KR101556659B1

KR101556659B1 - 균조배광을 위한 가요성을 가진 led조명등 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101556659B1
Application number: KR1020140175849A
Authority: KR
Inventors: 구자명
Original assignee: 구자명
Priority date: 2014-12-09
Filing date: 2014-12-09
Publication date: 2015-10-01

Abstract

본 발명은 균조배광을 위하여 가요성을 가진 LED조명등 및 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 LED모듈 후면에 형성되는 방열부를 금속세선으로 형성하여 LED모듈의 형태에 따라 자유롭게 가변하여 균일한 배광이 가능하고, LED조명등의 경량화가 가능한 것이 특징인 가요성을 가진 LED조명등 및 제조방법에 관한 것이다.
전면에 다수의 LED가 형성되고 아치(arch)형태로 휨이 가능한 LED모듈, 금속세선으로 형성된 방열부, 상기 LED모듈 및 방열부를 하우징하는 하드케이스를 포함하되, 상기 방열부는 상기 LED모듈의 후면에 부착되어 상기 LED에 발생한 열을 직접적으로 방열하며, 상기 LED모듈의 형태에 따라 자유롭게 가변하는 것을 특징이다.

Description

균조배광을 위한 가요성을 가진 LED조명등 및 그 제조방법{LED lighting apparatus with flexibility for uniform light distribution}

본 발명은 균조배광을 위하여 가요성을 가진 LED조명등 및 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가요성이 있는 LED모듈 후면에 형성되는 방열부를 금속세선으로 형성하여 자유롭게 가변하여 균일한 배광이 가능하고, LED조명등의 경량화가 가능한 것이 특징인 가요성을 가진 LED조명등 및 제조방법에 관한 것이다.

엘이디 조명장치는 기존의 조명장치의 기능을 엘이디를 이용하여 구현하는 것이다. 최근 엘이디를 이용한 조명장치는 낮은 소비 전력 및 뛰어난 내구성으로 각광받고 있으며, 기존 조명장치를 대체하는 다양한 엘이디 조명장치가 시판되고 있다. 또한, 친환경 및 저전력에 대한 기술이 각광받으면서 종래 옥외에 사용되는 가로등, 광고등과 같은 조명장치도 엘이디 조명장치로 대체하려는 움직임이 활발하게 진행되고 있다.

종래의 엘이디 조명장치는 외부에 충분한 밝기의 빛을 제공하기 위해 고휘도의 엘이디를 사용하기 때문에 엘이디로부터 발생된 열을 효과적으로 방출하기 위한 다양한 수단이 고안되어 있다. 일반적으로 방열성이 좋은 알루미늄모듈에 엘이디가 실장된 엘이디모듈이 사용되고, 방열판, 방열부, 히트싱크와 같은 방열부품이 적용되고 있다.

그러나 종래의 방열판, 방열부, 히트싱크와 같은 방열부품은 가변성이 떨어져 LED모듈의 형태에 따라 자유자재로 변형이 불가능하여 배광설계에 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하고자 특허문헌 1에 넓고 균일한 배광을 가지는 LED조명을 제시하고 있으나, 제시된 소정의 각은 고정적으로 형성되어 변형이 불가능하고, PCB에 맞는 방열부품을 별도로 제작하여 사용해야 된다는 문제점이 있다.

특허문헌 2에 제시된 종래의 기술은 LED형광등용 경량화 절곡방열체에 관한 방법이나, 제조단계에서 절곡이 완료된 방열체는 사용자가 사용 시 임의로 방열체의 형태를 구부리거나 절곡하여 사용할 수 없도록 고정되어 편의에 의해 방열체의 모양을 변형하는데 어려움이 있고, 금속재질의 철판을 절곡하여 형성하기 때문에 경량화를 실현하기에 문제점이 있다.

1. 한국 공개특허 제10-2010-0113440호 2. 한국 공개특허 제10-2010-0121763호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 LED모듈의 형태에 따라 자유롭게 가변이 가능한 가요성을 가진 LED 조명등 및 제조방법을 제공하고자 한다.

또한, 금속세선을 이용하여 공기접촉면을 극대화하여 방열효과를 향상시킨 가요성을 가진 LED 조명등 및 제조방법을 제공하고자 한다.

또한, 넓고 균일한 배광이 가능한 가요성을 가진 LED조명등 및 제조방법을 제공하고자 한다.

상기의 해결하고자 하는 과제를 위한 본 발명에 따른 균조배광을 위하여 가요성을 가진 LED조명등은, 전면에 다수의 LED가 형성되고 곡면형태로 휨이 가능한 LED모듈, 가는 금속선으로 형성된 방열부, 상기 LED모듈 및 방열부를 하우징하는 하드케이스를 포함하되, 상기 방열부는 상기 LED모듈의 후면에 부착되어 상기 LED에 발생한 열을 직접적으로 방열하며, 상기 LED모듈의 형태에 따라 자유롭게 가변하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예로서, 상기 방열부는 상기 LED모듈의 후면에 촘촘하게 수직으로 형성되어 공기접촉면을 극대화 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예로서, 상기 방열부는 원통형의 편조선으로 형성되어 공기접촉면을 극대화하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예로서, 상기 방열부는 상기 LED모듈 후면에 솔더 페이스트(solder paste)으로 부착되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예로서, 상기 LED는 LED모듈 중앙에서 외곽으로 갈수록 LED의 간격이 좁아지도록 배열되는 것을 특징으로 한다.

상기의 해결하고자 하는 과제를 위한 본 발명에 따른 균조배광을 위하여 가요성을 가진 LED조명등 제조방법은, 다수의 LED, LED모듈, 하드케이스, 베이스판 및 방열부를 준비하는 단계, LED모듈에 LED를 배열하여 설치하는 단계, 상기 LED모듈의 후면에 방열부를 형성하는 단계, 상기 LED모듈을 곡면형태로 구부리는 단계, 상기 베이스판을 곡면형태로 구부려 베이스판 상부에 LED모듈을 설치하는 단계 및 상기 LED모듈이 설치된 베이스판을 상기 하드케이스 내부에 장착하여 조립하는 단계를 포함하되, 상기 LED모듈을 곡면형태로 구부리는 단계는 상기 LED모듈 후면에 부착된 금속세선이 상기 LED모듈의 형태에 따라 자유롭게 가변하여 용이하게 구부리는 단계인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예로서, 상기 방열부를 형성하는 단계는 금속세선을 준비하는 단계, 상기 LED모듈의 후면에 솔더 페이스트를 도포하는 단계 및 상기 금속세선을 지그를 이용하여 상기 LED모듈의 후면에 수직으로 촘촘하게 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예로서, 상기 방열부를 형성하는 단계는 금속세선을 준비하는 단계, 상기 LED모듈의 후면에 솔더 페이스트를 도포하는 단계, 상기 금속세선을 헝클어진 덩어리 상태로 형성하여 상기 LED모듈의 후면에 부착하는 단계 및 상기 헝클어진 덩어리 상태의 금속세선의 상부 일부를 컷팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예로서, 상기 방열부를 형성하는 단계는 상기 LED모듈의 후면에 일정간격으로 기둥형태의 유기물을 형성하는 단계, 상기 형성된 유기물에 금속을 경사 증착하는 단계 및 상기 유기물을 제거하는 단계를 포함하되, 상기 금속은 상기 기둥형태의 유기물의 일측에만 증착하여 L자형으로 증착되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예로서, 상기 LED를 배열하여 설치하는 단계는 균조배광을 위하여 LED가 LED모듈의 중앙에서 외곽으로 갈수록 LED의 간격이 좁아지도록 배열하는 단계인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 균조배광을 위하여 가요성을 가진 LED조명등 및 제조방법은 LED모듈의 형태에 따라 자유롭게 가변이 가능하여 비교적 넓은 면에 배광 할 수 있다.

또한, 방열부의 공기접촉면을 극대화하여 방열효과를 향상시킬 수 있다.

또한, 방열부를 비교적 저렴한 금속세선으로 제작하여 조명등의 무게를 감소시키고 제작비용 절감효과 및 제작공정을 축소할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 균조배광을 위하여 가요성을 가진 LED조명등의 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 균조배광을 위하여 가요성을 가진 LED조명등의 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 가요성을 가진 LED조명을 제조하는 방법을 나타낸 순서도.
도 4는 본 발명에 따른 방열부를 형성하는 방법을 나타낸 순서도.
도 5는 본 발명에 따른 방열부를 형성하는 방법의 또다른 실시예를 나타낸 순서도.
도 6은 본 발명에 따른 방열부의 또다른 실시예를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명에 따른 방열부의 또다른 실시예를 나타낸 도면.
도 8은 본 발명에 따른 방열부를 형성하는 방법의 또다른 실시예를 나타낸 도면.
도 9는 본 발명에 따른 방열부를 형성하는 방법의 또다른 실시예를 나타낸 도면.

이하 본 발명의 실시를 위한 구체적인 실시예를 도면을 참고하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 하나의 발명을 설명하기 위한 것으로서 권리범위는 예시된 실시예에 한정되지 아니하고, 예시된 도면은 발명의 명확성을 위하여 핵심적인 내용만 확대 도시하고 부수적인 것을 생략하였으므로 도면에 한정하여 해석하여서는 아니 된다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 균조배광을 위하여 가요성을 가진 LED조명등의 단면도이다. 전면에 다수의 LED(30)가 형성되고 곡면 또는 아치(arch)형태로 휨이 가능한 LED모듈(20), 금속세선으로 형성된 방열부(10), LED모듈 및 방열부(10)를 하우징하는 하드케이스(50)를 포함한다. 방열부(10)는 상기 LED모듈의 후면에 부착되어 상기 LED(30)에 발생한 열을 직접적으로 방열하며, 상기 LED모듈의 형태에 따라 자유롭게 가변하여 지면에 균일한 배광이 가능한 것이 특징이다.

가는 금속선(금속세선)으로 형성된 방열부(10)는 LED모듈의 후면에 약3mm ~ 20mm의 길이로 촘촘하게 수직으로 형성된다.

종래의 방열수단은 대부분 방열핀을 가진 알루미늄 방열판으로 주조되어 임의의 형상을 제조하기가 어렵고 무게가 무거운 반면, 본원발명에 따른 방열수단은 가는 금속세선을 방열부(10)로 사용함으로써 금속세선과 공기와의 접촉면을 극대화하고, 가요성을 가지며 LED조명등의 경량화를 구현할 수 있다.

특히, 금속세선은 자유롭게 변형이 가능하여 LED모듈의 형태를 임의의 형상으로 만들 수 있어 금형이 필요하지 않아 제조비용을 절감할 수 있고, 종래의 주형으로 제조된 방열핀 또는 히트싱크에 비하여 경량으로서 LED조명등의 무게를 현저히 줄일 수 있다.

또한, 금속세선은 금, 은, 구리, 알루미늄, 아연, 니켈 또는 철 등의 금속재질로 형성되고, 그 중 열전도율이 뛰어난 금, 은, 또는 구리로 형성되는 것이 바람직하고, 금속세선의 직경은 제한이 없으나 가늘수록 표면적이 넓어지므로 1 mm이하의 직경을 가지는 것이 바람직하다.

LED모듈(20)은 LED(30)가 장착된 PCB 모듈로 가요성이 있는 0.6 mm미만 두께의 PCB가 적절하다. PCB의 두께가 작을수록 가요성이 증대되고 열전도율이 증대되지만, 가요성과 지지기능을 고려하여 적절한 두께의 PCB를 선택한다. 또한 등기구의 형상에 따라 분할하여 형성할 수 있다.

방열부(10)는 LED모듈 후면에 솔더 페이스트(solder paste, 21) 등으로 부착할 수 있다.

LED(30)는 LED모듈 중앙에서 외곽으로 갈수록 LED(30)의 간격이 좁아지도록 배열되어, 가로등의 경우 LED모듈 중앙보다 외곽의 조도가 상대적으로 더 높은 것이 바람직하다. LED모듈을 곡면형태로 구부려서 지면에 조사하는 경우 LED모듈 외곽으로 갈수록 조도가 감소하는 것을 방지할 수 있다.

하드케이스(50)는 방열부(10), LED모듈 및 방열부(10)를 하우징하는 본체하우징(51)과 투명덮개(52)로 형성된다. 본체하우징(51)의 외주면에는 고무패킹(53)이 형성되어 방수가 가능한 것이 바람직하다.

도 3은 가요성을 가진 LED조명을 제조하는 방법을 나타낸 순서도이고, 도 4는 방열부를 형성하는 방법을 나타낸 순서도로서, 다수의 LED, LED모듈, 하드케이스, 베이스판 및 방열부를 준비하는 단계(S1), LED모듈에 LED를 배열하여 설치하는 단계(S2), 상기 LED모듈의 후면에 방열부를 형성하는 단계(S3), 상기 LED모듈을 곡면형태로 구부리는 단계(S4), 상기 베이스판을 곡면형태로 구부려 베이스판 상부에 LED모듈을 설치하는 단계(S5) 및 상기 LED모듈이 설치된 베이스판을 상기 하드케이스 내부에 장착하여 조립하는 단계(S6)를 포함하며, LED모듈을 곡면형태로 구부리는 단계(S4)는 LED모듈 후면에 부착된 방열부가 상기 LED모듈의 형태에 따라 자유롭게 가변하여 용이하게 구부리는 단계인 것이 바람직하다.

방열부를 형성하는 단계(S3)는 약 3mm ~ 20mm로 형성된 다수의 금속세선(100)을 준비하는 단계, LED모듈(20) 후면에 솔더 페이스트(21)를 도포하는 단계 및 금속세선(100)을 지그(60)를 이용하여 상기 LED모듈의 후면에 수직으로 촘촘하게 부착하는 단계를 포함한다.

또한, LED를 배열하여 설치하는 단계(S2)는 가로등과 같이 직하방향과 측면방향의 균조배광을 위하여 상기 LED가 LED모듈의 중앙에서 외곽으로 갈수록 LED의 간격이 좁아지도록 배열하는 단계이다.

도 5는 방열부(10)를 형성하는 방법의 또 다른 실시예를 나타낸 순서도로서, 방열부를 형성하는 단계(S3)는 금속세선(100)을 준비하는 단계, LED모듈(20)의 후면에 솔더 페이스트(21)를 도포하는 단계, 금속세선(100)을 헝클어진 덩어리 상태(수세미 형태)로 형성하여 상기 LED모듈(20)의 후면에 부착하는 단계 및 상기 헝클어진 덩어리 상태의 금속세선(100)의 상부 일부를 컷팅하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

도 6 및 도 7은 방열부(10)의 또다른 실시예를 나타낸 도면으로서, 방열부를 형성하는 단계(S3)는 금속세선(100)을 원통 모양의 편조선 형태로 꼬아 준비하는 단계, LED모듈(20)의 후면에 솔더 페이스트를 도포하는 단계, 편조선 형태의 금속세선(100)을 LED모듈(20)의 후면에 일렬로 부착하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

특히, 원통형의 편조선으로 형성된 방열부(10)은 편조선 내부로도 공기접촉이 가능하여 방열효과가 향상되는 것이 특징이다.

도 8은 방열부를 형성하는 방법의 또다른 실시예를 나타낸 도면으로서, 방열부를 형성하는 단계(S3)는 금속세선(100)을 준비하는 단계, LED모듈(20)의 후면에 솔더 페이스트를 도포하는 단계, 금속세선(100)을 지그재그로 배열된 절곡장치(70) 사이에 위치하는 단계, 절곡장치(70)로 금속세선(100)을 연속되는 Z자형태로 절곡하는 단계, 각 절곡장치(70)의 사이간격을 좁혀 절곡된 금속세선(100)을 촘촘하게 형성하는 단계, 절곡된 금속세선(100)을 LED모듈(20) 후면에 부착하는 단계 및 금속세선(100)의 상부 일부를 컷팅하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

도 9는 방열부를 형성하는 방법의 또다른 실시예를 나타낸 도면으로서, 방열부를 형성하는 단계(S3)는 LED모듈의 후면에 일정간격으로 기둥형태의 유기물(200) 패턴을 형성하는 단계, 형성된 유기물(200)에 금속(300)을 경사 증착하는 단계 및 유기물(200)을 제거하는 단계를 포함한다. 금속(300)의 증착은 유기물(200)의 일측과 일부 바닥에 증착되도록 증착 각도를 조절하여 경사 증착으로 형성할 수 있다.

본 발명은 조명등의 모양을 자유롭게 변형할 수 있어 방열 문제로 만들기 어려운 호박등과 같은 다양한 형태의 LED 조명등을 제조할 수 있다.

10 : 방열부 20 : LED모듈 21 : 솔더 페이스트
30 : LED 40 : 베이스판
50 : 하드케이스
51 : 본체하우징 52 : 투명덮개 53 : 고무패킹
60 : 지그 70 : 절곡장치
100 : 금속세선
200 : 유기물
300 : 무기물

Claims

균조배광을 위한 가요성을 가진 LED 조명등에 있어서,
전면에 다수의 LED가 형성되고 곡면형태로 휨이 가능한 LED모듈;
상기 LED모듈의 후면에 공기와의 접촉면적을 높이기 위하여 컷팅된 금속세선을 부착하여 형성된 가요성의 방열부; 및
상기 LED모듈 및 방열부를 하우징하는 하드케이스를 포함하되,
상기 방열부는 공기와 접촉하여 방열되며 LED모듈의 형태에 따라 가변되는 것을 특징으로 하는 가요성을 가진 LED 조명등.
제1항에 있어서,
상기 금속세선은 상기 LED모듈의 후면에 수직으로 부착되는 것을 특징으로 하는 가요성을 가진 LED 조명등.
삭제
제1항에 있어서,
상기 금속세선은 상기 LED모듈 후면에 솔더 페이스트로 부착되는 것을 특징으로 하는 가요성을 가진 LED 조명등.
제1항에 있어서,
상기 LED는 LED모듈 중앙에서 외곽으로 갈수록 LED의 간격이 좁아지도록 배열되는 것을 특징으로 하는 가요성을 가진 LED 조명등.
다수의 LED, LED모듈, 하드케이스, 베이스판 및 방열부를 준비하는 단계;
LED모듈에 LED를 배열하여 설치하는 단계;
상기 LED모듈의 후면에 컷팅된 금속세선을 부착하여 방열부를 형성하는 단계;
상기 LED모듈을 곡면형태로 구부리는 단계;
상기 베이스판을 곡면형태로 구부려 베이스판 상부에 LED모듈을 설치하는 단계; 및
상기 LED모듈이 설치된 베이스판을 상기 하드케이스 내부에 장착하여 조립하는 단계를 포함하되,
공기와의 접촉면적을 높이기 위하여 컷팅된 금속세선을 부착하여 형성된 가요성의 방열부가 등기구의 형태로 가변되는 것을 특징으로 하는 가요성을 가진 LED 조명등 제조방법.
제6항에 있어서,
상기 방열부를 형성하는 단계는,
금속세선을 컷팅하여 준비하는 단계;
상기 LED모듈의 후면에 솔더 페이스트를 도포하는 단계; 및
상기 금속세선을 세워 담는 지그를 이용하여 상기 LED모듈의 후면에 수직으로 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가요성을 가진 LED 조명등 제조방법.
제6항에 있어서,
상기 방열부를 형성하는 단계는,
수세미 형태의 금속세선을 준비하는 단계;
상기 LED모듈의 후면에 솔더 페이스트를 도포하는 단계;
수세미 형태의 금속세선을 상기 LED모듈의 후면에 부착하는 단계; 및
상기 수세미 형태의 금속세선의 상부 일단부를 컷팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가요성을 가진 LED 조명등 제조방법.
제6항에 있어서,
상기 방열부를 형성하는 단계는
상기 LED모듈의 후면에 일정간격으로 기둥형태의 유기물 패턴을 형성하는 단계;
상기 형성된 유기물에 금속을 증착하는 단계; 및
상기 유기물을 제거하는 단계를 포함하되,
상기 금속 증착단계는 유기물의 일측면과 바닥면에 증착되도록 증착 각도를 조절하여 L자형으로 증착되는 것을 특징으로 하는 가요성을 가진 LED 조명등 제조방법.
제6항에 있어서,
상기 LED를 배열하여 설치하는 단계는 상기 LED가 LED모듈의 중앙에서 외곽으로 갈수록 LED의 간격이 좁아지도록 배열하는 것을 특징으로 하는 가요성을 가진 LED 조명등 제조방법.