KR20090010816A - 발광다이오드 조명장치 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
발광다이오드 조명장치 및 그 제조방법이 개시된다. 본 발명에 따른 발광다이오드 조명장치는, 발광다이오드 패키지, 가장자리를 따라 소정 너비의 골이 형성되며 그 상면에 발광다이오드 패키지가 장착되고 가장자리의 적어도 일측에 상기 발광다이오드 패키지에 연결되는 전선을 고정하기 위한 전선유입용 홈이 형성된 바디 케이스, 및 바디 케이스를 덮도록 형성되며 바디 케이스의 골에 대응하는 위치에 돌기를 구비하는 캡 케이스를 포함한다.
발광다이오드, 조명장치, 골, 돌기, 볼록렌즈, 방수 실리콘, UV 에폭시
Description
본 발명은 발광다이오드 조명장치 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상 세하게는 방수효과를 높일 수 있으며, 발광다이오드 패키지의 교체를 용이하게 할 수 있는 발광다이오드 조명장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 발광 다이오드(LED)(Light Emitting Diode)는 반도체의 p-n 접합구조를 이용하여 주입된 소수캐리어(전자 또는 정공)를 만들어내고, 이들의 재결합(再結合)에 의하여 빛을 방출시키는 전자 부품이다. 즉, 발광 다이오드는 전기를 통해주면 전자가 에너지준위가 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하면서 특정한 파장의 빛을 방출하는 화합물 반도체를 이용하여 만들어진 소자이다. 이와 같은 발광 다이오드는 저전압으로 고효율의 광을 조사할 수 있으므로 가전제품, 전광판, 디스플레이 등의 전자기기에 널리 사용된다.
발광 다이오드 칩을 이용하는 광원 시스템은, 사용하고자 하는 용도에 따라 빛을 방출하는 발광 다이오드 칩을 여러 형태의 패키지에 실장하여 형성된다. 특히, 정보 통신기기의 소형화, 슬림화 추세에 따라 기기의 각종 부품인 저항, 콘덴서, 노이즈 필터 등은 더욱 소형화되고 있으며, 그에 따라 발광 다이오드 패키지도 인쇄회로기판(PCB)(Printed Circuit Board)에 발광 다이오드를 직접 장착하기 위하여 표면실장소자(SMD)(Surface Mount Device)형으로 만들어지고 있다.
그런데, 상기와 같이 표면실장 소자형으로 제조된 발광다이오드 조명장치는 야외에 설치되는 경우가 많으며, 따라서 우천 시에 빗물 등이 발광다이오드 조명장치의 내부로 침수되어 발광다이오드 패키지를 훼손시킬 염려가 있다.
또한, 일반적인 발광다이오드 조명장치의 발광다이오드 패키지는 여러 개의 발광다이오드가 직렬 또는 병렬로 연결되며, 그와 같은 발광다이오드 패키지는 케이스에 일체화되어 형성되는 것이 일반적이기 때문에, 어느 하나의 발광다이오드가 파손된 경우에 발광다이오드 조명장치 전체를 교체하여야 하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 방수효과를 높이며, 직렬 또는 병렬로 연결된 복수의 발광다이오드 패키지 중 파손된 발광다이오드만의 교체가 용이한 발광다이오드 조명장치 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 발광다이오드 조명장치는, 발광다이오드 패키지; 가장자리를 따라 소정 너비의 골이 형성되며, 상면에 상기 발광다이오드 패키지가 장착되고, 상기 가장자리의 적어도 일측에 상기 발광다이오드 패키지에 연결되는 전선을 고정하기 위한 전선유입용 홈이 형성된 바디 케이스; 및 상기 바디 케이스를 덮도록 형성되며, 상기 바디 케이스의 골에 대응하는 위치에 상기 골에 삽입되는 돌기를 구비하는 캡 케이스를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 캡 케이스는, 상기 바디 케이스의 상면에 장착된 상기 발광다이오드 패키지에 대응하는 위치에 볼록렌즈가 마련될 수 있다.
여기서, 상기 발광다이오드 조명장치는 상기 바디 케이스의 골에 방수 실리콘이 충진되며, 상기 바디 케이스의 골에 상기 캡 케이스의 돌기를 압입하고 상기 방수 실리콘을 굳혀 상기 바디 케이스와 상기 캡 케이스를 결합시키는 것이 바람직하다.
또한, 상기 볼록렌즈는 상기 발광다이오드 패키지에 대향하여 평평하게 형성된 바닥면, 상기 바닥면과 소정의 내측각도를 이루도록 형성된 제1 측면, 및 상기 제1 측면과 소정의 내측각도를 이루며 상기 볼록렌즈의 구면과 인접하게 형성된 제2 측면을 구비하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 볼록렌즈의 상기 바닥면과 상기 제1 측면의 내측각도는 100° 내지 115°를 이루도록 구현되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 볼록렌즈의 상기 제1 측면과 상기 제2 측면의 내측각도는 155°내지 170°를 이루도록 구현되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 볼록렌즈의 구면은 수평면을 기준으로 40°내지 50°의 내측각도를 이루도록 구현되는 것이 바람직하다.
한편, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 발광다이오드 조명장치는, 가장자리를 따라 소정 너비의 골이 형성되며, 상기 가장자리의 적어도 일측에 전선유입용 홈이 형성된 바디 케이스에 발광다이오드 패키지를 장착하는 단계; 상기 전선유입용 홈을 통하여 상기 발광다이오드 패키지에 전선을 연결한 후, 상기 바디 케이스의 골에 UV에폭시를 충진하는 단계; 및 캡 케이스에 형성된 돌기가 상 기 바디 케이스의 상기 골에 압입되도록, 상기 캡 케이스를 상기 바디 케이스에 덮어 결합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 조명장치의 제조방법을 제공한다.
바람직하게는, 상기 캡 케이스에는 상기 바디 케이스에 장착된 상기 발광다이오드 패키지의 위치에 대응하여 볼록렌즈가 형성된다.
여기서, 상기의 발광다이오드 조명장치의 제조방법은, 상기 캡 케이스에 형성된 상기 전선유입용 홈에 대응하는 홈에 UV에폭시를 충진하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기의 발광다이오드 조명장치의 제조방법은, UV 조사기를 이용하여 10초 내지 25초 동안 자외선을 조사하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
이로써, 본 발명에 따른 발광다이오드 조명장치 및 그 제조방법은, 방수효과를 높일 수 있으며, 직렬 또는 병렬로 연결된 복수의 발광다이오드 패키지 중 파손된 발광다이오드만의 교체가 용이하게 된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 발광다이오드 조명장치 및 그 제조방법을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 발광다이오드 조명장치의 단면을 개략적으로 도시한 도면이며, 도 2는 도 1의 발광다이오드 조명장치의 평면을 개략적으로 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 발광다이오드 조명장치는 바디 케이스(10), 발광다이오드 패키지(20), 및 캡 케이스(30)를 구비한다.
바디 케이스(10)에는 가장자리를 따라 소정 너비의 골(11)이 형성되며, 그 상면에 발광다이오드 패키지(20)가 장착되고, 가장자리의 적어도 일 측에는 발광다이오드 패키지(20)에 연결되는 전선을 고정하기 위한 전선유입용 홈(13)이 형성된다.
캡 케이스(30)는 바디 케이스(10)를 덮도록 바디 케이스(10)에 대응하는 형상으로 형성되며, 바디 케이스(10)의 골에 대응하는 위치에 그 골에 삽입되는 돌기(32)를 구비한다.
또한, 캡 케이스(30)는 상면으로 발광되는 빛의 광도를 향상시키기 위하여, 바디 케이스(10)의 상면에 장착된 발광다이오드 패키지(20)에 대응하는 위치에 볼록렌즈(34)가 마련될 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 발광다이오드 조명장치에 적용되는 볼록렌즈의 형상을 설명하기 위해 도시된 도면이다. 도면을 참조하면, 캡 케이스(30)에 마련되는 볼록렌즈(34)는 발광다이오드 패키지에 대향하여 평평하게 형성된 바닥면, 그 바닥면과 소정의 내측각도를 이루도록 형성된 제1 측면, 및 제1 측면과 소정의 내측각도를 이루며 볼록렌즈(34)의 구면과 인접하여 형성된 제2 측면을 구비한다. 이것 은, 백색 발광다이오드의 경우에 일반적인 볼록렌즈를 투과하게 되면 발생하게 되는 엘로우(yellow) 형광체의 색 분리 현상을 제거하기 위한 것이다.
이때, 볼록렌즈(34)의 바닥면과 제1 측면의 내측각도는 100°내지 115°로 구현되는 것이 바람직하며, 제1 측면과 제2 측면의 내측각도는 155°내지 170°로 구현되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 볼록렌즈의 구면은 수평면을 기준으로 40°내지 50°의 내측각도를 이루도록 구현되는 것이 바람직하다.
상기와 같은 볼록렌즈(34)의 형상에 의하여, 렌즈가 없는 경우에 비하여 30% 내지 40%의 상면 발광 빛 광도가 향상되었으며, 일반적인 볼록렌즈를 투과한 백색 다이오드의 발광 빛에 의해 노출된 사물의 표면에 생성되었던 노란 원형의 띠가 제거되었다.
도 4 내지 도 9는 본 발명에 따른 발광다이오드 조명장치의 제조방법을 순차적으로 나타낸 도면이다. 도면을 참조하여 본 발명에 따른 발광다이오드 조명장치의 제조방법을 상세하게 설명한다.
바디 케이스(10)의 상면의 가장자리에는 소정 너비의 골(11)이 형성되며, 그 내측에 도 4에 도시한 바와 같이 발광다이오드 패키지(20)를 장착한다. 이때, 바디 케이스(10)의 상면에 장착된 발광다이오드 패키지(20)가 유동하는 것을 방지하기 위하여 바디 케이스(10)에는 장착 돌기(12)가 형성될 수 있으며, 발광다이오드 패키지(20)에는 그 장착 돌기(12)를 삽입하기 위한 고정용 홀(22)이 형성될 수 있다. 이 경우, 바디 케이스(10)의 상면에 장착된 발광다이오드 패키지(20)가 하측 방향 으로 휘어지는 것을 방지하기 위하여, 장착 돌기(12)는 일정한 높이로 발광다이오드 패키지(20)를 지지하도록 구현되는 것이 바람직하다. 또한, 발광다이오드 패키지(20)에 연결된 전원공급용 전선(도시하지 않음)은 바디 케이스(10)의 일 측에 형성된 전선유입용 홈(13 : 도 2 참조)에 끼워져 고정되는 것이 바람직하다.
바디 케이스(10)의 상면에 발광다이오드 패키지(20)가 장착되면, 도 5에 도시한 바와 같이 바디 케이스(10)의 상면에 형성된 골에 방수 실리콘(40)을 충진한다. 이때, 바디 케이스(10)의 골에 충진되는 방수 실리콘(40)으로 UV 에폭시가 사용되는 것이 바람직하다. 이 경우, 바디 케이스(10)의 골(11)에 도포된 방수 실리콘(40)이 캡 케이스(30)와 결합할 때 밖으로 넘쳐흐르지 않도록 않고 안쪽으로 흘러 들어가도록 하기 위하여, 바디 케이스(10)의 골(11)의 형상은 안쪽이 바깥쪽보다 낮게 형성되는 것이 바람직하다.
캡 케이스(30)는 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 발광다이오드 패키지(20)를 덮도록 바디 케이스(10)와 결합한다. 이때, 캡 케이스(30)에 형성된 돌기(32)는 바디 케이스(10)에 형성된 골(11)에 압입되며, 바디 케이스(10)의 골(11)에 압입되는 캡 케이스(30)의 돌기(32)에 의해 방수 실리콘(40)은 골(11) 내부에 전체적으로 채워진다.
한편, 캡 케이스(30)는 발광다이오드 패키지(20)의 발광다이오드에 대응하는 위치에 볼록렌즈(34)를 구비하며, 캡 케이스(30)의 중앙부 또는 볼록렌즈(34)의 사이사이에는 고정용 돌기(36)가 마련될 수 있다. 이 고정용 돌기(36)는 바디 케이스(10)에 결합된 캡 케이스(30)의 볼록렌즈(34)가 발광다이오드 패키지(20)와 일정 거리 이격될 수 있도록 한다. 이때, 볼록렌즈(34)의 바닥면과 발광다이오드 패키지(20)는 1mm 내지 2mm 정도로 이격되는 것이 바람직하다.
또한, 캡 케이스(30)는 바디 케이스(10)의 전선유입용 홈(13)과 맞물려 발광다이오드 패키지(20)에 연결되는 전선을 고정할 수 있도록, 전선유입용 홈(13)에 대응하는 전선유입용 돌출부 또는 전선유입용 홈을 구비할 수 있다.
바디 케이스(10)에 캡 케이스(30)를 결합한 후에는 전선유입용 홈(13) 주위, 및 바디 케이스(10)와 캡 케이스(30)의 접촉부위에 방수 실리콘이 추가적으로 도포되는 것이 바람직하다. 여기서, 방수 실리콘은 상술한 바와 마찬가지로 UV 에폭시를 사용하는 것이 바람직하다.
UV 에폭시가 도포된 후, 바디 케이스(10)에 캡 케이스(30)가 결합된 발광다이오드 조명장치는 도 8에 도시한 바와 같이, UV 조사기(50)에 의해 10초 내지 25초 동안 자외선이 조사된다.
바람직하게는, 상술한 바와 같이 발광다이오드 조명장치를 정립 상태로 두고 자외선을 조사한 후, 도 9에 도시한 바와 같이 발광다이오드 조명장치를 뒤집어 역립 상태로 두고 10초 내지 25초 동안 재차 자외선을 조사한다.
UV 조사기(50)에 의한 자외선의 조사에 의해 발광다이오드 조명장치에 도포된 UV 에폭시는 완전하게 경화되며, 이로써 발광다이오드 조명장치의 내부로 빗물 등이 유입하여 발광다이오드 패키지를 훼손시키는 것을 방지할 수 있게 된다.
또한, 발광다이오드 조명장치가 고장난 경우에 발광다이오드 조명장치의 케이스만을 파손시키고 고장난 발광다이오드만 교체하는 것이 간단하기 때문에, 발광 다이오드 조명장치의 수리가 용이하게 이루어질 수 있게 된다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해서 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
본 발명에 따른 발광다이오드 조명장치의 결합구조를 통하여, 발광다이오드 조명장치가 외부에 설치되는 경우에도 빗물 등이 내부로 유입되는 것을 방지하여 발광다이오드 조명장치의 수명을 연장시킬 수 있게 된다.
또한, 발광다이오드 조명장치가 고장이 난 경우, 그 케이스만을 파손하여 간단히 발광다이오드를 교체하거나 수리할 수 있기 때문에, 발광다이오드 조명장치의 고장수리 작업이 간단하게 된다.
또한, 발광다이오드 조명장치의 볼록렌즈를 통하여 발광된 빛의 집광을 효율적으로 할 수 있을 뿐만 아니라, 백색 발광다이오드에 의해 발광된 빛이 볼록렌즈를 통하면서 발생되는 노란 띠의 모양을 제거하여 조명 효과를 높일 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 발광다이오드 조명장치의 단면을 개략적으로 도시한 도면,
도 2는 도 1의 발광다이오드 조명장치의 평면을 개략적으로 도시한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 발광다이오드 조명장치에 적용되는 볼록렌즈의 형상을 설명하기 위해 도시된 도면, 그리고
도 4 내지 도 9는 본 발명에 따른 발광다이오드 조명장치의 제조방법을 단계적으로 나타낸 도면이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 바디 케이스 11 : 골
12 : 장착 돌기 13 : 전선유입용 홈
20 : 발광다이오드 패키지 22 : 고정용 홀
30 : 캡 케이스 32 : 돌기
34 : 볼록렌즈
Claims (12)
- 발광다이오드 패키지;가장자리를 따라 소정 너비의 골이 형성되며, 상면에 상기 발광다이오드 패키지가 장착되고, 상기 가장자리의 적어도 일측에 상기 발광다이오드 패키지에 연결되는 전선을 고정하기 위한 전선유입용 홈이 형성된 바디 케이스; 및상기 바디 케이스를 덮도록 형성되며, 상기 바디 케이스의 골에 대응하는 위치에 상기 골에 삽입되는 돌기를 구비하는 캡 케이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 조명장치.
- 제 1항에 있어서,상기 캡 케이스는, 상기 바디 케이스의 상면에 장착된 상기 발광다이오드 패키지에 대응하는 위치에 볼록렌즈가 형성된 것을 특징으로 하는 발광다이오드 조명장치.
- 제 1항에 있어서,상기 바디 케이스의 골에 방수 실리콘이 충진되며, 상기 바디 케이스의 골에 상기 캡 케이스의 돌기를 압입하고 상기 방수 실리콘을 굳혀 상기 바디 케이스와 상기 캡 케이스를 결합시키는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 조명장치.
- 제 3항에 있어서,상기 바디 케이스와 상기 캡 케이스를 결합시킬 때 상기 방수 실리콘이 바깥쪽으로 넘쳐흐르는 것을 방지하기 위하여, 상기 바디 케이스의 골의 내측이 외측보다 낮게 형성되는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 조명장치.
- 제 2항에 있어서,상기 볼록렌즈는 상기 발광다이오드 패키지에 대향하여 평평하게 형성된 바닥면, 상기 바닥면과 소정의 내측각도를 이루도록 형성된 제1 측면, 및 상기 제1 측면과 소정의 내측각도를 이루며 상기 볼록렌즈의 구면과 인접하게 형성된 제2 측면을 구비하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 조명장치.
- 제 5항에 있어서,상기 볼록렌즈의 상기 바닥면과 상기 제1 측면의 내측각도는 100° 내지 115°인 것을 특징으로 하는 발광다이오드 조명장치.
- 제 5항에 있어서,상기 볼록렌즈의 상기 제1 측면과 상기 제2 측면의 내측각도는 155°내지 170°인 것을 특징으로 하는 발광다이오드 조명장치.
- 제 5항에 있어서,상기 볼록렌즈의 구면은 수평면을 기준으로 40°내지 50°의 내측각도를 이루는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 조명장치.
- 가장자리를 따라 소정 너비의 골이 형성되며, 상기 가장자리의 적어도 일측에 전선유입용 홈이 형성된 바디 케이스에 발광다이오드 패키지를 장착하는 단계;상기 전선유입용 홈을 통하여 상기 발광다이오드 패키지에 전선을 연결한 후, 상기 바디 케이스의 골에 UV에폭시를 충진하는 단계; 및캡 케이스에 형성된 돌기가 상기 바디 케이스의 상기 골에 압입되도록, 상기 캡 케이스를 상기 바디 케이스에 덮어 결합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 조명장치의 제조방법.
- 제 9항에 있어서,상기 캡 케이스에는 상기 바디 케이스에 장착된 상기 발광다이오드 패키지의 위치에 대응하여 볼록렌즈가 형성된 것을 특징으로 하는 발광다이오드 조명장치의 제조방법.
- 제 9항에 있어서,상기 캡 케이스에 형성된 상기 전선유입용 홈에 대응하는 홈에 UV에폭시를 충진하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 조명장치의 제조방법.
- 제 9항 또는 제 11항에 있어서,UV 조사기를 이용하여 10초 내지 25초 동안 자외선을 조사하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 조명장치의 제조방법.
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