KR20110004906A - 램프 장치 - Google Patents

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KR20110004906A
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게오르그 디아만티디스
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로크-에프 게엠베하
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Abstract

전압이 인가될 때 주복사광을 방출하는 발광체(40; 94)와,
발광체(40; 94)를 부분적으로 또는 전체적으로 덮으면서 주복사광과 상호작용하는 고체 입자(64, 66)
를 포함하되,
상기 고체 입자(64, 66)의 입자 밀도가 발광체로부터 멀어지는 방향으로 제 1 입자 밀도로부터 제 2 입자 밀도로 변하는 것을 특징으로 하는 램프 장치.

Description

램프 장치{LAMP DEVICE}
본 발명은
a) 전압 인가시 주복사광을 방출하는 발광체와,
b) 발광체를 부분적으로 덮으면서 주복사광과 상호작용하는 고체 입자들
을 포함하는 램프 장치에 관한 발명이다.
이러한 램프 장치가 시장에서 잘 알려져 있고, 발광 반도체 구조를 가진 LED들이 발광체로 점점 더 많이 사용되고 있다. 주복사광과 상호작용하는 고체 입자들이 사용되는데, 특히, 발광형 물질 입자들이 사용되며, 칼라 센터를 가진 투명 물질로 제조되고, 이러한 고체 입자에 충돌하는 복사광을 흡수하며, 한개 이상의 다른 파장으로 보조광 형태로 복사광을 방출한다. 따라서, 발광 물질 입자나 발광 물질 입자 혼합물을 적절히 선택할 경우, 발광체에 의해 방출되는 복사광이 앞서와는 다른 스펙트럼을 가진 복사광으로 변환될 수 있다. 주복사광과 상호작용하는 다른 종류의 고체 입자는, 가령, 반사를 일으키고 복사광을 산란시키는 반사 입자일 수 있다.
앞서 언급한 종류의 잘 알려진 램프 장치는 방출시키는 광에 대해 120도 내지 160도 사이의 비교적 작은 복사각도를 가지는 경우가 자주 있다.
본 발명의 목적은 앞서 언급한 종류의 램프 장치를 제조하는 것으로서, 발광 효과를 개선시키면서 복사 각도를 증가시킴에 있다.
이 목적은
c) 발광체로부터 멀어지는 한개 이상의 방향으로 입자들의 입자 밀도가 제 1 입자 밀도로부터 제 2 입자 밀도로 변화한다
는 특징에 비추어 앞서 언급한 종류의 램프 장치의 경우에 달성된다.
발광체 둘레로 주복사광과 상호작용하는 입자들을 분포시킴으로써 실질적으로 모든 공간 방향으로 광을 방출하는 종류의 램프 구조가 달성될 수 있다. 이러한 방식으로 램프 장치의 복사 각도가 증가할 수 있다. 램프 장치의 발광 효율(luminosity) 역시 증폭된다.
입자 밀도는 단위 부피 당 입자의 수를 표시한다.
바람직한 실시예들이 청구범위 중 종속항에서 제시된다.
입자들이 주복사광을 흡수하면서 보조광을 방출하는 발광 물질 입자들을 포함한다면 바람직하다. 가령 반사 입자를 포함한다면 바람직할 것이며, 특히 바륨설파이드, 바륨설파이트, 바륨설페이트, 또는 티타늄다이옥사이드 입자를 포함할 경우 바람직하다.
입자 밀도의 변화가 감소로 나타날 경우 특히 강력한 발광 효과를 얻을 수 있다. 입자 밀도가 균등하게 감소할 경우 특히 그러하다.
발광 효과는 발광체에 가장 가까운 곳인 제 1 영역에 가장 큰 입자 밀도가 존재할 경우 발광 효과가 특히 우수하며, 발광체로부터 가장 먼 곳인 제 2 영역에 가장 작은 입자 밀도가 존재할 경우 발광 효과가 특히 우수하다. 따라서 이러한 경우에, 입자 밀도가 발광체로부터의 거리 증가에 따라 감소한다.
최소 입자 밀도에 비해 최대 입자 밀도가 5 내지 10,000 배 사이, 특히, 10 내지 100 배 사이, 특히 10 내지 20배 사이일 경우 우수한 발광 결과를 얻을 수 있다.
최대 입자 밀도가 세제곱센티미터당 500 내지 20,000개 사이, 특히, 1000 내지 10,000개 사이, 특히, 5,000개 내지 10,000개 사이인 것이 바람직하며, 최소 입자 밀도가 세제곱센티미터당 2 내지 5,000개 사이, 특히, 2 내지 2,500개 사이, 특히, 2 내지 1,000개 사이인 것이 바람직하다.
제작 공정의 관점에서, 입자들이 캐리어 매질에 의해 발광체에 대해 제자리에 유지된다면 바람직할 것이다.
캐리어 매질이 실리콘 물질이나 수지일 경우 바람직하다는 것이 입증되었다. 특히, 탄성 실리콘 덩어리같은 실리콘 물질이나, 에폭시 수지나 폴리에스테르 수지같은 수지가 바람직하다(참고로, 실리콘 덩어리라는 표현은 silicon mass를 번역한 용어로서, 실리콘이 필름 형태가 아니라 부피를 가진 형태로 형성됨을 의미한다).
캐리어 매질이 점유하는 공간의 형태에 따라, 다양한 발광 효과를 얻을 수 있다. 입자를 포함하는 캐리어 매질이 원통형, 원추형, 또는 반구형 공간을 점유할 경우, 또는, 원뿔대 형태인 단면을 포함하면서 구형 단면으로 어우러지는 공간을 점유할 경우, 우수한 발광 효과와 함께 시각적으로 나타난다는 것이 입증되었다. 입자들을 포함하는 캐리어 매질이 U-형 공간을 점유할 경우 특히 바람직하다는 것이 입증되었다.
발광체 제작을 위해, 입자를 구비한 캐리어 매질이 램프 장치의 챔버 내에 배열되는 것이 바람직하다.
챔버 벽체가 글래스 또는 합성 물질인 것이 바람직하며, 특히, 에폭시 수지나 폴리에스테르 수지인 것이 바람직하다.
캐리어 매질에 복수의 에어 버블이 제공될 경우 특히 바람직한 발광 효과를 얻을 수 있다.
캐리어 매질 내 에어 버블의 농도가 세제곱센티미터 당 500 내지 20,000개일 경우, 특히 1,000 내지 10,000 개일 경우, 특히, 3,000 내지 5,000개일 경우 바람직하다는 것이 입증되었다.
에어 버블의 직경이 0.1 내지 2 mm 인 것이 바람직하며, 특히, 0.1 내지 1 mm, 특히, 0.2 내지 0.5 mm 인 것이 바람직하다.
입자를 포함하는 캐리어 매질에 의해 결정되는 복수의 공간들이 서로 이격되어 존재할 경우 우수한 발광 효과를 얻을 수 있다.
입자를 포함하는 캐리어 매질에 의해 결정되는 두개 또는 세개의 공간이 서로 이격되어 존재할 경우 특히 실용적이다.
이 공간들이 광원의 복수개의 수용 영역 내에 제공될 경우 우수한 발광 성질을 가진 램프를 얻을 수 있다.
광원이 원통형이고 수용 영역이 원통형 축에 평행한 채널 형태일 경우 심미적 이유로 장점이 될 수 있다.
발광체가 전압 인가시 광을 방출하는 한개 이상의 반도체 구조를 포함할 경우, 에너지 소비 전력이 적은 램프 장치를 제조할 수 있다. 이러한 발광체는 LED의 형태로 알려져 있다.
전압이 인가될 때 한개 이상의 발광 반도체 구조가 청색광을 방출할 경우, 당 분야에 잘 알려진 LED로 되돌아가는 것이 가능하다. 입자들은 반도체 구조에 의해 방출되는 청색광으로부터 백색광을 발생시키는 발광 물질 입자의 형태와, 입사되는 복사광을 넘겨주는 반사 입자들의 형태를 모두 취하는 것이 바람직하다.
일 실시예에서는 발광체가 한개 이상의 적색광 반도체 구조와, 한개 이상의 녹색광 반도체 구조와, 한개 이상의 청색광 반도체 구조를 포함할 수 있다. 이 경우에, 발광 물질 입자는 포기하고 반사 입자들만이 주복사광과 상호작용하는 입자로 사용될 수 있다.
광 스펙트럼을 증가시키기 위해, 발광체가 한개 이상의 적외선 반도체 구조나 한개 이상의 자외선 반도체 구조, 또는 이 두가지 모두를 포함할 수 있다.
우수한 발광 효과를 얻기 위해, 발광 물질 입자나 반사 입자같은 고체 입자들이 서로 다른 입자 밀도로 존재하는 방식으로 세개 이상의 층이 존재하는 것이 바람직하다.
도 1은 발광 물질 입자와 반사 입자를 포함하는 캐리어 매질이 원통형 챔버에 배열되는 구성의 전구 램프의 부분 단면도.
도 2는 도 1에 대응하는, 원추형 챔버를 가진 전구 램프의 제 2 실시예의 단면도.
도 3은 도 1에 대응하는, 반구형 챔버를 가진 전구 램프의 제 3 실시예 단면도.
도 4는 도 1에 대응하는, 전구 램프의 제 4 실시예의 단면도로서, 원추형 형태에서 구형 단면으로 변하는 모양의 단면을 가진 챔버를 포함하는 구성의 단면도.
도 5는 발광 물질 입자와 반사 입자를 포함하는 캐리어 매질로 내부를 충전한 LED의 단면도.
도 6은 도 1에 따른 전구 램프의 수정도로서, 에어 버블이 캐리어 매질 내에 구성된 실시예의 도면.
도 7은 도 1에 대응하는 전구 램프의 제 5 실시예의 부분 단면도.
도 8은 도 1에 대응하는, 캐리어 매질이 광 핑거(light finger) 형태를 취하는 전구 램프의 제 6 실시예의 부분 단면도.
도 9는 두개의 광 핑거를 가진 전구 램프의 제 7 실시예의 (도 8에 대응하는) 부분 단면도.
도 10은 두개의 광 핑거가 한개의 광 아치로 결합되는 형태를 가진 전구 램프의 제 8 실시예의 (도 9에 대응하는) 부분 단면도.
도 11은 세개의 광 핑거를 포함하는 전구 램프의 제 9 실 시예의 (도 8에 대응하는) 부분 단면도.
도 12는 글래스 전구 대신에 반사체가 제공되는 도 8에 따른 램프의 수정도.
도 13은 도 8, 9, 11, 12에 따른 램프에 사용되는 광 핑거의 도면.
도 14는 자전거 또는 차량의 조명 시스템을 위한 도 13에 따른 광 핑거를 포함하는 발광체의 도면.
도 15는 서로 맞은 편에 위치한 도 13에 따른 두개의 광 핑거들로부터 형성된 봉-형태의 램프 요소 도면.
도 16은 투과성 실린더의 채널 위치를 결정함에 있어 광 핑거 구조가 배열되는 원통형 발광체의 도면.
도 17은 도 16의 구부러진 단면 라인 XVII-XVII을 따라 도 16의 발광체를 자른 단면도.
도 18은 위치 결정 채널들이 서로 연결되도록 도 18에 따른 발광체의 수정을 통해 구성된 (도 17에 대응하는) 단면도.
도 19는 도 20의 단면 라인 XIX-XIX을 따라 얻은 광 밴드의 단면도.
도 20은 도 19의 광 밴드의 평면도.
도 21은 도 22의 단면 라인 XXI-XXI를 따라 얻은 광 패널의 단면도.
도 22는 도 20에 따른 광패널의 사시도.
도 1에서는 표준형 접합 베이스(12)를 포함하는 전구 램프(10)가 도시되고 있다. 접합 베이스(12)는 가령, 에디슨 스크루 베이스 E27 또는 E11의 형태를 취할 수 있다. 베이오넷 베이스, 플러그-인 베이스, 글래스 핀치 베이스, 또는, 그외 다른 형태의 다른 모든 표준형 접합 베이스들이 사용될 수 있다.
접합 베이스(12)의 접합 영역으로부터, 점선으로 표시되는 두개의 와이어(14, 16)가 접합 베이스 내에서 뻗어간다. 이 와이어들은 접합 베이스(12)로부터 변압기(18)까지 이어지며, 변압기(18)는 변압기 하우징(20) 내에 구성되어 접합 베이스(12)에 부착된다. 변압기(18)로부터 제 1 전원 라인(22)이 힛 싱크(heat sink)(24)를 통해 광 칩 수단(28)의 제 1 접촉 영역(26)까지 이어진다.
전구 램프(10)는 글래스나 에폭시 수지같은 반투명 물질의 전구(34)를 포함하며, 전구(34)를 이용하여 힛 싱크(24)가 전구 램프(10)의 내부(36)를 구획한다. 전구 램프(10)의 전구(34)는 필요에 따라 수렴 렌즈 기능을 충족시킬 수 있다.
광 칩 수단(28)은 네개의 반도체 구조(40a, 40b, 40c, 40d)(도 1에만 도시됨)를 포함한다. 반도체 구조(40a, 40b, 40c, 40d)는 얇은 본딩 와이어(38a, 38b, 38c, 38d, 38e)를 이용하여 광 칩 수단(28)의 접촉 영역(26, 32) 사이에 직렬로 연결된다. 이들은 캐리어 기판(46)의 오목부(44) 내 플로어(42) 상에 배열된다. 캐리어 기판(46)은 사파이어 글래스로 만들며, 이는 코런덤 글래스(corundum glass: Al2O3 글래스)라고도 알려져 있다.
각각의 반도체 구조(40)는 세개의 층을 포함하는 데, 이 세개의 층들은 반도체 구조(40a)의 경우에만 도면 부호를 병기하였다. 하부층(48)는 캐리어 기판(46)에 인접하게 배치된 층으로서, N-형 전도층이다. 가령, N-형 GaN이나 N-형 INGaN으로 만든다. 중간층(50)은 MQW 층이다. MQW는 "multiple quantum well"의 약자로서, 초격자 구조에 따라 변하는 전자 밴드 구조를 가지는 초격자를 나타내며, 여러 다른 파장에서 광을 방출한다. 반도체 구조(40)에 의해 방출되는 복사광의 스펙트럼은 MQW 층의 선택에 따라 영향받을 수 있다. 상부층(52)은 P-형 III-V족 반도체 물질로 제조된다. 가령, P-형 GaN으로 제조된다.
오목부(44)를 반경방향으로 둘러싸는 가장자리 영역(54)에서, 캐리어 기판(46)은 원통형 하우징(56)을 지지하며, 원통형 하우징(56)은 반도체 구조(40)를 향해 열린 구조를 나타내고, 캐리어 기판(46)에서 먼쪽은 말단 벽체에 의해 닫히는 구조를 가진다. 원통형 하우징(56)은 합성 물질로 만들며, 투과성이다. 가령, 선명할 수도 있고 무광택일 수도 있다. 하우징(56)은 캐리어 기판(46)과 함께, 챔버(60)를 구획하며, 챔버(60)는 캐리어 기판(56) 내 오목부(44)로부터 이격된 형태로서, 역시 원통형이다.
챔버(60)는 캐리어 매질(62)로 충전된다. 캐리어 매질(62)은 일 실시예의 경우에 탄성 실리콘 덩어리의 형태로 존재한다. 실리콘 덩어리(62)의 경우, 발광 물질 입자(64)와 반사 입자(66)가 분포되고, 이 입자들은 실리콘 덩어리(62)에 의해 반도체 구조(40)에 대해 제 자리에 보지된다.
전압 인가시, 반도체 구조(40)는 420 nm 내지 480 nm 범위 파장의 청색광과 자외선광을 방출한다. 발광 물질 입자(62)와 함께, 반도체 구조(40)를 감싸는 실리콘 덩어리(62) 때문에, 백색광 전구 램프(10)를 얻을 수 있다. 발광 물질 입자(64)는 칼라 센터를 가진 고체 물질로 제조된다. 반도체 구조(40)의 자외선광 및 청색광을 백색광으로 변환하기 위해, 자외선 및 청색광을 부분적으로 흡수하는, 그리고, 황색광 및 적색광을 방출하는 세종류의 발광 물질 입자(64)가 사용된다. 필요에 따라, 자체적으로 청색광을 방출하는 추가적인 발광 물질 입자(64)가 사용될 수 있다.
반사 입자(66)용 물질에는 바륨설파이드, 바륨설파이트, 바륨설페이트, 티타늄다이옥사이드 등이 있다. 이에 대한 대안으로는, 반사 입자(66)용 물질로, 란타늄 옥사이드 물질, 희토류 물질, 가령, 세륨옥사이드, 네오디뮴옥사이드, 사마륨옥사이드, 유러퓸옥사이드, 가돌리늄옥사이드, 디스프로슘옥사이드, 홀뮴옥사이드, 에르븀옥사이드, 튜륨옥사이드, 이테르븀옥사이드, 류테튬옥사이드, 등이 사용될 수 있다.
반사 입자(66) 때문에, 반도체 구조(40)가 방출한 복사광이 실리콘 덩어리(62) 내에서 옮겨진다.
발광 물질 입자(64) 와 반사 입자(66)의 입자 밀도는 하우징(56)의 말단 벽체(58)의 방향(즉, 반도체 구조(40)로부터 멀어지는 방향)으로 변화하며, 이 방향으로 감소한다. 발광 물질 입자(64)와 반사 입자(66)의 최대 입자 밀도는 챔버(60) 내 반도체 구조(40)에 가장 가까이 배열되는 실리콘 덩어리의 제 1 층(68)에서 나타난다. 발광 물질 입자(64) 및 반사 입자(66)의 최소 입자 밀도는 하우징(56)의 말단 벽체(58)의 내면에 인접하게 위치하여 반도체 구조(40)로부터 가장 멀리 배열된 실리콘 덩어리(62)의 제 2 층(70)에서 나타난다.
제 1 층(68)과 제 2 층(70) 사이에는 대문자 A부터 대문자 K까지 표시되는 중간층들이 배열되며, 발광 물질 입자(64)와 반사 입자(66)의 입자 밀도가 하우징(56)의 말단 벽체(58) 방향으로 차례로 균등하게 감소한다. 이는 각 층에 표시된 발광 물질 입자(64)와 반사 입자(66)의 갯수에 의해 설명된다. 이어진 두개의 층(68, A-K, 70) 간의 경계부가 점선으로 표시된다.
변압기(18)를 통해 제공될 수 있는 반도체 구조(40)의 동작 전력에 따라, 실리콘 덩어리(62) 내 발광 물질 입자(64) 및 반사 입자(66)의 분포에 의해, 서로 다른 외형을 가진 다양한 램프 구조가 생성될 수 있다. 이러한 다양한 램프 구조가 관측자에게 가령, 화염의 인상이나 구형 광의 인상을 줄 수 있고, 이러한 램프 구조들은 반도체 구조(40)로부터 시작하여 형성된다.
도 1에서, 둥근 광 구조(72a)와 화염형 광 구조(72b)의 외곽 윤곽이 쇄선으로 표시된다. 둥근 광 구조(72a)는 전구 램프(10)의 낮은 동작 저압에서 형성되며, 화염형 광 구조(72b)는 전구 램프(10)의 높은 동작 전압에서 발생한다. 적절히 높은 동작 전압에서, 챔버(60) 내 전체 실리콘 덩어리(62)가 발광하며. 그후 램프 구조의 형태가 원통형이다.
전구 램프(10) 제조시, 챔버(60)는 비교적 저점도의 실리콘 오일을 함유한 층으로 충전될 수 있다. 이 오일은 요망 입자 밀도를 위해 필요한 양의 발광 물질 입자(64) 및 반사 입자(66), 그리고 경화제와 함께로 미리 혼합될 수 있다. 실리콘 오일은 그후 탄성 실리콘 덩어리(62)로 경화된다. 이는 당 업계에 잘 알려져 있다. 제 1 층이 경화된 후, 발광 물질 입자(64)와 반사 입자(66)를 포함하는 실리콘 물질(62)의 다음 층이 제 1 층 위에 제조될 수 있다.
챔버(60)가 이러한 방식으로 충전될 수 있도록, 챔버(60)가 완전히 충전될 때 제거되거나 밀폐되는 필러 넥(filler neck)이 제공될 수 있다.
경화된 실리콘 덩어리(62)가 사람 눈에 약간 우유빛에서 황색에 이르는 투명한 물질로 보이도록 발광 물질 입자(64) 및 반사 입자(66)의 입자 밀도가 선택되는 것이 바람직하다. 이는 발광 물질 입자(64)와 반사 입자(66)의 최대 입자 밀도가 최소 입자 밀도의 5 내지 10,000 배 사이, 특히, 10 내지 100 배 사이, 특히 10 내지 20배 사이일 때 구현될 수 있다.
실제로, 발광 물질 입자(64)와 반사 입자(66)의 최대 입자 밀도가 세제곱센티미터 당 500 내지 20,000개 사이, 특히, 1,000 내지 10,000개 사이, 특히, 5,000 내지 10,000개 사이일 수 있고, 최소 입자 밀도는 세제곱센티미터 당 2 내지 5,000개 사이, 특히, 2 내지 2,500개 사이, 특히, 2 내지 1,000개 사이의 값을 가질 수 있다.
일 실시예에서는 청색광 반도체 구조(40)만이 사용되는 것이 아니라, 한개 이상의 적색광 반도체 구조(40a), 한개의 녹색광 반도체 구조(40b), 한개의 청색광 반도체 구조(40c)의 조합을 통해 백색광을 얻을 수 있다. 이때, 또다른 제 4의 반도체 구조(40d)는 사용되지 않는다. 이러한 경우에, 실리콘 덩어리(62) 내의 발광 물질 입자(64)가 생략될 수 있고, 반사 입자(66)만이 적절한 입자 밀도와 함께 실리콘 덩어리(62) 내에 분포될 수 있다.
일 실시예에서는 캐리어 매질(62)이 수지일 수 있다. 가령, 에폭시 수지나 폴리에스테르 수지일 수 있다. 이는 경화된 상태에서 반투명 상태를 띤다. 이 경우에, 캐리어 매질(62)의 층(68, A-K, 70)들은 액체 형태로 도포되는 수지의 경화층에 의해 얻어질 수 있고, 물론 당 업계에 잘 알려진 바와 같이 그 공정 중에 경화제가 첨가되며, 해당 수지가 요망하는 입자 밀도를 위해 필요한 양의 발광 물질 입자(64)와 반사 입자(66)와 미리 혼합된다.
일 실시예에서는 챔버(60)가 하우징(56)으로부터 구획됨이 없이 캐리어 매질이 챔버(60)에 대응하는 공간을 점유할 수 있다. 이를 위해, 하우징(56)은 캐리어 매질이 완전히 경화된 후 제거되며, 따라서, 하우징(56)이 캐리어 매질(62)을 위한 캐스팅 몰드로 사용된다.
도 2, 3, 4에서, 도 1의 전구 램프(10)와는 다른 전구 램프(10)의 추가적인 실시예들이 제시된다. 각 실시예들 간에는 챔버(60)를 구획하는 하우징(56)의 형태에만 차이가 있다. 명료한 설명을 위해, 캐리어 매질(62)의 개별적인 층들에 대한 도면부호를 도 2, 3, 4에서는 별도로 표시하지 않았다. 층 경계를 표시하는 쇄선들 역시 생략되었다. 아래 특별히 언급하지 않는 경우, 도 1에 따른 전구 램프(10)에 대해 언급한 사항이 도 2 내지 4에 따른 전구 램프(10)에도 마찬가지로 적용된다.
도 2의 전구 램프(10)의 경우에, 원통형 하우징(56) 대신에 원추형 하우징(74)이 사용되어, 캐리어 기판(46) 내 오목부(44)로부터 원추 형태로 이격된 챔버(76) 내의 원추형 공간을 캐리어 매질(62)이 차지한다. 원추의 정점이 반도체 구조(40)로부터 소정 거리로 이격되도록 원추형 하우징(74)이 배열된다. 따라서, 적절한 동작 전압을 이용할 때, 여기서 형성되는 램프 구조가 원추의 형태를 가질 수 있다.
도 3의 전구 램프(10)의 경우에, 원통형 하우징(56) 대신에 반구형 하우징(78)이 사용되어, 캐리어 기판(46) 내 오목부(44)로부터 반구 형태로 이격되는 챔버(80) 내의 반구형 공간이 캐리어 매질(62)에 의해 점유된다. 반도체 구조(40)로부터 소정 거리에 그 곡면이 놓이도록 반구형 하우징(78)이 배열된다. 따라서, 적절한 동작 전압을 이용할 때, 램프 구조가 반구 형태를 가질 수 있다.
도 4의 전구 램프(10)의 경우에, 원통형 하우징(56) 대신에 원뿔대 모양 위에 구형 모양을 가진 원뿔대 단면(82a)과 구형 단면(82b)을 포함하는 하우징(82)이 사용된다. 원뿔대 단면(82a)을 가진 하우징(82)은 캐리어 기판(46)의 가장자리 영역(54) 위에 놓인다. 따라서, 캐리어 매질(62)은 캐리어 기판(46) 내 오목부(44)로부터 이격된 챔버(84) 내의 해당 공간을 점유하며, 이 공간은 원뿔대 형태의 영역과 반구형 영역으로 구성된다. 따라서, 적절한 동작 전압을 이용하여 형성되는 램프 구조가 이에 대응하는 형태를 가질 수 있다.
도 5에서는 탈착형 커버부(88a)를 가진 구형 투명 하우징(88)을 구비한 LED(86)가 도시되고 있다. 하우징(88)은 챔버(90)를 구획하며, 챔버(90) 내에는 반도체 요소(40)에 대응하는 반도체 요소(94)를 지닌, 캐리어 기판(46)에 대응하는 캐리어 기판(92)이 배열된다. 캐리어 기판(92)은 제 1 단자(96)에 의해 보지되며, 제 1 단자(96)는 커버부(88a)를 통해 외부로 뻗어가고, 커버부(88a)에 움직이지 않게 접합된다. 제 2 단자(98) 역시 하우징(88)의 커버부(88a)를 통해 LED(86)의 챔버(90)로부터 뻗어나가며, 커버부(88a)에 영구적으로 접합된다. LED(86)의 경우에, 하우징(88)은 도 1 내지 도 4에 따른 전구 램프(10)에서 언급한 챔버(60)의 기능을 충족시킨다.
반도체 요소(94)가 본딩 와이어(100, 102)를 통해 단자(96, 98)에 접합되며, 동작 전압이 단자(96, 98)를 통해 반도체 요소(94)에 인가된다. LED(86)의 챔버(90)는 캐리어 매질(62)로 충전되며, 발광 물질 입자(64)와 반사 입자(66)가 캐리어 매질(62) 내에 분포된다. 이는 도 1 내지 도 4와 관련하여 언급한 전구 램프(10)의 경우와 동일하다.
탄성 실리콘 덩어리가 캐리어 매질(62)로 사용될 경우, LED(86) 제작시 커버부(88a)를 제거한 하우징(88)이 비교적 저점성의 실리콘 오일로 층 형태로 충전될 수 있다. 이 오일은 경화제와, 요망 입자 밀도를 얻기 위해 필요한 양의 발광 물질 입자(64) 및 반사 입자(66)와 미리 혼합된 상태다. 실리콘 오일은 그후, 탄성 실리콘 덩어리(62)로 경화되며, 이는 당 업계에 잘 알려져 있다. 제 1 층이 경화된 후, 제 1 층 위에 발광 물질 입자(64) 및 반사 입자(66)를 지닌 실리콘 물질(62)의 추가적인 층들이 형성된다. 이를 위해, 하우징(88)이 필러 넥을 구비할 수 있다.
LED(86)를 이용할 때, 실질적으로 360도 범위 모두에 걸쳐 광이 방출될 수 있다.
실제로, 도 1 내지 도 4에 따른 전구 램프(10)의 경우에 챔버(60, 76, 80, 84)의 직경 평균은 1 내지 300 mm 범위에 있고, 특히, 1 내지 200 mm 범위 내에 있으며, 특히 3 내지 30 mm 범위 내에 있다. 실제로, 반도체 구조(40)나 반도체 구조(94)로부터 시작하여, 챔버(60, 76, 80, 84, 90)의 높이는 가령, 3 내지 300 mm 범위 내에 있고, 특히, 3 내지 150 mm 범위 내에 있으며, 가장 바람직한 경우 10 내지 60 mm 범위 내에 있다.
도 6에서는 또다른 전구 램프(10)가 도시되고 있다. 이 램프는 도 1에 따른 전구 램프(10)와 다음과 같은 점에서 차이가 있다. 즉, 챔버(60) 내 중간층(D-K)에서 발광 물질 입자(64) 및 반사 입자(66) 뿐 아니라 에어 버블이 존재한다. 도 6에서만 에어 버블(104)에 대한 도면 부호가 제공된다.
각 층(D-K)에서의 에어 버블(104)들은 앞서 설명한 바와 같이 챔버(60)가 층 형태로 충전될 때 발생된다. 한가지 방법은, 요망하는 입자 밀도를 얻기 위해 필요한 양의 발광 물질 입자(64)와 반사 입자(66)를 첨가하면서 경화제를 첨가하는 저점성 실리콘 오일에서, 챔버가 충전되기 전에, 흔들고 휘저어서 에어 버블(104) 형태로 실리콘 오일에 에어가 발생하게 하는 것이다. 적절하다면, 에어 버블(104)이 먼저 발생되고 그후에만 필요한 양의 발광 물질 입자(64)와 반사 입자(66)가 실리콘 오일에 추가될 수도 있다.
각 층 내 에어 버블(104)의 농도는 가령, 흔들거나 젖는 정도와 젖는 수단의 종류에 따라 좌우될 수 있다. 실제로, 에어 버블(104)의 농도는 세제곱센티미터 당 500 내지 20,000개, 특히, 1,000 내지 10,000개, 특히, 3,000 내지 5,000개인 것이 바람직하다. 에어 버블(104)의 직경은 0.1 내지 2 mm, 특히 0.1 내지 1mm, 가장 바람직한 경우 0.2 내지 0.5 mm 사이인 것이 좋다.
전구 램프(10)에 대한 본 실시예의 경우에, 에어 버블(104)이 제공되는 층(D)이 반도체 구조(40)로부터 1 내지 10 mm 이격되어 배열되도록, 세개의 하부층(A, B, C)에 의해 결정되는 두께가 선택된다.
층(68, A, B, C, 70)에는 어떤 에어 버블(104)도 형성되지 않는다. 그러나 일 실시예에서는 이들 층에 또는 이들 층 중 일부에 에어 버블(104)이 생성될 수 있다.
에어 버블(104)이 실리콘 덩어리(62)에 존재할 경우 전구 램프(10)의 서로 다른 발광 효과를 얻을 수 있다는 것이 입증되었다.
상술한 바와 같이, 발광 물질 입자(64)와 반사 입자(66), 그리고 필요에 따라 에어 버블(104)을 포함하는 실리콘 덩어리(62) 내 층(68, A-K, 70)들은, 도 1 내지 도 4, 그리고 도 6의 전구 램프(10)의 경우에, 다양한 방식으로 생성될 수 있다. 가령, 층 형태로 하우징(56, 74, 78, 82)을 충전한 후 경화된 층(68, A-K, 70)들을 광 칩 수단(28) 상에 설비하는 방식으로 생성될 수 있다. 이 경우에, 하우징(56, 74, 78, 82)은 실리콘 덩어리와 결합될 수도 있고, 미리 제거될 수도 있다. 대안으로, 층(68, A-K, 70)이 사출 성형법에 의해 광 칩 수단(28)에 직접 부착되어 경화될 수 있다. 이러한 종류의 제작은 대량 생산시 특히 적합하다.
층(68, A-K, 70) 형태의 실리콘 덩어리(62)의 외곽 윤곽은 앞서 설명한 하우징(56, 74, 78, 82)에 의해 결정되는 형태로 제한받지 않는다. 여러가지 하우징을 이용함으로써, 또는, 사출 성형법에 의한 개별적 형성에 의해, 층(68, A-K, 70)들로부터 발생하는 실리콘 덩어리(62)의 외곽 윤곽이 요망하는 형태로 형성될 수 있다. 층(68, 70) 간의 층 갯수 역시 변할 수 있다.
도 76의 전구 램프(10)의 경우에, 캐리어 기판(46)의 오목부(44)는 플로어(42)를 형성하지 않고 베이스(106)를 형성한다. 캐리어 기판(46)의 오목부(44)로부터 먼 윗쪽에서는 반도체 요소(40)를 지지하고 있고, 챔버(60) 내에서 캐리어 매질(62)의 제 1층(68)과 제 2 층(70) 간의 중앙쯤에 반도체 요소가 배열된다.
일 실시예에서는 발광 물질 입자(64)와 반사 입자(66)의 입자 밀도가 반도체 요소의 위치로부터 캐리어 매질(62)의 제 1 층(68)과 제 2 층(70) 방향으로 일관되게 감소할 수 있다.
도 8에서, 하우징(56)이 캐리어 기판(46) 및 반도체 요소(40)와 함께 봉 모양의 광 핑거(108)를 형성하는 실시예의 전구 램프(10)가 제시된다. 도시된 실시예의 경우에, 광 핑거(108)는 지지판(110) 상에서 전구(34)의 전구축을 따라 배열된다. 지지판(110)은 힛 싱크(24) 상에 장착된다. 광 핑거(108)의 캐리어 기판(46)은 도 1에 따른 전구 램프(10)의 캐리어 기판(46)에 대응한다. 하지만, 캐리어 기판(46)의 플로어(42)에 평행한 방향으로 폭이 좁다. 광 핑거(108)의 캐리어 기판(46)의 오목부(44)에는 단 두개의 반도체 요소(40a, 40b)만이 배열된다.
반도체 요소(40)로부터 열 소산을 뒷받침하기 위해, 힛 싱크(24)에 팬(112)이 일체형으로 구성된다. 당 분야에 잘 알려진 방식으로 변압기(18)를 통해 팬(112)에 에너지가 공급되고, 팬(112)은 지지판(110)을 통해 열을 바깥으로 빼내게 된다.
팬(112)은 여기서 설명되는 모든 실시예들에서 제공될 수 있다. 팬(112)은 징절 회전 속도로 동작할 수 있고, 반도체 요소(40)의 온도에 따라 팬(112)의 회전 속도가 달라질 수도 있다.
도 9에 도시된 전구 램프(10)의 경우에, 두개의 광 핑거(108)가 지지판(110) 위에 제공되고, 변압기(18)를 통해 에너지가 공급된다.
도 10에 도시된 실시예에서, 두개의 광 핑거(108)들이 접합 브리지(114) 를 이용하여 지지판(110)으로부터 멀리 위치한 단부에서 연결된다. 이를 위해, 서로 연결되는 두개의 광 핑거(108)들의 하우징(56)이 U-형 하우징(116)을 형성한다. 따라서, 도 10에 따른 전구 램프(10)의 경우에, 캐리어 매질(62)은 대략 U-형모양의 공간을 차지한다.
일 실시예에 따른 도 11에 도시된 전구 램프(10)의 경우에, 세개의 광 핑거(108)가 지지판(110) 상에 배열된다. 세개의 광 핑거(108)들이 삼각형의 정점 위치에서, 또는 비대칭적인 배열로, 임의적으로 배열될 수 있다. 가령, 도 11에 표시된 바와 같이 일렬로 배열될 수 있다. 광 핑거(108) 각각에 대한 전원 라인(22, 30)으로부터 접촉 영역(26, 32)에 이르는 경로는 명료한 이해를 돕기 위해 도 11에서는 도시하지 않았다.
도 9 및 도 11에 따른 전구 램프(10) 각각은 캐리어 매질과, 캐리어 매질(62) 내에 분포되는 발광 물질 입자(64)와 반사 입자(66)로부터 형성되는 복수의 공간들을 포함한다. 이 공간들은 각 광 핑거(108)의 하우징(56)에 의해 결정된다. 다시 말해서, 도 9 및 도 11에 따른 전구 램프(10)는 발광 물질 입자(64)와 반사 입자(66)를 지닌 캐리어 매질(62)에 의해 결정되는 복수의 공간들을 포함하며, 이 공간들은 서로 소정 거리만큼 이격된다.
도 12에서, 반사기 램프(18)가 도시된다. 이는 도 8에 다른 전구 램프(10)에 상당 부분 대응된다. 단지, 반사기 램프(118)의 경우에, 전구(34)가 제공되지 않는 차이점이 있다. 대신에 반사기(120)가 제공되며, 이는 당 분야에 잘 알려진 바와 같이 지자판(110)으로부터 멀어지는 방향으로 열려 있는 형태를 취하며, 광 출현 구멍을 결정한다.
도 13에서, 단일 광 핑거(108)와, 지지판(110) 상에 배열되는 캐리어 기판(46)으로부터 형성되는 램프 요소(121)가 도시되고 있다. 램프 요소(121)의 외곽 윤곽은 캐리어 기판(46)의 윤곽에 대응한다. 도 13에 도시되는 바와 같이, 캐리어 기판(46) 상의 접촉 영역(26, 32)은 라인(122)을 통해 접합 와이어(124)에, 그리고 라인(126)을 통해 접합 와이어(128)에 각각 연결된다. 접합 와이어(124, 128)는 캐리어 기판(46)으로부터 먼 쪽의 지지판(110)으로부터 발현한다. 이러한 형태의 광 핑거(108)는 대응하는 보드 상의 종래 LED처럼 배선될 수 있다.
비디오 프로젝션 장치의 광원으로 복수의 광 핑거(108)나 램프 요소(121)들이 사용될 수 있다. 이러한 경우에 복수의 광 핑거(108)나 각각의 광 핑거(108)가 개별적으로 대응하는 반사기와 함께 동작하며, 반사기는 요망 방향으로 광을 내보낸다.
도 14에 제시된 램프 요소(121)나 광 핑거(108)의 일 실시예에서, 자전거나 차량의 발광 시스템에 사용될 수 있는 램프(130)가 도시되고 있다. 이러한 용도로, 램프(130)는 도 14에 개략적으로만 제시된 표준형 접합 베이스(132)와, 작은 거리를 유지하면서 광 핑거(108)의 하우징 내 캐리어 매질(62)을 둘러싸는 전구(134)를 포함한다.
도 15에서는 봉 모양의 램프 요소(136)가 도시된다. 봉 모양의 램프 요소(136)는 캐리어 기판(46)으로부터 멀어지는 면에 서로 인접하게 배치되는 두개의 램프 요소(121)로부터 형성된다. 광 핑거(108)나 램프 요소(121)는 본 도면에 도시되지 않은 별도의 하우징에 고정될 수 있다. 두개의 광 핑거(108)가 서로 맞은 편에 위치하여 고정을 위해 서로 접착될 수 있다.
봉 모양의 램프 요소(136)는 서로 다른 길이를 가질 수 있다. 가령, 1 내지 50 cm 특히 2 내지 10 cm의 길이를 가질 수 있다.
도 16 및 도 17에서는 투명 램프 실린더(140)를 포함하는 원통형 램프(138)가 제시되며, 이는 글래스나 아크릴 글래스로 만들 수 있다. 실제로, 램프 실린더(140)의 직경은 3 내지 100 mm, 특히 8 내지 30 mm, 특히 5 내지 15 mm다. 하지만 전체적으로 볼 때 임의적으로 클 수 있다.
램프 실린더(140)는 램프 실린더(140)의 종방향 축과 동축인 하나의 관통 채널(142)과, 일정 원형 단면을 가지는 추가적인 8개의 관통 채널(144)들을 가진다. 도 16과 17에서는 관통 채널(144)들 중에 한개만 도면 부호를 표시하였다. 램프 실린더(140)가 한개 내지 10개의 관통 채널(142, 144)를 포함하는 것이 바람직하다. 중앙 관통 채널(142)이 반드시 필요한 것은 아니다. 관통 채널(142, 144)의 단면이 원형 단면이 아닐 수도 있다.
한 면(146)에 램프 실린더(140)는 플로어판(148)을 지니며, 플로어판(148)의 외곽 윤곽은 램프 실린더(140)에 대해 상보적이다.
각각의 관통 채널(142, 144)에는 캐리어 기판(46)이 배열되며, 캐리어 기판(46)이 플로어판(148)에 의해 지지된다. 램프 실린더(140) 내 관통 채널(142, 144)들은 각각 원통형 챔버(150)를 구획하며, 원통형 챔버(150)의 공간은 캐리어 매질(62)로 충전된다. 캐리어 매질(62)에는 발광 물질 입자(64)와 반사 입자(66) 가 층(68, 70) 및 층(68, 70) 사이의 층 형태로 보지되며, 이들은 각자 다른 입자 밀도를 가지며 구체적으로 도면에 도면부호를 표시하지는 않았다. 다양한 관통 채널(142, 144)에 서로 다른 반도체 구조(40)가 사용되어 적색, 녹색, 청색 대역을 방출하여 함께 백색광을 제공할 경우, 발광 물질 입자(64)가 필요치 않을 수 있다.
따라서, 램프 실린더(140)의 관통 채널(142, 144)에는 광 핑거(108)에 실질적으로 대응하는 광 핑거 구조(152)가 배열된다. 이러한 광 핑거 구조(152)는 챔버(150)를 구획하는 자체 하우징을 포함하지 않는다. 램프 실린더(140)의 모든 관통 채널(142, 144)들에는 이러한 광 핑거 구조(152)가 제공되어야 하는 것은 아니며, 이러한 이유로 도 17에서는 관통 채널(140)이 빈 것으로 도시되었다.
라인(154, 156)을 통해 캐리어 기판(46) 상의 접합 영역(26, 32)들에 에너지가 공급된다. 라인(154, 156)은 플로어판(148)의 단자를 통해 메인 전원이나 배터리에 연결될 수 있다.
필요하다면, 램프 실린더(140)가 제 2 면(158)에 커버판(160)를 지닐 수 있다. 본 실시예에서는 커버판(160)을 점선으로 도시하였다.
실제로, 램프 실린더(140)의 관통 채널(142, 144) 직경은 0.1 내지 15 mm, 특히 1 내지 10 mm, 가장 바람직하게는 2 내지 5 mm인 것이 좋다. 램프 실린더(140) 내 관통 채널(142, 144)의 직경이 서로 다를 수도 있으며, 일반적으로, 반도체 요소(40)의 크기에 따라 좌우된다. 램프 실린더(140) 자체의 길이는 5 내지 800 mm, 특히 20 내지 150 mm, 가장 바람직하게는 20 내지 50 mm인 것이 좋다. 하지만 필요에 따라 더 길 수도 있고 더 짧을 수도 있다.
도 18에 도시된 램프(138)의 실시예에서는 관통 채널(142, 144)들이 원형 디스크 모양의 오목부(161)에 의해 램프 실린더(140)의 측부(146) 상에서 서로 연결된다. 오목부(161)에는 반도체 구조(40)에 가장 가까이 배열되는 실리콘 물질(62)의 층(68, A)이 두개 존재하며, 이러한 실리콘 물질(62) 내에는 발광 물질 입자(64와 반사 입자(66)가 존재한다. 따라서, 반도체 구조(40)로부터의 광은 인접한 광 핑거 구조(152)에게로도 투과될 수 있다.
도 19와 20에서, 광 밴드(162)가 도시된다. 광 밴드(162)는 가요성 엔빌롭(164)을 포함하고, 가요성 엔빌롭(164)은 챔버를 구획하며, 그 한 면에는 서로 소정 거리만큼 차례로 광 밴드(162)의 길이 방향으로 형성되는 복수의 반구형 벌지(bulge: 부풀어오른 형태의 부분을 말함)들이 구성된다. 벌지(166)들은 반구와는 다른 기하학적 형태를 가질 수도 있으며, 가령, 원추형 형태를 가질 수 있다. 일 실시예에서는 벌지(166)없는 형태도 가능하다.
벌지(166) 맞은편의 내면에서는 엔빌롭(164)이 가요성 트랙 요소(170)를 지닌다. 가요성 트랙 요소(170) 상에서는 복수의 반도체 구조(40)가 당 업자에게 잘 알려진 방식으로 서로 연결된다. 예를 들어, 복수의 반도체 구조(40)들로 구성된 그룹들이 항상 직렬로 연결될 수 있고, 이 그룹들 중 일부는 병렬로 연결된다.
반도체 구조(40)는 각각의 반도체 구조(40)가 벌지(166) 아래에서 중앙에 놓이도록 배열된다.
엔빌롭(164)의 트랙 요소(170)와 벌지(166)에 의해 결정되는 내면(172) 사이에는 실리콘 물질(62)의 층(68, A, B, 70)들이 발광 물질 입자(64) 및 반사 입자(66)를 분포시킨 상태로 배열된다. 발광 물질 입자(64)와 반사 입자(66)의 입자 밀도는 반도체 구조(40)로부터의 거리 증가에 따라 층(68)로부터 층(70)쪽을 향해 감소한다. 광 밴드(162)의 경우에도, 적색, 청색, 녹색광을 방출하고 함께 백색광을 제공하는 여러 다른 반도체 구조(60)가 사용될 경우 발광 물질 입자(64)가 생략될 수 있다.
접합부에 에너지원이 연결될 경우 접합부를 통해 반도체 구조(40)에 에너지가 공급된다.
실제로, 광 밴드(162)의 폭은 1 내지 20 mm이고, 특히, 3 내지 15 mm이며, 바람직한 값은 8 내지 12 mm다. 두께는 1 내지 10 mm, 특히 2 내지 5 mm다.
광 밴드(162) 내의 반도체 구조(40)가 동작할 경우, 광 밴드(162)는 균질하게 발광하며, 어떤 개별적인 광 영역도 반도체 구조(40)의 위치에서 나타나지 않는다. 따라서, 광 밴드(162)는 발광 광고 등을 위해 네온 튜브 등이 사용되는 분야에서 사용될 수 있다. 광 밴드(162)는 광학 도파관 보드같은 광학 도파관 요소로 광을 연결하는 데도 사용될 수 있다. 이를 위해, 광 밴드(162)가 좁은 표면 상에서 광학 도파관 보드의 원주를 따라 접착될 수 있다.
도 21과 22에서는 보드 형태의 광 패널(174)이 도시되고 있다. 챔버(175)를 둘러싸는 재킷(177)의 두 마주하는 폭좁은 측면(176, 178)의 내면에서는 복수의 반도체 요소(40)들이 각각 트랙 요소(180, 182)에 연결된다. 이는 앞서 광 밴드(162)와 관련하여 설명한 바와 같다.
트랙 요소(180, 182) 각각으로부터 멀어지는 방향으로, 발광 물질 입자(64)와 반사 입자(66)를 내부에 분포시킨 실리콘 물질(62)의 층(68, A, B, C)들이 배열되어, 트랙 요소(180, 182) 사이의 중앙에 두개의 층(C)이 서로 인접하게 위치한다. 두 층(68)에서의 입자 밀도는 동일하며, 두 층(A), 두 층(B), 두 층(C)에서도 마찬가지다.
발광 물질 입자(6)의 입자 밀도는 층(68)로부터 층(A, B)를 통해 층(C)까지 점차 감소한다. 이와 달리, 반사 입자(66)의 입자 밀도는 층(68)로부터 층(A, B)를 통해 층(C)까지 증가한다. 광 패널(174)의 경우에도, 적색, 녹색, 청색광을 방출하면서 함께 백색광을 제공하는 여러 다른 반도체 구조(40)들이 사용될 경우 발광 물질 입자(64)가 생략될 수 있다.
광 패널(174)은 실리콘 물질(62) 때문에 가요성의 특징을 가지며, 필요에 따라 다양한 형태로 배치하거나 고정시킬 수 있다.
실제로, 광 패널(174)의 두께는 1 내지 20 mm 사이이고, 특히, 3 내지 5 mm 사이다.
반도체 구조(40)들이 액티브할 경우, 광 패널(174)은 그 메인 표면(184) 전체에 걸쳐 균등한 광 분포를 가진 광을 방출한다. 그 중 하나를 도 22에서 확인할 수 있다.
도 1 내지 도 22를 통해 제시된 실시예들 모두는 자외선 또는 가시광 범위의 복사광을 방출하는 반도체 구조(40)의 이용과 관련하여 설명하였다. 이에 대한 대안으로서, 적외선 범위의 특정 복사광처럼, 다른 파장의 복사광을 방출하는 또다른 반도체 구조도 물론 사용될 수 있다.
도 1 내지 도 18과 관련하여 앞서 설명한 실시예들 모두의 경우에, 실리콘 덩어리(62)로부터 복수의 층(68, A-K, 70)들이 제공되며, 발광 물질 입자(64) 및 반사 입자(66)의 입자 밀도는 반도체 구조(40)로부터 멀어지는 방향으로 변화하며, 특히 이 방향으로 감소한다. 도 19 내지 도 22의 실시예의 경우에는 발광 물질 입자(64) 및 반사 입자(66)의 입자 밀도가 서로 다르며, 실리콘 덩어리(62)로부터 더 적은 수의 층들이 존재한다.
그러나, 우수한 광 색상이나 발광 효과를 얻기 위해, 원칙적으로, 발광 물질 입자(64) 및 반사 입자(66)가 서로 다른 입자 밀도로 존재하는 세개 이상의 층이나 영역들이 제공된다면 충분하다. 발광 물질 입자(64)나 반사 입자(66)가 반도체 구조(40)로부터 멀어지는 방향으로 입자 밀도가 변화, 특히 감소하는 현상이 균등하지 않게 이루어질 수도 있다. 다시 말해서, 균등한 변화가 더 우수한 결과를 이끔에도 불구하고 서로 다른 크기의 단계들에서 이러한 변화, 감소가 균등하지 않게 이루어질 수 있다.

Claims (27)

  1. 전압이 인가될 때 주복사광을 방출하는 발광체(40; 94)와,
    발광체(40; 94)를 부분적으로 또는 전체적으로 덮으면서 주복사광과 상호작용하는 고체 입자(64, 66)
    를 포함하되,
    상기 고체 입자(64, 66)의 입자 밀도가 발광체로부터 멀어지는 방향으로 제 1 입자 밀도로부터 제 2 입자 밀도로 변하는 것을 특징으로 하는 램프 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 고체 입자(64, 66)는 주복사광을 흡수하고 보조복사광을 방출하는 발광 물질 입자(64)와, 반사 입자(66) 중 한가지 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 램프 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 반사 입자(66)는 바륨설파이드, 바륨설파이트, 바륨설페이트, 티타늄다이옥사이드 입자 중 한가지 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 램프 장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 입자 밀도의 변화가 입자 밀도의 감소인 것을 특징으로 하는 램프 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 입자 밀도가 균등하게 감소하는 것을 특징으로 하는 램프 장치.
  6. 제 2 항 내지 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    최대 입자 밀도가 발광체(40; 94)에 가장 가까운 영역인 제 1 영역(68)에서 나타나고,
    최소 입자 밀도가 발광체(40; 94)로부터 가장 먼 영역인 제 2 영역(70)에서 나타나는 것을 특징으로 하는 램프 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 최대 입자 밀도는 최소 입자 밀도의 5 내지 10,000 배인 것을 특징으로 하는 램프 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    최대 입자 밀도는 세제곱센티미터 당 500 내지 20,000 개 사이이며,
    최소 입자 밀도는 세제곱센티미터 당 2 내지 5,000개 사이인 것을 특징으로 하는 램프 장치.
  9. 제 2 항에 있어서, 상기 고체 입자(64, 66)가 캐리어 매질(62)에 의해 발광체(40; 94)에 대해 움직임없이 제자리에 고정되는 것을 특징으로 하는 램프 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 캐리어 매질(62)은 실리콘 물질 또는 수지인 것을 특징으로 하는 램프 장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 실리콘 물질은 탄성 실리콘 덩어리(elestic silicon mass)이고, 상기 수지는 에폭시 수지 또는 폴리에스테르 수지인 것을 특징으로 하는 램프 장치.
  12. 제 9 항에 있어서, 상기 고체 입자(64, 66)를 내부에 구성한 캐리어 매질(62)은 원통형, 원추형, 또는 반구형 공간을 차지하며, 또는, 원뿔대 모양에서 시작하여 구형 모양으로 바뀌는 공간, 또는 U-형 공간을 차지하는 것을 특징으로 하는 램프 장치.
  13. 제 9 항에 있어서, 상기 고체 입자(64, 66)를 내부에 구성한 캐리어 매질(62)은 램프 장치(10; 86; 118; 130; 136; 138; 162; 174)의 챔버(60; 76; 80; 84; 90; 150; 165; 175) 내에 배열되는 것을 특징으로 하는 램프 장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 챔버 벽체는 글래스 또는 합성 물질이고, 상기 합성 물질은 에폭시 수지 또는 폴리에스테르 수지인 것을 특징으로 하는 램프 장치.
  15. 제 9 항에 있어서,
    캐리어 매질(62) 내에 복수의 에어 버블(104)이 형성되는 것을 특징으로 하는 램프 장치.
  16. 제 15 항에 있어서, 캐리어 매질(62) 내 에어 버블(104)의 농도는 세제곱센티미터 당 500 내지 20,000 개 사이인 것을 특징으로 하는 램프 장치.
  17. 제 15 항에 있어서,
    에어 버블(104)의 직경이 0.1 내지 2 mm 인 것을 특징으로 하는 램프 장치.
  18. 제 9 항에 있어서, 상기 고체 입자(64, 66)를 내부에 구성한 캐리어 매질(62)에 의해 결정되는 복수의 공간들이 존재하며, 복수의 공간들이 서로 특정 거리만큼 이격되어 배열되는 것을 특징으로 하는 램프 장치.
  19. 제 9 항에 있어서, 상기 고체 입자(64, 66)를 내부에 구성한 캐리어 매질(62)에 의해 결정되는 두개의 공간들이 존재하며, 상기 두개의 공간들이 서로 특정 거리만큼 이격되어 배열되는 것을 특징으로 하는 램프 장치.
  20. 제 9 항에 있어서, 상기 고체 입자(64, 66)를 내부에 구성한 캐리어 매질(62)에 의해 결정되는 세개의 공간들이 존재하며, 상기 세개의 공간들이 서로 특정 거리만큼 이격되어 배열되는 것을 특징으로 하는 램프 장치.
  21. 제 18 항 내지 20 항 중 어느 한 항에 있어서, 광원(140)의 복수의 수용 영역(142, 144)에 상기 공간들이 제공되는 것을 특징으로 하는 램프 장치.
  22. 제 19 항에 있어서, 광원(140)은 원통형이고, 수용 영역(142, 144)은 광원의 축에 평행한 채널 형태인 것을 특징으로 하는 램프 장치.
  23. 제 1 항에 있어서, 발광체(40; 94)는 전압 인가시 광을 방출하는 한개 이상의 반도체 구조(40; 94)를 포함하는 것을 특징으로 하는 램프 장치.
  24. 제 23 항에 있어서, 한개 이상의 발광 반도체 구조(40; 94)는 전압 인가시 청색광을 방출하는 것을 특징으로 하는 램프 장치.
  25. 제 23 항에 있어서, 발광체(40)는 한개 이상의 적색광 반도체 구조(40a)와, 한개 이상의 녹색광 반도체 구조(40b)와, 한개 이상의 청색광 반도체 구조(40c)를 포함하는 것을 특징으로 하는 램프 장치.
  26. 제 23 항에 있어서, 발광체(40)는 한개 이상의 적외선 반도체 구조(40; 94)와 한개 이상의 자외선 반도체 구조(40; 94) 중 한가지 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 램프 장치.
  27. 제 23 항에 있어서, 발광 물질 입자(64)와 반사 입자(66) 중 한가지 이상을 포함하는 상기 고체 입자(64, 66)들이, 서로 다른 입자 밀도를 가진 세개 이상의 층(68, A-K, 70) 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 램프 장치.

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