WO2020036255A1 - 접을 수 있는 회로선과 led가 구비된 조명장치 및 이의 제조방법 - Google Patents

접을 수 있는 회로선과 led가 구비된 조명장치 및 이의 제조방법 Download PDF

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Definitions

  • folding lighting device provided with a collapsible circuit line and LED (hereinafter, abbreviated as "folding lighting device") according to the preferred embodiments of the present invention.
  • the heat dissipation sheet 500 is attached to the back of the main sheet 100 so that the heat generated from the LED module 200 can be quickly discharged, such heat dissipation sheet 500 is a material that can diffuse heat It may be used, and can be woven or synthetic fiber paper.
  • heat dissipation sheet 500 in order to reduce production costs, aluminum coated paper, silver film coated paper, or the like may be used.
  • the front sheet 300 is polyvinyl chloride (PVC), polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (polyethylene 2, 6-naphthalate (PEN), polybutylene terephthalate (PBT), polypropylene (PP), polyethylene (PE), high density polyethylene (HDPE), low density polyethylene : LDPE), or a synthetic fiber such as linear low density polyethylene (LLDPE) can be used.
  • PVC polyvinyl chloride
  • PET polyethylene terephthalate
  • PEN polyethylene 2, 6-naphthalate
  • PBT polybutylene terephthalate
  • PP polypropylene
  • PE polyethylene
  • HDPE high density polyethylene
  • LDPE low density polyethylene
  • LLDPE linear low density polyethylene
  • the main sheet is formed of a flexible material that can be folded without direction and an electrically insulating material that insulates electricity flowing through the circuit line, and includes a fiber that can withstand temperatures exceeding 250 ° C.
  • a circuit line is formed on the upper surface of the circuit board as shown in FIG. 3.
  • the circuit line 150 may be formed of a conductive yarn, the circuit line 150 is formed in the main sheet 100 in a predetermined pattern through a computer embroidery sewing machine.
  • the LED module was mounted on the surface-mounting machine [i-Pulse M20, Hyundai, Japan] on each adhesive applied to the main sheet.
  • the main sheet on which the LED module was mounted was put in a reflow processing apparatus, heated to a temperature of 240 ° C., and cooled to cure an adhesive for electricity supply.

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Abstract

다양한 방향으로 접을 수 있는 구조로 구성되어 운송 및 보관이 용이하며, LED를 사용하여 전력이 작게 소모되는 LED를 이용한 조명장치가 개시된다. 이를 위하여 상면에 회로선이 구비되고, 방향성이 없이 접을 수 있는 연성 재질과 상기 회로선을 통해 흐르는 전기를 절연시키는 전기절연성 재질로 형성되며, 250℃를 초과하는 온도를 견딜 수 있는 섬유로 구성된 메인시트와, 상기 회로선과 전기적으로 연결되도록 상기 메인시트에 실장되는 LED모듈, 및 상기 메인시트의 상면에 부착되는 전면시트를 포함하는 접을 수 있는 회로선과 LED가 구비된 조명장치를 제공한다. 본 발명에 의하면, 방향의 제한 없이 다양한 방향으로 접힐 수 있는 구조로 형성되어 있어 사용 시의 부피에 비해 보관 시의 전체 부피를 획기적으로 축소시킬 수 있기 때문에 휴대가 간편하며, 운반 및 보관이 편리하다.

Description

접을 수 있는 회로선과 LED가 구비된 조명장치 및 이의 제조방법
본 발명은 실내·외에서 촬영시 활용할 수 있는 조명장치 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다양한 방향으로 접을 수 있는 구조로 구성되어 운송 및 보관이 용이하며, LED를 사용하여 전력이 작게 소모되는 접을 수 있는 회로선과 LED가 구비된 조명장치 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
빛이 충분하지 않은 장소에서의 촬영이나, 색다른 분위기의 연출을 위해 영화나 영상분야에서는 조명이 널리 사용되고 있다. 이때, 조명은 그 사용 용도에 따라 다양한 종류 및 형태로 제공되고 있다. 일예로서, 사진, 동영상 촬영을 위해 야외 또는 스튜디오에서 사용되고 있는 조명은 그 광원으로서, 형광 램프(fluorescent lamp)나 할로겐 램프(halogen lamp), 방전 램프(discharge lamp), 메탈 핼라이드 램프(metal halide lamp)등을 채택하고 있다.
일반적으로 널리 사용되는 조명장치는 지지대와 상기 지지대의 상부에 설치된 평평한 하우징을 기본 구성으로 하고, 평평한 하우징 내에는 단수 또는 복수개의 램프가 설치되며, 램프의 빛을 개방된 방향으로 모아서 조사할 수 있도록 하우징의 선단에 집광판이 설치될 수도 있다.
그러나 일반적인 조명장치에 사용되는 램프는 대다수가 200W 내지 2kW의 고전력 소모용 제품이고, 그 수명 또한 3,000 내지 9,000시간 정도밖에 가지지 못할 뿐만 아니라, 방송 및 사진 촬영 중에는 램프의 상태에 따른 연출이 크게 차이가 난다.
따라서, 조명장치에 사용되는 램프는 사용시간이 남은 상태라도 일정시간 사용 시 색 온도가 변할 수 있기 때문에 램프의 교환주기를 램프의 기준 사용시간보다 더욱 짧게할 수 밖에 없는 경우가 많고, 이에 따라 램프교환 비용이 높아질 수 있다.
그리고 할로겐 램프를 사용하는 조명장치는 사용 시 빛과 함께 강한 복사열이 발생하기 때문에, 방송촬영이나 사진촬영 중 피사체의 피부가 손상될 수 있고, 강한 열로 인해 조명장치가 오작동 되거나 파손될 수도 있다.
이와 같이, 할로겐 램프를 사용하는 조명장치는 전술한 문제를 예방하기 위한 공조시설을 별도로 동반해야 하는 불편함이 있기 때문에, 이러한 불편함을 해소하고자 전력효율이 높고 발열이 작은 삼파장램프를 이용하는 조명장치가 개발되었다.
그러나, 방송 및 사진 촬영용 조명장치는 20,000lm(lumen) 이상의 전광속을 필요로 하지만, 상기 삼파장램프는 이 전광속을 만족시키지 못하는 문제점이 있다.
아울러, 최근에는 고효율의 엘이디(Light Emitted Diode : LED)를 이용한 조명장치가 개발되었다. 이러한 LED를 이용한 조명장치는 기존 조명장치의 절반의 에너지 소비율과 10배 이상의 수명을 가질 수 있어 매우 효율적이고 경제적이다.
다만, 이러한 LED를 이용한 조명장치는 대체적으로 고정된 사각형 형태로 형성되고, 높은 수준의 전광속을 유지해야 되기 때문에 수십 개의 램프나 수백 개의 LED 모듈이 설치됨으로써 전체적인 큰 외형을 가지게 된다.
따라서 운반 시에 탑차 등의 적재공간이 넓은 차량을 사용해야 되는 불편함이 발생되고, 또한, 전술한 조명장치는 외형이 고정되어 있기 때문에 확장이 쉽지 않으며, 높은 수준의 밝기를 제공하기 위해서는 여러 개를 함께 사용해야 된다는 문제가 있다.
상술한 문제점을 해소하기 위하여, 등록특허 제10-1708550호에는 방향성이 없이 접을 수 있는 연성 재질인 섬유 재질로 구성되어 방염 처리 및 방수 처리되며, 상면에 회로선이 구비된 베이스층과, 상기 회로선과 전기적으로 연결되도록 상기 베이스층 상에 실장되는 복수의 LED와, 상기 복수의 LED를 제외한 상기 베이스의 상면에 적층되도록 접착제로 부착되는 블랙시트층, 및 상기 블랙시트층과 상기 LED를 덮어 밀봉하도록 방수성을 갖는 합성수지 재질로 이뤄진 투명커버층을 포함하는 플렉시블 조명 패널이 개시된 바 있다.
그러나, 전술한 조명장치는 방향성이 없이 접거나 말아서 보관할 수 있도록 구성되어 있지만, 복수의 LED가 베이스층에 실장된 상태로 블랙시트층 및 투명커버층에 의해 고정되기 때문에 단선 등의 문제가 발생되어 고장난 경우, 블랙시트층을 베이스층으로부터 분리시키기 어렵고, 베이스층으로부터 블랙시트층을 분리시키면 복수의 LED가 베이스층에 안정적으로 실장된 상태를 유지하기가 어려워 결과적으로 수리가 어렵다는 단점이 있었다.
따라서, 본 발명의 제1 목적은 적은 부피를 차지하도록 다양한 방향으로 접을 수 있는 형태를 가짐으로써 보관성, 운반성 및 휴대성을 개선할 수 있으며, 전력의 소모를 줄일 수 있는 접을 수 있는 회로선과 LED가 구비된 조명장치 및 이의 제조방법을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 제2 목적은 통전용 접착물을 사용해 LED모듈을 회로선에 고정시키기 위해 250℃를 초과하는 온도환경에서 진행되는 리플로우 처리를 통과하더라도 손상되지 않는 접을 수 있는 회로선과 LED가 구비된 조명장치의 제조방법을 제공하는데 있다.
상술한 본 발명의 제1 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에서는 상면에 회로선이 구비되고, 방향성이 없이 접을 수 있는 연성 재질과 상기 회로선을 통해 흐르는 전기를 절연시키는 전기절연성 재질로 형성되며, 250℃를 초과하는 온도를 견딜 수 있는 섬유로 구성된 메인시트와, 상기 회로선과 전기적으로 연결되도록 상기 메인시트에 실장되는 LED모듈, 및 상기 메인시트의 상면에 부착되는 전면시트를 포함하는 접을 수 있는 회로선과 LED가 구비된 조명장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 제2 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에서는 방향성이 없이 접을 수 있는 연성 재질과 상기 회로선을 통해 흐르는 전기를 절연시키는 전기절연성 재질로 형성되며, 250℃를 초과하는 온도를 견딜 수 있는 섬유로 구성된 메인시트의 상면에 회로선을 형성하는 회로선 형성단계와, 포토마스크를 통해 리토그래피를 수행하여 상기 회로선에 일정간격으로 통전용 접착물을 도포하는 프린팅단계와, 각 통전용 접착물에 LED모듈을 실장하는 LED모듈 실장단계와, 상기 LED모듈이 실장된 메인시트를 최고온도가 150 내지 250℃가 되도록 리플로우 처리하여 각 LED모듈을 회로선에 고정시키는 용융단계, 및 상기 메인시트의 전면에 전면시트를 부착하는 전면시트 부착단계를 포함하는 접을 수 있는 회로선과 LED가 구비된 조명장치의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 의하면, 방향의 제한 없이 다양한 방향으로 접힐 수 있는 구조로 형성되어 있어 사용 시의 부피에 비해 보관 시의 전체 부피를 획기적으로 축소시킬 수 있기 때문에 휴대가 간편하며, 운반 및 보관이 편리하다.
그리고 본 발명은 조명장치와 조명장치를 서로 이어 붙일 수 있기 때문에 발광면적의 확장이 가능하다.
또한, 본 발명은 지지대 등의 프레임에 설치하여 사용할 수 있으므로, 실외에서 사진촬영 및 동영상촬영 시에 다양한 위치에서 조명을 제공할 수 있다.
아울러, 본 발명은 LED 모듈을 사용하기 때문에 저전력이 소비되며, 밝기를 선택적으로 조절할 수 있어 촬영 시 하나의 조명장치로 단시간에 다양한 연출을 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명장치를 설명하기 위한 분해사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 조명장치의 도전사 구조를 나타내는 평면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 메인시트를 나타내는 사진이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 모듈을 설명하기 위한 사시도이다.
도 5는 도 4의 LED 모듈에 구비된 세부구성의 연결관계를 나타내기 위한 개략도이다.
도 6은 본 발명에 따른 LED모듈이 실장된 메인시트를 나타내는 사진이다.
도 7은 본 발명에 따른 조명장치를 나타내는 사진이다.
도 8은 본 발명에 따른 조명장치의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 9는 리플로우 처리를 통과한 본 발명의 조명장치를 나타내는 사진이다.
도 10은 리플로우 처리를 통과한 종래의 내열성 섬유를 나타내는 사진이다.
도 11은 리플로우 처리를 통과한 종래의 방염처리 섬유를 나타내는 사진이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 의한 접을 수 있는 회로선과 LED가 구비된 조명장치(이하, '접이식 조명장치'라고 약칭함)을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명장치를 설명하기 위한 분해사시도이며, 도 2는 본 발명에 따른 조명장치의 도전사 구조를 나타내는 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 접이식 조명장치는 상면에 회로선(150)이 구비된 메인시트(100)와, 상기 회로선(150)과 전기적으로 연결되도록 상기 메인시트(100)에 실장되는 LED모듈(200), 및 상기 메인시트(100)의 상면에 부착되는 전면시트(300)를 포함하며, 선택적으로 상기 회로선(150)과 LED모듈(200) 사이에 구비되어 상기 회로선(150)과 LED모듈(200)을 전기적으로 연결하고 LED모듈(200)을 회로선(150)에 고정시키는 통전용 접착물(400)을 더 포함할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 각 구성요소별로 보다 구체적으로 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 메인시트를 나타내는 사진이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 접이식 조명장치는 메인시트(100)를 포함한다.
상기 메인시트(100)는 상면에 전기를 공급하는 회로선(150)이 구비된 시트로, 외력에 의해 접어질 수 있도록 합성섬유로 형성될 수 있다.
여기서, 상기 합성섬유는 방향성이 없이 접을 수 있는 연성 재질이고, 상기 회로선(150)을 통해 흐르는 전기를 절연시키는 전기절연성 재질이며, 250℃를 초과하는 온도를 견딜 수 있는 섬유를 의미한다.
구체적으로, 상기 메인시트(100)는 방향족 폴리아미드(아라미드) 섬유, 폴리이미드 섬유, 노보로이드 섬유, 탄소섬유, 불소섬유, 또는 이들의 혼방으로 구성되는 것이 바람직하다.
상기 메인시트(100)가 250℃를 초과하는 온도를 견딜 수 있는 섬유로 제조되지 않으면, 회전패턴과 LED모듈(200)의 사이에 구비된 통전용 접착물(400)이 경화되도록 150 내지 250℃의 온도에서 가열한 후 냉각시키는 리플로우 처리(reflow treatment)를 할 때, 메인시트(100)가 탄화되거나 수축되는 문제가 발생될 수 있다.
한편, 상기 회로선(150)은 금속박막 또는 도전사로 구성될 수 있으나, 리플로우 처리 시 단선되지 않도록 도전사로 구성되는 것이 바람직하다. 이때, 도전사는 은사, 구리와 니켈의 합금사, 구리사, 스테인레스사, 또는 이들의 합사 등을 사용할 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 접이식 조명장치는 방열시트(500)를 더 포함할 수 있다.
상기 방열시트(500)는 LED모듈(200)로부터 발생된 열이 신속히 배출될 수 있도록 메인시트(100)의 후면에 부착되는 것으로, 이러한 방열시트(500)는 열을 확산시킬 수 있는 소재라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하며, 직물지나 합성섬유지를 사용할 수 있다. 예컨대, 방열시트(500)로는 생산원가의 절감을 위해 알루미늄 코팅지, 은막 코팅지 등을 사용할 수 있다.
이러한 방열시트(500)는 알루미늄, 구리, 은 등 적용되는 소재에 따라 전면시트(300)에 의해 반사된 빛을 다시 전면시트(300)의 방향으로 반사시키는 반사시트의 역할도 수행할 수 있다.
또한, 방열시트(500)는 메인시트(100)의 후면을 커버할 수 있도록 메인시트(100)와 동일한 크기로 형성될 수 있다.
특정 양태로서, 본 발명에 따른 방열시트(500)는 나일론 210d R/S로 형성된 제1 시트와, 상기 메인시트(100)를 마주보는 제1 시트의 전면에 형성된 은막코팅, 및 상기 제1 시트의 배면에 형성된 폴리시클로헥산-1,4-디메틸렌테레프탈레이트(PCT) 코팅으로 구성될 수 있다.
필요에 따라, 방열시트(500)는 폴리에스테르 등과 같이 방열기능 뿐만 아니라 방수기능도 갖는 소재로 형성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 모듈을 설명하기 위한 사시도이며, 도 6은 본 발명에 따른 LED모듈이 실장된 메인시트를 나타내는 사진이다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 접이식 조명장치는 LED모듈(200)을 포함한다.
상기 LED모듈(200)은 회로선(150)에 전기적으로 연결되어 회로선(150)을 통해 외부로부터 공급된 전기에너지로 빛을 생성하는 것으로, 이를 위해 메인시트(100)에 실장된다.
이러한 LED모듈(200)은 서로 다른 색온도를 갖는 제1 LED(210)와 제2 LED(220)가 구비될 수 있다. 예를 들면, 제1 LED(210)로는 2500K 내지 3500K의 색온도를 갖는 LED를 사용할 수 있으며, 제2 LED(220)로는 4500K 내지 6500K의 색온도를 갖는 LED를 사용할 수 있다.
또한, 서로 다른 색온도를 갖는 제1 LED(210)와 제2 LED(220)는 서로 독립적으로 회로선(150)에 배열되는 대신 단일의 LED모듈(200)에 함께 구비된다. 따라서, 본 발명은 서로 다른 색온도를 갖는 제1 LED(210)와 제2 LED(220)를 별도로 관리할 필요가 없으므로, 부품 관리가 간편하며, 회로선(150)에 제1 LED(210)와 제2 LED(220)를 각각 독립적으로 배열하는 종래 기술과 대비하면 제작시간도 단축시킬 수 있다.
이를 위해, 단일의 LED모듈(200)은 제1 LED(210)와 제2 LED(220)가 각각 독립적으로 전기를 제공받을 수 있도록 도 1에 도시된 바와 같이 4가닥의 도전사에 연결되며, 제1 LED(210)와 제2 LED(220)는 각각 2가닥의 도전사에 연결된다.
아울러, LED모듈(200)은 도 3에 도시된 바와 같이 상기 제1 LED(210)를 중심으로 제1 LED(210)의 좌우에 각각 통전용 접착물(400)이 수용되는 제1 접착물 수용홀(230)이 구비되며, 상기 제2 LED(220)를 중심으로 제2 LED(220)의 좌우에 각각 통전용 접착물(400)이 수용되는 제2 접착물 수용홀(240)이 구비될 수 있다.
그리고 LED모듈(200)은 상기 제1 LED(210)와 제2 LED(220)의 사이에 봉제홀(250)이 구비될 수 있다. 이러한 봉제홀(250)을 통해 상기 메인시트(100)에 LED모듈(200)을 묶는 봉제라인이 구비된다. 이때, 봉제라인은 메인시트(100)와 동일한 섬유로 구성되는 것이 바람직하다.
또한, LED모듈(200)은 도 2와 같이 봉제홀(250)을 중심으로 전후 방향에 제1 함몰홈(260)과 제2 함몰홈(260)이 구비될 수 있다. 구체적으로, 제1,2 함몰홈(260',260")은 제1 접착물 수용홀(230)과 제2 접착물 수용홀(240)의 사이를 연결하는 라인과 수직인 라인선상에 배치된다. 이러한 제1 함몰홈(260')과 제2 함몰홈(260")은 봉제라인이 LED모듈(200)에 밀착되는 공간을 제공하여 봉제라인에 의해 LED모듈(200)이 메인시트(100)에 안정적으로 고정될 수 있도록 한다.
특정 양태로서, 본 발명에 따른 LED모듈(200)은 도 5에 도시된 바와 같이 제1 LED(210)를 중심으로 제2 LED(220)의 반대 방향에 수용된 제1 통전용 접착물(410)이 제1 LED(210)에 전기적으로 연결되고, 제2 LED(220)를 중심으로 제1 LED(210)의 반대 방향에 수용된 제2 통전용 접착물(420)이 제1 LED(220)에 전기적으로 연결된다.
그리고 LED모듈(200)은 제1 LED(210)를 중심으로 제2 LED(220)와 동일 방향에 수용된 제3 통전용 접착물(430)이 제2 LED(220)에 전기적으로 연결되고, 제2 LED(220)를 중심으로 제1 LED(210)와 동일 방향에 수용된 제4 통전용 접착물(440)이 제2 LED(220)에 전기적으로 연결된다.
따라서, 도 1에 도시된 바와 같이 제1 도전사를 통해 제1 통전용 접착물(410)로 유입된 전기는 제1 LED(220), 제2 통전용 접착물(420)을 순차적으로 통과한 후 내부 폐곡선 구조를 갖는 제3 도전사로 전달된다. 그리고 제2 도전사를 통해 제3 통전용 접착물(430)로 유입된 전기는 제2 LED(210), 제4 통전용 접착물(440)을 순차적으로 통과한 후 외부 폐곡선 구조를 갖는 제4 도전사로 전달된다.
또한, 임의의 제1 LED모듈을 통과해 제3 도전사로 전달된 전기는 상기 제1 LED모듈과 상하 방향으로 이웃한 제2 LED모듈에 수용된 제1 통전용 접착물(410)로 전달되며, 제1 LED모듈을 통과해 제4 도전사로 전달된 전기는 제2 LED모듈에 수용된 제3 통전용 접착물(430)로 전달된다.
이와 같이, 제1 LED모듈과 폐곡선 구조를 갖는 도전사로 연결된 제2 LED모듈, 상기 제2 LED모듈과 폐곡선 구조를 갖는 도전사로 연결된 제3 LED모듈, 상기 제3 LED모듈과 폐곡선 구조를 갖는 도전사로 연결된 제4 LED모듈, 상기 제4 LED모듈과 폐곡선 구조를 갖는 도전사로 연결된 제5 LED모듈, 상기 제5 LED모듈과 폐곡선 구조를 갖는 도전사로 연결된 제6 LED모듈은 모두 제1 LED모듈과 직렬로 연결(A 그룹)된다.
아울러, 제1 LED모듈을 통과해 제1 도전사로 전달된 전기는 상기 제1 LED모듈과 좌우 방향으로 이웃한 제7 LED모듈에 수용된 제1 통전용 접착물(410)로 전달되며, 제1 LED모듈을 통과해 제2 도전사로 전달된 전기는 제7 LED모듈에 수용된 제3 통전용 접착물(430)로 전달된다.
이와 같이, 제1 LED모듈과 직선 구조를 갖는 도전사로 연결된 제7 LED모듈(B그룹), 상기 제7 LED모듈과 직선 구조를 갖는 도전사로 연결된 제8 LED모듈(C 그룹), 상기 제8 LED모듈과 직선 구조를 갖는 도전사로 연결된 제9 LED모듈, 상기 제9 LED모듈과 직선 구조를 갖는 도전사로 연결된 제10 LED모듈 등은 모두 제1 LED모듈과 병렬로 연결된다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 접이식 조명장치는 통전용 접착물(400)을 더 포함할 수 있다.
상기 통전용 접착물(400)은 회로선(150)과 LED모듈(200) 사이에 구비되는 것으로, 상기 회로선(150)과 LED모듈(200)을 전기적으로 연결하고, LED모듈(200)을 회로선(150)에 고정시키는 기능을 제공한다.
상기 통전용 접착물(400)은 금, 은, 납, 아연, 구리, 주석, 또는 이들의 혼합물로 구성될 수 있다. 필요에 따라, 통전용 접착물(400)로는 솔더크림을 사용할 수 있다. 이러한 솔더크림은 전자부품의 땜질과정에 사용되는 공지된 구성이므로, 구체적인 설명은 생략한다.
구체적으로, 통전용 접착물(400)은 회전패턴과 LED모듈(200)의 사이에 구비될 통전용 접착물(400)의 패턴이 형성된 포토마스크를 통해 리토그래피(Lithography)를 수행하여 회로선(150)에 도포된다.
이러한 통전용 접착물(400)은 각각의 LED모듈(200)이 회로선(150)에 고정된 상태를 유지하도록 회로선(150)과 LED모듈(200) 사이에 결합력을 제공하기 때문에, 임의의 제1 LED(210)모듈(200)이 손상되어 교체가 필요한 경우 전면시트(300)를 메인시트(100)로부터 분리하더라도 회로선(150)에 배열된 복수개의 LED모듈(200)은 회로선(150)으로부터 이탈되지 않고 모두 초기 위치를 유지한다.
이와 같이, 본 발명의 LED모듈(200)은 전면시트(300) 등에 의해 움직임이 제한되어 회로선(150)에 배열된 초기 위치를 지속적으로 유지하는 대신 통전용 접착물(400)에 의해 메인시트(100)에 고정된다.
다시 말해, 메인시트(100)를 제외한 다른 시트 구조물을 통해 LED모듈(200)이 메인시트(100)에 배열된 초기 위치를 유지하는 경우에는 수리를 위해 다른 시트 구조물을 분리하는 경우, LED모듈(200)은 메인시트(100)에 고정되지 않고 외력에 의해 초기 위치를 이탈하는 문제가 쉽게 발생될 수 있다. 마찬가지로, 조명장치의 접힘 과정을 통해 메인시트(100)와 전면시트(300) 사이의 부착력이 떨어져 특정 구간에서 전면시트(300)가 메인시트(100)로부터 떨어지면 해당 구간에 배열된 LED모듈(200)도 메인시트(100)로부터 분리되는 문제가 발생될 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 조명장치의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 1 및 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 접이식 조명장치는 전면시트(300)를 포함한다.
상기 전면시트(300)는 메인시트(100)에 실장된 LED모듈(200)과 메인시트(100)에 구비된 회로선(150)을 보호하기 위해 메인시트(100)의 전면에 부착되는 것으로, LED모듈(200)로부터 발광된 빛이 투과될 수 있는 시트로 형성된다.
구체적으로, 전면시트(300)는 외력에 의해 메인시트(100)와 함께 접어질 수 있도록 폴리염화비닐(polyvinyl chloride : PVC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate : PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene 2,6-naphthalate : PEN), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(polybutylene terephthalate : PBT), 폴리프로필렌(polypropylene : PP), 폴리에틸렌(polyethylene : PE), 고밀도 폴리에틸렌(high density polyethylene : HDPE), 저밀도 폴리에틸렌(low density polyethylene : LDPE), 또는 선형저밀도폴리에틸렌(linear low density polyethylene : LLDPE) 등의 합성섬유를 사용할 수 있다.
이러한 전면시트(300)는 회로선(150)과 LED모듈(200)의 움직임을 제한하기 때문에 외부로부터 충격이 인가되더라도 회로선(150)의 이동에 따라 쇼트(short-circuit)가 발생되는 것을 방지할 수 있다.
필요에 따라, 본 발명에 따른 전면시트(300)는 상기 LED모듈(200)에서 발광되는 빛을 부드럽게 확산시켜 피사체에 조사되도록 하는 확산시트로 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 전면시트(300)는 메인시트(100)의 전면을 커버할 수 있도록 메인시트(100)와 동일한 크기로 형성될 수 있다.
제1 실시 양태로서, 본 발명에 따른 전면시트(300)는 나일론 40d R/S로 형성된 제2 시트, 및 상기 제2 시트의 양면에 형성된 광택방수가공층으로 구성될 수 있다.
제2 실시 양태로서, 본 발명에 따른 전면시트(300)는 Poly 185로 형성된 제2 시트, 및 상기 제2 시트의 양면에 형성된 폴리우레탄 코팅층으로 구성될 수 있다.
제3 실시 양태로서, 본 발명에 따른 전면시트(300)는 Poly 필라 50 또는 더블 립으로 형성된 제2 시트, 및 상기 제2 시트의 양면에 형성된 폴리우레탄 코팅층으로 구성될 수 있다.
한편, 상기 전면시트(300)는 그 테두리를 따라 고정프레임이 삽입될 수 있도록 걸림고리가 형성될 수도 있다. 이러한 걸림고리는 전면시트(300)의 각 모서리에만 형성될 수도 있으며, 고정프레임이 내삽될 수 있도록 전면시트(300)의 테두리를 따라 형성될 수도 있다.
본 발명에 따른 조명장치는 사용처에 따라 대형의 발광면적이 필요한 경우 각 조명장치를 서로 이어 붙일 수 있도록 전면시트(300) 전면의 테두리, 메인시트(100) 후면의 테두리, 또는 이들 모두에 탈부착수단(미도시)이 구비될 수 있다. 이러한 탈부착수단으로는 벨크로가 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 접이식 조명장치는 고정시트(미도시)를 더 포함할 수 있다.
상기 고정시트는 메인시트(100)와 전면시트(300)의 사이에 구비되는 것으로, 메인시트(100)의 상면에 접착제 등의 부착수단을 통해 부착될 수 있다.
또한, 고정시트는 각 LED모듈(200)이 끼움 결합될 수 있도록 각 LED모듈(200)과 대응되는 위치에 LED모듈 내삽홀이 형성되며, 이를 통해 메인시트(100)가 접혀지더라도 메인시트(100)에 실장된 각 LED모듈(200)의 움직임을 차단하여 각 LED모듈(200)이 메인시트(100)로부터 분리되는 것을 차단한다.
아울러, 고정시트는 메인시트(100)에 실장된 LED모듈(200)의 높이에 대응되는 두께로 형성되며, 이를 통해 LED모듈의 형성 높이로 인한 전면시트의 들뜸현상을 방지한다.
이러한 고정시트는 메인시트(100)의 전면을 커버할 수 있도록 메인시트(100)와 동일한 크기로 형성될 수 있다.
이와 같이, 고정시트는 회로선(150)과 LED모듈(200)의 움직임을 제한하기 때문에 외부로부터 충격이 인가되더라도 회로선(150)의 이동에 따라 쇼트(short-circuit)가 발생되는 것을 방지할 수 있으며, 외부에서 회로선(150)이 인식되지 않도록 회로선(150)의 노출을 시각적으로 차단할 수 있다.
필요에 따라, 고정시트는 LED모듈(200)로부터 발생된 열을 신속히 확산시킬 수 있도록 방열기능을 갖는 소재로 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 접이식 조명장치는 전원공급수단을 더 포함할 수 있다.
상기 전원공급수단은 외부로부터 공급되는 전원을 회로선(150)에 제공하는 것으로서, 전면시트(300)의 전면이나 메인시트(100)의 후면에 설치되고 회로선(150)에 전기적으로 연결된다.
이러한 전원공급수단은 전원을 공급하는 배터리 등에 연결된 콘센트가 삽입될 수 있는 소켓이 구비될 수 있다. 이때, 사용자는 콘센트와 소켓의 연결과 분리를 통해 LED모듈(200) 점멸을 제어할 수 있다.
필요에 따라, 전원공급수단에는 외부로부터 공급되는 전원을 차단하는 온/오프 버튼(미도시)이 설치될 수도 있으며, LED모듈(200)의 광량과 색온도를 조절할 수 있는 디밍(dimming)장치(600)가 설치될 수도 있다. 이때, 디밍장치(600)로는 DMX 조명 컨트롤러를 사용할 수 있다.
이러한 디밍장치는 LED모듈(200)에 구비된 제1 LED(210)와 제2 LED(220)의 밝기를 다양하게 조절하여 다양한 색온도를 구현할 수 있다. 예컨대, 디밍장치는 외부로부터 입력된 신호에 따라 제1 LED(210)의 밝기를 80%로 하고 제2 LED(220)의 밝기를 20%로 제어하거나, 제1 LED(210)의 밝기를 20%로 하고 제2 LED(220)의 밝기를 80%로 제어할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의한 조명장치는 고정프레임(미도시)을 더 포함할 수 있다.
상기 고정프레임은 메인시트(100)와 전면시트(300)가 평평하게 펼쳐진 상태를 유지시키기 위해 구비되는 것으로서, 전면시트(300)의 모서리나 테두리를 따라 형성된 걸림고리에 삽입된다.
이러한 고정프레임은 전면시트(300)에 설치되는 구성만으로 형성될 수도 있지만, 본 발명의 조명장치가 지면으로부터 이격된 위치에 구비될 수 있도록 하는 지지대를 포함할 수도 있다. 이러한 지지대의 형태는 조명장치의 사용처에 따라 다양하게 변형될 수 있으므로, 특별히 한정되지는 않는다.
도 8은 본 발명에 따른 조명장치의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 접이식 조명장치의 제조방법은 메인시트(100)의 상면에 회로선(150)을 형성하는 회로선 형성단계(S100)와, 상기 메인시트(100)의 회로선(150)에 일정간격으로 통전용 접착물을 도포하는 프린팅단계(S200)와, 각 통전용 접착물에 LED모듈(200)을 실장하는 LED모듈 실장단계(S300)와, 상기 통전용 접착물 패턴이 경화되도록 리플로우 처리하는 용융단계(S400), 및 메인시트(100)의 전면에 전면시트(300)를 부착시키는 전면시트 부착단계(S500)를 포함한다.
상기 회로선 형성단계(S100)에서는 방향성이 없이 접을 수 있는 연성 재질과 상기 회로선을 통해 흐르는 전기를 절연시키는 전기절연성 재질로 형성되며, 250℃를 초과하는 온도를 견딜 수 있는 섬유로 구성된 메인시트의 상면에 도 3과 같이 회로선을 형성한다. 이때, 회로선(150)은 도전사로 구성될 수 있으며, 컴퓨터 자수 미싱기 등을 통해 미리 설정된 패턴으로 회로선(150)이 메인시트(100)에 형성된다.
상기 프린팅단계(S200)에서는 포토마스크를 통해 리토그래피를 수행하여 상기 회로선에 일정간격으로 통전용 접착물을 도포한다. 보다 구체적으로, 프린팅단계(S200)에서는 회로선(150)이 구비된 메인시트(100)의 상부에 통전용 접착물(400)의 패턴이 형성된 포토마스크를 배치하고, 상기 포토마스크를 통해 리토그래피(Lithography)를 수행하여 회로선(150)에 통전용 접착물(400)의 패턴을 프린팅한다.
상기 LED모듈 실장단계(S300)에서는 표면실장기(surface mounter component)를 사용하여 도 6과 같이 메인시트(100)의 표면에 구비된 회로선(150)에 LED모듈(200)을 실장한다.
상기 용융단계(S400)에서는 상기 LED모듈(200)이 실장된 메인시트(100)를 최고온도가 150 내지 250℃가 되도록 리플로우 처리하여 각 LED모듈(200)을 회로선(150)에 고정시킨다. 보다 구체적으로, 용융단계(S400)에서는 LED모듈(200)이 실장된 메인시트(100)를 리플로우 처리장치에 투입한 후, 150~250℃의 온도로 가열시킨 후 냉각시켜 통전용 접착물(400)을 경화시킨다. 이때, 경화된 통전용 접착물(400)은 LED모듈(200)을 메인시트(100)에 고정시키고 회로선(150)을 통해 수송되는 전기를 LED모듈(200)로 공급하는 역할을 수행한다.
특정 양태로서, 본 발명에 따른 용융단계(S400)는 설정된 최고온도에 도달할 때까지 점차 높은 온도로 상기 LED모듈이 실장된 메인시트를 5분 내지 10분 동안 가열하는 1차 가열과정과, 설정된 최고온도로 상기 LED모듈이 실장된 메인시트를 4분 내지 6분 동안 가열하는 2차 가열과정, 및 상온에 도달할 때까지 상기 LED모듈이 실장된 메인시트를 냉각시키는 냉각과정을 포함하여 구성될 수 있다.
이와 같이, 용융단계(S400)에서 1차 가열과정과 2차 가열과정을 통해 LED모듈이 실장된 메인시트를 가열하는 것은 도전사와 LED모듈이 급격한 온도변화에 노출되어 열충격(크랙 발생, 움직임 발생)을 받지 않도록 하기 위함이다.
상기 전면시트 부착단계(S500)에서는 용융단계(S400)를 통과한 메인시트(100)의 전면에 도 7과 같이 전면시트(300)를 점착방식으로 부착시킨다.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예 및 실험예를 통하여 보다 구체적으로 기술한다. 다만 본 실시예 및 실험예는 상술한 발명의 특정예의 이해를 돕기 위한 것으로 이에 의하여 권리범위 등이 제한적으로 해석되어서는 아니된다.
[실시예]
1. 컴퓨터 자수 미싱기[후스커바나 바이킹 Ruby Deluxe, svp, 중국]를 사용해 미리 지정된 패턴으로 아라미드 섬유로 구성된 메인시트의 상면에 회로선을 형성하였다.
2. 통전용 접착물의 패턴이 형성된 포토마스크와 스크린 프린터를 통해 통전용 접착물인 주석, 은, 구리의 혼합물을 메인시트의 회로선에 도포하였다.
3. 상기 메인시트에 도포된 각 통전용 접착물에 LED모듈을 표면실장기[i-Pulse M20, Yamaha, 일본]로 실장하였다.
4. LED모듈이 실장된 메인시트를 리플로우 처리장치에 투입한 후, 240℃의 온도까지 가열시킨 후 냉각시켜 통전용 접착물을 경화시켰다.
5. 상기 메인시트의 전면에 전면시트를 라미네이팅 방법으로 부착시켜 본 발명의 조명장치를 제작하였다.
[비교예 1]
실시예와 동일한 방법으로 조명장치를 제조하되, 아라미드 섬유로 구성된 메인시트 대신 방염처리 되지 않은 면섬유로 구성된 메인시트를 사용하여 조명장치를 제작하였다.
[비교예 2]
실시예와 동일한 방법으로 조명장치를 제조하되, 아라미드 섬유로 구성된 메인시트 대신 방염처리 된 면섬유로 구성된 메인시트를 사용하여 조명장치를 제작하였다.
[실험예 1]
실시예와 비교예 1,2를 통해 제조된 조명장치의 색상과 조직감을 비교하였다. 이때, 실시예와 비교예 1,2를 통해 제작된 조명장치를 도 9 내지 도 11로 나타내었다.
도 9를 참조하면, 아라미드 섬유로 구성된 메인시트를 사용하면 240℃의 온도하에서 리플로우 처리를 하더라도 메인시트에 수축이 발생하거나 변색되지 않는 것으로 관찰되었다.
도 10을 참조하면, 방염처리가 되지 않은 면섬유로 구성된 메인시트를 사용하면 리플로우 처리를 수행하는 과정에서 메인시트가 경화되어 부스러짐이 발생되고 누르스름하게 변색되는 것으로 관찰되었다.
도 11을 참조하면, 방염처리 된 면섬유로 구성된 메인시트를 사용하면 리플로우 처리를 수행하는 과정에서 메인시트가 경화되어 부스러짐이 발생되고 탄화되어 검정색의 띄게 되는 것으로 관찰되었다.
이와 같이, 통전용 접착물을 사용하지 않은 종래의 플렉시블 조명장치는 방염 처리된 섬유를 베이스층으로 사용하고 있으나, 이러한 베이스층은 리플로우 처리를 고려하지 않은 구성이기 때문에 리플로우 처리 과정에서 경화되어 부스러지거나 변색되는 문제가 발생된 반면, 본 발명은 섬유조직이 경화되거나 변색되는 문제가 발생되지 않았다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (11)

  1. 상면에 회로선이 구비되고, 방향성이 없이 접을 수 있는 연성 재질과 상기 회로선을 통해 흐르는 전기를 절연시키는 전기절연성 재질로 형성되며, 250℃를 초과하는 온도를 견딜 수 있는 섬유로 구성된 메인시트;
    상기 회로선과 전기적으로 연결되도록 상기 메인시트에 실장되는 LED모듈; 및
    상기 메인시트의 상면에 부착되는 전면시트를 포함하는 접을 수 있는 회로선과 LED가 구비된 조명장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 회로선과 LED모듈 사이에 구비되어 상기 회로선과 LED모듈을 전기적으로 연결하고, LED모듈을 회로선에 고정시키는 통전용 접착물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 접을 수 있는 회로선과 LED가 구비된 조명장치.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 통전용 접착물은
    금, 은, 납, 아연, 구리, 주석, 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 접을 수 있는 회로선과 LED가 구비된 조명장치.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 전면시트는
    상기 LED모듈에서 발광되는 빛을 부드럽게 확산시켜 피사체에 조사되도록 하는 확산시트인 것을 특징으로 하는 접을 수 있는 회로선과 LED가 구비된 조명장치.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 회로선은
    도전사로 구성된 것을 특징으로 하는 접을 수 있는 회로선과 LED가 구비된 조명장치.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 LED모듈은
    서로 다른 색온도를 갖는 제1 LED와 제2 LED가 구비되고, 상기 제1 LED를 중심으로 제1 LED의 좌우에 각각 통전용 접착물이 수용되는 제1 접착물 수용홀이 구비되며, 상기 제2 LED를 중심으로 제2 LED의 좌우에 각각 통전용 접착물이 수용되는 제2 접착물 수용홀이 구비되도록 구성된 것을 특징으로 하는 접을 수 있는 회로선과 LED가 구비된 조명장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 LED모듈은 상기 제1 LED와 제2 LED의 사이에 봉제홀이 구비되며,
    상기 봉제홀을 통해 상기 메인시트에 LED모듈을 묶는 봉제라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 접을 수 있는 회로선과 LED가 구비된 조명장치.
  8. 제1 항에 있어서, 상기 메인시트는
    방향족 폴리아미드(아라미드) 섬유, 폴리이미드 섬유, 노보로이드 섬유, 탄소섬유, 불소섬유, 또는 이들의 혼방으로 구성된 것을 특징으로 하는 접을 수 있는 회로선과 LED가 구비된 조명장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 메인시트와 전면시트의 사이에 구비되며, 메인시트에 실장된 LED모듈이 끼움 결합될 수 있도록 LED모듈과 대응되는 위치에 LED모듈 내삽홀이 형성된 고정시트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 접을 수 있는 회로선과 LED가 구비된 조명장치.
  10. 방향성이 없이 접을 수 있는 연성 재질과 상기 회로선을 통해 흐르는 전기를 절연시키는 전기절연성 재질로 형성되며, 250℃를 초과하는 온도를 견딜 수 있는 섬유로 구성된 메인시트의 상면에 회로선을 형성하는 회로선 형성단계;
    포토마스크를 통해 리토그래피를 수행하여 상기 회로선에 일정간격으로 통전용 접착물을 도포하는 프린팅단계;
    각 통전용 접착물에 LED모듈을 실장하는 LED모듈 실장단계;
    상기 LED모듈이 실장된 메인시트를 최고온도가 150 내지 250℃가 되도록 리플로우 처리하여 각 LED모듈을 회로선에 고정시키는 용융단계; 및
    상기 메인시트의 전면에 전면시트를 부착하는 전면시트 부착단계를 포함하는 접을 수 있는 회로선과 LED가 구비된 조명장치의 제조방법.
  11. 제10 항에 있어서, 상기 용융단계
    설정된 최고온도에 도달할 때까지 점차 높은 온도로 상기 LED모듈이 실장된 메인시트를 5분 내지 10분 동안 가열하는 1차 가열과정;
    설정된 최고온도로 상기 LED모듈이 실장된 메인시트를 4분 내지 6분 동안 가열하는 2차 가열과정; 및
    상온에 도달할 때까지 상기 LED모듈이 실장된 메인시트를 냉각시키는 냉각과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 접을 수 있는 회로선과 LED가 구비된 조명장치의 제조방법.
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