KR910001084B1

KR910001084B1 - 광 확산기

Info

Publication number: KR910001084B1
Application number: KR1019850002482A
Authority: KR
Inventors: 도끼히꼬 마스자와; 요시다까 가게야마; 노리조우 도미타
Original assignee: 미쯔비시 레이욘 가부시기가이샤; 가와사끼 데루오
Priority date: 1984-07-02
Filing date: 1985-04-13
Publication date: 1991-02-23
Also published as: EP0167721B1; US4642736A; KR860001315A; DE3573649D1; EP0167721A1

Abstract

내용 없음.

Description

광 확산기

제1도는 본 발명에 의한 광확산기의 제1실시예의 단면도.

제2도는 본 발명에 의한 광확산기의 다른 실시예의 단면도.

제3도는 본 발명에 의한 광확산기의 또 다른 실시예의 단면도.

제4도는 본 발명에 의한 광학산기의 또 다른 실시예의 단면도.

제5도는 본 발명에 의한 광확산기의 또 다른 실시예의 단면도.

제6도는 본 발명에 의한 광확산기의 또 다른 실시예의 단면도.

제7도는 제6도에 나타난 광확산기에 사용되는 광확산판에 설치된 돌출부의 근접 상태를 나타내는 단면도.

제8도는 본 발명에 의한 광확산기의 다른 실시예의 단면도.

제9도는 제8도에 나타난 광확산기에 사용되는 광전송체의 사시도.

제10도는 본 발명에 의한 광확산기의 또 다른 실시예의 단면도.

제11a도부터 제11d도는 각각 본 발명에 의한 광확산기의 또 다른 실시예의 설명도.

제12도는 본 발명에 의한 광확산기의 특성을 나타내는 그래프이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 광입사면 2 : 광출사면

3 : 광전송체 4 : 광반사체

5 : 투명판 5a : (광출사)단부

5b : (광입사)단부 5c : 양면 단부

5d : 표면 6 : 광원

7 : 입사광 8 : 피조사면(被照射面)

9 : 광산란 반사판 10 : 광확산판

10a : 돌기 11 : 상자

12 : 렌즈 13 : 계단부

14 : 광확산판 15 : 프리즘

본 발명은 평면 조명장치로서 사용하는 데에 가장 적합한 광확산기에 관한 것이다.

더욱 상세하게는, 본 발명은 평면 조명장치로서 유용한 단부 조명식 광확산기에 관한 것이다.

종래에, 대형의 평면 조명장치로는 간판이나 기타 여러 가지 표시장치 전시 기구 등이 사용되어지고 있고, 소형의 평면 조명장치로는 여러 가지 형태의 기계류와 기구 그리고 액정 시계의 표시장치 등으로 사용되고 있다. 이들의 평면 조명 장치 중 간판과 대형 표시장치에서, 조명되는 면은 대개 복수개의 선광원 예를 들어 형광조명이나 또는 점광원, 예를 들어 백열 전등에 의하여 조광되고, 이들은 광확산판 뒤에 위치하고 있는 것이 대부분이었다. 그러나, 그러한 평면 조명장치에 있어서, 균일한 밝기를 갖는 평면 조명을 얻기 위하여는, 광확산판과 광원은 서로 멀리 떨어져 있어야 하며, 또는 복수개의 광원을 서로 밀접시켜 가깝게 배열 설치할 필요가 있었다.

이러한 조건으로 인하여 필연적으로 평면 조명장치의 크기는 커지고 광원의 수가 증가되며, 평면 조명체는 가격이 높아질 뿐 아니라, 전력 소비에 있어서도 상당한 증가가 있게 되는 큰 결점이 있었다. 이러한 결점들을 극복하기 위한 시도로서, 어떤 평면 조명장치는 광이 일측으로부터 전도되는 투명광전도판을 사용함으로 평면 조명을 얻을 수 있다. 그러나, 이러한 투명광 전도판이 사용될 때, 광원으로부터의 입사광선이 반사면에 평행하면 대체로 균일한 밝기를 갖는 평면 조명을 얻을 수 있다.

그러나, 광원으로부터의 광은 실제로 방사형태로 확산되기 때문에, 투명광 전도판으로부터 방사되는 광의 양은 광원 인접지역에서는 매우 밝고, 광원에서 떨어진 곳에서는 상대적으로 어둡다. 따라서, 선행 기술에서는, 균일한 평면 조명을 얻는 것이 매우 어려웠던 것이다.

따라서, 본 발명의 목적은 제조하기 용이하면서도 균일한 평면 조명을 제공할 수 있는 신규한 광확산기를 제공하는데에 있다.

본 발명의 다른 목적은 간판, 대형 표시 장치, 여러 가지 형태의 기계와 장치를 위한 표시 장치 그리고 액정기구와 그와 유사한 것 등에 사용될 수 있는 평면 형태의 광학산기를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 목적은 단부 조명 형태의 광학산기에서 복수개의 광전송체를 사용하는 광확산 시스템에 의하여 달성된다.

이 시스템은 광입사면, 광전송 구조 그리고 광출사면을 활용하고 있다.

이하 도면에 따라 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다. 도면에 있어, 몇 개의 도면을 통하여 동일 부호는 동일하거나 대응되는 부품을 나타내며, 제1도 내지 제8도에 있어서, (1)은 광입사면, (2)는 광출사면, (3)은 광전송체, (4)는 광반사체, (5)는 투명판, (6)은 광원, (7)은 입사광, (8)은 피조사면, (9)는 광산란 반사판, (10)은 광확산판, (11)은 상자, (12)는 렌즈, (13)은 계단부, 그리고 (14)는 프리즘(15)을 갖는 광확산판이다.

제1도의 광확산기에서, 광전송체(3)는 광입사면(1)과 광출사면(2)을 갖추고 있고, 복수개의 얇은 투명판(5)의 적층판으로 구성되어 있다. 광반사체(4)는 예를 들어, 두께 100μ의 알루미늄 증착 폴리에스터 필름과 거울면으로 구성되어 있는데, 입사광(7)이 처음 출사되는 투명판(5)의 단부(5a)에 위치하고 있다. 광전송체(3)는, 예를 들어 메틸메타크릴레이트 중합체(PMMA)로 구성된 복수개의 광이 통과할 수 있는 투명판(5)을 겹쳐서, 그리고 메틸메타크릴레이트로 된 접착 테이프나 접착제를 사용하거나 열용착으로 적층판의 면을 고정함으로써 형성된다.

따라서, 전체적으로 보면 광전송체(3)는 쐐기형이 된다. 투명판(5)의 일단부(5a)는 투명판(5)의 저부에 대하여 소정의 각 α로 경사져 있다. 광이 입사되는 투명판(5)의 타단부(5b)는 투명판(5)의 저부에 대한 단부(53)의 각 α₁보다 작은 각 α₂로 경사져 있다.

제1도에 나타난 광 전송체(3)에 있어서, 광이 입사되는 투명판(5)의 단부(5b)는 광입사면(1)을 구성하고, 광이 출사되는 투명판(5)의 단부(5a)와 투명판(5)의 단부(5b)는 서로 수직이다.

제1도에서와 같이, 형광등과 같은 도면에 수직 방향으로 뻗어 있도록 보이는 긴 선광원(6)으로부터 광입사면(1)에 입사되는 입사광(7)은 투명판(5) 외부로 누출되지 않고 투명판(5) 내에서 완전히 반사되는 동안 화살표 A와 같은 방향으로 투명판(5)을 통하여 전송된다. 이 입사광(7)은 다음에는 투명판(5)의 단부(5a)를 통하여 출사되고, 그후 곧 출사된 광선은 화살표(B) 방향으로 광반사체(4)에 의하여 반사된다. 투명판(5)을 통하여 직선으로 통과한 입사광(7)은 화살표(C) 방향으로 광반사체(4)에 의하여 반사된다. 화살표(B)와 (C)의 방향으로 반사된 입사광선(7)은 투명판(5)을 가로질러 광 전송체(3)를 통하여 전송되고, 광출사면(2)의 면을 통하여 출사된다.

그후, 출사된 광선은 광확산기 외부에 위치한 액정이나 표시기구의 피 조사면(8)에 비춰진다.

제1도에 나타난 광확산기는 다음과 같은 잇점을 가지고 있다. 광전송체(3)는 하향 경사진 복수개의 투명판(5)의 적층판으로 구성되어 있고, 광반사체(4)는 투명판(5)의 광출사단부(5a)에 위치되어 있기 때문에, 광전송체(3)에 입사되는 입사광(7)은 광전송체(3)에 입사되고 단부(5a)를 통하여 출사되며, 출사된 광선은 화살표(B)와 (C) 방향으로 광반사체(4)에 의하여 대체적으로 반사된다.

마지막으로 반사된 광선은 피 조사면(8)을 조사하게 된다. 그러므로, 피조사면(8)의 밝기는 평면 전체에 걸쳐서 거리에 관계없이 균일하게 되는 것이다. 또한, 투명판(5)의 광출사단부(5a)로부터 출사된 광선은 화살표(B)와 (C) 방향으로 광반사체(4)에 의하여 반사되기 때문에, 광출사단부(5a)와 피조사면(8)의 거리를 더 크게 할 수가 있다. 이로 인하여, 광출사단부(5a)에 나타나는 투명판(5) 사이의 경계선이 피조사면(8)에 나타나는 것을 효과적으로 방지할 수가 있다.

그러므로, 종래기술에 비하여 극히 균일한 밝기를 가지는 평면 조명을 얻을 수가 있다.

제2도에 나타난 광확산기는 광전송체(3)의 광출사면이 투명판(5)의 저부에 수직으로 된 복수개의 일정한 단부(5a)로 구성된 계단의 형태로 되어 있는 점에서 제1도에 나타난 광확산기와 다르다. 광반사체(4)는 광출사단부(5a)의 전면에 배치되어 있다. 제2도에 나타난 광확산기가 사용될 때, 광출사단부(5a)로부터 출사된 광선은 화살표(D),(E),(F) 방향으로 광반사체(4)에 의하여 반사된다.

그러므로, 제1도에 나타난 광확산기에서와 같이, 투명판(5) 사이의 경계선이 피조사면(8)에 나타나지 않고 특히 균일한 밝기를 갖는 평면 조명을 얻을 수 있는 것이다.

또한 제2도에 나타난 광확산기의 경우에 있어서, 광출사단부(5a)는 투명판(5)의 저면에 대하여 직각으로 형성되어 있다. 그러므로, 입사광(7)이 투명판(5)을 통하여 전송된 후에 단부(5a)에 입사될 때, 입사각은 제1도에 나타난 광확산기의 입사각보다 작으며, 이로 인하여 단부(5a)에 의하여 입사광(7)의 반사가 충분히 조사되게 된다. 따라서, 제2도의 광확산기는 광전송 효율이 극히 높은 장점이 있는 것이다.

제3도에 나타난 광확산기에 있어서, 투명판(5)의 광출사단부(5a)는 투명판(5)의 저면과 광출사단부(5a) 사이의 각 α₁이 저면과 투명판(5)의 광입사면(1) 사이의 각 α₂보다 크도록 경사져 있다. 제3도에서는, 양자의 각 α₁과 α₂는 120°가 되도록 설계되어 있다.

제3도의 광확산기에서, 광반사체(4)는, 광출사단부(5a)와 접촉하도록 되어있으며, 단부(5a)는 계단의 형태로 되어 있다. 이러한 점에서, 제3도의 광확산기는 제1도 및 제2도의 광확산기와 다르다. 제4도에 나타난 광확산기에 있어서, 광 산란반사판(9)을 광출사단부(5a)에 설치하였다. 또한, 광 전송체(3)와, 예를 들어 유백색의 투광성 물질로 된 불투명 광전송재료로 된 광확산판(10)은 상자(11)에 의하여 서로 고정되어 있는데, 이 상자(11)는 또한 외부로부터의 광의 입사를 저지하는 보호물의 역할을 한다. 제4도의 광확산기에 의하면, 광출사단부(5a)로부터 출사된 광선은 광산란 반사판(9)에 의하여 산란되고, 반사되어, 예를 들어 광선(I)와 (J)가 발생한다. 이들 광선들은 광확산판(10)에 입사되고 그 다음에 또한 확산된다. 이러한 확산으로 인하여, 피조사면에서 투명판(5) 사이의 경계선이 제1도 내지 제3도에 나타난 광확산기 보다 더욱 효과적으로 소거되어 극히 균일한 밝기를 갖춘 평면 조명을 얻을 수 있다.

제4도에서, 각 α₁과 α₂는 각각 130°와 100°로 설계되어 있다. 제5도에 나타난 광확산기에 있어서, 광전도재로 된 평 블록 실린더형 렌즈가 상자(11)에 고정된 광전송체(3)의 광입사면(1)에 갖춰져 있다.

또한, 광확산판(10)은 광방사단부(5a)에 설치되어 있다. 제5도에 나타난 광전송체(3)의 최상면은 투명판(5)의 저면에 대하여 소정의 각도로 경사진 각각의 투명판(5)의 단부(5a)로 구성되어 있다. 직각형의 광입사면(1)은 다른 단부(5b)들로 구성되어 있다. 단부(5b)와 투명판(5)의 저면 사이의 각 α₃은 단부(5a)와 투명판(5)의 저면 사이의 각 α₄보다 크다. 양자의 단부(5a)와 (5b)는 거울처리되어 있다. 제5도에 나타난 광확산기에의 입사광선은 투명판(5)을 통하여 광출사단부(5a)로 전송된다 이와 같은 광확산기에 있어서, 단부(5a)와 단부(5b)는 서로 수직이며, 따라서, 광입사면(1)과 광출사면(2)은 또한 서로 수직이다.

제5도에 나타난 광확산기에서, 형광등과 같은 긴 선광원(6)으로부터 평 블록렌즈(12)를 통하여 광입사면(1)에 입사된 입사광(7)은 입사광(7)이 투명판(5)의 외부로 누출되지 않고, 투명판(5) 내에서 완전히 반사되는 반면에 화살표 A 방향으로 투명판(5)을 통하여 전송되는 집속 입사광(7)을 형성한다.

그후에, 입사광(7)은 광출사단부(5a)를 통하여 출사되고, 그후 광확산판(10)에 의하여 확산된다. 제5도에 도시된 광확산기는 다음과 같은 효과를 가지고 있다. 유백색의 투광성물질로 된 불투명한 광전도성 재료로의 광확산판(10)이 광출사단부(5a)에 갖추어져 있기 때문에, 단부(5a)로부터 출사되는 광선은 이 광확산판(10)에 의하여 확산된다. 이렇게 함으로서 피조사면에서 투명판(5) 사이의 경계선이 소거된다. 그러므로, 피조사면에 극히 균일한 밝기를 갖는 평면 조명을 얻을 수 있다.

또한, 평블록렌즈(12)가 광전송체(3)의 광입사면(1)에 갖추어져 있기 때문에, 광원(6)으로부터 입사되는 광선(7)은 렌즈(12)에 의하여 집속광으로 되고, 이렇게 함으로서 투명판(5)의 입사광의 양이 증가하게 되고, 광원(6)으로부터의 입사광(7)의 이용 효율이 증가한다. 제6도 및 제7도에 나타난 광확산기에 있어서, 투명 메타크릴수지로 된 광확산판(10)이 제5도의 광확산판(10)의 위치에서 사용된다. 이 광확산판(10)은 압출에 의하여 형성된다. 광확산판(10)의 일면에서, 복수개의 돌기(10a)는 단면이 삼각형이고, 투명판(5)이 배열되고(도면에 직각방향으로) 서로 등간격으로 된 방향을 따라 직각으로 뻗어 있다.

제6도에 나타난 광확산기는 상기한 바와 같이 독특한 광확산판(10)을 갖추고 있기 때문에, 제5도에 나타난 광확산기가 지니고 있는 장점에 더하여 다음과 같은 장점을 갖추고 있다. 광출사단부(5a)로부터 출사되는 광선은 출사시에 광파이버(도시 안됨)의 중앙축을 따라 주로 진행하게 되는데, 이들 광선은 광출사단부(5a)에 수직 방향으로 광확산판(10)의 돌기(10a)에 의하여 확산된다. 투명판(5)을 통하여 전송된 후에 광출사단부(5a)로부터 여러 방향에서 출사된 광선이 광확산판(10)에 입사될 때, 제7도에서 나타난 바와 같이 프리즘과 돌기(10a)의 반사효과에 의하여 광선(K)과 (L)이 발생한다.

따라서, 광출사단부(5a)로부터의 출사광선은 광출사단부(5a)에 수직방향으로 효과적으로 출사될 수 있다. 이렇게 함으로서 평면의 밝기는 더욱 균일하게 비춰질 수 있게 된다. 제8도 및 제9도에 나타난 광확산기에서는, 예를 들어 두께 0.5mm이고, 메틸메타크릴레이트 중합체로 된 복수개의 투명판(5)이 투명판(5)의 광출사단부(5a)가 계단부(13)의 형태를 갖도록 층으로 된 형태로 배열되어 있다.

투명판(5)은 투명판(5)의 양면 단부(5c)에 접착제(도시안함)를 도포하거나, 또는 열융착에 의하여 서로 고정되어 있다. 광출사단부(5a)는 투명판(5)의 저면에 수직이나 광입사면(1)의 면은 투명판(5)의 저면에 대하여 경사져 있다. 바람직하기로는, 광출사단부(5a)와 광입사면(1)은 거울 처리되어 있다. 계단부(13)는 광확산판(14)으로 덮혀 있다. 광확산판(14)은 면의 형태로 배열된 프리즘(15)으로 구성되어 있다. 광확산판(14)은 프리즘(15)의 길이 방향 광출사단부(5a)에 평행인 상태로 위치하고 있다.

제8도의 광확산기에 있어서, 투명판(5)의 저면에 평행인 입사 광선은 투명판(5)을 통하여 직접 광확산판(14)에 도달한다. 다른 입사광은 투명판(5) 내에서 완전히 반사되는 동안 광출사단부(5a)에 도달하고, 인접한 투명판(5)의 표면(5d)에 의하여 반사되며, 그리고 광확산판(14)을 향하여 진행한다. 광확산판(14)에 도달한 광선은 프리즘(15)에 의하여 반사와 굴절을 거치게 되고, 광확산판(14)으로부터 방사하게 된다. 제8도에 나타난 광확산기의 경우에 있어, 광선이 각 투명판(5)에 동일한 양으로 광입사면(1)에 입사할 때, 광입사면(1)으로부터 서로 다른 거리에 위치한 각 광출사단부(5a)로부터 출사되는 광의 양은 서로 대체로 동일하며, 이러한 결과로 균일한 조명을 갖춘 평면 조명을 얻을 수 있다.

계단부(13)가 일정한 피치로 배열된다면, 계단부(13)의 대응하는 각각의 부분에 도달하는 광의 양은 서로 동일하고, 이에 따라 더욱 균일한 조명을 가지는 평면 조명을 얻을 수 있게 된다.

또한, 제8도에 나타난 광확산기에 있어서, 광출사단부(5a)로부터 출사되는 광선은 투명판(5)의 저면에 따르는 방향으로 진행하려는 경향이 있다. 그러나, 계단부(13)가 광확산판(14)으로 덮여있기 때문에, 광출사단부(5a)로부터 출사되는 광은 광확산판(14)에 의하여 확산되며, 이로 인하여 더욱 균일한 밝기를 갖는 평면 조명을 얻을 수 있게 된다.

제8도에 나타난 광확산기는 광출사단부(5a)가 계단부(13)를 형성하도록 층의 형태로 복수개의 투명판(5)을 배열하고, 또한 광확산판(14)이 계단부(13)를 덮도록 배열함으로서 조립될 수 있다.

그러므로, 광확산기는 광전송체(3)에 적용되는 특별한 방법을 필요로 하지 않고, 조립이 쉽다. 또한, 제8도에 나타난 광확산기에 있어서, 광입사면(1)은 투명판(5)의 저면에 대하여 경사져 있다. 그러나, 광입사면(1)이 제8도의 쇄선과 같이 투명판(5)의 저면에 수직이 되도록 광확산기가 설계되면, 광전송체(3)는 층의 형태로 장방형의 투명판(5)을 단지 배열만 함으로서 쉽게 만들어질 수가 있고, 이로 인하여 더욱 쉽게 광확산기의 조립을 할 수 있다. 또한, 사용된 투명판(5)의 두께가 작아지면, 평면 조명의 조명도는 더욱 균일하게 된다.

제10도에 나타난 광확산기는 유백색의 투광성 물질로 된 불투명 광확산판(10)이 추가로 광확산판(14)위에 설치되고, 광입사면(1)이 평볼록 렌즈(12)로 덮히는 것을 제외하고 제8도에 나타난 광확산기와는 구조에서 동일하다. 이러한 광확산기를 사용하면 유백색의 투광성 물질로 된 불투명 광확산판(10)에 의하여 광출사단부(5a)와 투명판(5)의 최상표면(5d) 사이의 경계선을 소거할 수가 있게 되고, 이로 인하여 보다 균일한 밝기를 갖는 평면 조명을 얻을 수가 있다.

거울면을 갖는 폴리에스터 필름이 광반사체(4)로 사용되는 것이 바람직하다. 필요하면, 금속의 증착 필름, 예를 들어 알루미늄 등이 사용될 수 있다. 광반사체(4)는 광출사단부(5a)와 직접 접촉하도록 설치될 수 있다. 선택적으로, 광출사단부(5a)와 광반사체(4)의 사이에 공간이 형성될 수도 있다. 광반사체(4)의 표면은 부드러운 것이 바람직하나, 그 표면은 메타크릴릭 수지의 입자 거품으로 스프레이 될 수도 있다.

예를 들어, 제2도의 광반사체(4)는 각 투명판(5)의 단부(5a)와 직접 접촉하도록 설치되고, 제3도에 나타난 바와 같이 투명판(5)의 저면의 일부가 될 수도 있다. 이와 유사하게 제3도에 나타난 광반사체(4)는 제2도에서와 같이 투명판(5)의 단부(5a)와 광반사체(4)의 사이에 공간이 형성되도록 설치될 수 있다. 광반사체(4)의 표면은 제4도의 광산란 반사판(9)과 유사한 반사판을 형성하기 위하여 광선을 산란시키도록 거칠게 형성될 수도 있다. 투명판(5)의 광출사단부(5a)는 투명판(5)이 수지판이나 광섬유판 어느 것으로 구성되건 간에 보통 거울처리되어 있다. 필요하면, 광출사단부(5a)는 젖빛 유리의 형태로 거친 표면으로 가공 처리될 수 있다. 광출사단부(5a)가 거친 표면으로 되면, 단부(5a)로부터 출사되는 광선은 고도로 확산될 수 있다.

이와 같이하여 피조사면(8)에서 투명판(5) 사이의 경계선의 외관이 소거되어 더욱 균일한 밝기의 평면조명을 얻을 수 있다. 광 전송기(3)는 투명수지판(5)으로 되어 있기 때문에, 광입사면(1)과 광출사단부(5a)의 거리가 길더라도, 광선이 투명판(5)을 통과하는 동안에는 광량의 감소가 안 생기고, 이로 인하여 균일한 밝기의 평면 조명을 얻을 수가 있다.

표면을 거울과 같이 또한 부드럽게 하기 위하여 거울면을 갖는 재료가 투명판(5) 사이에 삽입되거나, 진공증착법 등에 의하여 투명판(5)의 표면에 금속 필름이 형성되면, 보다 균일한 밝기를 갖는 평면 조명을 얻을 수가 있다.

이와 유사하게, 물이나 접착제, 올리고모 등과 같은 굴절률이 낮은 것을 갖춘 재료로 된 층이 투명판(5) 사이에 삽입되면 광전송체(3)에 입사되는 광의 이용 효율은 증가될 수 있다. 이 경우에, 광전송체(3)의 처리 능력도 또한 개량될 수 있다. 접착제가 투명판(5)의 전 표면에 가해지면, 투명판(5)은 서로 더욱 강하게 고정될 수 있다. 광입사면(1)과 광출사단부(5a) 사이의 각, 광입사면(1)과 투명판(5)의 저면 사이의 각, 광출사단부(5a)와 투명판(5)의 저면 사이의 각은 선택적으로 채택된다. 광전송체(3)의 투명판(5)은 메타크릴릭 수지의 사용이 중요한 것은 아니나, 바람직하기로는 메틸메타크릴레이트의 호모 폴리머나 코폴리머 등으로 된다.

예를 들어, 폴리카보네이트 수지로 투명판(5)의 재료로 사용될 수도 있다. 여러 가지의 광 전도성 물질의 광확산판(10)에 사용될 수 있다. 티타늄 옥사이드와 같은 광확산제를 포함한 메틸메타크릴레이트 코폴리머도 바람직하게 사용된다. 사용되는 메틸메타크릴레이트 코폴리머는 바랑직하기로는, 미합중국 특허 3804925, 4052525, 4173600호와, 1983. 8. 26자 출원한 미합중국 특허출원 제526,546호에 개시된 바와 같은 2단계 중합에 의하여 얻어지는 중합체들이다.

제6도 및 제7도에 나타난 바와 같이 양면이 부드러운 면을 가진 광확산판(10)은 제6도나 제8도에 나타난 광확산판(10)과 조합하여 사용될 수 있다. 제6도의 광확산판(10)의 돌기(10a)의 단면과 제8도의 광확산판(14)의 프리즘(15)과 이들 돌기(10a) 또는 프리즘(15) 사이의 공간은 적절하게 결정된다. 사용되는 집광 렌즈(12)는 평블록 실린더형 렌즈이나, 이것에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 의한 광확산기는 제11도에 타나난 바와 같이 복수개의 광 전송체(3)를 갖출 수 있다. 제11a도와 제11b도는 제2도의 형태의 광 전송체(3) 2개의 조합으로 구성된 것을 나타내고 있다. 제11c도 및 제11d도의 광확산기는 제5도의 광전송체(3)를 2개 조합한 것을 나타내고 있다. 광전송체(3)의 조합은 상기한 시스템에 한정되는 것은 아니다. 제1도의 광확산기는 광확산판(10)을 포함할 수도 있다.

본 발명의 광확산기에 의하면, 광선이 광입사면(1)으로부터 광전송체(3)를 통하여 광출사단부(5a)로 전송되기 때문에, 더욱 균일한 조명을 갖는 평면 조명을 얻을 수 있게 된다.

본 발명의 광확산기의 제1실시예에 의하면, 광확산판(10)이 광전송기(3)의 광출사단부(5a)의 앞에 있기 때문에, 보다 균일한 밝기를 갖는 평면 조명을 얻을 수가 있다.

본 발명의 광확산기의 다른 실시예에 의하면, 집속 렌즈(12)가 사용되기 때문에, 높은 밝기를 가지는 평면조명을 얻을 수가 있다.

본 발명의 광확산기의 제1형태예에 의하면, 광반사체(4)가 광출사단부(5a)에 설치되어 있기 때문에 광출사단부(5a)와 피조사면(8) 사이의 거리는 크게할 수가 있고, 그러므로, 피조사면(8)에 있는 투명판(5) 사이의 경계선과 관계없이 평면 조명을 얻을 수 있고, 종래기술에 비하여 극히 우수한 밝기를 갖출 수가 있다. 또한, 본 발명의 광확산기는 쉽게 조립할 수가 있고, 따라서 상업적으로도 실용화될 수 있다.

본 발명의 광확산기는 전시용 간판의 배후 조명, 로시기구, 디자인을 위한 평면 조명, 액정 등에 사용될 수가 있다. 이하 본 발명에 의한 샘플의 구조적 수치와 시험 결과를 실시예에 의하여 보면 다음과 같다.

[실시예 1]

제1도의 광확산기 4개를 여러 가지 두께를 갖는 메틸메타크릴레이트 중합체 수지로 된 110mm 폭의 관을 사용하여 조립하였다. 광확산기의 판의 두께는 0.2mm, 0.5mm, 1.0mm 또는 2.0mm였다. 이들 관을 절단하고, 적층하여 광출사단부(5a)가 계단(13)을 형성하도록 하였다. 적층판의 절단면은 평평한 면을 갖추도록 광택을 주었다.

제1도에서, 판은 최종 적층판이 폭 110mm, 길이(L₀) 110mm, 그리고 두께(L₁) 11mm로 되도록 적층되었다. 광반사체(4)는 광출사단부(5a)와 접촉하도록 하였다. 두께 100μm의 알루미늄 증착 폴리에스터 필름이 광반사체(4)로서 사용되었다.

상기한 판의 적층판의 조합으로 된 모든 광 확산기의 광반사체(4)는 균일한 밝기를 가지는 평면 조명을 제공하였다. 또한, 상기한 메타크릴레이트 중합체의 입자거품으로 산포된 증착필름이 반사필름으로 사용되었을 때, 균일한 밝기를 가지는 평면조명이 얻어졌다.

[실시예 2]

제4도의 광확산기 4개가 여러 가지의 두께를 갖는 메틸메타크릴레이트 중합체로 된 폭 110mm의 판을 사용하여 조립되었다. 확산기의 판의 두께는 0.2mm, 0.5mm, 1.0mm 또는 2.0mm이었다.

이들 판들을 절단, 적층하여 그 광출사단부(5a)가 계단(13)을 형성하도록 하였다. 이들 판의 입사, 출사광을 위한 단부(5a),(5b)는 거울처리 되었다. 적층판은 판의 양면을 서로 열 용착하여 고정시켰다. 두께 100μ의 알루미늄 증착 폴리에스터 필름이 광반사체(4)로 사용되었다. 반면에, 두께 2mm의 유백색의 투광성 물질로 된 불투명 메탄크릴릭 수지판이 광확산기(10)로 사용되었다. 상자(11)는 두께 0.2mm의 철판을 가공하여 형성하였다. 메타크릴레이터 중합체판의 적층판, 광확산판(10), 광반사체(4)와 상자(11)가 제4도에서와 같이 조립되었다. 결과적으로 광확산기는 모두 극히 균일한 밝기를 갖는 평면 조명을 제공하였다.

제12도는 실시예 2에서 나타난 구조를 갖춘 광확산기의 제1예의 조명 분포도를 나타내고 있다. 이러한 광확산기의 광전송체(3)는 길이(L₀)가 110mm, 두께(L₁)가 16.8mm의 최종 적층판이 되도록 두께 1mm에 폭 110mm의 메틸메타크릴레이트 중합체판 16개를 중첩하여서 된다. 제12도에서, 종좌표는 조명도, 횡좌표는 광원으로부터의 거리를 나타낸다. 실선을 본 실시예에 의한 조명 분포를 나타내고 있고(1mm 두께의 판 1매가 사용되었음), 점선은, 본 실시예에서 광전송체(3) 대신에 두께 16mm의 메틸메타크릴레이트 중합체판이 사용된 것을 제외하고는, 상기한 바와 같은 공정에 의하여 제조된 광확산기의 조명 분포도를 나타내고 있다.

제12도에서와 같이 본 발명의 광확산기가 균일한 조명분포를 제공하는 것이 명백하여 진다.

[실시예 3]

제10도의 광확산기 4개를 실시예 2에서와 같은 방법으로 조립하였다. 두께 0.2mm, 0.5mm, 1.0mm 그리고 2.0mm인 메틸메타크릴레이트 중합체판 4종류가 광 전송판으로서 투명판(5)으로 사용되었다.

제1광확산판(14)은 투명판(5)의 광출사단부(5a)의 상부와 측부에 설치되었다. 광확산판(14)은 프리즘(15)이 0.7mm의 간격으로 서로 평행으로 형성된 일면에 메타크릴릭 수지의 투명판이었다.

이 투명판은 압출로 제조되었다. 유백색의 투광성 물질로 된 불투명 메타크릴릭 수지판(2mm 두께)이 다른 광확산판(10)으로서 사용되었다. 11mm의 광입사면의 폭을 갖고 메타크릴릭 수지로 된 반원주형의 렌즈가 집속 렌즈(12)로서 사용되었다. 메틸메타크릴레이트 중합체 투명판(5)의 적층체, 광확산판(14)과 (10), 집속렌즈(12)와, 상자(11)가 제10도에서와 같이 조립되었다. 그 결과 광확산기는 모두 균일한 밝기의 평면 조명을 제공하였다.

상기한 바에 따라 본 발명의 수많은 변형과 개량이 가능함이 명백하다. 그러므로, 후술하는 청구범위의 본 발명 기술 시상 내에서, 여기에 특별히 기술된 것과 달리 실시될 수도 있음이 이해될 것이다.

Claims

광입사면(1)과, 복수개의 광전송판으로 된 적층관으로 구성되어 상기 광입사면(1)으로부터 광선을 받는 광전송체(3)와, 광입사면(1)에 수직인 광출사면(2)으로 된 단부 조명식 광확산기.
제1항에 있어서, 복수개의 광전송체(3)의 적층판은 광입사면(1)에 대하여 경사져 있는 광확산기.
제2항에 있어서, 상기 경사 각도가 90° 이상인 광확산기.
제2항에 있어서, 상기 경사 각도가 90° 이하인 광확산기.
제2항에 있어서, 상기 광전송기는 메타크릴릭 수지로 된 광확산기.
제2항에 있어서, 상기 광입사면(1)은 그 일단부가 광선을 받는 복수개의 광전송체(3)로 된 상기 적층판의 일단부(5b)로 형성된 광확산기.
제1항에 있어서, 광을 출사하는 상기 복수개의 적층판의 단부(5a)가 계단상자 구조를 형성하는 광확산기.
제2항에 있어서, 광선을 출사하는 상기 복수개의 판의 단부(5a)가 단일 평면에 모두 위치한 광확산기.
제3항에 있어서, 상기 복수개의 각각의 단부(5a)의 하나로부터 출사되는 광선을 반사하기 위한 광반사체(4)를 갖추고, 광반사체(4)는 광선을 출사하는 상기의 복수개의 투명판(5)의 단부(5a)의 하나와 각각 접촉하도록 설치된 광확산기.
제9항에 있어서, 광반사체(4) 반대쪽에 설치되어 반사된 광선을 확산하는 광확산판(10),(14)이 설치된 광확산기.
제4항에 있어서, 광을 출사하도록 하는 복수개의 투명판(5)의 단부(5a)의 접촉하도록 설치된 광확산판(10),(14)을 갖춘 광확산기.
제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 광확산판(10),(14)은 본질상 유백색의 투광성 물질로 된 불투명 광전도성 재료로 구성되어 있는 광확산기.
제12항에 있어서, 상기 유백색의 투광성 물질로 된 불투명 광전도성 재료는 광확산제를 함유한 아크릴수지 필름인 광확산기.
제13항에 있어서, 상기 유백색의 투광성 물질로 된 불투명 광전도성 재료는 광확산제를 함유한 아크릴합체 필름인 광확산기.
제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 광확산판(10)은 그 저면에 복수개의 작은 돌기(10a)를 갖춘 광확산기.
제9항에 있어서, 상기 광반사체(4)는 본질상 금속증착 필름으로 된 광확산기.
제9항에 있어서, 상기 광반사체(4)는 본질상 거울면을 갖는 폴리에스터 필름으로 된 광확산기.
제1항에 있어서, 상기 인접한 투명판(5)의 사이가 투명판(5)보다 낮은 산란지수의 재료의 층으로 구성되어 있는 광확산기.
제4항에 있어서, 상기판의 인접한 투명판(5) 사이에 광반사체(4)가 설치된 광확산기.
제1항에 있어서, 입사광(7)을 받는 상기 투명판(5)의 하나의 일단부(5b)를 제외하고, 상기판의 각각의 각 단부(5a)에 설치된 광반사체(4)를 갖춘 광확산기.
제1항에 있어서, 상기 광입사면(1)에 근접하여서 설치된 집속 렌즈(12)를 갖춘 광확산기.
제21항에 있어서, 상기 집속렌즈(12)는 평, 볼록 원주형 렌즈인 광확산기.
제1항에 있어서, 상기 복수개의 투명판(5)의 광출사단부(5a)가 거친 표면인 광확산기.
제3항에 있어서, 상기 최초의 경사각도가 135° 이하인 광확산기.
제4항에 있어서, 상기 최초의 경사각도가 45° 이상인 광확산기.
제1항에 있어서, 적어도 하나의 다른 광전송체(3)를 갖춘 광확산기.
제9항에 있어서, 상기 광반사체(4)는 부드러운 표면을 갖춘 광확산기.