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KR101878270B1 - 광여기 판을 포함하는 조명 장치 및 광여기 테이프 - Google Patents

광여기 판을 포함하는 조명 장치 및 광여기 테이프 Download PDF

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KR101878270B1
KR101878270B1 KR1020110092991A KR20110092991A KR101878270B1 KR 101878270 B1 KR101878270 B1 KR 101878270B1 KR 1020110092991 A KR1020110092991 A KR 1020110092991A KR 20110092991 A KR20110092991 A KR 20110092991A KR 101878270 B1 KR101878270 B1 KR 101878270B1
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

본 발명의 실시예는 광여기 판을 포함하는 조명 장치 및 광여기 테이프에 관한 것으로서, 기판, 기판 위에 배치된 광원부, 내부의 일면에 기판 및 광원부가 배치되고, 일면과 마주보는 반대면에 개구부를 갖는 반사체, 및 반사체의 내부에 배치되고, 광원부 위에 광원부로부터 소정 간격 이격되어 배치되는 광여기 판을 포함하고, 광여기 판은, 판, 판 아래에 배치되는 형광체층 및 형광체층 아래에 배치되는 보호막층을 포함하고, 광여기 판은 형광체층이 광원부가 배치된 방향을 향하고 판이 개구부를 향하도록 배치되고, 형광체층이 배치된 면적은 개구부의 면적과 동일하고, 보호막층은 광원부와 광여기 판 사이를 채우고 있는 물질의 굴절률보다 큰 굴절률을 갖고, 보호막층은 형광체층이 밀폐되도록 형광체층을 덮고, 보호막층은 폴리머 레진을 포함하여 이루어진 조명 장치를 제공한다.

Description

광여기 판을 포함하는 조명 장치 및 광여기 테이프{LIGHTING DEVICE COMPRISING PHOTOLUMINESCENT PLATE AND PHOTOLUMINESCENT TAPE}
실시예는 광여기 판을 포함하는 조명 장치 및 광여기 테이프에 관한 것이다.
발광 소자는 전기 에너지를 빛으로 변환하는 소자이다. 대표적인 발광 소자로는 발광 다이오드(LED; Light Emitting Diode), 반도체 레이저 등이 있다. 발광 소자는 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성의 장점을 가진다. 이에 기존의 광원을 발광 소자로 대체하기 위한 많은 연구가 진행되고 있으며, 이미 발광 소자는 실내외에서 사용되는 각종 액정표시장치, 전광판, 가로등 등의 조명 장치의 광원으로서 사용이 증가되고 있는 추세이다.
광여기 판은 발광 소자를 포함하는 광원부로부터 방출되는 빛을 여기시킨다. 또한 광여기 판은 광원부로부터 방출되어 반사체에 반사되는 빛을 여기시킬 수 있다. 광여기 판은 광원부로부터 소정 간격 이격되어 배치될 수 있으며 이 경우 이러한 광여기 판을 가리켜 리모트 포스포(remote phosphor)라 부르기도 한다.
한국등록특허 제10-0746749호 (공고일: 2007. 08. 09.)
실시예에 따르면 방출되는 빛의 광속이 향상된 조명 장치를 제공할 수 있다.
실시예는 광원부로부터 방출되어 광여기 판을 통과하는 빛의 손실을 줄일 수 있는 광여기 판을 포함하는 조명 장치를 제공할 수 있다.
실시예는 조명 장치로부터 방출되는 빛의 변색을 줄일 수 있는 광여기 판을 포함하는 조명 장치를 제공할 수 있다.
실시예에 따른 조명 장치는 기판, 상기 기판 위에 배치된 광원부, 내부의 일면에 상기 기판 및 상기 광원부가 배치되고, 상기 일면과 마주보는 반대면에 개구부를 갖는 반사체, 및 상기 반사체의 내부에 배치되고, 상기 광원부 위에 상기 광원부로부터 소정 간격 이격되어 배치되는 광여기 판을 포함하고, 상기 광여기 판은, 판, 및 상기 판 아래에 배치되는 형광체층을 포함하고, 상기 광여기 판은 상기 형광체층이 상기 광원부가 배치된 방향을 향하고 상기 판이 상기 개구부를 향하도록 배치되고, 상기 형광체층이 배치된 면적은 상기 개구부의 면적과 동일할 수 있다.
다른 실시예에 따른 조명 장치는 기판, 상기 기판 위에 배치된 광원부, 상기 광원부 위에 상기 광원부로부터 소정 간격 이격되어 배치되는 광여기 판을 포함하고, 상기 광여기 판은, 판, 상기 판 아래에 배치되는 형광체층, 및 상기 형광체층 아래에 배치되는 보호막층을 포함하고, 상기 보호막층은 상기 광원부와 상기 광여기 판 사이를 채우고 있는 물질의 굴절률보다 큰 굴절률을 갖고, 상기 보호막층은 상기 형광체층이 밀폐되도록 상기 형광체층을 덮고, 상기 광여기 판은 상기 보호막층이 상기 광원부가 배치된 방향을 향하고 상기 판이 상기 광원부가 배치된 방향의 반대 방향을 향하도록 배치될 수 있다.
실시예에 따른 광여기 테이프는 접착체층, 상기 접착체층 위에 배치되는 형광체층, 및 상기 형광체층 위에 배치되는 보호막층을 포함하고, 상기 보호막층은 공기의 굴절률보다 큰 굴절률을 갖고, 상기 보호막층은 상기 형광체층이 밀폐되도록 상기 형광체층을 덮을 수 있다.
또한, 상기 광여기 판은, 상기 형광체층 아래에 배치되는 보호막층을 더 포함하고, 상기 보호막층은 상기 광원부와 상기 광여기 판 사이를 채우고 있는 물질의 굴절률보다 큰 굴절률을 갖고, 상기 보호막층은 상기 형광체층이 밀폐되도록 상기 형광체층을 덮을 수 있다.
또한, 상기 광여기 판은, 상기 판과 상기 형광체층 사이에 배치되는 접착체층을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 광원부와 상기 광여기 판 사이를 채우고 있는 상기 물질은 공기일 수 있다.
또한, 상기 보호막층은 외부로부터 상기 형광체층에 유입되는 수분을 차단할 수 있다.
또한, 상기 보호막층은 폴리머 레진을 포함하여 이루어질 수 있다.
실시예에 따르면 조명 장치로부터 방출되는 빛의 광속을 향상시킬 수 있다.
실시예에 따르면 광원부로부터 방출되어 광여기 판을 통과하는 빛의 손실을 줄일 수 있다.
실시예에 따르면 조명 장치로부터 방출되는 빛의 변색를 줄일 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 조명 장치를 나타내는 단면도이다.
도 2는 실시예에 따른 조명 장치를 나타내는 단면도이다.
도 3은 실시예에 따른 광여기 판의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 4는 실시예에 따른 광여기 판을 이용한 경우의 빛의 진행 경로를 나타내는 단면도이다.
도 5는 실시예에 따른 광여기 판을 이용한 경우의 빛의 진행 경로를 나타내는 단면도이다.
도 6은 실시예에 따른 광여기 판을 이용한 경우의 광속 향상 효과를 나타내는 표이다.
도 7은 실시예에 따른 광여기 판을 이용한 경우의 변색 정도를 나타내는 그래프이다.
도 8은 실시예에 따른 광여기 판을 이용한 경우 광원부로부터 방출되는 빛의 진행 경로를 나타내는 단면도이다.
도 9는 실시예에 따른 광여기 테이프의 구조를 나타내는 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다. 다만, 첨부된 도면은 본 발명의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다.
또한, 각 구성요소의 상 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
본 발명에 따른 실시예의 설명에 있어서, 어느 한 구성요소가 다른 구성요소의 “상(위) 또는 하(아래)(on or under)”에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, “상(위) 또는 하(아래)(on or under)”는 두 개의 구성요소가 서로 직접(directly) 접촉되거나 하나 이상의 다른 구성요소가 상기 두 구성요소 사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위) 또는 하(아래)(on or under)”로 표현되는 경우 하나의 구성요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 “연결”되어 있다고 할 때, 이는 “직접적으로 연결”되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 “전기적으로 연결”되어 있는 경우도 포함된다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 이외의 다른 구성요소를 제외한다는 의미가 아니라 이외의 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예에 따른 광여기 판(130), 광여기 테이프 및 이를 포함하는 조명 장치에 관하여 설명하기로 한다.
도 1 및 도 2는 각각 실시예에 따른 조명 장치를 나타내는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 실시예에 따른 조명 장치는 기판(100), 상기 기판(100) 위에 배치된 광원부(110), 상기 광원부(110)를 둘러싸는 반사체(120), 및 상기 광원부(110) 위에 상기 광원부(110)로부터 소정 간격 이격되어 배치되는 광여기 판(130)을 포함할 수 있다.
기판(100)은 조명 장치의 몸체 역할을 한다. 기판(100)을 구성하는 소재에 따라 플라스틱 기판, 세라믹 기판, 금속 기판, 실리콘 기판 등으로 분류되기도 한다. 기판(100)으로 어떠한 소재를 사용할 것인가에 관하여는 방열 효과, 양산 가능성, 비용, 다른 구성요소의 특성, 제품의 목적 및 용도, 기타 제반사항을 고려하여 선택될 수 있다. 기판(100)은 일반적인 PCB, 금속 코어 PCB(MCPCB), 표준형 FR-4 PCB 또는 유연성 PCB 중 어느 하나일 수 있다.
기판(100) 위에는 광원부(110)로부터 방출되는 빛을 용이하게 반사하기 위해, 광반사 물질이 코팅 또는 증착될 수 있다. 기판(100) 아래에는 광원부(110)로부터 발생되는 열의 방출을 돕기 위한 방열체가 배치될 수 있다. 기판(100)은 구조적 목적상 또는 방열체로의 열 전달을 향상시키기 위해 선택적으로 방열 테이프 또는 방열 패드 등을 가질 수 있다.
광원부(110)는 상기 기판(100) 위에 배치될 수 있다. 광원부(110)는 적어도 하나 이상의 발광 소자를 포함할 수 있다.
발광 소자는 전기에너지를 빛으로 변환시키는 고체 소자의 일종으로서, 일반적으로 2개의 상반된 도핑층 사이에 개재된 반도체 재료의 활성층을 포함한다. 2개의 도핑층 양단에 바이어스가 인가되면, 정공과 전자가 활성층으로 주입된 후 그 곳에서 재결합되어 빛이 발생되며, 활성층에서 발생된 빛은 모든 방향으로 방출되어 모든 노출 표면을 통해 발광 소자 밖으로 방출되게 된다.
발광 소자는 기판(100) 위에 복수로 배치될 수 있다. 복수의 발광 소자는 같은 파장의 빛을 방출할 수 있고, 서로 다른 파장의 빛을 방출할 수도 있다. 또한, 복수의 발광 소자는 같은 색상의 빛을 방출할 수 있고, 서로 다른 색상의 빛을 방출할 수도 있다.
광여기 판(130)은 상기 광원부(110) 위에 배치될 수 있다. 광여기 판(130)은 광원부(110)로부터 방출되는 빛을 여기시킬 수 있다. 또한 광여기 판(130)은 광원부(110)로부터 방출되어 반사체(120)에서 반사된 빛을 여기시킬 수 있다.
반사체(120)는 광원부(110)로부터 방출되는 빛을 반사시킬 수 있다. 반사체(120)는 광원부(110)를 둘러싸며, 광원부(110)로부터 나오는 빛을 광여기 판(130)으로 반사시킬 수 있다.
반사체(120) 내부의 일면에는 기판(100) 및 광원부(110)가 배치될 수 있다. 반사체(120)는 기판(100) 및 광원부(110)가 배치된 상기 일면과 마주보는 반대면에 개구부(125)를 가질 수 있다. 개구부(125)는 도 1에 나타난 바와 같이 상기 반대면 전체에 걸쳐 형성될 수 있다. 또한, 개구부(125)는 도 2에 나타난 바와 같이 상기 반대면의 일부에 형성될 수 있다.
반사체(120)는 광원부(110)로부터 방출되는 빛을 반사하는 반사면을 가질 수 있다. 상기 반사면은 기판(100)과 실질적으로 수직을 이룰 수도 있고, 기판(100)의 상면과 둔각을 이룰 수도 있다. 상기 반사면은 빛을 용이하게 반사할 수 있는 재료로 코팅 또는 증착된 것일 수 있다.
광여기 판(130)은 광원부(110)로부터 소정 간격 이격되어 배치될 수 있다. 광여기 판(130)이 광원부(110)로부터 소정 간격 이격되어 배치될 수 있도록, 반사체(120)의 상단부에 광여기 판(130)이 배치될 수 있다.
광여기 판(130)은 도 1에 나타난 바와 같이, 반사체(120) 위에 배치되어 개구부(125)를 덮도록 배치될 수 있다. 또한 광여기 판(130)은 도 2에 나타난 바와 같이, 반사체(120)의 내부에 배치되어 광여기 판(130)의 상면의 일부가 개구부(125)를 통해 외부로 노출될 수 있다.
광여기 판(130)이 광원부(110)로부터 소정 간격 이격되어 배치되면, 광여기 판(130) 및 반사체(120)에 의해 혼합 공간(140)이 형성될 수 있다. 혼합 공간(140)에서는 광원부(110)에서 방출되는 또는 광원부(110)에서 방출되어 반사체(120)에서 반사된 빛들이 혼합될 수 있다. 혼합 공간(140)은 목적 및 용도에 따라 여러 가지 물질로 채워질 수 있다. 혼합 공간(140)은 예를 들어, 공기로 채워질 수 있다.
광여기 판(130)은 적어도 하나 이상의 형광체를 포함할 수 있다. 광원부(110)에서 빛이 방출되면 혼합 공간(140)에서 혼합되어 광여기 판(130)으로 입사된다. 광여기 판(130)에 포함된 형광체는 광여기 판(130)으로 입사된 빛을 여기시켜 특정 파장대로 변환된 파장을 갖는 빛을 방출할 수 있다.
이하에서는, 실시예에 따른 광여기 판(130)에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 실시예에 따른 광여기 판(130)의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 3을 참조하면, 실시예에 따른 광여기 판(130)은 판(131), 상기 판(131) 위에 배치되는 형광체층(134), 및 상기 형광체층(134) 위에 배치되는 보호막층(137)을 포함할 수 있다.
판(131)은 광여기 판(130)의 몸체 역할을 한다. 판(131)을 구성하는 소재로서 플라스틱, 유리 등이 사용될 수 있다. 광원부(110)로부터 방출되는 빛이 광여기 판(130)으로 입사되어 여기된 뒤 조명 장치의 외부로 방출되기 위해서, 판(131)은 투명하거나 반투명할 수 있다.
형광체층(134)은 상기 판(131) 위에 배치될 수 있다. 형광체층(134)은 적어도 하나 이상의 형광체와 수지로 이루어질 수 있다. 형광체층(134)은, 형광체를 수지 재료에 혼합하여 상기 판(131) 위에 형성시키는 방법으로 배치될 수 있다.
형광체층(134)에 포함된 형광체는 광원부(110)로부터 방출되어 입사된 빛을 여기시켜 특정 파장대로 변환된 파장을 갖는 빛을 방출할 수 있다. 예를 들어, 광원부(110)로부터 440nm 내지 460nm의 단파장을 갖는 청색광이 방출되었다고 하면 형광체층(134)은 입사된 청색광을 여기시켜 장파장을 갖는 백색광으로 변환시킬 수 있다.
형광체층(134)이 상기 판(131) 위에 배치된 면적은 개구부(125)의 면적과 동일할 수 있다. 도 2를 참조하면, 광여기 판(130)은 보호막층(137)이 광원부(110)가 배치된 방향을 향하고 판(131)이 개구부(125)를 향하도록 배치될 수 있다. 도 2에 나타난 바와 같이, 판(131)의 지름(b)은 개구부(125)의 지름(a)보다 클 수 있다. 즉, 평면도 상에서의 판(131)의 면적은 평면도 상에서의 개구부(125)의 면적보다 넓을 수 있다. 또한, 형광체층(134)의 지름은 개구부(125)의 지름(a)과 동일할 수 있다. 즉, 평면도 상에서의 형광체층(134)의 면적은 평면도 상에서의 개구부(125)의 면적과 동일할 수 있다.
형광체층(134)이 배치된 면적이 개구부(125)의 면적과 동일하면, 형광체층(134)이 배치된 면적이 판(131)의 면적과 동일한 경우에 비해 광속(光束; luminous flux)이 향상되는 효과를 기대할 수 있다.
도 4에 나타난 바와 같이, 개구부(125)의 면적이 판(131)의 면적보다 좁고, 형광체층(134)이 배치된 면적이 개구부(125)의 면적과 동일한 경우를 가정하기로 한다. 판(131)의 재질이 플라스틱이라고 하면, 판(131)에 입사되는 빛은 파장이 짧을수록 투과도가 저하된다.
광원부(110)로부터 440nm 내지 460nm의 단파장을 갖는 청색광이 방출되었다고 하면 광여기 판(130)으로 입사된 청색광 중 일부는 형광체층(134)에 입사될 수 있다. 형광체층(134)에 입사된 청색광은 형광체층(134)을 통과하면서 여기되어 장파장을 갖는 백색광으로 변환된다. 변환된 백색광은 판(131)을 통과하게 되고, 개구부(125)를 통해 외부로 방출된다.
또한, 광여기 판(130)으로 입사된 청색광 중 일부는 형광체층(134)을 통과하지 않고 바로 판(131)으로 입사될 수 있다. 이 경우 판(131)에 입사되는 빛이 단파장을 가지므로 투과도가 저하되어 판(131)을 통과하지 못하고 판(131)에서 반사가 일어날 수 있다. 판(131)에서 반사된 빛은 반사체(120)에서 다시 반사되어 형광체층(134)에 입사될 수 있다. 형광체층(134)에 입사된 빛은 형광체층(134)을 통과하면서 여기되어 장파장을 갖는 백색광으로 변환된다. 변환된 백색광은 판(131)을 통과하게 되고, 개구부(125)를 통해 외부로 방출된다.
한편, 도 5에 나타난 바와 같이, 개구부(125)의 면적이 판(131)의 면적보다 좁고, 형광체층(134)이 배치된 면적이 판(131)의 면적과 동일한 경우를 가정하기로 한다.
광원부(110)로부터 440nm 내지 460nm의 단파장을 갖는 청색광이 방출되었다고 하면 광여기 판(130)으로 입사된 청색광 전부는 형광체층(134)에 입사될 수 있다. 형광체층(134)에 입사된 청색광은 형광체층(134)을 통과하면서 여기되어 장파장을 갖는 백색광으로 변환된다. 변환된 백색광은 판(131)을 통과하게 된다.
판(131)을 통과한 백색광 중 일부는 개구부(125)를 통해 외부로 방출된다. 또한, 판(131)을 통과한 백색광 중 일부는 반사체(120)에 부딪힐 수 있다. 반사체(120)에 부딪힌 백색광은 결과적으로 손실될 수 있다.
도 6은 실시예에 따른 광여기 판을 이용한 경우의 광속 향상 효과를 나타내는 표이다.
첫째 행은, 도 5에 나타난 바와 같이, 개구부(125)의 면적이 판(131)의 면적보다 좁고, 형광체층(134)이 배치된 면적이 판(131)의 면적과 동일한 경우를 나타낸다. 둘째 행은, 도 4에 나타난 바와 같이, 개구부(125)의 면적이 판(131)의 면적보다 좁고, 형광체층(134)이 배치된 면적이 개구부(125)의 면적과 동일한 경우를 나타낸다.
도 6에 나타난 바와 같이, 판(131)의 지름이 59mm이고 개구부(125)의 지름이 58mm라고 가정하기로 한다. 이 경우 형광체층(134)의 지름을 59mm에서 58mm로 변화시키면, 조명 장치로부터 방출되는 빛의 광속은 908.37lm에서 940.56lm으로 증가될 수 있다. 즉, 광속이 약 3.5% 향상되는 효과를 기대할 수 있다.
보호막층(137)은 상기 형광체층(134) 위에 배치될 수 있다. 보호막층(137)은 환경적 요인들로부터 형광체층(134)을 보호하는 역할을 할 수 있다. 보호막층(137)은 목적 및 용도에 따라 여러 가지 물질로 이루어질 수 있다.
보호막층(137)은 폴리머 레진(polymer resin)으로 이루어질 수 있다. 폴리머 레진을 사용하여 보호막층(137)을 형성시키는 경우, 외부로부터 형광체층(134)으로 유입되는 수분을 차단할 수 있다. 외부로부터 형광체층(134)으로 유입되는 수분이 차단되면 수분에 의한 영향을 덜 받게 되어, 조명 장치로부터 방출되는 빛의 시간에 따른 변색을 줄일 수 있다.
보호막층(137)은 도 3에 나타난 바와 같이, 형광체층(134)이 밀폐되도록 형광체층(134)을 덮을 수 있다. 즉, 형광체층(134)의 하면은 판(131)에 의해 덮일 수 있고, 형광체층(134)의 상면 및 측면은 보호막층(137)에 의해 덮일 수 있다. 상기와 같이 보호막층(137)이 배치됨으로써 외부로부터 형광체층(134)으로 유입되는 수분을 보다 효과적으로 차단할 수 있다.
도 7은 실시예에 따른 광여기 판(130)을 이용한 경우의 변색 정도를 나타내는 그래프이다. 도 7을 참조하면, 고온(섭씨 85도) 고습(습도 85퍼센트)의 환경 하에서 시간의 흐름에 따라 조명 장치로부터 방출되는 빛의 색좌표가 어떻게 변화되는지 나타나 있다.
실선으로 도시된 항목은 실시예에 따라 폴리머 레진으로 이루어진 보호막층(137)이 배치된 광여기 판(130)을 이용한 경우를 나타낸다. 파선으로 도시된 항목은 폴리머 레진으로 이루어진 보호막층(137)이 배치되어 있지 않은 광여기 판(130)을 이용한 경우를 나타낸다.
도 7에서 실선으로 도시된 항목과 파선으로 도시된 항목을 비교하면, 폴리머 레진으로 이루어진 보호막층(137)이 배치되어 있지 않은 광여기 판(130)을 이용한 경우 폴리머 레진으로 이루어진 보호막층(137)이 배치된 광여기 판(130)을 이용한 경우에 비해 약 4배 정도의 색좌표 변이가 발생할 수 있음을 확인할 수 있다. 따라서 실시예에 따라 폴리머 레진으로 이루어진 보호막층(137)이 배치된 광여기 판(130)을 이용한 경우, 종래에 비해 색좌표 변이가 1/4 정도로 감소하는 효과가 있다. 즉, 조명 장치로부터 방출되는 빛의 시간에 따른 변색을 줄일 수 있는 효과가 있다.
실시예에 따른 조명 장치는, 광여기 판(130)이 광원부(110)로부터 소정 간격 이격되어 배치될 때, 보호막층(137)이 광원부(110)가 배치된 방향을 향하고 판(131)이 광원부(110)가 배치된 방향의 반대 방향을 향하도록 배치될 수 있다. 즉, 광원부(110)로부터 방출되거나 광원부(110)로부터 방출되어 반사체(120)에서 반사된 빛이 광여기 판(130)에 입사되면 먼저 보호막층(137)을 통과하게 되고, 다음으로 형광체층(134)을 통과한 다음, 판(131)을 통과하여 외부로 방출된다.
실시예에 따라서는, 조명 장치는 보호막층(137)을 포함하지 않은 광여기 판(130)을 포함할 수 있다. 이 경우 광여기 판(130)은 형광체층(134)이 광원부(110)가 배치된 방향을 향하고 판(131)이 광원부(110)가 배치된 방향의 반대 방향 즉, 개구부(125)를 향하도록 배치될 수 있다. 즉, 광원부(110)로부터 방출되거나 광원부(110)로부터 방출되어 반사체(120)에서 반사된 빛이 광여기 판(130)에 입사되면 먼저 형광체층(134)을 통과하게 되고, 다음으로 판(131)을 통과하여 외부로 방출된다.
보호막층(137)은 혼합 공간(140)에 채워진 물질의 굴절률보다 큰 굴절률을 갖는 물질로 이루어질 수 있다. 다시 말해, 보호막층(137)은 광원부(110)와 광여기 판(130) 사이를 채우고 있는 물질의 굴절률보다 큰 굴절률을 갖는 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 혼합 공간(140)에 채워진 물질이 공기라고 가정하면 보호막층(137)은 공기의 굴절률보다 큰 굴절률을 갖는 물질인 폴리머 레진으로 이루어질 수 있다.
도 8은 실시예에 따른 광여기 판(130)을 이용한 경우 광원부(110)로부터 방출되는 빛의 진행 경로를 나타내는 단면도이다. 도 8을 참조하면, 광원부(110)로부터 방출되는 빛이 광여기 판(130)에 입사하여 형광체층(134)에 도달할 때까지의 진행 경로가 나타나 있다.
실시예에 따른 광여기 판(130)의 보호막층(137)의 굴절률은 광원부(110)와 광여기 판(130) 사이를 채우고 있는 물질의 굴절률보다 큰 굴절률을 가지므로, 광여기 판(130)에 입사된 빛은 보호막층(137)에서, 조명 장치의 빛이 외부로 방출되는 방향으로 굴절이 일어나게 된다.
광여기 판(130)으로 입사된 빛이 보호막층(137)에서 굴절되는 각도에 대하여는 스넬의 법칙(Snell’s law)을 적용하여 계산될 수 있다. 스넬의 법칙이란 광선 또는 전파가 서로 다른 매질의 경계면에 입사하여 통과할 때 입사각과 굴절각과의 관계식을 표현한 법칙을 말한다.
예를 들어, 매질 A에서 매질 B로 빛이 입사된다고 가정한다. 매질의 굴절률은 다음 식에 의해 정의된다.
(매질 A의 굴절률) = (진공에서의 빛의 속도) / (매질 A에서의 빛의 속도)
매질 A의 굴절률이 n1이라 가정하고, 매질 B의 굴절률이 n2라 가정한다. 입사면의 수직선과 입사되는 빛이 이루는 각도를 d1이라 하고 입사면의 수직선과 굴절된 빛이 이루는 각도를 d2라 하면 다음 식이 성립한다.
n2 / n1 = sin d1 / sin d2
실시예에 따른 광여기 판(130)의 보호막층(137)의 굴절률은 광원부(110)와 광여기 판(130) 사이를 채우고 있는 물질의 굴절률보다 큰 굴절률을 가지므로 상기 식에 대입하여 보면 (n2 / n1)의 값은 1보다 크게 된다. 따라서 (sin d1 / sin d2)의 값은 1보다 크게 된다. 따라서 다음 부등식이 성립한다.
sin d1 > sin d2
d1과 d2는 모두 0도에서 90도 사이의 값을 가지며, 상기 범위에서는 다음 명제가 성립한다.
sin d1 > sin d2 <=> d1 > d2
즉, sin d1이 sin d2보다 크면 d1은 d2보다 크며 그 역도 성립한다. 따라서 광여기 판(130)에 빛이 입사되어 보호막층(137)에서 굴절될 때에 굴절각은 입사각보다 작게 된다. 따라서, 광여기 판(130)에 입사된 빛은 보호막층(137)에서, 조명 장치의 빛이 외부로 방출되는 방향으로 굴절이 일어나게 된다.
따라서 실시예에 따른 광여기 판(130)은, 광원부(110)로부터 방출되어 광여기 판(130)을 통과하는 빛의 손실을 줄일 수 있는 효과가 있다. 다시 말해, 광원으로부터 외부로 방출되는 빛의 손실을 줄여 광효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이하에서는 실시예에 따른 광여기 테이프에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 9는 실시예에 따른 광여기 테이프의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 9를 참조하면, 실시예에 따른 광여기 테이프는 접착체층(133), 상기 접착체층(133) 위에 배치되는 형광체층(134), 및 상기 형광체층(134) 위에 배치되는 보호막층(137)을 포함할 수 있다.
접착체층(133)은 실시예에 따른 광여기 테이프를 원하는 면에 쉽게 부착할 수 있도록 접착제를 포함할 수 있다.
형광체층(134)은 상기 접착체층(133) 위에 배치될 수 있다. 형광체층(134)은 상술한 광여기 판(130)의 형광체층(134)과 동일하게 구성될 수 있다.
보호막층(137)은 상기 형광체층(134) 위에 배치될 수 있다. 보호막층(137)은 상술한 광여기 판(130)의 보호막층(137)과 동일하게 구성될 수 있다.
실시예에 따른 광여기 테이프는 부착되는 면의 형상에 관계없이 쉽게 부착할 수 있는 효과가 있다. 예를 들어, 조명 장치로부터 빛이 방출되는 면의 안쪽 면에 굴곡이 있더라도 실시예에 따른 광여기 테이프를 쉽게 부착할 수 있다. 또한, 실시예에 따른 광여기 테이프는 광원부(110)로부터 방출되어 광여기 테이프를 통과하는 빛의 손실을 줄일 수 있다. 또한, 실시예에 따른 광여기 테이프는 조명 장치로부터 방출되는 빛의 변색를 줄일 수 있다.
실시예에 따른 광여기 판(130)은 판(131), 및 상기 판(131) 위에 배치되는 실시예에 따른 광여기 테이프를 포함할 수 있다. 따라서 실시예에 따른 광여기 판(130)은 판(131), 상기 판(131) 위에 배치되는 접착체층(133), 상기 접착체층(133) 위에 배치되는 형광체층(134), 및 상기 형광체층(134) 위에 배치되는 보호막층(137)을 포함할 수 있다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 기판
110 : 광원부
120 : 반사체
125 : 개구부
130 : 광여기 판
131 : 판
133 : 접착체층
134 : 형광체층
137 : 보호막층
140 : 혼합 공간

Claims (11)

  1. 기판;
    상기 기판 위에 배치된 광원부;
    내부의 일면에 상기 기판 및 상기 광원부가 배치되고, 상기 일면과 마주보는 반대면에 개구부를 갖는 반사체; 및
    상기 반사체의 내부에 배치되고, 상기 광원부 위에 상기 광원부로부터 소정 간격 이격되어 배치되는 광여기 판;
    을 포함하고,
    상기 광여기 판은,
    판;
    상기 판 아래에 배치되는 형광체층; 및
    상기 형광체층 아래에 배치되는 보호막층;
    을 포함하고,
    상기 광여기 판은 상기 형광체층이 상기 광원부가 배치된 방향을 향하고 상기 판이 상기 개구부를 향하도록 배치되고, 상기 형광체층이 배치된 면적은 상기 개구부의 면적과 동일하고,
    상기 보호막층은 상기 광원부와 상기 광여기 판 사이를 채우고 있는 물질의 굴절률보다 큰 굴절률을 갖고, 상기 보호막층은 상기 형광체층이 밀폐되도록 상기 형광체층을 덮고,
    상기 보호막층은 폴리머 레진을 포함하여 이루어진,
    조명 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 광여기 판은, 상기 판과 상기 형광체층 사이에 배치되는 접착체층을 더 포함하는 조명 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 보호막층은 외부로부터 상기 형광체층에 유입되는 수분을 차단하는 조명 장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 접착체층;
    상기 접착체층 위에 배치되는 형광체층; 및
    상기 형광체층 위에 배치되는 보호막층;
    을 포함하고,
    상기 보호막층은 공기의 굴절률보다 큰 굴절률을 갖고, 상기 보호막층은 상기 형광체층이 밀폐되도록 상기 형광체층을 덮고,
    상기 보호막층은 폴리머 레진을 포함하여 이루어진,
    광여기 테이프.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 보호막층은 외부로부터 상기 형광체층에 유입되는 수분을 차단하는 광여기 테이프.
  11. 삭제
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