KR100883122B1 - 엘이디를 이용한 콤팩트 형광 램프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 LED 소자로부터 발생되는 열을 효과적으로 방출시킬 수 있는 구조를 한 램프 본체 내에 LED 소자가 실장된 모듈을 배치하여, LED 소자에서 발생되는 열을 쉽게 방출하고, 전력소모를 획기적으로 줄이면서도 조명효과를 극대화시킬 수 있으며, 기존의 콤팩트 형광 램프와 대체하여 사용할 수 있는 LED를 이용한 콤팩트 램프에 관한 것이다.

본 발명에 따른 LED를 이용한 콤팩트 램프는, 방열수단이 형성된 상부본체와, 상기 상부본체와 결합되는 하부본체로 구성되는 본체; 상기 본체의 일단(一端)에 배치되며, 단부(端部)에 핀이 구비된 소켓; 일단이 상기 소켓의 내부에 돌출 형성된 돌출부에 삽입 고정되어 상기 본체의 내부에 배치되며, PCB 기판에 다수의 LED 소자가 균등하게 실장되고 그 이면에는 제어패턴과 저항이 배치된 모듈을 포함하여 구성되고, 상기 방열수단은 슬릿(slit) 형태로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

LED, 형광램프, 콤팩트, 슬릿

Description

엘이디를 이용한 콤팩트 형광 램프{Compact fluorescent lamp using LED}

본 발명은 엘이디를 이용한 콤팩트 형광 램프에 관한 것으로, 보다 상세하게는, LED 소자로부터 발생되는 열을 효과적으로 방출시킬 수 있는 구조를 한 콤팩트 형광램프 본체 내에 LED 소자가 실장된 모듈을 배치하여, LED 소자에서 발생되는 열을 쉽게 방출하고, 전력소모를 획기적으로 줄이면서도 조명효과를 극대화시킬 수 있으며, 기존의 콤팩트 형광 램프와 대체하여 사용할 수 있는 LED를 이용한 콤팩트 형광 램프에 관한 것이다.

일반적으로 사용되고 있는 조명등용 등기구는 대부분 형광등을 사용하고 있으며, 이러한 종래의 형광등은 주파수가 60Hz를 사용하여 구동하므로 형광등의 빛이 1초에 60회의 깜빡거림으로 인하여 장시간 사용시 사용자가 눈의 피로감을 많이 느끼고, 장시간 사용시 자체의 발열로 인해 주변온도를 상승시킴에 따라 높은 전력손실을 초래하며, 과열시에는 형광램프가 쉽게 파손되는 단점이 있다. 결국, 종래의 형광등과 같은 등기구는 온도상승 및 높은 전력손실로 인해 사용수명이 단축되 고, 사용되는 부품이 많아 교체비용이 많이 드는 문제가 있었다.

또한, 근래들어 일반 형광등에 비해 길이가 1/2 ~ 1/3인 콤팩트형 램프가 사용되는데, 콤팩트 형광램프는 형광등과 밝기가 동일하면서도 전력소모가 절감되고, 삼파장 형광물질의 사용으로 물체의 색재현 특성이 우수하다. 도 1에 도시한 것과 같은 종래의 콤팩트 형광램프는 직관형태의 형광등과는 달리 소켓(1)이 일측부에만 형광램프(2)가 형성되는 관계로 콤팩트 형광램프의 설치 후 본체와의 고정력 및 체결력 등을 감안하여 제품을 성형하여야 한다.

한편, 상기와 같은 형광등이나 형광램프의 대체용으로 사용되는 LED는 전력을 빛으로 변환시키는 효율이 뛰어나고, 현재 사용되고 있는 일반적 조명기구인 백열등이나 형광등, 콤팩트 형광램프에 비해 단위 전력대비 빛의 효율이 월등히 높아 경제성이 뛰어나며, 또한 저전압으로도 원하는 만큼의 광량을 얻을 수 있어 안정성이 뛰어나므로 조명용으로서의 사용이 점차 증가하고 있는 추세이다.

그러나, LED는 전력을 빛으로 변환시키는 효율이 좋은 반면에 그 발광부위가 반도체 소자로 이루어져 있으므로 필라멘트를 사용하는 백열등이나 음극선을 이용한 형광등 또는 형광램프 등의 발광소자에 비해 상대적으로 열에 취약하다는 단점이 있다. 다시 말해서, LED는 장시간 사용시 그 발광소자로부터 발생되는 자체열에 의한 열적 스트레스로 인하여 반도체 소자가 쉽게 열화(degradation)되어 그 성능 이 떨어지게 된다. 따라서, LED에 대용량의 전류를 흘려 보내주기 위해서는 그로부터 발생되는 열을 효과적으로 방출하기 위한 방열구조가 대단히 중요한 요소가 된다.

이와 같은 LED의 조명등으로의 사용 추이에 맞춰 형광등의 튜브 내부에 LED를 실장한 기판을 배치시킨 형광등 타입의 LED 램프에 대하여는 본 발명의 출원인이 특허출원 제2008-36978호로 이미 출원하였지만, 콤팩트 형광램프에 LED를 적용시킨 기술에 대하여는 아직까지 출현된 기술이 없는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, LED 소자로부터 발생되는 열을 효과적으로 방출시킬 수 있는 구조를 한 콤팩트 형광램프 본체 내에 LED 소자가 실장된 모듈을 배치하여, LED 소자에서 발생되는 열을 쉽게 방출하고, 전력소모를 획기적으로 줄이면서도 조명효과를 극대화시킬 수 있으며, 기존의 콤팩트 형광램프와 대체하여 사용할 수 있는 LED를 이용한 콤팩트 형광램프를 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 과제 해결을 위하여 본 발명에 따른 LED를 이용한 콤팩트 형광램프는, 방열수단이 형성된 상부본체와, 상기 상부본체와 결합되는 하부본체로 구성되는 본체; 상기 본체의 일단(一端)에 배치되며, 단부(端部)에 핀이 구비된 소켓; 일단이 상기 소켓의 내부에 돌출 형성된 돌출부에 삽입 고정되어 상기 본체의 내부에 배치되며, PCB 기판에 다수의 LED 소자가 균등하게 실장되고 그 이면에는 제어패턴과 저항이 배치된 모듈을 포함하여 구성되고, 상기 방열수단은 슬릿(slit) 형태로 형성되며, 하부본체의 내부 표면은 LED 소자에서 발한 빛을 난반사시키기 위한 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 본체의 재질은 아크릴, PE 또는 PVC와 같은 합성수지이거나 유리이며, 합성수지에는 광확산제가 혼합되어 있다.

이상에서 설명한 것과 같은 본 발명에 따른 LED를 이용한 콤팩트 형광램프는, LED 소자로부터 발생되는 열을 효과적으로 방출시킬 수 있는 구조를 한 콤팩트 형광램프 본체 내에 LED 소자가 실장된 모듈을 배치하여 LED 소자에서 발생되는 열을 램프본체의 상부본체를 통해 쉽게 방출하고, 전력소모를 획기적으로 줄이면서도 조명효과를 극대화시킬 수 있으며, LED 소자를 사용함으로써 다양한 색상의 빛을 연출할 수 있을 뿐만 아니라 색재현성이 뛰어나 실내 조명은 물론 장식용 조명으로도 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 LED를 이용한 콤팩트 형광램프는, 핀(11)과 소켓(10); 다수의 방열수단이 형성된 상부본체(21)와, 상기 상부본체(21)와 결합되는 하부본체(23)가 결합되어 구성되는 본체(20); 소켓(10)에 일단(一端)이 고정되어 상기 본체(20)의 내부에 배치되며, PCB 기판(31)에 다수의 LED 소자(33)가 균등하게 실장되고 그 이면에는 제어패턴과 저항이 배치된 모듈(30)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

PCB 기판(31)은 일면에 전원 공급 및 제어 신호 전달을 위한 패턴이 각각 형성되고 저항이 배치되며, RGB(Red, Green, Blue)의 색상을 갖는 LED 소자(33)가 균등하게 타면에 실장되는데, LED 소자(33)를 일정 그룹별로 점등을 제어하도록 복수 의 컨트롤 IC를 실장시킬 수도 있다. 여기에서, PCB 기판(31)의 패턴은 LED 소자(33)에 전원을 공급하는 전원 패턴과, LED 소자(31)의 점등을 제어하는 제어 패턴으로 이루어지며, PCB 기판(31)은 소켓(10)의 내부로 돌출 형성된 돌출부(13)의 슬릿에 끼워지거나 삽입되어 핀(11)과 접합되어 고정되고, 핀(11)은 4핀 또는 2핀 등 필요에 따라 선택하면 된다.

다수의 LED 소자(33)가 실장되어 있는 모듈(30)은, LED 소자(33)에서 빛과 함께 약간의 열이 발생되지만, 이는 형광램프의 상부본체(21)에 형성된 슬릿(211)을 통해 발산되므로 항상 최적의 상태에서 작동이 이루어지게 된다. 형광램프의 상부본체(21)에 형성된 방열수단은 도 3에 도시한 것과 같은 슬릿 형태 뿐만 아니라 일정한 간격으로 구멍을 뚫는 등 형광램프 내의 열을 방열시키기 위한 것이라면 어떤 형태로 형성하더라도 상관없다.

형광램프의 하부본체(23)의 내부 표면은 LED 소자(33)가 발한 빛을 난반사시키기 위한 구조를 갖는 형상으로 형성하는데, 그 형상은 도면부호 231과 같이 규칙적으로 반복되는 요철이나 다수의 구면, 벌집이나 모자이크 또는 다이아몬드 모양 등 다양한 형태로 형성되며, 하부본체(23)의 재질에 따라 얼마든지 달라질 수 있다.

상부본체(21)와 하부본체(23)는 결합수단에 의해 결합되는데, 도 3에 도시한 것과 같이, 상부본체(21)에 돌출부(213)를 형성하고, 하부본체(23)에 삽입홈(233)을 형성하여 상기 돌출부(213)와 삽입홈(233)을 결합시켜서 램프본체(20)를 형성할 수도 있고, 도시하지는 않았지만 상부본체와 하부본체를 결합시킬 수 있는 수단이라면 어떤 형태로 하더라도 문제가 없다.

본 발명에 따른 LED를 이용한 콤팩트 형광램프는, 스타터(starter)와 발라스트(Ballast)를 형광램프의 내측에 배치된 PCB 기판(31)의 단부(端部)에 일체로 결합시켜 일체형으로 해도 되고, 형광램프와 별개의 구성으로 하여 분리형으로 해도 상관없다. 본 발명의 LED를 이용한 콤팩트 형광램프는 기존의 콤팩트 형광램프 소켓에 바로 끼워서 사용하면 된다.

형광램프는 투명 또는 불투명하게 할 수 있는데, 형광램프의 재질은 유리 또는 합성수지를 사용하는데, 합성수지는 아크릴, PE 또는 PVC를 사용하는 것이 바람직하다. 합성수지로 된 형광램프에는 합성수지에 광확산제를 첨가하는데, 공지되어 있는 광확산제로 여러 가지가 있으나, 본 발명에서는 수지 100중량부에 평균 입경 5∼200㎛인 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)를 주성분으로 하는 비드상 광확산수지 1.5 중량부, 대전방지제 나트륨도데실 설포네이트 1.0 중량부 및 비스-(스티릴)비페닐계(bis-(styryl)biphenyls) 형광증백제 0.005 중량부를 포함하는 광확산제를 사용했지만, 광확산제는 필요에 따라 사용자가 얼마든지 선택하여 사용할 수 있고, 재질에 큰 기술적 특징이 있는 것이 아니라면 설령 광확산제의 재질이 다르더라도 모두 단순한 재질변경에 해당한다 할 것이다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이런 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 종래의 콤팩트 형광램프를 도시한 도면이다.

도 2는 본 발명에 따른 LED를 이용한 콤팩트 형광램프의 사시도이다.

도 3은 본 발명에 따른 LED를 이용한 콤팩트 형광램프의 분해하여 도시한 도면이다.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

10 : 소켓 11 : 핀

13 : 돌출부 20 : 램프 본체

21 : 상부본체 211 : 슬릿

213 : 돌출부 23 : 하부본체

231 : 요철(구면) 233 : 삽입홈

30 : 모듈 31 : PCB 기판

33 : LED 소자

Claims (6)

1. 방열수단이 형성된 상부본체와, 상기 상부본체와 결합되는 하부본체로 구성되는 본체;

   상기 본체의 일단(一端)에 배치되며, 단부(端部)에 핀이 구비된 소켓;

   일단이 상기 소켓의 내부에 돌출 형성된 돌출부에 삽입 고정되어 상기 본체의 내부에 배치되며, PCB 기판에 다수의 LED 소자가 균등하게 실장되고 그 이면에는 제어패턴과 저항이 배치된 모듈;

   을 포함하여 구성되고, 상기 방열수단은 슬릿(slit) 형태로 형성되며, 상기 하부본체의 내부에는 LED 조명을 난반사시키기 위하여 규칙적으로 반복되는 요철, 구면, 벌집, 모자이크 또는 다이아몬드 모양 중 어느 하나로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 콤팩트 형광램프.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,

   상기 본체의 재질은 합성수지 또는 유리인 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 콤팩트 형광램프.
5. 제4항에 있어서,

   상기 합성수지는 아크릴, PE 또는 PVC 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 콤팩트 형광램프.
6. 제5항에 있어서,

   상기 합성수지에는 광확산제가 혼합되어 있는 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 콤팩트 형광램프.

Images