KR100858022B1 - 도광판과 광확산판이 일체화 제작된 조명커버 및 그제작방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 높은 투과율로 면광원을 형성하는 도광판과 빛을 확산시키는 광확산판이 일체화 제작된 구성을 구현하여, 도광판과 광확산판 사이의 간격에서 발생되는 빛 손실율을 최소화하고, 제작시의 경제적 이익을 얻도록 한 도광판과 광확산판이 일체화 제작된 조명커버 및 그 제작방법에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명은, 일측에 광원이 설치되면, 광원에서 출사된 빛을 내부에서 수광하여 면발광되며 빛을 투과시켜 외부로 출사하는 도광판과; 상기 도광판이 압출성형될 때 동시에 압출성형되어 도광판의 빛이 출사되는 면과 용융접합되며, 도광판을 통과하는 빛을 확산시켜 방출하는 광확산판을 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판과 광확산판이 일체화 제작된 조명커버를 제공한다. 또한, 본 발명은 상기 조명커버를 제작하기 위한 최적의 방법을 제공한다.

도광판, 광확산판, 광원, 압출

Description

도광판과 광확산판이 일체화 제작된 조명커버 및 그 제작방법{Lighting cover and method that light guide plate and lingt diffusion plate manufactured by one body type}

도 1은 본 발명에 의한 조명커버의 분해사시도.

도 2는 본 발명에 의한 조명커버의 측면도.

도 3은 본 발명에 의한 조명커버의 제작장치 구성도.

도 4는 본 발명의 다른 실시예1 측면도.

도 5는 본 발명의 다른 실시예2 측면도.

도 6은 본 발명의 다른 실시예3 예시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 도광판 2: 광확산판

3: 광원 10, 11: 압출로

12: 압출노즐 13: 가압롤러

본 발명은 도광판과 광확산판이 일체화 제작된 조명커버 및 그 제작방법에 관한 것이다. 상세하게는 높은 투과율로 면광원을 형성하는 도광판과 빛을 확산시키는 광확산판이 일체화 제작된 구성을 구현하여, 도광판과 광확산판 사이의 간격에서 발생되는 빛 손실율을 최소화하고, 제작시의 경제적 이익을 얻도록 한 도광판과 광확산판이 일체화 제작된 조명커버 및 그 제작방법에 관한 것이다.

도광판(light guide plate)은 일정한 면적을 갖는 투명의 판형 부재이며, 일면에는 빛이 출사되는 출사면과, 타면에는 빛이 반사되는 반사면 또는 투과면이 형성된다. 이를 이용한 도광판 조명은 상기 도광판의 일측 또는 일면에 광원이 배치되어 광원에서 출사되는 빛을 수광하여 판의 전면에서 빛을 발광하게 된다. 즉, 상기 광원에서 방출된 빛이 도광판의 내부에서 안내된 후, 안내된 빛이 도광판의 전방으로 방출되어 조명의 기능을 수행하도록 한 것이다. 특히, 상기 조명기능은 일정한 규모의 실내를 밝히거나, 도광판의 빛 출사면에 특정의 모양을 인쇄 또는 전사하여 장식조명으로 적용하는 등, 실, 내외의 인테리어 조명으로 많이 적용된다.

여기서, 상기 광원은 주로 CCFL(냉음극 형광램프) 또는 EEFL(외부전극 형광램프)으로 적용되며, 특히 최근들어 형광램프에 비해 빠른 응답특성 및 소비전력을 절감하기 위해 LED(발광다이오드)로 적용된 구성도 제안된다.

상기와 같은 도광판은 전술된 것과 같이 실, 내외부의 인테리어 조명 등으로 구현되기도 하지만, 이와 같은 구성이 더 소형화되어 휴대폰, 모니터 등의 LCD 백라이트로 많이 적용되고 있는 실정이다.

한편, 광확산판은 빛이 출사되는 전방에 위치되어 광원의 보호 및 외부로 출사되는 빛이 보다 확장된 구간에 걸쳐 조사되도록 하기 위해 설치된다. 이러한 광확산판은 주로 시트와 같은 플레이트 형태로 사출되어 조명등 커버 등으로 성형되는 것이 일반적이다.

이러한 광확산판은 그 형태로 사출되기 이전에 투명체의 합성수지와 광 확산제를 혼합하여 발광부에서 출사된 빛이 광확산판을 통과하며 확산되어 상당히 넓은 면적구간에 걸쳐 빛이 출사될 수 있도록 하고 있다.

상기와 같은 구성에서 도광판은 빛이 출사될 때의 휘도레벨 및 보다 광범위한 구간에 걸쳐 빛이 출사되도록 하기 위해 여러가지 방법이 제시되고 있는데, 이 방법 중 가장 대표적인 것으로 도광판의 출사면 표면에 스크래치 또는 돌기 및 글로우브 등을 형성하여 빛이 통과되며 산란되도록 함에 의해 빛의 확산성을 향상시키도록 한 구성이 제시된 바 있다.

이와 같이 도광판의 외면에 형성된 스크래치의 경우, 스크래치의 밀도 및 배열 등이 균일하지 못하여 도광판의 전체면에서 균일한 확산성을 얻을 수 없게 된다. 또한, 상기 균일한 확산성을 얻기 위해 형성되는 돌기 및 글로우브 등은 크기 의 요인에 의해 그 개수 및 배열상태 등이 제한적이기 때문에 확산성의 높은 증가율을 기대하기 어려운 문제점이 발생된다.

특히, 상기 도광판을 통과하는 빛의 보다 효율적인 확산성을 얻기 위해 도광판의 일면 또는 양측면에 별도로 제작된 확산시트 등을 접착제로 접착하여 구성하는 것이 제안된 바 있다. 이와 같은 확산시트가 접착된 도광판은 확산시트와 도광판의 사이에 도포된 접착제와 미세한 간격에 의해 도광판을 통과하는 빛의 휘도가 대단히 낮아지게 되는 문제점이 발생된다.

또한, 상기 도광판과 확산시트는 별도의 공정에 의해 제작된 별개의 제품이기 때문에 이들을 제작하는 과정에 소요되는 제작시간 및 제작비용이 많이 소모된다. 특히, 상기 도광판과 확산시트를 접착하는 과정은 별도의 공정을 추가로 요구하기 때문에 상기된 제작시간 및 제작비용이 더욱 가중되는 문제점이 발생된다.

본 발명은 상기 문제점을 해소하기 위해 발명한 것으로서, 광확산판과 도광판이 일체화 구성되도록 하여 발광되는 면 전체에 보다 높은 빛의 휘도레벨 및 보다 균일하고 향상된 빛의 확산성을 얻을 수 있도록 하고, 도광판과 광확산판이 상호 결합된 상태로 동시 제작되도록 하여 제작시간 및 제작비용을 절감하도록 한 조명커버를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 상기 광확산판과 도광판이 일체화되도록 상호 결합된 상태로 동시 제작되기 위한 조명커버의 제작방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 아래의 구성을 갖는다.

본 발명은, 일면은 빛 출사면으로 타면은 빛 반사면으로 형성된 일측에 광원이 설치되면, 광원에서 출사된 빛을 면발광하는 도광판과; 상기 도광판이 압출성형될 때 동시에 압출성형되어 도광판의 빛이 투과되는 면과 용융접합되며, 도광판을 통과하는 빛을 확산시켜 방출하는 광확산판을 포함하여 구성된다.

상기 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 다층의 압출물을 분출하기 위한 압출노즐을 동시에 적용하는 다수의 압출로에 각각 도광판과 광확산판의 원료를 주입하고 압출작업을 수행하여, 도광판과 광확산판 원료가 압출노즐을 통과하며 건조되기 이전에 용융접합되어 도광판과 광확산판이 다층으로 결합되도록 하는 것을 특징으로 한다.

이하, 상기 구성이 적용된 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 조명커버의 분해사시도, 도 2는 본 발명에 의한 조명커버의 측면도이다.

도면을 참조하면, 상기 조명커버는 도광판(1), 광확산판(2)으로 구성된다. 상기 도광판(1)과 광확산판(2)에 의해 제작된 조명커버는 적어도 어느 일측 변부 또는 일면 측에 광원(3)이 배치되어 조명기구의 구성으로 적용된다. 여기서, 상기 광원(3)은 다수의 발광다이오드(LED)가 인쇄회로기판에 실장되어 구성된 것을 도시하며, 발광다이오드 외에 일반의 형광램프 또는 냉음극형광램프 또는 외부전극램프 등의 구성으로 치환가능한 구성임을 밝혀둔다.

상기 도광판(1)은 주로 사각의 플레이트 형태(이외의 다각형태로도 형성가능)로 형성되며, 적어도 어느 일측면에 광원(3)이 결합된다. 여기서, 상기 도광판(1)의 일면은 광원(3)에서 수광된 빛을 출사하기 위한 빛 출사면이 된다. 상기 빛 출사면은 광원(3)에서 출사된 빛이 수광되어 발광되기 위한 발광면이기도 하다.

또한, 상기 광원(3)이 도면에서와 다르게 도광판(1)의 어느 일측변에 결합된 경우에 선택적으로, 빛 출사면의 이면은 반사면으로 형성하게 된다. 특히, 상기 도광판(1)의 빛 반사면은 PMMA의 매질의 성분을 다소 상이하게 하여 반사량을 증가시켜 형성하거나, 반사면에 반사도료를 도포하고, 또는 별도의 반사시트를 부착하여 구성할 수 있다.

이러한 형태의 도광판(1)은 투명도가 우수한 PMMA(polymethylmethacrylate: 폴리메틸메타크릴레이트)수지로 제작됨이 일반적이다.

상기 광확산판(2)은 도광판(1)의 빛 출사면에 결합된다. 이 때, 상기 광확산판(2)은 후술될 제작장치에 의해 별도의 접착제를 요구하지 않는 상태에서 도광판(1)이 압출될 때 동시 압출되어 상호 융착되도록 한 결합상태를 갖는다. 따라서, 도광판(1)과 광확산판(2)은 상호간의 융착에 의해 그 경계면이 견고하게 결합된다. 즉, 접착제 등을 사용하거나 단순히 도광판(1)과 광확산판(2)을 맞대어 구성한 상태에 비해 빛의 투과 및 확산율이 증가될 수 있는 것이다.

여기서, 상기 광확산판(2)은 도광판(1)의 재질과 같은 PMMA수지 또는 PS(폴리스틸렌), ABS(아크릴-부타디엔-스틸렌), PC(폴리카보네이트) 수지등에 광확산재를 첨가하여 제작된다. 특히, 상기 PS 계열의 수지 중 강도가 높은 ABS수지에 의해 광확산판을 제작하면, 물성이 우수한 제품을 얻을 수 있게 된다.

상기 ABS수지에 의한 광확산판(2)의 이상적인 제작방법은 2㎜ ~ 5㎜ 의 두께로 제작되기 위한 ABS수지 80중량% ~ 95중량%에 대해 3㎛ ~ 25㎛의 단위입경을 갖는 광확산제를 5중량% ~ 20중량% 혼합하여 압출성형한다. 특히, 상기와 같이 제작된 광확산판(2)의 일면 또는 양면에 다수의 엠보싱부를 형성하면 보다 우수한 광확산성을 얻을 수 있게 된다.

도 3은 본 발명에 의한 조명커버의 제작장치 구성도이다.

도면을 참조하면, 본 발명에 의한 조명커버의 제작장치는 압출로(10, 11)와, 가압롤러(13)로 이루어진 기본 구성을 갖는다.

상기 압출로(10, 11)는 도광판(1)을 압출하기 위한 것과, 광확산판(2)을 압출하기 위한 것이 상, 하로 배치되 구성된다. 이 때, 도면 상 상측의 것은 도광판(1)의 압출로(10)이며, 도면 상 하측 것은 광확산판(2)의 압출로(11)이다.

여기서, 상기된 압출로(10, 11)의 내부에는 원료를 가열용융하고 이를 교반 하며 운반진행하는 스크류 등의 구성이 내장됨은 주지된 것이며, 이들 압출로(10, 11)의 선단에는 각각 압출노즐(12)이 결합되어 구성된다. 특히, 상기된 압출노즐(12)은 도광판(1)과 광확산판(2)의 압출물이 토출됨과 동시에 합쳐질 수 있도록 상호 근접되어 구성된다.

상기 근접되는 간격은 각각의 압출노즐(12)을 통해 압출물이 외부로 배출될 때 적당한 굳기가 형성되기 이전에 상호 혼합되지 않을 정도의 시간을 유지하기 위한 간격을 의미하며, 이는 압출로(10, 11)의 성능 및 용량에 기인하므로 이에 적당하도록 설정한다.

상기 가압롤러(13)는 압출로(10, 11)에서 압출물의 토출선상 전방에서 도면 상 상, 하로 배치되어 구성된다. 이러한, 가압롤러(13)는 토출되며 합쳐지는 상, 하의 압출물을 가압하여 목적하는 제품의 밀도 및 두께로 형성하게 된다. 또한, 상기 가압롤러(13)는 주로 금속으로 제작되어 압출물을 냉각하여 고형화된 면광원부재를 형성할 수 있게 된다.

이와 같은 장치는 실시예에서 도광판(1)과 광확산판(2)이 2층 구성으로 될 경우의 구성이며, 후술될 다른 실시예1, 2에서와 같이 3층 이상으로 형성될 경우 이에 적합한 다층의 압출노즐(12)과 층의 개수와 대응되는 각각의 압출로(10, 11)가 설치됨은 당연하다.

<다른 실시예1>

도 4는 본 발명의 다른 실시예1 측면도이다.

도면을 참조하면, 다른 실시예1의 조명커버는 도광판(1)의 양측면에 광확산판(2)을 일체화 형성하여 구성한 것을 제시한다.

이와 같은 구성은 광원(3)에서 빛이 수광될 때 광을 1차 확산하고, 빛이 출사될 때 2차 확산하여 빛의 확산성을 향상시키기 위한 구성이다. 특히, 상기 광확산판(2)은 반투명 형태로 제작되어 빛을 은은하고 포근한 느낌의 빛을 출사할 수 있게 된다.

<다른 실시예2>

도 5는 본 발명의 다른 실시예2 측면도이다.

도면을 참조하면, 다른 실시예2의 조명커버는 광확산판(2)의 양측에 도광판(1)을 일체화 형성하여 구성한 것을 제시한다.

이와 같은 구성은 광원(3)에서 빛이 수광된 빛을 1차 면발광하고, 이를 광확산판(2)에 의해 확산한 후, 확산된 빛을 다시 면발광하여 빛의 휘도를 향상시키도록 한 구성이다. 특히, 상기 도광판(1)은 광확산판(2)과는 달리 완전투명성 재질로 투과율이 높기 때문에 청결한 느낌을 제공하는 원색의 빛을 출사할 수 있게 된다.

<다른 실시예3>

도 6은 본 발명의 다른 실시예3 예시도이다.

도면을 참조하면, 다른 실시예3은 상기 조명커버를 제작하기 위한 방법으로 도광판(1)과 광확산판(2)의 동시압출이 아닌 별도의 압출 후, 이를 가열융착시켜 접합하는 방법을 제시한다.

이와 같은 방법을 수행하기 위해 이미 압출된 도광판(1)과 광확산판(2)을 프레스(30) 내에 이격배치하고, 그 이격된 사이에 가열부재(31, 주로 면상발열체가 사용됨)를 위치시켜 도광판(1)과 광확산판(2)의 상호 접합될 대향면을 가열한다. 이 때, 상호 접합될 대향면은 상호간의 접합면(1a, 2a)이 되며, 가열부재(31)에 의해 가열된 접합면(1a, 2a)은 가열융착 가능한 상태가 된다. 상기와 같은 상태에서 가열부재(31)를 빼내어 접합구간에서 제외시킨 후, 프레스(30)를 구동하여 도광판(1)과 광확산판(2)을 상호 접합시키게 된다.

이와 같은 가열융착에 의해 도광판(1)과 광확산판(2)은 별도의 접착제 등이 요구되지 않는 상태에서 견고하게 결합되어 상호간의 접착층 또는 간격에 의해 빛의 휘도 등이 낮아지는 우려를 해소하게 된다.

이상에서 설명한 것과 같이 본 발명은, 도광판을 통해 출사되는 빛이 광확산판에 의해 출사면 전체에 걸쳐 높고 균일한 빛의 확산성을 얻게된다. 특히 도광판과 광확산판이 다중 압출과정에 의해 일체화 제작되므로서 이들 사이에 접착층 또는 간격이 발생되지 않아 빛이 손실되는 요인의 배제에 따른 더욱 향상된 빛의 휘도레벨 및 확산성을 갖게 되어 제품의 품질향상에 기여하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 광확산판과 도광판이 사출과 동시에 결합되도록 하여 제작공정의 간소화 및 부재료를 감소시키므로서 시간적, 경제적 이익을 얻을 수 있는 효과를 얻게 된다.

Claims (6)

1. 일측에 광원(3)이 설치되면, 광원에서 출사된 빛을 내부에서 수광하여 면발광되며 빛을 투과시켜 외부로 출사하는 도광판(1)과;

   상기 도광판(1)이 압출성형될 때 동시에 압출성형되어 도광판(1)의 빛이 출사되는 면과 용융접합되며, 도광판(1)을 통과하는 빛을 확산시켜 방출하는 광확산판(2)을 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판과 광확산판이 일체화 제작된 조명커버.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 도광판(1)과 광확산판(2)은 각각 다수의 층으로 압출되어 형성된 것을 특징으로 하는 도광판과 광확산판이 일체화 제작된 조명커버.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 광확산판(2)은 도광판(1)의 양면에 압출성형되도록 하여 다층형성된 것을 특징으로 하는 도광판과 광확산판이 일체화 제작된 조명커버.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 도광판(1)은 광확산판(2)의 양면에 압출성형되도록 하여 다층형성된 것을 특징으로 하는 도광판과 광확산판이 일체화 제작된 조명커버.
5. 다층의 압출물을 분출하기 위한 압출노즐(12)을 동시에 적용하는 다수의 압출로(10, 11)에 각각 도광판(1)과 광확산판(2)의 원료를 주입하고 압출작업을 수행하여, 도광판(1)과 광확산판(2) 원료가 압출노즐(12)을 통과하며 건조되기 이전에 용융접합되어 도광판(1)과 광확산판(2)이 다층으로 결합되도록 하는 것을 특징으로 하는 도광판과 광확산판이 일체화 제작된 조명커버의 제작방법.
6. 압출에 의해 제작된 각각의 도광판(1)과 광확산판(2)의 사이에 가열부재(31)를 구비하여 도광판(1)과 광확산판(2)의 상호 접합되기 위한 대향면을 가열하고, 각각의 접합면(1a. 2a)이 가열된 후 가열부재(31)를 제외하고 프레스(30)에 의해 도광판(1)과 광확산판(2)을 상호 가열융착하는 것을 특징으로 하는 도광판과 광확산판이 일체화 제작된 조명커버의 제작방법.

Images