KR102183182B1 - LED array light source device with improved luminous efficiency - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 발광 효율을 개선한 LED 어레이 광원 장치에 관한 것으로서, 보다 상세히는 서로 마주보고 있는 LED 기판 사이에 투명체가 존재하는 것으로, 제 1,2 기판으로부터 발광된 광이 투명체로 집중될 수 있어 LED의 광의 손실을 감소시킴과 동시에 발광 출력 및 균일성을 향상시켜 발광 효율이 개선될 수 있는, LED 어레이 광원 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an LED array light source device with improved luminous efficiency, and more specifically, a transparent body exists between LED substrates facing each other, and light emitted from the first and second substrates can be concentrated to the transparent body, The present invention relates to an LED array light source device capable of improving luminous efficiency by improving light emission output and uniformity while reducing the loss of light of light.
먼저, LED(light emitting diode)는 발광 다이오드로 Ga(갈륨), P(인), As(비소)를 재료로 하여 만들어진 반도체를 의미한다. First, a light emitting diode (LED) refers to a semiconductor made of Ga (gallium), P (phosphorus), and As (arsenic) as a light emitting diode.
이러한 LED는 전자가 많은 N형 반도체와 양공이 많은 P형 반도체가 서로 접합하여 만든 PN접합 다이오드로 만들어지며, 외부에서 N형 반도체에 음의 전압을 걸어주고 P형 반도체에 양의 전압을 걸어주면 N형 반도체의 전자가 P형 반도체 쪽으로 움직여 P형 반도체의 양공과 재결합을 하는 원리를 통해 빛을 낸다.These LEDs are made of PN junction diodes made by bonding N-type semiconductors with many electrons and P-type semiconductors with many positive holes. When a negative voltage is applied to the N-type semiconductor from the outside and a positive voltage is applied to the P-type semiconductor, The electrons of the N-type semiconductor move toward the P-type semiconductor and emit light through the principle of recombining with the holes of the P-type semiconductor.
이때. 발광 효율이란 단위 전력 당 광속으로서 조명 기기가 일정한 에너지로 얼마나 밝게 할 수 있는지에 대한 지표인데, LED를 포함한 조명 장치는 높은 발광 효율이 요구되는 실정이다.At this time. The luminous efficiency is a luminous flux per unit electric power, which is an index of how bright a lighting device can brighten with a constant energy, and lighting devices including LEDs require high luminous efficiency.
이때, LED 조명 기기의 발광 효율과 관련된 선행기술로 한국 등록 특허 제 10-1949288호(발명의 명칭 : 발광효율이 개선된 엘이디 등기구 및 그 제조방법)가 등록되어 있다.At this time, Korean Patent No. 10-1949288 (name of invention: LED luminaire with improved luminous efficiency and a manufacturing method thereof) has been registered as a prior art related to luminous efficiency of LED lighting equipment.
상기 선행기술은 등기구 내에 장착되는 회로기판의 일면에는 다수의 LED가 일정 간격으로 구성되고; 상기 회로기판에는 상기 다수의 LED에서 발광되는 빛을 반사시켜주기 위한 반사시트가 접착 구성되며; 상기 다수의 LED 각각에는 빛을 확산시키는 다수의 확산렌즈가 구성되고, 상기 반사시트는 상기 다수의 LED의 설치부위 및 상기 다수의 확산렌즈의 설치부위가 미리 재단되며, 상기 다수의 확산렌즈는 흡착기에 의해 한번에 6개의 확산렌즈가 상기 회로기판에 흡착되고, 상기 확산렌즈는 LED의 삽입이 가능한 LED삽입홈이 형성되고, 상기 LED삽입홈 주변으로는 회로기판에 안착을 위한 다리부가 복수의 개소에 구비되며, 상기 확산렌즈의 다리부와 대응되는 회로기판에는 접착제가 도포되는 렌즈 설치부위 표시부가 형성되되, 상기 렌즈 설치부위 표시부는 접착제가 수용되고 상기 다리부의 삽입 안착이 이루어지도록 반원형상의 홈이 형성되고, 상기 확산렌즈의 저면에는 확산되는 광이 반사되도록 반사코팅층이 스프레이 방식으로 분사되어 형성되되, 상기 반사코팅층은 나노은 분말, 불포화 폴리에스터수지, 테프론 미분말, 카복시비닐폴리머의 혼합 조성물로 이루어지며, 상기 반사시트와 상기 확산렌즈는 서로 밀착되게 상기 회로기판에 실장되는 발광효율이 개선된 엘이디 등기구를 제시하고 있다.In the prior art, a plurality of LEDs are configured at regular intervals on one surface of a circuit board mounted in a luminaire; A reflective sheet for reflecting light emitted from the plurality of LEDs is adhered to the circuit board; Each of the plurality of LEDs includes a plurality of diffusing lenses for diffusing light, and the reflective sheet is cut in advance with the installation portions of the plurality of LEDs and the installation portions of the plurality of diffusion lenses, and the plurality of diffusion lenses are absorbers. Thus, six diffusion lenses are adsorbed to the circuit board at a time, and the diffusion lens has an LED insertion groove into which an LED can be inserted, and a leg portion for mounting on the circuit board is formed around the LED insertion groove in a plurality of locations. And a display portion of the lens installation portion to which an adhesive is applied is formed on the circuit board corresponding to the leg portion of the diffusion lens, and the display portion of the lens installation portion is formed with a semicircular groove to accommodate the adhesive and insert and seat the leg portion. And, a reflective coating layer is sprayed on the bottom surface of the diffusing lens by spraying so that the diffused light is reflected, and the reflective coating layer is made of a mixed composition of nanosilver powder, unsaturated polyester resin, fine Teflon powder, and carboxyvinyl polymer, The reflective sheet and the diffusion lens provide an LED luminaire with improved luminous efficiency, which is mounted on the circuit board in close contact with each other.
상기 선행기술은 LED에서 발생되는 빛의 확산효율을 증대시킴으로써 단위면적당 LED 개수를 감소시키는 가운데 발광효율을 일정하게 유지되었지만, LED 광이 집중되지 않아 광이 손실될 수 있어 높은 광원 효율을 필요로 하는 기술에는 적용하기 어렵다는 문제가 따른다.The prior art maintains a constant luminous efficiency while reducing the number of LEDs per unit area by increasing the diffusion efficiency of light generated from the LED. However, since the LED light is not concentrated, light may be lost, requiring high light source efficiency. There is a problem that it is difficult to apply to technology.
따라서 이러한 문제를 해결하기 위해 제 1,2 기판으로부터 발광된 광이 투명체로 집중될 수 있어 LED의 광의 손실을 감소시킴과 동시에 발광 출력 및 균일성을 향상시켜 발광 효율이 개선될 수 있는 신규하고 진보한 LED 어레이 광원 장치를 개발할 필요성이 대두되고 있는 실정이다.Therefore, in order to solve this problem, the light emitted from the first and second substrates can be concentrated to the transparent material, reducing the loss of light from the LED and improving the luminous output and uniformity, thereby improving luminous efficiency. There is a need to develop an LED array light source device.
본 발명은 상기 기술의 문제점을 극복하기 위해 안출된 것으로, 서로 마주보고 있는 LED 기판 사이에 투명체가 존재하여 제 1,2 기판으로부터 발광된 광이 투명체로 집중될 수 있는 LED 어레이 광원 장치를 제공하는 것을 주요 목적으로 한다.The present invention has been devised to overcome the problems of the above technology, and provides an LED array light source device in which light emitted from the first and second substrates can be concentrated to the transparent body by the presence of a transparent body between the LED substrates facing each other. It is the main purpose.
본 발명의 다른 목적은, LED 어레이와 투명체 사이에 투명 및 반투명 재질인 필터링 필름이 위치하는 LED 어레이 광원 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an LED array light source device in which a filtering film made of a transparent and translucent material is positioned between an LED array and a transparent body.
본 발명의 또 다른 목적은, 투명체의 일 측 단부에 반사경이 장착된 LED 어레이 광원 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an LED array light source device in which a reflector is mounted at one end of a transparent body.
본 발명의 추가 목적은, Ce:YAG(Cerium Doped YAG(yttrium aluminium garnet) Crystal)를 포함하는 투명체를 구비한 LED 어레이 광원 장치를 제공하는 것이다.A further object of the present invention is to provide an LED array light source device having a transparent body including Ce: YAG (Cerium Doped YAG (yttrium aluminum garnet) Crystal).
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 발광 효율을 개선한 LED 어레이 광원 장치는 복수 개의 LED가 실장된 LED 어레이를 포함하는 것으로서, 상기 LED 어레이가 서로 마주보도록 배치된 제 1,2 기판; 상기 LED 어레이와 접한 상태에서 제 1,2 기판 사이에 위치하여 상기 제 1,2 기판의 연장 방향을 따라 연장된 것으로서, 투명 재질로 이루어진 투명체;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the LED array light source device having improved luminous efficiency according to the present invention includes an LED array on which a plurality of LEDs are mounted, the first and second substrates disposed so that the LED arrays face each other; And a transparent body made of a transparent material, which is positioned between the first and second substrates in contact with the LED array and extends along the extending direction of the first and second substrates.
또한, 상기 LED 어레이와 상기 투명체 사이에는, 투명 재질 및 반투명 재질 중 어느 하나로 이루어진 필터링 필름이 위치하는 것을 특징으로 한다.In addition, a filtering film made of any one of a transparent material and a translucent material is positioned between the LED array and the transparent material.
더하여, 상기 투명체는, 일정 길이로 연장된 막대 형상 및 U 형상 중 적어도 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, the transparent body is characterized in that it is made of at least one of a rod shape and a U shape extended to a predetermined length.
나아가, 상기 투명체의 일 측 단부에는 반사경이 장착된 것을 특징으로 한다.Further, a reflector is mounted at one end of the transparent body.
본 발명에 따른 발광 효율을 개선한 LED 어레이 광원 장치에 의하면,According to the LED array light source device having improved luminous efficiency according to the present invention,
1) 서로 마주보고 있는 LED 기판 사이에 투명체가 존재하여 제 1,2 기판으로부터 발광된 광이 투명체로 집중될 수 있어 LED의 광의 손실을 감소시킴과 동시에 발광 출력 및 균일성을 향상시켜 발광 효율이 개선될 수 있고,1) Since there is a transparent body between the LED substrates facing each other, the light emitted from the first and second substrates can be concentrated to the transparent body, reducing the loss of light from the LED and improving the luminous output and uniformity to improve luminous efficiency. Can be improved,
2) LED 어레이와 투명체 사이에 투명 및 반투명 재질인 필터링 필름이 위치하여 LED 어레이로부터 발광하는 광을 필터링함과 동시에 LED를 물리적으로 보호하는 역할을 수행할 수 있으며,2) A filtering film, which is a transparent and semi-transparent material, is positioned between the LED array and the transparent body to filter the light emitted from the LED array and at the same time play a role of physically protecting the LED.
3) 투명체의 일 측 단부에 반사경이 장착되어 LED로부터 발광되는 광을 반사시켜 빛을 한 지점으로 집중시킬 수 있을 뿐 아니라,3) A reflector is mounted at one end of the transparent body to reflect the light emitted from the LED so that the light can be concentrated to one point.
4) Ce:YAG(Cerium Doped YAG(yttrium aluminium garnet) Crystal)를 포함하는 투명체를 구비하여 청색광과 결합하여 가장 널리 백색광을 제작하는 용도로 활용될 수 있으며 LED에서 청색광이 발광되었을 때 투명체 내의 Ce:YAG를 통해 백색광으로 제작되어 발광될 수 있다.4) A transparent body containing Ce:YAG (Cerium Doped YAG (yttrium aluminum garnet) Crystal) can be used in combination with blue light to produce white light, and when blue light is emitted from an LED, Ce: It can be made into white light through YAG and emit light.
도 1은 본 발명의 LED 어레이 광원 장치를 도시한 평면도.
도 2는 도 1의 측면도.
도 3은 본 발명의 LED 어레이 광원 장치에 반사경이 장착된 실시예를 도시한 개념도.
도 4는 본 발명의 코팅제를 제조하는 방법을 도시한 개념도.1 is a plan view showing an LED array light source device of the present invention.
Figure 2 is a side view of Figure 1;
3 is a conceptual diagram showing an embodiment in which a reflector is mounted on the LED array light source device of the present invention.
Figure 4 is a conceptual diagram showing a method of manufacturing the coating agent of the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 첨부된 도면은 축척에 의하여 도시되지 않았으며, 각 도면의 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소를 지칭한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The accompanying drawings are not drawn to scale, and the same reference numerals in each drawing refer to the same elements.
도 1은 본 발명의 LED 어레이 광원 장치를 도시한 평면도이고, 도 2는 도 1의 측면도이다.1 is a plan view showing an LED array light source device of the present invention, and FIG. 2 is a side view of FIG. 1.
본 발명의 발광 효율을 개선한 LED 어레이 광원 장치(10)는 서로 마주보고 있는 LED 기판(110, 111) 사이에 투명체(130)가 존재하는 것으로, 제 1,2 기판(110, 111)으로부터 발광된 광이 투명체(130)로 집중될 수 있어 LED(121)의 광의 손실을 감소시킴과 동시에 발광 출력 및 균일성을 향상시켜 발광 효율이 개선될 수 있다.In the LED array
이러한 본 발명의 LED 어레이 광원 장치(10)는 일반적인 조명 장치로도 사용될 수 있지만, 높은 광원 효율을 필요로 하는 검출, 검수, 프로젝터 등에 적용되어 사용될 수도 있다.The LED array
도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 LED 어레이 광원 장치(10)는 기본적으로 제 1,2 기판(110, 111) 및 투명체(130)의 구성을 포함한다.Referring to FIGS. 1 and 2, the LED array
제 1,2 기판(110, 111)은 복수 개의 LED(121)가 실장된 LED 어레이(120)를 포함하는 것으로서, 상기 LED 어레이(120)가 서로 마주보도록 배치된 것이다.The first and
LED(121)는 화합물 반도체의 특성을 이용해 전기 신호를 적외선이나 빛으로 변환시켜 신호를 보내고 받는데 사용되는 반도체의 일종으로서, 전구에 비해 수명이 길고 응답 속도가 빠르다는 특징이 있다.The
여기서, 제 1,2 기판(110, 111)은 LED 어레이(120)를 기본적으로 포함하되, 구리, 에폭시, 페놀수지 등의 재질로 구성된 기판, 기판에 전원을 공급하는 전원부, 기판에 부착되어 LED 광을 반사시키는 반사부, 기판의 구동을 제어하는 제어부 등의 구성을 포함할 수 있으며, 이는 공지의 LED 기판의 기술이므로 상세한 설명은 생략한다.Here, the first and
이때, 제 1,2 기판(110, 111)의 형상은 본 발명의 LED 어레이 광원 장치(10)가 적용되는 기술에 따라 다르게 이루어질 수 있고, 구체적으로 정원, 타원, 정사각형, 직사각형 등의 다양한 형상과 크기 및 길이로 이루어질 수 있으며, 본 발명의 LED 어레이 광원 장치(10)의 내구성, 보관의 용이성 등을 고려하여 제 1,2 기판(110, 111)이 적절한 두께를 가지도록 할 수 있다. 추가적으로, 제 1,2 기판(110, 111)의 재질, 형상, 크기, 실장한 LED(121)의 수 등은 모두 같을 수도 있지만, 상황에 따라 다르게 설정되는 것이 가능하다.At this time, the shapes of the first and
투명체(130)는 투명 재질로 이루어진 것으로, LED 어레이(120)와 접한 상태에서 상술한 제 1,2 기판(110, 111) 사이에 위치하여 제 1,2 기판(110, 111)의 연장 방향을 따라 연장될 수 있다.The
즉, 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 제 1, 2 기판(110, 111)의 길이에 상응하는 길이로 형성될 수 있으며, 제 1,2 기판(110, 111)으로부터 발광 된 광이 집중할 수 있는 장소를 제공하므로 이에 맞는 적절한 두께를 가지는 것이 바람직하다.That is, as shown in FIGS. 1 and 2, it may be formed to have a length corresponding to the length of the first and
이때, 투명체(130)의 재질은 Ce:YAG(Cerium Doped YAG(yttrium aluminium garnet) Crystal), 투광성 알루미나, 투광성 PLZT 등으로 이루어질 수 있으며, 이에 대한 구체적인 제한은 두지 않는다.In this case, the material of the
이러한 구성으로 이루어진 본 발명의 LED 어레이 광원 장치(10)는 제 1,2 기판(110, 111)의 LED 어레이(120)로부터 발광된 빛이 투명체로 집중될 수 있는 구조를 가짐으로써 우수한 발광 효율을 구현할 수 있다.The LED array
더하여, LED 어레이(120)와 투명체(130) 사이에는 필터링 필름(140)이 위치하여 LED 어레이(120)로부터 발광되는 광을 필터링할 수 있다.In addition, a filtering film 140 is positioned between the
구체적으로, 제 1 기판(110)의 LED 어레이(120)와 투명체(130) 사이, 제 2 기판(111)의 LED 어레이(120)와 투명체(130) 사이 총 2개의 필터링 필름(140)이 위치할 수 있으며, 제 1,2 기판(110, 111) 및 투명체(130)에 상응하는 길이 및 크기로 형성될 수 있다.Specifically, a total of two filtering films 140 are positioned between the
필터링 필름(140)은 투명 재질 및 반투명 재질 중 어느 하나로 이루어질 수 있고, LED 어레이(120)의 광을 통과시킬 수 있는 재질인 투명 세라믹, 플라스틱 등으로 이루어질 수 있다. 또한, 필터링 필름(140)의 두께는 LED 어레이(120)의 광의 효율을 저하시키지 않는 수준으로 형성되는 것이 바람직하다.The filtering film 140 may be made of any one of a transparent material and a translucent material, and may be made of a transparent ceramic, plastic, or the like, which is a material capable of passing light from the
이러한 필터링 필름(140)은 LED 어레이(120)로부터 발광하는 광을 필터링함과 동시에 LED(121)를 물리적으로 보호하는 역할을 수행할 수 있다. 더하여, 필터링 필름(140)은 필요에 따라 공지의 광학 필터와 같은 재질로 이루어져 광에서 특정 파장의 빛을 거르거나 흡수하는 기능을 제공할 수 있으며, 이에 따라 LED(121)에서 발광하는 광의 색과 다른 색의 광이 발산될 수도 있다.The filtering film 140 may perform a role of filtering light emitted from the
다른 실시예로서, 투명체(130)는 일정 길이로 연장된 막대 형상 및 U 형상 중 적어도 어느 하나로 이루어질 수 있다. 즉, 투명체(130)는 도 1에 도시된 바와 같이 막대 형상일 수도 있지만, U 형상을 가질 수도 있다.As another embodiment, the
이때, 투명체(130)가 막대 형상일 때는 투명체(130)의 양 끝이 반대 방향에 존재하게 되지만, 투명체(130)가 U의 형상을 가지면 투명체의 양 끝이 같은 방향에 위치하게 되므로 양 끝에서 동시에 빛이 발광하기 때문에 발광 효율이 더욱 증가할 수 있다는 특징을 가진다.At this time, when the
도 3은 본 발명의 LED 어레이 광원 장치에 반사경이 장착된 실시예를 도시한 개념도이다.3 is a conceptual diagram showing an embodiment in which a reflector is mounted on the LED array light source device of the present invention.
또 다른 실시예로서, 도 3에 도시한 바와 같이 투명체(130)의 일 측 단부에는 반사경(150)이 장착되어 LED(121)로부터 발광되는 광을 반사시켜 빛을 한 지점으로 집중시킬 수 있다.As another embodiment, as shown in FIG. 3, a
여기서, 반사경(150)의 크기는 투명체(130)의 단면의 크기에 상응하는 크기로 이루어질 수 있고, 투명체(130)의 일 측 단부에 고정되거나 필요 시 유동적으로 설치 가능하도록 이루어질 수도 있다. 구체적으로, 반사경(150)은 반사되는 성질을 가지는 것으로 일반적으로 사용되는 거울일 수 있다. Here, the size of the
이때, 반사경(150)의 설치로 인해 투명체(130) 내의 빛이 반사경의 반대쪽 끝으로 집중될 수 있으며, 이를 통해 광의 세기 및 효율이 더욱 높아질 수 있다. At this time, due to the installation of the
다른 실시예로서, 투명체(130)는 Ce:YAG(Cerium Doped YAG(yttrium aluminium garnet) Crystal)를 포함할 수 있다,As another embodiment, the
여기서, 포함은 투명체(130) 자체가 상술한 물질로 이루어지거나, 다른 물질과 함께 혼합되어 존재하거나, 상술한 물질의 표면에 다른 물질이 코팅되어 있는 것을 모두 포함하는 의미이다. 예를 들어, 투명체(130)는 기본적으로 Ce:YAG(Cerium Doped YAG(yttrium aluminium garnet) Crystal)로 이루어지며, 다른 물질로 이루어진 코팅제가 표면에 코팅되어 있는 형상일 수도 있다.Here, inclusion means that the
여기서, Ce:YAG라 함은 YAG가 도핑된 세륨을 의미하는 것으로 형광체로서 역할을 수행한다. 이때, 형광체는 자외선이나 가시광선 등 비교적 높은 에너지의 빛을 흡수해서 빛을 다시 내보내는, 즉 발광하는 물질을 의미한다.Here, the term Ce:YAG means cerium doped with YAG and serves as a phosphor. In this case, the phosphor refers to a material that emits light by absorbing relatively high energy light such as ultraviolet rays or visible rays, that is, emitting light.
구체적으로, 세륨은 연성이 있는 은백색의 금속을 의미하고, YAG(yttrium aluminitum garnet)는 이트륨, 알루미늄, 석류석의 세 종류로 구성된 결정을 의미하며 음극선관과 흰색 발광 다이오드에 인광 물질로 사용되며 섬광기로 사용되는 물질이다.Specifically, cerium refers to a ductile silvery-white metal, and YAG (yttrium aluminitum garnet) refers to a crystal composed of three types of yttrium, aluminum, and garnet. It is used as a phosphor for cathode ray tubes and white light-emitting diodes. It is the material used.
이러한 Ce:YAG는 황색 발광을 나타내며 청색광과 결합하여 가장 널리 백색광을 제작하는 용도로 활용될 수 있으며, LED에서 청색광이 발광되었을 때 투명체 내의 Ce:YAG를 통해 백색광으로 제작되어 발광될 수 있다. 이렇게 생성된 백색광은 색온도가 높고 연색성이 낮다는 특징을 가지며, 연색성 향상을 위해 적색 형광체도 같이 혼합하여 사용되기도 한다.Such Ce:YAG emits yellow light and can be used to produce white light most widely by combining with blue light, and when blue light is emitted from an LED, it may be produced as white light through Ce:YAG in a transparent body to emit light. The white light generated in this way has a high color temperature and low color rendering property, and a red phosphor is also mixed and used to improve color rendering.
도 4는 본 발명의 코팅제를 제조하는 방법을 도시한 개념도이다.4 is a conceptual diagram showing a method of manufacturing the coating agent of the present invention.
더하여, 투명체(130)는 표면에 CMC(sodium carboxy methyl cellulose) 및 소듐도데실설페이트(sodium dodecyl sulfate)를 포함하는 코팅제가 도포된 후 70 내지 90℃에서 20 내지 40분 동안 건조되어 코팅막이 형성될 수 있는 바, 코팅막의 높은 투과율로 인해 광의 조사를 방해하지 않으면서 구조적 안정성이 우수하여 투명체(130)를 물리적으로 보호하는 역할을 수행할 수 있다.In addition, the
이때, 코팅제의 도포는 스프레이, 롤러 등을 통해 진행될 수 있으며, 이에 대한 구체적인 제한은 두지 않는다.At this time, the coating agent may be applied through a spray, a roller, or the like, and there is no specific limitation thereon.
이러한 코팅제는 1차 물질 제조 단계(S100), 2차 물질 제조 단계(S110), 코팅제 완성 단계(S120)를 거쳐 제조될 수 있다.Such a coating agent may be manufactured through a first material manufacturing step (S100), a second material manufacturing step (S110), and a coating agent completion step (S120).
먼저, 1차 물질 제조 단계(S100)는 물 50 내지 70중량부, 소듐도데실설페이트(sodium dodecyl sulfate) 30 내지 55중량부, CMC(sodium carboxy methyl cellulose) 20 내지 45중량, EDOT(3,4-Ethylenedioxythiophene) 5 내지 15중량부를 혼합하여 1차 물질을 제조하는 과정이다.First, the first material manufacturing step (S100) is water 50 to 70 parts by weight, sodium dodecyl sulfate (sodium dodecyl sulfate) 30 to 55 parts by weight, CMC (sodium carboxy methyl cellulose) 20 to 45 parts by weight, EDOT (3,4) -Ethylenedioxythiophene) is a process of preparing a primary material by mixing 5 to 15 parts by weight.
여기서, 물은 수중의 이온(ion) 성분이 제거된 초순수 상태의 물을 사용하는 것이 바람직하다. 이때, 소듐도데실설페이트는 계면활성제의 한 종류로서 본 과정에서는 분산재로서 역할을 수행한다. 또한, CMC는 고분자 바인더 및 점증제로서 역할을 수행하며 1차 물질 및 후술할 과정을 통해 첨가될 물질들의 물리적 결합을 보조하며 코팅제의 점도를 향상시킬 수 있다. 더하여, EDOT는 우수한 투명도 및 유연성을 가지며 물질의 구조적 안정성을 향상시키는데 도움이 될 수 있는 물질이다.Here, it is preferable to use ultrapure water from which ions in water have been removed. At this time, sodium dodecyl sulfate is a kind of surfactant and plays a role as a dispersant in this process. In addition, CMC serves as a polymeric binder and thickener, assists in physical bonding of the primary material and materials to be added through a process to be described later, and may improve the viscosity of the coating agent. In addition, EDOT is a material that has excellent transparency and flexibility and can help to improve the structural stability of the material.
다음, 2차 물질 제조 단계(S110)는 1차 물질 75 내지 90중량부, 탄소나노튜브(CNT) 10 내지 35중량부, HPMC(hydroxy propyl methyl cellulose) 5 내지 25중량부를 혼합한 뒤 초음파를 가하여 2차 물질을 제조하는 과정이다.Next, in the second material manufacturing step (S110), 75 to 90 parts by weight of the primary material, 10 to 35 parts by weight of carbon nanotubes (CNT), and 5 to 25 parts by weight of HPMC (hydroxy propyl methyl cellulose) are mixed, and then ultrasonic waves are applied. It is a process of manufacturing a secondary material.
여기서, 탄소나노튜브는 전기적, 열적, 기계적 성질이 우수한 물질로서 코팅제에 함유되어 투명체의 내구성 향상을 보조할 수 있다. 더하여, HPMC는 코팅제의 점도 향상에 도움이 될 수 있으며, 코팅제의 점도가 향상됨으로써 접착 능력이 향상될 수 있다. 이때, 초음파는 2차 물질 내에서 CNT의 균일한 분산을 위해 진행되고, 별도의 초음파 제공 장비를 이용하여 초음파가 주사될 수 있으며, 초음파의 주사는 1 내지 6시간 동안 진행되는 것이 바람직하다.Here, carbon nanotubes are materials having excellent electrical, thermal, and mechanical properties, and are contained in a coating agent to help improve durability of the transparent body. In addition, HPMC may be helpful in improving the viscosity of the coating agent, and adhesion ability may be improved by improving the viscosity of the coating agent. At this time, the ultrasound is performed for uniform dispersion of CNTs in the secondary material, and the ultrasound may be scanned using a separate ultrasound providing equipment, and the ultrasound injection is preferably performed for 1 to 6 hours.
마지막으로, 코팅제 완성 단계(S120)는 2차 물질을 원심 분리한 뒤 상층 용액을 추출하여 코팅제를 완성하는 과정이다.Finally, in the coating agent completion step (S120), the secondary material is centrifuged and the upper layer solution is extracted to complete the coating agent.
이때, 원심 분리는 900 내지 1100rpm의 속도로 1 내지 5시간 동안 진행하는 것이 바람직하다.At this time, the centrifugal separation is preferably performed for 1 to 5 hours at a speed of 900 to 1100 rpm.
여기서, 2차 물질을 원심 분리하면 2차 물질이 원심력에 의해 상층과 하층으로 나눠지게 되는데, 이때 상층이 완성된 코팅제가 될 수 있다.Here, when the secondary material is centrifuged, the secondary material is divided into an upper layer and a lower layer by centrifugal force, and the upper layer may be a finished coating agent.
이러한 과정을 통해 제조된 코팅제는 구조적 안정성이 우수하고 견고하여 투명체(130)에 도포되어 투명체의 내구성을 효과적으로 향상시킬 수 있다는 특징을 가진다.
지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 발광 효율을 개선한 LED 어레이 광원 장치를 상기 설명 및 도면에 표현하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하여 본 발명의 사상이 상기 설명 및 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.The coating agent prepared through this process has excellent structural stability and is strong and is applied to the
As described so far, the LED array light source device having improved luminous efficiency according to the present invention has been expressed in the above description and drawings, but these are only described as examples, and the spirit of the present invention is not limited to the above description and drawings. It goes without saying that various changes and changes are possible within the scope of the technical idea of the invention.
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10: LED 어레이 광원 장치 110: 제 1 기판
111: 제 2 기판 120: LED 어레이
121: LED 130: 투명체
140: 필터링 필름 150: 반사경
S100: 1차 물질 제조 단계 S110: 2차 물질 제조 단계
S120: 코팅제 완성 단계 10: LED array light source device 110: first substrate
111: second substrate 120: LED array
121: LED 130: transparent
140: filtering film 150: reflector
S100: primary material manufacturing step S110: secondary material manufacturing step
S120: Coating agent completion stage
Claims (10)
복수 개의 LED가 실장된 LED 어레이를 포함하는 것으로서, 상기 LED 어레이가 서로 마주보도록 배치된 제 1,2 기판;
상기 LED 어레이와 접한 상태에서 제 1,2 기판 사이에 위치하여 상기 제 1,2 기판의 연장 방향을 따라 연장된 것으로서, 투명 재질로 이루어진 투명체;를 포함하되,
상기 투명체는,
Ce:YAG(Cerium Doped YAG(yttrium aluminium garnet) Crystal)를 포함한 상태에서,
표면에 CMC(sodium carboxy methyl cellulose) 및 소듐도데실설페이트(sodium dodecyl sulfate)를 포함하는 코팅제가 도포된 후 70 내지 90℃에서 20 내지 40분 동안 건조되어 코팅막이 형성되는 것을 특징으로 하는, LED 어레이 광원 장치.As an LED array light source device with improved luminous efficiency,
A first and second substrate comprising an LED array on which a plurality of LEDs are mounted, wherein the LED arrays are disposed to face each other;
Including; positioned between the first and second substrates in a state in contact with the LED array and extending along the extension direction of the first and second substrates, the transparent body made of a transparent material;
The transparent body,
In the state containing Ce:YAG (Cerium Doped YAG (yttrium aluminum garnet) Crystal),
LED array, characterized in that a coating film is formed by drying at 70 to 90°C for 20 to 40 minutes after a coating agent containing CMC (sodium carboxy methyl cellulose) and sodium dodecyl sulfate is applied to the surface. Light source device.
상기 LED 어레이와 상기 투명체 사이에는,
투명 재질 및 반투명 재질 중 어느 하나로 이루어진 필터링 필름이 위치하는 것을 특징으로 하는, LED 어레이 광원 장치.The method of claim 1,
Between the LED array and the transparent body,
The LED array light source device, characterized in that the filtering film made of any one of a transparent material and a translucent material is positioned.
상기 투명체는,
일정 길이로 연장된 막대 형상 및 U 형상 중 적어도 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는, LED 어레이 광원 장치.The method of claim 1,
The transparent body,
LED array light source device, characterized in that consisting of at least one of a bar shape and a U shape extended to a predetermined length.
상기 투명체의 일 측 단부에는,
반사경이 장착된 것을 특징으로 하는, LED 어레이 광원 장치.The method of claim 1,
At one end of the transparent body,
An LED array light source device, characterized in that a reflector is mounted.
상기 코팅제는,
물 50 내지 70중량부, 소듐도데실설페이트(sodium dodecyl sulfate) 30 내지 55중량부, CMC(sodium carboxy methyl cellulose) 20 내지 45중량, EDOT(Ethylenedioxythiophene) 5 내지 15중량부를 혼합하여 1차 물질을 제조하는 단계;
상기 1차 물질 75 내지 90중량부, 탄소나노튜브(CNT) 10 내지 35중량부, HPMC(hydroxy propyl methyl cellulose) 5 내지 25중량부를 혼합한 뒤 초음파를 가하여 2차 물질을 제조하는 단계;
상기 2차 물질을 원심 분리한 뒤 상층 용액을 추출하여 코팅제를 완성하는 단계;를 거쳐 제조되는 것을 특징으로 하는, LED 어레이 광원 장치.The method of claim 1,
The coating agent,
A primary material was prepared by mixing 50 to 70 parts by weight of water, 30 to 55 parts by weight of sodium dodecyl sulfate, 20 to 45 parts by weight of sodium carboxy methyl cellulose (CMC), and 5 to 15 parts by weight of EDOT (Ethylenedioxythiophene). Step to do;
Mixing 75 to 90 parts by weight of the primary material, 10 to 35 parts by weight of carbon nanotubes (CNT), and 5 to 25 parts by weight of hydroxy propyl methyl cellulose (HPMC), and then applying ultrasonic waves to prepare a secondary material;
After centrifuging the secondary material, extracting the upper layer solution to complete the coating agent; characterized in that produced through the LED array light source device.
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