KR101921250B1 - 도광층과 광확산층이 일체로 형성된 플라스틱 패널 - Google Patents

도광층과 광확산층이 일체로 형성된 플라스틱 패널 Download PDF

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Abstract

본 발명은 도광층과 광확산층이 일체로 형성된 플라스틱 패널에 관한 것으로, 보다 상세하게는 도광판 기능을 하는 도광층과, 도광층의 전면에 형성되어 광확산판 기능을 하는 광확산층을 일체형으로 하여 동시에 생산할 수 있도록 함으로써 생산성을 향상시키고, 제조원가를 혁신적으로 저감시킬 수 있도록 함과 동시에 광확산층의 두께를 매우 얇게 하여 경량화를 실현하고 불량률을 낮출 수 있는 도광층과 광확산층이 일체로 형성된 플라스틱 패널에 관한 것이다.

Description

도광층과 광확산층이 일체로 형성된 플라스틱 패널{Integrated plastic panel having light guide layer and light spread layer}
본 발명은 도광층과 광확산층이 일체로 형성된 플라스틱 패널에 관한 것으로, 보다 상세하게는 도광판 기능을 하는 도광층과, 도광층의 전면에 형성되어 광확산판 기능을 하는 광확산층을 일체형으로 하여 동시에 생산할 수 있도록 함으로써 생산성을 향상시키고, 제조원가를 혁신적으로 저감시킬 수 있도록 함과 동시에 광확산층의 두께를 매우 얇게 하여 경량화를 실현하고 불량률을 낮출 수 있는 도광층과 광확산층이 일체로 형성된 플라스틱 패널에 관한 것이다.
일반적으로, 도광판을 이용한 조명장치는 냉음극선 램프(CCFL)나 발광다이오드(LED) 등과 같은 광원을 통해 판 형상의 투광성 플라스틱이나 아크릴 수지 재질로 이루어진 도광판에 빛을 투사함에 따라 실내용 조명, 인테리어 및 광고 패널 등으로 사용되고 있다.
이러한 도광판을 이용한 조명장치의 종래기술은 일반적으로 도 1에 나타낸 바와 같이, 도광판 후면부에 전방을 향해 빛을 반사시키는 빛반사부 즉, 빛반사판(30)과 빛반사패턴(40)이 형성된 하나의 도광판(10)과, 상기 빛반사부(30,40) 또는 도광판(10)의 측면부를 향하여 빛을 발생시키는 광원부(20), 상기 도광판(10)의 전면에 설치되어 광원부(20)로부터 도광판(10)에 투입되는 빛을 확산시키거나 도광판(10) 후면부에 형성된 빛반사부(30,40)의 노출을 커버하기 위한 광확산판(50)으로 구성된다.
하지만, 상기와 같은 종래 조명장치의 구성은 도광판(10)과 광확산판(50)을 개별로 생산하여 각각 가공 및 보관하여야 하므로 생산 비용, 가공 비용 및 관리 비용이 상승하게 되고, 전체적인 조명장치의 두께가 두꺼워지고 무게가 많이 나가게 되는 단점이 있었다.
또한, 개별 조립과정 즉, 도광판(10)과 광확산판(50)을 결합시키는 과정에서 도광판(10)과 광확산판(50)의 사이에 이물질이 들어가거나 조립공차에 의해 생산성 및 품질이 저하될 우려가 있다.
그리고, 도광판(10)과 광확산판(50)이 분리되어 조립되기 때문에 조명장치가 천장에 설치되는 경우 광확산판의 처짐 현상이 발생되는 문제점도 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 종래기술로 대한민국 등록특허공보 제10-1059656호에는 광확산기능 일체형 도광판이 게재되어 있는데, 그 주요 기술적 구성은 반사판의 상측에 설치되어 측면으로부터 입사된 빛을 상면으로 가이드하는 도광판에 있어서, 하면에 다수의 음각패턴이 형성된 도광판; 상기 도광판의 상면과 하면 중 적어도 어느 한 면에 형성되며, 상기 도광판과 맞닿는 면에 음각으로 광확산패턴이 형성된 광확산패턴층;을 포함하여 구성되어 광확산패턴을 통해 빛의 산란 및 확산되게 함으로써 넓은 영역으로 광이 출사될 수 있고, 광확산패턴을 통해 빛의 산란 및 확산이 가능하여 광확산패턴층에 광확산 입자를 선택적으로 포함하지 않더라도 넓은 영역으로 광이 출사될 수 있도록 한 것에 그 특징이 있다.
하지만, 상기 종래기술과 같이 도광판의 어느 한 면에 음각의 광확산패턴이 형성될 경우 음각의 광확산패턴 또한 광원으로부터 발생되는 빛의 반사 또는 산란 역할을 하게 되어 광확산패턴의 반대쪽 면에 형성되는 빛반사패턴의 기능을 방해하여 도광판의 전체 밝기가 균일하지 못하게 되는 문제점이 있다.
또한, 상기 종래기술의 경우 광확산패턴이 형성된 광확산패턴층과 도광판을 각각 별개로 제작한 후, 별도의 공정에 의해 상호 부착하여 도광판과 광확산패턴층을 일체로 만들기 때문에 제조공정이 복잡하고, 생산성이 떨어질 뿐만 아니라 그에 따른 제조비용이 상승하게 되는 문제점도 있다.
1. 대한민국 등록특허공보 제10-1059656호(2011. 08. 25. 공고)
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 도광판의 기능을 하는 도광층과 광확산판의 기능을 하는 광확산층을 하나의 플라스틱 패널에 일체로 형성시켜 동시에 생산할 수 있도록 함으로써 생산성을 향상시킴과 동시에 제조원가를 혁신적으로 저감시킬 수 있도록 하는 도광층과 광확산층이 일체로 형성된 플라스틱 패널을 제공함에 있다.
또한, 본 발명은 도광층과 광확산층의 사이에 공간부를 형성하여 광원으로부터 발생된 빛이 공간부를 통해 굴절 및 전반사되도록 함으로써 조명장치의 전체적인 밝기를 균일하게 유지할 수 있도록 하는 도광층과 광확산층이 일체로 형성된 플라스틱 패널을 제공함에 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 도광층과 광확산층의 사이에 형성되는 공간부를 분리 구성하여 플라스틱 패널이 구조적으로 안정하도록 함과 동시에 플라스틱 패널을 포함하는 조명장치의 전체적인 두께 및 무게를 줄일 수 있고, 일체형으로 형성된 도광층과 광확산층에 의해 조명장치의 설치 후 플라스틱 패널의 처짐 현상을 방지할 수 있도록 하는 도광층과 광확산층이 일체로 형성된 플라스틱 패널을 제공함에 또 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 도광층과 광확산층의 사이에 도광층에 비해 밀도가 작은 매질로 이루어진 별도의 얇은 전반사유도층을 추가로 형성하여, 추가 형성된 전반사유도층에 의해 광원으로부터 발생된 빛의 전반사를 유도함으로써 광원으로부터 떨어질수록 조도가 약해지는 현상을 방지할 수 있도록 하는 도광층과 광확산층이 일체로 형성된 플라스틱 패널을 제공함에 또 다른 목적이 있다.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명은,
광원으로부터 발생되는 빛을 반사 또는 투과시키는 도광층과, 상기 도광층의 전면에 일체로 형성되어 도광층으로부터 조사되는 빛을 확산시키는 광확산층과, 상기 도광층과 광확산층의 사이에 형성되는 공간부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 공간부는 서로 일정거리 이격되도록 하여 다수 개로 분리 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 광원으로부터 발생되는 빛을 반사 또는 투과시키는 도광층과, 상기 도광층의 전면에 일체로 형성되고, 도광층 보다 밀도가 작은 매질로 이루어진 전반사 유도층 및 상기 전반사 유도층의 전면에 일체로 형성되어 전반사 유도층으부로부터 조사되는 빛을 확산시키는 광확산층을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 전반사 유도층은 투명한 필름층으로 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 광확산층은 전반사 유도층의 외측 표면에 형성된 엠보싱으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 광확산층에는 광확산 폴리머가 투입된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 도광층에는 빛산란폴리머가 투입된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 광원은 도광층의 측면에 설치되는 발광다이오드(LED)이고, 상기 발광다이오드로부터 발생된 빛은 도광층을 향해 30° ~ 110°의 각도로 조사되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명에 따른 도광층과 광확산층의 일체로 형성된 플라스틱 패널의 제조방법은 상기 도광층, 전반사 유도층 및 광확산층이 일체형으로 동시에 압출 성형되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 도광층과 광확산층이 일체로 형성된 플라스틱 패널의 제조방법은 상기 도광층과 광확산층을 각각 별개로 성형하고, 도광층 보다 밀도가 낮은 매질로 이루어진 투명한 필름을 이용하여 도광층과 광확산층을 서로 접합시킨 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 도광판의 기능을 하는 도광층과 광확산판의 기능을 하는 광확산층을 하나의 플라스틱 패널에 일체로 형성시켜 동시에 생산할 수 있도록 함으로써 생산성을 향상시킴과 동시에 조립 공차 등으로 인한 불량률을 줄일 수 있게 되어 제조원가를 혁신적으로 저감시킬 수 있는 뛰어난 효과를 갖는다.
또한, 본 발명에 따르면 광확산판의 기능을 하는 광확산층의 두께를 얇게 하여 도광판의 기능을 하는 도광층과 일체로 형성시킴으로써 플라스틱 패널의 전체 두께 및 무게를 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 원재료비를 절감시킬 수 있으며, 플라스틱 패널의 처짐 현상을 방지할 수 있는 효과를 추가로 갖는다.
또한, 본 발명에 따르면 도광층과 광확산층의 사이에 도광층에 비해 밀도가 작은 매질로 이루어진 얇은 전반사 유도층을 형성시켜, 전반사 유도층에 의해 광원으로부터 발생된 빛의 전반사를 유도함으로써 광원으로부터 떨어질수록 조도가 약해지는 현상을 방지할 수 있도록 하는 효과를 추가로 갖는다.
도 1은 종래의 도광판을 이용한 조명장치를 나타낸 측면도.
도 2는 본 발명에 따른 도광층과 광확산층이 일체로 형성된 플라스틱 패널을 나타낸 사시도.
도 3의 (a),(b)는 도 2에 나타낸 본 발명의 A-A' 및 B-B' 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 도광층과 광확산층이 일체로 형성된 플라스틱 패널의 다른 실시예를 나타낸 정면도.
도 5 및 도 6의 (a),(b)는 본 발명에 따른 도광층과 광확산층이 일체로 형성된 플라스틱 패널의 또 다른 실시예를 나타낸 정면도.
도 7의 (a),(b),(c)는 본 발명에 따른 도광층과 광확산층이 일체로 형성된 플라스틱 패널의 제조과정에서 형성되는 도광층과 광확산층의 다양한 형상을 개략적으로 나타낸 분리도.
도 8의 (a),(b)는 도 2에 나타낸 본 발명을 이용한 조명장치의 실시예를 개념적으로 나타낸 도면.
도 9의 (a),(b)는 도 4에 나타낸 본 발명을 이용한 조명장치의 실시예를 개념적으로 나타낸 도면.
도 10은 도 5에 나타낸 본 발명을 이용한 조명장치의 실시예를 개념적으로 나타낸 도면.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명에 따른 도광층과 광확산층이 일체로 형성된 플라스틱 패널의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 도광층과 광확산층이 일체로 형성된 플라스틱 패널을 나타낸 사시도이고, 도 3의 (a),(b)는 도 2에 나타낸 본 발명의 A-A' 및 B-B' 단면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 도광층과 광확산층이 일체로 형성된 플라스틱 패널의 다른 실시예를 나타낸 정면도이고, 도 5 및 도 6의 (a),(b)는 본 발명에 따른 도광층과 광확산층이 일체로 형성된 플라스틱 패널의 또 다른 실시예를 나타낸 정면도이고, 도 7의 (a),(b),(c)는 본 발명에 따른 도광층과 광확산층이 일체로 형성된 플라스틱 패널의 제조과정에서 형성되는 도광층과 광확산층의 다양한 형상을 개략적으로 나타낸 분리도이며, 도 8의 (a),(b)는 도 2에 나타낸 본 발명을 이용한 조명장치의 실시예를 개념적으로 나타낸 도면이고, 도 9의 (a),(b)는 도 4에 나타낸 본 발명을 이용한 조명장치의 실시예를 개념적으로 나타낸 도면이며, 도 10은 도 5에 나타낸 본 발명을 이용한 조명장치의 실시예를 개념적으로 나타낸 도면이다.
본 발명은 도광층과 광확산층이 일체로 형성된 플라스틱 패널에 관한 것으로, 보다 상세하게는 도광판 기능을 하는 도광층과, 도광층의 전면에 형성되어 광확산판 기능을 하는 광확산층을 일체형으로 하여 동시에 생산할 수 있도록 함으로써 생산성을 향상시키고, 제조원가를 혁신적으로 저감시킬 수 있도록 함과 동시에 광확산층의 두께를 매우 얇게 하여 경량화를 실현하고 불량률을 낮출 수 있는 도광층과 광확산층이 일체로 형성된 플라스틱 패널(100)(이하, '플라스틱 패널(100)'이라 한다.)에 관한 것으로, 그 구성은 도 2에 나타낸 바와 같이, 크게 도광층(110), 광확산층(120) 및 공간부(130)를 포함하여 이루어진다.
보다 상세히 설명하면, 상기 도광층(110)은 플라스틱 패널(100)의 후면부에 형성되어 광원(210)으로부터 발생되는 빛을 전면 또는 후면으로 반사 또는 투과시키는 역할을 하는 것으로, 투명한 플라스틱 재질로 이루어져 기존 조명장치의 도광판과 동일한 역할을 하게 된다.
이때, 상기 도광층(110)의 후면에는 빛반사패턴(160)이 형성될 수 있는데, 상기 빛반사패턴(160)은 광원(210)으로부터 발생되는 빛을 도광층(110)의 전면을 향해 반사사킴으로써 플라스틱 패널(100)의 조명 효율을 향상시킬 수 있도록 하는 역할 및 플라스틱 패널(100)의 전체적인 밝기를 균일하게 하는 역할을 하는 것이다.
이때, 상기 빛반사패턴(160)으로는 도광층(110)의 후면에 형성되는 요홈이나, 돌출부 또는 도트인쇄와 같은 형태의 패턴이 사용될 수 있는데, 요홈, 돌출부 또는 도트인쇄로 이루어지는 빛반사패턴(160)이 사용되는 경우 도광층(110)의 전면으로 균일한 조도를 발생시킬 수 있도록 하기 위하여 광원(210)으로부터의 거리에 따라 빛반사패턴(160)의 크기 또는 빛반사패턴(160) 사이의 거리가 달라질 수 있음은 물론이다.
또한, 상기 도광층(110)의 내부에는 빛산란 폴리머(미도시)가 투입될 수도 있는데, 상기 빛산란 폴리머는 광원(210)으로부터 도광층(110)의 내측으로 유입되는 빛을 산란시켜 도광층(110)의 전면으로 굴절시킴으로써 조도를 향상시키는 역할을 하는 것이다.
다음, 상기 광확산층(120)은 도광층(110)으로부터 조사되는 빛을 확산시키는 역할을 하는 것으로, 플라스틱 패널(100)의 전면부, 즉 상기 도광층(110)의 전면에 일체로 형성된다.
즉, 종래의 조명장치의 경우 도광판과 광확산판을 각각 별개로 생산하여 가공 및 조립하기 때문에 제조비용 및 시간이 많이 소요될 뿐만 아니라, 전체적인 조명장치(200)의 두께 및 무게가 증가하게 되는 단점이 있던 것임에 비해, 본 발명에서는 하나의 플라스틱 패널(100)에 도광판의 기능을 하는 도광층(110)과, 광확산판의 기능을 하는 광확산층(120)을 일체로 형성시킴으로써 조명장치(200)의 제조에 소요되는 시간 및 비용을 대폭 저감시킬 수 있을 뿐만 아니라, 전체적인 조명장치(200)의 두께 및 무게를 줄일 수 있는 장점을 갖게 되는 것이다.
이때, 상기 광확산층(120)의 내부에는 광확산 폴리머(미도시)가 투입될 수도 있는데, 상기 광확산 폴리머는 도광층(110)으로부터 조사되는 빛을 산란시켜 광확산층(120)에서의 광확산을 향상시킴으로써 광확산층(120)을 통해 방출되는 빛의 조도를 균일하게 하는 역할을 하게 된다.
또한, 상기와 같이 광확산층(120)의 내부에 광확산 폴리머를 투입하는 경우, 광확산 폴리머에 의해 도광층(110)의 후면에 형성된 빛반사패턴(160)이나 광원(210)이 광확산층(120)의 전면으로 노출되지 않게 된다.
다음, 상기 공간부(130)는 도광층(110)과 광확산층(120)의 사이 경계면에 형성되는 것으로, 도광층(110)과 광확산층(120)의 전면(全面)이 일체로 형성되지 않도록 하여 전체적으로 균일한 조도의 조명을 얻기 위한 것이다.
즉, 일반적으로 투명 재질로 이루어지는 도광층(110)에 비해 유백색 재질로 이루어지는 광확산층(120)의 밀도가 높고, 광확산층(120)을 구성하는 유백색 재질은 빛반사패턴(160)의 역할도 수행하게 되는데, 도광층(110)과 광확산층(120)의 전면이 일체형으로 완벽히 밀착되어 형성될 경우에는, 도광층(110)의 측면에 설치되는 광원(210)으로부터 발생되는 빛이 광확산층(120)과 만나게 되면 도광층(110)과 광확산층(120) 사이의 밀도 차에 의해 전반사가 일어나지 않고 바로 굴절되어 외부로 방출되므로 광원(210)으로부터 멀리 떨어질수록 조도가 떨어지게 되는 문제점이 있는 것임에 비해, 도광층(110)과 광확산층(120)의 경계면 사이에 소정의 공간부(130)를 형성시킨 경우에는 공간부(130)의 밀도가 도광층(110)의 밀도보다 작게 되므로 광원(210)으로부터 발생된 빛이 공간부(130)에서 광원(210)으로부터 멀어지는 방향으로 굴절됨은 물론, 광원(210)에서 발생된 빛 중 일부가 공간부(130)에서 전반사되어 멀리까지 전파되므로 전체적으로 균일한 조도를 갖는 조명장치를 얻을 수 있게 되는 것이다.
이때, 상기 공간부(130)는 플라스틱 패널(100)의 내부에만 형성되도록 할 수도 있고, 플라스틱 패널(100)의 길이방향 또는 폭방향으로 관통되도록 형성될 수도 있는데, 플라스틱 패널(100)을 구조적으로 안정시킬 수 있도록 함과 동시에 플라스틱 패널(100)의 전면(前面)으로 방출되는 빛이 전체적으로 고르게 하기 위해서는 상기 공간부(130)가 다수 개로 분리 형성되도록 하는 것이 바람직하다.
즉, 도 3의 (a),(b)에 나타낸 바와 같이, 상기 공간부(130)를 서로 일정 거리 이격되도록 하여 다수 개로 분리 형성함으로써 공간부(130) 사이에 도광층(110)과 광확산층(120)을 서로 연결하는 부분이 형성되도록 하여 플라스틱 패널(100)이 구조적으로 안정될 수 있도록 함과 동시에, 공간부(130)에 의해 플라스틱 패널(100)의 무게를 줄임으로써 플라스틱 패널(100)을 포함한 조명장치(200)가 천장에 설치된 경우 플라스틱 패널(100)이 처지는 현상을 방지할 수 있도록 구성된 것이다.
또한, 상기와 같이 공간부(130)를 다수 개로 분리 형성할 경우, 플라스틱 패널(100)의 중간 부분에 형성된 도광층(110)과 광확산층(120)이 서로 연결된 부분을 통해 광원(210)으로부터의 빛이 직접 방출되므로 플라스틱 패널(100)의 전면을 통해 방출되는 빛이 보다 균일해질 수 있게 된다.
한편, 본 발명에 따른 플라스틱 패널(100)의 다른 실시예에 따르면, 도 4에 나타낸 바와 같이, 플라스틱 패널(100)이 제2광확산층(140)과 제2공간부(150)를 더 포함하여 구성될 수도 있는데, 상기 제2광확산층(140)은 도광층(110)의 후면부에 형성되고, 상기 제2공간부(150)는 제2광확산층(140)과 도광층(110)의 경계면 사이에 형성되어 전술한 광확산층(120) 및 공간부(130)와 동일한 역할을 하는 것이다.
즉, 상기 실시예는 플라스틱 패널(100)의 전면과 후면으로 모두 빛이 방출될 수 있도록 하기 위해 주로 사용되는 것으로, 광확산층(120)에 구비되는 광확산 폴리머와, 공간부(130)가 다수 개로 분리 형성된 구성 등은 제2광확산층(140)과 제2공간부(150)에 모두 동일하게 적용될 수 있다.
다음, 본 발명에 따른 플라스틱 패널(100)의 또 다른 실시예에 의하면, 도 5의 (a)에 나타낸 바와 같이, 도광층(110)의 전면에 전반사 유도층(112)이 일체로 형성될 수 있는데, 이 경우 상기 광확산층(120)은 전반사 유도층(112)의 전면에 일체로 형성된다.
즉, 상기 전반사 유도층(112)을 도광층(110)에 비해 밀도가 작은 매질로 이루어지도록 함으로써 전반사 유도층(112)이 전술한 실시예에서의 공간부(130)의 역할을 하도록 구성된 것이다.
보다 상세히 설명하면, 도 10에 나타낸 바와 같이, 도광층(110)의 전면에 도광층(110)에 비해 밀도가 작은 매질로 이루어진 전반사 유도층(112)을 얇게 형성하고, 전반사 유도층(112)의 전면으로 광확산층(120)을 일체로 형성시킨 경우에는, 광원(210)으로부터 발생된 빛 중 일부는 전반사 유도층(112)에서 광원(210)으로부터 멀어지는 방향으로 굴절되고, 나머지 빛은 전반사 유도층(112)의 후면, 즉 도광층(110)과 전반사 유도층(112) 사이의 경계면에서 전반사되어 광원(210)으로부터 멀리까지 전파되므로 플라스틱 패널(100)의 전면을 통해 방출되는 빛을 전체적으로 고르게 할 수 있게 되는 것이다.
이때, 상기 전반사 유도층(112)의 밀도를 도광층(110)의 밀도 보다 작게 하면 할수록 도광층(110)과 전반사 유도층(112) 사이의 경계면에서 전반사되는 전반사량이 증대되어 플라스틱 패널(100)의 전체적인 밝기를 균일하게 하기가 용이하다.
또한, 상기 전반사 유도층(112)은 투명한 필름 재질을 이용한 투명한 필름층으로 구성될 수 있으며, 전술한 실시예에서와 마찬가지로 도 5의 (b)에 나타낸 바와 같이, 상기 도광층(110)의 후면에 도광층(110)에 비해 밀도가 작은 매질로 이루어진 제2전반사 유도층(114)을 일체로 얇게 형성하고, 제2전반사 유도층(114)의 후면에 제2광확산층(140)이 일체로 형성되도록 하여 상기 제2전반사 유도층(114)이 전술한 실시예에서의 제2공간부(150)의 역할을 하도록 구성할 수도 있음은 물론이다.
한편, 도 6의 (a)에 나타낸 바와 같이, 상기 전반사 유도층(112)의 외측 표면에는 다수 개의 엠보싱(embossing)(122)이 형성될 수도 있는데, 상기 엠보싱(122)은 빛반사패턴(160)의 기능 및 광확산층(120)의 기능을 동시에 수행하는 역할을 하게 된다.
보다 상세히 설명하면, 상기 엠보싱(122)은 도광층(110) 및 전반사 유도층(112)을 통해 조사되는 빛을 굴절 및 난반사시킬 수 있도록 구성된 것으로, 도광층(110)의 후면에 빛반사패턴(160)이 형성되지 않은 경우에도 상기 엠보싱(122)이 빛반사패턴(160)의 역할을 수행할 수 있음은 물론이고, 도광층(110)의 후면에 빛반사패턴(160)이 형성된 경우에는 빛의 굴절 및 난반사에 의해 도광층(110)의 후면에 형성된 빛반사패턴(160)이 플라스틱 패널(100)의 전면에 노출되지 않도록 하는 역할을 하게 된다.
즉, 빛반사패턴(160)이 플라스틱 패널(100)의 전면으로 노출될 경우 전체적인 조명장치(200)의 미관을 해치게 될 우려가 있으므로, 전반사 유도층(112)의 외측 표면에 다수 개의 엠보싱(122)을 형성하여 빛반사패턴(160)이 외부로 노출되는 것을 방지하는 것이다.
또한, 상기와 같이 전반사 유도층(112)의 외측 표면에 다수 개의 엠보싱(122)을 형성하는 경우, 엠보싱(122)이 광확산층(120)의 역할을 수행하게 되어 별도의 광확산층(120)을 형성하거나, 광확산층(120)의 내부에 광확산 폴리머를 투입시킬 필요가 없게 되므로, 플라스틱 패널(100)의 제조 원가를 절감시킬 수 있을 뿐만 아니라, 광확산층(120)의 내부에 광확산 폴리머를 투입하는 경우 보다 빛투과율을 향상시킬 수 있는 장점을 갖게 된다.
한편, 도 6의 (b)에 나타낸 바와 같이, 도광층(110)의 후면부에 제2전반사 유도층(114)을 형성시키는 경우에도 제2전반사 유도층(114)의 외측 표면에 다수의 제2엠보싱(142)을 형성시킴으로써, 상기 제2엠보싱(142)이 제2광확산층(140)의 역할을 수행하도록 구성할 수도 있음은 물론이다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명에 따른 도광층과 광확산층이 일체로 형성된 플라스틱 패널의 제조방법을 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 본 발명에 따른 플라스틱 패널의 제조방법은 하나의 형틀을 이용하여 도광층(110)과 광확산층(120)이 일체형으로 동시에 압출 성형되도록 구성된 것에 특징이 있다.
즉, 도 2에 나타낸 플라스틱 패널(100)의 일실시예의 경우, 도 3의 (b)와 같은 단면 형상을 갖는 형틀을 준비하고, 도광층(110)으로 사용할 플라스틱 재질과, 광확산층(120)으로 사용할 플라스틱 재질을 각각 준비한 후, 동시에 형틀에 넣어 압출 성형함으로써 도광층(110)과 광확산층(120)이 일체로 형성되고, 도광층(110)과 광확산층(120)의 경계 부분에 공간부(130)가 형성된 플라스틱 패널(100)을 제조할 수 있게 되는 것이다.
마찬가지로, 도 4에 나타낸 플라스틱 패널(100)의 다른 실시예의 경우, 도 4와 같은 단면 형상을 갖는 형틀을 준비하고, 도광층(110)으로 사용할 플라스틱 재질과, 광확산층(120) 및 제2광확산층(140)으로 사용할 플라스틱 재질을 각각 준비한 후, 동시에 형틀에 넣어 압출 성형함으로써 도광층(110)과 광확산층(120) 및 제2광확산층(140)이 일체로 형성되고, 도광층(110)과 광확산층(120)의 경계 부분 및 도광층(110)과 제2광확산층(140)의 경계 부분에 각각 공간부(130)와 제2공간부(150)가 형성된 플라스틱 패널(100)을 제조할 수 있게 된다.
또한, 도 5에 나타낸 플라스틱 패널(100)의 또 다른 실시예의 경우, 직사각형의 단면 형상을 갖는 형틀을 준비하고, 도광층(110)으로 사용할 플라스틱 재질과, 전반사 유도층(112) 또는 전반사 유도층(112) 및 제2전반사 유도층(114)으로 사용할 플라스틱 재질 및 광확산층(120) 또는 광확산층(120)과 제2광확산층(140)으로 사용할 플라스틱 재질을 각각 준비한 후 압출 성형에 의해 도광층(110)과 전반사 유도층(112) 및 광확산층(120) 또는 도광층(110)과 전반사 유도층(112), 제2전반사 유도층(114), 광확산층(120) 및 제2광확산층(140)으로 이루어진 플라스틱 패널(100)을 동시에 일체로 형성시킬 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 플라스틱 패널 제조방법의 다른 실시예로, 각각의 형틀을 이용하여 도광층(110)과 광확산층(120)을 각각 압출 성형한 후 압출 성형이 완료되어 나오는 제품을 바로 접합(라미네이팅)시킴으로써 도광층(110)과 광확산층(120)이 일체로 형성된 플라스틱 패널(100)을 제조할 수도 있는데, 이때, 상기 도광층(110)과 광확산층(120)의 사이에는 도광층(110) 보다 밀도가 낮은 매질로 이루어진 투명한 필름을 삽입하여 도광층(110)과 광확산층(120)이 보다 견고하게 접합될 수 있도록 함과 동시에, 상기 투명한 필름이 전반사 유도층(112)의 역할을 할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 도광판부(110)와 광확산판부(120)의 사이에 공간부(130)가 형성되는 경우에는 도 8의 (a),(b)에 나타낸 바와 같이, 도광층(110) 또는 광확산층(120)에 공간부(130)의 폭과 동일한 높이를 갖는 돌출부가 형성된 형틀을 준비하거나, 도 8의 (c)에 나타낸 바와 같이, 도광층(110)과 광확산층(120) 모두에 공간부(130) 폭의 절반에 해당되는 높이를 갖는 돌출부가 형성되도록 하는 형틀을 준비하여 압출 성형 후 도광층(110)과 광확산층(120)의 사이에 공간부(130)가 형성될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에 따른 도광층과 광확산층이 일체로 형성된 플라스틱 패널을 이용한 조명장치(200)(이하, '조명장치(200)'라 한다.)는 전술한 플라스틱 패널(100)의 구조에 광원(210) 등을 설치하여 조명장치(200)로 활용할 수 있도록 구성된 것으로, 이때, 상기 광원(210)으로는 발광다이오드(LDE)가 사용될 수 있다.
먼저 도광층(110)과 광확산층(120) 및 공간부(130)를 포함하는 제1실시예에 따른 플라스틱 패널(100)의 경우, 플라스틱 패널(100)의 측면 또는 후면, 보다 상세하게는 도광층(110)의 측면 또는 후면에 광원(210)이 설치되고, 플라스틱 패널(100)의 측면에 광원(210)이 설치되는 경우에는 도광층(110)의 후면에 빛반사판(220)이 설치되어 광원(210)으로부터 발생되는 빛을 전면을 향해 반사시킬 수 있도록 구성되어 있다.
즉, 도 8의 (a),(b)에 나타낸 바와 같이, 플라스틱 패널(100)의 길이방향 또는 폭방향 양 측면에 광원(210)이 설치된 경우에는 광원(210)으로부터 발생된 빛이 도광층(110)의 후면에 형성된 빛반사패턴(160) 및 도광층(110)의 후면에 설치된 빛반사판(220)에 의해 전면으로 반사되어 공간부(130) 및 광확산층(120)을 통해 플라스틱 패널(100)의 전면으로 조사되는 것이다.
다음, 도광층(110)과 광확산층(120), 제2광확산층(140), 공간부(130) 및 제2공간부(150)를 포함하는 제2실시예에 따른 플라스틱 패널(100)의 경우, 마찬가지로 광원(210)이 플라스틱 패널(100)의 측면 또는 후면에 설치될 수 있는데, 도 9의 (a)에 나타낸 바와 같이, 광원(210)이 플라스틱 패널(100)의 측면에 설치되는 경우에는 광원(210)으로부터 발생된 빛이 도광층(110), 공간부(130) 또는 제2공간부(150) 및 광확산층(120) 또는 제2광확산층(140)을 통해 플라스틱 패널(100)의 전면과 후면으로 모두 조사되어 플라스틱 패널(100)의 전면과 후면 모두를 조명으로 활용할 수 있는 조명장치(200)를 구성할 수 있게 된다.
또한, 도 9의 (b)에 나타낸 바와 같이, 광원(210)이 플라스틱 패널(100)의 후면에 설치되는 경우에는 광원(210)으로부터 발생된 빛이 반사 없이 직접 제2광확산층(140)과 제2공간부(150), 도광층(110), 공간부(130) 및 광확산층(120)을 통하여 플라스틱 패널(100)의 전면으로 조사된다.
한편, 도 10에 나타낸 바와 같이, 플라스틱 패널(100)이 도광층(110), 전반사 유도층(112) 및 광확산층(120)으로 구성되는 경우 광원(210), 즉 발광다이오드(LED)는 도광층(110)의 양 측면에 설치될 수 있는데, 이때 LED 광원(210)으로부터 발생된 빛은 도광층(110)을 향해 30° ~ 110°의 각도로 조사되는 것이 바람직하다.
즉, 종래의 측면조사방식의 도광판을 이용한 조명장치의 경우, 도광판의 전면에 광확산판이 부착되고, 도광판과 광확산판의 사이에는 공기층의 매질이 있으며 광원의 빛 조사각은 약 120°를 이루게 되는데, 본 발명에서와 같이 공기층 대신에 전반사 유도층(112)이 도광층(110)과 광확산층(120)의 사이에 일체형으로 형성되는 경우 전반사 유도층(112)의 밀도가 공기층 보다는 상대적으로 밀도가 높게 되므로 LED 광원(210)의 빛 조사각을 종래와 동일하게 120°로 유지하게 되면 LED 광원(210)으로부터 도광층(110)의 내측으로 투입된 총 광량 중 도광층(110)과 전반사 유도층(112)의 사이에서 전반사되는 빛 반사율이 감소하게 되고, 그에 따라 도광층(110)의 중심부 즉, 플라스틱 패널(100)의 중심부까지 도달하는 광량이 감소하게 되어 중심부가 상대적으로 어둡게 보여지는 현상이 나타날 우려가 있게 된다.
따라서, 상기 도광층(110)의 양 측면에 설치되는 LED 광원(210)으로부터 발생되는 빛의 조사각을 120°보다 작게 하여 전반사 유도층(112)에 의해 유도되는 전반사가 보다 잘 이루어지도록 함으로써 전체적인 조명장치(200)의 밝기가 최대한 균일하게 유지될 수 있도록 하는 것이다.
이때, 상기 도광층(110)의 두께가 얇아질수록 LED 광원(210)으로부터 발생되는 빛의 조사각을 작게 하는 것이 좋으며, 상기 LED 광원(210)의 빛 조사각은 30° ~ 110°의 범위 내에서 도광층(110)의 두께에 따라 조절하는 것이 바람직하다.
따라서, 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 도광층과 광확산층이 일체로 형성된 플라스틱 패널(100)에 의하면, 도광판의 기능을 하는 도광층(110)과 광확산판의 기능을 하는 광확산층(120)을 하나의 플라스틱 패널(100)에 일체로 형성시켜 동시에 생산할 수 있도록 함으로써 생산성을 향상시킴과 동시에 조립 공차 등으로 인한 불량률을 줄일 수 있게 되어 제조원가를 혁신적으로 저감시킬 수 있고, 광확산판의 기능을 하는 광확산층(120)의 두께를 얇게 하여 도광판의 기능을 하는 도광층(110)과 일체로 형성시킴으로써 플라스틱 패널(100)의 전체 두께 및 무게를 줄이고 원재료비를 절감시킬 수 있으며, 조명장치(200)의 설치 후 플라스틱 패널(100)의 처짐 현상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 도광층(110)과 광확산층(120)의 사이에 도광층(110)에 비해 밀도가 작은 매질로 이루어진 얇은 전반사 유도부(112)를 형성시켜, 전반사 유도부(112)에 의해 광원(210)으로부터 발생된 빛의 전반사를 유도함으로써 광원(210)으로부터 떨어질수록 조도가 약해지는 현상을 방지할 수 있는 등의 다양한 장점을 갖는 것이다.
전술한 실시예들은 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 도광층과 광확산층이 일체로 형성된 플라스틱 패널의 구성을 조명장치 이외의 다른 용도로 사용할 수 있는 등, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.
본 발명은 도광층과 광확산층이 일체로 형성된 플라스틱 패널에 관한 것으로, 보다 상세하게는 도광판 기능을 하는 도광층과, 도광층의 전면에 형성되어 광확산판 기능을 하는 광확산층을 일체형으로 하여 동시에 생산할 수 있도록 함으로써 생산성을 향상시키고, 제조원가를 혁신적으로 저감시킬 수 있도록 함과 동시에 광확산층의 두께를 매우 얇게 하여 경량화를 실현하고 불량률을 낮출 수 있는 도광층과 광확산층이 일체로 형성된 플라스틱 패널에 관한 것이다.
100 : 플라스틱 패널 110 : 도광층
112 : 전반사 유도층 114 : 제2전반사 유도층
120 : 광확산층 122 : 엠보싱
130 : 공간부 140 : 제2광확산층
150 : 제2공간부 160 : 빛반사패턴
200 : 조명장치 210 : (LED) 광원
220 : 빛반사판

Claims (10)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 후면에 빛반사패턴이 형성되어 광원으로부터 발생되는 빛을 반사 또는 투과시키는 도광층과,
    상기 도광층의 전면에 일체로 형성되고, 도광층 보다 밀도가 작은 매질로 이루어져 광원으로부터 발생된 빛 중 일부는 광원으로부터 멀어지는 방향으로 굴절시키고, 나머지 빛은 도광층과의 경계면에서 전반사시키는 전반사 유도층과,
    상기 전반사 유도층의 외측 표면에 형성되어 도광층 및 전반사 유도층을 통해 조사되는 빛을 굴절 및 난반사시킴으로써 빛반사패턴의 기능 및 광확산층의 기능을 동시에 수행할 수 있도록 함과 동시에 도광층의 후면에 형성된 빛반사패턴이 플라스틱 패널의 전면에 노출되지 않도록 하는 다수 개의 엠보싱을 포함하여 구성되되,
    상기 광원은 도광층의 측면에 설치되는 발광다이오드(LED)이고, 상기 발광다이오드로부터 발생된 빛은 도광층을 향해 30° ~ 110°의 각도로 조사되는 것을 특징으로 하는 도광층과 광확산층이 일체로 형성된 플라스틱 패널.
  4. 삭제
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 도광층의 후면에는 도광층에 비해 밀도가 작은 재질로 이루어지는 제2전반사 유도층이 일체로 형성되고, 상기 제2전반사 유도층의 외측 표면에는 다수의 제2엠보싱이 형성된 것을 특징으로 하는 도광층과 광확산층이 일체로 형성된 플라스틱 패널.
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  10. 삭제
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