KR20130051893A

KR20130051893A - 발광 장치

Info

Publication number: KR20130051893A
Application number: KR1020120126102A
Authority: KR
Inventors: 빈 유 리아우; 추 린 야오; 충 시안 리; 치 밍 왕; 밍 치 수; 이 주이 황; 광 핑 차오; 지 시안 왕; 민 순 시에; 치엔 리앙 리우
Original assignee: 에피스타 코포레이션
Priority date: 2011-11-10
Filing date: 2012-11-08
Publication date: 2013-05-21
Anticipated expiration: 2032-11-08
Also published as: TWI573955B; US9194541B2; DE102012110757A1; CN107270145A; TW201319449A; JP6145260B2; US9845933B2; CN103104834B; US20160047524A1; JP2013105748A; KR101816669B1; US20130121002A1; CN103104834A

Abstract

본 발명은 제1 길이의 상표면을 갖는 내부 커버, 내부 커버에 위치하고 제2 길이의 상표면을 갖는 베이스, 및 베이스를 지지하는 탑재체를 포함하고, 제1 길이가 제2 길이보다 긴 발광 장치를 개시한다.

Description

발광 장치{ILLUMINATION APPARATUS}

본 발명은 발광 장치에 관한 것으로, 특히 돌출된 외부 커버를 갖는 발광 장치에 관한 것이다.

고체 조명 장치에 사용되는 발광 다이오드(light-emitting diode； LED)는 에너지 소모가 작고, 발열이 적으며, 작동 수명이 길다는 특징이 있으며, 또한 진동을 방지하고, 체적이 작고, 반응 속도가 빠르며, 출력되는 광의 파장이 안정적인 등의 양호한 광전 특성을 가지므로, 가정용 조명 및 기기 지시등과 같은 광전제품에 광범위하게 사용된다. 광전 과학 기술의 발전에 따라, 고체 조명은 조명 효율, 작동 수명 및 휘도면 등에서 현저하게 진보하여, 최근 발광 다이오드는 이미 일반적인 조명 용도로 사용되고 있다. 그러나, 일부 응용에 있어서 전방향성 광 필드를 갖는 LED등이 필요하나, 종래의 LED등은 이러한 요구를 만족시킬 수 없었다.

또한, 발광 다이오드는 기타 장치와 결합되어 발광 장치를 형성할 수 있다. 예를 들어, 발광 다이오드를 기판 상에 놓은 다음 탑재체의 일측에 연결하거나, 솔더 접점 또는 접착제 등 재료를 탑재체와 발광 다이오드 사이에 형성함으로써 발광 장치를 형성한다. 그 밖에, 탑재체에는 발광 다이오드의 전극에 전기적으로 연결되는 회로를 더 포함할 수 있다.

본 발명은 발광 장치를 제공한다.

상기 발광 장치는 제1 길이의 상표면을 갖는 내부 커버；내부 커버에 위치하고, 제2 길이를 가진 상표면이 있는 베이스；베이스를 지지하는 탑재체를 포함하고, 내부 커버 상표면의 제1 길이는 베이스 상표면의 제2 길이보다 크다.

첨부 도면은 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위한 것으로, 명세서의 일부분이다. 도면은 본 발명의 실시예를 도시한 것으로, 명세서와 함께 본 발명의 각 원리를 설명한다.
도 1은 본 발명에서 개시한 발광 장치의 제1 실시예의 투시도이다.
도 2a는 본 발명에서 개시한 발광 장치의 제1 실시예의 외부 커버와 내부 커버 단면도이다.
도 2b는 본 발명에서 개시한 발광 장치의 제1 실시예의 외부 커버와 내부 커버 단면도이며, 연결 장치를 나타낸다.
도 3은 본 발명에서 개시한 발광 장치의 발광을 설명하기 위한 광 필드 분포 좌표 시스템이다.
도 4a 내지 도 4f는 각종 서로 다른 형상의 외부 커버를 나타낸다.
도 5는 본 발명에서 개시한 발광 장치의 제2 실시예의 외부 커버 단면도이다.
도 6은 본 발명에서 개시한 발광 장치의 제1 실시예의 단면 개략도이며, 연결 장치를 나타낸다.
도 7은 본 발명에서 개시한 발광 장치의 제1 실시예의 회로도이다.
도 8a는 본 발명에서 개시한 발광 장치의 제3 실시예의 외부 커버와 내부 커버 단면도이다.
도 8b는 본 발명에서 개시한 발광 장치의 제4 실시예의 외부 커버와 내부 커버 단면도이다.
도 8c는 본 발명에서 개시한 발광 장치의 제5 실시예의 외부 커버와 내부 커버 단면도이다.
도 8d는 본 발명에서 개시한 발광 장치의 제6 실시예의 외부 커버와 내부 커버 단면도이다.
도 9a는 본 발명에서 개시한 발광 장치의 제7 실시예의 외부 커버 단면도이다.
도 9b는 본 발명에서 개시한 발광 장치의 제7 실시예의 외부 커버가 서로 다른 조면화 밀도를 가지는 것을 나타내는 단면도이다.
도 10a는 본 발명에서 개시한 발광 장치의 제8 실시예의 외부 커버와 내부 커버 단면도이다.
도 10b는 본 발명에서 개시한 발광 장치의 제9 실시예의 외부 커버와 내부 커버 단면도이다.
도 10c는 본 발명에서 개시한 발광 장치의 제10 실시예의 외부 커버와 내부 커버 단면도이다.
도 10d는 본 발명에서 개시한 발광 장치의 제11 실시예의 외부 커버와 내부 커버 단면도이다.
도 11은 내부 커버의 단면도이다.
도 12a 내지 도 12e는 서로 다른 거리(D)를 시뮬레이션한 발광 강도의 분포를 나타낸다.
도 13a 내지 도 13c는 각종 서로 다른 형상의 내부 커버를 나타낸다.
도 14a 내지 도 14c는 시뮬레이션한 발광 강도 분포를 나타낸다.
도 15a 내지 도 15e는 각종 서로 다른 형상의 내부 커버를 나타낸다.

본 발명을 적절하고 간명하게 설명하기 위하여, 동일한 숫자로 표시되어 명세서의 서로 다른 부분 또는 도면에 나타난 동일한 명칭은 명세서의 어떤 부분에 나타나도 일치하거나 또는 동일한 의미를 가진다.

이하, 도면을 통해 본 발명에 개시된 각 실시예에 대해 설명한다.

도 1과 도 2a는 본 발명의 제1 실시예의 발광 장치(100)를 나타낸다. 발광 장치(100)는 하나의 전구이다. 발광 장치(100)는 외부 커버(11), 광원(14), 광원(14)과 전기적으로 연결되어 광원(14)을 제어하는 회로부(30), 외부 커버(11)와 회로부(30) 사이에 설치되어 광원(14)에서 발생된 열을 발광 장치(100)로부터 방출시키는 방열 장치(20)를 포함한다.

도 2a를 참고하면, 외부 커버(11)는 제1 부분(111)과 제2 부분(112)을 포함하고, 내부에 챔버(113)가 형성되고, 광원(14)은 챔버(113)의 내부에 놓인다. 제1 부분(111)은 외부 커버(11)의 중심 위치에 배치되고, 제2 부분(112)은 제1 부분(111)을 둘러싸고 또한 제1 부분(111)의 반대 방향으로 대칭되게 연장된다. 일 실시예에서, 제1 부분(111)과 제2 부분(112)은 동일한 재료가 포함되어 있다. 본 실시예에서, 외부 커버(11)의 제1 부분(111)은 제1 부분(111)에서 광원(14) 방향으로 연장된 돌출부(13)를 포함하므로, 제1 부분(111)은 제2 부분(112)보다 두꺼운 평균 두께를 가진다. 일 실시예에서, 제1 부분(111)의 평균 두께는 적어도 제2 부분(112)의 평균 두께보다 2배 크다. 제1 부분(111)의 돌출부(13)는 하나의 내표면을 정의하는 광원(14)을 향한 곡면(134)을 가지며, 이 내표면은 광원(14)에 비해 평면 상의 투영 면적이 크다. 본 실시예에서, 돌출부(13)는 반원형의 단면을 가지므로써, 제1 부분(111)은 불균일한 두께를 가지며, 제1 부분(111)의 중간부(131)는 제1 부분(111)의 주변부(132)보다 두껍다. 반면, 제2 부분(112)은 실질적으로 일치한 두께를 가진다. 제1 부분(111)의 평균 두께가 제2 부분(112)의 평균 두께보다 크기 때문에, 제1 부분(111)의 투과율은 제2 부분(112)의 투과율보다 낮으므로, 광원(14)에서 방출된 광의 일부는 제1 부분(111)에 의해 반사된다. 제1 부분(111)과 제2 부분(112)의 두께가 다른 것을 통해, 전방향성 광 필드(light field)를 형성한다. 일 실시예에서, 광원(14)에서 방출된 광 중에서 80%보다 적은 부분이 제1 부분(111)을 통과할 수 있으며, 광원(14)에서 방출된 광 중의 80%를 초과하는 광선은 제2 부분(112)을 통해 방출된다. 그 밖에, 제1 부분(111)과 제2 부분(112)은 그 안에 분산되어 있는 TiO₂, SiO₂, 또는 산소와 같은 복수의 확산 입자를 포함하고, 확산 입자가 많을수록 제1 부분(111)과 제2 부분(112)의 투과율을 낮게 한다.

발광 장치(100)는 광원(14)을 지지하기 위한 탑재체(15)를 더 포함하고, 탑재체(15)의 외곽 부분(151)은 외부 커버(11)에 연결된다. 탑재체(15)는 외부 커버(11)와 방열 장치(20) 사이에 위치하고, 광원(14)은 탑재체(15)에 직접 설치되거나 그 윗쪽에 설치된다. 다른 실시예에서, 광원(14)은 챔버(113)의 중심에 위치하고 지지 기둥(미도시)을 통하여 탑재체(15)에 의해 지지된다. 탑재체(15) 및 지지 기둥은 방열 특성을 가지고 있어, 광원(14)에서 발생된 열을 방열 장치(20)로 전달할 수 있으며, 탑재체(15)와 지지 기둥의 재료는 석영, 유리, ZnO, Al, Cu 또는 Ni일 수 있다.

본 실시예에서, 돌출부(13)와 외부 커버(11)(제1 부분(111)과 제2 부분(112))는 동일한 재료를 포함하고, 몰드 성형 방식을 통해 제조되며, 예를 들면 사출 성형을 통해 일체 성형 방식으로 단일 물체를 형성한다. "일체 성형"이란 돌출부(13)와 외부 커버(11) 사이에 틈새가 없는 것을 말한다. 도 2b에 도시한 바와 같이, 제2 부분(112)은 제1 부분(111)에서 연장된 상부(1121) 및 상부(1121)에서 아래로 연장된 하부(1122)를 포함하고, 탑재체(15)는 하부(1122)에 연결된다. 일 실시예에서, 제2 부분(112)의 상부(1121)와 하부(1122)는 2개의 분리된 부분을 형성하고, 도 2b에 도시한 바와 같이 탑재체(15)에 근접한 곳에 설치된 연결 장치(19)를 통해 연결된다. 또한, 연결 장치(19)는 외부 커버(11)(미도시)의 중간부분에 위치할 수도 있으며, 연결 장치(19)로는 나사못, 파스너, 체결부재 또는 클립이 포함된다. 다른 실시예에서, 상부(1121)와 하부(1122)는 단일체의 부재를 구성한다. 외부 커버(11)의 재료로는 유리, 메타크릴레이트(PMMA), 폴리카보네이트(PC), 폴리우레탄(PU), 폴리에틸렌(PE) 등 중합체를 포함하고, 돌출부(13)는 중실 또는 중공 구조일 수 있다.

도 2a를 참고하면, 돌출부(13)는 내표면 상에 형성된 반사막(133)을 더 포함한다. 따라서 광원(14)에서 방출된 광이 도면의 화살표(L)와 같이 여러 방향을 향하게 되면, 일부 광은 제2 부분(112)을 거쳐 외부 커버(11)를 벗어나고, 돌출부(13)를 향한 일부 광은 실제적으로 반사막(133)에 의해 반사되어 아래로 외부 커버(11)를 통과함으로써, 일부 광은 평면P의 아래쪽을 통과하게 된다. 광원(14)은 도 3에서의 θ=0°방향에 위치하는 광축(Ax)을 가지며, 평면 P는 도 3에서의 θ=90°방향에 위치하며, 광축(Ax)에 수직인 수평면이고, 광원(14)이 놓인 탑재체(15)와 동일 평면이다. 구체적으로, 도 3에 도시된 좌표 시스템은 광원(14) 또는 발광 장치(100)에서 방출된 광이 형성하는 광 필드 분포를 설명하기 위한 것으로, 광 조명 방향은 0°~ 180°사이의 좌표 θ로 기술한다. 반사막(133)을 구비한 돌출부(13)를 형성하는 것에 의해, 또는 형성된 제1 부분(111)과 제2 부분(112) 사이의 두께 차이를 통해, 발광 장치(100)에서 방출된 광의 조명 방향이 135°~ -135°사이의 범위 내(

)에 있게 함으로써 전방향성 광 필드를 이룬다. "전방향성 광 필드"란 광원(14)에서 방출된 5%를 초과하는 광이 -135°~ 135° 사이의 범위 내(

)에 있음을 지칭하고, "실질적으로 반사막(133)에 의해 반사된다"는 것은 광원(14)에서 방출된 90%를 초과하는 광이 반사막(133)에 의해 반사되어 10%보다 적은 광이 제1 부분(111)을 통과함을 지칭한다. 일 실시예에서, 반사막(133)은 내표면에 대응하는 외표면 상에 설치될 수 있으며, 반사막(133)의 성분은 알루미늄 또는 은(Ag)을 포함한다. 또한, 반사막(133)은 반사층(미도시)일 수 있으며, 분산식 브래그 반사경을 형성하는 복수의 층을 포함한다. 다른 실시예에서, 돌출부(13)는 광을 산란하기 위한 나노 구조와 같은 조면화 표면을 포함한다.

도 4a 내지 도 4f는 각종 서로 다른 형상의 외부 커버를 나타낸다. 도 4a를 참고하면, 돌출부(23)는 사각형 단면을 가지고 그 위에 형성된 반사막(233)을 구비한다. 도 4b를 참고하면, 돌출부(33)는 단면이 사각형인 제1 부분(331) 및 제1 부분(331)에서 광원 방향으로 연장된 제2 부분(332)을 가지고, 제2 부분(332)은 횡단면 상에 짧게 잘린 절단면을 가진다. 또한, 반사막(333)은 돌출부(33) 상의 제1 부분(331)과 제2 부분(332)에 형성된다. 도 4c를 참고하면, 돌출부(43)는 단면이 제형(梯形)인 2개의 경사 측벽(431)을 포함하고, 돌출부(43)는 그 위에 형성된 반사막(433)을 더 포함한다. 도 4d를 참고하면, 돌출부(53)는 단면이 사각형인 제1 부분(531) 및 제1 부분(531)에서 광원방향으로 연장되고 단면이 원형인 제2 부분(532)를 가지고, 마찬가지로 돌출부(53)는 그 위에 형성된 반사막(533)을 포함한다. 도 4e를 참고하면, 돌출부(63)는 제1 부분(111)에 대한 중심 위치에 위치하는 하나의 첨단부(尖端部)(631), 및 첨단부(631)로부터 외부 발산 방식으로 연장된 2개의 곡면(632)을 포함하고, 돌출부(63) 그 위에 형성된 반사막(633)을 더 포함한다. 도 4f를 참고하면, 돌출부(73)는 도 4e와 유사한 구조를 가지며, 돌출부(73)는 제1 부분(111)에 대한 중심 위치에 위치하는 하나의 평면(731)을 가지는 것 외에, 돌출부(73)는 그 위에 형성된 반사막(733)을 더 포함한다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예의 발광 장치(200)의 외부 커버를 나타낸다. 제2 실시예의 발광 장치(200)는 제1 실시예발광 장치(100)와 비슷한 구조를 가진다. 본 실시예에서, 외부 커버(81)의 제2 부분(812)은 광선을 산란하기 위한 조면화 표면(8121)을 가지며, 조면화 표면(8121)은 나노 구조일 수 있고 제2 부분(812)의 몇 개 영역에 형성될 수 있다.

도 6은 도 1의 발광 장치(100)를 나타내는 투시도이다. 광원(14)은 탑재체(15)에 놓인 탑재판(16)에 전기적으로 연결되고, 탑재판(16)은 인쇄회로기판일 수 있다. 도 7은 회로부(30)를 나타내는 회로도이다. 회로부(30)는 교류 전류 신호를 제공하는 전원에 전기적으로 연결되어 교류 전류 신호를 수신하여 직류 전류 신호를 정류하는 브리지 정류기(미도시)를 포함한다. 본 실시예에서, 광원(14)은 서로 직렬 연결된 복수의 발광 다이오드를 포함하고, 그 밖에 발광 다이오드는 서로 병렬 연결되거나 직렬-병렬 연결될 수 있다. 광원(14)은 동일한 파장의 광을 방출하는 발광 다이오드를 포함할 수 있으며, 다른 실시예에서 광원(14)은 서로 다른 파장의 광을 방출하는 발광 다이오드를 포함할 수 있다. 예를 들어, 적새, 녹색 또는 청색 발광 다이오드를 포함하여 광 혼합 효과를 이루거나, 또는 복수의 발광 다이오드에 파장 변환 장치를 설치하여 파장 변환 장치에 의해 변환된 광이 광원(14)에서 방출된 광과 다른 파장을 갖게 할 수 있다. 다른 실시예에서, 광원(14)은 점 광원, 평면 광원 또는 복수의 발광 다이오드가 1열로 배열된 선 광원일 수 있다.

도 8a는 본 발명의 제3 실시예의 발광 장치(300)의 외부 커버를 나타낸다. 제3 실시예의 발광 장치(300)는 제1 실시예의 발광 장치(100)와 유사한 구조를 가진다. 발광 장치(300)는 챔버(113) 내에 놓인 하나의 내부 커버(18)를 포함하고, 내부 커버(18)는 광원(14)의 상단에 설치되어 광원(14)을 덮는다. 내부 커버(18)의 내부는 하나의 내부 챔버(183)로 정의되고, 광원(14)은 내부 챔버(183)의 내부에 놓인다. 본 실시예에서, 내부 커버(18)는 2개의 경사 측벽(181)과 2개의 경사 측벽(181) 사이에서 연장되어 경사 측벽(181)과 일체로 형성되는 오목부(182)를 포함한다. 오목부(182)는 삼각형 단면을 가지고, 본 실시예에서 광원(14)으로부터 방출된 광의 80%를 초과하는 광은 내부 커버(18)를 통해 외부 커버(11)의 돌출부(111)를 향해 발사되고, 돌출부(111)에 의해 반사되어 전방향성 광 필드를 형성한다. 그 밖에, 제1 부분(111)은 평면 상에서 내부 커버(18)보다 큰 면적을 갖는다. 내부 커버(18)는 중공이고 광원(14)과 격리되고, 내부 커버(18)의 재료는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리카보네이트(PC), 폴리우레탄(PU), 폴리에틸렌(PE) 또는 산화물일 수 있으며, 산화물은 석영, 유리 또는 ZnO일 수 있다. 일 실시예에서, 경사 측벽(181)은 그 위에 형성된 복수의 ZnO 재질의 나노선을 구비함으로써 열복사 전도 효과를 증가시킨다.

도 8b는 본 발명의 제4 실시예의 발광 장치(400)의 외부 커버를 나타낸다. 제4 실시예의 발광 장치(400)는 제3 실시예의 발광 장치(300)와 유사한 구조를 가진다. 내부 커버(28)는 오목부(282), 오목부(282)의 반대 위치에 있는 하나의 평면(283) 및 오목부(282)와 평면(283) 사이에서 연장된 2개의 경사 측벽(281)을 포함하고, 내부 커버(28)는 중실 커버이고 내부 커버(28)와 광원(14) 사이에 있는 공기 간극(29)을 포함한다. 그 밖에, 내부 커버(28)와 광원(14) 사이에 열전도 계수가 에폭시수지보다 낮거나 0.2 W/m*K보다 낮은 단열 재료를 가지며, 단열 재료로는 나노실리카 또는 나노 구조의 재료를 포함한다. 다른 실시예에서, 파장 변환 장치(미도시)는 평면(283) 및/또는 2개의 경사 측벽(281)에 형성된다.

도 8c는 본 발명의 제5 실시예의 발광 장치(500)의 외부 커버를 나타낸다. 제5 실시예의 발광 장치(500)는 제3 실시예의 발광 장치(300)와 유사한 구조를 가진다. 내부 커버(38)는 챔버(113) 내에 설치되고 광원(14)의 상단에 위치하며, 내부 커버(38)의 내부는 하나의 내부 챔버(313)로 정의되고, 광원(14)은 내부 챔버(313)의 내부에 놓인다. 외부 커버(11)와 내부 커버(38)는 그 안에 복수개의 확산 입자(미도시)가 포함되어 있고, 확산 입자가 많을수록 투과율이 낮은 것을 의미한다. 따라서, 외부 커버(11)와 내부 커버(38) 내의 확산 입자 농도를 서로 다른 농도로 조절함으로써 전방향성 광 필드를 형성하며, 확산 입자의 재료는 TiO₂, SiO₂ 또는 공기를 포함한다. 본 실시예에서, 내부 커버(38)는 외표면 상에 형성되고 돌출부(13)를 향하는 파장 변환 장치(381)를 더 포함함으로써, 광선을 변환시켜 광원(14)에서 방출된 광과 파장이 다른 광선을 생성한다. 일 실시예에서, 내부 챔버(313)는 단열 재료를 가지며, 단열 재료의 열전도 계수는 유리보다 낮거나 0.8 W/m*K보다 낮으며, 또는 바람직한 실시예에서, 단열 재료의 열전도 계수는 에폭시수지보다 낮거나 0.2 W/m*K보다 낮음으로써, 파장 변환 장치(381)에서 발생된 열이 광원(14)으로 전달되어 광원(14)의 발광 효율을 감소시키는 것을 방지한다. 단열 재료로는 나노실리카 또는 나노 구조의 재료를 포함한다.

도 8d는 본 발명의 제6 실시예의 발광 장치(600)의 외부 커버를 나타낸다. 제6 실시예의 발광 장치(600)는 제3 실시예의 발광 장치(300)와 유사한 구조를 가진다. 내부 커버(48)는 구형(球形) 단면을 갖는 제1 부분(481), 및 제2 부분(482)을 구비하고, 내부 커버(48)는 중공 형상이며 내부는 내부 챔버(483)로 정의되고, 광원(14)은 내부 챔버(483)의 내부에 놓인다. 제2 부분(482)은 은(Ag) 또는 알루미늄(Al)의 재료에 의해 이루어져 광원(14)에서 방출된 광을 반사하거나, 은(Ag) 또는 알루미늄(Al)의 반사막은 제2 부분(482)을 덮는 재료로 한다.

도 9a는 본 발명의 제7 실시예의 발광 장치(700)의 외부 커버를 나타낸다. 외부 커버(41)는 내표면(411)에 형성된 조면화 구조, 및 내표면(411)의 반대 위치에 있는 매끈한 외표면(412)을 가지고, 외부 커버(41)의 재료로는 유리 또는 플라스틱을 포함하고, 플라스틱은 예를 들면 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리카보네이트(PC), 폴리우레탄(PU), 폴리에틸렌(PE)이다. 본 실시예에서, 조면화 구조는 샌드 블라스팅(Sand Blasting), 사출 성형, 연마 또는 아세톤, 에틸아세테이트, 또는 모노메틸 에테르 아세테이트 등 식각제에 의한 습식 식각법으로 형성된다. 본 실시예에서, 전체 내표면(411) 상의 조면화 구조는 균일한 조면화 밀도를 가진다. 그러나 도 9b에 도시한 바와 같이, 내표면(411)의 조면화 밀도는 서로 다르다. 즉, 조면화 구조는 중심 부분(4111)에서 외부 커버(41)의 외곽 부분(4112)까지의 사이에서 점차 변하는 조면화 밀도를 가진다. 조면화 밀도가 다르므로, 광원(14)에서 방출된 광은 외곽 부분(4112)에 의해 상대적으로 산란되고, 많은 부분은 중심 부분(4111)에 의해 산란된다. 조면화도는 흐림도(Haze value；H value)로 평가하고, 흐림도는 산란되는 광(scattering light；S)과 전체 광(total light)의 비율을 정의한 것이다. 전체 광은 산란되는 광(scattering light；S)과 투과되는 광(transmitted light；T)을 지칭한다. 중심 부분(4111)의 흐림도는 0.5 ~ 0.9 사이에 있고, 외곽 부분(4112)의 흐림도는 0.3 ~ 0.6 사이에 있다.

도 10a는 본 발명의 제8 실시예의 발광 장치(800)의 외부 커버를 나타낸다. 제8 실시예의 발광 장치(800)는 제6 실시예의 발광 장치(600)와 유사한 구조를 가진다. 내부 커버(58)는 제1 도광부(581)와 제2 도광부(582)를 가지고, 제1 도광부(581)는 통(桶) 형상의 단면을 가짐으로써 광원(14)에서 발생된 광을 제2 도광부(582)에 효과적으로 인도한다. 내부 커버(58)는 제2 도광부(582)에 설치된 파장 변환 장치(583)를 더 포함함으로써, 파장 변환 장치(583)에 의해 변환된 광이 광원(14)에서 발생된 광과 다른 파장을 갖게 한다. 제2 도광부(582)는 제1 도광부(581)로부터의 광을 파장 변환 장치(583)로 반사시키는 제형 단면을 가진다. 광원(14)에서 방출된 광이 제1 도광부(581)과 제2 도광부(582)를 거쳐 파장 변환 장치(583)의 방향으로 이동하면, 광선은 파장 변환 장치(583) 내에 분산되어 있는 입자에 의해 변환되어 산란되고, 위쪽 및 아래쪽으로 제1 도광부(581)와 제2 도광부(582)를 통과하여, 외부 커버(11)를 통과함으로써 전방향성 광 필드를 형성한다. 본 실시예에서, 제1 도광부(581)와 제2 도광부(582)는 동일한 재료로 이루어지는데 PMMA, PC, 실리콘 또는 유리와 같은 동일한 재료로 이루어진다. 일 실시예에서, 내부 커버(58)는 단열 재료를 가지며, 상기 단열 재료의 열전도 계수는 유리보다 낮거나 0.8 W/m*K보다 낮으며, 또는 바람직한 실시예에서 단열 재료의 열전도 계수는 에폭시수지보다 낮거나 0.2 W/m*K보다 낮음으로써, 파장 변환 장치(583)에서 발생된 열이 광원(14)으로 전달되어 광원(14)의 발광 효율을 감소시키는 것을 방지한다. 단열 재료로는 나노실리카 또는 나노 구조의 재료를 포함한다.

도 10b는 본 발명의 제9 실시예의 발광 장치(900)의 외부 커버를 나타낸다. 제9 실시예의 발광 장치(900)는 제8 실시예의 발광 장치(800)와 유사한 구조를 가진다. 내부 커버(68)는 파장 변환 장치(683)에 형성된 제3 도광부(684)를 더 포함함으로써, 파장 변환 장치(683)가 제2 도광부(682)와 제3 도광부(684) 사이에 놓이게 하고, 제3 도광부(684)는 가로 방향으로 광선을 반사하는 2개의 곡면을 포함하며, 제1 도광부(681), 제2 도광부(682) 및 제3 도광부(684)는 모두 중실 또는 중공의 구조일 수 있다.

도 10c는 본 발명의 제10 실시예의 발광 장치(1000)의 외부 커버를 나타낸다. 제10 실시예의 발광 장치(1000)는 제9 실시예의 발광 장치(900)와 유사한 구조를 가지며, 외부 커버(71), 내부 커버(78), 제1 도광부(781), 제2 도광부(782), 제3 도광부(784)를 포함한다. 제1 도광부(781)는 광선을 제2 도광부(782)로 인도하는 제형 단면을 가지며, 제2 도광부(782)와 제3 도광부(784)는 모두 반원형을 가진다. 파장 변환 장치(783)는 제2 도광부(782)와 제3 도광부(784) 사이에 놓인다. 제2 도광부(782)와 제3 도광부(784)의 형상 때문에, 제2 도광부(782), 제3 도광부(784)와 공기 사이에서 발생하는 전반사 현상이 감소된다. 마찬가지로 광원(14)에서 방출된 광선이 제1 도광부(781), 제2 도광부(782)를 거쳐 파장 변환 장치(783)로 비추어지면, 광선은 파장 변환 장치(783) 내에 분산되어 있는 입자에 의해 변환되어 산란되고, 광선이 위쪽 및 아래쪽으로 외부 커버(71)를 통과함으로써 전방향성 광 필드를 형성한다. 일 실시예에서, 제1 도광부(781), 제2 도광부(782)는 단열 재료를 가지며, 단열 재료의 열전도 계수는 유리보다 낮거나 0.8 W/m*K보다 낮으며, 또는 바람직한 실시예에서 단열 재료의 열전도 계수는 에폭시수지보다 낮거나 0.2 W/m*K보다 낮음으로써, 파장 변환 장치(783)에서 발생된 열이 광원(14)으로 전달되어 광원(14)의 발광 효율을 감소시키는 것을 방지한다. 단열 재료로는 나노실리카 또는 나노 구조의 재료를 포함한다.

도 10d는 본 발명의 제11 실시예의 발광 장치(1100)의 외부 커버를 나타낸다. 발광 장치(1100)는 외부 커버(81) 내의 챔버(113)로 연장된 하나의 방열 장치(20)와, 챔버(113) 내에 놓인 광원(14)을 포함한다. 내부 커버(88)는 광원(14)의 상단에 형성되고 도광부(881)와 도광부(881) 상단에 위치한 파장 변환 장치(883)를 포함하고, 광원(14)이 챔버(113)의 중심에 위치하므로, 광원(14)에서 방출된 광선이 파장 변환 장치(883)의 방향으로 이동할 때, 광선은 파장 변환 장치(883) 내에 분산되어 있는 입자에 의해 변환되어 산란되고, 광선이 위쪽 및 아래쪽으로 외부 커버(81)를 통과함으로써 전방향성 광 필드를 형성한다. 일 실시예에서, 도광부(881)는 단열 재료를 가지며, 단열 재료의 열전도 계수는 유리보다 낮거나 0.8 W/m*K보다 낮으며, 또는 바람직한 실시예에서 단열 재료의 열전도 계수는 에폭시수지보다 낮거나 0.2 W/m*K보다 낮음으로써, 파장 변환 장치(883)에서 발생된 열이 광원(14)으로 전달되어 광원(14)의 발광 효율을 감소시키는 것을 방지한다. 단열 재료로는 나노실리카 또는 나노 구조의 재료를 포함한다.

도 11은 본 발명의 제12 실시예의 발광 장치(1200)를 나타낸다. 도 11에 도시한 바와 같이, 발광 장치(1200)는 베이스(21)를 포함하고, 내부 커버(98)의 형상은 상표면(221)이 제1 길이(L1)이고, 하표면(222)이 제2 길이(L2)이며 높이(H)인 제형(梯形)이다. 본 실시예에서, 베이스(21)는 외부 커버(91)의 챔버(113) 내로 연장되고 광원(14)은 베이스(21) 상에 설치된다. 다시 말하면, 베이스(21)와 광원(14)은 모두 외부 커버(91)의 챔버(113) 내에 설치되고, 챔버(113)에는 광원(14)에서 방출된 광에 대해 투명 또는 반투명인 재료를 선택적으로 충전하여, 외부 커버(91)의 온도, 특히 광원(14)의 온도를 저하시키 것을 도울 수 있다. 특히 외부 커버(91) 내에 충전되는 재료는 낮은 도전성과 높은 투명도를 가지는 유체 또는 고체일 수 있으며, 예를 들면 유체에는 물, 에탄올, 메탄올, 또는 기름이 포함된다.

베이스(21)는 광원(14)에서 발생된 열을 방열 장치(20)(도 1에 도시한 바와 같음)로 전달하도록 한가지 또는 여러 가지 열전도 재료를 적당하게 선택하여 구성할 수 있다. 열전도 재료는 세라믹 재료, 중합체, 또는 금속일 수 있으며, 금속으로는 구리, 알루미늄, 니켈, 철이 포함되나 이에 한정되지 않으며, 방열 장치(20)와 베이스(21)는 동일한 재료로 구성될 수 있다. 또한, 베이스(21)의 상표면(211)은 제3 길이(L3)이고, 탑재체(15)의 길이는 제4 길이(L4)이다. 제1 길이(L1)와 제2 길이(L2)의 비가 2보다 크고, 높이(H)와 제2 길이(L2)의 비는 1 ~ 1.5 사이이며, 높이(H)는 3mm ~ 9mm 사이이고, 하표면과 높이 사이의 협각(α)은 106°~ 132.5°사이이다. 일 실시예에서, 제1 길이(L1), 제2 길이(L2), 제3 길이(L3)와 제4 길이(L4)의 관계는 L4 > L1 > L3 및 L4 > L1 > L2이고, 제3 길이는 제2 길이보다 크거나, 같거나 또는 작을 수 있다. 제1 길이(L1)가 제2 길이(L2), 제3 길이(L3)보다 클 때, 광원(14)에서 방출된 광선은 측벽(981)을 통과하고 베이스(21)에 의해 차단되지 않으므로 전방향성 광 필드를 형성할 수 있다. 도 12a 내지 도 12e는 서로 다른 거리(D)를 시뮬레시션한 상황에서의 발광 강도 분포를 나타낸다. 거리(D)는 도 11에 도시한 바와 같이 광원(14)에서 탑재체(15)까지의 거리를 지칭한다. 도 12a 내지 도 12d는 거리(D)가 0, 5cm, 10cm, 15cm 및 20cm일 때의 모식도이며, 거리(D)가 클수록 광 방출 방향인 0°~ 90° 사이의 범위 내에서 광 강도도 크다.

도 13a 내지 도 13c는 각종 서로 다른 형상의 내부 커버를 나타내고, 도 14a 내지 도 14c는 내부 커버가 도 13a 내지 도 13c에 도시된 각종 서로 다른 형상인 상황에서의 시뮬레이션 발광 강도 분포도이다. 내부 커버(208)가 도 13b에 도시된 바와 같이 2개의 곡면(2081)을 가질 때, 발광 강도는 각도의 범위가 110°~ 130°사이인 방향에서 도 13a에 도시된 바와 같은 내부 커버(108)의 경우보다 높다. 그 밖에, 내부 커버(308)가 도광부(3081)를 가질 때, 모든 방향에서의 발광 강도는 도 13a의 내부 커버(108)보다 높으므로, 전방향성 광 필드 효과를 이룰 수 있다.

다른 실시예에서, 도 15a는 도 13b의 내부 커버(208)와 비슷한 내부 커버(408)를 나타내는 단면도이다. 내부 커버(408)의 상표면은 2개의 표면 영역(4081), 2개의 측벽(4082) 및 하나의 하표면(4083)을 가지며, 표면 영역(4081)과 하표면(4083) 사이는 20°~ 40°사이의 각도(β1)를 가지고, 측벽(4082)은 하표면(4083)에 대해 30°~ 60° 사이의 각도(β2)를 가진다. 도 15b에 도시된 바와 같이, 표면 영역(4081)과 측벽(4082)은 직선을 형성하여 한점에서 교차함으로써 첨단부(4085)를 형성한다. 내부 커버(408)는 일부 표면 영역(4081) 및/또는 일부 측벽(4082)에 위치한 파장 변환 장치(4086)에 의해 선택적으로 피복됨으로써 전체 첨단부(4085)를 덮을 수 있다. 도 15c에 도시된 바와 같이, 만곡된 표면 영역(4081')과 측벽(4082')이 첨단부(4085)를 구성하고, 파장 변환 장치(4086)는 전체 첨단부(4085)를 완전히 덮는다. 다른 실시예에서, 측벽(4082')은 곡면일 수 있으며, 표면 영역(4081')과 연결되어 곡면을 가진 첨단부(4085')를 형성한다. 도 15d에 도시된 바와 같이, 내부 커버(408)의 상표면은 2개의 경사면 영역(4081)과 2개의 경사면 영역(4081) 사이에 있는 평면 영역(4084)을 가지며, 파장 변환 장치(4086)는 2개의 경사면 영역(4081)과 평면 영역(4084)에 형성되고 일치한 두께를 가진다. 도 15e에 도시된 바와 같이, 파장 변환 장치(4086')의 두께는 첨단부(4085)에서 평면 영역(4084)의 방향으로 가면서 점차 변한다. 일 실시예에서, 파장 변환 장치(4086')의 두께는 첨단부(4085)에 근접한 부분이 평면 영역(4084)에 근접한 부분보다 두꺼움으로써, 일치한 색 온도를 발생한다.

본 발명에서 열거한 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다. 본 발명에 대한 자명한 수정 또는 변경은 모두 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않는다.

100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1100, 1200: 발광 장치
11, 41, 71, 81, 91: 외부 커버
14: 광원
20: 방열 장치
30: 회로부
111: 제1 부분
112, 812: 제2 부분
113: 챔버
13, 23, 33, 43, 53, 63, 73: 돌출부
131: 중간부
132: 주변부
133, 233, 333, 433, 533, 633, 733: 반사막
134, 2081: 곡면
15: 탑재체
151: 외곽 부분
21: 베이스
221, 211: 상표면
222: 하표면
1121: 상부
1122: 하부
331, 531, 481: 제1 부분
332, 532, 482: 제2 부분
431, 981, 4082, 4082': 측벽
631, 4085: 첨단부
632, 4085': 곡면
731: 평면
8121: 조면화 표면
16: 탑재판
18, 28, 38, 48, 58, 68, 78, 88, 98, 108, 208, 308, 408: 내부 커버
183, 313, 483: 내부 챔버
181, 281: 경사 측벽
182, 282: 오목부
19: 연결 장치
29: 공기 간극
283: 평면
381, 583, 683, 783, 883, 4086, 4086': 파장 변환 장치
411: 내표면
412: 외표면
4111: 중심 부분
4112: 외곽 부분
881, 3081: 도광부
581, 681, 781: 제1 도광부
582, 682, 782: 제2 도광부
684, 784: 제3 도광부
4081, 4081': 표면 영역
4083: 하표면
4084: 평면 영역
L1: 제1 길이
L2: 제2 길이
L3: 제3 길이
L4: 제4 길이
H: 높이
α:협각
D: 거리

Claims

제1 길이를 갖는 상표면을 포함하는 내부 커버；
상기 내부 커버에 위치하고, 제2 길이를 갖는 상표면을 포함하는 베이스； 및
상기 베이스를 지지하는 탑재체
를 포함하고,
상기 제1 길이는 상기 제2 길이보다 큰, 발광 장치.
제1항에 있어서,
상기 탑재체의 길이는 제1 길이보다 큰, 발광 장치.
제1항에 있어서,
상기 내부 커버는 제3 길이를 갖는 하표면을 포함하고, 상기 제3 길이는 상기 제2 길이보다 작은, 발광 장치.
제1항에 있어서,
상기 베이스 상에 위치하고 상기 내부 커버에 의해 덮이는 광원을 더 포함하는, 발광 장치.
제4항에 있어서,
상기 탑재체에 연결되어 상기 광원에서 발생된 열을 방출시키는 방열 장치를 더 포함하는, 발광 장치.
제5항에 있어서,
상기 베이스와 상기 방열 장치는 동일한 재료를 포함하는, 발광 장치.
제6항에 있어서,
상기 재료는 세라믹, 중합체, 또는 금속을 포함하고, 상기 금속은 구리, 알루미늄, 니켈, 철을 포함하는, 발광 장치.
제1항에 있어서,
상기 탑재체의 외각에 연결된 외부 커버를 더 포함하는, 발광 장치.
제1항에 있어서,
상기 내부 커버는 하표면을 포함하고, 상기 하표면과 상기 상표면의 2개의 경사면 사이는 20°~ 40°사이의 협각을 가지는, 발광 장치.
제9항에 있어서,
상기 2개의 경사면의 일부 영역에 형성된 파장 변환 장치를 더 포함하는, 발광 장치.
제1항에 있어서,
상기 내부 커버는 상기 상표면이 갖고 있는 2개의 경사면 영역과 첨단부(尖端部)를 형성하는 측벽을 포함하는, 발광 장치.
제1항에 있어서,
상기 첨단부를 에워싸는 파장 변환 장치를 더 포함하는, 발광 장치.
제1항에 있어서,
상기 내부 커버는 하표면과 경사면을 포함하고, 상기 하표면과 상기 경사면 사이는 30°~ 60°사이의 협각을 가지는, 발광 장치.
제1항에 있어서,
상기 내부 커버는 상기 상표면이 갖고 있는 2개의 곡면 영역과 곡면을 형성하는 만곡된 측벽을 포함하는, 발광 장치.
제1항에 있어서,
상기 내부 커버의 상기 상표면은 2개의 경사면 영역과, 상기 2개의 경사면 영역 사이에 연결된 평면 영역을 포함하는, 발광 장치.