KR20170123644A - 개선된 색 균일성을 갖는 광원 조립체 - Google Patents

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마르텐 반 리에롭
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Abstract

고체 상태 조명 디바이스(3); 상기 고체 상태 조명 디바이스(3)에 의해 방출된 광을 수신하도록 배열되고 상기 수신된 광의 일부를 상이한 파장으로 변환하도록 구성된 파장 변환 요소(4); 및 상기 파장 변환 요소(4)의 발광 표면(6)에 도포된 산란 층(7, 12, 14)을 포함하는, 광원 조립체(1, 11, 13). 상기 산란 층(7, 12, 14)은 광을 상기 파장 변환 요소(4)로 후방 산란시키도록 구성되고, 상기 산란 층(7, 12, 14)의 후방 산란 강도는 상기 발광 표면(6)으로부터 방출된 광의 색의 변화를 감소시키도록 상기 발광 표면(6)에 걸쳐 달라진다.

Description

개선된 색 균일성을 갖는 광원 조립체
본 발명은 고체 상태 조명(solid state lighting, SSL) 디바이스 및 SSL 디바이스에 의해 방출된 광을 수신하도록 배열되고 수신된 광의 일부를 상이한 파장으로 변환하도록 구성된 파장 변환 요소를 갖는 광원 조립체에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이러한 광원 조립체를 제조하는 방법에 관한 것이다.
백색광을 제공하는 통상적인 기술은 비-백색 광원을 파장 변환기와 결합하는 것이고, 적당한 예는 청색 발광 다이오드(LED)가 황색광의 파장 범위의 방출 스펙트럼을 갖는 인광체 층을 갖는 것이다. 발광 다이오드로부터의 청색광 중 일부를 인광체가 흡수하고 인광체는 그 후 나머지 청색광과 혼합되는 황색광을 방출하여 백색광을 형성한다. 이러한 유형의 조명 디바이스들에 의해 방출된 광은 일반적으로 완전히 균일하게 백색이 아니고 색이 약간 달라지며, 색 보정을 위한 다양한 기술이 본 기술분야에 공지되어 있다. 예를 들어, US 2009/0236967 A1은 인광체 층을 갖는 LED로부터의 광의 색도가 인광체 층의 상부에 도포된 잉크 층에 의해 조정될 수 있음을 교시하고 있다. 이 기술들을 개발하는 데 들어간 노력에도 불구하고, 이 분야에서의 추가적인 연구가 여전히 필요하다.
개선된 색 균일성을 갖는 광원 조립체, 특히 백색광을 생성하도록 의도된 이러한 광원 조립체들을 제공하는 것은 유리할 것이다.
이러한 관심사를 다루기 위해, 제1 양태에 따르면, 광원 조립체가 제시되는데, 이 광원 조립체는: 고체 상태 조명 디바이스; 고체 상태 조명 디바이스에 의해 방출된 광을 수신하도록 배열되고 수신된 광의 일부를 상이한 파장으로 변환하도록 구성된 파장 변환 요소; 및 파장 변환 요소의 발광 표면에 도포된 산란 층을 포함한다. 산란 층은 광을 파장 변환 요소로 후방 산란시키도록 구성되고, 산란 층의 후방 산란 강도는 상기 발광 표면으로부터 방출된 광의 색의 변화를 감소시키도록 상기 발광 표면에 걸쳐 달라진다.
"후방 산란 강도(backscattering strength)"는 여기서 산란 층이 발광 표면으로부터 방출된 광을 파장 변환 요소로 후방 산란시키는 정도를 의미한다.
SSL 디바이스는 예를 들어 반도체 LED, 유기 LED, 중합체 LED 또는 레이저 다이오드일 수 있다.
산란 층에 의해 제공되는 후방 산란은 발광 표면으로부터 방출된 광의 색의 변화가 감소되도록 하는 것이다. 감소된 변화는 원거리 장의 관찰자에게 광이 더 균일하게 보이게 한다.
근거리 장 및 원거리 장에서의 색 균일성은 전술한 산란 층에 의해, 이러한 층이 없는 광원 조립체들과 비교하여 개선될 수 있다. 산란 층은 위치에 따른 색(즉, 방출된 광의 색은 방출 위치에 따라 달라짐), 각도에 따른 색(즉, 방출된 광의 색상은 방출 각도에 따라 달라짐) 및 상이한 LED 패키지들의 LED들 간의 색온도 변화와 같은, 다양한 유형의 색 변화를 보정하도록 구성될 수 있다. 산란 층은 표준 "기성 제품(off the shelf)" LED 패키지들, 예를 들어 중간 전력 백색 LED 패키지들에 가법적 제조((additive manufacturing) 공정에 의해 도포될 수 있으며, 이로써 그러한 패키지들을 균일한 색의 광을 필요로 하는 하이 엔드 조명 응용들에 더 적합하게 만들 수 있다. 산란 층의 도포는 이미 존재하는 LED 패키지 제조 공정과 쉽게 통합될 수 있거나 또는 아마도 상이한 제조 설비에서 수행되는 완전히 별개의 단계일 수 있다. 산란 층은 최종 제품의 고도의 맞춤화를 가능하게 하고 LED "비닝(binning)"의 필요성을 감소시킬 수 있다. 또한, 광을 파장 변환 요소로 후방 산란시킴으로써, 산란 층은 파장 변환 요소를 통과하는 광의 경로 길이를 증가시키고, 결과적으로, 파장 변환되는 광의 양을 증가시킨다. 따라서, 전체적인 변환 성능을 저하시키지 않으면서 더 얇은 파장 변환 요소가 사용될 수 있어, 재료 비용이 감소될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 산란 층은 변화하는 밀도를 가지며, 후방 산란 강도는 상기 밀도에 의해 결정된다. 이러한 산란 층들은 표준 기술들에 의해 생성될 수 있으며 여러 상이한 종류의 색 변화를 감소시키기 위해 사용될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 산란 층은 발광 표면에 수직인 변화하는 두께를 가지며, 후방 산란 강도는 상기 두께에 의해 결정된다. 이러한 산란 층들은 여러 상이한 종류의 색 변화를 감소시키기 위해 사용될 수 있으며 3D 프린팅, 잉크젯 프린팅 및 레이저 어블레이션(laser ablation)(예를 들어 CO2 레이저 어블레이션)과 같은 다양한 기술들에 의해 생성될 수 있다. 이러한 기술들에 의해, 미세 조정된 변화하는 두께를 갖는 산란 층을 생성하는 것이 가능하다.
일 실시예에 따르면, 산란 층은 기포, 산화 티타늄 입자, 인광체 입자, 금속 플레이크, 중합체 비드 및 유리 비드로 이루어진 그룹으로부터 선택된 산란 요소들을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 산란 층은 파장 변환 입자들을 포함한다. 산란 층에 파장 변환 입자들을 포함시키는 것은 색 변화가 감소되는 효율을 증가시키고 산란 층의 색 보정 능력을 강화시킬 수 있다. 그러면 더 얇은 산란 층이 사용될 수 있으며, 이에 의해 층을 생성하는 데 필요한 재료의 양이 감소된다. 또한, 파장 변환 입자들은 추가적인 자유도를 야기하여, 비용 및 성능 최적화를 용이하게 한다.
일 실시예에 따르면, 파장 변환 층 및 산란 층은 동일한 유형의 파장 변환 입자들을 포함한다. 이는 생산 관점에서 선호될 수 있는데 그 이유는 생산 공정이 간소화될 수 있기 때문이다.
일 실시예에 따르면, 파장 변환 입자들은 인광체 입자들이다. 인광체는 효율적인 파장 변환기이며, 따라서 본 발명에 특히 적합하다.
일 실시예에 따르면, 발광 표면을 떠나는 광의 색은 광이 발광 표면을 떠나는 위치에 따라 달라진다. 방출된 광의 방출 위치의 이러한 색 의존성은 일반적으로 위치에 따른 색 변화(color over position variation)로 지칭된다. 이는 중간 전력 발광 다이오드들과 전형적으로 관련되는 문제이다.
일 실시예에 따르면, 발광 표면은 평평하다. 이는 "기성 제품" LED 패키지들에서 일반적인 경우이며, 그러한 층들은 특히 견고할 수 있다.
제2 양태에 따르면, 광원 조립체를 제조하는 방법이 제시된다. 이 방법은: 고체 상태 조명 디바이스 및 파장 변환 요소를 제공하는 단계 - 파장 변환 요소는 고체 상태 조명 디바이스에 의해 방출된 광을 수신하도록 배열되고 수신된 광의 일부를 상이한 파장으로 변환하도록 구성됨 -; 파장 변환 요소의 발광 표면으로부터 방출된 광의 색의 변화를 측정하는 단계; 및 발광 표면에 산란 층을 도포하는 단계를 포함한다. 산란 층은 광을 파장 변환 요소로 후방 산란시키도록 구성되고, 산란 층의 후방 산란 강도는 상기 발광 표면으로부터 방출된 광의 색의 측정된 변화를 감소시키도록 상기 발광 표면에 걸쳐 달라지도록 선택된다.
제2 양태의 기술적 효과들 및 특징들은 제1 양태의 기술적 효과들 및 특징들과 대체로 유사하다.
본 방법의 일 실시예에 따르면, 산란 층은 3차원(3D) 프린팅과 같은 가법적 제조 기술들에 의해 도포된다. 이는 복잡한 3D 구조를 갖는 산란 층을 생성하는 것을 가능하게 한다.
이 방법의 일 실시예에 따르면, 산란 층은 액적(droplet)의 형태로 발광 표면에 도포된다. 이러한 산란 층은 간단하고 비교적 저렴한 프린팅 방법인 잉크젯 프린팅을 사용하여 도포될 수 있다.
본 발명이 청구항들에 인용된 특징들의 모든 가능한 조합들에 관련된다는 것에 유의한다.
이하에서 본 발명의 이러한 양태들 및 다른 양태들에 대해 본 발명의 실시예(들)을 도시하는 첨부 도면들을 참조하여 더 상세하게 설명한다.
도 1은 평평한 산란 층을 갖는 광원 조립체의 실시예의 개략적인 사시도를 도시한다.
도 2는 도 1의 광원 조립체의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 3은 변화하는 두께를 갖는 산란 층을 갖는 광원 조립체의 실시예의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 4은 액적의 형태로 산란 층을 갖는 광원 조립체의 실시예의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 5는 광원 조립체를 제조하는 방법의 단계들 중 일부의 흐름도이다.
도면들에 예시된 바와 같이, 층들 및 영역들의 크기는 예시의 목적으로 과장되며, 따라서, 본 발명의 실시예들의 일반적인 구조들을 예시하도록 제공된다. 동일한 참조 번호들은 전체에 걸쳐 동일한 요소들을 지칭한다.
이하에서 본 발명에 대해 본 발명의 현재 바람직한 실시예들이 도시되어 있는 첨부 도면들을 참조하여 더 충분히 설명한다. 그러나, 본 발명은 많은 상이한 형태로 구체화될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 되며; 오히려, 이들 실시예는 철저하고 완전하게 제공되며, 본 발명의 범위를 이 분야의 기술자에게 충분히 전달한다.
도 1 및 도 2는 예를 들어 조명 구 및 개조 램프에 사용될 수 있는 광원 조립체(1)를 도시한다. 광원 조립체(1)는 개방된 직사각형 박스의 형상을 갖는 기판(2)을 포함한다. 기판(2)은 다른 실시예들에서 상이한 형상을 가질 수 있다. 기판(2)은 예를 들어 플레이트의 형상을 가질 수 있다. 기판의 높이(h)는 예를 들어 약 300 μm 내지 약 400 μm 범위일 수 있고, 기판의 폭(w)은 예를 들어 약 1 mm 내지 약 6 mm의 범위일 수 있고, 기판의 길이(l)는 예를 들어 약 2 mm 내지 약 6 mm의 범위일 수 있다. 기판(2)은 예를 들어 사출 성형된 백색 반사 중합체로 제조될 수 있다. LED 형태의 SSL(solid state lighting) 디바이스(3)는 기판(2) 상에, 더 정확하게는 기판(2)의 한정된 오목부에 장착된다. 기판(2)과 SSL 디바이스(3)는 전기적 및 열적으로 연결된다. SSL 디바이스(3)와 기판(2) 간의 전기적 연결은 예를 들어 와이어일 수 있다. SSL 디바이스(3)는 기판(2)으로부터 광을 방출하도록 배열된다. SSL 디바이스(3)는 단색광, 예를 들어 청색광 또는 근 자외선을 방출하도록 구성된다.
파장 변환 요소(4)가 SSL 디바이스(3)에 의해 방출된 광을 수신하도록 배열되고 수신된 광의 일부를 상이한 파장으로 변환하도록 구성된다. 이 실시예에서, SSL 디바이스(3)는 부분적으로 파장 변환 요소(4)에 임베드된다. 변환된 광의 파장(즉, 색)은 변환된 광과 SSL 디바이스(3)로부터의 광의 적절한 비율들이 혼합될 때, 결과가 관찰자에게 백색으로 보이는 광이 되도록 하는 것이다. 예를 들어, SSL 디바이스(3)에 의해 방출된 광이 청색이면, 파장 변환 요소(4)는 청색광을 녹색 또는 적색광으로 변환하도록 구성된다. 파장 변환 요소(4)는 SSL 디바이스(3)에 의해 방출된 광을 파장 변환할 수 있는 파장 변환 입자들(5)을 포함한다. 이 실시예에서, 파장 변환 요소(4)는 인광체 입자들, 예를 들어 유기 인광체 입자들 또는 무기 인광체를 포함한다. 사용될 수 있는 상업적으로 입수 가능한 많은 인광체들이 존재할 수 있다. 다른 실시예들에서, 파장 변환 요소(4)는 인광체 발광 재료, 예컨대 발광 염료를 포함할 수 있다. 일부 실시예에 따르면, 파장 변환 요소(4)는 SSL 디바이스(3)에 의해 방출된 광을 파장 변환할 수 있는 양자점들을 포함하며, 양자점들은 입사광에 의해 여기될 때 결정의 재료 및 크기에 의해 결정된 색의 광을 방출하는 나노 크기의 반도체 결정이다.
파장 변환 요소(4)는 SSL 디바이스(3)에 의해 방출된 광 및 파장 변환된 광이 파장 변환 요소(4)를 떠날 수 있는 발광 표면(6)을 갖는다. 발광 표면(6) 및 SSL 디바이스(3)는 파장 변환 요소(4)의 대향 측들에 배열된다. 발광 표면(6)은 직사각형이고 평평하며, 축 x, y 및 z를 갖는 데카르트 좌표계의 x 및 y 축에 의해 한정된 평면에서 연장된다. 발광 표면(6)의 표면 법선은 z 축과 평행하다. 발광 표면(6)을 떠나는 광의 색은 위치에 따른 색 변화로 인해 광이 발광 표면(6)을 떠나는 위치에 따라 달라진다. 기판(2), SSL 디바이스(3) 및 파장 변환 요소(4)는 함께 LED 패키지, 예를 들어 "Nichia NSSL 157"이라는 명칭으로 상업적으로 입수 가능한 유형의 LED 패키지를 형성한다.
산란 층(7)이 발광 표면(6)에 도포된다. 산란 층(7)은 발광 표면(6)과 직접 접촉하거나 발광 표면(6)과 간접 접촉할 수 있다. 산란 층(7)과 발광 표면(6) 간의 부착 개선을 위해 산란 층(7)과 발광 표면(6) 사이에 배열된 층, 예를 들어 접착층이 있을 수 있다. 산란 층(7)은 실질적으로 전체 발광 표면(6)을 덮는다. 산란 층(7)의 광 출사 표면(8)은 발광 표면(6)으로부터 멀어지는 쪽을 향한다. 산란 층(7)은 평평하고, z 방향으로 실질적으로 균일한 두께(t)를 가지며 x-y 평면과 평행한 평면에서 연장된다. 두께(t)는 예를 들어 약 50 μm 내지 약 200 μm 범위일 수 있다. 산란 층(7)은 광을 발광 표면(6)을 통해 파장 변환 요소(4)로 후방 산란시키도록 구성된다. 산란 층(7)의 후방 산란 강도는 발광 표면(6)에 걸쳐 달라지며, 즉, 후방 산란 강도는 x 및 y 방향으로 달라진다. 따라서, 상이한 x-y 좌표에서의 후방 산란 강도는 동일할 수도 있고 동일하지 않을 수도 있다. 후방 산란 강도는 발광 표면(6)으로부터 방출된 광의 색의 변화가 감소되는 방식으로 달라진다. 이 실시예에서, 산란 층(7)의 밀도는 발광 표면(6)에 걸쳐(즉, x 및 y 방향으로) 달라지고, 밀도는 z 방향에서 볼 때 SSL 디바이스(3) 위에서 가장 높다. 후방 산란 강도는 산란 층(7)의 밀도에 의해 결정되며, 후방 산란 강도는 산란 층(7)의 밀도가 더 높은 곳에서 더 강하다. 후방 산란 강도는 예를 들어 약 10% 내지 약 50% 범위의 값들 사이에서 달라질 수 있고, X%의 후방 산란 강도는 산란 층(7)에 의해 수신되는 광의 X%가 후방 산란됨을 의미한다.
후방 산란은 전형적으로 산란 층(7) 내부의 산란 요소들(9)에 의해 야기된다. 산란 층(7)의 밀도는 산란 층(7)의 단위 체적당 산란 요소들(9)의 수에 의해 결정된다. 산란 층(7)은 전형적으로 산란 요소들(9)을 지지하는 실리콘과 같은 바인더를 포함한다. 산란 요소들(9)은 예를 들어 기포, 산화 티타늄 입자, 인광체 입자, 금속 플레이크, 중합체 비드 및 유리 비드일 수 있다. 산란 요소들(9)은 바인더와는 상이한 굴절률을 갖는 중합체 함유물들일 수 있다.
산란 층(7)은 파장 변환 입자들(10)를 가지며, 다른 실시예들에서는 그럴 수도 그렇지 않을 수도 있다. 파장 변환 입자들(10)은 산란 층(7)의 전체에 걸쳐 분산되고, 파장 변환 입자들(10)의 밀도, 즉 산란 층(7)의 단위 체적당 파장 변환 입자들(10)의 수는 균일하거나 불균일하다. 파장 변환 입자들(10)은 인광체 입자들, 예를 들어 유기 인광체 입자들 또는 무기 인광체 입자들일 수 있다. 인광체들의 구체적으로 예로는 루테튬 알루미늄 가닛 및 세륨 도핑된 이트륨 알루미늄 가닛을 포함한다. 파장 변환 입자들(10)은 인광체 이외의 발광 재료, 예를 들어 Lumogen-Red의 입자들일 수 있다. 파장 변환 입자들(10)은 양자점들일 수 있다. 일부 실시예에서, 파장 변환 요소(4)는 파장 변환 입자들(10)과 동일한 유형의 입자들을 포함한다.
도 3은 광원 조립체(10)의 산란 층(12)이 발광 표면(6)에 대해 수직으로(즉, z 축의 방향으로) 측정될 때 변화하는 두께(t)를 갖는 것을 제외하고는, 도 1의 광원 조립체(1)와 유사한 광원 조립체(11)를 도시한다. 두께(t)는 발광 표면(7)에 걸쳐 달라지고, 즉 두께(t)는 x 및 y 방향으로 달라진다. 두께(t)는 예를 들어, 50 μm 내지 200 μm 사이에서 달라질 수 있으며, 산란 층(11)의 가장 두꺼운 부분은 z 방향에서 보았을 때 전형적으로 SSL 디바이스(3) 위에 있다. 두께(t)는 발광 표면(6)으로부터 방출된 광의 색의 변화에 따라 스케일링되는 방식으로 달라진다. 후방 산란 강도는 산란 층(12)의 두께(t)에 의해 결정되며, 후방 산란 강도는 산란 층(12)이 더 두꺼운 곳에서 더 강하다. 산란 층(12)은 복잡한 3D 형상을 가질 수 있으며 3D 프린팅과 가법적 제조 방법에 의해 발광 표면(6)에 도포되었을 수 있다. 다른 기술들도 생각할 수 있다. 예를 들어, 산란 층(12)은 오버몰딩(overmoulding)에 의해 생성될 수 있다. 레이저 어블레이션은 그에 의해 변화하는 두께(t)를 갖는 산란 층(12)이 제공되는 기술일 수 있다.
산란 층(12) 내의 파장 변환 입자들(10)의 밀도는 대략 균일하다. 산란 층(12)의 파장 변환 강도는 산란 층(12)의 두께(t)에 의해 결정되며, 파장 변환 강도는 산란 층(12)이 더 두꺼운 곳에서 더 강하다. 이는 산란 층(12)의 두꺼운 부분을 통과하는 광이 산란 층(12)의 얇은 부분을 통과하는 광보다 더 큰 정도로 파장 변환된다는 것을 의미한다. 다시 말하지만, 다른 실시예들에서는 파장 변환 입자들(10)이 생략될 수도 있다는 점에 유의해야 한다.
도 4는 도 3의 광원 조립체(11)와 유사한 광원 조립체(13)를 도시한다. 그러나, 도 4의 광원 조립체(13)는 액적의 형태로 산란 층(14)을 갖는다. 따라서, 산란 층(14)은 불룩한 것(bulge) 같은 형상을 갖는다. 잉크젯 프린팅이 이러한 유형의 산란 층을 발광 표면(6)에 도포하는 데 사용될 수 있다. 산란 층(14)의 형상은 발광 표면(6)의 표면 장력을 변경하는 것, 따라서 접촉 각도 θ를 변경하는 것에 의해 조정될 수 있다. 이는, 예를 들어, 발광 표면(6)에 얇은 코팅층을 도포하는 것에 의해 또는 발광 표면(6)을 플라즈마로 처리하는 것에 의해 수행될 수 있다. 접촉 각도 θ는 예를 들면 약 35°일 수 있다. 두께(t)는 발광 표면(7)에 걸쳐 달라지고, 산란 층(14)의 가장 두꺼운 부분은 전형적으로 z 방향에서 볼 때 SSL 디바이스(3) 위에 있다. 가장 두꺼운 부분의 두께는 예를 들어 50 μm 내지 200 μm일 수 있다.
도 5는 도 1 내지 도 4 및 도 5를 참조하여 논의될 광원 조립체(8, 11, 21)를 제조하는 방법의 단계들 중 일부의 흐름도를 도시한다.
단계 S1에서, SSL 디바이스(3) 및 파장 변환 요소(4)가 제공되고, 파장 변환 요소(4)는 SSL 디바이스(3)에 의해 방출된 광을 수신하도록 배열되고 수신된 광의 일부를 상이한 파장으로 변환하도록 구성된다. SSL 디바이스(3) 및 파장 변환 요소(4)는 LED 패키지, 어쩌면 "기성 제품" LED 패키지의 일부일 수 있다.
단계 S2에서, 파장 변환 요소(4)의 발광 표면(6)으로부터 방출된 광의 색의 변화가 측정된다. 색 변화를 측정하는 것은 소스 이미징 측각기(source imaging goniometer) 또는 LED 패키지 바로 위의 근거리 장 수신기를 사용하여 수행될 수 있다. 눈 반응 곡선 X, Y 및 Z를 모방한 적어도 3개의 컬러 필터가 장착된 디지털 카메라를 사용하여 발광 표면의 색측정 맵(colorimetric map)을 측정할 수 있다. 그 후 이미지의 각각의 픽셀, 즉 발광 LED 표면의 각각의 위치에 대해 휘도 L 및 2개의 색 좌표 x_CIE 및 y_CIE가 결정된다. 측정된 색 좌표 및 원하는 색 좌표에 따라 국부적인 보정이 계산되어 후방 산란 강도로 변환된다.
단계 S3에서, 산란 층(7, 12, 14)이 파장 변환 요소(4)의 발광 표면(6)에 도포된다. 산란 층(7, 12, 14)은 광을 파장 변환 요소(4)로 후방 산란시키도록 구성되며, 산란 층(7, 12, 14)의 후방 산란 강도는 발광 표면(6)으로부터 방출된 광의 색의 변화를 감소시키도록 발광 표면(6)에 걸쳐 달라지도록 선택된다. 산란 층(7, 12, 14)은 3D 프린팅과 같은 가법적 제조 기술에 의해 발광 표면(6)에 도포될 수 있다. 잉크젯 프린팅이 산란 층(7, 12, 14)을 발광 표면(6)에 도포하는 데 사용될 수 있다. 산란 층(7, 12, 14)은 전형적으로 액적이다.
단계 S3에 이어서 일부 실시예들에서 레이저 어블레이션에 의해 변화하는 두께(t)를 갖는 산란 층을 제공하는 단계가 수행될 수 있다. 그 후 단계 S3에서 실질적으로 균일한 두께를 갖는 산란 층이 먼저 발광 표면(6)에 도포되고, 그 후 산란 층의 얇은 부분들이 레이저 어블레이션에 의해 제거된다.
광원 조립체(1, 11, 13)가 사용 중일 때, SSL 디바이스(3)는 파장 변환 요소(4)에 의해 수신되는 광을 방출하고 파장 변환 요소는 수신된 광의 일부를 흡수하고 그 후 SSL 디바이스(3)에 의해 방출된 광과 상이한 파장을 갖는 변환된 광을 재방출한다. 변환된 광과 변환되지 않은 광의 혼합체가 발광 표면(6)을 통해 파장 변환 요소(4)를 떠나 산란 층(7, 12, 14)으로 입사된다. 산란 층(7, 12, 14)으로 입사된 광의 일부가 산란 층(7, 12, 14)을 바로 통과하여 광 출사 표면(8)을 통해 떠난다. 광의 또 다른 부분은 또 다른 파장 변환 기회를 위해 파장 변환 요소(4)로 후방 산란된다. 후방 산란은 또한 광의 강도가 발광 표면(6)에 걸쳐 더 균일하도록 LED 패키지 전체에 걸쳐 광을 분산시킨다.
예로서, SSL 디바이스(3)는 청색광을 방출하고, 변환된 광은 황색이고, 발광 표면(6)으로부터 방출된 혼합 광은 SSL 디바이스(3)는 바로 위의 중앙 영역으로부터 방출될 때는 푸르스름한 백색이고 발광 표면(6)의 가장자리에 더 가깝게 방출될 때는 점점 더 누르스름한 백색이 되도록 위치에 따른 색으로 인해 달라진다고 가정한다. 다르게 말하면, 방출된 광의 색온도는 방출 위치가 중앙에서 가장자리로 이동함에 따라 감소한다. 이와 같은 상황에서, 산란 층(7, 12, 14)은 중앙 영역으로부터의 비교적 높은 비율의 광을 파장 변환 요소(4)로 후방 산란시키도록 구성된다. 이는 변환 정도를 증가시키고 중앙 영역으로부터의 광의 황색 성분을 증가시키고, 발광 표면(6)으로부터 방출된 광의 색 차이들은 푸르스름한 백색광을 방출하는 중앙 영역과 누르스름한 백색광을 방출하는 가장자리에 더 가까운 영역 사이의 전이의 평활화의 결과로서 감소된다. 따라서 광 출사 표면(8)을 떠나는 광은 산란 층(7, 12, 14)이 없었을 경우 발광 표면(6)을 떠나는 광이 가졌을 것보다 더 균일한 색 및 더 낮은 색온도 평균을 가지며, 그 효과는 근거리 장뿐만 아니라 원거리 장의 관찰자에게도 뚜렷하다.
본 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 결코 상술한 바람직한 실시예들로 한정되지 않는다는 것을 인식한다. 오히려, 많은 수정 및 변화가 첨부된 청구항들의 범위 내에서 가능하다. 예를 들어, 발광 표면(6)은 예를 들어 돔 형상 또는 어떤 다른 평평하지 않은 형상을 가질 수 있다. 또한, 통상의 기술자는 도면들, 본 개시, 및 첨부된 청구항들의 연구로부터, 청구된 발명을 실시하는 데 있어 개시된 실시예들에 대한 변화들을 이해하고 달성할 수 있다. 청구항들에서, "포함하는(comprising)"이란 용어가 다른 요소 또는 단계를 배제하는 것은 아니며, 부정관사("a" 또는 "an")가 복수를 배제하는 것은 아니다. 특정 수단들이 서로 다른 종속항들에서 인용된다는 사실만으로 이러한 수단들의 조합이 유리하게 사용될 수 없음을 나타내지는 않는다.

Claims (12)

  1. 광원 조립체(1, 11, 13)로서,
    고체 상태 조명 디바이스(3);
    상기 고체 상태 조명 디바이스(3)에 의해 방출된 광을 수신하도록 배열되고 상기 수신된 광의 일부를 상이한 파장으로 변환하도록 구성된 파장 변환 요소(4); 및
    상기 파장 변환 요소(4)의 발광 표면(6)에 도포된 산란 층(7, 12, 14)을 포함하고,
    상기 산란 층(7, 12, 14)은 광을 상기 파장 변환 요소(4)로 후방 산란시키도록 구성되고, 상기 산란 층(7, 12, 14)의 후방 산란 강도는 상기 발광 표면(6)으로부터 방출된 광의 색의 변화를 감소시키도록 상기 발광 표면(6)에 걸쳐 달라지는, 광원 조립체(1, 11, 13).
  2. 제1항에 있어서, 상기 산란 층(7, 12, 14)은 변화하는 밀도를 가지며, 상기 후방 산란 강도는 상기 밀도에 의해 결정되는, 광원 조립체(1, 11, 13).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 산란 층(7, 12, 14)은 상기 발광 표면(6)에 수직인 변화하는 두께를 가지며, 상기 후방 산란 강도는 상기 두께에 의해 결정되는, 광원 조립체(1, 11, 13).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 산란 층(7, 12, 14)은 기포, 산화 티타늄 입자 및 인광체 입자로 이루어진 그룹으로부터 선택된 산란 요소들(9)을 포함하는, 광원 조립체(1, 11, 13).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 산란 층(7, 12, 14)은 파장 변환 입자들(10)를 포함하는, 광원 조립체(1, 11, 13).
  6. 제5항에 있어서, 상기 파장 변환 요소(4) 및 상기 산란 층(7, 12, 14)은 동일한 유형의 파장 변환 입자들(5, 10)을 포함하는, 광원 조립체(1, 11, 13).
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 파장 변환 입자들(5, 10)은 인광체 입자들인, 광원 조립체(1, 11, 13).
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발광 표면(6)을 떠나는 광의 색은 상기 광이 상기 발광 표면(6)을 떠나는 위치에 따라 달라지는, 광원 조립체(1, 11, 13).
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발광 표면(6)은 평평한, 광원 조립체(1, 11, 13).
  10. 광원 조립체(1, 11, 13)를 제조하는 방법으로서,
    고체 상태 조명 디바이스(3) 및 파장 변환 요소(4)를 제공하는 단계 - 상기 파장 변환 요소(4)는 상기 고체 상태 조명 디바이스(3)에 의해 방출된 광을 수신하도록 배열되고 상기 수신된 광의 일부를 상이한 파장으로 변환하도록 구성됨 -;
    상기 파장 변환 요소(4)의 발광 표면(6)으로부터 방출된 광의 색의 변화를 측정하는 단계; 및
    상기 발광 표면(6)에 산란 층(7, 12, 14)을 도포하는 단계를 포함하고;
    상기 산란 층(7, 12, 14)은 광을 상기 파장 변환 요소(4)로 후방 산란시키도록 구성되고, 상기 산란 층(7, 12, 14)의 후방 산란 강도는 상기 발광 표면(6)으로부터 방출된 광의 색의 상기 측정된 변화를 감소시키도록 상기 발광 표면(6)에 걸쳐 달라지도록 선택되는, 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 산란 층(7, 12, 14)은 가법적 제조 기술들에 의해 도포되는, 방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 산란 층(7, 12, 14)은 액적(droplet)의 형태로 상기 발광 표면(6)에 도포되는, 방법.
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