KR101693851B1 - 발광장치 - Google Patents

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KR101693851B1
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Abstract

실시예에 따른 발광장치는, 내부가 개방된 출광부 및 상기 출광부 둘레 상에 복수의 발광 소자를 구비한 발광 모듈; 상기 발광 모듈의 위에 결합되며 상기 발광소자로부터 조사된 광을 상기 출광부 측으로 반사하는 커버; 및 복수의 개구부 및 상기 복수의 개구부 사이에 형광체 영역이 배치되고, 상기 커버의 내부 면에 밀착 배치되는 제1형광 필름을 포함한다.

Description

발광장치{LGIHT EMITTING DEVICE}
실시예는 발광장치에 관한 것이다.
발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)는 전류를 빛으로 변환시키는 반도체 발광 소자이다. 최근 발광 다이오드는 휘도가 점차 증가하게 되어 디스플레이용 광원, 자동차용 광원 및 조명용 광원으로 사용이 증가하고 있으며, 형광 물질을 이용하거나 다양한 색의 발광 다이오드를 조합함으로써 효율이 우수한 백색 광을 발광하는 발광 다이오드도 구현이 가능하다.
이러한 발광 다이오드는 다양한 색을 방출하는 발광장치로 이용되고 있으며, 조명 기구 분야에서 광원으로서 활발한 연구가 이루어지고 있다.
실시예는 다양한 발광 색상과 특성을 가지며, 자체적으로 발광 색상과 특성을 자유롭게 조절할 수 있는 발광장치를 제공한다.
실시예에 의한 발광장치는, 내부가 개방된 출광부 및 상기 출광부 둘레 상에 복수의 발광 소자를 구비한 발광 모듈; 상기 발광 모듈의 위에 결합되며 상기 발광소자로부터 조사된 광을 상기 출광부 측으로 반사하는 커버; 및 복수의 개구부 및 상기 복수의 개구부 사이에 형광체 영역이 배치되고, 상기 커버의 내부 면에 밀착 배치되는 제1형광 필름을 포함한다.
실시예는 다양한 발광 색상과 특성을 가지며, 발광장치 자체적으로 발광 색상과 특성을 자유롭게 조절할 수 있는 발광장치를 제공할 수 있다.
도 1은 제1실시예에 따른 발광장치의 분해 사시도.
도 2는 제1실시예에 따른 발광장치의 평면도.
도 3은 제1실시예에 따른 발광장치의 형광 필름의 평면도.
도 4 및 도 5는 제1실시예에 따른 발광장치의 형광 필름의 조합 상태도.
도 6 및 도 7은 제1실시 에에 따른 발광장치의 형광 필름의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 8은 제1실시예에 따른 발광장치의 발광 상태도.
도 9는 제2실시예에 따른 발광장치의 분해 사시도.
도 10은 제2실시예에 따른 발광장치의 발광 상태도.
도 11은 실시예에 따른 발광장치의 색상 조합표.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 실시예에 따른 발광장치에 대해서 상세하게 설명한다. 실시 예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on)"와 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상/위 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.
도 1은 제1실시예에 따른 발광장치(100)의 분해 사시도이고, 도 2는 제1실시예에 따른 발광장치(100)의 단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제1실시예에 따른 발광장치(100)는 발광 소자를 갖고 그 중앙에 출광부(115)를 갖는 발광 모듈(110), 상기 발광소자(120)에서 출사된 광을 반사시켜 출광부(115)를 통해 출사시키는 커버(130); 및 상기 커버(130)의 내측에 배치되고 상기 발광소자(120)에서 출사된 광에 의해 다른 광을 방출하는 복수의 형광 필름(140,150)를 포함한다.
상기 발광모듈(110)은 중앙에 출광부(115)가 형성된 링(ring) 형태의 기판을 포함하며, 상기 기판은 메탈 코어 PCB(MCPCB), 세라믹 기판, 수지 기판 등를 포함할 수 있다. 발광모듈(110)은 상면(110a), 하면(110b), 출광부(115)를 감싸는 내측면(110c) 및 외측면(110d)을 포함한다. 발광모듈(110)의 상면에는 전원공급을 위한 배선 패턴이 형성될 수 있다. 상기 출광부(115)의 형상은 원형, 다각형이거나 다분할된 출광 영역을 포함할 수 있다.
발광소자(120)는 발광모듈(110)의 상면(110a)에서 서로 소정 간격을 두고 탑재될 수 있다. 발광소자(120)는 발광모듈(110)을 통해 전원을 공급 받을 수 있으며, 여기서, 발광모듈(110)에는 발광소자(120)를 보호하기 위한 제너 다이오드(미도시)가 설치될 수 있다. 발광소자(120)는 발광모듈(110)을 따라 1열 또는 복수 열로 배열될 수 있으며, 도면에서는 1열로 배열된 것으로 도시하였다. 발광소자(120)는 청색 LED 칩, 적색 LED 칩, 녹색 LED 칩, UV LED 칩 중 적어도 하나를 포함하며, 칩 형태 또는 패키지로 제공될 수 있다. 상기 발광소자(120)는 적색, 녹색, 청색, 시안(cyan), UV, 백색 등의 광을 방출하는 발광소자(120) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 각기 다른 색상의 광을 발산하는 발광소자(120)를 적용하는 것도 가능하다.
커버(130)는 발광소자(120)의 광 출사 방향에 배치되어, 발광소자(120)에서 출사된 광을 발광모듈(110)의 출광부(115)로 반사시킨다. 커버(130)는 반사 효율 및 광 균일성을 고려하여 반구형, 반원형, 돔형, 포탄형 등의 다양한 형태로 형성될 수 있으며, 그 커버의 내면 또는 외면은 곡면 또는 다각 면으로 형성될 수 있다. 커버(130)의 오목한 면은 실질적으로 발광소자(120)에서 출사된 광을 반사하는 반사면(130a)으로 작용한다. 반사면(130a)은 광 반사 효율이 뛰어난 재질로 이루어질 수 있다. 커버(130)는 발광소자(120)를 내측에 두고 발광모듈(110)의 상면(110a)과 결합될 수 있다. 도시하지 않았으나, 커버(130)과 발광모듈(110)은 체결 수단에 의하여 결합될 수 있다. 체결 수단으로는 체결 부재 또는 접착 부재 등을 적용할 수 있다.
상기 커버(130)의 내측에는 복수의 형광 필름(140,150)를 포함할 수 있다. 상기 복수의 형광 필름(140,150)은 여러 겹으로 겹쳐진 구조로 배치될 수 있으며, 예컨대 제1형광 필름(140) 및 제2형광 필름(150)를 포함한다.
상기 제1형광 필름(140) 및 제2형광 필름(150)는 커버(130)의 반사면(130a)에 적층된다. 본 설명에서는 반사면(130a) 아래에 제1형광 필름(140)가 배치되고, 제1형광 필름(140) 아래에 제2형광 필름(150)가 적층되는 경우를 예시하기로 한다.
상기 제1형광 필름(140) 및 제2형광 필름(150)의 외 형상은 바람직하게, 상기 커버(130)의 반사면 형상과 대응되는 형상 또는 동일한 곡률로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 제1형광 필름(140) 및 제2형광 필름(150)의 외 형상은 반구형, 반원형, 돔형, 포탄형 등의 다양한 형태로 형성될 수 있으며, 상기 커버(130)의 외 형상과 다를 수 있다.
제1형광 필름(140) 및 제2형광 필름(150)은 광 투과성 및 내열성을 가지는 베이스필름에 수지 혹은 실리콘과 형광체의 혼합물을 경화시킨 필름 예컨대, 투광성 광 여기필름의 형태로 구현될 수 있으며, 이에 한정되지 아니한다. 제1형광 필름(140) 및 제2형광 필름(150)은 황색, 적색, 녹색, 청색 형광체, 혹은, 다른 유색 형광체 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있으나, 사용 가능한 형광체의 종류는 이에 한정되지 아니한다. 제1형광 필름(140) 및 제2형광 필름(150)에는 각기 다른 색상의 형광체가 포함될 수 있으며, 하나의 형광 필름 내에서도 각기 다른 색상의 형광체들이 서로 혼합되어 배열되거나 서로 다른 영역에 각각 분할되어 형성될 수 있다.
제1형광 필름(140) 및 제2형광 필름(150)은 하나 이상의 개구부(144, 154)를 포함할 수 있다. 개구부(154)가 형성된 제2형광 필름(150)을 제1형광 필름(140) 상에 적층하면, 제2형광 필름(150)의 개구부(154)를 통해 제1형광 필름(140)이 노출될 수 있다. 이에 따라, 제1형광 필름(140) 및 제2형광 필름(150)을 동시에 사용할 수 있으며, 제2형광 필름(150)의 개구부(154)를 통해 노출된 제1형광 필름(140)의 특성에 따라 각기 다른 특성의 광을 발산하는 발광장치(100)를 제공할 수 있다.
또한 상기 제1형광 필름(140) 및 제2형광 필름(150) 중 적어도 하나는 회전 기구물에 결합될 수 있다. 예컨대, 상기 제2형광 필름(150)이 회전되도록, 상기 회전 기구물의 리니어 모터 등과 같은 모터, 링크 등을 상기 제2형광 필름(150)에 결합시켜 주어, 상기 제2형광 필름(150)을 회전시켜 줄 수 있다. 상기 제2형광 필름(150)의 회전 각도는 예컨대 45° 정도 회전 가능하지만, 1~180°정도로 회전될 수 있으며, 이러한 회전 각도는 상기 형광체 영역과 개구부의 영역에 따라 달라질 수 있다.
개구부(154)가 형성된 제2형광 필름(150)은 제1형광 필름(140) 상에서 회전이 가능한 경우, 제2형광 필름(150)의 개구부(154)의 위치를 조정하면 개구부(154)를 통해 노출되는 제1형광 필름(140)의 영역이 변경된다. 따라서, 제1형광 필름(140)의 형광체 영역(142)이 각기 다른 색상의 형광체를 포함하는 경우, 제1형광 필름(140) 및 제2형광 필름(150)을 조합하여 다양한 색상의 형광 필름를 구성할 수 있다. 한편, 제1형광 필름(140)에도 개구부(144)가 형성된 경우, 제1형광 필름(140)의 개구부(144)에 제2형광 필름(150)의 개구부(154)가 정합되면 커버(130)가 노출될 수 있다. 상기 제1형광 필름(140)의 개구부(144) 사이에 배치된 복수의 형광체 영역(142)은 상기 개구부(144)의 위 및 아래에서 서로 연결될 수 있다. 상기 제2형광 필름(150)의 개구부(154) 사이에 배치된 복수의 형광체 영역(152)은 상기 개구부(154)의 위 및 아래에서 서로 연결될 수 있다.
상기 제1형광 필름(140)의 개구부(144)는 상기 제1형광 필름(140)의 전 면적의 50% 미만으로 형성되며, 상기 형광체 영역(142)은 상기 제1형광 필름(140)의 전 면적의 50% 이상으로 형성될 수 있다. 또한 상기 제1형광 필름(140)에서의 형광체 영역(142)은 개구부(144)에 비해 5~30% 정도 크게 형성될 수 있다.
상기 제2형광 필름(150)의 개구부(154)는 상기 제2형광 필름(150)의 전 면적의 50% 미만으로 형성되며, 상기 형광체 영역(152)은 상기 제2형광 필름(150)의 전 면적의 50% 이상으로 형성될 수 있다. 또한 상기 제2형광 필름(150)에서의 형광체 영역(152)은 개구부(154)에 비해 5~30% 정도 크게 형성될 수 있다.
상기 커버(130), 상기 제1형광 필름(140), 제2형광필름(150)은 상기 발광 모듈(110)의 출광부 반경보다 큰 반경을 갖고 상기 발광 모듈(110) 위에 결합된다.
도 3은 제1실시예에 따른 발광장치(100)에 적용된 제1형광 필름(140) 및 제2형광 필름(150)의 평면도이다.
제1형광 필름(140) 및 제2형광 필름(150)은 형광 필름을 8개 영역으로 균등분할 하고, 그 중 4개의 영역을 개구부(144, 154)로 할당하고, 4개의 영역을 형광체 영역(142, 152)로 할당하는 형태로 형성될 수 있다.
제1형광 필름(140)은 4개의 개구부(144)와 4개의 형광체 영역(142)을 포함한다. 제1형광 필름(140)의 형광체 영역(142)에는 a 형광체가 포함될 수 있다.
제2형광 필름(150) 또한, 4개의 개구부(154)와 4개의 형광체 영역(152)을 포함한다. 제2형광 필름(150)의 형광체 영역(152)에는 b 형광체가 포함될 수 있다. 상기 a 형광체와 b형광체는 동일 형광체이거나 서로 다른 형광체일 수 있다. 실시 예는 서로 다른 형광체로 설명하기로 한다.
제1 또는/및 제2형광 필름(140,150)의 형광체 영역(142) 중 적어도 한 영역에는 a 형광체와 b형광체를 모두 포함할 수 있고, 상기 제2형광 필름(150)의 형광체 영역(152)에는 b 형광체가 포함될 수 있다.
도 4 및 도 5는 제1실시예에 따른 발광장치(100)의 형광 필름의 조합 상태도이다.
제1형광 필름(140) 상에 제2형광 필름(150)이 적층되고, 제2형광 필름(150)은 제1형광 필름(140) 상에서 회전이 가능하다. 따라서, 제2형광 필름(150)의 회전 정도에 따라, 제2형광 필름(150)의 개구부(154)를 통해 노출되는 제1형광 필름(140)의 영역이 변경된다.
도 4는 제2형광 필름(150)의 개구부(154)에 제1형광 필름(140)의 형광체 영역(142)이 노출되도록 배열한 경우 형광 필름의 조합 상태를 도시한 것이다.
제2형광 필름(150)은 b 형광체를 포함하는 형광체 영역(152)과 개구부(154)를 포함한다. 제1형광 필름(140)은 a 형광체를 포함하는 형광체 영역(142)을 포함한다.
제2형광 필름(150)의 개구부(154)에 제1형광 필름(140)의 형광체 영역(142)이 노출되도록 적층하면, a 형광체를 포함하는 형광체 영역(142)과 b 형광체를 포함하는 형광체 영역(152)으로 조합된 하나의 형광 필름으로 작용할 수 있다.
반면, 도 5는 제2형광 필름(150)의 개구부(154)와 제1형광 필름(140)의 개구부(144)가 중첩 배열한 경우 형광 필름의 조합 상태를 도시한 것이다.
제2형광 필름(150)의 개구부(154)와 제1형광 필름(140)의 개구부(144)가 중첩되면, 제2형광 필름(150)의 형광체 영역(152)과 제1형광 필름(140)의 형광체 영역(142)도 중첩된다.
이에, 개구부(144, 154)에는 반사면(130a)이 노출되고, 제2형광 필름(150)의 형광체 영역(152)과 제1형광 필름(140)의 형광체 영역(142)이 중첩된 영역을 포함하는 형광 필름으로 작용할 수 있다.
도 6 및 도 7은 제1 및 제2형광 필름의 다른 예이다.
도 6을 참조하면, 제1형광 필름(140)은 4분할씩 8분할 되며, 제2형광 필름(150)의 영역이 4분할 되며, 2분할은 형광체 영역(152)이고 그 사이에 개구부(154)가 배치된 구조이다. 이러한 제1형광 필름(140)의 분할 영역(142,144)과 제1형광 필름(150)의 분할 영역(152,154)의 크기 또는 개구부(144,154)의 크기를 서로 다르게 형성할 수 있다. 도 7과 같이 제1형광 필름(140)의 형광체 영역(142)과 제2형광 필름(150)의 형광체 영역(152)은 개별 영역을 갖고 일부는 서로 중첩될 수 있다. 이러한 이중 형광 필름(140,150)은 개별 형광체 영역과 이중의 형광체 영역을 모두 제공할 수 있다. 실시 예는 제1형광 필름(140)과 제2형광 필름(150)의 형광체 영역(142,152)을 서로 다른 크기로 분할해 줌으로써, 형광체 영역별 발광 특성에 따라 다양한 컬러가 발광될 수 있다.
도 8은 제1실시예에 따른 발광장치(100)의 광 출사 상태도로서, 제1형광 필름(140) 및 제2형광 필름(150)이 모두 노출된 경우 광 출사 상태를 예시한 것이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 발광모듈(110)에 탑재된 발광소자(120)에서 출사된 제1광(L1)은 커버(130)에 개재된 제1형광 필름(140)에 출사된다. 이에, 제1형광 필름(140)에 포함된 a 형광체에 여기되어 제2광(L2)이 커버(130)에 의해 반사되어 발광모듈(110)의 출광부(115)를 통해 출사된다.
또한, 발광소자(120)에서 출사된 제1광(L1)은 커버(130)에 개재된 제2형광 필름(150)에도 조사된다. 이에, 제2형광 필름(150)에 포함된 b 형광체에 여기되어 제3광(L3)이 커버(130)에 의해 반사되어 발광모듈(110)의 출광부(115)를 통해 출사된다.
제2광(L2) 및 제3광(L3)의 특성은 발광소자(120)의 색상과 제1형광 필름(140) 및 제2형광 필름(150)에 포함된 형광체의 종류에 따라 다양한 색상 및 특성을 가질 수 있으며, 최종적으로 발광장치(100)에서는 제2광(L2) 및 제3광(L3)이 혼합된 새로운 특성의 광을 얻을 수 있다.
형광 필름(140) 및 제2형광 필름(150)의 위치를 조절하여 제1형광 필름(140)의 형광체 영역(142)과 제2형광 필름(150)의 형광체 영역(152)의 노출 비율을 조절하는 경우, 최종적으로 발산되는 제2광(L2) 및 제3광(L3)의 혼합 비율도 변경되어 색상 및 특성을 용이하게 조절할 수 있다.
제1형광 필름(140) 및 제2형광 필름(150)은 커버(130)로부터 탈착 가능하게 장착되어 원하는 조명의 색상에 따라 해당 형광체를 포함하는 형광 필름으로 교체가 가능하다.
한편, 커버(130)의 형상을 변경하여 반사 각도를 조절하는 경우, 발광모듈(110)의 출광부(115)로 출사되는 제2광(L2)의 지향각을 조절할 수 있다. 지향각은 광의 퍼짐 각도를 의미하며 광의 지향각에 따라 유효 조명 면적이 달라질 수 있다. 또한, 커버(130)에 요철패턴을 추가함으로써 반사효과와 산란효과를 동시에 얻도록 하는 것도 가능하다. 발광모듈(110)에 탑재된 발광소자(120) 중 어느 하나가 점등 불량이어도 조명에 큰 변화를 주지 않으므로 조명 장치의 사용 기간을 연장시키는 효과가 있어 제조 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 9는 제2실시예에 따른 발광장치(200)의 분해사시도 이고, 도 10은 제2실시예에 따른 발광장치(200)의 단면 및 발광 상태도이다. 제2실시예를 설명함에 있어서, 제1실시예와 동일한 구성에 대해서는 동일한 전술한 실시예의 설명을 참조하여 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 제2실시예에 따른 발광장치(200)는 출광부(115)를 갖는 발광모듈(110)과, 발광모듈(110) 상에 배치된 적어도 하나의 발광소자(120)과, 발광소자(120)에서 출사된 광을 반사시켜 출광부(115)를 통해 출사시키는 커버(130)과, 커버(130)의 반사면(130a)에 장착되는 형광 필름(160, 170)과 반사면(130a)에 형성된 돌출부(135)를 포함한다.
발광모듈(110)은 중앙에 출광부(115)가 형성된 링(ring) 형태의 기판을 포함할 수 있다. 발광모듈(110)은 상면(110a), 하면(110b), 출광부(115)를 감싸는 내측면(110c) 및 외측면(110d)을 포함한다. 발광모듈(110)의 상면 또는/및 하면에는 전원공급을 위한 배선 패턴이 형성될 수 있다.
발광소자(120)는 발광모듈(110)의 상면(110a)에서 서로 소정 간격을 두고 탑재될 수 있다. 발광소자(120)는 발광모듈(110)을 통해 전원을 공급 받을 수 있으며, 여기서, 발광모듈(110)에는 발광소자(120)를 보호하기 위한 제너 다이오드(미도시)가 설치될 수 있다. 발광소자(120)는 발광모듈(110)을 따라 1열 또는 복수 열로 배열될 수 있으며, 도면에서는 1열로 배열된 것으로 도시하였다. 발광소자(120)는 적색, 녹색, 청색, 시안(cyan), UV, 백색 등의 광을 방출하는 발광소자(120) 중 어느 하나일 수 있으며, 각기 다른 색상의 광을 발산하는 발광소자(120)를 적용하는 것도 가능하다.
커버(130)는 발광소자(120)의 광 출사 방향에 배치되어, 발광소자(120)에서 출사된 광을 발광모듈(110)의 출광부(115)로 반사시킨다. 커버(130)는 반사 효율 및 광 균일성을 고려하여 반구형, 반 원형, 돔형 등의 다양한 형태로 형성될 수 있다. 커버(130)의 오목한 면은 실질적으로 발광소자(120)에서 출사된 광을 반사시키는 반사면(130a)으로 작용한다. 반사면(130a)은 광 반사 효율이 뛰어난 재질로 이루어질 수 있다. 커버(130)는 발광소자(120)를 내측에 두고 발광모듈(110)의 상면(110a)과 결합될 수 있다. 도시하지 않았으나, 커버(130)과 발광모듈(110)은 체결 수단에 의하여 결합될 수 있다. 체결 수단은 체결 부재 또는 접착 부재를 포함할 수 있다.
돌출부(135)는 반사면(130a)의 소정 영역으로부터 돌출된 형상으로 형성될 수 있다. 돌출부(135)는 일 단이 커버(130)과 접하고 타단은 출광부(115)를 향하는 형상을 가질 수 있으며, 본 실시예에서는 원뿔 형상으로 형성된 경우를 예시하기로 한다. 돌출부(135)의 축은 발광모듈(110)의 상면(110a)이 이루는 평면에 대해 수직할 수 있고, 돌출부(135)의 밑면의 중심은 발광모듈(110)의 상면(110a)이 이루는 평면으로부터 수직 방향으로 가장 먼 반사면(130a)의 지점일 수 있다. 이러한, 돌출부(135)에는 광의 산란을 위한 요철 패턴이 형성될 수 있다.
돌출부(135)는 발광소자(120)에서 출사된 제1광(L1)에 의해 여기되어 황색, 적색, 녹색, 청색 혹은 백색의 빛을 방출하는 황색, 적색, 녹색, 청색 형광체, 혹은, 유색 형광체 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있으나, 사용 가능한 형광체의 종류는 이에 한정되지 아니한다. 이러한 돌출부(135)는, 커버(130)의 반사면(130a)에 돌출부위를 형성한 후, 형광체와 수지물질을 코팅하는 형태로 구현할 수 있다. 또한, 돌출부(135)는 수지 혹은 실리콘과 형광체의 혼합물을 경화시킨 형태로 구현될 수 있다. 여기서, 돌출부(135)에 요철을 형성하여 반사효과와 산란효과를 동시에 얻을 수 있도록 하는 것도 가능하다. 본 실시예에서는 하나의 돌출부(135)를 구비하는 경우를 예시하고 있지만, 반사면(130a)의 임의의 영역에 복수개를 형성하는 것도 가능하다. 예컨대 커버(130)의 중앙 영역에만 복수개의 돌출부를 형성하거나, 발광소자(120)와 인접하는 영역에 복수개의 돌출부를 배열하는 등 다양한 응용이 가능하다. 상기 돌출부(135)의 형상은 하부 끝이 뾰족한 원 뿔 또는 다각 뿔 형상을 포함하며, 상기 하부 끝이 뾰족하지 않는 기둥 형상을 포함할 수 있다. 또한 상기 돌출부(135)의 하부에는 멈춤 돌기가 형성될 수 있으며, 상기 멈춤 돌기는 상기 관통공(165,175)이 끼워진 후 분리되지 않도록 걸림 돌기로 기능할 수 있다. 상기 돌출부(135)의 둘레면에는 형광체가 갖는 코팅층이 도포되거나, 별도의 필름 예컨대, 광 여기 필름을 접착시켜 구성할 수 있다. 즉, 커버(130)의 내측 중앙에 하 방향으로 돌출된 형광층을 더 배치한 구조를 제공할 수 있다.
제1형광 필름(160) 및 제2형광 필름(170)은 커버(130)의 반사면(130a)에 적층된다.
제1형광 필름(160) 및 제2형광 필름(170)에는 각각 관통공(165, 175)을 형성하여 돌출부(135)가 관통공(165, 175)에 개재되도록 구성하는 것이 가능하다. 상기 관통공(165,175)은 뿔 형상, 기둥 형상, 뿔대 형상 등을 갖는 원 또는 다각 형상을 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 제1형광 필름(160) 및 제2형광 필름(170)은 광 투과성 및 내열성을 가지는 베이스필름에 수지 혹은 실리콘과 형광체의 혼합물을 경화시킨 필름 형태로 구현이 가능하다. 본 설명에서는 반사면(130a)상에 제1형광 필름(160)이 개재되고, 제1형광 필름(160) 상에 제2형광 필름(170)이 적층되는 경우를 예시하기로 한다.
제1형광 필름(160) 및 제2형광 필름(170)은 황색, 적색, 녹색, 청색 형광체, 혹은, 유색 형광체 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있으나, 사용 가능한 형광체의 종류는 이에 한정되지 아니한다. 제1형광 필름(160) 및 제2형광 필름(170)에는 각기 다른 색상의 형광체가 포함될 수 있으며, 하나의 형광 필름 내에서도 각기 다른 색상의 형광체들의 영역을 형성하는 것도 가능하다.
제1형광 필름(160) 및 제2형광 필름(170)은 하나 이상의 개구부(164, 174)를 포함할 수 있다. 개구부(174)가 형성된 제2형광 필름(170)을 제1형광 필름(160) 상에 적층하면, 제2형광 필름(170)의 개구부(174)를 통해 제1형광 필름(160)이 노출될 수 있다. 이에 따라, 제1형광 필름(160) 및 제2형광 필름(170)을 동시에 사용할 수 있으며, 제2형광 필름(170)의 개구부(174)를 통해 노출된 제1형광 필름(160)의 특성에 따라 각기 다른 특성의 광을 발광하는 발광장치(200)를 제공할 수 있다. 개구부(174)가 형성된 제2형광 필름(170)은 제1형광 필름(160) 상에서 회전이 가능함으로, 제2형광 필름(170)의 개구부(174)의 위치를 조정하면 개구부(174)를 통해 노출되는 제1형광 필름(160)의 영역이 변경된다. 따라서, 제1형광 필름(160) 상에 각기 다른 색상의 형광체 영역(162)이 존재하는 경우, 제1형광 필름(160) 및 제2형광 필름(170)을 조합하여 다양한 색상의 형광체를 구성할 수 있다. 한편, 제1형광 필름(160)에도 개구부(164)가 형성된 경우, 제1형광 필름(160)의 개구부(164)와 제2형광 필름(170)의 개구부(174)가 정합되면, 커버(130)가 노출될 수 있다.
도 10은 제2실시예에 따른 발광장치(200)의 광 출사 상태도이다.
제2실시예에 따른 발광장치(200)는, 발광모듈(110)에 탑재된 발광소자(120)에서 출사된 제1광(L1)은 제1형광 필름(160) 및 제2형광 필름(170)과 돌출부(135)에 출사된다.
발광모듈(110)에 탑재된 발광소자(120)에서 출사된 제1광(L1)은 커버(130)에 개재된 제1형광 필름(160)에 출사된다. 이에, 제1형광 필름(160)에 포함된 형광체에 여기되어 제2광(L2)이 커버(130)에 의해 반사되어 발광모듈(110)의 출광부(115)를 통해 출사된다.
발광소자(120)에서 출사된 제1광(L1)은 커버(130)에 개재된 제2형광 필름(170)에도 조사된다. 이에, 제2형광 필름(170)에 포함된 형광체에 여기되어 제3광(L3)이 커버(130)에 의해 반사되어 발광모듈(110)의 출광부(115)를 통해 출사된다.
발광소자(120)에서 출사된 제1광(L1)은 돌출부(135)에도 조사된다. 이에, 돌출부(135)에 포함된 형광체에 여기되어 제4광(L4)이 발광모듈(110)의 출광부(115)를 통해 출사된다.
제2광(L2), 제3광(L3), 제4광(L4)의 특성은 발광소자(120)의 색상과 제1형광 필름(160) 및 제2형광 필름(170)과 돌출부(135)에 포함된 형광체의 종류에 따라 다양한 색상 및 특성을 가질 수 있으며, 최종적으로 발광장치(200)에서는 제2광(L2), 제3광(L3), 제4광(L4)이 혼합된 새로운 특성의 광을 얻을 수 있다.
또한, 제1형광 필름(160) 및 제2형광 필름(170)의 위치를 조절하여 제1형광 필름(160)의 형광체 영역(162)과 제2형광 필름(170)의 형광체 영역(172)의 노출 비율을 조절하는 경우 제2광(L2) 및 제3광(L3)의 혼합 비율이 변경되어, 최종적으로 발산되는 광의 색상 및 특성을 조절할 수 있다.
이와 같이, 출광부(115)를 통해 출사되는 광은 제2광(L2), 제3광(L3), 제4광(L4)을 모두 포함하고 있다. 따라서, 출광부(115)를 통해 출사되는 광은 제2광(L2), 제3광(L3), 제4광(L4)이 혼합된 상태이거나, 출사 영역 내에서 각기 다른 색상이 발색되도록 할 수 있다.
여기서, 돌출부(135)에 의해 반사된 제4광(L4)은 돌출부(135)의 높이, 밑면 지름 등의 사이즈에 따라 출광부(115)를 통해 출사하는 광의 지향각이 달라질 수 있다. 예컨대, 돌출부(135)의 높이가 높아지면, 광의 지향각이 커져 제4광(L4)의 조명 면적이 커질 수 있다. 반면, 돌출부(135)의 높이가 낮아지면, 광의 지향각이 작아짐으로 제4광(L4)의 조명 면적이 작아질 수 있다.
이와 같이, 제2실시예에 따른 발광장치(200)는 제1형광 필름(160) 및 제2형광 필름(170)의 형광체 영역(162, 172)의 비율을 조절하여 광의 색상 및 특성을 조절할 수 있으며, 돌출부(135)의 형상을 조절하여 조명 면적 등을 조절하는 것이 가능하다.
도 11은 실시예에 따른 발광장치에서 발산하는 광의 색상을 결정하기 위한 발광소자의 색상과 형광 필름에 포함된 형광체의 색상 조합을 표를 이용하여 도시한 것이다.
발광소자가 청색(blue)인 경우, 황색(yellow) 형광체를 조합하거나 혹은, 적색(red)과 녹색(green)의 혼합 형광체를 조합하는 백색(white)광을 얻을 수 있다.
발광소자가 녹색(green)인 경우, 마젠타(magenta) 형광체를 조합하거나, 혹은, 청색(blue)과 적색(red)의 혼합 형광체를 조합하는 백색(white)광을 얻을 수 있다.
발광소자가 시안(cyan)인 경우, 마젠타(magenta)와 적색(red)의 혼합 형광체를 조합하여 백색(white)광을 얻을 수 있다.
이와 같이, 백색(white)광을 발산하는 발광장치는 다양한 방식의 발광소자 및 형광체의 조합에 따라 구현이 가능하다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 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, 200 : 발광장치 110 : 발광모듈
130 : 커버 135 : 돌출부
140, 160 : 제1형광 필름 150, 170 : 제2형광 필름

Claims (20)

  1. 내부가 개방된 출광부 및 상기 출광부 둘레 상에 복수의 발광 소자를 구비한 발광 모듈;
    상기 발광 모듈의 위에 결합되며 상기 발광소자로부터 조사된 광을 상기 출광부 측으로 반사하는 커버;
    복수의 개구부 및 상기 복수의 개구부 사이에 형광체 영역이 배치되고, 상기 커버의 내부 면에 밀착 배치되는 제1형광 필름;
    상기 제1형광 필름의 내부에 밀착되고 복수의 개구부 및 상기 복수의 개구부 사이에 형광체 영역이 배치된 제2형광 필름; 및
    일단은 상기 커버와 접하고 타단은 상기 출광부를 향하며 상기 제1형광 필름과 상기 제2형광 필름에 형성된 관통공에 삽입되어 돌출된 돌출부를 포함하고,
    상기 제1형광 필름과 상기 제2형광 필름은 회전 가능한 발광장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 돌출부의 둘레면에 형광체를 포함하는 코팅층이 배치되는 발광장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1형광 필름과 상기 제2형광 필름은 상기 커버의 내부 형상과 대응하는 형상으로 형성되는 발광 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 커버, 상기 제1형광 필름과 상기 제2형광 필름은 반구형 형상을 포함하며, 상기 발광 모듈의 출광부 반경보다 큰 반경을 갖고 상기 발광 모듈 위에 결합되는 발광 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1형광 필름 및 상기 제2형광필름의 개구부 사이에 배치된 복수의 형광체 영역은 서로 연결되고,
    상기 제1형광 필름과 상기 제2형광 필름 중 적어도 하나는 황색 형광체, 적색 형광체, 녹색 형광체, 청색 형광체 중 적어도 어느 하나를 포함하고,
    상기 제1형광 필름과 상기 제2형광 필름은 서로 상이한 형광체를 포함하는 발광장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제4항에 있어서,
    상기 제1형광 필름은 이종 형광체를 포함하며, 상기 제2형광 필름은 상기 제1형광 필름에 포함된 어느 한 종류의 형광체와 동일한 형광체를 포함하고,
    상기 제1형광 필름 및 제2형광 필름 중 적어도 하나는 투광성 광 여기 필름을 포함하는 발광장치.
  9. 삭제
  10. 제4항에 있어서,
    상기 제1형광 필름의 개구부는 50% 미만으로 형성되며, 상기 형광체 영역보다는 작게 형성되고,
    상기 제1형광필름과 상기 제2형광필름의 형광체 영역은 서로 엇갈리게 또는 적어도 일부가 중첩되게 배치되는 발광 장치.
  11. 삭제
  12. 제5항 또는 제10항에 있어서,
    상기 발광 모듈은 상기 발광 소자가 어레이된 링 형상의 기판을 포함하고,
    상기 발광 소자는 적색, 녹색, 청색, 시안(cyan), UV, 백색 등의 광 중에서 적어도 하나를 발광하는 발광 장치.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제5항에 또는 제10항에 있어서,
    상기 돌출부의 하부에는 멈춤 돌기가 형성되고,
    상기 돌출부는 뿔, 뿔대, 및 기둥 형상 중 적어도 하나를 포함하며,
    상기 관통공은 원형 또는 다각형상을 포함하는 발광장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제2형광 필름의 개구부를 통해 상기 제1형광 필름이 노출되는 발광장치.
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 제5항 또는 제10항에 있어서, 상기 제1형광 필름과 상기 제2형광 필름의 형광체 영역은 그 중앙 상부로부터 방사 방향으로 분할되며, 그 폭은 하부로 갈수록 점차 증가하고,
    상기 커버의 내면은 반사 물질 또는 형광체가 도포된 물질이 코팅되는 발광 장치.
  20. 삭제
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