KR100971707B1 - 바 형상의 발광장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 바 형상의 발광장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 다수의 발광소자를 이용한 바(bar) 형상의 발광장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 바(bar) 형상의 장치는, 상기 발광소자가 실장된 바 형상의 회로기판 및 상기 회로기판의 전방에 위치하고 입사면과 출사면을 갖되 전방을 향해 볼록하게 형성되는 바 형상의 투광성 요소로서 상기 입사면은 상기 발광소자를 향하고 상기 입사면 상에 다수의 제1 'v' 홈이 형성되고 상기 출사면은 전방을 향하는 투광성의 중간 광학요소와, 상기 중간 광학요소의 전방에 위치하고 내측면과 외측면을 갖는 바 형상의 투광성 요소로서 단면이 반원 형상으로 상기 전방을 향해 볼록하게 형성되고 다수의 제2 'v'홈이 상기 내측면 상에 형성되는 투광성의 전방 광학요소와, 상기 중간 광학요소 및 전방 광학요소의 양단으로부터 상기 회로기판의 후방으로 연장되어 상기 회로기판을 지지하는 후방 광학요소를 구비하는 외부 광학요소를 포함하는 장치이다.
바 형상, 발광 장치, 조명 장치, 발광 소자, 투광성, v 홈, 요철

Description

바 형상의 발광장치{bar-type lighting device}
본 발명은 바 형상의 발광장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 다수의 발광소자를 이용한 바(bar) 형상의 발광장치에 관한 것이다.
발광장치는 다양한 광원을 통해 빛을 제공하는 장치이다. 일반적으로 발광장치는 다양한 모양의 출사면을 통해 빛을 제공하는 장치이다.
발광장치에 사용되는 광원은 다양한 종류가 가능하며, 예를 들어, 냉음극 형광 램프(CCFL)와 같은 선광원이나 발광소자(LED)와 같은 점광원이 사용될 수 있다.
발광소자(LED)를 사용하는 경우, 소비전력이 낮고, 색 대비가 분명하고 밝은 색상이 가능하며, 켜는 시간이 짧고 색 재현범위가 CCFL에 비해 높다는 장점이 있다. 또한, 발광소자의 무게가 다른 선광원에 비해 가볍고, 크기가 작아서 다양한 형상의 발광장치에 사용될 수 있는 장점이 있다.
그러나, 발광소자는 점광원이기 때문에 CCFL에 비해 균일한 조명을 제공하는데 어려움이 있다는 문제가 있었다.
도 1은 종래의 CCFL에 상응하는 형상을 갖는 면 발광장치를 나타내는 도면이 다. 도시된 바와 같이, 종래 장치는 광을 방사하는 다수의 LED(1)가 인쇄회로기판(2)와 다수의 LED(1)의 광을 분산시키는 광학부재(3)로 이루어진다.
상기 광학부재(3)는 다수의 LED(1)로부터 방사되는 광을 확산시켜 면발광 특성을 높이는데 사용된다. 즉, 상기 광학부재(3)는 LED(1)의 방사각을 개선하여 발광장치의 면발광 특성을 높인다.
종래의 장치의 광학부재는 LED로부터 방사되는 광의 방사각을 개선하기는 하였으나, 종래의 CCFL에 상응할 만큼 균일하게 광이 제공되지 못하는 문제가 있다.
또한, 종래의 광학부재는 각각의 LED에 독립적으로 구비되므로, 광학부재가 완전히 동일하게 제작되지 않는 경우 면발광 특성이 저해되는 문제가 있다.
또한, 종래의 광학부재는 각각의 LED에 독립적으로 구비되므로, 제조상 어려움이 있다는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 면발광 특성이 개선된 면 발광장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 바(bar) 형상의 장치는, 상기 발광소자가 실장된 바 형상의 회로기판 및 상기 회로기판의 전방에 위치하고 입사면과 출사면을 갖되 전방을 향 해 볼록하게 형성되는 바 형상의 투광성 요소로서 상기 입사면은 상기 발광소자를 향하고 상기 입사면 상에 다수의 제1 'v' 홈이 형성되고 상기 출사면은 전방을 향하는 투광성의 중간 광학요소와, 상기 중간 광학요소의 전방에 위치하고 내측면과 외측면을 갖는 바 형상의 투광성 요소로서 단면이 반원 형상으로 상기 전방을 향해 볼록하게 형성되고 다수의 제2 'v'홈이 상기 내측면 상에 형성되는 투광성의 전방 광학요소와, 상기 중간 광학요소 및 전방 광학요소의 양단으로부터 상기 회로기판의 후방으로 연장되어 상기 회로기판을 지지하는 후방 광학요소를 구비하는 외부 광학요소를 포함하는 장치이다.
바람직하게, 상기 제1 'v' 홈 및 제2 'v'홈은 서로 상보적으로 형성된다.
바람직하게, 상기 제1 'v' 홈 및 제2 'v'홈은 서로 동일한 방향으로 형성된다.
본 발명에 따른 면 발광장치는 다음과 같은 유리한 효과가 있다.
본 발명은 발광소자를 기초로 하면서, 조명이 제공되는 면에 균일한 광을 제공하는 유리한 점이 있다. 또한, 본 발명은 조명 장치 전체의 크기를 소형화시킬 수 있다.
본 발명의 구체적인 특징 및 효과는 이하에서 설명하는 본 발명의 실시예에 의해 구체화될 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 첨부된 도면에 도시된 각 부재의 크기는 설명의 편의를 위해 과장되거나 축소될 수 있다.
도 2는 본 실시예에 따른 바 형상의 발광장치이다.
도시된 바와 같이, 도 2의 장치에는, 다수의 발광소자(201), 상기 발광소자가 실장되는 회로기판(202), 상기 회로기판을 지지하는 방열 지지체(204), 상기 회로 기판(202) 및 방열 지지체(204) 사이에 삽입되는 방열 테입(203) 및 외부 광학요소(210)을 포함한다.
상기 외부 광학 요소(210)는 중간 광학요소(210a), 전방 광학요소(210b) 및 후방 광학요소(210c)를 포함한다.
상기 중간 광학요소(210a)는 전방(발광소자로부터 빛이 진행되는 방향)을 향해 볼록하게 형상된다. 상기 중간 광학요소(210a)는 입사면(211)과 출사면(212)을 갖는다. 상기 입사면(211)은 발광소자(201)를 향하며, 상기 입사면(211) 상에는 다수의 제1 'v'홈이 형성된다. 예를 들어, 상기 'v'홈은 실질적으로 'v' 또는 이에 유사한 형상을 갖는 요철(凹凸)부일 수 있다.
상기 전방 광학요소(210b)는, 도시된 바와 같이, 전방을 향해 반원 형상으로 볼록하게 형상된다. 상기 전방 광학요소(210b)는 내측면(221)과 외측면(222)을 갖는다. 상기 내측면(221)은 발광소자(201)를 향하며, 상기 내측면(221) 상에는 다수의 제2 'v'홈이 형성된다.
상기 후방 광학요소(210c)는 중간 광학요소(210a) 및 전방 광학요소(210b)의 양단으로부터 상기 회로기판(202)의 후방(상술한 전방에 반대되는 방향)으로 연장되어 상기 회로기판(202)을 지지한다.
구체적으로 상기 후방 광학요소(210c)에는 끼움 홈(206)이 양측에 구비되고, 상기 끼움 홈(206)에 회로기판(202)을 지지하는 방열 지지체(204)가 삽입되는 것이 바람직하다.
도 3은 외부 광학 요소를 나타낸 사시도이다. 도시된 바와 같이 상기 외부 광학 요소(210)는 바형상으로 제작되며, 중간 광학요소(210a), 전방 광학요소(210b) 및 후방 광학요소(210c)는 일체로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 외부 광학 요소(210)는 투광성 소재로 제작되는 것이 바람직하므로, 수지(resin) 등에 제작 가능하다.
도 4는 외부 광학 요소에 나머지 부재가 삽입된 일례를 나타낸 사시도이다. 도시된 바와 같이, 상기 외부 광학 요소(210)에는 다수의 발광소자(201), 상기 발광소자가 실장되는 회로기판(202), 상기 회로기판을 지지하는 방열 지지체(204) 등이 삽입된다. 이 경우, 각각의 부재는 바 형상으로 제작되므로, 각 부재들은 상기 외부 광학 요소(210)에 끼워지는 방식으로 조립되는 것이 바람직하다.
도 5는 상기 중간 광학요소(210a), 전방 광학요소(210b)에 형성되는 'v' 홈의 구체적 일례를 나타낸 단면도이다. 상기 중간 광학요소(210a)에 형성되는 제1 'v' 홈과, 상기 전방 광학요소(210b)에 형성되는 제2 'v' 홈은 동일한 방향으로 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 전방 광학요소(210b)에 형성되는 제2 'v' 홈은, 중간 광학요 소(210a)에 형성되는 제1 'v' 홈에 상보적으로 형성되는 것이 바람직하다. 도 6 및 도 7은 상보적으로 형성되는 제1 'v' 홈과 제2 'v' 홈의 일례이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 중간 광학요소(210a)에 형성되는 제1 'v' 홈(510)의 돌출된 지점(510)은, 전방 광학요소(210b)에 형성되는 제2 'v' 홈(520)의 퇴출된 지점(520)에 대응되는 것이 바람직하다. 즉 제1 'v' 홈(510)과 제2 'v' 홈(520)은 상보적으로 형성되는 것이 바람직하다. 도 7은 또 다른 일례로서, 제2 'v' 홈(620)은 제1 'v' 홈(610)에 비해 더 넓은 폭을 가질 수 있다.
도 6 내지 도 7과 같이 'v' 홈들이 상보적으로 형성되는 경우, 빛이 균일성이 보장되어, 면발광이 가능하다.
도 8은 본 실시예에 따른 발광 장치에 따른 광속 발광을 나타낸 일례이다. 도시된 바와 같이, 전방 광학요소 하나만을 구비하는 경우(도 8의 (c)의 경우), 도 8의 (d)와 같이, 빛이 균일하게 발산되지 않는다. 그러나 중간 광학요소 및 전방 광학요소를 모두 구비하는 경우(도 8의 (a)의 경우), 도 8의 (b)와 같이, 각도에 상관없이 균일한 빛을 제공할 수 있다. 또한, 중간 광학요소 및 전방 광학요소에 구비되는 'v'홈은 상보적으로 형성되므로 더욱 균일한 빛의 제공이 가능하다.
도 9는 본 발명의 또 다른 일례를 나타내는 단면도이다. 도 9의 일례는, 도 2의 일례와 마찬가지로, 다수의 발광소자(201), 상기 발광소자(201)가 실장되는 회로기판(202), 상기 회로기판(202)을 지지하는 방열 지지체(204), 상기 회로 기판(202) 및 방열 지지체(204) 사이에 삽입되는 방열 테입(203) 및 외부 광학요소(210)을 포함한다. 또한, 상기 외부 광학 요소(210)는 중간 광학요소(210a), 전 방 광학요소(210b) 및 후방 광학요소(210c)를 포함한다.
도 9의 일례의 경우, 상기 전방 광학요소의 외측면(221) 상에 제3 'v' 홈 (240)이 더 구비된다. 상기 제3 'v' 홈(240)은, 상기 제1 'v' 홈 및 제2 'v' 홈에 수직하는 방향으로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 제3 'v' 홈(240)이 추가로 구비되고, 상기 제1 'v' 홈 및 제2 'v' 홈에 수직하는 방향으로 형성되는 경우, 도 2의 일례에 비해 더욱 균일한 발광이 가능하다.
도 10은 방열 지지체(204)에 구비되는 요철면을 설명하기 위한 도면이다. 상기 방열 지지체(204)는 발광소자로부터 발생하는 열을 효율적으로 배출하기 위해 알루미늄 등의 열전도성이 높은 부재로 제작되는 것이 바람직하다. 이 경우, 방열 효율을 더욱 높이기 위해 추가적인 요철면을 구비할 수 있다. 즉, 표면적으로 증가시켜 방열을 증가시키는 요철면이 추가될 수 있으며, 이러한 요철면은 상기 방열 지지체의 후면(205a, 205b) 등에 구비될 수 있다.
본 실시예는 발광소자로부터 방사되는 빛이 2개의 광학요소(중간 광학요소 및 전방 광학요소)에 의해 굴절되므로, 더 넓은 각으로 빛이 방사된다. 일반적으로 조명 장치에서 더 넓은 각도로 빛을 방사시키기 위해서, 발광 소자를 후방으로 배치시키는데, 발광 소자를 지나치게 후방으로 배치하는 경우, 조명 장치의 부피가 커지는 문제가 발생한다. 그러나 본 실시예의 경우, 2개의 광학요소를 적절하게 이용하여 빛의 굴절시키므로, 조명 장치의 부피를 감소시키는 장점이 있다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적인 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
본 발명은 면 발광장치에 적용가능하므로, 본 발명에 산업상 이용가능성이 있음은 자명하다.
도 1은 종래의 CCFL에 상응하는 형상을 갖는 면 발광장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 실시예에 따른 바 형상의 발광장치이다.
도 3은 외부 광학 요소를 나타낸 사시도이다.
도 4는 외부 광학 요소에 나머지 부재가 삽입된 일례를 나타낸 사시도이다.
도 5는 상기 중간 광학요소, 전방 광학요소에 형성되는 'v' 홈의 구체적 일례를 나타낸 단면도이다.
도 6 및 도 7은 상보적으로 형성되는 제1 'v' 홈과 제2 'v' 홈의 일례이다.
도 8은 본 실시예에 따른 발광 장치에 따른 광속 발광을 나타낸 일례이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 일례를 나타내는 단면도이다.
도 10은 방열 지지체에 구비되는 요철면을 설명하기 위한 도면이다.

Claims (8)

  1. 발광소자를 이용한 바(bar) 형상의 발광장치에 있어서,
    상기 발광소자가 실장된 바 형상의 회로기판 및
    상기 회로기판의 전방에 위치하고 입사면과 출사면을 갖되 전방을 향해 볼록하게 형성되는 바 형상의 투광성 요소로서 상기 입사면은 상기 발광소자를 향하고 상기 입사면 상에 다수의 제1 'v' 홈이 형성되고 상기 출사면은 전방을 향하는 투광성의 중간 광학요소와,
    상기 중간 광학요소의 전방에 위치하고 내측면과 외측면을 갖는 바 형상의 투광성 요소로서 단면이 반원 형상으로 상기 전방을 향해 볼록하게 형성되고 상기 중간 광학요소와 양단이 접합되며 다수의 제2 'v'홈이 상기 내측면 상에 형성되는 투광성의 전방 광학요소와,
    상기 중간 광학요소 및 전방 광학요소의 양단으로부터 상기 회로기판의 후방으로 일체로 연장되어 상기 회로기판을 지지하는 후방 광학요소를 구비하는 외부 광학요소를 포함하고,
    상기 제1 'v' 홈 및 제2 'v'홈은 동일한 방향으로 형성되고 상기 제1 'v' 홈의 돌출 지점과 제2 'v'홈의 퇴출 지점이 서로 대응되는 바 형상의 발광장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 회로기판의 후방에 구비되는 바 형상의 방열 지지체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바 형상의 발광장치
  5. 제4항에 있어서,
    상기 방열 지지체의 후면에는 방열을 위한 요철면이 구비되는 것을 특징으로 하는 바 형상의 발광장치
  6. 제4항에 있어서,
    상기 방열 지지체에는 끼움 홈이 형성되고,
    상기 방열 지지체는 상기 끼움 홈을 통해 상기 후방 광학요소에 고정되는 것을 특징으로 하는 바 형상의 발광장치
  7. 제1항에 있어서,
    상기 외측면 상에는 다수의 제 3 'v' 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 바 형상의 발광장치
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제 3 'v' 홈은 상기 제 1 'v' 홈 및 상기 제 2 'v' 홈에 수직하는 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 바 형상의 발광장치
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