JP6494578B2 - 発光ダイオード光源及び電灯 - Google Patents

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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上に覆われて、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 (8)

  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つは一緒に前記複数のLEDダイの1つの底部の2つの対向側部に設置される正極及び負極を保持し、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それぞれ構成され、
    各々のLEDダイは前記LEDダイの隣接する2つの電導保持エレメントによって覆われていない底面に1つの発光面及び前記LEDダイの上面にもう1つの発光面を具備する両面発光LEDであり、
    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く、対応する正極及び負極を確実に接続する十分な幅を提供し、
    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. 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。
  6. 請求項1乃至請求項5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、
    前記電灯ベース上に密接に覆われて、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。
  7. 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6記載のLED電灯。
  8. 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7記載のLED電灯。
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