KR20180083776A - Optical lens for improvement of lightening and uniformity - Google Patents

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Abstract

The present invention provides an optical lens for use in an LED lamp in order to prevent a yellow ring phenomenon occurring from the LED lamp due to blurring of yellow light. The optical lens includes a base material forming the optical lens and a yellow ring-eliminator on the base material. The eliminator includes one or more of yellow fluorescent substances and luminous substances which are randomly distributed and mixed in the optical lens so that blue or white light emitted from the LED lamp is incident to the fluorescent substances or luminous substances so as to evenly distribute the white light over the entire area of the optical lens. Further, emitted light is absorbed by or reflected from the fluorescent substances or luminous substances and is diffused, so that a diffusion angle is increased and thus the luminous intensity distribution is improved.

Description

황색링 제거와 배광도 및 균일도를 향상시킨 광학렌즈{Optical lens for improvement of lightening and uniformity}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an optical lens having improved light distribution and uniformity,

본 발명은 엘이디 조명등에 사용되는 광학렌즈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엘이디 조명등으로부터 발생하는 황색번짐 및 황색링 현상을 방지하기 위해 상기 황색번짐 및 황색링을 제거하는 제거수단을 포함한 광학렌즈에 관한 것이다. The present invention relates to an optical lens for use in an LED illumination lamp, and more particularly, to an optical lens including a removal means for removing yellow blur and a yellow ring in order to prevent a yellow blur and a yellow ring phenomenon, will be.

일반적으로 발광다이오드(LED)를 이용한 백색광 엘이디 조명은 에너지 절약 및 수명이 길다는 것에 특성을 갖고, 최근에 가로등이나 승용차 또는 디스플레이장치 등에 사용되는 등 그 용도가 현저히 확대되고 있다. BACKGROUND ART [0002] In general, white light LED light using a light emitting diode (LED) has characteristics of energy saving and long life, and its use has been remarkably expanded recently such as being used for a streetlight, a car or a display device.

이러한 백생광 엘이디 조명은 청색광원의 소자표면에 황색막을 도포하거나 코팅하여 백색광원을 만들어 사용함으로써 청색 엘이디 발광소자로부터 여기되는 상기 청색광이 황색막을 통과하면서 백색광으로 발광되므로 이를 백생광원으로 활용한다. In the white light LED illumination, the blue light emitted from the blue LED light emitting element is emitted as white light while passing through the yellow LED by applying or coating a yellow color film on the surface of the blue light source and using the white light source as a white light source.

그러나 상기 백색광원은 실제 백색을 발광하는 것이 아니라 청색광이 황색막을 통과하면서 형성된 백색광이므로 실제로는 청색광과 황색광이 합성된 형태라 할 수 있다. However, the white light source does not actually emit white light but is a white light formed by passing blue light through the yellow light, and therefore, it may be a combination of blue light and yellow light.

이때, 상기 청색광과 황색광의 합성으로 만들어진 백색광을 확산시키기 위해 빛을 확산시키는 광학렌즈가 더 포함되어 형성되는데, 상기 광학렌즈를 통과할 때 상기 청색광과 상기 황색광의 굴절율이 서로 달라, 상기 광학렌즈를 통과하면서 상기 각각의 광원이 서로 분리되어 상기 엘이디 조명등을 통해 발광되는 빛의 주위에 황색링이 나타나게 됨에 따라, 상기 광학렌즈의 주위에 황색끼가 보이는 황달현상이 나타나는 문제점이 있었다. Here, the optical lens further includes an optical lens that diffuses light for diffusing white light produced by the combination of the blue light and the yellow light. When the blue light and the yellow light pass through the optical lens, refractive indices of the blue light and the yellow light are different, There is a problem that a yellow ring appears around the optical lens as a result of the separation of the respective light sources while the light passes through the LED illumination light.

또한, 상기 백색광의 배광도를 넓히기 위해 상기 광학렌즈에 표면처리나 패턴처리를 적용하는 방식이 사용되고 있지만, 이러한 방식은 빛의 배광도는 넓어지나 광효율이 다소 떨어지게 되는 문제점이 있었다. Further, a method of applying a surface treatment or a patterning treatment to the optical lens is used to broaden the degree of light distribution of the white light. However, this method has a problem that the light distribution of light is wide but the light efficiency is somewhat deteriorated.

대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-1291477호.Korean Registered Patent Publication No. 10-1291477.

이에 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 백색광 엘이디 조명을 실현함에 있어, 청색광원의 표면에 황색막을 처리하지 않고 그대로 사용하면서 상기 청색광원을 확산시키는 광학렌즈의 내부에 황색형광체를 투입시켜, 상기 청색광이 상기 광학렌즈를 투과하면서 상기 황색링 제거수단인 황색형광체에 의해 백색광 형성되는 구조를 제안한다. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a white light LED lighting device, which is capable of realizing a white light LED illumination, , And the blue light is transmitted through the optical lens and the white light is formed by the yellow phosphor as the yellow ring removing means.

이를 위해 본 발명은 광학렌즈를 사출성형이나 몰딩컴파운드 방법을 사용하여 성형하는 경우, 축광체 또는 형광체를 각각 혹은 혼합하여 성형시킴으로써 상기 청색 엘이디 발광소자로부터 상기 광학렌즈로 입사되는 청색광원이 렌덤하게 분포된 형광체 또는 축광체와 결합되어 광학렌즈 전체부피에서 백색광을 고르게 분포시키는 것이 가능함에 따라 광학렌즈를 통과한 후에는 황색링이나 황색번짐이 제거되도록 한다.  In order to achieve the above object, according to the present invention, when an optical lens is molded by injection molding or molding compounding method, a phosphor or a phosphor is molded or mixed to form a blue light source, The phosphor or phosphorescent material can be combined with the phosphorescent material to distribute the white light uniformly throughout the optical lens so that the yellow ring or yellow blurring is removed after passing through the optical lens.

나아가 광학렌즈 전체에 렌덤하게 분포된 형광체 및/혹은 축광체에 의해 다양한 각도로 분산되면서 상기 분산된 광이 또 다시 다수의 형광체 및/혹은 축광체에 의해 다양한 각도로 분산됨에 따라 광학렌즈를 통과한 백색광의 균일도와 배광도를 향상시키게 된다. Furthermore, the dispersed light is dispersed at various angles by the phosphors and / or phosphors randomly distributed throughout the optical lens, and the dispersed light is further diffused by the plurality of phosphors and / or phosphors at various angles, The uniformity of white light and the degree of light distribution are improved.

또한, 다른 구조로 상기 광학렌즈의 표면에 상기 형광체 또는 축광체가 혼합된 고무 또는 실리콘을 코팅하거나 접착시킴으로써 상기 청색 엘이디 발광소자로부터 상기 광학렌즈로 입사되는 청색광원이 상기 광학렌즈를 동일한 굴절율로 이동한후 상기 광학렌즈에 표면에서 황색형광체와 결합되어 백색광을 발광함으로써 종래의 굴절율 차이로 인한 황색링이나 황색번짐의 제거하는 구조를 제안한다.Further, by coating or adhering rubber or silicone mixed with the phosphor or phosphorescent material on the surface of the optical lens with another structure, a blue light source incident from the blue LED light emitting element to the optical lens moves the optical lens at the same refractive index The optical lens is combined with the yellow phosphor on the surface to emit white light, thereby eliminating the yellow ring or yellow blur due to the conventional difference in refractive index.

그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. However, the object of the present invention is not limited to the above-mentioned object, and another object which is not mentioned can be understood by those skilled in the art from the following description.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 엘이디 조명등으로부터 발생하는 황색번짐에 따른 황색링 현상을 방지하기 위해 엘이디 조명등에 사용되는 광학렌즈에 관한 것이다.In order to achieve the above object, the present invention relates to an optical lens used in an LED illumination lamp to prevent a yellow ring phenomenon caused by yellow bleeding generated from an LED illumination lamp.

본 발명에서는 청색 엘이디 소자의 표면에 황색막을 사용하지 않고 그대로 사용하되 대신 백색광을 만들기 위한 형광체 또는 축광체를 광학렌즈의 내부에 혼입함으로써 황색링을 제거하게 된다.In the present invention, the yellow ring is removed by incorporating a phosphor or a phosphorescent material for forming white light instead of using a yellow film on the surface of the blue LED device.

따라서 본 발명은 상기 광학렌즈를 형성하는 모재와, 상기 모재에 상기 황색링을 제거하는 제거수단인 황색형광체 혹은 황색축광체를 포함하여 형성됨으로써 황색링을 제거할 뿐 아니라 백색광의 배광도 및 균일도를 향상시킨다.Accordingly, the present invention is characterized in that a base material forming the optical lens and a yellow phosphor or a yellow phosphorescent material, which are removal means for removing the yellow ring, are formed on the base material, thereby removing the yellow ring, .

상기 제거수단은 형광체 또는 축광체이고, 상기 형광체 또는 축광체 분말 중 하나 이상이 상기 모재에 혼합되되, 사출성형이나 몰딩컴파운드방법 또는 표면코팅방법 이나 표면접착방법 중 하나의 방법을 사용하여 광학렌즈를 형성한다.Wherein the removing means is a phosphor or a phosphorescent body, and at least one of the phosphor or the phosphorescent powder is mixed with the base material, and the optical lens is formed by injection molding, molding compounding method, surface coating method or surface bonding method. .

또한, 상기 광학렌즈는 돔형구조로 형성되고, 청색 엘이디 발광소자가 배치되는 개구부와, 상기 청색 엘이디 발광소자로부터 발광되는 광을 매질로 입사시키는 개구부의 내부면과, 상기 내부면으로부터 전달된 광을 외부로 출사시키는 외부면을 포함하여 형성되되, 상기 개구부는 광학렌즈의 밑면에서 안쪽으로 오목하게 형성된다.The optical lens is formed in a dome structure and has an opening portion in which the blue LED light emitting element is disposed, an inner surface of an opening portion through which the light emitted from the blue LED light emitting element enters the medium, And an outer surface that exits to the outside, wherein the opening is recessed inwardly from the bottom surface of the optical lens.

상기 사출성형이나 몰딩컴파운드 방법을 사용하는 경우, 상기 모재에 형광체나 축광체 분말 중 하나 이상을 일정비율로 혼합하여 사출성형이나 몰딩컴파운드 방법을 사용하여 성형시켜 광학렌즈를 형성한다.When the injection molding or molding compounding method is used, at least one of the phosphor and the phosphorescent powder is mixed with the base material at a predetermined ratio, and the mixture is molded using an injection molding method or a molding compounding method to form an optical lens.

상기 형광체를 혼합하는 경우, 황색형광체 분말을 사용하되, 상기 청색 엘이디 발광소자로부터 발광되는 청색광이 상기 개구부의 내부면을 통해 입사되고, 상기 입사된 청색광이 랜덤으로 분포된 상기 황색형광체와 결합되어 백색광을 발광한다.When the phosphor is mixed, a yellow phosphor powder is used, and blue light emitted from the blue LED light emitting element is incident through the inner surface of the opening, and the incident blue light is combined with the yellow phosphor, which is randomly distributed, .

상기 형광체와 상기 축광체를 혼합하는 경우, 상기 황색형광체 분말을 사용하되, 상기 청색 엘이디 발광소자로부터 발광되는 청색광원이 상기 개구부의 내부면을 통해 입사되고, 상기 입사된 청색광이 랜덤으로 분포된 상기 황색형광체 및 축광체와 결합되어 백색광을 내는 동시에 상기 백색광을 확산시킨다.Wherein when the phosphor is mixed with the phosphor, the yellow phosphor powder is used, the blue light source emitted from the blue LED light emitting element is incident through the inner surface of the opening, and the incident blue light is randomly distributed And is coupled with the yellow phosphor and the phosphorescent material to emit white light and diffuse the white light.

상기 축광체를 혼합하는 경우, 상기 청색 엘이디 발광소자로부터 청색광이 발광되고, 상기 청색광은 상기 개구부의 내부면을 통해 입사되어 1차 확산이 이루어지며, 상기 입사된 청색광이 랜덤으로 분포된 상기 형광체 및/또는 축광체 분말에 의해 2차 확산이 이루어지게 함으로써 빛의 배광도를 높인다.When the phosphors are mixed, blue light is emitted from the blue LED light emitting element, the blue light is incident through the inner surface of the opening to perform primary diffusion, and the incident blue light is randomly distributed. / Or the secondary diffusing is performed by the phosphorescent powder, thereby increasing the degree of light distribution.

여기서 축광체는 형광체에 비해 광을 받은 후 빛을 내는 시간이 더 길게되어 확산할 가능성이 높아 배광도를 높이는 효과가 있게 된다. In this case, the phosphorescent body has a longer light emitting time after receiving light than the phosphor, so that it is highly likely to diffuse, thereby increasing the light distribution.

이를 확인하기 위해 일반렌즈와 축광체 혼합렌즈를 사용하여 동일조건에서 배광도를 실험한 결과를 설명한다. In order to confirm this, the result of the light distribution test under the same condition using the general lens and the phosphorescent lens is explained.

도 8는 동일사양의 광원을 사용하고 그 앞쪽에 렌즈를 사용하여 광이 퍼지는 정도를 그래프로 도시한 것이다. FIG. 8 is a graph showing the degree of light spreading by using a light source of the same specification and using a lens in front of the light source.

도 8에서 왼쪽 그래프는 일반렌즈를 사용한 결과를 나타낸 것으로 배광도가 약 70도 정도이고, 오른쪽 그래프는 축광체를 혼합한 렌즈를 사용한 결과를 나타낸 것으로 배광도가 약 110도 정도로 나타났다.In FIG. 8, the graph on the left shows the result of using a general lens, the degree of light distribution is about 70 degrees, and the right graph shows a result of using a lens made of a phosphorescent material.

따라서 축광체를 혼합한 랜즈가 배광도가 높은 것으로 나타났으며, 광의 균일도도 높은 것으로 확인되어, 확산판을 사용할 경우 렌즈와 확산판의 이격거리를 좁일 수 있어 광을 효과적으로 사용할 수 있는 장점이 예상된다.Therefore, it has been shown that the lens with the phosphorescent material has a high degree of luminous intensity and the uniformity of light is high. Thus, when the diffuser plate is used, the distance between the lens and the diffuser plate can be narrowed, do.

더불어, 상기 표면코팅방법 또는 표면접착방법을 사용하는 경우, 별도의 고무나 실리콘에 상기 형광체 또는 축광체 분말 중 하나 이상을 혼합시키되, 상기 형광체는 황색형광체를 사용한다. In addition, when the surface coating method or the surface bonding method is used, at least one of the phosphor or the phosphorescent powder is mixed in a separate rubber or silicone, and the phosphor is a yellow phosphor.

이때, 상기 형광체 또는 축광체 분말이 혼합된 고무나 실리콘은 상기 광학렌즈의 표면에 코팅되거나 접착됨으로써, 상기 청색 엘이디 발광소자로부터 발광되는 청색광이 상기 개구부의 내면으로 입사되고, 상기 입사된 청색광이 동일한 굴절율로 상기 광학렌즈를 이동한 다음 상기 황색형광체 분말이 랜덤으로 분포된 외부면을 통과함으로써 백색광을 발광하되, 상기 백색광이 외부면에서 형성되어 발광됨으로써 굴절되지 않아 황색링 현상을 방지한다. At this time, rubber or silicon mixed with the phosphor or phosphorescent powder is coated or adhered to the surface of the optical lens, so that blue light emitted from the blue LED light emitting device is incident on the inner surface of the opening, and when the incident blue light is the same The optical lens is moved at a refractive index, and then the yellow phosphor powder passes through an outer surface randomly distributed to emit white light. However, since the white light is formed on the outer surface to emit light, it is not refracted to prevent yellow ring phenomenon.

또한, 상기 모재는 고분자 수지로 아크릴, 폴리비닐알코올, 폴리염화비닐, 폴리카보네이트, 투명에이비에스, 실리콘 중 하나 이상의 소재로 형성되어, 굴절율이 1.4 ~ 1.5의 수지를 사용한다.In addition, the base material is formed of at least one material selected from the group consisting of acrylic, polyvinyl alcohol, polyvinyl chloride, polycarbonate, transparent EVA, and silicone, and has a refractive index of 1.4 to 1.5.

더불어, 상기 축광체는, LED 또는 UV LED모듈로부터 입사되는 광원에 의해 여기될 수 있도록 Ⅱ-Ⅵ족의 이원분계 또는 다원분계의 화합물이나 Ⅲ-Ⅴ족의 이원분계 또는 다원분계인 화합물로 구성된 모체와 여기원으로 한개 또는 복수의 도펀트가 첨가된 것을 포함한다.In addition, the phosphor may be a binary or multi-component compound of the group II-VI or a binary or multi-component compound of the group III-V to be excited by the light source incident from the LED or UV LED module And one or more dopants added as an excitation source.

또한, 상기 광학렌즈는 자동차 전조등, 의료기기, 디스플레이 소재로 활용 가능하다.In addition, the optical lens can be utilized as a vehicle headlight, a medical instrument, and a display material.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.The features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.Prior to that, terms and words used in the present specification and claims should not be construed in a conventional and dictionary sense, and the inventor may properly define the concept of the term in order to best explain its invention It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

본 발명에 따르면, 황색 형광체나 축광체 중 하나 이상이 랜덤으로 분포되어 혼합된 광학렌즈를 사용하여 상기 엘이디 발광소자로부터 발광되는 청색광원 또는 백색광원이 상기 형광체 또는 축광체와 만나게 됨으로써 전체면적에 백색광을 고르게 분포시키는 것이 가능하게 하고, 광이 직진하면서 형광체 또는 축광체들과 계속해서 반사와 흡수를 거쳐 복수회 확산됨에 따라 확산각도를 넓힘으로써 배광도를 높이는 것이 가능한 장점이 있다. According to the present invention, a blue light source or a white light source emitted from the LED light emitting element is brought into contact with the phosphor or the phosphorescent material by using an optical lens in which at least one of the yellow phosphor and the phosphorescent material is randomly distributed and mixed, And it is possible to increase the degree of light distribution by widening the diffusion angle as the light propagates straightly while being diffused a plurality of times through the reflection and absorption with the phosphors or phosphors continuously.

도 1은 종래의 광학렌즈를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광학렌즈를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학렌즈를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 두 번째 실시예에 따른 광학렌즈를 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 세 번째 실시예에 따른 광학렌즈를 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 네 번째 실시예에 따른 광학렌즈를 도시한 단면도이다.
도 7은 종래의 광학렌즈와 본 발명에 따른 광학렌즈를 사용한 비교예를 나타낸 사진이다. 1 is a cross-sectional view showing a conventional optical lens.
2 is a cross-sectional view showing an optical lens according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view showing an optical lens according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view illustrating an optical lens according to a second embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view showing an optical lens according to a third embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view showing an optical lens according to a fourth embodiment of the present invention.
7 is a photograph showing a comparative example using a conventional optical lens and an optical lens according to the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In this process, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.In addition, the terms described below are defined in consideration of the functions of the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the user, the operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout this specification.

아울러, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.In addition, the following embodiments are not intended to limit the scope of the present invention, but merely as exemplifications of the constituent elements set forth in the claims of the present invention, and are included in technical ideas throughout the specification of the present invention, Embodiments that include components replaceable as equivalents in the elements may be included within the scope of the present invention.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배광도 및 균일도 향상이 가능한 광학렌즈에 대하여 상세하게 설명하지만, 본 발명이 하기 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an optical lens capable of improving the light distribution and uniformity according to the preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited or limited by the following embodiments.

도 1은 종래의 광학렌즈를 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광학렌즈를 도시한 단면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학렌즈를 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명의 두 번째 실시예에 따른 광학렌즈를 도시한 단면도이며, 도 5는 본 발명의 세 번째 실시예에 따른 광학렌즈를 도시한 단면도이고, 도 6은 본 발명의 네 번째 실시예에 따른 광학렌즈를 도시한 단면도이며, 도 7은 종래의 광학렌즈와 본 발명에 따른 광학렌즈를 사용한 비교예를 나타낸 사진이다. FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a conventional optical lens, FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating an optical lens according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a sectional view showing an optical lens according to an embodiment of the present invention, 4 is a cross-sectional view showing an optical lens according to a second embodiment of the present invention, FIG. 5 is a sectional view showing an optical lens according to a third embodiment of the present invention, FIG. 6 is a cross- Fig. 7 is a photograph showing a comparative example using a conventional optical lens and an optical lens according to the present invention. Fig.

도 1을 참조하면 종래의 광학렌즈는 엘이디 발광소자(400')로부터 여기되는 청색광원이 개구부(110') 내부면에 생긴 황색형광체와 결합되어 백색광원을 내는데 이러한 방식을 사용하여 엘이디 조명등이나 가로등이나 승용차나 디스플레이장치 등에 사용된다. Referring to FIG. 1, in a conventional optical lens, a blue light source excited from the LED light emitting device 400 'is combined with a yellow phosphor formed on the inner surface of the opening 110' to emit a white light source. Or a passenger car or a display device.

도 2는 본 발명에 따른 광학렌즈는 돔형구조로 형성되고, 엘이디 발광소자가 배치되는 개구부(110)와, 엘이디 발광소자로부터 발광되는 광을 매질로 입사시키는 개구부의 내부면(111)과, 상기 내부면으로부터 전달된 광을 외부로 출사시키는 외부면(120)을 포함하여 형성되되, 상기 개구부(110)는 광학렌즈(100)의 밑면에서 안쪽으로 오목하게 형성된다. 2, the optical lens according to the present invention has a dome-shaped structure, and includes an opening 110 in which the LED light emitting device is disposed, an inner surface 111 of the opening in which light emitted from the LED light emitting device enters the medium, And an outer surface 120 that exits the light transmitted from the inner surface to the outside. The opening 110 is recessed inward from the bottom surface of the optical lens 100.

도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 광학렌즈가 형성되는 실시예를 설명한다. An embodiment in which an optical lens according to the present invention is formed will be described with reference to FIGS. 3 to 6. FIG.

도 3 내지 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 광학렌즈(100)는 엘이디 조명등으로부터 발생하는 황색번짐에 따른 황색링 현상을 방지하기 위해 엘이디 조명등에 사용되는 광학렌즈이다.3 to 6, the optical lens 100 according to the present invention is an optical lens used in an LED illumination lamp to prevent a yellow ring phenomenon caused by a yellow bleeding generated from an LED illumination lamp.

상기 광학렌즈(100)는 상기 광학렌즈를 형성하는 모재와 상기 모재에 상기 황색링을 제거하는 제거수단을 포함하여 형성됨으로써 빛의 배광도 및 균일도를 향상시키기 위한 것이다. The optical lens 100 is formed to include a base material forming the optical lens and a removing means for removing the yellow ring from the base material, thereby improving light distribution and uniformity of light.

이때, 상기 제거수단은 형광체(200) 또는 축광체(300)이고, 상기 형광체(200) 또는 축광체(300) 분말 중 하나 이상이 상기 모재에 혼합되되, 사출성형이나 몰딩컴파운드방법 또는 표면코팅방법 이나 표면접착방법 중 하나의 방법을 사용하여 광학렌즈를 형성한다. At least one of the phosphors 200 or the powders of the phosphors 200 and 300 is mixed with the base material and the injection molding or molding compounding method or the surface coating method Or a surface bonding method is used to form an optical lens.

일반적으로, 형광체(200)란 청색 엘이디 발광소자(400)로부터 발광되는 소정의 색의 광을 흡수한 후 또 다른 색의 광으로 변환시켜 발광시키기 위해 사용되는 물질로, 다시 말해, 흡수한 빛을 다른 파장의 빛으로 바꾸어 방출하는 물질이다.In general, the phosphor 200 is a material used for absorbing light of a predetermined color emitted from the blue LED light emitting device 400 and then converting the light into light of another color to emit light. In other words, It is a substance that turns into light of other wavelength and emits.

축광체(300)란 태양광과 같은 자연광이나 백열등, 형광등과 같은 인위적인 조명 등에 사용되는 빛 에너지를 받아 이를 흡수축적 하였다가 발광하는 것으로, 광을 받으면 높은 휘도를 보이며 잔광효과를 내며, 다시 말해, 광학렌즈에 사용되는 축광체는 광학렌즈 내부로 입사되는 광을 흡수하여 입사된 각도와 다른 다양한 각도로 광을 출사시키는 물질로써, 확산이 이루어지게 되어 확산각도를 넓히고 배광도를 높이는 역할을 한다. The phosphorescent body 300 absorbs and absorbs light energy used for natural light such as sunlight or artificial light such as incandescent lamp or fluorescent light, and emits light when it is received. When the light is received, it exhibits high luminance and afterglow effect, The phosphorescent material used in the optical lens is a material that absorbs light incident into the optical lens and emits light at various angles different from the incident angle. The diffusion is performed to widen the diffusion angle and increase the light distribution.

이때 축광체도 형광체와 마찬가지로 소정의 색의 광을 흡수한 후 또 다른 색의 광으로 변환시켜 발광시키기 기능을 갖을 수 있다.At this time, the phosphorescent material may have a function of absorbing light of a predetermined color and then converting the light into light of another color to emit light, as in the case of the fluorescent material.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 상기 사출성형이나 몰딩컴파운드 방법을 사용하는 경우를 나타내는데, 이때, 상기 사출성형이나 몰딩컴파운드방법은 상기 모재에 형광체(200)나 축광체(300) 분말 중 하나 이상을 일정비율로 혼합하여 사출성형이나 몰딩컴파운드 방법을 사용하여 성형시켜 광학렌즈(100)를 형성하는 것이다. 3 to 5, the injection molding or molding compounding method is used. In the injection molding or molding compounding method, at least one of the phosphors 200 and the powder of the phosphorescent material 300 Are mixed at a predetermined ratio and molded by injection molding or molding compounding method to form the optical lens 100.

이때, 상기 광학렌즈의 모재는 고분자 수지로 아크릴, 폴리비닐알코올, 폴리염화비닐, 폴리카보네이트, 투명에이비에스, 실리콘 중 하나 이상의 소재로 형성되어, 굴절율이 1.4 ~ 1.5의 수지를 사용한다.At this time, the base material of the optical lens is formed of at least one material selected from the group consisting of acrylic, polyvinyl alcohol, polyvinyl chloride, polycarbonate, transparent EVA, and silicone and has a refractive index of 1.4 to 1.5.

도 3을 참조하면, 상기 모재에 형광체(200)만을 혼합하는 경우를 나타낸 것으로, 황색형광체 분말을 사용하되, 상기 엘이디 발광소자(400)로부터 발광되는 청색광원이 상기 개구부의 내부면(111)을 통해 입사되고, 상기 입사된 청색광원이 랜덤으로 분포된 상기 황색형광체(200)와 결합되어 백색광을 낸다. Referring to FIG. 3, a phosphor material 200 is mixed only with the base material, and a yellow phosphor powder is used, and a blue light source emitted from the LED light emitting device 400 forms an inner surface 111 of the opening. And the incident blue light source is combined with the yellow phosphor 200 randomly distributed to emit white light.

이때, 상기 도면에 도시된 엘이디 발광소자는 청색광을 내는 청색 엘이디 발광소자(401)이다.At this time, the LED light emitting device shown in the figure is a blue LED light emitting device 401 emitting blue light.

또한, 상기 모재에 상기 황색형광체(200)가 랜덤으로 분포되어 있어, 상기 청색광원의 파장이 상기 도면에 도시된 화살표 방향처럼 이동하며 상기 분포된 황색형광체(200)를 만나 백색광으로 변환되고, 상기 백색광이 상기 광학렌즈(100)의 외부로 발광된다.In addition, the yellow phosphor 200 is randomly distributed in the base material, and the wavelength of the blue light source is shifted as shown by the arrows in the figure and is converted into white light by meeting the yellow phosphor 200, And the white light is emitted to the outside of the optical lens 100.

이때, 상기 모재에 상기 황색형광체가 전체적으로 분포되어있어, 모든 구간에서 백색광을 발광하는 것이 가능하다는 장점이 있다.At this time, the yellow phosphor is entirely distributed in the base material, so that it is possible to emit white light in all sections.

도 4를 참조하면, 상기 모재에 형광체(200)와 상기 축광체(300)를 혼합하는 경우를 나타낸 것으로, 상기 황색형광체(200) 분말을 사용하되, 상기 엘이디 발광소자(400)로부터 발광되는 청색광이 상기 개구부의 내부면(111)을 통해 입사되고, 상기 입사된 청색광이 랜덤으로 분포된 상기 황색형광체(200) 및 축광체(300)와 결합되어 백색광을 내는 동시에 상기 백색광을 확산시킨다. 4, the fluorescent material 200 and the phosphorescent material 300 are mixed with the base material, and the yellow fluorescent material 200 powder is used, and the blue light emitted from the LED light emitting device 400 Is incident through the inner surface (111) of the opening, and the incident blue light is combined with the yellow phosphor (200) and the phosphorescent material (300) randomly distributed to emit white light and diffuse the white light.

이때, 상기 도면에 도시된 엘이디 발광소자는 청색광을 내는 청색 엘이디 발광소자(401)이다.At this time, the LED light emitting device shown in the figure is a blue LED light emitting device 401 emitting blue light.

또한, 상기 모재에 상기 황색형광체(200) 및 축광체(300)가 랜덤으로 분포되어 있어, 상기 청색광원의 파장이 상기 도면에 도시된 화살표 방향처럼 이동하여 상기 분포된 황색형광체(200)를 만나 백색광으로 변환되고, 상기 백색광이 상기 축광체(300)를 통해 다양한 방향으로 확산됨으로써, 상기 도4에 도시된 광학렌즈(100)를 사용하는 경우, 배광도가 높아지고 이에 따라 백색광이 전체면적이 고르게 분포되어 균일도가 증대한다. In addition, the yellow phosphor 200 and the phosphorescent phosphor 300 are randomly distributed in the base material, and the wavelength of the blue light source is shifted as shown by the arrows in the figure to meet the yellow phosphor 200 The white light is converted into white light and the white light is diffused in various directions through the phosphor 300. When the optical lens 100 shown in FIG. 4 is used, the degree of light distribution is increased, And the uniformity is increased.

도 5를 참조하면, 상기 모재에 축광체(300)를 혼합하는 경우를 나타낸 것으로, 상기 엘이디 발광소자(400)로부터 청색광이 발광되고, 상기 청색광은 상기 개구부의 내부면(111)을 통해 입사되어 1차 확산(a)이 이루어지며, 상기 입사된 청색광이 랜덤으로 분포된 상기 축광체 분말에 의해 2차 확산(b)이 이루어지게 함으로써 빛의 배광도를 높인다. Referring to FIG. 5, the phosphor 300 is mixed with the base material. Blue light is emitted from the LED light emitting device 400, and the blue light is incident through the inner surface 111 of the opening The primary diffusion (a) is performed, and the secondary diffusing (b) is performed by the phosphorescent powder in which the incident blue light is randomly distributed, thereby increasing the luminous intensity of light.

이때 상기 축광체도 청색광을 흡수한 다음 백색광을 발광하는 물질을 선택하며, 경우에 따라 백색광이 아닌 다른 색광을 발광하는 물질을 채택할 수 도 있다.At this time, the phosphorescent material may be a material that absorbs blue light and then emits white light, and may emit light other than white light depending on the case.

이때, 상기 도면에 도시된 엘이디 발광소자는 청색광을 내는 청색 엘이디 발광소자(402)이다.At this time, the LED light emitting device shown in the figure is a blue LED light emitting device 402 emitting blue light.

도 6을 참조하면, 상기 광학렌즈의 모재 표면에 상기 표면코팅방법 또는 표면접착방법을 사용하는 경우를 나타낸다.Referring to FIG. 6, the surface coating method or the surface adhesion method is used on the surface of the base material of the optical lens.

상기 표면코팅방법 또는 표면접착방법의 경우, 별도의 고무(500)나 실리콘에 상기 형광체(200) 또는 축광체(300) 분말 중 하나 이상을 혼합시키되, 상기 형광체는 황색형광체를 사용한다. In the case of the surface coating method or the surface bonding method, at least one of the powder of the phosphor 200 or the phosphor 300 is mixed with a separate rubber 500 or silicone, and the phosphor uses a yellow phosphor.

상기 형광체(200) 또는 축광체(300) 분말이 혼합된 고무(500)나 실리콘은 상기 광학렌즈의 표면에 코팅되거나 접착됨으로써, 상기 엘이디 발광소자(400)로부터 발광되는 청색광원이 상기 개구부(110)의 내면으로 입사되고, 상기 입사된 청색광원이 동일한 굴절율로 상기 황색형광체(200) 분말이 랜덤으로 분포된 외부면(120)을 통과함으로써 백색광을 발광하되, 상기 백색광이 외부면에서 형성되어 발광됨으로써 굴절되지 않아 황색링 현상을 방지한다. The rubber 500 or silicon mixed with the phosphor 200 or the phosphorescent material 300 is coated or adhered to the surface of the optical lens so that a blue light source emitted from the LED light emitting device 400 is emitted from the opening 110 ), And the incident blue light source emits white light by passing through the outer surface 120 at which the yellow phosphor 200 powder is randomly distributed at the same refractive index, and the white light is emitted from the outer surface, Thereby preventing yellow ring phenomenon.

또한, 도 6에 도시된 화살표를 보면 상기 엘이디 발광소자(400)로부터 발광되는 청색광원이 동일한 굴절율로 광학렌즈 내부면을 통과하여 외부면의 고무(500) 또는 실리콘에 도포된 황색형광체(200)와 만나 발광되는 것을 알수있다. 6, when the blue light source emitted from the LED light emitting device 400 passes through the inner surface of the optical lens at the same refractive index and is irradiated with the rubber 500 of the outer surface or the yellow phosphor 200 coated on the silicon, And emits light.

더불어, 상기 축광체(300)는 LED 또는 UV LED모듈로부터 입사되는 광원에 의해 여기될 수 있도록 Ⅱ-Ⅵ족의 이원분계 또는 다원분계의 화합물이나 Ⅲ-Ⅴ족의 이원분계 또는 다원분계인 화합물로 구성된 모체와 여기원으로 한개 또는 복수의 도펀트가 첨가된 것을 포함한다. In addition, the phosphor 300 may be a binary or multi-component compound of the group II-VI or a binary or multi-component compound of the group III-V to be excited by the light source incident from the LED or UV LED module And the addition of one or more dopants to the constituent parent and excitation source.

또한, 본 발명에서는 상기 축광체(300)는 상기 청색 LED 발광소자로부터 발광되는 청색광과 황색형광체가 혼합되어 발광되는 백색광을 여기원으로하여, 상기 백색광원을 다양한 파장대로 분포가능하게 하여 다양한 컬러의 광을 구현하는 것도 가능하다In addition, in the present invention, the phosphor 300 emits blue light emitted from the blue LED light emitting element and white light emitted by mixing a yellow phosphor, thereby allowing the white light source to be distributed in various wavelength ranges, It is also possible to implement light

이때, 상기 축광체로 490~565nm, 590~630nm, 630~780nm 등의 파장대를 갖는 축광체를 사용하는 것이 가능하고, 490~565nm의 경우에는 녹색광 내며, 590~630nm의 경우에는 오렌지색의 광을 내고, 630~780nm의 경우에는 적색광을 내는 것이 가능하다. At this time, it is possible to use a phosphorescent material having a wavelength band of 490 to 565 nm, 590 to 630 nm, 630 to 780 nm, or the like as the phosphorescent material, emitting green light in the case of 490 to 565 nm and orange light in the case of 590 to 630 nm , And in the case of 630 to 780 nm, it is possible to emit red light.

이에 따라, 상기 축광체는 광원의 확산효과 뿐만 아니라, 광원을 다양한 파장대로 변환하여 다양한 색상의 발광이 가능한 효과가 있다. Accordingly, the phosphorescent material has an effect of not only diffusing the light source but also converting various light sources into various wavelength ranges to emit various colors.

이에 따라, 도 7을 참조하면 종래의 광학렌즈와 본 발명에 따른 광학렌즈를 사용한 비교예를 나타낸 사진이다. Accordingly, referring to FIG. 7, there is shown a comparative example using a conventional optical lens and an optical lens according to the present invention.

도 7의 (a)는 종래의 광학렌즈를 사용한 엘이디 조명등에 나타난 예로 황색링 현상을 볼 수 있고, (b)는 본 발명의 실시예에 따른 광학렌즈를 사용한 엘이디 조명등의 예이다. FIG. 7A shows an example of an LED illumination light using a conventional optical lens, and FIG. 7B shows an example of an LED illumination light using an optical lens according to an embodiment of the present invention.

또한, 상기 본 발명의 실시예에 따른 광학렌즈는 자동차 전조등, 의료기기, 디스플레이 소재로 활용 가능하다.Further, the optical lens according to the embodiment of the present invention can be utilized as a vehicle headlight, a medical instrument, and a display material.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the present invention. It is obvious that the modification or improvement is possible.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 범주에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 명백해질 것이다. It is intended that the present invention cover the modifications and variations of this invention provided they come within the scope of the appended claims and their equivalents.

100 : 광학렌즈 110 : 개구부
111 : 내부면 120 : 외부면
200 : 형광체 300 : 축광체
400 : 엘이디 발광소자 500 : 고무100: Optical lens 110:
111: inner surface 120: outer surface
200: phosphor 300: phosphorescent phosphor
400: LED light emitting element 500: rubber

Claims (9)

백색광 엘이디 조명등으로부터 발생하는 황색번짐에 따른 황색링 현상을 방지하기 위해 엘이디 조명등에 사용되는 광학렌즈에 있어서,
상기 광학렌즈는,
상기 광학렌즈를 형성하는 모재; 와,
상기 모재에 상기 황색링을 제거하는 제거수단을 포함하여 형성됨으로써 빛의 배광도 및 균일도를 향상시키는 것을 특징으로 하는 황색링 제거와 배광도 및 균일도를 향상시킨 광학렌즈An optical lens for use in an LED illumination light for preventing a yellow ring phenomenon caused by yellow blurring caused by a white light LED light,
Wherein the optical lens comprises:
A base material forming the optical lens; Wow,
And a removing means for removing the yellow ring from the base material, thereby improving light distribution and uniformity of light, and an optical lens having improved light distribution and uniformity 제1항에 있어서,
상기 백생광 엘이디 조명등에 사용되는 엘이디 발광소자는 청색 엘이디 발광소자로서 표면에 별도의 처리를 하지 않아 청색광을 발광하며
상기 제거수단은,
형광체 또는 축광체이고,
상기 형광체 또는 축광체 분말 중 하나 이상이 상기 모재에 혼합되되,
사출성형이나 몰딩컴파운드방법 또는 표면코팅방법이나 표면접착방법 중 하나의 방법을 사용하여 광학렌즈를 형성하는 것을 특징으로 하는 황색링 제거와 배광도 및 균일도를 향상시킨 광학렌즈The method according to claim 1,
The LED light emitting element used for the white LED light is a blue LED light emitting element,
Wherein the removing means comprises:
Phosphor or phosphorescent material,
Wherein at least one of the phosphor or the phosphorescent powder is mixed into the base material,
Wherein the optical lens is formed using one of injection molding, molding compounding method, surface coating method, and surface bonding method, and an optical lens having improved light distribution and uniformity 제2항에 있어서,
상기 광학렌즈는,
돔형구조로 형성되고,
엘이디 발광소자가 배치되는 개구부; 와,
상기 엘이디 발광소자로부터 발광되는 광을 매질로 입사시키는 개구부의 내부면; 과,
상기 내부면으로부터 전달된 광을 외부로 출사시키는 외부면; 을 포함하여 형성되되,
상기 개구부는 광학렌즈의 밑면에서 안쪽으로 오목하게 형성되는 것을 특징으로 하는 황색링 제거와 배광도 및 균일도를 향상시킨 광학렌즈3. The method of claim 2,
Wherein the optical lens comprises:
Shaped structure,
An opening through which the LED light emitting element is disposed; Wow,
An inner surface of an opening portion through which light emitted from the LED light emitting device enters the medium; and,
An outer surface for emitting the light transmitted from the inner surface to the outside; Respectively,
And the opening is recessed inwardly from the bottom surface of the optical lens. 제2항 또는 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 사출성형이나 몰딩컴파운드방법을 사용하는 경우,
상기 모재에, 형광체나 축광체 분말 중 하나 이상을 일정비율로 혼합하여 사출성형이나 몰딩컴파운드 방법을 사용하여 성형시켜 광학렌즈를 형성하는 것을 특징으로 하는 황색링 제거와 배광도 및 균일도를 향상시킨 광학렌즈4. The method according to any one of claims 2 to 3,
When the above injection molding or molding compounding method is used,
Characterized in that at least one of a phosphor and a phosphorescent powder is mixed with the base material at a predetermined ratio to form an optical lens by injection molding or molding compounding to form an optical lens and an optical system having improved light distribution and uniformity lens 제4항에 있어서,
상기 형광체를 혼합하는 경우,
황색형광체 분말을 사용하되,
상기 엘이디 발광소자로부터 발광되는 청색광이 상기 개구부의 내부면을 통해 입사되면,
상기 황색형광체는 상기 입사된 청색광을 흡수한 후 백색광을 발광하는 것을 특징으로 하는 황색링 제거와 배광도 및 균일도를 향상시킨 광학렌즈5. The method of claim 4,
When the phosphor is mixed,
Yellow phosphor powders were used,
When the blue light emitted from the LED light emitting element is incident through the inner surface of the opening,
Wherein the yellow phosphor absorbs the incident blue light and then emits white light. The optical system according to claim 1, wherein the yellow phosphor is an optical lens having improved light distribution and uniformity 제4항에 있어서,
상기 형광체와 상기 축광체를 혼합하는 경우,
상기 황색형광체 분말을 사용하되,
상기 엘이디 발광소자로부터 발광되는 청색광이 상기 개구부의 내부면을 통해 입사되고,
상기 입사된 청색광원이 랜덤으로 분포된 상기 황색형광체 및 축광체와 결합되어 백색광을 내는 동시에 상기 백색광을 확산시키는 것을 특징으로 하는 황색링 제거와 배광도 및 균일도를 향상시킨 광학렌즈5. The method of claim 4,
When the phosphor and the phosphor are mixed,
The yellow phosphor powder is used,
The blue light emitted from the LED light emitting element is incident through the inner surface of the opening,
Wherein the incident blue light source is coupled with the yellow phosphor and the phosphors that are randomly distributed to emit white light while diffusing the white light, wherein the yellow ring is removed and an optical lens having improved light distribution and uniformity 제4항에 있어서,
상기 축광체를 혼합하는 경우,
상기 엘이디 발광소자로부터 청색광이 발광되고,
상기 청색광은 상기 개구부의 내부면을 통해 입사되어 1차 확산이 이루어지며,
상기 입사된 청색광원이 랜덤으로 분포된 상기 축광체 분말에 의해 백색광이 발광되면서 2차 확산이 이루어지게 함으로써 빛의 배광도를 높이는 것을 특징으로 하는 황색링 제거와 배광도 및 균일도를 향상시킨 광학렌즈5. The method of claim 4,
When the phosphors are mixed,
Blue light is emitted from the LED light emitting element,
The blue light is incident through the inner surface of the opening to perform primary diffusion,
Wherein the light emitted from the phosphors is randomly distributed, and the white light is emitted by the phosphors to randomly distribute the blue light, thereby enhancing the degree of light distribution. 제2항 또는 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 표면코팅방법 또는 표면접착방법을 사용하는 경우,
별도의 고무나 실리콘에 상기 형광체 또는 축광체 분말 중 하나 이상을 혼합시키되,
상기 형광체는 황색형광체를 사용하는 것을 특징으로 하는 황색링 제거와 배광도 및 균일도를 향상시킨 광학렌즈
4. The method according to any one of claims 2 to 3,
When the surface coating method or the surface bonding method is used,
Mixing at least one of the phosphor or the phosphorescent powder in a separate rubber or silicone,
Wherein the phosphor is a yellow phosphor and the yellow ring is removed and an optical lens having improved light distribution and uniformity
제1항에 있어서,
상기 광학렌즈는,
자동차 전조등, 의료기기, 디스플레이 소재로 활용 가능한 것을 특징으로 하는 황색링 제거와 배광도 및 균일도를 향상시킨 광학렌즈




The method according to claim 1,
Wherein the optical lens comprises:
An optical lens that eliminates yellow ring and has improved light distribution and uniformity, which can be applied to automobile headlights, medical devices and display materials.




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