KR20030019426A - 발광다이오드 램프 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 위에 배열된 형광물질의 공통층을 가지는 다수의 반도체 광방출 접합을 포함하는 램프에 관한 것이다. 본 발명은 3차원 배열로 채택되도록 적어도 하나의 만곡된 도체에 장착된 다수의 광 방출 접합을 포함하는 램프를 제공한다.
Description
미국특허 제5998925호는 투명전구에 포함된 반도체 광방출 층을 구비한 광방출 장치를 개시하고 있다. 다른 파장으로, 즉, 기설정된 색깔로 보내기 위해 방출된 광을 수용하도록 형광재료가 반도체층을 덮는다.
광출력의 세기를 증가시키기 위해, 부가적인 반도체 장치가, 미국특허 제5289082호에 도시된 바와 같이, 부가될 수 있으며, 상기 미국특허 제5289082호는 반투명 물체에 장착된 다수의 반도체 장치를 가진 LED 램프를 개시하고 있다. 그러나 각 칩은 불연속 광 패턴을 방출하며, 이는 램프로부터 나온 광이 단일의 점모양의 광원으로부터 방출하는 모양을 가지도록 원한다면 바람직하지 않을 수도 있다. 미국특허 제5289082호에서, 요구되는 조명패턴을 갖는 전반적인 광출력을 생성하도록 물체의 특정 형상에 의해 불연속 광 출력이 조합되고 집속된다.
영국특허 제2311126호는 평면도체에 대해 배선에 의한 각각의 리드를 가지게 하는 일련의 분리 장착된 광방출 다이오드를 포함하는 비교적 큰 규모의 광원을 개시하고 있다. 상기 배열로부터 광을 집속하는데 사용되는 렌즈에 의해 다이오드가 캡슐되어진다.
본 발명은 발광다이오드(LED) 램프에 관한 것이다.
도 1은 LED 램프의 측면도이다;
도 2는 도 1 램프의 평면도이다;
도 3은 도 1 및 도 2의 램프에 대한 회로도이다;
도 4는 제 2 LED 램프의 횡단면도이다;
도 5는 도 4의 램프의 회로도이다;
도 6은 도 4의 램프의 횡단면도이다;
도 7은 도 4의 램프 평면도이다;
도 8은 도 4 내지 도 7의 램프의 조명패턴의 대표도이다;
도 9는 제 3 램프의 평면도이다;
도 10은 도 9의 램프에 대한 회로도이다;
도 11은 도 9의 램프 정면도이다;
도 12는 도 9의 램프 측면도이다;
도 13은 도 9의 램프에 끼우는 렌즈의 측면도이다;
도 14는 도 9에서 X-X로 도시된 선을 따라 취해진 횡단면도이다;
도 15는 도 10에 도시된 Y-Y로 도시된 선을 따라 취해진 횡단면이다;
도 16은 도 9 내지 도 12의 램프에 의해 생성된 조명패턴의 대표도이다.
본 발명은 다수의 광 방출 다이오드를 이용하는 한편, 실질적으로 조명에 대한 점원 모양을 유지함으로써 고출력 세기를 제공할 수 있는 LED 램프의 대안적인 형태를 제공하고자 한다.
본 발명에 따르면, 위에 배열된 형광물질의 공통 층을 가진 다수의 반도체 광방출 접합을 포함하는 램프가 제공되어 있다.
형광물질의 공통층은 인접한 접합으로부터 광을 받고 분산된 형태로 광을 보낼 수 있도록 이용될 수 있어, 합성 광이 조명의 단일 점원으로 방출되게, 맨눈으로, 보인다. 더욱이, 상기 공통층은 단일 단계로 접합 위로 도포될 수 있으며, 이는 마스킹 및 에칭의 추가 단계를 이용하여 개별적으로 구성되고 공정되는 것이 필요로 하는 미국특허 제 5289082호의 분리 칩의 형성과 비교하면, 램프를 구성하기 위한 공정에서, 차례로 상당한 단순화를 초래한다.
바람직하게는, 램프는 전구부를 포함하고 상기 램프가 단일 구조로 형성되도록 상기 전구부내에 접합이 포함된다.
바람직하게는, 접합은 3차원 배열로 제공된다.
바람직하게는, 접합은 실질적으로 허상 회전타원면(spheroid) 상에 배열되도록 만곡된 구조에 장착된다.
바람직하게는, 접합은 적어도 하나의 만곡된 도체에 장착되고 전기적으로 연결된다.
또 다른 폭넓은 양태로, 본 발명은 3차원 배열을 채택하기 위해 적어도 하나의 만곡된 도체에 장착된 다수의 광 방출 접합을 포함하는 램프를 제공한다.
바람직하게는, 적어도 하나의 만곡된 도체가 접합이 실질적으로 허상 회전타원면 상에 배열되도록 구성된다.
바람직하게는, 램프가 적어도 인접한 접합위에 형광물질의 공통층을 포함한다.
도체의 만곡된 구성과, 특히, 실질적으로 회전타원면 상에 배열된 접합이 전반적으로 램프에 의해 생성된 광이 일반적으로 단일의 작은 구형 또는 점원으로부터 나오게 보이는 잇점을 제공한다.
바람직하게는, 적어도 하나의 만곡된 도체가 각각의 하나의 접합을 수용하기 위한 후미부를 포함한다.
바람직하게는, 후미부가 광 방사 방향 및/또는 발산각도를 제어하기 위한 광학적 가이드로서 기능을 하는 측벽을 가진다.
바람직하기로, 램프는 전구부와, 상기 램프가 단일 구조로서 형성되도록 상기 전구부 내부에 포함된 접합과 적어도 하나의 만곡된 도체를 포함한다.
바람직하기로, 램프는 전구부에 끼워지도록 개조되고, 소정의 패턴으로 상기 전구부로부터 방출된 광을 형성하도록 배열되는 렌즈를 포함한다.
본 발명은 도면을 참조로 더 상세히 설명될 것이다;
도 1에 도시된 바와 같이, 램프(1)는 원통형 기부(3)와 램프의 축방향으로 조명출력을 증강시키도록 배열된 포물선형 끝단(4)을 가진 전구부(2)를 포함한다. 상기 램프는 또한 제 1 및 제 2 단자를 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 단자는 바람직하게는 전구부(2)내에 포함되는 도체(5,6) 형태이다. 리드(5)는 일체로된 회로 웨이퍼(8)에 장착되는 지지대(support platform)(7)를 가진다. 제시된 실시예에서,웨이퍼는 형광층과 같은 형광재료의 공통층이 두 접합(junctions) 위로 인가될 수 있도록 서로 인접 배열된 2개의 접합을 포함한다. 중간 도체(9 내지 12)는, 도 3의 회로 다이어그램에 나타낸 바와 같이, LED 접합(14,15)이 반대 극성으로 배열되도록 각각의 단자(5,6)에 접합을 전기적으로 연결한다. 저항소자(16)가 (중간도체(11 및 12)를 연결하는) 또 다른 도체(13)와 리드(5) 사이에 제공되어 있다.
도체(5,6)와 중간도체(9 내지 13) 및 웨이퍼(8)는 램프가 튼튼한 일체의 구조로 있도록 전구부(2)내에 모두 포함되어 있다. 종래 LED 장치와 상기 실시예를 비교하면, 접합의 반대 극성은 극성에 무관하게 램프가 전원에 연결되게 한다. 각 접합에 공통인 단일의 형광층의 사용으로 인해 구조가 또한 단순해지고 어느 한 쪽의 접합으로부터 나온 광이 단일 공급원으로부터 발생하게 인지된다는 점에서 미적 잇점을 제공한다.
LED 램프의 바람직한 형태에서, 하기의 사양이 적용될 수 있다;
공칭 크기 | 직경 9.5mm |
광색깔 | 백색 |
전구 색깔 | 워터 크리어(water clear) |
광세기 | 슈퍼브라이트(super bright)평균20mA에서 일반적인 광출력 > 500mCd |
보장 수명 | 30,000 시간 |
집속 | 반각 15°형 |
기저형태 | 쐐기형 램프와 호환가능 |
리드 치수 | 공칭 6mm. 외부 기저쐐기 |
공급전압 | 공칭 12V. {>11.5<14V 교류 또는 직류} |
순방향 전류 | 평균20mA에서 20 +8/-3mA |
순방향 전압 | 평균20mA에서 최소3.6(typ) 최대4.0. |
역방향 전압 | 최소 5V. |
전력소실 | LED 접합 120Mw저항 170mW |
역 전류 | 평균 5V에서 최대 50×10-3mA |
내부저항 | 공칭 430옴 |
그러나, 램프의 어떤 부품부의 크기 구성 및 작동 매개변수는 필요에 따라변할 수 있으며, LED 접합 갯수는 조명 요구를 충족하기 위해 또한 증가될 수 있음을 고려해야 한다.
제 2 램프(20)가 도 4 내지 도 8을 참조로 이제 기술된다. 램프(20)는 일반적으로 제 1 및 제 2 단자(21,22)가 전구부(25)에 포함된 도체(23,24) 형태로, 추가 도체(26,27)과 함께 제공되는 한, 도 1 내지 도 3의 램프와 구성에서 유사하다. 각각의 도체(23, 26 및 27)는 참조번호(29,30,31)로 표시된 연관된 접합을 수용하기 위한 지지구조의 윤곽을 보이도록 각각의 후미부(28)를 가진다. 접합은 공통 형광층(35)에 의해 덮혀지고 접합들이 장착되는 각각의 개별 도체(23,26,27)와 중간 도체(32,33,34)를 통해 인접한 도체 사이에 전기적으로 연결되어 있다. 도시된 실시예에서, 도 5의 회로도로 나타낸 바와 같이, 접합은 직렬로 연결되어 있다.
모든 도체(23,24,26,27)는 형광층(35)의 도포후 전구부(25)내부에 접합(29,30,31)을 직접적으로 위치시키는데 용이한 제조와 신뢰를 허용하도록 도 6에 도시된 2차원 리드 프레임 구조(40)로 바람직하게 형성된다. 도 6 및 도 7 둘다에서 도시된 바와 같이, 접합(29,30,31)은 도체(26) 위로 돌출한 도체(23,27)와 함께, 일반적으로 선형 배열로 배열되어 접합에 의해 발생된 전체 조명이, 도 8에서 곡선 A에 의해 도시한 바와 같이, 축상으로 약간 강화될 것이다.
램프(20)는 램프에 의해 발생된 광을, 예를 들면, 도 8에서 곡선 B로 나타낸 조명 패턴을 생성하도록 변경하기 위해 전구부(25)에 끼워져 형성된 렌즈(41)와 함께 또한 제공될 수 있으며, 이로 인해 출력 조명이 약간 더 균일하게 분포된다.
이제 도 9 내지 도 16으로 돌아가면, 3번째 램프(50)가 예시되어 있다. 다시, 램프(50)는 다수의 도체(51,52,53 및 54)가 단일의 전구부(55)내에 포함되고 각각의 후미부(57)에 장착되고 형광물질(59)의 공통 층으로 덮혀져 있는 한 이전 램프 구조와 일반적으로 유사하다. 각 접합은 도 10에 예시된 회로를 형성하기 위해 접합이 장착된 각각의 도체와 중간도체(58)를 통해 인접 도체에 다시 전기적으로 결합되어 있다. 그러나 이 경우, 각각의 도체(51 내지 54)는 3개의 접합(56)을 수반한다.
도체(51 내지 54)는 회전타원체(spheroid)와 같은 허상 곡면상에 접합을 지지하기 위해 전구부(55)내에 만곡되며, 이런 방식으로, 램프(50)에 의해 생성된 조명은 작고, 일반적으로 회전타원체 점원 모양의 광원으로부터 방출되는 모양을 가질 것이다. 렌즈(60)는 램프(50)의 평면도로부터 관찰된 조명출력인, 즉, 램프가 도 9에서 나타낸 바와 같은 방향으로 보여질 때, 도 16에 곡선 C로 나타낸 바와 같은, 더 균일한 분포패턴을 생성하도록 접합의 출력을 변경시키기 위해 또한 제공될 수도 있다.
렌즈(60)을 이용함으로써 광출력을 변경하는 것 뿐만 아니라, 어떤 바람직한 구성으로 도체를 또한 배열할 수 있으며 후미부(57)의 구조가 다양한 접합으로 인해 방출된 광의 방향출력을 제어하는데 보조하기 위해 또한 사용될 수도 있다. 특히, 각 후미부의 구성은, 예를 들면, 후미부 측벽이 광학적 가이드로서 각 접합으로부터 방출된 광의 방향 및/또는 발산각도를 제어하도록 할 수 있다.
더 구체적으로, 각 후미부의 형상 및 접합으로부터 광 출력에 대한 후미부의 형상효과는 도 14 및 도 15에 대해 더 상세히 기술될 것이며, 도 14 및 도 15는 각각 도 11 및 도 12에서 도시된 선 X-X 및 선 Y-Y를 따라 취해진 관련 도체의 횡단면을 도시하고 있다.
LED 접합을 포함한 후미부(57)는 상기 후미부로부터 방출된 광 빔이 'R'로 표시된 허상부 구면의 반경과, 상기 후미부내의 LED 접합으로부터 한 후미부 측벽의 허상연장 교차점까지의 'r'로 표시된 거리 및 램프(50)의 중심선(61)과 또 다른 LED 접합에 수직으로 지나는 중심선(62) 사이의 각도 'A'에 의해 결정된 예측가능한 패턴으로 램프(50)외부의 자유공간에 조합될 수 있도록 도체(51,52 및 53)에 위치되고 형성되어 있다.
허상구면 반경 'R'은 후미부들의 중심선의 교차점으로부터 후비부 내부에 있는 LED 접합까지의 거리이다. 후미부의 측벽 사이의 각도가 'r'의 값을 결정한다.
'r'이 "R"과 동일하거나 큰 극단적인 경우, 각각의 LED 접합으로부터 광은, 각도 값 'A'에 무관하게, 교차하지 않는 빔으로 후미부에 의해 형성될 것이다. 'R' 미만의 모든 'r'의 값에 대해 각 LED 접합으로부터 나온 광빔을 인접한 LED 접합으로부터 나온 광빔의 엣지와 일치하게 할 수 있다. 이러한 경우는 R/r비와 각도 'A'의 값에 의해 결정된다면 정확하게 위치된다.
상기 고려한 바와 같이, 본 발명은 일반적으로 간단한 구성을 유지하는 한편 다양한 출력조명 패턴중 소정의 한 패턴을 가지는 접합 다이오드를 이용하여 광원을 얻는 상당한 범위를 고려하고 있다. 다양한 접합은 크기가 작으며 광의 단일 점원으로부터 방출되게 맨 눈으로 인식될 수 있는 광출력을 생산하도록 구성될 수 있다는 것이 특별한 잇점이다.
상기 LED 램프는 단지 제한적이지 않는 예로써 기술되었으며, 많은 변형 및 변경이 상술한 바와 같이 본 발명의 기술 사상과 범위에 이탈함이 없이 달성될 수 있다.
본 발명의 상세한 설명에 포함됨.
Claims (12)
- 위에 배열된 형광물질의 공통 층을 가진 다수의 반도체 광 방출 접합을 포함하는 램프.
- 제 1 항에 있어서,램프는 전구부를 포함하고 상기 램프가 단일 구조로 형성되도록 상기 전구부 내에 접합이 포함되는 램프.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,접합이 3차원 배열로 제공되는 램프.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,접합이 실질적으로 허상 회전타원면 상에 배열되도록 만곡된 지지구조에 장착되는 램프.
- 제 4 항에 있어서,접합이 적어도 하나의 만곡된 도체에 장착되고 전기적으로 결합되는 램프.
- 3차원 배열을 채택하도록 적어도 하나의 만곡된 도체에 장착되는 다수의 광방출 접합을 포함하는 램프.
- 제 6 항에 있어서,적어도 하나의 만곡된 도체는 접합이 실질적으로 허상 회전타원면 상에 배열되도록 구성되는 램프.
- 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,램프가 적어도 인접한 접합에 위로 형광물질의 공통 층을 포함하는 램프.
- 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,적어도 하나의 만곡된 도체가 각각의 접합 중 하나를 수용하기 위한 후미부를 포함하는 램프.
- 제 9 항에 있어서,후미부는 광 방사 방향 및/또는 발산 각도를 제어하기 위해 광학적 가이드로서 기능하는 측벽을 가지는 램프.
- 제 6 항 내지 제 10 항중 어느 한 항에 있어서,램프는 전구부와, 상기 램프가 단일 구조로서 형성되도록 전구부내에 포함되어 있는 접합과 적어도 하나의 만곡된 도체를 포함하는 램프.
- 제 11 항에 있어서,램프는 상기 전구부에 끼워지도록 개조되고, 소정의 패턴으로 상기 전구부로부터 방출된 광을 형성하도록 구성된 렌즈를 포함하는 램프.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
N231 | Notification of change of applicant | ||
A201 | Request for examination | ||
E801 | Decision on dismissal of amendment | ||
S901 | Examination by remand of revocation | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
S601 | Decision to reject again after remand of revocation |