KR101205198B1 - 측면 조광형 면광원 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 도광판의 하부면에 R 프리즘 패턴이 형성되고, 상부면에는 사다리꼴 변형 패턴, 5각형 R 패턴, 6각형 패턴 중 하나가 형성되어 도광판 상부에 별도의 프리즘 시트를 구성하지 않고 도광판, 반사 시트 및 확산 시트만으로도 개선된 광학 성능 및 외관을 제공하는 측면 조광형 면광원 장치에 관한 것이다.
도광판, 도광판 측면의 광원, 도광판 하부의 반사 시트, 도광판 상부의 확산 시트를 구비한 본 발명에 따르는 측면 조광형 면광원 장치에 있어서,
상기 도광판은,
도광판 하부면에 구성되는 R 프리즘 패턴;
도광판 상부면에 구성되는 변형 사다리꼴 패턴을 포함하는 것을 구성적 특징으로 한다.
도광판, 도광판 측면의 광원, 도광판 하부의 반사 시트, 도광판 상부의 확산 시트를 구비한 본 발명에 따르는 측면 조광형 면광원 장치에 있어서,
상기 도광판은,
도광판 하부면에 구성되는 R 프리즘 패턴;
도광판 상부면에 구성되는 5각형 R 패턴을 포함하는 것을 구성적 특징으로 한다.
도광판, 도광판 측면의 광원, 도광판 하부의 반사 시트, 도광판 상부의 확산 시트를 구비한 본 발명에 따르는 측면 조광형 면광원 장치에 있어서,
상기 도광판은,
도광판 하부면에 구성되는 R 프리즘 패턴;
도광판 상부면에 구성되는 6각형 패턴을 포함하는 것을 구성적 특징으로 한다.
도광판, 도광판 측면의 광원, 도광판 하부의 반사 시트, 도광판 상부의 확산 시트를 구비한 본 발명에 따르는 측면 조광형 면광원 장치에 있어서,
상기 도광판은,
도광판 하부면에 구성되는 R 프리즘 패턴;
도광판 상부면에 구성되는 변형 사다리꼴 패턴을 포함하는 것을 구성적 특징으로 한다.
도광판, 도광판 측면의 광원, 도광판 하부의 반사 시트, 도광판 상부의 확산 시트를 구비한 본 발명에 따르는 측면 조광형 면광원 장치에 있어서,
상기 도광판은,
도광판 하부면에 구성되는 R 프리즘 패턴;
도광판 상부면에 구성되는 5각형 R 패턴을 포함하는 것을 구성적 특징으로 한다.
도광판, 도광판 측면의 광원, 도광판 하부의 반사 시트, 도광판 상부의 확산 시트를 구비한 본 발명에 따르는 측면 조광형 면광원 장치에 있어서,
상기 도광판은,
도광판 하부면에 구성되는 R 프리즘 패턴;
도광판 상부면에 구성되는 6각형 패턴을 포함하는 것을 구성적 특징으로 한다.
Description
본 발명은 측면 조광형 면광원 장치에 관한 것으로, 구체적으로는 도광판의 하부면에 R 프리즘 패턴이 형성되고, 상부면에는 사다리꼴 변형 패턴, 5각형 R 패턴, 6각형 패턴 중 하나가 형성되어 도광판 상부에 별도의 프리즘 시트를 구성하지 않고 도광판, 반사 시트 및 확산 시트만으로도 개선된 광학 성능 및 외관을 제공하는 측면 조광형 면광원 장치에 관한 것이다.
기존의 브라운관을 대체하는 수단으로 자리잡은 LCD(liquid crystal display, 액정표시장치)의 면광원 장치는 도광판과 광원으로 구성되는데, 도광판은 대부분 PMMA(Poly Methyl Metharylate)이라는 재질로 구성되는데, 실제로 광의 경로는 매질의 변화가 있어야만 일어나기 때문에 도광판 안에서의 경로 변경은 없으며, 광원에서 방출된 빛을 내부로 입사시켜 상부 전면에 고른 면광이 출사되도록 하는 웨이브 가이드로서의 역할을 담당한다. 따라서 도광판 하부면에 V-커팅, 사출, 인쇄 또는 레이저, 스탬프 등을 이용한 가공 방식 중 하나를 이용하여 패턴을 형성함으로써 도광판에 선형 입사된 광을 산란시켜 면광원으로 출사시키기 위한 도광판의 패터닝 방식에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다.
또 다른 구성 요소인 광원으로는 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp, 냉음극관), HCFL (Hot Cathode Fluorescent Lamp), EEFL(External Electrode Fluorescent Lamp, 외부전극 형광 램프) 등의 형광램프나, LED(Light Emitting Diode)소자, EL(Electro Luminescence)소자 등이 주로 사용되고, 광원이 배치되는 방식에 따라 측면 조광형(Edge-lighting)과 직하 조광형(Direct-lighting) 면광원 장치로 구분된다.
직하 조광형 면광원 장치는 도광판의 하부에 광원이 위치하여 광원으로부터 입사된 빛이 도광판 및 반사판에 의하여 면광원을 생성하여 엘시디 패널의 셀(cell)을 비추는 방식이다.
측면 조광형 면광원 장치는 점광원의 빛을 산란시켜 면광원으로 전환시키는 도광판의 측면에 광원인 LED가 위치하고, LED에서 빛이 직접 도광판으로 입사되도록 구성된다. 그리고 도광판의 하측에는 반사판이 위치하여 입사면을 통해 입사된 광을 반사하여 도광판 내부로 유도하고, 도광판의 상측에는 도광판으로부터 출사되는 빛을 산란시켜 휘도를 균일화하는 확산 시트와, 확산된 빛을 굴절 및 집광시켜 휘도를 향상시키는 프리즘 시트, 보호 시트 등의 각종 시트류가 위치한다. 프리즘 시트는 수직 프리즘 시트와 수평 프리즘 시트로 구분되어 2개가 중첩되어 사용된다.
이러한 구조를 갖는 측면 조광형 면광원 장치에서, LED에서 발생한 빛은 도광판의 측면인 입사면으로 입사되고, 도광판에서는 점광원으로 입광된 LED의 빛을 산란 및 균일화시켜 면광원으로 전환시키며, 반사판은 도광판에서 하측으로 향하는 빛을 다시 도광판의 상측으로 반사시킴으로써 광효율을 증가시킨다. 도광판의 상측에 위치하는 확산시트는 도광판으로부터 나오는 빛을 산란시켜 휘도 및 외관을 양호하게 하고, 프리즘 시트는 확산된 빛을 굴절 및 집광시켜 휘도를 향상시키는 역할을 한다.
그런데 종래의 측면 조광형 면광원 장치는 도1에 도시된 바와 같이, 도광판의 상부에 확산 시트와 프리즘 시트 등의 다수의 시트가 적층된 구조로서, 관련 부품 수가 많고 제조 공정 비용이 증가하는 문제점이 있다. 특히, 면광원 장치가 쓰이는 LCD 패널 및 평판조명 등이 대형화되면서 도광판 상부에 적층되는 박막 시트의 조립이 어려워져 공정 비용이 증가하는 문제점이 있으며, 규칙적인 패턴 배열에 의한 모아레 현상 및 일정한 높이의 패턴을 가진 시트 간의 Wet-Out 현상이 발생하여 시트의 외관 및 성능에 문제가 발생하고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 도광판의 하면에 R 프리즘 패턴이 형성되고 도광판의 상면에 사다리꼴 변형 패턴, 5각형 R 패턴, 6각형 패턴 중 하나가 형성되어, 결국 도광판의 상부에 하나의 광학 시트만을 적층한 형태로 광학 성능 및 외관이 개선된 측면 조광형 면광원 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 도광판의 상부에 적층되는 시트의 수를 감소시킴으로써 공정이 단축되어 제조 비용이 절감되는 측면 조광형 면광원 장치를 제공하는 것이다.
도광판, 도광판 측면의 광원, 도광판 하부의 반사 시트, 도광판 상부의 확산 시트를 구비한 본 발명에 따르는 측면 조광형 면광원 장치에 있어서,
상기 도광판은,
도광판 하부면에 구성되는 R 프리즘 패턴;
도광판 상부면에 구성되는 변형 사다리꼴 패턴을 포함하는 것을 구성적 특징으로 한다.
도광판, 도광판 측면의 광원, 도광판 하부의 반사 시트, 도광판 상부의 확산 시트를 구비한 본 발명에 따르는 측면 조광형 면광원 장치에 있어서,
상기 도광판은,
도광판 하부면에 구성되는 R 프리즘 패턴;
도광판 상부면에 구성되는 5각형 R 패턴을 포함하는 것을 구성적 특징으로 한다.
도광판, 도광판 측면의 광원, 도광판 하부의 반사 시트, 도광판 상부의 확산 시트를 구비한 본 발명에 따르는 측면 조광형 면광원 장치에 있어서,
상기 도광판은,
도광판 하부면에 구성되는 R 프리즘 패턴;
도광판 상부면에 구성되는 6각형 패턴을 포함하는 것을 구성적 특징으로 한다.
본 발명에 따르는 측면 조광형 면광원 장치는 도광판의 하부면에 R 프리즘 패턴을 형성되고 도광판의 상부면에 변형 사다리꼴 패턴, 5각형 R 패턴, 6각형 패턴 중 하나를 형성함으로써, 도광판의 상부에 프리즘 시트를 형성할 필요가 없이 하나의 확산 시트만을 적층한 형태로 광학 성능 및 외관이 개선된 측면 조광형 면광원 장치를 제공할 수 있다.
본 발명에 따르는 측면 조광형 면광원 장치는 도광판의 상부에 적층되는 프리즘 시트를 형성할 필요가 없이 도광판 상부에 확산 시트만을 적층함으로써 공정이 단축되어 제조 비용이 절감되는 측면 조광형 면광원 장치를 제공할 수 있다.
도1은 종래의 LCD용 측면 조광형 면광원 장치의 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도2는 본 발명에 따라 도광판 하부면에 R 프리즘 패턴이 형성된 따르는 측면 조광형 면광원 장치의 기본 구조를 나타내는 단면도이다.
도3은 본 발명의 제 1 실시예에 따르는 측면 조광형 면광원 장치의 도광판 상부면에 패터닝되는 사다리꼴 변형 패턴의 형태를 상세하게 나타내는 도면이다.
도4는 본 발명에 따르는 측면 조광형 면광원 장치의 도광판 하부면에 패터닝되는 R 프리즘 패턴의 형태를 상세하게 나타내는 도면이다.
도5는 본 발명의 제 1 실시예에 따르는 도광판의 예시적인 단면을 나타내는 도면이다.
도6은 하부면에 R 프리즘 패턴이 형성된 도광판의 광 특성을 나타내는 도면이다.
도7은 하부면에 R 프리즘 패턴이 형성되고 상부면에 변형 사다리꼴 패턴이 형성된 본 발명에 따르는 도광판의 광 특성을 나타내는 도면이다.
도8a는 도광판 하부면에 R 프리즘 패턴이 구성된 측면 조광형 면광원 장치의 시야각 분포이고, 도8b는 도광판 하부면에 R 프리즘 패턴이 구성되고 도광판 상부면에 변형 사다리꼴 패턴이 구성된 본 발명의 제 1 실시예에 따르는 측면 조광형 면광원 장치의 시야각 분포를 나타내는 도면이다.
도9는 본 발명에 따르는 도광판 상부면에 구성되는 변형 사다리꼴 패턴의 다양한 배열 형태를 나타내는 도면이다.
도10은 본 발명의 제 2 실시예에 따르는 측면 조광형 면광원 장치의 도광판 상부면에 패터닝되는 5각형 R 패턴의 형태를 상세하게 나타내는 도면이다.
도11은 본 발명의 제 2 실시예에 따르는 도광판의 예시적인 단면을 나타내는 도면이다.
도12는 하부면에 R 프리즘 패턴이 형성되고 상부면에 5각형 R 패턴이 형성된 본 발명의 제 2 실시예에 따르는 도광판의 광 특성을 나타내는 도면이다.
도13은 도광판 하부면에 R 프리즘 패턴이 구성되고 도광판 상부면에 5각형 R 패턴이 구성된 본 발명의 제 2 실시예에 따르는 측면 조광형 면광원 장치의 시야각 분포를 나타내는 도면이다.
도14는 본 발명의 제 3 실시예에 따르는 측면 조광형 면광원 장치의 도광판 상부면에 패터닝되는 6각형 패턴의 형태를 상세하게 나타내는 도면이다.
도15는 본 발명의 제 3 실시예에 따르는 도광판의 예시적인 단면을 나타내는 도면이다.
도16은 하부면에 R 프리즘 패턴이 형성되고 상부면에 6각형 패턴이 형성된 본 발명의 제 3 실시예에 따르는 도광판의 광 특성을 나타내는 도면이다.
도17은 도광판 하부면에 R 프리즘 패턴이 구성되고 도광판 상부면에 6각형 패턴이 구성된 본 발명의 제 3 실시예에 따르는 측면 조광형 면광원 장치의 시야각 분포를 나타내는 도면이다.
도2는 본 발명에 따라 도광판 하부면에 R 프리즘 패턴이 형성된 따르는 측면 조광형 면광원 장치의 기본 구조를 나타내는 단면도이다.
도3은 본 발명의 제 1 실시예에 따르는 측면 조광형 면광원 장치의 도광판 상부면에 패터닝되는 사다리꼴 변형 패턴의 형태를 상세하게 나타내는 도면이다.
도4는 본 발명에 따르는 측면 조광형 면광원 장치의 도광판 하부면에 패터닝되는 R 프리즘 패턴의 형태를 상세하게 나타내는 도면이다.
도5는 본 발명의 제 1 실시예에 따르는 도광판의 예시적인 단면을 나타내는 도면이다.
도6은 하부면에 R 프리즘 패턴이 형성된 도광판의 광 특성을 나타내는 도면이다.
도7은 하부면에 R 프리즘 패턴이 형성되고 상부면에 변형 사다리꼴 패턴이 형성된 본 발명에 따르는 도광판의 광 특성을 나타내는 도면이다.
도8a는 도광판 하부면에 R 프리즘 패턴이 구성된 측면 조광형 면광원 장치의 시야각 분포이고, 도8b는 도광판 하부면에 R 프리즘 패턴이 구성되고 도광판 상부면에 변형 사다리꼴 패턴이 구성된 본 발명의 제 1 실시예에 따르는 측면 조광형 면광원 장치의 시야각 분포를 나타내는 도면이다.
도9는 본 발명에 따르는 도광판 상부면에 구성되는 변형 사다리꼴 패턴의 다양한 배열 형태를 나타내는 도면이다.
도10은 본 발명의 제 2 실시예에 따르는 측면 조광형 면광원 장치의 도광판 상부면에 패터닝되는 5각형 R 패턴의 형태를 상세하게 나타내는 도면이다.
도11은 본 발명의 제 2 실시예에 따르는 도광판의 예시적인 단면을 나타내는 도면이다.
도12는 하부면에 R 프리즘 패턴이 형성되고 상부면에 5각형 R 패턴이 형성된 본 발명의 제 2 실시예에 따르는 도광판의 광 특성을 나타내는 도면이다.
도13은 도광판 하부면에 R 프리즘 패턴이 구성되고 도광판 상부면에 5각형 R 패턴이 구성된 본 발명의 제 2 실시예에 따르는 측면 조광형 면광원 장치의 시야각 분포를 나타내는 도면이다.
도14는 본 발명의 제 3 실시예에 따르는 측면 조광형 면광원 장치의 도광판 상부면에 패터닝되는 6각형 패턴의 형태를 상세하게 나타내는 도면이다.
도15는 본 발명의 제 3 실시예에 따르는 도광판의 예시적인 단면을 나타내는 도면이다.
도16은 하부면에 R 프리즘 패턴이 형성되고 상부면에 6각형 패턴이 형성된 본 발명의 제 3 실시예에 따르는 도광판의 광 특성을 나타내는 도면이다.
도17은 도광판 하부면에 R 프리즘 패턴이 구성되고 도광판 상부면에 6각형 패턴이 구성된 본 발명의 제 3 실시예에 따르는 측면 조광형 면광원 장치의 시야각 분포를 나타내는 도면이다.
본 발명에 따르는 측면 조광형 면광원 장치의 도광판 하부면에는 R 프리즘 패턴을 양각 또는 음각으로 구성하고, 도광판 상부면에는 사다리꼴 변형 패턴, 5각형 R 패턴, 6각형 패턴 반원형 겹침 패턴 중 하나를 양각 또는 음각으로 구성함으로써 종래의 도광판 상부에 구성되어 있던 2장의 프리즘 시트를 구성하지 않고도 종래의 측면 조광형 면광원 장치와 비교하여 개선된 집광 효과를 얻을 수 있어 휘도 및 외관이 개선되고 측면 조광형 면광원 장치를 구성하는 공정이 줄어들며 원가도 절감되는 효과를 얻을 수 있다.
도2는 본 발명에 따라 도광판 하부면에 R 프리즘 패턴이 형성된 측면 조광형 면광원 장치의 기본 구조를 나타내는 단면도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따르는 측면 조광형 면광원 장치는 도광판과 도광판 측면의 광원, 도광판 상부의 확산 시트를 포함하여 구성되며, 도광판의 상부면 및 하부면에는 모두 패턴이 구성된다.
제 1 실시예
도3은 본 발명의 제 1 실시예에 따르는 측면 조광형 면광원 장치의 도광판 상부면에 패터닝되는 사다리꼴 변형 패턴의 형태를 상세하게 나타내는 도면으로, 도시된 바와 같이, 도광판 상부면에 두 개의 변형된 사다리꼴 패턴이 겹쳐지는 형태로 구성된다. 바람직하게는, 변형 사다리꼴 패턴의 높이(H1, H2)는 1 ~ 200㎛이고, 밑변의 길이(W1, W2)는 1 ~ 300㎛이고, 변형 사다리꼴 패턴이 서로 겹치는 밑변의 길이(W3)는 0.1 ~ 300㎛이고, 두 개의 겹쳐진 형태로 구성된 변형 사다리꼴 패턴과 이웃하는 두 개의 겹쳐진 변형 사다리꼴 패턴 사이의 거리(W6)는 1 ~ 300㎛이다. 변형 사다리꼴 패턴의 중심각(α, β)은 각각 60 ~ 150°이고, 연속적인 광 분산 특성을 유지할 수 있도록 하기 위해, 겹쳐지는 변형 사다리꼴 패턴의 윗변과 다른 두 변 사이의 연결부분은 각각 반경(R1, R2)의 내접하는 원호 형태로 구성하는데, 이때 반경(R1, R2)은 각각 약 1 ~ 200㎛ 이다.
도4는 본 발명에 따르는 측면 조광형 면광원 장치의 도광판 하부면에 패터닝되는 R 프리즘 패턴의 형태를 상세하게 나타내는 도면이다. 바람직하게는, R 프리즘 패턴은 이등변 삼각형 형태로 구성되는데, 밑변의 길이(W7)는 약 1 ~ 300㎛이고, 높이(H3)는 약 1 ~ 200㎛이고, 중심각(θ)의 크기는 약 60 ~ 150°이다. 마찬가지로 연속적인 광 분산 특성을 유지할 수 있도록 하기 위해, R 프리즘 패턴의 중심각을 구성하는 두 개의 변은 반경(R3)의 내접하는 원호 형태로 구성하는데, 이때 반경(R3)은 각각 약 1 ~ 200㎛ 이다.
도광판 하부면에 구성되는 R 프리즘 패턴의 배열은 면광원 장치가 균일한 휘도를 가질 수 있도록 하기 위해 광원의 위치에 따라 배열되는 패턴 사이의 간격 및 패턴의 높이를 각각 변화시킬 수 있다. 즉, 패턴의 높이는 일정하고 배열되는 패턴 사이의 간격을 변화시키는 방법과, 높이는 변화시키면서 배열되는 패턴 사이의 간격을 일정하게 배열하는 방법과, 높이와 패턴 사이의 간격을 모두 변화시켜 배열하는 방법이 있다.
도5에 도시된 바와 같이, 도광판 하부면에 구성되는 R 프리즘 패턴은 광원에 따라 균일한 휘도를 얻기 위해 높이 및 패턴 사이의 간격을 변화시켜 배열할 수 있으며, 도광판 상부면에 구성되는 변형 사다리꼴 패턴은 미려한 외관을 얻기 위해 높이 및 피치를 변화시킬 수 있다. 또한, 도광판 하부면에 구성되는 R 프리즘 패턴 및 도광판 상부면에 구성되는 변형 사다리꼴 패턴은 음각(a) 및 양각(b)으로 구성될 수도 있으며, 시야각 조정을 위해 중심각의 각도를 조정할 수도 있다.
도6은 하부면에 R 프리즘 패턴이 형성된 도광판의 광 특성을 나타내는 도면이고, 도7은 하부면에 R 프리즘 패턴이 형성되고 상부면에 변형 사다리꼴 패턴이 형성된 본 발명의 제 1 실시예에 따르는 도광판의 광 특성을 나타내는 도면이다.
도시된 바와 같이, 도광판 하부면에 R 프리즘 패턴이 구성된 경우 총 광속(total flux)은 4,235lm 인데 반해, 도광판 상부면에 변형 사다리꼴 패턴이 추가로 구성된 경우 총 광량은 4,679lm으로, 약 10% 증가하는 것을 알 수 있으며, 따라서, 도광판 하부면에 R 프리즘 패턴만 구성된 경우보다 도광판 하부면 및 도광판 상부면에 R 프리즘 패턴 및 변형 사다리꼴 패턴을 각각 구성한 본 발명의 제 1 실시예는 도광판 광 효율이 증가하는 것을 알 수 있다.
도8a는 도광판 하부면에 R 프리즘 패턴이 구성된 측면 조광형 면광원 장치의 시야각 분포를 나타내고, 도8b는 도광판 하부면에 R 프리즘 패턴이 구성되고 도광판 상부면에 변형 사다리꼴 패턴이 구성된 본 발명에 따르는 측면 조광형 면광원 장치의 시야각 분포를 나타내는 도면이다.
반사 시트, 하부면에 프리즘 패턴이 구성된 도광판, 확산 시트 및 2 개의 프리즘 시트가 순차적으로 적층된 일반적인 구조의 측면 조광형 면광원 장치의 시야각 분포는 도8a와 같고, 반사 시트, 하부면에 R 프리즘 패턴이 구성되고 상부면에 변형 사다리꼴 패턴이 구성된 도광판 및 확산 시트가 순차적으로 적층된 본 발명에 따르는 측면 조광형 면광원 장치의 시야각 분포는 도8b와 같은데, 본 발명에 따르는 측면 조광형 면광원 장치의 시야각 분포가 전체적으로 균일한 것을 알 수 있으며, 따라서 본 발명에 따르는 측면 조광형 면광원 장치는 도광판의 하부면 및 상부면에 각각 프리즘 패턴 및 변형 사다리꼴 패턴을 구성함으로써 종래의 면광원 장치에서 사용되었던 2개의 프리즘 시트를 사용하지 않고도 개선된 시야각을 확보할 수 있음을 알 수 있다.
도9는 본 발명에 따르는 도광판 상부면에 구성되는 변형 사다리꼴 패턴의 다양한 배열 형태를 나타내는 도면이다. 도9의 (a)는 변형 사다리꼴 패턴이 좌우로 만곡되는 구조를 나타내고, (b)는 변형 사다리꼴 패턴이 상하로 조절된 구조를 나타내고, (c)는 변형 사다리꼴 패턴의 피치 및 높이가 자유롭게 구성되는 구조를 나타내고, (d)는 확산 효과를 극대화하기 위해 변형 사다리꼴 패턴 표면상에 추가로 미세 패턴을 형성한 구조를 나타내는데, 변형 사다리꼴 패턴의 표면에 샌딩, 에칭(부식), 화학 코팅 등의 방법에 의해 미세 패턴을 구성할 수 있다. 변형 사다리꼴 패턴 표면상에 미세 패턴을 추가로 형성할 경우 표면이 조면화(roughen)되어 표면에서 광이 번쩍거리는 현상을 억제할 수 있어 개선된 외관을 얻을 수 있다.
제 2 실시예
도10은 본 발명의 제 2 실시예에 따르는 측면 조광형 면광원 장치의 도광판 상부면에 패터닝되는 5각형 R 패턴의 형태를 상세하게 나타내는 도면이다. 바람직하게는, 5각형 R 패턴의 제 1 높이(H21)는 약 1 ~ 200㎛이고, 제 1 높이(H21)는 제 2 높이(H22)의 10/9배 내지 10배이고, 밑면의 길이(W21)는 약 1 ~ 300㎛이고, 이웃하는 5각형 R 패턴의 밑면과의 거리(W22)는 약 0.1 ~ 300㎛이고, 5각형 R 패턴의 상부 중심각(α) 및 하부 중심각(β)은 약 60 ~ 150°이다. 제 1 실시예의 변형 사다리꼴 패턴과 마찬가지로, 연속적인 광 분산 특성을 유지할 수 있도록 하기 위해, 5각형 R 패턴의 상부 중심각을 이루는 두 변 사이의 연결부분은 반경(R21)의 내접하는 원호 형태로 구성하는데, 이때 반경(R21)은 약 1 ~ 200㎛ 이다.
측면 조광형 면광원 장치의 도광판 하부면에 패터닝되는 R 프리즘 패턴의 형태는 도4에 도시된 제 1 실시예의 R 프리즘 패턴과 동일하다. 즉, R 프리즘 패턴은 이등변 삼각형 형태로 구성되는데, 밑변의 길이(W7)는 약 1 ~ 300㎛이고, 높이(H3)는 약 1 ~ 200㎛이고, 중심각(θ)의 크기는 약 60 ~ 150°이다. 마찬가지로 연속적인 광 분산 특성을 유지할 수 있도록 하기 위해, R 프리즘 패턴의 중심각을 구성하는 두 개의 변은 반경(R3)의 내접하는 원호 형태로 구성하는데, 이때 반경(R3)은 각각 약 1 ~ 200㎛ 이다.
제 1 실시예와 마찬가지로, 도광판 하부면에 구성되는 R 프리즘 패턴의 배열은 면광원 장치가 균일한 휘도를 가질 수 있도록 하기 위해 광원의 위치에 따라 패턴의 밀도 및 패턴의 높이를 각각 변화시킬 수 있다. 즉, 패턴의 높이는 일정하고 밀도를 변화시키는 방법과, 높이는 변화시키면서 밀도를 일정하게 배열하는 방법과, 높이와 밀도가 모두 변화시켜 배열하는 방법이 있다.
도11에 도시된 바와 같이, 도광판 하부면에 구성되는 R 프리즘 패턴은 광원에 따라 균일한 휘도를 얻기 위해 높이 및 밀도를 변화시켜 배열할 수 있으며, 도광판 상부면에 구성되는 5각형 R 패턴은 미려한 외관을 얻기 위해 높이 및 피치를 변화시킬 수 있다. 또한, 도광판 하부면에 구성되는 R 프리즘 패턴 및 도광판 상부면에 구성되는 5각형 R 패턴은 음각 및 양각으로 구성될 수도 있으며, 시야각 조정을 위해 중심각의 각도를 조정할 수도 있다.
도12는 하부면에 R 프리즘 패턴이 형성되고 상부면에 5각형 R 패턴이 형성된 본 발명의 제 2 실시예에 따르는 도광판의 광 특성을 나타내는 도면이다.
도6에 도시된 바와 같이, 도광판 하부면에 R 프리즘 패턴만이 구성된 경우 총 광속(total flux)은 4,235lm 인데 반해, 예를 들어, 도광판 상부면에 밑변의 길이가 75㎛, 높이 20㎛, 상부 중심각 125°, 하부 중심각 115°, 피치가 95㎛인 5각형 R 패턴이 추가로 구성된 경우 총 광량은 4,699lm으로 10% 이상 증가하며,최대 수직 집광 각도는 90°로 나타나, 도광판 하부면에 R 프리즘 패턴만 구성된 경우 보다 도광판 하부면 및 도광판 상부면에 R 프리즘 패턴 및 5각형 R 패턴을 각각 구성한 본 발명의 제 2 실시예는 도광판 광 효율 및 수직 집광 능력도 뛰어남을 알 수 있다.
도13은 도광판 하부면에 R 프리즘 패턴이 구성되고 도광판 상부면에 5각형 R 패턴이 구성된 본 발명에 따르는 측면 조광형 면광원 장치의 시야각 분포를 나타내는 도면이다.
반사 시트, 하부면에 R 프리즘 패턴이 구성된 도광판, 확산 시트 및 2 개의 프리즘 시트가 순차적으로 적층된 일반적인 구조의 측면 조광형 면광원 장치의 시야각 분포는 도8a와 같고, 반사 시트, 하부면에 R 프리즘 패턴이 구성되고 상부면에 5각형 R 패턴이 구성된 도광판 및 확산 시트가 순차적으로 적층된 본 발명에 따르는 측면 조광형 면광원 장치의 시야각 분포는 도13과 같은데, 본 발명에 따르는 측면 조광형 면광원 장치의 시야각 분포가 전체적으로 균일한 것을 알 수 있으며, 따라서 본 발명에 따르는 측면 조광형 면광원 장치는 도광판의 하부면 및 상부면에 각각 R 프리즘 패턴 및 5각형 R 패턴을 구성함으로써 종래의 면광원 장치에서 사용되었던 2개의 프리즘 시트를 사용하지 않고도 개선된 시야각을 확보할 수 있음을 알 수 있다.
제 3 실시예
도14는 본 발명의 제 3 실시예에 따르는 측면 조광형 면광원 장치의 도광판 상부면에 패터닝되는 6각형 패턴의 형태를 상세하게 나타내는 도면이다. 바람직하게는, 6각형 패턴의 제 1 높이(H31)는 약 1 ~ 200㎛이고, 제 1 높이(H31)는 제 2 높이(H32)의 10/9배 내지 10배이고, 밑면의 길이(W31)는 약 1 ~ 300㎛이고, 윗변의 길이(W32)는 0.1 ~ 300㎛이고, 6각형 패턴의 상부 중심각(α) 및 하부 중심각(β)은 약 60 ~ 150°이며, 이웃하는 6각형 패턴의 밑면과의 거리(W33)는 약 0.1 ~ 200㎛이다.
측면 조광형 면광원 장치의 도광판 하부면에 패터닝되는 R 프리즘 변형 패턴의 형태는 도4에 도시된 제 1 실시예의 R 프리즘 변형 패턴과 동일하다. 즉, R 프리즘 패턴은 이등변 삼각형 형태로 구성되는데, 밑변의 길이(W7)는 약 1 ~ 300㎛이고, 높이(H3)는 약 1 ~ 200㎛이고, 중심각(θ)의 크기는 약 60 ~ 150°이다. 마찬가지로 연속적인 광 분산 특성을 유지할 수 있도록 하기 위해, R 프리즘 변형 패턴의 중심각을 구성하는 두 개의 변은 반경(R3)의 내접하는 원호 형태로 구성하는데, 이때 반경(R3)은 각각 약 1 ~ 200㎛ 이다.
제 1 실시예와 마찬가지로, 도광판 하부면에 구성되는 R 프리즘 변형 패턴의 배열은 면광원 장치가 균일한 휘도를 가질 수 있도록 하기 위해 광원의 위치에 따라 패턴의 밀도 및 패턴의 높이를 각각 변화시킬 수 있다. 즉, 패턴의 높이는 일정하고 밀도를 변화시키는 방법과, 높이는 변화시키면서 밀도를 일정하게 배열하는 방법과, 높이와 밀도가 모두 변화시켜 배열하는 방법이 있다.
도15에 도시된 바와 같이, 도광판 하부면에 구성되는 R 프리즘 변형 패턴은 광원에 따라 균일한 휘도를 얻기 위해 높이 및 밀도를 변화시켜 배열할 수 있으며, 도광판 상부면에 구성되는 6각형 패턴은 미려한 외관을 얻기 위해 높이 및 피치를 변화시킬 수 있다. 또한, 도광판 하부면에 구성되는 R 프리즘 변형 패턴 및 도광판 상부면에 구성되는 6각형 패턴은 음각 및 양각으로 구성될 수도 있으며, 시야각 조정을 위해 중심각의 각도를 조정할 수도 있다.
도16은 하부면에 프리즘 패턴이 형성되고 상부면에 6각형 패턴이 형성된 본 발명의 제 3 실시예에 따르는 도광판의 광 특성을 나타내는 도면이다.
도6에 도시된 바와 같이, 도광판 하부면에 프리즘 패턴만이 구성된 경우 총 광속(total flux)은 4,235lm 인데 반해, 도광판 상부면에 밑변의 길이가 82㎛, 윗변의 길이가 7㎛, 높이 20㎛, 상부 중심각 125°, 하부 중심각 115°, 피치가 95㎛인 6각형 패턴이 추가로 구성된 경우 총 광량은 4,697lm으로 10% 이상 증가하며, 휘도균일도는 87%이고, 최대 수직 집광 각도는 90°로 나타나, 도광판 하부면에 프리즘 패턴만 구성된 경우보다 도광판 하부면 및 도광판 상부면에 프리즘 패턴 및 6각형 패턴을 구성한 본 발명의 제 3 실시예는 도광판 광 효율 및 수직 집광 능력도 뛰어남을 알 수 있다.
도17은 도광판 하부면에 프리즘 패턴이 구성되고 도광판 상부면에 6각형 패턴이 구성된 본 발명의 제 3 실시예에 따르는 측면 조광형 면광원 장치의 시야각 분포를 나타내는 도면이다.
반사 시트, 하부면에 프리즘 패턴이 구성된 도광판, 확산 시트 및 2 개의 프리즘 시트가 순차적으로 적층된 일반적인 구조의 측면 조광형 면광원 장치의 시야각 분포는 도8a와 같고, 반사 시트, 하부면에 프리즘 패턴이 구성되고 상부면에 6각형 패턴이 구성된 도광판 및 확산 시트가 순차적으로 적층된 본 발명에 따르는 측면 조광형 면광원 장치의 시야각 분포는 도17과 같은데, 본 발명에 따르는 측면 조광형 면광원 장치의 시야각 분포가 전체적으로 균일한 것을 알 수 있으며, 따라서 본 발명에 따르는 측면 조광형 면광원 장치는 도광판의 하부면 및 상부면에 각각 프리즘 패턴 및 6각형 패턴을 구성함으로써 종래의 면광원 장치에서 사용되었던 2개의 프리즘 시트를 사용하지 않고도 개선된 시야각을 확보할 수 있음을 알 수 있다.
본 발명에 따르는 측면 조광형 면광원 장치의 도광판은 하부면에 R 프리즘 변형 패턴이 구성되고, 상부면에는 사다리꼴 변형 패턴, 5각형 R 패턴, 6각형 패턴 중 하나를 구성함으로써 종래의 도광판 상부에 적층되던 2 매의 프리즘 시트를 사용하지 않고도 약 10% 증가된 광량을 얻어, 개선된 광효율 및 외관을 얻을 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사항을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이런 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
Claims (15)
- 도광판, 도광판 측면의 광원, 도광판 하부의 반사 시트, 도광판 상부의 확산 시트를 구비한 측면 조광형 면광원 장치에 있어서,
상기 도광판은,
도광판 하부면에 구성되는 R 프리즘 패턴;
도광판 상부면에 구성되는 변형 사다리꼴 패턴을 포함하고,
도광판 하부면의 R 프리즘 패턴 및 도광판 상부면의 변형 사다리꼴 패턴은 각각 음각 또는 양각으로 구성될 수도 있으며, 시야각 조정을 위해 중심각의 각도를 조정하여 구성되며,
상기 변형 사다리꼴 패턴은 밑변의 길이가 1 ~ 300㎛이고 높이는 1 ~ 200㎛인 두 개의 패턴이 0.1 ~ 300㎛ 만큼 밑변이 겹치도록 구성되고, 중심각(α, β)은 각각 60 ~ 150°이고, 변형 사다리꼴 패턴의 윗변(W4, W5)과 연결되는 다른 두 변 사이는 각각 반경(R1, R2)의 내접하는 원호 형태로 구성되고, 반경(R1, R2)은 각각 1 ~ 200㎛ 이며, 이웃하는 두 개의 겹쳐진 변형 사다리꼴 패턴과는 1 ~ 300㎛의 간격(W6)으로 배열되는 것을 특징으로 하는
측면 조광형 면광원 장치.
- 도광판, 도광판 측면의 광원, 도광판 하부의 반사 시트, 도광판 상부의 확산 시트를 구비한 측면 조광형 면광원 장치에 있어서,
상기 도광판은,
도광판 하부면에 구성되는 R 프리즘 패턴;
도광판 상부면에 구성되는 5각형 R 패턴을 포함하고,
도광판 하부면의 R 프리즘 패턴 및 도광판 상부면의 5각형 R 패턴은 각각 음각 또는 양각으로 구성될 수도 있으며, 시야각 조정을 위해 중심각의 각도를 조정하여 구성되고,
상기 5각형 R 패턴은 밑변의 길이가 1 ~ 300㎛이고, 제 1 높이(H21)는 1 ~ 200㎛이고, 제 1 높이(H21)는 제 2 높이(H22)의 10/9배 내지 10배이고, 상부 중심각(α) 및 하부 중심각(β)은 60 ~ 150°이며, 5각형 R 패턴의 상부 중심각을 이루는 두 변 사이의 연결부분은 반경(R21)의 내접하는 원호 형태로 구성되고, 이웃하는 5각형 R 패턴의 밑면과는 0.1 ~ 300㎛의 간격(W22)으로 배열되는 것을 특징으로 하는
측면 조광형 면광원 장치.
- 도광판, 도광판 측면의 광원, 도광판 하부의 반사 시트, 도광판 상부의 확산 시트를 구비한 측면 조광형 면광원 장치에 있어서,
상기 도광판은,
도광판 하부면에 구성되는 R 프리즘 패턴;
도광판 상부면에 구성되는 6각형 패턴을 포함하고,
도광판 상부면의 6각형 패턴은 높이 및 피치 중 하나 이상을 변화시켜 구성되고,
상기 6각형 패턴은 밑변의 길이(W31)가 1 ~ 300㎛이고, 윗변의 길이(W32)는 0.1 ~ 300㎛이고, 제 1 높이(H31)는 1 ~ 200㎛이고, 제 1 높이(H31)는 제 2 높이(H32)의 10/9배 내지 10배이고, 상부 중심각(α) 및 하부 중심각(β)은 60 ~ 150°이며, 이웃하는 6각형 패턴의 밑면과는 0.1 ~ 200㎛의 간격(W33)으로 배열되는 것을 특징으로 하는
측면 조광형 면광원 장치.
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