KR20130070385A - 엘이디 커넥터 및 이를 포함하는 발광모듈 - Google Patents

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KR20130070385A
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Abstract

엘이디 커넥터가 개시된다. 이 엘이디 커넥터터는, 엘이디 수납홈이 형성된 커넥터 박스와, 상기 엘이디 수납홈 내에서 엘이디의 외부 단자들과 접속되는 내부 커넥터 단자와, 상기 커넥터 박스의 외부면에 마련되고 외부의 전극에 접속되는 외부 커넥터 단자와, 상기 내부 커넥터 단자와 상기 외부 커넥터 단자를 연결하는 단자 연결부를 포함한다. 상기 내부 커넥터 단자의 단자 접속 방향과 상기 외부 커넥터 단자의 단자 접속 방향은 서로 교차하다.

Description

엘이디 커넥터 및 이를 포함하는 발광모듈{LED CONNECTOR AND LIGHT EMITTING MODULE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 발광모듈에 관한 것으로서, 더 상세하게는, 엘이디 실장 방향을 바꾸어 주어 엘이디의 광 방출 방향을 바꾸는 커넥터 및 이를 포함하는 발광모듈에 관한 것이다.
일반적으로 엘이디(LED)는 전류 인가에 의해 p형 반도체층과 n형 반도체층 사이에서 전자와 정공이 만나 빛을 발하는 대표적인 반도체 발광소자이다. 엘이디는 수명이 길고, 구동 전압이 낮고, 소비 전력이 적고, 친환경적이며, 응답속도 및 내충격성이 우수한 것 등 다른 광원에 비해 많은 장점을 가지고 있다.
엘이디는 화합물 반도체로 구성된 엘이디 칩을 포함한다. 통상적으로 엘이디 칩은 리드 단자를 구비한 패키지 몸체 내에 실장되어 엘이디 패키지를 구성한다. 하나 이상의 엘이디 패키지가 인쇄회로기판(Printed Circuit Board) 상에 실장되어 발광모듈을 구성하는 것이 일반적이었다. 통상, 엘이디는 실장 방향과 발광 방향의 관계에 의해 사이드뷰 엘이디(side view LED)와 탑뷰 엘이디(top view LED)로 분류될 수 있다.
탑뷰 엘이디는 발광면과 외부단자가 180도 반대 방향으로 배치되며, 이에 의해, 인쇄회로기판에 대한 실장 방향과 반대 방향으로 광을 방출하며, 사이드뷰 엘이디는 발광면과 외부단자가 서로 직각이 되는 방향으로 배치되어 인쇄회로기판에 대한 실장 방향에 대하여 수직인 방향으로 광을 방출한다.
종래에는 하부의 인쇄회로기판으로부터 전류를 공급받아 상측으로 광을 발하는 적용에는 탑뷰 엘이디만이 이용될 수 있었다. 디스플레이와 같은 저출력 조명장치 및 그에 이용되는 발광모듈에는 사이드뷰 엘이디가 탑뷰 엘이디보다 더 유리한 장점을 가질 수 있다.
그러나, 발광 방향의 차이로 인해, 탑뷰 엘이디에 맞추어진 발광모듈에는 사이드뷰 엘이디를 적용할 수 없었다. 근래 들어, 리드프레임의 형상 변경을 통해, 사이드뷰와 탑뷰 겸용의 엘이디를 개발하려는 시도가 종래에 있었다. 하지만, 위와 같은 종래의 엘이디는 리드프레임의 구조 및 형상이 복잡하고 제조 공정도 복잡하다는 한계가 있다.
또한, 근래에는 엘이디 제조 후 광 특성을 측정하기 위해, 엘이디를 테스트용 인쇄회로기판에 실장한 후 전류를 공급하여, 엘이디의 발광면을 나온 광의 특성을 측정한다. 이러한 테스트용 인쇄회로기판은 특정 엘이디의 전용으로 만들어지므로, 탑뷰 또는 사이드뷰 엘이디의 광 측정 모두에 겸용으로 이용되기 어렵다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 인쇄회로기판에 대한 엘이디 실장 방향을 바꾸어 주어 엘이디의 광 방출 방향을 바꿀 수 있는 엘이디 커넥터를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 사이드뷰 엘이디와 인쇄회로기판 사이에 단자 접속 방향을 바꾸어주는 엘이디 커넥터를 이용함으로써, 탑뷰 엘이디의 발광 방향이 요구되는 적용에 사이드뷰 엘이디를 이용할 수 있는 발광모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 일측면에 따른 엘이디 커넥터는, 엘이디 수납홈이 형성된 커넥터 박스와, 상기 엘이디 수납홈 내에서 엘이디의 외부 단자들과 접속되는 내부 커넥터 단자와, 상기 커넥터 박스의 외부면에 마련되고 외부의 전극에 접속되는 외부 커넥터 단자와, 상기 내부 커넥터 단자와 상기 외부 커넥터 단자를 연결하는 단자 연결부를 포함하며, 상기 내부 커넥터 단자의 단자 접속 방향과 상기 외부 커넥터 단자의 단자 접속 방향은 서로 교차한다. 더 바람직하게는, 상기 내부 커넥터 단자의 단자 접속 방향과 상기 외부 커넥터 단자의 단자 접속 방향은 서로 수직으로 교차한다.
일 실시예에 따라, 상기 내부 커넥터 단자는 상기 커넥터 박스의 상부로 개방된 상기 수납홈 내 측벽 일면에 설치되고, 상기 외부 커넥터 단자는 상기 커넥터 박스의 저면에 설치되며, 상기 단자 연결부는 상기 커넥터 박스의 바닥부를 관통하여 상기 내부 커넥터 단자와 상기 외부 커넥터 단자를 연결한다.
일 실시예에 따라, 상기 내부 커넥터 단자는 판스프링 구조를 갖는다.
일 실시예에 따라, 상기 내부 커넥터 단자는, 상기 엘이디의 용이한 삽입을 위해, 상기 엘이디 수납홈의 입구 부근에 상부 굴곡부를 갖는 판스프링 구조를 포함한다.
일 실시예에 따라, 상기 내부 커넥터 단자는, 상기 단자 연결부와 일체로 연결되되, 상기 단자 연결부와 연결되는 위치에 하부 굴곡부를 갖는 판스프링 구조를 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따라 발광모듈이 제공되며, 이 발광모듈은, 엘이디와, 상기 엘이디를 수납하는 커넥터 박스를 갖는 엘이디 커넥터와, 상기 엘이디 커넥터가 실장되는 인쇄회로기판을 포함한다. 이 엘이디 커넥터는, 상기 커넥터 박스의 수납홈 내에서 상기 엘이디의 외부 단자들과 제1 방향으로 접속하는 내부 커넥터 단자들과, 상기 커넥터 박스의 저면에서 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 상기 인쇄회로기판과 접속하는 외부 커넥터 단자들을 포함한다. 이때, 상기 제1 방향과 상기 제2 방향은 수직으로 교차하는 것이 더 바람직하다.
일 실시예에 따라, 상기 엘이디는 상면에 발광영역을 구비하고 전방 측면에 상기 외부 단자들을 구비하는 사이드뷰 엘이디이며, 상기 내부 커넥터 단자들은 상기 수납홈의 내벽 일측면에 구비된 채 상기 제1 방향으로 상기 외부 단자들과 접속하고, 상기 외부 커넥터 단자들은 상기 커넥터 박스의 저면에 구비된 채 상기 제2 방향으로 인쇄회로기판과 접속한다.
일 실시예에 따라, 상기 커넥터 박스의 바닥부를 관통하여 상기 내부 커넥터 단자와 상기 외부 커넥터 단자를 단자 연결부를 더 포함한다.
일 실시예에 따라, 상기 내부 커넥터 단자는, 상기 사이드뷰 엘이디의 용이한 삽입을 위해, 상기 엘이디 수납홈의 입구 부근에 상부 굴곡부를 갖는 판스프링 구조를 포함한다.
일 실시예에 따라, 상기 내부 커넥터 단자는, 상기 단자 연결부와 일체로 연결되되, 상기 단자 연결부와 연결되는 위치에 하부 굴곡부를 갖는 판스프링 구조를 포함한다.
본 발명에 따르면, 엘이디 커넥터를 이용하여, 인쇄회로기판에 대한 엘이디 실장 방향을 바꾸어 줄 수 있으므로, 엘이디의 광 방출 방향을 의도한 바대로 바꿔 엘이디의 호환성을 높일 수 있다. 또한, 사이드뷰 엘이디의 실장 방향을 탑뷰 엘이디 패키지의 실장 방향과 같게 바꾸어 주어 탑뷰 엘이디의 발광 방향이 요구되는 적용에 사이드뷰 엘이디를 이용할 수 있도록 해준다. 본 발명에 따른 엘이디 커넥터는 탑뷰 엘이디와 발광 방향이 같은 사이드뷰 엘이디가 요구되는 조명장치 등의 제품에 적용될 수 있으며, 또한, 탑뷰 엘이디의 광 측정 장비로 사이드뷰 엘이디의 광을 측정하는 적용에 이용될 수도 있다.
본 발명의 다른 목적 및 이점은 이하 실시예의 설명으로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광모듈을 도시한 분해사시도.
도 2는 도 1에 도시된 발광모듈을 도시한 평면도.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 발광모듈의 엘이디 커넥터를 도시한 저면도.
도 4는 도 2의 A-A를 따라 취해진 발광모듈의 단면도.
도 5는 도 2의 B-B를 따라 취해진 발광모듈의 단면도
도 6은 도 1 내지 도 5에 도시된 발광모듈의 한 예를 설명하기 위한 평면도.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광모듈을 도시한 분해사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 발광모듈을 도시한 평면도이고, 도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 발광모듈의 엘이디 커넥터를 도시한 저면도이고, 도 4는 도 2의 A-A를 따라 취해진 발광모듈의 단면도이며, 도 5는 도 2의 B-B를 따라 취해진 발광모듈의 단면도이며, 도 6은 도 1 내지 도 5에 도시된 발광모듈이 인쇄회로기판의 상면에 장착된 상태를 도시한 평면도이다.
도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 발광모듈은 사이드뷰 엘이디(1)와, 상기 사이드뷰 엘이디(1)가 삽입식으로 접속되는 엘이디 커넥터(2)와, 상기 사이드뷰 엘이디(1)가 실장된 인쇄회로기판(3)을 포함한다.
사이드뷰 엘이디(1)는 발광 영역(121)을 창의 형태로 구비하는 상면(12)과, 한 쌍의 외부단자(142, 142)들을 구비하는 전방 측면(14)을 포함한다. 상기 상면(12)과 상기 전방 측면(14)은 서로 수직을 이룬다. 이에 따라 상기 사이드뷰 엘이디(1)는 외부단자들(142, 142)의 단자 접속 방향과 발광 영역(121)을 통한 광의 방출 방향이 서로 수직을 이룬다.
따라서, 상기 사이드뷰 엘이디(1)는, 임의의 인쇄회로기판 상에 직접 실장될 경우, 인쇄회로기판에 대해 평행한 방향으로 그리고 인쇄회로기판으로부터의 전류 공급 방향과 수직인 방향으로 광을 방출할 수 밖에 없다. 그러나, 이하 구체적으로 설명된 엘이디 커넥터(2)에 의해, 상기 사이드뷰 엘이디(1)는 인쇄회로기판으로부터의 전류 공급 방향과 같은 방향,즉, 상방향으로 광을 방출할 수 있다.
상기 상면(12) 및 상기 전방 측면(14)을 포함하는 사이드뷰 엘이디(1)의 면들은 플라스틱 수지를 인서트 사출 성형하여 형성된 패키지 몸체(10)의 면들로 정의될 수 있다. 또한, 상기 패키지 몸체(10)는 하나 이상의 발광다이오드 칩(미도시됨)을 수용하는 캐비티를 상면(12)에 포함하며, 이 캐비티에 채워져 형성된 봉지재의 상면에 의해 상기 발광 영역(121)이 정의될 수 있다. 패키지 몸체(10)는 리드프레임들을 지지하도록 성형되는데, 패키지 몸체(10)의 외부로 노출된 채 절곡되어 있는 리드프레임들의 일 부분들이 상기 외부 단자들(142, 142)을 구성한다.
상기 패키지 몸체(10)는 상부(10a) 및 그 상부(10a)의 두께보다 작은 두께를 갖는 하부(10b)를 포함하다. 상기 전방 측면(14)에서, 상기 외부단자들(142, 142)은 패키지 몸체(10)의 하부(10b)에 배치되며, 위에서 볼 때, 상기 상부(10a)에 의해 적어도 일부가 가려진다. 본 실시예에서, 상기 외부단자들(142)의 접촉 표면들은 상기 상부(10a)의 표면과 동일 평면을 이룬다.
상기 엘이디 커넥터(2)는, 이하에서 자세히 설명되는 바와 같이, 인쇄회로기판(3)에 대한 사이드뷰 엘이디(1)의 광 방출 방향을 변환하도록 제공된다.
상기 엘이디 커넥터(2)는 엘이디 수납홈(212)을 상부에 갖는 커넥터 박스(21)를 포함한다. 상기 엘이디 수납홈(212)은 상기 사이드뷰 엘이디(1)를 수직 방향으로 수용하도록 구성된다.
상기 커넥터 박스(21)의 저면에는 서로 다른 극성을 갖는 한 쌍의 외부 커넥터 단자들(22, 22)들이 서로 이격되게 설치된다(도 3에 잘 도시됨). 상기 엘이디 수납홈(212)이 위를 향하도록, 상기 커넥터 박스(21)가 인쇄회로기판(3) 상에 실장될 때, 상기 외부 커넥터 단자(22, 22)들이 인쇄회로기판(3) 상의 랜드 패턴들(미도시함)과 접속된다. 상기 접속은 솔더링 또는 도전성 접착제를 이용한 본딩 등의 방식이 이용될 수 있다.
도 2 및 도 5에 잘 도시된 바와 같이, 엘이디 수납홈(212) 내 측벽 일면에는 한 쌍의 내부 커넥터 단자들(24, 24)이 서로 이격되게 설치된다. 상기 사이드뷰 엘이디(1)가 상기 엘이디 수납홈(212)에 수직 방향으로 삽입되어 수납된 때, 상기 내부 커넥터 단자들(24, 24)은 상기 사이드뷰 엘이디(2)의 외부 단자들(142,142)과 접속된다. 상기 내부 커넥터 단자들(24, 24) 각각은 단자 연결부(25)들에 의해 상기 외부 커넥터 단자들(22, 22)과 전기적으로 연결된다(도 5에 잘 도시됨). 상기 내부 커넥터 단자(24, 24)들과 상기 외부 커넥터 단자들(22, 22)이 설치된 방향은 서로 수직을 이룬다.
상기 엘이디 수납홈(212)의 종방향 폭은 사이드뷰 엘이디(1)의 종방향 폭보다 같거나 약간 크다. 또한, 엘이디 수납홈(212)의 실제 수납 공간의 횡방향 폭은 내부 커넥터 단자들(24, 24)의 접촉 표면과 그에 대향하는 엘이디 수납홈(212)의 내벽면 사이의 수직 거리로 정해진다. 내부 커넥터 단자(24, 24)들은 삽입되는 사이드뷰 엘이디(1)에 의해 탄성적으로 변형될 수 있는 판 스프링 구조로 이루어지되, 사이드뷰 엘이디(1)의 삽입 전, 즉, 내부 커넥터 단자(24, 24)의 탄성 변형이 있기 전에는, 엘이디 수납홈(212)의 실제 수납 공간의 횡방향 폭이 상기 사이드뷰 엘이디(1)의 횡방향 폭보다 작게 정해진다.
도 5에 가장 잘 도시된 바와 같이. 상기 사이드뷰 엘이디(1)가 삽입될 때, 상기 내부 커넥터 단자(24, 24)는 탄성 변형되면서 사이드뷰 엘이디(1)를 대향되는 내벽면으로 미는 편향력을 발생시킨다. 이에 의해, 사이드뷰 엘이디(1)는 엘이디 수납홈(212) 내에 견고하게 고정될 수 있다.
상기 사이드뷰 엘이디(1)의 용이한 삽입을 위해, 상기 내부 커넥터 단자(24)는 상기 엘이디 수납홈(212)의 입구 부근에 대략 호형 또는 활형의 상부 굴곡부(242)를 포함한다. 또한, 상기 내부 커넥터 단자(24)는 전술한 단자 연결부(25)와 일체로 연결되며, 그 연결되는 부분은 호형 또는 활형의 하부 굴곡부(243)를 형성한다. 상기 상부 굴곡부(242) 및 하부 굴곡부(243)에 의해 상기 내부 커넥터 단자(24, 24) 탄성적으로 변형 및 복원될 수 있는 판 스프링 구조를 갖게 된다.
상기 단자 연결부(25)는 상기 커넥터 박스(21)의 바닥부를 수직으로 관통하여 상기 커넥터 박스(21)의 저면에서 상기 저면과 접하도록 그리고 넓은 접촉 표면을 갖도록 절곡되어 있다. 상기 단자 연결부(25)의 접촉 표면은 외부 커넥터 단자(22)와 접합된다. 상기 외부 커넥터 단자(22)는 인쇄회로기판(3)의 랜드 패턴(미도시됨)과 예를 들면 솔더링 방식으로 접합되며, 이에 의해, 상기 엘이디 커넥터(2)가 인쇄회로기판(3) 상에 실장된다.
앞에서 언급한 바와 같이, 상기 내부 커넥터 단자들(24, 24)과 상기 외부 커넥터 단자들(22, 22)이 설치된 방향은 서로 수직을 이루며, 그에 따라, 상기 내부 커넥터 단자(24, 24)들이 사이드뷰 엘이디(1)의 외부 단자(142)들과 접속되는 제1 방향(A)과, 상기 외부 커넥터 단자(22, 22)들이 인쇄회로기판(3) 상의 랜드 패턴에 접속되는 제2 방향(B)은 서로 수직으로 교차하게 된다(도 5에 잘 도시됨). 이와 같이, 엘이디 커넥터(2)는, 사이드뷰 엘이디(1)에 대한 단자 접속 방향과 인쇄회로기판(3)에 대한 단자 접속 방향이 교차하는 구조를 가짐으로써, 인쇄회로기판(3)에 대한 사이드뷰 엘이디(1)의 광 방출 방향을 탑뷰 엘이디의 광 방출방향과 같게 바꾸어줄 수 있다.
도 6을 참조하면, 인쇄회로기판 상에(3) 상에 사이드뷰 엘이디(1)가 접속된 다수의 엘이디 커넥터(2)들이 일정 배열로 배치되어 있다. 이 상태에서. 상기 사이드뷰 엘이디(1)는 자신의 발광 영역(121)이 위를 향하고 있으며, 인쇄회로기판(3)으로부터 전류 공급 방향과 같은 방향 또는 인쇄회로기판(3)에 대해 수직인 방향으로 광을 방출한다.

Claims (12)

  1. 엘이디 수납홈이 형성된 커넥터 박스;
    상기 엘이디 수납홈 내에서 엘이디의 외부 단자들과 접속되는 내부 커넥터 단자;
    상기 커넥터 박스의 외부면에 마련되고 외부의 전극에 접속되는 외부 커넥터 단자; 및
    상기 내부 커넥터 단자와 상기 외부 커넥터 단자를 연결하는 단자 연결부를 포함하며,
    상기 내부 커넥터 단자의 단자 접속 방향과 상기 외부 커넥터 단자의 단자 접속 방향은 서로 교차하는 것을 특징으로 하는 엘이디 커넥터.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 내부 커넥터 단자의 단자 접속 방향과 상기 외부 커넥터 단자의 단자 접속 방향은 서로 수직으로 교차하는 것을 특징으로 하는 엘이디 커넥터.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 내부 커넥터 단자는 상기 커넥터 박스의 상부로 개방된 상기 수납홈 내 측벽 일면에 설치되고, 상기 외부 커넥터 단자는 상기 커넥터 박스의 저면에 설치되며, 상기 단자 연결부는 상기 커넥터 박스의 바닥부를 관통하여 상기 내부 커넥터 단자와 상기 외부 커넥터 단자를 연결하는 것을 특징으로 하는 엘이디 커넥터.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 내부 커넥터 단자는 판스프링 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 엘이디 커넥터.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 내부 커넥터 단자는, 상기 엘이디의 용이한 삽입을 위해, 상기 엘이디 수납홈의 입구 부근에 상부 굴곡부를 갖는 판스프링 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 커넥터.
  6. 청구항 4에 있어서, 상기 내부 커넥터 단자는, 상기 단자 연결부와 일체로 연결되되, 상기 단자 연결부와 연결되는 위치에 하부 굴곡부를 갖는 판스프링 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 커넥터.
  7. 엘이디;
    상기 엘이디를 수납하는 커넥터 박스를 갖는 엘이디 커넥터; 및
    상기 엘이디 커넥터가 실장되는 인쇄회로기판을 포함하며,
    상기 엘이디 커넥터는,
    상기 커넥터 박스의 수납홈 내에서 상기 엘이디의 외부 단자들과 제1 방향으로 접속하는 내부 커넥터 단자들과,
    상기 커넥터 박스의 저면에서 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 상기 인쇄회로기판과 접속하는 외부 커넥터 단자들을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광모듈.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제1 방향과 상기 제2 방향은 수직으로 교차하는 것을 특징으로 하는 발광모듈.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 엘이디는 상면에 발광영역을 구비하고 전방 측면에 상기 외부 단자들을 구비하는 사이드뷰 엘이디이며,
    상기 내부 커넥터 단자들은 상기 수납홈의 내벽 일측면에 구비된 채 상기 제1 방향으로 상기 외부 단자들과 접속하고,
    상기 외부 커넥터 단자들은 상기 커넥터 박스의 저면에 구비된 채 상기 제2 방향으로 인쇄회로기판과 접속하는 것을 특징으로 하는 발광모듈.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 커넥터 박스의 바닥부를 관통하여 상기 내부 커넥터 단자와 상기 외부 커넥터 단자를 단자 연결부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광모듈.
  11. 청구항 9에 있어서, 상기 내부 커넥터 단자는, 상기 사이드뷰 엘이디의 용이한 삽입을 위해, 상기 엘이디 수납홈의 입구 부근에 상부 굴곡부를 갖는 판스프링 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광모듈
  12. 청구항 10에 있어서, 상기 내부 커넥터 단자는, 상기 단자 연결부와 일체로 연결되되, 상기 단자 연결부와 연결되는 위치에 하부 굴곡부를 갖는 판스프링 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광모듈.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20200024988A (ko) 2018-08-29 2020-03-10 이승환 엘이디 스트립 커넥터
KR20200129395A (ko) * 2019-05-08 2020-11-18 퀀텀매트릭스 주식회사 정보 통신용 반도체 발광소자

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