KR101151204B1 - 비접촉식 전원 공급 방식을 이용한 엘이디 조명등 - Google Patents

비접촉식 전원 공급 방식을 이용한 엘이디 조명등 Download PDF

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Abstract

본 발명은 엘이디 조명등의 베이스 몸체와 벽체 또는 천장에 설치된 벽체 또는 천장 고정부를 유도기전력을 이용한 비접촉식의 전원 공급 방법을 활용하도록 함으로써, 종래와 같은 소켓과 소켓 베이스와의 직접적인 접촉을 피하여 그 접촉부위에 누적된 습기 등에 의해 발생되는 접촉 불량이나 전기 누전에 의한 정전이나 화재의 위험을 대폭 줄일 수 있는 비접촉식 전원 공급 방식을 이용한 엘이디 조명등에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명에 따른 엘이디 조명등은, 천장 또는 벽체에 형성되며, 상용 전원을 공급받는 유도 기전력봉이 형성되는 천장 또는 벽체 고정부와; 일측에 상기 천장 또는 벽체 고정부의 유도 기전력봉과 비접촉상태로 결합되며, 상기 유도 기전력봉의 유도 기전력에 의해 유도 전류가 발생되는 유도 코일부가 형성되는 베이스 몸체와; 상기 베이스 몸체의 타측으로는 상기 유도 코일부와 전기적으로 연결되는 복수개의 엘이디 또는 엘이디 칩이 돗트(dot) 형태로 노출되어 광을 발광하도록 장착되는 엘이디 모듈판과; 상기 엘이디 모듈판의 상기 엘이디 또는 엘이디 칩을 커버하며, 상기 엘이디 또는 엘이디 칩으로부터 방출되는 광을 외부로 발광하기 위한 투명 발광관으로 이루어진다.

Description

비접촉식 전원 공급 방식을 이용한 엘이디 조명등{LED LAMP}
본 발명은 비접촉식 전원 공급 방식을 이용한 엘이디 조명등에 관한 것이며, 더욱 상세하게는, 엘이디 조명등의 베이스 몸체와 벽체 또는 천장에 설치된 벽체 또는 천장 고정부를 유도 기전력을 이용한 비접촉식의 전원 공급 방법을 활용하도록 함으로써, 베이스 몸체와 벽체 또는 천장 고정부의 직접적인 접촉을 피하여 그 접촉부위에 누적된 습기 등에 의해 발생되는 접촉 불량이나 전기 누전에 의한 정전이나 화재의 위험을 대폭 줄일 수 있는 비접촉식 전원 공급 방식을 이용한 엘이디 조명등에 관한 것이다.
일반적으로 조명등은 대표적으로 형광등 또는 할로겐 등이 건축물의 천장 또는 벽체에 설치되어 구현된다. 이와 같은, 형광등 또는 할로겐 등은 실내등으로 보편적인 것에 반하여 소비전력이 크고, 비교적 수명이 짧은 조명만을 제공할 수 밖에 없는 단점이 있다.
이러한 높은 소비전력 및 짧은 수명을 해결하고자 최근에는 형광등 또는 할로겐 등에 비해 낮은 소비전력으로 수명을 대폭 연장할 수 있는 엘이디(LED) 조명등이 다양한 형태로 출시되고 있다.
상기한 엘이디(LED)는 특정한 화합물로 된 반도체의 특성을 이용하여 전기 에너지를 빛 에너지로 변환시키는 반도체 소자의 일종으로서, 광 변환 효율이 높기 때문에 소비전력이 매우 적으며, 광원이 소형이므로 소형화, 박형화 및, 경량화에 적합하면서도 무한 확장 설치가 가능하고, 수명이 반영구적으로 매우 길며(청색, 보라색, 또는 자외선 LED의 경우 수명은 대략 100,000 시간이고 백색 LED의 경우 대략 30,000 시간)이고, 열적 또는 방전 발광이 아니므로 예열이 불필요하여 응답 속도가 대단히 신속하고, 점등회로가 매우 간단하며, 방전용 기체 및 필라멘트를 사용하지 않으므로 내충격성이 크고 안전하며 환경오염 유발 요인이 적고, 고(高)반복 펄스 동작이 가능하며, 시신경의 피로가 덜하고, 풀 칼라의 구현이 가능하다는 장점이 있으므로, 휴대폰, 캠코더, 디지털 카메라 및 개인 휴대 정보 단말기(PDA) 등의 액정 디스플레이(LCD) 배면 조명(back light)용 광원, 신호등, 전광판, 차량 전조등 및 후미등, 각종 전자기기, 사무기기, Fax 기기 등의 디스플레이부 발광등, 리모콘이나 감시카메라의 야간조명, 적외선 통신용, 적녹청 픽셀(pixel)의 다양한 조합에 의한 옥외 광고판의 정보전달용 디스플레이용, 초정밀 전광판 디스플레이용, 고급 실내외 조명용으로 널리 사용되고 있으며, 특히 종래 LED의 일반적인 문제점이었던 저휘도 문제를 개선한 고휘도 LED가 상업적 규모로 시판됨으로 인하여 그 용도 및 사용처는 급속히 확대되고 있다.
특히, 백색 LED는 액정 디스플레이(LCD) 배면 조명(back light)용 광원과 실내외 조명용으로 매우 유용하므로 그 사용 빈도는 급격히 증대되고 있으며 형광등에 의한 백열전구의 시장 축출 경향과 동일하게 오래지 않아 조명 시장을 석권하게 될 것으로 예상되고 있다.
한편, 최근에는 기존의 소켓 타입의 전구와 같은 형태의 엘이디 조명등이 출시되어 건축물 실내의 천장 또는 벽체에 설치된 소켓내에 종래의 전구와 동일한 형태로 삽입하여 일반적인 상용전원을 공급받아 엘이디가 발광할 수 있도록 하고 있다.
그러나, 종래의 엘이디 조명등이 반도체 공정실이나 원예작물 재배실 등과 같은 밀폐된 실내 공간의 천장 또는 벽체에 설치된 경우에는 그 베이스 몸체와 소켓이 항시 접촉된 상태로 구동될 수밖에 없으며, 그 접촉 부위에 수분이 침투하여 누적된 습기에 의해 전기 누전이나 오작동 등이 발생하여 접촉 불량에 따른 정전이나 화재의 위험이 매우 높은 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 엘이디 조명등의 베이스 몸체와 벽체 또는 천장에 설치된 벽체 또는 천장 고정부를 비접촉식의 유도전류를 통한 전원 공급 방법을 이용하도록 함으로써, 베이스 몸체와 벽체 또는 천장 고정부와의 직접적인 접촉을 피하여 그 접촉부위에 누적된 습기 등에 의해 발생되는 접촉 불량이나 전기 누전에 의한 정전이나 화재의 위험을 완전히 차단할 수 있는 비접촉식 전원 공급 방식을 이용한 엘이디 조명등을 제공하는 것이다.
상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 비접촉식 전원 공급 방식을 이용한 엘이디 조명등은, 실내 공간의 천장 또는 벽체에 형성되며, 상용 전원을 공급받는 유도 기전력부가 형성되는 천장 또는 벽체 고정부와; 일측에 개구(開口)진 원통형의 네크부가 형성되며 이 원통형의 네크부의 내주연을 따라 유도 코일부가 설치되고 그 외측에는 나사 체결부가 형성되며, 상기 유도 기전력부로서의 유도 기전력봉의 유도 기전력에 의해 상기 유도 코일부에 유도 전류가 발생되는 베이스 몸체와; 상기 천장 또는 벽체 고정부의 하측부 가장자리가 체결 또는 압입 고정결합되는 상측 단턱부와, 상기 베이스 몸체의 상기 원통형의 네크부의 나사 체결부와 나사 결합되는 나사 체결부가 형성된 하측 단턱부를 가지는 중공형상의 원통형 하우징과; 상기 베이스 몸체의 타측으로는 상기 유도 코일부와 전기적으로 연결되는 복수개의 엘이디 또는 엘이디 칩이 돗트(dot) 형태로 노출되어 광을 발광하도록 장착되는 엘이디 모듈판과; 상기 엘이디 모듈판의 상기 엘이디 또는 엘이디 칩을 커버하며, 상기 엘이디 또는 엘이디 칩으로부터 방출되는 광을 외부로 발광하기 위한 투명 발광관으로 구성되며: 상기 천장 또는 벽체 고정부와 베이스 몸체의 결합시 상기 중공형상의 원통형 하우징의 개재(介在)에 의해 상기 유도 기전력봉이 상기 유도 코일부와 비접촉상태로 결합되는 것을 특징으로 한다.
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또한, 상기 천장 또는 벽체 고정부는 상용 전원에 연결되는 상기 유도 기전력부로서의 제 1 유도 코일이 외주연으로 감겨지는 통형상의 끼움 홈부가 형성되고, 상기 베이스 몸체의 상단에는 내부 통로를 따라 상기 유도 코일부로서의 제 2 유도 코일이 감겨짐과 함께 상기 통형상의 끼움 홈부에 끼워져 결합되는 링형상의 삽입 돌기부가 형성되어, 상기 상용 전원에 연결된 제 1 유도 코일과 이에 비접촉식으로 전기적으로 연결된 상기 제 2 유도 코일에 의해 유도 전류가 발생되어 상기 복수개의 엘이디 또는 엘이디 칩이 발광함이 바람직하다.
또한, 상기 천장 또는 벽체 고정부는 판(板)상으로서 그 상면 중앙으로 상용 전원에 연결되는 상기 유도 기전력부로서의 제 3 유도 코일이 외주연으로 감겨지는 통형상의 끼움 홈부가 형성되고, 상기 베이스 몸체의 상부 내측으로 상기 유도 코일부로서의 제 4 유도 코일이 감겨지고, 상기 베이스 몸체의 중앙 상부에는 상기 통형상의 끼움 홈부에 끼워져 결합되는 통형상의 삽입 돌기부가 형성되어, 상기 상용 전원에 연결된 제 3 유도 코일과 이에 비접촉식으로 전기적으로 연결된 상기 제 4 유도 코일에 의해 유도 전류가 발생되어 상기 복수개의 엘이디 또는 엘이디 칩이 발광함이 바람직하다.
또한, 상기 베이스 몸체의 상호 대향하는 상단 가장자리에는 두 개의 클립형태의 걸림돌기가 형성되고, 이에 대응하는 상기 판형상의 천장 또는 벽체 고정부의 저면에는 대향하는 두 개의 걸림턱이 형성되어 상기 베이스 몸체와 판형상의 천장 또는 벽체 고정부가 체결 및 고정됨이 바람직하다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 비접촉식 전원 공급 방식을 이용한 엘이디 조명등에 의하며, 수분이 존재하는 밀폐된 실내 공간(반도체 공정실이나 원예작물 재배실 등)의 천장 또는 벽체에 형성되어, 일반적인 상용 전원을 공급받는 유도 기전력봉이 형성되는 천장 또는 벽체 고정부와 비접촉 상태로 결합되는 베이스 몸체(유도 코일부)를 갖도록 함으로써, 외부의 상용 전원을 비접촉에 의한 유도 기전력에 의해 공급받게 됨으로써, 종래와 같은 소켓과 소켓 베이스와의 접촉부위가 습기 등에 의한 오작동이나 전기 누전을 완전 차단할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 비접촉식 전원 공급 방식을 이용한 엘이디 조명등의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 비접촉식 전원 공급 방식을 이용한 엘이디 조명등의 결합 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 비접촉식 전원 공급 방식을 이용한 엘이디 조명등의 작동 상태도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 비접촉식 전원 공급 방식을 이용한 엘이디 조명등의 절결 사시도 및 결합 단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 비접촉식 전원 공급 방식을 이용한 엘이디 조명등의 절결 사시도 및 결합 단면도이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 비접촉식 전원 공급 방식을 이용한 엘이디 조명등의 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 비접촉식 전원 공급 방식을 이용한 엘이디 조명등의 결합 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 비접촉식 전원 공급 방식을 이용한 엘이디 조명등의 작동 상태도로서, 편의상 함께 설명하기로 한다.
여기서, 본 발명에 따른 비접촉식 전원 공급 방식을 이용한 엘이디 조명등(100)은, 수분이 존재하는 밀폐된 실내 공간(수분에 민간함 반도체 공정실이나 수분으로 가득한 원예작물 재배실 등)의 천장 또는 벽체에 형성되어, 상용 전원(예컨대, 일반적인 12V의 교류 또는 직류 전원)을 공급받는 유도 기전력봉(2)이 형성되는 천장 또는 벽체 고정부(1)에 비접촉 상태로 결합되는 베이스 몸체(20)(유도 코일부(22))를 갖는 것을 특징으로 하며, 이에 의해 외부의 상용 전원을 비접촉에 의한 유도 기전력(起電力)에 의해 공급받게 됨으로써, 종래와 같은 소켓과 소켓 베이스와의 접촉부위가 습기 등에 의해 발생될 수 있는 오작동이나 전기 누전을 원천적으로 차단할 수 있게 된다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 비접촉식 전원 공급 방식을 이용한 엘이디 조명등(100)은, 수분이 존재하는 밀폐된 실내 공간의 천장 또는 벽체에 형성되며, 상용 전원을 공급받는 유도 기전력봉(2)이 형성되는 천장 또는 벽체 고정부(1)와; 일측에 상기 천장 또는 벽체 고정부(1)의 유도 기전력봉(2)과 비접촉상태로 결합되며, 상기 유도 기전력봉(2)의 유도 기전력에 의해 유도 전류가 발생되는 유도 코일부(22)가 형성되는 베이스 몸체(20)와; 상기 베이스 몸체(20)의 타측으로는 상기 유도 코일부(22)와 전기적으로 연결되는 복수개의 엘이디 또는 엘이디 칩(40)이 돗트(dot) 형태로 노출되어 광을 발광하도록 장착되는 엘이디 모듈판(30)과; 상기 엘이디 모듈판(30)의 상기 엘이디 또는 엘이디 칩(40)을 커버하며, 상기 엘이디 또는 엘이디 칩(40)으로부터 방출되는 광을 외부로 발광하기 위한 원통형 형상의 투명 발광관(50)으로 이루어진다.
상기한 천장 또는 벽체 고정부(1)의 하측에 돌출형성되는 유도 기전력봉(2)은 그 내측에 유도 코일(도면 번호 미부여)이 감겨진 형태로 형성되어 있어, 상용 전원(일반적인 전원 스위치의 작동 또는 리모컨 작동 가능)을 공급받아서 유도 코일에서 유도 기전력이 발생되어지는 구조로 되어 있다.
여기서, 도시된 예에서는 유도 기전력봉(2)을 나타내고 있으나, 유도 기전력을 발생시킬 수 있는 공지된 판(板)형상의 유도 기전력판도 본 발명에서 가능하며, 그 형상을 한정하는 것은 아니다.
또한, 상기한 베이스 몸체(20)의 일측(상측)에는 개구(開口)진 원통형의 네크부(21)가 형성되며, 이 원통형의 네크부(21)의 내주연을 따라 유도 코일부(22)가 설치되어, 비접촉 상태로의 결합시에 상술한 유도 기전력봉(2)의 유도 기전력에 의해 유도 코일부(22)에 유도 전류가 발생되어 이에 전기적으로 연결된 복수개의 엘이디 또는 엘이디 칩(40)이 발광될 수 있게된다. 이러한 유도 기전력봉과 유도 코일에 의한 유도 전류의 발생 기술은 널리 알려져 있음으로 추가적인 부연 설명은 생략하기로 한다.
한편, 유도 기전력봉(2)을 갖는 천장 또는 벽체 고정부(1)와 베이스 몸체(20)의 결합 구조를 보다 상세히 설명하면, 도시된 바와 같이, 천장 또는 벽체에 설치되는 소천장 또는 벽체 고정부(1)의 하측에 유도 기전력봉(2)이 돌출 설치되며, 중공 형상의 원통형 하우징(10) 내주연의 상측 단턱부(11)에 천장 또는 벽체 고정부(1)의 하측부 가장자리가 체결 또는 압입 고정결합되며, 중공 형상의 원통형 하우징(10) 내주연의 하측 단턱부(12)에는 나사 체결부(12-1)가 형성되어, 베이스 몸체(20)의 원통형 네크부(21) 외측에 형성된 나사 체결부(21-1)와 나사 결합됨으로써, 천장 또는 벽체 고정부(1)의 유도 기전력봉(2)과 베이스 몸체(20)의 유도 코일부(22)가 비접촉 상태로 결합되어지게 된다.
물론, 유도 기전력봉(2)을 갖는 천장 또는 벽체 고정부(1)와 베이스 몸체(20)의 결합시에는 유도 기전력봉(2)은 베이스 몸체(20)의 개구(開口)진 원통형 네크부(21)내에 비접촉된 상태로 삽입되어지며, 상용 전원(일반적인 전원 스위치의 작동 또는 리모컨의 작동도 가능)을 공급받은 경우, 상술한 바와 같이, 유도 기전력에 의해 비접촉식으로 유도 전류가 발생되어 복수개의 엘이디 또는 엘이디 칩(40)이 발광할 수 있게 된다.
이와 같이, 비접촉식으로 복수개의 엘이디 또는 엘이디 칩(40)을 간단히 발광할 수 있게 됨으로써, 종래와 같이, 소켓과 소켓 베이스의 접촉에 의해 복수개의 엘이디 또는 엘이디 칩(40)이 발광하는 경우에 그 접촉부위에 누적된 습기 등에 의해 발생되는 오작동이나 전기 누전을 원천적으로 차단할 수 있게 된다.
한편, 상기한 베이스 몸체(20)는 대략 일반 백열 전구의 소켓(socket)과 비슷한 구조로서 개방된 타측(도면에서 하측)에는 회로 기판(23)이 장착되며, 상기 회로 기판(23)은 그 중앙홀(도면 번호 미부여)을 관통하는 유도 코일부(22)와 연결된 케이블(도면 번호 미부여)에 의해 엘이디 모듈판(30)의 엘이디 또는 엘이디 칩(40)에 전기적으로 연결되는 구조로 되어 있다.
상기한 원판형상의 엘이디 모듈판(30)은 회로 기판(23)상에 전기적으로 연결된 상태로 장착되며, 그 일면(도면에서 하측)에는 복수개의 엘이디 또는 엘이디 칩(40)이 돗트 형태로 노출되어 상기 유도 코일부(22)의 유도 전류에 의해 발광하도록 장착되어진다.
또한, 상기한 원판형상의 엘이디 모듈판(30)의 외곽은 약간 돌출된 형태이거나 홈이 형성되어 후술하는 원통형 형상의 투명 발광관(50)의 하측 외주면이 끼워져 간단히 결합될 수 있는 구조가 바람직하나, 본 발명에 있어 그 결합 구조를 한정하는 것은 아니며, 다양한 결합 구조를 적용할 수 있다.
상기한 원판형상의 엘이디 모듈판(30) 상면에 복수개가 매트릭스 형태로 장착되는 엘이디 또는 엘이디 칩(40)은 면방향으로 빛을 발광하도록 한다. 이러한 엘이디 또는 엘이디 칩(40)의 종류로는 청색 LED, 보라색 LED, 자외선 LED, 백색 LED 등이나, 이들의 조합된 형태로 이루어질 수도 있으며, 미리 정해진 색조와는 무관하게 후술하는 바와 같은 조명색 변환용 형광판에 의해 발광색을 간단하고 용이하게 변환시킬 수가 있다.
또한, 상기 빛을 외부로 발광하는 투명 발광관(50)은 하부가 개방된 대략 원통형(튜브형)으로서, 그 하측 외주면은 상기한 원판형상의 엘이디 모듈판(30)의 돌출된 원형 외곽 또는 홈에 끼워지는 형태로 간단히 결합하도록 되어 있다.
이러한 투명 발광관(50)의 소재로는 아크릴, 유리 또는 PVC 등의 투명 소재가 바람직하나 그 재질을 한정하는 것은 아니다.
도시된 예에서는 투명 발광관(50)이 튜브 형태의 원통형 형태를 하고 있지만, 그 형태를 직관형, 절곡형 또는 구형 등으로 다양한 형상에 적용하여 사용할 수 있다.
여기서, 투명 발광관(50)에는 후술하는 광확산체 또는 형광체(분말 또는 시트)를 도포하여 일체로 형성할 수도 있다.
한편, 도시되어 있지는 않지만, 원통형의 투명 발광관(50)의 내측에는 원통형의 필름 또는 시트 형태의 조명색 변환용 형광판이 더 끼워질 수 있다.
이러한 원통형상의 조명색 변환용 형광판은 매트릭스(matrix) 수지 중에 형광체, 광확산체(비드)와 안료가 균질하게 분산되는 형태가 바람직하다.
즉, 원통형의 조명색 변환용 형광판은, 발광 LED 자체는 건드리는 일 없이 독립적으로 엘이디 조명등에 적용되어 간단하고도 저렴하게 LED의 발광색을 청색, 보라색, 자외선으로부터 백색광 내지 황백색광으로 전환시킬 수가 있음과 아울러, 상기 광확산체(비드)에 의한 산란에 의해 조명색 변환용 형광판의 형광체가 충분한 발광색 전환을 수행할 수 있게 하므로 형광체의 엄격히 균질한 분포가 특별히 문제가 되지 아니함과 동시에, 광원을 직접 바라볼 경우의 LED의 고휘도로 인한 눈 따가움이나 피로도를 현저히 경감 내지 완화시킬 수가 있다.
상기한 매트릭스 수지로서는 투명성과 내열성이 우수한 것들이 바람직하게 사용될 수 있으며, 투명성과 내열성이 양호한 것이라면 본 발명에 있어 특별한 제한은 없지만, 바람직한 내열성의 투명한 매트릭스 수지로서는 실리콘(silicon) 수지, 폴리메칠 펜텐(polymethyl pentene) 수지, 폴리에테르 설폰(polyether sulfon) 수지, 폴리에테르 이미드(polyether imide) 수지, 폴리아릴레이트(polyarylate) 수지, 또는 폴리메틸메타크릴레이트(polymethyl methacylate) 수지를 들 수 있으며, 이들 매트릭스 수지의 첨가량은 조성물 전 중량 기준으로 50～99중량%, 바람직하게는 82～97중량%의 범위이다.
이들 내열성의 투명한 매트릭스 수지의 함량이 조성물 전 중량 기준으로 50중량% 미만인 경우에는 투명성이 열등하게 되고, 산란에 의한 후광 효과로 인하여 휘도가 지나치게 저하될 우려가 있으며, 역으로 97중량%를 초과하는 경우에는 조명색 변화효과가 미흡하거나 고휘도로 인한 눈부심 현상의 완화 정도가 충분하지 못하게 될 우려가 있다.
상기한 수지 모두는 당업계에 내열성의 투명한 수지로서 공지된 것들이므로 이에 대한 부연은 생략하기로 한다.
한편, 본 발명에 적용 가능한 백색광으로의 조명색 변환용 형광체로서는, 청색 LED를 이용할 경우에는 당업계 공지의 YAG계 황색 형광체만을 이용할 수도 있으나, 바람직하게는 녹색 형광체 및 적색 형광체를 사용하는 것이 3파장의 자연스러운 백색광을 얻을 수 있다는 점에서 바람직하며, 보라색 LED 또는 자외선 LED를 이용할 경우는 녹색 형광체 및 적색 형광체와 청색 형광체를 사용하는 것이 마찬가지의 이유로 바람직하다.
청색 LED와 YAG 황색 형광체를 사용할 경우 얻어지는 백색 LED는 Nichia 사가 개발한 (YGd)3Al5O12: Ce가 전형적이며 상기한 YAG 황색 형광체는 550～560㎚에서 여기된다.
한편, 청색 LED(425㎚～475㎚ 파장 영역)와 녹색 형광체 및 적색 형광체와 청색 형광체를 사용할 경우, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 당업계 공지의 다양한 것들이 사용될 수 있기는 하지만 430㎚-480㎚의 파장 영역에서 여기될 수 있는 적색 형광체의 예로서는 Y2O2S:Eu,Gd, Li2TiO3: Mn, LiAlO2: Mn, 6MgO?As2O5:Mn4+, 또는 3.5MgO?0.5MgF2?GeO2: Mn4+를 들 수 있으며, 515㎚-520㎚의 파장 영역에서 여기될 수 있는 녹색 형광체의 예로서는 ZnS:Cu,Al, Ca2MgSi2O7:Cl, Y3(GaxAl1-x)5O12: Ce(0<x<1), La2O3?11Al2O3: Mn, Ca8Mg(SiO4)4C12: Eu, Mn를 들 수 있다.
청색 LED와 적색 및 녹색 형광체 이용한 3 파장 백색 LED는 적색 및 녹색형광체 혼합물을 여기시켜 상기 청색 LED 칩의 청색광과 혼합되는 적색광 및 녹색광을 생성함으로써 3파장 백색광을 발광하게 된다.
또한, 상기한 청색 LED에 의해 여기될 수 있는 적색 및 녹색 형광체는 산화물 형태로서 안정성이 크고 연장된 수명을 갖는다.
본 발명에 있어서는 상기한 녹색 형광체와 적색 형광체를 적절한 비율로 혼합하여 직간접적으로 청색 LED 칩에 직접 코팅하여 3 파장 백색광을 얻는 것이 아니라, LED 와는 직접적인 관련이 없이 그에 별도의 부재(member)로서 장착하는 조명색 변환용 형광판 필름이나 시트를 형성시키는 것에 의해 3 파장 백색광을 얻는 것임을 유의할 필요가 있다.
상기한 적색 및 녹색 형광체 중 적색 형광체는 발광 피크 파장이 약 659㎚일 경우에는 Li2TiO3:Mn이 바람직하며, 발광 피크 파장이 약 670㎚일 경우에는 LiAlO2:Mn이 바람직하고, 발광 피크 파장이 약 650㎚일 경우에는 6MgO?As2O5:Mn4+, 3.5MgO?0.5MgF2?GeO2:Mn4+이 바람직하다.
상기한 적색 및 녹색 형광체 중 녹색 형광체는 발광 피크 파장이 약 520㎚일 경우에는 La2O3?11Al2O3: Mn이 바람직하고, 발광 피크 파장이 약 516㎚일 경우에는 Y3(GaxAl1-x)5O12: Ce(0<x<1)이 바람직하며, 발광 피크 파장이 약 515㎚일 경우에는 Ca8Mg(SiO4)4Cl2: Eu, Mn이 바람직하다.
상기한 녹색 형광체와 적색 형광체는 다양한 비율로 혼합될 수 있으며 분홍 또는 청백색과 같은 중간색의 LED를 형성할 수도 있다. 한편, 상기한 청색 LED 칩은 InGaN형, SiC형 또는 ZnSe형일 수 있다.
한편, 보라색 LED 또는 자외선 LED의 경우에는 상기한 녹색 형광체와 적색 형광체 외에, 청색 형광체로서는 BaMgAl10O17 또는 (Sr,Ca,BaMg)10(PO4)6Cl2:Eu를 사용할 수 있다.
상기한 적색, 청색 및 녹색 형광체의 적절한 배합에 의해 백색광 또는 다양한 색상의 광이나 또는 색 온도가 상이한 다양한 광을 얻을 수가 있다.
얻어지는 백색광은 적색, 청색 및 녹색 형광체의 적절한 배합에 의해 수요자의 요구에 따라 3200～7500K 범위 내에서 적절히 조절될 수 있음은 물론이다.
상기한 적색 형광체, 청색 형광체, 녹색 형광체, 또는 이들의 조합물의 함량은 전 조성물 중량 기준으로 0.8～30중량%, 바람직하게는 2.0～15중량%이며, 청색 LED에 대하여 적색 형광체와 녹색 형광체를 사용할 경우 그 중량 비율은 1: 0.2～1.2의 비율, 바람직하게는 1:0.3～0.8의 비율이며, 보라색 LED 또는 자외선 LED에 대하여 적색 형광체, 청색 형광체 및, 녹색 형광체를 사용할 경우의 그 중량 비율도 1: 0.2～1.2: 0.2～1.2의 비율, 바람직하게는 1:0.3～0.8:0.3～0.8의 비율이다.
상기한 형광체의 함량이 전 조성물 중량 기준으로 0.8중량% 미만인 경우에는 만족스러운 백색광이 얻어지지 않을 우려가 있으며 역으로 30중량%를 초과하면 휘도가 지나치게 저하될 우려가 있으므로 바람직하지 못하다.
한편, 첨가되는 광확산체(20c)의 예로써는, 실리콘 수지(silicon resin: 굴절율 1.43), 폴리아크릴레이트(polyacrylate: 굴절율 1.49), 폴리우레탄(polyurethane: 굴절율 1.51), 폴리에틸렌(polyethylene: 굴절율 1.54), 폴리프로필렌(polypropylene: 굴절율 1.46), 나일론(Nylon: 굴절율 1.54), 폴리스티렌(polystyrene: 굴절율 1.59), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate: 굴절율 1.49), 폴리카보네이트(polycarbonate: 굴절율 1.59) 등의 호모 중합체나 이들의 단량체의 공중합체 등과 같은 유기계 광확산제와; 실리카(silica: 굴절율 1.47), 알루미나(alumina: 굴절율 1.50～1.56), 글래스(glass: 굴절율 1.51), 탄산칼슘(CaCO3: 굴절율 1.51), 탈크(talc: 굴절율 1.56), 마이카(mica: 굴절율 1.56), 황산바륨(BaSO4: 굴절율 1.63), 산화아연(ZnO: 굴절율 2.03), 산화세슘(CeO2: 굴절율 2.15), 이산화티탄(TiO2: 굴절율 2.50～2.71), 산화철(2.90) 등의 무기계 광확산제, 또는 이들의 임의의 혼합물을 들 수 있으나, 바람직한 것은 유기계 광확산제이며, 가장 바람직한 것은 높은 투명성 측면에서 폴리메틸메타크릴레이트이고, 매트릭스 수지와 같은 종류를 첨가하지 않는 것이 의도하는 적절한 광확산에 의한 형광체의 충분한 여기를 담보한다는 측면에서 필요하다.
상기한 광확산체는 평균 입경 0.2～30㎛, 바람직하게는 0.5～5㎛, 특정하게는 1.0～3.5㎛인 것이 사용되며, 그 첨가량은 조성물 전 중량 기준으로 0.2～20중량%, 바람직하게는 0.5～10중량%, 특정하게는 1.0～3.0중량%이다.
광확산체(80c)의 평균 입경이 0.2㎛ 미만일 경우에는 투명성이나 투광성이 열등하게 될 우려가 있어 바람직하지 아니하며 역으로 30㎛를 초과하는 경우에는 형광체의 여기가 불충분하거나 균일하지 못하게 될 우려가 있어 마찬가지로 바람직하지 못하다.
상기한 광확산체의 전 조성물에 대한 첨가량이 0.2 중량% 미만에서는 형광체의 여기가 불충분하거나 균일하지 못하게 될 우려가 있어 바람직하지 못하며, 역으로 20중량%를 초과하면 투명성이나 투광성이 열등하게 될 우려가 있어 바람직하지 아니하다.
또한, 드물게는 조명색과 같은 기호도에 따라 무기 또는 유기 안료를 0.1～3.0중량%, 바람직하게는 0.1～1.0중량% 포함시킬 수도 있으며, 투명성 측면을 고려하면 유기 안료가 바람직하며, 이러한 안료의 예로서는 니트로계 안료, 아조계 안료, 인단트렌계 안료, 티오인디고계 안료, 페릴렌계 안료, 디옥사진계 안료, 퀴나트리돈계 안료, 프탈로시아닌계 안료, 퀴노프탈론계 안료 공지된 다양한 종류를 사용할 수 있다. 예컨대, 따뜻한 느낌을 주는 황색 안료의 경우로서는 모노아조, 디아조, 나프탈아조벤젠, 황벽, 황련 또는 이들의 임의의 혼합 안료를 들 수 있으나, 이는 어디까지나 본 발명에 있어서 선택적이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 비접촉식 전원 공급 방식을 이용한 엘이디 조명등(100a)의 절결 사시도 및 결합 단면도로서, 천장 또는 벽체 고정부(101)와 베이스 몸체(120)가 직접 결합되는 구조를 하는 것으로, 다른 모든 사항은 전술한 바와 실질적으로 동일하므로 이에 대한 부연 설명은 생략하기로 한다.
즉, 상기한 천장 또는 벽체 고정부(101)는 상용 전원(미도시)에 연결되는 제 1 유도 코일(102)이 외주연으로 감겨지는 통형상의 끼움 홈부(103)가 형성되고, 상기한 베이스 몸체(220)의 상단에는 내부 통로를 따라 제 2 유도 코일(122)이 감겨짐과 동시에 상기 통형상의 끼움 홈부(103)에 끼워져 결합되는 링형상의 삽입 돌기부(121)가 형성되어, 상용 전원에 연결된 제 1 유도 코일(102)과 이에 비접촉식으로 전기적으로 연결된 제 2 유도 코일(122)에 의해 유도 전류가 발생되어 투명 발광관(50)이 발광할 수 있게 된다.
여기서, 상기한 천장 또는 벽체 고정부(101)는 그 코너부에는 체결홀(미도시)이 형성되어 체결볼트나 나사 등에 의해 천장 또는 벽체에 용이하게 고정될 수 있도록 되어있다.
또한, 상기한 제 1 및 제 2 유도 코일 사이에서 유도기전력을 전달하는 통형상의 끼움 홈부(103) 및 링형상의 삽입 돌기부(121)의 재질은 유도 전류를 발생시켜 전달하는 재질이라면 어떠한 것도 가능하며, 바람직하게는 페라이트(ferrite) 가 바람직하다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 비접촉식 전원 공급 방식을 이용한 엘이디 조명등(100b)의 절결 사시도 및 결합 단면도로서, 천장 또는 벽체 고정부(201)와 베이스 몸체(220)가 도 4a 및 도 4b와 동일하게 직접 결합되는 구조를 하는 것으로, 다른 모든 사항은 전술한 바와 실질적으로 동일하므로 이에 대한 부연 설명은 생략하기로 한다.
즉, 상기한 천장 또는 벽체 고정부(201)는 대략 판상으로서 그 상면 중앙으로 상용 전원(미도시)에 연결되는 제 3 유도 코일(202)이 그 외주연으로 감겨지는 통형상의 끼움 홈부(203)가 형성되고, 상기한 베이스 몸체(220)의 상부 내측으로 제 4 유도 코일(222)이 감겨지며, 상기한 베이스 몸체(220)의 상면 중앙에는 상기 통형상의 끼움 홈부(203)에 끼워져 결합되는 통형상의 삽입 돌기부(221)가 형성되어, 상용 전원에 연결된 제 3 유도 코일(202)과 이에 비접촉식으로 전기적으로 연결된 제 4 유도 코일(222)에 의해 유도 전류가 발생되어 투명 발광관(50)이 발광할 수 있게 된다.
또한, 상기한 베이스 몸체(220)의 상호 대향하는 상단 가장자리에는 두 개의 클립(clip)형태의 걸림돌기(223)가 형성되고, 이에 대응하는 상기 판형상의 천장 또는 벽체 고정부(201)의 저면에는 대향하는 두 개의 걸림턱(204)이 형성되어 그 들의 상호 체결에 의해 상기 베이스 몸체(220)와 판형상의 천장 또는 벽체 고정부(201)가 더욱 더 용이하게 체결 및 견고히 고정될 수 있게 된다.
물론, 상기한 천장 또는 벽체 고정부(201)는 그 코너부에는 체결홀(도면 번호 미부여)이 형성되어 체결볼트나 나사 등에 의해 천장 또는 벽체에 용이하게 고정될 수 있도록 되어있다.
지금까지 본 발명에 따른 바람직한 구체예를 들어 본 발명을 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 예증하기 위한 것일 뿐 본 발명을 제한하려는 것은 아니며, 당업자라면 본 발명의 영역으로부터 일탈하는 일 없이도 다양한 변화 및 수정이 가능함은 물론이나 이 또한 본 발명의 영역 내임을 유의하여야만 할 것이다.
100, 100a, 100b: 비접촉식 전원 공급 방식을 이용한 엘이디 조명등
1, 101, 201: 천장 또는 벽체 고정부 2: 유도 기전력봉
10: 원통형의 하우징 11: 상측 단턱부
12: 하측 단턱부 20, 120, 220: 베이스 몸체
21: 원통형의 네크부 12-1, 21-1: 나사 체결부
22: 유도 코일부 23: 회로 기판
30: 엘이디 모듈판 40: 엘이디 또는 엘이디 칩
50: 튜브 형태의 투명 발광관 102, 202, 122, 222: 유도 코일
103, 203: 통형상의 끼움 홈부 121: 링형상의 삽입 돌기
204: 걸림턱 221: 통형상의 삽입 돌기부
223: 클립형태의 걸림돌기

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 실내 공간의 천장 또는 벽체에 형성되며, 상용 전원을 공급받는 유도 기전력부가 형성되는 천장 또는 벽체 고정부와;
    일측에 개구(開口)진 원통형의 네크부가 형성되며 이 원통형의 네크부의 내주연을 따라 유도 코일부가 설치되고 그 외측에는 나사 체결부가 형성되며, 상기 유도 기전력부로서의 유도 기전력봉의 유도 기전력에 의해 상기 유도 코일부에 유도 전류가 발생되는 베이스 몸체와;
    상기 천장 또는 벽체 고정부의 하측부 가장자리가 체결 또는 압입 고정결합되는 상측 단턱부와, 상기 베이스 몸체의 상기 원통형의 네크부의 나사 체결부와 나사 결합되는 나사 체결부가 형성된 하측 단턱부를 가지는 중공형상의 원통형 하우징과;
    상기 베이스 몸체의 타측으로는 상기 유도 코일부와 전기적으로 연결되는 복수개의 엘이디 또는 엘이디 칩이 돗트(dot) 형태로 노출되어 광을 발광하도록 장착되는 엘이디 모듈판과;
    상기 엘이디 모듈판의 상기 엘이디 또는 엘이디 칩을 커버하며, 상기 엘이디 또는 엘이디 칩으로부터 방출되는 광을 외부로 발광하기 위한 투명 발광관으로 구성되며:
    상기 천장 또는 벽체 고정부와 베이스 몸체의 결합시 상기 중공형상의 원통형 하우징의 개재(介在)에 의해 상기 유도 기전력봉이 상기 유도 코일부와 비접촉상태로 결합되는 것을 특징으로 하는
    비접촉식 전원 공급 방식을 이용한 엘이디 조명등.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 천장 또는 벽체 고정부는 상용 전원에 연결되는 상기 유도 기전력부로서의 제 1 유도 코일이 외주연으로 감겨지는 통형상의 끼움 홈부가 형성되고, 상기 베이스 몸체의 상단에는 내부 통로를 따라 상기 유도 코일부로서의 제 2 유도 코일이 감겨짐과 함께 상기 통형상의 끼움 홈부에 끼워져 결합되는 링형상의 삽입 돌기부가 형성되어, 상기 상용 전원에 연결된 제 1 유도 코일과 이에 비접촉식으로 전기적으로 연결된 상기 제 2 유도 코일에 의해 유도 전류가 발생되어 상기 복수개의 엘이디 또는 엘이디 칩이 발광하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 전원 공급 방식을 이용한 엘이디 조명등.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 천장 또는 벽체 고정부는 판상으로서 그 상면 중앙으로 상용 전원에 연결되는 상기 유도 기전력부로서의 제 3 유도 코일이 외주연으로 감겨지는 통형상의 끼움 홈부가 형성되고, 상기 베이스 몸체의 상부 내측으로는 상기 유도 코일부로서의 제 4 유도 코일이 감겨지고, 상기 베이스 몸체의 상면 중앙에는 상기 통형상의 끼움 홈부에 끼워져 결합되는 통형상의 삽입 돌기부가 형성되어, 상기 상용 전원에 연결된 제 3 유도 코일과 이에 비접촉식으로 전기적으로 연결된 상기 제 4 유도 코일에 의해 유도 전류가 발생되어 상기 복수개의 엘이디 또는 엘이디 칩이 발광하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 전원 공급 방식을 이용한 엘이디 조명등.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 베이스 몸체의 상호 대향하는 상단 가장자리에는 두 개의 클립형태의 걸림돌기가 형성되고, 이에 대응하는 상기 판형상의 천장 또는 벽체 고정부의 저면에는 대향하는 두 개의 걸림턱이 형성되어 상기 베이스 몸체와 판형상의 천장 또는 벽체 고정부가 체결 및 고정되는 것을 특징으로 하는 비접촉식 전원 공급 방식을 이용한 엘이디 조명등.
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