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KR101910038B1 - 광속제어부재 - Google Patents

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KR101910038B1
KR101910038B1 KR1020170073905A KR20170073905A KR101910038B1 KR 101910038 B1 KR101910038 B1 KR 101910038B1 KR 1020170073905 A KR1020170073905 A KR 1020170073905A KR 20170073905 A KR20170073905 A KR 20170073905A KR 101910038 B1 KR101910038 B1 KR 101910038B1
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조성익
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주식회사 서한라이텍
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Abstract

광원에서 방출되는 빛을 균일하게 확산하여 화이트 스팟 현상을 억제할 수 있는 백라이트유닛을 제공한다. 이 백라이트유닛은 제 1 주면 및 상기 제 1 주면에 대향하는 제 2 주면을 갖는 도광판과, 상기 제 1 주면에 형성된 오목한 수광부와, 상기 제 2 주면에 형성된 광량조절 오목부와, 상기 광량조절 오목부 및 그 주변의 상기 제 2 주면 상의 광량조절시트를 포함한다.

Description

광속제어부재{LUMINOUS FLUX CONTROL MEMBER}
본 발명은 광속제어부재에 관한 것으로, 더 구체적으로는 직하 방식의 백라이트 유닛에 사용되는 광속제어부재에 관한 것이다.
자체 발광이 가능한 OLED와 달리 LCD와 같이 자체 발광이 가능하지 않은 디스플레이는 디스플레이 후면에 위치하는 백라이트유닛을 이용하여 광원을 제공받는다.
LED를 이용하는 백라이트유닛은 LED 광원의 설치 위치에 따라 크게 에지 방식(Edge type)과 직하 방식(Direct type)으로 구분된다.
상기 직하 방식 백라이트유닛은 다수개의 LED로 구성된 다수개의 LED 어레이가 설치된 기판(예컨대, PCB) 상부에 반사시트가 설치되고, 반사시트 상부에 광가이드부재, 확산시트, 프리즘시트, 및 보호시트가 순차적으로 설치된다. 상기와 같이 설치되는 기판(예컨대, PCB), 반사시트, 광가이드부재, 확산시트, 프리즘시트, 및 보호시트는 케이스 역할을 하는 몰드 프레임(Mold Frame)에 의해 고정된다.
상기 직하 방식 백라이트유닛은 LED 어레이가 상기 광가이드부재 하부에 설치되어 액정표시장치(LCD)의 표시 영역의 광 조사영역별로 로컬 디밍(Local dimming)이 가능하기 때문에 화면의 해상도를 높이는 동시에 전력 소모 효율을 높일 수 있다는 장점이 있다.
하지만, 상기 직하 방식 백라이트유닛은 액정표시장치(LCD)의 화면 표시 영역 중 광 조사영역의 직하 지점에 LED가 위치하기 때문에 해당 광 조사영역 내에서 LED가 위치하는 지점이 여타 영역에 비하여 밝게 나타나는 화이트-스팟(White-spot) 현상이 발생하게 된다. 따라서, 상기 직하 방식 백라이트유닛은 상기한 화이트-스팟 현상을 억제하고 LED로부터 방출되는 빛이 충분히 균일하게 광 조사영역에 확산하게 하기 위해서 LED와 광가이드부재 사이에 빛의 확산을 위한 에어갭(Air-gap)을 설치하고, 광가이드부재의 두께를 늘려야 하는 등의 설계 제한이 있으며 백라이트유닛의 두께를 슬림화하는 데에도 한계가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 광원의 광축 부근의 빛을 확산시켜 화이트 스팟 현상을 억제하고 부분적으로 광 추출 능력을 향상시켜 셰도우링 현상을 억제할 수 있는 광속제어부재를 제공하는 데 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 광원에서 방출되는 빛을 균일하게 확산하여 화이트 스팟 현상을 억제할 수 있는 백라이트유닛을 제공한다. 이 백라이트유닛은 제 1 주면 및 상기 제 1 주면에 대향하는 제 2 주면을 갖는 도광판과, 상기 제 1 주면에 형성된 오목한 수광부와, 상기 제 2 주면에 형성된 광량조절 오목부와, 상기 광량조절 오목부 및 그 주변의 상기 제 2 주면 상의 광량조절시트를 포함한다. 상기 광량조절시트는 두꺼운 영역과 얇은 영역, 그리고 상기 얇은 영역보다 더 얇은 광추출 촉진영역을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 광량조절시트의 두꺼운 영역은 상기 오목부 중앙의 상부에 위치할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 광량조절시트의 광추출 촉진영역은 상기 오목부로부터 소정간격 이격된 상기 제 2 주면 상에 위치할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 수광부 및 상기 오목부의 중심이 광축 부근에 위치하도록 상기 수광부 하부에 광원이 배치될 때, 상기 도광판을 통해 출사되는 빛의 중심 상한 광량보다 높은 광량이 출사되는 제 2 주면 상에 상기 광량조절시트의 두꺼운 영역이 배치되고, 상기 도광판을 통해 출사되는 빛의 중심 하한 광량보다 낮은 광량이 출사되는 제 2 주면 상에 상기 광추출 촉진영역이 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 광량조절시트는 오목부의 경계면 주변을 드러내는 홈을 더 포함할 수 있다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛을 설명하기 위한 사시도;
도 1b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛을 설명하기 위한 사시도;
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 광속제어부재를 설명하기 위한 평면도;
도 2b는 도 2a의 A-A'를 따라 취해진 본 발명의 일 실시예에 따른 광속제어부재를 설명하기 위한 단면도;
도 3은 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 광속제어부재의 광량조절시트를 설명하기 위한 단면도들;
도 4 내지 도 6은 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 광속제어부재를 설명하기 위한 단면도;
도 7 및 도 8은 도 5 및 도 6의 광속제어부재의 제조방법을 설명하기 위한 도면들;
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 광속제어부재의 광속제어를 설명하기 위한 도면;
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광속제어패턴을 설명하기 위한 도면;
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 실시예들에 따른 광속제어부재의 제 2 주면 오목부의 변형예를 나타낸 도면;
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 실시예들에 따른 광속제어부재의 제 1 주면 입사공의 변형예를 나타낸 도면;
도 13a 내지 도 13c는 본 발명의 실시예들에 따른 광속제어부재의 가장자리 변형예를 나타낸 도면들이다.
도 14은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광속제어부재의 제2주면을 나타낸 도면이다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛을 설명하기 위한 사시도이다.
도 1a를 참조하면, 백라이트 유닛은 LCD 디스플레이 패널 후면에 결합되는 프레임을 포함할 수 있다. 상기 프레임에 복수개의 광원(20)이 배치된 기판(10)이 배치된다. 상기 기판(10) 상에 상기 광원(20)에 대응된 광속제어부재(100)가 배치된다. 상기 광속제어부재(100)는 상기 광원(20) 상에 하나씩 배치되어 광원들로부터 발산되는 빛은 상기 광속제어부재들을 통과하면서 백라이트 유닛 전면으로 고르게 발산될 수 있다.
상기 기판(10)은 복수개의 도메인(70)으로 구분되어 각 도메인에 광원(20)이 배치될 수 있다. 상기 기판(10) 상에는 격벽(80)이 배치되어 상기 도메인(70)을 한정한다. 상기 격벽(80)으로 한정된 각각의 도메인(70)에 상기 광속제어부재(100)가 배치된다. 상기 격벽(80)은 상기 광속제어부재(100)의 측면으로 발산되는 빛이 다른 도메인으로 전달되는 것을 억제한다. 즉, 상기 광속제어부재(100)의 측면을 통해 발산되는 빛의 적어도 일부는 상기 격벽(80)에서 반사되어 다른 도메인으로 전달되지 않는다. 즉, 상기 격벽(80)은 각 도메인에서 발산되는 빛이 다른 도메인으로 전달되는 것을 막거나 줄여주는 차광막 역할을 한다. 따라서, 선택된 도메인에 배치된 광원을 점등하는 경우 선택된 도메인의 광속제어부재(100)를 통하여 상기 백라이트 전면으로 빛이 발산되고, 선택되지 않은 도메인의 광속제어부재(100)를 통해서는 빛이 발산되지 않거나 제한적으로 발산되어 도메인 간의 명암비를 높일 수 있다.
도 1b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛을 설명하기 위한 사시도이다.
도 1b를 참조하면, 백라이트 유닛은 LCD 디스플레이 패널 후면에 결합되는 프레임을 포함할 수 있다. 상기 프레임에 복수개의 광원(20)이 배치된 기판(10)이 배치된다. 상기 기판(10) 상에 상기 광원(20)에 대응된 광속제어부재(200)가 배치된다. 상기 광속제어부재(200)는 복수개의 광원들(20) 상에 하나씩 배치되어 광원들로부터 발산되는 빛은 상기 광속제어부재들을 통과하면서 백라이트 유닛 전면으로 고르게 발산될 수 있다. 예컨대, 상기 광속제어부재(200)는 도 1a의 광속제어부재(100) 4개가 가로세로로 배치되어 결합된 구조를 가지며, 상기 기판(10) 상에 가로세로로 배치된 4개의 광원들(20) 상에 상기 광속제어부재(200) 하나가 배치될 수 있다. 여기에 국한되지 않고 광원 2개, 4개, 6개, 8개 등 다양한 갯수와 배열구조를 가지는 광원들 상에 상기 광속제어부재(200) 하나가 배치될 수 있다.
상기 기판(10)은 복수개의 도메인(70)으로 구분되어 각 도메인에 복수의 광원들(20)이 배치될 수 있다. 상기 기판(10) 상에는 격벽(80)이 배치되어 상기 도메인(70)을 한정한다. 상기 격벽(80)으로 한정된 각각의 도메인(70)에 상기 광속제어부재(200)가 배치된다. 상기 격벽(80)은 상기 광속제어부재(200)의 측면으로 발산되는 빛이 다른 도메인으로 전달되는 것을 억제한다. 즉, 상기 광속제어부재(200)의 측면을 통해 발산되는 빛의 적어도 일부는 상기 격벽(80)에서 반사되어 다른 도메인으로 전달되지 않는다. 즉, 상기 격벽(80)은 각 도메인에서 발산되는 빛이 다른 도메인으로 전달되는 것을 막거나 줄여주는 차광막 역할을 한다. 따라서, 선택된 도메인에 배치된 광원을 점등하는 경우 선택된 도메인의 광속제어부재(200)를 통하여 상기 백라이트 전면으로 빛이 발산되고, 선택되지 않은 도메인의 광속제어부재(200)를 통해서는 빛이 발산되지 않거나 제한적으로 발산되어 도메인 간의 명암비를 높일 수 있다. 이 실시예에 따르면, 하나의 도메인에 복수의 광원(10)이 배치되어 있기 때문에, 도메인 내의 각 광원의 광량을 조절하여 세밀한 디밍효과를 제공할 수 있다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 광속제어부재를 설명하기 위한 평면도이고, 도 2b는 도 2a의 A-A'를 따라 취해진 본 발명의 일 실시예에 따른 광속제어부재를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 일실시예 따른 백라이트 유닛은 기판(10) 상에 배치된 광원(20)과 상기 광원(20) 상에 배치된 본 발명의 일실시예에 따른 광속제어부재(100)를 포함한다. 상기 광원(20)은 LED광원일 수 있으며, 상기 LED 광원은 백색광 또는 청색광을 발광할 수 있다. 상기 광속제어부재(100)는 제 1 주면(110)과 상기 제 1 주면(110)의 반대편에 제 2 주면(120)을 포함하는 도광판을 포함한다. 상기 제 1 주면(110)에는 상기 광원(20)의 광축에 대응되는 오목한 수광부(112)가 형성될 수 있다. 상기 수광부(112)는 상기 제 1 주면에 형성된다. 상기 수광부(112) 주변에는 상기 제 1 주면(110)보다 돌출된 광가이드 링(114)가 형성될 수 있다. 상기 광가이드 링(114)은 상기 광원(20) 주변을 둘러싸 광원으로부터 발산되는 빛을 상기 도광판(105) 내부로 유도할 수 있다. 상기 제 1 주면(110)에는 복수개의 돌기(116)가 형성될 수 있다. 상기 돌기(116)는 상기 기판(10) 상에 상기 광속제어부재(100)가 배치될 때, 상기 기판(10)으로부터 소정간격 이격시키는 역할을 하거나, 상기 기판(10)에 형성된 안착부(도시 안함)에 끼워져 상기 광속제어부재(100)가 원하는 위치에 정확히 안착되게 할 수 있다. 상기 광가이드 링(114)은 상기 돌기(116)보다 돌출된 두께가 같거나 더 작을 수 있다.
상기 제 2 주면(120)에는 광량조절을 위한 오목부(122)가 형성될 수 있다. 상기 오목부(122)는 상기 광원(20)의 광축에 대응되는 위치에 형성되고 상기 수광부(112)와 직경이 같거나 다를 수 있다. 상기 오목부(122)는 광축 부근의 상기 제 2 주면(120)으로 향하는 빛이 전반사가 되게 하거나 더 큰 각도로 굴절되게 하여 광축 주변에서 상기 도광판(105)을 통과하는 빛의 광량을 낮춘다.
본 발명에 따른 광속제어부재(100)는 상기 제 2 주면(120) 상의 광량조절시트(130)를 더 포함한다. 상기 광량조절시트(130)는 상기 도광판(105)의 중앙에 위치할 수 있으며, 상기 광원(20)의 광축상에 위치하고 상기 오목부(122)에 대응되어 형성될 수 있다. 상기 오목부(122)에 의해 광축부근의 광량이 낮춰지지만 그 정도가 충분하지 않아 상기 제 2 주면(120)을 통해 발산되는 빛이 상기 도광판(105)의 중앙에 집중되고 광축으로부터 멀어질수록 광량이 급속히 감소한다. 상기 광량조절시트(130)는 상기 광축 주변의 제 2 주면(120)을 통하여 발산되는 빛을 확산시키거나 상기 제 1 주면(110)으로 반사시켜 광축 주변의 광량을 낮춘다. 상기 제 1 주면(110)을 향하여 반사된 빛은 상기 제 1 주면(110)에서 재반사되거나 상기 제 1 주면(110)을 통과하여 상기 기판(10)에서 반사될 수 있다. 이러한 굴절과 확산, 그리고 반사와 재반사 과정이 반복되면서 상기 광원(20)에서 발광된 빛은 균일하게 확산될 수 있다.
상기 광량조절시트(130)는 두꺼운 부분과 얇은 부분을 포함할 수 있다. 도면에서는 두께의 차이를 명확하게 구분하기 위하여 단차를 도시하였으나, 실제로는 상기 광량조절시트(130)는 명확한 단차를 가지지 않고 연속적인 두께 구배를 가질 수 있다. 상기 광량조절시트(130)는 상기 제 2 주면(120)을 통하여 발산되는 광량이 많은 부분이 두껍고 광량이 적은 부분은 얇게 설계할 수 있다. 더욱 상세하게는, 상기 제 2 주면을 통하여 발산되는 평균 광량을 계산하고 상기 평균 광량을 중심으로 중심 상한 광량과 중심 하한 광량을 설정하고 상기 중심 상한 광량보다 광량이 높은 제 2 주면(120) 상에는 상기 광량조절시트(130)를 두껍게 형성하고 상기 중심 하한 광량과 상기 중심 상한 광량 사이의 광량을 발광하는 상기 제 2 주면(120) 상에는 상기 광량조절시트(130)를 얇게 형성할 수 있다. 이 때, 상기 광량조절시트(130)의 두께는 상기 중심 하한 광량 이상의 광량을 측정하고 광량에 비례하여 조절할 수도 있다. 통상적으로 상기 광축 부근에서 광량이 높기 때문에, 상기 광량조절시트(130)는 상기 광축 부근이 두껍과 광축으로 멀어질수록 두께가 얇게 설계될 수 있다.
상기 광량조절시트(130)는 공기보다 굴절률이 높은 물질로 이루어질 수 있기 때문에, 상기 광량조절시트(130)와 상기 제 2 주면(120)의 계면은 공기와 접하는 제 2 주면(120)보다 상기 도광판 내부로부터 입사되는 빛의 임계각이 더 크다. 따라서, 공기와 접한 제 2 주면(120)에서는 출사되지 않던 빛도 상기 광량조절시트(130)와 접하는 제 2 주면(120)에서는 출사될 수 있다. 따라서, 이 부분에서 상기 광량조절시트(130)의 두께를 더 낮추어 상기 제 2 주면(120)에서 출사된 빛이 상기 광량조절시트(130)에 의해 반사되지 않고 외부로 방출되도록 할 수 있다.
즉, 상기 제 2 주면(120)을 통하여 발산되는 빛이 상기 중심 하한 광량보다 낮은 제 2 주면(120) 상에는 상기 광량조절시트(130)의 얇은 영역보다 더 얇은 광추출 촉진영역(134)을 배치하여 상기 제 2 주면(120)을 통해 출사되는 빛의 광량을 높일 수 있다. 상기 광추출 촉진영역(134)은 0.1um 내지 10um의 두게로 형성함으로써 광 추출 효율을 높일 수 있다. 예컨대, 상기 광추출 촉진영역(134)은 약 5um 정도의 두께를 가질 수 있다.
상기 광추출 촉진영역(134)은 상기 도광판보다 굴절율이 더 높은 분산입자를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 도광판 내부에서 상기 광추출 촉진영역(134)와 상기 제 2 주면(120)의 계면에 도달한 빛이 상기 분산입자 내부로 굴절되어 확산됨으로써 외부로 출사될 확률을 높일 수 있다.
상기 광량조절시트(130)는 백색의 잉크, 안료, 도료 또는 수지를 이용하여 형성할 수 있다. 이 때, 상기 광추출 촉진영역(134)은 상기 광량조절시트(130)의 다른 영역과 동일한 재질로 형성할 수 있으나, 백색의 잉크, 안료, 도료 또는 수지에 투명한 잉크, 안료, 도료 또는 수지를 혼합하여 형성할 수도 있다. 또한, 상기 광량조절시트(130)의 두꺼운 영역에는 검은색 또는 유채색 잉크, 안료 도료 또는 수지를 더 첨가하거나 Ag페이스트 등을 첨가할 수도 있다. 이러한 구성을 통하여 상기 광량조절시트(130)의 두꺼운 영역이 과도하게 두꺼워지지 않더라도 광량조절기능을 수행할 수 있고, 상기 광추출 촉진영역(134)의 두께를 공정한계 이하로 낮추지 않더라도 광추출효율을 높일 수 있다.
본 발명의 실시예에서 상기 광량조절시트(130)의 두께를 얇게 형성하여 상기 광추출 촉진영역(134)을 형성하였으나, 상기 광추출 촉진영역(134)에는 상기 광량조절시트(130)을 형성하지 않고, 상기 광추출 촉진영역이 형성될 상기 제 2 주면(120)의 표면을 거칠게 만들거나 미세 패턴을 형성하여 광추출 효과를 구현하할 수도 있다.
상기 광량조절시트(130)는 빛을 확산하거나 반사하여 광량을 낮추기 때문에 상기 광량조절시트(130)로 인하여 과도하게 광량이 낮아지는 영역이 있을 수 있다. 이 영역의 광량을 높이기 위하여 상기 광량조절시트(130)는 상기 제 2 주면(120)을 노출시키는 홈(132)을 가질 수 있다. 예컨대, 상기 오목부(122)의 경계부분은 굴곡된 형상 때문에 출사되는 광량이 적을 수 있다. 따라서 상기 광량조절시트(120)는 상기 오목부(122)의 경계부분이 일부 노출된 홈(132)을 가질 수 있다. 도시된 것과 같이, 상기 홈(132)은 복수의 홀이거나 슬롯일 수 있고 그 밖의 다른 형상을 가질 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광속제어부재의 광량조절시트를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3을 참조하면, 상기 광량조절시트(130)는 이형필름(140) 상에 형성된 후 상기 이형필름(140)에서 분리하여 상기 도광판(105) 상에 부착되거나, 상기 이형필름(140)과 함께 상기 도광판(105) 상에 부착될 수 있다.
상기 광량조절시트(130)의 두꺼운 영역, 얇은 영역 및 광추출 촉진영역을 형성하기 위하여 상기 광량조절시트(130)는 복수층으로 형성될 수 있다. 상기 복수층은 복수의 필름을 적층할 수도 있고 소정의 두께를 가지는 도료를 여러 회 도포하여 형성할 수도 있다.
도시된 것과 같이, 광추출 촉진영역을 형성하는 제 1 시트층(130)을 형성한다. 이 때, 상기 제 1 시트층(130)은 상기 이형필름(140)이 노출된 홈부를 포함할 수 있다.
상기 제 1 시트층(130a) 상에 제 2 시트층(130b)을 형성한다. 상기 제 2 시트층(130b)는 상기 광량조절시트(130)의 얇은 영역을 형성하기 위한 부분에 형성될 수 있다.
상기 제 2 시트층(130b) 상의 소정영역에 제 3 시트층(130c)을 형성하고 필요에 따라 제 3 시트층(130c) 상의 소정영역에 제 4 시트층(130d) 및 그 이상의 층도 형성할 수 있다.
상기 제 1 시트층(130a)은 상기 광추출 촉진영역(134)을 형성하기 위한 층으로서 상기 도광판(105)보다 굴절율이 높은 분산입자를 더 포함할 수도 있다.
도 4 내지 도 6은 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 광속제어부재를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4를 참조하면, 도 2에 도시된 광속제어부재(100)는 광량조절시트(130)의 상부면의 높이가 다르면서 두꺼운 영역과 얇은 영역의 두께 차이가 나타나는 것에 비해, 본 발명의 다른 실시예에 따른 광속제어부재(100)는 광량조절시트(130)의 하부면의 돌출이 다르면서 두꺼운 영역과 얇은 영역의 두께 차이가 나타난다.
상기 도광판(105)을 통과하여 발산되는 빛의 광량이 높은 영역, 예컨대 광축과 그 부근영역 상의 상기 광량조절시트(130)는 하부로 더 많이 돌출되고, 광량이 낮은 영역은 광축 부근에 비해 더 적게 돌출된 것이 특징이다.
단, 광추출 촉진영역(134)은 상기 제 2 주면(120) 상에 위치하는 것이 일반적이므로 상기 광추출 촉진영역(134)은 도 2에 도시된 일 실시예와 동일하다.
도 5를 참조하면, 도 2 및 도 4에 도시된 광량조절시트(130)이 상기 오목부(122) 상부에서 이격되어 상기 제 2 주면(120)에 접촉된 것에 비해, 이 실시예에서는 상기 광량조절시트(130)가 상기 오목부(122)에서는 리세스되어 상기 제 2 주면(120) 상에 형성된 것이 특징이다. 상기 오목부(122) 상에서 리세스되어 있지만, 상기 실시예와 마찬가지로 상기 도광판(105)을 통과하여 발산되는 광이 중심상한 광량 이상인 영역은 두껍게 형성되고 중심상한 광량보다 작고 중심하한 광량보다 큰 영역에서는 얇게 형성되고, 상기 중심하한 광량보다 작은 영역에는 상기 얇은 영역보다 더 얇은 광추출 촉진영역(134)이 형성된다.
도면에서는 두께의 차이를 명확하게 구분하기 위하여 단차를 도시하였으나, 실제로는 도 6에 도시된 것과 같이, 상기 광량조절시트(130)는 명확한 단차를 가지지 않고 연속적인 두께 구배를 가질 수 있다.
도 7 및 도 8은 도 5 및 도 6의 광속제어부재의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 상기 광량조절시트(130)는 도 3에 도시된 것과 같이 이형필름 상에 형성된 광량조절시트(130)를 상기 도광판(105) 상에 접착하여 형성할 수도 있으나, 상기 광량조절시트가 상기 오목부(122)의 내부에 리세스되게 형성하기 위하여 패드 인쇄, 스탬프 전사 또는 임프린트 방식을 사용할 수 있다.
구체적으로 도 7의 (a)에 도시된 것과 같이, 베이스 기판(140) 상에 광량조절시트(130)를 형성한다. 상기 광량조절시트(130)는 도료 또는 수지를 수차례 도포하거나 필름을 수차례 적층하여 형성할 수 있다.
도 7의 (b)를 참조하면, 탄력이 있는 스탬프(150)를 상기 광량조절시트(130) 상에 위치시킨다. 이 때, 상기 스탬프(150)는 단부가 곡면을 가질 수 있다. 이 때, 상기 광량조절시트(130)의 중심축(OZ)과 어긋나게 상기 스탬프(150)의 중심축(OZ')을 위치시킬 수 있다.
도 7의 (c)를 참조하면, 상기 스탬프(150)을 상기 광량조절시트(130)에 압착한 후 상기 베이스 기판(140)에서 떨어뜨리고, 상기 광량조절시트(130)가 부착된 상기 스탬프(150)를 상기 도광판(105)의 상기 제 2 주면에 압착하여 상기 광량조절시트(130)를 상기 도광판(105) 상부에 부착한다. 이 때, 상기 스탬프(150)가 탄력을 가지므로 상기 도광판(105)의 오목부(122) 내부까지 상기 광량조절시트(130)를 밀어넣을 수 있다. 이 때, 상기 스탬프의 중심축(OZ')은 상기 오목부(122)의 중심에서 벗어난 부분에 맞춤으로써 상기 광량조절시트(130)를 부착한 후 상기 광량조절시트(130)에서 상기 스탬프를 용이하게 분리할 수 있다. 경우에 따라서, 상기 광량조절시트(130) 하부의 오목부(122)에 에어갭이 형성될 수도 있다.
도 8은 도 7과 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
도 8의 (a)를 참조하면, 도 7과 달리 부식 기판(140)에 광량조절시트(130)을 인쇄할 수도 있다. 상기 부식 기판(140)은 상기 광량조절시트(130)에 대응되는 음각 패턴이 형성되어 있다. 상기 부식 기판(140) 상에 광량조절시트 물질을 도포하고 상기 음각 패턴 이외의 상기 광량조절시트 물질을 제거하여 상기 음각 패턴 내에만 상기 광량조절시트(130)을 남긴다.
이후 도 7과 마찬가지로 스탬프를 이용하여 상기 광량조절시트(130)를 상기 부식 기판(140)으로부터 분리한 후, 상기 도광판(150) 상에 상기 광량조절시트(130)을 형성한다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 광속제어부재의 광속제어를 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참조하면, 광원(20)에서 조사된 빛은 도광판(105) 내부를 지나 광량조절시트(130)에 도달한다. 광축 부근의 빛은 상기 광량조절시트(130)의 두꺼운 영역과 얇은 영역에 조사된 빛은 상기 광량조절시트(130) 내부에서 확산되어 큰 각도로 확산되거나(S1) 상기 도광판(105) 내부로 반사된다(S2). 상기 광원(20)에서 조사된 빛이 반사되어(S3) 출사되는 광량이 낮은 부분에는 광추출 촉진영역(134)을 형성함으로써 상기 광추출 촉진영역(134)이 형성된 상기 제 2 주면(120)에 도달한 빛은 반사되지 않고 상기 광추출 촉진영역(134)에 의해 외부로 출사될 수 있다(S4).
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광속제어부재의 제 1 주면을 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 광속제어부재의 제 1 주면(110)에는 상기 도광판(105) 내부에서 상기 제 1 주면(110)으로 향하는 빛을 반사하거나 굴절시키기 위한 광속제어패턴(738)을 더 포함할 수 있다. 상기 광속제어패턴(738)은 중앙에서 가장자리로 갈수록 크기가 달라질 수 있다. 예컨대, 상기 광속제어패턴(738)의 폭은 일정하면서 가장자리로 갈수록 높이가 증가하거나, 높이가 일정하면서 폭이 증가하거나, 높이와 폭이 증가하거나, 크기가 동일하면서 간격이 좁아지거나 넓어질 수 있다. 이는 상기 광속제어패턴(738)의 단면이 사각 형상인 것에 국한되지 않고 원호, 삼각형 물결무늬 등 그 형상이 다양해지더라도 동일하게 적용될 수 있다.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 실시예들에 따른 광속제어부재의 제 2 주면 오목부의 변형예를 나타낸 도면이다.
도 11a를 참조하면, 이 실시예에서 제 2 주면(120)의 오목부(122)는 원추형상일 수 있다. 즉, 상기 오목부(122)의 단면형상은 삼각형으로서 광축을 기준으로 축대칭된 구조를 가질 수 있다.
도 11b를 참조하면, 상기 오목부(122)는 원추형상의 중심에 원추형상의 오목부를 가지는 2단 구조일 수 있다. 즉, 상기 제 2 주면(120)을 기준으로 소정의 각도를 가지는 제 1 오복부(122a)와, 상기 제 1 오목부(122a)와 연결되어 상기 제 2 주면(122)을 기준으로 상기 제 1 오목부(122a)보다 더 큰 각도를 가지는 제 2 오목부(122b)에 의해 형성된 오목부를 포함한다. 상기 제 1 오목부(122a)와 상기 제 2 오목부(122b)는 광축을 기준으로 축대칭인 구조를 가질 수 있다.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 실시예들에 따른 광속제어부재의 수광부의 변형예를 나타낸 도면이다.
도 12a를 참조하면, 이 실시예에서 상기 수광부(112)는 직선인 단면을 가진다. 즉, 상기 수광부(112)는 광축을 기준으로 축대칭인 원추형의 홈 형상을 가진다.
도 12b를 참조하면, 상기 수광부(112)의 단면은 사다리꼴일 수 있다. 즉, 이 변형예에서 상기 수광부(112)는 광축을 기준으로 축대칭인 각뿔대 형상의 홈일 수 있다.
도 13a 내지 도 13c는 본 발명의 실시예들에 따른 광속제어부재의 가장자리 변형예를 나타낸 도면들이다.
도 13a를 참조하면, 상기 광속제어부재(100)는 그 가장자리에 모따기면을 가질 수 있다. 상기 모따기면(120e)는 완만하게 형성되어 상기 제 2 주면(120)의 중앙까지 연장될 수 있다.
도 13b를 참조하면, 상기 모따기면(120e)은 단면을 곡면으로 가공하여, 상기 광속제어부재의 중앙으로 갈수록 경사가 완만해질 수 있다.
도 13c를 참조하면, 상기 모따기면(120e)은 계단형태로 가공할 수도 있다.
도 14은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광속제어부재의 제2주면을 나타낸 도면이다.
도 14을 참조하면, 상기 제 2 주면(120)에는 복수개의 상부 광속제어 패턴들(120t)이 형성될 수 있다. 상기 상부 광속제어 패턴들(120t)은 상기 기준 광축을 중심으로 동심원상으로 형성될 수 있다. 상기 상부 광속제어 패턴들(120t)의 단면은 삼각홈, 사각홈, 원호, 아치, 포물선 등의 다양한 형상을 가질 수 있다. 또한, 상기 상부 광속제어 패턴들(120t)은 동심원상으로 배치되는데 한정되지 않고 원형 도트, 사각 도트, 격자, 거물망, 나선, 직물상 등 다양한 형상을 가질 수도 있다. 상기 상부 광속제어 패턴들(120t)은 상기 제 1 주면의 광속제어 패턴들과 마주보는 위치에 형성되거나, 서로 어긋나게 배치될 수 있다.
도 10 내지 도 14에 도시된 패턴의 단면들은 다각형 또는 단차를 가지는 다각형으로 도시하였으나, 그 단면 형상의 꼭지점은 곡면일 수 있고, 단면의 변은 완만한 곡선일 수도 있다.

Claims (5)

  1. 제 1 주면 및 상기 제 1 주면에 대향하는 제 2 주면을 갖는 도광판;
    상기 제 1 주면에 형성된 오목한 수광부;
    상기 제 2 주면에 형성된 광량조절 오목부; 및
    상기 광량조절 오목부 및 그 주변의 상기 제 2 주면 상의 광량조절시트를 포함하되,
    상기 광량조절시트는 상기 제 2 주면을 통해 출사된 광량을 낮추는 두꺼운 영역과 얇은 영역, 그리고 상기 제 2 주면을 통해 출사되는 광량을 증가시키는 상기 얇은 영역보다 더 얇은 광추출 촉진영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 광속제어부재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광량조절시트의 두꺼운 영역은 상기 오목부 중앙의 상부에 위치하는 것을 특징으로 하는 광속제어부재.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 광량조절시트의 광추출 촉진영역은 상기 오목부로부터 소정간격 이격된 상기 제 2 주면 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 광속제어부재.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 수광부 및 상기 오목부의 중심이 광축부근에 위치하도록 상기 수광부 하부에 광원이 배치될 때,
    상기 광량조절시트의 두꺼운 영역과 얇은 영역은 상기 도광판을 통해 출사되는 빛의 중심 하한 광량보다 높은 광량이 출사되는 제 2 주면 상에 배치되고, 상기 광추출 촉진영역은 상기 도광판을 통해 출사되는 빛의 중심 하한 광량보다 낮은 광량이 출사되는 제 2 주면 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 광속제어부재.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 광량조절시트는 오목부의 경계면 주변을 노출시키는 홈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광속제어부재.
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