KR101458992B1 - 도광판을 적용한 led 조명장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 도광판을 적용한 LED 조명장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다수개의 LED가 인쇄회로기판의 길이방향을 따라 일정간격으로 다수개 장착되는 LED 어셈블리와, 상기 LED 어셈블리에서 출사되는 광을 일측면에서 입사하여 평면광으로 변환하되, 상기 LED와 일정간격 이격되어 설치되는 도광판과, 상기 도광판의 배면에 홈형상으로 상기 LED로부터 입사되는 광을 굴절시켜 상기 도광판의 전면으로 산란시키는 요홈부과, 상기 도광판의 배면에 부착되어 상기 도광판 내부로 입사되는 광을 반사시키는 반사시트를 포함하는 도광판을 적용한 LED 조명장치에 있어서, 상기 LED로부터 광을 입사하는 상기 도광판의 일측면 모서리중 적어도 하나 이상의 모서리가 경사면으로 형성된다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, LED의 광이 입사되는 도광판의 일측면 모서리를 경사면으로 형성하여 LED에서 출사되는 광을 경사면에서 굴절되면서 도광판 중심부로 용이하게 유도되어 광효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

Description

도광판을 적용한 LED 조명장치{LED ILLUMINATION DEVICE APPLYING LIGHT GUIDING PLATE}
본 발명은 도광판을 적용한 LED 조명장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 LED에서 출사되는 광이 입사되는 도광판의 일측면 모서리를 경사면으로 형성하여 LED의 광이 도광판 중심부로 유도되어 광효율을 높일수 있는 조명장치에 관한 것이다.
조명용, 광고용 등으로 이용되며 LED(Light Emitting Diode)를 광원으로 하는 LED 조명기기는 광원의 설치 위치에 따라 직하형(direct type)과 에지형(edge type)으로 구분된다.
직하형은 LED 어레이가 라이트패널과 거의 동일한 면적으로 기기의 전면을 향하여 설치되어 빛이 라이트패널을 직진 투과하는 점 광원 구조로서, 직진성이 강한 LED의 빛이 직접적으로 사용자의 시야에 들어오게 되므로 눈부심 및 피로감을 유발하는 단점이 있다.
이에 비하여 에지형은 광원이 라이트패널의 일측 이상의 테두리에 설치되고 LED 빛이 라이트패널 측단에서 입사되어 전체 면적으로 확산 산란되는 면광원 구조로서, 라이트패널은 측단에서 입사된 빛이 전체 면적으로 확산 산란되도록 설정 패턴의 홈, 프린트 또는 샌딩 요철 형성 또는 광확산제가 혼합된 도광판으로 되거나 투광판 전면에 광확산필름이 접합 형성된다.
이와 같은 에지형 LED 조명장치는 빛의 확산 산란을 이용하여 LED 점광을 면광으로 전환시키는 방식으로 LED를 광원으로 하면서 눈부심이 없는 고급 조명을 제공할 수 있어 눈 피로감에 시달리고 있는 현대인들에게 선호되고 있다..
에지형 LED 조명장치의 종래기술 1(100)을 도 1의 a, b를 참고하여 살펴보면, 라이트패널(110)의 일측 이상의 둘레에 LED 모듈(120)이 배치되고 라이트패널(110)의 후면에는 측단으로 입사된 LED(121)의 빛을 전면으로 균일하게 확산 산란시키기 위한 V홈(115) 등의 요철 패턴, 프린트 등이 형성되며 후면에는 반사시트(191)가 접착된다.
또한, LED 모듈의 피씨비(123)에 방열판(130)이 접착되고 LED 모듈을 지지하는 브래킷(140)이 외곽 프레임(150)과 별도로 설치된다.
또한, 광고용 등의 백라이트 유닛으로 사용시에는 라이트패널의 전면에 이미지 필름(미도시)이 부착된다.
이와 같은 종래기술 1(100)은 도광판 역할을 하는 라이트패널(110)의 열팽창에 대비하기 위해 LED와 라이트패널(110)의 측면과는 0.3mm 가량 이격되어 설치된다.
상기와 같이 LED로부터 출사되는 광이 라이트패널(110)의 일측면으로 입사되면, 도 2에서와 같이 종래 라이트패널(110)의 경우 일측면이 일직선으로 이루어져 입사되는 광이 측면 모서리부분에서 굴절되면서 라이트패널(110)의 중심부로 유도되지 않고 광손실이 발생된다.
따라서, 이러한 종래 에지형 LED 조명장치의 불합리한 점을 극복하고 LED에서 출사되는 광을 도광판 중심부로 유도하여 광효율을 높일수 있는 조명장치에 대한 요구가 높아지고 있는 실정이다.
한국공개특허 제 2013-44136호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 도광판을 적용한 LED 조명장치에 있어서, LED에서 출사되는 광을 도광판 중심부로 유도하여 광효율을 높일 수 있도록 LED의 광이 입사되는 도광판의 일측면 구조를 개선시킨 조명장치를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 다수개의 LED가 인쇄회로기판의 길이방향을 따라 일정간격으로 다수개 장착되는 LED 어셈블리와, 상기 LED 어셈블리에서 출사되는 광을 일측면에서 입사하여 평면광으로 변환하되, 상기 LED와 일정간격 이격되어 설치되는 도광판과, 상기 도광판의 배면에 홈형상으로 상기 LED로부터 입사되는 광을 굴절시켜 상기 도광판의 전면으로 산란시키는 요홈부과, 상기 도광판의 배면에 부착되어 상기 도광판 내부로 입사되는 광을 반사시키는 반사시트를 포함하는 도광판을 적용한 LED 조명장치에 있어서, 상기 LED로부터 광을 입사하는 상기 도광판의 일측면 모서리중 적어도 하나 이상의 모서리가 경사면으로 형성된다.
아울러, 상기 도광판은 상기 LED로부터 광을 입사하도록 상기 인쇄회로기판의 길이와 대응되는 길이의 일측면으로 형성되되, 상기 경사면은 상기 도광판의 일측면에 전길이로 형성된다.
또한, 상기 도광판은 상기 LED로부터 광을 입사하도록 상기 인쇄회로기판의 길이와 대응되는 길이의 일측면으로 형성되되, 상기 경사면은 상기 인쇄회로기판에 장착되는 각 LED의 간격과 대응되도록, 상기 도광판의 일측면 길이방향을 따라 일정 간격으로 형성된다.
여기서 상기 경사면은 상기 각 LED가 장착되는 간격보다 작은 폭으로 형성된다.
또한, 상기 도광판의 길이방향을 따라 일정 간격으로 형성되는 경사면은 상기 각 경사면의 양측에서 상기 각 경사면의 폭중심을 향하도록 경사각이 더 커진다.
아울러, 상기 경사면은 상기 도광판 내측으로 만곡진 형상으로 이루어진다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, LED의 광이 입사되는 도광판의 일측면 모서리를 경사면으로 형성하여 LED에서 출사되는 광을 경사면에서 굴절되면서 도광판 중심부로 용이하게 유도되어 광효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 에지형 LED 조명장치의 구성을 나타낸 도면으로, a는 평면도, b는 a의 측단면 일부 확대도이다.
도 2는 종래 에지형 LED 조명장치에서 LED로부터 광이 입사되는 관계를 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 도광판을 적용한 LED 조명장치의 측단면 구조를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 도광판에 LED로부터 광이 입사되는 관계를 나타낸 도면이다.
도 5와 도 6은 도광판에 형성되는 경사면의 실시예를 든 분해사시도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 도광판을 적용한 LED 조명장치의 측단면 구조를 나타낸 도면이다.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 도광판을 적용한 LED 조명장치는 LED(11) 광이 도광판(20)의 일측단에서 입사되어 도광판(20)의 전체 면적으로 확산 산란되는 면광원 구조로서, 다수개의 LED(11)가 인쇄회로기판(12)상에 장착되는 LED 어셈블리(10)와, LED 어셈블리(10)에서 출사되는 광을 입사하여 평면광으로 변환하는 도광판(20)과, 도광판(20) 배면에 입사되는 광을 굴절시켜 도광판(20) 전면으로 산란시키는 요홈부(22)와, 도광판(20) 배면에 부착되어 입사광을 반사시키는 반사시트(30)를 포함하여 구성된다.
LED 어셈블리(10)는 도광판(20)의 일측면 길이와 대응되는 길이로 형성되는 인쇄회로기판(12)에 길이방향을 따라 다수개의 LED(11)가 일정간격으로 장착된다. 여기서 LED 어셈블리(10)는 인쇄회로기판(12)상에 장착되는 LED(11)를 보호하기 위한 몰드층(미도시)을 포함할 수 있으며, 상기 몰드층은 아크릴 또는 실리콘 재질로 형성됨이 바람직하다.
도광판(20)은 LED(11)로부터 출사되는 광을 투과시킬 수 있는 투과성 재료중의 하나인 아크릴계 투명수지인 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethylmethacrylate : PMMA)와 같은 플라스틱 물질 또는 폴리카보네이트(polycarbonate : PC)계열에 의해 평면형태로 사출성형된다. 이러한 도광판(20)은 투명성, 내후성, 착색성이 우수하여 광이 투과할 때 광의 확산을 유도한다.
그리고 도광판(20)은 도면에서와 같이 LED(11)에서 출사되는 광을 도광판(20)의 일측면에서 입사되도록 설치되며, 이때에 도광판(20)은 LED(11)에서 방출되는 열에 의해 열팽창될 수 있으므로, 도광판(20)과 LED(11)는 일정간격 이격되도록 설치된다.
아울러, LED(11) 광이 입사되는 도광판(20)의 일측면의 모서리중 적어도 하나 이상의 모서리는 경사면(21)으로 형성된다. 이러한 경사면(21)은 광굴절을 도광판(20)의 중심부로 유도하여 광효율을 높이게 된다. 이에 대해서는 도 4를 통해 자세히 설명하도록 한다.
요홈부(22)는 사출성형되는 도광판(20)의 배면에 레이저 커팅 등에 의해 홈형상의 요철 패턴 또는 프린트에 의해 절삭가공되어 도광판(20) 내부로 입사되는 광을 도광판(20)의 전면으로 확산시킨다.
반사시트(30)는 도광판(20)의 배면에 위치하여, 도광판(20)의 배면을 통과한 광을 도광판(20)의 전면으로 반사시킴으로써 광의 휘도를 향상시킨다.
도 4는 본 발명에 따른 도광판에 LED로부터 광이 입사되는 관계를 나타낸 도면으로, 도면을 참조하면 본 발명에 따른 도광판(20)은 일측면의 모서리 양측이 경사면(21)으로 형성되어 LED(11)로부터 출사되는 광이 경사면(21)에서 굴절되면서 도광판(20)의 중앙부로 더 많이 유도되며, 이렇게 굴절된 광은 요홈부(22)에서 도광판(20)의 전면으로 굴절되어 전면으로 조사됨에 의해 광효율이 높아지게 된다.
도 5와 도 6은 도광판에 형성되는 경사면의 실시예를 든 분해사시도이다.
도 5와 같이, 도광판(20)이 인쇄회로기판(12)의 길이와 대응되는 길이의 일측면으로 형성되고, 경사면(21)이 도광판(20)의 일측면 모서리에 전길이로 형성될 수 있으며, 도 6과 같이 인쇄회로기판(12)에 장착되는 각 LED(11)의 간격과 대응되는 간격으로 도광판(20)의 일측면 길이방향을 따라 일정 간격으로 형성될 수도 있다.
더욱 자세히 설명하자면, 인쇄회로기판(12)에서 LED(11)가 장착되는 도광판(20)의 대응면은 모서리부분에 경사면(21)을 형성하지 않고, 각 LED(11)가 장착되는 간격(d)에 대응되는 면에만 경사면(21)을 형성하도록 한다.
즉, 도광판(20)의 일측면에 경사면(21)이 도광판(20)의 길이방향을 따라 번갈아가면서 형성된다. 이때에 경사면(21)은 각 LED(11)가 장착되는 간격(d)보다 작은 폭으로 형성됨이 바람직하다.
상기와 같은 도광판(20)의 구조는 LED(11)의 특성상 LED(11)가 점광원으로 직진성이 강한 광을 출사하게 되어 도광판(20) 전체에 줄무늬 현상이 발생될 수 있는데, 본 발명에서는 LED(11)가 바로 대응되는 도광판(20)의 일측면은 종래의 도광판(20)처럼 일직선 단면으로 형성하여 입사되는 광이 도광판(20)의 중심부로 바로 향하도록 하며, 각 LED(11)가 장착되는 간격(d)에 대응되는 도광판(20)은 경사면(21)을 두어 LED(11)에서 방출되는 광이 경사면(21)에서 광굴절을 통해 도광판(20)의 중심부로 용이하게 도달하도록 하여 전체적으로 도광판(20)의 전면에 균일한 조도를 확보할 수 있도록 한다.
또한, 각 LED(11)에서 출사되는 광이 멀어지는 방향으로 도광판(20)의 경사면(21)을 다르게 설정하여 보다 균일한 조도를 확보할 수도 있다.
도 7은 도광판에 형성되는 경사면의 다른 실시예를 든 분해사시도이다.
도면을 참조하면, 도광판(20)의 일측면 길이방향을 따라 일정 간격으로 형성되는 각 경사면(21)은 경사면(21)의 폭(d')중심을 향하도록 경사지도록 형성한다.
즉, 도면에서와 같이 경사면이 시작되는 방향의 경사각(α1)보다 폭(d')의 중심부에 해당하는 경사각(α2)이 더 커지도록 형성한다.(α1<α2)
이는 각 경사면(21)의 양측에서 입사되는 LED(11)의 광이 멀어지는 방향으로 경사각을 더 크게 형성하도록 하여 광굴절에 따른 광이 도광판(20)의 중심부측으로 용이하게 입사되도록 한다.
아울러, 경사면(21)을 일직선 형태로 가공하지 않고 도광판(20) 내측으로 만곡진 원호형상으로 가공하여 LED(11)에서 방출되는 광이 도광판(20) 중심부로 용이하게 유도할 수도 있다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허등록청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.
10 : LED 어셈블리 11 : LED
12 : 인쇄회로기판 20 : 도광판
21 : 경사면 22 : 요홈부
30 : 반사시트

Claims (6)

  1. 다수개의 LED가 인쇄회로기판의 길이방향을 따라 일정간격으로 다수개 장착되는 LED 어셈블리와, 상기 LED 어셈블리에서 출사되는 광을 일측면에서 입사하여 평면광으로 변환하되, 상기 LED와 일정간격 이격되어 설치되는 도광판과, 상기 도광판의 배면에 홈형상으로 상기 LED로부터 입사되는 광을 굴절시켜 상기 도광판의 전면으로 산란시키는 요홈부과, 상기 도광판의 배면에 부착되어 상기 도광판 내부로 입사되는 광을 반사시키는 반사시트를 포함하는 도광판을 적용한 LED 조명장치에 있어서,
    상기 도광판은 상기 LED로부터 광을 입사하도록 상기 인쇄회로기판의 길이와 대응되는 길이의 일측면으로 형성되고, 상기 도광판의 일측면 모서리중 적어도 하나 이상의 모서리가 경사면으로 형성되되,
    상기 인쇄회로기판에 일정간격으로 장착되는 각 LED 장착간격에 대응되도록, 상기 도광판의 일측면 길이방향을 따라 일정 간격으로 형성되고, 상기 경사면은 각 경사면의 양측에서 상기 각 경사면의 폭중심을 향하도록 경사각이 더 커지는 것을 특징으로 하는 도광판을 적용한 LED 조명장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 경사면은 상기 각 LED가 장착되는 간격보다 작은 폭으로 형성되는 것을 특징으로 하는 도광판을 적용한 LED 조명장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 경사면은 상기 도광판 내측으로 만곡진 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 도광판을 적용한 LED 조명장치.
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  5. 삭제
  6. 삭제
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