KR101158524B1

KR101158524B1 - 산란패턴이 형성된 도광판

Info

Publication number: KR101158524B1
Application number: KR1020050064987A
Authority: KR
Inventors: 박종렬
Original assignee: 에스엘 주식회사
Priority date: 2005-07-18
Filing date: 2005-07-18
Publication date: 2012-06-21
Also published as: KR20070010431A

Abstract

본 발명은 영상표시장치의 백라이트 및 프런트라이트용 도광판에 관한 것으로서, 상세하게는 산란패턴이 형성된 도광판에 있어서, 전체적으로 고휘도 특성을 갖도록 광원으로부터 조사된 빛을 표시부측으로 최대한 반사시키기 위하여 복수개의 V자형 커팅홈을 그룹으로 하고, 상기 그룹을 이격하여 복수개 배치하고, 상기 그룹의 각각의 V자형 커팅홈의 광입사면과 상기 광입사면에 인접한 면을 바닥면에 대하여 소정 설정각도로 형성한 산란패턴이 형성된 도광판에 관한 것이다.

본 발명의 산란패턴이 구비된 도광판은 판형상으로 측면에 설치된 광원으로부터 빛을 받아들이기 위하여 형성된 광입사면과 전면의 광출사면을 갖고, 상기 광입사면으로 입사된 빛을 상기 광출사면으로 향하도록 산란시키기 위한 홈 형상 산란패턴이 복수개 형성된 도광판에 있어서, 상기 산란패턴은 복수개의 홈이 연속으로 배치되도록 형성되어 이루어지고, 상기 각각의 산란패턴은 설정간격 이격되어 있는 것을 특징으로 한다.

도광판, 산란패턴, 고휘도

Description

산란패턴이 형성된 도광판{LIGHT GUIDE PANEL MAKED PATTERN DISPERSED REFLECTION}

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 도광판을 사용한 면광원장치의 사시도

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 도광판을 사용한 면광원장치의 측면도

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 도광판에서 빛의 반사 및 굴절을 설명하기 위한 부분 확대도

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 도광판에서 제1홈의 광입사면에서의 빛의 굴절을 설명하기 위한 도면

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 도광판에서 제1홈의 광입사면과 인접한 면에서의 빛의 굴절을 설명하기 위한 도면

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 도광판에서 제1홈의 광입사면의 각도에 따른 빛의 상태를 설명하기 위한 그래프

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 도광판에서 제1홈의 광입사면과 인접한 면의 기울기에 따른 빛의 조사범위를 설명하기 위한 그래프

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 도광판에서 제1홈의 광입사면과 인접한 면의 기울기에 따른 제2홈의 광입사면에 의해 반사되는 빛의 각도를 설명하기 위한 도면

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 도광판에서 광원으로부터 입사된 빛의 굴절 및 진행방향을 설명하기 위한 개략도

도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 도광판이 사용된 면광원 장치의 평면도

도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 도광판이 사용된 면광원 장치의 평면도

도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 도광판의 산란패턴을 보이는 도면

도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 도광판에서 산란패턴이 양각으로 형성된 것을 보이는 도면

도 14는 종래의 도광판이 사용된 면광원 장치의 일예를 보이는 도면

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 리플렉터 20 램프

30 도광판 31 광입사면

32 광출사면 40 산란패턴

41 제1홈 42 제2홈

100 면광원장치

본 발명은 영상표시장치의 백라이트 및 프런트라이트용 도광판에 관한 것으로서, 상세하게는 산란패턴이 형성된 도광판에 있어서, 전체적으로 고휘도 특성을 갖도록 광원으로부터 조사된 빛을 표시부측으로 최대한 반사시키기 위하여 복수개 의 V자형 커팅홈을 그룹으로 하고, 상기 그룹을 이격하여 복수개 배치하고, 상기 그룹의 각각의 V자형 커팅홈의 광입사면과 상기 광입사면에 인접한 면을 바닥면에 대하여 소정 설정각도로 형성한 산란패턴이 형성된 도광판에 관한 것이다.

일반적으로, 도광판은 점광원 또는 선광원으로부터 조사되는 빛을 산란시켜 면광원으로 만들어주는 장치로써, 투명한 플라스틱 재질로 만들어진 평판형 또는 쐐기형 판의 하부에 광원으로부터 조사되는 빛을 산란시킬 수 있는 산란패턴을 포함하고 있는 것이다.

상기 도광판에 형성되는 산란패턴은 V형 커팅홈, 원(Circle)형 커팅홈 또는 도트, 사각형 커팅홈 또는 도트등의 일정한 모양을 띄면서 상기 도광판의 어느 일측면에 규칙적 또는 불규칙적으로 형성되어 있는 것이다. 이러한 도광판은 측면의 광원에서 조사되는 빛을 안내하여 산란을 유도하고, 산란패턴을 통해 수직측, 즉 디스플레이측으로 빛이 반사되도록 하는 것이다.

도 14는 종래 도광판이 적용된 면광원 장치의 단면도로써, 도 12를 참고하여 종래 도광판의 구조에 대해 간략히 살펴보면 다음과 같다.

종래의 면광원 장치는 도광판(1), 램프(2), 리플렉터(3)로 구성된다.

상기 램프(2)는 상기 도광판(1)의 일측면에 설치되고, 상기 리플렉터(3)는 상기 램프(2)를 둘러싸도록 구성되어 빛을 도광판(1)으로 집중시켜 주며, 상기 도광판(1)은 상기 램프(2)에서 조사된 빛을 가이드하여 표시부측(도면에 표시 안함)으로 반사하도록 하는 산란패턴(1')을 포함하여 구성된다.

상기 산란패턴(1')은 V자 커팅홈이며, 좌우대칭으로 형성되어 있다.

상기 램프(2)로부터 조사되는 빛은 리플렉터(3)에 의해 도광판(1)측으로 집중되고, 도광판(1)의 산란패턴(1')에 의해 표시부측으로 반사되어, 이용자 또는 사용자가 표시부의 영상이나 메세지등을 확인 할 수 있게된다.

그러나, 종래의 도광판은 형성된 산란패턴이 광원으로부터 조사되는 빛을 반사하기 위한 조건을 고려하지 않고 단순히 좌우대칭형으로 구성되어 반사율이 낮은 단점을 갖는다. 상기 반사율이 낮음으로써 고휘도를 요구하는 표시장치에는 적합하지 못하는 문제점을 갖는다.

또한, 상기 산란패턴을 관통하여 나온 빛에 대해서도 광출사면측으로 다시 반사되도록 하는 구조가 고려되지 않아 빛의 반사 효율이 낮은 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 연속된 복수개의 V자형 커팅홈을 산란패턴으로 하고, 상기 산란패턴을 이격하여 복수개 배치하고, 상기 산란패턴 각각의 V자형 커팅홈의 광입사면과 광입사면에 인접한 면을 바닥면에 대하여 소정 설정각도로 형성한 산란패턴이 형성된 도광판을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 V자형 커팅홈에 입사되어 통과한 빛을 차순의 V자형 커팅홈에 반사되어 도광판의 광출사면으로 반사되도록 상기 커팅홈의 광입사면에 인접한 면을 바닥면에 대하여 소정 설정각도로 형성한 산란패턴이 형성된 도광판을 제공하는 것이다.

또한, 상기 광원에 가장 근접한 커팅홈에 의해 반사되는 빛 중 상기 광출사 면측으로 반사되지 않는 빛을 차순의 커팅홈에 의해 상기 광출사면측으로 반사되도록 상기 산란패턴의 각각의 커팅홈이 설정간격 이격된 산란패턴이 형성된 도광판을 제공함에 또 다른 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 산란패턴이 구비된 도광판은 판형상으로 측면에 설치된 광원으로부터 빛을 받아들이기 위하여 형성된 광입사면과 전면의 광출사면을 갖고, 상기 광입사면으로 입사된 빛을 상기 광출사면으로 향하도록 산란시키기 위한 홈 형상 산란패턴이 복수개 형성된 도광판에 있어서, 상기 산란패턴은 복수개의 홈이 연속으로 배치되도록 형성되어 이루어지고, 상기 각각의 산란패턴은 설정간격 이격되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 산란패턴이 형성된 도광판에서 상기 산란패턴의 복수개의 홈 중 상기 광원과 가장 근접한 홈의 광입사면은 광입사면에서 입사되는 빛이 상기 출사면측으로 수직으로 반사되기 위해 바닥면에 대하여 기울어지도록 각도가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 산란패턴이 형성된 도광판에서 상기 산란패턴의 복수개의 홈 중 상기 광원과 가장 근접한 홈의 광입사면과 인접한 면은 상기 광입사면에 의해서 굴절되어 도달된 빛이 상기 인접한 면에 의해 굴절되어 방출될 때, 상기 광입사면을 통해 굴절된 빛의 조사범위 보다 작게 방출되기 위해 바닥면에 대하여 기울어지도록 각도가 설정되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 산란패턴이 형성된 도광판에서 상기 산란패턴을 이루는 복 수개의 홈은 각각 동일한 형상임을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 산란패턴이 형성된 도광판에서 상기 산란패턴을 이루는 복수의 홈은 각각 설정간격 이격되어 있으며, 상기 어느 한 홈과 다른 홈과의 설정간격은 G < h ×(1/tan((90-θ)/2) - 1/tan β₁ ( G : 어느 한 홈과 다른 홈과의 설정간격, θ: 굴절율이 큰 매질에서 작은 매질로 빛이 지나갈 때 입사각이 일정 이상 커져서 전반사(全反射)가 일어날 때의 입사각, h : 홈의 높이, β₁ : 산란패턴의 홈 중 광원과 가장 근접한 홈의 광입사면과 접해있는 면이 바닥면과 이루는 각도) 에 의해 산출되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 산란패턴이 형성된 도광판에서 상기 광원과 가장 근접한 홈의 광입사면은 수평면에 대하여 29°이상 76°이하의 각도 범위를 갖는것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 산란패턴이 형성된 도광판에서 상기 광원과 가장 근접한 홈의 광입사면과 인접한 면은 수평면에 대하여 29°초과 90°미만의 각도 범위를 갖되, 상기 광원과 가장 근접한 홈의 광입사면이 이루는 각도보다 큰 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 산란패턴이 형성된 도광판에서 상기 도광판의 저면에는 반사시트가 더 설치된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 산란패턴이 형성된 도광판에서 상기 산란패턴은 도광판에 대해서 음각 또는 양각으로 형성된 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명에 따른 면광원장치를 도면에 표시된 일실시예를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 도광판을 사용한 면광원장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 도광판을 사용한 면광원장치의 측면도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 면광원장치는 도광판(30)과, 램프(20)와, 리플렉터(10)를 포함한다.

즉, 본 발명의 일실시예에 따른 면광원장치는 판형상으로 빛을 받아 들이기 위하여 측면에 형성된 광입사면(31)과, 전면의 광출사면(32)을 갖고, 상기 광입사면(31)으로 입사된 빛을 상기 광출사면(32)으로 향하도록 산란시키기 위한 산란패턴(40)이 형성된 바닥면을 포함하는 도광판(30)과, 상기 도광판(30)의 측면에 설치되어 전원이 입력되면 빛을 조사하는 램프(20)와, 반사면이 상기 램프(20)와 상기 도광판(30)의 측면을 둘러싸도록 설치된 리플렉터(10)를 포함하여 구성된다.

상기 도광판(30)의 산란패턴(40)은 홈형상으로 형성되는 것으로, 본 발명에서는 V자 커팅홈을 일실시예로 하여 설명한다.

도 2를 참고해 보면, 종래에는 V자 커팅홈을 산란패턴으로 형성함에 있어서, 최적의 반사조건을 고려하지 않고, 단순히 좌우대칭형으로 V자 커팅홈 하나를 산란패턴으로 형성하였던바, 본 발명에서는 V자 커팅홈 2개를 연속적으로 배치하고, 제1홈(41)의 광입사면(41a)과 도광판(30)의 바닥면, 즉 수평면이 이루는 각도(α1) 및 상기 제1홈(41)의 광입사면(41a)과 인접한 면(41b)이 도광판(30)의 바닥면과 이루는 각도를 소정 설정각도로 형성하여 램프(20)로부터 조사되는 빛을 최대한 많이 도광판(30)의 광출사면(32)측으로 반사시키도록 한다.

본 실시예에서는 상기 V자 커팅홈 2개를 연속적으로 배치하는 것을 일예로 하여 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

일반적으로 굴절율이 큰 매질에서 작은 매질로 빛이 지나갈 때 입사각이 일정 이상 커져서 전반사(全反射)가 일어날 때의 입사각을 임계각(θ)이라고 하는데, 굴절율이 n인 도광판에서 상기 임계각은 스넬의 법칙에 의해 수학식 1과 같이 산출되며, 도광판 내부에서는 +(90 - 임계각) 부터 -(90 - 임계각) 까지 빛이 존재하게 된다.

θ= sin^-1(1/n) (θ; 임계각. n ; 매질의 굴절율)

통상의 PMMA(Polymethyl methacrylate)로 도광판을 제조하는 경우 PMMA의 굴절율이 1.48이므로, 상기 임계각은 약 42°이며, 도광판 내부에는 -48°~ +48°사이에 빛이 존재하게 된다. 본 실시예에서는 PMMA 재질의 도광판을 예로하여 설명하나 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 산란패턴(40)의 제1홈(41)의 광입사면(41a)과 바닥면과의 각도(α1)에 의해 상기 도광판 내부에 존재하는 빛의 범위중 도광판(30)의 광출사면(32)으로 반사되는 빛의 범위, 제1홈(41)내부로 투과하여 굴절되는 빛의 범위, 그리고 상기 광입사면(41a)에 도달하지 않는 빛의 범위가 결정된다. 상기 각도(α1)로 이루어진 제1홈(41)의 광입사면(41a)에 대한 임계각(X_critical)은 다음의 수학식 2와 같이 산출 된다.

X_critical = -90 + θ + α1

상기와 같이 산출된 제1홈(41)의 광입사면(41a)의 임계각(X_critical)을 이용하여, 상기 도광판 내부에 존재하는 빛의 범위 중 제1홈(41)의 광입사면(41a)에 반사되는 빛의 범위, 투과하여 굴절되는 빛의 범위, 그리고 제1홈(41)의 광입사면(41a)에 도달하지 않는 빛의 범위가 다음과 같이 결정된다.

X > α1 ; 제1홈(41)의 광입사면(41a)에 도달하지 않음( X ; 입사되는 빛의 각도)

α1 > X > X_critical ; 도광판(30)의 광출사면(32)으로 반사

X < X_critical ; 제1홈(41) 내부로 굴절

상기 수학식 3의 관계를 그래프로 도시한 도 4를 참조하여 더 상세하게 설명한다.

도광판 내부에 존재하는 빛의 범위가 -48°~ +48°일때, 제1홈(41)의 광입사면(41a)의 각도에 따라서 도 4의 그래프와 같이 빛의 상태가 도시되는데, A 영역은 제1홈(41)의 광입사면(41a)에 빛이 도달하지 않는 영역이고, B 영역은 도광판(30)의 광출사면(32)으로 반사하는 영역이며, C 영역은 제1홈(41)의 내부로 굴절되는 영역이다.

상기 도광판(30)의 광출사면(32)으로 반사하는 영역 B에서 유효각도 70°~ 110°의 각도로 반사되기 위한 제1홈(41)의 광입사면(41a)의 각도는 29°이상 76°이하의 범위를 갖는다.

따라서, 제1홈(41)의 광입사면(41a)의 바닥면에 대한 각도(α1)는 29°이상 76°이하을 갖는데, 이는 상기 도광판(30)의 광출사면(32)으로 반사되는 빛이 수직(90°)에 가까울 때, 가장 고휘도를 이루기 때문이다.

일예를 들어, 각도(α1)가 50°인 경우, 상기 수학식 2에 의해 제1홈(41)의 광입사면(41a)의 임계각(X_critical)은 2°가 된다. 여기에서 수학식 3에 대입해 보면, 도광판 내부의 -48°~ +48°범위에 존재하는 빛에서 상기 임계각(X_critical) 2°미만의 빛은 제1홈(41)의 광입사면(41a)을 관통하여 굴절되고, 2°이상의 빛은 광입사면(41a)에 반사되어 도광판(30)의 광출사면(32)측으로 향하게 된다.

여기에서 상기 2°~ -48°범위의 빛은 제1홈(41)의 광입사면(41a)을 관통하여 굴절하게 되는데, 도 5에 도시된 도면을 참조하여 그 굴절각에 대해 살펴본다.

도 5를 참고해 보면, 굴절율이 1.48인 도광판(30) 내부에서 굴절율이 1인 공기중으로 굴절되는 것이므로 입사각(θ₂)와 굴절각(θ₁)은 스넬의 공식에 의해 아래의 수학식과 같이 산출된다.

θ₁ = sin^-1(1.48×sinθ₂), θ₂= 90-(α1 - X), Y = θ₁- 90 + α1

( X ; 입사되는 빛의 각도, Y ; θ₁ 이 바닥면과 이루는 각도)

각도(α1)가 50°인 경우에 상기 수학식 4를 이용해 상기 2°~ - 48°빛의 굴절되는 각, 즉 굴절각(θ₁)이 바닥면과 이루는 각도(Y)를 산출해 보면, 바닥면에 대해 2°의 각을 이루는 빛이 광입사면(41a)에 입사되면 홈의 내부, 즉 공기중으로 46°의 각도로 바닥면과 각을 이뤄 굴절되고, 바닥면에 대해 -48°의 각을 이루는 빛이 상기 광입사면(41a)에 입사되면 홈의 내부, 즉 공기중으로 약 -52°의 각도로 바닥면과 각을 이뤄 굴절된다. 상기 광입사면(41a)의 각도(α1)에 의해 빛이 굴절되어 라이팅 범위가 넓어지게 되는 것이다.

상기와 같이 라이팅 범위가 넓어진 빛은 제1홈(41)의 광입사면(41a)과 인접한 면(41b)(이하 굴절면이라고 한다.)에 의해 다시 굴절되어 도광판(30)의 내부로 진행하는데, 상기 굴절면(41b)이 바닥면에 대한 각도(β1)에 의해 굴절범위가 변화한다. 즉, 굴절면(41b)이 바닥면에 대한 각도(β1)는 상기 굴절면(41b)에 의해 굴절된 빛이 제2홈(42)의 광입사면(42a)에 반사되어 도광판(30)의 광출사면(30)으로 반사될 때의 라이팅 범위가 좁아지도록 설정되어야 한다. 왜냐하면, 라이팅 범위가 좁을수록 고휘도를 이룰수 있기 때문이다. 따라서, 제1홈(41)의 굴절면(41b)에 의해 굴절되어 라이팅 될때, 그 범위가 좁아지도록 상기 각도(β1)는 설정되어야 하는 것이다.

도 6을 참고해 보면, 굴절율이 1인 공기에서 굴절율이 1.48인 도광판 내부로 굴절되는 것이므로, 굴절면(41b)에 의한 빛의 입사각(θ₃)와 굴절각(θ₄)은 스넬의 공식에 의해 아래의 수학식과 같이 산출된다.

θ₄ = Sin^-1(1/1.49 × Sin θ₃), θ₃= β1 + X - 90, Y' = θ₄+ 90 - β1

(β1 ≤ 90°, X ; 입사되는 빛의 각도, Y' : θ₄ 가 바닥면과 이루는 각도)

상기 수학식 5에서 상기 각도(β1)이 90°초과인 이유는 상기 V자 커팅홈의 제조가 90도 이상인건 제조상 용이하지 않아서 이다.

상기 입사되는 빛의 각도 값(X)에 상기 수학식 4에 의해서 산출된 -52°~ 46°의 라이팅 범위값을 대입하고, 상기 각도(β1)에 1°~ 89°의 값을 대입하면, 상기 각도(β1)에 의해 변화하는 라이팅 범위와 제2홈(42)의 광입사면(42a)에 반사되어 상기 도광판(30)의 광출사면(32)측으로 향하는 빛의 각도를 알 수 있다.

도 7은 상기 각도(β1)에 따른 굴절면(41b)에서의 굴절된 빛의 라이팅 범위값에서 광입사면(41a)에서 굴절된 빛의 라이팅 범위값을 뺀 값을 정리한 그래프이다.

상기 그래프를 참고해 볼때, 상기 각도(β1)가 제1홈(41)의 광입사면(41a)의 각도(α1) 보다 크고, 90도에 근접할 수록 상기 굴절면(41b)에서의 라이팅 범위가 좁아짐을 알수 있다.

도 8은 상기 각도(β1)에 따른 제2홈(42)의 광입사면(42a)에서 도광판(30)의 광출사면(32)으로의 반사 라이팅의 각도범위의 중간값과의 관계를 정리한 그래프이다.

여기에서도 마찬가지로, 상기 각도(β1)가 제1홈(41)의 광입사면(41a)의 각도(α1) 보다 크고, 90도에 근접할 수록 상기 제2홈(42)의 광입사면(42a)에서 반사되는 빛의 각도가 90도에 근접함을 알 수 있다. 이때, 상기 제2홈(42)의 광입사면(42a)의 각도(α2)가 제1홈(41)의 광입사면(41a)의 각도가 동일할때 이나, 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 제2홈(42)의 광입사면(42a)의 각도(α2)는 수학식 1 내지 5에 의해 최적의 반사각도로 산출될 수 있다.

따라서, 상기 제1홈(41)의 방출면(41b)의 각도의 범위는 29°초과 90°미만로 설정되되, 상기 광입사면(41a)의 각도(α1)보다 크게 되도록 정의된다.

도 9는 상기 수학식 1 내지 5에 의해 산출된 각각의 각도(α1, α2, β1)을 갖는 산란패턴(40)이 형성된 도광판(30)내에서 빛의 라이팅 각도를 도시한 도면이다.

상기 도 9를 참고해 볼때, 제1홈(41)의 광입사면(41a)에서 반사되는 빛의 각도 범위가 90도에 근접하게 반사되는 것을 알 수 있다. 또한, 제1홈(41)의 광입사면(41a)을 통해 굴절된 빛의 라이팅 각도범위가 제1홈(41)의 굴절면(41b)을 통해 굴절될 때, 그 범위가 좁아지는것을 알 수 있으며, 제2홈(42)의 광입사면(42a)을 통해 반사되는 빛의 각도범위가 좁고, 90도에 근접함을 알 수 있다. 상기와 같이 2개이상의 홈을 일군으로 하여 산란패턴으로 하며, 각각의 홈의 각도를 고휘도를 이루기 위한 최적의 각도로 형성함으로써 상기 도광판(30)의 광출사면(32)이 고휘도를 이룰수 있도록 한다.

도 10은 본 발명에 따른 다른 실시예의 일예를 보인 도면으로서, 광원(10)으 로부터 멀어질수록 본 발명의 실시예에 따른 산란패턴(40)의 분포가 높은 도광판(30')을 보이고 있다.

도 11은 본 발명에 따른 또 다른 실시예의 일예를 보인 도면으로서, 선광원이 아닌 점광원을 이용할 때, 예를 들면 엘이디(20')를 광원으로서 사용할 때, 엘이디(20')의 근방에는 산란패턴(40')을 밀하게 형성하고, 그렇지 않은 부분은 산란패턴(40)을 촘촘하게 형성한 도광판(30')을 보이고 있다.

도 12는 본 발명에 따른 다른 실시예의 일예를 보인 도면으로서, 상기 각각의 제1홈(41)과 제2홈(42)이 연속으로 배치되어 있되, 설정간격 이격되어 있는 산란패턴의 형상이 도시되어 있다. 상기 제2홈(42)의 광입사면(42a)에는 제1홈(41)이 광원으로부터 발산되는 빛을 막고 있으므로, 광원으로부터 발산되는 빛의 각도범위중에 - 각도의 빛만 입사된다. 따라서, 상기 제1홈(41)과 제2홈(42)을 설정간격 이격시켜 제2홈(42)의 광입사면(42a)에 - 각도의 빛이 최대한 입사되도록 한다. 상기 제1홈(41)과 제2홈(42)의 간격은 다음의 수학식에 의해 산출된다.

G < h ×(1/tan((90-θ)/2) - 1/tan β₁ 0

( G : 제1홈과 제2홈의 간격, θ: 임계각도, h : 제1홈의 높이, β₁ : 제1홈의 광입사면과 접해있는 면이 바닥면과 이루는 각도)

즉, 상기 제1홈(41)의 높이를 고려하여 상기 제1홈(41)과 제2홈(42)의 간격을 설정하는 것으로서, 상기 수학식 6은 도 12에 도시된 바와 같이 도광판 내부에 존재하는 빛 중에서 (-) 각도의 빛이 상기 제2홈(42)의 광입사면(42a)에 입사되므로, 상기 제2홈(42)의 광입사면(42a)에 입사되는 도광판 내부에 존재하는 빛의 각도 범위 중 평균값을 이용하여 제1홈(41)의 상부측 꼭지점에서 수직으로 바닥면과 만나는 점에서 제2홈(42)의 광입사면(42a)과 바닥면이 접하는 점까지의 거리(G₁)는 다음의 수학식 7과 같이 산출된다.

G₁ = h/tan(90 - θ)/2

(h ; 제1홈의 높이, θ: 임계각도)

또한, 제1홈(41)의 상부측 꼭지점에서 수직으로 바닥면과 만나는 점에서 제1홈(41)의 굴절면(41b)이 바닥면과 접하는 점까지의 거리는 다음의 수학식 8과 같이 산출된다.

G₂ = h / tan β

(h ; 제1홈의 높이, β ; 제1홈의 굴절면이 바닥면에 대하여 형성된 각도)

상기 수학식 7과 8에 의해 제1홈(41)과 제2홈(42)의 간격(G)는 G₁ 에서 G₂를 뺀 값 보다 작게 설정되어야 하는 것으로, 상기 수학식 6과 같이 산출되는 것이다.

도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 도광판의 산란패턴을 보이는 도면으로서, 상기 산란패턴(40')이 도광판(30')의 저면에서 양각으로 형성되고, 상기 도광판(30')의 저면에 반사시트(50)가 설치된 예를 보이고 있다.

또한, 상기 산란패턴이 음각으로 형성된 실시예에서는 상기 반사시트(50)가 설치되지 않은것을 일예로 하여 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기에서와 같이 본 발명은 연속된 복수개의 V자형 커팅홈을 산란패턴으로 하고, 상기 산란패턴을 이격하여 복수개 배치하고, 상기 산란패턴 각각의 V자형 커팅홈의 광입사면과 광입사면에 인접한 면을 바닥면에 대하여 소정 설정각도로 형성하여 도광판의 광출사면측으로 수직으로 빛이 반사되게 하여 고휘도를 이룰 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 상기 광원에 근접한 V자형 커팅홈에 입사되어 통과한 빛을 차순의 V자형 커팅홈에 반사되어 도광판의 광출사면으로 반사되도록 상기 커팅홈의 광입사면에 인접한 면을 바닥면에 대하여 소정 설정각도로 형성한 산란패턴이 형성된 도광판을 제공하여 빛의 라이팅 범위를 좁게하고, 라이팅 범위가 좁아진 빛을 도광판의 광출사면으로 수직방향으로 반사시켜 최적의 고휘도를 이룰수 있고, 광원으로부터 입사되는 빛의 손실율이 낮은 장점이 있다.

앞에서 설명된 본 발명의 일실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서, 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

Claims

판형상으로 측면에 설치된 광원으로부터 빛을 받아들이기 위하여 형성된 광입사면과 전면의 광출사면을 갖고, 상기 광입사면으로 입사된 빛을 상기 광출사면으로 향하도록 산란시키기 위한 홈 형상 산란패턴이 형성된 도광판에 있어서,

상기 산란패턴은 복수개의 패턴그룹으로 이루어지며,

상기 각각의 패턴그룹은 복수개의 홈이 연속으로 배치되도록 형성되어 이루어지고,

상기 각각의 패턴그룹은 설정간격 이격되어 있고,

상기 패턴그룹을 이루는 복수개의 홈 중 상기 광원과 가장 근접한 홈의 광입사면은 광입사면에서 입사되는 빛이 상기 출사면측으로 수직으로 반사되기 위해 바닥면에 대하여 기울어지도록 각도가 형성되며,

상기 가장 근접한 홈의 광입사면과 인접한 면은 상기 광입사면에 의해서 굴절되어 도달된 빛이 상기 인접한 면에 의해 굴절되어 방출될 때, 상기 광입사면을 통해 굴절된 빛의 조사범위 보다 작게 방출되기 위해 바닥면에 대하여 기울어지도록 각도가 형성되는 것을 특징으로 하는 산란패턴이 형성된 도광판.
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제1항에 있어서,

상기 패턴그룹을 이루는 복수개의 홈은 각각 동일한 형상임을 특징으로 하는 산란패턴이 형성된 도광판.
제4항에 있어서,

상기 패턴그룹을 이루는 복수의 홈은 각각 설정간격 이격되어 있으며,

상기 어느 한 홈과 다른 홈과의 설정간격은 아래의 수학식에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 산란패턴이 형성된 도광판.

[수학식]

G < h ×(1/tan((90-θ)/2) - 1/tan β₁

( G : 어느 한 홈과 다른 홈과의 설정간격, θ: 굴절율이 큰 매질에서 작은 매질로 빛이 지나갈 때 입사각이 일정 이상 커져서 전반사(全反射)가 일어날 때의 입사각, h : 홈의 높이, β₁ : 산란패턴의 홈 중 광원과 가장 근접한 홈의 광입사면과 접해있는 면이 바닥면과 이루는 각도)
제5항에 있어서,

상기 광원과 가장 근접한 홈의 광입사면은 수평면에 대하여 29°이상 76°이하의 각도 범위를 갖는것을 특징으로 하는 산란패턴이 형성된 도광판.
제6항에 있어서,

상기 광원과 가장 근접한 홈의 광입사면과 인접한 면은 수평면에 대하여 29°초과 90°미만의 각도 범위를 갖되, 상기 광원과 가장 근접한 홈의 광입사면이 이루는 각도보다 큰 것을 특징으로 하는 산란패턴이 형성된 도광판.
제1항, 또는 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 도광판의 저면에는 반사시트가 더 설치된 것을 특징으로 하는 산란패턴이 형성된 도광판.
제8항에 있어서,

상기 산란패턴은 도광판에 대해서 음각으로 형성된 것을 특징으로 하는 산란패턴이 형성된 도광판.
제8항에 있어서,

상기 산란패턴은 도광판에 대해서 양각으로 형성된 것을 특징으로 하는 산란패턴이 형성된 도광판.