KR20090001104A - 다양한 색온도를 갖는 발광 장치 - Google Patents

다양한 색온도를 갖는 발광 장치

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KR20090001104A
KR20090001104A KR1020070065230A KR20070065230A KR20090001104A KR 20090001104 A KR20090001104 A KR 20090001104A KR 1020070065230 A KR1020070065230 A KR 1020070065230A KR 20070065230 A KR20070065230 A KR 20070065230A KR 20090001104 A KR20090001104 A KR 20090001104A
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김방현
박병열
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서울반도체 주식회사
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Abstract

본 발명에 의하면 동일한 발광 다이오드 칩을 서로 구분된 제 1 캐비티 및 제 2 캐비티내에 설치하고, 각각의 캐비티내에 몰딩재와 형광체의 비율을 서로 다르게 하여 각각 몰딩한다. 즉, 하나의 캐비티에는 색온도가 상대적으로 높은 백색광이 나오도록 형광체의 비율을 적게 하고, 다른 하나의 캐비티에는 상대적으로 낮은 색온도의 백색광이 나오도록 형광체 비율을 높여서 몰딩한다. 그 후에 확산제를 함유한 몰딩부로 몰딩하여 완성된다. 이에 따라 본 발명에 따른 발광 장치에서는 전류를 각 발광 다이오드 칩에 동일하게 적용하면 순백색광 색상이 나오며, 전류의 차를 이용하여 푸르스름한 백색(bluish white)에서부터 온백색(warm white)까지 사용자가 원하는 백색의 색온도를 쉽게 가변시킬 수 있다.
LED, 발광 다이오드, 발광 장치, 백색 발광, 색온도, 형광체

Description

다양한 색온도를 갖는 발광 장치{LIGHT EMITTING APPARATUS HAVING VARIOUS COLOR TEMPERATURE}
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광 장치를 설명하기 위한 개념 블록도.
도 2는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 발광 장치를 설명하기 위한 개념 블록도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 발광 장치의 구조를 보여주는 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 발광 장치의 발광 스펙트럼을 설명하기 위한 그래프.
본 발명은 발광 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 서로 다른 색온도의 광을 방출하는 복수의 발광부를 구비하여 다양한 광스펙트럼 및 색온도를 구현할 수 있는 발광 장치에 관한 것이다.
발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED)는 화합물 반도체의 P-N 접합구조를 이용하여 주입된 소수캐리어(전자 또는 정공)를 만들어내고, 이들의 재결합에 의하여 소정의 빛을 발산하는 소자를 지칭한다. 발광 다이오드는 기존의 전구 또는 형광등에 비하여 소비 전력이 적고 수명이 수 내지 수십 배에 이르러, 소모 전력의 절감과 내구성 측면에서 월등하다. 또한, 협소한 공간에 설치 가능하고, 진동에 강한 특성을 제공한다. 이러한 발광 다이오드를 이용한 발광 장치는 표시 소자 및 백라이트로 이용되고 있으며, 최근 일반 조명 용도로 이를 적용하기 위해 활발한 연구가 진행중이다. 최근에는 단일 색성분 예를 들어, 적색, 청색, 또는 녹색 발광 다이오드 외에 백색 발광 다이오드들이 출시되고 있다. 백색 발광 다이오드를 이용한 발광 장치는 자동차용 및 조명용 제품에 응용되면서, 그 수요가 급속히 증가할 것으로 예상된다.
하지만, 종래의 발광 다이오드는 형광체의 혼입량이 고정되어 있기 때문에 항상 같은 색온도의 빛만 발산할 수 있다. 혹은 색온도를 변화시키기 위해 R,G,B 발광 다이오드를 사용해서 색은 혼합하여 색온도를 조절하는 경우가 있고, 또 다른 방법으로 청색 발광 다이오드에 황색 형광체를 적용한 백색 발광 다이오드에 보조광원을 두어 보조 광원의 전류 조절에 의해 색온도를 가변시킬 수 있는 소자가 있다.
그러나, 기본적으로 청색 발광 다이오드에 황색 형광체를 혼합한 봉지제로 만들어진 백색 발광 다이오들 사용한 소자는 표현할 수 있는 색이 많고 다양하게 색온도를 변화시킬 수 있지만 가변 범위가 너무 커서 자신이 원하는 색온도를 찾기가 어렵다.
청색 발광 다이오드 칩에 황색 형광체를 적용한 백색 발광 다이오드에 보조 광원을 적용한 발광 다이오드 역시 가변 범위가 너무 크며, 보조광원의 전류를 줄이는 경우 광도도 같이 낮아지게 된다. 또한, 이렇게 색온도를 변화시키는 것은 색상의 혼합이 잘 이루어지지 않는 문제점이 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 자신이 원하는 가변범위내에서 색온도를 조절할 수 있는 발광 장치를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 전류 조절에 민감하지 않고 적절히 색온도를 조절할 수 있는 발광 장지를 제공하는 데 있다.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 의하면, 제 1 캐비티 및 제 2 캐비티가 형성된 하우징과, 상기 제 1 캐비티 내에 제 1 발광 다이오드 칩 및 제 1 형광체가 제 1 비율로 함유된 몰딩재를 포함하여 제 1 색온도의 광을 방출하도록 형성된 제 1 발광부와, 상기 제 2 캐비티 내에 제 2 발광 다이오드 칩 및 제 2 형광체가 제 2 비율로 함유된 몰딩재를 포함하여 제 2 색온도의 광을 방출하도록 형성된 제 2 발광부를 포함하는 발광 장치가 제공된다.
상기 제 1 발광부 및 상기 제 2 발광부의 상부에는 상기 제 1 발광부 및 상기 제 2 발광부의 상부를 덮는 몰딩부가 확산제를 포함하여 상기 하우징내에 형성될 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 발광부는 전류가 독립적으로 인가되도록 구성될 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 발광 다이오드 칩은 청색 또는 UV 광을 방출한다.
상기 발광 장치는 상기 제 1 발광부 및 상기 제 2 발광부 중 적어도 하나에 인가되는 전류를 조절하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 제 1 발광부 및 상기 제 2 발광부의 각각에 인가하는 전류를 조절하되, 두 전류의 합을 일정값으로 유지할 수 있다.
상기 제 1 형광체 및 상기 제 2 형광체는 동일 형광체일 수 있다.
상기 제 1 형광체 및 상기 제 2 형광체는 서로 다른 형광체일 수 있다.
상기 제 1 발광 다이오드 칩 및 상기 제 2 발광 다이오드 칩은 동일 특성을 가지는 발광 다이오드 칩일 수 있다.
상기 제 1 발광 다이오드 칩 및 상기 제 2 발광 다이오드 칩은 서로 다른 특성을 가지는 발광 다이오드 칩일 수 있다.
상기 제 1 형광체 및 상기 제 2 형광체의 적어도 하나는 복수 종류의 형광체를 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광 장치를 설명하기 위한 개념 블록도이다.
도 1을 참조하면, 발광 장치는 제 1 색온도, 예를 들어 푸르스름한 백색광을 방출하는 제 1 발광부와, 제 2 색온도, 예를 들어 온백색(warm white)의 백색광을 방출하는 제 2 발광부를 포함한다. 상기 제 1 및 제 2 발광부는 각각의 전원 공급원을 통해 서로 독립적으로 구동가능하며, 제 1 발광부 및 제 2 발광부에 각각 인가되는 전류를 조절함으로써 푸르스름한 백색광에서 온백색의 백색광에 이르기까지 다양한 색감의 백색광을 구현할 수 있다. 제 1 발광부 및 제 2 발광부에서의 제 1 색온도 및 제 2 색온도의 구현은 각 발광부에 함유되는 형광체의 함유비율에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 제 1 발광부 및 제 2 발광부에 각각 동일한 특성의 발광 다이오드 칩 및 형광체를 사용하되, 각 발광부에 함유되는 형광체의 비율에 있어 차등을 두어 서로 다른 제 1 색온도 및 제2 색온도를 구현할 수 있다. 예를 들어, 제 1 발광부는 제 2 발광부보다 형광체 함유비율이 더 적게 구현될 수 있다.
이러한 발광 장치는 하나의 패키지(A)에서 다수개의 발광부에 각각의 전기 연결이 가능하기 때문에, 상기 제 1 발광부 및 제 2 발광부를 독립적으로 구동할 수 있다. 예를 들어, 제 1 발광부에만 전원을 인가하는 경우에, 제 1 색온도, 예를 들어 푸르스름한 백색광을 구현할 수 있으며, 제 2 발광부에만 전원을 인가하는 경우에, 제 2 색온도, 예를 들어 온백색의 백색광을 구현할 수 있으며, 제 1 발광부 및 제 2 발광부를 동시에 구동함으로써 순백색(pure white)의 백색광을 구현할 수 있다. 아울러, 제 1 발광부 및 제 2 발광부에 인가되는 전류의 양을 조절함으로써 넓은 범위에 걸쳐 다양한 색온도의 백색광을 구현할 수 있다.
이러한 본 발명의 발광 장치는 다양한 광스펙트럼 및 색온도를 갖는 백색광을 구현할 수 있기 때문에, 하나의 패키지(A)로 원하는 분위기 및 용도에 다양하게 적용할 수 있는 이점이 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 발광 장치를 설명하기 위한 개념 블록도이다.
도 2를 참조하면, 발광 장치는 제 1 색온도, 예를 들어 푸르스름한 백색광을 방출하는 제 1 발광부와, 제 2 색온도, 예를 들어 온백색(warm white)의 백색광을 방출하는 제 2 발광부를 포함하고, 또한 상기 제 1 발광부에 연결되는 제 1 제어부와, 상기 제 2 발광부에 연결되는 제 2 제어부를 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 제어부는 상기 제 1 및 제 2 발광부에 인가되는 전류를 제어한다.
상기 제 1 및 제 2 제어부는 하나의 전원 공급원으로부터 전원을 공급받아 제 1 및 제 2 발광부에 각각 인가되는 전류를 제어하기 위한 것으로, 예를 들어 상기 제 1 및 제 2 제어부는 제 1 발광부 및 제 2 발광부에 인가되는 전류의 양을 각각 다르게 조절하되, 두 전류의 총계는 일정한 값을 가지도록 구현할 수 있다.
이에 따라, 상기 제 1 및 제 2 발광부는 서로 연동하여 구동할 수 있다. 즉, 하나의 전원 공급원으로부터 공급된 전원을 제 1 제어부 및 제 2 제어부의 전류조절을 통해 두 전류의 총계는 일정하게 하면서 제 1 발광부 및 제 2 발광부에 각각 인가되는 전류를 차등 또는 균등하게 조절함으로써 푸르스름한 백색광에서 온백색의 백색광에 이르기까지 다양한 색감의 백색광을 구현할 수 있다. 제 1 발광부 및 제 2 발광부에서의 제 1 색온도 및 제 2 색온도의 구현은 각 발광부에 함유되는 형광체의 함유비율에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 제 1 발광부 및 제 2 발광부에 각각 동일한 특성의 발광 다이오드 칩 및 형광체를 사용하되, 각 발광부에 함유 되는 형광체의 비율에 있어 차등을 두어 서로 다른 제 1 색온도 및 제2 색온도를 구현할 수 있다. 예를 들어, 제 1 발광부는 제 2 발광부보다 형광체 함유비율이 더 적게 구현될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 발광 장치의 구조를 보여주는 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일시예에 따른 발광 장치는 제 1 캐비티(110) 및 제 2 캐비티(120)가 형성된 하우징(100)과, 제 1 캐비티(110) 내에 제 1 발광 다이오드 칩(20) 및 제 1 형광체(30)가 제 1 비율로 함유된 몰딩재(50)를 포함하여 제 1 색온도의 광을 방출하도록 형성된 제 1 발광부(200)와, 제 2 캐비티(120) 내에 제 2 발광 다이오드 칩(60) 및 제 2 형광체(70)가 제 2 비율로 함유된 몰딩재(90)를 포함하여 제 2 색온도의 광을 방출하도록 형성된 제 2 발광부(300)와, 확산제를 함유하며 제 1 발광부(200) 및 제 2 발광부(300)의 상부를 덮어 하우징(100)내에 형성된 몰딩부(400)를 포함하여 구성된다. 여기에서, 제 1 형광체(30) 및 제 2 형광체(70)는 동일 형광체를 사용하는 경우를 설명하도록 한다.
하우징(100)은 베이스(130)위에 중간 분리대(140)를 형성하여 제 1 및 제 2 발광부(200, 300)가 각각 형성되는 제 1 캐비티(110) 및 제 2 캐비티(120)를 구비하고 있다. 이때, 하우징(100)의 측벽면(150)은 소정의 기울기를 가질 수 있다. 소정의 기울기를 갖는 하우징(100)의 측벽면으로 인해 발광 다이오드 칩(20, 60)에서 발광하는 광의 반사를 극대화하고 발광 효율을 증대시킬 수 있다. 또한, 도시되지 않았지만 하우징(100)의 측벽면(150)은 직선면이 아니라 곡면으로 형성될 수도 있다. 하우징은 PPA일 수 있으며, 베이스(130)는 PCB 또는 리드 프레임을 포함할 수 있다.
제 1 발광부(200)는 제 1 발광 다이오드 칩(20)과 제 1 형광체(30)를 포함하여 제 1 캐비티(110)내에 형성된다. 제 1 형광체(30)는 몰딩재(50) 예를 들어 에폭시 수지 또는 실리콘 수지와 같은 열경화성 수지에 제 1 비율로 혼합된 형태로 제 1 발광 다이오드 칩(20) 상에 도팅하여 형성된다. 제 1 발광 다이오드 칩(20) 상에 본딩와이어(미도시됨)가 본딩될 수 있다. 제 1 발광부(200)는 제 1 발광 다이오드 칩(20)에서 발광되는 광과, 몰딩재(50)내에 제 1 비율로 혼합된 제 1 형광체(30)에 의해 파장 변환되는 광의 혼합으로 색온도가 6000K 이상인 푸르스름한 백색광을 구현한다.
마찬가지로, 제 2 발광부(300)는 제 2 발광 다이오드 칩(60)과 제 2 형광체(70)를 포함하여 제 2 캐비티(120)내에 형성된다. 제 2 형광체(70)는 몰딩재(90), 예를 들어 에폭시 수지 또는 실리콘 수지와 같은 열경화성 수지에 제 1 비율보다 형광체 비율이 좀더 높은 제 2 비율로 혼합된 형태로 제 2 발광 다이오드 칩(60) 상에 도팅하여 형성된다. 또한, 제 2 발광 다이오드 칩(60) 상에 본딩와이어(미도시됨)가 본딩될 수 있다. 제 2 발광부(300)는 제 2 발광 다이오드 칩(60)에서 발광되는 광과, 제 2 형광체(70)에 의해 파장 변환되는 광의 혼합으로 예를 들어 색온도가 6000K 미만인 온백색의 백색광을 구현한다.
제 1 및 제 2 발광부(200, 300)를 구성하는 제 1 및 제 2 발광 다이오드 칩(20, 60) 및 형광체(30,70)는 다양하게 구성할 수 있으며, 예를 들어 제 1 발광부(200) 및 제 2 발광부(300)는 하나의 청색 또는 UV를 방출하는 발광 다이오드 칩 과, 하나의 황색 발광 형광체를 포함할 수 있다. 즉, 제 1 및 제 2 발광 다이오드 칩(20, 60)에서 발광되는 청색광과, 제 1 및 제 2 형광체(30, 70)에 의해 파장변환되는 황색광의 혼합으로 원하는 광스펙트럼 및 색온도 특성을 갖는 백색광을 구현할 수 있다. 또한 제 1 발광부(200) 및 제 2 발광부(300)는 하나의 청색 발광 다이오드 칩(20, 60)과, 녹색 발광 형광체 또는 오렌지색 발광 형광체중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이는 제 1 및 제 2 발광 다이오드 칩(20, 60)에서 발광되는 청색광과, 형광체에 의해 파장변환되는 녹색광 또는 오렌지색광의 혼합으로 백색을 구현한다. 이러한 경우에는 청색 발광 다이오드 칩과 황색 발광 형광체로 이루어진 예에 비해 보다 향상된 연색성을 얻을 수 있는 장점이 있다. 즉, 발광 다이오드 칩과, 다양한 발광 피크를 갖는 다수개의 형광체를 이용함으로써, 연색성을 향상시킬 수 있다. 다수개의 형광체를 이용하는 경우에, 형광체의 조성뿐 아니라 다수개의 형광체의 조성비에 따라 다양한 색온도 및 연색성을 갖는 백색광을 구현할 수 있다.
형광체는 다양한 발광 피크 범위를 갖는 계열의 물질, 예를 들어 녹색에서 적색의 발광 피크 범위를 갖는 실리케이트(Silicate)계 형광체과 같은 물질을 사용할 수 있다. 즉, 발광 다이오드 칩에서 방출되는 광을 여기원으로 하여 다양한 색을 구현하고, 이로 인해 다양한 광스펙트럼 및 색온도 특성을 갖는 백색광을 구현할 수 있다. 또한 다수개의 형광체를 포함하는 경우에 동일한 계열의 물질을 사용함으로써, 형광체의 서로 간의 영향력을 최소화할 수 있다.
형광체는 알루미네이트(Aluminate)계, 실리케이트(Silicate)계, 옥시나이트 나이트(Oxynitride)계, 안티모네이트(Antimonate)계, 거머네이트(Germanate)계 또는 포스페이트(Phosphate)계를 포함할 수 있다. 특히 납 또는 구리를 함유하는 형광체를 사용함으로써, 높은 안정성과 우수한 광여기 특성을 얻을 수 있다.
몰딩부(400)는 제 1 발광부(200) 및 제 2 발광부(300)의 상부를 덮어 하우징(100)내에 채워지는 에폭시 수지 또는 실리콘 수지와 같은 열경화성 수지이다. 몰딩부(400)에는 확산제가 함유되어 있다. 몰딩부(400)는 제 1 및 제 2 발광부(200, 300)를 보호함과 아울러, 제 1 및 제 2 발광부(200, 300)로부터 방출되는 서로 다른 제 1 색온도의 광과 제 2 색온도의 광을 적절하게 혼합시키는 기능을 수행하게 된다.
이러한 발광 장치의 동작을 살펴보면 다음과 같다. 외부 전원은 제 1 및 제 2 제어부에 인가되어 제 1 및 제 2 제어부는 전류를 조절하여 제 1 및 제 2 발광부에 인가한다. 제 1 및 제 2 제어부에서 전류를 조절하는 방법에는 외부 전원으로부터의 전원 온/오프를 조절할 수 도 있고, 사용자의 조절 요청에 따라 제 1 발광부에 인가되는 전류의 양과 제 2 발광부에 인가되는 전류의 양을 효과적으로 조절할 수 있다. 이에 따라, 제 1 발광부 및 제 2 발광부에 인가되는 전류가 증가되거나 감소되도록 하여 제 1 및 발광부 및 제 2 발광부의 발광 강도가 증가 또는 감소하도록 할 수 있다. 이에 따라 발광 장치에서 방출되는 백색광의 색온도가 점차적으로 높아지거나 낮아지도록 형성할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 발광 장치의 발광 스펙트럼을 설명하기 위한 그래프이다. 도 4의 그래프에서, B는 형광체의 피크 파장을 나타내고, C는 상 대적으로 형광체 함유 비율이 높은 제 2 발광부의 색좌표를 나타내고, D는 형광체 함유 비율이 상대적으로 낮은 제 1 발광부의 색좌표를 나타내고, E는 청색 발광 다이오드 칩의 색좌표를 나타내고, F는 색온도 가변 구간을 나타낸다.
즉, 제 1 발광부에 상대적으로 낮은 비율의 제 1 비율로 형광체가 함유되고 있는 경우, 제 1 발광부에만 전류가 인가되어 광을 방출할 때의 색좌표는 C가 된다. 한편, 제 2 발광부에 상기 제 1 비율보다 상대적으로 높은 비율의 제 2 비율로 형광체가 함유되고 있는 경우, 제 2 발광부에만 전류가 인가되어 광을 방출할 때의 색좌표는 B가 된다. 따라서, 제 1 제어부 및 제 2 제어부를 통하여 제 1 발광부 및 제 2 발광부에 인가되는 전류를 조절하면 제 1 발광부 및 제 2 발광부에 방출되는 광량을 조절할 수 있게 된다. 제 1 제어부 및 제 2 제어부의 동작에 의해 제 1 발광부 및 제 2 발광부에 인가되는 전류의 양을 연동적으로 조절하여 인가 전류의 총량을 일정하게 유지하면서, 제 1 발광부에 인가되는 전류의 양이 증가되면 상대적으로 제 2 발광부에 인가되는 전류의 양이 그 만큼 줄어들게 하거나 그 반대로 동작하도록 함으로써 색온도는 그래프에 나타난 색온도 가변구간(F)내에서 좌우로 이동하게 된다. 이에 따라, 사용자는 제 1 제어부 및 제 2 제어부를 구동하여 인가전류를 조절함으로써 자신의 원하는 색감의 백색광을 구현할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
예를 들어, 본 발명의 실시예들에 있어서, 제 1 발광부와 제 2 발광부가 각각 색온도 6000K를 기준으로 푸르스름한 백색광 및 온백색 백색광을 구현하는 것으로 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 제 1 발광부는 제 2 발광부에 비해 상대적으로 높은 색온도를 가질 수 있으며, 바람직하게, 상기 제 1 발광부와 제 2 발광부를 나누는 기준은 4000K~6000K 범위 내의 색온도일 수 있다. 따라서, 상대적으로 높은 색온도를 갖는 백색광을 방출하는 제 1 발광부와, 상대적으로 낮은 색온도를 갖는 백색광을 방출하는 제 2 발광부를 포함하여 색온도 3000K 이하의 온백색이 구현되는 발광장치가 제공될 수 있다. 이에 따라, 다양한 색온도의 백색광을 구현할 수 있는 발광장치가 제공된다.
또한, 상술한 설명에서는 제 1 및 제 2 발광부를 구성하는 발광 다이오드 칩의 개수를 각각 하나로 형성하였으나, 이에 한정되지 않고, 상기 제 1 및 제 2 발광부를 구성하는 발광 다이오드 칩의 개수를 다수개로 형성할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 다양한 구조의 제품에 응용될 수 있으며, 일반 조명 장치에도 응용가능하다. 일반 조명 장치에 적용되기 위해서는 50 내지 80개 정도로 많은 수의 발광 다이오드를 필요로 한다. 이를 위해 기판상에 상술한 바와 같이 다양한 구조로 제조된 패키지를 실장하여 구성할 수 있으며, 또한 기판 상에 다수개의 발광 다이오드 칩을 직접 실장하여 구성할 수도 있다.
아울러, 상술한 예는 제 1 및 제 2 제어부에 외부 전원이 동시에 인가되는 예를 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 제 1 및 제 2 제어부는 별도의 외부 전원에 접속되어 독립적으로 구동할 수 있음은 물론이다. 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상술한 예에서는 제 1 발광부 및 제 2 발광부의 상부에 제 1 발광부 및 제 2 발광부로부터 방출되는 제 1 색온도 및 제 2 색온도의 광을 적절하게 혼합시켜주도록 확산제가 함유된 몰딩재의 구성에 대하여 설명하였으나, 필요에 따라서는 이러한 몰딩재를 구비하지 않고 제 1 발광부 및 제 2 발광부의 구성을 가지는 발광 장치의 구현도 가능할 것이다.
또한, 상술한 실시예에서는 백색광을 내는 발광 장치에 대하여 설명하였지만, 형광체의 종류에 따라 분홍, 보라, 녹색 등의 다양한 파스텔톤의 색상에도 적용가능할 것이다. 아울러, 상술한 실시예에서는 제 1 발광부 및 제 2 발광부의 발광 다이오드 칩 및 형광체가 동일한 종류를 사용하는 경우에 대하여 설명하였지만, 서로 다른 특성을 가지는 발광 다이오드 칩 및 형광체를 적용하여 형광체의 비율을 조절함으로써 다양한 색감을 구현할 수 있을 것이다.
본 발명에 의하면, 동일한 발광 다이오드 칩을 서로 구분된 제 1 캐비티 및 제 2 캐비티내에 설치하고, 각각의 캐비티내에 몰딩재와 형광체의 비율을 서로 다르게 하여 각각 몰딩한다. 즉, 하나의 캐비티에는 색온도가 상대적으로 높은 백색광이 나오도록 형광체의 비율을 적게 하고, 다른 하나의 캐비티에는 상대적으로 낮은 색온도의 백색광이 나오도록 형광체 비율을 높여서 몰딩한다. 그후에 확산제를 함유한 몰딩부로 몰딩하여 완성된다. 이에 따라 본 발명에 따른 발광 장치에서는 전류를 각 발광 다이오드 칩에 동일하게 적용하면 순백색광 색상이 나오며, 전류의 차를 이용하여 푸르스름한 백색(bluish white)에서부터 온백색(warm white)까지 사용자가 원하는 백색의 색온도를 쉽게 가변시킬 수 있다.
이때의 전류 구동은 형광체 농도가 낮은 쪽의 발광 다이오드 칩에 인가되는 전류가 낮아지면 형광체 농도가 높은 쪽의 발광 다이오드 칩에 인가되는 전류가 그 만큼 더 많이 흐르게 되어서 총 전류값은 동일하게 되며 따라서 광도의 변화도 최소화시킬 수 있다.
또한, 형광체 농도의 차가 커지면 가변 범위가 늘어나고 형광체 농도의 차가 작아지면 CCT의 가변 범위가 줄어들게 된다. 이를 이용하여 일반 사람들이 좋아하는 색감의 빛의 구간을 정해놓고 그 안에서 조절을 해서 쓸 수 있게 된다.

Claims (11)

  1. 제 1 캐비티 및 제 2 캐비티가 형성된 하우징과,
    상기 제 1 캐비티 내에 제 1 발광 다이오드 칩 및 제 1 형광체가 제 1 비율로 함유된 몰딩재를 포함하여 제 1 색온도의 광을 방출하도록 형성된 제 1 발광부와,
    상기 제 2 캐비티 내에 제 2 발광 다이오드 칩 및 제 2 형광체가 제 2 비율로 함유된 몰딩재를 포함하여 제 2 색온도의 광을 방출하도록 형성된 제 2 발광부를 포함하는 발광 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    확산제를 함유하며 상기 제 1 발광부 및 상기 제 2 발광부의 상부를 덮어 상기 하우징내에 형성된 몰딩부를 더 포함하는 발광 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 발광부는 전류가 독립적으로 인가되도록 구성된 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 발광 다이오드 칩은 청색 또는 UV 광을 방출하는 것을 특 징으로 하는 발광 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 발광부 및 상기 제 2 발광부 중 적어도 하나에 인가되는 전류를 조절하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제 1 발광부 및 상기 제 2 발광부의 각각에 인가하는 전류를 조절하되, 두 전류의 합을 일정값으로 유지하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 형광체 및 상기 제 2 형광체는 동일 형광체인 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 형광체 및 상기 제 2 형광체는 서로 다른 형광체인 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 발광 다이오드 칩 및 상기 제 2 발광 다이오드 칩은 동일 특성을 가지는 발광 다이오드 칩인 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 발광 다이오드 칩 및 상기 제 2 발광 다이오드 칩은 서로 다른 특성을 가지는 발광 다이오드 칩인 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 형광체 및 상기 제 2 형광체의 적어도 하나는 복수 종류의 형광체를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
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Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012086896A1 (en) * 2010-12-23 2012-06-28 Lg Innotek Co., Ltd. Back light unit and liquid crystal display using the same
KR20130016815A (ko) 2011-08-09 2013-02-19 엘지이노텍 주식회사 발광 소자 패키지, 발광 장치 및 조명 장치
WO2013027998A2 (ko) * 2011-08-22 2013-02-28 엘지이노텍 주식회사 발광 소자 패키지, 이를 포함하는 조명 장치 및 조명 시스템
EP2680053A1 (en) * 2012-06-27 2014-01-01 LG Innotek Co., Ltd. Lighting device
KR20140057827A (ko) * 2012-11-05 2014-05-14 엘지전자 주식회사 발광 다이오드 조명 장치 및 그 발광 다이오드 패키지
EP2753977A4 (en) * 2011-09-09 2015-06-24 Lg Innotek Co Ltd BACKLIGHT UNIT IN A RESIN LAYER FOR LIGHT GUIDE AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY USING SUCH A UNIT
KR20160080529A (ko) * 2014-12-29 2016-07-08 엘지이노텍 주식회사 조명 장치
EP2636947A3 (en) * 2012-03-07 2016-08-10 LG Innotek Co., Ltd. Lighting device
CN106784259A (zh) * 2016-11-10 2017-05-31 深圳天珑无线科技有限公司 一种多色温混合光源及其制作方法、移动终端
WO2017107776A1 (zh) * 2015-12-25 2017-06-29 广州市添鑫光电有限公司 一种高效led智能光源
US9876149B2 (en) 2015-08-28 2018-01-23 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor light emitting device package and light source module using same
US10247376B2 (en) 2015-12-15 2019-04-02 Hyundai Motor Company Light source module and vehicle headlamp using the same
KR20190085694A (ko) * 2018-01-11 2019-07-19 엘지이노텍 주식회사 발광소자 패키지
KR20210101175A (ko) * 2014-11-18 2021-08-18 서울반도체 주식회사 발광 장치

Cited By (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USRE49101E1 (en) 2010-12-23 2022-06-07 Lg Innotek Co., Ltd. Back light unit and liquid crystal display using the same
US9939677B2 (en) 2010-12-23 2018-04-10 Lg Innotek Co., Ltd. Back light unit and liquid crystal display using the same
WO2012086896A1 (en) * 2010-12-23 2012-06-28 Lg Innotek Co., Ltd. Back light unit and liquid crystal display using the same
CN103392148A (zh) * 2010-12-23 2013-11-13 Lg伊诺特有限公司 背光单元和使用该背光单元的液晶显示器
KR20130016815A (ko) 2011-08-09 2013-02-19 엘지이노텍 주식회사 발광 소자 패키지, 발광 장치 및 조명 장치
WO2013027998A3 (ko) * 2011-08-22 2013-04-25 엘지이노텍 주식회사 발광 소자 패키지, 이를 포함하는 조명 장치 및 조명 시스템
WO2013027998A2 (ko) * 2011-08-22 2013-02-28 엘지이노텍 주식회사 발광 소자 패키지, 이를 포함하는 조명 장치 및 조명 시스템
US9678382B2 (en) 2011-09-09 2017-06-13 Lg Innotek Co., Ltd. Light unit and a LCD liquid crystal display comprising the light unit
USRE48690E1 (en) 2011-09-09 2021-08-17 Lg Innotek Co., Ltd. Light unit and a LCD liquid crystal display comprising the light unit
EP2753977A4 (en) * 2011-09-09 2015-06-24 Lg Innotek Co Ltd BACKLIGHT UNIT IN A RESIN LAYER FOR LIGHT GUIDE AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY USING SUCH A UNIT
US10125949B2 (en) 2012-03-07 2018-11-13 Lg Innotek Co., Ltd. Lighting device
EP2636947A3 (en) * 2012-03-07 2016-08-10 LG Innotek Co., Ltd. Lighting device
US9587797B2 (en) 2012-03-07 2017-03-07 Lg Innotek Co., Ltd. Lighting device
CN103515514A (zh) * 2012-06-27 2014-01-15 Lg伊诺特有限公司 发光器件
US9929328B2 (en) 2012-06-27 2018-03-27 Lg Innotek Co., Ltd. Lighting device
EP2680053A1 (en) * 2012-06-27 2014-01-01 LG Innotek Co., Ltd. Lighting device
KR20140057827A (ko) * 2012-11-05 2014-05-14 엘지전자 주식회사 발광 다이오드 조명 장치 및 그 발광 다이오드 패키지
KR20210101175A (ko) * 2014-11-18 2021-08-18 서울반도체 주식회사 발광 장치
KR20160080529A (ko) * 2014-12-29 2016-07-08 엘지이노텍 주식회사 조명 장치
US9876149B2 (en) 2015-08-28 2018-01-23 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor light emitting device package and light source module using same
US10247376B2 (en) 2015-12-15 2019-04-02 Hyundai Motor Company Light source module and vehicle headlamp using the same
US10598325B2 (en) 2015-12-15 2020-03-24 Hyundai Motor Company Light source module and vehicle headlamp using the same
WO2017107776A1 (zh) * 2015-12-25 2017-06-29 广州市添鑫光电有限公司 一种高效led智能光源
CN106784259A (zh) * 2016-11-10 2017-05-31 深圳天珑无线科技有限公司 一种多色温混合光源及其制作方法、移动终端
KR20190085694A (ko) * 2018-01-11 2019-07-19 엘지이노텍 주식회사 발광소자 패키지

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