KR101404821B1

KR101404821B1 - 황색 형광액이 도핑된 광확산 패널을 구비한 ｌｅｄ 형광등

Info

Publication number: KR101404821B1
Application number: KR1020120098627A
Authority: KR
Inventors: 방채원
Original assignee: 방채원
Priority date: 2012-09-06
Filing date: 2012-09-06
Publication date: 2014-06-12
Anticipated expiration: 2032-09-06
Also published as: KR20140032142A

Abstract

본 발명은 다수 개의 블루 LED가 COB(Chip on Board) 형태로 부착된 PCB 기판과, 상기 PCB 기판상에 위치하며 황색 형광액이 도핑된 광확산 패널을 형광등 프레임에 장착함으로써, 투과율을 높임과 동시에 광을 일정한 방향으로 확산시킬 수 있는 황색 형광액이 도핑된 광확산 패널을 구비한 LED 형광등에 관한 것으로, 방열판 역활을 하는 반구형의 프레임(110)과; 상기 프레임(110)의 양 측면에 형성된 투명커버 삽입부(116)에 체결되면서 상기 프레임(110)을 감싸는 반구형의 투명커버(120)와; 상기 프레임(110)의 양단과 투명커버(120)의 양단을 감싸는 베이스(130) 및; 상기 베이스(130)의 외측 표면에 일정한 간격으로 돌출되어 소켓에 삽입되는 베이스핀(140);을 포함하여 이루어지고, 상기 프레임(110)은 내부에 길이방향으로 형성된 제1 공간부(111)와, 상기 제1 공간부(111) 상에 장착되는 PCB 기판(112)과, 상기 PCB 기판(112) 상에 실장되는 복수개의 LED(113)와, 상기 제1 공간부(111) 상의 양측에 형성되어 광확산 패널(114)이 슬라이딩 방식으로 삽입되도록 길이방향으로 형성된 광확산 패널 삽입부(115) 및 상기 프레임(110)의 외부에 길이방향으로 형성되어 투명커버(120)가 삽입되는 투명커버 삽입부(116)로 구성되고, 상기 광확산 패널(114)은 투명 아크릴 또는 폴리카보네이트 중에서 선택되는 어느 하나에 형광액을 도핑하여 패널형상으로 구성되며, 상기 PCB 기판(112)의 LED(113)가 실장된 부분을 제외한 표면은 Ag, Al2O3, TiO2, Al, PEN, PET 중에서 선택되는 어느 하나로 코팅되거나 반사판이 부착된 것을 특징으로 한다.

Description

황색 형광액이 도핑된 광확산 패널을 구비한 ＬＥＤ 형광등{LED TUBE LAMP WITH LIGHT DIFFUSION PANEL FOR MIXING YELLOW FLUORESCENT FLUID}

본 발명은 LED 형광등에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다수 개의 블루 LED가 COB(Chip on Board) 형태로 부착된 PCB 기판과, 상기 PCB 기판 상에 위치하며 황색 형광액이 도핑된 광확산 패널을 형광등 프레임에 장착함으로써, 투과율을 높임과 동시에 광을 일정한 방향으로 확산시킬 수 있는 황색 형광액이 도핑된 광확산 패널을 구비한 LED 형광등에 관한 것이다.

일반적으로 형광등은 우리 주변에서 가장 많이 사용되는 것으로 우리에게 가장 친숙한 광원이라고 할 수 있으며, 이러한 형광등은 형광램프와 안정기 등이 별도의 부품으로 구성되어 있다.

상기 형광램프는 형광물질을 바르고 그 속에 아르곤 가스와 수은증기를 넣고 밀봉한 관 형상이며, 전기가 공급되면 그 전기로 인하여 점등관(바이메탈)이 뜨겁게 달구어져 붙게 되고, 또 형광등은 방전이 시작되면 관전류가 점점 증가하여 전극을 파괴하여 버리므로, 전류를 어느 값 이하로 제한하기 위하여 초크코일 등의 안정기를 사용한다.

상기와 같은 형광등을 조명등으로 대부분 사용하고 있으며, 이러한 종래의 형광등은 주파수가 60Hz를 사용하여 구동하므로 형광등의 빛이 1초에 60회의 깜빡거림으로 인하여 장시간 사용시 사용자가 눈의 피로감을 많이 느끼고, 장시간 사용시 자체의 발열로 인해 주변온도를 상승시킴에 따라 높은 전력손실을 초래하며, 과열시에는 형광램프가 쉽게 파손되는 단점이 있다.

결국, 종래의 형광등과 같은 조명등은 온도상승 및 높은 전력손실로 인해 사용수명이 단축되고, 사용되는 부품이 많아 교체비용이 많이 드는 문제가 있었다.

이러한 형광등의 대체용으로 LED 형광등이 개발되었는데, 이는 전력을 빛으로 변환시키는 효율이 뛰어나고, 현재 사용되고 있는 일반적 조명기구인 백열등이나 형광등에 비해 단위 전력대비 빛의 효율이 월등히 높아 경제성이 뛰어나며, 또한 저전압으로도 원하는 만큼의 광량을 얻을 수 있어 안정성이 뛰어나므로 조명등으로 사용이 점차 증가하고 있는 추세이다.

즉, 대부분의 가정이나 사무실 등에서 사용되는 기존의 형광등이 갖고 있는 문제점을 해소하기 위해 개발된 LED 형광등은 형광물질을 사용하는 형광등보다 전력소비량이 20%에 불과하다. 또한, 10년에 달하는 수명과 납이나 수은 같은 중금속을 사용하지 않아 환경을 파괴하지 않는다는 장점을 갖는다.

이러한 LED 형광등을 구성하는 LED는 반도체의 빛나는 성질을 이용한 것으로, 주로 휴대폰의 액정표시장치나 전광판, 자동차 계기판 등에 쓰이고 있지만, 자동차 실내등, 간판, 액정표시장치의 백라이트유닛, 일반 조명 등에도 널리 사용되고 있다.

또한, LED 형광등은 기존의 백열등이나 형광등에 비해 약 10% 내지 15%정도의 낮은 전력소모와 100,000시간 이상의 반영구적인 수명, 환경 친화적인 특성을 가짐으로 인해 조명기구로서도 각광을 받고 있다.

종래 기술에 의한 LED 형광등은 G13 베이스를 갖는 본체 케이스에 설치된 형광등을 LED 형광등으로 교체하기 위해서는 일반 형광등을 분리한 후 본체 케이스의 내측 양단에 설치된 소켓이 맞추어 베이스 외측에 돌출된 접속핀을 삽입하여 설치하고 있다.

그러나 상기와 같은 종래 기술에 의한 LED 형광등은 불투명 확산커버를 이용하여 LED 소자가 형성된 PCB 기판을 감싸도록 구성함으로써 LED 소자의 발광시 불투명 확산커버에 의해 투과율이 저하한다는 문제점이 있었다.

1. 한국 등록특허공보 제1139655호 "LED 형광등 프레임" (등록일자 : 2012. 04. 17.) 2. 1. 한국 등록특허공보 제1044985호 "LED 형광등" (등록일자 : 2011. 06. 22.)

따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 보색관계를 이용하여 백색광을 구현하기 위해, 다수 개의 블루 LED가 COB 형태로 부착된 PCB 기판과, 상기 PCB 기판상에 배치되며 황색 형광액이 도핑된 광확산 패널을 형광등 프레임에 직접 장착하고 투명 커버로 감싸므로써, 투과율을 대폭 향상시킬 수 있는 황색 형광액이 도핑된 광확산 패널을 구비한 LED 형광등을 제공하고자는 하는 것이다.

본 발명에 따른 황색 형광액이 도핑된 광확산 패널을 구비한 LED 형광등은 방열판 역활을 하는 반구형의 프레임과; 상기 프레임의 양 측면에 형성된 투명커버 삽입부에 체결되면서 상기 프레임을 감싸는 반구형의 투명커버와; 상기 프레임의 양단과 투명커버의 양단을 감싸는 베이스 및; 상기 베이스의 외측 표면에 일정한 간격으로 돌출되어 소켓에 삽입되는 베이스핀;을 포함하여 이루어지고, 상기 프레임은 내부에 길이방향으로 형성된 제1 공간부와, 상기 제1 공간부 상에 장착되는 PCB 기판과, 상기 PCB 기판상에 실장되는 복수개의 LED와, 상기 제1 공간부 상의 양측에 형성되어 광확산 패널이 슬라이딩 방식으로 삽입되도록 길이방향으로 형성된 광확산 패널 삽입부 및 상기 프레임의 외부에 길이방향으로 형성되어 투명커버가 삽입되는 투명커버 삽입부로 구성되고, 상기 광확산 패널은 투명 아크릴 또는 폴리카보네이트 중에서 선택되는 어느 하나에 형광액을 도핑하여 패널형상으로 구성되며, 상기 PCB 기판의 LED가 실장된 부분을 제외한 표면은 Ag, Al2O3, TiO2, Al, PEN, PET 중에서 선택되는 어느 하나로 코팅되거나 반사판이 부착된 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 황색 형광액이 도핑된 광확산 패널을 구비한 LED 형광등은 보색관계를 이용하여 백색광을 구현하기에 구조가 단순하고 제조단가를 절감할 수 있다는 이점이 있다.

또한, LED가 부착된 기판 상에 황색 형광액이 도핑된 광확산 패널을 배치하기에, LED의 도트(dot)가 보이는 것을 방지할 수 있다는 이점이 있다.

또한, LED가 발광시 빛을 외부로 조사하는 커버를 투명재질로 구성하여 투과율을 향상시킬 수 있다는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 황색 형광액이 도핑된 광확산 패널을 구비한 LED 형광등의 개략도.
도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ' 선에 따라 절단된 본 발명에 따른 황색 형광액이 도핑된 광확산 패널을 구비한 LED 형광등의 단면도.
도 3은 도 2의 형광등 프레임의 단면 사시도.
도 4는 도 2의 LED 형광등의 작동상태 단면도.
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 황색 형광액이 도핑된 광확산 패널을 구비한 LED 형광등의 단면도.

이하, 도면을 참조한 실시 예들의 상세한 설명을 통하여 본 발명에 따른 황색 형광액이 도핑된 광확산 패널을 구비한 LED 형광등을 보다 상세히 기술하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략될 것이다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 클라이언트나 운용자, 사용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도면 전체에 걸쳐 같은 참조번호는 같은 구성 요소를 가리킨다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 황색 형광액이 도핑된 광확산 패널을 구비한 LED 형광등의 개략도이며, 도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ' 선에 따라 절단된 본 발명에 따른 황색 형광액이 도핑된 광확산 패널을 구비한 LED 형광등의 단면도이며, 도 3은 도 2의 형광등 프레임의 단면 사시도이며, 도 4는 도 2의 LED 형광등의 작동상태 단면도이며, 도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 황색 형광액이 도핑된 광확산 패널을 구비한 LED 형광등의 단면도이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 황색 형광액이 도핑된 광확산 패널을 구비한 LED 형광등(100)은 방열판 역활을 하는 반구형의 프레임(110)과, 상기 프레임(110)의 양 측면의 투명커버 삽입부(116)에 체결되면서 상기 프레임(110)을 감싸는 반구형의 투명커버(120)와, 상기 프레임(110)의 양단을 포함하여 상기 투명커버(120)의 양단을 감싸는 베이스(130) 및, 상기 베이스(130)의 외측 표면에 일정한 간격으로 돌출된 형태이며 소켓에 삽입되는 베이스핀(140)을 포함한다.

여기서, 상기 프레임(110)은 내부에 길이방향으로 형성된 제1 공간부(111)와, 상기 제1 공간부(111) 상에 장착되는 PCB 기판(112)과, 상기 PCB 기판(112) 상에 실장되는 LED(113)와, 상기 제1 공간부(111) 상의 양측에 형성되어 광확산 패널(114)이 삽입되기 위한 광확산 패널 삽입부(115)와, 상기 프레임(110)의 외부 양측에 형성되어 상기 투명커버(120)가 삽입되기 위한 투명커버 삽입부(116)로 구성된다.

상기 프레임(110)은 알루미늄 또는 마그네슘 재질의 반구형 압출바의 형태이며 방열판의 역활을 한다.

상기 PCB 기판(112)은 금속 PCB 기판으로 상기 프레임(110)의 제1 공간부(111) 상에 수용되도록 소정 폭과 길이를 가지며, 스크류 체결방식에 의해 상기 프레임(110)에 고착된다.

상기 LED(113)는 블루 LED이고 빛을 발생시키는 광원으로서, 상기 상기 PCB 기판(112) 상에 일렬로 고정되게 배열되며, 상기 LED(113)로부터 나오는 빛은 직진성을 가지고 있다.

상기 광확산 패널(114)은 투명 아크릴이나 폴리카보네이트에 황색 형광액을 도핑하여 패널 형태로 제조되어 길이방향으로 형성된 상기 광확산 패널 삽입부(115)에 슬라이딩 방식으로 삽입되어 장착되며, 상기 LED(113)에서 발생한 빛(410)을 둔각인 θ로 확산시키도록 광확산 패널 삽입부(115)에 삽입된다.

상기 투명커버(120)는 상기 LED(113)를 보호하고 상기 LED(113)로부터 발생하는 빛을 외부로 발산하기 위한 플라스틱 재질의 투광커버이며, 상기 프레임(110)의 길이방향을 따라 일정한 폭으로 개방되어 있는 투명커버 삽입부(116)에 삽입되어 고착된다.

상기 베이스(130)는 절연성 재질로 형성되며, 통상의 결합수단, 예를 들어 나사 또는 볼트에 의해 상기 프레임(110)과 고착된다.

상기 베이스핀(140)은 일정한 간격을 갖는 두 개의 핀 구조로 이루어지며 도전성 재질로 형성된다.

여기서, 상기 제1 공간부(111)는 LED(113)에서 발생하는 열이 방출되는 공간이며, 상기 PCB 기판(112)이 이 공간에 수용된다.

또한, 상기 제2 공간부(117)는 상기 프레임(110)의 내부를 관통하면서 길이방향을 따라 형성되어, 상기 광확산 패널(114)을 통해 확산된 빛이 발산되는 공간이다.

또한, PCB 기판(112)은 각각의 LED(113)가 실장된 부분을 제외하고 표면을 Ag, Al2O3, TiO2, Al, PEN, PET 중에서 선택되는 어느 하나를 사용하여 백색 코팅을 하거나 별도의 반사판을 부착하여 각각의 LED(113)의 발광시 빛을 반사시킬 수도 있다.

한편, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 황색 형광액이 도핑된 광확산 패널을 구비한 LED 형광등의 단면도인 도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 황색 형광액이 도핑된 광확산 패널을 구비한 LED 형광등은 방열판 역활을 하는 반구형의 프레임(110)과, 상기 프레임(110)의 양 측면에 체결되면서 상기 프레임(110)을 감싸는 반구형의 투명커버(120)와, 상기 프레임(110)의 양단을 포함하여 상기 투명커버(120)의 양단을 감싸는 베이스(130) 및, 상기 베이스(130)의 외측 표면에 일정한 간격으로 돌출된 형태이며 소켓에 삽입되는 베이스핀(140)을 포함하며; 상기 프레임(110)은 내부에 길이방향으로 형성된 제1 공간부(111)와, 상기 제1 공간부(111) 상에 장착되는 PCB 기판(112)과, 상기 PCB 기판(112) 상에 실장되는 블루 LED(113)와, 상기 제1 공간부(111) 상에 형성되어 광확산 패널(114)이 삽입되기 위한 광확산 패널 삽입부(115)와, 상기 광확산 패널 삽입부(115) 상에 형성되어 상기 투명커버(120)가 삽입되기 위한 투명커버 삽입부(116)로 구성되며; 상기 제1 공간부(111)와 상기 PCB 기판(112) 간에 금속재질의 흡열판(510)이 삽입되게 구성되는데, 상기 제1 공간부(111)의 저면과 상기 PCB 기판(112) 사이에는 금속재질의 흡열판(510)이 삽입된다는 점을 제외하곤 상기 본 발명의 제1 실시 예와 실제로 동일하다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 황색 형광액이 도핑된 광확산 패널을 구비한 LED 형광등은 보색관계를 이용하여 백색광을 구현하기 위해 패널 형태이면서도 확산판 역활을 하는 황색 형광액이 도핑된 광확산 패널이 프레임에 장착됨으로써, 구조가 단순하며, 레드, 그린, 블루의 LED 모듈을 사용할 필요가 없이 한 종류의 블루 LED 만을 사용할 수 있으며, LED의 도트가 보이는 것을 방지할 수 있으며, LED가 발광시 빛을 외부로 확산시키기 위해 형광액이 도포된 불투명의 확산커버가 필요치 않기에 LED를 보호하기 위한 커버를 투명재질로 구성하여 투과율을 향상시킬 수 있다.

비록, 본 발명의 실시 예에선, LED 기판 및 광학산 패널을 감싸는 투명커버를 투명재질의 플라스틱으로 구성하였으나, 이에 한정되지 않고, 다양한 컬러의 커버로 대체하여 다양한 컬러의 조명을 생성하거나, 투명확산커버로 대체하여 LED에 의해 발산된 빛을 보다 더 확산시킬 수 있음은 물론이다.

또한, 본 발명의 실시 예에선, 프레임의 노출된 표면이 매끈한 반원형이나, 이에 한정되지 않고, 표면에 길이방향으로 다수의 방열 날개가 형성된 반원형일 수도 있음은 물론이다.

또한, 본 발명의 실시 예에선, LED는 일렬로 PCB 기판 상에 길이방향을 따라 소정의 간격으로 이격되어 형성되나, 이에 한정되지 않고, LED가 양방향으로 지그재그 형상으로 배열되거나. 또는 다수 열을 갖도록 배열되어 조사범위를 확장할 수 있도록 형성될 수도 있음은 물론이다.

이상과 같이 본 발명은 양호한 실시 예에 근거하여 설명하였지만, 이러한 실시 예는 본 발명을 제한하려는 것이 아니라 예시하려는 것이므로, 본 발명이 속하는 기술분야의 숙련자라면 본 발명의 기술사상을 벗어남이 없이 위 실시 예에 대한 다양한 변화나 변경 또는 조절이 가능할 것이다. 그러므로, 본 발명의 보호 범위는 본 발명의 기술적 사상의 요지에 속하는 변화 예나 변경 예 또는 조절 예를 모두 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.

110: 프레임 111: 제1 공간부
112: PCB 기판 113: 블루 LED
114: 광확산 패널 115: 광확산 패널 삽입부
116: 투명커버 삽입부 117: 제2 공간부
120: 투명커버 130: 베이스
140: 베이스핀 510: 흡열판

Claims

방열판 역활을 하는 반구형의 프레임(110)과;
상기 프레임(110)의 양 측면에 형성된 투명커버 삽입부(116)에 체결되면서 상기 프레임(110)을 감싸는 반구형의 투명커버(120)와;
상기 프레임(110)의 양단과 투명커버(120)의 양단을 감싸는 베이스(130) 및;
상기 베이스(130)의 외측 표면에 일정한 간격으로 돌출되어 소켓에 삽입되는 베이스핀(140);을 포함하여 이루어지고,
상기 프레임(110)은 내부에 길이방향으로 형성된 제1 공간부(111)와, 상기 제1 공간부(111) 상에 장착되는 PCB 기판(112)과, 상기 PCB 기판(112) 상에 실장되는 복수개의 LED(113)와, 상기 제1 공간부(111) 상의 양측에 형성되어 광확산 패널(114)이 슬라이딩 방식으로 삽입되도록 길이방향으로 형성된 광확산 패널 삽입부(115) 및 상기 프레임(110)의 외부에 길이방향으로 형성되어 투명커버(120)가 삽입되는 투명커버 삽입부(116)로 구성되고,
상기 광확산 패널(114)은 투명 아크릴 또는 폴리카보네이트 중에서 선택되는 어느 하나에 형광액을 도핑하여 패널형상으로 구성되며,
상기 PCB 기판(112)의 LED(113)가 실장된 부분을 제외한 표면은 Ag, Al2O3, TiO2, Al, PEN, PET 중에서 선택되는 어느 하나로 코팅되거나 반사판이 부착된 것을 특징으로 하는 황색 형광액이 도핑된 광확산 패널을 구비한 LED 형광등.
제1항에 있어서,
상기 LED(113)는 블루 LED인 것을 특징으로 하는 황색 형광액이 도핑된 광확산 패널을 구비한 LED 형광등.
제1항에 있어서,
상기 프레임(110)은 알루미늄 또는 마그네슘 압출바인 것을 특징으로 하는 황색 형광액이 도핑된 광확산 패널을 구비한 LED 형광등.
제1항에 있어서,
상기 광확산 패널(114)은 LED(113)에서 발생한 빛(410)을 둔각으로 확산시키도록 광확산 패널 삽입부(115)에 삽입되는 것을 특징으로 하는 황색 형광액이 도핑된 광확산 패널을 구비한 LED 형광등.
제1항에 있어서,
상기 베이스핀(140)은 일정한 간격을 갖는 두 개의 핀 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 황색 형광액이 도핑된 광확산 패널을 구비한 LED 형광등.
제1항에 있어서,
상기 베이스(130)는 절연재질로 형성되고, 상기 베이스핀(140)은 도전성 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 황색 형광액이 도핑된 광확산 패널을 구비한 LED 형광등.
제1항에 있어서,
상기 제1 공간부(111)의 저면과 PCB 기판(112) 사이에는 금속재질의 흡열판(510)이 더 구비된 것을 특징으로 하는 황색 형광액이 도핑된 광확산 패널을 구비한 LED 형광등.