KR101341939B1 - 중앙부에서 가장자리로 균일도를 제어하는 도광판 구조 및 이를 이용한 조명등 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 도광판을 사용하여 LED 출사면을 전면을 향하지 않고 도광판의 입광부로 향하도록 구성한 후, 도광판의 산란패턴에 의해 도광판에서 출사되는 광분포가 균일하도록 유지하여 광출사 효율을 높이기 위한 것으로서, 중앙에는 광원수단을 수용하기 위한 홀이 형성되며, 홀의 입광부를 통해 측면 방향으로 발광하도록 배치된 상기 광원수단으로부터 빛이 입사되고, 전면에는 광분포가 균일하도록 중앙부에서 가장자리로 갈수록 단위면적당 사이즈가 점점 커지는 산란패턴이 형성된 도광판과, 상기 도광판의 홀에 수용되며, 상기 도광판의 입광부로 빛을 출사하기 위한 광원수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 중앙부에서 가장자리로 균일도를 제어하는 도광판 구조 및 이를 이용한 조명등을 제공한다.

Description

중앙부에서 가장자리로 균일도를 제어하는 도광판 구조 및 이를 이용한 조명등{Light Guide Plate for Controlling Uniformity from Center to Edge Portion and Illumination Lamp Using the Same}
본 발명은 중앙부와 가장자리의 광분포가 균일하며, 광출사 효율이 떨어지지 않도록 도광판 중앙 홀에 광원수단을 수용하여 빛이 측면으로 입사되어 산란되도록 하는 중앙부에서 가장자리로 균일도를 제어하는 도광판 구조 및 이를 이용한 조명등에 관한 것이다.
도광판(Light Guide Plate)은 백라이트 유니트(BLU)의 휘도와 균일한 조명 기능을 수행하는 부품으로서, 액정 표시 장치(LCD) 내에서 빛을 액정에 인도하는 BLU 안에 조립되어 있는 아크릴 사출물을 말하며 냉음극 형광 램프(CCFL)에서 발산되는 빛을 LCD 전체 면에 균일하게 전달하는 역할을 하는 플라스틱 성형 렌즈의 하나이다.
한편, 전류로 발광하는 주입형 일렉트로 루미네선스의 발광현상을 이용한 광원인 LED는 내광성이 좋고 수천 가지의 색채를 띠는 장점이 있어 실외에서의 건축 조명 등에서 많이 사용한다.
이러한 LED는 직광성 및 밝기 우수하기 때문에 중앙에 소수개로 구성된 LED 조명등의 구조가 가능해졌다.
도 1은 종래의 중앙부에 광원이 구비된 LED 조명등 구조를 나타낸 도면이고, 도 2는 종래의 LED 조명등의 산란패턴을 나타낸 도면이다.
중앙에 광원을 갖는 조명등은 도 1에 도시된 바와 같이, LED가 출사면을 향하여 빛을 조사하고 확산판을 통해 빛이 퍼지도록 하며, 중앙부의 LED로부터 넓은 범위의 조사각이 유지되도록 확산판과의 거리가 멀어지게 되어 제품의 두께가 두꺼워지게 된다.
또한, LED가 중앙에 위치하기 때문에 광원을 기준으로 센터로 가장 밝은 빛이 출광되기 때문에 빛을 균일하게 하기위해 빛 차단 패턴을 사용한다.
중앙부의 빛의 세기가 가장 강하기 때문에 도 2에 도시된 바와 같이, 센터부위의 패턴을 크게 하여 많은 빛을 차단할 수 있도록 중앙부에서 가장자리부로 갈수록 패턴의 사이즈를 작게 한다.
하지만, 중앙부의 밝기를 가장자리부의 밝기와 균일하게 맞추기 위해 중앙부의 밝기를 패턴으로 감소시키기 때문에 도 1의 그래프와 같이, 패턴을 적용하였을 경우 조명등 전체의 밝기가 저하되는 문제가 발생한다.
따라서, 상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 도광판을 이용하여 빛의 밝기가 저하되지 않으면서 중앙부와 가장자리부의 광분포가 균일하도록 하는 중앙부에서 가장자리로 균일도를 제어하는 도광판 구조 및 이를 이용한 조명등을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 조명등 전체의 두께가 얇아지는 구조를 갖는 중앙부에서 가장자리로 균일도를 제어하는 도광판 구조 및 이를 이용한 조명등을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 다양한 디자인 구성이 용이한 중앙부에서 가장자리로 균일도를 제어하는 도광판 구조 및 이를 이용한 조명등을 제공함에 있다.
상기한 발명의 목적은, 중앙에는 복수개의 LED를 포함한 광원수단을 수용하기 위한 홀이 형성되며, 상기 홀의 입광부를 통해 측면 방향으로 방사상으로 발광하도록 배치된 상기 복수개의 LED 로부터 빛이 각각 입사되고, 전면에는 광분포가 균일하도록 중앙부에서 방사상으로 가장자리로 갈수록 단위면적당 사이즈가 점점 커지는 산란패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 중앙부에서 가장자리로 균일도를 제어하는 도광판 구조에 의해 달성된다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 홀의 입광부는 평면 또는 곡면인 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 홀의 입광부를 통해 입사되는 빛의 입사각도는 90°~ 120°인 것을 특징으로 한다.
상기한 발명의 목적은, 중앙에는 광원수단을 수용하기 위한 홀이 형성되며, 상기 홀의 입광부를 통해 측면 방향으로 발광하도록 배치된 상기 광원수단으로부터 빛이 입사되고, 전면에는 광분포가 균일하도록 중앙부에서 방사상으로 가장자리로 갈수록 단위면적당 사이즈가 점점 커지는 산란패턴이 형성된 도광판; 및 상기 도광판의 홀에 수용되며, 상기 도광판의 입광부로 빛을 출사하기 위한 광원수단을 포함하며, 상기 광원수단은, 상기 도광판 홀의 입광부 방향으로 방사상으로 빛을 각각 출사하는 복수개의 LED를 포함하는 것을 특징으로 하는 중앙부에서 가장자리로 균일도를 제어하는 도광판 구조를 이용한 조명등에 의해서도 달성된다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 도광판 전면에 형성되며, 빛을 확산하기 위한 확산판을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 도광판 후면에 형성되며, 빛을 반사시키기 위한 반사판을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 광원수단은, 상기 도광판 홀의 입광부 방향으로 빛을 출사하는 복수개의 LED; 및 상기 도광판 홀의 중앙에 위치하여 상기 LED를 구동시키기 위한 SMPS를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 도광판은 원형 또는 다각형의 형태를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 중앙부에서 가장자리로 균일도를 제어하는 도광판 구조 및 이를 이용한 조명등에 의하면, 도광판을 이용하여 빛의 밝기가 저하되지 않으면서 중앙부와 가장자리부의 광분포가 균일하고, 조명등 전체의 두께가 얇아지며, 다양한 디자인 구성이 용이한 효과가 있다.
도 1은 종래의 중앙부에 광원이 구비된 LED 조명등 구조를 나타낸 도면.
도 2는 종래의 LED 조명등의 산란패턴을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 도광판의 사시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 도광판 구조를 갖는 LED 조명등의 단면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 도광판 구조를 갖는 LED 조명등에 따른 밝기 분포를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 도광판 구조를 갖는 LED 조명등의 산란패턴을 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 4개의 LED로 구성된 발광수단에 따른 발광영역을 나타낸 도면.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 5개의 LED로 구성된 발광수단에 따른 발광영역을 나타낸 도면.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 실시예에 따른 다각형의 도광판 구조를 나타낸 도면.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 중앙부에서 가장자리로 균일도를 제어하는 도광판 구조 및 이를 이용한 조명등에 대해 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 도광판의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 도광판 구조를 갖는 LED 조명등의 단면도이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 중앙부에서 가장자리로 균일도를 제어하는 도광판(10)은 중앙에는 광원수단(1,5)을 수용하기 위한 홀(12)이 형성되며, 상기 홀(12)의 입광부(11)를 통해 측면 방향으로 발광하도록 배치된 상기 광원수단(1,5)으로부터 빛이 입사되고, 전면에는 광분포가 균일하도록 중앙부에서 방사상으로 가장자리로 갈수록 단위면적당 사이즈가 점점 커지는 산란패턴(14)이 형성된다.
또한 이러한 구조를 갖는 도광판을 이용한 조명등은 상기 도광판(10)과, 도광판(10)의 홀(12)에 수용되며, 상기 도광판(10)의 입광부(11)로 빛을 출사하기 위한 광원수단(1,5)과, 상기 도광판(10) 전면에 형성되며, 빛을 확산하기 위한 확산판(20)과, 상기 도광판(10) 후면에 형성되며, 빛을 반사시키기 위한 반사판(30)으로 구성되며, 상기 광원수단(1,5)은 상기 도광판(10) 홀(12)의 입광부(11) 방향으로 빛을 출사하는 복수개의 LED(1)와 상기 도광판(10) 홀(12)의 중앙에 위치하여 상기 LED(1)를 구동시키기 위한 SMPS(Switched-mode power supply)(5)로 구성된다.
상기 도광판(10)의 홀(12) 가운데 SMPS(5)를 설치함으로써, 추후 문제 발생시 전면에서 손쉽게 수리할 수 있는 장점이 생긴다.
도시되진 않았지만, 도광판(10)의 홀(12) 중앙에 상기 광원수단(1,5)을 수납하거나 AS를 쉽게 할 수 있도록 커버 형태로 구성되는 것이 바람직하다.
상기 반사판(30)은 초미세 발포광 반사판, 티탄 화이트의 미립자를 에멀젼화한 것, 폴리테트라플로로에틸렌(PTFE)의 미립자의 어느 하나 또는 이들을 조합한 것으로 이루어져 있다.
즉, 도광판(10)을 사용하여 LED(1) 출사면이 전면을 향하지 않고 도광판(10)의 입광부(11)로 향하도록 구성한 후, 도광판(10)의 산란패턴(14)에 의해 도광판(10)에서 출사되는 광분포가 균일하도록 유지하여 광출사 효율을 높이기 위한 구성이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 도광판 구조를 갖는 LED 조명등에 따른 밝기 분포를 나타낸 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에서는 도광판(10)을 이용하여 도광판(10) 중앙부 홀(12)에 SMPS(5)와 LED(1)를 수납하여 입광부(11)로 빛을 조사하면 빛의 밝기 분포가 감쇄현상 없이 균일화 되는 것을 알 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 도광판 구조를 갖는 LED 조명등의 산란패턴을 나타낸 도면이다.
도광판(10)의 산란패턴(14)은 도 6에 도시된 바와 같이, 중앙부에서 가장자리로 갈수록 단위면적당 사이즈가 점점 커지도록 구성된다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 4개의 LED로 구성된 발광수단에 따른 발광영역을 나타낸 도면이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 5개의 LED로 구성된 발광수단에 따른 발광영역을 나타낸 도면이다.
LED(1)가 도광판(10)에 입사될 때, 입광부(11)의 입사각도는 90°~ 120°인데, 상기 입광부(11)가 평면일 경우 입사각도는 90도이고, 상기 입광부(11)가 곡률을 이룰 경우 입사각도는 120도이기 때문이다.
도 7에 도시된 바와 같이 LED(1)가 4개로 구성된 경우 LED 위치에 따른 비발광영역이 생기게 된다. 이를 해소하기 위해 도 8에 도시된 바와 같이 5개 이상의 LED(1)을 사용하는 것이 바람직하다.
비발광영역에 따라 LED(1)의 수를 적절히 활용할 수 있고, 조명등의 크기에 따라서도 LED(1)의 수를 조절할 수 있으며, 그 수를 제한하지 않는 것이 바람직하다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 실시예에 따른 다각형의 도광판 구조를 나타낸 도면이다.
도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 조명등은 중앙부에서 가장자리로 균일도를 제어하는 도광판(10)은 중앙에는 광원수단(1,5)을 수용하기 위한 홀(12)이 형성되며, 상기 홀(12)의 입광부(11)를 통해 측면 방향으로 발광하도록 배치된 상기 광원수단(1,5)으로부터 빛이 입사되고, 전면에는 광분포가 균일하도록 중앙부에서 가장자리로 갈수록 단위면적당 사이즈가 점점 커지는 산란패턴(14)이 형성되어 있기 때문에, 가장자리 두께를 5mm이하로 제작될 수 있으며, 몰딩 또한 최소사이즈로 제작이 가능하다.
그리고, 도광판(10) 중앙에 광원수단(1,5)을 수용하기 때문에 원형 뿐만 아니라 도 9a와 같이 사각형과, 도 9b와 같이 별형과 같은 다양한 형태의 다각형의 디자인 구성이 용이하다.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

Claims (10)

  1. 중앙에는 복수개의 LED를 포함한 광원수단을 수용하기 위한 홀이 형성되며,
    상기 홀의 입광부를 통해 측면 방향으로 방사상으로 발광하도록 배치된 상기 복수개의 LED로부터 빛이 각각 입사되고,
    전면에는 광분포가 균일하도록 중앙부에서 방사상으로 가장자리로 갈수록 단위면적당 사이즈가 점점 커지는 산란패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 중앙부에서 가장자리로 균일도를 제어하는 도광판 구조.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 홀의 입광부는 평면 또는 곡면인 것을 특징으로 하는 중앙부에서 가장자리로 균일도를 제어하는 도광판 구조.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 홀의 입광부를 통해 입사되는 빛의 입사각도는 90°~ 120°인 것을 특징으로 하는 중앙부에서 가장자리로 균일도를 제어하는 도광판 구조.
  4. 중앙에는 광원수단을 수용하기 위한 홀이 형성되며, 상기 홀의 입광부를 통해 측면 방향으로 발광하도록 배치된 상기 광원수단으로부터 빛이 입사되고, 전면에는 광분포가 균일하도록 중앙부에서 방사상으로 가장자리로 갈수록 단위면적당 사이즈가 점점 커지는 산란패턴이 형성된 도광판; 및
    상기 도광판의 홀에 수용되며, 상기 도광판의 입광부로 빛을 출사하기 위한 광원수단을 포함하며,
    상기 광원수단은 상기 도광판 홀의 입광부 방향으로 방사상으로 빛을 각각 출사하는 복수개의 LED를 포함하는 것을 특징으로 하는 중앙부에서 가장자리로 균일도를 제어하는 도광판 구조를 이용한 조명등.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 홀의 입광부는 평면 또는 곡면인 것을 특징으로 하는 중앙부에서 가장자리로 균일도를 제어하는 도광판 구조를 이용한 조명등.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 홀의 입광부를 통해 입사되는 빛의 입사각도는 90°~ 120°인 것을 특징으로 하는 중앙부에서 가장자리로 균일도를 제어하는 도광판 구조를 이용한 조명등.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 도광판 전면에 형성되며, 빛을 확산하기 위한 확산판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중앙부에서 가장자리로 균일도를 제어하는 도광판 구조를 이용한 조명등.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 도광판 후면에 형성되며, 빛을 반사시키기 위한 반사판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중앙부에서 가장자리로 균일도를 제어하는 도광판 구조를 이용한 조명등.
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