KR101621811B1 - Led광원 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

방열 효율이 높은 LED광원을 제공한다.본 발명의 LED광원은, 1개 또는 복수의 LED광원장치 100를 포함한다. 각 LED광원장치 100는, 제1의 발광면 11과, 제1의 발광면 11과 반대측의 제2의 발광면 12을 갖는 LED소자 10와, LED소자 10의 제1의 발광면 11과 제2의 발광면 12에 위치하는 2개의 형광 부재 20,30를 포함한다. 이것에 의해, LED소자 10는, 위치결정이 된다. 이것에 의해, LED소자 10로부터 발생하는 광선은, 제1의 발광면 11및 제2의 발광면 12으로부터 2개의 형광 부재 20,30을 통과한다. LED광원장치 100는, 180도를 초과하는 조명효과를 제공하고, LED소자 10의 모든면 위는 효율적으로 열을 전달하여 분산된다.

Description

LED광원 및 그 제조 방법{LED light source and Manufacturing Method Thereof}
본 발명은, LED광원 및 그 제조 방법에 관한 것이며, 특히, 방열 장치를 갖고, LED광 전구에 적용되어, 고휘도의 조명효과를 제공할 수 있고, 비용을 저감할 수 있는 LED광원 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
종래의 LED광원은, 효율이 높은 운전을 실현하기 위해, 방열 효율이 높은 방열 장치에 의해 방열을 할 필요가 있다. 일반적으로, 방열 메커니즘 또는 방열 장치는, 자연의 열대류를 이용하는 것, 냉각 팬이 설치된 것, 히트 파이프가 설치된 것, 흡열구조가 설치된 것 등을 포함한다. 그러나, 냉각 팬은, 구조가 간소하나, 신뢰성이 떨어진다. 히트 파이프는, 방열 속도가 늦다. 흡열구조는, 방열판 표면적에 의한 제한을 받는다. 즉, 이것의 종래의 구조에서는, 방열 문제를 완전히 해결할 수 없다.
또한, 종래의 LED광원은, 밀봉 구조를 갖는다. 밀봉 구조는, 베이스가 되는 기판과, LED소자를 포함한다. LED소자의 한쪽 면은, 기판상에 결합되어, 다른쪽 면이 발광한다. 또한, LED소자는, 수지에 의해 밀봉 되는 것에 의해, 기판상에 부착된다.
최근, LED의 방열 문제는, LED에 관련되는 기술에 있어서의 중요한 과제의 하나가 되었다. LED방열 장치의 설계 및 구조는, LED광원의 수명, 기능 및 비용을 결정하는 큰 요인이 되었다. 또한, 종래의 LED광원은, 하나의 발광면 밖에 제공할 수 없고, 한쪽면(결합면)은, 기판상에 결합되므로, 발광시킬 수 없다. 이로 인해, 조명 휘도 및 조명 효율이 낮다. 또한, 결합면상의 광선은, 기판에 의해 저지되므로, 빛 에너지가 열 에너지로 변환되어, 결합면 및 기판상에 열이 축적된다. 주지와 같이, LED광원은, 작동 온도가 높아지면, 발광 효율이 대폭 저하된다. 즉, LED의 방열 문제는, LED광원의 발광 효율 및 성능에 큰 영향을 준다.
본 발명의 제1의 목적은, 조명 효율을 대폭 높이고, 설계난도를 저감하고, 제조 비용을 저감할 수 있는 LED광원을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 제2의 목적은, 양측면이 발광하는 것에 의해, 종래의 LED광원과 같이, 결합면 및 기판상에 열이 축적하는 것을 방지할 수 있는 LED소자를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 제3의 목적은, LED소자에 2개의 형광 부재가 샌드위치 형상으로 직접 접속되는 것에 의해, 1개 또는 복수의 통로구가 형성되어, 통로구에 의해, LED소자에 발생하는 열을 전달하여 제거할 수 있는 LED소자를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 제4의 목적은, LED소자에 2개의 형광 부재가 샌드위치 형상으로 직접 접속되는 것에 의해, 1개 또는 복수의 통로구가 형성되어, 통로구에 의해, LED소자에 발생하는 열을 전달하여 제거할 수 있는 2층 구조의 LED소자를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 제5의 목적은, LED소자에 2개의 형광 부재가 샌드위치 형상으로 직접 접속되는 것에 의해, 1개 또는 복수의 통로구가 형성되어, 통로구에 의해, LED소자에 발생하는 열을 전달하여 제거할 수 있는 3층 구조의 LED소자를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 제6의 목적은, LED소자에 2개의 형광 부재가 샌드위치 형상으로 사이에 끼워지고, 소정의 위치에 결합되는 것에 의해, 1개 또는 복수의 통로구를 갖는 LED수용 공간이 형성되어, LED수용 공간에 충진가스(filled gas)등의 기체를 충전 함으로써 방열 효를 높일 수 있는 LED소자를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 제7의 목적은, 쉘 공간을 갖는 쉘 바디를 포함하고, 쉘 공간에는 충진가스가 충전되어, 벌브에는, 적어도 1개의 LED소자 또는 LED광원장치가 수납되어서 연통(連通)되어, 쉘 바디 전체에 의해 방열을 실시할 수 있는 LED광 전구를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 제8의 목적은, 쉘 공간을 갖는 쉘 바디를 포함하고, 쉘 공간에는 충진가스가 충전되어, 쉘 바디에는, 적어도 1개의 LED소자 또는 LED광원장치가 수납되어서 연통되고, 각LED소자 또는 LED광원장치는, 발광 기능을 갖는 고정 부재(retention member)를 통해서 쉘 바디의 두부(head portion)에 접속 또는 지지되고, 이것에 의해, 쉘 공간의 LED소자 또는 LED광원장치가 생성하는 빛 에너지는, 쉘 바디 전체의 발광면에 도달하는 LED광 전구를 제공하는 것에 있다.
상술한 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, LED광 전구를 제공하는 것이다. 본 발명의 LED광 전구는, 쉘 바디를 포함한다. 쉘 바디는, 충진가스가 충전되는 쉘 공간과, 발광면을 포함한다. LED광 전구는, LED광원장치를 더욱 포함한다.
LED광원장치는, 쉘 공간에 수용되어, 쉘 바디의 두부에 지지되는 것에 의해 조명효과를 제공한다. LED광원장치는, 적어도 1개의 LED소자, 2개의 형광 부재, 전극 및 고정 부재를 포함한다.
적어도 1개의 LED소자는, 제1의 발광면 및 제2의 발광면을 포함하고, 전계발광하고, 조명효과를 제공한다.
2개의 형광 부재는, LED소자를 샌드위치 형상으로 사이에 끼운다. 이것에 의해, 형광 부재상에 발광면이 압착되고 나서, LED소자로부터 발생하는 열이 전달된다. 또한, LED소자로부터 발생하는 광선은, 2개의 발광면에서 2개의 형광 부재에 전파된다.
전극의 양단은, LED소자의 대응단에 전기적으로 접속되고, 쉘 바디의 두부를 통해서, 전원에 접속된다.
고정 부재는, 2개의 형광 부재를 접속하는 것에 의해, LED수용 공간을 형성하고 나서, 2개의 형광 부재간의 거리를 고정한다. 이것에 의해, LED소자는, 2개의 형광 부재간에 위치하고 나서, LED수용 공간내에 위치한다. 전극의 양단은, 외부로 연장되고, 쉘 바디의 두부에 접속된다. 또한, 고정 부재의 2개의 형광 부재간에는, 1개 또는 복수의 통로구가 형성된다. 이것에 의해, LED소자와 LED수용 공간외부의 쉘 공간과의 사이는 연통된다. 이것에 의해, 충진가스를 매체로 하여 통로구를 통해, 열을 LED소자에서 쉘 공간까지 전달시켜, 쉘 바디 전체에서 효율적으로 외부로 방열할 수 있다.
또한, 본 발명은, LED광원장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 LED광원장치는, 적어도 1개의 LED소자, 2개의 형광 부재, 전극 및 고정 부재를 포함한다.
적어도 1개의 LED소자는, 제1의 발광면 및 제2의 발광면을 포함하고, 전계발광하고, 조명효과를 제공한다.
2개의 형광 부재는, LED소자를 샌드위치 형상으로 사이에 끼운다. 이것에 의해, 형광 부재상에 발광면이 압착된 후, LED소자로부터 발생하는 열이 전달된다. 또한, LED소자로부터 발생하는 광선은, 2개의 발광면에서 2개의 형광 부재에 전파된다.
전극의 양단은, LED소자의 대응단에 전기적으로 접속되고, 쉘 바디의 두부를 통해, 전원에 접속된다.
고정 부재는, 2개의 형광 부재를 접속하는 것에 의해, LED수용 공간을 형성한 후에, 2개의 형광 부재간의 거리를 고정한다. 이것에 의해, LED소자는, 2개의 형광 부재간에 위치하고 나서, LED수용 공간중에 위치한다. 전극의 양단은, LED수용 공간 외부까지 연장한다.
고정 부재는, 한 쌍의 위치 결정재료 및 2개의 LED암(arm) 부재를 포함한다.
한 쌍의 위치 결정재료는, 2개의 형광 부재의 양단에 샌드위치된다. 이것에 의해, 2개의 형광 부재간의 거리는, LED소자의 두께보다 길다. 2개의 형광 부재간의 거리와 LED소자의 두께가 다르므로, 발광면과 대응하는 형광 부재와의 사이에는, 열통로가 형성된다.
2개의 LED암부재(arm member)는, LED소자의 양측부근에 접속되는 것에 의해, LED소자를 지지한다. 이것에 의해, LED소자는, 2개의 형광 부재간에 매달아 설치되고, LED수용 공간내에 위치한다. LED소자의 양측부근 및 2개의 형광 부재의 열전달 효과에 의해, LED소자의 열이 제거된다.
또한, 본 발명은, 조명에 적용되는 LED광원의 제조 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 LED광원의 제조 방법은, 이하(a)~ (g)의 스텝을 포함한다.
(a)전류분산층과 발광층을 수평으로 오버랩한다.
(b)LED소자를 형성한다.
LED소자는, 2개의 발광면을 갖고, LED소자에 도핑하는 것에 의해, 전류분산층 상에 P형 도핑층을 형성하고, 발광층 상에 N형 도핑층을 형성한다. 이것에 의해, 전류분산층과 발광층의 사이에 P-N접속이 형성된다. P-N접속상은, 전계발광한다.
(c) 2개의 형광 부재에 의해, 1쌍의 LED소자를 샌드위치 형상으로 사이에 끼운다. 이것에 의해, LED소자의 2개의 발광면이 2개의 형광 부재에 압착되어, 열이 전달되게 된다.
(d)전극을 각LED소자에 접속하는 것에 의해, LED소자를 전원에 접속한다.
(e) 2개의 형광 부재 및 고정 부재를 밀봉하여 LED광원장치를 형성한다. 이것에 의해, 1개 또는 복수의 LED소자가 수용되는 LED수용 공간이 형성된다. LED수용 공간에는, 1개 또는 복수의 통로구가 형성되고 나서, LED수용 공간외에 위치하는 외부환경이 형성된다. LED소자로부터 발생하는 열은, 통로구로부터 외부에 전달되어 제거된다.
(f)쉘 바디의 두부에 전극을 접속하여 LED광 전구를 형성한다. 쉘 바디의 두부에 LED광원장치를 지지하는 것에 의해, LED광원장치는, 충진가스가 충전된 쉘 공간에 수용된다. 충진가스는, 열전달의 매체가 되어, 열은, LED광원장치로부터 쉘 바디에 도달한다.
(g)빛효과구조를 준비한다. 빛효과구조는, 1개 또는 복수의 코넥터를 포함한다. 코넥터는, 1개의 LED광원장치를 쉘 바디의 두부에 접속하기 위해 이용할 수 있다. 이것에 의해, LED광원장치는, 쉘 공간이 호적한 위치에 위치하므로, LED광원장치가 생성하는 광선은, 쉘 바디의 발광면 전체적으로 도달한다.
스텝(a)중, 베이스층을 발광층 상에 본딩하는 스텝을 선택적으로 포함할 수 있다.
스텝(b)중, 스텝(b)을 반복하여 실시하고, 1쌍의 LED소자를 형성하는 스텝을 더욱 포함한다.
스텝(e)중, 스텝(e)후, 상술한 스텝을 반복하여 실시하고, 1쌍의 LED광원장치를 형성하는 스텝을 더욱 포함한다.
스텝(f)은, 1쌍의 LED광원장치를 쉘 바디의 두부에 접속하여 LED광 전구를 형성하는 스텝으로 대신할 수 있다. 본 스텝 중, 각LED광원장치의 전극이 쉘 바디의 두부에 접속되는 것에 의해, LED광원장치는, 지지된다. LED광원장치는, 충진가스가 충전된 쉘 공간에 수용된다. 충진가스가 열전달의 매체가 되는 것에 의해, 열은, LED광원장치로부터 쉘 바디에 전달된다.
본 발명의 LED광원은, 양측이 발광하기 위해, 종래의 LED의 발광 각도가 한정되는 결점을 극복할 수 있다. 또한, 모든 발광 각도에 빛 에너지가 이용되므로, 30%이상의 빛 에너지 이용율을 실현할 수 있다. 즉, 본 발명은, 종래의 방열 베이스에 의한 방열의 결점을 완전히 극복하고, 충분한 조명 효과와 모든 각도로의 방열을 실현하고, 조명 효율 및 방열 효율을 높일 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서는, LED소자를 저온의 환경중에서 고출력으로 작동시킬 수 있고, 방열 기능을 대폭 높일 수 있다. 이것에 의해, 전자 및 정공에 호적한 환경을 제공할 수 있고, 전계발광에 의해, 높은 조명효과를 제공할 수 있다. 이것에 의해, 방열 효율이 높고, 조명 효과가 높고, 방열 효과가 높은 호적한 작동 환경을 구축할 수 있다. 측정 결과에 의하면, 본 발명의 LED광원의 전기 에너지가 빛 에너지로 변환되는 효율은, 85%이상에 달한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시형태에 의한 LED광원을 도시한 단면도이다.
도2는 본 발명의 상술한 바람직한 실시형태에 의한 LED광원의 다른 실시 형태를 도시한 평면도이다.
도3은 도2의 선A-A에 따른 단면도이다.
도4는 본 발명의 상술한 바람직한 실시형태에 의한 LED광원의 LED소자를 도시하는 단면도이다.
도5는 본 발명의 상술한 바람직한 실시형태에 의한 LED광원의 LED소자와 2개의 형광 부재와의 구조관계를 나타내는 분해 사시도이다.
도6은 본 발명의 상술한 바람직한 실시형태에 의한 LED광원의 다른 실시 형태를 도시한 측면도이다.
도7은 도6의 LED광원의 다른 실시 형태를 도시한 측면도이다.
도8은 본 발명의 상술한 바람직한 실시형태에 의한 LED광원의 다른 실시 형태를 도시한 측면도이다.
도9는 본 발명의 상술한 바람직한 실시형태에 의한 LED광원의 다른 실시 형태를 도시한 측면도이다.
도10은 본 발명의 상술한 바람직한 실시형태에 의한 LED광원의 다른 실시 형태를 도시한 측면도이다.
도11은 본 발명의 상술한 바람직한 실시형태에 의한 LED광원의 다른 실시 형태를 도시한 측면도이다.
도12는 본 발명의 상술한 바람직한 실시형태에 의한 LED광원의 다른 실시 형태를 도시한 측면도이다.
도13은 본 발명의 상술한 바람직한 실시형태에 의한 LED광원의 다른 실시 형태를 도시한 평면도이다.
도14는 본 발명의 상술한 바람직한 실시형태에 의한 LED광원의 다른 실시 형태를 도시한 평면도이다.
도15는 본 발명의 상술한 바람직한 실시형태에 의한 LED광원의 다른 실시 형태를 도시한 측면도이다.
도16은 도15의 평면도이다.
도17은 본 발명의 상술한 바람직한 실시형태에 의한 LED광원의 다른 실시 형태를 도시한 단면도이다.
도18은 본 발명의 상술한 바람직한 실시형태에 의한 LED광원의 다른 실시 형태를 도시한 단면도이다.
도19는 본 발명의 상술한 바람직한 실시형태에 의한 LED광원의 다른 실시 형태를 도시한 측면도이다.
도20은 본 발명의 상술한 바람직한 실시형태에 의한 LED광원의 다른 실시 형태를 도시한 측면도이다.
도21은 본 발명의 상술한 바람직한 실시형태에 의한 LED광원의 다른 실시 형태를 도시한 측면도이다.
도22는 본 발명의 상술한 바람직한 실시형태에 의한 LED광원의 다른 실시 형태를 도시한 측면도이다.
도23은 본 발명의 상술한 바람직한 실시형태에 의한 LED광원의 다른 실시 형태를 도시한 단면도이다.
도24는 본 발명의 상술한 바람직한 실시형태에 의한 LED광원의 다른 실시 형태를 도시한 측면도이다.
도25는 도24의 LED광원장치를 도시한 평면도이다.
도26은 도25의 선A-A에 따른 단면도이다.
도27은 본 발명의 상술한 바람직한 실시형태에 의한 LED광원의 제조 방법을 나타내는 블록도다.
도28은 본 발명의 상술한 바람직한 실시형태에 의한 LED광원의 다른 실시 형태를 도시한 평면도이다.
도29는 본 발명의 상술한 바람직한 실시형태에 의한 LED광원의 다른 실시 형태를 도시한 단면도이다.
도30은 본 발명의 상술한 바람직한 실시형태에 의한 LED광원의 LED소자가 전도층에 전기적으로 접속되는 상태를 도시한 단면도이다.
도31은 본 발명의 상술한 바람직한 실시형태에 의한 LED광원의 전도층인 프린트 회로층이 형광 부재상에 형성되는 상태를 나타내는 분해 사시도이다.
도32는 본 발명의 상술한 바람직한 실시형태에 의한 LED광원의 LED소자의 P형 도핑층 및 N형 도핑층을 나타내는 단면도이다.
도33은 본 발명의 상술한 바람직한 실시형태에 의한 LED광원의 LED소자가 도치방식(in an up-side-down manner )으로 형광 부재상에 장착되는 상태를 제시하는 측면도이다.
도34는 본 발명의 상술한 바람직한 실시형태에 의한 LED광원의 LED소자가 도치방식으로 형광 부재상에 장착될 때의 LED소자의 위치를 제시하는 측면도이다.
도35는 본 발명의 상술한 바람직한 실시형태에 의한 LED광원의 형광층을 나타내는 측면도이다.
도36은 본 발명의 상술한 바람직한 실시형태에 의한 LED광원의 형광층의 다른 실시 형태를 도시한 측면도이다.
도37은 본 발명의 상술한 바람직한 실시형태에 의한 LED광원의 형광층의 다른 실시 형태를 도시한 측면도이다.
도38은 본 발명의 상술한 바람직한 실시형태에 의한 LED광원의 형광층의 다른 실시 형태를 도시한 측면도이다.
도1~도3, 도17및 도18을 참조한다. 도1~도3, 도17및 도18은, 본 발명의 1실시 형태에 의한 LED광원을 나타낸다. LED광원은, 전원에 전기적으로 접속되는 1개 또는 복수의 LED광원장치 100과, 고정 부재 5를 포함한다. 각 LED광원장치 100는, 적어도 1개의 LED소자 10를 포함한다. LED소자 10는, 제1의 발광면 11및 제2의 발광면 12을 갖고, 전원에 전기적으로 접속된다. 제1의 형광 부재 20와 제2의 형광 부재 30는, 제1의 발광면 11상에 제2의 발광면 12상에 설치된다. 고정 부재 5는, 제1의 형광 부재 20및 제2의 형광 부재 30에 접속되고, 제1의 형광 부재 20및 제2의 형광 부재 30의 위치 결정한다.
여기에서, 도2~도5에 나타낸 바와 같이, 각LED광원장치 100의 LED소자 10는, 제1의 발광면 11및 제2의 발광면 12이 전계발광하여 조명효과를 제공한다. LED소자 10는, 제1의 형광 부재 20와 제2의 형광 부재 30의 사이에 위치한다. 여기에서, LED소자 10는, 제1의 형광 부재 20와 제2의 형광 부재 30의 사이에, 샌드위치 형상으로 샌드위치된다. 이것에 의해, 제1의 발광면 11과 제2의 발광면 12은, 제1의 형광 부재 20와 제2의 형광 부재 30에 압착지지된 후, LED소자 10로부터 발생하는 열이 전달된다. 즉, LED소자 10로부터 발생하는 광선은, 제1의 발광면 11및 제2의 발광면 12로부터 제1의 형광 부재 20및 제2의 형광 부재 30에 전파된다. 또한 LED소자 10는, 전기적 접속 장치를 통해, 전원에 전기적으로 접속된다. 전기적 접속 장치는, 전극 81을 포함한다. 전극 81의 양단이 LED소자 10의 양쪽대응단에 각각 전기적으로 접속되는 것에 의해, LED소자 10는, 전원에 전기적으로 접속된다.
고정 부재 5는, 제1의 형광 부재 20및 제2의 형광 부재 30에 접속되고, 제1의 형광 부재 20및 제2의 형광 부재 30의 위치결정을 한다. 또한, 제1의 형광 부재 20와 제2의 형광 부재 30의 사이에는, LED수용 공간 51이 형성되어, LED소자 10는, LED수용 공간 51내에 수용된다. 여기에서, 고정 부재 5는, 제1의 형광 부재 20 및 제2의 형광 부재 30의 주변 에지들에 접속되어, 제1의 형광 부재 20 및 제2의 형광 부재 30의 위치결정을 한다.
또한, 제1의 형광 부재 20및 제2의 형광 부재 30가 고정 부재 5에 의해 고정되어 위치 결정이되면, 제1의 형광 부재 20와 제2의 형광 부재 30의 사이의 간격 (즉, LED수용 공간 51의 폭)이 고정된다. 이것에 의해, LED수용 공간 51에 위치하는 LED소자 10는, 제1의 형광 부재 20와 제2의 형광 부재 30의 사이에 고정된다. 전극 81의 양단은, LED수용 공간 51외부까지 연장한다.
고정 부재 5는, 가장자리 고정 부재이며, 단면이 E자형을 나타내고, 2개의 수평부와, 2개의 수평부간에 위치하는 수직부가 형성된다. 고정 부재 5의 2개의 수평부는, 제1의 형광 부재 20 및 제2의 형광 부재 30의 주변 에지에서 2개의 외측 면에 각각 접속된다. 고정 부재 5는, 단면이 E자형이며, 3개의 수평부와, 3개의 수평부를 따라 형성되는 수직부가 형성되는 것이 바람직하다. E자형의 고정 부재 5의 2개의 수평부는, 제1의 형광 부재 20및 제2의 형광 부재 30의 주변 에지에서 2개의 외측 면에 각각 접속된다. 또한, E자형의 고정 부재 5의 중간의 수평부는, LED수용 공간 51내까지 연장되어 진입하는 것에 의해, LED수용 공간 51의 폭을 더욱 고정한다 (도3참조).
고정 부재 5는, 제1의 형광 부재 20와 제2의 형광 부재 30의 사이에 형성되는 1개 또는 복수의 통로구 70을 포함한다. 통로구 70에 의해, LED소자 10는, LED수용 공간 51외부로 연통되고, 통로구 70로부터 LED소자 10의 열이 외부에 전달되어 제거된다.
LED소자 10는, 제1의 발광면 11및 제2의 발광면 12을 갖는다. 또한, 제1의 발광면 11과 제2의 발광면 12에는, 제1의 형광 부재 20와 제2의 형광 부재 30이 접속된다. 이것에 의해, LED소자 10는, 2개의 발광면을 제공하고, 조명효과를 적어도 30% 높일 수 있다. 또한, LED소자 10는, 철판으로 이루어지는 베이스 또는 흡열구조로 고정되지 않는다. 즉, 본 발명의 LED소자 10는, 1개가 아니라, 2개의 노출부를 갖으므로, 대류 및 복사에 의해 방열이 이루어진다. 따라서, LED소자 10의 방열 장치의 구조를 간소화할 수 있다. 즉, 종래의 한쪽 측면이 베이스 또는 흡열기구에 의해 피복되는 LED광원과 다르며, 본 발명의 LED소자 10는, 넓은 각도로 조명효과를 제공할 수 있다. 본 발명의 LED소자 10의 제1의 발광면 11및 제2의 발광면 12은, 각각 180도를 초과하는 조명효과를 제공할 수 있다.
제1의 형광 부재 20는, 형광칩이며, 유리칩, 수정체칩 또는 투명 세라믹 칩인 것이 바람직하다. 또한, 제2의 형광 부재 30은, 형광 콜로이드인 것이 바람직하다. 혹은, 제1의 형광 부재 20가 형광 콜로이드로, 제2의 형광 부재 30가 형광칩일 수 있다. 또한, 선택적으로, 제1의 형광 부재 20및 제2의 형광 부재 30이 형광칩 또는 형광 콜로이드일 수 있다. 즉, 제1의 형광 부재 20및 제2의 형광 부재 30은, 형광칩 또는 형광 콜로이드이다.
여기에서, 제1의 형광 부재 20 또는 제2의 형광 부재 30의 형광칩이 배열되는 것에 의해, LED소자 10의 베이스가 형성된다. 이것에 의해, LED소자 10의 열이 분산되어 제거된다. 형광칩의 두께는, 종래의 LED광원의 베이스 구조보다 얇으므로, 열전달 효율을 대폭 높일 수 있다. 형광칩은, 유리 재료, 수정체 재료 또는 형광체 분말이 도포된 투명 세라믹 재료로 이루어진다. 형광칩은, 레어어스 금속이 되핑사용된 YAG로 이루어지는 것이 바람직하다.
도2및 도3에 나타낸 바와 같이, 각LED소자 10는, 제1의 형광 부재 20와 제2의 형광 부재 30의 사이에, 샌드위치 형상으로 간격을 두고 배열된다. 또한, 형광칩은, 제1의 형광 부재 20및 제2의 형광 부재 30에 사용할 수 있다. 여기에서, 각LED소자 10는, 병렬 또는 직렬 방식으로 전기적으로 접속되고, 제1의 형광 부재 20와 제2의 형광 부재 30의 사이가 동일한 수평선상에 있어서, 샌드위치 형상으로 간격을 두고 샌드위치된다. 이것에 의해, 인접하는 2개의 LED소자 10사이에는, 열이 전달되는 열통로 40가 형성된다.
여기에서, 형광칩은, 경화성(rigid)을 갖는다. 경화성에 의해, LED소자 10가 지지되므로, 종래의 LED광원과 같이 지지 베이스 (일반적으로 철판으로 이루어지는 베이스판)를 사용할 필요가 없다. 이것으로 의해, 조명효과를 향상시키고, 전체의 치수를 축소할 수 있다. 또한, 2개의 인접하는 LED소자 10사이에 위치하는 열통로 40에 의해, LED소자 10의 열을 효율적으로 직접 방열하여 제거할 수 있다. 이로 인해, LED소자에 수지밀봉을 하지 않아도, 열통로 40이 설치되는 것에 의해, 효율적으로 방열을 할 수 있다. 이것에 의해, LED소자가 냉각되므로, 수명을 연장할 수 있다.
도2~도4에 나타낸 바와 같이, 2개의 형광칩은, 제1의 형광 부재 20및 제2의 형광 부재 30에 사용된다. 또한, 2개의 형광칩의 위치는, 서로 평행하고, 샌드위치 형상으로 LED소자 10를 사이에 끼운다. 각LED소자 10는, 플립칩 구조를 갖으며, 6개의 발광면을 갖는다. 또한, 복수의 층이 순서대로 오버랩되어 배열된다. 즉, 도4에 나타낸 바와 같이, 경화성갖으면서, 투명한 베이스층 13, 발광층 14및 전류분산층 15이 순서대로 오버랩되어 배열된다. 제2의 형광 부재 30는, 베이스층 13에 접속되고, 제1의 형광 부재 20는, 전류분산층 15에 접속된다. LED소자 10의 플립칩 구조는, 구조가 간단하여, 2개의 발광면을 제공할 수 있다.
선택적으로, 베이스층 13은, 사파이어이며, 제1의 형광 부재 20(또는 제2의 형광 부재 30)에 접합된다. 접합 방식은, 분자접합이 가장 바람직하다.
분자접합은, 실리카겔 등의 도전 매체가 필요없다. 도전 매체는, 열전달 능력이 한정되나, 분자접합은, LED소자 10의 열전달 능력 및 열전달 효율을 높일 수 있다. 여기에서, 베이스층 13은, 다른 재료로 구성할 수 있다 (예를 들면, LiACO3). 즉, 베이스층 13은, 제1의 형광 부재 20(또는 제2의 형광 부재 30)에 안전하게 결합시킬 수 있으면 된다.
선택적으로, 베이스층 13을 두지 않고, LED소자 10를 제1의 형광 부재 20(또는 제2의 형광 부재 30)의 단부에 결합할 수 있다. 이 단부에는, 도전 소자가 설치되어 있지 않다. 베이스층 13이 없는 LED소자 10가 제1의 형광 부재 20(또는 제2의 형광 부재 30)상에 직접 결합되는 것에 의해, LED소자 10로부터 보다 많은 열이 제거된다.
도3및 도5에 나타낸 바와 같이, 각LED소자 10는, 조명효과를 제공하기 위해서 이용할 수 있다. 제1의 형광 부재 20와 제2의 형광 부재 30는, 각LED소자 10를 샌드위치 형상으로 사이에 끼운다. 이것에 의해, 각LED소자 10는, 제1의 형광 부재 20와 제2의 형광 부재 30의 사이에 있어서, 순서대로 배열된다. 또한, 인접하는 2개의 LED소자 10사이에는, 열통로 40가 형성된다. 고정 부재 5는, 선택적으로, 접착부 재료 또는 결합부 재료 50이다. 결합부 재료 50는, 제1의 형광 부재 20및 제2의 형광 부재 30의 내측주변상에 위치하면서, 제1의 형광 부재 20와 제2의 형광 부재 30의 사이에 밀봉 된다. 이것에 의해, LED소자 10는, 제1의 형광 부재 20와 제2의 형광 부재 30의 사이에 위치 결정이 된다. 또한, 결합부 재료 50를 따라 통로구 70가 간격을 두고 설치된다. 이것에 의해, LED소자 10의 열은, 열통로 40및 통로구 70로부터 제거된다. 또한, 인접하는 2개의 LED소자 10사이의 열통로 40내에는, 지지부 재료 60가 대칭으로 설치된다. 이것에 의해, 인접하는 LED소자 10사이의 상대위치가 유지되면서, 제1의 형광 부재 20와 제2의 형광 부재 30의 사이의 LED수용 공간 51의 거리가 유지된다. 또한, 제1의 형광 부재 20와 제2의 형광 부재 30의 사이의 LED수용공간 51에는, 헬륨 가스, 수소 가스 등의 고도전성의 충진가스가 충전되는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 열전달 효과가 강화되어, LED소자 10의 열이 신속히 제거된다.
여기에서, LED소자 10는, 제1의 형광 부재 20와 제2의 형광 부재 30의 사이에, 샌드위치 형상으로 샌드위치 되면서, 결합부 재료 50에 의해 경계가 형성되므로, 열통로 40로부터 통로구 70에 걸쳐, 방열이 효율적으로 실현된다.
결합부 재료 50는, 실리카겔로 이루어지고, 빛을 반사하고, 전극 81을 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 전류분산층 15은, P형 도핑층 102을 포함한다. 발광층 14은, 전류분산층 15의 한쪽 측면에 인접하고, N형 도핑층 101을 포함한다. 각LED소자 10는, 병렬 또는 직렬로 접속된다. 또한, 각 LED소자 10는, 연결 요소 80을 통해, 전극 81에 전기적으로 접속된다. 연결 요소 80은, 금속선, 동선 또는 그 외의 것이다. 여기에서, 연결 요소 80은, 인접하는 2개의 LED소자 10의 P형 도핑층 102및N형 도핑층 101에 접속된다. 이것에 의해, 제각기 인접하는 2개의 LED소자 10는, 연결 요소 80을 통해 전기적으로 접속되는 동시에, 말단에 위치하는 LED소자 10는, 전극 81에도 접속된다.
도3에 나타낸 바와 같이, 선택적으로, LED광원의 고정 부재 5는, 말단에 설치되는 2개의 위치 결정재료 90를 포함한다. 위치 결정재료 90는, 제1의 형광 부재 20및 제2의 형광 부재 30에 계합되어, 제1의 형광 부재 20및 제2의 형광 부재 30의 위치결정을 한다. 상술한 결합부 재료 50를 사용하지 않고, 위치 결정재료 90를 사용하는 것에 의해, LED소자 10와 제1의 형광 부재 20및 제2의 형광 부재 30를 직접 접촉시킬 수 있고, LED소자 10의 방열 기능을 더욱 높일 수 있다.
여기에서, 다른 실시 형태에 있어서는, LED광원은, 플립칩 구조를 갖지 않는다. 즉, 표준의 LED광원의 구조를 갖고, P형 도핑층 102과 N형 도핑층 101은, LED소자 10의 상하면에 위치한다. 도17에 나타낸 바와 같이, LED광원장치 100는, LED소자 10, 제1의 형광 부재 20및 제2의 형광 부재 30를 포함한다. LED소자 10는, 제1의 발광면 11및 제2의 발광면 12을 갖고, 전계발광하여, 조명효과를 제공한다. 제1의 형광 부재 20와 제2의 형광 부재 30는, LED소자 10를 샌드위치 형상으로 사이에 끼운다. 이것에 의해, 제1의 발광면 11은, 제1의 형광 부재 20에 대향하고, 제2의 발광면 12은, 제2의 형광 부재 30에 대향한다. 이것에 의해, LED소자 10에서 발생하는 광선은, 제1의 발광면 11및 제2의 발광면 12으로부터 제1의 형광 부재 20및 제2의 형광 부재 30로 전파된다. 즉, P형 도핑층 102과 N형 도핑층 101은, LED소자 10의 제1의 발광면 11과 제2의 발광면 12에 위치한다.
전극 81의 양단이 LED소자 10의 양대응단에 전기적으로 접속되는 것에 의해, LED소자 10는, 전원에 접속된다. 고정 부재 5는, LED소자 10, 제1의 형광 부재 20및 제2의 형광 부재 30에 전기적으로 접속되어, LED소자 10, 제1의 형광 부재 20및 제2의 형광 부재 30의 위치결정을 한다. 이것에 의해, LED수용 공간 51이 형성되면서, 제1의 형광 부재 20와 제2의 형광 부재 30의 사이의 거리가 고정된다. 또한, LED소자 10는, LED수용 공간 51내의 제1의 형광 부재 20와 제2의 형광 부재 30의 사이에 매달려 설치된다. 또한, 전극 81의 양단은, LED수용 공간 51외부까지 연장된다. 고정 부재 5는, 제1의 형광 부재 20와 제2의 형광 부재 30의 사이의 1개 또는 복수의 통로구 70을 포함한다. 이것에 의해, LED소자 10는, LED수용 공간 51외부로 연통되고, 통로구 70로부터 LED소자 10의 열이 전달되어 제거된다.
고정 부재 5는, 말단에 설치되는2개의 위치 결정재료 90를 포함하는 것이 바람직하다. 2개의 위치 결정재료 90는, 제1의 형광 부재 20및 제2의 형광 부재 30로 계합되고, 제1의 형광 부재 20및 제2의 형광 부재 30의 위치결정을 한다. 이것에 의해, LED소자 10는, 제1의 형광 부재 20와 제2의 형광 부재 30의 사이에 메달려 설치되면서, 2개의 위치 결정재료 90에 의해 지지되어서 위치 결정이 된다. 즉, 도17및 도18에 나타낸 바와 같이, 고정 부재 5는, 2개의 위치 결정재료 90를 포함한다. 각 위치 결정재료 90의 양단에는, 양단수용홈 91이 마련되고, 양단수용홈 91사이에는, 중간수용 홈 92가 마련된다. 고정 부재 5는, 2개의 LED암부재 93을 더욱 포함한다. 각LED암부재 93의 제1단은, 위치 결정재료 90의 중간수용 홈 92에 삽입되고, 제2단은, LED소자 10의 한 방향의 단부에 접속된다. 즉, 각 위치 결정재료 90상에는, 양단수용홈 91및 중간수용 홈 92가 각각 마련된다. 또한, 양단수용홈 91및 중간수용 홈 92는, 각각 간격을 두고 평행하게 배열되는 것이 바람직하다. 각 위치 결정재료 90의 양단수용홈 91의 치수는, 제1의 형광 부재 20및 제2의 형광 부재 30의 한쪽의 단부를 수용하기에 적절한 치수이다. 중간수용 홈 92의 치수는, LED암부재 93를 수용하기에 적절한 치수이다. 제1의 형광 부재 20와 제2의 형광 부재 30의 사이에는, 2개의 위치 결정재료 90에 의해 LED수용 공간 51이 형성되는 동시에, 제1의 형광 부재 20와 제2의 형광 부재 30의 사이의 접속 거리가 고정된다. 이것에 의해, LED소자 10는, LED수용 공간 51내에 설치되는 동시에, LED암부재 93에 의해 지지되는 것에 의해, 제1의 형광 부재 20와 제2의 형광 부재 30의 사이에 매달려 설치된다. 또한, 제1의 형광 부재 20및 제2의 형광 부재 30와, LED소자 10의 사이에는, 열통로 40가 형성된다. 열통로 40와, LED소자 10양변의 형광 부재에 의해, LED소자 10의 열이 효율적으로 전달되어 제거된다.
도18에 나타낸 바와 같이, LED광원장치 100가 종래의 표준구조의 LED소자 10를 포함할 경우, 각LED소자 10는, LED암부재 93에 의해 지지되면서, 연결 요소 80을 통해서 서로 접속된다. 즉, 각LED소자 10의 양측단이 2개의 LED암부재 93에 의해 지지된다. 이것에 의해, LED소자 10는, 다른 LED소자 10와 접속된다. 또한, LED광원장치 100말단의 2개의 LED소자 10에는, 위치 결정재료 90가 각각 접속된다. 또한, 각각 인접하는 2개의 LED소자 10는, 연결 요소 80을 통해, 서로 접속된다.
여기에서, 본 발명의 LED광원에 있어서는, 플립칩 구조의 LED소자 10 또는 표준구조(비플립칩 구조)의 LED소자 10에 유효한 방열 효과가 제공된다. 또한, 본 발명의 LED광원은, 광 전구, 긴급 램프, 다운라이트, 자동차용 램프, 가로등, 지하철조명, 실내조명, 데스크 램프, 랜턴, 캔들 램프 등에 응용할 수 있다. 본 발명의 LED소자 10가 LED광원에 응용될 경우, 플립칩 구조의 LED소자 10와 표준구조의 LED소자 10는, 본 발명의 주지를 일탈하지 않는 범위에서, 치환된 수 있다.
도6에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 LED광원은, LED광 전구에 응용된다. LED광 전구는, 쉘 바디110를 포함한다. 쉘 바디110내에는, 쉘 공간 111이 형성된다. 쉘 공간 111내에는, 충진가스112을 갖는다. 쉘 바디110의 쉘 공간 111내에 1개 또는 복수의 LED광원장치 100가 지지되는 것에 의해, LED광 전구가 형성된다.
각LED소자 10는, 쉘 공간 111내에서 광선을 생성하고, 광선은, 쉘 바디10을 투과한다. 또한, LED소자 10와 꼭지82의 사이에, 전극 81이 전기적으로 접속되는 것에 의해, 전극 81을 통해, LED소자 10에 전원이 공급된다. 또한, LED소자 10의 열은, 통로구 70로부터 쉘 공간 111에 도달하여 방열된다.
도6에 나타낸 바와 같이, LED광원장치 100는, 직렬접속되어, 봉상구조가 형성된다. LED광원장치 100가 동일방향으로 배열되는 것에 의해, LED광원장치 100는, 양측면이 발광한다. 또한, 도7에 나타낸 바와 같이, 선택적으로, LED광원장치 100를 다른 방향으로 배열하는 것에 의해, 각LED광원장치 100가 다른 방향으로 발광하도록 할 수도 있다. 도7에 나타낸 바와 같이, 일부의 LED광원장치 100는, 전후에 광선을 방출하고, 일부의 LED광원장치 100는, 좌우로 광선을 방출한다. 이것에 의해, LED광원장치 100는, 360도로 발광할 수 있다.
충진가스112는, 충진가스며, LED소자 10와 쉘 바디110의 사이의 매체로 할 수 있다. 이것에 의해, 쉘 바디110전체의 표면적에 의해 방열을 할 수 있다. 충진가스112는, 폴리디메틸실록산(실리콘 오일)이 바람직하다. 이것에 의해, 방열 표면적을 대폭 증대하고, 방열 효율을 높일 수 있다. 또한, 충진가스112는, LED소자 112를 둘러싸는 충진가스며, 쉘 바디110의 쉘 공간 111안에 밀봉된다. 또한, 쉘 공간 111안에 충진가스가 충전되는 것에 의해, LED소자 10이 산화되지 않으므로 , LED소자 10의 수명을 연장하여, 신뢰성을 높일 수 있다.
도8및 도9에 나타낸 바와 같이, LED광원장치 100는, 제1의 형광 부재 20및 제2의 형광 부재 30와, 쉘 바디110의 꼭지 82,에 접속되는 도관 120을 포함할 수 있다. 여기에서, 쉘 바디110의 치수 및 형상은, 선택적으로, 도6~도12에 도시한 구조로 구성할 수 있다. 즉, 쉘 바디110는, 도6, 도7및 도11에 도시한 것 같은, 원주구조, 도8에 도시한 것 같은, 타원구조, 도9및 도12에 도시한 것 같은 일반의 광 전구구조, 도10에 도시한 것 같은 플라스크 구조 등으로 할 수 있다.
도10에 도시한 본 발명의 LED광원은, 다운라이트에 응용된다. 다운라이트는, 외층의 제1의 주체층 130과, 내층의 제2의 주체층 140을 갖는다. 이것에 의해, 제1의 주체층 130과 제2의 주체층 140의 사이의 층공간과, 층공간과 외부를 연통하는 층개구 150가 형성된다.
도11에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 LED광원은, 광반사 부재 160를 포함하는 것이 바람직하다. 광반사 부재 160는, 제1의 형광 부재 20 또는 제2의 형광 부재 30의 한 쪽 변측면에서 연장되고, LED광원장치 100를 따라 간격을 두고 연장된다. 이것에 의해, LED소자 10로부터 방출되는 광선은, 광반사 부재 160에 의해, 1방향으로 가이드 되므로, 단일방향으로의 조명 효과가 제공된다. 즉, 광반사 부재 160에 의해, LED광원으로부터 방출되는 광선은, 집광되어, 소정방향으로 반사된다.
본 발명의 LED광원은, 빛효과구조 17을 포함하는 것이 바람직하다. 빛효과구조 17는, 1개 또는 복수의 코넥터170를 포함한다. 각 코넥터170의 한 쪽 단부에는, LED광원장치 100가 접속되고, 다른쪽 단부에는, LED광 전구의 쉘 바디110내에 지지된다. 이것에 의해, LED광원장치 100는, 쉘 바디110의 쉘 공간 111의 최적의 위치에 위치된다.
예를 들면, 도12에 나타낸 바와 같이, 쉘 공간 111내에서, LED광원장치 100을 지지하기 위해 사용 되는 빛효과구조 17는, 방사형상으로 분포되는 코넥터170를 포함한다. 각 코넥터170에는, LED광원장치 100의 한쪽 단부가 접속된다. 또한, 각 코넥터170는, 동심형상으로 쉘 바디110의 외부방향으로 연장한다. 이것에 의해, LED소자 10는, 쉘 공간 111의 중심으로 배열되고, 쉘 바디110의 발광면 1102을 통해서, 조명효과를 제공한다. 여기에서, 쉘 바디110도 방열 매체로 할 수 있다.
여기에서, 도13에 나타낸 바와 같이, LED광원장치는, 조명효과를 제공하기 위해 사용되는LED소자 10와, LED소자 10를 샌드위치 형상으로 사이에 끼워지는 제1의 형광 부재 20및 제2의 형광 부재 30와, 제1의 형광 부재 20와 제2의 형광 부재 30의 사이에, LED소자 10를 결합시키는 동시에, 제1의 형광 부재 20와 제2의 형광 부재 30의 사이에, 1개 또는 복수의 통로구 70을 형성하기 위해서 사용 되는 결합부 재료 50를 포함한다. 결합부 재료 50는, 말단에 위치하는 전극 81을 포함한다. 전극 81은, LED소자 10와 쉘 바디110의 꼭지를 전기적으로 접속하는 것에 의해, LED소자 10를 전원에 접속하기 위해 이용할 수 있다.
선택적으로, LED광원장치는, 조명효과를 제공하기 위해 사용 되는 병렬 접속 또는 직렬접속되는 LED소자 10와, LED소자 10를 샌드위치 형상으로 사이에 끼워지는 제1의 형광 부재 20및 제2의 형광 부재 30와, 제1의 형광 부재 20와 제2의 형광 부재 30의 사이에, LED소자 10를 결합시키는 동시에, 제1의 형광 부재 20와 제2의 형광 부재 30의 사이에, 1개 또는 복수의 통로구 70을 형성하기 위해 사용되는 결합부 재료 50를 포함한다. 결합부 재료 50는, 말단에 위치하는 전극 81을 포함한다. 전극 81은, LED소자 10와 쉘 바디110의 꼭지 82을 전기적으로 접속하는 것에 의해, LED소자 10를 전원에 접속하기 위해서 이용할 수 있다.
예를들면, 도13에 나타낸 바와 같이, 제1의 형광 부재 20및 제2의 형광 부재 30는, 동일한 구형의 형광칩이며, 대향하는 접속측면을 형성한다. 전극 81의 제1단 및 제2단은, 제1의 형광 부재 20및 제2의 형광 부재 30상에 위치하고, 각LED소자 10를 접속한다.
예를 들면, 도14에 나타낸 바와 같이, 제1의 형광 부재 20및 제2의 형광 부재 30는, 2개가 동일한 원형형광칩이며, 대향하는 접속 측면을 형성한다. 전극 81의 제1단 및 제2단은, 제1의 형광 부재 20및 제2의 형광 부재 30상에 위치하고, 각LED소자 10를 접속한다. 도14에 나타낸 바와 같이, LED소자 10중 1개의 LED소자 10는, 중심에 위치하고, 다른 LED소자 10는, 중심의 LED소자 10의 주변에 동심원형상으로 위치한다. 이것에 의해, 통로구 70의 통로 40가 LED광원장치의 외주부에 방사형상으로 배열되므로, 방열 효과에 뛰어나다.
선택적으로, 도15및 도16에 나타낸 바와 같이, LED광원장치는, 조명효과를 제공하기 위해 사용 되는LED소자 10와, LED소자 10를 샌드위치 형상으로 사이에 끼우는 제1의 형광 부재 20및 제2의 형광 부재 30와, 제1의 형광 부재 20와 제2의 형광 부재 30의 사이에, LED소자 10의 위치 결정을 위해서 사용 되는 위치 결정재료 90와, 전극 81을 포함한다. 전극 81의 제1단과 제2단은, LED소자 10의 상하면에 각각 접속된다. 또한, 전극 81은, LED광원장치 100의 상하면에 각각 위치한다. 이것에 의해, LED소자 10는, 전원에 전기적으로 접속된다. 여기에서, 본실시형태중에서, LED소자 10는, 플립칩 구조를 갖지 않을 수 있다.
선택적으로, 쉘 바디110의 구조는, 설계 및 용도에 따라 변경할 수 있다. 예를 들면, 쉘 바디110의 구조는, 도19에 도시한 것과 같은, 분할구조, 도20에 도시한 것과 같은, 캔들구조, 도21에 도시한 것과 같은, 컵 구조 등으로 할 수 있다.
본 발명의 LED광 전구는, 쉘 바디110의 겉 표면에, 열 가이더 구조 18를 포함하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 실외조명용에 고출력의 LED광원장치를 사용할 경우의 방열 면적을 더욱 증대할 수 있다. 예를 들면, 도22에 나타낸 바와 같이, LED광 전구는, 한쪽 측면에 발광면 1102이 형성되어, 다른 쪽 측면이 비발광면 1103인 쉘 바디110와, 조명효과를 제공하기 위해 사용 되는LED광원장치 100와, LED광원장치 100로부터 방출되는 광선을 발광면 1102으로 반사하고, 발광면 1102으로부터 조명효과를 제공하기 위해 사용 되는 광반사 부재 160와, 열 가이더 구조 18를 포함한다. 열 가이더 구조 18는, 방열판 181을 포함한다. 방열판 181은, 쉘 바디110의 비발광면으로부터 방사형상으로 연장하는 것에 의해, 방열 표면적을 증대시킨다.
여기에서, 본 발명의 LED광원장치 100는, 모니터 또는 텔레비전의 LED백라이트에 사용할 수 있다. 도23에 나타낸 바와 같이, LED광원장치 100는, 배열되어, 반사 컵190을 통해 조명 효과가 생성된다. 반사 컵190은, 반사판 191및 산광판 192에 접속된다. 이것에 의해, 광선은, 반사 컵190로부터 반사하고, 반사판 191및 산광판 192에 의해 가이드판 193에 가이드 되어, 조명 효과가 제공된다.
여기에서, LED광원은, 광선을 생성할 때에 열을 방출하므로, 환경온도가 상승한다. 이것은, LED광원의 발광 효율에 큰 악영향을 준다. 종래 기술에 있어서, LED광원의 발광 효과는, 전자 및 정공에 의한 전계발광에 의한 것이므로, P-N접합상의 전류가 공급하는 외부 에너지의 영향을 받는다. 또한, P-N접합의 조명 효과는, LED광원자신의 반도체재료 및 밀봉재료를 투과하여 외부로 방출 할 필요가 있다. 이로 인해, 전기 에너지가 빛 에너지로 변환되는 효율은, 약30% ~40%밖에 없다. 또한, 전기 에너지가 열 에너지로 변환되는 효율은, 약70%이다. 이로인해, 종래 기술을 개선하기 위해서는, 열관리가 필요하다. 본 발명에 있어서는, 조명효과를 높이는 동시에, 열 에너지의 발생을 저감할 수 있으므로, 종래의 LED광원의 발광 효율이 낮은 문제를 효율적으로 해결할 수 있다.
본 발명의 LED광원은, 종래의 LED광원과 같이 흡열장치만이 사용되는 것이 아니다. 또한, 본 발명의 LED광원은, 전계발광의 특성을 이용하는 것에 의해, 조명효과를 제공하는 것이며, 뛰어난 조명 효과로 의해, 조명효과를 30%이상 향상시킬 수 있다. 또한, 종래 기술에 있어서는, 흡열장치가 주요 또는 유일한 방열 기구로, LED소자주위의 개방 영역에 의해 방열이 이루어지지만, 본 발명은, 종래의 흡열장치에 의해 방열을 하는 문제를 해결하고, 조명 효과 및 방열 효를 대폭 높일 수 있다. 또한, 방열 효율을 높일 수 있는 것에 의해, 환경온도가 저하되므로, 전자 및 정공으로 의한 전계발광의 조건을 향상시키고, 높은 조명효과를 제공할 수 있다. 이로 인해, 높은 방열 효율, 높은 조명 효과 및 높은 방열 효를 제공할 수 있다. 본 발명의 LED광원의 측정 결과에 의하면, 전기 에너지가 빛 에너지로 변환되는 효율은, 85%이상에 달한다.
또한, LED소자 10의 주위에 충진가스가 제공되는 것에 의해, LED소자 10의 열이 방열되어, LED소자의 온도가 저하된다. 이것에 의해, 전기 에너지가 빛 에너지로 변환되는 효율은, 90%이상에 달한다. 이것은, 본 발명이 실현가능한 중요한 효과이다.
선택적으로, 도24~도26에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 LED광원은, 쉘 바디110및 1개 또는 복수의 LED광원장치 100을 포함한다. LED광원장치 100는, 쉘 바디110내에 수용되어 지지된다. 쉘 바디110내에는, 쉘 공간 111이 형성되어, 충진가스112이 충전된다. 각LED광원장치 100는, LED소자 10와, LED소자 10에 전기적으로 접속되는 연결 요소 80과, 제1의 형광 부재 20및 제2의 형광 부재 30와, 전극 81과, 광반사 부재 160를 포함한다.
제1의 형광 부재 20와 제2의 형광 부재 30는, LED소자 10의 제1의 발광면 11상과 제2의 발광면 12상에 설치되는 것에 의해, LED소자 10의 위치 결정을 한다. 이것에 의해, LED소자 10가 생성하는 광선은, 제1의 발광면 11및 제2의 발광면 12으로부터 방출되고, 제1의 형광 부재 20및 제2의 형광 부재 30를 통과한다. 또한, 전계발광에 의해, 제1의 발광면 11및 제2의 발광면 12으로부터, 180도를 초과하는 각도로 조명효과를 제공한다.
LED소자 10에 전극 81이 전기적으로 접속되는 것에 의해, LED소자 10는, 전원에 전기적으로 접속된다. LED소자 10는, 연결 요소 80을 통해, 서로 접속된다.
광반사 부재 160는, 제1의 형광 부재 20 또는 제2의 형광 부재 30의 한 쪽 변측면에서 연장되고, LED광원장치 100를 따라 간격을 두고 연장된다. 이것에 의해, LED소자 10로부터 방출되는 광선은, 광반사 부재 160의 반사면에 의해, 1방향으로 가이드 되므로, 단일방향으로의 조명 효과가 제공된다. 즉, 광반사 부재 160에 의해, LED광원으로부터 방출되는 광선은, 집광되어, 소정방향으로 반사된다.
각LED소자 10는, 배열되고, 균일하고 이상적인 발광량을 제공한다. 각2개의 LED소자 10는, 대향배열하고, 한 쪽의 LED소자 10는, 제1의 LED소자 10A이며, 플립칩 구조를 갖는다. 또한, 다른 쪽의 LED소자 10는, 제2의 LED소자 10B이며, 표준구조를 갖는다. 예를 들면, 도25및 도26에 나타낸 바와 같이, 복수쌍의 LED소자 10가 2열로 배열되는 것에 의해, 균일하고 이상적인 발광량이 제공된다. 즉, 플립칩 구조의 LED소자 10와 표준구조의 LED소자 10가 2열로 교대로 배열되는 것에 의해, 균일하고 이상적인 발광량이 제공된다.
쉘 바디110는, 열전달성을 높이는 도장층 1101을 더욱 포함한다. 예를 들면, 도24에 나타낸 바와 같이, 쉘 바디110의 내표면상에는, 도장층 1101이 설치된다. 도장층 1101은, 폴리디메틸실록산 또는 그와 유사한 열전달 특성을 갖는 다른 재료로 이루어지는 것이 바람직하다.
도28, 도29및 도32는, 본 발명의 LED광원의 다른 실시 형태를 나타낸다. 본실시 형태중, LED광원은, 전도층 80A를 더욱 포함한다. 전도층 80A는, 제1의 형광 부재 20및 제2의 형광 부재 30의 적어도 어느 하나에 오버랩된다. LED소자 10와 전도층 80A와는, 전기적으로 접촉한다. 이것에 의해, 각LED소자 10는, 병렬 또는 직렬로 전기적으로 접속되는 동시에, 전도층 80A를 통해, 전극 81에 전기적으로 접속된다. 즉, 각LED소자 10를 전기적으로 접속하기 위해 사용 되는 연결 요소 80은, 본실시 형태에서는, 사용되지 않는다. 즉, 접속부 재료는, 연결 요소 또는 프린트 회로층이며, 이것에 의해, LED소자 10는, 전기적으로 접속된다.
도28및 도29에 나타낸 바와 같이, 전도층 80A는, 제1의 형광 부재 20및 제2의 형광 부재 30상에 도포된다. 전도층 80A는, 투명재료로 이루어지고, 광선을 투과한다. 이것에 의해, LED소자 10이 광선을 생성하면, 광선은, 전도층 80A를 투과하여 제1의 형광 부재 20및 제2의 형광 부재 30에 도달한다.
도30및 도31에 나타낸 바와 같이, LED소자 10의 상하면은, 제1의 형광 부재 20및 제2의 형광 부재 30위의 전도층 80A에 전기적으로 접속된다. 여기에서, P형 도핑층 102과 N형 도핑층 101은, LED소자 10의 상하면에 각각 위치한다. 이것에 의해, P형 도핑층 102과 N형 도핑층 101은, 제1의 형광 부재 20및 제2의 형광 부재 30위의 전도층 80A에 전기적으로 접속된다. 본실시 형태중, LED소자 10가 제1의 형광 부재 20및 제2의 형광 부재 30에 접속될 때, 전도층 80A은, 제1의 형광 부재 20및 제2의 형광 부재 30상에 도포되는 프린트 회로층이다. 프린트 회로층은, LED소자 10의 P형 도핑층 102과 N형 도핑층 101에 대응하도록 배열한다. 본 발명의 LED광원은, AC전원이 통합되므로, AC/DC어댑터 또는 컨버터는 필요없다.
제1의 형광 부재 20및 제2의 형광 부재 30상에는, 적어도 2개의 LED소자 10가 간격을 두고 접속된다. 또한, 각LED소자 10는, 전도층 80A를 통해, 서로 전기적으로 접속된다. 또한, 전극 81은, 제1의 형광 부재 20및 제2의 형광 부재 30의 측변 외주단에 설치되고 나서, 전도층 80A에 각각 전기적으로 접속된다. 이것에 의해, LED소자 10가 제1의 형광 부재 20및 제2의 형광 부재 30에 접속되면, LED소자 10는, 전도층 80A를 통해, 전극 81과 전기적으로 접속된다. 상술의 제조 방법에 의해, 제조 비용을 저감할 수 있는 동시에, 조명 효과 및 방열 효율을 높일 수 있다.
여기에서, 전도층 80A는, 제1의 형광 부재 20 또는 제2의 형광 부재 30상에 형성할 수 있다. 이 경우, P형 도핑층 102및N형 도핑층 101은, LED소자 10의 동일면에 위치한다. 즉, P형 도핑층 102및N형 도핑층 101은, 제1의 형광 부재 20 또는 제2의 형광 부재 30상에 위치한다. 이것에 의해, P형 도핑층 102및N형 도핑층 101은, 제1의 형광 부재 20 또는 제2의 형광 부재 30상에 있어서, 전도층 80A과 전기적으로 접속된다. 도31에 나타낸 바와 같이, 전도층 80A은, 프린트 회로층이며, 제1의 형광 부재 20상에 형성된다. 전도층 80A는, 제1의 형광 부재 20및 제2의 형광 부재 30에 인쇄되고, LED소자 10의 P형 도핑층 102및N형 도핑층 101에 전기적으로 접속되는 복수쌍의 접속 베이스80A 1를 갖는다. 또한, 전도층 80A는, 제1의 형광 부재 20및 제2의 형광 부재 30상에 인쇄되고, LED소자 10에 전기적으로 접속되는 접속부 재료 80A 2를 갖는다. 각LED소자 10는, 동일한 발광면 11상에 P형 도핑층 102및N형 도핑층 101을 갖고, 전도층 80A와 전기적으로 접속된다.
여기에서, 도8~도11, 도19~도22, 도24및 도25에 나타낸 바와 같이, LED광원장치 100의 LED소자 10를 쉘 바디110안에 장착하는 것에 의해, LED광 전구를 형성할 수 있다. 또한, 도7에 나타낸 바와 같이, LED광원장치 100를 다른 방향으로 배열하는 것에 의해, 360도에 조명효과를 제공할 수 있다. LED광원장치 100의 LED소자 10를 다른 방향으로 조합시키는 구조는, 본 발명이용이하게 이룰 수 있는 실시형태이다.
또한, 본 발명은, 상술한 LED광원의 제조 방법을 더욱 제공하는 것이다.
도27에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 LED소자 10의 제조 방법은, 이하(1)및(2)의 스텝을 포함한다.
(1)전류분산층 15과 발광층 14을 오버랩한다. 전류분산층 15과 발광층 14은, 수평으로 오버랩하는 것이 바람직하다.
(2)LED소자 10를 형성한다. LED소자 10상에, 제1의 발광면 11및 제2의 발광면 12을 형성한다. LED소자 10에 도핑을 실시하는 것에 의해, 전류분산층 15상에 P형 도핑층 102을 형성하고, 발광층 14상에 N형 도핑층 101을 형성한다. 이것에 의해, 전류분산층 15과 발광층 14과의 사이에 P-N접속이 형성되어, 전계발광한다.
상기의 LED소자 10의 제조 방법은, 발광층 14에 베이스층 13을 결합하는 스텝을 더욱 포함한다.
LED광원장치 100의 제조 방법은, 이하(a)~ (c)의 스텝을 포함한다.
(a) 제1의 형광 부재 20및 제2의 형광 부재 30와, 적어도 1개의 LED소자 10를 샌드위치 형상으로 배열한다. 이것에 의해, LED소자 10의 제1의 발광면 11과 제2의 발광면 12이 제1의 형광 부재 20와 제2의 형광 부재 30에 압착지지되어, 열이 전달되게 된다.
(b)LED소자 10와 전극 81을 전기적으로 접속하는 것에 의해, LED소자 10를 전원에 전기적으로 접속한다.
(c) 제1의 형광 부재 20및 제2의 형광 부재 30와 고정 부재 5를 고정하고, 1개 또는 복수의 LED소자 10가 수용되는 LED수용 공간 51을 형성한다. 이것에 의해, LED수용 공간 51과, LED수용 공간 51밖의 외부환경의 사이에는, 1개 또는 복수의 통로구 70가 형성된다. 통로구 70에 의해, LED소자 10의 열이 전달되어 제거된다. 이상의 스텝에 의해, LED광원장치 100가 형성된다.
여기에서, 제1의 형광 부재 20및 제2의 형광 부재 30는, 적어도 1개의 LED소자 10를 수용하기 위해 채용할 수 있다. 즉, 스텝(a)중 LED소자 10는, 제1의 형광 부재 20와 제2의 형광 부재 30의 사이에 샌드위치 형상으로 샌드위치된다. 이것에 의해, LED소자 10의 제1의 발광면 11과 제2의 발광면 12은, 제1의 형광 부재 20와 제2의 형광 부재 30에 압착지지되어, 열이 전달되게 된다.
또한, LED소자 10의 배열 방식에 의해, 인접하는 2개의 LED소자 10사이에는, 열통로 40가 형성된다. 열통로 40및 통로구 70에 의해, 뛰어난 방열 효과가 실현된다.
본 발명의 LED광 전구의 제조 방법은, 이하(A)및(B)의 스텝을 포함한다.
(A)쉘 바디110의 쉘 공간 111내에, 1개 또는 복수의 LED광원장치 100를 지지한다.
전극 81과 쉘 바디110의 꼭지 82를 전기적으로 접속한다. LED광원장치 100는, 쉘 공간 111내에 수용된다. 쉘 공간 111내에, 열전달 매체로 된 충진가스112을 충전하는 것에 의해, LED광원장치 100로부터 발생하는 열은, 쉘 바디110에 전달된다. 이상의 스텝에 의해, LED광 전구가 형성된다.
조명효과를 높이기 위해, 빛효과구조 17을 더욱 준비할 수 있다. 빛효과구조 17를 준비하는 스텝은, 이하(A1)의 스텝을 포함한다.
(A1)빛효과구조 17을 준비한다. 빛효과구조 17는, 1개 또는 복수의 코넥터170를 포함한다. 각 코넥터170에 의해, 1개의 LED광원장치 100를 쉘 바디110의 꼭지쇠 82에 접속한다. 이것에 의해, LED광원장치 100는, 쉘 공간 112이 호적한 위치에 위치되므로, LED광원장치 100가 생성하는 광선은, 쉘 바디110의 발광면 1102전체에 도달된다.
여기에서, 고정 부재 5는, 결합부 재료 50 또는 2개의 위치 결정재료 90이며, 분자접합 또는 사이에 끼워지는 것에 의해, 제1의 형광 부재 20및 제2의 형광 부재 30의 위치결정을 한다. LED소자 10는, 2층의 LED소자 10 또는 3층의 LED소자 10이며, 양면에 조명효과를 제공한다.
선택적으로, 본 발명의 LED광원은, 이하에 도시한 방법에 의해 제조할 수 있다. 도33및 도34을 참조한다.
각LED소자 10를 제1의 형광 부재 20에 접속한다. 도33에 나타낸 바와 같이, 각LED소자 10를 도치방식에 의해 제1의 형광 부재 20에 장착한다. 도34에 나타낸 바와 같이, P형 도핑층 102및N형 도핑층 101은, LED소자 10의 동일면에 위치한다. P형 도핑층 102및N형 도핑층 101에는, 제1의 형광 부재 20가 접속된다. 연결 요소 80은, 제1의 형광 부재 20상에 미리 배치된다. 이것에 의해, 제1의 형광 부재 20상에는, 1쌍의 돌출부가 형성되고, LED소자 10가 매칭되어, 배열된다. 이것에 의해, LED소자 10와 제1의 형광 부재 20가 접속되었을 때, LED소자 10와 연결 요소 80은, 전기적으로 접속된다.
여기에서, LED소자 10와 제1의 형광 부재 20가 접속될 때, 전도층 80A는, 프린트 회로층일 수 있다. 프린트 회로층은, 제1의 형광 부재 20상에 미리 형성된다. LED소자 10와 제1의 형광 부재 20을 접속한 후, LED소자 10상에 제2의 형광 부재 30를 설치한다. 이것에 의해, LED소자 10는, 제1의 형광 부재 20와 제2의 형광 부재 30의 사이에 샌드위치 형상으로 사이에 끼워진다. 상술의 방법에 의해, 제1의 형광 부재 20상에 LED소자 10를 정확하게 위치 결정을 할 수 있고, 제1의 형광 부재 20와 제2의 형광 부재 30의 사이에, LED소자 10를 고정할 수 있다.
도35은, 제2의 형광 부재 30(이하 형광층 30A라고 칭한다)의 다른 실시 형태를 도시한 단면도이다. 본실시 형태중, 형광층 30A는, 각LED소자 10상에 오버랩된다. 형광층 30A는, 상술한 제2의 형광 부재 30과 동일한 효를 갖는다. P형 도핑층 102및N형 도핑층 101이 LED소자 10의 동일면 상에 위치하므로, 형광층 30A는, 도포 방식에 의해, LED소자 10의 P형 도핑층 102및N형 도핑층 101이 설치되는 면과 반대인 면에 형성되는 것이 바람직하다. 형광층 30A은, 박막이므로, LED광원전체의 두께를 축소할 수 있다. 여기에서, LED소자 10는, 발광층 14및 전류분산층 15을 갖는다. 또한, P형 도핑층 102및N형 도핑층 101은, 전류분산층 15상에 위치하고, LED소자 10상의 돌출 접속부가 된다.
도36에 나타낸 바와 같이, LED소자 10는, 제1의 형광 부재 20에 접속된다. 또한, P형 도핑층 102및N형 도핑층 101은, LED소자 10의 동일면 상에 위치하고, 제1의 형광 부재 20에 대향하지 않는다. 형광층 30A은, 제2의 형광 부재 30 대신에 LED소자 10상에 도포되어, P형 도핑층 102및N형 도핑층 101을 피복한다. 이것에 의해, 제1의 형광 부재 20상에, LED소자 10이 피복되는 태양이 된다. 또한, 연결 요소 80은, 제1의 형광 부재 20상에 초음파용접되어, P형 도핑층 102과 N형 도핑층 101에 전기적으로 접속된다. P형 도핑층 102및N형 도핑층 101과 연결 요소 80의 접속부는, 형광층 30A에 의해 피복된다.
도37에 도시한 실시 형태에 있어서는, LED소자 10이 제1의 형광 부재 20상에 접속된다. P형 도핑층 102및N형 도핑층 101은, LED소자 10의 동일면 상에 위치하고, 제1의 형광 부재 20에 대향한다. P형 도핑층 102및N형 도핑층 101은, 제1의 형광 부재 20상에 있어서, 용접에 의해, 연결 요소 80에 전기적으로 접속된다. 또한, 제2의 형광 부재 30 대신에, 형광층 30A가 LED소자 10상에 도포되어, 제1의 형광 부재 20상에 있어서, LED소자 10를 피복한다.
도38에 나타낸 바와 같이, 선택적으로, 제2의 형광 부재 30는, 각LED소자 10에 적층 되는 이산 형광체 31A일 수 있다. 이산 형광체 31A는, 베이스층 13 대신으로, 발광층 14상에 오버랩된다.
즉, 베이스층 13은, 대응하는 제2의 형광 부재 30의 사파이어층에 결합하고, 베이스층 13전체를 제2의 형광 부재 30의 집성층, 형광층 30A 또는 이산 형광체 31A에 결합할 수 있다. 여기에서, 이것들의 실시 형태는, 도6~도12및 도19~도24에 도시한 여러가지 LED광 전구 중에 치환가능하게 응용할 수 있다. 또한, 연결 요소 80및 전도층 80A는, LED소자 10의 P형 도핑층 102과 N형 도핑층 101에 치환가능하게 전기적으로 접속할 수 있다.
P형 도핑층 102및N형 도핑층 101은, LED소자 10의 동일면 또는 상하면에 형성할 수 있고, 연결 요소 80 또는 전도층 80A와 전기적으로 접속된다.
상술의 제조 방법으로 의해, 제조 비용을 저감할 수 있고, 조명 효과 및 방열 효율을 대폭 향상시킬 수 있다. 또한, 종래의 수지에 의해 밀봉 된 LED광원에 있어서는, 열이 수지중에 밀봉되는 동시에, 사파이어로부터 이루어지는 베이스에서만 열이 전달되므로, 경계점의 200도에 이르는 열이 발생할 우려가 있다. 따라서, 종래의 LED광원은, 발생하는 열에 의해 온도가 상승하고, 발광 휘도가 저하된다. 그러나, 본 발명의 LED광원에 있어서는, 제1의 형광 부재 20및 제2의 형광 부재 30에 의해, 효율적으로 방열이 이루어지므로, 40도~50도까지 밖에 도달하지 않는다. 또한, LED광원에 종래의 팬을 조합시켜서 기류를 발생시키는 것으로 의해, 방열 효를 더욱 향상시킬 수 있다. LED광원의 주위의 환경온도가 저하하면, LED광원의 발광 휘도를 높일 수 있으므로, 발생하는 열을 최소화할 수 있다.
종래 기술에 있어서는, LED는, 지지체로서 방열 베이스가 필요하다고 하는 편견이 존재하나, 본 발명에 있어서는, 그 편견에서 생기는 결점을 극복하고, 방열 베이스가 사용되지 않는다. 또한, 본 발명에 있어서는, LED광원의 양측이 발광하므로, 종래의 LED의 발광 각도가 한정되는 결점을 극복할 수 있다. 또한, 모든 발광 각도에 빛 에너지가 이용되므로, 30%이상의 빛 에너지 이용율을 실현할 수 있다. 즉, 본 발명은, 종래의 방열 베이스에 의한 방열의 결점을 완전히 극복하고, 충분한 조명 효과와 모든 각도에의 방열을 실현하고, 조명 효율 및 방열 효율을 높일 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서는, LED소자를 저온 환경에 있어서 고출력으로 작동시킬 수 있고, 방열 기능을 대폭 높일 수 있다. 이것에 의해, 전자 및 정공에 호적한 환경을 제공할 수 있고, 전계발광에 의해, 높은 조명효과를 제공할 수 있다. 이것에 의해, 방열 효율이 높고, 조명 효과가 높고, 방열 효과가 높은 호적한 작동 환경을 구축할 수 있다. 측정 결과에 의하면, 본 발명의 LED광원의 전기 에너지가 빛 에너지로 변환되는 효율은, 85%이상에 달한다.
상술한 설명 및 도면에 도시한 실시 형태는, 본 발명의 1 예를 나타내는 것이며, 본 발명을 한정하는 것이 아니다.
상술한 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 목적은, 완전하고 효율적으로 실현될 수 있다. 본 발명의 기능 및 구조는, 상술한 실시 형태중에 있어서 설명된다. 또한, 본 발명의 실시 형태는, 본 발명의 주지를 일탈하지 않는 범위에서 임의로 변경할 수 있다. 즉, 본 발명은, 특허청구의 범위의 내용을 기초로 모든 실시 형태를 포함한다.
10 LED소자
10A 제1의 LED소자
10B 제2의 LED소자
100 LED광원장치
101 N형 도핑층
102 P형 도핑층
11 제1의 발광면
110 쉘 바디
1102 발광면
1101 도장층
1102 발광면
1103 비발광면
111 쉘 공간
112 충진가스
12 제2의 발광면
120 도관
13 베이스층
130 제1의 주체층
14 발광층
140 제2의 주체층
15 전류분산층
150 층개구
160 광반사 부재
17 빛효과구조
170 코넥터
18 열 가이더 구조
181 방열판
190 반사 컵
191 반사판
192 산광판
193 가이드판
20 제1의 형광 부재
30 제2의 형광 부재
30A 형광층
31A 이산 형광체
40 열통로
5 고정 부재
50 결합부 재료
51 LED수용 공간
60 지지부 재료
70 통로구
80 연결 요소
80A 전도층
81 전극
82 꼭지
90 위치 결정재료
91 양단수용홈
92 중간수용홈
93 LED암부재

Claims (37)

  1. 하나 이상의 LED 광원 장치(LED light source arrangement)를 포함하는 LED 광원으로, 각각의 상기 LED 광원 장치는
    복수의 LED 소자로서, 상기 LED 소자는 제1 발광면 및 반대측의 제2 발광면을 갖고, 상기 LED 소자는 상기 제1 및 제2 발광면에서 전계발광하는 것을 통해 광조사를 제공하는 LED 소자,
    상기 LED 소자의 상기 제1 및 제2 발광면의 상에 각각 위치하는 2개의 형광 부재로서, 상기 LED 소자의 상기 제1 및 제2 발광면으로부터 생성된 광조사(illumination)가 상기 제1 및 제2 발광면으로부터 각각 상기 2개의 형광 부재를 통과할 수 있도록 상기 LED 소자의 위치를 유지하는 2개의 형광 부재,
    상기 LED 소자와 전기적으로 연결되어, 상기 LED 소자를 전원(power source)에 전기적으로 연결하는 전극, 및
    상기 형광 부재들을 제 위치에 유지하여 상기 형광 부재들의 내부면들 사이의 LED 수용 공간을 정의하여 상기 LED 소자를 상기 LED 수용 공간 내에 수용하도록 상기 2개의 형광 부재들과 접속되는 고정 부재를 포함하고,
    상기 고정 부재는, 상기 LED 소자가 상기 LED 수용 공간 외부의 외부 환경과 연통하도록 상기 2개의 형광 부재들 사이에 복수의 통로구를 가지고,
    상기 2개의 형광 부재들은, 상기 LED 소자가 상기 2개의 형광 부재들 사이에 배열되고 순서대로 위치하여 2개의 인접하여 배치된 LED 소자들의 2개의 대향 면들 사이에 각각 열 통로를 정의하는 방식으로, 상기 LED 소자를 샌드위치하고,
    상기 열 통로 및 상기 통로구를 통해 상기 LED 수용 공간 내의 상기 LED 소자로부터의 열 전달을 허용하기 위해, 상기 통로구는 상기 고정 부재를 따라 간격들 두고 형성된 것을 특징으로 하는 LED 광원.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 형광 부재들 중 하나의 형광칩은 상기 LED 소자의 베이스를 형성하도록 배열되고, 상기 베이스는 상기 LED 소자로부터 열을 분산시키기 위해 열을 전달할 수 있는 LED 광원.
  3. 제2 항에 있어서,
    각각의 상기 LED 소자는 6개의 발광면을 가지는 플립칩 구조를 가지고, 순서대로 오버랩되어 배열된 복수의 층을 포함하고, 상기 복수의 층은 순서대로 오버랩되어 배열된, 견고하고 투명한 베이스층, 발광층 및 전류분산층이며, 상기 복수의 형광 부재들 중 하나는 상기 베이스층에 접속되고, 다른 형광 부재는 상기 전류분산층에 접속된 LED 광원.
  4. 제3 항에 있어서,
    복수의 지지부 재료가 각 2개의 LED 소자의 상대 위치를 유지하고 상기 2개의 형광 부재들 사이의 상기 LED 수용 공간의 거리를 유지하기 위해 상기 열 통로 내 2개의 인접한 LED 소자 사이마다 순서대로 대칭으로 제공되는 LED 광원.
  5. 제4 항에 있어서,
    비활성 가스가 상기 LED 소자로부터 방열하기 위한 열 전달을 강화하기 위해 상기 2개의 형광 부재들 사이의 상기 LED 수용 공간의 공간을 충전하도록 사용되는 LED 광원.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 고정 부재는 3개의 수평부와 상기 3개의 수평부로부터 연장하는 수직부를 정의하도록 E자형 단면을 가지며, 상기 E자형 고정 부재의 2개의 수평부는 상기 형광 부재들의 주변 에지들에서 상기 형광 부재들의 2개의 외측 면에 각각 접속되고, 상기 E자형 고정 부재의 중간 수평부는 상기 LED 수용 공간으로 연장되어 상기 LED 수용 공간의 폭을 고정하는 LED 광원.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 LED 소자는 플립칩 구조를 가지며, 상기 LED 소자는 상기 전극에 전기적으로 접속하기 위해 상기 제1 및 제2 발광면 중 하나에 위치하는 n형 도핑 유니트 및 p형 도핑 유니트를 포함하는 LED 광원.
  8. 제7 항에 있어서,
    내부에 쉘 공간을 정의하는 쉘 바디(shell body) 및 상기 쉘 바디 내부에 충전된 가스를 갖는 LED 광 전구 구조물(LED light bulb structure)을 더 포함하되,
    상기 LED 광원 장치는 상기 쉘 공간 내에서 지지되어 LED 광 전구를 형성하는 LED 광원.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 LED 광 전구 구조물은 상기 쉘 공간 내에서 상기 LED 광원 장치를 지지하는 빛 효과 구조(light effect construction)를 더 포함하되,
    상기 빛 효과 구조는 상기 LED 광원 장치를 상기 쉘 바디의 상기 쉘 공간 내에 배치하도록 상기 쉘 공간 내에서 방사상으로(radially) 연장되어 상기 LED 광원 장치와 결합되는 다수의 코넥터를 포함하는 LED 광원.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 LED 광 전구는 방열 표면적을 증가시키기 위해 상기 쉘 바디의 외부 표면에 제공된 열 가이더 구조를 더 포함하는 LED 광원.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 LED 소자가 상기 형광 부재들 사이의 갭에서 LED 수용 공간 내에 유지되는 동안 상기 LED 소자로부터의 열 전달을 지지하고 안내하기 위해 상기 LED 소자의 제1 및 제2 발광면이 상기 형광 부재들에 대해 압착되는 위치에 상기 LED 소자를 유지하도록, 상기 LED 소자는 상기 2개의 형광 부재들 사이에 견고하게 샌드위치되는 LED 광원.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 전극으로부터 상기 LED 소자로 연장하여 상기 LED 소자를 상기 전극에 접속시키는 연결 요소를 더 포함하는 LED 광원.
  13. (a) 복수의 LED 소자를 제공하되, 상기 LED 소자는 제1 발광면 및 반대측의 제2 발광면을 갖고, 상기 LED 소자는 전계발광하는 것을 통해 상기 제1 및 제2 발광면 양측에서 광조사를 제공하고;
    (b) 상기 LED 소자로부터 생성된 광조사(illumination)가 상기 제1 및 제2 발광면 양측으로부터 2개의 형광 부재를 각각 통과할 수 있도록 2개의 형광 부재 사이에 상기 LED 소자를 유지하여 LED 광원 장치를 형성하고;
    (c) 상기 LED 소자를 전원(power source)에 전기적으로 연결하도록 전극을 상기 LED 소자와 전기적으로 접속하고;
    (d) 상기 LED 소자를 상기 형광 부재들 사이에 유지하기 위해 고정 부재를 상기 형광 부재들의 주변 에지들에 결합하여 상기 형광 부재들 사이의 거리를 유지하는 단계들을 이 순서로 포함하고,
    상기 (a) 단계는,
    (a.1) 전류분산층(current dispersion layer)을 발광층(illuminative layer)과 오버랩하고;
    (a.2) 전계 발광이 일어나는 상기 발광층 및 상기 전류분산층 사이에 p-n 정션이 정의되도록 상기 LED 소자를 도핑하는 것을 통해 상기 LED 소자를 형성하여 상기 전류분산층 상에 p형 도핑 유니트를, 상기 발광층 상에 n형 도핑 유니트를 형성하고; 및
    (a.3) 상기 발광층에 베이스층을 본딩하되, 상기 베이스층은 상기 대응하는 형광 부재 및 상기 LED 소자의 상기 발광층 사이에 위치하는 투명하고 단단한 구조를 가지는 단계들을 더 포함하고,
    상기 (b) 단계는 상기 LED 소자가 상기 형광부재들 사이의 갭에서 LED 수용 공간 내에 유지되는 동안 상기 LED 소자로부터의 열 전달을 직접 지지하고 안내하기 위해 상기 LED 소자의 제1 및 제2 발광면이 상기 형광부재들에 대해 압착되는 위치에 상기 LED 소자를 유지하도록, 상기 LED 소자를 상기 2개의 형광부재들 사이에 견고하게 샌드위치하는 단계를 더 포함하고,
    상기 (c) 단계는, 상기 전극으로부터 상기 LED 소자로 연결 요소(connecting element)를 연장하여 상기 LED 소자를 상기 전극에 전기적으로 접속하고; 상기 형광 부재들에 전도층을 제공 및 연장하여 상기 LED 소자를 상기 전극에 전기적으로 접속하는 단계들을 더 포함하고,
    상기 (d) 단계는, 상기 LED 수용 공간 내의 상기 LED 소자로부터의 열을 발산하기 위해 상기 LED 수용 공간을 외부와 연통하기 위한 복수의 통로구를 상기 고정 부재에 형성하는 단계를 더 포함하는 LED 광원의 제조 방법.
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