KR101170992B1 - 엘이디 램프 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 엘이디 램프는 투명 또는 반투명재질로 이루어진 관상의 튜브와, 상기 튜브의 내주면에 설치되어 상호 연결되어 튜브의 길이 방향으로 배열되는 것으로, 외주면에 발광다이오드들이 길이 방향으로 설치되는 복수개의 단위 발광체들과, 상기 단위 발광체을 상호 전기적으로 연결하는 연결유닛과, 상기 튜브의 양단부를 각각 설치되어 튜브를 밀봉하며, 단위 발광체에 전원을 공급하기 위한 리드 단자들을 가진 소켓을 구비한다.

Description

엘이디 램프{LED lamp}
본 발명은 엘이디 램프에 관한 것으로, 더 상세하게는 램프의 길이 조절이 가능하며, 다양한 색상의 구현이 가능한 엘이디 램프에 관한 것이다.
일반적으로 형광등은 전기에너지를 가시광선으로 바꾸는 조명도구이다. 이러한 형광등은 전기에너지에 의한 기체방전(gaseous discharge)의 형성, 기체 방전 내에서 전자의 운동에너지에 의한 방전가스(가령 수은)의 여기(excitation) 및 이에 따른 자외선의 방출, 자외선에 의한 형광체 여기 및 이에 따른 가시광선의 방출이다.
방전에 의해 방출되는 자외선의 파장은 253.7nm 65%, 185nm 10~20% 두 가지 성분으로 이루어져 있으며 빛으로의 방출은 253.7nm가 결정한다. 램프의 내주며에 형성된 자외선은 형광체를 여기시키게 되는데, 이 경우 형광체의 기본적인 역할은 파장 변환기(wavelength transformer)라 할 수 있다. 이러한 형광등에 가하여지는 전기에너지는 여러 단계를 거쳐서 가시광선으로 바뀌면서 약 75% 정도는 열로 손실되고 나머지 25% 정도만 가시광선으로 되므로 가시광선 변화율은 대략 25% 정도로 효율이 아주 낮은 문제점이 있다.
한편, 에너지의 소모가 적어 램프로서 집중적인 연구가 이루어지고 있는 발광다이오드(LED: Light Emitting Diode)는 다수의 캐리어(Carrier)가 전자인 N형 반도체 결정과 다수의 캐리어가 정공인 P형 반도체 결정이 서로 접합된 구조를 가지는 광전변환 반도체 소자로서, PN 접합에 주입된 전자와 정공이 재결합 할 때에 발생하는 자연방출 광을 이용한 반도체 발광소자이다.
발광다이오드는 전기에너지를 광에너지로 직접 변환하므로 효율높고, 전력소비가 적으며, 신뢰성이 높고 상대적으로 응답성이 좋은 특징을 가진다. 또한, 가스나 필라멘트가 없기 때문에 충격에 강하고 안전하며, 안정적인 직류 점등방식의 채택으로 수명이 반영구적이면서 소형화가 가능하다.
그러나 이러한 발광다이오드는 다양한 색상의 구현이 용이하지 않고 연색성이 떨어지는 문제점이 있다. 그리고 발광다이오드를 이용한 램프를 각 건물들과 가정 등에서 설치된 형광등의 본체, 특히 반사갓을 사용 할 수 없는 문제점이 있다.
그리고 종래의 관상의 발광다이오드는 기판의 일측에 복수개의 발광다이오드들이 설치된 구성을 가지고 있으므로, 광의 조사 영역이 한정되는 문제점이 있다.
실용신안 공개 번호 제 2009-013131호에는 발광다이오드 장착용 등기구가 개시되어 있다. 게시된 등기구는 일정길이의 등기구의 길이방향으로 형성된 기판조립홈에 발광다이오드 기판이 조립되어 고정되고, 상기 발광다이오드 기판이 장착된 대향되는 위치에 발광개구부가 형성되어 발광다이오드의 빛이 발광개구부를 통하여 발광하도록 구성된다.
그리고 특허 공개 제 2003-030805호에는 링형 발광다이오드 집합구조가 개시되어 있다. 게시된 링형 발광다이오드 집합구조가 게시되어 있으며, 특허등록 제 982450호에는 엘이디 조명등이 게시되어 있다. 게시된 엘이디 조명등은 표면에 길이방향으로 다수의 방열 날개부를 갖고 내부에 길이방향으로 공간부를 갖으면서 구성된 반구 형상의 방열판과, 상기 방열판을 덮으면서 반구 형상의 투명 재질로 이루어진 튜브와, 상기 방열판의 공간부 위에 일정한 간격을 갖고 배열되는 다수의 LED를 실장한 PCB 기판과, 상기 방열판의 양단을 포함하여 상기 튜브의 양단을 감싸면서 절연성 재질로 형성되는 베이스를 구비한 기술적 구성을 가진다.
상술한 바와 같이 구성된 종래 램프들은 상술한 종래의 형광등을 대체하기 어려우며, 다양한 색상의 구현이 가능하다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 각종 건물과 가정에 설치되어 있는 형광등과의 대체가 가능하며, 길이 조정이 용이고, 수은에 의한 환경오염을 줄일 수 있는 엘이디 램프를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 발광다이오드들로부터 조사되는 자외선에 의해 형광체를 여기시켜 연색성을 높일 수 있는 엘이디 램프를 제공함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 엘이디 램프는 투명 또는 반투명재질로 이루어진 관상의 튜브와, 상기 튜브의 내주면에 설치되어 상호 연결되어 튜브의 길이 방향으로 배열되는 것으로, 외주면에 발광다이오드들이 길이 방향으로 설치되는 복수개의 단위 발광체들과, 상기 단위 발광체를 상호 전기적으로 연결하는 연결유닛과, 상기 튜브의 양단부를 각각 설치되어 튜브를 밀봉하며, 단위 발광체에 전원을 공급하기 위한 리드 단자들을 가진 소켓을 구비하여 된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 튜브의 내부면에는 불활성 가스가 충전되고, 상기 튜브의 내주면에는 단위 발광체에 의해 발광하는 형광막이 형성된 된다.
그리고 상기 단위 발광체는 원통형 또는 외주면에 복수개의 장착면을 가지며 중공을 가진 본체와, 상기 본체의 외주면에 소정의 간격으로 설치되며 복수개의 발광다이오드가 장착된 회로기판을 구비한 발광다이오드 모듈을 구비하며, 상기 본체에 형성된 중공에는 상기 발광다이오드로부터 발생된 열을 방출하기 위한 방열휜 또는 히트싱크가 설치된다.
그리고 상기 연결유닛은 상기 단위발광체의 일측에 인접하는 단위 발광체의 소켓단자와 결합되는 리드 단자들이 설치되고, 단위 발광체의 타측 단부에는 인접하는 단위 발광체의 리드단자와 결합되는 소켓단자들이 설치된다.
본 발명에 따른 엘이디 램프는 단위 발광체를 상호 연결하여 램프의 길이 조정이 용이하고, 튜브의 내주면에 도포되는 형광체를 이용하여 다양한 색상의 구현이 가능하다. 그리고 기존의 각종 건물 또는 가정에 설치되어 있는 형광등 본체의 반사갓 등을 그대로 이용할 수 있다.
본 발명에 따른 엘이디 램프는 본체의 내주면에 방열휜 또는 히트 싱크가 설치되어 있으므로 발광다이오드들의 열화를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 엘이디 램프의 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 단위 발광체의 사시도,
도 3은 도 1에 도시된 엘이디 램프의 단면도,
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 단위 발광체를 이용한 엘이디 램프의 다른 실시예를 나타내 보인 사시도.
본 발명에 따른 엘이디 램프는 제조 시 길이의 조정이 용이하고, 다양한 색상의 구현이 가능한 것으로, 그 일 실시예를 도 1 내지 도 3에 나타내 보였다.
도면을 참조하면, 엘이디 램프(10)는 투명 또는 반투명한 튜브(11)와, 이 튜브(11)의 내부에 설치되며 상호 전기적으로 연결될 수 있도록 연결유닛(50)에 의해 결합 및 분리 가능한 단위 발광체(20)들과, 상기 튜브(11)의 양측에 결합되며 단위 발광체에 전원을 공급하기 위한 리드 단자(41)를 가진 소켓(40)을 구비한다.
상기 엘이디 램프(10)의 외형을 이루는 튜브(11)는 유리 또는 합성수지재로 이루어진다. 상기 튜브(11)는 도 4에 도시된 바와 같이 복수개가 나란하게 설치되거나 도 5에 도시된 바와 같이 구형으로 이루어질 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이 나란하게 설치되는 경우 이들은 연결튜브에 의해 상호 연결되도록 함이 바람직하다.
상기 튜브(11)의 내주면에는 상기 단위 발광체(20)로부터 조사되는 자외선에 의해 여기되어 발광하는 형광체층(12)이 형성된다. 상기 형광체층(12)을 형성하는 바람직한 형광체로서는 YAG계, 알칼리 토류 질화규수 형광체 등의 나이트 라이드계, 알칼리 토류 산화질화규소 형광체 등의 옥시 나이트라이드계의 형광체를 이용할 수 있다. 상기 형광체는 황색영역의 발광을 행하는 (Y, Gd)3(Al, Ga)5O12:Ce 등으로 표시되는 희토류 알루민산염인 YAG계 형광체를 이용하는 것이 바람직하다. 상기 YAG계 형광체란, Y와 Al을 포함하고, 또한 Lu, Sc, La, Gd, Tb, Eu 및 Sm으로부터 선택된 적어도 하나의 원소와, Ga 및 In으로부터 선택된 하나의 원소를 포함하며 세륨 혹은 Pr 등의 희토류 원소에 의하여 활성화된 형광체로서, 발광소자로부터 발광된 자외선으로 여기되어 발광하는 형광체이다. 이러한 형광체층은 황색 영역의 빛을 발하게 되므로 연색성을 높일 수 있다.
상기 형광체층은 튜브 내주면의 전영역에 도포되거나 반사갓에 장착시 반사갓과 대응되는 측에는 도포되지 않도록 하여 장착 시 상기 형광체층가 여기됨으로써 발생되는 광과 단위 발광체(20)의 발광다이오드로부터 조사되는 광이 조합되어 조사될 수 있도록 함이 바람직하다. 발광다이오드에서 발광하는 빛과 형광체가 발광하는 빛이 보색관계에 있는 경우, 각각의 빛을 혼합시킴으로써 백색을 발광할 수 있다. 구체적으로는, 발광다이오드로부터 발광하는 빛에 따라 여기되어 발광하는 형광체의 빛이 각각 빛의 3원색(적색계, 녹색계, 청색계)에 상당하는 경우나 발광다이오드가 발광한 청색의 빛과 그에 따라 여기되어 발광하는 형광체의 황색의 빛을 들 수 있다.
상기 단위 발광체(20)는 외주면에 복수개의 고정면(21)이 형성된 본체(22)가 구비되고, 이 본체(22)의 고정면(21)에는 발광다이오드 모듈(23)들이 설치된다. 상기 발광다이오드 모듈(23)은 회로기판(23a)과, 이 회로기판(23a)에 소정의 간격으로 설치되는 발광다이오드(23b)들을 구비한다. 발광다이오드(23b)는 파장이 200nm ~ 365nm의 자외선을 발하는 것을 사용하는 것이 바람직한데, 보다 바람직하게는 253.7nm의 파장을 갖는 것을 사용하는 것이 바람작하다.
상기 단위 발광체(20)의 본체는 금속재로 이루어진 것을 사용함이 바람직하며, 회로기판과 절연될 수 있도록 절연층이 형성될 수 있다. 그리고 상기 본체(22)에는 길이 방향으로 중공(22a)이 형성되고, 이 중공(22a)의 내주면에는 상기 발광다이오드 모듈(23)의 발광다이오드(23b)들로부터 발생된 열을 방출하기 위한 방열휜(24) 또는 히트 싱크가 설치될 수 있다. 상기 방열휜(24)은 통기성을 감안하여 중공(22a)의 길이 방향으로 형성함이 바람직하다. 상기 방열휜은 공기의 이동시 와류를 회전류를 발생시킬 수 있도록 본체 중공(22a)의 내주면에 나선형으로 형성될 수도 있다. 그리고 상기 본체(22)의 외주면의 발광다이오드 모듈(23)들의 사이에는 광간섭을 주지 않은 높이로 돌출될 돌기(25)가 형성되고, 이 돌기(25)의 외주면에는 발광다이오드(23b)로부터 조사되는 광을 반사시키기 위한 반사막(25a)이 형성된다.
상기 단위 발광체(20)들을 상호 연결하는 연결유닛(50)은 상기 단위발광체의 일측에 인접하는 단위 발광체의 소켓단자와 결합되는 리드 단자(51)들이 설치되고, 단위 발광체(20)의 타측 단부에는 인접하는 단위 발광체(20)의 리드단자와 결합되는 소켓단자(52)들을 구비한다. 상기 연결유닛(50)은 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고, 단위 발광체들을 상호 연결함과 아울러 전원을 공급할 수 있도록 전기적으로 연결될 수 있는 구조이면 가능하다.
그리고 상기 소켓(40)들에 의해 양단부가 밀폐된 상기 튜브의 내부에는 아르곤 가스등과 같은 불활성 가스가 충전된다. 상기 가스는 자외선에 의해 연색성을 높일 수 있는 가스가 주입될 수도 있다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 엘이디 램프는 단위 발광체(20)들을 연결유닛(50)에 의해 상호 연결하여 그 길이를 제조하고자 하는 엘이디 램프의 구조에 따라 다양한 길이로 제조 가능하다.
엘이디 램프(10)는 발광다이오드 모듈(23)에 설치된 발광다이오드가 발광함으로써 발생되는 광 특히, 자외선광에 의해 튜브(11)의 내주면에 도포된 형광체층(12)이 여기됨으로써 2차 광을 방출하게 되므로 다양한 색상 특히 발광다이오드에 의해 구현이 용이하지 않은 연색성이 좋은 광을 방출할 수 있다. 특히, 발광다이오드로부터 조사되는 유해한 파장의 자외선이 형광체층의 형광체를 여기시키면서 소멸된다.
이러한 과정에서 상기 발광다이오드(23b)로부터 발생된 열을 금속재로 이루어진 본체(22)의 중공에 설치된 방열휜(24)에 의해 방출되므로 발광다이오드가 열화 되는 것을 방지할 수 있다. 그리고 상기 본체의 고정면(21)들의 사이에는 반사막(25a)이 형성된 돌기(25)가 있으므로 주변으로 조사되는 광을 집속효과를 높일 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 엘이디 램프는 자외선을 이용하여 종래의 형광등을 대체할 환경 친화적인 램프를 제공할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 단위 발광체는 연결유닛에 의해 그 길이의 조정이 용이하므로 단위 발광체의 조립시간을 단축시킬 수 있어 조립 생산성을 향상시킬 수 있으며, 나아가서는 소비전력을 대폭 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면 기존의 형광등용 소켓을 그대로 사용할 수 있어서 형광등의 교체로 인하여 발생되는 경제적인 손실을 해소할 수 있으며, 형광등과 동등 이상의 빛이 발산되도록 하는 효과를 얻을 수 있다
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다
본원 발명의 엘이디 램프는 각종 건물, 산업현장, 가정 등의 램프로서 널리 적용 가능하다.
10; 엘이디 램프
20; 단위 발광체
40;소켓
50; 연결유닛

Claims (5)

  1. 투명 또는 반투명재질로 이루어진 관상의 튜브와, 상호 연결되어 상기 튜브 내에 길이 방향으로 배열되는 것으로, 외주면에 발광다이오드들이 길이 방향으로 설치되는 복수개의 단위 발광체들과, 상기 단위 발광체들을 상호 전기적으로 연결하는 연결유닛과, 상기 튜브의 양 단부를 각각 설치되어 튜브를 밀봉하며, 단위 발광체에 전원을 공급하기 위한 리드 단자들을 가진 소켓을 구비하며,
    상기 단위 발광체는 원통형 또는 외주면에 복수개의 장착면을 가지며 중공부를 가진 본체와, 상기 본체의 외주면에 소정의 간격으로 설치되며 복수개의 발광다이오드가 장착된 회로기판을 구비한 램프 모듈이 구비되며, 상기 램프 본체에 형성된 중공에는 상기 발광다이오드로부터 발생 된 열을 방출하기 위한 방열휜이 설치되고, 상기 본체의 외주면의 길이 방향으로 설치된 발광다이오드들 사이의 광간섭을 주지 않은 높이로 돌출된 돌기가 형성되고, 상기 돌기의 외주면에는 발광다이오드로부터 조사되는 광을 반사시키기 위한 반사막이 형성된 것을 특징으로 하는 엘이디 램프.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 튜브의 내부면에는 불활성 가스가 충전되고, 상기 튜브의 내주면에는 단위 발광체에 의해 발광하는 형광막이 형성된 것을 특징으로 하는 엘이디 램프.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 연결유닛은 상기 단위발광체의 일측에 인접하는 단위 발광체의 소켓단자와 결합되는 리드 단자들이 설치되고, 단위 발광체의 타측단부에는 인접하는 단위 발광체의 리드단자와 결합되는 소켓단자들이 설치된 것을 특징으로 하는 엘이디 램프.










  5. 삭제
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