 도광판의 가장자리 부분을 덮도록 되어 있어, 상기 도광판은 별도의 고정수단을 이용함이 없이 상기 덮개 구조가 상기 램프하우징을 누르는 힘만으로 상기 프레임이 고정되는 것을 특징으로 하는 면발광 장치.
14. 제 1항 또는 2항에 있어서, 상기 도광판을 지지하는 상기 프레임의 바닥은 상기 램프하우징을 지지하는 제1 바닥부분과 상기 도광판의 적어도 가장자리를 지지하는 제2 바닥부분이 다른 높이인 계단 구조이고, 상기 제2 바닥부분의 한 쪽 끝 은 상기 램프하우징의 한 쪽 측면을 받쳐주어(abut) 상기 도광판의 측면에 어느 한계위치 이상 접근하지 못하도록 막아주고, 상기 프레임의 측벽과 상기 램프하우징의 반대 쪽 측면 사이에는 피스가 삽입되어 상기 램프하우징을 도광판 쪽으로 밀어주는 것을 특징으로 하는 면발광 장치.
15. 제 1항 또는 2항에 있어서, 상기 프레임의 바닥 상면과 상기 램프하우징의 바닥 하면 중 어느 한 쪽은 상호간의 접촉면적을 줄이고 원활한 배수를 위해 선접촉 또는 점접촉을 하는 형상으로 된 것을 특징으로 하는 면발광 장치.
16. 제 2항에 있어서, 상기 방수필름은 길이방향으로는 상기 광원모듈을 전체를 감싸고, 폭방향으로는 상기 프레임의 측벽과 대면하는 상기 램프하우징의 측면을 감싸고돌면서 한 쪽 끝 부분은 상기 도광판 위쪽에 놓인 필름의 가장자리 부분을 덮거나 그 필름에 의해 덮이고 반대 쪽 끝 부분은 상기 램프하우징의 그 측면의 바닥에서 꺾여서 상기 프레임의 측벽의 상부 쪽으로 향하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 면발광 장치.

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