KR101759051B1

KR101759051B1 - 도광판 밀착형 발광다이오드를 갖는 엣지형 조명등

Info

Publication number: KR101759051B1
Application number: KR1020170010800A
Authority: KR
Inventors: 심용철
Original assignee: 심용철
Priority date: 2017-01-24
Filing date: 2017-01-24
Publication date: 2017-07-18

Abstract

본 발명은 엣지형 조명등의 LED 기판 조립이 매우 용이하게 되면서도 LED가 도광판의 측부에 밀착될 수 있도록 함으로써 엣지형 조명등의 조도를 향상시킬 수 있도록 한 도광판 밀착형 발광다이오드를 갖는 엣지형 조명등을 개시한다. 본 발명은 이를 위하여 도광판이 조립되는 프레임의 내부에 LED 기판 두께와 도광판의 온도에 따른 변위폭 그리고 탄성테이프가 압축된 상태의 최소두께를 합한 만큼의 폭으로 된 수용공간과 상기 수용공간의 전방으로 스토퍼와 걸림턱을 구비하여서 된 것이다. 이에 따라, 본 발명은 상온이나, 상온보다 낮은 저온, 상온보다 높은 고온인 경우 도광판이 신축됨에도 불구하고 발광다이오드와 접면상태가 유지되어 높은 조도를 안정적으로 제공할 수 있게 되는 효과가 있으며, LED 기판을 조립함에 있어서 프레임 일측에서 협소한 공간을 통하여 타측공간으로 밀어 넣는 방식에서 탈피하여 LED기판을 넣고 회전시키는 간단한 동작으로 신속하게 변형없이 조립 완료할 수 있게 되는 것이어서 조립 공정이 크게 단순화되어 작업성을 향상시킬 수 있게 되는 효과가 있다.

Description

도광판 밀착형 발광다이오드를 갖는 엣지형 조명등{Edge Type Lighting having LED Faced Reflector}

본 발명은 각종의 업소나 가정 등지에서 발광다이오드를 도광판 측면에 배치하여 조명을 제공하도록 하는 엣지형 조명등에 있어서, 발광다이오드가 도광판의 측면에 밀착되도록 함으로써 높은 효율을 유지할 수 있도록 하기 위한 도광판 밀착형 발광다이오드를 갖는 엣지형 조명등에 관한 것이다.

종래에도 LED가 도광판의 측부에 밀착되도록 함으로써 조명등의 조도를 향상시키기 위한 시도가 있었다.

그 대표적인 예를 대한민국 등록특허 1626771(발명의 명칭: LED 평판조명기구 구조; 이하 '인용발명1'이라 함)에 의하여 살펴볼 수 있다.

이러한 인용발명1은 도1,2에 의하여 확인되는 바와 같이, 내부에 도광판안착면(110)과 내벽(120)이 구비되는 조명기구몸체(100)와,

상기 조명기구몸체(100)의 내부에 설치되어지며 도광판(200)및 LED(300a)를 이용한 조명수단과, 상기 조명수단이 내설된 조명기구몸체(100)에 체결되어 내부를 커버하는 마감판(400)으로 구성되어지되,

상기 조명기구몸체(100)의 전면에서 순차적으로 광확산PC(210)와 도광판(200) 및 반사시트(220)를 삽입설치하고, 상기 도광판(200)의 단부면(200a)과 LED(300a)가 서로 마주보도록 LED메탈기판(300)을 삽입 설치한 다음,

상기 LED메탈기판(300) 또는 방열바와 조명기구몸체(100)에 구비된 내벽(120) 사이에 스프링(350)을 설치한 상태에서 마감판(400)으로 조명기구몸체(100) 내부를 커버하고, 상기 스프링(350)의 탄성력에 의해 LED(300a)가 도광판(200)의 단부면(200a)에 항상 탄력적으로 밀착되어지도록 하되, 상기 조명기구몸체(100)의 내벽(120) 상단에 스프링이탈방지턱(121)을 내측으로 돌출형성하여 상기 LED메탈기판(300)과 조명기구몸체(100)의 내벽(120) 사이에 스프링(350)을 삽입설치하면 상기 스프링이탈방지턱(121)에 의해 스프링(350)이 이탈되지 않도록 이루어지도록 한 것이다.

이러한 인용발명1에 의하면 도1로 보인 바와 같이, 판상으로 된 스프링(350)에 의하여 LED(300a)가 도광판(200)의 단부면(200a)에 밀착됨으로써 LED(300a)의 빛이 거의 손실되지 않고 도광판(200)으로 입사되는 것이어서 조명등의 조도 향상에 기여할 수 있게 되는 것이다.

반면에 이러한 인용발명1은 판상으로 된 스프링(350)을 사용하게 되는 것인바, LED(300a) 기판의 길이는 중형 조명등의 경우 가로, 세로 600mm에 이르므로 LED(300a) 모두가 도광판(200)에 균등한 압력으로 밀착되도록 하자면 부득이 매우 많은 수의 판상 스프링(350)을 협소한 공간에 조립하여야 하므로 조립 공수가 크게 증가하여 생산성이 낮아지는 문제점이 있으므로 널리 활용되지 못하고 있다.

또 다른 형태의 LED가 도광판의 측부에 밀착되도록 한 기술을 대한민국 공개특허 10-2013-0003826(발명의 명칭: 백라이트 장치의 조립 구조; 이하 '인용발명2'라 함)이 제안된 바 있다.

이러한 인용발명2를 도3,4에 의하여 확인할 수 있으며, 이는 LED 어레이(30)와 도광판(40) 사이에 완충부재(60)가 개입되며, 상기 완충부재(60)는 기판(31)과 동일한 길이 방향을 가지는 패널에 LED(32)의 위치에 대응하는 다수의 개구부(61)가 형성된다.

또한, 완충부재(60)는 도광판(40)의 열팽창을 고려하여 LED(32)보다는 두꺼운 약 1mm 정도 두터운 실리콘으로 제작된 것이다. 이러한 상태에서 도광판(40)이 LED(32) 등의 발열에 의하여 1mm 이하의 폭으로 팽창되는 경우 완충부재(60)는 도광판(40)의 팽창으로 압축되므로 평상시나 도광판(40)이 팽창되는 어느 경우에나 LED(32)가 과도한 압력을 받아 손상됨을 방지할 수 있게 된다.

반면에 이러한 인용발명2는 평상시 LED(32)의 발광면과 도광판(40) 사이에 1mm의 간격이 존재하는바, 이 부분에 채워진 공기와 도광판(40)의 굴절율이 상이하므로 LED(32)의 발광면과 도광판(40)이 밀착된 경우와 같이 빛이 전량 입사되지 못하고 LED(32)의 광량 일부가 1mm의 실리콘 공간 내부에서 연속 반사, 확산되는 현상이 발생하게 된다. 그 결과 상기한 1mm의 공간에서 빛이 밝게 발산되는 현상을 초래하여 조명등의 조도 저하가 야기되는 문제점이 있는 것이다.

1. 대한민국 등록특허 1626771(발명의 명칭: LED 평판조명기구 구조) 2. 대한민국 공개특허 10-2013-0003826(발명의 명칭: 백라이트 장치의 조립 구조)

본 발명의 목적은 이러한 문제를 해결하기 위하여 엣지형 조명등의 LED 기판 조립이 매우 용이하게 되면서도 LED가 도광판의 측부에 밀착될 수 있도록 함으로써 엣지형 조명등의 조도를 향상시킬 수 있도록 한 도광판 밀착형 발광다이오드를 갖는 엣지형 조명등을 제공함에 있다.

본 발명은 이러한 목적을 달성하기 위하여 개구부 내측으로 LED 기판이 삽입되고, 상기 LED 기판에 반사시트와 확산판이 구비된 도광판이 접하도록 조립하여서 되는 프레임과,

상기 프레임의 내측에 LED 기판의 두께와 도광판 일측의 수축과 팽창으로 발생하는 변위폭과 탄성테이프의 압축시 두께값을 합한 폭으로 된 수용공간이 마련되고, 상기 수용공간의 일방에는 스토퍼와 걸림턱이 위치하도록 하여서 된 도광판 밀착형 발광다이오드를 갖는 엣지형 조명등을 제공한다.

이와 같이 하여 본 발명은 상온의 온도 범위에서는 상기 수용공간 폭이하의 공간에서 도광판의 측면과 LED의 발광면이 탄성테이프에 의한 탄성으로 밀착된 상태로 유지되다가 상온 이상으로 온도가 상승하는 경우에는 도광판의 팽창에 따라 LED 기판이 밀리게 되고 이에 따라 탄성테이프가 압축되면서 LED 발광면이 도광판의 측면에 밀착된 상태가 유지되도록 하고, 상온 이하의 저온상태에서는 도광판의 수축에 따라 탄성테이프의 탄성력으로 LED 기판이 수용공간의 스토퍼와 걸림턱까지 전진하면서 LED 발광면과 도광판의 측면이 밀착되도록 함으로써 도광판이 온도에 따라 신축되어 단부가 변위됨에도 불구하고 어느 경우에나 LED의 빛이 전량 도광판으로 입사되도록 밀착됨에 따라 조명등의 높은 조도를 안정적으로 제공할 수 있게 되는 유용한 효과가 있다.

특히, 본 발명은 상기한 탄성테이프가 부착된 LED기판을 프레임에 조립시킴에 있어서 프레임 일측에서 협소한 공간을 통하여 타측공간으로 밀어 넣는 방식에서 탈피하여 LED기판을 넣고 회전시키는 간단한 동작으로 신속하게 변형 없이 조립 완료할 수 있게 되는 것이어서 조립 공정이 크게 단순화되어 작업성을 향상시킬 수 있게 되는 효과가 있다.

도1은 종래의 LED 평판조명기구 구조를 보인 설명도로, 조립전의 상태를 보인 단면도.
도2는 종래의 LED 평판조명기구 구조를 보인 설명도로, 조립 완료 상태를 보인 단면도.
도3은 종래의 백라이트 장치의 조립 구조를 보인 분리 사시도.
도4는 종래의 백라이트 장치의 조립 구조를 보인 종단면도.
도5는 본 발명에 사용되는 LED 기판을 보인 사시도.
도6은 본 발명에 사용되는 LED 기판의 후면을 보인 사시도.
도7은 본 발명에 사용되는 프레임의 일부를 보인 사시도.
도8은 본 발명에 사용되는 프레임의 구조를 보인 종단면도.
도9는 본 발명에 사용되는 프레임에 LED 기판을 조립하기 위하여 경사단턱에 걸친 상태를 보인 설명도.
도10은 본 발명에 사용되는 프레임의 수용공간에 LED 기판을 넣고 회동시켜 기립시킴으로써 수용공간의 경사단턱의 걸림턱 및 스토퍼에 결합상태가 유지되는 상태를 보인 설명도.
도11은 본 발명에서 도광판이 저온상태에서 수축된 경우의 상태를 보인 종단면도.
도12는 본 발명에서 도광판이 고온상태에서 팽축된 경우의 상태를 보인 종단면도.

이러한 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 사용되는 LED기판(5)을 도5,6의 사시도로 보였으며, 이에서는 편의상 길이를 단축시켜 표시하였다.

이에서 볼 수 있는 바와 같은 LED기판(5)은 그 길이가 조명등의 도광판(1) 규격에 상응하여 결정되며, 통상 중형 조명등의 경우 도광판(1)의 규격이 가로세로 600mm 정도 이므로 LED기판(5) 역시 동일한 길이로 된 것을 사용하게 된다.

특히, 본 발명에서는 이러한 LED기판(5) 후면에 탄성테이프(13)를 점착시켜 줌으로써 후술되는 바와 같이 도광판(1)이 온도 상승에 따라 팽창하여 측면에 밀착되는 LED(4)를 밀더라도 탄성테이프(13)가 압축되어 LED(4)가 도광판(1)의 팽창력에 의하여 압력을 받아 손상되는 일이 없도록 하였다.

본 발명은 이러한 탄성테이프(13)가 후면에 점착된 LED기판(5)을 도7로 보인 바와 같은 프레임(6)에 삽입하여 조립하여야 하는데, 이러한 프레임(6)은 그 내부에 LED기판(5) 외에도 후술되는 바와 같이 도광판(1), 도광판(1) 상, 하에 각각 반사시트(2)와 확산판(3)을 함께 수용하여야 하며, 실제로는 도7로 나타낸 프레임(6)을 필요한 규격으로 4개 준비하여 사각형 도광판(1)으로 된 4각형 조명등을 제작하는 것이 일반적이다.

이러한 본 발명에 사용되는 프레임(6)의 구체적인 구조를 도8로 보였다. 이에서 볼 수 있는 바와 같이 본 발명은 가로와 세로 방향으로 연장되며, LED기판(5), 도광판(1), 반사시트(2), 확산판(3) 등이 조립되는 공간의 전방으로 개구부(7)가 구비된 금속으로 된 프레임(6)에 있어서,

상기 프레임(6)의 내측에 LED기판(5)의 두께와 도광판(1)의 최대 수축과 최대 팽창시의 편차값 그리고 탄성테이프(13)의 압축시 최소 두께값을 합한 폭으로 된 수용공간(9)을 마련하고 수용공간(9)의 전방에는 스토퍼(10)와 경사단턱(11)의 걸림턱(12)이 위치하도록 하여서 된 것이다.

이와 같이 된 본 발명은 도9로 보인 바와 같이, LED기판(5)을 프레임(6)에 조립하기 위하여 LED기판(5)을 기울인 상태로 프레임(6)의 개구부(7)로 넣어 LED기판(5)의 하단이 경사단턱(11)의 걸림턱(12) 후방에 도달하게 한 다음 도10으로 보인 바와 같이, 도면상 반시계 방향으로 회전시키게 된다. 이에 따라, LED기판(5)의 후면에 부착된 탄성테이프(13)가 수용공간(9)의 후방지지벽(8)에 닿아 압축되면서 LED기판(5)이 수직으로 세워지게 되는 것이며, 이와 같이 하여 LED기판(5)이 걸림턱(12)과 스토퍼(10)에 걸린상태에서 LED(4)가 도광판(1)측부에 밀착된 조립 상태를 도10으로 보였다.

이와 같이 본 발명은 종래의 LED기판(5) 조립방법과 같이 프레임(6)의 요홈 일측에서 타측을 향하여 밀어 넣는 방식이 아니라 도9로 보인 바와 같이, 화살표 방향으로 회전시켜 조립하는 방식이므로 후방에 탄성테이프(13)가 길이상으로 길게 점착되어 있음에도 불구하고 아무런 손상 없이 길이가 긴 LED기판(5)을 쉽게 조립할 수 있게 되는 것이다.

아울러, 본 발명에서는 상온의 범위에서 도광판(1)의 팽창율에 의하여 수용공간(9)의 폭(D)에 약간의 여유간격(D1)이 발생한 상태를 도10으로 도시하였다. 이러한 여유간격(D1)은 도광판(1)이 낮은 온도에 의하여 수축되었을 때에도 LED(4)가 도광판(1)의 측면에 밀착되도록 하기 위하여 필요한 간격이다.

즉, 조립된 상태에서 기온이 낮거나 냉장 공간 등 환경 요인에 의하여 도광판(1)이 수축된 저온 상태를 도11로 보였다. 이러한 상태에서는 도광판(1)의 폭이 가장 작게 수축된 상태가 되므로 탄성테이프(13)는 LED기판(5)을 밀어 내어 도광판(1)에 밀착되도록 밀어내게 되며, 이에 따라 LED기판(5)이 스토퍼(10)와 걸림턱(12)에 걸려 멈춰져 있는 상태로 되는 것이다.

즉, 탄성테이프(13)에 의한 탄성으로 조립 완료된 LED 기판(5)은 도광판(1)이 가장 낮은 온도에서 수축되었을 시 걸림턱(12)과 스토퍼(10)에 도달되도록 설계하게 되는 것이다.

이와 같이 하여 본 발명은 저온 상태이어서 도광판(1)이 수축된 상태에서도 탄성테이프(13)에 의한 탄력으로 LED(4)와 도광판(1) 측면의 밀착상태를 유지할 수 있게 되는 것이며, 이러한 경우 수용공간(9)의 폭(D) 전체에 탄성테이프(13)와 LED기판(5)이 채워진 안정적 기립 상태로 유지 된다.

아울러, 본 발명은 도12로 보인 바와 같이, 기온이나 발광다이오드의 발열 등 여러 환경 요인으로 인하여 주위의 온도가 높아 도광판(1)이 최대로 팽창하는 경우에는 도광판(1)이 LED(4)에 누름 압력을 가하게 되면서 탄성테이프(13)는 최소 두께로 압축되는 것이며, 이와 같이 탄성테이프(13)가 압축되면서 LED(4)가 실제로 받게 되는 압력을 크게 완화하여 파손됨을 방지하면서 LED(4)의 발광면과 도광판(1)의 측면이 밀착되는 상태가 유지되는 것이어서, 높은 온도 상태에서도 LED(4)가 손상되지 않도록 보호하면서 LED(4)와 도광판(1) 측면의 밀착상태를 유지할 수 있게 되는 것이며, 이러한 경우 수용공간(9)의 폭(D)에서 LED기판(5)이 밀려들어간 위치 사이에 가장 큰 여유 간격(D2)이 형성되는 것이다.

이와 같이 하여 본 발명은 도 9,10으로 보인 상온상태나, 도11로 보인 저온상태, 도12로 보인 고온상태의 모든 경우에 LED(4)와 도광판(1)의 밀접 상태를 그대로 유지하여 LED(4)의 빛이 손실없이 도광판(1)으로 입사되어 온도 변화에도 불구하고 안정적으로 높은 조도를 유지시킬 수 있게 된다.

아울러, 상기 도광판(1)은 온도에 따라 팽창율이 변화하며, 일반적으로는 온도 변화 폭이 크지 않은 실내에서 사용할 경우에는 탄성테이프(13)에 의한 신축폭을 크게 설계할 필요가 없기 때문에 0℃ 내지 40℃의 온도 범위의 실내용인 경우 수용공간(9)의 폭을 -20℃ 내지 80℃의 온도 범위의 실외용 보다 좁게 형성하는 것이 바람직하다.

반면에, 온도 변화가 큰 실외에 설치할 경우에는 실내용보다 수용공간(9)의 폭을 넓게 할 필요가 있다.

아울러, 이러한 탄성테이프(13)는 온도 변화에도 불구하고 균일한 부피를 유지하는 재질로 할 필요가 있으며, 이를 위하여 폴리우레탄폼 등 다양한 소재를 적용할 수 있는 것이다.

또한, 본 발명은 확산판(3)의 선단부가 진입하는 위치를 제한하여 LED(4)가 확산판(3)에 의하여 압력을 받지 않도록 하여야 할 필요가 있으며, 이를 위하여 상기 개구부(7)를 통하여 경사단턱(11)으로 진입하여 조립되는 확산판(3)의 선단부가 멈추는 위치를 조절할 수 있게 되는 것이며, 반사시트(2)는 도광판(1)의 윗면에 접착되는 것이므로, 별도의 위치 제한 요소를 필요하지 않게 된다.

또한, 본 발명에서는 상기 탄성테이프(13)의 제조시에 알루미늄 미세 분말등 열전도성 금속입자를 혼합하여 제조함으로써 LED(4)에서 발생하는 열이 신속하게 프레임(6)으로 전달될 수 있게 된다.

또한, 본 발명에서 경사단턱(11)은 LED기판(5)의 조립시에 일방향으로의 회전동작이 원활하도록 하기 위한 것임과 동시에 조립후 이탈이 방지되도록 하기 위한 것이다.

이상에서, 본 발명에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것이 아니고, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범위를 이탈하지 않는 범위 내에서 치수 및 모양 그리고 구조 등의 다양한 변형 및 모방할 수 있음은 명백한 사실이며 이러한 변형 및 모방은 본 발명의 기술 사상의 범위에 포함된다.

1: 도광판 2: 반사시트 3: 확산판
4: LED 5: LED기판 6: 프레임
7: 개구부 8: 후방지지벽 9: 수용공간
10: 스토퍼 11: 경사단턱 12: 걸림턱
13: 탄성테이프

Claims

개구부 내측으로 LED 기판이 삽입되고, 상기 LED 기판에 반사시트와 확산판이 구비된 도광판이 접하도록 된 프레임과,
상기 프레임의 개구부 측에 형성되어 상기 개구부로 직접 상기 LED 기판의 끼움 결합이 가능하도록 LED 기판을 지지하는 스토퍼 및 걸림턱과,
상기 프레임 내측의 후방지지벽과 개구부 측으로 형성된 스토퍼 및 걸림턱 사이에 수용공간이 형성되되,
상기 수용공간의 폭은 LED 기판의 두께와 도광판 일측의 수축과 팽창으로 발생하는 변위폭, 탄성테이프의 압축시 두께를 합한 폭이 됨을 특징으로 하는 도광판 밀착형 발광다이오드를 갖는 엣지형 조명등.
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제 1 항에 있어서,
상기 LED 기판을 조립함에 있어서, LED 기판의 단부가 접하는 경사단턱 내측의 걸림턱을 중심으로 회전하면서 탄성테이프가 후방지지벽체에 밀착되도록 기립되어 상기 LED 기판이 상기 걸림턱과 스토퍼에 걸린 상태에서 LED가 도광판측부에 밀착됨을 특징으로 하는 도광판 밀착형 발광다이오드를 갖는 엣지형 조명등.
제 5 항에 있어서,
상기 탄성테이프에 의한 탄성으로 조립 완료된 LED 기판은 도광판이 가장 낮은 온도에서 수축되었을 시 걸림턱과 스토퍼에 도달되도록 설계함을 특징으로 하는 도광판 밀착형 발광다이오드를 갖는 엣지형 조명등.