KR20080007741A - 광학 라이팅 필름, 이를 제조하는 방법 및 장치, 이를이용한 조명 시스템 - Google Patents

광학 라이팅 필름, 이를 제조하는 방법 및 장치, 이를이용한 조명 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20080007741A
KR20080007741A KR1020060066761A KR20060066761A KR20080007741A KR 20080007741 A KR20080007741 A KR 20080007741A KR 1020060066761 A KR1020060066761 A KR 1020060066761A KR 20060066761 A KR20060066761 A KR 20060066761A KR 20080007741 A KR20080007741 A KR 20080007741A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
film
light source
optical writing
optical
Prior art date
Application number
KR1020060066761A
Other languages
English (en)
Inventor
이상훈
황갑진
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020060066761A priority Critical patent/KR20080007741A/ko
Priority to US11/636,553 priority patent/US7658514B2/en
Priority to EP06025723.5A priority patent/EP1845304B1/en
Priority to CN2006101685073A priority patent/CN101055061B/zh
Priority to CA002571929A priority patent/CA2571929C/en
Priority to JP2006345544A priority patent/JP2007287657A/ja
Publication of KR20080007741A publication Critical patent/KR20080007741A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • G02B6/0053—Prismatic sheet or layer; Brightness enhancement element, sheet or layer
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0058—Means for improving the coupling-out of light from the light guide varying in density, size, shape or depth along the light guide
    • G02B6/0061—Means for improving the coupling-out of light from the light guide varying in density, size, shape or depth along the light guide to provide homogeneous light output intensity
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0096—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the lights guides being of the hollow type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V2200/00—Use of light guides, e.g. fibre optic devices, in lighting devices or systems
    • F21V2200/40—Use of light guides, e.g. fibre optic devices, in lighting devices or systems of hollow light guides

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)

Abstract

본 발명은 양면이 구조화된 광학 라이팅 필름, 상기 광학 라이팅 필름을 제조하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 양면이 구조화된 광학 라이팅 필름을 활용한 조명 시스템에 관한 것이기도 하다. 본 발명에 따른 광학 라이팅 필름은 복수의 선형 프리즘이 배치되어 그 일면이 구조화되고, 그 대향면은 다수의 오목부가 형성되어 구조화됨으로써 대향하는 양면이 구조화된 것을 특징으로 한다.
광 가이드, 광학 라이팅 필름

Description

광학 라이팅 필름, 이를 제조하는 방법 및 장치, 이를 이용한 조명 시스템{Optical lighting film, method and apparatus for manufacturing the same, and illuminating system having the same}
도 1a는 종래의 조명 시스템에 사용되는 광 가이드에서의 빛의 전송 및 반사를 설명하기 위해 광학 라이팅 필름의 일부분을 도시한 단면도이다.
도 1b는 종래의 조명 시스템에 사용되는 광 가이드에서의 빛의 전송 및 반사를 설명하기 위해 광학 라이팅 필름의 일부분을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 시스템의 사시도이다.
도 3a는 도 2의 선 I-I를 따라 절취한 상태의 조명 시스템의 개략 단면도이다.
도 3b는 도 2의 선 II-II를 따라 절취한 상태의 광 가이드의 개략 단면도이다.
도 3c는 도 3a의 광학 라이팅 필름의 이면을 도시한 도면이다.
도 4는 도 3a의 광 가이드에서 빛 전송 및 분배되는 양상을 설명하기 위한 부분 단면도이다.
도 5a는 도 3a의 광 가이드의 다른 실시예를 도시한 단면도이다.
도 5b 및 5c는 도 3a의 광 가이드의 또 다른 실시예들을 설명하기 위한 도면 으로서, 광학 라이팅 필름의 일면을 부분적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 라이팅 필름의 제조방법 및 제조장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명은 양면이 구조화된 광학 라이팅 필름, 상기 광학 라이팅 필름을 제조하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 양면이 구조화된 광학 라이팅 필름을 활용한 조명 시스템에 관한 것이기도 하다.
빛을 원거리까지 비교적 적은 전송 손실로 전송시킬 수 있는 광 가이드를 이용한 조명 장치가 종래에 공지되어 있다. 광 가이드는 광 도관(light conduit), 광 파이프(light pipe) 또는 광 튜브(light tube)라고도 불리며, 장식용이나 기능성 광을 비교적 넓은 영역에 걸쳐 효과적으로 분배하는 데에 이용된다.
통상의 광 가이드는 투명한 중합체 물질로 구성된 광학 라이팅 필름(Optical lighting film)을 관 형태로 롤링 가공하고, 투명 아크릴 파이프의 내부에 이를 고정시켜 얻을 수 있다. 상기 광학 라이팅 필름은 구조화되지 않은 매끈한 내면과 일정한 방향을 따라 복수의 삼각형 홈을 형성하는 선형의 프리즘 어레이로 구조화된 외면을 포함한다. 이러한 구조상의 특징으로 인해 광 가이드는 소정의 각도 범위 내에서 광 가이드 내로 입력된 빛을 내부 전반사에 의해 광 가이드의 내부에 구속함으로써 광 가이드의 길이 방향을 따라 빛을 전송한다. 상기한 바와 같은 전형적 인 광 가이드는 미국특허 제 4,805,984호에 개시되어 있으며, 본원에 참고문헌으로 인용된다.
이하, 상기한 바와 같은 구조를 갖는 광 가이드의 광 전송 및 반사 원리를 본 발명의 이해에 필요한 범위 내에서 첨부된 도면을 참조하여 설명하도록 한다.
도 1a는 광 가이드에서의 빛의 전송 및 반사를 설명하기 위해 광학 라이팅 필름의 일부분을 도시한 단면도이며, 도 1b는 광 가이드에서의 빛의 전송 및 반사를 설명하기 위해 광학 라이팅 필름의 일부분을 도시한 사시도이다. 다만, 이해의 편의상, 구조화되지 않은 내면을 상측으로 하고, 구조화된 외면을 하측으로 하여 도시하였다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 광원(미도시)으로부터의 빛은 화살표와 같이 광학 라이팅 필름의 구조화되지 않는 내면에 입사하여 굴절되고(1 지점), 구조화된 외면의 프리즘의 양 측면에서 전반사 되고(2 및 3 지점), 이에 의해 외부로 향하던 빛은 상기 내면에서 굴절되어(4 지점) 다시 내부로 입력된다. 이러한 전반사 과정이 반복되는 과정에서 빛은 실질적으로 광 가이드의 길이 방향을 따라 진행하게 된다. 따라서 광학 라이팅 필름을 활용하면 광원에서 발생한 빛의 전송 능력을 향상시킬 수 있다.
한편, 광 가이드는 특정 지점을 조명하기 위한 포인트 조명의 용도만 아니라, 어떤 한 영역을 조명할 목적으로도 이용된다. 이 경우, 광 가이드의 내부에서 진행하는 빛을 외부로 분배시키기 위해 다양한 기술이 이용된다. 이러한 기술 중의 하나로서, 광학 라이팅 필름의 구조화된 면에 배치된 프리즘의 형상을 변경시킴으 로써, 즉, 프리즘의 모서리부를 둥글게 하거나, 프리즘의 일부를 마모시키거나, 선택된 영역의 프리즘을 완전히 제거함으로써 광이 광 가이드의 변경된 영역을 통해 방출되게 하는 기술이 포함된다. 다른 기술로서는, 광학 라이팅 필름의 구조화되지 않은 면에 빛을 산란시킬 수 있는 도트 패턴을 별도의 공정에 의해 인쇄하는 기술이 있다.
그러나 상술한 방법들은 그 공정이 복잡할 뿐만 아니라, 광학 라이팅 필름의 표면에 스크레치와 같은 불량을 유발한다는 문제점도 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 광 가이드의 길이 방향을 따라 균일하게 빛을 분배할 수 있는 구조를 갖는 양면이 구조화된 광학 라이팅 필름 및 이를 이용한 조명 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 연속적인 공정으로 양면이 구조화된 광학 라이팅 필름을 제조하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
상기와 같은 목적 달성을 위해, 본 발명의 일 태양에 있어서, 빛을 발생하는 램프를 구비한 광원부; 및 상기 광원부로부터 발생한 빛을 입력받아 외부로 빛을 출력하도록 상기 광원부와 광학적으로 연결된 광 가이드를 포함하되, 상기 광 가이드는, 복수의 선형 프리즘이 그 일면에 구비되며, 그 대향면에는 다수의 오목부가 형성된 광학 라이팅 필름을 포함하는 조명 시스템이 제공된다.
본 발명의 다른 태양에 있어서, 복수의 선형 프리즘이 배치되어 그 일면이 구조화되고, 그 대향면은 다수의 오목부가 형성되어 구조화됨으로써 대향하는 양면이 구조화된 광학 라이팅 필름이 제공된다.
본 발명의 또 다른 태양에 있어서, (a) 열가소성 수지를 가열하여 용융시키는 단계; (b) 다이를 통해 상기 용융된 수지를 필름 형태로 연속적으로 압출시켜 일정한 두께를 갖는 열가소성 수지 필름을 얻는 단계; 및 (c) 상기 열가소성 수지 필름을 이송시키면서 양면을 구조화시키는 단계를 포함하는 양면이 구조화된 광학 라이팅 필름의 제조방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 태양에 있어서, 열가소성 수지를 가열 용융시키며, 상기 용융된 열가소성 수지를 다이를 통해 연속된 필름의 형태로 압출하는 압출기; 상기 필름을 일정한 두께로 가공하는 복수의 캘린더 롤; 및 상기 캘린더 롤을 통과한 필름의 양면을 구조화시킬 수 있도록 표면이 구조화된 패턴 롤을 포함하는 양면이 구조화된 광학 라이팅 필름을 제조하는 장치가 제공된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다. 이하의 도면에서 동일하거나 대응하는 부분에는 동일한 부호를 사용하며, 이들에 대해서는 반복하여 상세히 설명하지 않는다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 시스템의 사시도이다. 도 3a는 도 2의 선 I-I를 따라 절취한 상태의 조명 시스템의 개략 단면도이며, 도 3b는 도 2의 선 II-II를 따라 절취한 상태의 광 가이드의 개략 단면도이다. 또한, 도 3c는 도 3a의 광학 라이팅 필름의 일면을 도시한 도면이다.
도 2, 도 3a 내지 도 3c를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 시스템(100)은 광원부(110), 광 가이드(120) 및 반사 캡(130)을 포함한다.
광원부(110)는 외부의 전원 장치(미도시)로부터 전원을 공급받아 빛을 발생하며, 광원부(110)에서 발생한 빛은 상기 광원부와 광학적으로 연결된 광 가이드(120)에 제공된다.
광원부(110)는 빛을 발생시키는 광원(112), 상기 광원의 후방에 배치된 반사경(114), 그리고 상기 광원 및 반사경이 수납되는 하우징(116)을 포함한다.
광원(112)은 외부로부터 인가되는 전원(미도시)을 공급받아, 소정 파장의 빛을 제공한다. 광원(112)로서는 조명 시스템(100)이 설치되는 환경을 고려하여 종래에 공지된 다양한 종류의 광원을 사용할 수 있다. 예를 들어, 광원(112)에는 할로겐 램프, 발광 다이오드, 메탈할라이드 램프 또는 플라즈마 라이팅을 채용할 수 있다.
반사경(114)은 광원(112)의 후방에 배치되며, 광원(112)에서 발생한 빛을 반사시켜 광 가이드(120)로 입사시킨다. 반사경(114)의 구조는 빛이 입력되는 광 가이드(120)의 길이에 따라 변할 것이나, 일반적으로는 비구면 반사경이다.
반사경(114)은 가공성이 우수한 금속 또는 플라스틱 재질로부터 제작될 수 있다. 이때, 적어도 반사경(114)의 표면은 알루미늄이나 은과 같이 광 반사율이 우수한 금속 물질로 이루어진 피막을 구비하는 것이 바람직하다.
하우징(116)은 이상 설명한 광원(112) 및 반사경(114)을 수납하기 위한 공간 이 내부에 형성되어 있으며, 외부 환경으로부터 이들을 보호한다. 하우징(116)은 강도가 우수하며, 방열 특성 및 가공성이 우수한 재질, 예를 들면 금속을 사용하여 제작되는 것이 바람직하다.
하우징(116)의 종단에는 광 가이드(120)가 착탈 가능하게 설치되며, 이에 의해 광원부(110)와 광 가이드(120)는 광학적으로 연결된다.
광원(112)에서 발생한 빛은 광 가이드(120)의 내부에 입력되며, 광 가이드(120)는 입력된 빛을 그 길이 방향을 따라 전송하는 한편 빛을 외부로 분배한다.
광 가이드(120)는 지지 파이프(126) 및 광학 라이팅 필름(122)을 포함한다.
지지 파이프(126)는 중공의 관으로서, 롤링 가공된 광학 라이팅 필름(122)을 내부에 수용하고 이를 지지한다. 지지 파이프(126)의 재질은 광 투과율이 양호하고, 기계적 성질(특히 내충격성), 내열성 및 전기적 성질을 균형 있게 갖춘 열가소성 수지 물질인 것이 바람직하다. 더 바람직하게는, 지지 파이프(126)는, 제한됨이 없이, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylen Terephthalate; PET), 폴리카보네이트(Polycarbonate; PC) 또는 폴리메틸 메타크릴레이트(Polymethyl Methacrylate; PMMA)로 구성된다. 가장 바람직하게는, 지지 파이프(126)는 폴리메틸 메타크릴레이트로 구성된다. 폴리메틸 메타크릴레이트는 강도가 높아 잘 깨지지 않고 쉽게 변형되진 않는다. 또한, 가시광선 투과율이 높아서 광원 소재로 적합하다.
광학 라이팅 필름(122)은 광 투과율이 좋고, 기계적 성질(특히 내충격성), 내열성 및 전기적 성질을 균형 있게 갖춘 열가소성 수지, 예를 들면 폴리카보네이트(Polycarbonate; PC)와 같은 물질을 이용하여 연속된 시트의 형태로 제작될 수 있으며, 지지 파이프(126)의 길이에 상응하는 크기를 갖도록 절단하여 관 형태로 롤링 가공된 후, 지지 파이프(126)의 내부에 삽입된 상태로 고정된다.
광학 라이팅 필름(122)의 일면에는 복수의 선형 프리즘(123)이 미세 피치로 배열되며, 이에 의해 광학 라이팅 필름(122)의 일면은 구조화된다. 또한, 광학 라이팅 필름(122)의 이면에도 다수의 오목부(124)가 형성되어 구조화됨으로써 광학 라이팅 필름(122)의 양면은 모두 구조화된 형상을 갖는다.
각 선형 프리즘(123)의 단면은 대략 꼭지각이 90도이고, 상기 꼭지각에 이웃하는 양 변의 길이가 동일한 이등변 삼각형의 단면을 갖는 구조로 구성되는 바람직하다. 하지만, 선택에 따라, 선형 프리즘(123)의 단면은 정삼각형, 이등변 삼각형, 또는 부등변 삼각형 일 수 있다.
광학 라이팅 필름(122)의 이면에 형성된 오목부(124)의 형태 및 배열에는 일정한 제한이 없다.
본 발명의 일 실시예에서, 광학 라이팅 필름(122)의 오목부(124)는 도 3c에 도시된 바와 같이 사각 홈의 형태로 광원(112)으로부터의 거리에 비례하여 그 크기가 점차 증가한다. 오목부(124)는 광 가이드(120)를 따라 도광되는 빛을 산란시킴으로써 광 가이드(120)의 외부로 빛을 방출하는 역할을 한다. 따라서, 상술한 바와 같이 오목부(124)의 크기를 광원(112)으로부터의 거리에 따라 변화시키면, 광원(112)으로부터 근거리, 즉 광량이 많은 영역에서는 광학 라이팅 필름(122)에 의한 광 전송량을 많게 하고, 이에 비해 광원(112)으로부터 원거리, 즉 광량이 적은 영역에서는 광학 라이팅 필름(122)의 외부로 방출되는 광 배출량이 많게 할 수 있 다.
광 가이드(120)의 종단에는 반사 캡(130)이 착탈 가능하도록 설치된다. 반사 캡(130)은 광 가이드(120)의 종단까지 전달된 빛을 반사시켜 빛을 재사용함으로써 빛의 이용 효율을 향상시키며, 광 가이드(120)의 종단부에서의 휘도를 향상시켜 조도 분포의 균일성을 향상시킨다.
반사 캡(130)은 캡부(132)와 상기 캡부의 내측에 고정된 반사경(134)을 포함한다.
캡부(132)는 반사경(134)이 광 가이드(120)의 종단에 위치하도록 광 가이드(120)와 착탁 가능하게 결합된다.
반사경(134)은 반사 캡(130)의 내측에 배치되며, 광 가이드(120)의 종단에 도달된 빛을 반사시킨다. 이를 위해, 반사경(134)의 표면은 광 반사도가 우수한 물질, 예를 들면, 알루미늄이나 은과 같은 금속 물질로 이루어진 코팅막을 구비할 수 있다. 반사경(134)은 평면 또는 구면 반사경의 형태로 구성될 수 있다. 반사경(134)이 구면 반사경으로 구성될 경우, 곡률이 0.001 이하인 오목 거울이 바람직하다.
이하, 상술한 구조의 본 발명의 조명 시스템(100)의 동작에 대해 설명한다.
우선, 외부 전원(미도시)으로부터 전력이 광원(112)에 공급되면 광원(112)은 빛을 발생한다. 광원(112)에서 발생한 빛의 일부는 전방에 배치된 광 가이드(120)의 내부로 직접 입력되고, 일부는 후방에 배치된 반사경(114)에서 반사되어 광 가이드(120) 내로 입력된다.
광 가이드(120)로 입력된 빛은 광학 라이팅 필름(123)에 의해 한편으로는 광 가이드(120)의 길이 방향을 따라 전송되고, 다른 한편으로는 광 가이드(120)의 외부로 방출된다. 구체적으로 보면, 도 4에 도시된 바와 같이, 빛(L1, L2)은 광학 라이팅 필름(122)의 일면에 형성된 복수의 선형 프리즘(123)에 의해 전반사되어 광 가이드(120)의 길이 방향으로 전송되며, 광학 라이팅 필름(122)의 이면에 형성된 복수의 오목부(124))에 의해 산란되어 광 가이드(120)의 외부로 방출되어 주변을 조명한다. 한편, 오목부(124)는 광원(112)으로부터의 거리에 비례하여 그 크기가 커지므로 빛(L1, L2)이 오목부(124)에 입사할 확률은 광원(112)으로부터 거리에 비례하여 증가하게 된다. 따라서 광원(112)으로부터 원거리에서는 적은 광량에 비해 상대적으로 많은 빛이 외부로 배출된다. 이에 의해, 광량이 상대적으로 풍부한 광원(112)으로부터의 근거리 영역과 광량이 상대적으로 적은 광원(112)으로부터의 원거리 영역에서의 휘도의 차이가 감소할 수 있다.
또한, 광 가이드(120)의 종단까지 전송된 빛은 광 가이드(120)의 종단에 설치된 반사 캡(130)의 반사경(134)에 의해 반사되어 다시 역방향으로 전송된다. 이 과정에서, 반사된 빛은 광 가이드(120)의 외부로 배출될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 조명 시스템(100)에서는 양면이 구조화된 광학 라이팅 필름(122)을 이용하여 광 가이드(120)의 길이 방향을 따라 전송되는 빛의 양과 외부로 배출되는 빛의 양을 제어할 수 있다. 따라서, 광원부(110)와의 근거리와 원거리 간의 조도의 차이를 극복하여 광 가이드(120) 전 영역에 걸쳐 균일한 휘도를 얻을 수 있다.
이하, 본 발명의 광 가이드의 다른 실시예들에 대해 설명한다.
도 5a는 도 3a의 광 가이드의 다른 실시예를 도시한 단면도이다. 또한, 도 5b 및 5c는 도 3a의 광 가이드의 또 다른 실시예들을 설명하기 도면으로서, 광학 라이팅 필름의 일면을 부분적으로 도시한 도면이다.
전술한 실시예에서는, 광학 라이팅 필름(122)은 복수의 선형 프리즘(123)으로 구조화된 면이 외면이 되고, 복수의 오목부(124)로 구조화된 면이 내면이 되도록 롤링 가공된 구조를 채용하였으나, 본 발명의 기술사상은 이러한 광 가이드(120)의 구조에 의해 제한되지 않는다. 즉, 도 5a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에서, 광 가이드(220)는 복수의 선형 프리즘(122)으로 구조화된 면이 내면이 되고, 복수의 오목부(124)가 형성된 면이 외면이 되도록 롤링 가공된 광학 라이팅 필름(222)을 지지 파이프(126)의 내측에 삽입, 고정시켜 제작될 수 있다.
또한, 광학 라이팅 필름(122, 222)의 어느 일면에 형성된 오목부(124)는 도 3c에 도시된 형상 및 배열에 의해 제한을 받지 않는다. 즉, 도 5b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에서, 원형 홈(324)이 형성된 광학 라이팅 필름(322)이 사용될 수 있으며, 도 5c에 도시된 바와 같이, 불규칙한 형태의 홈(424)이 형성된 광학 라이팅 필름(422)이 사용될 수도 있다.
또한, 전술한 실시예들에서, 오목부(124, 324, 424)는 광원(112)으로부터의 거리에 비례하여 그 크기가 변화하도록 구성되었지만, 선택에 따라 오목부(124, 324, 424)의 크기는 동일하게 유지하되, 그 분포도를 변화시킬 수도 있다. 즉, 광 원(112)으로부터의 거리에 비례하여 오목부(124, 324, 424)의 분포를 증가시킴으로써 광량이 상대적으로 풍부한 광원(112)으로부터의 근거리 영역과 광량이 상대적으로 적은 광원(112)으로부터의 원거리 영역에서의 휘도차를 감소시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 라이팅 필름의 제조방법 및 이를 제조하기 위한 장치에 대해 도면을 참조하여 설명한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 라이팅 필름의 제조방법 및 제조장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제조장치는 열가소성 수지(2) 및 첨가제(3)를 포함하는 원료를 가열 및 용융한 후에 다이(D)를 통해 시트 형태로 열가소성 수지 시트(4)를 연속적으로 압출하는 압출기(M)와, 상기 압출기로부터 압출된 열가소성 수지 시트(4)를 일정한 두께를 갖는 열가소성 수지 필름(4')으로 압연하는 복수의 캘린더 롤(R)과, 일정한 두께로 압연된 열가소성 수지 필름(4')의 양면에 패턴을 형성하여 광학 라이팅 필름(5)을 얻기 위한 패턴 롤(P)을 포함한다.
또한, 제조 시간의 단축을 위해 첨가제(3)로서 적외선 경화제 및/또는 자외선 경화제를 선택에 따라 첨가할 수 있는데, 이 경우, 본 발명의 제조장치는 캘린더 롤(R)과 패턴 롤(P)의 사이에 배치되어 열가소성 수지 필름(4')의 양면에 적외선을 조사하는 복수의 적외선 램프(L1)와, 패턴 롤(P)의 후단에 배치되어 상기 패턴 롤(P)에 의해 양면에 패턴이 형성된 열가소성 수지 필름(4'), 즉 광학 라이팅 필름(5)에 자외선을 조사할 수 있는 복수의 자외선 램프(L2)를 포함할 수 있다. 이러한 광 경화 첨가제 및 램프(L1, L2)는 경화시간을 단축하기 위해 이용될 수 있 다.
한편, 열가소성 수지 필름(4')의 안정적인 이송을 위해 캘린더 롤(R)과 패턴 롤(P)의 사이에는 복수의 이송 롤(G)이 배치될 수도 있다.
본 발명의 광학 라이팅 필름(5)은 열가소성 수지(2)를 사용하여 제작된다. 열가소성 수지(2)는 예를 들면, 폴리카보네이트이다.
열가소성 수지(2)는 압출기(M)를 사용하여 공지된 방법으로 가열 용융되고, 다이(D)를 통해 시트의 형태로 연속적으로 압출된다. 다이(D)로서는 일반적인 T-다이를 사용할 수 있다.
다이(D)를 통해 압출된 열가소성 수지 시트(4)는 캘린더 롤(R)에 의해 일정한 두께로 압연되어 박형의 열가소성 수지 필름(4')가 된다. 다이(D)를 통해 압출된 열가소성 수지 시트(4)를 캘린더 롤(R)로 압연하는 경우, 2 개 이상의 롤을 사용하는 한 캘린더 롤(R)의 수는 제한되지 않는다. 도 1에 도시된 장치에서는 3 개의 캘린더 롤(R1, R2, R3)이 사용되고 있다. 즉, 다이(D)를 통해 압출된 열가소성 수지 시트(4)는 먼저 제 1 캘린더 롤(R1)과 제 2 캘린더 롤(R2)에 의해 일차적으로 압착 및 압연되고, 이어서 제 2 캘린더 롤(R2)와 제 3 캘린더 롤(R3) 사이에서 다시 압착 및 압연된다.
열가소성 수지(2)를 가열 용융시켜 압출성형하는 경우 광 경화 첨가제, 예를 들면 적외선 경화 첨가제나 자외선 경화 첨가제를 이용하면 경화에 소요되는 시간을 단축시켜 광학 라이팅 필름(5)의 제조시간을 절감할 수 있다.
첨가제(3)로서 적외선 경화 첨가제를 사용하는 경우, 열가소성 수지 필 름(4')의 양면을 패턴 롤(P)로 가공하기 전단계에서 적외선 램프(L1)를 배치하여 열가소성 수지 필름(4')의 양면에 적외선을 조사함으로써 열가소성 수지 필름(4')에 패턴을 전사하기에 적합하도록 열가소성 수지 필름(4')을 반경화시킨다.
반경화 상태인 열가소성 수지 필름(4')은 이송 롤(G)을 따라 패턴 롤들(P1, P2) 사이에 취입되고, 패턴 롤들(P1, P2)의 표면에 양각된 패턴은 열가소성 수지 필름(4')의 양면에 전사된다. 본 발명의 광학 라이팅 필름(5)은 예를 들면, 도 3b에 도시된 바와 같이 그 일면은 선형 프리즘(122) 어레이에 의해 구조화되고, 그 대향면은 복수의 오목부(124)가 형성된 구조이다. 따라서, 패턴 롤(P1)의 표면에는 선형 프리즘(122)에 대응하는 패턴이 양각되어 있으며, 패턴 롤(P2)의 표면에는 오목부(124)에 대응하는 패턴이 양각되어 있다. 패턴 롤들(P1, P2) 사이에 취입된 열가소성 수지 필름(4')은 패턴 롤들(P1, P2)의 회전에 의해 전방으로 이동되고, 패턴 롤들(P1, P2)의 표면에 양각된 패턴들은 열가소성 수지 필름(4')의 양면에 전사된다.
첨가제(3)로서 자외선 경화 첨가제를 사용하는 경우, 열가소성 수지 필름(4')의 양면을 패턴 롤(P)로 가공하는 단계 이후에 자외선 램프(L2)를 배치하여 열가소성 수지 필름(4')의 양면에 자외선을 조사함으로써 열가소성 수지 필름(4')을 경화시킬 수 있다. 완전히 경화된 열가소성 수지 필름(4')은 연속된 시트 형태의 광학 라이팅 필름(5)을 형성한다.
본 발명에 따르면, 양면이 구조화된 광학 라이팅 필름(5)을 연속된 시트 형태로 제작할 수 있는 장점이 있다.
상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 단지 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
본 발명에 의하면, 광 가이드의 길이 방향을 따라 균일하게 빛을 분배할 수 있는 구조를 갖는 양면이 구조화된 광학 라이팅 필름 및 조명 시스템을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 연속적인 공정으로 양면이 구조화된 광학 라이팅 필름을 제조할 수 있다.

Claims (17)

  1. 빛을 발생하는 광원을 구비한 광원부; 및
    상기 광원부로부터 발생한 빛을 입력받아 외부로 빛을 출력하도록 상기 광원부와 광학적으로 연결된 광 가이드를 포함하되,
    상기 광 가이드는,
    복수의 선형 프리즘이 그 일면에 구비되며, 그 대향면에는 다수의 오목부가 형성된 광학 라이팅 필름을 포함하는 조명 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 광 가이드는 상기 광학 라이팅 필름의 외측에 배치되며, 상기 광원부에 착탈 가능하게 설치되는 지지 파이프를 더 포함하는 조명 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 광원부는 상기 광원의 후방에 배치되며 상기 광원에서 발생한 빛을 상기 광 가이드로 반사시키는 반사경을 더 포함하는 조명 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 광 가이드의 일단에 착탈 가능하게 설치되며, 상기 광학 가이드부 통해 전송된 빛을 반사시키는 반사 캡을 더 포함하는 조명 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 광학 라이팅 필름의 오목부의 크기는 광원부로부터 의 거리에 비례하여 커지는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 광학 라이팅 필름은 선형 프리즘이 배치된 면이 광 가이드의 외측으로 배치된 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  7. 복수의 선형 프리즘이 배치되어 그 일면이 구조화되고, 그 대향면은 다수의 오목부가 형성되어 구조화됨으로써 대향하는 양면이 구조화된 광학 라이팅 필름.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 광학 라이팅 필름의 오목부의 크기는 광원부로부터의 거리에 비례하여 커지는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  9. 양면이 구조화된 광학 라이팅 필름을 제조하는 방법에 있어서,
    (a) 열가소성 수지를 가열하여 용융시키는 단계;
    (b) 다이를 통해 상기 용융된 수지를 필름 형태로 연속적으로 압출시켜 일정한 두께를 갖는 열가소성 수지 필름을 얻는 단계; 및
    (c) 상기 열가소성 수지 필름을 이송시키면서 양면을 구조화시키는 단계를 포함하는 광학 라이팅 필름의 제조방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 단계 (a)에서 적외선 경화 첨가제가 혼합되는 것을 특징으로 하는 광학 라이팅 필름의 제조방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 단계 (b)와 단계 (c)의 사이에 적외선을 상기 열가소성 수지 필름에 조사하는 단계를 더 포함하는 광학 라이팅 필름의 제조방법.
  12. 제 9 항에 있어서, 상기 단계 (a)에서 자외선 경화 첨가제가 혼합되는 것을 특징으로 하는 광학 라이팅 필름의 제조방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 단계 (c) 이후에 양면이 구조화된 열가소성 수지 필름에 자외선을 조사하는 단계를 더 포함하는 광학 라이팅 필름의 제조방법.
  14. 제 9 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항의 방법에 의해 제조된 광학 라이팅 필름.
  15. 양면이 구조화된 광학 라이팅 필름을 제조하는 장치에 있어서,
    열가소성 수지를 가열 용융시키며, 상기 용융된 열가소성 수지를 다이를 통해 연속된 필름의 형태로 압출하는 압출기;
    상기 필름을 일정한 두께로 가공하는 복수의 캘린더 롤; 및
    상기 캘린더 롤을 통과한 필름의 양면을 구조화시킬 수 있도록 표면이 구조화된 패턴 롤을 포함하는 장치.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 캘린더 롤을 통과한 필름에 적외선을 조사하는 적외선 램프를 더 포함하는 장치.
  17. 제 15 항에 있어서, 상기 패턴 롤을 통과한 필름에 자외선을 조사하는 자외선 램프를 더 포함하는 장치.
KR1020060066761A 2006-04-13 2006-07-18 광학 라이팅 필름, 이를 제조하는 방법 및 장치, 이를이용한 조명 시스템 KR20080007741A (ko)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060066761A KR20080007741A (ko) 2006-07-18 2006-07-18 광학 라이팅 필름, 이를 제조하는 방법 및 장치, 이를이용한 조명 시스템
US11/636,553 US7658514B2 (en) 2006-04-13 2006-12-11 Light guide, method and apparatus for manufacturing the same, and illuminating system having the same
EP06025723.5A EP1845304B1 (en) 2006-04-13 2006-12-12 Light guide, method and apparatus for manufacturing the same, and illuminating system having the same
CN2006101685073A CN101055061B (zh) 2006-04-13 2006-12-14 光波导及其制造方法和装置以及具有其的照明系统
CA002571929A CA2571929C (en) 2006-04-13 2006-12-20 Light guide, method and apparatus for manufacturing the same, and illuminating system having the same
JP2006345544A JP2007287657A (ja) 2006-04-13 2006-12-22 光ガイドを用いた照明システム

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060066761A KR20080007741A (ko) 2006-07-18 2006-07-18 광학 라이팅 필름, 이를 제조하는 방법 및 장치, 이를이용한 조명 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20080007741A true KR20080007741A (ko) 2008-01-23

Family

ID=39220792

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060066761A KR20080007741A (ko) 2006-04-13 2006-07-18 광학 라이팅 필름, 이를 제조하는 방법 및 장치, 이를이용한 조명 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20080007741A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7658514B2 (en) Light guide, method and apparatus for manufacturing the same, and illuminating system having the same
KR100988621B1 (ko) 광 파이프 및 이를 구비한 조명장치
CN103221736A (zh) Led照明装置
KR100988623B1 (ko) 광 파이프 및 이를 구비한 조명장치
US8075167B2 (en) Optical film and illuminating device having the same
KR100794350B1 (ko) 광 가이드를 이용한 조명 시스템
KR100794349B1 (ko) 광학 파이프를 이용한 조명 시스템
CN1825148A (zh) 通体均匀发光光纤及其制备方法
TWM508682U (zh) 導光條結構
CN101055061B (zh) 光波导及其制造方法和装置以及具有其的照明系统
KR100816015B1 (ko) 광 가이드를 이용한 조명 시스템
KR20080007741A (ko) 광학 라이팅 필름, 이를 제조하는 방법 및 장치, 이를이용한 조명 시스템
KR100988626B1 (ko) 광 파이프 및 이를 구비한 조명장치
KR100794351B1 (ko) 광 가이드를 이용한 조명 시스템
CN101246235A (zh) 光纤结构及其制造方法以及光纤照明装置
KR100775844B1 (ko) 하프 미러를 활용한 조명 시스템
KR20090008861A (ko) 배광 효율을 향상시키는 반사 캡을 포함하는 조명 시스템
JP2008288050A (ja) 照明装置
KR100775845B1 (ko) 광 가이드를 이용한 조명 시스템
KR100816014B1 (ko) 광 가이드를 이용한 조명 시스템
KR100988627B1 (ko) 광학필름 및 이를 구비한 조명 장치
KR100988624B1 (ko) 광 파이프 및 이를 구비한 조명장치
KR20100073628A (ko) 광파이프 및 이를 구비한 조명장치
JP2002372631A (ja) 線状発光体
KR101000061B1 (ko) 광 파이프 및 이를 구비한 조명장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application