KR20100021035A - Led lamp of antiglare - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An anti-glare led lighting device is provided to prevent glaring by transmitting emitted light to the total surface of the second lens. CONSTITUTION: A lead frame(10) is electrically connected to the PCB substrate(50). The LED chip(20) is mounted on the lead frame. The lens unit(40) is used in order to isolate the LED chip from the outside. The lens unit has a double lens structure consisting of the first lens and second lens. The first lens(41) is formed into dome-shape of the transparent silicon material. The second lens(42) is formed into second dome-shape covering up the dome-shape of the first lens. The dispersing agent(42a) is distributed in the second lens. By diffusing the light transmitted in the first lens, the dispersing agent prevents glaring.

Description

눈 부심 방지 ＬＥＤ 조명 장치{LED lamp of antiglare}Anti-glare LED lighting device {LED lamp of antiglare}

본 발명은 LED 조명 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사용자의 눈부심을 방지하는 렌즈 구조를 구비하는 눈 부심 방지 LED 조명 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an LED lighting device, and more particularly to an anti-glare LED lighting device having a lens structure for preventing glare of the user.

엘이디(LED: Light Emitting Diode)는 종래의 광원에 비하여 소형이고 수명이 길뿐만 아니라 전기에너지가 빛에너지로 직접 변환되기 때문에 전력이 적게 소모되어 에너지 효율이 우수하며 고속응답 특성을 지니고 있으므로 이러한 엘이디를 광원으로 하는 다양한 조명기구가 개발되고 있다.LED (Light Emitting Diode) is smaller and longer lifespan than the conventional light source, and because the electric energy is directly converted into light energy, it consumes less power, has high energy efficiency and has high-speed response characteristics. Various luminaires using light sources have been developed.

그러나, 엘이디는 빛이 한 점에서 '점광'되는 직진특성으로 인하여 눈부심이 매우 심하므로 시력을 손상시키는 등으로 전시장의 특수 조명 또는 차량의 전조등 등에 사용될 뿐 일반 조명기구로 사용하기에는 문제점이 있었다.However, LED has a problem in that it is used as a special lighting in the exhibition hall or the headlight of a vehicle only because the glare is very severe due to the direct characteristic that the light is 'pointed' at one point, and thus there is a problem to use it as a general lighting fixture.

또한, 이러한 눈부심 방지를 위하여 다중의 필터를 설치하기도 하지만 이 경우에는 휘도 및 전기 에너지 효율이 저하되는 문제점이 있었다.In addition, in order to prevent such glare, a plurality of filters may be installed, but in this case, there is a problem in that luminance and electrical energy efficiency are deteriorated.

따라서, 본 발명의 목적은 상술한 종래기술에서 도출되는 문제를 해결하기 위한 것으로, 눈 부심 방지 렌즈를 구비하는 눈 부심 방지 LED 조명 장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다. Accordingly, an object of the present invention is to solve the problems derived from the above-described prior art, and an object thereof is to provide an anti-glare LED lighting device having an anti-glare lens.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 눈 부심 방지 LED 조명 장치는 PCB 기판과 전기적으로 연결되는 리드 프레임과; 상기 리드 프레임 상에 실장되는 LED 칩과; 상기 LED 칩을 외부와 격리하는 렌즈부를 구비하며, 상기 렌즈부는 1차 렌즈 및 2차 렌즈로 이루어지는 이중 렌즈 구조이며, 상기 1차 렌즈는 투명 실리콘 재질의 돔 형상으로 이루어지며, 상기 2차 렌즈는 상기 제 1 렌즈의 돔 형상을 커버하는 2차 돔 형상으로 이루어지고, 상기 1차 렌즈에서 투과된 빛을 산란시켜 사용자의 눈부심을 방지하는 확산제가 분포되어 있는 것이 바람직하다. In order to achieve the above object, an anti-glare LED lighting device according to the present invention includes a lead frame electrically connected to a PCB substrate; An LED chip mounted on the lead frame; A lens unit isolating the LED chip from the outside, the lens unit is a dual lens structure consisting of a primary lens and a secondary lens, the primary lens is made of a dome shape of a transparent silicon material, the secondary lens is It is preferable that a diffuser is formed in a secondary dome shape covering the dome shape of the first lens and scatters light transmitted from the primary lens to prevent glare of a user.

상기 확산제는 상기 2차 렌즈에 전체적으로 균일하게 분포하거나, 또는 상기 2차 렌즈의 돔 형상 상단부에 집중 분포할 수 있다. The diffusion agent may be uniformly distributed throughout the secondary lens, or may be concentrated in the dome-shaped upper end of the secondary lens.

상기 확산제는 은(Ag), 알루미늄(Al), 미세한 실리카, 수산화 알루미늄(Al(OH)3), 탈크, 글라비드 파우더 및 PMMA 비드로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다. The diffusion agent may be any one selected from the group consisting of silver (Ag), aluminum (Al), fine silica, aluminum hydroxide (Al (OH) 3 ), talc, glass bead powder and PMMA beads.

상기 1차 렌즈의 표면에는 형광물질이 도포되어 LED 칩에서 방출된 빛을 백색 빛으로 변환한다. A fluorescent material is coated on the surface of the primary lens to convert the light emitted from the LED chip into white light.

본 발명에 따른 눈 부심 방지 LED 조명 장치는 사용자의 눈부심을 방지할 수 있다. Anti-glare LED lighting device according to the present invention can prevent the glare of the user.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 특징 및 작용들은 첨부도면을 참조하여 이하에서 설명되는 실시예들을 통해 명백하게 드러나게 될 것이다. Other features and operations of the present invention in addition to the above objects will become apparent from the embodiments described below with reference to the accompanying drawings.

첨부된 도면과 연관하여 이하에서 개시되는 상세한 설명은 발명의 바람직한 실시예들을 설명할 의도로서 행해진 것이고, 발명이 실행될 수 있는 형태들만을 나타내는 것은 아니다. 본 발명의 사상이나 범위에 포함된 동일한 또한 등가의 기능들이 다른 실시예들에 의해서도 달성될 수 있음을 주지해야 한다.The detailed description set forth below in connection with the appended drawings is made with the intention of describing preferred embodiments of the invention, and does not represent the only forms in which the invention may be practiced. It should be noted that the same and equivalent functions included in the spirit or scope of the present invention may be achieved by other embodiments.

도면에 개시된 어떤 특징들은 설명의 용이함을 위해 확대한 것이고, 도면 및 그 구성요소들이 반드시 적절한 비율로 도시되어 있지는 않다. 그러나 당업자라면 이러한 상세 사항들을 쉽게 이해할 것이다.Certain features disclosed in the drawings are enlarged for ease of description, and the drawings and their components are not necessarily drawn to scale. However, those skilled in the art will readily understand these details.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1a 및 도 1b은 본 발명의 눈 부심 방지 LED 조명 장치를 설명하기 위한 단면도이다. 1A and 1B are sectional views illustrating the anti-glare LED lighting device of the present invention.

도 1a 및 도 1b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 눈 부심 방지 LED 조명 장치는 리드 프레임(10) 상에 LED 칩(20)이 실장되고, 상기 LED 칩(20)은 금속 와이어(30)를 통하여 상기 리드 프레임(10)과 전기적으로 연결된다. 또한, 상기 LED 칩(20)은 렌즈부(40)를 통하여 외부와 격리된다. 1A and 1B, in the anti-glare LED lighting device according to the embodiment of the present invention, the LED chip 20 is mounted on the lead frame 10, and the LED chip 20 is a metal wire 30. Is electrically connected to the lead frame 10 through the. In addition, the LED chip 20 is isolated from the outside through the lens unit 40.

보다 상세히 설명하면, 외부 회로, 예를 들면, PCB 기판(50)과 전기적으로 연결되는 리드 프레임(10) 상에 LED 칩(20)이 실장된다. In more detail, the LED chip 20 is mounted on a lead frame 10 that is electrically connected to an external circuit, for example, a PCB substrate 50.

상기 LED 칩(20)은 전원, 즉 전류가 공급되면, 전자 및 정공으로 이루어지는 캐리어를 만들어내고, 이들 전자와 정공이 재결합하는 과정에서 방출하는 에너지 중 일부를 빛으로 방출하는 것으로, 최근에는 대용량 전류를 소모하여, 고휘도 및 고 조도의 빛을 방출하는 파워 LED 칩이 조명 장치에 사용되고 있다. The LED chip 20 generates a carrier consisting of electrons and holes when a power source, that is, a current is supplied, and emits some of the energy emitted during the recombination of these electrons and holes as light. In order to consume high power and high brightness, a power LED chip emitting light has been used in a lighting device.

상기의 LED 칩(20)은 렌즈부(40)를 통하여 외부와 격리되는데, 상기 렌즈부(40)는 2차 렌즈(41) 및 2차 렌즈로 구분된다. The LED chip 20 is isolated from the outside through the lens unit 40, and the lens unit 40 is divided into a secondary lens 41 and a secondary lens.

상기 2차 렌즈(41)는 돔 형상으로 이루어져, 상기 LED 칩(20)을 외부와 격리하며, 투명 실리콘 재질로 이루어지며, 상기 LED 칩(20)에서 방출되는 빛의 대부분을 1차적으로 돔의 꼭지점 부근으로 집결시켜 방출하는 역할을 수행한다. 또한, 상기 2차 렌즈(41)에는 형광물질(41a)이 포함되거나, 또는 표면에 형광물질(41a)이 도포될 수 있다. 이는 상기 LED 칩(20)이 대체적으로 청색(blue) 계열의 빛을 방출하는데, 상기 2차 렌즈(41)에 포함되는 형광 물질(41a)이 황색(yellow) 계열인 경우에, 청색과 황색의 빛이 혼합되어 백색(white) 계열의 빛을 외부로 방출시킬 수 있기 때문이다. The secondary lens 41 has a dome shape, isolates the LED chip 20 from the outside, and is made of a transparent silicon material, and a large part of the light emitted from the LED chip 20 is primarily formed in the dome. It collects and emits near the vertex. In addition, the secondary lens 41 may include a fluorescent material 41a or a fluorescent material 41a may be coated on a surface thereof. This is because the LED chip 20 emits generally blue light. When the fluorescent material 41a included in the secondary lens 41 is yellow light, blue and yellow light are emitted. This is because the light can be mixed to emit white light.

상기 2차 렌즈(42)는 상기 1차 렌즈(41)의 돔 형상을 커버하는 2차 돔 형상으로 이루어진다. 이때, 상기 2차 렌즈(42)는 상기 2차 렌즈(41)를 통하여 방출되 는 빛을 외부로 투과시키며, 상기 2차 렌즈(42) 및 외부(대기)의 계면에서 전반사를 통하여 상기 2차 렌즈(41)에서 투과된 빛을 상기 돔 형상의 꼭지점 부근으로 집결시킨다. The secondary lens 42 has a secondary dome shape covering the dome shape of the primary lens 41. At this time, the secondary lens 42 transmits the light emitted through the secondary lens 41 to the outside, and the secondary lens through total reflection at the interface between the secondary lens 42 and the outside (atmosphere). Light transmitted from the lens 41 is collected near the vertex of the dome shape.

이러한 2차 렌즈(42)는 상기 제 1 렌즈(41)의 재질과 같은 투명 실리콘 재질로 이루어지며, 돔 형상의 상단부 내에는 확산제(42a)가 분포하고 있다. 상기 확산제(42a)는 상기 2차 렌즈(41)에서 투과된 빛을 산란시켜, 사용자의 눈부심을 방지하는 역할을 수행한다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 눈 부심 방지 LED 조명 장치의 외부로 방출되는 빛이 직진성을 가지는 것이 아니라, 산란됨으로써, 사용자의 눈부심을 방지하는 것이다. 이때, 상기 확산제(42a)로는 은(Ag), 알루미늄(Al), 미세한 실리카, 수산화 알루미늄(Al(OH)3), 탈크, 글라비드 파우더 및 PMMA 비드로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나를 사용할 수 있다. The secondary lens 42 is made of a transparent silicon material such as the material of the first lens 41, and the diffusion agent 42a is distributed in the upper end of the dome shape. The diffuser 42a scatters the light transmitted from the secondary lens 41 to prevent glare of the user. That is, the light emitted to the outside of the anti-glare LED lighting device according to an embodiment of the present invention does not have a straightness, but is scattered, thereby preventing the glare of the user. In this case, as the diffusion agent 42a, any one selected from the group consisting of silver (Ag), aluminum (Al), fine silica, aluminum hydroxide (Al (OH) 3 ), talc, glass bead powder, and PMMA beads may be used. Can be.

상기한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 눈 부심 방지 LED 조명 장치는 도 2에서와 같이 빛을 방출한다. The anti-glare LED lighting device according to the embodiment of the present invention as described above emits light as shown in FIG.

우선, 상기 PCB 기판(50)을 통하여 전원과 연결되면, 상기 LED 칩(20)으로 전류가 공급된다. First, when connected to a power source through the PCB substrate 50, a current is supplied to the LED chip 20.

상기 LED 칩(20)으로 전류가 공급되면, 상기 LED 칩(20)은 전자 및 정공으로 이루어지는 캐리어를 만들어내고, 이들 전자와 정공이 재결합하는 과정에서 방출하는 에너지 중 일부를 빛으로 방출하며, 상기 LED 칩(20)으로 청색 계열의 빛을 방 출하는 LED 칩(20)을 사용하므로 청색 계열의 빛이 방출된다. When the current is supplied to the LED chip 20, the LED chip 20 creates a carrier consisting of electrons and holes, and emits some of the energy emitted during the recombination of these electrons and holes as light, As the LED chip 20 uses the LED chip 20 emitting blue light, blue light is emitted.

이때, 상기 LED 칩(20)은 전자와 정공의 결합을 통하여 발광하는 일종의 p-n 접합 반도체이므로, 접합면에서 주로 빛이 방출되며, 방출된 빛은 접합면을 따라 측면으로 이동한다. 따라서, 상기 LED 칩(20)에서 방출되는 빛은 주로 측면에서 방출되는 것이다. In this case, the LED chip 20 is a kind of p-n junction semiconductor that emits light through a combination of electrons and holes, so that light is mainly emitted from the junction surface, and the emitted light moves to the side along the junction surface. Therefore, the light emitted from the LED chip 20 is mainly emitted from the side.

이렇게 상기 LED 칩(20)에서 방출된 빛은 상기 2차 렌즈(41)의 황색 계열의 형광 물질을 통하여 백색 빛으로 변환이 된다. The light emitted from the LED chip 20 is converted into white light through the yellow fluorescent material of the secondary lens 41.

상기 백색 빛으로 변환된 빛은 2차 렌즈로 투사된다. The light converted into white light is projected onto the secondary lens.

상기 2차 렌즈(42)로 투사된 백색 빛은 그 일부는 2차 렌즈(42)를 투과하여 외부로 방출되며, 나머지는 외부(대기)와 2차 렌즈(42)의 경계면에서 전반사되어 2차 렌즈(42) 돔 형상의 상단부로 집중되어 외부로 투과된다. 이때, 상기 2차 렌즈(42) 돔 형상의 상단부로 집중된 백색 빛은 상기 확산제(42a)에 의하여 산란되어 외부로 방출된다. Part of the white light projected by the secondary lens 42 is emitted through the secondary lens 42 to the outside, and the other part is totally reflected at the boundary between the outside (atmosphere) and the secondary lens 42 to be secondary. The lens 42 is concentrated at the upper end of the dome shape and transmitted to the outside. At this time, the white light concentrated at the upper end of the dome shape of the secondary lens 42 is scattered by the diffusion agent 42a and emitted to the outside.

따라서, 종래의 LED 조명 장치에서는 돔 형상의 렌즈에서 빛이 돔 형상 상단부에서 집중되고, 직진하여 외부로 방출되어 사용자가 눈부심을 느끼는 것과는 달리, 본 발명의 실시예에 따른 눈 부심 방지 LED 조명 장치에서 방출되는 빛은 2차 렌즈(42)의 전체적으로 빛이 투과하여 사용자의 눈부심을 방지한다. Therefore, in the conventional LED lighting apparatus, in the dome-shaped lens, light is concentrated at the upper end of the dome-shaped, and is discharged to the outside to go outside, so that the user feels glare, in the anti-glare LED lighting apparatus according to the embodiment of the present invention The emitted light is transmitted through the entirety of the secondary lens 42 to prevent glare of the user.

도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 실시예에 따른 눈 부심 방지 LED 조명 장치의 제조 공정을 설명하기 위한 도면이다. 3A to 3D are views for explaining a manufacturing process of an anti-glare LED lighting device according to an embodiment of the present invention.

우선, 도 3a에 도시된 바와 같이, 리드 프레임(10) 상에 LED 칩(20)을 실장한다. 이때, 상기 LED 칩(20)은 일반적으로 사용되는 청색 계열의 빛을 방출할 수 있는 고휘도, 고조도의 LED 칩을 사용한다. First, as shown in FIG. 3A, the LED chip 20 is mounted on the lead frame 10. At this time, the LED chip 20 uses a high brightness, high intensity LED chip that can emit light of a blue series generally used.

그런 다음, 상기 LED 칩(20)을 외부 환경과 격리하기 위한, 2차 렌즈(41)를 형성한다. Then, the secondary lens 41 is formed to isolate the LED chip 20 from the external environment.

그리고 상기 2차 렌즈(41)의 표면에는 황색 계열의 형광물질(41a)을 도포한다. 이는 상기 LED 칩(20)에서 발생하는 청색 계열의 빛을 상기 황색 계열의 형광물질(41a)을 통하여 백색 계열의 빛으로 만들기 위함이다. A yellow fluorescent material 41a is coated on the surface of the secondary lens 41. This is to make the blue-based light generated from the LED chip 20 into the white-based light through the yellow-based fluorescent material 41a.

그런 다음, 도 3b에 도시된 바와 같이, 2차 렌즈(42)를 준비한다. 이때, 상기 2차 렌즈(42)는 돔 형상을 이루며, 확산제가 혼합된 투명 실리콘 재질의 겔(gel) 상태로 준비된다. 이때, 상기 확산제는 상기 2차 렌즈(42)에 전체적으로 균일하게 분포하거나, 또는 상기 2차 렌즈(42)의 돔 형상 상단부에 집중되어 있을 수도 있다. Then, as shown in FIG. 3B, the secondary lens 42 is prepared. In this case, the secondary lens 42 has a dome shape and is prepared in a gel state of a transparent silicon material in which a diffusion agent is mixed. In this case, the diffusion agent may be uniformly distributed throughout the secondary lens 42 or may be concentrated on the dome-shaped upper end of the secondary lens 42.

상기 돔 형상 상단부에 집중된 확산제를 구비하는 2차 렌즈(42)는 투명 실리콘 겔에 확산제를 혼합한 뒤, 돔 형상으로 형상을 갖춘 후, 돔 형상의 꼭지점이 아래로 향하도록 방치하여 상기 확산제가 아래로 침전되도록 하여 제조할 수 있다. The secondary lens 42 having the diffusion agent concentrated on the upper end of the dome shape is mixed with a diffusion agent in a transparent silicone gel, and then shaped in a dome shape, and then left to have a dome shaped vertex facing downward. It can be prepared by allowing me to settle down.

이후에는 도 3c에 도시된 바와 같이, 상기 2차 렌즈(42)를 상기 2차 렌즈(41)의 상단에 안착시키고, 힘을 가하여 접합하고, 겔 상태의 2차 렌즈(42)를 고형(固形)화한다. Thereafter, as shown in FIG. 3C, the secondary lens 42 is seated on the upper end of the secondary lens 41, and bonded by applying a force, and the secondary lens 42 in a gel state is solid. )

상기 2차 렌즈(42)의 고형화 후에는, 도 3d에 도시된 바와 같이, 상기 리드 프레임(10)을 PCB 기판(50)과 전기적으로 연결, 예를 들면, 솔더링 등의 기법을 통하여 연결한다. After the solidification of the secondary lens 42, as shown in FIG. 3D, the lead frame 10 is electrically connected to the PCB substrate 50 through, for example, soldering or the like.

도 1a 및 도 1b은 본 발명의 눈 부심 방지 LED 조명 장치를 설명하기 위한 단면도. 1A and 1B are sectional views illustrating the anti-glare LED lighting device of the present invention.

도 2는 본 발명의 눈부심 방지 LED 조명 장치의 빛의 진행을 설명하기 위한 도면, 2 is a view for explaining the progress of light of the anti-glare LED lighting device of the present invention,

도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 실시예에 따른 눈 부심 방지 LED 조명 장치의 제조 공정을 설명하기 위한 도면. 3A to 3D are views for explaining a manufacturing process of the anti-glare LED lighting device according to an embodiment of the present invention.

Claims (4)

PCB 기판과 전기적으로 연결되는 리드 프레임과; A lead frame electrically connected to the PCB substrate; 상기 리드 프레임 상에 실장되는 LED 칩과; An LED chip mounted on the lead frame; 상기 LED 칩을 외부와 격리하는 렌즈부를 구비하며, A lens unit isolating the LED chip from the outside, 상기 렌즈부는 1차 렌즈 및 2차 렌즈로 이루어지는 이중 렌즈 구조이며, The lens unit has a dual lens structure consisting of a primary lens and a secondary lens, 상기 1차 렌즈는 투명 실리콘 재질의 돔 형상으로 이루어지며, The primary lens is made of a dome shape of a transparent silicone material, 상기 2차 렌즈는 상기 제 1 렌즈의 돔 형상을 커버하는 2차 돔 형상으로 이루어지고, 상기 1차 렌즈에서 투과된 빛을 산란시켜 사용자의 눈부심을 방지하는 확산제가 분포되어 있는 것을 특징으로 하는 눈 부심 방지 LED 조명 장치. The secondary lens has a secondary dome shape covering the dome shape of the first lens, and the eye is characterized in that the diffuser for scattering the light transmitted from the primary lens to prevent the glare of the user is distributed Anti-Glare LED Lighting. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 확산제는 상기 2차 렌즈에 전체적으로 균일하게 분포하거나, 또는 상기 2차 렌즈의 돔 형상 상단부에 집중 분포하는 것을 특징으로 하는 눈 부심 방지 LED 조명 장치. The diffusing agent is uniformly distributed throughout the secondary lens, or concentrated on the dome-shaped upper end of the secondary lens, the anti-glare LED lighting device. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 확산제는 은(Ag), 알루미늄(Al), 미세한 실리카, 수산화 알루미 늄(Al(OH)3), 탈크, 글라비드 파우더 및 PMMA 비드로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 눈 부심 방지 LED 조명 장치. The diffusing agent is any one selected from the group consisting of silver (Ag), aluminum (Al), fine silica, aluminum hydroxide (Al (OH) 3 ), talc, glass beads powder and PMMA beads. Anti-Glare LED Lighting. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 1차 렌즈의 표면에는 형광물질이 도포된 것을 특징으로 하는 눈 부심 방지 LED 조명 장치. Anti-glare LED lighting device, characterized in that the fluorescent material is coated on the surface of the primary lens.
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