KR100910634B1 - Ｌｅｄ 방수 조명등 - Google Patents

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KR100910634B1
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led module
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김영훈
신성철
김준규
김용건
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주식회사 엠시드텍
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Abstract

본 발명에 따른 LED 방수 조명등은 일정한 형상을 이루고 그 내부에 부품을 내장하기 위한 하우징(10), 이 하우징 내부에 조립되고 LED PCB 기판(21), LED(22) 및 컨트롤러 회로기판(23)으로 이루어진 LED 모듈 조립체(20), 이 LED 모듈 조립체와 외부 전원을 연결하기 위한 코드(30), 및 하우징 상부에 조립되어 상기 LED 모듈 조립체를 보호하고 LED로부터 발광되는 빛을 투과하기 위한 투명 뷰어(viewer)(40)로 이루어진 LED 조명등에 있어서, 상기 LED 모듈 조립체의 전체 표면에 방수 코팅층(50)을 형성하고, 상기 하우징의 내부가 개방되도록 하우징에 하나 이상의 냉각 구멍(11)이 형성되는 것을 그 특징으로 한다. 상기 방수 코팅층(50)은 페럴린(parylene)을 열 확산 증착 방식으로 증착한 페럴린 코팅층을 의미하고, 상기 페럴린 코팅층 위에 SiO2를 주성분으로 하는 유리막 코팅제로 코팅하여 형성한 유리막 층, 상기 유리막 층 위에 자외선을 차단하기 위하여 형성한 UV 코팅층, 및/또는 상기 UV 코팅층 위에 형성된 실리콘막 층을 더 포함할 수 있다.
조명등, LED 모듈, 콘트롤러 회로기판, 방수, 페럴린 코팅층, UV 코팅층, 유리막층, 실리콘막 코팅층

Description

ＬＥＤ 방수 조명등 {Waterproof LED Light}
제1도는 종래의 한 LED 수중 조명등의 외부 구조를 개략적으로 도시한 개략적인 사시도이다.
제2도는 제1도의 LED 수중 조명등의 개략적인 단면도이다.
제3도는 본 발명의 한 구체예에 따른 LED 방수 조명등의 외부 구조를 개략적으로 도시한 개략적인 사시도이다.
제4도는 제3도의 LED 방수 조명등의 개략적인 단면도이다.
제5도는 본 발명의 다른 구체예에 따른 LED 방수 조명등의 내부 구조를 개략적으로 도시한 개략적인 단면도이다.
제6도는 제5도의 LED 방수 조명등의 내부에 조립되는 LED 모듈 조립체의 개략적이 사시도이다.
제7도는 아무것도 코팅되지 않은 유리와 페럴린(parylene)이 코팅된 유리의 광투과도를 나타낸 그래프이다.
* 도면의 주요부호에 대한 간단한 설명 *
10 : 하우징 20 : LED 모듈 조립체
21 : LED PCB 기판 22 : LED
23 : 컨트롤러 회로기판 30 : 코드
40 : 투명 뷰어(viewer) 11 : 냉각 구멍
50 : 코팅층 24 : 관통 구멍
발명의 분야
본 발명은 LED 방수 조명등에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 LED, LED PCB 기판, 및 콘트롤러 회로기판이 조립된 LED 모듈 조립체 표면을 방수 코팅하고, 하우징에 하나 이상의 냉각구멍을 형성함으로써 조명등의 하우징 내부와 외부를 개방형으로 제작하여 LED의 발열로 인한 제반 문제점을 해결할 수 있는 새로운 구조를 갖는 LED 방수 조명등에 관한 것이다.
발명의 배경
조명등으로는 할로겐 램프, 수은 램프, 나트륨 램프, 메탈할라이드 램프 등이 오랫동안 사용되어 왔으나, 최근에는 이들에 비해 적은 소비전력으로 밝은 빛을 발산할 수 있는 LED(Light Emitting Diode: 발광 다이오드)가 많이 사용되고 있다. LED를 이용한 종래의 조명등의 한 예를 제1도 및 제2도에 도시하였다. 제1도는 종래의 한 LED 수중 조명등의 외부 구조를 개략적으로 도시한 개략적인 사시도이고, 제2도는 제1도의 LED 수중 조명등의 개략적인 단면도이다.
제1도 및 제2도에 도시된 바와 같이, LED 조명등은 일정한 형상을 이루고 그 내부에 부품을 내장하기 위한 하우징(10), 이 하우징 내부에 조립되고 LED PCB 기판(21), LED(22) 및 컨트롤러 회로기판(23)으로 이루어진 LED 모듈 조립체(20), 이 LED 모듈 조립체와 외부 전원(도시되지 않음)을 연결하기 위한 코드(30), 및 하우징 상부에 조립되어 상기 LED 모듈 조립체를 보호하고 LED로부터 발광되는 빛을 투과하기 위한 투명 뷰어(viewer)(40)로 이루어진다.
LED 조명등은 제1도와 같이 다수개의 LED(22)를 LED PCB 기판(21)에 일체로 조립하고, 다시 LED PCB 기판 하부에 컨트롤러 회로기판(23)을 조립하여 LED 모듈 조립체를 구성한다. 본 명세서에서 "LED 모듈"이라 함은 다수개의 LED(22)가 LED PCB 기판(21)에 일체로 조립된 것을 의미하고, "LED 모듈 조립체"라 함은 상기 LED 모듈에 컨트롤러 회로기판(23)을 일체로 조립한 것을 의미한다.
그런데 LED는 약 70~80 ℃의 열을 발산하기 때문에, LED를 사용한 조명등은 많은 문제를 야기하는 것으로 드러났다. LED의 발산열로 인하여 LED 모듈 조립체(20)에 조립되는 컨트롤러 회로기판(23)의 칩 성능이 저하되는 것이 가장 큰 문제점으로 대두되고 있다. 회로기판의 칩 성능이 저하되기 때문에 칩의 수명이 5만∼10만 시간정도 보장됨에도 불구하고, LED 조명등에서는 1만 시간 이하로 수명이 단축되는 문제가 발생하고 있다.
또한 LED가 발산하는 열로 인하여 조명등의 하우징 내부와 하우징 외부 사이에 큰 온도차가 발생하게 되고, 그 결과 하우징의 투명 뷰어(40)와 LED(22) 광원 표면에 이슬이 맺혀 LED로부터 발산되는 빛이 산란되는 현상이 나타난다. 빛이 산란되면 조명등은 조명등으로서의 역할을 제대로 하지 못하게 된다.
LED 조명등의 이러한 문제를 해결하기 위하여 등록실용신안 제336197호에서는 LED 모듈과 회로기판 사이에 냉각팬을 달아 공기를 강제 순환시킴으로써 LED가 발산하는 열을 냉각시키도록 하였다. 그러나 냉각팬을 달아 공기를 강제 순환시켜 냉각시키는 방식은 지상에 위치하는 조명등에는 적용할 수 있으나 폭포, 분수 등의 조명을 위해 사용하는 방수 기능이 필요한 수중 조명등에는 사용할 수 없는 한계가 있다.
특허 제769737호에서도 LED 모듈 뒤편에 물이 통과할 수 있는 방열 파이프를 형성함으로써 이러한 문제를 해결하고자 하였다. 그러나 이 특허의 LED 조명등 역시 방열 파이프를 통과하는 물에 의해 LED를 간접 냉각시키는 방식이기 때문에 기대만큼의 냉각효과를 갖지 못한다. 뿐만 아니라, 조명등의 방수를 위해 완전 밀봉 구조를 형성하는데 방열 파이프를 형성하는 것은 오링을 비롯하여 밀봉을 위한 다수의 구성요소를 필요로 하며, 조립이 복잡하고 비교적 많은 비용이 소요되었다. 또한 이 특허를 비롯하여 제1도와 같은 종래의 LED 조명등에서 알 수 있듯이, 종래의 LED 조명등은 하우징 전체의 방수에 용이한 원기둥 형상으로만 제작되고, 전체 방수가 까다로운 다른 형태의 형상을 갖는 조명등은 제한을 받을 수밖에 없었다.
본 발명자는 상기와 같은 종래의 LED 조명등의 문제점들을 해결하기 위하여 LED 모듈 조립체의 표면을 완전히 방수 코팅하고, 조명등 하우징 내부를 개방형으로 제작함으로써 LED 광원으로부터 발산되는 열로 인한 문제를 해결할 수 있도록 본 발명에 따른 새로운 구조를 갖는 LED 방수 조명등을 개발하기에 이른 것이다.
본 발명의 목적은 새로운 구조를 갖는 LED 방수 조명등을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 LED 모듈 조립체 표면을 완전히 방수 코팅함으로써 수중에서 아무런 문제없이 사용할 수 있는 LED 방수 조명등을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 조명등의 하우징에 방수기능을 부여하지 않고, LED 모듈 조립체에 방수기능을 부여함으로써 하우징의 내부를 개방형 구조로 제작할 수 있는 LED 방수 조명등을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 하우징에 방수기능을 부여하지 않기 때문에 하우징을 원통형에 한정하지 않고 4각기둥 또는 다른 다각기둥의 형상으로 다양화할 수 있는 LED 방수 조명등을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 하우징을 개방형으로 제작함으로써 기존의 밀폐형 하우징이 계절(특히 여름, 겨울)에 따른 하우징 모재의 수축과 팽창으로 인한 밀폐의 깨어짐으로 인한 방수기능 상실을 벗어날 수 있는 LED 방수 조명등을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 하우징을 개방형으로 제작함으로써 자연 냉각 효과를 가져와 LED 광원이 발산하는 열로 인한 제반 문제점을 해결할 수 있는 LED 방수 조명등을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 하우징을 개방형으로 제작함으로써 자연 냉각 효과를 가져와 조명등의 전면뷰어 및 LED 광원에 조립된 렌즈에 이슬이 맺히는 현상을 해소할 수 있는 LED 방수 조명등을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 또 다른 목적은 하우징을 개방형으로 제작함으로써 자연 냉각 효과를 가져와 LED 모듈 뒷면에 조립되는 컨트롤러 회로기판 위의 칩 성능이 저하되지 않아 수명을 보장할 수 있는 LED 방수 조명등을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 상세히 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다. 이하 본 발명의 내용을 하기에 상세히 설명한다.
발명의 요약
본 발명에 따른 LED 방수 조명등은 일정한 형상을 이루고 그 내부에 부품을 내장하기 위한 하우징(10), 이 하우징 내부에 조립되고 LED PCB 기판(21), LED(22) 및 컨트롤러 회로기판(23)으로 이루어진 LED 모듈 조립체(20), 이 LED 모듈 조립체와 외부 전원을 연결하기 위한 코드(30), 및 하우징 상부에 조립되어 상기 LED 모듈 조립체를 보호하고 LED로부터 발광되는 빛을 투과하기 위한 투명 뷰어(viewer)(40)로 이루어진 LED 조명등에 있어서, 상기 LED 모듈 조립체의 전체 표면에 방수 코팅층(50)을 형성하고, 상기 하우징의 내부가 개방되도록 하우징에 하나 이상의 냉각 구멍(11)이 형성되는 것을 그 특징으로 한다.
상기 방수 코팅층(50)은 페럴린(parylene)을 열 확산 증착 방식으로 증착한 페럴린 코팅층을 의미하고, 상기 페럴린 코팅층 위에 SiO2를 주성분으로 하는 유리막 코팅제로 코팅하여 형성한 유리막 층, 상기 유리막 층 위에 자외선을 차단하기 위하여 형성한 UV 코팅층, 및/또는 상기 UV 코팅층 위에 형성된 실리콘막 층을 더 포함할 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 구체적 내용을 하기에 상세히 설명한다.
발명의 구체예에 대한 상세한 설명
본 발명은 LED, LED PCB 기판, 및 콘트롤러 회로기판이 조립된 LED 모듈 조립체 표면을 방수 코팅하고, 그럼으로써 조명등의 하우징 내부와 외부를 개방형으로 제작하여 LED의 발열로 인한 제반 문제점을 해결할 수 있는 새로운 구조를 갖는 LED 방수 조명등에 관한 것이다.
종래의 LED 수중 조명등은 하우징(10) 전체가 방수 처리되기 때문에 그 내부에 설치된 복수개의 LED 광원에 의하여 많은 열이 발생하고, 그 발생하는 열로 인하여 많은 문제를 야기시키고 있다. 제1도는 종래의 한 LED 수중 조명등의 외부 구 조를 개략적으로 도시한 개략적인 사시도이고, 제2도는 제1도의 LED 수중 조명등의 개략적인 단면도이다.
제1도 및 제2도에 도시된 바와 같이, LED 조명등은 일정한 형상을 이루고 그 내부에 부품을 내장하기 위한 하우징(10), 이 하우징 내부에 조립되고 LED PCB 기판(21), LED(22) 및 컨트롤러 회로기판(23)으로 이루어진 LED 모듈 조립체(20), 이 LED 모듈 조립체와 외부 전원(도시되지 않음)을 연결하기 위한 코드(30), 및 하우징 상부에 조립되어 상기 LED 모듈 조립체를 보호하고 LED로부터 발광되는 빛을 투과하기 위한 투명 뷰어(viewer)(40)로 이루어진다.
본 발명에 따른 LED 방수 조명등은 일정한 형상을 이루고 그 내부에 부품을 내장하기 위한 하우징(10), 이 하우징 내부에 조립되고 LED PCB 기판(21), LED(22) 및 컨트롤러 회로기판(23)으로 이루어진 LED 모듈 조립체(20), 이 LED 모듈 조립체와 외부 전원(도시되지 않음)을 연결하기 위한 코드(30), 및 하우징 상부에 조립되어 상기 LED 모듈 조립체를 보호하고 LED로부터 발광되는 빛을 투과하기 위한 투명 뷰어(viewer)(40)로 이루어진 LED 조명등에 있어서, 상기 LED 모듈 조립체의 전체 표면에 방수 코팅층(50)을 형성한 것으로, 상기 하우징의 내부가 개방되도록 하우징에 하나 이상의 냉각 구멍(11)이 형성되는 것을 그 특징으로 한다.
제3도는 본 발명의 한 구체예에 따른 LED 방수 조명등의 외부 구조를 개략적으로 도시한 개략적인 사시도이고, 제4도는 제3도의 LED 방수 조명등의 개략적인 단면도이다.
본 발명에서는 LED PCB 기판(21), LED(22) 및 컨트롤러 회로기판(23)으로 이 루어진 LED 모듈 조립체(20)의 전체 표면에 방수 코팅층(50)을 형성한 것으로, 이 LED 모듈 조립체(20)를 하우징(10) 내부에 조립한다. LED 모듈 조립체(20)의 전체 표면에 방수 코팅층(50)을 형성함으로써 LED 모듈 조립체에 방수 기능을 부여하는 본 발명의 중요한 특징 중의 하나다. 즉 LED 모듈 조립체에 방수 기능을 부여하고, 하우징(10)에는 방수 기능을 부여하지 않는다. 종래의 LED 방수 조명등은 LED 모듈 조립체에 방수 기능을 부여하지 않고 하우징에 방수기능을 부여함으로써 많은 문제가 발생하였던 것이다.
제3도 및 제4도에서 보는 바와 같이, LED PCB 기판(21)에는 다수의 LED(22)가 조립된다. LED는 광원으로 그 위에 렌즈(도시되지 않음)를 조립하여 사용할 수 있다. LED 모듈 조립체(20)를 하우징(10) 내부에 조립하는 기술은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있다.
본 발명의 다른 특징은 LED 모듈 조립체(20)의 전체 표면에 방수 코팅층(50)을 형성하여 LED 모듈 조립체에 방수 기능을 부여함으로써 하우징(10) 내부를 개방형으로 한다는 점이다. 본 발명에서는 하우징에 하나 이상의 냉각 구멍(11)을 형성하여 하우징을 개방형으로 한다. 이 냉각 구멍을 통하여 지상의 조명등인 경우에는 공기가 출입하고, 수중의 조명등인 경우에는 물이 출입함으로써 하우징 내부를 냉각시키는 기능을 하게 된다. 냉각 구멍(11)의 숫자와 크기는 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에 의하여 용이하게 변경되거나 변형될 수 있다.
제3도 및 제4도에서는 LED 조명등의 하우징(10)을 4각 기둥 형태로 도시하였지만, 원통형 또는 다른 다각형의 형태로 제작될 수 있다. 본 발명에서는 하우징에 방수 기능을 부여하는 것이 아니고 LED 모듈 조립체에 방수 기능을 부여하기 때문에, 하우징은 특별히 제한받을 필요가 없고 다양한 형태로 제작할 수 있는 잇점도 있다.
상기 LED 모듈 조립체의 전체 표면에 형성되는 방수 코팅층(50)은 페럴린(parylene)을 열 확산 증착 방식으로 증착한 페럴린 코팅층이 바람직하다.
페럴린 코팅층은 방수 기능을 부여하기 위한 것이 주목적이지만, 가시광선의 빛 투과도도 고려되어야 한다. 즉 제1층은 LED 광원에 형성하는 코팅층이므로 PVC와 같이 빛 투과도가 현저히 떨어지는 코팅물질을 사용하여서는 안되며, 가시광선의 빛 투과도가 적어도 80% 이상인 코팅물질을 사용하는 것이 바람직하다. 또한 LED 광원에서 발산되는 열에 의해 코팅층이 손상되지 않아야하므로 70~80 ℃의 열에 의해 손상되지 않는 열적 안정성을 갖는 코팅물질을 사용하여야 한다. 따라서 적어도 100℃ 이상의 온도에서도 열적 변형이나 특성 변화가 발생하지 않는 코팅물질을 선택하는 것이 바람직하다. 위와 같은 조건을 고려하여 본 발명에서는 LED 모듈 조립체의 코팅층(50)으로 페럴린 코팅층을 선택한 것이다.
페럴린 코팅은 -200℃~150℃ 사이의 범위에서 열적, 기계적 변형이나 특성 변화가 발생하지 않으며, 제7도에 도시된 바와 같이, 아무 것도 코팅되지 않은 유리와 페럴린 코팅된 유리를 비교할 때에도 거의 빛 투과도의 차이가 없이 90% 이상의 빛 투과도를 갖는다. 특히, 페럴린 코팅은 상온의 진공 상태에서 가스상의 형태로 코팅되는 열 확산 증착 방식으로 코팅될 수 있어 본 발명의 방수 코팅층으로 더욱 적합하다.
페럴린 코팅은 증발기, 열분해기, 증착 챔버의 3가지 부분으로 구성된 화학 증착 장비(Chemical Valpor Deposition: CVD)를 이용하여 열 확산 증착 방식으로 코팅될 수 있는데, 다이머(di-para-xylylene) 분말을 증발기에 넣어 약 120-180℃에서 가스로 증발시키고, 약 650-700℃로 가열된 열분해기를 통해 단량체(para-xylylene)로 변환시킨 후 상온의 진공 챔버 내에서 처리물 표면을 코팅한다. 페럴린 코팅방법은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에 의하여 용이하게 실시될 수 있다.
페럴린 코팅은 진공 중에서 코팅 작업이 이루어지므로 복잡한 형태의 컨트롤러 회로기판은 물론 LED 모듈 전체에 미세하고 균일한 코팅이 가능하며, 액상 코팅에서 발생하는 핀홀이나 기공이 발생하지 않으며, 수분의 흡수가 없는 완전 밀봉 코팅이 가능하다.
수중에 설치하는 LED 방수 조명등은 설치하는 장소에 따라 설치 조건이 모두 다르다. 예를 들어 인공 폭포수와 같이 주변의 여건이 아주 격렬한 상태인 경우도 있고 분수대에 설치하는 것과 같이 비교한 조용한 상태인 경우도 있다. 같은 분수대라 하더라도 1년 내내 가동시키는 경우가 있고 하루 중에서도 특정한 시간대에만 가동하는 분수대도 있다. 따라서 보다 격렬한 조건에서 LED 방수 조명등을 설치하는 경우에는 페럴린 코팅층 위에 보호역할을 할 수 있도록 보호층 막을 더 형성할 수 있다. 이처럼 패럴린 코팅층 위에 다른 보호층을 더 형성하는 이유는 시간의 경과에 따라 패럴린 코팅층이 방수기능을 상실하지 않도록 하기 위해서이다.
본 발명에서는 상기 페럴린 코팅층 위에 SiO2를 주성분으로 하는 유리막 코팅제로 코팅하여 형성한 유리막 층, 자외선을 차단하기 위하여 형성한 UV 코팅층, 또는 실리콘막 층을 더 형성할 수 있다. 패럴린 코팅층 위에 더 형성되는 층은 유리막 층, UV 코팅층, 또는 실리콘막 층이 모두 가능하고, 이들 중에서 2 개의 층을 더 형성할 수도 있다. 예를 들어 페럴린 코팅층 위에 유리막 층과 UV 코팅층을 차례로 더 형성할 수도 있고, 유리막 층과 실리콘막 층, 또는 UV 코팅층과 실리콘막 층을 형성할 수도 있다. 또한 이 3개의 층을 모두 형성할 수도 있다. 다만 실리콘막 층이 형성되는 경우에는 실리콘막 층이 가장 바깥층에 형성되는 것이 바람직하다. 이는 실리콘막 층이 내구성을 향상시키는데 가장 바람직하기 때문이다.
유리막 층은 장시간 수중에 위치하는 수중 조명등의 경우 유기화합물인 페럴린 코팅층이 물속에서 반응함으로써 방수 기능이 저하되는 것을 방지하기 위해 페럴린 코팅층을 보호할 수 있도록 페럴린 코팅층을 덮는 역할을 한다. 즉 페럴린 코팅층의 내구성을 강화하기 위하여 제2층인 유리막 층을 형성한다. 유리막 층을 형성하기 위한 유리막 코팅제는 SiO2를 주성분으로 하며, 유기 수지와 혼합되지 않고 100% 무기질을 포함하는 제품을 사용하는 것이 바람직하다. 유리막 코팅제의 주성분이 유리의 주성분인 SiO2이므로 페럴린 코팅층 위에 유리막을 형성하더라도 빛 투과율에는 전혀 영향을 주지 않는다. 유리막 층은 유리막 코팅제를 진공 증착하는 건식방식과 유리막 코팅액에 페럴린 코팅층이 형성된 LED 모듈과 컨트롤러 회로기판을 침지시킨 후 오븐기 또는 유사 전기로를 사용하여 70℃ 내지 150℃의 온도에 서 30분 내지 3시간 건조하여 경화하는 습식방식으로 형성할 수 있다. 본 발명에서는 무기질 액상 유리막 코팅제를 사용하는 것이 바림직하며, 일본의 ACE 사의 GS-600(상품명)과 국내 폼포나치사의 880-X(상품명)을 사용할 수 있다.
UV 코팅층은 자외선을 차단하기 위하여 형성한다. 실외 조명등의 경우 햇빛에서 오는 자외선의 영향으로 페럴린 코팅층의 황변현상이 있을 수 있으므로 이를 방지하기 위하여 자외선 차단 UV 코팅층을 유리막 층 위에 형성할 수 있다. UV 코팅층은 코팅액 용액에 침지하여 상온 건조후 오븐기를 사용하여 70℃ 내지 110℃의 온도에서 30분 내지 1시간 경화 열처리한다. UV 코팅액 재료는 일본 JTS 사의 UVCUT 200(상품명)을 사용할 수 있다.
실리콘막 층은 가장 바깥층에 형성한다. 실리콘막 층은 그 하부에 도포된 층들을 보호하는 역할을 한다. 실리콘막 층은 실리콘 용액을 톨루엔에 희석한 용액에 침지하여 상온에서 건조시켜 형성할 수 있다. 실리콘 막 코팅에는 발수 실리콘 용액을 사용하며 대표적인 것으로 메틸실리콘 바니스 용액과 디메틸 실리콘 용액이 있다. 대표적인 제품으로는 다우코닝사의 LDC 2577D(상품명)가 있다.
제5도는 본 발명의 다른 구체예에 따른 LED 방수 조명등의 내부 구조를 개략적으로 도시한 개략적인 단면도이고, 제6도는 제5도의 LED 방수 조명등의 내부에 조립되는 LED 모듈 조립체의 개략적이 사시도이다.
제5도는 제3도와는 달리 냉각 구멍(11)이 하우징(10)의 하부, 즉 LED 모듈 조립체(20)의 아래쪽에 형성된 것으로 이 경우에는 LED 모듈 조립체(20)의 상부 공간을 냉각시켜야 하기 때문에 하나 이상의 관통구멍(24)이 LED 모듈 조립체에 형성 된 것을 도시한다. 관통 구멍(24)의 숫자와 크기는 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에 의하여 용이하게 변경되거나 변형될 수 있다.
본 발명에서 투명 뷰어(40)는 종래와 마찬가지로 투명 강화유리 또는 폴리카보네이트와 같은 투명 합성수지로 제작된다.
본 발명은 하기 구체예에 의하여 보다 명확해질 것이며, 하기 구체예는 예시적인 목적으로 기재될 뿐 본 발명의 보호범위를 제한하거나 한정하고자 하는 것은 아니다.
구체예
제3도에 도시된 것과 같은 4각형의 LED PCB 기판(21)에 LED(22)를 조립하고, 그 하부에 컨트롤러 회로기판(23)을 조립하여 LED 모듈 조립체(20)를 제조하고 그 전체 표면에 아래와 같이 방수 코팅층(50)을 형성하였다.
우선 상기 LED 모듈 조립체에 증발기, 열분해기, 증착 챔버의 3가지 부분으로 구성된 화학 증착 장비를 이용하여 열 확산 증착 방식으로 페럴린 코팅을 하였는데, 다이머(di-para-xylylene) 분말을 증발기에 넣어 약 150℃에서 가스로 증발시키고, 약 670℃로 가열된 열분해기를 통해 단량체(para-xylylene)로 변환시킨 후 상온의 진공 챔버 내에서 처리물 표면을 코팅하였다.
상기 페럴린 코팅층 위에 유리막 층을 형성하기 위하여 유리막 코팅액에 페럴린 코팅층이 형성된 LED 모듈과 컨트롤러 회로기판을 침지시킨 후 오븐기를 사용하여 120℃의 온도에서 2시간 건조하여 경화하는 습식방식으로 형성한다. 유리막 코팅제로는 국내 폼포나치 사의 880-X 제품을 사용하였다.
상기 유리막 층 위에 UV 코팅층을 형성하기 위하여 코팅액 용액에 침지하여 상온 건조 후 오븐기를 사용하여 90℃의 온도에서 50분간 경화 열처리하였다. UV 코팅액 재료는 일본 JTS 사의 UVCUT 200(상품명)을 사용하였다.
상기 유리막 층위에 실리콘막 층을 형성하기 위하여 실리콘 용액을 톨루엔에 희석한 용액에 침지하여 상온에서 건조시켜 형성하였다. 실리콘은 다우코닝 제품인 LDC 2577D을 사용하였다,
제3도와 같이 하우징에는 냉각구멍을 형성하고, 상기 방수 코팅층이 형성된 LED 모듈 조립체를 하우징에 조립하여 LED 방수 조명등을 제작하였다.
본 발명은 LED 모듈 및 회로기판을 직접 코팅함으로써 하우징의 방수기능이 필요하지 않아 방수를 위한 복잡한 구성요소, 조립의 복잡성, 고비용 등의 문제를 갖지 않고, 하우징의 형상을 다양화할 수 있으며, 하우징에 냉각 구멍을 형성함으로써 자연 냉각이 가능하고, LED가 발산하는 열을 냉각시킴으로써 조명등 내부와 외부의 온도차에 의한 조명등 전면뷰어 및 렌즈의 이슬 맺힘 현상을 해소할 수 있으며, LED가 발산하는 열을 냉각시킴으로써 LED 모듈 뒷면에 위치하는 회로기판 위의 칩 성능이 저하되지 않아 조명등 수명을 보장할 수 있는 LED 방수 조명등을 제공하는 효과를 갖는다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시 될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (4)

  1. 일정한 형상을 이루고 그 내부에 부품을 내장하기 위한 하우징(10), 이 하우징 내부에 조립되고 LED PCB 기판(21), LED(22) 및 컨트롤러 회로기판(23)으로 이루어진 LED 모듈 조립체(20), 이 LED 모듈 조립체와 외부 전원을 연결하기 위한 코드(30), 및 하우징 상부에 조립되어 상기 LED 모듈 조립체를 보호하고 LED로부터 발광되는 빛을 투과하기 위한 투명 뷰어(viewer)(40)로 이루어진 LED 조명등에 있어서, 상기 LED 모듈 조립체의 전체 표면에 열 확산 증착 방식으로 증착한 페럴린 코팅층, 및 상기 페럴린 코팅층 위에 SiO2를 함유하는 유리막 코팅제로 코팅하여 형성한 유리막 층, 자외선을 차단하기 위하여 형성한 UV 코팅층, 및 실리콘막 층 중 어느 하나 또는 2 이상의 층을 더 형성하여 이루어지는 방수 코팅층(50)을 형성하고, 상기 하우징의 내부가 개방되도록 하우징에 하나 이상의 냉각 구멍(11)이 형성되는 것을 특징으로 하는 LED 방수 조명등.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 방수 코팅층(50)에 실리콘막 층이 형성될 경우 상기 실리콘막 층은 가장 바깥쪽 층을 이루는 것을 특징으로 하는 LED 방수 조명등.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 LED 모듈 조립체 하부에 하나 이상의 냉각 구멍(11)이 형성되고, 상기 LED 모듈 조립체의 LED PCB 기판에 하나 이상의 관통 구멍(24)이 형성되는 것을 특징으로 하는 LED 방수 조명등.
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