KR20170072556A

KR20170072556A - 도광판

Info

Publication number: KR20170072556A
Application number: KR1020150180854A
Authority: KR
Inventors: 이창모
Original assignee: 동부라이텍 주식회사
Priority date: 2015-12-17
Filing date: 2015-12-17
Publication date: 2017-06-27

Abstract

도광판이 개시된다. 본 발명의 도광판은, 발광유닛의 정면과 이격되게 마주하고, 발광유닛의 정면 길이보다 긴 길이를 갖는 제1 입사면; 제1 입사면의 끝에서 뒤쪽으로 꺽인 면을 이루고, 발광유닛의 정면에서 경사방향으로 조사된 빛이 굴절되면서 입사되는 제2 입사면; 및 제2 입사면의 뒤쪽 끝에서 앞쪽으로 꺽인 면을 이루고, 제1 입사면 및 제2 입사면과 평행하지 않게 경사를 이루며, 제2 입사면을 통해 입사된 빛의 적어도 일부가 전반사되는 전반사면이 구비되는 것을 특징으로 하는 한다. 본 발명에 의하면, 도광판의 수축 또는 팽창에 따른 발광유닛의 손상을 방지하기 위하여 제1 입사면이 발광유닛과 이격되도록 하면서, 제2 입사면과 전반사면이 구비되도록 하여 제1 입사면 이외의 방향으로 조사되는 빛이 도광판 내부로 유입되어 전반사되도록 할 수 있으며 광효율이 우수한 도광판을 제공할 수 있게 된다.

Description

도광판{LIGHT GUIDE PLATE}

본 발명은 도광판에 관한 것으로, LED와 같은 발광유닛과 입사면이 이격되는 도광판에 관한 것이다.

LCD와 같은 평판디스플레이는 자체발광을 하지 못하므로 그 후면에 광원을 두어 LCD화면을 밝혀주는 별도의 백라이트 유닛(Back Light Unit)을 필요로 한다.

백라이트 유닛은 종래 두껍고 무거운 직하(直下)방식에서, 얇고 가벼운 사이드 라이트(Side light)방식으로 발전하고 있고, 이와 같은 사이드 라이트방식을 이용한 백라이트 유닛은 도광판(Light Guide Panel)의 일측에서 발광된 빛을 도광판 상에 균일한 휘도를 갖도록 산란시키도록 이루어진다.

한편, 도광판의 일측에 발광유닛(LED와 같은 수단)을 배치함에 있어서, 발광유닛과 입사면이 맞닿아 있는 경우, 도광판의 수축 또는 팽창에 의하여 발광유닛(LED)이 손상될 수 있으며, 이러한 문제점을 해소하기 위하여 최근에는 발광유닛이 도광판의 입사면과 이격되도록 하고 있다.

그러나, 발광유닛이 입사면과 이격되는 경우, 발광유닛에서 조사된 빛의 일부는 도광판의 입사면을 벗어나 외부로 조사될 수 있으며, 이러한 경우 광효율이 저하되어 손실이 발생하게 된다.

본 발명의 목적은, 발광유닛에서 발산하는 빛의 손실을 최소화하여 도광판에 입사시키고 전반사될 수 있는 도광판을 제공하는 것이다.

상기 목적은, 발광유닛의 정면과 이격되게 마주하고, 상기 발광유닛의 정면 길이보다 긴 길이를 갖는 제1 입사면; 상기 제1 입사면의 끝에서 뒤쪽으로 꺽인 면을 이루고, 상기 발광유닛의 정면에서 경사방향으로 조사된 빛이 굴절되면서 입사되는 제2 입사면; 및 상기 제2 입사면의 뒤쪽 끝에서 앞쪽으로 꺽인 면을 이루고, 상기 제1 입사면 및 제2 입사면과 평행하지 않게 경사를 이루며, 상기 제2 입사면을 통해 입사된 빛의 적어도 일부가 전반사되는 전반사면이 구비되는 것을 특징으로 하는 도광판에 의해 달성된다.

그리고 상기 발광유닛의 정면 중 상기 제2 입사면과 가장 가까운 지점에서 상기 제2 입사면의 앞쪽 끝으로 입사되는 빛을 제1 광선이라고 하고, 상기 제1 광선이 상기 제2 입사면에서 굴절되는 빛을 제1 굴절광선이라고 할 때, 상기 제1 굴절광선은 상기 전반사면에서 전반사되고, 상기 발광유닛의 정면 중 상기 제2 입사면과 가장 먼 지점에서 상기 제2 입사면의 앞쪽 끝으로 입사되는 빛을 제2 광선이라고 하고, 상기 제2 광선이 상기 제2 입사면에서 굴절되는 빛을 제2 굴절광선이라고 할 때, 상기 제2 굴절광선은 상기 전반사면에서 전반사되도록 이루어질 수 있다.

또한 상기 전반사면은 볼록한 곡면을 이룰 수 있다.

본 발명에 따른 도광판에서, 상기 제1 입사면과 직교하는 출사면과 상기 전반사면이 이루는 내각은, 도광판이 PC로 이루어지는 경우 144.22°이하이고, 도광판이 PMMA로 이루어지는 경우 141.21°이하일 수 있다.

한편, 상기 발광유닛의 정면과 상기 제1 입사면 간의 수직거리를 L1, 상기 제2 입사면과 상기 전반사면이 연결되는 지점을 P1이라고 할 때, P1에서 상기 제1 입사면 까지의 수직거리는 L1 보다 크거나 같도록 이루어질 수 있다.

또한, 상기 제1 입사면과 상기 제2 입사면이 이루는 외각은 둔각일 수 있다.

본 발명에 따른 도광판에서, 상기 발광유닛의 정면 중 상기 제2 입사면과 가장 가까운 지점에서 상기 제2 입사면의 중앙으로 입사되는 빛을 제1-1 광선이라고 하고, 상기 제1-1 광선이 상기 제2 입사면에서 굴절되는 빛을 제1-1 굴절광선이라고 할 때, 상기 제1-1 굴절광선은 상기 전반사면에서 전반사되고, 상기 발광유닛의 정면 중 상기 제2 입사면과 가장 먼 지점에서 상기 제2 입사면의 중앙으로 입사되는 빛을 제2-1 광선이라고 하고, 상기 제2-1 광선이 상기 제2 입사면에서 굴절되는 빛을 제2-1 굴절광선이라고 할 때, 상기 제2-1 굴절광선은 상기 전반사면에서 전반사되도록 이루어질 수 있다.

그리고, 상기 제1 입사면과 직교하는 출사면과 상기 전반사면이 이루는 내각은, 도광판이 PC로 이루어지는 경우 144.22°이하이고, 도광판이 PMMA로 이루어지는 경우 141.21°이하이며, 상기 제1 입사면과 상기 제2 입사면이 이루는 외각은, 도광판이 PC로 이루어지는 경우 96.76°이상이고, 도광판이 PMMA로 이루어지는 경우 96.97°이상일 수 있다.

또한, 상기 제2 입사면은 오목한 곡면을 이룰 수 있다.

본 발명에 의하면, 도광판의 수축 또는 팽창에 따른 발광유닛의 손상을 방지하기 위하여 제1 입사면이 발광유닛과 이격되도록 하면서, 제2 입사면과 전반사면이 구비되도록 하여 제1 입사면 이외의 방향으로 조사되는 빛이 도광판 내부로 유입되어 전반사되도록 할 수 있으며 광효율이 우수한 도광판을 제공할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도광판과 발광유닛의 관계를 나타낸 단면도,
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 도광판을 도시한 단면도,
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 도광판의 전반사면에서 빛이 전반사되는 형태를 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 또 다른 실시에에 따른 도광판을 도시한 단면도,
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 도광판의 전반사면에서 빛이 전반사되거나 굴절되는 형태를 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 또 다른 실시에에 따른 도광판을 도시한 단면도,
도 7은 본 발명의 또 다른 실시에에 따른 도광판을 도시한 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도광판(1)과 발광유닛(2)의 관계를 나타낸 단면도이고, 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 도광판(1)을 도시한 단면도이고, 도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 도광판(1)의 전반사면(30)에서 빛이 전반사되는 형태를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 또 다른 실시에에 따른 도광판(1)을 도시한 단면도이고, 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 도광판(1)의 전반사면(30)에서 빛이 전반사되거나 굴절되는 형태를 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 또 다른 실시에에 따른 도광판(1)을 도시한 단면도이며, 도 7은 본 발명의 또 다른 실시에에 따른 도광판(1)을 도시한 단면도이다.

본 발명에 따른 도광판(1)은, LCD와 같은 평판디스플레이의 백라이트 유닛(Back Light Unit)으로 사용될 수 있음은 물론, 광고용 또는 조명용 도광판으로 사용될 수 있다.

그리고 본 발명에 따른 도광판(1)에 대한 설명에 있어서 발광유닛(2)에서 도광판(1)을 향하여 빛이 조사되는 쪽을 앞쪽으로 정하고, 그 반대쪽을 뒤쪽으로 정하여 설명한다. 도 1에는 도광판(1) 및 발광유닛(2)의 단면이 도시되며, 본 발명에 따른 도광판(1)은 이러한 단면이 연속하여 이어지는 형태(도 1에서 지면방향을 향하여 단면이 일정한 형태)를 갖는다. 도 1에서는 도광판(1)의 일부만 도시되어 있으며, 필요에 따라 도광판(1)의 전후방향 길이는 적절히 선택될 수 있다.

본 발명에 따른 도광판(1)은, 발광유닛(2)에서 조사된 빛이 내부로 입사된 후 다시 외부로 발산되도록 이루어지며, 발광유닛(2)으로는 빛을 발하는 다양한 수단이 사용될 수 있음은 물론이며, 특히 LED(light emitting diode)로 이루어지는 것이 바람직하다. 본 발명에서 도광판(1)은 PC(Polycarbonate), PMMA(polymethyl methacrylate) 등으로 이루어질 수 있다.

본 발명에 따른 도광판(1)은 제1 입사면(10), 제2 입사면(20) 및 전반사면(30)을 포함하여 이루어진다. 또한 도광판(1)은 출사면(40)을 포함하여 이루어짐은 물론이다.

제1 입사면(10)은 발광유닛(2)과 마주하는 면이고 발광유닛(2)과 일정한 간격을 유지하며, 발광유닛(2)이 형성되는 전체 영역에서 제1 입사면(10)과의 간격이 일정하다.

제1 입사면(10)의 길이(도 1을 기준으로 한 상하방향 길이)는 발광유닛(2)의 길이(도 1을 기준으로 한 상하방향 길이)보다 길게 이루어진다. 그리고 제1 입사면(10)은 평면을 이루는 것이 바람직하다.

제2 입사면(20)은 제1 입사면(10)의 끝에서 뒤쪽으로 꺽인 면을 이루고, 발광유닛(2)의 정면에서 경사방향으로 조사된 빛이 제2 입사면(20)에서 굴절되면서 도광판(1) 내부로 입사된다.

제2 입사면(20)과 제1 입사면(10)이 연결되는 지점은, 도 1에 도시된 바와 같이, 완전히 각을 이루며 절곡된 형태를 이룰 수 있고, 또는 곡면을 이루거나 경사면을 이룰 수 있다.(도 2 참조) 다만, 제2 입사면(20)과 제1 입사면(10)이 연결되는 지점이 곡면 또는 경사면을 이루는 경우, 이러한 부분의 크기는 제2 입사면(20)의 길이(전후방향 길이)의 1/5 이하의 비중으로 이루어지는 것이 바람직하다.

제2 입사면(20)은 평면을 이룰 수 있고, 후술하는 바와 같이 곡면을 이룰 수 있으며, 특히 오목한 곡면을 이룰 수 있다.

그리고 제2 입사면(20)은 제1 입사면(10)의 어느 한쪽(위쪽 또는 아래쪽)에 형성될 수도 있으나, 제2 입사면(20)은 제1 입사면(10)의 양쪽(위쪽 및 아래쪽)에 각각 형성되는 것이 바람직하며, 제1 입사면(10) 및 제2 입사면(20)에 의하여 발광유닛(2)이 위치하는 부분에서 도광판(1)은 오목한 홈을 이루게 된다.

또한, 제2 입사면(20)이 이루는 면은 제1 입사면(10)과 직교하는 형태로 이루어질 수 있으며, 후술하는 바와 같이, 제1 입사면(10)과 제2 입사면(20)이 이루는 외각은 둔각일 수 있다.

발광유닛(2)의 정면과 제1 입사면(10) 간의 수직거리를 L1, 제2 입사면(20)의 앞쪽 끝 지점(제2 입사면(20)과 전반사면(30)이 연결되는 지점)을 P1이라고 할 때, P1에서 제1 입사면(10)까지의 수직거리는 L1보다 크거나 같게 이루어지는 것이 바람직하며, 이에 따라 발광유닛(2)에서 경사방향으로 조사된 빛이 제2 입사면(20)을 통하여 도광판(1) 내부로 모두 조사될 수 있도록 할 수 있다.

전반사면(30)은 제2 입사면(20)의 뒤쪽 끝에서 앞쪽으로 꺽인 면을 이루고, 제1 입사면(10) 및 제2 입사면(20)과 경사를 이루며, 제2 입사면(20)을 통해 도광판(1) 내부로 입사된 빛의 적어도 일부가 전반사되도록 한다.

전반사면(30)의 전후방향 수직 길이는 제2 입사면(20)의 전후방향 수직길이보다 길게 이루어지는 것이 바람직하고, 전반사면(30)의 앞쪽 끝에서 출사면(40)과 이어진다.

전반사면(30)과 제2 입사면(20)이 연결되는 지점은, 도 1에 도시된 바와 같이, 완전히 각을 이루며 절곡된 형태를 이룰 수 있고, 또는 곡면을 이루거나 경사면을 이룰 수 있다.(도 2 참조) 다만, 전반사면(30)과 제2 입사면(20)이 연결되는 지점이 곡면 또는 경사면을 이루는 경우, 이러한 부분의 크기는 제2 입사면(20)의 길이(전후방향 길이)의 1/5 이하의 비중으로 이루어지는 것이 바람직하다.

전반사면(30) 또한 평면을 이룰 수 있고, 후술하는 바와 같이 곡면을 이룰 수 있으며, 특히 볼록한 곡면을 이룰 수 있다.

제2 입사면(20)이 제1 입사면(10)의 양쪽(위쪽 및 아래쪽)에 각각 형성되는 경우, 전반사면(30) 또한 상하 양쪽에 형성됨은 물론이다.

출사면(40)은 제1 입사면(10)과 직교하는 면을 이루고, 전반사면(30)과 연결된다. 제2 입사면(20)이 제1 입사면(10)의 양쪽(위쪽 및 아래쪽)에 각각 형성되는 경우, 출사면(40) 또한 상하 양쪽에 형성될 수 있다.

도광판(1) 내부로 입사된 후 굴절, 반사된 빛은 출사면(40)을 통하여 외부로 발산된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 도광판(1)은, 제1 입사면(10)과 별도로 제2 입사면(20) 및 전반사면(30)이 구비되어, 제2 입사면(20)을 통해 도광판(1) 내부로 입사된 빛은 굴절되면서 전반사면(30)에서 전반사가 이루어지며, 발광유닛(2)과 도광판(1)(특히 제1 입사면(10))과의 이격에 따라 제1 입사면(10)으로 입사되지 못하는 빛들도 도광판(1) 내부로 입사될 수 있도록 하며, 광효율 저하를 방지할 수 있도록 이루어진다.

특히 본 발명에 따른 도광판(1)은, 발광유닛(2)의 정면 중 제2 입사면(20)과 가장 가까운 지점에서 제2 입사면(20)의 앞쪽 끝으로 입사되는 빛을 제1 광선(S1)이라고 하고, 제1 광선(S1)이 제2 입사면(20)에서 굴절되는 빛을 제1 굴절광선(S2)이라고 할 때, 제1 굴절광선(S2)은 전반사면(30)에서 전반사되고, 발광유닛(2)의 정면 중 제2 입사면(20)과 가장 먼 지점에서 제2 입사면(20)의 앞쪽 끝으로 입사되는 빛을 제2 광선(S3)이라고 하고, 제2 광선(S3)이 제2 입사면(20)에서 굴절되는 빛을 제2 굴절광선(S4)이라고 할 때, 제2 굴절광선(S4)은 전반사면(30)에서 전반사되도록 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 발광유닛(2)의 정면 중 제2 입사면(20)과 가장 가까운 지점에서 제2 입사면(20)의 중앙으로 입사되는 빛을 제1-1 광선(S5)이라고 하고, 제1-1 광선(S5)이 제2 입사면(20)에서 굴절되는 빛을 제1-1 굴절광선(S6)이라고 할 때, 제1-1 굴절광선(S6)은 전반사면(30)에서 전반사되고, 발광유닛(2)의 정면 중 제2 입사면(20)과 가장 먼 지점에서 제2 입사면(20)의 중앙으로 입사되는 빛을 제2-1 광선(S7)이라고 하고, 제2-1 광선(S7)이 제2 입사면(20)에서 굴절되는 빛을 제2-1 굴절광선(S8)이라고 할 때, 제2-1 굴절광선(S8)은 전반사면(30)에서 전반사되도록 이루어지는 것이 바람직하다.

제1 실시예

이하에서는, 구체적인 수치를 통하여 본 발명에서의 전반사면(30) 및 제2 입사면(20)을 설명하며, 발광유닛(2)의 상하방향 길이 2㎜, 도광판(1)의 두께 3.00㎜, 제1 입사면(10)의 상하방향 길이 2.50㎜, 발광유닛(2)의 정면과 제1 입사면(10)의 이격 거리 0.2㎜일 때를 기준으로 설명하도록 한다.

그리고, 제2 입사면(20)으로 굴절되면서 입사된 빛이 전반사면(30)에서 전반사가 이루어지는 정도에 따라 광효율이 높아질 수 있고, 이때 전반사면(30)에서 전반사 유무는 전반사면(30)의 형성각도 및 도광판(1)의 소재에 따라 달라질 수 있으므로, 이하에서는 도광판(1)의 소재를 구분하여 설명하도록 하며, 먼저 도광판(1)이 PC로 이루어지는 경우를 기준으로 설명하도록 한다.

도광판(1)이 PC로 이루어지는 경우 임계각(전반사가 이루어지는 최소의 각)은 38.97°이다.

그리고 제1 실시예에서 제2 입사면(20)과 전반사면(30)은 모두 평면을 이룬다.

제2 입사면(20)이 제1 입사면(10)과 직교할 때, 제1 광선(S1)의 제2 입사면(20)의 입사각은 38.66°가 되고, 제2 광선(S3)의 제2 입사면(20)의 입사각은 5.08°이다.

도광판(1)이 PC로 이루어지는 경우 제1 광선(S1)이 제2 입사면(20)에서 굴절되는 빛인 제1 굴절광선(S2)의 굴절각은 23.13°이며, 본 발명에 따른 도광판(1)에서는 이러한 제1 굴절광선(S2)이 전반사면(30)에서 전반사되도록 전반사면(30)이 충분히 길게 이루어지는 것이 바람직하고, 적어도 제1 굴절광선(S2)이 전반사면(30)과 출사면(40)의 연결지점을 향하도록 이루어지는 것이 바람직하다.

그리고 제2 광선(S3)이 제2 입사면(20)에서 굴절되는 빛인 제2 굴절광선(S4)의 굴절각은 3.19°이며, 본 발명에 따른 도광판(1)에서 이러한 제2 굴절광선(S4)은 전반사면(30)에서 전반사되도록 이루어지는 것이 바람직하다.

출사면(40)과 전반사면(30)이 이루는 내각이 143.89°일 때, 전반사면(30)에 대한 제1 굴절광선(S2)의 입사각은 59.25°, 전반사면(30)에 대한 제2 굴절광선(S4)의 입사각은 39.30°이며, 임계각(38.97°)보다 크므로 모두 전반사된다.(도 3(a) 참조)

제2 굴절광선(S4)은 전반사면(30)으로의 입사각이 적어도 38.97°이상일 때 전반사되므로, 출사면(40)과 전반사면(30)이 이루는 내각은 144.22°이하로 이루어지는 것이 바람직하다.

제2 실시예

이하에서는, 상술한 제1 실시예의 경우와 동일하고, 다만 도광판(1)이 PMMC로 이루어지는 경우를 설명한다.

도광판(1)이 PMMC로 이루어지는 경우 임계각은 42.2°이다.

도광판(1)이 PMMC로 이루어지는 경우 제1 광선(S1)이 제2 입사면(20)에서 굴절되는 빛인 제1 굴절광선(S2)의 굴절각은 24.79°이며, 본 발명에 따른 도광판(1)에서는 이러한 제1 굴절광선(S2)이 전반사면(30)에서 전반사되도록 전반사면(30)이 충분히 길게 이루어지는 것이 바람직하고, 적어도 제1 굴절광선(S2)이 전반사면(30)과 출사면(40)의 연결지점을 향하도록 이루어지는 것이 바람직하다.

그리고 제2 광선(S3)이 제2 입사면(20)에서 굴절되는 빛인 제2 굴절광선(S4)의 굴절각은 3.41°이며, 본 발명에 따른 도광판(1)에서 이러한 제2 굴절광선(S4)은 전반사면(30)에서 전반사되도록 이루어지는 것이 바람직하다.

출사면(40)과 전반사면(30)이 이루는 내각이 141°일 때, 전반사면(30)에 대한 제1 굴절광선(S2)의 입사각은 63.79°, 전반사면(30)에 대한 제2 굴절광선(S4)의 입사각은 42.41°이며, 임계각(42.2°)보다 크므로 모두 전반사된다.(도 3(b) 참조)

이러한 제2 굴절광선(S4)은 전반사면(30)으로의 입사각이 적어도 42.2이상일 때 전반사되므로, 출사면(40)과 전반사면(30)이 이루는 내각은 141.21°이하로 이루어지는 것이 바람직하다.

제3 실시예

제1 실시예 및 제2 실시예에서 제2 입사면(20) 및 전반사면(30)은 모두 평면을 이루는 형태를 기준으로 설명하였으나, 본 발명에 따른 도광판(1)에서 전반사면(30)은 곡면을 이룰 수 있으며, 특히 외측으로 볼록한 곡면을 이룰 수 있다.(도 4 참조)

이와 같이 전반사면(30)이 곡면을 이루는 경우, 평면을 이루는 경우와 비교할 때, 전반사면(30)의 뒤쪽(발광유닛(2)과 가까운 쪽)에서 전반사되는 빛의 입사각의 크기가 증가되도록 할 수 있으며, 전반사율을 증가시킬 수 있다.

그리고 전반사면(30)의 앞쪽에서 반사되는 빛의 경우 대체로 임계각보다 충분히 큰 각으로 입사각을 이루는 것이므로, 역시 대부분 전반사되어 도광판(1) 내부로 굴절되게 된다.

제4 실시예

제4 실시예에서 도광판(1)은 PC로 이루어지고, 제2 입사면(20)과 전반사면(30)은 모두 평면을 이루며, 제2 입사면(20)은 제1 입사면(10)과 직교한다.

제1-1 광선(S5)의 제2 입사면(20)의 입사각은 19.07°가 되고, 제2-1 광선(S7)의 제2 입사면(20)의 입사각은 2.20°이다.(도 5(a) 참조)

도광판(1)이 PC로 이루어지는 경우 제1-1 광선(S5)이 제2 입사면(20)에서 굴절되는 빛인 제1-1 굴절광선(S6)의 굴절각은 11.86°이며, 본 발명에 따른 도광판(1)에서는 이러한 제1-1 굴절광선(S6)이 전반사면(30)에서 전반사되도록 이루어지는 것이 바람직하다.

그리고 제2-1 광선(S7)이 제2 입사면(20)에서 굴절되는 빛인 제2-1 굴절광선(S8)의 굴절각은 1.38°이며, 본 발명에 따른 도광판(1)에서 이러한 제2-1 굴절광선(S8)은 전반사면(30)에서 전반사되도록 이루어지는 것이 바람직하다.

전반사면(30)과 출사면(40)이 이루는 내각이 143.89°일때, 전반사면(30)으로 입사되는 제1-1굴절광선의 입사각은 47.97°이고, 제2-1굴절광선의 입사각은 37.49°이다.

따라서, 제1-1굴절광선은 전반사면(30)에서 전반사되게 되나, 제2-1굴절광선은 전반사되지 못하고 도광판(1)을 빠져나가게 된다.

제2-1굴절광선이 전반사면(30)에서 전반사되도록 하기 위하여, 전반사면(30)의 경사각을 조정할 수도 있으나, 이 경우 제1 실시예 내지 제3 실시예를 통하여 설정된 전반사면(30)의 각이 변경되게 되므로, 제2 입사면(20)의 각도(제1 입사면(10)과 제2 입사면(20)이 이루는 외각)을 변경함으로써 제2-1굴절광선이 전반사면(30)에서 전반사되도록 하는 것이 바람직하며, 이러한 바람직한 실시예를 제5 실시예를 통하여 설명한다.

제5 실시예

제5 실시예는, 제2 입사면(20)과 제1 입사면(10)이 이루는 외각이 직각이 아니라 둔각을 이루도록 이루어지며, 특히 96.76° 이상을 이루도록 이루어지는 점을 제외하고, 제4 실시예의 경우와 동일하다.(도 6(a) 참조)

제2 입사면(20)이 제1 입사면(10)과 이루는 외각이 97°일 때, 전반사면(30)으로 입사되는 제1-1굴절광선의 입사각은 52.12°이고, 제2-1굴절광선의 입사각은 40.34°이며, 모두 전반사되게 된다.

이처럼, 제2 입사면(20)이 경사면을 이룸으로써 제2-1굴절광선은 더욱 큰 각도로 굴절되며 전반사면(30)으로 입사되는 입사각이 증가될 수 있게 된다.

제6 실시예

제6 실시예에서 도광판(1)은 PMMC로 이루어지고, 제2 입사면(20)과 전반사면(30)은 모두 평면을 이루며, 제2 입사면(20)은 제1 입사면(10)과 직교한다.

제1-1 광선(S5)의 제2 입사면(20)의 입사각은 19.07°가 되고, 제2-1 광선(S7)의 제2 입사면(20)의 입사각은 2.20°이다.(도 5(b) 참조)

도광판(1)이 PMMC로 이루어지는 경우 제1-1 광선(S5)이 제2 입사면(20)에서 굴절되는 빛인 제1-1 굴절광선(S6)의 굴절각은 12.67°이며, 본 발명에 따른 도광판(1)에서는 이러한 제1-1 굴절광선(S6)이 전반사면(30)에서 전반사되도록 이루어지는 것이 바람직하다.

그리고 제2-1 광선(S7)이 제2 입사면(20)에서 굴절되는 빛인 제2-1 굴절광선(S8)의 굴절각은 1.48°이며, 본 발명에 따른 도광판(1)에서 이러한 제2-1 굴절광선(S8)은 전반사면(30)에서 전반사되도록 이루어지는 것이 바람직하다.

전반사면(30)과 출사면(40)이 이루는 내각이 143.89°일때, 전반사면(30)으로 입사되는 제1-1굴절광선의 입사각은 51.67°이고, 제2-1굴절광선의 입사각은 40.48°이다.

제4 실시예의 경우와 같이, 제2 입사면(20)의 각도(제1 입사면(10)과 제2 입사면(20)이 이루는 외각)를 변경함으로써 제2-1굴절광선이 전반사면(30)에서 전반사되도록 하는 것이 바람직하며, 이러한 바람직한 실시예를 제7 실시예를 통하여 설명한다.

제7 실시예

제7 실시예는, 제2 입사면(20)과 제1 입사면(10)이 이루는 외각이 직각이 아니라 둔각을 이루도록 이루어지며, 특히 96.97°이상을 이루도록 이루어지는 점을 제외하고, 제6 실시예의 경우와 동일하다.(도 6(b) 참조)

제2 입사면(20)이 제1 입사면(10)과 이루는 외각이 97°일 때, 전반사면(30)으로 입사되는 제1-1굴절광선의 입사각은 55.62°이고, 제2-1굴절광선의 입사각은 43.05°이며, 모두 전반사되게 된다.

제8 실시예

제5 실시예 및 제7 실시예에서 제2 입사면(20)이 평면을 이루는 형태를 기준으로 설명하였으나, 본 발명에 따른 도광판(1)에서 제2 입사면(20)은 곡면을 이룰 수 있으며, 특히 오목한 곡면을 이룰 수 있다.(도 7 참조)

이와 같이 제2 입사면(20)이 곡면을 이루는 경우, 평면을 이루는 경우(제5 실시예 또는 제7 실시예)와 비교할 때, 제2 입사면(20)에서의 굴절각이 증가되도록 할 수 있으며, 결국 전반사면(30)에서 전반사되는 빛을 증가시킬 수 있게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 도광판(1)의 수축 또는 팽창에 따른 발광유닛(2)의 손상을 방지하기 위하여 제1 입사면(10)이 발광유닛(2)과 이격되도록 하면서, 제2 입사면(20)과 전반사면(30)이 구비되도록 하여 제1 입사면(10) 이외의 방향으로 조사되는 빛이 도광판(1) 내부로 유입되어 전반사되도록 할 수 있으며 광효율이 우수한 도광판(1)을 제공할 수 있게 된다.

앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

1 : 도광판 2 : 발광유닛
10 : 제1 입사면 20 : 제2 입사면
30 : 전반사면 40 : 출사면
S1 : 제1 광선 S2 : 제1 굴절광선
S3 : 제2 광선 S4 : 제2 굴절광선
S5 : 제1-1 광선 S6 : 제1-1 굴절광선
S7 : 제2-1 광선 S8 : 제2-1 굴절광선

Claims

발광유닛의 정면과 이격되게 마주하고, 상기 발광유닛의 정면 길이보다 긴 길이를 갖는 제1 입사면;
상기 제1 입사면의 끝에서 뒤쪽으로 꺽인 면을 이루고, 상기 발광유닛의 정면에서 경사방향으로 조사된 빛이 굴절되면서 입사되는 제2 입사면; 및
상기 제2 입사면의 뒤쪽 끝에서 앞쪽으로 꺽인 면을 이루고, 상기 제1 입사면 및 제2 입사면과 평행하지 않게 경사를 이루며, 상기 제2 입사면을 통해 입사된 빛의 적어도 일부가 전반사되는 전반사면이 구비되는 것을 특징으로 하는 도광판.
제1항에 있어서,
상기 발광유닛의 정면 중 상기 제2 입사면과 가장 가까운 지점에서 상기 제2 입사면의 앞쪽 끝으로 입사되는 빛을 제1 광선이라고 하고, 상기 제1 광선이 상기 제2 입사면에서 굴절되는 빛을 제1 굴절광선이라고 할 때, 상기 제1 굴절광선은 상기 전반사면에서 전반사되고,
상기 발광유닛의 정면 중 상기 제2 입사면과 가장 먼 지점에서 상기 제2 입사면의 앞쪽 끝으로 입사되는 빛을 제2 광선이라고 하고, 상기 제2 광선이 상기 제2 입사면에서 굴절되는 빛을 제2 굴절광선이라고 할 때, 상기 제2 굴절광선은 상기 전반사면에서 전반사되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 도광판.
제2항에 있어서,
상기 전반사면은 볼록한 곡면을 이루는 것을 특징으로 하는 도광판.
제1항에 있어서,
상기 제1 입사면과 직교하는 출사면과 상기 전반사면이 이루는 내각은, 도광판이 PC로 이루어지는 경우 144.22°이하이고, 도광판이 PMMA로 이루어지는 경우 141.21°이하인 것을 특징으로 하는 도광판.
제2항에 있어서,
상기 발광유닛의 정면과 상기 제1 입사면 간의 수직거리를 L1, 상기 제2 입사면과 상기 전반사면이 연결되는 지점을 P1이라고 할 때, P1에서 상기 제1 입사면 까지의 수직거리는 L1 보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 도광판.
제2항에 있어서,
상기 제1 입사면과 상기 제2 입사면이 이루는 외각은 둔각인 것을 특징으로 하는 도광판.
제2항에 있어서,
상기 발광유닛의 정면 중 상기 제2 입사면과 가장 가까운 지점에서 상기 제2 입사면의 중앙으로 입사되는 빛을 제1-1 광선이라고 하고, 상기 제1-1 광선이 상기 제2 입사면에서 굴절되는 빛을 제1-1 굴절광선이라고 할 때, 상기 제1-1 굴절광선은 상기 전반사면에서 전반사되고,
상기 발광유닛의 정면 중 상기 제2 입사면과 가장 먼 지점에서 상기 제2 입사면의 중앙으로 입사되는 빛을 제2-1 광선이라고 하고, 상기 제2-1 광선이 상기 제2 입사면에서 굴절되는 빛을 제2-1 굴절광선이라고 할 때, 상기 제2-1 굴절광선은 상기 전반사면에서 전반사되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 도광판.
제2항에 있어서,
상기 제1 입사면과 직교하는 출사면과 상기 전반사면이 이루는 내각은, 도광판이 PC로 이루어지는 경우 144.22°이하이고, 도광판이 PMMA로 이루어지는 경우 141.21°이하이며,
상기 제1 입사면과 상기 제2 입사면이 이루는 외각은, 도광판이 PC로 이루어지는 경우 96.76°이상이고, 도광판이 PMMA로 이루어지는 경우 96.97°이상인 것을 특징으로 하는 도광판.
제7항에 있어서,
상기 제2 입사면은 오목한 곡면을 이루는 것을 특징으로 하는 도광판.