KR102156302B1 - 반도체 발광 소자를 이용한 차량용 램프 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량용 램프에 관한 것으로 특히, 반도체 발광 소자를 이용한 차량용 램프에 관한 것이다. 본 발명은 백라이트 패널을 포함하는 차량용 램프를 제공한다. 상기 백라이트 패널은 복수의 광원들, 상기 광원들에서 발광된 빛이 입사하는 광입사면 및 입사된 빛이 출력되는 광출력면을 포함하는 광가이드층 및 상기 광출력면과 마주보는 광가이드층의 일면에 배치되어 빛을 반사하는 반사층을 포함하고, 상기 광가이드층은 서로 다른 물질의 혼합물로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

반도체 발광 소자를 이용한 차량용 램프{CAR LAMP USING SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING DEVICE}
본 발명은 차량용 램프에 관한 것으로 특히, 반도체 발광 소자를 이용한 차량용 램프에 관한 것이다.
도 1을 참조하면, 일반적으로 차량(1)에는 주행 중 주위의 조도가 낮을 경우에 운전자의 시계를 안정적으로 확보하거나 차량(1)의 주행 상태를 다른 차량에게 알리기 위한 램프 장치(10)가 구비되어 있다.
차량용 램프 장치는 차량의 전방에 설치되는 헤드램프와 차량의 후방에 설치되는 리어램프를 포함한다. 헤드램프는 전방을 조명하여 야간 운행 중에 전방을 비추는 램프이다. 리어 램프는 운전자가 브레이크를 조작할 때에 점등되는 브레이크 등과 차량의 진행방향을 알리는 방향지시 등을 포함한다.
도 2를 참조하면, 차량용 램프 장치(10)로서 할로겐 램프나 가스 방전식 램프가 주로 사용되어 왔으나, 최근에는 발광다이오드(LED; Light Emitting Diode)가 차량용 램프의 광원으로 주목 받고 있다.
발광다이오드의 경우 사이즈를 최소화함으로서 램프의 디자인 자유도를 높여줄 뿐만 아니라 반영구적인 수명으로 인해 경제성도 갖추고 있다. 특히 발광다이오드를 백라이트 패널의 광원부로 활용할 경우, 램프의 광량을 높일 수 있을 뿐 아니라, 램프의 두께 및 베젤부의 크기를 줄일 수 있다는 장점이 있다. 하지만, 현재까지 개발된 에지 방식의 LED 램프는 광균일도가 낮으며, 광추출율의 한계로 인하여 램프의 광량을 증가시키는데 한계가 있다는 문제가 있다.
본 발명은 광량 및 광균일도가 향상된 에지 방식의 차량용 램프를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상술한 첫 번째 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 백라이트 패널을 포함하는 차량용 램프를 제공한다. 상기 백라이트 패널은 복수의 광원들, 상기 광원들에서 발광된 빛이 입사하는 광입사면 및 입사된 빛이 출력되는 광출력면을 포함하는 광가이드층 및 상기 광출력면과 마주보는 광가이드층의 일면에 배치되어 빛을 반사하는 반사층을 포함하고, 상기 광가이드층은 서로 다른 물질의 혼합물로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 광가이드층은 투명 레진과 나노 필러의 혼합물로 이루어질 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 나노 필러의 평균 입경은 상기 램프의 두께 방향 또는 폭 방향을 따라 변화할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 나노 필러의 평균 입경은 상기 램프의 두께 방향을 따라 변화하고 상기 반사층으로부터 멀어질수록 증가할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 나노 필러의 평균 입경은 상기 램프의 폭 방향을 따라 변화하고, 상기 광원들로부터 멀어질수록 증가할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 광가이드층은 상기 광원들 중 일부에서 발광된 빛이 입사하는 제1광입사면 및 상기 광원들 중 다른 일부에서 발광된 빛이 입사하고, 상기 제1광입사면과 마주보는 제2광입사면을 구비할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 램프의 중앙부에 배치된 나노 필러의 평균 입경과 상기 램프의 테두리에 배치된 나노 필러의 평균 입경은 서로 다를 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 광가이드층은 굴절률이 서로 다른 복수의 층들로 이루어질 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 층들은 상기 램프의 두께 방향 또는 폭 방향을 따라 배치될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 층들 각각의 굴절률은 상기 반사층으로부터 멀어질수록 증가할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 층들 각각은 투명 레진 및 나노 필러의 혼합물로 이루어질 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 층들 각각에 포함된 나노 필러의 평균 입경은 서로 다를 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 층들 각각의 굴절률이 커질수록 상기 층들 각각에 포함된 나노 필러의 평균 입경은 작아질 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 본 발명은 상기 광입사면에 배치되고 상기 광입사면에 입사되는 빛의 진행방향을 조절하는 렌즈부를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 본 발명은 상기 광입사면과 마주보는 상기 광가이드층의 일면에 배치되고, 빛을 반사하도록 이루어지는 반사부를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 반사층의 두께는 상기 광입사면에서 멀어질수록 순차적으로 증가할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 반사층의 두께는 상기 램프의 중앙부로 갈수록 증가할 수 있다.
본 발명에 따르면, 광가이드층에 포함된 나노 필러는 광원 주변에서 산란을 통해 빛을 광가이드층 전체로 퍼트리고, 광원과 먼 위치에서 굴절을 통해 빛을 광출력면으로 향하도록 한다. 이를 통해, 본 발명은 램프의 광추출율 및 광균일도를 모두 향상시킨다.
또한 본 발명에 따르면, 광가이드 층의 굴절률을 순차적으로 변하게 하여 굴절각을 증가시킨다. 이를 통해, 램프의 광추출율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 차량을 나타내는 개념도이다.
도 2는 차량에 포함된 램프장치의 단면도이다.
도 3은 종래 에지 방식의 백라이트 패널의 단면도이다.
도 4 및 5는 본 발명에 따른 차량용 램프의 단면을 나타내는 개념도이다.
도 6 및 7은 본 발명에 따른 램프의 변형 실시 예를 나타내는 개념도이다.
도 8 및 9는 두 개의 광원이 서로 마주보도록 배치되는 램프의 구조를 나타내는 개념도이다.
도 10은 반사층이 경사지도록 배치되는 램프의 구조를 나타내는 개념도이다.
도 11은 렌즈부 및 반사부를 구비하는 램프의 구조를 나타내는 개념도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 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.
본 발명에 따른 램프에 대하여 설명하기에 앞서, 에지 방식의 백라이트 패널의 구조에 대하여 설명한다.
도 3은 종래 에지 방식의 백라이트 패널의 단면도이다.
도 3과 같이, 종래 램프는 에지 방식의 백라이트 패널을 구비한다. 상기 에지 방식의 백라이트 패널의 경우, 기판(110)에 광원(120), 반사층(130), 반사 패턴(140), 광가이드층(150) 및 광확산층(160)이 배치된다. 광원(120)에서 발광된 빛은 광가이드층(150)의 광입사면으로 입사한 후, 광가이드층(150) 하측에 배치된 반사층(130) 및 반사 패턴(140)에서 반사된 후, 광가이드층(150)의 광출력면으로 방출된다. 여기서, 상기 광입사면과 상기 광출력면은 서로 수직하게 형성된다. 즉, 광원(120)에서 발광된 빛은 광가이드층(150)의 측면으로 입사하여 상면으로 방출된다.
한편, 상기 광가이드층(150)과 반사층(130) 사이에 배치된 반사 패턴(140)의 간격은 광원(120)에서 멀어질수록 좁아진다. 상기 반사 패턴(140)은 상기 광원(120) 주위에서는 전반사를 유도하고, 상기 광원(120)과 먼쪽에서는 산란을 유도한다. 이를 통해, 상기 반사 패턴(140)은 상기 광원(120) 주변이 다른 영역보다 밝게 보이는 것을 방지하고, 상기 광원(120)으로부터 멀어질수록 다른 영역보다 어둡게 보이는 것을 방지한다.
상기 반사 패턴(140)에서 빛이 전반사되도록 상기 반사 패턴(140)을 이루는 소재는 상기 광가이드층(150)을 이루는 소재보다 낮은 굴절률을 가질 수 있다.
한편, 상기 광가이드층(150)에 구비된 광출력면 상에는 광확산층(160)이 배치될 수 있다. 상기 광확산층(160)은 광투과성 물질로 이루어지며, 외부로 방출되는 빛의 광경로를 증가시켜 램프의 광 균일도를 높이는 역할을 한다.
상술한 에지 방식의 백라이트 패널에 따르면, 상기 반사 패턴(140)이 광추출율 및 광균일도에 큰 영향을 준다. 여기서, 상기 반사 패턴(140)은 램프의 크기가 달라질 때마다 새롭게 디자인해야 하기 때문에 램프의 디자인을 제한 시킨다는 문제가 있다. 또한, 상기 반사 패턴(140)으로 램프의 광균일도를 높이는 데에는 한계가 있다.
본 발명은 상기 반사 패턴(140)을 사용하지 않고, 램프의 광추출율 및 광균일도를 향상시킬 수 있는 에지 방식의 차량용 램프를 제공한다. 구체적으로, 본 발명에 따른 램프는 백라이트 패널을 포함하는 차량용 램프이다. 여기서, 상기 백라이트 패널은 상술한 에지 방식으로 구현된다. 다만, 본 발명은 상술한 에지 방식에 구비된 반사 패턴을 구비하지 않을 수 있다. 이하, 본 발명에 따른 백라이트 패널에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 4 및 5는 본 발명에 따른 차량용 램프의 단면을 나타내는 개념도이다.
본 발명에 따른 램프에 포함된 백라이트 패널(200)은 기판(210), 복수의 광원들(220), 반사층(230), 광가이드층(250)을 포함한다. 또한, 상술한 에지 방식의 백라이트 패널과 같이, 본 발명에 따른 램프는 광확산층(260)을 더 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고, 본 발명의 백라이트 패널(200)은 상술한 구성요소보다 많거나 적은 구성요소를 포함할 수 있다.
이하, 상술한 구성요소들 각각에 대하여 설명한다.
기판(210)은 전체 공정을 통해 구조가 형성되는 기본층(base layer)이다. 기판(210)은 플렉서블(flexible) 램프를 구현하기 위하여 유리나 폴리이미드(PI)를 포함할 수 있다. 또한, 기판(210)은 박형 금속이 될 수 있다. 이외에도 절연성이 있고, 유연성 있는 재질이면 예를 들어 PEN(Polyethylene Naphthalate), PET(Polyethylene Terephthalate) 등 어느 것이라도 사용될 수 있다. 또한, 상기 기판(210)은 투명한 재질 또는 불투명한 재질 어느 것이나 될 수 있다. 한편, 상기 기판(210)에는 방열 시트나 히트 싱크 등이 장착되어, 방열 기능이 구현될 수 있다. 후술할 구성요소들은 상기 기판(210) 상에 배치된다.
상기 기판(210)에는 복수의 광원들(220)이 배치될 수 있다. 상기 광원들(220)은 기판(210)의 테두리에 배치될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고, 램프의 크기 및 디자인에 따라 램프의 중앙부에도 배치될 수 있다. 상기 광원들(220) 각각은 빛이 방출되는 발광면을 구비하는데 상기 발광면은 상기 기판이 향하는 방향과 수직한 방향을 향하도록 배치되어야 한다. 즉, 상기 발광면과 상기 기판은 서로 수직하게 배치된다.
하나의 백라이트 패널에 배치되는 광원의 개수는 백라이트 패널의 크기, 형상 및 용도에 따라 달라질 수 있다. 이하에서 설명하는 도면에서는 하나 또는 두개의 광원이 도시된 구조를 설명하지만, 이는 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명에 따른 램프는 셋 이상의 광원을 포함할 수 있다.
한편, 상기 광원들 각각은 반도체 발광소자를 포함할 수 있다. 본 발명에 활용되는 반도체 발광소자는 크게 두 종류가 있을 수 있다.
먼저, 상기 광원(220)에는 플립 칩 타입(flip chip type)의 발광 소자가 사용될 수 있다.
예를 들어, 상기 반도체 발광 소자는 p형 전극, p형 전극이 형성되는 p형 반도체층, p형 반도체층 상에 형성된 활성층, 활성층 상에 형성된 n형 반도체층 및 n형 반도체층 상에서 p형 전극과 수평방향으로 이격 배치되는 n형 전극을 포함한다. 상술한 플립 칩 타입의 반도체 발광소자의 경우, 상기 p형 및 n형 전극에 전압을 인가하는 전극이 반도체 발광소자의 발광면 하측에 배치되기 때문에, 전극이 반도체 발광소자의 발광면을 가리지 않는다. 따라서, 플립 칩 타입의 반도체 발광소자는 램프의 광량을 높일 수 있다는 장점이 있다.
다른 예를 들어, 상기 반도체 발광소자는 수직형 반도체 발광소자일 수 있다. 구체적으로, 수직형 반도체 발광소자는 p형 반도체층, p형 반도체층 상에 형성된 활성층, 활성층 상에 형성된 n형 반도체층 및 n형 반도체층 상에 형성된 n형 전극을 포함한다. 이 경우, n형 전극에 전압을 공급하는 전극은 상기 반도체 발광소자의 발광면 상측에 배치된다. 이에 따라, 전극의 일부가 발광면을 가리게 되지만, 이러한 수직형 반도체 발광소자는 전극을 상/하로 배치할 수 있으므로, 칩 사이즈를 줄일 수 있다는 큰 강점을 가지고 있다.
한편, 상기 광원부는 빛을 흡수하여 파장을 변환하는 형광체층을 구비할 수 있다. 상기 형광체층은 반도체 발광소자에서 발광된 소정 파장의 빛을 흡수하여 상기 소정 파장과 다른 파장의 빛을 방출한다. 일 실시 예에 있어서, 상기 반도체 발광소자가 청색 광을 발광하고, 상기 형광체층은 청색 광을 흡수하여 황색 광을 방출할 수 있다. 이러한 경우, 상기 형광체층에서 발광된 황색 광과 상기 형광체층에 흡수되지 않은 일부 청색광이 합성되어 백색광이 구현된다. 이에 따라, 외부로 백색광이 방출된다.
한편, 상기 형광체층은 필름 형태로 이루어질 수 있으며, 상기 광입사면에 부착될 수 있다. 상기 형광체층을 상기 광입사면에 부착하고, 반도체 발광소자를 상기 형광체층과 오버랩되도록 배치함으로써, 반도체 발광소자에서 발광된 빛이 광 변환되도록 할 수 있다.
한편, 상기 광원들(220) 각각의 발광면은 광가이드층(250)의 광입사면을 향하도록 배치된다. 상기 광가이드층(250)은 상기 광원들에서 발광된 빛이 입사하는 광입사면 및 입사된 빛이 출력되는 광출력면을 포함한다. 본 명세서에서는 광출력면이 향하는 방향을 램프의 "상측"으로 정의하여 설명하지만, 램프의 사용 태양에 따라, 램프의 상측은 달라질 수 있다. 따라서, 본 명세서에서 표현하는 상측, 하측 또는 이를 기준으로 설명되는 다른 표현들은 상기 광출력면을 기준으로 한 것일 뿐, 절대적인 방향을 의미하는 것은 아니다.
한편, 상기 기판(210) 상에는 상기 반사층(230) 및 상기 광가이드층(250)이 순서대로 적층된다. 상기 반사층(230)은 상기 광출력면과 마주보는 상기 광가이드층(250)의 일면에 배치된다. 이에 따라, 상기 반사층(230)에서 반사된 빛은 상기 광출력면으로 향하게 된다.
광원(220)에서 발광된 빛은 상기 광입사면으로 입사하여 상기 광가이드층(250)을 따라 진행하다가 상기 반사층(230)에서 반사되어 광출력면으로 방출된다. 일반적으로 광원(220)에서 방출되는 빛은 램버시안 분포(Lanbertian Distribution)로 퍼지기 때문에, 광출력면의 전체 영역 중 광원(220)에서 가까운 영역일수록 외부로 방출되는 광량이 증가한다. 이는 램프의 광균일도를 감소시키는 요인이다.
상술한 문제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 백라이트 패널은 서로 다른 물질의 혼합물로 이루어지는 광가이드층(250)을 포함한다. 여기서, 서로 다른 물질이란, 크게 세 가지 실시 예를 포함한다. 첫 번째, 상기 광가이드층(250)은 베이스물질과 나노 입자로 이루어지는 첨가물로 이루어질 수 있다. 두 번째, 상기 광가이층(250)은 서로 다른 물질로 이루어지는 복수의 층으로 이루어질 수 있다. 세 번째, 상기 광가이드층(250)은 서로 다른 물질로 이루어지는 복수의 층으로 이루어지며, 상기 층들 각각에는 나노 입자로 이루어지는 첨가물이 첨가될 수 있다. 이하, 상술한 세 가지 실시 예들 각각에 대하여 설명한다.
먼저, 상술한 첫 번째 실시 예에 대하여 설명한다.
도 4를 참조하면, 상기 광가이드층(250)은 투명 레진(250)과 나노 필러(270)의 혼합물로 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 투명 레진(250)은 광투과성 물질로 이루어지며, 램프의 광가이드층에 활용되는 일반적인 물질로 이루어질 수 있다.
상기 나노 필러(270)는 광투과성 물질로 이루어지며, 상기 투명 레진(250)과는 다른 굴절률을 가지는 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 나노 필러(270)는 실리카로 이루어질 수 있다. 상기 나노 필러(270)는 빛의 굴절 및 산란을 유도한다. 상기 나노 필러(270)는 상기 광원(220)과 가까운 쪽에서는 빛이 광가이드층(250) 전체로 퍼질 수 있도록 하는 역할을 하고, 상기 광원(220)과 먼 쪽에서는 빛이 광출력면으로 향할 수 있도록 하는 역할을 한다.
상기 나노 필러(270)가 광원(220)과 먼 쪽 및 광원(220)과 가까운 쪽에서 서로 다른 역할을 수행하도록 함으로써, 램프의 광추출율 및 광균일도를 모두 향상시킬 수 있다.
한편, 상기 나노 필러(270)는 입경에 따라, 굴절 및 산란 정도가 달라질 수 있다. 본 발명은 이를 활용하여 램프의 광추출율 및 광균일도를 향상시킨다. 구체적으로, 상기 나노 필러의 평균 입경이 클수록 굴절 효과가 증가하고, 평균 입경이 작을수록 산란 효과가 증가한다. 본 발명은 나노 필러의 입경을 순차적으로 변하도록 함으로써, 나노 필러가 위치에 따라 다른 역할을 수행하도록 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 나노 필러(270)의 평균 입경은 상기 램프의 두께 방향을 따라 변화하고, 상기 반사층(230)으로부터 멀어질수록 증가할 수 있다. 이에 따라, 상기 나노 필러(270)는 상기 반사층(230) 주변에서 산란을 통해 빛을 광가이드층(250) 전체로 퍼트리고, 상기 광출력면 주변에서 굴절을 통해 빛을 광출력면으로 향하도록 한다. 이를 통해, 본 발명은 램프의 광추출율 및 광균일도를 모두 향상시킨다.
다른 일 실시 예에 있어서, 상기 나노 필러(270)의 평균 입경은 상기 램프의 폭 방향을 따라 변화하고, 상기 광원들(220)로부터 멀어질수록 증가할 수 있다. 이를 통해, 본 발명은 상기 광원들(220)과 가까울수록 빛의 산란정도를 크게 하여, 빛이 광가이드층(250) 전체로 퍼질 수 있도록 하고, 상기 광원들(220)과 멀어질수록 빛의 굴절정도를 크게 하여, 빛이 광출력면으로 향하도록 할 수 있다.
다음으로, 상술한 두 번째 실시 예에 대하여 설명한다.
도 5를 참조하면, 상기 광가이드층(250)은 굴절률이 다른 복수의 층(250a 내지 250d)로 이루어질 수 있다. 상기 복수의 층들(250a 내지 250d)은 서로 다른 물질로 이루어질 수 있다. 본 발명은 빛이 상기 복수의 층들(250a 내지 250d)을 통과할 때, 굴절을 유도함으로써, 램프의 광추출율을 향상시킨다. 구체적으로, 상기 복수의 층들(250a 내지 250d)의 굴절률을 램프의 두께 방향 또는 폭 방향을 따라 달라지도록 함으로써, 램프의 광추출율을 향상시킬 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 복수의 층들(250a 내지 250d) 각각의 굴절률은 상기 반사층(230)으로부터 멀어질수록 증가할 수 있다. 이에 따라, 광출력면과 가까워질수록 빛의 굴절각이 커지게 된다. 이를 통해, 램프의 광추출율을 향상시킬 수 있다.
한편, 본 발명은 상기 첫 번째 및 두 번째 실시 예를 조합하여 램프의 광추출율 및 광균일도를 향상시킬 수 있다. 이하, 상술한 세 번째 실시 예에 대하여 설명한다.
도 6 및 7은 본 발명에 따른 램프의 변형 실시 예를 나타내는 개념도이다.
상기 광가이드층(250)을 이루는 복수의 층들 각각은 투명 레진 및 나노 필러의 혼합물로 이루어질 수 있다. 상기 복수의 층들 각각은 서로 굴절률이 다르며, 상기 층들 각각에 포함된 나노 필러의 평균 입경은 서로 다를 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 복수의 층들(250a 내지 250d)의 굴절률이 커질수록 해당 층에 포함된 나노 필러의 평균 입경은 작아질 수 있다. 도 6과 같이, 상기 복수의 층들(250a 내지 250d)을 굴절률이 높은 순으로 적층하고, 각 층에 포함된 나노 필러(270a 내지 270d)의 평균 입경은 상측으로 갈수록 증가하도록 할 수 있다.
상술한 구조에 따르면, 베이스 물질에 따른 굴절 효과는 반사층(230)과 근접할수록 증가하고, 상기 나노 필러에 의한 굴절 효과는 반사층(230)과 멀어질수록 증가한다. 이에 따라, 광가이드층(250) 전체에서 굴절이 강하게 일어남에 따라 램프의 광추출율이 향상될 수 있다.
한편, 상기 나노 필러에 의하여 반사층(230)과 가까울수록 산란이 강하게 일어난다. 이에 따라, 램프의 광균일도가 향상될 수 있다.
한편, 도 7과 같이, 상기 복수의 층들(250a 내지 250d)은 상기 램프의 폭방향을 따라 배치될 수 있다. 구체적으로, 상기 복수의 층들(250a 내지 250d)들은 상기 광원(220)과 가까울수록 굴절률이 커지질 수 있다. 한편, 상기 복수의 층들(250a 내지 250d) 각각에 포함된 나노 필러(270a 내지 270d)의 입경은 상기 광원(220)과 멀어질수록 커질 수 있다.
상술한 구조에 따르면, 베이스 물질에 따른 굴절 효과는 광원(220)과 근접할수록 증가하고, 상기 나노 필러에 의한 굴절 효과는 광원(220)과 멀어질수록 증가한다. 이에 따라, 광가이드층(250) 전체에서 굴절이 강하게 일어남에 따라 램프의 광추출율이 향상된다.
한편, 상기 나노 필러에 의하여 광원(220)과 가까울수록 산란이 강하게 일어난다. 이에 따라, 램프의 광균일도가 향상될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 나노 필러에 의한 산란 및 굴절효과, 베이스 물질에 의한 굴절효과를 활용하여 램프의 광추출율 및 광균일도를 함께 향상시킨다.
한편, 본 발명은 광원 및 반사층을 통해 광추출율을 향상시킬 수 있다.
도 8 및 9는 두 개의 광원이 서로 마주보도록 배치되는 램프의 구조를 나타내는 개념도이고, 도 10은 반사층이 경사지도록 배치되는 램프의 구조를 나타내는 개념도이다.
본 발명에 따른 램프의 광원은 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 설명의 편의를 위하여, 두 개의 마주보는 광원을 제1광원(220a) 및 제2광원(220b)으로 하여 설명한다. 두 개의 광원이 서로 마주보도록 배치됨에 따라, 상기 광가이드층(250)은 서로 마주보는 제1 및 제2광입사면을 구비한다.
상술한 구조에 따르면, 광추출율은 램프의 중앙부로 갈수록 감소한다. 이를 방지하기 위해, 본 발명은 램프 중앙부에 배치된 나노 필러의 평균 입경과 상기 램프의 테두리에 배치된 나노 필러의 평균 입경을 서로 다르게 한다.
일 실시 예에 있어서, 도 8과 같이, 상기 나노 필러의 평균 입경은 램프의 중앙부로 갈수록 커질 수 있다. 이에 따라, 제1 및 제2광원(220a 및 220b) 주변에서는 산란이 활발하게 일어나며, 램프 중앙부에서는 굴절이 활발하게 일어난다. 이를 통해, 본 발명은 램프 중앙부에서의 광추출율을 향상시킬 수 있다.
한편, 상기 반사층(230)의 두께는 상기 램프의 중앙부로 갈수록 증가할 수 있다. 도 9를 참조하면, 반사층(230)은 중앙부(230')가 볼록한 형태로 이루어질 수 있다. 이를 통해, 램프 중앙부에서 반사를 통해 추출되는 광량을 증가시킬 수 있다.
한편, 광원들이 서로 마주보도록 배치되지 않는 경우, 반사층을 통해 광원과 영역에서의 광추출율을 증가시킬 수 있다. 구체적으로, 반사층은 상기 광출력면과 비스듬하게 배치된다. 이를 통해, 광원과 먼쪽에서 반사되는 광량을 증가시킬 수 있다. 일 실시 예에 있어서, 도 10과 같이, 반사층(230'')의 두께는 상기 광입사면에서 멀어질수록 순차적으로 증가할 수 있다. 상술한 구조에 따르면, 반사면이 광출력면과 비스듬하게 형성되며, 광출력면의 전체 영역 중 램프와 먼 영역에서 출력되는 빛의 광량을 증가시킬 수 있다.
한편, 본 발명은 램프의 광추출율 및 광균일도를 향상시키기 위한 추가적인 구성요소들 포함할 수 있다.
도 11은 렌즈부 및 반사부를 구비하는 램프의 구조를 나타내는 개념도이다.
도 11을 참조하면, 본 발명에 따른 램프는 광입사면에 배치되고, 상기 광입사면에 입사되는 빛의 진행방향을 조절하는 렌즈부(221)을 더 포함할 수 있다. 상기 렌즈부(221)는 상기 광원(220)과 오버랩되도록 배치되어, 상기 광원(220)에서 방출되는 빛이 상기 광가이드층(250)의 하측을 향하여 입사되도록 할 수 있다. 이를 통해, 광원(220)에서 방출된 빛이 광입사면으로부터 먼 위치까지 도달할 수 있도록 한다.
한편, 본 발명에 따른 램프는 상기 광입사면과 마주보는 상기 광가이드층(250)의 일면에 배치되고, 빛을 반사하도록 이루어지는 반사부(280)를 더 포함할 수 있다. 상기 반사부(280)는 상기 광원(220)과 대향하도록 배치됨으로써, 상기 광입사면과 반대면으로 빠져나가 손실되는 빛의 광량을 최소화한다. 상기 반사부(280)에서 반사된 빛은 광출력면으로 향하거나, 반사층(230)에서 반사된 후 광출력면으로 향한다. 이를 통해, 본 발명은 광원과 먼 위치에서의 광추출율을 향상 시킬 수 있다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
또한, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (17)

  1. 백라이트 패널을 포함하는 차량용 램프에 있어서,
    상기 백라이트 패널은,
    복수의 광원들;
    상기 광원들에서 발광된 빛이 입사하는 광입사면 및 입사된 빛이 출력되는 광출력면을 포함하는 광가이드층; 및
    상기 광출력면과 마주보는 광가이드층의 일면에 배치되어 빛을 반사하는 반사층을 포함하고,
    상기 광가이드층은 서로 다른 물질의 혼합물로 이루어지고,
    상기 광가이드층은 굴절률이 서로 다른 복수의 층들로 이루어지고,
    상기 층들은 상기 램프의 두께 방향을 따라 배치되며,
    상기 층들 각각의 굴절률은 상기 반사층으로부터 멀어질수록 증가하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 차량용 램프.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광가이드층은 투명 레진과 나노 필러의 혼합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 램프.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 나노 필러의 평균 입경은,
    상기 램프의 두께 방향 또는 폭 방향을 따라 변화하는 것을 특징으로 하는 차량용 램프.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 나노 필러의 평균 입경은,
    상기 램프의 두께 방향을 따라 변화하고,
    상기 반사층으로부터 멀어질수록 증가하는 것을 특징으로 하는 차량용 램프.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 나노 필러의 평균 입경은,
    상기 램프의 폭 방향을 따라 변화하고,
    상기 광원들로부터 멀어질수록 증가하는 것을 특징으로 하는 차량용 램프.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 광가이드층은,
    상기 광원들 중 일부에서 발광된 빛이 입사하는 제1광입사면; 및
    상기 광원들 중 다른 일부에서 발광된 빛이 입사하고, 상기 제1광입사면과 마주보는 제2광입사면을 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 램프.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 램프의 중앙부에 배치된 나노 필러의 평균 입경과 상기 램프의 테두리에 배치된 나노 필러의 평균 입경은 서로 다른 것을 특징으로 하는 차량용 램프.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    상기 층들 각각은 투명 레진 및 나노 필러의 혼합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 램프.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 층들 각각에 포함된 나노 필러의 평균 입경은 서로 다른 것을 특징으로 하는 차량용 램프.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 층들 각각의 굴절률이 커질수록 상기 층들 각각에 포함된 나노 필러의 평균 입경은 작아지는 것을 특징으로 하는 차량용 램프.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 광입사면에 배치되고,
    상기 광입사면에 입사되는 빛의 진행방향을 조절하는 렌즈부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 램프.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 광입사면과 마주보는 상기 광가이드층의 일면에 배치되고, 빛을 반사하도록 이루어지는 반사부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 램프.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 반사층의 두께는 상기 광입사면에서 멀어질수록 순차적으로 증가하는 것을 특징으로 하는 차량용 램프.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 반사층의 두께는 상기 램프의 중앙부로 갈수록 증가하는 것을 특징으로 하는 차량용 램프.
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