KR101861183B1

KR101861183B1 - 엠보싱 확산시트를 포함한 무도광판 에지형 엘이디(led) 평판등

Info

Publication number: KR101861183B1
Application number: KR1020160152375A
Authority: KR
Inventors: 김인호
Original assignee: 주식회사 동우전자
Priority date: 2016-11-16
Filing date: 2016-11-16
Publication date: 2018-05-25

Abstract

본 발명은 무도광판 에지형 엘이디(LED) 평판등에 관한 것으로, 구체적으로 엠보싱 확산시트를 포함하여 비대칭렌즈를 통해 투사방향을 조절하여 균일한 투사가 가능하도록 제조된 엠보싱 확산시트를 포함한 무도광판 에지형 엘이디(LED) 평판등에 관한 것이다.
본 발명에 따른 엠보싱 확산시트를 포함한 무도광판 에지형 엘이디(LED) 평판등은 엘이디(LED) 평판등 프레임(10)의 일측면에 구비되고, 광을 발생시키는 엘이디(LED) 광원(20); 상기 엘이디(LED) 광원(20)으로부터 입사된 광을 비스듬한 출사각으로 투사가능하도록 구비된 비대칭 렌즈(30); 엠보싱 또는 원형 돌기부가 구비되어, 상기 비대칭 렌즈(30)로부터 입사된 광을 수직으로 확산시키는 상부확산시트(60); 상기 상부확산시트(60)의 상면에 배치되어 상기 상부확산시트(60)로부터 입사된 광이 상측으로 확산되지 않도록 단절하는 베이스부재(70); 및 상기 상부확산시트(60)와 평행하게 소정간격 이격 설치되어, 상기 상부확산시트(60)로부터 투사된 엘이디(LED) 광원(20)을 확산하는 확산판(50);를 구비되는 것을 특징으로 한다.

Description

엠보싱 확산시트를 포함한 무도광판 에지형 엘이디(LED) 평판등 {LED LAMP WITH EDGE TYPE AND EMBOSHING SHEET WITHOUT LIGHT GUIDE PLATE}

본 발명은 무도광판 에지형 엘이디(LED) 평판등에 관한 것으로, 구체적으로 엠보싱 확산시트를 포함하여 비대칭렌즈를 통해 투사방향을 조절하여 균일한 투사가 가능하도록 제조된 엠보싱 확산시트를 포함한 무도광판 에지형 엘이디(LED) 평판등에 관한 것이다.

엘이디(LED)는 종래의 백라이트 유닛의 광원으로 널리 사용되는 냉음극 형광 램프(CCFL : Cold Cathode Fluorescent Lamp)에 비하여 수명이 길고, 작동온도 범위가 넓고, 응답속도가 빠르고, 환경친화적이고 색 재현율이 높다는 이점이 있다. 아울러, 구조에 따라 높은 휘도의 광을 조명할 수 있다는 이점이 있다.

종래의 엘이디(LED)는 상기 백라이트 유니트의 휘도와 균일한 조명 기능을 수행하는 부품으로 도광판을 사용하고 있다. 상기 도광판은 액정표시장치 내에서 빛을 액정에 인도하는 백라이트 유니트 안에 조립되어 있는 아크릴 사출물을 말하며, 냉음극 형광 램프(CCLF)에서 발산되는 빛을 엘이디(LED) 전체 면에 균일하게 전달하는 역할을 하는 플라스틱 성형 렌즈의 종류이다.

도광판을 사용한 백라이트 유니트의 제조는 제조비용이 냉음극 형광 램프(CCFL : Cold Cathode Fluorescent Lamp)를 대체하는 수준까지 낮아지기 위해서는 많은 어려움이 있으며, 무도광판을 사용하여도 균제도가 일정한 확산시트를 설계하는 기술은 전무한 실정이다.

한국공개특허 제10-2011-0081654호

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 광도파를 위한 도광판을 사용하지 않고, 렌즈를 통해 균일하게 투사시킬 수 있는 비대칭 렌즈(30)를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 도광판을 사용하지 않음으로써, 경량화가 가능하고 제조비용이 감소된 백라이트 유니트를 제조하는데 그 목적이 있다.

또한, 형광물질을 사용하여 백색광을 구현하는 엘이디(LED)에 광확산 렌즈를 결합시킬 때 생성되는 형광물질 색상 띠가 생성되지 않도록 하는데 그 목적이 있다.

발명이 해결하고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 엠보싱 확산시트를 포함한 무도광판 에지형 엘이디(LED) 평판등은 엘이디(LED) 광원(20) 프레임의 일측면에 구비되고, 광을 발생시키는 엘이디(LED) 광원(20); 상기 엘이디(LED) 광원(20)으로부터 입사된 광을 비스듬한 출사각으로 투사가능하도록 구비된 비대칭 렌즈(30); 엠보싱 또는 원형 돌기부가 구비되어, 상기 비대칭 렌즈(30)로부터 입사된 광을 수직으로 확산시키는 상부확산시트(60); 상기 상부확산시트(60)의 상면에 배치되어 상기 상부확산시트(60)로부터 입사된 광이 상측으로 확산되지 않도록 단절하는 베이스부재(70); 및 상기 상부확산시트(60)와 평행하게 소정간격 이격 설치되어, 상기 상부확산시트(60)로부터 투사된 엘이디(LED) 광을 확산하는 확산판(50);를 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 과제의 해결 수단에 의해, 본 발명은 도광판을 사용하지 않고 비대칭 렌즈(30)를 사용하여 렌즈를 통해 균일하게 투사시킬 수 있다.

또한, 도광판을 사용하지 않음으로써, 경량화가 가능하고 제조비용이 감소된 백라이트 유니트를 제조할 수 있다.

또한, 형광물질을 사용하여 백색광을 구현하는 엘이디(LED)에 광확산 렌즈를 결합시킬 때 생성되는 형광물질 색상 띠가 생성되지 않는 효과가 있다.

도 1은 본 발명인 무도광판 에지형 엘이디(LED) 평판등의 측면도이다.
도 2는 비대칭렌즈에서 투사된 광을 확대하여 나타낸 상세도이다.
도 3은 비대칭렌즈에서 투사된 광이 반사될 때의 상부확산시트(60) 상세도이다.
도 4는 비대칭렌즈에서 투사된 광의 배광패턴이다.
도 5는 비대칭렌즈, 반사판 및 확산시트를 통한 등기구의 배광패턴이다.
도 6은 비대칭렌즈에서 투사된 광의 극광도 분포 그래프이다.
도 7은 비대칭렌즈에서 투사된 광의 최대 조도에 따른 정규화 그래프이다.
도 8은 비대칭렌즈에서 투사된 광의 직사각형 극광도 그래프이다.
도 9는 비대칭렌즈를 통해 발생되는 엘로우띠 형상의 패턴이다.

이상과 같은 본 발명에 대한 해결하려는 과제, 과제의 해결 수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 일실시예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 일실시예를 참조하면 명확해질 것이다.

하기에서는 상기 제시된 엠보싱 확산시트를 포함한 무도광판 에지형 엘이디(LED) 평판등을 도면을 이용하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명인 무도광판 에지형 엘이디(LED) 평판등의 측면도이다.

상기 도 1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 의해 제조된 엠보싱 확산시트를 포함한 에지형 엘이디(LED) 평판등은 엘이디(LED) 광원(20), 비대칭 렌즈(30), 상부 확산시트, 하부 확산시트 및 베이스부재(70)로 구성된다.

먼저, 상기 엘이디(LED) 광원(20)은 엘이디(LED) 광원(20) 프레임의 일측면에 구비되어 광을 발생시킨다. 상기 엘이디(LED) 광원(20)은 라인(LINE) 타입의 피씨비(PCB)바에 상기 엘이디(LED) 광원(20) 소자를 납땜하여 구비된다.

상기 엘이디(LED) 평판등 프레임(10)은 일반인 단면형상으로, 알루미늄 압출로 생산되는 형상으로 구비된다. 다만, 상기 엘이디(LED) 평판등 프레임(10)은 하기에 설명되는 체결홈(40)이 구비되어 상기 엘이디(LED) 광원(20)을 밀착시킬 수 있도록 구비된다. 따라서 상기 엘이디(LED) 평판등 프레임(10)의 형상에 의해 방열효율이 높아지고, 상기 엘이디(LED) 광원(20)과 하기 설명할 비대칭 렌즈(30)의 초점을 일정하게 유지시켜주는 기능을 더욱 포함하게 된다.

다음으로, 상기 비대칭 렌즈(30)는 상기 엘이디(LED) 광원(20)으로부터 입사된 광을 비스듬한 출사각으로 투사하되, 상방향으로 균일하게 집광 가능하도록 구비된다. 도 2에 나타난 바와 같이, 상기 비대칭 렌즈(30)에서 출사된 광은 상기 상부확산시트(60)에 출사된다. 상기 비대칭 렌즈(30)는 비구면으로 구비되어 상기 비대칭 렌즈(30)의 경계면에서 상기 엘이디(LED) 광원(20)이 출사될 때 상기 비구면 형상에 따라 투사되는 방향을 변화시켜 상기 상부확산시트(60)에 투사된 광은 균제도가 일정하고 균일하게 투사될 수 있다.

상기 비대칭 렌즈(30)가 출사될 때, 상기 엘이디(LED) 광원(20)에서 입사된 광의 입사각이 임계각보다 클 경우 경계면에서 전반사된다.

도 2에 나타난 바와 같이, 상기 비대칭 렌즈(30)는 상기 엘이디(LED) 평판등 프레임(10)에 체결이 용이하도록 양측에 체결홈(40)이 구비되어 있다. 보다 구체적으로, 상기 엘이디(LED) 평판등 프레임(10)에 체결이 용이하도록 양측 단부에 체결홈(40)을 더 마련하되, 상기 체결홈(40)은 상기 엘이디(LED) 평판등 프레임(10)에 수직으로 체결된다.

도 2에 나타난 바와 같이, 상기 비대칭 렌즈(30)는 상부확산시트(60)와 확산판(50)의 사이의 끝단부에 설치하되, 양측에 다수개 구비하여 상기 상부확산시트(60)에 출사되는 조도를 증가시킬 수 있다.

다음으로, 상기 상부확산시트(60)는 엠보싱 또는 원형 형상인 돌기부가 구비되어, 상기 비대칭 렌즈(30)로부터 입사된 광이 균제도가 일정하게 확산되고, 상기 광은 상기 엠보싱 또는 원형으로 형성된 돌기부에 의해 하방으로 재굴절된다.

도 3에 나타난 바와 같이, 상기 비대칭 렌즈(30)에서 투사된 광이 반사될 때의 상부확산시트(60)를 살펴보면, 상기 상부확산시트(60)는 엠보싱 또는 원형의 형상인 돌기부가 구비되어 있다. 따라서 상기 비대칭 렌즈(30)에서 투사된 광이 상기 상부확산시트(60)에 입사된 뒤 상기 돌기부의 매질에 반사된다. 이 때, 상기 돌기부는 엠보싱 또는 원형으로 구비되어 있어 상기 확산판(50)의 수직으로도 투사가 가능하다.

종래의 기술은 돌기부가 형성되어 있지 않거나, 돌기부가 형성되더라도 프리즘 형태로 구비되어 있어, 렌즈에서 투사된 광이 수직으로 반사되기 어려워 광의 확산이 어렵다. 또한, 종래의 경우 도광판의 패턴에 의해 수직 및 경사방향의 광원을 확산시트에서 확산하는 기능을 갖고 있으나, 본원발명에서는 상기 엘이디(LED) 광원(20)에서 상기 비대칭렌즈(30)를 통해 경사지게 투사된 광이 돌기부를 통해 직하방향으로 확산시키기 위한 것이다.

도 4에 나타난 바와 같이, 상기 비대칭 렌즈(30)에서 투사된 광이 반사될 때 배광패턴을 살펴보면, 상기 비대칭렌즈(30)를 통해 상기 엘이디(LED) 광원(20)의 투사되는 방향이 5 내지 7°로 경사지게 하여 투사된 광원의 가장 밝은 부분이 상기 상부확산시트(60)의 끝부분으로 투사시켜 전체적으로 밝기가 균일하게 됨을 알 수 있다.

다음으로, 상기 확산판(50)는 상기 상부확산시트(60)와 평행하게 소정간격 이격 설치되어, 상기 확산시트로부터 투사된 광을 확산한다. 또한, 상기 확산판(50)은 상기 비대칭 렌즈(30)의 근접한 부분에 반사판(80)을 구비하고 있다.

일반적으로, 도 9에 나타난 바와 같이, 엘이디(LED) 광원에서 렌즈를 통해 광이 투사될 경우 빛의 휘도와 조도를 조절하기 위해, 확산시트 표면에 외부로 조사되는 빛이 특정 부분으로 집중되도록 접광하거나, 전체적으로 균일하게 분포되도록 분광하게 된다. 그러나 종래 기술의 경우, 백색광을 구현하기 위해 형광물질을 사용하게 되는데, 조명 시 테투리에 형광물질의 색상 띠가 생기는 문제점이 있었다. 상기 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 상기 확산판(50) 및 상기 반사판(80)을 구비하고 있어 상기 비대칭렌즈(30)에서 난반사되는 광선을 집광시켜 상기 옐로우띠 형상을 제거하였다.

다음으로, 상기 베이스부재(70)는 상기 상부확산시트(60)의 상면에 배치되어 상기 상부확산시트(60)로부터 입사된 광이 상측으로 확산되지 않도록 단절한다.

상기 베이스부재(70)에 의해 상기 상부확산시트(60)에서 출사된 광이 상기 확산판(50)로만 반사되어 조도가 증가하는 효과가 있다.

하기는 본 발명에 의해 제조된 엠보싱 확산시트를 포함한 무도광판 에지형 엘이디(LED) 평판등의 광해석 결과에 대해 설명하고자 한다.

도 5는 상기 비대칭렌즈(30)의 배광패턴을 통해 상기 반사판(80), 상부확산시트(60) 및 확산판(50)가 구비될 때 본 발명인 엠보싱 확산시트를 포함한 무도광판 에지형 엘이디(LED) 평판등의 배광 시뮬레이션 결과를 나타낸 것으로, 상기 도 4에 나타난 바와 같이, 무도광판을 사용하였음에도 불구하고 도광판을 포함한 엘이디(LED) 평판등의 배광패턴과 유사한 배광패턴을 나타내었다.

또한, 도 6 내지 8은, 상기 도 5에 나타난 바와 같이, 본 발명에 의해 제조된 엠보싱 확산시트를 포함한 무도광판 에지형 엘이디(LED) 평판등의 배관패턴을 극광도 분포그래프, 최대조도에 따른 정규화그래프 및 직사각형 극광도 그래프로 다양하게 나타낸 것으로, 도광판을 포함한 엘이디(LED) 평판등의 배광패턴과 유사한 배광패턴을 나타냄을 알 수 있다.

따라서 본 발명은 도광판을 사용하지 않고 비대칭 렌즈(30)를 사용하여 렌즈를 통해 균일하게 투사시킬 수 있다.

이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10. 엘이디(LED) 평판등 프레임
20. 엘이디(LED) 광원
30. 비대칭 렌즈
40. 체결홈
50. 확산판
60. 상부확산시트
70. 베이스부재
80. 반사판

Claims

엘이디(LED) 평판등 프레임(10)의 일측면에 구비되고, 광을 발생시키는 엘이디(LED) 광원(20);
상기 엘이디(LED) 광원(20)으로부터 입사된 광을 비스듬한 출사각으로 투사하되, 상방향으로 균일하게 집광 가능하도록 구비된 비대칭 렌즈(30);
상기 비대칭렌즈(30)에 의해 비스듬한 출사각으로 투사되어 균제도가 일정하게 확산되고, 상기 광이 엠보싱 또는 원형으로 형성된 돌기부에 의해 하방으로 재굴절하는 상부확산시트(60);
상기 상부확산시트(60)의 상면에 배치되어 상기 상부확산시트(60)로부터 입사된 광이 상측으로 확산되지 않도록 단절하는 베이스부재(70); 및
상기 상부확산시트(60)와 평행하게 소정간격 이격 설치되어, 상기 상부확산시트(60)로부터 투사된 엘이디(LED) 광원(20)을 확산하는 확산판(50);를 포함하고,
상기 상부확산시트(60)의 돌기부는 상기 비대칭 렌즈(30)로부터 입사된 광을 상기 확산판(50)의 수직으로도 확산 가능하도록 구비되며,
상기 비대칭 렌즈(30)는
상기 광의 투사방향이 상방으로 5 내지 7°로 경사되도록 마련되고,
상기 엘이디(LED) 평판등 프레임(10)에 체결이 용이하도록 양측 단부에 체결홈(40)을 더 마련하되, 상기 체결홈(40)은 상기 엘이디(LED) 평판등 프레임(10)에 수직으로 체결되는 것을 특징으로 하는 엠보싱 확산시트를 포함한 무도광판 에지형 엘이디(LED) 평판등
제1항에 있어서,
상기 비대칭 렌즈(30)는,
상기 엘이디(LED) 광원(20)으로부터 입사된 광의 입사각이 임계각보다 클 경우 경계면에서 전반사 되도록 구비되어, 협각 비대칭 투사가 가능하도록 구성된 엠보싱 확산시트를 포함한 무도광판 에지형 엘이디(LED) 평판등
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 확산판(50)는 상기 비대칭 렌즈(30)를 통해 난반사된 광선을 집광시키는 반사판(80)을 더 포함하여 엘로우띠를 제거한 무도광판 에지형 엘이디(LED)평판등