KR101509210B1 - 엘이디 형광등 - Google Patents

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KR101509210B1
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김규한
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남경 주식회사
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Abstract

본 발명은 길이 방향을 갖는 몸체와 상기 몸체의 적어도 일면에 배치되며 상기 길이 방향에 대해 일정한 각도로 기울어진 기울기를 갖는 방열 날개를 가지고, 열전도 플라스틱으로 형성된 하우징; 상기 하우징에 고정되며 광을 형성하는 발광다이오드 모듈; 및 상기 발광다이오드 모듈을 커버하며 상기 하우징과 체결되고 상기 광을 외부로 확산 및 방출하는 확산튜브를 포함하는 엘이디 형광등을 제공한다.

Description

엘이디 형광등{LED PHOSPHOR LAMP}
본 발명은 조명장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엘이디 형광등에 관한 것이다.
오늘날 어둠을 밝히는 조명장치로써, 형광등 및 백열등이 널리 이용되고 있다. 특히, 상기 형광등은 상기 백열등에 비해 높은 발광효율 및 긴 수명을 가지고 있어 더욱 많이 사용되고 있다. 하지만, 상기 형광등은 온도상승 및 높은 전력손실로 인해 사용수명이 단축되고, 사용되는 부품이 많아 교체비용이 많이 드는 문제가 있었다.
이와 같은 문제점을 개선하기 위한 발광 다이오드를 이용한 조명 장치가 개발되었다. 상기 발광 다이오드는 에너지 절감 및 친환경적인 장점이 있어, 상기 발광 다이오드를 이용한 광원이 차세대 조명 장치로 각광받고 있다. 이와 같은 추세에 따라, 종래 형광등은 엘이디 형광등으로 점차적으로 대체되고 있다.
그러나, 상기 엘이디 형광등은 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, 상기 엘이디 형광등은 장시간 사용시 그 발광소자로부터 발생되는 자체열에 의한 열적스트레스로 인하여 반도체 소자가 쉽게 열화(degradation)되어 그 성능이 떨어지게 된다. 이러한 발열 문제를 해결하기 위해 상기 엘이디 형광등은 알루미늄 히트 싱크를 구비하였다.
그러나, 상기 알루미늄 히트 싱크는 상기 엘이디 형광등의 제조 원가의 상승을 초래하였다.
따라서, 종래 발열 문제를 해소하기 위해 상기 엘이디 형광등은 상기 알루미늄 히트 싱크를 구비하였으나, 상기 알루미늄 히트 싱크는 제조 원가를 상승시키는 문제점을 발생시키고 있다.
본 발명은 엘이디 형광등에서 발생할 수 있는 문제점을 해결하기 위한 것으로, 구체적으로 전면과 후면 모두 발광할 수 있으며 수직 휨에 대한 보완을 하여 강도를 높이면서도 제조 원가를 줄일 수 있는 엘이디 형광등을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 해결 수단의 엘이디 형광등을 제공한다. 상기 엘이디 형광등은 길이 방향을 갖는 몸체와 상기 몸체의 적어도 일면에 배치되며 상기 길이 방향에 대해 일정한 각도로 기울어진 기울기를 갖는 방열 날개를 가지고, 열전도 플라스틱으로 형성된 하우징; 상기 하우징에 고정되며 광을 형성하는 발광다이오드 모듈; 및 상기 발광다이오드 모듈을 커버하며 상기 하우징과 체결되고 상기 광을 외부로 확산 및 방출하는 확산튜브를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 엘이디 형광등은 열전도 플라스틱으로 형성된 하우징을 구비함에 따라, 제조 원가를 줄일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 엘이디 형광등은 일정 각도로 기울어진 방열 날개를 구비한 하우징을 구비함에 따라 열전도 플라스틱으로 형성되기 때문에 발생할 수 있는 엘이디 형광등의 편향적인 휨 발생을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 엘이디 형광등은 광 투과성의 열전도 플라스틱으로 형성된 하우징을 구비함에 따라, 엘이디 형광등의 광효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 엘이디 형광등의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 엘이디 형광등의 분해사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 엘이디 형광등의 단면도이다.
도 4a 내지 도 4d는 도 1에 도시된 하우징의 다양한 형태를 보여주는 평면도들이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예들을 상세히 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 엘이디 형광등(100)은 하우징(110), 발광다이오드 모듈(120) 및 확산튜브(130)를 포함할 수 있다.
상기 하우징(110)은 열전도 플라스틱으로 형성될 수 있다.
상기 열전도 플라스틱은 레진, 고무(Rubber), 열전도성 충진제, 난연제 및 첨가제를 포함할 수 있다.
상기 레진은 광투과성 및 강도를 고려하여 폴리페닐렌 설파이드 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리이소부틸렌 수지, 폴리스티렌 수지, ABS 수지, 폴리아미드 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리카보네이트 수지 및 폴리비닐리덴 플로라이드 수지로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물일 수 있다.
상기 고무는 합성고무 또는 천연고무 중 어느 하나일 수 있다.
또한, 열전도성 충진제는 열 전도성을 고려하여 산화 마그네슘을 이용할 수 있다. 여기서, 산화 마그네슘은 수평과 수직으로 동시에 열을 전달할 수 있어, 상기 하우징(110)의 열 방출 특성을 향상시킬 수 있다.
또한, 난연제는 유기계 난연제 또는 무기계 난연제 중 어느 하나 또는 둘의 혼합물을 이용할 수 있다. 여기서, 유기계 난연제의 예로서는 인계 화합물 및 할로겐계 화합물 등일 수 있다. 또한, 무기계 난연제의 예로서는 안티몬화합물, 붕산아연, 수산화 알루미늄 및 수산화 마그네슘등일 수 있다. 첨가제는 안료, 열안정제, 가소제 및 경화제 중에 어느 하나 또는 둘 이상을 선택할 수 있다.
그러나, 본 발명의 실시예에서, 상기 열전도 플라스틱의 재질을 한정하는 것은 아니다.
상기 열전도 플라스틱은 광을 투과하는 재질일 수 있어, 상기 하우징(110)은 상기 발광다이오드 모듈(120)로부터 방출된 광을 투과할 수 있다. 이에 따라, 상기 엘이디 형광등(100)은 상기 확산튜브(130)뿐만 아니라 상기 하우징(110)을 통해서도 외부로 광을 방출할 수 있어, 상기 엘이디 형광등(100)은 확산튜브(130)만을 통해 광을 방출하는 종래의 엘이디 형광등에 비해 광효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 하우징(110)은 사출 성형을 통해 용이하게 제조될 수 있어, 종래 알루미늄 히트 싱크에 비해 제조 단가를 줄일 수 있다. 또한, 상기 하우징(110)은 열전도 플라스틱으로 이루어짐에 따라 종래 알루미늄 히트싱크에 비해 경량화, 절연특성 및 내부식성등의 특성을 확보할 수 있다.
상기 하우징(110)은 길이 방향을 갖는 몸체(111)와 상기 몸체(111)의 적어도 일측면에 배치된 방열 날개(112)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 몸체(111)와 상기 방열 날개(112)는 일체로 이루어질 수 있다.
상기 몸체(111)는 반원호 형상의 단면을 가질 수 있다.
상기 방열 날개(112)는 상기 몸체(111)상에서 돌출된 돌기일 수 있다. 상기 방열 날개(112)는 일정 간격으로 가지며 다수개로 형성될 수 있다.
여기서, 상기 하우징(110)이 열전도 플라스틱으로 형성되며 상기 방열 날개(112)가 상기 길이 방향과 평행하게 형성될 경우, 상기 하우징(110)의 수직 강도가 약화될 수 있다. 이에 따라, 상기 하우징(110)에 수직적인 하중이 인가될 경우, 상기 하우징(110)은 수직 휨과 같은 변형을 초래할 수 있다.
이때, 상기 방열 날개(112)는 상기 길이 방향에 대해서 일정한 각도로 기울어진 기울기를 가지도록 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 방열 날개(112)는 상기 하우징(110)의 길이방향에 대해 예각 또는 둔각의 각도로 기울어질 수 있다. 이로써, 상기 하우징(110)의 수직 강도가 증대될 수 있어, 수직 하중에 의한 상기 하우징(110)의 수직 휨과 같은 변형을 방지할 수 있다.
상기 방열 날개(112)는 상기 몸체(111)의 내측면에 배치된 제 1 방열 날개(112a)와 상기 몸체(111)의 외측면에 배치된 제 2 방열 날개(112b)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제 1 및 제 2 방열날개(112a, 112b)는 서로 동일한 기울기를 가질 수 있다.
하지만, 본 발명의 실시예에서 상기 제 1 및 제 2 방열날개(112a, 112b)의 형태를 한정하는 것은 아니며, 상기 제 1 및 제 2 방열날개(112a, 112b)는 서로 다른 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 및 제 2 방열날개(112a, 112b)는 서로 다른 기울기를 가질 수 있다. 이때, 상기 제 1 및 제 2 방열 날개(112a, 112b) 중 어느 하나는 상기 길이 방향에 대해 평행하도록 형성되고, 나머지 하나는 상기 길이 방향에 대해 일정한 기울기를 가지도록 형성될 수 있다. 또는, 상기 제 1 및 제 2 방열 날개(112a, 112b)는 상기 길이방향에 대해 일정한 기울기를 가지도록 형성되되, 상기 제 1 및 제 2 방열 날개(112a, 112b)는 서로 대칭된 기울기를 가질 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 방열날개(112a, 112b)는 서로 어긋나게 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 방열 날개(112)는 상기 엘이디 형광등(100)의 외부 및 내부의 공기와 접촉하는 표면적을 증대될 수 있어, 방열효과를 증대시킬 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시예에서 이를 한정하는 것은 아니며, 상기 제 1 및 제 2 방열날개(112a, 112b)는 서로 중첩되도록 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 방열 날개(112)는 제 1 및 제 2 방열 날개(112a, 112b)를 포함하는 것으로 설명하였으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 방열 날개(112)는 상기 몸체(111)의 내측면 또는 외측면 중 어느 하나의 일면에만 배치될 수도 있다.
상기 방열 날개(112)의 단면은 사다리꼴의 형태를 가질 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시예에서 상기 방열 날개(112)의 단면 형태를 한정하는 것은 아니며, 예를 들어 상기 방열 날개(112)의 단면은 직사각형, 정사각형, 삼각형, 반구형 및 반타원형 중 어느 하나의 형태를 가질 수 있다.
상기 방열 날개(112)는 평면으로 보았을 때 다양한 형태를 가질 수 있으며, 구체적인 예는 도 4a 내지 도 4d를 참조하여 설명하기로 한다.
도 4a 내지 도 4d는 도 1에 도시된 하우징의 다양한 형태를 보여주는 평면도들이다.
도 4a 내지 도 4d를 참조하여, 상기 하우징(110)의 평면 형태를 구체적으로 설명하면, 상기 방열 날개(112)는 상기 하우징(110)의 몸체의 길이방향에 대해 일정한 기울기를 가지도록 형성된 스트라이프 형태를 가질 수 있다. 여기서, 상기 스트라이프 형태는 직선형(도 4a를 참조), 나선형(도4b를 참조), 지그재그형(도 4c를 참조) 및 물결무늬형(도 4d를 참조) 중 어느 하나의 형태를 가질 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시예에서 상기 방열 날개(112)의 형태를 한정하는 것은 아니다.
여기서, 상기 방열 날개(112)가 지그재그형(도 4c를 참조) 또는 물결무늬형(도 4d를 참조)로 형성될 경우 공기와 접촉할 수 있는 표면적을 증대시킬 수 있어 방열 효과를 더욱 증대시킬 수 있다.
상기 방열 날개(112)는 제 1 및 제 2 방열날개(112a, 112b)를 포함할 경우, 상기 제 1 및 제 2 방열날개(112a, 112b)는 서로 동일하거나 서로 다른 평면 형태를 가질 수 있다.
다시, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 하우징(110)은 양단의 내측에 각각 배치되어 상기 발광다이오드 모듈(120)을 슬립 체결하는 가이드 홈(113)을 더 구비할 수 있다.
상기 발광다이오드 모듈(120)의 양측은 상기 하우징(110)의 가이드 홈(113)에 각각 슬립 체결되어, 상기 발광다이오드 모듈(120)은 상기 하우징(110)에 고정될 수 있다.
상기 발광다이오드 모듈(120)은 광을 형성하는 역할을 할 수 있다. 여기서, 상기 발광다이오드 모듈(120)은 지지 기판(121)과 상기 지지 기판(121)상에 실장된 복수의 발광 다이오드(122)를 포함할 수 있다.
상기 발광 다이오드(122)는 기판(미도시) 및 상기 기판(미도시) 상에 P형 반도체층(미도시), 활성층(미도시) 및 N형 반도체층(미도시)을 포함할 수 있으며, 상기 활성층(미도시)을 이루는 물질의 종류 또는 조성에 따라 다른 파장대의 광을 발광할 수 있다.
상기 지지 기판(121)은 MCPCB (Metal Core Printed Circuit Board), FR4PCB(Flame Retardant 4 Printed Circuit Board) 및 세라믹 기판 중 어느 하나일 수 있다. 여기서, 상기 지지 기판(121)의 면적을 조절하여, 상기 엘이디 형광등(100)의 하우징(110)을 통해 방출되는 광의 세기를 조절할 수 있다.
이에 더하여, 상기 하우징(110)은 양단의 외측에 각각 배치되어 상기 확산 튜브(130)를 후크 체결하는 체결 홈(114)을 더 구비할 수 있다.
상기 확산튜브(130)는 상기 체결홈(114)과 대응된 체결돌기(131)를 구비할 수 있다. 이에 따라, 상기 확산튜브(130)의 체결돌기(131)와 상기 하우징(110)의 체결홈(114)이 후크 체결됨에 따라, 상기 확산튜브(130)와 상기 하우징(110)은 서로 체결될 수 있다. 이때, 상기 확산튜브(130)는 상기 발광다이오드 모듈(120)의 상면을 커버할 수 있다.
상기 확산튜브(130)는 반원호의 형상을 가질 수 있다. 여기서, 상기 확산튜브(130)의 반원호 형상은 상기 하우징(110)의 반원호의 형상과 대칭될 수 있다. 이에 따라, 상기 하우징(110)과 확산튜브(130)가 체결되어, 원통형의 엘이디 형광등(100)이 형성될 수 있다.
상기 확산튜브(130)는 그 내부에 구비된 구성 요소 또는 그 재질 자체가 확산 재료로 이루어져 상기 발광다이오드 모듈(120)의 발광 다이오드(122)들에서 발광된 광을 혼합하거나, 확산시키는 역할을 할 수 있다. 또는, 상기 확산튜브(130)는 도면에 자세히 도시하고 있지 않지만, 그 내측 표면 또는 외측 표면에 그 단면이 원형 또는 다각형인 패턴(미도시)을 구비하여 상기 발광 다이오드(122)들에서 발광된 광을 혼합하거나, 확산시키는 역할을 할 수 있다.
이에 더하여, 상기 엘이디 형광등(100)의 양단부에 각각 배치된 소켓부(140)를 더 포함할 수 있다. 상기 소켓부(140)는 소켓 몸체(141)와 단자핀(142)을 포함할 수 있다.
상기 소켓 몸체(141)는 내부에 홈부를 갖는 원기둥의 형태를 가질 수 있다. 여기서, 상기 소켓 몸체(141)의 일측은 개구되어 있을 수 있다. 또한, 상기 소켓 몸체(141)의 타측은 벽면을 구비할 수 있다.
상기 단자핀(142)은 상기 소켓 몸체(141)의 타측의 벽면을 관통하며 외부로 돌출될 수 있다. 상기 단자핀(142)은 외부전원으로부터 상기 발광다이오드 모듈(120)로 전원을 제공하는 역할을 할 수 있다.
이에 더하여, 도면에는 도시되지 않았으나 상기 소켓 몸체(141)의 내부에 회로부가 더 구비될 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시예에서 상기 회로부의 배치를 한정하는 것은 아니다. 상기 회로부는 상기 발광다이오드 모듈(120)과 상기 단자핀(142)과 연결될 수 있다. 이때, 상기 회로부는 상기 단자핀(142)을 통해 공급받은 AC 전원을 상기 발광다이오드 모듈(120)로 제공되는 DC 전원으로 변경하는 AC-DC SMPS(Switching Mode Power Supply)를 포함할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에서 같이, 엘이디 형광등(100)은 열전도 플라스틱으로 형성된 하우징(110)을 구비함에 따라, 제조 원가를 줄일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 엘이디 형광등(100)은 광 투과성의 열전도 플라스틱으로 형성된 하우징(110)을 구비함에 따라, 확산튜브(130)뿐만 아니라 하우징(110)을 통해서도 광을 방출할 수 있어 엘이디 형광등의 광효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 엘이디 형광등(100)은 일정 각도로 기울어진 방열 날개(112)를 구비한 하우징(110)을 구비함에 따라 열전도 플라스틱으로 형성되기 때문에 발생할 수 있는 엘이디 형광등(100)의 편향적인 휨 발생을 방지할 수 있다.
이상 본 발명을 상기 실시 예들을 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것이 아니다. 당업자라면, 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정, 변경을 할 수 있으며 이러한 수정과 변경 또한 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.
110 : 하우징 111 : 몸체
112 : 방열날개 120 : 발광다이오드 모듈
130 : 확산튜브 140 : 소켓부

Claims (11)

  1. 반원호 형상의 단면을 가지고 길이 방향을 갖는 몸체와 상기 몸체의 적어도 일면에 배치되며 상기 길이 방향에 대해 일정한 각도로 기울어진 기울기를 갖는 방열 날개를 가지고, 열전도 플라스틱으로 형성된 하우징;
    상기 하우징에 고정되면서 광을 형성하기 위하여 지지 기판과 상기 지지 기판상에 실장된 복수의 발광 다이오드를 포함하여 이루어지는 발광다이오드 모듈;
    상기 발광다이오드 모듈을 커버하며 상기 하우징과 마주보는 반원호 형상으로 하우징과 체결되어 원통형의 형광등을 형성하고, 상기 발광다이오드모듈에서 형성된 광을 외부로 확산 및 방출하는 확산튜브를 포함하며,
    상기 하우징은 상기 발광다이오드모듈에서 방출되는 광을 투과하는 투명한 재질의 열전도 플라스틱이 사출성형으로 형성되고,
    상기 발광다이오드 모듈을 구성하는 지지 기판의 면적을 조절하여 상기 하우징을 통해 방출되는 광의 세기를 조절하며,
    상기 방열날개는, 상기 하우징을 구성하는 몸체의 상면에서 상부 및 하부로 돌출되는 돌기가 상기 몸체의 내측면 및 외측면에 각각 형성되는 제 1 및 제 2 방열날개를 포함하고,
    상기 제 1 및 제 2 방열날개는 상기 몸체의 내측면과 외측면에서 서로 어긋나게 배치되는 엘이디 형광등.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 방열 날개는 직선형, 나선형, 지그재그형 및 물결무늬형 중 어느 하나의 형태를 갖는 엘이디 형광등.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 방열 날개의 단면은 사다리꼴, 직사각형, 정사각형, 삼각형, 반구형 및 반타원형 중 어느 하나의 형태를 갖는 엘이디 형광등.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 방열 날개는 서로 동일한 기울기를 가지거나 서로 다른 기울기를 갖는 엘이디 형광등.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징은 양단의 내측에 각각 배치되어 상기 발광다이오드 모듈을 슬립 체결하는 가이드 홈을 더 포함하는 엘이디 형광등.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징은 양단의 외측에 각각 배치되어 상기 확산 튜브를 후크 체결하는 체결 홈을 더 포함하는 엘이디 형광등.
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