KR20150034638A - 적색 램프 및 차량용 등화 장치 - Google Patents

적색 램프 및 차량용 등화 장치 Download PDF

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토시히로 츠모리
카즈히로 와타야
토시히코 츠카타니
타케히사 미노와
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신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤
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Abstract

청색 LED 어레이 및 적색 발광 부재를 포함하는 적색 램프가 제공된다. 적색 발광 부재는 청색광을 흡수하고 적생광을 발할 수 있는 형광체를 내부에 분산시킨 수지로 제작되고, 형광체는 실리케이트 형광체, 사이알론 형광체, 규질화물 형광체, 황화물 형광체 및 석류석 구조 형광체 중에서 선택된다. 이 적색 램프는 고효율, 고광강도 및 램프의 정면 방향 및 횡방향의 쌍방의 향상된 시인성을 제공하여, 적색 리어 포지션 램프 및 적색 스톱 램프와 같은 차량용 등화 장치에 사용하기에 적합하다.

Description

적색 램프 및 차량용 등화 장치{RED LAMP AND VEHICLE LIGHTING FIXTURE}
본 발명은 제동을 경고하거나 야간의 시인성을 높이기 위해 후방을 향하여 적색광을 조사하도록 모든 차량의 후부에 설치되는, 적색 리어 포지션 램프와 적색 스톱 램프로 대표되는 차량용 등화 장치 및 그것에 사용되는 적색 램프에 관한 것이다.
차량의 후부에는, 제동을 경고하거나 야간의 시인성을 높이기 위해, 브레이크와 조명 스위치에 응답하여 후방을 향하여 적색광을 조사하기 위한, 적색 리어 포지션 램프 및 스톱 램프로 대표되는 등화 장치가 설치되고 있다. 대부분의 종래의 적색 리어 포지션 램프와 스톱 램프에는, 통상, 백열 전구, 할로겐 전구, HID 램프가 이용되고, 적색광을 조사하기 위해 적색으로 착색한 투광성 수지제의 커버가 결합되고 있다. 근래에는, 복수의 적색 LED 칩을 어레이로 실장시킨 적색 리어 포지션 램프와 스톱 램프가 알려져 있다.
백열 전구, 할로겐 전구, HID 램프가 광원으로서 이용되는 경우, 이들은 적색 성분과 많은 다른 색성분들을 포함하고 있는 빛을 발광한다. 통상, 적색광은 다른 색성분들을 차단하도록 전체 빛을 적색 투광성 재료 또는 수지제의 커버를 통과시킴으로써 얻어진다. 이는 광원은 광범위한 빛을 발광하지만, 적색광 이외의 광성분들의 에너지가 낭비되는 결점의 원인이 된다.
한편, 적색 LED를 이용한 적색 리어 포지션 램프와 스톱 램프는 몇 가지 결점을 가진다. 적색 LED의 발광 효율이 일반적으로 그다지 높지 않기 때문에, 충분한 시인성을 확보하기 위해서는, 다수의 적색 LED가 사용되어져야만 한다. 또한, 적색 LED는 높은 지향성의 발광광을 발생시키는데, 이는 램프 정면(램프의 광축 방향)에서의 높은 시인성을 확보하지만, 램프의 측방(램프의 광축으로부터 벗어난 방향)으로부터의 매우 낮은 시인성을 초래한다. 다양한 형상과 재질의 반사재 및 렌즈를 가진 적색 LED들을 조합하는 것에 의해 상기 결점들을 완화시키려는 시도들이 이루어졌다. 하지만, 램프의 정면 및 측방으로부터의 균질한 시인성을 제공할 수 있는 적색 LED를 사용한 적색 램프를 제작하는 것은 여전히 곤란하다.
JP-A 2009-280763 JP-A 2012-224536(EP 2508586, US 20120256125) JP-A 2009-529154(WO 2007/103394)
일반적으로, 리어 포지션 램프와 스톱 램프가 대표적인 차량용 적색 등화 장치는 점등을 위한 광원, 광원 둘레의 커버, 반사판, 렌즈, 광확산 부재, 장식용 부재 등으로 구성된다. 차량용 적색 등화 장치는 흔히 방향 지시기와 일체화되어 있다. 광원으로서는, 통상적인 전구가 사용되지만, 근래에는 적색 LED의 사용이 증가되고 있다.
광원을 덮는 커버는 통상 아크릴 수지 등의 열가소성 수지로 제작된다. 커버는 광원의 보호, 광확산 및 집광의 렌즈 기능 또는 장식 등, 목적에 따라 다양한 형상으로 성형된다. 커버 부재, 특히 테일 라이트 커버로는, 적색 커버, 무색 또는 백색 테일 라이트 커버 및 렌즈부만이 착색되어 있는 유로 테일 커버라 불려지는 클리어 커버를 포함한다. 많은 반사판이 코너 큐브를 이용하고 있다. 후방 차량의 헤드 램프에 의해 조사될 때, 반사판은 빛을 반사하여 적색으로 보여진다. 따라서 반사판은 차량이 야간에 정차되고 주차되어 램프가 점등되어 있지 않을 때에도 주의를 환기시키는 기능을 가지고 있다.
이러한 차량용 등화 장치에 관해서는, 수많은 제안이 이루어지고 있으며, 다양한 모델이 실제로 사용되고 있다. 적색 리어 포지션 램프 및 스톱 램프의 기본적인 기능은 후방 차량에 주의를 환기시키는 것이다. 이들 램프는 헤드 램프나 브레이크 시스템에 응답하여 작동하여, 통상적인 전구나 적색 LED가 점등되어, 커버, 반사판, 렌즈, 광확산 부재 등을 통해 차량의 후방으로 조사되는 백색광이나 적색광을 발광시킨다.
이 경우, 램프로부터 조사된 빛은 기본적으로 통상적인 전구나 LED로부터 발광된 것이다. 통상적인 전구를 사용하면 몇 가지 문제점이 발생한다. 일반적으로 통상적인 전구에 의한 발광은 거의 백색광이다. 따라서, 대부분의 경우, 색 조정은 적색광이 얻어지도록 통상적인 전구로부터의 발광광의 일부를 차단하기 위해 통상적인 전구로부터의 발광광을 수지로 이루어진 적색 필터 부재를 통과시키는 것에 의해 실행된다. 적색 필터 부재에 의해 투과되지 않는 빛의 일부는 등화 장치 밖으로 나가지 않기 때문에, 이 시스템은 빛 에너지의 이용 효율이 낮다.
다음으로, 광원으로서 적색 LED를 사용하는 것과 관련한 문제점들을 살펴보기로 한다. 하나의 적색 LED로부터의 광량은 비교적 적기 때문에, 비용을 희생하여 복수의 적색 LED를 사용하는 것이 필요하다. 적색 LED 광원은 높은 지향성의 발광광을 발생시키는데, 이는 발광의 정면(차량의 후방)에서의 높은 시인성을 확보하지만, 램프의 측방으로부터의 시인성이 매우 낮다는 결점을 초래한다. 그에 따라, 예컨대 여러 방향으로 빛을 발광시키도록 복수의 적색 LED를 장착하거나, 적색 LED로부터의 빛을 산란시키기 위한 수지 또는 글라스제의 높은 투명성 렌즈를 개재시키는 등에 의한 여러 가지 방책들이 강구되고 있다. 복수의 적색 LED를 포함시키는 것은 고가이다. 적색 LED의 배치가 신중하게 설계되더라도, 여러 방향에서 균질한 시인성을 갖는 적색광을 얻는 것은 어렵다. 적색 LED로부터의 빛을 산란시키기 위한 수지 또는 글라스제의 높은 투명성 렌즈를 사용하는 방법은 여러 방향에서, 특히 횡방향에서의 높은 시인성을 확보하는 것은 어렵다.
본 발명의 하나의 목적은 저비용이고, 고효율성이고, 램프의 전방(램프의 광축 방향)으로부터 뿐만 아니라 램프의 측방(램프의 광축으로부터 벗어난 방향)으로부터도 시인성이 높다는 장점들을 갖는 적색 램프; 및 그 적색 램프를 포함하는, 적색 리어 포지션 램프 또는 적색 스톱 램프와 같은, 차량용 등화 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명자들은, 차량용 등화 장치에 요구되는 것으로서 여러 방향으로부터의 향상된 시인성을 제공하는 적색 램프가 광원으로서 청색광을 발광할 수 있는 청색 LED 어레이 및 청색광을 흡수하고 적색 성분을 포함한 빛을 발할 수 있는 형광체를 이용하여 청색광을 조사광으로서 기능하는 적색광으로 변환시키는 것에 의해 얻어진다는 것을 발견하였다. 형광체는 실리케이트 형광체, 사이알론 형광체, 규질화물 형광체, 황화물 형광체 및 석류석 구조 형광체로부터 선택되는 1종류 이상의 형광체이다. 수지 매트릭스 내에 형광체 입자를 포함하고 있는 적색 발광 부재가 청색광을 수광하도록, 특히 청색 LED의 발광 방향 전방에 배치된다. 적색 발광 부재에 분산된 형광체 입자로부터의 적색광이 램프로부터 조사된다. 램프는 램프의 정면 및 램프의 측방의 쌍방으로부터의 균질한 시인성, 고효율 및 고광강도를 제공한다.
따라서, 본 발명은 광원으로서 청색광을 발광할 수 있는 청색 LED 어레이 및 청색광을 수광하도록 되어 있는 적색 발광 부재를 포함하는 적색 램프를 제공한다. 상기 적색 발광 부재는 수지 및 청색광을 흡수하고 적색 성분을 포함한 빛을 발할 수 있는 형광체를 포함한다. 상기 형광체는 실리케이트 형광체, 사이알론 형광체, 규질화물 형광체, 황화물 형광체 및 석류석 구조 형광체로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종류 이상의 형광체이다.
하나의 바람직한 실시형태에 있어서, 상기 수지는 열가소성 수지이다. 더 바람직하게는, 상기 열가소성 수지는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스터, 폴리스티렌, 폴리카보네이트, ABS 수지 및 아크릴 수지로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종류 이상의 수지이다.
하나의 바람직한 실시형태에 있어서, 상기 수지는 열경화성 수지이다. 더 바람직하게는, 상기 열경화성 수지는 페놀 수지, 에폭시 수지, 멜라민 수지 및 폴리우레탄 수지로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종류 이상의 수지이다.
하나의 바람직한 실시형태에 있어서, 상기 실리케이트 형광체는 (Sr, Ca, Ba)2SiO4:Eu이고, 상기 사이알론 형광체는 Ca-α-SiAlON:Eu이고, 상기 규질화물 형광체는 (Sr, Ca)AlSiN3:Eu이고, 상기 황화물 형광체는 CaGa2S4:Eu이고, 상기 석류석 구조 형광체는 (Y, Gd)3Al5O12:Ce 또는 Y3Al5O12:Ce이다.
하나의 바람직한 실시형태에 있어서, 광로를 따라 적색광을 조사하는 적색 램프는 또한 상기 형광체에 흡수되지 않고 상기 적색 발광 부재를 투과하는 상기 청색 LED로부터의 청색광 중의 일부가 적색 램프의 조사 방향의 전방으로 진행하는 것을 억제하기 위해 광로를 가로질러 배치되는 필터 부재를 포함한다.
하나의 바람직한 실시형태에 있어서, 상기 적색 램프는 광축을 따라 적색광을 조사한다. 상기 청색 LED 어레이는 상기 청색 LED 어레이의 발광 광축을 따른 청색광의 진행 방향이 상기 적색 램프의 조사 광축을 따른 적색광의 진행 방향과 상이하게 되도록 배치된다. 상기 적색 발광 부재는 적어도 상기 청색 LED 어레이의 발광 광축을 따른 청색광의 진행 방향 전방에 배치된다.
하나의 바람직한 실시형태에 있어서, 상기 적색 발광 부재는 0.5mm 이상의 유효부 두께를 가진다.
또 다른 양태에 있어서, 본 발명은 상기 한정된 적색 램프를 포함하는 차량용 등화 장치를 제공한다.
대표적으로, 상기 차량용 등화 장치는 적색 리어 포지션 램프 또는 적색 스톱 램프이다.
여기에 사용되는 용어 "LED 어레이"는 단일의 LED 칩 및 2개 이상의 LED 칩으로 이루어진 어레이의 모두를 의미한다.
본 발명의 적색 램프는 고효율, 고광강도, 및 램프의 정면과 램프의 측방의 쌍방으로부터의 향상된 시인성을 포함하는 장점들을 갖는다. 이 적색 램프는 적색 리어 포지션 램프 또는 적색 스톱 램프 등의 차량용 등화 장치에 사용하기에 적합하다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 있어서의 적색 램프를 개략적으로 도시하고 있다.
도 2는 본 발명의 제2 실시형태에 있어서의 적색 램프를 개략적으로 도시하고 있다.
도 3은 본 발명의 제3 실시형태에 있어서의 적색 램프를 개략적으로 도시하고 있다.
도 4는 본 발명의 제4 실시형태에 있어서의 적색 램프를 개략적으로 도시하고 있다.
도 5는 본 발명의 제5 실시형태에 있어서의 적색 램프를 개략적으로 도시하고 있다.
도 6은 본 발명의 제6 실시형태에 있어서의 적색 램프를 개략적으로 도시하고 있다.
도 7은 본 발명의 제7 실시형태에 있어서의 적색 램프를 개략적으로 도시하고 있다.
도 8은 본 발명의 제8 실시형태에 있어서의 적색 램프를 개략적으로 도시하고 있다.
도 9는 실시예 1의 적색 램프의 발광 스펙트럼을 도시한 다이어그램이다.
도 10은 실시예 2의 적색 램프의 발광 스펙트럼을 도시한 다이어그램이다.
도 11은 비교예 1 및 2에 있어서의 적색 램프를 개략적으로 도시하고 있다.
도 12는 비교예 2의 적색 램프의 발광 스펙트럼을 도시한 다이어그램이다.
본 발명의 적색 램프는 광원으로서 청색광을 발광할 수 있는 청색 LED 어레이 및 청색광을 수광하도록 배치된 적색 발광 부재를 포함한다. 여기에 광원으로서 사용되는 청색 LED 어레이는 적색 LED 어레이보다 고출력을 가진다.
여기에 광원으로서 사용되는 청색 LED 어레이는 대표적으로 중심 파장이 파장 420nm 내지 490nm의 범위 내의 중심 파장을 갖는 빛을 발할 수 있는 LED 어레이다. 청색 LED 어레이의 사이즈, 파워, 개수는 적색 램프의 광량, 시인성, 주의환기 기능, 장식성 및 다른 인자들을 고려하여 적절히 선택될 수 있다. 하나의 발광 칩을 갖는 청색 LED 어레이 또는 복수의 발광 칩을 갖는 청색 LED 어레이가 단독으로 또는 둘 이상의 조합으로 사용될 수 있다. 이러한 청색 LED 어레이는 시판품이다. 특히 적색 램프를 적색 리어 포지션 램프와 스톱 램프와 같은 차량용 등화 장치에 사용하고자 할 때에는, 고출력 청색 LED 어레이가 바람직하다. 청색 LED 어레이는 개개 0.5W 이상, 특히 1W 이상의 전력을 가지고, 적색 램프당 총 전력은 1W 이상, 특히 2W 이상인 것이 바람직하다. 전력의 상한은 엄격하진 않지만, 전력은 통상 청색 LED 어레이당 2W까지이고, 적색 램프당 10W까지이다. 복수의 청색 LED 어레이를 조합하여 사용하는 경우에는, 적색 램프당 2개 이상의 LED 어레이, 특히 2~8개의 청색 LED 어레이가 편입되는 것이 바람직하다.
본 발명의 적색 램프에 있어서는, 적색 발광 부재는 청색광을 수광하기 위한 위치, 특히 청색 LED 어레이의 발광 방향 전방에 배치된다. 적색 발광 부재는 주로 수지 및 청색광을 흡수하고 적색 성분을 포함한 빛을 발할 수 있는 형광체를 포함한다. 적색 램프는 청색 LED 어레이로부터 발광된 청색광이 적색 발광 부재 내의 형광체에 의해 흡수되고 적색 성분, 특히 600nm 내지 660nm의 파장 범위를 갖는 적색 성분을 포함한 빛, 바람직하게는 적색광, 더 바람직하게는 600nm 내지 660nm의 파장 범위 내에 최대 강도를 갖는 적색광으로 변환되도록 구성된다.
적색 발광 부재를 구성하는 수지는 열가소성 수지 또는 열경화성 수지 중의 어느 하나일 수 있다. 이들 중, 형광체의 분산의 용이한 제어와 적색 발광 부재의 치수 안정성 때문에, 열가소성 수지가 바람직하다. 또한, 소정의 형상으로의 용이한 후가공 때문에도 열가소성 수지가 바람직하다. 또한, 열가소성 수지로 제작된 적색 발광 부재는 진동이나 충격에 의한 균열에 대한 저항성이 있고, 즉 내진동성 및 내충격성이 있을 뿐만 아니라, 내후성도 있어, 차량 장착 부재로서 가장 적합하다.
열가소성 수지의 예로서는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스터, 폴리스티렌, 폴리카보네이트, ABS 수지, 아크릴 수지가 포함된다. 열경화성 수지의 예로서는, 페놀 수지, 에폭시 수지, 멜라민 수지, 우레탄 수지가 포함된다. 이들 중, 강성, 경도 및 가공성의 우수한 밸런스 때문에, 폴리프로필렌 및 아크릴 수지가 바람직하다. 발광된 적색 성분을 최대한 이용한다는 관점에서, 수지는 착색하지 않고 투명 또는 백색 상태로 이용되는 것이 바람직하다.
본 발명의 적색 램프에 있어서는, 청색광을 흡수하고 적색 성분을 포함한 빛을 발할 수 있는 형광체가 적색 발광 부재를 구성하는 수지에 혼합되는 발광 성분(적색 발광 물질)로서 사용된다. 이 형광체는 청색 광, 특히 420nm 내지 490nm의 파장을 갖는 청색광을 흡수하고, 600nm 내지 660nm의 범위 내의 파장을 갖는 적색 성분을 포함한 빛, 바람직하게는 적색광, 특히 600nm 내지 660nm의 파장 범위 내에서 최대 강도를 가지는 적색광을 발광할 수 있다. 본 발명에 따르면, 이 형광체는 실리케이트 형광체, 사이알론 형광체, 규질화물 형광체, 황화물 형광체 및 석류석 구조 형광체 중에서 선택된 1종류 이상의 형광체이다.
적합한 실리케이트 형광체로서는 (Sr, Ca, Ba)2SiO4:Eu 등의 형광체가 포함되고; 적합한 사이알론 형광체로서는 Ca-α-SiAlON:Eu 등의 형광체가 포함되고; 적합한 규질화물 형광체로서는 (Sr, Ca)AlSiN3:Eu 등의 형광체가 포함되고; 적합한 황화물 형광체로서는 CaGa2S4:Eu 등의 형광체가 포함되고; 적합한 석류석 구조 형광체로서는 (Y, Gd)3Al5O12:Ce와 Y3Al5O12:Ce 등의 형광체가 포함된다.
적색 발광 물질로서, 청색광에 대해 0.3 내지 1.0, 특히 0.6 내지 0.9의 흡수율을 갖는 형광체를 사용하는 것이 바람직하다. 적색 발광 물질로서 사용되는 형광체는 너무 높지도 너무 낮지도 않은 청색광에 대한 적당한 흡수율을 특징으로 한다. 이는 실질적으로 광원인 청색 LED로부터 발광된 청색광의 대부분이 적색 발광 부재의 표면층(청색광 입사측) 내의 형광체에 의해 흡수되어 버리고, 적색 발광 부재의 내부 및 배면층에 도달하는 청색광이 거의 없게 되는 불편한 현상을 회피시킨다. 적색 발광 부재는 청색광 중의 적당 부분이 적색 발광 부재의 내부 및 배면층에 도달하도록 용이하게 조정된다. 즉, 이 형광체는 적색 발광 부재 내에 분산된 모든 적색 발광 물질 입자들이 발광에 기여한다는 점에서 매우 효율적이다.
이 형광체는 임의의 공지된 방법으로 제조될 수 있다. 이 형광체를 수지에 혼합하고 수지 컴파운드를 적색 발광 부재로 성형하기 위해, 형광체는 청색광이 거의 흡수되지 않고 대부분이 적색 발광 부재를 투과해 버리는 애로를 방지하는 적당한 입도를 가진 입자 형태가 되어야 한다. 구체적으로, 형광체는 바람직하게는 입도 분포에 있어서의 체적 누계 50%의 지름(D50)으로 2㎛ 이상, 더 바람직하게는 5㎛ 이상의 입도를 가진다. 또한, 입자상 형광체는 바람직하게는 1000㎛ 이하, 더 바람직하게는 50 내지 500㎛의 입도 분포에 있어서의 체적 누계 90%의 지름(D90)을 가진다. D50이 2㎛ 미만인 경우, 청색 LED 어레이로부터의 여기광에 대하여 흡수/변환의 비율보다 산란의 비율이 지나치게 커질 수 있다. D50의 최대치는 특별히 제한될 필요는 없지만, D90 값과의 관계로부터 300㎛ 이하의 D50 값이 바람직하다. 또한, D90이 1000㎛를 초과하면, 그와 같은 형광체 입자가 혼합 단계 동안에 수지 내의 분산을 방해할 수 있다.
입도는 예를 들면 기류중에 시료 입자들을 분산시키고, 레이저 회절 산란법에 의해 지름을 측정함으로써 측정되는 것이 바람직하며, 입도 분포가 동시에 평가될 수 있기 때문임을 유의해야 한다.
여기에 사용되는 적색 발광 부재는 수지에 형광체 즉 적색 발광 물질을 혼합하고 수지 컴파운드를 성형함으로써 제조된다. 압축 성형, 압출 성형, 사출 성형과 같은 임의의 공지된 성형 방법에 의해, 수지 컴파운드는 입자, 봉, 필름 또는 박판과 같은 임의의 원하는 형상으로, 임의의 소정의 크기로, 적색 램프의 사용 목적, 형상 및 적색광 조사 양태에 따라 성형될 수 있다.
적색 발광 부재는 바람직하게는 0.5mm 이상, 더 바람직하게는 10mm 이하, 특히 3mm 이하의 두께를 갖는 유효부를 구비한다. 유효부 두께가 0.5mm 미만이면, 여기광인 청색광의 흡수가 불충분하게 될 수 있다. 유효부 두께가 10mm를 초과하면, 적색 성분의 적색 발광 부재 내부에서의 흡수에 의한 소실에 의해 발광 저하가 초래될 수 있다. 유효부란 청색광의 흡수에 기여하는 부위를 의미한다.
수지와 형광체는 형광체 내의 활성제(일반적으로 Eu 또는 Ce)의 비율, 적색 발광 부재의 형상, 크기 및 두께, 청색 LED의 적색 발광 부재에 대한 관계 등에 따라 달라지는 비율로 혼합된다. 형광체는 수지를 기준으로 바람직하게는 1 내지 60 중량%, 더 바람직하게는 3 내지 40 중량%의 양으로 사용된다. 형광체의 양이 상기 범위 미만인 경우에는, 적색 발광 부재의 크기에도 따르겠지만, 청색 LED로부터 발광된 청색광의 흡수율이 낮아, 적색 발광의 부족을 낳을 수 있다. 형광체의 양이 상기 범위를 초과하는 경우에는, 형광체가 수지에 비해 과도하기 때문으로, 적색 발광 부재가 낮은 강도를 가질 수 있다.
발광 성분인 형광체 이외에, 적색 발광 부재가 전체적으로 보다 균일한 발광을 제공하는 데 효과적이 되도록 하기 위해, 적색 성분을 흡수하지 않는 실리카, 알루미나 또는 티타니아와 같은 무기 화합물이 수지에 첨가되어 분산될 수 있다. 또한, 내후성을 향상시킬 목적으로, 적색 발광 부재는 사용되는 열가소성 수지보다 높은 내후성을 갖는 다른 투명 재료로 표면 피복될 수 있다.
도면을 참조하여, 본 발명에 따른 적색 램프의 구조를 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 있어서의 적색 램프의 개략도이다. 이 적색 램프(1)는 대략 반타원체 형상의 기재 즉 리플렉터(10) 및 적색 램프(1)의 후방측(적색광의 조사 방향과 반대 방향)의 기재(10)의 내면 상에 배치되는 청색 LED 어레이(11)를 포함한다. 청색 LED 어레이(11)는 램프의 전방(적색광의 조사 방향)으로 청색광을 발광할 수 있는 3개의 칩(발광부)(111)을 포함한다. 명백히, LED 어레이당의 칩의 개수는 특별히 한정되지 않고, 또한 청색 LED 어레이의 개수도 특별히 한정되지 않으며, 이는 모든 이하의 실시형태들에 해당된다. 적색 램프(1)는 또한 청색광의 발광 방향으로 청색 LED 어레이(11)와 대향하도록 램프(1)의 상대적 전방측에 배치되는(즉, 중간 위치에서 기재(10) 내에 설치되는) 평판 형태의 적색 발광 부재(12) 및 적색 램프(1)의 적색광 조사 방향으로 적색 발광 부재(12)의 더 전방측에 배치되는(즉, 기재(10) 내의 가장자리에 설치되는) 평판 형태의 보호 커버(13)를 포함한다.
청색 LED 어레이(11)는 청색광을 발광하고, 이 청색광은 직접 또는 기재(10)의 내면에 의한 반사 후에 적색 발광 부재(12)에 입사한다. 적색 발광 부재(12)에 입사한 청색광은 적색 발광 부재(12) 내의 형광체에 의해 흡수되고, 적색 성분을 포함한 빛 즉 적색광으로 변환된다. 적색 발광 부재(12)에서 나온 적색 성분을 포함한 빛 즉 적색광은 직접 또는 기재(10)의 내면에 의한 반사 후에 적색 램프(1)의 전방으로 진행한다.
도시의 실시형태에 있어서, 적색 발광 부재를 구성하는 수지 및 형광체는 낮은 적색 성분 흡수율을 특징으로 한다. 그리하여, 적색 발광 부재(12)에 의해 발광되어 기재 즉 리플렉터(10) 쪽으로 방사되고 기재(10)에 의해 반사된 적색 성분이 다시 적색 발광 부재(12)에 입사하는 경우에도, 적색 성분은 적색 발광 부재(12)에 거의 흡수되지 않는다. 그 때문에, 이 실시형태는 적색 성분이 효과적으로 적색 발광 부재를 투과하여, 적색광이 적색 램프의 전방으로 효과적으로 조사된다고 하는 장점을 가진다. 이 실시형태는 적색 성분의 추출에 특히 유리하다.
도 2는 본 발명의 제2 실시형태에 있어서의 적색 램프의 개략도이다. 이 적색 램프(2)는 대략 반타원체 형상의 기재 즉 리플렉터(20) 및 적색 램프(2)의 후방측(적색광의 조사 방향과 반대 방향)의 기재(10)의 내면 상에 배치되는 청색 LED 어레이(21)를 포함한다. 청색 LED 어레이(21)는 램프의 전방(적색광의 조사 방향)으로 청색광을 발광할 수 있는 3개의 칩(발광부)(211)을 포함한다. 적색 램프(2)는 또한 청색광의 발광 방향으로 청색 LED 어레이(21)와 대향하도록 기재(20) 내부에 배치되고 청색 LED 어레이(21)에 의해 발광된 청색광을 둘러싸도록 설치된 돔상 또는 대략 반타원체 형상의 적색 발광 부재(22) 및 적색 램프(2)의 적색광 조사 방향으로 적색 발광 부재(22)의 더 전방측에 배치되는(즉, 기재(20) 내의 가장자리에 설치되는) 평판 형태의 보호 커버(23)를 포함한다.
청색 LED 어레이(21)는 청색광을 발광하고, 이 청색광은 적색 발광 부재(22)에 입사하여, 적색 발광 부재(22) 내의 형광체에 의해 흡수되고, 적색 성분을 포함한 빛 즉 적색광으로 변환된다. 적색 발광 부재(22)에서 나온 적색 성분을 포함한 빛 즉 적색광은 직접 또는 기재(20)의 내면에 의한 반사 후에 적색 램프(2)의 전방으로 진행한다.
청색광 발광부가 종래의 백열 전구, 할로겐 전구, HID 램프 또는 적색 LED를 광원으로서 이용하는 적색 램프와 유사한 도시의 실시형태에 있어서, 한 가지 장점은 종래의 적색 램프의 디자인이 크게 변경되지 않고 적용될 수 있다는 것이다. 또한, 이 실시형태의 램프는 종래의 백열 전구, 할로겐 전구, HID 램프 또는 적색 LED를 광원으로서 이용하는 적색 램프보다 더 높은 효율, 더 높은 색순도(즉 적색도) 더 높은 강도의 적색광을 조사한다. 또 다른 장점은 종래기술과 비교되는 에너지 저감이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시형태에 있어서의 적색 램프의 개략도이다. 이 적색 램프(3)는 대략 반타원체 형상의 기재 즉 리플렉터(30) 및 적색 램프(3)의 후방측(적색광의 조사 방향과 반대 방향)의 기재(30)의 내면 상에 배치되는 2개의 청색 LED 어레이(31, 31)를 포함한다. 각각의 청색 LED 어레이(31)는 램프의 전방(적색광의 조사 방향)으로 청색광을 발광할 수 있는 3개의 칩(발광부)(311)을 포함한다. 적색 램프(3)는 또한 청색광의 발광 방향으로 청색 LED 어레이(31)와 대향하도록 적색 램프(3)의 전방측에 배치되는(즉, 기재(10) 내의 가장자리에 설치되는) 단면 원호형상의 판 형태의 적색 발광 부재(32) 및 적색 램프(3)의 적색광 조사 방향으로 적색 발광 부재(32)의 전방측에 적색 발광 부재(32)에 인접하여 배치되는(즉, 기재(30) 내의 가장자리에 설치되는) 단면 원호형상의 판 형태의 보호 커버(33)를 포함한다.
청색 LED 어레이(31)는 청색광을 발광하고, 이 청색광은 직접 또는 기재(30)의 내면에 의한 반사 후에 적색 발광 부재(32)에 입사한다. 적색 발광 부재(32)에 입사한 청색광은 적색 발광 부재(32) 내의 형광체에 의해 흡수되고, 적색 성분을 포함한 빛 즉 적색광으로 변환된다. 적색 발광 부재(32)에서 나온 적색 성분을 포함한 빛 즉 적색광은 직접 또는 기재(30)의 내면에 의한 반사 후에 적색 램프(3)의 전방으로 진행한다.
적색 발광 부재(32)가 단면 원호형상으로 되어 있는 도시의 실시형태에 있어서는, 적색 램프(3)의 전방측의 어느 방향에서도 우후한 시인성을 얻을 수 있다.
도 4는 본 발명의 제4 실시형태에 있어서의 적색 램프의 개략도이다. 이 적색 램프(4)는 평면 바닥부가 있는 원통 형상의 기재 즉 리플렉터(40) 및 램프(4)의 후방측(적색광의 조사 방향과 반대 방향)의 기재(40)의 바닥부 상에 배치되는 청색 LED 어레이(41)를 포함한다. 청색 LED 어레이(41)는 램프의 전방(적색광의 조사 방향)으로 청색광을 발광하는 6개의 칩(발광부)(411)을 포함한다. 적색 램프(4)는 또한 청색광의 발광 방향으로 청색 LED 어레이(41)와 대향하도록 적색 램프(4)의 상대적 전방측(적색광의 조사 방향)에 배치되는 단면 원호형상의 판 형태의 적색 발광 부재(42) 및 적색 발광 부재(42)에서 나온 적색 성분을 포함한 빛 즉 적색광과 적색 발광 부재(42)를 투과한 적색 성분이 통과할 수 있도록 적색 램프(4)의 적색광 조사 방향으로 적색 발광 부재(42)의 전방측에 배치되는(즉, 기재(40) 내의 가장자리에 설치되는) 단면 원호형상의 판 형태의 적색 필터 부재(43)를 포함한다.
청색 LED 어레이(41)는 청색광을 발광하고, 이 청색광은 직접 또는 기재(40)의 내면에 의한 반사 후에 적색 발광 부재(42)에 입사한다. 적색 발광 부재(42)에 입사한 청색광은 적색 발광 부재(42) 내의 형광체에 의해 흡수되고, 적색 성분을 포함한 빛 즉 적색광으로 변환된다. 적색 발광 부재(42)에서 나온 적색 성분을 포함한 빛 즉 적색광은 직접 또는 기재(40)의 내면에 의한 반사 후에 적색 램프(4)의 전방으로 진행한다.
필터 부재가 적색광의 광로를 가로질러 제공되는 도시의 실시형태에 있어서는, 이 필터 부재가 청색 LED로부터 발광되어 형광체에 흡수되지 않고 적색 발광 부재를 투과하는 청색광 중의 일부를 차단하여, 적색 램프의 광조사 방향의 청색광의 전방 조사를 억제한다. 이 필터 부재는 청색광이 직접적으로 청색 LED 어레이로부터 적색 발광 부재로 진행하게 되는 광로 이외의 위치에 배치된다.
청색 LED 어레이로부터 발광된 청색광은 적색 발광 부재에 의해 적색 성분으로 변환되지만, 청색광의 일부는 변환되지 않고 적색 발광 부재를 투과할 수 있다. 이러한 경우에도, 적색 필터 부재(43)가 적색 발광 부재(42)로부터 발광되거나 적색 발광 부재(42)를 투과한 적색 성분을 투과시키기 때문에, 이 실시예는 청색광의 적색 램프(4)의 전방으로의 조사를 억제시키는 데 효과적이다. 따라서, 보다 우수한 색순도의 적색광이 얻어진다. 적색 필터 부재는 보호 커버 기능도 부여받을 수 있다.
도 5는 본 발명의 제5 실시형태에 있어서의 적색 램프의 개략도이다. 이 적색 램프(5)는 대략 반타원체 형상의 기재 즉 리플렉터(50) 및 기재(50)의 전방(적색 램프(5)의 적색광 조사 방향) 가장자리 근처에서 개지(50)의 내면 상에 배치되는 청색 LED 어레이를 포함한다. 청색 LED 어레이(51)는 램프의 후방(적색광의 조사 방향과 반대 방향)으로 청색광을 발광할 수 있는 1개의 칩(발광부)(511)을 포함한다. 적색 램프(5)는 또한 적색 램프(5)의 후방측에 배치되고 기재(50)의 내면과 형상일치하도록 형성된 대략 반타원체 형상 또는 캡 형상의 적색 발광 부재(52) 및 적색 램프(5)의 적색광 조사 방향으로 청색 LED 어레이(51)의 더 전방측에 배치되는 단면 원호형상의 판 형태의 보호 커버(53)를 포함한다.
청색 LED 어레이(51)는 청색광을 발광하고, 이 청색광은 직접 적색 발광 부재(52)에 입사하거나, 적색 발광 부재(52)를 투과하는 경우에 기재(50)의 내면에 의한 반사 후에 적색 발광 부재(52)에 재입사한다. 적색 발광 부재(52)에 입사한 청색광은 적색 발광 부재(52) 내의 형광체에 의해 흡수되고, 적색 성분을 포함한 빛 즉 적색광으로 변환된다. 그 결과로서의 적색 성분을 포함한 빛 즉 적색광은 직접 또는 기재(50)의 내면에 의한 반사 후에 적색 램프(5)의 전방으로 진행한다. 도 5에서, 화살표들이 몇몇의 예시의 광선을 나타내고 있다.
도시의 실시형태에 있어서는, 청색 LED 어레이는, 청색 LED 어레이의 발광 광축을 따른 청색광의 진행 방향이 적색 램프의 조사 광축을 따른 적색광의 진행 방향과 다를 수 있도록, 배열되어 있다. 구체적으로, 도 5의 적색 램프(5)에 있어서, 청색 LED 어레이(51)의 발광 광축(도 5의 일점 쇄선)을 따른 청색광의 진행 방향은 적색 램프(5)의 조사 광축에 대해 후방으로 경사져 배향되어 있다. 적색 발광 부재(51)는 청색 LED 어레이(51)의 발광 광축을 따른 청색광의 진행 방향 전방에 배치된다.
도 6은 본 발명의 제6 실시형태에 있어서의 적색 램프의 개략도이다. 이 적색 램프(6)는 평면 바닥부가 있는 원통 형상의 기재 즉 리플렉터(60) 및 적색 램프(6)의 후방측(적색광의 조사 방향과 반대 방향)의 기재(60)의 바닥부 상에 배치되는 청색 LED 어레이(61)를 포함한다. 청색 LED 어레이(61)는 램프의 전방(적색광의 조사 방향)으로 청색광을 발광하는 6개의 칩(발광부)(611)을 포함한다. 적색 램프(6)는 또한 청색광의 발광 방향으로 청색 LED 어레이(61)와 대향하도록 기재(60) 내에 설치되고 6개의 칩(611)을 수용하기 위한 6개의 리세스(621)를 가진 블록 형태의 적색 발광 부재(62) 및 적색 램프(6)의 적색광 조사 방향으로 적색 발광 부재(62)의 더 전방측에 배치되는(베이스(60) 내의 가장자리에 설치되는) 단면 원호형상의 판 형태의 보호 커버(63)를 포함한다.
청색 LED 어레이(61)는 청색광을 발광하고, 이 청색광은 대부분이 직접 적색 발광 부재(62)에 입사한다. 적색 발광 부재(62)에 입사한 청색광은 적색 발광 부재(62) 내의 형광체에 의해 흡수되고, 적색 성분을 포함한 빛 즉 적색광으로 변환된다. 적색 발광 부재(62)에서 나온 적색 성분을 포함한 빛 즉 적색광은 직접 또는 기재(60)의 내면에 의한 반사 후에 적색 램프(6)의 전방으로 진행한다.
도시의 실시형태에 있어서는, 적색 발광 부재(62)가 블록 형상으로 되어 있고, 청색 LED 어레이(61)의 칩(611)이 적색 발광 부재(62)의 리세스(621) 내에 배치되고, 적색 발광 부재(62)가 청색 LED 어레이(61)에 의해 발광된 청색광을 수광한다. 청색 LED 어레이(61)에 의해 발광된 청색광이 적색 발광 부재(62) 이외의 부분으로 입사하는 것은 거의 없다. 즉, 청색 LED 어레이(61)에 의해 발광된 거의 모든 청색광이 적색 발광 부재(62)에 직접 입사한다. 블록 형상의 적색 발광 부재(62)는 파손이나 열화에 저항할 만큼 충분한 강도를 가진다.
도 7은 본 발명의 제7 실시형태에 있어서의 적색 램프의 개략도이다. 이 적색 램프(7)는 평판 형태의 기재 즉 리플렉터(70) 및 램프(7)의 후방측(적색광의 조사 방향과 반대 방향)의 기재(70)의 내면 상에 배치되는 1개의 청색 LED 어레이(71)를 포함한다. 청색 LED 어레이(71)는 램프의 전방(적색광의 조사 방향)으로 청색광을 발광할 수 있는 3개의 칩(발광부)(711)을 포함한다. 적색 램프(7)는 또한 칩(711)들 사이와 칩(711) 바깥쪽에 배치되고 적색 램프(7)의 전방으로 청색 LED 어레이(71)의 발광 광축에 평행하게 설치되는 평판 형태의 4개의 적색 발광 부재(72) 및 적색 램프(7)의 적색광 조사 방향으로 적색 발광 부재(72)의 더 전방측에 배치되는 중심 영역과 기재(70) 주위의 가장자리를 가지는 돔상의 보호 커버(73)를 포함한다.
청색 LED 어레이(71)는 청색광을 발광하고, 이 청색광은 직접 또는 램프의 내면(기재(70)의 내면)에 의한 반사 후에 적색 발광 부재(72)에 입사한다. 적색 발광 부재(72)에 입사한 청색광은 적색 발광 부재(72) 내의 형광체에 의해 흡수되고, 적색 성분을 포함한 빛 즉 적색광으로 변환된다. 적색 발광 부재(72)에서 나온 적색 성분을 포함한 빛 즉 적색광은 직접 또는 기재(70)의 내면에 의한 반사 후에 적색 램프(7)의 전방으로 진행한다.
도시의 실시형태에 있어서는, 판 또는 봉 형상으로 성형된 복수의 적색 발광 부재가 청색 LED 어레이의 발광 광축에 대해 평행하게 설치된다. 청색 LED 어레이에 의해 발광된 청색광의 일부는 적색 램프의 전방으로 향하지만, 그 나머지는 적색 발광 부재에 입사하여 그곳에서 적색 성분을 포함한 빛으로 변환되고 그곳으로부터 조사된다. 하나의 적색 발광 부재에 반사되거나 투과한 청색광은 또 다른 적색 발광 부재에 입사하여 그곳에서 적색 성분을 포함한 빛으로 변환되고 그곳으로부터 조사된다. 이 실시형태의 적색 램프는 청색광과 적생광의 혼합광을 원할 때 적합하다.
어느 실시형태에서도, 보호 커버는 적색광(적색 램프의 전방으로 조사되는)의 차량에서 먼 후방 위치 즉 적색광의 조사 방향의 전방 위치로부터의 시인성을 더 향상시키고, 조도, 외관 및 내부 보호를 향상시킬 목적으로 제공된다. 보호 커버는 또한 렌즈 부재 및/또는 광확산 부재의 기능도 가질 수 있으며, 적색, 백색 또는 투명하게 제작될 수 있다.
적색 램프의 전방으로 조사되는 적색광의 강도는 칩(발광부)의 개수, 청색 LED어레이의 개수, 전류값 등에 따라 적절히 선정될 수 있다. 램프가 적색 리어 포지션 램프로서 또는 스톱 램프로서 사용되는지에 따라 적색광의 강도를 변경하고자 하는 경우, 광강도는 점등될 청색 LED 어레이의 개수 및 전류값을 변경시킴으로써 적절히 조절될 수 있다.
청색 LED 어레이에 의해 발광되는 빛의 효율적 이용을 위해, 반사경이나 반사판이 청색 LED 어레이와 대향하도록 적색 램프의 후방측 및/또는 측방측에 배치될 수 있다. 또한 효율성을 위해, 이러한 반사경이나 반사판은 적색 발광 부재에서 나온 적색광이 적색 램프의 조사 방향으로 진행할 수 있도록 배치될 수 있다.
적색광 발광면에서의 색순도를 향상시키는 목적으로, 본 발명의 적색 램프는 적색광 이외의 빛을 반사 또는 흡수하고 적색광을 투과시킬 수 있는 투광성 커버로 덮여질 수 있다. 이것은 여기광인 청색광의 일부가 적색 발광 부재에서 흡수되지 않고 적색 램프에서 빠져나오는 경우에 램프 발광색이 적색광으로부터 변동될 가능성을 방지한다. 이 투광성 커버는 예컨대 청색광을 반사 또는 흡수하고 적색광을 투과시킬 수 있는 오렌지색 투광성 수지로 제작된 커버일 수 있다.
적색 램프의 구조는, 램프가 청색 LED 어레이 및 적색 발광 부재를 구비하여, 적색 발광 부재에서 나오는 적색 성분이 효율적으로 적색 램프의 전방으로 조사되기만 한다면, 상기한 실시형태들에 제한되지 않는다.
종래의 적색 리어 포지션 램프 및 스톱 램프는 광원으로서 백열 전구, 할로겐 전구, HID 램프 또는 적색 LED를 사용하지만, 이들 램프는 광원으로부터의 빛과 반사판으로부터 반사된 빛의 방향을 광확산 부재나 렌즈를 통해 변화시키거나, 복수의 램프를 여러 방향으로 설정함으로써 시인성을 향상시키도록 궁리되고 있다. 하지만, 전자의 방법은 광확산 부재나 렌즈의 사용 시에, 시인성의 균일화에 있어서의 향상이 제한되어, 밝게 보이는 방향과 어둡게 보이는 방향이 남게 된다는 결점을 가진다. 후자의 방법은 적색 LED의 증가된 개수가 전력 소모를 초래하게 되는 결점을 가진다.
이와는 대조적으로, 본 발명의 적색 램프는, 적색 램프에 의해 조사되는 빛이 청색광을 흡수한 형광체에 의해 발광된 빛으로, 그 빛이 모든 방향으로 발광되도록 하고 있기 때문에, 지향성이 없는 빛을 조사한다. 그 때문에, 적색 발광 부재가 적절한 형상으로 성형되기만 한다면, 작동 시의 적색 램프는 모든 방향에서 높은 시인성을 가지는 빛을 발생시킨다. 즉, 시인성이 균일한 적색 램프가 얻어진다. 이 적색 램프는, 적색 발광 부재가 효율적으로 청색광을 적색 성분으로 변환시키기 때문에, 종래와 비교하여 전력 소비를 저감시킨다는 장점을 가진다.
또한, 적색 발광 부재 내의 형광체는 지나치게 높지 않은 적당한 청색광의 흡수율을 가지기 때문에, 모든 청색광이 적색 발광 부재의 표면 부근에서 흡수되지 않고, 얼마간의 청색광이 적색 발광 부재의 내부까지 도달한다. 이는 적색 발광 부재가 전체적으로 거의 균일한 발광을 제공하는 장점을 낳는다. 이러한 장점은 임의의 형상으로 성형된 적색 발광 부재가 전체적으로 단일의 광원으로서 취급되고, 적색 램프가 단일의 광원을 사용하는 적색 리어 포지션 램프 또는 적색 스톱 램프와 같은 차량용 등화 장치로서의 설계되는 것을 가능하게 해준다.
적색 리어 포지션 램프 또는 적색 스톱 램프와 같은 차량용 등화 장치로서, 종래에서와 같이 점광원을 이용한 설계에 구속되는 일 없이, 선광원, 면광원 또는 3D 광원을 이용하는 다채로운 형태의 적색 램프가 설계될 수 있다. 더 높은 설계 자유도가 적색 리어 포지션 램프 또는 적색 스톱 램프와 같은 차량용 등화 장치에 허용되어, 신규하고 혁신적인 디자인을 채용하기 위하 여지를 남겨준다.
실시예
본 발명의 실시예가 이하에 예시의 방식, 비제한적 방식으로 주어진다.
실시예 1
도 8에 도시된 바와 같은 적색 램프가 제작되었다. 도 8은 본 발명의 제8 실시형태에 있어서의 적색 램프의 개략도이다. 이 적색 램프(8)는 단면 사각형의 바닥이 있는 통 형상의 기재 즉 리플렉터(80), 적색 램프(8)의 후방측(적색광의 조사 방향과 반대 방향)의 기재(80)의 바닥부 내에 배치되고 적색 램프(8)의 전방(적색광의 조사 방향)으로 청색광을 발광할 수 있는 청색 LED 어레이(81), 청색 LED 어레이(81)로부터의 청색광의 발광 방향에 대향하도록 적색 램프(8)의 전방측에 배치되는(즉 기재(80) 내에 설치되는) 평판 형태의 적색 발광 부재(82), 및 적색 램프(8)의 적색광 조사 방향으로 적색 발광 부재(82)의 더 전방측에, 적색 발광 부재(82)의 전방면에 연속적으로 배치되는 평판 형태의 보호 커버(오렌지색 투광성 수지 커버)(83)를 포함한다. 보호 커버(83)는 적색 발광 부재(82)에서 나온 적색 성분(적색광) 및 적색 발광 부재(82)를 투과한 적색 성분의 통과를 허용한다.
청색 LED 어레이(81)는 청색광을 발광하고, 이 청색광은 직접 또는 램프(8)의 내면(즉, 기재(80)의 내면)에 의한 반사 후에 적색 발광 부재(82)에 입사한다. 적색 발광 부재(82)에 입사한 청색광은 적색 발광 부재(82) 내의 형광체에 의해 흡수되고, 적색 성분으로 변환된다. 적색 발광 부재(82)에서 나온 적색 성분을 포함한 빛 즉 적색광은 직접 또는 램프(8)의 내면에 의한 반사 후에 적색 램프(8)의 전방으로 진행한다. 도 8에서, 두꺼운 화살표가 몇몇의 예시의 광선을 나타내고 있다.
각각이 1W의 출력을 갖는 2개의 청색 LED 어레이가 제공되었다. 적색 발광 부재는 폴리프로필렌에 적색 발광 물질로서 (Sr, Ca)AlSiN3:Eu의 규질화물 형광체(입도: 체적 누계 D50=15㎛, D90=65㎛)를 5 중량% 혼합하고, 그 혼합물을 길이 40mm × 폭 60mm × 두께 1mm의 성형체로 성형함으로써 준비되었다. 이 적색 발광 부재는 청색 LED 어레이의 전방 20mm의 거리에 청색 LED 어레이의 광축(도 8의 일점쇄선)에 대해 수직으로 배치되었다. 오렌지색 수지로 된 투광성 필커/커버가 적색 발광 부재의 바깥쪽에 배치되었다. 램프 기재부는 백색 폴리에틸렌으로 제작되었다.
도 9는 이 적색 램프의 발광 스펙트럼을 도시하고 있다. 이 적색 램프에 의해 조사된 빛이 색도, 정면 방향 및 횡방향의 휘도 및 시인성에 관하여 관찰되었다. 이 발광광은 C.I.E. 색도 좌표 상에서 x=0.65 및 y=0.33의 색도값을 가졌고, 적색 램프로서 양호한 색상을 나타냈다. 또한, 정면 방향 및 횡방향의 휘도가 측정되었다. 적색 램프가 0°의 조사 광축을 가졌을 때, 휘도가 0°내지 70°의 범위에서 측정되었고, 그 데이터가 조사 광축 0°에서의 휘도에 대한 상대값으로서 표 1에 나타내져 있다. 휘도에 있어 정면 방향과 횡방향 간에 작은 변화만이 발견되었고, 이 적색 램프가 넓은 각도 범위에 걸쳐 양호한 시인성을 가진다는 것을 보여준다. 이 적색 램프의 주간 및 야간에서의 시인성이 램프로부터 300m 떨어진 거리에서 확인되었고, 그 결과가 표 2에 나타내져 있다. 정면 방향의 시인성은 어느 시간대에서도 양호했다. 시인성은 또한 적색 램프의 조사 광축에 대해 45°의 경사진 방향에서도 관찰되었으며, 마찬가지로 양호한 시인성을 확인하였다.
실시예 2
적색 램프는 적색 발광 물질로서 Y3Al5O12:Ce의 석류석 구조 형광체(입도: 체적 누계 D50=12㎛, D90=54㎛)가 이용된 것 이외는 실시예 1과 동일하게 제작되었다.
도 10은 이 적색 램프의 발광 스펙트럼을 도시하고 있다. 이 적색 램프에 의해 조사된 빛이 색도, 정면 방향 및 횡방향의 휘도 및 시인성에 관하여 관찰되었다. 이 발광광은 C.I.E. 색도 좌표 상에서 x=0.66 및 y=0.33의 색도값을 가졌고, 적색 램프로서 양호한 색상을 나타냈다. 또한, 정면 방향 및 횡방향의 휘도가 측정되었다. 적색 램프가 0°의 조사 광축을 가졌을 때, 휘도가 0°내지 70°의 범위에서 측정되었고, 그 데이터가 조사 광축 0°에서의 휘도에 대한 상대값으로서 표 1에 나타내져 있다. 휘도에 있어 정면 방향과 횡방향 간에 작은 변화만이 발견되었고, 이 적색 램프가 넓은 각도 범위에 걸쳐 양호한 시인성을 가진다는 것을 보여준다. 이 적색 램프의 주간 및 야간에서의 시인성이 램프로부터 300m 떨어진 거리에서 확인되었고, 그 결과가 표 2에 나타내져 있다. 정면 방향의 시인성은 어느 시간대에서도 양호했다. 시인성은 또한 적색 램프의 조사 광축에 대해 45°의 경사진 방향에서도 관찰되었으며, 마찬가지로 양호한 시인성을 확인하였다.
비교예 1
도 11에 도시된 바와 같은 적색 램프가 제작되었다. 도 11의 적색 램프(9)는 광원으로서 백색 LED 어레이(91)가 이용되고, 적색 발광 부재가 생략되고, 필터(93)로서 두께 2mm의 적색 투과성 아크릴 수지판이 이용되었다는 점에서 도 8의 램프와 다르다. 또한, 도 11에서는 기재 즉 리플렉터(90)가 도시되어 있다. 각각이 1W의 출력을 갖는 2개의 백색 LED 어레이(크리사(Cree, Inc.)제 CR-E)가 사용되었다.
이 적색 램프에 의해 조사된 빛이 색도, 정면 방향 및 횡방향의 휘도 및 시인성에 관하여 관찰되었다. 이 발광광은 C.I.E. 색도 좌표 상에서 x=0.66 및 y=0.32의 색도값을 가졌고, 적색 램프로서 양호한 색상을 나타냈다. 또한, 정면 방향 및 횡방향의 휘도가 측정되었다. 적색 램프가 0°의 조사 광축을 가졌을 때, 휘도가 0°내지 70°의 범위에서 측정되었고, 그 데이터가 조사 광축 0°에서의 휘도에 대한 상대값으로서 표 1에 나타내져 있다. 조사 광축 방향의 휘도는 실시예 1의 대략 1.2배였지만, 조사 광축에서 벗어난 횡방향, 특히 조사 광축에서 50°이상 경사진 방향의 휘도가 낮았다. 발광광을 경사진 방향에서 거의 볼 수 없었다. 발광은 점상으로 즉 LED 어레이에 국한되어, 강한 빛이 인지되었다. 이 적색 램프의 주간 및 야간에서의 시인성이 램프로부터 300m 떨어진 거리에서 확인되었고, 그 결과가 표 2에 나타내져 있다. 정면 방향의 시인성은 흐린 주간 및 청천 야간에 양호했지만, 청천 주간 및 우천 야간에는 불량하였다. 적색 램프의 조사 광축에 대해 45°의 경사진 방향에서의 시인성은 어느 시간대에도 불량하였다.
비교예 2
도 11에 도시된 바와 같은 적색 램프가 제작되었다. 이 적색 램프(9)는 광원으로서 백색 LED 어레이(91)가 이용되고, 적색 발광 부재가 생략되고, 보호 커버(93)로서 두께 2mm의 무색 투과성 아크릴 수지판이 이용되었다는 점에서 도 8의 램프와 다르다. 각각이 0.5W의 출력을 갖는 4개의 적색 LED 어레이(니치아화학주식회사(Nichia Corp.)제 NS6R083T)가 사용되었다.
도 12는 이 적색 램프의 발광 스펙트럼을 도시하고 있다. 이 적색 램프에 의해 조사된 빛이 색도, 정면 방향 및 횡방향의 휘도 및 시인성에 관하여 관찰되었다. 이 발광광은 C.I.E. 색도 좌표 상에서 x=0.70 및 y=0.30의 색도값을 가졌고, 적색 램프로서 양호한 색상을 나타냈다. 또한, 정면 방향 및 횡방향의 휘도가 측정되었다. 적색 램프가 0°의 조사 광축을 가졌을 때, 휘도가 0°내지 70°의 범위에서 측정되었고, 그 데이터가 조사 광축 0°에서의 휘도에 대한 상대값으로서 표 1에 나타내져 있다. 조사 광축 방향의 휘도는 실시예 1의 대략 2.2배였지만, 조사 광축에서 벗어난 횡방향, 특히 조사 광축에서 40°이상 경사진 방향의 휘도가 낮았다. 발광광을 경사진 방향에서 거의 볼 수 없었다. 발광은 점상으로 즉 LED 어레이에 국한되어, 강한 빛이 인지되었다. 이 적색 램프의 주간 및 야간에서의 시인성이 램프로부터 300m 떨어진 거리에서 확인되었고, 그 결과가 표 2에 나타내져 있다. 정면 방향의 시인성은 청천 주간, 흐린 주간 및 청천 야간에 양호했지만, 우천 야간에는 불량하였다. 적색 램프의 조사 광축에 대해 45°의 경사진 방향에서의 시인성은 어느 시간대에도 불량하였다.
각도 (°) 0 10 20 30 40 50 60 70
실시예 1 1 0.975 0.976 0.936 0.841 0.709 0.537 0.338
실시예 2 1 0.977 0.938 0.884 0.831 0.746 0.605 0.382
비교예 1 1 0.013 0.051 0.029 0.021 0.001 0.002 0.002
비교예 2 1 0.009 0.037 0.030 0.007 0.005 0.002 0.000
청천주간
정면방향		 청천주간
45°방향		 흐린주간
정면방향		 흐린주간
45°방향		 청천야간
정면방향		 청천야간
45°방향		 우천야간
정면방향		 우천야간
45°방향
실시예 1 양호 양호 양호 양호 양호 양호 양호 양호
실시예 2 양호 양호 양호 양호 양호 양호 양호 양호
비교예 1 약간불량 불량 양호 불량 양호 약간불량 불량 불량
비교예 2 양호 불량 양호 불량 양호 불량 약간불량 불량

Claims (11)

  1. 광원으로서 청색광을 발광할 수 있는 청색 LED 어레이 및 청색광을 수광하도록 되어 있는 적색 발광 부재를 포함하고 있고,
    상기 적색 발광 부재가 수지 및 청색광을 흡수하고 적색 성분을 포함한 빛을 발할 수 있는 형광체를 포함하고, 상기 형광체가 실리케이트 형광체, 사이알론 형광체, 규질화물 형광체, 황화물 형광체 및 석류석 구조 형광체로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종류 이상의 형광체인 것을 특징으로 하는 적색 램프.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 수지가 열가소성 수지인 것을 특징으로 하는 적색 램프.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 열가소성 수지가 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스터, 폴리스티렌, 폴리카보네이트, ABS 수지 및 아크릴 수지로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종류 이상의 수지인 것을 특징으로 하는 적색 램프.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 수지가 열경화성 수지인 것을 특징으로 하는 적색 램프.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 열경화성 수지가 페놀 수지, 에폭시 수지, 멜라민 수지 및 폴리우레탄 수지로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종류 이상의 수지인 것을 특징으로 하는 적색 램프.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 실리케이트 형광체가 (Sr, Ca, Ba)2SiO4:Eu이고, 상기 사이알론 형광체가 Ca-α-SiAlON:Eu이고, 상기 규질화물 형광체가 (Sr, Ca)AlSiN3:Eu이고, 상기 황화물 형광체가 CaGa2S4:Eu이고, 상기 석류석 구조 형광체가 (Y, Gd)3Al5O12:Ce 또는 Y3Al5O12:Ce인 것을 특징으로 하는 적색 램프.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 적색 램프는 광로를 따라 적색광을 조사하고,
    상기 적색 램프는 또한 상기 형광체에 흡수되지 않고 상기 적색 발광 부재를 투과하는 상기 청색 LED로부터의 청색광 중의 일부가 적색 램프의 조사 방향의 전방으로 진행하는 것을 억제하기 위해 광로를 가로질러 배치되는 필터 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 적색 램프.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 적색 램프는 광축을 따라 적색광을 조사하고,
    상기 청색 LED 어레이는 상기 청색 LED 어레이의 발광 광축을 따른 청색광의 진행 방향이 상기 적색 램프의 조사 광축을 따른 적색광의 진행 방향과 상이하게 되도록 배치되고,
    상기 적색 발광 부재는 적어도 상기 청색 LED 어레이의 발광 광축을 따른 청색광의 진행 방향 전방에 배치되는 것을 특징으로 하는 적색 램프.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 적색 발광 부재가 0.5mm 이상의 유효부 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 적색 램프.
  10. 제 1 항에 따른 적색 램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 등화 장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 적색 리어 포지션 램프 또는 적색 스톱 램프인 것을 특징으로 하는 차량용 등화 장치.
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