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KR102374266B1 - 백색 발광 모듈 및 led 조명 장치 - Google Patents

백색 발광 모듈 및 led 조명 장치 Download PDF

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KR102374266B1
KR102374266B1 KR1020150139390A KR20150139390A KR102374266B1 KR 102374266 B1 KR102374266 B1 KR 102374266B1 KR 1020150139390 A KR1020150139390 A KR 1020150139390A KR 20150139390 A KR20150139390 A KR 20150139390A KR 102374266 B1 KR102374266 B1 KR 102374266B1
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led
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시예는, 조명 하우징과, 상기 조명 하우징에 장착된 백색 발광 모듈과 상기 백색 발광 모듈에 파워를 공급하는 전원공급부를 포함하는 조명장치로서, 상기 백색 발광 모듈은, CIE 1931 색좌표계 상에서, (0.3100, 0.3203), (0.3082, 0.3301), (0.3168, 0.3388) 및 (0.3179, 0.3282)에 의해 정의되는 사각형 영역에 해당하는 제1 백색 광을 방출하는 제1 백색 LED 패키지와, CIE 1931 색좌표계 상에서, (0.4475, 0.3994), (0.4571, 0.4173), (0.4695, 0.4207) 및 (0.4589, 0.4021)에 의해 정의되는 사각형 영역에 해당하는 제2 백색 광을 방출하는 제2 백색 LED 패키지와, 520㎚∼545㎚의 피크 파장을 갖는 녹색 광을 방출하는 녹색 LED 패키지와, 상기 제1 및 제2 백색 광의 광속을 제어하여 원하는 백색 광의 색온도를 선택하고, CIE 1931 색좌표계 상에서 선택된 색온도에 해당되는 백색 광의 색좌표와 흑체 궤선(black body locus)의 차이가 감소되도록 녹색 LED 패키지의 광속을 제어하는 구동 제어부를 포함한다.

Description

백색 발광 모듈 및 LED 조명 장치{WHITE LIGHT EMITTING MODULE AND LED LIGHTING APPARATUS}
본 발명은 LED 조명 장치 및 이에 사용되는 백색 발광 모듈에 관한 것이다.
발광 다이오드(Light Emitting Diode; 이하, 'LED'라고 함)는 전기에너지를 광에너지로 변환하는 반도체 소자로서, 에너지 밴드갭에 따른 특정한 파장의 빛을 내는 화합물 반도체로 구성될 수 있다. 상기 LED는 광원으로서 모바일 디스플레이, TV, 컴퓨터 모니터와 같은 디스플레이뿐만 아니라 조명 장치 분야까지 널리 적용되고 있다.
일반적으로, LED 조명 장치에서는, 자외선으로부터 청색에 걸친 광을 발생시키는 반도체 발광소자를 여기 광원으로 이용하여, 형광체와 같은 파장변환물질을 여기하고 백색 광을 얻고 있다. 특히, 백색 광의 색온도를 가변시킴으로써 사용자 요구 및 사용 환경에 적합한 색온도의 백색 광을 제공할 수 있는 발광장치가 제안되고 있다.
당 기술분야에서는 백색 광의 색온도 가변시에 백색 광의 색좌표가 흑체 궤선(black body locus: BBL)에 인접하여 변화할 수 있도록 색가변 라인을 조정할 수 있는 LED 조명장치 및 백색 발광 모듈이 요구되고 있다.
본 발명의 일 실시예는, 조명 하우징과, 상기 조명 하우징에 장착된 백색 발광 모듈과 상기 백색 발광 모듈에 파워를 공급하는 전원공급부를 포함하는 조명장치로서, 상기 백색 발광 모듈은, CIE 1931 색좌표계 상에서, (0.3100, 0.3203), (0.3082, 0.3301), (0.3168, 0.3388) 및 (0.3179, 0.3282)에 의해 정의되는 사각형 영역에 해당하는 제1 백색 광을 방출하는 제1 백색 LED 패키지와, CIE 1931 색좌표계 상에서, (0.4475, 0.3994), (0.4571, 0.4173), (0.4695, 0.4207) 및 (0.4589, 0.4021)에 의해 정의되는 사각형 영역에 해당하는 제2 백색 광을 방출하는 제2 백색 LED 패키지와, 520㎚∼545㎚의 피크 파장을 갖는 녹색 광을 방출하는 녹색 LED 패키지와, 상기 제1 및 제2 백색 광의 광속을 제어하여 원하는 백색 광의 색온도를 선택하고, CIE 1931 색좌표계 상에서 선택된 색온도에 해당되는 백색 광의 색좌표와 흑체 궤선(black body locus)의 차이가 감소되도록 녹색 LED 패키지의 광속을 제어하는 구동 제어부를 포함한다.
일 예에서, 상기 제1 및 제2 백색 광과 상기 녹색 광의 광속비율을 각각 W1, W2, G로 나타낼 때에, W1+W2+G=100%이며, W1 및 W2는 각각 0∼100% 범위에서 상보적으로 변할 수 있다. 상기 녹색 광의 광속비율(G)는 0∼10% 범위에서 변할 수 있다.
일 예에서, 최종적으로 방출되는 백색 광의 색온도가 2700∼6500 K 구간으로 변할 수 있다.
일 예에서, 최종적으로 방출되는 백색 광의 연색지수(CRI)는 80 이상일 수 있다.
일 예에서, 최종적으로 방출되는 백색 광의 색좌표는 실질적으로 흑체 궤선을 따라 변경될 수 있다.
일 예에서, 상기 녹색 LED 패키지로부터 방출되는 녹색 광은 10∼50㎚의 반치폭을 가질 수 있다.
일 예에서, 상기 제1 및 제2 백색 LED 패키지 중 적어도 하나는 복수의 백색 LED 패키지를 포함할 수 있다. 이 경우에, 상기 복수의 백색 LED 패키지의 적어도 일부는 CIE 1931 색좌표계 상에서 서로 다른 색좌표에 해당하는 광을 방출하며, 상기 복수의 백색 LED 패키지로부터 방출되는 광은 혼합되어 상기 제1 또는 제2 백색 광을 방출할 수 있다.
일 예에서, 제1 및 제2 백색 LED 패키지는 각각 복수의 백색 LED 패키지를 포함하며, 서로 교대로 위치하도록 배열될 수 있다. 상기 녹색 LED 패키지는 복수의 녹색 LED 패키지를 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 백색 LED 패키지와 상기 녹색 LED 패키지는 좌우 대칭 또는 회전 대칭으로 배열될 수 있다.
일 예에서, 최종적으로 방출되는 백색 광을 검출하여 분석하는 광검출부를 더 포함하며, 상기 구동 제어부는 상기 백색 광의 분석된 정보를 입력받고 입력된 정보에 기초하여 상기 제1 및 제2 백색 LED 패키지와 상기 녹색 LED 패키지 중 적어도 하나의 광속을 제어할 수 있다.
일 예에서, 최종적인 백색 광의 방출 방향에 배치된 광확산부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는, CIE 1931 색좌표계 상에서, (0.3100, 0.3203), (0.3082, 0.3301), (0.3168, 0.3388) 및 (0.3179, 0.3282)에 의해 정의되는 사각형 영역에 해당하는 제1 백색 광을 방출하는 제1 백색 LED 패키지와, CIE 1931 색좌표계 상에서, (0.4475, 0.3994), (0.4571, 0.4173), (0.4695, 0.4207) 및 (0.4589, 0.4021)에 의해 정의되는 사각형 영역에 해당하는 제2 백색 광을 방출하는 제2 백색 LED 패키지와, 520㎚∼545㎚의 피크 파장을 갖는 녹색 광을 방출하는 녹색 LED 패키지와, 상기 제1 및 제2 백색 광의 광속을 제어하여 원하는 백색 광의 색온도를 선택하고, CIE 1931 색좌표계 상에서 선택된 색온도에 해당되는 백색 광의 색좌표와 흑체 궤선(black body locus)의 차이가 감소되도록 녹색 LED 패키지의 광속을 제어하는 구동 제어부를 포함하는 백색 발광 모듈을 제공한다.
본 발명의 일 실시예는, CIE 1931 색좌표계 상에서, (0.3100, 0.3203), (0.3082, 0.3301), (0.3168, 0.3388) 및 (0.3179, 0.3282)에 의해 정의되는 사각형 영역에 해당하는 제1 백색 광을 방출하는 복수의 제1 백색 LED 패키지와, CIE 1931 색좌표계 상에서, (0.4475, 0.3994), (0.4571, 0.4173), (0.4695, 0.4207) 및 (0.4589, 0.4021)에 의해 정의되는 사각형 영역에 해당하는 제2 백색 광을 방출하는 복수의 제2 백색 LED 패키지와, 녹색 광을 방출하는 적어도 하나의 녹색 LED 패키지와, 최종 백색 광의 색온도가 CIE 1931 색좌표계 상에서 실질적으로 흑체 궤선을 따라 가변되도록 상기 제1 및 제2 백색 광의 광속과 상기 녹색 광의 광속을 개별적으로 제어하는 구동 제어부를 포함하는 백색 발광 모듈을 제공한다.
일 예에서, CIE 1931 색좌표계 상에서 상기 색온도가 가변되는 백색 광의 색좌표와 흑체 궤선의 차이가 0.005 범위 이내로 유지될 수 있다.
서로 다른 색온도의 제1 및 제2 백색 LED 패키지를 이용하여 색온도를 가변시킬 때에 녹색 LED 패키지의 광속을 추가하여 최종 백색 광의 색좌표가 흑체 궤선에 인접하게 조정될 수 있다. 추가적으로 연색 지수도 80% 이상, 나아가 85 이상까지 향상시킬 수 있다. 녹색 LED 패키지의 추가적인 구성만으로 넓은 색온도 가변 구간(예, 2700∼6500K)을 갖는 조명 장치에서도 CIE 기준에 맞는 백색 광을 제공할 수 있다.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 조명 장치의 주요 구성을 나타내는 블록도이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 조명 장치의 색가변 원리를 설명하기 위한 CIE 1931 색좌표계이다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 조명 장치에 채용가능한 제1 및 제2 백색 LED 패키지와 녹색 LED 패키지 각각의 방출광 스펙트럼을 나타낸다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 조명 장치의 주요 구성을 나타내는 블록도이다.
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 조명장치에 채용가능한 백색 발광 모듈의 일 예를 나타내는 개략 사시도이다.
도6은 도5의 백색 발광 모듈에 채용된 각 그룹의 LED 패키지의 회로를 나타내는 개략도이다.
도7은 제1 및 제2 백색 LED 패키지를 구성하기 위한 비닝 과정의 예를 설명하기 위한 CIE 1931 색좌표계이다.
도8은 본 발명의 일 실시예에 따른 백색 발광 모듈에 채용가능한 백색 LED 패키지의 일 예를 나타내는 측단면도이다.
도9는 도8에 도시된 백색 LED 패키지에 채용가능한 LED 칩을 나타내는 측단면도이다.
도10은 본 발명의 일 실시예에 채용가능한 백색 LED 패키지의 다른 예를 나타내는 단면도이다.
도11은 본 발명의 일 실시예에 따른 백색 LED 패키지에 채용 가능한 파장 변환 물질을 설명하기 위한 CIE 1931 좌표계이다.
도12는 본 발명의 일 실시예에 따른 조명장치의 일 예로서, 도5에 도시된 백색 발광 모듈을 채용한 벌브형 조명장치를 나타내는 분해사시도이다.
도13은 본 발명의 일 실시예에 따른 튜브형 조명 장치를 나타내는 분해사시도이다.
도14는 본 발명의 일 실시예에 따른 평판형 조명 장치를 나타내는 개략 사시도이다.
도15는 실내용 조명 제어 네트워크 시스템의 일 예를 설명하기 위한 개략도이다.
도16은 개방적인 공간에 적용된 네트워크 시스템의 일 예를 나타낸다.
도17은 가시광 무선통신에 의한 조명 장치의 스마트 엔진과 모바일 기기의 통신 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예를 상세히 설명한다.
본 실시예들은 다른 형태로 변형되거나 여러 실시예가 서로 조합될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 실시예들은 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 예를 들어, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면 상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다. 또한, 본 명세서에서, '상부', '상면', '하부', '하면', '측면' 등의 용어는 도면을 기준으로 한 것이며, 실제로는 소자가 배치되는 방향에 따라 달라질 수 있을 것이다.
한편, 본 명세서에서 사용되는 "일 실시예(one example)"라는 표현은 서로 동일한 실시예를 의미하지 않으며, 각각 서로 다른 고유한 특징을 강조하여 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 그러나, 아래 설명에서 제시된 실시예들은 다른 실시예의 특징과 결합되어 구현되는 것을 배제하지 않는다. 예를 들어, 특정한 실시예에서 설명된 사항이 다른 실시예에서 설명되어 있지 않더라도, 다른 실시예에서 그 사항과 반대되거나 모순되는 설명이 없는 한, 다른 실시예에 관련된 설명을 참조하여 이해될 수 있다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 조명 장치의 주요 구성을 나타내는 블록도이다.
도1을 참조하면, 상기 조명 장치(50)는 백색 발광 모듈(20,30)과 상기 백색 발광 모듈에 파워를 공급하는 전원 공급부(10)를 포함한다. 도1에 도시된 백색 발광 모듈은 다양한 형태의 하우징에 장착될 수 있다(도12 내지 도14 참조).
상기 전원 공급부(10)는 AC를 DC로 변환하고, 각 제1 및 제2 백색 LED 패키지 구동부(25a,25b) 및 상기 녹색 LED 패키지 구동부(25c)에 연결되어 변환된 파워를 공급할 수 있다.
상기 백색 발광 모듈은 발광 유닛(30)과 구동 제어부(20)를 포함할 수 있다. 상기 발광 유닛(30)은 쿨 화이트(cool white)인 제1 백색 LED 패키지(30A)와 웜 화이트(warm white)인 제2 백색 LED 패키지(30B)를 포함하며, 상기 제1 및 제2 백색 LED 패키지(30A,30B)로부터 방출되는 제1 및 제2 백색 광은 본 실시예에 따른 조명 장치(50)의 색온도 가변구간을 정의할 수 있다.
흑체 궤선에 인접한 색온도 가변을 얻기 위해서, 상기 제1 백색 광은 CIE 1931 색좌표계 상에서, (0.3100, 0.3203), (0.3082, 0.3301), (0.3168, 0.3388) 및 (0.3179, 0.3282)에 의해 정의되는 사각형 영역에 해당할 수 있다. 상기 제2 백색 광은 CIE 1931 색좌표계 상에서, (0.4475, 0.3994), (0.4571, 0.4173), (0.4695, 0.4207) 및 (0.4589, 0.4021)에 의해 정의되는 사각형 영역에 해당할 수 있다. 이러한 색좌표 조건을 만족하는 제1 및 제2 백색 LED 패키지(30A,30B)는 각각 복수의 LED 패키지의 어레이로 구성될 수 있다. 상기 복수의 LED 패키지 어레이는 미리 정해진 복수의 색좌표 영역에 따라 비닝(binning)된 LED 패키지를 적절히 조합하여 혼합된 백색 광이 원하는 백색 광을 갖도록 마련할 수 있다(도7 참조).
상기 구동 제어부(20)는 상기 제1 및 제2 백색 LED 패키지 구동부(25a,25b)와 상기 녹색 LED 패키지 구동부(25c)와 함께, 상기 3개의 구동부(25a,25b,25c)를 개별적으로 제어하기 위한 구동신호를 제공하는 구동신호 제어부(21)를 포함한다.
상기 제1 및 제2 백색 LED 패키지 구동부(25a,25b)는 상기 전원 공급부(10)에 연결되어 파워를 공급받으며, 상기 구동신호 제어부(21)의 구동신호에 의해 제어된 전류량을 상기 제1 및 제2 백색 LED 패키지(30A,30B)에 공급할 수 있다. 이를 통해서, 상기 제1 및 제2 백색 LED 패키지(30A,30B)는 각각 원하는 광속(lumen flux)의 백색 광을 방출하도록 구동될 수 있다.
상기 발광 유닛(30)은 녹색 LED 패키지(30C)를 더 포함한다. 상기 제1 및 제2 백색 LED 패키지(30A,30B)의 광속 비율을 조절하여 색좌표계에서 가변될 때에, 상기 녹색 LED 패키지(30C)로부터 방출되는 녹색 광은 가변되는 백색 광(WL)의 색좌표를 흑체 궤선에 가깝게 상향 조정하여 그 간격을 감소시키는 역할을 한다. 상기 녹색 LED 패키지 구동부(25c)는 상기 전원 공급부(10)에 연결되어 파워를 공급받으며, 상기 구동신호 제어부(21)의 구동신호에 의해 제어된 전류량을 상기 녹색 LED 패키지(30C)에 공급하고, 상기 녹색 LED 패키지(30C)는 좌표의 상향 조정에 필요한 광속으로 녹색 광을 방출할 수 있다. 상기 녹색 광은 520㎚∼545㎚의 피크 파장을 가질 수 있다. 또한, 상기 녹색 광은 10∼50㎚의 반치폭을 가질 수 있다.
도2를 참조하여, 본 실시예에 적용되는 색온도의 가변원리를 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.
도2에 나타난 바와 같이, 상기 제1 및 제2 백색 LED 패키지(30A,30B)는 각각 "W1" 및 "W2"로 표시된 제1 및 제2 백색 광을 방출할 수 있으며, 상기 제1 및 제2 백색 광(W1,W2)의 색온도 구간에서 원하는 색온도를 얻어지도록 상기 제1 및 제2 백색 광의 광속 비율을 조절할 수 있다. 예를 들어, 원하는 백색 광(Wa)의 색온도가 정해지면, 상기 구동신호 제어부(21)는 제1 및 제2 백색 광(W1,W2)의 광속을 상보적으로 조절하도록 제1 및 제2 백색 LED 패키지 구동부(25a,25b)에 각각의 구동신호를 생성하여 송신할 수 있다. 상기 제1 및 제2 백색 LED 패키지 구동부(25a,25b)는 수신된 구동신호에 따른 광속 비율로 제1 및 제2 백색 광(W1,W2)이 방출되도록 상기 제1 및 제2 백색 LED 패키지(30A,30B)를 구동시킬 수 있다.
이 경우에, 도2에서 확인할 수 있는 바와 같이, 제1 및 제2 백색 광(W1,W2)의 광속 비율을 이용한 색가변은 "CL"로 표시된 라인을 따라 거의 직선으로 이루어지므로, 제1 및 제2 백색 광(W1,W2)만이 혼합된 광(Wa')은 흑체 궤선(BBL)으로부터 크게 이탈하여 원하는 CIE 기준의 백색 광을 얻을 수 없다. 상기 광(Wa)의 색좌표가 흑체 궤선으로부터의 거리(g)만큼 상향 조정될 수 있도록 녹색 LED 패키지(30C)를 구동시킬 수 있다. 정확하게는 백색 광(WL)의 색좌표를 흑체 궤선 상에 위치시킬 수 있으나, 실제 대부분의 구동에서는 흑체 궤선에 인접하게, 즉 CIE 1931 색좌표계에서 상기 흑체 궤선의 가장 가까운 지점과 좌표간 거리로 0.005 이하가 되도록 조절할 수 있다.
이와 같이, 색온도 가변 구동시에 제1 및 제2 백색 광(W1,W2)의 광속 비율에 따라 녹색 LED 패키지를 적절한 량의 광속으로 구동시킴으로써, 최종적으로 방출되는 백색 광(WL)의 색좌표가 흑체 궤선에 인접하게 할 수 있다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 조명 장치에 채용가능한 제1 및 제2 백색 LED 패키지와 녹색 LED 패키지 각각의 방출광 스펙트럼을 나타낸다.
도3을 참조하면, 제1 및 제2 백색 광과 녹색 광의 스펙트럼이 나타나 있다. 제1 및 제2 백색 광의 색온도는 각각 6500K와 2700K이며, 녹색 광은 530㎚의 피크파장과 30㎚의 반치폭을 갖는다.
상기 제1 및 제2 백색 광의 광속을 조절하여 색온도를 6500K에서 2700K로 가변시키고, 가변 색온도에 따라 녹색 광의 광속비율을 조절하여 흑첵 궤선에 인접한 백색 광을 제공하였다. 표1은, 백색 광의 색온도 가변에 따른 광속 비율 및 색좌표와 함께, 다양한 백색 광 특성(예, 연색지수(CRI) 및 R9)을 측정하여 표1로 나타내었다.
색온도 6500K 5700K 5000K 4500K 4000K 3500K 3000K 2700K
W1 광속비율 100% 83% 67% 53% 39% 25% 11% 0%
W2 광속비율 0% 14% 26% 39% 52% 68% 85% 100%
G 광속 비율 0% 3% 7% 8% 9% 7% 4% 0%
CIE X 0.3125 0.3288 0.3442 0.3612 0.3826 0.4077 0.4348 0.4579
CIE Y 0.3287 0.3412 0.3550 0.3662 0.3801 0.3918 0.4030 0.4104
CRI 83 83 84 85 87 87 86 84
R9 7.2 7.2 12.6 20.3 24.0 23.6 18.9 12.2
상기 표1에 나타난 바와 같이, 상기 제1 및 제2 백색 광과 상기 녹색 광의 광속 비율을 각각 W1, W2, G로 나타낼 때에, W1+W2+G = 100%이며, W1 및 W2는 각각 0∼100% 범위에서 상보적으로 변할 수 있다. 이러한 가변 구간에서 상기 녹색 광의 광속 비율(G)는 0∼10% 범위에서 변할 수 있다.
최종적으로 방출되는 백색 광의 색온도가 2700K∼6500K 구간으로 변화할 수 있다. 또한, 색온도의 가변 구간에 걸쳐서, 백색 광의 연색지수(CRI)는 80 이상으로 높은 연색지수를 안정적으로 유지할 수 있다.
특히, 색온도 가변 구간 중 중간 영역, 예를 들어 3500K∼5000K에서 흑체 궤선에서 이탈되는 간격이 크므로 녹색 광의 광속 비율(G)을 7% 이상으로 높게 조절할 수 있다. 이러한 중간 영역에서 대체로 연색지수도 높게 나타나는 것을 확인할 수 있다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 조명 장치의 주요 구성을 나타내는 블록도이다. 도4에 도시된 조명 장치(80)는 도1에 도시된 실시예(50)와 비교하여 분광계와 같은 광검출부(61)를 이용하여 백색 광 특성의 제어에 활용하는 점에서 차이가 있다.
도4를 참조하면, 상기 조명 장치(80)는 앞선 실시예와 유사하게, 백색 발광 모듈(20,30)과 상기 백색 발광 모듈에 파워를 공급하는 전원공급부(10)를 포함한다. 상기 백색 발광 모듈은 발광 유닛(30)과 구동 제어부(20)를 포함할 수 있다. 본 실시예에 채용된 구성요소는 특별히 다른 설명이 없는 한, 앞선 실시예에서 설명된 구성요소와 동일하거나 유사한 것으로 이해될 수 있다.
본 실시예에서는, 최종적으로 방출되는 백색광(WL)을 검출하여 분석하는 광검출부(61)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 광검출부(61)는 분광계(spectrometer)일 수 있다. 상기 광검출부(61)는 최종적으로 방출되는 백색광(WL)의 색온도, 연색지수, R9와 같은 정보를 얻을 수 있다. 이러한 정보는 검출정보 구동부(65)에서 아날로그 신호로 아날로그-디지털 컨버터(ADC, 21a)에 전달되고, 상기 아날로그-디지털 컨버터(ADC, 21a)는 디지털 신호로 변환하여 마이크로 컨트롤러(21b)에 송신할 수 있다. 상기 광검출부(61)가 분광계인 경우에, 상기 검출정보 구동부(65)는 분광계 구동부일 수 있다.
상기 AD 컨버터(ADC, 21a)에는 사용자 인터페이스(70)를 통해 원하는 색온도가 입력되고 입력된 정보는 현재 측정된 정보와 함께 마이크로 컨트롤러(21c)에 입력될 수 있다. 상기 마이크로 컨트롤러(21c)에서는 상기 원하는 색온도와 현재 검출된 색온도의 차이를 기초하여 각 LED 패키지(30A,30B,30C)의 광속 변화량을 연산하고, 연산된 광속 변화량에 따른 구동 신호를 디지털-아날로그 컨버터(DAC, 21c)를 통해 각 LED 패키지 구동부(25a,25b,25c)에 송신하여 각 LED 패키지(30A,30B,30C)를 원하는 광속으로 구동시킬 수 있다.
한편, 마이크로 컨트롤러(21b)에서는 기입력된 색온도와 기입력된 신호에 따른 실제 백색광의 색온도의 편차가 있는 경우에 편차가 감소되도록 각 LED 패키지(30A,30B,30C)의 광속을 제어하기 위한 구동신호의 연산 프로그램을 보정할 수 있다.
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 백색 발광 모듈의 일 예를 나타내는 개략 사시도이다.
도5를 참조하면, 본 실시에에 따른 백색 발광 모듈(150)은, 원형인 기판(110) 상에 탑재된, 4개의 제1 백색 LED 패키지(130A)와 4개의 제2 백색 LED 패키지(130B)와 2개의 녹색 LED 패키지(130C) 및 구동 제어 칩(120)을 포함할 수 있다.
본 실시예에서, 상기 4개의 제1 백색 LED 패키지(130A)는 쿨 화이트를 방출하는 LED 어레이로 제공되는 반면에, 상기 4개의 제2 백색 LED 패키지(130B)는 웜 화이트를 방출하는 LED 어레이로 제공될 수 있다. 상기 기판(110) 상에 구현된 회로 패턴에 의해서 도6에 도시된 바와 같이, 상기 4개의 제1 및 제2 백색 LED 패키지(130A,130B)는 각각 직렬로 연결되어 각 구동부(예, 도1의 25a,25b)에서 제공되는 전류(Iw1, Iw2)에 의해 독립적으로 구동될 수 있다. 이와 유사하게 2개의 녹색 LED 패키지(130B)도 독립적인 구동부(예, 도1의 25c)에서 제공되는 전류(Ig)에 의해 구동될 수 있다. 이와 같이, 각 LED 패키지(130A,130B,130C) 어레이는 독립적으로 구동되어 서로 다른 광속의 광을 방출할 수 있다.
상기 제1 및 제2 백색 LED 패키지(130A,130B)와 녹색 LED 패키지(130C)는 균일한 광분포를 위해서 좌우 대칭 또는 회전 대칭으로 배열될 수 있다. 도5에 도시된 바와 같이, 백색광을 구성하는 제1 및 제2 백색 LED 패키지(130A,130B)는 상기 기판(110) 주위를 따라 일정한 간격을 갖도록 배열되면서, 서로 교대로 위치하도록 배열될 수 있다. 한편, 2개의 녹색 LED 패키지(130C)는 상기 기판(110) 중심에 나란히 배치될 수 있다. 이러한 대칭 배열을 통해서 광속 비율이 달라지더라도 균일한 혼색을 통해서 원하는 백색광을 제공할 수 있다.
상기 제1 및 제2 백색 LED 패키지들(130A,130B)은 동일한 그룹이더라도 동일한 색좌표를 갖지 않을 수 있다. 실제로, 동일한 색좌표를 목표로 제조된 패키지라도 공정 오차에 의해 다른 색좌표의 백색 광을 방출할 수 있다. 이와 같이, 서로 다른 색특성(예, 피크파장, 출력)을 갖는 백색 LED 패키지는 미리 정해진 복수의 색좌표 영역에 따라 비닝(binning)되고, 비닝된 LED 패키지를 적절히 조합함으로써 원하는 목표의 색좌표를 갖는 백색 광을 방출하는 백색 LED 패키지 어레이를 제조할 수 있다.
예를 들어, 제1 백색 LED 패키지(130A)의 경우에, 제1 백색 LED 패키지(130A)를 위해 제조된 다수의 백색 LED 패키지의 색좌표를 측정하여 도7에 도시된 4개의 빈(b1,b2,b3,b4)으로 구별한다. 각 비닝 그룹에서 원하는 색좌표 조건을 만족하도록 서로 다른 빈의 제1 백색 LED 패키지(130A)의 조합을 선택할 수 있다. 이러한 비닝과정 및 조합 과정를 통해서 원하는 목표 색좌표 영역을 벗어나는 백색 LED 패키지까지도 활용할 수 있다.
본 실시예에서는, 특정한 LED 패키지의 배열을 갖는 형태로 예시되어 있으나 선형 배열 및 메트릭스와 같은 다른 배열을 가질 수 있다. 또한, 기판(110)은 원형으로 예시되어 있으나, 이 또한 조명 장치의 구조에 따라 다양한 형상으로 변경될 수 있다.
상술된 실시예에 따른 발광 모듈에는 다양한 형태의 LED 패키지가 사용될 수 있다. 특히, 제1 및 제2 백색 LED 패키지의 경우에는 형광체와 같은 파장변환물질과 반도체 발광다이오드 칩이 결합된 다양한 형태의 패키지로 제공될 수 있다.
도8는 본 발명의 일 실시예에 채용가능한 백색 LED 패키지를 나타내는 측단면도이다.
도8을 참조하면, 본 실시예에 따른 백색 LED 패키지(230)는, 실장면을 갖는 패키지 기판(210)과, 상기 패키지 기판(20)의 실장면 상에 플립칩 본딩된 반도체 발광다이오드 칩(220)을 포함한다.
상기 패키지 기판(210)에 탑재된 반도체 발광다이오드 칩(200)의 상면에는 파장변환필름(235)이 배치될 수 있다. 상기 파장변환필름(235)은 상기 반도체 발광다이오드 칩(200)으로부터 방출된 광의 일부를 다른 파장을 변환하는 파장변환물질을 포함한다. 상기 파장변환필름(235)은 상기 파장변환물질이 분산된 수지층 또는 세라믹 형광체의 소결체로 이루어진 세라믹 필름일 수 있다. 상기 반도체 발광다이오드 칩(200)은 청색광을 방출하고, 상기 파장변환필름(235)은 상기 청색광의 일부를 황색 및/또는 적색 및 녹색으로 변환하여, 백색 광을 방출하는 반도체 발광장치(30)를 제공할 수 있다. 본 실시예에서 사용가능한 파장변환물질은 후술하기로 한다(아래의 표2 참조).
도9에 도시된 바와 같이, 상기 백색 LED 패키지(230)에 채용가능한 반도체 발광다이오드 칩(200)은, 기판(201)과, 상기 기판(201) 상에 순차적으로 배치된 제1 도전형 반도체층(224), 활성층(225) 및 제2 도전형 반도체층(326)을 포함한다. 상기 기판(201)과 상기 제1 도전형 반도체층(224) 사이에 버퍼층(222)을 배치시킬 수 있다.
상기 기판(201)은 사파이어와 같은 절연성 기판일 수 있다. 하지만, 이에 한정되지 않으며, 상기 기판(201)은 절연성 외에도 도전성 또는 반도체 기판일 수 있다. 예를 들어, 상기 기판(201)은 사파이어 외에도 SiC, Si, MgAl2O4, MgO, LiAlO2, LiGaO2, GaN일 수 있다. 상기 기판(201)의 상면에는 요철(P)이 형성될 수 있다. 상기 요철(P)은 광추출효율을 개선하면서 성장되는 단결정의 품질을 향상시킬 수 있다.
상기 버퍼층(222)은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1)일수 있다. 예를 들어, 상기 버퍼층(222)는 GaN, AlN, AlGaN, InGaN일 수 있다. 필요에 따라, 복수의 층을 조합하거나, 조성을 점진적으로 변화시켜 사용할 수도 있다.
상기 제1 도전형 반도체층(224)은 n형 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x<1, 0≤y<1, 0≤x+y<1)을 만족하는 질화물 반도체일 수 있으며, n형 불순물은 Si일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 도전형 반도체층(224)은 n형 GaN을 포함할 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체층(226)은 p형 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x<1, 0≤y<1, 0≤x+y<1)을 만족하는 질화물 반도체층일 수 있으며, p형 불순물은 Mg일 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 도전형 반도체층(226)은 단층 구조로 구현될 수도 있으나, 본 예와 같이, 서로 다른 조성을 갖는 다층 구조를 가질 수 있다. 상기 활성층(225)은 양자우물층과 양자장벽층이 서로 교대로 적층된 다중 양자우물(MQW) 구조일 수 있다. 예를 들어, 상기 양자우물층과 양자장벽층은 서로 다른 조성을 갖는 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)일 수 있다. 특정 예에서, 상기 양자우물층은 InxGa1 - xN (0<x≤1)이며, 상기 양자장벽층은 GaN 또는 AlGaN일 수 있다. 양자우물층과 양자장벽층의 두께는 각각 1㎚ ~ 50㎚ 범위일 수 있다. 상기 활성층(225)은 다중양자우물구조에 한정되지 않고, 단일양자우물 구조일 수 있다.
상기 제1 및 제2 전극(229a,229b)은, 동일한 면에 위치하도록, 상기 제1 도전형 반도체층(224)의 메사 에칭된 영역과 상기 제2 도전형 반도체층(226)에 각각 배치될 수 있다. 상기 제1 전극(229a)은 이에 한정되지 않지만, Ag, Ni, Al, Cr, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au 등의 물질을 포함할 수 있으며, 단일층 또는 2층 이상의 구조로 채용될 수 있다. 필요에 따라, 상기 제2 전극(229b)은 투명 전도성 산화물 또는 투명 전도성 질화물과 같은 투명 전극이거나, 그래핀(graphene)을 포함할 수도 있다. 상기 제2 전극(229b)은 Al, Au, Cr, Ni, Ti, Sn 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도10은 본 발명의 일 실시예에 따른 백색 발광 모듈에 채용가능한 백색 LED 패키지의 예를 나타내는 단면도이다.
도10에 도시된 백색 LED 패키지(330)는 도9에 도시된 반도체 발광다이오드 칩(200), 실장 기판(310) 및 봉지체(320)를 포함할 수 있다. 상기 반도체 발광다이이오드 칩(200)은 실장 기판(310)에 실장되어 와이어(W)를 통하여 실장 기판(310)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 실장 기판(310)은 기판 본체(311), 상부 전극(313) 및 하부 전극(314)과 상부 전극(313)과 하부 전극(314)을 연결하는 관통 전극(312)을 포함할 수 있다. 실장 기판(310)은 PCB, MCPCB, MPCB, FPCB 등의 기판으로 제공될 수 있으며, 실장 기판(310)의 구조는 다양한 형태로 응용될 수 있다.
상기 봉지체(305)는 상면이 볼록한 돔 형상의 렌즈 구조로 형성될 수 있지만, 다른 구조를 도입하여 방출되는 광의 지향각을 조절할 수 있다.
상기 봉지체(305)는 형광체 및/또는 양자점와 같은 파장변환 물질이 함유될 수 있다. 이러한 파장 변환 물질로는 형광체 및/또는 양자점과 같은 다양한 물질이 사용될 수 있다.
도11은 본 발명의 일 실시예에 따른 백색 LED 패키지에 채용 가능한 파장 변환 물질을 설명하기 위한 CIE 좌표계이다.
LED 칩의 파장과 사용되는 파장변환물질의 종류 및 배합비에 따라 LED 패키지의 방출광의 색을 조절할 수 있다. 백색 LED 패키지의 경우, 색온도와 연색성도 조절할 수 있다.
예를 들어, 자외선 또는 청색 반도체 다이오드 칩은, 황색, 녹색, 적색, 청색 형광체로부터 적절한 형광체들과 조합되어 백색 광을 구현할 수 있으며, 선택된 형광체의 배합비에 따라 다양한 색온도의 백색 광을 발광할 수 있다.
조명 장치는 연색성을 나트륨(Na)등에서 태양광 수준으로 조절할 수 있으며, 색온도를 1500K에서 20000K 수준으로 다양한 백색 광을 발생시킬 수 있으며, 필요에 따라, 보라색, 청색, 녹색, 적색, 오렌지색의 가시광 또는 적외선을 발생시켜 주위 분위기 또는 기분에 맞게 조명 색을 조절할 수 있다. 또한, 조명 장치는 식물 성장을 촉진할 수 있는 특수 파장의 광을 발생시킬 수도 있다.
청색 반도체 발광다이오드 칩에 황색, 녹색, 적색, 청색 형광체 및/또는 녹색, 적색 발광소자의 조합으로 만들어지는 백색 광은 2개 이상의 피크 파장을 가지며, 도11에 도시된 바와 같이, CIE 1931 좌표계의 (x,y) 좌표가 (0.4476, 0.4074), (0.3484, 0.3516), (0.3101, 0.3162), (0.3128, 0.3292), (0.3333, 0.3333)을 잇는 선분 영역 내에 위치할 수 있다. 또는, (x, y) 좌표가 상기 선분과 흑체 궤선으로 둘러싸인 영역에 위치할 수 있다. 백색 광의 색온도는 1500K 내지 20000K의 범위에 해당할 수 있다. 도11에서 상기 흑체 궤선 하부에 있는 점 E(0.3333, 0.3333) 부근의 백색 광은 상대적으로 황색계열 성분의 광이 약해진 상태로 사람이 육안으로 느끼기에는 보다 선명한 느낌 또는 신선한 느낌을 가질 수 있는 영역의 조명 광원으로 사용될 수 있다. 따라서 상기 흑체 궤선 하부에 있는 점 E(0.3333, 0.3333) 부근의 백색 광을 이용한 조명 제품은 식료품, 의류 등을 판매하는 상가용 조명으로 효과가 좋다.
본 발명에 사용가능한 형광체는 다음과 같은 조성식 및 컬러(color)를 가질 수 있다.
산화물계: 황색 및 녹색 Y3Al5O12:Ce, Tb3Al5O12:Ce, Lu3Al5O12:Ce
실리케이트계: 황색 및 녹색 (Ba,Sr)2SiO4:Eu, 황색 및 등색 (Ba,Sr)3SiO5:Ce
질화물계: 녹색 β-SiAlON:Eu, 황색 La3Si6N11:Ce, 등색 α-SiAlON:Eu, 적색 CaAlSiN3:Eu, Sr2Si5N8:Eu, SrSiAl4N7:Eu, SrLiAl3N4:Eu, Ln4 -x(EuzM1 -z)xSi12- yAlyO3 +x+ yN18 -x-y (0.5≤x≤3, 0<z<0.3, 0<y≤4) - 식 (1)
단, 식 (1) 중, Ln은 Ⅲa 족 원소 및 희토류 원소로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 한 종의 원소이고, M은 Ca, Ba, Sr 및 Mg로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 한 종의 원소일 수 있다.
불화물(fluoride)계: KSF계 적색 K2SiF6:Mn4 +, K2TiF6:Mn4 +, NaYF4:Mn4 +, NaGdF4:Mn4 +, K3SiF7:Mn4 +
형광체 조성은 기본적으로 화학양론(Stoichiometry)에 부합하여야 하며, 각 원소들은 주기율표상 각 족들 내 다른 원소로 치환이 가능하다. 예를 들어 Sr은 알카리토류(Ⅱ)족의 Ba, Ca, Mg 등으로, Y는 란탄계열의 Tb, Lu, Sc, Gd 등으로 치환이 가능하다. 또한, 활성제인 Eu 등은 원하는 에너지 준위에 따라 Ce, Tb, Pr, Er, Yb 등으로 치환이 가능하며, 활성제 단독 또는 특성 변형을 위해 부활성제 등이 추가로 적용될 수 있다.
아래 표2는 자외선 또는 청색 LED 칩을 사용한 백색 발광소자의 응용분야별 형광체 종류이다.
용도 형광체
LED TV BLU β-SiAlON:Eu2 +, (Ca, Sr)AlSiN3:Eu2 +, La3Si6N11:Ce3 +, K2SiF6:Mn4 +, SrLiAl3N4:Eu, Ln4 -x(EuzM1 -z)xSi12- yAlyO3 +x+ yN18 -x-y(0.5≤x≤3, 0<z<0.3, 0<y≤4), K2TiF6:Mn4 +, NaYF4:Mn4 +, NaGdF4:Mn4 +
조명 Lu3Al5O12:Ce3 +, Ca-α-SiAlON:Eu2 +, La3Si6N11:Ce3 +, (Ca, Sr)AlSiN3:Eu2+, Y3Al5O12:Ce3 +, K2SiF6:Mn4 +, SrLiAl3N4:Eu, Ln4 -x(EuzM1-z)xSi12-yAlyO3+x+yN18-x-y(0.5≤x≤3, 0<z<0.3, 0<y≤4), K2TiF6:Mn4+, NaYF4:Mn4 +, NaGdF4:Mn4 +
Side View
(Mobile, Note PC)		 Lu3Al5O12:Ce3 +, Ca-α-SiAlON:Eu2 +, La3Si6N11:Ce3 +, (Ca, Sr)AlSiN3:Eu2+, Y3Al5O12:Ce3 +, (Sr, Ba, Ca, Mg)2SiO4:Eu2 +, K2SiF6:Mn4+, SrLiAl3N4:Eu, Ln4 -x(EuzM1 -z)xSi12- yAlyO3 +x+ yN18 -x-y(0.5≤x≤3, 0<z<0.3, 0<y≤4), K2TiF6:Mn4 +, NaYF4:Mn4 +, NaGdF4:Mn4 +
전장
(Head Lamp, etc.)		 Lu3Al5O12:Ce3 +, Ca-α-SiAlON:Eu2 +, La3Si6N11:Ce3 +, (Ca, Sr)AlSiN3:Eu2+, Y3Al5O12:Ce3 +, K2SiF6:Mn4 +, SrLiAl3N4:Eu, Ln4 -x(EuzM1-z)xSi12-yAlyO3+x+yN18-x-y(0.5≤x≤3, 0<z<0.3, 0<y≤4), K2TiF6:Mn4+, NaYF4:Mn4 +, NaGdF4:Mn4 +
또한, 파장 변환 물질로서, 형광체를 대체하거나 형광체와 혼합하여 양자점(quantum dot, QD)이 사용될 수 있다. 상기 양자점은 사이즈에 따라 다양한 컬러를 구현할 수 있으며, 특히 형광체 대체 물질로 사용되는 경우에는 적색 또는 녹색 형광체로 사용될 수 있다. 양자점을 이용하는 경우, 협반치폭(예, 약 35 nm)을 구현할 수 있다.
상기 파장 변환 물질은 봉지재에 함유된 형태로 구현될 수 있으나, 이와 달리, 필름 형상으로 미리 제조되어 반도체 발광소자 또는 도광판과 같은 광학 구조의 표면에 부착해서 사용할 수도 있으며, 이 경우에, 상기 파장 변환 물질은 균일한 두께의 구조로 원하는 영역에 용이하게 적용할 수 있다.
본 실시예에 따른 LED 모듈은 다양한 형태의 조명 장치에 유익하게 사용될 수 있다.
도12는 본 발명의 일 실시예에 따른 조명장치의 일 예로서, 도5에 도시된 LED 발광 모듈을 채용한 벌브형 조명장치의 분해 사시도이다.
도12를 참조하면, 조명 장치(4300)는 다수의 조립체로 구성된 하우징과 백색 발광 모듈(150) 및 전원공급부(4220)를 포함할 수 있다. 상기 조명장치(4300)의 하우징은 소켓(4210), 방열부(4230) 등을 포함할 수 있다.
본 실시예에서, 백색 발광모듈(150)은 앞서 설명한 바와 같이, 기판(110)과 기판(110) 상에 배열된 LED 어레이와 구동 제어 칩(120)을 포함할 수 있다. 상기 LED 어레이는 4개의 제1 백색 LED 패키지(130A), 4개의 제2 백색 LED 패키지(130B) 및 2개의 녹색 LED 패키지(130C)를 포함하는 대칭 배열 구조를 가질 수 있다. 구동 제어 칩(120)는 도1 및 도4의 구동 제어부에 해당하는 기능을 가지며, LEdD 어레이의 구동 정보를 저장할 수 있다.
소켓(4210)은 기존의 조명 장치와 대체 가능하도록 구성될 수 있다. 조명 장치(4200)에 공급되는 전력은 소켓(4210)을 통해서 인가될 수 있다. 상기 전원공급부(4220)는 AC/DC전원을 포함할 수 있다. 백색 발광 모듈(150)은 전원공급부(4220)로부터 파워를 공급받아 광학부(4250)로 빛을 방출할 수 있다. 도시된 바와 같이, 상기 전원공급부(4220)는 제1 전원부(4221) 및 제2 전원부(4222)로 분리되어 조립될 수 있다. 방열부(4230)는 내부 방열부(4231) 및 외부 방열부(4232)를 포함할 수 있고, 내부 방열부(4231)는 백색 발광모듈(150) 및/또는 전원공급부(4220)와 직접 연결될 수 있고, 이러한 연결을 통해 외부 방열부(4232)로 열을 전달할 수 있다.
상기 광원 모듈(4240)의 상부에 반사판(4310)이 포함되어 있으며, 반사판(4310)은 광원으로부터의 빛을 측면 및 후방으로 고르게 퍼지게 하여 눈부심을 줄일 수 있다. 또한, 반사판(4310)의 상부에는 통신 모듈(4320)이 장착될 수 있으며 상기 통신 모듈(4320)을 통하여 홈-네트워크(home-network) 통신을 구현할 수 있다. 예를 들어, 상기 통신 모듈(4320)은 지그비(Zigbee), 와이파이(WiFi) 또는 라이파이(LiFi)를 이용한 무선 통신 모듈일 수 있으며, 스마트폰 또는 무선 컨트롤러를 통하여 조명 장치의 온(on)/오프(off), 밝기 조절 등과 같은 가정 내외에 설치되어 있는 조명을 컨트롤할 수 있다. 또한 상기 가정 내외에 설치되어 있는 조명 장치의 가시광 파장을 이용한 라이파이 통신 모듈을 이용하여 TV, 냉장고, 에어컨, 도어락, 자동차 등 가정 내외에 있는 전자 제품 및 자동차 시스템의 컨트롤을 할 수 있다. 상기 반사판(4310)과 통신 모듈(4320)은 커버부(4330)에 의해 커버될 수 있다.
도13은 본 발명의 일 실시예에 따른 튜브형 조명 장치를 나타내는 분해사시도이다.
도13에 도시된 조명 장치(4400)는 다양한 조립체로 구성된 하우징과 백색 발광 모듈(1150)을 포함할 수 있다. 상기 하우징은 방열 부재(4410), 커버(4441), 제1 소켓(4460) 및 제2 소켓(4470)을 포함할 수 있다. 상기 방열 부재(4410)의 양 끝단에는 걸림 턱(4414)이 형성될 수 있다. 방열 부재(4410)의 내부 또는/및 외부 표면에 다수개의 방열 핀(4420, 4431)이 요철 형태로 형성될 수 있으며, 방열 핀(4420, 4431)은 다양한 형상 및 간격을 갖도록 설계될 수 있다. 방열 부재(4410)의 내측에는 돌출 형태의 지지대(4432)가 형성되어 있다. 지지대(4432)에는 광원 모듈(4450)이 고정될 수 있다. 방열 부재(4410)의 양 끝단에는 걸림 턱(4433)이 형성될 수 있다.
커버(4441)에는 걸림 홈(4442)이 형성되어 있으며, 걸림 홈(4442)에는 방열 부재(4410)의 걸림 턱(4433)이 후크 결합 구조로 결합될 수 있다. 걸림 홈(4442)과 걸림 턱(4433)이 형성되는 위치는 서로 바뀔 수도 있다.
백색 발광 모듈(1150)은 LED 어레이를 포함할 수 있다. 백색 발광 모듈(1150)은 회로기판(1110), LED 어레이(1130A,1130B,1130C) 및 구동 제어 칩(1120)를 포함할 수 있다. 상기 LED 어레이는 좌우 대칭 배열을 가지며, 서로 교대로 일렬로 배열된 제1 및 제2 백색 LED 패키지(1130A,1130B)와 양 사이드에 각각 2개씩 배치된 녹색 LED 패키지(1130C)를 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 구동 제어 칩(1120)은 도1 및 도4의 구동제어부와 관련된 기능을 수행하며, LED 패키지 어레이(1130A,1130B,1130C)의 구동 정보를 저장할 수 있다. 회로 기판(1100)에는 LED 패키지 어레이(1130A,1130B,1130C)을 동작시키기 위한 회로 배선들이 형성되어 있다.
제1 및 2 소켓(4460, 4470)은 한 쌍의 소켓으로서 방열 부재(4410) 및 커버(4441)로 구성된 원통형 커버 유닛의 양단에 결합되는 구조를 갖는다. 예를 들어, 제1 소켓(4460)은 전극 단자(4461) 및 전원 장치(4462)를 포함할 수 있고, 제2 소켓(4470)에는 더미 단자(4471)가 배치될 수 있다. 또한, 제1 소켓(4460) 또는 제2 소켓(4470) 중의 어느 하나의 소켓에 광센서 및/또는 통신 모듈이 내장될 수 있다. 예를 들어, 더미 단자(4471)가 배치된 제2 소켓(4470)에 광센서 및/또는 통신 모듈이 내장될 수 있다. 다른 예로서, 전극 단자(4461)가 배치된 제1 소켓(4460)에 광센서 및/또는 통신 모듈이 내장될 수도 있다.
도14는 본 발명의 일 실시예에 따른 평판형 조명장치를 나타내는 사시도이다.
도14를 참조하면, 평판 조명 장치(4100)는 백색 발광 모듈(4110), 전원공급부(4120) 및 하우징(4030)을 포함할 수 있다. 본 발명의 예시적 실시예에 따라, 백색 발광 모듈(4110)은 상술된 실시예와 유사한 LED 패키지 어레이를 포함할 수 있다. 전원공급부(4120)는 AC/DC 전원부를 포함할 수 있다. 백색 발광 모듈(4110)은조명 장치의 구조에 대응되도록 전체적으로 평면 현상을 이루도록 형성될 수 있다. 본 실시예에 따라, 백색 발광 모듈(4110)은 발광다이오드 및 발광다이오드의 구동정보를 저장하는 구동 제어부를 포함할 수 있다.
전원 공급부(4120)는 백색 발광모듈(4110)에 파워를 공급하도록 구성될 수 있다. 하우징(4130)은 광원모듈(4110) 및 전원공급부(4120)가 내부에 수용되도록 수용 공간이 형성될 수 있고, 일측면에 개방된 육면체 형상으로 형성되나 이에 한정되는 것은 아니다. 백색 발광 모듈(4110)은 하우징(4130)의 개방된 일측면으로 빛을 발광하도록 배치될 수 있다.
도15는 실내용 조명 제어 네트워크 시스템을 설명하기 위한 개략도이다.
본 실시예에 따른 네트워크 시스템(5000)은 상술된 조명 장치 또는 발광 모듈과 사물인터넷(IoT) 기술, 무선 통신 기술 등이 융합된 복합적인 스마트 조명-네트워크 시스템일 수 있다. 네트워크 시스템(5000)은, 다양한 조명 장치 및 유무선 통신 장치를 이용하여 구현될 수 있으며, 센서, 컨트롤러, 통신수단, 네트워크 제어 및 유지 관리 등을 위한 소프트웨어 등에 의해 구현될 수 있다.
네트워크 시스템(5000)은 가정이나 사무실 같이 건물 내에 정의되는 폐쇄적인 공간은 물론, 공원, 거리 등과 같이 개방된 공간 등에도 적용될 수 있다. 네트워크 시스템(5000)은, 다양한 정보를 수집/가공하여 사용자에게 제공할 수 있도록, 사물인터넷 환경에 기초하여 구현될 수 있다. 이때, 네트워크 시스템(5000)에 포함되는 LED 조명장치(5200)는, 주변 환경에 대한 정보를 게이트웨이(5100)로부터 수신하여 LED 조명장치(5200) 자체의 조명을 제어하는 것은 물론, LED 조명장치(5200)의 가시광 통신 등의 기능에 기초하여 사물인터넷 환경에 포함되는 다른 장치들(5300-5800)의 동작 상태 확인 및 제어 등과 같은 역할을 수행할 수도 있다.
도15를 참조하면, 네트워크 시스템(5000)은, 서로 다른 통신 프로토콜에 따라 송수신되는 데이터를 처리하기 위한 게이트웨이(5100), 게이트웨이(5100)와 통신 가능하도록 연결되며 상술된 실시예에 따른 LED 조명장치(5200) 및 다양한 무선 통신 방식에 따라 게이트웨이(5100)와 통신 가능하도록 연결되는 복수의 장치(5300-5800)를 포함할 수 있다. 사물인터넷 환경에 기초하여 네트워크 시스템(5000)을 구현하기 위해, LED 램프(5200)를 비롯한 각 장치(5300-5800)들은 적어도 하나의 통신 모듈을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, LED 램프(5200)는 WiFi, 지그비(Zigbee), LiFi 등의 무선 통신 프로토콜에 의해 게이트웨이(5100)와 통신 가능하도록 연결될 수 있으며, 이를 위해 적어도 하나의 램프용 통신 모듈(5210)을 가질 수 있다.
상술한 바와 같이, 네트워크 시스템(5000)은 가정이나 사무실 같이 폐쇄적인 공간은 물론 거리나 공원 같은 개방적인 공간에도 적용될 수 있다. 네트워크 시스템(5000)이 가정에 적용되는 경우, 네트워크 시스템(5000)에 포함되며 사물인터넷 기술에 기초하여 게이트웨이(5100)와 통신 가능하도록 연결되는 복수의 장치(5300-5800)는 텔레비전(5310)이나 냉장고(5320)와 같은 가전 제품(5300), 디지털 도어록(5400), 차고 도어록(5500), 벽 등에 설치되는 조명용 스위치(5600), 무선 통신망 중계를 위한 라우터(5700) 및 스마트폰, 태블릿, 랩톱 컴퓨터 등의 모바일 기기(5800) 등을 포함할 수 있다.
네트워크 시스템(5000)에서, LED 램프(5200)는 가정 내에 설치된 무선 통신 네트워크(Zigbee, WiFi, LiFi 등)를 이용하여 다양한 장치(5300-5800)의 동작 상태를 확인하거나, 주위 환경/상황에 따라 LED 램프(5200) 자체의 조도를 자동으로 조절할 수 있다. 또한, LED 조명장치(5200)에서 방출되는 가시광선을 이용한 LiFi 통신을 이용하여 네트워크 시스템(5000)에 포함되는 장치들(5300-5800)을 컨트롤할 수도 있다.
우선, LED 조명장치(5200)는 램프용 통신 모듈(5210)을 통해 게이트웨이(5100)로부터 전달되는 주변 환경, 또는 LED 조명장치(5200)에 장착된 센서로부터 수집되는 주변 환경 정보에 기초하여 LED 조명장치(5200)의 조도를 자동으로 조절할 수 있다. 예를 들면, 텔레비전(5310)에서 방송되고 있는 프로그램의 종류 또는 화면의 밝기에 따라 LED 조명장치(5200)의 조명 밝기가 자동으로 조절될 수 있다. 이를 위해, LED 조명장치(5200)는 게이트웨이(5100)와 연결된 램프용 통신 모듈(5210)로부터 텔레비전(5310)의 동작 정보를 수신할 수 있다. 램프용 통신 모듈(5210)은 LED 조명장치(5200)에 포함되는 센서 및/또는 컨트롤러와 일체형으로 모듈화될 수 있다.
예를 들어, TV프로그램에서 방영되는 프로그램 값이 휴먼드라마일 경우, 미리 셋팅된 설정 값에 따라 조명도 거기에 맞게 12000K 이하의 색 온도, 예를 들면 5000K로 낮아지고 색감이 조절되어 아늑한 분위기를 연출할 수 있다. 반대로 프로그램 값이 개그프로그램인 경우, 조명도 셋팅 값에 따라 색 온도가 5000K 이상으로 높아지고 푸른색 계열의 백색조명으로 조절되도록 네트워크 시스템(5000)이 구성될 수 있다.
또한, 가정 내에 사람이 없는 상태에서 디지털 도어록(5400)이 잠긴 후 일정 시간이 경과하면, 턴-온된 LED 조명장치(5200)를 모두 턴-오프시켜 전기 낭비를 방지할 수 있다. 또는, 모바일 기기(5800) 등을 통해 보안 모드가 설정된 경우, 가정 내에 사람이 없는 상태에서 디지털 도어록(5400)이 잠기면, LED 조명장치(5200)를 턴-온 상태로 유지시킬 수도 있다.
LED 조명장치(5200)의 동작은, 네트워크 시스템(5000)과 연결되는 다양한 센서를 통해 수집되는 주변 환경에 따라서 제어될 수도 있다. 예를 들어 네트워크 시스템(5000)이 건물 내에 구현되는 경우, 빌딩 내에서 조명과 위치센서와 통신모듈을 결합, 건물 내 사람들의 위치정보를 수집하여 조명을 턴-온 또는 턴-오프하거나 수집한 정보를 실시간으로 제공하여 시설관리나 유휴공간의 효율적 활용을 가능케 한다. 일반적으로 LED 조명장치(5200)는, 건물 내 각 층의 거의 모든 공간에 배치되므로, LED 조명장치(5200)와 일체로 제공되는 센서를 통해 건물 내의 각종 정보를 수집하고 이를 시설관리, 유휴공간의 활용 등에 이용할 수 있다.
한편, LED 조명장치(5200)와 이미지센서, 저장장치, 램프용 통신 모듈(5210) 등을 결합함으로써, 건물 보안을 유지하거나 긴급상황을 감지하고 대응할 수 있는 장치로 활용할 수 있다. 예를 들어 LED 조명장치(5200)에 연기 또는 온도 감지 센서 등이 부착된 경우, 화재 발생 여부 등을 신속하게 감지함으로써 피해를 최소화할 수 있다. 또한 외부의 날씨나 일조량 등을 고려하여 조명의 밝기를 조절, 에너지를 절약하고 쾌적한 조명환경을 제공할 수도 있다.
도16은 개방적인 공간에 적용된 네트워크 시스템의 일 실시예를 나타낸다.
도16을 참조하면, 본 실시예에 따른 네트워크 시스템(5000')은 통신 연결 장치(5100'), 소정의 간격마다 설치되어 통신 연결 장치(5100')와 통신 가능하도록 연결되는 복수의 조명 장치(5200', 5300'), 서버(5400'), 서버(5400')를 관리하기 위한 컴퓨터(5500'), 통신 기지국(5600'), 통신 가능한 상기 장비들을 연결하는 통신망(5700'), 및 모바일 기기(5800') 등을 포함할 수 있다. 상기 조명 장치는 상술된 실시예에 따른 조명장치일 수 있다.
거리 또는 공원 등의 개방적인 외부 공간에 설치되는 복수의 조명 장치(5200', 5300') 각각은 스마트 엔진(5210', 5310')을 포함할 수 있다. 스마트 엔진(5210', 5310')은 빛을 내기 위한 발광소자, 발광소자를 구동하기 위한 구동부 외에 주변 환경의 정보를 수집하는 센서, 및 통신 모듈 등을 포함할 수 있다. 상기 통신 모듈에 의해 스마트 엔진(5210', 5310')은 WiFi, Zigbee, LiFi 등의 통신 프로토콜에 따라 주변의 다른 장비들과 통신할 수 있다.
일례로, 하나의 스마트 엔진(5210')은 다른 스마트 엔진(5310')과 통신 가능하도록 연결될 수 있다. 이때, 스마트 엔진(5210', 5310') 상호 간의 통신에는 WiFi 확장 기술(WiFi Mesh)이 적용될 수 있다. 적어도 하나의 스마트 엔진(5210')은 통신망(5700')에 연결되는 통신 연결 장치(5100')와 유/무선 통신에 의해 연결될 수 있다. 통신의 효율을 높이기 위해, 몇 개의 스마트 엔진(5210', 5310')을 하나의 그룹으로 묶어 하나의 통신 연결 장치(5100')와 연결할 수 있다.
통신 연결 장치(5100')는 유/무선 통신이 가능한 액세스 포인트(access point, AP)로서, 통신망(5700')과 다른 장비 사이의 통신을 중개할 수 있다. 통신 연결 장치(5100')는 유/무선 방식 중 적어도 하나에 의해 통신망(5700')과 연결될 수 있으며, 일례로 조명 장치(5200', 5300') 중 어느 하나의 내부에 기구적으로 수납될 수 있다.
통신 연결 장치(5100')는 WiFi 등의 통신 프로토콜을 통해 모바일 기기(5800')와 연결될 수 있다. 모바일 기기(5800')의 사용자는 인접한 주변의 조명 장치(5200')의 스마트 엔진(5210')과 연결된 통신 연결 장치(5100')를 통해, 복수의 스마트 엔진(5210', 5310')이 수집한 주변 환경 정보를 수신할 수 있다. 상기 주변 환경 정보는 주변 교통 정보, 날씨 정보 등을 포함할 수 있다. 모바일 기기(5800')는 통신 기지국(5600')을 통해 3G 또는 4G 등의 무선 셀룰러 통신 방식으로 통신망(5700')에 연결될 수도 있다.
한편, 통신망(5700')에 연결되는 서버(5400')는, 각 조명 장치(5200', 5300')에 장착된 스마트 엔진(5210', 5310')이 수집하는 정보를 수신함과 동시에, 각 조명 기구(5200', 5300')의 동작 상태 등을 모니터링할 수 있다. 각 조명 장ㅊ치200', 5300')의 동작 상태의 모니터링 결과에 기초하여 각 조명 장치(5200', 5300')를 관리하기 위해, 서버(5400')는 관리 시스템을 제공하는 컴퓨터(5500')와 연결될 수 있다. 컴퓨터(5500')는 각 조명 장치(5200', 5300'), 특히 스마트 엔진(5210', 5310')의 동작 상태를 모니터링하고 관리할 수 있는 소프트웨어 등을 실행할 수 있다.
도17은 가시광 무선통신에 의한 조명 장치의 스마트 엔진과 모바일 기기의 통신 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
도17을 참조하면, 스마트 엔진(5210')은 신호 처리부(5211'), 제어부(5212'), LED 드라이버(5213'), 광원부(5214'), 센서(5215') 등을 포함할 수 있다. 스마트 엔진(5210')과 가시광 무선통신에 의해 연결되는 모바일 기기(5800')는, 제어부(5801'), 수광부(5802'), 신호처리부(5803'), 메모리(5804'), 입출력부(5805') 등을 포함할 수 있다.
가시광 무선통신(LiFi) 기술은 인간이 눈으로 인지할 수 있는 가시광 파장 대역의 빛을 이용하여 무선으로 정보를 전달하는 무선통신 기술이다. 이러한 가시광 무선통신 기술은 가시광 파장 대역의 빛, 즉 상기 실시예에서 설명한 발광 패키지로부터의 특정 가시광 주파수를 이용한다는 측면에서 기존의 유선 광통신기술 및 적외선 무선통신과 구별되며, 통신 환경이 무선이라는 측면에서 유선 광통신 기술과 구별된다. 또한, 가시광 무선통신 기술은 RF 무선통신과 달리 주파수 이용 측면에서 규제 또는 허가를 받지 않고 자유롭게 이용할 수 있다는 편리성과 물리적 보안성이 우수하고 통신 링크를 사용자가 눈으로 확인할 수 있다는 차별성을 가지고 있으며, 무엇보다도 광원의 고유 목적과 통신기능을 동시에 얻을 수 있다는 융합 기술로서의 특징을 가지고 있다.
스마트 엔진(5210')의 신호 처리부(5211')는 가시광 무선통신에 의해 송수신하고자 하는 데이터를 처리할 수 있다. 일 실시예로, 신호 처리부(5211')는 센서(5215')에 의해 수집된 정보를 데이터로 가공하여 제어부(5212')에 전송할 수 있다. 제어부(5212')는 신호 처리부(5211')와 LED 드라이버(5213') 등의 동작을 제어할 수 있으며, 특히 신호 처리부(5211')가 전송하는 데이터에 기초하여 LED 드라이버(5213')의 동작을 제어할 수 있다. LED 드라이버(5213')는 제어부(5212')가 전달하는 제어 신호에 따라 광원부(5214')를 발광시킴으로써, 데이터를 모바일 기기(5800')로 전달할 수 있다.
모바일 기기(5800')는 제어부(5801'), 데이터를 저장하는 메모리(5804'), 디스플레이와 터치스크린, 오디오 출력부 등을 포함하는 입출력부(5805'), 신호 처리부(5803') 외에 데이터가 포함된 가시광을 인식하기 위한 수광부(5802')를 포함할 수 있다. 수광부(5802')는 가시광을 감지하여 이를 전기 신호로 변환할 수 있으며, 신호 처리부(5803')는 수광부에 의해 변환된 전기 신호에 포함된 데이터를 디코딩할 수 있다. 제어부(5801')는 신호 처리부(5803')가 디코딩한 데이터를 메모리(5804')에 저장하거나 입출력부(5805') 등을 통해 사용자가 인식할 수 있도록 출력할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.

Claims (20)

  1. 조명 하우징;
    상기 조명 하우징에 장착된 백색 발광 모듈; 및
    상기 백색 발광 모듈에 파워를 공급하는 전원공급부;를 포함하며,
    상기 백색 발광 모듈은,
    CIE 1931 색좌표계 상에서, (0.3100, 0.3203), (0.3082, 0.3301), (0.3168, 0.3388) 및 (0.3179, 0.3282)에 의해 정의되는 사각형 영역에 해당하는 제1 백색 광을 방출하는 제1 백색 LED 패키지와,
    CIE 1931 색좌표계 상에서, (0.4475, 0.3994), (0.4571, 0.4173), (0.4695, 0.4207) 및 (0.4589, 0.4021)에 의해 정의되는 사각형 영역에 해당하는 제2 백색 광을 방출하는 제2 백색 LED 패키지와,
    520㎚∼545㎚의 피크 파장을 갖는 녹색 광을 방출하는 녹색 LED 패키지와,
    상기 제1 및 제2 백색 광의 광속을 제어하여 원하는 백색 광의 색온도를 선택하고, CIE 1931 색좌표계 상에서 선택된 색온도에 해당되는 백색 광의 색좌표와 흑체 궤선(black body locus)의 차이가 감소되도록 녹색 LED 패키지의 광속을 제어하는 구동 제어부를 포함하는 LED 조명 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 백색 광과 상기 녹색 광의 광속비율을 각각 W1, W2, G로 나타낼 때에, W1+W2+G=100%이며, W1 및 W2는 각각 0∼100% 범위에서 상보적으로 변하는 LED 조명 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 녹색 광 광속비율(G)는 0∼10% 범위에서 변하는 LED 조명 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    최종적으로 방출되는 백색 광의 색온도가 2700∼6500 K 구간으로 변화하는 LED 조명 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    최종적으로 방출되는 백색 광의 연색지수는 80 이상인 LED 조명 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    최종적으로 방출되는 백색 광의 색좌표는 흑체 궤선을 따라 변경되는 LED 조명 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 녹색 LED 패키지로부터 방출되는 녹색 광은 10∼50㎚의 반치폭을 갖는 LED 조명 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 백색 LED 패키지 중 적어도 하나는 복수의 백색 LED 패키지를 포함하는 LED 조명 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 백색 LED 패키지의 적어도 일부는 CIE 1931 색좌표계 상에서 서로 다른 색좌표에 해당하는 광을 방출하며,
    상기 복수의 백색 LED 패키지로부터 방출되는 광은 혼합되어 상기 제1 또는 제2 백색 광을 방출하는 LED 조명 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 백색 LED 패키지는 각각 복수의 백색 LED 패키지를 포함하며, 서로 교대로 위치하도록 배열되는 LED 조명 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 녹색 LED 패키지는 복수의 녹색 LED 패키지를 포함하는 LED 조명 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 백색 LED 패키지와 상기 녹색 LED 패키지는 좌우 대칭 또는 회전 대칭으로 배열되는 LED 조명 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    최종적으로 방출되는 백색 광을 검출하여 분석하는 광검출부를 더 포함하며,
    상기 구동 제어부는 상기 백색 광의 분석된 정보를 입력받고 입력된 정보에 기초하여 상기 제1 및 제2 백색 LED 패키지와 상기 녹색 LED 패키지 중 적어도 하나의 광속을 제어하는 LED 조명 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    최종적인 백색 광의 방출 방향에 배치된 광확산부를 더 포함하는 LED 조명 장치.
  15. CIE 1931 색좌표계 상에서, (0.3100, 0.3203), (0.3082, 0.3301), (0.3168, 0.3388) 및 (0.3179, 0.3282)에 의해 정의되는 사각형 영역에 해당하는 제1 백색 광을 방출하는 제1 백색 LED 패키지와,
    CIE 1931 색좌표계 상에서, (0.4475, 0.3994), (0.4571, 0.4173), (0.4695, 0.4207) 및 (0.4589, 0.4021)에 의해 정의되는 사각형 영역에 해당하는 제2 백색 광을 방출하는 제2 백색 LED 패키지;
    520㎚∼545㎚의 피크 파장을 갖는 녹색 광을 방출하는 녹색 LED 패키지; 및
    상기 제1 및 제2 백색 광의 광속을 제어하여 원하는 백색 광의 색온도를 선택하고, CIE 1931 색좌표계 상에서 선택된 색온도에 해당되는 백색 광의 색좌표와 흑체 궤선(black body locus)의 차이가 감소되도록 녹색 LED 패키지의 광속을 제어하는 구동 제어부를 포함하는 백색 발광 모듈.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 백색 광과 상기 녹색 광의 광속비율을 각각 W1, W2, G로 나타낼 때에, W1+W2+G=100%이며, W1 및 W2는 각각 0∼100% 범위에서 상보적으로 변하고, 상기 녹색 광 광속비율(G)는 0∼10% 범위에서 변하는 백색 발광 모듈.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 제1 백색 LED 패키지는 제1 그룹의 복수의 백색 LED 패키지를 포함하며,
    상기 제1 그룹의 복수의 백색 LED 패키지 중 적어도 일부는 CIE 1931 색좌표계 상에서 서로 다른 색좌표에 해당하는 광을 방출하되, 상기 제1 그룹의 복수의 백색 LED 패키지로부터 방출되는 광은 혼합되어 상기 제1 백색 광을 방출하는 백색 발광 모듈.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 제2 백색 LED 패키지는 제2 그룹의 복수의 백색 LED 패키지를 포함하며,
    상기 제2 그룹의 복수의 백색 LED 패키지 중 적어도 일부는 CIE 1931 색좌표계 상에서 서로 다른 색좌표에 해당하는 광을 방출하되, 상기 제2 그룹의 복수의 백색 LED 패키지로부터 방출되는 광은 혼합되어 상기 제2 백색 광을 방출하는 백색 발광 모듈.
  19. CIE 1931 색좌표계 상에서, (0.3100, 0.3203), (0.3082, 0.3301), (0.3168, 0.3388) 및 (0.3179, 0.3282)에 의해 정의되는 사각형 영역에 해당하는 제1 백색 광을 방출하는 복수의 제1 백색 LED 패키지와,
    CIE 1931 색좌표계 상에서, (0.4475, 0.3994), (0.4571, 0.4173), (0.4695, 0.4207) 및 (0.4589, 0.4021)에 의해 정의되는 사각형 영역에 해당하는 제2 백색 광을 방출하는 복수의 제2 백색 LED 패키지;
    녹색 광을 방출하는 적어도 하나의 녹색 LED 패키지; 및
    최종 백색 광의 색온도가 CIE 1931 색좌표계 상에서 흑체 궤선을 따라 가변되도록 상기 제1 및 제2 백색 광의 광속과 상기 녹색 광의 광속을 개별적으로 제어하는 구동 제어부를 포함하는 백색 발광 모듈.
  20. 제19항에 있어서,
    CIE 1931 색좌표계 상에서 상기 색온도가 가변되는 백색 광의 색좌표와 흑체 궤선의 차이가 0.005 범위 이내로 유지되는 백색 발광 모듈.
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