KR20200068314A - Led 조명기판 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 LED 조명기판은 전기적으로 서로 상이한 극성을 갖는 제1 전극영역 및 제2 전극영역을 포함하는 제1 본체부, 상기 제1 본체부로부터 연장된 제2 본체부, 상기 제2 본체부로부터 복수 개 분기되어 연장되는 분기부, 상기 분기부 및 상기 제2 본체부에 배치되는 복수의 LED 소자를 포함하는 제1 소자부 및 점퍼부를 포함하고, 상기 제2 본체부 또는 상기 분기부는 상기 제1 전극영역으로부터 연장된 제1 연장전극영역 및 상기 제2 전극영역과 전기적으로 연결되는 제2 연장전극영역을 포함하며, 상기 점퍼부는 상기 제1 전극영역을 가로질러 상기 제2 전극영역과 상기 제2 연장전극영역 간을 전기적으로 연결하고, 상기 제1 소자부는 서로 직렬로 연결된 복수의 상기 LED 소자를 하나의 소자세트로 구성하는 복수의 소자세트를 포함하며, 인접한 상기 소자세트의 전류 흐름 방향은 서로 반대인 것을 특징으로 하되, 분기부를 통해 기판 낭비를 최소화하면서도 제1 연장전극영역 및 제2 연장전극영역을 통해 회로 배선을 간단하게 하는 LED 조명기판을 제공한다.

Description

LED 조명기판{LED PCB}
본 발명은 LED 조명기판에 관한 것이다.
발광다이오드(Light Emitting Diodes: LED)는 갈륨비소 등의 화합물로 이루어져 빛을 발산하는 반도체 소자로 기본적으로 p형과 n형 반도체 접합으로 이루어져 있으며, 전압 인가시 전자와 정공의 결합으로 반도체의 밴드갭에 해당하는 에너지를 빛의 형태로 발하는 발광 반도체를 이용하는 소자이다. 이와 같은 LED는 저전류 요건에서의 고출력 특성, 빠른 응답성, 긴 수명, 단단한 패키지 구조 등 많은 장점을 갖고 있어 사용이 점차 증대되고 있다.
기존에 여러 개의 LED 소자들이 기판 상에 격자 상으로 실장된 LED 모듈이 공지되어 있다. 공지된 LED 모듈에는 패키지 타입의 LED 소자, 즉 LED 패키지, 또는 배어 칩 타입의 LED 소자, 즉 LED 칩이 실장된다. 또한, LED 모듈의 크기, 종류, 형상, 용도, 또는 적용 기기 등에 따라, 다양한 타입의 LED 소자가 원하는 피치, 개수 및 배열로 기판 상에 실장된다.
이때 일정한 피치로 배열된 복수의 LED 소자들 사이 사이 공간에는 특별히 기판이 많이 필요치는 않다. 그러나, 종래에는 LED 소자 사이 공간의 기판 부분을 특별히 활용하지도 않으면서 그대로 두고 있어 기판이 낭비되는 문제점이 있다.
관련 선행기술로는 공개실용신안 제20-2011-0003576호가 있으나, 이를 통해서는 기판을 효율적으로 사용하는데 한계가 있다.
공개실용신안 제20-2011-0003576호 (2011.04.13. 공개)
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 LED 조명기판과 비교하여 수명과 효율 및 방열성능 등이 동등하면서도 기판의 낭비를 최소화할 수 있는 LED 조명기판을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 LED 조명기판은, 전기적으로 서로 상이한 극성을 갖는 제1 전극영역 및 제2 전극영역을 포함하는 제1 본체부, 상기 제1 본체부로부터 연장된 제2 본체부, 상기 제2 본체부로부터 복수 개 분기되어 연장되는 분기부, 상기 분기부 및 상기 제2 본체부에 배치되는 복수의 LED 소자를 포함하는 제1 소자부, 및 점퍼부를 포함하고, 상기 제2 본체부 또는 상기 분기부는 상기 제1 전극영역으로부터 연장된 제1 연장전극영역 및 상기 제2 전극영역과 전기적으로 연결되는 제2 연장전극영역을 포함하며, 상기 점퍼부는 상기 제1 전극영역을 가로질러 상기 제2 전극영역과 상기 제2 연장전극영역 간을 전기적으로 연결하고, 상기 제1 소자부는 서로 직렬로 연결된 복수의 상기 LED 소자를 하나의 소자세트로 구성하는 복수의 소자세트를 포함하며, 인접한 상기 소자세트의 전류 흐름 방향은 서로 반대일 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 제1 전극영역은 상기 제2 본체부에 마주보도록 상기 제2 본체부와 상기 제2 전극영역 사이에 위치될 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 인접한 상기 소자세트는 인접한 상기 제1 연장전극영역 또는 상기 제2 연장전극영역 중 어느 하나를 공유할 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 소자세트는 서로 병렬로 연결될 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 소자세트에 포함된 상기 LED 소자 중 양측 끝단의 상기 LED 소자는 각각 상기 제1 연장전극영역과 상기 제2 연장전극영역에 전기적으로 연결될 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 소자세트에 포함된 상기 LED 소자의 개수와, 각 상기 분기부 및 이에 대응되는 상기 제2 본체부에 배치된 상기 LED 소자의 개수는 동일하며, 상기 제1 연장전극영역과 상기 제2 연장전극영역은 상기 제2 본체부에 위치될 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 분기부는 양측면에 외측을 향해 돌출된 복수의 돌출영역 및 상기 돌출영역 사이에 위치되는 복수의 오목영역을 포함하고, 복수의 상기 LED 소자의 적어도 일부는 상기 돌출영역에 배치되어 2열을 구성할 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 분기부는 양측면 중 일측면에 외측을 향해 돌출된 복수의 돌출영역 및 상기 돌출영역 사이에 위치되는 복수의 오목영역을 포함하고 타측면에 직선영역을 포함하며, 복수의 상기 LED 소자의 적어도 일부는 상기 돌출영역 및 이에 대응되는 직선영역에 2열로 배치될 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 제1 본체부에 배치되되 서로 직렬로 연결된 복수의 LED 소자를 포함하는 제2 소자부를 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 제2 소자부에 포함된 상기 LED 소자의 개수와, 상기 소자세트에 포함된 상기 LED 소자의 개수는 동일할 수 있다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 LED 조명기판은, 분기부가 제2 본체부로부터 분기되어 연장되는 형상을 가져 하나의 모기판을 통해 복수의 LED 조명기판을 제조할 수 있는바 기판의 낭비를 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 제1 연장전극영역이 제1 전극영역으로부터 연장되고 제2 연장전극영역이 점퍼부를 통해 제2 전극영역과 전기적으로 연결되는바, 복수의 LED 소자를 직렬로 연결하면서도 회로의 구성을 간단하게 할 수 있어 효율적이다.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 조명기판의 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시한 A-A'선에 따른 LED 조명기판의 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시한 LED 조명기판과 비교하기 위한 기존 LED 조명기판의 평면도이다.
도 4는 도 1에 도시한 LED 조명기판의 제조방법을 나타낸 평면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 조명기판의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 LED 조명기판의 평면도이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 조명기판(100a)의 평면도이고, 도 2는 도 1에 도시한 A-A'선에 따른 LED 조명기판(100a)의 단면도이다. 이하, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 LED 조명기판(100a)에 대해 살펴보기로 한다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 LED 조명기판(100a)은 제1 전극영역(111)과 제2 전극영역(112)을 포함하는 제1 본체부(110), 제1 본체부(110)로부터 연장되는 제2 본체부(120), 제2 본체부(120)로부터 분기되는 복수의 분기부(130), 서로 직렬로 연결된 복수의 LED 소자(141)를 소자세트(142)로 구성하되 복수의 소자세트(142)를 포함하는 제1 소자부(140) 및 점퍼부(150)를 포함하며, 인접한 소자세트(142)의 전류 흐름 방향은 서로 반대일 수 있다.
제1 본체부(110)는 제2 본체부(120)와 함께 LED 조명기판(100a)의 본체가 되는 부분이며, 제1 본체부(110)와 제2 본체부(120)가 이루는 베이스로부터 복수의 분기부(130)가 분기되어 연장되는 형상을 가져, LED 조명기판(100a)은 전체적으로 빗과 같은 형상을 가질 수 있다. 제2 본체부(120)는 제1 본체부(110)로부터 연장된 부분으로서 실질적으로 제1 본체부(110)와 일체로 연결된 부분일 수 있으며, 복수의 분기부(130)는 제2 본체부로부터 분기되어 연장된 형상을 가질 수 있다.
제1 본체부(110)는 전기적으로 서로 상이한 극성을 갖는 제1 전극영역(111) 및 제2 전극영역(112)을 포함할 수 있다. 일 예로서 제1 본체부(110)가 양극인 제1 전극영역(111)과 음극인 제2 전극영역(112)을 포함하거나 또는 그 반대의 극성을 갖는 제1 전극영역(111)과 제2 전극영역(112)을 포함할 수 있다는 의미이다. 이때, 제1 전극영역(111)과 제2 전극영역(112)의 2군데, 예를 들어 양측에는 전원이 연결될 수 있으며 전원이 인가되면 제1 전극영역(111)과 제2 전극영역(112) 사이에 전류가 흐를 수 있다. 또한, 제1 전극영역(111)은 제1 본체부(110) 중 제2 본체부(120)에 가장 인접한 영역, 즉 제2 본체부(120)를 마주보는 영역에 위치될 수 있으며, 제2 전극영역(112)은 그 뒤쪽에 위치될 수 있다. 따라서, 전체적으로 제2 본체부(120)와 제2 전극영역(112) 사이에 제1 전극영역(111)이 위치된 형상을 가질 수 있다.
한편, 제2 본체부(120) 또는 분기부(130)는 제1 연장전극영역(121)과 제2 연장전극영역(122)을 포함할 수 있다. 본 실시예에서는 제2 본체부(120)와 분기부(130)에 제1 연장전극영역(121)이 위치되고 분기부(130)에 제2 연장전극영역(122)이 위치된 것을 나타내고 있으나, 제1 연장전극영역(121)과 제2 연장전극영역(122)은 다양한 형태로 제2 본체부(120) 또는 분기부(130)에 위치될 수 있다.
제1 연장전극영역(121)은 물리적으로 제1 전극영역(111)으로부터 연장되어 제1 전극영역(111)과 전기적으로 연결되어 있을 수 있다. 그러나, 제2 전극영역(112)이 제1 전극영역(111) 뒤편에 위치하기 때문에, 제2 연장전극영역(122)은 동일 평면에서 제2 전극영역(112)과 물리적으로 연결될 수 없다. 따라서, 제2 연장전극영역(122)과 제2 전극영역(112)을 연결하기 위해서는 다른 평면을 이용해야 하는데, 도 2에 도시한 바와 같이 제1 전극영역(111)을 가로지르는 점퍼부(150)를 통해 제2 연장전극영역(122)과 제2 전극영역(112)을 전기적으로 연결시킬 수 있다. 점퍼부(150)는 제1 전극영역(111)의 상부에 제1 전극영역(111)을 가로지르도록 위치되므로, 제1 전극영역(111)에 대한 간섭없이 제2 연장전극영역(122)과 제2 전극영역(112) 간을 전기적으로 연결할 수 있다. 또한, 제1 연장전극영역(121)은 제1 전극영역(111)의 복수의 위치로부터 연장될 수 있으며, 제2 연장전극영역(122)도 복수 개로 구성될 수 있고 각각 제2 전극영역(112)과 복수의 점퍼부(150)를 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
이때, 제2 본체부(120)가 아닌 분기부(130)에 위치된 제1 연장전극영역(121)과 제2 연장전극영역(122)의 경우 제2 본체부(120)에 위치된 경우에 비하여 제1 전극영역(111) 또는 제2 전극영역(112)까지의 거리가 멀 수 있다. 이러한 경우 제1 연장전극영역(121) 또는 제2 연장전극영역(122)은 분기부(130)로부터 제2 본체부(120)까지 길게 연결된 테일파트(123)를 가질 수 있으며 이를 통해 제1 전극영역(111) 또는 점퍼부(150)와 전기적으로 연결될 수 있다.
한편, 본 실시예에서 각각의 분기부(130)는 선택적으로 외측을 향해 돌출된 복수의 돌출영역(131) 및 돌출영역(131)들 사이에 위치된 복수의 오목영역(132)을 포함하는 형상을 가질 수 있다. 이러한 형상은 분기부(130)에 설치되는 LED 소자(141) 사이의 거리를 최대한 확보하기 위한 것으로서, LED 소자(141)는 오목영역(132)이 아닌 돌출영역(131)에 설치되어 동일한 행에 위치된 LED 소자(141) 간 거리를 최대한 확보할 수 있다. 일 예로서, 본 실시예에서 돌출영역(131)과 오목영역(132)은 분기부(130)의 양측면 모두에 형성될 수 있으며, LED 소자(141)는 양측의 돌출영역(131)에 각각 위치되어, 전반적으로 하나의 분기부(130)에 2열로 배치된 LED 소자(141) 간 거리를 최대한 확보할 수 있다. 이때, 제1 연장전극영역(121) 또는 제2 연장전극영역(122)은 도 1에 도시한 바와 같이 돌출영역(131) 또는 오목영역(132)의 적어도 일부를 구성할 수 있다.
제1 소자부(140)는 분기부(130) 및 제2 본체부(120)에 배치되는 복수의 LED 소자(141)를 포함하는 부분으로서, 복수의 LED 소자(141)를 통해 LED 조명기판(100a)으로서의 발광 기능을 수행하는 부분이다.
여기서, 제1 소자부(140)에 포함된 LED 소자(141)는 분기부(130) 부분에 적어도 1개의 열과 복수의 행을 구성하도록 배열될 수 있다. 또한, LED 소자(141)는 분기부(130)뿐만 아니라 제2 본체부(120)에도 설치되는데, 각각의 분기부(130)의 대응되는 위치의 제2 본체부(120)의 부분에도, 분기부(130)와 동일한 개수의 열을 구성하는 LED 소자(141)가 1개의 행을 이루면서 설치될 수 있다. 따라서, 제2 본체부(120)의 전체적으로는 LED 소자(141)가 횡으로 연결되어 하나의 긴 행을 이루는 LED 소자(141) 배열이 완성될 수 있다. 이때, 본 실시예에서는 LED 소자(141)가 분기부(130)마다 2열로 배열된 경우를 도시하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 1열로 배열되거나 또는 3열 이상으로 배열된 경우도 포함된다 할 것이다.
한편, 제1 소자부(140)에 포함된 LED 소자(141)는 미리 설정된 개수만큼 서로 직렬로 연결되어 있을 수 있으며, 직렬로 연결된 LED 소자(141)끼리 소자세트(142)를 구성할 수 있고 복수의 소자세트(142) 간은 병렬로 연결될 수 있다. 이와 같이 복수의 LED 소자(141)를 직렬과 병렬을 조합하여 구성하는 경우 회로의 배선이 매우 복잡해질 수 있다. 본 발명은 이를 해결하기 위하여 제1 연장전극영역(121)을 제1 전극영역(111)으로부터 연장시키고 점퍼부(150)를 통해 제2 연장전극영역(122)과 제2 전극영역(112)을 전기적으로 연결시킴으로써 회로를 연결하기 위한 배선의 수를 최소화하여 회로 구성을 간단하게 할 수 있으며, 이러한 배선의 수가 줄어든 것을 방열 면적으로 활용함으로써 LED 조명기판(100a)의 방열성능을 향상시킬 수 있다.
소자세트(142)의 전기적 연결을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다. 각 소자세트(142)의 양끝단에 위치한 LED 소자(141)는 각각 제1 연장전극영역(121) 및 제2 연장전극영역(122)에 연결되거나 또는 경우에 따라 제1 전극영역(111)과 제2 전극영역(112)에 직접 연결될 수 있다. 일 예로서, 도 1에서는 14개의 LED 소자(141)가 직렬로 연결되어 소자세트(142)를 구성하는 것을 나타내고 있는데, 1번 LED 소자(1411)는 제1 전극영역(111)으로부터 연장된 제1 연장전극영역(121)과 연결될 수 있으며, 제1 전극영역(111)을 양극으로 가정하면 전류는 도전체인 제1 연장전극영역(121)을 통해 1번 LED 소자(1411)로 전달될 수 있다. 1번 LED 소자(1411)를 통해 전달된 전류는 도전체인 분기부(130)의 본체(도면에서 갈색, 노란색 또는 초록색으로 표현된 부분은 도전부분이고 회색으로 표현된 부분은 절연부분임)를 통해 2번 LED 소자(1412)로 전달되며, 차례로 3번 LED 소자(1413), 4번 LED 소자(1414) 등으로 전달된 후 마지막 14번 LED 소자(1415)에 전달될 수 있다. 14번 LED 소자(1415)에 전달된 전류는 14번 LED 소자(1415)에 연결된 제2 연장전극영역(122)으로 전달되며(제2 연장전극영역(122)을 음극으로 가정), 이에 따라 차례로 제1 전극영역(111), 제1 연장전극영역(121), 1번 LED 소자(1411)로부터 14번 LED 소자(1415)를 포함하는 소자세트(142), 제2 연장전극영역(122), 점퍼부(150), 제2 전극영역(112)으로 전류가 흐를 수 있고, 이러한 전류의 흐름을 통해 소자세트(142)의 LED 소자(141)가 발광될 수 있다. 이때, 본 실시예에서 하나의 LED 소자(141)에 걸리는 전압을 3V로 가정하면 14개의 LED 소자(141)가 직렬로 연결되었으므로, 하나의 소자세트(142)에는 42V의 전압이 걸리는 것으로 볼 수 있다. 단, 본 실시예에서는 하나의 소자세트(142)를 이루는 LED 소자(141)의 개수가 14개인 것으로 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 12개, 15개, 16개 등 다양한 개수의 LED 소자(141)를 포함하는 소자세트(142)를 구성할 수 있으며, 이러한 직렬 연결되는 LED 소자(141)의 개수에 본 발명이 한정되지 않는다고 할 것이다.
한편, 인접한 소자세트(142)끼리는 인접한 제1 연장전극영역(121) 또는 제2 연장전극영역(122) 중 어느 하나를 공유할 수 있다. 구체적으로, 도 1에서 1번 LED 소자(1411) 내지 14번 LED 소자(1415)를 포함하는 A 소자세트(1421)는 B 소자세트(1422) 및 C 소자세트(1423)와 인접하게 배치되는데, B 소자세트(1422)와는 제1 연장전극영역(121)을 공유하고 C 소자세트(1423)와는 제2 연장전극영역(122)을 공유할 수 있다. 이때, A 소자세트(1421)는 앞서 설명한 바와 같이 1번 LED 소자(1411)부터 14번 LED 소자(1415)까지 전류가 전달되면서 전류가 일 방향(도면 상 오른쪽에서 왼쪽으로 이동되는 방향)으로 흐르게 되는데, B 소자세트(1422)는 A 소자세트(1421)와 제1 연장전극영역(121)을 공유하는바 반대 방향인 타 방향(도면 상 왼쪽에서 오른쪽으로 이동되는 방향)으로 전류가 흐르게 되고, C 소자세트(1423)는 A 소자세트(1421)와 제2 연장전극영역(122)을 공유하는바 마찬가지로 반대 방향인 타 방향으로 전류가 흐를 수 있다. 즉, 인접한 소자세트(142)의 전류 흐름 방향은 서로 반대될 수 있으며, 이는 인접한 소자세트(142)끼리 제1 연장전극영역(121)과 제2 연장전극영역(122) 중 어느 하나를 공유하기 때문일 수 있다.
한편, 어느 소자세트(142)도 동일한 제1 연장전극영역(121)과 제2 연장전극영역(122) 모두를 공유하지 않고 이중 어느 하나만 공유하는바, 소자세트(142)들끼리는 서로 다른 전기적 경로를 이용하는 것으로 볼 수 있다. 즉, 소자세트(142)를 이루는 LED 소자(141)는 직렬로 연결되어 있으나, 서로 다른 소자세트(142)들은 병렬로 연결된 것으로 볼 수 있다. 이를 위하여 제1 연장전극영역(121)과 제2 연장전극영역(122)은 각각 복수 개로 연장되고 이에 대응되는 점퍼부(150)도 복수 개일 수 있다.
한편, 제1 본체부(110)에는 제1 전극영역(111) 및 제2 전극영역(112)만 배치될 수도 있지만 선택적으로 복수의 LED 소자(141)를 포함하는 제2 소자부(160)가 배치될 수도 있다. 이때, 제2 소자부(160)를 이루는 LED 소자(161)의 개수는 제1 소자부(140)의 소자세트(142)를 이루는 LED 소자(141)의 개수와 동일할 수 있다. 즉, 예시적으로 도 1에서 하나의 소자세트(142)를 이루는 LED 소자(141)는 14개이고 소자세트(142)에 걸리는 전압은 42V인데, 제2 소자부(160)를 이루는 LED 소자(161)도 14개로서 제2 소자부(160)에 걸리는 전압도 42V일 수 있다. 따라서, 제2 소자부(160)도 다른 소자세트(142)와 병렬로 연결하더라도 동일한 전압을 가져 무리가 없으며, 소자세트(142)와 제2 소자부(160) 모두에 동일한 전압을 인가하여 LED 조명기판(100a)을 작동시킬 수 있다.
이와 같이 제2 소자부(160)를 배치하는 경우 제1 본체부(110)의 남는 공간까지 공간을 효율적으로 활용할 수 있으므로, 더욱 효과적으로 기판의 낭비를 최소화할 수 있다.
도 3은 도 1에 도시한 LED 조명기판(100a)과 비교하기 위한 기존 LED 조명기판(10)의 평면도이고, 도 4는 도 1에 도시한 LED 조명기판(100a)의 제조방법을 나타낸 평면도이다. 이하, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 LED 조명기판(100a)의 공간 효율성에 대해 살펴보기로 한다.
도 3에 도시한 바와 같이 하나의 큰 기판을 LED 조명기판(10)으로 사용하게 되면 LED 소자(14) 사이 사이에 활용되지 않고 낭비되는 기판 부분이 발생한다. 이러한 경우 기판 낭비에 따른 LED 조명기판(10)의 제조비용이 상승된다.
반면, 본 실시예에 따른 LED 조명기판(100a)은 기판의 낭비를 최소화할 수 있다. 구체적으로, 본 실시예에 따른 LED 조명기판(100a)은 하나의 모기판(200)을 재단하여 복수 개로 제조되는데, 이를 위하여 분기부(130)가 제2 본체부(120)로부터 분기되는 형상을 가질 수 있다. 즉, LED 소자(141) 사이의 공간에 위치한 기판 부분이 낭비되지 않도록 해당 부분을 다른 LED 조명기판(100a)의 분기부(130)로 활용하는 것이다. 이에 따라 도 4에 도시한 바와 같이 하나의 모기판(200)에서 2개의 LED 조명기판(100a)을 제조할 때, 어느 하나의 LED 조명기판(100a) 분기부(130)들 사이에 다른 LED 조명기판(100a)의 분기부(130)가 위치되도록 모기판(200)을 재단할 수 있다. 이러한 제조방법을 통해 모기판(200)이 낭비되는 것을 최소화할 수 있으며, 이러한 제조방법을 통해 제조되는바 분기부(130)가 분기되는 형상을 가질 수 있는 것이다.
이때, 각 분기부(130)에 설치된 LED 소자(141) 간의 거리가 너무 가깝고 다르면 전반적으로 광이 고르게 퍼지지 못할 수 있다. 따라서, 각 분기부(130)에 위치된 LED 소자(141)에 있어서 행과 열 간 거리를 동일하게 유지할 수 있도록 LED 소자(141) 간 거리를 확보하는 것이 바람직할 수 있다. 이를 위하여 본 실시예에서는 LED 소자(141)가 분기부에 2열로 구성되는 경우, 각 LED 소자(141)를 돌출영역(131)에 설치함으로써, 동일한 행에 위치한 LED 소자(141) 간의 거리를 열 간 거리에 근접하도록 이격시킬 수 있으며, 이에 따라 광이 국부적으로 집중되지 않고 균일하게 퍼지도록 할 수 있다. 구체적으로, 각 분기부(130)는 양측면에 돌출영역(131)과 오목영역(132)을 모두 포함할 수 있고 각 돌출영역(131)에 LED 소자(141)를 둠으로써 동일한 행의 돌출영역(131)에 위치된 LED 소자(141) 간의 거리를 최대한 확보할 수 있으며, 이에 따라 LED 조명에서 광이 균일하게 퍼지도록 하면서도 기판을 최대한 절약할 수 있다.
이때 기판이 절감되는 비율을 계산하여 보면, 152 × 291의 크기를 갖는 하나의 모기판(200)에서 125 × 275의 크기를 갖는 2개의 LED 조명기판(100a)을 제조할 수 있는바, 기존 대비, 기판 절감율은 1 - (152 × 291)/(125 × 275 × 2)로서 약 36%에 달할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 조명기판(100b)의 평면도이다. 이하, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 LED 조명기판(100b)에 대해 살펴보기로 한다. 도 5에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 LED 조명기판(100b)은 이전 실시예와 동일하게 제1 본체부(110), 제2 본체부(120), 분기부(130b), 제1 소자부(140) 및 점퍼부(150)를 포함하되, 분기부(130b)의 형상이 이전 실시예와 상이할 수 있다.
구체적으로, 본 실시예에 따른 LED 조명기판(100b)의 분기부(130b)는 이전 실시예와는 달리 양측면 중 일측면에만 돌출영역(131) 및 오목영역(132)을 포함할 수 있고, 타측면에는 돌출영역(131)과 오목영역(132) 없이 직선영역(133)을 포함할 수 있다. 이때, 제1 소자부(140)에 포함된 LED 소자(141)가 일 예로서 2열로 배열되는 경우, 돌출영역(131) 및 돌출영역(131)과 동일선상(동일한 행)에 위치된 직선영역(133)에 설치될 수 있는데, 오목영역(132)이 아닌 돌출영역(131)에 설치함으로써 동일한 행에 위치된 LED 소자(141) 간 거리를 확보하여 열 간 거리에 근접하게 이격시킬 수 있다.
이와 같이 본 실시예에서 분기부(130b)의 일측면에만 돌출영역(131) 및 오목영역(132)을 둔 이유는 다음과 같을 수 있다. 일반적으로 돌출영역(131)이 많은 경우 모기판을 재단하여 LED 조명기판(100a)을 제조할 때 많은 돌출영역(131)으로 인해 재단이 어려울 수 있다. 그렇다고 돌출영역(131) 없이 직선영역(133)만으로 분기부(130b)의 양측면을 구성하는 경우 동일한 행에 설치된 LED 소자(141) 간의 거리를 최대한 확보하면서도 낭비되는 기판을 최소화하려는 효과를 구현하기 어렵다. 본 실시예는 이러한 문제를 해결하기 위하여 일측면에는 돌출영역(131)과 오목영역(132)을 두고 LED 소자(141)를 돌출영역(131)에 설치함으로써 동일한 행에 설치된 LED 소자(141) 간의 거리를 최대한 확보하면서도 기판의 낭비를 절감할 수 있다. 그러면서도 반대편에는 직선영역(133)을 두어 제조 시 모기판의 재단이 용이하게 할 수 있다. 즉, 본 실시예에 따르면 제조의 편의성(직선영역을 둠), 제조비용의 절감(분기부 활용으로 기판 낭비 최소화), 균일한 광 확보(돌출영역으로 동일한 행에 설치된 LED 소자 간 거리 확보)라는 3가지 효과의 절충점을 효과적으로 만족시킬 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 하나의 소자세트(142b)에 16개의 LED 소자(141)가 포함되는 경우를 나타내고 있으며, 이러한 경우 하나의 LED 소자(141)에 걸리는 전압을 3V로 가정 시 각 소자세트(142b)에 걸리는 전압은 48V라 볼 수 있다. 단, 본 발명이 이러한 소자세트(142b)에 포함된 LED 소자(141)의 개수 및 전압에 한정되는 것은 아니다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 LED 조명기판(100c)의 평면도이다. 이하, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 LED 조명기판(100c)에 대해 살펴보기로 한다. 도 6에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 LED 조명기판(100c)은 제1 본체부(110), 제2 본체부(120), 분기부(130), 제1 소자부(140) 및 점퍼부(150)를 포함하되, 제1 연장전극영역(121c)과 제2 연장전극영역(122c)이 제2 본체부(120)에만 위치되도록 할 수 있다.
도 1의 실시예와 같이 제1 연장전극영역(121)과 제2 연장전극영역(122)이 분기부(130)에 위치되는 경우 제1 전극영역(111)과 제2 전극영역(112)까지의 거리가 멀어 부득이하게 별도의 테일파트(123)를 통해 연결해야 함을 설명하였다. 그러나 이는 제조 시 어려움을 야기할 뿐만 아니라 거리 증가에 따른 저항 상승을 야기할 수 있다. 본 실시예는 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서 하나의 분기부(130)와 이에 대응되는 제2 본체부(120)에 위치된 LED 소자(141)의 개수와 소자세트(142c)에 포함된 LED 소자(141)의 개수를 동일하게 구성함으로써, 각 제1 연장전극영역(121c)과 제2 연장전극영역(122c)이 분기부(130)가 아닌 제2 본체부(120)에 위치되게 할 수 있고, 이에 따라 제1 연장전극영역(121c)과 제1 전극영역(111) 간, 제2 연장전극영역(122c)과 점퍼부(150) 간 물리적인 거리를 감소시켜 저항을 최소화할 수 있고, 분기부(130)에서 방열 면적이 넓어져 LED 조명기판(100c)의 방열 성능이 향상될 수 있다.
예시적으로, 도 6을 참조하면 제1 소자부(140)의 각 소자세트(142c)는 12개의 LED 소자(141)를 포함하며, 분기부(130)에는 2열 5행의 LED 소자(141)가 배치되고 이에 대응되는 제2 본체부(120)에 2열 1행의 LED 소자(141)가 배치되어, 하나의 분기부(130)에 대응되는 영역에 12개의 LED 소자(141)가 배치된다. 즉, 하나의 분기부(130)와 이에 대응되는 제2 본체부(120)에 위치된 LED 소자(141)의 개수와 소자세트(142c)에 포함된 LED 소자(141)의 개수가 동일하게 구성되어 있으며, 이러한 경우 각 소자세트(142c)의 양단 LED 소자(141)인 1번 LED 소자(1411)와 12번 LED 소자(1416)는 늘 제2 본체부(120)에 위치될 수 있고, 이에 따라 1번 LED 소자(1411)와 연결되는 제1 연장전극영역(121c)과 12번 LED 소자(1416)와 연결되는 제2 연장전극영역(122c)도 제2 본체부(120)에 위치될 수 있다. 따라서, 제1 연장전극영역(121c)과 제1 전극영역(111) 간, 제2 연장전극영역(122c)과 점퍼부(150) 간 물리적인 거리가 가까워질 수 있으며, 이에 따라 제조시 편의성을 부여하고 저항 감소의 효과를 얻을 수 있다.
본 실시예에서는 하나의 소자세트(142c)가 12개의 LED 소자(141)를 포함하는 경우를 설명하였으나, 만일 10개의 LED 소자(141)를 포함하도록 구성하고 싶다면 분기부(130)에 2열 4행의 LED 소자(141)를, 이에 대응되는 제2 본체부(120)의 부분에 2열 1행의 LED 소자(141)를 배치함으로써, 동일한 효과를 얻어낼 수 있을 것이다. 즉, 본 발명은 이러한 LED 소자(141)의 개수에 한정되지 않을 수 있다.
한편, 본 발명을 설명함에 있어 LED 조명기판(100a, 100b, 100c)을 각형으로 도시하고 설명하였으나 원형 조명기판에도 본 발명이 적용될 수 있음은 당업자라면 이해할 수 있을 것이다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 LED 조명기판은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
100a, 100b, 100c : LED 조명기판
110 : 제1 본체부
111 : 제1 전극영역
112 : 제2 전극영역
120 : 제2 본체부
121, 121c : 제1 연장전극영역
122, 122c : 제2 연장전극영역
130, 130b : 분기부
131 : 돌출영역
132 : 오목영역
133 : 직선영역
140 : 제1 소자부
141, 161 : LED 소자
142, 142b, 142c : 소자세트
150 : 점퍼부
160 : 제2 소자부
200 : 모기판

Claims (10)

  1. 전기적으로 서로 상이한 극성을 갖는 제1 전극영역 및 제2 전극영역을 포함하는 제1 본체부;
    상기 제1 본체부로부터 연장된 제2 본체부;
    상기 제2 본체부로부터 복수 개 분기되어 연장되는 분기부;
    상기 분기부 및 상기 제2 본체부에 배치되는 복수의 LED 소자를 포함하는 제1 소자부; 및
    점퍼부;
    를 포함하고,
    상기 제2 본체부 또는 상기 분기부는 상기 제1 전극영역으로부터 연장된 제1 연장전극영역 및 상기 제2 전극영역과 전기적으로 연결되는 제2 연장전극영역을 포함하며,
    상기 점퍼부는 상기 제1 전극영역을 가로질러 상기 제2 전극영역과 상기 제2 연장전극영역 간을 전기적으로 연결하고,
    상기 제1 소자부는 서로 직렬로 연결된 복수의 상기 LED 소자를 하나의 소자세트로 구성하는 복수의 소자세트를 포함하며,
    인접한 상기 소자세트의 전류 흐름 방향은 서로 반대인 LED 조명기판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극영역은 상기 제2 본체부에 마주보도록 상기 제2 본체부와 상기 제2 전극영역 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는 LED 조명기판.
  3. 제2항에 있어서,
    인접한 상기 소자세트는 인접한 상기 제1 연장전극영역 또는 상기 제2 연장전극영역 중 어느 하나를 공유하는 것을 특징으로 하는 LED 조명기판.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 소자세트는 서로 병렬로 연결된 것을 특징으로 하는 LED 조명기판.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 소자세트에 포함된 상기 LED 소자 중 양측 끝단의 상기 LED 소자는 각각 상기 제1 연장전극영역과 상기 제2 연장전극영역에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 LED 조명기판.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 소자세트에 포함된 상기 LED 소자의 개수와, 각 상기 분기부 및 이에 대응되는 상기 제2 본체부에 배치된 상기 LED 소자의 개수는 동일하며,
    상기 제1 연장전극영역과 상기 제2 연장전극영역은 상기 제2 본체부에 위치되는 것을 특징으로 하는 LED 조명기판.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 분기부는 양측면에 외측을 향해 돌출된 복수의 돌출영역 및 상기 돌출영역 사이에 위치되는 복수의 오목영역을 포함하고,
    복수의 상기 LED 소자의 적어도 일부는 상기 돌출영역에 배치되어 2열을 구성하는 것을 특징으로 하는 LED 조명기판.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 분기부는 양측면 중 일측면에 외측을 향해 돌출된 복수의 돌출영역 및 상기 돌출영역 사이에 위치되는 복수의 오목영역을 포함하고 타측면에 직선영역을 포함하며,
    복수의 상기 LED 소자의 적어도 일부는 상기 돌출영역 및 이에 대응되는 직선영역에 2열로 배치되는 특징으로 하는 LED 조명기판.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 본체부에 배치되되 서로 직렬로 연결된 복수의 LED 소자를 포함하는 제2 소자부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명기판.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2 소자부에 포함된 상기 LED 소자의 개수와, 상기 소자세트에 포함된 상기 LED 소자의 개수는 동일한 것을 특징으로 하는 LED 조명기판.
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