KR20140124509A - 장방형 led 조명장치 - Google Patents

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KR20140124509A
KR20140124509A KR1020130042102A KR20130042102A KR20140124509A KR 20140124509 A KR20140124509 A KR 20140124509A KR 1020130042102 A KR1020130042102 A KR 1020130042102A KR 20130042102 A KR20130042102 A KR 20130042102A KR 20140124509 A KR20140124509 A KR 20140124509A
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이덕주
김대원
윤성복
박일
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주식회사 포스코엘이디
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Abstract

교류전원에 직결되는 장방형 LED 조명장치가 개시된다. 장방형 LED 조명장치는, LED들의 전기적인 연결을 위한 회로패턴이 형성되어 있는 인쇄 회로 기판; 교류전압을 정류하여 직류의 정류전압으로 변환하여 출력하는 정류부; 상기 정류전압을 인가받아 구동되며, 상기 인쇄 회로 기판 상에 선형으로 배치되는 제 1 발광블럭 내지 제 n 발광블럭(n은 2 이상의 양의 정수)을 포함하는 LED 발광부; 및 상기 정류부로부터 출력되는 정류전압의 전압레벨에 따라 각기 n개의 LED들을 포함하는 제 1 발광그룹 내지 제 m 발광그룹(m은 2 이상의 양의 정수)을 순차 구동하는 LED 구동 제어부를 포함하되, 상기 제 1 발광블럭 내지 상기 제 n 발광블럭 각각은 선형으로 배치된 제 1 LED 내지 제 m LED를 포함하고, 상기 제 1 LED 내지 제 m LED 각각은 상기 정류전압의 전압레벨에 따라 순차적으로 점등 및 소등되는 것을 특징으로 한다.

Description

장방형 LED 조명장치{RECTANGLE LED LUMINAIRE}
본 발명은 장방형 LED 조명장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 장방향의 교류 구동 방식의 장방형 LED 조명장치를 구성하기 위하여, 교류 구동 방식의 LED 조명장치에 있어 순차구동되는 복수의 발광블럭들 내에 포함된 복수의 LED들의 배치 및 연결관계를 최적화한, 장방형 LED 조명장치에 관한 것이다.
LED(light emitting diode), 즉, 발광 다이오드란 Ga(갈륨), P(인), As(비소), 인듐(In), 질소(N), 알루미늄(Al) 등을 재료로 하여 만들어진 반도체로서, 다이오드의 특성을 가지고 있으며, 전류를 흐르게 하면 붉은색, 녹색, 청색으로 빛을 발한다. 전구에 비해 수명이 길고 응답 속도(전류가 흘러서 빛을 발하기까지의 시간)가 빠르며, 전력 소비량이 작다는 이점이 있어 널리 이용되고 있는 추세이다.
일반적으로 발광 소자는 다이오드 특성에 의해 DC전원에서만 구동할 수 있었다. 이에 종래의 발광 소자를 이용한 발광 장치는 그 사용이 제한적일 뿐 아니라, 현재 가정에서 사용하는 교류전원에서 사용하기 위해서는 SMPS와 같은 별도의 회로를 포함하여야 한다. 이에 따라 조명장치의 회로가 복잡해지고, 이의 제작 단가가 높아지게 되는 문제가 있었다.
이러한 문제를 해결하기 위해 다수의 발광 셀을 직렬 또는 병렬 연결하여 AC전원에서도 구동할 수 있는 발광 소자에 관한 연구가 활발히 진행 중이다.
도 1은 종래기술에 따른 교류 LED 조명장치의 구성 블럭도이고, 도 2는 도 1에 도시한 종래기술에 따른 교류 LED 조명장치의 정류전압과 LED 구동전류의 파형을 도시한 파형도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래기술에 따른 교류 LED 조명장치는 교류전원(VAC)으로부터 교류전압을 인가받아 전파 정류하여 정류전압(Vrec)을 출력하는 정류부(10), 정류전압(Vrec)을 공급받아 순차구동되는 제 1 발광그룹(20), 제 2 발광그룹(22), 제 3 발광그룹(24) 및 제 4 발광그룹(26), 정류전압(Vrec)의 전압레벨에 따라 제 1 발광그룹(20), 제 2 발광그룹(22), 제 3 발광그룹(24) 및 제 4 발광그룹(26)의 순차 구동을 제어하는 구동 제어부(40), 스위칭 기능과 정전류 제어기능을 구비한 제 1 발광그룹 구동부(SW1), 제 2 발광그룹 구동부(SW2), 제 3 발광그룹 구동부(SW3), 제 4 발광그룹 구동부(SW4)를 포함하여 구성된다.
도 2를 참조하여 전술한 바와 같은 종래기술에 따른 교류 LED 조명장치의 구동과정을 살펴보면, 구동 제어부(40)는 정류부(10)로부터 인가되는 정류전압(Vrec)의 전압레벨을 판단하고, 판단된 정류전압(Vrec)의 전압레벨에 따라 제 1 발광그룹(20), 제 2 발광그룹(22), 제 3 발광그룹(24) 및 제 4 발광그룹(26)을 순차 구동하게 된다.
따라서, 정류전압(Vrec)의 전압레벨이 제 1 문턱전압(VTH1) 이상이고 제 2 문턱전압(VTH2) 미만인 구간(정류전압의 한 주기를 기준으로 t1~t2, t7~t8)에서, 구동 제어부(40)는 제 1 스위치(SW1)를 턴-온 상태로 유지하고, 제 2 스위치(SW2), 제 3 스위치(SW3), 제 4 스위치(SW4)를 턴-오프 상태로 유지하여, 제 1 발광그룹(20)만이 구동되도록 제어한다.
또한, 정류전압(Vrec)의 전압레벨이 제 2 문턱전압(VTH2) 이상이고 제 3 문턱전압(VTH3) 미만인 구간(정류전압의 한 주기를 기준으로 t2~t3, t6~t7)에서, 구동 제어부(40)는 제 2 스위치(SW2)를 턴-온 상태로 유지하고, 제 1 스위치(SW1), 제 3 스위치(SW3), 제 4 스위치(SW4)를 턴-오프 상태로 유지하여, 제 1 발광그룹(20)과 제 2 발광그룹(22)만이 구동되도록 제어한다.
또한, 정류전압(Vrec)의 전압레벨이 제 3 문턱전압(VTH3) 이상이고 제 4 문턱전압(VTH4) 미만인 구간(정류전압의 한 주기를 기준으로 t3~t4, t5~t6)에서, 구동 제어부(40)는 제 3 스위치(SW3)를 턴-온 상태로 유지하고, 제 1 스위치(SW1), 제 2 스위치(SW2), 제 4 스위치(SW4)를 턴-오프 상태로 유지하여, 제 1 발광그룹(20), 제 2 발광그룹, 제 3 발광그룹(24)이 구동되도록 제어한다.
또한, 정류전압(Vrec)의 전압레벨이 제 4 문턱전압(VTH4) 이상인 구간(정류전압의 한 주기를 기준으로 t4~t5)에서, 구동 제어부(40)는 제 4 스위치(SW4)를 턴-온 상태로 유지하고, 제 1 스위치(SW1), 제 2 스위치(SW2), 제 3 스위치(SW3)를 턴-오프 상태로 유지하여, 제 1 발광그룹(20), 제 2 발광그룹(22), 제 3 발광그룹(24), 제 4 발광그룹(26) 모두가 구동되도록 제어한다.
한편, 도 1에 도시된 바와 같은 종래기술에 따른 교류 LED 조명장치의 경우 제 1 발광그룹(20), 제 2 발광그룹(22), 제 3 발광그룹(24) 및 제 4 발광그룹(26)이 서로 직렬로 연결되어 순차적으로 점등 및 소등되므로, 이러한 종래기술에 따른 교류 LED 조명장치를 이용하여 장방형 LED 조명장치를 구성하는 경우, LED 조명장치의 광 균일성에 문제가 있었다. 즉, 제 1 발광그룹(20), 제 2 발광그룹(22), 제 3 발광그룹(24) 및 제 4 발광그룹(26)이 장방형 LED 조명장치의 기판 상에서 왼쪽부터 오른쪽으로 순차적으로 배치되어 실장되는 경우, 정류전압(Vrec)의 전압레벨이 작은 경우, 즉, 예를 들어, 정류전압(Vrec)의 전압레벨이 제 1 문턱전압(VTH1) 이상이고 제 2 문턱전압(VTH2) 미만인 구간(정류전압의 한 주기를 기준으로 t1~t2, t7~t8)에서 장방형 LED 조명장치의 가장 왼쪽에 배치된 제 1 발광그룹(20)만이 발광하게 되어, 조명장치로서의 본연의 기능을 수행할 수 없다는 문제점이 있다. 따라서, 순차구동 방식의 교류 LED 조명장치를 사용하여 장방형 LED 조명장치를 구현하기 위해서는 복수의 발광그룹들 내에 포함되는 복수의 LED들 간에 새로운 배치 및 연결구조가 필요하지만, 종래기술은 이러한 문제점에 대한 명확한 해법을 제시하고 있지 않다.
본 발명의 목적은 위에서 언급한 종래기술의 문제점을 해결하는 것이다.
본 발명의 일 목적은, 각기 순차구동되는 복수의 발광그룹들을 포함하는 장방형 LED 조명장치에 있어, 장방형 LED 조명장치가 최대의 발광효율 및 양호한 광 균일성을 가질 수 있도록 복수의 발광그룹들 내에 포함된 복수의 LED들의 개선된 배치 및 연결구조를 갖는 장방형 LED 조명장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 일 목적은, 전술한 LED 조명장치가 복수의 LED들의 개선된 배치 및 연결구조를 가짐에 따라 발생하는 방열 문제를 효율적으로 해결할 수 있는 장방형 LED 조명장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 일 목적은, 전술한 LED 조명장치가 복수의 LED들의 개선된 배치 및 연결구조를 가짐에 따라 발생하는 내전압 문제를 효율적으로 해결할 수 있는 장방형 LED 조명장치를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하고, 후술하는 본 발명의 특유의 효과를 달성하기 위한, 본 발명의 특징적인 구성은 하기와 같다.
본 발명의 일 태양에 따르면, LED들의 전기적인 연결을 위한 회로패턴이 형성되어 있는 인쇄 회로 기판; 교류전압을 정류하여 직류의 정류전압으로 변환하여 출력하는 정류부; 상기 정류전압을 인가받아 구동되며, 상기 인쇄 회로 기판 상에 선형으로 배치되는 제 1 발광블럭 내지 제 n 발광블럭(n은 2 이상의 양의 정수)을 포함하는 LED 발광부; 및 상기 정류부로부터 출력되는 정류전압의 전압레벨에 따라 각기 n개의 LED들을 포함하는 제 1 발광그룹 내지 제 m 발광그룹(m은 2 이상의 양의 정수)을 순차 구동하는 LED 구동 제어부를 포함하되, 상기 제 1 발광블럭 내지 상기 제 n 발광블럭 각각은 선형으로 배치된 제 1 LED 내지 제 m LED를 포함하고, 상기 제 1 LED 내지 제 m LED 각각은 상기 정류전압의 전압레벨에 따라 순차적으로 점등 및 소등되는 것을 특징으로 하는, 장방형 LED 조명장치가 제공된다.
바람직하게, 상기 인쇄 회로 기판은 가로 방향의 길이가 세로 방향의 길이보다 긴 장방형의 인쇄 회로 기판이며, 상기 제 1 발광블럭 내지 제 n 발광블럭은 상기 인쇄 회로 기판 상에서 가로 방향으로 순차적으로 배치되고, 제 1 LED 내지 제 m LED는 상기 발광블럭 내에서 상기 인쇄 회로 기판 상에 가로 방향으로 순차적으로 배치될 수 있다.
바람직하게, 상기 인쇄 회로 기판은, 상부면에 형성된 제1 도전성 회로 패턴; 및 하부면에 형성된 제2 도전성 회로 패턴을 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 인쇄 회로 기판에는 상부면과 하부면을 관통하는 관통홀이 형성되고, 상기 관통홀은 내부에 열 전도성 부재를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 인쇄 회로 기판은, 상기 하부면에 형성되고 상기 열 전도성 부재와 연결된 제1 방열 패턴을 더 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 인쇄 회로 기판은, 상기 상부면에 형성되고 상기 열전도성 부재와 연결된 제2 방열 패턴을 더 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 LED는 상기 제2 방열 패턴과 접촉하도록 구성될 수 있다.
바람직하게, 상기 열 전도성 부재는 상기 관통홀의 내측면을 따라 형성된 금속 패턴일 수 있다.
바람직하게, 상기 제1 방열 패턴은 금속으로 형성될 수 있다.
바람직하게, 상기 제2 방열 패턴은 금속으로 형성될 수 있다.
바람직하게, 상기 관통홀의 내부는 열 전도성 수지로 충진될 수 있다.
바람직하게, 상기 장방형 LED 조명장치는, 히트싱크; 및 상기 인쇄 회로 기판과 상기 히트싱크 사이에 개재된 절연성 방열부재를 더 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 절연성 방열부재는, 절연성 베이스 필름; 및 상기 베이스 필름의 양쪽 면에 도포된 열전도성 접착제를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 장방형 LED 조명장치는, 상기 인쇄회로 기판이 상기 히트싱크로부터 이탈하는 것을 방지하는 이탈방지 부재를 더 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 이탈방지부재는 걸림 돌기를 가지는 후크(hook)이며, 상기 히트싱크는 상기 후크의 상기 걸림 돌기와 체결하는 체결홈을 가질 수 있다.
바람직하게, 상기 장방형 LED 조명장치는, 상기 복수의 LED로부터 방출되는 빛을 확산시키는 광학부재를 더 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 복수의 LED와 상기 광학부재 사이의 간격과, 상기 발광블럭의 피치(pitch)의 비율이 1.2 내지 0.8일 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 순차구동되는 복수의 발광그룹들 내에 포함된 복수의 LED들의 개선된 배치 및 연결구조를 이용하여, 장방형 LED 조명장치가 최대의 발광효율 및 양호한 광 균일성을 가질 수 있다는 효과를 기대할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 인쇄 회로 기판에 관통홀을 형성하고 LED 패키지에서 발생한 열을 관통홀을 통해 외부로 방출할 수 있도록 함으로써, 복수의 LED들의 개선된 배치 및 연결구조를 가짐에 따라 발생하는 방열 문제를 효율적으로 해결할 수 있다는 효과를 기대할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 복수의 LED들의 개선된 배치 및 연결구조를 형성하기 위하여 양면 인쇄 회로 기판을 이용하여 경우 발생되는 내전압 문제를 해결하기 위하여, 내전압 기재가 포함되는 절연성 접착부재를 이용함으로써 내전압 문제를 효율적으로 해결할 수 있다는 효과를 기대할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 복수의 LED들의 개선된 배치 및 연결구조를 형성하기 위하여 양면 인쇄 회로 기판을 이용하여 경우 발생되는 내전압 문제를 해결하기 위하여, 다층 인쇄 회로 기판을 이용함으로써 내전압 문제를 효율적으로 해결할 수 있다는 효과를 기대할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 교류 LED 조명장치의 구성 블럭도.
도 2는 도 1에 도시한 종래기술에 따른 교류 LED 조명장치의 정류전압과 LED 구동전류의 파형을 도시한 파형도.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 장방형 LED 조명장치의 구성 블럭도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 장방형 LED 조명장치를 개략적으로 도시한 측면 사시도.
도 5는 도 4의 장방형 LED 조명장치를 위에서 내려다 본 평면도.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 장방형 LED 조명장치를 도시한 측면 사시도.
도 7은 도 6에 도시된 실시예에 따른 장방형 LED 조명장치의 단면을 도시한 단면도.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 장방형 LED 조명장치의 단면을 도시한 단면도.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 장방형 LED 조명장치의 단면을 도시한 단면도.
도 10은 이탈방지 부재로서 훅을 더 포함하는 본 발명의 일 실시예에 따른 장방형 LED 조명장치를 도시한 평면도.
도 11은 각각 이탈방지 부재로서 훅을 더 포함하는 본 발명의 일 실시예에 따른 장방형 LED 조명장치를 도시한 단면도.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 적절하게 설명된다면 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
[본 발명의 바람직한 실시예]
본 발명의 실시예에서, 용어 '발광그룹'이란 복수의 LED들이 절연 또는 비절연 기판상에 칩 또는 패키지의 형태로 직렬/병렬/직병렬로 연결되어 조명장치 내에서 발광하는 LED들(엘이디 패키지들)의 집합으로서, 제어부의 제어에 따라 하나의 단위로서 동작이 제어되는(즉, 같이 점등/소등되는) LED들의 집합을 의미한다.
또한, 용어 '문턱전압(VTH)'이란 하나의 발광그룹을 구동할 수 있는 전압레벨로서, '제 1 문턱전압(VTH1)'은 제 1 발광그룹을 구동할 수 있는 전압레벨을 의미하며, '제 2 문턱전압(VTH2)'은 제 1 및 제 2 발광그룹을 구동할 수 있는 전압레벨을 의미한다. 제 1 발광그룹의 문턱전압과 제 2 발광그룹의 문턱전압이 동일한 경우, 제 2 문턱전압(VTH2)은 2VTH1이다. 따라서 이하에서 '제 n 문턱전압(VTHn)'이라함은 제 1 내지 제 n 발광그룹을 모두 구동할 수 있는 전압레벨을 의미한다.
또한, 용어 '순차구동 방식'이란, 교류전압을 전파정류하여 생성된 정류전압의 전압레벨에 따라 전술한 바와 같은 복수의 발광그룹이 순차적으로 점등되고, 소등되는 구동방식을 의미한다.
또한, 용어 '발광블럭'이란 순차구동되는 각 발광그룹들에 속하는 각각의 LED들이 인쇄 회로 기판 상에서 위치적으로 서로 인접하여 배치되어 이루는 발광블럭을 의미한다. 예를 들어, 제 1 내지 제 4 발광그룹이 존재하고, 각각의 발광그룹이 2개의 LED로 구성되어 있는 경우, 제 1 발광블럭은 인쇄 회로 기판 상에서 위치적으로 서로 인접하여 배치되는 제 1 발광그룹에 속한 제 1-1 LED, 제 2 발광그룹에 속한 제 2-1 LED, 제 3 발광그룹에 속한 제 3-1 LED, 제 4 발광그룹에 속한 제 4-1 LED로 구성된다. 유사하게, 제 2 발광블럭은 인쇄 회로 기판 상에서 위치적으로 서로 인접하여 배치되는 제 1 발광그룹에 속한 제 1-2 LED, 제 2 발광그룹에 속한 제 2-2 LED, 제 3 발광그룹에 속한 제 3-2 LED, 제 4 발광그룹에 속한 제 4-2 LED로 구성된다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 장방형 LED 조명장치의 구성 블럭도이다. 이하에서, 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 장방형 LED 조명장치(1000)의 구성과 기능에 대하여 상세하게 설명하도록 한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 장방형 LED 조명장치(1000)는 정류부(100), LED 구동 제어부(200) 및 LED 발광부(300)를 포함할 수 있다.
정류부(100)는 장방형 LED 조명장치(1000)의 내부 또는 외부의 교류 공급원으로부터 교류전원(VAC)을 인가받아 정류하여 정류전원(Vrec)을 출력하는 기능을 수행하도록 구성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 장방형 LED 조명장치의 특성상 SMPS 등의 정전류/정전압 회로를 구비할 수 없으므로, 본 발명에 따른 정류부(100)는 반파 정류회로 또는 풀 브리지로 구성된 전파 정류회로로 구현될 수 있다. 도 3에는 D1, D2, D3, D4의 4개의 다이오드를 이용해 구성된 전파 정류회로가 도시되어 있다. 한편, 도시되지는 않았으나, 본 발명에 따른 정류부(100)는 서지전압으로부터 회로를 보호할 수 있는 바리스터 등의 소자로 구현될 수 있는 서지 보호부(미도시), 과전류로부터 회로를 보호할 수 있는 퓨즈 등의 소자로 구현될 수 있는 퓨즈부(미도시)를 더 포함할 수도 있다.
본 발명에 따른 LED 발광부(300)는 정류부(100)로부터 인가되는 정류전압(Vrec)을 공급받아 발광하게 된다. 다양한 형태의 LED 발광부(300)가 본 발명에 따른 장방형 LED 조명장치(1000)에 채택될 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명에 따른 LED 발광부(300)는 각기 n개의 LED를 포함하여 구성되는 m개의 발광그룹들을 포함하여 구성될 수 있다. 여기에서 n과 m은 양의 정수이며, 필요에 따라 다양하게 설정될 수 있다. 도 3에 도시된 실시예의 경우 설명 및 이해의 편의를 위하여, 제 1 발광그룹(310) 내지 제 4 발광그룹(340)을 포함하며, 각각의 발광그룹들은 2개의 LED를 포함하여 구성되는 LED 발광부(300)를 예시하였다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 요지를 그대로 포함하는 한 다양한 변형과 수정이 가능하고, 이러한 변형과 수정 또한 본 발명의 권리범위에 속함은 당업자에게 자명한 사항일 것이다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 LED 발광부(300)는 장방형 LED 조명장치(1000)를 구성하기 위하여 LED들 간의 개선된 배치 및 연결구조를 갖도록 구성된다. 이를 위하여, 본 발명에 따른 LED 발광부(300) 내의 LED들은, 4개의 발광그룹들에 속한 각각의 LED들이 발광그룹순으로 순차적으로 하나씩 배치되어 복수의 발광블럭을 형성하도록 구성된다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 발광그룹(310)에 속한 제 1-1 LED(LED 1-1)가 가장 좌측에 배치되며, 제 2 발광그룹(320)에 속한 제 2-1 LED(LED 2-1)가 제 1-1 LED(LED 1-1) 뒤에 배치되고, 제 3 발광그룹(330)에 속한 제 3-1 LED(LED 3-1)가 제 2-1 LED(LED 2-1) 뒤에 배치되며, 제 4 발광그룹(340)에 속한 제 4-1 LED(LED 4-1)가 제 3-1 LED(LED 3-1) 뒤에 배치되어, 제 1 발광블럭(LB1)을 형성하도록 구성된다. 유사하게, 제 1 발광그룹(310)에 속한 제 1-2 LED(LED 1-2)가 제 4-1 LED(LED 4-1) 뒤에 배치되며, 제 2 발광그룹(320)에 속한 제 2-2 LED(LED 2-2)가 제 1-2 LED(LED 1-2) 뒤에 배치되고, 제 3 발광그룹(330)에 속한 제 3-2 LED(LED 3-2)가 제 2-2 LED(LED 2-2) 뒤에 배치되며, 제 4 발광그룹(340)에 속한 제 4-2 LED(LED 4-2)가 제 3-2 LED(LED 3-2) 뒤에 배치되어, 제 2 발광블럭(LB2)을 형성하도록 구성된다. 즉, 각각의 발광블럭(LB1, LB2)은 제 1 발광그룹(310)에 속하는 1개의 LED, 제 2 발광그룹(320)에 속하는 1개의 LED, 제 3 발광그룹(330)에 속하는 1개의 LED, 제 4 발광그룹(340)에 속하는 1개의 LED를 포함하여 구성되며, 이러한 방식으로 구성된 복수의 발광블럭들이 순차적으로 배치되어 LED 발광부(300)를 구성하게 된다. 예시적인 목적을 위하여, 하나의 발광블럭 내에 각 발광그룹에 속하는 LED들 중 하나의 LED가 포함되는 실시예를 기준으로 설명하였지만, 이에 한정되지 않고 하나의 발광블럭 내에 각 발광그룹에 속하는 LED들 중 복수의 LED가 포함될 수 있음이 당업자에게 자명할 것이다. 따라서, 본 발명에 따른 LED 발광부(300)가 각각n개의 LED를 포함하는 m개의 발광그룹들로 구성되는 경우, 각각 m개의 LED들을 포함하여 구성되는 제 1 발광블럭(LB1) 내지 제 n 발광블럭(LBn)이 인쇄 회로 기판 상에 순차적으로 배열 및 실장된다. 따라서, 제 1 발광블럭(LB1)은 선형으로 배열된 제 1-1 LED(LED 1-1) 내지 제 m-1 LED(LED m-1)의 m개의 LED들을 포함하여 구성되며, 동일하게 제 1 발광블럭(LB1) 다음에 배치된 제 2 발광블럭(LB2)은 선형으로 배열된 제 1-2 LED(LED 1-2) 내지 제 m-2 LED(LED m-2)의 m개의 LED들을 포함하여 구성된다. 또한, j번째 발광블럭인 제 j 발광블럭(LBj)(j는 n 이하의 양의 정수)은 선형으로 배열된 제 1-j LED(LED 1-j) 내지 제 m-j LED(LED m-j)의 m개의 LED들을 포함하여 구성된다. 또한, 동일하게 마지막 발광블럭인 제 n 발광블럭(LBn)은 선형으로 배열된 제 1-n LED(LED 1-n) 내지 제 m-n LED(LED m-n)의 m개의 LED들을 포함하여 구성된다. 이하에서 제 i-j LED(LED i-j)는 인쇄 회로 기판 상에서 제 j 발광블럭(LBj)에 속하도록 배치되며, 동시에 제 i 발광그룹에 속하여 LED 구동제어부(200)가 제 i 발광그룹을 점등할 때 점등되고, 제 i 발광그룹을 소등할 때 소등되는 LED를 지칭한다. 이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 LED 발광부(300)를 구성하는 발광그룹의 수 및 발광그룹을 구성하는 LED들의 수는 필요에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 본 발명의 기술적 요지는, 장방형 LED 조명장치(1000)를 구성하는 순차적으로 배열된 복수의 발광블럭들 각각이 정류전압(Vrec)의 전압레벨에 따라 순차구동되는 복수의 발광그룹들 각각에 속한 적어도 하나의 LED들을 포함하여 구성되어, 정류전압(Vrec)의 전압레벨과 무관하게 장방형 LED 조명장치(1000)의 광 균일성을 보장할 수 있도록 구성된다는 점에 있다는 것을 명심해야 한다. 이하에서는, 설명 및 이해의 편의를 위하여, 도 3에 도시된 실시예(즉, 순차구동되는 제 1 발광그룹 내지 제 4 발광그룹을 포함하며, LED들이 제 1 발광블럭(LB1) 및 제 2 발광블럭(LB2)으로 배치된 실시예)를 기준으로 본 발명에 따른 장방형 LED 조명장치(1000)의 동작에 대하여 살펴보도록 한다. 또한, 제 1 발광그룹 내지 제 4 발광그룹은 모두 동일한 문턱전압을 가지고 있는 것으로 가정한다.
본 발명에 따른 LED 구동 제어부(200)는 정류부(100)로부터 인가되는 정류전압(Vrec)의 전압레벨을 판단하고, 판단된 정류전압(Vrec)의 전압레벨에 따라 제 1 스위치 제어신호(CS1), 제 2 스위치 제어신호(CS2), 제 3 스위치 제어신호(CS3), 제 4 스위치 제어신호(CS4)를 생성하여 출력하여 제 1 스위치(SW1), 제 2 스위치(SW2), 제 3 스위치(SW3) 및 제 4 스위치(SW4)를 제어함으로써, 제 1 발광그룹(310), 제 2 발광그룹(320), 제 3 발광그룹(330) 및 제 4 발광그룹(340)을 순차 구동하게 된다. 한편, 전술한 제 1 스위치(SW1), 제 2 스위치(SW2), 제 3 스위치(SW3) 및 제 4 스위치(SW4)는, LED 구동 제어부(200)로부터 입력되는 스위치 제어신호에 따라 턴-온 또는 턴-오프 될 수 있는 금속 산화막 반도체 전계효과 트랜지스터(MOSFET), 절연 게이트 양극성 트랜지스터(IGBT), 접합형 트랜지스터(BJT), 접합형 전계효과 트랜지스터(JFET), 사이리스터(Silicon controlled rectifier), 트라이악(Triac) 중 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 제 1 스위치(SW1), 제 2 스위치(SW2), 제 3 스위치(SW3) 및 제 4 스위치(SW4)는 LED 구동 제어부(200)의 제어에 따라 스위치를 통해 흐르는 전류를 미리 설정된 정전류 값으로 정전류 제어하도록 구성될 수도 있다.
이하에서, 도 2에 도시된 정류전압(Vrec)의 1 주기를 기준으로 본 발명에 따른 장방형 LED 조명장치(1000)의 구동과정에 대해 보다 구체적으로 살펴보도록 한다.
정류전압(Vrec)의 전압레벨이 0V로부터 점점 상승하여 제 1 문턱전압(VTH1)에 도달하면(시점 t1), LED 구동 제어부(200)는 제 1 스위치(SW1)를 턴-온하고, 제 2 스위치(SW2) 내지 제 4 스위치(SW4)를 턴-오프 상태로 유지하여 제 1 전류경로(P1)가 형성되게 한다. 따라서, 제 1 발광블럭(LB1) 내의 제 1-1 LED(LED 1-1) 및 제 2 발광블럭(LB2) 내의 제 1-2 LED(LED 1-2)가 발광하게 된다.
계속해서, 정류전압(Vrec)의 전압레벨이 더 상승하여 제 2 문턱전압(VTH2)에 도달하면(시점 t2), LED 구동 제어부(200)는 제 1 스위치(SW1)를 턴-오프하고, 제 2 스위치(SW2)를 턴-온하며, 제 3 스위치(SW3) 및 제 4 스위치(SW4)를 턴-오프 상태로 유지하여 제 2 전류경로(P2)가 형성되게 한다. 따라서, 제 1 발광블럭(LB1) 내의 제 1-1 LED(LED 1-1)와 제 2-1 LED(LED 2-1) 및 제 2 발광블럭(LB2) 내의 제 1-2 LED(LED 1-2)와 제 2-2 LED(LED 2-2)가 발광하게 된다.
계속해서, 정류전압(Vrec)의 전압레벨이 더 상승하여 제 3 문턱전압(VTH3)에 도달하면(시점 t3), LED 구동 제어부(200)는 제 2 스위치(SW2)를 턴-오프하고, 제 3 스위치(SW3)를 턴-온하며, 제 1 스위치(SW1) 및 제 4 스위치(SW4)를 턴-오프 상태로 유지하여 제 3 전류경로(P3)가 형성되게 한다. 따라서, 제 1 발광블럭(LB1) 내의 제 1-1 LED(LED 1-1), 제 2-1 LED(LED 2-1), 제 3-1 LED(LED 3-1) 및 제 2 발광블럭(LB2) 내의 제 1-2 LED(LED 1-2), 제 2-2 LED(LED 2-2), 제 3-2 LED(LED 3-2)가 발광하게 된다.
또한, 정류전압(Vrec)의 전압레벨이 더 상승하여 제 4 문턱전압(VTH4)에 도달하면(시점 t4), LED 구동 제어부(200)는 제 3 스위치(SW3)를 턴-오프하고, 제 4 스위치(SW4)를 턴-온하며, 제 1 스위치(SW1) 및 제 2 스위치(SW2)를 턴-오프 상태로 유지하여 제 4 전류경로(P4)가 형성되게 한다. 따라서, 제 1 발광블럭(LB1) 내의 제 1-1 LED(LED 1-1), 제 2-1 LED(LED 2-1), 제 3-1 LED(LED 3-1), 제 4-1 LED(LED 4-1) 및 제 2 발광블럭(LB2) 내의 제 1-2 LED(LED 1-2), 제 2-2 LED(LED 2-2), 제 3-2 LED(LED 3-2), 제 4-2 LED(LED 4-2)가 모두 발광하게 된다.
한편, 정류전압(Vrec)의 전압레벨이 최고레벨에 도달한 후 하강하여 제 4 문턱전압(VTH4) 미만이 되면(시점 t5), LED 구동 제어부(200)는 제 4 스위치(SW4)를 턴-오프하고, 제 3 스위치(SW3)를 턴-온하며, 제 1 스위치(SW1) 및 제 4 스위치(SW4)를 턴-오프 상태로 유지하여 제 3 전류경로(P3)가 형성되게 한다. 따라서, 제 1 발광블럭(LB1) 내의 제 1-1 LED(LED 1-1), 제 2-1 LED(LED 2-1), 제 3-1 LED(LED 3-1) 및 제 2 발광블럭(LB2) 내의 제 1-2 LED(LED 1-2), 제 2-2 LED(LED 2-2), 제 3-2 LED(LED 3-2)가 발광하게 된다.
또한, 정류전압(Vrec)의 전압레벨이 계속 하강하여 제 3 문턱전압(VTH3) 미만이 되면(시점 t6), LED 구동 제어부(200)는 제 3 스위치(SW3)를 턴-오프하고, 제 2 스위치(SW2)를 턴-온하며, 제 1 스위치(SW1) 및 제 4 스위치(SW4)를 턴-오프 상태로 유지하여 제 2 전류경로(P2)가 형성되게 한다. 따라서, 제 1 발광블럭(LB1) 내의 제 1-1 LED(LED 1-1), 제 2-1 LED(LED 2-1) 및 제 2 발광블럭(LB2) 내의 제 1-2 LED(LED 1-2), 제 2-2 LED(LED 2-2)가 발광하게 된다.
계속해서, 정류전압(Vrec)의 전압레벨이 하강하여 제 2 문턱전압(VTH1) 미만이 되면(시점 t7), LED 구동 제어부(200)는 제 2 스위치(SW2)를 턴-오프하고, 제 1 스위치(SW1)를 턴-온하며, 제 3 스위치(SW3) 내지 제 4 스위치(SW4)를 턴-오프 상태로 유지하여 제 1 전류경로(P1)가 형성되게 한다. 따라서, 제 1 발광블럭(LB1) 내의 제 1-1 LED(LED 1-1) 및 제 2 발광블럭(LB2) 내의 제 1-2 LED(LED 1-2)가 발광하게 된다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 장방형 LED 조명장치(1000)는 정류전압(Vrec)의 전압레벨에 따라 선형으로 배치된 복수의 발광블럭(LB1~LBn)들이 적어도 부분적으로 발광될 수 있도록 구성되므로, 장방형 LED 조명장치(1000)의 광 균일성을 개선할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 장방형 LED 조명장치(1000)를 개략적으로 도시한 측면사시도이며, 도 5는 도 4의 장방형 LED 조명장치(1000)를 위에서 내려다 본 평면도이다. 도 4 및 도 5에는 전술한 바와 같이 구성/배치되는 복수의 발광블럭(LB1, LB2, ..., LBN) 및 인쇄 회로 기판(400)이 도시되어 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 전술한 바와 같이, 인쇄 회로 기판(400)에는 LED들의 전기적인 연결을 위한 회로패턴이 형성되며, 인쇄 회로 기판(400) 상에 형성된 회로패턴을 따라 인쇄 회로 기판(400) 상에 복수의 발광블럭들(LB1, LB2, ..., LBN)이 순차적으로 배치/실장된다. 각각의 발광블럭(LB1, LB2, ..., LBN)은 전술한 바와 같이 각기 서로 다른 발광그룹에 속하는 4개의 LED들을 포함할 수 있다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 제 1 발광블럭(LB1)은 선형으로 배열된 제 1-1 LED(LED 1-1) 내지 제 4-1 LED(LED 4-1)의 4개의 LED들을 포함하여 구성되며, 동일하게 제 1 발광블럭(LB1) 다음에 배치된 제 2 발광블럭(LB2)은 선형으로 배열된 제 1-2 LED(LED 1-2) 내지 제 4-2 LED(LED 4-2)의 4개의 LED들을 포함하여 구성된다. 또한, 동일하게 마지막 발광블럭인 제 n 발광블럭(LBn)은 선형으로 배열된 제 1-n LED(LED 1-n) 내지 제 4-n LED(LED 4-n)의 4개의 LED들을 포함하여 구성된다. 도 3 내지 도 5에 있어, 하나의 발광블럭(LB)이 제 1 발광그룹(310), 제 2 발광그룹(320), 제 3 발광그룹(330) 및 제 4 발광그룹(340)에 각기 속하는 4개의 LED들로 구성된 것으로 도시되어 있으나, 본 발명에 이에 한정되는 것은 아니며 발광블럭(LB)이 발광그룹별로 상이한 수의 LED를 포함하도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 발광블럭(LB)은 제 1 발광그룹(310)에 속하는 2개의 LED, 제 2 발광그룹(320)에 속하는 1개의 LED, 제 3 발광그룹(330)에 속하는 1개의 LED, 제 4 발광그룹(340)에 속하는 1개의 LED로 구성될 수도 있다. 어떠한 경우에도, 각 발광블럭(LB1, LB2, ..., 또는 LBN)이 포함하게 되는 LED들의 수는 발광블럭들간에 동일하며, 따라서, 제 1 발광그룹(310) 내지 제 4 발광그룹(340)의 점등/소등 시기가 달라도, 발광블럭들(LB1, LB2, ..., LBN) 사이의 밝기는 거의 동일하게 유지될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 인쇄 회로 기판(400)은 필요에 따라 다양한 방식의 회로 기판이 채택되어 이용될 수 있으나, 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 선행 LED 조명장치(1000)가 LED들 간의 복잡한 회로 배선을 필요로 하므로, 상면과 배면 양쪽 모두에 회로패턴이 형성되는 양면 인쇄 회로 기판(400)을 사용하는 것이 보다 바람직할 수 있다. 다만, 양면 인쇄 회로 기판(400)을 사용하는 경우, LED에 의해 발생되는 열을 방출하기 위한 방열 기능과 인쇄 회로 기판(400)의 내전압이 문제가 될 수 있으며, 이러한 문제점을 개선하기 위하여 안출된 구성에 대하여 도 8 내지 도 11을 참조하여 후술하도록 한다.
도 6 및 도 7은 각각 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 장방형 LED 조명장치(1000)를 도시한 측면 사시도 및 측면도이다. 도 6 및 도 7에 도시된 실시예는 장방형 LED 조명장치(1000)의 광 균일성을 개선하기 위하여 안출된 실시예로서, 도 6의 실시예에 따른 장방형 LED 조명장치(1000)는 도 4의 실시예에 따른 장방형 LED 조명장치(1000)의 구성에 더하여 광학부재(600)를 더 포함한다.
광학부재(600)는 LED 패키지와 소정의 간격만큼 떨어져 하우징의 상부에 체결된다. 광학부재(600)는 폴리카보네이트, 아크릴 등의 투광성 수지로 만들어진다. 광학부재(600)의 적어도 한 쪽 면에는 프리즘 패턴 또는 도트 패턴 등 빛을 확산시키는 광 확산 패턴이 형성될 수 있다. 이와 달리, 광학부재(600)의 표면에 입경이 서로 다른 비드를 도포하여 빛을 확산시킬 수도 있다. 또한, 광학부재(600) 내부에 기포를 형성하여 광학부재(600)를 통과하는 빛이 광학부재(600) 내부의 기포에 의해 산란되도록 함으로써 빛을 확산시킬 수도 있다.
도 6 및 도 7의 실시예에 따르면, 광학부재(600)와 LED 사이의 간격(G)과 하나의 발광블럭의 피치(pitch)(P)(도 5에 도시됨)를 조절함으로써 장방형 LED 조명장치(1000)로부터 외부로 조사되는 빛의 분포를 보다 균일하게 만들 수 있다. 여기서 발광블럭의 피치(P)란, 특정 발광블럭이 인쇄 회로 기판 상에서 차지하는 길이이다. 예를 들어, 도 5에 있어, 제 1 발광블럭(LB1)이 시작되는 지점(또는 제 1-1 LED가 배치된 지점)으로부터 제 2 발광블럭(LB2)가 시작되는 지점(또는 제 1-2 LED가 배치된 지점)까지의 거리가, 발광블럭의 피치(P)가 된다. 전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 광학부재(600)는 LED들로부터 방출되는 빛을 확산하는 기능을 수행할 수 있으나, 확산각에 한계가 있다. 따라서, 발광블럭의 피치(P)와 광학부재(600)와 LED 사이의 간격(G)의 비를 조정함으로써, 각 발광블럭(LB)에 포함된 복수의 LED들 중 하나의 LED만이 발광하게 되는 구간(즉, 정류전압(Vrec)의 전압레벨이 제 1 문턱전압(VTH1) 이상이고 제 2 문턱전압(VTH2) 미만인 구간)에서도, 장방형 LED 조명장치(1000)가 균일한 광을 출력하도록 구성할 수 있다. 보다 구체적으로, 광학부재(600)와 LED 사이의 간격(G)과 발광블럭의 피치(P)의 비가 1.2 내지 0.8의 범위 내에 있도록 구성될 수 있다. 또한, 보다 바람직하게, 광학부재(600)와 LED 사이의 간격(G)과 발광블럭의 피치(P)의 비가 0.8인 경우에 가장 균일한 광도분포를 얻을 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 장방형 LED 조명장치(1000)의 단면을 도시한 단면도이다. 도 8에 도시된 실시예는 장방형 LED 조명장치(1000)의 방열 선능을 개선하기 위하여 안출된 실시예로서, 도 8에 도시된 실시예는 이하에서 설명될 구성을 제외하고는 도 4의 실시예와 동일한 구성을 가진다.
LED의 단자는 인쇄 회로 기판(400)에 형성된 도전성 패턴에 전기적으로 접속된다. 인쇄 회로 기판(400)은 인쇄 회로 기판(400)의 윗면과 아랫면을 관통하도록 형성된 관통홀(410)을 포함한다. 인쇄 회로 기판(400)은 히트싱크(500)에 부착되는데, 이 때 인쇄 회로 기판(400) 상에 실장된 LED는 관통홀(410)을 통해 히트싱크(500)와 열적으로 연결된다. 인쇄회로 기판(100)은 각각 인쇄 회로 기판(400)의 윗면과 아랫면에 형성된 제 1 방열 패드(440)와 제 2 방열 패드(430)를 포함한다. 제 1 방열 패드(440)는 LED와 접촉하고, 제 2 방열 패드(430)는 히트싱크(500)와 접촉한다. 관통홀(410)의 내부에는 열 전도성이 우수한 재질의 방열 경로가 형성된다. 방열 경로의 한쪽 끝은 제 1 방열 패드(440)와 연결되고 다른 한쪽 끝은 제 2 방열 패드(430)와 연결된다. LED에서 발생한 열은 제 2 방열 패드(430), 방열 경로, 제1 방열 패드(130)를 거쳐 히트싱크(500)로 전달되며, 히트싱크(500)는 LED에서 발생한 열을 최종적으로 외부에 방출한다.
제 1 방열 패드(440), 제 2 방열 패드(430) 및 방열경로는 열 전도성이 높은 구리 등의 금속으로 형성될 수 있다.
도 8의 실시예에서 LED들, 스위칭 소자들, 인쇄 회로 기판(400) 상에 실장되는 기타 소자들, 및 인쇄 회로 기판(400) 외부의 다른 요소들 사이의 전기적 연결을 위한 배선 패턴은 인쇄 회로 기판(400)의 윗면 및 아랫면 중 적어도 한 면에 형성될 수 있다.
만약 인쇄 회로 기판(400)의 아랫면에 배선패턴이 형성된 경우, 아랫면에 형성된 배선패턴과 히트싱크(500)간의 간격이 충분하지 않아 내전압 특성이 저하되는 문제가 발생하므로, 이를 보완하기 위해 인쇄 회로 기판(400)과 히트싱크(500) 사이에 절연성 접착부재를 개재시킬 수 있다. 이 경우, 절연성 접착부재는 베이스 필름의 양쪽 면에 열전도성이 우수한 재질로 이루어진 점착층을 가지는 양면 테이프일 수 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 장방형 LED 조명장치(1000)의 단면을 도시한 단면도이다. 도 9의 실시예에 따른 장방형 LED 조명장치(1000)는 이하에서 설명될 특징을 제외하고는 도 8의 실시예에 따른 장방형 LED 조명장치(1000)와 동일하게 구성된다.
인쇄 회로 기판(400)은 제 1 절연성 기판(401)과 제 2 절연성 기판(402) 및 제1 절연성 기판(102)의 윗면에 형성된 제1 배선 패턴과 제 1 절연성 기판(401)과 제 2 절연성 기판(402) 사이에 형성된 제2 배선 패턴을 포함한다. LED들, 스위칭 소자들, 인쇄 회로 기판(400) 상에 실장되는 기타 소자들, 및 인쇄 회로 기판(400) 외부의 다른 요소들은 제1 배선 패턴과 제2 배선 패턴을 통해 전기적으로 연결된다.
LED 등의 소자들은 제 1 절연성 기판(401)의 윗면에 실장되므로, 이들 소자와 제2 배선 패턴을 전기적으로 연결하기 위해서는 서로 다른 층을 전기적으로 연결하기 위한 층간 배선이 필요하다. 이러한 층간 배선은 제 1 절연성 기판(401)을 관통하는 제 1 관통홀(411)을 통해 만들어진다.
제 1 절연성 기판(401)의 윗면에는 제 1 방열 패드(440)가 구비되고, 제 2 절연성 기판(402)의 아랫면에는 제 2 방열 패드(430)가 구비된다.
제 1 방열 패드(440)와 제 2 방열 패드(430)는 제 2 관통홀(412)을 통해 연결된다.
제 1 방열 패드(440), 제 2 방열 패드(430), 및 제 2 관통홀(412)의 구성 및 기능은 도 8에 도시된 실시예의 제 1 방열 패드(440), 제 2 방열 패드(430), 및 관통홀(410)과 동일하다.
도 9의 실시예에서 제 2 절연성 기판(402)의 아랫면에 배선 패턴이 형성되지 않은 경우에는 모든 배선 패턴이 제1 절연성 기판의 윗면 또는 제 1 절연성 기판(401)과 제 2 절연성 기판(402)의 사이에 존재하므로 더 높은 내전압성이 확보된다. 따라서, 도 9의 실시예에서는 인쇄 회로 기판(400)과 히트 싱크(200) 사이에 별도의 절연부재를 삽입하지 않아도 필요한 내전압 규격을 만족할 수 있다.
LED로부터 발생한 열을 효과적으로 방출하기 위해서는 인쇄 회로 기판(400)과 히트싱크(500)의 견고한 접촉이 요구되는데, 인쇄 회로 기판(400)이 히트싱크(500)로부터 이탈하는 경우, 인쇄 회로 기판(400)과 히트싱크(500) 사이의 열전도 효율이 떨어지는 문제가 발생한다. 특히, 인쇄 회로 기판(400)과 히트싱크(500) 사이에 별도의 절연성 부재를 개재시키는 경우, 고정을 위한 접착층이 둘 이상 존재하므로 이탈 가능성이 더 높아지게 된다.
이와 같은 문제를 해결하기 위해 본 발명에 따른 장방형 LED 조명장치(1000)는 인쇄 회로 기판(400)이 히트싱크(500)로부터 이탈하는 것을 방지하기 위한 이탈방지 부재를 더 포함할 수 있다. 이탈방지 부재는 훅(hook), 한 쌍 이상의 체결 돌기 및 체결구, 볼트와 너트, 리벳 등을 포함할 수 있다.
도 10 및 도 11은 각각 이탈방지 부재로서 훅을 더 포함하는 본 발명의 일 실시예에 따른 장방형 LED 조명장치(1000)를 도시한 평면도 및 단면도이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 장방형 LED 조명장치(1000)의 히트싱크(500)는 내측면에 형성된 체결구(510)를 포함한다. 인쇄 회로 기판(400)은 히트싱크(500) 상에 배치되며, 훅(400)의 걸림돌기(410)가 히트싱크(500)에 형성된 체결구(510) 내에 삽입되어 인쇄 회로 기판(400)이 히트싱크(500)로부터 이탈하는 것을 방지한다.
도 10 및 도 11에서는 훅의 걸림돌기(410)가 삽입되는 체결구(510)가 히트싱크(500)의 측벽에 형성되는 예를 도시하였으나, 체결구(510)는 히트싱크(500)의 상부면 등에 형성될 수도 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100 : 정류부 200 : LED 구동 제어부
300 : LED 발광부 400 : 인쇄 회로 기판
500 : 히트싱크 600 : 광학부재
700 : 이탈방지부재

Claims (17)

  1. LED들의 전기적인 연결을 위한 회로패턴이 형성되어 있는 인쇄 회로 기판;
    교류전압을 정류하여 직류의 정류전압으로 변환하여 출력하는 정류부;
    상기 정류전압을 인가받아 구동되며, 상기 인쇄 회로 기판 상에 선형으로 배치되는 제 1 발광블럭 내지 제 n 발광블럭(n은 2 이상의 양의 정수)을 포함하는 LED 발광부; 및
    상기 정류부로부터 출력되는 정류전압의 전압레벨에 따라 각기 n개의 LED들을 포함하는 제 1 발광그룹 내지 제 m 발광그룹(m은 2 이상의 양의 정수)을 순차 구동하는 LED 구동 제어부를 포함하되,
    상기 제 1 발광블럭 내지 상기 제 n 발광블럭 각각은 선형으로 배치된 제 1 LED 내지 제 m LED를 포함하고, 상기 제 1 LED 내지 제 m LED 각각은 상기 정류전압의 전압레벨에 따라 순차적으로 점등 및 소등되는 것을 특징으로 하는, 장방형 LED 조명장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 인쇄 회로 기판은 가로 방향의 길이가 세로 방향의 길이보다 긴 장방형의 인쇄 회로 기판이며,
    상기 제 1 발광블럭 내지 제 n 발광블럭은 상기 인쇄 회로 기판 상에서 가로 방향으로 순차적으로 배치되고,
    제 1 LED 내지 제 m LED는 상기 발광블럭 내에서 상기 인쇄 회로 기판 상에 가로 방향으로 순차적으로 배치되는 것을 특징으로 하는, 장방형 LED 조명장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 인쇄 회로 기판은,
    상부면에 형성된 제1 도전성 회로 패턴; 및
    하부면에 형성된 제2 도전성 회로 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는, 장방형 LED 조명장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 인쇄 회로 기판에는 상부면과 하부면을 관통하는 관통홀이 형성되고, 상기 관통홀은 내부에 열 전도성 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는, 장방형 LED 조명장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 인쇄 회로 기판은,
    상기 하부면에 형성되고 상기 열 전도성 부재와 연결된 제1 방열 패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 장방형 LED 조명장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 인쇄 회로 기판은,
    상기 상부면에 형성되고 상기 열전도성 부재와 연결된 제2 방열 패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 장방형 LED 조명장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 LED는 상기 제2 방열 패턴과 접촉하는 것을 특징으로 하는, 장방형 LED 조명장치.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 열 전도성 부재는 상기 관통홀의 내측면을 따라 형성된 금속 패턴인 것을 특징으로 하는, 장방형 LED 조명장치.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1 방열 패턴은 금속으로 형성된 것을 특징으로 하는, 장방형 LED 조명장치.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 제2 방열 패턴은 금속으로 형성된 것을 특징으로 하는, 장방형 LED 조명장치.
  11. 제 4 항에 있어서,
    상기 관통홀의 내부는 열 전도성 수지로 충진되는 것을 특징으로 하는, 장방형 LED 조명장치.
  12. 제 3 항에 있어서,
    상기 장방형 LED 조명장치는,
    히트싱크; 및
    상기 인쇄 회로 기판과 상기 히트싱크 사이에 개재된 절연성 방열부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 장방형 LED 조명장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 절연성 방열부재는,
    절연성 베이스 필름; 및
    상기 베이스 필름의 양쪽 면에 도포된 열전도성 접착제를 포함하는 것을 특징으로 하는, 장방형 LED 조명장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 장방형 LED 조명장치는,
    상기 인쇄회로 기판이 상기 히트싱크로부터 이탈하는 것을 방지하는 이탈방지 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 장방형 LED 조명장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 이탈방지부재는 걸림 돌기를 가지는 후크(hook)이며, 상기 히트싱크는 상기 후크의 상기 걸림 돌기와 체결하는 체결홈을 가지는 것을 특징으로 하는, 장방형 LED 조명장치.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 장방형 LED 조명장치는,
    상기 복수의 LED로부터 방출되는 빛을 확산시키는 광학부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 장방형 LED 조명장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 복수의 LED와 상기 광학부재 사이의 간격과, 상기 발광블럭의 피치(pitch)의 비율이 1.2 내지 0.8인 것을 특징으로 하는, 장방형 LED 조명장치.
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