KR101425885B1 - 기능성 광학필름을 이용한 엘이디 조명기구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기능성 광학필름을 이용한 LED 조명기구에 관한 것으로, 알루미늄 재질로 형성된 방열판과, 상기 방열판의 표면에 복수의 LED가 일정간격을 유지하도록 일렬로 배열 설치된 띠형의 인쇄회로기판이 밀착 고정되어 있는 LED모듈과, 상기 LED모듈에 형성되어 있는 복수의 LED 각각에서 발광하는 불빛을 굴절시키기 위하여 상기 방열판의 표면 측에 설치되는 광학필름을 포함하여 구성되는 LED 조명기구에 있어서, 상기 광학필름은,
상기 LED모듈로부터 일정간격 이격 설치되어 복수의 LED 각각에서 발광하는 점광원의 불빛을 굴절 확산시켜서 선광원의 불빛으로 출사시킬 수 있도록 단면이 반원형을 이루는 반원주형돌기가 연속적으로 돌출 형성되어 있는 렌티큘러 확산필름으로 구성하되, 상기 렌티큘러 확산필름은 반원주형돌기의 길이방향이 인쇄회로기판에 일렬로 배열되는 복수의 LED의 설치방향과 일치하도록 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 발명이다.

Description

기능성 광학필름을 이용한 엘이디 조명기구{LED lamp using functional optical film}

본 발명은 기능성 광학필름을 이용한 엘이디 조명기구에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 띠형 인쇄회로기판에 일정간격으로 일렬 배설되어 있는 복수의 LED에서 발광하는 점광원을 선광원으로 굴절확산시키는 렌티큘러 확산필름으로 실내를 호형상의 선광원으로 조명할 수 있으며, 또한 상기 광학필름에서 굴절확산되어 출사되는 선광원을 재차 굴절확산시켜서 면광원으로 투과되게 하는 다면구조체 광학필름을 이용하여 상기 복수의 LED에서 발광하는 불빛이 점광원이 나타나지 않도록 하면서 LED 각각에서 발광하는 불빛을 밝고 넓게 확산시켜서 조명할 수 있도록 하는 엘이디 조명기구에 관한 것이다.

일반적으로 LED조명은 백열등 형상이 유사한 벌브(Bulb) 형태, 형광등 형상이 유사한 튜브(Tube) 형태, Down-Light LED 조명 및 평판 형태의 LED 조명등이 있다.

상기한 평판 형태의 LED 조명등은 눈부심이 적고, 넓은 면적을 향해 균일한 빛을 조사할 수 있으므로 다른 LED 조명등에 비해 선호도가 높은 이점이 있는 반면에, 제작비가 비싸고 빛에너지의 손실이 크므로 인해 실용화하는데 많은 어려움이 뒤따르게 된다.

이와는 달리 벌브형태 및 튜브형태의 LED 조명등은 제작비가 저렴하므로 현재 많이 적용되고 있는 실정이다.

그러나, 상기한 벌브형태 및 튜브형태의 LED 조명등은 좁은 면적이 배설되어 있는 복수의 LED 불빛의 투과율이 높을 경우에는 각 LED에서 발광하는 밝은 불빛이 점광원으로 조사되므로 눈부심을 일으키게 된다는 것이 단점으로 지적되어 왔으며, 각 LED에서 발광하는 불빛이 점광원으로 나타나지 않도록 하기 위하여 빛의 투과율을 낮게 조절하게 될 때에는 빛에너지의 손실이 커지게 된다는 것이 단점으로 지적되고 있다.

따라서 빛의 손실을 최대한 억제하면서 눈부심이 적은 LED 조명기구의 개발은 빛에너지를 절약하고 효율적으로 활용할 수 있다는 측면과, 자연광과 같은 편안한 조명을 제공할 수 있다는 측면에서 볼 때 매우 중요한 이슈가 되고 있다.

종래 기술의 평판형태의 LED 조명기구는 에지형과 직하형으로 구분되는데, 상기 에지형은 도 6과 같이 요철면(110)이 있는 도광판(100), 반사판(120), 확산판(130), 띠형 인쇄회로기판(150)에 일정간격으로 배열 설치된 복수의 LED(160)으로 형성되는 LED 모듈(140)로 구성되어 있는바, 이러한 LED 조명기구는 LED 모듈(140)에 형성된 복수의 LED(160) 각각에서 발광하는 점광원의 불빛을 굴절 반사시켜서 면의 형태로 빛을 펼쳐주는 역활을 담당하며, 상기 도광판(100)에서 굴절 반사되어 출사되는 빛은 작은 점의 형태로 관찰되는데, 이러한 점 형태의 빛을 완전한 면으로 펼쳐주는 기능은 확산판(130)에 의해서 이루어지게 된다.

그러나 상기한 확산판(130)은 폴리스타이렌 수지 또는 폴리카보네이트 수지에다 확산비드가 고르게 분포되게 하는 방법으로 생산되는데, 확산판(130)에 고르게 분포되어 있는 확산비드가 도광판(100)에서 출사되는 빛을 분산 및 확산시켜주는 작용으로 눈부심이 일어나지 않도록 빛의 출사량을 최대한 억제하게 되므로 편안한 조명을 구현하는 것이 가능하지만, 확산판(130)에 고르게 분포되어 있는 확산비드가 빛의 출사량을 억제하기 때문에 빛에너지의 손실이 많다는 것이 문제점으로 지적되고 있다.

그리고 직하형 LED 조명기구는 도 7의 도시와 같이 면 형태의 PCB(Printed Circuit Board : 200)에 광원인 복수의 LED(210)가 일정한 간격으로 배열 설치되어 있고, 그 하측에는 확산판(220)이 일정간격으로 이격 설치되어 있는데, 이러한 직하형 LED 조명기구는 전술한 에지형에 사용되는 도광판 및 반사판의 설치를 생략할 수 있으므로 제작비를 절감시킬 수 있다는 장점과 도광판에서 손실되는 빛에너지를 그대로 활용할 수 있다는 장점이 있는 반면에, 광원인 복수의 LED(210)와 확산판(220)은 반드시 일정간격으로 이격 설치되어야 하므로 이로 인해 조명기구의 두께가 두꺼워지게 된다는 것이 단점으로 지적되고 있으며, 특히 복수의 LED(210) 각각에서 발광하는 점광원이 확산판(220)에 나타나지 않도록 하기 위해서는 상기 확산판(220)에 형성되는 확산비드의 조밀도를 높여야 하는데, 확산비드의 조밀도를 높일 경우에는 확산비드가 빛의 출사량을 억제하기 때문에 복수의 LED(210)에서 발광하는 빛에너지의 손실이 많아지게 되는 문제가 있으며, 확산비드의 조밀도가 낮아질 경우에는 빛에너지의 손실은 줄일 수 있겠지만 복수의 LED(210) 각각에서 발광하는 점광원의 불빛이 확산판(220)을 그대로 투과하게 되므로 눈부심 현상이 나타나게 되는 것이 문제점으로 지적되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술에서 나타나는 제반 문제를 해결하기 위하여 제안된 것으로, LED 조명기구의 제작비를 절감시킬 수 있으며, LED에서 발광하는 불빛의 손실을 최대한 줄일 수 있을 뿐 아니라 눈부심 현상이 나타나지 않도록 하므로써 자연광과 같은 편안한 조명을 제공하는데 목적을 두고 발명한 것이다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 추구하기 위한 수단으로서,

알루미늄 재질로 형성된 방열판과, 상기 방열판의 표면에 복수의 LED가 일정간격을 유지하도록 일렬로 배열 설치된 띠형의 인쇄회로기판이 밀착 고정되어 있는 LED모듈과, 상기 LED모듈에 형성되어 있는 복수의 LED 각각에서 발광하는 불빛을 굴절시키기 위하여 상기 방열판의 표면 측에 설치되는 광학필름을 포함하여 구성되는 LED 조명기구에 있어서,

상기 광학필름은,

상기 LED모듈로부터 일정간격 이격 설치되어 복수의 LED 각각에서 발광하는 점광원의 불빛을 굴절 확산시켜서 선광원의 불빛으로 출사시킬 수 있도록 단면이 반원형을 이루는 반원주형돌기가 연속적으로 돌출 형성되어 있는 렌티큘러 확산필름으로 구성하되, 상기 렌티큘러 확산필름은 반원주형돌기의 길이방향이 인쇄회로기판에 일렬로 배열되는 복수의 LED의 설치방향과 일치하도록 구성하여서 된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 광학필름은 복수의 LED 각각에서 발광하는 점광원의 불빛을 굴절 확시켜서 선광원의 불빛으로 출사시키는 렌티큘러 확산필름과, 상기 렌티큘러 확산필름에서 출사되는 선광원의 불빛을 굴절 확산시켜서 면광원의 불빛으로 출사시키는 다면구조체 확산필름으로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 다면구조체 확산필름은 렌티큘러 확산필름에서 출사되는 선광원의 불빛을 굴절 확산시켜서 면광원의 불빛으로 출사시킬 수 있도록 다각형 단면으로 형성된 다면체돌기가 연속적으로 돌출 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 렌티큘러 확산필름은 방열판의 표면에 고정 설치된 LED모듈을 반원형 단면의 호형상으로 감싸도록 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면 방열판의 표면 측에 설치되는 LED모듈을 터널형으로 감싸고 있는 렌티큘러 확산필름은 복수의 LED 각각에서 발광하는 점광원의 불빛 각각을 하나씩 따로따로 구분하여 호형상의 선광원으로 굴절 확산시켜서 출사시키게 되므로 상기 렌티큘러 확산필름을 통해서는 복수 줄의 호형상 선광원으로 실내를 조명하게 되므로 새로운 패턴의 조명방법을 제공하는 효과가 있으며, 또한 상기 렌티큘러 확산필름을 통해 출사되는 복수 줄의 호형상 선광원을 면광원으로 굴절 확산시켜주는 다면구조체 확산필름을 통해 실내 전체를 동일한 밝기로 조명할 수 있도록 하는 효과가 있는 것이다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 LED 조명기구의 일실시예의 단면도
도 2는 본 발명의 LED 조명기구를 구성하는 LED모듈과 렌티큘러 확산필름의 분리 사시도
도 3은 본 발명의 LED 조명기구의 다른 실시예의 단면도
도 4는 본 발명의 다면구조체 확산필름에 형성된 다면체돌기의 일부 사시도
도 5는 본 발명의 다면구조체 확산필름에 형성된 다면체돌기의 단면도
도 6 및 도 7은 종래 기술

본 발명에 의한 기능성 광학필름을 이용한 LED 조명기구에 대한 구체적인 실시예를 첨부한 도면에 따라서 상세히 설명하면 다음과 같다.

도면부호 1은 LED 조명기구를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 LED 조명기구(1)의 일실시예 단면도를 도시한 것으로, 상기 LED 조명기구(1)는 방열판(2), LED모듈(3), 렌티큘러 확산필름(4)으로 구성된다.

상기 방열판(2)은 열전도율이 좋은 알루미늄 재질로 구성되며, 상기 LED모듈(3)은 띠형의 인쇄회기판(31)에 복수의 LED(32)가 일렬로 배열 설치되어 있다.

상기 렌티큘러 확산필름(4)은 필름(41)의 일면에 단면이 반원형을 이루는 반원주형돌기(42)가 길이방향으로 길게 돌출된 채 폭 방향을 향해 연속적으로 형성되어 있다.

상기 렌티큘러 확산필름(4)은 LED모듈(3)에 형성되어 있는 복수의 LED(32) 각각에서 발광하는 불빛을 따로따로 구분하여 호형상의 선광원으로 굴절 확산시키도록 구성되는데, 이를 위해 상기 렌티큘러 확산필름(4)은 반원통형돌기(42)의 길이방향이 LED모듈(3)에 형성된 복수의 LED(32)가 배열 설치된 방향과 일치하도록 설치되며(도 2 참조), 또한 상기 LED모듈(3)에 대하여 호형상으로 휘어진 상태로 LED모듈(3)을 감싸도록 설치된다.(도 1 참조)

상기와 같이 LED모듈(3)을 감싸도록 호형상으로 설치된 렌티큘러 확산필름(4)에 연속적으로 돌출 형성된 복수의 반원주형돌기(42) 각각은 하나의 LED(32)에서 발광하는 불빛을 휘어진 방향으로 굴절 확산시키게 되며, 이에 따라 복수의 LED(32) 각각에서 발광하는 불빛들은 렌티큘러 확산필름(4)에 의해 띠줄 형태로 나타나게 된다.

또한 상기 렌티큘러 확산필름(4)은 그 자체가 LED모듈(3)을 호형상으로 휘어진 상태로 감싸도록 설치되어 있으므로 복수의 LED(32) 각각에서 발광하는 불빛들은 호형상의 띠줄 형태로 굴절 확산되어 출사되면서 실내를 조명하게 되는 것이다.

도 3의 도시는 본 발명의 다른 실시예의 LED 조명기구(1a)의 단면도로서, 이 실시예의 LED 조명기구(1a)는 방열판(2)에 호형상으로 설치되는 렌티큘러 확산필름(4)과, 상기 렌티큘러 확산필름을 감싸주도록 설치되는 다면구조체 확산필름(5)을 포함하는 구조로 구성되어 있다.

상기 다면구조체 확산필름(5)은 도 4 및 도 5의 도시와 같이 형태 및 높이(H₁ H₂ H₃ H₄)가 각기 다른 다면체돌기(51)들이 돌출 형성되어 있으며, 상기한 각 다면체돌기(51)들은 입사되는 불빛을 사방으로 굴절 확산시켜서 출사시키는 작용을 하게 된다.

따라서 상기 다면구조체 확산필름(5)은 렌티큘러 확산필름(4)으로 출사되는 선광원의 불빛을 사방으로 굴절 확산시켜서 면광원으로 출사시키게 되는 것이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용에 대하여 설명한다.

도 1에 도시된 실시예의 LED 조명기구(1)는 LED모듈(3)에서 발광하는 복수의 LED(32) 각각에서 발광하는 점광원의 불빛들은 렌티큘러 확산필름(4)에 연속 형성되어 있는 반원주형돌기(41)에 의하여 굴절 확산되어 복수의 선광원으로 출사되는 것이며, 이에 따라 상기 복수의 LED(32)들 각각에서 발광하는 점광원 불빛은 나타나지 않고 렌티큘러 확산필름(4)의 반원주형돌기(42)에 의하여 굴절 확산되어 호형상으로 출사되는 복수의 선광원 불빛만 출사되는 것이다.

따라서 상기 LED 조명기구(1)는 렌티큘러 확산필름(4)을 통해 호형상으로 출사되는 복수의 선광원 불빛으로 실내를 조명하게 되는 것이다.

또한 상기와 같이 렌티큘러 확산필름(4)을 통해 호형상으로 출사되는 선광원 불빛은 기존의 조명기구와는 다른 새로운 느낌으로 실내를 조명하는 것이다.

도 3에 도시된 실시예의 LED 조명기구(1a)는 LED모듈(3)에 형성된 복수의 LED(32)에서 발광하는 불빛을 렌티큘러 확산필름(4)에서 굴절 확산시켜서 호형상의 선광원으로 출사되는 불빛을 다면구조체 확산필름(5)에서 재차 굴절 확산시켜서 출사시키게 되는데, 상기 다면구조체 확산필름(5)에 돌출 형성되어 있는 다면체돌기(51)들은 렌티큘러 확산필름(4)을 통해 출사되는 선광원의 불빛을 사방으로 굴절 확산시키게 되므로 상기 다면구조체 확산필름(5)은 그 전체를 통해 출사되는 밝은 면광원의 불빛으로 실내를 조명하게 되는 것이다.

1,1a : LED 조명기구 2 : 방열판
3 : LED모듈 31 : 인쇄회로기판
32 : LED 4 : 렌티큘러 확산필름
41 : 필름 42 : 반원주형돌기
5 : 다면구조체 확산필름 51 : 다면체돌기

Claims (4)

1. 알루미늄 재질로 형성된 방열판과, 상기 방열판의 표면에 복수의 LED가 일정간격을 유지하도록 일렬로 배열 설치된 띠형의 인쇄회로기판이 밀착 고정되어 있는 LED모듈과, 상기 LED모듈에 형성되어 있는 복수의 LED 각각에서 발광하는 불빛을 굴절 확산시켜서 선광원의 불빛으로 출사시킬 수 있도록 단면이 반원형을 이루는 반원주형돌기가 연속적으로 돌출 형성되어 있는 렌티큘러 확산필름으로 구성되며, 상기 렌티큘러 확산필름은 반원주형돌기의 길이방향이 인쇄회로기판에 일렬로 배열되는 복수의 LED의 설치방향과 일치하도록 설치되는 광학필름을 포함하여 구성되는 LED 조명기구에 있어서,
   상기 광학필름은 복수의 LED 각각에서 발광하는 점광원의 불빛을 굴절 확시켜서 선광원의 불빛으로 출사시키는 렌티큘러 확산필름과, 상기 렌티큘러 확산필름에서 출사되는 선광원의 불빛을 굴절 확산시켜서 면광원의 불빛으로 출사시키는 다면구조체 확산필름으로 구성된 것을 특징으로 하는 기능성 광학필름을 이용한 LED 조명기구.
   
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 다면구조체 확산필름은 렌티큘러 확산필름에서 출사되는 선광원의 불빛을 굴절 확산시켜서 면광원의 불빛으로 출사시킬 수 있도록 다각형 단면으로 형성된 다면체돌기가 연속적으로 돌출 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 기능성 광학필름을 이용한 LED 조명기구.
   
4. 삭제

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