WO2022014802A1 - 청색광 차단 기능을 갖는 led 조명등 - Google Patents

청색광 차단 기능을 갖는 led 조명등 Download PDF

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    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the present invention relates to an LED lighting lamp having a blue light blocking function, and more particularly, maximizes the blocking effect of blue light harmful to the human body, minimizes the change in the original color temperature of the LED light source, and minimizes the decrease in total light transmittance except for harmful blue light. It relates to an LED lighting lamp having a blue light blocking function, which can be applied to various lighting lamps regardless of the shape of the lighting lamp, has a beautiful exterior color and color temperature, and minimizes the increase in manufacturing cost due to blue light blocking.
  • LED lighting has the advantage that the energy efficiency is much superior to that of conventional incandescent lamps or fluorescent lamps, and the lifespan is long, and the brightness does not decrease even after long use. Lighting lamps used outdoors are being replaced with LED lighting instead of conventional incandescent or fluorescent lamps.
  • Korean Patent Publication Nos. 10-1638322 and No. 10-1876790 disclose LED lighting lamps and blue light blocking LED edge lighting including blue light blocking films, respectively, and their main technical configuration is LED module and diffusion It is characterized in that it is configured to block blue light generated from LEDs by installing a blue light blocking film or blue light blocking sheet between the plates or between the light guide plate and the diffusion sheet.
  • the prior art is configured to block blue light generated from the LED by using a blue light blocking film or blue light blocking sheet having a complex multi-layer structure, but the diffusion in which the blue light blocking film or blue light blocking sheet is installed
  • the plate or diffusion sheet has a curved shape rather than a flat surface, it is almost impossible to attach the blocking film or the blocking sheet to the diffusion plate or the diffusion sheet without wrinkles, and there is a partial gap between the blocking film or the blocking sheet and the diffusion plate or the diffusion sheet.
  • the prior art techniques can be applied only when the diffusion plate or the diffusion sheet is flat, and thus the application range is limited.
  • the conventional complex multi-layered blue light blocking film or blocking sheet has a relatively high color difference value (b*) compared to the blue light blocking rate, which causes the color temperature of the light source to change to yellow during illumination, so that the original color temperature of the LED light source cannot be maintained.
  • b* color difference value
  • the blue light blocking film or blocking sheet is placed on the back side of the white light diffusion front cover, the yellow color of the blue light blocking film or blocking sheet is exposed outside the white light diffusion front cover even when it is not lit, giving a yellowish color.
  • the blue light blocking film or blocking sheet applied in the prior art is made of PET material with relatively weak heat resistance and weather resistance, and thus gradually yellows over time. This yellowing phenomenon not only lowers the light transmittance of the lighting, but also changes the color temperature of the light passing through the blue light blocking film or blocking sheet, so ultimately the blue light blocking film or blocking sheet loses its original function. There are also problems with doing it.
  • the blue light blocking film or blocking sheet having a complex multilayer structure applied to the prior art has the disadvantage of increasing the manufacturing cost of the entire LED lighting due to the high manufacturing cost, and it is practically difficult to produce small quantities of various types due to the complicated manufacturing process. There are also problems.
  • the present invention has been devised to solve the problems of the prior art as described above, and an object of the present invention is to provide a blue light blocking function to the lens-type cover attached to the front part of the LED light source, thereby blocking the effect of blocking blue light harmful to the human body. It is to provide an LED lighting lamp having a blue light blocking function that minimizes the change in the original color temperature of the LED light source during illumination while maximizing and minimizes the decrease in total light transmittance except for harmful blue light.
  • the present invention does not use a separate sheet or film for blocking blue light, it can be applied to lighting lamps having various shapes, such as flat lighting lamps as well as lighting lamps including curved surfaces, and is attached to the front part of the LED light source
  • the yellow-colored blue light blocking agent according to the composition of the blue light blocking agent included in the lens-type cover does not shine out of the light diffusion front cover, so the exterior color and color temperature of the lighting are beautiful, and the increase in manufacturing cost due to the blue light blocking function can be minimized.
  • Another object is to provide an LED lighting lamp having a blue light blocking function.
  • an LED lighting lamp comprising an LED module in which one or more LED light sources are installed, a transparent resin made of any one of polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), and silicone on the front of the LED light source, and a mixture of a blue light blocking agent It is characterized in that the lens-type cover having a blue light blocking function formed by injection, casting, or dispensing is combined.
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • PC polycarbonate
  • silicone silicone
  • the blue light blocking agent is a mixture of propanedioic acid in excess of 99.5 wt%, [[4-(dimethylamino)phenyl]methylene]-, dimethylester and less than 0.5 wt% of methanol; or 40-50 wt% of Octyl 3-[3-tert-butyl-5-(5-chloro-2H-benzotriazol-2-yl)-4-hydroxyphenyl]propionate and 2-Ethylhexyl 3-[3-tert-butyl- 5-(5-chloro-2H-benzotriazol-2-yl)-4-hydroxyphenyl]propionate in a composition containing 50 to 60% by weight; It is characterized in that any one or more of.
  • the light transmittance of the LED lighting lamp is characterized in that 50% or less at a wavelength of 420 nm to 450 nm.
  • the lens-type cover attached to the front part of the LED light source is provided with a blue light blocking function, so that a separate sheet or film for blocking blue light is not used, so that not only flat lighting lamps but also lighting lamps including curved shapes, etc. It can be applied to lighting lamps having various shapes, and by excluding the use of a light guide plate and a blue light blocking sheet or film, it has an excellent effect of reducing the weight of the lighting lamp and reducing the manufacturing cost.
  • the blocking of harmful blue light wavelength range of 400 ⁇ 450 nm among the wavelength range of 400 ⁇ 500 nm of blue light emitted from the light source is effectively optimized
  • it has the additional effect of showing excellent light efficiency by minimizing the decrease in the total light transmittance except for harmful blue light.
  • the blue light blocking agent composition exhibits a yellowish appearance when not illuminated and minimizes the change in the original color temperature of the LED light source during illumination, thereby providing a lighting lamp with a beautiful appearance and color temperature.
  • FIG. 1 is a view showing an embodiment of an LED lighting lamp having a blue light blocking function according to the present invention.
  • Figure 2 (a), (b) is a view showing another embodiment of the LED lighting having a blue light blocking function according to the present invention.
  • 3 is a view showing the distribution of POWER by wavelength of an LED light source used for LED lighting.
  • FIG. 4 is a view showing the blue light blocking test results of the LED lighting having a blue light blocking function according to the present invention.
  • FIG. 1 is a view showing an embodiment of an LED lighting lamp having a blue light blocking function according to the present invention
  • FIGS. 2 (a) and (b) are another embodiment of an LED lighting lamp having a blue light blocking function according to the present invention
  • 3 is a diagram showing the distribution of POWER by wavelength of an LED light source used for LED lighting
  • FIG. 4 is a diagram showing the blue light blocking test results of the LED lighting having a blue light blocking function according to the present invention.
  • the present invention maximizes the effect of blocking blue light that is harmful to the human body, and minimizes the phenomenon that the exterior color of the lighting turns yellow during illumination or non-illumination due to the addition of a blue light blocking agent, and minimizes the decrease in total light transmittance except for harmful blue light, thereby providing excellent light efficiency
  • the LED module 110 serves as a light source for the lighting lamp 100 , and includes a printed circuit board (PCB) 114 on which an electric circuit of a predetermined pattern is formed, and the printed circuit board 114 .
  • One or more LED light sources 112 that are installed on and generate light.
  • a lens-type cover 116 is coupled to the front portion of the LED light source 112, and the lens-type cover 116 allows to widen the irradiation angle of light emitted from the LED light source 112 and at the same time, It plays a role to show a uniform luminance distribution within a wide irradiation angle, and is made of a transparent material such as PMMA (Polymethyl Methacrylate), PC (Polycarbonate), and silicon.
  • PMMA Polymethyl Methacrylate
  • PC Polycarbonate
  • the frame 120 serves as an enclosure and heat dissipation of the lighting lamp 100 , and may have various shapes such as a flat plate shape, a polygonal shape, or a circular shape depending on the shape of the lighting lamp 100 .
  • the LED module 110 is installed inside the frame 120 , and a front cover 130 , which will be described later, is fixedly installed on the front end or the outer edge of the frame 120 .
  • the front cover 130 is fixed to the frame 120 so as to be spaced a predetermined distance toward the front of the LED module 110 to seal the LED module 110 installed inside and at the same time to the LED light source 112 .
  • it is formed in a flat plate shape depending on the shape of the frame 120, or both edges It may be formed in various shapes such as a 'C' shape in which the part is bent, a curved shape, and the like.
  • the front cover 130 is generally made of a transparent plastic material.
  • the front cover 130 includes a light diffusing agent capable of scattering or diffusing the light generated from the LED light source 112 .
  • a technology is used to improve the light transmittance of the cover 130 and at the same time to show uniform brightness as a whole.
  • a blue light blocking sheet or blocking film is combined with the front cover 130 or the light guide plate (not shown).
  • a blue light blocking film or blue light blocking sheet that is, a conventional complex multi-layered blue light blocking film or blocking sheet has a color difference value (b*) of blue light.
  • b* color difference value
  • the color temperature of the light source changes to yellow when lighting is relatively high compared to the blocking rate, so that the original color temperature of the LED light source 112 cannot be maintained.
  • the yellow color of the blue light blocking film or blocking sheet is exposed outside the white light diffusion front cover 130 even when the blocking sheet is not illuminated, and the color becomes yellowish, thereby impairing the aesthetics of the lighting.
  • the lens-type cover 116 coupled to the front part of the LED light source 112 is configured to have a blue light blocking function, thereby light having a wavelength corresponding to the blue light included in the light generated from the LED light source 112 .
  • Silver can be irradiated through the front cover 130 while being blocked by the lenticular cover 116 .
  • the lens-type cover 116 includes a blue light blocking agent, and the blue light blocking agent serves to block light of a wavelength corresponding to the blue light included in the light generated from the LED light source 112, Among blue light, it mainly blocks blue light with a wavelength of 400 to 450 nm, which is known to be harmful to the human body.
  • the lenticular cover 116 may be formed by injecting, casting, or dispensing a mixture of a transparent resin and a blue light blocking agent made of any one of polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), and silicone.
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • PC polycarbonate
  • silicone silicone
  • composition comprising 50 to 60 wt% mixture; 4-methyl-7-diethylaminocoumarin; a compound of thiophene and benzene as a blue light-emitting agent; 4-(phenyldiazenyl)phenyl-2-methacrylate; 2,2'-dihydroxy-4,4'-dimethoxybenzophenone; or 2,2', 4,4' tetrahydroxybenzophenone; Any one or more of them may be included in combination.
  • blue light blocking agent 2,5-bis(5-t-butylbenzoxazol-2-yl) or a UV stabilizer may be used, and depending on the type and amount of the blue light blocking agent used, it is blocked. It is possible to adjust the wavelength and amount of blue light, and the phenomenon in which the external color of the lighting lamp 100 changes to yellow when illuminated or not illuminated.
  • a mixture of a composition containing more than 99.5% by weight of propanedioic acid, [[4-(dimethylamino)phenyl]methylene]-, dimethylester, and less than 0.5% by weight of methanol is harmful to the human body 400 ⁇
  • the blue light with a wavelength of 450 nm it mainly blocks blue light above 420 nm, which is a relatively long wavelength
  • Octyl 3-[3-tert-butyl-5-(5-chloro-2H-benzotriazol-2-yl)-4 Contains 40-50 wt% of -hydroxyphenyl]propionate and 50-60 wt% of 2-Ethylhexyl 3-[3-tert-butyl-5-(5-chloro-2H-benzotriazol-2-yl)-4-hydroxyphenyl]propionate
  • the amount of the blue light blocking agent is preferably 0.1 to 0.5 parts by weight based on 100 parts by weight of the lenticular cover 116 in total, and 400 to 420 nm of blue light corresponding to a short wavelength.
  • the amount of the blue light blocking agent injected must be increased or decreased according to the thickness of the lens type cover 116 .
  • the lens-type cover 116 includes a blue light blocking function as described above, there is an advantage in that it is possible to fundamentally block blue light corresponding to a wavelength harmful to the human body included in the light generated from the LED light source 112. .
  • the blue light of the LED light source 112 of general LED lighting is intensively emitted at a wavelength of 435 to 450 nm.
  • the aesthetics are not very good.
  • the color temperature of the lighting lamp 100 is set and manufactured according to the purpose, and the blue light is an important wavelength that determines the color temperature of the lighting lamp 100. direction, and as the amount of blocking of blue light decreases, the color temperature appears in the direction of bright daylight.
  • the addition of the blue light blocking agent causes a difference in the degree to which the exterior color of the lighting turns yellow when illuminated or not illuminated, so the blue light blocking agent is directly related to the light efficiency of the lighting lamp 100 . It is very important to be
  • the wavelength region of blue light harmful to the human body is divided again, and the relatively short wavelength of 400 to 420 nm is Octyl 3-[3-tert-butyl-5-(5-chloro-2H-benzotriazol-2-yl)- 40-50 wt% of 4-hydroxyphenyl]propionate and 50-60 wt% of 2-Ethylhexyl 3-[3-tert-butyl-5-(5-chloro-2H-benzotriazol-2-yl)-4-hydroxyphenyl]propionate
  • a composition containing a mixture of a composition containing By varying the blocking rate for each wavelength region by controlling the content of the two mixtures, it effectively blocks blue light that is harmful to the human body, minimizes the decrease in light efficiency, and minimizes the change in the set color temperature of the lighting and has a beautiful appearance ( 100) is characterized in that it is configured to provide, and this is a part that is different from the prior art.
  • the light transmittance of the LED lighting lamp 100 be 50% or less at a wavelength of 420 nm to 450 nm.
  • FIG. 4 shows the blue light blocking test results of the LED lighting lamp 100 according to the present invention.
  • the lens-type cover 116 is manufactured using a PC resin, which is a transparent resin, and is shown in red.
  • the lens-type cover 116 is manufactured using PMMA resin, which is a transparent resin as well.
  • FIG. 4 in comparison 1 and 2, there is no effect of blocking blue light with a wavelength of 400 to 450 nm at all. It can be seen that the blocking effect of blue light appears when A mixture of the composition comprising ⁇ 50% by weight and 2-Ethylhexyl 3-[3-tert-butyl-5-(5-chloro-2H-benzotriazol-2-yl)-4-hydroxyphenyl]propionate 50-60% by weight is Blocks 400-420 nm, which is a relatively short wavelength, and also contains more than 99.5 wt% of propanedioic acid, [[4-(dimethylamino)phenyl]methylene]-, dimethylester and less than 0.5 wt% of methanol, which are also contained by 0.1 parts by weight. The mixture of the composition of You can check what you can do.
  • the lens-type cover 116 attached to the front part of the LED light source 112 is provided with a blue light blocking function to block blue light. Because a separate sheet or film is not used for (100) can be lightened and manufacturing cost can be reduced, and harmful blue light in the blue light wavelength range 400 to 500 nm emitted from the light source is emitted through the application of the best blue light blocking agent and composition, and the most suitable blue light blocking method for the structure and shape of the lighting lamp 100 While effectively optimizing the blocking of 400 ⁇ 450nm wavelength region, it minimizes the decrease in total light transmittance except for harmful blue light, so that excellent light efficiency can be shown. 112) It has various advantages such as being able to provide the lighting lamp 100 with a beautiful appearance and color temperature by minimizing the change in the original color temperature.
  • the present invention relates to an LED lighting lamp having a blue light blocking function, and more particularly, maximizes the blocking effect of blue light harmful to the human body, minimizes the change in the original color temperature of the LED light source, and minimizes the decrease in total light transmittance except for harmful blue light. It relates to an LED lighting lamp having a blue light blocking function, which can be applied to various lighting lamps regardless of the shape of the lighting lamp, has a beautiful exterior color and color temperature, and minimizes the increase in manufacturing cost due to blue light blocking.

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Abstract

본 발명은 청색광 차단 기능을 갖는 LED 조명등에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인체에 유해한 청색광의 차단 효과를 극대화하면서도 LED 광원 본래의 색온도 변화를 최소화하고 유해 청색광을 제외한 전광선 투과율의 저하를 최소화하여 우수한 광효율을 갖도록 함과 동시에 조명등의 형상에 관계없이 다양한 조명등에 적용이 가능하며 조명의 외관 색상 및 색온도가 미려하고 청색광 차단으로 인한 제조비용의 상승을 최소화한 청색광 차단 기능을 갖는 LED 조명등에 관한 것이다.

Description

청색광 차단 기능을 갖는 LED 조명등
본 발명은 청색광 차단 기능을 갖는 LED 조명등에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인체에 유해한 청색광의 차단 효과를 극대화하면서도 LED 광원 본래의 색온도 변화를 최소화하고 유해 청색광을 제외한 전광선 투과율의 저하를 최소화하여 우수한 광효율을 갖도록 함과 동시에 조명등의 형상에 관계없이 다양한 조명등에 적용이 가능하며 조명의 외관 색상 및 색온도가 미려하고 청색광 차단으로 인한 제조비용의 상승을 최소화한 청색광 차단 기능을 갖는 LED 조명등에 관한 것이다.
일반적으로, LED 조명은 기존 백열등이나 형광등에 비해 에너지 효율이 훨씬 우수하면서도 수명이 길 뿐만 아니라, 오래 사용하여도 밝기가 저하되지 않는다는 장점을 갖고 있어, 가정이나 학교, 회사, 공장 등의 실내는 물론 실외에서 사용되는 조명등이 기존의 백열등이나 형광등 대신 LED 조명으로 교체되고 있는 추세이다.
하지만, 최근 들어 LED로부터 방출되는 청색광(Blue light)이 눈 건강에 안좋은 영향을 끼친다는 연구결과가 발표되면서, 청색광을 줄이거나 차단하기 위한 다양한 방법이 연구되고 있는 실정이다.
그 중, 대한민국 등록특허공보 제10-1638322호 및 제10-1876790호에는 각각 블루라이트 차단 필름을 포함하는 LED 조명등 및 블루라이트 차단 LED 엣지 조명이 게재되어 있는데, 그 주요 기술적 구성은 LED 모듈과 확산판의 사이 또는 도광판과 확산시트의 사이에 블루라이트 차단필름 또는 블루라이트 차단시트를 설치하여 LED로부터 발생되는 블루라이트를 차단시킬 수 있도록 구성된 것에 그 특징이 있다.
즉, 상기 종래기술들은 복잡한 다층 구조의 블루라이트 차단필름 또는 블루라이트 차단시트를 이용하여 LED로부터 발생되는 블루라이트를 차단시킬 수 있도록 구성되어 있으나, 블루라이트 차단필름 또는 블루라이트 차단시트가 설치되는 확산판 또는 확산시트가 평면이 아닌 곡면 형상인 경우, 차단필름 또는 차단시트를 확산판 또는 확산시트에 주름 없이 부착하는 것이 거의 불가능하고, 차단필름 또는 차단시트와 확산판 또는 확산시트의 사이에 부분적인 공간이 형성될 경우 조명 시 음영이 발생될 뿐만 아니라 광효율이 급격히 저하되므로, 상기 종래기술들은 확산판 또는 확산시트가 평면인 경우에만 적용될 수 있고, 그에 따라 적용범위가 제한적인 단점이 있다.
또한, 종래의 복잡한 다층구조의 블루라이트 차단필름 또는 차단시트는 색차값(b*)이 블루라이트 차단율에 비해 상대적으로 높아 조명 시 광원의 색온도가 누렇게 변하게 되어 LED 광원의 본래 색온도를 유지하지 못하게 되는 문제점이 있으며, 블루라이트 차단필름 또는 차단시트가 백색 광확산 전면커버의 배면에 배치될 경우에는 블루라이트 차단필름 또는 차단시트의 누런 색깔이 비조명일 때에도 백색 광확산 전면커버의 밖으로 드러나 노르스름한 색상을 나타내게 되어 조명의 미관을 해치게 되는 단점도 있다.
또한, LED 조명의 경우 조명시 LED로부터 높은 열이 발생하게 되는데, 종래기술에 적용된 블루라이트 차단필름 또는 차단시트는 상대적으로 내열성 및 내후성이 취약한 PET 재질로 이루어져 있어 시간이 지남에 따라 점진적으로 황변 현상이 발생하게 되고, 이러한 황변 현상은 조명등의 광투과율을 저하시킬 뿐만 아니라, 블루라이트 차단 필름 또는 차단 시트를 통과하는 조명의 색온도를 변화시키므로 종국적으로 블루라이트 차단필름 또는 차단시트가 본래의 기능을 상실하게 되는 문제점도 있다.
또한, 상기 종래기술들에 적용된 복잡한 다층 구조의 블루라이트 차단필름 또는 차단시트는 높은 제조비용으로 인해 전체 LED 조명등의 제조원가를 상승시키는 단점이 있을 뿐만 아니라, 복잡한 제조공정으로 인해 다품종 소량생산이 현실적으로 어렵다는 문제점도 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 LED 광원의 전면부에 부착되는 렌즈형 커버에 청색광 차단 기능이 구비되도록 하여 인체에 유해한 청색광의 차단 효과를 극대화하면서도 조명 시 LED 광원 본래의 색온도 변화를 최소화하고 유해 청색광을 제외한 전광선 투과율의 저하는 최소화시킬 수 있도록 하는 청색광 차단 기능을 갖는 LED 조명등을 제공함에 있다.
또한, 본 발명은 청색광 차단을 위한 별도의 시트 또는 필름을 사용하지 않으므로 평판 형상의 조명등은 물론 곡면 형상을 포함하는 조명등 등 다양한 형상을 갖는 조명등에 적용이 가능할 뿐만 아니라, LED 광원의 전면부에 부착되는 렌즈형 커버에 포함되는 청색광 차단제의 조성에 따른 누런 색깔의 청색광 차단제가 광확산 전면커버의 밖으로 비추어지지 않아 조명의 외관 색상 및 색온도가 미려하고 청색광 차단 기능 포함으로 인한 제조원가의 상승을 최소화할 수 있는 청색광 차단 기능을 갖는 LED 조명등을 제공함에 다른 목적이 있다.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명은,
LED 광원이 하나 이상 설치되는 LED 모듈을 포함하여 구성되는 LED 조명등에 있어서, 상기 LED 광원의 전면부에는 PMMA(Polymethyl Methacrylate), PC(Polycarbonate), 실리콘 중 어느 하나로 이루어지는 투명 수지와, 청색광 차단제의 혼합물을 사출, 캐스팅(Casting) 또는 디스펜싱(Dispensing)하여 형성되는 청색광 차단 기능을 갖는 렌즈형 커버가 결합된 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 청색광 차단제는 99.5 중량%를 초과하는 Propanedioic acid, [[4-(dimethylamino)phenyl]methylene]-, dimethylester와 0.5 중량% 미만의 Methanol을 포함하는 조성의 혼합물; 또는 Octyl 3-[3-tert-butyl-5-(5-chloro-2H-benzotriazol-2-yl)-4-hydroxyphenyl]propionate 40~50 중량%와 2-Ethylhexyl 3-[3-tert-butyl-5-(5-chloro-2H-benzotriazol-2-yl)-4-hydroxyphenyl]propionate 50~60 중량%를 포함하는 조성의 혼합물; 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 LED 조명등의 광투과율은 420nm ~ 450nm 파장에서 50% 이하인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, LED 광원의 전면부에 부착되는 렌즈형 커버에 청색광 차단 기능이 구비되도록 하여 청색광 차단을 위한 별도의 시트 또는 필름을 사용하지 않으므로 평판 형상의 조명등은 물론 곡면 형상을 포함하는 조명등 등 다양한 형상을 갖는 조명등에 적용이 가능하며 도광판 및 청색광 차단 시트 또는 필름의 사용을 배재함으로써 조명등을 경량화하고 제조원가를 절감할 수 있는 뛰어난 효과를 갖는다.
또한, 본 발명에 따르면 최상의 청색광 차단제 및 조성과, 조명등의 구조 및 형태에 가장 적합한 청색광 차단 방법 적용을 통해 광원에서 발광되는 청색광 파장영역 400 ~ 500nm 중 유해 청색광 파장영역 400 ~ 450nm의 차단을 효과적으로 최적화하면서도 유해 청색광을 제외한 전광선 투과율의 저하는 최소화함으로써 우수한 광효율을 보일 수 있도록 하는 효과를 추가로 갖는다.
또한, 본 발명에 따르면 청색광 차단제 조성에 의해 비조명 시 누런 색깔의 외관을 나타내는 것과 조명 시 LED 광원 본래의 색온도 변화를 최소화함으로써 외관 및 색온도가 미려한 조명등을 제공할 수 있는 효과를 추가로 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 청색광 차단 기능을 갖는 LED 조명등의 일실시예를 나타낸 도면.
도 2의 (a),(b)는 본 발명에 따른 청색광 차단 기능을 갖는 LED 조명등의 다른 실시예를 나타낸 도면.
도 3은 LED 조명에 사용되는 LED 광원의 파장별 POWER 분포를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 따른 청색광 차단 기능을 갖는 LED 조명등의 청색광 차단 시험 결과를 나타낸 도면.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명에 따른 청색광 차단 기능을 갖는 LED 조명등의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 청색광 차단 기능을 갖는 LED 조명등의 일실시예를 나타낸 도면이고, 도 2의 (a),(b)는 본 발명에 따른 청색광 차단 기능을 갖는 LED 조명등의 다른 실시예를 나타낸 도면이며, 도 3은 LED 조명에 사용되는 LED 광원의 파장별 POWER 분포를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 청색광 차단 기능을 갖는 LED 조명등의 청색광 차단 시험 결과를 나타낸 도면이다.
본 발명은 인체에 유해한 청색광의 차단 효과를 극대화하면서도 청색광 차단제 첨가로 인해 조명 또는 비조명 시 조명의 외관 색깔이 누렇게 변하게 되는 현상을 최소화하고, 유해 청색광을 제외한 전광선 투과율의 저하는 최소화하여 우수한 광효율을 갖도록 함과 동시에 조명등의 형상에 관계없이 다양한 조명등에 적용이 가능하며 청색광 차단으로 인한 제조 비용의 상승을 최소화한 청색광 차단 기능을 갖는 LED 조명등(100)(이하, '조명등(100)'이라 한다.)에 관한 것으로, 그 구성은 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 크게 LED 모듈(110), 프레임(120) 및 전면커버(130)를 포함하여 이루어진다.
보다 상세히 설명하면, 상기 LED 모듈(110)은 조명등(100)의 광원 역할을 하는 것으로, 소정 패턴의 전기회로가 형성되어 있는 인쇄회로기판(PCB)(114)과, 상기 인쇄회로기판(114) 상에 설치되어 빛을 발생시키는 하나 이상의 LED 광원(112)을 포함하여 이루어진다.
이때, 상기 LED 광원(112)의 전면부에는 렌즈형 커버(116)가 결합되는데, 상기 렌즈형 커버(116)는 LED 광원(112)으로부터 발광되는 빛의 조사각을 넓힐 수 있도록 함과 동시에, 넓어진 조사각 내에서 균일한 휘도 분포를 보일 수 있도록 하는 역할을 하는 것으로 PMMA(Polymethyl Methacrylate), PC(Polycarbonate), 실리콘 등의 투명 재질로 이루어진다.
다음, 상기 프레임(120)은 조명등(100)의 외함 및 방열 역할을 하는 것으로, 조명등(100)의 형상에 따라 평판형이나, 다각형 또는 원형 등 다양한 형상으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 프레임(120)의 내측에는 LED 모듈(110)이 설치되고, 프레임(120)의 전방 단부 또는 외곽 테두리 부분에는 후술할 전면커버(130)가 고정 설치될 수 있도록 구성되어 있다.
다음, 상기 전면커버(130)는 LED 모듈(110)의 전면을 향해 일정거리 이격되도록 하여 프레임(120)에 고정 설치되어 내측에 설치되는 LED 모듈(110)을 밀폐시킴과 동시에 LED 광원(112)으로부터 발생된 빛이 전면커버(130)를 통해 조사될 수 있도록 하는 것으로, 도 2의 (a),(b)에 나타낸 바와 같이, 프레임(120)의 형상에 따라 평판형으로 형성되거나, 양측 가장자리 부분이 절곡된 'ㄷ'자 형상, 곡면 형상 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
따라서, 상기 전면커버(130)는 일반적으로 투명한 플라스틱 재질로 이루어지는데, 최근에는 전면커버(130)에 LED 광원(112)으로부터 발생된 빛을 산란 또는 확산시킬 수 있도록 하는 광확산제가 포함되도록 하여 전면커버(130)의 광투과율을 향상시킬 수 있도록 함과 동시에 전체적으로 균일한 밝기를 보이도록 하는 기술이 사용되고 있다.
또한, LED 광원(112)으로부터 발생되는 청색광, 즉 블루라이트가 눈 건강에 안좋은 영향을 끼친다는 연구결과가 발표되면서 전면커버(130) 또는 도광판(미도시)에 블루라이트 차단시트 또는 차단필름을 결합시킨 LED 조명등이 개발되고 있는데, 전술한 바와 같이, 블루라이트 차단필름 또는 블루라이트 차단시트를 사용할 경우, 즉 종래의 복잡한 다층구조의 블루라이트 차단필름 또는 차단시트는 색차값(b*)이 블루라이트 차단율 대비 상대적으로 높아 조명 시 광원의 색온도가 누렇게 변하게 되어 LED 광원(112)의 본래의 색온도를 유지하지 못하게 되는 문제점이 있으며, 블루라이트 차단필름 또는 차단시트가 백색 광확산 커버의 전면에 배치될 경우에는 블루라이트 차단필름 또는 차단시트의 누런 색깔이 비조명 시일때도 백색 광확산 전면커버(130)의 밖으로 드러나 색깔이 노르스름하게 되어 조명의 미관을 해치게 되는 단점도 있다.
또한, 종래의 경우 상대적으로 내열성 및 내후성이 약한 PET 재질의 필름을 사용하고 있으므로 장기적으로 사용시 점진적으로 황변 현상이 발생되고, 제조 원가가 상승될 뿐만 아니라 조명등(100)의 형상에 따라 사용에 제약이 있을 수 있는 등의 문제점이 있으므로, 본 발명에서는 이러한 문제점들을 개선하기 위하여 별도의 블루라이트 차단시트 또는 차단필름을 사용하지 않고서도 LED 광원(112)으로부터 발생되는 청색광을 효율적으로 차단시킬 수 있도록 구성된 것에 그 특징이 있다.
즉, 상기 LED 광원(112)의 전면부에 결합되는 렌즈형 커버(116)는 청색광 차단 기능을 갖도록 구성되는데, 이로 인해 LED 광원(112)으로부터 발생된 빛에 포함된 청색광에 해당하는 파장의 빛은 렌즈형 커버(116)에 의해 차단된 상태로 전면커버(130)를 통해 조사될 수 있게 된다.
보다 상세히 설명하면, 상기 렌즈형 커버(116)에는 청색광 차단제가 포함되는데, 상기 청색광 차단제는 LED 광원(112)으로부터 발생된 빛에 포함된 청색광에 해당하는 파장의 빛을 차단시키는 역할을 하는 것으로, 청색광 중에서도 인체에 유해하다고 알려진 400 ~ 450 nm 파장의 청색광을 주로 차단하게 된다.
이때, 상기 렌즈형 커버(116)는 PMMA(Polymethyl Methacrylate), PC(Polycarbonate), 실리콘 중 어느 하나로 이루어지는 투명 수지와 청색광 차단제의 혼합물을 사출, 캐스팅(Casting) 또는 디스펜싱(Dispensing)하여 형성할 수 있는데, 상기 렌즈형 커버(116)에 포함되는 청색광 차단제의 성분으로는 99.5 중량%를 초과하는 Propanedioic acid, [[4-(dimethylamino)phenyl]methylene]-, dimethylester(CAS No. 72955-45-4)와 0.5 중량% 미만의 Methanol(CAS No. 67-56-1)을 포함하는 조성의 혼합물; Octyl 3-[3-tert-butyl-5-(5-chloro-2H-benzotriazol-2-yl)-4-hydroxyphenyl]propionate(CAS No. 83044-89-7) 40~50 중량%와 2-Ethylhexyl 3-[3-tert-butyl-5-(5-chloro-2H-benzotriazol-2-yl)-4-hydroxyphenyl]propionate(CAS No. 83044-90-0) 50~60 중량%를 포함하는 조성의 혼합물; 4-메틸-7-디에틸아미노쿠마린; 티오펜(thiophene)과 벤젠(benzene)의 화합물 청광-발산제; 4-(phenyldiazenyl)phenyl-2-methacrylate; 2,2‘-디히드록시-4,4’-디메톡시벤조페논; 또는 2,2‘, 4,4’ 테트라히드록시벤조페논; 중 어느 하나 이상이 조합되어 포함될 수 있다.
또한, 상기 청색광 차단제의 부가성분으로는 2,5-비스(5-t-부틸벤즈옥사졸-2-일) 또는 UV 안정제 등이 사용될 수 있으며, 사용되는 청색광 차단제의 종류 및 양에 따라 차단되는 청색광의 파장 및 양, 그리고 조명 또는 비조명 시 조명등(100)의 외관 색깔이 누렇게 변하는 현상을 조정할 수 있게 된다.
즉, 상기 청색광 차단제의 성분 중 99.5 중량%를 초과하는 Propanedioic acid, [[4-(dimethylamino)phenyl]methylene]-, dimethylester와 0.5 중량% 미만의 Methanol을 포함하는 조성의 혼합물은 인체에 유해한 400 ~ 450 nm 파장의 청색광 중 비교적 장파장에 해당되는 420nm 이상의 청색광을 주로 차단하는 역할을 하는 것이고, Octyl 3-[3-tert-butyl-5-(5-chloro-2H-benzotriazol-2-yl)-4-hydroxyphenyl]propionate 40~50 중량%와 2-Ethylhexyl 3-[3-tert-butyl-5-(5-chloro-2H-benzotriazol-2-yl)-4-hydroxyphenyl]propionate 50~60 중량%를 포함하는 조성의 혼합물은 단파장에 해당되는 400 ~ 420nm의 청색광을 주로 차단하는 역할을 하는 것으로, 차단하고자 하는 청색광의 파장에 따라 상기 두 혼합물을 선택적으로 사용할 수 있다.
본 발명에 의하면, 상기 청색광 차단제의 투입량은 상기 렌즈형 커버(116) 총 100 중량부를 기준으로 하여 청색광 차단제의 함량이 0.1 ~ 0.5 중량부가 되도록 하는 것이 바람직한데, 단파장에 해당되는 400 ~ 420nm의 청색광의 차단이 불필요한 경우, 전술한 청색광 차단제 중 Octyl 3-[3-tert-butyl-5-(5-chloro-2H-benzotriazol-2-yl)-4-hydroxyphenyl]propionate 40~50 중량%와 2-Ethylhexyl 3-[3-tert-butyl-5-(5-chloro-2H-benzotriazol-2-yl)-4-hydroxyphenyl]propionate 50~60 중량%를 포함하는 조성의 혼합물의 함량을 줄이고, 반대로 비교적 장파장에 해당되는 420 ~ 450 nm 파장의 청색광의 차단이 불필요한 경우에는 99.5 중량%를 초과하는 Propanedioic acid, [[4-(dimethylamino)phenyl]methylene]-, dimethylester와 0.5 중량% 미만의 Methanol을 포함하는 조성의 혼합물의 함량을 줄이는 등의 조절이 가능하다.
그리고, 상기 렌즈형 커버(116)의 두께별 동일한 청색광 차단효과를 위해서는 상기 청색광 차단제의 투입량을 상기 렌즈형 커버(116)의 두께에 따라 증감시켜야만 한다.
따라서, 상기와 같이 렌즈형 커버(116)에 청색광 차단 기능을 포함시키는 경우 LED 광원(112)으로부터 발생된 빛에 포함된 인체에 유해한 파장에 해당되는 청색광을 원천적으로 차단시킬 수 있게 되는 장점이 있다.
한편, 도 3에 도시된 내용과 같이 일반적인 LED조명의 LED 광원(112)의 청색광은 435 ~ 450 nm 파장에서 집중적으로 방출되는데 440 ~ 500 nm 파장을 많이 차단할수록 LED 조명의 색온도가 누렇게 되어 조명 시 미관이 매우 좋지 못하게 된다.
본 발명과 같은 LED 조명등(100)의 경우 조명등(100)의 색온도는 용도에 맞게 설정되어 제작되는데 청색광은 조명등(100)의 색온도를 결정하는 중요한 파장으로서 청색광의 차단량이 많아질수록 색온도가 전구색 방향으로 나타나고, 청색광의 차단량이 적어질수록 색온도가 밝은 느낌의 주광색 방향으로 나타난다.
또한, 청색광 차단제의 종류, 함량 및 차단방법에 따라 청색광 차단제 첨가로 인해 조명 또는 비조명 시 조명의 외관 색깔이 누렇게 변하게 되는 정도의 차이가 발생하게 되므로 청색광 차단제는 조명등(100)의 광효율과도 직결되는 것으로서 매우 중요하다.
따라서, 본 발명에서는 인체에 유해한 청색광의 파장 영역을 다시 구분하여 비교적 단파장인 400~420 nm은 Octyl 3-[3-tert-butyl-5-(5-chloro-2H-benzotriazol-2-yl)-4-hydroxyphenyl]propionate 40~50 중량%와 2-Ethylhexyl 3-[3-tert-butyl-5-(5-chloro-2H-benzotriazol-2-yl)-4-hydroxyphenyl]propionate 50~60 중량%를 포함하는 조성의 혼합물을 투입하여 차단하고, 420 nm 이상의 파장은 99.5 중량%를 초과하는 Propanedioic acid, [[4-(dimethylamino)phenyl]methylene]-, dimethylester와 0.5 중량% 미만의 Methanol을 포함하는 조성의 혼합물을 투입하여 차단하였으며, 상기 두 혼합물의 함량 조절을 통해 파장 영역별 차단율을 다르게 함으로써 인체에 유해한 청색광을 효과적으로 차단하고 광효율이 떨어지는 것을 최소화하며 조명의 설정된 색온도 변화를 최소화 하면서도 외관이 미려한 조명등(100)을 제공할 수 있도록 구성된 것에 그 특징이 있는 것이고, 이는 종래기술과 차별되는 일부분이다.
또한, 상기와 같은 이유로 하여 LED 조명등(100)의 광투과율은 420nm ~ 450nm 파장에서 50% 이하가 되도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 도 4는 본 발명에 따른 LED 조명등(100)의 청색광 차단 시험 결과를 나타낸 것으로, 검정색으로 나타낸 비교 1은 렌즈형 커버(116)를 투명수지인 PC수지를 이용하여 제조한 것이고, 빨간색으로 나타낸 비교 2는 렌즈형 커버(116)를 마찬가지로 투명수지인 PMMA수지를 이용하여 제조한 것이며, 실시예는 렌즈형 커버(116)를 투명한 PMMA수지 99.8 중량부와, 청색광 차단제, 보다 상세하게는 99.5 중량%를 초과하는 Propanedioic acid, [[4-(dimethylamino)phenyl]methylene]-, dimethylester와 0.5 중량% 미만의 Methanol을 포함하는 조성의 혼합물 0.1중량부 및 Octyl 3-[3-tert-butyl-5-(5-chloro-2H-benzotriazol-2-yl)-4-hydroxyphenyl]propionate 40~50 중량%와 2-Ethylhexyl 3-[3-tert-butyl-5-(5-chloro-2H-benzotriazol-2-yl)-4-hydroxyphenyl]propionate 50~60 중량%를 포함하는 조성의 혼합물 0.1중량부의 혼합 조성으로 제조한 것으로, 모두 상기 렌즈형 커버(116)를 평균 1mm의 두께로 사출한 후, LED 광원(112)의 전면부에 결합시킨 상태에서 테스트를 진행하였다.
도 4에서 확인할 수 있는 바와 같이, 비교 1,2의 경우 400 ~ 450 nm 파장의 청색광 차단 효과가 전혀 없는 것에 비해, 본 발명에 의해 제조된 렌즈형 커버(116)가 설치된 LED 조명등(100)의 경우 청색광의 차단 효과가 나타나는 것을 확인할 수 있으며, 0.1중량부 만큼 포함된 Octyl 3-[3-tert-butyl-5-(5-chloro-2H-benzotriazol-2-yl)-4-hydroxyphenyl]propionate 40~50 중량%와 2-Ethylhexyl 3-[3-tert-butyl-5-(5-chloro-2H-benzotriazol-2-yl)-4-hydroxyphenyl]propionate 50~60 중량%를 포함하는 조성의 혼합물은 비교적 단파장인 400~420 nm를 차단하고, 마찬가지로 0.1중량부 만큼 포함된 99.5 중량%를 초과하는 Propanedioic acid, [[4-(dimethylamino)phenyl]methylene]-, dimethylester와 0.5 중량% 미만의 Methanol을 포함하는 조성의 혼합물은 상대적으로 장파장인 420 nm 이상의 청색광을 차단하여, 인체에 유해한 청색광을 차단하면서도 조명 또는 비조명 시 조명의 외관 색깔이 누렇게 변하게 되는 현상을 최소화하여 조명등(100)의 광효율 저하를 최소화할 수 있는 것을 확인할 수 있다.
따라서, 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 청색광 차단 기능을 갖는 LED 조명등(100)에 의하면, LED 광원(112)의 전면부에 부착되는 렌즈형 커버(116)에 청색광 차단 기능이 구비되도록 하여 청색광 차단을 위한 별도의 시트 또는 필름을 사용하지 않으므로 평판 형상의 조명등은 물론 곡면 형상을 포함하는 조명등 등 다양한 형상을 갖는 조명등(100)에 적용이 가능하며 도광판 및 청색광 차단 시트 또는 필름의 사용을 배재함으로써 조명등(100)을 경량화하고 제조원가를 절감할 수 있고, 최상의 청색광 차단제 및 조성과, 조명등(100)의 구조 및 형태에 가장 적합한 청색광 차단 방법 적용을 통해 광원에서 발광되는 청색광 파장영역 400 ~ 500nm 중 유해 청색광 파장영역 400 ~ 450nm의 차단을 효과적으로 최적화하면서도 유해 청색광을 제외한 전광선 투과율의 저하는 최소화함으로써 우수한 광효율을 보일 수 있도록 하며, 청색광 차단제 조성에 의해 비조명 시 누런 색깔의 외관을 나타내는 것과 조명 시 LED 광원(112) 본래의 색온도 변화를 최소화함으로써 외관 및 색온도가 미려한 조명등(100)을 제공할 수 있는 등의 다양한 장점을 갖는 것이다.
전술한 실시예들은 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 전면커버(130)에도 본 발명에 따른 청색광 차단제를 적용하여 사용할 수 있는 등 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.
본 발명은 청색광 차단 기능을 갖는 LED 조명등에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인체에 유해한 청색광의 차단 효과를 극대화하면서도 LED 광원 본래의 색온도 변화를 최소화하고 유해 청색광을 제외한 전광선 투과율의 저하를 최소화하여 우수한 광효율을 갖도록 함과 동시에 조명등의 형상에 관계없이 다양한 조명등에 적용이 가능하며 조명의 외관 색상 및 색온도가 미려하고 청색광 차단으로 인한 제조비용의 상승을 최소화한 청색광 차단 기능을 갖는 LED 조명등에 관한 것이다.

Claims (3)

  1. LED 광원이 하나 이상 설치되는 LED 모듈을 포함하여 구성되는 LED 조명등에 있어서,
    상기 LED 광원의 전면부에는 PMMA(Polymethyl Methacrylate), PC(Polycarbonate), 실리콘 중 어느 하나로 이루어지는 투명 수지와, 청색광 차단제의 혼합물을 사출, 캐스팅(Casting) 또는 디스펜싱(Dispensing)하여 형성되는 청색광 차단 기능을 갖는 렌즈형 커버가 결합된 것을 특징으로 하는 청색광 차단 기능을 갖는 LED 조명등.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 청색광 차단제는 99.5 중량%를 초과하는 Propanedioic acid, [[4-(dimethylamino)phenyl]methylene]-, dimethylester와 0.5 중량% 미만의 Methanol을 포함하는 조성의 혼합물; 또는 Octyl 3-[3-tert-butyl-5-(5-chloro-2H-benzotriazol-2-yl)-4-hydroxyphenyl]propionate 40~50 중량%와 2-Ethylhexyl 3-[3-tert-butyl-5-(5-chloro-2H-benzotriazol-2-yl)-4-hydroxyphenyl]propionate 50~60 중량%를 포함하는 조성의 혼합물; 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 청색광 차단 기능을 갖는 LED 조명등.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 LED 조명등의 광투과율은 420nm ~ 450nm 파장에서 50% 이하인 것을 특징으로 하는 청색광 차단 기능을 갖는 LED 조명등.
PCT/KR2020/018590 2020-07-14 2020-12-17 청색광 차단 기능을 갖는 led 조명등 Ceased WO2022014802A1 (ko)

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KR20200086766 2020-07-14

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