KR20070006389A - 불연속 홈부가 형성된 도광판 및 그를 이용한 표시 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 불연속 홈부가 형성된 도광판 및 그를 이용한 표시 장치에 관한 것으로, 일정 두께를 갖는 사각판 형태의 아크릴 소재의 도광판으로, 광원으로부터 빛이 입사되는 측면과; 상기 측면으로부터 입사된 빛을 난반사시키는 홈부가 형성된 하부면과; 상기 하부면에 반대되며, 상기 홈부에서 난반사된 빛이 발산되는 상부면;을 포함하며, 상기 홈부는 상기 광원에서 멀어질수록 깊게 형성되며, 동일선상에 위치하는 상기 홈부는 불연속적으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 홈부가 형성된 도광판 및 그를 이용한 표시 장치를 제공한다. 따라서 홈부에 의해 빛의 난반사와 홈 사이의 틈으로의 빛의 회절에 의해 도광판의 상부면으로 빛이 발산되기 때문에, 도광판의 조도를 향상시킬 수 있다. 그리고 광원으로 고휘도 발광다이오드 모듈을 사용함으로써, 균일하면서 고휘도의 빛을 발산하는 도광판에 제공할 수 있다.

도광판, 불연속, 홈부, 회절, LED

Description

불연속 홈부가 형성된 도광판 및 그를 이용한 표시 장치{LGP forming discontinuous groove and display apparatus using the same}

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 도광판을 이용한 표시 장치를 보여주는 분해 사시도이다.

도 2는 도 1의 2-2선 단면도이다.

도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 도광판을 이용한 표시 장치를 보여주는 평면도이다.

도 4는 도 3의 4-4선 단면도이다.

도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 도광판을 이용한 표시 장치를 보여주는 평면도이다.

도 6은 종래기술에 따른 도광판을 이용한 표시 장치를 보여주는 분해 사시도이다.

도 7은 도 6의 도광판의 조사 방식을 보여주는 측면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 설명 *

10 : 도광판 15 : 홈부

16 : 홈 20 : 조광부

21 : 발광다이오드 모듈 22 : 발광다이오드

23 : 인쇄회로기판 24 : 케이스

40 : 표시판 50 : 반사판

60 : 확산판 100 : 표시 장치

본 발명은 도광판 및 그를 이용한 표시 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고휘도 발광다이오드에서 조사되는 빛의 광도에 비해 조도를 향상시킬 수 있도록 홈부가 불연속적으로 형성된 도광판 및 그를 이용한 표시 장치에 관한 것이다.

일반적으로 종래의 비상구 표시판, 광고판, 안내판, 조명등, 조명액자 등과 같은 패널(panel) 형태의 표시 장치는 표시 프레임의 내부에 다수의 형광등을 일렬로 다수 배열하고 그 전면으로 표시할 내용이 인쇄된 표시판 또는 표시 프레임을 프레임 틀에 고정시켜 표시판을 통해 후방의 형광등 빛이 조사되는 후광방식으로 제작되었다.

이와 같은 표시 장치는 표시판을 발광시키기 위한 다수의 형광등의 사용 수명이 짧기 때문에, 수시로 표시판을 들어 내고 내부의 형광등을 갈아주어야 하는 단점이 있다. 광원인 형광등이 표시 장치의 내부에 포함되어야 하기 때문에, 부피가 그 만큼 커질 수 밖에 없는 단점이 있다.

이와 같은 단점 때문에 최근에는 광원 조사 방식을 도광판을 이용한 측광 방식으로 변환된 표시 장치가 보급되고 있는데, 그 기본 구조를 아래 도시된 도 6 및 도 7에 근거하여 설명하면 다음과 같다.

도 6은 종래기술에 따른 도광판(1)을 이용한 표시 장치를 보여주는 분해 사시도이다. 그리고 도 7은 도 6의 도광판(1)의 조사 방식을 보여주는 측면도이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 종래의 표시 장치는 표면에 격자형으로 V홈(1a)이 가공되고 양측부에 리플렉터(3)에 의해 램프(2)가 결합되는 도광판(1)과, 도광판(1)의 전면과 배면에 각각 접착되는 표시판(4)과 반사판(5)으로 구성된다.

도광판의 V홈(1a)은 도광판(1)의 일측 또는 양측에서 램프(2)를 통해 조사되는 광원이 V홈의 음각패턴마다 난반사를 일으켜 도광판 배면의 반사판(5)을 통해 도광판(1)의 전면으로 균일한 휘도를 나타내며 빛이 발산될 수 있도록 하기 위한 것이다.

이때 V홈(1a)의 도광판(1) 가공시 광원의 조사 방식에 따라 도광판(1) 표면으로 균일한 휘도를 나타내도록 하기 위해서는 V홈(1a)의 패턴 간격이 도광판(1) 일측 또는 양측의 광원에서 멀어질수록 패턴의 간격이 조밀해지고 그 깊이가 깊어지도록 하였다.

이와 같은 종래의 도광판(1)은 판상의 도광판(1) 일측 또는 양측에 리플렉터(3)에 의해서 장착되는 램프(2)를 통해 조사되는 광원이 도광판(1)의 양측 수직 단면을 통해 입사되기 때문에, 광원의 입사량에 대해서 수직 단면으로의 광량만으로 제한될 수 밖에 없어 램프의 광도(광원으로부터 방출되는 광량)에 비해 조도(단위 면적당 도달되는 빛의 양)가 떨어지는 문제점을 안고 있다.

이와 같은 문제점을 해소하기 위한 방안으로, 한국등록특허공보 제373442호 (2003.02.11)에 개시된 바와 같이, V홈에 요철부를 형성하여 광산란 효과를 이용하여 조도를 향상시키는 도광판이 제시되었다.

하지만 한국등록특허공보 제373442호 또한 V홈의 의해 반사되는 광만을 이용하기 때문에, 조도를 높이는 데는 한계가 있다.

그리고 광원으로 사용되는 냉음극형 초세관 형광등은 일반적인 형광등 보다는 열의 발생도 적고 사용되는 전력량도 극히 적으며 수명이 긴 장점이 있지만, 전극이 램프 안에 설치되어 있기 때문에 램프 사이의 전압편차를 줄여 균일한 휘도를 구현하는 데는 어려움이 있다.

이에 본 발명은 상기한 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 제 1 목적은 조도를 향상시킬 수 있도록 하는 데 있다.

본 발명의 제 2 목적은 균일하며 고휘도의 빛을 제공할 수 있도록 하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 일정 두께를 갖는 사각판 형태의 아크릴 소재의 도광판으로, 광원으로부터 빛이 입사되는 측면과; 상기 측면으로부터 입사된 빛을 난반사시키는 홈부가 형성된 하부면과; 상기 하부면에 반대되며, 상기 홈부에서 난반사된 빛이 발산되는 상부면;을 포함하며, 상기 홈부는 상기 광원에서 멀어질수록 깊게 형성되며, 동일선상에 위치하는 상기 홈부는 불연속적으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 홈부가 형성된 도광판을 제공한다.

본 발명에 따른 도광판에 있어서, 홈부는 광원의 빛이 입사되는 측면에 평행하게 형성된 홈들을 포함하며, 홈들은 광원에서 멀어질수록 조밀하게 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 도광판에 있어서, 홈부는 광원의 빛이 입사되는 측면에 수직하게 형성된 홈들을 포함하며, 홈들은 일정 간격으로 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 도광판에 있어서, 홈부는 슬롯(slot) 형태로 형성되거나 딤플(dimple)로 형성될 수 있다. 또는 홈부는 슬롯 형태와 딤플 형태가 혼합된 형태로 형성될 수 있다.

본 발명은 또한 전술된 도광판을 이용한 표시 장치를 제공한다. 즉, 본 발명은 도광판과; 상기 도광판의 측면을 따라서 설치되며, 상기 측면에 수직한 방향으로 빛을 조사하는 복수개의 고휘도 발광다이오드 모듈을 갖는 조광부와; 상기 도광판의 하부면에 설치되며, 상기 하부면 아래로 입사되는 빛을 반사시키는 반사판과; 상기 도광판의 상부면에 설치되어 상기 상부면으로 발산되는 빛에 의해 이미지를 표시하는 표시판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 홈부가 형성된 도광판을 이용한 표시 장치를 제공한다.

본 발명에 따른 표시 장치에 있어서, 발광다이오드 모듈은 컬러 발광다이오드을 포함하여 구성될 수 있다.

그리고 본 발명에 따른 표시 장치에 있어서, 발광다이오드 모듈이 설치된 측면은 일정 색상으로 도색될 수 있다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

제 1 실시예

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 도광판(10)을 이용한 표시 장치(100)를 보여주는 분해 사시도이다. 도 2는 도 1의 2-2선 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 도광판(10)을 이용한 표시 장치(100)는 도광판(10)을 중심으로 적어도 일측의 측면(12)에 설치된 조광부(20)와, 도광판의 하부면(13)에 설치되는 반사판(50)과, 도광판의 상부면(14)에 차례로 설치되는 확산판(60) 및 표시판(40)을 포함하여 구성된다.

제 1 실시예에 따른 도광판(10)은 일정 두께를 갖는 사각판 형태의 아크릴 수지로 제조된 투명한 라이트 패널(light panel)이다. 도광판(10)은 조광부(20)로부터 빛이 입사되는 측면(12)과, 측면(12)으로부터 입사된 빛을 난반사시키는 홈부(15)가 형성된 하부면(13)과, 하부면(13)에 반대되며 홈부(15)에서 난반사된 빛이 발산되는 상부면(14)을 포함한다.

특히 홈부(15)는 조광부(20)에서 멀어질수록 점차적으로 깊고 조밀하게 형성된 홈들(16)로 구성되며, 동일선 상의 홈들(16)은 각각 불연속적으로 형성되어 있다. 홈(16)은 조광부(20)의 빛이 입사되는 측면(12)에 평행하게 슬롯(slot) 형태로 형성된다. 홈(16)은 단면이 V홈 또는 U홈 형태로 구현될 수 있다.

이때 홈부(15)를 조광부(20)에서 멀어질수록 점차적으로 깊고 조밀하게 형성하는 이유는, 도광판의 상부면(14)을 통하여 빛이 균일하게 발산되도록 하기 위해 서이다. 즉 도광판에 홈부를 일정 간격으로 균일하게 형성할 경우 조광부에서 멀어질수록 조도가 떨어지기 때문에, 조광부에서 멀어질수록 도광판 부분은 밝기가 어두워진다. 따라서 홈부(16)를 조광부(20)에서 멀어질수록 점차적으로 깊고 조밀하게 형성하여 입사량을 증가시킴으로써, 도광판(10)을 균일하게 밝힐 수 있다.

동일선상의 홈들(16)을 불연속적으로 형성한 이유는, 홈(16) 사이의 틈(17)으로 입사되는 빛에 의한 회절을 이용하여 도광판(10)의 조도를 높이기 위해서이다.

한편 한국등록특허공보 제373442호(2003.02.11)에 개시된 바와 같이, 홈부(16)에 요철부를 형성하여 광산란 효과를 이용하여 조도를 더욱 향상시킬 수도 있다.

조광부(20)는 도광판의 측면(12)에 설치되며, 측면(12)에 수직한 방향으로 빛을 조사하는 복수개의 고휘도 발광다이오드(22)가 배열된 발광다이오드 모듈(21)을 포함하며, 도광판의 측면(12)을 향하는 부분을 제외한 발광다이오드 모듈(21)은 케이스(24)에 의해 보호된다. 물론 발광다이오드(22)는 인쇄회로기판(23)에 실장되며, 제 1 실시예에서는 일렬로 실장된 예를 개시하였지만 복수열로 실장될 수 있음은 물론이다.

즉 광원으로서 고휘도의 발광다이오드(22)를 사용함으로써, 조광부(20)를 반영구적으로 사용할 수 있다. 발광다이오드(22)는 열이 발생되지 않기 때문에, 열 발생으로 인한 도광판(10)의 변형을 방지할 수 있다. 발광다이오드(22)에서 방출되는 빛은 직진성이 강하기 때문에, 빛의 손실이 거의 없어 풍부한 광량을 도광판 (10)에 제공할 수 있다.

발광다이오드 모듈(21)은 컬러 발광다이오드를 포함하여 구성될 수 있으며, 도광판(10)의 다양한 색상의 조명 연출도 가능하다. 이때 단일색의 컬러 발광다이오드만을 사용할 수도 있고, 여러색의 컬러 발광다이오드를 혼합하여 사용할 수도 있다. 그리고 조광부(20)가 설치되는 도광판의 측면(12)을 일정 색상으로 도색하여 다양한 조명 효과를 구현할 수도 있다.

반사판(50)은 도광판의 하부면(13)에 설치되어, 도광판의 하부면(13)을 통과한 빛을 도광판의 상부면(14)쪽으로 반사시킨다.

확산판(60)은 도광판의 상부면(14)에 설치되어, 도광판의 상부면(14)으로 소정의 각도를 기울어져 발산되는 빛을 수직한 방향으로 세워 도광판의 상부면(14)을 균일하게 밝힐 수 있도록 한다. 아울러 확산판(60)은 도광판의 홈부(15)가 보이지 않도록 하는 역할도 담당한다.

그리고 표시판(40)은 확산판(60)의 상부면에 설치되어 확산판(60)으로 균일하게 발산되는 빛에 의해 표시되는 이미지가 형성되어 있다.

한편 제 1 실시예에서는 도광판의 일측면(12)에 조광부(20)가 설치된 예를 개시하였지만, 일측면과 마주보는 타측면에도 조광부를 하나 더 설치할 수도 있다.

조광부(20)의 광량에 따라 사용할 수 있는 도광판(10)의 최대 크기가 결정되기는 하지만, 필요에 따라 조광부를 양쪽에 설치할 수도 있다. 이 경우 각 조광부에서 멀어질수록 홈부가 깊고 조밀하게 형성되기 때문에, 홈부는 산 형태로 형성될 수 있으며, 산의 정상 지점에 근접한 도광판 부분이 상대적으로 밝기가 밝게 된다. 따라서 도광판 부분에서 특정 부분을 밝게 비추어 강조하고자 할 경우에 응용될 수 있다.

제 2 실시예

제 1 실시예에서는 홈부가 빛의 진행 방향에 수직한 방향으로 설치된 예를 개시하였지만, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 빛의 진행 방향에 수평한 방향으로 설치할 수도 있다.

제 2 실시예에 따른 표시 장치(200)는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 빛의 진행 방향에 수평하게 홈부(115)가 형성된 도광판(110)을 포함하여 구성되며, 도광판(110)을 제외하고는 동일한 구성을 갖기 때문에, 도광판(110)을 중심으로 설명하도록 하겠다.

도광판의 홈부(115)는 조광부(120)에 설치된 발광다이오드(122)의 배열에 대응되게 평행하게 일정 간격을 두고 설치되며, 조광부(120)에서 멀어질수록 점차적으로 깊고 조밀하게 형성된 홈들(116)로 구성되며, 동일선 상의 홈들(116)은 불연속적으로 형성되어 있다. 홈(116)은 조광부(120)의 빛이 입사되는 측면에 수직하게 슬롯 형태로 형성된다. 물론 홈(116)은 단면이 V홈 또는 U홈 형태로 구현될 수 있다.

제 3 실시예

제 1 및 제 2 실시예에 따른 도광판의 홈부의 홈은 일정 길이를 갖는 슬롯 형태로 형성한 예를 개시하였지만, 도 5에 도시된 바와 같이, 딤플(dimple) 형태로 형성될 수 있다. 딤플은 짧은 직선 형태나 타원 형태로 구현될 수 있다.

제 3 실시예에 따른 표시 장치(300)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 빛의 진행 방향에 수평하게 홈부(215)가 형성된 도광판(210)을 포함하여 구성되며, 도광판(210)을 제외하고는 동일한 구성을 갖기 때문에, 도광판(210)을 중심으로 설명하도록 하겠다.

도광판의 홈부(215)는 조광부(220)에서 멀어질수록 점차적으로 깊고 조밀하게 형성된 홈들(216)로 구성될 수 있다. 홈(216)은 단면이 V홈 또는 U홈 형태로 구현될 수 있다.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다. 예컨대 제 1 실시예와 제 2 실시예에 따른 홈부를 함께 도광판에 형성하거나, 또는 제 1 실시예에 따른 도광판과 제 2 실시예에 따른 도광판의 겹쳐서 사용할 수도 있다. 또는 제 3 실시예에 따른 홈부와, 제 1 또는 제 2 실시예에 따른 홈부를 함께 도광판에 형성할 수도 있다.

따라서, 본 발명의 구조를 따르면 광원으로 고휘도 발광다이오드 모듈을 사용하고, 도광판의 홈부를 조광부에서 멀어질수록 점차적으로 깊게 형성하고 불연속 적으로 형성함으로써, 빛의 난반사와 빛의 회절에 의해 도광판의 상부면으로 빛이 발산되기 때문에, 도광판의 조도를 향상시킬 수 있다.

그리고 광원으로 고휘도 발광다이오드 모듈을 사용함으로써, 균일하면서 고휘도의 빛을 발산하는 도광판에 제공할 수 있다.

또한 고휘도 발광다이오드 모듈에 사용되는 발광다이오드로 컬러 발광다이오드를 사용하거나 조광부가 설치되는 도광판의 측면에 일정 색상으로 도색을 함으로써, 다양한 색상의 조명을 연출할 수 있는 장점도 있다.

Claims (1)

1. 일정 두께를 갖는 사각판 형태의 아크릴 소재의 도광판으로,

   광원으로부터 빛이 입사되는 측면과;

   상기 측면으로부터 입사된 빛을 난반사시키는 홈부가 형성된 하부면과;

   상기 하부면에 반대되며, 상기 홈부에서 난반사된 빛이 발산되는 상부면;을 포함하며,

   상기 홈부는 상기 광원에서 멀어질수록 깊게 형성되며, 동일선상에 위치하는 상기 홈부는 불연속적으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 홈부가 형성된 도광판.

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