KR20220137416A - 조명 장치 - Google Patents

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KR20220137416A
KR20220137416A KR1020210043480A KR20210043480A KR20220137416A KR 20220137416 A KR20220137416 A KR 20220137416A KR 1020210043480 A KR1020210043480 A KR 1020210043480A KR 20210043480 A KR20210043480 A KR 20210043480A KR 20220137416 A KR20220137416 A KR 20220137416A
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light
layer
light blocking
phosphor
lighting device
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KR1020210043480A
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최영재
이현근
한사름
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

발명의 실시 예에 개시된 조명 장치는 기판, 상기 기판 상에 복수의 광원, 및 상기 복수의 광원을 몰딩하는 레진층을 포함하며, 제1면 광을 발광하는 조명 모듈; 상기 조명 모듈로부터 입사된 제1면 광을 제2면 광으로 제공하며, 일측에 형광체층, 타측에 표면 처리층을 갖는 투광층, 상기 투광층과 상기 형광체층을 접착시키는 접착층을 갖는 광학 부재; 및 상기 조명 모듈과 상기 광학 부재 사이를 에어 갭으로 이격시키는 제1공간부를 포함할 수 있다.

Description

조명 장치{LIGHTING DEVICE}
발명의 실시 예는 면 광을 제공하는 조명 장치에 관한 것이다.
발명의 실시 예는 면 광을 발광하는 조명 장치를 갖는 차량용 램프에 관한 것이다.
최근에는 차량용 광원으로서, 발광 다이오드를 채용하는 램프가 제안되고 있다. 백열등과 비교하면, 발광 다이오드는 소비 전력이 작다는 점에서 유리하다. 그러나, 발광 다이오드로부터 출사되는 광의 출사각이 작기 때문에, 발광 다이오드를 차량용 램프로 사용할 경우에는, 발광 다이오드를 이용한 램프의 발광 면적을 증가시켜 주기 위한 요구가 있다. 발광 다이오드는 점 광원 형태로 발광함으로써, 면 광으로 제공하기 위한 광학 부재의 개발이 요구되고 있다.
발명의 실시 예는 면 광을 제공하는 새로운 조명 장치를 제공할 수 있다.
발명의 실시 예는 제1면 광을 발광하는 조명 모듈 및 상기 제1면 광을 제2면 광으로 발광하기 위해 복수의 층을 갖는 광학 부재를 갖는 조명 장치를 제공할 수 있다.
발명의 실시 예는 상기 조명 장치를 갖는 라이트 유닛, 표시장치, 또는 차량용 램프를 제공할 수 있다.
발명의 실시 예에 따른 조명 장치는 기판, 상기 기판 상에 복수의 광원, 및 상기 복수의 광원을 몰딩하는 레진층을 포함하며, 제1면 광을 발광하는 조명 모듈; 상기 조명 모듈로부터 입사된 제1면 광을 제2면 광으로 제공하며, 일측에 형광체층, 타측에 표면 처리층을 갖는 투광층, 상기 투광층과 상기 형광체층을 접착시키는 접착층을 갖는 광학 부재; 및 상기 조명 모듈과 상기 광학 부재 사이를 에어 갭으로 이격시키는 제1공간부를 포함할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 형광체층은 상기 제1면 광이 입사되는 입사측에 배치되며, 상기 형광체층은 상기 투광층의 하면 전체에 배치된 제1형광체층, 상기 제1형광체층의 하면에 배치된 복수의 제1차광층 및 상기 제1차광층의 하면에 배치된 복수의 제2차광층을 포함하며, 상기 복수의 제1,2차광층은 상기 광원들 각각과 수직 방향으로 중첩되며, 상기 제2차광층들 각각의 하면 면적은 상기 제1차광층들 각각의 하면 면적보다 작을 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1형광체층, 상기 제1,2차광층은 동일한 적색 형광체를 가질 수 있다. 다른 예에 의하면, 상기 제1형광체층에 첨가된 불순물과 상기 제1, 2차광층 중 적어도 하나에 첨가된 불순물은 서로 다를 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 광원들 각각의 중심에서 상기 중심에 수직한 중심 축으로부터 상기 제2차광층의 외측 에지까지의 각도는 17.5도 내지 25도의 범위이며, 상기 광원들 각각의 중심에서 상기 중심 축으로부터 상기 제1차광층의 외측 에지까지의 각도는 30도 내지 40도의 범위일 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1형광체층은 상기 제1,2차광층의 두께보다 크며, 상기 제1차광층은 상기 제2차광층의 두께보다 클 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 조명 모듈의 두께는 상기 제1공간부의 높이보다 작을 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 투광층은 상기 제2면 광의 출사측에 배치되며, 상기 투광층은 내부에 확산제를 포함하며, 상기 표면 처리층은 표면에 요철 패턴을 가질 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 표면 처리층은 상기 투광층과 일체로 형성될 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 광학 부재 상에 아웃터 렌즈, 및 상기 광학 부재와 상기 아웃터 렌즈 사이에 제2공간부를 포함할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 조명 장치에서 면 광의 광 균일도를 개선시켜 줄 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 조명 장치에서 핫 스팟을 제거하고 램프의 미 점등시 표면 컬러를 개선할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 조명 모듈 상에 유색 형광체 필름을 구비하여 점등시 형광체 필름의 컬러로 이미지를 구현할 수 있고, 미점등 시의 컬러 이미지를 차량 램프로 인식시켜 줄 수 있다.
발명의 실시 예에 따른 조명 모듈 및 이를 갖는 조명 장치의 광학적인 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
발명의 실시 예에 따른 조명 장치를 갖는 차량용 램프의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있으며, 다른 라이트 유닛 또는 표시장치에 적용될 수 있다.
도 1은 발명의 실시 예에 따른 조명 장치를 나타낸 측 단면도이다.
도 2는 도 1의 조명 장치의 갖는 평면도의 일 예이다.
도 3은 도 1의 조명 장치에서 제1 및 제2차광층의 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 1의 조명 장치에서 제1,2차광층의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 1의 조명 장치에서 광원을 기준으로 제1,2차광층의 위치를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 1의 조명 장치에서 광학 부재의 상세 구성을 설명한 도면이다.
도 7은 도 1의 조명 장치의 다른 예이다.
도 8은 발명의 실시 예에 따른 조명 장치를 갖는 램프가 적용된 차량의 평면도이다.
도 9는 도 8의 차량 램프의 후미등의 예를 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. 예컨대 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 발명의 실시 예에 따른 조명 장치를 나타낸 측 단면도이며, 도 2는 도 1의 조명 장치의 갖는 평면도의 일 예이고, 도 3은 도 1의 조명 장치에서 제1 및 제2차광층의 예를 나타낸 도면이며, 도 4는 도 1의 조명 장치에서 제1,2차광층의 다른 예를 나타낸 도면이고, 도 5는 도 1의 조명 장치에서 광원을 기준으로 제1,2차광층의 위치를 설명하기 위한 도면이며, 도 6은 도 1의 조명 장치에서 광학 부재의 상세 구성을 설명한 도면이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 조명 장치는 복수의 광원을 갖고 제1면 광을 발광하는 조명 모듈(100), 및 상기 조명 모듈(100)의 일측에 배치되고 상기 제1면 광을 제2면 광으로 제공하는 광학 부재(150)를 포함할 수 있다.
상기 조명 장치는 광학 부재(150)의 상부에 차량용 렌즈 예컨대, 아웃터 렌즈(91)가 배치될 수 있다. 상기 아웃터 렌즈(91)는 적색 컬러 또는 백색 컬러로 제공될 수 있다. 상기 광학 부재(150)는 상기 조명 모듈과 아웃터 렌즈(91) 사이에 배치될 수 있다. 상기 광학 부재(150)는 차량 램프에서 이너 렌즈일 수 있다.
상기 조명 모듈(100)은 기판(11), 상기 기판(11) 상에 배치된 복수의 광원(21), 및 상기 기판(11) 상에서 상기 광원(21)들을 몰딩하는 투명한 재질의 레진층(31)을 포함할 수 있다.
상기 기판(11)은 상기 광원(21) 및 상기 레진층(31)의 하부에 위치한 방열 부재 또는 지지 부재로 기능할 수 있다. 상기 기판(11)은 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board)을 포함한다. 상기 기판(11)은 예를 들어, 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(11)은 예컨대, 연성 PCB 또는 리지드(rigid) PCB를 포함할 수 있다. 상기 기판(11)의 상면은 X축-Y축 평면을 가지며, 상기 기판(11)의 두께는 X 방향과 Y 방향에 직교하는 Z 방향의 높이일 수 있다. 여기서, X 방향은 제1방향이며, Y 방향은 X 방향과 직교하는 제2방향이며, 상기 Z 방향은 X 방향과 Y 방향에 직교하는 제3방향일 수 있다.
상기 기판(11)은 상부에 배선층(미도시)을 포함하며, 상기 배선층은 광원(21)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 기판(11)은 상부에 배치된 반사부재 또는 보호층은 상기 배선층을 보호할 수 있다. 상기 복수의 광원(21)은 상기 기판(11)의 배선층에 의해 직렬, 병렬, 또는 직-병렬로 연결될 수 있다. 상기 복수의 광원(21)은 2개 이상을 갖는 그룹이 직렬 또는 병렬로 연결되거나, 상기 그룹들 간이 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다.
도 2와 같이, 상기 기판(11)의 제1 방향(X)의 길이(X1)와 제2 방향(Y)의 길이(Y1)는 서로 다를 수 있으며, 예컨대 길이 X1>Y1의 관계를 가질 수 있다. 상기 기판(11)의 두께는 0.5 mm 이하 예컨대, 0.3 mm 내지 0.5 mm의 범위일 수 있다. 상기 기판(11)의 두께를 얇게 제공하므로, 조명 모듈의 두께를 증가시키지 않을 수 있다. 상기 기판(11)은 두께가 0.5 mm 이하로 제공되므로, 플렉시블한 모듈을 지지할 수 있다.
상기 기판(11)은 일부에 커넥터(14)를 구비하여, 상기 광원(21)들에 전원을 공급할 수 있다. 상기 기판(11)에서 상기 커넥터(14)가 배치된 영역(13)은 레진층이 형성되지 않는 영역일 수 있다. 상기 영역(13)을 제외한 레진층(31)의 제1방향 길이(X2)는 제2방향 길이(Y1)보다 클 수 있다. 상기 커넥터(14)는 상기 기판(11)의 상면 일부 또는 하면 일부에 배치될 수 있다. 상기 커넥터(14)가 기판(11)의 하면에 배치된 경우, 상기 영역(13)은 제거될 수 있다. 상기 기판(11)은 탑뷰 형상이 다각형 형상이거나, 바 형상 또는 곡면 형상을 갖는 바(Bar) 형상일 수 있다. 상기 커넥터(14)는 상기 광원(21)에 연결된 단자이거나 암 커넥터 또는 수 커넥터일 수 있다.
상기 기판(11)은 상부에 보호 층 또는 반사 층을 포함할 수 있다. 상기 보호 층 또는 반사 층은 솔더 레지스트 재질을 갖는 부재를 포함할 수 있으며, 상기 솔더 레지스트 재질은 백색 재질로서, 입사되는 광을 반사시켜 줄 수 있다. 다른 예로서, 상기 기판(11)은 투명한 재질을 포함할 수 있다. 상기 투명한 재질의 기판(11)이 제공되므로, 상기 광원(21)으로부터 방출된 광이 상기 기판(11)의 상면 및 하면을 통해 이용될 수 있다.
상기 조명 모듈(100)은 상기 레진층(31)과 상기 기판(11) 사이에 반사부재(15)를 포함할 수 있다. 상기 반사부재(15)는 상기 기판(11)의 표면으로 진행하는 광을 상기 레진층(31)으로 반사시켜 줄 수 있다. 상기 반사부재(15)는 금속 재질 또는 비 금속 재질일 수 있으며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 상기 반사부재(15)는 상기 기판(11)의 표면이 반사 재질인 경우, 제거될 수 있다.
상기 광원(21)은 상기 기판(11) 상에 배치되며, 상기 레진층(31)에 의해 밀봉될 수 있다. 상기 복수의 광원(21)은 상기 레진층(31)과 접촉될 수 있다. 상기 광원(21)의 측면 및 상면 상에는 상기 레진층(31)이 배치될 수 있다. 상기 레진층(31)은 상기 광원(21)들을 보호하며 상기 반사부재(15) 또는 상기 기판(11)의 상면과 접촉될 수 있다.
상기 광원(21)으로부터 방출된 광은 상기 레진층(31)을 통해 방출될 수 있다. 상기 광원(21)은 상면과 다수의 측면을 가지며, 각 면을 통해 광을 방출하게 된다. 상기 광원(21)은 적어도 5면 발광하는 LED 칩으로서, 상기 기판(11) 상에 플립 칩 형태로 배치될 수 있다. 상기 광원(21)은 0.5 mm 이하의 두께로 형성될 수 있다. 상기 광원(21)은 다른 예로서, 수평형 칩 또는 수직형 칩으로 구현될 수 있다. 상기 수평형 칩 또는 수직형 칩의 경우, 와이어에 의해 다른 칩이나 배선 패턴과 연결될 수 있다. 상기 LED 칩에 와이어가 연결된 경우, 상기 와이어의 높이로 인해 레진층(31)의 두께가 증가될 수 있고, 와이어의 길이에 따른 연결 공간으로 인해 광원(21) 간의 거리가 증가될 수 있다. 상기 광원(21)들 간의 간격(G1)은 상기 레진층(31)의 두께와 같거나 클 수 있다. 상기 간격(G1)은 예컨대 6 mm 이상일 수 있으며, 6 mm 내지 10 mm 범위일 수 있으며, 상기 제1공간부(R1)의 높이(T2)보다 작을 수 있으며, LED 칩 사이즈에 따라 달라질 수 있다. 상기 광원(21)의 지향각 분포가 넓을 경우, 광 확산 효과는 증가될 수 있고 암부 발생을 줄이고 광원 간의 간격을 증가시켜 줄 수 있다. 상기 광원(21)은 도 2와 같이, 상기 기판(11) 상에서 NХM 행렬로 배치된 경우, N은 1열 또는 2열 이상이며, M은 1행 또는 2행 이상일 수 있다. 상기 N,M은 1 이상의 정수이다.
상기 광원(21)은 발광 다이오드(LED) 칩으로서, 청색, 적색, 녹색, 자외선(UV), 또는 적외선 중 적어도 하나를 발광할 수 있다. 상기 광원(21)은 예컨대 청색, 적색, 녹색 중 적어도 하나를 발광할 수 있다. 상기 광원(21)은 예컨대, 420 nm 내지 470 nm 범위의 청색 광을 발광할 수 있다. 상기 광원(21)은 상기 기판(11)과 전기적으로 연결될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 광원(21)은 표면에 투명한 절연층, 또는 레진으로 밀봉될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 광원(21)은 표면에 형광체를 갖는 층이 형성될 수 있다.
상기 광원(21)은 하부에 세라믹 지지 부재 또는 금속 플레이트를 갖는 지지 부재가 배치될 수 있으며, 상기 지지 부재는 전기 전도 및 열 전도 부재로 사용될 수 있다.
발명의 실시 예에 따른 조명 모듈은 상기 레진층(31)은 단층 또는 다층일 수 있다. 상기 레진층(31)은 불순물을 갖지 않는 층, 형광체가 첨가된 층, 및 확산제를 갖는 층, 형광체/확산체가 첨가된 층 중에서 적어도 두 층을 선택적으로 포함할 수 있다. 즉, 상기 형광체와 상기 확산제는 서로 별도의 레진층에 첨가되거나, 서로 혼합되어 하나의 레진층에 배치될 수 있다. 상기 불순물은 형광체, 확산제, 또는 잉크입자를 포함할 수 있다. 상기 형광체와 상기 확산제가 각각 구비한 층들은 서로 인접하게 배치되거나 서로 이격되어 배치될 수 있다.
상기 레진층(31)은 상기 기판(11) 상에 배치되며, 상기 광원(21)들을 밀봉하게 된다. 상기 레진층(31)은 상기 광원(21)의 두께보다 두꺼운 두께일 수 있다. 상기 레진층(31)은 투명한 수지 재질 예컨대, UV(Ultra violet) 레진(Resin), 실리콘 또는 에폭시와 같은 수지 재질일 수 있다. 상기 레진층(31)은 연성의 레진을 갖는 확산층 또는 몰딩층일 수 있다. 상기 레진층(31)은 상기 기판(11)의 전 영역에서 일정한 두께로 제공될 수 있어, 상기 레진층(31)의 상면은 수평한 평면, 볼록한 곡면, 오목한 곡면으로 제공될 수 있다.
상기 레진층(31)의 두께는 상기 기판(11)의 두께보다 두꺼울 수 있다. 상기 레진층(31)의 두께는 상기 기판(11)의 두께보다 5배 이상 예컨대, 5배 내지 9배 범위로 두꺼울 수 있다. 상기 레진층(31)의 두께는 2 mm 이하 예컨대, 1.5 mm 내지 2 mm의 범위일 수 있다. 상기 레진층(31)은 상기의 두께 범위보다 낮은 경우, 핫 스팟의 억제 효과가 미미하며, 상기 범위보다 두꺼운 경우, 조명 모듈(100)의 두께(T1)가 증가되거나 광도가 저하될 수 있다. 상기 레진층(31)과 상기 기판(11)은 연성 플레이트로 가능할 수 있다. 상기 조명 모듈(100)의 두께(T1)는 상기 기판(11)의 하면에서 상기 레진층(31)의 상면까지의 직선 거리이며, 3 mm 이하 예컨대, 1 mm 내지 2 mm 범위일 수 있다. 이러한 조명 모듈(100)의 두께(T1)가 3 mm 이하로 배치되므로, 연성의 모듈로 제공할 수 있으며, 굴곡이 많거나 평탄하지 않은 차량 내에서 밀착되게 설치될 수 있다.
상기 레진층(31)은 상기 광원(21)들로부터 방출된 광을 가이드하여 광학부재(150)를 향해 점광이 아닌 제1면 광으로 출사하게 된다. 상기 레진층(31)에는 불순물이 첨가되지 않는 투명한 재질의 층일 수 있다. 상기 레진층(31)은 불순물이 없으므로 광이 직진 성을 갖고 투과될 수 있다. 상기 레진층(31)의 표면은 광 확산을 위해 요철 패턴을 구비할 수 있다.
제1공간부(R1)는 상기 조명 모듈(100)과 광학 부재(150) 사이에 배치되며, 에어 갭(Air gap)일 수 있다. 상기 제1공간부(R1)는 상기 레진층(31)으로부터 방출된 제1면 광(Surface light)을 전달할 수 있다. 상기 제1공간부(R1)의 높이(T2)는 상기 조명 모듈(100)의 두께(T1)보다 클 수 있으며, 예컨대 상기 조명 모듈(100)의 3배 이상 또는 5배 내지 10배의 범위일 수 있다. 상기 제1공간부(R1)의 높이(T2)는 10 mm 이상 예컨대, 10 mm 내지 15 mm 범위일 수 있다. 상기 제1공간부(R1)가 상기 범위보다 작은 경우, 제1면 광의 확산 효과가 저하될 수 있고, 상기 범위보다 큰 경우, 조명 장치의 두께가 증가하는 문제가 있다.
상기 광학 부재(150)는 제1공간부(R1) 상에 배치되며, 형광체를 갖는 층을 구비하며, 적어도 3층 이상을 포함할 수 있다. 상기 광학 부재(150)는 형광체층(51), 접착층(61), 투광층(71), 및 표면 처리층(81)을 포함할 수 있다. 상기 광학 부재(150)는 일측에 형광체층(51) 및 타측에 표면 처리층(81)을 갖는 투광층(71)을 포함할 수 있다.
상기 형광체층(51)은 상기 조명 모듈(100)의 레진층(31)과 대면할 수 있으며, 상기 레진층(31)의 전체 상면 영역을 커버할 수 있다. 상기 형광체층(51)은 다층으로 적층될 수 있다. 예컨대, 상기 형광체층(51)은 상기 접착층(61)에 접착된 제1형광체층(P1), 상기 제1형광체층(P1)의 하면에 형성된 제1차광층(P2), 및 상기 제2차광층(P3)의 하면에 형성된 제2차광층(P3)을 포함할 수 있다.
상기 제1형광체층(P1)은 불순물 예컨대, 형광체를 포함할 수 있다. 상기 제1차광층(P2)은 불순물 예컨대, 형광체를 포함하며, 상기 제1형광체층(P1)의 하면에 인쇄 공정으로 형성될 수 있다. 상기 제2차광층(P3)은 불순물 예컨대, 형광체를 포함하며, 상기 제1차광층(P2)의 하면이 인쇄 공정으로 형성될 수 있다. 상기 제1,2차광층(P2,P3)에 첨가된 형광체는 상기 제1형광체층(P1)에 첨가된 형광체와 동일할 수 있으며, 적색 형광체를 포함할 수 있다. 상기 제1형광체층(P1)에 첨가된 불순물은 적색 형광체일 수 있다. 상기 제1차광층(P2)에 첨가된 불순물은 황색 형광체 또는/및 확산제를 포함할 수 있다. 상기 제2차광층(P3)에 첨가된 불순물은 황색 형광체 또는/및 확산제일 수 있다. 이에 따라 제1형광체층(P1)에 첨가된 불순물과 상기 제1,2차광층(P2,P3) 중 적어도 하나에 첨가된 불순물이 서로 다를 수 있다.
상기 제1형광체층(P1), 상기 제1차광층(P2) 및 상기 제2차광층(P3) 중 적어도 하나 또는 각각의 형광체의 함량은 20 wt% 이하 예컨대, 8 wt% 내지 20 wt% 범위로 제공될 수 있으며, 이러한 형광체 함량에 의해 표면이 형광체의 컬러 예컨대, 적색 형광체의 컬러 이미지로 제공될 수 있다.
상기 제1,2차광층(P2,P3)의 영역은 상기 광원(21)들 각각과 수직 방향으로 중첩될 수 있다. 이에 따라 제1,2차광층(P2,P3)은 상기 제1공간부(R1)를 통해 입사된 제1면 광 중에서 광도가 높은 광을 차단할 수 있다. 상기 형광체층(51)은 차광 기능과 함께 파장을 변환하는 기능을 수행할 수 있고, 핫 스팟을 방지하며, 전 영역에서 광원(11)들의 광을 균일한 광도 분포로 파장 변환하게 된다.
도 6과 같이, 상기 형광체층(51)의 두께(T5)는 500 ㎛ 이하 예컨대, 75 ㎛ 내지 225 ㎛ 범위이거나, 75 ㎛ 내지 500 ㎛ 범위일 수 있다. 상기 형광체층(51) 내에서 제1형광체층(P1)의 두께(T6)는 제1,2차광층(P2,P3)의 두께보다 클 수 있다. 상기 제1형광체층(P1)의 두께(T6)는 상기 형광체층(51)의 두께의 40% 이상 예컨대, 40% 내지 60% 범위일 수 있다. 상기 제1형광체층(P1)의 두께가 상기 범위보다 작은 경우, 전 영역에서 파장 변환이 균일하지 않고, 파장 변환 효율이 저하될 수 있다.
상기 제1차광층(P2)의 두께는 상기 제2차광층(P3)의 두께보다 두꺼울 수 있다. 상기 제1차광층(P2)의 두께는 40 ㎛ 이하 예컨대, 15 ㎛ 내지 40 ㎛ 범위 또는 15 ㎛ 내지 30 ㎛ 범위일 수 있다. 상기 제1차광층(P2)의 두께가 상기 범위보다 작은 경우, 광 차단 효과가 미미하며, 다른 층과의 접착력이 저하될 수 있다. 상기 제2차광층(P3)의 두께는 15 ㎛ 이하 예컨대, 8 ㎛ 내지 15 ㎛ 범위 또는 8 ㎛ 내지 10 ㎛ 범위일 수 있다. 상기 제2차광층(P3)의 두께가 상기 범위보다 작은 경우, 광 차단 효과가 미미하며, 다른 층과의 접착력이 저하될 수 있다. 상기 제1,2차광층(P2,P3)은 파장 변환 기능보다 차광 기능이 더 높을 수 있다.
다른 예로서, 상기 제2차광층(P3)의 두께는 상기 제1차광층(P2)의 두께보다 두꺼울 수 있다. 이 경우, 제2차광층(P3) 내에서 차광 기능을 높이고, 제2차광층(P3)은 제1차광층(P2)과 제1형광체층(P1)을 접착시켜 주는 기능을 수행할 수 있다.
상기 제1차광층(P2)들의 상면 면적 합은 상기 제1형광체층(P1)의 하면 면적보다 작을 수 있으며, 예컨대 80% 이하이거나, 50% 내지 80%의 범위일 수 있다. 상기 제2차광층(P3)들의 상면 면적 합은 상기 제1차광층(P2)들의 상면 면적 합보다 작을 수 있으며, 80% 이하 예컨대, 50% 내지 80%의 범위일 수 있다. 여기서, 상기 제2차광층(P3)들 각각의 하면 면적은 상기 광원들 각각의 상면 면적보다 클 수 있으며, 120% 이상이거나 120% 내지 300%의 범위일 수 있다. 상기 제2차광층(P3)들 각각의 하면 면적이 상기 면적보다 작은 경우, 차광 기능이 저하될 수 있다.
도 3 및 도 4와 같이, 여기서, 상기 제1차광층(P2)은 바텀 뷰 형상이 원 형상, 타원 형상 또는 다각형 형상일 수 있다. 상기 제2차광층(P3)은 바텀 뷰 형상이 원 형상, 타원 형상 또는 다각형 형상일 수 있다. 상기 제1,2차광층(P2,P3)은 서로 동일한 형상이거나, 서로 다른 형상일 수 있다. 상기 제1,2차광층(P2,P3)이 서로 다른 형상인 경우, 제1차광층(P2)은 원 형상이고 제2차광층(P3)은 다각 형상일 수 있다. 이에 따라 광원(21)의 상면과 대면하는 제2차광층(P3)의 다각 형상에 의해 광원의 다각형 상면을 통해 방출된 광을 효과적으로 차광할 수 있다.
상기 광원(21)들 각각의 중심을 기준으로 제1,2차광층(P2,P3)의 크기를 보면, 광원의 중심에서 상기 중심에 수직하는 중심 축으로부터 상기 제2차광층(P3)의 외측 에지까지의 각도(Q1)는 25도 이하 예컨대, 17.5도 내지 25도의 범위 또는 17.5도 내지 22.5도 범위일 수 있다. 상기 각도(Q1)가 상기 범위보다 큰 경우, 인접한 광원(21)들 사이의 영역까지 차광하여, 암 영역이 발생될 수 있고, 상기 범위보다 작은 경우 차광 효과가 저하될 수 있다.
상기 광원(21)의 중심에서 상기 중심에 수직하는 중심 축으로부터 상기 제1차광층(P2)의 외측 에지까지의 각도(Q2)는 30도 이상 예컨대, 30도 내지 40도의 범위 또는 32.5도 내지 40도 범위일 수 있다. 상기 각도(Q2)가 상기 범위보다 큰 경우, 인접한 광원(21)들 사이의 영역까지 차광하여, 암 영역이 발생될 수 있고, 상기 범위보다 작은 경우 차광 효과가 저하될 수 있다.
상기 투광층(71)은 상기 형광체층(51) 상에 배치된다. 상기 접착층(61)은 상기 투광층(71)과 상기 형광체층(51) 사이를 접착시켜 줄 수 있다. 상기 접착층(61)은 투명한 실리콘 또는 에폭시 재질일 수 있다.
상기 투광층(71)은 투명한 플레이트로서, PET 또는 PI 필름을 포함할 수 있다. 상기 투광층(71)은 상기 형광체층과 상기 표면 처리층을 지지하는 역할을 할 수 있다. 상기 투광층(71) 내에는 확산제가 첨가될 수 있다.
도 6과 같이, 상기 투광층(71)은 표면 처리층(81)을 포함할 수 있으며, 상기 표면 처리층(81)은 상기 투광층(71)과 일체로 형성될 수 있으며, 표면(81A) 전체에 일정한 간격을 갖는 요철 패턴 또는 불규칙한 간격을 갖는 요철 패턴을 포함할 수 있다. 이러한 요철 패턴은 입사되는 광을 굴절시켜 줄 수 있어, 광 확산 효과를 개선시켜 줄 수 있다.
상기 표면 처리층(81)은 상기 투광층(71)의 표면(71A)에 일체로 형성되거나, 별도로 형성될 수 있다. 상기 표면 처리층(81)의 상면(81A)은 상기 투광층(71)의 러프한 표면(71A)에 불규칙한 요철 패턴으로 형성될 수 있다. 상기 표면 처리층(81)은 상기 투광층(71)의 표면(71A)에 대해 에칭 처리 또는 부식 처리를 통해 형성할 수 있다.
상기 투광층(71)은 상기 형광체층(51)에 의해 파장 변환된 광을 제2면 광을 아웃터 렌즈(91)로 제공할 수 있다. 상기 제2면 광의 광도 분포는 상기 제1면 광의 광도 분포보다 더 균일하게 제공될 수 있다. 또한 상기 투광층(71)의 하부에 상기 형광체층(51)이 밀착됨으로써, 광원 오프시, 상기 투광층(71)의 상부를 통해 형광체의 컬러 색감이 제공될 수 있다.
상기 제2공간부(R2)는 상기 광학 부재(150)과 아웃터 렌즈(91) 사이에 배치되며, 에어 갭(Air gap)일 수 있다. 상기 제2공간부(R2)는 상기 광학 부재(150)으로부터 방출된 제2면 광(Surface light)을 전달할 수 있다. 상기 제2공간부(R2)의 높이(T3)는 상기 조명 모듈(100)의 두께(T1)보다 클 수 있으며, 예컨대 상기 조명 모듈(100)의 3배 이상 또는 5배 내지 10배의 범위일 수 있다. 상기 제2공간부(R2)의 높이(T3)는 10 mm 이상 예컨대, 10 mm 내지 15 mm 범위일 수 있다. 상기 제2공간부(R2)는 상기 제1공간부(R1)의 높이의 80% 이상 예컨대, 80% 내지 120%의 범위일 수 있다. 상기 제2공간부(R2)가 상기 범위보다 작은 경우, 제2면 광의 확산 효과가 저하될 수 있고, 상기 범위보다 큰 경우, 조명 장치의 두께가 증가하는 문제가 있다.
따라서, 조명 장치(100)에 의하면, 아웃터 렌즈(91) 또는 광학 부재(150)를 통과하는 제2 면광은 광원(21)에 의한 핫 스팟이 제거될 수 있고, 미점등 이미지를 개선시켜 줄 수 있다. 또한 상기 형광체층(51)와 상기 레진층(31) 사이를 제1공간부(R1)로 서로 분리시켜 줌으로써, 기존에 레진층에 인접한 형광체에서의 파장 변환 효율의 저하 문제를 개선시켜 줄 수 있다. 또한 상기 형광체층(51)을 이용하여 차광층(P2,P3)을 형성해 줌으로써, 상기 레진층(31) 상에서 광원(21)과 대향되는 영역에서의 차광과 더블어, 파장 변환을 수행할 수 있다.
도 7은 도 1의 조명 장치의 다른 예이다. 도 7을 설명함에 있어서, 상기의 구성과 동일한 구성은 상기의 설명을 전용하기로 한다.
도 7을 참조하면, 조명 장치는 상기에 개시된 조명 모듈(100), 제1공간부(R1), 및 광학부재(150)를 포함할 수 있다.
상기 광학부재(150)는 상기 레진층(31)과 대면하는 투광층(72), 상기 투광층(72) 상에 접착층(62), 상기 접착층(62) 상에 형광체층(52)을 포함할 수 있다.
상기 투광층(72)은 하면(82A) 전체에 표면 처리층(82)을 구비하며, 상기 표면 처리층(82)은 러프한 요철 패턴들이 불규칙한 크기 및 형태로 배치될 수 있다. 상기 표면 처리층(82)은 상기 레진층(31)의 제1면 광을 산란 또는 굴절시켜 주어, 투광층(72) 내부로 균일한 분포의 광을 전달하게 된다.
상기 접착층(62)은 상기 투광층(72)과 상기 형광체층(52) 사이에 접착될 수 있다. 상기 형광체층(52)은 단층 또는 다층일 수 있으며, 도 1의 차광층을 구비하지 않을 수 있다. 상기 형광체층(52)이 다층인 경우, 하부 형광체층 상에 잉크 입자와 같은 불순물을 갖는 상부 층이 더 배치될 수 있다. 상기 잉크입자는 금속잉크, UV 잉크, 또는 경화잉크 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 잉크입자의 크기는 상기 형광체의 사이즈보다 작을 수 있다. 상기 잉크입자의 표면 컬러는 녹색, 적색, 황색, 청색 중 어느 하나일 수 있다. 상기 잉크 종류는 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.
도 8은 발명의 실시 예에 따른 조명 장치가 적용된 차량 램프가 적용된 차량의 평면도이며, 도 9는 도 8의 차량에서 후미등을 나타낸 도면이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 이동체 또는 차량(900)에서 전방 램프(850)는 하나 이상의 조명 모듈을 포함할 수 있으며, 이들 조명 모듈의 구동 시점을 개별적으로 제어하여 통상적인 전조등로서의 기능뿐만 아니라, 운전자가 차량 도어를 오픈한 경우 웰컴등 또는 셀레브레이션(Celebration) 효과 등과 같은 부가적인 기능까지 제공할 수 있다. 상기 램프는 주간주행등, 상향등, 하향등, 안개등 또는 방향 지시등에 적용될 수 있다.
차량(900)에서 후미등(800)은 하우징(801)에 의해 지지되는 다수의 램프 유닛(810,812,814,816)일 배치될 수 있다. 예컨대, 상기 램프 유닛(810,812,814,816)들은 외측에 배치된 제1램프 유닛(810), 상기 제1램프 유닛(810)의 내측 둘레에 배치된 제2램프 유닛(814), 상기 제2램프 유닛(814)의 내측에 각각 배치된 제3 및 제4램프 유닛(814,816)을 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제4램프 유닛(810,812,814,816)은 실시 예에 개시된 조명 장치를 선택적으로 적용할 수 있으며, 상기 조명 장치의 외측에 상기 램프 유닛(810,812,814,816)의 조명 특성을 위해 적색 렌즈 커버 또는 백색 렌즈 커버가 배치될 수 있다. 이러한 상기 램프 유닛(810,812,814,816)에 적용된 실시 예에 개시된 조명 장치는 면광을 균일한 분포로 발광할 수 있다.
상기 제1 및 제2램프 유닛(810,812)들은 곡면 형상, 직선 형상, 각진 형상, 경사 형상, 또는 평면형상 중 적어도 하나 또는 이들의 혼합된 구조로 제공될 수 있다. 상기 제1 및 제2램프 유닛(810,812)들은 각 후미등에 하나 또는 복수로 배치될 수 있다. 상기 제1램프 유닛(810)은 미등으로 제공될 수 있고, 상기 제2램프 유닛(812)는 제동등으로 제공될 수 있으며, 상기 제3램프 유닛(814)은 후진등으로 제공될 수 있으며, 상기 제4램프 유닛(816)은 턴 시그널 램프로 제공될 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.
11: 기판 15: 반사부재
21: 광원 31: 레진층
51: 형광체층 61: 접착층
71: 투광층 81: 표면 처리층
100: 조명 모듈 150: 광학 부재
P1: 제1형광체층 P2: 제1차광층
P3: 제2차광층 R1,R2: 공간부

Claims (10)

  1. 기판, 상기 기판 상에 복수의 광원, 및 상기 복수의 광원을 몰딩하는 레진층을 포함하며, 제1면 광을 발광하는 조명 모듈;
    상기 조명 모듈로부터 입사된 제1면 광을 제2면 광으로 제공하며, 일측에 형광체층, 타측에 표면 처리층을 갖는 투광층, 상기 투광층과 상기 형광체층을 접착시키는 접착층을 갖는 광학 부재; 및
    상기 조명 모듈과 상기 광학 부재 사이를 에어 갭으로 이격시키는 제1공간부를 포함하는, 조명 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 형광체층은 상기 제1면 광이 입사되는 입사측에 배치되며,
    상기 형광체층은 상기 투광층의 하면 전체에 배치된 제1형광체층, 상기 제1형광체층의 하면에 배치된 복수의 제1차광층 및 상기 제1차광층의 하면에 배치된 복수의 제2차광층을 포함하며,
    상기 복수의 제1,2차광층은 상기 광원들 각각과 수직 방향으로 중첩되며,
    상기 제2차광층들 각각의 하면 면적은 상기 제1차광층들 각각의 하면 면적보다 작은, 조명 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1형광체층, 상기 제1,2차광층은 동일한 적색 형광체를 갖는 조명 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1형광체층에 첨가된 불순물과 상기 제1, 2차광층 중 적어도 하나에 첨가된 불순물은 서로 다른 조명 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 광원들 각각의 중심에서 상기 중심에 수직한 중심 축으로부터 상기 제2차광층의 외측 에지까지의 각도는 17.5도 내지 25도의 범위이며,
    상기 광원들 각각의 중심에서 상기 중심 축으로부터 상기 제1차광층의 외측 에지까지의 각도는 30도 내지 40도의 범위인, 조명 장치.
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1형광체층은 상기 제1,2차광층의 두께보다 크며,
    상기 제1차광층은 상기 제2차광층의 두께보다 큰, 조명 장치.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조명 모듈의 두께는 상기 제1공간부의 높이보다 작은, 조명 장치.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 투광층은 상기 제2면 광의 출사측에 배치되며,
    상기 투광층은 내부에 확산제를 포함하며,
    상기 표면 처리층은 표면에 요철 패턴을 갖는, 조명 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 표면 처리층은 상기 투광층과 같은 재질인 조명 장치.
  10. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광학 부재 상에 아웃터 렌즈, 및 상기 광학 부재와 상기 아웃터 렌즈 사이에 제2공간부를 포함하는, 조명 장치.
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