KR100977111B1 - 적색, 녹색, 및 청색 발광다이오드로 이루어진 백색­광발광 다이오드 로드 램프 - Google Patents

적색, 녹색, 및 청색 발광다이오드로 이루어진 백색­광발광 다이오드 로드 램프 Download PDF

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Abstract

본 발명은 적색, 녹색, 및 청색 LED로 구성된 백색-광 LED 로드 램프를 제공한다. 로드 램프는 로드 램프 본체, 열-발산 부재, 정전류 공급원, 및 LED 보드를 포함한다. 로드 램프 본체는 지면 위쪽으로 특정 높이에 현수된다. 로드 램프 본체의 내부에는, 열-발산 부재와 연결된 LED 보드가 배치된다. 열-발산 부재에 대향하는 LED 보드의 측면은 다수의 적색, 녹색, 및 청색 LED에 전기적으로 연결된다. LED들은 병렬로 또는 직렬로 연결되고 정전류 공급원에 의해 구동된다.
Figure R1020080026285
발광 다이오드, LED, 가로등, 도로 조명

Description

적색, 녹색, 및 청색 발광다이오드로 이루어진 백색­광 발광 다이오드 로드 램프{WHITE­LIGHT LIGHT­EMITTING DIODE(LED) ROAD LAMP COMPOSED OF RED, GREEN, AND BLUE LEDS}
본 발명은 로드 램프(가로등)에 관한 것으로서, 특히 적색, 녹색, 및 청색 LED로 이루어진 백색-광 LED 램프에 관한 것이다.
현대화된 대도시의 개발과 함께 도로 건설 속도 및 품질이 급격하게 빨라지고 있다. 야간에 교통 안전성을 보장하기 위해, 로드 램프들이 도로의 양측에 제공되는 것이 일반적이다. 반도체 기술의 급격한 발전으로 인해, 현재의 LED 조명(illumination)은 종래의 조명 장치들을 대체할 수 있는 성능을 갖게 되었다. 조명에 LED를 이용하는 것은, 높은 안정성의 이점, 섬광이 없다(no flashing)는 이점, 다양한 색채의 이점, 양호한 색채 품질 이점, 그리고 제어가 용이하다는 이점을 제공한다. LED가 지향성 광원(point light source)이기 때문에, 조명 방향이 용이하게 조정될 수 있을 것이다. 그에 따라, 조명을 위한 특정 조사(lighting) 방향을 가지는 광원을 이용하는 것은 방출되는 광학적 에너지의 보다 양호한 이용을 가능하게 할 수 있을 것이다. 국부-영역(local-area) 조명을 달성하는데 필요 한 전력이 종래 기술에서보다 더 적을 것이다. 그에 따라, 많은 에너지가 절감될 수 있을 것이다.
현재, 대부분의 로드 램프는 고압 나트륨 광, 여러 가지 종류의 형광 램프, 또는 백열 램프를 이용하고 있다. 그들의 발광 효율은 약 30%에 불과하다. 나머지 전기 에너지는 낭비되는 열로 전환된다. 그에 따라, 에너지 절감을 위해 로드 램프에 LED를 이용하는 것에 대한 요구가 높아지고 있다. LED 램프는 높은 발광 효율, 낮은 전력 소모, 빠른 반응 속도, 긴 수명, 높은 안전성, 그리고 환경-친화성이라는 특징을 가진다. 그에 따라, LED는 시장에서 대체 조명 장치가 될 큰 잠재력을 가진다 할 것이다.
그러나, 현재의 LED 램프는 모두 광원으로서 백색-광 LED를 이용하고 있다. 높은 광도(luminosity) 요건을 충족시키기 위해, 고전력의 백색-광 LED(1 W 또는 2 W)를 광원으로 이용하는 것이 일반적이다. 백색-광 LED의 발광 원리는 형광 분말을 가지는 청색-광 칩(chip)을 이용하는 것이다. 청색-광 칩의 휘도는 다른 색채의 LED 칩보다 상당히 낮다. 또한, 형광 분말은 큰 감쇠 특성(attenuation)을 갖는다. 그에 따라, 백색-광 LED도 큰 휘도 감쇠 특성을 갖게 된다. 결과적으로, 그러한 고-전력 LED에 의해 생성되는 열은 일반적인 LED 경우보다 크다.
전술한 내용을 고려할 때, 본 발명의 목적은 적색, 녹색, 및 청색 LED로 구성된 백색-광 LED를 제공하는 것이다. 백색-광 또는 따뜻한 느낌의 백색-광(warm white light)을 합성하기 위해 높은-광도의 적색, 녹색, 및 청색 LED을 이용함으로써, 본 발명의 수명은 고-전력 백색-광 LED 경우보다 길다. 적색, 녹색, 및 청색 LED가 보다 양호한 발광 효율을 가지기 때문에, 본 발명에 의해 제공되는 휘도는 동일한 전력 및 기타 조건하의 백색-광 LED 보다 1.5 내지 3 배만큼 더 양호하다. 그에 따라, 본 발명은 백색-광 LED에서의 열 발생 문제 및 큰 감쇠 특성의 문제를 효과적으로 해결한다. 이는 양호한 에너지 절감 효과 및 긴 수명을 제공한다. 또한, 광원의 성분으로서 적색, 녹색, 및 청색 LED를 이용하기 때문에, 본 발명은 보다 많은 색채를 제공한다.
전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 로드 램프 본체, 열-발산 부재, 정전류(constant current) 공급원, 및 LED 보드(board)를 포함한다.
로드 램프 본체는 지면 위쪽으로 특정 높이에 현수된다. 로드 램프 본체의 바닥은 안정한 전류를 제공하기 위한 정전류 공급원을 구비한다. 본 발명의 특징은, 열-발산 부재와 연결된 LED 보드가 개구부에 대향하여 로드 램프 본체의 내부에 배치된다는 것이다. 열-발산 부재에 대향하는 LED 보드의 일 측면은 다수의 적색, 녹색, 및 청색 LED에 전기적으로 연결된다. 적색, 녹색, 및 청색 LED 각각은 병렬 또는 직렬로 연결되고 정전류 공급원에 의해 구동된다.
본 발명은 에너지를 절감할 수 있고, 수명이 길고 , 휘도가 높은 로드 램프를 제공할 수 있다.
첨부 도면을 참조하는 이하의 상세한 설명으로부터 본 발명을 보다 분명히 이해할 수 있을 것이다. 첨부 도면에서, 동일한 참조번호는 동일한 부재와 관련된 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예는 적색, 녹색, 및 청색 LED로 구성된 백색-광 LED를 제공한다. 로드 램프는 로드 램프 본체(1), 열-발산 부재(2), 정전류 공급원(3), 그리고 LED 보드(4)를 포함한다.
로드 램프 본체(1)는 지면으로부터 특정 높이에 현수된다. 도로를 향하는 로드 램프 본체(1)의 바닥은 개구부(111)를 구비한다. 열-발산 부재(2)는 상기 개구부(111)에 대응하여 로드 램프 본체(1)내에 배치된다. 정전류 공급원(3)이 로드 램프 본체(1)내에 배치되어 안정적인 전류를 제공한다. 본 발명의 특징은, 열-발산 부재(2)와 연결된 LED 보드(4)가 개구부(111)에 대향하여 로드 램프 본체(1)내에 배치된다는 것이다. 열-발산 부재(2)에 대향하는 LED 보드(4)의 일 측면은 다수의 적색, 녹색, 및 청색 LED(41)와 전기적으로 연결된다. 각각의 적색, 녹색, 및 청색 LED(41)는 병렬 또는 직렬로 연결되고 정전류 공급원(3)에 의해 구동된다.
이러한 실시예에서, 로드 램프 본체(1)는 램프 외장(shell; 11) 및 램프 차 양(shade; 12)을 추가로 구비한다. 램프 외장(11)은 램프 기둥(7)에 의해서 지면 위쪽의 특정 높이에 현수된다. 도로에 대응(correspond)하는 램프 외장(11)의 바닥은 개구부(111)를 구비하도록 형성된다. 정전류 공급원(3) 및 LED 보드(4)가 램프 외장(11)내에 배치된다. LED 보드(4) 상의 LED(41)들은 개구부(111)에 대응한다. 열-발산 부재(2)는 램프 외장(11)의 외측면 상에 배치되고 LED 보드(4)에 대응된다. LED(41)들에 대향하는 LED 보드(4)의 측면에는 열-발산 부재(2)에 연결된 크림형(ointment-like) 열-전도성 실리콘 수지 및 연성(soft) 열-전도성 실리콘 필름(5)이 덮여진다. 각각의 LED(41)는 납땜에 의해서 LED 보드(4)에 전기적으로 연결된다. 램프 차양(12)이 열-발산 부재(2)의 위쪽에 배치된다. 샌드-블래스팅된(sand-blasted) 유리(6)의 조각(piece)이 램프 외장(11)의 개구부(111)에 배치된다.
LED 보드(4) 상의 적색, 녹색, 및 청색 LED는 균일하게 분포된다. 적색 LED는 610nm 내지 640nm 파장의 빛을 방출한다. 녹색 LED는 510nm 내지 540nm 파장의 빛을 방출한다. 청색 LED는 450nm 내지 480nm 파장의 빛을 방출한다. 여러 가지 색채의 LED의 전류 및 파장에 따라서, 그러한 LED의 휘도를 조정하여 백색-광 또는 따뜻한 느낌의 백색-광을 생성한다. 각 색채의 비율은 2~4 : 5~7 : 0.5~2 의 범위이다. 바람직한 실시예에서, 적색 광, 녹색 광, 및 청색 광 사이의 휘도 비율은 3 : 6 : 1 이다.
모든 LED는 정전류 공급원에 의해 구동된다. 그에 따라, LED들은 섬광(flashing)이 없이 균질한 조명을 제공한다. 그러한 LED들의 수명은 종래의 LED 로드 램프내의 LED의 수명보다 길다. 도로를 조명하기 위해, 전술한 LED는 타원형 빛 형상을 생성하기 위해 타원형 발광 표면을 가지는 렌즈를 구비한다. 80W 전력의 LED 광원의 경우에, 10 미터 거리에서의 중심 광도는 42 룩스보다 크다. 그 빛은 타원 영역을 덮으며, 이는 도로 조명에 매우 적합하다.
LED 보드가 크림형 열-전도성 실리콘 수지 및 연성 열-전도성 실리콘 필름을 통해 열-발산 부재와 연결되기 때문에, LED에 의해 발생되는 열이 용이하게 제거될 수 있다. 샌드-블래스팅된 유리를 이용하여 2차 색채 혼합(second color mixing)을 실시함으로써, 방출된 빛의 균질화를 더 개선시킬 수 있을 것이다.
이상에서, 특정 실시예를 참조하여 본 발명을 설명하였지만, 이러한 설명은 제한적인 의미로 기재된 것이 아니다. 개시된 실시예의 여러 가지 개량 실시예들, 그리고 대안적인 실시예들을 소위 당업자는 분명하게 인지할 수 있을 것이다. 따라서, 이하의 특허청구범위가 본 발명의 진정한 범위에 포함되는 모든 개량 실시예들을 포함한다는 것을 이해할 것이다.
도 1은 본 발명을 입체적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 구조를 도시한 단면도이다.

Claims (8)

  1. 적색, 녹색, 및 청색 LED를 이용하여 백색 광을 합성하는 발광 다이오드(LED) 로드 램프로서:
    지면 위쪽의 특정 높이에서 현수되고 도로에 대응하는 바닥에 형성된 개구부를 구비하는 로드 램프 본체;
    상기 개구부에 대응하여 상기 로드 램프 본체 내에 배치되는 열-발산 부재;
    상기 로드 램프 본체 내에 배치되어 안정한 전류를 제공하는 정전류 공급원; 그리고
    LED 보드를 포함하며,
    상기 LED 보드는 상기 개구부에 대향하여 배치되고 상기 열-발산 부재와 연결되며, 상기 LED 보드는 상기 열-발산 부재에 대향하는 측면 상에서 다수의 적색, 녹색, 및 청색 LED와 전기적으로 연결되며, 상기 적색, 녹색, 및 청색 LED는 직렬 또는 병렬로 연결되고 정전류 공급원에 의해 구동되고,
    상기 로드 램프 본체는 램프 외장 및 램프 차양을 추가로 포함하며, 상기 램프 외장은 램프 기둥에 의해서 지면 위쪽의 특정 높이에 현수되며, 도로에 대응하는 램프 외장의 바닥에는 개구부가 형성되며, 상기 LED들이 상기 개구부에 대응하도록 하는 방식으로 상기 정전류 공급원 및 LED 보드가 램프 외장내에 배치되며, 상기 열-발산 부재는 LED 보드에 대응하는 램프 외장의 외측면 상에 배치되고, 상기 램프 차양은 열-발산 부재의 위쪽에 배치되며,
    상기 적색, 녹색 및 청색 LED의 휘도는 백색-광을 생성하도록 조절되는
    발광 다이오드 로드 램프.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 적색, 녹색, 및 청색 LED가 상기 LED 보드 상에 균일하게 분포되는
    발광 다이오드 로드 램프.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 적색 LED는 610nm 내지 640nm 파장의 빛을 방출하고, 상기 녹색 LED는 510nm 내지 540nm 파장의 빛을 방출하며, 상기 청색 LED는 450nm 내지 480nm 파장의 빛을 방출하는
    발광 다이오드 로드 램프.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 LED 보드 상의 상기 적색, 녹색, 및 청색 LED의 휘도 비율이 2~4 : 5~7 : 0.5~2 의 범위내에 있는
    발광 다이오드 로드 램프.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 적색, 녹색, 및 청색 LED의 조명되는 빛 형상이 타원형인
    발광 다이오드 로드 램프.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 LED들에 대향하는 LED 보드의 측면은 상기 열-발산 부재에 연결된 크림형 열-전도성 실리콘 수지 및 연성 열-전도성 실리콘 필름으로 덮이는
    발광 다이오드 로드 램프.
  8. 제 1 항에 있어서,
    샌드-블래스팅된 유리의 조각이 상기 램프 외장의 개구부에 배치되는
    발광 다이오드 로드 램프.
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