KR102452424B1 - 차량용 조명 모듈 및 이를 구비한 조명 장치 - Google Patents

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Abstract

발명의 실시 예에 개시된 조명 장치는, 제1광과 제2광을 출사하는 조명 모듈; 및 상기 조명 모듈 상에 배치되고 상기 제1광 및 상기 제2광 중 단파장의 광을 차단하고 장파장의 광을 투과시키는 렌즈를 포함하고, 상기 조명 모듈은, 기판; 상기 기판 상에 배치되며 상기 제1광을 출사하는 복수의 발광소자; 상기 복수의 발광소자를 덮는 레진층; 상기 레진층 상에 배치되는 확산층; 상기 레진층과 상기 확산층 사이에 배치되며 상기 제1광을 상기 제2광으로 변환시키는 형광체층을 포함하며, 상기 형광체층은 상기 확산층의 하면에 서로 이격되어 배치되는 패턴을 포함하고, 상기 패턴과 상기 발광소자는 수직 방향으로 중첩되며, 상기 제1광 및 상기 제2광은 상기 형광체층을 통해 상기 렌즈 방향으로 진행하며, 상기 제2광은 상기 렌즈를 투과할 수 있다.

Description

차량용 조명 모듈 및 이를 구비한 조명 장치{VEHICLE LIGHTING MODULE AND LIGHTING APPARATUS HAVING THEREOF}
발명의 실시 예는 발광 모듈 및 렌즈를 포함하는 조명 장치에 관한 것이다.
발명의 실시 예는 면 광원을 제공하는 조명 장치에 관한 것이다.
통상적인 조명 응용은 차량용 조명(light)뿐만 아니라 디스플레이 및 간판용 백라이트를 포함한다.
발광소자 예컨대, 발광 다이오드(LED)는 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성 등의 장점이 있다. 이러한 발광 다이오드는 각종 표시 장치, 실내등 또는 실외등과 같은 각종 조명장치에 적용되고 있다.
최근에는 차량용 광원으로서, 발광 다이오드를 채용하는 램프가 제안되고 있다. 백열등과 비교하면, 발광 다이오드는 소비 전력이 작다는 점에서 유리하다. 그러나, 발광 다이오드로부터 출사되는 광의 출사각이 작기 때문에, 발광 다이오드를 차량용 램프로 사용할 경우에는, 발광 다이오드를 이용한 램프의 발광 면적을 증가시켜 주기 위한 요구가 있다. 또한, 발광 다이오드는 사이즈가 작기 때문에 램프의 디자인 자유도를 높여줄 수 있고 반 영구적인 수명으로 인해 경제성도 있다.
종래의 차량용 조명 모듈에서는 균일한 면광원 형성을 위해서 발광 소자 상에 고밀도의 형광체층을 배치한다. 균일한 면광원 형성을 위해 배치한 고밀도의 형광체층에 의해 발광 소자에서 출사되는 광이 반사 또는 흡수되어 조명 모듈의 광 추출 효율이 저하되는 문제점이 발생하고, 조명 모듈의 광 추출 효율이 저하되는 것을 방지하기 위하여 저밀도의 형광체층을 배치하면 균일한 면광원을 형성하기 어려운 문제점이 발생하였다.
실시예는 형광체층에 의한 광 손실 감소를 방지하고 시인성을 향상시킨 조명 장치를 제공할 수 있다.
실시예는 형광체층 상에 배치된 렌즈에 의해 조명 모듈의 광 추출 효율을 향상시키고 균일한 면광원을 구현할 수 있는 조명 장치를 제공할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 조명 장치는 제1광과 제2광을 출사하는 조명 모듈; 및 상기 조명 모듈 상에 배치되고 상기 제1광 및 상기 제2광 중 단파장의 광을 차단하고 장파장의 광을 투과시키는 렌즈를 포함하고, 상기 조명 모듈은, 기판; 상기 기판 상에 배치되며 상기 제1광을 출사하는 복수의 발광소자; 상기 복수의 발광소자를 덮는 레진층; 상기 레진층 상에 배치되는 확산층; 상기 레진층과 상기 확산층 사이에 배치되며 상기 제1광을 상기 제2광으로 변환시키는 형광체층을 포함하며, 상기 형광체층은 상기 확산층의 하면에 서로 이격되어 배치되는 패턴을 포함하고, 상기 패턴과 상기 발광소자는 수직 방향으로 중첩되며, 상기 제1광 및 상기 제2광은 상기 형광체층을 통해 상기 렌즈 방향으로 진행하며, 상기 제2광은 상기 렌즈를 투과할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 렌즈는 적색의 렌즈이며, 상기 형광체층과 소정 간격 이격되어 배치될 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 렌즈는 적색의 렌즈이며, 상기 렌즈의 하면은 상기 형광체층의 상면과 접촉할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 렌즈는 상기 형광체층 상에 배치되는 제1렌즈와 상기 제1렌즈 상에 배치되는 제2렌즈를 포함할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제2렌즈는 상기 제1렌즈와 소정 간격 이격되어 배치될 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제2렌즈의 하면은 상기 제1렌즈의 상면과 접촉할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1렌즈는 적색 렌즈이고, 상기 제2렌즈는 투명 렌즈일 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 형광체층의 형광체 함량은 상기 형광체층의 무게 대비하여 2% 이상 10% 이하일 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 형광체층을 통과한 상기 제1광 및 상기 제2광의 광 효율은 상기 렌즈를 통과한 상기 제2광의 광 효율의 170% 내지 210%일 수 있다.
실시예에 따른 조명 장치는 형광체층 상에 배치된 렌즈가 적색광을 투과시키고 청색광은 반사시켜 조명 모듈의 시인성을 향상 시킬 수 있다.
실시예에 따른 조명 장치는 형광체층 상에 배치된 렌즈에 의해 형광체 함량을 감소시킬 수 있어 형광체층에 의한 광 손실을 방지하면서도 균일한 면광원을 제공할 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 조명 장치의 단면도이다.
도 2는 실시예에 따른 발광 모듈의 평면도이다.
도 3은 실시예에 따른 조명 장치의 형광체 함량에 따른 광량을 나타낸 도면이다.
도 4는 실시예에 따른 조명 장치의 이너 렌즈의 파장에 따른 투과율을 나타낸 도면이다.
도 5a, 도 5b는 비교예에 따른 조명장치의 평면도 및 파장에 따른 강도를 나타내는 도면이다.
도 6a, 도 6b는 실시예에 따른 조명장치의 평면도 및 파장에 따른 강도를 나타내는 도면이다.
도 7은 실시예 및 비교예의 파장에 따른 복사 조도를 나타낸 도면이다.
도 8은 실시예에 따른 조명 장치의 변형예에 따른 단면도이다.
도 9는 실시예에 따른 조명 장치의 변형예에 따른 단면도이다.
도 10은 실시예에 따른 조명 장치의 변형예에 따른 단면도이다.
도 11은 실시예에 따른 조명장치의 변형예에 따른 단면도이다.
도 12는 실시예에 따른 조명장치의 변형예와 비교예에 따른 조명장치를 비교하여 나타내는 도면이다.
도 13은 실시 예에 따른 조명 모듈을 갖는 램프가 적용된 차량의 평면도이다.
도 14는 실시 예에 따른 조명 모듈 또는 조명 장치를 갖는 램프를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.
다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, “A 및(와) B, C중 적어도 하나(또는 한 개 이상)”로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나이상을 포함 할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 확정되지 않는다. 그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속＇되는 경우도 포함할 수 있다.
또한, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한 “상(위) 또는 하(아래)”으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 조명장치는 조명이 필요로 하는 다양한 램프장치, 이를테면 차량용 램프, 가정용 조명장치, 또는 산업용 조명장치에 적용이 가능하다. 예컨대 차량용 램프에 적용되는 경우, 헤드 램프, 차폭등, 사이드 미러등, 안개등, 테일등(Tail lamp), 제동등, 주간 주행등, 차량 실내 조명, 도어 스카프(door scar), 리어 콤비네이션 램프, 백업 램프 등에 적용 가능하다. 본 발명의 조명장치는 실내, 실외의 광고장치, 표시 장치, 및 각 종 전동차 분야에도 적용 가능하며, 이외에도 현재 개발되어 상용화되었거나 향후 기술발전에 따라 구현 가능한 모든 조명관련 분야나 광고관련 분야 등에 적용 가능하다고 할 것이다.
도 1은 실시예에 따른 조명 장치를 나타낸 단면도이고, 도 2는 실시예에 따른 발광 모듈의 단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 조명 장치(100)는 하우징(10), 상기 하우징(10)과 결합되는 조명 모듈(60) 및 이너 렌즈(70)를 포함할 수 있다. 상기 조명 모듈(60)은 기판(20), 상기 기판(20) 상에 배치되는 복수의 발광소자(30), 상기 발광소자(30)에 전원을 공급하는 커넥터(24), 상기 발광소자(30)를 덮는 레진층(40), 상기 레진층(40) 상에 배치되는 형광체층(50)을 포함할 수 있다. 상기 이너 렌즈(70)는 상기 형광체층(50) 상에 배치될 수 있다.
상기 하우징(10)은 상기 조명 모듈(60)의 측면을 감싸며 배치되어 상기 조명 모듈(60)과 결합될 수 있다.
상기 조명 모듈(60)는 상기 발광소자(30)로부터 방출된 광을 면 광원으로 방출할 수 있다. 상기 발광소자(30)는 상기 기판(20) 상에 복수로 배치될 수 있다. 상기 조명 장치(100)에서 복수의 발광소자(30)는 N열(N은 1이상의 정수) 또는/및 M행(M은 1이상의 정수)으로 배열될 수 있다. 상기 복수의 발광소자(30)는 도 2와 같이 N열 및 M행(N, M은 2이상의 정수)로 배열될 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 기판(20)은 복수의 발광소자(30) 및 레진층(40) 아래에 위치한 베이스 부재 또는 지지 부재로서 기능할 수 있다. 상기 기판(20)은 인쇄회로 기판(PCB: Printed Circuit Board)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 기판(20)은 수지 계열의 인쇄회로기판(PCB), 메탈 코아(Metal Core) PCB, 연성(Flexible) PCB, 세라믹 PCB, 또는 FR-4 기판 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 기판(20)의 상면은 X축-Y축 평면을 가지며, 상기 기판(20)의 두께(d1)는 X방향과 Y방향에 직교하는 Z방향의 높이일 수 있다. 여기서, X방향은 제1방향이며, Y방향은 X방향과 직교하는 제2방향이며, 상기 Z방향은 X방향과 Y방향에 직교하는 제3방향일 수 있다.
상기 기판(20)은 상부에 배선층(미도시)을 포함하며, 상기 배선층은 발광소자(30)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 기판(20)은 상부에 배치된 반사부재 또는 보호층은 상기 배선층을 보호할 수 있다. 상기 복수의 발광소자(30)는 상기 기판(20)의 배선층에 의해 직렬, 병렬, 또는 직-병렬로 연결될 수 있다. 상기 복수의 발광소자(30)는 2개 이상을 갖는 그룹이 직렬 또는 병렬로 연결되거나, 상기 그룹들 간이 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다.
상기 기판(20)의 제1방향(X방향) 길이(x1)와 제2방향(Y방향) 길이(y1)는 서로 다를 수 있으며, 예컨대 제1방향의 길이(x1)가 제2방향의 길이(y1)보다 길게 배치될 수 있다. 상기 제1방향의 길이(x1)는 상기 제2방향의 길이(x1)의 2배 이상으로 배치될 수 있다. 상기 기판(20)의 두께(d1)는 1.0mm 이하이며, 예를 들어, 0.3mm 내지 1.0mm의 범위일 수 있다. 상기 기판(20)의 두께(d1)를 얇게 제공하므로, 조명 모듈의 두께를 증가시키지 않을 수 있다. 상기 기판(20)은 두께(d1)가 1.0mm 이하로 제공되므로, 플렉시블한 모듈을 지지할 수 있다. 상기 기판(20)의 두께(d1)는 상기 기판(20)의 하면에서 최상측 층의 상면까지의 간격의 0.1배 이하이거나, 0.1배 내지 0.06배 범위일 수 있다. 상기 기판(20)의 하면에서 최상측 층의 상면까지의 간격은 기판(20)의 두께(d1)일 수 있다.
상기 기판(20)의 하면에서 최상측층인 형광체층(50)의 상면까지의 간격은 조명 모듈(60)의 두께(e1)일 수 있다. 상기 조명 모듈(60)의 두께(e1)는 상기 기판(20)의 제1방향(X방향) 및 제2방향(Y방향)의 길이(x1, y1) 중에서 짧은 길이의 1/3 이하일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 조명 모듈(60)의 두께(e1)는 상기 기판(20)의 바닥에서 6mm 이하이거나, 4mm 내지 6mm의 범위일 수 있다. 상기 조명 모듈(60)의 두께(e1)는 상기 레진층(40)의 두께(b1)의 200% 이하 예컨대, 120% 내지 200% 범위일 수 있다. 상기 조명 모듈(60)은 두께(e1)가 4mm-6mm로 제공되므로, 플렉시블하며 슬림한 면광원 모듈로 제공할 수 있다.
상기 조명 모듈(60)의 두께(e1)가 상기 범위보다 얇을 경우 광 확산 공간이 줄어들어 핫 스팟이 발생될 수 있고 상기 범위보다 클 경우 조명 모듈 두께의 증가로 인해 공간적인 설치 제약과 디자인 자유도가 저하될 수 있다. 실시 예는 조명 모듈(60)의 두께(e1)를 6mm 이하 제공하여, 곡면 구조가 가능한 모듈로 제공하므로 디자인 자유도 및 공간적 제약을 줄여줄 수 있다. 상기 조명 모듈(60)의 두께 대비 상기 조명 모듈(60)의 Y 방향의 길이(y1)의 비율은 1:m일 수 있으며, 상기 m≥1의 비율 관계를 가질 수 있으며, 상기 m는 최소 1이상의 자연수이며, 상기 발광소자(30)의 열은 m보다 작은 정수일 수 있다. 예컨대, 상기 m이 조명 모듈(60)의 두께(e1)보다 4배 이상 크면 상기 발광소자(30)는 4열로 배치될 수 있다.
상기 기판(20)은 일부에 커넥터(24)를 구비하여, 상기 복수의 발광소자(30)에 전원을 공급할 수 있다. 상기 기판(20)에서 상기 커넥터(24)가 배치된 영역(23)은 레진층(40)이 형성되지 않는 영역(23)으로서, 상기 기판(20)의 Y방향의 길이(y1)과 같거나 작을 수 있다. 상기 커넥터(24)는 상기 기판(20)의 상면 일부 또는 하면 일부에 배치될 수 있다. 상기 커넥터(24)가 기판(20)의 저면에 배치된 경우, 상기 영역(23)은 제거될 수 있다. 상기 기판(20)은 탑뷰 형상이 직사각형이거나, 정사각형이거나, 다른 다각형 형상일 수 있으며, 곡면 형상을 갖는 바(Bar) 형상일 수 있다. 상기 커넥터(24)는 상기 발광소자(30)에 연결된 단자이거나 암 커넥터 또는 수 커넥터일 수 있다.
상기 기판(20)은 상부에 보호층 또는 반사층을 포함할 수 있다. 상기 보호 층 또는 반사 층은 솔더 레지스트 재질을 갖는 부재를 포함할 수 있으며, 상기 솔더 레지스트 재질은 백색 재질로서, 입사되는 광을 반사시켜 줄 수 있다.
다른 예로서, 상기 기판(20)은 투명한 재질을 포함할 수 있다. 상기 투명한 재질의 기판(20)이 제공되므로, 상기 발광소자(30)로부터 방출된 광이 상기 기판(20)의 상면 방향 및 하면 방향으로 방출될 수 있다. 이때, 상기 기판(20)의 하면 방향으로 방출된 광은 상기 하우징(10)의 내면에서 반사하여 상기 이너 렌즈(70) 쪽으로 유도 될 수 있다.
상기 발광소자(30)는 상기 기판(20) 상에 배치될 수 있다. 상기 발광소자(30)는 광 출사면(S1)과 다수의 측면(S2)을 가지며, 상기 광 출사면(S1)은 형광체층(50)의 하면과 대면하며 상기 형광체층(50) 방향으로 광을 출사하게 된다. 상기 광 출사면(S1)은 발광소자(30)의 상면이며 대 부분의 광이 방출된다. 상기 다수의 측면(S2)은 적어도 4측면을 포함하며, 발광소자(30)의 측 방향으로 광을 출사하게 된다. 이러한 발광소자(30)는 적어도 5면 발광하는 LED 칩으로서, 상기 기판(20) 상에 플립 칩 형태로 배치될 수 있다. 상기 발광소자(30)는 0.3mm 이하의 두께로 형성될 수 있다.
상기 발광소자(30)는 다른 예로서, 수평형 칩 또는 수직형 칩으로 구현될 수 있다. 상기 수평형 칩 또는 수직형 칩의 경우, 와이어에 의해 다른 칩이나 배선 패턴과 연결될 수 있다. 상기 LED 칩에 와이어가 연결된 경우, 상기 와이어의 높이로 인해 확산층의 두께가 증가될 수 있고, 와이어의 길이에 따른 연결 공간으로 인해 발광소자(30) 간의 거리가 증가될 수 있다. 실시 예에 따른 상기 발광소자(30)는 5면 발광으로 지향각 분포가 커지게 될 수 있다. 상기 발광소자(30)는 플립 칩으로 상기 기판(20) 상에 배치될 수 있다. 상기 발광소자(30) 간의 간격(a1)은 상기 레진층(40)의 두께(b1, b1≤a1)와 같거나 클 수 있다. 상기 간격(a1)은 4mm-7mm의 범위를 포함하고, 예를 들어, 6.5mm 내지 8mm의 범위 일 수 있으며, LED 칩 사이즈에 따라 달라질 수 있다. 상기 발광소자(30) 간의 최소 간격은 상기 레진층(40)의 두께(b1)와 같거나 클 수 있다.
실시 예에 개시된 발광소자(30)는 적어도 5면 발광하는 플립 칩으로 제공되므로, 상기 발광소자(30)의 휘도 분포 및 지향각 분포는 개선될 수 있다.
상기 발광소자(30)는 상기 기판(20) 상에서 N×M 행렬로 배치된 경우, N은 1열 또는 2열 이상이며, M은 1행 또는 2행 이상일 수 있다. 상기 N, M은 1 이상의 정수이다. 상기 발광소자(30)는 Y축 및 X축 방향으로 각각 배열될 수 있다.
상기 발광소자(30)는 발광 다이오드(LED) 칩으로서, 청색, 적색, 녹색, 자외선(UV), 또는 적외선 중 적어도 하나를 발광할 수 있다. 상기 발광소자(30)는 예컨대 청색, 적색, 녹색 중 적어도 하나를 발광할 수 있다. 상기 발광소자(30)는 상기 기판(20)과 전기적으로 연결될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 기판(20) 상에 배치된 복수의 발광소자(30)는 레진층(40)에 의해 밀봉될 수 있다. 상기 복수의 발광소자(30)는 상기 레진층(40)과 접촉될 수 있다. 상기 발광소자(30)의 측면 및 상면 상에는 상기 레진층(40)이 배치될 수 있다. 상기 발광소자(30)로부터 방출된 광은 상기 레진층(40)을 통해 방출될 수 있다. 상기 발광소자(30)로부터 방출된 광은 상기 레진층(40)과 상기 레진층(40) 상에 배치된 형광체층(50)을 통해 외부로 방출될 수 있다. 상기 레진층(40)의 두께(b1)는 상기 조명 모듈(60)의 두께(e1)보다 얇거나, 상기 기판(20)의 두께(d1) 및 상기 형광체층(50)의 두께(c1)보다 두꺼울 수 있으며, 예를 들어, 상기 레진층(40)의 두께(b1)는 3mm-5mm 일 수 있다.
상기 레진층(40)은 투명한 수지 재질 예컨대, UV(Ultra violet) 레진(Resin), 실리콘 또는 에폭시와 같은 수지 재질일 수 있다. 상기 레진층(40)은 확산제가 없는 확산층 또는 몰딩층일 수 있다. 상기 UV 레진은 예컨대, 주재료로서 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 주원료로 하는 레진(올리고머타입)을 이용할 수 있다. 이를테면, 합성올리고머인 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 이용할 수 있다. 상기 주 재료에 저비점 희석형 반응성 모노머인 IBOA(isobornyl acrylate), HBA(Hydroxybutyl Acrylate), HEMA(Hydroxy Metaethyl Acrylate) 등이 혼합된 모노머를 더 포함할 수 있으며, 첨가제로서 광개시제(이를 테면, 1-hydroxycyclohexyl phenyl-ketone,Diphenyl), Diphwnyl(2,4,6-trimethylbenzoyl phosphine oxide) 등 또는 산화방지제 등을 혼합할 수 있다. 상기 UV 레진은 올리고머 10~21%, 모노머 30~63%, 첨가제 1.5~6% 를 포함하여 구성되는 조성물로 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 모노머는 IBOA(isobornyl Acrylate) 10~21%, HBA(Hydroxybutyl Acrylate) 10~21%, HEMA (Hydroxy Metaethyl Acrylate) 10~21%의 혼합물로 구성될 수 있다. 상기 첨가제는, 광개시제 1~5%를 첨가하여 광반응성을 개시하는 기능을 수행하게 할 수 있으며, 산화방지제 0.5~1%를 첨가하여 황변 현상을 개선할 수 있는 혼합물로 형성될 수 있다. 상술한 조성물을 이용한 상기 레진층의 형성은 도광판 대신 UV 레진 등의 레진으로 층을 형성하여, 굴절율, 두께 조절이 가능하도록 함과 동시에, 상술한 조성물을 이용하여 점착특성과 신뢰성 및 양산속도를 모두 충족할 수 있도록 할 수 있다.
상기 레진층(40) 상에 형광체층(50)이 배치될 수 있다. 상기 형광체층(50)은 상기 레진층(40)의 상면을 덮도록 배치될 수 있다. 상기 레진층(40) 상에 배치된 상기 형광체층(50)은 상기 레진층(40)의 측면으로 연장될 수 있다. 상기 형광체층(50)은 상기 레진층(40)의 측면을 감쌀 수 있다. 상기 레진층(40)의 측면으로 연장된 상기 형광체층(50)은 상기 기판(20)의 상면과 접촉될 수 있다. 상기 형광체층(50)의 외측 하단은 상기 기판(20)의 상면과 접촉될 수 있다. 상기 형광체층(50)의 두께(c1)는 0.5mm 내지 1mm 일 수 있다. 상기 형광체층(50)의 형광체 함량은 상기 형광체층(50)의 무게 대비 형광체 함량일 수 있다. 상기 형광체층(50)의 형광체 함량은 2% 내지 10%일 수 있다. 예를 들어, 상기 형광체층(50)의 형광체 함량이 2% 미만이면 조명 모듈(60)은 핫 스팟 현상이 발생하고, 파장변환된 광량이 줄어들 수 있다. 상기 형광체층(50)의 형광체 함량이 10% 이상이면 상기 형광체층(50)에 의해 흡수 또는 반사되는 광이 증가되어 조명 모듈(60)의 광 추출 효율이 저하될 수 있다. 상기 발광소자(30)에서 출사된 제1광(L1)은 레진층(40)에 의해 확산된 후, 상기 형광체층(50)에 포함된 형광체에 의해 제2광(L2)으로 변환될 수 있다. 또한, 상기 발광소자(30)에서 출사된 상기 제1광(L1)은 상기 레진층(40)에 의해 확산되어 상기 형광체층(50)을 통과할 수 있다. 따라서, 상기 발광소자(30)에서 출사된 광(L1, L2)은 상기 형광체층(50)에 의해 변환 또는 상기 형광체층(50)을 통과하여 이너 렌즈(70)를 향할 수 있다. 상기 형광체층(50)은 2% 내지 10%의 낮은 함량을 가짐으로써 상기 형광체층(50)에 의해 반사 또는 흡수되는 광이 감소할 수 있다. 이에 따라, 상기 형광체층(50)을 통과 또는 상기 형광체층(50)에 의해 변환되는 광량이 증가하므로 상기 조명 모듈(60)의 광 추출 효율을 향상 시킬 수 있다. 또한, 상기 형광체층(50)이 낮은 함량을 가짐으로써 상기 형광체층(50)에 의해 반사 또는 흡수되는 광이 감소되어 상기 형광체층(50)을 통과하는 광량이 증가하여 인접한 상기 발광소자(30) 간의 간격(a1)을 4mm-6mm 내지 7mm-8로 개선할 수 있어 기판(20) 상에 배치되는 발광소자(30)의 개수를 줄일 수 있다.
상기 형광체층(50)은 투명한 물질을 포함할 수 있다. 상기 형광체층(50)은 투명한 절연물질을 포함할 수 있다. 상기 형광체층(50)은 실리콘 재질일 수 있으며, 서로 다른 화학적 결합을 가지는 실리콘 재질일 수 있다. 예를 들어, 실리콘은 무기물인 규소와 유기물인 탄소가 결합된 중합체로서, 무기물의 열안정성, 화학적 안정성, 내마모성, 광택성등과 유기물의 특성인 반응성, 용해성, 탄력성, 가공성 등의 물성을 갖고 있다. 실리콘을 일반 실리콘, 불소 비율을 높인 불소 실리콘을 포함할 수 있다. 불소 실리콘의 불소 비율을 높이면 방습성을 개선시킬 수 있는 효과가 있다.
상기 형광체층(50)은 상기 발광소자(30)로부터 방출되는 빛을 입사 받고, 파장 변환된 빛을 제공하는 파장변환 수단을 포함할 수 있다. 예로서, 상기 형광체층(50)은 형광체, 양자점 등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 형광체 또는 양자점은 청색, 녹색, 적색의 광을 발광할 수 있다.
형광체는 상기 형광체층(50) 내부에 고르게 배치될 수 있다. 형광체는 불화물(fluoride) 화합물의 형광체를 포함할 수 있으며, 예컨대 MGF계 형광체, KSF계 형광체 또는 KTF계 형광체 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 형광체가 적색 형광체일 경우, 상기 적색 형광체는 610nm에서 650nm까지의 파장범위를 가질 수 있으며, 상기 파장은 10nm 미만의 폭을 가질 수 있다. 상기 적색 형광체는 플루오라이트(fluoride)계 형광체를 포함할 수 있다
상기 형광체층(50) 상에 이너 렌즈(70)가 배치될 수 있다. 상기 이너 렌즈(70)는 상기 하우징(10)과 결합될 수 있다. 상기 이너 렌즈(70)의 측면에 상기 하우징(10)이 배치되어 상기 이너 렌즈(70)와 상기 하우징(10)이 결합될 수 있다. 상기 이너 렌즈(70)는 상기 형광체층(50)의 상면과 소정 간격 갭(G)을 가지고 이격되어 배치될 수 있다. 상기 이너 렌즈(70)는 상기 조명 모듈(60)에서 출사되는 광을 전방향으로 집약시켜 조사하거나 반대로 분산시켜 조사하는 역할을 수행할 수 있다. 상기 이너 렌즈(70)는 적색 색상의 렌즈 일 수 있다. 상기 이너 렌즈(70)는 PMMMA(polymethylmethacrylate) 또는 PC(Polycarbonate)의 재질로 형성될 수 있다. 실시예에 따른 조명 장치(100)에서는 조명 모듈(60)에서 출사되는 광이 서로 다른 굴절률을 가지는 형광체층(50), 이너 렌즈(70)와 상기 형광체층(50) 및 상기 이너 렌즈(70)의 사이의 갭(G)을 통과함으로써 외부로 출사되는 광 추출 효율을 향상 시킬 수 있다. 또한, 상기 발광소자(30)에서 출사되어 상기 형광체층(50)을 통과하는 제1광(L1)은 상기 이너 렌즈(70)에 의해 흡수 또는 반사되고 상기 발광소자(30)에서 출사되어 상기 형광체층(50)에 의해 변환되는 제2광(L2)은 상기 이너 렌즈(70)를 통과할 수 있어 상기 제1광(L1)에 의해 발생할 수 있는 피크를 방지할 수 있다. 그리고, 저밀도를 가지는 상기 형광체층(50)에 의해 발생하는 핫 스팟 현상을 상기 이너 렌즈(70)에 의해 방지할 수 있다.
종래의 차량용 조명 모듈에서는 저밀도의 형광체층을 발광 소자 상에 배치할 경우에 균일한 면광원을 형성하기 어려운 문제점이 발생하여, 이를 해결하기 위해 발광 소자 상에 고밀도의 형광체층을 배치하였다. 그러나, 발광 소자 상에 고밀도의 형광체층을 배치할 경우, 고밀도의 형광체층에 의해 발광 소자에서 출사되는 광이 반사 또는 흡수되어 조명 모듈의 광 추출 효율이 저하되는 새로운 문제점이 발생하였다. 실시예는 저밀도의 형광체층(50)을 발광소자 상에 배치하여도 균일한 면광원을 형성할 수 있고, 저밀도의 형광체층(50)이 배치될 경우에 광추출 효율이 저하되는 것을 방지하여 균일한 면광원을 형성하면서도 광 추출 효율이 향상된 조명 장치(100)를 제공할 수 있다.
실시예에 따른 조명 장치(100)에서는 상기 형광체층(50)의 형광체 함량이 2% 내지 10%의 낮은 함량을 포함하고 있어 조명 모듈(60)의 광 추출 효율을 향상 시킬 수 있고, 상기 형광체층(50) 상에 배치된 이너 렌즈(70)에 의해 핫 스팟 현상을 방지하고 균일한 면광원을 형성할 수 있다. 또한, 실시예에 따른 조명 장치(100)에서는 상기 발광소자(30)에서 출사되는 광이 각각 서로 다른 굴절률을 가지는 형광체층(50) 및 이너 렌즈(70)와 상기 형광체층(50) 및 상기 이너 렌즈(70) 사이의 갭(G)을 통과하여 외부로 출사됨으로써 조명 장치(100)의 광 추출 효율을 향상 시킬 수 있다.
도 3은 실시예 및 비교예(ref)에 따른 조명 장치의 형광체 함량에 따른 광 효율을 나타낸 도면이다. 표 1 및 도 3을 참조하면 비교예 및 실시예의 조명장치에서 출사된 광 효율을 알 수 있다.
형광체 함량(%) 2 4 6 8 10 20 Ref
모듈-광효율(lm/W) 22 38 59 81 82 72 32
렌즈-광효율(lm/W) 11 19 32 45 47 42 29
여기에서, 모듈의 광 효율은 발광소자에서 출사된 광이 레진층(40) 및 형광체층(50)을 투과했을 때 측정한 광 효율이며, 렌즈의 광 효율은 조명장치의 발광소자에서 출사된 광이 레진층(40) 및 형광체층(50)과 이너 렌즈(70)를 투과했을 때 측정한 광 효율이고, 비교예(ref)는 조명장치의 발광소자에서 출사된 광이 레진층, 20%의 함량을 포함하는 형광체층, 잉크층을 투과했을 때 측정한 광 효율이다.
표 1에서, Ref와 형광체 함량이 20%인 경우를 비교하여 보면, Ref의 비교예의 경우, 발광소자에서 출사된 광이 레진층, 형광체층, 잉크층을 투과하여 측정된 광 효율은 32lm/W, 렌즈 투과 후의 실시예에서 레진층, 형광체층, 잉크층, 아우터 렌즈를 투과하여 측정된 광 효율은 29lm/W이며, 실시예의 발광소자에서 형광체 함량이 20%인 경우 발광소자에서 출사된 광이 레진층(40), 형광체층(50)을 투과하여 측정된 광 효율이 72lm/W, 형광체층(50) 투과 후 이너 렌즈(70)를 투과하여 측정된 광 효율이 42lm/W이므로, 조명장치의 발광소자가 출사된 광이 잉크층을 투과할 경우 광 추출 효율이 매우 감소되는 것을 알 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 조명 장치에서는 발광소자에서 출사된 광이 레진층(40), 형광체층(50), 이너 렌즈(70)만을 투과하므로 잉크층이 존재할 때보다 광 추출 효율이 개선되는 것을 알 수 있다.
그리고, 실시예의 상기 형광체층(50)의 형광체 함량이 2 이상 10% 이하면, 발광소자에서 출사되어 외부에서 측정된 광량이 점점 증가하는 것을 알 수 있다. 다음으로 비교예 및 실시예의 형광체 함량이 10% 이상이면 발광소자에서 출사되어 외부에서 측정된 광 효율이 감소하는 것을 알 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 조명 장치에서는 형광체층(50)의 형광체 함량이 2% 이상, 10% 이하이면 상기 형광체층(50)에 의해 반사 또는 흡수되는 광이 감소되어 상기 형광체층(50)에 의한 광 손실을 줄일 수 있다. 상기 형광체층(50)의 형광체 함량은 6% 내지 10%의 범위일 수 있다.
그리고, 형광체 함량이 2% 이상, 10% 이하일 때 비교예 및 실시예를 비교하여 보면, 조명 장치의 발광소자에서 출사된 광이 레진층(40) 및 형광체층(50)을 투과하였을 경우의 측정된 광 효율은 레진층(40) 및 형광체층(50), 이너 렌즈(70)를 투과하였을 경우 측정된 광 효율보다 170% 내지 210% 많은 값을 가질 수 있다.
도 4는 이너 렌즈의 파장에 따른 투과율을 나타낸 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 이너 렌즈(70)는 청색 파장 영역 예컨대, 420-480nm에서는 투과율이 5%이내이므로 대부분의 청색광이 투과되지 않으며, 적색 파장 예컨대, 590-750nm에서는 투과율이 점차 상승하고 있어 대부분의 적색광을 투과시킬 수 있다. 이에 따라, 실시예에 따른 조명 장치(100)의 저밀도의 형광체층(50)에 의해 발광소자(30)에서 출사된 제1광(L1)의 파장 영역(청색)에서 피크(peak)가 발생할 수 있으나, 상기 이너 렌즈(70)는 상기 형광체층(50)을 통과하여 상기 이너 렌즈(70)를 향하는 제1광(L1)은 투과시키지 않고, 상기 형광체층(50)에 의해 변환된 제2광(L2)만을 투과시켜 저밀도의 형광체층(50)에 의해 발생하는 블루 피크 발생을 방지하고 광 추출 효율을 향상 시킬 수 있다.
도 5a, 도 5b는 저밀도의 형광체층 및 이너 렌즈를 구비하지 않은 비교예에 따른 조명 장치의 평면도 및 파장에 따른 강도(intensity)를 나타낸 도면이고, 도 5a, 도 5b는 저밀도의 형광체층 및 이너 렌즈를 구비한 실시예에 따른 조명 장치의 평면도 및 파장에 따른 파장에 따른 강도(intensity)를 나타낸 도면이다. 도 5a, 도 5b와 도 6a, 도 6b를 비교하여 보면, 도 5a에 도시된 바와 같이 비교예에 따른 조명 장치에서는 저밀도의 형광체층을 사용하여 핫 스팟 현상이 발생하였으나, 도 6a에 도시된 바와 같이 실시예에 따른 조명 장치에서는 저밀도의 형광체층을 사용하여도 핫 스팟 현상이 발생하지 않았으며 비교예에 따른 조명 장치보다 시인성이 향상된 것을 알 수 있다.
또한, 도 5b에 도시된 바와 같이, 비교예에 따른 조명 장치에서는 청색파장 영역에서의 광의 강도(intensity)가 일부 존재하고 있으나, 도 6b에 도시된 바와 같이 실시예에 따른 조명 장치에서는 청색파장 영역에서의 광의 강도가 비교예보다 감소한 것을 알 수 있다.
도 7에서는 비교예2 및 실시예에 따른 조명 장치의 파장에 따른 복사조도(Irradiance)를 나타낸 도면이다. 도 6에 나타낸 파장에 따른 복사조도(Irradiance)의 실시예 및 비교예의 결과는 표 2를 참조하여 설명할 수 있다.
파장(nm) 450 550 625 650 750
비교예2 0.001267 7.03E-05 0.02162 0.017646 0.00116
실시예 0.000708 6.43E-05 0.019663 0.01659 0.001136
감소율 44.1% 8.8% 9.1% 6.0% 2.1%
표 2를 참조하면, 청색 파장 영역, 예를 들어 450nm 내외의 영역에서는 이너 렌즈를 포함하지 않은 비교예2에 따른 조명장치의 복사조도보다, 이너 렌즈(70)를 포함하는 실시예에 따른 조명장치의 복사조도가 44.1% 감소하는 것을 알 수 있다. 이는, 실시예에 따른 조명 장치에서는 이너 렌즈(70)에 의해 청색 파장 영역의 조도가 44.1% 감소되어 청색파장 영역에서 피크가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
그리고, 적색 파장 영역, 예를 들어 590nm 내지 750nm 영역에서는 이너 렌즈를 포함하지 않은 비교예 2의 조명장치의 복사조도보다, 이너 렌즈(70)를 포함하는 실시예에 따른 조명장치 복사조도가 각각 6.0%, 2.1% 감소하는 것을 알 수 있다. 따라서, 실시예의 이너 렌즈(70)를 포함하는 조명 장치는 상기 이너 렌즈(70)가 청색광은 흡수하여 청색 파장 영역에서 피크가 발생하는 것을 방지하고, 적색광은 흡수하지 않고 투과시킬 수 있어 이너 렌즈에 의해 적색광의 추출 효율이 감소하는 것을 방지할 수 있다.
다음으로, 도 8은 실시예에 따른 조명 장치의 변형 예를 나타낸 도면이다. 도 8에서는 도 1 내지 도 7에 도시된 실시예에 따른 조명 장치에서 기설명한 내용을 채택할 수 있다.
상기 조명 장치(100)는 하우징(10)과 결합되는 조명 모듈(60) 및 이너 렌즈(70)를 포함할 수 있다. 상기 이너 렌즈(70)는 상기 형광체층(50)의 상면 전체를 커버할 수 있다. 상기 이너 렌즈(70)의 하면은 상기 형광체층(50)의 상면과 접촉할 수 있다.
도 8에 도시된 실시예에 따른 조명 장치(100)에서는 상기 형광체층(50)의 상면과 접촉하는 이너 렌즈(70)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 아우터 렌즈 렌즈(70)와 상기 형광체층(50)이 갭을 형성하지 않고 하우징(10)과 결합될 수 있어 조명 장치(100)의 사이즈를 줄여 디자인 자유도를 높일 수 있다.
다음으로, 도 9는 실시예에 따른 조명 장치의 변형 예를 나타낸 도면이다. 도 9에서는 도 1 내지 도 7에 도시된 실시예에 따른 조명 장치에서 기설명한 내용을 채택할 수 있다.
상기 조명 장치(100)는 하우징(10)과 결합되는 조명 모듈(60), 이너 렌즈(70) 및 아우터 렌즈(80)를 포함할 수 있다. 상기 이너 렌즈(70)는 상기 형광체층(50)의 상면과 접촉할 수 있다. 상기 아우터 렌즈(80)는 상기 이너 렌즈(70) 상에 배치될 수 있다. 상기 이너 렌즈(70)는 상기 아우터 렌즈(80)와 소정 간격 갭(G)을 가지고 이격되어 배치될 수 있다. 상기 이너 렌즈(70)는 적색 렌즈일 수 있다. 상기 아우터 렌즈(80)는 투명한 재질로 형성될 있다.
도 9에 도시된 실시예에 따른 조명 장치(100)에서는 조명 모듈(60)에서 출사되는 광이 이너 렌즈(70)와 상기 이너 렌즈(70) 상에 소정 간격의 갭을 가지고 배치되는 아우터 렌즈(80)와 상기 이너 렌즈(70) 및 상기 아우터 렌즈(80) 사이의 갭(G)을 통과하여 외부로 출사될 수 있다. 이에 따라, 상기 조명 모듈(60)에서 출사된 광이 서로 다른 굴절률을 가지는 상기 이너 렌즈(70) 및 상기 아우터 렌즈(80)와 상기 이너 렌즈(70) 및 상기 아우터 렌즈(80) 사이의 갭(G)을 통과하여 외부로 출사됨으로써 조명 장치(100)의 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다.
다음으로, 도 10은 실시예에 따른 조명 장치의 변형 예를 나타낸 도면이다. 도 10에서는 도 1 내지 도 7에 도시된 실시예에 따른 조명 장치에서 기설명한 내용을 채택할 수 있다.
상기 조명 장치(100)는 하우징(10)과 결합되는 조명 모듈(60), 이너 렌즈(70) 및 아우터 렌즈(80)를 포함할 수 있다. 상기 이너 렌즈(70)는 상기 형광체층(50)의 상면 전체를 커버할 수 있다. 상기 이너 렌즈(70)는 상기 형광체층(50)의 상면과 접촉할 수 있다. 상기 아우터 렌즈(80)는 상기 이너 렌즈(70) 상에 배치될 수 있다. 상기 아우터 렌즈(80)는 상기 이너 렌즈(70)의 상면 전체를 커버할 수 있다. 상기 아우터 렌즈(80)의 하면은 상기 이너 렌즈(70)의 상면과 접촉할 수 있다. 상기 이너 렌즈(70)는 적색 렌즈일 수 있다. 상기 아우터 렌즈(80)는 투명한 재질로 형성될 있다.
도 10에 도시된 실시예에 따른 조명 장치(100)는 이너 렌즈(70)와 상기 이너 렌즈(70)의 상면과 접촉하는 아우터 렌즈(80)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 조명 모듈(60)에서 출사된 광이 아우터 렌즈(80) 및 이너 렌즈(70)를 통과하여 외부로 출사될 수 있다. 이에 따라 상기 이너 렌즈(70)와 상기 아우터 렌즈(80)가 갭을 형성하지 않고 하우징(10)과 결합될 수 있어 조명 장치(100)의 사이즈를 줄여 디자인 자유도를 높일 수 있고, 상기 조명 모듈(60)에서 출사된 광이 굴절률이 서로 다른 이너 렌즈(70) 및 아우터 렌즈(80)를 통과하여 외부로 출사됨으로써 조명 장치(100)의 광 추출 효율을 향상 시킬 수 있다.
도 11은 실시예에 따른 조명 장치의 변형 예를 나타낸 도면이다. 도 11에서는 도 1 내지 도 7에 도시된 실시예에 따른 조명 장치에서 기설명한 내용을 채택할 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 실시예에 따른 조명장치의 변형예는 하우징(10), 기판(20)과 발광소자(30)와 레진층(40)과 확산층(55)과 형광체층(50)을 포함하는 조명 모듈(60), 렌즈(70)를 포함할 수 있다.
도 11을 참조하면, 상기 레진층(40) 상에 확산층(55)이 배치될 수 있다. 상기 확산층(55)은 상기 레진층(40)의 측면 및 상면을 감싸며 배치될 수 있다. 상기 확산층(55)은 상기 레진층(40)을 덮으며 배치될 수 있다. 상기 확산층(55)은 상기 레진층(40) 상에 배치될 수 있다. 상기 확산층(55)은 소정의 압력 또는 압력/열을 가해 상기 레진층(40) 상에 부착할 수 있다. 상기 확산층(55)이 별도의 접착제 없이 상기 레진층(40)의 자체 접착력으로 접착됨으로써, 접착제를 별도로 부착하는 공정을 줄일 수 있고, 인체에 유해한 접착제를 사용하지 않을 수 있어, 공정이나 재료 낭비를 줄일 수 있다.
상기 확산층(55)은 상기 레진층(40)의 상면 전체에 접착될 수 있다. 상기 확산층(55)은 광의 광도가 높을 경우 특정 컬러가 혼색되지 않을 수 있으므로, 광들을 확산시켜 혼합되도록 할 수 있다. 상기 확산층(55)의 재질은 투광성 재질일 수 있다. 예를 들면, 상기 확산층(55)은 폴리에스테르(PET) 필름, PMMA(Poly Methyl Methacrylate) 소재나 PC(Poly Carbonate) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 확산층(55)은 실리콘 또는 에폭시와 같은 수지 재질의 필름으로 제공될 수 있다. 상기 확산층(55)은 단층 또는 다층을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 형광체층(50)은 패턴 형상으로 상기 확산층(55)의 하면에 접착하여 배치될 수 있다. 상기 형광체층(50)의 패턴 형상은 삼각형, 사각형, 원 형상으로 이루어질 수 있지만, 이에 한정하지는 않는다. 상기 형광체층(50)은 상기 발광소자(30)와 대응되어 배치될 수 있다. 상기 형광체층(50)은 상기 발광소자(30)와 수직방향으로 중첩되어 배치될 수 있다. 상기 형광체층(50)에 포함된 형광체의 색과 상기 렌즈(70)의 색은 동일할 수 있지만, 이에 한정하지는 않는다. 예를 들어, 상기 형광체층(50)에 포함된 형광체의 색과 상기 렌즈(70)의 색은 동일할 경우, 상기 발광소자(30)에서 방출된 광 중 일부는 상기 형광체층(50) 및 렌즈(70)를 통과하여 조명장치의 외부로 출사되고, 다른 일부는 상기 형광체층(50)을 통과하지 않고 상기 렌즈(70)에 입사되어 상기 렌즈(70)를 통과하지 못하여 외부로 출사되지 못할 수 있다. 이에 따라, 발광소자(30)에서 방출된 광은 상기 형광체층(50)에 의해 외부로 출사되는 광과 외부로 출사되지 못하는 광으로 구분되어 외부에서는 조명장치의 이미지가 상기 형광체층(50)의 패턴 형상에 따라 구현 가능할 수 있다.
상기 형광체층(50)의 두께는 5㎛ 이상이며 상기 확산층(55)의 두께보다는 얇을 수 있지만, 이에 한정하지는 않는다. 상기 형광체층(50)의 두께가 상기 확산층(55)의 두께보다 두껍거나 5㎛이하일 경우에는 조명장치가 점등되어 외부로 빛을 방출할 경우 형광체층(50)의 패턴 형상이 인식되지 않을 수 있다. 또한, 조명모듈(60)의 최상층에 확산층(55)이 배치되어 있어 조명장치가 미점등될 경우 확산층(55)이 외부에서 먼저 인식되어 조명장치의 외관 이미지가 향상될 수 있다.
상기 기술한 바와 같이, 실시예에 따른 조명장치의 변형예에서는 핫 스팟 현상이 일어나는 것을 방지하고 형광체층(50) 패턴 형상의 이미지 구현이 가능할 수 있다.
도 12는 실시예에 및 비교예에 따른 조명장치를 비교하여 나타내는 도면이다. 실시예는 도 11에 도시된 바와 같이, 발광소자(30) 상부에 형광체층(50)의 패턴이 대응되어 배치되고 상기 형광체층(50) 상에 적색의 렌즈가 배치된 조명장치에 관한 것이며, 비교예는 발광소자 상부에 형광체층이 배치되지 않고 발광소자 상부에 적색의 렌즈가 배치되지 않은 조명장치에 관한 것이다.
도 12를 참조하여 비교예와 실시예를 비교하여 보면, 비교예와 실시예의 조명장치를 미점등 하였을 경우, 실시예에서는 적색의 렌즈가 외부에 배치되어 있어 미점등시에서 조명장치가 적색으로 나타나므로 비교예보다 외관 이미지를 향상될 수 있다.
그리고 비교예와 실시예의 조명장치를 점등하였을 경우, 비교예치에서는 조명장치 내부에 배치된 발광소자가 그대로 투영되어 나타나고 있으나, 실시예에서는 발광소자(30) 상부에 배치된 형광체층(50)에 의해 조명장치 내부에 배치된 발광소자(30)의 이미지가 투영되지 않아 외관 이미지를 향상 시킬 수 있다. 그리고, 실시예에 따른 조명장치는 형광체층(50)의 패턴에 대응되는 이미지가 외부에서 인식되므로 형광체층(50)의 패턴의 형상에 따라 조명장치의 이미지 구현이 가능하므로, 다양한 이미지 구현이 가능한 조명장치를 제공할 수 있다.
도 13은 실시 예에 따른 조명 장치가 적용된 차량 램프가 적용된 차량의 평면도이며, 도 14는 실시 예에 개시된 조명 모듈 또는 조명 장치를 갖는 차량 램프를 나타낸 도면이다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 차량(900)에서 후미등(800)은 제1램프 유닛(812), 제2램프 유닛(814), 제3램프 유닛(816), 및 하우징(810)을 포함할 수 있다. 여기서, 제1램프 유닛(812)은 방향 지시등 역할을 위한 광원일 수 있으며, 제2램프 유닛(814)은 차폭등의 역할을 위한 광원일 수 있고, 제3램프 유닛(816)은 제동등 역할을 위한 광원일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제1램프 유닛 내지 제3램프 유닛(812,814,816) 중 적어도 하나 또는 모두는 실시 예에 개시된 조명 모듈을 포함할 수 있다. 상기 하우징(810)은 제1램프 유닛 내지 제3램프 유닛(812, 814, 816)들을 수납하며, 투광성 재질로 이루어질 수 있다. 이때, 하우징(810)은 차량 몸체의 디자인에 따라 굴곡을 가질 수 있고, 제1램프 유닛 내지 제3램프 유닛(812, 814,816)은 하우징(810)의 형상에 따라, 곡면을 갖는 수 있는 면 광원을 구현할 수 있다. 이러한 차량 램프는 상기 램프 유닛이 차량의 테일등, 제동등이나, 턴 시그널 램프에 적용될 경우, 차량의 턴 시그널 램프에 적용될 수 있다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 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.
10: 하우징 20: 기판 30: 발광소자
40: 레진층 50: 형광체층 60: 발광 모듈
70: 렌즈

Claims (9)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 배치되고, 제1광을 발광하는 복수의 발광소자;
    상기 기판 상에 배치되고, 상기 복수의 발광소자를 덮는 레진층;
    상기 기판의 배선층을 보호하며 상기 기판과 상기 레진층 사이에 배치된 반사 부재;
    상기 레진층 상에 배치되고, 형광체를 갖는 형광체층; 및
    상기 형광체층과 소정 간격 이격되어 배치되는 이너 렌즈를 포함하고,
    상기 형광체층 내에 포함된 상기 형광체의 함량은 상기 형광체층 무게의 5% 내지 10%이며,
    상기 복수의 발광소자는 제1 방향과 상기 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 복수개가 배열되며,
    상기 형광체층은 상기 제1 및 제2 방향의 발광소자들과 수직 방향으로 중첩되며, 적색 형광체를 포함하며,
    상기 기판의 하면에서 상기 형광체층의 상면까지의 수직 방향의 간격은 상기 레진층의 두께의 200% 이하이며,
    상기 복수의 발광소자는 청색 광을 발광하며,
    상기 형광체층은 상기 발광소자들로부터 출사된 상기 청색 광을 적색 광으로 변환하고,
    상기 형광체층은 상기 레진층의 상면 전체에 직접 접촉되며,
    상기 이너 렌즈를 통과하는 상기 적색 광의 투과율은 상기 이너 렌즈를 통과하는 상기 청색 광의 투과율보다 크며,
    상기 이너 렌즈는 상기 청색 광의 투과율이 5% 이내인 차량용 조명 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 형광체층 내에 포함된 형광체와 상기 이너 렌즈는 동일한 적색이며,
    상기 형광체층 내에 포함된 상기 형광체의 함량은 상기 형광체층 무게의 8% 내지 10%인 차량용 조명 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 형광체층은 상기 레진층의 측면들 각각으로 연장되고 상기 레진층의 측면들 각각에 접촉되며,
    상기 이너 렌즈는 상기 형광체층의 상면으로부터 갭(G)을 갖고 이격되며, 상기 형광체층의 측면과 마주하지 않게 배치되는 차량용 조명 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 형광체층은 상기 레진층의 측면들 각각으로 연장되고 상기 레진층의 측면들 각각에 접촉되며,
    상기 이너 렌즈는 상기 형광체층의 상면과 접촉되며, 상기 형광체층의 측면과 마주하지 않게 배치되는 차량용 조명 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 이너 렌즈 상에 배치된 아우터 렌즈; 및
    내부에 상기 기판, 상기 레진층, 상기 형광체층을 갖는 조명 모듈이 결합되는 하우징을 포함하며,
    상기 하우징은 상기 조명 모듈의 측면을 감싸며 상부가 개방되는, 차량용 조명 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 이너 렌즈는 상기 하우징의 내부에 배치되는 렌즈는 적색의 렌즈인 차량용 조명 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 아우터 렌즈는 투명한 재질이며,
    상기 이너 렌즈는 PMMMA(polymethylmethacrylate) 또는 PC(Polycarbonate)의 재질로 형성되는 차량용 조명 장치.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 이너 렌즈 상에 배치된 아우터 렌즈; 및
    내부에 상기 기판, 상기 레진층, 상기 형광체층을 갖는 조명 모듈이 결합되는 하우징을 포함하며,
    상기 하우징은 상기 조명 모듈의 측면을 감싸며 상부가 개방되며,
    상기 형광체층을 통과한 광 효율은 상기 렌즈를 통과한 광 효율의 170% 내지 210%인, 차량용 조명 장치.
  9. 삭제
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