KR101866777B1 - 플렉서블 엘이디 어레이 및 이를 구비하는 엘이디 조명기구 - Google Patents

플렉서블 엘이디 어레이 및 이를 구비하는 엘이디 조명기구 Download PDF

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Abstract

본 발명은 엘이디 소자가 부착 배열되는 스트립, 바, 또는 면체 자체의 휘어짐은 물론 이와 별개로 엘이디 소자 자체도 벤딩 가능하고, 고가의 전극패턴 형성 공정을 생략할 수 있는 플렉서블 엘이디 어레이를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 플렉서블 엘이디 어레이는, 제1 베이스 박판과, 상기 제1 베이스 박판에 대해 상대적으로 벤딩 가능하게 형성되는 제1 벤딩 박판으로 이루어진 제1 전도성 박판과; 제2 베이스 박판과, 상기 제2 베이스 박판에 대해 상대적으로 벤딩 가능하게 형성되는 제2 벤딩 박판으로 이루어진 제2 전도성 박판과; 상기 제1 전도성 박판과 상기 제2 전도성 박판 사이에 개재되는 절연층과; 제1 전극이 상기 제1 벤딩 박판에 전기적으로 접속되게 상기 제1 벤딩 박판 상에 실장되는 제1 엘이디 소자; 및 제3 전극이 상기 제2 벤딩 박판에 전기적으로 접속되게 상기 제2 벤딩 박판 상에 실장되는 저항 소자를 포함하고, 상기 제2 전극과 상기 제4 전극은 상호 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.

Description

플렉서블 엘이디 어레이 및 이를 구비하는 엘이디 조명기구{FLEXIBLE LED ARRAY AND LED LIGHTING APPARATUS WITH THE SAME}
본 발명은 플렉서블 엘이디 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 빛의 방사 각도와 수직인 방향으로 자유롭게 휘어질 수 있고, 제조공정수 감소로 생산성은 향상시키고 생산비용은 절감할 수 있는 플렉서블 엘이디 어레이 및 이를 구비하는 엘이디 조명기구에 관한 것이다.
일반적으로 LED(LIGHT EMITTING DIODE)는 기본적으로 p형과 n형 반도체의 접합으로 이루어져 있으며, 전압을 가하면 전자와 정공의 결합으로 반도체의 밴드갭 (bandgap)에 해당하는 에너지를 빛의 형태로 방출하는 일종의 광전자 소자 (photoelectronic device)이다.
이와 같은 LED는 후레쉬용 고휘도 광원, 휴대용 전자제품(휴대폰, 캠코더, 디지털 카메라 및 PDA)에 사용되는 액정 디스플레이(LCD)의 후 광원(back light), 전광판용 광원, 조명 및 스위치 조명 광원, 표시등, 교통신호등의 광원으로 그 사용 범위가 날로 확대되고 있다.
그 중에서도 광고판, 디스플레이용, 실내외 인테리어 조명용으로 조명용 LED가 대부분 사용되고 있는데, 상기 경우 곡선 내지 곡면 형태의 조명 구조에 장착이 용이하도록 스트립(strip) 또는 바(bar)에 다수의 LED를 연속적으로 배열하는 구조로 이루어진 플렉서블 엘이디 모듈로 구성하고 있다.
그런데, 종래 플렉서블 엘이디 모듈(선행특허1, 선행특허2 참조)은 발광 방향과 동일한 방향으로만 휘어지는 구조(즉, 스트립 부재의 수직 방향 벤딩 동작만 가능)이고, 좌우 방향 벤딩은 불가하였기 때문에 다양한 곡면 구조를 구현함에 한계가 있었고, 또한 그 제작을 위한 공정 수가 많고 복잡하며 전극 회로패턴 형성을 위한 별도 공정이 필요한 단점이 있었다.
더불어, LED 휘점 없애기 위한 간접조명 필요성의 증가로 발광부 장착 구조의 슬림화 및 공정단계 축소를 통한 생산성 및 원가절감을 구현할 수 있는 플렉서블 엘이디 모듈의 개발이 필요한 실정이다.
선행특허 1. 한국공개특허 제10-2010-0057001호 (2010.05.28) 선행특허 2. 한국공개특허 제10-2010-0132471호 (2010.12.17)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 스트립, 바, 또는 면체 자체의 휘어짐(즉, 수직 방향 벤딩)은 물론 이와 별개로 엘이디 소자가 부착된 영역 자체의 좌우 방향 벤딩도 가능한 플렉서블 엘이디 어레이를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 두께와 폭이 얇고, 특히 인쇄 또는 전극 증착/노광/현상/에칭 등 고가의 전극패턴 형성 공정을 생략할 수 있는 플렉서블 엘이디 어레이를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 플렉서블 엘이디 어레이는, 전기 전도성의 제1 베이스 박판과, 상기 제1 베이스 박판에 대해 상대적으로 벤딩 가능하게 형성되는 전기 전도성의 제1 벤딩 박판으로 이루어진 제1 전도성 박판과; 전기 전도성의 제2 베이스 박판과, 상기 제2 베이스 박판에 대해 상대적으로 벤딩 가능하게 형성되는 전기 전도성의 제2 벤딩 박판으로 이루어진 제2 전도성 박판과; 상기 제1 전도성 박판과 상기 제2 전도성 박판 사이에 개재되는 절연층과; 제1 전극과 제2 전극이 형성되어 있고, 상기 제1 전극이 상기 제1 벤딩 박판에 전기적으로 접속되게 상기 제1 벤딩 박판 상에 실장되는 제1 엘이디 소자; 및 제3 전극과 제4 전극이 형성되어 있고, 상기 제3 전극이 상기 제2 벤딩 박판에 전기적으로 접속되게 상기 제2 벤딩 박판 상에 실장되는 저항 소자를 포함하고, 상기 제2 전극과 상기 제4 전극은 상호 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 플렉서블 엘이디 어레이에 의하면, 엘이디 소자가 부착 배열되는 스트립, 바, 또는 면체 자체의 휘어짐은 물론 이와 별개로 엘이디 소자 자체도 빛의 방사각도를 180°범위에서 선택적으로 조절가능한 구조인 바, 조명기구, 문자, 인테리어 기구에 장착되는 엘이디의 다양한 곡선 내지 곡면 형상을 용이하게 구현할 수 있고, 슬림한 간접조명 광원을 구현할 수 있는 효과가 있다.
또한, 제1 전도성 박판, 절연층, 제2 전도성 박판이 순차 적층된 필름을 한번에 프레스 절단함으로써 +/_전극 형상과 중간의 절연체 삽입구조가 완성되고 별도의 전극패턴 제조 공정을 생략할 수 있는 바, 제품의 제조 원가를 절감하고 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 플렉서블 엘이디 어레이의 분해 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 제1 엘이디 소자의 제1 전극과 제2 전극을 나타낸 개략도.
도 3은 본 발명에 따른 저항 소자의 제3 전극과 제4 전극을 나타낸 개략도.
도 4는 본 발명에 따른 플렉서블 엘이디 어레이의 결합 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 플렉서블 엘이디 어레이의 벤딩 동작을 나타낸 예시도.
도 6은 본 발명의 제1 엘이디 소자와 저항소자가 다수 개로 구비된 플렉서블 엘이디 어레이의 사시도.
도 7은 본 발명에 따른 플렉서블 엘이디 어레이의 변형 실시예.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 엘이디 어레이의 사시도.
도 9는 도 8의 'A'영역의 부분 확대도.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 조명기구의 분해 사시도.
도 11은 도 10의 플렉서블 엘이디 어레이의 부분 확대도.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 조명기구의 사시도.
본 발명에서 사용하는 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 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 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.
또한, 본 명세서에서, "~ 상에 또는 ~ 상부에" 라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상 측에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다. 또한, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에 또는 상부에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 상에 또는 상부에" 접촉하여 있거나 간격을 두고 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 명세서에서, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예, 장점 및 특징에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 플렉서블 엘이디 어레이의 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 제1 엘이디 소자(40)의 제1 전극(41)과 제2 전극(42)을 나타낸 개략도이고, 도 3은 본 발명에 따른 저항 소자(50)의 제3 전극(51)과 제4 전극(52)을 나타낸 개략도이고, 도 4는 본 발명에 따른 플렉서블 엘이디 어레이의 결합 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 플렉서블 엘이디 어레이의 벤딩 동작을 나타낸 예시도이고, 도 6은 본 발명의 제1 엘이디 소자(40)와 저항소자가 다수 개로 구비된 플렉서블 엘이디 어레이의 사시도이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 플렉서블 엘이디 어레이는 제1 전도성 박판(10), 절연층(30), 제2 전도성 박판(20), 제1 엘이디 소자(40), 저항 소자(50), 및 접속재(60)를 포함한다.
본 발명의 제1 전도성 박판(10)은 전기 전도성을 갖고 두께가 얇은 판체로 구성되어 제1 엘이디 소자(40)에 유연성(즉, 벤딩 동작)을 부여하고 발광을 위한 전원 공급 기능을 수행한다.
바람직한 실시예에 따르면, 제1 전도성 박판(10)은 연성 및 전기 전도성을 갖는 금속 재질 특히 구리 또는 알루미늄 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있으며, 가장 바람직하게는 구리를 사용할 수 있으나 반드시 이에 한정하지는 않는다.
구체적으로, 제1 전도성 박판(10)은 제1 베이스 박판(11)과 제1 벤딩 박판(12)으로 이루어진다. 제1 베이스 박판(11)은 스트립(strip), 바(bar) 또는 면체 형상으로 형성되어 다수 개의 엘이디 소자가 제1 벤딩 박판(12)을 매개로 실장 및 벤딩 동작할 수 있도록 기능하는 기체에 해당한다.
제1 베이스 박판(11)의 일 지점에 돌출 또는 절개 형성되어 제1 베이스 박판(11)에 대해 상대적으로 벤딩 동작 가능하게 구성되며, 제1 엘이디 소자(40)가 실질적으로 실장되는 구성에 해당한다.
제1 엘이디 소자(40)는 이와 같은 제1 벤딩 박판(12)의 벤딩 내지 절곡 동작에 의해 적어도 일 방향으로 휘어지는 유연성을 갖게 된다.
본 발명의 제2 전도성 박판(20)은 제1 전도성 박판(10)과 마찬가지로 전기 전도성을 갖고 두께가 얇은 판체로 구성되어 저항 소자(50)에 유연성(즉, 벤딩 동작)을 부여하고 발광을 위한 전원 공급 기능을 수행한다.
바람직한 실시예에 따르면, 제2 전도성 박판(20)은 제1 전도성 박판(10)과 동일한 모양으로 형성되어, 후술할 절연층(30)을 사이에 두고 상호 대향하는 대칭 구조로 합착되어, 제1 엘이디 소자(40)와 저항 소자(50)가 일체로 벤딩 동작 가능하도록 구성된다.
바람직한 실시예에 따르면, 제2 전도성 박판(20)은 연성 및 전기 전도성을 갖는 금속 재질 특히 구리 또는 알루미늄 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있으며, 가장 바람직하게는 구리를 사용할 수 있으나 반드시 이에 한정하지는 않는다.
구체적으로, 제2 전도성 박판(20)은 제2 베이스 박판(21)과 제2 벤딩 박판(22)으로 이루어진다. 제2 베이스 박판(21)은 스트립 내지 면체 형상으로 형성되어 다수 개의 저항 소자(50)가 제2 벤딩 박판(22)을 매개로 실장 및 벤딩 동작할 수 있도록 기능하는 기체에 해당한다.
제2 벤딩 박판(22)은 제2 베이스 박판(21)의 일 지점에 돌출 또는 절개 형성되어 제2 베이스 박판(21)에 대해 상대적으로 벤딩 동작 가능하게 구성되며, 저항 소자(50)자 실질적으로 실장되는 구성에 해당한다.
저항 소자(50)는 이와 같은 제1 벤딩 박판(12)의 벤딩 내지 절곡 동작에 의해 적어도 일 방향으로 휘어지는 유연성을 갖게 된다.
<제1 실시예>
제1 전도성 박판(10)과 제2 전도성 박판(20)은 도 4와 같이 스트립 타입으로 구성될 수 있다. 상기 경우, 제1 베이스 박판(11)과 제2 베이스 박판(21)은 일 방향으로 장축을 갖는 기다란 띠 형상으로 구성된다.
그리고, 바람직하게는 제1 베이스 박판(11)과 제2 베이스 박판(21)은 동일한 장축 길이와 폭을 갖도록 구성된다.
제1 벤딩 박판(12)은 제1 베이스 박판(11)의 일측 모서리부의 일 지점에서 외측으로 연장되며 돌출되게 형성되어, 제1 베이스 박판(11)과 제1 벤딩 박판(12)은 전체적으로 '┳'자 형상을 이루도록 구성된다.
제2 벤딩 박판(22)은 제1 벤딩 박판(12)과 마찬가지로 제2 베이스 박판(21)의 일측 모서리부의 일 지점에서 외측으로 연장되며 돌출되게 형성되어, 제2 베이스 박판(21)과 제2 벤딩 박판(22)은 전체적으로 '┳'자 형상을 이루도록 구성된다.
그리고, 바람직하게는 제1 벤딩 박판(12)과 제2 벤딩 박판(22)은 동일한 돌출 방향 길이와 폭을 갖도록 구성된다.
그리고, 제1 벤딩 박판(12)과 제2 벤딩 박판(22)은 상호 대향하는 대칭 구조로 합착됨으로써, 제1 전도성 박판(10)과 제2 전도성 박판(20)은 전체적으로 '┳'자 형상을 이루도록 구성된다.
상기와 같은 구성에 의해, 제1 벤딩 박판(12)과 제2 벤딩 박판(22)은 제1 베이스 박판(11)과 제2 베이스 박판(21) 각각에 대해 소정 각도(도 4의 'θ1',180°) 범위 내에서 자유로운 벤딩 동작 가능하여 사용자가 희망하는 절곡각을 다양하게 선택할 수 있게 된다.
한편, 제1 벤딩 박판(12)과 제2 벤딩 박판(22)은 다수 개로 구비될 수 있는데, 상기 경우 다수 개의 제1 벤딩 박판(12)은 제1 베이스 박판(11)의 장축 길이 방향을 따라 상호 이격을 두고 배열될 수 있다.
그리고, 제2 벤딩 박판(22) 역시 제2 베이스 박판(21)의 장축 길이 방향을 따라 상호 이격을 두고 배열될 수 있으며, 상기 경우 제1 벤딩 박판(12) 간의 이격 거리와 제2 벤딩 박판(22) 간의 이격 거리는 동일하도록 구성된다.
<제2 실시예>
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 엘이디 어레이의 사시도이고, 도 9는 도 8의 'A'영역의 부분 확대도이다.
도 8 및 도 9을 참조하면, 제1 전도성 박판(10)과 제2 전도성 박판(20)은 도 8과 같이 면 타입으로 구성될 수 있다. 상기 경우, 제1 베이스 박판(11)과 제2 베이스 박판(21)은 예컨대 장방형의 면체 형상으로 구성된다.
그리고, 바람직하게는 제1 베이스 박판(11)과 제2 베이스 박판(21)은 동일한 크기와 모양을 갖도록 구성된다.
제1 벤딩 박판(12)은 제1 베이스 박판(11)의 일 영역을 절개하여 상기 절개 부위가 적어도 일 방향으로 절곡되도록 구성된다.
바람직한 실시예에 따르면, 제1 벤딩 박판(12)은 제1 베이스 박판(11)의 일 영역을 '∩'자형으로 절개하여, 상기 '∩'자형 절개 부위가 절곡되는 방식으로 전술한 벤딩 동작이 가능하도록 구성된다.
제2 벤딩 박판(22)은 제1 벤딩 박판(12)과 마찬가지로 제2 베이스 박판(21)의 일 영역을 절개하여 상기 절개 부위가 적어도 일 방향으로 절곡되도록 구성되며, 바람직하게는 제2 베이스 박판(21)의 일 영역을 '∩'자형으로 절개하여, 상기 '∩'자형 절개 부위가 절곡 가능하도록 구성된다.
그리고, 바람직하게는 제1 벤딩 박판(12)과 제2 벤딩 박판(22)은 동일한 크기와 모양으로 절개 형성되어 상호 대향하는 대칭 구조로 합착됨으로써, 제1 벤딩 박판(12)과 제2 벤딩 박판(22)의 벤딩 동작시 제1 베이스 박판(11)과 제2 베이스 박판(21)의 전방 또는 후방으로 펼쳐지며 돌출되는 구조를 이루게 된다.
상기와 같은 구성에 의해, 제1 벤딩 박판(12)과 제2 벤딩 박판(22)은 제1 베이스 박판(11)과 제2 베이스 박판(21) 각각에 대해 소정 각도(도 9의 'θ2')로 자유로운 벤딩 동작 가능하여 사용자가 희망하는 절곡각을 다양하게 선택할 수 있게 된다.
한편, 제1 벤딩 박판(12)과 제2 벤딩 박판(22)은 다수 개로 구비될 수 있는데, 상기 경우 다수 개의 제1 벤딩 박판(12)은 제1 베이스 박판(11)의 다수 지점에 형성될 수 있다.예컨대, 도 8의 실시예와 같이 제1 벤딩 박판(12)은 다수의 열과 행을 이루도록 배열될 수 있다.
그리고, 제2 벤딩 박판(22) 역시 제2 베이스 박판(21)에 다수의 열과 행을 이루도록 배열될 수 있으며, 상기 경우 제1 벤딩 박판(12) 간의 이격 거리와 제2 벤딩 박판(22) 간의 이격 거리는 동일하도록 구성된다.
본 발명의 절연층(30)은 제1 전도성 박판(10)과 제2 전도성 박판(20) 사이에 개재되어 제1 전도성 박판(10)과 제2 전도성 박판(20) 상호 간에 전기적으로 차폐시키기 위한 구성이다.
따라서, 절연층(30)은 제1 전도성 박판(10)과 제2 전도성 박판(20)과 동일한 모양 및 크기로 형성될 수 있다. 예컨대, 제1 전도성 박판(10)과 제2 전도성 박판(20)을 스트립 타입으로 구성할 경우, 절연층(30)은 제1 베이스 박판(11)과 제1 벤딩 박판(12)과 동일한 모양 즉 '┳'자 형상을 이루도록 구성된다.
또 다른 실시예로서, 제1 전도성 박판(10)과 제2 전도성 박판(20)을 장방형의 면 타입으로 구성할 경우, 절연층(30)은 장방형의 면체로 구성될 수 있다.
절연층(30)은 필름, 박막층 내지 코팅층 형태로 형성될 수 있으며, 제1 전도성 박판(10)의 일면 상에 부착 또는 코팅된 후 제2 전도성 박판(20)이 그 위에 합착됨으로써, 제1 전도성 박판(10), 절연층(30) 및 제2 전도성 박판(20)이 순차적으로 적층된 구조를 이루게 된다.
절연층(30)을 필름 또는 코팅층 형태로 구성할 경우, 절연층(30)은 실리콘, 에폭시, 우레탄, 레진, 폴리이미드(polyimide), 폴리에스테르(polyester), 폴리에틸렌 (polyethylene) 등과 같은 절연성 소재 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 사용할 수 있다.
절연층(30)을 박막층 형태로 구성할 경우 알루미늄 질화막(AlN), BCB(Benzo Cyclo Butene)막, 실리콘질화막(SiN), 폴리이미드막 등과 같은 절연 박막 중에서 선택된 적어도 어느 하나로 구성할 수 있다.
본 발명의 제1 엘이디(LIGHT EMITTING DIODE(LED)) 소자는 전원이 인가되면 발광 구동하여 LED 광을 방사하는 구성으로서, 제1 엘이디 소자(40)는 제1 벤딩 박판(12) 부착되어 제1 벤딩 박판(12)의 벤딩 동작에 의해 다수 방향으로 휘어질 수 있는 유연 성능을 갖게 된다.
바람직한 실시예에 따르면, 제1 엘이디 소자(40)는 표면 실장 방식의 엘이디 (SMD LED)로 구성되어, 제1 엘이디 소자(40)의 일면 상에 면 타입의 전극이 구비된다.
구체적으로, 제1 엘이디 소자(40)의 일면 상에는 제1 전극(41)과 제2 전극(42)이 형성되어 있고, 상기 제1 전극(41)이 제1 벤딩 박판(12)에 전기적으로 접속되며 제1 벤딩 박판(12) 상에 실장되도록 구성된다.
그리고, 제1 엘이디 소자(40)의 제2 전극(42)은 제1 벤딩 박판(12)에 접속되지 않고 제1 벤딩 박판(12) 외측에 위치하도록 구성된다.
따라서, 제1 엘이디 소자(40)의 장착 구조는 도 4의 실시예와 같이 제1 엘이디 소자(40)의 제1 전극(41) 부위는 제1 벤딩 박판(12)의 상부 영역에 접합되고, 제2 전극(42) 부위는 제1 벤딩 박판(12)의 상측 외부로 돌출된 구조로 구성될 수 있다.
또 다른 실시예로서, 제1 엘이디 소자(40)의 제1 전극(41) 부위는 도 7의 실시예와 같이 제1 벤딩 박판(12)의 좌측 또는 우측 영역에 접합되고, 제2 전극(42)은 제1 벤딩 박판(12)의 좌측 또는 우측 외부로 돌출된 구조로 구성될 수 있다.
한편, 제1 엘이디 소자(40)의 제1 전극(41)은 양(+)(또는 음(-)) 전극으로 구성되고, 상기 경우 제2 전극(42)은 음(-)(또는 양(+)) 전극으로 구성된다.
본 발명의 저항 소자(50)는 제1 엘이디 소자(40)의 정상 구동을 위한 적정 전류가 흐를 수 있도록 제1 엘이디 소자(40)로 공급되는 전류를 제한하는 저항체이다.
바람직한 실시예에 따르면, 저항 소자(50)는 표면 실장 방식의 저항체로 구성되어, 저항 소자(50)의 적어도 일면 상에 면 타입의 전극이 구비된다.
구체적으로, 저항 소자(50)의 적어도 일면 상에는 제3 전극(51)과 제4 전극(52)이 형성되어 있고, 상기 제3 전극(51)이 제2 벤딩 박판(22)에 전기적으로 접속되며 제2 벤딩 박판(22) 상에 실장되도록 구성된다.
그리고, 저항 소자(50)의 제4 전극(52)은 제1 벤딩 박판(12)에 접속되지 않고 제2 벤딩 박판(22) 외측에 위치하도록 구성된다.
따라서, 저항 소자(50)의 장착 구조는 도 4의 실시예와 같이 저항 소자(50)의 제3 전극(51) 부위는 제2 벤딩 박판(22)의 상부 영역에 접합되고, 제4 전극(52) 부위는 제2 벤딩 박판(22)의 상측 외부로 돌출된 구조로 구성될 수 있다.
또 다른 실시예로서, 저항 소자(50)의 제3 전극(51) 부위는 도 7의 실시예와 같이 제2 벤딩 박판(22)의 좌측 또는 우측 영역에 접합되고, 제4 전극(52)은 제2 벤딩 박판(22)의 좌측 또는 우측 외부로 돌출된 구조로 구성될 수 있다.
한편, 저항 소자(50)의 제3 전극(51)은 음(-)(또는 양(+)) 전극으로 구성되고, 상기 경우 제4 전극(52)은 양(+)(또는 음(-)) 전극으로 구성된다.
전술한 바와 같은 제1 엘이디 소자(40)와 저항 소자(50)의 장착 구조에 의해, 제1 엘이디 소자(40)와 저항 소자(50)는 순차 적층된 제1 벤딩 박판(12), 절연층(30), 제2 벤딩 박판(22)을 사이에 두고 상호 대향하는 구조로 구비되게 된다.
변형 실시예로서, 본 발명의 플렉서블 엘이디 어레이는 전술한 저항 소자(50)를 대체하여 해당 위치에 제2 엘이디 소자가 장착되게 구성할 수 있다.
상기 경우, 제2 엘이디 소자는 일면 상에 전술한 제3 전극(51)과 제4 전극(52)이 형성되어 있고, 상기 제3 전극(51)이 상기 제2 벤딩 박판(22)에 전기적으로 접속되게 제2 벤딩 박판(22) 상에 실장되는 제2 엘이디 소자로 구성할 수 있다.
이때, 제2 엘이디 소자는 제1 엘이디 소자(40)와 마찬가지로 표면 실장 방식의 엘이디 (SMD LED)로 구성되어, 제2 엘이디 소자의 일면 상에 면 타입의 전극 즉, 제3 전극(51) 및 제4 전극(52)이 구비된다.
그리고, 이처럼 제1 엘이디 소자(40)와 제2 엘이디 소자가 제1 벤딩 박판(12)과 제2 벤딩 박판(22)에 각각 장착되게 구성할 경우, 저항 소자(50)는 별도의 저항 소자(50) 1개로 구성하여, 병렬 구조로 연결되는 제1 및 제2 엘이디 소자의 분기 전 회로 상에 상기 1개의 저항 소자(50)를 연결하여 제한된 전류가 각 엘이디 소자로 공급될 수 있도록 구성할 수 있다.
본 발명의 접속재(60)는 제1 벤딩 박판(12)의 외부에 위치하고 있는 제1 엘이디 소자(40)의 제2 전극(42)과, 제2 벤딩 박판(22)의 외부에 위치하고 있는 저항 소자(50)의 제4 전극(52)을 상호 전기적으로 연결하는 전기 전도재를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 접속재(60)는 제1 엘이디 소자(40)의 제2 전극(42) 부위와 저항 소자(50)의 제4 전극(52) 부위 사이에 개재되어 제1 엘이디 소자(40)의 제2 전극(42) 부위와 저항 소자(50)의 제4 전극(52) 부위를 상호 부착시키면서 동시에 전기 전도 역할을 할 수 있는 전기 전도성 고착제 내지 접착제로 구성할 수 있으나, 반드시 이에 한정할 필요는 없다.
예컨대, 접속재(60)는 양면 상에 전도성 접착제가 도포된 금속 박판으로 구성하거나, 또는 접속재(60)를 생략하고 제1 엘이디 소자(40)의 제2 전극(42)과 저항 소자(50)의 제4 전극(52)이 상호 직접적으로 접촉 연결되게 구성할 수도 있다.
본 발명의 플렉서블 엘이디 어레이는 제1 전도성 박판(10), 제2 전도성 박판(20), 제1 엘이디 소자(40), 및 저항 소자(50) 중에서 선택된 적어도 어느 하나 이상은 그 외면 상에 절연성 박막 또는 절연성 코팅층이 더 형성될 수 있다.
이는 플렉서블 엘이디 어레이의 외부 노출 부위의 전기적 접촉에 의한 쇼트를 방지하기 위함이다. 바람직한 실시예에 따르면, 제1 전도성 박판(10), 제2 전도성 박판(20), 제1 엘이디 소자(40), 및 저항 소자(50) 모두를 그 대상으로 할 경우에는 각 구성(10,20,40,50)의 외부 노출면 상에 투명한 절연성 코팅층을 형성할 수 있고, 제1 전도성 박판(10)과 제2 전도성 박판(20)만을 그 대상으로 할 경우에는 해당 구성(10,20)의 외부 노출면 상에 투명 또는 불투명 상관없이 절연성 박막 또는 절연성 코팅층을 형성할 수 있다.
여기서, 투명한 절연성 코팅층은 실리콘 소재를 사용하는 것이 바람직하며, 절연성 박막은 알루미늄 질화막(AlN), BCB(Benzo Cyclo Butene)막, 실리콘질화막(SiN), 폴리이미드막 등과 같이 공지된 절연 박막 중에서 선택된 적어도 어느 하나로 구성할 수 있다.
이하에서는, 전술한 구성으로 이루어진 플렉서블 엘이디 어레이의 벤딩 동작 및 이를 활용한 엘이디(LED) 조명기구에 대해 설명하도록 한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 조명기구의 분해 사시도이고, 도 11은 도 10의 플렉서블 엘이디 어레이의 부분 확대도이고, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 조명기구의 사시도이다.
도 10 내지 도 12를 참조하면, 본 발명의 플렉서블 엘이디 어레이를 구비하는 엘이디 조명기구는 광을 출사하여 조명하는 광원모듈(100), 광원모듈(100)의 광 방사 방향의 조정을 위해 다수 개의 관절체(130)(예컨대, 볼조인트, 힌지 등)로 상호 연결되는 다수 개의 관절축(140), 및 상기 관절축(140)을 지지하는 받침판(150)을 포함한다.
본 발명의 플렉서블 엘이디 어레이는 전술한 구성 중 광원모듈(100)에 장착되는데, 이때 플렉서블 엘이디 어레이의 벤딩 성능에 의해 다양한 곡선 내지 곡면 형상의 광원모듈(100)을 자유롭고 용이하게 제작할 수 있게 된다.
도 10의 일 실시예에 따르면, 본 발명의 광원모듈(100)은 하부 케이싱(110), 한 쌍의 플렉서블 엘이디 어레이, 및 상부 케이싱(120)을 포함한다.
하부 케이싱(110)은 소정의 곡면 형상으로 휘어진 한 쌍의 플렉서블 엘이디 어레이(100a,100b)가 장착되는 구성으로서, 내부에는 한 쌍의 플렉서블 엘이디 어레이(100a,100b)를 수용할 수 있는 수용홈이 마련되어 있다.
그리고, 하부 케이싱(110)은 플렉서블 엘이디 어레이(100a,100b)에서 출사되는 광이 투과할 수 있도록 투명한 플라스틱 내지 유리 소재로 구성될 수 있다. 참고로, 도 10 실시예의 하부 케이싱(110)은 다수 개의 원형이 연속적으로 연결되어 있는 고리 형상으로 구성하였다.
상부 케이싱(120)은 하부 케이싱(110)의 수용홈을 덮어 수용홈 내에 안착되어 있는 플렉서블 엘이디 어레이(100a,100b)를 외부로부터 밀폐하는 구성이다. 따라서, 상부 케이싱(120)은 하부 케이싱(110)과 마찬가지로 다수 개의 원형이 연속적으로 연결되어 있는 고리 형상으로 구성될 수 있다.
플렉서블 엘이디 어레이는 동일한 형상으로 휘어진 플렉서블 엘이디 어레이 한 쌍(100a,100b)이 상호 대칭 구조로 구비된다.
구체적으로, 플렉서블 엘이디 어레이(100a,100b)는 도 11과 같이 제1 베이스 박판(11)과 제2 베이스 박판(21)이 1차적으로 수평 방향 벤딩되어 다수 개의 원호가 연속적으로 연결되어 있는 형상을 이루게 되고, 2차적으로 제1 벤딩 박판(12)과 제2 벤딩 박판(22)이 제1 베이스 박판(11)과 제2 베이스 박판(21) 각각에 대해 90°수직 방향으로 벤딩되어 엘이디광 방사 방향이 조명기구의 수직 하부(즉, 하부 케이스 측)로 향할 수 있도록 구성하였다.
전술한 바와 같이 두 번의 벤딩 동작을 통해 완성된 플렉서블 엘이디 어레이 한 쌍(100a,100b)을 상호 대칭 구조로 케이싱 내에 격납시킴으로써 도 12의 일 실시예와 같이 슬림하고 미려한 조명기구를 구성할 수 있게 된다.
결국, 종래 스트립 타입의 엘이디 어레이는 스트립 자체의 휘어짐 동작만 가능하였으나, 본 발명에 의하면 엘이디 소자가 부착 배열되는 스트립, 바, 또는 면체 자체의 휘어짐은 물론 이와 별개로 엘이디 소자 자체도 빛의 방사각도를 180°범위(θ1 또는 θ2)에서 선택적으로 조절가능한 구조인 바, 조명기구, 문자, 인테리어 기구에 장착되는 엘이디의 다양한 곡선 내지 곡면 형상을 용이하게 구현할 수 있게 되었다.
그리고, 제1 전도성 박판(10), 절연층(30), 제2 전도성 박판(20)이 순차 적층된 필름을 한번에 프레스 절단함으로써 +/_전극 형상과 중간의 절연체 삽입구조가 완성되고, 특히 인쇄 또는 전극 증착/노광/현상/에칭 등 고가의 전극패턴 형성 공정을 생략할 수 있는 바, 제품의 제조 원가를 절감하고 생산성을 향상시킬 수 있게 되었다.
상기에서 본 발명의 바람직한 실시예가 특정 용어들을 사용하여 설명 및 도시되었지만 그러한 용어는 오로지 본 발명을 명확히 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시예 및 기술된 용어는 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같이 변형된 실시예들은 본 발명의 사상 및 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명의 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.
10: 제1 전도성 박판 11: 제1 베이스 박판
12: 제1 벤딩 박판 20: 제2 전도성 박판
21: 제2 베이스 박판 22: 제2 벤딩 박판
30: 절연층 41: 제1 전극
42: 제2 전극 51: 제3 전극
52: 제4 전극 40: 제1 엘이디 소자
50: 저항 소자 60: 접속재
100: 광원모듈 110: 하부 케이싱
120: 상부 케이싱 130: 관절체
140: 관절축 150: 받침판

Claims (10)

  1. 도전성의 제1 베이스 박판과, 상기 제1 베이스 박판에 대해 상대적으로 벤딩 가능하게 형성되는 도전성의 제1 벤딩 박판으로 이루어진 제1 전도성 박판; 도전성의 제2 베이스 박판과, 상기 제2 베이스 박판에 대해 상대적으로 벤딩 가능하게 형성되는 도전성의 제2 벤딩 박판으로 이루어진 제2 전도성 박판; 상기 제1 전도성 박판과 상기 제2 전도성 박판 사이에 개재되는 절연층; 제1 전극과 제2 전극이 형성되어 있고, 상기 제1 전극이 상기 제1 벤딩 박판에 접속되게 상기 제1 벤딩 박판 상에 실장되는 제1 엘이디 소자; 및 제3 전극과 제4 전극이 형성되어 있고, 상기 제3 전극이 상기 제2 벤딩 박판에 접속되게 상기 제2 벤딩 박판 상에 실장되는 저항 소자;를 포함하고,
    상기 제1 베이스 박판과 상기 제1 벤딩 박판은 상호 전기적 연결된 하나의 면체로만 구성되고,
    상기 제2 베이스 박판과 상기 제2 벤딩 박판은 상호 전기적 연결된 하나의 면체로만 구성되어,
    상기 절연층 상에는 상기 제1,2 전도성 박판 외에는 어떠한 도전성 패턴도 형성되어 있지 않으며,
    상기 제2 전극은 상기 제1 벤딩 박판에 접촉되지 않고 상기 제1 벤딩 박판 외부에 위치하도록 구성되고,
    상기 제4 전극은 상기 제2 벤딩 박판에 접촉되지 않고 상기 제2 벤딩 박판 외부에 위치하도록 구성되어,
    상기 제2 전극과 상기 제4 전극은 상기 제1,2 벤딩 박판 외부에서 상호 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 엘이디 어레이.
  2. 제1 항에 있어서,
    스트립(strip) 또는 바(bar) 형상으로 형성되는 상기 제1 베이스 박판;
    상기 제1 베이스 박판의 모서리부에서 외측으로 연장되며 돌출되게 형성되어 절곡 구조로 벤딩되는 상기 제1 벤딩 박판;
    스트립(strip) 또는 바(bar) 형상으로 형성되는 상기 제2 베이스 박판;
    상기 제2 베이스 박판의 모서리부에서 외측으로 연장되며 돌출되게 형성되어 절곡 구조로 벤딩되는 상기 제2 벤딩 박판; 및
    상기 절연층을 사이에 두고 상호 대향하며 합착되는 상기 제1 벤딩 박판과 상기 제2 벤딩 박판으로 구성되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 엘이디 어레이.
  3. 제1 항에 있어서,
    면체 형상으로 형성되는 상기 제1 베이스 박판;
    상기 제1 베이스 박판의 일 영역을 절개하여 상기 절개 부위가 절곡 구조로 벤딩되는 상기 제1 벤딩 박판;
    면체 형상으로 형성되는 상기 제2 베이스 박판;
    상기 제2 베이스 박판의 일 영역을 절개하여 상기 절개 부위가 절곡 구조로 벤딩되는 상기 제2 벤딩 박판; 및
    상기 절연층을 사이에 두고 상호 대향하며 합착되는 상기 제1 벤딩 박판과 상기 제2 벤딩 박판으로 구성되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 엘이디 어레이.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 벤딩 박판과 상기 제2 벤딩 박판은 '∩'자형으로 절개되어, 상기 '∩'자형 절개 부위가 절곡 구조로 벤딩되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 엘이디 어레이.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 엘이디 소자와 상기 저항 소자 사이에 개재되어, 상기 제2 전극과 상기 제4 전극을 상호 전기적으로 연결하는 전기 전도성 접속재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 엘이디 어레이.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 벤딩 박판과 상기 제2 벤딩 박판은 다수 개로 형성되어, 다수 개의 상기 제1 엘이디 소자와 상기 저항 소자가 상기 제1 벤딩 박판과 상기 제2 벤딩 박판에 각각 하나씩 실장되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 엘이디 어레이.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 전도성 박판, 상기 제2 전도성 박판, 상기 제1 엘이디 소자, 및 상기 저항 소자 중에서 선택된 적어도 어느 하나 이상은 그 외면 상에 절연성 박막 또는 절연성 코팅층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플렉서블 엘이디 어레이.
  10. 엘이디 조명기구로서,
    제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 플렉서블 엘이디 어레이가 장착되어 있는 엘이디 조명기구.
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