KR102373516B1 - 몰드방폭 백라이트 유닛 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 몰드방폭 백라이트 유닛에 관한 것으로, 다수의 발광소자(110)가 일렬로 설치되는 기판(120); 상기 발광소자(110) 및 기판(120)을 밀폐하여 외부 점화원으로 작용하는 산소 또는 휘발성 유기물과의 접촉을 차단하고, 발광소자(110) 및 기판(120)에서 발생하는 열을 외부로 빠르게 전달할 수 있도록 하며, 발광소자(110)에서 발산된 빛이 손실되지 않도록 투명한 에폭시 수지로 형성되는 밀폐부재(130); 상기 밀폐부재(130)가 내부에 채워지고 발광소자(110) 및 기판(120)을 외부 충격으로부터 보호하면서 밀폐부재(130)로 전달된 발광소자(110) 및 기판(120)에서 발생한 열을 외부로 방열시키도록 형성된 케이싱(140); 상기 케이싱(140)의 양쪽 단부에 실리콘 고무 재질로 형성되어 케이싱(140)이 도광판(161)의 일측을 빈틈없이 밀폐하고 고정할 수 있도록 하여 케이싱(140)과 도광판(161) 사이로 산소 또는 휘발성 유기물이 유입되는 것을 차단하고 케이싱(140) 내부에 주입되는 밀폐부재(130)가 유출되지 않도록 밀폐하는 씰링부(150); 일측면이 상기 발광소자(110)의 상부에 위치하여 케이싱(140) 외부로 돌출되는 도광판(161)과, 상기 도광판(161)의 일측면에 형성되는 반사시트(162), 상기 도광판(161)의 타측면에 형성되는 확산시트(163), 상기 확산시트(163)의 일측면에 형성되는 제1프리즘시트(164), 상기 제1프리즘시트(164)의 일측면에 형성되는 제2프리즘시트(165)로 구성되어, 발광소자(110)에서 방출되는 빛을 외부로 넓게 퍼뜨리고 일정한 밝기를 유지할 수 있도록 하는 광확산부(160); 상기 기판(120)으로부터 연결되어 상기 케이싱(140)의 일측으로 돌출되며 발광소자(110) 및 기판(120)에 전원을 공급하는 전원선(170)과, 상기 전원선(170)이 외부 환경에 노출되지 않도록 전원선(170)을 보호하고 전원 배관과 결합할 수 있도록 케이싱(140)의 일측에 전원연결부(180);가 형성되고, 상기 밀폐부재(130)는 기판(120)의 측면으로부터 케이싱(140)의 내부측면 사이의 밀폐부재(130) 통과 거리(L1)와 기판(120)의 저면으로부터 케이싱(140)의 내부저면 사이의 밀폐부재(130) 통과 거리(L2)가 방폭 조건을 만족하도록 형성되고, 도광판(161)의 저면으로부터 발광소자(110) 평면 사이의 이격거리(L3)가 도광판(161)에 균열이 발생하여도 발광소자(110)가 외부에 노출되지 않도록 하고, 발광소자(110)에서 방출되는 빛이 손실되지 않고 도광판(161)에 전달될 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

몰드방폭 백라이트 유닛{MOLD EXPLOSION-PROOF BACKLIGHT UNIT}
본 발명은 몰드방폭 백라이트 유닛에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 케이싱 내부를 에폭시 수지로 채워 발광소자 및 기판으로부터 발생하는 열을 방열시키고, 점화원이 될 수 있는 산소와 휘발성 유기물의 유입을 차단하여 폭발을 방지하는 백라이트 유닛에 관한 것이다.
방폭은 점화원인 발화원, 원료, 산소로서 조명기기에서는 전기접점, 휘발성유기물과 공기중의 산소에 해당하며, 이중 한가지 이상을 작용하지 못하도록 하므로 폭발이 일어나지 않도록 하는 것이다.
종래의 방폭 조명기기는 조명기구의 내부에서 내부폭발이 발생할 때 조명기구가 그 압력에 견디며, 접합면이나 개구부 등 마감부를 통하여 외부의 폭발성 가스 또는 증기에 인화되지 않도록 한 구조의 내압방폭 조명기기를 사용하였다.
그러나, 내압방폭 방식은 내부폭발이 발생하는 압력을 견디기 위하여 고가의 강화유리 소재의 빛 투과부를 사용하여 제조비용이 증가되는 문제점이 있고, 또한 종래에는 볼트, 너트 및 고무링을 이용하여 튜브의 양측이 마감되기 때문에 완전한 밀폐구조를 제공하지 못하여 폭발 점화원이 되는 산소와 증기가 유입될 위험이 존재하고, 방열부가 조명기구의 외부에만 형성되어 조명기구 내부의 열을 외부로 방열시키기 어려운 문제점이 있다.
또한, 조명기구의 내부에 존재하는 산소와 휘발성 유기물로 인하여 점화가 될 수 있으므로, 조명기구의 내부에 불활성 가스를 주입하였으나 내압방폭에서는 조명기구의 내부가 완전 밀폐가 불가능하여 불활성 가스를 장기간 동안 내부에 가두기가 어려운 문제점이 있다.
상기한 내압방폭의 문제점으로 인하여 몰드방폭 방식을 적용한 조명기기도 제작하고 있으나, 조명기구 내부를 실리콘 수지로 채워 경화시키는 과정이 필요하여 기포 제거를 위해 진공 상태에서 주입해야 하는 문제점이 있고, 고점도인 특성으로 인해 경화까지 시간이 오래걸리며 이로 인하여 장시간 수평 유지가 필요하고, 수평이 맞지 않은 상태로 경화되는 경우 실리콘 수지가 한쪽 방향으로 쏠림 현상이 발생하여 조명기기의 빛 방출이 일정하지 않고, 실리콘이 시간이 지남에 따라 불투명해져 조도가 떨어지는 문제점이 있다.
대한민국등록특허 제10-1962274호에서는 내압방폭LED조명을 튜브형으로 제시하고 있으나 내압방폭의 특성상 내부폭발에 견디는 튜브형 강화유리는 매우 고가이고, 방폭등급이 높아 보다 높은 압력에 견디는 튜브형 강화유리는 제작이 불가능하다. 또한 LED에서 발생하는 열이 내부의 방열판에서 내부로 방출되어 LED의 열이 결국 튜브의 표면에서 외부로 방출하게 되어 방폭LED조명기구의 표면인 튜브의 온도가 높을 수 밖에 없어 사용영역의 제한이 있고 튜브 내부의 온도가 높아져 LED의 수명이 단축되는 단점이 있다. (방폭조명기구는 T1부터 T6까지 온도영역이 있고 이 온도등급에 따라 사용영역이 정해진다.)
대한민국등록특허 제10-1962274호
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 발광소자와 기판을 둘러싼 케이싱 내부에 에폭시 수지로 이루어진 밀폐부재를 채워 경화시킴으로써 점화원이 될 수 있는 산소와 휘발성 유기물의 유입을 차단하여 폭발이 일어나지 않도록 하는 몰드방폭 백라이트 유닛을 제공한다.
본 발명은 밀폐부재로 에폭시 수지를 사용하여 경화가 신속하게 이루어지고 케이싱으로 형성되는 내부 공간을 밀폐부재로 가득 채워 수평을 유지하지 않아도 밀폐부재의 경화가 용이한 몰드방폭 백라이트 유닛을 제공한다.
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다수의 발광소자(110)가 일렬로 설치되는 기판(120); 상기 발광소자(110) 및 기판(120)을 밀폐하여 외부 점화원으로 작용하는 산소 또는 휘발성 유기물과의 접촉을 차단하고, 발광소자(110) 및 기판(120)에서 발생하는 열을 외부로 빠르게 전달할 수 있도록 하며, 발광소자(110)에서 발산된 빛이 손실되지 않도록 투명한 에폭시 수지로 형성되는 밀폐부재(130); 상기 밀폐부재(130)가 내부에 채워지고 발광소자(110) 및 기판(120)을 외부 충격으로부터 보호하면서 밀폐부재(130)로 전달된 발광소자(110) 및 기판(120)에서 발생한 열을 외부로 방열시키도록 형성된 케이싱(140); 상기 케이싱(140)의 양쪽 단부에 실리콘 고무 재질로 형성되어 케이싱(140)이 도광판(161)의 일측을 빈틈없이 밀폐하고 고정할 수 있도록 하여 케이싱(140)과 도광판(161) 사이로 산소 또는 휘발성 유기물이 유입되는 것을 차단하고 케이싱(140) 내부에 주입되는 밀폐부재(130)가 유출되지 않도록 밀폐하는 씰링부(150); 일측면이 상기 발광소자(110)의 상부에 위치하여 케이싱(140) 외부로 돌출되는 도광판(161)과, 상기 도광판(161)의 일측면에 형성되는 반사시트(162), 상기 도광판(161)의 타측면에 형성되는 확산시트(163), 상기 확산시트(163)의 일측면에 형성되는 제1프리즘시트(164), 상기 제1프리즘시트(164)의 일측면에 형성되는 제2프리즘시트(165)로 구성되어, 발광소자(110)에서 방출되는 빛을 외부로 넓게 퍼뜨리고 일정한 밝기를 유지할 수 있도록 하는 광확산부(160); 상기 기판(120)으로부터 연결되어 상기 케이싱(140)의 일측으로 돌출되며 발광소자(110) 및 기판(120)에 전원을 공급하는 전원선(170)과, 상기 전원선(170)이 외부 환경에 노출되지 않도록 전원선(170)을 보호하고 전원 배관과 결합할 수 있도록 케이싱(140)의 일측에 전원연결부(180);가 형성되고, 상기 밀폐부재(130)는 기판(120)의 측면으로부터 케이싱(140)의 내부측면 사이의 밀폐부재(130) 통과 거리(L1)와 기판(120)의 저면으로부터 케이싱(140)의 내부저면 사이의 밀폐부재(130) 통과 거리(L2)가 방폭 조건을 만족하도록 형성되고, 도광판(161)의 저면으로부터 발광소자(110) 평면 사이의 이격거리(L3)가 도광판(161)에 균열이 발생하여도 발광소자(110)가 외부에 노출되지 않도록 하고, 발광소자(110)에서 방출되는 빛이 손실되지 않고 도광판(161)에 전달될 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 케이싱(140)의 양측면에 씰링캡(151)이 더 구비되며 전원선(170)이 돌출되는 방향의 씰링캡(151)은 상기 전원연결부(180)가 관통 삽입되어 케이싱(140)과 결합되고, 상기 전원연결부(180)의 전원삽입관(181) 내부로 전원선(170)이 통과하고, 전원삽입관(181)의 측면에서 전원삽입관(181)과 커넥터(182)가 나사결합 또는 끼움 결합으로 결합되고 커넥터(182)의 일측이 전원 배관과 결합되며 커넥터(182) 내부에 밀폐부재(130)를 주입하여 전원선(170)이 외부에 노출되지 않고 전기를 공급할 수 있도록 하며, 상기 전원삽입관(181)과 커넥터를 끼움 결합 하였을 때 상기 커넥터(182)의 단부에 커넥터링(183)이 더 형성되어 전원삽입관(181)과 커넥터(182)의 결합을 견고하게 하며 전원연결부(180) 내부에 주입하는 밀폐부재(130)가 외부로 누출되는 것을 방지하고 전원연결부(180) 내부로는 산소 또는 휘발성 유기물이 유입되는 것을 방지하며, 주입된 밀폐부재(130)의 경화로 인해 전원연결부(180)가 케이블 일체형이 될 수 있도록 구성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 발광소자와 기판을 둘러싼 케이싱 내부에 에폭시 수지로 이루어진 밀폐부재를 채워 경화시킴으로써 점화원이 될 수 있는 산소와 휘발성 유기물의 유입을 차단하여 폭발의 위험을 제거하고, 케이싱 및 밀폐부재로 인하여 방열 효율이 증가하고 외부 충격에도 쉽게 손상되지 않아 내구성이 향상되는 효과가 있다.
본 발명은 밀폐부재로 에폭시 수지를 사용하여 경화가 신속하게 이루어지고 케이싱으로 형성되는 내부 공간을 밀폐부재로 가득 채워 수평을 유지하지 않아도 밀폐부재의 경화가 용이하여 제작 비용이 절감되며, 밀폐부재의 두께 조절을 통해 필요에 따라 2종 또는 1종 장소에 적용 가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 몰드방폭 백라이트 유닛의 구성을 나타낸 정면도
도 2는 본 발명에 따른 몰드방폭 백라이트 유닛의 구성을 나타낸 측단면도
도 3은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 몰드방폭 백라이트 유닛의 구성을 나타낸 측단면도
도 4는 본 발명에 따른 몰드방폭 백라이트 유닛의 케이싱 내부의 상세도
도 5는 몰드방폭 기기의 컴파운드 통과 최소 거리를 도시한 예
도 6은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 몰드방폭 백라이트 유닛의 케이싱 내부의 상세도
도 7은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 몰드방폭 백라이트 유닛의 케이싱 내부의 상세도
도 8은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 몰드방폭 백라이트 유닛의 케이싱 내부의 상세도
도 9는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 몰드방폭 백라이트 유닛의 케이싱 내부의 상세도
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 몰드방폭 백라이트 유닛의 구성을 나타낸 정면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 몰드방폭 백라이트 유닛의 구성을 나타낸 측단면도이고, 도 3은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 몰드방폭 백라이트 유닛의 구성을 나타낸 측단면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명은 빛을 발산하는 발광소자(110), 발광소자가 설치되는 기판(120), 상기 발광소자(110)와 기판(120)을 밀폐하여 외부 점화원으로 작용하는 산소 또는 휘발성 유기물과의 접촉을 차단하는 밀폐부재(130), 상기 밀폐부재(130)가 내부에 채워지고 발광소자(110) 및 기판(120)을 외부 충격으로부터 보호하는 케이싱(140), 상기 케이싱(140)의 양쪽 단부에 형성되어 케이싱(140)과 도광판(161) 사이로 밀폐부재(130) 주입 시 밀폐부재(130)의 누출을 막는 씰링부(150), 일측면이 상기 발광소자(110)의 상부에 위치한 상태로 케이싱(140) 외부로 돌출되는 도광판(161)을 포함하는 광확산부(160), 상기 기판(120)으로부터 연결되어 상기 케이싱(140)의 일측으로 돌출되며 발광소자(110) 및 기판(120)에 전원을 공급하는 전원선(170)과, 상기 전원선(170)이 외부 환경에 노출되지 않도록 전원선(170)을 보호하고 전원 배관과 결합할 수 있도록 케이싱(140)의 일측에 형성된 전원연결부(180)로 구성된다.
상기 발광소자(110)는 직접적으로 빛이 방출되는 것으로 백라이트 유닛에는 LED(Light-Emitting Diode) 또는 ccfl(Cold Cathode Fluorescent Lamp) 소자를 사용할 수 있으나, ccfl 소자의 경우 수은을 사용하여 폐기 시 불편함이 있고 LED에 비해 발열이 심하여 전력 효율이 좋지 않고 LED보다 발열이 심하여 폭발이 일어날 수 있으므로 방폭 조건에서는 LED를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 기판(120)은 일측면에 상기 발광소자(110)가 설치되는 인쇄회로기판의 형태로 형성되고, 다수의 발광소자(110)가 일렬로 배열되어 긴 바(bar)의 형상을 가지며, 바 형상의 끝부분에 전원선(170)이 연결되어 외부로부터 전원을 공급받아 발광소자가 빛을 방출하도록 한다.
상기 밀폐부재(130)는 케이싱(140)을 통해 형성되는 내부 공간에 가득 채워 넣음으로써 상기 발광소자(110) 및 기판(120) 주변을 빈틈없이 채워 외부 점화원으로 작용하는 산소 또는 휘발성 유기물과의 접촉을 차단하며, 발광소자(110) 및 기판(120)에서 발생하는 열을 케이싱(140)으로 전달하여 외부로 방열시킬 수 있도록 한다.
이때, 밀폐부재(130)는 저점도인 특성으로 인하여 주입이 간편하고 경화까지의 시간이 짧고 기포가 잘 발생하지 않은 특징을 가진 에폭시 수지를 사용하는 것이 바람직하다.
밀폐부재(130)는 열경화성수지(thermosetting resin)와 경화제(hardener)를 사용한다. 예를 들어 열경화성수지는 에폭시 모노머(epoxy monomer) 또는 올리고머(oligomer)이고, 경화제는 에폭시 수지에 사용되는 아민류(amine), 아미드류(amide)이다. 또한 경화성수지로 아크릴계(acryl)도 사용할 수 있으며, 아크릴계 모노머(monomer) 또는 올리고머 (oligomer)와 경화제를 사용하여 열경화나 광경화를 하여 밀폐부재(130)를 완성시킬 수 있다. 본 발명은 위에 전술한 설명에 기재된 물질을 사용하여 밀폐부재(130)를 형성할 수 있고, 몰딩이 가능한 다양한 물질을 사용하여 밀폐부재(130)를 형성할 수도 있으며, 밀폐부재(130)를 형성하는 물질에 대하여 한정하지 않는다. 그러나, 밀폐부재(130)는 발광소자(110)의 빛 방출 효율을 고려하여 가시광선을 흡수하지 않는 투명한 에폭시 수지를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 케이싱(140)은 탄성이 있는 알루미늄 바를 좌우 대칭으로 절곡하여 하부는 사각형의 형상을 가지고 상부는 양측 단부가 안쪽으로 향하도록 삼각형의 형상으로 형성되어 상기 발광소자(110)의 상부에 형성되는 도광판(161)을 고정할 수 있도록 하고, 내부에 형성되는 빈 공간은 모두 상기 밀폐부재(130)로 채워넣어 밀폐한다.
상기 씰링부(150)는 케이싱(140)의 삼각형 형상의 양측 단부에 형성되어, 상기 케이싱(140)이 도광판(161)을 고정할 때 케이싱(140)의 고정력이 도광판(161)에 과도하게 전달되어 도광판(161)이 파손되거나, 케이싱(140)의 고정력이 약해 케이싱(140)과 도광판(161) 사이에 일부 틈이 발생하여 틈으로 산소 또는 휘발성 유기물이 유입되거나 밀폐부재(130) 주입 시 틈으로 유출되는 것을 방지한다.
이때, 씰링부(150)는 실리콘 고무 용액에 케이싱(140)의 단부를 씰링부(150)를 형성하려는 깊이 만큼 침지하여 경화하는 방식으로 형성하고, 실리콘 고무의 탄성으로 인하여 케이싱(140)의 단부에서 발생하는 고정력을 일부 완충하면서 도광판(161)에 밀착하여 케이싱(140)과 도광판(161) 사이가 빈틈없이 밀폐되어 도광판(161)이 손상되지 않도록 하고, 케이싱(140) 내부에 밀폐부재(130) 주입 시 케이싱(140)과 도광판(161) 사이의 틈으로 새어나와 유출되는 것을 방지하는 효과를 갖는다.
또한, 상기 케이싱(140)의 양측면에 씰링캡(151)을 형성함으로써, 케이싱(140)이 외부 환경으로부터 완전히 밀폐될 수 있도록 하고, 씰링캡(151)이 형성됨으로 인하여 케이싱(140) 내부에 밀폐부재(130) 주입 시 몰드방폭 백라이트 유닛(100)을 일측의 씰링캡(151)이 바닥에 향하도록 눕히고 타측의 씰링캡(151)의 일부를 제거하여 형성된 틈으로 밀폐부재(130)를 주입할 수 있다.
이때, 밀폐부재(130)를 주입하기 위하여 씰링캡(151)의 일부를 제거하는 측면은 전원선(170)이 돌출되는 면으로 하여 전원선(170)이 구멍을 통해 외부로 빠져나옴과 동시에 밀폐부재(130)의 주입구 기능도 수행하도록 하고, 씰링캡(151)은 상기 씰링부(150)와 같이 실리콘 고무를 이용하여 캡의 형태로 형성될 수 있으며, 방열 효과를 향상시키고 결합을 견고하게 유지하며 플라스틱 성분의 외부 노출을 최소화하기 위하여 씰링캡(151)의 바깥에 상기 케이싱(140)과 같이 알루미늄이나 금속 재질로 형성된 판재로 외부를 덮을 수도 있다.
상기 광확산부(160)는 일측면이 발광소자(110)의 상부에 위치한 상태로 외부로 돌출되는 도광판(161)을 포함하며, 도광판(161)의 일측에 반사시트(162)가 형성되고, 도광판(161)의 타측에 확산시트(163)가 형성되고, 확산시트(163)의 일측에 제1프리즘시트(164)가 형성되고, 제1프리즘시트(164)의 일측에 제2프리즘시트(165)가 형성되어 있다.
도광판(161)은 일측면이 발광소자(110)의 상부에 위치한 상태로 단부 일부가 케이싱(140)의 내부에 삽입된 형태로 형성되며, 케이싱(140)의 양측 단부 및 단부에 형성된 씰링부(150)가 삽입된 도광판(161)의 양측면을 고정하여 케이싱(140)과 도광판(161) 사이에 틈이 발생하지 않도록 밀폐하고, 나머지 부분은 외부로 돌출되어 발광소자(110)에서 방출되는 빛을 도광판(161) 내부에 형성된 패턴을 통해 도광판(161)의 전체 면에 고르게 분산시켜 외부로 발산하도록 한다.
반사시트(162)는 상기 도광판(161)의 일측면에 형성되어 도광판(161)으로부터 발산되는 빛을 다시 반사하여 도광판(161)을 통과하도록 내보내는 것으로, 반사율이 높은 소재를 사용하고 도광판(161)에서 빛을 내보내고자 하는 면의 반대쪽 면에 설치하여 빛 손실을 방지하며, 필요에 따라 반사율이 높은 필름 또는 도료 등을 더 추가할 수 있다.
확산시트(163)는 상기 도광판(161)에서 반사시트(162)가 형성된 면의 타측에 형성되고, 발광소자(110)에서 방출된 빛이 도광판(161)을 통해 발산될 때 함께 나타나는 도광판(161) 내부에 형성된 패턴 형상이 비쳐보이지 않도록 도광판(161)으로부터 발산되는 빛을 받아 패턴 형상을 상쇄하고 빛을 확산하여 제1프리즘시트(164)로 보낸다.
제1프리즘시트(164)는 상기 확산시트(163)의 일측면에 형성되는 것으로, 확산시트(163)를 통과한 빛은 도광판(161)의 패턴 형상이 제거되었으나 빛이 수직 및 수평 방향으로 모두 확산되면서 필요하지 않은 방향으로의 빛 손실이 일어나게 되므로, 삼각형 형상이 수직 또는 수평으로 연속 형성된 표면을 가진 제1프리즘시트(164)를 통과하여 빛을 한방향으로 집중시킨다.
제2프리즘시트(165)는 상기 제1프리즘시트(164)의 일측면에 형성되어 제1프리즘시트(164)를 통과한 빛이 다시 한번 통과하는 것으로, 제1프리즘시트(164)를 통과한 빛이 수직 방향으로 집중되어 제2프리즘시트(165)로 넘어오면 나머지 집중되지 않은 수평 방향의 빛을 다시 집중시키고, 제1프리즘시트(164)를 통과한 빛이 수평 방향으로 집중되어 제2프리즘시트(165)로 넘어오면 나머지 집중되지 않은 수직 방향의 빛을 다시 집중시켜 발광소자(110)로부터 방출된 빛이 비추고자 하는 방향에 정확하게 발산하도록 한다.
이때, 상기 제1프리즘시트(164)와 제2프리즘시트(165)는 항상 두 개가 함께 위치하여 한 쪽이 빛을 수직으로 집중시키면 나머지 한 쪽은 통과한 빛을 수평으로 집중시키고 한 쪽이 빛을 수평으로 집중시키면 나머지 한 쪽은 통과한 빛을 수직으로 집중시킴으로써 최종적으로 빛이 한 방향으로만 발산하도록 하는 것이 바람직하다.
상기 전원선(170)은 기판(120)에 전극이 연결되고 케이싱(140)의 일측에 형성된 씰링캡(151)을 관통하여 외부로 돌출되며, 비닐 캡 타이어 코드(VCTF)를 사용하여 피복이 2중으로 형성되어 전원선(170)의 안정성을 향상시킨다.
상기 전원연결부(180)는 상기 전원선(170)이 씰링캡(151)을 관통하여 바로 외부로 노출되는 경우 과전류로 인한 발열이나 합선 등으로 인하여 폭발이 발생하는 것을 방지하기 위하여 전원선(170) 외부를 감싸는 형태로 형성되고, 전원연결부(180)의 일부가 씰링캡(151)을 관통하여 케이싱(140) 내부로 유입되는 형태일 수 있다.
전원연결부(180)의 전원삽입관(181)은 상기 케이싱(140)의 양측에 형성된 씰링캡(151) 중 전원선(170)이 돌출되는 측면에 일부 삽입되는 형태로 형성되며, 전원삽입관(181)과 커넥터(182)가 나사결합 또는 끼움 결합으로 결합된다.
그리고, 커넥터(182) 일측 단부에 형성된 나사산을 통해 전원 배관과 결합되어 전원선(170)이 외부에 노출되지 않고 전기를 공급할 수 있도록 하며, 밀폐부재(130)를 커넥터(182)의 내부에 주입하여 전원선(170)과 커넥터(182) 내부 공간의 틈을 밀폐하도록 하며, 이때 밀폐부재(130)는 강력한 접착제로 작용하여 전원삽입관(181)과 커넥터(182)의 결합을 견고하게 하고 전원연결부(180) 내부로 산소 또는 휘발성 유기물이 유입되는 것을 방지한다.
이때, 상기 전원선(170)의 2중 피복을 포함한 전체 외경은 5 ~ 8mm로 형성되며, 상기 전원삽입관(181)의 외경은 6mm로 형성되어 2중 피복을 포함한 전원선(170)은 전원삽입관(181)을 통과하지 못하므로 전원선(170)의 바깥쪽 피복이 제거된 상태로 전원삽입관(181) 내부를 통과하도록 하고, 전원삽입관(181)에 커넥터(182)를 연결한 후 내부에 밀폐부재(130)를 주입하고 경화시키는 것으로 전원연결부(180)가 케이블 일체형이 될 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.
이 과정에서 도 2와 같이 전원삽입관(181)과 커넥터(182)를 나사결합 하는 경우에는 커넥터(182)를 결합한 후 바로 내부에 밀폐부재(130)를 주입할 수 있어 결합이 편리하지만 전원삽입관(181)과 커넥터(182)의 결합부위에 나사산 가공이 필요하므로 비용이 추가로 발생하게 되고,
도 3과 같이 전원삽입관(181)과 커넥터(182)를 끼움결합 하는 경우에는 결합부위에 틈이 발생하여 밀폐부재(130)가 누출되는 것을 방지하기 위하여 커넥터(182)의 단부에 고무와 같이 탄성이 있는 재질로 형성된 커넥터링(183)을 끼우고 커넥터(182)를 결합한 후 내부에 밀폐부재(130)를 주입하므로 전원삽입관(181)과 커넥터(182)에 별도의 가공이 필요하지 않아 사용 조건에 따라 결합 방식을 채용하여 사용할 수 있도록 한다.
도 4는 본 발명에 따른 몰드방폭 백라이트 유닛의 케이싱 내부의 상세도이고, 도 5는 몰드방폭 기기의 컴파운드 통과 최소 거리를 도시한 예이다.
도 4 및 도 5에 도시된 내용을 바탕으로 몰드방폭 백라이트 유닛(100)의 내부 상세한 구성을 설명한다.
발광소자(110)는 폭이 3mm로 형성되어 기판(120)에 설치되고, 발광소자(110)가 설치된 기판(120)의 폭은 발광소자(110)보다 크게 형성되는 것이 바람직하므로 5 ~ 8mm 범위로 형성된다.
그리고, 발광소자(110) 상부에 위치하는 도광판(161) 역시 발광소자(110)와 같은 폭을 갖도록 3mm로 형성하여 발광소자(110)에서 방출되는 빛이 모두 도광판(161)으로 분산될 수 있도록하고, 상기 씰링부(150)를 포함한 케이싱(140)의 양측 단부 사이의 거리는 2.5 ~ 2.9mm 사이로 형성하여 3mm 폭을 갖는 도광판(161)을 고정할 수 있도록 한다.
이때, 씰링부(150)를 포함한 케이싱(140)의 양측 단부 사이의 거리가 2.4mm 이하인 경우 도광판(161)이 케이싱(140) 양측 단부의 고정력을 과도하게 전달받아 손상될 우려가 있고, 3.0mm 이상인 경우 케이싱(140)이 도광판(161)을 제대로 고정하지 못하거나, 씰링부(150)와 도광판(161) 사이에 틈이 발생하여 산소 또는 휘발성 유기물이 유입될 수 있거나 밀폐부재(130) 주입 시 틈을 통해 밀폐부재(130)가 외부로 유출될 수 있다.
상기 케이싱(140)의 크기는 케이싱(140)의 내부공간 및 기판(120)의 크기에 따라 조절하여 적용한다.
도 5에 도시된 컴파운드 통과 최소 거리에 따르면 컴파운드 통과 거리가 최소 0.5mm 이상으로 형성되면 몰드방폭 기기의 사용이 가능하며, 일반적인 전자기기 사용 환경에서는 630V 이하의 전압을 적용하면 전자기기를 사용하는 데 문제가 발생하지 않는다.
따라서, 몰드방폭 백라이트 유닛(100) 내부에서 기판(120)의 측면으로부터 케이싱(140)의 내부측면 사이의 밀폐부재(130) 통과 거리(L1)가 0.5 ~ 2mm 범위로 형성되도록 하여 2종 장소 또는 1종 장소에서 사용이 가능하도록 한다.
또한, 기판(120)의 저면으로부터 케이싱(140)의 내부저면 사이의 밀폐부재(130) 통과 거리(L2) 역시 0.5 ~ 2mm 범위로 형성하여 안전기준에 충족함으로써 2종 장소 또는 1종 장소에서 사용 가능하도록 하는 것이 바람직하다.
이때, 기판(120)의 측면으로부터 케이싱(140)의 내부측면 사이의 밀폐부재(130) 통과 거리(L1) 및 기판(120)의 저면으로부터 케이싱(140)의 내부저면 사이의 밀폐부재(130) 통과 거리(L2)는 0.5mm 미만인 경우 기준을 충족하지 않아 사용이 불가능하며, 2mm를 초과하는 경우 케이싱(140)의 크기가 과도하게 커질 수 있고, 발광소자(110) 및 도광판(161)을 가리는 면적이 증가하여 빛 방출 효율이 크게 저하될 수 있으므로 0.5 ~ 2mm 범위에서 형성하도록 한다.
도 6은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 몰드방폭 백라이트 유닛의 케이싱 내부의 상세도이고, 도 7은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 몰드방폭 백라이트 유닛의 케이싱 내부의 상세도이다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 도광판(161)이 발광소자(110)의 상부에 바로 위치하지 않고 일부 이격된 상태로 형성될 수 있고, 이격된 상태로 케이싱(140) 내부공간을 밀폐부재(130)로 모두 채우거나 도광판(161)의 단부 일부와 발광소자(110) 및 기판(120)을 아크릴계(acryl) 폴리머(polymer)로 이루어진 보조밀폐부재(131)로 감싸도록 도포하여 경화시킨 후 남은 케이싱(140) 내부공간에 밀폐부재(130)를 채워 구성할 수도 있다.
보다 높은 기기보호등급을 받기 위해서는 충격시험을 통과하여야 하는데, 방폭기기의 충격 시험은 영하 20℃ 온도와 영상 85℃ 온도 환경에서 각각 지름 25mm인 1kg의 쇠구슬을 40cm 높이에서 낙하시켜 충격한 후 균열 발생을 확인하는 방식으로 진행한다.
이때, 도광판(161)이 발광소자(110)와 맞닿아 있는 경우 충격을 받았을 때 도광판(161)에 균열이 발생하여 발광소자(110)가 폭발위험지역에 노출될 수 있고, 균열이 발생하지 않더라도 도광판(161) 또는 발광소자(110)가 충격으로 인해 손상될 우려가 있어, 도광판(161)과 발광소자(110) 사이의 거리를 이격시킴으로써 충격에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다.
따라서, 도광판(161)의 저면으로부터 발광소자(110) 평면 사이의 이격거리(L3)를 0.5 ~ 2mm 범위로 형성하여 도광판(161)에 균열이 발생하더라도 발광소자(110)가 외부로 노출되지 않도록 한다.
이때, 도광판(161)의 저면으로부터 발광소자(110) 평면 사이의 이격거리(L3)가 0.5mm 미만으로 형성되면 도광판(161)에 가해지는 충격이 인접한 밀폐부재(130) 및 발광소자(110)까지 전달될 수 있고, 2mm를 초과하여 형성되면 발광소자(110)에서 방출되는 빛이 도광판(161)까지 온전히 전달되지 못하고 일부 손실될 수 있으므로 0.5 ~ 2mm 사이로 형성되는 것이 바람직하다.
그리고, 충격에 의한 균열은 같은 재질에서는 전파가 잘 되지만 다른 재질을 만나는 경우 균열의 전파가 어려우므로, 충격에 의해 도광판(161)에 균열이 발생하였을 때, 도광판(161)의 재질과 밀폐부재(130)에 사용하는 에폭시 수지와는 다른 종류의 에폭시 수지 또는 아크릴계(acryl) 폴리머(polymer)로 이루어진 보조밀폐부재(131)를 만나 균열이 더 이상 진행되지 않도록 하여 밀폐부재(130) 또는 도광판(161)에 균열이 발생하더라도 발광소자(110)가 외부로 노출되는 것을 막을 수 있다.
또한, 밀폐부재(130)로 사용하는 에폭시 수지는 자외선 또는 고온에서 장시간 노출되면 산화로 인한 황변현상이 발생할 수 있어, 도광판(161)과 발광소자(110) 사이의 이격된 공간을 밀폐부재(130)로 채우는 경우 시간이 흐름에 따라 밀폐부재(130)의 황변현상으로 발광소자(110)로부터 방출된 빛이 도광판(161)에 제대로 전달되지 않고 일부 손실되어 효율이 감소할 수 있으므로 빛 방출 효율을 고려하여 도광판(161)과 발광소자(110)의 이격된 공간에는 투명한 아크릴계 폴리머로 이루어진 보조밀폐부재(131)를 주입하여 선처리 후 밀폐부재(130)를 채워넣는 것이 바람직하다.
이때, 상기 보조밀폐부재(131)를 주입하기 위하여 윗면이 일부 제거된 사각형 형태의 실리콘 재질로 형성된 주입틀(미도시)을 사용할 수 있다.
주입틀의 제거된 윗면이 도광판(161)의 폭에 대응하도록 형성되고, 주입틀을 도광판(161) 단부와 결합하여 케이싱(140) 내부에 설치한 후 주입틀 내부로 보조밀폐부재(131)를 주입하여 경화시키고, 보조밀폐부재(131)가 경화되면 주입틀을 제거하고 남은 케이싱(140) 내부공간에 밀폐부재(130)를 주입한다.
그리고, 밀폐부재(130) 및 보조밀폐부재(131)는 모두 경화되어 케이싱(140) 내부를 밀폐하므로, 기판(120)의 측면으로부터 케이싱(140)의 내부측면 사이의 밀폐부재(130) 통과 거리(L1) 및 기판(120)의 저면으로부터 케이싱(140)의 내부저면 사이의 밀폐부재(130) 통과 거리(L2)의 값은 변동없이 밀폐부재(130)와 보조밀폐부재(131)의 두께를 필요에 따라 임의로 조절하여 적용할 수 있다.
도 8은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 몰드방폭 백라이트 유닛의 케이싱 내부의 상세도이다.
도 8에 도시된 바와 같이 본 발명의 또다른 실시예로 도광판(161)의 양측면에 반사시트(162) 및 확산시트(163)가 부착된 형태로 결합된 조립체 전체의 단부 일부가 케이싱(140) 내부에 삽입되어 발광소자(110)의 상부에 위치하는 형태로도 형성될 수 있다.
이때, 반사시트(162) 및 확산시트(163)는 얇은 필름의 형태일 수 있으며, 도광판(161)의 표면에 도포되는 도료의 형태로도 형성될 수 있다.
또한, 도광판(161) 및 반사시트(162), 확산시트(163)가 모두 결합된 조립체는 케이싱(140)의 양측 단부가 각각 반사시트(162)의 일측면과 확산시트(163)의 일측면을 고정하여 도광판(161) 및 반사시트(162), 확산시트(163)가 모두 결합된 조립체 전체를 고정하고, 케이싱(140) 내부에 밀폐부재(130)를 주입 및 경화하면 제1프리즘시트(164) 및 제2프리즘시트(165)를 결합하지 않은 상태로 빛을 집중시키지 않고 넓게 확산시키는 방식으로도 사용할 수 있다.
도 9는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 몰드방폭 백라이트 유닛의 케이싱 내부의 상세도이다.
도 9에 도시된 바와 같이 도광판(161)과 발광소자(110) 사이를 이격시키고 이격된 공간에 보조밀폐부재(131)를 형성한 후 남은 케이싱(140) 내부공간에 밀폐부재(130)를 주입하였을 때, 아크릴계 폴리머인 보조밀폐부재(131)와 에폭시 수지인 밀폐부재(130) 사이가 접착이 되지 않아 보조밀폐부재(131)와 밀폐부재(130)의 경계면이 분리되는 것을 방지하기 위하여 들뜸방지패드(132)가 더 형성될 수 있다.
들뜸방지패드(132)는 우레탄 재질로 기판(120)의 양측 단부에 대칭으로 형성되어 일측에는 밀폐부재(130)가 접착되고, 타측에는 보조밀폐부재(131)가 접착된다.
이때, 상기 들뜸방지패드(132)에서 보조밀폐부재(131)와 접착하는 면의 표면은 파형이 연속되는 굴곡진 곡면으로 형성됨으로써 들뜸방지패드(132)가 보조밀폐부재(131)와 접촉하는 면적이 넓어지도록 하여 들뜸방지패드(132)와 보조밀폐부재(131) 사이의 접착이 강하게 유지되도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 들뜸방지패드(132)의 굴곡진 표면이 도광판(161)과 발광소자(110) 사이의 공간까지 돌출되지 않도록 하여 발광소자(110)의 빛이 도광판(161)으로 전달되는 것을 방해하지 않도록 함으로써 빛 방출 효율은 그대로 유지하면서 밀폐부재(130)와 보조밀폐부재(131) 사이의 결합을 유지할 수 있도록 한다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
100: 몰드방폭 백라이트 유닛
110: 발광소자 120: 기판
130: 밀폐부재 131: 보조밀폐부재
132: 들뜸방지패드 140: 케이싱
150: 씰링부 151: 씰링캡
160: 광확산부 161: 도광판
162: 반사시트 163: 확산시트
164: 제1프리즘시트 165: 제2프리즘시트
170: 전원선 180: 전원연결부
181: 전원삽입관 182: 커넥터
183: 커넥터링
L1: 기판의 측면으로부터 케이싱의 내부측면 사이의 밀폐부재 통과 거리
L2: 기판의 저면으로부터 케이싱의 내부저면 사이의 밀폐부재 통과 거리
L3: 도광판의 저면으로부터 발광소자 평면 사이의 이격거리

Claims (3)

  1. 다수의 발광소자(110)가 일렬로 설치되는 기판(120);
    상기 발광소자(110) 및 기판(120)을 밀폐하여 외부 점화원으로 작용하는 산소 또는 휘발성 유기물과의 접촉을 차단하고, 발광소자(110) 및 기판(120)에서 발생하는 열을 외부로 빠르게 전달할 수 있도록 하며, 발광소자(110)에서 발산된 빛이 손실되지 않도록 투명한 에폭시 수지로 형성되는 밀폐부재(130);
    상기 밀폐부재(130)가 내부에 채워지고 발광소자(110) 및 기판(120)을 외부 충격으로부터 보호하면서 밀폐부재(130)로 전달된 발광소자(110) 및 기판(120)에서 발생한 열을 외부로 방열시키도록 형성된 케이싱(140);
    상기 케이싱(140)의 양쪽 단부에 실리콘 고무 재질로 형성되어 케이싱(140)이 도광판(161)의 일측을 빈틈없이 밀폐하고 고정할 수 있도록 하여 케이싱(140)과 도광판(161) 사이로 산소 또는 휘발성 유기물이 유입되는 것을 차단하고 케이싱(140) 내부에 주입되는 밀폐부재(130)가 유출되지 않도록 밀폐하는 씰링부(150);
    일측면이 상기 발광소자(110)의 상부에 위치하여 케이싱(140) 외부로 돌출되는 도광판(161)과, 상기 도광판(161)의 일측면에 형성되는 반사시트(162), 상기 도광판(161)의 타측면에 형성되는 확산시트(163), 상기 확산시트(163)의 일측면에 형성되는 제1프리즘시트(164), 상기 제1프리즘시트(164)의 일측면에 형성되는 제2프리즘시트(165)로 구성되어, 발광소자(110)에서 방출되는 빛을 외부로 넓게 퍼뜨리고 일정한 밝기를 유지할 수 있도록 하는 광확산부(160);
    상기 기판(120)으로부터 연결되어 상기 케이싱(140)의 일측으로 돌출되며 발광소자(110) 및 기판(120)에 전원을 공급하는 전원선(170)과, 상기 전원선(170)이 외부 환경에 노출되지 않도록 전원선(170)을 보호하고 전원 배관과 결합할 수 있도록 케이싱(140)의 일측에 전원연결부(180);가 형성되고,
    상기 밀폐부재(130)는 기판(120)의 측면으로부터 케이싱(140)의 내부측면 사이의 밀폐부재(130) 통과 거리(L1)와 기판(120)의 저면으로부터 케이싱(140)의 내부저면 사이의 밀폐부재(130) 통과 거리(L2)가 방폭 조건을 만족하도록 형성되고,
    도광판(161)의 저면으로부터 발광소자(110) 평면 사이의 이격거리(L3)가 도광판(161)에 균열이 발생하여도 발광소자(110)가 외부에 노출되지 않도록 하고, 발광소자(110)에서 방출되는 빛이 손실되지 않고 도광판(161)에 전달될 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는 몰드방폭 백라이트 유닛.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 케이싱(140)의 양측면에 씰링캡(151)이 더 구비되며 전원선(170)이 돌출되는 방향의 씰링캡(151)은 상기 전원연결부(180)가 관통 삽입되어 케이싱(140)과 결합되고,
    상기 전원연결부(180)의 전원삽입관(181) 내부로 전원선(170)이 통과하고, 전원삽입관(181)의 측면에서 전원삽입관(181)과 커넥터(182)가 나사결합 또는 끼움 결합으로 결합되고 커넥터(182)의 일측이 전원 배관과 결합되며 커넥터(182) 내부에 밀폐부재(130)를 주입하여 전원선(170)이 외부에 노출되지 않고 전기를 공급할 수 있도록 하며,
    상기 전원삽입관(181)과 커넥터를 끼움 결합 하였을 때 상기 커넥터(182)의 단부에 커넥터링(183)이 더 형성되어 전원삽입관(181)과 커넥터(182)의 결합을 견고하게 하며 전원연결부(180) 내부에 주입하는 밀폐부재(130)가 외부로 누출되는 것을 방지하고 전원연결부(180) 내부로는 산소 또는 휘발성 유기물이 유입되는 것을 방지하며, 주입된 밀폐부재(130)의 경화로 인해 전원연결부(180)가 케이블 일체형이 될 수 있도록 구성하는 것을 특징으로 하는 몰드방폭 백라이트 유닛.
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