KR20170032664A - 엘이디 조명장치 - Google Patents

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KR20170032664A
KR20170032664A KR1020150130283A KR20150130283A KR20170032664A KR 20170032664 A KR20170032664 A KR 20170032664A KR 1020150130283 A KR1020150130283 A KR 1020150130283A KR 20150130283 A KR20150130283 A KR 20150130283A KR 20170032664 A KR20170032664 A KR 20170032664A
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제이슨 길
최동욱
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주식회사 아모센스
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Abstract

본 발명은 엘이디 조명장치에 관한 것으로, 엘이디 조명장치는 인쇄회로기판; 및 상기 인쇄회로기판에 실장되어 있으며, 다수의 사각 기둥 형상의 CSP(Chip scale package)형 엘이디 소자;를 포함하며, 상기 다수의 사각 기둥 형상의 CSP형 엘이디 소자는 서로 이웃하는 엘이디 소자의 측면이 비대향되게 배치된 것을 특징으로 한다.

Description

엘이디 조명장치{LED lighting device}
본 발명은 조명장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 엘이디 소자의 측면에서 방출된 광이 이웃하는 엘이디 소자로 입사되지 않도록 엘이디 소자를 배치하여 광손실을 감소시켜 광방출효율을 향상시킬 수 있는 엘이디 조명장치를 제공하는데 있다.
일반적으로, LED(light emitting diode)는 소형이고 수명이 길며, 전기 에너지가 빛에너지로 직접 변환하기 때문에 전력이 적게 들고 에너지 효율이 우수하여 환경 친화적인 조명으로 각광받고 있다.
LED는 저 전력, 긴 수명, 고 휘도, 빠른 응답 특성의 장점을 갖고 있어, 최근에 LED는 모바일 단말기의 소형 조명, 자동차 조명, 실내 조명 및 옥외 간판이나 옥외 조명 등 그 적용범위가 점차 확대되고 있다.
특히, LED는 가스나 필라멘트를 사용하지 않으므로 충격에 강하고 고장이 적어, 실내용 조명 장치에 적용되고 있으며, 현재 기존의 실내용 형광등, 백열등 등을 대체할 수 있는 엘이디 조명장치가 시중에 시판되고 있다.
이러한 LED는 기존 조명광원과 다른 광특성으로 인하여 기존 조명기구와 동일한 방법으로 LED 조명기구를 광학설계 하기에는 어려움이 따른다.
한국 공개특허공보 제10-2011-0085922호에는 회로기판 상에 복수의 LED소자가 장착된 LED 광원부와, 상기 LED소자의 발광면이 노출되도록 상기 LED 광원부를 수용하는 광원수용부가 마련되고 상기 LED 광원부에서 발생한 열을 전달받아 대기 중으로 발산하는 히트싱크를 포함하는 LED 조명기구에 있어서, 열전달율이 공기보다 더 높은 열전도성 물질로 만들어지며, 상기 LED 광원부가 수용된 상기 광원수용부 내의 빈공간에 충진되어 상기 LED 광원부와 접촉하는 부위로부터 열을 흡수하여 상기 히트싱크로 전달하는 열전달 충진제를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명기구가 개시되어 있어, LED 소자를 광원으로 채용하는 조명장치의 열발산을 최적화로 설계할 수 있는 장점이 있으나, 이 LED 조명기구는 복수의 LED 소자가 회로기판에 일렬로 배치되어 장착되어 있어, LED 소자의 측면에서 출사된 광이 이웃 LED 소자로 입사되어 흡수됨으로써, 광출력효율이 저하되는 단점이 있다.
한국 공개특허공보 제10-2011-0085922호
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 그 목적은 엘이디 소자의 측면에서 방출된 광이 이웃하는 엘이디 소자로 입사되지 않도록 엘이디 소자를 배치하여 광방출효율을 향상시킬 수 있는 엘이디 조명장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 다수의 조명장치를 간편하게 전기적으로 연결할 수 있는 엘이디 조명장치를 제공하는데 있다.
상술된 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 일 실시예에 의한 엘이디 조명장치는, 인쇄회로기판; 및 상기 인쇄회로기판에 실장되어 있으며, 다수의 사각 기둥 형상의 CSP(Chip scale package)형 엘이디 소자;를 포함하며, 상기 다수의 사각 기둥 형상의 CSP형 엘이디 소자는 서로 이웃하는 엘이디 소자의 측면이 비대향되게 배치된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 엘이디 조명장치에서, 상기 다수의 사각 기둥 형상의 CSP형 엘이디 소자는 서로 이웃하는 엘이디 소자의 측면이 평행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 엘이디 조명장치에서, 상기 다수의 사각 기둥 형상의 CSP형 엘이디 소자는 서로 이웃하는 엘이디 소자의 측면의 연장선상이 일치할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 엘이디 조명장치에서, 상기 다수의 사각 기둥 형상의 CSP형 엘이디 소자는 서로 이웃하는 엘이디 소자의 측면의 연장선상이 균일한 간격으로 이격될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 엘이디 조명장치에서, 상기 인쇄회로기판에 실장되는, 외부의 AC전원과 연결된 수커넥터에 연결되는 암커넥터; 및 상기 암커넥터에 연결되어 상기 AC전원을 DC전원으로 변환하여 상기 CSP형 엘이디 소자에 공급하는 전원공급모듈;을 더 포함 수 있다.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 엘이디 조명장치는, 다수의 사각 기둥 형상의 CSP형 엘이디 소자를 구비하고, 서로 이웃하는 엘이디 소자의 측면이 비대향되게 배치된 제1엘이디 조명부; 및 다수의 사각 기둥 형상의 CSP형 엘이디 소자를 구비하고, 서로 이웃하는 엘이디 소자의 측면이 비대향되게 배치된 제2엘이디 조명부를 포함하며, 상기 제1 및 제2엘이디 조명부를 전기적으로 연결하기 위하여, 수커넥터가 연결되는 제1암커넥터가 상기 제1 및 제2엘이디 조명부 각각에 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 엘이디 조명장치에서, 상기 제1엘이디 조명부는, 외부의 AC전원과 연결된 수커넥터에 연결되는 제2암커넥터; 및 상기 제2암커넥터에 연결되어 상기 AC전원을 DC전원으로 변환하여 상기 CSP형 엘이디 소자에 공급하는 전원공급모듈;을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 엘이디 조명장치에서, 상기 CSP형 엘이디 소자, 제1 및 제2암커넥터, 전원공급모듈은 인쇄회로기판에 실장될 수 있다.
본 발명에 의하면, 다수의 사각 기둥 형상의 CSP형 엘이디 소자의 측면이 서로 대향되지 않도록 배치하여 CSP형 엘이디 소자의 측면에서 방출된 광이 이웃 엘이디 소자로 입사되지 않도록 함으로써, 광손실을 방지하여 엘이디 조명장치의 광방출효율을 향상시킬 수 있는 잇점이 있다.
본 발명에 의하면, 인쇄회로기판에 암커넥터 및 전원공급모듈을 실장하여 외부의 AC전원과 연결된 수커넥터를 암커넥터에 간단하게 연결함으로써, CSP형 엘이디 소자에 전원을 공급할 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 의하면, 인쇄회로기판을 기반으로 하는 엘이디 조명장치에 암커넥터를 실장함으로써, 다수의 조명장치를 전기적으로 연결할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 엘이디 조명장치의 개략적인 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 엘이디 조명장치의 CSP형 엘이디 소자에서 출사된 광의 경로를 설명하기 위한 개념적인 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 엘이디 조명장치의 인쇄회로기판에 CSP형 엘이디 소자가 실장된 상태를 설명하기 위한 개념적인 도면,
도 4는 본 발명에 따른 엘이디 조명장치의 인쇄회로기판에 CSP형 엘이디 소자가 1열로 배치된 상태를 설명하기 위한 개념적인 도면,
도 5는 본 발명에 따른 엘이디 조명장치의 CSP형 엘이디 소자에 입사된 광을 설명하기 위한 개념적인 단면도,
도 6은 본 발명에 따른 엘이디 조명장치에 전원을 연결하기 위한 구성을 도시한 개념적인 사시도,
도 7은 본 발명에 따른 한쌍의 엘이디 조명장치를 전기적으로 연결하기 위한 구성을 도시한 개념적인 사시도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하도록 한다.
도 1를 참고하면, 본 발명에 따른 엘이디 조명장치(100)는 인쇄회로기판(110); 및 상기 인쇄회로기판(110)에 실장되어 있으며, 다수의 사각 기둥 형상의 CSP(Chip scale package)형 엘이디 소자(121,122,123,124);를 포함하며, 상기 다수의 사각 기둥 형상의 CSP형 엘이디 소자(121,122,123,124)는 서로 이웃하는 엘이디 소자의 측면이 비대향되게 배치된 것을 특징으로 한다.
본 발명에서는 다수의 사각 기둥 형상의 CSP형 엘이디 소자(121,122,123,124)의 측면이 서로 대향되지 않도록 배치하여, CSP형 엘이디 소자(121,122,123,124)의 측면에서 방출된 광이 이웃 엘이디 소자로 입사되지 않도록 함으로써, 엘이디 조명장치의 광방출효율의 저하를 방지할 수 있는 것이다.
본 발명에서, CSP형 엘이디 소자(121,122,123,124)는 이웃하는 엘이디 소자의 측면이 서로 평행하게 배치될 수 있다. 여기서, CSP형 엘이디 소자(121,122,123,124)가 사각형 형상이므로, 제1CSP형 엘이디 소자(121)의 대향하는 2개 1그룹 측면이 제2CSP형 엘이디 소자(122)의 2개의 1그룹 측면과 평행하고, 제1CSP형 엘이디 소자(121)의 1그룹 측면과 수직한 2개 2그룹 측면이 제2CSP형 엘이디 소자(122)의 2개의 2그룹 측면과 평행하게 배치된 것으로 측면이 서로 평행하다는 것을 설명할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 인쇄회로기판에 실장된 제1CSP형 엘이디 소자(121)와 이웃하는 제2CSP형 엘이디 소자(122)는 각각의 상면과 4개의 측면으로부터 광이 출사된다.
예컨대, 제1CSP형 엘이디 소자(121)는 상면 방향(A) 및 4개의 측면 방향(B1,B2,B3,B4)으로 대부분의 광이 출사되고, 모서리 방향(C)으로는 광이 거의 출사되지 않는다.
이때, 제1CSP형 엘이디 소자(121)의 4개의 측면 방향(B1,B2,B3,B4)으로 출사된 광이 이웃하는 제2CSP형 엘이디 소자(122)로 유입되는 경우, 제2CSP형 엘이디 소자(122)에서 흡수되어 광방출효율이 저하된다.
그러므로, 본 발명에서는 제1CSP형 엘이디 소자(121)와 이웃하는 제2CSP형 엘이디 소자(122)가 서로의 측면이 평행하도록 인쇄회로기판에 실장함으로써, 제1CSP형 엘이디 소자(121)의 4개의 측면 방향(B1,B2,B3,B4)으로 출사된 광은 제2CSP형 엘이디 소자(122)로 입사되지 않고, 제2CSP형 엘이디 소자(122)의 4개의 측면 방향(E1,E2,E3,E4)으로 출사된 광은 제1CSP형 엘이디 소자(121)로 입사되지 않아 광방출효율을 향상시킬 수 있는 것이다.
여기서, 제1 및 제2CSP형 엘이디 소자(121,122)의 모서리 방향(C,F)로 출사되는 광량이 거의 없어, 제1 및 제2CSP형 엘이디 소자(121,122)로 입사되는 광량이 거의 존재하지 않는다.
그러므로, 본 발명에서는 제1CSP형 엘이디 소자(121) 측면의 연장선상(P1)과 제2CSP형 엘이디 소자(122) 측면의 연장선상(P2)이 일치하는 경우와 같이, 제1 및 제2CSP형 엘이디 소자(121,122) 측면을 평행하게 배치할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 제1CSP형 엘이디 소자(121) 측면의 연장선상(P1)과 제2CSP형 엘이디 소자(122) 측면의 연장선상(P2)을 균일한 간격(d)으로 이격시키는 경우, 제1 및 제2CSP형 엘이디 소자(121,122) 측면을 평행하게 배치할 수 있다.
따라서, 도 3과 같이, 다수의 사각 기둥 형상의 CSP형 엘이디 소자(121,122,123,124)의 측면이 평행하게 인쇄회로기판(110)에 실장되어 있으므로, CSP형 엘이디 소자(121,122,123,124)의 측면에서 출사된 광이 이웃하는 CSP형 엘이디 소자로 입사되지 않아 광손실을 방지하여 엘이디 조명장치의 광방출효율을 극대화시킬 수 있는 것이다.
본 발명의 엘이디 조명장치는 CSP형 엘이디 소자를 1열 또는 다수열로 인쇄회로기판(110)에 배열하여 구현할 수 있다. 도 3의 CSP형 엘이디 소자(121,122,123,124)가 2열로 배치된 것이고, 도 4는 CSP형 엘이디 소자(121,122,123,124)가 1열로 배치된 것을 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 엘이디 조명장치의 CSP형 엘이디 소자에 입사된 광을 설명하기 위한 개념적인 단면도로서, 엘이디는 N형 반도체층(120a), 활성층(120b), P형 반도체층(120c)이 순차적으로 적층된 구조로 구현된다.
N형 반도체층(120a)에는 N-전극, P형 반도체층(120c)에는 P-전극이 형성되어 있어, 순방향 전압을 인가하면, N형 반도체층(120a)에서는 전자가 P형 반도체층(120c)으로 이동하고, P형 반도체층(120c)의 정공이 N형 반도체층(120a)으로 이동되어 활성층(120b)에서 전자와 정공이 재결합하여 광이 발생되어 외부로 방출된다.
이때, 외부에서 광이 엘이디 내부로 입사되면, 내부 반사를 되풀이 하거나 내부에 흡수되어 광손실이 발생된다.
따라서, 본 발명은 엘이디의 광흡수특성을 고려하여 CSP형 엘이디 소자의 배치를 최적화시켜 광손실을 방지함으로써, 엘이디 조명장치의 광방출효율을 증대시킬 수 있는 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 엘이디 조명장치에 전원을 연결하기 위한 구성을 도시한 개념적인 사시도이고, 도 7은 본 발명에 따른 한쌍의 엘이디 조명장치를 전기적으로 연결하기 위한 구성을 도시한 개념적인 사시도이다.
본 발명에 따른 엘이디 조명장치는 외부 전원에 연결하기 위한 구성이 구비될 수 있다.
즉, 도 6을 참고하면, CSP형 엘이디 소자(121,122,123,124)에 전원을 공급하기 위하여, 암커넥터(210); 및 암커넥터(210)에 연결되어 외부의 AC전원을 DC전원으로 변환하여 CSP형 엘이디 소자(121,122,123,124)에 공급하는 전원공급모듈(230);을 인쇄회로기판(110)에 실장하는 것이다.
전원공급모듈(230)는 엘이디를 구동하기 위한 통상적인 전원공급모듈를 적용할 수 있으며, 본 발명에서는 인쇄회로기판(110)에 전원공급모듈(230)이 실장된다.
여기서, 암커넥터(210)와 전원공급모듈(230)은 인쇄회로기판(110)의 회로 패턴에 의해 전기적으로 연결된다.
그리고, 암커넥터(210)는 AC전원과 연결된 수커넥터(220)가 연결된다.
아울러, 본 발명에서는 2개 이상의 엘이디 조명장치를 연결할 수 있는 구성이 구비될 수 있다.
즉, 도 7과 같이, 제1 및 제2엘이디 조명장치(101,102)을 전기적으로 연결하기 위한 암커넥터(212,213)를 인쇄회로기판(110,111)에 실장하는 것이다.
이때, 제1엘이디 조명장치(101)의 인쇄회로기판(110)에는 외부 AC전원과 연결되는 제1암커넥터(211), 전원공급모듈(230)과 더불어 제2엘이디 조명장치(102)과 전기적으로 연결하기 위한 제2암커넥터(212)가 실장된다.
그리고, 제2엘이디 조명장치(102)의 인쇄회로기판(111)에는 제2암커넥터(212)와 전기적으로 연결하기 위한 제3암커넥터(213)가 실장된다.
그러므로, 제1엘이디 조명장치(101)의 인쇄회로기판(110)에 실장된 제2암커넥터(212)에 제2수커넥터(221)를 연결하고, 이 제2수커넥터(221)에 연결된 제3수커넥터(222)를 제2엘이디 조명장치(102)의 인쇄회로기판(111)에 실장된 제3암커넥터(213)을 연결함으로써, 제1 및 제2엘이디 조명장치(101)은 전기적으로 연결된다.
따라서, 제1엘이디 조명장치(101)의 제1암커넥터(211)에 AC전원과 연결된 수커넥터(220)를 연결하게 되면, 전원공급모듈(230)은 외부의 AC전원을 DC전원으로 변환하여 제1엘이디 조명장치(101)의 CSP형 엘이디 소자(121,122,123,124)에 DC전원을 공급함과 동시에, 제2암커넥터(212), 제2수커넥터(221), 제3수커넥터(222), 제3암커넥터(213)를 통하여 제2엘이디 조명장치(102)의 CSP형 엘이디 소자(121a,122a,123a,124a)에 DC전원을 공급할 수 있는 것이다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
본 발명은 엘이디 소자의 측면에서 방출된 광이 이웃하는 엘이디 소자로 입사되지 않도록 엘이디 소자를 배치하여 광손실을 감소시켜 광방출효율을 향상시킬 수 있는 엘이디 조명장치에 적용된다.
100,101,102: 엘이디 조명장치 110,111: 인쇄회로기판
120a: N형 반도체층 120b: 활성층
120c: P형 반도체층 121,122,123,124: 엘이디 소자
210,211,212,213: 암커넥터 220,221,222: 수커넥터
230: 전원공급모듈

Claims (8)

  1. 인쇄회로기판; 및
    상기 인쇄회로기판에 실장되어 있으며, 다수의 사각 기둥 형상의 CSP(Chip scale package)형 엘이디 소자;를 포함하며,
    상기 다수의 사각 기둥 형상의 CSP형 엘이디 소자는 서로 이웃하는 엘이디 소자의 측면이 비대향되게 배치된 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 사각 기둥 형상의 CSP형 엘이디 소자는 서로 이웃하는 엘이디 소자의 측면이 평행한 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 다수의 사각 기둥 형상의 CSP형 엘이디 소자는 서로 이웃하는 엘이디 소자의 측면의 연장선상이 일치하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 다수의 사각 기둥 형상의 CSP형 엘이디 소자는 서로 이웃하는 엘이디 소자의 측면의 연장선상이 균일한 간격으로 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판에 실장되는, 외부의 AC전원과 연결된 수커넥터에 연결되는 암커넥터; 및 상기 암커넥터에 연결되어 상기 AC전원을 DC전원으로 변환하여 상기 CSP형 엘이디 소자에 공급하는 전원공급모듈;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
  6. 다수의 사각 기둥 형상의 CSP형 엘이디 소자를 구비하고, 서로 이웃하는 엘이디 소자의 측면이 비대향되게 배치된 제1엘이디 조명부; 및
    다수의 사각 기둥 형상의 CSP형 엘이디 소자를 구비하고, 서로 이웃하는 엘이디 소자의 측면이 비대향되게 배치된 제2엘이디 조명부;를 포함하며,
    상기 제1 및 제2엘이디 조명부를 전기적으로 연결하기 위하여, 수커넥터가 연결되는 제1암커넥터가 상기 제1 및 제2엘이디 조명부 각각에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1엘이디 조명부는, 외부의 AC전원과 연결된 수커넥터에 연결되는 제2암커넥터; 및 상기 제2암커넥터에 연결되어 상기 AC전원을 DC전원으로 변환하여 상기 CSP형 엘이디 소자에 공급하는 전원공급모듈;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 CSP형 엘이디 소자, 제1 및 제2암커넥터, 전원공급모듈은 인쇄회로기판에 실장되어 있는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.















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