KR100937002B1 - Ｌｅｄ를 이용한 내부간판 및 외부간판 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 LED를 광원으로 사용하는 내부 간판 및 외부간판에 관한 것으로, 보다 상세하게는 LED 광원을 투과시키는 패널이 자외선에 의하여 변색, 파손되지 않으며, 빛의 투과 확산기능이 우수한 시인성을 갖도록 하는 내부 또는 외부간판에 관한 것이다.
본 발명은 기판상에 균일한 간격으로 분포되는 복수개의 LED; 상기 기판에 연결되어 LED에서 발산되는 열을 흡수 및 방출하는 케이스; 및 상기 케이스의 전면에 결합하여 LED에서 발산되는 빛을 확산시켜 균일한 면광으로 출사하는 LED광 투과 패널;을 포함하며,
상기 LED광 투과 패널은 아크릴 수지에 확산제를 혼합한 베이스층과, 상기 베이스층의 일면 또는 양면에, 폴리카보네이트 수지에 아산화동, 옥사닐라이드계 자외선 흡수제, 벤조트리아졸계 자외선 흡수제, 4급 암모늄염으로 조성되는 보호층을 포함하는 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 외부간판을 제공한다.
LED, 내부간판, 외부간판, 자외선 차단

Description

ＬＥＤ를 이용한 내부간판 및 외부간판{INTERNAL SIGN BOARD AND EXTERNAL SIGN BOARD USING LED}
본 발명은 LED를 광원으로 사용하는 내부간판 및 외부간판에 관한 것으로, 보다 상세하게는 LED광 투과 패널이 자외선에 의하여 변색, 파손되지 않으며, 빛의 투과 확산기능이 우수한 LED를 이용한 외부간판에 관한 것이다.
발광 다이오드를 조명으로 응용하기 위한 노력은 1990년대 말부터 시작되었다. 2006년 조명을 위한 형광체의 세계 시장은 약 20억 달러의 규모에 이르며, LED 조명시장은 매년 20% 이상 성장할 것으로 예상되어 2012년도 세계시장 규모는 100억 달러 이상으로 성장할 것으로 예측하고 있다. 발광 다이오드는 기존 조명 기구에 비하여 높은 신뢰성으로 수명이 길어 낮은 유지보수비를 가지며 소모 전력이 적기 때문에 에너지 절감에 크게 기여한다. 또한 디자인의 유동성과 열 발생이 적어 조명으로 사용하기 위한 조건을 갖추고 있다.
발광 간판의 LED광 투과 패널로 사용되는 가장 통상적인 플라스틱은 아크릴 및 폴리카보네이트이다. 아크릴은 높은 투광성, 우수한 내후성 및 내황변성이 요구되는 경우 전형적으로 사용된다. 폴리카보네이트는 높은 내충격성,내열성 또는 내연소성이 요구되는 경우 통상 사용된다. 이들 다수의 용도에 있어서, 플라스틱은 목적하는 색상 및 투광성을 달성하도록 안료 처리될 수 있다.
간판에 사용되는 광원은 이전부터 발광관이 사용되어 왔다. 발광관은 고전압(전형적으로 3,000 내지 15,000 Volt)이 인가된 경우, 사용 된 가스의 특징적인 가스 색상, 혼합된 가스 유리관의 색상, 또는 유리관의 내벽을 피복하는 형광성 인광체의 색상으로 발광한다. 예를 들면, 네온 가스는 적색을 방출하며, 수은 증기와 혼합된아르곤 가스는 청색상을 방출한다. 이들 발광 관은 통상 직경이 9 내지 15mm이고, 목적하는 문자 형태에 맞춘 윤곽을 지닌다.
간판을 조명하는 보다 최근의 경향은 가스, 특히 네온으로 충전된 발광관으로부터 발광 다이오드(LED) 광원으로의 전환 가능성을 탐구하는 것이다. 간판 제조자가 LED 광원의 사용을 탐구하려는 이유는 다음과 같다. LED는 예측 수명이 보다 길고(100,000시간 이하), 저전압(12V 직류)에서 작동하며, 보고된 바에 따르면 작동 비용이 크게 감소된다. LED 광원에 의해 제공되는 작동 비용 감소는 저전압 작동 요건, 고도의 방향성 발광 및 매우 좁은 발광 파장범위(즉, 약 50nm의 범위가 가능함)에 기여한다. 이러한 작동 비용 감소는 간판의 최종 사용자에게 이로울 뿐만 아니라, LED의 광범위한 사용으로 인해 에너지 소비를 크게 줄이는 데에도 도움이 된다.
2개의 광원(발광관 및 LED)을 비교한 결과, 이들은 매우 상이하다.
발광관은, 불연속적이고 광원 지점을 나타내기 위해 보다 근접한 LDE와 대비되는 바와 같이, 본래 매우 길고 연속적이다. 또 다른 차이점은, 발광관으로부터의 발광이 통상 관으로부터 방사상으로 모든 각도(0 내지 360°)로 방출하는데 반해, LED 발광은 고도의 방향성을 가지며, 보다 파장 특이적이다.
채널 문자 제조자가 발광관을 LED 광원으로 대체하려고 시도한 경우, 이들은 플라스틱 표면의 일부(특히, 보다 밝은 색상을 갖는 표면)가 LED 광원을 은닉하지 못함을 발견하였다. 이들은 또한, LED 광원을 사용하는 경우 빛이 채널문자의 표면에 균일하게 분포되지 않음을 발견하였다. 이러한 문제를 바로 잡고자, 필름을 플라스틱 표면의 광원측에 노출시키는 등의 2차 처리가 시도되었다. 이러한 형태의 2차 처리는 표면이 LED 광원을 보다 잘 은닉하도록 할 수 있지만, 조명이 켜진 경우 생성된 플라스틱 표면의 투광성 및 투과된 색상 특성을 가시적으로 변화시키며, 조명이 꺼진 경우 반사된 색상을 가시적으로 변화시킨다. 또한, 이러한 형태의 2차 처리는 고가이며, 간판 제조자에게 후술되는 바와 같은 또 다른 문제를 안겨 준다.
본 발명의 목적은 LED를 광원으로 이용하여 에너지 소비를 감소시킬 수 있는 LED를 이용한 내부간판 및 외부간판을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 우수한 광특성을 가지며, 외부의 자외선에 의하여 변색이나 손상이 발생하지 않는 LED를 이용한 내부간판 및 외부간판을 제공함에 있다.
본 발명은 기판상에 균일한 간격으로 분포되는 복수개의 LED; 상기 기판에 연결되어 LED에서 발산되는 열을 흡수 및 방출하는 케이스; 및 상기 케이스의 전면에 결합하여 LED에서 발산되는 빛을 확산시켜 균일한 면광으로 출사하는 LED광 투과 패널;을 포함하며,
상기 LED광 투과 패널은 아크릴 수지에 확산제를 혼합한 베이스층과,
상기 베이스층의 일면 또는 양면에, 폴리카보네이트 수지에 아산화동, 옥사닐라이드계 자외선 흡수제, 벤조트리아졸계 자외선 흡수제, 4급 암모늄염으로 조성되는 보호층을 포함하는 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 외부간판을 제공한다.
아울러, 본 발명에 따른 LED를 이용한 내부간판은 기판상에 균일한 간격으로 분포되는 복수개의 LED; 상기 기판에 연결되어 LED에서 발산되는 열을 흡수 및 방 출하는 케이스; 및 상기 LED에서 발산되는 빛을 측면에서 받을 수 있도록, 상기 케이스의 밑면과 수직한 형태로 결합되는 LED광 투과 패널;을 포함하며,
상기 LED광 투과 패널은 투명 아크릴 수지에 확산제를 혼합한 베이스층과,
상기 베이스층의 일면 또는 양면에, 폴리카보네이트 수지에 아산화동, 옥사닐라이드계 자외선 흡수제, 벤조트리아졸계 자외선 흡수제 및 4급 암모늄염 중 선택된 하나 이상의 물질로 조성되는 보호층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 LED를 이용한 내부 또는 외부간판은 전력의 소모가 작은 LED 를 광원으로 사용하므로 에너지 효율이 높은 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 LED광 투과 패널이 자외선에 변색되지 않는 보호층을 구비하여 장시간 사용에도 색상의 변화가 발생하지 않아 긴 수명을 가질 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 LED를 이용한 외부간판의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 LED를 이용한 외부간판의 구조를 나타낸 분리 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 LED를 이용한 외부간판의 조립된 상태의 구조를 나타낸 단면도이다.
도시된 바와 같이, 외부간판은 광고하고자 하는 문자 또는 기호의 모양으로 형성된다(도시된 실시예는 영문자 A자 형상으로 형성된 간판을 예로 들어서 설명한 것이다.)
외부간판은 배면(114)과 측면(112)이 일체로 형성되어 있는 케이스(110)와, 상기 내부 바닥면에 배치되며 복수개의 LED(125)를 구비하는 기판(120)과, 상기 케이스(110)의 상면에 부착되는 LED광 투과 패널(130)을 포함한다.
LED(125)에서는 열이 발생하게 되는데, 이 열이 적절히 방출되지 못하면 기판(120)이나 LED광 투과 패널(130)이 열에 의하여 손상될 수 있다. 이를 방지하기 위하여 케이스(110)가 LED(125)에서 발생되는 열을 흡수하고 방출하는 히트싱크의 기능을 수행하도록 하는 것이 바람직하다.
이를 위해서, 케이스(110)는 열전도성이 우수한 알루미늄 재질로 제작되어 기판(120)의 배면과 접촉하도록 형성된다. 이러한 구조에서는 LED(125)에서 발생되는 열이 케이스(110)를 통해서 흡수되고, 케이스(110)는 외부의 공기에 의하여 냉각된다. 따라서, 장시간 작동하더라도 LED(125)에서 발생되는 열에 의해서 손상이 발생하지 않는다.
LED광 투과 패널(130)은 기본적으로 투명 패널이 사용되며, 흰색 또는 다른 색상의 안료로 착색되어 빛을 확산 및 투과시킬 수 있도록 구성되어 있다. 아울러, 2장 이상의 LED광 투과 패널(130)이 겹쳐져서 사용될 수 있으며, 디스플레이 또는 광고용 문안이 인쇄된 형태로 사용될 수 있다.
광원으로 사용되는 LED(125)는 균일한 면광을 발산할 수 있도록, 배면에 균일한 간격을 가지고 배열된다.
LED(125)는 점광원에 가까워 그 분포를 균일하게 하는 것이 선광원에 해당하는 형광등, 네온등에 비하여 유리하다.
LED광 투과 패널(130)은 LED에서 발산되는 빛을 통과 및 확산시키는 기능을 수행하는 것으로, 투명재질의 합성수지를 사용하여 제조하는 것이 바람직하다.
또한, LED광 투과 패널(130)은 태양광, 비, 눈, 먼지, 황사 등에 노출되어 있으므로, 쉽게 오염되지 않고 자외선에 의하여 변색되지 않는 특성이 요구된다.
종래에는 단순히 착색된 아크릴 수지를 사용하는 경우가 많았는데, 아크릴 수지의 경우 투광성이 낮고, 자외선에 의한 변색이 쉽게 발생하는 문제점을 가지고 있었다.
본 발명은 LED광 투과 패널이 우수한 광확특성과 더불어, 자외선에 의하여 변색되거나 손상되지 않는 특성을 가질 수 있도록, LED광 투과 패널을 복수의 층으로 형성하는 것을 특징으로 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 LED광 투과 패널의 단면구조를 나타낸 단면도이다.
도시된 바와 같이, LED광 투과 패널(130)은 베이스층(132)과, 그 양면에 형성되는 보호층(134)으로 구성된다.
베이스층(132)은 투명, 반투명 재질로 형성되며, 광투과성에 초점을 맞추어 형성한다. 베이스층(132)은 필요한 색상으로 착색될 수 있다.
보호층(134)은 베이스층(132)을 외부의 자외선, 오염 등으로 부터 보호하기 위한 것으로, 자외선을 흡수 차단할 수 있으며, 방오성을 가지도록 형성한다.
이하에서는 베이스층과 보호층의 구체적인 실시예에 관해서 살펴본다.
베이스층은 점광원인 LED에서 발산되는 빛을 확산시켜, 균일한 면광이 생성될 수 있도록 하는 기능을 수행하며, LED가 외부에서 시인되지 않도록 하는 광학적 특성을 만족할 수 있도록 형성되고, 보호층은 자외선을 흡수하여 베이스층이 자외선의해서 변색되거나 손상되지 않도록 보호하는 기능을 수행한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 LED를 이용한 내부간판의 구조를 나타낸 분리 사시도이다.
도 4를 참조하면, 기본적으로 상술한 외부간판과 동일한 구조를 갖는다. 다만 크기나 용도가 외부 보다는 내부에 사용하기 적합한 형태로 구비되는 것이 바람직하다.
케이스(230) 내부에 LED(225)를 구비한 기판(220)이 내장될 수 있도록 하고, LED(225)의 빛이 LED광 투과 패널(200)의 측면을 조사할 수 있는 구조로 구비된다. 즉, 케이스(230) 바닥면과 평면형의 LED광 투과 패널(200)이 수직하는 형태로 결합되는 것이 바람직하다. 이때, 케이스(230)에는 LED광 투과 패널(200)이 용이하게 고정될 수 있도록 하는 홈을 더 포함하여 구비될 수 있으며, 케이스(230)의 밑면은 건물 내벽이나 천장과 같은 곳에 용이하게 고정될 수 있도록 하는 결합 수단이 더 구비될 수 있도록 한다.
아울러, LED광 투과 패널(200)에는 디스플레이용 문안(210)을 포함하도록 한다. 디스플레이용 문안(210)은 일반적인 광고 문구들을 포함하며, 기본적으로는 상기 외부간판의 LED광 투과 패널 구조에서 설명한 베이스층에 형성되도록 하는 것이 바람직하다. 디스플레이용 문안(210)은 발색을 위한 안료로 상기 베이스층에 인쇄되거나, 음각 또는 양각의 형태로 상기 베이스층에 각인된 형태로 사용될 수 있으며, 음각 또는 양각에는 발색을 위한 안료가 도포된 복합 형태로도 사용될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 LED를 이용한 내부간판의 조립된 상태의 구조를 나타낸 단면도이다.
도 5를 참조하면, 케이스(230)에 LED광 투과 패널(200)이 수직하게 세워져 있는 형태로 내부간판이 구비된다. 이때, LED광 투과 패널(200)은 2장 이상 중첩되어 사용될 수 있는데, 서로 다른 광고 문구들이 각 LED광 투과 패널(200)에 인쇄되도록 하여 입체적인 효과가 나타나도록 할 수 있다. 또한, 2장 이상의 LED광 투과 패널(200)이 사용될 경우, 서로 다른 색의 LED(225)를 각 LED광 투과 패널(200) 하부에 위치시킨 후, 각 LED(225)를 번갈아 점등시킴으로써, 광고 문구 또는 그림들이 움직이는 효과를 나타내도록 할 수 있다. 아울러, 2장의 LED광 투과 패널(200) 사이에 사진을 끼워 넣어 액자로 활용할 수도 있다.
이와 같은 활용도를 더 확장시키면, LED광 투과 패널(200)의 케이스와 결합되는 부분을 제외한 상부를 조각 형태나 입체 형상으로 제조하여 디스플레이 소재 로 활용할 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 LED를 이용한 내부간판의 실제 적용예를 나타낸 평면 사진들이다.
도 6a는 LED광 투과 패널에 2가지 색상의 발색 안료를 이용하여 디스플레이 문안을 형성한 것을 나타낸 예이다. 이와 같이 발색 안료를 사용하는 경우 도 6b에서와 같이 LED가 꺼졌을 때에도 문안이 유지되는 효과를 얻을 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 LED를 이용한 내부간판을 인테리어용 조명으로 이용한 적용예를 나타낸 평면 사진이다.
도 7은 LED광 투과 패널에 디스플레이용 무늬를 새기고 서로 다른 색의 LED를 사용하여 인테리어용 조명으로써 활용한 것이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명에 따른 LED를 이용한 외부간판을 보행신호등에 적용한 예를 나타낸 평면사진들이다.
도 8a 및 도 8b는 상기 도 1 및 도 2의 외부간판 형태를 응용한 것으로 LED광 투과 패널 2장에 각각 사람이 움직이는 형상을 새긴 후 각 LED광 투과 패널에 시간차를 두고 LED를 조사함으로써, 사람이 움직이는 효과를 나타내도록 한 것이다.
도 9는 본 발명에 따른 LED를 이용한 내부간판을 아크릴조각으로 활용한 예를 나타낸 평면사진이다.
도 9는 간단한 캐릭터 조각에 시계를 부가시킨 구조로 LED광 투과 패널을 제작한 것이다.
도 10은 본 발명에 따른 LED를 이용한 내부간판을 액자로 활용한 예를 나타낸 평면사진이다.
도 10은 두 장의 LED광 투과 패널 사이에 사진을 끼워 넣어 액자로 활용하는 것을 나타낸 실시예이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 내부간판은 다양한 형태로 활용될 수 있으며 크기 및 용도에 따라서 외부간판으로도 충분히 사용될 수 있다.
이 경우, 상술한 외부간판에서 요구되는 태양광, 비, 눈, 먼지, 황사 등에 의하여 변색되지 않는 특성이 요구되고 있으며, 내부에서 사용되더라도 자외선에 의한 변색이나 방오성은 필수적으로 요구되고 있다. 따라서, 내부간판의 LED광 투과 패널도 상기 도 3에서 설명하는 베이스층 및 보호층의 기본 구조를 갖도록 하는 것이 바람직하다.
이하에서는, 상술한 내부 또는 외부 간판의 LED광 투과 패널을 구성하는 베이스층에 관하여 먼저 살펴본다.
베이스층은 아크릴을 기초수지로 하여, 광원이 시인되지 않고 면광을 제공하기 위해 확산제를 첨가하여 형성한다.
확산제 함량 증가에 따른 시인성과 자외선 흡수 변화
코어부가 아크릴(Acryl) 재질이고, 평균 입도가 3~5um 범위인 확산제(수산화알루미늄과 산화마그네슘을 1:1로 혼합하여 상기의 입도를 가지도록 분쇄한 것)를 사용하고, 확산제의 함량을 각각 다르게 하여 사출한 시편(두께 3.0mm) 9개의 YI 변화값을 측정하였다.
노광 수준은 83mW, 100J, 1200s 으로 실험하였다.
L, a, b는 3차원적으로 색을 표현한 것이며, 일반적으로 a, b가 숫자 0에 가까울수록 백색도가 증가한다고 볼 수 있다. 백색도가 증가하는 것은 확산제의 color면에서 품질향상이 되는 것이므로 a, b가 작아지는 쪽이 우수하다고 볼 수 있다.
또한 △YI는 노광 후 YI(YIt) - 노광전 YI(YIi)이므로 △값이 작을수록 자외선을 많이 흡수한다고 판단할 수 있다.
확산제 함량 중량부 L a b Yli Yit Yit-Yli 전광선투과율 광원 시인 여부
비교예1 0.1 95.99 -0.003 0.385 0.96 7.23 6.27 91.41 ×
비교예2 0.5 84.07 0.645 2.490 5.96 15.42 9.46 65.92 ×
실시예1 1.0 75.32 0.155 1.217 3.24 22.5 19.26 46.85 ○
실시예2 1.5 74.99 0.159 1.393 3.67 24.07 20.4 45.96 ○
실시예3 2.0 73.95 0.151 1.672 4.37 25.14 20.77 45.38 ○
실시예4 2.5 72.18 0.149 1.594 3.6 23.47 19.87 45.31 ○
실시예5 3.0 71.88 0.147 1.576 4.40 26.15 21.75 44.80 ○
비교예3 3.5 70.05 0.132 1.681 4.80 27.54 22.74 39.71 ○
비교예4 4 69.78 0.161 1.734 4.98 28.71 23.73 38.40 ○
(광원시인여부에서 ×는 광원이 시인됨, ○는 광원이 시인되지 않음)
비교예1~4와 실시예 1~5는 기초수지인 아크릴 수지에 확산제의 함량을 수지 100중량부에 대하여 0.1중량부에서 4중량부까지 변경하면서 평가한 것이다.
확산제의 양이 증가할수록 전광선투과율(TT)이 낮아지며, 또한 확산제의 양이 증가함에 따라 노광에 따른 아크릴 수지의 파괴정도가 증가하여 △YI(YIt[노광 후 YI값]-YIi[노광 전 YI값])가 증가하는 것을 볼 수 있다. 확산제 함량 증가에 따라 확산제 자체의 백색도에 따라 초기 YI값은 변화하나 대체적으로 확산제의 양이 증가했을 때의 △YI가 증가함을 알 수 있었다.
확산제가 소량 첨가된 비교예 1,2의 경우 전광선 투과율과 노광에 따른 아크릴 수지의 파괴정도는 양호한 것으로 나타나지만, 결정적으로 광원이 시인되는 문제점이 발생한다.
실시예 1~5의 경우, 전광선 투과율과, 수지의 파괴정도가 비교예 1,2에 미치지는 못하지만, 광원이 시인되지 않고,
비교예 3,4의 경우 시인성은 문제되지 않으나, △YI값이 너무 높아 노광에 의한 수지의 파괴 정도가 심한 것을 알 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 확산제의 아크릴 수지 100중량부에 대하여 1~3 중랑부로 한정하고, 자외선은 후술하는 별도의 보호층에 의하여 차단될 수 있는 구조를 제공한다.
상술한 특성은 착색하지 않은 베이스층에 관한 특성이기는 하지만, 베이스층에 안료가 포함되어 착색되더라도 확산제의 첨가에 의한 광학특성은 동일하게 된다.
다음으로, 보호층은 비오염성, 자외선 차단, 대전방지성을 가지는 것이 바람직하다.
비오염성은 외부에 노출되는 보호층의 특성상 수분에 의한 곰팡이 발생을 방지하기 위한 것이며, 자외선 차단의 베이스층으로 자외선이 침투하지 못하도록 함으로써, 베이스층의 변색이나 파괴를 방지하기 위한 것이다.
또한 대전방지성은 정전기로 인한 먼지나 이물질의 흡착을 방지하기 위하여 요구된다.
이러한 특성을 달성하기 위하여, 본 발명의 보호층은 폴리카보네이트 수지 100중량부에 대하여, 아산화동 1~3 중량부, 옥사닐라이드계 자외선 흡수제 3~5중량부, 벤조트리아졸계 자외선 흡수제 5~10중량부, 4급 암모늄염 10~15중량부를 포함하는 것이 바람직하다.
폴리카보네이트
투명하고, 기계적 성질 특히 내충격성, 내열성, 내한성이 우수한 특성을 가진다. 폴리카보네이트를 기초수지로 하여 하기의 성분들과 혼합되어 베이스층의 양면에 보호층을 형성한다.
아산화동
첨가된 아산화동(산화제1구리)는 표면에 곰팡이가 발생하는 것을 억제하는 역할을 수행하는 것이로, 1중량부 미만에서는 곰팡이 억제 효과가 미미하며, 3중량부 이상 첨가되면 전광선투과율을 저해하므로, 1~3중량부 첨가되는 것이 바람직하다.
자외선흡수제
옥사닐라이드계는 몰중량(Mw) 310~315g/mol 수준의 것이머 N-H, C=O, C=O, N-H가 연속적으로 연결되어 있어 자외선을 효과적으로 흡수하고 빠르게 안정화시킬 수 있다. 흡수파장대는 310~320nm에서 최대 흡수능력을 보인다
벤조트리아졸계는 몰중량(Mw) 220~225g/mol 수준의 것을 사용하며 인접한 링구조와 더불어 N-N-N 결합에서 쉽게 UV를 흡수하고 안정화한다. 파장대는 300~360nm대의 넓은 영역을 흡수한다.
옥사닐라이드계 자외선 흡수제는 3~5중량부, 벤조트리아졸계 자외선 흡수제는 5~10중량부 포함되는 것이 바람직하다. 그 이하에서는 자외선 흡수효과가 미미하며 과량 첨가될 경우 광투과율 저하를 가져온다.
4급 암모늄염
4급 암모늄염은 보호층에 대전방지성을 부여하는 것으로, 말단에 2개 이상의 히드록시 알킬기(반응기)를 가지는 아민(예를 들어, 1)탄소수 2~12개의 알킬사슬에 2개 이상의 히드록시기를 가진 디에탄올아민, 2)디프로판올아민, 3)디부탄올아민의 단분자, 또는 4)분자량 500~2,000의 에테르 또는 에스테르기를 가진 3차 아민계 올리고머)에 유기산 또는 무기산을 반응하여 얻을 수 있는 4급 암모늄염인 것이 바람직하다. 상기 유기산으로는 p-톨루엔설폰산, 모노염화초산, 이염화초산, 삼염화초산, 삼불소초산, 삼불소메탈설폰산등이 있고, 무기산으로는 HCl, HF, HBr, HI, CH3I, H2SO4, H3PO4등을 들 수 있다.
이하, 보호층의 구체적인 실시예를 살펴본다.
하기의 표 2와 같이 보호층의 조성을 변경하며, 자외선 흡수 효과, 대전방지성에 대하여 평가하였다.
[표 2]
이산화동 옥사닐라이드계 벤조트라이졸계 4급 암모늄염
비교예 5 1 2 10 15
비교예 6 2 4 12 13
비교예 7 3 4 14 11
실시예 6 2 5 10 10
실시예 7 2 5 8 15
비교예 8 2 0 20 6
비교예 9 3 6 0 3
비교예 10 5 1 2 20
비교예 11 5 10 20 20
상기와 같은 조성의 보호층에 관하여 전광선 투과율, 자외선 흡수효과, 대전방지성에 대하여 평가하였다.
전광선 투과율과, 자외선 흡수효과의 평가방법은 베이스층의 평가방법과 동일하게 수행하였고, 대전방지성은 표면저항측정기(MCP-HT450 / MITSUBISHI CHEMICAL)를 이용하여, 표면의 세 곳을 각각 10회씩 측정하여 평균값을 취하여 평가하였다.
[표 3]
전광선투과율 Yit-Yli 표면저항(Ω/□)
비교예 5 55.12 1.21 1011
비교예 6 53.11 1.06 1011
비교예 7 54.54 1.34 1011
실시예 6 61.87 1.12 1011
실시예 7 60.56 1.17 1011
비교예 8 52.31 7.19 108
비교예 9 67.81 11.21 107
비교예 10 55.21 15.37 1011
비교예 11 44.31 1.04 1011
결과를 살펴보면, △YI(YIt[노광 후 YI값]-YIi[노광 전 YI값])는 자외선 흡수제의 함량이 증가하면 감소하게 된다. 정전기의 발생의 억제를 위해서는 표면저항값이 커야 하는데, 이는 4급 암모늄염이 10중량부 이상이면 적정한 수준을 만족하는 것으로 나타났다.
그런데, 전광선 투과율은 각각의 성분의 함량이 증가할수록 감소하게 되므로, 자외선 흡수효과, 대전방지성, 전광선 투과율을 모두 고려하면 폴리카보네이트 수지 100중량부에 대하여, 아산화동 1~3 중량부, 옥사닐라이드계 자외선 흡수제 3~5중량부, 벤조트리아졸계 자외선 흡수제 5~10중량부, 4급 암모늄염 10~15중량부를 모두 만족하는 실시예 6,7이 가장 적절함을 알 수 있다.
이상 살펴본 바와 같이, 상술한 내부 또는 외부간판은 전력의 소모가 작은 LED 를 광원으로 사용하므로 에너지 효율이 높은 장점이 있다. 또한, LED광 투과 패널이 자외선에 변색되지 않는 보호층을 구비하여 장시간 사용에도 색상의 변화가 발생하지 않아 긴 수명을 가질 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 LED를 이용한 외부간판의 구조를 나타낸 분리 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 LED를 이용한 외부간판의 조립된 상태의 구조를 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 LED광 투과 패널의 단면구조를 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 LED를 이용한 내부간판의 구조를 나타낸 분리 사시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 LED를 이용한 내부간판의 조립된 상태의 구조를 나타낸 단면도.
도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 LED를 이용한 내부간판의 실제 적용예를 나타낸 평면 사진들.
도 7은 본 발명에 따른 LED를 이용한 내부간판을 인테리어용 조명으로 이용한 적용예를 나타낸 평면 사진.
도 8a 및 도 8b는 본 발명에 따른 LED를 이용한 외부간판을 보행신호등에 적용한 예를 나타낸 평면사진들.
도 9는 본 발명에 따른 LED를 이용한 내부간판을 아크릴조각으로 활용한 예를 나타낸 평면사진.
도 10은 본 발명에 따른 LED를 이용한 내부간판을 액자로 활용한 예를 나타 낸 평면사진.

Claims (16)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 기판상에 균일한 간격으로 분포되는 복수개의 LED;
    상기 기판에 연결되어 LED에서 발산되는 열을 흡수 및 방출하는 케이스;
    상기 케이스의 전면에 결합하여 LED에서 발산되는 빛을 확산시켜 균일한 면광으로 출사하는 LED광 투과 패널;을 포함하며,
    상기 LED광 투과 패널은 아크릴 수지에 확산제를 혼합한 베이스층과,
    상기 베이스층의 일면 또는 양면에 형성되는 보호층으로 구성되고,
    상기 베이스층은 아크릴 수지 100중량부에 대하여, 수산화알미늄과 산화알미늄이 혼합된 3~5um 평균입도의 확산제 1~3 중량부를 포함하고,
    상기 보호층은 폴리카보네이트 수지에 아산화동, 옥사닐라이드계 자외선 흡수제, 벤조트리아졸계 자외선 흡수제 및 4급 암모늄염 중 선택된 하나 이상의 물질로 조성되는 보호층을 포함하는 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 외부간판.
  4. 삭제
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 베이스층은 발색을 위한 안료를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 외부간판.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 보호층은, 폴리카보네이트 수지 100중량부에 대하여, 아산화동 1~3 중 량부, 옥사닐라이드계 자외선 흡수제 3~5중량부, 벤조트리아졸계 자외선 흡수제 5~10중량부 및 4급 암모늄염 10~15중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 외부간판.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 보호층은 50~100um 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 외부간판.
  8. 기판상에 균일한 간격으로 분포되는 복수개의 LED;
    상기 기판에 연결되어 LED에서 발산되는 열을 흡수 및 방출하는 케이스; 및
    상기 LED에서 발산되는 빛을 측면에서 받을 수 있도록, 상기 케이스의 밑면과 수직한 형태로 결합되는 LED광 투과 패널;을 포함하며,
    상기 LED광 투과 패널은 투명 아크릴 수지에 확산제를 혼합한 베이스층과,
    상기 베이스층의 일면 또는 양면에 형성되는 보호층으로 구성되며,
    상기 보호층은, 폴리카보네이트 수지 100중량부에 대하여, 아산화동 1~3 중량부, 옥사닐라이드계 자외선 흡수제 3~5중량부, 벤조트리아졸계 자외선 흡수제 5~10중량부 및 4급 암모늄염 10~15중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 내부간판.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 베이스층은 디스플레이용 문안을 포함하는 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 내부간판.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 디스플레이용 문안은 발색을 위한 안료로 상기 베이스층에 인쇄된 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 내부간판.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 디스플레이용 문안은 음각 또는 양각의 형태로 상기 베이스층에 각인된 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 내부간판.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 음각 또는 양각에는 발색을 위한 안료가 도포되는 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 내부간판.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 LED광 투과 패널은 2장 이상 중첩되어 상기 케이스에 결합되는 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 내부간판.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 LED광 투과 패널은 상기 케이스와 결합되는 부분을 제외한 상부가 입체 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 내부간판.
  15. 삭제
  16. 제 8 항에 있어서,
    상기 보호층은 50~100um 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 내부간판.
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