KR101524511B1 - 광 확산 기능을 갖는 led 조명기구 - Google Patents

광 확산 기능을 갖는 led 조명기구 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광 확산 기능을 갖는 LED 조명기구에 관한 것으로 특히, 소정두께와 폭 또는 지름에 대응하는 체적을 갖고 전면이 개구된 본체와; 다수의 LED가 종방향 및 횡방향 대해 다수의 배열로 배치됨은 물론 LED 구동회로가 내설된 형태를 갖고 상기 본체 내에 착탈 가능하게 설치되는 인쇄회로기판과; 상기 본체의 개구부에 설치되어 다수의 LED에서 각각 조사되는 빛이 소정영역에 걸쳐 고르게 분산되도록 하는 전면 확산 판을 구비한 LED 조명기구에 있어서, 상기 LED들의 주변에 위치된 인쇄회로기판상에 소정면적을 갖는 반사부재를 형성 또는 부착하고, 투명 수지제 필름 또는 반사 필름을 이용하여 광 확산 각도가 150~170도를 갖는 돔 형상을 갖게 성형한 광 확산 캡을 각각의 LED 및 상기 LED들의 주변에 형성 또는 부착한 반사부재들을 감싸도록 하여 착탈 가능하게 설치한 것을 특징으로 한다.
따라서, 동일 면적 및 광 출력을 갖는 LED 조명기구에 설치되는 LED 수량을 대폭 줄일 수 있고, 또 LED 조명기구 자체의 두께도 크게 줄일 수 있어 슬립화가 가능함은 물론 제품의 제조원가를 대폭 저감할 수 있으며, 또한 천정을 뚫지 않고도 설치가 가능하여 제품의 설치비용도 대폭 줄일 수 있고, 특히 국부적으로 그림자 및 얼룩현상의 발생을 방지할 수 있어 제품 자체의 상품성과 품질 및 신뢰도를 대폭 향상시킬 수 있다.

Description

광 확산 기능을 갖는 LED 조명기구{LED luminaires with light-diffusing function}
본 발명은 광 확산 기능을 갖는 LED 조명기구에 관한 것으로 보다 구체적으로는 광원으로 발광다이오드(LED)를 사용하는 각종 LED 조명기구 중 특히 면조명기구나 직부등에 구비된 각각의 LED 또는 복수의 LED를 한 그룹으로 하여 투명 수지재 필름의 내면에 광 확산재를 소정두께로 도포하거나 또는 내면에 서로 다른 지름을 갖는 화이트 도트를 정해진 패턴을 갖게 스템프 인쇄하거나, 엠보싱 또는 센딩 처리하거나, 또는 서로 다른 지름의 알루미늄 또는 크롬 박판을 정해진 패턴을 갖게 증착하거나 또는 반사필름에 서로 다른 지름을 갖는 복수의 빛 통과구멍을 정해진 패턴으로 천공한 돔 형상의 광 확산 캡을 설치하여, 각각의 LED에서 발생되는 빛을 최대한 확산할 수 있도록 하는 방식을 통해 동일 면적 및 광 출력을 갖는 LED 조명기구에 설치되는 LED 수량을 줄일 수 있고, LED 조명기구 자체의 두께도 줄일 수 있어 슬립화가 가능하므로 천정을 뚫지 않고도 설치가 가능하도록 함은 물론 제품의 제조원가 및 설치비용을 대폭 줄일 수 있고, 특히 국부적으로 그림자에 의해 생기는 얼룩현상의 발생을 방지할 수 있도록 발명한 것이다.
최근 전력소모가 적고 수명이 길며 반응시간이 매우 빠른 특징을 가진 발광다이오드(LED)를 광원으로 사용하는 각종 조명기구가 널리 사용되고 있다.
이때, 상기 발광다이오드(LED : Light Emitting Diode)는 빠른 응답속도, 저 전력 소모, 긴 수명 등의 장점을 가진 반도체의 P-N 접합 구조를 이용하여 주입된 소수캐리어(전자 또는 양공)를 만들어내고 이들의 재결합에 의해 발광시키는 것을 이용한 것으로, 종래의 조명용 백열전구 및 할로겐 전구보다 소비전력이 1/10 정도 소요되어 전기에너지를 크게 절감할 수 있는 장점을 가지고 있다.
또한, LED는 형광등과 달리 깜빡임이 없고 수은, 납, 카드뮴 등 유해물질을 사용하지 않을 뿐만 아니라 자외선을 방출하지 않아 친환경적인 제품으로 각광받고 있다.
그런데, 발광다이오드 조명등은 LED의 특성상 조사되는 광이 직진성을 갖게 되므로 조사구역이 협소하여 발광다이오드 조명등을 이용한 각종 조명기기는 한정된 균조도 및 배광영역이 연출되는 문제점을 갖는다.
또한, 이와 같은 발광다이오드 조명등이나 LED 조명모듈 등은 각각 직진성을 갖는 빛을 소정각도로 분산시켜 조사하기 위한 투광 창에 LED들의 개수에 대응하는 렌즈들을 구비되고 있는데, 이와 같은 렌즈는 기본적으로 LED 조명등이나 LED 조명모듈의 투광 창에 정해진 각도별로 성형하여 해당 조명기기의 목적이나 설치 위치 등에 따라 원하는 빛 조사각도를 얻을 수 있도록 구성되어 있다.
한편, LED 면조명기구는 도 1의 (a)에 도시한 바와 같이, 통상 소정체적을 갖고 전면이 개구된 본체(1)와; 다수의 LED(2)가 종방향 및 횡방향으로 다수 배열됨은 물론 LED 구동회로가 내설된 형태를 갖고 상기 본체(1) 내에 설치되는 인쇄회로기판(3)과; 상기 본체(1)의 개구부에 설치되어 다수의 LED(2)에서 각각 조사되는 빛이 소정영역에 걸쳐 고르게 분산되도록 하는 전면 확산 판(4)으로 구성된 형태를 갖는다.
그런데, 이와 같은 구성을 갖는 종래 LED 면조명기구에는 LED(2)들에서 조사되는 빛을 소정각도로 확산시켜 주기 위한 수단으로 단순히 판 형상을 갖는 전면 확산 판(4)만 구비되어 있거나 또는 한정된 각도(예를 들어 95~125도)를 갖는 랜지가 구비된 형태를 가지고 있어, 예를 들어 도 1의 (a)와 같이 본체(1)의 높이를 낮게 제작하여 인쇄회로기판(3) 상에서 종,횡방향으로 정해진 간격(예를 들어 30~60㎜)을 두고 설치되어 있는 다수개의 LED(2)와 전면 확산 판(4)과의 거리가 좁아 각각의 LED(2)에서 발생되는 빛이 전면 확산 판(4)을 통과할 때 빛의 조사각도가 도 1의 (b)와 같이 작아 어두운 곳이 많이 발생하게 되어 그림자가 발생하게 되므로 결국, 최종적으로 빛이 도달하는 위치의 조명이 어둡거나 또는 국부적으로 그림자에 의해 생기는 얼룩현상의 발생하게 되는 문제점이 있다.
따라서, 이 경우에는 인쇄회로기판(3) 상에 설치되는 LED(2)들의 설치간격을 예를 들어 5~40㎜ 간격으로 줄이거나 또는 도 1의 (c)와 같이 본체(1)의 높이를 높여 각각의 LED(2)에서 발생되는 빛이 전면 확산 판(4)을 통과할 때 상호 겹치는 형태를 갖도록 해 주어야만 최종적으로 빛이 도달하는 위치의 조명이 얼룩 없이 원하는 조도를 가질 수 있다.
그러나, 상기와 같이 인쇄회로기판(3) 상에 설치되는 LED(2)들의 설치간격을 줄이거나 또는 본체(1)의 높이를 높여 줄 경우, 동일 면적 및 광 출력을 갖는 면조명기구에 설치되는 LED 수량이 많아 지게 되거나 또는 면조명기구 자체의 두께가 두꺼워져 제품의 제조원가가 많이 들게 되고, 특히 본체의 두께가 두꺼워지게 되면 바닥과 천정 사이의 높이가 낮을 경우 면조명기구를 설치하기 위해 별도로 천정을 뚫는 작업을 실시해야만 하므로 제품의 설치비용도 많이 들게 되는 등의 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 10-1143354호(2012년 04월 30일) 대한민국 등록특허공보 10-1240780호(2013년 02월 28일) 대한민국 등록특허공보 10-0771179호(2007년 10월 23일)
본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 광원으로 발광다이오드(LED)를 이용하여 제작하되, 줄이나 대에 매달지 않고 부엌이나 목욕탕, 화장실 또는 낮은 천정을 갖는 건물이나 복도 등의 천장이나 벽에 직접 설치하여 사용하는 LED 조명기구에 구비된 각각의 LED 또는 복수의 LED를 한 그룹으로 하여 투명 수지재 필름의 내면에 광 확산재를 소정두께로 도포하거나 또는 내면에 서로 다른 지름을 갖는 화이트 도트를 정해진 패턴을 갖게 스템프 인쇄하거나, 엠보싱 또는 센딩 처리하거나, 또는 서로 다른 지름의 알루미늄 또는 크롬 박판을 정해진 패턴을 갖게 증착하거나 또는 반사필름에 서로 다른 지름을 갖는 복수의 빛 통과구멍을 정해진 패턴으로 천공한 돔 형상의 광 확산 캡을 설치하여 각각의 LED에서 발생되는 빛을 최대한 넓은 조사각도(예를 들어 140~170도)로 확산시킬 수 있도록 함으로써, 동일 면적 및 광 출력을 갖는 LED 조명기구에 설치되는 LED 수량을 대폭 줄일 수 있고, 또 LED 조명기구 자체의 두께도 크게 줄일 수 있어 습립화가 가능하므로 제품의 제조원가를 대폭 저감할 수 있으며, 또한 천정을 뚫지 않고도 설치가 가능하여 제품의 설치비용도 대폭 줄일 수 있고, 특히 국부적으로 그림자 및 얼룩현상의 발생을 방지할 수 있어 제품 자체의 상품성과 품질 및 신뢰도를 대폭 향상시킬 수 있는 광 확산 기능을 갖는 LED 조명기구를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 소정두께와 폭 또는 지름에 대응하는 체적을 갖고 전면이 개구된 본체와; 다수의 LED가 종방향 및 횡방향 대해 다수의 배열로 배치됨은 물론 LED 구동회로가 내설된 형태를 갖고 상기 본체 내에 착탈 가능하게 설치되는 인쇄회로기판과; 상기 본체의 개구부에 설치되어 다수의 LED에서 각각 조사되는 빛이 소정영역에 걸쳐 고르게 분산되도록 하는 전면 확산 판을 구비한 LED 조명기구에 있어서, 상기 LED들의 주변에 위치된 인쇄회로기판상에 소정면적을 갖는 반사부재를 형성 또는 부착하고, 투명 수지제 필름 또는 반사 필름을 이용하여 광 확산 각도가 150~170도를 갖는 돔 형상을 갖게 성형한 광 확산 캡을 각각의 LED 및 상기 LED들의 주변에 형성 또는 부착한 반사부재들을 감싸도록 하여 착탈 가능하게 설치한 것을 특징으로 한다.
또, 상기 광 확산 캡의 단부에는 정해진 간격을 두고 복수의 탄성 걸림편을 돌출 형성하고, 상기 반사부재들의 외측에 위치되는 인쇄회로기판상에는 상기 광 확산 캡의 탄성 걸림편들이 각각 탄력적으로 끼워져 걸려지는 복수의 걸림편 고정공을 천공한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 반사부재는 인쇄회로기판에 반사물질을 도금 또는 증착하여 형성하거나, 또는 소정형상을 갖게 반사필름으로 성형하여 접착제를 이용하여 부착한 것을 포함함을 특징으로 한다.
또, 상기 광 확산 캡은 높이(h)가 5~15㎜를 갖도록 성형함과 동시에 지름(Φ)은 상기 높이의 2배와 같거나 작도록 성형한 것을 특징으로 한다.
또한, 종 방향 또는 횡 방향에 대한 복수의 LED를 어느 한 그룹으로 설정하여 한번에 광 확산 캡을 착탈 가능하게 설치하기 위해, 종 방향 또는 횡 방형으로 서로 인접되게 배치하는 광 확산 캡들은 연결 띠를 통해 상호 일체로 연결한 것을 특징으로 한다.
또, 상기 광 확산 캡은 투명 수지재 필름의 내면에 나노 입자의 광 확산재를 정해진 두께로 도포하여 광 투과량 조절층을 형성한 후 가열된 금형과 진공흡착기를 이용하여 각각의 LED 또는 한 그룹을 이루는 복수의 LED에 대응하는 돔 형상으로 성형하거나, 또는 가열된 금형과 진공흡착기를 이용하여 각각의 LED 또는 한 그룹을 이루는 복수의 LED에 대응하는 돔 형상으로 성형한 다음 내면에 광 확산재를 소정두께로 도포하여 광 투과량 조절층을 형성한 것을 특징으로 한다.
이때, 투명 수지재 필름으로 된 상기 광 확산 캡의 내면에 도포된 광 투과량 조절층의 두께는, 중앙부가 0.1~0.3㎜로 두껍고 가장자리 측으로 갈수록 상대적으로 점차 얇아지되 최종 가장자리의 두께는 0.02~0.06㎜를 갖도록 도포한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 광 확산 캡은 투명 수지재 필름의 내면에 스탬프 인쇄를 통해 소정지름을 갖는 화이트 도트를 정해진 패턴에 맞춰 형성한 후 가열된 금형과 진공흡착기를 이용하여 각각의 LED 또는 한 그룹을 이루는 복수의 LED에 대응하는 돔 형상으로 성형하거나, 또는 가열된 금형과 진공흡착기를 이용하여 각각의 LED 또는 한 그룹을 이루는 복수의 LED에 대응하는 돔 형상으로 성형한 다음 스탬프 인쇄를 통해 소정지름을 갖는 화이트 도트를 정해진 패턴에 맞춰 형성한 것을 특징으로 한다.
이때, 투명 수지재 필름으로 된 상기 광 확산 캡의 내면에 인쇄하는 화이트 도트들의 지름과 개수 및 밀도는, 중앙부에 인쇄되는 화이트 도트의 지름은 크고 개수는 적으며 밀도는 높게 형성하고, 가장자리 측으로 갈수록 상대적으로 점차 지름은 작아지고 개수는 많아지며 밀도는 낮아지게 인쇄한 것을 특징으로 한다.
또, 상기 광 확산 캡은 투명 수지재 필름의 내면에 알루미늄이나 크롬으로 된 소정지름의 도트형 반사판을 정해진 패턴에 맞춰 증착한 후 가열된 금형과 진공흡착기를 이용하여 각각의 LED 또는 한 그룹을 이루는 복수의 LED에 대응하는 돔 형상으로 성형하거나, 또는 가열된 금형과 진공흡착기를 이용하여 각각의 LED 또는 한 그룹을 이루는 복수의 LED에 대응하는 돔 형상으로 성형한 다음 알루미늄이나 크롬으로 된 소정지름의 도트형 반사판을 정해진 패턴에 맞춰 증착한 것을 특징으로 한다.
이때, 투명 수지재 필름으로 된 상기 광 확산 캡의 내면에 증착하는 도트형 반사판들의 지름과 개수 및 밀도는, 중앙부에 증착되는 도트형 반사판들의 지름은 크고 개수는 적으며 밀도는 높게 형성하고, 가장자리 측으로 갈수록 상대적으로 점차 지름은 작아지고 개수는 많아지며 밀도는 낮아지게 증착한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 광 확산 캡은 투명 수지재 필름의 내면에 엠보싱 또는 센딩을 통해 지름이 0.05~0.3㎜를 갖는 광 투과율 조절용 스크라치 홈들을 정해진 패턴을 갖게 형성한 후 가열된 금형과 진공흡착기를 이용하여 각각의 LED 또는 한 그룹을 이루는 복수의 LED에 대응하는 돔 형상으로 성형하거나, 또는 가열된 금형과 진공흡착기를 이용하여 각각의 LED 또는 한 그룹을 이루는 복수의 LED에 대응하는 돔 형상으로 성형한 다음 엠보싱 또는 센딩을 통해 지름이 0.05~0.3㎜을 갖는 광 투과율 조절용 스크라치 홈들을 정해진 패턴을 갖게 형성한 것을 특징으로 한다.
이때, 투명 수지재 필름으로 된 상기 광 확산 캡에 엠보싱 또는 센딩을 통해 형성한 광 투과율 조절용 스크라치 홈들의 밀도는, 중앙부에 형성되는 광 투과율 조절용 스크라치 홈들의 밀도가 높고 가장자리 측으로 갈수록 상대적으로 점차 밀도가 커지도록 형성한 것을 특징으로 한다.
또, 상기 광 확산 캡은 반사 필름에 복수의 빛 통과구멍을 정해진 패턴에 맞는 지름 및 각도를 갖게 천공한 후 가열된 금형과 진공흡착기를 이용하여 각각의 LED 또는 한 그룹을 이루는 복수의 LED에 대응하는 돔 형상으로 성형하거나, 또는 가열된 금형과 진공흡착기를 이용하여 각각의 LED 또는 한 그룹을 이루는 복수의 LED에 대응하는 돔 형상으로 성형한 다음 핀 가공을 통해 복수의 빛 통과구멍을 정해진 패턴에 맞는 지름 및 각도를 갖게 천공한 것을 특징으로 한다.
이때, 반사 필름으로 된 상기 광 확산 캡에 천공한 빛 통과구멍들의 지름과 밀도는, 중앙부의 천공되는 빛 통과구멍들의 지름이 크되 밀도는 낮고, 가장자리 측으로 갈수록 상대적으로 점차 지름은 작아지고 밀도는 높아지게 천공한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 투명 수지재 필름 또는 반사 필름은, 0.2~0.8㎜ 두께를 갖는 PET, PC, PMMA 등의 수지재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 광 확산 기능을 갖는 LED 조명기구에 의하면, 광원으로 발광다이오드(LED)를 이용하여 제작하되, 줄이나 대에 매달지 않고 부엌이나 목욕탕, 화장실 또는 낮은 천정을 갖는 건물이나 복도 등의 천장이나 벽에 직접 설치하여 사용하는 LED 조명기구에 구비된 각각의 LED 또는 복수의 LED를 한 그룹으로 하여 필름의 내면에 광 확산재를 소정두께로 도포하여 광 투과량 조절층을 형성하거나 또는 내면에 서로 다른 지름을 갖는 화이트 도트를 정해진 패턴을 갖게 스템프 인쇄하거나, 엠보싱 또는 센딩 처리하거나, 또는 서로 다른 지름의 알루미늄 또는 크롬 박판을 정해진 패턴을 갖게 증착하거나 또는 반사필름에 서로 다른 지름을 갖는 복수의 빛 통과구멍을 정해진 패턴으로 천공한 돔 형상의 광 확산 캡을 설치하여 각각의 LED에서 발생되는 빛을 최대한 넓은 조사각도로 확산시킬 수 있도록 함으로써, 동일 면적 및 광 출력을 갖는 LED 조명기구에 설치되는 LED 수량을 대폭 줄일 수 있고, 또 LED 조명기구 자체의 두께도 크게 줄일 수 있어 슬립화가 가능함은 물론 제품의 제조원가를 대폭 저감할 수 있으며, 또한 천정을 뚫지 않고도 설치가 가능하여 제품의 설치비용도 대폭 줄일 수 있고, 특히 국부적으로 그림자 및 얼룩현상의 발생을 방지할 수 있어 제품 자체의 상품성과 품질 및 신뢰도를 대폭 향상시킬 수 있는 등 매우 유용한 발명인 것이다.
도 1의 (a)~(c)는 종래 LED 면조명기구에서 본체의 높이에 따른 빛 조사상태를 설명하기 위한 단면도 및 빛 분포도.
도 2는 본 발명이 적용된 LED 조명기구의 분해 사시도.
도 3은 본 발명 중 투명 수지제 필름 내면에 광 확산재를 도포하여 형성한 광 투과량 조절층을 갖는 단독형 광 확산 캡의 사시도.
도 4의 (a)(b)는 본 발명 중 투명 수지제 필름 내면에 광 확산재를 도포하여 형성한 광 투과량 조절층을 갖고 연결 띠를 통해 상호 연결시킨 광 확산 캡의 사시도 및 평면도.
도 5의 (a)(b)는 본 발명의 일 실시 예가 적용(광 투과량 조절층 적용)된 광 확산 캡이 설치된 LED 조명기구의 일부 확대 단면도 및 빛 분포도.
도 6의 (a)(b)는 본 발명의 다른 실시 예가 적용(화이트 도트 적용)된 광 확산 캡이 설치된 LED 조명기구의 일부 확대 단면도 및 광 확산 캡의 평면도.
도 7의 (a)(b)는 본 발명의 또 다른 실시 예가 적용(도트형 반사판 적용)된 광 확산 캡이 설치된 LED 조명기구의 일부 확대 단면도 및 광 확산 캡의 평면도.
도 8의 (a)(b)는 본 발명의 또 다른 실시 예가 적용(광 투과율 조절용 스크라치 홈 적용)된 광 확산 캡이 설치된 LED 조명기구의 일부 확대 단면도 및 광 확산 캡의 평면도.
도 9의 (a)(b)는 본 발명의 또 다른 실시 예가 적용(빛 통과구멍 적용)된 광 확산 캡이 설치된 LED 조명기구의 일부 확대 단면도 및 광 확산 캡의 평면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명이 적용된 LED 조명기구의 분해 사시도를 나타낸 것이고, 도 3은 본 발명 중 투명 수지제 필름 내면에 광 확산재를 도포하여 형성한 광 투과량 조절층을 갖는 단독형 광 확산 캡의 사시도를 나타낸 것이며, 도 4의 (a)(b)는 본 발명 중 투명 수지제 필름 내면에 광 확산재를 도포하여 형성한 광 투과량 조절층을 갖고 연결 띠를 통해 상호 연결시킨 광 확산 캡의 사시도 및 평면도를 나타낸 것이고, 도 5의 (a)(b)는 본 발명의 일 실시 예가 적용(광 투과량 조절층 적용)된 광 확산 캡이 설치된 LED 조명기구의 일부 확대 단면도 및 빛 분포도를 나타낸 것이다.
또, 도 6의 (a)(b)는 본 발명의 다른 실시 예가 적용(화이트 도트 적용)된 광 확산 캡이 설치된 LED 조명기구의 일부 확대 단면도 및 광 확산 캡의 평면도를 나타낸 것이고, 도 7의 (a)(b)는 본 발명의 또 다른 실시 예가 적용(도트형 반사판 적용)된 광 확산 캡이 설치된 LED 조명기구의 일부 확대 단면도 및 광 확산 캡의 평면도를 나타낸 것이다.
또한, 도 8의 (a)(b)는 본 발명의 또 다른 실시 예가 적용(광 투과율 조절용 스크라치 홈 적용)된 광 확산 캡이 설치된 LED 조명기구의 일부 확대 단면도 및 광 확산 캡의 평면도를 나타낸 것이고, 도 9의 (a)(b)는 본 발명의 또 다른 실시 예가 적용(빛 통과구멍 적용)된 광 확산 캡이 설치된 LED 조명기구의 일부 확대 단면도 및 광 확산 캡의 평면도를 나타낸 것이다.
이에 따르면 본 발명은,
소정두께와 폭 또는 지름에 대응하는 체적을 갖고 전면이 개구된 본체(1)와; 다수의 LED(2)가 종방향 및 횡방향 대해 다수의 배열로 배치됨은 물론 LED 구동회로가 내설된 형태를 갖고 상기 본체(1) 내에 착탈 가능하게 설치되는 인쇄회로기판(3)과; 상기 본체(1)의 개구부에 설치되어 다수의 LED(2)에서 각각 조사되는 빛이 소정영역에 걸쳐 고르게 분산되도록 하는 전면 확산 판(4)을 구비한 LED 조명기구에 있어서,
상기 LED(2)들의 주변에 위치된 인쇄회로기판(3)상에 소정면적을 갖는 반사부재(5)를 형성 또는 부착하고, 투명 수지제 필름(Transparent resin material film; T.R.M.F) 또는 반사 필름(Reflective film; R.F)을 이용하여 광 확산 각도가 150~170도를 갖는 돔 형상을 갖게 성형한 광 확산 캡(6)을 각각의 LED(2) 및 상기 LED(2)들의 주변에 형성 또는 부착한 반사부재(5)들을 감싸도록 하여 착탈 가능하게 설치한 것을 특징으로 한다.
또, 상기 광 확산 캡(6)의 단부에는 정해진 간격을 두고 복수의 탄성 걸림편(61)을 돌출 형성하고, 상기 반사부재(5)들의 외측에 위치되는 인쇄회로기판(3)상에는 상기 광 확산 캡(6)의 탄성 걸림편(61)들이 각각 탄력적으로 끼워져 걸려지는 복수의 걸림편 고정공(31)을 천공한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 반사부재(5)는 인쇄회로기판(3)에 반사물질을 도금 또는 증착하여 형성하거나, 또는 소정형상을 갖게 반사필름으로 성형하여 접착제를 이용하여 부착한 것을 포함함을 특징으로 한다.
또, 상기 광 확산 캡(6)은 높이(h)가 5~15㎜를 갖도록 성형함과 동시에 지름(Φ)은 상기 높이의 2배와 같거나 작도록 성형한 것을 특징으로 한다.
또한, 종 방향 또는 횡 방향에 대한 복수의 LED(2)를 어느 한 그룹으로 설정하여 한번에 광 확산 캡(6)을 착탈 가능하게 설치하기 위해, 종 방향 또는 횡 방형으로 서로 인접되게 배치하는 광 확산 캡(6)들은 연결 띠(60)를 통해 상호 일체로 연결한 것을 특징으로 한다.
또, 상기 광 확산 캡(6)은,
투명 수지재 필름(T.R.M.F)의 내면에 나노 입자의 광 확산재를 정해진 두께로 도포하여 광 투과량 조절층(62)을 형성한 후 가열된 금형과 진공흡착기를 이용하여 각각의 LED(2) 또는 한 그룹을 이루는 복수의 LED(2)에 대응하는 돔 형상으로 성형하거나,
또는 가열된 금형과 진공흡착기를 이용하여 각각의 LED(2) 또는 한 그룹을 이루는 복수의 LED(2)에 대응하는 돔 형상으로 성형한 다음 내면에 광 확산재를 소정두께로 도포하여 광 투과량 조절층(62)을 형성한 것을 특징으로 한다.
이때, 투명 수지재 필름(T.R.M.F)으로 된 상기 광 확산 캡(6)의 내면에 도포된 광 투과량 조절층(62)의 두께(t)는, 중앙부가 0.1~0.3㎜로 두껍고 가장자리 측으로 갈수록 상대적으로 점차 얇아지되 최종 가장자리의 두께는 0.02~0.06㎜를 갖도록 도포하여 중앙부에서 가장자리 측으로 갈수록 광 투과량이 크도록 한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 광 확산 캡(6)은,
투명 수지재 필름(T.R.M.F)의 내면에 스탬프 인쇄를 통해 소정지름을 갖는 화이트 도트(63)를 정해진 패턴에 맞춰 형성한 후 가열된 금형과 진공흡착기를 이용하여 각각의 LED(2) 또는 한 그룹을 이루는 복수의 LED(2)에 대응하는 돔 형상으로 성형하거나,
또는 가열된 금형과 진공흡착기를 이용하여 각각의 LED(2) 또는 한 그룹을 이루는 복수의 LED(2)에 대응하는 돔 형상으로 성형한 다음 스탬프 인쇄를 통해 소정지름을 갖는 화이트 도트(63)를 정해진 패턴에 맞춰 형성한 것을 특징으로 한다.
이때, 투명 수지재 필름(T.R.M.F)으로 된 상기 광 확산 캡(6)의 내면에 인쇄하는 화이트 도트(63)들의 지름(Φ)과 개수(EA) 및 밀도(D)는,
중앙부에 인쇄되는 화이트 도트(63)의 지름(Φ)은 크고 개수(EA)는 적으며 밀도(D)는 높게 형성하고, 가장자리 측으로 갈수록 상대적으로 점차 지름(Φ)은 작아지고 개수(EA)는 많아지며 밀도(D)는 낮아지게 인쇄하여 중앙부에서 가장자리 측으로 갈수록 광 투과량이 크도록 한 것을 특징으로 한다.
또, 상기 광 확산 캡(6)은,
투명 수지재 필름(T.R.M.F)의 내면에 알루미늄이나 크롬으로 된 소정지름의 도트형 반사판(64)을 정해진 패턴에 맞춰 증착한 후 가열된 금형과 진공흡착기를 이용하여 각각의 LED(2) 또는 한 그룹을 이루는 복수의 LED(2)에 대응하는 돔 형상으로 성형하거나,
또는 가열된 금형과 진공흡착기를 이용하여 각각의 LED(2) 또는 한 그룹을 이루는 복수의 LED(2)에 대응하는 돔 형상으로 성형한 다음 알루미늄이나 크롬으로 된 소정지름의 도트형 반사판(64)을 정해진 패턴에 맞춰 증착한 것을 특징으로 한다.
이때, 투명 수지재 필름(T.R.M.F)으로 된 상기 광 확산 캡(6)의 내면에 증착하는 도트형 반사판(64)들의 지름(Φ)과 개수(EA) 및 밀도(D)는,
중앙부에 증착되는 도트형 반사판(64)들의 지름은 크고 개수는 적으며 밀도는 높게 형성하고, 가장자리 측으로 갈수록 상대적으로 점차 지름은 작아지고 개수는 많아지며 밀도는 낮아지게 증착하여 중앙부에서 가장자리 측으로 갈수록 광 투과량이 크도록 한한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 광 확산 캡(6)은,
투명 수지재 필름(T.R.M.F)의 내면에 엠보싱 또는 센딩을 통해 지름이 0.05~0.3㎜를 갖는 광 투과율 조절용 스크라치 홈(65)들을 정해진 패턴을 갖게 형성한 후 가열된 금형과 진공흡착기를 이용하여 각각의 LED(2) 또는 한 그룹을 이루는 복수의 LED(2)에 대응하는 돔 형상으로 성형하거나,
또는 가열된 금형과 진공흡착기를 이용하여 각각의 LED(2) 또는 한 그룹을 이루는 복수의 LED(2)에 대응하는 돔 형상으로 성형한 다음 엠보싱 또는 센딩을 통해 지름이 0.05~0.3㎜을 갖는 광 투과율 조절용 스크라치 홈(65)들을 정해진 패턴을 갖게 형성한 것을 특징으로 한다.
이때, 투명 수지재 필름(T.R.M.F)으로 된 상기 광 확산 캡(6)에 엠보싱 또는 센딩을 통해 형성한 광 투과율 조절용 스크라치 홈(65)들의 밀도(D)는,
중앙부에 형성되는 광 투과율 조절용 스크라치 홈(65)들의 밀도(D)가 높고 가장자리 측으로 갈수록 상대적으로 점차 밀도가 커지도록 형성하여 중앙부에서 가장자리 측으로 갈수록 광 투과량이 크도록 한 것을 특징으로 한다.
또, 상기 광 확산 캡(6)은,
반사 필름(R.F)에 복수의 빛 통과구멍(66)을 정해진 패턴에 맞는 지름(Φ) 및 각도를 갖게 천공한 후 가열된 금형과 진공흡착기를 이용하여 각각의 LED(2) 또는 한 그룹을 이루는 복수의 LED(2)에 대응하는 돔 형상으로 성형하거나,
또는 가열된 금형과 진공흡착기를 이용하여 각각의 LED(2) 또는 한 그룹을 이루는 복수의 LED(2)에 대응하는 돔 형상으로 성형한 다음 핀 가공을 통해 복수의 빛 통과구멍(66)을 정해진 패턴에 맞는 지름(Φ) 및 각도를 갖게 천공한 것을 특징으로 한다.
이때, 반사 필름(R.F)으로 된 상기 광 확산 캡(6)에 천공한 빛 통과구멍(66)들의 지름(Φ)과 밀도(D)는,
중앙부의 천공되는 빛 통과구멍(66)들의 지름(Φ)이 크되 밀도(D)는 낮고, 가장자리 측으로 갈수록 상대적으로 점차 지름(Φ)은 작아지고 밀도(D)는 높아지게 천공한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 투명 수지재 필름(T.R.M.F) 또는 반사 필름(R.F)은,
0.2~0.8㎜ 두께를 갖는 PET, PC, PMMA 등의 수지재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 광 확산 기능을 갖는 LED 조명기구에 대한 작용효과를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명의 광 확산 기능을 갖는 LED 조명기구은 도 2 내지 도 9의 (a)(b)와 같이, 본체(1)와, 복수의 LED(2)는 물론 LED 구동회로가 실장된 인쇄회로기판(3) 및 전면 확산 판(4)으로 이루어진 공지의 LED 조명기구에 있어서, 상기 LED(2)들의 주변에 위치된 인쇄회로기판(3)상에 소정면적을 갖는 반사부재(5)를 형성 또는 부착하고, 각각의 LED(2) 또는 복수의 LED(2)를 종 방향 또는 횡 방향에 대해 한 그룹으로 설정하여 투명 수지제 필름(T.R.M.F) 또는 반사 필름(R.F)을 이용하여 돔 형상을 갖게 성형한 광 확산 캡(6)을 각각 착탈 가능하게 설치하여 각각의 LED(2)에서 발생되는 빛을 광 확산 캡(6)들을 통해 최대한 넓은 조사각도(예를 들어 150~170도)로 확산시킬 수 있도록 함과 동시에 LED 조명기구 자체를 슬립화할 수 있도록 한 것을 주요기술 구성요소로 한다.
이때, 공지된 LED 조명기구의 구성요소 중 상기 본체(1)는 소정두께를 갖는 금속판체 또는 합성수지재를 이용하여 소정두께와 폭 또는 지름에 대응하는 체적을 갖고 전면이 개구된 직육면체 또는 원통형으로 형성한 형태를 갖는다.
또, 상기 인쇄회로기판(3)은 기본적으로 다수의 LED(2)가 종 방향 및 횡 방향 대해 다수의 배열로 배치된 형태를 가짐은 물론 상기 LED(2)들의 구동에 필요한 전압 및 전류를 공급 및 제어하는 LED 구동회로가 실장된 형태를 갖고 상기 본체(1) 내에 착탈 가능하게 설치된 형태를 갖는다.
또한, 상기 전면 확산 판(4)은 소정두께 및 면적을 갖는 투명 또는 반투명의 합성수지 판체에 광 확산재를 도포하는 방법 등을 이용하여 광 투과량 조절층을 형성하거나 또는 빛 산란을 위한 엠보싱 돌기 등을 형성한 형태를 갖고 상기한 다수의 LED(2)에서 각각 조사되는 빛이 소정영역에 걸쳐 고르게 분산되도록 상기 본체(1)의 개구부에 착탈 가능하게 설치된 형태를 갖는다.
한편, 본 발명에서는 이와 같이 공지된 LED 조명기구 중 상기 LED(2)들의 주변에 위치된 인쇄회로기판(3)상에 후술하는 광 확산 캡(6)을 통과하지 못하고 내면에 의해 인쇄회로기판(3) 측으로 반사되는 일부 빛을 다시 광 확산 캡(6) 측으로 반사시켜 주기 위하여 소정면적을 갖는 반사부재(5)을 반사물질로 도금 또는 증착하여 형성하거나, 또는 반사필름으로 소정형상을 갖게 성형한 다음 스프레이 접착제 등을 이용하여 부착하였다.
뿐만 아니라, 각각의 LED(2) 또는 복수의 LED(2)를 종 방향 또는 횡 방향에 대해 한 그룹으로 설정하여 각각의 형상에 대응하는 돔 형상을 갖게 성형한 광 확산 캡(6)을 각각 착탈 가능하게 설치하였는데, 이때 상기 LED(2)들의 주변에 도포된 반사부재(5)들은 각각 광 확산 캡(6) 내에 위치되는 형태를 갖는다.
상기에서 종 방향 또는 횡 방향에 대한 복수의 LED(2)를 어느 한 그룹으로 설정하여 한번에 여러 개의 LED(2)를 커버할 수 있도록 광 확산 캡(6)을 설치하고자 할 경우는 도 4의 (a)(b)와 같이 종 방향 또는 횡 방형으로 서로 인접되게 배치하는 광 확산 캡(6)들을 연결 띠(60)를 통해 상호 일체로 연결시켜 하나의 긴 광 확산 캡(6) 형태로 제작한 다음 이를 인쇄회로기판(3)의 전면에 착탈 가능하게 설치할 수 있도록 하였다.
또, 본 발명에서는 상기 광 확산 캡(6)의 단부에 정해진 간격을 두고 복수의 탄성 걸림편(61)을 돌출 형성하고, 상기 반사부재(5)들의 외측에 위치되는 인쇄회로기판(3)상에는 상기 광 확산 캡(6)의 탄성 걸림편(61)들이 각각 탄력적으로 끼워져 걸려지는 복수의 걸림편 고정공(31)을 천공하여 주었다.
따라서, 상기 반사부재(5)들을 포함하여 각각의 LED(2) 또는 어느 한 그룹으로 설정한 복수의 LED(2)에 대해 종 방향 또는 횡 방향에 감싸도록 상기 광 확산 캡(6)들을 설치하였을 때 걸림편 고정공(31)들에 탄력적으로 끼워져 걸려진 복수의 탄성 걸림편(61)의 걸림 작용에 의해 상기 광 확산 캡(6)들이 LED(2)들이 실장된 인쇄회로기판(3)의 전면에 일체로 고정된 상태를 유지하며 각각의 LED(2)에서 발생되는 빛을 최대한 넓은 조사각도로 확산시켜 주는 기능을 지속적으로 수행하게 된다.
한편, 본 발명에서는 상기 광 확산 캡(6)을 성형하는데 사용한 필름으로는, 0.2~0.8㎜의 두께를 갖게 PET, PC, PMMA 등으로 성형한 투명 수지재 필름(T.R.M.F) 또는 반사 필름(R.F)을 사용하였다.
이때, 상기 광 확산 캡(6)의 높이(h)와 지름(Φ)를 포함하여 상기 광 확산 캡(6)의 외측 정점에서 전면 확산 판(4)과의 거리(갭)는 LED(2)의 크기와 배치간격 등에 따라 조정 및 설정할 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 종래 LED 조명기구에 설치되어 있는 대부분의 LED(2)에서 각각 조사되는 빛의 각도가 통상 95~125도인 점을 감안하고, 이를 상기 광 확산 캡(6)을 통해 예를 들어 150~170도로 확산시키기 위하여, 광 확산 캡(6)의 높이(h)는 5~15㎜를 갖도록 성형하고, 지름(Φ)은 상기 높이의 2배와 같거나 작도록 성형(즉, Φ ≤ 2h) 함은 물론 전면 확산 판(4)과의 거리(갭)는 3~12㎜로 매우 작은 거리를 같도록 함으로써 본체(1)의 높이를 최소한으로 줄여 본 발명이 적용된 LED 조명기구 자체에 대한 슬립화가 가능한 것이다.
또한, 상기한 투명 수지재 필름(T.R.M.F) 또는 반사 필름(R.F)를 이용하여 광 확산 캡(6)을 제조함 방법은 다양한 형태를 제시할 수 있다.
그 일 예로는 도 3 내지 도 5의 (a)(b)와 같이, 투명 수지재 필름(T.R.M.F)의 내면에 광 확산재를 소정두께로 도포하여 광 투과량 조절층(62)을 형성한 후 가열된 금형과 진공흡착기를 이용하여 각각의 LED(2) 또는 한 그룹을 이루는 복수의 LED(2)에 대응하는 돔 형상으로 성형하거나, 또는 가열된 금형과 진공흡착기를 이용하여 각각의 LED(2) 또는 한 그룹을 이루는 복수의 LED(2)에 대응하는 돔 형상으로 투명 수지재 필름(T.R.M.F)을 흡착 성형한 다음 내면에 광 확산재를 소정두께로 도포하여 광 투과량 조절층(62)을 형성하였다.
이때, 상기 광 확산 캡(6)의 내면에 광 확산재를 도포하여 형성한 상기 광 투과량 조절층(62)의 두께(t)는, 중앙부가 0.1~0.3㎜로 두껍고 가장자리 측으로 갈수록 상대적으로 점차 얇아지도록 도포하되, 최종 가장자리의 두께는 0.02~0.06㎜를 갖도록 도포하여 줌으로써 중앙부에서 가장자리 측으로 갈수록 광 투과량이 크게 할 수 있다.
즉, 각각의 LED(2)에서 발생되는 광이 광 확산 캡(6)을 통과할 때, 투명 수지재 필름(T.R.M.F)으로 제조된 상기 광 확산 캡(6)의 내면에 도포된 광 투과량 조절층(62)의 중앙부가 가장자리 측보다 상대적으로 두꺼운 형태를 가지므로 각각의 LED(2)에서 발생되는 광이 광 확산 캡(6)의 중앙부를 통해 모두 통과하지 못하고 상기 광 투과량 조절층(62)의 두께에 대응하여 상대적으로 적은 량의 광이 통과하고, 또 중앙부에 비해 상대적으로 점차 얇게 도포한 가장자리 측으로 갈수록 광의 통과량(즉 투과량)은 점차 많아지게 된다.
뿐만 아니라, 상기 광 확산 캡(6)을 통과하지 못하고 상기 광 투과량 조절층(62)의 반사작용에 의해 인쇄회로기판(3) 측으로 반사되는 일부 광은 다시 해당 LED(2) 주변의 인쇄회로기판(3)에 성형한 반사부재(5)들에 의해 광 확산 캡(6) 내면 측으로 반사 및 산란시켜 주는 형태가 반복되므로 각각의 LED(2)에서 발생되는 빛이 상기 광 확산 캡(6)을 통과하며 최대한 넓은 조사각도(예를 들어 150~170도)로 확산된다.
따라서, 각각의 LED(2)에서 발생된 후 내면에 광 투과량 조절층(62)이 도포된 광 확산 캡(6)을 통과한 후 전면 확산 판(4) 측으로 조사되는 빛의 형태는 도 5의 (b)와 같이 넓은 조사각도를 갖게 되므로 국부적으로 그림자가 발생하거나 얼룩현상의 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 투명 수지재 필름(T.R.M.F)을 이용하여 상기 광 확산 캡(6)을 성형하는 방법 중 두 번째 실시 예로는 도 6의 (a)(b)에 도시한 바와 같이, 투명 수지재 필름(T.R.M.F)의 내면에 스탬프 인쇄를 통해 소정지름을 갖는 화이트 도트(63)를 정해진 패턴에 맞춰 형성한 후 가열된 금형과 진공흡착기를 이용하여 각각의 LED(2) 또는 한 그룹을 이루는 복수의 LED(2)에 대응하는 돔 형상으로 성형하거나, 또는 가열된 금형과 진공흡착기를 이용하여 각각의 LED(2) 또는 한 그룹을 이루는 복수의 LED(2)에 대응하는 돔 형상으로 성형한 다음 스탬프 인쇄를 통해 소정지름을 갖는 화이트 도트(63)를 정해진 패턴에 맞춰 형성하였다.
이때, 상기 광 확산 캡(6)의 중앙부에 인쇄되는 화이트 도트(63)의 지름(Φ)은 크고 개수(EA)는 적으며 밀도(D)는 높게 형성하고, 가장자리 측으로 갈수록 상대적으로 점차 지름(Φ)은 작아지고 개수(EA)는 많아지며 밀도(D)는 낮아지게 인쇄하여 줌으로써 중앙부에서 가장자리 측으로 갈수록 광 투과량이 크게 할 수 있다.
즉, 각각의 LED(2)에서 발생되는 광이 광 확산 캡(6)을 통과할 때, 투명 수지재 필름(T.R.M.F)으로 제조된 상기 광 확산 캡(6)의 내면에 인쇄된 화이트 도트(63) 중 중앙부에 인쇄되는 화이트 도트(63)의 지름(Φ)은 크고 개수(EA)는 적으며 밀도(D)는 높으므로 각각의 LED(2)에서 발생되는 광이 광 확산 캡(6)의 중앙부를 통과할 때 투과량이 상대적으로 적고, 또 상기 광 확산 캡(6)의 내면에서 가장자리 측으로 인쇄된 화이트 도트(63)은 가장자리 측으로 갈수록 중앙부에 비해 상대적으로 점차 지름(Φ)은 작아지고 개수(EA)는 많아지며 밀도(D)는 낮아 가장자리 측으로 갈수록 광의 통과량(즉 투과량)은 점차 많아지게 된다.
뿐만 아니라, 상기 화이트 도트(63)들에 의해 광 확산 캡(6)을 통과하지 못하고 상기 인쇄회로기판(3) 측으로 반사되는 일부 광은 다시 해당 LED(2) 주변의 인쇄회로기판(3)에 성형한 반사부재(5)들에 의해 광 확산 캡(6) 내면 측으로 반사 및 산란시켜 주는 형태가 반복되므로 각각의 LED(2)에서 발생되는 빛이 상기 광 확산 캡(6)을 통과하며 최대한 넓은 조사각도(예를 들어 150~170도)로 확산된다.
따라서, 각각의 LED(2)에서 발생된 후 내면에 화이트 도트(63)들이 인쇄된 광 확산 캡(6)을 통과한 후 전면 확산 판(4) 측으로 조사되는 빛의 형태는 전술한 바와 같이 넓은 조사각도를 갖게 되므로 국부적으로 그림자가 발생하거나 얼룩현상의 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또, 투명 수지재 필름(T.R.M.F)을 이용하여 상기 광 확산 캡(6)을 성형하는 방법 중 세 번째 실시 예로는 도 7의 (a)(b)와에 도시한 바와 같이, 투명 수지재 필름(T.R.M.F)의 내면에 알루미늄이나 크롬으로 된 소정지름의 도트형 반사판(64)을 정해진 패턴에 맞춰 증착한 후 가열된 금형과 진공흡착기를 이용하여 각각의 LED(2) 또는 한 그룹을 이루는 복수의 LED(2)에 대응하는 돔 형상으로 성형하거나, 또는 가열된 금형과 진공흡착기를 이용하여 각각의 LED(2) 또는 한 그룹을 이루는 복수의 LED(2)에 대응하는 돔 형상으로 성형한 다음 알루미늄이나 크롬으로 된 소정지름의 도트형 반사판(64)을 정해진 패턴에 맞춰 증착하였다.
이때, 상기 광 확산 캡(6)의 중앙부에 증착되는 상기 도트형 반사판(64)들의 지름(Φ)은 크고 개수(EA)는 적으며 밀도(D)는 높게 형성하고, 가장자리 측으로 갈수록 상대적으로 점차 지름(Φ)은 작아지고 개수(EA)는 많아지며 밀도(D)는 낮아지게 증착하여 줌으로써 중앙부에서 가장자리 측으로 갈수록 광 투과량이 크게 할 수 있다.
즉, 각각의 LED(2)에서 발생되는 광이 광 확산 캡(6)을 통과할 때, 투명 수지재 필름(T.R.M.F)으로 제조된 상기 광 확산 캡(6)의 내면에 증착된 상기 도트형 반사판(64)들 중 중앙부에 중착되는 도트형 반사판(64)들의 지름(Φ)은 가장자리 측에 비해 상대적으로 크고 개수(EA)는 적으며 밀도(D)는 높으므로 각각의 LED(2)에서 발생되는 광이 광 확산 캡(6)의 중앙부를 통과할 때 투과량이 상대적으로 적고, 또 상기 광 확산 캡(6)의 내면에서 가장자리 측을 향해 증착된 도트형 반사판(64)들은 가장자리 측으로 갈수록 중앙부에 비해 상대적으로 점차 지름(Φ)은 작아지고 개수(EA)는 많아지며 밀도(D)는 낮아 가장자리 측으로 갈수록 광의 통과량(즉 투과량)은 점차 많아지게 된다.
뿐만 아니라, 상기 도트형 반사판(64)들에 의해 광 확산 캡(6)을 통과하지 못하고 인쇄회로기판(3) 측으로 반사되는 일부 광은 다시 해당 LED(2) 주변의 인쇄회로기판(3)에 성형한 반사부재(5)들에 의해 광 확산 캡(6) 내면 측으로 반사 및 산란시켜 주는 형태가 반복되므로 각각의 LED(2)에서 발생되는 빛이 상기 광 확산 캡(6)을 통과하며 최대한 넓은 조사각도(예를 들어 150~170도)로 확산된다.
따라서, 각각의 LED(2)에서 발생된 후 내면에 도트형 반사판(64)들이 증착된 광 확산 캡(6)을 통과한 후 전면 확산 판(4) 측으로 조사되는 빛의 형태는 전술한 바와 같이 넓은 조사각도를 갖게 되므로 국부적으로 그림자가 발생하거나 얼룩현상의 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 투명 수지재 필름(T.R.M.F)을 이용하여 상기 광 확산 캡(6)을 성형하는 방법 중 네 번째 실시 예로는 도 8의 (a)(b)와에 도시한 바와 같이, 투명 수지재 필름(T.R.M.F)의 내면에 엠보싱 또는 센딩 작업을 실시하여 지름이 0.05~0.3㎜를 갖는 광 투과율 조절용 스크라치 홈(65)들을 정해진 패턴을 갖게 형성한 후 가열된 금형과 진공흡착기를 이용하여 각각의 LED(2) 또는 한 그룹을 이루는 복수의 LED(2)에 대응하는 돔 형상으로 성형하거나, 또는 가열된 금형과 진공흡착기를 이용하여 각각의 LED(2) 또는 한 그룹을 이루는 복수의 LED(2)에 대응하는 돔 형상으로 성형한 다음 엠보싱 또는 센딩 작업을 통해 지름이 0.05~0.3㎜을 갖는 광 투과율 조절용 스크라치 홈(65)들을 정해진 패턴을 갖게 형성하였다.
이때, 상기 광 확산 캡(6)의 중앙부에 형성되는 광 투과율 조절용 스크라치 홈(65)들의 밀도(D)가 높고, 가장자리 측으로 갈수록 상대적으로 점차 밀도가 커지도록 형성하여 줌으로써 중앙부에서 가장자리 측으로 갈수록 광 투과량이 커지게 되므로 상기 광 확산 캡(6)의 중앙에서 가장자리 측으로 갈수록 상기 광 투과율 조절용 스크라치 홈(65)들을 통과하는 광의 통과량(즉 투과량)은 점차 많아지게 된다.
뿐만 아니라, 상기 광 투과율 조절용 스크라치 홈(65)들에 반사작용에 의해 광 확산 캡(6)을 통과하지 못하고 인쇄회로기판(3) 측으로 반사되는 일부 광은 다시 해당 LED(2) 주변의 인쇄회로기판(3)에 성형한 반사부재(5)들에 의해 광 확산 캡(6) 내면 측으로 반사 및 산란시켜 주는 형태가 반복되므로 각각의 LED(2)에서 발생되는 빛이 광 투과율 조절용 스크라치 홈(65)들이 구비된 상기 광 확산 캡(6)을 통과하며 최대한 넓은 조사각도(예를 들어 150~170도)로 확산된다.
따라서, 각각의 LED(2)에서 발생된 후 엠보싱 또는 센딩 작업을 통해 내면에 광 투과율 조절용 스크라치 홈(65)이 형성되어 있는 광 확산 캡(6)을 통과한 후 전면 확산 판(4) 측으로 조사되는 빛의 형태는 전술한 바와 같이 넓은 조사각도를 갖게 되므로 국부적으로 그림자가 발생하거나 얼룩현상의 발생하는 것을 방지할 수 있다.
한편, 상기와 같이 투명 수지재 필름(T.R.M.F)을 사용하여 제작하는 상기 두 실시 예와 달리 반사 필름(R.F)을 이용하여 상기 광 확산 캡(6)을 성형하는 방법은 도 9의 (a)(b)와에 도시한 바와 같이, 복수의 구멍 천공용 핀이 구비된 판 상의 금형을 이용하여 반사 필름(R.F)에 복수의 빛 통과구멍(66)을 정해진 패턴에 맞는 지름(Φ) 및 각도를 갖게 천공한 후 가열된 금형과 진공흡착기를 이용하여 각각의 LED(2) 또는 한 그룹을 이루는 복수의 LED(2)에 대응하는 돔 형상으로 성형하거나, 또는 가열된 금형과 진공흡착기를 이용하여 각각의 LED(2) 또는 한 그룹을 이루는 복수의 LED(2)에 대응하는 돔 형상으로 성형한 다음 복수의 구멍 천공용 핀이 구비된 판 상의 금형을 이용하여 복수의 빛 통과구멍(66)을 정해진 패턴에 맞는 지름(Φ) 및 각도를 갖게 천공하였다.
이때, 반사 필름(R.F)으로 된 상기 광 확산 캡(6)의 중앙 천공한 빛 통과구멍(66)들의 지름(Φ)은 크고 밀도(D)는 낮게 천공하고, 가장자리 측으로 갈수록 상대적으로 점차 지름(Φ)은 작아지고 밀도(D)는 높아지게 천공하여 줌으로써 상기 광 확산 캡(6)의 중앙에서 가장자리 측으로 갈수록 상기 빛 통과구멍(66)을 통과하는 광의 통과량(즉 투과량)은 점차 많아지게 된다.
뿐만 아니라, 상기 광 확산 캡(6)은 반사 필름(R.F)으로 형성한 형태를 갖고 있으므로 빛 통과구멍(66)들을 통과하지 못한 빛의 일부는 빛 통과구멍(66)들이 천공되어 있지 않은 부분의 반사 필름에 의해 반사되어 인쇄회로기판(3) 측으로 반사된 다음 다시 해당 LED(2) 주변의 인쇄회로기판(3)에 성형한 반사부재(5)들에 의해 광 확산 캡(6) 내면 측으로 반사 및 산란시켜 주는 형태가 반복되므로 각각의 LED(2)에서 발생되는 빛 통과구멍(66)들이 천공된 상기 광 확산 캡(6)을 통과하며 최대한 넓은 조사각도(예를 들어 150~170도)로 확산된다.
따라서, 각각의 LED(2)에서 발생된 빛 통과구멍(66)들이 형성되어 있는 광 확산 캡(6)을 통과한 후 전면 확산 판(4) 측으로 조사되는 빛의 형태는 전술한 바와 같이 넓은 조사각도를 갖게 되므로 국부적으로 그림자가 발생하거나 얼룩현상의 발생하는 것을 방지할 수 있다.
이와 같이 본 발명에서는 돔 형상의 광 확산 캡(6)을 LED 조명기구에 구비된 각각의 LED(2)에 착탈 가능하게 설치함은 물론 각각의 LED(2) 주면에 소정면적을 갖는 반사부재(5)를 형성시켜 줌으로써 각각의 LED(2)에서 발생되는 빛을 최대한 넓은 조사각도로 확산시킬 수 있으므로 동일 면적 및 광 출력을 갖는 LED 조명기구에 설치되는 LED의 수량을 대폭 줄이고도 원하는 광 출력을 얻을 수 있고, 또 LED 조명기구 자체의 두께도 크게 줄일 수 있어 슬립화가 가능함은 물론 제품의 제조원가를 대폭 저감할 수 있다.
또한, LED 조명기구의 두께가 얇으므로 천정을 뚫지 않고도 설치가 가능하여 제품의 설치비용도 대폭 줄일 수 있고, 특히 국부적으로 그림자 및 얼룩현상의 발생을 방지할 수 있어 제품 자체의 상품성과 품질 및 신뢰도를 대폭 향상시킬 수 있다.
상술한 실시 예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기한 실시 예 및 특허청구범위에 기재된 내용만으로 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.
1 : 본체
2 : LED
3 : 인쇄회로기판 31 : 걸림편 고정공
4 : 전면 확산 판
5 : 반사부재
6 : 광 확산 캡
60 : 연결 띠 61 : 탄성 걸림편
62 : 광 투과량 조절층 63 : 화이트 도트
64 : 도트형 반사판 65 : 광 투과율 조절용 스크라치 홈
66 : 빛 통과구멍
T.R.M.F : 투명 수지재 필름 R.F : 반사 필름

Claims (16)

  1. 소정두께와 폭 또는 지름에 대응하는 체적을 갖고 전면이 개구된 본체와; 다수의 LED가 종방향 및 횡방향 대해 다수의 배열로 배치됨은 물론 LED 구동회로가 내설된 형태를 갖고 상기 본체 내에 착탈 가능하게 설치되는 인쇄회로기판과; 상기 본체의 개구부에 설치되어 다수의 LED에서 각각 조사되는 빛이 소정영역에 걸쳐 고르게 분산되도록 하는 전면 확산 판을 구비한 LED 조명기구에 있어서,
    상기 LED들의 주변에 위치된 인쇄회로기판상에 소정면적을 갖는 반사부재를 형성 또는 부착하고, 투명 수지제 필름 또는 반사 필름을 이용하여 광 확산 각도가 150~170도를 갖는 돔 형상을 갖게 성형한 광 확산 캡을 각각의 LED 및 상기 LED들의 주변에 형성 또는 부착한 반사부재들을 감싸도록 하여 착탈 가능하게 설치하되,
    상기 광 확산 캡은,
    투명 수지재 필름의 내면에 스탬프 인쇄를 통해 소정지름을 갖는 화이트 도트를 정해진 패턴에 맞춰 형성한 후 가열된 금형과 진공흡착기를 이용하여 각각의 LED 또는 한 그룹을 이루는 복수의 LED에 대응하는 돔 형상으로 성형하거나,
    또는 가열된 금형과 진공흡착기를 이용하여 각각의 LED 또는 한 그룹을 이루는 복수의 LED에 대응하는 돔 형상으로 성형한 다음 스탬프 인쇄를 통해 소정지름을 갖는 화이트 도트를 정해진 패턴에 맞춰 형성한 것을 특징으로 하는 광 확산 기능을 갖는 LED 조명기구.
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  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 광 확산 캡의 내면에 인쇄하는 화이트 도트들 중,
    중앙부에 인쇄되는 화이트 도트의 지름은 크고 개수는 적으며 밀도는 높게 형성하고, 가장자리 측으로 갈수록 상대적으로 점차 지름은 작아지고 개수는 많아지며 밀도는 낮아지게 인쇄한 것을 특징으로 하는 광 확산 기능을 갖는 LED 조명기구.
  10. 소정두께와 폭 또는 지름에 대응하는 체적을 갖고 전면이 개구된 본체와; 다수의 LED가 종방향 및 횡방향 대해 다수의 배열로 배치됨은 물론 LED 구동회로가 내설된 형태를 갖고 상기 본체 내에 착탈 가능하게 설치되는 인쇄회로기판과; 상기 본체의 개구부에 설치되어 다수의 LED에서 각각 조사되는 빛이 소정영역에 걸쳐 고르게 분산되도록 하는 전면 확산 판을 구비한 LED 조명기구에 있어서,
    상기 LED들의 주변에 위치된 인쇄회로기판상에 소정면적을 갖는 반사부재를 형성 또는 부착하고, 투명 수지제 필름 또는 반사 필름을 이용하여 광 확산 각도가 150~170도를 갖는 돔 형상을 갖게 성형한 광 확산 캡을 각각의 LED 및 상기 LED들의 주변에 형성 또는 부착한 반사부재들을 감싸도록 하여 착탈 가능하게 설치하되,
    상기 광 확산 캡은,
    투명 수지재 필름의 내면에 알루미늄이나 크롬으로 된 소정지름의 도트형 반사판을 정해진 패턴에 맞춰 증착한 후 가열된 금형과 진공흡착기를 이용하여 각각의 LED 또는 한 그룹을 이루는 복수의 LED에 대응하는 돔 형상으로 성형하거나,
    또는 가열된 금형과 진공흡착기를 이용하여 각각의 LED 또는 한 그룹을 이루는 복수의 LED에 대응하는 돔 형상으로 성형한 다음 알루미늄이나 크롬으로 된 소정지름의 도트형 반사판을 정해진 패턴에 맞춰 증착한 것을 특징으로 하는 광 확산 기능을 갖는 LED 조명기구.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 광 확산 캡의 내면에 증착하는 도트형 반사판들 중,
    중앙부에 증착되는 도트형 반사판들의 지름은 크고 개수는 적으며 밀도는 높게 형성하고, 가장자리 측으로 갈수록 상대적으로 점차 지름은 작아지고 개수는 많아지며 밀도는 낮아지게 증착한 것을 특징으로 하는 광 확산 기능을 갖는 LED 조명기구.
  12. 소정두께와 폭 또는 지름에 대응하는 체적을 갖고 전면이 개구된 본체와; 다수의 LED가 종방향 및 횡방향 대해 다수의 배열로 배치됨은 물론 LED 구동회로가 내설된 형태를 갖고 상기 본체 내에 착탈 가능하게 설치되는 인쇄회로기판과; 상기 본체의 개구부에 설치되어 다수의 LED에서 각각 조사되는 빛이 소정영역에 걸쳐 고르게 분산되도록 하는 전면 확산 판을 구비한 LED 조명기구에 있어서,
    상기 LED들의 주변에 위치된 인쇄회로기판상에 소정면적을 갖는 반사부재를 형성 또는 부착하고, 투명 수지제 필름 또는 반사 필름을 이용하여 광 확산 각도가 150~170도를 갖는 돔 형상을 갖게 성형한 광 확산 캡을 각각의 LED 및 상기 LED들의 주변에 형성 또는 부착한 반사부재들을 감싸도록 하여 착탈 가능하게 설치하되,
    상기 광 확산 캡은,
    투명 수지재 필름의 내면에 엠보싱 또는 센딩을 통해 지름이 0.05~0.3㎜를 갖는 광 투과율 조절용 스크라치 홈들을 정해진 패턴을 갖게 형성한 후 가열된 금형과 진공흡착기를 이용하여 각각의 LED 또는 한 그룹을 이루는 복수의 LED에 대응하는 돔 형상으로 성형하거나,
    또는 가열된 금형과 진공흡착기를 이용하여 각각의 LED 또는 한 그룹을 이루는 복수의 LED에 대응하는 돔 형상으로 성형한 다음 엠보싱 또는 센딩을 통해 지름이 0.05~0.3㎜을 갖는 광 투과율 조절용 스크라치 홈들을 정해진 패턴을 갖게 형성한 것을 특징으로 하는 광 확산 기능을 갖는 LED 조명기구.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 광 확산 캡에 형성한 광 투과율 조절용 스크라치 홈들 중,
    중앙부에 형성되는 광 투과율 조절용 스크라치 홈들의 밀도가 높고 가장자리 측으로 갈수록 상대적으로 점차 밀도가 커지도록 형성한 것을 특징으로 하는 광 확산 기능을 갖는 LED 조명기구.
  14. 소정두께와 폭 또는 지름에 대응하는 체적을 갖고 전면이 개구된 본체와; 다수의 LED가 종방향 및 횡방향 대해 다수의 배열로 배치됨은 물론 LED 구동회로가 내설된 형태를 갖고 상기 본체 내에 착탈 가능하게 설치되는 인쇄회로기판과; 상기 본체의 개구부에 설치되어 다수의 LED에서 각각 조사되는 빛이 소정영역에 걸쳐 고르게 분산되도록 하는 전면 확산 판을 구비한 LED 조명기구에 있어서,
    상기 LED들의 주변에 위치된 인쇄회로기판상에 소정면적을 갖는 반사부재를 형성 또는 부착하고, 투명 수지제 필름 또는 반사 필름을 이용하여 광 확산 각도가 150~170도를 갖는 돔 형상을 갖게 성형한 광 확산 캡을 각각의 LED 및 상기 LED들의 주변에 형성 또는 부착한 반사부재들을 감싸도록 하여 착탈 가능하게 설치하되,
    상기 광 확산 캡은,
    반사 필름에 복수의 빛 통과구멍을 정해진 패턴에 맞는 지름 및 각도를 갖게 천공한 후 가열된 금형과 진공흡착기를 이용하여 각각의 LED 또는 한 그룹을 이루는 복수의 LED에 대응하는 돔 형상으로 성형하거나,
    또는 가열된 금형과 진공흡착기를 이용하여 각각의 LED 또는 한 그룹을 이루는 복수의 LED에 대응하는 돔 형상으로 성형한 다음 핀 가공을 통해 복수의 빛 통과구멍을 정해진 패턴에 맞는 지름 및 각도를 갖게 천공한 것을 특징으로 하는 광 확산 기능을 갖는 LED 조명기구.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 광 확산 캡에 천공한 빛 통과구멍들 중,
    중앙부의 천공되는 빛 통과구멍들의 지름은 크되 밀도는 낮고, 가장자리 측으로 갈수록 상대적으로 점차 지름은 작아지고 밀도는 높아지게 천공한 것을 특징으로 하는 광 확산 기능을 갖는 LED 조명기구.
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