KR200359158Y1

KR200359158Y1 - 발광 다이오드의 교체가 가능한 광발산 구조체

Info

Publication number: KR200359158Y1
Application number: KR20-2004-0012516U
Authority: KR
Inventors: 김진우
Original assignee: 김진우
Priority date: 2004-05-04
Filing date: 2004-05-04
Publication date: 2004-08-21

Abstract

본 고안은 발광 다이오드(LED)를 이용하여 빛을 발산하는 광발산 구조체에 관한 것으로, 특히 이러한 발광 다이오드(LED)의 교체가 가능한 광발산 구조체에 관한 것이다. 본 고안의 발광 다이오드를 이용하여 빛을 발산하는 광발산 구조체는, 상기 광발산 구조체의 외부형상을 형성하는 성형틀과, 상기 성형틀의 내부 바닥에 설치되는 회로기판과, 상기 회로기판 상에 상기 발광 다이오드를 결합하는 수단으로서, 상기 회로기판 상에 위치하며, 상기 발광 다이오드의 결합 및 분리를 가능하게 하는 다수의 결합수단과, 상기 다수의 결합수단에 결합되고 상기 다수의 결합수단으로부터 분리되는 다수의 발광 다이오드와, 상기 다수의 발광 다이오드의 빛이 반사되며, 대체로 상기 다수의 결합수단 만이 매립되도록 상기 성형틀 내부에 형성된 기저층을 구비한다. 본 고안에 의하면, 발광 다이오드의 연결작업이 용이한 발광 다이오드를 이용한 광발산 구조체에서 발광 다이오드의 수명이 다하거나, 파손 내지는 불량이 발생한 경우, 성형틀을 포함한 광발산 구조체 전체를 교체하지 않으면서 발광 다이오드만의 교체가 가능하다.

Description

발광 다이오드의 교체가 가능한 광발산 구조체 {LIGHT EFFUSING STRUCTURE WHERE LIGHT EMITTING DIODES ARE REPLACEABLE}

본 고안은 발광 다이오드(LED)를 이용하여 빛을 발산하는 광발산 구조체에 관한 것으로, 특히 이러한 발광 다이오드(LED)의 교체가 가능한 광발산 구조체에 관한 것이다.

발광 다이오드(LED)를 이용한 광발산 구조체는 발광 다이오드(LED)의 빛을 이용하여 의미있는 문자나 도형 등을 표시하도록 구성된 장치로서, 각종 표지판에 많이 사용된다. 종래의 발광 다이오드를 이용한 광발산 구조체는 발광 다이오드를 고정판에 삽입한 후 발광 다이오드 전면을 고정 캡(cap)으로 덮어 발광 다이오드를 고정하고 발광 다이오드로부터 전선을 빼내어 전자 제어판에 연결하는 구성이었다. 하지만, 이러한 종래의 구성은 다수의 발광 다이오드를 사용할 경우 여러 가지 문제점이 있다. 먼저, 제어판으로 연결되는 발광 다이오드의 전선이 거미줄 같이 너무 많으므로 작업이 불편하고 전기장치 부분에 많은 공간을 필요로 한다. 또한, 보호 캡(cap)으로 각 발광 다이오드 전면을 덮는다 하더라도 방수성이 보장되지 않으므로 누전의 위험성이 있으며 발광 다이오드와 고정판 사이의 고정상태가 양호하지 않아 발광 다이오드가 고정판으로부터 쉽게 이탈될 수 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 본 고안이 속하는 종래기술에서는 다수의 발광 다이오드를 그 리드를 통해 PCB(printed circuit board)와 같은 회로기판에 설치하고 이 회로기판을 광발산 구조체 내에 위치시킨 후, 합성수지를 광발산 구조체내부에 부어서 발광 다이오드를 매립하되, 그 리드 부분까지만 매립한 광발산 구조체를 제안하고 있다. 이러한 종래의 광발산 구조체는 발광 다이오드의 연결이 쉬워 작업성면에서 유리하고 발광 다이오드의 이탈방지 및 방수효과가 좋다는 장점이 있다.

그러나, 종래의 발광 다이오드를 이용한 광발산 구조체에서 발광 다이오드는 그 수명이 제한되어 있다. 또한, 발광 다이오드는 외부 충격이나 누수 등에 취약하여 파손 내지는 불량이 발생할 우려가 높다. 따라서, 전술한 종래의 발광 다이오드를 이용한 광발산 구조체에서 발광 다이오드의 수명이 다하거나, 파손 내지는 불량이 발생한 경우, 발광 다이오드의 교체를 할 필요성이 생긴다. 그러나, 전술한 종래의 발광 다이오드를 이용한 광발산 구조체에서는 수명이 다하거나 파손 내지는 불량이 발생한 발광 다이오드만의 교체가 불가능하고 성형틀을 포함한 광발산 구조체 전체를 교체하여야 하는 문제점이 있었다. 따라서, 종래의 발광 다이오드를 이용한 광발산 구조체는 발광 다이오드의 수명이 다하거나 파손 내지는 불량이 발생한 경우, 제품 전체의 교체가 요구되어 경제성 면에서 불리하고 사실상 표지판 또는 광고판 등에서의 상업적 이용을 곤란하게 하는 문제점이 있었다.

본 고안의 목적은 발광 다이오드의 연결작업이 용이한 발광 다이오드를 이용한 광발산 구조체를 제공하는 것으로서, 특히 수명이 다하거나 파손 내지는 불량이 발생한 발광 다이오드의 교체가 가능한 광발산 구조체를 제공하는 것이다.

도1은 본 고안에 따른 광발산 구조체의 제1실시예로서 일부를 절단하여 도시한 단면 사시도이다.

도2는 도1에 도시된 본 고안의 제1실시예의 발광 다이오드와 리셉터클의 결합관계를 도시하는 사시도로서, 발광 다이오드가 리셉터클로부터 분리가능하고 다시 결합될 수 있음을 나타내고 있다.

도3은 본 고안에 따른 광발산 구조체의 제2실시예로서 일부를 절단하여 도시한 단면 사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 광발산 구조체 20 : 성형틀

22 : 성형틀의 바닥 24 : 성형틀의 측벽

30 : 회로기판 40 : 기저층

50 : 리셉터클(receptacle) 52 : 리드 삽입구멍

54 : 리셉터클의 리드 56 : 리셉터클의 상부면

60 : 발광 다이오드 62 : 발광 다이오드의 리드

70 : 확산판

본 고안의 발광 다이오드를 이용하여 빛을 발산하는 광발산 구조체는,

상기 광발산 구조체의 외부형상을 형성하는 성형틀과,

상기 성형틀의 내부 바닥에 설치되는 회로기판과,

상기 회로기판 상에 상기 발광 다이오드를 결합하는 수단으로서, 상기 회로기판 상에 위치하며, 상기 발광 다이오드의 결합 및 분리를 가능하게 하는 다수의 결합수단과,

상기 다수의 결합수단에 결합되고 상기 다수의 결합수단으로부터 분리되는 다수의 발광 다이오드와,

상기 다수의 발광 다이오드의 빛이 반사되며, 대체로 상기 다수의 결합수단 만이 매립되도록 상기 성형틀 내부에 형성된 기저층을 구비한다.

본 고안의 광발산 구조체의 결합수단에는 발광 다이오드의 결합 및 분리를 위한 삽입구멍이 형성될 수 있다. 또한, 본 고안의 광발산 구조체의 발광 다이오드는 일측에 형성된 리드를 통해 상기 삽입구멍에 결합되거나 상기 삽입구멍으로부터 분리되는 것이 바람직하며, 이 경우 발광 다이오드의 리드와, 결합수단의 삽입구멍은 서로 기밀하게 결합되는 것이 바람직하다.

본 고안의 광발산 구조체의 결합수단의 삽입구멍의 내부는 비철금속 계통의 금속으로 도금처리되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 회로기판 상에 위치한 다수의 결합수단 중 일부의 결합수단 위에 다른 결합수단이 겹쳐서 설치될 수도 있다.

본 고안의 광발산 구조체는 누전이나 단락을 방지하기 위해 성형틀의 내부 바닥과 회로기판 사이에 개재된 절연층을 더 구비할 수 있다.

본 고안의 광발산 구조체의 기저층은 합성수지 재료 또는 성형용 페인트로 이루어지는 것이 바람직하며, 이 경우 기저층은 결합수단 만이 매립되도록 액상 재료를 부어 경화시켜 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 본 고안의 광발산 구조체는 상기 기저층 위에 도색된 반사 페인트층을 더 구비할 수 있다. 상기 기저층 형성에 사용되는 합성수지 재료로는 에폭시, 아크릴, PC, 우레탄, 또는 FRP가 바람직하다.

본 고안의 광발산 구조체는 발광 다이오드를 덮도록 성형틀 상부에 고정되는 확산판을 더 구비할 수 있다. 상기 확산판은 도광판, 또는 특수 확산판, 또는 폴리글래스(polyglass)로 이루어지는 것이 바람직하다.

한편, 본 고안의 광발산 구조체에서 사용되는 결합수단은 회로기판에 결합가능한 리셉터클이라면 어느 것이라도 사용가능하며, 소켓(socket) 또는 커넥터(connector)로서 불리는 리셉터클이 일반적으로 사용된다. 그러나, 본 고안의 광발산 구조체에서 사용되는 결합수단은 이러한 소켓 내지는 커넥터 형태의 것으로 제한되는 것이 아님을 밝혀둔다.

이하, 본 고안을 한정하지 아니하고 설명을 위한 예시로서 첨부된 도면을 참조하여 본 고안을 상세히 설명한다.

도1을 참조하면, 본 고안의 제1 실시예에 따른 광발산 구조체(10)는 광발산 구조체(10)의 외부형상을 형성하는 성형틀(20)과, 성형틀(20)의 내부 바닥에 위치하는 회로기판(30)과, 회로기판(30)에 끼워지는 리드(54)를 일측에 구비하며 대응하는 발광 다이오드(60)의 결합 및 분리를 가능하게 하는 다수의 리셉터클(50)과, 리셉터클(50)의 한 면에 형성된 삽입구멍(52)에 끼워지는 리드(62)를 일측에 구비하는 다수의 발광 다이오드(LED ; Light Emitting Diode)(60)와, 다수의 발광 다이오드(60)의 빛이 반사되며, 다수의 리셉터클(50) 만이 매립되도록 성형틀(20) 내부에 형성된 기저층(40)을 구비한다.

성형틀(20)은 표지판 또는 광고판의 내용을 이루는 문자나 도형의 외곽을 이루는 틀로서, 바닥(22)과 바닥(22)으로부터 연장된 측벽(24)을 구비한다. 성형틀(20)은 합성수지판, 금속판, 유리판, 목판, 석판 등의 다양한 재질로 사용목적에 맞게 제작될 수 있다. 다만, 성형틀(20)은 외부로 빛을 적게 통과시키거나 통과시키지 않는 반투명 혹은 불투명 재질인 것이 바람직하다.

회로기판(30)은 성형틀(20)의 바닥(22)에 놓인다. 회로기판(30)으로는 PCB(Printed Circuit Board; 인쇄회로기판)을 사용하는 것이 바람직하다. 그러나, 본 고안은 이에 제한되는 것이 아니다. PCB를 대신하여 다수의 리셉터클(50) 및 LED(60)의 설치가 가능하고 이들을 회로적으로 연결할 수 있는 판이라면 기타 절연판 등 어떠한 것도 회로기판으로 사용할 수 있으며 모듈(module)형태로 조립하여 사용할 수 있다. 한편, 성형틀(20) 내에 위치하고, 다수의 리셉터클(50) 및 LED(60) 등이 설치되어 있는 회로기판(30)은 그 양극 리드 및 음극 리드가 성형틀(20) 외부로 인출되어 있다(미도시). 바람직하기로는 회로기판(30) 아래에 절연시트를 놓거나 절연 코팅처리하여 회로기판(30)과 성형틀(20)의 바닥(22) 사이에 절연층(미도시)을 개재시킨다.

다수의 리셉터클(50)은 회로기판(30)에 끼워지는 리드(54)를 일측에 구비하며 이 리드(54)가 형성된 면의 반대쪽 면에는 대응하는 발광 다이오드(60)가 삽입되어 끼워지는 삽입구멍(52)이 형성되어 있다. 리셉터클의 리드(54)는 통상 리셉터클(50)의 아래쪽 면에 2개가 형성되어 있으며, 삽입구멍(52) 역시 이 삽입구멍(52)에 끼워지는 발광 다이오드(60)의 리드(62)의 개수가 통상 2개인 점을 감안하여 상기 리셉터클의 리드(54)가 형성된 면의 반대쪽 면에 2개가 형성되어 있다. 이 삽입구멍(52)의 내부는 녹이 스는 것을 방지하기 위해 백금과 같은 비철금속 계통의 금속으로 도금처리되어 있다. 이러한 백금에 의한 도금처리는 발광 다이오드(60)의 리드(62)를 리셉터클(50)의 삽입구멍(52)에 삽입하는 작업 도중에 상기 리드(62)가 땀이나 기타 이물질과 접촉된 경우 손쉽게 녹스는 점을 감안하여 이루어진 것으로서, 리셉터클(50)의 삽입구멍(52)의 백금도금에 의해 리드(62)가 녹스는 것이 상당히 방지된다. 이러한 리드(62)의 녹슬음 방지는 추후 발광 다이오드(60)의 수명이 다하거나 불량발생시 문제의 발광 다이오드(60)의 제거를 용이하게 하게 한다.

그리고, 다수의 리셉터클(50)은 그 리드(54)가 회로기판(30) 위에 일정한 간격으로 끼워져 회로기판(30)의 뒷면에서 남땜 등의 방법으로 고정된다. 추가로, 납땜 등에 의해 고정된 리셉터클(50) 위에 다른 리셉터클(50)이 겹쳐서 설치될 수 있는데, 상기 다른 리셉터클(50)의 리드(54)는 회로기판(30) 상에 고정된 리셉터클(50)의 삽입구멍(52)에 끼워져 고정된다. 이러한 리셉터클(50)의 추가 설치는 후술하는 기저층(40) 형성시 기저층의 수지가 수평으로 균일하게 경화되지 않는 문제점을 해결하는데 도움을 준다. 즉, 기저층(40)의 수지가 비교적 두껍게 형성되는 부분에는 리셉터클(50)을 추가 설치함으로써 이 리셉터클(50)의 삽입구멍(52)에 끼워지는 발광 다이오드(60)가 기저층(40)의 수지에 묻히게 되는것을 사전에 방지할 수 있다.

한편, 회로기판(30)에는 회로가 인쇄되어 있으므로 별도의 연결전선을 필요로 하지 않으나 필요에 따라 연결전선으로 회로를 연결할 수도 있다. 또한, 광발산 구조체(10)에서 요구되는 전압에 따라, 다수의 리셉터클(50) 및 발광 다이오드(60)는 직렬, 병렬 또는 직병렬로 연결될 수 있다. 한편, 전원은 목적에 맞게 직류전원, 혹은 교류전원을 선택하여 사용할 수 있다.

발광 다이오드(60)는 광발산 구조체(10)의 광원으로서, 대체로 원통형의 모양에 머리부분이 둥근 일반 발광 다이오드를 사용한다. 그러나, 본 고안은 이에 제한되는 것은 아니다. 발광 다이오드(60) 아래에는 2개의 리드(62)가 구비된다. 물의 침투 등을 방지하기 위하여, 발광 다이오드(60)의 리드(62)는 리셉터클(50)의 삽입구멍(52)의 깊이에 알맞게 절단된 후 삽입구멍(52)에 기밀하게 끼워져 삽입되어야 한다. 이때 발광 다이오드(60)의 리드(62)는 외부에서 보이지 않도록 삽입구멍(52)의 깊이에 꼭 맞게 삽입되어야 한다. 본 실시예의 발광 다이오드(60)는 리드(62)에 의해 리셉터클(50)의 삽입구멍(52)에 끼워지고 삽입구멍(52)으로부터 분리될 수 있어, 발광 다이오드(60)의 수명이 다하거나 파손 내지는 불량 발생시 성형틀을 포함한 광발산 구조체(10) 전체를 교체하지 않으면서도 수명이 다하거나 파손 내지는 불량이 발생한 발광 다이오드(60)만의 교체가 가능하다.

회로기판(30)으로부터 대략 리셉터클(50)의 상부면(56) 높이까지 형성된 기저층(40)은 발광 다이오드(60)에서 나오는 빛을 반사시켜 빛의 반사효과를 높이고, 리셉터클(50)의 리드(54)부분부터 대략 몸통 부분까지 감싸며 리셉터클(50)이 회로기판(30)에서 움직이지 않도록 고정하는 역할을 한다.

또한, 기저층(40)은 리셉터클(50) 주위와 회로기판(30)을 밀봉하여 물의 침투를 방지한다. 기저층(40)은 리셉터클(50)의 상부면(56)의 일부에 도달할 정도로 형성시키되, 리셉터클(50)의 삽입구멍(52)을 폐쇄시키지 않도록 상부면(56)의 가장자리 부분에만 형성시킨다. 기저층(40)을 리셉터클(50)의 상부면(56)의 가장자리 부분까지 형성시킴으로써 발광 다이오드(60)와 리셉터클(50)의 밀봉결합이 강화되어 물의 침투를 방지할 수 있다.

한편, 기저층(40)은 합성수지재료로 이루어진다. 기저층(40)은 액상의 합성수지재료를 대략 리셉터클(50)의 상부면(56) 높이까지 부은 후 합성수지를 자연경화 또는 가열경화시켜 성형한다. 바람직하기로는 회로기판(30)상에 설치된 리셉터클(50)의 삽입구멍(52)에 발광 다이오드의 리드(62)가 끼워져 결합된 상태에서, 합성수지를 대략 리셉터클(50)의 상부면(56) 높이까지 부은 후 자연경화 또는 가열경화시켜 기저층(40)을 성형한다. 이러한 성형방법에 의해 전술한 바와 같은 발광 다이오드(60)와 리셉터클(50)과의 밀봉결합이 강화된다. 이때, 기저층(40)의 재질로 사용될 수 있는 합성수지로는 성형용 에폭시, 아크릴, PC, 우레탄, FRP 등이다. 이러한 합성수지재료는 고온에서 경화되는 일액형(하나의 액체성형 후 로 등에서 고온경화)이나 상온에서 경화되는 2액형(두 액체를 섞어 상온에서 경화)이 사용될 수 있다. 또한, 투명합성수지 뿐만 아니라 색소가 혼합된 불투명 합성수지를 사용하여 필요한 색상을 연출할 수 있다. 경화된 합성수지 자체로 반사면을 형성할 수도 있는데 경화된 합성수지 위에 페인트를 도색하여 기저층을 구성하는 것이 바람직하다.

상기 실시예에서는 기저층을 합성수지로 성형하는 것으로 하였으나, 본 고안은 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 합성수지 대신 성형용 페인트(1mm 이상의 두께로 성형할 수 있음)를 부어 넣어 기저층을 성형하는 것도 가능한데, 상기 성형용 페인트로는 예를 들면 대한 페인트의 듀라탄 시리즈인 2액형(주제, 경화제) 무황변 페인트가 사용될 수 있다.

도3은 본 고안의 제2실시예로서, 광발산 구조체(10b)는 도1의 광발산 구조체(10)에서 발광 다이오드(60b) 상부에 위치하는 확산판(70)을 더 구비하는 것이다. 확산판(70)은 성형틀(20b)의 상부에 접착되거나 다른 수단으로 고정된다. 확산판(70)은 빛의 확산효과를 높이는 역할을 하는 것으로서, 예를 들면, 도광판, 특수 확산판, 혹은 폴리카보네이트나 아크릴을 원재료로 하는 폴리글래스(polyglass)를 사용할 수 있다. 본 실시예에서는 확산판으로서 폴리글래스를 사용하였으나, 본 고안은 이에 제한되는 것은 아니며, 반투명 유리판 등도 사용할 수 있다. 내부에 요철이 있거나 화학처리되어 빛을 산란할 수 있는 것이라면 어떤 판이든 확산판으로 사용하는 것이 가능하다. 각 구성의 상세는 도1의 실시예와 동일하므로 상세한 설명을 생략한다.

이상 본 고안을 첨부된 도면에 따라 설명하였으나, 본 고안은 첨부된 도면 및 개시된 실시예에 제한되는 것은 아니다. 당업자라면, 본 고안의 취지에 따라 수정 변경이 가능하며, 이러한 수정 변경 또한 본 고안의 범위에 속한다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

본 고안에 의하면, 발광 다이오드의 연결작업이 용이한 발광 다이오드를 이용한 광발산 구조체에서 발광 다이오드의 수명이 다하거나, 파손 내지는 불량이 발생한 경우 성형틀을 포함한 광발산 구조체 전체를 교체하지 않으면서 발광 다이오드만의 교체가 가능하다. 따라서, 본 고안은 종래의 광발산 구조체에 비해 경제성 면에서 유리하고 표지판 또는 광고판 등에서의 실용적인 적용이 가능한 장점이 있다.

Claims

발광 다이오드를 이용하여 빛을 발산하는 광발산 구조체에 있어서,

상기 광발산 구조체의 외부형상을 형성하는 성형틀과,

상기 성형틀의 내부 바닥에 설치되는 회로기판과,

상기 회로기판 상에 상기 발광 다이오드를 결합하는 수단으로서, 상기 회로기판 상에 위치하며, 상기 발광 다이오드의 결합 및 분리를 가능하게 하는 다수의 결합수단과,

상기 다수의 결합수단에 결합되고 상기 다수의 결합수단으로부터 분리되는 다수의 발광 다이오드와,

상기 다수의 발광 다이오드의 빛이 반사되며, 대체로 상기 다수의 결합수단 만이 매립되도록 상기 성형틀 내부에 형성된 기저층을 구비하는 광발산 구조체.
제1항에 있어서, 상기 결합수단에는 상기 발광 다이오드의 결합 및 분리를 위한 삽입구멍이 형성되어 있는 광발산 구조체.
제2항에 있어서, 상기 발광 다이오드는 일측에 형성된 리드를 통해 상기 삽입구멍에 결합되거나 상기 삽입구멍으로부터 분리되는 것을 특징으로 하는 광발산 구조체.
제3항에 있어서, 상기 발광 다이오드의 리드와, 상기 삽입구멍은 기밀하게 결합되는 것을 특징으로 하는 광발산 구조체.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 삽입구멍의 내부는 비철금속 계통의 금속으로 도금처리된 것을 특징으로 하는 광발산 구조체.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 회로기판 상에 위치한 상기 다수의 결합수단 중 일부의 결합수단 위에 다른 결합수단이 겹쳐서 설치되는 것을 특징으로 하는 광발산 구조체.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 성형틀의 내부 바닥과 상기 회로기판 사이에는 절연층이 개재되어 있는 광발산 구조체.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기저층은 합성수지 재료 또는 성형용 페인트로 이루어지며 상기 결합수단 만이 매립되도록 액상 재료를 부어 경화시켜 형성되는 광발산 구조체.
제8항에 있어서, 상기 기저층 위에 도색된 반사 페인트층을 더 구비하는 광발산 구조체.
제8항에 있어서, 상기 합성수지 재료로는 에폭시, 아크릴, PC, 우레탄, FRP 중 하나인 광발산 구조체.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발광 다이오드를 덮도록 상기 성형틀 상부에 고정되는 확산판을 더 구비하는 광발산 구조체.
제11항에 있어서, 상기 확산판은 도광판, 또는 특수 확산판, 또는 폴리글래스(polyglass)로 이루어진 광발산 구조체.