KR20130032109A - 전방향 발광 소자 램프 - Google Patents

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김성진
송병관
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삼성전자주식회사
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Abstract

전방향 발광 소자 램프가 개시된다.
개시된 발광 소자 램프는, 하우징, 상기 하우징의 측면에 배치되고, 적어도 하나의 발광 소자가 구비된 발광 소자 모듈, 및 상기 하우징의 상부에 결합되고, 상기 적어도 하나의 발광 소자로부터 발광된 광을 반사시키는 반사부를 포함한다.

Description

전방향 발광 소자 램프{Omni-directional light emitting lamp}
본 발명의 실시예는 광의 조명 범위가 넓은 전방향 발광 소자 램프에 관한 것이다.
전구로는 백열 전구나 형광등이 많이 사용되는데, 백열 전구나 형광등을 대체하는 것으로 발광 소자 램프가 많이 개발되고 있다.
그런데, 발광 소자를 이용한 램프는 빛이 360도 모든 방향으로 방출되지 않고 한정된 범위에서 방출되기 때문에, 백열 전구와는 배광 특성이 크게 차이가 난다. 예를 들어, LED 전구는 전방으로 가장 많은 빛이 방출되고, 각도가 커짐에 따라 빛의 방출량이 감소하면서 약 ±90도 부근에서는 빛의 방출량이 거의 없어진다. 반면, 일반적인 백열전구는 0도에서부터 약 ±130도 부근까지는 빛의 방출량이 거의 감소하지 않고 일정하게 유지된다. 이와 같이, 발광 소자 램프의 지향각이 작기 때문에, 발광 소자 램프를 조명 장치에 사용했을 경우, 사용자들에게 이미 익숙해진 기존의 빛 분포나 조명감과는 크게 달라질 수 있다. 이는 발광 소자 램프의 보급에 장애 요소가 될 수 있다.
또한, 일반적인 벌브형 발광 소자 램프는 파워서플라이유닛(PSU;Power Supply Unit)과 발광체인 발광 소자 패키지가 연결되는 구조적인 특성 때문에 빛이 특정한 방향성을 가지고 발산된다. 이러한 지향성 때문에 발광 소자 램프가 조립되는 등기구나, 램프가 설치되는 공간에 제한이 따른다. 따라서, 발광 소자 램프의 지향 특성이 개선될 필요가 있다.
발광 소자 램프의 배광 특성을 개선하기 위해 램프의 커버를 확산 커버로 구비하기도 하지만 확산 커버만으로는 지향 특성을 개선하는데 한계가 있다. 또한, 전방향 램프를 제작하는데 부품이 많이 들고, 조립이 복잡하여 생산성이 낮은 문제가 발생될 수 있다.
본 발명의 실시예는 전방향 발광 소자 램프를 제공한다.
본 발명의 실시예는 부품수가 적고, 생산성이 향상된 전방향 발광 소자 램프를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 발광 소자 모듈은,
하우징;
상기 하우징의 측면에 배치되고, 적어도 하나의 발광 소자가 구비된 발광 소자 모듈;
상기 하우징의 상부에 결합되고, 상기 적어도 하나의 발광 소자로부터 발광된 광을 반사시키는 반사부;를 포함할 수 있다.
상기 하우징이 다각 기둥 형상을 가질 수 있다.
상기 하우징이 사각 기둥 형상을 가지고, 상기 하우징의 하부에 파워서플라이유닛이 수용되는 하부 하우징이 구비될 수 있다.
상기 하우징과 하부 하우징은 일체로 형성될 수 있다.
상기 하부 하우징 둘레에 결합된 히트싱크를 더 포함할 수 있다.
상기 하부 하우징에 적어도 하나의 결합홈이 형성되고, 상기 히트 싱크가 상기 결합홈에 체결되는 결합돌기를 적어도 하나 포함할 수 있다.
상기 반사부가 상기 하우징에 결합되는 결합부와, 상기 적어도 하나의 발광 소자로부터 발광된 광을 반사시키는 반사면을 포함할 수 있다.
상기 반사면이 결합부보다 바깥쪽으로 굽어 있을 수 있다.
상기 반사면이 발광 소자 모듈에 대응되게 구비될 수 있다.
상기 반사면이 발광 소자 모듈을 향해 굽어질 수 있다.
상기 반사부가 한 몸체로 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 소자 램프는, 다각 기둥 형상을 가지고, 개구부를 가지는 하우징; 상기 하우징의 측면에 결합되고, 광을 조명하는 적어도 하나의 발광 소자를 구비한 발광 소자 모듈; 및 상기 개구부에 결합되고, 일체형으로 형성되며, 상기 적어도 하나의 발광 소자로부터의 광을 반사시키는 반사부;를 포함할 수 있다.
상기 다각 기둥 형상은 사각 기둥, 오각 기둥, 및 육각 기둥 중 하나일 수 있다.
상기 반사부는 다각 기둥 형상의 결합부와, 상기 결합부로부터 바깥쪽으로 절곡되어 형성된 반사면을 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 발광 소자는 LED일 수 있다.
상기 반사부는 그 내부에 상기 발광 소자 모듈과 전기적으로 결합되는 커넥터를 포함할 수 있다.
상기 반사부는 발포 PET(polyethylene terephthalate)계 재료, 고반사 백색 폴리프로필렌 및 백색 폴리카보네이트 수지 중에서 적어도 하나를 포함하는 백색 고반사 재료로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 전방향 발광 소자 램프는 지향 특성을 개선할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 전방향 발광 소자 램프는 부품수를 줄여 생산성을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전방향 발광 소자 램프의 개략적인 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전방향 발광 소자 램프의 일부 사시도를 나타낸 것이다.
도 3은 도 2에 도시된 전방향 발광 소자 램프의 분해 사시도를 나타낸 것이다.
도 4는 도 2에 도시된 전방향 발광 소자 램프의 일부 절개 사시도를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전방향 발광 소자 램프의 평면도를 나타낸 것이다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 전방향 발광 소자 램프에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 각 구성요소의 크기나 두께는 설명의 편의를 위하여 과장되어 있을 수 있다. 이하에서 "상" 또는 "위"라는 용어는 어떤 층 위에 직접 접촉되어 배치된 경우 뿐만 아니라 접촉되지 않고 떨어져 위에 배치되는 경우, 다른 층을 사이에 두고 위에 배치되는 경우 등을 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전방향 발광 소자 램프(1)의 정면도를 도시한 것이다. 전방향 발광 소자 램프(1)는 발광부(20)와, 발광부(20)를 덮는 커버(30)를 포함할 수 있다. 상기 발광부(20) 하부에는 발광부(20)로부터 발생된 열을 방열하기 위한 히트 싱크(50)가 구비될 수 있다. 히트 싱크(50)의 하부에는 꼭지쇠(60)가 구비될 수 있다.
도 2는 발광 소자 램프(1)의 일부 사시도를, 도 3은 발광 소자 램프(1)의 일부 분해 사시도를 도시한 것이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 발광부(20)는 하우징(12)과, 하우징(12)의 상부에 결합된 반사부(24)와, 상기 하우징(12)의 측면에 결합된 발광 소자 모듈(27)을 포함할 수 있다. 하우징(12)은 하나의 몸체로 형성될 수 있다. 하우징(12)은 예를 들어, 기둥 형상을 가지며, 기둥 형상의 하우징(12)의 상부에 반사부(24)가 결합될 수 있다. 하우징(12)은 예를 들어 다각 기둥 형상 또는 원기둥 형상을 가질 수 있다. 하우징(12)이 단일 몸체로 형성되고, 그 구조가 단순하므로 생산 수율이 증대될 수 있다.
발광 소자 모듈(27)은 빛을 조사하는 적어도 하나의 발광 소자(28)를 포함할 수 있다. 발광 소자 모듈(27)은 하우징(12)의 측부에 결합될 수 있다. 하우징(12)이 다각 기둥 형상을 가지는 경우 다각 기둥 형상의 복수 개의 측면에 각각 발광 소자 모듈(27)이 결합될 수 있다. 발광 소자 모듈(27)은 기판(27a)과, 기판(27a)에 마련된 적어도 하나의 발광 소자(28)를 포함할 수 있다. 상기 기판(27a)은 예를 들어 절연 기판 위에 배선 패턴이 형성되어 있는 인쇄회로기판(PCB)일 수 있다.
발광 소자(28)는 예를 들어 화합물 반도체의 특성을 이용하여 전기적인 신호를 빛으로 변환시키는 반도체 발광 소자일 수 있다. 발광 소자(28)는 예를 들어 LED(Light Emitting Diode)일 수 있으며, 백색광을 조사할 수 있다. 하지만, 여기에 한정되는 것은 아니며, 발광 소자(28)가 다양한 색상의 조명을 위해 적색, 황색 등의 빛을 조사할 수 있다. 발광 소자(28)가 복수 개 구비된 경우, 복수 개의 발광 소자(28)가 기판(27a)에 가로 방향 또는 세로 방향으로 일렬로 배열될 수 있다. 또는, 복수 개의 발광 소자(28)가 n×m(n,m은 자연수) 어레이 형태로 배열될 수 있다. 발광 소자 모듈(27)이 하우징의 측면에 배치됨으로써 램프의 배광 특성이 개선될 수 있다.
반사부(24)는 하우징(12)의 상부에 마련된 개구부에 결합될 수 있다. 반사부(24)는 상기 하우징(12)에 결합될 수 있는 결합부(21)와, 발광 소자(28)로부터 나온 광을 반사시키는 반사면(23)을 포함할 수 있다. 결합부(21)는 하우징(12)에 결합될 수 있도록 하우징(12)의 개구부에 대응되는 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 하우징(12)이 각기둥 형상을 가질 때, 결합부(21)도 각기둥 형상을 가질 수있다. 하우징(12)의 내측에 결합부(21)가 삽입될 수 있도록 결합부(21)의 단면 사이즈가 하우징(12)의 단면 사이즈보다 작을 수 있다. 반사면(23)은 발광 소자(28)로부터의 광을 반사시켜 광의 지향각을 넓힐 수 있도록 하기 위한 것으로, 발광 소자(28)를 향해 굽어있을 수 있다. 즉, 반사면(23)이 결합부(21)의 바깥쪽으로 굽어 있을 수 있다. 따라서, 반사면(23)으로 이루어진 부분이 결합부(21)보다 넓게 퍼진 형상을 가질 수 있다. 또한, 반사면(23)은 발광 소자 모듈에 대응되게 형성될 수 있다. 즉, 반사면(23)은 발광 소자 모듈을 향해 절곡되고, 발광 소자 모듈의 개수만큼 구비될 수 있다. 한편, 반사부(24)는 하나의 몸체로 형성될 수 있다. 이와 같이 반사부(24)가 하나의 몸체로 형성됨으로써 발광 소자 램프의 부붐수를 줄일 수 있고, 그럼으로써 생산 단가를 낮출 수 있다.
반사부(24)는 발광 소자(28)로부터 위쪽으로 나오는 광을 반사시켜 전방향(omni-direction)으로 광이 나갈 수 있도록 하며, 고반사 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 반사부(24)는 발포 PET(polyethylene terephthalate)계 재료, 고반사 백색 폴리프로필렌 및 백색 폴리카보네이트 수지 중에서 적어도 하나를 포함하는 백색 고반사 재료로 형성될 수 있다.
반사부(24)의 내측에 바닥면(22)이 구비되고, 바닥면(22)에 전기적 접속을 위한 제1커넥터(25)가 구비될 수 있다. 발광 소자 모듈의 기판(27a)에 본딩 패드(30)가 구비되고, 본딩 패드(30)에 와이어(32)의 일단이 접속될 수 있다. 또는, 와이어(32)는 기판(27a)에 납땜으로 접속될 수 있다. 그리고, 와이어(32)의 타단이 제2커넥터(26)에 결합될 수 있다. 제1커넥터(25)와 제2커넥터(26)는 암수결합되는 구조로 되어 있으며, 제1커넥터(25)에 제2컨넥터(26)를 결합하여 전기적으로 접속할 수 있다. 제1커넥터(25)는 발광 소자 모듈을 구동하기 위한 파워서플라이유닛(미도시)과 연결될 수 있다.
상기 하우징(12)의 하부에는 하부 하우징(10)이 더 구비될 수 있다. 하부 하우징(10)에는 파워서플라이유닛(미도시)이 구비될 수 있다. 상기 하우징(12)과 하부 하우징(10)은 일체로 형성될 수 있다. 그리고, 하우징(12)과 하부 하우징(10)은 서로 다른 형상을 가질 수 있다. 하부 하우징(10)의 둘레에 히트싱크(50)가 결합될 수 있다. 히트싱크(50)는 발광 소자 모듈(27)에서 발생되는 열을 방출시키기 위한 것으로 방열 효율이 좋은 재질로 형성될 수 있다. 히트싱크(50)는 효율적인 방열을 위하여, 예를 들어 알루미늄과 같은 열전도성이 우수한 금속으로 이루어질 수 있지만, 금속 이외에도 열전도성이 우수한 수지 재료로 이루어질 수도 있다. 하지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 히트싱크(50)는 방열 면적을 넓히기 위해 히트싱크 둘레에 방열 리브들이 소정 간격으로 배열된 형태로 구성될 수 있다. 방열 리브들은 예를 들어 세로 방향으로 길게 배치될 수 있다.
한편, 커버(30)는 발광 소자 모듈(27)로부터 방출되는 광이 투과되는 재질로 형성될 수 있다. 또한, 광이 확산될 수 있도록 커버(30)는 예를 들어, 백색의 확산 코팅이 내벽에 형성되어 있는 유리 커버 또는 확산제가 혼입 분산되어 있는 플라스틱 커버일 수 있다. 따라서, 상기 발광부(20)로부터 나온 광은 커버(30)를 통해 확산되어 넓은 범위의 지향각을 가지고 조명할 수 있다.
도 4는 하부 하우징(10)과 히트싱크(50)의 결합 구조의 일 예를 도시한 것이다. 하부 하우징(10)은 예를 들어 적어도 하나의 결합홈(11)을 구비하고, 하부 하우징(10)은 상기 결합홈(11)에 대응되는 결합돌기(51)를 구비할 수 있다. 하부 하우징(10) 둘레에 히트싱크(50)가 결합될 때, 상기 결합홈(11)에 결합돌기(51)가 체결되도록 할 수 있다. 이와 같이 결합홈(11)에 결합돌기(51)가 체결되도록 함으로써 하부 하우징(10)과 히트싱크(50)의 결합력을 높일 수 있다. 또한, 하부 하우징(10)에 히트싱크(50)를 간단하게 결합할 수 있는 이점도 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전방향 발광 소자 램프(100)의 평면도를 개략적으로 도시한 것이다. 발광 소자 램프(100)는 육각 기둥 형태의 하우징(112)과, 상기 하우징(112)의 측부에 배치되는 발광 소자 모듈(127)과, 상기 하우징(112)의 상부에 결합되는 반사부(124)를 포함할 수 있다. 반사부(124)는 하우징(112)과 같이 육각 기둥 형태의 결합부(121)와, 결합부(121)의 바깥쪽으로 경사진 반사면(123)을 포함할 수 있다. 상기 하우징(112)은 육각 기둥 형태를 가지므로 6개의 측면을 가질 수 있으며, 6개의 측면 각각에 발광 소자 모듈(127)이 구비될 수 있다. 발광 소자 모듈(127)은 기판(127a)에 적어도 하나의 발광 소자(127)을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 발광 소자(127)는 기판(127a)에 일렬로 배열될 수 있다. 발광 소자(127)가 일렬로 배열되는 경우 가로 방향으로 배열되거나, 세로 방향으로 배열될 수 있다. 여기서, 반사부 상부에서 하우징 하부까지의 방향이 세로 방향이고, 이 세로 방향에 대해 수직인 방향이 가로 방향이라고 할 수 있다. 또는, 발광 소자들이 n×m 어레이로 배열되는 것도 가능하다.
상기 하우징(112)은 일체형 구조로 되어 있으며, 상기 반사부(124)도 일체형 구조로 형성될 수 있다. 그럼으로써, 발광 소자 램프의 부품수를 줄일 수 있고, 생산성을 높일 수 있다.
상기 하우징(112)의 하부에는 하부 하우징(110)이 구비될 수 있으며, 하우징(112)과 하부 하우징(110)은 일체형으로 형성될 수 있다. 상기 하부 하우징(110)의 둘레에 발광 소자로부터의 열을 방열할 수 있는 히트 싱크(150)가 구비될 수 있다. 히트 싱크(150)는 다양한 형태로 제작 가능하며, 열 전도성이 높은 재질로 형성될 수 있고, 방열 면적을 넓히기 위해 방열 리브들이 구비될 수 있다. 도 5에서는 육각 기둥 형상의 하우징을 예시하였지만, 이밖에도 원 기둥, 오각 기둥 등 다양한 형태로 변경 가능함은 물론이다.
상기한 실시예들은 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야의 통상을 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 정해져야만 할 것이다.
1,100...발광 소자 램프, 10,110...하부 하우징
12,112...하우징, 20...발광부
22,122...바닥면, 23,123..반사면
24,124...반사부, 27,127...발광 소자 모듈
28,128...발광 소자, 30...커버
50,150...히트 싱크

Claims (17)

  1. 하우징;
    상기 하우징의 측면에 배치되고, 적어도 하나의 발광 소자가 구비된 발광 소자 모듈;
    상기 하우징의 상부에 결합되고, 상기 적어도 하나의 발광 소자로부터 발광된 광을 반사시키는 반사부;를 포함하는 발광 소자 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하우징이 다각 기둥 형상을 가지는 발광 소자 램프.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 하우징이 사각 기둥 형상을 가지고, 상기 하우징의 하부에 파워서플라이유닛이 수용되는 하부 하우징이 구비되는 발광 소자 램프.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 하우징과 하부 하우징은 일체로 형성되는 발광 소자 램프.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 하부 하우징 둘레에 결합된 히트싱크를 더 포함하는 발광 소자 램프.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 하부 하우징에 적어도 하나의 결합홈이 형성되고, 상기 히트 싱크가 상기 결합홈에 체결되는 결합돌기를 적어도 하나 포함하는 발광 소자 램프.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반사부가 상기 하우징에 결합되는 결합부와, 상기 적어도 하나의 발광 소자로부터 발광된 광을 반사시키는 반사면을 포함하는 발광 소자 램프.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 반사면이 결합부보다 바깥쪽으로 굽어 있는 발광 소자 램프.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 반사면이 발광 소자 모듈에 대응되게 구비되는 발광 소자 램프.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 반사면이 발광 소자 모듈을 향해 굽어진 발광 소자 램프.
  11. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반사부가 한 몸체로 형성된 발광 소자 램프.
  12. 다각 기둥 형상을 가지고, 개구부를 가지는 하우징;
    상기 하우징의 측면에 결합되고, 광을 조명하는 적어도 하나의 발광 소자를 구비한 발광 소자 모듈; 및
    상기 개구부에 결합되고, 일체형으로 형성되며, 상기 적어도 하나의 발광 소자로부터의 광을 반사시키는 반사부;를 포함하는 발광 소자 램프.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 다각 기둥 형상은 사각 기둥, 오각 기둥, 및 육각 기둥 중 하나인 발광 소자 램프.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 반사부는 다각 기둥 형상의 결합부와, 상기 결합부로부터 바깥쪽으로 절곡되어 형성된 반사면을 포함하는 발광 소자 램프.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 발광 소자는 LED인 발광 소자 램프.
  16. 제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반사부는 그 내부에 상기 발광 소자 모듈과 전기적으로 결합되는 커넥터를 포함하는 발광 소자 램프.
  17. 제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반사부는 발포 PET(polyethylene terephthalate)계 재료, 고반사 백색 폴리프로필렌 및 백색 폴리카보네이트 수지 중에서 적어도 하나를 포함하는 백색 고반사 재료로 형성된 발광 소자 램프.
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