KR20150116666A - 면광원 모듈 제조 방법 - Google Patents

면광원 모듈 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 면광원 모듈 제조 방법에 관한 것으로서, 기판에 복수 개의 엘이디(LED)를 실장하는 단계; 렌즈를 형성하는 단계; 자외선을 이용한 저온 경화 방법에 의하여 상기 렌즈를 경화하는 단계를 포함한다. 이에 따라, 광원과 렌즈 사이에 에어 갭(air gap)이 형성되지 않게 하여 광효율을 향상시킬 수 있다.

Description

면광원 모듈 제조 방법{Making method of surface light module}
본 발명은 명관원 모듈 제조 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 차량용 램프에 설치되며, 광원과 렌즈 사이에 에어 갭(air gap)이 형성되지 않게 하는 면광원 모듈 제조 방법에 관한 것이다.
차량용 램프의 광원으로 초기에 각종 형태의 벌브를 사용해 왔지만, 최근에는 전기로부터 빛의 변환 효율이 우수하고, 방열량이 적으며, 소형 및 경량이 가능하고, 수명이 긴 장점이 있는 엘이디(LED: Light Emitting Diode)를 광원으로 많이 사용하고 있다.
일반적으로 엘이디는 색 온도가 약 5500K로 태양 광에 가까워 사람의 눈에 피로를 가장 적게 해주는 장점이 있으며, 크기가 작기 때문에 차량용 램프를 설계하는데 있어서 디자인 자유도가 높은 이점이 있다.
특히, 복수 개의 엘이디가 마운팅 되어 형성된 광원의 일종으로, 복수 개의 엘이디에 대한 선택적 점등으로 다양한 빔패턴을 직접 또는 간접적으로 구현하는 엘이디 어레이가 사용되고 있다. 때문에, 차량의 헤드램프 및 리어 램프에 적용되어 다양한 빔 패턴을 구현하는데 효과적으로 사용될 수 있다.
상기 엘이디 어레이는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 직접 방식과 간접 방식으로 구분될 수 있다.
도 1을 참조하여 살펴보면, 상기 직접 방식은 기판(2)에 실장된 엘이디(3)로부터 조사되는 광을 리플렉터(4)를 이용하여 이너 렌즈(Inner lens, 5)로 조사되게 한다. 그러나, 리플렉터(4)를 이용하기 때문에 광의 손실 즉, 광효율이 감소하고, 그에 따라, 광의 균일도 향상시 다수 개의 엘이디(3)가 과도하게 소요되는 문제가 있다.
도 2를 참조하여 살펴보면, 상기 간접 방식은 기판(2)에 실장된 엘이디(3)로부터 조사되는 광을 직접 이너 렌즈(5)로 조사되게 한다. 그에 따라, 광의 균일도가 증가하는 장점이 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 직접 또는 간접 방식에 따른 기판(2)에 실장된 엘이디(3)를 포함하는 엘이디 모듈의 경우, 엘이디 상부에 플라스틱 렌즈(6)를 조립하여 광학적인 성능을 구현한다.
그러나, 렌즈(6)의 조립 공차 발생에 의한 산포가 발생하고, 에어 갭(air gap) 층이 존재하게 되므로 광학적으로 광효율이 감소하는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 광원과 렌즈 사이에 에어 갭(air gap)이 형성되지 않게 제조하는 면광원 모듈 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 목적은 본 발명에 따라, 기판에 복수 개의 엘이디(LED)를 실장하는 단계; 렌즈를 형성하는 단계; 자외선을 이용한 저온 경화 방법에 의하여 상기 렌즈를 경화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 면광원 모듈 제조 방법에 의하여 달성된다.
여기서, 상기 렌즈를 형성하는 단계는, 상기 기판위에 금형을 배치하고 트랜스퍼 몰딩(Transfer molding) 또는 인젝션 몰딩(Injection molding) 방법으로 상기 렌즈를 형성한다.
또한, 상기 렌즈를 형성하는 단계는,디스펜싱(Dispensing) 방법으로 상기 렌즈를 형성한다.
상기 렌즈는 실리콘, 에폭시, 폴리카보네이트, 폴리메타크릴산 메틸, COC(Cyclic olefin copolymer) 중 적어도 어느 하나를 함유하는 재질로 형성될 수 있다.
또한, 상기 렌즈의 재질에는 필러(filler)가 더 포함될 수 있다.
여기서, 상기 필러는 산화알루미늄 또는 산화티탄을 함유할 수 있다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 면광원 모듈 제조 방법은 광원과 렌즈 사이에 에어 갭(air gap)이 형성되지 않게 하여 광효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 면광원 모듈 제조 방법은 제조 공수를 감소시킴으로써 원가를 절감할 수 있다.
도 1은 간접 방식에 따른 차량용 램프를 나타내는 도면이고,
도 2는 직접 방식에 따른 차량용 램프를 나타내는 도면이고,
도 3은 종래의 엘이디 모듈을 나타내는 도면이고,
도 4 및 도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 면광원 모듈 제조 방법을 나타내는 도면이고,
도 6은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 면광원 모듈 제조 방법에 의하여 제조되는 면광원 모듈을 나타내는 도면이고,
도 7은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 면광원 모듈 제조 방법에 의하여 제조되되, 필러를 포함하는 면광원 모듈을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 기술적 과제에 관한 해결 방안을 명확화하기 위해 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 관련 공지기술에 관한 설명이 오히려 본 발명의 요지를 불명료하게 하는 경우 그에 관한 설명은 생략하기로 한다. 또한, 후술하는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 설계자, 제조자 등의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있을 것이다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 또한, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 도면번호(참조번호)로 표시된 부분은 동일한 요소들을 나타낸다.
이하, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 면광원 모듈 제조방법(S1)에 대하여 설명한다.
도 4 및 도 5를 참조하여 살펴보면, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 면광원 모듈 제조방법(S1)은 기판에 복수 개의 엘이디를 실장하는 단계(S100), 렌즈를 형성하는 단계(S200) 및 자외선을 이용한 저온 경화 방법에 의하여 상기 렌즈를 경화하는 단계(S300)를 포함할 수 있다.
기판에 복수 개의 엘이디를 실장하는 단계(S100)에서는, 도 5에 도시된 바와 같이, 기판(2)에 복수 개의 엘이디(3)를 설치한다.
렌즈를 형성하는 단계(S200)는 금형(mold, 7)을 이용하여 렌즈를 형성하는 방법(S210)과 디스펜싱(dispensing) 방법(S220)을 포함할 수 있다.
금형을 이용하여 렌즈를 형성하는 방법(S210)은 트랜스퍼 몰딩(Transfer molding) 방법(S211) 또는 인젝션 몰딩(Injection molding) 방법(S212)을 포함할 수 있다.
트랜스퍼 몰딩(Transfer molding) 방법(S211)은 복수 개의 엘이디(3)가 실장된 기판(2)의 상부에 캐비티(공동)가 형성된 금형(7)을 설치한다. 그리고, 가열 또는 연화시킨 재료를 상기 캐비티에 압입하여 성형함으로서, 렌즈(6)를 형성한다.
인젝션 몰딩(Injection molding) 방법(S212)은 복수 개의 엘이디(3)가 실장된 기판(2)의 상부에 캐비티(공동)가 형성된 금형(7)을 설치한다. 그리고, 플라스틱과 같은 재료를 가열 융해시킨 후 고압으로 금형(7) 내부로 사출하여 압력을 유지한 채로 성형함으로써, 렌즈(6)를 형성한다.
디스펜싱(dispensing) 방법(S220)은 기판(2)에 실장된 엘이디(3)의 상부에 재료를 분사하여 렌즈(6)를 형성한다. 예컨데, 디스펜서(8)를 이용하여 엘이디(3)의 상부측에 소정의 재료를 분사하여 렌즈(6)를 형성한다.
여기서, 렌즈(6)를 형성하는 상기 재료는 실리콘, 에폭시, 폴리카보네이트, 폴리메타크릴산 메틸, COC(Cyclic olefin copolymer) 중 적어도 어느 하나를 함유할 수 있는 재질이 이용될 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 재료에는 필러(filler, 9)가 더 포함될 수 있다.
여기서, 필러(9)는 산화알루미늄(Al2O3) 또는 산화티탄(TiO2)을 함유할 수 있다.
그에 따라, 상기 필러는 렌즈의 일 영역, 특히 중앙 부분에 과도하게 광이 집중되는 것(핫스팟)을 방지할 수 있다.
렌즈를 경화하는 단계(S300)는, 자외선을 이용하여 렌즈(6)를 저온 경화한다. 즉, 자외선을 이용한 저온 경화 방식은 짧은 시간에 경화가 가능하게 하기 때문에, 공정 시간을 단축시켜 생산성을 향상시킬 수 있다.
종합해보면, 상기 면광원 모듈 제조 방법(S1)에 의하여, 도 6에 도시된 바와 같이, 면광원 모듈(1)을 제조할 수 있다.
상기 면광원 모듈(1)은 금형을 이용한 방식 또는 분사방식에 의하여, 도 6의 (a)에 도시된 돔 형상 또는 도 6의 (b)에 도시된 광 지향각 형상으로 형성될 수 있다.
본 발명의 면광원 모듈(1)은 돔 형상 또는 광 지향각 형상의 렌즈(6)를 그 예로 하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 상술 된 금형(mold)을 이용하여 렌즈를 형성하는 방법(S210)과 디스펜싱(dispensing) 방법(S220)을 이용하여, 광효율을 고려한 다양한 형상의 렌즈(6)를 형성할 수 있음은 물론이다.
본 발명에 따른 다양한 실시 예들은, 당해 기술 분야는 물론 관련 기술 분야에서 본 명세서에 언급된 내용 이외의 다른 여러 기술적 과제들을 해결할 수 있음은 물론이다.
지금까지 본 발명에 대해 실시 예들을 참고하여 설명하였다. 그러나 당업자라면 본 발명의 본질적인 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위에서 본 발명이 변형된 형태로 구현될 수 있음을 자명하게 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 즉, 본 발명의 진정한 기술적 범위는 첨부된 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 균등범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1 : 면광원 모듈 2 : 기판
3 : 엘이디 4 : 리플렉터
5 : 이너 렌즈 6 : 렌즈
7 : 금형 8 : 디스펜서
9 : 필러
S1 : 면광원 모듈 제조 방법

Claims (6)

  1. 기판에 복수 개의 엘이디(LED)를 실장하는 단계;
    렌즈를 형성하는 단계;
    자외선을 이용한 저온 경화 방법에 의하여 상기 렌즈를 경화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 면광원 모듈 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈를 형성하는 단계는,
    상기 기판위에 금형을 배치하고 트랜스퍼 몰딩(Transfer molding) 또는 인젝션 몰딩(Injection molding) 방법으로 상기 렌즈를 형성하는 것을 특징으로 하는 면광원 모듈 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈를 형성하는 단계는,
    디스펜싱(Dispensing) 방법으로 상기 렌즈를 형성하는 것을 특징으로 하는 면광원 모듈 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈는 실리콘, 에폭시, 폴리카보네이트, 폴리메타크릴산 메틸, COC(Cyclic olefin copolymer) 중 적어도 어느 하나를 함유하는 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 면광원 모듈 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 렌즈의 재질에는 필러(filler)가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 면광원 모듈 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 필러는 산화알루미늄 또는 산화티탄을 함유하는 것을 특징으로 하는 면광원 모듈 제조 방법.
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