KR101876790B1 - 블루라이트 차단 led 엣지 조명 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내부에 공간부가 형성되는 프레임; 상기 프레임 내부 측면에 장착되는 LED모듈; 상기 프레임 내측에 장착되며 상기 LED모듈의 빛을 확산시키는 확산시트; 상기 프레임 내측에서 상기 확산시트 하부에 장착되며 상기 LED모듈의 빛을 면광원으로 전환시키는 도광판; 상기 프레임을 마감하면서 상기 LED모듈의 빛을 반사시키는 반사층이 도포된 백커버로 구성된 백커버부; 상기 도광판과 확산시트 사이 또는 상기 LED모듈과 도광판 측면 사이에 장착되는 블루라이트차단시트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 블루라이트 차단 LED 엣지 조명에 관한 것이다.

Description

블루라이트 차단 LED 엣지 조명{LED edge lighting device with blue light blocking function}

본 발명은 블루라이트(blue light)유해파장을 차단하여 눈의 피로를 최소화할 수 있으며 이에 더하여 반사시트와 백커버를 일체화 함으로써 조립의 용의성을 도모하고 광균일성을 향상시켜 음영의 방지효율이 배가되는 엘이디 조명에 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 조명에 관한 기술이 제시되고 있는 바, 대한민국 특허등록 제1694150호에서는 내부에 공간부가 형성되고 일측면에 프레임홈이 형성된 프레임과; 상기 프레임 4개를 4각 형태로 배열하고 각 프레임 사이를 연결하여 고정하는 코너브라켓과; 상기 코너브라켓으로 연결된 프레임의 측면에 장착되어 빛을 발산하는 LED모듈과; 상기 프레임의 프레임홈에 삽입 결합되며 선광원 형태의 빛을 면광원 형태의 빛으로 변경시키는 도광판과; 상기 도광판 하측에 설치되어 LED모듈에서 발산되는 빛을 반사시키는 반사시트 및 상기 도광판 상측에 설치되어 빛을 확산 또는 산란시키며 도광판에 형성된 이미지가 투영되는 확산판을 포함하는 LED 조명기구를 제시하고 있다.

한편 블루라이트(blue light)라 함은 가시광선 중에서 380nm ~ 500nm의 푸른빛을 말하는 것으로, 파장이 짧고 높은 에너지를 갖는 특징이 있다.

상기 블루라이트는 근래에 급속도로 확산되고 있는 스마트폰이나 태블릿, 컴퓨터 모니터 등과 같은 전자기기의 액정화면을 통해서도 발산되고 있음은 물론 엘이디 조명을 통해서도 발산되고 있다.

이러한 블루라이트는 다른 빛보다 에너지가 강하기 때문에 눈동자를 움츠러들게 하고 눈의 근육을 혹사시켜 눈의 피로를 가중시키며, 이로 인해 긴장감을 유발하여 어깨와 목 등을 뭉치게 만들고, 특히 강한 파장과 에너지로 눈의 안쪽까지 도달하여 나쁜 영향을 미칠 수 있으며 망막에 직접적인 영향을 미쳐 손상을 일으키기도 한다.

또한 블루라이트는 수면 건강에도 영향을 끼치는데, 우리의 몸은 망막에 도달하는 빛의 양을 통해 낮과 밤을 구분해 자야할 시간을 알려준다. 그러나 다양한 디지털 기기와 LED 조명의 영향으로 블루라이트에 계속해서 노출되면서 잠을 유도하는 호르몬(멜라토닌) 분비가 억제되어 수면의 질을 저하시키게 된다.

이처럼 종래 엘이디 조명 등에서 발생하는 블루라이트는 사용자의 삶의 질을 저하시키게 되는 유해 파장으로서 조명기구를 선택함에 있어 블루라이트 차단 성능을 보유한 제품의 수요가 늘어나고 있는 실정이다.

대한민국 특허등록 제1694150호

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 블루라이트(blue light) 계열 유해파장을 차단하여 눈의 피로를 최소화할 수 있음에 더하여 조립의 용이성을 도모하고 광균일성을 배가시킬 수 있는 엘이디 조명을 제공하고자 함이다.

상술한 문제점들을 해결하기 위한 수단으로 본 발명의 블루라이트 차단 LED 엣지 조명(이하, "본 발명의 조명"이라함)은, 내부에 공간부가 형성되는 프레임; 상기 프레임 내부 측면에 장착되는 LED모듈; 상기 프레임 내측에 장착되며 상기 LED모듈의 빛을 확산시키는 확산시트; 상기 프레임 내측에서 상기 확산시트 하부에 장착되며 상기 LED모듈의 빛을 면광원으로 전환시키는 도광판; 상기 프레임을 마감하면서 상기 LED모듈의 빛을 반사시키는 반사층이 도포된 백커버로 구성된 백커버부; 상기 도광판과 확산시트 사이 또는 상기 LED모듈과 도광판 측면 사이에 장착되는 블루라이트차단시트;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 반사층은 상기 백커버에 돌출되도록 부착되는 복수의 비드와 상기 백커버에서 상기 비드의 상단부가 노출되도록 도포되는 광확산조성을 포함하는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 광확산조성은, 주재인 수지 100중량부에 대해 광촉매 5 내지 30중량부, 티탄산스트론튬 5 내지 30중량부, 레블링 첨가제 1 내지 5중량부, 기포방지제 1 내지 5중량부, 황화아연 1 내지 3중량부가 포함되는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 반사층과 상기 백커버 사이에는 방열코팅층이 게재되는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 프레임의 내주연에는 상기 광확산조성과 동일한 완충도포층이 도포되되 상기 완충도포층에는 수지 100중량부에 대해 ABS수지 20 내지 40중량부, 베타카로틴 0.5 내지 2중량부가 더 혼합되는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 조명은 블루라이트(blue light) 유해파장을 차단하여 눈의 피로감이나 망막의 기능 저하 등을 최소화할 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명의 조명은 기존 반사시트, 폼시트, 백커버를 일체형으로 구성하여 자중을 줄이면서 조립의 용이성을 도모할 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명의 조명은 광균일성을 향상시켜 덮개에 음영이 발생되는 것을 방지하도록 하는 장점이 있다.

도 1a 및 도 1b는 각각 본 발명의 기본 예를 나타내는 측단면도.
도 2는 본 발명의 일 구성인 백커버부의 작동상태를 나타내는 개략도.
도 3은 본 발명의 일 구성인 백커버부의 다른 실시 예에 대한 작동상태도.
도 4는 본 발명의 다른 예를 나타내는 측단면도.
도 5는 본 발명의 일 구성인 프레임의 실시 예를 나타내는 측단면도.

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 조명(1)은 도 1에서 보는 바와 같이 내부에 공간부가 형성되는 프레임(2); 상기 프레임(2) 내부 측면에 장착되는 LED모듈(3); 상기 프레임(2) 내측에 장착되며 상기 LED모듈(3)의 빛을 확산시키는 확산시트(4); 상기 프레임(2) 내측에서 상기 확산시트(4)의 하부(도 1에 있어 백커버부(6)를 향하는 방향을 하부로 칭함)에 장착되며 상기 LED모듈(3)의 빛을 면광원으로 전환시키는 도광판(5); 상기 프레임을 마감하면서 상기 LED모듈(3)의 빛을 반사시키는 반사층이 도포된 백커버로 구성된 백커버부(6); 상기 도광판(5)과 확산시트(4) 사이 또는 상기 LED모듈(3)과 도광판(5) 측면 사이에 장착되는 블루라이트차단시트(7)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 프레임(2)은 그 재질을 한정하지 않으나 방열기능 등을 고려하여 알루미늄 재질로 구성될 수 있으며, 내부에 LED모듈(3), 확산시트(4), 도광판(5), 블루라이트차단시트(7)가 수용되도록 하는 것이고 도면에 도시된 바는 없으나 확산시트(4) 외측에는 투명재질의 덮개가 구성될 수 있다.

상기 LED모듈(3), 상기 확산시트(4) 및 상기 도광판(5)은 다양한 공지의 재질이 존재하므로 그 상세설명은 생략한다.

상기 블루라이트차단시트(7)는 상기 LED모듈(3)로부터 조사되는 빛에 있어 블루라이트 유해파장의 빛을 차단토록 하는 구성에 해당한다.

이러한 블루라이트차단시트(7)가 장착되는 구조는 엣지형 LED 조명의 구조상 정면 필터 방식과 측면 필터 방식으로 구분되어 구성될 수 있다.

먼저 도 1a에서 도시되는 바와 같이 정면 필터 방식에 적용되는 블루라이트차단시트(7)는 상기 도광판(5)과 상기 확산시트(4) 사이에 장착되는 것으로 상기 도광판(5)의 면적과 대응하는 면적을 갖는 판 또는 필름 형태로 상기 도광판(5)의 상부면에 적층되어, 도광판(5)에 입사된 빛이 도광판(5)을 거쳐 전방으로 조사됨에 있어 블루라이트 유해파장의 빛을 차단하도록 하는 것이다.

상기 블루라이트차단시트(7)는 블루라이트 유해파장을 차단할 수 있는 공지의 조성을 가지면서 PC(polycarbonate), PMMA(polymethyl methacrylate), 에폭시, 아크릴, PET(Polyethylene phthalate) 또는 멜라민 수지 중 적합한 하나를 사용한 투명 또는 반투명한 광투과성 재질로 구성될 수 있다.

한편 측면 필터 방식에 적용되는 블루라이트차단시트(7)는 도 1b에서 보는 바와 같이 LED모듈(3)과 도광판(5) 측면 사이에 장착되는 것으로 상기 LED모듈(3)에서 조사되는 빛으로부터 직접 유해 파장을 조성하는 블루라이트를 차단토록 하는 것이다.

즉 상기 블루라이트차단시트(7)는 상기 LED모듈(3)로부터 조사되는 빛에 있어 블루라이트 유해파장의 빛만을 차단하여 상기 도광판(5)에 블루라이트가 제거된 빛이 입사되도록 하는 것이다.

이 경우도 블루라이트차단시트(7)는 블루라이트를 차단할 수 있는 공지의 조성을 가지면서 PC(polycarbonate), PMMA(polymethyl methacrylate), 에폭시, 아크릴, PET(Polyethylene phthalate) 또는 멜라민 수지 중 적합한 하나를 사용한 투명 또는 반투명한 광투과성 재질로 구성될 수 있다.

이처럼 본 발명의 조명은 상술한 블루라이트차단시트(7)의 구성으로 인해 간단한 구조만으로 눈의 피로감이나 망막의 기능 저하 등의 요인이 될 수 있는 블루라이트를 차단할 수 있게 된다.

또한 본 발명에서는 백커버부(6)가 구성되는데 상기 백커버부(6)는 백커버(61)와 상기 백커버(61)에 도포되는 반사층(62)을 포함하는데 기존 LED조명의 경우 반사시트, 폼시트, 백커버가 별도로 구성되어 각각 조립을 하는 번거로움이 있으며 부피 및 자중이 커지는 문제가 있는 바, 본 발명에서는 백커버(61)에 반사층(62)을 도포하여 일체형으로 구성함으로써 상기와 같은 문제를 해결하고 있는 것이다.

또한 상기 반사층(62)은 상기 백커버(61)에 돌출되도록 부착되는 복수의 비드(621)와 상기 백커버(61)에서 상기 비드(621)의 상단부가 노출되도록 도포되는 광확산조성(622)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

즉 상기 반사층(62)은 상기 광확산조성(622) 및 상기 비드(621)의 작용으로 설치되는 엘이디 수를 줄이면서도 전체 영역으로 빛이 투과되도록 하여 보는 사람으로 하여금 음영없이 면 발광이 감지되도록 하는 것이다.

상기 광확산조성(622)은 도 2에서 보는 바와 같이 입사빛(E1)을 반사빛(E3)으로 반사시킴에 있어 광확산조성(622) 기저로 흡수빛(E2)을 최대한 제어하여 광효율을 증가시키는 것이다. 즉 흡수빛(E2)의 량을 줄여 상기 확산시트(4) 방향으로 반사빛(E3)의 량을 크게 하는 것이다.

이에 더하여 상기 비드(621)는 상기 비드(621)로 들어오는 입사빛(E4)을 난반사 시켜 반사빛(E5)의 반사영역을 크게 함으로써 넓은 영역으로 빛이 반사되도록 하는 것이다.

이와 같이 광확산조성(622)에 의해 반사빛(E3)의 량을 크게 함과 동시에 비드(621)에 의해 반사빛(E3)의 반사영역을 크게 함으로써 결과적으로 광균일성을 향상시키게 되는 것이다.

본 발명은 이에 더하여 도 3에서 보는 바와 같이 상기 백커버(61)에 광확산조성(622)이 도포되며 상기 비드(621)는 상기 광확산조성(622)의 상부로 노출되도록 구성되되 상기 비드(621)와 상기 백커버(61)는 유격이 형성되어 비접촉인 실시 예를 더 제시하고 있다.

이와 같이 구성되는 이유는 입사빛(E6)이 상기 비드(621)를 투과하는 경우 도 3과 같이 비드(621)가 백커버(61)에 직접 부착되면 입사빛(E6)중 일부가 백커버(61)로 흡수되어 광효율을 저하시킬 수 있으므로 비드(621)를 투과한 입사빛(E6)이 광확산조성(622)에 의해 반사되면서 비드(621) 외부로 흡수빛을 제어하면서 반사빛(E7)으로 반사되도록 하기 위한 것이다. 결과적으로 본 실시 예에 의해 빛의 흡수포인트를 제거하여 광효율을 높이도록 하는 것이다.

또한 본 발명에서는 상기 광확산조성(622)의 광효율을 높이기 위한 조성을 제시한다. 상기 광확산조성(622)은 주재인 수지 100중량부에 대해 광촉매 5 내지 30중량부, 티탄산스트론튬 5 내지 30중량부, 레블링 첨가제 1 내지 5중량부, 기포방지제 1 내지 5중량부, 황화아연 1 내지 3중량부가 포함되는 것을 특징으로 한다

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 광확산조성(622)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 광확산조성(622)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 광촉매는 상기 광확산조성(622)의 반사율을 향상시키기 위해 첨가되는 조성으로서 이산화티타늄, 황산염 및 황산바륨 중 하나 또는 이들의 혼합물이 첨가됨이 타당하다.

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

또한 황산염 및 황산바륨의 경우는 250nm 내지 2500nm 대역의 파장 광에 대하여 높은 반사율을 보이는 것으로 이러한 조성에 대해 선택적으로 1 또는 혼합물을 첨가하여 반사율의 향상을 도모하도록 하는 것이다.

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

특히 상기 광확산조성(622)에는 황화아연(ZnS)이 첨가되도록 하는데 황화아연(ZnS)이 첨가됨에 의해 LED모듈(3)에 의해 조사되는 빛 중 근적외선은 광확산조성(622)을 투과하게 되는 것이다.

이렇게 근적외선만을 투과시키도록 하는 이유는 근적외선이 광확산조성(622)에 의해 반사되는 경우 근적외선은 도면에 도시된 바는 없으나 LED모듈(3)을 작동케 하는 전기기기의 고장을 유발할 수 있으므로 LED모듈(3)에 의해 조사되는 빛을 확산 및 반사시키되 근적외선은 광확산조성(622)을 투과시킴으로써 기기고장을 제어토록 하는 것이다.

또한 이렇게 투과되는 근적외선을 백커버(61)를 통해 조속히 방열시키기 위해 본 발명에서는 도 4에서 보는 바와 같이 상기 반사층(62)과 상기 백커버(61) 사이에는 방열코팅층(623)이 게재되도록 하여 상기 광확산조성(622)을 통해 투과된 근적외선을 상기 방열코팅층(623)을 통해 전달시킴으로써 방열효율을 향상시키도록 하는 것이다. 여기서 상기 방열코팅층(623)은 다양한 공지기술이 존재하므로 그 상세설명은 생략한다.

한편 기존 엣지형 LED 조명의 경우 프레임에 LED모듈이 접하도록 장착되고 LED모듈과 도광판이 접하도록 장착되는데 LED모듈의 가동과 비가동을 반복시키는 과정에서 프레임이 열에 의한 팽창 및 수축이 반복된다. 이러한 프레임의 팽창 및 수축은 그대로 LED모듈과 도광판에 전달되어 LED모듈과 도광판의 파손을 야기시킬 수 있는 문제가 있다.

이에 본 실시 예에서는 도 5에서 보는 바와 같이 상기 프레임(2)의 내주연에는 상기 광확산조성과 동일한 완충도포층(21)이 도포되되 상기 완충도포층(21)에는 수지 100중량부에 대해 ABS수지 20 내지 40중량부, 베타카로틴 0.5 내지 2중량부가 더 혼합되는 예를 제시하고 있다.

ABS 수지는 탄성, 내충격성이 우수하여 상기 ABS수지가 첨가됨으로써 경화후 완충도포층(21)의 탄성이 발현되도록 하여 상기에서 언급한 프레임(2)의 팽창 및 수축을 완화시키도록 하는 것이다.

여기에 상기 베타카로틴이 더 첨가되도록 하는데 베타카로틴의 첨가로 인해 고온에서도 상기 완충도포층(21)의 탄성이 유지되도록 하기 위한 것이다.

LED모듈의 가동시 프레임에 열이 전달되는데 이러한 열에 의해 탄성을 부과하는 ABS수지 간 네트워크가 저하되어 고온하에서 상기 완충도포층(21)의 완충효과가 저하되는 문제가 있을 수 있는 바, 이에 본 발명에서는 베타카로틴이 더 첨가되도록 하여 고온하에서도 ABS수지 간 네트워크가 유지되도록 하여 완충도포층(21)의 기능이 유지성을 높이는 것이다.

또한 이와 같은 완충도포층(21)이 도포됨에 의해 프레임(2)과 확산시트(4)의 접합면(내측)에서 생기기 쉬운 음영이 상기 완충도포층(21)이 상기에서 언급한 바와 같이 빛에 대한 확산 및 반사작용을 통해 이러한 음영을 제어토록 하는 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.

1 : 본 발명의 조명 2 : 프레임
3 : LED모듈 4 : 확산시트
5 : 도광판 6 : 백커버부
7 : 블루라이트차단시트

Claims (6)

1. 내부에 공간부가 형성되고 내주연에는 완충도포층이 도포되는 프레임;
   상기 프레임 내부 측면에 장착되는 LED모듈;
   상기 프레임 내측에 장착되며 상기 LED모듈의 빛을 확산시키는 확산시트;
   상기 프레임 내측에서 상기 확산시트 하부에 장착되며 상기 LED모듈의 빛을 면광원으로 전환시키는 도광판;
   상기 프레임을 마감하면서 상기 LED모듈의 빛을 반사시키는 반사층이 도포된 백커버로 구성된 백커버부; 및
   상기 도광판과 확산시트 사이 또는 상기 LED모듈과 도광판 측면 사이에 장착되는 블루라이트차단시트;를 포함하며,
   상기 반사층은,
   상기 백커버에 돌출되도록 부착되는 복수의 비드 및 상기 백커버에서 상기 비드의 상단부가 노출되도록 도포되는 광확산조성을 포함하고,
   상기 광확산조성은,
   주재인 수지 100중량부에 대해 광촉매 5 내지 30중량부, 티탄산스트론튬 5 내지 30중량부, 레블링 첨가제 1 내지 5중량부, 기포방지제 1 내지 5중량부, 황화아연 1 내지 3중량부가 포함되며,
   상기 완충도포층은,
   주재인 수지 100중량부에 대해 광촉매 5 내지 30중량부, 티탄산스트론튬 5 내지 30중량부, 레블링 첨가제 1 내지 5중량부, 기포방지제 1 내지 5중량부, 황화아연 1 내지 3중량부, ABS수지 20 내지 40중량부, 베타카로틴 0.5 내지 2중량부가 포함되는 것을 특징으로 하는 블루라이트 차단 LED 엣지 조명.
   
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 비드와 상기 백커버는 유격이 형성되어 비접촉인 것을 특징으로 하는 블루라이트 차단 LED 엣지 조명.
   
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서,
   상기 반사층과 상기 백커버 사이에는 방열코팅층이 게재되는 것을 특징으로 하는 블루라이트 차단 LED 엣지 조명.
6. 삭제

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