KR102368883B1 - 발광 장치 - Google Patents

발광 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102368883B1
KR102368883B1 KR1020150006518A KR20150006518A KR102368883B1 KR 102368883 B1 KR102368883 B1 KR 102368883B1 KR 1020150006518 A KR1020150006518 A KR 1020150006518A KR 20150006518 A KR20150006518 A KR 20150006518A KR 102368883 B1 KR102368883 B1 KR 102368883B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
wavelength converter
wavelength
light emitting
emitting device
Prior art date
Application number
KR1020150006518A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160087504A (ko
Inventor
손창균
박강열
김기철
Original Assignee
엘지이노텍 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지이노텍 주식회사 filed Critical 엘지이노텍 주식회사
Priority to KR1020150006518A priority Critical patent/KR102368883B1/ko
Priority to EP16150731.4A priority patent/EP3046154B1/en
Priority to CN201610025484.4A priority patent/CN105789414B/zh
Priority to US14/995,655 priority patent/US9903562B2/en
Publication of KR20160087504A publication Critical patent/KR20160087504A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102368883B1 publication Critical patent/KR102368883B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/10—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/14—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58—Optical field-shaping elements
    • H01L33/60—Reflective elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V7/00—Reflectors for light sources
    • F21V7/0091—Reflectors for light sources using total internal reflection
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/10—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/14—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S41/141—Light emitting diodes [LED]
    • F21S41/143—Light emitting diodes [LED] the main emission direction of the LED being parallel to the optical axis of the illuminating device
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/10—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/14—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S41/141—Light emitting diodes [LED]
    • F21S41/147—Light emitting diodes [LED] the main emission direction of the LED being angled to the optical axis of the illuminating device
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/10—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/14—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S41/16—Laser light sources
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/10—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/14—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S41/176—Light sources where the light is generated by photoluminescent material spaced from a primary light generating element
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/30—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by reflectors
    • F21S41/32—Optical layout thereof
    • F21S41/33—Multi-surface reflectors, e.g. reflectors with facets or reflectors with portions of different curvature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V13/00—Producing particular characteristics or distribution of the light emitted by means of a combination of elements specified in two or more of main groups F21V1/00 - F21V11/00
    • F21V13/12—Combinations of only three kinds of elements
    • F21V13/14—Combinations of only three kinds of elements the elements being filters or photoluminescent elements, reflectors and refractors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V7/00—Reflectors for light sources
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V9/00—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
    • F21V9/30—Elements containing photoluminescent material distinct from or spaced from the light source
    • F21V9/32—Elements containing photoluminescent material distinct from or spaced from the light source characterised by the arrangement of the photoluminescent material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H01L33/505—Wavelength conversion elements characterised by the shape, e.g. plate or foil
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H01L33/507—Wavelength conversion elements the elements being in intimate contact with parts other than the semiconductor body or integrated with parts other than the semiconductor body
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V7/00—Reflectors for light sources
    • F21V7/0008—Reflectors for light sources providing for indirect lighting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V7/00—Reflectors for light sources
    • F21V7/0025—Combination of two or more reflectors for a single light source
    • F21V7/0033—Combination of two or more reflectors for a single light source with successive reflections from one reflector to the next or following
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

실시 예의 발광 장치는 기판과, 적어도 하나의 광원과, 기판 위에 배치되며, 적어도 하나의 광원에서 방출된 광의 파장을 변환하는 파장 변환부 및 파장 변환부와의 거리가 가장 가까운 지점에 형성되어 적어도 하나의 광원으로부터 방출된 광이 파장 변환부로 진행하도록 허용하는 개구를 갖고, 기판 위에 배치되어 파장 변환부로부터의 광을 반사하는 반사부를 포함한다.

Description

발광 장치{Light emitting apparatus}
실시 예는 발광 장치에 관한 것이다.
반도체 발광 다이오드(LED:Light Emitting Diode)는 화합물 반도체의 특성을 이용하여 전기를 적외선 또는 빛으로 변환시켜서 신호를 주고 받거나, 광원으로 사용되는 반도체 소자의 일종이다.
Ⅲ-Ⅴ족 질화물 반도체(group Ⅲ-Ⅴ nitride semiconductor)는 물리적 및 화학적 특성으로 인해 발광 다이오드(LED) 또는 레이저 다이오드(LD:Laser Diode) 등 발광 소자의 핵심 소재로 각광을 받고 있다.
이러한 발광 다이오드나 레이져 다이오드는 백열등과 형광등 등의 기존 조명기구에 사용되는 수은(Hg)과 같은 환경 유해물질이 포함되어 있지 않아 우수한 친환경성을 가지며, 긴 수명과 저전력 소비특성 등과 같은 장점이 있기 때문에 기존의 광원들을 대체하고 있다.
특히, 이러한 발광 소자는 자동차용 헤드 라이트나 손전등 등 다양한 분야에 폭 넓게 그 적용 범위를 넓혀가고 있다. 발광 소자를 포함하는 발광 장치는 우수한 광 추출 효율 및 방열 효과 등을 가질 것이 요구되고, 소형화 및 경량화에 대한 요구도 지속적으로 증가하고 있는 실정이다.
특히, 기존의 발광 장치는 발광 소자에서 방출된 여기광의 파장을 변환하기 이전에 광학계를 이용하여 여기광을 포커싱(focusing)하거나 콜리메이팅(collimating)한다. 이때, 광학계의 특성상, 광 경로가 길어질 경우 발광 장치는 공차에 민감할 뿐만 아니라 기구적으로 복잡해질 수 있다.
또한, 발광 장치가 자동차 등에 적용될 경우 진동 등에 잘 견딜 수 있도록 튼튼하게 설계되어야 한다. 그러나, 기존의 발광 장치는 광학계의 구조가 복잡하므로 기구적으로 불안정한 문제를 갖는다.
실시 예는 높은 광 변환 효율 및 간단한 구조를 갖는 발광 장치를 제공한다.
실시 예에 의한 발광 장치는, 기판; 적어도 하나의 광원; 상기 기판 위에 배치되며, 상기 적어도 하나의 광원에서 방출된 광의 파장을 변환하는 파장 변환부; 및 상기 파장 변환부와의 거리가 가장 가까운 지점에 형성되어 상기 적어도 하나의 광원으로부터 방출된 광이 상기 파장 변환부로 진행하도록 허용하는 개구를 갖고, 상기 기판 위에 배치되어 상기 파장 변환부로부터의 광을 반사하는 반사부를 포함할 수 있다.
상기 발광 장치는, 상기 반사부와 상기 파장 변환부 사이에서 광이 지나가는 경로에 채워진 굴절 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 굴절 부재의 제1 굴절률에 대한 상기 파장 변환부의 제2 굴절률의 비율은 0.3 이하일 수 있다.
상기 발광 장치는 상기 적어도 하나의 광원으로부터 방출된 광이 상기 파장 변환부로 진행하는 경로에 배치된 광학부를 더 포함할 수 있다.
상기 광학부는 상기 적어도 하나의 광원과 상기 파장 변환부 사이에 배치된 적어도 하나의 초점 렌즈를 포함할 수 있다.
상기 광학부는 상기 반사부의 개구에 삽입되어 배치될 수 있다.
상기 기판은 제1 수평면; 상기 제1 수평면보다 높은 제2 수평면; 및 상기 제1 및 제2 수평면 사이에 배치되고, 상기 파장 변환부가 안착된 경사면을 포함할 수 있다.
상기 경사면의 경사각은 0° 보다 크고 70° 이하일 수 있다.
상기 개구는 상기 반사부의 하부에 형성될 수 있다.
상기 개구의 높이는 0보다 크고 20 ㎜ 이하일 수 있다.
상기 개구와 상기 파장 변환부 사이의 초점 거리는 6 ㎜ 내지 70 ㎜일 수 있다.
상기 적어도 하나의 광원은 복수의 광원을 포함하고, 상기 복수의 광원은 상기 파장 변환부의 중심으로부터 동일한 거리로 이격될 수 있다.
상기 적어도 하나의 광원은 복수의 광원을 포함하고, 상기 복수의 광원은 부채꼴 형상으로 배치될 수 있다.
상기 반사부는 상기 파장 변환부에서 반사된 청색광이 도달하는 지점에서 상기 청색광의 탈출을 허용하도록 형성된 관통홀을 포함할 수 있다.
상기 반사부는 상기 파장 변환부에서 파장 변환된 광이 반사되는 반사면; 및 상기 파장 변환부에서 반사된 청색광이 도달하는 지점에 형성된 비반사면을 포함할 수 있다. 상기 반사면은 금속 미러 코팅되고, 상기 비반사면은 금속 미러 코팅되지 않을 수 있다. 또는, 상기 비반사면은 광을 산란시키는 표면 처리될 수도 있다. 상기 비반사면은 러프니스를 가질 수 있다.
실시 예에 따른 발광 장치는 기존보다 광학부를 구성하는 부재의 개수가 적으며 구조가 간단하여 소형화 및 경량화될 수 있고 제조 비용을 낮출 수 있고 양산성과 신뢰성을 개선시킬 수 있으며, 기구적으로 안정성을 도모할 수 있고, 반사형 방식을 채택함으로써 투과형 방식보다 높은 광 변환 효율을 가질 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 의한 발광 장치의 결합 단면도를 나타낸다.
도 2는 도 1에 도시된 발광 장치의 분해 단면도를 나타낸다.
도 3은 다른 실시 예에 의한 발광 장치의 결합 단면도를 나타낸다.
도 4는 도 3에 도시된 발광 장치의 분해 단면도를 나타낸다.
도 5는 또 다른 실시 예에 의한 발광 장치의 단면도를 나타낸다.
도 6은 또 다른 실시 예에 의한 발광 장치의 평면도를 나타낸다.
도 7은 개구의 높이별 강도를 나타내는 그래프이다.
도 8은 초점 거리와 경사각에 따른 강도의 세기 간의 관계를 나타내는 그래프이다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시 예를 들어 설명하고, 발명에 대한 이해를 돕기 위해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시 예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되지 않아야 한다. 본 발명의 실시 예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
본 실시 예의 설명에 있어서, 각 구성요소(element)의 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 구성요소(element)가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 구성요소(element)가 상기 두 구성요소(element) 사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다.
또한 "상(위)" 또는 "하(아래)(on or under)"로 표현되는 경우 하나의 구성요소(element)를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
또한, 이하에서 이용되는 "제1" 및 "제2," "상/상부/위" 및 "하/하부/아래" 등과 같은 관계적 용어들은, 그런 실체 또는 요소들 간의 어떠한 물리적 또는 논리적 관계 또는 순서를 반드시 요구하거나 내포하지는 않으면서, 어느 한 실체 또는 요소를 다른 실체 또는 요소와 구별하기 위해서만 이용될 수도 있다.
이하, 실시 예에 의한 발광 장치(100A 내지 100D)를 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다. 편의상, 데카르트 좌표계(x축, y축, z축)를 이용하여 발광 장치(100A 내지 100D)를 설명하지만, 다른 좌표계에 의해서도 이를 설명할 수 있음은 물론이다.
도 1은 일 실시 예에 의한 발광 장치(100A)의 결합 단면도를 나타내고, 도 2는 도 1에 도시된 발광 장치(100A)의 분해 단면도를 나타낸다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 실시 예에 의한 발광 장치(100A)는 광원(110), 기판(120), 파장 변환부(130), 반사부(140) 및 광학부(150)를 포함할 수 있다.
광원(110)은 광(이하, '여기광'이라 한다)을 방출하는 역할을 하며, 발광 다이오드(LED:Light Emitting Diode) 또는 레이져 다이오드(LD:Laser Diode) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 실시 예는 광원(110)의 종류에 국한되지 않는다.
도 1 및 도 2의 경우 하나의 광원(110)만이 도시되어 있지만, 실시 예는 광원(110)의 개수에 국한되지 않는다. 즉, 광원(110)은 도 6에 예시된 바와 같이 복수 개일 수 있다.
또한, 광원(110)에서 방출되는 여기광은 400 ㎚ 내지 500 ㎚의 파장 대역에서 임의의 피크(peak) 파장을 가질 수 있으나, 실시 예는 여기광의 파장 대역에 국한되지 않는다. 광원(110)은 10 ㎚ 이하의 스펙트럴 반치폭(SFWHM:Spectral Full Width at Half Maximum)을 갖는 여기광을 방출할 수 있다. 이는 파장별 강도(intensity)에서의 파장 폭에 해당한다. 그러나, 실시 예는 SFWHM의 특정값에 국한되지 않는다. 그리고, 광원(110)에서 방출되어 파장 변환부(130)로 입사되는 여기광의 반치폭(FWHM) 즉, 빔의 크기는 1 ㎚ 이하일 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.
광학부(150)는 광원(110)으로부터 방출된 여기광을 포커싱(focusing)하고 콜리메이팅(collimating)하는 역할을 한다. 이를 위해, 광학부(150)는 광원(110)으로부터 방출된 여기광이 파장 변환부(130)로 진행하는 경로에 배치될 수 있다. 광학부(150)는 광원(110)과 파장 변환부(130) 사이에 배치된 적어도 하나의 초점 렌즈를 포함할 수 있다. 예를 들어, 광학부(150)는 도 1에 예시된 바와 같이 하나의 초점 렌즈(152)를 포함할 수 있지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 다른 실시 예에 의하면, 광학부(150)는 복수 개의 초점 렌즈를 포함할 수도 있다. 이 경우, 복수 개의 초점 렌즈는 광원(110)과 파장 변환부(130) 사이에서 일렬로 배치될 수 있다.
광학부(150)에 포함되는 초점 렌즈(152)는 여기광의 초점을 맞추는 역할을 한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 파장 변환부(130)와 반사부(150)와의 거리가 가장 가까운 지점에 형성된 개구(OP)를 통해 광이 파장 변환부(130)로 입사될 경우, 광학부(150)의 구조는 간단해질 수 있다.
도 1의 경우, 광학부(150)와 개구(OP)는 소정 거리(d)만큼 이격되어 있지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 다른 실시 예에 의하면, 광학부(150)는 반사부(140)의 개구(OP)에 삽입되어 배치될 수도 있다. 즉, 소정 거리(d)는 '0'일 수도 있다.
기판(120) 위에 파장 변환부(130)가 배치될 수 있다. 도 2를 참조하면, 기판(120)은 제1 및 제2 수평면(S1, S2) 및 경사면(S3)을 포함할 수 있다. 여기서, 제2 수평면(S2)은 제1 수평면(S1)보다 높고, 경사면(S3)은 제1 및 제2 수평면(S1, S2) 사이에 배치되고, 파장 변환부(130)가 안착될 수 있다. 파장 변환부(130)는 기판(120)의 경사면(S3) 위에 배치되어 개구(OP)를 통해 광학부(150)를 마주보도록 배치될 수 있다.
경사면(S3)의 경사각(θ)은 0° 보다 크고 70°이하일 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 여기서, 경사각(θ)은 제1 수평면(S1)을 연장하는 가상의 수평면(S11)을 기준으로 반시계 방향으로 갈수록 증가하는 것으로 정의한다.
파장 변환부(130)는 광원(110)에서 방출된 여기광의 파장을 변환하고, 변환된 광(이하, '변환광'이라 한다)을 반사부(140)로 출사한다. 이때, 파장 변환부(130)는 모든 여기광의 파장을 변환시킬 수 있는 것은 아니다, 즉, 파장 변환부(130)에서 반사된 광의 일부는 파장 변환된 변환광에 해당하고, 광의 다른 부분은 파장 변환되지 않은 광일 수도 있다.
광원(110)에서 방출된 여기광의 파장이 파장 변환부(130)에서 변환됨으로써, 백색광이나 원하는 색 온도의 광이 발광 장치(100A)로부터 출사될 수 있다. 이를 위해, 파장 변환부(130)는 인광 물질(phosphor) 예를 들어 세라믹 인광 물질(ceramic phosphor), 루미포(lumphors) 또는 YAG 단결정(sigle-crystal) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, 루미포란, 발광 물질(luminescent materials) 또는 발광 물질을 포함하는 구조를 의미할 수 있다.
또한, 파장 변환부(130)에 포함되는 다양한 물질의 농도, 입도 크기, 입도 크기 분포, 파장 변환부(130)의 두께, 파장 변환부(130)의 표면 거칠기, 기포 등을 조절함으로써, 원하는 색온도를 갖는 광이 발광 장치(100A)로부터 출사될 수 있다. 예를 들어, 파장 변환부(130)는 색 온도 기준으로 3000K 내지 9000K까지 광의 파장 대역을 변환할 수 있다. 즉, 파장 변환부(130)에서 변환된 파장을 갖는 변환광의 색 온도 범위는 3000K 내지 9000K일 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.
파장 변환부(130)는 다양한 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 파장 변환부(130)는 3가지의 형태 즉, PIG(Phosphor In Glass)형, 다결정 라인(poly crystal-line)형(또는 세라믹(ceramic)형) 또는 단결정 라인(single crystal-line)형일 수 있다.
반사부(140)는 기판(120) 위에서 파장 변환부(130)를 대향하도록 배치되며, 파장 변환부(130)로부터의 광을 반사하여 가상의 광 출사면(OS)을 통해 출사시킨다. 이를 위해, 반사부(140)의 반사면(142)은 포물면, 구면 또는 타원면일 수도 있다. 예를 들어, 반사면(142)이 포물면일 경우 포물면은 다음 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112015003639270-pat00001
여기서, x와 y는 도 1 및 도 2에 도시된 x축 및 y축의 좌표를 의미하고, p는 초점 거리(F)를 나타낸다.
또한, 반사부(140)는 개구(OP:OPening)을 포함할 수 있다. 여기서, 반사면(142)과 파장 변환부(130)와의 거리가 가장 가까운 지점에 개구(OP)가 형성될 수 있으며, 광원(110)으로부터 방출된 광이 파장 변환부(130)로 진행하도록 허용하는 형상을 가질 수 있다. 개구(OP)를 통해 입사된 여기광은 파장 변환부(130)의 중심(C)으로 수광될 수 있다.
파장 변환부(130)가 기판(120) 위에 배치되고 반사부(140)가 도 1 및 도 2에 예시된 바와 같이 포물경 형상을 가질 경우, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 개구(OP)는 반사부(140)의 하부에 형성될 수 있다. 그러나, 반사부(140)와 파장 변환부(130) 사이의 거리가 가장 가까운 지점이 반사부(140)의 하부가 아니라 상부일 경우 상부에 개구(OP)가 형성될 수 있음은 물론이다.
광원(110)에서 방출되어 광학부(150)를 경유한 여기광은 개구(OP)를 통해 수평한 방향인 x축 방향으로 입사될 수 있다.
반사부(140)는 원하는 조도 분포에 따라 비구면, 자유형 만곡(freeform curve)면, 프레넬 렌즈(fresnel), 또는 홀로그라피 광학 소자(HOE:Holography Optical Element) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, 자유형 만곡면이란, 다양한 형태의 곡선면이 배치된 형상을 의미할 수 있다.
만일, 반사부(140)로서 프레넬 렌즈가 사용될 경우, 프레넬 렌즈는 파장 변환부(130)에서 변환된 파장을 갖는 변환광뿐만 아니라 파장이 변화되지 않은 광을 모두 반사시키는 반사부(140)의 역할을 수행할 수 있다.
도 3은 다른 실시 예에 의한 발광 장치(100B)의 결합 단면도를 나타내고, 도 4는 도 3에 도시된 발광 장치(100B)의 분해 단면도를 나타낸다.
도 3 및 도 4에 도시된 발광 장치(100B)는 광원(110), 기판(120), 파장 변환부(130), 반사부(140), 광학부(150) 및 굴절 부재(160)를 포함할 수 있다. 여기서, 도 3 및 도 4에 도시된 광원(110), 기판(120), 파장 변환부(130), 반사부(140) 및 광학부(150)는 도 1 및 도 2에 도시된 광원(110), 기판(120), 파장 변환부(130), 반사부(140) 및 광학부(150)에 각각 해당하므로, 동일한 참조부호를 사용하였으며 중복되는 설명을 생략한다.
굴절 부재(160)는 반사부(140)와 파장 변환부(130) 사이에서 광이 지나가는 경로에 채워진 형태로 배치될 수 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 발광 장치(100A)가 굴절 부재(160)를 포함하지 않을 경우 파장 변환부(130)에서 파장 변환된 광이 반사부(140)로 진행하는 동안, 프레즈널 방정식(fresnel equation)에 의해 필연적으로 광 손실이 발생될 수 있다. 왜냐하면, 광 손실은 파장 변환부(130)와 반사부(140)의 반사면(142) 사이에 존재하는 공기와 파장 변환부(130)의 굴절률 차에 의해 전반사(TIR:Total Internal Reflection) 각도가 작아 파장 변환부(130) 내에서 좁은 각도로 방출되는 변환광만이 반사면(142)으로 진행할 수 있기 때문이다. 더우기, 광원(110)으로서 레이저 다이오드와 같이 고집적 특성을 갖는 여기광을 사용할 경우, 파장 변환부(130)와 공기 간의 굴절률 차는 더욱 커져서 이러한 광 손실이 더욱 커질수 있다. 왜냐하면, LD를 사용할 경우 단/다결정 라인 형태를 갖는 고굴절률을 갖는 물질 이외에는 파장 변환부(130)로서 적합한 물질이 아직 없기 때문이다.
그러나, 도 3 및 도 4에 예시된 바와 같이 발광 장치(100B)가 굴절 부재(160)를 포함할 경우, 파장 변환부(130)에서 파장 변환된 광이 반사부(140)로 진행하는 동안, 전술한 광 손실이 개선될 수 있다. 굴절 부재(160)의 제1 굴절률(n1)과 파장 변환부(130)의 제2 굴절률(n2) 간의 굴절률 차가 적으면 적을수록, 발광 장치(100B)의 광 추출 효율의 폭은 커질 수 있다. 왜냐하면, 파장 변환부(130)에서 파장 변환된 변환광이 손실없이 반사면(142)에 도달할 수 있기 때문이다.
굴절 부재(160)의 제1 굴절률(n1)에 대한 파장 변환부(130)의 제2 굴절률(n2)의 비율(n2/n1)은 0.3 이하일 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 이렇게 비율(n2/n1)이 0.3 이하일 경우, 제1 및 제2 굴절률(n1, n2)이 매칭되어 파장 변환부(130) 내의 전반사로 손실되는 현상이 발생하지 않는다.
전술한 굴절률 차를 고려하여, 파장 변환부(130)와 굴절 부재(160)의 재질을 선택할 수 있다.
파장 변환부(130)의 형태에 따라 제2 굴절률(n2)은 달라질 수 있다. 만일, 파장 변환부(130)가 PIG형일 경우 제2 굴절률(n2)은 1.3 내지 1.7이고, 파장 변환부(130)가 다결정 라인형일 경우 제2 굴절률(n2)은 1.5 내지 2.0이고, 파장 변환부(130)가 단결정 라인형일 경우 제2 굴절률(n2)은 1.5 내지 2.0일 수 있다. 이와 같이, 제2 굴절률(n2)은 1.3 내지 2.0일 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 예를 들어, 굴절 부재(160)는 Al2O3 단결정(single crystsal), Al2O3 또는 SiO2 glass 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 굴절 부재(160)의 제1 굴절률(n1)은 1.4 내지 1.8일 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.
반사부(140)에서 반사된 광은 경계면(OS)과 수직한 방향으로 공기 중으로 출사되므로, 도 3 및 도 4에 도시된 발광 장치에 의할 경우 광 손실이 거의 발생하지 않는다.
또한, 반사부(140)와 굴절 부재(160)는 일체형으로 구현될 수 있다. 이 경우, 굴절 부재(160)는 렌즈의 역할뿐만 아니라 반사의 역할도 수행할 수 있다. 이와 같이, 반사부(140)와 굴절 부재(160)가 일체형으로 구현될 경우, 파장 변환부(130)로부터 반사부(140)로 진행하는 변환광이 공기와 접촉할 가능성이 더욱 없어질 수 있다.
또한, 굴절 부재(160)와 기판(120)은 발광 장치(100B)에서 구현시키고자 하는 원하는 조도 분포에 따라 2차원 패턴 또는 3차원 패턴 중 적어도 하나의 패턴을 가질 수 있다.
한편, 광원(110)에서 방출된 여기광이 청색(blue) 파장 대역의 광(이하, '청색광'이라 함)을 포함할 경우, 파장 변환부(130)와 굴절 부재(160) 간의 굴절률 차이가 존재함으로 인해, 청색광의 적어도 일부는 프레즈널 방정식(fresnel equation)에 의해 파장 변환부(130)에서 파장이 변환되지 않고 거울 반사될 수 있다. 이때, 거울 반사되는 청색광의 량은 굴절 부재(160)와 파장 변환부(130) 간의 굴절률 차, 파장 변환부(130)에 입사되는 청색광의 각도에 의존한다. 파장 변환부(130)와 굴절 부재(160) 간의 굴절률 차이가 없다면, 청색광은 파장 변환부(130)에서 거울 반사되지 않는다. 그러나, 굴절 부재(160)와 파장 변환부(130) 간의 굴절률 차가 있다면, 청색광은 파장 변환부(130)에서 그의 파장이 변환되지 않고 거울 반사되어 반사부(140)와 굴절 부재(160)를 경유하여 광 출사면(OS)을 통해 출사될 수 있다. 만일, 거울 반사된 청색광이 광 출사면(OS)을 통해 출사될 경우 인체에 해로운 영향을 미칠 수 있다. 이를 방지하기 위해, 실시 예에 의한 발광 장치는 다음과 같이 다양한 형태를 가질 수 있다.
도 4를 참조하면, 반사부(140)는 반사면(RS1, RS2)과 비반사면(NRS)을 포함할 수 있다. 여기서, 비반사면(NRS)은 파장 변환부(130)에서 반사된 청색광이 도달하는 지점을 포함하는 면으로서 정의되고, 반사면(RS1, RS2)은 반사부(140)에서 비반사면(NRS)을 제외한 면이며, 파장 변환부(130)에서 파장 변환된 광이 반사되는 면으로서 정의된다. 반사면(RS1, RS2)과 비반사면(NRS)은 반사부(140)에서 파장 변환부(130)를 바라보는 내측면에 포함될 수 있다. 이때, 반사의 법칙에 의해, 파장 변환부(130)의 표면에 수직한 법선을 기준으로 청색 여기광의 입사각과 출사각이 동일한 각도로 입사되어 반사되기 때문에, 반사부(140)에 청색광이 도달하는 지점을 예측할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 반사면(RS1, RS2)은 금속 미러 코팅되어, 파장 변환부(130)에서 파장 변환된 광을 반사할 수 있다. 반면에, 비반사면(NRS)은 금속 미러 코팅되지 않음으로써, 비반사면(NRS)에 도달한 청색광은 반사되지 않도록 할 수 있어, 청색광을 광 출사면(OS)을 통해 출사시키지 않을 수 있다.
다른 실시 예에 의하면, 비반사면(NRS)은 광을 산란시키도록 표면 처리될 수 있다. 이를 위해, 비반사면(NRS)은 예를 들어 러프니스(roughness)를 가질 수 있다. 이와 같이, 청색광이 비반사면(NRS)에서 산란할 경우 광 출사면(OS)을 통해 청색광이 출사되지 않을 수 있다.
도 5는 또 다른 실시 예에 의한 발광 장치(100C)의 단면도를 나타낸다.
또 다른 실시 예에 의하면, 전술한 바와 같이 청색광이 광 출사면(OS)을 통해 출사되는 것을 방지하기 위해, 도 5에 도시된 바와 같이, 발광 장치(100C)의 반사부(140)는 관통홀(PT:Passing Through hole)을 포함할 수 있다. 관통홀(PT)은 파장 변환부(130)에서 거울 반사된 청색광이 도달하는 지점에서 청색광의 탈출을 허용하도록 형성된다. 따라서, 파장 변환부(130)에서 거울반사된 청색광은 광 출사면(OS)이 아니라 관통홀(PT)을 통해 빠져나갈 수 있다.
전술한 바와 같이, 반사부(140)가 관통홀(PT)을 더 포함하는 것을 제외하면, 도 5에 도시된 발광 장치(100C)는 도 3에 도시된 발광 장치(100B)와 동일하므로, 동일한 참조부호를 사용하였으며 중복되는 설명을 생략한다. 즉, 도 3 및 도 5에 도시된 광원(110), 기판(120), 파장 변환부(130), 광학부(150), 굴절 부재(160)는 서로 동일하다.
전술한 실시 예에 의한 발광 장치(100A 내지 100C)에서 광원(110)의 개수는 한 개인 것으로 설명하였지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 광원(110)의 개수는 복수 개일 수도 있다. 만일, 실시 예에 의한 발광 장치가 예를 들어 자동차용 조명 장치를 위해 사용될 경우, 광원(110)의 개수는 복수 개일 수 있다. 이와 같이, 실시 예에 의한 발광 장치의 적용 분야에 따라 광원(110)의 개수는 다양해질 수 있다.
이하, 복수 개의 광원을 포함하는 실시 예에 의한 발광 장치(100D)에 대해 다음과 같이 살펴본다. 도 6에서, 광원(110)의 개수는 7개인 것으로 예시하지만, 광원(110)의 개수가 7개보다 작거나 많은 경우에도 하기의 설명은 적용될 수 있다. 또한, 실시 예에 의한 발광 장치(100D)에 포함되는 광학부(150)의 개수도 7개인 것으로 예시되어 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 광학부(150)의 개수가 7개보다 많거나 적은 경우에도 하기의 설명은 적용될 수 있다. 또한, 하나의 광원(110)에 대해 하나의 광학부(150)가 배정되어 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 복수의 광원(110)에 대해 하나의 광학부(150)가 배정될 수도 있고 하나의 광원(110)에 대해 복수 개의 광학부(150)가 배치될 수도 있다.
도 6은 또 다른 실시 예에 의한 발광 장치(100D)의 평면도를 나타낸다.
광원(110)의 개수가 복수 개인 것을 제외하면, 도 6에 도시된 발광 장치(100D)의 단면도는 도 3에 도시된 발광 장치(100B)의 단면도와 동일하므로 도시하지 않는다. 즉, 도 3은 도 6에 도시된 I-I'선을 따라 절개한 후 -z축 방향으로 바라본 단면도이다. 또한, 광원(110)의 개수가 복수 개임을 제외하면, 도 6은 도 3에 도시된 Ⅱ-Ⅱ' 선을 따라 절개한 후 -y축 방향으로 바라본 평면도에 해당한다. 따라서, 도 6에 도시된 파장 변환부(130), 반사부(140) 및 굴절 부재(160)는 도 3에 도시된 파장 변환부(130), 반사부(140) 및 굴절 부재(160)와 각각 동일한 역할을 수행한다.
도 6을 참조하면, 반사부(140)의 개구(OP)는 복수 개의 광원(110)과 광학부(150)로부터 방출되는 여기광을 받아들일 수 있도록 도 3에 도시된 개구(OP)보다 넓게 형성될 수 있다. 즉, x축과 y축이 이루는 평면상에서, 개구(OP)의 폭은 광원(110)이 한개일 경우보다 클 수 있다.
또한, 복수의 광원(110)은 파장 변환부(130)의 중심(C)으로부터 동일한 거리로 이격될 수 있지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 다른 실시 예에 의하면, 광원(110)은 파장 변환부(130)의 중심(C)으로부터 서로 다른 거리로 이격되어 배치될 수도 있다. 예를 들어, 광량이 많은 광원(110)일수록 파장 변환부(130)의 중심(C)에 가깝게 배치될 수도 있다.
또한, 복수의 광원(110)은 도 6에 도시된 바와 같이 부채꼴 평면 형상(또는, 파장 변환부(130)의 중심(C)을 기준으로 회전 대칭 평면 형상)으로 배치될 수도 있지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 다른 실시 예에 의하면 복수의 광원(110)은 다양한 평면 형상으로 배치될 수도 있다.
이하, 전술한 구성을 갖는 실시 예에 의한 발광 장치(100A 내지 100D)의 특징에 대해 다음과 같이 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
도 7은 개구(OP)의 높이(h)별 강도를 나타내는 그래프로서, 횡축은 높이(h)를 나타내고 종축은 강도를 나타낸다.
파장 변환부(130)가 기판(120)의 위에 배치될 경우, 파장 변환부(130)와 반사부(140) 사이의 가장 가까운 지점은 반사부(140)의 하부에 해당할 수 있다. 이 경우, 도 1 내지 도 6에 예시된 바와 같이, 개구(OP)는 반사부(140)의 하부에 형성될 수 있다.
도 7을 참조하면, 개구(OP)의 높이(h)가 증가할수록 광의 강도가 감소함을 알 수 있다. 즉, 높이(h)가 '0'일 때 강도가 가장 높고 높이(h)가 증가함에 따라 강도가 점차 감소함을 알 수 있다. 따라서, 개구(OP)의 높이(h)는 여기광이 파장 변환부(130)로 입사할 수만 있다면 가장 작은 값으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 굴절 부재(160)의 제1 굴절률(n1)이 1.8이고 개구(OP)를 통해 여기광이 x축 방향으로 입사될 경우, 개구의 높이(h)는 0보다 크고 20 ㎜ 이하일 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 이때, 도 7을 참조하면, 높이(h)가 '0'이 아님으로 인하여 강도가 손실될 수도 있지만, 발광 장치(100A 내지 100D)의 전체 효율성, 성능, 신뢰성 등의 개선을 고려한다면 이러한 손실은 충분히 보상될 수 있다.
도 8은 초점 거리(F)와 경사각(θ)에 따른 강도의 세기 간의 관계를 나타내는 그래프이다. 여기서, 강도는 절대값이 아닌 상대값을 나타낸다.
먼저, 최적의 초점 거리(F)와 경사각(θ)은 개구(OP)이 높이(h)별로 결정될 수 있다. 만일, 높이(h)가 10 ㎜이고, 굴절 부재(160)의 제1 굴절률(n1)이 1.8이고, 여기광이 개구(OP)를 통해 x축 방향으로 입사될 경우, 도 8을 참조하면, 개구(OP)와 파장 변환부(130)의 중심(C) 사이의 초점 거리(F)는 6 ㎜ 내지 70 ㎜이고, 경사각(θ)은 30° 내지 70°일 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.
만일 여기광이 파장 변환부로 전달되는 광의 경로가 길어질 경우, 광학부의 구조가 복잡해질 수 있다. 이 경우 광학부는 거울, 프리즘 및 많은 초점을 하나의 초점으로 모아주는 Fθ렌즈를 비롯한 다양한 렌즈를 포함할 수 있다. 그러나, 전술한 실시 예에 의한 발광 장치(100A 내지 100D)의 경우 여기광이 개구(OP)를 통해 최단거리로 파장 변환부(130)로 전달될 수 있으므로, 기존의 발광 장치보다 광학부(150)를 구성하는 부재의 개수가 적으며 구조가 간단하여 소형화 및 경량화될 수 있고 제조 비용을 낮출 수 있고 양산성과 신뢰성을 개선시킬 수 있다.
또한, 광학부(150)의 구조가 복잡하거나 광학부(150)를 구성하는 구성 부재들의 개수가 많을 경우, 구성 부재들을 정렬시키거나 고정시킴에 있어서 안정성이 저하될 수 있다. 반면에, 실시 예에 의한 발광 장치(100A 내지 100D)의 광학부(150)는 전술한 바와 같이 구성 부재의 개수가 적어 기구적으로 안정성을 도모할 수 있다. 즉, 전술한 바와 같이 광학부(150)는 1개 또는 2개의 렌즈만을 포함할 수 있다.
또한, 전술한 실시 예에 의한 발광 장치(100A 내지 100D)는 여기광의 파장을 변환시키기 위해 파장 변환부(130)를 투과시키는 투과형 방식을 채택하지 않고, 파장 변환부(130)에서 반사되도록 하는 반사형 방식을 채택한다. 이와 같이, 파장 변환부(130)를 반사하여 파장을 변환할 경우, 파장 변환부(130)의 양방향으로 방출되는 변환광을 한쪽 방향으로 모을 수 있는 특성 덕택에, 투과형 방식보다 광 변환 효율이 높아질 수 있다.
또한, 전술한 실시 예에 의한 발광 장치(100A 내지 100D)는 다양한 분야에 적용될 수 있다. 예를 들어, 발광 장치(100A 내지 100D)는 자동차의 각종 램프(예를 들어, 하향등, 상향등, 후미등, 차폭등, 방향지시등, DRL(Day Running Light), 안개등) 또는 손전등 또는 신호등 또는 각종 조명용 기기와 같이 넓은 분야에 적용될 수 있다.
이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100A 내지 100D: 발광 장치 110: 광원
120: 기판 130: 파장 변환부
140: 반사부 142: 반사면
150: 광학부 152: 초점 렌즈
160: 굴절 부재 OP: 개구, 개구부

Claims (18)

  1. 기판(120);
    적어도 하나의 광원(110);
    상기 기판 상에 배치되는 파장 변환부(130);
    상기 기판 상에 배치되는 반사부(140); 및
    상기 반사부(140)와 상기 파장 변환부(130) 사이에 광 경로에 배치된 굴절 부재(160)를 포함하고,
    상기 파장 변환부는 상기 적어도 하나의 광원에서 방출된 광의 파장을 변환하고,
    상기 반사부(140)는
    상기 적어도 하나의 광원에서 방출된 광이 상기 파장 변환부로 진행될 수 있도록 광 경로에 형성된 개구부(OP); 및
    상기 파장 변환부에서 반사된 청색광이 도달하는 지점에 형성된 관통홀(PT)을 포함하고,
    상기 굴절 부재(160)와 상기 파장 변환부(130) 간의 굴절률 차가 존재하는 발광 장치.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 굴절 부재의 제1 굴절률에 대한 상기 파장 변환부의 제2 굴절률의 비율은 0.3 이하인 발광 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 광원으로부터 방출된 광이 상기 파장 변환부로 진행하는 상기 광 경로에 배치된 광학부를 포함하고,
    상기 광학부는 초점 렌즈를 포함하는 발광 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 광학부는 상기 반사부의 개구부에 삽입되어 배치된 발광 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 기판은
    제1 수평면;
    상기 제1 수평면보다 높은 제2 수평면; 및
    상기 제1 및 제2 수평면 사이에 배치되고, 상기 파장 변환부가 안착된 경사면을 포함하는 발광 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 광원은 복수개의 광원으로 형성되고,
    상기 복수개의 광원은 상기 파장 변환부의 중심으로부터 동일한 거리로 이격된 발광 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 복수개의 광원은 부채꼴 형상으로 배치된 발광 장치.
  9. 삭제
  10. 제1 항에 있어서, 상기 반사부에서 상기 파장 변환부와의 이격 거리가 가장 가까운 지점에 상기 개구부가 배치된 발광 장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 광원은 복수개의 광원으로 형성되고,
    상기 복수 개의 광원 중에서 광량이 많은 광원일수록 상기 파장 변환부의 중심에 더 가깝게 배치된 발광 장치.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
KR1020150006518A 2015-01-14 2015-01-14 발광 장치 KR102368883B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150006518A KR102368883B1 (ko) 2015-01-14 2015-01-14 발광 장치
EP16150731.4A EP3046154B1 (en) 2015-01-14 2016-01-11 Light emitting apparatus
CN201610025484.4A CN105789414B (zh) 2015-01-14 2016-01-14 发光装置
US14/995,655 US9903562B2 (en) 2015-01-14 2016-01-14 Light emitting apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150006518A KR102368883B1 (ko) 2015-01-14 2015-01-14 발광 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160087504A KR20160087504A (ko) 2016-07-22
KR102368883B1 true KR102368883B1 (ko) 2022-03-04

Family

ID=55080041

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150006518A KR102368883B1 (ko) 2015-01-14 2015-01-14 발광 장치

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9903562B2 (ko)
EP (1) EP3046154B1 (ko)
KR (1) KR102368883B1 (ko)
CN (1) CN105789414B (ko)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3032517B1 (fr) * 2015-02-05 2018-06-29 Valeo Vision Dispositif lumineux de vehicule
US10317018B2 (en) * 2015-09-01 2019-06-11 Lg Innotek Co., Ltd. Lighting device
KR102457293B1 (ko) * 2015-10-13 2022-10-24 쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드 렌즈 및 이를 포함하는 조명 장치
DE102016201606A1 (de) * 2016-02-03 2017-08-03 Osram Gmbh Beleuchtungsvorrichtung zur emission von beleuchtungslicht
JP6712785B2 (ja) 2016-08-22 2020-06-24 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 照明器具、および、照明システム
JP6995122B2 (ja) * 2016-12-19 2022-02-04 ルミレッズ ホールディング ベーフェー 車両のヘッドライトのためのレーザ照明モジュール
DE102017101729A1 (de) * 2017-01-30 2018-08-02 Osram Opto Semiconductors Gmbh Strahlungsemittierende Vorrichtung
US10234101B2 (en) * 2017-04-27 2019-03-19 Hyundai Mobis Co., Ltd. Optical device
JP2019145229A (ja) * 2018-02-16 2019-08-29 凸版印刷株式会社 照明装置
CN111197725A (zh) * 2018-11-20 2020-05-26 深圳市绎立锐光科技开发有限公司 一种照明装置及灯具
CN109681843A (zh) * 2019-02-26 2019-04-26 华域视觉科技(上海)有限公司 车灯模组及应用其的汽车

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011082066A (ja) * 2009-10-08 2011-04-21 Stanley Electric Co Ltd 車両用灯具
JP2012109201A (ja) * 2010-10-29 2012-06-07 Sharp Corp 発光装置、車両用前照灯、照明装置およびレーザ素子
JP2012119170A (ja) * 2010-12-01 2012-06-21 Stanley Electric Co Ltd 車両用灯具
JP2013246943A (ja) * 2012-05-24 2013-12-09 Sharp Corp 投光装置および車両用前照灯

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3573938B2 (ja) * 1997-03-28 2004-10-06 シャープ株式会社 前方照明装置およびこれを備えた反射型液晶表示装置
CN2679718Y (zh) * 2003-09-02 2005-02-16 北京电影机械研究所 一种用于液晶投影仪的反射式光学引擎
JP4581407B2 (ja) * 2004-01-16 2010-11-17 株式会社日立製作所 光源ユニットおよびそれを用いた投射型映像表示装置
EP2118558A1 (en) * 2007-01-12 2009-11-18 Panasonic Corporation Light-emitting device and illumination apparatus using the same
DE102009018603B9 (de) * 2008-04-25 2021-01-14 Samsung Electronics Co., Ltd. Leuchtvorrichtung und Herstellungsverfahren derselben
JP5618379B2 (ja) * 2009-12-28 2014-11-05 シャープ株式会社 照明装置
US9228710B2 (en) * 2011-06-13 2016-01-05 Sharp Kabushiki Kaisha Light projection apparatus, light condensing unit, and light emitting apparatus
US9108568B2 (en) * 2011-06-29 2015-08-18 Sharp Kabushiki Kaisha Light-projecting device, and vehicle headlamp including light-projecting device
JP5535252B2 (ja) * 2012-02-08 2014-07-02 シャープ株式会社 投光装置およびそれに用いられる導光部材
CN102799057A (zh) * 2012-08-07 2012-11-28 华中科技大学 一种采用固体绿激光和红、蓝光led的高亮度混合白光源
CN203273471U (zh) * 2013-04-19 2013-11-06 杭州鸿雁电器有限公司 一种防蓝光台灯
JP2016154063A (ja) * 2013-06-21 2016-08-25 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 波長変換部材、光源、及びランプ
CN204102933U (zh) * 2014-08-06 2015-01-14 浙江英特来光电科技有限公司 一种新型的高光效的360°发光led光源
AT516554B1 (de) * 2014-11-26 2018-02-15 Zkw Group Gmbh Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011082066A (ja) * 2009-10-08 2011-04-21 Stanley Electric Co Ltd 車両用灯具
JP2012109201A (ja) * 2010-10-29 2012-06-07 Sharp Corp 発光装置、車両用前照灯、照明装置およびレーザ素子
JP2012119170A (ja) * 2010-12-01 2012-06-21 Stanley Electric Co Ltd 車両用灯具
JP2013246943A (ja) * 2012-05-24 2013-12-09 Sharp Corp 投光装置および車両用前照灯

Also Published As

Publication number Publication date
CN105789414A (zh) 2016-07-20
EP3046154A1 (en) 2016-07-20
CN105789414B (zh) 2019-08-02
KR20160087504A (ko) 2016-07-22
EP3046154B1 (en) 2020-10-21
US9903562B2 (en) 2018-02-27
US20160201880A1 (en) 2016-07-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102368883B1 (ko) 발광 장치
US10191185B2 (en) Light-emitting apparatus
KR102294317B1 (ko) 발광 장치
EP2534411B1 (en) Lamp comprising a phosphor, radiation source, optical system and heatsink
JP3228571U (ja) レーザー装置のパッケージ構造
US9869454B2 (en) Light-emitting apparatus
US9052071B2 (en) Illumination device having light-guiding structure
US20160327244A1 (en) Light-emitting device
KR102266738B1 (ko) 조명 장치
KR20170118327A (ko) 발광 장치 및 이를 포함하는 조명 장치
US10125950B2 (en) Optical module
KR102513407B1 (ko) 발광 장치 및 이를 포함하는 차량용 조명 장치
CN107940268B (zh) 激光模组及激光照明灯
KR20140040559A (ko) 광속 제어 부재 및 이를 포함하는 조명 장치
KR20170082875A (ko) 발광소자 패키지

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right