KR102288773B1

KR102288773B1 - 차량용 램프

Info

Publication number: KR102288773B1
Application number: KR1020140067053A
Authority: KR
Inventors: 김기범; 채현희; 박광호; 진경일
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2014-06-02
Filing date: 2014-06-02
Publication date: 2021-08-11
Also published as: KR20150138708A

Abstract

본 발명은 고 내열성을 갖는 조명 장치에 관한 것으로, 조명 장치는 입사광을 유도하는 실리콘 계열의 레진층, 레진층의 일면 상의 인쇄회로기판 및 인쇄회로기판에 실장되며 레진층에 의해 매립되는 광원을 포함한다.

Description

차량용 램프{LAMP FOR VEHICLES}

본 발명은 차량용 램프에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전조등과 같이 고 내열성이 요구되는 차량용 램프에 관한 것이다.

전조등은 자동차 또는 기관차의 전방에 설치되어 차량의 전방을 비춤으로써 운전자나 승무원이 전방을 주시할 수 있도록 기능하는 조명 장치의 일종이다. 전조등은 통상 일정 레벨 이상의 휘도 성능을 구비하도록 제조된다.

LED(Light Emitting Diode)는 화합물 반도체를 이용하여 전기신호를 빛으로 변환하는 소자이다. LED 소자를 이용한 광원은 형광등과 같은 종래 광원 대비 저전력, 높은 색온도, 장수명 등의 장점이 있다. 하지만, LED 소자는 발광 중에 많은 열을 발생시키므로 적절한 방열 구조가 요구된다.

최근 LED 소자를 이용한 차량용 램프에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만, 전조등의 경우, 요구되는 휘도 성능을 맞추기 위해 다수의 LED 패키지를 이용하거나 발광 효율이 높은 LED 소자를 사용해야 하고, 그에 의해 조명 장치의 방열 구조를 크게 하거나 고내열 특성을 갖추기 위해 구조가 복잡해지고 비용이 증가하는 단점이 있다.

이에 본 발명의 일실시예에서는 기존의 차량용 램프(전조등) 등의 조명 장치에 적합한 고내열성을 갖는 차량용 램프를 제공하고자 한다.

본 발명의 다른 실시예에서는 고내열성뿐만 아니라 시트 형태로 박형화할 수 있고 플렉시블 특성을 강화한 차량용 램프를 제공하고자 한다.

상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따른 차량용 램프는, 입사광을 유도하는 실리콘 계열의 레진층, 레진층의 일면 상의 인쇄회로기판, 및 인쇄회로기판에 실장되며 레진층에 의해 매립되는 광원을 포함한다.

일실시예에서, 레진층은 비닐기를 갖는 오르가노폴리실록산(Vinylated organopolysiloxanes), 수소 함유 오르가노폴리실록산(Hydrogen organopolysiloxanes), 비닐기를 갖는 실리케이트(Vinylated silicates), 백금 경화 촉매(Platinum curing catalyst) 및 첨가제(Additives)를 포함한다.

일실시예에서, 레진층의 조성은 비닐기를 갖는 오르가노폴리실록산을 20~40 중량%, 수소 함유 오르가노폴리실록산을 20~40중량%, 비닐기를 갖는 실리케이트를 10~20 중량%, 백금 경화 촉매를 1~3 중량% 및 첨가제를 1~3 중량% 함유한다.

일실시예에서, 레진층은 125℃ 이상에서 내열성을 구비한다.

일실시예에서, 조명 장치는 레진층의 일면의 반대측인 타면에 접합되는 광학패턴층을 더 포함한다. 광학패턴층은 제1필름기재, 제2필름기재, 및 이들 사이의 차광패턴을 구비할 수 있다. 필름기재의 재료는, PET(Polyethylene Terephthalate) 또는 PES(Poly Ether Sulfones)이다.

일실시예에서, 조명 장치는 인쇄회로기판과 레진층 사이의 반사층을 더 포함할 수 있다.

일실시예에서, 조명 장치는 반사층과 레진층 사이의 반사패턴을 더 포함할 수 있다.

일실시예에서, 광원은 차량 배터리에 연결되며 차량 배터리의 전원에 의해 동작하는 LED(Light Emitting Diode)를 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면, 기존의 차량용 램프 특히 전조등의 조명 장치에 요구되는 고내열성을 만족시키는 차량용 램프를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 고내열성을 구비할 뿐만 아니라 얇고 유연한(flexible) 특성에 의해 차량 램프 등과 같이 곡면을 갖는 하우징에 우수한 부착성을 나타내는 차량용 램프를 제공할 수 있다. 물론, 다양한 면발광 장치에 이용할 수 있음은 당연하다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 램프의 평면도
도 2는 도 1의 차량용 램프의 Ⅱ-Ⅱ선에 의한 단면도
도 3은 도 1의 차량용 램프의 내열 성능에 대한 평가 그래프
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 램프의 단면도
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량용 램프의 단면도
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량용 램프의 단면도
도 7은 도 6의 차량용 램프의 부분 확대 단면도

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 각 용어의 의미는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 할 것이다. 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.

아울러, 본 발명에 따른 차량용 램프는 조명이 필요로 하는 다양한 램프장치, 이를테면 전조등 외의 차량용 램프, 가정용 조명장치, 산업용 조명장치에 적용 가능하다. 예컨대 차량용 램프에 적용되는 경우, 차량 실내 조명, 도어 스카프, 후방라이트(Rear combination lamp) 등에도 적용이 가능하다. 추가적으로 본 발명의 조명장치는 현재 개발되어 상용화되었거나 향후 기술발전에 따라 구현 가능한 모든 조명관련 분야에 면발광 조명장치로 적용 가능하다 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 램프의 평면도이다. 도 2는 도 1의 차량용 램프의 Ⅱ-Ⅱ선에 의한 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 차량용 램프(100)는 레진층(10), 인쇄회로기판(20) 및 광원(30)을 포함한다.

레진층(10)은 제1면(11)과 제1면의 반대측인 제2면(12)을 구비한다. 레진층(10)의 두께는 약 250㎛ 이하이다. 레진층(10)의 두께가 250㎛를 초과하면 롤(Roll)에 감을 수 없는 정도로 유연성이 떨어지나, 플레이트 형태로 구현하는 경우 레진층(10)의 두께를 250㎛ 이상으로 구현할 수 있다.

레진층(10)은 광원(30)의 빛을 유도하여 제2면(12)으로 방출한다. 레진층(10)은 광투과성을 구비하고, 전조등(Front Lamp) 용의 125℃ 이상의 내열 조건을 만족시킬 수 있는 고내열성 실리콘 계열의 레진(Resin)으로 형성된다.

레진층(10)은 비닐기를 갖는 오르가노폴리실록산(Vinylated organopolysiloxanes), 수소 함유 오르가노폴리실록산(Hydrogen organopolysiloxanes), 비닐기를 갖는 실리케이트(Vinylated silicates), 백금 경화 촉매(Platinum curing catalyst) 및 첨가제(Additives)를 포함한다. 첨가제로는 광개시제 및 산화방지제를 포함할 수 있다.

레진층(10)의 조성은 비닐기를 갖는 오르가노폴리실록산을 20~40 중량%, 수소 함유 오르가노폴리실록산을 20~40중량%, 비닐기를 갖는 실리케이트를 10~20 중량%, 백금 경화 촉매를 1~3 중량% 및 첨가제를 1~3 중량%을 가질 수 있다.

도면에 도시하지는 않았으나, 레진층(10)은 빛의 반사를 증가시키는 비드를 전체 레진층 중량 대비 약 0.01% ~ 약 0.3%를 포함할 수 있다.

또 다른 구현에서, 레진층(10)은 올리고머, 모노머 및 첨가제를 포함하는 레진 조성물로 구현될 수 있다. 레진 조성물은 광확산 유도 특성을 가질 수 있다. 여기서, 올리고머는 우레탄 아크릴레이트 올리고머(Urethane acrylate oligomer)일 수 있다. 모노머는, IBOA(Isobornyl Acrylate), HBA(Hydroxybutyl Acrylate) 및 HEMA(Hydroxyethyl Methacrylate)를 포함하는 혼합물일 수 있다. 그리고, 첨가제는 광개시제 및 산화방지제를 포함하는 혼합물일 수 있다.

상술한 레진 조성물은 올리고머 10~21 중량%, 모노머 30~63 중량%, 첨가제 1.5~6 중량% 및 잔량의 용매를 함유할 수 있다. 여기서, 모노머는, IBOA(Isobornyl Acrylate) 10~21 중량%, HBA(Hydroxybutyl Acrylate) 10~21 중량% 및 HEMA(Hydroxyethyl Methacrylate) 10~21 중량%를 함유하는 혼합물일 수 있다. 그리고, 첨가제는 광개시제 1~5 중량% 및 산화방지제 0.5~1 중량%를 포함하는 혼합물일 수 있다.

인쇄회로기판(20)은 광원(30)이 실장되는 패드부와, 광원(30)에 전력 또는 신호를 전달하는 배선을 포함한다. 인쇄회로기판(20)은 리지드(Rigid) 타입이나 플렉시블(Flexible) 타입일 수 있다. 플렉시블 타입의 경우, 차량용 램프는 전조등이 설치되는 차량 바디 부분의 곡면에 따라 자연스럽게 휘어져 용이하게 배치될 수 있다.

광원(30)은 레진층(10)에 매립되어 레진층(10) 내부에 입사광을 공급한다. 광원(30)은 구현에 따라서 레진층(10)의 측면에서 레진층(10) 내부로 광을 조사하도록 마련될 수 있다. 광원(30)은 측면형(Side view) 또는 상부형(Top view) LED(Light Emitting Diode)일 수 있으며, 상부형의 경우 인쇄회로기판(20)에 눕힌 상태로 실장될 수 있다.

광원(30)은 평행사변형 또는 타원형 필름 형태의 레진층(10)의 가장자리에 소정 간격을 두고 배치되는 다수의 LED 패키지(30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f, 30g)를 구비한다. 각 LED 패키지는 적어도 하나의 LED 소자를 포함한다. LED 소자를 이용하면 다양한 색상의 직진성이 강한 입사광을 이용할 수 있다.

도 3은 도 1의 차량용 램프의 내열 성능에 대한 평가 그래프이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 차량용 램프에 사용되는 실리콘 계열 레진층의 시간(h)에 따른 에너지 변화(ΔE)와 비교예에 따른 차량용 램프에 사용되는 열경화성 레진층의 시간(h)에 따른 에너지 변화(ΔE)를 비교 관찰하였다.

본 실시예의 차량용 램프와 비교예의 차량용 램프는 레진층의 재료를 제외하고 동일한 구성 및 동일한 실험 분위기 하에서 본 실험에 사용되었다. 비교예의 차량용 램프의 레진층은 후방 콤비네이션 램프용 레진층으로 주로 사용되는 것이다.

실험 결과, 본 실시예의 차량용 램프에 사용되는 실리콘 계열 레진층은 실험 시작 후 100시간, 250시간, 500시간, 750시간 및 1000시간 경과 후에도 에너지 변화(ΔE)가 거의 없는 것으로 관찰되었다. 한편, 비교예의 차량용 램프에 사용되는 열경화성 레진층은 실험 시작 후 100시간이 경과한 시점의 에너지 변화(ΔE)가 약 1. 4로 측정되었고, 250시간, 500시간, 750시간 및 1000시간이 경과한 시점에서 에너지 변화(ΔE)가 약 1.95, 약 4.15, 약 7.23 및 약 11.52로 각각 측정되었다.

상기의 실험 결과를 정리하면, 다음의 표 1과 같다.

시간	100hr	250hr	500hr	750hr	1000hr
본실시예	0.1	0.11	0.09	0.04	0.08
비교예	1.4	1.95	4.15	7.23	11.52

표 1에서 알 수 있듯이, 후방 콤비네이션 램프(Rear Combination Lamp)에 적용되는 열경화성 레진(UV Resin) 대비 내열 특성이 매우 우수한 것을 확인할 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 램프의 단면도이다.

도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 차량용 램프(200)는, 레진층(10), 인쇄회로기판(20), 광원(30e, 30f), 광학패턴층, 확산판(60), 반사층(70) 및 반사패턴(80)을 포함한다.

레진층(10), 인쇄회로기판(20) 및 광원(30e, 30f)은 도 1 내지 도 3의 차량용 램프의 대응 구성요소와 실질적으로 동일하므로, 이들의 상세 설명은 생략한다.

광학패턴층은 레진층(10)의 제1면의 반대측인 제2면 상에 배치된다. 광학패턴층은 레진층(10)의 제2면에 밀착될 수 있다. 광학패턴층은 제1필름기재(41), 제2필름기재(42) 및 이들 사이의 차광패턴(43)을 구비한다. 제1필름기재(41)는 제1광학기판, 제2필름기재(42)는 제2광학기판에 대응할 수 있다.

차광패턴(43)은 LED 패키지를 사용하는 광원(30e, 30f)의 광출사면 부근 상부에서 시각적인 핫스팟이 발생하는 것을 방지하기 위한 것이다. 이를 위해, 차광패턴(43)은 레진층(10)의 제2면 상에서 광원의 광출사면으로부터 광경로를 따라 일정 폭만큼 레진층(10)을 덮도록 배치된다.

차광패턴(43)은 TiO₂, CaCO₃, BaSO₄, Al₂O₃, 실리콘 중 선택되는 어느 하나 이상의 물질을 포함하는 제1차광잉크와 Al 또는 Al과 TiO₂의 혼합물질을 포함하는 제2차광잉크를 이중 인쇄한 중첩구조로 마련될 수 있다.

제1필름기재(41) 및 제2필름기재(42)의 재료는 PET(Polyethylene Terephthalate) 또는 PES(Poly Ether Sulfones)이다. 이러한 재료를 이용하면, 레진층(10)과 제1필름기재(41)의 부착력을 향상시킬 수 있다. 즉, 실리콘 계열 레진층(10)과 PET 또는 PES의 제1필름기재(41)를 접합하면, 열경화성 레진층과 필름기재를 접합하는 경우에 비해 이들 간의 일함수 차이가 커져 부착력을 높일 수 있다.

확산판(60)은 이격영역(50)을 게재하고 광학패턴층 또는 차광패턴(43) 상에 배치된다. 확산판(60)은 레진층(10)에서 나오는 빛을 산란시키고 출광면 전체에 빛을 확산시켜 평면광을 생성한다. 확산판(60)은 투명아크릴(PMMA), 폴리카보네이트(PC) 등의 반투명 플라스틱으로 단층 타입 또는 다층 타입으로 마련될 수 있고,유기 또는 무기 확산제를 포함할 수 있다.

반사층(70)은 인쇄회로기판(20)과 레진층(10) 사이에 배치된다. 반사층(70)은 반사 효율이 높은 재질로 마련되어 광원(30e, 30f)의 빛을 확산판(60) 측으로 반사시킨다.

반사층(70)의 재료로는 빛의 반사 특성이 우수한 백색 안료를 분산 함유하는 합성수지가 이용될 수 있다. 백색 안료로는 산화티탄, 산화알루미늄, 산화아연, 탄산염, 황산바륨, 탄산칼슘 등이 이용될 수 있고, 합성수지 원료로는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 아크릴, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리올레핀, 셀루로오스 아세테이트, 내후성 염화비닐 등이 이용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 구현에 따라서 반사층(70)은 은(Ag), 알루미늄(Al), 스테인리스 스틸 등으로 구현될 수 있다.

반사패턴(80)은 반사층(70) 상에 배열되어 광원(30e, 30f)의 빛을 분사시키고 반사층(70)의 반사 효율을 높인다. 광원의 빛을 효율적으로 분산시키기 위해 반사패턴(80)은 광원(30e, 30f)의 광출사면과 인접하게 배치될 수 있다.

반사패턴(80)은 반사층(70) 상에 잉크로 인쇄하여 형성된 패턴으로 구현될 수 있다. 반사패턴(80)의 재료로는 반사층(70)의 재료가 이용될 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, TiO₂, CaCO₃, BaSO₄, Al₂O₃, Silicon, PS(Poly Stylen) 등이 이용될 수 있다.

본 실시예에 의하면, 125℃ 이상의 고내열성, 유연성, 우수한 부착력, 고효율, 고신뢰성을 갖는 시트상의 플렉시블 차량용 램프를 제공할 수 있다.

한편, 본 실시예에 있어서, 차량용 램프는 다양한 면발광 조명 장치 예컨대, 백라이트 장치나 실내외 일반조명 등에 이용 가능한다. 이를 위해 본 실시예의 장치의 구성에 대해 설명하면 다음과 같다.

확산판(60)과 광가이드층인 레진층(10) 사이에는 이격영역(50)이 형성된다. 이러한 이격영역(50)의 존재로 인해 확산판(60)에 공급되는 광의 균일도를 증가시킬 수 있게 되고, 결과적으로 확산판(60)을 통과하여 확산 및 출사되는 광의 균일도(uniformity)를 향상시키는 효과, 균일한 면발광을 구현할 수 있는 효과를 갖게 된다. 한편, 레진층(10)을 투과한 광의 편차를 최소화하기 위해, 이격영역(50)의 두께, 폭 혹은 간격은 0 초과 20㎜의 범위에서 마련될 수 있다.

또한, 반사층(70)은 인쇄회로기판(20)의 상면 상에 형성되며, 발광유닛인 광원(30f, 30e)은 반사층(70)을 관통하는 형태로 형성된다. 이러한 반사층(70)은 반사 효율이 높은 재질로 형성되어 광원에서 출사되는 광을 확산판(60)이 위치하는 상부로 반사시켜 광손실을 줄이는 역할을 한다. 그리고, 반사층(70) 표면에 배열되는 반사패턴(80)은 조사되는 광을 산란 및 분산시킴으로써 확산판(60)에 광이 균일하게 전달되도록 하는 역할을 한다.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량용 램프의 단면도이다.

도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 차량용 램프(300)는, 레진층(10), 인쇄회로기판(20), 광원(30e, 30f), 광학패턴층, 반사층(70), 반사패턴(80), 지지부(310) 및 전원부(320)를 포함한다.

레진층(10), 인쇄회로기판(20), 광원(30e, 30f), 광학패턴층, 반사층(70) 및 반사패턴(80)은 도 4의 차량용 램프의 대응 구성요소와 실질적으로 동일하므로, 이들에 대한 상세 설명은 생략한다.

지지부(310)는 레진층(10), 인쇄회로기판(20), 광원(30e, 30f), 광학패턴층, 반사층(70) 또는 이들의 조합을 지지한다. 지지부(310)는 인쇄회로기판(20)을 지지하는 프레임이나 하우징일 수 있다. 지지부(310)는 단단한 금속성 부재로 마련될 수 있으며, 그 표면에는 절연층이 배치될 수 있다.

전원부(320)는 광원(30e, 30f)에 전원을 공급한다. 전원부(320)는 인쇄회로기판의 배선이나 패드부를 통해 광원(30e, 30f)과 연결될 수 있다. 전원부(320)는 차량 배터리에 연결될 수 있다. 이 경우, 전원부(320)는 차량 배터리에 연결되며 차량 배터리의 전원에 의해 동작할 수 있다.

본 실시예에 의하면, 고내열성, 유연성, 우수한 부착력, 고효율, 고신뢰성을 구비하는 박형의 플렉시블 차량용 램프를 제공할 수 있다. 차량용 램프는 후방 콤비네이션 램프(RCL), 전조등(Front Lamp) 등을 포함한다.

전술한 실시예에 의하면 레진으로 이루어진 광가이드층을 이용하여 광을 유도하도록 함으로써, 광원(발광유닛)의 수를 절감할 수 있는 효과, 조명장치의 전체적인 두께를 박형화할 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 전술한 실시예에 의하면, 연성인쇄회로기판 및 광가이드층을 이용하여 조명장치를 형성함으로써 유연성을 확보할 수 있게 되어 제품 디자인의 자유도를 높일 수 있는 효과가 있다.

또한, 전술한 실시예에 의하면, 광원에서 출사되는 광을 효율적으로 반사시킬 수 있는 구조물인 반사부재 및 반사패턴을 구비함으로써, 광의 반사율 향상과 함께 휘도향상을 극대화할 수 있는 효과 및 균일한 면광원을 제공할 수 있는 효과가 있다.

아울러, 본 실시예에 의하면, 제1광학기판 및 제1광학기판과 적층되는 제2광학기판을 구비한 광학패턴층을 채용하고 제1광학기판과 제2광학기판 사이의 접착층에 공기층 등으로 형성되는 이격부를 구비하도록 함으로써, 광학패턴층 상의 차광패턴을 통해 이 부분에 발생하는 핫스팟의 발생 및 암부의 발생을 제거할 수 있으며, 접착층과 접착되는 부품 간의 신뢰성이 확보됨과 동시에 광학적 특성의 유의차가 없는 조명장치를 구현할 수 있는 효과, 부품간의 정밀한 어라인(align)이 가능한 효과가 있다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량용 램프의 단면도이다.

도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 차량용 램프(400)는, 레진층(10), 패턴에 의해 입체효과 형성부를 형성하는 패턴층(10a), 광원(30) 및 반사층(70)을 포함한다. 또한, 조명 장치(400)는 패턴층(10a)과 반사층(70) 사이에 반사패턴(80), 접착패턴(130) 및 이격영역(140)을 포함할 수 있다. 또한, 조명 장치(400)는 광원(30)이 실장되는 인쇄회로기판(20), 인쇄회로기판(20)을 지지하는 프레임 등의 지지부(310) 및 인쇄회로기판을 통해 광원(30)에 전원을 공급하는 전원부(180)를 포함할 수 있다.

반사층(70)은 패턴층(10a) 상에 패턴(22)과 마주하도록 배치된다. 반사층(70)의 적어도 일부는 인쇄회로기판(20)과 패턴층(10a) 사이에 배치될 수 있다. 반사층(70)은 반사 효율이 높은 재질로 마련되어 광원(30)으로부터 패턴층(10a)을 통과하여 나오는 광을 반사하여 패턴층(10a)으로 다시 되돌려 보낸다. 반사층(70)을 이용하면, 조명 장치의 광손실을 줄이고 입체효과를 갖는 선형광을 더욱 선명하게 표현할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 패턴층(10a)은 입체효과 형성부의 패턴이 반사층(70)과 마주하도록 배치된다. 그러한 배치는 패턴층(10a) 상에 레진을 도포하여 레진층(10)을 형성하는 경우, 레진층(10)에 의해 덮여지는 패턴이 그 고유의 기능(반사 및 굴절 기능)을 상실하는 것을 방지한다. 즉, 패턴(22)은 입사광을 경사면에서 굴절 및 반사하여 장치 외부로 유도하도록 기능해야 하는데, 패턴층(10a)의 굴절률과 유사한 굴절률을 갖는 레진층(10)으로 패턴을 덮으면 실질적으로 패턴의 경사면이 사라져 패턴이 제기능을 수행할 수 없게 된다. 하지만, 본 실시예에서는 패턴(22)이 레진층(10)의 제1면과 마주하지 않고 반사층(70)과 마주하도록 패턴층(10a)을 배치함으로써 전술한 문제의 발생을 방지한다.

패턴층(10a)과 반사층(70)을 적층 배치할 때, 접착패턴(130)이 이용될 수 있다. 그 경우, 접착패턴(130)은 소정의 패턴(벌집 모양 등)을 갖고 반사층(70)의 반사율이나 반사 영역을 한정하도록 이용될 수 있다. 이러한 접착패턴(130)은 구현에 따라 접착물질을 함유한 반사패턴(80)에 의해 일체로 구현될 수 있다.

또한, 본 실시예의 조명 장치(400)는, 패턴층(10a)과 반사층(70)을 적층 배치할 때, 패턴층(10a)의 패턴이나 이들 사이의 접착패턴(130)에 의해 패턴층(10a)과 반사층(70) 사이에 형성되는 이격영역(140)을 더 포함할 수 있다. 이격영역(140)을 이용하면, 평면광의 품질을 높이거나 입체효과 선형광 자체나 그 주변의 광의 미세한 산란을 유도하여 입체효과 선형광이 또 다른 느낌의 광이미지를 표현하도록 기능할 수 있다. 이격영역(140)은 공기층이나 진공층일 수 있다.

인쇄회로기판(20)은 광원(30)에 연결되어 전원이나 구동 신호를 광원(30)에 공급한다. 인쇄회로기판(20)은 리지드(Rigid) 또는 플렉시블(Flexible) 타입을 포함할 수 있다. 인쇄회로기판(20)에 실장된 광원(30)은 반사층(70)의 개구부(41)와 패턴층(10a)의 개구부를 통해 레진층(10)의 내부에 매립되는 형태로 배치될 수 있다.

지지부(160)는 광원(30)이 실장되는 인쇄회로기판(20) 뿐만 아니라 레진층(10), 반사층(70) 등을 지지하도록 마련할 수 있다. 지지부(160)는 스테인리스스틸 등의 금속성 재료로 제조될 수 있다.

전원부(180)는 광원(30)에 연결되어 광원(30)에 전원을 공급한다. 전원부(180)는 배선 및 커넥터 등을 통해 연결되는 상용 전원을 포함할 수 있으나, 구현에 따라서 차량 배터리로 마련될 수 있다. 차량 배터리로 마련되는 경우, 광원(30)은 차량 배터리에 연결되어 차량 배터리의 전원에 의해 구동될 수 있다.

본 실시예에 의하면, 고내열성, 유연성, 우수한 부착력, 고효율, 고신뢰성을 구비하는 차량용 램프를 제공할 수 있다.

도 7은 도 6의 차량용 램프의 부분 확대 단면도이다.

도 7을 참조하면, 광원(30)에서 조사되는 광으로서 레진층(10) 내부를 이동하는 입사광(BL0)은 레진층(10)이나 패턴층(20a)의 굴절률과 외부 매질(대기)의 굴절률에 의해 정해지는 임계각 이하에서 레진층(10) 내부에서 반사하며 일측에서 타측으로 이동한다.

입사광(BL0)이 패턴층(10a)의 패턴의 각 패턴유닛의 경사면(221)과 만나면, 입사광(BL0)은 경사면(221)에서 굴절되거나 반사되며 그에 의해 임계각보다 큰 내부 입사각을 갖고 레진층(10)의 제2면 방향(z방향) 또는 제1면 방향(-z방향)에서 적층체 외부로 방출된다.

전술한 경우, 복수의 패턴유닛들은 경사면(221)에 의해 입사광을 굴절시키거나 반사시켜 제1면 방향 또는 제2면 방향으로 입사광을 방출하고 그에 의해 순차 배열되는 간접광원들로서 작용한다. 이러한 간접광원들은 조명장치 외부의 소정의 기준점에서 볼 때 간접 광원들이 복수의 패턴유닛들의 각 패턴 연장 방향과 직교하는 방향으로 연장하는 제1경로를 따라 해당 패턴유닛에서 점진적으로 더 멀리 위치하는 것처럼 보인다.

다시 말해서, 패턴유닛들이 패턴 배열 방향(x방향)으로 순차 배열되고 패턴 배열 방향에서 광원에 가까운 순서대로 제1영역(a1)의 제1패턴유닛(P11), 제2영역(a2)의 제2패턴유닛(P12) 및 제3영역(a3)의 제3패턴유닛(P13)이 있다고 가정할 때, 광원(30)에서 제2패턴유닛(P12)까지의 입사광의 제2광경로는, 광원(30)에서 제1패턴유닛(P11)까지의 제1광경로보다 길고, 광원(30)에서 제3패턴유닛(P13)까지의 제3광경로보다 작다. 즉, 제2패턴유닛(P12)의 반사 및 굴절에 의해 형성되는 제2간접광원(LS2)에서 제2패턴유닛(P12)까지의 제2거리(L2)는, 제1간접광원(LS1)에서 제1패턴유닛(P11)까지의 제1거리(L1)보다 길고, 제3간접광원(LS3)에서 제3패턴유닛(P13)까지의 제3거리(L3)보다 짧다. 그것은 차량용 램프 외부의 기준점에서 볼 때 패턴 설계에 의해 생성되는 제1경로의 선형광이 해당 패턴유닛의 경사면에서 제1경로를 따라 점진적으로 더 멀리 위치하는 순차 배열되는 점광원 형태의 간접 광원들에 의해 생성되며, 이러한 간접광원들에 의해 제1경로의 선형광은 레진층(10a)의 두께 방향에서 안쪽으로 들어가는 깊이감(입체효과)을 가지게 된다.

전술한 바와 같이, 패턴층(10a)의 다수의 패턴유닛들은 소정의 외부 기준점에서 볼 때 선형광의 제1경로를 따라 연속적으로 순차 배열되며 기준점 또는 해당 패턴유닛에서 점진적으로 더 멀리 위치하는 간접광원들로 각각 작용하며 그에 의해 레진층(10)에는 제1경로 상에서 입체효과를 갖는 선형광 즉, 입체효과 선형광(Line shaped beam having three-dimensional effect)이 표시될 수 있다.

전술한 입체효과 선형광은 제1면 방향이나 제2면 방향 측에서 볼 때 패턴 설계에 의해 미리 정해진 제1경로에서 특정 광폭으로 한정되어 유도되는 선형광이 레진층(10)의 제1면이나 제2면(또는 패턴배열면)에서 레진층(10) 안쪽으로 점진적으로 들어가는 깊이감을 갖는 광이미지를 지칭한다. 입체효과 선형광은 제1경로를 따라 연장하며 점진적으로 휘도가 낮아지는 형태를 가질 수 있다.

한편, 전술한 제1 내지 제3 패턴유닛들(P11, P12 및 P13)에 있어서, 제2패턴유닛(P12)은 광원(30) 측에서 볼 때 레진층(10)의 제2면 상에서 제1패턴유닛(P11)의 바로 다음에 위치하는 패턴유닛이거나 제1패턴유닛(P11)과 소정 개수의 다른 패턴유닛들을 사이에 두고 위치하는 패턴유닛일 수 있다. 이와 유사하게, 제3패턴유닛(P13)은 광원(30) 측에서 볼 때 제2패턴유닛(P12)의 바로 다음에 위치하는 패턴유닛이거나 제2패턴유닛(P12)과 소정 개수의 다른 패턴유닛들을 사이에 두고 위치하는 패턴유닛일 수 있다.

본 실시예에 의하면, 광가이드층과 반사부재 사이에 특정 설계의 표면 패턴이 형성된 패턴층(입체효과 형성부)을 구비함으로써 시야각에 따라 빛의 형상과 입체감이 바뀌는 효과, 심미감이 향상된 조명장치를 제공할 수 있는 효과 및 다양한 종류의 조명장치에 응용 가능한 이점을 갖는다.

또한, 전술한 실시예에 의하면, 패턴 설계에 의한 입체효과 선형광 구현시 반사패턴(80), 접착패턴(130) 또는 이격영역(140)을 이용하여 광이미지에 변화를 줄 수 있는 차량용 램프를 제공할 수 있다.

예를 들어, 패턴층(10a)은 반사층(70)의 상면에 배치될 수 있으며, 반사층(70)을 향하는 면에 돌출패턴, 즉 입체적인 표면 패턴이 형성된 구조를 구비한다. 이 경우, 패턴층(10a)은 다수의 단위 프리즘 렌즈 패턴을 구비한 프리즘 시트, 마이크로렌즈 어레이 시트 및 렌티큘러 렌즈 시트 중 어느 하나 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.

돌출패턴에 의해 패턴층(10a)과 반사층(70) 사이에는 이격영역(130)이 형성된다. 이러한 이격영역(130)은 광의 확산을 제어하는데 이용될 수 있으며, 그 경우, 입체효과를 갖는 빛의 형상과 함께 빛이 확산되는 영역을 제어하여 다양한 광이미지를 구현할 수 있다.

또한, 패턴층(10a)과 반사층(70) 사이의 이격영역(130)에 접착패턴을 부가하여 이들을 접합할 수 있다. 이 경우, 차광물질을 포함한 접착패턴이 배열되는 부위에는 이격영역(130)이 형성되지 않는다. 이와 같이, 이격영역(130)과 접착패턴을 이용하면, 패턴 설계를 통해 기하학적인 광이미지를 구현하는 장치로서, 단순한 면발광이 아닌 입체적인 광이미지와 함께 면발광을 구현하는 면발광 차량용 램프를 구현할 수 있다.

또한, 전술한 실시예에 의하면, 패턴층의 패턴 설계를 통해 시야각에 따라 빛의 형상이 변하며 두께 방향에서 입체감을 갖는 광이미지를 면발광 형태로 구현하는 효과를 얻을 수 있다. 아울러, 반사층(70)에 반사잉크를 이용한 패턴을 형성하면 빛의 강도를 조절할 수 있으며, 반사층(70)과 패턴층(10a) 사이의 접착패턴을 이용하여 기하학적 광이미지의 형상을 변형시킬 수 있다.

이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것은 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함 없이 본 발명에 대해 다수의 적절한 변형 및 수정이 가능함을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변형 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

10: 레진층
10a: 패턴층
20: 인쇄회로기판
30, 30a ~ 30g: 광원
43: 차광패턴
50: 이격영역
60: 확산판
70: 반사층
80: 반사패턴

Claims

인쇄회로기판;
상기 인쇄회로기판 상에 배치되는 복수개의 광원;
상기 인쇄회로기판 상에 배치되고 상기 복수개의 광원을 매립하는 레진층;
상기 인쇄회로기판과 상기 레진층 사이에 배치되는 반사층;
상기 레진층 및 상기 반사층 사이에 배치되는 패턴층; 및
상기 레진층 상에 배치되는 광학패턴층을 포함하고,
상기 레진층은 실리콘 계열이며, 비닐기를 갖는 오르가노폴리실록산(Vinylated organopolysiloxanes), 수소 함유 오르가노폴리실록산(Hydrogen organopolysiloxanes), 비닐기를 갖는 실리케이트(Vinylated silicates), 백금 경화 촉매(Platinum curing catalyst) 및 첨가제(Additives)를 포함하고,
상기 레진층의 조성은 상기 비닐기를 갖는 오르가노폴리실록산을 20~40 중량%, 상기 수소 함유 오르가노폴리실록산을 20~40중량%, 상기 비닐기를 갖는 실리케이트를 10~20 중량%, 상기 백금 경화 촉매를 1~3 중량% 및 상기 첨가제를 1~3 중량% 함유하고,
상기 패턴층은 상기 반사층의 상면과 마주하는 하면 상에 배치된 요철 형상의 패턴부를 포함하고,
상기 패턴층 및 상기 반사층 사이에는 반사 패턴이 배치되고,
상기 패턴층 및 상기 반사층 사이에는 이격 영역이 형성되며, 상기 반사 패턴은 상기 이격 영역에 배치되고,
상기 반사 패턴은 접착 물질을 포함하고, 상기 패턴층 및 상기 반사층은 상기 반사 패턴을 매개로 서로 접착하는 차량용 램프.
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청구항 1에 있어서,
상기 레진층은 125℃ 이상에서 내열성을 구비하는 차량용 램프.
청구항 1에 있어서,
상기 광학패턴층은 상기 레진층 상에 배치되는 제1필름기재, 상기 제1필름 기재 상에 배치되는 제2필름기재, 및 상기 제1필름기재와 상기 제2필름기재 사이에 차광패턴을 포함하는 차량용 램프.
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청구항 1에 있어서,
상기 이격 영역은 공기층 또는 진공층인 차량용 램프.
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