KR101066471B1 - 가변형 ｌｅｄ 패키지 및 이것을 이용한 조립구조체 - Google Patents

가변형 ｌｅｄ 패키지 및 이것을 이용한 조립구조체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 LED 반도체 소자를 이용하여 제작한 가변형 LED 패키지와 LED 조명장치에 관한 것이다.
본 발명은 복수의 LED 소자를 가지면서 원호(圓弧) 형상으로 벤딩이 가능한 새로운 형태의 띠편형 LED 조명수단을 구현함으로써, 빛의 이용과 관련한 효율성을 높일 수 있으며, 보안등이나 안전등과 같은 다양한 용도로 폭넓게 적용할 수 있는 한편, 다수 개의 띠편형 LED 조명수단과 원통형의 지지체를 조합한 새로운 조명기기를 구현함으로써, LED를 광원으로 사용하는 조명기기의 활용도를 높일 수 있고, 다양한 조명기기로서의 응용분야를 넓힐 수 있는 가변형 LED 패키지와 LED 조명장치를 제공한다.

Description

가변형 ＬＥＤ 패키지 및 이것을 이용한 조립구조체{Variable ＬＥＤ package and ＬＥＤ lamp using its}
본 발명은 가변형 LED 패키지와 이것을 이용하여 제작한 조립구조체에 관한 것이다.
일반적으로 LED(Light Emitting Diode)는 순방향으로 전압을 가했을 때 발광하는 반도체 소자로서, 전계 발광 효과를 이용하고 있고, 오늘날까지 여러 가지 용도로 사용되고 있으며, 향후 형광등이나 전구를 대체할 광원으로 기대되고 있다.
이러한 LED는 작은 소비전력과 반영구적인 수명, 내충격성, 고정밀성 등의 장점을 가지고 있고, 형광등과 같이 수은이나 방전용 가스를 사용하지 않기 때문에 환경 오염을 유발하지 않으며, 예열시간이 필요하지 않으므로 빠른 응답속도를 얻을 수 있는 장점이 있다.
이러한 장점에도 불구하고, 색상의 다양성이 부족하고 다른 조명 장치에 비해 휘도가 떨어진다는 단점 때문에 근래까지 주식변동 시세판, 지하철의 전광판, 각종 전기/전자기기의 표시화면 등 일부 디스플레이 영역에서만 사용되었다.
이후 LED의 휘도를 향상시키기 위한 많은 연구를 통해 현재는 고휘도를 갖는 파워 LED가 교통신호등, 자동차의 내부조명 및 브레이크등, 방향표시등, 휴대폰이나 PDA의 백라이트 조명, 기타 장식용 조명으로 사용되고 있으며, 특히 청색과 백색 LED의 개발로 LED만으로 총천연색을 구현할 수 있게 되어 옥외용 대형 전광판이나 다양한 조명 장치로 응용분야가 넓어지고 있다.
이렇게 LED에 관한 기술이 점차적으로 발전함에 따라 고휘도 LED의 개발이 속속 이루어지고 있고, 이와 같은 LED를 램프장치에 응용하는 기술이 계속적으로 연구되고 있다.
예를 들면, 보통 가정이나 사무실 등의 실내 조명 광원이나 가로등이나 보안등 등과 같은 실외 조명 광원으로는 형광등, 백열등, 할로겐 램프 등과 같은 방전 램프가 많이 사용되고 있는데, 이러한 방전 램프는 높은 구동 전압과 전력의 승압으로 인한 에너지 소모가 크고, 폐기시 인체나 환경에 유해한 수은 등의 방전가스를 배출하므로, 환경 오염의 원인이 되고 재활용이 불가능한 단점이 있다.
이에 따라, 현재 사용되는 형광등과 같은 조명기구를 대체할 수 있는 새로운 조명기구에 대한 연구 및 개발의 필요성이 대두되고 있으며, 이러한 관점에서 최근 들어 전력소모를 낮추고 조도를 높이면서 장시간 사용할 수 있는 내구성이 좋은 전구로서, LED를 광원으로 사용하는 조명기구들이 많이 제시되고 있다.
그러나, 기존의 LED를 사용하는 조명기구들의 경우, 평면상에 다수의 LED 소자를 배열하여 사용하는 단순한 형태의 것들이 대부분으로서, 빛의 이용과 관련하여 효율성을 높이는데 한계가 있고, 또 평면 배치 구조가 갖는 형태적인 한계로 인해 활용성이나 응용성 측면에서 불리한 점이 있다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 직진성 빛 방사의 특성을 가짐에 따라 광효율이 현저하게 떨어지는 단점이 있어 일반조명에서 널리 이용되고 있는 반사판 효율을 기대하기가 매우 어려운 점을 보완하여 360°측면광원을 얻기 위한 패키지를 제공하는데 주 목적이 있다.
이렇게 360°측면광원을 확보했을 때 기존 일반조명에서 사용되는 반사판의 효율을 사용하게 되었을 때 적게는 100%, 최대 150%의 광효율을 얻어낼 수 있기에 반사판을 이용하는 360°광원의 LED 패키지 및 이를 이용한 조명장치를 필요로 하게 된다.
특히, 복수의 LED 소자를 가지면서 원호(圓弧) 형상으로 벤딩이 가능한 새로운 형태의 띠편형 LED 조명수단을 구현함으로써, 빛의 이용과 관련한 효율성을 높일 수 있으며, 보안등이나 안전등과 같은 다양한 용도로 폭넓게 적용할 수 있는 가변형 LED 패키지 및 그 조립구조체를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 다수 개의 띠편형 LED 조명수단과 원통형의 지지체를 조합한 새로운 조명기기를 구현함으로써, LED를 광원으로 사용하는 조명기기의 활용도를 높일 수 있고, 다양한 조명기기로서의 응용분야를 넓힐 수 있는 가변형 LED 패키지 및 그 조립구조체를 제공하는데 다른 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 가변형 LED 패키지를 이용한 조립구조체는 양단에 접속부를 가지는 길다란 띠모양으로 되어 있는 베이스, 상기 베이스의 길이방향을 따라 일렬로 나란하게 이웃하면서 배치되는 형태로 형성되는 다수의 몰딩부, 상기 각 몰딩부의 중앙에 위치되면서 베이스측과 와이어 본딩되어 접속되는 LED 소자로 이루어져 원호(圓弧) 형상으로 벤딩이 가능한 LED 조명부재와, 상기 LED 조명부재가 설치되는 지지체로서, 한쪽 단부에 전원측과 전기적으로 연결되는 접속구가 갖추어져 있고, 직경방향 양편에는 길이방향을 따라 일정간격으로 배치되는 다수의 접속부를 가지는 봉 형태의 지지부재를 포함하며, 상기 지지부재의 둘레면에 반원 형상으로 벤딩한 다수의 LED 조명부재를 봉 길이방향을 따라가면서 연속으로 설치하는 동시에 전기적으로 접속시킨 형태로 이루어짐으로써, 조명장치의 전체 둘레면으로부터 사방으로 빛을 조사하여 조명할 수 있는 특징이 있다.
여기서, 상기 LED 조명장치의 지지부재는 하나의 일체형 몸체로 제작하거나, 또는 반원 단면을 갖도록 길이방향을 따라 둘로 쪼갠 형태의 몸체로 제작하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 제공하는 가변형 LED 패키지 및 이것을 이용하여 제작한 조립구조체는 다음과 같은 장점이 있다.
첫째, 원호(圓弧) 형상으로 벤딩하여 사용할 수 있는 띠편형 LED 조명수단을 적용함으로써, 봉형이나 판형 등 다양한 형태로 제작할 수 있는 다양한 분야에 폭넓게 적용하여 사용할 수 있는 장점이 있다.
둘째, 띠편형의 LED 조명수단과 원통형의 지지체를 조합한 형태의 조명장치를 구현할 수 있으므로, 보안등, 안전등, 3파장 램프 등으로 그 활용가치를 높일 수 있는 장점이 있다.
셋째, 직진성의 빛을 띠고 있는 LED에 보다 좋은 광효율을 얻기 위해 종래의 기술로는 LED 패키지 전면에 렌즈를 부착하여 광원을 확대 효율을 얻고 있으나, 이는 직진성의 광원의 확대는 가능할지 모르나, 일반적으로 널리 사용되고 있는 보편적인 조명기구에 장착 사용하기에 무리한 점이 있다.
따라서, 본 발명에서는 이러한 직진성에 의존하는 LED 패키지의 단점을 보완하여 벤딩이 용이하고 원형으로 변형가능한 LED 패키지를 제작함으로써, 조명용 장치에 사용이 용이하고 저렴한 가격으로 고효율을 얻을 수 있게 된다.
넷째, 특히 기존의 조명용 엘이디는 1 watt급 이상의 고출력 엘이디 칩을 사용함으로서 가격이 고가인 단점과, 평면에 와이어 본딩 제작한 것으로 적어도 금속성을 지닌 재료를 사용함으로, 360°광원을 확보하기엔 무리가 있고, 부피와 크기로 인해 자동 와이어 본딩기에서 와이어 본딩을 할수 없어 수동기기를 사용함으로 제작 비용측면에서 고가인 것이 단점으로 지적되나, 본 발명에서 제공하는 가변형 LED 패키지는 LED 와이어 본딩시엔 일정한 패턴의 어레이로 연결된 패키지 구조체로 형성되어 있기에 자동 와이어 본딩기기를 이용하여 와이어 본딩이 가능하도록 설계되어 그 비용이 저렴하고, 특히 1 watt급 이상의 고출력 LED 칩을 사용하는 대신에 0.064-0.12 등 베어칩을 이용하여 조명에서 필요한 광원을 분산 사용함으로써 광효율을 확보하고 비용을 절감함과 동시에 고출력 LED의 단점으로 지적되는 보조 방열장치 비용을 절감함으로 제작 단가를 40% 낯출수 있는 장점이 있다.
특히, 평면형태에서 LED 와이어 본딩을 자동기기를 통히 제작한 후 평면형, 반원, 또는 원형으로 가변하여 사용할 수 있도록 설계될 수 있는 장점이 있다.
다섯째, 각 중앙 LED 본딩을 위한 홀컵의 각도를 120°로 설계하여 평면, 반원, 원형의 형태에서 최대한의 측면광을 다시 확보함으로 인해 반사판의 광효율을 최대화 하기위한 설계를 구현할 수 있는 장점이 있고, 가변시 접히는 각모듈의 마디 마디에 일정한 각도를 유지하여 일정한 반원, 원형으로 변형할 수 있도록 설계할 수 있는 장점이 있다.
여섯째, 평면으로 사용되는 경우에는 간판등 기존 조명용 back lihgt에 사용될 수 있고, 특히 반원형으로 가변하여 길게 어레이로 연결함으로 LED를 이용한 형광등 형태의 조명기기에 사용되기가 용이하도록 설계될 수 있으며, 원 형태로 가변하여 사용할 경우 봉(post)형태를 유지하여 세우거나 눕혀 사용함으로 기존의 국제적인 조명기구에 장착이 용이하고, 다양한 형태의 조명기기 제작을 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.
도 1a,1b,1c는 본 발명의 일 실시예에 따른 가변형 LED 패키지를 나타내는 사시도
도 2a,2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 가변형 LED 패키지를 나타내는 단면도
도 3a,3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 가변형 LED 패키지를 이용한 조립구조체의 일 예를 나타내는 사시도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가변형 LED 패키지를 이용한 조립구조체의 다른 예를 나타내는 사시도
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가변형 LED 패키지를 나타내는 사시도
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가변형 LED 패키지를 이용한 조립구조체를 나타내는 사시도
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1a 내지 1c는 본 발명의 일 실시예에 따른 가변형 LED 패키지를 나타내는 사시도이고, 도 2a 및 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 가변형 LED 패키지를 나타내는 단면도이다.
도 1a 내지 1c와 도 2a 및 2b에 도시한 바와 같이, 상기 가변형 LED 패키지, 즉 LED 조명부재(14)는 LED 소자(13)를 이용한 실질적인 조명수단으로서, 원호(圓弧) 형상으로 벤딩가능한 특성을 가지고 있으며, 후술하는 지지부재(16)의 둘레면에 감겨서 부착되는 형태로 사용된다.
이를 위하여, 상기 LED 조명부재(14)는 길다란 직사각의 띠모양으로 이루어진 베이스(11)를 포함하며, 이때의 베이스(11)는 LED 소자(13)와의 접속을 위하여, 또 쉽게 구부릴 수 있도록 하기 위하여 얇은 금속판 형태로 이루어지고, 그 양단부에는 지지부재(16)에 있는 접속부(10b)와의 전기적인 연결을 위한 홀 형태의 접속부(10a)가 각각 형성된다.
이러한 베이스(11)는 길이방향으로 벤딩이 가능하기 때문에 본 발명에서 제공하는 일 구현예와 같이 반원의 원호(圓弧) 형상으로 벤딩한 상태로 사용할 수 있으며, 이 외에도 다양한 단면을 가질 수 있는 지지부재(16)의 형태에 맞게 사각형, 다각형 등의 형상으로도 벤딩하여 사용할 수 있다.
여기서, 상기 베이스(11)는 전기적인 통전성, 내구성 등을 고려하여 구리 재질이나 표면에 은 코팅처리한 금속 재질 등을 적용하는 것이 바람직하다.
그리고, 이러한 베이스(11)에는 다수의 절개부위를 형성하여 벤딩이 보다 용이하게 이루어질 수 있도록 하고, 또 단부에 있는 접속부(10a)를 지지부재(16)의 접속부(10b)측으로 연결하기 위해 거의 90°가까이 꺽을 때, 이때의 꺽임이 잘 이루어질 수 있도록 하기 위하여 접속부(10a)와 인접한 위치에 다수의 원형 홀을 마련하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 LED 조명부재(14)는 LED 소자(13)를 보호하기 위한 다수의 몰딩부(12)를 포함한다.
상기 몰딩부(12)는 PPA 등과 같은 플라스틱 수지로 이루어질 수 있으며, 대략 사각의 틀 모양을 취하면서 베이스(11)상에 일체 성형되는 형태로 형성된다.
즉, 상기 몰딩부(12)는 베이스(11)의 윗면과 밑면에 걸쳐 일체형으로 성형될 수 있게 된다.
이러한 몰딩부(12)는 다수 개가 구비되어 베이스(11)의 길이방향을 따라 가면서 일렬로 나란하게 이웃하면서 배치되는 형태로 형성되며, 그 내측으로, 즉 틀 모양의 내측으로 LED 소자(13)를 수용하는 형태가 된다.
상기 베이스(11)의 벤딩시 각각의 몰딩부(12)는 베이스(11)의 벤딩시 서로 간의 경계부위에서 간섭을 일으키지 않도록 해야 자연스러운 벤딩이 이루어질 수 있게 되는데, 이를 위하여 각 몰딩부(12)는 서로 이웃하는 것끼리 일정한 갭을 두고 배치되고, 더 나아가 서로 이웃하는 각 몰딩부(12) 간의 단부가 경사면(17)으로 이루어지게 되므로서, 벤딩시 서로 간의 간섭을 효과적으로 피할 수 있게 되고, 결국 전체적으로 볼 때 원하는 형상, 예를 들면 반원의 형상으로 용이하게 벤딩될 수 있게 된다.
이때, 상기 몰딩부(12)의 단부에 형성되는 경사면(17)은 베이스(11)를 기준으로 하여 윗쪽과 아래쪽에 모두 구비되도록 하는 것이 바람직하다.
특히, 상기 LED 조명부재(14)에 일체 성형되는 몰딩부(12)의 배면에는 다수의 방열홀(18)이 구비되어 있으며, 이에 따라 LED 소자(13)에서 발생되는 열을 효율적으로 방출시킬 수 있게 되고, 결국 LED 소자(13)를 열의 영향으로부터 최대한 보호할 수 있는 등 전체적으로 LED 조명부재(14)의 내구 성능 향상과 수명 연장의 효과를 도모할 수 있게 된다.
그리고, 상기 몰딩부(12)의 경우, 그 내측의 테두리 부분, 즉 사각틀 구조의 내측 테두리 부분이 소정의 각도, 예를 들면 약 120°정도의 각도로 경사를 이루는 면으로 되어 있으며, 이에 따라 LED 소자(13)로부터 조사되는 빛이 이때의 경사진 면을 따라 유도 및 반사되므로서, 빛의 확산 범위를 폭넓게 확보할 수 있게 된다.
또한, 상기 LED 부재(14)는 실질적으로 조명기능을 수행하는 LED 소자(13)를 포함한다.
상기 LED 소자(13)는 각 몰딩부(12)에 하나씩 배속되며, 이때의 몰딩부(12)의 중앙에 위치되는 구조로 설치된다.
즉, 몰딩부(12)의 내측 중앙 영역이 되는 베이스(11)의 중앙에는 홀컵(24)이 형성되고, 상기 LED 소자(13)는 이때의 홀컵(24) 내에 수용된 상태에서 접착 등의 방법으로 고정 설치된다.
그리고, 상기 홀컵(24)의 경우, 120°의 각도로 경사진 벽면을 가지고 있으며, 이에 따라 LED 소자(13)의 반사광원의 효율을 최대화할 수 있게 된다.
특히, 상기 홀컵(24)의 내부에는 LED 소자 본딩 후 형광체(26)가 도포되므로서, 가격을 절감시킬 수 있으며, 홀컵(24)을 제외한 주변의 몰딩부 내측 영역에는 투명 에폭시(25) 또는 투명 실리콘이 도포되므로서, 광투과 및 확산을 기대할 수 있게 된다.
위와 같은 효과를 극대화할 수 있는 홀컵(24)의 최적의 크기는 깊이 0.25mm, 지름 0.45mm이다.
여기서, 깊이를 0.25mm로 유지하지 않으면 형광체가 주변에 흘러번짐이 나타나서 빛의 특성과 색상이 일치하지 않는다.
또, 형광체가 홀컵을 포함하는 몰딩부 내측 영역 전체에 도포되었을 때에는 형광체 사용에 따른 원가 상승에 비해 견고성이 적고, 광확산이 적어 효율이 떨어지는 반면에 일정한 크기의 홀컵을 통해 칩, 즉 LED 소자의 본딩이 용이하고 홀컵 주변에만 형광체를 도포한 후 기타 주변에 투명 에폭시나 실리콘을 도포하면 광확산과 원가절감을 기대할 수 있다.
이러한 LED 소자(13)는 베이스(11)측과 와이어 본딩되어 전기적으로 접속될 수 있게 된다.
이때, 베이스(11)측과 접속되는 LED 소자(13)의 와이어 본딩 형태는 LED 소자(13)의 양편에서 각 베이스(11)측으로 각각 연장 접속되는 2줄의 형태가 될 수 있다.
특히, 상기 LED 소자(13)에 대한 와이어 본딩 작업의 경우, 본 발명의 예에서는 평면상으로 길게 펼쳐놓은 상태에서 와이어 본딩 작업을 수행한 후에 사용시 원호 형상으로 벤딩하여 사용하는 방식이므로, 기존 원형이나 벤딩된 형태에서 와이어 본딩 작업을 수행하고 있는 기존의 LED 조명장치들에 비해 작업성이나 생산성, 작업의 정밀성 등에서 우수한 이점을 얻을 수 있다.
또한, 상기 LED 소자(13)의 경우, 베이스(11)상에 요홈부 형태의 안착부분을 마련하여 그 속에 안착 수용될 수 있는 형태로 설치하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 LED 소자(13)가 속해 있는 몰딩부(12)의 내측 영역은 투명재질의 수지로 마감하거나 또는 별도의 커버 수단을 장착하여 LED 소자(13)를 외부의 환경으로부터 보호할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
이에 따라, 상기 LED 소자(13)는 베이스(11)측과 와이어 본딩을 통해 전원을 제공받아 ON 동작되면서 빛을 조사하는 기능을 수행할 수 있게 된다.
도 3a 및 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 가변형 LED 패키지를 이용한 조립구조체의 일 예를 나타내는 사시도이다.
도 3a 및 3b에 도시한 바와 같이, 여기서는 LED 조명부재(14)와 지지부재(16)를 조합하여 하나의 LED 조명장치를 구현하는 예를 보여준다.
상기 지지부재(16)는 하나의 원형 봉 형태의 몸체를 반원 단면을 갖도록 길이방향을 따라 둘로 쪼갠 형태로 이루어져 있으며, 이러한 반원 단면의 둘레에 다수의 LED 조명부재(14)가 봉 길이방향을 따라 밀착 설치된다.
즉, 상기 LED 조명부재(14)는 양단의 접속부(10a)를 서로 마주보는 안쪽으로 대략 90°정도 절곡된 상태에서 그 LED 소자(13)와 몰딩부(12)가 속해 있는 부분은 LED 조명부재(14)의 둘레면측으로 밀착되고, 이어 더불어 안쪽으로 절곡된 양편의 접속부(10a) 부분은 LED 조명부재(14)의 내측 평면부에 밀착되는 동시에 이 곳에 있는 LED 조명부재(14)의 접속부(10b)에 접속되는 형태로 설치된다.
이때, 둘로 나뉘어져 있는 지지부재(16)가 하나로 합쳐질 때, 서로 마주대하는 접속부 간의 절연을 위하여 양쪽의 지지부재(16a,16b) 간의 맞닿는 내측 평면부 사이에는 절연판(20)이 개재된다.
그리고, 도면에는 도시하지 않았지만, 지지부재(16a,16b)의 내면에는 접촉구(15)측과 전기적으로 접속되어 있는 PCB 기판이 부착되어 있어서 각 접속부(10b)와 연결되고, 결국 LED 조명부재(14)측으로 전원이 공급될 수 있게 된다.
물론, 다른 예로서, 상기 접속부(10b)없이 PCB 기판과 LED 조명부재(14)의 접속부(10a)가 직접 연결될 수도 있게 된다.
따라서, 다수의 LED 조명부재(14)는 위와 같은 설치형태로 지지부재(16)의 길이방향을 따라 가면서 연이어 붙어 있는 상태로 차례차례 설치되며, 결국 지지부재(16)를 포함하는 다수의 LED 조명부재(14)가 하나의 LED 조명장치를 완성하게 되는 것이다.
물론, 이때의 접속부(10b)는 내부의 전극단자(미도시)와 연결되어 있으므로, LED 조명부재(14)의 접속부(10a)와 지지부재(16)의 접속부(10b)는 전기적으로 접속된 상태가 될 수 있게 된다.
그리고, 둘로 나뉘어져 있는 지지부재(16)는 하나의 원형 봉 형태로 조합될 수 있으며, 이를 위하여 각 지지부재(16a,16b)의 상단부에는 나사부(23)가 형성되어 있으며, 이때의 나사부(23)가 역시 내면에 나사가 있는 캡(19)에 의해 체결되므로서, 반원 단면을 갖는 두 개의 지지부재(16a,16b)는 하나의 일체형 지지부재(16)로 조합될 수 있게 된다.
그리고, 상기 지지부재(16)의 하단부에는 연결부(22)가 구비되어 있으며, 이때의 연결부(22)에 외부의 전원측과 전기적으로 연결되는 접속구(15)가 끼워지게 되므로서, 지지부재(16)의 내부 전극을 통해 LED 조명부재(14)의 각 LED 소자(13)측으로 전원이 공급될 수 있게 된다.
특히, 상기 지지부재(16)의 내부에는 외부로부터 제공되는 증류수나 오일 등과 같은 냉각매체가 흐를 수 있는 통로(미도시)가 구비될 수 있으며, 이에 따라 이러한 냉각매체가 발휘하는 전열작용(냉각작용)에 의해 지지부재(16)를 포함하는 LED 조명부재(14) 전체, 즉 LED 조명장치는 많은 수의 LED 소자로부터 방출되는 열의 영향으로부터 최대한 보호될 수 있게 된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가변형 LED 패키지를 이용한 조립구조체의 일 예를 나타내는 사시도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 여기서는 LED 조명부재(14)가 설치되는 지지부재(16)를 하나의 일체형 몸체로 형성한 예를 보여준다.
즉, 상기 지지부재(16)는 원형의 단면을 갖는 길다란 봉 형태로 이루어지며, 그 둘레면에서 서로 180°위상차를 갖는 양편에는 봉 길이방향을 따라 연속되는 형태의 홈부(21)가 형성되고, 이때의 홈부(21)의 서로 마주보는 벽멱에는 봉 길이방향을 따라 일정간격으로 배치되는 다수의 접속부(10b)가 형성된다.
이에 따라, 양단의 접속부(10a)가 서로 마주보는 안쪽으로 대략 90°정도 절곡된 상태의 LED 조명부재(14)를 홈부(21)를 갖는 지지부재(16)에 설치할 때, 그 LED 소자(13)와 몰딩부(12)가 속해 있는 부분은 LED 조명부재(14)의 둘레면측으로 밀착시키는 동시에 안쪽으로 절곡된 양편의 접속부(10a) 부분은 홈부(21) 내에 삽입한 상태에서 홈부(21)에 있는 접속부(10b)와 LED 조명부재(14)의 접속부(10a)를 접속시키게 되면, 하나의 몸체로 이루어진 지지부재(16)를 이용한 LED 조명부재(14)의 설치를 완료할 수 있게 된다.
물론, 이때의 지지부재(16) 역시 위의 분할 조합형의 지지부재(16)와 마찬가지로 접속구(15)를 연결할 수 있고, 또 접속부(10b)와 연결되는 내부의 전극을 포함할 수 있고, 또 냉각을 위한 냉각매체의 흐름 통로 등을 가질 수 있다.
이와 같이, 본 발명에서 제공하는 LED 조명장치의 경우, 원형의 봉 형태로 되어 있는 지지부재(16)의 둘레에 다수의 LED 조명부재(14)를 부착 설치한 구조로 이루어져 있으며, 이에 따라 빛의 조사방향이 어느 한쪽 방향으로 한정되지 않고 사방으로 동시에 조사가 가능한 특징이 있으며, 이러한 특징을 잘 살려서 보안등, 안전등, 3파장 램프 등의 용도로 유용하게 활용할 수 있는 이점이 있다.
그리고, 이러한 LED 조명장치의 경우, LED 조명장치와 반사판을 앞뒤로 배치한 상태로 함께 조합하여 사용하게 되면, 반사판으로 인한 반사효율의 증가로 인해 전면으로 조사되는 빛의 양을 배가시킬 수 있는 등 조명효과를 극대화시킬 수 있는 이점이 있다.
한편, 다른 예로서, 본 발명에서는 띠편 모양으로 이루어진 LED 조명부재를 평면상에 조합한 형태의 LED 조명장치를 제공한다.
예를 들면, 사각 플레이트 형태의 기판(지지부재)상에 띠편 모양으로 이루어진 LED 조명부재, 즉 양단에 접속부를 가지는 길다란 띠모양으로 되어 있는 베이스, 상기 베이스의 길이방향을 따라 일렬로 나란하게 이웃하면서 배치되는 형태로 형성되는 다수의 몰딩부, 상기 각 몰딩부의 중앙에 위치되면서 베이스측과 와이어 본딩되어 접속되는 LED 소자로 이루어진 LED 조명부재를 정렬 배치한 후, 외부로부터 전원을 제공받는 기판측과 전기적으로 접속시킨 형태의 LED 조명장치를 제공한다.
이렇게 평면상에 다수의 LED 조명부재를 정렬하여 조합시킨 형태의 LED 조명장치는 가로×세로의 경우 3×3, 4×4 등의 배열 구조로 다양하게 조합시켜 사용할 수 있으며, 광고 등을 위한 옥외용 전광판 등 다양한 조명분야에 폭넓게 적용할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가변형 LED 패키지를 나타내는 사시도이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 여기서는 실질적으로 빛을 조사할 수 있는 LED 소자(13)를 포함하면서 원(圓) 형상으로 벤딩가능한 특성을 가지고 있는 LED 조명부재(14)를 보여준다.
상기 LED 조명부재(14) 역시 위의 일 실시예와 마찬가지로 길다란 직사각의 띠모양으로 이루어진 베이스(11)를 포함하며, 상기 베이스(11)는 LED 소자(13)와의 접속을 위하여, 또 쉽게 구부릴 수 있도록 하기 위하여 얇은 금속판 형태로 이루어지고, 상기 베이스(11)의 양단부에는 서로 체결가능한 홀형 접점(27)과 돌기형 접점(28)이 각각 형성되며, 서로 체결되는 한쌍의 홀형 접점(27) 및 돌기형 접점(28)은 "+"극이 되는 동시에 다른 한쌍의 홀형 접점(27) 및 돌기형 접점(28)은 "-"극이 된다.
여기서, 상기 돌기형 접점(28)의 직경을 홀형 접점(27)의 내경보다 다소 크게 하여 상호 간의 체결시 빠지지 않도록 하는 것이 바람직하다.
이러한 베이스(11)는 길이방향으로 벤딩이 가능하기 때문에 원(圓) 형상으로 벤딩한 상태로 사용할 수 있게 된다.
여기서, 상기 베이스(11)는 전기적인 통전성, 내구성 등을 고려하여 구리 재질이나 표면에 은 코팅처리한 금속 재질 등을 적용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 LED 조명부재(14)는 LED 소자(13)를 보호하기 위한 다수의 몰딩부(12)를 포함한다.
상기 몰딩부(12)는 PPA 등과 같은 플라스틱 수지로 이루어질 수 있으며, 대략 사각의 틀 모양을 취하면서 베이스(11)상에 일체 성형되는 형태로 형성된다.
즉, 상기 몰딩부(12)는 베이스(11)의 윗면과 밑면에 걸쳐 일체형으로 성형될 수 있게 된다.
여기서, 상기 몰딩부(12)는 육각형의 형상으로 이루어져 있어서 사각형에 비해서 빛의 반사 효율을 한층 높일 수 있게 된다.
이러한 몰딩부(12)는 다수 개가 구비되어 베이스(11)의 길이방향을 따라 가면서 일렬로 나란하게 이웃하면서 배치되는 형태로 형성되며, 그 내측으로, 즉 틀 모양의 내측으로 LED 소자(13)를 수용하는 형태가 된다.
상기 베이스(11)의 벤딩시 각 몰딩부(12) 간의 간섭을 배제하기 위하여 각 몰딩부(12)는 서로 이웃하는 것끼리 일정한 갭을 두고 배치되며, 더 나아가 서로 이웃하는 각 몰딩부(12) 간의 단부가 경사면(17)으로 이루어지게 되므로서, 벤딩시 서로 간의 간섭을 효과적으로 피할 수 있게 되고, 결국 전체적으로 볼 때 원하는 형상, 예를 들면 정원의 형상으로 용이하게 벤딩될 수 있게 된다.
이때, 상기 몰딩부(12)의 단부에 형성되는 경사면(17)은 베이스(11)를 기준으로 하여 윗쪽과 아래쪽에 모두 구비되도록 하는 것이 바람직하다.
특히, 상기 LED 조명부재(14)에 일체 성형되는 몰딩부(12)의 배면에도 다수의 방열홀을 구비하여 LED 소자(13)에서 발생되는 열을 효율적으로 방출시킬 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 몰딩부(12)의 경우, 그 내측의 테두리 부분, 즉 사각틀 구조의 내측 테두리 부분이 소정의 각도, 예를 들면 약 120°정도의 각도로 경사를 이루는 면으로 되어 있으며, 이에 따라 LED 소자(13)로부터 조사되는 빛이 이때의 경사진 면을 따라 유도 및 반사되므로서, 빛의 확산 범위를 폭넓게 확보할 수 있게 된다.
또한, 상기 LED 부재(14)는 실질적으로 조명기능을 수행하는 LED 소자(13)를 포함한다.
상기 LED 소자(13)는 각 몰딩부(12)에 하나씩 배속되며, 이때의 몰딩부(12)의 중앙에 위치되는 구조로 설치된다.
즉, 몰딩부(12)의 내측 중앙 영역이 되는 베이스(11)의 중앙에는 홀컵(24)이 형성되고, 상기 LED 소자(13)는 이때의 홀컵(24) 내에 수용된 상태에서 접착 등의 방법으로 고정 설치된다.
그리고, 상기 홀컵(24)의 경우, 120°의 각도로 경사진 벽면을 가지고 있으며, 이에 따라 LED 소자(13)의 반사광원의 효율을 최대화할 수 있게 된다.
이러한 LED 소자(13)는 베이스(11)측과 와이어 본딩되어 전기적으로 접속될 수 있게 된다.
이때, 베이스(11)측과 접속되는 LED 소자(13)의 와이어 본딩 형태는 LED 소자(13)의 양편에서 각 베이스(11)측으로 각각 연장 접속되는 2줄의 형태가 될 수 있다.
또한, 상기 LED 소자(13)의 경우, 베이스(11)상에 요홈부 형태의 안착부분을 마련하여 그 속에 안착 수용될 수 있는 형태로 설치하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 LED 소자(13)가 속해 있는 몰딩부(12)의 내측 영역은 투명재질의 수지로 마감하거나 또는 별도의 커버 수단을 장착하여 LED 소자(13)를 외부의 환경으로부터 보호할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
이에 따라, 상기 LED 소자(13)는 베이스(11)측과 와이어 본딩을 통해 전원을 제공받아 ON 동작되면서 빛을 조사하는 기능을 수행할 수 있게 된다.
그리고, 상기 LED 조명부재(14)의 베이스(11)에는 폭방향 양단부에 각각 + 극판(29)과 - 극판(30)이 형성되며, 이때의 각 극판은 LED 소자(13)의 수에 상응하는 수가 마련되고, 각각이 길이방향을 따라 가면서 연이어 배치되는 형태로 형성된다.
특히, 상기 + 극판(29) 및 - 극판(30)은 삼각형의 모양으로 이루어지고, 또 + 극판(29)과 - 극판(30)은 서로 한 피치(P)씩 어긋나게 형성되므로서, 서로 이웃하는 2개의 LED 조명부재(14)를 서로 접속시키는 경우, 각각이 가지고 있는 극판은 서로 그 사이사이에 꼭맞게 끼워지는 형태로 접속될 수 있게 된다.
이때의 극판 간에는 납땜 등의 방법으로 접속될 수 있게 된다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가변형 LED 패키지를 이용한 조립구조체를 나타내는 사시도이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 여기서는 원형 막대 형상의 지지부재(16)에 LED 조명부재(14)를 원형으로 벤딩하여 설치한 예를 보여준다.
상기 지지부재(16)는 원형의 단면을 갖는 길다란 봉 형태로 이루어지며, 하단부 일측에는 전원공급을 위한 접속구(15)가 장착된다.
이에 따라, LED 조명부재(14)를 둥글게 벤딩하여 지지부재(16)의 둘레에 장착한 후에 홈형 접점(27)과 돌기형 접점(28)을 체결하게 되면, LED 조명부재(14)에 감긴 형태로 장착될 수 있게 되고, 계속해서 다른 LED 조명부재(14)를 연이어 지지부재(16)의 둘레에 장착하게 되면, 각각의 LED 조명부재(14)들은 서로 이웃하는 것끼리 극판을 통해 전기적으로 접속되면서 하나의 지지부재(16)상에서 연결될 수 있게 된다.
이상으로 본 발명에 따른 특정의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 발명이 상술한 실시예로 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.
10a,10b : 접속부 11 : 베이스
12 : 몰딩부 13 : LED 소자
14 : LED 조명부재 15 : 접속구
16 : 지지부재 17 : 경사면
18 : 방열홀 19 : 캡
20 : 절연판 21 : 홈부
22 : 연결부 23 : 나사부
24 : 홀컵 25 : 투명 에폭시
26 : 형광체 27 : 홀형 접점
28 : 돌기형 접점 29 : + 극판
30 : - 극판

Claims (14)

  1. 양단에 접속부(10a)를 가지는 길다란 띠모양으로 되어 있는 베이스(11)와, 상기 베이스(11)의 길이방향을 따라 일렬로 나란하게 이웃하면서 배치되는 형태로 형성되는 다수의 몰딩부(12)와, 상기 각 몰딩부(12)의 중앙에 위치되면서 베이스(11)측과 와이어 본딩되어 접속되는 LED 소자(13)로 이루어져 원호(圓弧) 형상으로 벤딩이 가능한 LED 조명부재(14);
    상기 LED 조명부재(14)가 설치되는 지지체로서, 한쪽 단부에 전원측과 전기적으로 연결되는 접속구(15)가 갖추어져 있고, 직경방향 양편에는 길이방향을 따라 일정간격으로 배치되는 다수의 접속부(10b)를 가지는 봉 형태의 지지부재(16);
    를 포함하며, 상기 지지부재(16)의 둘레면에 반원 형상으로 벤딩한 다수의 LED 조명부재(14)를 봉 길이방향을 따라가면서 연속으로 설치하는 동시에 전기적으로 접속시킨 형태로 이루어지고,
    상기 LED 조명부재(14)에 있는 몰딩부(12)의 배면에는 다수의 방열홀(18)이 형성되어, LED 소자(13)에서 발생되는 열을 방출시킬 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 가변형 LED 패키지를 이용한 조립구조체.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 LED 조명부재(14)상의 각 몰딩부(12)는 서로 일정한 갭을 두고 배치되어 벤딩시 서로 간의 간섭을 피할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 가변형 LED 패키지를 이용한 조립구조체.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 LED 조명부재(14)상의 서로 이웃하는 각 몰딩부(12) 간의 단부는 경사면(17)으로 이루어져 벤딩시 서로 간의 간섭을 피할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 가변형 LED 패키지를 이용한 조립구조체.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 LED 조명부재(14)의 베이스(11)는 구리 재질 또는 금속에 은 코팅처리된 것으로 이루어진 것을 특징으로 하는 가변형 LED 패키지를 이용한 조립구조체.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 지지부재(16)는 하나의 일체형 몸체로 이루어지거나, 또는 반원 단면을 갖도록 길이방향을 따라 둘로 쪼갠 형태의 몸체로 이루어진 것을 특징으로 하는 가변형 LED 패키지를 이용한 조립구조체.
  7. 청구항 1 또는 청구항 6에 있어서, 상기 지지부재(16)의 내부에는 냉각매체가 순환할 수 있는 통로가 구비되어 장치를 전체적으로 냉각시킬 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 가변형 LED 패키지를 이용한 조립구조체.
  8. 양단에 접속부(10a)를 가지는 길다란 띠모양으로 되어 있는 베이스(11)와, 상기 베이스(11)의 길이방향을 따라 일렬로 나란하게 이웃하면서 배치되는 형태로 형성되는 다수의 몰딩부(12)와, 상기 각 몰딩부(12)의 중앙에 위치되면서 베이스(11)측과 와이어 본딩되어 접속되는 LED 소자(13)로 이루어져 원호(圓弧) 형상으로 벤딩이 가능한 LED 조명부재(14)로 이루어지고,
    상기 LED 조명부재(14)상의 각 몰딩부(12)는 서로 일정한 갭을 두고 배치되어 벤딩시 서로 간의 간섭을 피할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 가변형 LED 패키지.
  9. 삭제
  10. 청구항 8에 있어서, 상기 LED 조명부재(14)상의 서로 이웃하는 각 몰딩부(12) 간의 단부는 경사면(17)으로 이루어져 벤딩시 서로 간의 간섭을 피할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 가변형 LED 패키지.
  11. 삭제
  12. 양단에 홈형 접점(27)과 돌기형 접점(28)을 가지는 길다란 띠모양으로 되어 있는 베이스(11)와, 상기 베이스(11)의 길이방향을 따라 일렬로 나란하게 이웃하면서 배치되는 형태로 형성되는 다수의 몰딩부(12)와, 상기 각 몰딩부(12)의 중앙에 위치되면서 베이스(11)측과 와이어 본딩되어 접속되는 LED 소자(13)로 이루어져 원(圓) 형상으로 벤딩이 가능한 LED 조명부재(14)로 이루어지고,
    상기 몰딩부(12)는 육각형의 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 가변형 LED 패키지.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 LED 조명부재(14)의 베이스(11)에는 폭방향 양단부에 각각 + 극판(29)과 - 극판(30)이 형성되며, 이때의 각 극판은 LED 소자(13)의 수에 상응하는 수가 마련되고, 각각이 길이방향을 따라 가면서 연이어 배치되는 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 가변형 LED 패키지.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 + 극판(29) 및 - 극판(30)은 삼각형의 모양으로 이루어짐과 아울러 + 극판(29)과 - 극판(30)은 서로 한 피치씩 어긋나게 형성되어, 서로 이웃하는 2개의 LED 조명부재(14)를 서로 접속시키는 경우, 각각이 가지고 있는 극판은 서로 그 사이사이에 꼭맞게 끼워지는 형태로 접속될 수 있게 되는 것을 특징으로 하는 가변형 LED 패키지.
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