내부 산란체 기반 도광판 휘도 향상을 위한 패턴설계 및 설계 평가를 위한 효율적인 모델링 기법 (The Pattern Design and an Efficient Simulation Method for High-luminescence Inner-scatterer-based Light Guide Panels)

서지정보

· 발행기관 : 한국물리학회
· 수록지 정보 : 새물리 / 56권 / 5호 / 426 ~ 432페이지
· 저자명 : 최영희, 최은서, 신용진

초록

본 논문에서는 내부산란체 기반의 도광판 휘도 성능을 향상시키기 위한
방법으로 밀도가 다르게 제작된 내부패턴들을 이용하는 방법과 도광판
후면에 추가적인 표면패턴을 가공하는 방법을 제시하고 각각의 방법에
따른 도광판 휘도 성능의 차이점을 실험적 결과를 통해서 제시하고자
하였다. 또한 효율적인 성능을 가지는 도광판 설계를 위한 전산모사
방법으로 단순화된 산란체 모델 기반의 방법과 그에 대한 가능성을
제시하였다. 도광판의 내부산란체가 선형보다는 곡면패턴을 가지며
밀도가 증가된 경우 도광판의 전반적인 휘도 성능이 향상되었으며
추가적인 표면패턴 가공으로 인해서 각각의 패턴에 대해서 향상된 평균
휘도값을 얻을 수 있었다. 다양한 도광판 설계가 가능한 내부산란체
기반의 도광판 성능을 예측하기 위한 효율적인 전산모사 방법으로 개개의
원형 산란체들을 모두 고려하는 기존의 전산모사 방법 대신 전체
산란체들을 산란체 직경과 같은 두께를 가지는 평판으로 단순하게
모델링하고 이 평판에서의 빛의 산란이 특정 방향성을 가지는 가우시안
산란으로 가정하여 계산하였다. 이 방법을 통해서 2분 정도의 매우 짧은
계산시간으로도 1시간 이상의 시간을 요하는 기존 전산모사방법을 통해서
얻은 전산모사 결과와 유사한 결과를 얻을 수 있었다. 이 결과를 통해서
새롭게 제시한 모델링 방법의 전산모사에서의 효용성을 확인 할 수
있었다. 내부산란체 기반의 도광판은 다양한 형태의 곡면내부패턴 및
표면패턴의 설계를 통해서 보다 향상된 도광판 성능을 얻을 수 있을
것으로 예상된다. 또한 새롭게 제시한 전산모사 방법에서는 생략된 여러
다양한 산란효과들을 적절히 고려할 수 있는 단순화된 모델을
디자인함으로써 본 논문에서 제시한 단순모델 기반의 전산모사는
내부산란체 기반으로 제작된 도광판의 성능을 예측하는데 효율적인
대안이 될 수 있을 것으로 예상된다.

영어초록

We have demonstrated a luminance improvement in a
inner-scatterer-based light guide panel (LGP) by exploiting the
density variation of inner pattern and an additional surface
patterning on the LGP. As an evaluation tool for the performance of
the LGP designed with inner patterns, we suggest an efficient
simulation method, which employs a simplified scattering plate
instead of numerous spherical scatterers, and we proved the
feasibility of using our technique to predict the LGP performance. A
LGP having a curved inner pattern provided better performance in the
uniformity of the luminance than that with a linear inner pattern
when the density of the scatterers was increased. By processing the
surface pattern at the bottom of the LGP in the form of a line, we
achieved highly-enhanced average brightness. Since the conventional
LGP model composed of individual scatterers requires a heavy
computing load and a long calculation time, we replace this model
with a simplified plate, which has a thickness equal to the
scatterer's diameter and a specific directionality in the
scattering. The simulation results based on this simple model were
very similar to those obtained from the conventional method, and the
run time was reduced from 1 hour to 2 min. This simple model could
be suitable for predicting experimental observations. The results
demonstrated the potential of this efficient simulation method. A
detailed modification of the inner and the surface patterns can give
a uniform and bright LGP. Utilization of the proposed simulation
method with the simplified model, which considers various scattering
effects within the LGP, may be an efficient alternative for the
expectation of the inner-scatterer-based LGP performance.

참고자료

· 없음