KR20090102206A

KR20090102206A - 조명장치

Info

Publication number: KR20090102206A
Application number: KR1020080027497A
Authority: KR
Inventors: 오광용; 조유정
Original assignee: 서울반도체 주식회사
Priority date: 2008-03-25
Filing date: 2008-03-25
Publication date: 2009-09-30
Also published as: KR101456267B1

Abstract

본 발명은 형광체가 포함된 파장변환부재를 지지수단에 의해 탈부착시킴으로써 사용자가 원하는 색으로 조명할 수 있도록 한 조명장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

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.

Description

조명장치{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.

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.

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.

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.

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.

또한, LED칩(14)의 출력을 높이면 과도한 열이 방출되어 쉽게 형광체가 쉽게 열화되기 때문에 LED 패키지의 휘도 뿐만 아니라 신뢰성도 저하되는 문제도 있다.

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.

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.

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.

본 발명의 실시예에 따르면 LED로부터 나온 광을 파장 변환시키는 파장변환부재를 반사컵에 탈부착시킴으로써 사용자의 취향에 맞게 LED 조명을 설계할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면 반사컵 내부에 실장된 LED칩과 파장변환부재가 이격되어 있어 LED칩에서 발생한 열에 의한 형광체의 열화 문제를 해결할 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시예에 따르면 형광체와 투광성 물질을 혼합한 파장변환부재를 사용함으로써 쉽게 색상을 변경할 수 있으며, 색좌표 수율 등의 문제를 해결할 수 있다.

도 1은 종래 LED 패키지의 단면도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 조명장치를 설명하기 위한 도면.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 조명장치에 적용될 판형의 파장변환부재를 도시한 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

21 : 반사컵 211 : 반사면

22 : LED 23 : 파장변환부재

231 : 투광성 물질 232 : 형광체

233 : 확산재 234 : 홈들

24 : 지지수단 241 : 돌기들

242 : 지지대 243 : 스프링 수단

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.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 조명장치를 설명하기 위한 도면이다.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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 이루어질 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.

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.

Claims

적어도 하나의 LED;

상기 LED로부터 나온 광을 파장 변환하는 형광체를 포함하는 고상의 파장변환부재; 및

상기 LED의 상측에 위치한 상기 파장변환부재를 탈착가능하게 지지하는 지지수단을 포함하는 조명장치.
청구항 1에 있어서,

상기 적어도 하나의 LED를 둘러싸도록 배치된 반사부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명장치.
청구항 1에 있어서, 상기 파장변환부재의 양측에는 홈들이 형성되고,

상기 지지수단은 상기 홈들에 끼워지는 돌기들을 구비한 지지대와, 상기 홈들과 맞물리는 방향으로 상기 지지대를 편향시키는 스프링 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명장치.
청구항 1에 있어서, 상기 파장변환부재는 확산재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명장치.
청구항 1에 있어서, 상기 파장변환부재는 투광성 물질에 형광체를 혼합한 후 몰딩 성형된 것을 특징으로 하는 조명장치.
청구항 1에 있어서, 상기 파장변환부재는 구형 또는 판형인 것을 특징으로 하는 조명장치.