KR101134996B1 - Ｌｅｄ 조명 디바이스 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 LED 조명 디바이스는, 복수 종류의 발광 유닛을 구비하고, 상기 복수의 발광 유닛으로부터 방출되는 상이한 색의 가시광을 혼합하여 백색광을 얻도록 구성되어 있다. 발광 유닛은, LED 칩과 형광체를 구비한다. 형광체는, LED 칩으로부터 방출되는 광에 의해 여기되고, 미리 결정된 색의 광을 방출한다. LED 칩은, 청색 LED 칩, UV LED 칩, 보라색 LED 칩으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된다. 상기 형광체는, 각각 서로 상이한 발광색을 방출하도록 구성되어 있다. 이와 같은 LED 조명 디바이스는, 광의 색 어긋남을 억제하는 동시에, 색재현성이 높다. 또한, 제어 회로를 구비할 필요가 없기 때문에 저비용이다.

Description

ＬＥＤ 조명 디바이스{LED LIGHTING DEVICE}
본 발명은, 복수의 발광 유닛을 포함하는 LED 조명 디바이스에 관한 것이다. 각각의 발광 유닛은 발광색이 서로 상이한 광을 방출하도록 구성되어 있다. 결과적으로, 본 발명의 LED 조명 디바이스는 원하는 색의 광을 생성하도록 구성된다.
PCT 특허출원공보 03/019072는, 종래의 LED 조명 디바이스를 개시하고 있다. 종래의 LED 조명 디바이스는, 복수의 발광 유닛을 회로 기판에 실장하고 있다. 각각의 발광 유닛은, 발광색이 서로 상이한 광을 방출하도록 구성되어 있다. LED 조명 디바이스는, 서로 협동하여 원하는 색온도의 광을 생성하는 복수의 발광 유닛을 포함한다. 이같이 하여, LED 조명 디바이스는 백색광을 생성하도록 구성되어 있다.
종래의 LED 조명 디바이스는, 제1 발광 유닛과, 제2 발광 유닛과, 제3 발광 유닛을 구비한다. 제1 발광 유닛은, 청색 LED 칩과 YAG 형광체를 구비한다. 청색 LED 칩은, 인듐 갈륨 질소(InGaN)로 이루어진다. 청색 LED 칩은 450 ~ 460nm의 발광 피크 파장을 가지는 광을 방출하도록 구성되어 있다. YAG 형광체는, 이트륨 알루미늄 가닛으로 이루어진다. 제1 발광 유닛에서는, 청색 LED 칩이 방출하는 광에 의해 YAG 형광체를 여기하고, 이에 의해 제1 발광 유닛이 백색광을 방출한다. 제1 발광 유닛은, 흑체 궤적(blackbody locus) 상의 원하는 색온도(color temperature)의 광을 방출하도록 조정되어 있다. 제2 발광 유닛은, AlInGaP로 이루어지는 오렌지색 LED 칩로 이루어지고, 590nm의 발광 피크 파장(emission peak wavelength)을 가지는 광을 방출하도록 구성되어 있다. 제3 발광 유닛은, 470 ~ 480nm의 발광 피크 파장을 가지는 광을 방출하도록 구성된 청색 LED 칩으로 이루어진다. 제2 발광 유닛 및 제3 발광 유닛은, 제1 발광 유닛의 보조 광원으로서 기능한다. LED 조명 디바이스는, 제1 발광 유닛, 제2 발광 유닛, 제3 발광 유닛을 서로 조합함으로써, 원하는 색온도의 광을 생성한다. 전술한 LED 조명 디바이스는, 무영등(shadowless lights), 실내등(interior lamps) 등에 사용되어 있다.
그런데 전술한 LED 조명 디바이스는 LED 칩을 각각 가지는 발광 유닛을 포함한다. 각각의 발광 유닛은 상이한 종류의 LED 칩을 구비하고 있다. 상이한 종류의 LED 칩은, 상이한 초기 특성(initial charaterization) 및 시간 경과의 변화 특성(aged deterioration property)을 가진다. 이러한 초기 특성 및 시간 경과의 변화 특성은 LED 칩으로부터 방출되는 광의 색을 변화시킨다. 이에 따라 LED 조명 디바이스가 방출하는 광은, 주위 환경이나 시간 경과의 변화 특성에 의해 점차적으로 변화한다. 즉, LED 조명 디바이스의 사용에 따라 색 어긋남(color shift)의 문제가 생긴다. 이 문제점을 해결하기 위해, 종래의 LED 조명 디바이스에, 복수의 광검출 소자와, 제어기를 더 설치하는 것이 제안되어 있다. 광검출 소자는, 발광 유닛이 방출한 광을 검출하도록 구성되어 있다. 제어기는, 광검출 소자가 검출한 광에 기초하여 각각의 발광 유닛 각각의 LED 칩에 공급되는 통전량(amount of electrical current)을 조절하도록 구성되어 있다. 이 경우, LED 조명 디바이스는 광검출 소자와 제어기를 필요로 한다. 광검출 소자와 제어기에 의해 LED 조명 디바이스의 비용이 높아진다는 문제가 있다.
본 발명에 의해 전술한 문제를 해결할 수 있다. 본 발명의 목적은, 염가인 동시에, 색 어긋남을 억제한 광을 생성하도록 구성되는 LED 조명 디바이스를 제공하는 것이다.
전술한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 LED 조명 디바이스는, 복수의 발광 유닛을 구비한다. 상기 복수의 발광 유닛은 상이한 색의 가시광을 방출하도록 구성되어 있다. 가시광의 상이한 색은 서로 혼합되어 백색광이 얻어진다. 각각의 발광 유닛은 LED 칩과 형광체로 이루어진다. LED 칩은 광을 방출하도록 구성되어 있다. 형광체는 LED 칩으로부터 방출되는 광에 의해 여기될 때 미리 결정된 색의 광을 방출하는 속성을 가진다. 본 발명의 특징 부분은, 상기 LED 칩은, 청색 LED 칩, UV LED 칩, 보라색 LED 칩으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되고, 상기 형광체는, 각각 서로 상이한 미리 결정된 색의 광을 방출하도록 선택되는 데 있다. 이러한 구성의 경우, LED 조명 디바이스는, 주위 환경이나 시간 경과의 저하에 의해, 마찬가지로 특성이 변화하는 LED 칩을 구비한다. 또한, LED 조명 디바이스는, 상이한 형광체를 구비한 발광 유닛을 구비하고 있으므로, 단지 발광 유닛을 점등시키는 것만으로 백색광을 얻을 수 있다. 이로써, 색 어긋남이 억제되는 광을 생성하도록 구성된 LED 조명 디바이스를 얻을 수 있다. 그러므로 이러한 구성을 가지는 LED 조명 디바이스는 광의 색재현성이 높다. 또한, 저비용의 LED 조명 디바이스를 얻을 수 있다.
LED 조명 디바이스는, 높은 색재현성을 가지는 광을 방출하는 것이 요구된다. 그러므로 상기 발광 유닛으로부터의 발광색은 xy 색도도(chromaticity diagram) 상의 색도 점에 각각 대응하는 것이 바람직하다. 발광 유닛으로부터 방출되는 광의 색의 색도 점은 삼각형의 정점에 위치한다. 상기 삼각형은, XYZ 색도계(color system)의 xy 색도도의 흑체 궤적에 기초하여 결정되는 삼각형을 에워싼다. 삼각형은, 원하는 혼합색 광에 기초하여 XYZ 색도계(color system)의 xy 색도도에서의 흑체 궤적 상에 설정되는 제1 색도 점과, 상기 원하는 혼합색 광에 기초하여, XYZ 색도계의 xy 색도도에 있어서의 흑체 궤적 상에 설정되는 제2 색도 점과, 상기 XYZ 색도계의 xy 색도도에 있어서의 상기 제1 색도 점, 및 상기 제2 색도 점 각각에 있어서 흑체 궤적에 접하는 2개의 접선의 교점에 설정되는 제3 색도 점을 가진다. 이 경우, LED 조명 디바이스는, 높은 색재현성을 가지는 광을 생성할 수 있다.
상기 LED 조명 디바이스는, 3개의 발광 유닛으로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 상기 LED 조명 디바이스는, 상기 LED 조명 디바이스는, 제1 발광 유닛과, 제2 발광 유닛과, 제3 발광 유닛을 구비하고, 상기 제1 발광 유닛은 LED 칩과 형광체로 이루어진다. 제1 발광 유닛은 LED 칩과 형광체가 방출하는 광의 혼합색인 적색광을 방출하도록 구성되어 있다. 상기 제2 발광 유닛은 LED 칩과 형광체로 이루어진다. 제2 발광 유닛은, LED 칩과 형광체가 방출하는 광의 혼합색인 녹색광을 방출하도록 구성되어 있다. 상기 제3 발광 유닛은 LED 칩과 형광체로 이루어진다. 제3 발광 유닛은 LED 칩과 형광체가 방출하는 광의 혼합색인 청색광을 방출하도록 구성되어 있다. 이러한 구성에 의해, 제2 발광 유닛으로부터 방출된 녹색광을 제1 발광 유닛이 흡수하는 것을 방지할 수 있다. 그러므로 이러한 구성에 의해, 녹색광이 적색광으로 변환되는 것을 방지할 수 있다.
전술한 발광 유닛은, 대략 동일한 초기 특성 및 시간 경과의 변화를 갖는 것이 바람직하다. 그러므로 복수의 상기 발광 유닛은, 공통의 복수의 상기 형광체를 공유하는 것이 바람직하다. 이 복수의 상기 발광 유닛은, 혼합비가 각각 상이한 복수의 상기 형광체를 구비한다. 이러한 구성에 의해, LED 조명 디바이스로부터 방출되는 광이 색 어긋남이 야기되는 것을 방지할 수 있다. 그러므로 광의 색재현성이 더욱 높은 LED 조명 디바이스를 얻을 수 있다.
LED 조명 디바이스는, 제1 청색 LED 칩을 가지는 제1 발광 유닛과, 제2 청색 LED 칩을 가지는 제2 발광 유닛과, 광 확산부재를 가지는 제3 LED 칩을 구비하는 것도 바람직하다. 제1 청색 LED 칩의 종류는 제2 청색 LED 칩 및 제3 청색 LED 칩과 동일하다. 제1 발광 유닛은, 제1 청색 LED 칩으로부터 방출되는 광에 의해 여기되어, 적색광을 방출하는 형광체를 구비한다. 제2 발광 유닛은, 제2 청색 LED 칩으로부터 방출되는 광에 의해 여기되어, 녹색광을 방출하는 형광체를 구비한다. 광 확산부재는 제3 청색 LED 칩으로부터 청색광을 확산시키도록 구성되어 있다. 이러한 구성에 의해, 색 어긋남이 억제된 광을 생성하는 LED 조명 디바이스를 얻을 수 있다.
전술한 발광 유닛이 각각 개별적인 패키지로 설치되어 있는 경우, 각각의 발광 유닛이 방출하는 광은, 조사면(irradiated area)에 이르기 전에 서로 혼합된다. 그 후, 혼합된 광이 조사면에 도달된다. 그렇지만, LED 조명 디바이스와 조사면 사이에 물체가 개재한 경우, 물체의 그림자의 주위로 광의 색의 분리가 발생한다. 그러므로 상기 LED 조명 디바이스 패키지를 더 구비하는 것이 바람직하다. 발광 유닛들은 상기 패키지 내에 일체로 형성된다. 상기 형광체는, 상기 LED 칩에 각각 중첩되어 배치되어 있다. 각각의 발광 유닛은, 상기 패키지의 내부에서, 다른 발광 유닛에 근접하여 배치되어 있다. 이 경우, 물체의 그림자의 주위로 색의 분리가 발생하는 경우가 없다.
패키지 내에 복수의 발광 유닛이 배치되는 경우, 복수의 발광 유닛이 방출하는 광은, 패키지 내에서 서로 색혼합되고, 그 후 혼합된 광은 패키지로부터 방출되는 것이 요구된다. 그러므로 패키지는 기판과 밀봉 캡으로 이루어지는 것이 바람직하다. 기판은 복수의 상기 발광 유닛이 실장되는 일 표면을 가진다. 밀봉 캡은 상기 실장 기판과 협동하여 상기 발광 유닛을 밀봉한다. 밀봉 캡은 광 확산부재를 함유한 투광성 재료에 의해 형성된다. 이 경우, 발광 유닛이 방출하는 광은, 밀봉 캡의 광 확산부재로 확산된다. 발광 유닛으로부터 방출되는 광은 밀봉 캡에서 서로 혼합된다. 그 후 혼합된 광은 밀봉 캡으로부터 방출된다. 이 구성에 의해, 광 확산부재를 함유한 밀봉 캡은, LED 조명 디바이스에 의해 생성된 광이 물체의 그림자의 주변에서 색의 분리가 일어나는 것을 억제한다.
각각의 발광 유닛은, 다른 발광 유닛이 방출하는 광에 영향을 받지 않고 광을 방출하도록 구성되어 있다. 그러므로 상기 패키지는, 내부에 차광 부재(light interceptor)를 더 구비하는 것이 바람직하다. 이 차광 부재는, 서로 인접하는 발광 유닛 사이에 위치한다. 이 차광 부재는, 인접하는 발광 유닛이 방출하는 광을 차단하도록 구성되어 있다. 이 경우, 각각의 발광 유닛은, 다른 발광 유닛으로부터 방출되는 광에 영향을 받지 않고, 미리 결정된 색의 광을 발할 수 있다.
패키지가 반사 부재를 더 포함하는 것도 바람직하다. 반사 부재는 서로 인접하는 발광 유닛들 사이에 위치한다. 반사 부재는 인접하는 발광 유닛이 방출하는 광을 차단하도록 구성되어 있다.
각각의 발광 유닛이 프레임을 더 포함하는 것도 바람직하다. 프레임은, 상기 형광체의 측면을 전 주위에 걸쳐 에워싼다. 이 프레임은, 상기 형광체로부터의 광을 반사하도록 구성되어 있다. 이 경우도, 각각의 발광 유닛은, 다른 발광 유닛으로부터 방출되는 광에 영향을 받지 않고, 미리 결정된 색의 광을 발할 수 있다.
상기 프레임은, 상기 LED 칩으로부터 멀어지는 방향으로 갈수록 개구 면적(opening area)이 점차적으로 커지는 형상을 가지는 것이 보다 바람직하다. 이 경우, 프레임에 의해 차단되는 광의 양을 저감하는 것이 가능해진다. 그러므로 이 구성에 의하면, LED 조명 디바이스는 미리 결정된 방향으로 향하는 많은 광을 생성할 수 있다.
대조적으로, 상기 LED 조명 디바이스는 원하는 색온도 조정 범위 내에서 백색광을 가지는 혼합된 색의 광을 방출하도록 구성되는 것이 바람직하다. 원하는 색 온도 범위는 XYZ 색도계의 xy 색도도의 흑체 궤적에 의해 설정되어 있다. 상기 LED 조명 디바이스는, 적색 발광 유닛과, 녹색 발광 유닛과, 청색 발광 유닛을 구비한다. 적색 발광 유닛은, 형광체를 구비하고, LED 칩과 형광체가 방출하는 광의 혼합색 광인 적색광을 방출하도록 구성되어 있다. 녹색 발광 유닛은, 형광체를 구비하고, LED 칩과 형광체가 방출하는 광의 혼합색 광인 녹색광을 방출하도록 구성되어 있다. 청색 발광 유닛은, 형광체를 구비하고, LED 칩과 형광체가 방출하는 광의 혼합색 광인 청색광을 방출하도록 구성되어 있다. 상기 청색 발광 유닛의 색도 점과 상기 녹색 발광 유닛의 색도 점을 연결하는 제1 라인은, 미리 결정된 색온도 조정 범위의 흑체 궤적의 고온단(high-temperature end)을 통과하도록 설정되어 있다. 상기 적색 발광 유닛의 색도 점과 상기 녹색 발광 유닛의 색도 점을 연결하는 제2 라인은, 미리 결정된 색온도 조정 범위의 흑체 궤적의 저온단(low-temperature end)을 통과하도록 설정되어 있다. 상기 청색 발광 유닛의 색도 점과 상기 적색 발광 유닛의 색도 점을 연결하는 제3 라인은, 색도 좌표의 Y 축 값을 가진다. 제4 라인은 상기 고온단과 저온단을 연결한다. 제3 라인의 Y 축 값은 제 4 라인의 Y 축 값보다 작다. 이 경우, 색온도의 조정의 정밀도가 높은 LED 조명 디바이스를 얻을 수 있다.
도 1은 제1 실시예의 LED 조명 디바이스의 개략 사시도이다.
도 2는 제1 실시예의 LED 조명 디바이스의 발광 유닛이 방출하는 광의 색온도를 나타낸 xy 색도도이다.
도 3은 제1 실시예의 LED 조명 디바이스의 발광 유닛에 공급되는 전류와, 발광 유닛이 방출하는 광의 색온도 사이의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 4는 색온도와 조도(illumination intensity)와의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 5a는 제2 실시예의 LED 조명 디바이스의 개략 사시도이다.
도 5b는 제2 실시예의 LED 조명 디바이스의 측면 단면도이다.
도 6은 제2 실시예의 LED 조명 디바이스의 개략 사시도이다.
도 7은 제3 실시예에 따른 LED 조명 디바이스의 상면도이다.
도 8a는 제3 실시예의 개략 사시도이다.
도 8b는 제3 실시예의 측면 단면도이다.
도 9a는 제1 변형예에 따른 발광 유닛의 개략 사시도이다.
도 9b는 제1 변형예에 따른 발광 유닛의 측면 단면도이다.
도 10a는 제2 변형예에 따른 발광 유닛의 개략 사시도이다.
도 10b는 제2 변형예에 따른 발광 유닛의 측면 단면도이다.
도 11a는 제3 변형예에 따른 발광 유닛의 개략 사시도이다.
도 11b는 제3 변형예에 따른 측면 단면도이다.
도 12a는 제4 변형예에 따른 발광 유닛의 개략 사시도이다.
도 12b는 제4 변형예에 따른 발광 유닛의 측면 단면도이다.
도 13a는 제4 변형예에 따른 발광 유닛의 개략 사시도이다.
도 13b는 제4 변형예 따른 발광 유닛의 측면 단면도이다.
도 14는 제4 변형예에 따른 LED 조명 디바이스의 상면도이다.
도 15는 제4 변형예의 LED 조명 디바이스로부터 방출되는 광의 색온도를 나타낸 xy 색도도이다.
도 16은 제4 실시예의 LED 조명 디바이스, 제어 유닛, 전원의 관계를 나타낸 개략도이다.
도 17은 제4 실시예의 발광 유닛이 방출하는 광의 색온도와 광출력과의 관계를 나타낸 그래프이다.
(제1 실시예)
제1 실시예의 LED 조명 디바이스를, 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은 제1 실시예의 LED 조명 디바이스의 개략 사시도이다. 제1 실시예의 LED 조명 디바이스(400)는, 회로 기판(200)과, 실장 기판(300)과, 발광 유닛(110, 120, 130)으로 이루어진다. 발광 유닛(110, 120, 130)은, 각각 실장 기판(300, 300, 300)에 실장된다. 실장 기판(300)은 각각 회로 기판(200)에 실장된다. 회로 기판(200)은, 외부로부터 전력의 공급을 받아, 발광 유닛(110, 120, 130)에 전력을 공급하도록 구성되어 있다. 발광 유닛(110, 120, 130)은, 원하는 색의 광을 방출하도록 구성되어 있다. 발광 유닛(110, 120, 130)은 서로 상이한 색의 가시광을 방출하도록 구성되어 있다. 가시광은 서로 혼합되어 백색광을 생성하고, 이에 의해 LED 조명 디바이스는 백색광을 방출하도록 구성되어 있다. 결과적으로, LED 조명 디바이스는 미리 결정된 방향으로 향하는 광을 생성하도록 구성되어 있다.
회로 기판(200)은, 도시되지 않은 배선이 일 표면에 형성되어 있다. 배선은, 발광 유닛(110, 120, 130)에 전력을 공급하기 위한 것이다. 회로 기판(200)은, 플레이트로 형성되어 있고, 직사각형 판형으로 형성되어 있다. 그러나 회로 기판(200)은 다른 형상이어도 된다.
발광 유닛(110)은 보라색 LED 칩(112)과 색변환 부재(111)로 이루어진다. 발광 유닛(120)은 보라색 LED 칩(122)과 색변환 부재(121)로 이루어진다. 발광 유닛(130)은 보라색 LED 칩(132)과 색변환 부재(131)로 이루어진다. 보라색 LED 칩(112, 122, 132)은 동일한 발광층의 조성을 가진다. 보라색 LED 칩(112, 122, 132)은 동일한 발광 피크 파장을 가진다. 보라색 LED 칩(112, 122, 132)은 동일한 구조를 가지는 발광층을 가진다. 색변환 부재(111, 121, 131)는, 각각 형광체와 투광성 재료로 이루어진다. 형광체는 보라색 LED 칩(112, 122, 132)으로부터 방출된 광에 의해 여기되고, 미리 결정된 색을 방출하는 속성을 가진다. 색변환 부재(111)는, 보라색 LED 칩(112)으로부터 방출된 광에 의해 여기되고, 적색광을 발하는 적색 형광체를 구비한다. 즉, 발광 유닛(110)은, 적색 형광체를 구비하고, LED 칩(112)과 적색 형광체가 방출하는 광의 혼합색인 적색광을 방출하도록 구성되어 있다. 색변환 부재(121)는, 보라색 LED 칩(122)으로부터 방출된 광에 의해 여기되고, 녹색광을 발하는 녹색 형광체를 구비한다. 즉, 발광 유닛(120)은, 녹색 형광체를 구비하고, LED 칩(122)과 녹색 형광체가 방출하는 광의 혼합색인 녹색광을 방출하도록 구성되어 있다. 색변환 부재(131)는, 보라색 LED 칩(132)으로부터 방출된 광에 의해 여기되고, 청색광을 발하는 청색 형광체를 구비한다. 즉, 발광 유닛(130)은, 청색 형광체를 구비하고, LED 칩(132)과 청색 형광체가 방출하는 광의 혼합색인 청색광을 방출하도록 구성되어 있다. 따라서, 발광 유닛(110)은, 적색을 발광하는 적색 광원으로서 기능한다. 발광 유닛(120)은, 녹색 발광하는 녹색 광원으로서 기능한다. 발광 유닛(130)은, 청색 발광하는 청색 광원으로서 기능한다. 투광성 재료는 예를 들어 유리 및 실리콘 수지로 이루어진다. 형광체는, 투광성 재료와 혼합된다. 색변환 부재(111, 121, 131)는, 각각 돔형으로 형성되어 있다. 색변환 부재(111)는 실장 기판(300)과의 사이에 보라색 LED칩(112)을 수납한다. 색변환 부재(121)는 실장 기판(300)과의 사이에 보라색 LED칩(122)을 수납한다. 색변환 부재(111)는 실장 기판(300)과의 사이에 보라색 LED칩(132)을 수납한다. 실장 기판(300)은, 세라믹으로 이루어지다. 그렇지만, 실장 기판(300)은 세라믹 기판에 한정되는 것은 아니다. 또한, 보라색 LED 칩(112, 122, 132)은, 형광체로부터 방출되는 광의 발광 피크 파장보다 짧은 발광 피크 파장을 가지는 광을 방출하는 속성을 가진다. 따라서, 발광 유닛들은, 보라색 LED 칩 대신에, UV LED 칩 및 청색 LED 칩을 적용할 수 있다.
각각의 발광 유닛(110, 120, 130)은 도시되지 않은 밀봉제(sealant)를 가진다. 밀봉제는 색변환 부재(111, 121, 131)의 내측으로, LED 칩(112, 122, 132)을 밀봉하기 위해 제공된다. 밀봉제는 광 확산부재를 함유시키는 것으로 할 수 있다. 광 확산부재는 LED 칩(112, 122, 132)으로부터 방출되는 광을 반사시키도록 구성되어 있다. LED 칩(112, 133, 132)의 각각으로부터 방출된 광은, 밀봉제의 광 확산부재에 의해 혼합된다. 즉, 밀봉제의 광 확산부재는, LED 칩(112, 122, 132)이 방출하는 광의 지향성(directionality)을 저감시킨다. 따라서, 이러한 구성에 의하면, 발광 유닛(110, 120, 130)으로부터 방출되는 광들을 효율적으로 혼합할 수 있다.
LED 조명 디바이스(400)는 다음과 같이 설정되어 있다. 도 2는 XYZ 색도계의 xy 색도도와, xy 색도도 위의 흑체 궤적 BL을 나타낸 것이다. 도 2에 있어서, 색도 점(810)은, 발광 유닛(110)의 발광색을 나타내고, 색도 점(820)은, 발광 유닛(120)의 발광색을 나타내고, 색도 점(830)은, 발광 유닛(130)의 발광색을 나타낸다. 색도 점(810, 820, 830)은 삼각형(840)을 정의한다. 이 삼각형(840)은 xy 색도도 상의 삼각형(860)을 에워싼다. 삼각형(860)은 XYZ 색도계의 xy 색도도의 흑체 궤적 BL을 참조하여 결정된다. 삼각형(860)은, XYZ 색도계의 xy 색도도에 있어서의 제1 색도 점 W1과, 제2 색도 점 W2와, 제3 색도 점 C를 정점으로 한다. 제1 색도 점 W1은 XYZ 색도계의 xy 색도도에 있어서의 흑체 궤적 BL 상에 설정된다. 제2 색도 점 W2는 XYZ 색도계의 xy 색도도에 있어서의 흑체 궤적 BL 상에 있어서, 제1 색도 점 W1과 다른 위치에 설정된다. 흑체 궤적 BL은 제1 색도 점 W1과 제2 색도 점 W2에서 제1 접선을 가진다. 제3 색도 점 C는 XYZ 색도계의 xy 색도도에 있어서의 상기 제1 색도 점 W1 및 상기 제2 색도 점 W2 각각에 있어서 흑체 궤적 BL에 접하는 2개의 접선의 교점에 설정된다. LED 조명 디바이스는 3개의 발광 유닛(110, 120, 130)을 포함하고 있으므로, 발광 유닛(110, 120, 130)으로부터 방출되는 광의 색의 색도 점은 삼각형(840)을 형성한다. 그러나 발광 유닛의 수는 3에 한정되지 않는다. 3개 이상의 복수의 발광 유닛을 사용한 경우, 복수의 발광 유닛이 방출하는 광의 색에 상당하는 복수의 색도 점은, xy 색도도에 있어서 다각형을 형성한다. 예를 들면, LED 조명 디바이스가 5개의 발광 유닛을 사용하는 것이 가능하다. 이 경우, 5개의 발광 유닛이 방출하는 광의 색에 상당하는 5개의 색도 점은, 5각형(999)을 형성한다. 즉, 다각형이 삼각형(860)을 에워싸도록, 발광 유닛의 색도 점에 대응하는 색의 광을 발광 유닛이 방출하도록 설정되어 있으면 된다.
LED 조명 디바이스는, 색도 점(810, 820, 830)을 정점으로 하는 삼각형(840)의 범위 내의 색을 생성하도록 구성되어 있다. 본 실시예에서는 LED 조명 디바이스가 백색광을 생성하도록 구성되어 있다.
본 실시예의 LED 조명 디바이스는 발광 유닛(110, 120, 130)을 포함한다. 각각의 발광 유닛(110, 120, 130)은 보라색 LED 칩(112, 122, 132)을 포함한다. 모든 보라색 LED 칩(112, 122, 132)은 각각 동일한 발광층의 조성을 가진다. 모든 보라색 LED 칩(112, 122, 132)은 동일한 발광 피크 파장을 가지는 광을 방출하도록 구성되어 있다. 모든 보라색 LED 칩(112, 122, 132)은 동일한 구조를 각각 가지는 발광층을 구비한다. 따라서, 각각의 보라색 LED 칩(112, 122, 132)은 동일한 초기 특성을 가진다. 보라색 LED 칩(112, 122, 132)은, 주위 환경 및 시간 경과에 따른 저하에 의해 마찬가지로 변화한다. 따라서, 주위 환경이나 시간 경과에 의한 색 어긋남을 억제한 발광 유닛(110, 120, 130)을 구비한 LED 조명 디바이스를 얻을 수 있다. 또한, 발광 유닛(110, 120, 130)은 상이한 색변환 부재(111, 121, 131)를 구비한다. 이로써, 발광 유닛(110, 120, 130)을 단지 점등시키는 것만으로, 색재현성이 높은 LED 조명 디바이스를 얻을 수 있다. 또한, 색변환 부재(111, 121, 131)의 형광체를 여기시켜 발광시키고 있으므로, 발광 유닛(110, 120, 130)은, 지향성이 낮은 광을 방출한다. 따라서, 색혼합성이 높은 광을 방출하는 발광 유닛(110, 120, 130)을 구비한 LED 조명 디바이스를 얻을 수 있다.
또한, 각각의 발광 유닛(110, 120, 130)마다 상이한 색변환 부재(111, 121, 131)를 준비함으로써 LED 조명 디바이스를 제조할 수 있다. 따라서, 각각의 발광 유닛(110, 120, 130)을 용이하게 제조할 수 있다. 또한, 색 어긋남의 발생을 억제하는 LED 조명 디바이스를 제조할 수 있다.
그런데 (적색 광원으로서 기능하는) 발광 유닛(11O)은, 그 발광색의 색도 점(810)을, 도 2에 나타낸 xy 색도도의 영역(871) 내에 위치하도록 설정되는 것이 바람직하다. 이 영역(871)은, 색도 점 Q1과 색도 점 W1 사이를 연결하는 라인, 색도 점 W1과 색도 점 P3 사이를 연결하는 라인, 및 스펙트럼 궤적 SL을 따라 색도 점 Q1과 색도 점 P3 사이를 연결하는 라인으로 정의된다. 마찬가지로, (녹색 광원으로서 기능하는) 발광 유닛(120)은, 그 발광색의 색도 점(820)을, 영역(872) 내에 위치하도록 설정되는 것이 바람직하다. 이 영역(872)은, 스펙트럼 궤적 SL을 따라 색도 점 W1과 색도 점 W2 사이를 연결하는 곡선, 색도 점 W2와 색도 점 P2 사이를 연결하는 라인, 색도 점 P1과 색도 점 W1 사이를 연결하는 라인으로 정의된다. 마찬가지로, (청색 광원으로서 기능하는) 발광 유닛(130)은, 그 발광색의 색도 점(830)을, 영역(873) 내에 위치하도록 설정되는 것이 바람직하다. 이 영역(873)은, 색도 점 W2와 색도 점 P4 사이를 연결하는 직선, 스펙트럼 궤적 SL에 따라 색도 점 P4와 색도 점 Q2 사이를 연결하는 라인, 및 색도 점 Q2와 색도 점 W2 사이를 연결하는 라인으로 정의된다. 여기서, 도 2의 xy 색도도에서는, 색도 점 P1 및 색도 점 P3를, 삼각형(860)의 정점 C에 대응하는 각의 이등분선에 평행한 라인과 스펙트럼 궤적 SL과의 교점으로서 정의한다. 정점 C에 대응하는 각의 이등분선에 평행한 라인은 색도 점 W1을 통한다. 마찬가지로, 색도 점 P2 및 색도 점 P4를, 삼각형(860)의 정점 C에 대응하는 각의 이등분선에 평행한 라인과 스펙트럼 궤적 SL과의 교점으로 정의한다. 삼각형(860)의 정점 C에 대응하는 각의 이등분선에 평행한 라인은 W2를 통한다. 색도 점 Q1 및 색도 점 Q2를, 색도 점 W1과 색도 점 W2를 연결하는 라인과 스펙트럼 궤적 SL과의 교점으로서 정의한다. 색도 점(810, 820, 830)을 상기 영역(871, 872, 873) 내에 각각 설정함으로써, 색재현성이 높은 LED 조명 디바이스를 얻을 수 있다.
또한, 발광 유닛(110)은 적색 형광체를 구비한다. 발광 유닛(120)은 녹색 형광체를 구비한다. 발광 유닛(130)은 청색 형광체를 구비한다. 이 경우, 녹색 형광체로부터 방출된 녹색광의 일부가 적색 형광체에 2차 흡수되어 적색광으로 변환되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 형광체의 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
한편, 색변환 부재(111, 121, 131)가 복수 종류의 형광체를 공유하는 것도 바람직하다. 이것을 제1 실시예의 제1 변형예로서 설명한다. 표 1은, 색변환 부재(111, 121, 131)의 복수의 형광체의 혼합비를 나타내고 있다. 색변환 부재(111, 121, 131)는, 적색 형광체와 녹색 형광체를 구비한다. 색변환 부재(111, 121, 131)가 포함하는 형광체는 상이한 혼합비 및 상이한 형광체 농도를 가진다.
따라서, 발광 유닛(110)은 적색 형광체와 녹색 형광체를 구비하고, LED 칩(112)과, 적색 형광체와 녹색 형광체가 방출하는 광의 혼합색인 적색광을 방출하도록 구성되어 있다. 발광 유닛(120)은, 적색 형광체와 녹색 형광체를 구비하고, LED 칩(122)과, 적색 형광체와 녹색 형광체가 방출하는 광의 혼합색인 녹색광을 방출하도록 구성되어 있다. 발광 유닛(130)은, 적색 형광체와 녹색 형광체를 구비하고, LED 칩(132)과, 적색 형광체와 녹색 형광체가 방출하는 광의 혼합색인 청색광을 방출하도록 구성되어 있다.
이 경우, 발광 유닛(110, 120, 130)의 형광체는, 거의 동일한 초기 특성을 가진다. 마찬가지로, 이 경우, 발광 유닛(110, 120, 130)의 형광체는, 거의 동일한 시간 경과의 변화 특성을 가진다. 따라서, LED 조명 디바이스가 주위 환경 및 시간 경과에 의한 색 어긋남을 방지할 수 있는 동시에, 색재현성을 높일 수 있다. 그렇지만, 형광체의 혼합비나 농도는 표 1에 나타낸 혼합비 및 농도에 한정되는 것은 아니다.
여기용 광원 적색형광체:녹색형광체(비율) 형광체의 농도
적색 광원 청색 LED 칩 31.9 : 68.1 10.7
녹색 광원 청색 LED 칩 97.7 : 2.3 9.0
청색 광원 청색 LED 칩 19.6 : 80.4 2.9
전술한 복수의 형광체는 3종류 이상이어도 된다. 예를 들면, 황녹색 형광체와, 황색 형광체와, 오렌지색 형광체에 의해서도, 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 또한, 녹색 형광체와, 제1 적색 형광체와, 이 제1 적색 형광체와 서로 발광 스펙트럼이 상이한 제2 적색 형광체의 3개의 형광체에 따라서도, 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
LED 조명 디바이스는 발광 유닛(110, 120, 130)을 구동시키는 구동 회로를 제어하기 위한 제어 유닛(도시하지 않음)을 더 구비하는 것이 바람직하다. 결과적으로, 제어 유닛은 색온도를 흑체 궤적 BL 상에서 변화시킨다. 제어 유닛은, 예를 들면 마이크로 컴퓨터 등을 들 수 있다. 마이크로 컴퓨터는 메모리와 조작부를 구비한다. 메모리는, 각각의 발광 유닛(110, 120, 130)에 공급되는 전류와, 이 전류를 공급받은 각각의 발광 유닛(110, 120, 130)이 방출하는 광의 색온도와의 관계를 저장하고 있다. 마이크로 컴퓨터는, 조작부의 조작에 의해 설정된 색온도에 기초하여 각각의 발광 유닛(110, 120, 130)에 공급되는 전류를 제어하도록 구성되어 있다. 도 3은 발광 유닛(110, 120, 130)에 공급된 전류값과 발광 유닛(110, 120, 130)이 방출하는 광의 색온도와의 관계를 나타내고 있다. 도 3에 나타낸 전류값과 색온도와의 관계는, 발광 유닛(110, 120, 130)에 공급되는 전류와, 전류를 공급받은 발광 유닛(110, 120, 130)이 방출하는 광의 색온도를 미리 측정하여 둠으로써 얻어진다.
또한, 광이 인간에게 주는 심리적인 효과로서 쿨 조프 효과(cool zof effect)라는 현상이 널리 알려져 있다. 쿨 조프 효과는, 광의 색온도와 조도와의 관계에 의해 결정된다. 도 4는 광의 색온도와 조도에 따라 인간이 어떻게 느끼는지를 나타낸 그래프이다. 도 4는 광의 색온도와 조도에 따라 인간이 느끼는 쾌적감을 나타내고 있다. 따라서, LED 조명 디바이스로부터 생성된 광의 색온도를 변화시키는 동시에 LED 조명 디바이스로부터 생성된 광의 조도를 변화시키는 것이 바람직하다. 결과적으로, 인간이 쾌적감을 느끼는 광을 생성하도록 구성되는 LED 조명 디바이스를 얻을 수 있다.
대조적으로, 광이 인간에게 주는 하나의 심리적인 효과로서 밝기의 인상(impression of brightness)이 있다. 인간은, 같은 조도에 있어서, 색온도가 낮을 때 어둡게 느낀다. 그러므로 색온도가 낮을 때 조도가 높아지도록 광속을 조정하는 것이 바람직하다. 결과적으로, 대략 일정한 밝기의 광을 생성하도록 구성되는 LED 조명 디바이스를 얻을 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, LED 조명 디바이스는, 투광성 재료로 만들어진 광 확산 패널을 더 구비하는 것이 바람직하다. 광 확산 패널은 회로 기판(200)에 대향하는 위치에 배치된다. 이 경우, 발광 유닛(110, 120, 130)으로부터 방출된 광은 광 확산 패널에 의해 서로 혼합된다. 또한, 발광 유닛(110, 120, 130)을, 회로 기판(200)에 실장하는 대신 열전도성이 높은 베이스 상에 탑재하는 것이 바람직하다. 베이스는 예를 들어 조명 기구의 구성 요소이다. 이 경우, 각각의 발광 유닛(110, 120, 130)을 노출시키는 복수의 창(aperture)이 형성된 회로 기판을 베이스에 배치한다.
도 5는 LED 조명 디바이스의 제1 실시예의 제2 변형예를 나타내고 있다. 이 변형예에서의 LED 조명 디바이스(400)에서는 발광 유닛(110, 120, 130)이 실장 기판(301) 상에 실장되어 있다.
이 변형예의 LED 조명 디바이스(400)에서는, 모든 발광 유닛(110, 120, 130)을 단일의 실장 기판(301) 상에 실장한다. 그러므로 이러한 구성에 의하면, 발광 유닛(110, 120, 130) 각각을 근접하여 배치할 수 있다. 따라서, 이러한 구성에 의하면, LED 조명 디바이스로부터 방출되는 광의 색 어긋남을 억제하는 동시에, LED 조명 디바이스의 색의 분리를 억제할 수 있다. 또한, 발광 유닛(110, 120, 130)은 각각, LED 칩(112, 122, 132)과 돔형의 색변환 부재(111, 121, 131)를 구비한다. 그렇지만, 직접적으로 색변환 부재를 배치하여 발광 유닛을 구성하는 것도 바람직하다. 이 경우, 각각의 발광 유닛을 보다 근접하여 배치할 수 있다. 따라서, 색 분리를 억제하는 LED 조명 디바이스를 얻을 수 있다.
(제2 실시예)
제2 실시예에 관한 LED 조명 디바이스를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 제2 실시예에서의 LED 조명 디바이스는, 이하의 특징을 제외하고 제1 실시예의 구성요소와 동일하다. 따라서 동일한 구성요소에는 동일한 부호를 부여한다. 그러므로 제1 실시예에서 설명된 구성요소에 대한 설명은 생략한다. 또한, 도면 중에는, 첨자 "B"를 도면 번호에 붙여 표시한다.
도 6은 제2 실시예에 관한 LED 조명 디바이스(400B)의 개략 사시도이다. 제2 실시예의 LED 조명 디바이스(400B)는, 회로 기판(200B)과, 실장 기판(300B)과, 발광 유닛(110B, 120B)과, 청색 LED 칩(143B)과, 광 확산 부재(141B)로 이루어진다. 발광 유닛(110B, 120B)과 청색 LED 칩(143B)은, 실장 기판(300B)에 실장된다. 실장 기판(300B)에는 발광 유닛(110B, 120B)이 실장되고, 청색 LED 칩(143B)은, 회로 기판(200B)에 실장된다. 회로 기판(200B)은 전력을 공급받으면, 발광 유닛(110B, 120B) 및 청색 LED 칩(143B)에 전력을 공급한다. 발광 유닛(11OB, 120B)은, 미리 원하는 색을 발광하도록 구성되어 있다. 발광 유닛(110B, 120B) 및 청색 LED 칩(143B)은 가시광을 방출하도록 구성되어 있다. LED 조명 디바이스는 발광 유닛(110B, 120B) 및 청색 LED 칩(143B)으로부터 방출된 가시광을 혼합하여 백색광을 생성하도록 구성되어 있다.
발광 유닛(110B)은 청색 LED 칩(113B)과 색변환 부재(111B)로 이루어진다. 발광 유닛(120B)은 청색 LED 칩(123B)과 색변환 부재(121B)로 이루어진다. 청색 LED 칩(113B)은 청색 LED 칩(123B)의 발광층 조성과 동일한 조성의 발광층을 가진다. 청색 LED 칩(113B)은 청색 LED 칩(123B)이 방출하는 광의 발광 피크 파장과 동일한 발광 피크 파장을 가지는 광을 생성하도록 구성되어 있다. 청색 LED 칩(113B)은 청색 LED 칩(123B)의 구조와 동일한 구조를 가진다. 각각의 색변환 부재(111B, 121B)는 형광체와 투광성 재료로 이루어진다. 형광체는, 청색 LED 칩(113B, 123B)으로부터 방출된 광에 의해 여기될 때, 미리 결정된 색의 광을 방출하는 속성을 가진다. 색변환 부재(111B)는, 청색 LED 칩(113B)으로부터 방출된 광에 의해 여기될 때, 적색광을 방출하는 속성을 가진 적색 형광체를 구비한다. 색변환 부재(121B)는, 청색 LED 칩(123B)으로부터 방출된 광에 의해 여기될 때, 녹색광을 방출하는 속성을 가진 녹색 형광체를 구비한다. 따라서, 발광 유닛(110B)은 적색 발광하는 적색 광원으로서 기능한다. 발광 유닛(120B)은 녹색 발광하는 녹색 광원으로서 기능한다. 투광성 재료는, 예를 들면, 유리나 실리콘 수지로 이루어진다. 색변환 부재(111B, 121B)는 각각, 돔형으로 형성되어 있다. 색변환 부재(111B, 121B)는, 실장 기판(300B)과의 사이에 청색 LED 칩(113B, 123B)을 각각 수납한다. 실장 기판(300B)은 세라믹 기판으로 이루어진다. 또한, 청색 LED 칩(113B, 123B)은 형광체의 발광 피크 파장보다 짧은 발광 피크 파장을 가지는 광을 방출하는 속성을 가진다.
청색 LED 칩(143B)과 광 확산 부재(141B)는 청색 광원을 구성한다. 청색 LED 칩(143B)은, 청색 LED 칩(113B, 123B)의 조성과 동일한 조성의 발광층을 가진다. 청색 LED 칩(143B)은, 청색 LED 칩(113B, 123B)으로부터 방출되는 광의 발광 피크 파장과 동일한 발광 피크 파장을 가지는 광을 방출하도록 구성되어 있다. 청색 LED 칩(143B)은 청색 LED 칩(113B, 123B)의 구조와 동일한 구조를 가진다. 광 확산 부재(141B)는 확산 부재와 투광성 재료로 이루어진다. 확산 부재는, 유리 비즈(glass beads) 등으로 이루어진다. 확산 부재는 청색 LED 칩(143B)으로부터 방출된 광을 확산시키도록 구성되어 있다. 확산 부재는 투광성 재료와 혼합된다. 투광성 재료는, 예를 들면, 유리 및 실리콘 수지로 이루어진다. 광 확산 부재(141B)는 돔형으로 형성되어 있다. 광 확산 부재(141B)는, 실장 기판(300B)과의 사이에 청색 LED 칩(143B)을 일체화한다.
LED 조명 디바이스는, 청색 LED 칩(113B)을 가지는 적색 광원, 청색 LED 칩(123B)을 가지는 녹색 광원, 청색 LED 칩(143B)을 가지는 청색 광원을 구비한다. 청색 LED 칩(113B)은 청색 LED 칩(123B, 143B)의 발광층과 동일한 발광층을 가진다. 청색 LED 칩(113B)은 청색 LED 칩(123B, 143B)으로부터 방출되는 광의 발광 피크 파장과 동일한 발광 피크 파장을 가지는 광을 생성하도록 구성되어 있다. 청색 LED 칩(113B)은 청색 LED 칩(123B, 143B)의 구조와 동일한 구조를 구비한다. 따라서, 각각의 청색 LED 칩(113B, 123B, 143B)은 다른 청색 LED 칩(113B, 123B, 143B)의 초기 특성과 동일한 초기 특성을 가진다. 각각의 청색 LED 칩(113B, 123B, 143B)의 속성은 주위 환경이나 시간 경과에 의해 마찬가지로 변화한다. 따라서, 주위 환경이나 시간 경과에 의한 색 어긋남을 억제한 LED 조명 디바이스를 얻을 수 있다. 또한, 발광 유닛(110B, 120B)은 서로 상이한 색변환 부재(111B, 121B)를 구비한다. 청색 LED 칩(141B)은 광 확산 부재(143B)와 함께 형성되어 있다. 이로써, 발광 유닛(110B, 120B) 및 청색 LED 칩(143B)을 단지 점등시키는 것만으로, 색재현성이 높은 광을 생성하는 LED 조명 디바이스를 얻을 수 있다. 또한, 색변환 부재(111B, 121B)의 형광체를 여기시켜 광을 방출시키고 있으므로, 각각의 발광 유닛(110B, 120B)은 지향성이 낮은 광을 방출한다. 광 확산 부재(141B)는 청색 LED 칩(143B)으로부터 방출되는 광을 확산시키고, 이어서, 광 확산 부재(141B)로부터 발한다. 따라서, 청색 LED 칩(143B)과 광 확산 부재(141B)는 지향성이 낮은 광을 방출한다. 따라서, 이러한 구성에 의하면, 색혼합 성이 높은 광을 방출하는 발광 유닛(110B, 120B) 및 청색 LED 칩(143B)을 구비한 LED 조명 디바이스를 얻을 수 있다.
(제3 실시예)
본 발명의 제3 실시예에 관한 LED 조명 디바이스를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 그리고 제1 실시예와 동일한 구성에는 동일한 부호를 부여한다. 따라서 제1 실시예에서 설명된 구성에 대한 설명은 생략한다. 또한, 도면 중에는, 첨자 "C"를 도면 번호에 붙여 표시한다.
도 7은 제3 실시예에 관한 LED 조명 디바이스(400C)의 상면도를 나타내고 있다. 도 8(a)은 제3 실시예에 관한 LED 조명 디바이스(400C)의 개략 사시도이다. 도 8(b)은 제3 실시예에 관한 LED 조명 디바이스(400C)의 측면 단면도이다. LED 조명 디바이스는, 베이스(510C)와, 패키지(500C)와, 발광 유닛(110C, 120C, 130C)으로 이루어진다. 패키지(500C)는 실장 기판(300C)과 밀봉 캡(520C)으로 이루어진다.
베이스(510C)는, 열전도성 재료, 예를 들면 Al 및 Cu로 이루어진다. 베이스(510C)는 원판형으로 형성되어 있다.
실장 기판(300C)은, 배선 기판(310C)과 응력 완화 기판(stress relaxation substrate)(320C)으로 이루어진다. 응력 완화 기판(320C)은 AIN으로 이루어진다. 응력은 LED 칩(112C, 122C, 132C)과 배선 기판(310C)과의 열팽창률(coefficient of thermal expansion) 기인한다. 응력 완화 기판(320C)은 일 표면에 배선(도시하지 않음)이 형성되어 있다. 배선 기판(310C)은 세라믹으로 이루어진다. 그러나 배선 기판(310C)은 세라믹 기판으로 만들어지는 것에 한정되지 않는다. 배선 기판은, 일 표면에 배선(도시하지 않음)이 형성되어 있다.
밀봉 캡(520C)은 투광성 재료, 예를 들어, 실리콘 수지, 에폭시 수지, 아크릴 수지, 유리로 이루어진다. 밀봉 캡(520C)은 그 일 표면에 철(凸)면을 가진다. 밀봉 캡(520C)은 내측에, 발광 유닛(110C, 120C, 130C)을 수납하는 것이 가능하도록 오목부(recess)가 형성되어 있다.
발광 유닛(110C)은 LED 칩(112C) 및 색변환 부재(111C)로 이루어진다. 발광 유닛(120C)은 LED 칩(122) 및 색변환 부재(121C)로 이루어진다. 발광 유닛(130C)은 LED 칩(132) 및 색변환 부재(131C)로 이루어진다. 각각의 발광 유닛(110C, 120C, 130C)은 제1 실시예에서 설명된 발광 유닛의 속성과 동일한 특성을 가진다. 또한, 도 8에 나타낸 바와 같이, 색변환 부재(111C, 121C, 131C)는, LED 칩(112C, 122C, 132C) 상에 직접적으로 설치되어 있다. 그러나 색변환 부재(111C, 121C, 131C)는, LED 칩(112C, 122C, 132C)의 상에, 소정의 부재를 통하여 설치하는 것도 가능하다. 또한, 색변환 부재(111, 121, 131)는, LED 칩(112C, 122C, 132C)에서 이격되어, 공기층을 통하여 설치하는 것도 가능하다. 이 경우, LED 칩(112C, 122C, 132C)을 에워싸는 지지부가 설치된다. 그런 다음, 지지부에 색변환 부재(111C, 121C, 131C)를 설치한다. 이같이 하여, 색변환 부재(111C, 121C, 131C)는, LED 칩(112C, 122C, 132C)에 중첩되도록 설치된다.
발광 유닛(110C, 120C, 130C)은, 다른 발광 유닛(110C, 120C, 130C)에 근접하도록 응력 완화 기판(320C) 상에 실장된다. 응력 완화 기판(320C)과 발광 유닛(110C, 120C, 130C)은 배선 기판(310C)에 실장된다. 밀봉 캡(520C)은 내부에 발광 유닛(110C, 120C, 130C) 및 응력 완화 기판(320C)을 수납하도록, 실장 기판(300C)에 장착된다.
본 실시예의 LED 조명 디바이스는 복수의 발광 유닛(110C, 120C, 130C)을 구비한다. 발광 유닛(110C, 120C, 130C) 각각은 서로 근접하여 배치된다. 모든 발광 유닛(110C, 120C, 130C)은 하나의 패키지 내에 일체로 형성된다. 그러므로 이러한 구성에 의하면, 발광 유닛(110C, 120C, 130C)의 간격을 좁힐 수 있다. 결과적으로, LED 조명 디바이스는, 물체의 그림자의 주변에 색 분리를 발생시키지 않고, 물체에 광을 조사할 수 있다.
또한, 본 실시예의 LED 조명 디바이스는, 복수의 발광 유닛(11O)C, (120C, 130C)를 수납한 패키지(500C)를 구비한다. LED 조명 디바이스는, 배광 렌즈와 조합시키는 것이 바람직하다. 이 경우, LED 조명 디바이스로부터 방출되는 광을 원하는 방향으로 지향시킬 수 있다. 그렇지만, 렌즈에 의해 지향된 광의 색 얼룩(color unevenness)이 발생되는 경우가 있다. 이 경우, 광의 반사면에 요철(irregularity)이 형성된 배광 렌즈를 사용하는 것이 바람직하다. 그러므로 렌즈에 의해 광이 서로 혼합된다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 관한 LED 조명 디바이스의 제1 변형예를 나타내고 있다. 제3 실시예의 제1 변형예에 기재된 LED 조명 디바이스(400C)는, 밀봉 캡(520C)에 대신에 밀봉 캡(521C)을 구비한다.
밀봉 캡(521C)은 제3 실시예의 밀봉 캡(520C)의 구성에 더하여 광 확산부재(522C)를 더 구비하고 있다. 광 확산부재(522C)는 투광성 재료와 혼합할 수 있어, 투광성 재료와 함께 밀봉 캡(521C)을 형성하고 있다.
광 확산부재가 분산된 밀봉 캡(521C)은 발광 유닛(110C, 120C, 130C)으로부터 방출되는 광을 확산시키도록 구성되어 있다. 즉, 광 확산부재(522C)가 분산된 밀봉 캡(521C)은 발광 유닛(110C, 120C, 130C)으로부터 방출된 광의 지향성을 저감시킨다. 그러므로 확산된 광은 밀봉 캡으로부터 출사된다. 이로써, LED 조명 디바이스는, 물체의 그림자의 주변에 색 분리를 발생시키지 않고, 물체에 광을 조사할 수 있다.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 관한 LED 조명 디바이스의 제2 변형예를 나타내고 있다. 본 변형예에 있어서, 패키지(500C)는 차광벽(530C)을 더 구비한다.
차광벽(530C)은 패키지(500)의 응력 완화 기판(320)에 설치되어 있다. 차광벽(530C)은 발광 유닛(110C, 120C, 130C)과 응력 완화 기판의 동일면에 형성되어 있다. 차광벽(530C)은 발광 유닛(110C, 120C, 130C)의 상부와 관련해서 상부측에 위치하는 상부를 가진다.
차광벽(530)은, 발광 유닛(110C, 120C, 130C) 각각으로부터 방출되는 광이 다른 발광 유닛(110C, 120C, 130C)의 형광체에 이르는 것을 방지한다. 따라서, 차광벽(530C)은 발광 유닛(110C, 120C, 130C) 각각에 의해 출사된 광이 다른 발광 유닛(110C, 120C, 130C)의 색변환 부재(111C, 121C, 131C)에 이르는 것을 방지할 수 있다.
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 관한 LED 조명 디바이스의 제3 변형예를 나타내고 있다. 본 변형예에 있어서, 패키지(500C)는, 또한 반사벽(540C)을 구비한다.
반사벽(540C)은 패키지(500C)의 응력 완화 기판(320C)에 설치되어 있다. 반사벽(540C)은 발광 유닛(110C, 120C, 130C)과 응력 완화 기판(320C)의 동일면에 형성되어 있다. 반사벽(540C)은 발광 유닛(110C, 120C, 130C)의 상부와 관련해서 상부 측면에 위치하는 상부를 가진다. 반사벽(540C)은 광의 반사율이 높은 금속 재료로 형성되어 있다. 그러나 표면을 광의 반사율이 높은 금속으로 코팅한 반사벽을 사용해도 된다. 또한, 백색의 레지스트가 코팅된 반사벽을 사용해도 된다.
반사벽(540C)은 발광 유닛(110C, 120C, 130C) 각각으로부터 방출되는 광이, 다른 발광 유닛(110C, 120C, 130C)의 형광체에 이르는 것을 방지한다. 따라서, 반사벽(540C)은, 발광 유닛(110C, 120C, 130C) 각각으로부터 방출되는 광이, 다른 발광 유닛(110C, 120C, 130C)의 색변환 부재(111C, 121C, 131C)에 이르는 것을 방지할 수 있다. 또한, 반사벽(540C)은, 발광 유닛(110C, 120C, 130C)이 방출하는 광을 반사한다. 반사벽(540C)에 의해 반사된 광은 밀봉 캡(520C)의 외부에 출사된다.
도 12는 본 발명의 제3 실시예에 관한 LED 조명 디바이스의 제4 변형예를 나타내고 있다. 본 변형예에 있어서, 발광 유닛(110C, 120C, 130C)은 프레임(550C)을 더 구비한다.
프레임(550C)과 색변환 부재(111C, 121C, 131C)는 LED 칩(112C, 122C, 132C)의 상부 표면에 각각 설치되어 있다. 프레임(550C)은, LED 칩(112C, 122C, 132C)의 상부 표면의 외주에 각각 위치한다.
프레임(550C)은, 발광 유닛(110C, 120C, 130C) 각각으로부터 출사되는 광이, 다른 발광 유닛(110C, 120C, 130C)의 형광체에 이르는 것을 방지한다. 따라서, 프레임(550C)은, 각각의 발광 유닛에 의해 방출되는 광이, 다른 발광 유닛(110C, 120C, 130C)에 이르는 것을 방지할 수 있다.
도 13은 본 발명의 제3 실시예에 관한 LED 조명 디바이스의 제5 변형예를 나타내고 있다. 본 변형예에 있어서, 발광 유닛(110C, 120C, 130C)은 프레임(560C)을 더 구비한다.
프레임(560C)과 색변환 부재(111C, 121C, 131C)는 LED 칩(112C, 122C, 132C)의 상부 표면에 각각 설치되어 있다. 프레임(560C)은 LED 칩(112C, 122C, 132C)의 상부 표면의 외주에 각각 위치한다. 프레임(560C)은 LED 칩(112C, 122C, 132C)으로부터 멀어지는 방향으로 갈수록 개구 면적이 점차적으로 커지는 개구를 가진다.
프레임(560C)은, 발광 유닛(110C, 120C, 130C) 각각으로부터 방출되는 광이, 다른 발광 유닛(110C, 120C, 130C)의 색변환 부재(111C, 121C, 131C)의 형광체에 이르는 것을 방지한다. 따라서, 프레임(560C)은, 발광 유닛(110C, 120C, 130C) 각각에 의해 방출되는 광이, 다른 발광 유닛(110C, 120C, 130C)의 색변환 부재(111C, 121C, 131C)의 형광체에 이르는 것을 방지할 수 있다. 또한, 프레임(560C)을 각각 구비한 발광 유닛(110C, 120C, 130C)을 구비함으로써, LED 조명 디바이스는, 많은 양의 광을 미리 결정된 방향으로 향하도록 할 수 있다. 또한, 광의 반사율이 높은 재료로 이루어지는 프레임(560C)을 사용함으로써, LED 조명 디바이스는, 더욱 많은 양의 광을 미리 결정된 방향으로 향하도록 할 수 있다. 광의 반사율이 높은 재료로서는, Al, Ag 등의 금속이나, 백색의 레지스트 등을 사용할 수 있다.
(제4 실시예)
본 발명의 제4 실시예에 관한 LED 조명 디바이스를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 그리고 제1, 제2, 제3 실시예의 구성요소와 동일한 구성요소에는 동일한 부호를 부여한다. 따라서, 제1, 제2, 제3 실시예에서 설명된 구성요소에 대한 설명은 생략한다. 또한, 도면 중에는, 첨자 "D"를 도면 번호에 붙여 표시한다.
도 14는 제4 실시예에 관한 LED 조명 디바이스(400D)의 상면도를 나타내고 있다. 도 16은 제4 실시예에 관한 LED 조명 디바이스(400D)의 개략도를 나타내고 있다. 제4 실시예에 관한 LED 조명 디바이스(400D)는, 베이스(510D), 회로 기판(200D), 실장 기판(300D), 발광 유닛(110D, 120D, 130D), 및 제어 유닛(600D)으로 이루어진다. LED 조명 디바이스(400D)는 외부의 전원(610D)으로부터 전력 공급받는다.
각각의 발광 유닛(110D, 120D, 130D)은, 각각 청색 LED 칩(113, 123, 133)과 색변환 부재(111, 121, 131)로 이루어진다. 청색 LED 칩(113, 123, 133) 각각은, 다른 청색 LED 칩(113, 123, 133)의 조성과 동일한 조성을 가진다. 청색 LED 칩(113, 123, 133) 각각은, 다른 청색 LED 칩(113, 123, 133)이 방출하는 광의 발광 피크 파장과 동일한 발광 피크 파장을 가지는 광을 방출하도록 구성되어 있다. 청색 LED 칩(113, 123, 133) 각각은 다른 청색 LED 칩(113, 123, 133)과 동일한 구조를 가진다. 색변환 부재(111, 121, 131)는 각각 형광체와 투광성 재료로 이루어진다. 형광체는, 청색 LED 칩(113, 123, 133)으로부터 방출된 광에 의해 각각 여기될 때, 광을 방출하도록 구성되어 있다. 색변환 부재(111)는, 청색 LED 칩(113)에 의해 방출된 광에 의해 여기될 때 광을 방출하는 속성을 가지는 형광체를 구비하고, 청색 LED 칩(113)에 의해 생성된 광과 형광체로부터 방출되는 광을 색혼합 시켜 적색광을 방출하도록 구성되어 있다. 즉, 발광 유닛(110D)은, 적색 형광체를 구비하고, LED 칩(113)에 의해 생성되는 광과 적색 형광체로부터 방출되는 광의 혼합색인 적색광을 방출하도록 구성되어 있다. 색변환 부재(121)는, 청색 LED 칩(123)에 의해 방출된 광에 의해 여기되는 속성을 가지는 형광체를 구비하고, 청색 LED 칩에 의해 생성되는 광과 형광체로부터 방출되는 광을 색혼합시켜 녹색광을 방출하도록 구성되어 있다. 즉, 발광 유닛(120D)은 녹색 형광체를 구비하고, LED 칩(123)에 의해 생성되는 광과 녹색 형광체가 방출하는 광의 혼합색인 녹색광을 방출하도록 구성되어 있다. 색변환 부재(131)는, 청색 LED 칩(133)에 의해 방출된 광에 의해 여기되는 속성을 가지는 형광체를 구비하고, 청색 LED 칩에 의해 방출되는 광과 형광체의 광을 색혼합시켜 청색을 방출하도록 구성되어 있다. 즉, 발광 유닛(130D)은 청색 형광체를 구비하고, 청색 LED 칩(133)에 의해 생성되는 광과 형광체가 방출하는 광의 혼합색인 청색광을 방출하도록 구성되어 있다. 따라서, 발광 유닛(110)은 적색 발광하는 적색 광원으로서 기능한다. 발광 유닛(120)은 녹색 발광하는 녹색 광원으로서 기능한다. 발광 유닛(130)은 청색 발광하는 청색 광원으로서 기능한다. 투광성 재료는, 예를 들면, 나노미터 레벨 또는 분자 레벨로 유기 성분과 무기 성분이 혼합되어 있는 유기 하이브리드 재료를 들 수 있다. 색변환 부재(111, 121, 131)는 각각 돔형으로 형성되어 있다. 색변환 부재(111, 121, 131) 각각은 실장 기판(300D)과의 사이에 청색 LED 칩(113, 123, 133)을 각각 수납한다. 실장 기판(300D)은 세라믹으로 이루어진다. 그렇지만, 실장 기판(300D)의 재료는 세라믹 기판에 한정되는 것은 아니다. 또한, 청색 LED 칩(113, 123, 133)은, 형광체로부터 방출되는 광의 발광 피크 파장보다 짧은 발광 피크 파장을 가지는 광을 방출하는 속성을 가지도록 구성되어 있다.
회로 기판(200D)은 절연성을 가지는 유리 에폭시 수지로 이루어진다. 폴리이미드계 수지 및 페놀계 수지로 이루어진 회로 기판(200D)을 적용할 수도 있다. 회로 기판(200D)은 도시되지 않은 배선이 일 표면에 형성되어 있다. 배선은, 발광 유닛(110D, 120D, 130D)에 전력을 공급하기 위해 제공된다. 회로 기판(200D)은 원판형으로 형성되어 있다. 그러나 회로 기판(200D)은 원판형이 아닌 다른 형상이어도 된다. 회로 기판(200D)에는 개구(210D)가 형성되어 있다. 개구(210D)는, 내측에 발광 유닛(110D, 120D, 130D)을 각각 배치할 수 있는 치수로 되어 있다. 발광 유닛(110D, 120D, 130D)은 회로 기판(200D) 및 베이스(510D)에 형성된 배선을 통하여 외부에 설치된 전원으로부터 전류가 공급된다.
각각의 발광 유닛(110D, 120D, 130D)은 가역성 시트(flexible sheet)를 통하여 베이스(510D)에 장착되어 있다. 가역성 시트는, 열전도성이 높고, 열유동성(thermal hydraulics property)이 높다. 가역성 시트는, 예를 들면, 실리카 및 알루미늄 등의 필러(filler)로 이루어지는 수지 시트이다. 수지 시트는 가열 시에 저점도성(low-viscosity property)의 속성을 가진다. 발광 유닛(110D, 120D, 130D)은 가역성 시트를 소성 변형시킴으로써 베이스(510D)에 고착되어 있다. 이 경우, LED 칩(113, 123, 133)과 베이스(510D) 사이의 열저항을 저감시키는 동시에, LED 칩(113, 123, 133)과 베이스(510D) 사이의 열저항의 불균일을 저감할 수 있다. 즉, 이 구성에 의하면, LED 칩(113, 123, 133)으로부터 베이스(510D)로의 방열성(heat release performance)을 높일 수 있다. 또한, 가역성 시트는, LED 칩(113, 123, 133)의 교차점 온도가 상승하는 것을 억제한다. 따라서, 이 구성에 의하면, LED 칩(113, 123, 133)으로의 입력 전력의 양을 크게 함으로써, 광출력이 높은 LED 조명 디바이스(400D)를 얻을 수 있다.
전술한 구성을 구비한 LED 조명 디바이스(400D)는 다음과 같이 설정되어 있다. 도 15는 XYZ 색도계의 xy 색도도와 xy 색도도 내의 흑체 궤적 BL을 나타낸 것이다. 도 15에 있어서, 색도 점 Wa는, 발광 유닛(110D)의 발광색을 나타내고, 색도 점 Wb는, 발광 유닛(120D)의 발광색을 나타내고, 색도 점 Wc는, 발광 유닛(130D)의 발광색을 나타낸다. 색도 점 Wc와 색도 점 Wb는, 색도 점 Wb와 색도 점 Wc를 연결하는 제1 라인이, 흑체 궤적 BL의 고온단 W1을 통과하는 위치에 위치하도록 설정되어 있다. 본 실시예에서는, 도 15에 나타낸 바와 같이, 고온단은 7000K이다. 그리고 색도 점 Wa와 색도 점 W는, 색도 점 Wa와 색도 점 Wb를 연결하는 제2 라인이, 흑체 궤적 BL의 저온단 W2를 통과하는 위치에 위치하도록 설정되어 있다. 본 실시예에서는, 저온단은 2500K이다. 제3 라인은 색도 점 Wa와 색도 점 Wc를 연결하는 라인으로 규정되며, xy 색도도의 색도 좌표의 Y 축 값을 가진다. 제4 라인은 고온단 W1과 저온단 W2를 연결하는 라인으로 규정된다. 제4 라인은 색도 좌표의 Y 축 값을 가진다. 제3 라인의 Y 축 값은 제4 라인의 Y 축 값보다 작다. 따라서, 제3 라인의 X 축 값과 제4 라인의 X 축 값이 같은 경우, 제3 라인의 Y 축 값은 제4 라인의 Y 축 값보다 작다. 즉, 본 실시예의 LED 조명 디바이스는, 전술한 각각의 발광 유닛(110D, 120D, 130D)이, 스펙트럼 궤적 SL 내의 위치에 대응하는 색을 가지는 광을 방출하도록 구성되어 있다. 또한, 발광 유닛(110D, 120D, 130D)은, 전술한 조건을 만족시키는 색도 점 Wa, Wb, Wc에 대응하는 색을 가지는 광을 방출하도록 각각 구성되어 있다. 이로써, LED 조명 디바이스는, 색도 점 Wa, Wb, Wc를 각각 직선으로 연결하는 제1, 제2, 제3 라인에 의해 에워싸인 삼각형의 범위 내의 백색광을 생성하도록 구성된다. 본 실시예에 있어서, 색도 점Wa, Wb, Wc를 직선으로 연결하는 제1, 제2, 제3 라인에 의해 에워싸인 삼각형의 범위 내의 색은 백색이다.
또한, 본 실시예의 LED 조명 디바이스는, 전원으로부터 발광 유닛(110D, 120D, 130D)으로 공급되는 전력을 조정하도록 구성된 제어 유닛(600D)을 구비한다. 제어 유닛(600D)은 도시되지 않은 메모리를 구비한다. 제어 유닛(600D)은 발광 유닛(110D, 120D, 130D)에 공급되는 전류를 설정하기 위한 조작부(620D)가 접속되어 있다. 제어 유닛(600D)은 조작부(620D)의 설정에 기초하여, 발광 유닛(110D, 120D, 130D)을 제어한다. 메모리는, 각각의 발광 유닛(110D, 120D, 130D)에 공급되는 전류와, 이 전류를 공급받는 각각의 발광 유닛(110D, 120D, 130D)이 방출하는 광의 광출력의 관계를 저장한다. 도 17은 발광 유닛(110D, 120D, 130D)에 공급된 전류값과 발광 유닛(110D, 120D, 130D)에 의해 방출되는 광의 광출력 사이의 관계를 나타내고 있다. 도 17에 나타낸 전류값과 광의 광출력의 관계는, 발광 유닛(110D, 120D, 130D)에 공급되는 전류에 따라, 발광 유닛(110D, 120D, 130D)의 광출력을 미리 측정하여 둠으로써 얻어진다.
본 실시예의 LED 조명 디바이스는, 발광 유닛(120D)의 광의 출력을 일정하게 공급하고, 발광 유닛(110D 및 130D)의 광출력을 조정함으로써, 색온도를 조정할 수 있도록 구성되어 있다. 즉, 이 구성에 의하면, 녹색 광원의 광의 출력을 일정하게 하여, 적색 광원과 청색 광원과의 광출력을 조정함으로써, 색온도를 조정할 수 있다. 따라서, 제어 유닛(600D)을 가지는 제어 회로를 적용할 수 있다. 또한, LED 조명 디바이스로부터 생성되는 광의 색온도를 조정하도록 구성되는 LED 조명 디바이스를 얻을 수 있다. 또한, 이러한 구성에 의하면, LED 조명 디바이스의 저비용화를 도모하는 것이 가능해진다.

Claims (13)

  1. LED 조명 디바이스에 있어서,
    상이한 색의 가시광들을 방출하고 상기 가시광들을 서로 혼합하여 백색광을 생성하도록 구성되어 있는 복수의 발광 유닛들을 구비하고,
    각각의 상기 발광 유닛은, 광을 생성하도록 구성된 LED 칩, 및 상기 LED 칩으로부터의 광에 의해 여기되어 미리 결정된 색의 광을 발하는 속성을 가지는 형광체(phosphor)를 구비하고,
    상기 LED 칩은, 청색 LED 칩, UV LED 칩, 보라색 LED 칩으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되고,
    각각의 상기 형광체는, 서로 상이한 미리 결정된 색의 광을 발하도록 선택되고,
    상기 발광 유닛들은, xy 색도도(chromaticity diagram) 상의 색도 점(chromaticity points)에 각각 대응하는 색의 광을 방출하도록 구성되어 있고,
    상기 색도 점은, XYZ 색도계의 xy 색도도의 흑체 궤적(blackbody locus)에 기초하여 결정되는 삼각형을 에워싸는 다각형의 정점에 위치하고,
    상기 삼각형은 제1 색도 점, 제2 색도 점, 및 제3 색도 점으로 각각 정의되는 3개의 정점을 가지며,
    상기 제1 색도 점은, 원하는 혼합색 광에 기초하여 흑체 궤적 상에 위치하고,
    상기 제2 색도 점은, 상기 원하는 혼합색 광에 기초하여 흑체 궤적 상에 위치하고,
    상기 제3 색도 점은, 상기 흑체 궤적 상의 제1 색도 점에서의 제1 접선과 상기 흑체 궤적 상의 상기 제2 색도 점에서의 제2 접선과의 교점에 위치하는, LED 조명 디바이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 LED 조명 디바이스는 3개의 발광 유닛들로 이루어지는, LED 조명 디바이스.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 LED 조명 디바이스는, 제1 발광 유닛, 제2 발광 유닛, 및 제3 발광 유닛을 구비하고,
    상기 제1 발광 유닛은, 상기 제1 발광 유닛의 LED 칩이 방출하는 광과 상기 제1 발광 유닛의 형광체가 방출하는 광이 혼합하여 생성되는 적색광을 방출하도록 구성되어 있고,
    상기 제2 발광 유닛은, 상기 제2 발광 유닛의 LED 칩이 방출하는 광과 상기 제2 발광 유닛의 형광체가 방출하는 광이 혼합하여 생성되는 녹색광을 방출하도록 구성되어 있고,
    상기 제3 발광 유닛은, 상기 제3 발광 유닛의 LED 칩이 방출하는 광과 상기 제3 발광 유닛의 형광체가 방출하는 광이 혼합하여 생성되는 청색광을 방출하도록 구성되어 있는, LED 조명 디바이스.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 발광 유닛들은, 복수 종류의 상기 형광체를 공통으로 공유하고,
    상기 발광 유닛들은, 혼합비가 상이한 복수 종류의 상기 형광체를 각각 구비하는, LED 조명 디바이스.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 발광 유닛들은 제1 발광 유닛 및 제2 발광 유닛에 의해 구성되고,
    상기 제1 발광 유닛은, 상기 청색 LED 칩으로부터의 광에 의해 여기되어 적색광을 방출하도록 구성된 형광체를 구비하고,
    상기 제2 발광 유닛은, 상기 청색 LED 칩으로부터의 광에 의해 여기되어 녹색광을 방출하는 형광체를 구비하고,
    상기 LED 조명 디바이스는 광 확산부재(light diffusion member)를 가지는 제3 청색 LED를 더 포함하며,
    상기 청색 LED 칩들은 타입이 서로 동일하며,
    상기 광 확산부재는 상기 제3 청색 LED 칩으로부터 방출된 청색광을 확산시키도록 구성된, LED 조명 디바이스.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 LED 조명 디바이스는, 상기 발광 유닛들을 내부에 배치하도록 구성된 패키지를 더 구비하고,
    상기 형광체는, 상기 LED 칩에 중첩되어 배치되며,
    각각의 발광 유닛은, 상기 패키지의 내부에서, 다른 발광 유닛에 근접하여 배치되어 있는, LED 조명 디바이스.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 패키지는 실장 기판과 밀봉 캡으로 이루어지고,
    상기 실장 기판의 일 표면에는, 복수의 발광 유닛들이 실장되고,
    상기 밀봉 캡은, 상기 실장 기판의 상기 일 표면 측에서 상기 밀봉 캡과 상기 실장 기판 사이에서 복수의 상기 발광 유닛들이 밀봉되도록 배치되고,
    상기 밀봉 캡은, 광 확산부재를 가지는 투광성 재료에 의해 형성되어 이루어지는, LED 조명 디바이스.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 패키지는, 서로 인접하는 상기 발광 유닛들 사이에 위치하는 차광 부재(light interceptor)를 더 구비하고,
    상기 차광 부재는, 상기 발광 유닛들 중 하나로부터 다른 발광 유닛들로 전송되는 광을 차단하도록 형성되어 있는, LED 조명 디바이스.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 패키지는, 서로 인접하는 상기 발광 유닛들 사이에 위치하는 반사 부재(light reflector)를 더 구비하고,
    상기 반사 부재는, 상기 발광 유닛들 중 하나로부터 다른 발광 유닛들로 가는 광을 차단하도록 형성되어 있는, LED 조명 디바이스.
  10. 제6항에 있어서,
    각각의 상기 발광 유닛은, 상기 형광체의 측면 전체에 걸쳐 에워싸는 프레임을 구비하고,
    상기 프레임은, 상기 형광체로부터의 광을 반사하도록 형성되어 있는, LED 조명 디바이스.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 프레임은, 상기 LED 칩으로부터 멀어지는 방향으로 갈수록 개구 면적(opening area)이 점차적으로 커지는 개구를 가지는, LED 조명 디바이스.
  12. LED 조명 디바이스에 있어서,
    상이한 색의 가시광들을 방출하고 상기 가시광들을 서로 혼합하여 백색광을 생성하도록 구성되어 있는 복수의 발광 유닛들을 구비하고,
    각각의 상기 발광 유닛은, 광을 생성하도록 구성된 LED 칩, 및 상기 LED 칩으로부터의 광에 의해 여기되어 미리 결정된 색의 광을 발하는 속성을 가지는 형광체(phosphor)를 구비하고,
    상기 LED 칩은, 청색 LED 칩, UV LED 칩, 보라색 LED 칩으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되고,
    각각의 상기 형광체는, 서로 상이한 미리 결정된 색의 광을 발하도록 선택되고,
    상기 LED 조명 디바이스는, XYZ 색도계의 xy 색도도의 흑체 궤적에 의해 규정되는 원하는 색온도 조정 범위 내에서 백색광을 가지는 혼합색 광을 방출하도록 구성되어 있고,
    상기 LED 조명 디바이스는, 적색 발광 유닛, 녹색 발광 유닛, 및 청색 발광 유닛을 구비하고,
    상기 적색 발광 유닛은, 상기 LED 칩이 방출하는 광과 상기 형광체가 방출하는 광에 의해 생성되는 적색광을 방출하도록 구성되어 있고,
    상기 녹색 발광 유닛은, 상기 LED 칩이 방출하는 광과 상기 형광체가 방출하는 광에 의해 생성되는 녹색광을 방출하도록 구성되어 있고,
    상기 청색 발광 유닛은, 상기 LED 칩이 방출하는 광과 상기 형광체가 방출하는 광에 의해 생성되는 청색광을 방출하도록 구성되어 있고,
    제1 라인은, 상기 청색 발광 유닛이 방출하는 광의 색의 색도 점과 상기 녹색 발광 유닛이 방출하는 광의 색의 색도 점을 연결하는 선으로 정의되고, 미리 결정된 색온도 범위 내에서 흑체 궤적의 고온단(high-temperature end)을 통과하고,
    제2 라인은, 상기 적색 발광 유닛이 방출하는 광의 색의 색도 점과 상기 녹색 발광 유닛이 방출하는 광의 색의 색도 점을 연결하는 선으로 정의되고, 미리 결정된 색온도 범위 내에서 흑체 궤적의 저온단(low-temperature end)을 통과하고,
    제3 라인은, 상기 청색 발광 유닛이 방출하는 광의 색의 색도 점과 상기 적색 발광 유닛이 방출하는 광의 색의 색도 점을 연결하는 선으로 정의되고, 색도 좌표의 y 축 값을 가지며,
    제4 라인은, 상기 고온단과 저온단을 연결하는 선으로 정의되고,
    상기 제3 라인의 y 축 값은 상기 제4 라인의 y 축 값보다 작은, LED 조명 디바이스.
  13. 삭제
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