KR101500608B1

KR101500608B1 - 렌즈형 채널사인 엘이디모듈

Info

Publication number: KR101500608B1
Application number: KR1020130091738A
Authority: KR
Inventors: 오영성
Original assignee: 주식회사 현대엘이디
Priority date: 2013-08-01
Filing date: 2013-08-01
Publication date: 2015-03-10
Also published as: KR20150015837A

Abstract

본 발명은 광출사각을 넓혀 채널 문자의 높이를 낮출 수 있도록 함으로써 광고판을 슬림하게 제작할 수 있고, 방수성능을 개선하여 사용수명을 연장할 수 있도록 하며, 인서트사출로 제작하는 과정에서 부품손상을 방지할 수 있도록 하는 렌즈형 채널사인 엘이디모듈에 관한 것이다.
이를 구현하기 위한 본 발명의 렌즈형 채널사인 엘이디모듈은, LED모듈에서 LED소자를 제어하기 위해 내장되는 전기부품들을 기타 다른 영역과 격리시키는 전기부품 보호창과, LED소자의 광확산을 위해 LED소자의 전면을 덮는 확산렌즈를 투명재질로 일체로 제작하여 상기 전기부품들과 LED소자를 덮도록 인쇄회로기판에 결합된 상태에서 상기 전기부품 보호창과 확산렌즈만 노출되도록 인서트사출하여 LED모듈의 외부케이스를 제작하도록 함으로써, 상기 전기부품들과 몰딩액간의 접촉을 방지하여 전기부품의 파손을 방지하고 LED소자의 광출사각을 넓혀 채널문자의 높이를 낮춘 상태에서도 채널문자의 시인성을 높일 수 있도록 된 것이다.

Description

렌즈형 채널사인 엘이디모듈{Lens type LED module for channel sign}

본 발명은 채널 문자용 사인 엘이디모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광출사각을 넓혀 채널 문자의 높이를 낮출 수 있도록 함으로써 광고판을 슬림하게 제작할 수 있고, 방수성능을 개선하여 사용수명을 연장할 수 있도록 하며, 인서트사출로 제작하는 과정에서 부품손상을 방지할 수 있도록 하는 렌즈형 채널사인 엘이디모듈에 관한 것이다.

통상 기관, 상점, 영업소 등에서 상호나 판매 상품등을 타인의 눈에 잘 뜨이게 하기 위하여 건물이나 매장 앞에 간판을 설치하고 있다.

종래에는 기다란 지사각형 판형 간판이 일반적으로 사용되고 있었지만, 최근 도시미관이 중요시되면서 각 지자체에서 간판의 크기와 면적, 색 등을 관리하고 있으며, 직사각형 판류 간판보다는 그림이나 문자만을 표현하는 형태의 간판 즉, 채널사인이 일반화되고 있다.

채널사인은 금속재를 'ㄷ'자 형태로 조립한 후 그 안에 광원을 넣어서 문자나 이미지를 표현하고 있다. 이러한 채널사인은 기존의 판류형 간판보다 공간감과 입체감을 주기 때문에 세련되고 고급스러운 이미지를 나타낼 수 있어서 시각적 주목성도 아주 높고, 특히 조명효과가 자극적이지 않아서 부드럽고 세련된 느낌을 주며 좀 더 선명한 이미지를 줄 수 있다.

조명효과를 위해 사용하는 광원은 예전부터 많이 쓰인 네온에서 콜드캐소드에 이어 소비전력이 낮고 수명이 아주 긴 LED로 변화하고 있는데, LED광원은 LED 모듈을 길게 연결해 레일 형태로 만들거나, LED 소자 여러 개를 배열하여 설치한 후에 에폭시로 충전하면 자체에서 동일한 분포로 빛을 발하는 면발광 형태로 만들거나, 로프 LED 구조로 만들어 사용하고 있다.

그런데, 일반적으로 채널문자용 LED 조명은 직진성이 강한 LED의 지향 특성으로 인하여 채널문자의 높이를 대략 100~120 ㎜로 제작하여 사용하고 있으며, 이경우 LED의 배치밀도를 높이지 않은 상태에서 채널문자의 높이를 낮추게 되면 채널문자가 전체적으로 균일하지 못하고 LED와 직교하는 부분만 그 주변 영역에 비해 밝게 비추어져 심미감이 떨어지게 된다. 따라서 만일 채널문자의 높이를 낮추려고 하는 경우에는 30~50%의 LED를 더 추가적으로 사용하여야 하기 때문에 제작비용이 상승되는 문제점이 있었다.

또한 채널문자는 주로 옥외에 설치되는 간판에 사용하고 있으므로 우천시 LED소자나 LED 제어를 위해 실장되는 전기부품에 빗물이 스며들어 합선이나 누전으로 인해 고장이 발생하거나 파손되는 문제점이 있었다.

이러한 방수문제를 해결하기 위하여 종래 LED모듈에는 실리콘, 에폭시, 우레탄 등의 방수액을 부어 경화처리함으로써 LED 및 LED 제어를 위해 실장되는 전기부품을 몰딩처리하고 있는데, 방수액은 고온, 고압의 액상 상태에서 부어 경화처리를 하게 됨으로 고온의 방수액과 접촉되는 관련 전기부품들이 손상될 수 있는 문제점이 있었다.

[특허문헌 1]

실용신안등록 제20-0464406호

[특허문헌 2]

특허등록 제10-0935846호

본 발명은 상기한 사정을 감안하여 발명한 것으로, LED모듈에서 LED소자를 제어하기 위해 내장되는 전기부품들을 기타 다른 영역과 격리시키는 전기부품 보호창과, LED소자의 광확산을 위해 LED소자의 전면을 덮는 확산렌즈를 투명재질로 일체로 제작하여 상기 전기부품들과 LED소자를 덮도록 인쇄회로기판에 결합된 상태에서 상기 전기부품 보호창과 확산렌즈만 노출되도록 인서트사출하여 LED모듈의 외부케이스를 제작하도록 함으로써, 상기 전기부품들과 몰딩액간의 접촉을 방지하여 전기부품의 파손을 방지하고 LED소자의 광출사각을 넓혀 채널문자의 높이를 낮춘 상태에서도 채널문자의 시인성을 높일 수 있도록 된 렌즈형 채널사인 엘이디모듈을 제공하고자 함에 발명의 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 렌즈형 채널사인 엘이디모듈은, 채널 문자의 조명을 위한 하나 이상의 LED소자와 상기 LED소자의 작동을 제어하기 위한 전기부품들이 탑재되는 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판에 고정되어 외부로부터 상기 전기부품들에 구동전원을 공급할 수 있도록 된 전원선; 투명한 합성수지재질로 이루어지되, 상기 전기부품을 수용하여 이웃영역과 격리시킬 수 있도록 형성되는 전기부품 보호창과, 상기 LED소자를 수용하며 LED소자에서 발광되는 빛을 확산시켜 광출사각을 넓혀주는 반구형의 확산렌즈가 일체로 형성되어 상기 인쇄회로기판에 결합되는 중간케이스; 상기 인쇄회로기판과 상기 중간케이스를 매립한 상태에서 일체로 인서트사출되어 이루어되, 상기 중간케이스에서 전기부품 보호창과 반구형의 렌즈만 노출되도록 이루어진 외부케이스;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 확산렌즈는 외표면과 내표면이 상향만곡되어 광출사각이 확산되도록 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명의 렌즈형 채널사인 엘이디모듈은 본체를 형성하는 케이스를 방수액을 이용하여 인서트사출로 성형할 때 엘이디 모듈의 전기부품과 고온의 방수액간에 직접적인 접촉이 이루어지지 않도록 함으로써 전기부품의 손상을 방지할 수 있고, LED소자들 위에는 렌즈가 배치되어 LED소자에서 발산되는 빛을 확산시켜 줌으로써 광출사각이 넓어지게 되어 채널문자의 높이를 낮추더라도 채널문자에 비추어지는 조명이 전체적으로 균일하여 미감도 저하되지 않고 시인성도 우수한 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 사시도,
도 2는 본 발명의 분해사시도,
도 3은 도 1의 A-A단면도,
도 4는 도 1의 B-B단면도,
도 5는 본 발명에 따른 광도측정예를 나타내는 도면.

이하 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 사시도를 나타낸다.

도 1에 도시된 바와 같이, 엘이디모듈(10)은 확산렌즈(32)와 전기부품 보호창(34)이 외부로 노출되도록 확산렌즈(32)와 전기부품 보호창(34)의 주변영역과 인쇄회로기판이 인서트사출되어 외부케이스(50)가 형성되어 이루어져 있다.

도 2는 본 발명의 분해사시도로서, 엘이디모듈(10)은 채널 문자의 조명을 위한 다수의 LED소자(22)와 상기 LED소자(22)의 작동을 제어하기 위한 전기부품(24)들이 탑재되는 인쇄회로기판(20)을 구비하고 있다.

또한 상기 인쇄회로기판(20)에는 전원선(26)이 전기적으로 연결되어 외부로 인출되어 있으며, 상기 전원선(26)과 LED소자(22) 및 전기부품(24)간에는 인쇄회로기판(20)상에서 회로패턴으로 전기적으로 연결되어 외부로부터 전원선(26)을 통해 공급되는 전원에 의하여 LED소자(22)의 점등을 제어할 수 있도록 이루어져 있다.

상기 LED소자(22) 및 전기부품(24)들은 엘이디모듈(10)의 두께를 최대한 줄일 수 있도록 표면실장부품이나 베어칩 형태의 부품들이 채용됨이 바람직하다.

상기 LED소자(22) 및 전기부품(24)들이 탑재된 인쇄회로기판(20) 위에는 중간케이스(30)가 결합된다.

상기 중간케이스(30)는 상기 확산렌즈(32)와 상기 전기부품 보호창(34)이 일체로 형성되는 것이기 때문에 투명한 합성수지재질로 이루어짐이 바람직하다.

상기 전기부품 보호창(34)은 내부에 상기 전기부품(24)들을 수용하는 공간부가 형성되어 상기 전기부품(24)들을 그 이웃영역과 격리시키는 작용을 하며, 특히 후술되는 바와 같이 외부케이스를 인서트사출에 의해 몰딩 성형할 때 몰딩액이 상기 전기부품(24)들과 접촉되지 않도록 하여 사출압력과 열로부터 전기부품(24)들이 손상되는 것을 방지하는 작용을 한다(도 4 참조).

또한 상기 확산렌즈(32)는 상기 LED소자(22)를 수용하여 LED소자(22)에 이물질이 묻거나 외부 충격으로부터 보호하고, 아울러 LED소자(22)에서 발광되는 빛을 확산시켜 광출사각을 넓혀주는 상태로 외부로 조사하는 작용을 한다. 이를 위해 확산렌즈(32)는 반구형으로 형성되며, 도 3의 단면도에 도시된 바와 같이 외표면과 내표면이 상향만곡되게 형성되어 광출사각이 확산되도록 이루어져 있다. 상기 확산렌즈(32)에서 외부로 조사되는 광출사각의 각도는 필요에 따라 제조단계에서 상기 확산렌즈(32)의 외표면과 내표면의 곡률을 변경하여 달성할 수 있다.

이와 같이 확산렌즈(32)와 전기부품 보호창(34)이 일체로 형성되어 있는 중간케이스(30)는 외부케이스(50)의 인서트사출시 인쇄회로기판(20)과 중간케이스(30)의 상대적 위치가 틀어지는 것을 방지하기 위하여 양측 가장자리에 끼움턱(36)이 형성된다. 즉, 상기 끼움턱(36)은 인쇄회로기판(20)의 양단 측면에 밀착결합되어 인쇄회로기판(20)에 중간케이스(30)를 끼워고정하면 중간케이스(30)가 이탈되지 않도록 하는 작용을 하여 위치 틀어짐을 방지한다.

외부케이스(50)는 상기와 같이 인쇄회로기판(20)과 상기 중간케이스(30)가 조립된 상태에서 전기부품 보호창(34)과 반구형의 확산렌즈(32)만 노출되도록 상기 인쇄회로기판(20)과 상기 중간케이스(30)가 인서트된 상태로 인서트사출이 이루어져 형성된다.

물론, 전원선(26)은 인쇄회로기판(20)에 연결된 상태에서 외부케이스(50) 외부로 인출되며, 인쇄회로기판(20)은 외부케이스(50) 내에 인서트사출된 상태이므로 인쇄회로기판(20)은 완전히 밀폐된다.

따라서 상기와 같은 엘이디모듈(10)을 옥외에서 사용할 때 비가 오더라도 엘이디모듈(50)내로는 빗물이 스며들지 않아 완전방수가 이루어진다.

또한, LED소자의 광출사각이 확산되도록 확산렌즈(32)를 형성함으로써 광출사각이 넓어 간판의 높이를 낮추더라도 채널문자의 전 노출면에 걸쳐 균일한 조도를 형성할 수 있게 되고, 그에 따라 동일 면적 대비 LED소자의 설치수량을 줄여 재료비를 절감할 수 있고, 아울러 설치시간도 단축할 수 있게 된다.

도 5는 본 발명에 따른 광도측정예를 나타내는 도면으로서, 도시된 예에서 광출사각은 대략 150도 정도로 넓게 형성되고 있음을 나타내어 채널 문자에 적용하는 경우 채널 문자의 높이를 낮추어도 채널 문자의 표면밝기가 비교적 균일하게 형성됨을 알 수 있다.

10 -- 엘이디모듈, 20 -- 인쇄회로기판,
22 -- LED소자, 24 -- 전기부품,
26 -- 전원선, 30 -- 중간케이스,
32 -- 확산렌즈, 34 --전기부품 보호창,
36 -- 끼움턱. 50 -- 외부케이스,

Claims

채널 문자의 조명을 위한 하나 이상의 LED소자(22)와 상기 LED소자(22)의 작동을 제어하기 위한 전기부품(24)들이 탑재되는 인쇄회로기판(20);
상기 인쇄회로기판(20)에 고정되어 외부로부터 상기 전기부품(24)들에 구동전원을 공급할 수 있도록 된 전원선(26);
투명한 합성수지재질로 이루어지되, 상기 전기부품(24)이 인서트사출에 의해 몰딩액에 접촉되지 않고 사출압력과 열로부터 손상되는 것을 방지하도록, 이웃영역과 격리시킬 수 있는 공간부가 형성된 전기부품 보호창(34)과, 상기 LED소자(22)를 수용하며 LED소자(22)에서 발광되는 빛을 확산시켜 광출사각을 넓혀주는 반구형의 확산렌즈(32)가 일체로 형성되어 상기 인쇄회로기판(20)에 결합되는 중간케이스(30);
상기 인쇄회로기판(20)과 상기 중간케이스(30)를 매립한 상태에서 일체로 인서트사출되어 이루어되, 상기 중간케이스(30)에서 전기부품 보호창(34)과 반구형의 확산렌즈(32)만 노출되도록 이루어져 상기 인쇄회로기판(20)이 방수되도록 밀폐하는 외부케이스(50);
를 포함하여 이루어진 렌즈형 채널사인 엘이디모듈.
제1항에 있어서, 상기 확산렌즈는 외표면과 내표면이 상향만곡되어 광출사각이 확산되도록 광각렌즈로 이루어진 것을 특징으로 하는 렌즈형 채널사인 엘이디모듈.