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KR101601531B1 - 조명장치 - Google Patents

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KR101601531B1
KR101601531B1 KR1020140154749A KR20140154749A KR101601531B1 KR 101601531 B1 KR101601531 B1 KR 101601531B1 KR 1020140154749 A KR1020140154749 A KR 1020140154749A KR 20140154749 A KR20140154749 A KR 20140154749A KR 101601531 B1 KR101601531 B1 KR 101601531B1
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light
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KR1020140154749A
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이은미
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주식회사 지엘비젼
주식회사 올릭스
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Abstract

실시 예에 따른 조명장치는, 광을 조사하는 광원; 상기 광의 출광영역을 구비하고 상기 출광영역을 감싸는 형상으로 형성되는 반사부재; 및 상기 반사부재의 일부영역 상에 형성되는 형광층을 포함할 수 있다.

Description

조명장치{Lighting Device}
실시 예는 조명장치에 관한 것이다.
조명 기구는 실내 또는 실외에서 전구와 같은 광원이 방출하는 광을 효율적으로 조사하기 위한 등갓을 구비한 기구이다. 일반적으로 조명 기구의 효율은 등갓의 반사효율에 의하여 크게 달라진다.
종래에는 형광등과 등갓을 이용하여 조명장치를 구성하였으나, 형광등의 경우 소비전력이 높고, 수명이 짧으며, 발열의 문제가 있었다.
최근에는 형광등을 대체하여 LED(Light Emitting Diode)를 이용하는 조명장치가 개발되고 있다. 상기 LED를 이용하여 백색광을 구현하는 방식에는 청색광 LED에 형광체를 도포하여 패키지 레벨에서 백색광을 구현하는 방법과 적색, 백색 및 녹색 LED 소자를 인접하게 설치함으로써 각 LED로부터의 발광이 혼색되어 백색광을 구현하는 삼색 LED 방식이 있다.
상기 삼색 LED 방식은 상대적으로 제조단가가 많이 들며, 각 발광 소자들 간의 상이한 광학적 특성으로 인하여 균일한 혼색 즉, 자연광에 가까운 백색광이 구현되지 못하는 문제점이 있다.
또한, 상기 청색광 LED에 형광체를 도포하여 패키지 레벨에서 백색광을 구현하는 방법의 경우 형광체 도포공정과 패키징 공정이 추가됨으로 인해 제작비용이 많이 들고, 불량이 발생할 수 있는 문제점이 있었다.
실시 예는 LED를 이용한 조명장치에 관한 것이다.
실시 예는 고 CRI와 균질한 파장영역을 가지는 광을 출력하는 조명장치에 관한 것이다.
실시 예에 따른 조명장치는, 광을 조사하는 광원; 상기 광의 출광영역을 구비하고 상기 출광영역을 감싸는 형상으로 형성되는 반사부재; 및 상기 반사부재의 일부영역 상에 형성되는 형광층을 포함할 수 있다.
상기 형광층은 상기 광원과 인접한 상기 반사부재의 일부영역 상에 형성될 수 있다.
상기 반사부재의 일단에 배치되고, 상기 광원을 지지하는 지지부재를 더 포함하고, 상기 형광층은 상기 지지부재와 인접한 상기 반사부재의 일부영역 상에 형성될 수 있다.
상기 형광층은 일정한 높이를 가질 수 있다.
상기 형광층의 높이는 8mm 내지 16mm일 수 있다.
상기 형광층은 서로 이격된 다수의 형광띠를 포함할 수 있다.
상기 형광띠는 일정한 이격거리를 가질 수 있다.
상기 형광띠의 폭은 5mm 내지 50mm일 수 있다.
상기 형광띠의 이격거리는 10mm 내지 15mm일 수 있다.
상기 형광띠의 폭과 이격거리의 비는 1:3 내지 5:1일 수 있다.
상기 광원을 사이에 두고 상기 형광층과 대면하는 보조 형광층을 더 포함할 수 있다.
상기 보조형광층은 상기 형광층과 동일한 형상으로 형성될 수 있다.
상기 보조 형광층은 상기 지지부재의 돌출부에 도포될 수 있다.
상기 보조 형광층은 상기 형광층과 동일한 물질로 형성될 수 있다.
상기 형광층은 무기 형광체 또는 유기 형광체를 포함할 수 있다.
상기 형광층은 양자점을 포함할 수 있다.
상기 형광층은 적색 계열의 형광물질을 포함할 수 있다.
상기 형광층은 광원에서 발생되는 가시광 영역 이외의 다른 파장의 여기 광을 생성할 수 있는 형광체를 포함할 수 있다.
상기 형광층의 폭과 높이는 8:25 내지 2:25 비율을 가질 수 있다.
상기 형광층의 높이는 상기 형광층에 포함된 형광체의 농도 및 상기 광원의 크기에 의해 결정될 수 있다.
실시 예에 따른 조명장치는 반사부재의 일부영역에 형광층을 도포함으로써 CRI를 상승시킬 수 있고, 균질한 파장대의 광을 출력할 수 있는 효과가 있다.
실시 예에 따른 조명장치는 형광층을 도포하며, 고 CRI의 광을 출력함으로써 패키징 공정을 생략할 수 있어 제조단가를 절감할 수 있고, 불량률을 줄여 제조수율을 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 제1 실시 예에 따른 조명장치의 사시도이다.
도 2는 제1 실시 예에 따른 조명장치의 분해 사시도이다.
도 3은 제1 실시 예에 따른 지지부재 및 광원을 나타내는 상면도이다.
도 4는 도 3의 A-A`영역을 따라 절단한 단면도이다.
도 5는 제1 실시 예에 따른 반사부재의 저면 사시도이다.
도 6은 제2 실시 예에 따른 반사부재의 저면 사시도이다.
도 7은 제3 실시 예에 따른 반사부재의 저면 사시도이다.
도 8은 제1 내지 제3 실시 예에 따른 조명장치에서 출력되는 광의 파장을 도시한 그래프이다.
도 9는 제4 실시 예에 따른 조명장치를 나타내는 단면도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.
도 1은 제1 실시 예에 따른 조명장치의 사시도이고, 도 2는 제1 실시 예에 따른 조명장치의 분해 사시도이며, 도 3은 제1 실시 예에 따른 지지부재 및 광원을 나타내는 상면도이고, 도 4는 도 3의 A-A`영역을 따라 절단한 단면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 제1 실시 예에 따른 조명장치(1)는 프레임(10), 반사부재(20) 및 지지부재(30)를 포함할 수 있다.
상기 프레임(10)은 상기 조명장치(1)의 몸체를 형성하는 틀 또는 뼈대일 수 있다. 상기 프레임(10)은 내부가 비어있는 원뿔대 형상으로 형성될 수 있다. 상기 프레임(10)은 하면이 개구된 원뿔대 형상으로 형성될 수 있다. 상기 프레임(10)은 상면 및 하면이 개구된 원뿔대 형상으로 형성될 수 있다.
상기 프레임(10)은 측면이 곡선인 종형상으로 형성될 수 있다.
도시하지 않았지만 상기 프레임(10)은 방열부재를 더 포함할 수 있다. 또는 상기 프레임(10)은 방열이 용이하도록 열전도도가 높은 물질로 구성될 수 있다. 상기 프레임(10)의 방열능력이 향상됨으로써 상기 조명장치(1) 내의 열을 외부로 배출할 수 있어, 열에 의한 내부 구성의 손상을 방지할 수 있다.
도시하지 않았지만, 상기 방열부재는 상기 프레임(10)의 외측면에 형성될 수도 있고, 상기 방열부재는 상기 프레임(10)의 내측면에 형성될 수도 있다. 상기 방열부재가 상기 프레임(10)의 내측면에 형성되는 경우 상기 방열부재는 상기 프레임(10)과 상기 반사부재(20)의 사이에 형성될 수 있다.
상기 반사부재(20)는 상기 프레임(10)의 내측에 삽입될 수 있다. 상기 반사부재(20)는 시트형태로 상기 프레임(10)의 내측에 고정될 수 있다. 상기 반사부재(20)는 일부가 상기 프레임(10)의 내측에 부착되어 전체가 상기 프레임(10)에 고정될 수 있다.
상기 반사부재(20)는 상기 프레임(10)과 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 상기 반사부재(20)는 내부가 비어있는 원뿔대 형상으로 형성될 수 있다. 상기 반사부재(20)는 일단이 개구된 원뿔대 형상으로 형성될 수 있다. 상기 일단이 개구된 원뿔대 형상의 반사부재(20)는 종 형상으로 정의될 수도 있다.
상기 반사부재(20)는 원뿔대 형상으로 형성되므로, 상기 반사부재(20)의 일단은 원형상으로 형성될 수 있다. 상기 반사부재(20)는 일단으로부터 타단으로 갈수록 면적이 좁아질 수 있다. 즉, 상기 반사부재(20)를 상기 반사부재(20)와 평행하는 등간격의 다수의 평행선으로 나누었을 때 인접하는 평행선으로 정의되는 영역의 면적은 상기 반사부재(20)의 타단으로부터 일단으로 갈수록 넓어질 수 있다. 상기 반사부재(20)는 광원으로부터의 광을 반사하며, 상기 반사부재(20)의 면적이 넓어질수록 상기 반사부재(20)의 반사면적이 넓어진다고 할 수 있어, 상기 반사부재(20)의 반사면적은 상기 반사부재(20)의 타단으로부터 상기 반사부재(20)의 일단으로 갈수록 넓어진다.
상기 반사부재(20)에는 평면영역(21)이 형성될 수 있다. 상기 평면영역(21)은 상기 반사부재(20)의 타단에 연결될 수 있다. 상기 평면영역(21)은 상기 반사부재(20)의 타단에 연결되므로 원형상을 가질 수 있다. 상기 평면영역(21)은 상기 출광영역(50)과 평행하는 면일 수 있다. 상기 평면영역(21)은 상기 반사부재(20)와 동일한 물질을 포함할 수 있다. 상기 평면영역(21)은 상기 반사부재(20)와 일체로 형성될 수 있다.
상기 반사부재(20)가 시트형태로 형성되는 경우 상기 반사부재(20)는 수지층, 발포 또는 충전제(확산제), 금속층 및 보호층을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 수지층은 PET, PC, PV, PP 등과 같은 물질로 형성되며, 황산바륨 또는 탄산칼륨과 같은 발포 또는 유/무기계 충전제를 그 내부에 포함할 수 있다. 상기 수지층의 일면에 알루미늄 또는 은과 같은 금속층이 형성되고, 금속층의 일면에 상기 반사부재(20)를 보호하기 위한 보호층이 형성된다.
상기 반사부재(20)의 반사율 증대를 위한 무기계 충전제로는 황산바륨(BaSO4), 황산칼슘(CaSO4), 황산마그네슘(MgSO4), 탄산바륨(BaCO3), 탄산칼슘(CaCO3), 탄산칼륨(K2CO3), 염화마그네슘(MgCl2), 수산화알루미늄(Al(OH)3), 수산화마그네슘(Mg(OH)2), 수산화칼슘(Ca(OH)2), 이산화티탄(TiO2), 알루미나(Al2O3), 실리카(SiO2), 탈크(H2Mg3(SiO3)4 또는 Mg3Si4O10(OH)2), 제올라이트(Zeolite) 등이 있다. 또한, 반사 부재(20)는 금속층을 포함하지 않을 수도 있으며, 또한, 자외선 흡수 층(열화 방지층)이 추가로 수지층 일면에 포함되거나 수지층 내부에 포함될 수도 있다.
상기 반사부재(20)의 두께는 0.015mm 내지 15mm일 수 있다. 상기 반사부재(20)의 반사도는 60% 내지 99.8%가 될 수 있다. 또한, 다른 실시 예에 따르면, 상기 반사부재(20)는 확산 패턴 또는 충전제를 포함하지 않으며, 반사도가 매우 높은 시트가 될 수 있다. 이 경우 상기 반사부재(20)의 반사도가 높아서 손실되는 광이 적어 결과적으로 출사되는 광의 조사량이 커질 수 있는 효과가 있다.
상기 반사부재(20)의 광을 반사하는 표면에는 먼지 흡착을 방지하기 위한 광촉매제가 도포될 수 있다.
상기 광촉매는 TiOx:D로 표현되는 티타늄 화합물을 포함할 수 있다. 여기서 D는 도펀트(dopant)를 의미하며, 상기 도펀트는 N, C, -OH, Fe, Cr, Co 또는 V를 포함할 수 있다. 상기 티타늄화합물은 이산화티타늄(TiO2) 또는 질산화티타늄(TiON)이 될 수 있으며, 미립자를 사용하여 친수성으로 코팅될 수 있다. 광촉매의 입자 직경은 수 nm 내지 수백 nm가 될 수 있다. 예를 들면, 광촉매의 입자 직경은 5nm 내지 900nm가 될 수 있다.
또한, 상기 광촉매는 광촉매를 포함한 바인더 또는 용액이 반사부재(20)의 표면에 도포되어 건조됨으로써 상기 반사 부재(20)에 도포되며, 광촉매를 포함한 바인더 또는 용액은 건조 후 두께가 0.05㎛ 내지 20㎛ 가 될 수 있다.
상기 티타늄 화합물의 전기적 성질은 반도체 성질을 나타내며, 단파장(380nm) 이하의 자외선 또는 380nm 내지 780nm의 가시광선이 조사되면 여기상태가 되어 강력한 산화력을 나타내고, 화학적으로도 안정된 물질이다. 즉, 상기 티타늄 화합물은 자외선 또는 가시광선을 흡수하면 표면에서 전자와 정공이 생성되고, 생성된 전자와 정공은 대부분의 유해물질을 분해하는 역할을 수행한다.
상기 광촉매는 친수성 효과를 가지고 있으며, 이에 따라 방진 효과가 있다. 즉, 광촉매 코팅 표면에 물을 뿌렸을 때 뿌려진 물방울과 기재 표면 사이의 접촉각이 작아져서 표면의 친수 효과가 나타나며, 이러한 성질에 따라 표면에 먼지 흡착을 방지하는 효과가 있다.
또한, 상기 광촉매는 각종 유기물질(탄소화합물)을 산화 및 분해력을 가지고 있으며, 이러한 기능에 의해 암모니아, 황화수소, 아세트알데히드, 트리메틸아민, 메틸메르캅산, 황화메틸, 이황화메틸, 스틸렌 등의 악취유발 물질을 분해함으로써 냄새 제거, 공기 정화, 살균/항균 등의 효과도 있다.
상기 광촉매는 상기 반사부재(20)의 표면에 액상으로 분사되어 도포될 수 있다. 즉, 사용자는 분사기구를 이용하여 액상의 광촉매를 상기 반사부재(20)의 표면에 뿌림으로써 간편하게 상기 반사부재(20)의 표면에 광촉매를 도포할 수 있다.
또한, 상기 광촉매는 상기 반사부재(20)의 표면에 스크린 프린팅 방식, 그라비아 프린팅 방식, 분사 방식, 분사 후 롤브러쉬 방식으로 도포될 수 있다.
상기 스크린 프린팅은 인쇄용 스크린에 형성되어 있는 미세한 메시를 통해 광촉매가 포함되어 있는 액상이 균일하게 도포되는 프린팅 방식이며, 상기 그라비아 프린팅은 오목한 롤러에 묻어 있는 광촉매를 포함한 액체를 반사부재(20)의 표면에 도포하는 프린팅 방식이고, 상기 분사 방식은 광촉매가 포함된 액상을 표면에 분사하는 방식이며, 상기 분사 후 롤브러쉬 방식은 광촉매가 포함된 액상을 표면에 분사한 후 롤브러쉬로 균일하게 문질러 도포하는 방식이다.
본 실시예에 따르면, 상기 프린팅 방식에 의해 대량의 반사부재(20) 에 효율적으로 광촉매를 도포할 수 있는 장점이 있다.
또한, 상기 광촉매를 도포하기 전에 유기 또는 무기용제를 전처리할 수도 있다. 즉, 상기 반사부재(20) 의 표면에 유기 또는 무기용제로 유무기 오염물을 세정한 후 그 위에 광촉매를 도포할 수 있다. 여기서, 유기 또는 무기용제는 아세톤 또는 알코올 등과 같은 알칼리 약액과 중성세제 등이 될 수 있다.
또한, 상기 반사부재(20)의 표면에 은나노 또는 알루미늄 나노로 형성된 코팅층을 형성한 후 그 위에 광촉매를 도포할 수도 있다. 은나노 또는 알루미늄 코팅층은 반사 보조 기구의 반사 효율을 높일 수 있는 장점이 있다.
또한, 상기 광촉매는 점성(viscosity)을 조절하는 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 반사부재(20)는 상기 프레임(10)의 내측에 도포되는 방법으로 형성될 수 있다. 상기 프레임(10)의 내측에 높은 반사율을 가지는 물질이 도포됨으로써 상기 높은 반사율을 가지는 물질이 상기 반사부재(20)를 구성할 수 있다.
상기 프레임(10) 및 상기 반사부재(20)의 일단에는 상기 지지부재(30)가 위치할 수 있다. 상기 지지부재(30)는 상기 반사부재(20)의 일단과 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 상기 지지부재(30)는 상기 프레임(10)의 일단과 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 상기 프레임(10) 및 상기 반사부재(20)의 일단은 원형의 띠 형상으로 형성되므로, 상기 지지부재(30)는 원형의 띠 형상으로 형성될 수 있다.
상기 지지부재(30)의 중앙영역은 개구될 수 있다. 상기 지지부재(30)의 중앙영역은 개구되어 출광영역(50)을 가질 수 있다. 즉, 상기 원형의 띠 형상의 지지부재(30)에 의해 상기 출광영역(50)이 정의될 수 있다. 상기 출광영역(50)의 둘레는 상기 지지부재(30)의 개구에 의해 한정될 수 있다.
상기 출광영역(50)은 원형상으로 형성될 수 있다. 도시하지 않았지만, 상기 출광영역(50)에는 출광시트가 부착될 수 있다. 상기 출광시트는 상기 출광영역(50)으로 향하는 모든 광을 투과시킬 수 있다. 상기 출광시트는 상기 조명장치(1) 내부로 유입되는 이물을 차단시킬 수 있다. 상기 출광시트가 상기 조명장치(1) 내부로 유입되는 이물을 차단하여 상기 이물에 의해 상기 반사부재(20)의 반사율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
도시하지 않았지만, 상기 지지부재(30)의 상면에는 반사시트가 부착될 수 있다. 상기 지지부재(30)의 상면에 부착되는 반사시트는 상기 반사부재(20)와 동일한 시트일 수 있다. 또는, 상기 지지부재(30)의 상면에는 반사물질이 도포될 수 있다.
상기 지지부재(30)의 상면에 반사시트가 부착되거나 반사물질이 도포됨으로써 상기 지지부재(30)로 향하는 광을 상기 반사부재(20) 방향으로 반사시켜, 상기 출광영역(50)을 통해 방출할 수 있다. 이로써 상기 조명장치(10)의 광량이 증가하고, 동일 광량대비 소비전력을 절감할 수 있다.
도시하지 않았지만 상기 지지부재(30)는 방열부재를 더 포함할 수 있다. 또는 상기 지지부재(30)는 방열이 용이하도록 열전도도가 높은 물질로 구성될 수 있다. 상기 지지부재(30)는 열전도도가 높은 금속물질로 형성될 수 있다. 상기 지지부재(30) 의 방열능력이 향상됨으로써 상기 조명장치(1) 내의 열을 외부로 배출할 수 있어, 열에 의한 내부 구성의 손상을 방지할 수 있다.
상기 지지부재(30)는 제1 돌출영역(31), 제2 돌출영역(33) 및 지지영역(35)을 포함할 수 있다. 상기 제1 돌출영역(31)은 상기 지지부재(30)의 내측에서 상기 프레임(10) 방향으로 돌출될 수 있다. 상기 제2 돌출영역(33)은 상기 지지부재(30)의 외측에서 상기 프레임(10) 방향으로 돌출될 수 있다.
상기 지지영역(35)은 상기 제1 돌출영역(31)과 제2 돌출영역(33)을 연결할 수 있다. 즉, 상기 제1 돌출영역(31) 및 제2 돌출영역(33)은 상기 지지영역(35)의 양측영역에서 상기 프레임(10) 방향으로 돌출되어 형성될 수 있다. 상기 제1 돌출영역(31), 제2 돌출영역(33) 및 상기 지지영역(35)은 일체로 형성될 수 있다. 상기 지지영역(35)은 광원(40)을 지지할 수 있다.
상기 제1 돌출영역(31)은 상기 지지영역(35)과 상기 출광영역(50) 사이에 형성될 수 있다. 상기 제1 돌출영역(31)은 상기 지지영역(35)과 출광영역(50) 사이에 형성됨으로써 상기 광원(40)으로부터 상기 출광영역(50)으로 직접 조사되는 광을 차단할 수 있다. 즉, 상기 제1 돌출영역(31)은 상기 광원(40)으로부터의 광이 상기 반사부재(20)에 의한 반사과정없이 상기 출광영역(50)으로 방출되는 것을 방지하여, 특정 각도에서의 눈부심을 방지할 수 있다.
상기 제1 돌출영역(31) 및 상기 제2 돌출영역(33)은 상기 지지영역(35)의 양측영역에 돌출되어 형성됨으로써 상기 프레임(10) 및 상기 반사부재(20)의 수평방향의 유동을 방지할 수 있다. 상기 제1 돌출영역(31) 및 제2 돌출영역(33)은 상기 프레임(10) 및 상기 반사부재(20)의 수평방향으로의 유동을 방지함으로써 상기 조명장치(1)의 안정성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 돌출영역(31, 33)은 상기 광원(40)의 수평방향의 유동을 방지할 수 있어 상기 조명장치(1)의 안정성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
상기 광원(40)은 상기 지지부재(30) 상에 배치될 수 있다. 상기 광원(40)은 상기 지지부재(30)의 지지영역(35) 상에 배치될 수 있다. 상기 광원(40)은 상기 지지부재(30)의 형상에 대응되도록 배치될 수 있다. 상기 광원(40)은 상기 반사부재(20)의 일단과 대응되는 형상으로 배치될 수 있다. 상기 광원(40)은 원형의 띠 형상으로 배치될 수 있다. 상기 광원(40)은 상기 출광영역(50)을 감싸는 형상으로 배치될 수 있다. 상기 광원(40)은 상기 출광영역(50)을 감싸는 폐루프 형상으로 배치될 수 있다. 상기 광원(40)은 상기 출광영역(50)의 둘레를 따라 배치될 수 있다.
상기 광원(40)은 다수의 발광 다이오드(41) 및 다수의 인쇄회로기판(43)을 포함할 수 있다.
상기 발광 다이오드(41)는 LED(Light emitting diode) 또는 유기발광 다이오드(OLED, Organic light emitting diode)일 수 있다.
상기 발광 다이오드(41)는 상기 인쇄회로기판(43) 상에 형성될 수 있다. 상기 발광 다이오드(41)는 상기 인쇄회로기판(43)의 일면에 부착될 수 있다. 상기 발광 다이오드(41)는 상기 인쇄회로기판(43)에 실장될 수 있다. 상기 발광 다이오드(41)는 패키지 형태로 상기 인쇄회로기판(43)에 실장될 수도 있고, 상기 발광 다이오드는 COB(Chip on board)형태로 상기 인쇄회로기판(43)에 실장될 수도 있다.
상기 다수의 발광 다이오드(41)는 상기 지지부재(30)의 형상에 대응되도록 배치될 수 있다. 상기 다수의 발광 다이오드(41)는 상기 반사부재(20)의 일단과 대응되는 형상으로 배치될 수 있다. 상기 다수의 발광 다이오드(41)는 원형의 띠 형상으로 배치될 수 있다. 상기 다수의 발광 다이오드(41)는 상기 출광영역(50)을 감싸는 형태로 배치될 수 있다, 상기 다수의 발광 다이오드(41)는 상기 출광영역(50)을 감싸는 폐루프 형상으로 배치될 수 있다. 상기 다수의 발광 다이오드(41)는 상기 출광영역(50)의 둘레를 따라 배치될 수 있다.
상기 다수의 발광 다이오드(41)는 상기 다수의 인쇄회로기판(43) 상에 형성될 수 있다. 하나의 인쇄회로기판(43)에 다수의 발광 다이오드(41)가 실장될 수 있다. 상기 다수의 발광 다이오드(41)가 실장된 각각의 인쇄회로기판(43)은 연결배선(45)을 통해 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 다수의 발광 다이오드(41)는 전원부(60)를 통해 상기 발광 다이오드(41)의 구동에 필요한 전원을 인가받을 수 있다. 상기 전원부(60)는 전원배선(61)을 통해 상기 인쇄회로기판(43)과 연결되어 상기 인쇄회로기판(43)으로 전원을 전달한다. 상기 전원부(60)로부터 전원을 인가받은 인쇄회로기판(43)은 실장된 발광 다이오드(41)에 전원을 공급함과 동시에 상기 연결배선(45)을 통해 인접하는 인쇄회로기판(43)으로 전원을 전달한다. 인접하는 인쇄회로기판(43) 또한 실장된 발광 다이오드(41)에 전원을 공급함과 동시에 연결배선(45)을 통해 다른 인쇄회로기판(43)으로 전원을 전달한다. 이를 반복하여, 상기 다수의 발광 다이오드(41)에 전원이 인가되어 모든 발광 다이오드(41)가 발광한다.
상기 전원부(60)는 교류를 직류로 변환하는 ADC(AC to DC convertor)를 포함할 수 있다. 상기 전원부(60)는 외부로부터의 교류전원을 직류전원으로 변환하여 상기 인쇄회로기판(43)으로 전달할 수 있다. 상기 전원부(60)는 변환된 직류전원을 감압하여 상기 인쇄회로기판(43)으로 전달할 수도 있다.
상기 전원부(60)는 상기 조명장치(1)의 외부에 위치할 수 있다. 또는 상기 전원부(60)는 상기 조명장치(1)의 내부에 위치할 수 있다. 상기 전원부(60)가 상기 조명장치(1)의 내부에 위치하는 경우 도시하지 않았지만 상기 전원부(60)는 상기 다수의 인쇄회로기판(43) 중 적어도 어느 하나에 칩형태로 실장될 수 있다.
상기 전원부(60)가 ADC기능만을 포함하는 경우 상기 인쇄회로기판(43)에는 별도의 DC-DC convertor가 실장될 수 있다. 상기 DC-DC convertor는 상기 전원부(60)로부터 전달받은 전원전압을 상기 발광 다이오드(41)의 구동전압에 대응되도록 변환하여 상기 발광 다이오드(41) 및 인접하는 인쇄회로기판(43)으로 전달할 수 있다.
상기 전원부(60)가 상기 인쇄회로기판(43) 상에 실장됨으로써 별개의 전원부(60)없이 일체로 상기 조명장치(1)를 작동 및 설치할 수 있어, 설치와 이송이 용이한 장점이 있다.
상기 인쇄회로기판(43)은 금속물질을 포함할 수 있다. 상기 인쇄회로기판(43)은 Al, Cu 등의 물질을 포함하는 메탈 PCB일 수 있다. 상기 인쇄회로기판(43)은 FR1, FR4, CEM1 PCB일 수 있다. 상기 인쇄회로기판은 에폭시 또는 페놀을 포함할 수 있다.
또한, 상기 인쇄회로기판(43)은 외력에 의해 휠 수 있는 연성 인쇄회로기판일 수 있다.
상기 인쇄회로기판(43)은 충진부(45) 및 방열부(47)를 포함할 수 있다.
상기 충진부(45)는 상기 인쇄회로기판(43)의 뼈대 또는 틀이 되는 영역으로 상기 금속물질이 충진된 영역일 수 있다. 상기 방열부(47)는 상기 금속물질이 충진되지 않은 영역일 수 있다.
상기 방열부(47)는 상기 금속물질이 충진되지 않은 빈 공간일 수 있다. 상기 방열부(47)는 상기 인쇄회로기판(43)의 내부에 형성될 수 있다. 상기 방열부(47)는 상기 인쇄회로기판(43)의 측면을 따라 형성될 수도 있다. 상기 방열부(47)를 통해 상기 충진부(45)는 외부와의 접촉면적이 넓어지고, 이에 따라 상기 발광 다이오드(41) 및 인쇄회로기판(43)에서 발생한 열이 용이하게 외부로 빠져나갈 수 있다. 이에 따라, 열에 의한 상기 발광 다이오드(41) 및 인쇄회로기판(47)의 불량을 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 발광 다이오드(41)로부터의 열은 상기 인쇄회로기판(43)을 통해 상기 지지부재(30)로 전달되고, 열전도도가 높은 상기 지지부재(30)는 외부로 열을 배출하여 열에 의한 상기 발광 다이오드(41) 및 인쇄회로기판(43)의 손상을 줄일 수 있다.
도 5는 제1 실시 예에 따른 반사부재의 저면 사시도이다.
도 5를 참조하면, 제1 실시 예에 따른 반사부재(20)는 종형상의 반사내면(23)을 포함할 수 있다. 상기 반사내면(23)은 상기 광원(40)으로부터의 광이 반사되는 내측면을 의미한다.
상기 반사내면(23)의 일부영역에는 형광층이 형성될 수 있다. 상기 형광층은 띠형상으로 형성되어 형광띠(25) 형태로 상기 반사내면(23)에 형성될 수 있다.
상기 형광띠(25)는 상기 반사내면(23)에 부착될 수도 있고, 형광물질이 상기 반사내면(23)에 도포됨으로써 형성될 수도 있다.
상기 형광띠(25)는 상기 반사내면(23)의 하부영역에 형성될 수 있다. 상기 형광띠(25)는 상기 광원(40)과 인접하는 상기 반사내면(23)의 일부영역에 형성될 수 있다. 상기 형광띠(25)는 상기 평면영역(21)으로부터 이격된 상기 반사내면(23)의 하부영역에 형성될 수 있다. 상기 형광띠(25)는 상기 광원(40)과 인접하는 반사내면(23)의 일단부에 접하여 형성될 수 있고, 상기 광원(40)과 인접하는 반사내면(23)의 일단부와 일정간격 이격되어 형성될 수도 있다.
상기 형광띠(25)는 일정한 높이(h)를 가지며 형성될 수 있다. 상기 형광띠(25)는 8mm 내지 16mm의 높이(h)를 가지고 형성될 수 있다. 바람직하게는 상기 형광띠(25)는 16mm의 높이(h)를 가지고 형성될 수 있다.
상기 형광띠(25)는 무기 형광체 또는 유기 형광체를 포함할 수 있다. 상기 형광띠(25)는 양자점(Quantum dot)을 포함할 수도 있다.
상기 형광띠(25)의 형광체의 농도는 10% 내지 50%일 수 있다. 바람직하게는 상기 형광띠(25)의 형광체의 농도는 20%일 수 있다.
상기 형광띠(25)의 높이는 상기 형광체의 농도에 따라 변화할 수 있다. 예를 들어, 상기 형광띠(25)의 농도가 상승하면, 상기 형광띠(25)의 높이는 작아질 수 있다. 상기 형광띠(25)의 높이가 크면 상기 반사부재(20)에 의해 반사되는 광이 줄어들어 광효율이 작아질 수 있으므로, 상기 형광띠(25)의 농도가 원하는 색온도를 낼 수 있을 정도로 조절되면, 상기 형광띠(25)의 높이를 작게 형성할 수 있다.
또한, 상기 형광띠(25)의 높이는 상기 형광체의 크기에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 상기 형광체의 크기가 큰 경우 작은 높이의 형광띠(25)를 이용하더라도 원하는 색온도를 낼 수 있고, 이에 따라, 상기 형광띠(25)의 높이를 작게 형성하여 광효율을 높일 수 있다.
또한, 상기 형광띠(25)의 높이는 상기 광원(40)의 크기에 의해 결정될 수 있다. 상기 광원(40)의 크기에 따라 출력되는 광의 세기가 다르므로, 상기 광의 세기에 의해 상기 형광띠(25)의 높이를 조절함으로써 광효율을 향상시킬 수도 있다.
상기 형광체는 상기 광원(40)에서 발생되는 가시광 영역 이외의 다른 파장의 여기광을 생성할 수 있다.
상기 형광띠(25)는 YBO3:Ce3+,Tb3+; BaMgAl10O17:Eu2+,Mn2+; (Sr,Ca,Ba)(Al,Ga)2S4:Eu2+; ZnS:Cu,Al; Ca8Mg(SiO4)4Cl2: Eu2+,Mn2+; Ba2SiO4: Eu2+; (Ba,Sr)2SiO4:Eu2+; Ba2(Mg, Zn)Si2O7:Eu2+; (Ba,Sr)Al2O4: Eu2+; Sr2Si3O8.2SrCl2:Eu2+; (Sr,Mg,Ca)10(PO4)6Cl2:Eu2+; BaMgAl10O17:Eu2+ ; BaMg2Al16O27:Eu2+ ; Sr,Ca,Ba,Mg) P2O7:Eu2+,Mn2+,; (CaLa2S4:Ce3+; SrY2S4: Eu2+ ; (Ca,Sr)S: Eu2+; SrS:Eu2+ ; Y2O3: Eu3+,Bi3+; YVO4: Eu3+,Bi3+;Y2O2S:Eu3+,Bi3+; Y2O2S:Eu3+등으로 이루어지는 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나의 형광체로 이루어진 군에서 선택되는 물질일 수 있다.
상기 양자점은 나노크기의 반도체 물질로서 양자제한(quantum confinement) 효과를 나타내는 물질이다. 이러한 양자점은 여기원 (excitation source)으로부터 빛을 흡수하여받아 에너지 여기 상태에 이르면, 자체적으로 해당하는 양자점의 에너지 밴드 갭 (band gap)에 해당하는따른 에너지를 방출하게 된다. 따라서, 양자점의 크기 또는 물질 조성을를 조절하게 되면 해당에너지 밴드 갭(band gap)을 조절할 수 있게 되어 다양한 빛을 발광할 수 있어 전자소자의 발광체로 이용될 수 있다.
상기 나노크기의 반도체 물질은 II-VI족 화합물, III-V족 화합물, IV-VI족 화합물, IV족 화합물 또는 이들의 혼합물 중에서 선택될 수 있다.
상기 II-VI족 화합물은 CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO, HgS, HgSe, HgTe 등의 이원소 화합물 또는 CdSeS, CdSeTe, CdSTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, HgSeTe, HgSTe, CdZnS, CdZnSe, CdZnTe, CdHgS, CdHgSe, CdHgTe, HgZnS, HgZnSe 등의 삼원소 화합물 또는 HggZnTe, CdZnSeS, CdZnSeTe, CdZnSTe, CdHgSeS, CdHgSeTe, CdHgSTe, HgZnSeS, HgZnSeTe, HgZnSTe 등의 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
상기 III-V족 화합물은 GaN, GaP, GaAs, GaSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, InN, InP, InAs, InSb 등의 이원소 화합물 또는 GaNP, GaNAs, GaNSb, GaPAs, GaPSb, AlNP, AlNAs, AlNSb, AlPAs, AlPSb, InNP, InNAs, InNSb, InPAs, InPSb, GaAlNP 등의 삼원소 화합물 또는 GaAlNAs, GaAlNSb, GaAlPAs, GaAlPSb, GaInNP, GaInNAs, GaInNSb, GaInPAs, GaInPSb, InAlNP, InAlNAs, InAlNSb, InAlPAs, InAlPSb 등의 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
상기 IV-VI족 화합물은 SnS, SnSe, SnTe, PbS, PbSe, PbTe 등의 이원소 화합물 또는 SnSeS, SnSeTe, SnSTe, PbSeS, PbSeTe, PbSTe, SnPbS, SnPbSe, SnPbTe 등의 삼원소 화합물 또는 SnPbSSe, SnPbSeTe, SnPbSTe 등의 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
상기 IV족 화합물은 Si, Ge 등의 단일 원소 화합물 또는 SiC, SiGe 등의 이원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
상기 이원소 화합물, 삼원소 화합물 또는 사원소 화합물의 경우, 그 결정구조는 부분적으로 나누어져 동일 입자 내에 존재하거나 합금 형태로 존재할 수 있다.
상기 형광띠(25)는 적색 계열의 형광물질을 포함할 수 있다. 상기 형광띠(25)가 적색 계열의 형광물질을 포함함으로써 상기 광원(40)으로부터의 광은 상기 형광띠(25)에 반사되어 CRI(Color Rendering Index)를 상승시켜 외부로 출력될 수 있다. 또한, 상기 형광띠(25)가 형광체 및/또는 양자점을 포함함으로써 원하는 색온도(CCT, Correlated Color Temperature)를 얻을 수 있는 효과가 있다.
상기 CRI는 같은 색온도를 가지는 자연광(black body radiation과 유사)과 인공적으로 제작한 조명을 동일한 사물에 조사한 경우, 상기 사물의 색상이 달라지는 정도를 나타내며, 자연광, 즉 흑체복사의 경우를 100으로 하여 인공적인 조명이 이에 얼마나 가까운지를 표시한다. CRI가 100에 근접할수록 발광 장치는 자연광에 근접한 백색광을 구현한다.
상기 형광띠(25)에 의해 조명기구에서 출력되는 광의 CRI가 상승함으로써 자연광에 가까운 백색광을 출력할 수 있는 효과가 있다. 상기 형광띠(25)와 같은 간이한 구조로 높은 CRI의 광을 출력할 수 있어, 패키지 구조에 따른 높은 CRI광 구현에 비해 제조단가가 절감되고, 패키징 공정에서 발생할 수 있는 불량을 줄일 수 있어, 제조수율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 형광띠(25)의 형광체 및 양자점의 밀도와 종류를 조절하여 색온도를 제어할 수 있어, 간이한 방법으로 원하는 색온도의 광을 얻을 수 있는 효과가 있다.
도 6은 제2 실시 예에 따른 반사부재의 저면 사시도이다.
제2 실시 예는 제1 실시 예와 비교하여 형광띠의 배치형태가 상이하고 나머지 구성은 동일하다. 따라서, 제2 실시 예를 설명함에 있어서 제1 실시 예와 공통되는 구성에 대해서는 동일한 도면번호를 부여하고 상세한 설명을 생략한다.
도 6을 참조하면, 제2 실시 예에 따른 반사부재(120)는 종형상의 반사내면(123)을 포함할 수 있다. 상기 반사내면(123)은 상기 광원으로부터의 광이 반사되는 내측면을 의미한다.
상기 반사내면(123)의 일부영역에는 형광층이 형성될 수 있다. 상기 형광층은 띠형상으로 형성된 다수의 형광띠(125) 형태로 상기 반사내면(123)에 형성될 수 있다.
상기 형광띠(125)는 상기 반사내면(123)에 부착될 수도 있고, 형광물질이 상기 반사내면(123)에 도포됨으로써 형성될 수 있다.
상기 형광띠(125)는 상기 반사내면(123)의 하부영역에 형성될 수 있다. 상기 형광띠(125)는 상기 광원(40)이 인접하는 상기 반사내면(123)의 일부영역에 형성될 수 있다. 상기 형광띠(125)는 상기 평면영역(21)으로부터 이격된 상기 반사내면(123)의 하부영역에 형성될 수 있다. 상기 형광띠(125)는 상기 광원(40)과 인접하는 반사내면(123)의 일단부와 일정간격 이격되어 형성될 수 있다.
상기 형광띠(125)는 사각형상으로 형성될 수 있다. 상기 형광띠(125)는 직사각형상으로 형성될 수 있다. 각각의 형광띠(125)는 인접하는 형광띠와 제1 이격거리(l1)를 가지도록 형성될 수 있다. 상기 형광띠(125)는 일정한 높이(h)를 가지고 형성될 수 있고, 상기 형광띠(125)는 제1 폭(d1)을 가지도록 형성될 수 있다.
상기 높이(h)는 8mm 내지 16mm일 수 있다. 바람직하게는 상기 높이(h)는 8mm일 수 있다. 상기 제1 폭(d1)은 5mm내지 10mm일 수 있다. 바람직하게는 상기 제1 폭(d1)은 5mm일 수 있다. 상기 형광띠(125)의 제1 폭(d1)과 높이(h)는 일정비율을 가지도록 형성될 수 있다. 상기 형광띠(125)의 제1 폭(d1)과 높이(h)의 비율은 16:5 내지 4:5일 수 있다. 상기 형광띠(125)의 제1 폭(d1)과 높이(h)의 비율은 바람직하게는 8:5비율일 수 있다.
상기 제1 이격거리(l1)는 10mm 내지 15mm일 수 있다. 상기 제1 이격거리(l1)는 바람직하게는 15mm일 수 있다.
상기 형광띠(125)는 무기 형광체 또는 유기 형광체를 포함할 수 있다. 상기 형광띠(125)는 양자점을 포함할 수 있다.
상기 형광층이 다수의 형광띠(125)로 형성됨으로써 높은 CRI의 광을 출력할 수 있는 효과가 있고, 균질한 파장의 광을 출력할 수 있는 효과가 있다.
도 7은 제3 실시 예에 따른 반사부재의 저면 사시도이다.
제3 실시 예는 제2 실시 예와 비교하여 형광띠의 배치형태가 상이하고 나머지 구성은 동일하다. 따라서, 제3 실시 예를 설명함에 있어서 제2 실시 예와 공통되는 구성에 대해서는 동일한 도면번호를 부여하고 상세한 설명을 생략한다.
도 7을 참조하면, 제3 실시 예에 따른 반사부재(220)는 종형상의 반사내면(223)을 포함할 수 있다. 상기 반사내면(223)은 상기 광원으로부터의 광이 반사되는 내측면을 의미한다.
상기 반사내면(223)의 일부영역에는 형광층이 형성될 수 있다. 상기 형광층은 띠형상으로 형성된 다수의 형광띠(225) 형태로 상기 반사내면(223)에 형성될 수 있다.
상기 형광띠(225)는 상기 반사내면(223)에 부착될 수도 있고, 형광물질이 상기 반사내면(223)에 도포됨으로써 형성될 수 있다.
상기 형광띠(225)는 상기 반사내면(223)의 하부영역에 형성될 수 있다. 상기 형광띠(225)는 상기 광원(40)이 인접하는 상기 반사내면(223)의 일부영역에 형성될 수 있다. 상기 형광띠(225)는 상기 평면영역(21)으로부터 이격된 상기 반사내면(223)의 하부영역에 형성될 수 있다. 상기 형광띠(225)는 상기 광원(40)과 인접하는 반사내면(223)의 일단부와 일정간격 이격되어 형성될 수 있다.
상기 형광띠(225)는 사각형상으로 형성될 수 있다. 상기 형광띠(225)는 직사각형상으로 형성될 수 있다. 각각의 형광띠(225)는 인접하는 형광띠와 제2 이격거리(l2)를 가지도록 형성될 수 있다. 상기 형광띠(225)는 일정한 높이(h)를 가지고 형성될 수 있고, 상기 형광띠(225)는 제2 폭(d2)을 가지도록 형성될 수 있다.
상기 높이(h)는 8mm 내지 16mm일 수 있다. 바람직하게는 상기 높이(h)는 8mm일 수 있다. 상기 제2 폭(d2)은 50mm내지 100mm일 수 있다. 바람직하게는 상기 제2 폭(d2)은 50mm일 수 있다. 상기 형광띠(225)의 제2 폭(d1)과 높이(h)는 일정비율을 가지도록 형성될 수 있다. 상기 형광띠(225)의 제2 폭(d2)과 높이(h)의 비율은 8:25 내지 2:25일 수 있다. 상기 형광띠(125)의 제2 폭(d2)과 높이(h)의 비율은 바람직하게는 4:25비율일 수 있다.
상기 제2 이격거리(l2)는 10mm 내지 15mm일 수 있다. 상기 제2 이격거리(l2)는 바람직하게는 10mm일 수 있다.
상기 형광띠(225)는 무기 형광체 또는 유기 형광체를 포함할 수 있다. 상기 형광띠(225)는 양자점을 포함할 수 있다.
상기 형광층이 다수의 형광띠(225)로 형성됨으로써 높은 CRI의 광을 출력할 수 있는 효과가 있고, 균질한 파장의 광을 출력할 수 있는 효과가 있다.
도 8은 제1 내지 제3 실시 예에 따른 조명장치에서 출력되는 광의 파장을 도시한 그래프이고, 표 1은 제1 내지 제3 실시 예에 따른 조명장치에서 출력되는 광의 특성을 나타내는 표이다.
비고 LED 반사부재 제1 실시 예(h=16) 제1 실시 예(h=32) 제1 실시 예(h=8) 제2 실시 예 제3 실시 예
lm/W 21.27 14.83 10.40 8.56 12.24 14.03 12.9
CRI 82.1 82.25 87.2 73.1 90.44 87.1 91.9
CCT(k) 9749 8055 5753 3533 6191 7397 6795
도 8은 조명장치에서 출력되는 광의 파장에 따른 광의 분포를 나타내며, a는 상기 광원(40)에 포함되는 발광 다이오드(41)로부터 출력되는 광에 대한 곡선이고, b는 형광층이 형성되지 않은 반사부재를 통해 출력되는 광에 대한 곡선이며, c는 제1 실시 예에서 h가 16일 때 출력되는 광에 대한 곡선이며, d는 제2 실시 예에 따른 조명장치에서 출력되는 광에 대한 곡선이며, e는 제3 실시 예에 따른 조명장치에서 출력되는 광에 대한 곡선이다.
표 1 및 도 8을 참조하면, 반사부재 및 형광층을 거치지 않은 발광 다이오드 자체의 광은 21.27lm/w의 광효율을 가지고, 82.1의 CRI와 9749k의 색온도를 가질 수 있다. 또한, 발광 다이오드 특성상 청색파장의 비율이 높은 광을 출력한다.
또한, 형광층이 형성되지 않은 반사부재를 통해 출력되는 광은 14.83lm/W의 광효율을 가지고, 82.25의 CRI와 8055k의 색온도를 가질 수 있다. 또한, 반사부재에 의해 청색파장의 비율이 낮아지나 여전히 높은 청색파장 비율을 가지는 광을 출력한다.
제1 실시 예에 따른 형광층이 형성된 조명장치에서 출력되는 광은 반사부재를 거치지 않은 발광 다이오드 및 형광층이 형성되지 않은 반사부재를 통해 출력되는 광보다 광효율은 낮으나 높은 CRI를 가질 수 있다. 또한, 낮은 청색광의 비율을 가지는 상대적으로 균질한 광이 출력될 수 있다.
형광띠가 16mm의 높이로 형성된 반사부재를 통해 출력되는 광은 10.40lm/W의 광효율을 가지고, 87.2의 CRI를 가지고, 5753k의 색온도를 가질 수 있다.
형광띠가 32mm의 높이로 형성된 반사부재를 통해 출력되는 광은 8.56lm/W의 광효율을 가지고, 73.1의 CRI를 가지고, 3533k의 색온도를 가질 수 있다.
형광띠가 8mm의 높이로 형성된 반사부재를 통해 출력되는 광은 12.24lm/W의 광효율을 가지고 90.44의 CRI를 가지고, 6191k의 색온도를 가질 수 있다.
상기 제2 실시 예에 따라, 8mm의 높이(h)와 5mm의 제1 폭(d1)과 15mm의 제1 이격거리(l1)를 가지는 형광띠를 가지는 반사부재를 통해 출력되는 광은 14.03lm/W의 광효율을 가지고, 87.1의 CRI를 가지고, 7397k의 색온도를 가질 수 있다. 상기 제2 실시 예에 따른 조명장치에서 출력되는 광은 5.3%의 광효율 감소가 있으나, 높은 CRI와 균질한 파장대를 가질 수 있는 효과가 있다. 상기 제2 실시 예의 형광띠(125)는 제1 폭(d1)과 제1 이격거리(l1)가 1:3의 비율을 가지는 경우 높은 효율과 고 CRI의 광을 출력할 수 있다.
상기 제3 실시 예에 따라, 8mm의 높이(h)와 50mm의 제2 폭(d2)과 10mm의 제2 이격거리(l2)를 가지는 형광띠를 가지는 반사부재를 통해 출력되는 광은 12.9lm/W의 광효율을 가지고, 91.9의 CRI를 가지며, 6795k의 색온도를 가질 수 있다. 상기 제3 실시 예에 따른 조명장치에서 출력되는 광은 13%의 광효율 감소가 있으나, 높은 CRI와 균질한 파장대를 가질 수 있는 효과가 있다. 상기 제3 실시 예의 형광띠(225)는 제2 폭(d2)과 제2 이격거리(l2)가 5:1의 비율을 가지는 경우 높은 효율과 고 CRI의 광을 출력할 수 있다.
따라서 상기 형광띠의 폭과 이격거리의 비율을 1:3 내지 5:1 비율로 형성하는 경우 높은 효율과 고 CRI를 가지고, 균질한 파장대를 광을 출력할 수 있는 효과가 있다.
도 9는 제4 실시 예에 따른 조명장치를 나타내는 단면도이다.
제4 실시 예에 따른 조명장치는 제1 실시 예와 비교하여 보조 형광층을 더 포함하는 것 이외에는 동일하다. 따라서, 제4 실시 예를 설명함에 있어서, 제1 실시 예와 공통되는 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하고 상세한 설명을 생략한다.
도 9를 참조하면, 제4 실시 예에 따른 조명장치(1)는 반사부재(320)를 포함한다. 상기 반사부재(320)는 종형상의 반사내면(323)을 포함할 수 있다. 상기 반사내면(323)은 상기 광원(340)으로부터의 광이 반사되는 내측면을 의미한다.
상기 반사내면(323)의 일부영역에는 형광층이 형성될 수 있다. 상기 형광층은 띠 형상으로 형성된 형광띠(325) 형태로 상기 반사내면(323)에 형성될 수 있다.
상기 형광띠(325)는 상기 반사내면(323)에 부착될 수도 있고, 형광물질이 상기 반사내면(323)에 도포됨으로써 형성될 수 있다.
상기 조명장치(1)는 보조 형광층(327)을 더 포함할 수 있다. 상기 보조 형광층(327)은 상기 광원(340)과 인접하는 영역에 형성될 수 있다. 상기 보조 형광층(327)은 상기 광원(340)을 기준으로 상기 형광띠(325)의 반대 영역에 형성될 수 있다. 상기 보조 형광층(327)은 상기 광원(340)을 사이에 두고 상기 형광띠(325)와 대면하며 형성될 수 있다. 즉, 상기 형광띠(325)와 보조 형광층(327) 사이에 상기 광원(340)이 위치할 수 있다.
상기 보조 형광층(327)은 상기 형광띠(325)와 동일한 형상으로 형성될 수 있다. 상기 보조 형광층(327)은 상기 형광띠(325)와 대응되는 크기로 형성될 수 있다. 상기 보조 형광층(327)은 상기 형광띠(325)와 동일한 높이를 가질 수 있다.
상기 형광층(325)이 다수의 형광띠(325)를 포함하는 경우 상기 보조 형광층(327) 또한 다수의 보조 형광띠를 포함할 수 있다. 상기 보조 형광층(327)의 폭 및 이격거리는 상기 다수의 형광띠(325)와 대응되도록 형성될 수 있다. 즉, 상기 다수의 형광띠(325)는 출광영역(50)의 중심점을 기준으로 원형상으로 배열되며, 상기 다수의 보조 형광띠 또한 상기 출광영역(50)의 중심점을 기준으로 원형상으로 배열된다. 상기 다수의 형광띠(325)는 일정한 원주를 따라 배열되며, 상기 보조 형광띠 또한 일정한 원주를 따라 배열되는데, 상기 중심점으로부터의 상기 다수의 형광띠(325)까지의 거리가 상기 보조 형광띠까지의 거리가 달라진다. 이로써 상기 다수의 형광띠(325)가 배열되는 원주가 상기 다수의 보조 형광띠가 배열되는 원주가 달라지고, 달라지는 원주의 비율에 따라 이와 대응되도록 상기 보조 형광띠의 폭 및 이격거리가 결정될 수 있다.
상기 보조 형광층(327)은 상기 형광띠(325)와 동일한 물질로 형성될 수 있다.
상기 광원(340)으로부터 출력되는 광은 상기 형광띠(325) 및 보조 형광층(327)에 의해 반사되어 출력됨으로써 CRI가 상승하고, 균질한 파장영역대 광으로 출력될 수 있다.
상기와 같이 보조 형광층(327)을 구비함으로써 별도의 패키지 공정을 생략하더라도 원하는 색온도의 광을 출력할 수 있고, CRI를 상승시킬 수 있으며, 균질한 파장영역대 광을 출력할 수 있는 효과가 있다. 이를 통해 제조단가가 절감되고, 패키징 공정에서의 불량을 방지할 수 있어 제조수율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
상기 광원(340)을 기준으로 상기 형광띠(325)의 상면과 보조 형광층(327)의 상면은 일정한 각도를 가질 수 있다. 상기 각도는 상기 광원(340)으로부터 출사되는 광의 출사각일 수 있다. 상기 출사각 100도 이상일 수 있다. 바람직하게는 상기 출사각은 120도일 수 있다.
도시하지 않았지만, 상기 보조 형광층(327)은 상기 지지부재(330) 상에 형성될 수 있다. 상기 보조 형광층(327)은 상기 지지부재(330)의 제1 돌출영역(31) 상에 형성될 수 있다. 상기 보조 형광층(327)은 상기 제1 돌출영역(31)에 부착되어 형성될 수도 있고, 상기 제1 돌출영역(31)에 형광물질을 코팅함으로써 형성될 수도 있다.
상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.
1: 조명장치
10: 프레임
20,120,220,320: 반사부재
23,123,223,323: 반사내면
25,125,225,325: 형광띠
30,330: 지지부재
31: 제1 돌출영역
33: 제2 돌출영역
35: 지지영역
40: 광원
41: 발광 다이오드
43: 인쇄회로기판
45: 연결배선
50: 출광영역
327: 보조 형광층

Claims (19)

  1. 광을 조사하는 광원;
    상기 광의 출광영역을 구비하고 상기 출광영역을 감싸는 형상으로 형성되는 반사부재;
    상기 반사부재의 일부영역 상에 형성되는 형광층; 및
    상기 광원을 사이에 두고 상기 형광층과 대면하는 보조 형광층을 포함하고,
    상기 형광층에서 생성되는 여기광과 상기 형광층이 형성되지 않은 상기 반사부재의 나머지 영역에 의해 반사되는 광의 파장이 상이하고,
    상기 형광층은 서로 이격된 다수의 형광띠를 포함하는 조명장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 형광층은 상기 광원과 인접한 상기 반사부재의 일부영역 상에 형성되는 조명장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 반사부재의 일단에 배치되고, 상기 광원을 지지하는 지지부재를 더포함하고,
    상기 형광층은 상기 지지부재와 인접한 상기 반사부재의 일부영역 상에 형성되는 조명장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 형광층은 일정한 높이를 가지는 조명장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 형광층의 높이는 8mm 내지 16mm인 조명장치.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 형광띠는 일정한 이격거리를 가지는 조명장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 형광띠의 폭은 5mm 내지 50mm인 조명장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 형광띠의 이격거리는 10mm 내지 15mm인 조명장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 형광띠의 폭과 이격거리의 비는 1:3 내지 5:1인 조명장치.
  11. 삭제
  12. 제1항에 있어서,
    상기 보조형광층은 상기 형광층과 동일한 형상으로 형성되는 조명장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 보조 형광층은 지지부재의 돌출부에 도포되는 조명장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 보조 형광층은 상기 형광층과 동일한 물질로 형성되는 조명장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 형광층은 무기 형광체 또는 유기 형광체를 포함하는 조명장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 형광층은 양자점을 포함하는 조명장치.
  17. 삭제
  18. 제1항에 있어서,
    상기 형광층의 폭과 높이는 8:25 내지 2:25 비율을 가지는 조명장치.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 형광층의 높이는 상기 형광층에 포함된 형광체의 농도 및 상기 광원의 크기에 의해 결정되는 조명장치.
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