KR20160081131A - 광원모듈 체결장치 및 이를 구비하는 조명장치 - Google Patents

Abstract

실시예들은 점 광원의 빛을 확산시켜 평면 광을 제공하는 광원 모듈을 효율적으로 지지하기 위한 광원모듈 체결장치와 이를 구비하는 조명장치에 관한 것으로, 광원모듈 체결장치는, 몸체와 몸체의 양측 가장자리에서 절곡된 제1날개부 및 제2날개부를 구비하는 브래킷과, 브래킷을 지지하는 베이스 플레이트와, 몸체를 베이스 플레이트 상에 고정하는 고정수단을 포함한다.

Description

광원모듈 체결장치 및 이를 구비하는 조명장치{Light Source Module Coupling Device and Lighting Apparatus Using the Same}

본 발명의 실시예들은 점 광원의 빛을 확산시켜 평면 광을 제공하는 광원 모듈을 효율적으로 지지하기 위한 광원모듈 체결장치와 이를 구비하는 조명장치에 관한 것이다.

점 광원의 빛을 확산시켜 평면 광을 제공하는 광원 모듈은 주로 액정표시장치의 백라이트 유닛에 많이 사용되고 있다. 이러한 면 광원 모듈 형태의 광원 모듈은 크게 CCFL(Cold-Cathode Fluorescent Lamp) 타입과 LED(Light Emitting Diode) 타입으로 구분할 수 있다. LED는 화합물 반도체를 이용하여 전기신호를 빛으로 변환하는 소자이다. LED 소자를 이용한 광원은 형광등과 같은 종래 광원 대비 저전력, 높은 색온도, 장수명 등의 장점이 있다.

LED 광원을 이용하는 종래의 조명장치의 일례가 한국공개특허공보 제10-2012-0009209호에 개시되어 있다. 이 공보의 조명장치는 도광판의 일측에 복수의 LED 광원이 배치되는 측면 조광형 백라이트 장치로서 반사필름과 도광판 사이에 확산부재를 게재하여 상향 누설되는 빛을 좌우 방향으로 확산시킴으로써 조광 평면에서의 휘도 편차를 최소화한다.

그러나, 상기 공보의 종래 기술은 도광판을 이용함으로써 도광판 자체의 두께로 인해 조명 장치의 두께를 박형화하는데 한계가 있고 도광판 자체가 유연하지 않기 때문에 유연하거나 곡면을 갖는 조명장치 등에는 적용하기 어려우며, 제품 설계 및 디자인 변형이 용이하지 못한 단점이 있다.

또한, LED 광원을 이용하는 종래의 조명장치의 일례가 한국공개특허공보 제10-2009-0102350호에 개시되어 있다. 이 공보의 조명장치는 연성 인쇄회로기판의 절연필름층에 개구부를 형성하고 개구부를 통해 배선회로층을 노출시켜 전자소자의 일부를 수용하고, 그에 의해 LED 광원 등의 전자소자의 변위를 억제한다.

그러나, 상기 공보의 종래 기술에서 LED 광원이 실장된 연성 인쇄회로기판은 통상 접착제에 의해 조명장치의 하우징에 고정되는데, 조명장치가 차량 등에 설치되어 상당한 진동이나 고열 분위기에 노출되는 경우, 접착제가 쉽게 녹아 광원 모듈이 하우징에서 떨어지고 그에 의해 광원 모듈이 손상되는 문제가 있다.

본 발명의 일실시예에서는 체결 구조를 개선하여 광원 모듈의 조립 시 제품 손상을 방지할 수 있고 체결력이 저하되는 것을 방지할 수 있는 광원모듈 체결장치 및 이를 구비하는 조명장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 다른 실시예에서는 플렉시블 광원모듈을 차량 램프 등에 효율적으로 적용할 수 있고 광원모듈 교체 등의 유지관리를 용이하게 수행할 수 있는 광원모듈 체결장치 및 이를 구비한 조명장치를 제공하고자 한다.

상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따른 광원모듈 체결장치는, 몸체와 몸체의 양측 가장자리에서 절곡된 제1날개부 및 제2날개부를 구비하는 브래킷; 브래킷을 지지하는 베이스 플레이트; 및 몸체를 베이스 플레이트 상에 고정하는 고정수단을 포함한다.

일실시예에서, 제1날개부는 그 중간부에 제2날개부를 향하여 돌출한 제1융기부를 구비하고, 제2날개부는 그 중간부에 제1날개부를 향하여 돌출한 제2융기부를 구비하며, 여기서 몸체와 제1융기부 사이 및 몸체와 제2융기부 사이에 피체결부재인 광원모듈이 끼워진다.

일실시예에서, 몸체는 고정수단이 삽입되는 적어도 하나 이상의 개구부를 구비한다. 적어도 하나 이상의 개구부는 그 가장자리에 만곡부를 구비할 수 있다.

일실시예에서, 고정수단은 베이스 플레이트의 일면에서 일체형으로 돌출한 융착부를 포함한다.

일실시예에서, 브래킷의 개구부는 제1개구부 및 제2개구부를 구비하고, 고정수단은 제1개구부에 결합하는 제1융착부 및 제2개구부에 결합하는 제2융착부를 포함할 수 있다.

일실시예에서, 고정수단은 몸체의 제1면에서 개구부를 경유하여 제1면의 반대측인 제2면 상에 돌출되며 제2면 상의 베이스 플레이트에 삽입되는 체결수단을 포함할 수 있다. 체결수단은 개구부의 단면적보다 큰 단면적을 갖는 머리부, 및 머리부에 결합하고 개구부의 단면적보다 작은 단면적을 갖는 삽입부를 구비한 볼트 또는 나사를 포함할 수 있다.

일실시예에서, 베이스 플레이트는, 볼트가 삽입되는 제1부분의 제1두께가 나머지 제2부분의 제2두께보다 두껍고, 제2부분에 볼트와 결합하는 너트부를 구비할 수 있다.

일실시예에서, 브래킷의 몸체와 제1날개부 및 제2날개부는 일체형으로 형성되며, 몸체의 재료는 장력을 갖는 금속성 재질 또는 플라스틱 재질이다.

본 발명의 다른 측면에 따른 조명장치는, 전술한 실시예들 중 어느 하나의 광원모듈 체결장치, 및 광원모듈 체결장치에 체결되는 광원모듈을 포함한다.

일실시예에서, 광원모듈은, 인쇄회로기판, 인쇄회로기판상의 광원, 및 광원을 덮고 인쇄회로기판상에 배치되는 광가이드부를 구비한다. 인쇄회로기판은 연성 인쇄회로기판 또는 경연성 인쇄회로기판일 수 있다.

일실시예에서, 광원모듈은, 인쇄회로기판과 광가이드부 사이의 반사필름, 및 광가이드부 상에 차광패턴을 구비한 광학패턴층을 더 구비할 수 있다.

일실시예에서, 광원모듈은 광가이드부의 일면 상의 패턴을 구비한 입체효과 형성부를 더 구비할 수 있다. 패턴은 복수의 패턴유닛들을 구비하고, 복수의 패턴유닛들은 광가이드부의 패턴배열면에 대하여 경사각을 갖는 경사면을 각각 구비하며, 광가이드부에 입사된 입사광을 경사면에서의 굴절 및 반사에 의해 패턴배열면이 향하는 방향(광출사 방향)으로 유도하여 복수의 패턴유닛들의 각 패턴 연장 방향에 직교하는 방향으로 연장하는 제1경로의 선형광으로 변환한다.

일실시예에서, 경사면은 경면을 포함하고, 경면의 거칠기는 산술평균 거칠기(Ra) 0.02 이하 및 최대높이 거칠기(Ry) 0.30 이하이다. 복수의 패턴유닛들 중 인접한 두 패턴유닛들의 반복 거리 또는 피치는 10㎛ 내지 500㎛이다.

일실시예에서, 패턴은 광가이드부의 제1면 및 제1면의 반대측인 제2면 중 적어도 어느 하나 상에 일체형으로 마련된다.

일실시예에서, 패턴은 패턴배열면의 제1영역의 제1패턴 및 패턴배열면의 제1영역과 다른 제2영역의 제2패턴을 포함하고, 제1패턴의 제1패턴연장방향은 제2패턴의 제2패턴연장방향과 다르다.

일실시예에서, 조명장치는, 광원모듈 체결장치를 지지하는 램프 하우징을 더 포함하며, 램프 하우징은 차량 바디에 고정된다.

본 발명에 의하면, 체결 구조를 개선하여 광원 모듈의 조립 시 제품 손상을 방지할 수 있고 체결력이 저하되는 것을 방지하는 광원모듈 체결장치 및 이를 구비하는 조명장치를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 플렉시블 광원모듈을 차량 램프 등에 손쉽게 적용하고 광원모듈 교체 등의 유지관리를 용이하게 수행할 수 있으며, 다양한 광원 모듈의 체결장치로 이용가능하므로 원가 절감에 효과적인 광원모듈 체결장치 및 이를 구비한 조명장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 광원모듈 체결장치의 사시도
도 2는 도 1의 광원모듈 체결장치의 제조공정을 설명하기 위한 분해 사시도
도 3은 도 1의 광원모듈 체결장치를 구비한 조명장치의 사시도
도 4는 도 3의 조명장치의 횡단면도
도 5는 도 4의 조명장치의 부분 확대 횡단면도
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광원모듈 체결장치의 사시도
도 7은 도 6의 광원모듈 체결장치의 분해 사시도
도 8은 도 6의 광원모듈 체결장치를 구비하는 조명장치의 횡단면도
도 9는 본 실시예의 조명장치에 채용가능한 광원모듈의 단면도
도 10은 도 9의 광원모듈의 변형 예에 대한 단면도
도 11은 본 실시예의 조명장치에 채용가능한 다른 광원모듈의 사시도
도 12는 도 11의 광원모듈의 작동 상태에 대한 예시도
도 13은 도 11의 광원모듈의 작동 상태에 대한 사진
도 14는 도 11의 광원모듈의 변형 예에 대한 단면도
도 15는 도 11의 광원모듈의 다른 변형 예에 대한 단면도
도 16은 도 11의 광원모듈의 작동 원리를 설명하기 위한 부분 확대 단면도
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조명장치의 사시도
도 18은 도 17의 조명장치의 광원모듈에 대한 평면도
도 19는 도 17의 조명장치에 채용할 수 있는 광원모듈 체결장치의 사시도

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 각 용어의 의미는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 할 것이다. 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 광원모듈 체결장치의 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 광원모듈 체결장치(10)는, 장력을 갖는 클립 형태의 브래킷(11)을 구비하여 광원 모듈 특히 플렉시블 광원 모듈의 조립 시 제품 손상을 최소화하고 브래킷(11)의 한 쌍의 날개부의 장력을 통해 광원 모듈의 체결력을 충분히 확보할 수 있도록 마련된다. 이를 위해, 광원모듈 체결장치(10)는 브래킷(11), 베이스 플레이트(12) 및 고정수단(13)을 포함한다.

브래킷(11)은 광원 모듈을 수용하고 지지한다. 브래킷(11)은 장력을 갖는 판 형태의 스테인리스 스틸(SUS 등), 특수 합금 등의 금속성 재질이나, 플라스틱 복합 재료 등으로 마련될 수 있다. 브래킷(11)을 형성하기 위한 판상 부재의 두께는 재질에 따라 차이가 있으나 금속성 재질의 경우 약 0.5㎜ 내지 약 2.0㎜일 수 있다. 브래킷(11)의 모재 두께가 0.5㎜보다 작으면 장력이 약해지거나 내구성 또는 수명을 확보하기가 어렵고, 2.0㎜보다 크면 두께가 두꺼워져 무게 및 비용이 증가한다.

브래킷(11)은 몸체(110)와 몸체(110)의 양측 가장자리에서 절곡되는 제1날개부(111) 및 제2날개부(112)를 구비한다. 제1날개부(111) 및 제2날개부(112)는 굴곡을 가진 판상의 부재로서 몸체(110)에서 일체로 절곡되어 서로 마주하도록 배치된다.

제1날개부(111)는 그 중간부에 제2날개부(112)를 향하여 돌출하는 제1융기부(1111)를 구비한다. 제2날개부(112)는 그 중간부에 제1날개부(111)를 향하여 돌출하는 제2융기부(1112)를 구비한다. 제1융기부(1111)와 제2융기부(1112)는 돌출된 곡면 형태를 구비하며 제1날개부(111)와 제2날개부(112) 사이의 이격 간격을 좁히도록 서로 마주하여 배치된다.

베이스 플레이트(12)는 브래킷(11)을 지지한다. 베이스 플레이트(12)는 브래킷(11)을 지지한 상태로 조명장치의 하우징에 결합될 수 있다. 베이스 플레이트(12)는 고정수단(13)의 구조에 따라 금속성 재질이나 플라스틱 재질로 마련될 수 있다.

고정수단(13)은 브래킷(11)을 베이스 플레이트(12)에 고정한다. 고정수단(13)은 몸체(110)를 베이스 플레이트(12)에 고정한다. 고정수단(13)에 의해 브래킷(11)의 몸체(11)가 베이스 플레이트(12)에 고정되면, 제1날개부(111) 및 제2날개부(112)는 몸체(11)에 대하여 장력을 갖고, 이러한 장력에 의해 서로 마주하는 방향에서 제1간격을 갖는 제1위치에서 서로 멀어지는 제2위치로 이동한 후 다시 제1위치로 복귀하려는 탄성을 가질 수 있다.

전술한 구성에 의하면, 브래킷(11)의 몸체(110)와 제1융기부(1111) 사이와 몸체(110)와 제2융기부(1112) 사이에 피체결부재인 광원모듈이 끼워지고, 끼워진 광원모듈은 몸체(110)에 대한 제1날개부(111)와 제2날개부(112)의 장력에 의해 제1융기부(1111)와 제2융기부(1112)가 광원모듈의 일면 가장자리를 지지하는 형태로 몸체(110)의 일면 상에 안정적으로 고정될 수 있다.

본 실시예에 의하면, 기존의 걸림턱을 구비한 브래킷을 이용하는 체결장치에서 체결장치의 사출물 금형 빼기각으로 인하여 걸림턱 형상 불량 및 체결량 저하의 문제를 방지할 수 있다. 또한, 기존의 체결장치에서 실질적으로 장력이 없는 강성 걸림턱으로 인해 광원 모듈 조립 시 제품에 손상이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 아울러, 브래킷의 곡면 끝단에 위치한 걸림턱의 약한 체결력과 낮은 걸림량을 개선할 수 있다.

도 2는 도 1의 광원모듈 체결장치의 제조공정을 설명하기 위한 분해 사시도이다.

도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 광원모듈 체결장치에서는 베이스 플레이트(12)의 제1면(121)에 돌출된 돌출부(13p)가 브래킷(11)의 몸체(110)에 마련된 개구부(1103)에 삽입되도록 베이스 플레이트(12) 상에 브래킷(11)을 배열하고 돌출부(13p)를 융착하여 브래킷(11)을 베이스 플레이트(12) 상에 고정한다.

융착 공정을 통해 고정수단(도 1의 참조부호 13 참조)을 형성하기 위해, 베이스 플레이트(12)는 열가소성 수지 등으로 구현될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 즉, 융착 공정을 위한 열, 마찰, 유도, 저항 융착 등의 방식이 이용가능하며, 융착 공정에 따라 적절한 재료가 선택되어 이용될 수 있다. 열 융착(열판 융착), 마찰 융착(진동 융착), 초음파 융착 및 전기 융착(유도 융착) 공정을 이미 잘 알려져 있으므로 그것들에 대한 상세 설명은 생략한다.

전술한 브래킷(11)에 채용가능한 구조의 일실시예를 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.

브래킷(11)에 있어서, 몸체(110)는 제1면(1101)과 제1면의 반대측인 제2면을 구비하고, 제1면(1101)에서 제2면까지 연장하는 개구부(1103)를 구비한다.

제1날개부(111)는 제1융기부(1111), 제1연장부(1112), 제2연장부(1113) 및 말단부(1114)를 구비한다. 제1융기부(1111)는 제1연장부(1112)와 제2연장부(1113) 사이에서 제1연장부(1112) 및 제2연장부(1113)에 의해 형성되는 평면으로부터 일측으로 돌출되는 부분이다. 제1융기부(1111)는 몸체(110)의 일측 가장자리와 소정의 이격 거리를 두고 일측 가장자리를 따라 대략 평행하게 형성된다. 제1연장부(1112)는 몸체(110)의 일측 가장자리에서 대략 수직으로 절곡하여 제1면(1101)이 향하는 제1면 방향으로 연장하는 부분이다. 제2연장부(1113)는 제1융기부(1111)를 게재하고 제1연장부(1112)가 반복되는 형태로 배치되는 부분이다. 그리고, 말단부(1114)는 제2연장부(1113)의 상부측 가장자리에서 절곡하여 몸체(110)의 일측 가장자리 외측으로 연장하는 부분이다.

제2날개부(112)는 제2융기부(1121), 제1연장부(1122), 제2연장부(1123) 및 말단부(1124)를 구비한다. 제2융기부(1121)는 제1연장부(1122)와 제2연장부(1123) 사이에서 제1연장부(1122) 및 제2연장부(1123)에 의해 형성되는 평면으로부터 몸체 내측으로 돌출되는 부분이다. 제2융기부(1121)는 몸체(110)의 타측 가장자리와 소정의 이격 거리를 두고 타측 가장자리를 따라 대략 평행하게 형성된다. 제1연장부(1122)는 몸체(110)의 타측 가장자리에서 대략 수직으로 절곡하여 몸체(110)의 제1면(1101)이 향하는 제1면 방향으로 연장하는 부분이다. 제2연장부(1123)는 제2융기부(1121)를 게재하고 제1연장부(1122)가 반복되는 형태로 배치되는 부분이다. 그리고, 말단부(1124)는 제2연장부(1123)의 상부측 가장자리에서 절곡하여 몸체(110)의 타측 가장자리 외측으로 연장하는 부분이다.

전술한 제1날개부(111) 및 제2날개부(112)의 형태는 융기부와 장력을 갖는 자율 곡면 형상으로 구현될 수 있음을 예시한 것으로, 도 2에 도시한 형태로 한정되지는 않는다.

도 3은 도 1의 광원모듈 체결장치를 구비한 조명장치의 사시도이다.

도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 조명장치(100)는, 광원모듈 체결장치(10) 및 광원모듈(30)을 포함한다. 광원모듈 체결장치(10)는 브래킷(11)과 베이스 플레이트(12) 및 고정수단을 구비하고, 브래킷(11)의 몸체의 제1면과 날개부의 융기부들 사이에 광원모듈(30)을 끼운 형태로 광원모듈(30)을 고정한다. 광원모듈(30)은 광원모듈 체결장치(10)로 고정할 수 있는 모든 광원모듈로 구현가능하며, 특히 플렉시블 광원모듈이나 입체효과를 갖는 선형광을 이용하는 광원모듈로 구현될 수 있다.

전술한 조명장치(100)는 가정용 조명장치, 산업용 조명장치, 차량용 램프 등에 이용가능하다. 차량용 램프의 경우, 후미등(tail lamp), 정지등(stop lamp), 방향지시등(turn signal lamp) 또는 이들이 조합된 후방 콤비네이션 램프(rear combination lamp, RCL) 등에 적용될 수 있다. 또한, 차량용 램프의 경우, 헤드라이트, 차량 실내 조명, 도어 스카프 등에도 적용가능하다.

도 4는 도 3의 조명장치의 횡단면도이다.

도 4를 참조하면, 본 실시예의 조명장치에서, 광원모듈(30)은 브래킷(11)의 몸체(110), 제1날개부(111)의 제1융기부(1111) 및 제2날개부(112)의 제2융기부(1112)에 의해 한정되는 공간에 삽입된다. 이때, 제1융기부(1111)와 제2융기부(1112)는 광원모듈(30)의 제1면(31)의 양측 가장자리를 눌러 몸체(110) 측으로 광원모듈(30)을 압박한다.

고정수단(13)은 몸체(110)의 개구부에 융착 보스(Boss) 형태로 배치된다. 고정수단(13)은 베이스 플레이트(12)에서 연장하는 몸통보다 큰 단면적의 머리부(131)를 구비한다. 머리부(131)는 브래킷(11)의 몸체(110)의 제1면에서 개구부 상에 노출되어 브래킷(11)을 베이스 플레이트(12) 상에 고정한다.

브래킷(11)은 몸체(110)의 개구부 가장자리에 만곡부(1103a)를 구비한다. 만곡부(1103a)는 개구부의 가장자리에서 몸체(110)의 제1면에서 제1면의 반대측인 제2면 쪽으로 활처럼 휘어져 들어가는 부분이다.

만곡부(1103a)는 베이스 플레이트(12)와 일체형으로 형성된 고정수단(13)이 베이스 플레이트(12) 상에서 브래킷(11)을 적절하게 고정할 수 있도록 기능한다. 즉, 만곡부(1103a)는 고정수단(13)의 머리부(1103a)를 지지하여 머리부(1103a)가 브래킷(11)의 몸체(110)의 제1면 상에 돌출되도록 배치되며, 그에 의해 융착 보스 형태의 고정수단(13)에 의해 브래킷(11)이 베이스 플레이트(12) 상에 고정되도록 기능한다.

전술한 만곡부(1103a)는 적어도 하나 이상의 계단 형태의 단차부로 대체될 수 있다. 예컨대, 만곡부(1103a)는 아날로그 곡선 형태의 만곡한 형상을 복수의 영역들로 분할하고 디지털 블록 형태의 각 영역을 조합한 계단 형태의 단차부로 구현하는 것이 가능하다. 이러한 계단 형태의 단차부는 만곡부(1103a)와 동일하거나 유사한 기능을 수행할 수 있다.

도 5는 도 4의 조명장치의 부분 확대 횡단면도이다.

도 5를 참조하면, 자율 곡면 형상을 각각 갖는 한 쌍의 날개부들은 협지 형태로 광원모듈(30)을 지지한다. 이때, 광원모듈(30)에 대한 적절한 체결력을 확보하기 위해, 날개부의 융기부는 소정 높이 이상으로 돌출된다.

예를 들면, 제2날개부(112)의 제1연장부(1122)와 광원모듈(30)의 일측면(33) 사이의 간격(g1)은 약 0.5㎜ 이하이다. 바람직하게는, 약 0.3㎜ 이하이다. 간격(g1)이 0.5㎜ 특히 0.3㎜를 초과하면, 초과한 만큼 융기부의 돌출 길이를 증가시켜야 하므로 브래킷의 크기가 불필요하게 커지는 단점이 있고, 또한 브래킷의 크기가 커지면 광원모듈의 크기와 유사하거나 조금 크게 조명장치의 크기를 구현하는데 방해가 된다.

또한, 광원모듈(30)의 일측면(33)으로부터 광원모듈(30)의 제1면(31) 상으로 돌출되는 제2융기부(1121)의 돌출 길이(h1)는 약 0.5㎜ 내지 약 1.5㎜이다. 바람직하게는, 약 1.0㎜이다. 돌출 길이(h1)가 0.5㎜보다 작으면 브래킷에 고정된 광원모듈(30)이 브래킷에서 이탈하기 쉬운 문제가 있고, 1.5㎜보다 크면 브래킷에 광원모듈을 장착하기가 어렵고 광원모듈의 조립 시 한 쌍의 날개부를 과도하게 벌리게 되므로 날개부와 몸체 사이에 손상이 발생하여 장력이나 탄성에 대한 수명과 신뢰성에 악영향을 미치는 문제가 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광원모듈 체결장치의 사시도이다. 도 7은 도 6의 광원모듈 체결장치의 분해 사시도이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 광원모듈 체결장치(10A)는, 브래킷(11), 베이스 플레이트(12) 및 고정수단(13)을 포함한다.

브래킷(11)은 제1개구부(1103)에 더하여 제2개구부(1104)를 구비하는 것을 제외하고 도 2를 참조하여 앞서 설명한 광원모듈 체결장치의 브래킷과 실질적으로 동일하다.

제2개구부(1104)는 브래킷(11)의 몸체(110)에서 제1개구부(1103)과 소정의 이격 거리를 두고 배치된다. 제2개구부(1104)는 제1개구부(1103)와 동일한 크기를 갖거나 서로 다른 크기를 가질 수 있으며, 바람직하게는 제1개구부(1103)의 크기보다 작은 크기를 가질 수 있다.

제1개구부(1103) 및 제2개구부(1104)의 가장자리는 만곡부 또는 경사부가 배치되어 고정수단(13)의 머리부가 브래킷의 몸체(110)의 제1면 상에 실질적으로 돌출되지 않도록 구현될 수 있다.

베이스 플레이트(12)는 고정수단(13)이 일체로 형성되지 않고 고정수단(13)과 결합하는 결합부를 구비하는 것과 이러한 결합부의 배치를 위해 일부 영역의 제1두께가 나머지 영역의 제2두께보다 두껍게 형성되는 것을 제외하고 도 2를 참조하여 앞서 설명한 광원모듈 체결장치의 베이스 플레이트와 실질적으로 동일할 수 있다.

결합부는 제1개구부(1103)에 대응하는 위치에 마련된 제1결합부(1201) 및 제2개구부(1104)에 대응하는 위치에 마련된 제2결합부(1202)를 구비한다. 결합부는 고정수단(13)이 삽입되는 수용부 형태를 가질 수 있다. 제1결합부(1201) 및 제2결합부(1202)는 볼트가 끼워지는 너트 형태의 너트부로 구현될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 너트부는 베이스 플레이트(12)의 구멍에 나사산을 형성한 형태로 마련될 수 있다. 또한, 너트부는 구현에 따라서 별도의 너트를 베이스 플레이트(12)의 제1면(121)에 삽입한 형태로 마련될 수 있다.

고정수단(13)은 브래킷(11)의 몸체(110)의 제1개구부(1103)에 삽입되는 제1볼트(13a) 및 제2개구부(1104)에 삽입되는 제2볼트(13b)를 구비한다. 제1볼트(13a)와 제2볼트(13b)는 유사한 크기나 형태를 가지거나 제2볼트(13b)가 제1볼트(13a)보다 작을 수 있다. 제1볼트(13a)는 제1개구부(1103)의 단면적보다 큰 단면적을 갖는 평평한 머리부(131), 및 머리부(131)에 일체로 결합하고 제1개구부(1103)의 단면적보다 작은 단면적을 갖는 삽입부(132)를 구비한다. 머리부(131)는 그 상부면에 드라이브의 삽입을 위한 공구홀(133)을 구비하며, 삽입부(132)는 제1볼트(13a)의 몸통으로서 그 외표면에 나사산을 구비한다.

본 실시예에 의하면, 별도의 고정수단에 의해 베이스 플레이트상에 고정되며 광원모듈을 탄성적으로 협지하는 메탈 클립 형태의 브래킷을 구비한 광원모듈 체결장치(10A)를 제공할 수 있고, 그에 의해 광원모듈을 베이스 플레이트(12) 상에 고정할 수 있다. 이때, 메탈 클립 형태의 브래킷에 의해 광원모듈 조립 시의 제품 손상을 방지하고, 차량 진동 등의 분위기에서도 광원모듈의 고정에 대한 신뢰성을 갖는 적절한 체결력을 확보할 수 있다.

도 8은 도 6의 광원모듈 체결장치를 구비한 조명장치의 횡단면도이다.

도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 조명장치(100A)는, 광원모듈 체결장치(10) 및 광원모듈(30)을 포함한다. 광원모듈 체결장치(10)는 브래킷(11)과 베이스 플레이트(12) 및 고정수단(13a)을 구비하고 광원모듈(30)을 고정하며, 여기서 광원모듈(30)은 브래킷(11)의 몸체(110)의 제1면과 한 쌍의 날개부(111, 112)의 융기부들(1111, 1112) 사이에 끼워진 형태로 고정된다.

광원모듈(30)은 광원모듈 체결장치(10)로 고정할 수 있는 모든 광원모듈로 구현가능하며, 특히 플렉시블 광원모듈이나 입체효과를 갖는 선형광을 이용하는 광원모듈로 구현될 수 있다.

광원모듈(30)은 브래킷(11)의 몸체(110), 제1날개부(111)의 제1융기부(1111) 및 제2날개부(112)의 제2융기부(1112)에 의해 한정되는 공간에 삽입된다. 이때, 제1융기부(1111)와 제2융기부(1112)는 광원모듈(30)의 제1면(31)의 양측 가장자리를 눌러 몸체(110) 측으로 광원모듈(30)을 압박한다.

고정수단(13)은 몸체(110)의 개구부를 통해 베이스 플레이트(12)의 제1영역(123)에 삽입되는 제1볼트(13a)를 포함한다. 제1영역(123)에는 제1볼트(13a)와 결합하는 너트부가 마련될 수 있다. 제1영역(123)의 제1두께(t1)는 너트부의 형성을 위해 나머지 제2영역의 제2두께(t2)보다 두꺼울 수 있다.

브래킷(11)은 몸체(110)의 개구부 가장자리에 만곡부(1103a)를 구비한다. 만곡부(1103a)는 개구부의 가장자리에서 몸체(110)의 제1면에서 제1면의 반대측인 제2면 쪽으로 활처럼 휘어져 들어가는 부분이다. 이러한 만곡부(1103a)는 제1볼트(13a)의 머리부의 하부를 지지하며 제1볼트(13a)의 머리부가 제1개구부로 완전히 들어가지 않도록 하면서 베이스 플레이트(12)의 제1면 상에 돌출되지 않도록 기능한다.

만곡부(1103a)의 배치를 위해 브래킷(11)과 베이스 플레이트(12) 사이에는 이격부(15)가 배치될 수 있다. 이격부(15)는 제1개구부의 주위에 이격영역을 형성하고, 만곡부(1103a)를 수용한다.

전술한 실시예에서 브래킷(11)은 메탈 클립 형태로 프레스 공법에 의해 구현될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 프레스 공법으로 브래킷을 제조하면, 제조 원가를 낮출 수 있다. 또한, 브래킷은 그 구조상 다양한 형태나 종류의 광원모듈을 고정하도록 공용 사용될 수 있다. 즉, 광원모듈이 브래킷의 몸체와 한 쌍의 융기부의 곡면부 사이에 끼워지는 부분을 구비하기만 하면, 어떠한 광원모듈이라도 본 실시예의 광원모듈 체결장치로 고정하여 조명장치로 사용할 수 있다.

또한, 전술한 실시예에서 고정수단(13)은 융착 보스 형태나 볼트 등의 결합부 형태 외에 도 6의 고정수단에 대한 변형 예로서 베이스 플레이트(12)의 구멍에 역방향으로 삽입된 하나의 볼트 형태의 볼트부를 포함하여 구현될 수 있다. 이 경우, 브래킷(11)의 몸체(110)에 마련된 단일 개구부(1103)의 가장자리에는 나사산(고정수단의 나머지 부분에 해당함)을 형성하여 볼트부가 베이스 플레이트(12) 상에서 회전하는 브래킷(11)의 개구부(1103)에 나사 결합하고, 그에 의해 브래킷(11)이 베이스 플레이트(12)의 제1면 상에 고정되도록 구현될 수 있다.

또한, 도 6의 고정수단에 대한 다른 변형 예로서, 전술한 볼트부와 나사산에 더하여 도 6 및 도 7의 제2개구부(1104), 제2결합부(1202) 및 제2볼트(1302)를 부가한 고정수단을 구현할 수 있다. 이 경우, 고정수단은 볼트부와 나사산이 결합된 후에 제2볼트(1302)를 제2개구부(1104)를 통해 제2결합부(1202)에 결합하는 방식으로 브래킷(11)을 베이스 플레이트(12) 상에 견고하게 고정할 수 있다.

도 9는 본 실시예의 조명장치에 채용가능한 광원모듈의 단면도이다.

도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 광원모듈(30)은 모듈의 두께 방향으로 휠 수 있는 유연성을 가진 플렉시블 광원모듈로 구현되며, 이를 위해 연성(flexible) 또는 경연성(rigid-flexible) 타입의 인쇄회로기판(301), LED(Light Emitting Diode) 소자를 이용하는 광원(302) 및 레진층으로 이루어지는 광가이드부(303)를 구비한다. 또한, 광원모듈(30)은 광효율을 높이고 발광영역을 제어하기 위하여 반사필름(304) 및 반사패턴(305)를 더 구비할 수 있다.

인쇄회로기판(301)은 절연성 베이스기재상에 회로패턴이 형성된 기판으로서 불투명한 재질이나 투명 재질로 구현될 수 있다. 인쇄회로기판(301)은 유연성을 확보하기 위하여 메탈 코어(metal core) PCB(printed circuit board) 등의 연성 인쇄회로기판(FPCB)으로 구현될 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 유연성을 확보할 필요가 없는 경우 FR-4 타입 등의 경성(rigid) 인쇄회로기판으로 구현될 수 있다.

광원(302)은 인쇄회로기판(301)에 실장되는 LED 소자 등의 고체발광소자를 포함한다. 고체발광소자는 LED 외에 OLED(Organic light emitting diode), LD(laser diode), VCSEL(vertical cavity surface emitting laser) 등의 광원 소자를 포함할 수 있다.

본 실시예에서는 광원(302)의 광소자로 LED 소자를 적용하는 것을 예를 들어 설명하기로 한다. LED 소자는 적색광을 방출하는 레드 LED 칩, 청색광을 방출하는 블루 LED 칩, 녹색광을 방출하는 그린 LED 칩 등의 유색의 LED 칩으로 구현되거나, 특수 목적에 이용되는 자외선(UV) LED 칩으로 구현될 수 있다. LED 칩은 상부형(top view type) 혹은 측면형(side view type) 광소자일 수 있다.

인쇄회로기판(301) 상에는 적어도 하나 이상의 LED 칩이 실장될 수 있으며, LED 칩의 종류 및 개수는 광원모듈이 크기나 형태에 따라 적절하게 설계될 수 있다. LED 칩에는 LED 소자의 보호를 위해 제너 다이오드와 같은 보호 소자가 일체로 탑재될 수 있다.

또한, 광원(302)은 측면형 LED 소자와 상부형 LED 소자를 혼합 배치하여 구현될 수 있으며, LED 소자들의 색상을 다르게 형성하여 2개의 광을 하나의 일체화된 조명에서 출력하도록 구현될 수 있다. 일례로, 복수의 LED 소자들은 후미등, 정지등 및 방향지시등이 일체화된 후방 콤비네이션 램프에 적용될 수 있다. 즉, 제1 LED 군은 적색(RED) LED 소자로 배치하고 제2 LED 군은 황색(AMBER) LED 소자로 배치하는 경우, 광원(302)은 교통신호등의 적색 점멸등과 황색 점멸등을 하나의 조명장치에서 구현하거나 차량의 후미등, 브레이크등, 방향지시등의 신호를 하나의 조명장치에서 구현하도록 사용될 수 있다.

물론, 하나의 램프를 구현하는 방식은 국부 영역별로 광원 그룹을 독립적으로 배치하는 것도 가능하지만, 동일한 국부 영역에 광원 그룹을 혼합하여 배치하는 것도 가능하며, 각 광원의 색상을 다양하게 변경하여 배치할 수 있음 또한 물론이다.

광가이드부(303)는 내부의 입사광을 일측에서 타측으로 유도한다. 광가이드부(303)의 두께는 유연성 구현을 위해 약 250㎛ 이하인 것이 바람직하다.

광가이드부(303)의 재료로는 광을 유도할 수 있고 유연성을 갖는 재질이라면 특별히 한정되지 않는다. 일례로 광가이드부(303)의 재료로는 레진층이 이용될 수 있다.

광가이드부(303)의 레진층은 올리고머(oligomer)를 포함하는 고내열성 자외선 경화 수지로 이루어질 수 있다. 올리고머의 함량은 40 내지 50 중량부일 수 있다. 또한 자외선 경화 수지는 우레탄 아크릴레이트(Urethane Acrylate)가 이용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 이외에도 에폭시 아크릴레이트(Epoxy Acrylate), 폴리에스테르 아크릴레이트(Polyester Acrylate), 폴리에테르 아크릴레이트(Polyether Acrylate), 폴리부타디엔 아크릴레이트(Polybutadiene Acrylate), 실리콘 아크릴레이트(Silicon Acrylate) 중 적어도 하나의 물질이 이용될 수 있다.

특히 올리고머로서 우레탄 아크릴레이트(Urethane Acrylate)를 사용하는 경우, 두 가지 타입의 우레탄 아크릴레이트(Urethane Acrylate)를 혼합하여 사용함으로써 각기 다른 물성을 동시에 구현할 수 있다.

또한, 광가이드부(303)의 레진층은 모노머(monomer) 및 광개시제(photo initiator) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있고, 고내열성을 갖는 열경화 수지로 이루어질 수 있다. 이 경우, 레진층은 폴리에스테르 폴리올(Polyester Polyol) 수지, 아크릴 폴리올(Acryl Polyol) 수지, 탄화수소계 또는/및 에스테르계의 용제 중 적어도 하나를 포함하는 열경화 수지로 이루어질 수 있다. 이러한 열경화 수지에는 도막 강도 향상을 위해 열경화제가 더 포함될 수 있다.

전술한 인쇄회로기판(301), 광원(302) 및 광가이드부(303)의 구성에 의하면, 유연한 광원모듈을 구현할 수 있다. 특히, 광가이드부(303)를 레진층으로 형성하면, 종래의 면광원 조명장치에서 도광판이 차지하던 두께를 혁신적으로 감소시킬 수 있게 되어, 전체 제품의 박형화를 구현할 수 있고, 연성의 재질을 가지게 되는바 곡면에도 용이하게 적용할 수 있는 이점, 디자인의 자유도를 향상시킬 수 있는 이점, 및 기타 다양한 플렉시블 조명장치나 디스플레이에 응용할 수 있는 이점을 있다.

반사필름(304)은 인쇄회로기판(301)과 광가이드부(303) 사이에 배치된다. 반사필름(304)은 반사 기능에 의해 광 전달 및 발광 영역 제어를 구현하기 위한 것으로 광출사면 전체에 균일하게 배치될 수 있다. 반사필름(304)을 이용하면, 상대적으로 적은 개수의 광원을 이용하여 광가이드부(303)의 상부면에 대응하는 광출사면 영역 전체에 면발광을 구현할 수 있다.

반사필름(304)의 재료는 알루미늄(Al), PC(polycarbonate), PP(polypropylene), ABS(acrylonitrile butadiene styrene), PBT(polybutylen terephthalate) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

또한, 으나, 이에 한정되지는 않는다. 일례로, 반사필름(304)은 인쇄회로기판(301) 상에 알루미늄을 증착하는 방식이나 알루미늄 시트를 부착하는 방식으로 구현될 수 있다.

또한, 반사필름(304)은, 은(Ag), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 티타늄산화물, 규소산화물, 알루미늄산화물, 마그네슘불화물, 탄탈륨산화물 및 아연산화물 중에서 적어도 하나를 포함한 재료로 형성될 수 있다.

반사필름(304)의 구현 재료는 상술한 재료로 한정되지는 않으며, 시트나 필름 형태 외에 증착형 박막 형태로 구현가능하며, 빛의 반사 특성 및 빛의 분산을 촉진하는 기능 구현을 위해 백색 안료를 분산 함유하는 합성 수지가 적용될 수 있다. 백색 안료로서는 산화티탄, 산화알루미늄, 산화아연, 탄산연, 황산바륨, 탄산칼슘 등이 이용될 수 있으며, 합성 수지로서는 폴리에틸엔 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 아크릴수지, 콜리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리올레핀, 셀룰로소스 아세테이트, 내후성 염화비닐 등이 적용될 수 있다.

반사 효율을 높여 더욱 균일한 면발광을 구현하기 위해, 반사필름(304) 상에는 반사패턴(305)이 설치될 수 있다. 반사패턴(305)은 반사필름(304)와 광가이드부(303) 사이에 배치된다. 반사패턴(305)은 반사필름(304) 상의 광원(302)의 광출사면 전방에 반사 물질을 인쇄하여 구현될 수 있다. 일례로, TiO₂, CaCO₃, BaSO₄, Al₂O₃, 실리콘(Silicon), 폴리스티렌(PS) 중 어느 하나를 포함하는 반사잉크를 반사필름(304)의 표면에 코팅한 후 패터닝하여 반사패턴(305)을 형성할 수 있다.

한편, 도면에 도시하지는 않았지만, 광원모듈(30)은 광원모듈을 고정하는 체결장치의 브래킷의 제1면의 곡면에 대응하는 곡면 형태를 갖도록 휘어질 수 있다(도 19 참조).

도 10은 도 9의 광원모듈의 변형 예에 대한 단면도이다.

도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 조명장치(30)는, 인쇄회로기판(301), 광원(302), 광가이드부(303), 반사필름(304), 반사패턴(305) 및 광학패턴층(310)을 포함한다.

인쇄회로기판(301), 광원(302), 광가이드부(303), 반사필름(304) 및 반사패턴(305)은 도 9를 참조하여 앞서 설명한 광원모듈의 대응 구성요소와 실질적으로 동일하다.

광학패턴층(310)은 제1기재층(306), 차광패턴(307), 제2기재층(308) 및 접착층(309)을 구비한다. 제1기재층(306)은 광가이드부(303) 상에 배치된다.

제1기재층(306)은 투명한 광학기재층으로서 광가이드부(303)를 보호하는 보호층의 기능을 수행할 수 있다. 제1기재층(306)은 광투과율이 우수한 PET(polyethylene terephthalate), PS(polystyrene) 등의 투명한 고분자필름으로 마련될 수 있다.

제2기재층(308)은 차광패턴(307)을 지지한다. 제2기재층(308)은 차광패턴(307)을 게재하고 제1기재층(308)과 마주도록 배치될 수 있다. 제2기재층(308)은 제1기재층(206)과 동일한 재료 및 형태로 구현될 수 있다.

차광패턴(307)은 LED 칩을 가진 광원(302)을 이용할 때 광원(302) 상부에 원하지 않는 광 집중이 외부에서 보이지 않도록 차단한다. 즉, 차광패턴(307)은 광원(302)에서 나오는 빛이 광출사면(302a) 바로 위에서 핫스팟을 형성하며 외관 이미지를 나쁘게 하는 것을 방지한다. 이를 위해, 차광패턴(307)은 제1기재층(306)과 제2기재층(308) 사이에서 광원(302) 상부에 정렬되어 광출사면(302a) 전방을 일정 부분 덮는다.

전술한 제1기재층(306), 차광패턴(307) 및 제2기재층(308)의 적층 구조는 제2기재층(308)의 일면 상에 차광패턴(307)을 형성한 후, 접착층(309)을 이용하여 제2기재층(308)을 제1기재층(306) 상에 접합하는 방식으로 구현될 수 있다.

본 실시예에서 차광패턴(307)은 광을 완전차단하는 기능뿐만 아니라 광의 일부를 차광하고 광의 다른 일부를 확산하는 기능을 수행하도록 구현될 수 있다. 이러한 차광패턴(307)의 차광도 및 확산도를 조절하기 위해 차광패턴(307)은 복합적인 패턴의 중첩인쇄 구조로 구현할 수 있다. 중첩인쇄 구조란 하나의 패턴을 인쇄하고 그 상부에 적어도 다른 하나의 패턴을 추가로 인쇄하는 것을 지칭한다.

일례로, 차광패턴(307)은, 광의 출사 방향에 배치된 제2기재층(308)의 하면에 TiO₂, CaCO₃, BaSO₄, Al₂O₃, 실리콘(Silicon) 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 물질을 포함하는 잉크로 확산패턴용 제1층을 형성하고, 알루미늄(Al) 또는 Al과 TiO₂의 혼합물질을 포함하는 잉크로 확산패턴용 제1층 상에 차광패턴용 제2층을 형성하여 구현될 수 있다.

특히, 차광패턴(307)은, 고분자필름의 표면에 백색 계열의 확산패턴용 제1층을 인쇄한 후 그 위에 검정색 계열의 차광패턴용 제2층을 인쇄하는 방식으로 형성될 수 있다. 물론, 차광패턴(307)의 형성에 있어서, 고분자 필름상에 차광패턴용 제1층을 먼저 형성한 후 그 위에 확산패턴용 제2층을 형성하는 것도 가능하다. 이러한 차광패턴(307)의 구조는 광의 효율, 강도, 차광율 등을 고려하여 다양하게 설계될 수 있다.

또한, 구현에 따라서 차광패턴(307)은 확산패턴용 제1층과 확산패턴용 제2층 사이에 금속패턴의 차광패턴용 중간층을 게재한 3중 구조로 형성될 수 있다. 이러한 3중 구조에 있어서, 확산패턴용 레이어의 재료로는 굴절율이 뛰어난 TiO₂를 사용하거나 광안정성과 색감이 뛰어난 CaCO₃를 TiO₂와 함께 사용할 수 있으며, 차광패턴용 레이어의 재료로는 은폐가 뛰어난 알루미늄(Al)을 이용할 수 있다. CaCO₃를 포함한 3중 구조의 차광패턴을 이용하면, 황색광의 노출을 차감하는 기능을 통해 안정적인 백색광을 구현할 수 있다.

또한, 차광패턴(307)의 구현에 있어서, CaCO₃ 외에도 BaSO₄, Al₂O₃, Silicon 비드 등의 입자 사이즈가 크고 유사한 구조를 가진 무기 재료들을 활용할 수 있다. 아울러, 차광패턴(307)은 광원(302)의 광 출사 방향에서 멀어질수록 패턴 밀도가 낮아지도록 패턴 밀도를 조절하여 형성함이 광 효율의 측면에서 바람직하다.

본 실시예에 의하면, 광원에서 나오는 빛이 광원 바로 위에서 과도하게 강하여 황색광(yellowish) 도출 현상과 같이 광원 모듈의 광학 특성이 저하되고 외관 이미지가 나빠지는 것을 방지할 수 있다.

한편, 전술한 실시예에서는 광학패턴층(310)이 복수의 기재층(base layers)을 이용하여 구현되는 것으로 설명하였으나, 본 발명의 실시예는 그러한 구성으로 한정되지 않으며, 예컨대 단일 기재층 상에 차광패턴이 배치된 형태를 구비할 수 있다. 또한, 도면에 도시하지는 않았으나, 구현에 따라 방열성, 내충격성, 경도강화 등의 추가적인 기능 구현을 위해 제2기재층(308) 상에 적어도 하나 이상의 별도의 광학시트가 더 구비될 수 있다.

도 11은 본 실시예의 조명장치에 채용가능한 다른 광원모듈의 사시도이다. 도 12는 도 11의 광원모듈의 작동 상태에 대한 예시도이고, 도 13은 도 11의 광원모듈의 작동 상태에 대한 사진이다.

도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 광원모듈(30)은 유연성을 갖추어 광원모듈 체결장치의 곡면에 따라 휘어질 수 있고 입체효과 선형광을 출력한다. 이를 위해, 광원모듈(30)은 인쇄회로기판(301), 광원(302), 광가이드부(303) 및 입체효과 형성부(320)를 포함한다.

본 실시예에서 인쇄회로기판(301), 광원(302) 및 광가이드부(303)는 광원의 개수와 배치 그리고 입체효과 형성부(320)와 연결되는 부분을 제외하고 도 9의 광원모듈(30)의 대응 구성요소와 실질적으로 동일하다.

광원(302)은 광가이드부(303)의 일측 가장자리에 배치되는 제1그룹의 6개의 LED 칩들과 광가이드부(303)의 일측 가장자리의 반대측인 타측 가장자리에 배치되는 제2그룹의 6개의 LED 칩들을 구비한다. 제1그룹의 LED 칩들과 제2그룹의 LED 칩들은 서로 마주하는 측면 가장자리를 향하여 빛을 출사하도록 배치된다. 도 12 및 도 13에서는, 각 LED 칩은 두 개의 LED 소자들을 구비하며, 그에 의해 단일 LED 칩에서 두 개의 빛이 나오는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

입체효과 형성부(320)는 소정 폭(L)을 갖는 광가이드부(303)의 하면에 일체로 형성된 패턴을 구비한다. 입체효과 형성부(320)는 패턴 설계에 의해 광원(302)의 빛을 제1경로로 유도하면서 순차적으로 외부로 방출함으로써 입체효과를 갖는 선형광을 구현한다. 제1경로는 도 12에 화살표(D1, D2 등)로 도시한 바와 같다.

각 광원소자의 빛을 복수 방향의 제1경로로 각각 유도하기 위해, 입체효과 형성부(320)의 패턴은 패턴배열면의 제1영역의 제1패턴 및 패턴배열면의 제1영역과 다른 제2영역의 제2패턴을 포함한다. 이때, 제1패턴의 제1패턴연장방향은 제2패턴의 제2패턴연장방향과 다르다. 이러한 패턴 연장 방향을 구비한 복수의 패턴유닛들은 광경로가 각 패턴 연장 방향과 직교하는 방향을 따라 형성되도록 설계된다.

입체효과 선형광은 패턴 설계에 의해 광원(302)의 빛이 제1경로의 선 형태로 한정되고 제1경로 상에서 광가이드부(303)의 상면에서 하면을 향하여 경사져 들어가는 선 형태의 광이미지를 지칭한다. 즉, 도 12에서와 같이 광가이드부(303)의 양측 가장자리 부분에 배치되는 복수의 광원(302)의 빛이 광가이드부(303)의 중간부로 조사될 때, 각 광원의 빛은 패턴에 의해 서로 다른 방향의 제1경로의 선형광으로 한정되고 광원에서 중간부(A0)로 가면서 폭이 좁아져 중간부(A0)에서 사라지는 형태로 변환된다.

본 실시예에서 패턴의 모양은 프리즘, 렌티큘러 등 순차 배열되는 경사면을 갖는 패턴이라면 특별히 한정되지 않는다.

입체효과 선형광의 광폭은 광원(302)의 광출사면의 폭보다 작고, 제1경로상의 길이는 패턴 설계에 따라 제어될 수 있으며 패턴 설계에 따라 수 ㎝까지 구현될 수 있다.

본 실시예 의하면, 유연성을 갖추어 소정의 곡면에 따라 휘어질 수 있고 입체효과 선형광을 출력하는 광원모듈을 전술한 광원모듈 체결장치로 고정한 조명장치를 제공할 수 있고, 이러한 조명장치를 후방 콤비네이션 램프와 같이 곡면을 갖는 차량용 램프로 활용할 수 있다.

도 14는 도 11의 광원모듈의 변형 예에 대한 단면도이다.

도 14를 참조하면, 본 실시예에 따른 광원모듈은 인쇄회로기판(301), 광원(302), 광가이드부(303), 반사필름(304), 반사패턴(305) 및 입체효과 형성부(320)를 구비한다. 본 실시예에서 입체효과 형성부(320)는 광가이드부(303)의 상면을 요철 형태로 가공하고 광가이드부(303)와 일체로 형성된다.

본 실시예의 광원모듈은 인쇄회로기판(301) 상에 광원(302)을 실장하고, 인쇄회로기판(301) 상에 반사필름(304)을 배치하고, 반사필름(304) 상에 반사패턴(305)을 형성하고, 광원(302)과 반사패턴(305)을 덮도록 반사필름(304) 상에 레진으로 광가이드부(303)를 형성하여 기본적인 광원모듈 구조(도 9의 광원모듈 참조)를 준비한 후, 광가이드부(303)의 상면을 절삭 공구로 기계 가공하여 패턴(321)을 형성하는 일련의 공정을 통해 구현될 수 있다.

패턴은 광가이드부(303)의 상면(이하, 패턴배열면이라 칭함)에 대하여 경사진 경사면(322)을 각각 구비하는 복수의 패턴유닛을 포함한다. 여기서, 복수의 패턴유닛은 광가이드부(303)의 패턴배열면에 순차 배열되며, 각 패턴유닛의 경사면(322)은 경면(mirror)으로 가공된다.

도 15는 도 11의 광원모듈의 다른 변형 예에 대한 단면도이다. 도 15는 도 11의 XV-XV선에 의한 횡단면에 대응할 수 있다.

도 15를 참조하면, 본 실시예에 따른 광원모듈은 인쇄회로기판(301), 광원(302), 광가이드부(303), 반사필름(304), 반사패턴(305), 광학패턴층(310) 및 입체효과 형성부(320)를 구비한다. 본 실시예에서 입체효과 형성부(320)는 광가이드부(303)의 하면을 요철 형태로 가공하고 광가이드부(303)와 일체로 형성된다.

본 실시예의 광원모듈은 인쇄회로기판(301) 상에 광원(302)을 실장하고, 인쇄회로기판(301) 상에 반사필름(304)을 배치하고, 반사필름(304) 상에 반사패턴(305)을 형성한 후, 일면에 패턴을 구비한 필름 형태의 광가이드부(303)를 접착패턴(331)을 이용하여 반사필름(304) 위에 접합하는 일련의 공정을 통해 구현될 수 있다.

그리고, 광가이드부(303)의 상면에 배치되는 광학패턴층(310)은 반사필름(304) 상에 광가이드부(303)가 배치되기 전에 미리 광가이드부(303)에 접합되거나 반사필름(304) 상에 광가이드부(303)가 배치된 후에 광가이드부(303)에 접합하도록 구현될 수 있다. 여기서, 광가이드부(303)의 상면은 패턴배열면의 반대측 면이 된다.

전술한 구성에 있어서, 입체효과 형성부(320)의 패턴은 반사필름(304)과 마주하도록 배치되며, 패턴과 반사필름(304) 사이에는 이격영역(332) 형성된다. 이격영역(332)은 공기층 또는 진공층일 수 있다. 반사패턴(305)이나 접착패턴(331)을 이용하여 소정 형태로 이격영역(332)을 설계하면, 반사패턴(305)이나 이격영역(332)에서의 빛 산란이나 분산 성능 차이를 통해 광 반사 효율과 영역별 발광 성능을 효과적으로 제어할 수 있다.

도 16은 도 11의 광원모듈의 작동 원리를 설명하기 위한 부분 확대 단면도이다. 도 16은 도 15의 광원모듈의 광가이드부(303)의 소정 부분(A2)에 대응한다.

도 16을 참조하면, 광원(302)로부터 출사되어 광가이드부(303) 내부를 경유하는 입사광(BL0)은 광가이드부(303)의 굴절률과 외부 매질(대기)의 굴절률에 의해 정해지는 임계각 이하의 입사각 범위 내에서 광가이드부(303) 내부를 이동한다. 이때, 입사광(BL0)이 패턴(321)의 각 패턴유닛의 경사면(322)을 만나면, 입사광(BL0)은 경사면(322)에서의 굴절 및 반사에 의해 진행 방향이 변경되어 광가이드부(303)의 상면이나 하면으로 방출된다. 여기서, 광가이드부(303)의 하면으로 나가는 빛은 반사필름에 의해 반사되고 광가이드부(303)를 경유하여 상면으로 방출될 수 있다.

전술한 경우, 패턴(321)의 각 패턴유닛은 광가이드부(303)의 상면으로 입사광(BL0)을 순차 방출하는 간접광원들로서 기능한다. 즉, 패턴(321)의 복수의 패턴유닛들은 광원모듈 외부의 소정의 기준점(혹은 관측점)을 기준으로 광원(302)과의 거리에 따라 멀어지는 광경로에 상응하여 기준점에서 순차적으로 멀리 위치하는 간접광원(LS1, LS2, LS3)이 된다.

일례로, 광원(302)을 기준으로 복수의 패턴유닛들이 일방향(x방향)에서 순차 배열되고, 제1영역(A1)의 제1패턴유닛(P1), 제2영역(A2)의 제2패턴유닛(P2) 및 제3영역(A3)의 제3패턴유닛(P3)이 있다고 하면, 광원(302)으로부터 제2패턴유닛(P2)에 도달하는 입사광의 이동거리인 제2광경로는, 광원(302)에서 제1패턴유닛(P1)까지의 제1광경로보다 길고, 광원(302)에서 제3패턴유닛(P3)까지의 제3광경로보다 작다. 이러한 패턴유닛과 광경로의 관계와 유사하게 제2패턴유닛(P2)에 의한 제2간접광원(LS2)이 기준점에서 제2거리(L2)에 위치하는 것으로 관측될 때, 제1패턴유닛(P1)에 의한 제1간접광원(LS1)은 기준점에서 제2거리보다 가까운 제1거리에 위치하는 것으로 관측되고, 제3패턴유닛(P3)에 의한 제3간접광원(LS3)은 기준점에서 제2거리보다 먼 제3거리에 위치하는 것으로 관측된다.

본 실시예에 의하면, 복수의 패턴유닛들에서의 실제 광경로의 차이에 상응하는 패턴유닛들과 간접광원들 간의 관측 거리 차이 및 광경로 차이에 따른 광도 차이에 의해 패턴(321) 상에는 복수의 패턴유닛들의 각 패턴 연장 방향과 직교하는 방향으로 진행하는 제1경로의 선형광이 입체효과를 갖고 표시될 수 있다.

즉, 패턴(321) 설계에 의해 제1경로 상에서 광가이드부(303)의 상면에서 하면으로 들어가는 입체효과 선형광(Line shaped beam having three-dimensional effect)을 표현하는 광원모듈을 구현할 수 있다. 입체효과 선형광은 입체효과 형성부(320)의 패턴 설계에 의해 미리 정해진 광경로(제1경로)로 한정되는 선형광이 광가이드부의 두께 방향에서 광가이드부 속으로 점진적으로 들어가는 깊이감을 갖는 광이미지를 지칭할 수 있다.

본 실시예에서 패턴(321)의 각 패턴유닛에 구비되는 경사면(322)은, 입체효과를 갖는 선형광을 효과적으로 구현하기 위해, 적어도 그 일부분이 경면(Mirror)으로 형성된다. 여기서, 경면은 산술평균 거칠기(Ra) 0.02 이하 및 최대높이 거칠기(Ry) 0.30 이하의 매끄러운 면을 지칭한다.

또한, 본 실시예에서 서로 인접한 두 패턴유닛들 사이의 반복 거리 혹은 피치는 약 10㎛ 내지 약 500㎛이다. 전술한 피치가 상기의 범위를 벗어나면, 복수의 패턴유닛들이 순차 배열되어 입사광을 순차적으로 방출하는 간접광원들의 역할을 제대로 수행하기 어렵다. 또한, 전술한 반복 거리가 10㎛보다 작으면 패턴을 용이하게 구현하기가 어렵고, 500㎛보다 크면 소정 크기의 광가이드부 내에서 선형광을 구현하기가 어렵다.

본 실시예의 전술한 패턴(321)의 제1 내지 제3 패턴유닛들(P1, P2 및 P3)에 있어서, 제2패턴유닛(P2)은 광원(302) 측에서 볼 때 광가이드부(303) 상에서 제1패턴유닛(P1)의 바로 다음에 위치하는 패턴유닛이거나 제1패턴유닛(P1)과 소정 개수의 다른 패턴유닛들을 사이에 두고 배열되는 패턴유닛일 수 있다. 이와 유사하게, 제3패턴유닛(P3)은 광원(302) 측에서 볼 때 제2패턴유닛(P2)의 바로 다음에 위치하는 패턴유닛이거나 제2패턴유닛(P2)과 소정 개수의 다른 패턴유닛들을 사이에 두고 배열되는 패턴유닛일 수 있다.

도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조명장치의 사시도이다. 도 18은 도 17의 조명장치의 광원모듈에 대한 평면도이다. 그리고, 도 19는 도 17의 조명장치에 채용할 수 있는 광원모듈 체결장치의 사시도이다.

도 17을 참조하면, 본 실시예에 따른 조명장치(500)는, 차량용 헤드 램프로서, 복수의 광원모듈(510), 광원모듈 체결장치 및 램프 하우징(lamp housing, 520)을 포함한다.

광원모듈(510)은 인쇄회로기판(301), 광원(302) 및 광가이드부를 기본적으로 구비하며, 전술한 실시예의 광원모듈들 중 적어도 어느 하나의 광원모듈과 실질적으로 동일하거나 유사할 수 있다. 본 실시예의 광원모듈(510)은 램프 하우징(520)의 곡면에 따라 구부려질 수 있다. 일례로, 도 18에 나타낸 바와 같이, 광원모듈(510)의 인쇄회로기판(301)은 램프 하우징(520)에 형상에 따라 x-y 평면상에서 소정 형태를 구비하고, x-y 평면과 직교하는 방향으로 휘어지는 유연성을 구비할 수 있다.

광원모듈 체결장치는 전술한 실시예들 중 어느 하나의 광원모듈 체결장치일 수 있다. 본 실시예의 광원모듈 체결장치는 램프 하우징(520)의 곡면에 따라 휘어진 곡면을 구비할 수 있다. 일례로, 도 19에 나타낸 바와 같이, 광원모듈 체결장치(10B)는 베이스 플레이트(12)가 램프 하우징(520)의 곡면에 대응하여 x방향에서 소정 길이(r1)만큼 휘어지는 곡면을 구비하고, 브래킷(11)의 몸체(110)도 베이스 플레이트(12)의 곡면에 대응하여 x방향에서 소정 길이(r2)만큼 구부려진 곡면을 구비한다.

다시 도 17을 참조하면, 램프 하우징(520)은 광원모듈(510)을 수납하기 위한 내부 공간을 구비한 투광성 재질로 이루어진다. 램프 하우징(520)은 조명장치(500)가 장착되는 차량 부위 및 디자인에 따라 굴곡을 포함한다.

램프 하우징(520)은 조명장치를 면 조명 장치로 구현하기 위한 사용되는 다양한 종류와 형태의 확산판으로 대체될 수 있다. 그 경우, 본 실시예의 조명장치(500)는 가정용 조명장치나 산업용 조명장치로 구현될 수 있다.

본 실시예에 의하면, 광원모듈(510)은 연성 인쇄회로기판(301), 연성 인쇄회로기판(301)에 실장된 LED 칩으로 이루어지는 광원(302), 및 레진층으로 이루어지는 광가이드부를 사용하기 때문에 그 자체가 유연성을 가지고, 그에 의해 굴곡을 갖는 차량용 램프나 일반 조명장치에 용이하게 장착 가능하다.

특히, 메탈 클립 형태의 브래킷을 구비한 광원모듈 체결장치(10B)를 구비하므로 광원모듈을 간편하게 조립할 수 있을 뿐만 아니라 조립시 광원모듈이 손상되는 것을 방지할 수 있고, 메탈 클립 형태의 브래킷의 장력을 통해 일정 이상의 체결력을 확보하여 차량용 램프 등에 요구되는 내구성과 신뢰성을 가진 조명장치를 저렴하게 제공할 수 있다. 또한, LED 광원과 레진층의 조합을 통해 광손실을 감소시키고 동일 소비전력 대비 휘도 향상을 구현할 수 있는 효과가 있다.

이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것은 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함 없이 본 발명에 대해 다수의 적절한 변형 및 수정이 가능함을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변형 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

10, 10A, 10B: 광원모듈 체결장치
11: 브래킷
12: 베이스 플레이트
13: 고정수단
110: 몸체
111: 제1날개부
112: 제2날개부
1103: 개구부
1111: 제1융기부
1112: 제2융기부
100, 100A, 500: 조명장치

Claims (20)

1. 몸체와 상기 몸체의 양측 가장자리에서 절곡된 제1날개부 및 제2날개부를 구비하는 브래킷;
   상기 브래킷을 지지하는 베이스 플레이트; 및
   상기 몸체를 상기 베이스 플레이트 상에 고정하는 고정수단;
   을 포함하는 광원모듈 체결장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1날개부는 그 중간부에 상기 제2날개부를 향하여 돌출한 제1융기부를 구비하고, 상기 제2날개부는 그 중간부에 상기 제1날개부를 향하여 돌출한 제2융기부를 구비하며, 여기서 상기 몸체와 상기 제1융기부 사이 및 상기 몸체와 상기 제2융기부 사이에 피체결부재인 광원모듈이 끼워지는 광원모듈 체결장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 몸체는 상기 고정수단이 삽입되는 적어도 하나 이상의 개구부를 구비하는 광원모듈 체결장치.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 적어도 하나 이상의 개구부는 그 가장자리에 만곡부를 구비하는 광원모듈 체결장치.
5. 청구항 3에 있어서,
   상기 고정수단은 상기 베이스 플레이트의 융착부를 포함하는 광원모듈 체결장치.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 개구부는 제1개구부 및 제2개구부를 구비하고, 상기 고정수단은 상기 제1개구부에 결합하는 제1융착부 및 상기 제2개구부에 결합하는 제2융착부를 포함하는 광원모듈 체결장치.
7. 청구항 3에 있어서,
   상기 고정수단은 상기 몸체의 제1면에서 상기 개구부를 경유하여 상기 제1면의 반대측인 제2면 상에 돌출되며 상기 제2면 상의 상기 베이스 플레이트에 삽입되는 체결수단을 포함하는 광원모듈 체결장치.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 체결수단은 상기 개구부의 단면적보다 큰 단면적을 갖는 머리부, 및 상기 머리부에 결합하고 상기 개구부의 단면적보다 작은 단면적을 갖는 삽입부를 구비하는 볼트 또는 나사를 포함하는 광원모듈 체결장치.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 베이스 플레이트는, 상기 볼트가 삽입되는 제1부분의 제1두께가 나머지 제2부분의 제2두께보다 두껍고, 상기 제2부분에 상기 볼트와 결합하는 너트부를 구비하는 광원모듈 체결장치.
10. 청구항 1에 있어서,
    상기 몸체와 상기 제1날개부 및 상기 제2날개부는 일체형으로 형성되며, 상기 몸체의 재료는 장력을 갖는 금속성 재질 또는 플라스틱 재질인 광원모듈 체결장치.
11. 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 하나의 광원모듈 체결장치; 및
    상기 광원모듈 체결장치에 체결되는 광원모듈;
    을 포함하는 조명장치.
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 광원모듈은,
    인쇄회로기판;
    상기 인쇄회로기판상의 광원; 및
    상기 광원을 덮고 상기 인쇄회로기판상에 배치되는 광가이드부;
    를 구비하는 조명장치.
13. 청구항 12에 있어서,
    상기 인쇄회로기판은 연성 인쇄회로기판 또는 경연성 인쇄회로기판인 조명장치.
14. 청구항 12에 있어서,
    상기 광원모듈은,
    상기 인쇄회로기판과 상기 광가이드부 사이의 반사필름; 및
    상기 광가이드부 상에 차광패턴을 구비한 광학패턴층;
    을 더 포함하는 조명장치.
15. 청구항 12에 있어서,
    상기 광원모듈은 상기 광가이드부의 일면 상의 패턴을 구비한 입체효과 형성부를 더 포함하고,
    상기 패턴은 복수의 패턴유닛들을 구비하고, 상기 복수의 패턴유닛들은 상기 광가이드부의 패턴배열면에 대하여 경사각을 갖는 경사면을 각각 구비하며, 상기 광가이드부에 입사된 입사광을 상기 경사면에서의 굴절 및 반사에 의해 상기 패턴배열면이 향하는 광출사 방향으로 유도하여 상기 복수의 패턴유닛들의 각 패턴 연장 방향에 직교하는 방향으로 연장하는 제1경로의 선형광으로 변환하는 조명장치.
16. 청구항 15에 있어서,
    상기 경사면은 경면을 포함하고, 상기 경면의 거칠기는 산술평균 거칠기(Ra) 0.02 이하 및 최대높이 거칠기(Ry) 0.30 이하인 조명장치.
17. 청구항 16에 있어서,
    상기 복수의 패턴유닛들 중 인접한 두 패턴유닛들의 반복 거리 또는 피치는 10㎛ 내지 500㎛인 조명장치.
18. 청구항 15에 있어서,
    상기 패턴은 상기 광가이드부의 제1면 및 상기 제1면의 반대측인 제2면 중 적어도 어느 하나 상에 일체형으로 마련되는 조명장치.
19. 청구항 15에 있어서,
    상기 패턴은 상기 패턴배열면의 제1영역의 제1패턴 및 상기 패턴배열면의 제1영역과 다른 제2영역의 제2패턴을 포함하고, 상기 제1패턴의 제1패턴연장방향은 상기 제2패턴의 제2패턴연장방향과 다른 조명장치.
20. 청구항 11에 있어서,
    상기 광원모듈 체결장치를 지지하는 램프 하우징을 더 포함하며,
    상기 램프 하우징은 차량 바디에 고정되는 조명 장치.

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