KR20210030679A - 조명 장치 - Google Patents

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KR20210030679A
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한사름
박훈
이정주
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

실시예에 따른 조명장치는 기판; 상기 기판 상에 적어도 하나의 개구부를 포함하는 반사층; 상기 반사층 상에 제1형광체층; 상기 개구부에 배치되어 제1광을 방출하는 적어도 하나의 발광소자; 상기 제1형광체층 및 상기 발광소자를 덮는 레진층; 및 상기 레진층 상에 확산층을 포함하고, 상기 제1광 중 일부는 상기 확산층을 통과하여 상기 확산층 상부로 출사되고 다른 일부는 상기 제1형광체층으로 입사되어 상기 제1광과 다른 파장을 가지는 제3광으로 변환되어 상기 확산층 상부로 출사될 수 있다.

Description

조명 장치{LIGHTING DEVICE}
발명의 실시예는 광효율을 향상 시키고 외관 이미지를 향상 시킬 수 있는 조명장치에 관한 것이다.
통상적인 조명 응용은 차량용 조명(light)뿐만 아니라 디스플레이 및 간판용 백라이트를 포함한다.
발광소자 예컨대, 발광 다이오드(LED)는 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성 등의 장점이 있다. 이러한 발광 다이오드는 각종 표시 장치, 실내등 또는 실외등과 같은 각종 조명장치에 적용되고 있다.
최근에는 차량용 조명으로서, 발광 다이오드를 채용하는 램프가 제안되고 있다. 백열등과 비교하면, 발광 다이오드는 소비 전력이 작다는 점에서 유리하다. 차량용 조명에서 사용자가 원하는 색상을 구현하기 위해서 각 제품마다 사용자가 원하는 색상의 빛을 방출하는 발광다이오드 패키지를 배치해야 하므로 각각의 제품마다 다른 발광다이오드 패키지를 개발해야 하는 문제점이 발생하였다.
실시예는 사용자가 원하는 파장의 빛을 방출하는 조명장치를 제공할 수 있다.
실시예는 광 효율이 향상된 조명장치를 제공할 수 있다.
실시예에 따른 조명장치는 기판; 상기 기판 상에 적어도 하나의 개구부를 포함하는 반사층; 상기 반사층 상에 제1형광체층; 상기 개구부에 배치되어 제1광을 방출하는 적어도 하나의 발광소자; 상기 제1형광체층 및 상기 발광소자를 덮는 레진층; 및 상기 레진층 상에 확산층을 포함하고, 상기 제1광 중 일부는 상기 확산층을 통과하여 상기 확산층 상부로 출사되고 다른 일부는 상기 제1형광체층으로 입사되어 상기 제1광과 다른 파장을 가지는 제3광으로 변환되어 상기 확산층 상부로 출사될 수 있다.
실시예에 따른 조명장치의 상기 제1형광체층은 패턴으로 형성될 수 있다.
실시예에 따른 조명장치의 상기 제1형광체층은 상기 발광소자의 측면을 둘러쌀 수 있다.
실시예에 따른 조명장치는 상기 확산층 상에 배치되는 잉크층을 포함할 수 있다.
실시예에 따른 조명장치의 상기 제1형광체층은 실리콘과 형광체의 혼합물일 수 있다.
실시예에 따른 조명장치의 상기 형광체의 함량은 10% 내지 90%일 수 있다.
실시예에 따른 조명장치의 상기 반사층 및 상기 형광체층의 두께 합은 상기 발광소자 높이의 50% 이하일 수 있다.
실시예에 따른 조명장치는 상기 발광소자 상에 배치되는 제2형광체층을 포함할 수 있다.
실시예에 따른 조명장치는 기판 상에 배치된 형광체층에 의해 조명장치 외부로 방출되는 빛의 파장을 사용자가 원하는 파장으로 조절할 수 있어, 조명장치에서 사용자가 원하는 색상의 빛을 구현할 수 있다.
실시예에 따른 조명장치에서는 내부로 반사된 빛이 형광체층 아래에 배치된 반사층에 의해 한번 더 반사되어 외부로 방출되므로 발광소자의 광 효율이 향상될 수 있다.
실시예에 따른 조명장치에서는 동일한 발광소자 패키지를 사용하더라도 사용자가 원하는 색상 및 색 온도를 구현할 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 조명장치의 평면도이다.
도 2는 실시예에 따른 조명장치의 A-A' 라인의 단면도이다.
도 3은 다른 실시예에 따른 조명장치의 A-A' 라인의 단면도이다
도 4는 다른 실시예에 따른 조명장치의 변형예의 A-A' 라인의 단면도이다.
도 5는 실시예와 비교예에 따른 조명장치의 색온도를 비교한 도면이다.
도 6은 실시 예에 따른 조명장치를 포함하는 램프가 적용된 차량의 평면도이다.
도 7은 실시 예에 따른 조명 장치를 갖는 램프를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.
다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, “A 및(와) B, C중 적어도 하나(또는 한 개 이상)”로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나이상을 포함 할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 확정되지 않는다. 그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속＇되는 경우도 포함할 수 있다.
또한, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한 “상(위) 또는 하(아래)”으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 조명장치는 조명이 필요로 하는 다양한 램프장치, 이를테면 차량용 램프, 가정용 조명장치, 또는 산업용 조명장치에 적용이 가능하다. 예를 들면, 상기 조명장치가 차량용 램프에 적용되는 경우, 헤드 램프, 차폭등, 사이드 미러등, 안개등, 테일등(Tail lamp), 제동등, 주간 주행등, 차량 실내 조명, 도어 스카프(door scar), 리어 콤비네이션 램프, 백업 램프 등에 적용 가능하다. 본 발명의 조명장치는 실내, 실외의 광고장치, 표시 장치, 및 각 종 전동차 분야에도 적용 가능하며, 이외에도 현재 개발되어 상용화되었거나 향후 기술발전에 따라 구현 가능한 모든 조명관련 분야나 광고관련 분야 등에 적용 가능하다고 할 것이다.
도 1은 실시예에 따른 조명장치(1000)의 평면도이고, 도 2는 실시예에 따른 조명장치(1000)의 A-A' 라인의 단면도이다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 실시예에 따른 조명장치(1000)는 기판(100), 반사층(310), 제1형광체층(320), 발광소자(200), 레진층(400), 확산층(500), 잉크층(600)을 포함할 수 있다.
상기 조명장치(1000)는 상기 발광소자(200)로부터 방출된 광을 면 광원으로 방출할 수 있다. 상기 발광소자(200)는 상기 기판(100) 상에 복수로 배치될 수 있다. 상기 조명장치(1000)에서 복수의 발광소자(200)는 N열(N은 1이상의 정수) 또는/및 M행(M은 1이상의 정수)으로 배열될 수 있다. 상기 복수의 발광소자(200)는 도 1과 같이 N열 및 M행(N, M은 2이상의 정수)로 배열될 수 있다.
실시예에 따른 조명장치(1000)는 조명이 필요로 하는 다양한 램프장치, 이를테면 차량용 램프, 가정용 조명장치, 산업용 조명장치에 적용이 가능하다. 예컨대 차량용 램프에 적용되는 조명 모듈의 경우, 헤드 램프, 차폭등, 사이드 미러등, 안개등, 테일등(Tail lamp), 방향 지시등(turn signal lamp), 후진등(back up lamp), 제동등(stop lamp), 주간 주행등(Daytime running right), 차량 실내 조명, 도어 스카프(door scarf), 리어 콤비네이션 램프, 백업 램프 등에 적용 가능하다.
도 1 및 도 2을 참조하면, 기판(100)은 잉크층(600), 확산층(500), 레진층(400), 발광소자(200), 반사층(310), 제1형광체층(320), 확산층(500) 아래에 위치한 베이스 부재 또는 지지 부재로서 기능할 수 있다. 상기 기판(100)은 인쇄회로 기판(PCB: Printed Circuit Board)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 기판(100)은 수지 계열의 인쇄회로기판(PCB), 메탈 코아(Metal Core) PCB, 연성(Flexible) PCB, 세라믹 PCB, 또는 FR-4 기판 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 기판(100)의 상면은 X축-Y축 평면을 가지며, 상기 기판(100)의 두께는 X방향과 Y방향에 직교하는 Z방향의 높이일 수 있다. 여기서, X방향은 제1방향이며, Y방향은 X방향과 직교하는 제2방향이며, 상기 Z방향은 X방향과 Y방향에 직교하는 제3방향일 수 있다.
상기 기판(100)은 상부에 배선층(미도시)을 포함하며, 상기 배선층은 발광소자(200)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 복수의 발광소자(200)는 상기 기판(100)의 배선층에 의해 직렬, 병렬, 또는 직-병렬로 연결될 수 있다. 상기 복수의 발광소자(200)는 2개 이상을 갖는 그룹이 직렬 또는 병렬로 연결되거나, 상기 그룹들 간이 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다.
상기 기판(100)의 제1방향(X방향) 길이(x1)와 제2방향(Y방향) 길이(y1)는 서로 다를 수 있으며, 예컨대 제1방향(X)의 길이(x1)가 제2방향의 길이(y1)보다 길게 배치될 수 있다. 상기 제1방향(X)의 길이(x1)는 상기 제2방향(Y)의 길이(y1)의 2배 이상으로 배치될 수 있다.
상기 기판(100)의 하면에서 잉크층(600)의 상면까지의 간격은 조명장치(1000)의 두께일 수 있다. 상기 조명장치(1000)의 두께(z3)는 상기 기판(100)의 제1방향(X방향) 및 제2방향(Y방향)의 길이(x1, y1) 중에서 짧은 길이의 1/3 이하일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 조명장치(1000)의 두께(z3)는 상기 기판(100)의 바닥에서 5.5mm 이하이거나, 4.5mm 내지 5.5mm의 범위 또는 4.5mm 내지 5mm의 범위일 수 있다. 상기 조명장치(1000)의 두께(z3)는 상기 기판(100)의 하면에서 잉크층(600)의 상면 사이의 직선 거리일 수 있다. 상기 조명장치(1000)의 두께(z3)는 상기 레진층(400)의 두께(z2)의 220% 이하 예컨대, 180% 내지 220% 범위일 수 있다. 상기 조명장치(1000)의 두께(z3)가 5.5mm 이하로 제공되므로, 플렉시블하며 슬림한 면광원 모듈로 제공할 수 있다.
상기 조명장치(1000)의 두께(z3)가 상기 범위보다 얇을 경우 광 확산 공간이 줄어들어 핫 스팟이 발생될 수 있고 상기 범위보다 클 경우 모듈 두께의 증가로 인해 공간적인 설치 제약과 디자인 자유도가 저하될 수 있다. 실시 예에 따른 조명장치(1000)에서는 상기 조명장치(1000)의 두께(z3)를 5.5 mm 이하 또는 5mm 이하 제공하여, 곡면 구조가 가능한 조명장치를 제공하므로 디자인 자유도 및 공간적 제약을 줄여줄 수 있다. 상기 조명장치(1000)의 두께(z3) 대비 상기 조명장치(1000)의 제2방향(Y)의 길이(y1)의 비율은 1:m일 수 있으며, 상기 m≥1의 비율 관계를 가질 수 있으며, 상기 m는 최소 1이상의 자연수이며, 상기 발광소자(200)의 열은 m보다 작은 정수일 수 있다. 예컨대, 상기 m이 조명장치(1000)의 두께(z3)보다 4배 이상 크면 상기 발광소자(200)는 4열로 배치될 수 있다.
상기 기판(100)은 일부에 커넥터(120)를 구비하여, 상기 발광소자(200)들에 전원을 공급할 수 있다. 상기 기판(100)에서 상기 커넥터(120)가 배치된 영역(110)은 레진층(400)이 형성되지 않는 영역으로서, 상기 기판(100)의 제2방향(Y)의 길이(y1)과 같거나 작을 수 있다. 상기 커넥터(120)는 상기 기판(100)의 상면 일부 또는 하면 일부에 배치될 수 있다. 상기 커넥터(120)가 기판(100)의 저면에 배치된 경우, 상기 영역은 제거될 수 있다. 상기 기판(100)은 탑뷰 형상이 직사각형이거나, 정사각형이거나, 다른 다각형 형상일 수 있으며, 곡면 형상을 갖는 바(Bar) 형상일 수 있다. 상기 커넥터(120)는 상기 발광소자(200)에 연결된 단자이거나 암 커넥터 또는 수 커넥터일 수 있다.
상기 반사층(310)은 상기 기판(100) 상에 배치될 수 있다. 상기 반사층(310)은 상기 기판(100)과 제1형광체층(320) 사이에 배치될 수 있다. 상기 반사층(310)은 상기 기판(401)의 상면에 접착될 수 있다. 상기 반사층(310)은 상기 기판(100)의 상면 면적보다 작은 면적을 가질 수 있다. 상기 반사층(310)은 상기 기판(100)의 에지로부터 이격될 수 있으며, 상기 이격된 영역에 잉크층(600)이 상기 기판(100)에 부착될 수 있다. 이때, 상기 잉크층(600)에 의해 상기 반사층(310)의 에지 부분이 벗겨지는 것을 방지할 수 있다.
상기 반사층(310)은 상기 발광소자(200)의 하부가 배치되는 개구부를 포함할 수 있다. 상기 반사층(310)의 개구부에는 상기 기판(100)의 상면이 노출되며 상기 발광소자(200)의 하부가 본딩되는 부분이 배치될 수 있다. 상기 개구부의 크기는 상기 발광소자(200)의 사이즈와 같거나 크게 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 반사층(310)은 상기 기판(100)의 상면에 접촉되거나, 상기 제1형광체층(320)과 상기 기판(100) 사이에서 접착될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 반사층(310)은 은(Ag) 필름 등의 필름 형태를 형성될 수 있으며, 또한 빛의 반사 및 분산을 촉진하는 특성을 위해 백색안료를 분산 함유하는 합성수지로 형성될 수 있다. 예를 들면, 백색안료로는 산화티탄, 산화알루미늄, 산화 아연, 탄산염, 황산바륨, 탄산칼슘 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 예를 들면, 합성수지로는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (Polyethylene terephthalate, PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(Polyethylene naphthalate, PEN), 아크릴 (Acrylic), 폴리카보네이트(Polycarbonate), 폴리스티렌(Polystyrene), 폴리올레핀(Polyolefin), 셀룰로우스 아세테이트(Cellulose acetate), 염화비닐(Vinyl chloride) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 반사층(310) 상에 제1형광체층(320)이 배치될 수 있다. 상기 제1형광체층(320)은 상기 반사층(310)의 상면에 접착될 수 있다. 상기 제1형광체층(320)은 상기 반사층(310)의 상면을 덮을 수 있다. 상기 제1형광체층(320)은 상기 반사층(310)의 개구부와 대응되어 형성된 개구부를 포함할 수 있다.
상기 제1형광체층(320)은 실리콘 재질일 수 있으며, 서로 다른 화학적 결합을 가지는 실리콘 재질일 수 있다. 실리콘은 무기물인 규소와 유기물인 탄소가 결합된 중합체로서, 무기물의 열안정성, 화학적 안정성, 내마모성, 광택성등과 유기물의 특성인 반응성, 용해성, 탄력성, 가공성 등의 물성을 갖고 있다. 실리콘을 일반 실리콘, 불소 비율을 높인 불소 실리콘을 포함할 수 있다. 불소 실리콘의 불소 비율을 높이면 방습성을 개선시킬 수 있는 효과가 있다.
상기 제1형광체층(320)은 상기 발광소자(200)으로부터 방출되는 빛을 입사 받고, 파장 변환된 빛을 제공하는 파장변환 수단을 포함할 수 있다. 예로서, 상기 제1형광체층(320)은 형광체, 양자점 등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 형광체 또는 양자점은 청색, 녹색, 적색의 광을 발광할 수 있다. 형광체는 상기 제1형광체층(320) 내부에 고르게 배치될 수 있다. 형광체는 불화물(fluoride) 화합물의 형광체를 포함할 수 있으며, 예컨대 MGF계 형광체, KSF계 형광체 또는 KTF계 형광체 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제1형광체층(320)은 실리콘과 형광체의 혼합물로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1형광체층(320)에서 상기 형광체의 비율은 상기 제1형광체층(320)의 무게 대비 10% 내지 100%일 수 있지만, 이에 한정하지는 않는다. 상기 제1형광체층(320)은 상기 반사층(310) 상에 실리콘과 형광체의 혼합물을 이용하여 스크린 인쇄 등의 방법으로 형성될 수 있지만, 이에 한정하지는 않는다.
상기 발광소자(200)는 상기 기판(100) 상에 배치될 수 있다. 상기 발광소자(200)는 상기 제1형광체층(320) 및 상기 반사층(310)의 개구부에 배치되어 상기 기판(100)의 노출된 상면과 접착될 수 있다. 상기 발광소자(200)는 상면(S1)과 다수의 측면(S2)을 가지며, 상기 상면(S1)은 확산층(500)의 하면과 대면하며 상기 발광소자(200)에서 확산층(500) 방향으로 광을 출사하게 된다. 상기 발광소자(200)의 상면(S1)을 통하여 대 부분의 광이 방출되며, 상기 다수의 측면(S2)은 적어도 내 개의 측면을 포함하며, 발광소자(200)의 측 방향으로 광을 출사하게 된다. 이러한 발광소자(200)는 적어도 5면 발광하는 LED 칩으로서, 상기 기판(100) 상에 플립 칩 형태로 배치될 수 있다. 상기 발광소자(200)는 0.3mm 이하의 두께로 형성될 수 있다.
실시 예에 따른 상기 발광소자(200)는 5면 발광으로 지향각 분포가 커지게 될 수 있다. 상기 발광소자(200)는 플립 칩으로 상기 기판(100) 상에 배치될 수 있다. 상기 발광소자(200) 간의 제1방향(X) 간격(x2)은 상기 레진층(400)의 두께(z2, x2≤z2)와 같거나 클 수 있다. 상기 발광소자(200)간의 간격(x2)은 예컨대 2.5mm 이상일 수 있으며, LED 칩 사이즈에 따라 달라질 수 있다.
상기 발광소자(200)는 발광 다이오드(LED) 칩으로서, 청색, 적색, 녹색, 자외선(UV), 또는 적외선 중 적어도 하나를 발광할 수 있다. 상기 발광소자(200)는 예컨대 청색, 적색, 녹색 중 적어도 하나를 발광할 수 있다. 상기 발광소자(200)는 상기 기판(100)과 전기적으로 연결될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 레진층(400)은 상기 기판(100) 상에 배치될 수 있다. 상기 레진층(400)은 상기 기판(100)과 대면할 수 있다. 상기 레진층(400)은 상기 기판(100)의 상면 전체 또는 일부 영역 상에 배치될 수 있다. 상기 레진층(400)의 하면 면적은 상기 기판(100)의 상면 면적과 동일하거나 작을 수 있다. 상기 레진층(400)은 투명한 재질로 형성될 수 있다. 상기 레진층(400)은 실리콘, 또는 에폭시와 같은 수지 재질을 포함할 수 있다. 상기 레진층(400)은 열 경화성 수지 재료를 포함할 수 있다. 예를 들면, PC, OPS, PMMA, PVC 등을 선택적으로 포함할 수 있다. 상기 레진층(400)은 유리로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 예를 들면, 상기 레진층(400)의 주재료는 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 주원료로 하는 수지 재료를 이용할 수 있다. 이를테면, 합성올리고머인 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 폴리아크릴인 폴리머 타입과 혼합된 것을 사용할 수 있다. 물론, 여기에 저비점 희석형 반응성 모노머인 IBOA(isobornyl acrylate), HPA(Hydroxylpropyl acrylate, 2-HEA(2-hydroxyethyl acrylate) 등이 혼합된 모노머를 더 포함할 수 있으며, 첨가제로서 광개시제(이를 테면, 1-hydroxycyclohexyl phenyl-ketone 등) 또는 산화방지제 등을 혼합할 수 있다.
상기 레진층(400)은 레진으로 광을 가이드하는 층으로 제공되므로, 글래스의 경우에 비해 얇은 두께로 제공될 수 있고 연성의 플레이트로 제공될 수 있다. 상기 레진층(400)은 발광소자(200)로부터 방출된 점 광원을 선 광원 또는 면 광원 형태로 방출할 수 있다.
상기 레진층(400)은 상기 발광소자(200) 상에 배치되므로, 상기 발광소자(200)를 보호할 수 있고, 상기 발광소자(200)로부터 방출된 광의 손실을 줄일 수 있다. 상기 레진층(400)의 하부에는 상기 발광소자(200)가 매립될 수 있다. 상기 레진층(400)은 상기 발광소자(200)의 표면에 접촉될 수 있고 상기 발광소자(200)의 출사면과 접촉될 수 있다.
상기 레진층(400)의 두께(z2)는 1.8mm 이상, 예를 들면, 1.8 내지 2.5mm 범위일 수 있다. 상기 레진층(400)의 두께(z2)가 상기 범위보다 두꺼울 경우 광도가 저하될 수 있고 모듈 두께의 증가로 인해 연성한 모듈로 제공하는 데 어려움이 있을 수 있다. 상기 레진층(400)의 두께(z2)가 상기 범위보다 작은 경우, 균일한 광도의 면 광원을 제공하는 데 어려움이 있다. 상기 발광소자(200)로부터 방출된 광은 상기 레진층(400)과 상기 레진층(400) 상에 배치된 확산층(500)을 통해 외부로 방출될 수 있다.
상기 확산층(500)은 상기 레진층(400) 상에 배치될 수 있다. 상기 확산층(500)은 소정의 압력 또는 압력/열을 가해 상기 레진층(400) 상에 부착할 수 있다. 상기 확산층(500)이 별도의 접착제 없이 상기 레진층(400)의 자체 접착력으로 접착됨으로써, 접착제를 별도로 부착하는 공정을 줄일 수 있고, 인체에 유해한 접착제를 사용하지 않을 수 있어, 공정이나 재료 낭비를 줄일 수 있다.
상기 확산층(500)은 상기 레진층(400)의 상면 전체에 접착될 수 있다. 상기 확산층(500)은 광의 광도가 높을 경우 특정 컬러가 혼색되지 않을 수 있으므로, 광들을 확산시켜 혼합되도록 할 수 있다. 상기 확산층(500)의 재질은 투광성 재질일 수 있다. 예를 들면, 상기 확산층(500)은 폴리에스테르(PET) 필름, PMMA(Poly Methyl Methacrylate) 소재나 PC(Poly Carbonate) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 확산층(500)은 실리콘 또는 에폭시와 같은 수지 재질의 필름으로 제공될 수 있다. 상기 확산층(500)은 단층 또는 다층을 포함할 수 있다.
상기 확산층(500) 상에 잉크층(600)이 배치될 수 있다. 상기 확산층(500) 상에 배치된 상기 잉크층(600)은 상기 확산층(500) 및 상기 레진층(400)의 측면으로 연장되어 상기 확산층(500) 및 상기 레진층(400)의 측면 감쌀 수 있다. 상기 확산층(500) 및 상기 레진층(400)의 측면으로 연장된 상기 잉크층(600)은 상기 기판(100)의 상면과 접촉될 수 있다. 상기 잉크층(600)의 외측 하단은 상기 기판(100)의 상면과 접촉될 수 있다.
상기 잉크층(600)은 PVC(Poly vinyl chloride) 잉크, PC (Polycarbonate) 잉크, ABS(acrylonitrile butadiene styrene copolymer) 잉크, UV 레진 잉크, 에폭시 잉크, 실리콘 잉크, PP(Polypropylene) 잉크, 수성잉크, 플라스틱 잉크, PMMA(poly methyl methacrylate) 잉크, PS(Polystyrene) 잉크 중에서 선택적으로 적용될 수 있다. 상기 잉크층(600)은 적색, 녹색, 황색, 청색 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예들 들어, 상기 잉크층(600)의 적색 색감은 상기 형광체 또는 광의 파장의 색감보다는 짙을 수 있다. 상기 잉크층(600)은 상기 발광소자(200)로부터 방출된 광의 컬러와 다른 컬러일 수 있다. 상기 잉크층(600)은 입사되는 광을 차광하거나 차단하는 효과를 줄 수 있다.
도 2를 참조하여 발광소자(200)에서 방출된 광이 외부로 조명장치(1000)의 출사되는 것에 대해 설명하고자 한다. 먼저, 발광소자(200)에서 방출된 제1광(L1)은 상기 레진층(400)에 의해 확산되어 상기 발광소자(200)의 상부 방향으로 출사되며, 상기 제1광(L1)의 일부는 상기 레진층(400) 및 상기 확산층(500), 상기 잉크층(600)을 통과하여 조명장치(1000)의 외부로 출사될 수 있다. 그리고, 상기 제1광(L1)의 다른 일부는 상기 레진층(400)에 의해 확산되고 상기 레진층(400) 상에 배치된 상기 확산층(500)에 의해 반사되어 상기 제1형광체층(320)으로 입사될 수 있다. 상기 제1형광체층(320)으로 입사된 제2광(L2)은 상기 제1형광체층(320)에 의해 상기 제1광(L1) 및 상기 제2광(L2)과는 다른 파장을 가지는 제3광(L3)으로 변환될 수 있다. 상기 확산층(500)에 의해 반사되어 상기 제1형광체층(320)으로 입사된 상기 제2광(L2)은 상기 확산층(500)에 의해 반사만 이루어졌기 때문에 상기 제1광(L1)과는 동일한 파장을 가질 수 있다. 그리고, 상기 제1형광체층(320)에 의해 상기 제1광(L1) 및 상기 제2광(L2)과 다른 파장을 가지는 광으로 변환된 상기 제3광(L3)은 상기 제1형광체층(320) 아래에 배치된 반사층(310)에 의해 상기 발광소자(200) 상부 방향으로 반사될 수 있다. 따라서, 상기 제3광(L3)은 상기 레진층(400) 및 상기 확산층(500), 상기 잉크층(600)을 통과하여 외부로 출사될 수 있다.
실시예에 따른 조명장치(1000)에서 상기 조명장치(1000)의 외부로 출사되는 광은 상기 발광소자(200)에서 방출된 제1광(L1)과 상기 제1광(L1)과는 다른 파장을 가지는 제3광(L3)이 포함될 수 있다. 이에 따라, 조명장치(1000)의 외부로 출사된 광의 색상은 제1광(L1)과 제3광(L3)이 혼합된 색상일 수 있다. 그러므로, 실시예에 따른 조명장치(1000)에서는 상기 제1형광체층(320)에 포함된 형광체 비율을 조정하여 상기 제3광(L3)의 파장을 조절하여 사용자가 원하는 색상의 빛을 구현할 수 있다.
또한, 상기 확산층(500)에 의해 반사된 광이 상기 기판(100) 상에 배치된 반사층(310)에 의해 한번 더 반사되어 조명장치(1000)의 외부로 출사될 수 있어 광 추출 효율이 향상될 수 있다. 그리고, 서로 다른 색을 구현하는 조명장치에서 제품 내에 각각 다른 파장의 빛을 방출하는 발광소자를 배치하는 것이 아닌 동일한 파장의 빛을 방출하는 발광소자를 배치할 수 있어, 제조 공정 및 제조 비용을 절감할 수 있다.
도 3은 다른 실시예에 따른 조명장치(1100)의 A-A'에 대한 단면도이다. 도 3에서는 도 1 및 도 2에 도시된 실시예에 따른 조명장치(1000)에서 기설명한 내용을 채택할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 다른 실시예에 따른 조명장치(1100)에서는 기판(100), 발광소자(200), 반사층(310), 제1형광체층(320), 제2형광체층(330), 레진층(400), 확산층(500), 잉크층(600)을 포함할 있고, 상기 발광소자(200) 상에 제2형광체층(330)이 배치될 수 있다.
도 3을 참조하여 다른 실시예에 따른 조명장치(1100)의 외부로 광이 출사되는 것에 대해 설명하고자 한다.
발광소자(200)에서 방출되는 제1광(L1)은 상기 발광소자(200) 상부에 배치된 제2형광체층(330)에 의해 상기 제1광(L1)과는 다른 파장을 가지는 제1-1광(L1') 으로 변환될 수 있다. 상기 제1-1광(L1')은 상기 발광소자(200) 상부 방향으로 출사되며 일부는 상기 레진층(400), 상기 확산층(500), 상기 잉크층(600)을 통과하여 조명장치(1100)의 외부로 출사될 수 있다.
그리고, 상기 제1-1광(L1')의 다른 일부는 상기 레진층(400) 상에 배치된 상기 확산층(500)에 의해 반사되어 상기 제1형광체층(320)으로 입사될 수 있다. 상기 제1형광체층(320)으로 입사된 제2광(L2)은 상기 제1형광체층(320)에 의해 상기 제1광(L1) 및 상기 제2광(L2)과는 다른 파장을 가지는 제3광(L3)으로 변환될 수 있다. 상기 제2광(L2)은 상기 확산층(500)에 의해 반사만 이루어졌기 때문에 상기 제1-1광(L1')과 동일한 파장을 가질 수 있다. 그리고, 상기 제1형광체층(320)에 의해 상기 제1-1광(L1') 및 상기 제2광(L2)과 다른 파장을 가지는 광으로 변환된 상기 제3광(L3)은 상기 제1형광체층(320) 아래에 배치된 반사층(310)에 의해 상기 발광소자(200) 상부 방향으로 반사될 수 있다. 따라서, 상기 제3광(L3)은 상기 레진층(400) 및 상기 확산층(500), 상기 잉크층(600)을 통과하여 외부로 출사될 수 있다.
도 4는 다른 실시예의 변형예에 따른 조명장치(1200)의 A-A'에 대한 단면도이다. 도 4에서는 도 1 및 도 2에 도시된 실시예에 따른 조명장치(1000)와 도 3에 도시된 다른 실시예에 따른 조명장치(1100)에서 기설명한 내용을 채택할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 다른 실시예의 변형예에 따른 조명장치(1200)는 기판(100), 발광소자(200), 반사층(310), 제1형광체층(320), 제2형광체층(330), 레진층(400), 확산층(500), 잉크층(600)을 포함할 수 있다. 다른 실시예의 변형예에 따른 조명장치(1200)에서는 상기 반사층(310) 상에 배치된 제1형광체층(320)이 패턴으로 형성될 수 있다, 상기 제1형광체층(320)의 패턴 형상은 삼각형, 사각형, 원 형상 등으로 이루어질 수 있으며, 패턴의 형상은 이에 한정하지는 않는다.
상기 제1형광체층(320)이 패턴으로 형성되어 상기 발광소자(200)에서 방출된 후 상기 확산층(500)에 의해 상기 레진층(400) 내부로 반사되는 광 중 일부는 상기 제1형광체층(320)에 의해 변환되어 상기 발광 발광소자(200) 상부로 출사되며 다른 일부는 상기 제1형광체층(320)에 의해 변환되지 않고 상기 반사층(310)에 의해 반사되어 상기 발광소자(200) 상부로 출사될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1형광체층(320)에 의해 변환되지 않고 상기 반사층(310)에 의해 반사되는 광량이 증가하여 조명장치(1200)의 광 추출 효율이 향상될 수 있다.
도 5는 비교예와 실시예에 따른 조명장치의 광 특성을 나타내는 도면이다. 도 5에서 비교예1은 발광소자에서 방출된 광의 특성을 측정한 것이며, 비교예 2는 회로기판 상에 제1형광체층이 배치되지 않은 조명장치에서 방출된 광의 특성을 측정한 것이고, 실시예 1은 기판(100) 상에 반사층(310) 및 제1형광체층(320)이 배치되며, 상기 제1형광체층(320)에 포함된 형광체의 ?t량이 10%일 때 광의 특성을 측정한 것이고, 실시예 2는 상기 기판(100) 상에 반사층(310) 및 제1형광체층(320)이 배치되며, 제1형광체층(320)에 포함된 형광체의 ?t량이 100%일 때 광의 특성을 측정한 것이다.
광속(lm) 광속변화율 광효율(lm/W) Cx Cy CCT(K)
비교예1 627.9 - 157.87 0.3446 0.3527 5023
비교예2 471.2 - 119.02 0.3135 0.3180 6545
실시예1 497.34 5.55% 124.55 0.3180 0.3171 6290
실시예2 558.24 18.47% 141.26 0.3454 0.3678 5038
표 1과 도 5를 참조하여 비교예1과 비교예2를 비교하여 보면, 비교예 2와 같이 조명장치에서 방출된 광은 레진층(400), 확산층(500), 잉크층(600) 등을 통과하므로, 비교예 1의 발광소자(200)에서 방출된 광의 특성보다 저하되는 것을 알 수 있다.
그리고, 비교예 2와 실시예 1 및 실시예 2를 비교하여 보면, 실시예 1 및 실시예 2에서는 비교예 2와는 달리 조명장치의 기판(100) 상에 반사층(310) 및 제1형광체층(320)이 배치되어 있어 비교예 2보다 광속 및 광 효율이 증가되는 것을 알 수 있다.
그리고, 실시예 1 및 실시예 2를 비교하여 보면, 실시예 1에서는 색온도가 6290(K)의 값을 가지며, 실시예 2에서의 색온도는 5038(K)의 값을 가지는 것을 알 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 제1형광체층(320)에 포함된 형광체의 함량이 10%(실시예1)에서 100%(실시예2)로 증가할수록 색온도는 화살표 방향을 따라 변화하는 것을 알 수 있다. 따라서, 사용자가 원하는(Target Area, H1-H4) 색상 및 색 온도를 구현하기 위해서는 형광체의 함량을 조절하여야 하며, 도 5에서는 형광체의 함량이 75-90%일 때, 사용자가 원하는 색상 및 색 온도를 구현할 수 있다. 상기 기술한 바와 같이, 실시예에 따른 조명장치에서는 제1형광체층(320)의 형광체 함량을 조절하여 사용자가 원하는 색상 및 색 온도를 구현할 수 있고, 제1형광체층(320)을 구비하지 않을 때보다 조명장치의 광 효율 및 광속을 증가시킬 수 있다.
도 6은 실시 예에 따른 조명 모듈이 적용된 차량 램프가 적용된 차량의 평면도이며, 도 7은 실시 예에 개시된 조명 모듈 또는 조명 장치를 갖는 차량 램프를 나타낸 도면이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 차량(900)에서 후미등(800)은 제1램프 유닛(812), 제2램프 유닛(814), 제3램프 유닛(816), 및 하우징(810)을 포함할 수 있다. 여기서, 제1램프 유닛(812)은 방향 지시등 역할을 위한 광원일 수 있으며, 제2램프 유닛(814)은 차폭등의 역할을 위한 광원일 수 있고, 제3램프 유닛(816)은 제동등 역할을 위한 광원일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제1램프 유닛 내지 제3램프 유닛(812,814,816) 중 적어도 하나 또는 모두는 실시 예에 개시된 조명 모듈을 포함할 수 있다. 상기 하우징(810)은 제1램프 유닛 내지 제3램프 유닛(812, 814, 816)들을 수납하며, 투광성 재질로 이루어질 수 있다. 이때, 하우징(810)은 차량 몸체의 디자인에 따라 굴곡을 가질 수 있고, 제1램프 유닛 내지 제3램프 유닛(812, 814,816)은 하우징(810)의 형상에 따라, 곡면을 갖는 수 있는 면 광원을 구현할 수 있다. 이러한 차량 램프는 상기 램프 유닛이 차량의 테일등, 제동등이나, 턴 시그널 램프에 적용될 경우, 차량의 턴 시그널 램프에 적용될 수 있다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 기판 200: 발광소자 310: 반사층 320: 제1형광체층
400: 레진층 500: 확산층 600: 잉크층

Claims (8)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 적어도 하나의 개구부를 포함하는 반사층;
    상기 반사층 상에 제1형광체층;
    상기 개구부에 배치되어 제1광을 방출하는 적어도 하나의 발광소자;
    상기 제1형광체층 및 상기 발광소자를 덮는 레진층; 및
    상기 레진층 상에 확산층을 포함하고,
    상기 제1광 중 일부는 상기 확산층을 통과하여 상기 확산층 상부로 출사되고 다른 일부는 상기 제1형광체층으로 입사되어 상기 제1광과 다른 파장을 가지는 제3광으로 변환되어 상기 확산층 상부로 출사되는 조명장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1형광체층은 패턴으로 형성되는 조명장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1형광체층은 상기 발광소자의 측면을 둘러싸는 조명장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 확산층 상에 배치되는 잉크층을 포함하는 조명장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1형광체층은 실리콘과 형광체의 혼합물인 조명장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 형광체의 함량은 상기 제1형광체층의 중량 대비 10% 내지 90%인 조명장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 반사층 및 상기 제1형광체층의 두께 합은 상기 발광소자 높이의 50% 이하인 조명장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 발광소자 상에 배치되는 제2형광체층을 포함하는 조명장치.
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