KR20150090457A - Lamp device and automobile lamp using the same - Google Patents

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Abstract

Embodiments of the present invention relate to a structure of a lighting device, which includes a light selection part capable of selecting a specific wavelength on the surface of a light conversion part including a fluorescent body or an adjacent location thereto, thereby improving light transmissivity of a light source incident to the light conversion part, and improving light conversion efficiency by reflecting the light traveling in the direction of the incident light.

Description

조명장치 및 이를 포함하는 차량용 램프{Lamp device and automobile lamp using the same}[0001] The present invention relates to a lighting device and a vehicle lamp including the lamp device,

본 발명의 실시예들은 조명장치의 구조에 관한 것이다.Embodiments of the invention relate to the structure of a lighting device.

최근 전기자동차 및 하이브리드 전기자동차 시장이 확대되면서, 필라멘트를 사용하지 않는 저전력/고효율 차량 의장용 광원들의 개발이 활발하게 이루어지고 있다.With the recent expansion of the electric vehicle and hybrid electric vehicle market, the development of light sources for low-power / high-efficiency vehicles without filaments is being actively pursued.

그러나 상기 저전력/고효율 광원들은 상대적으로 얇은 스펙트럼 폭으로 발광 되는 저파장 광원을 형광체를 이용하기 때문에, 실제 사용을 위해서는 백색광으로 변환하여야 하며, 이러한 변환 과정에서 고온/고집적 저파장 광에 의해 형광체가 열화 및 변질되는 신뢰성적 문제가 발생할 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 광원과 형광체를 서로 이격 배치할 수 있는 형광체(phosphor)에 대한 연구 필요성이 대두되고 있다.However, since the low-power / high-efficiency light sources use a phosphor as a low-wavelength light source that emits light with a relatively small spectral width, they must be converted to white light for practical use. In this conversion process, And a trustworthiness problem that is altered may occur. In order to solve such a problem, a need has arisen for a phosphor capable of disposing a light source and a fluorescent material apart from each other.

이러한 형광체는 신뢰성 향상에 유리한 장점이 있으나, 변환광이 사방으로 발산되는 특성으로 인하여, 광 효율이 떨어지는 문제점이 있어 개선이 요구된다.Although such a phosphor has an advantage in improving reliability, it is required to improve the efficiency because the converted light is diverted in all directions.

본 발명의 실시예들은 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 특히 형광체를 포함하는 광변환부의 표면이나 근접한 위치에 특정 파장을 선별할 수 있는 광선택부를 형성하여, 광변환부로 입사되는 광원의 광 투과율을 높이고 광원이 입사된 방향으로 되돌아 나가는 것은 제어하여 시스템 광 설계 난이도를 낮출 수 있도록 함과 동시에, 광변환부에서 변환된 변환광이 모든 방향(omnidirectional)으로 발산하는 것을 제어하여 특정 방향으로의 출력을 높일 수 있도록 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a light selecting unit capable of selecting a specific wavelength on a surface of or near a surface of a light- It is possible to control the degree of difficulty of system optical design by controlling the light transmittance and returning to the direction in which the light source is incident, and at the same time, it is possible to control the divergence of the converted light converted by the light converting unit in all directions (omnidirectional) So as to increase the output of the inverter.

상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로, 본 발명의 실시예에서는 출사광을 방출하는 발광유닛과 상기 출사광의 광경로 상에 배치되며, 상기 출사광을 흡수하여 변환광으로 변환하는 인형광물질을 포함하는 광변환부 및 상기 출사광의 파장의 일부를 투과시키고, 상기 변환광의 파장의 일부를 반사시키는 광선택부를 포함하는 조명장치를 제공할 수 있도록 한다.As a means for solving the above-mentioned problems, in an embodiment of the present invention, there is provided a light emitting device comprising: a light emitting unit emitting light to be emitted; and a doll-like material disposed on an optical path of the light to be emitted, And a light selecting unit which transmits a part of the wavelength of the outgoing light and reflects a part of the wavelength of the converted light.

이와 같은 본 발명의 실시예에 따르면, 형광체를 포함하는 광변환부의 표면이나 근접한 위치에 특정 파장을 선별할 수 있는 광선택부를 형성하여, 광변환부로 입사되는 광원의 광 투과율을 높이고 광원이 입사된 방향으로 되돌아 나가는 것은 억제할 수 있기 때문에 시스템 광 설계 난이도를 낮출 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a light selecting unit capable of selecting a specific wavelength can be formed on a surface of or near a surface of a light converting unit including a phosphor to increase the light transmittance of a light source incident on the light converting unit, Direction can be suppressed, so that the system optical design difficulty can be lowered.

또한, 광변환부에서 변환된 변환광이 모든 방향(omnidirectional)으로 발산하는 것을 제어하여 특정 방향으로의 출력을 높일 수 있기 때문에, 변환광을 사용하는 차량용 등기구 시스템의 효율을 향상시킬 수 있다.Further, since it is possible to increase the output in a specific direction by controlling the divergence of the converted light converted in the light converting unit in all directions (omnidirectional), the efficiency of the lighting system for a vehicle using the converted light can be improved.

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 조명장치의 요부를 도시한 개념도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명장치의 요부를 도시한 개념도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 광선택부를 구비한 경우와 없는 경우의, 광변환부의 광변환효율을 측정한 그래프이다.
도 6은 도 1의 본 발명의 실시예에 따른 광변환부 및 광선택부를 포함하는 조명장치의 작용상태도이며, 도 7은 도 4의 조명장치의 작용상태도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 광변환부 및 광선택부를 구비한 조명장치가 차량용 헤드램프에 적용된 구조의 개념도를 도시한 것이다.1 and 2 are conceptual diagrams showing a main part of a lighting apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 and 4 are conceptual diagrams showing a main part of a lighting apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a graph illustrating the light conversion efficiency of the light converting unit, with and without a light selecting unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an operational state diagram of a lighting apparatus including a light converting unit and a light selecting unit according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 1, and FIG. 7 is an operational state diagram of the lighting apparatus shown in FIG.
8 is a conceptual diagram of a structure in which a lighting apparatus having a light conversion unit and a light selection unit according to an embodiment of the present invention is applied to a headlamp for a vehicle.

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 조명장치의 요부를 도시한 개념도이다.1 and 2 are conceptual diagrams showing a main part of a lighting apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 조명장치는 출사광을 방출하는 발광유닛(100)과 상기 출사광의 광경로상에 배치되며, 상기 출사광(A)을 흡수하여 변환광(B)으로 변환하는 인형광물질을 포함하는 광변환부(200) 및 상기 출사광(A)의 파장의 일부를 투과시키고, 상기 변환광(B)의 파장의 일부를 반사시키는 광선택부(300)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 2, a lighting apparatus according to an embodiment of the present invention includes a light emitting unit 100 that emits outgoing light, a light emitting unit 100 that is disposed on an optical path of the outgoing light, A light converting part 200 including a doll type mineral which converts the light into a light B and a light selecting part 200 transmitting a part of the wavelength of the emitted light A and reflecting a part of the wavelength of the converted light B 300).

상기 발광유닛(100)은 광을 출사하는 광소자를 포함하여 구성되며, 다양한 광원을 포괄하는 개념이며, 일예로 고체발광소자가 적용될 수 있다. 상기 고체발광소자는 LED, OLED, LD(laser diode), Laser, VCSEL 중 선택되는 어느 하나가 적용될 수 있다.The light emitting unit 100 includes an optical device emitting light, and includes various light sources. For example, a solid light emitting device may be used. The solid state light emitting device may be any one selected from an LED, an OLED, a laser diode (LD), a laser, and a VCSEL.

상기 광변환부(200)는 상기 발광유닛(100)에서 출사하는 출사광의 광경로상에 배치되며, 출사광을 흡수, 여기, 방출하여 변환시켜 변환광(B)을 형성하는 기능을 수행한다. 이를 위해, 상기 광변환부(200)는 인형광(lumiphor) 물질을 포함하여 구성될 수 있다. 일예로, 상기 광변환부(200)는 도시된 것과 같이, 플레이트 형태로 형성되며, 상기 발광유닛(100)에서 여기되는 광이 도달할 수 있는 이격되는 위치에 배치될 수 있다. The light converting unit 200 is disposed on the optical path of the outgoing light emitted from the light emitting unit 100 and performs the function of absorbing, exciting and emitting the outgoing light to convert the outgoing light to form the converted light B. For this, the light conversion unit 200 may include a lumiphor material. For example, the light-converting unit 200 may be formed in a plate shape, as shown in the drawing, and may be disposed at a spaced apart position where the light excited by the light-emitting unit 100 can reach.

이 경우, 상기 광변환부(200)와 상기 발광유닛(100) 사이의 사이에는 공간부가 형성될 수 있다. 상기 광변환부(200)는 상기 발광유닛(100)에서 생성된 얇은 스펙트럼 폭으로 발광하는 저파장의 출사광을 백색광으로 변환하여 변환광(B)을 형성하는 기능을 수행할 수 있다. 또한, 상기 광변환부(200)에서 변환된 변환광(B)은 도 1에 도시된 것과 같이, 광변환부(200)의 중심점을 기준으로 사방으로 발산될 수 있다. 이때, 사방으로 발산되는 변환광(B)은 후술하는 광선택부(300)에 의해 반사되어 특정 방향으로 광경로를 제어할 수 있게 된다.In this case, a space portion may be formed between the light converting unit 200 and the light emitting unit 100. The light converting unit 200 may convert the outgoing light of a low wavelength emitted by the light emitting unit 100 into a light having a small spectral width, and convert the outgoing light into white light to form the converted light B. 1, the converted light B converted by the light converting unit 200 may be diverged in four directions with respect to the center point of the light converting unit 200. [ At this time, the converted light B diverging in all directions is reflected by the optical selector 300, which will be described later, so that the optical path can be controlled in a specific direction.

상기 광선택부(300)는 상기 발광유닛(100)과 이격되며, 상기 광변환부(200)에 인접하는 위치에 배치될 수 있다. The light selecting unit 300 may be spaced apart from the light emitting unit 100 and may be disposed at a position adjacent to the light converting unit 200.

특히, 상기 광선택부(300)는 상기 광변환부(200)와 직접 밀착하는 구조로 형성될 수 있으며, 이격되어 배치되는 구조로 형성될 수도 있다. 어느 경우이든 상기 광선택부(300)는 상기 광변환부(200)로 입사되어 변환되는 변환광(B)이 사방으로 방출되는 경우, 반사를 통해 일정한 방향으로 광의 방향을 제어할 수 있도록 한다. 도 1에 도시된 구조를 예로 들면, 상기 광선택부(300)는 상기 광변환부(200)의 표면 전체에 밀착되는 구조로 형성되거나, 광변환부의 표면 일부에 형성되는 구조로 구현될 수 있다.In particular, the optical selection unit 300 may be formed in a structure in direct contact with the light conversion unit 200, or may be formed in a spaced-apart structure. In any case, the optical selection unit 300 can control the direction of light in a certain direction through reflection when the converted light B that is incident on and converted into the optical conversion unit 200 is emitted to all directions. 1, the optical selection unit 300 may be formed in a structure that is closely attached to the entire surface of the light conversion unit 200 or may be formed in a part of the surface of the light conversion unit 200 .

특히, 상기 광선택부(300)가 상기 광변환부(200)의 표면에 밀착하는 구조로 형성되는 경우, 상기 발광유닛(100)에서 여기되는 출사광이 상기 광변환부(200)로 투과가 가능한 물질을 적용함이 바람직하며, 본 발명의 실시예에서는, 상기 발광유닛(100)에서 여기되는 출사광이 최대 강도(maximum intensity)로 상기 광변환부(200)를 향하여 입사하는 경우에, 입사되는 각도(α)에 따라 투과율이 변화할 수는 있으나, 최대한 입사되는 광의 70% 이상을 투과시킬 수 있도록 함이 더욱 바람직하다. 그 이하의 투과율로 형성되는 경우에는 상기 광선택부(300)에 따른 광손실이 너무 커 조명장치의 휘도 및 강도에 부합하지 못하기 때문이다. 또한, 이를 위해서는 상기 출사광의 최고파장(peak wavelength;λpeak)의 범위는 360nm~490nm를 충족하는 것이 더욱 바람직하다.Particularly, when the light selecting unit 300 is formed in a structure in which the light selecting unit 300 is in close contact with the surface of the light converting unit 200, the light emitted from the light emitting unit 100 is transmitted to the light converting unit 200 In the embodiment of the present invention, in the case where the outgoing light excited by the light emitting unit 100 is incident on the light converting unit 200 at a maximum intensity, It is more preferable to transmit at least 70% of the incident light as much as possible although the transmittance may vary depending on the angle?. If the transmittance is lower than that, the optical loss due to the optical selection unit 300 is too large to meet the luminance and the intensity of the illumination device. It is further preferable that the peak wavelength (lambda peak) of the emitted light satisfies the range of 360 nm to 490 nm.

또한, 상기 광선택부(300)는 상기 출사광이 상기 광변환부(200)에 입사되어 투과되는 지점의 투과율이 50% 이하로 감소되는 지점의 스펙트럼 파장이 상기 출사광의 최고파장(λpeak)의 +200nm 이내의 범위에 존재하도록 구현됨이 더욱 바람직하다. 이 범위에 존재하는 경우, 입사각도에 따른 광투과율이 70% 이상을 충족할 수 있게 된다. 본 발명의 실시형태에서 출사광이 수직으로 입사하는 경우를 가정하면, 광선택부의 파장별 투과율을 저파장에서 높다가 상술한 출사광의 최고파장(λpeak)의 200nm 이내의 파장(cut-off파장) 영역 내에서 점점 감소하여 장파장에서는 투과율은 낮아지고, 반사율은 높아지는 특성이 구현되게 된다. 즉, 발광유닛에서 여기되는 출사광은 투과율이 높은 저파장 영역이고, 변환되는 변환광(백색광)은 반사율의 높은 고파장 영역이므로, 투과율이 낮아지는 cut-off파장은 출사광 파장보다 장파장 영역 대에 형성되게 된다. 일예로 여기되는 출사광의 파장을 450nm라고 하면, 기준파장(cut-off파장)은 650nm 이내에 형성되게 된다. 이 경우, 기준 파장을 470~500nm로 상정하면, 형광체 변환광 파장은 520nm로 기준 파장대보다 장파장으로 형성되게 된다.Also, the optical selection unit 300 may be configured such that the spectral wavelength at a point where the transmittance at the point where the outgoing light is incident on the light conversion unit 200 and transmitted is reduced to 50% or less is larger than the maximum wavelength? Peak of the outgoing light More preferably within a range of +20 nm to +200 nm. When it is in this range, the light transmittance according to the incident angle can be 70% or more. In the embodiment of the present invention, assuming that the outgoing light is incident vertically, it is preferable that the transmittance of each of the wavelengths of the optical selection part is higher at a lower wavelength, but is shorter than a wavelength (cut- The transmittance becomes lower and the reflectance becomes higher at a longer wavelength. That is, since the outgoing light excited in the light emitting unit is a low wavelength region with a high transmittance and the converted light (white light) to be converted is a high wavelength region having a high reflectance, the cut-off wavelength at which the transmittance is low is longer than the outgoing light wavelength As shown in Fig. For example, when the wavelength of emitted light excited is 450 nm, the reference wavelength (cut-off wavelength) is formed within 650 nm. In this case, assuming that the reference wavelength is 470 to 500 nm, the wavelength of the phosphor converted light is 520 nm, which is longer than the reference wavelength band.

출사광의 수직입사를 고려한 경우가 아닌, 입사되는 각도가 있는 경우, 입사각이 높아질수록 상술한 기준파장(cut-off파장)은 점점 단파장 범위로 형성되게 된다. 이를 테면, 출사광의 입사각도를 5~60도로 형성하는 경우에는 상술한 기준파장은 50nm 정도까지 범위가 좁혀질 수 있다. 따라서 본 발명의 수직방향의 입사각도를 고려한 실시예는 하나의 일예이며, 발광유닛(100)에서 여기되는 출사광이 최대 강도(maximum intensity)로 상기 광변환부(200)를 향하여 입사하는 경우에, 입사되는 각도(α)에 따라 투과율이 변화할 수는 있으나, 최대한 입사되는 광의 70% 이상을 투과시킬 수 있도록 함이 더욱 바람직하다. In the case where there is an incident angle, not in the case of normal incidence of emitted light, as the incident angle increases, the aforementioned reference wavelength (cut-off wavelength) is gradually formed into a short wavelength range. For example, when the angle of incidence of the outgoing light is 5 to 60 degrees, the above-mentioned reference wavelength can be narrowed to about 50 nm. Therefore, the embodiment considering the incident angle in the vertical direction of the present invention is one example. In the case where the outgoing light excited by the light emitting unit 100 is incident on the light converting part 200 at the maximum intensity, , It is more preferable that at least 70% of the incident light can be transmitted though the transmittance may vary depending on the incidence angle alpha.

상술한 출사광의 최고파장의 범위에서, 광변환부(200)에 의해 변화되는 변환광(B)는 상기 변환광의 주파장(λ dominant)의 범위가 525nm~590nm를 만족할 수 있다. 또한, 상기 변환광의 주파장 범위에서는, 사방으로 방출되는 주파장이 상기 광선택부(300)로 수직입사시, 상기 광선택부에서는 수직 입사되는 광의 60% 이상을 반사시킬 수 있도록 함이 더욱 바람직하다. 상술한 파장범위에서는 발광유닛과 광변환부가 이격된 상태에서 효율적으로 변환광을 조명장치에서 구현이 될 수 있도록 하는바, 고온, 고집적 저파장 광에 의한 광변환부 내의 형광체의 열화, 변질의 우려를 일소할 수 있으며, 일정한 방향으로 변환광을 재반사하여 광효율을 높일 수 있게 된다.
The range of the dominant wavelength (? Dominant) of the converted light can be 525 nm to 590 nm in the converted light (B) changed by the light converting portion 200 in the range of the maximum wavelength of the outgoing light described above. It is further preferable that, in the dominant wavelength range of the converted light, the main wavelength emitted in all directions is perpendicularly incident on the optical selection unit 300, the optical selection unit is capable of reflecting at least 60% Do. In the above-mentioned wavelength range, the conversion unit can be realized efficiently in the illuminating unit in a state where the light-emitting unit and the light-converting unit are spaced apart from each other. As a result, the deterioration and deterioration of the phosphor in the light- And the converted light can be reflected again in a certain direction to increase the light efficiency.

도 2는 도 1에서 상술한 본 발명의 실시예에 따른 광선택부의 다른 구현 실시예를 도시한 것이다.FIG. 2 shows another embodiment of the optical selector according to the embodiment of the present invention described above with reference to FIG.

본 발명의 다른 실시예에 따른 광선택부(300)는, 상기 광변환부(200)의 일면에 인접하여 형성되며, 특히 서로 다른 굴절률을 가지는 물질층이 2 이상 적층되는 구조로 형성될 수 있다. 즉, 적층되는 물질의 굴절률이 다층구조로 적층되도록 구현할 수 있다. 이 경우 적층구조는 박막구조의 적층만을 예시로 하였으나, 박막과 주기적인 격자 형태의 박막층, 또는 일정한 패턴구조를 가지는 박막층의 적층구조로 구현될 수도 있다. 이러한 적층구조는 상기 광변환부(200)에서 변환되는 변환광의 반사율을 더욱 높일 수 있도록 하는 한편, 광투과율의 조절을 용이하게 하여 효율적인 광강도를 구현할 수 있도록 할 수 있다.The optical selection unit 300 according to another embodiment of the present invention may be formed adjacent to one surface of the light conversion unit 200 and may have a structure in which two or more material layers having different refractive indexes are stacked . That is, the refractive index of the material to be laminated can be laminated in a multilayer structure. In this case, the laminated structure is exemplified only by the lamination of the thin film structure, but the laminated structure of the thin film and the periodic lattice type thin film layer or the thin film layer having the constant pattern structure may be realized. Such a laminated structure can further increase the reflectance of the converted light converted by the light converting part 200 and facilitate the adjustment of the light transmittance, thereby realizing an efficient light intensity.

도 2에서 도시된 구조는 광변환부(200)의 표면, 즉 발광유닛(100)에 대향 하는 면의 표면에 2층의 박막구조물을 적층 하는 예를 제시한 것으로, 이 경우 상기 광선택부(300)는 제1굴절률을 가지는 제1물질층(310)과 제2굴절률을 가지는 제2물질층(320)의 적층구조로 구현될 수 있다. 특히, 상기 제1물질층(310)과 제2물질층(320)의 굴절률은 상호 상이하며, 특히 굴절률의 차이가 0.1 이상 나도록 형성될 수 있다. 굴절률의 차이가 0.1 미만으로 형성되는 경우에는 적층구조로 반사율이 떨어지게 되며, 투과율의 제어가 어렵게 되며, 적층구조의 특수성을 구현하기 어렵기 때문이다.The structure shown in FIG. 2 shows an example of laminating two-layer thin film structures on the surface of the light-converting portion 200, that is, the surface of the surface facing the light-emitting unit 100. In this case, 300 may have a stacked structure of a first material layer 310 having a first refractive index and a second material layer 320 having a second refractive index. In particular, the refractive indexes of the first material layer 310 and the second material layer 320 are different from each other, and in particular, the refractive index difference may be 0.1 or more. When the difference in refractive index is less than 0.1, the reflectance is lowered due to the laminated structure, the transmittance is difficult to control, and it is difficult to realize the specificity of the laminated structure.

특히 광선택부(300)의 적층구조에서는 광변환부의 표면과 밀착하는 부분에서부터 순차적으로 상대적으로 굴절률이 낮은 물질이 적층되고, 이후 굴절률이 높은 물질이 적층되는 구조가 교번하여 적층될 수 있도록 함이 더욱 바람직하다. 이를 테면, 제1물질층(310)의 굴절률이 1.4인 경우, 제2물질층(320)의 굴절률은 1.5 이상으로 구현될 수 있도록 함이 바람직하다.Particularly, in the laminated structure of the optical selection unit 300, materials having a relatively low refractive index are stacked sequentially from a portion in close contact with the surface of the optical conversion unit, and then a structure in which a material having a high refractive index is stacked can be alternately stacked More preferable. For example, if the refractive index of the first material layer 310 is 1.4, the refractive index of the second material layer 320 may be 1.5 or more.

특히, 도 3에 도시된 것과 같이, 본 발명의 실시예에서는 2층 구조의 굴절률이 상이한 물질이 다층으로 구현되는 구조로 다양하게 적층이 가능하지만, 바람직하게는 굴절률의 차이가 0.1 이상 나는 제1물질층(310)과 제2물질층(320)이 상호 교번하여 적층되는 구조로 구현되는 것이 반사율을 높일 수 있으며, 광 컨트롤 면에서 매우 유리하게 된다.In particular, as shown in FIG. 3, in the embodiment of the present invention, various layers can be stacked in a structure in which a material having a different refractive index differs from that of a two-layer structure, When the material layer 310 and the second material layer 320 are alternately stacked, it is possible to increase the reflectance and to be very advantageous in terms of optical control.

즉, 다층구조로 형성하는 광선택부(300)는 상기 광변환부(200)로 진입하는 출사광(A)의 중심파장(I_max)의 투과율을 70% 이상으로 상승할 수 있도록 할 수 있으며, 동시에 광변환부(300)의 내부에서 파장 변환된 변환광(B)의 반사율을 변환광 주파장의 60% 이상으로 높일 수 있게 된다. That is, the optical selection unit 300 formed in a multi-layer structure can increase the transmittance of the center wavelength I_max of the outgoing light A entering the light conversion unit 200 to 70% or more, At the same time, the reflectance of the converted light B converted into the wavelength within the light converting unit 300 can be increased to 60% or more of the converted light dominant wavelength.

이를 위한 구현 예로써, 본 발명의 일 실시예에서는 적층의 수를 상술한 제1물질층(310)과 제2물질층(320)의 교번 적층시 5층 이상으로 구현할 수 있으며, 장비의 박형화를 위해서는 5층 이상 30층 이하로 구현할 수 있다. 이를 위해, 상기 광선택부(300)는 [(L/2)H(L/2)]S의 형태로 박막을 생성하여 제작할 수 있다(L은 저굴절물질의 광학두께, H는 고굴절물질의 광학두께, S는 본문 수식에 대한 교번적층수를 의미). In an embodiment of the present invention, the number of stacked layers may be five or more in the case of alternate lamination of the first material layer 310 and the second material layer 320, It can be implemented with more than 5 layers and less than 30 layers. (L / 2) H (L / 2)] S where L is the optical thickness of the low refractive material, H is the refractive index of the high refractive material Optical thickness, and S is the number of alternating layers for the body formula).

일예로, 상기 광선택부를 구현하는 경우, L-S-H (Low index material/ Substrate/High index material) 중 S가 이미 1.5 정도, L은 1.45, H는 자유도의 폭이 큰바 2.3 이상으로 구현될 수 있다. 이 경우 L과 H의 차이는 크면 클수록 좋은데, H가 L+0.1 이하의 범위로 형성하는 것을 가정하는 경우라면, L=1.45, S=1.50로 구현할 수 있도록 한다. 물론, 이는 하나의 실시예이며 다양하게 설정 범위를 다르게 하여 구현될 수 있다.For example, when the optical selector is implemented, S in the low index material / substrate / high index material (L-S-H) may be 1.5, L is 1.45, and H is 2.3 or more. In this case, the larger the difference between L and H is, the better, and if H is assumed to be in the range of L + 0.1 or less, L = 1.45 and S = 1.50. Of course, this is an embodiment and can be implemented by varying the setting range in various ways.

또한, 상술한 광선택부는 TiO2, SiO2 등의 반사율과 투과율이 좋은 재질로 형성될 수 있다. 적층의 방법은 스퍼터링이나 증착, 디핑(dipping), 스프레이(spray) 코팅 등의 공정을 통해 구현할 수 있다.
In addition, the above-described optical selection unit may be formed of a material having good reflectance and transmittance such as TiO 2 , SiO 2, and the like. The lamination method can be implemented by processes such as sputtering, vapor deposition, dipping, spray coating, and the like.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광선택부(300)의 구조를 도시한 것이다.FIG. 4 illustrates a structure of a light selector 300 according to another embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 3의 실시예들은 광변환부(200) 상에 직접 밀착하는 구조를 예시로 한 것이라면, 도 4의 구조는 독립적인 필름이나 플레이트 부재 등의 기판(400) 상에 광선택부(300)를 형성하고, 상기 기판(400)을 접착부재(410)를 매개로 상기 광변환부(200)에 접착하는 구조로 구현하는 것이다.1 to 3 illustrate a structure in which the light direct conversion unit 200 is in direct contact with the light conversion unit 200, the structure of FIG. 4 may include a light selection unit (not shown) on a substrate 400 such as an independent film or plate member And the substrate 400 is adhered to the photo-conversion unit 200 through the adhesive member 410. The substrate 400 is bonded to the photo-

상기 기판(400)은 광투과성 재질로 형성됨이 바람직하며, 일예로 유리기판이나 수지재질의 기판 등으로 형성될 수 있다. 나아가 상기 기판(400)은 광투과성을 가지는 재질이면 상술한 광선택부(200)의 박막구조물을 스퍼터링이나 증착, 디핑(dipping), 스프레이(spray) 코팅 등의 공정을 통해 구현할 수 있는 재질이면 어느 것이나 적용이 가능하다.The substrate 400 may be formed of a light transmitting material, for example, a glass substrate, a resin substrate, or the like. Furthermore, if the substrate 400 is made of a light-transmitting material, the thin film structure of the optical selector 200 may be formed by sputtering, vapor deposition, dipping, spray coating, or the like. It is possible to apply it.

아울러, 상기 접착부재(410)는 상기 기판(400)을 투과한 출사광이나 변환광이 상기 광변환부(200)로 전달될 수 있도록 광투과성 재질을 적용함이 바람직하다. 예컨대, 상기 접착부재(410)는 투명 고분자 시트로서, PMMA, A-PET, PETG, PC 중 어느 하나로 형성될 수 있으며, 투광성능이 좋은 재질이라면 어떠한 것이든 사용할 수 있다.In addition, it is preferable that the adhesive member 410 is made of a light transmitting material so that the outgoing light or converted light transmitted through the substrate 400 can be transmitted to the light converting unit 200. For example, the adhesive member 410 may be formed of any one of PMMA, A-PET, PETG, and PC as a transparent polymer sheet.

상기 기판(400)을 채용하여 상기 광변환부(200)와 접착하는 구조로 구현하는 경우, 직접 광선택부(300)를 광변환부(200) 상에 적층 하는 것보다 기판 자체에 적층 구조를 별도로 구현하여 접착하는바, 공정이 용이해지며 광선택부와의 접착신뢰성이 좋은 기판을 적용하는 경우 전체적인 접합성이 좋아지게 된다.
In the case of implementing the structure in which the substrate 400 is used to adhere to the optical conversion unit 200, it is preferable that the direct optical selection unit 300 is stacked on the substrate itself rather than on the optical conversion unit 200 If the substrate is separately mounted and bonded, the process becomes easy, and when the substrate having good adhesion reliability with the optical selection part is applied, overall bonding property is improved.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 광선택부를 구비한 경우와 없는 경우의, 광변환부의 광변환효율을 측정한 그래프이다.FIG. 5 is a graph illustrating the light conversion efficiency of the light converting unit, with and without a light selecting unit according to an embodiment of the present invention.

도시된 그래프에서 광선택부(SPX)가 없는 경우와 있는 경우의 샘플을 형성하고, 인형광체를 플레이트 형상으로, 도 1의 구조와 같이 구현한 100개의 샘플의 광변환효율을 측정한 평균치를 비교한 것이다. 실험에 적용된 100개의 샘플은 출사광의 광원은 레이저 다이오드를 적용하였으며, 광변환부는 인형광물질을 포함하는 플레이트 구조물로 구현하고, 광변환부의 표면에 SiO2를 이용하여 1nm의 광선택부(SPX)를 형성하였다.In the graph, a sample in the case where the optical selection unit SPX is absent or not is formed, and the average value of the photoconversion efficiency of 100 samples implemented as the structure of FIG. 1 in the form of a plate- It is. In the 100 samples applied to the experiment, a laser diode was used as a light source for emitted light, a plate structure including a dolomite material was implemented as a light conversion part, and a light selection part (SPX) of 1 nm was formed on the surface of the light conversion part using SiO 2 .

그 결과 도 5의 비교그래프에서 확인할 수 있듯이, 광선택부(SPX)가 없는 경우의 100개의 샘플 체의 광변환효율이 평균 67lm/W 이던 것이, 광선택부(SPX)를 형성한 100의 샘플체의 광변환효율 평균 120lm/W로 약 178%의 성능 증가를 구현하는 것을 확인할 수 있다.
As a result, as shown in the comparative graph of FIG. 5, it was found that the optical conversion efficiency of 100 samples in the absence of the optical selection unit (SPX) was 67 lm / W on average, The light conversion efficiency of the sieve is 120 lm / W, which is about 178%.

도 6은 도 1의 본 발명의 실시예에 따른 광변환부 및 광선택부를 포함하는 조명장치의 작용상태도이며, 도 7은 도 4의 조명장치의 작용상태도이다.FIG. 6 is an operational state diagram of a lighting apparatus including a light converting unit and a light selecting unit according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 1, and FIG. 7 is an operational state diagram of the lighting apparatus shown in FIG.

도 6 및 도 7에 도시된 것과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 조명장치는 발광유닛(100)에서 방출되는 출사광(A)이 광변환부만 있는 경우(도 6 (a), 도 7 (a))에는 사방으로 변환광이 방출(B, B')되나, 도 6 (b) 및 도 7 (b)와 같이 광선택부가 형성되는 경우에는 발광유닛(100) 방향으로 방출되는 변환광이 광선택부(300)에서 반사하여 반대방향으로만 빛을 집중할 수 있게 되어 광의 변환효율을 더욱 증대시킬 수 있게 된다. 이러한 구조는 변환광을 특정방향으로만 방향성을 유지하여 빛의 출력을 높일 수 있기 때문에, 변환광을 필요로 하며 광의 집중도가 필요한 차량용 등기구 시스템 등의 적용될 수 있다.6 and 7, in the illumination device according to the embodiment of the present invention, when the emitted light A emitted from the light emitting unit 100 has only the light converting portion (Fig. 6 (a), Fig. 7 (B, B ') in the direction of the light emitting unit 100 when the light selecting unit is formed as shown in FIGS. 6 (b) and 7 (b) It is possible to concentrate the light only in the opposite direction by reflecting the light from the light selecting unit 300, thereby further increasing the light conversion efficiency. Such a structure can be applied to a vehicular lamp system that requires conversion light and requires a light intensity because it can maintain the direction of the converted light only in a specific direction to increase the light output.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 광변환부 및 광선택부를 구비한 조명장치가 차량용 헤드램프에 적용된 구조의 개념도를 도시한 것이다.8 is a conceptual diagram of a structure in which a lighting apparatus having a light conversion unit and a light selection unit according to an embodiment of the present invention is applied to a headlamp for a vehicle.

발광유닛(100)에서 출사한 광이 광변환부(200)에서 변환되어 일부의 변환광이 리플렉터(500)로 진행하며, 발광유닛 쪽으로 변환되어 진행하던 변환광의 일부는 광선택부(300)에 의해 반사되어 다시 리플렉터(500)로 회귀하여 출사(X)되는바, 광의 집중도를 향상시키며 광변환효율을 높일 수 있는 헤드램프로 구현될 수 있게 된다. 또한, 박막화한 광선택부의 구성은 하우징(Y)등의 구조물에 국부적인 설치만으로 구현할 수 있는바, 전체적인 램프 하우징의 크기가 줄어들 수 있게 된다.
The light emitted from the light emitting unit 100 is converted by the light converting unit 200 and a part of the converted light proceeds to the reflector 500 and a part of the converted light which is converted into the light emitting unit is progressed to the light selecting unit 300 And then returns to the reflector 500 to be emitted (X). This can be realized as a headlamp capable of improving the light concentration and increasing the light conversion efficiency. In addition, since the structure of the thinned-out light selection unit can be realized only by local installation in a structure such as the housing Y, the size of the lamp housing as a whole can be reduced.

전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 전술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
In the foregoing detailed description of the present invention, specific examples have been described. However, various modifications are possible within the scope of the present invention. The technical spirit of the present invention should not be limited to the above-described embodiments of the present invention, but should be determined by the claims and equivalents thereof.

100: 발광유닛
200: 광변환부
300: 광선택부
310: 제1물질층
320: 제2물질층
400: 기판
410: 접착부재
500: 리플렉터100:
200:
300:
310: first material layer
320: second material layer
400: substrate
410: Adhesive member
500: Reflector

Claims (18)

출사광을 방출하는 발광유닛;
상기 출사광의 광경로상에 배치되며, 상기 출사광을 흡수하여 변환광으로 변환하는 인형광물질을 포함하는 광변환부; 및
상기 출사광의 파장의 일부를 투과시키고, 상기 변환광의 파장의 일부를 반사시키는 광선택부;
를 포함하는 조명장치.
A light emitting unit that emits emitted light;
A photoconversion unit disposed on an optical path of the emitted light, the photoconversion unit including a doll type mineral which absorbs the emitted light and converts the emitted light into converted light; And
A light selecting unit that transmits a part of the wavelength of the outgoing light and reflects a part of the wavelength of the converted light;
≪ / RTI >
청구항 1에 있어서,
상기 광선택부는,
상기 발광유닛과 이격되며, 상기 광변환부에 인접하는 조명장치.
The method according to claim 1,
Wherein the light selecting unit comprises:
Wherein the light emitting unit is spaced apart from the light emitting unit and is adjacent to the light converting unit.
청구항 1에 있어서,
상기 광선택부는,
상기 발광유닛의 출사광의 광경로에 배치되는 광변환부의 일면의 전체 또는 일부에 배치되는 조명장치.
The method according to claim 1,
Wherein the light selecting unit comprises:
Wherein the light-emitting unit is disposed on all or a part of one surface of the light-converting unit disposed in the optical path of the light emitted from the light-emitting unit.
청구항 1 내지 청구항 3중 어느 한 항에 있어서,
상기 광선택부는,
서로 다른 굴절률을 가지는 물질층이 2 이상 적층되는 조명장치.
The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the light selecting unit comprises:
Wherein at least two material layers having different refractive indices are laminated.
청구항 4에 있어서,
상기 광선택부는,
제1굴절률을 가지는 제1물질층과 제2굴절률을 가지는 제2물질층이 교번하여 적층되는 조명장치.
The method of claim 4,
Wherein the light selecting unit comprises:
Wherein a first material layer having a first refractive index and a second material layer having a second refractive index are alternately stacked.
청구항 5에 있어서,
상기 제1굴절률과 상기 제2굴절률의 차이는 0.1 이상인 조명장치.
The method of claim 5,
Wherein a difference between the first refractive index and the second refractive index is 0.1 or more.
청구항 5에 있어서,
상기 제1굴절률이 상기 제2굴절률보다 낮은 조명장치.
The method of claim 5,
Wherein the first refractive index is lower than the second refractive index.
청구항 5에 있어서,
상기 제1물질층 및 상기 제2물질층의 적어도 5층 이상으로 교번 적층되는 조명장치.
The method of claim 5,
Wherein at least five layers of the first material layer and the second material layer are alternately stacked.
청구항 1 내지 청구항 3중 어느 한 항에 있어서,
상기 출사광의 최고파장(λpeak)의 범위가 360nm~490nm인 조명장치.
The method according to any one of claims 1 to 3,
And the range of the maximum wavelength (lambda peak) of the emitted light is 360 nm to 490 nm.
청구항 1 내지 3중 어느 한 항에 있어서,
상기 광선택부는,
상기 출사광의 최대강도(maximum intensity)가 상기 광변환부의 입사시 입사되는 광의 70% 이상을 투과시키는 조명장치.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the light selecting unit comprises:
Wherein the maximum intensity of the outgoing light transmits at least 70% of the light incident upon the light converting part.
청구항 10에 있어서,
상기 광선택부는,
상기 출사광이 상기 광변환부에 입사되어 투과되는 지점의 투과율이 50% 이하로 감소되는 지점의 스펙트럼 파장이
상기 출사광의 최고파장(λpeak)의 +200nm 범위에 존재하는 조명 장치.
The method of claim 10,
Wherein the light selecting unit comprises:
The spectral wavelength at the point where the transmittance at the point where the outgoing light is incident on the light conversion portion and transmitted is reduced to 50% or less
And is in the range of +200 nm of the maximum wavelength (lpeak) of the outgoing light.
청구항 1 내지 청구항 3중 어느 한 항에 있어서,
상기 변환광의 주파장(λ dominant)의 범위가 525nm~590nm인 조명 장치.
The method according to any one of claims 1 to 3,
And the dominant wavelength (? Dominant) of the converted light is in the range of 525 nm to 590 nm.
청구항 1 내지 청구항 3중 어느 한 항에 있어서,
상기 광선택부는,
상기 변환광의 주파장(λ dominant)의 수직입사시 60% 이상을 반사시키는 조명장치.
The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the light selecting unit comprises:
And reflects at least 60% of the converted light at the normal incidence of the dominant wavelength (? Dominant).
청구항 1 내지 청구항 8중 어느 한 항에 있어서,
상기 광선택부는,
상기 광변환부와 밀착하는 기판상에 배치되는 조명장치.
The method according to any one of claims 1 to 8,
Wherein the light selecting unit comprises:
And is disposed on a substrate in close contact with the light converting portion.
청구항 14에 있어서,
상기 광변환부와 상기 기판 사이에 접착부재를 더 포함하는 조명장치.
15. The method of claim 14,
And a bonding member between the light-converting portion and the substrate.
청구항 15에 있어서,
상기 기판 및 상기 접착부재는 광투과성물질로 형성되는 조명장치.
16. The method of claim 15,
Wherein the substrate and the adhesive member are formed of a light-transmitting material.
청구항 1 내지 청구항 8중 어느 한 항에 있어서,
상기 발광유닛은,
LED, OLED, LD(laser diode), Laser, VCSEL 중 선택되는 어느 하나를 포함하는 조명장치.
The method according to any one of claims 1 to 8,
The light-
An LED, an OLED, a laser diode (LD), a laser, and a VCSEL.
청구항 1 내지 청구항 8중 어느 한 항의 조명장치를 포함하며,
상기 조명장치의 발광유닛에서 방출된 출사광을 변환하는 광변환부를 투과한 변화광을 반사하는 반사모듈을 포함하는 차량용 램프.A lighting device comprising a lighting device according to any one of claims 1 to 8,
And a reflection module that reflects the changed light transmitted through the light converting unit that converts the emitted light emitted from the light emitting unit of the lighting device.
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