KR20140000216A - 실질적으로 밀봉된 ｌｅｄ들을 갖는 ｌｅｄ 기반 조명 유닛들 - Google Patents

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KR20140000216A
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쟝-프랑코이스 라포르테
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코닌클리케 필립스 엔.브이.
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Abstract

실질적으로 밀봉된 LED들(30)을 갖는 LED 기반 조명 유닛(10)이 개시된다. LED 기반 조명 유닛(10)은 실장 표면에 결합되는 복수의 LED들(30), LED들(30) 중 적어도 하나의 LED에 대하여 실장 표면에 인접하여 각각 배치가능한 복수의 광학 피스들(52), 및 광학 피스들(52)에 접하고 이들 사이에 연장되는 탄성 중합체 층(60)을 포함한다. 옵션으로, 실장 표면과 광학 피스들(52) 및/또는 탄성 중합체 층(60) 사이에 접착층(40)이 삽입될 수 있다. 옵션으로, 탄성 중합체 층(60) 꼭대기에 강성 층(70)이 제공될 수 있다.

Description

실질적으로 밀봉된 ＬＥＤ들을 갖는 ＬＥＤ 기반 조명 유닛들{LED-BASED LIGHTING UNITS WITH SUBSTANTIALLY SEALED LEDS}
본 발명은 일반적으로 LED 기반 조명 유닛에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본원에 개시된 다양한 독창적인 방법들 및 장치는 외부 환경으로부터 실질적으로 밀봉되는 복수의 LED들을 갖는 LED 기반 조명 유닛에 관한 것이다.
디지털 조명 기술들, 즉, 발광 다이오드(LED)와 같은 반도체 광원에 기초한 일루미네이션(illumination)은 종래의 형광, HID, 및 백열 램프들에 대한 가능한 대안을 제공한다. LED들의 기능적 이점들 및 이득들은 고에너지 변환 및 광학 효율성, 내구성, 낮은 동작 비용, 및 많은 다른 것들을 포함한다. LED 기술의 최근의 진보는 많은 애플리케이션들에서 다양한 조명 효과들을 가능하게 하는 효율적이고 강건한 풀-스펙트럼(full-spectrum) 조명 소스들을 제공하였다. 이들 소스들을 포함하는 조명기구들 중 일부는, 예를 들어, 참고로 본원에 포함되는 미국 특허 제6,016,038호 및 제6,211,626호에서 상세히 논의되는 바와 같이, 상이한 컬러들, 예를 들어, 적색, 녹색 및 청색을 생성할 수 있는 하나 이상의 LED들과, 다양한 컬러 및 컬러 변화(color-changing) 조명 효과들을 발생시키기 위해서 LED들의 출력을 독립적으로 제어하기 위한 프로세서를 포함하는 조명 모듈을 특징으로 한다.
LED 광원들을 활용하는 조명기구들은 종종 조명기구들의 광학 시스템의 하나 이상의 양태들에 대한 침투 보호(ingress protection)를 제공하도록 설계된다. 침투 보호는 일반적으로 고체 이물질들(예를 들어, 먼지, 꽃가루) 및/또는 액체들(예를 들어, 물)과 같은 어떤 바람직하지 않은 외부 물질들(external objects)로부터 제공되는 보호 정도(degree of protection)를 가리킨다. 예를 들어, 일부 LED 기반 조명기구들에서, LED들은 바람직하지 않은 외부 물질들(external objects)로부터 밀봉될 수 있다. 또한, 예를 들어, 일부 LED 조명기구들에서, 다른 전기적 컴포넌트들(예를 들어, LED들이 결합되는 회로 보드) 및/또는 조명기구들의 광학 시스템의 다른 컴포넌트들이 또한 바람직하지 않은 외부 물질들로부터 밀봉될 수 있다.
일부 LED 기반 조명기구들에서, LED들 및 광학 시스템의 다른 컴포넌트들은 하우징의 개구부에 대해 실질적으로 밀봉되는 투명 또는 반투명 유리 부분을 갖는 하우징에 둘러싸일 수 있다. 하우징 및 반투명 유리 부분은 집합적으로 광학 시스템에 대해 침투 보호 정도(degree of ingress protection)를 제공하고, 종종 침투 보호의 형태만이 제공된다. 비록 그러한 조명기구들은 침투 보호 정도를 제공할 수 있지만, 그의 밀봉 양태들은 손상되기 쉽고, 비싸고, 너무 많을 수 있고, LED들 중 하나 이상의 광 출력을 바람직하지 않게 변경할 수 있고, 하우징의 내부에 대한 편리한 액세스를 방지할 수 있고, 및/또는 다른 결점들을 제공할 수 있다. 다른 LED 조명기구들에서, LED들에 대한 침투 보호 정도를 제공하기 위해 LED들 상에 직접 투명 수지가 적용된다. 비록 그러한 LED 조명기구들은 LED들에 대한 침투 보호를 제공할 수 있지만, 그의 수지는 LED들의 하나 이상의 광 출력 특성을 바람직하지 않게 변경할 수 있고, 정확하게 적용하기가 어려울 수 있고, 광학 시스템의 다른 전기적 컴포넌트들을 적절하게 보호하지 않을 수 있고, 및/또는 다른 결점들을 제공할 수 있다.
따라서, 외부 환경으로부터 실질적으로 밀봉되는 복수의 LED들을 갖고 옵션으로 위에 언급한 결점들 중 하나 이상을 해결할 수 있는 향상된 LED 기반 조명 유닛을 제공하기 위한 이 기술분야의 필요성이 존재한다.
본 개시는 외부 환경으로부터 실질적으로 밀봉되는 복수의 LED들을 갖는 LED 기반 조명 유닛을 위한 독창적인 방법들 및 장치들에 관한 것이다. 예를 들어, LED 기반 조명 유닛은 실장 표면 및 실장 표면에 결합되는 복수의 LED들을 포함할 수 있다. 각각이 복수의 LED들 중 적어도 하나의 LED에 대하여 실장 표면에 인접한 베이스를 갖는 복수의 광학 피스들(optical pieces)도 제공될 수 있다. LED 기반 조명 유닛은 또한 광학 피스들에 접하고(abut) 그 사이에 연장되는 탄성 중합체 층을 포함할 수 있다. 탄성 중합체 층 및 광학 피스들은 협력하여 외부 환경으로부터 복수의 LED들을 실질적으로 밀봉하는 기능을 할 수 있다. 접착층이 옵션으로 광학 피스들과 실장 표면 및/또는 탄성 중합체 층과 실장 표면 사이에 삽입될 수 있다. 또한, 강성 층이 옵션으로 탄성 중합체 층 및/또는 광학 피스들의 일부분 꼭대기에 제공될 수 있다. 제공될 때, 강성 층은 광학 피스들 및/또는 탄성 중합체 층을 압축하도록 실장 표면들과 협력할 수 있다.
일반적으로, 일 양태에서, 실장 표면을 갖는 LED 기반 조명 유닛이 제공된다. LED 기반 조명 유닛은 복수의 LED들, 접착층, 복수의 광학 피스들, 및 탄성 중합체 층을 포함한다. LED들은 실장 표면에 결합되고, LED들 각각은 발광 부분을 갖는다. 접착층은 실장 표면 꼭대기에 있고, LED들 중 적어도 일부의 발광 부분과 접촉하지 않는다. 광학 피스들 각각은 복수의 LED들 중 적어도 하나의 LED에 대하여 접착층과 접촉하는 베이스(base)를 갖는다. 광학 피스들 중 적어도 일부는 적어도 하나의 LED에 대하여 개별적으로 배치가능하다. 탄성 중합체 층은 접착층과 접촉하고, 광학 피스들에 접하고 그 사이에 연장한다. LED 기반 조명 유닛은 외부 물질들로부터 LED들을 실질적으로 밀봉하도록 구성된다.
일부 실시예들에서, 상기 탄성 중합체 층은 상기 실장 표면의 주변부를 넘어서 연장되어 립 오버(lip over)한다.
일부 실시예들에서, 상기 광학 피스들 각각은 적어도 하나의 LED에 대하여 개별적으로 배치가능하다.
일부 실시예들에서, 상기 탄성 중합체 층은 상기 광학 피스들 각각의 상기 베이스 전체에 접한다.
일부 실시예들에서, 상기 LED 기반 조명 유닛은 상기 탄성 중합체 꼭대기의 강성 층을 더 포함한다. 그의 실시예들의 버전들에서, 상기 강성 층은 상기 광학 피스들의 일부분에 오버랩된다. 그의 실시예들의 버전들에서, 상기 강성 층 및 상기 실장 표면은 집합적으로 상기 탄성 중합체 층 및 상기 광학 피스들 중 적어도 하나에 대해 압축력을 제공한다. 그의 실시예들의 버전들에서, 상기 강성 층은 상기 탄성 중합체 층의 주변부를 넘어서 연장되어 립 오버한다.
일반적으로, 다른 양태에서, 실장 표면을 갖는 LED 기반 조명 유닛이 제공된다. LED 기반 조명 유닛은 복수의 LED들, 복수의 광학 피스들, 탄성 중합체 층, 및 강성 층을 포함한다. LED들은 실장 표면에 결합되고, LED들 각각은 발광 부분을 갖는다. 광학 피스들 각각은 상기 LED들 중 적어도 하나의 LED에 대하여 실장 표면에 인접하는 베이스를 갖는다. 탄성 중합체 층은 광학 피스들 사이에 연장되고, 광학 피스들 각각의 베이스에 접하여 둘러싼다. 강성 층은 탄성 중합체 층 꼭대기에 있고 광학 피스들 각각의 일부분 꼭대기에 있다. 강성 층은 광학 피스들 각각의 베이스와 탄성 중합체 층 사이의 접합부(abutment)에 오버랩된다. LED 기반 조명 유닛은 외부 물질들로부터 LED들을 실질적으로 밀봉하도록 구성된다.
일부 실시예들에서, 상기 광학 피스들의 상기 베이스와 상기 실장 표면 사이에 접착층이 삽입된다.
일부 실시예들에서, 상기 탄성 중합체 층과 상기 실장 표면 사이에 접착층이 삽입된다.
일부 실시예들에서, 상기 강성 층 및 상기 실장 표면은 집합적으로 상기 탄성 중합체 층 및 상기 광학 피스들 중 적어도 하나에 대해 압축력을 제공한다. 그의 실시예들의 버전들에서, 상기 강성 층 및 상기 실장 표면은 집합적으로 상기 탄성 중합체 층 및 상기 광학 피스들에 대해 압축력을 제공한다.
일부 실시예들에서, 상기 탄성 중합체 층은 상기 실장 표면의 주변부를 넘어서 연장되어 립 오버한다.
일부 실시예들에서, 상기 탄성 중합체 층은 그것과의 접합부에 가까운 상기 광학 피스들 각각의 상기 베이스의 표면과 실질적으로 평면이다.
일반적으로, 다른 양태에서, 실장 표면을 갖는 LED 기반 조명 유닛이 제공된다. LED 기반 조명 유닛은 복수의 LED들, 복수의 광학 피스들, 탄성 중합체 층, 및 강성 층을 포함한다. LED들은 실장 표면에 결합되고, LED들 각각은 발광 부분을 갖는다. 광학 피스들 각각은 상기 LED들 중 적어도 하나의 LED에 대하여 실장 표면에 인접하는 베이스를 갖는다. 탄성 중합체 층은 광학 피스들에 접하고 그 사이에 연장한다. 강성 층은 탄성 중합체 층 꼭대기에 있고 광학 피스들 각각의 일부분 꼭대기에 있다. 강성 층은 광학 피스들 각각과 탄성 중합체 층 사이의 접합부에 오버랩되고, 강성 층 및 실장 표면은 집합적으로 탄성 중합체 층 및 광학 피스들 중 적어도 하나에 대해 압축력을 제공한다.
일부 실시예들에서, 상기 탄성 중합체 층과 상기 실장 표면 사이에 접착층이 삽입된다.
일부 실시예들에서, 상기 광학 피스들의 상기 베이스와 상기 실장 표면 사이에 접착층이 삽입된다. 그의 실시예들의 일부 버전들에서, 상기 탄성 중합체 층과 상기 실장 표면 사이에 접착층이 삽입된다.
일부 실시예들에서, 상기 광학 피스들 중 적어도 하나는 축외 반사 프리즘(off-axis reflecting prism)을 포함한다.
본 개시의 목적들을 위해 본원에서 이용되는 바와 같이, 용어 "LED"는 임의의 전자발광 다이오드(electroluminescent diode) 또는 전기 신호에 응답하여 방사(radiation)를 발생할 수 있는 다른 타입의 캐리어 주입/접합 기반 시스템(carrier injection/junction-based system)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 용어 LED는 전류에 응답하여 발광하는 다양한 반도체 기반 구조들, 발광 폴리머들, 유기 발광 다이오드들(organic light emitting diodes; OLEDs), 전자발광 스트립들(electroluminescent strips) 등을 포함하지만, 이것으로 한정되지 않는다. 특히, 용어 LED는 적외선 스펙트럼, 자외선 스펙트럼, 및 가시 스펙트럼의 다양한 부분들(일반적으로 대략 400 나노미터 내지 대략 700 나노미터의 방사 파장들을 포함함) 중 하나 이상에서 방사를 발생하도록 구성될 수 있는 (반도체 및 유기 발광 다이오드들을 포함하는) 모든 타입들의 발광 다이오드들을 가리킨다. LED들의 일부 예들은, 다양한 타입들의 적외선 LED들, 자외선 LED들, 적색 LED들, 청색 LED들, 녹색 LED들, 황색 LED들, 호박색 LED들, 주황색 LED들, 및 백색 LED들(아래에서 더 논의됨)을 포함하고, 이것으로 한정되지 않는다. LED들은 주어진 스펙트럼(예를 들어, 협대역폭, 광대역폭)에 대한 다양한 대역폭들(예를 들어, 반값 전폭(full widths at half maximum; FWHM)), 및 주어진 일반적인 컬러 분류 내의 다양한 주 파장들을 갖는 방사를 발생하도록 구성 및/또는 제어될 수 있다는 것을 또한 알아야 한다.
예를 들어, 본질적으로 백색광을 발생하도록 구성되는 LED(예를 들어, 백색 LED)의 하나의 구현은, 결합하여 본질적으로 백색광을 형성하도록 혼합하는 전계발광(electroluminescence)의 상이한 스펙트럼을 각각 방출하는 복수의 다이들을 포함할 수 있다. 다른 구현에서, 백색광 LED는 제1 스펙트럼을 갖는 전계발광을 상이한 제2 스펙트럼으로 변환하는 인광 물질과 연관될 수 있다. 이 구현의 일 예에서, 비교적 단파장 및 협대역폭 스펙트럼을 갖는 전계발광은 인광 물질을 "펌프(pump)"하고, 이것은 또한 다소 더 넓은 스펙트럼을 갖는 더 긴 파장 방사를 방사한다.
또한, 용어 LED는 물리적 및/또는 전기적 패키지 타입의 LED를 한정하지 않는다는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 위에서 논의한 바와 같이, LED는 각각 상이한 스펙트럼의 방사를 방출하도록 구성되는(예를 들어, 개별적으로 제어가능할 수 있거나 제어가능하지 않을 수 있는) 복수의 다이들을 갖는 단일 발광 디바이스를 가리킬 수 있다. 또한, LED는 LED(예를 들어, 일부 타입들의 백색 LED들)의 통합 부분으로서 고려되는 인광체와 연관될 수 있다. 일반적으로, 용어 LED는 패키지화된 LED들, 비-패키지화된 LED들, 표면 실장 LED들, 칩-온-보드(chip-on-board) LED들, T-패키지 실장 LED들, 방사상 패키지 LED들, 파워 패키지 LED들, 일부 타입의 용기(encasement) 및/또는 광학 요소(예를 들어, 확산 렌즈)를 포함하는 LED들 등을 가리킬 수 있다.
용어 "광원"은, LED 기반 소스들(위에 정의된 바와 같은 하나 이상의 LED를 포함함), 백열광 소스들(예를 들어, 필라멘트 램프들, 할로겐 램프들), 형광 소스들, 인광 소스들, 고강도 방전 소스들(예를 들어, 나트륨 증기, 수은 증기, 및 금속 할로겐화물(metal halide) 램프들), 레이저들, 다른 타입들의 전계발광 소스들, 방화-발광(pyro-luminescent) 소스들(예를 들어, 화염), 양초-발광(candle-luminescent) 소스들(예를 들어, 가스 맨틀(gas mantles), 탄소 아크(carbon arc) 방사 소스들), 포토-발광 소스들(예를 들어, 가스 방전 소스들), 전자 포화(electronic satiation)를 이용하는 캐소드 발광(cathode luminescent) 소스들, 전기판-발광(galvano-luminescent) 소스들, 결정-발광(crystallo-luminescent) 소스들, 카인-발광(kine-luminescent) 소스들, 열-발광(thermo-luminescent) 소스들, 마찰 발광(triboluminescent) 소스들, 소노루미네센트(sonoluminescent) 소스들, 방사성 발광(radioluminescent) 소스들, 및 발광 폴리머들을 포함하지만 이것으로 한정되지는 않는 다양한 방사 소스들 중 임의의 하나 이상을 가리키는 것으로 이해해야 한다.
주어진 광원은 가시 스펙트럼 내에서, 가시 스펙트럼 밖에서, 또는 둘의 결합에서 전자기 방사를 발생하도록 구성될 수 있다. 따라서, 용어들 "광" 및 "방사"는 본원에서 상호교환가능하게 이용된다. 부가적으로, 광원은 하나 이상의 필터들(예를 들어, 컬러 필터들), 렌즈들, 또는 다른 광학적 컴포넌트들을 통합 컴포넌트로서 포함할 수 있다. 또한, 광원들은, 표시, 디스플레이, 및/또는 일루미네이션을 포함하지만 이것으로 한정되지는 않는 다양한 애플리케이션들을 위해 구성될 수 있다는 것을 이해해야 한다. "일루미네이션 소스"는 특히 내부 또는 외부 공간을 효과적으로 일루미네이트하기에 충분한 강도를 갖는 방사를 발생하도록 구성되는 광원이다. 이러한 문맥에서, "충분한 강도"는 주변 일루미네이션(ambient illumination)(즉, 간접적으로 인지될 수 있고, 예를 들어, 전체적으로 또는 부분적으로 인지되기 전에 다양한 개입 표면들 중 하나 이상으로부터 반사될 수 있는 광)을 제공하기 위해 공간 또는 환경에 발생되는 가시 스펙트럼의 충분한 방사력(단위 "루멘(lumens)"은 종종 방사력 또는 "광속(luminous flux)"에 관하여, 모든 방향의 광원으로부터의 전체 광 출력을 나타내는 데 활용됨)을 가리킨다.
용어 "조명기구"는 본원에서 특정 폼 팩터(form factor), 어셈블리, 또는 패키지의 하나 이상의 조명 유닛들의 구현 또는 배열을 가리키는 데 이용된다. 용어 "조명 유닛"은 본원에서 동일한 또는 상이한 타입들의 하나 이상의 광원들을 포함하는 장치를 가리키는 데 이용된다. 주어진 조명 유닛은 광원(들)에 대한 다양한 실장 배열들, 인클로져/하우징 배열들 및 모양들, 및/또는 전기적 및 기계적 접속 구성들 중 어느 하나를 가질 수 있다. 부가적으로, 주어진 조명 유닛은 옵션으로 광원(들)의 동작에 관한 다양한 다른 컴포넌트들(예를 들어, 제어 회로)과 연관될 수 있다(예를 들어, 그것을 포함하고, 그것에 결합되고, 및/또는 그것과 함께 패키지화될 수 있다). "LED 기반 조명 유닛"은 위에서 논의한 바와 같은 하나 이상의 LED 기반 광원들을, 단독으로 또는 다른 비 LED 기반 광원들과 결합하여, 포함하는 조명 유닛을 가리킨다. "멀티 채널(multi-channel)" 조명 유닛은 상이한 스펙트럼들의 방사를 각각 발생하도록 구성되는 적어도 2개의 광원을 포함하는 LED 기반 또는 비 LED 기반 조명 유닛을 가리키고, 각각의 상이한 소스 스펙트럼은 멀티 채널 조명 유닛의 "채널"이라고 할 수 있다.
전술한 개념들과 아래 더 상세하게 논의되는 부가적인 개념들의 모든 결합들(그러한 개념들이 상호 모순되지 않는다면)은 본원에 개시된 본 발명의 요지의 부분인 것으로 고려된다는 것을 알아야 한다. 특히, 이 개시의 끝에 나오는 청구된 요지의 모든 결합들은 본원에 개시된 본 발명의 요지의 부분인 것으로 고려된다. 또한, 참고로 인용된 임의의 개시에 나타날 수도 있는 본원에서 명백하게 활용된 용어는 본원에 개시된 특정 개념들과 가장 일치하는 의미에 따라야 한다는 것을 알아야 한다.
도면들에서, 유사한 참조 문자들은 일반적으로 상이한 도면들 전체에 걸쳐서 동일한 부분들을 가리킨다. 또한, 도면들은 반드시 비례적으로 그려지지 않고, 그 대신 발명의 원리들을 예시할 때 일반적으로 강조가 가해진다.
도 1은 실질적으로 밀봉된 LED들을 갖는 LED 기반 조명 유닛의 실시예의 바닥부 분해 투시도를 예시한다.
도 2는 도 1의 LED 기반 조명 유닛의 실장 표면, LED들, 및 접착층의 상부 투시도를 예시하고, 접착층은 실장 표면으로부터 분해되어 도시된다.
도 3은 도 1의 LED 기반 조명 유닛의 실장 표면, LED들, 및 접착층의 상부 투시도를 예시하고, 접착층은 실장 표면 꼭대기에 도시된다.
도 4는 도 1의 LED 기반 조명 유닛의 실장 표면, LED들, 접착층, 및 광학 피스들의 상부 투시도를 예시하고, 복수의 광학 피스들은 접착층과 접촉하는 LED들에 관해 배치되고, 광학 피스들 중 하나는 LED들 중 하나로부터 분해되어 도시된다.
도 5는 도 1의 LED 기반 조명 유닛의 광학 피스들 및 탄성 중합체 층의 상부 투시도를 예시하고, 광학 피스들은 접착층과 접촉하는 LED들에 관해 배치되고, 탄성 중합체 층은 광학 피스들에 접하고 그 사이에 연장되고, 접착층과 접촉한다.
도 6은 도 1의 LED 기반 조명 유닛의 강성 층 및 광학 피스들의 상부 투시도를 예시하고, 강성 층은 탄성 중합체 층 꼭대기에 있고, 광학 피스들의 일부분 꼭대기에 있다.
도 7은 도 6의 단면선 7-7을 따라 취해진 LED 기반 조명 유닛의 단면도를 예시한다.
LED 조명기구들은 실질적으로 하우징의 개구부에 대해 실질적으로 밀봉되는 투명 또는 반투명 유리 부분을 갖는 하우징에 LED들을 둘러싸도록 설계되었다. 하우징 및 유리 부분은 집합적으로 LED들에 대해 침투 보호 정도를 제공한다. LED 조명기구들은 또한 LED들에 대해 침투 보호 정도를 제공하기 위해 투명 또는 반투명 수지에 LED들을 둘러싸도록 설계되었다. 비록 그러한 조명기구들은 침투 보호를 제공할 수 있지만, 그것들은 하나 이상의 결점들을 갖는다. 예를 들어, 그의 밀봉 양태들은 손상되기 쉽고, 비싸고, 너무 많을 수 있고, 적용하기가 어렵고, LED들 중 하나 이상의 광 출력을 바람직하지 않게 변경할 수 있고, 및/또는 광학 시스템 및/또는 하우징의 내부에 대한 편리한 액세스를 방지할 수 있다. 따라서, 출원인들은 외부 환경으로부터 실질적으로 밀봉되는 복수의 LED들을 갖고 옵션으로 위에 언급한 결점들 중 하나 이상을 해결할 수 있는 향상된 LED 기반 조명 유닛을 제공하기 위한 이 기술분야의 필요성이 존재한다는 것을 인식하고 인정하였다.
더욱 일반적으로, 출원인들은 외부 환경으로부터 LED들을 실질적으로 밀봉하기 위해서 적어도 각각이 적어도 하나의 LED에 관해 제공되는 복수의 광학 피스들 및 광학 피스들 사이에 연장되는 탄성 중합체 층을 활용하는 LED 기반 조명을 제공하는 것이 이득이 있다는 것을 인식하고 인정하였다.
전술한 것에 비추어, 본 발명의 다양한 실시예들 및 구현들은 실장 표면, 상기 실장 표면에 결합되는 복수의 LED들, 각각이 상기 복수의 LED들 중 적어도 하나의 LED에 관한 복수의 광학 피스들, 및 상기 광학 피스들에 접하여 그 사이에 연장되는 탄성 중합체 층을 포함하는 LED 기반 조명 유닛에 관한 것이다. 탄성 중합체 층 및 광학 피스들은 협력하여 외부 환경으로부터 복수의 LED들을 실질적으로 밀봉하는 기능을 할 수 있다. 접착층이 옵션으로 광학 피스들과 실장 표면 및/또는 탄성 중합체 층과 실장 표면 사이에 삽입될 수 있다. 또한, 강성 층이 옵션으로 탄성 중합체 층 및/또는 광학 피스들의 일부분 꼭대기에 제공될 수 있다.
도 1을 참조하면, LED 기반 조명 유닛(10)의 실시예는 LED 보드(20), 접착층(40), 광학 피스들(52)의 뱅크(50), 탄성 중합체 층(60), 및 강성 층(70)을 포함하고, 이것은 도 1에서 서로 분해된 바닥부 투시도로부터 도시된다. 본원에서 더 상세하게 설명되는 바와 같이, 대안적인 실시예들에서, LED 기반 조명 유닛(10)은 옵션으로 본원에 도시되고 설명된 하나 이상의 요소들 없이 제공될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 강성 층(70) 및/또는 접착 층(40)은 생략될 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, LED 보드(20) 및 접착층(40)의 상부 투시도가 도시된다. 접착층(40)은 도 2에서 LED 보드(20)로부터 분해되어 도시되고, 도 3에서 LED 보드(20)의 실장 표면(22) 꼭대기에 결합되어 도시된다. 접착층(40)은 LED 기반 조명 유닛(10)의 다른 양태들의 더 나은 뷰를 제공하기 위해 도 2 및 도 3에서 실질적으로 투명한 것으로서 도시된다. 접착층(40)이 일부 실시예들에서 투명할 수 있지만, 그것은 또한 다른 실시예들에서 반투명 또는 불투명할 수 있다는 것을 이해한다. 49개의 LED들(30)이 실장 표면(22) 상에 제공된다. LED들(30) 각각은 LED(30)로부터 광이 방출되는 발광 부분(32)을 포함한다. 전기적 접속(7)이 LED들(30)에 전기 접속되어, 전원에 선택적으로 전기 접속될 수 있는 전기 배선(5)을 통해 LED들(30)에 선택적으로 전력을 제공한다. 전기 배선(5)은 전기적 접속(7)으로부터 LED 보드(20)의 노치(notch)(24)를 통해 연장된다. 일부 실시예들에서, 접착층(40)은 3M™으로부터 이용가능한 VHB™ 양면 테이프일 수 있다.
LED 보드(20)는 접착층(40)이 실장 표면(22)에 결합될 때 접착층(40)의 패스너 개구부들(fastener openings)(49) 중 어떤 것과 정렬하는 복수의 패스너 개구부들(29)을 포함한다. 본원에서 더 상세하게 설명되는 바와 같이, 패스너 개구부들(29 및 49)은 패스너들(3)(도 1, 도 6, 도 7)이 탄성 중합체 층(60) 및/또는 강성 층(70)을 LED 보드(20)에 결합하기 위해 그것을 통해 연장할 수 있게 한다. 접착층(40)은 또한 접착층(40)이 실장 표면(22)에 결합될 때 LED들(30)과 정렬되는 복수의 LED 개구부들(42)을 포함한다. 따라서, 접착층(40)은 실장 표면(22)에 결합될 때 LED들(30)과 접촉하지 않고 그것을 둘러쌀 것이다.
LED 보드(20)는 또한 접착층(40)이 실장 표면(22)에 결합될 때 접착층(40)의 패스너 개구부들(49) 중 어떤 것과 정렬하는 복수의 제2 패스너 개구부들(27)을 포함한다. 제2 패스너 개구부들(27)은 옵션으로 패스너들이 하우징 또는 다른 구조에 LED 보드(20)를 결합하기 위해 그것을 통해 연장할 수 있게 할 수 있다. 제2 패스너 개구부들(27)은 하우징 또는 다른 구조에 LED 보드(20)를 결합하기 위해서 대안적으로 LED 보드(20)로부터 후방으로 연장되는 보스들(bosses)에 결합될 수 있다. LED 기반 조명 유닛(10)을 조명기구 내로 구현할 때 하우징 또는 다른 구조에 LED 보드(20) 및/또는 LED 기반 조명 유닛(10)의 다른 부분들을 결합하기 위해 대안적인 방법들 및/또는 구조가 활용될 수 있다. 일부 실시예들에서, LED 보드(20)는 예를 들어, 알루미늄 코어 인쇄 회로 보드와 같은 금속 코어 인쇄 회로 보드일 수 있다.
특정 LED 보드(20) 및 LED들(30)의 배열이 본원에 예시되고 설명되지만, 본 개시의 이득을 갖는 이 기술분야의 통상의 기술자는 LED 실장 표면을 통합하는 대안적인 LED 지지 구조들이 대안적인 실시예들에서 활용될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, LED 지지 구조는 비-평면일 수 있고, 대안적으로 모양이 형성될 수 있고, 및/또는 복수의 LED 보드들과 같은 복수의 개별 LED 지지 구조들을 포함할 수 있다. 또한, 대안적인 수 및/또는 배열의 LED들(30)이 제공될 수 있다. 예를 들어, 더 많거나 더 적은 LED들이 제공될 수 있고, LED들 중 하나 이상이 상이한 LED 패키지에 제공될 수 있고, LED들이 비-대칭 배열로 제공될 수 있고, 및/또는 LED들이 서로 비-평면일 수 있다. 또한, 특정 접착층(40)이 본원에 예시되고 설명되지만, 본 개시의 이득을 갖는 이 기술분야의 통상의 기술자는 대안적인 접착층들이 제공될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 예를 들어, 대안적인 실시예들에서, 접착층은 복수의 시트들로 제공될 수 있거나, 그것을 통한 개구부들이 상이하게 배치되어 제공될 수 있거나, 또는 시트 형태로 제공되지 않을 수 있다(예를 들어, 액체 형태 또는 겔 형태로 적용될 수 있다). 또한, LED 기반 조명 유닛의 일부 실시예들에서, 접착층(40)은 생략될 수 있다.
도 4를 참조하면, LED 보드(20), 접착층(40), 및 광학 피스들(52)의 뱅크(50)의 상부 투시도가 예시된다. 뱅크(50)는 49개의 광학 피스들(52)을 포함한다. 광학 피스들(52) 중 48개는 각각 단일 LED(30)에 대해 배치되고 접착층(40)과 접촉하여 도시된다. 광학 피스들(54) 중 하나는 접착층(40) 및 LED들(30) 중 하나로부터 분해되어 도시된다. 광학 피스들(52) 각각은 광학 피스(52)가 LED들(30) 중 하나에 대해 배치될 때 접착층(40)에 적어도 부분적으로 접촉하여 끈끈하게 결합되는 베이스(55)를 포함한다. 베이스(55)는 예시된 실시예에서 실질적으로 평면인 꼭대기 표면(57)을 포함한다. 광학 피스들(52) 각각은 또한 베이스(55)에 결합되어 그로부터 멀리 연장되는 반사 프리즘(54)을 포함한다. 도시된 광학 피스들(52)은 반사 프리즘(54)의 앞면(face)을 향해 LED들(30) 중 하나에 의해 방출되는 광을 시준(collimate)하도록 구성된다. 그 다음에 반사 프리즘의 앞면은 거기에 향해진 상당 부분의 시준된 광을, LED들(30) 중 하나의 주 광 출력 축에 대해 축외(off-axis)인 일반적인 방향으로 다시 향하게 한다(redirect). 광학 피스들(52)이 LED들(30)에 관해 배치될 때, LED들(30)은 실질적으로 LED 보드(20) 및 광학 피스들(52)에 의해 둘러싸인다. 일부 실시예들에서, 광학 피스들(52)은 Philips Lumec로부터 이용가능한 LifeLED™ 광학 피스들일 수 있다.
특정 광학 피스들(52)이 본원에 상세하게 설명되지만, 대안적인 광학 피스들이 본원에 설명된 LED 기반 조명 유닛에 활용될 수 있다는 것을 이해한다. 예를 들어, 대안적인 실시예들에서, LED들로부터 출력되는 광을 주 LED 축에 대해 일반적으로 축외인 방향으로 다시 향하게 하지 않는 광학 피스들이 제공될 수 있다. 또한, 예를 들어, 대안적인 실시예들에서, 비-시준 광학 피스들이 제공될 수 있다. 또한, 예를 들어, 대안적인 실시예들에서, LED들(30) 중 하나보다 많은 것에 관해 배치될 수 있는 광학 피스들이 제공될 수 있다. 또한, 예를 들어, 대안적인 실시예들에서, 하나 이상의 광학 피스들이 서로 결합될 수 있다. 또한, 예를 들어, 대안적인 실시예들에서, 예를 들어, 대안적으로 모양이 형성된 베이스들, 대안적으로 사이즈가 형성된 베이스들, 및/또는 비-평면 꼭대기 표면들을 갖는 베이스들과 같은 대안적인 베이스 구성들을 갖는 광학 피스들이 제공될 수 있다. 또한, 단일 LED 기반 조명 유닛이 그 안에 복수의 고유하게 구성된 광학 피스들을 결합할 수 있다는 것을 이해한다.
도 5를 참조하면, 탄성 중합체 층(60)이 도 4에 예시된 LED 보드(20), 접착층(40), 및 광학 피스들(52)의 뱅크(50) 꼭대기에 배치되어 도시된다. 탄성 중합체 층(60)은 광학 피스들(52) 중 적어도 일부분이 그것을 통해 연장할 수 있게 하기 위한 복수의 광학 피스 개구부들(62)(도 1)을 포함한다. 본원에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 탄성 중합체 층(60)은 광학 피스들(52)에 접하여 그 사이에 연장되고, 적어도 부분적으로 접착 층(40) 꼭대기에서 그와 접촉해 있다. 탄성 중합체 층(60)은 탄성 중합체 층(60)이 접착층(40) 및 LED 보드(20) 꼭대기에 배치될 때 LED 보드(20)의 패스너 개구부들(29) 및 접착층(40)의 패스너 개구부들(49)과 정렬하는 복수의 패스너 개구부들(69)을 포함한다. 패스너 개구부들(69)은 패스너들(3)이 LED 보드(20)에 탄성 중합체 층(60)을 결합하기 위해 그것을 통해 연장할 수 있게 한다. 탄성 중합체 층(60)은, 광학 피스들(52)의 베이스들(55)에 접하고 베이스들(55)의 꼭대기 표면(57)과 실질적으로 평면인 리세스 영역(64)을 포함한다. 본원에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 탄성 중합체 층(60)은 LED 보드(20)의 주변부를 넘어서 연장되어 립 오버(lip over)한다. 일부 실시예들에서, 탄성 중합체 층(60)은 40A 이하의 경도계 측정(durometer measurement)을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 탄성 중합체 층(60)은 대략 40A 내지 대략 80A의 범위 내에서 경도계 측정을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 탄성 중합체 층은 열 가소성 탄성 중합체(thermoplastic elastomer)(TPE)일 수 있다. 일부 실시예들에서, 탄성 중합체 층은 Exxon Mobile Chemical로부터 이용가능한 Santoprene™일 수 있다.
탄성 중합체 층(60)은 또한 리세스 영역(64)으로부터 위쪽으로 연장하는 복수의 돌출부들(61b)을 포함한다. 돌출부들(61b)은 강성 층(70)의 대응하는 리세스들(71b)(도 1)에 수용되도록 하는 사이즈로 형성되고 배치된다. 돌출부들(61b) 및 리세스들(71b)은 옵션으로 탄성 중합체 층(60)에 대해 강성 층(70)을 적절하게 정렬하는 것을 도울 수 있고, 옵션으로 서로 딱 맞물릴 수 있다. 탄성 중합체 층(60)은 또한 탄성 중합체 층(60)의 주위 상부 표면(66) 중 적어도 일부에 대해 리세스되는 복수의 리세스들(61a)을 포함한다. 리세스들(61a)은 강성 층(70)의 대응하는 돌출부들(71a)(도 1)을 수용하도록 하는 사이즈로 형성되고 배치된다. 리세스들(61a) 및 돌출부들(71a)은 옵션으로 탄성 중합체 층(60)에 대해 강성 층(70)을 적절하게 정렬하는 것을 도울 수 있고, 옵션으로 서로 딱 맞물릴 수 있다.
특정 탄성 중합체 층(60)이 본원에 설명되지만, 본원에 설명된 LED 기반 조명 유닛에 대안적인 탄성 중합체 층들이 활용될 수 있다는 것을 이해한다. 예를 들어, 대안적인 실시예들에서, 탄성 중합체 층(60)은 복수의 피스들로 제공될 수 있고, 그것을 통한 개구부들이 대안적으로 배치되어 제공될 수 있고, 그것을 통한 개구부들이 대안적인 사이즈로 형성되어 제공될 수 있고, 상이한 정렬 구조로 제공될 수 있고, 및/또는 정렬 구조 없이 제공될 수 있다.
도 6은 도 5에 예시된 LED 보드(20), 접착층(40), 광학 피스들(52)의 뱅크(50), 및 탄성 중합체 층(60) 꼭대기에 배치된 강성 층(70)의 상부 투시도를 예시한다. 강성 층(70)은 광학 피스들(52) 중 적어도 일부분이 그것을 통해 연장할 수 있게 하기 위한 복수의 광학 피스 개구부들(72)(도 1)을 포함한다. 본원에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 강성 층(70)은 탄성 중합체 층(60) 꼭대기에 있고, 탄성 중합체 층(60)과 광학 피스들(52) 사이의 접합부(abutment)에 걸쳐서 연장한다. 강성 층(70)은 강성 층(70)이 탄성 중합체 층(60), 접착층(40), 및 LED 보드(20) 꼭대기에 배치될 때, 탄성 중합체 층(60)의 패스너 개구부들(69), LED 보드(20)의 패스너 개구부들(29), 및 접착층(40)의 패스너 개구부들(49)과 정렬하는 복수의 패스너 개구부들(79)(도 1)을 포함한다. 패스너 개구부들(79)은 패스너들(3)이 LED 보드(20)에 강성 층(70)을 결합하기 위해 그것을 통해 연장하도록 한다. 본원에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 강성 층(70)은 탄성 중합체 층(60)의 주변부를 넘어서 연장하여 립 오버하고, 또한 LED 보드(20)의 주변부를 넘어서 연장한다. 일부 실시예들에서, 강성 층(70)은 옵션으로 폴리카보네이트 또는 알루미늄을 포함할 수 있다. 옵션으로, 강성 층(70)은 페인팅될 수 있다.
도 7을 참조하면, 도 6의 단면선 7-7을 따라 취해진 LED 기반 조명 유닛(10)의 단면도가 예시된다. 광학 피스들(52)의 접촉 표면(56)이 접착층(40)과 접촉하도록 도시된다(실장 표면(22) 꼭대기에 더 짙은 선으로서 단면으로 보임). 또한, 탄성 중합체 층(60)의 부분들은 접착층(40)과 접촉하는 것을 볼 수 있다. 접촉 표면(56)은 LED(30) 및 LED 발광 부분(32)을 둘러싼다. 광학 피스들(52)의 베이스(55)는 탄성 중합체 층(60)의 광학 피스 개구부들(62)을 정의하는 벽(63)에 접하는 측면(58)을 포함한다. 측면(58) 및 벽(63)은 서로 끼워 맞춰질 수 있다(in interference fit with). 도 7에 예시된 바와 같이, 도시된 실시예에서, 탄성 중합체 층(60)의 리세스 영역(64)은 베이스(55)의 꼭대기 표면(57)과 실질적으로 평면이다. 탄성 중합체 층(60)의 챔퍼처리된(chamfered) 부분이 탄성 중합체 층(60)의 꼭대기 표면(66)과 리세스 영역(64) 사이에 연장한다.
강성 층(70)은 리세스 영역(64) 및 꼭대기 표면(57)의 일부분 둘다의 꼭대기에 제공되는 오버랩 부분(74)을 포함한다. 광학 피스 개구부들(72) 각각은 광학 피스 개구부(72)를 정의하는 벽(73) 및 벽(73)과 강성 층(70)의 꼭대기 표면 사이에 연장하는 챔퍼처리된 부분을 포함한다. 강성 층(70)의 광학 피스 개구부들(72)은 탄성 중합체 층(60)의 광학 피스 개구부들(62)보다 작은 직경으로 되어 있고, 베이스(55)의 측면(58)보다 작은 직경으로 되어 있어, 강성 층(70)이 탄성 중합체 층(60)과 베이스(55) 사이의 접합부를 오버랩하도록 한다. 탄성 중합체 층(60)의 립 부분(lip portion)(67)이 도 7에 보이고, LED 보드(20)에 립 오버한다. 강성 층(70)의 립 부분(77)도 도 7에 보이고, 탄성 중합체 층(60)에 립 오버한다.
단일 패스너(3)가 도 7에 보이고, 강성 층(70)을 통한 개구부(79), 탄성 중합체 층(60)을 통한 개구부(69) 및 LED 보드(20)를 통한 개구부(29)에 의해 둘러싸인다. 패스너(3)는 푸시 로크 패스너(push lock fastener)일 수 있고, LED 보드(20)의 일부분에 잠김으로 맞물리기 위한(for lockingly engaging) 챔퍼처리된 부분들(4)을 포함한다. 개구부(79) 및 개구부(29)를 통해 삽입되고 제자리에 잠금될 때, 챔퍼처리된 부분들(4)은 LED 보드(20)에 맞물릴 수 있고, 패스너(3)의 머리 부분은 강성 층(70)의 일부분에 맞물릴 수 있다. 패스너(3)는 강성 층(70)과 LED 보드(20) 사이에 광학 피스(52) 및/또는 탄성 중합체 층(60)을 압축하기 위해 압축력을 제공할 수 있다. 대안적인 실시예들에서, 다른 패스너들 및/또는 대안적인 구조가 강성 층(70) 및/또는 탄성 중합체 층(60)을 LED 보드(20)에 부착하는 데 활용될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 나삿니가 있는 패스너(threaded fastener)가 개구부(69), 개구부(79), 및/또는 개구부(29)에 형성되거나 그에 결합되는 보스에 수용될 수 있다. 또한, 예를 들어, 탄성 중합체 층(60) 또는 강성 층(70) 및 LED 보드(20)의 외부로 향하는 표면들에 접촉하는 클램프들(clamps)이 제공될 수 있다. 본 개시의 이득을 갖는 이 기술분야의 통상의 기술자는 강성 층(70) 및/또는 탄성 중합체 층(60)을 부착하기 위해 다른 구조 및/또는 방법이 활용될 수 있다는 것을 인식할 것이다.
특정 강성 층(70)이 본원에 설명되지만, 본원에 설명된 LED 기반 조명 유닛에 대안적인 강성 층들이 활용될 수 있고, LED 기반 조명 유닛의 일부 실시예들에서 강성 층(70)은 생략될 수 있다는 것을 이해한다. 예를 들어, 대안적인 실시예들에서, 강성 층(70)은 복수의 피스들로 제공될 수 있고, 그것을 통한 개구부들이 대안적으로 배치되어 제공될 수 있고, 그것을 통한 개구부들이 대안적인 형상으로 형성되어 제공될 수 있고, 상이한 정렬 구조로 제공될 수 있고, 및/또는 정렬 구조 없이 제공될 수 있다.
LED 기반 조명 유닛(10)은 예를 들어, 옥외 조명기구와 같은 조명기구 내로 통합될 수 있다. 옵션으로, LED 기반 조명 유닛(10)은 광 출력 개구부를 포함하는 하우징 내로 통합될 수 있다. 일부 실시예들에서, 광 출력 개구부는 렌즈 프리(lens-free)일 수 있고, LED 기반 조명 유닛(10)의 부분들(예를 들어, 강성 층(70) 및 광학 피스들(52); 탄성 중합체 층(60) 및 광학 피스들(52))은 외부 환경에 노출될 수 있다. 옵션으로, 강성 층(70) 및/또는 탄성 중합체 층(60)은 외부 환경으로부터 LED 보드(20)의 후면을 실질적으로 밀봉하기 위해 조명기구의 다른 부분들과 인터페이스할 수 있다. 옵션으로, LED 보드(20)의 후면은 실질적으로 전기적 컴포넌트들이 없을 수 있고 및/또는 특정 외부 요소들에 의해 쉽게 손상되지 않을 수 있다.
여러 독창적인 실시예들이 본원에 설명되고 예시되었지만, 이 기술분야의 통상의 기술자들은 기능을 수행하고 및/또는 결과들을 획득하기 위한 다양한 다른 수단들 및/또는 구조들 및/또는 본원에 설명된 이점들 중 하나 이상을 쉽게 예상할 것이고, 그러한 변형들 및/또는 수정들 각각은 본원에 설명된 본 발명의 실시예들의 범위 내에 있는 것으로 보인다. 더욱 일반적으로, 이 기술분야의 통상의 기술자들은 본원에 설명된 모든 파라미터들, 치수들, 물질들, 및 구성들은 예시적인 것으로 의도되고, 실제 파라미터들, 치수들, 물질들, 및/또는 구성들은 본 발명의 교시들이 이용되는 특정 애플리케이션 또는 애플리케이션들에 의존할 것임을 쉽게 인식할 것이다. 이 기술분야의 통상의 기술자들은, 겨우 일상적인 실험(routine experimentation)을 이용하여 본원에 설명된 본 발명의 특정 실시예들에 대한 많은 등가물을 인식하거나 또는 확인할 수 있을 것이다. 따라서, 전술한 실시예들은 예시에 의해서만 제시되며, 첨부된 청구항들 및 그에 대한 등가물들의 범위 내에서, 본 발명의 실시예들이 구체적으로 설명되고 청구된 것과 달리 실시될 수 있다는 것을 이해한다. 본 개시의 발명 실시예들은 본원에 설명된 각각의 개별 특징, 시스템, 물품, 물질, 키트, 및/또는 방법에 관한 것이다. 또한, 2개 이상의 그러한 특징, 시스템, 물품, 물질, 키트, 및/또는 방법의 임의의 결합은, 그러한 특징, 시스템, 물품, 물질, 키트, 및/또는 방법이 상호 모순되지 않는 경우, 본 개시의 발명 범위 내에 포함된다.
본원에 정의 및 이용되는 바와 같이, 모든 정의들은 사전적 정의들, 참고로 인용된 문헌들 내의 정의들, 및/또는 정의된 용어들의 일상적 의미들을 통제하는(control over) 것으로 이해해야 한다.
명세서 및 청구항들에서 본원에 이용된 바와 같이, 부정 관사들("a" 및 "an")은, 달리 명백하게 지시되지 않는 한, "적어도 하나"를 의미하는 것으로 이해해야 한다.
명세서 및 청구항들에서 본원에 이용된 바와 같이, 구절 "및/또는"은 그렇게 결합된 요소들 중 "어느 하나 또는 둘다", 즉, 일부 경우들에서 결합하여 제공되고 다른 경우들에서 분리적으로 제공되는 요소들을 의미하는 것으로 이해해야 한다. "및/또는"으로 열거된 복수의 요소들은 동일한 방식으로, 즉, 그렇게 결합된 요소들 중 "하나 이상"으로 해석되어야 한다. 구체적으로 식별되는 요소들과 관련되든지 관련되지 않든지, "및/또는" 절에 의해 구체적으로 식별되는 요소들 이외의 다른 요소들이 옵션으로 제공될 수 있다. 따라서, 비-제한적 예로서, "A 및/또는 B"에 대한 참조는, "포함하는"과 같은 오픈 엔드 언어(open-ended language)와 결합하여 이용될 때, 일 실시예에서, A만(옵션으로 B 이외의 요소들을 포함함); 다른 실시예에서, B만(옵션으로 A 이외의 요소들을 포함함); 또 다른 실시예에서, A와 B 둘다(옵션으로 다른 요소들을 포함함); 등을 가리킬 수 있다.
명세서 및 청구항들에서 본원에 이용된 바와 같이, "또는"은 위에 정의된 바와 같이 "및/또는"과 동일한 의미를 갖는 것으로 이해해야 한다. 예를 들어, 리스트 내의 항목들을 분리할 때, "또는" 또는 "및/또는"은 포괄적인 것으로 해석될 것이고, 즉, 적어도 하나의 포함, 또한 다수 또는 리스트의 요소들 중 하나보다 많은 것을 포함, 및, 옵션으로, 부가적인 열거되지 않은 항목들을 포함하는 것으로 해석될 것이다. "~ 중 오직 하나" 또는 "~ 중 정확히 하나", 또는 청구항들에서 이용될 때, "~으로 이루어지는"과 같은, 달리 명백하게 지시된 용어들은 오직 다수 또는 리스트의 요소들 중 정확히 하나의 요소의 포함을 가리킬 것이다. 일반적으로, 본원에 이용된 바와 같이 용어 "또는"은 오직 "어느 하나", "~ 중의 하나", "~ 중의 오직 하나", 또는 "~ 중의 정확히 하나"와 같은, 독점의 용어들에 의해 선행될 때 독점적인 대안들(즉, "하나 또는 다른 것, 그러나 둘다는 아님)을 표시하는 것으로 해석될 것이다. "~으로 필수적으로 이루어지는(consisting essentially of)"은, 청구항들에 이용될 때, 특허법의 필드(field)에서 이용되는 바와 같이 그의 일상적 의미를 가질 것이다.
명세서 및 청구항들에서 본원에 이용된 바와 같이, 하나 이상의 요소들의 리스트와 관련하여 "적어도 하나"라는 구절은, 요소들의 리스트 내에 구체적으로 열거된 모든 요소 중 적어도 하나를 반드시 포함하지 않고 요소들의 리스트 내의 요소들의 임의의 결합들을 배제하지 않는, 요소들의 리스트 내의 요소들 중 임의의 하나 이상으로부터 선택된 적어도 하나의 요소를 의미하는 것으로 이해해야 한다. 이러한 정의는 또한 구체적으로 식별되는 요소들과 관련되든지 관련되지 않든지, "적어도 하나"라는 구절이 가리키는 요소들의 리스트 내에 구체적으로 식별된 요소들 이외의 요소들이 옵션으로 제공될 수 있는 것을 허용한다. 따라서, 비-제한적 예로서, "A 및 B 중 적어도 하나"(또는, 등가적으로, "A 또는 B 중 적어도 하나", 또는, 등가적으로 "A 및/또는 B 중 적어도 하나")는, 일 실시예에서, 옵션으로 B가 제공되지 않고 하나보다 많은 A를 포함하는 적어도 하나(그리고 옵션으로 B 이외의 요소들을 포함함); 다른 실시예에서, 옵션으로 A가 제공되지 않고 하나보다 많은 B를 포함하는 적어도 하나(그리고 옵션으로 A 이외의 요소들을 포함함); 또 다른 실시예에서, 옵션으로 하나보다 많은 A를 포함하는 적어도 하나 및 옵션으로 하나보다 많은 B를 포함하는 적어도 하나(그리고 옵션으로 다른 요소들을 포함함); 등을 가리킬 수 있다.
또한, 달리 명백하게 지시되지 않는 한, 하나보다 많은 단계 또는 작용을 포함하는 본원에 청구된 임의의 방법들에서, 방법의 단계들 또는 작용들의 순서는 방법의 단계들 또는 작용들이 인용된 순서로 반드시 한정되지 않음을 이해해야 한다.
위의 명세서에서뿐만 아니라, 청구항들에서, "이루어지는", "포함하는", "지니는", "갖는", "함유하는", "수반하는", "유지하는", "~으로 구성되는" 등과 같은 모든 트랜지셔널 구절들(transitional phrases)은 오픈 엔드, 즉, 포함하지만 그것으로 한정되지 않음을 의미하는 것으로 이해한다. 오직 "~으로 이루어지는" 및 "~으로 필수적으로 이루어지는"의 트랜지셔널 구절들은 United States Patent Office Manual of Patent Examining Procedures, Section 2111.03에 제시된 바와 같이, 각각, 클로즈(closed) 또는 세미-클로즈(semi-closed) 트랜지셔널 구절들이다.

Claims (20)

  1. 실장 표면을 갖는 LED 기반 조명 유닛으로서,
    상기 실장 표면(22)에 결합되는 복수의 LED들(30) - 상기 LED들(30) 각각은 발광 부분(32)을 가짐 - ;
    상기 실장 표면(22)의 꼭대기의 접착층 - 상기 접착층은 상기 LED들(30) 중 적어도 일부의 상기 발광 부분(32)과 접촉하지 않음 - ;
    상기 복수의 LED들(30) 중 적어도 하나의 LED에 대하여 상기 접착층과 접촉하는 베이스(base)(55)를 각각 갖는 복수의 광학 피스들(optical pieces)(52) - 상기 광학 피스들(52) 중 적어도 일부는 상기 적어도 하나의 LED에 대하여 개별적으로 배치가능함 - ; 및
    상기 접착층과 접촉하고, 상기 광학 피스들(52)에 접하며(abutting) 상기 광학 피스들 사이에 연장되는 탄성 중합체 층(elastomeric layer)(60)
    을 포함하고,
    상기 LED 기반 조명 유닛은 외부 물질들(external objects)로부터 상기 LED들(30)을 실질적으로 밀봉(seal)하도록 구성되는 LED 기반 조명 유닛.
  2. 제1항에 있어서, 상기 탄성 중합체 층(60)은 상기 실장 표면(22)의 주변부를 넘어서 연장되어 립 오버(lip over)하는 LED 기반 조명 유닛.
  3. 제1항에 있어서, 상기 광학 피스들(52) 각각은 상기 적어도 하나의 LED에 대하여 개별적으로 배치가능한 LED 기반 조명 유닛.
  4. 제1항에 있어서, 상기 탄성 중합체 층(60)은 상기 광학 피스들(52) 각각의 상기 베이스(55) 전체에 접하는 LED 기반 조명 유닛.
  5. 제1항에 있어서, 상기 탄성 중합체 층(60)의 꼭대기의 강성 층(rigid layer)(70)을 더 포함하는 LED 기반 조명 유닛.
  6. 제5항에 있어서, 상기 강성 층(70)은 상기 광학 피스들(52)의 일부분에 오버랩되는 LED 기반 조명 유닛.
  7. 제6항에 있어서, 상기 강성 층(70) 및 상기 실장 표면(22)은 집합적으로 상기 탄성 중합체 층(60) 및 상기 광학 피스들(52) 중 적어도 하나에 대해 압축력을 제공하는 LED 기반 조명 유닛.
  8. 제6항에 있어서, 상기 강성 층(70)은 상기 탄성 중합체 층(60)의 주변부를 넘어서 연장되어 립 오버하는 LED 기반 조명 유닛.
  9. 실장 표면을 갖는 LED 기반 조명 유닛으로서,
    상기 실장 표면(22)에 결합되는 복수의 LED들(30) - 상기 LED들(30) 각각은 발광 부분(32)을 가짐 - ;
    상기 LED들(30) 중 적어도 하나의 LED에 대하여 상기 실장 표면(22)에 인접한 베이스(55)를 각각 갖는 복수의 광학 피스들(52);
    상기 광학 피스들(52) 사이에 연장되고, 상기 광학 피스들(52) 각각의 상기 베이스(55)에 접하며 둘러싸는 탄성 중합체 층(60); 및
    상기 탄성 중합체 층(60)의 꼭대기에 있고, 상기 광학 피스들(52) 각각의 일부분의 꼭대기에 있는 강성 층(70)
    을 포함하고,
    상기 강성 층(70)은 각각의 상기 베이스(55)와 상기 탄성 중합체 층(60) 사이의 접합부(abutment)에 오버랩되고,
    상기 LED 기반 조명 유닛은 외부 물질들로부터 상기 LED들(30)을 실질적으로 밀봉하도록 구성되는 LED 기반 조명 유닛.
  10. 제9항에 있어서, 상기 광학 피스들(52)의 상기 베이스(55)와 상기 실장 표면(22) 사이에 접착층이 삽입되는 LED 기반 조명 유닛.
  11. 제9항에 있어서, 상기 탄성 중합체 층(60)과 상기 실장 표면(22) 사이에 접착층이 삽입되는 LED 기반 조명 유닛.
  12. 제9항에 있어서, 상기 강성 층(70) 및 상기 실장 표면(22)은 집합적으로 상기 탄성 중합체 층(60) 및 상기 광학 피스들(52) 중 적어도 하나에 대해 압축력을 제공하는 LED 기반 조명 유닛.
  13. 제12항에 있어서, 상기 강성 층(70) 및 상기 실장 표면(22)은 집합적으로 상기 탄성 중합체 층(60) 및 상기 광학 피스들(52)에 대해 압축력을 제공하는 LED 기반 조명 유닛.
  14. 제9항에 있어서, 상기 탄성 중합체 층(60)은 상기 실장 표면(22)의 주변부를 넘어서 연장되어 립 오버하는 LED 기반 조명 유닛.
  15. 제9항에 있어서, 상기 탄성 중합체 층(60)은 그것과의 접합부에 가까운 상기 광학 피스들(52) 각각의 상기 베이스(55)의 표면과 실질적으로 평면인 LED 기반 조명 유닛.
  16. 실장 표면을 갖는 LED 기반 조명 유닛으로서,
    상기 실장 표면(22)에 결합되는 복수의 LED들(30) - 상기 LED들(30) 각각은 발광 부분(32)을 가짐 - ;
    상기 LED들(30) 중 적어도 하나의 LED에 대하여 상기 실장 표면(22)에 인접한 베이스(55)를 각각 갖는 복수의 광학 피스들(52);
    상기 광학 피스들(52)에 접하며 상기 광학 피스들 사이에 연장되는 탄성 중합체 층(60); 및
    상기 탄성 중합체 층(60)의 꼭대기에 있고, 상기 광학 피스들(52) 각각의 일부분의 꼭대기에 있는 강성 층(70)
    을 포함하고,
    상기 강성 층(70)은 상기 광학 피스들(52) 각각과 상기 탄성 중합체 층(60) 사이의 접합부에 오버랩되고,
    상기 강성 층(70) 및 상기 실장 표면(22)은 집합적으로 상기 탄성 중합체 층(60) 및 상기 광학 피스들(52) 중 적어도 하나에 대해 압축력을 제공하는 LED 기반 조명 유닛.
  17. 제16항에 있어서, 상기 탄성 중합체 층(60)과 상기 실장 표면(22) 사이에 접착층이 삽입되는 LED 기반 조명 유닛.
  18. 제16항에 있어서, 상기 광학 피스들(52)의 상기 베이스(55)와 상기 실장 표면(22) 사이에 접착층이 삽입되는 LED 기반 조명 유닛.
  19. 제18항에 있어서, 상기 탄성 중합체 층(60)과 상기 실장 표면(22) 사이에 접착층이 삽입되는 LED 기반 조명 유닛.
  20. 제16항에 있어서, 상기 광학 피스들(52) 중 적어도 하나는 축외 반사 프리즘(off-axis reflecting prism)을 포함하는 LED 기반 조명 유닛.
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