KR20080025692A - 발광다이오드 클러스터 램프 - Google Patents

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KR20080025692A
KR20080025692A KR1020077030111A KR20077030111A KR20080025692A KR 20080025692 A KR20080025692 A KR 20080025692A KR 1020077030111 A KR1020077030111 A KR 1020077030111A KR 20077030111 A KR20077030111 A KR 20077030111A KR 20080025692 A KR20080025692 A KR 20080025692A
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네오벌브 테크놀러지스 인크
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Abstract

본 발명은 발광다이오드 클러스터 램프에 관한 것이다. 발광다이오드 클러스터 램프는 복수의 발광다이오드 램프 패키지들, 제어회로 및 케이싱을 포함한다. 발광다이오드 패키지들 각각은 열전달/발산 모듈 및 발광다이오드 모듈을 포함한다. 제어회로 모듈은 발광다이오드 패키지들을 제어하기 위해 사용된다. 케이싱은 발광다이오드 패키지들 및 제어회로 모듈을 수용하도록 마련된다. 발광다이오드 클러스터 램프가 전력공급원에 연결되면, 제어회로 모듈은 발광다이오드 모듈들이 빛을 선택적으로 발하도록 한다. 발광다이오드 모듈들 각각의 발광 도중 발생된 열은 발광다이오드 모듈들 각각의 대응하는 열전달/발산 모듈에 의해 전달되고 발산된다.
발광다이오드, LED, 열, 발산, 전달, 발광 모듈, 열발산핀, 제어회로

Description

발광다이오드 클러스터 램프{LIGHT-EMITTING DIODE CLUSTER LAMP}
본 발명은 발광다이오드 클러스터 램프에 관한 것이다; 특히, 본 발명에 따른 발광다이오드 클러스터 램프는 고강도를 갖는 조명 기구이다.
발광다이오드(Light-emitting diode)는 소비전력 감소, 흔들림-저항성, 신속한 반응, 및 커다란 제품에 대한 적용성을 포함하는 많은 이점들을 가지기 때문에, 현재 광원으로서 발광다이오드들을 적용하는 조명 제품들이 점점 확대되어 사용되고 있다. 하지만, 고출력의 발광다이오드가 일정 사용시간 동안 연속적으로 빛을 방사한 후, 과열 문제가 발생되며, 과열은 발광다이오드의 발광 효율을 떨어뜨리며 발광다이오드의 명도가 향상될 수 없도록 한다. 따라서, 고출력의 발광다이오드들을 적용하는 여러 유형의 제품들은 모두 양호한 열발산 메카니즘(heat-dissipating mechanism)을 요구한다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 도 1a는 선행기술에 따른 통합된 열발산 장치의 조명 기구의 외부 사시도이다. 도 1b는 선행기술에 따른 통합된 열발산 장치의 조명 기구의 단면도이다. 단일의 조명 기구에 의한 광도(light intensity)를 증가시키기 위해, 상기 도면들에 도시된 복수의 발광다이오드들(22)은 제어회로(24) 상에 배치된다. 제어회로(24)는 발광다이오드들(22)을 제어하기 위해 사용된다. 제어회 로(24) 아래의 열전달판(26)은 발광다이오드들(22) 및 제어회로(24)가 열을 발산하는 것을 돕기 위해 사용된다. 복수의 열발산핀들(28)이 열전달판(26)의 외주 상에 설치된다. 도 1a 및 도 1b에 도시된 조명 기구에 따른, 조명 기구의 단점은, 제어회로(24)가 발광다이오드들(22)에 너무 근접되어 있다는 것이다. 발광다이오드들(22)이 열에너지를 발생할 때, 제어회로(24)의 동작이 쉽게 영향받을 수 있고 심지어 고장날 수도 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 선행기술에서 나타나는 전술한 열발산 문제점들을 해결하면서도 고강도의 조명 효과를 제공하는 발광다이오드 클러스터 램프를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 발광다이오드 클러스터 램프를 제공하는 것이다. 본 발명에 따른 발광다이오드 클러스터 램프는 복수의 발광다이오드 램프 패키지들, 제어회로 모듈, 및 케이싱을 포함한다.
발광다이오드 램프 패키지들 각각은, 열전달/발산 모듈 및 발광다이오드 모듈은 포함한다. 열전달/발산 모듈은 평탄부를 갖는 열전달 장치 및 적어도 하나의 열발산핀을 포함한다. 상기 적어도 하나의 열발산핀은 상기 열전달 장치의 외주 상에 설치된다. 상기 발광 모듈은 상기 열전달 장치의 상기 평탄부 상에 배치되며 상기 평탄부 상에 평탄하고 긴밀하게 접합된다. 상기 발광다이오드 모듈은 다수의 발광다이오드들 또는 레이져다이오드들을 함께 포장하며, 그리하여 상기 발광다이오드 램프 패키지들 각각은 점광원의 조명 효과에 유사한 조명 효과를 제공할 수 있다. 상기 제어회로 모듈은 상기 발광다이오드 램프 패키지들을 제어하기 위해 사용된다. 상기 케이싱은 상기 발광다이오드 램프 패키지들 및 상기 제어회로 모듈은 수용하도록 마련된다.
상기 발광다이오드 클러스터 램프가 전력공급원에 연결되면, 상기 제어회로 모듈은 상기 발광다이오드 모듈들을 제어하며 상기 발광다이오드 모듈들이 빛을 발하도록 선택적으로 제어한다. 더욱이, 상기 발광다이오드 모듈들 중 하나가 빛을 발하는 도중에 발생된 열은 상기 발광다이오드 모듈에 대응하는 열전달 장치의 평탄부로부터 상기 적어도 하나의 열발산핀으로 전달된 후 상기 적어도 하나의 열발산핀에 의해 발산된다.
본 발명에 따른 상기 발광다이오드 클러스터 램프는 열전달/발산 모듈에 발광다이오드 모듈을 통합한다. 상기 열전달/발산 모듈은 발광다이오드 모듈에 의해 발생된 열에너지를 적어도 하나의 열발산핀을 사용함으로써 주변으로 즉각적으로 발산할 수 있으며, 이에 의해 열발산 효율이 상당이 향상된다. 따라서, 선행기술과 비교하여, 본 발명에 따른 발광다이오드 클러스터 램프는 고효율의 발광다이오드들을 요구하는 조명 기구들에서의 적용에 더욱 적합하다. 더욱이, 본 발명에 따른 발광다이오드 클러스터 램프는 다수의 발광다이오드 램프 패키지들을 통합하여 점광원에 유사해지도록 한다; 따라서, 발광다이오드 클러스터 램프는 고강도의 조명을 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 발광다이오드 클러스터 램프는 통용되고 있는 조명 기구들의 다이오드 램프들의 넓은 어레이를 통합할 수 있다. 통용되고 있는 실린더형의 또는 입방체형의 배터리들의 크기에 맞도록 설계될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 다이오드 램프는 통용되는 전력공급 장치들과 용이하게 통합될 수 있다.
본 발명의 이점 및 사상은 첨부된 도면들을 참조한 이하의 기술로부터 쉽게 이해될 수 있다.
도 1a는 선행 기술에 따른 통합된 열발산 장치의 조명 기구의 외부 사시도이다.
도 1b는 선행 기술에 따른 열발산 장치의 조명 기구의 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 발광다이오드 클러스터 램프의 외부 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른, 도 2의 발광다이오드 클러스터 램프의 L-L 선에 따른 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 발광다이오드 클러스터 램프의 분해 사시도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 발광다이오드 클러스터 램프의 여러 실시예들을 도시하는 도면들이다.
도 6은 본 발명에 따른 발광다이오드 클러스터 램프의 열전달/발산 메카니즘을 도시하는 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 도 2는 본 발명에 따른 발광다이오드 클러스터 램프의 외부 사시도이다. 도 3은 본 발명에 따른, 도 2에서의 발광다이오드 클러스터 램프의 L-L 선에 따른 단면도이다. 본 발명에 따른 발광다이오드 클러스터 램프(1) 는, 복수의 발광다이오드 램프 패키지들(12), 제어회로 모듈(14) 및 케이싱(16)을 포함한다. 이러한 본 발명의 실시예에서, 다이오드 램프 패키지들(12)은 행렬로 배열된다.
발광다이오드 램프 패키지들(12) 각각은 열전달/발산 모듈(heat- conducting/dissipating module; 122) 및 발광다이오드 모듈(light-emitting diode module; 124)을 포함한다. 열전달/발산 모듈(122)은 열전달 장치(1222) 및 적어도 하나의 열발산핀(heat-dissipating fin; 1224)을 포함한다. 적어도 하나의 열발산핀(1224)은 평탄부를 갖는 열전달 장치(1222)의 외주 상에 설치된다. 발광다이오드 모듈(124)은 열전달 장치(1222)의 평탄부 상에 배치되며 상기 평탄부에 평탄하고 긴밀하게(seamlessly) 부착된다. 발광다이오드 모듈(124)은 많은 발광다이오드들 또는 레이져다이오드들(laser diodes)을 함께 포장하며, 그리하여 발광다이오드 모듈들(124) 각각은 점광원(point light source)에 유사한 조명효과를 제공할 수 있다. 제어회로 모듈은 발광다이오드 램프 패키지들(12)을 제어하기 위해 사용된다. 케이싱(16)은 발광다이오드 램프 패키지들(12) 및 제어회로 모듈(14)을 수용하도록 마련된다.
발광다이오드 클러스터 램프(1)가 전력공급원에 연결될 때, 제어회로 모듈(14)은 발광다이오드 모듈들(124)을 제어하며 발광다이오드 모듈들(124)이 선택적으로 빛을 발하도록 한다. 더욱이, 발광다이오드 모듈들(124) 중 하나가 발광하는 도중 발생된 열은 그 하나의 발광다이오드 모듈(124)에 대응하는 열전달 장치(1222)의 평탄부로부터 적어도 하나의 열발산핀(1224)으로 전달되며, 이후 그 열 은 그러한 적어도 하나의 열발산핀(1224)에 의해 발산된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제어회로 모듈(14) 및 발광다이오드 모듈들(124)은 서로 일정거리 이격되어 배치되며, 이에 따라 제어회로 모듈(14)이 발광다이오드 모듈들(124)에 의해 발생된 열에 의해 직접적으로 영향받는 것을 방지할 수 있다.
도 4를 참조하면, 도 4는 본 발명에 따른 발광다이오드 클러스터 램프의 분해 사시도이다. 다른 모듈들 사이의 연결들은 이 도면으로부터 더 잘 이해될 수 있다. 본 발명에 따른 발광다이오드 클러스터 램프는 또한 발광다이오드 램프 패키지들을 일렬로 배열할 수 있다. 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 발광다이오드 클러스터 램프의 실시예들을 도시한다.
실제적인 적용에서, 열전달 장치는 열파이프(heat pipe), 열기둥(heat coulumn), 또는 높은 열전도성을 갖는 물질로 이루어진 실린더형 장치일 수 있다. 도 6을 참조하면, 도 6은 본 발명에 따른 열전달/발산 모듈(122)의 열전달/발산 메카니즘을 도시하는 도면이다. 열전달/발산 모듈(122) 내의 열전달 장치(1222)는 모세관 구조(12A) 및 작동 유체(12B)를 포함한다. 발광다이오드 모듈(124)이 열을 발생시키면, 발광다이오드 모듈(124)에 더 근접된 열전달 장치(1222) 부위에 있는 작동 유체(12B)가 기체로 기화한다. 기화된 작동 유체(12B)는 열을 열전달 장치(1222)의 다른 단부로 전달할 수 있고, 기화된 작동 유체(12B)는, 적어도 하나의 열발산핀(1224)이 열을 발산하여 기화된 작동 유체(12B)를 냉각시킨 이후, 응축에 의해 다시 액화된다. 모세관 구조(12A)는 다시 액화된 작동 유체(12B)를 발광다이 오드 모듈(124)의 일단부에 더 근접된 열전달 장치(1222) 부위로 되돌리기 위해 사용된다. 도 6에 도시된 순환 방식에 의해, 열의 전달 및 발산이 달성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 발광다이오드 클러스터 램프에 연결되는 전력공급원은 AC 전력공급원 또는 DC 전력공급원이다. 전력공급원이 AC 전력공급원일 때, 제어회로 모듈은, 발광다이오드 클러스터 램프에의 사용을 위해, AC 전력을 DC 전력으로 변환하기 위한 AC-to-DC 변환기를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 발광다이오드 클러스터 램프의 발광다이오드 모듈은 기판, 두 개의 전극, 및 발광 모듈을 포함한다. 기판은 반도체 물질 또는 세라믹 물질로 만들어진다. 발광 모듈 및 두 개의 전극은 각각 기판 상에 배치된다. 발광 모듈은 각각의 전극을 통하여 제어회로 모듈에 연결된다.
본 발명의 다른 실시예에서, 발광다이오드 클러스터 램프 내의 발광다이오드 모듈들 각각은 발광 모듈 및 두 개의 전극을 포함한다. 발광 모듈 및 두 개의 전극은 발광다이오드 모듈에 대응하는 열전달 장치의 평탄부 상에 직접 배치되며, 두 개의 전극과 열전달 장치 사이에는 절연체가 존재한다.
실제 적용에서, 발광 모듈은 적어도 하나의 발광다이오드 또는 레이져다이오드를 포함한다. 발광 모듈의 발광다이오드는, 백광 다이오드(white light diode), 또는 청광 다이오드(blue light diode)와 인광체(phosphor)로 만들어진 백광 다이오드일 수 있다. 발광 장치는 또한 적어도 하나의 적광 다이오드, 적어도 하나의 청광 다이오드, 및 적어도 하나의 녹광 다이오드(green light diode)를 포함할 수 있다. 제어회로 모듈은 적어도 하나의 적광 다이오드, 적어도 하나의 청광 다이오 드 및 적어도 하나의 녹광 다이오드가 선택적으로 빛을 발하도록 할 수 있고, 그리하여 다른 색상들을 갖는 발광다이오드들은 여러 가지 비율로 빛을 발함으로써 빛을 다양한 색상으로 구현할 수 있다.
본 발명에 따른, 발광다이오드 클러스터 램프의 발광다이오드 램프 패키지들 각각은 다수의 발광 다이오들을 함께 포장한다; 발광 모듈은, 발광 모듈을 위해 사용되는 오목 거울의 체적 및 발광다이오드 램프의 체적에 비해 상대적으로 작은 체적을 갖는다. 따라서, 발광다이오드 램프 패키지들 각각은 점광원의 발광 효율에 유사한 발광 효과를 제공할 수 있다. 본 발명에 따른 발광다이오드 클러스터 램프는 발광다이오드 램프 패키지들을 행렬로 또는 일렬로 결집시키며, 그리하여 고강도 또는 고명도를 갖는 조명이 제공될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 발광다이오드 클러스터 램프가 열전달/발산 모듈을 발광다이오드 모듈과 통합한다는 사실에 기해, 열전달/발산 모듈은 적어도 하나의 열발산핀을 사용함으로써 발광다이오드 모듈에 의해 발생된 열을 주변으로 즉각적으로 발산할 수 있으며, 따라서 열발산 효율을 상당히 향상시킬 수 있다. 열발산 효율을 개선함으로써, 과열에 의해 야기되는 발광다이오드들의 효율성 저하 문제가 해결될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 발광다이오드 클러스터 램프의 조명 효율이 또한 선행 기술에 따른 조명 효율에 비해 향상된다.
상기 예와 설명에 의해, 본 발명의 특징들 및 사상들이 바람직하게 잘 기술된다. 본 발명의 기술 분야의 당업자는, 본 발명의 요지를 유지한 채로 수많은 수정들 및 변경들이 제공됨을 알 수 있을 것이다. 따라서, 상기의 기술들은 첨부된 청구항들의 경계들 및 범위들로 제한되어 해석되지 않아야 한다.

Claims (13)

  1. 복수의 발광다이오드 램프 패키지들; 및 상기 발광다이오드 램프 패키지들을 제어하기 위한 제어회로 모듈;을 포함하는 발광다이오드 클러스터 램프에 있어서,
    상기 발광다이오드 램프 패키지들 각각은,
    평탄부를 갖는 열전달 장치;와 상기 열전달 장치의 외주 상에 설치된 적어도 하나의 열발산핀;을 포함하는 열전달/발산 모듈; 및
    상기 열전달 장치의 상기 평탄부 상에 배치되는 발광다이오드 모듈;을 포함하며,
    상기 발광다이오드 클러스터 램프가 전력공급원에 연결될 때, 상기 제어회로 모듈은 상기 발광다이오드 모듈들을 선택적으로 제어하여 빛을 발하도록 하며,
    상기 발광다이오드 모듈들 중 하나가 발광하는 도중 발생된 열은, 상기 하나의 발광다이오드 모듈에 대응하는 상기 열전달 장치의 상기 평탄부로부터 적어도 하나의 상기 열발산핀으로 전달된 후 상기 적어도 하나의 열발산핀에 발산되는, 발광다이오드 클러스터 램프.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 발광다이오드 램프 패키지들 및 상기 제어회로 모듈을 수용하도록 마련된 케이싱;을 더 포함하는, 발광다이오드 클러스터 램프.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 열전달/발산 장치들의 각각의 열전달 장치는, 열파이프, 열기둥, 또는 높은 열전도성을 갖는 물질로 만들어진 실린더형 장치인, 발광다이오드 클러스터 램프.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 발광다이오드 모듈들 각각은, 기판, 발광 모듈, 및 두 개의 전극을 포함하며,
    상기 발광 모듈 및 상기 두 개의 전극은 각각 상기 기판 상에 배치되는, 발광다이오드 클러스터 램프.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 발광다이오드 모듈들 각각은, 발광 모듈 및 두 개의 전극을 포함하며,
    상기 발광 모듈 및 상기 두 개의 전극은 각각, 상기 발광다이오드 모듈에 대응하는 상기 열전달 장치의 상기 평탄부 상에 배치되며,
    상기 두 개의 전극과 상기 열전달 장치 사이에는 절연체가 존재하는, 발광다이오드 클러스터 램프.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 발광다이오드 모듈들 각각의 상기 발광 모듈은, 적어도 하나의 발광다 이오드 또는 레이져다이오드를 포함하는, 발광다이오드 클러스터 램프.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 발광 모듈의 상기 발광다이오드는 백광 다이오드인, 발광다이오드 클러스터 램프.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 백광 다이오드는, 청광 다이오드 및 인광체(phosphor)를 포함하는, 발광다이오드 클러스터 램프.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 발광다이오드 모듈 각각의 상기 발광 모듈은, 적어도 하나의 적광 다이오드, 적어도 하나의 청광 다이오드, 및 적어도 하나의 녹광 다이오드를 포함하는, 발광다이오드 클러스터 램프.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어회로 모듈은, 상기 발광 모듈 각각에 마련된 상기 적어도 하나의 적광 다이오드, 상기 적어도 하나의 청광 다이오드, 및 상기 적어도 하나의 녹광 다이오드가 선택적으로 빛을 발하도록 하는, 발광다이오드 클러스터 램프.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 전력공급원은 AC 전력공급원이며,
    상기 제어회로는 AC-to-DC 변환기를 더 포함하는, 발광다이오드 클러스터 램프.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 발광다이오드 램프 패키지들은 행열로 배열되는, 발광다이오드 클러스터 램프.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 발광다이오드 램프 패키지들은 일렬로 배열되는, 발광다이오드 클러스터 램프.
KR1020077030111A 2005-05-25 2006-05-18 발광다이오드 클러스터 램프 KR20080025692A (ko)

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