KR20130079426A - 백열 램프를 대체하기 위한 고휘도 발광 다이오드 램프 - Google Patents

백열 램프를 대체하기 위한 고휘도 발광 다이오드 램프 Download PDF

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KR20130079426A
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레이몬드 지. 자닉
칼로 사이아나
테드 라울 톰슨
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괴켄 그룹 코포레이션
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Abstract

조명 전구를 형성하는 방법과, 코어를 통합하는 조명 전구 또는 조명 램프를 개시한다. 조명 전구를 형성하는 방법은, 중앙 평면의 상호 반대 측에 동일하게 위치된 적어도 6개의 작동면을 갖는 히트 싱크를 형성하는 단계와, 각각의 작동면 상에 광원을 장착하는 단계를 포함한다. 광원은 회로 기판 상에 장착되며, 각각의 회로 기판이 각각의 작동면에 대응한다. 회로 기판은 그 후 각각의 작동면에 부착된다. 조명 전구는, 스크류 베이스, 스크류 베이스에 장착되는 외부 히트 싱크, 및 외부 히트 싱크에 장착되고 외부 히트 싱크로부터 연장하는 조명 전구 코어로 구성된다. 광원은 복수의 발광 다이오드를 포함한다.

Description

백열 램프를 대체하기 위한 고휘도 발광 다이오드 램프{HIGH INTENSITY LED REPLACEMENT OF INCANDESCENT LAMPS}
관련 출원
본 출원은 2010년 5월 11일자로 출원된 미국 가특허 출원 번호 61/333,345의 우선권의 이점을 주장한다.
본 발명은 전반적으로는 LED 램프에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 LED 램프용의 코어(core)를 형성하는 방법 및 램프 자체에 관한 것이다.
백열 램프가 LED 램프를 포함한 더욱 현대적인 램프로 서서히 대체되고 있다. 저휘도 LED 램프는 커다란 히트 싱크를 필요로 하지 않고서도 효율적인 광을 제공할 수 있지만, 광도(luminosity)가 증가할 때에는, 열을 제거하기 위해 커다란 히트 싱크가 요구되어, 램프의 미관에 영향을 줄뿐만 아니라 방출된 광의 일부를 가로막기 때문에, 실용적인 램프를 제공하는 것이 더욱 어렵게 된다.
LED 램프는 자체 내장형(self contained)의 것이다. LED 램프를 구동하기 위한 전원 공급 장치뿐만 아니라 모든 회로가 LED 램프 내에 위치되어 있다. 2010년 6월 30일자로 출원되고 그 개시 내용이 본 명세서에 원용되어 있는 미국 특허 출원 번호 12/826,774는 저전력 백열 램프를 대체하는 LED 램프를 개시하고 있다. 이 특허 출원은 광을 360°의 전체 시야각으로 방사하도록 하고 백열 필라멘트의 외관을 유지하는 LED 램프를 개시하고 있다.
더 높은 휘도의 LED 램프는 통상적으로 다양한 타입의 열도전성 재료로 이루어진 히트 싱크를 이용한 방열을 요구한다. 그러나, 히트 싱크는 광을 가로막아 어두운 띠를 만드는 경우가 있다. 따라서, LED를 여전히 방열시키면서 모든 방향으로 광을 방사할 수 있도록 장착하는 것이 필요하다. 본 명세서에 원용되고 있는 미국 특허 출원 번호 12/826,774에서는, 낮은 전력 때문에, 열이 다층형 인쇄 회로 기판 및 스크류 타입 램프 베이스를 통해 방열된다. 이것은 LED 접합부 온도를 제조업체에 의해 설정된 최대 정격값 아래로 유지하기에 충분하다. 그러나, 전력을 증가시키는 것은 인쇄 회로 기판 및 램프 베이스를 통해 적절하게 채널링될 수 없는 열을 방열시키기 위해 외부 싱크를 요구한다.
더 높은 휘도의 LED 램프에서의 열을 방열시키기 위해, 개개의 LED는 알루미늄판과 같은 열도전성 매질 상에 장착된다. 그러나, 정상적인 두께의 판 위에 LED를 장착하는 것은 방출된 광의 시야각을 감소시켜, 가까이에 있는 면 상에 투사될 때에 눈에 띄는 더 낮은 휘도의 광의 띠를 발생한다.
본 발명은, 스크류 베이스, 상기 스크류 베이스에 장착되는 외부 히트 싱크, 및 상기 외부 히트 싱크로부터 연장하는 내부 히트 싱크를 포함하는 조명 전구 또는 램프를 제공한다. 내부 히트 싱크는 6개 이상의 작동면(working facet)을 갖는다. 각각의 작동면 상에는 발광 소스가 장착된다.
본 발명의 바람직한 형태에 따라, 각각의 작동면을 위한 광원은 복수의 발광 다이오드를 포함한다. 각각의 작동면의 발광 다이오드는 작동면에 고정된 회로 기판 상에 장착된다. 내부 히트 싱크는 내부 히트 싱크로부터의 열을 외부 히트 싱크 및 스크류 베이스에 용이하게 전도하는 알루미늄과 같은 금속인 것이 바람직하다. 내부 히트 싱크의 작동면은 중앙 평면의 상호 반대 측 상에 미러 이미지 관계(mirror image relationship)로 위치된다. 작동면은 서로에 대해 각도를 이루는 관계로 형성된다.
조명 전구 코어는, 중앙 평면의 상호 반대 측 상에 동일하게 위치되는 6개 이상의 작동면을 갖는 히트 싱크를 형성하는 단계를 포함하는 방법에 의해 형성된다. 광원은 작동면의 각각에 장착된다. 작동면은 중앙 평면의 상호 반대 측 상에 미러 이미지 관계로 형성되는 것이 바람직하다.
각각의 작동면 상에 광원을 장착함에 있어서, 본 발명은, 각각의 작동면에 각각 대응하는 회로 기판 상에 광원을 위치시키는 단계와, 회로 기판을 작동면의 각각의 작동면에 부착하는 단계를 포함한다. 회로 기판은 작동면에 부착되기 전에 서로 전기 접속되는 것이 바람직하다.
회로 기판은 파쇄 가능한 탭(frangible tab)에 의해 상호 연결되는 평면형 어레이로 형성된다. 회로 기판이 평면형 어레이로 되어 있지만, 이들은 전기적으로 상호 접속된다. 그리고나서, 회로 기판이 작동면에 부착될 때에, 파쇄 가능한 탭이 부러지게 된다.
본 발명은 첨부 도면을 참조하여 이루어지는 발명의 최상의 모드를 구현하는 예에 대한 이하의 설명에서 더욱 상세하게 기술된다.
도 1은 본 명세서에서 원용되는 미국 특허 출원 번호 12/826,774에 개시된 바와 같은 저전력 백열 램프를 대체하기 위한 LED 램프의 정면도이다.
도 2는 외부 히트 싱크에 장착될 때의 본 발명에 따른 내부 히트 싱크의 정면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 조합의 평면 사시도이다.
도 4a는 도 2에 도시된 조합의 측면도이다.
도 4b는 도 2에 도시된 조합의 평면도이다.
도 4c는 도 4a와 유사한 개략도이며, 장착된 LED의 빔의 중첩을 도시하고 있다.
도 4d는 도 4b와 유사한 개략도이며, 장착된 LED로부터의 빔의 중첩을 도시하고 있다.
도 5는 인쇄 회로 패널에의 인쇄 회로 기판의 평면형 형성에 대한 등각 투상도로, 모든 구성요소가 그 위에 장착되는 인쇄 회로 기판을 제위치에 유지하는 탭을 도시하고 있다.
도 5a는 상대 치수를 더 명확하게 보여주는 도 5의 평면도이다.
도 6a는 본 발명에 따른 램프의 등각 투상 정면도이다.
도 6b는 도 6a와 유사하지만 위에서 본 등각 투상도이다.
도 6c는 도 6a와 유사한 정면 등각 투상도이다.
도 6d는 도 6c의 측면도이다.
도 7a는 입력 전류를 제한하기 위해 직렬 드롭핑 저항(series dropping resistor)을 이용하는 드라이버의 블록도이다.
도 7b는 입력 전류를 제한하기 위해 선형 전류 조정기(linear current regulator)를 이용하는 드라이버의 블록도이다.
도 8은 도 7a의 드라이버를 이용하여 설정될 수 있는 피크 LED 전류를 도시하는 도면이다.
도 9는 도 7b의 드라이버를 이용하여 설정될 수 있는 피크 LED 전류를 도시하는 도면이다.
도 10, 도 11 및 도 12a 내지 도 12c는 상이한 조광 각도(dimming angle)에서 도 7a 및 도 7b에 도시된 회로에 대한 순방향 위상 TRIAC 조광기(forward phase TRIAC dimmer)로 LED 램프를 어떻게 조광할지를 예시하고 있다.
도 13은 일시적인 높은 입력 전압을 제한하고 고장에 대한 보호를 제공하기 위해 입력에서 서지 억제기(surge suppressor)를 이용하는 것을 포함하는 본 발명에 따른 회로를 도시하고 있다.
2010년 6월 30일자로 출원된 본 명세서에 원용된 미국 특허 출원 12/826,774호는 광을 360°의 전체 시야각으로 방사하도록 하고 전형적인 백열 필라멘트의 외관을 유지하는 LED 배열체를 갖는 A-타입 램프를 개시하고 있다. 그 램프 중의 한 가지 형태가 도 1에서 도면부호 "10"으로 나타내어져 있으며, 이에 대한 더욱 상세한 구성은 상기한 특허 출원을 참조하기 바란다.
도 2 내지 도 4는 외부 히트 싱크(12) 및 본 발명의 내부 히트 싱크(14)의 한 가지 형태를 예시하고 있으며, 완전하게 조립된 램프가 도 6에 도시되어 있다. 외부 히트 싱크(12)는 종래의 램프 스크류 베이스(16)(도 6)에 연결되며, 그 자체가 종래의 것이므로 상세하게 설명되지 않는다. 절연체(15)가 외부 히트 싱크(12)를 스크류 베이스(16)로부터 전기적으로 절연시킨다.
널리 공지된 바와 같이, 더 높은 전력의 LED는 더 큰 전원 공급 장치를 요구하며, 적합하게 기능하기 위해서는 온도 분산을 요구한다. 통상적으로, 온도 분산은 열도전성 재료를 요구하지만, 열도전성 재료를 이용하는 단점은 광의 일부를 가로막아 어두운 띠를 생성한다는 것이다. 따라서, 내부 히트 싱크(14)가 단순히 금속과 같은 열도전성 재료의 평탄한 판(flat slab)이면, 그 위에 LED를 장착하는 것은 표면 가까이에서 투영될 시에 받아들일 수 없는 어두운 띠 또는 현저히 낮은 광 세기의 띠를 초래할 것이다.
광 세기의 문제점을 해소하기 위해, 내부 히트 싱크(14)는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 6개의 작동면으로 형성되며, 이러한 작동면이 중앙 평면(18)의 상호 반대 측에 동일하게 위치된다. 그러므로, 작동면 20, 22 및 24는 중앙 평면(18)의 일측면에 위치되는 한편, 작동면 26, 28 및 30은 반대쪽 측면에 위치된다. 내부 히트 싱크(14)는 또한 작동면이 아니고 단순히 아래에 더욱 상세하게 설명되는 바와 같이 투명 글래스 돔 또는 인클로저 내에의 끼워맞춤을 용이하게 도모하기 위해 재료가 존재하지 않는 영역인 절삭 부분(32, 34)을 갖는다.
아래에 추가로 설명되는 바와 같이, 각각의 작동면(20∼30)은 그 위에 장착된 광원을 포함한다. 바람직한 실시예에서는 그 광원이 일련의 LED이지만, 적합한 환경에서는 이 광원은 상이하지만 유사한 광원이어도 된다.
작동면(20∼30)은 그 위에 장착된 LED로부터 방출되는 광의 빔이 중첩되어 어떠한 어두운 띠를 제거하도록 서로에 대해 각도를 이루는 관계로 형성된다. 이것은 도 4c 및 도 4d에 개략적으로 도시되어 있으며, 여기서 LED(36)는 다양한 면 상에 위치되는 것으로 개략적으로 도시되며, LED의 빔 각도 또한 예시되어 있다. LED가 실제로는 예시된 빔 각도 이상으로 조명하지만, LED 빔 각도는 그 곳에서는 광 세기가 50% 아래로 약해지는 것으로 간주된다.
대표적인 백색 LED는 120°∼150°의 빔 각도를 갖는다. 이것은 도 4c 및 도 4d에서 LED 빔으로서 도시되어 있다. 이것은 작동면(20∼30)이 적합하게 배향된 때에는 뷰어에 대해 시각적으로 균일하게 되도록 하기 위해 발광된 광 빔의 중첩을 초래한다. 본 발명의 바람직한 형태에서, 작동면 20 및 26은 중앙 평면(18)에 대해 약 150°의 외각으로 배향된다. 작동면 22, 24, 28 및 30은 약 168°의 외각으로 배향된다. 명백히, 작동면(20∼30)의 각도는 채용되는 LED의 빔 각도에 좌우되어 변화될 수도 있다.
도 5는 LED(36)의 장착을 위해 이용될 수 있는 인쇄 회로 기판의 일형태를 도시한다. 기본적으로 각각의 작동면(20∼30)에 대해 하나의 인쇄 회로 기판이 있거나, 또는 그에 따라 대응하는 6개의 작동면 상에 장착될 크기로 되는 6개의 인쇄 회로 기판이 있다.
인쇄 회로 기판은 단일 패널(38)로 형성되는 것이 이롭다. 그러므로, 패널(38)은 일측 상의 인쇄 회로 기판(40, 42, 44)과 타측 상의 인쇄 회로 기판(46, 48, 50)으로 분할된다. 각각의 인쇄 회로 기판(40∼50)은 각각의 인쇄 회로 기판이 위에 장착될 작동면(20∼30)에 순서대로 대응한다. 인쇄 회로 기판(40∼50)은 각각의 인쇄 회로 기판(40)과 패널(38)의 나머지 재료 사이 및 인쇄 회로 기판(40∼50) 자체 사이에 연결된 탭(52)에 의해 함께 유지된다. 탭(52)은 인쇄 회로 기판을 패널(38)로부터 분리하여 작동면(20∼30) 상에 장착하기 위해 용이하게 부러진다.
인쇄 회로 기판(40∼50)은 종래의 양상으로 형성될 수 있으며, 따라서 이에 대해서는 상세하게 설명되지 않는다. 인쇄 회로 기판(40∼50)은 직렬 접속된 LED(36)와 이러한 LED(36)를 구동하기 위해 필요한 다양한 전기 부품이 팝퓰레이트된다(populated). 이들 전기 부품은 본 발명의 일부를 형성하지 않으며, 도면에는 전반적으로 도면부호 54로 도시되어 있다. 인쇄 회로 기판(40∼50) 간의 전기 접속을 위해, 표면 실장형 점퍼 와이어(surface-mounted jumper wire, 56)가 설치되는 한편, 인쇄 회로 기판(40∼50)은 LED(36)와 다양한 전기 부품(54)이 팝퓰레이트된다.
다양한 인쇄 회로 기판(40∼50) 간의 간격은, 점퍼 와이어(56)의 길이가 인쇄 회로 기판을 이들 인쇄 회로 기판의 각각의 작동면(20∼30) 상에 장착되도록 하기에 충분하도록, 선택된다. 그러므로, 도 5a에 도시된 바와 같이 인쇄 회로 기판(40∼50) 사이에는 간격(58, 60, 62)이 형성되며, 이로써 인쇄 회로 기판(40∼50)은 자신의 각각의 작동면(20∼30) 상에 장착될 수 있다. 간격(58∼62)은 변화될 수도 있으며, 작동면(20∼30)의 각도 관계에 좌우되어 변화된다는 것은 자명하다.
인쇄 회로 기판(40∼50)은 종래의 양상으로 작동면(20∼30) 상에 장착될 수 있다. 예컨대, 인쇄 회로 기판(40∼50)은 그 아래에 접착제층이 위치될 수 있으며, 이 접착제층은 릴리즈(release)로 덮여져 있다. 릴리즈를 제거함으로써 각각의 인쇄 회로 기판(40∼50)이 이들의 각각의 작동면(20∼30)에 접착 방식으로 고정될 수 있을 것이다. 예컨대, 6개의 인쇄 회로 기판(40∼50)은 이들을 패널(38)에 연결하고 있는 탭(52)을 부러뜨림으로써 패널(38)로부터 절단될 수 있다. 그리고나서, 인쇄 회로 기판 40이 작동면 20에 부착될 수 있다. 그 후, 인쇄 회로 기판 42 및 44 내지 인쇄 회로 기판 50을 연결하고 있는 탭(52)이 부러뜨려질 수 있으며, 인쇄 회로 기판 44 및 42가 이들의 각각의 작동면 24 및 22에 부착된다. 유사하게, 내부 히트 싱크(14)의 반대 측이 그 위에 위치하는 인쇄 회로 기판에 의해 팝퓰레이트된다.
완성된 램프 또는 조명 전구(64)가 도 6에 도시되어 있다. 투명한 글래스 인클로저 또는 돔(66)이 외부 히트 싱크(12)로부터 연장하며, 내부 히트 싱크(14) 상에 장착된 본 발명의 구성요소를 둘러싸고 보호하며, 램프(64)가 종래의 백열 램프의 외관을 갖도록 한다. LED가 사용되므로, 인클로저(66) 내에 특정한 가스가 포함되거나 또는 진공배기(evacuation)가 이루어져야 하는 것이 요구되지 않는다는 것은 자명하다.
작동면(20∼30)은, 위에서 설명한 서로에 대해 각도를 이루는 관계로, 중앙 평면(18)의 상호 반대 측 상에 미러 이미지 관계로 위치된다. 미러 이미지 관계가 바람직하기는 하지만, 360°에 걸친 고른 광 분산이 중요하지 않다면, 여러 작동면 간의 미러 이미지 관계가 반드시 필요한 것은 아닐 것이라는 점은 명백할 것이다.
LED(36)를 구동하기 위해서는 드라이버가 필요하다. 도 7a 및 도 7b에는 2개의 드라이버가 도시되어 있다. 이들 드라이버에서, 정류기(68)를 통과한 후의 입력 전압이 LED(36)의 직렬 조합을 구동하기 위해 이용된다. 도 7a에서는, 입력 전류를 제한하기 위해, 저항(70)이 채용되며, 이러한 타입의 회로는 본 명세서에서 원용되고 있는 미국 특허 출원 번호 12/826,774에도 논의되어 있다. 도 7b에서는, 저항(70) 대신, 선형의 전류 조정기(linear current regulator, 72)가 채용된다. 도시 및 설명된 드라이버의 유형들은 단지 설명을 목적으로 하는 것이며, 다른 유형의 드라이버가 채용될 수도 있다는 것은 자명할 것이다. 드라이버는 본 발명의 일부를 구성하지 않는다.
전류 조정기(72)는, 더 적은 전력이 이용되고, 또한 피크 LED 전류가 소정의 값을 초과하지 않도록 설정될 수 있어서 LED가 LED의 제조업체에 의해 정해지는 안전 한계치 내에서 작동하게 한다는 점에서 이롭다. 이것은 도 8 및 도 9에 간략하게 그래픽으로 나타내어져 있다.
LED 전류가 일정한 전류 설정점 아래로 떨어질 때, 전류 조정기는 더 이상 LED 전류를 클램프(clamp)하지 않고 LED의 다이나믹 레지스턴스 및 구동 회로에 추가되는 임의의 레지스턴스에 의해 제한될 것이다. 입력 전압이 추가로 감소될 때, LED 전류는 소스 전압이 LED 전압에 근접할 때까지 강하할 것이며, 이 지점에서 LED가 턴오프할 것이다. 유사한 양상으로, LED는 역방향 위상 조광기 또는 순방향 위상 조광기로 조광될 것이다. 이들 개념은 도 10, 도 11 및 도 12a∼12c에 개략적으로 나타내어져 있다. 이것은 단지 설명을 위한 것이며, 조광은 본 발명의 일부를 형성하지 않는다.
LED 램프에 대한 일시적인 전압 서지(surge)는 LED 램프에 해로운 것이 될 수 있다. 서지에 대한 보호를 제공하기 위해, 도 13에 도시된 바와 같이 서지 억제기(74)가 채용될 수 있다.
본 발명은 사용자에 의해 식별 가능한 미적인 차이가 거의 없거나 전혀 없이 백열 램프를 LED 램프로 대체하는 것을 가능하게 한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명은 백열 램프를 대체하며, 에디슨-타입(Edison-type) 스크류 베이스(16)와 함께, 대체하고자 하는 백열 램프에 대해 완전히 호환 가능한 A19 LED 램프를 제공한다. 본 발명의 사상 또는 이하의 청구범위에 의해 정해지는 범위로부터 벗어나지 않고서도 본 발명에 대한 다양한 변경이 이루어질 수 있다.

Claims (12)

  1. 조명 전구에 있어서,
    a. 스크류 베이스;
    b. 상기 스크류 베이스에 장착된 외부 히트 싱크;
    c. 상기 외부 히트 싱크로부터 연장하고, 6개 이상의 작동면(working facet)을 갖는 내부 히트 싱크; 및
    d. 각각의 상기 작동면 상에 장착되는 발광 소스
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 전구.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 발광 소스는 복수의 발광 다이오드(LED)를 포함하는, 조명 전구.
  3. 제2항에 있어서,
    각각의 상기 작동면의 LED는 상기 작동면에 고정되는 회로 기판 상에 장착되는, 조명 전구.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 내부 히트 싱크는 금속인, 조명 전구.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 작동면은 중앙 평면의 상호 반대 측 상에 미러 이미지 관계(mirror image relationship)로 위치되는, 조명 전구.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 작동면은 서로 각도를 이루는 관계로 형성되는, 조명 전구.
  7. 조명 전구 코어를 형성하는 방법에 있어서,
    a. 중앙 평면의 상호 반대 측 상에 동일하게 위치된 6개 이상의 작동면을 갖는 히트 싱크를 형성하는 단계; 및
    b. 각각의 상기 작동면 상에 광원을 장착하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 전구 코어를 형성하는 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 "a" 단계는 상기 작동면을 중앙 평면의 상호 반대 측 상에 미러 이미지 관계로 위치시키는 단계를 포함하는, 조명 전구 코어를 형성하는 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 "b" 단계는,
    ⅰ. 상기 작동면 중의 하나에 각각 대응하는 회로 기판 상에 상기 광원을 위치시키는 단계와,
    ⅱ. 상기 회로 기판을 상기 작동면의 각각의 작동면에 부착하는 단계
    를 포함하는, 조명 전구 코어를 형성하는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 "ⅰ" 단계와 상기 "ⅱ" 단계 사이에, 상기 회로 기판을 서로 전기 접속시키는 단계를 포함하는, 조명 전구 코어를 형성하는 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 "ⅰ" 단계 전에, 상기 회로 기판을 파쇄 가능한 탭(frangible tab)에 의해 상호 연결되는 평면형 어레이로 형성하는 단계와, 상기 평면형 어레이로 있는 동안 상기 회로 기판을 전기 접속시키는 단계를 더 포함하는, 조명 전구 코어를 형성하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 "b" 단계 전에 상기 탭의 적어도 일부를 부러뜨리는 단계를 더 포함하는, 조명 전구 코어를 형성하는 방법.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9401468B2 (en) 2014-12-24 2016-07-26 GE Lighting Solutions, LLC Lamp with LED chips cooled by a phase transformation loop
WO2016145450A1 (en) * 2015-03-12 2016-09-15 GE Lighting Solutions, LLC Led lamp with encapsulated driver and safety circuit
WO2017059234A1 (en) * 2015-09-30 2017-04-06 GE Lighting Solutions, LLC Led lamp platform
US20170284647A1 (en) * 2016-03-31 2017-10-05 Osram Sylvania Inc. Flexible interconnection between substrates and a multi-dimensional light engine using the same
CN106455472A (zh) * 2016-07-28 2017-02-22 王定锋 一种高散热的led线路板灯泡模组的制作方法
US10768358B2 (en) * 2017-08-17 2020-09-08 Dura Operating, Llc Printed film with mounted light emitting diodes encapsulated in light guide

Family Cites Families (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3780431A (en) * 1972-09-25 1973-12-25 Bowmar Ali Inc Process for producing computer circuits utilizing printed circuit boards
GB2034127B (en) * 1978-10-13 1983-05-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd Printed circuits and methods their manufacture
US4426773A (en) * 1981-05-15 1984-01-24 General Electric Ceramics, Inc. Array of electronic packaging substrates
US5375044A (en) * 1991-05-13 1994-12-20 Guritz; Steven P. W. Multipurpose optical display for articulating surfaces
US5652185A (en) * 1995-04-07 1997-07-29 National Semiconductor Corporation Maximized substrate design for grid array based assemblies
US5688042A (en) * 1995-11-17 1997-11-18 Lumacell, Inc. LED lamp
KR0178255B1 (ko) * 1995-11-17 1999-03-20 황인길 Bga 반도체 패키지의 pcb캐리어 프레임 및 그 제조방법
US5831218A (en) * 1996-06-28 1998-11-03 Motorola, Inc. Method and circuit board panel for circuit board manufacturing that prevents assembly-line delamination and sagging
US6047470A (en) * 1997-08-20 2000-04-11 Micron Technology, Inc. Singulation methods
US5990802A (en) * 1998-05-18 1999-11-23 Smartlite Communications, Inc. Modular LED messaging sign panel and display system
US6252350B1 (en) * 1998-07-31 2001-06-26 Andres Alvarez Surface mounted LED lamp
ES2289822T3 (es) * 1998-09-17 2008-02-01 Koninklijke Philips Electronics N.V. Lampara de led.
US6634770B2 (en) * 2001-08-24 2003-10-21 Densen Cao Light source using semiconductor devices mounted on a heat sink
US6870328B2 (en) * 2001-12-19 2005-03-22 Toyoda Gosei Co., Ltd. LED lamp apparatus for vehicles
US6621222B1 (en) * 2002-05-29 2003-09-16 Kun-Liang Hong Power-saving lamp
US20030223210A1 (en) * 2002-06-03 2003-12-04 Yoon Chin Modular LED circuit board
AU2003248743A1 (en) * 2002-06-27 2004-01-19 Ppg Industries Ohio, Inc. Single or multi-layer printed circuit board with recessed or extended breakaway tabs and method of manufacture thereof
US6853151B2 (en) * 2002-11-19 2005-02-08 Denovo Lighting, Llc LED retrofit lamp
US8344410B2 (en) * 2004-10-14 2013-01-01 Daktronics, Inc. Flexible pixel element and signal distribution means
US7626831B2 (en) * 2004-10-21 2009-12-01 Tyco Electronics Corporation Circuit board retention system
JP2006244725A (ja) * 2005-02-28 2006-09-14 Atex Co Ltd Ｌｅｄ照明装置
US7226189B2 (en) * 2005-04-15 2007-06-05 Taiwan Oasis Technology Co., Ltd. Light emitting diode illumination apparatus
US20070159828A1 (en) * 2006-01-09 2007-07-12 Ceramate Technical Co., Ltd. Vertical LED lamp with a 360-degree radiation and a high cooling efficiency
TWM314293U (en) * 2007-01-24 2007-06-21 Unity Opto Technology Co Ltd Lamp bulb socket structure
US7434964B1 (en) * 2007-07-12 2008-10-14 Fu Zhun Precision Industry (Shen Zhen) Co., Ltd. LED lamp with a heat sink assembly
US7862204B2 (en) * 2007-10-25 2011-01-04 Pervaiz Lodhie LED light
CN101424394B (zh) * 2007-11-02 2010-09-08 富准精密工业(深圳)有限公司 散热装置及其应用的发光二极管灯具
CN101457913B (zh) * 2007-12-12 2011-09-28 富准精密工业(深圳)有限公司 发光二极管灯具
EP2227925B1 (en) * 2008-01-10 2017-06-28 Feit Electric Company, Inc. Led lamp replacement of low power incandescent lamp
US8274241B2 (en) * 2008-02-06 2012-09-25 C. Crane Company, Inc. Light emitting diode lighting device
ITNA20080011A1 (it) * 2008-02-15 2009-08-16 Self Sime Italia Ricerca & Sviluppo Srl Lampada a led di potenza per lanterne semaforiche.
US20090273940A1 (en) * 2008-05-01 2009-11-05 Cao Group, Inc. LED lighting device
US20100084997A1 (en) * 2008-10-02 2010-04-08 Joseph Anthony Oberzeir Multi-mode utility lighting device
CN201293279Y (zh) * 2008-10-16 2009-08-19 郑榕彬 Led照明灯
EP2399070B1 (en) * 2009-02-17 2017-08-23 Epistar Corporation Led light bulbs for space lighting
US9030120B2 (en) * 2009-10-20 2015-05-12 Cree, Inc. Heat sinks and lamp incorporating same
US8536807B2 (en) * 2010-01-04 2013-09-17 Dongguan Hexi Optical Electric Technology Co., Ltd. LED bulb
US8596821B2 (en) * 2010-06-08 2013-12-03 Cree, Inc. LED light bulbs
US8167677B2 (en) * 2010-08-10 2012-05-01 Liquidleds Lighting Corp. Method of assembling an airtight LED light bulb
US8152341B2 (en) * 2011-02-04 2012-04-10 Switch Bulb Company, Inc. Expandable liquid volume in an LED bulb
JP5750297B2 (ja) * 2011-04-19 2015-07-15 日本メクトロン株式会社 基板組立体および照明装置

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