KR101100467B1 - 인광 효과를 가진 발광 변환 ｌｅｄ 및 상기 ｌｅｄ의 사용 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 1차 방사선(4)을 방사하기 위한 적어도 하나의 LED(2) 및 1차 방사선을 2차 방사선(5)으로 변환하기 위한 적어도 하나의 발광 물질(6)을 포함하는 광 소스(1)에 관한 것이다. 광 소스는 2차 방사선이 하나의 감쇠 시간을 가지며, 상기 감쇠 시간은 실온에서 일초 이상이고, 상기 일초 동안 2차 방사선의 발광 세기가 50% 만큼 감소하는 것을 특징으로 한다. 발광 물질은 인광 효과를 디스플레이한다. 발광 물질은 LED가 스위치 오프되고 발광 물질의 여기가 종료된후 긴 시간 기간 동안 2차 방사선을 방사한다. 광 소스는 LED가 스위치 오프된후 볼 수 있다. 바람직하게, 감쇠 시간은 몇분에서 몇시간 지속한다. 광 소스는 예를들어 비행 경로의 조명을 위하여 사용된다.
Description
본 발명은 1차 방사선을 방사하기 위한 적어도 하나의 LED 및 상기 1차 방사선을 2차 방사선으로 변환하기 위한 적어도 하나의 인광체를 포함하는 광 소스에 관한 것이다. 본 발명은 또한 광 소스의 사용 방법 및 적당한 동작 방법을 기술한다.
상기된 형태의 광 소스는 예를들어 DE 196 38 667 C2에 공지된다. 광 소스는 발광 변환 LED로서 기술된다. 광 소스의 LED(발광 다이오드)는 활성화 층으로서 예를들어 갈륨 인듐 질화물(GaInN)의 반도체 층을 가진다. 이 층은 제 1 파장 영역에서 1차 방사선을 방사하도록 전기적으로 구동된다. LED는 "청색" 광을 방사한다. 1차 방사선의 최대 세기는 대략 450 nm이다. 1차 방사선은 인광체의 도움으로 2차 방사선으로 변환된다. 인광체는 예를들어 세륨(YAG:Ce, Y3Al5O12:Ce)으로 활성되거나 도핑된 이트륨 알루미늄 가닛(garnet)이다.
인광체는 1차 방사선을 흡수하고 제 2 파장 영역에서 2차 방사선을 방사한다. 인광체는 세륨 농도에 따라 최대 세기로 "노랑색" 발광 광을 방사한다.
인광체는 에폭시 수지 또는 저용융 무기 유리에 분말 입자 형태로 내장된다. 에폭시 수지 또는 유리는 분말 입자들에 대한 매트릭스로서 사용한다. LED가 스위치 온될때, 분말 입자의 인광체는 2차 방사선(발광)을 방사하기 위하여 여기된다. LED가 스위치 오프되자 마자, 1차 방사선은 방사되지 않고 결과적으로 2차 방사선은 방사되지 않는다. 광 소스는 꺼진다. 광 소스는 LED가 스위치 오프됨과 동시에 거의 정확하게 꺼진다.
안정성 이유로, 광 소스가 정전의 발생시 조차 보다 오랜 시간 기간 동안 광을 계속 방사하는 것이 바람직할 수 있다.
게다가, DE-A 199 30 174로부터 정의된 듀티 팩터(duty factor)로 감광(dimming)에 의해 LED들을 동작하는 것이 공지되었다. 이 기술은 펄스폭 변조(PWM)로서 공지되었다. 그러나 일반적으로 가장 우수한 듀티 사이클들은 1:100까지 가능하다.
그러므로, 본 발명의 목적은 정전의 발생시 조차 오랜 시간 기간 동안 광을 방사하는 발광 변환 LED를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적들은 에너지 절약 LED 및 가능한한 오래 지속하는 LED를 제공하는 것이다.
이 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 1차 방사선을 방사하기 위한 적어도 하나의 LED 및 1차 방사선을 2차 방사선으로 변환하기 위한 적어도 하나의 인광체를 포함하는 광 소스를 제공한다. 광 소스는 2차 방사선의 발광 세기가 인간 눈으로 더 이상 지각할 수 없기 전에, 2차 방사선이 실온에서 적어도 0.1 초, 바람직하게 적어도 1초의 감쇠(decay) 시간을 가지는 것을 특징으로 한다. 이런 상황에서, 실온은 대략 10℃ 내지 대략 30℃ 범위의 온도를 의미하지만, 특히 대략 20℃의 온도를 의미한다.
본 발명에 따른 광 소스는 주기적인 동작시 LED에 전류 공급의 실패 또는 중단후 조차 광을 계속 방사한다. 이것은 인광체의 2차 방사선이 비교적 긴 감쇠 시간을 가진다는 사실로 인해 달성된다. 광 소스의 인광체는 "인광 효과"에 의해 꺼진다. LED가 스위치 오프되고 인광체의 여기가 종료된후, 인광체는 비교적 오랜 시간 기간 동안 2차 방사선을 계속 방사한다. 광 소스는 LED가 스위치 오프된후 계속 지각될 수 있다. 이것은 2차 방사선의 검출을 위한 임의의 목표된 장치에 적용된다. 그러나, 특히 이것은 인간 눈에 적용된다. 보다 오랜 시간 기간 동안 광 소스의 가시성은 시각 적응 측면에 의해 부가적으로 지원된다.
감쇠 시간은 바람직하게 몇분 내지 몇시간이다. 상기 2차 방사선의 오랜 감쇠 시간들은 특히 광 소스가 비상 조명으로서 사용되게 한다. 비상 조명은 조명을 위한 "정상" 광 소스가 실패하는 경우, 예를들어 임의의 목표된 공간을 조명하기 위하여 사용된다. 상기 공간은 예를들어 탈출 루트의 일부이다. 광 소스는 정전의 발생시조차 탈출 루트가 디스플레이되게 한다.
특정 구성에 따라, 다른 감쇠 시간들을 가진 다수의 인광체들이 있다. 상기된 바와같이, 단일 인광체는 다수의 방사 상태들을 가질 수 있다. 이들 상태들로부터 발생하는 2차 방사선은 각각 발광 파장 영역 측면에서 다를 수 있다. 만약 다양한 2차 방사선들이 다른 감쇠 시간을 가지면, 광 소스에 의해 방사된 광 컬러는 LED가 스위치 오프된후 시간의 경과에 따라 가변한다.
그러므로, 2차 방사선의 여러 감쇠 특성들을 가짐으로써 구별되지만 동일한 파장 영역에서 방사하는 다수의 인광체들을 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 결과적으로, 광 소스에 의해 방사된 광의 컬러는 LED에 전력 공급이 중단될 때조차 거의 변화하지 않는다. 광 소스로부터의 광 컬러는 대략 일정하다.
인광체(들)은 단일 LED에 의하여 2차 방사선을 방사하기 위하여 여기될 수 있다. 또한 각각의 인광체가 특정 1차 방사선을 가진 전용 LED에 의해 독립적으로 대응하는 2차 방사선을 방사하도록 여기될 수 있는 것도 고려할 수 있다.
광 소스는 연관된 인광체를 가진 단일 LED를 가질 수 있다. 특히, 연관된 인광체를 가진 다수의 LED들이 어레이 형태로 배열되는 것도 고려할 수 있다. 이 경우, 각각의 경우 동일한 LED 인광체 결합을 사용하는 것은 가능하다. 또한 상기 어레이가 다른 LED 인광체 결합물로 구성되는 것도 고려될 수 있다.
2차 방사선의 발광 세기의 적당한 긴 감쇠 시간을 가진 임의의 목표된 인광체는 인광체로서 사용되는 것이 고려될 수 있다. 인광체는 유기 또는 무기 인광체일 수 있다. 특정 구성에서, 인광체는 산화물, 알루민산염 및/또는 황화물 인광체들로 구성된 그룹으로부터 선택된다. 이들 무기 인광체들은 각각의 경우 하나의 도핑 또는 다수의 도핑들로 인해 활성화된다. 각각의 경우 도핑(형태 및 농도)의 함수로서 다른 광학 물리적 작용이 발생한다. 도핑 또는 도핑들은 2차 방사선의 파장 영역 및 방사 감쇠 시간 모두에 영향을 미친다.
하나의 특정 구성에서, 알루민산염 인광체는 유러퓸(Eu2+, Eu3+) 및/또는 디스프로슘(Dr3+)으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 도핑을 가진 알칼리성 토류 금속 알루민산염을 포함한다. 알칼리 토류 금속 알루민산염은 예를들어 SrAl2O4:Eu2+,Dy3+, CaAl2O4:Eu2+,Dy3+, SrAl14O25:Eu2+,Dy3+로 구성된 그룹으로부터 선택된 공식적 조성을 가진다. 예를들어 450nm의 광대역 1차 방사선에 의한 여기후 공식적 조성 SrAl2O4:Eu2+,Dy3+(도핑 유러퓸 및 디스프로슘)을 가진 인광체는 녹색 2차 방사선을 방사한다. 이런 인광체는 200분후 여전히 10%의 잔류 광을 제공한다. 열거된 다른 인광체들은 청색 2차 방사선(CaAl2O4:Eu2+, Dy3+) 및 청색 2차 방사선(SrAl14O25:Eu2+,Dy3+)을 방사한다.
특정 구성에서, 황화물 인광체는 구리(Cu+) 및/또는 은(Au+)로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 도핑을 가진 아연 황화물(ZnS)을 포함한다. 이런 인광체의 공식 조성의 예는 ZnS:Ag+, Cu+이다. 인광체는 녹색 2차 방사선을 방사한다.
다른 구성에서, 산화물 인광체는 유러퓸(Eu2+, Eu3+), 마그네슘(Mg2+) 및/또는 티타늄(Ti4+)으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 도핑을 가진 이트륨 산황화물을 포함한다. 이런 인광체의 공식 조성은 예를들어 Y2O2S:Eu3+, Mg2+, Ti4+이다. 인광체는 적색 2차 방사선을 방사한다.
특히 바람직한 실시예에서, 인광성 인광체를 가진 루콜리드(LUCOLED)는 적당한 듀티 팩터로 감광에 의해 동작되고, 오프 시간은 적어도 50ms 지속된다. 이 경우, 한편으로 적어도 1:1000의 듀티 팩터 또는 심지어 1:10000 이하까지 선택에 의해 특히 에너지 절약 LED를 실현하는 것이 가능하다.
종래 인간 눈에서 명멸 효과로 인한 루콜리드들은 거의 1:100의 듀티 사이클을 사용하는 것이 강제되었다. 그러나 적당한 저장 인광체들의 사용은 이런 임계치를 추가로 낮추는 정밀한 방법을 제공한다.
다른 한편, 특히 바람직한 다른 실시예에서, 긴 수명 LED는 절대적인 측면들에서 상당히 오래 지속하도록 온 타임 및 오프 타임을 선택하여 구현될 수 있다. 표준의 공지된 값들은 양쪽 단계들(온 단계 및 오프 단계)에 대하여 5ms이고, 이는 50%의 듀티 사이클에 대응한다. 저장 인광체들의 사용은 동일한 듀티 사이클을 사용하여 양쪽 단계들에 대해 통상적으로 적어도 50ms인 상당히 오랜 기간을 사용하는 정밀한 방식을 제공한다. 이 명세서에서, 온 단계의 길이는 중요한 팩터인 단위 시간당 스위칭 동작들의 수보다 작다. 지금 가능한 긴 오프 단계는 스위칭 동작들의 수에서 매우 많은 감소가 달성되게 한다. 결과적으로, 스위치에서 스위칭 손실들은 상당히 감소된다. 이런 감소된 로딩은 서비스 수명을 길게한다.
본 발명은 다수의 예시적인 실시예들 및 연관된 도면들을 기초로 이하에 보다 상세히 기술된다. 상기 도면은 개략적이고 비례적이 아니다.
도 1은 발광 변환 LED 형태의 광 소스를 통한 단면도.
도 2는 에너지 절약 LED의 통상적인 듀티 사이클.
도 3은 긴 서비스 수명을 가진 LED의 통상적인 듀티 사이클.
도 4는 간헐적으로 동작되는 LED의 통상적인 듀티 사이클.
도 1에 도시된 광 소스(1)는 LED(2) 및 발광 변환 몸체(3)를 포함한다. 발광 변환 몸체(3)는 인광체(6)의 분말 입자들을 포함하는 에폭시 수지로 구성된다. 에폭시 수지는 분말 입자들에 대한 매트릭스(matrix)를 형성한다. 분말 입자들의 평균 입자 크기는 10㎛ 내지 20㎛이다.
활성화 층으로서, LED(2)는 갈륨 인듐 질화물의 반도체 층을 가진다. LED는 전기 구동으로 인해 대략적으로 450nm의 최대 세기를 가진 청색 광(1차 방사선 4)을 방사한다.
인광체(6)는 유러퓸 및 디스프로슘으로 도핑된 스트론튬 알루민산염이다. 인광체(6)의 공식 조성은 SrAl2O4:Eu2+, Dy3+이다. 이 인광체는 450nm의 넓은 흡수 대역을 가진다. LED(2)의 1차 방사선(4)은 인광체(6)에 의해 흡수되고 2차 방사선(5)으로 변환된다. 2차 방사선(5)의 방사선은 녹색이다. 실온에서, 인광체(6)는 1차 방사선(4)을 방사하는 LED(2)가 스위치 오프된 후 200분 동안 대략 10%의 나머지 광을 여전히 제공한다. 이것은 2차 방사선(5)이 1 초 동안 50%의 감소비로 2차 방사선(5)의 발광 세기에 대한 감쇠 시간을 가지는 것을 의미한다.
도 1에 따라, 1차 방사선(4)의 일부는 인광체(6)에 의해 흡수되지 않고 발광 변환 몸체(3)를 통하여 통과한다. 1차 방사선의 일부는 흡수된다. 이것은 LED(2)가 동작할때 1차 방사선(4)의 청색 방사와 광 소스(1)로부터의 광에 대한 2차 방사선(5)의 녹색 방사의 혼합을 발생시킨다. LED(2)가 스위치 오프된후, 광 소스(1)는 인광체(6)로부터 2차 방사선(5)의 녹색 방사만을 제공한다.
다른 구성에서, 1차 방사선(4)의 세기 및 인광체(6)의 양은 LED(2)의 전기 구동 동안 조차 임의의 1차 방사선(4)이 발광 변환 몸체(6)를 통하여 거의 통과하지 않는 방식으로 서로 적응된다. 광 소스(1)는 LED(2)가 전기적으로 구동되고 LED(2)가 스위치 오프되는 모든 경우 동안 2차 방사선(5)의 녹색 방사를 방사한다.
다른 예시적인 실시예에 따라, 발광 변환 몸체(3)는 공식 조성 CaAl2O4:Eu2+,Dy3+(청색 발광), SrAl2O4:Eu2+,Dy3+(녹색 발광) 및 Y2O2S:Eu3+, Mg2+, Ti4+(적색 발광)을 가진 인광체(6)의 혼합물을 포함한다. 인광체들(6)은 2차 방사선(5)의 다른 감쇠 시간들과 구별된다. 다른 감쇠 시간들로 인해, 시간에 따라 변화하는 광 소스(1)로부터의 광 컬러는 LED(2)가 스위치 오프된후 발생한다.
에너지 절약 LED 같은 일실시예에서, 저장 인광체가 장착된 루콜리드는 PWM에 의해 동작되고, 오프 시간은 적어도 50ms, 바람직하게 200ms 지속된다. 인간 눈의 잔상으로 인해, 1:1000, 및 저장 인광체에 따르고 그의 감쇠 시간이 심지어 1:10000 또는 그 이상의 듀티 사이클은 방사광 소스의 효과를 여전히 제공하기에 충분하다. 특히, Sr 알루민산염 또는 이트륨 산황화물을 사용하여 1:5000의 듀티 사이클을 가진 루콜리드를 사용하는 것은 가능하다. 전체적으로, 듀티 팩터는 인광체의 선택에 따라 1:2 내지 1:10000일 수 있다. 예를들어, 도 2 및 3에 도시된 바와같은 듀티 팩터를 사용하는 것은 가능하다.
긴 수명 및/또는 값싼 LED를 실현하는 다른 실시예에서, 저장 인광체가 장착된 루콜리드는 저장 인광체 및 감쇠 시간에 따라 1:1 내지 1:10의 듀티 팩터가 사용되는 PWM에 의해 동작되고, 이 경우 연관된 스위치상 로드는 적어도 20ms 지속하는 온 단계(바람직하게 >50ms) 및 적어도 50ms 지속하는 오프 단계, 바람직하게 200ms 이상의 오프 단계로 인해 감소된다. 이것은 통상적으로 두개의 요인에 의해 스위치의 서비스 수명을 연장시키거나, 선택적으로 보다 값싼 스위치가 전력 로딩으로 인해 저장 인광체(짧은 감쇠 시간을 가진 통상적인 인광체에 의해 대체됨) 없이 동일한 서비스 수명을 달성하도록 사용될 수 있게 한다. 특히, 아연 황화물을 사용하여 50%의 듀티 사이클(듀티 팩터 1:2)을 사용하는 것은 가능하다. 전자부품에서 관례적으로, 듀티 팩터는 V=tp/T로서 정의되고, 여기서 tp = 펄스 기간 및 T = 인터펄스(interpulse) 기간이다. T는 펄스 기간 및 오프 시간의 합을 의미하는 것으로 이해된다.
감광으로부터 알려진 종래 기술들은 예를들어 DE-A 199 30 174, US-A 5 907 569 또는 DE-A 40 05 776에서 주기적 전류 제어의 구동 회로에 사용될 수 있다.
본래, 상기된, 특히 상기 설명된 바와같은 Sr 알루민산염 또는 다른 알루민산염 또는 산화물 또는 황화물인 모든 저장 인광체들은 PWM 동작에 적당하다. 본 래, 이들 다수의 인광체들의 광 세기는 정상적인 형광 인광체들의 경우에서 처럼 처음에 크게 감소하지만, 트랩핑(trapping) 과정들은 오래 지속되는 잔류 발광이 관찰되게 하고, 이것은 수분 내지 수시간들 동안 맨눈으로 여전히 볼 수 있다. 이런 잔류 발광은 여전히 눈의 민감도로 인해 완전히 볼 수 있다. 본래 세기에서 밀(mil) 당 1로 떨어지는 발광 세기에 대한 감쇠 시간이 적어도 0.1 초 지속하는 인광체들은 특히 적당하고, 발광 세기가 일초에 걸쳐 50% 감소하는 감쇠 시간을 가진 인광체들은 특히 바람직하다.
형광 인광체가 연장된 시간 동안 방사선을 계속 방사하는 것을 보장하기 위하여, 형광 인광체를 "재충전" 또는 "재생성" 하도록 단계 사이클들 사이에 연속적인 동작 단계들을 삽입하는 것이 실험되었다. 이들 단계들의 기간 및 빈도수는 사용된 특정 인광체에 따른다. 이런 동작 모드는 도 4에 개략적으로 도시된다.
특히, 300 내지 400nm 범위의 UV 방사선에 의해 특히 여기될 수 있는 인광체들은 사용될 수 있다. 이들 인광체들의 장점은 가시 방사선과 비교하여 UV 여기하에서 빠르게 재충전되는 능력이다.
적당한 저장 인광체들의 예들은 다음과 같다 :
SrAl12O4:Eu,Dy
Sr4Al14O25:Eu,RE(RE = 희토류 원소)
Ca2Al2SiO7:Ce
CaYA13O7:Ce
Ca2Al2SiO7:Mn,Ce
CaAl2O4:Eu,Nd
CaAl2O4:Tb,Ce
CaAl2O4:Mn,Ce
MgSiO3:Mn,Eu,Dy.
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- 발광 변환 LED(LUCOLED)의 기본 원리에 따라 설계되고, 300nm보다 크거나 같은 파장을 갖는 1차 방사선을 방사하며, 적어도 상기 1차 방사선을 2차 방사선으로 부분적으로 변환하기 위한 적어도 하나의 인광체(phosphorescent phosphor)가 1차 광 소스 앞에 배치되는 LED로서,인광체가 산화물, 알칼리성 토류 금속 알루민산염 또는 산황화물로 구성된 그룹으로부터 선택됨으로써 상기 인광체가 인광을 발하고, 상기 인광체의 2차 방사선은 상기 2차 방사선의 세기가 인간의 눈에 더 이상 지각할 수 없기 전에 실온에서 0.1초보다 크거나 같은 감쇠 시간(decay time)을 가지는,LED.
- 제13항에 있어서,상기 2차 방사선의 여러 감쇠 특성들을 가짐으로써 구별되고 상이한 감쇠 시간들을 갖는 다수의 인광체들을 포함하고, 적어도 하나의 인광체는 0.1초보다 크거나 같은 감쇠 시간을 가지는,LED.
- 제13항 또는 제14항에 있어서,상기 인광체(들)가 300 내지 400nm 범위의 UV 방사선에 의해 여기되는,LED.
- 제13항에 있어서,상기 알칼리성 토류 금속 알루민산염은 유러퓸 및 디스프로슘으로 도핑되는,LED.
- 제13항에 있어서,상기 인광체는 유러퓸, 마그네슘 및 티타늄으로 도핑되는 이트륨 산황화물인,LED.
- 제13항에 있어서,적어도 하나의 인광체가 SrAl2O4:Eu2+,Dy3+, CaAl2O4:Eu2+,Dy3+, Sr4Al14O25:Eu2+,RE3+(RE=희토류 원소), Ca2Al2SiO7:Ce, Y2O2S:Eu3+,Mg2+,Ti4+, CaYAl3O7:Ce, CaAl2O4:Eu,Nd, CaAl2O4:Tb,Ce, CaAl2O4:Mn,Ce, MgSiO3:Mn,Eu,Dy로 구성된 그룹으로부터 선택되는,LED.
- 1차 방사선을 방사하기 위한 칩과 상기 1차 방사선을 2차 방사선으로 변환하기 위한 적어도 하나의 인광체를 갖는 에너지 절약을 실현하는 LED 펄스동작 방법으로서,상기 LED는 인광을 발하는 인광체를 갖는 발광 변환 LED이고, 상기 인광체의 2차 방사선은 상기 2차 방사선의 세기가 인간의 눈에 더 이상 지각할 수 없기 전에 실온에서 적어도 0.1초의 감쇠 시간을 가지며, 광 소스는 1:1000 내지 1:10000 또는 그 이하의 펄스 기간 및 인터 펄스 기간 사이의 미리 결정된 듀티 팩터로 주기적으로 동작되는,에너지 절약을 실현하는 LED 펄스동작 방법.
- 제19항에 있어서,펄스 기간 및 인터펄스 기간 사이의 상기 듀티 팩터가 1:1000 내지 1:10000의 범위 내에 있는,에너지 절약을 실현하는 LED 펄스동작 방법.
- 제19항에 있어서,발광 변환 LED(LUCOLED)의 기본 원리에 따라 설계되고, 300nm보다 크거나 같은 파장을 갖는 1차 방사선을 방사하며, 적어도 상기 1차 방사선을 2차 방사선으로 부분적으로 변환하기 위한 적어도 하나의 인광체가 1차 광 소스 앞에 배치되고, 인광체가 산화물, 알칼리성 토류 금속 알루민산염 또는 산황화물로 구성된 그룹으로부터 선택됨으로써 상기 인광체가 인광을 발하고, 상기 인광체의 2차 방사선은 상기 2차 방사선의 세기가 인간의 눈에 더 이상 지각할 수 없기 전에 실온에서 0.1초보다 크거나 같은 감쇠 시간(decay time)을 가지는 LED가 선택되는,에너지 절약을 실현하는 LED 펄스동작 방법,
- 제21항에 있어서,인광을 발하는 상기 인광체의 여기가 300 내지 400nm의 파장 범위의 1차 방사선에 의해 수행되는,에너지 절약을 실현하는 LED 펄스동작 방법.
- 1차 방사선을 방사하기 위한 칩과 상기 1차 방사선을 2차 방사선으로 변환하기 위한 적어도 하나의 인광체를 갖는 스위칭 손실이 적고 긴 수명을 실현하는 LED 펄스동작 방법으로서,상기 LED는 인광을 발하는 인광체를 갖는 발광 변환 LED이고, 상기 인광체의 2차 방사선은 상기 2차 방사선의 세기가 인간의 눈에 더 이상 지각할 수 없기 전에 실온에서 적어도 0.1초의 감쇠 시간을 가지며, 광 소스는 1:1 내지 1:10의 펄스 기간 및 인터 펄스 기간 사이의 미리 결정된 듀티 팩터로 주기적으로 동작되고, 스위치 온 단계는 적어도 20ms이고 스위치 오프 단계는 적어도 50ms인,스위칭 손실이 적고 긴 수명을 실현하는 LED 펄스동작 방법.
- 제23항에 있어서,발광 변환 LED(LUCOLED)의 기본 원리에 따라 설계되고, 300nm보다 크거나 같은 파장을 갖는 1차 방사선을 방사하며, 적어도 상기 1차 방사선을 2차 방사선으로 부분적으로 변환하기 위한 적어도 하나의 인광체가 1차 광 소스 앞에 배치되고, 인광체가 산화물, 알칼리성 토류 금속 알루민산염 또는 산황화물로 구성된 그룹으로부터 선택됨으로써 상기 인광체가 인광을 발하고, 상기 인광체의 2차 방사선은 상기 2차 방사선의 세기가 인간의 눈에 더 이상 지각할 수 없기 전에 실온에서 0.1초보다 크거나 같은 감쇠 시간(decay time)을 가지는 LED가 선택되는,스위칭 손실이 적고 긴 수명을 실현하는 LED 펄스동작 방법.
- 제23항에 있어서,인광을 발하는 상기 인광체의 여기가 300 내지 400nm의 파장 범위의 1차 방사선에 의해 수행되는,스위칭 손실이 적고 긴 수명을 실현하는 LED 펄스동작 방법.
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| US20070096635A1 (en) * | 2005-11-03 | 2007-05-03 | Osram Sylvania Inc. | Long-Afterglow Electroluminescent Lamp |
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