KR20180067244A

KR20180067244A - 면조명 장치 및 이를 제조하는 방법

Info

Publication number: KR20180067244A
Application number: KR1020160168751A
Authority: KR
Inventors: 박병철
Original assignee: 코오롱글로텍주식회사
Priority date: 2016-12-12
Filing date: 2016-12-12
Publication date: 2018-06-20
Also published as: KR101910010B1; US10557981B2; US20180164486A1

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르면, 면조명 장치는 광원으로부터 유입되는 빛을 내부에 형성된 패턴을 통해 분산시키는 도광부, 상기 도광부의 하부에 형성되어 상기 도광부로부터 분산된 빛 중 외부로 향하는 빛을 반사시키는 반사부, 상기 도광부의 상부에 인접하여 형성되고, 상기 도광부로부터 분산되어 빠져 나오는 빛을 산란시키는 확산부 및 상기 광원과 상기 도광부 사이에 형성되고, 상기 광원으로부터 유입되는 빛 중 적어도 일부를 굴절시킴에 따라 상기 유입되는 빛 전체를 집광하여, 상기 도광부로 가이드하는 굴절 가이드부를 포함할 수 있다.

Description

면조명 장치 및 이를 제조하는 방법 {Flat lighting apparatus and method for manufacturing the same}

본 발명은 면조명 장치 및 이를 제조하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 별도의 접착층 없이 일체형으로 형성되며, 얇은 두께에 따라 면조명 장치 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.

전자기기에 사용되는 다양한 광원을 활용한 조명유닛은 각 전자기기의 특성에 따라 적합한 광원을 활용하여 광효율을 높이는 방식으로 구현되고 있다.

최근 이러한 전자기기에 사용되는 조명유닛은 평판디스플레이에 적용되는 백라이트 유닛이나 실내환경에 사용하는 실내등, 또는 자동차 외부에 설치되는 전조등, 안개등, 후퇴등, 차폭등, 번호등, 후미등, 제동등, 방향지시등, 비상점멸표시나 자동차 내부에 설치되는 실내조명등에 다양하게 적용될 수 있다.

그러나, 전술한 바와 같이 이용되는 기존의 조명기술은 유연한 면조명의 기술이 부재하여, 종래의 백라이트 유닛(BLU, Backlight Unit)은 1mm 이상의 두께의 PMMA 재질에 의한 유연성이 떨어지는 단점이 존재했다. 또한, 조명유닛이 대면적으로 설치되는 경우에는 4면에 광원을 두어야 하는 단점으로 유연성 구현이 불가한 문제점이 있었다.

이에 따라, 본 발명에서는 1mm 두께 이하의 유연하고 높은 효율의 면광원 제조를 위한 유연한 일체형 면조명 장치의 제조 방법을 제공한다.

선행문헌1: 한국 공개 특허 제10-2016-0124285호 (공개)

본 발명의 목적은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 별도의 접착층없이 일체형으로 형성되고, 얇은 두께로 마련되는 면조명 장치를 이용함으로써, 양산성을 확보하며 광 확산을 통해 다른 각도에서도 고른 광량을 배출하고 눈부심이 없는 유연한 면 조명을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 면조명 장치는, 광원으로부터 유입되는 빛을 내부에 형성된 패턴을 통해 분산시키는 도광부, 상기 도광부의 하부에 형성되어 상기 도광부로부터 분산된 빛 중 외부로 향하는 빛을 반사시키는 반사부, 상기 도광부의 상부에 인접하여 형성되고, 상기 도광부로부터 분산되어 빠져 나오는 빛을 산란시키는 확산부 및 상기 광원과 상기 도광부 사이에 형성되고, 상기 광원으로부터 유입되는 빛 중 적어도 일부를 굴절시킴에 따라 상기 유입되는 빛 전체를 집광하여, 상기 도광부로 가이드하는 굴절 가이드부를 포함할 수 있다.

본 발명에서, 상기 굴절 가이드부는, 상기 광원으로부터 유입되는 광을 굴절시키기 위해 상기 도광부와 인접한 적어도 일표면이 수평면을 기준으로 소정의 각도로 기울어진 슬로프(slope)일 수 있다.

본 발명에서, 상기 굴절 가이드부는, 상기 광원으로부터 유입되는 빛 전체를 집광하여 상기 도광부로 가이드 하기 위해, 상기 도광부와 인접한 일면이 내측방향으로 오목하게 형성될 수 있다.

본 발명에서, 상기 굴절 가이드부는, 내측면 중 적어도 일부에 형성된 돌출부를 이용하여, 상기 광원으로부터 유입되는 빛 중 적어도 일부를 수직한 방향으로 굴절시키고, 상기 수직 방향으로 굴절된 빛의 일부를 하부 내측면에 형성된 돌출부에 의해 타면으로 다시 굴절시켜 상기 도광부로 가이드 할 수 있다.

또한, 상기 도광부와 인접한 상기 굴절가이드부의 일면은, 상기 광원으로부터 유입되는 빛 중 일부를 수직한 방향으로 굴절시키기 위해 경사를 이루는 슬로프 형상의 제 1면 및 상기 광원으로 향하는 내측방향으로 오목하게 형성된 제 2면으로 이루어 질 수 있다.

본 발명에서, 상기 반사부는, 금속염을 이용하여 형성하는 촉매층 및 상기 촉매층의 일면에 은 주액과 환원액을 이용하여 형성하는 은(silver) 층을 더 포함할 수 있다.

본 발명에서, 상기 반사부는, 상기 촉매층과의 계면 접착력을 증진시키는 프라이머 층(primer layer)을 더 포함할 수 있다.

본 발명에서 상기 반사부는, 일면에 은경반응에 의한 습식 반사층 일 수 있다.

또한, 상기 프라이머 층의 두께는 상기 도광부 내 패턴의 두께보다 두꺼울 수 있다

본 발명에서, 상기 확산부는, 상기 도광부으로부터 방사되는 빛 경로를 상향시키기 위해 투명 고분자 수지(Transparent polymer resin) 및 저굴절률 무기물 입자를 이용하여, 굴절률을 낮추는 저굴절률 확산 코팅층을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 굴절가이드부의 일표면에 인접하여, 다수의 광원을 포함하는 광원모듈이 실장된 FPCB를 포함할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 면조명 장치 제조 방법은 광원으로부터 유입되는 빛을 내부에 형성된 패턴을 통해 분산시키는 도광부를 형성하는 단계, 상기 도광부의 하부에 형성되어, 상기 도광부로부터 분산된 빛 중 적어도 일부가 유입되어, 외부로 향하는 빛을 반사시키는 반사부를 형성하는 단계, 상기 도광부의 상부에 인접하여 형성되고, 상기 도광부로부터 분산되어 빠져 나오는 빛을 산란시키는 확산부를 형성하는 단계 및 상기 광원으로부터 유입되는 빛 중 적어도 일부를 굴절시킴에 따라 상기 유입되는 빛 전체를 집광하여, 상기 도광부로 가이드하는 굴절 가이드부를 상기 광원과 상기 도광부 사이에 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명에서 상기 굴절 가이드부를 형성하는 단계는, 상기 굴절 가이드부의 내측면 중 적어도 일부에 형성된 돌출부를 이용하여, 상기 광원으로부터 유입되는 빛 중 적어도 일부를 수직한 방향으로 굴절시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명에서 상기 굴절 가이드부를 형성하는 단계는, 상기 굴절 가이드부의 적어도 일표면이 수평면을 기준으로 소정의 각도로 기울어진 슬로프(slope)형상으로 형성할 수 있다.

본 발명에서 상기 굴절 가이드부를 형성하는 단계는, 상기 광원으로부터 유입되는 빛 전체를 집광하여 상기 도광부로 가이드하기 위해, 상기 도광부와 인접한 일면이 내측방향으로 오목하게 형성할 수 있다.

본 발명에서 상기 반사부를 형성하는 단계는, 금속염을 이용하여 형성하는 촉매층을 형성하는 단계 및 상기 촉매층의 일면에 은 주액과 환원액을 혼합하여 생성하는 은(silver) 층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명에서 상기 반사부를 형성하는 단계는, 상기 형성된 패턴과 상기 상기 촉매층과의 계면 접착력을 증진시키는 프라이머 층(primer layer)을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 굴절가이드부의 일표면에 인접하여, 다수의 광원을 포함하는 광원모듈이 실장된 FPCB를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 면조명 장치 및 이를 제조하기 위한 면조명 장치 제조 방법은, 유연한 면조명을 구현할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 면조명 장치 및 이를 제조하기 위한 면조명 장치 제조 방법은 별도의 접착증 없이, 도광부 표면에서 수행되는 습식 코팅에 의해 양산성을 확보하고, 다양한 각도에서도 고른 광량을 배출함으로써 눈부심 없는 조명을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 면조명 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 굴절 가이드부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반사부를 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 확산부 형성 유무에 따른 광 추출효과를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 면조명 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 도 5의 S20 단계와 S30 단계 사이의 구체적인 단계를 나타내는 도면이다.
도 7은 도 5의 S50 단계 이후 단계를 나타내는 도면이다.

첨부된 도면들을 참조하여 본 발명을 일 실시예에 따라 상세히 설명한다.

이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 이는 해당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라 질 수 있다. 또한 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명부분에서 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는, 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가지는 실질적인 의미와 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 함을 밝혀두고자 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다.

나아가, 도면들 중 참조번호 및 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호들 및 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

따라서 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.

이하의 실시예에서, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.

도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되는 것은 아니다.

또한, 이하에서 설명하는 면조명 장치는 다양한 구성을 가질 수 있고, 여기서는 필요한 구성만을 예시적으로 제시하며, 본 발명 내용이 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 실시예에 따른 면조명 장치는 도광의 역할을 수행하는 도광부에 반사부와 확산부를 별도의 접착층 없이 형성하고, 얇은 두께로 마련되어 일체형으로 구현되는 확산부, 도광부 그리고 반사부의 두께와 광원의 두께차이를 보정하기 위한 굴절 가이드부를 마련함으로써, 높은 효율의 광원을 얇은 두께의 도광부에 적용 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는 면조명 장치에 관한 것이다.

또한, 후술하는 본 발명의 면조명 장치는 면 조명장치를 위한 최상단에 마련되는 액정패널과 빛을 발광하는 복수의 LED가 실장되는 LED기판과 적어도 하나의 프리즘 시트로 이루어진 광학시트와 함께 구성되는 백라이트 유닛을 포함하는 조명장치로 구현될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 면조명 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

본 발명의 실시예에 따른 면조명 장치(100)는 굴절 가이드부(110), 확산부(120), 도광부(130) 및 반사부(140)를 포함할 수 있다.

이 때, 본 발명의 면조명 장치(100)를 이루는 각 구성요소(굴절 가이드부, 확산부, 도광부, 반사부 등)는 각각 다른 필름으로 구현되어 적층되는 구조가 아닌, 일체형으로 구현되는 면 조명을 위한 구조이다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 면조명 장치(100)는 광원을 더 포함할 수 있다.

광원은 도광부(130)의 모서리부 또는 입광 측면에 배치될 수 있다. 즉, 광원은 도광부(130)의 모서리부 또는 입광 측면으로 빛을 출사할 수 있다. 광원은 적어도 하나 이상의 발광 다이오드(LED) 또는 발광 다이오드 칩(Chip)일 수 있다. 예를 들어, 광원은 청색광을 방출하는 질화갈륨(GaN)계 발광 다이오드일 수 있다. 광원의 개수는 표시 패널의 크기 및 휘도 균일성 등을 고려하여 다양한 값을 가질 수 있다.

여기서, 광원은 높은 효율을 위하여 두께를 1.0T 이상으로 형성하는 것이바람직하다. 이러한 광원을 적용하기 위해서는 1.0T 이상의 도광부(130)를 적용해야만 광효율 극대화 할 수 있다. 하지만, 1.0T 이상의 도광부(130)는 유연성에 제한이 있으며, 곡률 반지름(bending radius)는 40mm 이상으로 디자인 자유도가 떨어지는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명에서는 유연성을 증진시키기 위하여 광원의 두께에 비해 얇은 두께의 도광부를 적용하고, 상기 도광부와 광원의 두께 차이 보정을 위하여, 굴절 가이드부(110)에 슬로프를 형성한다. 보다 상세하게는, 굴절 가이드부(110)는 적어도 일표면이 수평면을 기준으로 소정의 각도로 기울어진 경사를 이루는 슬로프(slope)의 형상으로 구현되어 형성될 수 있다.

예컨대, 본 발명의 일 실시예에 따른 굴절 가이드부(110)의 슬로프는 수평면을 기준으로 5~30 도의 각도를 이루는 경사면으로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 경사가 30도 이상인 경우, 굴절에 따른 집광효과가 떨어질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 굴절 가이드부(110)는 광투과율이 우수하고 유연한 소재를 이용하여 형성될 수 있다. 굴절 가이드부(110)는 가열, 가압에 의해 변형된 이후 그 형태를 유지하면서, 유연한 특성이 있는 실리콘, 에폭시, 우레탄, 아크릴, PC, PE, PI, PP, PS, PU, PET, PEN 및 PAN 중 적어도 하나 이상을 포함하여 구현될 수 있다. 일 예로, 굴절 가이드부(110)는 광원이 배열된 상태에서 정해진 틀에서 가열 및 가압의 공정으로 별도 진행될 수 있으므로, 도광부 제작의 기존 공정을 그대로 유지할 수 있도록 사용할 수 있는 것을 선택하여 적용될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 굴절 가이드부(110)는 상기 광원과 도광부(130) 사이에 형성되고, 광원으로부터 유입되는 빛 중 적어도 일부를 굴절시킴에 따라 유입되는 빛 전체를 집광하여, 도광부(130)로 가이드할 수 있다.

또한, 일 실시예에 따른 굴절 가이드부(110)는 광원으로부터 유입되는 빛 전체를 집광하여, 도광부(130)로 가이드 하기 위해, 도광부(130)와 인접한 일면이 내측방향으로 오목하게 형성될 수 있다.

보다 상세한 설명을 위하여, 도2를 참조한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 굴절 가이드부(110)를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2의 (a)를 참조하면, 본 발명의 굴절 가이드부(110)는 내측면 중 적어도 일부에 형성된 돌출부(111)를 이용하여, 광원으로부터 유입되는 빛 중 적어도 일부를 수직한 방향으로 굴절시킬 수 있다. 예컨대, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 굴절 가이드부(110)의 돌출부(111)들 중 상단부분에 형성된 돌출부(111)는 굴절 가이드부(110)의 상부로 유입되는 빛을 하향시킬 수 있으며, 굴절 가이드부(110)는 도광부(130)와 인접한 일면은 오목형상을 통해 빛의 직진성을 향상시켜, 도광부(130)로의 광 유입을 극대화 하도록 마련될 수 있다.

즉, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 굴절 가이드부(110)의 일측면에 위치하는 광원으로부터 발광하는 빛을 받아들여, 상기 빛을 집광하여, 도광부(110)로 가이드 할 수 있다. 이 때, 광원으로부터 발광하는 빛 중 일부는 굴절없이 굴절 가이드부(110)의 내측방향으로 오목하게 형성된 타면으로 향하고, 광원으로부터 발광하는 빛 중 다른 일부는 굴절 가이드부(110)의 일면에서 형성된 슬로프에 도달하여, 상기 슬로프에 형성된 돌출부(111)로부터 수직한 방향으로 굴절됨으로써, 굴절된 빛은 굴절 가이드부(110)의 하부 내측면에 형성된 돌출부(111)에 의해 상기 타면으로 다시 굴절되어, 도광부(130)로 가이드 될 수 있다.

예컨대, 굴절 가이드부(110)는 일부 내측면에 형성된 돌출부(111)에 의해 산란함에 따라 빛이 난반사를 하고, 그에 따라 굴절 가이드부(110) 중 돌출부(111)가 존재하지 않는 영역으로 빛이 모이게 됨으로써, 도광부(130)와 인접한 굴절 가이드부(110)의 일면으로 향할 수 있도록 한다.

여기서, 굴절 가이드부(130)의 내측방향으로 오목하게 형성된 일면은 광원으로부터 유입되는 빛의 직진성을 높여, 집광한다.

도 2의 (c)는 굴절 가이드부의 사시도이다.

본 발명의 실시예에 따른 확산부(120)는 도광부(130)의 상부에 인접하여 형성되고, 상기 도광부(130)로부터 분산되어 빠져 나오는 빛을 산란시킬 수 있다.

일 예로서, 확산부(120)는 도광부(130)로부터 방사되는 빛의 경로를 상향시키기 위하여, 투명 고분자 수지(Transparent polymer resin) 및 저굴절률 무기물 입자를 이용하여, 굴절률을 낮추는 저굴절률 확산 코팅층을 더 포함할 수 있다. 저굴절률 확산 코팅층은 도광부(130)로부터 입사되는 빛의 굴절률을 낮추고, 도광부(130)와의 굴절률 차이를 크게 하여, 도광부(130)로부터 입사되는 빛의 경로를 상향시킴에 따라 집광 및 확산할 수 있다.

상술한 바와 같이, 확산부(140)를 형성하기 위하여 코팅액에 저굴절률 특성을 유지하기 위해서는, 투명 고분자 수지에 저굴절률 무기물 입자를 첨가해야 한다. 보다 바람직하게는, 다공성 실리카 분말(porous silica powder) 내지 중공 실리카 분말(hollow silica powder) 내지 MgF2 미세 분말을 투명 자외선 경화형 코팅액과 혼합해서 사용한 구조일 수 있다.

이 때, 투명 고분자 수지의 광 굴절률은 1.4 ~ 1.5 사이인 것이 바람직 하며, 보다 상세한 일 예에 따른 저굴절률 입자는 1.1 ~ 1.4 사이의 굴절률을 가지는 입자인 다공성 실리카 분말(porous silica powder) 내지 중공 실리카 분말(hollow silica powder), MgF2 입자를 혼합시켜서 코팅함으로써 굴절률을 낮추는 효과와 함께, 빛을 산란 및 확산 시킴에 따라, 굴절률이 1.5 내지 1.6 사이인 도광부(130)로부터 입사되는 빛의 경로를 상향 굴절시킬 수 있는 구조로 구현할 수 있다.

또한, 다공성 실리카 분말, 중공 실리카 분말 및 MgF2 입자를 사용하는 경우, 입자의 크기는 0.01m ~ 0.05m인 것이 바람직하다. 상기 입자의 크기가 0.01m ~ 0.05m인 것을 사용하는 경우, 빛의 굴절률은 1.3 ~ 1.38 정도 이므로, 투명 유기물 수지에 혼합하여 코팅하게 되면, 굴절률을 낮추는 것이 가능하고, 더불어 다공성 실리카 분말, 중공 실리카 분말 및 MgF2 입자와 투명 자외선 경화 수지와의 굴절률 차이에 의한 확산 효과를 발생시킨다.

또 다른 일 실시예에 따른 확산부(120)는 상기의 분말 외에도 굴절률을 낮추는 무기물 내지 무기물의 미세 분말의 혼합 코팅이 가능하도록 구현될 수 있다.

예컨대, 본 발명의 실시예에 따른 투명 무기물 박막 코팅층은 금속 산화막, 금속 질화막 및 금속 불화막일 수 있고, 보다 상세하게는, SiO2(1.46), Al2O3(1.7), TiO2(2.45), Ta2O5(2.2), ZrO2(2.05), HfO2(2.0), Nb2O5(2.33), Si3N4(2.02), MgF2(1.38) 등 다양한 형태의 박막을 스퍼터링, E Beam Evaporation, PECVD 등의 방법으로 코팅할 수 있으며, 또 다른 예로, 단일층 및 적층으로 코팅할 수도 있다.

다시, 도1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 도광부(130)는 광원으로부터 유입되는 빛을 내부에 형성된 패턴(131)을 통해 분산시킬 수 있다.

도광부(130)는 굴절 가이드부(110)로부터 유입되는 빛의 도광을 효율적으로 하기 위해, 면적에 따라 스템핑(stamping) 방식 또는 인쇄방식으로 패턴(131)(pattern)을 마련하여 형성할 수 있다. 여기서, 패턴(131)의 두께는 3 ~ 10 m로 형성되는 것이 바람직하다. 본 발명의 일 예로서, 스템핑 방식에 의한 상기 패턴(131)은 음각(intaglio)의 형상으로 형성될 수 있고, 또 다른 일 예로 인쇄방식에 따라 양각(relief)의 형상으로 패턴(131)이 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 반사부(140)는 도광부(130)의 하부에 형성되어, 상기 도광부로부터 분산된 빛 중 외부로 향하는 빛을 반사시킬 수 있다.

본 발명의 반사부(140)를 보다 상세하게 설명하기 위하여, 도 3을 참고한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반사부를 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 도면이다.

도 3을 참고하면, 본 발명의 반사부(140)는 프라이머 층(141), 촉매층(142), 은층(143) 및 보호 코팅층(144)을 더욱 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 프라이머 층(primer layer)(141)은, 상기 촉매층(142)과의 계면 접착력을 증진시킬 수 있다. 여기서, 프라이머 층(141)은 도광부(130)에 형성된 패턴(131)에 의한 요철을 평탄화하고, 반사부(140)와의 계면 접착력을 극대화 하기 위하여 형성할 수 있다.

예컨대, 프라이머 층(141)의 두께는, 0.1m ~ 10 m인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 도광부(130)의 패턴의 두께보다 더 두껍게 형성하는 것이 가장 바람직하다. 예컨대, 프라이머 층(141)이 패턴보다 낮게 형성될 경우, 패턴의 굴곡을 완전하게 커버하지 못하게 되며, 이로 인한 평활도 저하는 이후 올라가는 은 층(143)의 불균일한 코팅으로 반사율 저하의 원인이 될 수 있다.

또한, 프라이머 층(141)은 UV 경화형, 열경화형 등으로 마련될 수 있으나, 반사율 제고를 위해서는 UV 경화형이 바람직하고, 부착성 향상을 위해서는 열광화형이 바람직할 것이다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 프라이머 층(141)은 은경반응에 의한 습식 반사층을 더욱 포함하여 형성할 수 있다. 은경반응은 산화환원에 의한 침적(precipitation) 기작에 의한 일종의 도금 반응으로서, 상온에서도 빠른 은 층의 형성을 위해 촉매를 사용한다.

본 발명의 실시예에 따른 촉매층(142)은 금속염을 이용하여 형성할 수 있다. 보다 상세하게는, 촉매층(142)은 프라이머 층(141) 일면에 금속염 또는 두 종류 이상의 금속염의 혼합물로 이루어진 촉매 수용액을 이용하여, 상기 프라이머 층(141)의 일면을 촉매화함으로써, 은경반응의 속도를 촉진시키고, 저온에서의 반응이 가능하다.

여기서, 촉매로 사용할 수 있는 금속염은 Fe계, Al계, Zn 계 등 다양한 금속염을 사용할 수 있으며, 이 때, 금속염은 물에 녹여 표면에 분사하여 도포하는데, 예를 들어 도포성(wetting)이 좋지 않은 경우, 소량의 계면활성제를 넣어 도포하는 것이 바람직할 것이다.

이 후, 반사부(140)는 촉매층(142)의 일면에 은 주액과 환원액을 이용하여 은(silver) 층(143)을 더 형성할 수 있다. 여기서, 은 주액은 질산은(silver nitrate)와 같은 은 이온 함유 염과 일정량의 암모니아수가 함유되어 제조될 수 있다. 예컨대, 본 발명에서 환원액은 포름알데히드, 아세트알데하이드, 소디움(Na+), 포타시움(K+), 유기염류 및 아민계 화합물을 주성분으로 하여 은을 환원시킬 수 있다. 이 때, 환원액은 상술한 화합물에 한정하지 아니하고, 은을 환원시킬 수 있는 물질이면 다른 화합물도 다양하게 사용할 수 있음을 밝혀둔다. 예를 들어, NaOH, KOH 및 환원당 등도 사용 가능할 것이며, 농도와 종류에 따라 금속 은 석출속도와 은의 순도가 달라질 수 있다.

본 발명에서는, 광택, 높은 반사율 및 유려한 외관을 보유하는 장점을 갖는 반면에, 산화나 공기 중 각종 활성기체와의 접촉으로 쉽게 변색할 수 있다는 단점이 있는 은의 특성에 대비하여, 은 도금 후 변색방지를 위해, 도포 두께에도 충분한 밀봉을 갖는 무기계(실리카계열, 두께 5m 이하) 코팅액으로 표면을 처리함으로써, 장시간에 걸친 외부노출에도 변색이 발생하지 않도록 한다.

일 실시예에 따라 전술한 바와 같이 형성된 반사부(140)는 최종 반사율을 전파장 영역에서 95% 이상인 것으로 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 확산부 형성 유무에 따른 광 추출효과를 나타내는 도면이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 면조명 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 6은 도 5의 S20 단계와 S30 단계 사이의 구체적인 단계를 나타내는 도면이며, 도 7은 도 5의 S50 단계 이후 단계를 나타내는 도면이다.

본 발명의 실시예에 따른 면조명 장치의 제조 방법은 먼저, 광원으로부터 유입되는 빛을 내부에 형성된 패턴을 통해 분산시키는 도광부(130)을 형성한다(S10).

다음으로, 상기 도광부(130)에 형성된 패턴(131)에 의한 요철을 평탄화하고, 반사부(140)와의 계면 접착력을 극대화 하기 위한 프라이머 층(primer layer)을 형성한다(S20).

프라이머 층을 형성하고 난 후, 상기 도광부(130)의 하부에 형성되어, 상기 도광부로부터 분산된 빛 중 적어도 일부가 유입되어, 외부로 향하는 빛을 반사시키는 반사부를 형성한다(S30).

여기서, 본 발명의 일 예에 따른 반사부(140)는 상기 프라이머 층을 포함하는 구성에 의하여 마련할 수 있고, 따로 마련될 수도 있으나, 각각의 구조가 개별적으로 적층되어 있는 것이 아닌 역할 및 기능이 구분되어 있는 일체형 구조임을 밝혀둔다.

다음으로, 도광부(130)의 상부에 인접하여 형성되고, 상기 도광부로부터 분산되어 빠져 나오는 빛을 산란시키는 확산부(140)를 형성한다(S40).

확산부(140)가 형성되면, 광원으로부터 유입되는 빛 중 적어도 일부를 굴절시킴에 따라 상기 유입되는 빛 전체를 집광하여, 도광부(130)로 가이드하는 굴절 가이드부(110)를 형성한다(S50).

도 6을 참조하면, 프라이머 층이 형성되고 난 후(S20), 촉매층(142)은 프라이머 층(141) 일면에 금속염 또는 두 종류 이상의 금속염의 혼합물로 이루어진 촉매 수용액을 분사한다(S21). 이 때, 상기 촉매 수용액을 분사한 표면의 도포성이 도포성(wetting)이 나쁜 경우, 필요에 따라 소량의 계면활성제를 넣어 도포하는 것이 바람직하다.

이렇게, 촉매층을 형성(S22)하고, 촉매층의 일면에 은 주액과 환원액을 첨가한다(S23).

상술한 바와 같은 과정에 의해, 반사부(140)는 은(silver) 층을 형성한다(S24).

다음으로 도 7을 참조하면, 본 발명의 굴절 가이드부(110)는 내측면 중 적어도 일부에 형성된 돌출부(111)를 형성한다(S51). 보다 상세하게는, 상기 돌출부(111)는 광원으로부터 유입되는 빛 중 적어도 일부를 수직한 방향으로 굴절시킬 수 있다. 예컨대, 굴절 가이드부(110)의 상단부분에 형성된 돌출부(111)는 굴절 가이드부(110)의 상부로 유입되는 빛을 하향시킬 수 있다.

다음으로, 본 발명의 굴절 가이드부(110)는 슬로프를 형성한다(S52). 일 예에 따른 굴절 가이드부(110)는 적어도 일표면이 수평면을 기준으로 소정의 각도로 기울어진 경사를 이루는 슬로프(slope)의 형상으로 구현되어 형성될 수 있다.

또한, 일 실시예에 따른 굴절 가이드부(110)는 광원으로부터 유입되는 빛 전체를 집광하여, 도광부(130)로 가이드 하기 위해, 도광부(130)와 인접한 일면을 내측방향으로 오목하게 형성한다(S53).

상술한 바와 같이 형성된 굴절 가이드부(110)는 상기 광원과 도광부(130) 사이에 형성되고, 광원으로부터 유입되는 빛 중 적어도 일부를 굴절시킴에 따라 유입되는 빛 전체를 집광하여, 도광부(130)로 가이드할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 면조명 장치
110: 굴절 가이드부
111: 돌출부
120: 확산부
130: 도광부
131: 패턴
140: 반사부
141: 프라이머 층
142: 촉매층
143: 은층
144: 보호코팅층

Claims

광원으로부터 유입되는 빛을 내부에 형성된 패턴을 통해 분산시키는 도광부;
상기 도광부의 하부에 형성되어 상기 도광부로부터 분산된 빛 중 외부로 향하는 빛을 반사시키는 반사부;
상기 도광부의 상부에 인접하여 형성되고, 상기 도광부로부터 분산되어 빠져 나오는 빛을 산란시키는 확산부; 및
상기 광원과 상기 도광부 사이에 형성되고, 상기 광원으로부터 유입되는 빛 중 적어도 일부를 굴절시킴에 따라 상기 유입되는 빛 전체를 집광하여, 상기 도광부로 가이드하는 굴절 가이드부;
를 포함하는 면조명 장치.
제1항에 있어서,
상기 굴절 가이드부는,
상기 광원으로부터 유입되는 광을 굴절시키기 위해 상기 도광부와 인접한 적어도 일표면이 수평면을 기준으로 소정의 각도로 기울어진 슬로프(slope)인 것을 특징으로 하는 면조명 장치.
제1항에 있어서,
상기 굴절 가이드부는,
상기 광원으로부터 유입되는 빛 전체를 집광하여 상기 도광부로 가이드 하기 위해, 상기 도광부와 인접한 일면이 내측방향으로 오목하게 형성되는 것을 특징으로 하는 면조명 장치.
제1항에 있어서,
상기 굴절 가이드부는,
내측면 중 적어도 일부에 형성된 돌출부를 이용하여, 상기 광원으로부터 유입되는 빛 중 적어도 일부를 수직한 방향으로 굴절시키고,
상기 수직 방향으로 굴절된 빛의 일부를 하부 내측면에 형성된 돌출부에의해 타면으로 다시 굴절시켜 상기 도광부로 가이드하는 것을 특징으로 하는 면조명 장치.
제1항에 있어서,
상기 도광부와 인접한 상기 굴절가이드부의 일면은,
상기 광원으로부터 유입되는 빛 중 일부를 수직한 방향으로 굴절시키기 위해 경사를 이루는 슬로프 형상의 제 1면; 및
상기 광원으로 향하는 내측방향으로 오목하게 형성된 제 2면;으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 면조명 장치
제1항에 있어서,
상기 반사부는,
금속염을 이용하여 형성하는 촉매층; 및
상기 촉매층의 일면에 은 주액과 환원액을 이용하여 형성하는 은(silver) 층;
을 더 포함하는 면조명 장치.
제6항에 있어서,
상기 반사부는,
상기 촉매층과의 계면 접착력을 증진시키는 프라이머 층(primer layer);
을 더 포함하는 면조명 장치.
제7항에 있어서,
상기 반사부는,
일면에 은경반응에 의한 습식 반사층인 것을 특징으로 하는 면조명 장치.
제7항에 있어서,
상기 프라이머 층의 두께는 상기 도광부 내 패턴의 두께보다 두꺼운 것을 특징으로 하는 면조명 장치.
제1항에 있어서,
상기 확산부는,
상기 도광부으로부터 방사되는 빛 경로를 상향시키기 위해 투명 고분자 수지(Transparent polymer resin) 및 저굴절률 무기물 입자를 이용하여, 굴절률을 낮추는 저굴절률 확산 코팅층을 더 포함하는 면조명 장치.
제1항에 있어서,
상기 굴절가이드부의 일표면에 인접하여, 다수의 광원을 포함하는 광원모듈이 실장된 FPCB를 포함하는 면조명 장치.
광원으로부터 유입되는 빛을 내부에 형성된 패턴을 통해 분산시키는 도광부를 형성하는 단계;
상기 도광부의 하부에 형성되어, 상기 도광부로부터 분산된 빛 중 적어도 일부가 유입되어, 외부로 향하는 빛을 반사시키는 반사부를 형성하는 단계;
상기 도광부의 상부에 인접하여 형성되고, 상기 도광부로부터 분산되어 빠져 나오는 빛을 산란시키는 확산부를 형성하는 단계; 및
상기 광원으로부터 유입되는 빛 중 적어도 일부를 굴절시킴에 따라 상기 유입되는 빛 전체를 집광하여, 상기 도광부로 가이드하는 굴절 가이드부를 상기 광원과 상기 도광부 사이에 형성하는 단계;
를 포함하는 면조명 장치의 제조 방법.
제12항에 있어서,
상기 굴절 가이드부를 형성하는 단계는,
상기 굴절 가이드부의 내측면 중 적어도 일부에 형성된 돌출부를 이용하여, 상기 광원으로부터 유입되는 빛 중 적어도 일부를 수직한 방향으로 굴절시키는 단계를 더 포함하는 면조명 장치의 제조 방법.
제12항에 있어서,
상기 굴절 가이드부를 형성하는 단계는,
상기 굴절 가이드부의 적어도 일표면이 수평면을 기준으로 소정의 각도로 기울어진 슬로프(slope)형상으로 형성하는 것을 특징으로 하는 면조명 장치의 제조 방법.
제12항에 있어서,
상기 굴절 가이드부를 형성하는 단계는,
상기 광원으로부터 유입되는 빛 전체를 집광하여 상기 도광부로 가이드하기 위해, 상기 도광부와 인접한 일면이 내측방향으로 오목하게 형성하는 것을 특징으로 하는 면조명 장치의 제조 방법.
제12항에 있어서,
상기 반사부를 형성하는 단계는,
금속염을 이용하여 형성하는 촉매층을 형성하는 단계; 및
상기 촉매층의 일면에 은 주액과 환원액을 혼합하여 생성하는 은(silver) 층을 형성하는 단계;
를 더 포함하는 면조명 장치의 제조 방법.
제12항에 있어서,
상기 반사부를 형성하는 단계는,
상기 형성된 패턴과 상기 상기 촉매층과의 계면 접착력을 증진시키는 프라이머 층(primer layer)을 형성하는 단계를 더 포함하는 면조명 장치의 제조 방법.
제12항에 있어서,
상기 도광부와 인접한 상기 굴절가이드부의 일면은,
상기 광원으로부터 유입되는 빛 중 일부를 수직한 방향으로 굴절시키기 위해 경사를 이루는 슬로프 형상의 제 1면; 및
상기 광원으로 향하는 내측방향으로 오목하게 형성된 제 2면;으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 면조명 장치의 제조 방법.
제12항에 있어서,
상기 굴절가이드부의 일표면에 인접하여, 다수의 광원을 포함하는 광원모듈이 실장된 FPCB를 형성하는 단계를 포함하는 면조명 방법.