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KR20150078042A - 조명장치 - Google Patents

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KR20150078042A
KR20150078042A KR1020130167097A KR20130167097A KR20150078042A KR 20150078042 A KR20150078042 A KR 20150078042A KR 1020130167097 A KR1020130167097 A KR 1020130167097A KR 20130167097 A KR20130167097 A KR 20130167097A KR 20150078042 A KR20150078042 A KR 20150078042A
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KR
South Korea
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led light
light source
silicon layer
recess
substrate
Prior art date
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Withdrawn
Application number
KR1020130167097A
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English (en)
Inventor
장혁
박선정
홍재표
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020130167097A priority Critical patent/KR20150078042A/ko
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Abstract

본 발명은 조명장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 본 발명의 일 측면에 따르면, 기판 및 상기 기판에 실장된 LED광원을 포함하는 발광부; 상기 LED광원으로부터 조사된 빛을 반사시키기 위하여, 상기 LED광원을 둘러싸기 위한 리세스를 갖는 반사부재; 및 상기 리세스에 배치되고, 상기 LED광원을 둘러싸도록 경화된 실리콘층을 포함하는 조명장치가 제공된다.

Description

조명장치{Lighting apparatus}
본 발명은 조명장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 우수한 광학 효율을 갖는 조명장치에 관한 것이다.
최근 효율, 색의 다양성, 디자인의 자율성 등 많은 장점을 가지는 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED) 조명에 대한 관심이 증대되고 있다.
발광 다이오드는 순방향으로 전압을 가했을 때 발광하는 반도체 소자로서, 수명이 길고, 소비 전력이 낮으며, 대량 생산에 적합한 전기적, 광학적, 물리적 특성들을 가지며, 백열 전구 및 형광등을 빠르게 대체하고 있다.
LED는 배광각도가 작고, 직진성이 강하다. 따라서, 일정한 배광각(지향각)을 구현하기 위하여, LED조명장치는 LED로부터 조사되는 빛의 방향을 조절하기 위한 반사부재 또는 렌즈유닛을 포함한다.
한편, LED로부터 조사된 빛은 반사부재 또는 렌즈유닛을 통과하는 과정에서 광속이 떨어지는 문제가 발생한다. 특히, LED와 반사부재 사이 또는 LED와 렌즈유닛 사이에는 공기층이 존재하게 된다. 이러한 공기층은 상기 반사부재 또는 렌즈유닛과 상이한 굴절률을 가지며, 이에 따라 광속이 떨어지는 문제를 발생시킨다.
본 발명은 LED광원으로부터 조사된 빛이 외부로 방사되는 과정에서 광속이 떨어지는 것을 방지할 수 있는 조명장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
또한, 본 발명은 인덱스 매칭(index matching)을 통해 광학 효율을 증가시킬 수 있는 조명장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
또한, 본 발명은 LED광원의 기밀성 및 수밀성을 향상시킬 수 있는 조명장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 기판 및 상기 기판에 실장된 LED광원을 포함하는 발광부; 상기 LED광원으로부터 조사된 빛을 반사시키기 위하여, 상기 LED광원을 둘러싸기 위한 리세스를 갖는 반사부재; 및 상기 리세스에 배치되고, 상기 LED광원을 둘러싸도록 경화된 실리콘층을 포함하는 조명장치가 제공된다.
또한, 본 발명의 또 측면에 따르면, 하우징; 상기 하우징에 장착되는 기판 및 상기 기판에 실장된 복수 개의 LED광원을 포함하는 발광부; 각 LED광원으로부터 조사된 빛을 반사시키기 위하여, 각 LED광원을 둘러싸기 위한 복수 개의 리세스를 갖는 반사부재; 각 리세스에 배치되고, 해당 LED광원을 둘러싸도록 경화된 실리콘층; 상기 발광유닛으로 전원을 공급하기 위한 전원모듈; 및 상기 실리콘층을 둘러싸도록 상기 하우징에 장착되는 광학커버를 포함하는 조명장치가 제공된다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 실시예와 관련된 조명장치는 다음과 같은 효과를 갖는다.
LED광원으로부터 조사된 빛이 외부로 방사되는 과정에서 광속이 떨어지는 것을 방지할 수 있다. 특히, 외부로 방사되는 빛의 경로 상에 굴절율이 상이한 공기층이 개재되는 것을 방지할 수 있다.
또한, LED광원의 광조사부와 동일 또는 유사한 굴절율을 갖는 광학부를 통해 인덱스 매칭 효과를 발생시킴으로써 광학 효율을 높일 수 있다.
또한, LED광원을 캡슐화함으로써 기밀성 및 수밀성을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 조명장치를 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 발광유닛의 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 발광유닛의 요부 사시도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예와 관련된 조명장치를 나타내는 평면도이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 조명장치를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것으로, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명은 상기 조명장치(100)의 구조에 따라 다양한 실시예를 가질 수 있다.
구체적으로, 상기 조명장치(100)는 벌브 타입, PAR 타입, 가로등, 형광등과 같은 인도어(indoor) 또는 아웃도어(outdoor) 조명장치에 다양하게 적용될 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 조명장치를 나타내는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예와 관련된 조명장치(100)는 하우징(110)과 상기 하우징(110)에 마련되는 발광유닛(200) 및 상기 발광유닛(200)으로 전원을 공급하기 위한 전원모듈(180)을 포함한다.
상기 하우징(110)은 상기 조명장치(100)의 외관을 형성하며, 열전달 특성이 우수한 금속 재질로 형성될 수도 있고, 경량화 및 제조비용의 절감을 위하여 열전달 특성이 우수한 수지 재질로 형성될 수도 있다. 또한, 상기 하우징(110)은 방열특성 및 디자인적 특성을 고려하여 다양한 형상을 가질 수 있다.
또한, 상기 하우징(110)에는 상기 발광유닛(200)이 장착된다. 상기 하우징(110)은 상기 발광유닛(200)에서 발생하는 열을 외부로 발산시키는 기능을 수행할 수 있다. 따라서, 상기 하우징(110)은 히트싱크(heatsink)일 수 있다.
또한, 상기 하우징(110)에는 외부 공기와 대류 열교환 면적을 증가시키기 위한 복수 개의 방열핀이 마련될 수 있다.
또한, 상기 전원모듈(120)은 외부 전원을 상기 발광유닛(200)으로 공급하는 기능을 수행한다. 상기 전원모듈(120)은 발광유닛(200)을 구동시키기 위한 구동부를 포함하고, AC-DC 컨버터, DC-DC 컨버터 또는 정전류 회로를 포함할 수 있다.
또한, 상기 전원모듈(120)은 상기 발광유닛(200)의 밝기, 색온도 등을 조절하기 위한 제어부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 조명장치(100)는 상기 전원모듈(120)을 둘러싸며, 상기 하우징(110)에 장착되는 케이스(130)를 포함할 수 있다. 상기 케이스(130)는 상기 전원모듈(120)과 상기 하우징(110)을 절연시키는 기능을 수행한다.
상기 케이스(130)는 수지 재질로 형성될 수 있다. 또한, 상기 케이스(130) 내부에는 전원모듈(120)을 둘러싸는 절연 물질이 수용될 수 있다.
한편, 상기 케이스(130)는 상기 하우징(110)과 일체로 형성될 수 있다. 이러한 경우, 상기 발광유닛(200)과 상기 전원모듈(120) 및 전원소켓(150)은 모두 상기 하우징(110)에 장착될 수 있다.
또한, 상기 조명장치(100)는 상기 발광유닛(200)을 둘러싸도록 상기 하우징(110)에 장착되는 광학커버(140)를 포함할 수 있다. 상기 광학커버(140)는 광투과성 수지 재질로 형성될 수 있다. 또한, 상기 광학커버(140)는 렌즈 어레이를 포함할 수도 있다. 또한, 상기 광학커버(140)는 별도의 체결부재를 통해 상기 하우징(110)에 체결될 수 있다. 이와는 다르게, 상기 광학커버(140)는 상기 하우징(110)에 탈착 가능하게 끼움 결합될 수도 있다.
한편, 상기 하우징(110)에는 상기 발광유닛(200)이 안착되기 위한 수용홈부가 마련될 수 있다. 상기 광학커버(140)는 상기 발광유닛(200)이 상기 수용홈부에 배치된 상태에서 상기 수용홈부를 밀폐시키는 기능을 수행한다.
구체적으로, 상기 광학커버(140)는 상기 하우징(110)의 수용홈부와 함께 상기 발광유닛(200)의 장착 공간을 형성할 수 있다. 또한, 상기 광학커버(140)는 기밀성 및 방수성을 향상시키는 기능을 수행할 수 있다.
또한, 상기 광학커버(140)는 상기 발광유닛(200)과 밀착되도록 상기 하우징(110)에 장착될 수 있다.
또한, 상기 조명장치(100)는 상기 전원모듈(120)과 전기적으로 연결되며, 상기 케이스(130)에 장착되는 전원소켓(150, 예를 들어, E-베이스)을 포함할 수 있다. 상기 전원소켓(150)은 외부 전원과 전기적으로 연결될 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 발광유닛(200)의 단면도이며, 도 3은 도 2에 도시된 발광유닛(200)의 요부 사시도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 발광유닛(200)은 발광부(210)와 반사부재(220) 및 실리콘층(230)을 포함한다.
상기 발광부(210)는 기판(211) 및 상기 기판(211)에 실장된 LED광원(212)을 포함한다. 상기 LED광원(212)은 상기 기판(211) 상에 복수 개로 구비될 수 있으며, 이에 대해서는 후술하기로 한다.
상기 반사부재(220)는 일정한 지향각을 갖도록 상기 LED광원(212)으로부터 조사된 빛을 반사시키는 기능을 수행한다. 또한, 상기 반사부재(220)는 상기 LED광원(212)을 둘러싸기 위한 리세스(222)를 포함한다. 또한, 상기 리세스(222)는 소정 높이(h1)를 가질 수 있다.
구체적으로, 상기 반사부재(220)는 베이스 플레이트(221)를 포함할 수 있다. 상기 리세스(222)는 상기 베이스 플레이트(221)로부터 상기 LED광원(212)을 향하여 함몰될 수 있다. 또한, 상기 리세스(222)는 양 종단부가 각각 개방될 수 있다.
설명의 편의상, 상기 LED광원(212)과 가까운 개구부를 제1 개구부라 지칭하고, 상기 LED광원(212)과 상대적으로 먼 개구부를 제2 개구부라 지칭한다. 구체적으로, 상기 제1 개구부는 상기 기판(211)과 접촉하게 된다. 또한, 상기 LED광원(212)은 상기 제1 개구부를 통해 상기 리세스(222) 내부에 위치하게 된다.
상기 리세스(222)는 상기 LED광원(212)으로부터 멀어질수록 단면적이 증가할 수 있다. 상기 리세스(222)는 높이방향을 따라 단면적이 증가할 수 있다. 또한, 상기 리세스(222)는 원형의 단면을 가질 수 있다.
구체적으로, 상기 제2 개구부의 직경은 상기 제1 개구부의 직경보다 크게 형성된다.
구체적으로, 상기 리세스(222)를 형성하는 내주면은 상기 기판(211)에 대하여 소정 각도도 기울어진 경사면일 수 있다. 이때, 상기 경사면은 LED광원(212)으로부터 조사된 빛을 반사시키기 위한 반사면(223)의 기능을 수행할 수 있다.
또한, 상기 반사부재(220)는 상기 발광부(210)에 장착될 수 있다. 구체적으로, 상기 반사부재(220)는 상기 기판(211)에 장착될 수 있다.
또한, 상기 실리콘층(230)은 상기 리세스(222)에 배치되고, 상기 LED광원(212)을 둘러싸도록 경화된다. 상기 실리콘층(230)은 투명 실리콘으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 투명 실리콘은 실리콘 오일일 수 있으며, 상기 실리콘 오일은 전기 절연성이 우수하다. 따라서, 상기 LED광원(212) 및 기판(211)에 전기적인 영향을 주지 않는다. 또한, 상기 실리콘 오일은 내화학성이 우수하며, 상기 LED광원(212) 및 기판(211)과 반응하지 않는다.
상기 실리콘층(230)은 상기 기판(211)의 일부 영역 및 상기 LED광원(212)을 함께 둘러싸도록 경화될 수 있다. 즉, 상기 실리콘층(230)에 의하여 상기 LED광원(212)은 캡슐화될 수 있다.
또한, 상기 경화된 실리콘층(230)과 LED광원(212) 사이에는 공기층이 존재하지 않을 수 있다. 즉, LED광원(212)으로부터 조사된 빛은 공기층을 통과하지 않고, 실리콘층(230)으로 바로 입사될 수 있다.
또한, 상기 실리콘층(230)은 상기 LED광원(212)과 기판(211) 뿐만 아니라 리세스(222)의 내주면(반사면, 223)과 접촉된다.
또한, 상기 LED광원(212)은 상기 실리콘층(230)과 접촉하는 실리콘 돔(dome)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 LED광원(212)의 광조사부는 실리콘 돔을 포함할 수 있다.
이러한 구조에서, 상기 LED광원(212)의 광조사부와 상기 실리콘층(230)은 굴절률의 차이를 갖지 않게 된다. 따라서, 굴절률의 차이로 인한 광속 저감이 발생하지 않는다.
즉, 상기 실리콘층(230)은 인덱스 매칭(Index matching)을 통해 광학 효율을 증가시킬 수 있다.
한편, 상기 베이스 플레이트(221)의 둘레부에는 소정 높이의 격벽(224)이 마련될 수 있다. 상기 격벽(224)은 상기 실리콘층(230)을 지지하는 기능을 수행한다. 또한, 상기 격벽(h2)은 소정 높이를 갖는다.
따라서, 상기 실리콘층(230)의 높이는 리세스(222)의 높이(h1)와 격벽의 높이(h2)의 합으로 정의될 수 있다. 또한, 상기 실리콘층(230)의 높이는 상기 리세스(222)의 높이(h1)보다 클 수 있다.
한편, 상기 LED광원(212)은 상기 기판(211) 상에 복수 개로 구비될 수 있다.
이러한 경우, 상기 발광부(210)는, 복수 개의 LED광원(212)이 실장되는 기판(211)을 포함한다. 상기 발광부(210)는 열전달 성능을 높이기 위한 금속 재질의 기판(211)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 발광부(210)는 각 LED광원(212)를 개별적으로 둘러싸는 반사부재(220)를 포함할 수 있다. 상기 반사부재(220)는 각 LED광원(212)로부터 조사된 빛을 반사시키는 기능을 수행한다.
상기 반사부재(220)는 각 LED(212)를 개별적으로 둘러싸기 위한 복수의 리세스(222)를 포함할 수 있다. 각 리세스(222)는 전술한 바와 같이, 각 LED광원(212)로부터 멀어질수록 직경이 커지는 형상을 가질 수 있다.
이때, 상기 실리콘층(230)은 각 리세스(222) 내부에 충전될 수 있다. 상기 실리콘층(230)은 상기 반사부재(220)에 실리콘을 넣고, 실리콘을 경화시킴으로써 마련될 수 있다. 이때, 상기 실리콘은 각 리세스(222) 내부에 충전되며, 해당 LED광원(212)을 침지시킬 수 있다.
구체적으로, 복수의 LED광원(212)이 구비된 기판(211)에 전술한 반사부재(220)를 조립시킨다. 이후, 상기 반사부재(220)의 각 리세스(222)에 실리콘과 경화제를 혼합한 액체를 주입시킨다. 이때, 상기 혼합 액체는 상기 리세스(222)와 격벽(224)의 높이(h1+h2)까지 주입될 수 있다.
실리콘과 경화제를 일정량 주입시킨 후, 상기 실리콘을 고온으로 경화시키거나, 일정 시간 자연 경화시킴으로써 실리콘층(230)을 형성할 수 있다.
이때, 실리콘층(230)을 경화시킴으로써, 상기 발광부(210)를 캡슐화시킴과 동시에 발광부(210)의 방수 구조가 마련될 수 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예와 관련된 조명장치(300)를 나타내는 평면도이다.
상기 조명장치(300)는 베이스부(310)와 상기 베이스부(310)에 마련되는 발광유닛(200) 및 상기 발광유닛(200)을 둘러싸도록 상기 베이스부(310)에 장착되는 광학커버(340)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 베이스부(310)는 금속 재질로 형성되며, 히트싱크의 기능을 수행할 수 있다.
한편, 상기 광학커버(340)는 상기 베이스부(310)에 탈착 가능하게 장착될 수 있다. 일 실시태양으로, 상기 광학커버(340)에는 끼움 돌기(341)가 마련되고, 상기 베이스부(310)에는 상기 끼움 돌기(231)가 삽입되기 위한 끼움 홈(311)이 마련될 수 있다.
100: 조명장치 110: 하우징
120: 전원모듈 130: 케이스
140: 광학커버 150: 전원소켓
200: 발광유닛 210: 기판
220: 반사사부재 221: 베이스 플레이트
222: 리세스 223: 반사면
230: 실리콘층

Claims (6)

  1. 기판 및 상기 기판에 실장된 LED광원을 포함하는 발광부;
    상기 LED광원으로부터 조사된 빛을 반사시키기 위하여, 상기 LED광원을 둘러싸기 위한 리세스를 갖는 반사부재; 및
    상기 리세스에 배치되고, 상기 LED광원을 둘러싸도록 경화된 실리콘층을 포함하는 조명장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 LED광원은 상기 실리콘층과 접촉하는 실리콘 돔(dome)을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 리세스는 상기 LED광원으로부터 멀어질수록 단면적이 증가하는 것을 특징으로 하는 조명장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 투명 실리콘층은 상기 기판의 일부 영역 및 상기 LED광원을 함께 둘러싸는 것을 특징으로 하는 조명장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사부재는 상기 리세스가 마련된 베이스 플레이트를 포함하고,
    상기 베이스 플레이트의 둘레부에는, 상기 실리콘층을 지지하기 위한 소정 높이의 격벽이 마련된 것을 특징으로 하는 조명장치.
  6. 하우징;
    상기 하우징에 장착되는 기판 및 상기 기판에 실장된 복수 개의 LED광원을 포함하는 발광부;
    각 LED광원으로부터 조사된 빛을 반사시키기 위하여, 각 LED광원을 둘러싸기 위한 복수 개의 리세스를 갖는 반사부재;
    각 리세스에 배치되고, 해당 LED광원을 둘러싸도록 경화된 실리콘층;
    상기 발광유닛으로 전원을 공급하기 위한 전원모듈; 및
    상기 실리콘층을 둘러싸도록 상기 하우징에 장착되는 광학커버를 포함하는 조명장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP3355371A4 (en) * 2015-09-24 2019-07-24 Feng Li LIQUID FILLED LED LAMP
EP3665417A4 (en) * 2017-08-11 2021-06-16 Crystal Fountains Holdings Inc. COMPLETELY ENCLOSED LIGHTING TECHNOLOGY
KR20220089991A (ko) * 2020-12-22 2022-06-29 옴니시스템 주식회사 방수 성능이 향상된 led 조명 및 그 제조 방법

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