KR101456267B1 - Lighting apparatus - Google Patents

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Abstract

본 발명은 형광체가 포함된 파장변환부재를 지지수단에 의해 탈부착시킴으로써 사용자가 원하는 색으로 조명할 수 있도록 한 조명장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a lighting device which enables a user to illuminate a desired color by attaching / detaching a wavelength converting member containing a phosphor by a supporting means.

이를 위해, 본 발명에 따른 조명장치는 적어도 하나의 LED; 상기 LED로부터 나온 광을 파장 변환하는 형광체를 포함하는 고상의 파장변환부재; 및 상기 LED의 상측에 위치한 상기 파장변환부재를 탈착가능하게 지지하는 지지수단을 포함한다. To this end, the illumination device according to the invention comprises at least one LED; A solid-state wavelength conversion member including a phosphor for wavelength-converting light emitted from the LED; And a supporting means for detachably supporting the wavelength converting member located on the upper side of the LED.

형광체, 확산재, 파장변환, 반사컵, 홈, 돌기, 수지 Phosphor, diffusion material, wavelength conversion, reflection cup, groove, projection, resin

Description

조명장치{LIGHTING APPARATUS}LIGHTING APPARATUS

본 발명은 조명장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 LED로부터 나온 광을 파장 변환시키는 파장변환부재를 지지수단에 의해 탈부착시킴으로써 사용자가 원하는 색으로 조명할 수 있도록 한 조명장치에 관한 것이다.The present invention relates to a lighting apparatus, and more particularly, to a lighting apparatus that allows a user to illuminate a desired color by attaching / detaching a wavelength converting member for wavelength conversion of light emitted from an LED by a supporting means.

일반적으로, 발광다이오드(LED: Light Emitting Diode, 이하 'LED'라 한다)는 전류 인가에 의해 P-N 반도체 접합(P-N junction)에서 전자와 정공이 만나 빛을 발하는 소자로서, LED는 저전압, 저전류로 연속 발광이 가능하고 소비전력이 작은 이점 등 기존의 광원에 비해 많은 이점을 갖고 있다.In general, a light emitting diode (LED) is a device in which electrons and holes meet at a PN junction by applying a current, and the LED emits light with a low voltage and a low current It has many advantages over existing light sources such as continuous light emission and low power consumption.

특히, LED는 각종 표시장치, 백라이트 광원 등에 널리 사용되고 있으며, 최근, 적, 녹, 청색광을 각각 방출하는 3개의 발광 다이오드 칩들을 이용하거나, 또는 형광체를 사용하여 파장을 변환시킴으로써 백색광을 방출하는 기술이 개발되어 조명장치로도 그 적용 범위를 넓히고 있다.In particular, LEDs are widely used for various display devices, backlight sources, and the like. In recent years, a technique of emitting white light by using three light emitting diode chips emitting red, green, and blue light respectively or by converting wavelength using phosphors It has been developed and is expanding its application range as a lighting device.

위와 같은 LED는 통상 패키지 구조로 제조되며, 종래 LED 패키지는 도 1에 도시된 바와 같이 제 1 및 제 2 리드(12, 13)를 포함한다. 상기 제 1 및 제 2 리드(12, 13)는 상부 패키지 몸체(11a)와 하부 패키지 몸체(11b)로 이루어진 패키지 몸체(11)에 의해 지지된다. 상기 패키지 몸체(11)는 캐비티(15)를 구비하며, 캐비티(15)의 실장면에 LED칩(14)을 실장하고 와이어(W) 본딩을 한 상태에서 투광성 수지, 예컨대 에폭시 수지 또는 실리콘 수지와 형광체를 섞어 봉지재(16)를 형성함에 따라 패키지 구조로 완성된다. 여기에서, 상기 봉지재(16)는 캐비티(15)에 몰딩 방식으로 채워진 후 경화되어 상기 LED칩(14) 및 본딩 와이어(W)를 덮는다.Such LEDs are typically fabricated in a package structure, and conventional LED packages include first and second leads 12, 13 as shown in FIG. The first and second leads 12 and 13 are supported by a package body 11 composed of an upper package body 11a and a lower package body 11b. The package body 11 is provided with a cavity 15. The LED chip 14 is mounted on the mounting surface of the cavity 15 and a light transmitting resin such as an epoxy resin or a silicone resin And the encapsulant 16 is formed by mixing the phosphors to complete the package structure. Here, the encapsulation material 16 is filled in the cavity 15 in a molding manner and cured to cover the LED chip 14 and the bonding wire W.

따라서, 종래 LED 패키지는 투광성 수지와 형광체를 섞어 캐비티(15)에 봉지재(16)를 몰딩 성형하기 때문에 한가지 색 밖에 발광하지 못한다. 또한, 동일 LED칩을 사용한 LED 패키지라 할지라도 형광체의 양, 분포 특성에 따라 색좌표가 달라져, 색좌표별로 LED 패키지를 소팅하여 사용해야 하기 때문에 제조상의 수율에 문제가 있다.Therefore, in the conventional LED package, since the sealing material 16 is molded in the cavity 15 by mixing the light transmitting resin and the fluorescent material, only one color is emitted. In addition, even in the case of an LED package using the same LED chip, the color coordinates vary depending on the amount and distribution characteristics of the phosphor, and the LED package has to be sorted for each color coordinate.

또한, LED칩(14)의 출력을 높이면 과도한 열이 방출되어 쉽게 형광체가 쉽게 열화되기 때문에 LED 패키지의 휘도 뿐만 아니라 신뢰성도 저하되는 문제도 있다.In addition, when the output of the LED chip 14 is increased, excess heat is easily emitted and the phosphor is easily deteriorated, thereby causing not only the brightness but also the reliability of the LED package.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, LED로부터 나온 광을 파장 변환시키는 파장변환부재를 지지수단에 의해 탈부착시킴으로써 사용자가 원하는 색으로 조명할 수 있도록 한 조명장치를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a lighting device that enables a user to illuminate a desired color by attaching / detaching a wavelength converting member for wavelength conversion of light emitted from an LED by a supporting means.

상기 기술적 과제들을 이루기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 조명장치는 적어도 하나의 LED; 상기 LED로부터 나온 광을 파장 변환하는 형광체를 포함하는 고상의 파장변환부재; 및 상기 LED의 상측에 위치한 상기 파장변환부재를 탈착가능하게 지지하는 지지수단을 포함한다. 또한, 상기 조명장치는 상기 적어도 하나의 LED를 둘러싸도록 배치된 반사부재를 더 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a lighting apparatus including at least one LED; A solid-state wavelength conversion member including a phosphor for wavelength-converting light emitted from the LED; And a supporting means for detachably supporting the wavelength converting member located on the upper side of the LED. The illumination device may further include a reflective member arranged to surround the at least one LED.

여기에서, 상기 파장변환부재의 양측에는 홈들이 형성되고, 상기 지지수단은 상기 홈들에 끼워지는 돌기들을 구비한 지지대와, 상기 홈들과 맞물리는 방향으로 상기 지지대를 편향시키는 스프링 수단을 포함한다. 상기 파장변환부재는 확산재를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 파장변환부재는 투광성 물질에 형광체를 혼합한 후 몰딩 성형될 수 있다. 더 나아가, 상기 파장변환부재는 구형 또는 판형일 수 있다.Here, grooves are formed on both sides of the wavelength converting member, and the supporting means includes a support having protrusions fitted in the grooves, and a spring means for deflecting the support in a direction to engage with the grooves. The wavelength conversion member may further include a diffusion material. Further, the wavelength conversion member may be formed by molding a fluorescent material after mixing the light-transmitting material. Furthermore, the wavelength conversion member may be spherical or plate-shaped.

본 발명의 실시예에 따르면 LED로부터 나온 광을 파장 변환시키는 파장변환부재를 반사컵에 탈부착시킴으로써 사용자의 취향에 맞게 LED 조명을 설계할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a wavelength conversion member for wavelength-converting light emitted from an LED is detachably attached to a reflection cup, thereby designing an LED illumination according to a user's taste.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면 반사컵 내부에 실장된 LED칩과 파장변환부재가 이격되어 있어 LED칩에서 발생한 열에 의한 형광체의 열화 문제를 해결할 수 있다.In addition, according to the embodiment of the present invention, since the LED chip and the wavelength conversion member mounted in the reflective cup are spaced apart from each other, it is possible to solve the problem of deterioration of the phosphor due to heat generated in the LED chip.

그리고, 본 발명의 실시예에 따르면 형광체와 투광성 물질을 혼합한 파장변환부재를 사용함으로써 쉽게 색상을 변경할 수 있으며, 색좌표 수율 등의 문제를 해결할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, it is possible to easily change the color by using a wavelength converting member in which a phosphor and a light-transmitting material are mixed, and it is possible to solve problems such as the yield of color coordinates.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 다음에 소개되는 실시예들을 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following embodiments are provided by way of example so that those skilled in the art can fully understand the spirit of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the embodiments described below, but may be embodied in other forms. In the drawings, the width, length, thickness, and the like of the components may be exaggerated for convenience. Like reference numerals designate like elements throughout the specification.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 조명장치를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a lighting apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면 본 발명의 실시예에 따른 조명장치(2)는 적어도 하나의 LED(22), 상기 LED(22)로부터 나온 광의 파장을 변환시키는 파장변환부재(23) 및 상기 파장변환부재(23)를 탈착가능하게 지지하는 지지수단(24)을 포함한다. 상기 LED(22)는 상기 LED(22)를 둘러싸도록 배치된 반사부재, 예컨대 반사컵(21)의 내부에 실장될 수 있다.1, a lighting apparatus 2 according to an embodiment of the present invention includes at least one LED 22, a wavelength conversion member 23 for converting the wavelength of light emitted from the LED 22, 23) for detachably supporting the support member (24). The LED 22 may be mounted inside a reflective member, for example, a reflective cup 21, arranged to surround the LED 22.

상기 반사컵(21)은 반사면(211)을 갖는다. 상기 반사면(211)은 LED(22)에서 방출된 빛을 반사시키기 위해 일정한 경사면을 갖는다. 이러한 반사면(211)에는 금속물질이 코팅될 수 있다. 특히, 상기 반사컵(21)의 길이 및/또는 반사면(211)의 기울기는 시뮬레이션을 통해 원하는 지향패턴을 갖는 길이로 결정하여 설계함이 바람직하다.The reflective cup 21 has a reflective surface 211. The reflective surface 211 has a constant inclined surface for reflecting the light emitted from the LED 22. The reflection surface 211 may be coated with a metal material. In particular, it is preferable that the length of the reflecting cup 21 and / or the inclination of the reflecting surface 211 are determined by designing a length having a desired directing pattern through simulation.

본 실시예에서는 세개의 LED(22)가 반사컵(21)의 내부에 실장되는 것으로 설명하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아닌바 하나의 LED가 반사컵(21)의 내부에 실장될 수 있다. 여기에서, 상기 LED(22)는 청색을 발하는 LED와 자외선을 발하는 UV LED가 고려될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.In the present embodiment, three LEDs 22 are mounted in the reflective cup 21, but the present invention is not limited thereto. One LED may be mounted inside the reflective cup 21 have. Here, the LED 22 may be an LED that emits blue light and a UV LED that emits ultraviolet light, but the present invention is not limited thereto.

상기 반사컵(21)의 상부에는 고상의 파장변환부재(23)가 위치하되, 상기 반사컵(21)의 내부에 실장된 LED(22)와 이격되어 위치된다. 본 실시예에서 파장변환부재(23)를 상기 반사컵(21)의 상부에 거치되는 것으로 설명하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니고 상기 반사컵(21)의 상부와 이격된 채 고정될 수도 있다.The reflective cup 21 is positioned above the LED 22 mounted in the reflective cup 21 with a solid wavelength conversion member 23 disposed thereon. Although the wavelength converting member 23 is described as being mounted on the reflective cup 21 in the present embodiment, the present invention is not limited thereto, and the wavelength converting member 23 may be fixed to the reflective cup 21 have.

상기 LED(22)와 파장변환부재(23)가 이격되어 있어, 상기 LED(22) 구동시 발생되는 열에 의해 형광체의 열화 문제를 해결할 수 있다. 이에 따라, 조명장치의 휘도 뿐만 아니라 신뢰성을 향상시킬 수 있다.The LED 22 and the wavelength converting member 23 are spaced apart from each other and the problem of degradation of the phosphor can be solved by heat generated when the LED 22 is driven. Accordingly, not only the luminance of the illumination device but also the reliability can be improved.

상기 파장변환부재(23)는 투광성 물질(231), 예컨대 유리, 실리콘, 아크릴(PMMA: polymethylmetacrylate), 에폭시, 폴리카보네이트(PC: polycarbonate) 등에 형광체(232)를 혼합한 후 몰딩하여 형성된다. 상기 투광성 물질(231)은 주로 투과율이 높은 에폭시 수지 또는 실리콘 수지가 사용될 수 있다. 형광체(232)는 상기 LED(22)로부터 방출된 광의 파장인 예를 들면 청색광 또는 자외선광에서 여기되어, 다른 파장으로 변환하기 위한 것으로, 예를 들면 자외선을 발하는 UV LED의 경우 RED 형광체, GREEN 형광체 및 BLUE 형광체가 채택될 수 있고, 청색을 발하는 LED의 경우 RED 형광체, GREEN 형광체가 채택되거나 황색형광체가 채택되어, 백색광을 구현할 수 있다. 이외에도 구현하고자 하는 색상에 따라 광원과 형광체의 조합을 다양하게 할 수 있다.The wavelength converting member 23 is formed by mixing a phosphor 232 with a light transmitting material 231, for example, glass, silicon, polymethylmetacrylate (PMMA), epoxy, polycarbonate (PC) As the light transmitting material 231, an epoxy resin or a silicone resin having a high transmittance may be used. For example, in the case of a UV LED that emits ultraviolet rays, the phosphor 232 may be a RED phosphor, a GREEN phosphor, a blue phosphor, And a blue phosphor may be adopted. In the case of a blue emitting LED, an RED phosphor or a GREEN phosphor may be adopted, or a yellow phosphor may be adopted to realize white light. In addition, the combination of the light source and the phosphor can be varied according to the color to be implemented.

또한, 상기 파장변환부재(23)는 상기 LED(22)에서 나온 광의 확산을 위한 확산재(233), 예컨대 SiO2, TiO2 등을 포함한다. 더 나아가, 상기 파장변환부재(23)는 도 2에 도시된 구형, 도 3에 도시된 판형, 또는 별형일 수 있으며, 조명의 용도에 따라 다양한 형상으로 구현될 수 있다. 도 3에 도시된 판형의 파장변환부재(33)는 상기 반사컵(21)의 상단에 끼워질 수도 있고, 상기 반사컵(21)의 상부에 위치하여 지지수단(24)에 의해 탄성적으로 지지될 수도 있다. 상기 판형의 파장변환부재(33)도 마찬가지로 형광체(332)가 포함된 투광성 물질을 주성분으로 몰딩 성형되며, 확산재(333)가 더 포함될 수 있다. 또한, 상기 판형의 파장변환부재(33)의 양측에는 거치를 위한 홈들(334)이 형성되어 있다.The wavelength conversion member 23 includes a diffusing material 233 for diffusing light emitted from the LED 22, for example, SiO 2 , TiO 2 , and the like. Furthermore, the wavelength conversion member 23 may be spherical as shown in FIG. 2, plate-like or star-shaped as shown in FIG. 3, and may be implemented in various shapes depending on the use of the illumination. The plate-shaped wavelength converting member 33 shown in Fig. 3 may be fitted to the upper end of the reflective cup 21 and may be positioned above the reflective cup 21 and resiliently supported by the support means 24. [ . The plate-type wavelength conversion member 33 may also be formed by molding a light transmissive material including the fluorescent material 332 as a main component and further include a diffusion material 333. On both sides of the plate-like wavelength conversion member 33, grooves 334 for mounting are formed.

상기 파장변환부재(23)의 양측에는 지지수단(24)을 거치할 수 있도록 홈들(234)이 형성되어 있다. 상기 지지수단(24)은 상기 홈들(234)에 끼워지는 돌기들(241)을 구비한 지지대(242)와, 상기 파장변환부재(23)의 탈부착이 용이하도록 도입된 스프링 수단(243)을 포함한다. 상기 지지대(242)는 탄성을 갖는 부재로 이 루어질 수 있다. 상기 스프링 수단(243)은 상기 홈들(234)과 맞물리는 방향으로 상기 지지대(242)를 편향시킨다. 이때, 상기 지지대(242)를 잡아 당겨 상기 지지대(242)에 구비된 돌기들(241)이 상기 파장변환부재(23)의 홈들(234)에 끼워지고, 상기 지지대(242)를 잡아 당겨 상기 홈들(234)에 끼워진 돌기들(241)을 분리한다. 이에 따라, 상기 반사컵(21)에 파장변환부재(23)의 탈부착이 용이하다.On both sides of the wavelength conversion member 23, grooves 234 are formed to support the support means 24. The support means 24 includes a support 242 having protrusions 241 sandwiched between the grooves 234 and a spring means 243 introduced to easily attach and detach the wavelength conversion member 23 do. The support 242 may be made of a resilient member. The spring means 243 deflects the support 242 in a direction to engage with the grooves 234. At this time, the support 242 is pulled so that the projections 241 provided on the support 242 are fitted into the grooves 234 of the wavelength conversion member 23, and the support 242 is pulled, The protrusions 241 sandwiched between the protrusions 234 are separated. Accordingly, it is easy to attach and detach the wavelength converting member 23 to the reflecting cup 21.

이와 같은 구성을 갖는 조명장치(2)의 동작은 예컨대, 청색광을 발하는 LED(22)가 수용된 반사컵(21)의 상부에 예컨대, RED 형광체와 GREEN 형광체가 포함된 파장변환부재(23)를 부착하여 상기 LED(22)로부터 나온 청색광과 상기 LED(22)와 이격되어 위치한 파장변환부재(23)에 포함된 RED 형광체와 GREEN 형광체에 의해 여기된 광이 혼합되어 백색광을 조명할 수 있다.The operation of the lighting apparatus 2 having such a configuration is carried out by attaching a wavelength converting member 23 including, for example, an RED phosphor and a GREEN phosphor on the upper part of the reflecting cup 21 containing the LED 22 emitting blue light The blue light emitted from the LED 22 and the RED phosphor included in the wavelength converting member 23 located apart from the LED 22 are mixed with the light excited by the GREEN phosphor to illuminate the white light.

도 1은 종래 LED 패키지의 단면도.1 is a sectional view of a conventional LED package;

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 조명장치를 설명하기 위한 도면.2 is a view for explaining a lighting apparatus according to an embodiment of the present invention;

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 조명장치에 적용될 판형의 파장변환부재를 도시한 도면.3 is a view showing a plate-type wavelength conversion member to be applied to a lighting apparatus according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>Description of the Related Art

21 : 반사컵 211 : 반사면21: reflective cup 211: reflective surface

22 : LED 23 : 파장변환부재22: LED 23: wavelength conversion member

231 : 투광성 물질 232 : 형광체231: Transparent material 232: Phosphor

233 : 확산재 234 : 홈들233 diffusion material 234 grooves

24 : 지지수단 241 : 돌기들24: support means 241: projections

242 : 지지대 243 : 스프링 수단242: support 243: spring means

Claims (6)

적어도 하나의 LED;At least one LED; 상기 LED로부터 나온 광을 파장 변환하는 형광체를 포함하는 고상의 파장변환부재; 및A solid-state wavelength conversion member including a phosphor for wavelength-converting light emitted from the LED; And 상기 LED의 상측에 위치한 상기 파장변환부재를 탈착가능하게 지지하는 지지수단을 포함하되,And a supporting means for detachably supporting the wavelength converting member located on the upper side of the LED, 상기 파장변환부재의 양측에는 홈들이 형성되고,Grooves are formed on both sides of the wavelength conversion member, 상기 지지수단은 상기 홈들에 끼워지는 돌기들을 구비한 지지대와, 상기 홈들과 맞물리는 방향으로 상기 지지대를 편향시키는 스프링 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명장치.Wherein the support means comprises a support having protrusions fitted in the grooves and a spring means biasing the support in a direction to engage the grooves. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 적어도 하나의 LED를 둘러싸도록 배치된 반사부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명장치.And a reflective member arranged to surround the at least one LED. 삭제delete 청구항 1에 있어서, 상기 파장변환부재는 확산재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명장치.The illuminating device according to claim 1, wherein the wavelength converting member further comprises a diffusing material. 청구항 1에 있어서, 상기 파장변환부재는 투광성 물질에 형광체를 혼합한 후 몰딩 성형된 것을 특징으로 하는 조명장치.The illuminating device according to claim 1, wherein the wavelength converting member is formed by molding a fluorescent material into a translucent material. 청구항 1에 있어서, 상기 파장변환부재는 구형 또는 판형인 것을 특징으로 하는 조명장치.The lighting apparatus according to claim 1, wherein the wavelength conversion member is spherical or plate-shaped.
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