KR101177713B1 - 반도체 발광소자 부착용 모듈 및 반도체 발광소자 모듈 - Google Patents
반도체 발광소자 부착용 모듈 및 반도체 발광소자 모듈 Download PDFInfo
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Abstract
생산성이 양호하고 전체형상을 변형시키는 것이 가능하면서도 변형에 의한 응력이 LED에 전달되지 않고, LED의 부착이 용이하고 방열성이 뛰어나며, 게다가 LED의 조명광의 손실을 적게 하는 것이 가능한 반도체 발광소자 부착용 모듈 및 반도체 발광소자 모듈을 제공한다.
해결수단으로서는 금속으로 이루어지는 도통판(17), 컨택트(26), 가뇨성을 가진 표면절연부(60)를 구비하고, 도통판이 복수의 제 1 도통부(18A, 18B, 18C)와 제 1 도통부와 각각 도통하는 제 1 급전부(21)및 제 2 급전부(24)를 가지며, 컨택트(26)가 제 1 도통부에 접촉함과 동시에 반도체 발광소자(80)의 음극(83)과 각각 도통하는 음극측 접촉부(28, 33)와 각 제 1 도통부에 접촉하고 반도체 발광소자의 양극(82)와 도통하는 양극측 접촉부(36)를 가지며 제 1 도통부의 반도체 발광소자와의 대향부를 노출시킨다.
해결수단으로서는 금속으로 이루어지는 도통판(17), 컨택트(26), 가뇨성을 가진 표면절연부(60)를 구비하고, 도통판이 복수의 제 1 도통부(18A, 18B, 18C)와 제 1 도통부와 각각 도통하는 제 1 급전부(21)및 제 2 급전부(24)를 가지며, 컨택트(26)가 제 1 도통부에 접촉함과 동시에 반도체 발광소자(80)의 음극(83)과 각각 도통하는 음극측 접촉부(28, 33)와 각 제 1 도통부에 접촉하고 반도체 발광소자의 양극(82)와 도통하는 양극측 접촉부(36)를 가지며 제 1 도통부의 반도체 발광소자와의 대향부를 노출시킨다.
Description
본 발명은 복수의 반도체 발광소자(LED)를 부착할 수 있는 반도체 발광소자 부착용 모듈 및 반도체 발광소자 모듈에 관한 것이다.
근년 실내용의 조명기구나 액정모니터용의 백 라이트 등의 여러 가지의 분야에서 LED(반도체 발광소자)를 이용한 조명기구가 이용되고 있다.
LED를 이용한 조명기구는 일반적으로 하나 또는 복수의 LED를 한쪽 면에 장착한 복수의 회로기판(리지드 기판)을 연쇄상(직선상 또는 평면상)으로 다수 개를 나란하게 하여 서로 이웃하는 회로기판끼리를 전기 커넥터로 접속함으로써 구성된다(예를 들면, 특허문헌 1(일본국 특표 2010-525523호 공보), 특허문헌 2(일본국 특표 2010-505232호 공보), 특허문헌 3(일본국 특개 2010-62556호 공보), 특허문헌 4(일본국 특개 2010-98302호 공보)). 그러나 이들 구성의 LED 조명기구는 복수의 회로기판끼리를 전기 커넥터로 접속할 필요가 있기 때문에 생산성이 나쁘다.
또한 부착 대상물이 만곡 형상의 경우는 각 LED가 하나의 곡면상에서 위치하는 양태로 LED를 구성할 필요가 있지만 상기 구성의 LED 조명기구로서는 이 요청에 응하는 것이 어렵다.
그 한 방법으로 장척상의 FPC(플렉시블 프린트 기판)의 표면에 복수의 LED를 납땜 부착한 구성의 LED 조명기구는 커넥터에 의한 접속작업이 불필요하고 게다가 FPC를 만곡시킴으로써 각 LED를 곡면상에 위치시키는 것이 가능하다.
그러나 FPC를 이용한 LED 조명기구는 이하의 결점이 있다.
제 1로는, LED는 FPC의 회로(도체 층) 상에 직접 납땜하여 접속되기 때문에 FPC를 휘어지게 할 때에 납땜 부분에 응력이 생기고 이 응력이 크게 되면 납땜 크랙이 생겨서 부 도통이나 LED의 탈락의 원인으로 될 우려가 있다. 또한 LED의 ON-OFF의 반복에 의한 이력으로 납땜 크랙이 촉진될 우려가 있다.
제 2로는, FPC를 구성하는 수지재는 일반적으로 반사율이 낮기 때문에 각LED가 발광한 광의 손실이 크게 되어버린다. FPC의 단독으로는 반사율 등의 광학설계에 대한 연구나 대책을 행하는 것이 어렵고 반사율을 향상시키기 위해서는 FPC 상에 반사판 등의 별도의 부재를 설치할 필요가 있다.
제 3으로는, SMT(Surface Mount Technology) 등의 납땜 부착의 자동화를 위해서는 기판 등의 반송, 부품의 픽업, 납땜 접함을 위한 리플로 등에 따른 복수의 설비가 필요하게 된다. 그러나 각 설비를 범용설비로 하려면 FPC 등의 기판이 장척으로 된 경우에 각 설비의 동작이나 FPC등의 설비 간 이동이 어렵게 되어서 납땜 작업의 자동화가 어렵게 되기 때문에 현저하게 생산성이 저하하게 된다. 또한 설비 측의 제한으로부터 대응될 수 있는 FPC의 길이가 결정되어 버리는 것도 있다.
제 4로는, FPC는 굴곡성이 뛰어나지만 강성이 낮기 때문에 LED가 장착된 FPC를 방열판 등에 고정할 때에는 FPC의 전면을 양면 테이프나 접착제를 이용하여 고정할 필요가 있다. 그러나 이들의 개재물(양면 테이프나 접착제)가 열전도의 방해로 되기 때문에 FPC의 전면에 개재물을 고정하면 방열성의 저하를 초래할 우려가 있다.
본 발명의 목적은 생산성이 양호하고 전체 형상을 변형시키는 것이 가능하면서 변형에 의한 응력이 LED에 전달되지 않고 LED 부착이 용이하며 게다가 LED의 조명광의 손실을 작게 하는 것이 가능한 반도체 발광소자 부착용 모듈 및 반도체 발광소자 모듈을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 반도체 발광소자 부착용 모듈은 금속으로 되는 도통판과 이 도통 판에 접촉한 금속제의 컨택트와 이 도통판과 금속제의 컨택트의 표면을 덮고 수지재로 되는 표면 절연부를 구비하는 반도체 발광소자 부착용 모듈로서, 상기 도통판이 서로 떨어지는 상태에서 일 방향으로 나란한 복수의 제 1 도통부와 상기 일 방향의 양단부에 위치하는 상기 제 1 도통부와 각각 도통하는 제 1 급전부와 제 2 급전부를 가지며, 상기 컨택트는 일 단이 상기 제 1 도통부에 각각 접촉함과 동시에 타 단이 반도체 발광소자의 음극과 각각 도통 가능한 탄성변형부로 되어있으며, 각 제 1 도통부 마다 적어도 하나씩 설치된 양극측 접촉부를 가지며, 상기 표면 절연부가 가뇨성을 가지고 또 이 음극접촉부 및 양극접촉부의 상기 탄성변형부, 상기 제 1 도통부의 상기 반도체 발광소자와의 대향부, 그리고 상기 제 급전부 및 제 2 급전부의 일부를 노출시켜서 상기 음극측 접촉부 및 양극측 접촉부의 상기 탄성변형부 전체가 상기 제 1 도통부와 상기 도통판의 판 두께방향으로 대향하는 것을 특징으로 한다.
상기 도통판이 상기 제 1 도통부와 나란하게 설치되고 상기 일 방향의 한쪽 단부에 위치하는 상기 제 1 도통부에 접속하는 제 2 도통부를 구비하며 상기 제 2 도통부의 상기 제 1 급전부와 같은 측의 단부가 상기 제 2 급전부를 구성하여도 좋다.
상기 제 1 도통부와 상기 제 2 도통부의 적어도 한쪽이 가뇨성을 가지어도 좋다.
상기 음극측 접촉부 전체 및 상기 양극측 접촉부 전체가 상기 제 1 도통부와 상기 도통판의 판 두께방향으로 대향하여도 좋다.
상기 제 1 도통부 와는 별개이고 또 상기 음극측 접촉부 및 양극측 접촉부를 구비하는 컨택트를 구비하여도 좋다.
다른 상기 제 1 도통부에 각각 접촉하고 또 상기 반도체 발광소자를 끼워 고정하는 상기 음극측 접촉부 및 상기 양극측 접촉부와 이 음극측 접촉부 및 양극측 접촉부를 각각 접속하고 또 절단 가능한 브리지를 가지는 컨택트를 구비하여도 좋다.
서로 이웃하는 상기 도통부 끼리를 물리적으로 절단 가능한 브리지에 접속하여도 좋다.
상기 표면 절연부에 부착되고, 상기 반도체 발광소자가 상기 음극측 접촉부 및 상기 양극측 접촉부에서 상기 도통판의 판 두께 방향으로 떨어지는 것을 규제하는 빠짐방지금구(金具)를 구비하여도 좋다.
본 발명의 반도체 발광소자 모듈은 상기 반도체 발광소자 부착용 모듈과 이 반도체 발광소자 부착용 모듈의 상기 음극측 접촉부와 양극측 접촉부에 대하여 자신의 양극과 음극이 각각 도통하는 반도체 발광소자를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 반도체 발광소자 부착용 모듈은 다른 양태로 하면, 금속으로 이루어지는 베이스판부와 이 베이스판부에 접촉한 금속제의 컨택트와 상기 베이스판부및 컨택트의 표면을 피복하는 수지재로 되는 표면 절연부를 구비한 반도체 발광소자 부착용 모듈로서, 상기 베이스판부는 한쪽 방향으로 나란하게 설치되고 제 1 도통부및 제 2 도통부를 구비하는 복수의 반도체 발광소자 고정부와, 양단부에 위치하는 상기 제 1 도통부 및 제 2 도통부에 각각 도통하는 제 1 급전부와 제 2 급전부를 가지며, 상기 컨택트는 일 단이 상기 제 1 도통부 및 제 2 도통부에 각각 접촉함과 동시에 타 단이 반도체 발광소자의 양극 및 음극에 각각 도통 가능하고 또 탄성변형 가능한 상기 제 1 접촉부 및 제 2 접촉부를 가지며, 상기 표면 절연부는 가뇨성을 가지며 또 상기 제 1 접촉부 및 제 2 접촉부의 상기 타단, 상기 반도체 발광소자 고정부의 상기 반도체 발광소자와의 대향부, 그리고 상기 제 1 급전부 및 제 2 급전부를 노출시킨 것을 특징으로 한다.
상기 반도체 발광소자 고정부가 가뇨성을 가지고 있어도 좋다.
상기 반도체 발광소자 고정부에 상기 반도체 발광소자를 끼워 고정한 상태로 고정 가능한 한 쌍의 고정편을 설치하고 상기 표면 절연부가 상기 고정편을 노출시켜도 좋다.
서로 떨어져 있는 전체의 상기 제 1 도통부를 자신과 같은 반도체 발광소자 고정부의 상기 제 2 도통부와 도통 가능하도록 함과 동시에 상기 베이스판부의 길이 방향의 한 쪽에 위치하는 다른 반도체 발광소자 고정부의 상기 제 2 도통부에 접속하여도 좋다.
전체의 상기 제 1 도통부를 서로 접속시키고 전체의 상기 제 2 도통부를 서로 접속시키며 상기 제 1 도통부와 제 2 도통부를 떨어지게 하여서 상기 제 1 도통부를 자신과 같은 반도체 발광소자 고정부의 상기 제 2 도통부와 접속시켜도 좋다.
전체의 상기 제 1 도통부를 서로 접속시키고 전체의 상기 제 2 도통부를 서로 접속시키며 상기 베이스판부의 한쪽 단부 측에 위치하는 상기 반도체 발광소자 고정부의 상기 제 1 도통부와 제 2 도통부 만을 서로 접속 시키여서 상기 제 1 도통부를 자신과 같은 반도체 발광소자 고정부의 상기 제 2 도통부와 도통 가능하게 하여도 좋다.
상기 제 1 접촉부와 제 2 접촉부가 상기 반도체 발광소자 고정부와는 별개로 함과 동시에 탄성을 가진 금속으로 이루어지며 일단이 상기 제 1 도통부 및 제 2 도통부에 각각 접촉되며 타단이 각 반도체 발광소자 고정부에서 서로 떨어지는 상기 반도체 발광소자의 양극과 음극에 각각 도통 가능한 제 1 접촉편과 제 2 접촉편이여도 좋다.
상기 반도체 발광소자 고정부가 상기 베이스판부의 다른 부분에 비하여 넓은 폭이어도 좋다.
상기 표면 절연부에 상기 베이스판부의 일부를 노출시키기 위한 노출부를 형성하여도 좋다.
상기 제 1 도통부와, 이 도통부와 같은 반도체 발광소자 고정부의 상기 제 2 도통부를 물리적으로 절단 가능한 절단 브릿지에 의해 접속하여도 좋다.
상기 표면 절연부에 상기 반도체 발광소자가 발생하는 광을 확산시키는 확산렌즈를 지지하기 위한 지지부를 형성하여도 좋다.
본 발명의 반도체 발광소자 모듈은 상기 반도체 발광소자 부착용 모듈과 이 반도체 발광소자 부착용 모듈의 상기 제 1 접촉부와 제 2 접촉부에 대하여 자신의 양극과 음극이 각각 도통하는 반도체 발광소자를 구비하는 것을 특징으로 한다.
청구항 제 1, 12항 기재의 발명에 의하면 컨택트의 음극측 접촉부와 양극측 접촉부 사이에서 LED(반도체 소자)를 끼워 고정시킴으로써 (제 1 접촉부와 제 2 접촉부에 LED를 접촉시킴으로써) LED를 반도체 발광소자 부착용 모듈에 부착시킬 수 있기 때문에 각 LED 부착이 용이하다. 또한 반도체 발광소자 부착용 모듈을 휘어지게 하여도 (예를 들면 서로 인접하는 제 1 도통부끼리의 간격과 대응하는 개소에서 표면 절연부를 구부려도) 음극측 접촉부(제 1 접촉부)와 양극측 접촉부(제 2 접촉부)는 탄성변형 가능하여 추종성이 뛰어나기 때문에 각 LED는 탈락하는 일 없이 확실하게 유지되고 반도체 발광소자 부착용 모듈의 변형에 기인하는 응력이 각 LED에 생기는 일이 없다. 또한 리플로를 행할 필요가 없기 때문에 반도체 발광소자가 열에 의한 손상을 받을 우려가 없다.
또한 표면 절연부는 수지성이기 때문에 가뇨성을 가짐과 동시에 반사성이 높은 재질이나 색(및 색조)의 선택이 가능하게 된다. 또한 표면 절연부는 임의 형상으로 형성하는 것이 용이하기 때문에 LED 주변부의 형상을 최상의 형상으로 하는 것과 각 LED 조명의 손실을 적게 할 수 있다. 즉 모듈 자체에서 반사 등을 고려한 광학설계를 실현할 수 있고 반사판 등의 별개의 부재를 설치할 필요가 없다.
게다가 일 본의 반도체 발광소자 부착용 모듈을 장척화 할 수 있고 또한 다수의 LED를 부착할 수 있기 때문에 반도체 발광소자 모듈이나 반도체 발광소자 부착용 모듈의 조립이나 제조가 용이하다.
또한 열 전도성이나 강성이 뛰어난 금속제의 도통판(베이스판부) 및 두꺼운 두께의 표면 절연부를 통하여 효율 좋게 외부로 방열 된다. 따라서 본 반도체 발광소자 부착용 모듈은 가뇨성과 방열성의 양립을 실현할 수 있다.
청구항 제 2항의 발명에 의하면 반도체 발광소자 부착용 모듈로의 급전이 일단 측에서만으로 되기 때문에 급전을 위한 배선을 간략화할 수 있다. 또한 타단 측은 급전부가 없기 때문에 타 부재로의 고정 등에 있어서의 설계자유도가 향상된다.
청구항 제 3항 기재의 발명에 의하면 제 1 도통부 자체 또는(및) 제 2 도통부 자체가 가뇨성을 가지고 있기 때문에 반도체 발광소자 부착용 모듈을 보다 휘어지게 쉽게 된다.
청구항 제 4항 기재의 발명에 의하면 음극측 접촉부 및 양극측 접촉부의 열이 제 도통부에 대하여 보다 전달하기 쉽게 되기 때문에 방열성이 더욱 향상된다.
청구항 제 5항 기재의 발명에 의하면 반도체 발광소자의 열이 제 1 도통부에 대하여 보다 전달하기 쉽게 되기 때문에 방열성이 더욱 향상된다.
청구항 제 6항 기재의 발명에 의하면 음극측 접촉부 및 양극측 접촉부가 제 1 도통부와는 별개로 되어있기 때문에 제 1 도통부의 일부를 잘라 세워서 음극측 접촉부 및 양극측 접촉부를 형성하는 경우와 같이 제 1 도통부에 구멍이니 슬릿을 형성할 필요가 없어 면적을 크게 할 수 있기 때문에 방열성이 더욱 향상된다.
청구항 제 7항 기재의 발명에 의하면 음극측 접촉부와 양극측 접촉부는 일체의 부재로 한 컨택트의 일부로서 제조되기 때문에 컨택트의 제조시에 있어서 음극측 접촉부와 양극측 접촉부의 치수 정밀도가 높고 표면 절연부의 형성 후에 절단 브릿지를 절단하여도 이 치수 정밀도가 유지된다. 그 때문에 음극측 접촉부와 양극측 접촉부에서 반도체 발광소자를 끼워 고정하면 음극측 접촉부와 양극측 접촉부에 대한 반도체 발광소자의 삽입력 및 음극측 접촉부와 양극측 접촉부에 의한 유지력이 안정되고 편차가 작은 것으로 된다.
청구항 제 8,9항 기재의 발명에 의하면 브릿지에 의하여 제 1 도통부끼리를 일체화할 수 있기 때문에 도통판의 각 부위가 어긋남이 발생하지 않도록(각 부위의 정확한 위치를 유지하면서) 표면 절연부를 형성할 수 있다. 또한 표면 절연부의 형성 후에는 브릿지를 물리적으로 절단함으로써 제 1 도통부끼리를 서로 떨어지게 할 수 있다(도통로로서 불필요한 부분을 제거할 수 있다).
청구항 제 10항 기재의 발명에 의하면 반도체 발광소자를 음극측 접촉부와 양극측 접촉부와 확실하게 도통 시키는 것이 가능하다.
청구항 제 13항 기재의 발명에 의하면 반도체 발광소자 부착용 모듈을 휘어지게 쉽게 되게 할 수 있다.
청구항 제 14항 기재의 발명에 의하면 반도체 발광소자를 도통판에 대하여 끼워 맞추어서 고정할 수 있기 때문에 양자를 납땜 부착 및 리플로 할 필요가 없어서 생산성이 양호하게 된다. 또한 리플로를 행할 필요가 없기 때문에 반도체 발광소자가 열에 의한 손상을 받을 우려가 없다.
게다가 고정편을 통하여 반도체 발광소자의 열을 효율 좋게 도통판으로 흘릴 수 있기 때문에 열전도성과 방열성이 향상된다.
청구항 제 15항 기재의 발명에 의하면 도통판 상에서 전류의 편차를 적게 직렬 회로가 형성될 수 있기 때문에 각 반도체 발광소자의 휘도의 편차가 작게 된다.
청구항 제 16항 기재의 발명에 의하면 도통판 상에 병렬 회로가 구성될 수 있기 때문에 가령 하나의 반도체 발광소자가 열화나 파손된다 하여도 본 발명의 모듈을 가진 타의 반도체 발광소자는 발광이 가능하게 되기 때문에 긴 수명이나 신뢰성이 요구되는 기구에 바람직하게 된다.
청구항 제 17항 기재의 발명에 의하면 청구항 제 16항에 비하여 배선을 적게 할 수 있으면서 청구항 제 16항의 발명과 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있다.
청구항 제 18항 기재의 발명에 의하면 제 1 접촉판 및 제 2 접촉판 만을 탄성이 뛰어난 금속재로 하고 도통판의 기타의 부분에는 탄성을 가지지 않는 금속재를 이용할 수 있기 때문에 탄성을 가진 부분을 적게 할 수 있어서 도통판 전체의 제조 코스트를 낮게 할 수 있다.
청구항 제 19항 기재의 발명에 의하면 주로 방열효과를 발휘하는 반도체 발광소자 고정부를 제외한 부분을 가늘게(좁은 폭으로) 할 수 있기 때문에 도통판 및 표면 절연부를 경량화하고 또 본 발명의 모듈의 제조 코스트를 낮게 할 수 있다.
청구항 제 20항 기재의 발명에 의하면 반도체 발광소자에서 도통판으로 전달된 열이 노출부를 통하여 외부로 방출되기 때문에 방열성이 더욱 향상된다. 또한 반도체 발광소자 부착용 모듈을 탑재하는 기기(예를 들면 곡면 디스플레이 등)열설계의 자유도가 높아진다.
청구항 제 21항 기재의 발명에 의하면 절단 브릿지에 의하여 제 1 도통부와 제 2 도통부를 일체화할 수 있기 때문에 표면 절연부를 형성할 때에 각 도통판을 어긋남이 없이 높은 위치 정밀도로 형성할 수 있다. 또한 표면 절연부의 형성 후에는 절단 브릿지를 물리적으로 절단함으로써 제 1 도통부와 제 2 도통부를 서로 떨어지게 할 수 있다.
청구항 제 22항 기재의 발명에 의하면 반도체 발광소자에 대하여 렌즈를 적절한 위치로 위치 결정할 수 있다. 또한 반도체 발광소자의 바로 근처에 확산기능을 가진 렌즈를 배치할 수 있기 때문에 반도체 발광소자가 발생하는 광을 효율 좋게 확산시킬 수 있고 또 렌즈를 포함한 본 발명의 모듈 전체를 저배화 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태의 도통판의 사시도이다.
도 2는 도통판에 컨택트를 재치한 상태를 나타낸 사시도이다.
도 3은 컨택트의 확대 사시도이다.
도 4는 도통판에 컨택트를 재치한 상태를 나타낸 평면도이다.
도 5는 도 4의 Ⅴ부의 확대 평면도이다.
도 6은 도통판과 컨택트를 표면 절연부로 피복한 상태를 나타내는 사시도이다.
도 7은 도통판과 컨택트를 표면 절연부로 피복한 상태를 나태내는 도 5와 마찬가지의 확대 평면도이다.
도 8은 도통판과 컨택트를 표면 절연부로 피복한 때의 저면도이다.
도 9는 절단 브릿지를 절단할 때의 도 5와 마찬가지의 확대 평면도이다.
도 10은 절단 브릿지를 절단할 때의 저면도이다.
도 11은 표면 절연부에 빠짐방지금구를 장착한 상태를 나타내는 사시도이다.
도 12는 빠짐방지금구의 확대 사시도이다.
도 13은 표면 절연부에 빠짐방지금구를 장착할 때의 도 5와 마찬가지의 확대 평면도이다.
도 14는 LED를 장착한 완성 상태의 LED 모듈의 사시도이다.
도 15는 완성 상태의 LED 모듈의 도 5와 마찬가지의 확대 평면도이다.
도 16은 완성 상태의 LED 모듈의 평면도이다.
도 17은 컨택트, 빠짐방지금구 및 LED의 상방에서 본 확대 사시도이다.
도 18은 컨택트, 빠짐방지금구 및 LED의 하방에서 본 확대 사시도 이다.
도 19는 도 17의 ⅩⅠⅩ - ⅩⅠⅩ 화살표 선에 따른 단면도이다.
도 20은 도 16의 ⅩⅩ - ⅩⅩ 화살표 선에 따른 단면도이다.
도 21은 도통판 상에 형성된 병렬 회로의 모식도이다.
도 22는 LED 모듈을 원호상으로 굴곡시키고 단면 원호형상을 이루는 방열판에 고정할 때의 측면도이다.
도 23은 제 1 실시형태의 변형예의 도통판의 평면도이다.
도 24는 제 1 실시형태의 변형예의 직렬회로의 모식도이다.
도 25는 본 발명의 제 2 실시형태의 LED 부착용 모듈의 사시도이다.
도 26은 도 25의 ⅩⅩⅤⅠ - ⅩⅩⅤⅠ 화살표 선에 따른 확대 단면도이다.
도 27은 확산렌즈와 LED 소자를 떼어낼 때의 LED 부착용 모듈의 분해 사시도이다.
도 28은 도 27의 ⅩⅩⅤⅠⅠⅠ부분의 확대도이다.
도 29는 확산렌즈를 떼어낼 때의 LED 모듈의 정면도이다.
도 30은 확산렌즈와 LED 소자를 떼어낸 LED 부착용 모듈의 정면도이다.
도 31은 LED 모듈의 배면도이다.
도 32는 도 29의 ⅩⅩⅩⅠⅠ - ⅩⅩⅩⅠⅠ 화살표 선에 따른 확대 단면도이다.
도 33은 도 30의 ⅩⅩⅩⅠⅠⅠ - ⅩⅩⅩⅠⅠⅠ 화살표 선에 따른 확대 단면도이다.
도 34는 도 30의 ⅩⅩⅩⅠⅤ - ⅩⅩⅩⅠⅤ 화살표 선에 따른 확대 단면도이다.
도 35는 직렬회로용으로 구성한 도통판의 정면도이다.
도 36은 직렬회로용으로 구성한 도통판의 배면도이다.
도 37은 도통판과 그의 직렬회로의 모식도이다.
도 38은 LED 고정부의 확대 사시도이다.
도 39는 도 22와 마찬가지의 측면도이다.
도 40은 병렬회로용으로 구성한 도통판의 정면도이다.
도 41은 병렬회로용으로 구성한 도통판과 그의 병렬회로의 모식도이다.
도 42는 다른 형태의 병렬회로용으로 구성한 도통판과 그의 병렬회로의 모식도이다.
도 2는 도통판에 컨택트를 재치한 상태를 나타낸 사시도이다.
도 3은 컨택트의 확대 사시도이다.
도 4는 도통판에 컨택트를 재치한 상태를 나타낸 평면도이다.
도 5는 도 4의 Ⅴ부의 확대 평면도이다.
도 6은 도통판과 컨택트를 표면 절연부로 피복한 상태를 나타내는 사시도이다.
도 7은 도통판과 컨택트를 표면 절연부로 피복한 상태를 나태내는 도 5와 마찬가지의 확대 평면도이다.
도 8은 도통판과 컨택트를 표면 절연부로 피복한 때의 저면도이다.
도 9는 절단 브릿지를 절단할 때의 도 5와 마찬가지의 확대 평면도이다.
도 10은 절단 브릿지를 절단할 때의 저면도이다.
도 11은 표면 절연부에 빠짐방지금구를 장착한 상태를 나타내는 사시도이다.
도 12는 빠짐방지금구의 확대 사시도이다.
도 13은 표면 절연부에 빠짐방지금구를 장착할 때의 도 5와 마찬가지의 확대 평면도이다.
도 14는 LED를 장착한 완성 상태의 LED 모듈의 사시도이다.
도 15는 완성 상태의 LED 모듈의 도 5와 마찬가지의 확대 평면도이다.
도 16은 완성 상태의 LED 모듈의 평면도이다.
도 17은 컨택트, 빠짐방지금구 및 LED의 상방에서 본 확대 사시도이다.
도 18은 컨택트, 빠짐방지금구 및 LED의 하방에서 본 확대 사시도 이다.
도 19는 도 17의 ⅩⅠⅩ - ⅩⅠⅩ 화살표 선에 따른 단면도이다.
도 20은 도 16의 ⅩⅩ - ⅩⅩ 화살표 선에 따른 단면도이다.
도 21은 도통판 상에 형성된 병렬 회로의 모식도이다.
도 22는 LED 모듈을 원호상으로 굴곡시키고 단면 원호형상을 이루는 방열판에 고정할 때의 측면도이다.
도 23은 제 1 실시형태의 변형예의 도통판의 평면도이다.
도 24는 제 1 실시형태의 변형예의 직렬회로의 모식도이다.
도 25는 본 발명의 제 2 실시형태의 LED 부착용 모듈의 사시도이다.
도 26은 도 25의 ⅩⅩⅤⅠ - ⅩⅩⅤⅠ 화살표 선에 따른 확대 단면도이다.
도 27은 확산렌즈와 LED 소자를 떼어낼 때의 LED 부착용 모듈의 분해 사시도이다.
도 28은 도 27의 ⅩⅩⅤⅠⅠⅠ부분의 확대도이다.
도 29는 확산렌즈를 떼어낼 때의 LED 모듈의 정면도이다.
도 30은 확산렌즈와 LED 소자를 떼어낸 LED 부착용 모듈의 정면도이다.
도 31은 LED 모듈의 배면도이다.
도 32는 도 29의 ⅩⅩⅩⅠⅠ - ⅩⅩⅩⅠⅠ 화살표 선에 따른 확대 단면도이다.
도 33은 도 30의 ⅩⅩⅩⅠⅠⅠ - ⅩⅩⅩⅠⅠⅠ 화살표 선에 따른 확대 단면도이다.
도 34는 도 30의 ⅩⅩⅩⅠⅤ - ⅩⅩⅩⅠⅤ 화살표 선에 따른 확대 단면도이다.
도 35는 직렬회로용으로 구성한 도통판의 정면도이다.
도 36은 직렬회로용으로 구성한 도통판의 배면도이다.
도 37은 도통판과 그의 직렬회로의 모식도이다.
도 38은 LED 고정부의 확대 사시도이다.
도 39는 도 22와 마찬가지의 측면도이다.
도 40은 병렬회로용으로 구성한 도통판의 정면도이다.
도 41은 병렬회로용으로 구성한 도통판과 그의 병렬회로의 모식도이다.
도 42는 다른 형태의 병렬회로용으로 구성한 도통판과 그의 병렬회로의 모식도이다.
이하 첨부도면을 참조하면서 본 발명의 제 1 실시형태에 대하여 설명한다. 그리고 이하의 설명중 상하, 좌우 및 전후의 각 방향은 도면 중에 표시한 화살표 방향을 기준으로 하고 있다(제 2 실시형태 및 각 변형 예의 설명도 마찬가지이다).
본 실시형태는 본 발명을 전체가 만곡 가능(휘어지는 것이 가능)한 LED 모듈을 적용한 것이다.
먼저 제 1도 내지 제 21도를 이용하여 LED 모듈(10)의 상세한 구조 및 제조 요령에 대하여 설명한다. 그리고 지면의 형편상 이하의 설명중의 LED 모듈(10)은 6개의 LED 소자(반도체 발광소자)(80)를 탑재하고 있지만 실제로는 더욱 다수(또는 소수)의 LED 소자(80)를 탑재할 수 있다.
LED 모듈(10)은 LED 부착용 모듈(15)에 LED 소자(80)를 부착한 것이며, LED 부착용 모듈(15)은 도통판(17), 컨택트(26), 빠짐방지금구(40) 및 표면 절연부(60)로 되는 것이다.
도 1은 LED 부착용 모듈(15)의 기재로 되는 도통판(17)을 나타내고 있다. 도통판(17)은 예를 들면 황동, 인청동, 철,알루미늄 등의 도전성과 탄성(가뇨성)을 가진 금속제의 평판을 스탬핑 성형한 전후 방향으로 뻗어있는 장척 형상의 평판상 부재이다. 도통판(17)은 전후 방향으로 뻗어있는 일 직선상에 위치하는 복수의 제 1 도통부(18A, 18B, 18C)를 구비하고 있다. 도통부(18A, 18B, 18C)의 좌우 폭은 전체 동일하지만 제 1 도통판(18C)의 전후 치수는 제 1 도통부(18B)보다 짧고 제 1 도통부(18A)의 전후 치수는 제 1 도통부(18C)보다 짧다. 또한 제 1 도통부(18B)의 상면에는 한 쌍의 위치결정 돌기(19)가 돌출되게 설치되어 있고 제 1 도통부(18A)와 제 1 도통부(18C)의 상면에는 위치결정 돌기(19)가 각각 하나씩 돌출되게 설치되어 있으며 전체의 위치결정 돌기(19)는 전후 방향으로 뻗어있는 일 직선상에 위치되어있다. 또한 서로 인접하는 제 1 도통부(18A, 18B, 18C)사이는 절단 브릿지(20)에 의하여 서로 접속하여 있고 제 1 도통부(18A)에서 전방으로 향하여 제 1 급전부(21)가 뻗어있다. 제 1 도통부(18A, 18B, 18C)의 우측에는 전후 방향으로 뻗어있고 또 제 1 도통부(18A, 18B, 18C)보다 폭이 좁은 제 2 도통부(22)가 위치하여 있으며 제 1 도통부(18B, 18C)로부터 뻗어있는 회로설계용 브릿지(23)가 제 2 도통부(22)에 접속되어있다. 또한 제 2 도통부(22)의 전단부로부터는 제 2 급전부(24)가 전방으로 향하여 뻗어있다.
도 2, 도 3, 도 4, 도 5 등에 나타낸 컨택트(26)는 예를 들면 인청동제(다른 금속이어도 좋다)의 탄성을 가진 평판을 이용하여 스탬핑 성형함으로써 도시된 형상으로 된 것이다. 컨택트(26)는 그의 중앙부를 구성하는 평판상의 큰 기부(27)를 구비하고있다. 큰 기부(27)의 중앙부에는 일단이 큰 기부(27)에 지지된 탄성변형 가능한 제 1 음극측 접촉부(28)가 잘라 세워저서 구성되어 있고 제 1 음극측 접촉부(28)의 선단부에는 접촉단부(29)가 형성되어있다. 제 1 음극측 접촉부(28)는 그의 기단을 중심으로 상하 방향(큰 기부(27)의 판 두께 방향)으로 탄성변형하는 (휘어지는)것이 가능하며 자유상태에서 제 1 음극측 접촉부(28)의 접촉단부(29) 측은 큰 기부(27) 보다 상측으로 위치하여 있다. 또한 큰 기부(27)의 우측 가장자리에는 대략 반원 형상의 측연 오목부(30)가 오목하게 설치되어있다. 큰 기부(27)의 후측 가장자리에는 큰 기부(27)와 동일 평면상에 위치하는 평판형상을 이루고 있고 또 위치 결정구멍(31)이 형성된 작은 기부(32)가 접속되어있다. 또한 작은 기부(32)의 좌우 양 가장자리에는 상 방향으로 향하여 뻗은 후에 하 방향으로 만곡하면서 뻗어있으며 또 선단측(하 방향으로 뻗어있는 부분)이 전후 방향으로 변형 가능한 탄성변형부(34)를 구성하는 한 쌍의 제 1 음극측 접촉부(33)가 돌출되게 설치되어있다. 또한 큰 기부(27)의 전방에는 작은 기부(33)와 전후 대칭을 이루는 작은 기부(35)가 위치하여 있고 작은 기부(35)의 좌우 양 가장자리에는 제 2 음극측 접촉부(33)와 전후 대칭을 이루는 한 쌍의 양극측 접촉부(36)가 돌출되게 설치되어있다. 그리고 큰 기부(27)와 작은 기부(35)의 사이를 큰 기부(27)와 작은 기부(35)와 동일 평면상에 위치하는 절단 브릿지(37)가 접속되어있다. 이 절단 브릿지(37)는 컨택트(26)를, 절단 브릿지(37)보다 전방으로 위치하는 양극 도통부(26A)와 절단 브릿지(37)보다 후방에 위치하는 음극도통부(26B)에 구획되어있다.
도 12B 등에 도시된 빠짐방지금구(40)는 금속판을 도시한 형상으로 되도록 스탬핑 성형한 것이며 좌우방향으로 뻗어있는 접속편(41)과 접속편(41)의 하방에 위치하고 또 접속편(41)의 좌단부에서 전방으로 뻗어있는 끼워맞춤 암(42)과 끼워맞춤암(42)의 선단부의 상면에 돌출되게 설치한 누름부(44)와 접속편(41)의 우단부에서 하방으로 뻗어있는 끼워맞춤돌출부(46)와 끼워맞춤돌출부(46)의 전단부에서 전방으로 뻗어있는 누름암(48)을 구비하고 있다. 끼워맞춤암(42)의 전후 양단면에는 한 쌍의 걸림돌기(43)가 돌출되게 설치되어있고 누름부(44)의 전후 양단부에는 모두 우측으로 돌출하는 누름돌기(45)가 설치되어있다. 또한 끼워맞춤돌출부(46)의 전후 양단면에는 한 쌍의 걸림돌기(47)이 돌출되게 설치되어있고 누름암(48)의 상면에는 좌측으로 뻗어있는 누름돌기(49)가 돌출되게 설치되어있으며 누름암(48)의 선단부에는 평면형상이 대략 원호형을 이루는 누름부(50)가 형성되어있다.
다음에 LED 부착용 모듈(15)의 제조요령에 대하여 설명한다.
먼저 도통판(17)을 도 1에 도시된 자세로 작업면(도시 생략)에 얹어 놓고 이어서 도 2, 도 4, 도 5에 도시된 바와 같이 각 컨택트(26)를 서로 이웃하는 2개의 제 1 도통판(18A, 18B, 18C)에 걸치도록 도통판(17)의 상면에 재치(면 접촉)시키고 각 절단 브릿지(37)를 각각 절단 브릿지(20)의 상면에 재치시킨다(절단 브릿지(20)의 상면은 절단 브릿지(37)에 의하여 완전히 둘러싸여 진다). 이때 작은 기부(35)의 위치결정구멍(31)을 제 1 도통판(18A, 18B)에 형성한 위치결정돌기(19)에 끼워맞추고 작은 기부(32)의 위치결정구멍(31)을 작은 기부(35)가 재치된 제 1 도통부(18A, 18B)의 바로 뒤에 위치하는 다른 제 1 도통부(18B, 18C)의 위치결정돌기(19)에 끼워 맞춘다. 또한 각 위치결정돌기(19)를 대응하는 위치결정구멍(31)에 대하여 고정하여서 각 컨택트(26)를 도통판(17)에 대하여 위치결정시킨다.
이어서 일체화된 도통판(17) 및 컨택트(26)를 금형(도시 생략)의 내부로 위치결정한 상태로 넣어서 이 금형을 형틀에 고정시킨 후에 금형의 공동 내로 수지(예를 들면 PBT, LCP, 나이론 등)를 흘려 넣는다. 그리고 공동내의 수지가 냉각 경화하면서 도통판(17), 컨택트(26) 및 경화된 수지재를 금형으로부터 분리시킨다. 그러면 도 6, 도 7, 도 8 등에 도시된 바와 같이 제 1 급전부(21) 및 제 2 급전부(24)의 단부 및 제 1 음극 접촉부(28) 등을 제외한 도통판(17) 및 컨택터(26)의 거의 전체의 표면에 상기 수지에 의하여 구성되고 탄성(가뇨성)을 가진 표면 절연부(60)가 형성된다(사출성형된다). 표면 절연부(60)를 형성하는 수지재는 반사율이나 요구사양을 고려하여 그의 재질이나 색(및 색조)을 선택할 수 있다. 광의 흡수 반사를 고려하면 수지재는 색조가 짙은(반사율이 높은) 백색으로 하는 것이 바람직하다. 도통판(17)의 제 1 도통부(18A, 18B, 18C)및 제 2 도통부(22)는 절단 브릿지(20)및 회로설계용 브릿지(23)에 의하여 서로 접속(일체화)되어있기 때문에 이 금형 내에서의 표면 절연부(60)의 성형중에 제 1 도통부(18A, 18B, 18C) 및 제 2 도통부(22)가 흩어지거나 위치어긋나는 일이 없어서 매우 정확한 위치를 유지한다. 그리고 긴 LED 부착용 모듈(15)을 성형하는 경우는 도통판(17)의 한 쪽 단부(전단부 또는 후단부)에 금형을 이용하여 표면 절연부(60)를 형성하고 금형의 형틀 분리 후에 이 금형 주변에 설치한 반송장치에 의하여 도통판(17)의 해당부분에 인접하는 부분(표면 절연부(60)가 미성형의 부분)을 금형 내로 이동시켜서 해당부분에 사출 성형함으로써 표면 절연부(60)를 성형한다. 그리고 그의 작업(사출성형)을 복수회 반복함으로써 도통판(17) 전체에 표면 절연부(60)를 형성한다. 도시된 바와 같이 경화된 표면 절연부(60)의 상면에는 모두 전후 방향으로 뻗어있는 좌측벽(61)과 우측벽(62), 좌측벽(61)과 우측벽(62)의 후단끼리를 접속하는 후부벽(63)이 형성되어있고, 좌측벽(61), 우측벽(62) 및 후부벽(63)으로 포위된 부분에는 전후 방향으로 뻗어있는 상면 오목부(64)가 형성되어있다.
상면 오목부(64)의 저면(상면)에는 각 절단 브릿지(37)를 노출시키기 위한 원형의 노출구멍(65)과 제 1 음극측 접촉부(28) 큰 기부(27)의 일부 및 설계용 브릿지(23)를 노출시키기 위한 노출구멍(66)과 제 2 음극측 접촉부(33)와 작은 기부(32)의 옆 가장자리 및 양극측 접촉부(36)과 작은 기부(32)의 옆 가장자리를 노출시키기 위하며 전후방향으로 뻗어있는 장공으로 되는 노출구멍(67)이 형성되어 있다. 한편 표면 절연부(60)의 하면에는 각 절단 브릿지(20)를 노출시키기 위한 원형의 노출구멍(68)과 각 회로 설계용 브릿지(23)를 노출시키기 위한 원형의 노출구멍(69)이 형성되어있다.
또한 상면 오목부(64)의 저면에는 좌우로 나란하고 한 쌍의 노출구멍(67)의 사이리 부터 제 2 음극 접촉부(33) 및 양극 접촉부(36)의 상단으로부터 상방까지 뻗어있고 또 상면에 걸어맞춤 오목부(71)를 가진 지지돌출부(70)가 돌출되게 설치되어있다(최후단의 지지돌출부(70)의 후부는 후부벽(63)과 일체로 되어있다).
또한 좌측벽(61)의 상면에는 복수(제 1 음극측 접촉부(28)와 동수)의 부착홈(73)이 하방으로 오목하게 설치되어있다. 각 부착홈(73)의 평면형상은 전후방향으로 뻗어있는 가늘고 긴 형상이며 그의 좌단폭은 끼워맞춤암(42)의 두께와 대략 같다. 또한 좌측벽(61)의 우측 가장자리(각 부착홈(73)의 내측 부분)의 상단면에는 접촉편 빠짐방지 오목부(74)와 전후 한 쌍의 누름돌기 빠짐방지 오목부(75)가 오목하게 설치되어있다. 한편 우측벽(62)의 상면에는 부착홈(73)과 동수의 부착홈(76)과 부착홈(76)의 바로 앞에 위치하는 누름암 빠짐방지홈(77)이 모두 하향으로 오목하게 설치되어있다.
경화된 표면 절연부(60)에는 빠짐방지금구(40)를 부착하던가 빠짐방지금구(40)를 부착하기 전에 노출구멍(65, 66, 68, 69)을 이용하여 최후부에 위치하는 회로설계용 브릿지(23)를 제외한 전체의 저단 브릿지(20), 회로설계용 브릿지(23)및 절단 브릿지(37)를 물리적으로 절단한다(도 9, 도 10 참조).
이어서 표면 절연부(60)의 부착홈(73)과 부착홈(76)에 빠짐방지금구(40)의 끼워맞춤암(42)와 끼워맞춤돌출부(46)를 상방으로 각각 끼워맞추어서 누름암 빠짐방지홈(77)에 대하여 누름암(48)의 중간부를 상방으로부터 끼워맞추고 누름암(48)의 선단부를 상면오목부(64) 내에 위치시킨다. 하면 한 쌍의 걸림돌기(43)가 대응하는 부착홈(73)의 전후 양단부에서 파 먹어가고, 한 쌍의 걸림돌기(47)가 대응하는 부착홈(76)의 전후 양단면으로 파 먹어가기 때문에 빠짐방지금구(40)가 표면 절연부(60)에 대하여 고정된다. 또한 누름암 빠짐방지홈(77)의 좌우폭은 누름암(48)의 두께보다 크기 때문에 누름암(48)은 누름암 빠짐방지홈(77) 내에서 좌우방향으로 탄성변형 가능하게 된다. 또한 접속편(41)의 양단부가 접속편 빠짐방지 오목걸어부(74)와 접속편 빠짐방지 오목부(78)에 끼워 맞추어지고 또 접속편(41)의 중앙부가 끼워맞춤오목부(71)에 끼워 맞추어진다. 또한 전후의 누름돌기(45)의 하부가 전후의 누름돌기 빠짐방지 오목부(75) 내에 위치된다.
이상과 같이 구성된 LED 부착용 모듈(15)에 복수(제 1 음극 접촉부(28)와 동수)의 반도체 발광소자인 LED 소자(80)가 부착되면 LED 모듈(10)이 완성된다.
LED 소자(80)는 상면에 발광면(81)을 가지고 전면에 좌우 한 쌍의 양극(82)을 가지며 후면에 좌우 한 쌍의 음극(83)을 가지며 또 하면에 하나의 음극(도시 생략)을 가지는 평면에서 보아서 직사각형의 부재이다.
각 LED 소자(80)를 좌측벽(61), 우측벽(62) 및 서로 이웃하는 2 개의 지지돌출부(70)에 의하여 둘러싸인 공간에 상방에서 끼워 맞추면 도 15, 도 17 내지 도 20에 도시된 바와 같이 각 LED 소자(80)의 바로 앞에 위치하는 한 쌍의 양극측 접촉부(36)의 탄성변형부(34)가 약간 탄성변형 하면서 한 쌍의 양극에 접촉하고 또 각 LED 소자(80)의 바로 뒤에 위치하는 한 쌍의 제 2 음극측 접촉부(33)의 탄성변형부(34)가 약간 탄성변형 하면서 한 쌍의 음극(83)에 접촉하기(제 2 음극측 접촉부(33)와 양극측 접촉부(36)가 LED 소자(80)를 전후 방향으로 끼워고정하기)때문에, 각 LED 소자(80)가 LED 부착용 모듈(15)에 대하여 전후방향으로 위치결정된다. 또한 각 빠짐방지금구(40)의 누름돌기(49)에 형성된 경사면(좌측부의 상면)에 LED 소자)80)가 맞닿아있음으로써 누름암(48)이 우측으로 탄성변형한 후에 LED 소자(80)가 소정의 위치까지 하방으로 삽입되면 누름암(48)이 좌측으로 탄성변형함으로써 누름부(50)가 LED 소자(80)의 우측면을 좌측면으로 이동하게 힘을 가하고 각 LED 소자(80)의 좌측면이 좌측벽(61)의 우측면에 면 접촉하기 때문에 각LED 소자(80)가 LED 부착용 모듈(15)에 대하여 좌우로 위치결정된다. 또한 하방에 약간 탄성변형한 제 1 음극측 접촉부(28)의 접촉단부(29)가 하방에서 각 LED 소자(80)의 하면의 상기 음극에 접촉하여 LED 소자(80)를 상방으로 이동하게 힘을 가하고 또 각 LED 소자(80)의 상면의 좌우 양측 가장자리가 하방에서 누름돌기(45)와 누름돌기(49)에 걸어 맞추어지기 때문에 각 LED 소자(80)가 LED 부착용 모듈(15)에 대하여 상하로 위치결정된다.
이상의 요령으로 조립된 LED 모듈(10)은 금속판을 원호형상으로 만곡한 방열판(85)(도 22 참조)에 대하여 고정된다. 구체적으로는 모두 가뇨성(탄성)을 가진 도통판(17)과 표면 절연부(60)을 방열판(85)와 대략 동일의 곡율로 만곡시키고 LED 모듈(10)과 방열판(85)의 대향면끼리를 접촉시켜서 양면을 고정한다.
이때 도통판(17)은 제 1 도통부(18A, 18B, 18C) 및 제 2 도통부(22) 자체를 만곡시켜도 좋고 또는 제 2 도통부(22)만을 만곡시키고 제 1 도통부(18A, 18B, 18C) 자체는 만곡시킴이 없이 서로 이웃하는 제 1 도통부(18A, 18B, 18C)끼리의 방향을 변경하여도 좋다(서로 이웃하는 제 1 도통부(18A, 18B, 18C)끼리의 간격과 대향하는 표면 절연부(60)의 수 개소 및 제 2 도통부(22)의 해당 간극과 똑같은 전후 위치를 구부린다).
LED 모듈(10)과 방열판(85)의 고정수단으로서는 예를 들면 LED 모듈(10)과 방열판(85)의 한쪽 부재에 형성한 다른 쪽의 부재와 걸어 맞출 수 있는 래치(도면에 기재하지 않음)나 LED 모듈(10)과 방열판(85)과는 별개 부재인 잠금수단을 이용할 수 있다.
또한 표면 절연부(60)의 성형시에 표면 절연부(60)의 수 개소에 관통구멍을 형성하고 또 방열판(85)의 수 개소에 나사구멍을 형성하여 각 관통구멍에 삽입한 나사를 방열판(85)의 나사구멍에 나사결합하여 LED 모듈(10)과 방열판(85)을 고정하여도 좋다. 이 경우는 방열판(85)과 나사와 단락시키지 않는 것이 긴요하다.
또는 전열성을 가진 접착제나 양면 테이프 등을 이용하여 LED 모듈(10)과 방열판(85)을 고정하는 것도 가능하다.
도시를 생략한 케이블 등을 개재하여 LED 부착용 모듈(15)의 제 1 급전부(21)를 도시를 생략한 전원의 양극측에 접속함과 동시에 제 2 급전부(24)를 해당 전원의 음극측에 접속하여 메인 스위치(도시생략)를 온 하면 해당 전원으로부터 상기 케이블을 개재하여 LED 모듈(10)에 전류가 흐르기 때문에 도 21의 모식도에 도시된 바와 같이 제 1 급전부(21)로부터 제 1 도통부(18A)로 흐르는 전류가 양극 도통부(26A)를 통하여 LED 소자(60)에 흐르고, 그리고 음극 도통부(26B)으로부터 인접하는 제 1 도통부(18B)로 흐른다. 마찬가지로 해당 제 1 도통부(18B)로부터 LED 소자(60)를 통하여 인접하는 제 1 도통부(18B)로 흐르고 제 1 도통부(18A)와 반대측에 위치하는 제 1 도통부(18B)로부터 LED 소자(60)를 통하여 제 1 도통부(18C)로 전류가 흐르며, 그리고 제 1 도통부(18C)로부터 제 2 도통부(22)로 전류가 흐른다.이와같이 LED 모듈(10)의 내부에 직렬회로가 형성되기 때문에 상기 직렬회로 상에 위치하는 각 LED 소자(80)가 발광한다(도 22 참조).
이상 설명한 본 실시형태에 의하면 1 본의 LED 모듈(10)에 대하여 다수의 LED 소자(80)를 부착할 수 있기 때문에 LED 모듈(10)의 조립이나 제조는 용이하다. 또한 각LED 소자(80)가 표면 절연부(60)(상면 오목부(64)) 내에 위치하기 때문에 LED 모듈(10)을 박형화 할 수 있다.
또한 도통판(17)의 표면을 표면 절연부(60)로 피복하기 때문에 LED 부착용 모듈(15)의 절연성이 양호하다.
또한 제 2 음극측 접촉부(33)와 양극측 접촉부(36)사이에 LED 소자(80)를 끼워 고정함으로써 각 LED 소자(80)를 LED 부착용 모듈(15)에 부착할 수 있기 때문에 각 LED 소자(80)에 대하여 부착이 용이하다.
또한(납땜 부착을 행하지 않기 때문에) 리플로를 행할 필요가 없어서 각 LED 소자(80)가 열에 의한 손상을 받을 우려가 없다.
또한 LED 부착용 모듈(15)을 휘어지게 하여도 모두 탄성변형 가능한 제 2 음극측 접촉부(33)와 양극측 접촉부(36)는 각 LED 소자(80)를 확실히 끼워 고정하여 접속하기 때문에 각 LED 소자(80)가 LED 부착용 모듈(15)로부터 탈락하는 일이 없다.
또한 제 2 음극측 접촉부(33)와 양극측 접촉부(36)는 탄성변형 가능하여 추종성이 뛰어나기 때문에 LED 부착용 모듈(15)을 휘어지게 하여도 각 LED 소자(80)에 LED 부착용 모듈(15)의 변형에 기인하는 응력이 생기지 않아 각 LED 소자(80)의 물리적 특성, 발광성 특성은 같이 유지된다.
또한 수지제의 표면 절연부(60)는 가뇨성을 가짐과 동시에 반사율이 높은 재질이나 색(및 색조)의 선택이 가능하며 게다가 임의 형상으로 형성하는 것이 용이하기 때문에 LED 소자(80)의 주변부의 형상을 최적형상으로 할 수 있고 각 LED 소자(80)의 조명광의 손실을 적게 할 수 있다. 즉 LED 부착용 모듈(15) 자체에서 반사 등을 고려한 광학적 설계를 실현할 수 있고 반사판 등의 별도의 부재를 설치할 필요가 없다.
또한 열전도성 및 강성이 뛰어난 금속제의 도통판(17)에 의하여 LED 부착용 모듈(15)의 대부분을 구성하고(필요에 따라서는 도통판(17)의 두께를 어느 정도 크게 할 수 있고), 도통판(17)의 전체를 수지로 되는 표면 절연부(60)로 피복된다. 게다가 열원체인 LED 소자(80) 전체가 각 제 1 도통부(18A, 18B, 18C)와 도통판(17)의 판 두께방향으로 대향하여 있기 때문에 LED 소자(80)의 열이 도통판(17)으로 전달하기 쉽게 된다. 또한 양극 도통부(26A)와 음극 도통부(26B)는 LED 소자(80)의 양극(82)과 음극(83)에 접촉하는 부분이기 때문에 LED 소자(80)의 열이 특히 전달하기 쉬운 부분이지만 컨택트(26) 전체가 각 제 1 도통부(18A, 18B, 18C)와 도통판(17)의 두께 방향으로 대향하여 있고 각 양극 도통부(26A) 및 음극 도통부(26B)의 근방부인 작은 기부(32,35)가 도통판(17)과 직접 접속하여 있고 또 양극 변형부(34)의 바로 아래와 또 바로 근처에 도통판(17)이 위치하여 있기 때문에 양극 도통부(26A) 및 음극 도통부(26B)의 열은 도통판(17)에 대하여 직접적으로 간접적으로 전달하기 쉽다. 따라서 본 실시형태의 LED 부착용 모듈(15)은 각 LED 소자(80)가 발생한 열을 양극 도통부(26A)및 음극 도통부(26B)에서 도통판(17)으로 효율좋게 전달하고 또 도통판(17) 및 얇은 두께의 표면 절연부(60)를 통하여 효율좋게 외부(예를 들면 방열판(85))로 방열된다. 그 때문에 LED 부착용 모듈(15) 및 LED 소자(80)의 온도 상승을 억지할 수 있고 LED 소자(80)의 발광효율의 저하를 방지할 수 있다.
또한 컨택트(26)(양극 도통부(26A), 음극 도통부(26B))가 도통판(17)과는 별개 몸체이기 때문에 제 1 도통부(18A, 18B, 18C)의 일부를 잘라 세워서 양극 도통부(26A)와 음극 도통부(26B)를 형성하는 경우와 같이 제 1 도통부(18A, 18B, 18C)에 구멍이나 슬릿을 형성할 필요가 없다. 그 때문에 제 1 도통부(18A, 18B, 18C)의 일부를 잘라 세워서 양극 도통부(26A)와 음극 도통부(26B)를 형성하는 경우에 비하여 금속(도통판(17))의 면적을 넓게 할 수 있기 때문에 본 실시 형태의 LED 부착용 모듈(15)은 방열성이 양호하다.
또한 일체물로서 제조한 컨택트(26)의 주위의 표면 절연부(60)를 형성한 후에 절단 브릿지(37)를 절단하여 양극 도통부(26A)와 음극 도통부(26B)를 서로 분리하기 때문에 양극 도통부(26A)와 음극 도통부(26B)를 서로 분리하여도 도통판(17)으로의 조립공차에 영향을 주지 않는다. 그 때문에 양극 도통부(26A)와 음극 도통부(26B)에 대한 LED 소자(80)의 삽입력 및 양극 도통부(26A)와 음극 도통부(26B)에 의한 유지력을 안정시키고 편차를 적게 할 수 있다. 또한 리플로를 행할 필요가 없기 때문에 각 LED 소자(80)가 열에 의한 손상을 받을 우려가 없다.
또한 LED 부착용 모듈(15), 양극 도통부(26A),및 음극 도통부(26B) 상에 형성한 직렬회로 상에 각 LED 소자(80)를 배치하기 때문에 각 LED 소자(80)의 휘도 편차를 적게 하는 것이 가능하다.
이상 설명한 제 1 실시형태는 이하에 설명하는 변형예의 태양으로 실시 가능하다.
예를 들면 도통판(17)의 형상을 약간 변경함으로써 도통판(17) 상에 여러가지 타입의 회로를 간단하게 구성할 수 있다. 도 23 및 도 24는 도통판(17), 양극 도통부(26A) 및 음극 도통부(26B) 상에 상기 실시 형태와는 다른 타입의 직렬회로를 형성한 예를 나타내고 있다.
이 변형예의 도통판(17')은 (제조시로부터) 제 2 도통부(22) 및 회로설계용 브릿지(23)를 구비하지 않고, 제 1 도통부(18C)에는 제 1 급전부(21)와 전후 대칭을 이루는 제 2 급전부(21A)가 돌출되게 설치되어있다.
본 변형예의 도통판(17')을 이용하여 LED 모듈(10)을 제조하는 경우는 도통판(17')에 각 컨택트(26)를 장착한 후에 도통판(17')에 대하여 상기와 마찬가지 요령으로 표면 절연부(60)를 형성하고 제 1 급전부(21)및 제 2 급전부(21A)의 단부를 표면 절연부(60)의 외측으로 노출시킨다. 이어서 노출구멍(65)을 이용하여 전체의 절단 브릿지(20)및 절단 브릿지(37)을 절단하고 표면 절연부(60)에 빠짐방지금구(40)를 장착하여 LED 부착용 모듈(15)을 구성하고 이 LED 부착용 모듈(15)에 LED 소자(80)를 부착하여 LED 모듈(10)을 완성시킨다(LED 부착용 모듈(15)과 LED 모듈(10)의 도시를 생략함).
본 변형예의 LED 모듈(10)도 만곡시켜서 방열판(85)에 고정가능하다. 그리고 도시를 생략한 케이블 등을 통하여 제 1 급전부(21)를 전원의 양극측으로 접속함과 동시에 제 2 급전부(21A)를 해당 전원의 음극측에 접속시켜서 도시를 생략한 메인 스위치를 온(ON)으로 하면 도 23의 모식도에서 나타낸 바와 같이 도통판(17'), 양극 도통부(26A) 및 음극도통부(26B) 상에 직렬회로가 형성되기 때문에 각 LED 소자(80)가 발광한다.
또한 제 2 음극측 접촉부(33)와 양극측 접촉부(36)의 탄성변형부(34)에 양극(82) 및 음극(83)에 각각 끼워 맞추어지고 상면이 폐쇄되는 끼워맞춤 오목부(도시 생략)를 형성하여 LED 소자(80)의 상 방향의 빠짐 방지를 실현하여도 좋다.
또한 도통판(17)을 도전성, 열 전도성 및 방열성에 뛰어난 상기 이외의 금속재료에 의하여 구성하거나 컨택트(26)를 탄성 및 도전성이 뛰어난 인청동 이외의 금속재료로 구성하여도 좋다. 또한 도통판(17)과 컨택트(26)를 도전성, 탄성 및 방열성이 뛰어난 금속재료로 일체 형성하여도 좋다.
이어서 도 25 내지 도 39 를 참조하면서 본 발명의 제 2 실시형태에 대하여 설명한다.
먼저 도 25 내지 도 38을 이용하여 전체의 만곡 가능한(휘어지는 것이 가능한) LED 모듈(110)의 상세한 구조에 대하여 상세히 설명한다. 그리고 지면의 형편상 이하의 설명중 LED 모듈(110)은 5개의 LED 소자(160)를 탑재하고 있지만 실제는 LED 조명기구(100)의 크기에 대응한 수의 LED 소자(160)를 탑재할 수 있다.
LED 모듈(110)은 LED 부착용 모듈(115)에 LED 소자(160)와 확산렌즈(164)를 부착한 것이다.
LED 부착용 모듈(115)은 기재로 되는 도통판(117)을 가지고 있으며 도통판(117)은 베이스판부(120) 와 양극편(139)과 음극편(143)을 구비하고 있다.
도 35 및 도 36 에 도시된 베이스판부(120)는 예를 들면 인청동, 철, 알루미늄 등의 도전성과 탄성(가뇨성)을 가진 금속제의 평판을 스탬핑 성형한 것으로서 전후 방향으로 뻗어있는 장척 형상의 부재이다. 베이스판부(120)는 좌반부를 이루는 양극 반부(121)와 우반부를 이루는 음극 반부(122)로 대별되며 베이스판부(120)는 자신의 중심점에 관하여 점대칭의 형상이다. 양극 반부(121)와 음극 반부(122)는 합계 10개의 절단 브릿지(123)와 합계 8개의 회로설계용 브릿지(124)에 의하여 서로 접속되어있다. 양극 반부(121)의 전후 양단부는 양극측 급전부(제 1 급전부)(125)를 구성하고 있고 음극 반부(122)의 전후 양단부는 음극측 급전부(제 2 급전부)(126)를 구성하고 있다. 양극 반부(121)의 전후의 양극측 급전부(125)를 제외한 부분은 서로 떨어져 있는 합계 5 개의 양극측 도통부(제 1 도통부)(128)로 나누어저 있다. 또한 각 양극측 급전부(125)에 잘라 세워서 제 1 손잡이편(고정편)(130)이 상 방향으로 돌출되게 설치되어있다. 음극 반부(122)의 전후의 음극측 급전부(126)를 제외한 부분은 서로 떨어져 있는 합계 5 개의 음극측 도통부(제 2 도통부)(132)로 나누어져 있다. 또한 각 음극측 도통부(132)에 잘라 세워서 제 2 손잡이편(고정편)(134)이 상 방향으로 돌출되게 설치되어있다. 또한 베이스판부(120)는 양극 반부(121)와 음극 반부(122)에 걸치고 또 한 쌍의 회로설계용 브릿지(124)의 사이에 위치하는 4개의 관통구멍(135)을 가지고 있다.
도시한 바와 같이 베이스판부(120)는 그의 길이방향으로 5 개소에 일정간격으로 기타의 부분에 비하여 좌우 폭이 넓은 LED 고정부(반도체 발광소자 고정부)(136)(양극 반부(121)측의 부분이 좌반부를 구성하고 음극 반부(122)측의 부분이 우반부를 구성하고 있다) 을 구비하고 있다. 각 LED 고정부(136)의 양극 반부(121)측 부분과 음극 반부(122)측 부분에는 원형을 이루는 관통위치결정구멍(137)이 뚫어 설치되어있다.
도 38 등에 도시된 바와 같이 각 LED 고정부(136)의 양극측 급전부(128)에는 예를 들면 인청동제 등의 탄성을 가진 금속재료에 의하여 구성된 양극편(제 1 접촉부)(제 1 접촉편)(139)이 놓여있다. 양극편(139)은 LED 고정부((136)(양극 반부(121))에 접촉하고 또 조여서 고정하거나 용접 등에 의해 LED 고정부(136)에 고정한 대략 직사각형의 고정부(140)와 고정부(140)에서 앞으로 경사지게 상방으로 향하여 뻗어있고 LED 고정부(136)(양극 반부(121))에서 상방으로 떨어지는 외팔보 형상의 탄성변형부(141)를 가지고 있다. 도시된 바와 같이 탄성변형부(141)는 동일하게 LED 고정부(136)에 형성된 제 1 손잡이편(130)의 바로 우측에 위치하여 있으며 탄성변형부(141)는 고정부(140)와 의 접속부(기단부)를 중심으로 하여 상하 방향으로 탄성변형 가능하다. 또한 각 LED 고정부(136)의 음극측 도통부(132)에는 양극편(139)과 같은 재료이고 또 같은 형상의 음극편(제 2 접촉부)(제 2 접촉편)(143)이 놓여 있다. 음극편(143)은 LED 고정부(136)(음극 반부(122))에 접촉되고 또 조여서 고정하거나 용접 등에 의해 LED 고정부(136)에 고정한 대략 직사각형의 고정부(144)와 고정부(144)에서 뒤로 경사지게 상방으로 향하여 뻗어있는 LED 고정부(136)(음극 반부(122)에서 상방으로 서로 떨어지는 탄성변형부(145)를 가지고 있다. 도시된 바와 같이 탄성변형부(145)는 동일하게 LED 고정부(136)에 형성된 제 2 손잡이편(134)의 바로 좌측에 위치하여 있고 탄성변형부(145)는 고정부(144)와의 접속부(기단부)를 중심으로 하여 상하 방향으로 탄성변형 가능하다.
이상 구성의 도통판(117)(베이스판부(120), 양극편(139), 음극편(143))표면은 수지(예를 들면 PBT, LCP, 나이론 등)에 의하여 피복되어있다.
이 수지에 의한 코팅(아웃서트 형성)을 행할 때는 베이스판부(120)의 전체의 절단 브릿지(123)및 회로설계용 브릿지(124)를 연결한 상태에서 도시를 생략한 금형 내에 돌출되게 설치한 위치결정핀에 양극 반부(121) 및 음극 반부(122)의 각 관통위치결정구멍(137)을 끼워맞추고 베이스판부(120)(양극 반부(121), 음극 반부(122))를 위치결정 상태로 지지한다. 이어서 금형을 형틀에 죄어서 베이스판부(120)를 고정하고 금형의 공동 내에 수지를 흘려 넣는다. 그리고 공동 내에서 수지가 냉각하여 경화하면서 베이스판부(120) 및 일체화하여 경화한 수지재를 금형으로부터 분리시킨다. 그러면 도 30에서 도 32에 도시된 바와 같이 베이스판부(120)의 거의 전체의 표면에 상기 수지에 의하여 구성된 표면 절연부(148)가 형성된다. 이때 각각의 양극측 급전부(128)과 음극측 급전부(132)는 절단 브릿지(123) 및 회로 설계용 브릿지(124)에 의하여 연결되기 때문에 도통판(117)이 금형 내에서 흩어지거나 위치가 어그러지는 일이 없다. 그리고 기나긴 LED 부착용 모듈(115)을 성형하는 경우는 도통판(117)의 한 쪽 단부측 부분에 금형을 이용하여 표면 절연부(148)를 형성하고 금형을 형틀에서 떼어낸 후에 금형 주변에 설치한 반송장치에 의하여 도통판(117)의 해당 부분에 인접하는 부분(표면 절연부(148)이 미성형 부분)을 금형 내에서 이동시켜서 해당 부분에 표면 절연부(148)를 형성한다. 그리고 이 작업을 복수 회 반복함으로써 도통판(117) 전체에 탄성(가뇨성)을 가진 표면 절연부(148)를 형성한다.
도 29 내지 도 31 에 도시된 바와 같이 표면 절연부(148)는 양극측 급전부(125) 및 음극측 급전부(126)의 선단부는 피복되어 있지 않는다. 또한 표면 절연부(148)는 각 LED 고정부(136)의 상면을 피복한 부분에 제 1 손잡이편(130),제 2 손잡이편(134), 탄성변형부(141)및 탄성변형부(145)를 노출시키기 위한 중앙구멍(149)을 가지고 있다. 한편 양극편(139)의 고정부(140)와 음극편(143)의 고정부(144)는 표면 절연부(148)에 의하여 피복되어있다. 또한 표면 절연부(148)의 상면의 각 LED 고정부(136)에 대응하는 부분은 외형이 원형을 이룸과 동시에 주변부보다 두께가 두껍게 되어있고 해당 부분의 주면은(후술하는 확산렌즈(164)를 위치 결정하고 지지하기 위한) 경사면(지지부)(156)로 되어있다. 또한 표면 절연부(148)는 성형 후에 상기 위치결정 핀을 각 관통위치결정구멍(137)과 동수의 성형구멍(150)을 가지고 있다. 또한 표면 절연부(148)는 각 LED 고정부(136)의 상면을 덮는 부분에 각 LED 고정부(136)의 상면을 노출시키기 위한 합계 8개의 노출구멍(노출부)(151)을 가지고 있으며 각 LED 고정부(136)의 하면을 덮는 부분에 각 LED 고정부(136)의 하면을 노출시키는 합계 4개의 노출구멍(151)을 가지고 있다. 또한 표면 절연부(148)는 그의 상하 양면에 각 절단 브릿지(123)를 상하로 노출시키기 위한 절단용 구멍(152)을 가지고 있기 때문에 표면 절연부(148)의 성형 후에 각 절단용 구멍(152)을 이용하여 전체의 절단용 브릿지(123)를 물리적으로 절단한다(절단 브릿지(123)를 2개로 분단하여 양자를 서로 떨어지게 한다). 또한 표면 절연부(148)의 하면에는 제 1 손잡이편(130)과 제 2 손잡이편(134)의 기단부를 노출시키기 위한 노출구멍(노출부)(153)가 형성되어있다. 또한 각 관통구멍(135)과 대응하는 부분에는 관통구멍(135)보다 치수가 작은 원형구멍(154)과 장공(155)이 형성되어있다. 원형구멍(154)과 장공(155)은 LED 모듈(110)을 어풀리케이션(LED 모듈(110)을 부착하는 기기)의 새시나 방열판에 고정하기 위한 나사고정용 구멍이나 잠금용 구멍으로 이용할 수 있다.
이상 설명한 도통판(117)(베이스판부(120), 양극편(139), 음극편(143)) 및 표면 절연부(148)가 LED 부착용 모듈(115)의 구성요소이다.
이 도통판(117)과 표면 절연부(148)로 이루어지는 LED 부착용 모듈(115)에 합계 5개의 LED 소자(반도체 발광소자(160)와 확산렌즈(164)를 부착함으로써 LED 모듈(110)을 구성한다.
LED 소자(160)는 하면에 양극과 음극(어느 것도 도시생략)을 가진 직사각형의 기판(161)과 기판(161)에 의하여 지지되고 이 양극과 음극에 접속되는 LED(162)를 가지고 있다. 각 LED 소자(160)를 대응하는 LED 고정부(136)의 중앙구멍(149)에 삽입하고 기판(161)을 제 1 손잡이편(130)과 제 2 손잡이편(134)에 의하여 고정상태로 끼워서 고정하면(이때 제 1 손잡이편(130)과 제 2 손잡이편(134)은 서로 떨어지는 방향으로 약간 탄성변형한다), 기판(161)의 하면에 형성된 상기 양극과 양극편(139)의 탄성변형부(141)와 접촉하고 상기 음극과 음극편(143)의 탄성변형부(145)와 접촉하여 각 LED 소자(160)의 일부가 대응하는 중앙구멍(149)에 의하여 내포된다(중앙구멍(149) 내에 위치한다. 도 32 참조) 그리고 LED 소자(160)에는 극성이 있기 때문에 중앙구멍(149) 내에 오삽입 키를 형성한다거나 LED 고정부(136)의 상면에 인식 마크를 각인하여도 좋다.
또한 표면 절연부(148)에는 하면 중앙부에 배면오목부(165)를 가진 확산렌즈(164)가 접착 등으로 고정되어있다. 도 26에 도시된 바와 같이 배면오목부(165)의 주면에 형성된 환상경사면이 표면 절연부(148)의 지지부(156)에 끼워맞추어져서(면 접촉하여서) 위치결정되어있고 확산렌즈(164)를 고정하면 배면오목부(165) 내에 LED 소자(160)가 위치된다(LED 소자(160)가 배면오목부(165)의 저면 바로 아래에 위치된다).
이상의 요령으로 조립된 LED 모듈(110)은 제 1 실시형태(도 22)와 동일하고 모두 가뇨성(탄성)을 가진 도통판(117)과 표면 절연부(148)를 방열판(85)과 대략 동일한 곡율로 만곡시킴으로써 방열판(85)에 대하여 고정가능하다. 방열판(85)에 대한 고정수단으로서는 접착제나 양면 테이프나 나사 등이 이용가능하고 나사를 이용하는 경우에는 원형구멍(154)이나 장공(155)에 삽입된 나사를 방열판(85)의 나사구멍에 나사결합 한다.
그리고 도시를 생략한 케이블 등을 통하여 LED 부착용 모듈(115)의 양극측 급전부(125)를 도시를 생략한 전원의 양극측에 접속함과 동시에 음극측 전원부(126)를 해당 전원의 음극측에 접속하여 메인 스위치(도시 생략)를 온 시키면 이 전원으로부터 상기 케이블을 통하여 LED 모듈(110)로 전류가 흐른다. 도 37에 도시된 바와 같이, 본 실시형태의 도통판(117)의 상면에 있어서 동일한 LED 고정부(136)에 형성된 양극측 급전부(128)와 음극측 급전부(132)가 양극편(139), 음극편(143) 및 LED 소자(160)에 의하여 전기적으로 도통되어 있고 또한 양극측 급전부(129)과 해당 양극측 급전부(128)가 형성된 LED 고정부(136)에 인접하는 LED 고정부(136)에 형성된 음극측 도통부(132)가 회로설계용 브릿지(124)를 통하여 전기적으로 도통하여 있기 때문에 도통판(117)의 상면에는 직렬회로가 형성되어있다. 그 때문에 LED 모듈(110)에 전류가 흐르면 상기 직렬회로상에 위치하는 각 LED(162)가 발광한다. LED(162)가 발광한 조명광은 각 확산렌즈(164)에 의하여 확산되면서 상방으로 향한다.
이상 설명한 본 실시형태에 의하면 1 본의 도통판(117)에 다수의 LED 소자(160)의 일부를 내포하는 형태로 부착할 수 있기 때문에 LED 부착용 모듈(115)(LED 모듈(110))을 박형화 할 수 있음과 동시에 조립이나 제조가 용이하며 또 LED 모듈(110)의 LED 조명기구(100)로의 조립 작업공정을 줄일 수 있기 때문에 생산성이 양호하다.
또한 도통판(117)의 표면을 표면 절연부(148)로 피복하고 있기 때문에 LED 부착용 모듈(115)의 절연성이 양호하다. 또한 베이스판부(120)는 단일의 판재로 되고 또 그의 표면을 표면 절연부(148)로 덮고 있기 때문에 LED 부착용 모듈(115)은 큰 강성을 가지고 있다.
또한 제 1 손잡이편(130)과 제 2 손잡이편(134)의 사이에서 LED 소자(160)를 끼워고정함으로써 각 LED 소자(160)를 LED 부착용 모듈(115)에 부착하고 있기 때문에 각 LED 소자(160)의 LED 부착용 모듈(115)에 대한 부착이 용이하다. 또한 (납땜 부착을 행하지 않아 ) 리플로를 행할 필요가 없기 때문에 각 LED 소자(160)가 열에 의한 손상을 받을 우려가 없다.
또한 LED 부착용 모듈(115)을 휘어짐과 동시에 탄성변형 가능한 탄성변형부(141)(양극편(139))과 탄성변형부(145)(음극편(143))은 각 LED 소자(160)를 확실하게 끼워 고정하여 접속하기 때문에 각 LED 소자(160)가 LED 부착용 모듈(115)로부터 탈락하는 일이 없다.
또한 탄성변형부(141)(양극편(139))와 탄성변형부(145)(음극편(143))은 탄성변형 가능하고 또 추종성이 뛰어나기 때문에 LED 부착용 묘듈(15)을 휘어지게 하여도 각 LED 소자(160)에 LED 부착용 모듈(115)의 변형에 기인하는 응력은 생기지 않고 각 LED 소자(160)의 물리특성, 발광특성이 같이 유지된다.
또한 수지제의 표면 절연부(148)는 가뇨성을 가짐과 동시에 반사율이 높은 재질이나 색(및 색조)의 선택이 가능하고 게다가 임의 형상으로 형성하는 것이 용이하기 때문에 LED 소자(160)의 주변부의 형상을 최적의 형상으로 하여서 각 LED 소자(160)의 조명과의 손실을 작게 할 수 있다. 즉 LED 부착용 모듈(115) 자체로 반사 등을 고려한 광학적 설계를 실현할 수 있고 반사판 등의 별도의 부재를 설치할 필요가 없다.
또한 제 1 손잡이편(130)과 제 2 손잡이편(134)을 통하여 LED 소자(160)의 열을 효율 좋게 도통판(117)에 흐르게 하는 것이 가능하고 열 전도성과 방열성이 뛰어난 재료인 금속재에 의하여 성형된 베이스판부(120)의 면적 및 두께를 크게 하는 것이 가능하고 게다가 도통판(117)에 전달된 열을 노출구멍(151, 153)과 얇은 두께의 표면 절연부(148)를 통하여 효율 좋게 외부로 방열할 수 있다.
또한 도통판(117) 상에 형성된 직렬회로 상에 각 LED 소자(160)를 배치하고 있기 때문에 각 LED 소자(160)의 휘도의 편차를 적게 하는 것이 가능하다.
또한 도통판(117)은 LED 소자(160)를 지지하기 위한 부재인 제 1 손잡이편(130)및 제 2 손잡이편(134) 만을 탄성이 뛰어난 인청동으로 형성되어 있기 때문에 도통판(117) 전체의 제조 코스트를 줄일 수 있다.
또한 베이스판부(120)는 주로 방열효과를 발휘하는 LED 고정부(136)를 제외한 부분을 가늘게(좁은 폭으로) 하고 있기 때문에 도통판(117) 및 표면 절연부(148)를 경량화하고 또 LED 부착용 모듈(115)의 제조 코스트를 줄일 수 있다.
또한 표면 절연부(148)가 LED 소자(160)를 고정하는 지지부(156)를 가지고 있기 때문에 LED 부착용 모듈(115)에 대하여 확산렌즈(164)를 적절한 위치에 위치결정할 수 있다. 또한 LED 소자(160)의 바로 가까이에 확산 기능을 가진 확산렌즈(164)를 배치할 수 있기 때문에 LED 소자(160)가 발생하는 광을 효율 좋게 확산시킬 수 있고 또 확산렌즈(164)를 포함한 LED 부착용 모듈(115) 전체를 저배화 할 수 있다.
또한 상기 스탬핑 성형시에 베이스판부(120)를 형성하는 브릿지의 종류(위치)를 변경함으로써 도통판(117) 상에 다양한 타입의 회로를 간단하게 구성할 수 있다.
예를 들면 도 40 및 도 41 은 도통판(117) 상에 병렬회로를 형성한 예를 나타내고 있다 이 변형예의 도통판(117)에는 상기 스탬핑 성형에 의하여 서로 이웃하는 양극측 급전부(128)끼리를 접속하는 양극 브릿지(129)와 서로 이웃하는 음극측 급전부(132)끼리를 접속하는 음극 브릿지(133)를 형성하고 있고 그의 한 쪽에 회로설계용 브릿지(124)는 존재하지 않는다. 이와 같은 도통판(117)(표면 절연부(148)의 성형 후에 각 절단 브릿지(123)를 물리적으로 절단한다)에 LED 소자(160)를 부착하면 도 41에 도시된 바와 같이 서로 이웃하는 양극측 급전부(128) 끼리가 양극 브릿지(129)를 통하여 전기적으로 도통하고 서로 이웃하는 음극측 급전부(132) 끼리가 음극 브릿지(133)를 통하여 전기적으로 도통하며 또 동일한 LED 고정부(136)에 형성된 양극측 급전부(128)과 음극측 급전부(132)가 양극편(139), 음극편(143) 및 LED 소자(160)에 의하여 전기적으로 도통하기 때문에 도통판(117)의 상면에 병렬회로가 형성되어있다. 그 때문에 가령 하나의 LED 소자(160)가 파손된다 하여도 다른 LED 소자(160)는 발광가능 상태를 유지하기 때문에 발광의 수명이나 신뢰성이 요구되는 기기(조명기구 등)에 사용하는 것이 바람직하다.
또한 도 42는 도통판(117) 상에 도 40 및 도 41과는 다른 타입의 병렬회로를 형성한 예를 나타내고 있다. 이 변형예의 도통판(117)이 도 40 의 도통판(117)과 다른 점은 한쪽 단부(도면에서는 후단부)에 위치하는 절단 브릿지(123) 만을 절단시키지 않고 남겨 놓은 점이다. 도통판(117)에 이 병렬회로를 형성하면 도 40 및 도 41의 병렬회로를 형성하는 경우에 비하여 배선을 적게 하지만 도 40 및 도 41의 병렬회로의 경우와 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있다. 그리고 이 병렬회로를 형성하는 경우는 스탬핑에 의하여 베이스판부(120)의 한쪽 단부측의 LED 고정부(136)에 형성된 양극측 급전부(128)와 음극측 급전부(132) 사이를 절단 브릿지(123) 와는 다른 브릿지에 의하여 접속하고 전체의 절단 브릿지(123)를 물리적으로 절단하여도 좋다.
그리고 스탬핑 성형에 의하여 베이스판부(120)에 모든 브릿지(절단 브릿지(123), 회로설계용 브릿지(124), 양극 브릿지 (129), 음극 브릿지(133))를 형성하여 놓고 그 후에 어느 것의 브리지를 선택적으로 물리적으로 절단하여 도통판(117) 상에 임의의 전기회로를 형성하여도 좋다.
이상 본 발명을 상기 실시 형태에 근거하여 설명하였지만 본 발명은 상기 실시형태와 다른 다양한 양태로 실시 가능하다.
예를 들면 베이스판부(120)를 도전성, 열전열성 및 방열성이 뛰어난 상기 이외의 금속재료에 의하여 구성한다거나 양극편(139) 및 음극편(143)을 탄성 및 도전성이 뛰어난 인청동 이외의 금속 재료에 의하여 구성하여도 좋다. 또한 도통판 (117) 전체를 도전성, 탄성 및 방열성이 뛰어난 금속 재료에 의하여 구성함으로써 베이스판부(120), 양극편(139) 및 음극편(143)을 일체화하여도 좋다.
또한 노출구멍(151) 대신에 도통판(117)을 노출시키기 위한 잘린 부분 등을 표면 절연부(148) 상에 형성하여도 좋다.
또한 하나의 베이스판부(120)에 형성하는 LED 고정부(136)의 수(하나의 LED 부착용 모듈(115)에 부착 가능한 LED 소자(160)와 확산렌즈(164)의 수)나, 하나의 LED 조명기구(100)가 구비하는 LED 모듈(110)의 수는 상기 실시형태의 것에 한정되지 않는다.
또한 어느 것의 실시형태에 있어서도 하나 또는 복수의 LED 모듈(10, 110)을 사용하여 환상체(예를 들면 원환상)을 구성하고 환상체의 내주측 또는 외주측으로 향하여 LED 소자(80, 160)를 발광시켜도 좋다.
10 : LED 모듈(반도체 발광소자 모듈)
15 : LED 부착용 모듈(반도체 발광소자 모듈)
17, 17' : 도통판 18A, 18B, 18C : 제 1 도통부
19 : 위치결정 돌기 20 : 절단 브릿지(브릿지)
21 : 제 1 급전부 21A : 제 2 급전부
22 : 제 2 도통부 23 : 절단 브릿지(브릿지)
24 : 제 2 급전부 26 : 컨택트
26A : 양극 도통부 26B : 음극 도통부
27 : 큰 기부 28 : 제 1 음극측 접촉부
29 : 접촉단부 30 : 측연 오목부
31 : 위치결정구멍 32 : 제 2 음극측 접촉부
34 : 탄성변형부 35 : 작은 기부
36 : 양극측 접촉부 37 : 절단 브릿지
40 : 빠짐방지금구 41 : 접속편
42 : 끼워맞춤암 43 : 걸림돌기
44 : 누름부 45 : 누름돌기
46 : 끼워맞춤돌출부 47 : 걸림돌기
48 : 누름암 49 : 누름돌기
50 : 누름부 60 : 표면절연부
61 : 좌측벽 62 : 우측벽
63 : 후부벽 64 : 상면 오목부
65 내지 69 : 노출구멍 70 : 지지돌출부
71 : 걸어맞춤오목부 73 : 부착홈
74 : 접속편 빠짐오목부 75 : 누름돌기 빠짐오목부
76 : 부착홈 77 : 누름암 빠짐홈
78 : 접속편 빠짐오목부 80 : LED 소자(반도체 발광소자)
81 : 발광면 82 : 양극
83 : 음극 85 : 방열판
110 : LED 모듈(반도체 발광소자 모듈)
115 : LED 부착용 모듈(반도체 발광소자 부착용 모듈)
117 : 도통판 120 : 베이스판부
121 : 양극 반부 122 : 음극 반부
123 : 절단 브릿지 124 : 회로설계용 브릿지
125 : 양극측 급전부(제 1 급전부) 126 : 음극측 급전부(제 2 급전부)
128 : 양극측 도통부(제 1 도통부) 129 : 양극 브릿지
130 : 제 1 손잡이편(고정편) 132 : 음극측 도통부(제 2 도통부)
133 : 양극 브릿지 134 : 제 2 손잡이편(고정편)
135 : 관통구멍
136 : LED 고정부(반도체 발광소자 고정부)
137 : 관통위치결정구멍
139 : 양극편(컨택트)(제 1 접촉부)(제 1 접촉편)
140 : 고정부 141 : 탄성변형부
143 : 음극편(컨택트)(제 2 접촉부)(제 2 접촉편)
144 : 고정부 145 : 탄성변형부
148 : 표면절연부 149 : 중앙구멍
150 : 성형구멍 151 : 노출구멍(노출부)
152 : 절단용 구멍 153 : 노출구멍(노출부)
154 : 원형구멍 155 : 장공
156 : 지지부 160 : LED 소자(반도체 발광소자)
161 : 기판 162 : LED
164 : 확산렌즈 165 : 배면오목부
15 : LED 부착용 모듈(반도체 발광소자 모듈)
17, 17' : 도통판 18A, 18B, 18C : 제 1 도통부
19 : 위치결정 돌기 20 : 절단 브릿지(브릿지)
21 : 제 1 급전부 21A : 제 2 급전부
22 : 제 2 도통부 23 : 절단 브릿지(브릿지)
24 : 제 2 급전부 26 : 컨택트
26A : 양극 도통부 26B : 음극 도통부
27 : 큰 기부 28 : 제 1 음극측 접촉부
29 : 접촉단부 30 : 측연 오목부
31 : 위치결정구멍 32 : 제 2 음극측 접촉부
34 : 탄성변형부 35 : 작은 기부
36 : 양극측 접촉부 37 : 절단 브릿지
40 : 빠짐방지금구 41 : 접속편
42 : 끼워맞춤암 43 : 걸림돌기
44 : 누름부 45 : 누름돌기
46 : 끼워맞춤돌출부 47 : 걸림돌기
48 : 누름암 49 : 누름돌기
50 : 누름부 60 : 표면절연부
61 : 좌측벽 62 : 우측벽
63 : 후부벽 64 : 상면 오목부
65 내지 69 : 노출구멍 70 : 지지돌출부
71 : 걸어맞춤오목부 73 : 부착홈
74 : 접속편 빠짐오목부 75 : 누름돌기 빠짐오목부
76 : 부착홈 77 : 누름암 빠짐홈
78 : 접속편 빠짐오목부 80 : LED 소자(반도체 발광소자)
81 : 발광면 82 : 양극
83 : 음극 85 : 방열판
110 : LED 모듈(반도체 발광소자 모듈)
115 : LED 부착용 모듈(반도체 발광소자 부착용 모듈)
117 : 도통판 120 : 베이스판부
121 : 양극 반부 122 : 음극 반부
123 : 절단 브릿지 124 : 회로설계용 브릿지
125 : 양극측 급전부(제 1 급전부) 126 : 음극측 급전부(제 2 급전부)
128 : 양극측 도통부(제 1 도통부) 129 : 양극 브릿지
130 : 제 1 손잡이편(고정편) 132 : 음극측 도통부(제 2 도통부)
133 : 양극 브릿지 134 : 제 2 손잡이편(고정편)
135 : 관통구멍
136 : LED 고정부(반도체 발광소자 고정부)
137 : 관통위치결정구멍
139 : 양극편(컨택트)(제 1 접촉부)(제 1 접촉편)
140 : 고정부 141 : 탄성변형부
143 : 음극편(컨택트)(제 2 접촉부)(제 2 접촉편)
144 : 고정부 145 : 탄성변형부
148 : 표면절연부 149 : 중앙구멍
150 : 성형구멍 151 : 노출구멍(노출부)
152 : 절단용 구멍 153 : 노출구멍(노출부)
154 : 원형구멍 155 : 장공
156 : 지지부 160 : LED 소자(반도체 발광소자)
161 : 기판 162 : LED
164 : 확산렌즈 165 : 배면오목부
Claims (23)
- 금속으로 되는 도통판과,
이 도통판에 접촉한 금속제의 컨택트와,
이 도통판 및 컨택트의 표면을 덮는 수지재로 이루어지는 표면절연부,
를 구비한 반도체 발광소자부착용 모듈에 있어서
상기 도통판이,
서로 떨어지는 상태에서 일 방향으로 나란한 복수의 제 1도통부와,
상기 일 방향의 양단부에 위치하는 상기 제 1도통부와 각 각 도통하는 제 1급전부 및 제 2 급전부,
를 가지고 ,
상기 컨택트가,
일단이 상기 제 1 도통부에 각 각 접촉함과 동시에 타단이 반도체 발광소자의 음극과 각 각 도통가능한 탄성변형부로 이루어저 있고 각 제 1도통부 마다 적어도 하나씩 설치된 음극측 접촉부와,
일단이 상기 제 1도통부에 접촉하고 또 타단이 인접하는 상기 제 1도통부의 상기 음극측 접촉부에 상기 음극이 도통하는 상기 반도체 발광소자의 양극과 도통가능한 탄성변형부로 이루어지며 각 도통부 마다 적어도 하나씩 설치된 양극측 접촉부,
를 가지며,
상기 표면절연부가 가뇨성을 가지고 또 상기 음극측 접촉부 및 양극측 접촉부의 상기 탄성변형부, 상기 제 1도통부의 상기 반도체 발광소자와의 대향부 및 상기 제 1급전부 및 제 2급전부의 일부를 노출시키며,
상기 음극측 접촉부 및 양극측 접촉부의 상기 탄성변형부 전체가 상기 제 1도통부와 상기 도통판의 판두께 방향으로 대향하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자부착용 모듈. - 제 1항에 있어서,
상기 도통판이 상기 제 1 도통부와 나란하게 설치되고 상기 일 방향의 한 쪽 단부에 위치하는 상기 제 1 도통부에 접속하는 제 2 도통부를 구비하고
상기 제 2 도통부의 상기 제 1 급전부와 같은 측의 단부가 상기 제 2 급전부를 구성하는 반도체 발광소자 부착용 모듈. - 제 2항에 있어서,
상기 제 1 도통부와 상기 제 2 도통부의 적어도 한 쪽이 가뇨성을 가진 반도체 발광소자 부착용 모듈. - 제 3항에 있어서,
상기 음극측 접촉부 전체 및 상기 양극측 접촉부 전체가 상기 도통부와 상기 도통판의 판 두께 방향으로 대향하는 반도체 발광소자 부착용 모듈. - 제 4항에 있어서,
상기 반도체 발광소자 전체가 상기 제 1 도통부와 상기 도통판의 판 두께 방향으로 대향하는 반도체 발광소자 부착용 모듈. - 제 5항에 있어서,
상기 제 1 도통부와는 별개 몸체이고 또 상기 음극측 접촉부 및 상기 양극측 접촉부를 구비한 컨택트를 가지는 반도체 발광소자 부착용 모듈. - 제 6항에 있어서,
다른 상기 제 1 도통부에 각각 접촉하고 또 상기 반도체 발광소자를 끼워 고정하는 상기 음극측 접촉부 및 양극측 접촉부와, 상기 음극측 접촉부 및 양극측 접촉부를 접속하고 또 절단가능한 절단 브리지를 가지는 컨택트를 구비하는 반도체 발광소자부착용 모듈. - 제 7항에 있어서,
서로 이웃하는 상기 제 1 도통부끼리를 물리적으로 절단 가능한 브릿지에 의하여 접속한 반도체 발광소자 부착용 모듈. - 제 7항에 있어서,
서로 이웃하는 상기 제 1 도통부끼리, 및 각 제 1 도통부와 제 2 도통부를 물리적으로 절단가능한 브릿지에 의하여 접속한 반도체 발광소자 부착용 모듈. - 제 9항에 있어서,
상기 표면절연부에 부착되고 상기 반도체 발광소자가 상기 음극측 접촉부 및 양극측 접촉부로부터 상기 도통판의 판 두께 방향으로 떨어지는 것을 규제하는 빠짐방지금구를 구비하는 반도체 발광소자 부착용 모듈. - 제 1항 내지 제 10항 중의 어느 하나의 항에 기재된 반도체 발광소자 부착용 모듈과,
상기 반도체 발광소자 부착용 모듈의 상기 음극측 접촉부 및 양극측 접촉부에 대하여 자신의 양극과 음극이 각 각 도통하는 반도체 발광소자와,
를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 모듈. - 금속으로 되는 베이스판부와,
상기 베이스판부에 접촉하는 금속제의 컨택트와,
상기 베이스판부 및 상기 컨택트의 표면을 덮는 수지재로 이루어지는 표면절연부,
를 구비하는 반도체 발광소자 부착용 모듈로서,
상기 베이스판부가,
일방향으로 나란하게 설치되고, 제 1 도통부 및 제 2 도통부를 구비하는 복수의 반도체 발광소자 고정부와,
양단부에 위치하는 상기 제 1 도통부 및 제 2 도통부와 각각 도통하는 제 1 급전부 및 제 2 급전부,
를 가지며,
상기 컨택트가,
일단이 상기 제 1 도통부 및 제 2 도통부와 각각 접촉함과 동시에 타단이 반도체 발광소자의 양극 및 음극과 각각 도통 가능하고 또 탄성변형 가능한 제 1 접촉부 및 제 2 접촉부,
를 가지며,
상기 표면절연부가,
가뇨성을 가지고 또 상기 제 1 접촉부 및 제 2 접촉부의 상기 타단, 상기 반도체 발광소자 고정부의 상기 반도체 발광소자와의 대향부, 상기 제 1 급전부 및 제 2 급전부를 노출시키는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 부착용 모듈. - 제 12항에 있어서,
상기 반도체 발광소자 고정부가 가뇨성을 가진 반도체 발광소자 부착용 모듈. - 제 13항에 있어서,
상기 반도체 발광소자 고정부에 상기 반도체 발광소자를 끼워 고정한 상태로 고정가능한 한 쌍의 고정편을 설치하고,
상기 표면절연부가 상기 고정편을 노출시키고 있는 반도체 발광소자 부착용 모듈. - 제 14항에 있어서,
서로 떨어진 전체의 상기 제 1 도통부를 자신과 같은 반도체 발광소자 고정부의 상기 제 2 도통부와 도통 가능함과 동시에, 상기 베이스판부의 길이 방향의 한쪽 측으로 위치하는 다른 반도체 발광소자 고정부의 상기 제 2 도통부에 접속시킨 반도체 발광소자 부착용 모듈. - 제 14항에 있어서,
전체의 상기 제 1 도통부를 서로 접속시키고,
전체의 상기 제 2 도통부를 서로 접속시키며,
상기 제 1 도통부와 제 2 도통부를 서로 떨어지게 하여서,
상기 제 1 도통부를 자신과 같은 반도체 발광소자 고정부의 상기 제 2 도통부와 도통 가능하게 한 반도체 발광소자 부착용 모듈. - 제 14 항에 있어서,
전체의 상기 제 1 도통부를 서로 접속시키고,
전체의 상기 제 2 도통부를 서로 접속시키며,
상기 베이스판부의 한쪽 단부 측에 위치하는 상기 반도체 발광소자 고정부의 제 1도통부와 제 2도통부 만을 서로 접속시키어서,
상기 제 1도통부를 자신과 같은 반도체 발광소자 고정부의 상기 제 2도통부와 도통 가능하게 한 반도체 발광소자부착용 모듈. - 제 17항에 있어서,
상기 제 1 접촉부 및 제 2 접촉부가,
상기 반도체 발광소자 고정부와는 별개 몸체임과 동시에 탄성을 가진 금속으로 이루어지고, 일단이 상기 제 1 도통부 및 제 2 도통부에 각각 접촉하고, 타단이 각 반도체 발광소자 고정부에서 서로 떨어져 있는 상기 반도체 발광소자의 양극과 음극에 각각 도통 가능한 제 1 접촉편 및 제 2 접촉편인 반도체 발광소자 부착용 모듈. - 제 18항에 있어서,
상기 반도체 발광소자 고정부가 상기 베이스판부의 다른 부분에 비하여 폭이 넓은 반도체 발광소자 부착용 모듈. - 제 19항에 있어서,
상기 표면절연부에 상기 베이스판부의 일부를 노출시키기 위한 노출부를 형성한 반도체 발광소자 부착용 모듈. - 제 20항에 있어서,
상기 제 1 도통부와 이 제 1 도통부와 같은 반도체 발광소자 고정부의 상기 제 2 도통부를 물리적으로 절단 가능한 절단 브리지에 의하여 접속된 반도체 발광소자 부착용 모듈. - 제 21항에 있어서,
상기 표면절연부에 상기 반도체 발광소자가 발생하는 광을 확산시키는 확산렌즈를 지지하기 위한 지지부를 형성한 반도체 발광소자 부착용 모듈. - 제 12항 내지 제 22항의 어느 하나의 항에 기재된 반도체 발광소자 부착용 모듈과,
상기 반도체 발광소자 부착용 모듈의 상기 제 1 접촉부 및 제 2 접촉부에 대하여 자신의 양극과 음극이 각각 도통 가능한 반도체 발광소자와,
를 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 모듈.
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