WO2015023020A1 - 발광 다이오드용 색온도 변환 필터, 발광 다이오드 모듈 및 이를 포함하는 조명장치 - Google Patents

발광 다이오드용 색온도 변환 필터, 발광 다이오드 모듈 및 이를 포함하는 조명장치 Download PDF

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WO2015023020A1
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light
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color temperature
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조심현
현병문
이정아
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Cho Shim Hyun
Hyun Byeong Moon
Lee Jung Ah
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Definitions

  • the present invention relates to a color temperature conversion filter for a light emitting diode, a light emitting diode module, and a lighting device including the same, and more particularly, to a light emitting diode using a color temperature conversion filter for a light emitting diode that changes color temperature and color coordinates of light emitted from the light emitting diode.
  • CRI color rendering index
  • LED lighting device is a color temperature / color rendering / power efficiency of the illumination light is determined by the light emitted from the LED emitting white light.
  • Commonly used LEDs are pure white LEDs that emit light with a color temperature between 5,000K and 8,000K and natural white that emits light with a color temperature between 3,500K and 4,500K.
  • LED and Warm White LED which emits light with color temperature between 2,500K and 3,500K are mainly used.
  • These LEDs are mainly implemented by combining YAG series yellow phosphors with blue LEDs emitting blue light in the 450 nm to 480 nm band, and have the highest peak emission power in the vicinity of the blue spectral region (450 nm to 480 nm). power), and exhibits spectral characteristics with sequentially high peak power in the green (520 nm to 580 nm) and red (610 nm to 680 nm) bands.
  • the phosphor basically converts blue light into green light or red light, so the LED has the highest daylight color and the lowest white light efficiency. In general, daylight white LEDs have about 85% light power of daylight LEDs, and warm white LEDs have about 75% lower power efficiency than daylight LEDs.
  • the concentration of the phosphor in order to increase the color rendering index indicating the color reproduction fidelity of the illumination light, if the concentration of the phosphor is adjusted in the direction of increasing the light in the red spectral region, the power efficiency may be reduced.
  • the concentration of the phosphor used in the LED in order to realize the color rendering index of the warm white LED to 85 to 90 or more, the concentration of the phosphor used in the LED should be sufficiently controlled to secure as much red light as possible. In this case, the color rendering index is 70 to 80 warm white. It is about 10-15% less power efficient than Warm White or Natural White.
  • various color temperatures such as daylight color (lighting color temperature range: 5,000K to 7,000K) / daylight white (lighting color temperature range: 3500K to 5,000K) / warm white (2,500K to 3,500K)
  • three kinds of LED arrays are installed in the LED module: daylight / daywhite / warm white, and if the user needs daylight, turn off the daylight and warm white LEDs, and make the illumination light only from the daylight LED. If necessary, turn off the daylight and warm white LEDs and let the illumination light only from the daylight white LED, if you need to turn off the daylight and main white LEDs, turn off the daylight and only the white light LED, or both daylight and warm white to the LED module.
  • the daylight LED will emit light. If you install LED array and you need daylight color, only the daylight LED will emit light. If you need daylight, To be emitted from the appropriate amount of daylight and warm white light emitted from the white LED and a mixture of the main causes the white illumination light, and in the case that requires a warm white LED, turn off the daylight and has been used in a manner so the illumination light is emitted only from warm white LED.
  • the quantity of LEDs used in the lighting device is increased from two to three times as compared to the LED lighting device that produces a single color, which requires a high cost, and high color rendering properties are required to achieve high color rendering. Should use daylight, daylight white, warm white LED having a, there is a technical problem that the light efficiency of the LED is lowered when applying the conventional phosphor technology to increase the color rendering of the LED.
  • the present invention is to overcome the above-mentioned conventional problems, the problem to be solved by the present invention is the color rendering index of the light emitting diode module illumination light using a color temperature conversion filter for light emitting diode to change the color temperature and color coordinates of the light emitted from the light emitting diode
  • a color temperature conversion filter for a light emitting diode, a light emitting diode module, and an illumination device including the same the color temperature of the illumination light may be changed to a main color region, a main white region, or a warm white region by adjusting the amount of current applied to the light emitting diode. will be.
  • a method comprising the steps of: mixing 0.0001% to 0.06% by weight of a dye or pigment absorbing light at a wavelength shorter than 500nm with a curable resin or a thermoplastic resin cured with heat or light
  • a color temperature conversion filter for a light emitting diode is provided.
  • a plurality of LED groups including at least one light emitting diode, disposed on a printed circuit board; Installed on top of the plurality of LED groups, the light transmittance slope in the 420nm to 500nm section of the LED emitting light has one or more inflection point, the color temperature conversion for the LED having a characteristic of 30% to 80% average transmittance in the corresponding section filter; And a control unit controlling an on / off operation of light emitting diodes belonging to each LED group and controlling an amount of current applied to the light emitting diodes belonging to each LED group, and controlling a ratio of the amount of light emitted from each LED group. Modules are provided.
  • the plurality of LED groups includes a first LED group comprising one or more LEDs; A second LED group comprising a red LED emitting red light; And a third LED group including a blue LED emitting blue light.
  • the LEDs of the first LED group use LEDs having a color temperature of 3,500K to 5,000K.
  • the red LED of the second LED group uses a red LED having a maximum spectroscopic emission power at 600 nm to 680 nm
  • the blue LED of the third LED group uses a blue LED having a maximum spectroscopic emission power at 430 nm to 490 nm.
  • the controller adjusts an amount of current applied to LEDs belonging to the first to third LED groups, and adjusts an amount of light emitted from the first to third LED groups, but the amount of light is emitted from the first LED group. Assuming that the amount of light to be 100, the amount of light emitted from the 2 LED group is adjusted to 2 to 20, the amount of light emitted from the third LED group is in the range of 0 to 15.
  • the first LED group includes a first LED and a second LED having different color temperatures, wherein the first LED uses an LED having a color temperature of 3,500K to 5,000K, and the second LED is a 5,000K to 7500K color temperature.
  • the plurality of LED groups further includes a fourth LED group including a green LED emitting green light having a maximum spectral emission power at 500 nm to 560 nm.
  • the controller may adjust the amount of current applied to the LEDs belonging to the first to fourth LED groups, and adjust the ratio of the amount of light emitted from the first to fourth LED groups to select a color temperature between 2,500 K and 7,000 K. It is characterized by the implementation.
  • the plurality of LED groups further includes a fifth LED group including an amber light LED emitting yellow light having a maximum spectral emission power in a wavelength range from 570 nm to 610 nm.
  • the control unit adjusts the amount of current applied to the LEDs belonging to the first to fifth LED groups, and adjusts the amount of light emitted from the first to fifth LED groups, thereby selecting a color temperature between 2,500K and 7,000K.
  • the plurality of LED groups includes a first LED group comprising one or more LEDs; And a second LED group including a red LED emitting red light, wherein the LEDs of the first LED group use LEDs having a color temperature of 3,500 K to 5,000 K, and the LEDs of the second LED group are 600 to 600 nm.
  • a red LED with maximum spectral luminous power at 680 nm is used.
  • a plurality of LED groups including at least one light emitting diode, disposed on a printed circuit board; Installed on top of the plurality of LED groups, the light transmittance slope in the 420nm to 500nm section of the LED emitting light has one or more inflection point, the color temperature conversion for the LED having a characteristic of 30% to 80% average transmittance in the corresponding section filter; And a control unit controlling an on / off operation of light emitting diodes belonging to each LED group and controlling an amount of current applied to the light emitting diodes belonging to each LED group, thereby controlling a ratio of the amount of light emitted from each LED group.
  • a housing providing an accommodation space for accommodating the light emitting diode module;
  • a driving circuit module for receiving commercial power and converting the driving voltage into a driving voltage for driving the light emitting diode module;
  • a control module for controlling the operation of the light emitting diode module and the driving circuit module.
  • the color temperature conversion filter for a light emitting diode according to the present invention, the color temperature of the light emitted from the light emitting diode while minimizing the overall brightness decrease by maintaining the light transmittance of 500 nm or more and selectively blocking the blue light wavelength band around 400 ⁇ 500nm And color rendering index.
  • the amount of current supplied to each LED group and the ON of each LED group without physically moving the color temperature color temperature conversion filter in the light emitting diode module.
  • the color temperature of the illumination light emitted from the light emitting diode module can be selectively implemented between 2,500K and 7,000K.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating color temperature regions associated with various light emitting diodes in a CIE 1931 color coordinate.
  • FIG. 2 is a view showing light emitting diodes having various color temperatures in CIE xy 1931 color coordinates.
  • FIG 3 is a view showing the light transmittance for each wavelength band of the color temperature conversion filter for a light emitting diode according to the present invention.
  • FIG. 4 is a graph showing light transmittance for each wavelength band of a color temperature conversion filter for a light emitting diode according to the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a light emitting diode module including a color temperature conversion filter for a light emitting diode according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a graph showing a spectral power distribution of a light emitting diode used in the first LED group shown in FIG. 5.
  • FIG. 7 is a graph illustrating spectral power distributions of light emitting diodes used in the second LED group and the third LED group shown in FIG. 5, respectively.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating spectral characteristics of illumination light corresponding to a color temperature 2700K according to a control operation of a controller of a light emitting diode module according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating spectral characteristics of illumination light corresponding to a color temperature of 4000K according to a control operation of a controller of a light emitting diode module according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a view illustrating spectral characteristics of illumination light corresponding to a color temperature of 5700K according to a control operation of a controller of a light emitting diode module according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a view showing a color temperature change trend of the light emitting diode module according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a schematic configuration diagram of a lighting device including a light emitting diode module according to the present invention.
  • FIG. 13 is a schematic diagram of a light emitting diode module including a color temperature conversion filter for a light emitting diode according to a second exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG 14 is a graph showing the spectral power distribution of the 7300K light emitting diode of the first LED group of the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a view illustrating a color temperature change trend of the LED module according to the second embodiment of the present invention.
  • 16 and 17 are diagrams for explaining the illumination light conversion function of the color temperature change filter for light emitting diodes.
  • FIG. 18 is a schematic diagram of a light emitting diode module including a color temperature conversion filter for a light emitting diode according to a third exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 is a schematic diagram of a light emitting diode module including a color temperature conversion filter for a light emitting diode according to a fourth exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a view showing color temperature regions associated with various light emitting diodes in CIE 1931 color coordinates
  • FIG. 2 is a view showing light emitting diodes having various color temperatures in CIE xy 1931 color coordinates
  • FIG. 3 is a color temperature for light emitting diodes according to the present invention.
  • 4 is a diagram illustrating light transmittance for each wavelength band of a conversion filter
  • FIG. 4 is a table showing light transmittance of a color temperature conversion filter for a light emitting diode according to the present invention.
  • First step 0.0001% to 0.06% by weight of a dye or pigment absorbing light at a wavelength shorter than 500 nm is mixed with a curable resin or a thermoplastic resin cured by heat or light.
  • Second Step The mixture is shaped into a plate.
  • acetate dyes, anthraquinone dyes and azo dyes are used as dyes that absorb light at short wavelengths of 500 nm or less, and the pigments are inorganic pigments such as lead chromate, iron oxide, cadmium, and titanium. Or azo pigments and phthalocyanine pigments.
  • Acetate dyes, anthraquinone dyes, and azo dyes are used, and as pigments, nitro pigments, azo pigments, and indanthrene pigments are used.
  • the resin that is cured by heat or light is used an acrylate (acrylate) or epoxy (epoxy) resin
  • the thermoplastic resin is a polycarbonate (Polycarbonate)
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • the color temperature conversion filter for a light emitting diode manufactured according to the above manufacturing process has a light transmittance slope having one or more inflection points as shown in FIG. 1 in the 420 nm to 500 nm section of the light emitting diode emitting light, and the average transmittance is 30% to Properties with 80%.
  • the average transmittance of the color temperature conversion filter for light emitting diodes is defined as follows.
  • the total sum of the measured light transmittances divided by 400 nm, 405 nm, 410 nm, 415 nm, ..., 495 nm, 500 nm from 400 nm to 500 nm in 5 nm units means the value obtained by dividing by the total number of measurements.
  • the sum of the measured transmittance values divided by 5 nm from 400 nm to 500 nm of the color temperature conversion filter for a light emitting diode according to the present invention is 21 (total in the 400 nm to 500 nm band). Divided by the number of measurements, the average transmittance is 52.91%.
  • Color temperature conversion filter for a light emitting diode is implemented to selectively adjust the light transmittance between 400nm ⁇ 500nm between 30% to 80%, while minimizing the reduction in the amount of light and light efficiency of the illumination light, while the spectral emission power of the blue light region (Spectral Irradiance Power) can be limited to change the color temperature and color rendering index of LED lights.
  • Table 3 shows a graph of a spectral transmission curve of a color temperature conversion filter for a light emitting diode manufactured using azo dyes having various concentrations.
  • Table 1 shows a light transmittance at 420 nm according to a change in the concentration of azo dyes, and 500 nm. The light transmittance at is shown.
  • the light transmittance is 20.74% when the content of the azo dye is 0.01% by weight, and the light transmittance is 45.17% when the 0.005% by weight is 58.95% when the content is 0.0025% by weight.
  • the light transmittance is 76.41% when the content of the azo dye is 0.01 wt%, the light transmittance is 83.46% when the 0.005 wt%, and the light transmittance is 86% when the 0.0025 wt%.
  • FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a light emitting diode module including a color temperature conversion filter for a light emitting diode according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a spectral power of a light emitting diode used in the first LED group shown in FIG.
  • FIG. 7 is a graph illustrating a spectral power distribution
  • FIG. 7 is a graph illustrating spectral power distributions of light emitting diodes used in the second LED group and the third LED group shown in FIG. 5
  • FIG. 1 is a diagram illustrating spectral characteristics of illumination light corresponding to a color temperature of 2700K according to a control operation of a control unit of a light emitting diode module according to an embodiment
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a control operation of a control unit of a light emitting diode module according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a view illustrating spectral characteristics of illumination light corresponding to a color temperature of 4000 K.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a control operation of a controller of a light emitting diode module according to a first embodiment of the present invention. And showing the spectral properties of the illumination light corresponding to the temperature of 5700K, and
  • Fig. 11 is a diagram showing a change in color temperature of the LED module a trend according to a first embodiment of the present invention.
  • the LED module includes a printed circuit board 100, a plurality of LED groups 200, a support member 300, a color temperature conversion filter 400 for a light emitting diode, and a controller (not shown).
  • Each LED group includes one or more light emitting diodes and is mounted on the printed circuit board 100 and spaced apart from each other.
  • Each light emitting diode mounted on a printed circuit board includes a light emitting chip, a lead frame, a wire, a molding part, and a substrate.
  • the lead frame is disposed on the substrate, and the light emitting chip is mounted on the substrate and electrically connected to the lead frame through a wire.
  • the molding part encapsulates the light emitting chip mounted on the substrate to protect the light emitting chip and to adjust the directivity angle of the light emitted from the light emitting chip.
  • the support member 300 is installed on the printed circuit board 100 to support the color temperature conversion filter 400 for the light emitting diodes and to be spaced apart from the plurality of LED groups 200.
  • the color temperature conversion filter 400 for a light emitting diode uses a color temperature conversion filter for a light emitting diode having a light transmittance gradient having one or more inflection points in a range of 420 nm to 500 nm, and having an average transmittance of 30% to 80% in the corresponding range.
  • the controller (not shown) controls the on / off operation of the LEDs belonging to each LED group, and also controls the amount of current applied to the LEDs belonging to each LED group, thereby controlling the amount of light emitted from the first LED group and the second LED group.
  • the illumination light color temperature is changed between 2500K and 7000K (see FIG. 11).
  • the plurality of LED group 200 includes a first LED group 210, a second LED group 220 and a third LED group 230. do.
  • the first LED group 210 uses LEDs having a color temperature of 3,500 K to 5,000 K
  • the second LED group 220 uses red LEDs having a maximum spectral emission power from 600 nm to 680 nm
  • the third LED group ( 230 may use a blue LED having a maximum spectral emission power at 430 nm to 490 nm.
  • the first LED group 210 includes one or more LEDs, and the LEDs belonging to the first LED group are x-coordinate 0.355 and y-coordinate 0.3587 on CIE xy 1931 coordinates (see FIG. 2) corresponding to 4700K color temperature. LED with color rendering index (CRI) 85 is used.
  • CIE color rendering index
  • the second LED group 220 includes one or more LEDs, and the LEDs belonging to the second LED group use red LEDs that emit red light.
  • the LED belonging to the second LED group 220 uses a red LED that emits red light having a maximum spectral emission power at 635 nm.
  • the third LED group 230 includes one or more LEDs, and the LEDs belonging to the third LED group use blue LEDs that emit blue light.
  • the LED belonging to the third LED group 230 uses a blue LED that emits blue light having a maximum spectroscopic emission power at 470 nm.
  • the color temperature conversion filter for the light emitting diode uses a color temperature conversion filter having an average light transmittance of 50% to 55% in the range of 400nm to 500nm.
  • the controller (not shown) adjusts the amount of current applied to the LEDs belonging to the first LED group 210 and the amount of current applied to the LEDs belonging to the second LED group 220, thereby outputting the amount of light emitted from the first LED group 210.
  • the amount of light emitted from the second LED group 220 100: 17 is controlled, and emitted through the color temperature conversion filter for the light emitting diode CIE xy 1931 coordinates corresponding to the color temperature 2,700K having the spectral characteristics as shown in FIG. It is possible to realize high color rendering illumination light having an x coordinate of 0.452 and a y coordinate of 0.41 and a color rendering index (CRI) of 96.
  • CIE color rendering index
  • Light having a color rendering index 92 having 0.379 and y coordinate 0.379 can be realized.
  • FIG. 12 is a schematic configuration diagram of a lighting device including a light emitting diode module according to the present invention.
  • the lighting apparatus includes a light emitting diode module 500, a housing 600, a driving circuit module 700, a heat dissipation module 800, and a control module 900.
  • the housing 600 is formed in a shape corresponding to the light emitting diode module 500 and provides a storage space.
  • the driving circuit module 700 receives a commercial power source and converts the commercial power into a driving voltage for driving the light emitting diode module 500.
  • the heat dissipation module 800 discharges heat generated from the light emitting diode module 500 to the outside.
  • the control module 900 controls the operations of the light emitting diode module 500 and the driving circuit module 700.
  • FIG. 13 is a schematic configuration diagram of a light emitting diode module including a color temperature conversion filter for a light emitting diode according to a second embodiment of the present invention
  • FIG. 14 is a spectrogram of a 7300K light emitting diode of a first LED group according to a second embodiment of the present invention
  • 15 is a graph illustrating a power distribution
  • FIG. 15 is a graph illustrating a change in color temperature of a light emitting diode module according to a second exemplary embodiment of the present invention.
  • the LED module includes a printed circuit board 100, a plurality of LED groups 200, a support member 300, a color temperature conversion filter 400 for a light emitting diode, and a controller (not shown).
  • the plurality of LED groups 200 includes a first LED group 210, a second LED group 220 and a third LED group 230.
  • the first LED group 210 is composed of LEDs having different color temperatures.
  • the first LED group 210 includes a first LED 211 and a second LED 212.
  • the first LED 211 has an x coordinate of 0.355 and a y coordinate of 0.3587 on a CIE xy 1931 coordinate corresponding to 4700K color temperature, and uses an LED having a color rendering index 85.
  • the second LED 212 has an x coordinate of 0.3038 and a y coordinate of 0.3074 on a CIE 1931 coordinate corresponding to 7300K color temperature, and uses an LED having a color rendering index 84.
  • the illumination light spectral power distribution of the second LED 212 is shown in FIG. 14.
  • the second LED group 220 includes one or more LEDs, and the LEDs belonging to the second LED group use red LEDs that emit red light.
  • the LED belonging to the second LED group 220 uses a red LED that emits red light having a maximum spectral emission power at 635 nm.
  • the third LED group 230 includes one or more LEDs, and the LEDs belonging to the third LED group use blue LEDs that emit blue light.
  • the LED belonging to the third LED group 230 uses a blue LED that emits blue light having a maximum spectroscopic emission power at 470 nm.
  • the controller may control the amount of current applied to the first LED 211 and the second LED 212 belonging to the first LED group 210 and the second LED 212.
  • the amount of light emitted from: the amount of light emitted from the second LED group 220: the amount of light emitted from the third LED group 230 100: 0: 17: 0.
  • the controller may control the amount of current applied to the first and second LEDs 211 and 212 belonging to the first LED group 210 and the second LED group.
  • the amount of light emitted from the first LED (4700K LED) by adjusting the amount of current applied to the LED belonging to 220 and the amount of current applied to the LED belonging to the third LED group 230: emitted from the second LED (7300K LED)
  • the controller may control the amount of current applied to the first and second LEDs 211 and 212 belonging to the first LED group 210 and the second LED group.
  • the amount of light emitted from the first LED (4700K LED) by adjusting the amount of current applied to the LED belonging to 220 and the amount of current applied to the LED belonging to the third LED group 230: emitted from the second LED (7300K LED)
  • the light emitted from the first to the third LED group is emitted to the illumination region through the color temperature conversion filter for the light emitting diode, it has the x coordinate 0.3132, the y coordinate 0.3240 on the CIE xy 1931 coordinates corresponding to the color temperature 6,500K High color rendering illumination light having a color rendering index (CRI) 90
  • the illumination light color temperature is 2500K to 7000K as shown in FIG. 15.
  • Any color temperature can be realized between the first and second embodiments, and the color rendering index higher than that of the first embodiment is realized in the primary white / daylight region (4,000K to 7,000K), and the white balance of the white light in the primary sunlight region is CIE. This allows closer implementation to the perfect white light region of xy 1931 coordinates.
  • 16 and 17 are diagrams for explaining the illumination light conversion function of the color temperature change filter for light emitting diodes.
  • light emitted from an LED having a 4,700K color temperature passes through a color temperature conversion filter (50% to 55% average light transmittance value) for a light emitting diode according to the present invention, while the color temperature corresponds to 4000K CIE xy 1931 coordinates.
  • the color conversion takes place at the x coordinate of 0.3910 and the y coordinate of 0.417 of the image, and is mixed with the red LED light emitting red light having the maximum spectroscopic emission power at 635 nm, corresponding to the color temperature of 2,700K according to the embodiment as described above. Is modulated with light having characteristics of x-coordinate 0.452, y-coordinate 0.41 and color rendering index 96 on the CIE xy 1931 coordinate.
  • light emitted from an LED having a 7,300K color temperature passes through a color temperature conversion filter (50% to 55% average light transmittance value) for a light emitting diode according to the present invention, and a color temperature of 5,100K corresponds to CIE xy 1931.
  • the color conversion occurs at the x coordinate 0.345 and the y coordinate 0.3846 on the coordinates, and red LED light emitting red light having the maximum light emission power at 635 nm and blue light having the maximum light emission power at 470 nm as in the above-described embodiment.
  • the light is mixed with the blue LED light emitting light, and according to an embodiment, the light is modulated with light having the characteristics of x-coordinate 0.3132, y-coordinate 0.3240, and color rendering index 90 on the CIE xy 1931 coordinate corresponding to the color temperature 6,500K.
  • FIG. 18 is a schematic diagram of a light emitting diode module including a color temperature conversion filter for a light emitting diode according to a third exemplary embodiment of the present invention.
  • the LED module includes a printed circuit board 100, a plurality of LED groups 200, a support member 300, a color temperature conversion filter 400 for a light emitting diode, and a controller (not shown).
  • the plurality of LED groups 200 includes a first LED group 210, a second LED group 220, a third LED group 230, and a fourth LED group 240.
  • the first LED group 210 uses an LED having an x coordinate of 0.355 and a y coordinate of 0.3587 on a CIE xy coordinate corresponding to a 4700K color temperature
  • the second LED group 220 emits red light having a maximum spectral emission power at 635 nm.
  • a red LED is used
  • the third LED group 230 uses a blue LED emitting blue light having a maximum spectral emission power at 470 nm.
  • the fourth LED group 240 may use a green LED emitting green light having a maximum spectral emission power at 500 nm to 560 nm, and in the present embodiment, a green LED emitting green light having a maximum spectral emission power at 515 nm is used. It was.
  • the color temperature conversion filter 400 for the light emitting diode uses a color temperature conversion filter that is formed such that the average value of the light transmittance calculated by Equation 1 in the range of 400 nm to 500 nm is 50% to 55%.
  • the amount of light emitted from the first LED group, the amount of light emitted from the second LED group, the amount of light emitted from the third LED group, and the ratio of the amount of light emitted from the fourth LED group are controlled by the control unit and emitted through the color temperature conversion filter.
  • Selectable illumination temperature between 2,500K and 7,000K and high color rendering index for each color temperature, while the daylight curve from 5000K to 7000K and 2,500K to 5000K are described in the CIE xy 1931 coordinates.
  • the black body curve can be easily implemented.
  • FIG. 19 is a schematic diagram of a light emitting diode module including a color temperature conversion filter for a light emitting diode according to a fourth exemplary embodiment of the present invention.
  • the LED module includes a printed circuit board 100, a plurality of LED groups 200, a support member 300, a color temperature conversion filter 400 for a light emitting diode, and a controller (not shown).
  • the plurality of LED groups 200 includes a first LED group 210, a second LED group 220, a third LED group 230, a fourth LED group 240, and a fifth LED group 250. .
  • the first to fourth LED groups are the same as in the third embodiment, and the fifth LED group 250 is an amber light LED that emits yellow light having a maximum spectral emission power in a wavelength range from 570 nm to 610 nm.
  • an amber light LED emitting yellow light having a maximum spectral emission power in the wavelength region at 590 nm was used.
  • the light temperature from the first LED group, the light from the second LED group, the light from the third LED group, the light from the fourth LED group and the light from the fifth LED group are relatively adjusted through the control unit.
  • the color temperature of the selective illumination light is realized between the color temperature 2,500K and 7,000K, and the high color rendering index for each color temperature, while the white balance of the illumination light is 5000K to 7000K described in the CIE xy 1931 coordinates. Curves and black body curves up to 2,500K ⁇ 5000K can be easily implemented.

Abstract

본 발명은 발광 다이오드용 색온도 변환 필터, 발광 다이오드 모듈 및 이를 포함하는 조명 장치에 관한 것으로서, 하나 이상의 발광 다이오드를 포함하며, 인쇄회로기판 상에 배치되는 다수의 LED 그룹; 상기 다수의 LED 그룹의 상부에 설치되며, 발광 다이오드 출사광의 420nm 내지 500nm 구간에서 광투과율 기울기가 하나 이상의 변곡점을 가지며, 해당 구간에서 평균 투과율이 30% ~ 80%인 특성을 갖는 발광 다이오드용 색온도 변환 필터; 및 각 LED 그룹에 속하는 발광 다이오드의 온/오프 동작을 제어하며, 각 LED 그룹에 속하는 발광 다이오드에 인가되는 전류량을 제어하여, 각 LED 그룹으로부터 출사되는 광량 비율을 조절하는 제어부를 포함하는 발광 다이오드 모듈 및 이를 포함하는 조명장치가 제공된다.

Description

발광 다이오드용 색온도 변환 필터, 발광 다이오드 모듈 및 이를 포함하는 조명장치
본 발명은 발광 다이오드용 색온도 변환 필터, 발광 다이오드 모듈 및 이를 포함하는 조명장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발광 다이오드에서 출사되는 광의 색온도 및 색좌표를 변화시키는 발광 다이오드용 색온도 변환 필터를 이용하여 발광 다이오드 모듈 조명광의 연색지수(CRI, Color Rendering Index)를 개선시키며, 조명광의 색온도를 주광색 영역, 주백색 영역 또는 온백색 영역으로 가변시킬 수 있는 발광 다이오드용 색온도 변환 필터, 발광 다이오드 모듈 및 이를 포함하는 조명장치에 관한 것이다.
발광 다이오드(Light emitting diode, 이하 LED라 함) 조명장치는 백색광을 방출하는 LED에서 나오는 빛에 의해 조명광의 색온도/연색성/전력효율이 결정된다. 통상적으로 조명에 사용되는 LED는 5,000K 에서 8,000K 사이의 색온도를 가지는 빛을 방출하는 주광색(Pure White) 계열의 LED와 3,500K ~ 4,500K 사이의 색온도를 가지는 빛을 방출하는 주백색 (Natural white) 계열의 LED와 2,500K ~ 3,500K 사이의 색온도를 가지는 빛을 방출하는 온백색 (Warm White) 계열의 LED가 주로 사용된다. 이러한 LED들은 주로 450 ㎚ ~ 480 ㎚ 대역의 청색 빛을 방출하는 청색 LED에 YAG 계열의 노란색 형광체를 조합하여 구현되는데, 청색 분광영역 (450 ㎚ ~ 480 ㎚) 부근에서 제일 높은 최대분광발광파워(Peak power)를 가지며, 녹색(520 ㎚ ~ 580 ㎚)과 붉은색(610 ㎚ ~ 680 ㎚) 영역 대에서 순차적으로 높은 최대분광발광파워(Peak power)를 가지는 분광 특성을 보인다. 형광체는 기본적으로 청색 빛을 녹색 빛 또는 붉은색 빛으로 변환시켜주는 역할을 하기 때문에 LED의 전력효율은 주광색 LED가 가장 높고 온백색 LED의 전력효율이 가장 낮다. 일반적으로 주백색 LED는 주광색 LED의 85 % 정도의 광 전력을 가지며, 온백색 LED는 주광색 LED 대비 약 75 % 정도의 낮은 전력효율을 가진다.
한편, 조명광의 색재현 충실도를 나타내어 주는 연색지수를 높이기 위해 붉은색 분광 영역의 빛을 늘리는 방향으로 형광체의 농도를 조절할 경우 전력효율이 떨어지기도 한다. 일반적으로 온백색 LED의 연색지수를 85 ~ 90 이상으로 구현하기 위해서는 LED에 사용되는 형광체의 농도를 충분히 조절하여 붉은색 영역의 빛을 가급적 많이 확보하여야 하는데, 이 경우 연색지수가 70 ~ 80 사이의 온백색(Warm White) 또는 주백색(Natural White) 보다 10 ~ 15 % 정도 전력효율이 떨어지게 된다.
종래의 통상적인 조명광 색온도 가변형 LED모듈의 경우 주광색(조명광 색온도 범위:5,000K~7,000K)/ 주백색(조명광색온도범위:3,500K~5,000K)/ 온백색(2,500K ~ 3,500K)등 다양한 색온도를 선택적으로 구현하기 위해서 LED 모듈에 주광색/ 주백색 /온백색 세 가지 종류의 LED 배열을 설치하고 사용자가 주광색을 필요로 하는 경우 주백색과 온백색 LED를 끄고 주광색 LED에서만 조명광이 출사되게하고, 주백색을 필요로 하는 경우 주광색과 온백색 LED를 끄고 주백색 LED에서만 조명광이 출사되게하고, 온백색을 필요로 하는 경우 주광색과 주백색 LED를 끄고 온백색 LED에서만 조명광이 출사되게 하거나, LED모듈에 주광색/온백색 두종류의 LED 배열을 설치하고 사용자가 주광색을 필요로 하는 경우 주광색 LED에서만 조명광이 출사되게하고, 주백색을 필요로 하는 경우 주광색과 온백색 LED에서 출사되는 적당한 양의 주광색과 온백색 광을 출사 되게하고 혼합하여 주백색 조명광이 되게하고, 온백색을 필요로 하는 경우 주광색과 LED를 끄고 온백색 LED에서만 조명광이 출사되게방식으로 사용되어 왔다. 그러나, 이러한 통상의 기술사용 방식의 경우 조명장치에 사용되는 LED의 수량은 단일 색상을 내는 LED 조명장치에 비해 두배에서 세배로 늘어나게 되어 고비용이 소요되는 문제점이 있으며, 고연색성 구현을 하기 위해서는 고연색성을 갖는 주광색, 주백색, 온백색 LED들을 사용하여야 하나, 통상의 형광체 기술을 적용하여 LED의 연색성을 높일 경우 LED의 광효율이 저하되는 기술적인 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 발광 다이오드에서 출사되는 광의 색온도 및 색좌표를 변화시키는 발광 다이오드용 색온도 변환 필터를 이용하여 발광 다이오드 모듈 조명광의 연색지수를 개선시키며, 발광 다이오드에 인가되는 전류량을 조절함으로써 조명광의 색온도를 주광색 영역, 주백색 영역 또는 온백색 영역으로 가변시킬 수 있는 발광 다이오드용 색온도 변환 필터, 발광 다이오드 모듈 및 이를 포함하는 조명장치을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 500nm 이하의 단파장에서 광을 흡수하는 염료 또는 안료 0.0001 중량% ~ 0.06 중량%를 열 또는 광으로 경화시키는 경화성 수지나 열가소성 수지에 혼합하는 단계를 포함하는 제조방법에 따라 제조된 발광 다이오드용 색온도 변환 필터로서, 발광 다이오드 출사광의 420nm 내지 500nm 구간에서 광투과율 기울기가 하나 이상의 변곡점을 가지며, 상기 420nm 내지 500nm 구간에서 평균 투과율이 30% ~ 80%을 갖는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드용 색온도 변환 필터가 제공된다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 하나 이상의 발광 다이오드를 포함하며, 인쇄회로기판 상에 배치되는 다수의 LED 그룹; 상기 다수의 LED 그룹의 상부에 설치되며, 발광 다이오드 출사광의 420nm 내지 500nm 구간에서 광투과율 기울기가 하나 이상의 변곡점을 가지며, 해당 구간에서 평균 투과율이 30% ~ 80%인 특성을 갖는 발광 다이오드용 색온도 변환 필터; 및 각 LED 그룹에 속하는 발광 다이오드의 온/오프 동작을 제어하며, 각 LED 그룹에 속하는 발광 다이오드에 인가되는 전류량을 제어하여, 각 LED 그룹으로부터 출사되는 광량 비율을 조절하는 제어부;를 포함하는 발광 다이오드 모듈이 제공된다.
상기 인쇄회로기판 상에 설치되며, 상기 발광 다이오드용 색온도 변환 필터를 지지하는 지지부재를 더 포함한다.
상기 다수의 LED 그룹은 하나 이상의 LED를 포함하는 제1 LED 그룹; 적색광을 출사하는 적색 LED를 포함하는 제2 LED 그룹; 및 청색광을 출사하는 청색 LED를 포함하는 제3 LED 그룹을 포함한다.
상기 제1 LED 그룹의 LED는 3,500K 에서 5,000K 색온도를 갖는 LED를 사용한다.
상기 제2 LED 그룹의 적색 LED는 600nm ~ 680nm에서 최대 분광 발광파워를 갖는 적색 LED를 사용하며, 상기 제3 LED 그룹의 청색 LED는 430nm ~ 490nm에서 최대 분광 발광파워를 갖는 청색 LED를 사용한다.
상기 제어부는 상기 제1 내지 제3 LED 그룹에 속하는 LED에 인가되는 전류량을 조절하여, 상기 제1 내지 제3 LED 그룹에서 출사되는 광량 비율을 조절하되, 상기 광량 비율은 상기 제1 LED 그룹에서 출사되는 광량을 100으로 가정할 때, 상기 2 LED 그룹에서 출사되는 광량은 2 ~ 20, 제3 LED 그룹에서 출사되는 광량은 0 ~ 15의 범위가 되도록 조절한다.
상기 제1 LED 그룹은 서로 상이한 색온도를 갖는 제1 LED와 제2 LED를 포함하며, 상기 제1 LED는 3,500K 에서 5,000K 색온도를 갖는 LED를 사용하며, 상기 제2 LED는 5,000K 에서 7500K 색온도를 갖는 LED를 사용한다.
상기 다수의 LED 그룹은 500nm ~ 560nm에서 최대 분광발광파워를 갖는 녹색광을 방출하는 녹색 LED를 포함하는 제4 LED 그룹을 더 포함한다.
상기 제어부는 상기 제1 내지 제4 LED 그룹에 속하는 LED에 인가되는 전류량을 조절하여, 상기 제1 내지 제4 LED 그룹에서 출사되는 광량 비율을 조절하여, 색온도 2,500K 에서 7,000K 사이에서 색온도를 선택적으로 구현하는 것을 특징으로 한다.
상기 다수의 LED 그룹은 570nm ~ 610nm에서 파장영역에서 최대 분광발광파워를 갖는 황색광을 방출하는 앰버(Amber)광 LED를 포함하는 제5 LED 그룹;을 더 포함한다.
상기 제어부는 상기 제1 내지 제5 LED 그룹에 속하는 LED에 인가되는 전류량을 조절하여, 상기 제1 내지 제5 LED 그룹에서 출사되는 광량 비율을 조절하여, 색온도 2,500K 에서 7,000K 사이에서 색온도를 선택적으로 구현한다.
상기 다수의 LED 그룹은 하나 이상의 LED를 포함하는 제1 LED 그룹; 및 적색광을 출사하는 적색 LED를 포함하는 제2 LED 그룹;를 포함하며, 상기 제1 LED 그룹의 LED는 3,500K 에서 5,000K 색온도를 갖는 LED를 사용하며, 상기 제 2 LED 그룹의 LED는600~ 680 nm에서 최대 분광 발광파워를 갖는 적색 LED를 사용한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 하나 이상의 발광 다이오드를 포함하며, 인쇄회로기판 상에 배치되는 다수의 LED 그룹; 상기 다수의 LED 그룹의 상부에 설치되며, 발광 다이오드 출사광의 420nm 내지 500nm 구간에서 광투과율 기울기가 하나 이상의 변곡점을 가지며, 해당 구간에서 평균 투과율이 30% ~ 80%인 특성을 갖는 발광 다이오드용 색온도 변환 필터; 및 각 LED 그룹에 속하는 발광 다이오드의 온/오프 동작을 제어하며, 각 LED 그룹에 속하는 발광 다이오드에 인가되는 전류량을 제어하여, 각 LED 그룹으로부터 출사되는 광량 비율을 조절하는 제어부를 포함하는 발광 다이오드 모듈; 상기 발광 다이오드 모듈을 수납하기 위한 수납 공간을 제공하는 하우징; 상용 전원을 입력받아 상기 발광 다이오드 모듈을 구동하기 위한 구동 전압으로 변환하여 출력하는 구동회로 모듈; 및 상기 발광 다이오드 모듈 및 구동회로 모듈의 동작을 제어하는 제어 모듈;을 포함하는 조명 장치가 제공된다.
본 발명에 따른 발광 다이오드용 색온도 변환 필터에 따르면, 500 ㎚ 이상의 광투과율은 유지하고, 400 ~ 500nm 부근의 청색광 파장대의 광을 선택적으로 차단하여 전체 밝기 감소를 최소화하면서 발광 다이오드로 부터 출사되는 광의 색온도 및 연색지수를 변화시킬 수 있게 된다.
본 발명에 따른 발광 다이오드용 색온도 변환 필터를 포함한 발광 다이오드 모듈 및 조명장치에 따르면, 색온도 색온도 변환 필터를 발광 다이오드 모듈내에서 물리적으로 이동시키지 않고, 각 LED 그룹에 공급되는 전류량 및 각 LED 그룹의 온,오프를 제어함으로써 발광 다이오드 모듈에서 방출되는 조명광의 색온도를 2,500K 에서 7,000K 사이에서 선택적으로 구현할 수 있게 된다.
도 1은 CIE 1931 색좌표에 다양한 발광 다이오드와 관련된 색온도 영역을 표시한 도이다.
도 2는 CIE xy 1931 색좌표에 다양한 색온도의 발광 다이오드를 표시한 도이다.
도 3은 본 발명에 따른 발광 다이오드용 색온도 변환 필터의 파장대별 광투과율을 나타낸 도이다.
도 4는 본 발명에 따른 발광 다이오드용 색온도 변환 필터의 각 파장대별 광투과율을 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 다이오드용 색온도 변환 필터를 포함한 발광 다이오드 모듈의 개략적인 구성도이다.
도 6은 도 5에 도시된 제1 LED 그룹에 사용된 발광 다이오드의 분광 파워 분포(spectral power distribution)를 나타낸 그래프이다.
도 7은 도 5에 도시된 제2 LED 그룹 및 제3 LED 그룹에 사용된 발광 다이오드의 분광 파워 분포를 각각 나타낸 그래프이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 다이오드 모듈의 제어부의 제어 동작에 따라 색온도 2700K에 해당하는 조명광의 분광 특성을 나타낸 도이다.
도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 다이오드 모듈의 제어부의 제어 동작에 따라 색온도 4000K에 해당하는 조명광의 분광 특성을 나타낸 도이다.
도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 다이오드 모듈의 제어부의 제어 동작에 따라 색온도 5700K에 해당하는 조명광의 분광 특성을 나타낸 도이다.
도 11은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 다이오드 모듈의 색온도 변화 추세를 나타낸 도이다.
도 12는 본 발명에 따른 발광 다이오드 모듈을 포함한 조명 장치의 개략적인 구성도이다.
도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 다이오드용 색온도 변환 필터를 포함한 발광 다이오드 모듈의 개략적인 구성도이다.
도 14는 본 발명의 제2 실시예의 제1 LED 그룹 중 7300K 발광 다이오드의 분광 파워 분포를 나타낸 그래프이다.
도 15는 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 다이오드 모듈의 색온도 변화 추세를 나타낸 도이다.
도 16 및 도 17은 발광 다이오드용 색온도 변화 필터의 조명광 변환 기능을 설명하기 위한 도이다.
도 18은 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광 다이오드용 색온도 변환 필터를 포함한 발광 다이오드 모듈의 개략적인 구성도이다.
도 19는 본 발명의 제4 실시예에 따른 발광 다이오드용 색온도 변환 필터를 포함한 발광 다이오드 모듈의 개략적인 구성도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 CIE 1931 색좌표에 다양한 발광 다이오드와 관련된 색온도 영역을 표시한 도이며, 도 2는 CIE xy 1931 색좌표에 다양한 색온도의 발광 다이오드를 표시한 도이며, 도 3은 본 발명에 따른 발광 다이오드용 색온도 변환 필터의 파장대별 광투과율을 나타낸 도이고, 도 4는 본 발명에 따른 발광 다이오드용 색온도 변환 필터의 광투과율을 나타낸 표이다.
발광 다이오드 색변환 필터 제조 과정
제1 과정 : 500nm 이하의 단파장에서 광을 흡수하는 염료 또는 안료 0.0001 중량% ~ 0.06 중량%를 열 또는 광으로 경화시키는 경화성 수지나 열가소성 수지에 혼합한다.
제2 과정 : 혼합물을 플레이트 형태로 성형한다.
본 실시예의 경우, 500nm 이하의 단파장에서 광을 흡수하는 염료로 아세테이트 염료, 안트라퀴논계 염료 및 아조계 염료를 이용하며, 안료는 크롬산납계, 황색산화철계, 카드뮴계, 티타늄계 등의 무기 안료 또는 아조계 안료 및 프탈로시아닌계 안료를 이용한다.
아세테이트 염료, 안트라퀴논계 염료, 아조계 염료를 이용하며, 안료로는 니느로계 안료, 아조계 안료, 인단트렌계 안료를 이용한다. 또한, 열 또는 광으로 경화되는 수지는 아크릴레이트(acrylate) 수지 또는 에폭시(epoxy) 수지를 이용하며, 열가소성 수지로는 폴리카보네이트(Polycarbonate), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)를 이용한다.
위의 제조 공정에 따라 제조된 발광 다이오드용 색온도 변환 필터는 발광 다이오드 출사광의 420nm 내지 500nm 구간에서 도 1에 도시된 바와 같이 광투과율 기울기가 하나 이상의 변곡점을 가지며, 이 구간에서 평균 투과율이 30% ~80%을 갖는 특성을 나타낸다.
여기서 발광 다이오드용 색온도 변환 필터의 평균투과율은 다음과 같이 정의된다.
평균투과율
400nm, 405nm, 410nm, 415nm,..., 495nm, 500nm와 같이 400nm에서 500nm 까지 5 nm 단위로 나뉘어 각각 측정된 광투과율의 전체 합을 전체 측정개수로 나눈값을 의미한다.
예를 들어서 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 발광 다이오드용 색온도 변환 필터의 400nm 에서 500 nm 까지 5nm 단위로 나뉘어 각각 측정된 투과율 값들의 합을 21 (400 nm ~ 500 nm 대역에서의 총 측정 갯수)로 나누면 평균 투과율은 52.91 % 값을 갖는다.
본 발명에 따른 발광 다이오드용 색온도 변환 필터는 400nm~500nm 사이의 광투과율을 30% ~ 80% 사이에서 선택적으로 조절하도록 구현함으로써, 조명광의 광량 및 광효율의 감소는 최소화하면서, 청색광 영역의 분광 발광 파워(Spectral Irradiance Power)를 제한하여 LED 조명의 색온도 및 연색지수 변화를 유도할 수 있다.
표 1
아조계 염료
농도(중량%) 0.01% 0.005% 0.0025%
420nm 20.74 45.17 58.95
500nm 76.41 83.46 86.00
도면 3에는 다양한 농도의 아조계 염료를 이용하여 제조한 발광 다이오드용 발광 다이오드용 색온도 변환 필터의 분광 투과 곡선 그래프가 도시되며, 표 1에는 아조계 염료의 농도 변화에 따른 420nm에서의 광투과율, 500nm에서의 광투과율이 도시된다.
420nm에서, 아조계 염료의 함량이 0.01 중량%일 경우 광투과율은 20.74%, 0.005 중량%일 경우 광투과율은 45.17%, 0.0025 중량%일 경우 광투과율은 58.95%로 나타난다.
500nm에서, 아조계 염료의 함량이 0.01 중량%일 경우 광투과율은 76.41%, 0.005 중량%일 경우 광투과율은 83.46%, 0.0025 중량%일 경우 광투과율은 86%로 나타난다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 다이오드용 색온도 변환 필터를 포함한 발광 다이오드 모듈의 개략적인 구성도이며, 도 6은 도 5에 도시된 제1 LED 그룹에 사용된 발광 다이오드의 분광 파워 분포(spectral power distribution)를 나타낸 그래프이며, 도 7은 도 5에 도시된 제2 LED 그룹 및 제3 LED 그룹에 사용된 발광 다이오드의 분광 파워 분포를 각각 나타낸 그래프이며, 도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 다이오드 모듈의 제어부의 제어 동작에 따라 색온도 2700K에 해당하는 조명광의 분광 특성을 나타낸 도이며, 도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 다이오드 모듈의 제어부의 제어 동작에 따라 색온도 4000K에 해당하는 조명광의 분광 특성을 나타낸 도이며, 도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 다이오드 모듈의 제어부의 제어 동작에 따라 색온도 5700K에 해당하는 조명광의 분광 특성을 나타낸 도이고, 도 11은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 다이오드 모듈의 색온도 변화 추세를 나타낸 도이다.
도 5를 참조하면, 발광 다이오드 모듈은 인쇄회로기판(100), 다수의 LED 그룹(200), 지지부재(300), 발광 다이오드용 색온도 변환 필터(400) 및 제어부(미도시)를 포함한다.
각 LED 그룹은 하나 이상의 발광 다이오드를 포함하며, 인쇄회로기판(100) 상에 상호 이격배치된 상태로 실장된다. 인쇄회로기판상에 실장된 각 발광 다이오드는 발광칩, 리드 프레임, 와이어, 몰딩부 및 기판으로 구성된다. 기판 상에 리드 프레임이 배치되며, 발광칩은 기판 상에 실장되며, 와이어를 통하여 리드 프레임과 전기적으로 연결된다. 몰딩부는 기판 상에 실장된 발광칩을 봉지하여, 발광칩을 보호하며, 발광칩에서 방사되는 광의 지향각을 조절한다.
지지부재(300)는 인쇄회로기판(100)상에 설치되며, 발광 다이오드용 색온도 변환 필터(400)를 지지하여, 다수의 LED 그룹(200)으로부터 이격된 상태로 배치시킨다.
발광 다이오드용 색온도 변환 필터(400)는 420nm 내지 500nm 구간에서 광투과율 기울기가 하나 이상의 변곡점을 가지며, 해당 구간에서 평균 투과율이 30% ~ 80%인 특성을 갖는 발광 다이오드용 색온도 변환 필터를 사용한다.
제어부(미도시)는 각 LED 그룹에 속하는 LED의 온/오프 동작을 제어하며, 또한 각 LED 그룹에 속하는 LED에 인가되는 전류량을 각각 제어함으로써, 제1 LED 그룹으로부터 나오는 광량, 제2 LED 그룹으로부터 나오는 광량, 제3 LED 그룹으로부터 나오는 광량 비율을 조절하여, 조명광 색온도를 2500K ~ 7000K 사이에서 변화시킨다(도 11 참조).
본 실시예에 따른 발광 다이오드 모듈의 구성 및 동작을 보다 상세히 살펴보면, 다수의 LED 그룹(200)은 제1 LED 그룹(210), 제2 LED 그룹(220) 및 제3 LED 그룹(230)을 포함한다. 제1 LED 그룹(210)은 3,500K 에서 5,000K 색온도를 갖는 LED를 사용하며, 제2 LED 그룹(220)은 600nm ~ 680nm에서 최대 분광 발광파워를 갖는 적색 LED를 사용하며, 제3 LED 그룹(230)은 430nm ~ 490nm에서 최대 분광 발광파워를 갖는 청색 LED를 사용할 수 있다.
본 실시예의 경우, 제1 LED 그룹(210)은 하나 이상의 LED를 포함하며, 제1 LED 그룹에 속하는 LED는 4700K 색온도에 해당하는 CIE xy 1931 좌표(도 2 참조)상에서 x좌표 0.355, y좌표 0.3587을 갖으며, 연색지수 (CRI, Color Rendering Index) 85를 갖는 LED를 사용한다.
제2 LED 그룹(220)은 하나 이상의 LED를 포함하며, 제2 LED 그룹에 속하는 LED는 적색광을 출사하는 적색 LED를 사용한다. 본 실시예의 경우, 제2 LED 그룹(220)에 속하는 LED는 635nm에서 최대 분광 발광파워(Peak Spectral Irradiance Power)를 갖는 적색광을 출사하는 적색 LED를 사용한다.
제3 LED 그룹(230)은 하나 이상의 LED를 포함하며, 제3 LED 그룹에 속하는 LED는 청색광을 출사하는 청색 LED를 사용한다. 본 실시예의 경우, 제3 LED 그룹(230)에 속하는 LED는 470nm에서 최대 분광 발광파워를 갖는 청색광을 출사하는 청색 LED를 사용한다.
본 실시예에서 발광 다이오드용 색온도 변환 필터는 400nm ~ 500nm 구간에서 광투과율 평균값이 50 % ~ 55 % 인 색온도 변환 필터를 사용한다.
제어부(미도시)는 제1 LED 그룹(210)에 속하는 LED에 인가되는 전류량과 제2 LED 그룹(220)에 속하는 LED에 인가되는 전류량을 조절하여, 제1 LED 그룹(210)에서 출사되는 광량: 제2 LED 그룹(220)에서 출사되는 광량 = 100 : 17 이 되도록 제어하여, 발광 다이오드용 색온도 변환 필터를 통하여 출사시키게 되면 도 8과 같은 분광특성을 가지는 색온도 2,700K에 해당하는 CIE xy 1931 좌표상에서 x좌표 0.452, y좌표 0.41을 가지며 연색지수 (CRI, Color Rendering Index) 96을 갖는 고연색성의 조명광을 구현할 수 있게 된다.
본 실시예에 따른 발광 다이오드 모듈에서 색온도를 4,000K 영역으로 구현하기 위해, 제어부는 제1 LED 그룹(210)에 속하는 LED에 인가되는 전류량, 제2 LED 그룹(220)에 속하는 LED에 인가되는 전류량 및 제3 LED 그룹(230)에 속하는 LED에 인가되는 전류량을 조절하여, 제1 LED 그룹(210)에서 출사되는 광량: 제2 LED 그룹(220)에서 출사되는 광량: 제3 LED 그룹(230)에서 출사되는 광량 = 100 : 8 : 4 가 되도록 제어한다. 그리고 나서, 제1 내지 제3 LED 그룹으로부터 출사되는 광을 발광 다이오드용 색온도 변환 필터를 거치게 하여 조명영역으로 방출하면 도 9와 같은 분광특성을 가지는 색온도 4,000K에 해당하는 CIE xy 1931 좌표상에서 x좌표 0.379, y좌표 0.379를 가지는 연색지수 92을 가지는 광을 구현할 수 있게 된다
본 실시예에 따른 발광 다이오드 모듈에서 색온도를 5,700K 영역으로 구현하기 위해, 제어부는 제1 LED 그룹(210)에 속하는 LED에 인가되는 전류량, 제2 LED 그룹(220)에 속하는 LED에 인가되는 전류량 및 제3 LED 그룹(230)에 속하는 LED에 인가되는 전류량을 조절하여, 제1 LED 그룹(210)에서 출사되는 광량: 제2 LED 그룹(220)에서 출사되는 광량: 제3 LED 그룹(230)에서 출사되는 광량 = 100 : 5 : 12 가 되도록 제어한다. 그리고 나서, 제1 내지 제3 LED 그룹으로부터 출사되는 광을 발광 다이오드용 색온도 변환 필터를 거치게 하여 조명영역으로 방출하면 도 10과 같은 분광특성을 가지는 색온도 5,700K에 해당하는 x좌표 0.3288, y좌표 0.3191을 가지며 연색지수 80을 가지는 조명광을 구현할 수 있게 도니다.
도 12는 본 발명에 따른 발광 다이오드 모듈을 포함한 조명 장치의 개략적인 구성도이다.
도 12를 참조하면, 본 발명에 따른 조명장치는 발광 다이오드 모듈(500), 하우징(600), 구동회로 모듈(700), 방열 모듈(800) 및 제어 모듈(900)을 포함한다.
하우징(600)은 발광 다이오드 모듈(500)에 상응한 형태로 형성되며, 수납 공간을 제공한다. 구동회로 모듈(700)은 상용 전원을 입력받아 발광 다이오드 모듈(500)을 구동하기 위한 구동 전압으로 변환하여 출력하는 기능을 수행한다. 방열 모듈(800)은 발광 다이오드 모듈(500)에서 발생되는 열을 외부로 방출시키는 기능을 수행한다. 제어 모듈(900)은 발광 다이오드 모듈(500) 및 구동회로 모듈(700)의 동작을 제어하는 기능을 수행한다.
도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 다이오드용 색온도 변환 필터를 포함한 발광 다이오드 모듈의 개략적인 구성도이며, 도 14는 본 발명의 제2 실시예의 제1 LED 그룹 중 7300K 발광 다이오드의 분광 파워 분포를 나타낸 그래프이고, 도 15는 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 다이오드 모듈의 색온도 변화 추세를 나타낸 도이다.
도 13를 참조하면, 발광 다이오드 모듈은 인쇄회로기판(100), 다수의 LED 그룹(200), 지지부재(300), 발광 다이오드용 색온도 변환 필터(400) 및 제어부(미도시)를 포함한다. 다수의 LED 그룹(200)은 제1 LED 그룹(210), 제2 LED 그룹(220) 및 제3 LED 그룹(230)을 포함한다.
제1 LED 그룹(210)은 서로 상이한 색온도를 갖는 LED로 구성된다. 제1 LED 그룹(210)은 제1 LED(211)와 제2 LED(212)를 포함한다. 이때, 제1 LED(211)는 4700K 색온도에 해당하는 CIE xy 1931 좌표상에서 x좌표 0.355, y좌표 0.3587을 갖으며, 연색지수 85를 갖는 LED를 사용한다. 그리고, 제2 LED(212)는 7300K 색온도에 해당하는 CIE 1931 좌표상에서 x좌표 0.3038, y좌표 0.3074을 갖으며, 연색지수 84를 갖는 LED를 사용한다. 제2 LED(212)의 조명광 분광파워분포는 도 14에 도시된다.
제2 LED 그룹(220)은 하나 이상의 LED를 포함하며, 제2 LED 그룹에 속하는 LED는 적색광을 출사하는 적색 LED를 사용한다. 본 실시예의 경우, 제2 LED 그룹(220)에 속하는 LED는 635nm에서 최대 분광 발광파워(Peak Spectral Irradiance Power)를 갖는 적색광을 출사하는 적색 LED를 사용한다.
제3 LED 그룹(230)은 하나 이상의 LED를 포함하며, 제3 LED 그룹에 속하는 LED는 청색광을 출사하는 청색 LED를 사용한다. 본 실시예의 경우, 제3 LED 그룹(230)에 속하는 LED는 470nm에서 최대 분광 발광파워를 갖는 청색광을 출사하는 청색 LED를 사용한다.
본 실시예에 따른 발광 다이오드 모듈에서 색온도를 2,700K 영역으로 구현하기 위해, 제어부는 제1 LED 그룹(210)에 속하는 제1 LED(211)와 제2 LED(212)에 인가되는 전류량, 제2 LED 그룹(220)에 속하는 LED에 인가되는 전류량 및 제3 LED 그룹(230)에 속하는 LED에 인가되는 전류량을 조절하여, 제1 LED(4700K LED)에서 출사되는 광량: 제2 LED(7300K LED)에서 출사되는 광량: 제2 LED 그룹(220)에서 출사되는 광량: 제3 LED 그룹(230)에서 출사되는 광량 = 100 : 0 : 17 : 0이 되도록 제어한다. 그리고 나서, 제1 내지 제3 LED 그룹으로부터 출사되는 광을 발광 다이오드용 색온도 변환 필터를 거치게 하여 조명영역으로 방출하면, 색온도 2,700K에 해당하는 CIE xy 1931 좌표상에서 x좌표 0.452, y좌표 0.41을 가지며 연색지수 (CRI, Color Rendering Index) 96을 갖는 고연색성의 조명광을 구현할 수 있다.
이러한 구성의 발광 다이오드 모듈에서 색온도를 4,000K 영역으로 구현하기 위해, 제어부는 제1 LED 그룹(210)에 속하는 제1 LED(211)와 제2 LED(212)에 인가되는 전류량, 제2 LED 그룹(220)에 속하는 LED에 인가되는 전류량 및 제3 LED 그룹(230)에 속하는 LED에 인가되는 전류량을 조절하여, 제1 LED(4700K LED)에서 출사되는 광량: 제2 LED(7300K LED)에서 출사되는 광량: 제2 LED 그룹(220)에서 출사되는 광량: 제3 LED 그룹(230)에서 출사되는 광량 = 100 : 140 : 21 : 10 이 되도록 제어한다. 그리고 나서, 제1 내지 제3 LED 그룹으로부터 출사되는 광을 발광 다이오드용 색온도 변환 필터를 거치게 하여 조명영역으로 방출하면, 색온도 4,000K에 해당하는 CIE xy 1931 좌표상에서 x좌표 0.375, y좌표 0.3690을 가지는 연색지수 94를 가지는 광을 구현할 수 있다.
이러한 구성의 발광 다이오드 모듈에서 색온도를 6,500K 영역으로 구현하기 위해, 제어부는 제1 LED 그룹(210)에 속하는 제1 LED(211)와 제2 LED(212)에 인가되는 전류량, 제2 LED 그룹(220)에 속하는 LED에 인가되는 전류량 및 제3 LED 그룹(230)에 속하는 LED에 인가되는 전류량을 조절하여, 제1 LED(4700K LED)에서 출사되는 광량: 제2 LED(7300K LED)에서 출사되는 광량: 제2 LED 그룹(220)에서 출사되는 광량: 제3 LED 그룹(230)에서 출사되는 광량 = 0: 100: 3 : 7 이 되도록 제어한다. 그리고 나서, 제1 내지 제3 LED 그룹으로부터 출사되는 광을 발광 다이오드용 색온도 변환 필터를 거치게 하여 조명영역으로 방출하면, 색온도 6,500K에 해당하는 CIE xy 1931 좌표상에서 x좌표 0.3132, y좌표 0.3240을 가지며 연색지수 (CRI, Color Rendering Index) 90을 갖는 고연색성의 조명광을 구현할 수 있다.
제 1 LED 그룹의 4,700K LED 및 7,300K LED로 부터 나오는 광량, 제 2 LED그룹으로부터 나오는 광량, 제 3 LED 그룹으로부터 나오는 광량 비율을 상대적으로 조절을 하면 도 15에 나타난 것과 같이 조명광 색온도 2500K ~ 7000K 사이에서 임의의 색온도를 구현할 수 있으며, 제1 실시예 보다 더 높은 연색지수를 주백색/주광색 영역 (4,000K ~ 7,000K)에서 구현되며, 주광색 영역에서의 백색광의 화이트 밸런스(White Balance)를 CIE xy 1931 좌표의 완벽한 백색광 영역에 더 근접하게 구현할 수 있게 된다.
도 16 및 도 17은 발광 다이오드용 색온도 변화 필터의 조명광 변환 기능을 설명하기 위한 도이다.
도 16을 살펴보면 4,700K 색온도를 가지는 LED로 부터 출사되는 광은 본 발명에 의한 발광 다이오드용 색온도 변환 필터(광투과율 평균값이 50 % ~ 55%) 를 거치면서 색온도가 4000K에 해당하는 CIE xy 1931 좌표상의 x 좌표 0.3910, y좌표 0.417로 색변환이 일어나게 되며, 상기 기술한 실시예와 같이 635 nm에서 최대분광발광 파워를 갖는 적색광을 방출하는 적색 LED 광과 혼합되어 실시예에 따라 색온도 2,700K에 해당하는 CIE xy 1931 좌표상의 x좌표 0.452, y좌표 0.41 및 연색지수 96의 특성을 지니는 광으로 변조된다.
도 17을 참조하면 7,300K 색온도를 가지는 LED로부터 출사되는 광은 본 발명에 의한 발광 다이오드용 색온도 변환 필터(광투과율 평균값이 50 % ~ 55%) 를 거치면서 색온도가 5,100K 에 해당하는 CIE xy 1931 좌표상의 x 좌표 0.345, y좌표 0.3846 으로 색변환이 일어나게 되며, 상기 기술한 실시예와 같이 635 nm 에서 최대분광발광 파워를 갖는 적색광을 방출하는 적색LED 광과 470 nm에서 최대분광발광 파워를 갖는 청색광을 방출하는 청색 LED 광과 혼합되어 실시예에 따라 색온도 6,500K에 해당하는 CIE xy 1931 좌표상의 x좌표 0.3132, y좌표 0.3240 및 연색지수 90의 특성을 지니는 광으로 변조된다.
도 18은 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광 다이오드용 색온도 변환 필터를 포함한 발광 다이오드 모듈의 개략적인 구성도이다.
도 18을 참조하면, 발광 다이오드 모듈은 인쇄회로기판(100), 다수의 LED 그룹(200), 지지부재(300), 발광 다이오드용 색온도 변환 필터(400) 및 제어부(미도시)를 포함한다. 다수의 LED 그룹(200)은 제1 LED 그룹(210), 제2 LED 그룹(220), 제3 LED 그룹(230) 및 제4 LED 그룹(240)을 포함한다.
제1 LED 그룹(210)은 4700K 색온도에 해당하는 CIE xy 좌표상에서 x좌표 0.355, y좌표 0.3587을 갖는 LED를 사용하며, 제2 LED 그룹(220)은 635nm 에서최대 분광발광파워를 갖는 적색광을 방출하는 적색 LED를 사용하며, 제3 LED 그룹(230)은 470nm에서 최대 분광발광파워를 갖는 청색광을 방출하는 청색 LED를 사용한다.
제4 LED 그룹(240)은 500nm ~ 560 nm에서 최대 분광발광파워를 갖는 녹색광을 방출하는 녹색 LED를 사용할 수 있으며, 본 실시예의 경우 515nm에서 최대 분광발광파워를 갖는 녹색광을 방출하는 녹색 LED를 사용하였다.
발광 다이오드용 색온도 변환 필터(400)는 400nm ~ 500nm 구간에서 식 1에 의해 계산되는 광투과율 평균값이 50 % ~ 55 % 되도록 형성되는 색온도 변환 필터를 사용한다.
제 1 LED 그룹으로부터 나오는 광량, 제 2 LED그룹으로부터 나오는 광량, 제3 LED 그룹으로부터 나오는 광량, 제4 LED 그룹으로부터 나오는 광량 비율을 제어부를 통하여 상대적으로 조절하여, 색온도 변환 필터를 통하여 출사시키면, 색온도 2,500K 에서 7,000K 사이에서 선택적인 조명광의 색온도와 각 색온도별로 높은 연색지수를 구현함과 동시에 조명광의 화이트 밸런스를 CIE xy 1931 좌표에서 기술하는 5000K ~ 7000K 까지의 일광곡선 및 2,500K ~ 5000K 까지의 흑체곡선에 용이하게 구현할 수 있게 된다.
도 19는 본 발명의 제4 실시예에 따른 발광 다이오드용 색온도 변환 필터를 포함한 발광 다이오드 모듈의 개략적인 구성도이다.
도 19를 참조하면, 발광 다이오드 모듈은 인쇄회로기판(100), 다수의 LED 그룹(200), 지지부재(300), 발광 다이오드용 색온도 변환 필터(400) 및 제어부(미도시)를 포함한다. 다수의 LED 그룹(200)은 제1 LED 그룹(210), 제2 LED 그룹(220), 제3 LED 그룹(230), 제4 LED 그룹(240) 및 제5 LED 그룹(250)을 포함한다.
제1 내지 제4 LED 그룹은 위의 제3 실시예와 동일하며, 제5 LED 그룹(250)은 570nm ~ 610nm에서 파장영역에서 최대 분광발광파워를 갖는 황색광을 방출하는 앰버(Amber)광 LED를 사용할 수 있으며, 본 실시예 경우 590nm에서 파장영역에서 최대 분광발광파워를 갖는 황색광을 방출하는 앰버(Amber)광 LED를 사용하였다.
제 1 LED 그룹으로부터 나오는 광량, 제 2 LED그룹으로부터 나오는 광량, 제3 LED 그룹으로부터 나오는 광량, 제4 LED 그룹으로부터 나오는 광량 및 제5 LED 그룹으로부터 나오는 광량 비율을 제어부를 통하여 상대적으로 조절하여, 색온도 변환 필터를 통하여 출사시키면, 색온도 2,500K 에서 7,000K 사이에서 선택적인 조명광의 색온도와 각 색온도별로 높은 연색지수를 구현함과 동시에 조명광의 화이트 밸런스를 CIE xy 1931 좌표에서 기술하는 5000K ~ 7000K 까지의 일광곡선 및 2,500K ~ 5000K 까지의 흑체곡선에 용이하게 구현할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 발광 다이오드용 색온도 변환 필터, 발광 다이오드 모듈 및 이를 포함하는 조명장치의 예시적인 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

Claims (14)

  1. 500nm 이하의 단파장에서 광을 흡수하는 염료 또는 안료 0.0001 중량% ~ 0.06 중량%를 열 또는 광으로 경화시키는 경화성 수지나 열가소성 수지에 혼합하는 단계를 포함하는 제조방법에 따라 제조된 발광 다이오드용 색온도 변환 필터로서,
    발광 다이오드 출사광의 420nm 내지 500nm 구간에서 광투과율 기울기가 하나 이상의 변곡점을 가지며, 상기 420nm 내지 500nm 구간에서 평균 투과율이 30% ~ 80%을 갖는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드용 색온도 변환 필터.
  2. 발광 다이오드 모듈에 있어서,
    하나 이상의 발광 다이오드를 포함하며, 인쇄회로기판 상에 배치되는 다수의 LED 그룹;
    상기 다수의 LED 그룹의 상부에 설치되며, 발광 다이오드 출사광의 420nm 내지 500nm 구간에서 광투과율 기울기가 하나 이상의 변곡점을 가지며, 해당 구간에서 평균 투과율이 30% ~ 80%인 특성을 갖는 발광 다이오드용 색온도 변환 필터; 및
    각 LED 그룹에 속하는 발광 다이오드의 온/오프 동작을 제어하며, 각 LED 그룹에 속하는 발광 다이오드에 인가되는 전류량을 제어하여, 각 LED 그룹으로부터 출사되는 광량 비율을 조절하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판 상에 설치되며, 상기 발광 다이오드용 색온도 변환 필터를 지지하는 지지부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 모듈.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 다수의 LED 그룹은,
    하나 이상의 LED를 포함하는 제1 LED 그룹;
    적색광을 출사하는 적색 LED를 포함하는 제2 LED 그룹; 및
    청색광을 출사하는 청색 LED를 포함하는 제3 LED 그룹;을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 LED 그룹의 LED는 3,500K 에서 5,000K 색온도를 갖는 LED를 사용하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 모듈.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제2 LED 그룹의 적색 LED는 600nm ~ 680nm에서 최대 분광 발광파워를 갖는 적색 LED를 사용하며, 상기 제3 LED 그룹의 청색 LED는 430nm ~ 490nm에서 최대 분광 발광파워를 갖는 청색 LED를 사용하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 모듈.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1 내지 제3 LED 그룹에 속하는 LED에 인가되는 전류량을 조절하여, 상기 제1 내지 제3 LED 그룹에서 출사되는 광량 비율을 조절하되,
    상기 광량 비율은 상기 제1 LED 그룹에서 출사되는 광량을 100으로 가정할 때, 상기 2 LED 그룹에서 출사되는 광량은 2 ~ 20, 제3 LED 그룹에서 출사되는 광량은 0 ~ 15의 범위가 되도록 조절하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 모듈.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 제1 LED 그룹은 서로 상이한 색온도를 갖는 제1 LED와 제2 LED를 포함하며,
    상기 제1 LED는 3,500K 에서 5,000K 색온도를 갖는 LED를 사용하며, 상기 제2 LED는 5,000K 에서 7500K 색온도를 갖는 LED를 사용하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 모듈.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 다수의 LED 그룹은,
    500nm ~ 560nm에서 최대 분광발광파워를 갖는 녹색광을 방출하는 녹색 LED를 포함하는 제4 LED 그룹을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 모듈.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1 내지 제4 LED 그룹에 속하는 LED에 인가되는 전류량을 조절하여, 상기 제1 내지 제4 LED 그룹에서 출사되는 광량 비율을 조절하여, 색온도 2,500K 에서 7,000K 사이에서 색온도를 선택적으로 구현하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 모듈.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 다수의 LED 그룹은,
    570nm ~ 610nm에서 파장영역에서 최대 분광발광파워를 갖는 황색광을 방출하는 앰버(Amber)광 LED를 포함하는 제5 LED 그룹;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 모듈.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1 내지 제5 LED 그룹에 속하는 LED에 인가되는 전류량을 조절하여, 상기 제1 내지 제5 LED 그룹에서 출사되는 광량 비율을 조절하여, 색온도 2,500K 에서 7,000K 사이에서 색온도를 선택적으로 구현하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 모듈.
  13. 제2항에 있어서,
    상기 다수의 LED 그룹은,
    하나 이상의 LED를 포함하는 제1 LED 그룹; 및
    적색광을 출사하는 적색 LED를 포함하는 제2 LED 그룹;를 포함하며,
    상기 제1 LED 그룹의 LED는 3,500K 에서 5,000K 색온도를 갖는 LED를 사용하며,
    상기 제 2 LED 그룹의 LED는600~ 680 nm에서 최대 분광 발광파워를 갖는 적색 LED를 사용하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 모듈.
  14. 하나 이상의 발광 다이오드를 포함하며, 인쇄회로기판 상에 배치되는 다수의 LED 그룹; 상기 다수의 LED 그룹의 상부에 설치되며, 발광 다이오드 출사광의 420nm 내지 500nm 구간에서 광투과율 기울기가 하나 이상의 변곡점을 가지며, 해당 구간에서 평균 투과율이 30% ~ 80%인 특성을 갖는 발광 다이오드용 색온도 변환 필터; 및 각 LED 그룹에 속하는 발광 다이오드의 온/오프 동작을 제어하며, 각 LED 그룹에 속하는 발광 다이오드에 인가되는 전류량을 제어하여, 각 LED 그룹으로부터 출사되는 광량 비율을 조절하는 제어부를 포함하는 발광 다이오드 모듈;
    상기 발광 다이오드 모듈을 수납하기 위한 수납 공간을 제공하는 하우징;
    상용 전원을 입력받아 상기 발광 다이오드 모듈을 구동하기 위한 구동 전압으로 변환하여 출력하는 구동회로 모듈; 및
    상기 발광 다이오드 모듈 및 구동회로 모듈의 동작을 제어하는 제어 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
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