KR101032859B1 - 발광다이오드 조명모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발광다이오드 조명모듈에 관한 것으로, 이를 위한 본 발명은 전원인가 시 빛을 발생하는 적어도 하나의 LED모듈을 구비하는 발광부와; 상기 발광부가 탑재되는 탑재면을 외부면에 구비하는 방열본체 및 상기 방열본체의 외부면으로부터 상기 발광부가 빛을 발생하는 방사방향으로 일정길이 연장되는 복수 개의 날개부재를 포함하는 발광다이오드 조명모듈에 관한 것이다.

상술한 바와 같이, LED모듈을 이용하여 빛을 사방으로 방출함으로써, 발광다이오드 조명모듈의 광량을 효과적으로 분산 시키는 효과가 있다.

또한, RGB LED모듈을 발광부로 사용함으로써, 발광다이오드 조명모듈의 효율은 높이고 제작비용을 절감시키는 효과가 있다.

발광다이오드, LED, 조명, 가로등, 날개, 반사, 방열

Description

발광다이오드 조명모듈 {The illumination module using LED}

본 발명은 발광다이오드 조명모듈에 관한 것으로, 더욱 상세히는 발광부를 방열본체의 외부면에 탑재하고, 탑재된 각 발광부를 적어도 하나의 날개부재를 사용하여 상호 분할함으로써, 발광부에서 발생된 빛이 사방으로 방출되어, RGB LED 모듈을 이용한 백색광을 사용하여 조명모듈의 발광효율을 증대시킬 수 있는 발광다이오드 조명모듈에 관한 것이다.

반도체소자의 괄목할만한 성장으로 인하여, 반도체소자 중 발광다이오드(LED: Light Emitting Diode)의 사용이 여러 분야에서 다양하게 이루어지고 있다.

이러한 특성을 갖는 발광다이오드 소자는 다양한 색을 연출할 수 있고, 전력효율도 높으므로, 차세대 조명소재로서 많이 각광을 받고 있다.

요즘 들어, 메탈할라이드(Metal-Halid) 램프 또는 탄소 고압등을 사용하고 있는 가로등을 대체하는 소재로서, 발광다이오드를 이용한 조명모듈의 연구가 많이 이루어지고 있다.

하지만 이처럼, 차세대 조명소재로서 각광을 받고 있는 발광다이오드 조명모듈은 빛의 방출방향이 사방으로 향하지 않고, 한 곳으로의 직진성을 가지고 있어 발광다이오드를 이용한 조명제작에 많은 문제점을 야기하고 있다.

특히, 발광부로부터 발생된 빛이 사방으로 향하지 않고 직진하는 특성을 갖는 발광다이오드를 가로등에 적용하는 경우, 가로등의 바로 아래쪽은 밝지만, 가로등의 주변은 매우 어두워진다. 이러한 이유로 운전자에게 착오를 일으켜 교통사고가 발생될 수 있다. 뿐만 아니라, 제작비용이 높다는 점에서, 발광다이오드 조명모듈을 보편적으로 사용하기에는 여러 어려움이 발생된다.

본 발명은 이러한 문제점에 의해 제안된 것으로, 발광부에서 발생하여 직진성을 갖는 빛을 조명용에 적합하도록 사방으로 방사하도록 전환시키고, 기존의 램프를 LED등으로 교체하는 방식으로 기존의 시설을 그대로 사용 할 수 있어 사용상 편리성을 높일 수 있는 발광다이오드 조명모듈을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 의한 발광다이오드 조명모듈은 전원인가 시 빛을 발생하는 적어도 하나의 LED모듈을 구비하는 발광부와; 상 기 발광부가 탑재되는 탑재면을 외부면에 구비하는 방열본체 및 상기 방열본체의 외부면으로 부터 상기 발광부가 빛을 발생하는 방사방향으로 일정길이 연장되는 복수 개의 날개부재를 포함한다.

보다 바람직한 본 발명의 특징에 따른 발광다이오드 조명모듈은 상기 발광부에 전원을 공급하도록 전원공급회로를 포함하여 상기 방열본체의 좌우양단 중 어느 일단에 구비되는 소켓부재를 더 포함함을 특징으로 한다.

특히, 본 발명의 특징에 따른 발광다이오드 조명모듈은 적어도 하나의 LED모듈이 상기 날개부재와 평행하도록 상기 방열본체에 탑재되는 발광부를 포함함을 특징으로 한다.

보다 바람직한 본 발명의 특징에 따른 발광다이오드 조명모듈은 원형과 타원 및 다각형 중 적어도 하나의 형태이고, 상기 소켓부재가 결합되는 좌우양단 중 적어도 어느 한 단에 결합부를 더 구비하여 형성되는 방열본체를 포함함을 특징으로 한다.

특히, 본 발명의 특징에 따른 발광다이오드 조명모듈은 중공체 또는 중실체인 방열본체임을 특징으로 한다.

특히, 본 발명의 특징에 따른 발광다이오드 조명모듈은 좌우양단 중 적어도 어느 한 단에 요철구조를 구비하는 방열본체를 포함함을 특징으로 한다.

특히, 본 발명의 특징에 따른 발광다이오드 조명모듈은 상기 발광부가 탑재되는 탑재면이 평면인 방열본체를 포함함을 특징으로 한다.

특히, 본 발명의 특징에 따른 발광다이오드 조명모듈은 상기 방열본체의 형 성길이와 같거나 작게 구비되는 날개부재와, 상기 날개부재의 형성길이와 같거나 작게 구비되는 발광부를 포함함을 특징으로 한다.

특히, 본 발명의 특징에 따른 발광다이오드 조명모듈은 상기 방열본체와 일체로 압출형성 또는 금형으로 제작되는 날개부재를 포함함을 특징으로 한다.

특히, 본 발명의 특징에 따른 발광다이오드 조명모듈은 상부면에 반사코팅층을 구비하는 날개부재를 포함함을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 의한 발광다이오드 조명장치는 전원인가 시 빛을 발생하는 적어도 하나의 LED모듈을 구비하는 발광부와; 상기 발광부가 탑재되는 탑재면을 외부면에 구비하는 방열본체와; 상기 방열본체의 외부면으로 부터 상기 발광부가 빛을 발생하는 방사방향으로 일정길이 연장되는 복수 개의 날개부재 및 상기 발광부에 전원을 공급하도록 전원공급회로를 포함하여 상기 방열본체의 좌우양단 중 어느 일단에 전원공급회로를 포함하여 구비되는 소켓부재를 포함한다.

상술한 바와 같이, LED모듈을 이용하여 빛을 사방으로 방사함으로써, 가로등용 발광다이오드의 광량을 사방으로 분산시키는 효과가 있다.

또한, RGB LED모듈을 발광부로 사용함으로써, 광 효율은 높이고 발광다이오드 조명모듈의 제작비용을 절감시키는 효과가 있다.

본 발명에 따른 발광다이오드 조명모듈에 대한 예는 다양하게 적용될 수 있으며, 이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시 예에 대해 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광다이오드 조명모듈의 외관도이고,도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 발광다이오드 조명모듈과 소켓부재의 분리도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광다이오드 조명모듈의 발광부의 단면도이고, 도 4는 본 발명의 각 실시 예에 따른 발광다이오드 조명모듈의 방열본체의 단면도이고, 도 5는 본 발명의 각 실시 예에 따른 발광다이오드 조명모듈의 방열본체와 날개부재의 결합도이다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 발광다이오드 조명모듈은 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 발광부(10)와 방열본체(20)와 날개부재(30) 및 소켓부재(40)를 구비한다.

상기 발광부(10)는 적어도 하나의 LED모듈 (Light Emitting Diode Module)을 상기 방열본체(20)의 외부면에 탑재하여 외부로부터 전원이 인가되면 빛을 발생하는 발광원이다.

이러한 상기 발광부(10)는 적어도 하나의 LED모듈이 상기 날개부재(30)와 평행하도록 상기 방열본체(20)의 길이방향으로 탑재되도록 구비되는 것이 바람직하다.

특히 도 3을 참고로 하여, 상기 발광부(10)를 이루는 LED모듈의 형성과정을 보다 자세히 살펴보면 다음과 같다.

도 3의 (a)에 도시된 발광부의 단면도를 살펴보면, 인쇄회로기판(11)의 상부면에 발광다이오드 칩(12)을 부착하고, 상기 발광다이오드 칩(12)의 상부면에 에폭식 몰딩하여 칩을 보호한다. 상기 발광다이오드 칩(12)을 와이어본딩(wire-bonding)을 통해 상기 인쇄회로기판(11) 내 인접한 회로패턴 즉, 한 쌍의 전극과 각각 전기적으로 연결되어 형성된다. 상기 발광다이오드 칩(12)을 메탈 기판(11)의 상부면에 COB(Chip On Board) 공정을 통해 LED모듈이 제조된다.

이러한 상기 인쇄회로기판(11)은 메탈PCB로 형성되어, 상기 발광다이오드 칩(12)으로부터 생성된 열에너지를 효과적으로 전달한다.

상기 LED모듈을 조명모듈을 사용하기 위해 백색 LED를 발광다이오드 칩으로 사용하는데, 이러한 백색 LED는 청색 LED 위에 황화칼슘(CaS) 또는 플루오르화칼슘(CaF₂)과 같은 노란 인광체를 올려 제작한다. 하지만, 이러한 백색 LED를 제작하기 위해 사용되는 청색 LED는 가격이 비쌀 뿐만 아니라, 휘도 역시 다른 적색 LED와 녹색 LED보다 낮아 사용효율이 낮은 편이다.

따라서 도 3의 (b)에 나타난 바와 같이, 상기 LED모듈은 적색 LED, 녹색 LED 및 청색 LED(이하, ‘RGB LED’이라 함.)가 함께 형성됨으로써, 제작비용은 낮추고, 휘도는 높이는 장점을 갖는다.

상기 LED모듈이 RGB LED를 포함하여 형성되는 경우, 각 발광색별 LED를 바(bar) 형태로 형성하거나, 상기 RGB LED가 발광색별로 각각 교대로 위치하는 형 태로 형성될 수 있다.

이하, 도 4를 참조로 하여 상기 발광다이오드 조명모듈의 방열본체에 대해 구체적으로 살펴보도록 한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 발광부(10)가 바 형태로 탑재되는 방열본체(20)는 상기 발광부(10)에서의 발광 시 발생된 빛을 외부로 방출하는 방열성과 무게의 경량화를 위해 마그네슘(Mg)을 사용함이 바람직하다.

이러한 방열본체(20)는 도 4(a)에 나타난 바와 같은 원형 또는 도 4(b)에 나타난 바와 같은 팔각형 중 적어도 하나의 형태로 구성되는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며 방열본체의 설계에 따라 타원형 또는 다각형으로 구비될 수 있다.

예를 들면, 도 5에 도시된 바와 같이 팔각형의 형태를 갖는 방열본체(20a)는 상기 소켓부재(40a)와 결합되도록 좌우양단 중 적어도 어느 한 단에 결합부를 구비하며, 이러한 결합부에 조립되는 소켓부재(40a)를 매개로 하여 조명기구와 전기적으로 연결됨으로써 상기 발광부(10a)에 전원을 공급할 수 있는 것이다.

또한, 상기 방열본체(20)는 내부 중앙이 길이방향으로 관통된 속이 빈 형태를 갖는 중실체로 구비되는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며 속이 꽉찬 형태를 갖는 중공체로 구비될 수도 있다.

특히, 상기 방열본체(20)가 중공체로 구비되는 경우, 상기 방열부재에서 발생된 빛을 외부로 방열하는 방열면적으로 증대시킬 수 있도록 요철구조(50b)를 구비하는 것이 바람직하다.

이와 더불어, 상기 발광부(10)가 탑재되는 방열본체(20)의 탑재면은 상기 발광부를 구성하는 기판의 하부면과의 면접촉 및 탑재가 용이하도록 평면상태로 형성됨이 바람직하다.

상기 날개부재(30)는 상기 방열본체(20)의 외부면으로 부터 상기 발광부(10)가 발생된 빛을 방사하는 방향으로 일정길이 연장되는 판부재이다.

이러한 날개부재(30)는 상기 방열본체(20)의 형성길이와 대략적으로 같거나 짧은 길이로 구비될 수 있으며, 상기 날개부재(30)와 평행하도록 방열본체(20)에 구비되는 발광부(10)는 상기 날개부재(30)의 형성길이와 대략적으로 같거나 짧은 길이로 구비될 수 있다.

여기서, 상기 발광부(10)와 인접하는 날개부재(30)는 상기 발광부(10)에서 발생된 빛이 방사방향으로 조사되어 외측으로 방사하는 광효율을 높일 수 있도록 니켈 도금 처리하는 것이 바람직하며, 방열본체(20)에 구비되는 날개부재(30)가 많을수록 광량과 방열을 효과적으로 분산시킬 수 있다.

특히, 상기 날개부재(30)는 상기 방열본체(20)와 더불어 압출성형 또는 금형으로 제작됨으로써 상기 방열본체(20)의 외주면에 일체로 형성되는 일체형으로 구비됨이 바람직하다.

이와 더불어, 상기 날개부재(30)의 외부표면은 상기 발광부(10)에서 발생된 빛을 반사시킴으로써 발광효율을 높일 수 있도록 니켈(Ni)과 같은 반사성소재를 일정두께로 도금하여 구비할 수도 있다. 이에 따라, 상기 발광부(10)에서 발생된 빛의 반사효율을 증대시켜 조명모듈의 광을 효과적으로 전달할 수 있다.

상기 방열본체(20)의 외부면에 일정간격을 가지고 탑재된 발광부(10)가 전원을 인가받아 빛을 방출할 때, 상기 날개부재(30)로 인하여 경사면을 따라 빛이 방출된다. 따라서 빛이 방출되는 발광다이오드 조명모듈의 바로 아랫부분은 밝지만, 조명모듈의 주변은 어두워지는 현상을 방지할 수 있다.

상기 소켓부재(40)는 상기 발광부(10)에 전원을 공급하는 정전류 구동회로를 포함하여 상기 방열본체(20)의 좌우양단 중 어느 일단에 구비될 수 있다. 이러한 상기 소켓부재(40)는 내부에 상기 정전류 구동회로를 에폭식 몰딩하여 고정하고, 상기 방열본체(20)와 결합되는 제1몸체와, 조명기구와 결합되는 제2몸체를 포함한다.

본 발명의 다른 실시 예로, 도 6에 도시된 바와 같이 발광다이오드 조명모듈이 발광부(10a)와 방열본체(20a)와 날개부재(30a) 및 소켓부재(40a)를 구비하며, 상기 방열본체(20a)는 다각의 형태로도 구비될 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시 예를 조명장치에 이용한 예로, 본 발명의 발광다이오드 조명모듈을 이용하여 발광다이오드 조명장치가 제작될 수 있다. 상기 발광다이오드 조명장치는 도 1에 도시된 바와 유사하게 발광부(10b)와 방열본체(20b)와 날개부재(30b) 및 소켓부재(미도시)를 구비하여, 도로조명등을 위한 가로등이나 공원등으로 사용할 수 있다.

또는 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 발광다이오드 조명장치의 사용상태를 확인할 수 있다.

기본적으로 도 7에 도시된 구조와 유사하나, 본 발명의 발광다이오드 조명모 듈은 상기 조명모듈에 하부면에만 상기 LED모듈을 구비함으로써, 발광되는 빛이 도로 또는 지면으로 퍼지도록 하여, 이러한 구조를 갖는 상기 발광다이오드 조명모듈을 가로등과 같은 조명장치에 이용할 수 있다.

특히, 종래의 가로등 램프로서 사용되는 메탈할라이드(Metal-Halid) 램프와 동일한 크기로 상기 발광다이오드 조명모듈을 제작함으로써, 기존에 사용되고 있는 가로등 전체를 교체하지 않고 메탈할라이드 램프만 교체 후 사용할 수 있어, 가로등의 사용효율을 높일 수 있다.

다시 말해, LED모듈을 포함하는 발광부(10)가 방열본체(20)의 외부면에 일정간격을 두고 탑재되어 상기 발광부(10)로부터 발생된 빛이 상기 방열본체(20)의 외부면에 형성된 날개부재(30)에 의해 반사됨으로써, 빛이 한 방향으로 방출되지 않고 사방으로 균일하게 방출될 수 있다.

이를 통해, 가로등 램프에 상기 발광다이오드 조명모듈을 적용하거나, 상기 발광다이오드 조명모듈을 이용하여 조명장치를 제작할 수 있다.

더불어, LED모듈을 이용하여 빛을 사방으로 방사함에 따라, 발광다이오드 조명모듈의 효율을 증대시키는 효과가 있다.

또한, 백색 LED를 발광부로서 사용하는 대신 RGB LED모듈을 발광부로 사용함에 따라, 낮은 가격과 높은 휘도를 갖는 조명모듈을 제작 할 수 있는 효과가 있다.

이상 본 발명에 의한 발광다이오드 조명모듈에 대하여 설명하였다. 이러한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있 다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시 예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야하고, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광다이오드 조명모듈의 외관도이고,

도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 발광다이오드 조명모듈과 소켓부재의 분리도이고,

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광다이오드 조명모듈의 발광부의 단면도이고,

도 4는 본 발명의 각 실시 예에 따른 발광다이오드 조명모듈의 방열본체의 단면도이고,

도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 발광다이오드 조명모듈의 외관도이고,

도 6은 본 발명의 일 다른 실시 예에 따른 발광다이오드 조명장치의 사용상태도이고,

도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 발광다이오드 조명장치의 사용상태도이다.

***도면의 주요부분에 대한 부호의 설명***

10: 발광부 20: 방열본체

30: 날개부재 40: 소켓부재

Claims (11)

1. 전원인가 시 빛을 발생하는 적어도 하나의 LED모듈을 구비하는 발광부와;

   상기 발광부가 탑재되는 탑재면을 외부면에 구비하는 방열본체; 및

   상기 방열본체의 외부면으로부터 상기 발광부가 빛을 발생하는 방사방향으로 일정길이 연장되는 복수 개의 날개부재;

   상기 발광부에 전원을 공급하도록 전원공급회로를 포함하여 상기 방열본체의 좌우양단 중 어느 일단에 구비되는 소켓부재;

   를 포함하 되 ,

   상기 발광부는 적어도 하나의 LED모듈이 상기 날개부재와 평행하도록 상기 복수 개의 날개부재 사이마다 상기 방열본체에 탑재되며, 상기 날개부재의 형성길이보다 같거나 작게 구비되며,

   상기 방열본체는 원형과 타원 및 다각형 중 적어도 하나의 형태이고, 상기 소켓부재가 결합되는 좌우양단 중 적어도 어느 한 단에 결합부가 구비되며, 중공체 또는 중실체이며, 좌우양단 중 적어도 어느 한 단에 요철구조를 구비하며, 상기 발광부의 적어도 하나의 LED모듈이 탑재되는 면이 평면이고,

   상기 날개부재는 상기 방열본체의 형성길이보다 같거나 작게 구비되고, 상부면에 반사코팅층을 구비하며, 상기 방열본체와 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하 는 발광다이오드 조명모듈.
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