JP2014512079A - 発光手段としてのｌｅｄとガラス又はプラスチック製ランプシェードとを備えたｌｅｄランプ - Google Patents

発光手段としてのｌｅｄとガラス又はプラスチック製ランプシェードとを備えたｌｅｄランプ Download PDF

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Abstract

本発明は、発光手段として少なくとも１つのＬＥＤ（３）と、セラミック製ベース（１）と、前記ベース（１）上に配置され、前記ＬＥＤ（３）を収容するための支持面（２ａ）を備えたセラミック製支持体本体（２）と、光透過性のランプシェード（５）とを有し、前記ランプシェード（５）は、前記支持体本体（２）上に固定され、前記支持面（２ａ）上には、前記ＬＥＤ（３）の半田付けのために、及び場合によって関連する回路（７）の被着のために、回路基板を形成する焼結された金属化領域が設けられている、ＬＥＤランプ（１０）に関している。本発明は、前記ランプシェード（５）が、キューポラ状、ドーム状、又はボンネット状に形成され、さらにガラス若しくはプラスチックから形成されていることを特徴としている。

Description

本発明は、請求項１の上位概念に係るＬＥＤランプに関する
まだ公開されていないドイツ国特許出願ＤＥ １０ ２０１０ ０４７ ０３０ Ａ１明細書には、発光手段として少なくとも１つのＬＥＤを備えたＬＥＤランプが記載されている。このランプは、セラミック製のベースと、該ベース上に配置されたセラミック製の支持体本体からなり、前記支持体本体は複数のＬＥＤを受容するための支持面を有している。この支持面上には焼結処理された複数の金属化領域が配置されており、これらの金属化領域は回路基板を形成している。前記金属化領域は、場合によっては関連する回路を備えたＬＥＤの半田付けのために使用される。前記金属化領域を焼結処理することによって、前記ＬＥＤから支持体本体のセラミックへの特に良好な熱伝導が保証される。複数のＬＥＤが配置される支持体本体の支持面は、光透過性のランプシェードで覆われている。
本発明の課題は、請求項１の上位概念に記載のＬＥＤランプを、複数のＬＥＤからの放射光が簡単な手段によって誘導し、制御できるように改善を行うことである。
前記課題は本発明により、ランプシェードをガラス又はプラスチックからキューポラ、ドーム又はボンネット状に形成することによって達成される。このようなキューポラ、ドーム又はボンネット状の形態はＬＥＤから生成された光を簡単な手段で誘導し制御することができる。
本発明によるＬＥＤランプの実施例を示した図 本発明によるＬＥＤランプの別の実施例を示した図 本発明によるＬＥＤランプの別の実施例を示した図 本発明によるＬＥＤランプの別の実施例を示した図
本発明の有利な実施形態によれば、ランプシェードの支持体本体に接する領域が円筒形に形成され、この領域が一体的に球状のカバー内へ移行する。これにより、前記球状のカバーはＬＥＤからやや遠くに離され、それによって焦点が外方へシフトされる。
有利には、前記ランプシェードの内面には光活性層が設けられる。この活性層は、ＬＥＤの放射光の色を変化させる。これにより、それぞれ所望の色が設定できるようになる。 本発明の別の実施形態によれば、前記支持体本体の支持面が凸状又は凹状に形成される。これにより、放射光が拡散又は集束されるようになる。
さらに別の実施形態によれば、前記ベースと支持体本体とが一体的に構成され、これにより、ＬＥＤから金属化領域を介して支持体本体とベースのセラミックへの熱伝導が強化される。
また別の実施形態によれば、前記ベースと支持体本体が２つの部分で構成され、これによって、セラミックからなる支持体本体は、ベースのセラミックと同等かそれ以上の熱伝導率であり、前記支持体本体とベースは熱伝導的に接続される。そのため支持体本体のセラミックはベースのセラミックとは異なる選択が可能となる。支持体本体とベースとの熱伝導的な接続を介して、放出すべき熱がベース内に到達する。このベースは、その外表面に冷却フィンを有していてもよい。
放熱性を向上させるために、前記支持体本体は熱伝導率の高い窒化アルミニウムＡｌＮからなっていてもよい。
有利には、前記ベースは酸化アルミニウム又は窒化アルミニウムからなっていてもよい。より簡素な実施形態によれば、前記支持体本体とベースが酸化アルミニウムからなる。
また有利には、電気的な接続ワイヤがベース内の空洞を通って支持体本体まで案内され、焼結処理されている金属化領域と導電的に接続される。前記金属化領域は回路基板を形成するか又はＬＥＤと直接接続されている。
前記ベースの下方端面側は、Ｅ２７型のようなソケットか、ＧＵ１０型のようなプラグとして配置されてもよい。このような汎用タイプは取付けを容易にさせる。
以下では本発明を４つの図面を参照しながら説明する。
実施例の説明
図１にはＬＥＤランプ１０の例示的な実施形態が示されている。このランプ１０は、一体型ないしはワンピース型のセラミック製ベース支持体６からなり、このベース支持体６は同時に、所要の電気／電子回路７を含めた複数のＬＥＤ３のソケットないしベース１と支持体本体２である。支持体本体２の表面は、支持面２ａを形成し、この支持面２ａ上に複数のＬＥＤが配置されている。セラミック製ベース支持体６（例えば、酸化アルミニウム又は窒化アルミニウムからなる）は、伝統的なソケット９（電球ソケット、図３参照）、例えばＥ２７型ソケットや、プラグインソケットないしプラグ４（図２又は図４参照）、例えばＧＵ１０型プラグを有している。ここからは、上方に向かって電気的な接続ワイヤ８の引き込みがＬＥＤ３の所まで行われる。このベース支持体６は、ベース１とその上に配置される、支持体本体２と共に二分割に構成してもよい。この支持体本体２はその上に複数のＬＥＤ３と場合によっては回路７が配置される支持面２ａを有している。
図１に示されている、本発明によるＬＥＤランプの実施形態では、ランプ本体がセラミック製の一体型ベース支持体６からなり、支持体本体２の支持面２ａ（この面上には複数のＬＥＤ３と回路７が配置される）は、平面状に若しくはフラットに形成される。
一体型のセラミック製ベース支持体６は、中空に形成されてもよい。この中空室には、必要に応ドライバＬＥＤ３のためのドライバを収容することができる。セラミックベース支持体６の外側に、又はベース１の外側のみに冷却フィンを配置させることも可能である。
支持面２ａを備えた支持体本体２上には、ランプシェード５、ここではガラス製のキューポラないしガラス製ドーム又はガラス製ボンネットが載置され、有利には半田付け又は接着剤によって固定される。支持体本体２は、セラミック製のＬＥＤプラットホームとして説明する。前記ランプシェード５やガラス製ドームは、一方では複数のＬＥＤ３を保護し、光を偏向し得る（例えば、光円錐の拡張）。また必要に応じて、被着される光活性材料ないし層によって光の色が変更され、より快適な光調色が生成される（蛍光管の原理）。
ランプシェード５の、支持体本体２に隣接する領域５ｃは、有利には、図１〜図４に示すように円筒状に形成されており、この領域５ｃは一体的に球状カバー５ａ内に移行している。
前記ランプシェード５の内面５ｂは、有利には光活性層を備えており、この光活性層は、ＬＥＤ３の放射光を変更する。
本発明の重要な特徴は、ベース支持体２が回路基板として形成されることである。このことは、支持体本体２の支持面２ａ上に、焼結された金属化領域が被着されることによって達成される。これについては先のＷＯ ２００７１０７６０１ Ａ２明細書に記載されている内容が参照可能である。ここでの金属化領域上には、複数のＬＥＤ３と回路７とが直接半田付けされている。この利点は、とりわけ、複数のＬＥＤ３から発生した熱が、高い熱伝導率に基づいて支持体本体２のセラミックにダイレクトに誘導される点である。
図２及び図３には本発明の代替実施形態が示されている。この実施形態は次の点で図１の実施形態と異なっている。すなわち支持体本体２の支持面２ａが、凸状（図２）若しくは凹状（図３）に形成されている点で異なっている。これにより、光が散乱又は集束して放射される。図２は、ＧＵ１０型のプラグ４を表し、図３は、Ｅ２７型のソケット９を表している。図２及び図３による実施形態は、それ以外は、図１のものと同一である。
セラミック製ベース支持体１の上方端部、すなわちＬＥＤ３のための支持体本体２の支持面２ａ及び回路７は、平坦に（図１）又は湾曲状に（凸状、図２）又は凹部状に（図３）形成でき、好ましくは外側が丸みを帯びた支持体本体２のために使用することができる。これらは（１つ若しくは複数の）ＬＥＤ３のために例えば、Ａｇ又はＡｇＰｔなどのような従来の厚膜金属化領域に半田付けすることができる。加えて、厚膜技術により印刷されるか又はＳＭＴ抵抗として半田付けされた直列抵抗のための領域も有する。ＬＥＤ３と回路７の収容のための支持面２ａを有する支持体本体２は、ディスク状の一体型部品として構成することができ（図４参照）、これはベース１に熱伝導可能に接続される。この支持体本体２は、有利には支持体ディスクであり、例えば熱伝導性を向上させるために、ＡＩＮ等のような比較的高価なセラミック材料から形成することが可能である。それに対して前記ベース１はＡｌ2０3のような低コストなセラミックから形成することができる。このケースでは、支持体本体２の熱伝導率ＷＬＦは、ベース１の熱伝導率よりも大きい。図４にはプラグ４ ＧＵ１０の一例が示されている。
所定のＬＥＤ３は、適した導体線路構造（支持面２ａ上に焼結された金属化領域）に基づけば２２０〜２３０Ｖの家庭用ＡＣ電源網に直接接続することが可能である。それらはＬＥＤ３の点灯のために２つの振幅（＋／−）をもたらすドライバはもはや必要としない。もちろんその他のＬＥＤ３も、後からドライバと共に回路として組み込むことが可能である。
既に図１で説明したようにセラミックＬＥＤプラットホーム又は支持体本体２上にはランプシェード５、ないしガラスキューポラ（ガラスドーム）が載置され、支持体本体に半田付け又は接着剤によって固定される。このランプシェード５は、一方ではＬＥＤ３を保護し、光をガイドすることができ（例えば光円錐の拡張）、さらに必要に応じて被着された光活性材料ないし活性層により、光の色を変更して快適な光調色を生成することも可能である（蛍光管の原理）。
一体型のベース支持体６として（図１、図２、図３）あるいは別個の構成要素（図４）として、支持面２ａを備えた支持体本体２とベース１は、基本的に特殊なセラミック製冷却体である。支持面２ａ上には、焼結された金属化領域によってＬＥＤ３及び回路７の支持体である回路基板が得られるセラミックの選択に基づいて、非常に高い熱伝導性が得られ、それによって本発明によるランプは、一方では製造が容易となり、他方では、ＬＥＤによって発生した熱が放出されるので、長い寿命を有する。
本発明によるランプの全ての変化例のための代替的な実施形態によれば、ランプシェード５がガラスの代わりに特殊な光透過性のプラスチックによって構成可能である。このプラスチックは、光出力の低下を犠牲にすることなく、例えば紫外線又は青色の光色を変換層なしでフィルタリング可能である。一般的には良好な透過性と良好にコーティングされたガラスを用いれば、同様の光総出力のもとで不要な光色を変換することが可能である。
別個の支持体本体２と、別個のベース１を備えた実施形態では、これら２つが共にセラミック製であり、ベース１は中空に構成することも可能である。この中空空間には必要に応じて、任意のＬＥＤ３のためのドライバを収容できる。ベース１の外側には冷却フィンを配置してもよい。同様に、必要に応じて任意のＬＥＤ３のためのドライバを収容するために、一体型若しくはワンピース型のベース支持体６を中空に形成することも可能である。

Claims (10)

  1. 発光手段としての少なくとも１つのＬＥＤ（３）と、
    セラミック製ベース（１）と、
    前記ベース（１）上に配置され、前記ＬＥＤ（３）を収容するための支持面（２ａ）を有するセラミック製支持体本体（２）と、
    光透過性のランプシェード（５）とを備え、
    前記ランプシェード（５）は、前記支持体本体（２）上に固定されて前記支持面（２ａ）上に被着され、前記支持面（２ａ）上には、前記ＬＥＤ（３）の半田付けのために、及び場合によって関連する回路（７）の被着のために、回路基板を形成する焼結された金属化領域が設けられている、ＬＥＤランプ（１０）において、
    前記ランプシェード（５）が、キューポラ状、ドーム状、又はボンネット状に形成され、さらにガラス又はプラスチックから形成されていることを特徴とするＬＥＤランプ（１０）。
  2. 前記ランプシェード（５）の、前記支持体本体（２）に隣接する領域（５ｃ）は円筒状に形成され、当該円筒状領域は球状カバー（５ａ）へ一体的に移行している、請求項１記載のＬＥＤランプ。
  3. 前記ランプシェード（５）の内面（５ｂ）は、前記ＬＥＤ（３）の放射光の色を変化させる光活性層を備えている、請求項１または２記載のＬＥＤランプ。
  4. 前記支持体本体（２）の支持面（２ａ）は、凸状又は凹状に形成されている、請求項１から３いずれか１項記載のＬＥＤランプ。
  5. 前記ベース（１）と前記支持体本体（２）は、一体的に構成されている、請求項１から４いずれか１項記載のＬＥＤランプ。
  6. 前記ベース（１）と前記支持体本体（２）は、２つの部分で構成されており、前記支持体本体（２）は、前記ベース（１）のセラミックと同等以上の熱伝導率を有するセラミックから形成され、かつ前記支持体本体（２）は前記ベース（１）と熱伝導的に接続されている、請求項１から４いずれか１項記載のＬＥＤランプ。
  7. 前記支持体本体（２）は、高い熱伝導性を備えた窒化アルミニウムＡｌＮからなっている。請求項１から６いずれか１項記載のＬＥＤランプ。
  8. 前記ベース（１）は、酸化アルミニウムまたは窒化アルミニウムからなる、請求項１から７いずれか１項記載のＬＥＤランプ。
  9. 電気的な接続ワイヤ（８）が前記ベース（１）内の中空空間を通って前記支持体本体（２）まで案内され、前記支持体本体（２）において、回路基板を形成している前記焼結された金属化領域と電気的に接続されているか又は前記ＬＥＤ（３）に直接接続されている、請求項１から８いずれか１項記載のＬＥＤランプ。
  10. 前記ベース（１）の下方端面側にＥ２７型のようなソケット（９）か又はＧＵ１０型のようなプラグ（４）が配置されている、請求項１から９いずれか１項記載のＬＥＤランプ。
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