KR101317191B1 - 면조명 장치 - Google Patents

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Abstract

도광판의 제조가 용이한 면광원 장치가 제공된다.
개시되는 면광원 장치는 다수의 엘이디를 구비하는 광원부; 상기 광원부로부터 출사되는 광을 안내하여 면광원으로 형성하는 도광판; 상기 도광판의 일면에 배치되어 상기 도광판으로부터 입사되는 빛을 반사키켜 상기 도광판으로 재입사시키는 반사부재; 및 상기 도광판의 타면에 배치되어 상기 도광판으로부터 출사되는 빛을 확산시키는 확산부재;를 포함하며, 상기 반사부재가 배치되는 상기 도광판의 일면은 요철형상이 없는 평면으로 이루어지며, 상기 도광판과 반사부재 사이에는 상기 도광판과 동일한 굴절률을 갖는 굴절률 정합물질이 구비되는 것을 특징으로 한다.

Description

면조명 장치{PLANAR ILLUMINATION DEVICE}
본 발명은 면조명 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 도광판의 가공이 용이하도록 반사부재에 인접하는 면에 패턴이 형성되지 않고 도광판과 반사부재 사이에 굴절률 정합물질이 구비된 면조명 장치에 관한 것이다.
종래의 면조명 장치는 주로 엘이디(LED)를 광원으로 사용하며, 그 방식에 따라 도광판을 이용한 엣지형 면조명 장치와, 엘이디 소자를 기판상에 복수개 나열한 직하형 면조명 장치의 두 종류가 알려져 있다.
이 중에서, 엣지형 면조명 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 도광판(21)의 측면에 광원부(10)를 설치하여 도광판(21)에 입사된 빛을 면조명으로 구현하게 된다.
구체적으로 도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 엣지형 면조명 장치(10)는 광원부(10), 도광판(21), 반사부재(22) 및 확산부재(23)를 포함하여 구성된다.
상기 광원부(10)는 도광판(21)의 측면 단부에 설치되며, 기판(11)에 실장되는 다수의 엘이디(12)를 구비한다.
또한, 도광판(21)은 광원부(10)로부터 출사되는 광을 안내하여 면광원으로 형성하게 된다.
그리고, 반사부재(22)는 도광판(21)의 일면(도 1에서 상면)에 설치되어, 도광판(21)으로부터 입사되는 빛을 반사시켜 도광판(21)으로 재입사시키도록 구성된다.
또한, 확산부재(23)는 도광판(21)의 타면에 배치되어 도광판(21)으로부터 출사되는 빛을 확산시키게 된다.
이러한 구성을 갖는 종래의 면조명 장치(10)는 도광판(21)의 일면, 즉 반사부재(22)가 설치되는 면에 입사되는 빛의 추출을 위한 패턴(21a)이 형성된다. 상기 패턴(21a)은 난반사를 유도하여 빛이 여러 방향으로 진행하도록 기능하게 된다. 이러한 패턴(21a)은 프린팅이나 UV 임프린팅, V-커팅, 레이저 가공 등의 방법을 통하여 제작된다. 그러나, 이와 같은 패턴(21a)을 형성하기 위해서는 도광판(21)의 제작에 많은 비용이 소요되고, 도광판(21)의 구조도 복잡해진다는 문제점이 있다.
또한, 종래의 면광원 장치(10)는 도광판(21)과 확산부재(23)가 물리적으로 접촉하게 되므로 그 사이에 공기 간극(A)이 형성되고, 이로 인해 도광판(21)의 면에 입사각이 큰 경우(R1)에는 전반사 현상이 발생하게 되고 다중 반사에 의한 빛의 손실을 가져오게 되어 광효율이 저하된다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점 중 적어도 일부를 해결하고자 안출된 것으로, 반사부재와 접촉하는 도광판의 면에 난반사를 유도하는 패턴을 설치할 필요가 없는 면조명 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 일 측면으로서, 도광판과 확산부재가 설치된 도광판의 면에서 전반사가 발생하는 것을 방지할 수 있는 면조명 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
그리고, 본 발명은 일 측면으로서, 도광판과 확산부재를 일체화함으로써, 면조명 장치의 구조를 단순화하고 광효율을 향상시킬 수 있는 면조명 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 일 측면으로서, 본 발명은 다수의 엘이디를 구비하는 광원부; 상기 광원부로부터 출사되는 광을 안내하여 면광원으로 형성하는 도광판; 상기 도광판의 일면에 배치되어 상기 도광판으로부터 입사되는 빛을 반사키켜 상기 도광판으로 재입사시키는 반사부재; 및 상기 도광판의 타면에 배치되어 상기 도광판으로부터 출사되는 빛을 확산시키는 확산부재;를 포함하는 면조명 장치에 있어서, 상기 반사부재가 배치되는 상기 도광판의 일면은 요철형상이 없는 평면으로 이루어지며, 상기 도광판과 반사부재 사이에는 상기 도광판과 동일한 굴절률을 갖는 굴절률 정합물질이 구비되는 면조명 장치를 제공한다.
바람직하게, 상기 굴절률 정합물질은 상기 도광판과 반사부재 사이에 공기 간극이 형성되지 않도록 구비된다.
또한 바람직하게, 상기 도광판과 확산부재 사이에는 상기 도광판과 동일한 굴절률을 갖는 굴절률 정합물질이 구비될 수 있다.
바람직하게, 상기 확산부재는 상기 도광판의 타면에 일체로 구성될 수 있다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 의하면, 반사부재가 배치되는 도광판의 일면을 요철형상이 없는 평면으로 형성하고, 도광판과 반사부재 사이에 도광판과 동일한 굴절률을 갖는 굴절률 정합물질을 설치함으로써, 도광판에 패턴을 형성하지 않아도 된다는 효과를 얻을 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 도광판에 패턴을 형성하기 위한 공정을 수행하지 않으므로 도광판의 제작이 용이하다는 효과가 있게 된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 도광판과 확산부재 사이에 굴절률 정합물질을 설치하여 공기 간극을 없앰으로써, 전반사 및 다중 반사로 인한 빛의 손실을 막고 광효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다는 효과가 있게 된다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 도광판과 확산부재를 일체로 구성함으로써, 공기 간극에 의한 전반사 현상 및 다중 반사에 의한 광효율 저하를 방지할 수 있게 된다. 따라서, 면조명 장치의 구조 단순화 및 광효율 향상을 달성할 수 있게 된다.
도 1은 종래의 일반적인 엣지형 면조명 장치의 개략도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 면조명 장치의 개략도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 면조명 장치의 개략도.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 또한, 본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.
그리고, 본 명세서에서, "포함하다", "구비하다", "가지다(갖다)" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다. 다만, 첨부의 도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성의 두께나 간격 등을 다소 과장하여 표현하였다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 면조명 장치(100)의 개략도이다.
먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 의한 면조명 장치(100)는, 광원부(110), 도광판(120), 반사부재(130), 확산부재(140) 및 굴절률 정합물질(150)을 포함하여 구성된다.
상기 광원부(110)는 도광판(120)의 측면 단부에 설치되며, PCB(Printed circuit board), FPCB(Flexible PCB), MPCB(Metal PCB) 등으로 구성되는 기판(111)과, 상기 기판(111)에 실장되는 다수의 엘이디(112)를 구비한다.
또한, 도광판(120)은 광원부(110)로부터 출사되는 광을 안내하여 면광원으로 형성하게 된다. 이러한 도광판(120)은 PMMA(폴리메틸메타크릴레이트), 폴리카보네이트 수지, 메타크릴 수지 등 투명하고 굴절률이 큰 수지로 형성되며, 통상적으로 1.5 내외(1.4 ~ 1.6) 정도의 굴절률을 갖는다.
그리고, 반사부재(130)는 도광판(120)의 일면(122)에 설치되어, 도광판(120)으로부터 입사되는 빛을 반사시켜 도광판(120)으로 재입사시키도록 구성된다. 이러한 반사부재(130)는 알루미늄 호일 등의 금속시트 또는 금속판으로 이루어지거나, 합성수지 등의 시트(또는 판)에 알루미늄, 은 등과 같이 광반사면을 형성하는 금속을 증착하여 구성될 수 있지만, 이에 한정되지 않고 종래의 면광원 장치에서 사용되는 임의의 반사부재가 사용될 수 있다.
또한, 확산부재(140)는 도광판(120)의 타면(출사면)(121)에 배치되어 도광판(120)으로부터 출사되는 빛을 확산시키게 된다.
한편, 반사부재(130)가 설치되는 도광판(120)의 일면(122)은 종래의 도광판(21)과는 달리 패턴(21a)이 형성되지 않는 평면으로 이루어진다. 즉, 도광판(120)의 일면(122)은 요철형상이 없는 면으로 구성되므로 도광판(120)의 제작이 용이하게 된다.
이때, 도광판(120)의 일면(122)과 반사부재(130)의 입사면(131) 사이에는 빛의 전반사 현상을 막기 위하여 굴절률 정합물질(150)이 도포 또는 부착될 수 있다.
이러한 굴절률 정합물질(150)은 도광판(120)의 통상적인 굴절률인 1.5 내외(1.4 ~1.6)의 굴절률을 갖는 물질로 이루어질 수 있으며, 폴리머 계열의 액상 물질 또는 점착시트가 사용될 수 있다. 이러한 폴리머 계열의 액상 물질 또는 점착시트는 그 성분에 따라 굴절률을 달리하는 다양한 제품들이 시판되고 있으므로 이러한 제품 중에서 면조명 장치(100)에 적용되는 도광판(120)과 동일한 또는 극히 유사한 굴절률을 갖는 제품을 본 발명에 사용되는 굴절률 정합물질(150)로 적용할 수 있다. 한편, 본 명세서에서는 굴절률 정합물질(150)은 도광판(120)과 굴절률이 완전히 동일한 물질뿐만 아니라, 도광판(120)과의 굴절률 차이가 5% 이하로서 굴절률이 거의 동일한 물질을 포함하는 것으로 정의하기로 한다. 즉, 도광판(120)과 굴절률 정합물질(150)의 굴절률 차이가 5% 이하인 경우에는 전반사가 발생하는 입사각이 90도에 가까우므로 전반사 현상이 거의 발생하지 않게 된다.
이와 같이, 도광판(120)과 반사부재(130) 사이에 굴절률 정합물질(150)이 설치되는 경우에는 도광판(120)과 반사부재(130) 사이에 공기 간극이 형성되지 않고, 도 2에 도시된 바와 같이 도광판(120)의 일면(122)에 입사된 빛이 굴절률 정합물질(150)을 직선에 가까운 경로로 투과하여 반사부재(120)에서 반사된 후 다시 도광판(120)으로 입사된다. 이와 같이, 도광판(120)으로 입사된 빛은 확산부재(140)를 통하여 외부로 산란된다. 더욱이, 굴절률 정합물질(150)은 도광판(120)과 굴절률과 동일하므로 전반사가 발생하지 않아 다중 반사에 의한 빛의 손실도 거의 발생하지 않게 된다.
따라서, 본 발명과 같이, 도광판(120)의 일면(122)에 패턴이 형성되지 않더라도 굴절률 정합물질(150)을 통하여 면조명의 구현이 가능하게 된다.
한편, 도광판(120)과 확산부재(140) 사이에 공기 간극이 형성되는 경우에는 전반사 현상에 의한 빛의 손실이 발생할 수 있으므로, 도광판(120)의 타면(출사면)(121)과 확산부재(140)의 입사면(141) 사이에 공기간극을 없애기 위한 굴절률 정합물질(150)이 설치되는 구성도 가능하다.
이와 같이, 도광판(120)과 확산부재(140) 사이에 도광판(120)의 굴절률과 동일한 굴절률 정합물질을 부착 또는 도포함으로써 공기 간극을 제거할 수 있고 이로 인해 광효율 저감을 방지할 수 있게 된다. 특히, 도광판(120)의 타면(121)을 통하여 입사된 빛은 굴절률 정합물질(150)을 통과하면서 어떠한 반사나 굴절도 없이 확산부재(140)로 입사된 후 외부로 확산된다.
이와 같이, 도 2에 도시된 면조명 장치(100)는 종래와는 달리 도광판에 패턴이 형성되지 않지만, 확산부재(140)의 패턴을 적절히 조절함으로써 면조명 전체의 균일도와 배광분포의 조절을 달성할 수 있다. 이러한 확산부재(140)의 패턴을 조절하는 방식은 공지되어 있으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
다음으로, 도 3을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 의한 면조명 장치(100)에 대해 살펴본다.
도 3에 도시된 면조명 장치(100)는 확산부재(140)가 도광판(120)의 일면(출사면)(121)에 일체로 구성된다는 점을 제외하고는 도 2에 도시된 제1 실시예의 경우와 동일하다. 따라서, 불필요한 중복 설명을 피하기 위하여, 동일 내지 유사한 구성에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하고 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 3에 도시된 면조명 장치(100)에서 확산부재(140)는 도광판의 일면(121)에 일체로 구성된다.
예를 들어, 상기 확산부재(140)는 광확산필름을 도광판(120)의 일면(121)에 부착하여 구성될 수도 있고, 수지비드(resinous bead)로 형성될 수도 있으며, 도광판(120)에 직접 확산패턴을 가공하는 방법도 가능하다.
수지비드에 의한 방법으로는 바인더가 혼합된 광확산제를 도광판(120)의 일면(121)에 도포하는 방법이 사용될 수 있으며, 이러한 광확산제로는 폴리메틸메타크릴레이트 단분산 광확산제 25(평균 입경 10㎛; MX-2000, 일본 소켄사 제품), 폴리메틸메타크릴레이트 다분산 광확산제 15(평균 입경 30㎛; MBX-30, 일본 세키스이사 제품) 등이 사용될 수 있다.
이와 같이, 도 3에 도시된 면조명 장치(100)의 경우에는 반사부재(130)가 배치되는 도광판(120)의 일면(121)을 요철형상이 없는 평면으로 형성하고, 도광판(120)과 반사부재(130) 사이에 도광판(120)과 동일한 굴절률을 갖는 굴절률 정합물질(150)을 설치함으로써 도광판에 패턴을 형성하지 않아도 될 뿐만 아니라, 도광판(120)과 확산부재(140)를 일체로 구성함으로써 공기 간극에 의한 전반사 현상 및 이로 인한 다중 반사에 의한 광효율 저하를 방지할 수 있게 된다.
본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 밝혀두고자 한다.
100... 면조명 장치 110... 광원부
111... 기판 112... 엘이디
120... 도광판 121... 타면(출사면)
122... 일면 130... 반사부재
131... 입사면 140... 확산부재
141... 입사면 150... 굴절률 정합물질

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 다수의 엘이디를 구비하는 광원부;
    상기 광원부로부터 출사되는 광을 안내하여 면광원으로 형성하는 도광판;
    상기 도광판의 일면에 배치되어 상기 도광판으로부터 입사되는 빛을 반사키켜 상기 도광판으로 재입사시키는 반사부재; 및
    상기 도광판의 타면에 배치되어 상기 도광판으로부터 출사되는 빛을 확산시키는 확산부재;를 포함하는 면조명 장치에 있어서,
    상기 반사부재가 배치되는 상기 도광판의 일면은 요철형상이 없는 평면으로 이루어지며,
    상기 도광판과 반사부재 사이에는 상기 도광판과 동일한 굴절률을 갖는 굴절률 정합물질이 구비되고,
    상기 굴절률 정합물질은 상기 도광판과 반사부재 사이에 공기 간극이 형성되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 면조명 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 도광판과 확산부재 사이에는 상기 도광판과 동일한 굴절률을 갖는 굴절률 정합물질이 구비되는 것을 특징으로 하는 면조명 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 확산부재는 상기 도광판의 타면에 일체로 구성되는 것을 특징으로 하는 면조명 장치.
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