KR100986170B1 - 엘이디조명장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조명장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엘이디소자에 의하여 발광하는 엘이디조명장치에 관한 것이다.

본 발명은 적어도 일부가 빛이 투과할 수 있는 투명 또는 불투명한 재질을 가지며 내부에 산란가스가 주입된 중공의 실린더부재와; 상기 실린더부재의 양단에 결합되어 상기 실린더부재의 내부공간을 밀폐시키는 한 쌍의 캡부재들과; 상기 캡부재 중 적어도 하나는 상기 실린더부재의 내부공간을 향하는 면에 설치되며 하나 이상의 엘이디소자가 설치된 엘이디모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디조명장치를 개시한다.

엘이디, 조명장치, 형광등

Description

엘이디조명장치 {LED lighting apparatus}

본 발명은 조명장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엘이디소자에 의하여 발광하는 엘이디조명장치에 관한 것이다.

조명장치란 광원의 빛을 반사·굴절·투과시켜 광원을 고정하거나 보호하는 기구로서, 광원(光源)의 빛을 반사·굴절·투과시켜 광원을 고정하거나 보호하는 기구를 말한다.

조명장치의 광원으로는 실내에서 사용되는 백열등 및 형광등이 있으며, 공원등, 가로등과 같이 실외에서 사용되는 할로겐램프 등이 있다.

한편 엘이디(LED; Lighting Emitting Diode)는 빛을 내는 반도체로서, 낮은 전력소비(백열등의 1/6), 긴 수명(백열등의 8배), 친환경적 특성(수은 등 유해물질 미함유)으로 각종 LCD의 광원, 실내등, 가로등, 조명등, 자동차 등 다양한 분야에서 각 용도에 맞게 응용되고 있다.

그런데 엘이디를 사용하는 조명장치는 그 응용범위를 넓혀가고 있으나 종래의 조명장치와는 달리 실내등, 가로등, 조명등, 자동차 등의 용도에 맞는 기구물이 다양하게 개발될 필요가 있다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 필요성을 인식하여, 종래의 형광등과 유사하게 발광할 수 있는 엘이디조명장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 중공형의 실린더부재의 양단에 엘이디소자들을 설치하고 실린더부재의 내부에 빛을 산란시키는 산란가스를 주입하여 사용자에게 눈부심을 주지않고 조명할 수 있는 엘이디조명장치를 제공하는 데 있다.

본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은 적어도 일부가 빛이 투과할 수 있는 투명 또는 불투명한 재질을 가지며 내부에 산란가스가 주입된 중공의 실린더부재와; 상기 실린더부재의 양단에 결합되어 상기 실린더부재의 내부공간을 밀폐시키는 한 쌍의 캡부재들과; 상기 캡부재 중 적어도 하나는 상기 실린더부재의 내부공간을 향하는 면에 설치되며 하나 이상의 엘이디소자가 설치된 엘이디모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디조명장치를 개시한다.

상기 실린더부재의 단면형상은 원형상, 다각형상 또는 적어도 일부가 곡면형상을 가질 수 있다.

상기 실린더부재는 전부 투명 또는 불투명한 재질을 가질 수 있으며, 상기 실린더부재는 유리, 석영 및 합성수지 중 어느 하나로 구성될 수 있다.

상기 엘이디소자는 자외선 또는 가시광선을 발광하며, 상기 실린더부재의 내면에는 상기 엘이디소자에 의하여 발광된 자외선 또는 가시광선에 의하여 가시광선을 발광할 수 있도록 형광물질이 도포 될 수 있다.

상기 엘이디소자는 가시광선을 발광할 수 있다. 상기 산란가스는 불활성기체일 수 있다.

상기 캡부재는 상기 엘이디소자에서 발생되는 열을 방출시킬 수 있는 방열부재로 구성될 수 있다.

상기 캡부재는 알루미늄, 알루미늄합금, 구리, AlN 및 Al₂O₃ 중 어느 하나의 재질을 가질 수 있다. 이때 상기 엘이디모듈은 상기 캡부재에 결합되거나 상기 캡부재에 형성되며 상기 엘이디소자가 설치되는 엘이디기판을 포함할 수 있다.

상기 캡부재는 알루미늄, 알루미늄합금, 구리 및 구리합금 중 어느 하나의 재질을 가지며, 그 표면에 다이아몬드가 증착될 수 있다.

상기 캡부재는 상기 실린더부재의 외면이 끼워지거나, 상기 실린더부재의 내면으로 끼워져 상기 실린더부재와 결합될 수 있다.

상기 캡부재 또는 상기 엘이디모듈에는 상기 엘이디소자에서 발생한 빛이 상기 실린더부재의 길이방향으로 반사시키는 반사판이 추가로 설치될 수 있다.

본 발명에 따른 엘이디조명장치는 엘이디소자의 강한 빛을 직접 조사하지 않고 양단에 엘이디소자를 설치하여 엘이디소자에서 발광된 빛을 산란시켜 조명함으로써 사용자에게 눈부심을 주지 않고 편안한 조명을 제공할 수 있는 이점이 있다.

특히 본 발명에 따른 엘이디조명장치는 종래의 형광등이 가지는 조명특성을 최대한 근접하게 구현함으로써 종래의 형광등과 같이 사용이 가능하여 사용자의 사용이 편리한 이점이 있다.

본 발명에 따른 엘이디조명장치는 엘이디소자를 사용하므로 종래의 형광등에 비하여 동일한 양의 발광량을 가지면서 소요전력이 작은 이점이 있다.

예를 들면 본 발명에 따른 엘이디조명장치는 양단에 4와트의 엘이디소자를 각각 하나씩 설치하는 경우 종래의 32와트의 형광등과 비슷한 양의 발광량을 가지면서 소요전력이 현저히 작아지는 이점이 있다.

이하 본 발명에 따른 엘이디조명장치에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 엘이디조명장치를 보여주는 단면도이고, 도 2는 도 1의 엘이디조명장치의 일부를 보여주는 일부단면도이고, 도 3은 도 1의 조명장치의 다른 예를 보여주는 일부단면도이다.

본 발명에 따른 조명장치는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 적어도 일부가 빛이 투과할 수 있는 투명 또는 불투명한 재질을 가지며 내부공간(S)에 산란 가스가 주입된 중공의 실린더부재(10)와; 실린더부재(10)의 양단에 결합되어 실린더부재(10)의 내부공간을 밀폐시키는 한 쌍의 캡부재(20)들과; 캡부재(20) 중 적어도 하나는 실린더부재(10)의 내부공간(S)을 향하는 면에 설치되며 하나 이상의 엘이디소자(23)가 설치된 엘이디모듈을 포함하여 구성된다.

상기 중공의 실린더부재(10)는 적어도 일부가, 바람직하게는 전부가 투명 또는 불투명한 재질을 가지며, 그 재질은 유리, 석영 및 합성수지 중 어느 하나의 재질을 가질 수 있다.

상기 실린더부재(10)는 양단이 개방된 중공의 실린더형상으로, 그 단면형상은 원형상, 다각형상 또는 적어도 일부가 곡면형상을 가지는 등 다양한 형상을 가질 수 있다.

상기 실린더부재(10)는 후술하는 엘이디소자(23)가 자외선 또는 가시광선을 발산하는 경우 엘이디소자(23)에 의하여 발산된 자외선 또는 가시광선에 의하여 가시광선을 발광할 수 있도록 실린더부재(10)의 내면에는 형광물질이 도포 될 수 있다.

한편 상기 실린더부재(10)의 내부공간(S)에는 엘이디소자(23)에서 조사되는 빛을 산란시키는 산란가스가 주입되는데, 산란가스로는 아르곤(Ar), 크세논(Xe) 등과 같은 불활성 기체가 사용될 수 있다.

상기 실린더부재(10)의 내부공간(S)에 불활성가스는 캡부재(20)를 모두 조립한 후에 실린더부재(10) 또는 캡부재(20)에 미리 형성된 주입홀을 통하여 주입한 후 밀폐하는 등 다양한 방법에 의하여 주입될 수 있다.

상기 캡부재(20)는 실린더부재(10)의 양단에 내부공간(S)을 밀폐시킬 수 있도록 결합되는 구성으로서, 다양한 형성이 가능하며, 엘이디소자(23)가 설치됨을 고려하여 캡부재(20)는 엘이디소자(23)에서 발생되는 열을 방출시킬 수 있는 방열부재(21)로 구성됨이 바람직하다.

상기 캡부재(20)의 재질로는 알루미늄, 알루미늄합금, 구리, AlN 및 Al₂O₃ 중 어느 하나의 재질을 가질 수 있으며, 캡부재가 알루미늄, 알루미늄합금, 구리 및 구리합금 중 어느 하나의 재질을 가지는 경우, 그 표면에 다이아몬드가 증착될 수 있다.

한편 상기 캡부재(20) 및 실린더부재(10)와의 결합은 실린더부재(10)의 내부공간(S)을 밀폐시킬 수 있는 결합이면 어떠한 결합도 가능하며, 상기 캡부재(20) 에 실린더부재(10)의 외면이 끼워지거나, 캡부재(20)가 실린더부재(10)의 내면으로 끼워져 결합될 수 있다.

여기서 상기 캡부재(20) 및 실린더부재(10) 접촉되는 부분에는 내부공간(S)에 주입된 불활성 기체가 새는 것을 방지할 수 있도록 실링부재가 개재되거나, 실링재(26)가 도포 될 수 있다.

상기 엘이디모듈은 엘이디소자(23)를 포함하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하며, 하나 이상의 엘이디소자(23)와, 엘이디소자(23)가 설치되는 엘이디기판(22)을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 엘이디소자(23)는 조명장치의 용도에 따라서 조명색, 휘도 등이 결정되 며, 파워엘이디가 사용될 수 있다. 여기서 상기 엘이디소자(23)는 백색광은 물론 청색광, 적색광, 녹색광을 발광하거나, 가시광선을 발광하는 등 사용용도에 따라서 다양한 광을 조사하는 엘이디소자가 사용될 수 있다.

한편 상기 엘이디소자(23)는 실린더부재(10)의 내면에 형광물질이 도포되거나 특수 용도의 경우 가시광선 또는 자외선을 발광하는 엘이디소자가 사용될 수 있다.

상기 엘이디기판(22)은 엘이디소자(23)에 전원을 공급할 수 있도록 엘이디소자(23)가 결합되는 구성으로 PCB, FPCB 등이 사용될 수 있다.

상기 엘이디기판(22)은 캡부재(20) 위에 증착, 도금 등의 방식으로 바로 구리, 알루미늄(Al) 등의 재료로 형성되어, 요구되는 회로를 포함하는 엘이디기판(22)을 캡부재(20)에 형성함으로써, 엘이디소자(23)와 캡부재(20)를 일체화 하여 엘이디기판(22) 및 캡부재(20)의 연결에 따른 불필요한 저항성분을 제거하며, 방열특성을 향상하여 엘이디소자(23)의 수명을 향상할 수 있다.

그리고 상기 엘이디기판(22)은 엘이디소자(23)를 포함하는 회로를 구성하기 위하여 저항 등의 하나 이상의 회로소자(미도시)가 추가로 설치될 수 있다.

상기 엘이디기판(22)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 캡부재(20) 중 적어도 하나는 실린더부재(10)의 내부공간(S)을 향하는 면에 설치되며, 특히 엘이디소자(23)가 실린더부재(10)의 길이방향을 향하도록 설치되는 것이 바람직하게는 이에 한정되는 것이 아니다. 여기서 상기 캡부재(20)에는 엘이디기판(22)에 전원을 공급할 수 있는 전원공급장치(25)에 연결되는 전원공급선이 엘이디기판(22)과 연결 되도록 홀 또는 홈이 형성되며, 홀 또는 홈은 산란가스가 외부로 새어나가지 않도록 밀폐된다.

한편 상기 전원공급장치(25)는 직류, 펄스형태의 직류 및 교류가 모두 가능하며, 교류의 상용전원인 전원공급장치(25)를 직류로 변환하는 컨버터(24)가 추가로 설치될 수 있다.

또한 상기 컨버터 이외에 전원공급장치(25)에는 공급되는 전압을 일정하게 유지하는 안정기 등이 추가로 설치될 수 있다.

그리고 상기 엘이디기판(22)은 엘이디소자(23)에서 발생되는 열이 캡부재(20)를 통하여 외부로 배출될 수 있도록 캡부재(20)의 내면에 밀착되어 결합됨이 바람직하다.

상기 엘이디모듈은 엘이디소자(23) 및 엘이디기판(22)을 포함하는 구성을 주로 설명하였으나, 엘이디기판(22)에 결합되어 방열하는 방열부재를 추가로 포함할 수 있으며, 엘이디소자(23)만으로도 구성되는 등 다양한 구성이 가능하다.

한편 본 발명에 따른 엘이디조명장치는 엘이디소자(23)에서 발광하는 빛을 직접 조사하는 것이 아니라 실린더부재(10)의 내부공간(S)으로 조사하고 실린더부재(10)의 내부공간(S)에 주입된 불활성가스와 같은 산란가스에 의하여 조사된 빛을 산란시켜 조명하는 것을 특징으로 한다.

따라서 상기 엘이디소자(23)에서 발광하는 빛은 실린더부재(10)의 내부공간(S)으로 조사됨이 바람직한바, 엘이디소자(23)는 실린더부재(10)의 내부공간(S)으로 조사되도록 설치되며, 특히 도 3에 도시된 바와 같이, 캡부재(20)에는 엘이디 소자(23)에서 발생한 빛이 실린더부재(10)의 길이방향으로 반사시키는 반사판(26)이 추가로 설치될 수 있다.

상기 반사판(26)은 엘이디소자(23)에서 발생하는 빛을 반사시키기 위한 구성으로서 다양한 구성이 가능하며, 빛의 반사를 고려하여 소정의 곡률을 가지도록 구성될 수 있으며, 캡부재(20)와 일체로 또는 착탈가능하게 결합되거나, 엘이디기판(22)에 설치될 수 있다.

이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 엘이디조명장치를 보여주는 단면도이다.

도 2는 도 1의 엘이디조명장치의 일부를 보여주는 일부단면도이다.

도 3은 도 1의 조명장치의 다른 예를 보여주는 일부단면도이다.

***** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *****

10 : 실린더부재 20 : 캡부재

22 : 엘이디기판 23 : 엘이디소자

Claims (13)

1. 적어도 일부가 빛이 투과할 수 있는 투명 또는 불투명한 재질을 가지며 내부에 산란가스가 주입된 중공의 실린더부재와; 상기 실린더부재의 양단에 결합되어 상기 실린더부재의 내부공간을 밀폐시키는 한 쌍의 캡부재들과; 상기 캡부재 중 적어도 하나는 상기 실린더부재의 내부공간을 향하는 면에 설치되며 하나 이상의 엘이디소자가 설치된 엘이디모듈을 포함하며,

   상기 실린더부재의 단면형상은 원형상, 다각형상 또는 적어도 일부가 곡면형상을 가지며,

   상기 실린더부재는 전부 투명 또는 불투명한 재질을 가지며,

   상기 실린더부재는 유리, 석영 및 합성수지 중 어느 하나이며,

   상기 엘이디소자는 자외선 또는 가시광선을 발광하며, 상기 실린더부재의 내면에는 상기 엘이디소자에 의하여 발광된 자외선 또는 가시광선에 의하여 가시광선을 발광할 수 있도록 형광물질이 도포되며,

   상기 산란가스는 불활성기체이며,

   상기 캡부재는 상기 엘이디소자에서 발생되는 열을 방출시킬 수 있는 방열부재이며,

   상기 캡부재는 알루미늄, 알루미늄합금, 구리, AlN 및 Al₂O₃ 중 어느 하나의 재질을 가지거나, 상기 캡부재는 알루미늄, 알루미늄합금, 구리 및 구리합금 중 어느 하나의 재질을 가지며, 그 표면에 다이아몬드가 증착되며,

   상기 캡부재는 상기 실린더부재의 내부공간에 불활성가스가 주입될 수 있도록 주입홀이 형성되며, 상기 주입홀은 불활성가스가 주입된 후 밀폐되며,

   상기 엘이디모듈은 상기 캡부재에 결합되거나 상기 캡부재에 형성되며 상기 엘이디소자가 설치되는 엘이디기판을 포함하며,

   상기 캡부재는 상기 실린더부재의 외면이 끼워지거나, 상기 실린더부재의 내면으로 끼워져 상기 실린더부재와 결합되며,

   상기 캡부재 또는 상기 엘이디모듈에는 상기 엘이디소자에서 발생한 빛이 상기 실린더부재의 길이방향으로 반사시키는 반사판이 추가로 설치된 것을 특징으로 하는 엘이디조명장치.
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