KR20110002716A - 광확산판 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 LED램프 및 각종 전등에서 발생하는 빛의 투과율 및 광확산율이 우수하고, 파손시 파편이 튀는 것을 방지할 수 있는 광확산판 및 그 제조방법에 관한 것으로,

빛이 투과되는 제1광투과층과; 상기 제1광투과층에서 투과된 빛을 확산시키는 직물층과; 상기 직물층을 통해 확산된 빛을 투과하는 제2광투과층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 광확산판을 통해 우수한 광확산성을 갖고, 빛의 확산으로 은은한 빛이 투과되어 눈의 피로감을 줄여주며, 광확산판의 파손시 파손된 제1광투과층과 제2광투과층의 파편이 직물층에 그대로 부착되어 있어 파편이 튐으로 인해 인체에 손상을 입히는 것을 방지할 수 있다.

광확산판, 제1광투과층, 직물층, 제2광투과층

Description

광확산판 및 그 제조방법{Light Diffuser and method of manufacturing the same}

본 발명은 광확산판 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 LED램프 및 각종 전등에서 발생하는 빛의 투과율 및 광확산율이 우수하고, 파손시 파편이 튀는 것을 방지할 수 있는 광확산판 및 그 제조방법에 관한 것이다.

광확산판은 LED(Light Emitting Diode)램프 및 각종 전등에서 발생하는 빛을 균일하게 확산시키는 기능을 갖는 것으로, 상기와 같은 광확산판은 빛이 확산되어 투과되도록 함으로써 사용자의 눈의 피로감을 완화시켜 준다.

이러한 광확산판은 표면에 요철이 형성된 광확산판, 표면에 코팅처리를 한 광확산판, 미세발포된 광확산판 등이 주로 사용되고 있다.

상기 표면에 요철이 형성된 광확산판은 공기에 노출된 거친 면을 사용하여 확산판의 물질과 주위 매체간의 굴절률 차이를 크게하여 빛이 큰 각도로 퍼질 수 있도록 하는 면 확산 방식으로, 보통 요철이 엠보싱 또는 샌드블래스팅에 의해 폴리에스터(PET)수지, 아크릴수지, 폴리카보네이트(PC)수지, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)수지 또는 유리 등으로 만든 투명 수지의 표면에 형성된다.

그러나 상기와 같이 표면에 요철을 형성시키는 것만으로는 우수한 광투과성 및 광확산성을 동시에 얻기 어렵다는 문제점이 있었고, 외부충격으로 인한 파손시 파편이 튐으로 인하여 인체에 손상을 입을 수 있었다.

한편, 상기 표면에 코팅처리를 한 광확산판은 표면에 광확산제가 분산된 코팅용액이 코팅되어 형성되는 것으로, 이는 폴리에스터(PET)수지, 아크릴수지, 폴리카보네이트(PC)수지, 또는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)수지, 유리 등과 같은 투명수지와 광확산제와의 밀도차로 균일한 분산액을 얻기 어렵고, 램프 및 각종 전등의 점등과 소등으로 인해 발생하는 온도 변화와 수분흡수율 변화에 의해 쉽게 광확상판의 휨이나 주름이 발생하였으며, 외부충격으로 광확산판이 파손되는 경우 파손된 광확산판의 파편이 튐에 따라 손상을 입힐 수 있었다.

이에 열가소성 수지에 발포화기체를 초임계상태에서 혼합하고, 이를 압축기에서 압출하여 발포한 뒤, 탈가스공정을 거치면서 감압 급냉하여 제조되는 미세발포된 광확산판이 사용되기도 하였는데, 상기와 같은 미세발포된 광확산판은 온도나 열에 대한 변형에 강하고, 광투광성이 향상되기는 하나, 외부충격으로 광확산판의 파손되었을 때 날카로운 광학산판의 파편이 튐에 따라 인체에 손상을 입히는 문제점은 여전히 남아있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로,

우수한 광투과성 및 광확산성을 갖으면서도, 온도나 수분변화에 따른 변형에 강하며, 외부충격에 대한 보강특성을 갖는 광확산판 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 얇은 두께를 갖으면서도 대형으로 제작이 가능하도록 하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 광확산판 자체에서 빛이 발산되도록 하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

빛이 투과되는 제1광투과층과;

상기 제1광투과층에서 투과된 빛을 확산시키는 직물층과;

상기 직물층을 통해 확산된 빛을 투과하는 제2광투과층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 광확산판을 제공한다.

또한, 상기 제2광투과층의 위에 직물층과 제2광투과층이 교대로 한 번 이상 반복하여 적층된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1광투과층의 하부에는 LED 램프가 장착된 기판이 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 폴리에스터(PET)수지, 아크릴수지, 폴리카보네이트(PC)수지, 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA)수지 또는 유리 중에서 선택되는 하나의 투명수지를 용융하여 액화시키는 액화단계와;

상기 액화단계에서 액화시킨 투명수지를 주조틀에 주입하는 수지주입단계와;

상기 주조틀의 투명수지 위에 직물을 올려놓는 직물삽입단계와;

상기 주조틀에 삽입된 직물 위에 상기 액화단계에서 액화시킨 투명수지를 재주입하는 수지재주입단계와;

상기 주조틀에 주입된 액화상태의 투명수지를 고화시키고, 탈형하는 후처리 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광확산판의 제조방법을 제공한다.

또한, 상기 후처리 단계전에 직물삽입단계와 수지 재주입단계가 교대로 반복수행되는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명의 광확산판은 직물층으로 인해 우수한 광확산성을 갖고, 빛의 확산으로 은은한 빛이 투과되어 눈의 피로감을 줄여주며, 직물층이 제1광투과층과 제2광투과층을 잡아주어 온도나 수분의 변화로 변형되는 것을 방지하는 등 기계적 물성을 보강하여주므로 얇은 두께로 제작가능하여 비용이 절감될 수 있고, 광확산판의 파손시 파손된 제1광투과층과 제2광투과층의 파편이 직물층에 그대로 부착되어 있어 파편이 튐으로 인해 인체에 손상을 입히는 것을 방지할 수 있다.

또한, 직물층과 제2광투과층을 교대로 한 번 이상 반복하여 적층하면 대형으로 제작시 큰 크기를 갖으면서도 종래보다 얇은 두께를 갖는 광확산판을 제조할 수 있고, 얇은 두께에도 불구하고 굴곡강도가 약화되지 않아 휨 발생을 감소시킬 수 있으며, 경량으로 제조됨에 따라 취급이 용이하고, 비용이 절감되는 효과가 있다.

또한, 광확산판은 자체에 LED램프가 구비되어 별도의 조명수단 없이도 빛을 발산할 수 있고, 광확산판을 사용하고자 하는 장소에 설치하는 것만으로 용이하게 사용가능하며, 조명수단이 내장됨에 따라 보다 얇은 두께를 갖는 액자, 간판, 가구나 전자제품의 외장제품 등으로 제조가능한 효과가 있다.

이하에서는 본 발명에 대하여 첨부된 도면에 도시된 실시예에 따라 구체적으로 설명하기는 하나, 본 발명이 도면에 도시된 실시예만으로 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 광확산판을 나타낸 분해사시도이고, 도 2는 도 1의 광확산판의 결합상태를 나타낸 단면도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명의 광확산판(1)은 빛이 투과되는 제1광투과층(10)과; 상기 제1광투과층(10)에서 투과된 빛을 확산시키는 직물층(20)과; 상기 직물층(20)을 통해 확산된 빛을 투과하는 제2광투과층(30);을 포함한다.

상기 제1광투과층(10)은 폴리에스터(PET)수지, 아크릴수지, 폴리카보네이트(PC)수지, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)수지 또는 유리 중에서 선택되는 하나의 투명수지로 이루어진 것으로, 본 발명의 광확산판(1)을 LED 램프 또는 각종 전등의 주위에 설치하였을 때 상기 LED 램프 또는 전등에서 발생되는 빛을 투과시킨다.

상기 직물층(20)은 제1광투과층(10)의 위에 형성되는 것으로, 상기 직물층(20)은 면직물이나 마직물 등과 같은 직물로 이루어진다. 이러한 직물층(20)은 직물의 날실과 씨실이 교차됨에 따라 발생하는 공간부로 빛이 투과되면서 빛의 직선적인 흐름이 날실과 씨실에 의해 간섭을 받아 굴절되어 빛이 평면으로 넓게 확산된다.

아울러 상기와 같은 직물층(20)은 직물층(20)을 이루고 있는 직물의 메시특성이나 성분특성에 따라 그 빛의 확산율 및 광투과율에 차이가 있으며, 광확산판(1)이 적용되는 제품에 따라 직물층에 사용되는 직물의 종류를 변경하여 사용함으로써 빛의 확산율 및 광투과율을 조절할 수 있다.

한편, 상기와 같은 직물층(20)은 도 1에 도시된 바와 같이 직물의 일면 또는 양면에 그림이나 글씨 등이 인쇄된 것을 사용할 수도 있다. 이때 직물에 인쇄되는 그림이나 글씨는 통상 간판에 표시되어야할 광고문구나, 건물의 천청, 가구 및 전자제품의 외장 등에 설치되어 사용될 때 그 외관이 미려하도록 하기 위한 것으로, 광확산판(1)이 적용되는 제품에 따라 적합한 그림 또는 글씨가 인쇄된 직물을 직물층(20)으로 사용하고, 이를 통해 그 외관이 더욱 미려해질 수 있다.

상기 제2광투과층(30)은 상기 직물층(20)의 위에 형성되어 직물층(20)을 통해 확산되어 나오는 빛을 외부로 투과시키는 것으로, 상기 제2광투과층(30)은 전술한 제1광투과층과 마찬가지로 폴리에스터(PET)수지, 아크릴수지, 폴리카보네이트(PC)수지, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)수지 또는 유리 중에서 선택되는 하나의 투명수지로 이루어진다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 광확산판은 직물층으로 인해 우수한 광확산성을 갖고, 빛의 확산으로 은은한 빛이 투과되어 눈의 피로감을 줄여주 며, 직물층이 제1광투과층과 제2광투과층을 잡아주어 온도나 수분의 변화로 변형되는 것을 방지하는 등 기계적 물성을 보강하여주므로 얇은 두께로 제작가능하여 비용이 절감될 수 있고, 광확산판의 파손시 파손된 제1광투과층과 제2광투과층의 파편이 직물층에 그대로 부착되어 있어 파편이 튐으로 인해 인체에 손상을 입히는 것을 방지할 수 있다.

따라서 상기와 같은 본 발명에 따른 광확산판은 사용용되에 따라 성형을 통해 가정용 전구, 형광등의 광확산판으로 이용할 수도 있고, 액자틀에 끼움으로써 액자로도 사용할 수 있으며, 각종 간판, 가구 및 전자제품의 외장용소재로도 사용할 수 있는 등 다양한 분야에 적용이 가능하다.

도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 광확산판을 나타낸 단면도이다. 이에 도시된 바와 같이 상기 제2광투과층(30)의 위에 직물층(20)과 제2광투과층(30)이 교대로 한 번 이상 반복하여 적층될 수도 있다.

이는 광확산판(1)을 간판이나 입간판 등과 같이 대형으로 제작되어야 하는 경우 광확산판(1)의 크기에 비하여 얇은 두께를 갖음으로 인하여 광확산판(1)의 굴곡강도가 약해져 광확산판(1)의 휨이 발생하는 점을 개선하기 위한 것이다.

보다 구체적으로 제1실시예에 따른 광확산판(1)의 제2광투과층(30)의 위에 직물층(20)이 다시 적층되고, 그 위에 다시 제2광투과층(30)이 적층되어 한 번만 반복되어 적층될수도 있고, 그 이상이 반복되어 적층될 수도 있다.

이와 같이 상기 직물층(20)과 제2광투과층(30)이 한 번 이상 반복하여 적층 되면 여러층의 직물층(20)이 적층됨에 따라 제1광투과층(10) 및 다수의 제2광투과층(30)을 잡아주는 힘이 크게 발생하여 광확산판의 굴곡강도가 향상될 수 있고, 이에 따라 대형으로 제작하여도 휨이 방지될 수 있다.

따라서 상기와 같이 직물층과 제2광투과층을 교대로 한 번 이상 반복하여 적층하면 대형으로 제작시 큰 크기를 갖으면서도 종래보다 얇은 두께를 갖는 광확산판을 제조할 수 있고, 얇은 두께에도 불구하고 굴곡강도가 약화되지 않아 휨 발생을 감소시킬 수 있으며, 경량으로 제조됨에 따라 취급이 용이하고, 비용이 절감될 수 있다.

도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 광확산판을 나타낸 사시도이다.

이에 도시된 바와 같이 상기 제1광투과층(10)의 하부에는 LED 램프(41)가 장착된 기판(40)이 구비될 수도 있다.

이는 광확산판(1) 자체에서 빛이 방출될 수 있도록 하기 위한 것으로, 기판(40)은 제1광투과층(10)의 하부에 용접이나, 별도의 공지된 결합수단을 통해 결합시킬 수 있으나, 본 발명에서는 소정의 형상을 갖는 프레임(50)이 구비되어 상기 프레임(50)의 내측에 제2광투광층(30)과 직물층(20)과 제1광투광층(10)으로 이루어진 광확산판(10)이 끼워지고, 제1광투광층(10)의 하부에 상기 LED 램프(41)가 장착된 기판(40)이 끼워져 결합고정되도록 한 광확산판(1)을 예시로 하였으며, 기판(40)의 결합고정은 이에 한정되지 않는다.

이때 상기 광확산판(1)으로 제2실시예에서 설명한 바와 같이 제2광투광 층(30)의 위에는 또 다른 직물층(20) 및 제2광투광층(30)이 교대로 반복되어 적층된 광확산판(1)을 사용할 수도 있다.

상기와 같은 광확산판은 자체에 LED램프가 구비되어 있기 때문에 별도의 조명수단 없이도 빛을 발산할 수 있고, 이에 따라 광확산판을 사용하고자 하는 장소에 설치하는 것만으로 액자, 간판, 가구나 전자제품의 외장제품으로 용이하게 사용가능하며, 조명수단이 내장됨에 따라 보다 얇은 두께를 갖는 액자, 간판, 가구나 전자제품의 외장제품 등으로 제조될 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 광확산판의 제조방법을 나타낸 순서도로, 이하에서는 본 발명의 광확산판을 제조하는 방법에 대하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 광확산판의 제조방법의 첫번째 단계는 폴리에스터(PET)수지, 아크릴수지, 폴리카보네이트(PC)수지, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)수지 또는 유리 중에서 선택되는 하나의 투명수지를 용융하여 액화시키는 액화단계(S1)로, 상기와 같이 투명수지를 액화시키는 것은 주조틀에 넣어 원하는 형태의 광확산판을 얻기 위함이다.

다음 단계는 상기 액화단계(S1)에서 액화시킨 투명수지를 주조틀에 주입하는 수지주입단계로, 상기 주조틀에 액화시킨 투명수지를 주입할 때에 그 주입량은 추후 주입되야 하는 투명수지의 양과 천을 통과하여 확산된 빛이 투과도를 고려하여 그 두께를 조절하여 주입하면 된다.

이와 같이 주조틀에 주입된 투명수지는 추후 고화과정을 거침으로써 전술한 바 있는 제1광투과층을 형성하게 되는 것이다.

다음 단계는 상기 주조틀의 투명수지 위에 직물을 올려놓는 직물삽입단계(S3)로, 여기서 삽입되는 직물이 전술한 바 있는 직물층을 형성하는 것이다.

따라서 상기 직물은 면직물, 마직물 등 씨실과 날실이 교차되어 직조된 모든 직물이 사용가능한 것으로, 상기 직물의 메시특성이나 성분특성을 고려하여 사용함에 따라 광투과율 및 광확산율이 조절될 수 있다.

일예로 메시가 큰 직물의 경우에는 씨실과 날실이 촘촘하게 교차되어 이루는 공간부가 작기 때문에 상대적으로 투과될 수 있는 빛의 양이 적어 투과율이 감소되기 때문에 육안으로 볼 때 은은한 빛이 투과되어 보이고, 씨실과 날실이 촘촘하게 있음에 따라 빛이 간섭을 많이 받아 그 확산율은 향상될 수 있다. 반대로 메시가 작은 직물은 씨실과 날실이 느슨하게 교차되어 있어 씨실과 날실이 형성하는 공간부의 크기가 크기 때문에 상대적으로 많은 양의 빛이 투과되어 광투과율이 증가하며, 이에 따라 육안으로 볼때 보다 밝은 빛이 투과되어 보일 수 있으며, 씨실과 날실로 인한 간섭은 줄어들게되어 그 확산율은 감소될 수 있다.

아울러 상기 직물의 일면 또는 양면에 그림이나 문구가 인쇄되어 있을 수 있으며, 직물의 일면에만 그림 또는 문구가 인쇄된 경우에는 그림이나 문구가 아래에 위치되도록 올려놓도록 하여 추후 제조되는 광확산판의 사용시 그림 또는 문구가 겉으로 노출될 수 있도록 한다.

다음 단계는 상기 주조틀에 삽입된 직물 위에 상기 액화단계에서 액화시킨 투명수지를 재주입하는 수지재주입단계(S4)로, 상기 직물 위에 주입된 투명수지가 고화되어 전술한 바 있는 제2광투과층을 형성하는 것이다.

마지막 단계는 상기 주조틀에 주입된 액화상태의 투명수지를 고화시키고, 탈형하는 후처리 단계(S5)로 이를 통하여 본 발명에 따른 광확산판의 제조가 완료될 수 있다. 이때 상기 고화는 냉각 등과 같이 광확산판을 제조하기 위해 사용되는 통상적으로 사용되고 있는 투명수지의 고화방법을 통해 이루어질 수 있다.

상기와 같은 제조방법에 따라 제조된 광확산판은 직물로 인하여 광확산판이 파손되더라도 파손되어 투명수지로 이루어진 광확산판의 파편이 튀는 것을 방지할 수 있고, 이에 따라 인체에 손상을 입히는 것을 방지할 수 있으며, 직물이 고화된 투명수지 즉, 제1광투과층과 제2광투과층의 형태를 유지할 수 있도록 잡아줌에 따라 온도나 수분변화에 따른 변형을 방지할 수 있고, 직물을 통해 빛이 확산됨에 따라 은은한 빛이 보여져 눈의 피로를 줄여주며, 직물을 선택하는 것만으로 광투과율 및 광확산율의 조절이 가능하다.

한편, 상기 후처리 단계(S5)전에 직물삽입단계(S3)와 수지 재주입단계(S4)가 교대로 반복수행될 수도 있다.

이는 대형입간판과 같이 대형의 광확산판을 필요로 할 때 수행되는 것으로, 상기 직물삽입단계(S3)와 수지재주입단계(S4)가 교대로 반복함에 따라 직물층과 제2광투과층이 교대로 두 층 이상 적층되어 형성되게 된다.

따라서 광확산판을 형성하는 직물층이 여러층 형성되어 대형의 광확산판 제작시 직물이 고화된 투명수지를 잡아주는 힘이 커지게 되고, 이로 인해 광확산판의 굴곡강도를 보강시켜주어 광확산판의 휨 발생을 방지할 수 있게 되며, 대형으로 제작되면서도 종래보다 얇은 두께로 제작이 가능하여 비용절감이 될 수 있고, 경량으로 제조될 수 있어 취급이 용이하다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 광확산판을 나타낸 분해사시도.

도 2는 도 1의 광확산판의 결합상태를 나타낸 단면도.

도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 광확산판을 나타낸 단면도.

도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 광확산판을 나타낸 사시도.

도 5는 본 발명에 따른 광확산판의 제조방법을 나타낸 순서도.

<도면의 주요부호에 대한 상세한 설명>

1: 광확산판

10: 제1광투과층

20: 직물층

30: 제2광투과층

40: 기판

41: LED 램프

50: 프레임

Claims (5)

1. 빛이 투과되는 제1광투과층(10)과;

   상기 제1광투과층(10)에서 투과된 빛을 확산시키는 직물층(20)과;

   상기 직물층(20)을 통해 확산된 빛을 투과하는 제2광투과층(30);을 포함하는 것을 특징으로 하는 광확산판.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 제2광투과층(30)의 위에 직물층(20)과 제2광투과층(30)이 교대로 한 번 이상 반복하여 적층된 것을 특징으로 하는 광확산판.
3. 청구항 1 또는 2에 있어서,

   상기 제1광투과층(10)의 하부에는 LED 램프(41)가 장착된 기판(40)이 구비된 것을 특징으로 하는 광확산판.
4. 폴리에스터(PET)수지, 아크릴수지, 폴리카보네이트(PC)수지, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)수지 또는 유리 중에서 선택되는 하나의 투명수지를 용융하여 액화시키는 액화단계(S1)와;

   상기 액화단계(S1)에서 액화시킨 투명수지를 주조틀에 주입하는 수지주입단 계(S2)와;

   상기 주조틀의 투명수지 위에 직물을 올려놓는 직물삽입단계(S3)와;

   상기 주조틀에 삽입된 직물 위에 상기 액화단계(S1)에서 액화시킨 투명수지를 재주입하는 수지재주입단계(S4)와;

   상기 주조틀에 주입된 액화상태의 투명수지를 고화시키고, 탈형하는 후처리 단계(S5);를 포함하는 것을 특징으로 하는 광확산판의 제조방법.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 후처리 단계(S5)전에 직물삽입단계(S3)와 수지재주입단계(S4)가 교대로 반복수행되는 것을 특징으로 하는 광확산판의 제조방법.

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