KR101508735B1 - 조립형 지지블록과 이를 사용하는 백라이트장치 - Google Patents

조립형 지지블록과 이를 사용하는 백라이트장치 Download PDF

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Abstract

본 실시예는 조립형 지지블록과 이를 사용하는 백라이트장치에 관한 것으로, LED와 PCB 조립체를 보유지지하는 조립형 지지블록을 채용함으로써, 사용될 장치의 크기에 따라 지지블록의 크기 변경이 가능하여 설계 자유도가 향상되며, 전체 구성요소를 모듈화하여 유지보수가 용이하고 LED로부터 조사되는 빛이 균일하고 안정적인 휘도로 조사됨과 더불어, PCB의 넓은 표면적으로 인해 열이 분산될 수 있어 LED의 전체 수명이 증가할 수 있게 된다.

Description

조립형 지지블록과 이를 사용하는 백라이트장치 {Support block and back lighting apparatus using same}
본 실시예는 조립형 지지블록과 이를 사용하는 백라이트장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 LED와 PCB 조립체를 보유지지하는 지지블록을 조립할 수 있는 형태로 만들어, 사용될 장치의 크기에 따라 지지블록의 크기 변경이 가능하게 되며, 전체 구성요소를 모듈화하여 유지보수가 용이하고, 열이 분산될 수 있어 LED의 전체 수명이 증가할 수 있게 하는 조립형 지지블록과 이를 사용하는 백라이트장치에 관한 것이다.
이하에 기술되는 내용은 단순히 본 실시예와 관련되는 배경 정보만을 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것이 아님을 밝혀둔다.
LED(Light Emitting Diode)의 개발 및 수요 증가로 인해 기존에 사용되던 조명장치의 백열등 및 형광램프가 LED 조명으로 바뀌고 있다. 이에 따라, 가정 및 산업 현장에서의 조명장치가 빠르게 변화하고 있으며, 더불어 기존에 광고용으로 사용되던 형광램프 등의 조명장치도 LED 조명으로 변화하고 있다.
예를 들어, 기존 광고장치에는 형광램프를 이용한 백라이트장치가 많이 사용되었으며, 형광램프를 이용한 백라이트장치는 그 하우징 내부에 다수의 형광램프를 사용하여 형광램프에서 조사되는 빛을 이용하여 광고용 시트가 발광하도록 하고 있다.
그러나 형광램프는 수명이 짧고, 사용에 따른 소비전력이 높아 효율적인 조명장치로 이용되지 못한 문제점이 있으며, 이러한 문제점을 해결하기 위해 대한민국 공개특허 제2005-12317호에는 '백라이트와 이를 이용한 광고장치'가 개시되어 있다.
도 1은 종래기술에 따른 LED 광고장치의 분해사시도에 관한 것으로서, 전술한 특허문헌에 개시된 발명이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 광고장치(10)의 프레임(11) 내부에는 하나 이상의 회로기판(22)이 광고 시트(40)의 면적만큼 배치되고 나사(20)를 매개로 하여 연결된다. 이 회로기판(22)의 일측면 상에는 하나 이상의 LED(21)가 구비되어 광고 시트(40)에 빛을 조사하도록 되어 있다. LED(21)에서 조사되는 빛은 직진성을 가지고 있기 때문에 LED(21)의 광조사 방향으로 인접하게 확산판(30)을 구비하여 LED(21)에서 조사되는 빛이 광고 시트(40)에 골고루 조사되도록 하며, 확산판(30)의 상부에는 광고 시트(40)와 커버부재(12)가 구비되어 광고장치(10)가 구성될 수 있도록 하고 있다.
그러나 이러한 광고장치용 백라이트장치는 광고 시트의 크기에 대응하는 길이가 긴 회로기판과 다수의 LED를 구비하여 구성됨으로써, 광고 시트의 크기가 커질수록 백라이트장치에 사용되는 회로기판을 길게 만들어야 하고 회로기판과 LED의 수가 증가하는 문제점이 있다. 즉, 회로기판과 LED의 수가 증가하게 되면, 백라이트장치는 물론 광고장치의 전체적인 중량도 증가하고 전기적 연결을 위한 배선도 복잡하게 되어 제작과 설치에 어려움이 있으며, LED에서 발생하는 높은 열이 좁게 형성된 회로기판으로부터 발산되지 못하게 됨으로써 광고 시트의 변형이 이루어질 수 있다. 또, 이로 인해 광고 시트를 얇게 구성하지 못하고 두꺼운 광고 시트를 구비하게 됨으로써, LED로부터 조사되는 빛이 두꺼운 광고 시트 때문에 조도가 감소되는 문제점도 있다.
더욱이, 증가되는 LED의 수만큼 필요한 전력도 증가하게 되어, 결국 비용적인 면에서도 기존의 형광램프를 사용한 백라이트장치에 비하여 크게 이득이 없게 되는 문제점이 있다.
이에 본 실시예는 LED와 PCB 조립체를 보유지지하는 조립형 지지블록을 채용함으로써, 사용될 장치의 크기에 따라 지지블록의 크기 변경이 가능하여 설계 자유도가 향상되며, 전체 구성요소를 모듈화하여 유지보수가 용이하고, LED로부터 조사되는 빛이 균일하고 안정적인 휘도로 조사됨과 더불어, PCB의 넓은 표면적으로 인해 열이 분산될 수 있어 LED의 전체 수명이 증가할 수 있는 조립형 지지블록과 이를 사용하는 백라이트장치를 제공하는 데 주된 목적이 있다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 중앙에 리벳홀과 상기 리벳홀로부터 방사상으로 이격되어 서로 간격을 두고 배치된 다수의 제1나사홀을 구비한 다수의 모서리판; 및 상기 제1나사홀에 나사를 매개로 하여 결합되는 제2나사홀이 길이방향 양측에 형성되어 상기 다수의 모서리판을 연결하도록 된 다수의 연결대를 포함하는 지지블록을 제공한다.
본 실시예의 다른 측면에 의하면, 금속으로 된 방열판; 중앙에 리벳홀과 상기 리벳홀로부터 방사상으로 이격되어 서로 간격을 두고 배치된 다수의 제1나사홀을 구비한 다수의 모서리판을, 상기 제1나사홀에 나사를 매개로 하여 결합되는 제2나사홀이 길이방향 양측에 형성된 다수의 연결대로 연결하여 형성되고, 상기 리벳홀을 통해 상기 방열판에 리벳팅되는 지지블록; 및 PCB 상에 다수의 LED가 배열되고, 상기 지지블록에서 상기 방열판의 맞은편에 장착되는 LED와 PCB 조립체를 포함하는 백라이트장치를 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, LED와 PCB 조립체를 보유지지하는 조립형 지지블록을 채용함으로써, 사용될 장치의 크기에 따라 지지블록의 크기 변경이 가능하여 설계 자유도가 향상되며, 전체 구성요소를 모듈화하여 유지보수가 용이하고, LED로부터 조사되는 빛이 균일하고 안정적인 휘도로 조사됨과 더불어, PCB의 넓은 표면적으로 인해 열이 분산될 수 있어 LED의 전체 수명이 증가할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 따른 LED 광고장치의 분해사시도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 지지블록을 도시한 분해사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 모서리판의 사시도이다.
도 4는 도 2에 도시된 연결대의 사시도이다.
도 5는 도 2에 도시된 지지블록에 사용될 수 있는 모서리판의 변형예를 도시한 사시도이다.
도 6은 도 2의 지지블록을 채용한 백라이트장치의 분해사시도이다.
이하, 본 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 당업자에게 자명하거나 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
여기서, 아래의 방향성을 정의하는 용어가 사용된다. 전면은 본 실시예에 따른 백라이트장치를 설치하여 예컨대 광고를 표출할 때 광고 시트 또는 이에 가까운 쪽을 의미하고, 후면은 전술한 전면의 반대측, 즉 본 실시예에 따른 백라이트장치를 설치하여 예컨대 광고를 표출할 때 광고 시트로부터 먼 쪽을 의미한다. 이러한 용어는 본 실시예를 한정하기 위한 것이 아니라 본 실시예를 더욱 명확히 이해하는 데 도움이 되도록 사용한 것임을 밝혀둔다.
도 2는 본 실시예에 따른 지지블록을 도시한 분해사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 모서리판의 사시도이며, 도 4는 도 2에 도시된 연결대의 사시도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 지지블록(100)은, 중앙에 리벳홀(111)과 이 리벳홀(111)로부터 방사상으로 이격되어 서로 간격을 두고 배치된 다수의 제1나사홀(112)을 구비한 다수의 모서리판(110); 및 제1나사홀(112)에 나사(130)를 매개로 하여 결합되는 제2나사홀(122)이 길이방향 양측에 형성되어 다수의 모서리판(110)을 연결하도록 된 다수의 연결대(120)를 포함한다.
모서리판(110)과 연결대(120)는 예컨대 플라스틱과 같은 재료로 형성될 수 있으며, 재질이 플라스틱인 경우에는 금형을 이용한 사출방식으로 제조하는 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 모서리판(110)과 연결대(120)가 알루미늄 등과 같은 금속 재료로 만들어질 수 있지만, 이 경우에 비용과 무게가 증가할 수 있음을 고려해야 한다.
모서리판(110)은 도 2 또는 도 3에 도시된 바와 같이 ┼자형상으로 성형될 수 있는데, 이 경우에 교차부(113)에 리벳홀(111)이 위치하고 가로 및 세로로 뻗은 각 날개부(114)에 제1나사홀(112)이 배치되도록 형성되는 것이 좋다. 또, 서로 인접한 날개부(114)들 사이의 코너, 즉 인접한 제1나사홀(112)들 사이에는 후술하는 LED와 PCB 조립체(300; 도 6 참조)의 PCB(310)가 나사(140)를 매개로 하여 장착될 수 있는 PCB장착용 나사공(115)이 추가로 형성되어도 된다. 도 2의 모서리판(110)은 필요에 따라 ┼자로 또는 Ｘ자로 배치될 수 있다. 여기서, 모서리판(110)은 반드시 ┼자형상으로 성형될 필요는 없으며, 이에 한정되지 않고 원형 또는 다각형의 형상으로 성형될 수 있음은 당연하다.
연결대(120)는 두께가 얇고 길이방향으로 길게 형성된 부재로서, 양쪽 단부에 각각 제2나사홀(122)이 형성되어 있으며, 제2나사홀(122)의 주변은 체결된 나사(130)의 머리부를 고려하여 단차지게 형성되는 것이 좋다. 이에 따라 나사(130)의 머리부가 위치하는 쪽을 연결대(120)의 상면이라 할 때, 상면의 길이 또는 면적이 하면의 길이 또는 면적보다 다소 작게 형성된다.
연결대(120)의 양쪽 단부의 하면이 모서리판(110) 상에 놓여 제2나사홀(122)이 제1나사홀(112)과 일치되고, 이 상태에서 제2나사홀(122)로부터 제1나사홀(112)을 향해 나사(130)가 삽입 체결되어 연결대(120)와 모서리판(110)이 결합된다.
하나의 모서리판(110)에 대해 그 주변에 위치하는 다른 4개의 모서리판(110)이 각각의 연결대(120)에 의해 연결됨으로써 점차 격자형상의 지지블록(100)이 구성되게 된다.
한편, 도 5는 도 2에 도시된 지지블록에 사용될 수 있는 모서리판의 변형예를 도시한 사시도이다.
지지블록(100)의 외곽 선단에 예컨대 ┼자형상의 모서리판(110)이 채택되어 설치되면 불필요하게 하나의 날개부(114)가 후술하는 방열판(200; 도 6 참조) 또는 PCB(310; 도 6 참조)의 선단을 벗어나 노출될 수 있게 된다. 이러한 노출을 해소하기 위해 변형된 모서리판(110')을 사용할 수 있다.
이 변형된 모서리판(110')은 하나의 제1나사홀(112)을 구비한다. 결국, ┼자형상의 모서리판(110)에서 교차부(113)와 3개의 날개부(114)를 생략한 모양이다. 추가로, 변형된 모서리판(110')의 일측에는 한 쌍의 PCB장착용 나사공(115)이 대칭으로 배치되면서 돌출되게 형성될 수도 있다. 이러한 모서리판(110')을 사용하여 지지블록(100)의 외곽 선단을 구성하면, 모서리판(110')이 방열판(200) 또는 PCB(310)의 선단으로부터 노출되는 것이 방지되어 외관의 미감이 향상되고 사용될 장치와의 결합이 쉽게 이루어질 수 있다.
이와 같이 지지블록(100)이 조립될 수 있는 형태이기 때문에, 사용될 장치의 크기에 따라 지지블록(100)의 크기 변경이 가능하게 된다. 즉, 연결되는 모서리판(110)과 연결대(120)의 수량을 조절함으로써 사용될 장치의 크기에 맞춰 지지블록(100)의 크기를 변경할 수 있게 되는 것이다. 또, 필요에 따라 연결대(120)의 길이를 변경시켜 모서리판(110)들 사이를 연결하게 되면 소형에서부터 대면적까지 대응할 수 있는 지지블록(100)의 설계 자유도가 향상될 수 있는 장점이 있게 되는 것이다. 더구나, 금형을 이용한 사출방식으로 제조하게 되면, 생산비용이 절감될 뿐만 아니라 생산 자체가 용이하게 되는 장점도 있게 된다.
이하에서는 본 실시예에 따른 지지블록을 채용한 백라이트장치의 제조방법에 대해 설명한다.
도 6은 도 2의 지지블록을 채용한 백라이트장치의 분해사시도이다.
먼저, 전술한 바와 같이 지지블록(100)을 조립한 후 지지블록(100)을 구성하는 모서리판(110)의 리벳홀(111)을 통해 방열판(200)에다 리벳팅하여 지지블록(100)과 방열판(200)을 결합한다. 방열판(200)은 예를 들어 철이나 알루미늄 등과 같은 금속으로 만들어지며, LED와 PCB 조립체(300)로부터 발생한 열을 외부 대기로 발산시키게 된다. 이러한 방열판(200)은 대략 1 ~ 5 mm 정도의 얇은 두께를 가지며 사용될 장치가 얇은 경우에는 백라이트장치가 설치된 공간이 부족하기 때문에, 지지블록(100)을 방열판(200)에 장착할 때에는 머리부가 없는 리벳을 사용하는 것이 좋다. 이와 같이 리벳을 사용함으로써 지지블록(100)의 장착이 훨씬 용이하게 이루어지는 장점이 있다. 방열판(200)의 각 선단에는 프레임(210)이 형성될 수 있다.
모서리판(110)과 방열판(200)이 접촉하여 리벳팅되기 때문에, 모서리판(110)들 상에 놓이는 연결대(120)의 하면과 방열판(200) 사이에는 틈새가 생기게 된다. 이러한 틈새를 통해 전기적 연결을 위한 전선을 배선한다.
소정의 크기로 모듈화된 LED와 PCB 조립체(300)마다 전선을 연결한 다음에, 이 PCB(310)를 지지블록(100)에다 나사(140)를 매개로 하여 결합한다. 이때, 나사(140)의 머리부가 위치하는 쪽을 연결대(120)의 상면이라 하면, 연결대(120)의 상면이 PCB(310)의 후면과 접촉하여 지지하게 된다. LED와 PCB 조립체(300)는 PCB(310) 상에 다수의 LED(320)가 배열된 것으로, PCB(310)의 인쇄회로에는 각 LED(320)의 단자가 연결되어 있다.
PCB(310)를 지지블록(100)에다 접착제를 사용하여 결합할 수는 있는데, 예를 들어 사용될 장치가 설치되는 환경이 진동이 심하거나 외풍의 직접적인 영향을 받게 되는 경우에는 PCB(310)와 지지블록(100) 사이에 분리가 일어날 수 있어 유의해야 한다.
추가로, LED와 PCB 조립체(300)를 지지블록(100)에 장착할 때, LED와 PCB 조립체(300)의 전면에는 투명한 재질의 커버(400)를 덮어씌우고 이 커버(400)와 함께 LED와 PCB 조립체(300)를 나사(140)에 의해 지지블록(100)에 설치할 수 있다. 이러한 커버(400)를 더 장착하게 되면, 먼지 등과 같은 이물질이 LED와 PCB 조립체(300) 내에 쌓여 LED(320)의 휘도를 저하시키는 것을 방지할 수 있는 장점이 있게 된다.
이처럼 백라이트장치의 전체 구성요소를 모듈화함으로써 배선이 편리하며 유지보수가 용이하고, LED로부터 조사되는 빛이 균일하고 안정적인 휘도로 조사됨과 더불어, 기존의 길게 형성된 PCB보다 PCB의 넓은 표면적으로 인해 열이 분산될 수 있어 LED의 전체 수명을 증가시킬 수 있는 효과가 있게 되는 것이다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 명세서에 기술된 내용은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 내용에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 지지블록 110 : 모서리판
120 : 연결대 130, 140 : 나사
200 : 방열판 300 : LED와 PCB 조립체
310 : PCB 320 :LED
400 : 커버

Claims (9)

  1. 중앙에 리벳홀과 상기 리벳홀로부터 방사상으로 이격되어 서로 간격을 두고 배치된 다수의 제1나사홀을 구비한 다수의 모서리판; 및
    상기 제1나사홀에 나사를 매개로 하여 결합되는 제2나사홀이 길이방향 양측에 형성되어 상기 다수의 모서리판을 연결하도록 된 다수의 연결대를 포함하며
    상기 모서리판에서, 인접한 상기 제1나사홀들 사이에 PCB장착용 결합수단이 추가로 형성되어 있는 지지블록.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 모서리판은 ┼자형상이고,
    상기 모서리판의 교차부에 상기 리벳홀이 위치하며 각 날개부에 상기 제1나사홀이 배치되는 지지블록.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 연결대에서, 상기 제2나사홀의 주변은 단차지게 형성되어 있는 지지블록.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 모서리판들이 상기 연결대에 의해 연결됨으로써 격자형상으로 조립되는 지지블록.
  6. 제1항에 있어서,
    하나의 제1나사홀을 구비한 변형된 모서리판을 추가로 포함하는 지지블록.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 변형된 모서리판의 일측에는 한 쌍의 PCB장착용 나사공이 배치되는 지지블록.
  8. 금속으로 된 방열판;
    중앙에 리벳홀과 상기 리벳홀로부터 방사상으로 이격되어 서로 간격을 두고 배치된 다수의 제1나사홀을 구비한 다수의 모서리판을, 상기 제1나사홀에 나사를 매개로 하여 결합되는 제2나사홀이 길이방향 양측에 형성된 다수의 연결대로 연결하여 형성되고, 상기 모서리판에서 인접한 상기 제1나사홀들 사이에 PCB장착용 결합수단이 추가로 형성되며, 상기 리벳홀을 통해 상기 방열판에 리벳팅되는 지지블록; 및
    PCB 상에 다수의 LED가 배열되고, 상기 지지블록에서 상기 방열판의 맞은편에 장착되는 LED와 PCB 조립체
    를 포함하는 백라이트장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 LED와 PCB 조립체에는 커버가 덮어씌워진 백라이트장치.
KR20130076634A 2013-07-01 2013-07-01 조립형 지지블록과 이를 사용하는 백라이트장치 KR101508735B1 (ko)

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