KR100958058B1 - 도파로 일체형 그래픽 인쇄시트 및 이를 이용한 차량 계기장치 - Google Patents

도파로 일체형 그래픽 인쇄시트 및 이를 이용한 차량 계기장치 Download PDF

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Abstract

차량 계기장치의 도파로 일체형 그래픽 인쇄시트를 개시한다. 도파로 일체형 그래픽 인쇄시트는 복수의 차량 계기창들과 복수의 차량상태 표시창들을 가진 차량 계기장치의 그래픽 인쇄시트에 있어서, 전면과 후면을 가진 고굴절률의 투명 도파로 시트와, 투명 도파로 시트의 전면 상에 코팅된 투명 저굴절률 코팅층과, 복수의 차량 계기창들과 복수의 차량상태 표시창들을 표시하기 위해 투명 저굴절률 코팅층 상에 인쇄된 그래픽 인쇄층과, 그래픽 인쇄층의 각 차량 계기창들에 대응하여 투명 도파로 시트의 후면에 형성된 반사패턴과, 그래픽 인쇄층의 각 계기창들의 각 영역의 엣지에 대응하여 투명 도파로 시트의 후면에 형성되고, 투명 도파로 시트에 수평방향으로 광을 입사시키기 위한 입사측벽을 가진 복수의 요홈들을 포함한다. 따라서 그래픽 인쇄시트에 도파로를 일체로 형성하므로 조립성 및 생산성을 향상시켜 원가 절감이 가능하고 슬림화가 가능하다.

Description

도파로 일체형 그래픽 인쇄시트 및 이를 이용한 차량 계기장치{Graphic Print Sheet integrated Light Guide Film and Car Instrument Cluster }
본 발명은 도파로 일체형 그래픽 인쇄시트 및 이를 이용한 차량 계기장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 도파로 일체형 그래픽 인쇄시트를 형성함으로서 조립 생산성이 향상되고 슬림화가 가능한 차량 계기장치에 관한 것이다.
본 출원인은 특허출원 제2008-0039853호에 자동차 계기장치의 그래픽 인쇄시트 및 이를 이용한 도파로 필름을 가진 자동차 계기장치를 출원한 바 있다.
일반적으로 차량 계기판은 엔진온도, 엔진회전수, 차량속도, 연료게이지 등의 정보를 지침으로 표시하는 차량 계기창 부분과 좌우측 방향지시등, 좌석벨트 착용 표시등, 도어 표시등, 사이드 브레이크 표시등과 같은 다양한 차량상태를 표시하는 차량상태 표시창 부분을 포함하여 운전자가 운전 중에 차량 주행 및 현재 상태를 시각적으로 알 수 있도록 한다.
차량 계기판은 운전자의 핸들 전방에 배치되어 주간이나 야간에도 외부 밝음이나 어두움에 관계없이 항상 운전자가 잘 볼 수 있게 배려되어 있다. 즉 주간에는 밝은 햇빛의 영향을 차단하기 위하여 계기판은 항상 그늘지게 기구적으로 설계되 고, 야간에는 주변 어두움에도 잘 보이도록 조명되면서도 너무 밝아서 운전자가 눈부시지 않게 설계된다. 즉, 운전자의 전방주시조건과 계기판의 조명 차이가 너무 심하면 눈조리개의 급작스런 팽창과 수축으로 눈이 쉬 피로하게 되어 안전운전에 영향을 줄 수 있다.
차량 계기판은 차량에 설치된 각종 센서 및 스위치 등과 전기적으로 연결되어 센싱된 정보와 스위치 동작을 계침과 램프 점소등으로 표시하는 전기적 부품이다. 최근에는 전자제품의 발달로 단순한 계침 구조 대신에 LCD 및 OLED 등을 이용한 평판 디스플레이 기술로 숫자나 계침표시를 전자적으로 표시하는 고급화가 진행되고 있다. 공개특허2004-49017호에서는 무기 EL 시트를 광원으로 사용한 차량용 계기판을 개시한다. 또한, 표시램프는 기존의 필라멘트 램프 대신에 저전력 반영구적인 LED 조명 램프가 채용되고 있다. 이들 전자 부품의 이용으로 차량 계기판도 슬림화되고 다양화 및 고급화가 진행되고 있다.
LED와 확산판을 이용한 직하형 조명방식과 LED와 도광판을 이용한 사이드 조명방식이 개시되어 있다.
직하형 조명방식은 원하는 균일한 조도를 쉽게 확보할 수 있는 반면에 그래픽 인쇄시트와 LED 사이의 간격을 일정 간격으로 유지시켜야 하므로 슬림화 제작이 곤란하고 균일한 조도를 확보하기 위하여 다수의 LED가 소요되고 광이 직접 출사되지 않도록 확산구조물이 필수적으로 요구되므로 원가 상승과 불필요한 전력소모의 문제점이 있다.
사이드 조명방식은 도광판의 측면에서 LED 광을 입사하여 전면으로 출사하는 방식이므로 LED의 숫자가 대폭 줄어들게 되고 슬림하게 제작 가능하나 조도를 균일하게 유지하기 위해서는 확산, 반사 등의 광학적 설계가 요구된다. 공개특허2002-47404호에서는 사이드 조명방식 차량용 계기판 조명구조를 개시한다. 이 특허에서는 도광판 전면에 확산용 프리즘 구조를 채택하고 있으나 이러한 프리즘 구조는 가공이 어려워 생산원가를 상승시킨다.
또한 계기창은 사이드 조명방식으로 하고 램프 표시창은 직하형으로 하는 혼합방식 등이 소개되는 등 다양한 제품 개발이 진행되고 있으나 아직까지는 저렴하면서도 균일한 조명을 갖춘 제품의 출현이 없는 상태이다.
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 차량 계기판의 그래픽 인쇄시트와 회로기판을 일체형으로 슬림하게 구성함으로써 조립성 및 원가절감이 가능한 차량 계기 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 회로기판과 그래픽 인쇄시트 사이의 사출물을 제거함으로써 금형제작 등의 비용을 절감시킬 수 있는 차량 계기 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 적은 수의 발광다이오드를 사용하면서도 계기창의 조도를 균일하게 할 수 있는 차량 계기 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 도파로 시트에 차량 계기창을 인쇄한 도파로 일체형 그래픽 인쇄시트를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 그래픽 인쇄시트는 전면과 후면을 가진 고굴절률의 투명 도파로 시트와, 투명 도파로 시트의 전면 상에 코팅된 투명 저굴절률 코팅층과, 복수의 차량 계기창들과 복수의 차량상태 표시창들을 표시하기 위해 투명 저굴절률 코팅층 상에 인쇄된 그래픽 인쇄층과, 그래픽 인쇄층의 각 차량 계기창들에 대응하여 상기 투명 도파로 시트의 후면에 형성된 반사패턴과, 그래픽 인쇄층의 각 계기창들의 각 영역의 엣지에 대응하여 투명 도파로 시트의 후면에 형성되고, 투명 도파로 시트에 수평방향으로 광을 입사시키기 위한 입사측벽을 가 진 복수의 요홈들을 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명에서는 도파로 시트와 인쇄층 사이에 저굴절률 코팅층을 형성함으로서 도파로 시트와 인쇄층의 계면에서 원치 않은 빛이 새는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에서 투명 저굴절률 코팅층은 실리콘 및 불소 중 어느 하나와 MgF4, NaF 및 CaF2 중 어느 하나의 충진제를 포함하는 아크릴산 에스테르 함불소수지, 실리콘 아크릴레이트 및 자외선 경화형 아크릴레이트 중 어느 하나를 마이크로그라비아 코팅, 다이렉트 롤 코팅, 리버스 롤 코팅, 캐필러리 코팅, 바 코팅, 플로우 코팅, 딥 코팅 및 스프레이 코팅 중 어느 하나의 방식으로 약 30㎛ 두께 이하로 형성하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 다른 실시예에서는 전면과 후면을 가진 고굴절률의 투명 도파로 시트와, 투명 도파로 시트의 전면 상에 형성되고 복수의 차량 계기창들과 복수의 차량상태 표시창들의 각 영역들에 대응하는 복수의 개구부들을 가진 불투명 반사막과, 복수의 차량 계기창들과 복수의 차량상태 표시창들을 표시하기 위해 불투명 반사막 상에 인쇄된 그래픽 인쇄층과, 그래픽 인쇄층의 각 차량 계기창들에 대응하여 투명 도파로 시트의 후면에 형성된 반사패턴과, 그래픽 인쇄층의 각 계기창들의 각 영역의 엣지에 대응하여 투명 도파로 시트의 후면에 형성되고, 투명 도파로 시트에 수평방향으로 광을 입사시키기 위한 입사측벽을 가진 복수의 요홈들을 구비한 것을 특징으로 한다.
다른 실시예에서는 투명 저굴절률 코팅층 대신에 개구부가 형성된 불투명 반 사막을 사용하여 원치 않는 곳에서 빛이 새는 것을 원천적으로 방지한다.
다른 실시예에서 불투명 반사막은 스퍼터링 증착, 이빔 증착 또는 화학기상증착 방식으로 증착된 두께 약 30 ㎛ 이하인 Al, V, Cr, Ni 및 이들의 합금 중 어느 한 계열의 단층 혹은 이들의 복합층으로 구성하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 도파로 시트의 에 형성되는 반사패턴은 레이저 가공, 브이 커팅, 인쇄 및 핫 프레스 방식 중 어느 한 방식으로 대략 20~200㎛ 깊이 또는 두께로 형성될 수 있다.
본 발명에서 도파로 시트의 후면에 형성되는 요홈들은 CNC가공, 레이저 가공 및 프레스 가공 중 어느 한 방식으로 형성될 수 있다.
본 발명의 차량 계기 장치는 차량 배선 연결용 커넥터가 설치된 후면 케이스와, 상기 후면 케이스와 조립되어 내부에 공간부를 형성하고 다수의 차량 계기창들과 차량상태 표시창들이 형성된 전면 케이스와, 상기 전면 케이스의 전면에 조립되는 투명커버와, 상기 후면 케이스와 전면 케이스의 조립에 의해 형성된 공간부에 수납되고, 전면에 그래픽 인쇄시트가 일체로 형성된 회로기판을 구비한다. 여기서 회로기판은 전면과 후면을 가진 인쇄회로기판과, 차량 계기창들에 각각 대응하여 인쇄회로기판의 전면에 설치되고, 수평방향으로 광을 출사하는 다수의 사이드 발광 다이오드들과, 차량상태 표시창들에 각각 대응하여 상기 인쇄회로기판의 전면에 설치되고, 탑방향으로 광을 출사하는 다수의 탑 발광 다이오드들과, 차량 계기창들에 각각 대응하여 인쇄회로기판의 전면으로 돌출되게 설치된 지침 회전축들과, 차량 계기창들의 각 영역에 대응하여 인쇄회로기판의 전면에 형성된 반사막과, 지침 회 전축들이 삽입되는 다수의 축공들이 형성되고, 전면에는 복수의 차량 계기창들 및 복수의 차량상태 표시창들이 인쇄되고, 복수의 차량 계기창들에 대응하는 후면에는 반사패턴이 형성되고, 다수의 사이드 발광다이오드에 대응하는 영역에는 수평방향으로 광을 입사시키기 위한 입사측벽을 가진 복수의 요홈들이 형성된 도파로 일체형 그래픽 인쇄시트를 구비한다.
본 발명의 다른 실시예의 회로기판은 전면과 후면을 가진 인쇄회로기판과, 차량 계기창들 및 차량상태 표시창들에 각각 대응하여 상기 인쇄회로기판의 전면에 설치되고, 탑 방향으로 광을 출사하는 다수의 탑 발광 다이오드들과, 차량 계기창들에 각각 대응하여 인쇄회로기판의 전면으로 돌출되게 설치된 지침 회전축들과, 지침 회전축들이 삽입되는 다수의 축공들이 형성되고, 전면에는 복수의 차량 계기창들 및 복수의 차량상태 표시창들이 인쇄되고, 복수의 차량 계기창들에 대응하는 후면에는 반사패턴이 형성되고, 다수의 탑 발광다이오드들 중 복수의 차량 계기창들의 각 영역의 엣지에 대응하는 탑 발광다이오드로부터 출사된 광을 90도 반사시키는 경사측벽과 경사측벽으로부터 반사된 수평광을 입사시키기 위한 입사 수직측벽을 가진 복수의 요홈들이 후면에 형성된 도파로 일체형 그래픽 인쇄시트와, 도파로 일체형 그래픽 인쇄시트와 인쇄회로기판 사이에 배치되고, 복수의 통공들이 형성된 간격유지시트와, 차량 계기창들의 각 영역에 대응하여 간격유지시트의 전면에 형성된 반사막을 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예의 회로기판은 전면과 후면을 가진 인쇄회로기판과, 차량 계기창들 및 차량상태 표시창들에 각각 대응하여 인쇄회로기판의 전면에 설치되고, 탑 방향으로 광을 출사하는 다수의 탑 발광 다이오드들과, 차량 계기창들에 각각 대응하여 인쇄회로기판의 전면으로 돌출되게 설치된 지침 회전축들과, 지침 회전축들이 삽입되는 다수의 축공들이 형성되고, 전면에는 복수의 차량 계기창들 및 복수의 차량상태 표시창들이 인쇄되고, 복수의 차량 계기창들에 대응하는 후면에는 반사패턴이 형성되고, 복수의 차량 계기창들의 각 영역의 엣지에 대응하는 후면에는 수평광을 입사시키기 위한 입사 측벽을 가진 복수의 요홈들이 형성된 도파로 일체형 그래픽 인쇄시트와, 도파로 일체형 그래픽 인쇄시트와 인쇄회로기판 사이에 배치되고, 복수의 통공들이 형성된 간격유지시트와, 차량 계기창들의 각 영역에 대응하여 간격유지시트의 전면에 형성된 반사막과, 복수의 차량 계기창들에 대응하는 간격유지시트의 통공에 설치되고 하단에 광결합되는 발광다이오드로 출사된 광을 입사하고 입사된 광을 상단에서 굴절 또는 반사시켜서 각 요홈의 입사 측벽으로 출사시키는 복수의 광유도관들을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 계기장치는 도파로 시트에 차량 계기판을 직접 인쇄함으로서 도파로 일체형 그래픽 인쇄시트를 형성하여 회로기판에 일체로 형성하므로 중간 사출물을 제거하고 조립성 및 생산성을 향상시켜 원가 절감이 가능하고 슬림화가 가능하다. 또한 도파로 필름의 반사패턴을 가압에 의해 효과적으로 형성할 수 있으므로 생산성이 향상되고 반사패턴의 설계 및 제작이 용이하여 원가를 절감할 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 차량 계기장치에 대하여 상세하게 설명하지만, 본 발명이 하기의 실시예들에 제한되는 것은 아니며, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 의한 바람직한 일 실시예의 차량 계기장치의 분해 사시도를 나타낸다.
도면을 참조하면, 계기장치(500)는 후면 케이스(510), 회로기판(520), 전면 케이스(530), 투명 커버(540), 다수의 지침들(550)을 포함한다. 후면 케이스(510)와 전면 케이스(530)는 조립되어 회로기판(520)을 수납하기 위한 공간부를 형성한다. 후면 케이스(510)는 회로기판(520)의 후면부를 지지하며, 차량 전장부분과 연결하기 위한 전선 커넥터 등이 설치된다. 전면 케이스(530)는 통공(532)이 형성되고 전면은 무반사 도색된다. 전면 케이스(530)의 전면에는 투명 커버(540)가 조립되어 계기판을 보호한다.
회로기판(520)은 전면에 그래픽 인쇄시트가 일체로 형성되고 후면에는 전원회로부품 및 지침 회전모터들 (또는 전기장 액츄에이터(actuator))이 설치된다. 후면에 설치된 지침 회전모터들의 회전축(612)은 전면으로 돌출된다. 이 회전축(612)의 종단에 지침(550)이 결합된다.
도 2는 도 1의 그래픽 인쇄시트 일체형 회로기판의 분해사시도를 나타낸다.
도면을 참조하면 회로기판(520)은 인쇄회로기판(610), 간격유지시트(620), 도파로 일체형 그래픽 인쇄시트(630)를 포함한다.
인쇄회로기판(610)은 전면에 회전축(612)이 돌출되고, 다수의 탑 발광다이오드들(614)들이 설치되고 운행거리 및 현재 시간 등의 정보를 표시하기 위한 액정 표시판(618)이 설치된다. 회전축(612)은 엔진 회전수 지침용 회전축(612a), 속도계 지침용 회전축(612b), 연료 지침용 회전축(612c)을 포함한다. 탑 발광다이오드들(614)은 차량 표시창들에 대응하여 다수개가 설치된다. 탑 발광 다이오드들(614)은 각각 약 1000~1800mcd 정도의 밝기를 유지한다.
간격유지시트(620)는 탑 발광다이오드들(614)에 대응하는 다수의 통공들(622)이 형성된다. 장공(624)에는 액정 표시판(618)이 수납된다. 각 통공(626a, 626b, 626c)에는 대응하는 회전축(612a, 612b, 612c))이 삽입된다. 간격유지시트(620)의 전면에는 엔진 회전수 계기창 반사막(628a), 속도 계기창 반사막(628b), 연료 계기창 반사막(628c)을 포함한다. 엔진 회전수 계기창 반사막(628a)의 하단 에지에는 광출사면이 반사막(628a)을 향하도록 사이드 발광다이오드(629a)가 설치된다. 속도 계기창 반사막(628b) 하단 양측 에지들에는 광출사면이 반사막(628b)을 향하도록 각각 사이드 발광다이오드들(629b)이 설치된다. 연료 계기창 반사막(628c)의 하단 에지에는 광출사면이 반사막(628c)을 향하도록 사이드 발광다이오드(629c)가 설치된다. 사이드 발광다이오드들(629a, 629b, 629c)은 직접 인쇄회로기판(610)에 연결되거나 별도의 커넥터(미도시)를 통하여 인쇄회로기판(610)에 연결된다.
그래픽 인쇄시트(630)는 엔진회전수 다이얼 표시패턴(631a), 속도계 다이얼 표시패턴(631b), 연료 다이얼 표시패턴(631c) 등이 인쇄된다. 속도계 다이얼 표시패턴(631b) 하방에는 액정 표시판(618)을 위한 개구부(639)가 형성된다.
도 3은 도 2의 도파로 일체형 그래픽 인쇄시트의 정면도이고, 도 4는 도 2의 도파로 일체형 그래픽 인쇄시트의 배면도이다.
도면을 참조하면, 엔진회전수 다이얼 표시패턴(631a)은 원(632a)의 외측 둘레에 우측 개방형 눈금원호(633a)가 표시되고, 원(632a)과 우측 개방형 눈금원호(633a) 사이의 좌측에서 상측까지에 걸쳐서 0~8까지의 숫자가 표시된다. 원(632a)과 우측 개방형 눈금원호(633a) 사이의 좌측에서 하측까지에는 5개의 차량상태 표시창들(634a)이 배치된다. 원 내측 하방에는 3개의 차량상태 표시창들(635a)이 배치된다.
속도계 다이얼 표시패턴(631b)은 하측 개방형 원호(632b)의 외측 둘레에 하측 개방형 눈금원호(633b)가 표시되고, 원호(632b)와 하측 개방형 눈금원호(633b) 사이에는 시간당 마일수를 나타내는 0~140의 숫자가 표시된다. 원호(632b)의 내측에는 시간당 킬로미터수를 나타내는 0~220까지의 숫자가 표시된다. 하측 개방형 눈금원호(633b) 각 종단들 근처에는 각각 좌우측 지시등 상태 표시창들(634b, 635b)이 배치된다.
연료 다이얼 표시패턴(631c) 원(632c)의 외측 둘레에 좌측 개방형 눈금원호(633a)가 표시되고, 원(632c)과 우측 개방형 눈금원호(633c) 사이의 우측에는 영문자 F(Full) 및 E(Empty)가 배치된다. 원(632c)과 좌측 개방형 눈금원호(633c) 사이의 상측에는 3개의 차량상태 표시창들(634c)이 배치된다. 원(632c)과 좌측 개방 형 눈금원호(633c) 사이의 하측에는 4개의 차량상태 표시창들(635c)이 배치된다. 원(632c) 내측 하방에는 4개의 차량상태 표시창들(636c)이 배치되고, 원(632c) 내측 상방에는 2개의 차량상태 표시창들(637c)이 배치된다.
즉 계기창들과 표시창들은 광이 통과되도록 투명 인쇄층으로 착색되고 나머지 영역은 무반사 블랙으로 코팅된다. 따라서 표시패턴영역만 밝게 빛나게 표시된다.
도 5는 도 3의 A-A 선 단면에서 본 제1실시예의 그래픽 인쇄시트 일체형 회로기판의 단면도이고, 도 6은 도 3의 B-B 선 단면에서 본 제1실시예의 그래픽 인쇄시트 일체형 회로기판의 단면도이다.
도면을 참조하면, 엔진회전수 다이얼 표시패턴(631a)의 A-A 선 단면은 사이드 발광다이오드(629a)로부터 엔진 회전수 계기창 반사막(628a)을 횡단하는 절단선에서 본 단면구조를 나타낸다. 도파로 일체형 그래픽 인쇄시트(630)는 도파로 시트(710) 상에 투명 저굴절률 코팅층(720)을 코팅하고 투명 저굴률 코팅층(720) 상에 다색 인쇄층(730)을 형성한다.
도파로 시트(710)는 PC 또는 PMMA 등과 같이 고굴절률 투명 도파로 시트를 0.3~1.5mm 두께로 형성한다. 도파로 시트(710)의 후면에는 계기창과 대응하는 영역에 반사패턴(712)을 형성한다. 반사패턴(712)은 광원으로부터 멀어질수록 밀도가 밀하게 형성하여 반사율이 증가되도록 구성한다. 반사패턴(712)은 레이저 가공, 브이 커팅, 인쇄 및 핫 프레스 방식 중 어느 한 방식으로 대략 20~200㎛ 깊이 또는 두께로 형성된다. 또한 도파로 시트(710)의 후면에는 계기창의 에지에 대응하는 부 위에 적어도 하나 이상의 요홈들(714)이 형성된다. 요홈(714)에는 사이드 발광다이오드(629a)가 삽입되고 요홈의 측벽(714a)으로 사이드 발광다이오드(629a)로부터 출사된 광이 입사된다. 측벽(714a)으로 입사된 광 중 전반사 임계각 보다 큰 입사각을 가진 수평성분들의 광들은 도파로 시트(710)내에서 가이드되어 수평방향으로 도파되고 도파된 광은 반사패턴(712)에서 난반사되어 수직성분들의 광들이 상방향으로 출사되게 된다. 요홈(714)의 측벽(714)은 입사광을 증가시키기 위하여 CNC가공, 레이저 가공 및 프레스 가공 중 어느 한 방식으로 경면 처리된다.
저굴절률 코팅층(720)은 도파로 시트(710)의 전면을 피복(cladding)하여 불필요한 부위에서 빛이 전방으로 새는 것을 방지한다. 투명 저굴절률 코팅층(720)은 실리콘 및 불소 중 어느 하나와 MgF4, NaF 및 CaF2 중 어느 하나의 충진제를 포함하는 아크릴산 에스테르 함불소수지, 실리콘 아크릴레이트 및 자외선 경화형 아크릴레이트 중 어느 하나를 마이크로그라비아 코팅, 다이렉트 롤 코팅, 리버스 롤 코팅, 캐필러리 코팅, 바 코팅, 플로우 코팅, 딥 코팅 및 스프레이 코팅 중 어느 하나의 방식으로 약 30㎛ 두께 이하로 형성한다. 투명 저굴절률 코팅층(720)의 굴절률은 도파로 시트(710)의 굴절률 미만의 값, 예컨대 1.52이하로 형성한다.
그래픽 인쇄층(730)은 실크스크린, 그라비아 또는 패드인쇄방식으로 다색 인쇄기법으로 5~40㎛ 두께로 형성된다. 특히 표시창들은 투명 컬러 잉크로 인쇄 처리하여 고급스럽고 세련된 미적 디자인으로 구성한다.
그러므로 표시면적이 넓고 점등된 시간이 장시간 요구되는 차량 계기창 부위 는 도파로 시트를 이용한 면조명방식으로 조명하여 전체적으로 균일한 조명이 가능하도록 구성하고 표시면적이 좁고 상대적으로 비교적 짧게 점등되는 차량 상태 표시창 부위는 탑 발광다이오드를 사용하여 직접 조명방식으로 표시하도록 구성한다.
도 7은 도 3의 A-A 선 단면에서 본 제2실시예의 그래픽 인쇄시트 일체형 회로기판의 단면도이다. 제2실시예는 계기창 부위의 광원을 사이드 발광다이오드 대신에 탑 발광다이오드를 사용하고 도파로 시트의 요홈에 경사측벽을 형성하여 수직광을 90도 반사시켜서 수평광을 형성하고 이 수평광을 입사시키는 구조를 나타낸다. 기판(610)에는 계기창용 탑 발광다이오드(740)가 형성되고, 간격유지시트(620)에는 탑 발광다이오드(740)용 통공(742)이 형성된다. 통공(742) 상부에 대응하는 도파로 시트(710)의 후면에는 요홈(716)이 형성되고 요홈(716)에는 입사 측벽(716a)에 대향하는 측벽이 경사측벽(716b)으로 가공된다. 경사측벽(716b)은 하방에서 수직방향으로 올라온 광을 90도 반사시켜서 입사측벽(716a)로 향하게 한다. 따라서 제2실시예는 발광다이오드들을 모두 탑형으로 구성할 수 있는 잇점이 있다.
도 8은 도 3의 A-A 선 단면에서 본 제3실시예의 그래픽 인쇄시트 일체형 회로기판의 단면도이다. 제3실시예는 계기창 부위의 광원을 사이드 발광다이오드 대신에 탑 발광다이오드를 사용하고 도파로 시트의 요홈에 광유도관을 통하여 광을 입사시키는 구조를 나타낸다. 기판(610)에는 계기창용 탑 발광다이오드(740)가 형성되고, 간격유지시트(620)에는 탑 발광다이오드(740)용 통공(742)이 형성된다. 통공(742)에는 광유도관(750)이 삽입되어 장착된다. 광유도관(750)의 하단은 탑 발광다이오드 출사면과 광결합되고 상단은 요홈(714) 내부에 광결합된다. 광유도 관(750)의 상단은 45도 경사면으로 면취되고 이 경사면을 통해 수직광을 수평광으로 반사시켜서 입사 측벽(714a)로 광을 입사시킨다. 또는 광유도관(750)의 상단은 프리즘 구조로 형성되어 수직광을 굴절시켜서 요홈(714)의 입사측벽(714a)으로 광이 입사되도록 유도할 수도 있다.
도 9는 도 3의 A-A 선 단면에서 본 변형 실시예의 그래픽 인쇄시트 일체형 회로기판의 단면도이고, 도 10은 도 3의 B-B 선 단면에서 본 변형 실시예의 그래픽 인쇄시트 일체형 회로기판의 단면도이다. 상술한 실시예와 동일한 부분에 대해서는 동일부호로 처리하고 구체적인 설명은 생략한다.
변형 실시예는 투명 저굴절률 코팅층(720) 대신에 불투명 반사막(760)을 사용한 에를 나타낸다. 불투명 반사막(760)은 스퍼터링 증착, 이빔 증착 또는 화학기상증착 방식으로 증착된 두께 약 30 ㎛ 이하인 Al, V, Cr, Ni 및 이들의 합금 중 어느 한 계열의 단층 혹은 이들의 복합층으로 구성한다. 불투명 반사막(760)은 계기창과 표시창에 대응하여 개구부(762)가 형성된다. 즉 알루미늄을 도파로 시트(710)의 전면에 증착시킨 후 탈막공적을 거쳐서 계기창 및 표시창에 대응하는 부위의 알루미늄막을 제거한다.
본 발명에 따르면, 차량 계기장치의 부품수를 줄이고 조립성을 개선하여 생산원가를 낮출 수 있으며 계기창의 조도를 균일하게 하여 운전자의 눈 피로감을 덜어줌으로써 야간 안전운전에 기여할 수 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
다른 실시예에서 불투명 반사막은 스퍼터링 증착, 이빔 증착 또는 화학기상증착 방식으로 증착된 두께 약 30 ㎛ 이하인 알루미늄 박막으로 구성하는 것이 바람직하다.
도 1은 본 발명에 의한 바람직한 일 실시예의 차량 계기장치의 분해 사시도를 나타낸다.
도 2는 도 1의 그래픽 인쇄시트 일체형 회로기판의 분해사시도를 나타낸다.
도 3은 도 2의 도파로 일체형 그래픽 인쇄시트의 정면도이다.
도 4는 도 2의 도파로 일체형 그래픽 인쇄시트의 배면도이다.
도 5는 도 3의 A-A 선 단면에서 본 제1실시예의 그래픽 인쇄시트 일체형 회로기판의 단면도이다.
도 6은 도 3의 B-B 선 단면에서 본 제1실시예의 그래픽 인쇄시트 일체형 회로기판의 단면도이다.
도 7은 도 3의 A-A 선 단면에서 본 제2실시예의 그래픽 인쇄시트 일체형 회로기판의 단면도이다.
도 8은 도 3의 A-A 선 단면에서 본 제3실시예의 그래픽 인쇄시트 일체형 회로기판의 단면도이다.
도 9는 도 3의 A-A 선 단면에서 본 변형 실시예의 그래픽 인쇄시트 일체형 회로기판의 단면도이다.
도 10은 도 3의 B-B 선 단면에서 본 변형 실시예의 그래픽 인쇄시트 일체형 회로기판의 단면도이다.

Claims (14)

  1. 복수의 차량 계기창들과 복수의 차량상태 표시창들을 가진 차량 계기장치의 그래픽 인쇄시트에 있어서,
    전면과 후면을 가진 고굴절률의 투명 도파로 시트;
    상기 투명 도파로 시트의 전면 상에 코팅된 투명 저굴절률 코팅층;
    상기 복수의 차량 계기창들과 복수의 차량상태 표시창들을 표시하기 위해 상기 투명 저굴절률 코팅층 상에 인쇄된 그래픽 인쇄층; 및
    상기 그래픽 인쇄층의 각 차량 계기창들에 대응하여 상기 투명 도파로 시트의 후면에 형성된 반사패턴; 및
    상기 그래픽 인쇄층의 각 계기창들의 각 영역의 엣지에 대응하여 상기 투명 도파로 시트의 후면에 형성되고, 상기 투명 도파로 시트에 수평방향으로 광을 입사시키기 위한 입사측벽을 가진 복수의 요홈들을 구비한 것을 특징으로 하는 차량 계기장치의 도파로 일체형 그래픽 인쇄시트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 투명 저굴절률 코팅층은
    실리콘 및 불소 중 어느 하나와 MgF4, NaF 및 CaF2 중 어느 하나의 충진제를 포함하는 아크릴산 에스테르 함불소수지, 실리콘 아크릴레이트 및 자외선 경화형 아크릴레이트 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 차량 계기장치의 도파로 일체형 그래픽 인쇄시트.
  3. 제2항에 있어서, 상기 투명 저굴절률 코팅층의 두께는 30㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 차량 계기장치의 도파로 일체형 그래픽 인쇄시트.
  4. 제3항에 있어서, 상기 투명 저굴절률 코팅층은 마이크로그라비아 코팅, 다이렉트 롤 코팅, 리버스 롤 코팅, 캐필러리 코팅, 바 코팅, 플로우 코팅, 딥 코팅 및 스프레이 코팅 중 어느 하나의 방식으로 코팅한 것을 특징으로 하는 차량 계기장치의 도파로 일체형 그래픽 인쇄시트.
  5. 복수의 차량 계기창들과 복수의 차량상태 표시창들을 가진 차량 계기장치의 그래픽 인쇄시트에 있어서,
    전면과 후면을 가진 고굴절률의 투명 도파로 시트;
    상기 투명 도파로 시트의 전면 상에 형성되고 복수의 차량 계기창들과 복수의 차량상태 표시창들의 각 영역들에 대응하는 복수의 개구부들을 가진 불투명 반사막;
    상기 복수의 차량 계기창들과 복수의 차량상태 표시창들을 표시하기 위해 상기 불투명 반사막 상에 인쇄된 그래픽 인쇄층; 및
    상기 그래픽 인쇄층의 각 차량 계기창들에 대응하여 상기 투명 도파로 시트의 후면에 형성된 반사패턴; 및
    상기 그래픽 인쇄층의 각 계기창들의 각 영역의 엣지에 대응하여 상기 투명 도파로 시트의 후면에 형성되고, 상기 투명 도파로 시트에 수평방향으로 광을 입사시키기 위한 입사측벽을 가진 복수의 요홈들을 구비한 것을 특징으로 하는 차량 계기장치의 도파로 일체형 그래픽 인쇄시트.
  6. 제5항에 있어서, 상기 불투명 반사막은
    Al, V, Cr, Ni, Si 및 이들의 합금 중 어느 한 계열의 단층 혹은 이들의 복합층으로 구성한 것을 특징으로 하는 차량 계기장치의 도파로 일체형 그래픽 인쇄시트.
  7. 제6항에 있어서, 상기 불투명 반사막의 두께는 30㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 차량 계기장치의 도파로 일체형 그래픽 인쇄시트.
  8. 제7항에 있어서, 상기 불투명 반사막은 스퍼터링 증착, 이빔 증착 또는 화학기상증착 방식으로 형성된 것을 특징으로 하는 차량 계기장치의 도파로 일체형 그래픽 인쇄시트.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반사패턴은 레이저 가공, 브이 커팅, 인쇄 및 핫 프레스 방식 중 어느 한 방식으로 형성된 것을 특징으로 하는 차량 계기장치의 도파로 일체형 그래픽 인쇄시트.
  10. 제9항에 있어서, 상기 반사패턴의 두께는 20~200㎛인 것을 특징으로 하는 차량 계기장치의 도파로 일체형 그래픽 인쇄시트.
  11. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 요홈들은 CNC가공, 레이저 가공 및 프레스 가공 중 어느 한 방식으로 형성된 것을 특징으로 하는 차량 계기장치의 도파로 일체형 그래픽 인쇄시트.
  12. 차량 배선 연결용 커넥터가 설치된 후면 케이스와, 상기 후면 케이스와 조립되어 내부에 공간부를 형성하고 다수의 차량 계기창들과 차량상태 표시창들이 형성된 전면 케이스와, 상기 전면 케이스의 전면에 조립되는 투명커버와, 상기 후면 케이스와 전면 케이스의 조립에 의해 형성된 상기 공간부에 수납되고, 전면에 그래픽 인쇄시트가 일체로 형성된 회로기판을 구비하고, 상기 회로기판은
    전면과 후면을 가진 인쇄회로기판;
    상기 차량 계기창들에 각각 대응하여 상기 인쇄회로기판의 전면에 설치되고, 수평방향으로 광을 출사하는 다수의 사이드 발광 다이오드들;
    상기 차량상태 표시창들에 각각 대응하여 상기 인쇄회로기판의 전면에 설치되고, 탑방향으로 광을 출사하는 다수의 탑 발광 다이오드들;
    상기 차량 계기창들에 각각 대응하여 상기 인쇄회로기판의 전면으로 돌출되게 설치된 지침 회전축들;
    상기 차량 계기창들의 각 영역에 대응하여 상기 인쇄회로기판의 전면에 형성된 반사막;
    상기 지침 회전축들이 삽입되는 다수의 축공들이 형성되고, 전면에는 상기 복수의 차량 계기창들 및 복수의 차량상태 표시창들이 인쇄되고, 상기 복수의 차량 계기창들에 대응하는 후면에는 반사패턴이 형성되고, 상기 다수의 사이드 발광다이오드에 대응하는 영역에는 수평방향으로 광을 입사시키기 위한 입사측벽을 가진 복수의 요홈들이 형성된 도파로 일체형 그래픽 인쇄시트를 구비한 것을 특징으로 하는 차량 계기장치.
  13. 차량 배선 연결용 커넥터가 설치된 후면 케이스와, 상기 후면 케이스와 조립되어 내부에 공간부를 형성하고 다수의 차량 계기창들과 차량상태 표시창들이 형성된 전면 케이스와, 상기 전면 케이스의 전면에 조립되는 투명커버와, 상기 후면 케이스와 전면 케이스의 조립에 의해 형성된 상기 공간부에 수납되고, 전면에 그래픽 인쇄시트가 일체로 형성된 회로기판을 구비하고, 상기 회로기판은
    전면과 후면을 가진 인쇄회로기판;
    상기 차량 계기창들 및 차량상태 표시창들에 각각 대응하여 상기 인쇄회로기판의 전면에 설치되고, 탑 방향으로 광을 출사하는 다수의 탑 발광 다이오드들;
    상기 차량 계기창들에 각각 대응하여 상기 인쇄회로기판의 전면으로 돌출되게 설치된 지침 회전축들;
    상기 지침 회전축들이 삽입되는 다수의 축공들이 형성되고, 전면에는 상기 복수의 차량 계기창들 및 복수의 차량상태 표시창들이 인쇄되고, 상기 복수의 차량 계기창들에 대응하는 후면에는 반사패턴이 형성되고, 상기 다수의 탑 발광다이오드들 중 상기 복수의 차량 계기창들의 각 영역의 엣지에 대응하는 탑 발광다이오드로부터 출사된 광을 90도 반사시키는 경사측벽과 상기 경사측벽으로부터 반사된 수평광을 입사시키기 위한 입사 수직측벽을 가진 복수의 요홈들이 후면에 형성된 도파로 일체형 그래픽 인쇄시트;
    상기 도파로 일체형 그래픽 인쇄시트와 인쇄회로기판 사이에 배치되고, 복수의 통공들이 형성된 간격유지시트; 및
    상기 차량 계기창들의 각 영역에 대응하여 상기 간격유지시트의 전면에 형성된 반사막을 구비한 것을 특징으로 하는 차량 계기장치.
  14. 차량 배선 연결용 커넥터가 설치된 후면 케이스와, 상기 후면 케이스와 조립되어 내부에 공간부를 형성하고 다수의 차량 계기창들과 차량상태 표시창들이 형성된 전면 케이스와, 상기 전면 케이스의 전면에 조립되는 투명커버와, 상기 후면 케이스와 전면 케이스의 조립에 의해 형성된 상기 공간부에 수납되고, 전면에 그래픽 인쇄시트가 일체로 형성된 회로기판을 구비하고, 상기 회로기판은
    전면과 후면을 가진 인쇄회로기판;
    상기 차량 계기창들 및 차량상태 표시창들에 각각 대응하여 상기 인쇄회로기판의 전면에 설치되고, 탑 방향으로 광을 출사하는 다수의 탑 발광 다이오드들;
    상기 차량 계기창들에 각각 대응하여 상기 인쇄회로기판의 전면으로 돌출되 게 설치된 지침 회전축들;
    상기 지침 회전축들이 삽입되는 다수의 축공들이 형성되고, 전면에는 상기 복수의 차량 계기창들 및 복수의 차량상태 표시창들이 인쇄되고, 상기 복수의 차량 계기창들에 대응하는 후면에는 반사패턴이 형성되고, 상기 복수의 차량 계기창들의 각 영역의 엣지에 대응하는 후면에는 수평광을 입사시키기 위한 입사 측벽을 가진 복수의 요홈들이 형성된 도파로 일체형 그래픽 인쇄시트;
    상기 도파로 일체형 그래픽 인쇄시트와 인쇄회로기판 사이에 배치되고, 복수의 통공들이 형성된 간격유지시트;
    상기 차량 계기창들의 각 영역에 대응하여 상기 간격유지시트의 전면에 형성된 반사막; 및
    상기 복수의 차량 계기창들에 대응하는 상기 간격유지시트의 통공에 설치되고 하단에 광결합되는 발광다이오드로 출사된 광을 입사하고 입사된 광을 상단에서 굴절 또는 반사시켜서 상기 각 요홈의 입사 측벽으로 출사시키는 복수의 광유도관들을 구비한 것을 특징으로 하는 차량 계기장치.
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