KR102640478B1 - Wavelength conversion led module with improved light efficiency and color rendering with quantum dot activation structure - Google Patents
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Abstract
본 발명의 특징에 따르면, 천장이나 벽면에 고정설치되는 LED조명장치(10)의 내부공간(12)에 장착되어 조명광을 제공하는 파장변환 LED모듈에 있어서, 상기 LED조명장치(10)의 내부공간(12)에 수평배치되는 인쇄회로기판(110); SMD(Surface Mount Device) 타입으로 이루어져 상기 인쇄회로기판(110)의 표면에 분산된 형태로 각각 실장되고 인가되는 구동전원에 따라 발광면(121)으로 조명광을 발산하는 복수 개의 LED(120); 일단에는 제1접착부재(131)가 구비되어 상기 인쇄회로기판(110)의 표면에 일단이 부착되고 인쇄회로기판(110)의 표면으로부터 LED(120)가 돌출된 두께(W1)보다 상대적으로 두꺼운 두께(W2)로 형성되며 타단에는 제2접착부재(132)가 구비된 복수 개의 이격패드(130); 및 상기 LED(120)의 발광면(121)을 커버하는 형태로 수평배치되되 상기 제2접착부재(132)에 부착되어 이격패드(130)의 타단에 장착되면서 LED(120)의 발광면(121)으로부터 이격되도록 수평배치되며, 상기 조명광의 청색광 파장대역을 감소시키는 퀀텀닷입자(Q)가 함유되어 LED(120)로부터 발산된 조명광의 파장을 변환하는 퀀텀닷필름(140);을 포함하는 파장변환 LED모듈이 제공된다.According to a feature of the present invention, in the wavelength conversion LED module that is mounted in the internal space 12 of an LED lighting device 10 fixed to the ceiling or wall and provides illumination light, the internal space of the LED lighting device 10 A printed circuit board (110) disposed horizontally at (12); A plurality of LEDs 120 of the SMD (Surface Mount Device) type, each mounted in a dispersed form on the surface of the printed circuit board 110 and emitting illumination light to the light emitting surface 121 according to the applied driving power; A first adhesive member 131 is provided at one end, and one end is attached to the surface of the printed circuit board 110, and the LED 120 is relatively thicker than the protruding thickness W1 from the surface of the printed circuit board 110. A plurality of spacing pads 130 formed with a thickness W2 and provided with a second adhesive member 132 at the other end; And it is arranged horizontally in a form that covers the light-emitting surface 121 of the LED 120, is attached to the second adhesive member 132 and is mounted on the other end of the spacing pad 130, and is attached to the light-emitting surface 121 of the LED 120. ) is arranged horizontally to be spaced apart from the quantum dot film 140, which contains quantum dot particles (Q) that reduce the blue light wavelength band of the illumination light and converts the wavelength of the illumination light emitted from the LED 120; A conversion LED module is provided.
Description
본 발명은 퀀텀닷 활성화 구조로 광효율 및 연색성이 향상된 파장변환 LED모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 퀀텀닷필름을 이용한 파장제어를 통해 조명광에 포함된 청색광을 감소시켜 청색광에 의한 시력저하 및 안구손상을 방지하면서도 퀀텀닷필름에 의해 광효율 및 연색성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 구조로 이루어진 퀀텀닷 활성화 구조로 광효율 및 연색성이 향상된 파장변환 LED모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a wavelength conversion LED module with improved light efficiency and color rendering through a quantum dot activation structure. More specifically, the present invention relates to a wavelength conversion LED module that reduces blue light included in illumination light through wavelength control using quantum dot film to prevent vision loss and eye damage caused by blue light. This relates to a wavelength conversion LED module with improved luminous efficiency and color rendering through a quantum dot activation structure that prevents luminous efficiency and color rendering from being reduced by quantum dot film.
일반적으로 조명장치에 광원으로 이용되는 LED(Light Emitting Diode)는 Blue LED칩 위에 형광체를 도포하여 백색광을 구현하는 방식으로 제조되기 때문에 도 15에 도시된 바와 같이 백색 LED의 LED광은 다른 색광에 비하여 청색광이 과도하게 포함되어 발산된다.LED (Light Emitting Diode), which is generally used as a light source in lighting devices, is manufactured by applying phosphor on a blue LED chip to produce white light, so as shown in Figure 15, the LED light of a white LED is stronger than other color lights. Excessive blue light is included and emitted.
이러한 청색광은 장시간 사용자의 눈에 유입되면 시력저하나 안구손상을 발생할 수 있기 때문에 청색광에 의한 해로움을 최소화할 수 있는 LED조명장치의 개발이 시급한 실정이다. 이를 위해 최근에는 LED로부터 LED광이 조사되는 위치에 퀀텀닷필름을 배치하여 청색광을 감소시키기 위한 시도가 있었다. 이러한 퀀텀닷필름에는 퀀텀닷입자가 함유되어 청색광을 필터링하면서 조사되는 LED광에 포함된 청색광의 파장대역을 감소시킬 수 있었다.Since this blue light can cause vision loss or eye damage if it enters the user's eyes for a long period of time, there is an urgent need to develop an LED lighting device that can minimize the harm caused by blue light. To this end, there has recently been an attempt to reduce blue light by placing quantum dot film at the location where LED light is emitted from the LED. This quantum dot film contains quantum dot particles, which filters blue light and reduces the wavelength band of blue light included in the irradiated LED light.
그러나, 종래에는 LED의 직상부에 퀀텀닷필름이 안착된 형태로 구비되었기 때문에 LED가 LED광을 발산하면서 발생하는 구동열이 퀀텀닷필름에 그대로 열전달되면서 고열에 취약한 퀀텀닷입자가 변형되거나 기능을 손실할 수 있었다.However, conventionally, since the quantum dot film was installed directly above the LED, the driving heat generated when the LED emits LED light is directly transferred to the quantum dot film, causing the quantum dot particles, which are vulnerable to high heat, to be deformed or malfunction. could be lost
또한, 퀀텀닷필름을 통과하면서 LED광에 포함된 청색광을 감소시킬 수는 있었으나 퀀텀닷필름을 통과하면서 광효율이 저하되고 퀀텀닷필름에 포함된 색성분이 외부로 발산하는 LED광에 그대로 포함되어 연색성이 저하되었으며, 심한 경우 KS규격에서 규정한 LED 등기구의 광학특성 기준의 광효율 및 연색성 기준치에 부합되지 못해 조명장치의 KS 인증을 받지 못하는 문제점이 있었다.In addition, it was possible to reduce the blue light contained in the LED light as it passed through the quantum dot film, but as it passed through the quantum dot film, the luminous efficiency decreased and the color components contained in the quantum dot film were included in the externally emitted LED light, resulting in a decrease in color rendering. In severe cases, the lighting efficiency and color rendering standards of the optical characteristics of LED lighting specified in the KS standard were not met, resulting in the problem of not receiving KS certification for the lighting device.
한편, 도 16에는 종래의 LED조명장치의 구성이 도시되어 있다. 도면을 참고하면 종래의 LED조명장치는 하향 개구된 내부공간(21)이 형성된 조명본체부(20) 및, 상기 내부공간(21)에 장착되어 인가되는 구동전원에 따라 조명광을 발산하는 LED모듈(30)로 구성되었다.Meanwhile, Figure 16 shows the configuration of a conventional LED lighting device. Referring to the drawing, a conventional LED lighting device includes a
또한, 상기 LED모듈(30)은 내부공간(21)의 상부면에 장착되고 하부면에는 회로패턴이 형성되어 구동전원이 인가되는 인쇄회로기판(40) 및, 상기 인쇄회로기판(40)의 회로패턴에 접속되도록 하부면에 실장되어 구동전원이 인가되면 발광구동하는 LED(50)로 구성되었으며, 조명본체부(20)와 인쇄회로기판(40)에는 상호 대응되는 위치에 상하로 개구된 나사공(22,42)이 각각 형성되어 체결나사(43)를 나사공(22,42)에 회전결합하여 LED모듈(30)을 조명본체부(20)에 견고하게 고정시킬 수 있었다.In addition, the
한편, 도 17에는 일반적인 백색 LED(50)의 구성이 도시되어 있다. 일반적으로 실내조명용으로 이용되는 LED는 백색광을 발산하는 주로 백색 LED가 장착되는데 도면을 참고하면 백색 LED(50)는 V홈(52)이 형성된 몰드(51)와, 일측이 몰드(51)의 외부로 노출되어 인쇄회로기판(40)의 회로패턴에 솔더링되어 고정되는 전극(53)과, V홈(52)의 바닥면에 배치되고 본딩와이어(55)를 통해 상기 전극(53)의 타측에 접속되어 구동전원이 인가되면 청색의 여기광을 발산하는 LED칩(54)과, 상기 V홈(52) 내에 충진되고 청색과 보색인 황색의 형광입자가 수지에 혼합된 형태로 형성되어 LED칩(54)으로부터 발산된 청색광을 백색광으로 변환시키는 형광체(56)로 구성되었다.Meanwhile, Figure 17 shows the configuration of a general
또한, 일반적으로 조명장치는 내부가 밀폐된 상태가 아니기 때문에 내부에 배치된 LED(50)는 공기에 노출될 수 밖에 없고 공기에는 미량의 황성분이나 수분 등의 이물질이 포함되어 있어 조명장치를 장기간(예를 들면, 5년 이상) 동안 이용하다 보면 LED(50)에 구비된 황색의 형광체가 상기 이물질와 접촉하면서 화학적 반응하여 붉게 변색되는 현상이 발생하였다.In addition, since the interior of a lighting device is generally not sealed, the
이와 같이 형광체(56)가 변색되면서 LED(50)의 조명광에 붉은 광색이 포함되어 발산하게 될 뿐만 아니라 색온도가 6,500K(칼빈)에서 8,400K으로 상승하고 광속이 기준치에서 60% ~ 70% 감소하면서 광효율이 대폭 저하되는 문제점이 있었다.As the phosphor 56 is discolored in this way, not only does the illumination light of the
특히, KS규격에서는 조명용 조명광의 색온도 대역을 6,500K까지만 허용하고 있으나 변색 후에는 KS규격의 기준치를 큰 폭으로 초과하게 되어 LED(50)를 정상적으로 이용하지 못하면서 조명장치의 수명이 단축될 수 밖에 없는 문제점이 있었다.In particular, the KS standard only allows the color temperature band of the lighting light up to 6,500K, but after discoloration, the color temperature range greatly exceeds the standard of the KS standard, making it impossible to use the LED (50) normally and inevitably shortening the lifespan of the lighting device. There was a problem.
더불어, 상기 전극(53)이나 본딩와이어(55)는 전기전도도가 높은 은, 금이나 구리 등의 금속성분을 이용하여 제조되는데 공기 중에 포함된 황이나 수분 등의 이물질이 장기간 전극(53)에 접촉하면서 녹이 발생하게 되고 이러한 녹은 내부의 본딩와이어(55)와 LED칩(54)까지 확산되어 LED칩(54)의 광효율을 저하시키는 요인으로 작용하는 문제점이 있었다.In addition, the electrode 53 or bonding wire 55 is manufactured using metal components such as silver, gold, or copper with high electrical conductivity, and foreign substances such as sulfur or moisture contained in the air may contact the electrode 53 for a long period of time. As this happens, rust occurs, and this rust spreads to the internal bonding wire 55 and the LED chip 54, causing a problem in that it acts as a factor in reducing the luminous efficiency of the LED chip 54.
그리고, 도면에서와 같이 종래에는 LED모듈(30)을 조명본체부(20)에 나사결합하기 위해서는 조명본체부(20)와 인쇄회로기판(40)에 체결나사(43)가 삽입될 나사공(22,42)을 각각 개구해야 하기 때문에 제조공정이 늘어나 제조비용이 상승하게 되고, 조명본체부(20)에 장착된 LED모듈(30)을 교체하고자 하는 경우 여러 개의 체결나사(43)를 일일이 풀어야 하며 새로운 LED모듈(30)을 재차 체결나사(43)로 회전결합시키야 하는 등 교체를 위한 유지보수절차가 번거로운 문제점이 있었다.And, as shown in the drawing, conventionally, in order to screw the
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 보다 상세하게는 퀀텀닷필름을 이용한 파장제어를 통해 조명광에 포함된 청색광을 감소시켜 청색광에 의한 시력저하 및 안구손상을 방지하면서도 LED 구동열에 의해 퀀텀닷필름이 손상 및 변형되는 것을 방지할 수 있고 퀀텀닷필름에 의해 광효율 및 연색성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 구조로 이루어진 퀀텀닷 활성화 구조로 광효율 및 연색성이 향상된 파장변환 LED모듈을 제공하는 것에 있다.The present invention was created to solve the above-mentioned problems. More specifically, the purpose of the present invention is to reduce blue light included in illumination light through wavelength control using quantum dot film to prevent vision loss and eye damage caused by blue light. A wavelength conversion LED with improved luminous efficiency and color rendering with a quantum dot activation structure that prevents the quantum dot film from being damaged and deformed by the LED drive heat, and prevents the luminous efficiency and color rendering from being reduced by the quantum dot film. It is about providing modules.
본 발명의 다른 목적은 LED가 장착된 인쇄회로기판이 밀봉필름에 의해 기밀하게 밀폐되면서 LED에 구비된 형광체가 공기와 접촉하지 않는 밀폐구조를 통해 형광체의 변색을 방지하여 형광체 변색에 따른 조명광의 광색 변화, 색온도 상승 및 광속 저하 현상을 지연시켜 조명장치의 수명을 대폭 연장시킬 수 있는 LED 변색방지 및 유지보수 기능이 향상된 LED조명장치를 제공하는 것에 있다.Another object of the present invention is to prevent discoloration of the phosphor through a sealed structure in which the phosphor provided in the LED is not in contact with air while the printed circuit board on which the LED is mounted is airtightly sealed with a sealing film, thereby preventing the color of the illumination light due to the discoloration of the phosphor. The goal is to provide an LED lighting device with improved LED discoloration prevention and maintenance functions that can significantly extend the life of the lighting device by delaying changes in color temperature, increase in color temperature, and decrease in luminous flux.
본 발명의 특징에 따르면, 천장이나 벽면에 고정설치되는 LED조명장치(10)의 내부공간(12)에 장착되어 조명광을 제공하는 파장변환 LED모듈에 있어서, 상기 LED조명장치(10)의 내부공간(12)에 수평배치되는 인쇄회로기판(110); SMD(Surface Mount Device) 타입으로 이루어져 상기 인쇄회로기판(110)의 표면에 분산된 형태로 각각 실장되고 인가되는 구동전원에 따라 발광면(121)으로 조명광을 발산하는 복수 개의 LED(120); 일단에는 제1접착부재(131)가 구비되어 상기 인쇄회로기판(110)의 표면에 일단이 부착되고 인쇄회로기판(110)의 표면으로부터 LED(120)가 돌출된 두께(W1)보다 상대적으로 두꺼운 두께(W2)로 형성되며 타단에는 제2접착부재(132)가 구비된 복수 개의 이격패드(130); 및 상기 LED(120)의 발광면(121)을 커버하는 형태로 수평배치되되 상기 제2접착부재(132)에 부착되어 이격패드(130)의 타단에 장착되면서 LED(120)의 발광면(121)으로부터 이격되도록 수평배치되며, 상기 조명광의 청색광 파장대역을 감소시키는 퀀텀닷입자(Q)가 함유되어 LED(120)로부터 발산된 조명광의 파장을 변환하는 퀀텀닷필름(140);을 포함하는 파장변환 LED모듈이 제공된다.According to a feature of the present invention, in the wavelength conversion LED module that is mounted in the
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 복수 개의 LED(120)는, 상기 인쇄회로기판(110)의 연장된 길이방향(L)을 따라 일렬로 이격된 형태로 분산되어 인쇄회로기판(110)의 표면에 실장되고, 상기 복수개의 이격패드(130)는, 선형의 블록형태로 이루어져 상기 인쇄회로기판(110)의 표면 상에서 두 LED(120) 사이에 배치되면서 각 LED(120)의 폭방향(W) 측면이 측방으로 노출되도록 하며, 상기 퀀텀닷필름(140)은, 상기 이격패드(130)의 폭방향(W) 길이 또는 상기 LED(120)의 폭방향(W) 길이와 대응되는 폭을 가지며, 길이방향(L)을 따라 일정길이로 연장되어 복수 개의 LED(120)를 한 번에 커버하도록 각 이격패드(130)의 타단에 장착되는 것을 특징으로 하는 파장변환 LED모듈이 제공된다.According to another feature of the present invention, the plurality of
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 퀀텀닷필름(140)은, 상기 LED(120)의 발광면(121)과 대응되는 위치에 상기 발광면(121)보다 상대적으로 작은 직경으로 상하 개구된 파장변환 조절공(141)이 형성되어 상기 LED(120)로부터 발산된 조명광 중 일부 조명광(A1)은 퀀텀닷필름(140)을 투과하여 파장이 변환된 상태로 조사되고 일부 조명광(A2)은 파장변환 조절공(141)을 통해 발산되어 파장이 변환되지 않은 상태로 조사되도록 하는 것을 특징으로 하는 파장변환 LED모듈이 제공된다.According to another feature of the present invention, the
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 LED조명장치(10)의 하부에는 개구된 내부공간(12)을 커버하고 광투과성 재질로 이루어져 LED(120)로부터 발산된 조명광을 외부로 투과하는 투광판(15)이 구비되며, 상기 내부공간(12) 내에서 퀀텀닷필름(140)과 투광판(15) 사이에 수평배치되어 퀀텀닷필름(140)의 색이 투광판(15)을 통해 외부로 투과하지 않도록 커버하는 가림판(150);을 더 포함하고, 상기 가림판(150)은, 각 LED(120)와 대응되는 위치에 상하로 개구된 관통공(151)이 형성되어 LED(120)로부터 발산된 조명광이 외부로 조사되도록 하며, 상기 투광판(15)과 대향하는 표면에는 투광판(15)으로부터 상향 반사되어 입사된 일부 조명광을 투광판(15) 측으로 하향 반사하기 위한 반사부재(152)가 형성된 것을 특징으로 하는 파장변환 LED모듈이 제공된다.According to another feature of the present invention, the lower part of the
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 이격패드(130)는, 상기 LED(120)보다 상대적으로 큰 크기로 상하 개구된 LED삽입공(133)이 형성되어 각 LED(120)의 둘레를 감싸는 형태로 인쇄회로기판(110)의 표면에 장착되고, 상기 퀀텀닷필름(140)은, 상기 이격패드(130)와 대응되는 크기로 형성되어 이격패드(130)의 타단에 구비된 제2접착부재(132)에 부착되면서 하나의 LED(120)만을 커버하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 파장변환 LED모듈이 제공된다.According to another feature of the present invention, the
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 LED(120), 이격패드(130) 및 퀀텀닷필름(140)이 장착된 인쇄회로기판(110)을 둘러싸는 형태로 장착되어 LED(120)를 공기로부터 물리적으로 이격시키며 광투과성 재질로 이루어져 LED(120)의 조명광을 투과하는 밀봉필름(160);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파장변환 LED모듈이 제공된다.According to another feature of the present invention, the
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 LED조명장치(10)는 하향 개구된 내부공간(12)이 형성되고 상기 내부공간(12)의 일면(13)이 자성체로 이루어진 조명본체부(11)를 포함하고, 상기 인쇄회로기판(110)에 장착되어 자기장을 발산하면서 인쇄회로기판(110)을 조명본체부(11)의 일면(13)에 고정시키기 위한 자력을 형성하는 마그네트부(170);를 더 포함하며, 상기 밀봉필름(160)은, 상기 LED(120), 이격패드(130), 퀀텀닷필름(140) 및 마그네트부(170)가 장착된 인쇄회로기판(110)을 둘러싸는 형태로 장착되는 것을 특징으로 하는 파장변환 LED모듈이 제공된다.According to another feature of the present invention, the
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 밀봉필름(160)은 내부에 중공(161)이 형성되고 양단부 중 적어도 일단부가 개구된 튜브 형상으로 형성되어 상기 LED(120), 이격패드(130), 퀀텀닷필름(140) 및 마그네트부(170)가 장착된 상태의 인쇄회로기판(110)이 개구된 단부를 통해 중공(161)에 삽입되며, 열수축 재질로 이루어져 외부가열에 의해 수축하면서 내부면이 이격패드(130), 퀀텀닷필름(140), 마그네트부(170) 및 인쇄회로기판(110)의 외부면과 밀착되고 개구된 단부가 접합되면서 내부가 기밀하게 밀폐되는 것을 특징으로 하는 파장변환 LED모듈이 제공된다.According to another feature of the present invention, the
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 인쇄회로기판(110)의 일측면에는 각 LED(120)가 실장되고, 상기 마그네트부(170)는, 판형상으로 이루어져 상기 인쇄회로기판(110)의 타측면에 밀착되도록 장착되고 자기장을 발산하면서 밀봉필름(160)의 표면이 조명본체부(11)의 일면(13)에 면접촉하도록 자력을 형성하는 마그네트판(171)을 포함하는 것을 특징으로 하는 파장변환 LED모듈이 제공된다.According to another feature of the present invention, each LED (120) is mounted on one side of the printed circuit board (110), and the magnet portion (170) is formed in a plate shape to be used on the other side of the printed circuit board (110). A wavelength characterized in that it includes a
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 인쇄회로기판(110)은 상하로 개구된 복수 개의 장착공(111)이 이격배치되고, 상기 마그네트부(170)는, 각 장착공(111)에 삽입되어 상면이 인쇄회로기판(110)의 타측면으로 노출되도록 인쇄회로기판(110)에 장착되며 자기장을 발산하면서 인쇄회로기판(110)을 조명본체부(11)의 일면(13)에 위치 고정시키기 위한 자력을 형성하는 마그네트블록(172)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파장변환 LED모듈이 제공된다.According to another feature of the present invention, the printed
한편. 본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 마그네트판(171)은 마그네틱입자와 수지가 혼합되어 형성된 고무자석으로 이루어지고, 상기 마그네트블록(172)은 마그네트판(171)보다 상대적으로 자기장이 강한 네오디뮴자석으로 이루어진 것을 특징으로 파장변환 LED모듈이 제공된다.Meanwhile. According to another feature of the present invention, the
이상에서와 같이 본 발명에 의하면,As above, according to the present invention,
첫째, 인쇄회로기판(110)은 LED조명장치(10)의 내부공간(12)에 수평배치되며, 복수 개의 LED(120)는 SMD(Surface Mount Device) 타입으로 이루어져 상기 인쇄회로기판(110)의 표면에 분산된 형태로 각각 실장되고 인가되는 구동전원에 따라 발광면(121)으로 조명광을 발산하며, 복수 개의 이격패드(130)는 일단에 제1접착부재(131)가 구비되어 상기 인쇄회로기판(110)의 표면에 일단이 부착되고 인쇄회로기판(110)의 표면으로부터 LED(120)가 돌출된 두께(W1)보다 상대적으로 두꺼운 두께(W2)로 형성되며 타단에는 제2접착부재(132)가 구비되고, 퀀텀닷필름(140)은 상기 LED(120)의 발광면(121)을 커버하는 형태로 수평배치되되 상기 제2접착부재(132)에 부착되어 이격패드(130)의 타단에 장착되면서 LED(120)의 발광면(121)으로부터 이격되도록 수평배치되며, 상기 조명광의 청색광 파장대역을 감소시키는 퀀텀닷입자(Q)가 함유되어 LED(120)로부터 발산된 조명광의 파장을 변환하는 것과 같이, 퀀텀닷필름을 이용한 파장제어를 통해 조명광에 포함된 청색광을 감소시켜 청색광에 의한 시력저하 및 안구손상을 방지할 수 있다.First, the printed
또한, 이격패드(130)에 퀀텀닷필름(140)이 장착되면서 LED 구동열이 발생하는 LED(120)의 발광면(121)으로부터 퀀텀닷필름(140)이 이격될 수 있어 LED 구동열에 의해 퀀텀닷필름이 손상 및 변형되는 것을 방지할 수 있다.In addition, as the
둘째, 상기 복수 개의 LED(120)는, 상기 인쇄회로기판(110)의 연장된 길이방향(L)을 따라 일렬로 이격된 형태로 분산되어 인쇄회로기판(110)의 표면에 실장되고, 상기 복수개의 이격패드(130)는, 선형의 블록형태로 이루어져 상기 인쇄회로기판(110)의 표면 상에서 두 LED(120) 사이에 배치되면서 각 LED(120)의 폭방향(W) 측면이 측방으로 노출되도록 하며, 상기 퀀텀닷필름(140)은, 상기 이격패드(130)의 폭방향(W) 길이 또는 상기 LED(120)의 폭방향(W) 길이와 대응되는 폭을 가지며, 길이방향(L)을 따라 일정길이로 연장되어 복수 개의 LED(120)를 한 번에 커버하도록 각 이격패드(130)의 타단에 장착됨으로써, 각 LED(120)로부터 발생하는 LED 구동열이 측방으로 배출되어 퀀텀닷필름(140)을 향하는 구동열을 최소화할 수 있다. 또한, 각 LED(120)의 발광면(121)을 하나의 퀀텀닷필름(140)으로 동시에 커버할 수 있어 제조공정을 대폭 간소화할 수 있다.Second, the plurality of
셋째, 상기 퀀텀닷필름(140)은, LED(120)의 발광면(121)과 대응되는 위치에 상기 발광면(121)보다 상대적으로 작은 직경으로 상하 개구된 파장변환 조절공(141)이 형성되어 상기 LED(120)로부터 발산된 조명광 중 일부 조명광(A1)은 퀀텀닷필름(140)을 투과하여 파장이 변환된 상태로 조사되고 일부 조명광(A2)은 파장변환 조절공(141)을 통해 발산되어 파장이 변환되지 않은 상태로 조사되도록 함으로써, 퀀텀닷필름(140)에 의해 광효율 및 연색성이 저하되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.Third, the
넷째, 상기 LED조명장치(10)의 하부에는 내부공간(12)에 장착된 파장변환 LED모듈을 외부로부터 커버하고 광투과성 재질로 이루어져 LED(120)로부터 발산된 조명광을 외부로 투과하는 투광판(15)이 구비되며, 가림판(150)은 상기 내부공간(12) 내에서 퀀텀닷필름(140)과 투광판(15) 사이에 수평배치되어 퀀텀닷필름(140)의 색이 투광판(15)을 통해 외부로 투과하지 않도록 커버함으로써, 퀀텀닷필름(140)에 포함된 퀀텀닷입자(Q)의 색(적색)이 외부에서 시인되어 조명장치의 외관 및 인테리어 효과가 저하되는 것을 방지할 수 있다.Fourth, the lower part of the
또한, 상기 가림판(150)은, 각 LED(120)와 대응되는 위치에 상하로 개구된 관통공(151)이 형성되어 LED(120)로부터 발산된 조명광이 외부로 조사되도록 하며, 상기 투광판(15)과 대향하는 표면에는 투광판(15)으로부터 상향 반사되어 입사된 일부 조명광을 투광판(15) 측으로 하향 반사하기 위한 반사부재(152)가 형성됨으로써, 조명영역으로 향하는 조명광의 광도를 증대시켜 우수한 광효율을 구현할 수 있다.In addition, the shielding
다섯째, 상기 이격패드(130)는, 상기 LED(120)보다 상대적으로 큰 크기로 상하 개구된 LED삽입공(133)이 형성되어 각 LED(120)의 둘레를 감싸는 형태로 인쇄회로기판(110)의 표면에 장착되고, 상기 퀀텀닷필름(140)은, 상기 이격패드(130)와 대응되는 크기로 형성되어 이격패드(130)의 타단에 구비된 제2접착부재(132)에 부착되면서 하나의 LED(120)만을 커버하도록 구비됨으로써, LED(120)의 조명광에 포함된 청색광 성분을 감소시키는데 필요한 최소한의 면적으로만 퀀텀닷필름(140)이 소요되므로 고가의 퀀텀닷필름(140)이 과도하게 소요되는 것을 방지하여 제조비용을 대폭 절감할 수 있다.Fifth, the
여섯째, 밀봉필름(160)은, LED(120), 이격패드(130) 및 퀀텀닷필름(140)이 장착된 인쇄회로기판(110)을 둘러싸는 형태로 장착되어 LED(120)를 공기로부터 물리적으로 이격시키며 광투과성 재질로 이루어져 LED(120)의 조명광을 투과하는 것과 같이, LED(120)의 형광체(122)가 공기와 접촉하지 않는 밀폐구조를 통해 형광체의 변색을 방지하여 형광체 변색에 따른 조명광의 광색 변화, 색온도 상승 및 광속 저하 현상을 지연시켜 조명장치의 수명을 대폭 연장시킬 수 있다.Sixth, the sealing
일곱째, 상기 LED조명장치(10)는 하향 개구된 내부공간(12)이 형성되고 상기 내부공간(12)의 일면(13)이 자성체로 이루어진 조명본체부(11)를 포함하고, 마그네트부(170)는 상기 인쇄회로기판(110)에 장착되어 자기장을 발산하면서 인쇄회로기판(110)을 조명본체부(11)의 일면(13)에 고정시키기 위한 자력을 형성하며, 상기 밀봉필름(160)은, 상기 LED(120), 이격패드(130), 퀀텀닷필름(140) 및 마그네트부(170)가 장착된 인쇄회로기판(110)을 둘러싸는 형태로 장착되는 것과 같이, 자기장을 발산하는 마그네트부(170)를 이용하여 밀봉필름(160)에 의해 밀봉된 LED(120) 및 인쇄회로기판(110)을 조명본체부(11)에 견고하게 고정시킬 수 있어 종래와 같이 체결나사(43)를 삽입하기 위한 나사공(22,42)을 조명본체부(11)나 인쇄회로기판(110)에 개구할 필요가 없으며 탈부착이 간편하여 LED모듈(100)의 교체가 용이한 장점이 있다.Seventh, the
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파장변환 LED모듈이 LED조명장치에 장착되는 구성을 나타낸 분리사시도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파장변환 LED모듈의 구성을 나타낸 분리사시도,
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 퀀텀닷필름이 이격패드에 부착되면서 LED로부터 이격되도록 장착되는 구성을 나타낸 사시도 및 측단면도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED로부터 발산하는 조명광 및 태양광의 스펙트럼을 나타낸 그래프,
도 5 및 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 퀀텀닷필름에 파장변환 조절공이 형성된 구성을 나타낸 사시도 및 측단면도,
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 퀀텀닷필름을 촬영한 사진,
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가림판의 구성을 나타낸 사시도 및 측단면도,
도 9 및 도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이격패드가 LED의 둘레를 감싸는 형태로 장착되는 구성을 나타낸 사시도 및 측단면도,
도 11 및 도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 밀봉필름의 구성을 나타낸 사시도 및 측단면도,
도 13 및 도 14는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마그네트부의 구성을 나타낸 사시도 및 측단면도,
도 15는 통상적인 백색 LED로부터 발산하는 LED광의 스펙트럼을 나타낸 그래프,
도 16은 종래 기술에 따른 LED조명장치의 구성을 나타낸 분리사시도 및 측단면도,
도 17은 일반적인 백색 LED의 구성을 나타낸 사진 및 측단면도이다.1 is an exploded perspective view showing a configuration in which a wavelength conversion LED module according to a preferred embodiment of the present invention is mounted on an LED lighting device;
Figure 2 is an exploded perspective view showing the configuration of a wavelength conversion LED module according to a preferred embodiment of the present invention;
Figures 3a and 3b are a perspective view and a side cross-sectional view showing a configuration in which the quantum dot film is attached to the spacer pad and spaced apart from the LED according to a preferred embodiment of the present invention;
Figure 4 is a graph showing the spectrum of illumination light and sunlight emitted from an LED according to a preferred embodiment of the present invention;
Figures 5 and 6 are a perspective view and a side cross-sectional view showing a configuration in which a wavelength conversion adjustment hole is formed in a quantum dot film according to a preferred embodiment of the present invention;
Figure 7 is a photograph taken of a quantum dot film according to a preferred embodiment of the present invention;
Figures 8a and 8b are a perspective view and a side cross-sectional view showing the configuration of a shielding plate according to a preferred embodiment of the present invention;
Figures 9 and 10 are a perspective view and a side cross-sectional view showing a configuration in which a spacing pad is mounted to surround the circumference of an LED according to a preferred embodiment of the present invention;
11 and 12 are perspective and side cross-sectional views showing the configuration of a sealing film according to a preferred embodiment of the present invention;
13 and 14 are a perspective view and a side cross-sectional view showing the configuration of the magnet portion according to a preferred embodiment of the present invention;
Figure 15 is a graph showing the spectrum of LED light emitted from a typical white LED;
Figure 16 is an exploded perspective view and side cross-sectional view showing the configuration of an LED lighting device according to the prior art;
Figure 17 is a photograph and side cross-sectional view showing the configuration of a general white LED.
상술한 본 발명의 목적, 특징들 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.The purpose, features and advantages of the present invention described above will become clearer through the following detailed description. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described based on the attached drawings.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 퀀텀닷 활성화 구조로 광효율 및 연색성이 향상된 파장변환 LED모듈(100)은 퀀텀닷필름을 이용한 파장제어를 통해 조명광에 포함된 청색광을 감소시켜 청색광에 의한 시력저하 및 안구손상을 방지하면서도 LED 구동열에 의해 퀀텀닷필름이 손상 및 변형되는 것을 방지할 수 있고 퀀텀닷필름에 의해 광효율 및 연색성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 구조로 이루어진 파장변환 LED모듈(100)로서, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 천장이나 벽면에 고정설치되는 LED조명장치(10)의 내부공간(12)에 장착되어 조명광을 제공하며, 인쇄회로기판(110), 복수 개의 LED(120), 복수 개의 이격패드(130) 및 퀀텀닷필름(140)을 포함한다.The wavelength
먼저, 상기 인쇄회로기판(110)은 각 LED(120)가 장착될 수 있는 공간을 제공하는 기판으로서 상기 LED조명장치(10)의 내부공간(12)에 수평배치된다. 도시되지 않았으나 인쇄회로기판(110)에는 외부전원(예를 들면, 상용전원)이 인가되는 전원입력단자가 구비되고 표면에는 전원입력단자와 회로연결된 회로패턴이 형성되어 이 회로패턴에 실장되는 각 LED(120)에 구동전원을 공급할 수 있다.First, the printed
상기 복수 개의 LED(120)는 조명광을 제공하는 발광수단으로서 도 2 내지 도 3b에 도시된 바와 같이 SMD(Surface Mount Device) 타입으로 이루어져 상기 인쇄회로기판(110)의 표면에 분산된 형태로 각각 실장되고 인가되는 구동전원에 따라 발광면(121)으로 조명광을 발산한다. 여기서, 각 LED(120)는 백색광을 발산하는 백색 LED를 이용할 수 있다.The plurality of
상기 복수 개의 이격패드(130)는 퀀텀닷필름(140)이 LED(120)로부터 이격된 상태로 장착되도록 하는 부재로서, 도 2 및 도 3b에 도시된 바와 같이 일단에는 제1접착부재(131)가 구비되어 상기 인쇄회로기판(110)의 표면에 일단이 부착되고 인쇄회로기판(110)의 표면으로부터 LED(120)가 돌출된 두께(W1)보다 상대적으로 두꺼운 두께(W2)로 형성되며 타단에는 제2접착부재(132)가 구비된다.The plurality of
여기서, 이격패드(130)는 열전달 및 열방출성이 높은 발열입자가 함유되어 LED(120)로부터 발열된 LED 구동열을 흡수하여 외부로 방출할 수 있도록 구비되는 것이 바람직하다. 이러한 이격패드(130)는 양측면에 본딩제가 배치되고 본딩제는 코팅이형지에 의해 커버된 상태의 방열패드 제품을 일정크기로 절단하여 이용할 수 있다.Here, it is preferable that the
또한, 상기 이격패드(130)의 두께(W2)는 LED(120)로부터 발열되는 LED 구동열의 정도에 따라 조절될 수 있으며 LED 구동열에 의해 퀀텀닷필름(140)이 손상 및 변형되지 않는 충분한 두께(W2)를 갖도록 구비되는 것이 바람직하다.In addition, the thickness (W2) of the
상기 퀀텀닷필름(140)은 LED(120)의 조명광에 포함되어 안구에 해로운 청색광 성분을 적정치로 감소시키기 위한 구성으로서, 도 2 내지 도 3b에 도시된 바와 같이 상기 LED(120)의 발광면(121)을 커버하는 형태로 수평배치되되 상기 제2접착부재(132)에 부착되어 이격패드(130)의 타단에 장착되면서 LED(120)의 발광면(121)으로부터 이격되도록 수평배치되며, 상기 조명광의 청색광 파장대역을 감소시키는 퀀텀닷입자(Q)가 함유되어 LED(120)로부터 발산된 조명광의 파장을 변환한다.The
상기 퀀텀닷입자(Q)는 시력저하 및 안구손상을 유발하는 청색광 파장대역 예를 들면, 400nm 내지 500nm 범위 내에서 특정 파장대역을 필터링할 수 있는 입자의 크기로 이루어며 상기 특정 파장대역은 LED(120)의 청색광 피크 파장대역에 따라 조절될 수 있다.The quantum dot particles (Q) are made of particles of a size that can filter a specific wavelength band within the blue light wavelength band that causes vision loss and eye damage, for example, 400 nm to 500 nm, and the specific wavelength band is LED ( 120) can be adjusted according to the blue light peak wavelength band.
또한, 퀀텀닷(Quantum Dot)은 나노미터 크기의 반도체 물질로서 양자제한 효과를 나타내며, '나노 형광체'로 지칭될 수 있다. 퀀텀닷 입자는 여기원인 LED(120)의 LED광으로부터 빛을 흡수하여 에너지 여기 상태에 이르면 자신의 에너지 밴드갭에 해당하는 에너지를 방출함으로써 LED광을 파장 변환(변조)시킨다. 더불어, 상기 퀀텀닷필름(140)은 퀀텀닷입자(Q)의 물질 조성과 입자 크기를 변화시킴으로써 퀀텀닷 입자의 에너지 밴드갭을 조절할 수 있고 LED광의 파장에 대해 원하는 파장변조를 실현할 수 있다.Additionally, Quantum Dot is a nanometer-sized semiconductor material that exhibits a quantum confinement effect and may be referred to as a 'nano phosphor'. Quantum dot particles absorb light from the LED light of the
즉, 퀀텀닷 입자의 입자가 작을수록 짧은 파장의 광을 입자 사이즈가 클수록 긴 파장의 광을 발생하게 된다. 이러한 퀀텀닷 입자의 입자 사이즈에 의해 녹색, 적색, 황색 및 청색과 같은 가시광선 영역의 광을 발광시켜 줄 수 있다. 이러한 퀀텀닷입자(Q)는 Si계 나노결정, Ⅱ-Ⅳ족 화합물 반도체 나노결정, Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체 나노결정 및 이들의 혼합물과 복합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.In other words, the smaller the quantum dot particle, the shorter the wavelength of light it generates, and the larger the particle size, the longer the wavelength of light it generates. Depending on the particle size of these quantum dot particles, they can emit light in the visible light range such as green, red, yellow, and blue. These quantum dot particles (Q) may include at least one of Si-based nanocrystals, group II-IV compound semiconductor nanocrystals, group III-V compound semiconductor nanocrystals, and mixtures and composites thereof.
상기 퀀텀닷필름(140)에 사용되는 고분자 수지로는 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene erephthalate, PET), 폴리메틸 메타크릴레이트(poly(methyl methacrylate), PMMA), 폴리디메틸실록산(poly(dimethylsiloxane), PDMS), 사이클릭 올레핀 코폴리머(cyclic olefin copolymer, COC), 및 폴리에테르술폰(poly ether sulfone, PES) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.Polymer resins used in the
상기 LED(120)로부터 발산된 LED광은 도 15에 도시된 바와 같이 청색광 피크 대역이 과도하게 높은 스펙트럼을 갖는데, 상술한 바와 같이 LED광의 청색광 파장대역을 감소시키는 입자크기의 퀀텀닷입자(Q)가 함유된 퀀텀닷필름(140)을 통해 도 4의 (a)와 같이 제1퀀텀닷입자(131a)로 LED(120)의 LED광에 포함된 청색광을 필터링하는 파장제어방식으로 조명광의 청색광을 감소시켜 청색광에 의한 시력저하 및 안구손상을 미연에 방지할 수 있다.The LED light emitted from the
또한, 상기 퀀텀닷필름(140)에는 LED광의 녹색광 파장대역을 증대시키는 입자크기의 제2퀀텀닷입자를 더 함유하여 시력에 이로운 녹색광을 증대시킬 수 있으며, LED광의 적색광 파장대역을 증대시키는 입자크기의 제3퀀텀닷입자를 더 함유하여 조명광의 연색성을 증대시킬 수 있다. 따라서, 도 4의 (a)와 같이 LED모듈(100)로부터 발산된 조명광의 스펙트럼을 도 4의 (b)와 같은 태양광의 스펙트럼에 근접한 상태로 조절할 수 있다.In addition, the
상기 인쇄회로기판(110) 및 각 LED(120)는 도 5에 도시된 바와 같이 LED 바 형태로 이루어져 인쇄회로기판(110)에 각 LED(120)가 일렬로 이격되도록 분산 배치될 수 있고, 도 13에 도시된 바와 같이 평판형 LED판 구조로 이루어져 인쇄회로기판(110)에 각 LED(120)가 복수 열로 이격되도록 분산 배치될 수도 있다.The printed
상술한 바와 같은 인쇄회로기판(110), 복수 개의 LED(120), 복수 개의 이격패드(130) 및 퀀텀닷필름(140)의 조합된 구성을 통해, 상기 조명광의 청색광 파장대역을 감소시키는 퀀텀닷입자(Q)가 함유되어 LED(120)로부터 발산된 조명광의 파장을 변환하는 것과 같이, 퀀텀닷필름을 이용한 파장제어를 통해 조명광에 포함된 청색광을 감소시켜 청색광에 의한 시력저하 및 안구손상을 방지할 수 있다.Quantum dots that reduce the blue light wavelength band of the illumination light through the combined configuration of the printed
또한, 이격패드(130)에 퀀텀닷필름(140)이 장착되면서 LED 구동열이 발생하는 LED(120)의 발광면(121)으로부터 퀀텀닷필름(140)이 이격될 수 있어 LED 구동열에 의해 퀀텀닷필름이 손상 및 변형되는 것을 방지할 수 있다.In addition, as the
한편, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 복수 개의 LED(120)는, 상기 인쇄회로기판(110)의 연장된 길이방향(L)을 따라 일렬로 이격된 형태로 분산되어 인쇄회로기판(110)의 표면에 실장될 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 2, the plurality of
여기서, 상기 복수개의 이격패드(130)는, 선형의 블록형태로 이루어져 상기 인쇄회로기판(110)의 표면 상에서 두 LED(120) 사이에 배치되면서 각 LED(120)의 폭방향(W) 측면이 측방으로 노출되도록 한다.Here, the plurality of
또한, 상기 퀀텀닷필름(140)은, 상기 이격패드(130)의 폭방향(W) 길이 또는 상기 LED(120)의 폭방향(W) 길이와 대응되는 폭을 가지며, 길이방향(L)을 따라 일정길이로 연장되어 복수 개의 LED(120)를 한 번에 커버하도록 각 이격패드(130)의 타단에 장착될 수 있다.In addition, the
따라서, 각 LED(120)로부터 발생하는 LED 구동열이 측방으로 배출되어 퀀텀닷필름(140)을 향하는 구동열을 최소화할 수 있다. 또한, 각 LED(120)의 발광면(121)을 하나의 퀀텀닷필름(140)으로 동시에 커버할 수 있어 제조공정을 대폭 간소화할 수 있다.Accordingly, the LED drive heat generated from each
한편, 도 3b에 도시된 바와 같이 LED(120)로부터 발산된 조명광이 퀀텀닷필름(140)을 투과하게 되면 청색광을 적정수치로 낮출 수 있으나 발산된 조명광이 전부 퀀텀닷필름(140)을 투과하면서 광효율이 저하되고 퀀텀닷필름(140)에 포함된 색성분이 외부로 발산하는 LED광에 그대로 포함되어 연색성이 저하될 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 3b, when the illumination light emitted from the
이에 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이 상기 퀀텀닷필름(140) 상에서 각 LED(120)의 발광면(121)의 직상방 위치에는 상기 발광면(121)보다 상대적으로 작은 직경으로 상하 개구된 파장변환 조절공(141)이 형성될 수 있다.Accordingly, as shown in FIGS. 5 to 7, at a position directly above the light-emitting
여기서, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 파장변환 조절공(141)은 발광면(121)의 중앙위치(P)를 중심으로 하는 원형으로 상하 개구될 수 있다. 따라서, 상기 LED(120)로부터 발산된 조명광 중 발광면(121)의 중앙부에서 발산된 조명광(A2)은 파장변환 조절공(141)으로 관통되어 파장이 변환되지 않은 상태로 조사되고 발광면(121)의 둘레에서 발산된 조명광(A1)은 퀀텀닷필름(140)을 투과하여 파장이 변환된 상태로 조사되도록 할 수 있다.Here, as shown in FIG. 6, the wavelength
또한, 상기 파장변환 조절공(141)은 LED(120)의 조명광에 포함된 청색광을 적정 수치로 감소시키면서 동시에 LED조명장치(10)에 요구되는 광효율 및 연색성 기준치에 부합되는 조건에 적정 크기로 개구되는 것이 바람직하다. 이러한 파장변환 조절공(141)을 통해 퀀텀닷필름(140)에 의해 광효율 및 연색성이 저하되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.In addition, the wavelength
한편, 상기 퀀텀닷필름(140)은 퀀텀닷입자(Q)가 함유되면서 도 7에 도시된 바와 같이 전체적으로 적색을 띄게 되는데 이로 인해 파장변환 LED모듈(100)이 소등되면 외부에서 퀀텀닷필름(140)의 적색이 시인되어 LED조명장치(10)의 외관 및 인테리어 효과가 저하될 수 있다.Meanwhile, the
또한, 상기 LED조명장치(10)의 하부에는 개구된 내부공간(12)을 커버하고 광투과성 재질로 이루어져 LED(120)로부터 발산된 조명광을 외부로 투과하는 투광판(15)이 구비되는데, 이러한 투광판(15)은 광투과성 재질로 이루어져 상기 퀀텀닷필름(140)을 적색이 투과되어 표시될 수 밖에 없다.In addition, the lower part of the
이에 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파장변환 LED모듈(100)에서는 가림판(150)이 구비되어 외부에서 퀀텀닷필름(140)의 적색이 표시되지 않도록 구비될 수 있다. 이를 위해, 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이 상기 가림판(150)은 내부공간(12) 내에서 퀀텀닷필름(140)과 투광판(15) 사이에 수평배치되어 퀀텀닷필름(140)의 색이 투광판(15)을 통해 외부로 투과하지 않도록 커버할 수 있다. 이러한 가림판(150)을 통해 퀀텀닷필름(140)에 포함된 퀀텀닷입자(Q)의 색(적색)이 외부에서 시인되어 조명장치의 외관 및 인테리어 효과가 저하되는 것을 방지할 수 있다.Accordingly, the wavelength
여기서, 상기 가림판(150)은, 각 LED(120)와 대응되는 위치에 상하로 개구된 관통공(151)이 형성되어 LED(120)로부터 발산된 조명광이 외부로 조사되도록 하며, 상기 투광판(15)과 대향하는 표면에는 투광판(15)으로부터 상향 반사되어 입사된 일부 조명광을 투광판(15) 측으로 하향 반사하기 위한 반사부재(152)가 형성됨으로써, 조명영역으로 향하는 조명광의 광도를 증대시켜 우수한 광효율을 구현할 수 있다.Here, the shielding
한편, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 상기 이격패드(130)는, 상기 LED(120)보다 상대적으로 큰 크기로 상하 개구된 LED삽입공(133)이 형성되어 각 LED(120)의 둘레를 감싸는 형태로 인쇄회로기판(110)의 표면에 장착되고, 상기 퀀텀닷필름(140)은, 상기 이격패드(130)와 대응되는 크기로 형성되어 이격패드(130)의 타단에 구비된 제2접착부재(132)에 부착되면서 하나의 LED(120)만을 커버하도록 구비될 수 있다. 따라서, LED(120)의 조명광에 포함된 청색광 성분을 감소시키는데 필요한 최소한의 면적으로만 퀀텀닷필름(140)이 소요되므로 고가의 퀀텀닷필름(140)이 과도하게 소요되는 것을 방지하여 제조비용을 대폭 절감할 수 있다.Meanwhile, as shown in FIGS. 9 and 10, the
또한, 상기 LED(120)에 구비된 형광체(122)는 공기와 장기간 접촉하게 되면 변색되어 광색이 변하거나 색온도 상승 및 광속 저하 현상이 발생할 수 있으며 이러한 현상은 조명장치의 수명단축의 요인이 될 수 있다.In addition, when the
이에 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파장변환 LED모듈(100)은 밀봉필름(160)이 구비되어 LED(120)의 형광체(122)를 외부로부터 보호하도록 구비될 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이 상기 밀봉필름(160)은, LED(120), 이격패드(130) 및 퀀텀닷필름(140)이 장착된 인쇄회로기판(110)을 둘러싸는 형태로 장착되어 LED(120)를 공기로부터 물리적으로 이격시키며 광투과성 재질로 이루어져 LED(120)의 조명광을 투과할 수 있다.Accordingly, the wavelength
여기서, 상기 밀봉필름(160)은 광투과성이면서 공기가 통과하지 않는 기밀한 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 밀봉필름(160)은 황이나 산소, 질소 등 공기에 포함된 가스의 침투가 낮은 물질로 이루어지고 광투과율이 80% 이상인 물질을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 밀봉필름(160)은 투과성 플라스틱류 예컨데 PES(Polyethersulfone), PC(Poly carbonate), PEN(Polyethylene Late), PET(Polyethylene terephthalate) 중 적어도 하나를 포함하는 재료로 이루어질 수 있다.Here, the sealing
이와 같이 밀봉필름(160)에 의해 LED(120)의 형광체(122)가 공기와 접촉하지 않는 밀폐구조를 통해 장기간(예를 들면, 5년 이상) 조명장치를 이용하더라도 형광체의 변색을 방지하여 형광체 변색에 따른 조명광의 광색 변화, 색온도 상승 및 광속 저하 현상을 지연시켜 조명장치의 수명을 대폭 연장시킬 수 있다.In this way, the sealing
한편, 이러한 밀봉필름(160)에 의해 커버된 인쇄회로기판(110)을 조명본체부(11)의 내부공간(12) 내에 고정시키기 위해 체결나사를 이용하는 경우 밀봉필름(160)의 내부가 나사공에 의해 노출되어 공기가 내부로 유입될 수 있다.Meanwhile, when fastening screws are used to fix the printed
이에 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파장변환 LED모듈(100)은 마그네트부(170)를 이용하여 체결나사를 이용하지 않고서도 조명본체부(11)에 고정 장착할 수 있다. 이를 위해, 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이 상기 LED조명장치(10)는 하향 개구된 내부공간(12)이 형성되고 상기 내부공간(12)의 일면(13)이 자성체로 이루어진 조명본체부(11)를 포함하고, 마그네트부(170)는 상기 인쇄회로기판(110)에 장착되어 자기장을 발산하면서 인쇄회로기판(110)을 조명본체부(11)의 일면(13)에 고정시키기 위한 자력을 형성한다.Accordingly, the wavelength
또한, 상기 밀봉필름(160)은, 상기 LED(120), 이격패드(130), 퀀텀닷필름(140) 및 마그네트부(170)가 장착된 인쇄회로기판(110)을 둘러싸는 형태로 장착되는 것과 같이, 자기장을 발산하는 마그네트부(170)를 이용하여 밀봉필름(160)에 의해 밀봉된 LED(120) 및 인쇄회로기판(110)을 조명본체부(11)에 견고하게 고정시킬 수 있어 종래와 같이 체결나사(43)를 삽입하기 위한 나사공(22,42)을 조명본체부(11)나 인쇄회로기판(110)에 개구할 필요가 없으며 탈부착이 간편하여 LED모듈(100)의 교체가 용이한 장점이 있다.In addition, the sealing
그리고, 상기 밀봉필름(160)은 내부에 중공(161)이 형성되고 양단부 중 적어도 일단부가 개구된 튜브 형상으로 형성되어 상기 LED(120), 이격패드(130), 퀀텀닷필름(140) 및 마그네트부(170)가 장착된 상태의 인쇄회로기판(110)이 개구된 단부를 통해 중공(161)에 삽입되며, 열수축 재질로 이루어져 외부가열에 의해 수축하면서 내부면이 이격패드(130), 퀀텀닷필름(140), 마그네트부(170) 및 인쇄회로기판(110)의 외부면과 밀착되고 개구된 단부가 접합되면서 내부가 기밀하게 밀폐됨으로써, 밀폐공정을 간소화하여 제조비용 및 제조시간을 감축할 수 있고 접합부위를 최소화하여 기밀성을 증대시킬 수 있다.In addition, the sealing
또한, 상기 인쇄회로기판(110)의 일측면에는 각 LED(120)가 실장되고, 상기 마그네트부(170)는, 판형상으로 이루어져 상기 인쇄회로기판(110)의 타측면에 밀착되도록 장착되고 자기장을 발산하면서 밀봉필름(160)의 표면이 조명본체부(11)의 일면(13)에 면접촉하도록 자력을 형성하는 마그네트판(171)을 포함함으로써, 조명본체부(11)나 인쇄회로기판(110)에 제조상의 휨현상이 발생하더라도 마그네트판(171)의 자력으로 발열대상인 인쇄회로기판(110)을 열전달대상인 조명본체부(11)의 일면(13)에 더욱 밀착되도록 할 수 있으며, 상기 마그네트판(171)은 인쇄회로기판(110)보다 상대적으로 열전달율 및 열방출율이 높아 LED모듈(100)의 발열된 열을 조명본체부(11) 측으로 전달 및 방출하여 열냉각효과를 증대시킬 수 있다.In addition, each
더불어, 상기 인쇄회로기판(110)은 상하로 개구된 복수 개의 장착공(111)이 이격배치되고, 상기 마그네트부(170)는, 각 장착공(111)에 삽입되어 상면이 인쇄회로기판(110)의 타측면으로 노출되도록 인쇄회로기판(110)에 장착되며 자기장을 발산하면서 인쇄회로기판(110)을 조명본체부(11)의 일면(13)에 위치 고정시키기 위한 자력을 형성하는 마그네트블록(172)을 더 포함함으로써, 인쇄회로기판(110)을 조명본체부(11)에 더욱 견고하게 고정시킬 수 있으며 마그네트블록(172)을 인쇄회로기판(110)에 고정시키기 위한 제조공정을 간소화할 수 있다.In addition, the printed
그리고, 상기 마그네트판(171)은 마그네틱입자와 수지가 혼합되어 형성된 고무자석으로 이루어지고, 상기 마그네트블록(172)은 마그네트판(171)보다 상대적으로 자기장이 강한 네오디뮴자석으로 이루어짐으로써, LED모듈(100)을 조명본체부(11)에 위치 고정하거나 면접촉시키기 위한 충분한 고정력을 제공하면서도 마그네트판(171)이나 마그네트블록(172)에 포함된 철성분이나 희토류와 같은 열전도율이 높은 소재를 통해 인쇄회로기판(110)의 구동열을 조명본체부(11)로 전달하기 위한 열방출을 증대시킬 수 있다.In addition, the
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications and changes are possible without departing from the technical spirit of the present invention. It will be clear to those who have knowledge.
100...파장변환 LED모듈
110...인쇄회로기판 111...장착공
120...LED 121...발광면
130...이격패드 131...제1접착부재
132...제2접착부재 133...LED삽입공
140...퀀텀닷필름 141...파장변환 조절공
150...가림판 151...관통공
152...반사부재 160...밀봉필름
161...중공 170...마그네트부
171...마그네트판 172...마그네트블록
10...LED조명장치 11...조명본체부
12...내부공간 15...투광판100...Wavelength conversion LED module
110...printed circuit board 111...installer
120...
130...spacing
132...second
140...
150...screening
152...
161...hollow 170...magnet part
171...
10...LED lighting device 11...lighting main body
12...
Claims (6)
상기 퀀텀닷필름(140) 상에서 각 LED(120)의 발광면(121)의 직상방 위치에는 상기 발광면(121)보다 상대적으로 작은 직경으로 상하 개구된 파장변환 조절공(141)이 형성되되, 상기 파장변환 조절공(141)은 발광면(121)의 중앙위치(P)를 중심으로 하는 원형으로 상하 개구되어 상기 LED(120)로부터 발산된 조명광 중 발광면(121)의 중앙부에서 발산된 조명광(A2)은 파장변환 조절공(141)으로 관통되어 파장이 변환되지 않은 상태로 조사되고 발광면(121)의 둘레에서 발산된 조명광(A1)은 퀀텀닷필름(140)을 투과하여 파장이 변환된 상태로 조사되는 것을 특징으로 하는 파장변환 LED모듈.
In the wavelength conversion LED module that is mounted in the internal space (12) of an LED lighting device (10) fixed to a ceiling or wall and provides illumination light, the LED module is horizontally placed in the internal space (12) of the LED lighting device (10). printed circuit board (110); A plurality of LEDs 120 of the SMD (Surface Mount Device) type, each mounted in a dispersed form on the surface of the printed circuit board 110 and emitting illumination light to the light emitting surface 121 according to the applied driving power; A first adhesive member 131 is provided at one end, and one end is attached to the surface of the printed circuit board 110, and the LED 120 is relatively thicker than the protruding thickness W1 from the surface of the printed circuit board 110. A plurality of spacing pads 130 formed with a thickness W2 and provided with a second adhesive member 132 at the other end; And it is arranged horizontally in a form that covers the light-emitting surface 121 of the LED 120, is attached to the second adhesive member 132 and is mounted on the other end of the spacing pad 130, and is attached to the light-emitting surface 121 of the LED 120. ) and is arranged horizontally to be spaced apart from the quantum dot film 140, which contains quantum dot particles (Q) that reduce the blue light wavelength band of the illumination light and converts the wavelength of the illumination light emitted from the LED 120.
On the quantum dot film 140, a wavelength conversion adjustment hole 141 is formed at a position directly above the light-emitting surface 121 of each LED 120, opening up and down with a relatively smaller diameter than the light-emitting surface 121, The wavelength conversion adjustment hole 141 is opened up and down in a circular shape centered on the central position (P) of the light emitting surface 121, so that among the illumination light emitted from the LED 120, the illumination light emitted from the center of the light emitting surface 121 (A2) penetrates the wavelength conversion control hole 141 and is irradiated without the wavelength being converted, and the illumination light (A1) emitted around the light emitting surface 121 passes through the quantum dot film 140 and has its wavelength converted. A wavelength conversion LED module characterized in that it is irradiated in an irradiated state.
상기 복수 개의 LED(120)는,
상기 인쇄회로기판(110)의 연장된 길이방향(L)을 따라 일렬로 이격된 형태로 분산되어 인쇄회로기판(110)의 표면에 실장되고,
상기 복수개의 이격패드(130)는,
선형의 블록형태로 이루어져 상기 인쇄회로기판(110)의 표면 상에서 두 LED(120) 사이에 배치되면서 각 LED(120)의 폭방향(W) 측면이 측방으로 노출되도록 하며,
상기 퀀텀닷필름(140)은,
상기 이격패드(130)의 폭방향(W) 길이 또는 상기 LED(120)의 폭방향(W) 길이와 대응되는 폭을 가지며, 길이방향(L)을 따라 일정길이로 연장되어 복수 개의 LED(120)를 한 번에 커버하도록 각 이격패드(130)의 타단에 장착되는 것을 특징으로 하는 파장변환 LED모듈.
In claim 1,
The plurality of LEDs 120 are,
They are distributed in a row and spaced apart along the extended longitudinal direction (L) of the printed circuit board 110 and mounted on the surface of the printed circuit board 110,
The plurality of spacing pads 130 are,
It is made in the form of a linear block and is disposed between two LEDs 120 on the surface of the printed circuit board 110 so that the width direction (W) side of each LED 120 is exposed laterally,
The quantum dot film 140 is,
It has a width corresponding to the width direction (W) length of the spacing pad 130 or the width direction (W) length of the LED 120, and extends a certain length along the longitudinal direction (L) to form a plurality of LEDs (120). ) A wavelength conversion LED module, characterized in that it is mounted on the other end of each spacing pad (130) to cover all at once.
상기 LED조명장치(10)의 하부에는 개구된 내부공간(12)을 커버하고 광투과성 재질로 이루어져 LED(120)로부터 발산된 조명광을 외부로 투과하는 투광판(15)이 구비되며,
상기 내부공간(12) 내에서 퀀텀닷필름(140)과 투광판(15) 사이에 수평배치되어 퀀텀닷필름(140)의 색이 투광판(15)을 통해 외부로 투과하지 않도록 커버하는 가림판(150);을 더 포함하고,
상기 가림판(150)은,
각 LED(120)와 대응되는 위치에 상하로 개구된 관통공(151)이 형성되어 LED(120)로부터 발산된 조명광이 외부로 조사되도록 하며,
상기 투광판(15)과 대향하는 표면에는 투광판(15)으로부터 상향 반사되어 입사된 일부 조명광을 투광판(15) 측으로 하향 반사하기 위한 반사부재(152)가 형성된 것을 특징으로 하는 파장변환 LED모듈.
In claim 1,
The lower part of the LED lighting device 10 is provided with a light transmitting plate 15 that covers the open internal space 12 and is made of a light-transmissive material to transmit the illumination light emitted from the LED 120 to the outside.
A shielding plate disposed horizontally between the quantum dot film 140 and the light transmitting plate 15 within the internal space 12 to prevent the color of the quantum dot film 140 from transmitting to the outside through the light transmitting plate 15. It further includes (150);
The shielding plate 150 is,
A through hole 151 opening upward and downward is formed at a position corresponding to each LED 120 so that the illumination light emitted from the LED 120 is irradiated to the outside.
A wavelength conversion LED module, characterized in that a reflection member 152 is formed on the surface opposite to the light transmitting plate 15 to reflect some of the illumination light incident by being reflected upward from the light transmitting plate 15 downward toward the light transmitting plate 15. .
상기 이격패드(130)는,
상기 LED(120)보다 상대적으로 큰 크기로 상하 개구된 LED삽입공(133)이 형성되어 각 LED(120)의 둘레를 감싸는 형태로 인쇄회로기판(110)의 표면에 장착되고,
상기 퀀텀닷필름(140)은,
상기 이격패드(130)와 대응되는 크기로 형성되어 이격패드(130)의 타단에 구비된 제2접착부재(132)에 부착되면서 하나의 LED(120)만을 커버하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 파장변환 LED모듈.
In claim 1,
The spacing pad 130 is,
An LED insertion hole 133 with upper and lower openings of a relatively larger size than the LED 120 is formed and mounted on the surface of the printed circuit board 110 to surround the circumference of each LED 120,
The quantum dot film 140 is,
Wavelength conversion, characterized in that it is formed in a size corresponding to the spacing pad 130, is attached to the second adhesive member 132 provided at the other end of the spacing pad 130, and is provided to cover only one LED 120. LED module.
상기 LED(120), 이격패드(130) 및 퀀텀닷필름(140)이 장착된 인쇄회로기판(110)을 둘러싸는 형태로 장착되어 LED(120)를 공기로부터 물리적으로 이격시키며 광투과성 재질로 이루어져 LED(120)의 조명광을 투과하는 밀봉필름(160);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파장변환 LED모듈.In claim 1,
It is mounted in a form surrounding the printed circuit board 110 on which the LED 120, the spacing pad 130, and the quantum dot film 140 are mounted to physically separate the LED 120 from the air and is made of a light-transmissive material. A wavelength conversion LED module further comprising a sealing film 160 that transmits the illumination light of the LED 120.
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