KR20130104628A - Ｌｅｄ 조명 모듈 - Google Patents

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KR20130104628A
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김은주
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서울반도체 주식회사
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Abstract

LED 조명 모듈을 제공한다. LED 조명 모듈은, 히트싱크의 상면에 형성된 개구부에 착탈 가능하게 장착되는 형광체 플레이트를 포함하므로, 필요에 따라 방출되는 광의 색상을 용이하게 변경할 수 있으며, LED 칩과 형광체 플레이트가 소정 거리 이격 배치되므로, 열에 의한 광 효율 손실을 최소화할 수 있다. 또한, 히트싱크의 개구부를 덮으면서 히트싱크에 착탈 가능하게 장착되는 렌즈를 포함하므로, 히트싱크가 렌즈를 지지하는 역할을 수행하여 별도의 지지수단을 부가할 필요가 없어 제조 공정상의 효율이 증대되며, 필요에 따라 다양한 광 지향각을 얻을 수 있다.

Description

ＬＥＤ 조명 모듈{LED illumination module}
본 발명은 조명 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 히트싱크와 일체로 장착된 LED 조명 모듈에 관한 것이다.
LED(Light Emitting Diode)는 환경 친화성, 긴 수명, 저전력 소모, 고효율 발광성 등 많은 이점을 가지고 있어, 최근 반도체 기술의 발전에 따라 그 활용 범위가 점차 확대되고 있다. 특히, 근래 고휘도의 백색 LED에 대한 상용화가 이루어짐에 따라, 이를 조명으로 이용하기 위한 다양한 시도들이 계속되고 있다.
도 1은 종래의 LED 패키지의 단면도이다.
종래의 LED 패키지는, 리드 프레임(2,3)이 배치되고 개구부(4)를 가지는 패키지 본체(1), 상기 패키지 본체(1)에 실장되는 LED 칩(5), 상기 LED 칩(5)과 연결되는 본딩 와이어(6), 상기 개구부(4) 내에서 LED 칩(5)과 본딩 와이어(6)를 덮는 봉지부(7) 및 출사되는 광의 지향각을 조절할 수 있는 렌즈(8)를 포함한다.
상기 봉지부(7)는 상기 LED 칩(5)에서 방출된 광의 일부를 파장 변환하는 형광체(9)를 포함하며, 일반적으로 형광체(9)가 함유된 봉지재를 상기 개구부 내(4)로 몰딩하여 형성한다.
그러나, 위와 같은 경우 형광체(9)가 봉지부(7)와 함께 LED 패키지에 일체로 형성되므로 출사광의 색상을 변경하기 위해서는 LED 패키지 자체를 착탈해야 하는 문제가 있다. 또한, LED 칩(5)에서 발생된 열에 의해 형광체(9)가 열화(degradation)되기 쉽다.
한편, LED에서 방출되는 광의 지향각은 약 120°이나, 조명용으로 이용하기 위해서는 보다 넓은 지향각이 요구된다. 따라서, 180°이상의 지향각을 얻기 위해서는 별도의 2차 렌즈가 필요하며, 상기 렌즈를 지면으로부터 충분한 높이에 위치하도록 해주는 별도의 지지수단을 부가하여야 하는 번거로움이 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 히트싱크 내에 형광체 플레이트 및 렌즈를 착탈 가능하게 장착할 수 있는 LED 조명 모듈을 제공함에 있다.
상기 과제를 이루기 위하여 본 발명의 일 측면은 LED 조명 모듈을 제공한다. 상기 LED 조명 모듈은, 상면에 형성된 개구부, 및 상기 개구부의 바닥면 내에 형성되고 상기 개구부보다 좁은 폭을 갖는 리세스부를 구비한 히트싱크; 상기 리세스부 내에 실장되는 적어도 하나의 LED 칩을 구비한 LED 패키지; 상기 개구부 내에 착탈 가능하게 장착되는 적어도 하나의 형광체 플레이트; 및 상기 개구부를 덮으면서 상기 히트싱크에 장착되는 렌즈를 포함한다.
상기 LED 칩과 상기 개구부 내에 장착되는 형광체 플레이트는 소정 거리 이격 배치될 수 있다.
상기 렌즈는 상기 히트싱크에 착탈 가능하게 장착될 수 있다.
본 발명에 따르면, 히트싱크에 형광체 플레이트가 착탈 가능하게 장착되므로, 필요에 따라 방출되는 광의 색상을 용이하게 변경할 수 있다. 또한, LED 칩에서 소정 거리 이격되어 형광체 플레이트가 장착되므로 광 효율의 손실을 최소화할 수 있다. 또한, LED 칩에서 발생된 열에 의한 형광체의 열화를 방지할 수 있다.
더욱이, 히트싱크 자체가 렌즈를 지지하는 역할을 수행하여 별도의 지지수단을 부가할 필요가 없어 제조 공정 상의 효율이 증대된다. 나아가, 히트싱크에 렌즈가 착탈 가능하게 장착되므로 필요에 따라 렌즈를 교체하여 다양한 광 지향각을 얻을 수 있다.
본 발명의 기술적 효과들은 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래의 LED 패키지의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 조명 모듈을 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 형광체 플레이트 및 렌즈가 외부에서 착탈되는 LED 조명 모듈을 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 형광체 플레이트 및 렌즈가 외부에서 착탈되는 LED 조명 모듈을 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 조명 모듈을 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 렌즈가 외부에서 착탈되는 LED 조명 모듈을 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 조명 모듈을 나타낸 단면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 조명 모듈을 나타낸 단면도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수 있으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 층이 다른 층 또는 기판 "상"에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 층 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나, 그들 사이에 제3의 층이 개재될 수도 있다. 또한, 본 명세서에서 위쪽, 상(부), 상면 등의 방향적인 표현은 그 기준에 따라 아래쪽, 하(부), 하면 등의 의미로 이해될 수 있다. 즉, 공간적인 방향의 표현은 상대적인 방향으로 이해되어야 하며 절대적인 방향을 의미하는 것으로 한정 해석되어서는 안 된다.
도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장 또는 생략된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 조명 모듈을 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 형광체 플레이트 및 렌즈가 외부에서 착탈되는 LED 조명 모듈을 나타낸 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 히트싱크(10)는, LED 패키지(20)가 실장될 수 있는 리세스부(12)와, 상기 리세스부(12)의 상부로 연장되어 형광체 플레이트(30)를 장착할 수 있는 개구부(14)를 가진다.
상기 히트싱크(10)는 상기 LED 패키지(20)에서 발생한 열을 외부로 방출하는 역할을 수행한다. 상기 히트싱크(10)는 열전도성이 우수한 금속 재질로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 히트싱크(10)는 상기 히트싱크(10)의 개구부(14)를 덮도록 형성되는 렌즈(40)를 지지하는 역할을 수행한다. 이 때, 상기 히트싱크(10)는 렌즈를 지면으로부터 충분히 이격되도록 하는 높이를 갖는 것이 바람직하다. 따라서, 렌즈(40)를 지지하기 위한 별도의 수단을 부가하지 않아도 되며, 광의 지향각을 넓힐 수 있는 이점이 있다.
상기 LED 패키지(20)는 상기 리세스부(12) 내에 실장될 수 있다. 도 2 및 도 3에서는 복수 개의 LED 칩(24)을 포함하는 패키지(20)가 상기 리세스부(12) 내에 실장된 형태를 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 경우에 따라 복수 개의 LED 패키지가 실장되거나, 하나의 LED 칩을 포함하는 패키지가 실장될 수도 있다.
상기 LED 패키지(20)는 전극 패턴이 형성된 회로 기판(22), 상기 회로 기판(22) 상에 형성된 LED 칩(24) 및 상기 LED 칩(24)을 봉지하는 봉지부(26)를 포함할 수 있다. 이와는 달리, 회로 기판(22) 없이 상기 히트싱크(10)에 직접 전극 패턴을 형성할 수도 있다. 또한, 도면에는 도시되지 않았으나, 상기 LED 칩(24)은 본딩 와이어를 통해 상기 전극 패턴과 전기적으로 접속될 수 있다.
상기 LED 칩(24)은 인가 전류에 의해 소정의 지향각을 갖는 광을 방출하는 광원으로서, 수평형, 수직형 또는 플립칩 구조를 가질 수 있다. 상기 LED 칩(24)은 필요에 따라 적어도 하나 이상 실장될 수 있다. 상기 LED 칩(24)에서 방출되는 광은 UV 또는 청색일 수 있으며, 후술하는 바와 같이 형광체에서 여기되는 광과 혼합되어 백색광을 구현할 수 있다.
상기 리세스부(12)의 측벽은 상기 LED 칩(24)의 광 지향각을 고려하여 일정한 기울기를 가지는 것이 바람직하다. 이 때, 상기 히트싱크(10)가 알루미늄과 같이 높은 광 반사율을 가지는 금속 재질로 이루어지는 경우에는 상기 리세스부(12)의 측벽에 별도의 반사면을 형성하지 않을 수 있다.
그러나, 이와는 달리, 상기 측벽에 별도의 반사면을 형성할 수도 있다. 일 예로, 상기 반사면은 고반사율을 가지는 광반사 물질을 도포하여 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 광반사 물질은 TiO2, SiO2 또는 ZnO일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 봉지부(26)는 상기 LED 칩(24)을 봉지하며, 실리콘 수지, 에폭시 수지, 아크릴 수지 또는 우레탄 수지 등에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함하는 투광성 수지일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 개구부(14)는 상기 히트싱크(10)의 상면에 형성된다. 상기 개구부(14)는 상기 리세스부(12)의 상부에서 일정 구획을 이룬다. 이 때, 상기 개구부(14)는 상기 리세스부(12)의 폭보다 넓은 폭을 가질 수 있다. 이를 통해 후술하는 형광체 플레이트(30)가 상기 리세스부(12) 내에 실장되는 LED 패키지(20)의 전면을 덮도록 할 수 있다. 또한, 상기 개구부(14)의 폭은 형광체 플레이트(30)가 견고하게 끼워질 수 있는 면적을 가지도록 형성될 수 있다. 본 발명은 이에 한정되지 않고, 상기 개구부(14)의 장축 방향 폭 및 단축 방향 폭이 서로 같거나 다를 수도 있다. 또한, 상기 개구부(14)가 아닌 상기 리세스부(12) 상에 상기 형광체 플레이트(30)가 장착될 수 있는 별도의 부재 또는 구조를 가질 수도 있다. 개구부(14) 및 리세스부(12)의 형태 및 위치 등은 변경 가능하다.
상기 형광체 플레이트(30)는 상기 개구부(14) 내에 장착된다. 이 때, 상기 형광체 플레이트(30)는 상기 LED 칩(24)과 소정 거리로 이격 되어 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 LED 칩(24)과 상기 형광체 플레이트(30)의 이격 거리는 상기 리세스부(12)의 깊이로 정의될 수 있다.
상기 형광체 플레이트(30)는 세라믹 플레이트일 수 있다. 상기 세라믹 플레이트는 형광체 입자들을 배열하고, 상기 형광체 입자들의 표면이 연화 및 용융되기 시작할 때까지 상기 형광체 입자들을 고압 하에서 가열하여 형성될 수 있다. 이 때, 소결되는 형광체 입자들은 서로 다른 종류일 수 있다. 상기 세라믹 플레이트에는 수지 등의 낮은 열전도성을 가지는 물질이 배제되므로, 형광체에서 발생한 열을 효율적으로 방출할 수 있어 방열성능이 향상될 수 있다.
또한, 상기 형광체 플레이트(30)는 수지 필름의 표면에 형광체를 코팅하여 형성될 수 있다. 이 때, 표면마다 서로 다른 종류의 형광체가 코팅될 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 그 내부에 형광체가 포함될 수도 있다. 상기 수지 필름은 투명성을 가지는 열경화성 수지 필름일 수 있다. 예를 들어, 상기 열경화성 수지는 에폭시 수지, 실리콘 수지, 폴리카보네이트(PC) 및 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 중에서 선택될 수 있다.
예를 들어, 상기 형광체 플레이트(30)는, 적색 형광체, 청색 형광체 또는 황색 형광체를 포함할 수 있다. 상기 LED 칩(24)이 UV LED 칩인 경우 상기 형광체들이 모두 포함되도록 하여 백색광을 구현할 수 있으며, 청색 LED 칩인 경우 상기 황색 형광체가 포함되도록 하여 백색광을 구현할 수 있다.
상기 형광체 플레이트(30)는 상기 개구부(14)에 삽입될 수 있으며, 필요에 따라 다양한 종류의 형광체 플레이트(30)를 교체하여 장착할 수 있다. 이를 통해 다양한 색상의 조합이 가능하여 방출되는 광의 색상을 용이하게 변경할 수 있다.
상기 렌즈(40)는 상기 히트싱크(10)의 개구부(14)를 덮도록 장착된다. 상기 렌즈(40)는 상기 LED 패키지(20)를 외부 환경으로부터 보호하며, 광의 지향각을 조절하는 기능을 수행한다. 상기 렌즈(40)는 다양한 형상을 가질 수 있으며, 필요에 따라 교체 가능하다. 따라서, 다양한 광 지향각을 얻을 수 있는 이점이 있다.
상기 렌즈(40)는 착탈 가능하게 장착될 수 있다. 일 예로, 상기 렌즈(40)의 하부는 상기 히트싱크(10)의 외주의 형상에 대응하는 홈부(40b)를 가질 수 있다. 따라서, 상기 렌즈(40)는 상기 히트싱크(10)의 적어도 상부 영역을 덮도록 장착될 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 렌즈(40)의 장착에 관한 다른 실시예에 관해서는 후술하기로 한다.
상기 렌즈(40)는 에폭시 수지, 아크릴 수지, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리카보네이트(PC) 또는 사이클로올레핀폴리머(COP) 등과 같은 중합체를 사출 성형하여 제조한 플라스틱 렌즈일 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니다.
앞서 언급한 바와 같이, 상기 렌즈(40)는 다양한 형상을 가질 수 있으나, 렌즈(40)에 모서리가 존재하는 경우 상기 모서리 부위에서 발생하는 프리즘 효과로 인해 색 분리가 발생할 수 있다. 이 경우, 렌즈(40)의 모서리 부위를 기계적 또는 화학적으로 처리하여 거칠기를 형성하고 난반사를 유도하여 상기 렌즈(40)로부터 출사되는 광을 부드럽게 만들 수 있다.
또한, 상기 렌즈(40)는 광의 출사방향을 조절하기 위해 하나 이상의 전반사면을 가질 수 있다. 일 예로, 상기 렌즈(40)의 중심부에 단면 형상이 V자형인 전반사면(40a)을 가질 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 전반사면(40a)은 상기 LED 칩(24)에서 방출되어 상기 전반사면(40a)에 입사된 광이 전반사되도록 하는 기울기를 가지는 모든 형상을 포함할 수 있다.
LED 칩(24)으로부터 방출되는 광은 주로 수직 방향으로 방출되므로 렌즈(40)의 중심부에 상대적으로 많은 광량이 집중된다. 이 때, 상기 렌즈(40)의 중심부에 단면 형상이 V자형인 전반사면(40a)을 가지는 경우, 상기 중심부로 입사된 광은 전반사되고, 라운딩된 렌즈(40)의 굴절면에서 굴절되어 지면방향으로 출사될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 의한 LED 조명 모듈은 출사되는 광의 지향각을 넓힐 수 있어 주변의 넓은 영역을 비추는 조명용으로 바람직하다.
상기 렌즈(40)는 광 확산 물질을 함유할 수 있다. 예를 들어, 상기 광확산 물질은 SiO2, Al2O3, Zr2O3, Y2O3, TiO2, B2O3 또는 CaCO3 등의 물질일 수 있다. 이를 통해 상기 렌즈(40)의 내부에서 광의 확산 효과를 증대시켜 출사되는 광을 부드럽게 만들 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 조명 모듈을 나타낸 단면도이다.
도 4를 참조하면, 히트싱크(10)의 개구부(14) 내에는 형광체 플레이트(32, 34)가 복수개 장착될 수 있다.
상기 형광체 플레이트(32, 34)는 복수개가 순차 적층된 형태로 상기 개구부(14) 내에 장착될 수 있다. LED 칩(24)에 가까운 제1 형광체 플레이트(32)는 그 상부에 장착된 제2 형광체 플레이트(34)보다 장파장을 가지는 형광체를 함유할 수 있다.
일 예로, 상기 LED 칩(24)이 청색 LED 칩인 경우, 제1 형광체 플레이트(32)는 적색 형광체를 함유할 수 있으며, 제2 형광체 플레이트(34)는 황색 형광체를 함유할 수 있다. 상기 LED 칩(24)이 방출하는 청색광의 제1 발광 스펙트럼은 먼저, 제1 형광체 플레이트(32)에 조사되어 그 일부가 흡수되고, 파장 변환된 제2 발광 스펙트럼이 방출된다. 상기 제2 발광 스펙트럼은 제2 형광체 플레이트(34)에 조사되지만, 흡수되지 않고 투과된다. 한편, 상기 제1 형광체 플레이트(32)를 투과한 제1의 발광 스펙트럼의 일부가 제2 형광체 플레이트(34)에 조사되어 그 일부가 흡수되고, 파장변환된 제3 발광 스펙트럼이 방출된다. 따라서, 제1 청색 스펙트럼, 제2 적색 스펙트럼 및 제3 황색 스펙트럼이 혼합되어 연색성이 우수한 백색광을 구현할 수 있다.
도 4에서는 두 개의 형광체 플레이트(32, 34)를 장착하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 다양한 종류의 형광체 플레이트 복수 개를 상기 개구부(14)에 장착할 수 있다.
상기 이외의 다른 구성들은, 도 2와 동일하므로 중복되는 설명을 생략하기로 한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 형광체 플레이트 및 렌즈가 외부에서 착탈되는 LED 조명 모듈을 나타낸 단면도이다.
도 5를 참조하면, 상기 렌즈(40)는 착탈 가능하게 장착될 수 있다. 일 예로, 상기 렌즈(40)의 하부는 상기 히트싱크(10)의 외주의 형상에 대응하는 홈부(40b)를 가질 수 있다. 따라서, 상기 렌즈(40)는 상기 히트싱크(10)의 적어도 상부 영역을 덮도록 장착될 수 있다.
이 때, 상기 렌즈(40)는 상기 히트싱크(10)의 상부에 나사 결합될 수 있다. 즉, 상기 렌즈(40)의 하부의 내주연에 나사돌기(60a)가 형성되고, 상기 히트싱크(10)의 상부의 외주연에 나사홈(60b)이 형성되어 서로 나사 결합될 수 있다. 상기 나사돌기(60a)는 상기 렌즈(40)와 일체로 형성될 수 있으며, 상기 나사홈(60b)은 상기 히트싱크(10)와 일체로 형성될 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 렌즈(40)의 하부의 내주연에 나사홈(60b)이 형성되고, 상기 히트싱크(10)의 상부의 외주연에 나사돌기(60a)가 형성되어 서로 나사 결합될 수도 있다.
상기 이외의 다른 구성들은, 도 2와 동일하므로 중복되는 설명을 생략하기로 한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 렌즈가 외부에서 착탈되는 LED 조명 모듈을 나타낸 단면도이다.
도 6을 참조하면, 히트싱크(10)의 개구부(14) 내에는 형광체 플레이트(30)와 광학 플레이트(50)가 장착될 수 있다.
상기 광학 플레이트(50)는 LED 칩(24)으로부터 방출되는 광을 제어하는 역할을 수행할 수 있다. 일 예로, 상기 광학 플레이트(50)는 광확산 플레이트일 수 있다. 상기 광확산 플레이트는 상기 형광체 플레이트(30)의 상부에 배치되어, 상기 형광체 플레이트(30)를 통과한 광을 확산시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 광확산 플레이트는 SiO2, Al2O3, Zr2O3, Y2O3, TiO2, B2O3 또는 CaCO3 등의 물질로 이루어진 입자를 고온, 고압 하에서 소결하여 형성될 수 있다.
다른 예로, 상기 광학 플레이트(50)는 다이크로익 필터(dichroic filter)일 수 있다. 상기 다이크로익 필터는 특정 파장의 광을 선택적으로 투과 또는 차단할 수 있다. 상기 다이크로익 필터는 LED 칩(24)과 형광체 플레이트(30)의 사이에 배치되어, LED 칩(24)에서 방출된 광은 통과시키고, 형광체 플레이트(30)에서 방출된 광은 반사할 수 있다.
따라서, 상기 형광체 플레이트(30)에서 방출된 광 중 후방 산란되는 광은 상기 다이크로익 필터에 의해 차단되므로, 상기 LED 칩(24)으로 흡수되는 열에 의한 손상을 방지할 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 복수개의 형광체 플레이트 사이에 상기 다이크로익 필터가 배치될 수도 있다. 예를 들어, 상기 다이크로익 필터는 고투과율을 가지는 유리 또는 수지필름에 굴절률이 다른 물질이 적층된 구조를 가질 수 있다.
상기 렌즈(40)는 상기 히트싱크(10)의 개구부(14)를 덮도록 장착된다. 일 예로, 상기 히트싱크(10)의 상면에 삽입홈(61a)이 형성되고, 상기 렌즈(40)의 하면에 삽입돌기(61b)가 형성되어 서로 삽입 결합될 수 있다. 상기 삽입홈(61a)은 상기 히트싱크(10)와 일체로 형성될 수 있으며, 상기 삽입돌기(61b)는 상기 렌즈(40)와 일체로 형성될 수 있다. 상기 삽입홈(61a)과 삽입돌기(61b)의 형상은 다양하게 변화시킬 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 렌즈(40)의 하면 및 상기 히트싱크(10)의 상면 중 어느 한 면에 삽입홈(61a)이 형성되고, 다른 면에 삽입돌기(61b)가 형성되어 서로 삽입 결합될 수 있다.
상기 이외의 다른 구성들은, 도 2와 동일하므로 중복되는 설명을 생략하기로 한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 조명 모듈을 나타낸 단면도이다.
도 7을 참조하면, 상기 렌즈(42)는 중심부가 오목하고, 중심부에서 연장되는 측부는 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 LED 칩(24)으로부터 방출되는 광은 주로 수직 방향으로 방출되므로, 렌즈(42)의 중심부에 광량이 상대적으로 집중된다. 이 때, 상기 광이 렌즈(42)를 중심부를 투과하는 과정에서 상기 렌즈(42)의 측면 방향으로 굴절되어 출사되는 광량을 증가시킬 수 있다.
상기 렌즈(42)는 히트싱크(10)의 개구부(14)를 덮으면서 착탈 가능하게 장착될 수 있다. 일 예로, 상기 렌즈(42)는 상기 렌즈(42)의 하부에 상기 히트싱크의 외주의 형상에 대응하는 홈부(미도시)를 구비하는 동시에 삽입돌기(62a)를 구비할 수 있으며, 상기 삽입돌기(62a)에 대응되는 형상으로 상기 히트싱크(10)의 측벽에 삽입홈(62b)이 마련된다. 이러한 구조에 의해 상기 렌즈(42)는 상기 히트싱크(10)에 장착될 수 있으며, 도 2에 도시된 렌즈(40)의 장착방식 보다 견고하게 체결될 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 체결 수단을 사용하여 렌즈를 장착할 수 있다.
상기 히트싱크(10)는 방열 면적을 넓혀 방열성능을 향상시키기 위해 그 하부에 복수개의 방열핀(11)을 구비할 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 접촉 면적을 넓히기 위한 모든 형상을 포함할 수 있다.
상기 이외의 다른 구성들은, 도 2와 동일하므로 중복되는 설명을 생략하기로 한다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 조명 모듈을 나타낸 단면도이다.
도 8을 참조하면, 상기 렌즈(44)는 그 일부가 상기 개구부(14)의 상단에 삽입될 수 있다. 예를 들어, 상기 개구부(14)를 단차지게 형성하여, 상기 개구부(14)에 제1 단차부(14a)와 상기 제1 단차부(14a)의 상부에 위치하는 제2 단차부(14b)를 형성할 수 있다.
상기 제1 단차부(14a) 내에 형광체 플레이트(30)가 장착될 수 있으며, 상기 제2 단차부(14b) 내에는 렌즈(44)의 일부가 장착될 수 있다.
상기 렌즈(44)는 일 예로, 아치형의 구조를 가질 수 있다. 이러한 구조의 렌즈(44)는 그 상부면에 더하여 그 하부면에 반원 형상의 굴절면을 추가적으로 제공한다. 따라서, 상기 렌즈(44)를 투과하여 외측으로 출사되는 광의 지향각은 보다 확장될 수 있다.
상기 이외의 다른 구성들은, 도 2와 동일하므로 중복되는 설명을 생략하기로 한다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 및 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형 및 변경이 가능하다.
10: 히트싱크 20: LED 패키지
30, 32, 34: 형광체 플레이트 40, 42, 44: 렌즈
50: 광학 플레이트

Claims (11)

  1. 상면에 형성된 개구부, 및 상기 개구부의 바닥면 내에 형성되고 상기 개구부보다 좁은 폭을 갖는 리세스부를 구비한 히트싱크;
    상기 리세스부 내에 실장되는 적어도 하나의 LED 칩을 구비한 LED 패키지;
    상기 개구부 내에 착탈 가능하게 장착되는 적어도 하나의 형광체 플레이트; 및
    상기 개구부를 덮으면서 상기 히트싱크에 장착되는 렌즈를 포함하는 LED 조명 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 LED 칩과 상기 형광체 플레이트는 소정 거리로 이격 배치되는 LED 조명 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 LED 칩과 상기 형광체 플레이트의 이격 거리는 상기 리세스부의 깊이에 의해 정의되는 LED 조명 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 히트싱크의 개구부에 착탈 가능하게 장착되는 적어도 하나의 광학 플레이트를 더 포함하는 LED 조명 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 광학 플레이트는 광확산 플레이트 또는 다이크로익 필터인 LED 조명 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈는 상기 히트싱크에 착탈 가능하게 장착되는 LED 조명 모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 렌즈는 상기 렌즈의 하부에 상기 히트싱크의 외주의 형상에 대응하는 홈부를 구비하여 상기 히트싱크에 장착되는 LED 조명 모듈.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 렌즈는 상기 히트싱크에 나사 결합되어 장착되는 LED 조명 모듈.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 렌즈의 하면 및 상기 히트싱크의 상면 중 어느 한 면에 형성된 삽입홈과 다른 면에 형성된 삽입돌기가 서로 삽입 결합되어 상기 렌즈가 상기 히트싱크에 장착되는 LED 조명 모듈.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈는 상기 렌즈의 중심부에 단면 형상이 V자형인 전반사면을 갖는 LED 조명 모듈.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 LED 패키지는 상기 리세스부 내에 실장되는 회로 기판 상에 형성된 적어도 하나의 LED 칩; 및
    상기 LED 칩을 봉지하는 봉지부를 포함하는 LED 조명 모듈.

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