WO2014098436A1 - 차량용 조명유닛 - Google Patents

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WO2014098436A1
WO2014098436A1 PCT/KR2013/011707 KR2013011707W WO2014098436A1 WO 2014098436 A1 WO2014098436 A1 WO 2014098436A1 KR 2013011707 W KR2013011707 W KR 2013011707W WO 2014098436 A1 WO2014098436 A1 WO 2014098436A1
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light
light source
module
optical
lighting unit
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PCT/KR2013/011707
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안경수
이정오
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엘지이노텍 주식회사
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    • F21S43/20—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
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    • F21S43/236—Light guides characterised by the shape of the light guide
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • G02B6/001—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 of the fibre type the light being emitted along at least a portion of the lateral surface of the fibre
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    • 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
    • G02B6/0081—Mechanical or electrical aspects of the light guide and light source in the lighting device peculiar to the adaptation to planar light guides, e.g. concerning packaging
    • G02B6/0083—Details of electrical connections of light sources to drivers, circuit boards, or the like

Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to a surface light source applied to the lighting unit and vehicle lighting using the same.
  • Lighting units utilizing various light sources used in electronic devices are implemented in such a way as to increase light efficiency by utilizing suitable light sources according to the characteristics of each electronic device.
  • the lighting unit used in such an electronic device is a backlight unit applied to a flat panel display, an indoor light used in an indoor environment, or a head light, a fog light, a retracted light, a vehicle width light, a number light, a tail light, a braking light, a direction installed in an exterior of a vehicle It can be variously applied to indicator lights, emergency flashing lights, and interior lightings installed inside a vehicle.
  • FIG. 1 briefly illustrates a structure of a lighting apparatus used in a conventional vehicle.
  • the conventional vehicle light guide includes a light source 10 emitting light having a predetermined light emission angle and a total reflection part 20 totally reflecting light emitted from the light source 10.
  • the total reflection part 20 is generally configured such that two parallel first total reflection surfaces 21 and second total reflection surfaces 22 are formed in a case shape having an inner space.
  • a scattering point 30 is formed inside the total reflection part 20 to disperse the light as shown in FIG. 1, and light passing through the total reflection part 20 is dispersed through the scattering point 30 and is outside. It is configured to emit light. That is, the light incident from the light source 10 to the total reflection part 20 travels along the total reflection part 20 through a process of being reflected through the first and second total reflection surfaces 21 and 22 of the total reflection part 20.
  • the conventional vehicle light guide is mounted on the rear lamp of the vehicle body in a general level, there is a problem that the buyer can select a vehicle through a design in a deteriorated aesthetics.
  • the structure is proposed, this reduces the light extraction efficiency by using a printing pattern, causes a problem in the reliability of the printing ink, and the light source is inserted only on one side, which causes a limitation in satisfying the luminous intensity and light distribution.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, according to an embodiment of the present invention, to provide a complex light that can implement a variety of light color output by changing the light color implemented in the light output area or interference between light sources To provide a lighting unit.
  • the vehicle lighting unit according to the first embodiment of the present invention is to implement a two-integrated light in one light source lamp by mounting an LED emitting light of different colors to the light source module passing through the center of the light guide module.
  • the bezel-less surface light source can be realized by eliminating the bezel necessary for lighting, and the mechanical constraints can be reduced so that design freedom and diversification can be improved. do.
  • the second embodiment of the present invention by supplying independent light using a patterned optical fiber to a specific area of the light exit surface of the vehicle lighting apparatus, a tail lamp, a vehicle-specific symbol, a logo
  • a logo and an image it is possible to realize a differentiation of the design of a rear lamp for a vehicle and at the same time improve the merchandise.
  • a light source module including a light guide member having a double stacked structure, it is possible to produce a variety of light colors through the interference between the light emitted from the two light sources, the degree of freedom of design To provide a vehicle lighting unit that can be widened.
  • the first embodiment of the present invention includes an optical guide module including a plurality of mounting groove; A light source module including a plurality of LED light sources inserted into the mounting grooves; The plurality of LED light sources provide a lighting unit having at least two LEDs having different light output directions. This allows two lights to be realized in one integrated light, increasing design freedom and increasing process costs through the integration of lights for tail & stop and turn signals. Make sure
  • the second embodiment of the present invention includes a light source module, an optical guide module for guiding light emitted from the light source module to the front, and an optical fiber inserted into the optical guide module and having an optical reflection pattern region on an outer surface thereof. It is possible to provide a vehicular vehicle device comprising an optical fiber module.
  • the first light source module including the first light guide member for guiding the light emitted from the first light source and the first light guide member are disposed on the first light guide member and are emitted from the second light source. It is possible to provide a surface light for a vehicle comprising a second light source module including a light and a second light guide member for guiding light emitted from the first light guide member.
  • an LED that emits light of different colors is mounted on a light source module penetrating the center of the optical guide module to implement two lights integrated in one light source lamp. It works.
  • the optical pattern is arranged on the surface of the optical guide module to increase the light efficiency, and by adjusting the shape of the mounting groove into which the light source is inserted, it is possible to solve the problem of poor ejection when the optical guide module is ejected.
  • the LED when using the LED as a light source, there is also an effect to increase the reliability by having a light shielding pattern to prevent the hot spot of the light guide module generated from the LED.
  • a light source module including a light guide member of a double stacked structure, it is possible to produce a variety of light colors through interference between the light emitted from the two light sources, It has the effect of increasing the degree of freedom.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram showing the structure of a conventional vehicle lighting apparatus.
  • FIG. 2 is a conceptual view showing a perspective view of a lighting unit according to a first embodiment of the present invention
  • Figure 3 is a cross-sectional conceptual view showing a cross-sectional view 'A' of FIG.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating a first embodiment of the arrangement of the light source module according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating a structure of an optical guide module according to a first embodiment of the present invention in FIG. 3.
  • FIG. 6 to 9 illustrate various embodiments of mounting grooves in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a conceptual view illustrating a configuration of a diffusion member disposed on an optical guide module in the structure of the lighting unit of FIG. 3 according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a conceptual diagram illustrating a configuration of a vehicle lighting apparatus according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a conceptual view illustrating main parts of a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 11, and
  • FIG. 13 is a conceptual view illustrating a configuration of the optical fiber module of FIG. 11.
  • FIG. 14 is a conceptual diagram illustrating another configuration of the optical fiber module of FIG. 11.
  • Figure 16 is a conceptual diagram showing a cross-sectional view taken along line AA 'of FIG.
  • 17 to 20 are conceptual views illustrating various embodiments according to the third embodiment of the present invention.
  • a vehicle lighting for realizing surface light emission from a single light exit surface, a vehicle lighting for implementing at least two or more light colors, or a light emission area that implements a different light color, or a local light emission function
  • the main idea is to provide a unit.
  • FIG. 2 is a conceptual view showing a perspective view of a lighting unit according to a first embodiment of the present invention
  • Figure 3 is a cross-sectional conceptual view showing a cross-sectional view 'A' of FIG.
  • the lighting unit 300 includes a light guide module 110 including a plurality of mounting grooves 111 and a plurality of insertions in the mounting grooves 111.
  • the light source module 120 including the LED light source 122, and the plurality of LED light source 122 provides an illumination unit, characterized in that at least two or more LEDs having different light output direction is provided. That is, the lighting unit 300 according to the embodiment of the present invention is coupled to the structure that the light source is inserted into the light guide module 110, the light source 122 mounted on the light source module 120 has a light output direction Characterized in that arranged to face in different directions.
  • the light source module 120 may be disposed between the outermost parts (B, C) and the central portion (D) of the optical guide module 110. That is, as shown in FIG. 2, the position where the light source module is disposed may be disposed at a position slightly away from the central portion D or the central portion of the optical guide module 110.
  • the light source module 120 may include a printed circuit board 121 on which the light source 122 is mounted.
  • the light source module 120 may be mounted to cross LEDs having different light output directions on the printed circuit board 121. have.
  • the cross-mounted LEDs 122 include: a plurality of first LED groups 122a and 122c exiting in a first direction;
  • the second LED groups 122c and 122d emitted in a second direction opposite to the first direction may be arranged to emit light of different colors.
  • the first LED group may be disposed in red
  • the second LED group may be disposed in yellow.
  • red and yellow LEDs are alternately disposed, red LEDs emit light in a first direction, and yellow LEDs may be arranged to emit light in a second direction. .
  • the LEDs emitting light of different colors may be mounted on the light source module penetrating the center of the optical guide module to implement two lights integrated in one light source lamp.
  • the bezel-less surface light source can be realized by removing the bezel necessary for vehicle lighting, thereby reducing mechanical constraints, improving design freedom, and diversifying the product.
  • the two lights in one integrated lighting it is possible to reduce the cost through the integration of tail & stop light and turn signal. For example, when the first LED group is red and the second LED group is yellow, the red flashing light and the yellow flashing light are implemented in one lighting unit, and the tail light, the brake light, and the turn signal of the vehicle are implemented.
  • the signal of can be implemented in one lighting unit.
  • the reflective member 130 disposed between the surface of the optical guide module 110 on which the mounting groove 111 is formed and the printed circuit board 121 is formed. It may be configured to include more.
  • the reflective member 130 is formed of a material having high reflection efficiency to reduce light loss by reflecting the light emitted from the light source module 120 to the upper portion where the diffusion member 290 is located.
  • the reflective member 130 may be formed in the form of a film, and may include a synthetic resin containing dispersion of white pigments in order to implement characteristics of promoting light reflection and light dispersion.
  • titanium oxide, aluminum oxide, zinc oxide, lead carbonate, barium sulfate, calcium carbonate may be used as the white pigment
  • polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, acrylic resin, colicarbonate, polystyrene, polyolefin may be used as the synthetic resin.
  • Cellulose source acetate, weather resistant vinyl chloride, etc. may be used, but is not limited thereto.
  • a reflective pattern may be formed on a surface of the reflective member 130, and the reflective pattern serves to uniformly transmit light to the diffusion member 140 by scattering and dispersing incident light.
  • the reflection pattern may be formed by printing on the surface of the reflective member 130 using a reflective ink including any one of TiO 2 , CaCo 3 , BaSo 4, Al 2 O 3, Silicon, and PS, but is not limited thereto.
  • the optical guide module 110 includes a plurality of mounting grooves 111, and an LED light source 122 is inserted into the mounting groove 111. do.
  • the LED light source 122 uses a side view type.
  • the optical guide module 110 may form first optical patterns 112 and 113 formed on the surface of the optical guide module, and the first optical pattern is directly formed on the surface of the optical guide module. It can be implemented by the intaglio irregularities pattern.
  • the shape of the cross-section of the uneven pattern can be variously adjusted, such as triangular, hemispherical, pyramid, horseshoe, etc., thereby improving light distribution characteristics.
  • the mounting groove 111 in the case of the mounting groove 111, as shown in Figure 5, may be implemented in a three-dimensional structure of a cuboid, or hemispherical structure, as shown in Figure 6, the mounting groove,
  • at least one curvature having a curvature may be formed at an edge portion where the upper surface and the inner surface of the mounting groove meet.
  • the curvature may have a radius of curvature R of less than 1/2 of the length of the short side of the upper surface of the receiving groove.
  • R radius of curvature
  • the shape of the receiving groove has a rectangular cross section as shown in FIGS.
  • the location where the lamp of the vehicle is arranged is a curved or modified design of the bending arrangement, such as a modified receiving groove of the modified shape as shown in Figs. 8 and 9 to implement the light extraction efficiency It is desirable to be able to maximize.
  • the height (Y) of the receiving groove is preferably to have 1.3 to 1.4 times the height (Y) of the LED, and if it has a larger value, the thickness of the optical guide module will inevitably become thicker. There is a growing problem.
  • the width X of the receiving groove preferably has a width of 1.1 to 1.2 times the width x of the LED.
  • the width X is larger than this, the loss of the light emitted from the light source increases, resulting in a decrease in efficiency.
  • the structure of the receiving groove of Figure 7 can be implemented to give a slope to have an inclination on the side, in this case, the slope () is continued from the upper edge portion of the receiving groove of the lower width 5 ⁇ It is preferable to form in the range which satisfy
  • the basic structure of the receiving groove of FIG. 7 is an example of a structure having a curvature rounded to the side, and the radius of the imaginary circle formed by the curvature formed by the outer edge of the side. (R) is formed in the range of 1.1x ⁇ 1.4y times based on the width (x) and height (y) of the LED light source can maximize the light efficiency.
  • FIG. 10 illustrates a configuration of the diffusion member 140 disposed on the light guide module 110 in the structure of the lighting unit of FIG. 3 according to an embodiment of the present invention.
  • the diffusion member 140 may be further included on the upper side of the light guide module 110 of the lighting unit according to the embodiment of the present invention.
  • a spacer 142 may be formed between the optical guide module 110 and the diffusion member 140.
  • a light blocking or reflective second optical pattern 141 is formed on the surface of the diffusion member or the surface of the optical guide module.
  • the diffusion member 140 serves to uniformly spread the light emitted through the light guide module 110 over the entire surface.
  • the diffusion member 140 may be generally formed of an acrylic resin, but is not limited thereto.
  • polystyrene (PS), polymethyl methacrylate (PMMA), cyclic olefin copoly (COC), and polyethylene terephthalate (PET) may be used. It can be made of any material capable of performing the diffusion function, such as high permeability plastics such as resin.
  • the second optical pattern 141 basically serves to prevent the light emitted from the light source module 120 from being concentrated.
  • the second optical pattern 141 may be formed as a light shielding pattern so that a part of the light shielding effect may be implemented in order to prevent a phenomenon in which the light is excessively strong so that optical characteristics deteriorate or yellowish light is emitted.
  • the light shielding pattern may be formed by printing on the top surface of the light guide module 110 using the light shielding ink or by performing a printing process on the top or bottom surface of the diffusion member.
  • the second optical pattern 141 may be implemented not to completely block light, but to control light blocking or diffusing degree of light with one optical pattern to perform a function of blocking and diffusing light.
  • the optical pattern 141 according to the embodiment of the present invention may be implemented as a superimposed printing structure of a complex pattern.
  • the superimposed printing structure refers to a structure that forms one pattern and prints another pattern shape on the upper portion thereof.
  • a light shielding ink including any one or more materials selected from TiO 2 , CaCO 3 , BaSO 4 , Al 2 O 3 , and silicon is formed on the lower surface of the polymer film in the light emitting direction. It is possible to implement a superimposed structure of the light shielding pattern formed using a diffusion pattern formed by using, and a light shielding ink including Al or a mixture of Al and TiO 2 .
  • a light shielding pattern may be formed thereon, or a double structure may be formed in the reverse order.
  • the patterned design of the pattern may be variously modified in consideration of light efficiency, intensity, and light blocking rate.
  • the light-shielding pattern which is a metal pattern, may be formed on the middle layer in the sequentially stacked structure, and a triple structure may be formed on the upper and lower portions thereof to implement the diffusion pattern. In such a triple structure, it is possible to select and implement the above-described materials.
  • one of the diffusion patterns is implemented using TiO 2 having excellent refractive index, and CaCO 3 having excellent light stability and color sense is used together with TiO 2. It is possible to realize different diffusion patterns, and to secure light efficiency and uniformity through the triple structure of the structure implementing the light shielding pattern using Al having excellent concealment.
  • CaCO 3 functions to subtract the exposure of yellow light to finally implement white light, thereby realizing more stable light.
  • particles such as BaSO 4 , Al 2 O 3 , and silicon beads Larger, similarly structured inorganic materials may be used.
  • the optical pattern 141 is preferably formed by adjusting the pattern density so that the pattern density becomes lower as the LED light source moves away from the emission direction.
  • the spacer 142 formed between the diffusion member 140 and the optical guide module 110 may increase the uniformity of light supplied to the diffusion member 140 through the optical guide module 110. As a result, it is possible to implement the effect of improving the uniformity (uniformity) of the light diffused and emitted through the diffusion member 140.
  • the thickness of the spacer 142 may be formed in the range of more than 0 to 20mm. It may be configured to further include an external lens disposed on the diffusion member.
  • the optical guide module 110 has a structure having a mounting groove, but the LED light source is mounted on the mounting groove, but the configuration of the optical guide module 110
  • a flexible resin material may be applied.
  • the resin material having such a soft material is implemented as an optical guide module, when the LED light source is disposed in a structure that is inserted into the optical guide module, the LED and the resin material are in close contact with each other. It may also be implemented as a buried structure of a portion spaced apart.
  • Such a resin material may be made of a high heat resistant ultraviolet curable resin including an oligomer. At this time, the content of the oligomer may be made of 40 to 50 parts by weight.
  • urethane acrylate (Urethane Acrylate) may be used, but is not limited thereto.
  • epoxy acrylate (Polyester Acrylate), polyester acrylate (Polyester Acrylate), polyether acrylate (Polyether Acrylate), At least one material of polybutadiene acrylate (Polybutadiene Acrylate) and silicon acrylate (Silicon Acrylate) may be used.
  • the physical properties of the urethane acrylate is determined by the isocyanate (yellowing, weather resistance, chemical resistance, etc.).
  • any one type of urethane acrylate (Urethane Acrylate) is implemented with Urethane Acrylate type-Isocyanate, but the NCO% of isophorone diisocyanate (PDI) or isophorone diisocyanate (IPDI) is 37% (hereinafter referred to as 'first oligomer' Implement another type of urethane acrylate (Urethane Acrylate) as Urethane Acrylate type-Isocyanate, so that NCO% of PDI (isophorone diisocyanate) or IPDI (isophorone diisocyanate) is 30-50% or 25-35% (Hereinafter, 'second oligomer') to form an oligomer according to the embodiment.
  • PDI isophorone diisocyanate
  • IPDI isophorone diisocyanate
  • the first oligomer and the second oligomer having different physical properties can be obtained according to the NCO% control, and the oligomer constituting the resin material can be obtained by mixing them.
  • the weight ratio of the first oligomer in the oligomer is 15 to 20
  • the weight ratio of the second oligomer may be implemented in the range of 25 to 35.
  • the resin material may further include at least one of a monomer and a photo initiator.
  • the content of the monomer may be 65 to 90 parts by weight, more specifically, 35 to 45 parts by weight of IBOA (isobornyl acrylate), 10 to 15 parts by weight of 2-HEMA (2-Hydroxyethyl Methacrylate), and 2-HBA (2-Hydroxybutyl).
  • Acrylate may be made of a mixture containing 15 to 20 parts by weight.
  • a photoinitiator eg, 1-hydroxycyclohexyl phenyl-ketone, Diphenyl
  • Diphwnyl 2,4,6-trimethylbenzoyl phosphine oxide, etc.
  • a photoinitiator eg, 1-hydroxycyclohexyl phenyl-ketone, Diphenyl
  • Diphwnyl 2,4,6-trimethylbenzoyl phosphine oxide, etc.
  • the resin material may be made of a thermosetting resin having high heat resistance.
  • the resin material may be formed of a thermosetting resin including at least one of a polyester polyol resin, an acrylic polyol resin, a hydrocarbon-based and / or ester-based solvent.
  • the thermosetting resin may further include a thermosetting agent to improve the coating film strength.
  • the content of the polyester polyol resin may be 9 to 30% of the total weight of the thermosetting resin.
  • the content of the acrylic polyol may be made 20 to 40% of the total weight of the thermosetting resin.
  • the content thereof may be 30 to 70% of the total weight of the thermosetting resin.
  • the content of the thermosetting resin may be 1 to 10% of the total weight.
  • FIG. 11 is a conceptual diagram illustrating a configuration of a vehicle lighting apparatus according to a second embodiment of the present invention.
  • 12 is a conceptual view illustrating main parts of a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 11, and
  • FIG. 13 is a conceptual view illustrating a configuration of the optical fiber module of FIG. 11.
  • the vehicle lighting apparatus includes a light source module 120, an optical guide module 110 for guiding light emitted from the light source module to the front, and the optical guide.
  • the optical fiber module 200 is inserted into the module 110 and includes an optical fiber module 200 including an optical fiber having a light reflection pattern region on an outer surface thereof.
  • the optical fiber module 200 includes an optical fiber inserted into the optical guide module, and separately emits light emitted from the optical guide module 110 through the light provided through the optical fiber separately from the light source module 120. Characterized in that it can be implemented.
  • the light source module 120 is a printed circuit for mounting a first light source 122 for emitting light from the inside or the outside of the optical guide module 110 into the optical guide module. It may be configured to include a substrate 121. 2 and 3 have been described with reference to a configuration mounted inside the optical guide module 110 of the light source module 120, the light source module itself is different from that of the optical guide module 110 It may be arranged in a configuration for supplying light at the side shell.
  • the light source 122 may be formed of a side view type light emitting diode.
  • the lighting device of the present invention is to arrange the light source module consisting of the side-type light emitting diode in a direct type, using light guide module for implementing the light diffusion and reflection function to diffuse and guide the light toward the diffusion member described later As a result, the total number of light emitting units can be reduced, and the total weight and thickness of the lighting device can be innovatively reduced.
  • the printed circuit board 121 refers to a substrate having a circuit pattern formed on the substrate, that is, a PCB.
  • the printed circuit board 121 may be formed of a flexible printed circuit board (FPCB) in order to secure a certain flexibility.
  • FPCB flexible printed circuit board
  • FIG. 13 is a conceptual view illustrating the optical fiber module 200 described above with reference to FIG. 11.
  • the optical fiber module 200 is inserted into the optical guide module 110. It may be configured to include an optical fiber module 200 including an optical fiber 210, the light reflection pattern region 213 is implemented on the outer surface.
  • the light source module 120 of FIG. 11 separates light from the optical guide module 110 and implements surface emitting light as a whole, and the optical fiber module 200 receives light from one end or the other end of the optical fiber 210.
  • the optical fiber 210 is implemented by the inner core 212 and the external clad 211, the light is formed in the uneven pattern region formed on the surface of the cladding of the opposite surface adjacent to the optical guide module 110
  • the reflective pattern region 213 may be further included.
  • the light reflection pattern region 213 Through the light reflection pattern region 213, the light emitted from the light source 222 is totally reflected inside the optical fiber 210, and the progressing light is reflected through the light reflection pattern region 213. It can be emitted to the upper part of the optical fiber.
  • light is locally provided to the display area T formed on the upper surface of the optical guide module 110, so that the desired signal display, image, logo, and the like are different from the light source module 110. It can be implemented independently.
  • FIG. 14 illustrates another embodiment of the optical fiber module 200 according to the embodiment of the present invention described above with reference to FIG. 13.
  • the logo itself is displayed by displaying the company logo L on the display area T of the optical guide module.
  • the light emitting device may perform a function of emitting light, and may be implemented in a configuration in which a light source providing light to the optical fiber is disposed on both sides of the optical fiber.
  • FIG. 15 is a perspective view illustrating an embodiment for improving light extraction efficiency in a vehicle lighting unit according to a second embodiment of the present invention
  • FIG. 16 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 15.
  • the vehicle lighting unit is inserted into the optical guide module 110, the optical fiber module 200 including an optical fiber in which the light reflection pattern region is implemented on the outer surface
  • the optical fiber module 200 including an optical fiber in which the light reflection pattern region is implemented on the outer surface
  • it may be configured to further include a diffusion member 140 disposed on the upper surface of the optical guide module 110.
  • the optical guide module 110 includes a plurality of mounting grooves 111, and the LED light source 122 is inserted into the mounting groove 111.
  • the LED light source 122 preferably uses a side emission type.
  • the optical guide module 110 may form first optical patterns 112 and 113 formed on the surface of the optical guide module, and the first optical pattern is directly formed on the surface of the optical guide module. It can be implemented by the intaglio irregularities pattern.
  • the shape of the cross-section of the uneven pattern can be variously adjusted, such as triangular, hemispherical, pyramid, horseshoe, etc., thereby improving light distribution characteristics.
  • the mounting groove 111 may be implemented in a three-dimensional structure of the cuboid, or hemispherical structure.
  • the mounting groove 111 shown is composed of an upper surface of the hole formed in the optical guide module inward direction and a lower surface and an inner surface of the open structure, the width of the upper surface and the lower surface is the same, or the upper surface The lower surface may have a wider structure than the surface.
  • at least one curvature having a curvature may be formed at an edge portion where the upper surface and the inner surface of the mounting groove meet.
  • the curvature may have a radius of curvature R of less than 1/2 of the length of the short side of the upper surface of the receiving groove.
  • R radius of curvature
  • the diffusion member 140 may be disposed above the optical guide module 110, and in this case, a spacer 142 may be formed between the optical guide module 110 and the diffusion member 140.
  • a light blocking or reflective second optical pattern 141 is formed on the surface of the diffusion member or the surface of the optical guide module.
  • the diffusion member 140 serves to uniformly spread the light emitted through the light guide module 110 over the entire surface.
  • the diffusion member 140 may be generally formed of an acrylic resin, but is not limited thereto.
  • polystyrene (PS), polymethyl methacrylate (PMMA), cyclic olefin copoly (COC), and polyethylene terephthalate (PET) may be used. It can be made of any material capable of performing the diffusion function, such as high permeability plastics such as resin.
  • the second optical pattern 141 basically serves to prevent the light emitted from the light source module 120 from being concentrated.
  • the optical pattern 141 may be formed as a light shielding pattern so that a part of the light shielding effect may be implemented in order to prevent a phenomenon that light is excessively strong and optical characteristics deteriorate or yellowish light is emitted.
  • the pattern may be printed on the top surface of the light guide module 110 using the light shielding ink, or may be formed by performing a printing process on the top or bottom surface of the diffusion member.
  • the second optical pattern 141 may be implemented not to completely block light, but to control light blocking or diffusing degree of light with one optical pattern to perform a function of blocking and diffusing light. More specifically, the second optical pattern 141 according to the embodiment of the present invention may be implemented as a superimposed printing structure of a complex pattern.
  • the superimposed printing structure refers to a structure that forms one pattern and prints another pattern shape on the upper portion thereof.
  • a light shielding ink including any one or more materials selected from TiO 2 , CaCO 3 , BaSO 4 , Al 2 O 3 , and silicon is formed on the lower surface of the polymer film in the light emitting direction. It is possible to implement a superimposed structure of the light shielding pattern formed using a diffusion pattern formed by using, and a light shielding ink including Al or a mixture of Al and TiO 2 .
  • a light shielding pattern may be formed thereon, or a double structure may be formed in the reverse order.
  • the patterned design of the pattern may be variously modified in consideration of light efficiency, intensity, and light blocking rate.
  • the light-shielding pattern which is a metal pattern, may be formed on the middle layer in the sequentially stacked structure, and a triple structure may be formed on the upper and lower portions thereof to implement the diffusion pattern. In such a triple structure, it is possible to select and implement the above-described materials.
  • one of the diffusion patterns is implemented using TiO 2 having excellent refractive index, and CaCO 3 having excellent light stability and color sense is used together with TiO 2. It is possible to realize different diffusion patterns, and to secure light efficiency and uniformity through the triple structure of the structure implementing the light shielding pattern using Al having excellent concealment.
  • CaCO 3 functions to subtract the exposure of yellow light to finally implement white light, thereby realizing more stable light.
  • particles such as BaSO 4 , Al 2 O 3 , and silicon beads Larger, similarly structured inorganic materials may be used.
  • the spacer 142 formed between the diffusion member 140 and the optical guide module 110 may increase the uniformity of light supplied to the diffusion member 140 through the optical guide module 110. As a result, it is possible to implement the effect of improving the uniformity (uniformity) of the light diffused and emitted through the diffusion member 140.
  • the thickness of the spacer 142 may be formed in the range of more than 0 to 20mm. It may be configured to further include an external lens 150 disposed on the diffusion member.
  • the optical guide module 110 has a structure having a mounting groove, the LED light source is mounted in the mounting groove
  • the constituting the optical guide module 110 may be applied to a resin material having a flexible (flexible) in addition to the plate structure having a certain hardness.
  • the resin material having such a soft material is implemented as an optical guide module, when the LED light source is disposed in a structure that is inserted into the optical guide module, the LED and the resin material are in close contact with each other. It may also be implemented as a buried structure of a portion spaced apart.
  • Such a resin material may be made of a high heat-resistant UV-curable resin containing an oligomer (oligomer), and furthermore, the embodiment of the various resins described in the first embodiment can be applied.
  • the vehicle lighting apparatus according to the second embodiment of the present invention is applicable to headlights, vehicle interior lighting, doorscars, rear lights, and the like.
  • the lighting apparatus of the present invention can be applied to the field of the backlight unit applied to the liquid crystal display device, and can be applied to all the lighting related fields that are currently developed and commercialized or can be implemented according to future technology development.
  • the gist of the third embodiment to produce a variety of light colors by using the interference between the light emitted from the optical guide module by stacking two or more optical guide modules Let's explain.
  • the lighting apparatus enables various light colors to be realized through a stacked structure of a light source module in which light is supplied to at least two or more light guide members.
  • 17 is a conceptual diagram illustrating a main portion of a vehicle lighting unit according to a third embodiment of the present invention.
  • the vehicle lighting unit includes a first light source module 300 and a first light guide member 330 for guiding light emitted from the first light source 320.
  • a second light guide member 430 disposed on the first light guide member 330 and guiding the light emitted from the second light source 420 and the light guided by the first light guide member 330. It is configured to include a second light source module 400 including.
  • two or more light source modules may be arranged in a stacked state so that the light emitted from the light source module disposed below may be guided to the light source module disposed above to change the light color.
  • the first light source module 300 may be disposed on one side or both sides of the first light guide member 330, and may include a light source 310 mounted on the printed circuit board 310. It is configured to include.
  • the first light guide member 130 is provided on the side surface of the printed circuit board 310 to diffuse and induce light from the light source 320 to the second light guide member 430.
  • the light guide member 330 may be a resin layer that replaces the light guide plate as well as a conventional light guide plate.
  • the printed circuit board 310 refers to a substrate having a circuit pattern formed on the substrate, that is, a PCB.
  • the printed circuit board 310 is preferably a transparent printed circuit board 310.
  • Conventional lighting devices are opaque by using a FR4 printed circuit board, but it is possible to provide a transparent lighting device by using a transparent material, in particular, a transparent PET printed circuit board as in the present invention.
  • FPCB flexible printed circuit board
  • the light source 320 may apply a side light emitting diode or a top light emitting diode (LED).
  • the light emitted and guided into the first light guide member 330 is diffused and reflected by the first light guide member to guide the light upward.
  • a reflection pattern 331 is implemented on one surface of the first light guide member 330, which may be implemented as an intaglio pattern which is directly concave and convex into the inside.
  • the reflection member 340 is disposed below the first light guide member 330 to prevent the light emitted from the first light source 320 from leaking to the outside and to be reflected upward through re-reflection. It is preferable to further arrange.
  • the reflective member 340 may be a sheet composed of any one material of transparent PET, white polyethylen terephthalate (PET), and Ag sheet.
  • the surface of the reflective member 340 may include TiO 2 and CaCO. 3 , BaSO 4 , Al 2 O 3 , Silicon, and the reflective pattern formed using any one of the PS can be formed in a printed structure to increase the reflectance.
  • the reflective member may be formed in the form of a film in addition to the above-described materials, and may include a synthetic resin containing dispersion of white pigment in order to implement a property of promoting light reflection and light dispersion.
  • the reflective pattern has a structure having a plurality of protruding patterns, and has a dot pattern shape, a prism shape, a lenticular shape, a lens shape, or a combination thereof in order to increase the light scattering effect. It may be, but is not limited thereto.
  • the cross-sectional shape of the reflective pattern may be formed of a structure having various shapes such as a triangle, a square, a semicircle, and a sinusoidal wave.
  • the light emitted from the first light source 320 is diffused and reflected in the first light guide member 330 to emit light to the second light guide member 430 of the upper layer.
  • the second light source 320 for supplying light to the second light guide member 430 may also be disposed on one side or both sides of the second light guide member 330, and is emitted to the second light guide member 430.
  • the light of the second light source 420 is diffused or reflected in the second light guide member 430 to be guided forward.
  • the second light guide member 430 may also be implemented with a reflective pattern 431 having an intaglio structure. In this case, in the case of the light leaking to the lower surface of the second light guide member 430, it may be reflected back from the first light guide member 330 or diffused to rise to the top.
  • a portion of the light passing through the first light guide member is transmitted between the first light guide member 330 and the second light guide member 430 to the second light guide member.
  • the transflective reflective member 440 may be further included to reflect a portion of the light emitted from the light source. That is, as in the structure of FIG. 18, when there is no separate member between the basic first light source module 300 and the second light source module 400, the light is freely moved or reflected between the light guide members of the upper and lower layers. In the structure of FIG. 18, the transflective reflective member 440 is disposed to partially transmit the light emitted from the first light guide member 330 to guide the second light guide member 430 to the second light guide member 430.
  • the light in the light guide member 430 is reflected so as to perform a function of transmitting to the top.
  • the first light source 320 and the second light source 420 may apply LEDs having different light colors.
  • the materials between the optical guide members may be the same or different.
  • the transflective reflective member 440 has a light transmissive pattern implemented on a basic reflective sheet such as bright PET, white polyethylen terephthalate (PET), Ag sheet, etc., and thus has a light transmittance T of 0% ⁇ T ⁇ It can be implemented in the range of 100%.
  • a basic reflective sheet such as bright PET, white polyethylen terephthalate (PET), Ag sheet, etc.
  • the light transmission pattern is a region formed of only a semi-transmissive material layer to control the transmittance by forming a plurality of fine light transmission holes or micro slits, through-hole pattern on the reflective member or to implement a desired transmittance in the light transmission region. By implementing this, the transmittance may be adjusted.
  • the semi-permeable material layer is preferably formed to have a transmittance of 1 to 99%.
  • the material implementing the material is Mo, Si, Ta, W, Al, Cr, Hf, Zr, Me, V, Ni, Nb, Co, Ti as the main element, the main element material (material consisting only of main elements Or at least two or more of the main elements are mixed materials, or at least one of COx, Ox, and Nx is added to the main element or composite material.
  • the subscript is a natural number that varies depending on the major element to which it is bound.
  • the semi-transmissive reflecting member unlike the closely arranged structure of the light guide members of FIG. 18, may be applied when a specific light transmittance is required for a constant luminous intensity and light color. And the effect to be able to adjust the desired brightness is implemented.
  • the first light source module 300 is the same structure, but the second light source 420 in the configuration of the second light source module 400 in the stacked structure between the light guide member disposed up and down ) May be arranged in a structure accommodated in the second light guide member 430.
  • the printed circuit board 310 may be implemented by applying a transparent PCB so that there is no loss of light transmittance, and in this case, the transflective surface described above between the first light guide member 330 and the second light guide member 430. It is also possible to arrange a reflecting member (not shown) under the transparent PCB.
  • the second light source 420 may use an upper light emitting type LED.
  • FIG. 20 illustrates an embodiment different from the structure of FIG. 19.
  • the structure of FIG. 20 is different from that of FIG. 19, and the second light source module 400 is formed in the same structure as that of FIG. 17, and the first light guide member is formed in the configuration of the first light source module 300. It can be formed in a structure that accommodates inside the (330). In this case, when the printed circuit board 310 is disposed below the first optical guide member 330 in order to increase the reflection efficiency, the printed circuit board 310 may be implemented as a white printed circuit board having a high reflectance.
  • transflective reflective member in Figure 17 between the first light guide member 330 and the second light guide member 430.
  • An upper light emitting type LED may be used for the first light source 320.
  • the diffusion member 500 may be disposed on the upper portion of the optical guide member located at the outermost portion, and it is preferable to implement diffusion of light through the diffusion member 500. Do.
  • FIGS. 17 to 20 a structure in which two light source modules are stacked is described as a preferred embodiment.
  • the present invention is not limited thereto, and two or more light source modules may be stacked.
  • various colors can be produced by applying LEDs of different colors to the light sources of the respective light source modules, and it is also possible to adjust the transmittance by inserting the transflective reflective member described above with reference to FIG. 17 between each light guide member.
  • the optical guide member according to the present invention may be formed of a resin material, and the resin material may be formed of a high heat resistant ultraviolet curable resin including the oligomer described above in the first embodiment. Can be done.
  • the type and composition of the above-described various materials in the first embodiment and the second embodiment can also be applied to the light guide member according to the third embodiment of the present invention.
  • the present invention it is possible to innovatively reduce the thickness of the resin material by using the material as described above for the vehicle lighting unit implementation, it is possible to realize the thinning of the entire product.
  • the softness of the above-described resin material can be easily applied to the curved surface to improve the degree of freedom of design, there is an advantage that can be applied and applied to vehicle lighting or flexible display with a variety of designs and bends .
  • the resin material applied in the first to third embodiments may include a diffusion material having a hollow (or void) formed therein, and the diffusion material may be mixed or diffused with the resin forming the resin material.
  • the diffusion material may serve to improve reflection and diffusion characteristics of light. For example, the light emitted from the light source into the resin material is reflected and transmitted by the hollow of the diffusing material, thereby diffusing and condensing the light in the resin material, and the diffused and condensed light is one surface of the resin material (eg, the upper surface). Can be emitted.
  • the reflectance and the diffusion rate of the light are increased by the diffusion material, so that the light quantity and uniformity of the emitted light supplied to the upper surface of the resin material may be improved, and as a result, the brightness of the light source module may be improved.
  • the content of the diffusing material can be appropriately adjusted to obtain the desired light diffusing effect. Specifically, it may be adjusted in the range of 0.01 to 0.3% by weight of the total resin material, but is not limited thereto.
  • the diffusion material 41 may be made of any one selected from silicon, silica, glass bubble, PMMA, urethane, Zn, Zr, Al 2 O 3 , and acryl.
  • the particle diameter of the diffusion material may be 1 ⁇ m to 20 ⁇ m, but is not limited thereto.
  • the lighting device according to the present invention is applicable to various lamp devices that require lighting, for example, vehicle lamps, home lighting devices, industrial lighting devices.
  • vehicle lamps for example, when applied to a vehicle lamp, it is also applicable to headlights, vehicle interior lighting, doorscars, rear lights, stop lamps, direction indicators, taillights and the like.
  • the lighting apparatus of the present invention can be applied to the field of the backlight unit applied to the liquid crystal display device, and can be applied to all the lighting related fields that are currently developed and commercialized or can be implemented according to future technology development.
  • Vehicle lighting apparatus can be applied to not only vehicle lighting, but also various lamp devices that require lighting, such as home lighting devices, industrial lighting devices.
  • various lamp devices that require lighting
  • such as home lighting devices, industrial lighting devices For example, when applied to a vehicle lamp, it is also applicable to headlights, vehicle interior lighting, doorscar, rear lights and the like.
  • the lighting apparatus of the present invention can be applied to the field of the backlight unit applied to the liquid crystal display device, and can be applied to all the lighting related fields that are currently developed and commercialized or can be implemented according to future technology development.

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Abstract

본 발명의 실시예에서는 단일한 광출사면에서 면발광을 구현하는 조명장치에서, 적어도 2 이상의 광색을 연출하거나 서로 다른 광색이 구현되는 광출사영역을 구현하거나 국부 발광을 겸하는 기능을 제공할 수 있다.

Description

차량용 조명유닛
본 발명의 실시예들은 조명유닛 및 이를 이용하는 차량용 조명에 적용되는 면광원에 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, 비상점멸표시등이나, 자동차 내부에 설치되는 실내조명등에 다양하게 적용될 수 있다.
그러나 이러한 조명의 대부분은 광을 제공하는 광의 전달을 효율화하는 도광판 등의 부재를 적용하여 면광원의 휘도의 측면에서 접근하는 방식이 대부분이다.
예를 들면, 도 1은 종래의 차량에 사용되는 조명장치의 구조를 간략하게 도시한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 차량용 라이트 가이드는 일정 범위의 발광각도를 갖고 빛을 발광하는 광원(10)과, 이러한 광원(10)으로부터 발광되는 빛을 전반사하는 전반사부(20)로 구성되는데, 전반사부(20)는 일반적으로 내부 공간이 형성된 케이스 형태로 2개의 평행한 제1전반사면(21)과 제2전반사면(22)이 형성되도록 구성된다. 전반사부(20)의 내부에는 도 1에 도시된 바와 같이 빛을 분산시키도록 분산포인트(30)가 형성되고, 전반사부(20)를 통과하는 빛이 이러한 분산포인트(30)를 통해 분산되며 외부 발광되는 형태로 구성된다. 즉, 광원(10)으로부터 전반사부(20)로 입사된 빛은 전반사부(20)의 제1 및 제2전반사면(21,22)을 통해 반사되는 과정을 통해 전반사부(20)를 따라 진행하고 분산포인트(30)를 통해 분산되며 진행방향의 직각 방향 측으로 발광하게 된다. 그러나, 종래의 차량용 라이트 가이드는 차체의 리어램프에 장착되는 형태가 일반적인 수준이었기 때문에 심미성이 저하된 상태에서 구매자가 디자인을 통해 차량을 선택할 수 있는 폭이 한정될 수밖에 없는 문제점이 있었다.
이러한 한계를 극복하기 위해서, 도 1의 (b)와 같이, 차량의 리어램프에 하우징 형상으로 이루어지는 베젤(1)과 상기 베젤(1) 내부에 삽입되어 빛을 발광하는 광원(2)과 상기 광원(2)으로부터 발광되는 빛을 안내하되, 일측면에는 인쇄패턴(3-1)이 삽입되는 라이트 가이드 패널(3)로 구성되는 차량용 조명을 내부에 인쇄패턴을 구비하도록 하여 디자인적 효과를 증대하는 구조를 제안하였으나, 이는 인쇄패턴을 사용하여 광추출효율이 떨어지며, 인쇄잉크의 신뢰성에 문제가 발생하며, 일측면에만 광원이 삽입되어 광도 및 배광을 충족하는 데에는 한계가 발생하게 된다.
본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 실시예에 따르면, 광출사 영역에서 구현되는 광색을 변화시키거나 광원간의 간섭을 통해 다양한 광색연출을 구현할 수 있는 복합적인 광을 제공하는 조명유닛을 제공할 수 있도록 한다.
특히, 본 발명의 제1실시예에 따른 차량용 조명유닛은 광가이드모듈의 중심부를 관통하는 광원모듈에 서로 다른 색상의 광을 출사하는 LED를 실장하여 하나의 광원램프에서 일체화된 2개의 광을 구현할 수 있도록 하는 조명장치를 제공하여, 조명에 필수적인 베젤을 제거하여 베젤이 없는 구조의 차량용 면광원을 구현할 수 있어, 기구적 제약이 줄어들어 디자인 자유도 향상 및 다양화를 할 수 있어 상품성을 높일 수 있도록 한다.
나아가, 본 발명의 제2실시예에서는 차량용 조명장치의 광출사면의 특정 영역에 패터닝된 광섬유를 이용하여 독립적인 광을 공급하도록 함으로써, 후미등(tail lamp)이나 차량 고유의 심볼(symbol), 로고(logo), 이미지(image)를 구현함으로써, 차량용 리어램프(rear lamp)의 디자인의 차별화를 구현함과 동시에 상품성을 향상시킬 수 있도록 한다.
또한, 본 발명의 제3실시예에서는 2 중 적층구조의 광가이드부재를 포함하는 광원모듈을 형성하여, 2개의 광원에서 출사하는 광 상호간에 간섭을 통해 다양한 광색을 연출할 수 있으며, 디자인의 자유도를 넓힐 수 있는 차량용 조명유닛을 제공할 수 있도록 한다.
상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로, 본 발명의 제1실시예는 다수의 실장홈을 포함하는 광가이드모듈; 상기 실장홈 내에 삽입되는 다수의 LED 광원을 포함하는 광원모듈; 상기 다수의 LED 광원은 광출사방향이 서로 다른 LED가 적어도 2 이상 구비되는 조명유닛을 제공한다. 이를 통해, 2개의 광을 하나의 일체화된 조명에서 구현함으로써, 후미(Tail) & 정지(Stop) 및 방향지시(turn signal)를 위한 조명의 일체화를 통해 디자인의 자유도를 높이고 공정 비용을 효율화 할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명의 제2실시예에서는 광원모듈과 상기 광원모듈에서 출사하는 광을 전방으로 유도하는 광가이드모듈 및 상기 광가이드모듈에 삽입되며, 외표면에 광반사패턴영역이 구현되는 광섬유를 포함하는 광섬유모듈를 포함하는 차량용 초명장치를 제공할 수 있도록 한다.
아울러, 본 발명의 제3실시예에서는 제1광원에서 출사하는 광을 가이드하는 제1광가이드부재를 포함하는 제1광원모듈과 상기 제1광가이드부재 상에 배치되며, 제2광원에서 출사하는 광 및 상기 제1광가이드부재에서 유도된 광을 가이드하여 출사하는 제2광가이드부재를 포함하는 제2광원모듈을 포함하여 구성되는 차량용 면조명을 제공할 수 있도록 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 광출사 영역에서 구현되는 광색을 변화시키거나 광원간의 간섭을 통해 다양한 광색연출을 구현할 수 있는 복합적인 조명유닛을 제공할 수 있는 효과가 있다.
특히, 본 발명의 제1실시예에 따르면, 광가이드모듈의 중심부를 관통하는 광원모듈에 서로 다른 색상의 광을 출사하는 LED를 실장하여 하나의 광원램프에서 일체화된 2개의 광을 구현할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 제1실시예에 따르면, 차량조명에 필수적인 베젤을 제거하여 베젤이 없는 구조의 차량용 면광원을 구현할수 있어, 기구적 제약이 줄어들어 디자인 자유도 향상 및 다양화를 할 수 있어 상품성을 높일 수 있는 효과도 있다. 나아가, 2개의 광을 하나의 일체화된 조명에서 구현함으로써, 후미(Tail) & 정지(Stop) 및 방향지시(turn signal)를 위한 조명의 일체화를 통해 비용을 절감할 수 있다. 특히, 배광 특성을 만족시키기 위해 광가이드모듈 표면에 광학패턴 배열하여 광효율을 높이며, 광원이 삽입되는 실장홈의 형상을 조절하여 광가이드모듈의 사출시의 취출 불량 문제를 해결할 수 있게 된다. 아울러, 광원으로 LED를 사용하는 경우, LED로부터 발생되는 광가이드모듈의 열화(Hot spot)을 막기 위해 차광패턴을 구비하여 신뢰성을 높일 수 있는 효과도 있다.
또한, 본 발명의 제2실시예에 따르면, 차량용 램프의 특정 영역에 패터닝된 광섬유를 이용하여 독립적인 광을 공급하도록 함으로써, 후미등(tail lamp)이나 차량 고유의 심볼(symbol), 로고(logo), 이미지(image)를 구현함으로써, 차량용 리어램프(rear lamp)의 디자인의 차별화를 구현함과 동시에 상품성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
나아가, 본 발명의 제3실시예에 따르면, 2 중 적층구조의 광가이드부재를 포함하는 광원모듈을 형성하여, 2개의 광원에서 출사하는 광 상호간에 간섭을 통해 다양한 광색을 연출할 수 있으며, 디자인의 자유도를 넓힐 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 차량용 조명 장치의 구조를 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 조명유닛의 사시도를 개념적으로 도시한 것이며, 도 3은 도 2의 A-A'단면도를 도시한 단면 개념도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 광원 모듈의 배치의 제1실시예를 도시한 개념도이다.
도 5는 도 3에서의 본 발명의 제1실시예에 따른 광가이드모듈의 구조를 도시한 개념도이다.
도 6 내지 도 9는 본 발명의 제1실시예에서의 실장홈의 다양한 구현예를 도시한 것이다.
도 10은 본 발명이 제1실시예에 따른 도 3의 조명유닛의 구조에서 광가이드모듈의 상부에 배치되는 확산부재의 구성을 도시한 개념도이다.
도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 차량용 조명장치의 구성을 도시한 개념도이다.
도 12는 도 11의 A-A' 단면도를 도시한 요부 개념도이며, 도 13은 도 11의 광섬유모듈의 구성을 도시한 개념도이다.
도 14는 도 11의 광섬유 모듈의 다른 구성을 도시한 개념도이다.
도 15는 본 발명의 차량용 조명장치의 다른 구현예를 도시한 것이며, 도 16은 도 15의 A-A'단면도를 도시한 개념도이다.
도 17 내지 도 20은 본 발명의 제3실시예에 따른 다양한 구현예를 도시한 개념도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성요소는 동일한 참조부여를 부여하고, 이에 대한 중복설명은 생략하기로 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 발명의 실시예에서는 단일한 광출사면에서 면발광을 구현하는 조명장치에서, 적어도 2 이상의 광색을 연출하거나 서로 다른 광색이 구현되는 광출사영역을 구현하거나 국부 발광을 겸하는 기능을 구현하는 차량용 조명유닛을 제공하는 것을 요지로 한다.
1. 제1실시예
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 조명유닛의 사시도를 개념적으로 도시한 것이며, 도 3은 도 2의 A-A'단면도를 도시한 단면 개념도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 조명유닛(300)은 다수의 실장홈(111)을 포함하는 광가이드모듈(110)과, 상기 실장홈(111) 내에 삽입되는 다수의 LED 광원(122)을 포함하는 광원모듈(120), 그리고 상기 다수의 LED 광원(122)은 광출사방향이 서로 다른 LED가 적어도 2 이상 구비되는 것을 특징으로 하는 조명유닛을 제공한다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 조명유닛(300)은 광가이드모듈(110) 내부에 광원이 삽입되는 구조로 결합하되, 광원모듈(120) 상에 실장되는 광원(122)이 광출사 방향이 서로 다른 방향을 향하도록 배치되는 것이 특징으로 한다.
이를 위해, 상기 광원모듈(120)은 상기 광가이드모듈(110)의 최외각부(B, C)와 중심부(D) 사이에 배치될 수 있다. 즉, 도 2에 도시된 것과 같이, 광원모듈이 배치되는 위치가 상기 광가이드모듈(110)의 중심부(D)나 중심부에서 약간 벗어난 위치에 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 광원모듈(120)은 상기 광원(122)이 실장되는 인쇄회로기판(121)을 포함하며, 특히 상기 인쇄회로기판(121) 상에 광출사 방향이 다른 LED가 교차하여 실장될 수 있다.
특히, 도 2에서 A-A' 방향의 단면을 도시한 도 3에 도시된 것과 같이, 상기 교차하여 실장되는 LED(122)는, 제1방향으로 출사하는 다수의 제1LED군(122a, 122c)과, 상기 제1방향에 대향하는 제2방향으로 출사하는 제2LED군(122c, 122d)이 서로 상이한 색상의 광을 출사하도록 배치될 수 있다. 이를 테면, 상기 제1LED군은 적색(RED), 상기 제2LED군은 황색(AMBER)으로 배치할 수 있다. 도 3에 도시된 것을 예로 들면, 적색과 황색의 LED가 서로 교대로 배치되며, 적색의 LED 들은 제1방향으로 광을 출사하며, 황색의 LED 들은 제2방향으로 출사할 수 있도록 배치할 수 있다.
이러한 교차구조의 배치는 도 4에 도시된 것과 같이, (a) LED 가 하나씩 교대로 출사 방향이 다르게 배치되는 것 외에도, (b) 두 개 이상의 LED가 제1방향 또는 제2방향으로 광을 출사하도록 배치하는 것도 가능하다.
즉, 본 발명의 실시예에서는 광가이드모듈의 중심부를 관통하는 광원모듈에 서로 다른 색상의 광을 출사하는 LED를 실장하여 하나의 광원램프에서 일체화된 2개의 광을 구현할 수 있도록 할 수 있다. 이러한 구조가 차량 조명에 적용되는 경우에는, 차량조명에 필수적인 베젤을 제거하여 베젤이 없는 구조의 차량용 면광원을 구현할 수 있어, 기구적 제약이 줄어들며, 디자인 자유도 향상 및 다양화를 할 수 있어 상품성을 높일 수 있게 되며, 나아가, 2개의 광을 하나의 일체화된 조명에서 구현함으로써, 후미등(Tail) & 정지등(Stop) 및 방향지시등(turn signal) 일체화를 통해 비용을 절감할 수 있다. 이를 테면, 제1LED군은 적색(RED), 상기 제2LED군은 황색(AMBER)으로 배치하는 경우, 적색 점멸등과 황색점멸등을 하나의 조명유닛에서 구현하게 되며, 차량의 후미등, 브레이크등, 방향지시등의 신호를 하나의 조명유닛에서 구현할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 도 3에 도시된 것과 같이, 상기 실장홈(111)이 형성되는 상기 광가이드모듈(110)의 표면과 인쇄회로기판(121) 사이에 배치되는 반사부재(130)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 상기 반사부재(130)는 반사효율의 높은 재질로 형성됨으로써 광원모듈(120)에서 출사되는 광을 확산부재(290)이 위치하는 상부로 반사시켜 광손실을 줄이는 역할을 한다. 이러한 반사부재(130)는 필름형태로 이루어질 수 있으며, 빛의 반사특성 및 빛의 분산을 촉진하는 특성을 구현하여 위하여 백색안료를 분산 함유하는 합성 수지를 포함하여 형성될 수 있다. 예컨대 백색안료로서는 산화티탄, 산화알루미늄, 산화아연, 탄산연, 황산바륨, 탄산칼슘 등이 이용될 수 있으며, 합성 수지로서는 폴리에틸엔 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 아크릴수지, 콜리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리올레핀, 셀룰로소스 아세테이트, 내후성 염화비닐 등이 이용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 반사부재(130)의 표면에는 반사패턴이 형성될 수 있으며, 반사패턴은 입사되는 광을 산란 및 분산시킴으로써 확산부재(140)에 광이 균일하게 전달되도록 하는 역할을 한다. 반사패턴의 형성은 TiO2, CaCo3, BaSo4, Al2O3, Silicon, PS 중 어느 하나를 포함하는 반사잉크를 이용하여 반사부재(130) 표면에 인쇄함으로써 이루어질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
도 5는 도 3에서의 본 발명의 실시예에 따른 광가이드모듈(110)의 구조를 도시한 개념도이다. 도 3 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 광가이드모듈(110)은 다수의 실장홈(111)을 구비하며, 상기 실장홈(111)의 내부에는 LED 광원(122)가 삽입된다. 본 발명에서의 LED 광원(122)는 측면 발광형(SIDE VIEW TYPE)을 이용함이 바람직하다. 특히, 상기 광가이드모듈(110)은 광가이드모듈의 표면에 형성되는 제1광학패턴(112, 113)을 형성할 수 있으며, 상기 제1광학패턴은, 상기 광가이드모듈의 표면에 직접 형성되는 음각의 요철패턴으로 구현할 수 있다. 상기 요철패턴의 단면의 형상은 삼각형, 반구형, 피라미드형, 말굽형 등 다양하게 조절이 가능하며, 이를 통해 배광특성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 실장홈(111)의 경우, 도 5에 도시된 것과 같이, 직육면체 형의 입체 구조로 구현되거나, 반구형 구조로 구현될 수 있으며, 도 6에 도시된 것과 같이, 상기 실장홈은, 상기 광가이드모듈 내측방향으로 형성된 홀의 상부면과 개구된 구조의 하부면 및 내측면으로 구성되며, 상기 상부면과 하부면의 폭은 동일하거나, 또는 상기 상부면보다 상기 하부면의 폭이 더 넓은 구조로 형성될 수 있다. 또한, 상기 실장홈의 상부면 및 내측면이 만나 형성되는 에지부에 곡률을 구비한 곡률부가 적어도 1 이상 형성될 수 있다. 상기 곡률부는, 상기 수용홈의 상부면 단변의 길이의 1/2이하의 곡률반경(R)을 구비하도록 할 수 있다. 물론, 이에 한정하지 않고, 다양한 형상의 실장홈을 통해 광 취출효율을 극대화할 수 있게 할 수 있다.
즉, 본 조명유닛이 차량 램프에 사용되어 도 7과 같은 평판형 면광원으로 적용되는 경우에는 도 7의 (a) 및 (b)에 도시된 것과 같이 수용홈의 형상도 단면이 사각형인 구조로 구현하여도 충분하지만, 만일 차량의 램프가 배치되는 개소가 굴곡된 개소이거나 변형된 절곡 배치 등의 디자인을 가지는 경우에는 도 8 및 도9와 같은 변형 된 형태의 수용홈을 구현하여 광 취출효율을 극대화할 수 있도록 함이 바람직하다. 이 경우 수용홈의 높이(Y)는 LED의 높이(y)의 1.3~1.4배를 가지도록 함이 바람직하며, 이보다 큰 값을 가지는 경우 광가이드 모듈의 두께가 두꺼워질 수밖에 없는 바 비용적 단점이 커지는 문제가 발생하게 된다.
나아가, 수용홈의 폭(X)은 LED의 폭(x)의 1.1~1.2배의 폭을 가지는 것이 바람직하며, 이보다 크게 되는 경우, 광원으로부터 나오는 광의 손실이 많아져 효율이 떨어지게 된다.
도 8의 경우, 도 7의 수용홈의 구조에 측면에 경사도를 가지도록 경사를 부여하는 구조를 구현할 수 있으며, 이 경우 수용홈의 상부 에지부에서 하부폭의 끝단이 이어지는 경사도( )는 5 ~10갭 만족하는 범위에서 형성됨이 바람직하다. 이 범위를 벗어나는 경우 광의 손실이 많아지게 된다.
또한, 도 9의 경우, 도 7의 수용홈의 기본 구조에서 측면에 라운딩 처리되는 곡률을 구비하는 구조로 구현하는 예를 든 것으로, 측면의 외부 테두리가 형성하는 곡률이 형성하는 가상의 원의 반지름(R)은 LED 광원의 폭(x)과 높이(y)를 기준으로 1.1x~1.4y 배의 범위에서 형성되는 것이 광효율을 극대화할 수 있게 된다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 도 3의 조명유닛의 구조에서 광가이드모듈(110)의 상부에 배치되는 확산부재(140)의 구성을 도시한 것이다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 조명유닛의 광가이드모듈(110)의 상측에는 확산부재(140)가 더 포함될 수 있다. 이 경우 상기 광가이드모듈(110)과 상기 확산부재(140) 사이에 이격부(142)가 형성될 수 있다. 상기 확산부재의 표면 또는 상기 광가이드모듈의 표면에 형성되는 차광용 또는 반사용 제2광학패턴(141)을 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 확산부재(140)는 광가이드모듈(110)을 통과하여 출사되는 광을 전면에 걸쳐 균일하게 확산시키는 역할을 한다. 이러한 확산부재(140)은 일반적으로 아크릴 수지로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 이외에도 폴리스티렌(PS), 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 환상 올레핀 코폴리(COC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 레진(resin)과 같은 고투과성 플라스틱 등 확산기능을 수행할 수 있는 모든 재질로 이루어질 수 있다고 할 것이다.
상기 제2광학패턴(141)은 기본적으로 광원모듈(120)에서 출사되는 광이 집중되지 않도록 하는 기능을 한다. 이러한 제2광학패턴(141)은 빛이 강도가 과하게 강하여 광학특성이 나빠지거나 황색광이 도출(yellowish)되는 현상을 방지하기 위하여 일정 부분 차광효과가 구현될 수 있도록 차광패턴으로 형성될 수 있으며, 이러한 차광패턴은 차광잉크를 이용하여 상기 광가이드모듈(110)의 상면에 인쇄되거나, 또는 상기 확산부재의 상면 또는 하면에 인쇄공정을 수행함으로써 형성될 수 있다.
상기 제2광학패턴(141)은 광을 완전차단하는 기능이 아니라, 광의 일부 차광 및 확산의 기능을 수행할 수 있도록 하나의 광학패턴으로 광의 차광도나 확산도를 조절할 수 있도록 구현할 수 있다. 나아가 더욱 구체적으로는 본 발명의 실시예에 따른 광학패턴(141)은 복합적인 패턴의 중첩인쇄구조로 구현할 수도 있다. 중첩인쇄의 구조란 하나의 패턴을 형성하고, 그 상부에 또 하나의 패턴형상을 인쇄하여 구현하는 구조를 말한다. 일례로는 광학패턴(141)을 구현함에 있어서, 광의 출사방향으로 고분자필름의 하면에 TiO2, CaCO3, BaSO4, Al2O3, Silicon 중 선택되는 어느 하나 이상의 물질을 포함하는 차광잉크를 이용하여 형성되는 확산패턴과, Al 또는 Al과 TiO2의 혼합물질을 포함하는 차광잉크를 이용하여 형성된 차광패턴의 중첩구조로 구현할 수 있다.
즉 고분자필름의 표면에 확산패턴을 화이트인쇄 하여 형성한 후, 그 위에 차광패턴을 형성하거나, 이와 반대의 순서로 2중 구조로 형성하는 것도 가능하다. 물론 이러한 패턴의 형성 디자인은 광의 효율과 강도, 차광율을 고려하여 다양하게 변형할 수 있음은 자명하다 할 것이다. 또는, 순차 적층구조에서 가운데층에 금속패턴인 차광패턴을 형성하고, 그 상부와 하부에 각각 확산패턴을 구현하는 3 중구조로 형성하는 것도 가능하다. 이러한 3 중구조에서는 상술한 물질을 선택하여 구현하는 것이 가능하며, 바람직한 일례로서는 굴절율이 뛰어난 TiO2를 이용하여 확산패턴 중 하나를 구현하고, 광안정성과 색감이 뛰어난 CaCO3를 TiO2와 함께 사용하여 다른 확산패턴을 구현하며, 은폐가 뛰어난 Al을 이용하여 차광패턴을 구현하는 구조의 3 중 구조를 통해 빛의 효율성과 균일성을 확보할 수 있다. 특히 CaCO3는 황색광의 노출을 차감하는 기능을 통해 최종적으로 백색광을 구현하도록 하는 기능을 하여 더욱 안정적인 효율의 광을 구현할 수 있게 되며, CaCO3이외에도 BaSO4, Al2O3, Silicon 비드 등의 입자 사이즈가 크고, 유사한 구조를 가진 무기 재료들을 활용할 수도 있다. 아울러, 광학패턴(141)은 상기 LED 광원의 출사방향에서 멀어질수록 패턴밀도가 낮아지도록 패턴밀도를 조절하여 형성함이 광효율의 측면에서 바람직하다.
아울러, 상기 확산부재(140)와 광가이드모듈(110) 사이에 형성되는 이격부(142)는 광가이드 모듈(110)을 통과하여 확산부재(140)에 공급되는 광의 균일도를 증가시킬 수 있게 되고, 결과적으로 확산부재(140)을 통과하여 확산 및 출사되는 광의 균일도(uniformity)를 향상시키는 효과를 구현할 수 있게 한다. 이때, 레진층(150)을 투과한 광의 편차를 최소화 하기 위해, 이격부(142)의 두께는 0 초과 20mm의 범위에서 형성될 수 있다. 상기 확산부재의 상부에 배치되는 외부 렌즈를 더 포함하여 구성될 수 있다.
아울러, 본 발명의 제1실시예에 따른 광가이드모듈(110)은 실장홈을 구비하는 구조로 , 상기 실장홈에 LED 광원이 실장되는 것을 예시하였으나, 상기 광가이드모듈(110)을 구성하는 것은 일정한 경도를 가지는 플레이트 구조외에도 연성(flexible)을 가지는 레진물질을 적용할 수 있다. 이러한 연성을 가지는 레진물질을 광가이드모듈로 구현하는 경우, LED 광원이 광가이드모듈에 삽입되는 구조로 배치되는 경우에 LED와 레진물질이 밀착하는 구조로 매립형으로 구현될 수 있으며, LED와 레진물질의 일정 부분 이격되는 구조의 매립형으로도 구현될 수도 있다. 이러한 레진물질로는 올리고머(oligomer)를 포함하는 고내열성 자외선 경화 수지로 이루어질 수 있다. 이때 올리고머의 함량은 40 내지 50 중량부로 이루어질 수 있다. 또한 자외선 경화 수지는 우레탄 아크릴레이트(Urethane Acrylate)가 이용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 이외에도 에폭시 아크릴레이트(Epoxy Acrylate), 폴리에스테르 아크릴레이트(Polyester Acrylate), 폴리에테르 아크릴레이트(Polyether Acrylate), 폴리부타디엔 아크릴레이트(Polybutadiene Acrylate), 실리콘 아크릴레이트(Silicon Acrylate) 중 적어도 하나의 물질이 이용될 수 있다.
특히 올리고머로서 우레탄 아크릴레이트(Urethane Acrylate)를 사용하는 경우, 두가지 타입의 우레탄 아크릴레이트(Urethane Acrylate)를 혼합하여 사용함으로써 각기 다른 물성을 동시에 구현할 수 있다.
예컨대, 우레탄 아크릴레이트(Urethane Acrylate)를 합성하는 과정에서 이소시아네이트(Isocyanate)가 사용되는데, 이소시아네이트(Isocyanate)에 의해 우레탄 아크릴레이트(UrethaneAcrylate)의 물성(황변성, 내후성, 내화학성 등)이 결정된다. 이때 어느 한 종류의 우레탄 아크릴레이트(Urethane Acrylate)를 Urethane Acrylate type-Isocyanate로 구현하되, PDI(isophorone diisocyanate) 또는 IPDI (isophorone diisocyanate)의 NCO%가 37%가 되도록 구현하고(이하 '제1 올리고머'), 다른 한 종류의 우레탄 아크릴레이트(Urethane Acrylate)를 Urethane Acrylate type-Isocyanate로 구현하되, PDI(isophorone diisocyanate) 또는 IPDI (isophorone diisocyanate)의 NCO%가 30~50% 또는 25~35%가 되도록 구현하여(이하 '제2 올리고머') 실시 예에 따른 올리고머를 형성할 수 있다. 이에 따르면 NCO% 조절에 따라 각기 다른 물성을 갖는 제1 올리고머 및 제2 올리고머를 얻을 수 있게 되며, 이를 혼합하여 레진물질를 이루는 올리고머를 구현할 수 있다. 이때 올리고머 내의 제1 올리고머 중량비는 15 내지 20, 제2 올리고머의 중량비는 25 내지 35의 범위에서 구현될 수 있다.
한편, 레진물질은 추가적으로 모노머(monomer) 및 광개시제(photo initiator) 중 적어도 하나를 더 포함하여 이루어질 수도 있다. 이때 모노머의 함량은 65 내지 90 중량부로 이루어질 수 있으며, 보다 구체적으로 IBOA(isobornyl Acrylate) 35~45 중량부, 2-HEMA(2-Hydroxyethyl Methacrylate) 10~15 중량부, 2-HBA(2-Hydroxybutyl Acrylate) 15~20 중량부를 포함하는 혼합물로 이루어질 수 있다. 아울러, 광개시제(이를 테면, 1-hydroxycyclohexyl phenyl-ketone,Diphenyl), Diphwnyl(2,4,6-trimethylbenzoyl phosphine oxide 등)의 경우 0.5 내지 1 중량부로 구성될 수 있다.
또한 레진물질은 고내열성을 갖는 열경화 수지로 이루어질 수 있다. 구체적으로 레진물질은 폴리에스테르 폴리올(Polyester Polyol) 수지, 아크릴 폴리올(Acryl Polyol) 수지, 탄화수소계 또는/및 에스테르계의 용제 중 적어도 하나를 포함하는 열경화 수지로 이루어질 수 있다. 이러한 열경화 수지에는 도막강도 향상을 위해 열경화제가 더 포함될 수 있다.
폴리에스테르 폴리올(Polyester Polyol) 수지의 경우에는, 폴리에스테르 폴리올 수지의 함량이 열경화 수지 전체 중량대비 9~30%로 이루어질 수 있다. 또한 아크릴 폴리올(Acryl Polyol) 수지의 경우에는, 아크릴 폴리올의 함량이 열경화 수지 전체 중량대비 20~40%로 이루어질 수 있다.
탄화수소계 또는 에스테르계 용제의 경우에는 그 함량이 열경화 수지 전체 중량 대비 30~70%로 이루어질 수 있다. 열경화제의 경우, 열경화 수지의 함량은 전체 중량대비 1~10%로 이루어질 수 있다. 상술한 바와 같은 물질로 레진물질을 형성하는 경우, 내열성이 강화되어 고온의 열이 방출되는 조명장치에 사용되더라도 열로 인한 휘도 저하를 최소화할 수 있게 되어, 신뢰도 높은 조명장치를 제공할 수 있다.
2. 제2실시예
이하에서는 본 발명의 제2실시예에 따른 광가이드모듈의 광출사영역 내에 별도의 국부 발광을 구현하는 차량용 조명 유닛을 설명하기로 한다.
도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 차량용 조명장치의 구성을 도시한 개념도이다. 또한, 도 12는 도 11의 A-A' 단면도를 도시한 요부 개념도이며, 도 13은 도 11의 광섬유모듈의 구성을 도시한 개념도이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 차량용 조명장치는 광원모듈(120), 상기 광원모듈에서 출사하는 광을 전방으로 유도하는 광가이드모듈(110) 및 상기 광가이드모듈(110)에 삽입되며, 외표면에 광반사패턴영역이 구현되는 광섬유를 포함하는 광섬유모듈(200)을 포함하여 구성된다. 이 경우 상기 광섬유모듈(200)은 광가이드모듈 내로 삽입되는 광섬유를 구비하며, 광섬유를 통해 제공되는 광을 통해 상기 광가이드모듈(110)에 국부적인 발광을 상기 광원모듈(120)과는 별개로 구현할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로는, 본 발명의 실시예에 따른 상기 광원모듈(120)은 상기 광가이드모듈(110) 내측 또는 외측에서 상기 광가이드모듈 내부로 광을 출사하는 제1광원(122)을 실장하는 인쇄회로기판(121)을 포함하여 구성될 수 있다. 도 2 및 도 3에 도시된 구성은 상기 광원모듈(120)의 상기 광가이드모듈(110)의 내부에 장착되는 구성을 중심으로 설명하였으나, 이와는 달리 광원모듈 자체가 상기 광가이드모듈(110)의 측면 외각에서 광을 공급하는 구성으로 배치될 수도 있다. 상기 광원(122)은 측면형(side view type) 발광다이오드로 이루어질 수 있다. 즉 출사되는 광의 방향이 바로 상부로 직진하는 것이 아니라 측면을 향해서 출사하는 구조의 발광다이오드를 본 발명의 발광유닛으로서 이용할 수 있다. 이에 따르면 본 발명의 조명장치는 측면형 발광다이오드로 이루어진 광원모듈을 직하형으로 배치하게 되는바, 광확산 및 반사기능을 구현하는 광가이드모듈을 활용하여 후술하는 확산부재 방향으로 광을 확산 및 유도함으로써, 전체 발광유닛의 개수를 감소시킬 수 있게 되고, 조명장치의 전체 무게 및 두께를 혁신적으로 줄일 수 있게 된다.
상기 인쇄회로기판(121)은 기판 상에 회로패턴이 형성된 기판, 즉 PCB를 의미하며, 특히 본 발명에서는 일정 유연성을 확보하기 위하여 연성인쇄회로기판(FPCB)로 형성 가능하다.
도 13을 참조하면, 도 13은 도 11에서 상술한 광섬유모듈(200)을 도시한 개념도로, 도 11 및 도 13을 참조하면, 상기 광섬유모듈(200)은 상기 광가이드모듈(110)에 삽입되며, 외표면에 광반사패턴영역(213)이 구현되는 광섬유(210)를 포함하는 광섬유모듈(200)을 포함하여 구성될 수 있다. 구체적으로는, 도 11에서의 광원모듈(120)은 광가이드모듈(110)에 전체적이 면발광을 구현하는 것과는 별개로, 상기 광섬유모듈(200)은 광섬유(210)의 일단 또는 타단에서 광을 광섬유 내부로 출사하는 제2광원(222)을 실장하는 인쇄회로기판(221)을 포함하여 구성되며, 상기 광원(222)의 외주변에 반사구조물(230)을 통해 광의 집중도 및 효율을 높일 수 있도록 하는 구성을 구현할 수 있다. 특히, 상기 광섬유(210)는 내부의 코어(212)와 외부의 클래드(211)로 구현되며, 상기 광가이드모듈(110)과 인접하는 반대면의 클래드 표면에 형성되는 요철패턴영역이 형성되는 광반사패턴영역(213)을 더 포함하여 구성될 수 있다. 상기 광반사패턴영역(213)을 통해, 상기 광원(222)에서 출사하는 광이 광섬유(210)의 내부에 전반사를 하며 진행하며, 진행하는 빛은 상기 광반사패턴영역(213)을 통해 반사되여, 광섬유 상부로 출사할 수 있게 된다. 이 경우 도 11에 도시된 것과 같이, 광가이드모듈(110)의 상면에 형성되는 표시영역(T)에 국부적으로 광을 제공하여, 원하는 신호표시나 이미지, 로고 등을 광원모듈(110)과는 독립적으로 구현할 수 있게 된다.
도 14는 도 13에서 상술한 본 발명의 실시예에 따른 광섬유모듈(200)의 다른 구현예를 도시한 것으로, 광가이드모듈의 표시영역(T)에 회사로고(L)를 표시하여 로고자체를 발광하는 기능을 수행하도록 할 수있으며, 광섬유에 광을 제공하는 광원을 광섬유의 양쪽에 배치하는 구성으로 구현될 수 있도록 할 수 있다.
도 15는 본 발명의 제2실시예에 따른 차량용 조명유닛에 광추출효율을 향상을 위한 실시예를 설명하기 위한 사시도이며, 도 16은 도 15의 A-A' 영역의 단면도를 도시한 것이다.
도 15 및 도 16에 도시된 것과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 조명유닛은 광가이드모듈(110)에 삽입되며, 외표면에 광반사패턴영역이 구현되는 광섬유를 포함하는 광섬유모듈(200)을 구비하는 구성에서 나아가, 광가이드모듈(110)의 상면에 배치되는 확산부재(140)을 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 광가이드모듈(110)은 다수의 실장홈(111)을 구비하며, 상기 실장홈(111)의 내부에는 LED 광원(122)이 삽입된다. 본 발명에서의 LED 광원(122)은 측면 발광형을 이용함이 바람직하다. 특히, 상기 광가이드모듈(110)은 광가이드모듈의 표면에 형성되는 제1광학패턴(112, 113)을 형성할 수 있으며, 상기 제1광학패턴은, 상기 광가이드모듈의 표면에 직접 형성되는 음각의 요철패턴으로 구현할 수 있다. 상기 요철패턴의 단면의 형상은 삼각형, 반구형, 피라미드형, 말굽형 등 다양하게 조절이 가능하며, 이를 통해 배광특성을 향상시킬 수 있다. 상기 실장홈(111)의 경우, 도 15에 도시된 것과 같이, 직육면체 형의 입체 구조로 구현되거나, 반구형 구조로 구현될 수 있다. 도시된 상기 실장홈(111)은, 상기 광가이드모듈 내측방향으로 형성된 홀의 상부면과 개구된 구조의 하부면 및 내측면으로 구성되며, 상기 상부면과 하부면의 폭은 동일하거나, 또는 상기 상부면보다 상기 하부면의 폭이 더 넓은 구조로 형성될 수 있다. 또한, 상기 실장홈의 상부면 및 내측면이 만나 형성되는 에지부에 곡률을 구비한 곡률부가 적어도 1 이상 형성될 수 있다. 상기 곡률부는, 상기 수용홈의 상부면 단변의 길이의 1/2이하의 곡률반경(R)을 구비하도록 할 수 있다. 물론, 이에 한정하지 않고, 다양한 형상의 실장홈을 통해 광 추출효율을 극대화할 수 있게 할 수 있다.
상기 확산부재(140)는 상기 광가이드모듈(110)의 상부에 배치되며, 이 경우 상기 광가이드모듈(110)과 상기 확산부재(140) 사이에 이격부(142)가 형성될 수 있다. 상기 확산부재의 표면 또는 상기 광가이드모듈의 표면에 형성되는 차광용 또는 반사용 제2광학패턴(141)을 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 확산부재(140)는 광가이드모듈(110)을 통과하여 출사되는 광을 전면에 걸쳐 균일하게 확산시키는 역할을 한다. 이러한 확산부재(140)은 일반적으로 아크릴 수지로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 이외에도 폴리스티렌(PS), 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 환상 올레핀 코폴리(COC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 레진(resin)과 같은 고투과성 플라스틱 등 확산기능을 수행할 수 있는 모든 재질로 이루어질 수 있다고 할 것이다.
상기 제2광학패턴(141)은 기본적으로 광원모듈(120)에서 출사되는 광이 집중되지 않도록 하는 기능을 한다. 이러한 광학패턴(141)은 빛이 강도가 과하게 강하여 광학특성이 나빠지거나 황색광이 도출(yellowish)되는 현상을 방지하기 위하여 일정 부분 차광효과가 구현될 수 있도록 차광패턴으로 형성될 수 있으며, 이러한 차광패턴은 차광잉크를 이용하여 상기 광가이드모듈(110)의 상면에 인쇄되거나, 또는 상기 확산부재의 상면 또는 하면에 인쇄공정을 수행함으로써 형성될 수 있다.
상기 제2광학패턴(141)은 광을 완전차단하는 기능이 아니라, 광의 일부 차광 및 확산의 기능을 수행할 수 있도록 하나의 광학패턴으로 광의 차광도나 확산도를 조절할 수 있도록 구현할 수 있다. 나아가 더욱 구체적으로는 본 발명의 실시예에 따른 제2광학패턴(141)은 복합적인 패턴의 중첩인쇄구조로 구현할 수도 있다. 중첩인쇄의 구조란 하나의 패턴을 형성하고, 그 상부에 또 하나의 패턴형상을 인쇄하여 구현하는 구조를 말한다. 일례로는 광학패턴(141)을 구현함에 있어서, 광의 출사방향으로 고분자필름의 하면에 TiO2, CaCO3, BaSO4, Al2O3, Silicon 중 선택되는 어느 하나 이상의 물질을 포함하는 차광잉크를 이용하여 형성되는 확산패턴과, Al 또는 Al과 TiO2의 혼합물질을 포함하는 차광잉크를 이용하여 형성된 차광패턴의 중첩구조로 구현할 수 있다.
즉 고분자필름의 표면에 확산패턴을 화이트인쇄 하여 형성한 후, 그 위에 차광패턴을 형성하거나, 이와 반대의 순서로 2중 구조로 형성하는 것도 가능하다. 물론 이러한 패턴의 형성 디자인은 광의 효율과 강도, 차광율을 고려하여 다양하게 변형할 수 있음은 자명하다 할 것이다. 또는, 순차 적층구조에서 가운데층에 금속패턴인 차광패턴을 형성하고, 그 상부와 하부에 각각 확산패턴을 구현하는 3 중구조로 형성하는 것도 가능하다. 이러한 3 중구조에서는 상술한 물질을 선택하여 구현하는 것이 가능하며, 바람직한 일례로서는 굴절율이 뛰어난 TiO2를 이용하여 확산패턴 중 하나를 구현하고, 광안정성과 색감이 뛰어난 CaCO3를 TiO2와 함께 사용하여 다른 확산패턴을 구현하며, 은폐가 뛰어난 Al을 이용하여 차광패턴을 구현하는 구조의 3 중 구조를 통해 빛의 효율성과 균일성을 확보할 수 있다. 특히 CaCO3는 황색광의 노출을 차감하는 기능을 통해 최종적으로 백색광을 구현하도록 하는 기능을 하여 더욱 안정적인 효율의 광을 구현할 수 있게 되며, CaCO3이외에도 BaSO4, Al2O3, Silicon 비드 등의 입자 사이즈가 크고, 유사한 구조를 가진 무기 재료들을 활용할 수도 있다. 아울러, 제2광학패턴(141)은 상기 LED 광원의 출사방향에서 멀어질수록 패턴밀도가 낮아지도록 패턴밀도를 조절하여 형성함이 광효율의 측면에서 바람직하다.
아울러, 상기 확산부재(140)와 광가이드모듈(110) 사이에 형성되는 이격부(142)는 광가이드 모듈(110)을 통과하여 확산부재(140)에 공급되는 광의 균일도를 증가시킬 수 있게 되고, 결과적으로 확산부재(140)를 통과하여 확산 및 출사되는 광의 균일도(uniformity)를 향상시키는 효과를 구현할 수 있게 한다. 이때, 레진층(150)을 투과한 광의 편차를 최소화하기 위해, 이격부(142)의 두께는 0 초과 20mm의 범위에서 형성될 수 있다. 상기 확산부재의 상부에 배치되는 외부 렌즈(150)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
아울러, 본 발명의 제2실시예에 따른 광가이드모듈은, 상술한 제1실시예에서와 같이, 광가이드모듈(110)을 실장홈을 구비하는 구조로 , 상기 실장홈에 LED 광원이 실장되는 것을 예시하였으나, 상기 광가이드모듈(110)을 구성하는 것은 일정한 경도를 가지는 플레이트 구조외에도 연성(flexible)을 가지는 레진물질을 적용할 수 있다. 이러한 연성을 가지는 레진물질을 광가이드모듈로 구현하는 경우, LED 광원이 광가이드모듈에 삽입되는 구조로 배치되는 경우에 LED와 레진물질이 밀착하는 구조로 매립형으로 구현될 수 있으며, LED와 레진물질의 일정 부분 이격되는 구조의 매립형으로도 구현될 수도 있다. 이러한 레진물질로는 올리고머(oligomer)를 포함하는 고내열성 자외선 경화 수지로 이루어질 수 있으며, 나아가 제1실시예에서 상술한 다양한 레진의 실시예를 적용할 수 있음은 물론이다.
이상에서 설명한 본 발명의 제2실시예에 따른 조명유닛은, 제1실시에에서 설명한 도 8 및 도 9는 본 발명의 차량조명장치의 실제 구현예가 적용될 수 있음은 물론이다. 본 발명의 제2실시예에 따른 차량용 조명장치는, 헤드라이트, 차량실내조명, 도어스카프, 후방라이트 등에도 적용이 가능하다. 추가적으로 본 발명의 조명장치는 액정표시장치에 적용되는 백라이트 유닛 분야에도 적용 가능하며, 이외에도 현재 개발되어 상용화되었거나 향후 기술발전에 따라 구현 가능한 모든 조명관련 분야에 적용 가능하다고 할 것이다.
3. 제3실시예
이하에서는 상술한 본 발명의 제1 및 제2실시예의 구조와는 다르게, 광가이드 모듈을 2 이상 적층하여 광가이드 모듈을 출사하는 광간의 간섭을 이용하여 다양한 광색을 연출하는 제3실시예의 요지를 설명하기로 한다.
본 발명의 제3실시예에 따른 조명장치는 적어도 2 개 이상의 광가이드 부재에 광이 공급되는 광원모듈의 적층구조를 통해 다양한 광색을 구현할 수 있도록 한다.
도 17은 본 발명의 제3실시예에 따른 차량용 조명유닛의 요부를 도시한 개념도이다.
도시된 도 17을 참조하면, 본 발명에 따른 차량용 조명유닛은 제1광원(320)에서 출사하는 광을 가이드하는 제1광가이드부재(330)를 포함하는 제1광원모듈(300)과 상기 제1광가이드부재(330) 상에 배치되며, 제2광원(420)에서 출사하는 광 및 상기 제1광가이드부재(330)에서 유도된 광을 가이드하여 출사하는 제2광가이드부재(430)를 포함하는 제2광원모듈(400)을 포함하여 구성된다.
즉, 2 개 이상의 광원모듈이 상호 적층된 상태로 배치되어 하부에 배치된 광원모듈에서 출사한 광이 상부에 배치되는 광원모듈로 가이드되어 광색을 변화시킬 수 있도록 하는 구조로 구현될 수 있다.
상기 제1광원모듈(300)은 도 18에 도시된 것과 같이, 제1광가이드부재(330)의 일측 또는 양측에 배치될 수 있으며, 인쇄회로기판(310) 상에 실장되는 광원(310)을 포함하여 구성된다. 상기 제1광가이드 부재(130)는 인쇄회로기판(310) 측면에 구비되어 광원(320)으로부터의 광을 상부의 제2광가이드부재(430)으로 확산 유도하게 된다. 상기 광가이드부재(330)로서는 종래의 도광판뿐 아니라 도광판을 대체하는 레진층일 수도 있다.
상기 인쇄회로기판(310)은 기판 상에 회로패턴이 형성된 기판, 즉 PCB를 의미하며, 본 발명에서는 투명 재질의 인쇄회로기판(310)인 것이 바람직하다. 종래의 조명장치의 경우 FR4 인쇄회로기판을 이용함으로써 불투명하였지만, 본원발명과 같이 투명재질, 특히 투명 PET 인쇄회로기판을 이용함으로써 투명한 조명장치의 제공이 가능하게 된다. 또한, 본 발명에서는 일정 유연성을 확보하기 위하여 연성인쇄회로기판(FPCB)으로 형성 가능하다. 상기 광원(320)은 측면발광형 또는 상부 발광형 발광다이오드(LED)를 적용할 수 있다.
상기 제1광가이드부재(330) 내로 출사되어 유도되는 광은 상기 제1광가이드부재에서 확산 및 반사되어 상부로 광을 유도하게 된다. 이를 위해, 상기 제1광가이드부재(330)의 일면에는 반사패턴(331)이 구현되며, 이는 내부로 직접 요철화되는 음각패턴으로 구현될 수 있다. 아울러, 상기 제1광원(320)에서 출사한 광이 외부로 누출되는 것을 방지하고, 재반사를 통해 상부로 반사시킬 수 있도록, 상기 제1광가이드부재(330)의 하부에는 반사부재(340)를 더 배치하는 것이 바람직하다. 상기 반사부재(340)는, 투명 PET, 백색 PET(white polyethylen terephthalate), Ag 시트 중 어느 하나의 재료로 구성되는 시트일 수 있으며, 더 나아가, 상기 반사부재(340)의 표면에는 TiO2, CaCO3, BaSO4, Al2O3, Silicon, PS 중 어느 하나를 이용하여 형성되는 반사패턴이 인쇄되는 구조로 형성되어 반사율을 높일 수 있도록 할 수 있다. 또한, 상기 이러한 반사부재는 상술한 재료외에도 필름형태로 이루어질 수 있으며, 빛의 반사특성 및 빛의 분산을 촉진하는 특성을 구현하여 위하여 백색안료를 분산 함유하는 합성 수지를 포함하여 형성될 수 있다. 예컨대 백색안료로서는 산화티탄, 산화알루미늄, 산화아연, 탄산연, 황산바륨, 탄산칼슘 등이 이용될 수 있으며, 합성 수지로서는 폴리에틸엔 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 아크릴수지, 콜리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리올레핀, 셀룰로소스 아세테이트, 내후성 염화비닐 등이 이용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 나아가 상기 반사패턴의 구조는 복수의 돌출된 패턴을 구비하는 구조로 이루어지며, 빛의 산란효과를 증대시키기 위하여 도트(dot) 패턴 형상, 프리즘 형상, 렌티큘러 형상, 렌즈형상 또는 이들의 조합형상으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 반사패턴의 단면 형상은 삼각형, 사각형, 반원형, 사인파형 등 다양한 형상을 갖는 구조로 이루어질 수 있다.
상기 제1광원(320)에서 출사한 광은 상기 제1광가이드부재(330) 내에서 확산 및 반사하여 상층의 제2광가이드부재(430)으로 광을 출사하게 된다. 이 경우, 제1광가이드부재(330)와 제2광가이드부재(430) 사이에는 별도의 분리 부재없이 제1광가이드부재(330)을 투과한 광이 직접 제2광가이드부재(430)으로 진입하여 제2광가이드부재(330) 상에서 광간의 간섭 및 혼합 작용으로 광색의 변화를 구현할 수 있게 된다. 물론, 제2광가이드부재(430)에 광을 공급하는 제2광원(320) 역시 제2광가이드부재(330)의 일측 이나 양측에 배치될 수 있으며, 제2광가이드부재(430)에 출사된 제2광원(420)의 광은, 상기 제2광가이드부재(430)내에서 확산되거나 반사되어 전방으로 유도될 수 있도록 한다. 이 경우 상기 제2광가이드부재(430)에도 음각구조의 반사패턴(431)이 구현될 수 있음은 물론이다. 이 경우, 상기 제2광가이드부재(430)의 하부면으로 누설되는 광의 경우, 제1광가이드부재(330)에서 다시 재반사되거나 확산되어 상부로 올라올 수 있도록 할 수 있다.
또한, 도 17의 구조에서 제1광가이드부재(330)와 제2광가이드부재(430) 사이에는 제1광가이드부재를 통과한 광의 일부를 상기 제2광가이드부재로 투과시키며, 상기 제2광원에서 출사한 광의 일부를 반사시키는 반투과형 반사부재(440)이 더 포함될 수 있다. 즉 도 18의 구조에서와 같이, 기본적인 제1광원모듈(300)과 제2광원모듈(400) 사이에 별도의 부재가 없는 경우에는 자유롭게 상하 층의 광가이드부재간 광이 왕래하거나 반사하는 구조로 구현할 수으나, 도 18의 구조에서는 반투과형 반사부재(440)를 배치하여 제1광가이드부재(330)에서 출사하는 광을 일부 투과시켜 제2광가이드부재(430)으로 유도하는 한편, 제2광가이드부재(430) 내의 광은 반사시켜 상부로 전달하는 기능을 수행할 수 있도록 한다. 이 경우 제1광원(320)과 제2광원(420)은 서로 다른 광색의 LED를 적용할 수 있다. 아울러, 상기 광가이드부재 상호간의 재료는 동일하거나 다를 수도 있다.
상기 반투과형 반사부재(440)는 명 PET, 백색 PET(white polyethylen terephthalate), Ag 시트 등과 같은 기본적인 반사시트 상에 광투과패턴이 구현되는 구조로 구현되어 광투과율(T)이 0% <T<100% 의 범위에서 구현될 수 있도록 할 수 있다.
상기 광투과패턴이란, 상기 반사부재상에 미세한 광투과용 미세홀 또는 미세슬릿, 관통형 패턴을 다수 형성하여 투과율을 조절하거나, 광투과영역에 원하는 투과율을 구현하도록 반투과물질층 만으로 형성되는 영역을 구현함으로써, 투과율을 조절할 수도 있다. 이러한 반투과물질층은 기본적으로 투과율이 1~99%로 형성됨이 바람직하다. 또한, 이를 구현하는 물질은 Mo, Si, Ta, W, Al, Cr, Hf, Zr, Me, V, Ni, Nb, Co, Ti을 주원소로 하여, 상기 주원소물질(주원소로만 이루어진 물질) 또는 상기 주원소들 중 적어도 두 개 이상이 혼합된 복합 물질이거나, 상기 주원소 또는 복합 물질에 COx,Ox, Nx 중 적어도 하나가 첨가된 물질인 것이 바람직하다. 상기 첨자는 결합되는 주원소에 따라 변하는 자연수이다. 예를 들면 CrxOy, CrxCOy, CrxOyNz, SixOy, SixOyNz, SixCOy, SixCOyNz, MoxSiy, MoxOy,MoxOyNz, MoxCOy, MoxOyNz, MoxSiyOz, MoxSiyOzN MoxSiyCOzN, MoxSiyCOz, TaxOy, TaxOyNz, TaxCOy, TaxOyNz, AlxOy, AlxCOy, AlxOyNz, AlxCOyNz, TixOy, TixOyNz, TixCOy 중 어느 하나 또는 이들의 조합된 물질을 사용할 수 있다. 상기첨자 x,y 및 z는 자연수로서 각 화학 원소의 개수를 의미한다.
반투과 반사부재는 도 18의 광가이드부재 상호간의 밀착배치구조와는 달리, 일정한 광도와 광색을 위해 특정한 광투과율이 필요한 경우에 적용될 수 있는 것으로, 범규로 허용되는 허용 범위를 조절할 수 있도록 하는 기능을 할 수 있으며, 원하는 광도를 조절할 수 있도록 하는 효과가 구현된다.
도 19는 본 발명에 따른 또 다른 실시예를 도시한 것이다.
도 19와 도 17의 구조와는 다른 점은 상하로 배치되는 광가이드부재간의 적층 구조에서 제1광원모듈(300)은 동일한 구조이나, 제2광원모듈(400)의 구성에서 제2광원(420)의 배치를 제2광가이드부재(430)의 내부에 수용되는 구조로 배치할 수 있는 점에서 차이가 있다. 이 경우 인쇄회로기판(310)을 투명 PCB를 적용하여 광투과율의 손실이 없도록 구현할 수 있으며, 나아가 이 경우 제1광가이드부재(330)과 제2광가이드부재(430) 사이에 상술한 반투과 반사부재(미도시)를 상기 투명 PCB 하부에 배치하는 것도 가능하다. 특히 이 경우에는 상기 제2광원(420)을 상부발광형 LED를 사용할 수 있다. 물론 이 경우에도 측면발광형 LED를 다수 채용하여 하부의 제1광원과 광색의 혼합을 구현하는 것도 가능하다.
도 20에서는 도 19의 구조와 다른 실시예를 도시한 것이다.
도 20의 구조는 도 19와는 달리, 제2광원모듈(400)은 도 17의 구조와 동일하게 형성하고, 제1광원모듈(300)의 구성에서 제1광원(320)을 제1광가이드부재(330)의 내부에 수용하는 구조로 형성할 수 있다. 이 경우에는 반사효율을 높이기 위해서 제1광가이드부재(330)의 하부에 인쇄회로기판(310)이 배치되는 경우, 반사율이 높은 백색 인쇄회로기판(white PCB)으로 구현할 수 있다.
물론, 도 20의 구조에서도 도시되지는 않았으나, 도 17에서의 반투과 반사부재를 제1광가이드부재(330)과 제2광가이드부재(430) 사이에 배치하는 것도 가능하다. 상기 제1광원(320)을 상부발광형 LED를 사용할 수 있다. 물론 이 경우에도 측면발광형 LED를 다수 채용하여 상부의 제2광원과 광색의 혼합을 구현하는 것도 가능하다.
상술한 도 17 내지 도 20의 배치구조에서 최외각에 존재하는 광가이드부재의 상부에는 확산부재(500)이 배치될 수 있으며, 상기 확산부재(500)를 통해 광의 확산을 구현할 수 있도록 함이 바람직하다.
또한 상술한 도 17 내지 도 20의 실시예에서는 2개의 광원모듈이 적층되는 구조를 바람직한 실시예로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 2 개 이상의 광원모듈을 적층하는 것도 가능하다. 이 경우 각 광원모듈의 광원을 다른 색상의 LED를 적용하여 다양한 색상연출이 가능하며, 각 광가이드부재 사이에는 도 17에서 상술한 반투과 반사부재를 삽입하여 투과율을 조절하는 것도 가능함은 물론이다.
도 17 내지 도 20에서 상술한 본 발명에 따른 광가이드부재는 레진물질로 형성될 수 있으며, 이러한 레진물질은 상술한 제1실시예에서 상술한 올리고머(oligomer)를 포함하는 고내열성 자외선 경화 수지로 이루어질 수 있다. 또한, 제1실시예 및 제2실시예에서 상술한 다양한 레의 종류 및 조성은 본 발명의 제3실시예에 따른 광가이드 부재에도 적용이 가능함은 물론이다.
또한, 본 발명에 따르면 차량용 조명유닛 구현을 위하여 상술한 바와 같은 물질을 사용함에 따라 레진물질의 두께를 혁신적으로 감소시킬 수 있게 되어, 전체 제품의 박형화를 구현할 수 있다. 특히 상술한 레진물질의 연성으로 인해 굴곡면에도 용이하게 적용할 수 있어 디자인의 자유도를 향상시킬 수 있는바, 다양한 디자인과 굴곡등이 있는 차량용 조명이나 플렉서블 디스플레이에도 응용 및 적용이 가능 한 이점이 있다.
특히, 상기 제1실시예 내지 제3실시예에서 적용되는 레진물질은 내부에 중공(또는 공극)이 형성된 확산 물질를 포함할 수 있으며, 확산 물질는 레진물질을 이루는 수지와 혼합 또는 확산된 형태일 수 있으며, 광의 반사 및 확산 특성을 향상시키는 역할을 할 수 있다. 예컨대, 광원으로부터 레진물질으로 내부로 출사된 광은 확산 물질의 중공에 의해 반사 및 투과됨으로써 레진물질 내에서 광이 확산 및 집광되고, 확산 및 집광된 광은 레진물질의 일면(예컨대, 상부면)으로 출사될 수 있다. 이때, 확산 물질에 의해 광의 반사율 및 확산율이 증가하게 되어 레진물질의 상면으로 공급되는 출사광의 광량 및 균일도가 향상되고, 결과적으로 광원모듈의 휘도를 향상시킬 수 있다.
확산 물질의 함량은 원하는 광 확산 효과를 얻기 위하여 적절히 조절될 수 있다. 구체적으로는 전체 레진물질 중량 대비 0.01~0.3% 범위에서 조절될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 확산 물질(41)는 실리콘(sillicon), 실리카(silica), 글라스버블(glass bubble), PMMA, 우레탄(urethane), Zn, Zr, Al2O3, 아크릴(acryl) 중 선택되는 어느 하나로 구성될 수 있으며, 확산 물질의 입경은 1㎛ ~ 20㎛일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 조명장치는 조명이 필요로 하는 다양한 램프장치, 이를테면 차량용 램프, 가정용 조명장치, 산업용 조명장치에 적용이 가능하다. 예컨대 차량용 램프에 적용되는 경우, 헤드라이트, 차량실내조명, 도어스카프, 후방라이트, 제동등(stop lamp), 방향지시등, 후미등 등에도 적용이 가능하다. 추가적으로 본 발명의 조명장치는 액정표시장치에 적용되는 백라이트 유닛 분야에도 적용 가능하며, 이외에도 현재 개발되어 상용화되었거나 향후 기술발전에 따라 구현 가능한 모든 조명관련 분야에 적용 가능하다고 할 것이다.
전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 기술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
본 발명의 실시예에 따른 차량용 조명장치는 차량 조명 뿐만 아니라, 조명이 필요로 하는 다양한 램프장치, 이를테면 가정용 조명장치, 산업용 조명장치에 적용이 가능하다. 예컨대 차량용 램프에 적용되는 경우, 헤드라이트, 차량실내조명, 도어스카프, 후방라이트 등에도 적용이 가능하다. 추가적으로 본 발명의 조명장치는 액정표시장치에 적용되는 백라이트 유닛 분야에도 적용 가능하며, 이외에도 현재 개발되어 상용화되었거나 향후 기술발전에 따라 구현 가능한 모든 조명관련 분야에 적용 가능하다고 할 것이다.

Claims (20)

  1. 다수의 발광유닛을 포함하는 광원모듈;
    상기 광원모듈에서 출사한 광을 유도하여 출사하는 광가이드모듈;을 포함하며,
    상기 광가이드모듈의 광출사면에 2 이상의 광출사영역을 구현하는 차량용 조명유닛.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 광원모듈은,
    상기 광가이드모듈의 실장홈에 삽입되는 구조로 결합하며, 광출사방향이 서로 다른 LED가 적어도 2 이상 마련되는 차량용 조명유닛.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 광원모듈은,
    상기 광가이드모듈의 최외각부와 중심부 사이에 배치되는 차량용 조명유닛.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 광원모듈은,
    상기 광원이 실장되는 인쇄회로기판;과
    상기 인쇄회로기판 상에 광출사 방향이 다른 LED가 교차하여 실장되는 차량용 조명유닛.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 교차하여 실장되는 LED는,
    제1방향으로 출사하는 다수의 제1LED군과,
    상기 제1방향에 대향하는 제2방향으로 출사하는 제2LED군이 서로 상이한 색상의 광을 출사하는 차량용 조명유닛.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 실장홈은,
    상기 광가이드모듈 내측방향으로 형성된 홀의 상부면과 개구된 구조의 하부면 및 내측면으로 구성되며,
    상기 상부면과 하부면의 폭은 동일하거나, 또는 상기 상부면보다 상기 하부면의 폭이 더 넓은 구조로 형성되는 차량용 조명유닛.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 실장홈의 상부면 및 내측면이 만나 형성되는 에지부에 곡률을 구비한 곡률부가 적어도 1 이상 형성된 차량용 조명유닛.
  8. 청구항 4에 있어서,
    상기 광가이드모듈의 상측에 배치되는 확산부재;를 더 포함하는 차량용 조명유닛.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 확산부재의 표면 또는 상기 광가이드모듈의 표면에 형성되는 차광용 또는 반사용 광학패턴을 더 포함하는 차량용 조명유닛.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 광가이드모듈에 삽입되며, 외표면에 광반사패턴영역이 구현되는 광섬유를 포함하는 광섬유모듈;
    를 포함하는 차량용 조명유닛.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 광반사패턴영역은,
    상기 광가이드모듈과 인접하는 반대면의 클래드 표면에 형성되는 요철패턴영역이 형성되는 차량용 조명유닛.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 광원모듈은,
    상기 광가이드 모듈 내측 또는 외측에서 상기 광가이드모듈 내부로 광을 출사하는 제1광원;과
    상기 광섬유의 일단 또는 타단에서 광을 광섬유 내부로 출사하는 제2광원;
    을 포함하는 차량용 조명유닛.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 광가이드 모듈의 상부에 배치되며, 상기 광반사패턴영역에 대응되는 위치에 이미지영역이 마련되는 확산부재를 더 포함하는 차량용 조명유닛.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 광가이드모듈의 표면에 형성되는 제1광학패턴; 또는
    상기 확산부재의 표면 또는 상기 광가이드모듈의 표면에 형성되는 차광용 또는 반사용 제2광학패턴;을 더 포함하는 차량용 조명유닛.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 제2광학패턴은,
    TiO2, CaCO3, BaSO4, Silicon 중 선택되는 어느 하나 이상의 물질을 포함하는 차광잉크를 이용하여 형성된 확산패턴과,
    Al 또는 Al과 TiO2의 혼합물을 포함하는 차광잉크를 이용하여 형성된 차광패턴이 중첩구조로 이루어진 차량용 조명유닛.
  16. 청구항 1에 있어서,
    상기 광원모듈 및 상기 광가이드 모듈이 적어도 2 이상 적층되는 구조로 배치되는 차량용 조명유닛.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 차량용 조명유닛은,
    제1광원에서 출사하는 광을 가이드하는 제1광가이드부재를 포함하는 제1광원모듈;
    상기 제1광가이드부재 상에 배치되며, 제2광원에서 출사하는 광 및 상기 제1광가이드부재에서 유도된 광을 가이드하여 출사하는 제2광가이드부재를 포함하는 제2광원모듈;
    을 포함하는 차량용 조명유닛.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 제1광가이드부재와 상기 제2광가이드부재 사이에 배치되며,
    상기 제1광가이드부재를 통과한 광의 일부를 상기 제2광가이드부재로 투과시키며, 상기 제2광원에서 출사한 광의 일부를 반사시키는 반투과형 반사부재;를 더 포함하는 차량용 조명유닛.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 반투과형 반사부재는,
    반사시트 상에 광투과패턴이 형성되는 구조인 차량용 조명유닛.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 광투과패턴은,
    반사시트를 관통하는 구조의 광투과용 미세홀로 구현되거나,
    반사시트의 일 영역에 형성되는 반투과물질층으로 구현되는 차량용 조명유닛.
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