JP2017152357A - 発光ダイオード光源及び電灯 - Google Patents

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Abstract

【課題】ＬＥＤ光源の長さを長くして全方向に高輝度の照明をもたらす。
【解決手段】
発光ダイオード（ＬＥＤ）光源は複数の電導保持エレメントを備え、各々の電導保持エレメントは薄い金属シ−トで作成される。折曲可能なＬＥＤ光源はＬＥＤ光源の長さを長くすることにより十分な数のＬＥＤダイを増大して搭載できる。ＬＥＤ光源はバネ状螺旋状構造を形成するように折曲され、その後に電灯カバー（２５）の内側に配置される。螺旋状ＬＥＤ光源は複数の締結エレメント（２４）によってＴ字形エレメント（２３、２３１、２３２）上に固定され、Ｔ字形エレメントは絶縁ホルダー（２２）に固定される。したがって、電球型ＬＥＤ電灯（１００）が実現される。
【選択図】図３

Description

本発明は、光源具備の電灯に関し、特に発光ダイオード（ＬＥＤ）光源及びＬＥＤ電灯に関する。
従来から発光ダイオード（ＬＥＤ）光源及びＬＥＤ電灯が知られている（特許文献１〜特許文献４）。図４Ａ及び図４Ｂは、両面発光ＬＥＤから成る従来の光源の概略平面図及び概略斜視図をそれぞれ示す。従来のＬＥＤ光源は複数のＬＥＤダイ６１及び基板６２を含み、ＬＥＤダイ６１は基板６２上に設置される。特に、基板６２はガラス基板、パターンサファイア基板（ＰＳＳ）又はセラミック基板のような硬質の透明基板である。
２つの隣接するＬＥＤダイ６１は接続ワイヤー６３を介して２つの端部で電気的に接続される。より具体的には、各々のＬＥＤ６１は正の接続端子及び負の接続端子を含む反対極具備の２つの接続端子を有する。接続ワイヤー６３の一端は２つの隣接するＬＥＤダイ６１の一方の正の接続端子と電気的に接続される。接続ワイヤー６３の他端は２つの隣接するＬＥＤダイ６１の他方の負の接続端子と電気的に接続される。したがって、ＬＥＤダイ６１は基板６２上で接続ワイヤー６３を介して直列に接続され、直線状直立ＬＥＤ光源を形成する。
しかしながら、従来のＬＥＤ光源の長さは制限され、過度に長くすることができない。何故なら、基板６２は破壊し易い材料で構成されているからである。また、接続ワイヤー６３はＬＥＤダイ６１の接続端子から容易に分離される。このため、接続ワイヤー６３とＬＥＤダイ６１の間の断線の可能性が増大する。なぜなら、接続ワイヤー６３はただＬＥＤダイ６１の接続端子に接続されているだけに過ぎないからである。
直立ＬＥＤ光源から生じるデッドゾーンが１つのＬＥＤライトバーの２つの端部に存在する。なぜなら、１つの直立ＬＥＤライトバーの発光方向が半径方向に制限されるからである。したがって、図５に示すように複数の直立ＬＥＤライトバーが周囲に配置されたものが使用されて高い輝度を提供しようとする。しかしながら、それでもデッドゾーンはＬＥＤライトバーの頂部領域及び底部領域に未だ存在し、即ち全域的な照明効果を作り出すことはできない。
さらに、より多くのＬＥＤライトバー５１及び金属導体５２を使用するためＬＥＤライトバー５１、固定フレーム５３及び金属導体５２の溶接プロセス不備の可能性が増大し、作業時間が増大することが起こる。
ＬＥＤライトバー５１の長さは制限され、過度に長くすることができない。何故なら、基板６２は破壊し易い材料で構成されているからである。したがって、ＬＥＤライトバーの適用はＬＥＤライトバーの長さに依存して特定の寸法のＬＥＤ電灯にのみ限定される。
図５は従来のＬＥＤ電灯の概略斜視図を示している。ＬＥＤ電灯５０は複数のＬＥＤライトバー５１具備のボール電球であり、各々のＬＥＤライトバー５１は図４Ａに示す直線状ライトバーである。各々のＬＥＤライトバー５１の２つの端部は金属導体５２を介して固定フレーム５３に接続される。特に、各々の金属導体５２は対応するＬＥＤライトバー５１及び固定フレーム５３に溶接技法によって接続される。したがって、金属導体５２はＬＥＤライトバー５１と固定フレーム５３との間の電気的接続だけでなく、ＬＥＤライトバー５１の構造的支持のために使用される。
ＪＰ ２００８−２７９１０ Ａ ＪＰ ３１６７１００ Ｕ ＪＰ ２０１２−３８７０４ Ａ ＪＰ ５４０９８２０ Ｂ２
本発明の第１の目的は、直立ＬＥＤ光源から生じる「デッドゾーン」が存在する問題及びより多くのＬＥＤライトバー５１を使用するため溶接プロセス不備の可能性が増大し、作業時間が増大することを解決する発光ダイオード（ＬＥＤ）光源を提供することにある。
本発明の第２の目的は、直立ＬＥＤ光源から生じる「デッドゾーン」が存在する問題及びより多くのＬＥＤライトバー５１を使用するため溶接プロセス不備の可能性が増大し、作業時間が増大することを解決する発光ダイオード（ＬＥＤ）電灯を提供することにある。
第１の目的を達成するために、ＬＥＤ光源は複数のＬＥＤダイと、複数の電導保持エレメントとを含んでいる。電導保持エレメントはそれぞれ金属シートであり、電導保持エレメントの隣接する２つは複数のＬＥＤダイの１つを一緒に保持し、当該複数のＬＥＤダイの１つに電気的に接続して柔軟性ＬＥＤライトバーを形成する。
したがって、折曲可能な多数回巻螺旋状ＬＥＤライトバーは、ＬＥＤ光源の長さを長くすることにより、全方向に高輝度の照明を提供する。さらに、電導保持エレメントが薄くて広い構造であるため各々の電導保持エレメントと、各々のＬＥＤダイとの接続強度は増大する。また、電導保持エレメントを螺旋状構造に折曲する動作は螺旋状ＬＥＤライトバーを作成することが容易である。
第２の目的を達成するために、ＬＥＤ電灯はＬＥＤ光源、電灯ベース、絶縁ホルダー、支持エレメント、複数の締結エレメント及び電灯カバーを含んでいる。ＬＥＤ光源は複数のＬＥＤダイ及び複数の電導保持エレメントを含んでいる。電導保持エレメントはそれぞれ金属シートであり、電導保持エレメントの隣接する２つは複数のＬＥＤダイの１つを一緒に保持し、当該複数のＬＥＤダイの１つに電気的に接続して柔軟性ＬＥＤライトバーを形成する。
電灯ベースはそれぞれＬＥＤライトバーの両端で２つの電導保持エレメントに電気的に接続される第１の接続部及び第２の接続部を有する。絶縁ホルダーは電灯ベースに固定される。支持エレメントは長手方向部分及び当該長手方向部分に装着される横方向部分を有し、長手方向部分は絶縁ホルダーに装着され、ＬＥＤ光源は横方向部分の外側を螺旋状に取り囲んでいる。締結エレメントはＬＥＤ光源を横方向部分に固定する。電灯カバーは電灯ベースを覆って、ＬＥＤ光源、絶縁ホルダー、支持エレメント及び締結エレメントを収容する収納空間を提供する。
したがって、折曲可能な多数回巻螺旋状ＬＥＤライトバーは、ＬＥＤ光源の長さを長くすることにより、全方向に高輝度の照明を提供する。
前述の一般的記載及び以下の詳細な記載は例示であり、特許請求される本発明の追加の説明を提供することを意図していることが理解されるべきである。本発明の他の利点及び特徴は以下の記載、図面及び特許請求の範囲から明らかになる。
本発明の特徴は新規であると考えられ、特に特許請求の範囲に詳細に記載されている。しかしながら、本発明自体は、本発明の以下の詳細な説明を参照することによって最も良く理解することができ、この説明は図面と併せて本発明の実施例を記載している。
本発明の発光ダイオード光源及び電灯によれば、折曲可能な多数回巻螺旋状ＬＥＤライトバーは、ＬＥＤ光源の長さを長くして全方向に高輝度の照明を提供することができる。
図１Ａは本発明に係る発光ダイオード（ＬＥＤ）光源の概略平面図である。 図１Ｂは本発明に係るＬＥＤ光源の概略斜視図である。 図２は本発明に係るＬＥＤ光源を曲げる概略斜視図である。 図３は本発明に係るＬＥＤ光源付きＬＥＤ電灯の概略斜視図である。 図４Ａは両面発光ＬＥＤからなる従来の光源の概略平面図である。 図４Ｂは両面発光ＬＥＤからなる従来の光源の概略斜視図である。 図５は従来のＬＥＤ電灯の概略斜視図である。
以下、本発明の発光ダイオード光源及び電灯を実施例について図面を参照して詳細に説明する。
図１Ａ及び図１Ｂは本発明にしたがうＬＥＤ光源１０の概略平面図及び概略斜視図をそれぞれ示す。ＬＥＤ光源１０は複数のＬＥＤダイ１１と、複数の電導保持エレメント１２とを含んでいる。電導保持エレメント１２の隣接する２つはＬＥＤダイ１１の１つを一緒に保持し、当該ＬＥＤダイ１１の１つに電気的に接続して柔軟性ＬＥＤライトバーを形成する。より具体的には、電導保持エレメント１２及びＬＥＤダイ１１は交互に電気的に直列接続されている。図１Ａに示すように、電導保持エレメント１２とＬＥＤダイ１１との間で左から右への接続関係は、電導保持エレメント１２とＬＥＤダイ１１とが交互に順次接続されることである。本発明において、各々の電導保持エレメント１２は銅箔シート、アルミニウム箔シート、銀箔シート又は金箔シートのような金属シートであるが、これらに限定されるものではない。さらに、折曲可能な電導材料は電導保持エレメント１２に使用することができる。
より具体的には、各々のＬＥＤダイ１１はフリップチップＬＥＤダイ又はＯＬＥＤ（有機発光ダイオード）であり、各々のＬＥＤダイ１１は外部電気接続用の正極１１２及び負極１１３を有する。この実施例において、正極１１２及び負極１１３はＬＥＤダイ１１の底部の２つの対向側部にそれぞれ設置される。電導保持エレメント１２は隣接するＬＥＤダイ１１の間に電気的に接続され、即ち電導保持エレメント１２の一方の端子はＬＥＤダイ１１の正極１１２に電気的に接続され、電導保持エレメント１２の他方の端子は他のＬＥＤダイ１１の負極１１３に電気的に接続される。電導保持エレメント１２の断片シート構造はＬＥＤダイ１１の極に対応して直列接続されてＬＥＤ光源１０を形成する。この実施例において、ＬＥＤライトバーの２つの端部はそれぞれ１つの電導保持エレメント１２に接続され、２つの電導保持エレメント１２はＡＣ電源のような外部電源の正極及び負極にそれぞれ電気的に接続される。
各々のＬＥＤダイ１１はＬＥＤダイ１１の底面に発光面１１１を具備する両面発光ＬＥＤであり、ＬＥＤダイ１１の上面にさらにもう１つの発光面が設けられている。発光面１１１のみが設けられて各々のＬＥＤダイ１１が光を生成し、光は発光面１１１を介して放射されるものである。特に、発光面１１１は２つの電導保持エレメント１２間に配置され、当該２つの電導保持エレメント１２間において何によっても覆われていない。
また、各々の電導保持エレメント１２の長さは第１の長さＬ１として規定され、各々のＬＥＤダイ１１の長さは第２の長さＬ２として対応して規定される。特に、第１の長さＬ１は第２の長さＬ２より長いか又はそれに等しい。したがって、各々の電導保持エレメント１２と各々のＬＥＤダイ１１との間の接続強度は十分な数のＬＥＤダイ１１を搭載しても増大し、それで電導保持エレメント１２が折曲されるとき電導保持エレメント１２を曲げ易くするのを増大させ、電導保持エレメント１２とＬＥＤダイ１１との間の分離を避けるようしている。
さらに、各々の電導保持エレメント１２の幅は第１の幅Ｗ１として規定され、各々のＬＥＤダイ１１の幅は第２の幅Ｗ２として規定される。特に、第１の幅Ｗ１は第２の幅Ｗ２の半分より長いか又はそれに等しい。したがって、電導保持エレメント１２は対応する正極１１２及び負極１１３を確実に接続する十分な幅を提供し、よって電導保持エレメント１２及びＬＥＤダイ１１が破断されるのを避けることができる。
さらに、各々の電導保持エレメント１２は金属シートであり、ＬＥＤダイ１１を冷却する放熱性能を向上させる。
ＬＥＤ光源１０は透明被包体３０（以下、図２に示す）内に被包技術によって被包することができる。より具体的には、ＬＥＤ光源１０は透明樹脂材料、透明シリコーン材料又は透明高分子材料によって透明被包体３０内に充填され、封止され、それで電導保持エレメント１２とＬＥＤダイ１１との間の接続強度を増大させるようにしている。
図２は、本発明に係るＬＥＤ光源を折曲する概略斜視図を示している。電導保持エレメント１２を折曲することによってＬＥＤ光源１０（図１Ａに示す）はバネ状螺旋状構造を形成する。
図３は、本発明に係るＬＥＤ光源具備のＬＥＤ電灯の概略斜視図を示している。ＬＥＤ電灯１００は上述したＬＥＤ光源１０、電灯ベース２１、絶縁ホルダー２２、支持エレメント２３、複数の締結エレメント２４及び電灯カバー２５を含んでいる。
電灯ベース２１には２つの接続部が設けられ、即ち第１の接続部２１１が電灯ベース２１の側部に設けられ、第２の接続部２１２が電灯ベース２１の底部に設けられる。第１の接続部２１１及び第２の接続部２１２はそれぞれ外部電源の２つの反対極に電気的に接続される。
この実施例において、絶縁ホルダー２２はガラス材料で作成され、電灯ベース２１に固定されている。支持エレメント２３は横方向部分２３１及び長手方向部分２３２を有し、支持エレメント２３はガラス材料で作成されている。この実施例において、支持エレメント２３はＴ字形エレメントであり、横方向部分２３１はＴ字形エレメントの水平部分であり、長手方向部分２３２はＴ字形エレメントの直立部分であり、即ち横方向部分２３１は長手方向部分２３２の上部に装着されている。特に、長手方向部分２３２は絶縁ホルダー２２上に設置されている。この実施例において、絶縁ホルダー２２及び支持エレメント２３は一体的に形成される。１つの例において、ガラス絶縁ホルダー２２は以下のように例証のために例示される。絶縁ホルダー２２及び支持エレメント２３はガラス成形技術によって一体的に形成される。さらに、絶縁ホルダー２２及び支持エレメント２３は２つのエレメントに分離され、即ち、絶縁ホルダー２２及び支持エレメント２３は一体形成されることはない。支持エレメント２３の長手方向部分２３２は絶縁ホルダー２２上に形成され、固定される。さらに、支持エレメント２３の横方向部分２３１は螺旋状ＬＥＤ光源１０の螺旋中央部を通って軸線方向に沿って装着され、ＬＥＤ光源１０は横方向部分２３１の外側を螺旋状に取り囲んでいる。
各々の締結エレメント２４は端部２４１を有し、端部２４１は支持エレメント２３の横方向部分２３１に固定されている。特に、締結エレメント２４が使用されて、締結エレメント２４をＬＥＤ光源１０上に巻き付け又は掛け止めることによってＬＥＤ光源１０を支持エレメント２３の横方向部分２３１上に固定する。本発明において、図３に示す実施例は本発明の詳細に限定されることはない。また、ＬＥＤ光源１０は螺旋構造に折曲することに限定されるものではなく、即ちＬＥＤ光源１０は実際の応用条件に応じて他の形状の構造に折曲することができる。したがって、折曲可能で形状可変のＬＥＤ光源１０は高輝度かつ構造多様化の利点を有する。
電灯カバー２５は電灯ベース２１上に密接に覆われて、ＬＥＤ光源１０、絶縁ホルダー２２、支持エレメント２３及び締結エレメント２４を収容する収容空間２５１を提供してＬＥＤ電灯１００を形成する。
結論として、本発明は以下の利点を有する。
１．電導保持エレメント１２が設けられて、従来の基板６２及び接続ワイヤー６３を使用する代わりに、ＬＥＤダイ１１を一緒に保持し、電気的に接続してＬＥＤダイ１１の接続強度を増大し、ＬＥＤダイ１１を保持する。
２．ＬＥＤ光源１０が多数回巻螺旋状構造に又は他の形状の構造に折曲されて、より多くのＬＥＤダイ１１をＬＥＤ電灯１００の限られた空間内で組み立てることにより輝度を向上させる。
３．直立ＬＥＤライトバーとは異なり、折曲可能な多数回巻螺旋状ＬＥＤライトバーは全方向に照明を提供して「デッドゾーン」を避け、複数の直立ＬＥＤライトバーを使用することなく均一な３６０度の照射範囲を提供する。
４．電導保持エレメント１２の長さ及び幅は特別に設計されて、ＬＥＤダイ１１を冷却する放熱能力を向上し、電導保持エレメント１２とＬＥＤダイ１１との間の接続強度を増大するようにする。
本発明はその好ましい実施例を参照して説明したが、本発明はその詳細に限定されないことが理解される。種々の代替例及び変形例は前述の説明で示唆され、その他は当業者にとって想到される。したがって、全てのこのような代替例及び変形例は特許請求の範囲で規定される本発明の範囲内に包含されることが意図される。
１０・・・発光ダイオード（ＬＥＤ）光源
１１・・・ＬＥＤダイ
１２・・・電導保持エレメント
１００・・・発光ダイオード（ＬＥＤ）電灯
Ｌ１・・・電導保持エレメントの長さ
Ｌ２・・・ＬＥＤダイの長さ
Ｗ１・・・電導保持エレメントの幅
Ｗ２・・・ＬＥＤダイの幅
２１・・・電灯ベース
２２・・・絶縁ホルダー
２３・・・支持エレメント
２３１・・・横方向部分（Ｔ字形エレメントの水平部分）
２３２・・・長手方向部分（Ｔ字形エレメントの直立部分）
２４・・・締結エレメント
２４１・・・端部
２５・・・電灯カバー
２５１・・・収容空間
３０・・・透明被包体

Claims (10)

  1. 複数のＬＥＤダイと、
    それぞれ金属シートである複数の電導保持エレメントとを備え、
    前記複数の電導保持エレメントの隣接する２つが一緒に前記複数のＬＥＤダイの１つを保持し、当該複数のＬＥＤダイの１つに電気的に接続して柔軟性ＬＥＤライトバーを形成するように構成されることを特徴とする発光ダイオード（ＬＥＤ）光源。
  2. 前記電導保持エレメント及び前記ＬＥＤダイは交互に直列接続されて前記柔軟性ＬＥＤライトバーを形成することを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ光源。
  3. 各々の電導保持エレメントは銅箔シート、アルミニウム箔シート、銀箔シート及び金箔シートの何れか１つであることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ光源。
  4. 透明樹脂材料、透明シリコーン材料又は透明高分子材料で作成される透明被包体を備え、前記ＬＥＤダイ及び前記電導保持エレメントは前記透明被包体内に封止されることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ光源。
  5. 各々の電導保持エレメントの長さは各々のＬＥＤダイの長さより長いか又はそれと等しく、各々の電導保持エレメントの幅は各々のＬＥＤダイの幅の半分より長いか又はそれと等しいことを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ光源。
  6. 前記ＬＥＤ光源は螺旋状構造に折曲されることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ光源。
  7. 各々のＬＥＤダイはフリップチップＬＥＤダイ及びＯＬＥＤダイの何れか１つであることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ光源。
  8. 請求項１乃至請求項７の何れか１項記載のＬＥＤ光源と、
    外部電源の２つの反対極にそれぞれ電気的に接続される第１の接続部及び第２の接続部を有する電灯ベースと、
    前記電灯ベースに固定される絶縁ホルダーと、
    長手方向部分及び前記長手方向部分の上部に装着される横方向部分を有する支持エレメントとを備え、前記長手方向部分は前記絶縁ホルダーに装着され、前記ＬＥＤ光源は前記横方向部分の外側を螺旋状に取り囲み、
    前記ＬＥＤ光源を前記横方向部分上に固定するように構成される複数の締結エレメントと、
    前記電灯ベースを覆い、前記ＬＥＤ光源、前記絶縁ホルダー、前記支持エレメント及び前記締結エレメントを収容するための収容空間を提供するように構成される電灯カバーとを備えることを特徴とする発光ダイオード（ＬＥＤ）電灯。
  9. 前記支持エレメントはＴ字形エレメントであり、前記横方向部分は前記Ｔ字形エレメントの水平部分であり、前記長手方向部分は前記Ｔ字形エレメントの直立部分であり、前記支持エレメントの前記横方向部分は前記ＬＥＤ光源を通って軸線方向に沿って装着されることを特徴とする請求項８記載のＬＥＤ電灯。
  10. 各々の締結エレメントは端部を有し、各々の端部は前記支持エレメントの前記横方向部分に固定され、各々の締結エレメントは前記ＬＥＤ光源上に巻き付け又は掛け止められることを特徴とする請求項９記載のＬＥＤ電灯。
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