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KR101114159B1 - 발광 장치 - Google Patents

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KR101114159B1
KR101114159B1 KR1020090067429A KR20090067429A KR101114159B1 KR 101114159 B1 KR101114159 B1 KR 101114159B1 KR 1020090067429 A KR1020090067429 A KR 1020090067429A KR 20090067429 A KR20090067429 A KR 20090067429A KR 101114159 B1 KR101114159 B1 KR 101114159B1
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장기연
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

본 발명은 발광 다이오드를 포함하는 발광 장치에 관한 것이다. 실시예에 따른 발광 장치는 개구부를 갖는 프레임, 상기 프레임 상에 적어도 하나의 발광 다이오드, 상기 발광 다이오드에서 조사된 광을 반사시켜 상기 개구부를 통해 출사시키는 반사판 및 상기 반사판 내면에 형성되며, 상기 개구부를 통해 출사되는 광의 지향각을 결정하는 반사 돌출부를 포함한다. 실시예에 따른 발광 장치는 광원이 프레임에 설치되어 있어 탈부착이 용이하여 제품의 분해 없이 광원을 교환할 수 있다.
발광 장치, 조명

Description

발광 장치{LGIHT EMITTING DEVICE}
본 발명은 발광 다이오드를 포함하는 발광 장치에 관한 것이다.
발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode)는 GaAs 계열, AlGaAs 계열, GaN 계열, InGaN 계열 및 InGaAlP 계열 등의 화합물 반도체 재료를 이용하여 발광원을 구성할 수 있다.
이러한 발광 다이오드는 패키지화되어 다양한 색을 방출하는 발광 장치로 이용되고 있으며, 조명 기구 분야에서 광원으로서 활발한 연구가 이루어지고 있다.
실시예는 발광 다이오드를 이용한 발광 장치를 제공한다.
실시예는 조명 기구 분야에 적용되는 발광 다이오드를 이용한 발광 장치를 제공한다.
실시예에 따른 발광 장치는 프레임에 광원이 설치되어 있으므로, 발광 다이오드의 교환시에 제품 전체를 분해할 필요 없이 프레임의 탈부착을 통해 용이하게 광원을 교환할 수 있다.
실시예는 반사면 내에 반사 돌출부를 구비하여 출사면으로부터 광의 지향각을 조절할 수 있는 발광 장치를 제공한다.
실시예는 회로 기판 외측 둘레에 방열부를 구비한 발광 장치를 제공한다.
실시예에 따른 발광 장치는, 개구부를 갖는 프레임, 상기 프레임 상에 배치된 적어도 하나의 발광 다이오드, 상기 발광 다이오드에서 조사된 광을 반사시켜 상기 개구부를 통해 출사시키는 반사판 및 상기 반사판 내면에 형성되며, 상기 개구부를 통해 출사되는 광의 지향각을 결정하는 반사 돌출부를 포함한다.
실시예에 따른 발광 장치는, 내측에 개구부를 형성하며, 외측 둘레에 방열부가 형성된 프레임, 상기 프레임 상에 적어도 하나 이상의 발광 다이오드, 상기 발광 다이오드에서 조사된 광을 반사시켜 상기 개구부를 통해 출사시키는 반사판 및 상기 반사판 내에 형성되며, 상기 개구부를 통해 출사된 광의 지향각을 결정하는 반사 돌출부를 포함한다.
실시예는 조명 장치 후면으로 발광되는 발광 다이오드의 빛을 전면으로 반사시킴으로써 조명의 균일성을 향상시키는 효과가 있다.
실시예는 산란 시트(sheet)등을 사용할 필요가 없어 광 손실을 최대한 방지할 수 있으며, 발광 다이오드의 광도를 90% 이상 유지할 수 있는 효과가 있다.
실시예는 반사면에 반사 돌출부를 구비하여 조명 장치의 출사면으로부터 광의 지향각을 조절할 수 있어 유효 조명 면적을 조절할 수 있는 효과가 있다.
실시예는 조명 장치의 핫 스팟(hot spot)을 숨길 수 있으며, 눈부심을 방지할 수 있는 효과가 있다.
실시예는 반사면의 거칠기를 조절함으로써 광을 확산시켜 광의 균일성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
실시예는 간접 조명 장치를 제공함으로써 눈부심 현상을 줄일 수 있는 효과가 있다.
실시예는 복수 개의 발광 다이오드 중 어느 하나가 점등 불량이어도 조명에 큰 변화를 주지 않으므로 조명 장치의 사용 기간을 연장시키는 효과가 있어 제조 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
실시예는 방열 효율을 향상시키는 효과가 있다.
실시예에 따른 발광 장치는 프레임에 광원이 설치되어 있으므로, 발광 다이오드의 교환시에 제품 전체를 분해할 필요 없이 프레임의 탈부착을 통해 용이하게 광원을 교환할 수 있다.
실시 예의 설명에 있어서, 각 패널, 부재, 프레임, 시트, 판 또는 기판 등이 각 패널, 부재, 프레임, 시트, 판 또는 기판 등의 "상(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(on)"과 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 구성요소를 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 구성요소의 상 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.
이하,첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 구체적으로 설명한다.
도 1은 제1실시예에 따른 발광 장치의 분해 사시도이다. 도 2는 제1실시예에 따른 발광 장치의 단면도이고, 도 3은 제1실시예에 따른 발광 장치의 저면도이다. 도 4는 제1실시예에 따른 발광 장치의 반사 돌출부만 보여주는 확대도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 실시예에 따른 발광 장치(100)는, 개구부(115)를 갖는 프레임(110), 상기 프레임(110) 상에 배치된 적어도 하나의 발광 다이오드(120), 상기 발광 다이오드(120)에서 조사된 광을 반사시켜 상기 개구부(115)를 통해 출사시키는 반사판(130) 및 상기 반사판(130)의 반사면(130a) 상에 형성되며, 상기 개구부(115)를 통해 출사된 광의 지향각을 결정하는 적어도 하나 이상의 반사 돌출부(140)를 포함한다.
상기 프레임(110)은 상기 개구부(115)를 둘러싸는 링(ring) 형상으로 이루어질 수 있다. 상기 프레임(110)은 상면(110a), 하면(110b), 상기 개구부(115)를 감싸는 내측면(110c) 및 외측면(110d)을 포함한다.
상기 프레임(110)은 탈부착이 가능하여 매립형 조명에 응용될 경우 발광 다이오드 프레임은 제품을 매립상태에서 꺼내지 않아도 혹은 제품을 분리하지 않아도 교환이 가능한 특징을 가진다. 따라서, 실시예에 따른 발광 장치는 프레임에 광원이 설치되어 있으므로, 발광 다이오드의 교환시에 제품 전체를 분해할 필요 없이 프레임의 탈부착을 통해 용이하게 광원을 교환할 수 있다.
상기 발광 다이오드(120)는 상기 프레임(110)의 상면(110a)에서 서로 소정 간격을 두고 탑재될 수 있다.
상기 발광 다이오드(120)는 상기 프레임(110)을 따라 1열 또는 복수 열로 배열될 수 있으며, 도면에서는 1열로 배열된 것으로 도시하였다.
한편, 상기 프레임(110) 상에 상기 발광 다이오드(120)를 보호하기 위한 제너 다이오드(미도시)가 설치될 수도 있다.
상기 발광 다이오드(120)는 타겟 광 예컨대, 백색 광을 발광하거나, 복수 개의 발광 다이오드(120)의 광을 혼색하여 원하는 광을 구현할 수 있다. 또한, 사용자의 용도에 따라 다양한 색의 타겟 광을 구현할 수 있다.
상기 발광 다이오드(120)는 상부 발광형일 수 있으나, 상기 발광 다이오 드(120)의 발광 타입에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 발광 다이오드(120)는 상기 프레임(110)을 통해 전원을 공급받을 수 있다.
상기 프레임(110)은 상기 발광 다이오드(120)들과 전기적으로 연결된 인쇄회로기판으로서 동작할 수 있다.
상기 프레임(110)은 단층 기판 또는 다층 기판으로 이루어질 수도 있으며, 상기 프레임(110) 내면 또는 상기 프레임(110)의 하면에 배선 패턴이 형성될 수도 있다. 이러한 발광 다이오드(120)의 탑재 방식 및 탑재 형상에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 발광 다이오드(120)에서 조사되는 광을 반사시키기 위하여, 광 조사 방향에 반사판(130)이 배치된다.
상기 반사판(130)은 반구형으로 이루어질 수 있다. 그러나 상기 반사판(130)이 반드시 반구형으로 이루어질 필요는 없으며, 반사 효율 및 광 균일성을 고려하여 다양한 형상(원추형, 원통형, 포탄형, 다각형 등)으로 이루어질 수 있다.
상기 반사판(130)의 오목한 면은 실질적으로 발광 다이오드(120)에서 조사된 광을 반사시키는 반사면(130a)으로 작용한다.
상기 반사면(130a)은 광 반사 효율이 뛰어난 재질로 이루어질 수 있다.
상기 반사판(130)은 상기 발광 다이오드(120)를 내측에 두고 상기 프레임(110)의 상면(110a)과 결합될 수 있다.
도시하지 않았으나, 상기 반사판(130)과 상기 프레임(110)은 체결 수단에 의 하여 결합될 수 있다. 상기 체결 수단은 체결 부재 또는 접착 부재에 의하여 이루어질 수 있다.
상기 반사면(130a)의 일부 영역 상에 적어도 하나 이상의 반사 돌출부(140)가 형성된다.
상기 반사 돌출부(140)는 상기 반사판(130)과 일체형으로 형성될 수 있으며, 이와 달리 반사 돌출부(140)가 상기 반사면(130a)의 일부 영역 상에 부착될 수도 있다.
상기 반사 돌출부(140)의 표면은 상기 반사면(130a)을 이루는 재질과 동일한 재질로 이루어질 수 있다.
상기 반사 돌출부(140)는 원뿔 형상일 수 있다.
상기 반사 돌출부(140)의 밑면은 상기 반사판(130)과 접하며, 꼭지점은 상기 개구부(115)를 향한다.
상기 반사 돌출부(140)의 축은 상기 프레임(110)의 상면(110a)이 이루는 평면에 대해 수직할 수 있다.
상기 반사 돌출부(140)의 밑면의 중심은 상기 프레임(110)의 상면(110a)이 이루는 평면으로부터 수직 방향으로 가장 먼 반사면(130a)의 지점일 수 있다.
상기 반사 돌출부(140)의 높이(b) 및 상기 반사 돌출부(140)의 밑면 지름(a)에 따라 상기 반사면(130a)에서 반사되어 상기 개구부(115)를 통해 출사하는 광의 지향각이 달라질 수 있다.
상기 광의 지향각이란 상기 프레임(110)의 개구부(115)를 통해 출사하는 광 의 퍼짐 각도를 말하며, 광의 지향각에 따라 유효 조명 면적이 달라질 수 있다.
예를 들면, 상기 반사 돌출부(150)의 높이가 높아지면, 광의 지향각이 커져 유효 조명 면적이 커질 수 있다. 상기 반사 돌출부(150)의 높이가 낮아지면, 광의 지향각이 작아지고 유효 조명 면적이 작아질 수 있다.
상기 반사판(130)으로부터 상기 반사 돌출부(140)의 높이(b)는 상기 프레임(110)으로부터 상기 반사판(130)의 가장 먼 지점까지의 수직 높이(c)보다 낮을 수 있다.
이와 달리, 상기 반사판(130)으로부터 상기 반사 돌출부(140)의 높이(b)는 상기 프레임(110)으로부터 상기 반사판(130)의 가장 먼 지점까지의 수직 높이(c)보다 높을 수도 있다.
상기 반사 돌출부(140)의 높이(b)는 0mm를 포함한 그 이상의 높이를 가질 수 있다.
상기 반사 돌출부(140)는 반사면(130a) 표면에 형성될 수 있는 광의 산란을 위한 요철 패턴들보다는 크게 형성될 수 있다.
이와 같은 구조의 발광 장치(100)는 간접 조명 장치로 사용될 수 있다.
실시예에 따른 반사 돌출부(140)에 의해 광의 지향각을 조절할 수 있어 원하는 유효 조명 면적을 얻을 수 있으며, 광 균일성 및 눈부심 현상을 방지할 수 있다.
또한, 복수 개의 발광 다이오드(120) 중 어느 하나가 점등 불량이어도 조명에 큰 변화를 주지 않으므로 조명 장치의 사용 기간을 연장시키는 효과가 있어 제 조 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
상기 반사판(130)의 반사면(130a) 및 상기 반사 돌출부(140) 중 적어도 하나의 표면은 거칠기를 가질 수 있다. 상기 반사면(130a)의 거칠기의 정도와 상기 반사 돌출부(140)의 표면 거칠기의 정도는 조명의 특성 및 설계에 따라 서로 다를 수도 있다.
상기 발광 다이오드(120)에서 조사된 광은 상기 반사판(130)의 반사면(130a) 및 상기 반사 돌출부(140)의 거칠기에 의하여 반사와 동시에 산란되어 조명의 균일성을 개선할 수 있다.
이로써, 상기 발광 장치(100)에 의하여 조사된 광의 유효 조명 영역은 핫 스팟(hot spot)이 제거되고 광의 휘도 분포가 개선된다.
도 5는 제2실시예에 따른 발광 장치의 단면도이다.
여기서, 도 5에 도시된 발광 장치(200)는 제1실시예에서 설명한 부분과 동일한 구성에 대해서 동일한 도면 부호를 부여하였으며, 이에 대한 상세한 설명 또한, 생략하기로 한다.
도 5를 참조하면, 상기 반사판(130)의 반사면(130a) 및 상기 반사 돌출부(140) 중 적어도 하나의 표면에 요철 패턴(210)이 형성되어 거칠기를 가질 수 있다. 상기 반사면(130a)의 거칠기의 정도와 상기 반사 돌출부(140)의 거칠기의 정도는 조명의 특성 및 설계에 따라 서로 다를 수도 있다.
상기 발광 다이오드(120)에서 조사된 광은 상기 반사판(130)의 반사면(130a) 및 상기 반사 돌출부(140)의 표면에 형성된 요철 패턴(210)에 의하여 반사와 동시 에 산란된다.
상기 발광 장치(200)는 별도의 확산 시트, 산란 시트 등을 필요로 하지 않으므로 발광 다이오드(120)의 광도를 90% 이상 유지할 수 있다.
이로써, 상기 발광 장치(200)에 의하여 조사된 광의 유효 조명 영역은 핫 스팟(hot spot)이 제거되고 광의 휘도 분포가 개선된다.
도 6은 제3실시예에 따른 발광 장치의 분해 사시도이고, 도 7은 도 6의 발광 장치의 단면도이다.
여기서, 도 6 및 도 7에 도시된 발광 장치(300)는 제1실시예에서 설명한 부분과 동일한 부분에 대해서 동일한 도면 부호를 부여하였으며, 이에 대한 상세한 설명 또한, 생략하기로 한다.
도 6 및 도 7을 참고하면, 실시예에 따른 발광 장치(300)는 내측에 개구부(115)를 형성하며, 외측 둘레에 방열부(330)가 형성된 프레임(110), 상기 프레임(110) 상에 배치된 적어도 하나의 발광 다이오드(120), 상기 발광 다이오드(120)에서 조사된 광을 반사시켜 상기 개구부(115)를 통해 출사시키는 반사판(130) 및 상기 반사판(130) 내에 형성되며, 상기 개구부(115)를 통해 출사된 광의 지향각을 결정하는 반사 돌출부(140)를 포함한다.
상기 프레임(110)은 상면(110a), 하면(110b), 내측면(110c) 및 외측면(110d)으로 이루어지며, 상기 방열부(330)는 상기 외측면(110d)의 하단부를 감싸도록 형성된다.
상기 방열부(330)는 상기 프레임(110)의 상면(110a)과 단차를 가지며, 상기 외측면(110d)으로부터 돌출되어 형성된다.
상기 방열부(330)에 의하여 방열 면적이 확보됨에 따라 발광 다이오드(120)의 방열문제를 해결할 수 있으며 신뢰성을 확보할 수 있다.
상기 프레임(110)과 상기 방열부(330)는 일체로 형성되거나 서로 연결된 구조로 형성될 수 있다.
상기 반사판(130)은 반구 형상일 수 있으며, 오목한 면이 반사면(130a)을 이룬다.
상기 반사면(130a)의 일부 상에 반사 돌출부(140)가 형성된다. 상기 반사 돌출부(140)의 표면은 상기 반사면(130a)을 이루는 반사 재질과 동일할 재질로 이루어질 수 있다.
상기 반사 돌출부(140)는 원뿔 형상으로, 밑면은 상기 반사면(130a)에 접하며, 꼭지점은 상기 개구부(115)를 향할 수 있다.
상기 반사판(130)으로부터 상기 반사 돌출부(140)의 높이(b)는 상기 프레임(110)으로부터 상기 반사판(130)의 가장 먼 지점까지의 수직 높이(c)보다 낮게 형성될 수 있다.
실시예에 따른 반사 돌출부(140)에 의해 광의 지향각을 조절할 수 있어 원하는 유효 조명 면적을 얻을 수 있으며, 광 균일성 및 눈부심 현상을 방지할 수 있다.
상기 반사 돌출부(140)의 높이(b) 및 상기 반사 돌출부(140)의 밑면 지름(a)에 따라 상기 반사면(130a)에서 반사되어 상기 개구부(115)를 통해 출사하는 광의 지향각이 달라질 수 있다.
상기 반사판(130)의 반사면(130a) 및 상기 반사 돌출부(140) 중 적어도 하나의 표면은 거칠기를 가질 수 있다. 상기 반사면(130a)의 거칠기의 정도와 상기 반사 돌출부(140)의 표면 거칠기의 정도는 조명의 특성 및 설계에 따라 서로 다를 수도 있다.
상기 발광 다이오드(120)에서 조사된 광은 상기 반사판(130)의 반사면(130a) 및 상기 반사 돌출부(140)의 표면 거칠기에 의하여 반사와 동시에 산란되어 조명의 균일성을 개선할 수 있다.
이로써, 상기 발광 장치(300)에 의하여 조사된 광의 유효 조명 영역은 핫 스팟(hot spot)이 제거되고 광의 휘도 분포가 개선될 수 있다.
이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 제1실시예에 따른 발광 장치의 분해 사시도이다.
도 2는 제1실시예에 따른 발광 장치의 단면도이다.
도 3은 제1실시예에 따른 발광 장치의 저면도이다.
도 4는 제1실시예에 따른 발광 장치의 반사 돌출부만 보여주는 확대도이다.
도 5는 제2실시예에 따른 발광 장치의 단면도이다.
도 6은 제3실시예에 따른 발광 장치의 분해 사시도이다.
도 7은 도 6의 발광 장치의 단면도이다.

Claims (13)

  1. 링 형상의 테두리 및 상기 테두리에 의하여 제공된 개구부를 갖는 프레임;
    상기 프레임 상에 적어도 하나 이상의 발광 다이오드;
    상기 발광 다이오드에서 조사된 광을 반사시켜 상기 개구부를 통해 출사시키며, 상기 프레임과 탈부착이 가능한 구조로 결합된 반사판; 및
    상기 반사판 내면에 상기 개구부를 통해 출사되는 광의 지향각을 결정하는 적어도 하나 이상의 반사 돌출부를 포함하고,
    상기 발광 다이오드에서 발광된 빛은 상기 반사판 및 상기 반사 돌출부에서 반사되어 상기 개구부를 통해 평행광에 비하여 더 넓은 지향각을 갖는 빛으로 확산되어 출사되며,
    상기 발광 다이오드는 상기 반사판 내측에 위치하고, 상기 프레임의 상면에 결합된 발광 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 반사 돌출부는 원뿔 형상이며, 상기 원뿔의 밑면은 상기 반사판 내면과 접하는 발광 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 반사판의 반사면 및 상기 반사 돌출부 중 적어도 하나의 표면은 거칠기를 갖는 발광 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 프레임은 상기 프레임의 상면과 단차를 가지고 외측 테두리를 감싸는 방열부를 포함하는 발광 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 프레임과 상기 방열부는 일체로 형성되거나 서로 연결된 구조로 형성된 발광 장치.
  7. 삭제
  8. 링 형상의 테두리 및 내측에 상기 테두리에 의하여 제공된 개구부를 형성하며, 외측 둘레에 방열부가 형성된 프레임;
    상기 프레임 상에 적어도 하나의 발광 다이오드;
    상기 발광 다이오드에서 조사된 광을 반사시켜 상기 개구부를 통해 출사시키며, 상기 프레임과 탈부착이 가능한 구조로 결합된 반사판; 및
    상기 반사판 내에 상기 개구부를 통해 출사된 광의 지향각을 결정하는 반사 돌출부를 포함하고,
    상기 발광 다이오드에서 발광된 빛은 상기 반사판 및 상기 반사 돌출부에서 반사되어 상기 개구부를 통해 평행광에 비하여 더 넓은 지향각을 갖는 빛으로 확산되어 출사되며,
    상기 발광 다이오드는 상기 반사판 내측에 위치하고, 상기 프레임의 상면에 결합된 발광 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 방열부는 상기 프레임의 일면과 단차를 가지며 상기 프레임의 외측면으로부터 돌출된 발광 장치.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 반사 돌출부는 원뿔 형상이며, 상기 원뿔의 밑면은 상기 반사판과 접한 발광 장치.
  11. 삭제
  12. 제 8항에 있어서,
    상기 반사판의 반사면 및 상기 반사 돌출부 중 적어도 하나의 표면은 거칠기를 갖는 발광 장치.
  13. 삭제
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