KR101620891B1 - 광균일성이 우수한 엘이디 조명등 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복수의 엘이디가 장착된 기판이 설치되는 고정면과, 상기 고정면 양단에서 경사구배를 형성하는 반사부로 구성된 베이스; 상기 베이스를 덮는 투광성의 덮개; 상기 기판에서 돌출되도록 부착되는 복수의 비드; 상기 기판에 도포되는 광확산층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 광균일성이 우수한 엘이디 조명등에 관한 것이다.

Description

광균일성이 우수한 엘이디 조명등{LED LIGHTING EQUIPMENT HAVING SUPERIOR LIGHT HOMOGENEITY}

본 발명은 광균일성을 향상시켜 음영의 방지효율이 배가되는 엘이디 조명등에 관한 것이다.

일반적으로 조명등은 실내외에서 어두운 공간을 밝게 하기 위한 목적으로 사용된다. 가장 많이 사용하는 조명등으로 형광등은 형광물질이 도포된 진공의 유리관에 수은과 아르곤을 넣고 수은의 방전으로 생긴 자외선을 가시광선으로 전환시켜 조명용도로 사용되는 조명기구이다.

그러나 형광등은 백열등에 비하면 소비전력은 작지만 수명이 짧아 교체주기가 다소 짧은 문제도 있다.

더욱이 형광등의 초기 방전을 위하여 고전압을 걸어주기 위한 안정기 등이 적용된다. 이러한 형광등의 소비전력 및 수명과 대비하여 오랜 수명과 저전력에서의 발광, 그리고 콤팩트한 사이즈와 제조에 따른 친환경성을 강조한 엘이디(발광다이오드)가 주요 조명등으로 대두되고 있다.

그러나 엘이디 조명등은 제조단가가 높다는 단점은 있지만 적용범위의 확대에 따른 양산의 경우에는 낮은 가격으로 설치가 가능할 것이고, 특히 통상 10만 시간의 수명을 자랑하므로 초기 설치비용은 다소 높지만 전력절감과 더불어 사용시간에 따른 사용비용의 절감이 예상된다.

종래에 다양한 엘이디 조명등에 관한 기술이 제시되고 있는 바, 대한민국 특허등록 제1217464호에서는 베이스의 내부에 다수의 엘이디가 PCB에 실장되어 구성된 광원모듈이 설치되고, 빛이 출사되는 베이스의 개방부분에 투과커버가 장착되며, 상기 베이스의 내부벽면과 PCB의 표면에는 재반사 코팅층이 형성된 것을 특징으로 하는 엘이디 등기구를 제시하고 있는 바, 재반사 코팅층이 구성되도록 하여 재반사 효율을 향상시켜 투과커버에 음영이 발생되는 것을 방지하도록 하는 것이다.

그러나 이러한 기술에 의해서 광효율은 증대시킬 수 있으나 충분한 광균일성을 향상시키지 못하여 음영이 발생되는 문제가 있다.

대한민국 특허등록 제1217464호

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 광확산층과 비드의 상호 작용에 의해 광균일성을 배가시킬 수 있는 엘이디 조명등을 제공하고자 함이다.

상술한 문제점들을 해결하기 위한 수단으로 본 발명의 광균일성이 우수한 엘이디 조명등은 복수의 엘이디가 장착된 기판이 설치되는 고정면과, 상기 고정면 양단에서 경사구배를 형성하는 반사부로 구성된 베이스; 상기 베이스를 덮는 투광성의 덮개; 상기 기판에서 돌출되도록 부착되는 복수의 비드; 및 상기 기판에 도포되는 광확산층;을 포함하고, 상기 기판에 광확산층이 도포되고, 상기 비드는 상기 광확산층에 삽입되며 그 일부는 상기 광확산층의 상부로 노출되도록 구성되되, 상기 비드의 하부면은 하측으로 볼록한 곡면이 형성되며, 상기 비드와 상기 기판은 유격이 형성되어 비접촉인 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 반사부에는 상기 비드층 및 상기 광확산층이 형성됨을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 기판에 광확산층이 도포되며 상기 비드는 상기 광확산층의 상부로 노출되도록 구성되되 상기 비드와 상기 기판은 유격이 형성되어 비접촉인 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 광확산층은 주제인 수지 100중량부에 대해 티탄산스트론튬 5 내지 30중량부, 레블링 첨가제 1 내지 5중량부, 기포방지제 1 내지 5중량부, 질산칼슘수화물 0.5 내지 1중량부가 포함되는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 광확산층에는 주제인 수지 100중량부에 대해 알루미늄 분말 10 내지 20중량부가 더 배합되는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 엘이디 조명등은 광확산층과 비드의 상호작용으로 광균일성을 향상시켜 덮개에 음영이 발생되는 것을 방지하도록 하는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 있어 엘이디 조명등의 기본 예를 나타내는 정단면도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시 예를 나타내는 부분도이고,
도 3은 본 발명의 작동상태를 나타내는 개략도이고,
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 작동상태도이다.

이하, 본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 도면에 의거하여 좀 더 구체적으로 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명의 엘이디 조명등(100)은 도 1에서 보는 바와 같이 엘이디(114)가 장착된 기판(113)이 설치되는 베이스(110)와, 상기 베이스(110)를 덮는 덮개(120)와, 상기 기판(113)에서 돌출되도록 형성되는 복수의 비드(140)와, 상기 기판(113)에 도포되는 광확산층(130)을 포함하여 구성됨에 특징이 있다.

상기 베이스(110)는 도 1에서 보는 바와 같이 고정면(111)과 상기 고정면(111)의 양단에서 경사구배를 형성하는 반사부(112)로 구성되는 바, 상기 베이스(110)는 정단면이 상면이 개구된 역사다리꼴의 형상이 되도록 하는 것이다.

상기 고정면(111)은 저면을 형성하는 것으로 상면에 복수의 엘이디(114)가 장착된 기판(113)이 설치되도록 하는 것으로 상기 베이스(110)에 있어 고정면(111)에 복수의 엘이디(114)가 장착된 기판(113)이 설치되도록 하여 상기 광확산층(130) 및 상기 비드(140)의 작용으로 설치되는 엘이디(114) 수를 줄이면서도 상기 덮개(120) 전체 영역으로 빛이 투과되도록 하여 보는 사람으로 하여금 음영없이 면 발광이 감지되도록 하는 것이다.

또한 본 발명은 도 2에서 보는 바와 같이 상기 광확산층(130) 및 상기 비드(140)가 상기 반사부(112)에도 더 구성되는 예를 제시하고 있다.

상기 광확산층(130)은 도 3에서 보는 바와 같이 입사빛(E1)을 반사빛(E3)으로 반사시킴에 있어 광확산층(130) 기저로 흡수빛(E2)을 최대한 제어하여 광효율을 증가시키는 것이다. 즉 흡수빛(E2)의 량을 줄여 상기 덮개(120) 방향으로 반사빛(E3)의 량을 크게 하는 것이다.

이에 더하여 상기 비드(140)는 상기 비드(140)로 들어오는 입사빛(E4)을 난반사 시켜 반사빛(E5)의 반사영역을 크게 함으로써 넓은 영역으로 빛이 반사되도록 하는 것이다.

이와 같이 광확산층(130)에 의해 반사빛(E3)의 량을 크게 함과 동시에 비드(140)에 의해 반사빛(E3)의 반사영역을 크게 함으로써 결과적으로 광균일성을 향상시키게 되는 것이다.

본 발명은 이에 더하여 도 4에서 보는 바와 같이 상기 기판(113)에 광확산층(130)이 도포되며 상기 비드(140)는 상기 광확산층(130)의 상부로 노출되도록 구성되되 상기 비드(140)와 상기 기판(113)은 유격이 형성되어 비접촉인 실시 예를 더 제시하고 있다.

이와 같이 구성되는 이유는 입사빛(E6)이 상기 비드(140)를 투과하는 경우 도 3과 같이 비드(140)가 기판(113)에 직접 부착되면 입사빛(E6) 중 일부가 기판(113)으로 흡수되어 광효율을 저하시킬 수 있으므로 비드(140)를 투과한 입사빛(E6)이 광확산층(130)에 의해 반사되면서 비드(140) 외부로 흡수빛을 제어하면서 반사빛(E7)으로 반사되도록 하기 위한 것이다. 이때, 도시된 바와 같이 비드(140)의 하부면을 그 하측으로 볼록한 곡면이 형성되도록 구성시킴으로써 그에 접촉하는 광확산층(130)은 오목한 곡면이 형성되는 바, 비드(140)를 투과한 입사빛(E6)은 도시된 바와 같이 오목한 곡면이 형성된 광확산층(130)에 반사되어 다시 외부, 즉 덮개(120) 방향을 향하는 반사빛(E7)으로 전환될 수 있게 되고, 결과적으로 본 실시 예에 의해 빛의 흡수포인트를 제거하여 광효율을 높이도록 하는 것이다.

또한 본 발명에서는 상기 광확산층(130)의 광효율을 높이기 위한 조성을 제시한다. 상기 광확산층(130)은 주제인 수지 100중량부에 대해 티탄산스트론튬 5 내지 30중량부, 레블링 첨가제 1 내지 5중량부, 기포방지제 1 내지 5중량부, 질산칼슘수화물 0.5 내지 1중량부가 포함되도록 할 수 있으며 이에 더하여 알루미늄 분말 10 내지 20중량부가 더 배합되도록 할 수 있다.

상기 수지는 폴리에스테르 수지가 사용될 수 있는 바, 폴리에스테르 수지는 가시광선의 반사율과 기계적 강도의 증진을 위하여 바인더로서 첨가되는 것이며, 이에 더하여 에폭시 수지가 혼합될 수 있는데 에폭시수지는 도포된 광확산층(130)의 기계적 물성을 향상시키기 위한 경화제로서 첨가되는 것이다.

한편 분체도료의 경우 입자가 불균일하므로 평활도를 유지하기가 어려운데 이러한 불균일한 면은 과도한 난반사의 원인이 된다. 이에 상기 광확산층(130)에는 과도한 난반사를 방지하고, 반사율을 높이기 위하여 다양한 레블링 첨가제가 첨가되도록 하는데 예로 아크릴계 레블링 첨가제가 포함될 수 있다.

상기 기포방지제는 다양한 기포방지제가 포함될 수 있으며, 예로 벤조인이 첨가될 수 있다.

상기 티탄산스트론튬은 광촉매로서 첨가되는 것으로 상기 광확산층(130)이 반사율을 향상시키기 위해 첨가되는 조성에 해당한다.

상기 티탄산스트론튬은 도막의 표면에 형성되는 핀홀 등을 방지함으로써 반사율을 향상시키도록 하는 것으로 상기 엘이디를 통해 발현되는 빛에 포함되어 있는 자외선에 의해 활성산소를 발생시켜 강력한 산화환원작용을 나타내어 유기물 분해, 살균작용 등으로 가스발생에 의한 반사율저하를 방지되도록 한다.

이에 더하여 상기 티탄산스트론튬은 엘이디(114) 작동에 의해 발생하는 열을 빛으로 전환하여 방열기능을 하도록 하는 것이며, 이렇게 전환된 빛을 투영함으로써 음영제거의 기능도 부가적으로 하도록 하기 위함이다.

한편 도포과정 또는 엘이디(114) 작동에 의해 발생하는 열에 의해 광확산층(130)에는 미세균열을 유발시킬 수 있는 문제가 있다.

이러한 미세균열은 광확산층(130) 자체의 내구성을 저하시킴은 물론 균열이 발생된 부위가 빛을 흡수하는 포인트가 되어 광효율을 저하시키는 문제가 있다.

이에 본 발명의 광확산층(130)에는 질산칼슘수화물이 더 첨가되도록 하는데, 상기 질산칼슘수화물은 조성물의 배합과정에서 발생되는 경화열을 일부 흡수함으로써 전체적으로 경화열을 낮춰 각종 균열을 제어할 수 있도록 하는 것은 물론 사용중 열에 노출되는 경우에도 열을 일부 흡수하도록 하여 광확산층(130)에 발생되는 온도변화량을 저하시켜 사용중에 발생되는 온도균열을 제어하도록 하는 것이다.

이에 더하여 본 발명에서는 알루미늄 분말이 더 첨가되도록 하는데 알루미늄 분말이 첨가되어 조성물의 도포후 건조수축이 발생되는 것을 팽창에 의해 제어토록 하는 것이며, 사용중 열에 노출되는 경우에도 열을 일부 방열시킴으로써 각종 균열에 대한 저항성을 향상시키도록 하는 것이다.

상기 덮개(120)는 상기 베이스(110)의 개구된 상단을 덮는 구성으로 투광성 재질로 구성하되 더욱 바람직하게는 도면번호가 도시된 바는 없으나 외부 프레임이 형성되며 외부프레임의 내부에는 투광성 재질의 확산판이 구성되도록 한다.

상기 확산판은 엘이디(114)에 의해 투영되는 빛을 균일하게 확산시키는 것으로, 이는 바람직하게 엠보스형상으로 구성하는 것이 타당하다. 엠보스형상이란 램덤한 요철형상을 확산판 표면에 형성한 것이다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정해져야만 할 것이다.

100 : 엘이디 조명등 110 : 베이스
120 : 덮개 130 : 광확산층
140 : 비드

Claims (5)

1. 복수의 엘이디가 장착된 기판이 설치되는 고정면과, 상기 고정면 양단에서 경사구배를 형성하는 반사부로 구성된 베이스; 상기 베이스를 덮는 투광성의 덮개; 상기 기판에서 돌출되도록 부착되는 복수의 비드; 및 상기 기판에 도포되는 광확산층;을 포함하고,
   상기 기판에 광확산층이 도포되며, 상기 비드는 상기 광확산층에 삽입되고 그 일부는 상기 광확산층의 상부로 노출되도록 구성되되,
   상기 비드의 하부면은 하측으로 볼록한 곡면이 형성되어 상기 비드의 하부면에 접촉하는 광확산층은 오목한 곡면이 형성되며,
   상기 비드와 상기 기판은 유격이 형성되어 비접촉인 것을 특징으로 하는 광균일성이 우수한 엘이디 조명등.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 반사부에는 상기 비드 및 상기 광확산층이 형성됨을 특징으로 하는 광균일성이 우수한 엘이디 조명등.
   
3. 삭제
4. 제 2항에 있어서,
   상기 광확산층은 주제인 수지 100중량부에 대해 티탄산스트론튬 5 내지 30중량부, 레블링 첨가제 1 내지 5중량부, 기포방지제 1 내지 5중량부, 질산칼슘수화물 0.5 내지 1중량부가 포함되는 것을 특징으로 하는 광균일성이 우수한 엘이디 조명등.
   
5. 제 4항에 있어서,
   상기 광확산층에는 주제인 수지 100중량부에 대해 알루미늄 분말 10 내지 20중량부가 더 배합되는 것을 특징으로 하는 광균일성이 우수한 엘이디 조명등.

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