KR102178905B1 - 투명 전도성 산화물 ito을 이용한 자동차용 결빙방지 led 램프 - Google Patents

투명 전도성 산화물 ito을 이용한 자동차용 결빙방지 led 램프 Download PDF

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Abstract

본 발명은 투명 전도성 산화물 ITO을 이용한 자동차용 결빙방지 LED 램프에 관한 것으로서, 그 구성은 투명 전도성 산화물 ITO을 이용한 자동차용 결빙방지 LED 램프는 방열재료로 이루어져 정면은 개방되고 외면은 내부물을 보호하는 하우징; 차량의 위치를 확인할 수 있도록 헤드램프 구동을 위한 한 개 또는 다수개의 LED를 구비하여 상기 하우징의 내부 상부 일측에서 PCB 결합구에 고정지지되어 마련되는 헤드램프 LED PCB 유닛; 및 상기 하우징과 체결되는 LED 램프의 헤드 렌즈의 기판위에 SiO2, Nb2O5, TiO2의 무기산화물을 이용하여 확산방지층을 증착하고, 그 위에 ITO 박막을 증착한 후, 열처리, 결정화하여 헤드 렌즈의 내부 표면에 LED 칩의 출광 효율을 향상시킬 수 있으며, 에너지 소모를 감소시킬 수 있는 ITO 전도성 발열부재가 증착되어 구성되는 것이 특징이다.

Description

투명 전도성 산화물 ITO을 이용한 자동차용 결빙방지 LED 램프{LED lamp for freezing prevention of vehicles using ITO}
본 발명은 혹한 환경에서 차량의 램프에 발생되는 결빙현상을 방지할 수 있도록 구성된 LED 램프에 관한 것으로서, 상세하게는, ITO 전도성 산화물을 헤드 렌즈 내부에 증착 또는 발열부재로 접착하여 하우징 내부에 마련되어 LED에서 발산되는 조명 빛이 투과되도록 하고 하우징 내부 일측에 구비된 센서부를 통해 하우징 내부온도를 감지하여 설정온도에 따라 인가전압의 조절을 통해 발열 여부를 제어하고, LED에서 조사되는 조명 빛을 리플렉터로 반사하여 조절되는 투명 전도성 산화물 ITO을 이용한 자동차용 결빙방지 LED 램프에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 하우징 상부면에 헤드램프 LED PCB 유닛이 삽입 실장되어 LED를 통해 조사된 조명 빛이 리플렉터의 반사 플레이트를 통해 반사되고, 렌즈 내면에 ITO 전도성 산화물을 증착되거나 발열부재의 필름형태로 부착하여 구성함으로써 LED 칩의 출광 효율을 향상시킬 수 있으며, 에너지 소모를 감소시킬 수 있는 투명 전도성 산화물 ITO을 이용한 자동차용 결빙방지 LED 램프에 관한 것이다.
엘이디 즉 발광다이오드(Light Emitting Diode)는 순방향으로 전압을 가했을 때 발광하는 반도체 소자로 개발되어 LCD의 광원이나 전기 전자 기계에 주로 사용되어왔으나 최근에는 백열등의 1/6에 이르는 낮은 전력소비와, 백열등의 8배에 이르는 긴 수명 및 수은 등 유해물질 미함유하는 친환경적인 성질에 의하여 기존의 다양한 종류의 조명등을 대체하여 사용되고 있다.
이러한 경향은 자동차의 헤드라이트에서도 기존에 사용하였던 할로겐 램프를 대체하여 다양한 기능을 가진 엘이디 램프를 차량의 헤드램프 광원으로 사용하고 있다.
눈이 많은 지역, 혹한 지방에서는 낮은 온도와 바람, 그리고, 차량에 적재되는 눈 등에 의하여 헤드램프의 표면이 얼어붙는 결빙현상이 발생되는바, LED는 얼어붙은 헤드램프의 표면을 녹일 수 있을 만한 온도의 조명 빛과 발열온도를 제공할 수 없기 때문에 차량용 헤드램프의 광원으로 LED 램프 사용상 제약사항이 있다.
이에 따라, 눈이 많거나, 혹한 지방 등에서는, 얼어붙은 헤드램프의 표면을 녹일 수 있도록, LED 보다 고온의 조명 빛 및 발열 온도를 제공하는 할로겐 전구가 차량용 헤드램프의 광원으로 적용되고 있는 실정이다.
그러나, 할로겐 전구가 적용된 차량용 헤드램프는 Warm white 계열의 빛을 조사하기 때문에 Cool white 계열의 빛을 조사하는 LED 램프보다 시인성이 낮은 단점이 있으며, 이에 따라, 혹한기에 눈이 쌓인 지역을 주행하는 차량 운전자의 시인성이 낮아져 안전사고가 발생되는 문제점이 있다.
최근에는 위와 같은 추운 지방, 즉, 혹한 환경에서도 차량용 헤드램프로 사용될 수 있는 LED 램프가 개발되고 있으나, 여전히, 얼어붙은 헤드램프의 표면을 효율적으로 녹이면서도 본래의 조명 기능을 만족할 수 있는 LED 램프의 연구개발이 미흡하고, 더불어, 상기에서 언급된 나라의 자동차 안전표준 기준에 부합하는 LED 램프의 개발은 실질적으로 이루어지지 않고 있는 실정이다.
따라서, 본 출원인은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 추운 비장, 혹한 환경에서 LED 차량용 헤드램프를 사용할 수 있는 방안을 제시하고자 한다.
대한민국특허등록 제10-0778106-0000호 (2007년11월14일) 대한민국특허등록 제10-1182484-0000호 (2012년09월06일) 대한민국특허등록 제10-1300148-0000호 (2013년08월20일)
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서 그 목적은 ITO 전도성 산화물을 헤드 렌즈 내부에 증착 또는 발열부재로 접착되도록 하우징 내부에 마련되는 LED에서 발산되는 조명빛이 투과되도록 하여 혹한 지역의 차량용 헤드램프의 결빙현상을 방지하고 운전자에 시인성을 제공하기 위해 헤드램프의 온도를 감지하여 램프의 열로 인해 눈 또는 얼음을 해빙을 제공하는 투명 전도성 산화물 ITO을 이용한 자동차용 결빙방지 LED 램프를 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 투명 전도성 산화물 ITO을 이용한 자동차용 결빙방지 LED 램프는 방열재료로 이루어져 정면은 개방되고 외면은 내부물을 보호하는 하우징; 차량의 위치를 확인할 수 있도록 헤드램프 구동을 위한 한 개 또는 다수개의 LED를 구비하여 상기 하우징의 내부 상부 일측에서 PCB 결합구에 고정지지되어 마련되는 헤드램프 LED PCB 유닛; 및 상기 하우징과 체결되는 LED 램프의 헤드 렌즈의 기판위에 SiO2, Nb2O5, TiO2의 무기산화물을 이용하여 확산방지층을 증착하고, 그 위에 ITO 박막을 증착한 후, 열처리, 결정화하여 헤드 렌즈의 내부 표면에 LED 칩의 출광 효율을 향상시킬 수 있으며, 에너지 소모를 감소시킬 수 있는 ITO 전도성 발열부재가 증착되어 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따라 투명 전도성 산화물 ITO을 이용한 자동차용 결빙방지 LED 램프는 방열재료로 이루어져 정면은 개방되고 외면은 내부물을 보호하는 하우징; 차량의 위치를 확인할 수 있도록 헤드램프 구동을 위한 한 개 또는 다수개의 LED를 구비하여 상기 하우징의 내부 상부 일측에서 PCB 결합구에 고정지지되어 마련되는 헤드램프 LED PCB 유닛; 및 상기 하우징과 체결되는 LED 램프의 헤드 렌즈의 내면에 부착되도록 마련되고, 상기 헤드 렌즈의 내부에 필름형태로 LED 칩의 출광 효율을 향상시키고, 에너지 소모를 감소시킬 수 있는 ITO 전도성 발열부재가 부착되어 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 투명 전도성 산화물 ITO을 이용한 자동차용 결빙방지 LED 램프은 하우징의 내측에서 상기 헤드램프 LED PCB 유닛과 일체 또는 체결구조를 가지며 상기 하우징의 내부 온도를 감지하는 센서부, 상기 센서부에 의해 감지된 상기 하우징의 내부 온도에 따라서 전원부의 전력 제어를 통해 ITO 전도성 발열부재로 전원 공급여부를 결정하는 제어부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 투명 전도성 산화물 ITO을 이용한 자동차용 결빙방지 LED 램프는 상기 하우징의 내측에는 상기 헤드램프 LED PCB 유닛의 LED를 통해 조사되는 조명 빛을 반사하는 리플렉터을 더 포함하고, 상기 리플렉터는, 상기 하우징의 내측 공간부로 삽입되며, 상기 헤드램프 LED PCB 유닛의 LED에서 조사되는 조명 빛을 전달받는 반사 플레이트; 상기 반사 플레이트의 전단부에서 방사방향으로 돌출 형성되며, 상기 하우징의 전단부와 연결되는 프레임 부, 상기 프레임 부의 중심부에 요부홈으로 구성되는 전극 가이드 홈, 및 상기 LED PCB 유닛과 전선으로 연결되고 상기 전극 가이드 홈에 삽입되어 볼트에 의해 렌즈와 하우징을 고정 체결시 헤드램프 LED PCB 유닛와 헤드 렌즈간 전기적으로 도통되는 체결 단자로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 투명 전도성 산화물 ITO을 이용한 자동차용 결빙방지 LED 램프의 상기 반사 플레이트는, 상기 헤드램프 LED PCB 유닛의 LED에서 조사되는 조명 빛을 상기 헤드 렌즈의 내면으로 반사시키고, 헤드램프 LED PCB 유닛의 LED에서 조사되는 조명 빛을 집광하여 반사시킬 수 있도록 절곡된 형태를 가지고, 상기 하우징의 내부공간에 수용되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 투명 전도성 산화물 ITO을 이용한 자동차용 결빙방지 LED 램프는 혹한 지역의 차량용 헤드램프의 결빙현상을 방지하고 운전자에 시인성을 제공하기 위해 헤드램프의 온도를 감지하여 별도의 동력원을 사용하지 않고 램프의 자체 열로 인해 램프 주위의 눈 또는 얼음을 해빙할 수 있어 사용상 편의성을 제공한다.
본 발명은 ITO 전도성 산화물을 헤드 렌즈 내부에 증착 또는 ITO 전도성 발열부재로 접착하여 하우징 내부에 마련되는 LED에서 발산되는 조명 빛이 투과되도록 하고 하우징 내부 일측에 구비된 센서부를 통해 하우징 내부온도를 감지하여 설정온도에 따라 인가전압의 조절을 통해 ITO 전도성 발열부재의 발열 여부를 제어하고, LED에서 조사되는 조명 빛을 리플렉터로 반사하여 조절되어 LED 소자의 수명을 연장할 수 있다.
또한, 본 발명은 LED PCB 유닛을 통해 발생시키는 조명원으로 LED를 사용하고, 헤드 렌즈의 표면의 ITO 전도성 발열부재가 증착 또는 필름형태로 부착됨으로서 램프가 얼어붙는 현상을 사전에 방지할 수 있는 구조를 가지므로, 차량 운행에 따른 운영비 또는 램프의 제조비용을 절감할 수 있고, 더불어서 운전자의 시인성도 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 하우징 상부면에 헤드램프 LED PCB 유닛이 삽입 실장되어 LED를 통해 조사된 조명 빛이 리플렉터의 반사 플레이트를 통해 반사되고, 헤드 렌즈 내면에 필름형태로 ITO 전도성 발열부재를 부착하여 구성함으로써 LED 칩의 출광 효율을 향상시킬 수 있으며, 에너지 소모를 감소시킬 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명은 헤드램프의 온도를 실시간으로 감지하여 헤드램프에 달라붙은 눈이나 얼음을 별도의 동력원을 사용하지 않고 차량 자체의 동력원을 이용하여 녹일 수 있도록 구성되어 혹한 지역에서 발생되는 차량용 헤드램프의 결빙 현상을 방지함과 동시에 운전자에게 높은 시인성을 제공하여 야간이나 이른 새벽 시간대에 안전운행을 도모할 수 있도록 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 투명 전도성 산화물 ITO가 증착 또는 발열필름이 부착된 결빙방지 LED 램프의 사시도
도 2는 도 1에 따른 ITO가 증착된 상태의 LED 램프의 분리 사시도
도 3은 도 1에 따른 ITO 발열필름이 부착된 LED 램프의 분리 사시도
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 투명 전도성 산화물 ITO가 증착 또는 발열필름이 부착된 결빙방지 LED 램프의 사시도
도 5는 도 4에 따른 ITO가 증착된 상태의 LED 램프의 분리 사시도
도 6은 도 4에 따른 ITO 발열필름이 부착된 LED 램프의 분리 사시도
도 7은 본 발명에 따른 PCB 유닛이 하우징 내부에 삽입된 상태를 도시한 사시도
도 8은 본 발명에 따른 헤드램프 LED 유닛이 하우징 내부에 삽입되는 상태를 도시한 사시도
도 9는 본 발명에 따른 헤드 렌즈와 하우징이 체결단자를 통해 결합된 상태를 도시한 사시도
도 10은 본 발명에 따른 결빙방지 LED 램프의 내부 구조를 도시한 블록도
도 11은 도 4에 따른 ITO 발열필름의 단면도
이에 본 발명의 구성을 첨부된 도면에 의하여 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 투명 전도성 산화물 ITO가 증착 또는 발열필름이 부착된 결빙방지 LED 램프의 사시도이고, 도 2는 도 1에 따른 ITO가 증착된 상태의 LED 램프의 분리 사시도이며, 도 3은 도 1에 따른 ITO 발열필름이 부착된 LED 램프의 분리 사시도를 나타내는데, 본 발명에 따른 결빙방지 LED 램프(100)는 크게 하우징(110), 헤드램프 LED PCB 유닛(130), 리플렉터(140), 헤드 렌즈(160)로 구성되는데, 그 구성 및 동작을 살펴보면, 상기 하우징(110)은 방열재료로 이루어져 정면은 개방되고 외면은 내부물을 보호하도록 구비되고, 헤드램프 LED PCB 유닛(130)은 차량의 위치를 확인할 수 있도록 헤드램프 구동을 위한 한 개 또는 다수개의 LED를 구비하여 상기 하우징(110)의 내부 상부 일측에서 PCB 결합구(131)에 고정지지되어 마련되며, 상기 헤드 렌즈(160)는 상기 하우징(110)과 체결되는 것으로, 헤드 렌즈(160) 내부 표면에 ITO 전도성 발열부재가 증착되어 구비된다.
즉, 헤드 렌즈(160)는 기판위에 SiO2, Nb2O5, TiO2의 무기산화물을 이용하여 확산방지층을 증착하고, 그 위에 ITO 박막을 증착한 후, 열처리, 결정화하여 형성됨으로써 헤드램프 LED PCB 유닛(130)의 LED을 통해 조사되는 빛에 대하여 LED 칩의 출광 효율을 향상시킬 수 있으며, 에너지 소모를 감소시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 투명 전도성 산화물 ITO가 증착 또는 발열필름이 부착된 결빙방지 LED 램프의 사시도이고, 도 5는 도 4에 따른 ITO가 증착된 상태의 LED 램프의 분리 사시도를 나타내며, 도 6은 도 4에 따른 ITO 발열필름이 부착된 LED 램프의 분리 사시도를 도시한 것으로서, 결빙방지 LED 램프(100)는 크게 하우징(110), PCB 유닛(120), 헤드램프 LED PCB 유닛(130), 리플렉터(140), 지지부(150), 헤드 렌즈(160), 센서부(170), 전원부(180) 및 ITO 전도성 발열부재(190)로 구성되는데. 그 세부구성 및 동작을 살펴보면, 상기 하우징(110)은 방열재료로 이루어져 정면은 개방되고 외면은 내부물을 보호하도록 구비되는데, 상기 하우징(110)은, 차량의 전면부에 장착될 수 있으며 그 내측에는 센서부(170) 및 리플렉터(140)가 수용될 수 있는 소정의 공간부가 형성되어 있다.
상기 PCB 유닛(120)은 첨부된 도 7에 도시된 바와 같이 한 개 또는 다수개의 LED을 구비하여 상기 하우징(110)의 내부의 상부면 전면에 수용되어 마련되며, 상기 헤드램프 LED PCB 유닛(130)은 차량의 위치를 먼 곳에서 확인할 수 있도록 헤드램프 구동을 위한 한 개 또는 다수개의 LED를 구비되고, 도 8과 같이 상기 하우징(110)의 내부 상부 일측에서 PCB 결합구(131)에 고정지지되어 마련된다. 즉, 상기 하우징(110)의 내측에는 상기 헤드램프 LED PCB 유닛(130)의 LED를 통해 조사되는 조명 빛을 반사하는 리플렉터(140)가 마련된다.
상기 리플렉터(140)는 상기 하우징(110)의 내측 공간부로 삽입되며, 상기 헤드램프 LED PCB 유닛(130)의 LED에서 조사되는 조명 빛을 전달받는 반사 플레이트(141)가 구비되고, 상기 반사 플레이트(141)의 전단부에서 방사방향으로 돌출 형성되며, 상기 하우징(110)의 전단부와 연결되는 프레임 부(143), 및 상기 프레임 부(143)의 중심부에 요부홈으로 구성되는 전극 가이드 홈(145)을 포함한다.
또한, 상기 전극 가이드 홈(145)에 삽입되어 후술할 헤드 렌즈(160)와 하우징(110)을 일체로 체결되도록 볼트(149)에 의해 고정되는 체결단자(147)을 더 포함하고, 상기 체결단자(147)는 도 5에 도시된 바와 같이 헤드 렌즈(160)의 상면 일측을 고정지지하고 하우징(110)과 볼트(149)에 의해 고정된다.
상기 반사 플레이트(141)는, 상기 헤드램프 LED PCB 유닛(130)의 LED에서 조사되는 조명 빛을 상기 헤드 렌즈(160)의 내면으로 반사시키는 역할을 하는 바, 헤드램프 LED PCB 유닛(130)의 LED에서 조사되는 조명 빛을 효율적으로 집광하여 반사시킬 수 있도록 절곡된 형태를 가지며, 또한, 상기 하우징(110)의 내부공간에 수용될 수 있는 형태를 가질 수 있다.
따라서, 상기 헤드램프 LED PCB 유닛(130)의 LED에서 상기 하우징(110)의 내부 공간으로 반사되는 조명 빛은 상기 반사 플레이트(141)에 의해 반사되어 상기 헤드 렌즈(160)로 전달된다.
상기 프레임 부(143)는 상기 하우징(110)의 전단부와 접촉되어 연결되는 부위로서, 공지의 플렌지와 같은 역할을 수행하며, 상기 전극 가이드 홈(145)은 상기 프레임 부(143)의 일면의 중심에서 요부홈으로 각각 형성된다.
상기 하우징(110)의 내부 상부 전면에 수용되어 마련되는 PCB 유닛(120)을 보호하기 위해 걸림돌기(151)가 하우징(110)의 내부와 체결되고 외면에 조명 렌즈(153)가 구비된 지지부(150)가 형성된다.
상기 지지부(150)는 상기 하우징(110)과 헤드 렌즈(160)가 체결단자(147)에 의해 볼트(149)로 체결될 때, 상기 하우징(110)의 내부에 걸림돌기(151)를 통해 고정되고 헤드 렌즈(160)의 내면에 부설된다.
즉, 상기 체결 단자(147)는 상기 LED PCB 유닛(130)과 전선으로 연결되고 상기 전극 가이드홈(145)에 삽입되어 볼트(149)에 의해 헤드 렌즈(160)와 하우징(110)을 고정 체결시 헤드램프 LED PCB 유닛(130)과 헤드 렌즈(160)간 전기적으로 통전되도록 한다.
상기 헤드 렌즈(160)는 헤드 렌즈(160) 내부 표면에 ITO 전도성 발열부재(190)를 부착하여 결빙방지를 위하여 적용될 수 있는데, 상기 ITO 발열부재(190)는 상기 리플렉터(140)의 반사 플레이트(141)와 마주하는 상기 헤드 렌즈(160)의 내면에 부착하여 마련될 수 있다.
이때, 헤드 렌즈(160)의 내부 표면에 부착된 ITO 전도성 발열부재(190)는 상기 헤드 렌즈(160)의 내부에 투명 전도성 산화물 ITO(인듐 주석 산화물 : Indium Tin Oxide) 전도성 발열부재(190)을 필름형태로 부착하여 구성함으로써 LED 칩의 출광 효율을 향상시킬 수 있으며, 에너지 소모를 감소시킬 수 있다.
상기 센서부(170)는 상기 하우징(110)의 내측에서 상기 헤드램프 LED PCB 유닛(130)과 일체 또는 체결구조를 가지며 상기 하우징(110)의 내부 온도를 감지하는 것으로, 상기 센서부(170)에 의해 감지된 상기 하우징(110)의 내부 온도에 상기 전원부(180)의 전력 제어를 통해 ITO 전도성 발열부재로 전원 공급 여부를 결정하는 제어부(210)를 포함한다.
상기 센서부(170)는, 도 11에 도시된 바와 같이 상기 하우징(110)의 내부온도를 감지하는 것으로 다양한 공지의 온도감지센서로 구현될 수 있다.
보다 세부적으로 상기 센서부(170)는, 상기 헤드램프 LED PCB 유닛(130)의 LED에서 조사되는 조명 빛 또는 상기 리플렉터(140)에서 반사되는 조명 빛에 영향을 받지 않는 위치상에 마련되는 것이 바람직하고, 또한, 상기 하우징(110)의 내부에 마련되는 기타 전장부품에서 발생되는 온도에 영향을 받지 않는 위치상에 마련되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 헤드 렌즈(160)의 내부 표면에는 결빙방지를 위하여 ITO 전도성 발열부재(190)가 증착되어 구성되는데, 보다 세부적으로 결빙방지를 위한 LED 램프의 헤드 렌즈(160)는 렌즈(160)의 기판위에 확산 방지층을 증착하고, 그 위에 ITO 박막을 증착한 후, 열처리하여 결정화시켜 형성되는데, 이렇게 ITO 증착된 렌즈를 용도, 크기에 따라 자동차용 LED 램프의 헤드 렌즈(160)로 성형하여 제조한다.
이때, 헤드 렌즈(160)의 기판위에 증착되는 확산방지층은 SiO2, Nb2O5, TiO2 등의 무기산화물을 이용하거나, 박막 형성 속도가 빠른 SiO2나 확산방지특성이 우수한 Al2O3가 사용될 수 있다.
상기 확산방지층은 렌즈 조성에 포함된 Na 이온이 ITO 투명 전도성 형성시의 고온공정에서 활성화되어 ITO 투명 전도막으로 확산되는 현상을 억제하는 역할을 하고, 렌즈의 조도를 향상시켜 평평한 ITO 박막을 형성하고, 높은 가시광 투과도 와 균일한 전도의 박막을 제조할 수 있다.
증착된 ITO 전도막은 알루미나 튜브로를 이용하여 N2 분위기에서 열처리하며, 열처리로의 승온 온도는 5℃/분으로 유지하였고 400℃의 온도에서 20분에서 120분 동안 열처리한다.
이때, ITO 전도막의 형성 방법으로는 스퍼터링(Sputtering), 전자 빔 증착(E-Beam Evaporation), 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition), 이온 플레이팅 (ion-plating) 방법 등이 사용되며 그 중 스퍼터링 방식이 많이 사용되고 바람직하다.
스퍼터링 방법에서, 기판은 상부에 Al2O3의 확산방지층이 형성된 기판이고, Al2O3 박막은 순도 99.99%의 Al2O3타겟(target)을 이용하여 상온에서 증착하였다. ITO 박막의 초기 성막 온도는 상온이고, 스퍼터링 타겟은 In2O3(90중량%) : SnO2(10중량%)를 가지는 것이며, 증착 가스로는 아르곤과 산소를 사용하며, 교류전원 마그네트론 반응성 스퍼터링을 사용한다.
한편, 첨부된 도 3 및 도 6과 같이 상기 헤드 렌즈(160)의 내부 표면에 ITO 발열부재(190)를 부착하여 결빙방지를 위하여 적용될 수 있는데, 상기 ITO 전도성 발열부재(190)는 상기 리플렉터(140)의 반사 플레이트(141)와 마주하는 상기 헤드 렌즈(160)의 내면에 부착하여 마련될 수 있다.
이때, 헤드 렌즈(160)의 내부 표면에 부착된 ITO 전도성 발열부재(190)는 상기 헤드 렌즈(160)의 내부에 필름형태로 ITO(인듐 주석 산화물 : Indium Tin Oxide) 전도성 발열부재를 부착하여 구성함으로써 LED 칩의 출광 효율을 향상시킬 수 있으며, 에너지 소모를 감소시킬 수 있다.
상기 ITO 전도성 발열부재(190)는 기재필름으로서, 첨부된 도 8에 도시된 바와 같이 기재필름(191) 상에 저굴절귤층을 포함하는 광학조절층(193)을 적층하고 광학조절층 상에 불소 첨가제가 함유된 수지 도포액으로 코팅한 코팅층(195)이 형성된다.
이때, 상기 수재필름(191)은 에스테르, 에틸렌, 프로필렌, 디아세테이트, 트리아세테이트, 스티렌, 카보네이트, 메틸펜텐, 메폰, 에테르에틸케톤, 이미드, 불소, 나일론, 아크릴레이트, 지환족 올레핀계에서 선택되는 하나를 구성단위로 하는 폴리머 또는 공중합 폴리머를 사용하는데, 상기 폴리머 또는 공중합 폴리머는 투명성, 강도 및 두께의 균일성을 제공한다.
상기 광학조절층(193)은 저굴절률층으로 바인더 성분, 불소 첨가제가 포함되며, 무기입자가 추가되어 사용될 수 있다.
상기 저굴절률층을 구성하는 바인더 성분은 아크릴레이트 수지가 사용되는데, 바인더 성분은 내용제성 및 경도를 향상시킬 수 있다.
첨부된 도 11은 본 발명에 따른 결빙방지 LED 램프의 내부 구조를 도시한 블록도로서, 상기 제어부(210)는, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 차량 배터리와 같은 전원부(180)로부터 전원을 전달받아 상기 PCB 유닛(120) 및 상기 헤드램프 LED PCB 유닛(130)로 전원을 인가하여 LED 구동 또는 헤드램프 LED 구동을 위하여 전원이 공급되도록 제반적인 동작을 제어한다.
또한, 상기 제어부(210)는 하우징(110) 내부의 온도 측정을 위한 센서부(170) 구동을 위한 동작 여부를 결정하여 해당 송출신호를 센서부(170)로 전송하거나, 센서부(170)에서 센싱된 하우징(110) 내부의 온도에 따라 전원부(180)의 구동을 위한 신호를 송출하거나 조명 렌즈(153) 또는 헤드램프 LED 구동을 위한 제어신호를 각각 송출한다.
즉, 상기 제어부(210)는, 상기 센서부(170)로부터 감지된 상기 하우징(110)의 내부 온도가 기설정된 온도 이상일 경우에는 상기 상향 또는 하향의 조명을 조사하는 조명 LED 또는 헤드램프 LED 구동을 위한 인가전압을 조정하고, 상기 센서부(170)로부터 감지된 상기 하우징(110)의 내부 온도가 기설정된 온도 이하일 경우에는 상기 조명 LED 또는 헤드램프 LED 구동을 위한 인가전압을 높여 상기 ITO 전도성 발열부재(190)의 구동 여부가 조절되도록 한다.
따라서, 상기 제어부(210)는, 상기 센서부(170)로부터 감지된 상기 하우징(110)의 내부 온도와 상기 기설정된 온도는 분석부(220)를 통해 비교 분석되고, 상기 분석부(220)로부터 비교된 결과치를 전달받아 조명 LED 또는 헤드램프 LED 구동을 위해 변압부(230)을 통해 인가되는 전압을 상승 또는 하강시켜 조절하게 된다.
참고로, 상기 기설정된 온도는, 약 섭씨 40도 ~ 60도로 설정될 수 있으며, 상기 헤드 렌즈(160)의 표면에 달라붙은 눈이나 얼음을 녹일 수 있는 온도 범위라 할 수 있겠다. 예컨대, 상기 제어부(210)는, 상기 하우징(110)의 내부 온도가 40도 이하일 경우에는 상기 헤드 렌즈(160)의 표면이 눈이나 얼음에 의해 얼어붙은 것으로 판단하고, 반면에, 상기기 하우징(110)의 내부 온도가 40도 이상일 경우에는 상기 헤드 렌즈(160)의 표면이 눈이나 얼음에 의해 얼어붙지 않은 것으로 판단하여 동작한다.
따라서, 상기 하우징(110)의 내부 온도가 40도 이하일 경우에는 상기 발열 부재(140)로 인가되는 전압이 증가되어 상기 발열 부재(190)가 가열될 수 있으며, 이에 따라, 상기 헤드 렌즈(160)의 표면에 달라붙은 눈이나 얼음이 녹게되는 것이다.
그리고, 상기 하우징(110)의 내부 온도가 60도 이상일 경우에는 상기 발열 부재(140)로 인가되는 전압을 낮춰 전력의 소비량을 줄일 수 있다.
참고로, 상기 하우징(110)의 내부 온도가 60도 이상일 경우에는 상기 발열 부재(190)로 인가되는 전원을 차단하지 않고 단지 상기 발열 부재(190)로 인가되는 전원공급량을 낮추어 상기 하우징(110)의 내부가 지속적으로 따뜻한 온도(렌즈의 표면이 얼어붙지 않을 만한 온도)를 유지하도록 하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 투명 전도성 산화물 ITO을 이용한 자동차용 결빙방지 LED 램프는 혹한 지방 또는 추운 날씨에서 발생되는 차량용 헤드램프의 결빙 현상을 즉각적으로 해소하여 운전자가 야간이나 이른 새벽 시간에도 차량을 안정적으로 운행할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 전도성 산화물 ITO을 이용한 자동차용 결빙방지 LED 램프는, 조명 빛을 발생시키는 조명원으로 LED를 사용하고도 렌즈의 표면이 얼어붙는 현상을 사전에 방지할 수 있는 구조를 가지므로, 차량 운행에 따른 운영비 또는 램프의 제조비용을 절감할 수 있고, 더불어서 운전자의 시인성도 향상시킬 수 있다.
100 : 차량용 LED 램프
110 : 하우징 120 : PCB 유닛
130 : 헤드램프 LED PCB 유닛 131 : PCB 결합구
140 : 리플렉터 141 : 반사 플레이트
143 : 프레임 부 145 : 전극 가이드 홈
147 : 체결단자 149 : 볼트
150 : 지지부 151 : 걸림돌기
153 : 조명 렌즈
160 : 헤드 렌즈
170 : 센서부 180 : 전원부
190 : ITO 전도성 발열부재 191 : 기재필름
193 : 광학조절층 195 : 코팅층
210 : 제어부 220 : 분석부
230 : 변압부

Claims (8)

  1. 방열재료로 이루어져 정면은 개방되고 외면은 내부물을 보호하는 하우징(110); 차량의 위치를 확인할 수 있도록 헤드램프 구동을 위한 한 개 또는 다수개의 LED를 구비하여 상기 하우징(110)의 내부 상부 일측에서 PCB 결합구(131)에 고정지지되어 마련되는 헤드램프 LED PCB 유닛(130); 및 상기 하우징(110)과 체결되는 LED 램프의 헤드 렌즈(160)의 기판위에 SiO2, Nb2O5, TiO2의 무기산화물을 이용하여 확산방지층을 증착하고, 그 위에 ITO 박막을 증착한 후, 열처리, 결정화하여 헤드 렌즈(160)의 내부 표면에 LED 칩의 출광 효율을 향상시키고, 에너지 소모를 감소시킬 수 있는 ITO 전도성 발열부재(190)가 증착되어 구성되고, 상기 하우징(110)의 내측에서 상기 헤드램프 LED PCB 유닛(130)과 일체 또는 체결구조를 가지며 상기 하우징(110)의 내부 온도를 감지하는 센서부(170), 상기 센서부(170)에 의해 감지된 상기 하우징(110)의 내부 온도에 따라 전원부(180)의 전력 제어를 통해 ITO 전도성 발열부재(190)로 전원공급 여부를 결정하는 제어부(210);를 포함하여 구성되는 투명 전도성 산화물 ITO을 이용한 자동차용 결빙방지 LED 램프에 있어서,
    상기 하우징(110)의 내측에는 상기 헤드램프 LED PCB 유닛(130)의 LED를 통해 조사되는 조명 빛을 반사하는 리플렉터(140)을 더 포함하고,
    상기 리플렉터(140)는,
    상기 하우징(110)의 내측 공간부로 삽입되며, 상기 헤드램프 LED PCB 유닛(130)의 LED에서 조사되는 조명 빛을 전달받는 반사 플레이트(141);
    상기 반사 플레이트(141)의 전단부에서 방사방향으로 돌출 형성되며, 상기 하우징(110)의 전단부와 연결되는 프레임 부(143),
    상기 프레임 부(143)의 중심부에 요부홈으로 구성되는 전극 가이드 홈(145), 및
    상기 LED PCB 유닛(130)과 전선으로 연결되고 상기 전극 가이드홈(145)에 삽입되어 볼트(149)에 의해 헤드 렌즈(160)와 하우징(110)을 고정 체결시 헤드램프 LED PCB 유닛(130)와 헤드 렌즈(160)간 전기적으로 통전되는 체결 단자(147)로 구성되는 것을 특징으로 하는 투명 전도성 산화물 ITO을 이용한 자동차용 결빙방지 LED 램프.
  2. 방열재료로 이루어져 정면은 개방되고 외면은 내부물을 보호하는 하우징(110); 차량의 위치를 확인할 수 있도록 헤드램프 구동을 위한 한 개 또는 다수개의 LED를 구비하여 상기 하우징(110)의 내부 상부 일측에서 PCB 결합구(131)에 고정지지되어 마련되는 헤드램프 LED PCB 유닛(130); 및 상기 하우징(110)과 체결되는 LED 램프의 헤드 렌즈(160)의 내면에 부착되도록 마련되고, 상기 헤드 렌즈(160)의 내부에 필름형태로 LED 칩의 출광 효율을 향상시키고, 에너지 소모를 감소시킬 수 있는 ITO 전도성 발열부재(190)가 부착되어 구성되고, 상기 하우징(110)의 내측에서 상기 헤드램프 LED PCB 유닛(130)과 일체 또는 체결구조를 가지며 상기 하우징(110)의 내부 온도를 감지하는 센서부(170), 상기 센서부(170)에 의해 감지된 상기 하우징(110)의 내부 온도에 따라 전원부(180)의 전력 제어를 통해 ITO 전도성 발열부재(190)로 전원공급 여부를 결정하는 제어부(210);를 포함하여 구성되는 투명 전도성 산화물 ITO을 이용한 자동차용 결빙방지 LED 램프에 있어서,
    상기 하우징(110)의 내측에는 상기 헤드램프 LED PCB 유닛(130)의 LED를 통해 조사되는 조명 빛을 반사하는 리플렉터(140)을 더 포함하고,
    상기 리플렉터(140)는,
    상기 하우징(110)의 내측 공간부로 삽입되며, 상기 헤드램프 LED PCB 유닛(130)의 LED에서 조사되는 조명 빛을 전달받는 반사 플레이트(141);
    상기 반사 플레이트(141)의 전단부에서 방사방향으로 돌출 형성되며, 상기 하우징(110)의 전단부와 연결되는 프레임 부(143),
    상기 프레임 부(143)의 중심부에 요부홈으로 구성되는 전극 가이드 홈(145), 및
    상기 LED PCB 유닛(130)과 전선으로 연결되고 상기 전극 가이드홈(145)에 삽입되어 볼트(149)에 의해 헤드 렌즈(160)와 하우징(110)을 고정 체결시 헤드램프 LED PCB 유닛(130)와 헤드 렌즈(160)간 전기적으로 통전되는 체결 단자(147)로 구성되는 것을 특징으로 하는 투명 전도성 산화물 ITO을 이용한 자동차용 결빙방지 LED 램프.
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  5. 제 1 항 또는 제 2 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반사 플레이트(141)는,
    상기 헤드램프 LED PCB 유닛(130)의 LED에서 조사되는 조명 빛을 상기 헤드 렌즈(160)의 내면으로 반사시키고, 헤드램프 LED PCB 유닛(130)의 LED에서 조사되는 조명 빛을 집광하여 반사시킬 수 있도록 절곡된 형태를 가지고, 상기 하우징(110)의 내부공간에 수용되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 투명 전도성 산화물 ITO을 이용한 자동차용 결빙방지 LED 램프.
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