KR101450171B1 - Ｃｏｂ 타입 ｌｅｄ패키지가 구비된 방등 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 판상의 방등 몸체와, 상기 방등 몸체의 바닥면에 소정 간격으로 배치된 복수 개의 COB 타입 LED 패키지와, 상기 복수 개의 COB 타입 LED 패키지에 장착되는 광학렌즈, 및 상기 방등 몸체와 결합하여 상기 COB 타입 LED 패키지를 수용하는 투광커버를 포함하되, 상기 COB 타입 LED 패키지는 인쇄회로기판에 복수 개 발광소자 칩이 직접 실장되는 COB 타입의 LED가 구비된 방등을 개시한다.

Description

ＣＯＢ 타입 ＬＥＤ패키지가 구비된 방등{ROOM LIGHTING WITH LED PACKAGE OF COB TYPE}
본 발명은 COB 타입 LED 패키지가 구비된 방등에 관한 것이다.
LED(Light Emitting Diode)는 광 변환 효율이 높으므로 소비전력이 상대적으로 매우 낮으며, 응답 속도가 빠르고, 점등회로가 간단하며, 안전성이 우수한 장점 때문에 최근 실내외 조명용으로 널리 사용되고 있다.
일반적으로 LED 조명은 크게 도광판을 이용하는 측면형과 LED에서 방출된 광이 바로 출사되는 직하형으로 구분될 수 있다. 이 중에서 직하형은 복수 개의 LED 패키지를 인쇄회로기판에 실장하고 그 위에 확산판 등을 구비하여 제작되고 있다.
그러나, 조명에서 관찰되는 암부 또는 휘점 등을 해결하기 위해서는 LED 패키지가 많게는 약 100개 이상 실장되어야 하는 점에서 제조 비용이 상승하는 문제가 있다. 더욱이, 주택의 거실이나 방의 천장에 설치하여 사용하는 방등(Room Lighting)은 비교적 저가이므로, 기존의 LED 패키지를 이용하여 제작하는 경우 제조가격이 대폭 상승하여 적합하지 않은 문제가 있다.
본 발명은 적은 수의 LED 패키지가 사용되어 제조비용이 절감된 방등을 제공한다. 또한, 암부 또는 휘점이 외부에서 관찰되지 않는 방등을 제공한다.
본 발명의 일 특징에 따른 방등은, 천장에 부착하여 사용하는 방등에 있어서, 판상의 방등 몸체; 상기 방등 몸체의 바닥면에 소정 간격으로 배치된 복수 개의 COB 타입 LED 패키지; 상기 복수 개의 COB 타입 LED 패키지에 장착되는 광학렌즈; 및 상기 방등 몸체와 결합하여 상기 COB 타입 LED 패키지를 수용하는 투광커버를 포함하되, 상기 COB 타입 LED 패키지는 인쇄회로기판에 복수 개 발광소자 칩이 직접 실장된다.
본 발명의 일 특징에 따른 방등에서, 상기 광학렌즈의 중앙부에 형성되는 리플렉터를 포함하고, 상기 리플렉터는 상기 COB 타입 LED 패키지에서 방출되는 광의 일부를 반사시켜 상기 COB 타입 LED 패키지에서 방출되는 광의 직진성을 저하시킨다.
본 발명의 일 특징에 따른 방등에서, 상기 리플렉터의 반사율은 70 내지 90%이다.
본 발명의 일 특징에 따른 방등에서, 상기 COB 타입의 LED 패키지에서 방출되는 제1광의 지향각은 상기 광학렌즈를 통해 방출되는 제2광의 지향각보다 작고, 상기 투광커버를 통해 외부로 방출되는 제3광의 지향각은 상기 제2광의 지향각보다 작다.
본 발명의 일 특징에 따른 방등에서, 평면투영시 상기 리플렉터의 면적이 상기 COB 타입의 LED 패키지의 발광면을 커버한다.
본 발명의 일 특징에 따른 방등에서, 상기 방등 몸체와 상기 투명커버는 원형 또는 사각 형상으로 형성되고, 방등의 높이는 7 내지 15cm이고 폭은 40 내지 80cm이다.
본 발명에 따르면, 고출력의 COB 타입 LED 패키지를 소량 사용하여 제조 비용이 절감된다. 또한, COB 타입 LED 패키지가 소량 사용되어도 암부나 휘점이 발생하지 않는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방등의 분해 사시도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 COB 타입 LED 패키지의 구조를 보여주는 도면이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 COB 타입 LED 패키지에 렌즈가 결합되는 구조를 보여주는 분해 사시도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 발광소자에서 방출된 광이 반사되는 과정을 보여주는 도면이고,
도 5는 COB 타입 패키지에서 방출된 광의 배광곡선과, 광학렌즈를 통과한 광의 배광곡선과, 투광커버를 통과한 광의 배광곡선을 보여주는 사진이고,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학렌즈의 변형예이고,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 COB 타입 LED 패키지가 방열부재에 안착되는 구조를 보여주는 도면이고,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 방등의 평면도이고,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 방등의 측면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방등의 분해 사시도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 방등은, 판상의 방등 몸체(110)와, 복수 개로 배치된 COB 타입 LED 패키지(130), 및 상기 방등 몸체(110)와 결합하여 상기 COB 타입 LED 패키지(130)를 수용하는 투광커버(120)를 포함한다.
방등 몸체(110)는 일반적인 면광원 조명에 사용되는 평평한 판형상으로 제작되고, 방열이 용이하도록 금속 재질로 구성된다. 도시된 바와 같이 방등 몸체(110)의 형상은 원판 형상일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 사각판 형상이나 기타 다각형 형상일 수도 있다. 방등 몸체(110)의 형상에 따라 투광커버의 구조 역시 변형 가능하다.
방등 몸체(110)의 바닥면(111)에는 건물의 천장 등에 고정될 수 있는 브라켓이 장착되는 홈(112)이 형성된다. 또한, 측면에는 투광커버와 결합될 수 있는 홀더가 형성될 수 있다. 방등 몸체(110)는 투광커버(120)와 결합하여 내부에 복수 개의 COB 타입 LED 패키지(130)를 수용한다. 또한, COB 타입 LED 패키지(130) 이외에도 안정기, 컨버터(113)와 같은 방등에 장착되는 공지의 구조물이 장착될 수 있다.
COB 타입 LED 패키지(130)는 방등 몸체(110)의 바닥면(111)에 장착되며, 복수 개로 구성되어 서로 소정 간격으로 이격 배치된다. 이러한 COB 타입 LED 패키지(130)는 회로기판에 복수 개의 LED 칩이 실장되어 하나로 패키징된다. 이러한 COB 타입 LED 패키지(130)는 광학적, 전기적, 열적 특성이 우수하며, 고내습성이며 고온 특성이 좋은 장점이 있다. 또한, 전력 효율이 우수하다.
투광커버(120)는 방등 몸체(110)와 결합하여 COB 타입 LED 패키지(130)와 내부 구조물을 밀폐하며, 아크릴 재질로 제작되어 COB 타입 LED 패키지(130)에서 방출된 광을 외부로 방출한다. 투광커버(120)는 소정의 곡률을 갖도록 제작되어 COB 타입 LED 패키지(130)에서 방출된 광을 외부로 확산하여 방출한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 COB 타입 LED 패키지의 구조를 보여주는 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 COB 타입 LED 패키지에 렌즈가 결합되는 구조를 보여주는 분해 사시도이고, 도 4는 COB 타입 LED 패키지에서 방출된 광의 배광곡선과, 광학렌즈를 통과한 광의 배광곡선과, 투광커버를 통과한 광의 배광곡선을 보여주는 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 방등의 배광곡선을 보여주는 사진이다.
도 2를 참고하면, COB 타입 LED 패키지(130)는 인쇄회로기판(132)에 직접 복수 개의 LED 칩(131a)이 실장된다. 따라서, 복수 개의 LED 칩(131a)이 하나의 칩 모듈(131)을 구성한다. 도시되지는 않았으나, 칩 모듈(131)이 실장된 인쇄회로기판(132)을 패키징한 후에 칩 모듈(131)이 노출된 개구부에 형광체를 도포하여 경화함으로써 COB 타입 LED 패키지를 제작할 수 있다.
따라서, LED 칩을 포함하는 LED 패키지를 개별적으로 제작하고 이를 인쇄회로기판에 각각 실장되는 종래 구조에 비해 제조가 간단하다. 또한, COB 타입 LED 패키지(130)에 실장되는 LED 칩의 개수는 요구되는 COB 타입 LED 패키지의 광파워에 따라 적절히 조절될 수 있다.
COB 타입 LED 패키지(130)는 고출력이므로 적은 개수로도 조명 광원 역할을 수행할 수 있다. 따라서 이렇게 제작된 조명기구는 제조비용이 절감 장점이 있다. 그러나, 장착되는 COB 타입 LED 패키지(130) 수가 상대적으로 적어 조명으로 사용하는 경우 패키지 사이 영역에서 암부가 발생하는 문제가 있다.
따라서, 도 3과 같이 본 발명에 따른 COB 타입 LED 패키지(130)는 그 위에 광학렌즈(140)가 배치된다. 구체적으로 COB 타입 LED 패키지(130)는 열전도 테이프(160)에 의해 방등 몸체(110)에 고정되고, 광학렌즈(140)는 나사(114)에 의해 방등 몸체(110)에 고정된다. 광학렌즈(140)에는 돔 형상으로 형성되고 내면에는 LED에서 방출되는 광을 반사시키는 리플렉터(150)가 배치된다.
리플렉터(150)는 광학렌즈(140)의 중앙에 형성된다. 이때, 평면 투영시 리플렉터(150)의 면적이 COB 타입 LED 패키지(130)의 발광면(130a)보다 크게 제작되는 것이 지향각을 넓히는데 유리하다. 리플렉터(150)는 광학렌즈(140)에 코팅되어 일체로 형성될 수도 있으나, 별도의 반사부재를 광학렌즈(140)에 부착하여 제작할 수도 있다.
도 4를 참고하면, COB 타입 LED 패키지(130)에서 방출되는 광(이하 제1광)의 일부가 리플렉터(150)에 의해 반사되어 출사(L1, L2)되므로, 광학렌즈(140)를 통과한 광(이하 제2광)은 지향각이 넓어지게 되어 패키지 사이에서 발생하는 암부(dark area)를 제거할 수 있다.
또한, COB 타입 LED 패키지(130)에서 방출되는 제1광 중 일부는 리플렉터(150)를 통과(L3, L4)하여 그대로 투광커버(120)로 입사된다. 즉, 일부 광은 리플렉터(150)에 의해 반사되고 일부는 투과됨으로써 지향각이 넓어져 투광커버(120) 전면에 광이 입사될 수 있다.
구체적으로 리플렉터(150)의 반사율은 70 내지 90%인 것이 바람직하다. 리플렉터의 반사율이 70%미만인 경우에는 광축 방향(L3 방향)의 광량이 많아져 외부에서 휘점이 관찰되는 문제가 있으며, 90%를 초과하는 경우에는 오히려 광축 방향의 광량이 너무 적어져 암부가 관찰되는 문제가 있다.
도 5를 참고하면, COB 타입 LED 패키지에서 방출되는 제1광의 지향각은 약 120°이나(도 5의 a), 광학렌즈를 통과한 제2광의 지향각은 약 170°로 지향각이 넓어졌음을 알 수 있다(도 5의 b). 또한, 투광커버를 통과한 최종 방출광의 지향각은 120°로 균일하게 분포되어 암부가 형성되지 않음을 알 수 있다(도 5의 c). 따라서, 적은 개수의 COB 타입 LED 패키지를 사용하면서도 암부가 없는 방등을 제작할 수 있음을 알 수 있다.
그러나, 광학렌즈는 전술한 구성에 한정되는 것은 아니고, COB 타입 LED 패키지에서 방출되는 광을 측면으로 반사시킬 수 있는 구성이면 다양하게 적용될 수 있다. 예를 들면, 도 6과 같이 렌즈(141)의 중앙부가 함몰되어 경사면(141a)이 형성됨으로써 중앙부로 입사되는 광을 측면으로 반사시키는 렌즈 구조가 적용될 수도 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 COB 타입 LED 패키지가 방열부재에 안착되는 구조를 보여주는 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 방등의 평면도이고, 도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 방등의 측면도이다.
도 7을 참고하면, COB 타입 LED 패키지(130)는 별도의 방열부재(161)에 안착되어 열방출 효율을 더 높일 수 있다. 이때 방열부재(160)는 방등 몸체(110)의 바닥면에 나사 결합에 의해 고정될 수 있다.
도 8과 도 9를 참고하면, 방등몸체(110)는 원형 또는 사각형상으로 형성되며, 폭(L1)은 대략 40 내지 80cm로 제작될 수 있다. COB 타입 LED 패키지(130)는 2이상이 장착될 수 있으나 여기서는 예시적으로 총 4개가 장착된 것을 도시하였다.
이때, COB 타입 LED 패키지(130) 사이의 거리(L2, L3)는 약 8 내지 20cm로 조절될 수 있다. COB 타입 LED 패키지(130) 사이의 거리가 8cm 이하인 경우에는 암부가 발생하는 문제가 있으며, COB 타입 LED 패키지(130) 사이의 거리가 20cm 이상인 경우에는 방등의 높이(방등 몸체에서 투광커버 끝단까지의 높이, H1)가 더 높아져야 하는 문제가 있다. 일반적으로 방등의 높이는 7 내지 15cm가 바람직하다.
따라서, 전술한 광학렌즈를 이용하면서, 방등 몸체(11)의 폭(L1)과 COB 타입 LED 패키지(130) 간의 거리(L2, L3)의 비율을 10:1 내지 2:1로 유지하면 암부의 발생을 최소화할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110: 방등 몸체 120: 투광커버
130: COB 타입 LED 패키지 140: 광학렌즈
150: 리플렉터

Claims (9)

  1. 천장에 부착하여 사용하는 방등에 있어서,
    판상의 방등 몸체;
    상기 방등 몸체의 바닥면에 소정 간격으로 배치된 복수 개의 COB 타입 LED 패키지;
    상기 복수 개의 COB 타입 LED 패키지에 장착되는 광학렌즈; 및
    상기 방등 몸체와 결합하여 상기 COB 타입 LED 패키지를 수용하는 투광커버를 포함하고,
    상기 광학렌즈는 상기 COB 타입 LED 패키지에서 방출되는 광의 일부를 반사하고 광의 일부를 투과하는 리플렉터를 포함하고, 상기 리플렉터의 반사율은 70 내지 90%이고 투과율은 10 내지 30% 이고,
    상기 COB 타입의 LED 패키지에서 방출되는 제1광의 지향각은 상기 광학렌즈를 통해 방출되는 제2광의 지향각보다 작고, 상기 투광커버를 통해 외부로 방출되는 제3광의 지향각은 상기 제2광의 지향각보다 작은, COB 타입의 LED가 구비된 방등.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 COB 타입의 LED 패키지와 상기 방등 몸체 사이에는 방열부재가 배치된, COB 타입의 LED가 구비된 방등.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 COB 타입의 LED 패키지 간의 거리는 8 내지 20cm인, COB 타입의 LED가 구비된 방등.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 광학렌즈는 상기 COB 타입의 LED 패키지에서 방출되는 광을 반사시켜 상기 COB 타입의 LED 패키지에서 방출되는 광의 직진성을 저하시키는, COB 타입의 LED가 구비된 방등.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    평면투영시 상기 리플렉터의 면적이 상기 COB 타입의 LED 패키지의 발광면을 커버하며, 상기 리플렉터는 상기 COB 타입의 LED 패키지와 2 내지 3cm이격되어 배치된, COB 타입의 LED가 구비된 방등.
  8. 삭제
  9. 삭제
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KR101598045B1 (ko) 2015-10-20 2016-02-29 에이펙스인텍 주식회사 직접 접촉식 방열봉 및 내열렌즈가 내장되어 방수 및 방열성능을 향상시키는 cob 타입의 엘이디모듈

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