KR20130037945A - 조명장치 - Google Patents

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KR20130037945A
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박종길
이방원
김태규
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 조명장치는, 발광소자가 장착되는 제1 면을 구비하는 회로기판 및 상기 발광소자를 수용하도록 상기 회로기판이 장착되는 커버를 포함하고, 상기 커버는 적어도 하나의 개구를 구비하고, 상기 개구를 통해 상기 회로기판의 제2 면의 적어도 일부가 외부로 노출될 수 있다. 이러한 조명장치에 의하면, 회로기판의 일부 면이 외부에 노출되어 방열판 역할을 할 수 있도록 하여 별도의 방열판을 사용하지 않고서 효과적인 방열을 수행할 수 있다.

Description

조명장치 {lighting Device}
본 발명은 조명장치에 관한 것으로, 구체적으로 LED 패키지가 실장되는 회로기판의 일부 면이 외부로 노출되어 별도의 방열판을 사용하지 않는 튜브형 LED 조명장치에 관한 것이다.
발광소자(LED, Light Emitting Diode)는 전류가 흐를 때 빛을 발산하는 반도체 소자이며, 갈륨비소(GaAs), 갈륨 나이트라이드(GaN) 광 반도체로 이루어진 PN 접합 다이오드로서 전기에너지를 빛에너지로 바꾸어 주는 전자부품이다.
최근에, 물리적, 화학적 특성이 우수한 질화물을 이용하여 구현된 청색 LED 및 자외선 LED가 등장하였고, 또한 청색 또는 자외선 LED와 형광 물질을 이용하여 백색광 또는 다른 단색광을 만들 수 있어 발광소자의 응용 범위가 확대되고 있다.
발광소자는 수명이 길고, 소형화 및 경량화가 가능하며, 빛의 지향성이 강하여 저전압 구동이 가능하다는 장점이 있으며, 또한 충격 및 진동에 강하고, 예열 시간과 복잡한 구동이 불필요하기 때문에 여러 가지 용도로 적용이 가능하다. 예를 들면, 최근 LED의 적용 범위는 모바일 단말기의 소형 조명에서 실내 외의 일반 조명, 자동차 조명, 대형 LCD용 백라이트 등에 이르기까지 그 적용 범위가 확대되고 있다.
LED 소자를 사용하는 다양한 대상물에 있어 LED를 실장하는 제품에 대한 방열 대책에 부각되고 있으며, 열로 인한 LED 수명 저하가 커다란 과제로 남는다. 특히, 튜브형 LED는 단위 면적당 발열량이 일반 조명 제품에 비하여 상대적으로 낮아 방열판을 사용하지 않으려는 노력이 계속되고 있다.
즉, 금속 회로기판을 이용한 LED 조명장치는 복잡한 조립성으로 인한 작업성 저하의 문제점을 갖고 있고 많은 수의 부품이나 구성품으로 이루어져 있어 생산성 저하 및 원가 상승의 문제점을 내포하고 있으며, LED로부터 발생하는 열기를 효과적으로 방출시키지 못하여 LED의 사용 수명을 저하시키는 폐단을 갖고 있다. 구체적으로, LED 자체에서의 고열이 발생하는 경우 상기 열기는 LED 수명을 단축시키는 원인이 되는바 이러한 열기를 신속하게 방출하여야 하는데, 효과적인 방열을 수행하지 못하면 LED 사용 수명을 단축시키게 된다.
튜브형 LED 조명장치의 경우, 방열판을 사용하게 되면 방열 특성은 향상되지만 무게를 줄이는데 한계가 있고, 원통형 커버에 회로기판을 삽입하는 구조는 무게는 줄일 수 있으나 방열 특성이 취약해진다는 문제점을 가진다.
본 발명의 실시예에 따르면, LED 패키지가 실장되는 회로기판의 일부 면이 외부로 노출되어 방열판 역할을 할 수 있도록 하고 별도의 방열판을 사용하지 않도록 하는 조명장치가 제공된다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 무게를 줄이면서 우수한 방열 특성을 유지할 수 있는 조명장치가 제공된다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 회로기판이 커버에 견고히 고정됨과 동시에 자중에 의한 휘어짐 현상이나 열변형 현상을 방지할 수 있는 조명장치가 제공된다.
본 발명의 실시예에 따른 조명장치는, 발광소자가 장착되는 제1 면을 구비하는 회로기판; 및 상기 발광소자를 수용하도록 상기 회로기판이 장착되는 커버를 포함하고, 상기 커버는 적어도 하나의 개구를 구비하고, 상기 개구를 통해 상기 회로기판의 제2 면의 적어도 일부가 외부로 노출될 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 커버는 원통형상이고, 상기 개구가 상기 커버의 길이방향을 따라 형성되며, 상기 개구에 상기 회로기판이 위치하여 상기 회로기판과 커버의 내부 면에 의해 상기 발광소자가 수용되는 내부공간이 형성될 수 있다.
일측에 따르면, 상기 개구는 상기 커버의 길이방향을 따라 복수 개가 형성되어, 상기 회로기판의 제2 면이 상기 개구를 통해 부분적으로 외부로 노출될 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 커버의 개구에는 상기 회로기판을 고정하는 고정홈부가 형성되고, 상기 고정홈부는 상기 커버의 길이방향을 따라 상기 개구의 양 측에 형성된 슬롯이며, 상기 회로기판의 제1 면이 상기 커버의 내부를 향하고 제2 면이 외부를 향하도록 상기 회로기판이 상기 고정홈부에 삽입되어 고정될 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 고정홈부의 높이는 상기 회로기판의 높이보다 작게 형성되어, 상기 고정홈부는 상기 회로기판을 지지함과 동시에 상기 회로기판과의 접촉 상태를 유지할 수 있다.
바람직하게, 상기 고정홈부를 형성하고 상기 회로기판의 제2면과 접촉하는 돌기는 상기 커버의 지그재그 형상으로 형성될 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 커버와 상기 회로기판의 접촉 영역은 열전도성 실링재로 도포되어, 상기 회로기판에서 발생하는 열이 상기 실링재를 통하여 상기 커버로 전달될 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 커버의 양단부에 캡이 결합되고, 상기 캡에는 외측방향으로 회로기판과 전기적으로 연결된 접속핀이 돌출되어 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 조명장치는, 발광소자가 장착되는 제1 면을 구비하는 회로기판; 상기 회로기판의 제2 면이 외부로 노출되는 개구를 구비하고, 상기 발광소자를 수용하는 커버; 및 상기 커버의 양 단부에 구비되어 상기 회로기판을 고정하고, 상기 회로기판과 전기적으로 연결된 접속핀을 구비하는 캡;을 포함할 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 캡은 상기 회로기판의 양 단부가 삽입 고정되는 캡 홈을 구비하고, 상기 캡 홈은 상기 커버에 비해 열전도성이 낮은 물질로 형성될 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 회로기판은 상기 커버의 개구를 폐쇄하도록 배치되고, 상기 커버와 상기 회로기판의 제2 면은 비접촉한다.
일 측에 따르면, 상기 커버와 상기 회로기판의 접촉 영역에는 열전도성 실링재가 도포되어, 상기 회로기판에서 발생하는 열이 상기 실링재를 통하여 상기 커버로 전달될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조명장치는, 발광소자가 장착되는 제1 면을 구비하는 회로기판; 상기 회로기판의 제2 면이 외부로 노출되는 개구를 구비하고, 상기 발광소자를 수용하는 커버; 및 상기 회로기판의 제2 면에 형성되고, 상기 회로기판과 동일한 재질로 구성되는 돌출부;를 포함할 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 돌출부는 상기 회로기판과 일체로 형성될 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 돌출부는 상기 회로기판의 제2 면을 따라 형성된 주름구조, 상기 회로기판의 제2 면을 따라 형성되는 핀 구조, 상기 회로기판의 제2 면을 따라 형성되는 요철구조, 또는 상기 회로기판의 제2 면을 따라 형성되는 홈 구조 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 돌출부는 상기 회로기판의 제2 면의 폭 방향 가장자리로부터 중앙으로 갈수록 높이가 높아지도록 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, LED 패키지가 실장되는 회로기판의 일부 면이 외부로 노출되어 방열판 역할을 할 수 있도록 하여 별도의 방열판을 사용하지 않을 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 방열판을 사용하지 않음으로써 무게를 줄일 수 있고, 회로기판의 일부가 외부로 노출되므로 우수한 방열 특성을 유지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 회로기판이 커버에 견고히 고정됨과 동시에 자중에 의한 휘어짐이나 열변형 현상을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 조명장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 조명장치의 부분 절개 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 회로기판의 모습이다.
도 4는 도 1에 도시된 조명장치의 분해 단면도이다.
도 5는 도 2의 'B' 부분의 확대 단면도이다.
도 6은 도 1의 조명장치의 변형예를 도시한 평면도이다.
도 7은 도 1의 조명장치의 다른 변형예를 도시한 부분 사시도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 조명장치의 분해 사시도이다.
도 9는 도 8의 조명장치의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 조명장치의 단면도이다.
도 11은 도 10의 조명장치의 변형예를 도시한 단면도이다.
도 12(a) 내지 12(d)는 본 발명에 따른 조명장치의 온도 분포를 도시한 도면이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 적용에 관하여 상세히 설명한다. 이하의 설명은 특허 청구 가능한 본 발명의 여러 태양(aspects) 중 하나이며, 하기의 기술(description)은 본 발명에 대한 상세한 기술(detailed description)의 일부를 이룬다.
다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 조명장치(100)의 사시도이고, 도 2는 조명장치(100)의 일부 절개 사시도이며, 도 3은 회로기판(110)의 모습이고, 도 4는 조명장치(100)의 분해 단면도이다. 또한, 도 5는 도 2의 'B' 부분의 확대 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 조명장치(100)는 회로기판(110), 커버(120) 및 캡(130)을 포함한다.
회로기판(110)에는 LED 패키지가 실장되는데, 캡의 접속핀과 전기적으로 연결되어 있는 이러한 LED 패키지가 발광하게 되면, 커버를 통해서 조명을 수행하게 된다.
각각의 구성에 대해 설명하면, 먼저, 본 실시예의 회로기판(110)은 원통형 커버(120)에 삽입되는 구조를 가지고, LED 패키지와 같은 발광소자(113)가 실장된다. 회로기판(110)은 금속기재의 회로기판일 수 있으며, 예를 들어 MCPCB 또는 FR4 PCB일 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 회로기판(110)의 제1 면(111)에는 LED와 같은 발광소자(113)가 실장될 수 있으며, 이러한 발광소자(113)는 복수 개가 패턴을 이루며 회로기판(110)에 실장되도록 구성될 수 있다.
커버(120)는 발광소자(113)가 내부에 수용되도록 회로기판(110)을 고정 장착하며, 적어도 하나의 개구(121)를 구비한다. 커버(120)는 합성수지 또는 유리재 등으로 성형되어 발광소자(113)로부터 발생하는 빛을 효과적으로 투광시킬 수 있다.
구체적으로, 도 2 및 도 4를 참조하여, 커버(120)는 원통형상이며, 상부에는 개구(121)가 원통의 길이방향을 따라 길게 형성되어 있다. 회로기판(110)은 커버(120)의 개구(121) 측에 위치하여 고정될 수 있다. 본 실시예에서는 커버(120)가 원통형상임을 예로 들어 설명하고 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 커버는 삼각 또는 사각을 포함하는 다각 단면 형상, 타원형 단면 형상 등으로 형성될 수 있으며, 구형으로도 형성될 수 있다.
회로기판(110)의 제1 면(111)은 커버(120)의 내부공간(122)을 향하게 되어 발광소자(113)는 내부공간(122)과 연장되는 커버(120)를 통해 조명을 하게 된다. 회로기판(110)의 제2 면(112)이 적어도 일부는 개구(121)를 통해 외부로 노출된다. 상기 제2 면(112)이 외부로 노출됨으로써 발광소자(113)로부터 발생한 열은 회로기판(110)을 통해 제2 면(112)을 지나 외부로 효과적으로 방열될 수 있는 것이다.
커버(120)의 개구(121) 측에는 회로기판(110)을 고정하는 고정홈부(123)가 형성되어 있으며, 고정홈부(123)는 커버(120)의 길이방향을 따라 개구(121)의 양 측에 형성된 슬롯으로, 상부돌기(1231)와 하부돌기(1232)에 의해 형성된다. 회로기판(110)은 제1 면(111)이 커버(120)의 내부공간(122)을 향하고 제2 면(112)이 외부를 향하도록 고정홈부(123)에 삽입 고정된다.
고정홈부(123)의 높이(H)는 회로기판(110)의 높이(h)보다 약간 작게 형성되는 것이 바람직하다. 이에 의해, 회로기판(110)을 고정홈부(123)에 삽입할 때 고정홈부(123)의 약간 좁은 간격으로 인해서 회로기판(110)과 커버(120)는 견고히 결합될 수 있다. 회로기판(110)과 커버(120)의 견고한 결합은 둘 사이의 접촉 상태를 양호하게 유지하게 하여 발광소자(113)에서 발생한 열은 회로기판(110)을 통해 커버(120)로 효과적으로 전달될 수 있다. 이에 의해, 커버(120) 외면을 통해 전달된 열은 외부와의 접촉 면적이 증대되어 효과적인 방열이 이루어질 수 있다.
회로기판(110)과 커버(120)와의 결합은 고정홈부(123)에 의해 일차적으로 이루어지고, 커버(120)의 양단에 결합되는 캡(130)으로 인하여 더욱 단단하게 이차적으로 고정될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 커버(120)와 회로기판(110) 사이에는 열전도성 실링재(140)가 도포될 수 있다. 즉, 커버(120)와 회로기판(110) 사이에 발생할 수 있는 간격은 열전도성 실링재(140)로 도포됨으로써, 회로기판(110)에서 발생하는 열이 실링재(140)를 통하여 커버(120)로 효과적으로 전달되어 커버(120) 외부로 방열될 수 있다.
실링재(140)는 열전도성 그리스(grease) 또는 페이스트(paste)일 수 있다. 이들은 실링재(140)의 일 예로서, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 열전도성 물질이라면 실링재로 사용될 수 있음은 당연하다 할 것이다.
도 6은 조명장치(100)의 일 변형예를 도시한 것으로서, 구체적으로 커버(120)의 상부에 개구(121)가 커버(120)의 길이방향을 따라 복수 개 형성됨을 도시한다.
즉, 커버(120)의 상부에는 커버상부연결부재(124)가 형성되어, 커버(120)의 분리된 상부 양 측을 연결한다. 개구(121)는 이러한 커버상부연결부재(124)에 의해 복수 개로 형성될 수 있으며, 이러한 개구(121)를 통해서 회로기판(110)의 제2 면(112)이 외부로 부분적으로 노출되고, 개구(121)를 통해 효과적으로 발열이 일어나게 된다.
커버(120)의 상부에 형성된 커버상부연결부재(124)에 의해서, 커버(120)는 자중에 의한 처짐과 열변형에 더욱 효과적으로 대응할 수 있다.
구체적으로, 커버(120)에는 중력이 작용하므로 자중에 의한 처짐이 존재하게 되며, 상부에 형성된 개구(121)로 인하여 약간의 처짐 현상이 더해질 수 있다. 그러나, 커버상부연결부재(124)가 개구(121)의 양 측의 커버(120) 부분을 단단히 잡아줌으로써 자중에 의한 처짐 및 그로 인한 변형이 효과적으로 방지될 수 있다.
또한, 회로기판(110)으로부터 열이 발생하게 되면 열변형이 일어날 수 있는데, 커버상부연결부재(124)로 인해 이러한 열변형에도 커버(120)는 안정적으로 형태를 유지할 수 있다.
도 7은 조명장치(100)의 다른 변형예를 도시한 것으로서, 구체적으로 고정홈부(123)의 상부돌기(1231)는 지그재그(zigzag) 형상 또는 톱니형상을 가진다.
커버(120)의 상부에 형성된 상부돌기(1231)는 제2 면(122)과 접촉하고 있으며, 이러한 상부돌기(1231)가 지그재그 형상 또는 톱니바퀴 형상으로 형성됨으로써, 회로기판(110)의 제2 면(122)이 외부와 접촉하게 되는 면적이 늘어나고, 이로 인해 회로기판(110)의 방열 성능을 향상시킬 수 있다.
즉, 상부돌기(1231)가 직선 형상일 때와 비교하여, 상부돌기(1231)가 지그재그 형상 또는 톱니바퀴 형상일 때에는, 제2 면(122)의 중앙에서부터 바깥쪽 방향으로 더 들어가게 되는 공간이 형성된다. 그러므로, 이러한 공간만큼 회로기판(110)의 제2 면(112)은 외부와의 접촉 면적이 늘어나게 된다. 이는 곧 방열 효과의 향상과 직결될 수 있다.
한편, 이하에서는 본 발명의 제2 실시예에 따른 조명장치(200)에 대해 설명하되 전술한 제1 실시예의 조명장치(100)와 실질적으로 동일한 부분에 대해서는 그 설명을 생략하기로 한다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 조명장치(200)의 분해 사시도이고, 도 9는 조명장치(200)의 단면도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 조명장치(200)는, 발광소자가 장착되는 제1 면(211)을 구비하는 회로기판(210), 상기 회로기판(210)의 제2 면(212)이 외부로 노출되는 개구를 구비하고 발광소자를 수용하는 커버(220) 및 커버(220)의 양 단부에 구비되어 회로기판(210)을 고정함과 동시에 회로기판(210)과 전기적으로 연결되는 접속핀을 구비하는 캡(230)을 포함한다.
제2 실시예에 따른 회로기판(210)은 제1 실시예에 따른 회로기판(110)과 실질적으로 동일하므로, 간략화를 위해서 회로기판(210)에 대한 설명은 여기서는 생략하기로 한다.
커버(220)는, 도 9에 도시된 바와 같이, 원통형상이며, 상부에는 개구가 원통의 길이방향을 따라 길게 형성되어 있다. 회로기판(210)이 이러한 개구에 위치하여 후술하는 캡(230)에 의해 고정될 수 있다.
커버(220)의 상부에는 개구 측에 형성되는 하부돌기(2232)가 형성되어 있다. 이러한 하부돌기(2232)는 커버(220)의 길이방향을 따라 개구의 양 측에서 마주보게 돌출 형성되어 있다. 이러한 하부돌기(2232) 위로 회로기판(210)이 안착될 수 있다.
커버(220)의 상부에는 하부돌기(2232)의 상측에 형성되는 별도의 상부돌기가 구비되지 않는다. 즉, 회로기판(210)은 하부돌기(2232)에 의해 커버(220) 상면에 안착되어 있을 뿐 커버(220)와는 직접적으로 구조적 결합을 형성하지 않는다. 회로기판(210)의 제2 면(212) 위로 커버(220)를 포함한 별도의 구조물이 형성되지 않기 때문에 제2 면(212)과 외부와의 노출 면적이 최대로 될 수 있으며, 이는 곧 회로기판(210)으로부터 발생되는 열이 외부로 더욱 용이하게 방출될 수 있음을 의미한다.
회로기판(210)과 커버(220)와의 결합은 캡(230)에 의해 수행될 수 있다. 캡(230)에는 캡 홈(231)이 구비된다. 상기 캡 홈(231)은 회로기판(210)의 양 단부가 삽입 고정될 수 있는 슬롯으로서, 회로기판(210)의 양 단부는 이러한 캡 홈(231) 내에 삽입되어 단단히 고정된다. 또한, 커버(220)의 길이방향 단부에는 캡(230)이 각각 결합되므로, 이에 의해 회로기판(210)과 커버(220)의 결합이 견고히 이루어질 수 있다.
캡 홈(231)의 높이는 회로기판(210)의 높이보다 약간 작게 형성되는 것이 바람직하다. 이에 의해, 회로기판(210)을 캡 홈(231)에 삽입할 때, 캡 홈(231)의 약간 좁은 간격으로 인해서 회로기판(210)과 캡(230)은 견고히 결합될 수 있고, 이는 곧 회로기판(210)과 커버(220)와의 견고한 결합으로 직결된다.
캡 홈(231)은 커버(220)에 비해 열전도성이 낮은 물질로 형성되는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 캡 홈(231) 주변으로의 열전달보다 커버(220)로의 열전달을 늘림으로써 커버(220)에서의 방열을 더욱 촉진시킬 수 있기 때문이다. 또한, 캡 홈(231)은 회로기판(210)에 비해 열변형이 작은 물질로 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 캡 홈(231)이 회로기판(210)에 비해 열변형이 작은 물질로 구성함으로써, 열변형에 의한 결합력 저하를 효과적으로 방지할 수 있다.
회로기판(210)과 커버(220)의 접촉 부분에는 열전도성 실링재(240)가 도포될 수 있다. 제1 실시예에서 설명한 바와 같이, 회로기판(210)과 커버(220) 사이에 발생할 수 있는 간격은 열전도성 실링재(240)로 도포되어 회로기판(210)에서 발생하는 열이 실링재(240)를 통해서 커버(220)로 효과적으로 전달된다.
또한, 실링재(240)로 열전도성뿐만 아니라 접착력을 가지는 물질을 사용함으로써, 회로기판(210)과 커버(220)와의 결합을 더욱 견고히 할 수 있다.
한편, 이하에서는 본 발명의 제3 실시예에 따른 조명장치(300)에 대해 설명하되 전술한 실시예들의 조명장치(100, 200)와 실질적으로 동일한 부분에 대해서는 그 설명을 생략하기로 한다.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 조명장치(300)의 단면도이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 조명장치(300)는 발광소자가 장착되는 제1 면을 구비하는 회로기판(310), 회로기판(310)의 제2 면이 외부로 노출되는 개구를 구비하고 발광소자를 수용하는 커버(320) 및 회로기판(310)의 제2 면에 형성되고 회로기판(310)과 동일한 재질로 구성되는 돌출부(330)를 포함한다.
회로기판(310)의 제1 면은 커버(320)의 내부를 향하는 면으로서 그 표면에 발광소자가 실장되고, 회로기판(310)의 제2 면은 제1 면의 반대 측 면으로서, 커버(320)의 개구를 통해 외부로 노출되는 면이다.
이러한 회로기판(310)의 제2 면 위에는 회로기판(310)과 동일한 재질로 구성되는 돌출부(330)가 형성되어 있다. 이러한 돌출부(330)는 회로기판(310)과 일체로 형성될 수 있고, 또는 별개로 형성되어 결합될 수도 있다.
돌출부(330)는 회로기판(310)의 제2 면을 따라 형성되는 주름구조, 회로기판(310)의 제2 면을 따라 형성되는 핀 구조, 회로기판(310)의 제2 면을 따라 형성되는 요철구조, 또는 회로기판(310)의 제2 면을 따라 형성되는 홈 구조을 포함한다.
돌출부(330)에 의해 커버(320)의 개구를 통해 외부와 노출되는 회로기판(310)의 면적은 크게 늘어나게 된다. 즉, 돌출부(330)는 회로기판(310)과 동일한 재질로 이루어지므로 동일한 열전달 특성을 가지게 된다. 이로 인해, 회로기판(310)으로부터의 열은 돌출부(330)로 용이하게 전달되고, 돌출부(330)와 외부와의 증대된 접촉 면적으로 인해서, 회로기판(310)의 방열 효과는 크게 증가될 수 있다.
돌출부(330)는 회로기판(310)의 제2 면의 폭 방향 가장자리로부터 중앙으로 갈수록 높이가 높아지도록 형성될 수 있다. 이러한 돌출부(330)의 형상은 대체로 원통형인 커버(320)가 설치되는 공간 내에서 돌출부(330)가 제약을 받지 않으면서 외부와의 접촉 면적을 크게 증가시킬 수 있게 한다.
본 발명에 따른 제3 실시예에서는 커버(320)와 캡이 제1 실시예 또는 제2 실시예에 따른 커버(110, 210) 또는 캡(130, 230)과 동일하게 형성될 수 있다. 따라서, 제3 실시예에 따른 커버(320)와 캡에 대한 설명은 간략화를 위해서 생략하도록 한다.
도 11은 조명장치(300)의 일 변형예를 도시한 것으로서, 회로기판(310)의 제2 면에는 제1 돌출부(330)이 형성되고, 커버(320)의 상부에는 제2 돌출부(340)이 형성된다.
제1 돌출부(330)은 도 10의 돌출부(330)과 실질적으로 동일한 구성이다. 이하에서는, 제1 돌출부(330)에 대한 상세한 설명은 설명의 편의를 위하여 생략하기로 한다.
제2 돌출부(340)은 커버(320)의 개구 양측을 따라 길이방향으로 복수 개 형성될 수 있다. 제2 돌출부(340)은 커버(320)과 동일한 재질로 구성되거나, 커버(320)보다 열전달 성능이 우수한 재질로 구성될 수 있다. 이러한 제2 돌출부(340)는 커버(320)과 일체로 형성되거나, 또는 별개로 형성되어 결합될 수도 있다.
여기서, 제2 돌출부(340)은 커버(320)의 상부를 따라 형성되는 주름구조, 커버(320)의 상부를 따라 형성되는 핀 구조, 커버(320)의 상부를 따라 형성되는 요철구조, 또는 커버(320)의 상부를 따라 형성되는 홈 구조 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
그리고, 제1 돌출부(330)과 제2 돌출부(340)는 대체로 원통형인 커버(320)의 설치 공간을 고려하여 커버(320)의 외부 형상이 원통형을 형성하는 구조로 돌출될 수 있다.
제1 돌출부(330)에 의해서 회로기판(310)의 제2 면이 와부와 접촉하는 접촉 면적이 크게 늘어날 수 있으며, 제2 돌출부(340)에 의해서 커버(320)의 상부가 외부와 접촉하는 접촉 면적이 크게 늘어날 수 있다. 그러므로, 제1 돌출부(330)과 제2 돌출부(340)에 의해서 회로기판(310)과 커버(320)의 방열 효과는 더욱 크게 향상될 수 있다.
한편, 조명장치의 다른 변형예로는 회로기판(310)의 제2 면에 돌출부를 형성하지 않고 커버(320)의 상부에만 돌출부를 형성하는 구조도 가능하지만, 이 구조에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 12(a) 내지 도 12(d)는 동일한 조건에서 종래 조명장치와 본 발명의 제1 실시예에 따른 조명장치(100)의 열적, 구조적 특성을 실험한 결과를 나타낸다.
온도 특성을 비교한 도 12(a)를 참조하면, 종래의 조명장치(a)에 의한 온도는 74.5℃ 이고, 본 발명에 따른 조명장치(b)의 온도는 69.9℃로 나타났다. 따라서, 본 발명에 따른 조명장치(b)는 종래 조명장치(a)에 비해 약 4.6℃의 우수한 방열 효과를 가지는 것을 확인할 수 있다.
도 12(b)는 자중에 의한 휘는 정도를 비교한 결과이고, 도 12(c)는 중력반대방향으로의 열변형을 비교한 결과이며, 도 12(d)는 중력방향으로의 열변형을 비교한 결과이다.
도 12(b)를 참조하면, 종래 조명장치(a)의 자중에 의한 휨은 (+)0.55mm이고, 본 발명에 따른 조명장치(b)의 자중에 의한 휨은 (+)0.75mm이다. 그리고, 도 12(c)는 중력 영향을 무시하여 해석적으로 열에 의한 열변형을 나타내 데이터로서, , 종래 조명장치(a)에 의한 열변형은 (-)0.13mm이고, 본 발명에 따른 조명장치(b)의 열변형은 (-)0.15mm이다. 또한, 도 12(d)는 중력 영향을 고려하여 실제 구동 중에 발생할 수 있는 변형량을 나타낸 데이터로서, 종래 조명장치(a)에 의한 열변형과 본 발명에 따른 조명장치(b)의 열변형은 (+)0.44mm로 동일하게 나타났다.
따라서, 조명장치를 구동하지 않을 때 본 발명에 따른 조명장치(b)에서 자중에 의한 처짐 현상이 조금 더 나타났으나, 조명장치를 구동하는 조건에서는 열변형이 거의 동일하게 나타남을 확인할 수 있다. 즉, 조명장치를 구동하는 조건에서는 변형량이 거의 차이가 없음을 알 수 있다.
이러한 실험 결과를 아래 표 1에 정리하였다.
  Tmax(℃) 자중에 의한 처짐(mm) 열변형(mm)
종래 74.5 0.55 0.44
본 발명 69.9 0.75 0.44
[표 1] 열적, 구조적 특성 비교
위의 표 1에서 확인할 수 있듯이, 본 발명에 따른 조명장치는 우수한 방열 특성을 가짐과 동시에 구조적이 특성에서도 유의차가 없는 것을 확인할 수 있다.
한편, 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
100 : 조명장치 110 : 회로기판
111 : 제1 면 112 : 제2 명
113 : 발광소자 120 : 커버
121 : 개구 123 : 고정홈부
130 : 캡 140 : 실링재

Claims (15)

  1. 발광소자가 장착되는 제1 면을 구비하는 회로기판; 및
    상기 발광소자를 수용하도록 상기 회로기판이 장착되는 커버;
    를 포함하고,
    상기 커버는 적어도 하나의 개구를 구비하고, 상기 개구를 통해 상기 회로기판의 제2 면의 적어도 일부가 외부로 노출되는 조명장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 커버는 원통형상이고, 상기 개구가 상기 커버의 길이방향을 따라 형성되며, 상기 개구에 상기 회로기판이 위치하여 상기 회로기판과 커버의 내부 면에 의해 상기 발광소자가 수용되는 내부공간이 형성되는 조명장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 개구는 상기 커버의 길이방향을 따라 복수 개가 형성되어, 상기 회로기판의 제2 면이 상기 개구를 통해 부분적으로 외부로 노출되는 조명장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 커버의 개구에는 상기 회로기판을 고정하는 고정홈부가 형성되고, 상기 고정홈부는 상기 커버의 길이방향을 따라 상기 개구의 양 측에 형성된 슬롯이며, 상기 회로기판의 제1 면이 상기 커버의 내부를 향하고 제2 면이 외부를 향하도록 상기 회로기판이 상기 고정홈부에 삽입되어 고정되는 조명장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 고정홈부의 높이는 상기 회로기판의 높이보다 작게 형성되어, 상기 고정홈부는 상기 회로기판을 지지함과 동시에 상기 회로기판과의 접촉 상태를 유지하는 조명장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 고정홈부를 형성하고 상기 회로기판의 제2면과 접촉하는 상부돌기는 상기 커버의 지그재그 형상으로 형성되는 조명장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 커버와 상기 회로기판의 접촉 영역은 열전도성 실링재로 도포되어, 상기 회로기판에서 발생하는 열이 상기 실링재를 통하여 상기 커버로 전달되는 조명장치.
  8. 발광소자가 장착되는 제1 면을 구비하는 회로기판;
    상기 회로기판의 제2 면이 외부로 노출되는 개구를 구비하고, 상기 발광소자를 수용하는 커버; 및
    상기 커버의 양 단부에 구비되어 상기 회로기판을 고정하고, 상기 회로기판과 전기적으로 연결된 접속핀을 구비하는 캡;
    을 포함하는 조명장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 캡은 상기 회로기판의 양 단부가 삽입 고정되는 캡 홈을 구비하고, 상기 캡 홈은 상기 커버에 비해 열전도성이 낮은 물질로 형성되는 조명장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 회로기판은 상기 커버의 개구를 폐쇄하도록 배치되고, 상기 커버와 상기 회로기판의 제2 면은 비접촉하는 조명장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 커버와 상기 회로기판의 접촉 영역에는 열전도성 실링재가 도포되어, 상기 회로기판에서 발생하는 열이 상기 실링재를 통하여 상기 커버로 전달되는 조명장치.
  12. 발광소자가 장착되는 제1 면을 구비하는 회로기판;
    상기 회로기판의 제2 면이 외부로 노출되는 개구를 구비하고, 상기 발광소자를 수용하는 커버;
    및 상기 회로기판의 제2 면에 형성되고, 상기 회로기판과 동일한 재질로 구성되는 돌출부;
    를 포함하는 조명장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 돌출부는 상기 회로기판과 일체로 형성되는 조명장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 돌출부는 상기 회로기판의 제2 면을 따라 형성된 주름구조, 상기 회로기판의 제2 면을 따라 형성되는 핀 구조, 상기 회로기판의 제2 면을 따라 형성되는 요철구조, 또는 상기 회로기판의 제2 면을 따라 형성되는 홈 구조 중 적어도 어느 하나를 포함하는 조명장치.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 돌출부는 상기 회로기판의 제2 면의 폭 방향 가장자리로부터 중앙으로 갈수록 높이가 높아지는 조명장치.
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