KR101747031B1

KR101747031B1 - 엘이디모듈장치

Info

Publication number: KR101747031B1
Application number: KR1020160047812A
Authority: KR
Inventors: 정완호
Original assignee: 정완호
Priority date: 2016-04-18
Filing date: 2016-04-18
Publication date: 2017-06-14

Abstract

본 발명은 엘이디모듈장치내에 설치되어 있는 LED유닛과, 다수의 확산렌즈를 가진 LED용렌즈커버에 비추어지는 LED빛을 집적과 동시에 그 전방으로 확산시켜 LED빛의 효율성을 크게 향상시킬 수 있는 반사경을 구비한 엘이디모듈장치에 관한 것으로서,
특히, 본 발명은 LED용렌즈커버와 LED유닛 사이에 반사경박판부재를 설치하되, 상기 반사경박판부재에 LED칩의 빛이 LED용렌즈커버의 확산렌즈에 도달할 수 있게 LED칩홀을 다수 형성하는 한편, 상기 확산렌즈를 제외한 LED용렌즈커버의 전체에 확산홈을 등간격으로 무수히 형성한 것을 특징으로 한 것이다.

Description

엘이디모듈장치{LED module device}

본 발명은 가로등이나 보안등, 또는 조명등과 같은 조명기구에 적용되는 엘이디모듈장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 엘이디모듈장치내에 설치되어 있는 LED유닛과, 다수의 확산렌즈를 가진 LED용렌즈커버에 비추어지는 LED빛을 집적과 동시에 그 전방으로 확산시켜 LED빛의 효율성을 크게 향상시킨 반사경을 구비한 엘이디모듈장치에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 최근 저탄소 녹색성장시대가 도래함에 따라 국제적으로 녹색환경운동이 전개되고 있다. 이러한 국제적인 추세에 발맞추어 한국 정부에서도 녹색성장 5개년 계획을 수립하고 적극적으로 지원하고 있는 실정이다. 더불어, 자원고갈 및 고유가 시대에 대비하여 에너지 절감의 필요성이 대두되고 있다.

이러한 저탄소 녹색성장 부문 중에서 조명 분야는 발광 다이오드(LED)가 단연 각광을 받고 있다. LED는 반도체 소자를 조명에 이용하는 신기술로, 소비전력이 낮고 수명이 반영구적이며 여러 가지 색상 연출이 가능할 뿐만 아니라 단계적인 밝기의 제어가 가능한 특징을 가지고 있다. 또한, LED는 광전환효율이 높고 수은을 사용하지 않으며 이산화탄소 배출이 낮아 저탄소 녹색성장의 트렌드에 부합하는 제품이다.

발광 다이오드(LED)는 p형과 n형 반도체의 접합으로 이루어져 있으며 전압을 가하면 전자와 정공의 결합으로 반도체의 밴드 갭(band gap)에 해당하는 에너지를 빛의 형태로 방출하는 일종의 광전자 소자이다. 발광 다이오드는 정보·통신 기기를 비롯한 전자 장치의 표시·화상용 광원으로 이용되어 왔으며, 1990년대 중반 이후에 청색LED가 개발되면서 총천연색 디스플레이(display)가 가능하게 되었다. 발광 다이오드(LED)는 일반 조명등, 건물 장식등, 무드(mood)등, 차량등, 교통 신호등, 실내 및 실외 전광판, 유도등, 경고등, 각종 보안장비용 광원, 살균 또는 소독용 광원 등에 폭넓게 활용되고 있다.

그래서, 본인이 선출원(대한민국 특허출원번호 10-2016-0011233호)한 엘이디 모듈장치가 있으며, 이의 구성을 보면, 도 1 및 도 2와 같이 다수의 LED칩이 실장되는 인쇄회로기판을 포함한 LED유닛(400)과; 그 저부로 다수의 방열핀(231)이 무수히 형성되어지되, 그 중앙에서 가장자리로 갈수록 그 높이가 점차적으로 낮아지도록 형성되어지며, 그 상부에는 상기 LED유닛(400)이 안착될 수 있는 소정 깊이의 기판설치홈부(210)가 형성되고, 상기 기판설치홈부(210)의 내측 가장자리를 따라 소정 깊이의 밀폐홈(211)이 형성되고, 상기 밀폐홈(211)에 일정 간격을 두고 나사홈이 형성되는 한편, 상기 기판설치홈부(210)의 내부 일측에 인입선 관통홀(215)이 형성되어지되, 상기 인입선 관통홀(215)은 단차턱부(216)가 형성되어 상부보다 하부의 내경이 작도록 형성되며, 상기 인입선 관통홀(215)의 일측과 연통되면서 상기 LED유닛(400)에서 인출된 인입선 접속부가 내장됨과 동시에 인입선(420)이 관통홀(215)로 통과할 수 있는 인입홈(217)이 형성되는 프레임본체(200)와; 상기 프레임본체(200)의 기판설치홈부(210)내에 나사결합되면서 LED유닛(400)의 LED칩과 대응대는 확산렌즈(510)가 일정 간격으로 돌출 형성되어진 투명재질의 LED용렌즈커버(500)와; 상기 프레임본체(200)의 밀폐홈(211)에 설치되면서 그 상부면에는 상기 LED용렌즈커버(500)의 저면 가장자리와 대응되는 상부턱(310)이, 그 하부면에는 프레임본체(200)의 밀폐홈(211)과 대응되는 하부턱(320)을 구비한 방수링체(300)와; 상기 프레임본체(200)의 관통홀(215)에 밀폐가능하게 삽입설치되면서 그 중앙부에 인입선(420)이 밀폐 가능하게 관통되어지도록 인입선 관통홀(222)이 구비된 고무재질의 인입선 방수부재(220);를 포함하여 된 것이다.

즉, 그 저부로 다수의 방열핀(213)이 무수히 형성되어진 프레임본체(200)의 기판설치홈부(210)에 LED유닛(400)을 설치하게 되는데, 먼저 상기 LED유닛(400)의 인입선(420)을 인입선 방수부재(220)의 인입선 수납홀(222)에 관통시킨다.

이때, 인입선 수납홀(222)은 그 상부의 일측을 이를 관통하는 인입선(420)의 직경보다 다소 크게 형성되어 있어 조준하여 관통하기가 수월하며, 이를 통과하는 인입선(420)에 힘을 주어 이 보다 직경이 다소 작은 인입선 수납홀(222)의 하부를 통과시킴으로써 외부로 부터의 물의 유입을 방지할 수 있으며, 상기 인입선 수납홀(222)의 내주연에도 다수의 링돌기가 형성되어 있어 외부로 부터의 물의 유입을 완벽하게 차단할 수 있다.

그런 다음, 상기 인입선 수납홀(222)을 통과한 인입선(420)을 방수부재(220)의 헤드부(221) 측방으로 형성되어진 인입홈(223)에 위치토록 한 다음, 상기 인입홈(223)에 헤드부(221)와 연결편(228)으로 이어진 밀폐캡(227)을 닫아 이차 밀폐를 함으로써 외부로 부터의 물의 유입을 완벽하게 차단한다.

상기와 같이 인입선(420)이 방수부재(220)를 관통하면, 상기 인입선(420)이 프레임본체(200)의 관통홀(215)로 통과시킨 상태에서 방수부재(220)를 끼움 결합시키게 되는데, 이때 방수부재(220)의 헤드부(221)와 기저부(225)에 형성되어진 밀폐링부(224)(226)가 프레임본체(200)의 관통홀(215) 내주연과 밀착되어 물의 유입을 방지하게 된다. 또한 상기 방수부재(220)의 헤드부(221)의 저면부가 관통홀(215)의 단차턱부(216)에 압착되므로 재차 물의 유입을 방지할 수 있다.

상기와 같이, 프레임본체(200)의 기판설치홈부(210)에 방수부재(220)가 설치되고나면, 상기 기판설치홈부(210)의 밀폐홈(211)에 방수링체(300)를 삽입하게 되는데, 이때 상기 방수링체(300)의 나사공(330)과 밀폐홈(211)의 나사홈(212)들이 일치하게 된다.

그런 다음, 상기 프레임본체(200)의 기판설치홈부(210)에 LED용렌즈커버(500)를 삽입하게 되는데, 상기 LED용렌즈커버(500)의 가장자리의 나사공(520)이 방수링체(300)의 나사공(330)과 프레임본체(200)의 나사홈(212)과 정확하게 일치하게 되며, 이들을 나사(530)로서 조여 외부로 부터의 물의 유입을 방지한다. 이때, 상기 프레임본체(200)의 나사홈(212)은 그 하방이 막혀있는 상태이므로 상기 나사홈(212)을 통해 외부의 물이 유입되지 않는 구조이다.

따라서, 상기 인입선(420)이 통과하는 프레임본체(200)의 관통홀(215)은 방수부재(220)로서 완전히 차단하고, 프레임본체(200)의 기판설치홈부(210)는 방수링체(300)로서 완전히 차단함으로써 외부로부터의 습기나 물이 유입되는 것을 방지하여 내외 어디서든지 적용이 가능하다.

그러나, 상기와 같이 구성된 종래의 엘이디모듈장치는 확산렌즈(510)를 통과한 LED빛의 대부분은 확산을 통해 소망하는 방향으로 정확히 조사되지만, 확산렌즈(510)를 통과한 LED빛의 일부분은 사방으로 분산되어 결국 광효율을 저하시키는 문제점이 있었다.

대한민국 특허출원번호 10-2016-0011233호

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창출한 것으로서, 확산렌즈를 제외한 LED용렌즈커버의 전체에 빛을 확산시킬 수 있는 확산홈을 무수히 형성하고, 상기 LED용렌즈커버의 저면부에 반사경박판부재를 설치하여 LED빛을 집적함으로써 LED빛의 손실을 최대한 줄여 광효율을 극대화한 엘이디모듈장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 다수의 LED칩이 실장되는 인쇄회로기판을 포함한 LED유닛과; 그 저부로 다수의 방열핀이 무수히 형성되어지되, 그 중앙에서 가장자리로 갈수록 그 높이가 점차적으로 낮아지도록 형성되어지며, 그 상부에는 상기 LED유닛이 안착되가 형성되는 프레임본체와; 상기 프레임본체의 기판설치홈부내에 나사결합되면서 LED유닛의 LED칩과 대응대는 확산렌즈가 일정 간격으로 돌출 형성되어진 투명재질의 LED용렌즈커버와; 상기 프레임본체의 밀폐홈에 설치되는 방수링체와; 상기 프레임본체의 관통홀에 밀폐가능하게 삽입설치되는 고무재질의 인입선 방수부재; 등을 포함하여 된 엘이디모듈장치에 있어서, 상기 LED용렌즈커버와 LED유닛 사이에 반사경박판부재를 설치하되, 상기 반사경박판부재에 LED칩의 빛이 LED용렌즈커버의 확산렌즈에 도달할 수 있게 LED칩홀을 다수 형성하는 한편, 상기 확산렌즈를 제외한 LED용렌즈커버의 전체에 3mm~6mm 정도의 확산홈을 등간격으로 무수히 형성한 것을 특징으로 한다.

본 발명은 또, 상기 확산홈은 삼각홈, 사각홈, 반구홈 중 하나인 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 엘이디모듈장치는 상기 LED용렌즈커버의 저면부에 반사경박판부재를 설치하여 LED빛을 집적하고, 상기 반사경박판부재에서 반사된 빛을 LED용렌즈커버의 확산 LED빛의 손실을 최대한 줄여 광효율을 극대화한 매우 유용한 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 엘이디모듈장치의 분해사시도,
도 2는 도 1의 사시도,
도 3은 본 발명의 기술에 따른 엘이디모듈장치의 분해사시도,
도 4는 도 3의 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 엘이디모듈장치의 반사경박판부재의 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 엘이디모듈장치의 LED용렌즈커버의 사시도,
도 7은 본 발명에 따른 엘이디모듈장치의 LED용렌즈커버의 요부를 발췌도시
한 측단면도,
도 8은 본 발명에 따른 엘이디모듈장치의 LED용렌즈커버의 또 다른 사시도,
도 9는 도 8의 요부를 발췌도시한 측단면도.

이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 기술에 따른 엘이디모듈장치의 분해사시도이고, 도 4는 도 3의 사시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 엘이디모듈장치의 반사경박판부재의 사시도이다.

다수의 LED칩이 실장되는 인쇄회로기판을 포함한 LED유닛(40)과; 그 저부로 다수의 방열핀(11)이 무수히 형성되어지되, 그 중앙에서 가장자리로 갈수록 그 높이가 점차적으로 낮아지도록 형성되어지며, 그 상부에는 상기 LED유닛(40)이 안착되가 형성되는 프레임본체(10)와; 상기 프레임본체(10)의 기판설치홈부내에 나사결합되면서 LED유닛(40)의 LED칩과 대응대는 확산렌즈(21)가 일정 간격으로 돌출 형성되어진 투명재질의 LED용렌즈커버(20)와; 상기 프레임본체(10)의 밀폐홈에 설치되는 방수링체와; 상기 프레임본체(10)의 관통홀에 밀폐가능하게 삽입설치되는 고무재질의 인입선 방수부재; 등을 포함하여 된 엘이디모듈장치에 있어서,

먼저, 상기 LED용렌즈커버(20)와 LED유닛(40) 사이에 빛을 반사시킬 수 있도록 거울인 반사경박판부재(30)를 설치하는데, 상기 반사경박판부재(30)는 도 5와 같이 박판의 거울로서 투명도 및 복원력이 좋은 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지(PolyEthylene Terephthalate resin)재질로 형성되며, 이는 전기가 도통되지 않기 때문에 LED유닛(40)에 전기적간섭을 주지 않는다. 이때, 상기 반사경박판부재(30)의 제조는 투명한 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 뒷면에 수은(水銀)을 바르고, 그 위에 습기를 막기 위하여 연단(鉛丹)을 칠한 것이다.

또한, 상기 반사경박판부재(30)의 폴리에틸렌테레프탈레이트 특성은 녹는점 249℃로 고온에서 열처리되어 늘거나 줄지 않으며, 특히 탄성이 커서 구겨지지 않기 때문에 구겨짐으로 인한 빛의 반사각이 달라지는 것을 방지할 수 있다.

그리고, 상기 반사경박판부재(30)에 다수의 LED칩의 빛이 LED용렌즈커버(20)의 확산렌즈(21)에 도달할 수 있게 LED칩홀(31)을 다수 형성한다.

한편, 상기 확산렌즈(21)를 제외한 LED용렌즈커버(20)의 전체에 확산홈(22)을 등간격으로 무수히 형성하게 되는데, 상기 확산홈(22)은 도 6 및 도 7과 같이 사각홈 형상이며, 이는 가로 세로 4mm 정도로 1mm 간격으로 촘촘하게 형성되어 반사경박판부재(30)에서 반사된 빛이 도 7의 화살표와 같이 무수히 굴절됨으로써 직진성의 LED빛을 난반사시켜 확산렌즈(21)를 거친 빛과 합류되며, 이렇게 합류된 빛은 조도를 향상시키는데 크게 도움이 된다. 즉, 확산렌즈(21)만 형성하여 빛을 굴절시키는 것 보다 LED유닛(40)에 접촉하여 소멸되는 빛을 반사경박판부재(30)로 반사한 다음, 상기 확산홈(22)을 통해 굴절과 동시에 확산시킴으로서 광효율을 극대화 할 수있는 것이다.

또, 도 8 및 도 9와 같이 상기 확산홈(22')을 형성하되, 상기 확산홈(22')을 반구형상으로 형성하여도 전술한 바와 같은 효과를 구현할 수 있다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다. 더불어, 상술하는 과정에서 기술된 구성의 작동순서는 반드시 순서대로 수행될 필요는 없으며, 각 구성 및 단계의 수행 순서가 바뀌어도 본 발명의 요지를 충족한다면 이러한 과정은 본 발명의 권리범위에 속할 수 있음은 물론이다.

20: LED용렌즈커버 21:확산렌즈
22,22':확산홈 30:반사경박판부재
40:LED유닛

Claims

다수의 LED칩이 실장되는 인쇄회로기판을 포함한 LED유닛과; 그 저부로 다수의 방열핀이 무수히 형성되어지되, 그 중앙에서 가장자리로 갈수록 그 높이가 점차적으로 낮아지도록 형성되어지며, 그 상부에는 상기 LED유닛이 안착되가 형성되는 프레임본체와; 상기 프레임본체의 기판설치홈부내에 나사결합되면서 LED유닛의 LED칩과 대응대는 확산렌즈가 일정 간격으로 돌출 형성되어진 투명재질의 LED용렌즈커버와; 상기 프레임본체의 밀폐홈에 설치되는 방수링체와; 상기 프레임본체의 관통홀에 밀폐가능하게 삽입설치되는 고무재질의 인입선 방수부재; 등을 포함하여 된 엘이디모듈장치에 있어서,
상기 LED용렌즈커버와 LED유닛 사이에 LED빛을 반사시킬 수 있는 반사경박판부재를 설치하되, 상기 반사경박판부재에 LED칩의 빛이 LED용렌즈커버의 확산렌즈에 도달할 수 있게 LED칩홀을 다수 형성하는 한편, 상기 확산렌즈를 제외한 LED용 렌즈커버의 전체에 사방 3mm~6mm 정도의 확산홈을 등간격으로 무수히 형성한 것을 특징으로 한 엘이디모듈장치.
제 1 항에 있어서,
상기 확산홈은 삼각홈, 사각홈, 반구홈 중 어느 하나인 것을 특징으로 한 엘이디모듈장치.