KR200329589Y1 - 인쇄회로기판과 ｌｅｄ모듈의 결합구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 다수의 발광다이오드(LED)를 일정한 간격으로 배열하고 직렬 형태의 회로를 구성하는 LED모듈과 인쇄회로기판(PCB)의 결합구조에 관한 것이다.

이같은 본 고안은, PCB의 모양 변형이 가능하도록 그 테두리면에 수직형태로 다수의 LED를 직렬로 배열시킨 LED모듈을 구성하므로서, LED모듈을 가지는 PCB의 모양 변형을 통해 원하는 형태의 발광체 및 발광면을 구현함은 물론, 발광체나 발광면의 휘도를 일정하게 조절하면서 그 발광특성에 의한 광고의 효과를 보다 극대화시킬 수 있도록 개선된 PCB와 LED모듈의 결합 구조를 제공한다.

Description

인쇄회로기판과 ＬＥＤ모듈의 결합구조{Combination structure of a LED and PCB}

본 고안은 다수의 발광다이오드(LED)를 일정한 간격으로 배열하고 직렬 형태의 회로를 구성하는 LED모듈과 인쇄회로기판(PCB)의 결합 구조에 관한 것으로서, 특히 PCB의 모양 변형이 가능하도록 그 테두리면에 다수의 LED를 수평상태로 직렬 배열시킨 LED모듈을 구성하여 원하는 형태(특히 곡선)의 발광체 및 발광면을 구현할 수 있도록 하는 PCB와 LED모듈의 결합 구조에 관한 것이다.

주지된 바와같이, LED모듈은 매트릭스 형태로 배열하여 문자나 도형은 물론 영상을 표현하는 전광판의 구성요소로 사용되었으나, 최근에는 LED의 발광 특성과 휘도 등이 개선되어 조명용으로도 그 사용이 가능하도록 하였다.

이러한 LED모듈은 직선으로 구성하거나 집합 또는 곡선형으로 배열한 후 그 점등이 이루어지도록 하므로서, 전력효율이 낮고 내구성이 부족한 램프 형태의 발광체(예; 네온싸인, 형광등, 백열등 등)가 가지는 문제점을 개선할 수 있는 장점을 가지고 있었다.

그러나, 종래 발광체에 적용되는 LED모듈의 경우 단위 모듈의 크기에 의해 구성되는 관계로, 다양한 모양의 구현이 필요로 하는 발광체에는 그 사용이 극히제한적일수밖에 없었다.

일예로, 다수의 LED가 직렬 배열된 LED모듈을 PCB의 평면상에 배열한 LED발광 표시기구(특허출원번호 제 1999-57301 호, 이하 선행기술 이라함)의 경우 도 1에 도시된 바와같이,

그 LED발광 표시기구는 내부에 PCB(1)가 제공되고, 상기 PCB(1)의 상면에는 적어도 하나 이상의 LED(2)가 LED가이드(3)에 의해 견고하게 부착되며, 상기 PCB(1)의 양측 저면에는 전류의 인출을 위한 전선(4)이 통전 가능하게 접속되고, 상기 전선(4)의 양단에는 커넥터(5) 및 플러그(6)가 접속 구비되도록 하는 한편, 상기 PCB(1)와 LED(2)의 외부는 충격흡수 및 다양한 발광색을 갖도록 하기 위해 고장력 합성섬유층(7)이 몰딩되도록 구성하였다.

그러나, 상기 선행기술의 경우는, PCB(1)의 평면에 다수의 LED(2)가 수직으로 직선 배열되어 있는 관계로, 상기 PCB(1)는 구부러지거나 휘어짐과 같은 모양 변형이 직렬 배열된 다수 LED(2)에 의해 제약을 받았으며, 이로인하여 상기의 선행기술에서는 LED모듈을 이용한 곡선형태의 발광체를 구현하지는 못하였다.

아울러, 상기의 설명과 같이 다수의 LED(2)가 직렬 배열된 PCB(1)의 모양이 직선형태로 제작되는 경우, 상기 다수의 LED(2)의 발광이 이루어질 때 그 휘도를 일정하게 조절하지 못하면서 상기 LED모듈을 통한 원하는 광고 효과를 창출하지는 못하였다.

즉, 상기의 선행기술은 PCB(1)를 통해 곡선형태의 발광체나 발광면을 구성하기 위해서는 LED모듈을 절단해야 하는 작업이 필요하였고, 이러한 절단이 이루어지는 경우에는 그 휘어짐에 따른 곡선의 불규칙하게 이루어지면서 서로 접해지는 LED(2)의 특정부분이 불연속면을 유지할수밖에 없었으며, 이는 곧 LED모듈의 점등이 이루어질 때 그 밝기를 일정하게 유지하지 못하는 단점으로 작용하였다.

그리고, 상기의 선행기술은 다양한 곡선형태로 휘어짐이 발생하더라도 그 곡선형태가 일정하게 유지되지는 못하였다.

따라서, 본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 본 고안은, 인쇄회로기판(PCB)의 모양 변형이 가능하도록 그 테두리면에 수직형태로 다수의 LED를 직렬로 배열시킨 LED모듈을 구성하므로서, LED모듈을 가지는 PCB의 모양 변형을 통해 원하는 형태의 발광체 및 발광면을 구현함은 물론, 발광체나 발광면의 휘도를 일정하게 조절하면서 그 발광특성에 의한 광고의 효과를 보다 극대화시킬 수 있도록 하는 PCB와 LED모듈의 결합 구조를 제공하려는 것이다.

도 1은 종래 LED발광 표시기구의 구조를 보인 사시도.

도 2는 본 고안의 일실시예로 PCB와 LED모듈의 결합구조를 보인 정면도.

도 3은 본 고안의 일실시예로 LED모듈이 결합된 PCB를 ㅛ자형을 이루는 고정대로 고정시킨 상태의 평면도.

도 4는 본 고안의 일실시예로 PCB와 ㅛ자형을 이루는 고정대의 결합상태를 보인 단면도.

도 5는 본 고안에 적용된 LED모듈의 점등 제어 회로도를 보인 제 1 예시도.

도 6은 본 고안에 적용된 LED모듈의 점등 제어 회로도를 보인 제 2 예시도.

도 7은 본 고안의 다른실시예로 LED모듈이 결합된 PCB를 L자형을 이루는 고정대로 고정시킨 상태의 평면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10; PCB 11; LED

20; LED고정홀더 30,30'; 고정대

40; 고정구멍 12; AC용 전원커넥터

13; DC용 전원커넥터이며 14; AC 및 DC 겸용의 전원커넥터

15; 정류회로 50; 트랜스포머

60; 브리지 다이오드 70; 점등제어 전용IC

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

도 2는 본 고안의 일실시예로 PCB와 LED모듈의 결합구조를 보인 정면도이고, 도 3은 본 고안의 일실시예로 LED모듈이 결합된 PCB를 고정대로 고정시킨 상태의 평면도이며, 도 4는 본 고안의 일실시예로 PCB와 고정대의 결합상태를 보인 단면도 이다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와같이, 다수의 LED(11)를 직렬 배열하여 모듈단위의 회로를 구성하는 통상의 PCB(10)에 있어서,

상기 PCB(10)는 수직상태에서 그 모양이 원하는 형태로 휘어질 수 있도록 0.6∼0.8㎜의 두께로 설계하고,

상기 PCB(10)의 테두리면에는 그 PCB(10)가 원하는 형태로 휘어지면서 곡선형태의 발광체를 이루도록 다수의 LED(11)가 삽입 고정되는 2핀 헤더의 LED고정홀더(20)를 다수 배열함을 특징으로 한다.

다른 일면에 따라, 원하는 곡선형태로 휘어진 PCB(10)의 평면 고정은, L자나 ㅛ자 모양의 고정대(30)로 거치되어 이루어짐을 특징으로 한다.

여기서, 상기 PCB(10)와 고정대(30)는 체결수단으로서 볼트(41)와 너트(42)를 통해 그 거치 고정이 견고하게 이루어지도록 평면상에 고정구멍(40)을 각각 형성하였다.

이하, 미설명된 도면부호 12,13,14,15는 PCB(10)의 평면상에 인쇄되는 구성요소들로서, 12는 AC용 전원커넥터이고, 13은 DC용 전원커넥터이며, 14는 AC 및 DC 겸용의 전원커넥터이고, 15는 정류회로를 도시하고 있다.

이와같이 구성된 본 고안의 일실시예에 대한 작용을 첨부된 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 3에 도시된 바와같이 PCB(10)는 수직상태에서 그 모양이 원하는 형태로 휘어질 수 있도록 0.6∼0.8㎜의 두께로 설계한 후, 상기 PCB(10)를 수직으로 세워 놓은 상태에서 그 테두리면으로 다수의 LED(11)를 부착한다.

즉, 도 2에 도시된 바와같이, 상기 PCB(10)의 테두리면에는 그 PCB(10)가 원하는 형태로 휘어지면서 곡선형태의 발광체를 이루도록 2핀 헤더를 가지는 LED고정홀더(20)를 다수 배열하여 둔다.

이후, 상기 다수의 LED고정홀더(20)에 각각 LED(11)를 삽입 고정한 후, 상기 PCB(10)를 원하는 곡선모양으로 휘어지게 한다.

그리고, 상기 PCB(10)가 설치될 구조물(예; 광고판)내의 평면상에 L자나 ㅛ자 모양의 고정대(30)를 곡선형태로 다수 설치한 후, 그 고정대(30)에 상기의 PCB(10)를 거치시킨다.

이때, 도 4에 도시된 바와같이, 상기 PCB(10)와 고정대(30)에는 각각 고정구멍(40)이 형성되어 있는 바, 상기의 고정구멍(40)으로 볼트(41)를 체결한 후 그 볼트(41)의 끝단을 너트(42)로 고정한다.

그러면, 상기 PCB(10)는 고정대(30)에 의해 견고한 거치 고정상태를 유지하게 되고, 이에따라 상기 구조물내에서는 곡선모양의 발광체가 형성될 수 있게 되는 것이다.

여기서, 도 7은 LED모듈이 결합된 PCB(10)를 L자형을 이루는 고정대(30')로 고정시킨 상태의 도면으로서, 그 작용은 상기의 설명에서와 동일하므로 중복되는 설명을 생략하였다.

한편, 상기와 같이 구조물내에 형성된 곡선모양의 발광체는 도 5 및 도 6의 점등 제어회로에 의해 그 점등이 제어되도록 하였다.

즉, 도 5의 점등 제어회로는, AC 110V 또는 220V의 전원을 입력받아 AC 12∼36V의 출력을 만들기 위한 트랜스포머(50)를 사용함은 물론, 상기트랜스포머(50)의 2차 교류 출력을 직류로 변환하기 위해 브리지 다이오드(60)를 사용한 것을 도시하고 있다.

따라서, 상기 브리지 다이오드(60)에 의해 맥류가 포함된 직류전류가 다수의 LED(11)에 공급되는 경우, 상기 LED(11)의 순방향 전압특성에 의해 단위모듈에 사용되는 LED(11)의 개수에 따라 트랜스포머(50)의 2차 출력과 정격전압이 정해진다.

아울러, 상기 다수의 LED(11)로 이루어진 LED모듈은 PCB(10)에 형성된 AC용 전원커넥터(12)나 AC 및 DC용 전원커넥터(14)에 연결되면서 정류회로(15)를 통해 그 점등이 제어될 수 있게 되는 것이다.

한편, 도 6의 점등 제어회로는, 정류회로(15)를 사용하지 않고 110V 및 220V의 교류입력을 받아 LED(11)를 점등 제어하도록 직류특성의 순방향 전압을 생성하는 점등제어 전용IC(70)를 이용하는 것을 도시하고 있으며, 이러한 점등 제어방식으로 부터 도 6의 점등 제어회로는 1개 이상에서 35개까지의 LED(11)를 점등제어할 수 있게 되는 것이다.

따라서, 도 6의 점등 제어회로는 전압강하용 트랜스포머(50)가 필요하지 않게 되며, 이에따라 간판과 같은 광고판을 제작하는 경우 작업성이 편리함은 물론, 전기배선의 비용 절감과 그 안전도를 개선할 수 있는 특징을 갖게 된다.

이와 같이 본 고안은 상기 도 5 및 도 6의 점등제어회로에 의해 곡선형태로휘어진 발광체의 LED(11)를 보다 효과적으로 제어할 수 있는 것이다.

이상에서 설명한 바와같이 본 고안 PCB와 LED모듈의 결합구조는 인쇄회로기판(PCB)의 모양 변형이 가능하도록 그 테두리면에 수직형태로 다수의 LED를 직렬로 배열시킨 LED모듈을 구성하므로서, LED모듈을 가지는 PCB의 모양 변형을 통해 원하는 형태의 발광체 및 발광면을 구현함은 물론, 발광체나 발광면의 휘도를 일정하게 조절하면서 그 발광특성에 의한 광고의 효과를 보다 극대화시키는 특징을 갖는다.

본 고안은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

Claims (3)

1. 다수의 LED를 직렬 배열하여 모듈단위의 회로를 구성하는 통상의 PCB(10)에 있어서,

   상기 PCB는 수직상태에서 그 모양이 원하는 형태로 휘어질 수 있도록 0.6∼0.8㎜의 두께로 설계하고,

   상기 PCB의 테두리면에는 그 PCB가 원하는 형태로 휘어지면서 곡선형태의 발광체를 이루도록 다수의 LED가 삽입 고정되는 2핀 헤더의 LED고정홀더를 다수 배열함을 특징으로 하는 PCB와 LED모듈의 결합구조.
2. 제 1 항에 있어서, 원하는 곡선형태로 휘어진 PCB의 평면 고정은, L자나 ㅛ자 모양의 고정대로 거치되어 이루어짐을 특징으로 하는 PCB와 LED모듈의 결합구조.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 LED모듈의 점등제어는, 직류특성의 순방향 전압을 생성하는 점등제어 전용IC에 의해 이루어짐을 특징으로 하는 PCB와 LED모듈의 결합구조.