KR102340007B1 - 조명장치용 파장변환부 및 이를 포함하는 조명장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예는 규소 산화물-붕소 산화물-아연 산화물(SiO2-B2O3-ZnO)을 포함하는 산화물 혼합체 매트릭스 중에 적어도 1종의 세라믹 형광체가 분산되는 세라믹 형광체 플레이트; 및 상기 세라믹 형광체 플레이트의 일면 상에 적어도 1종의 가시광 미흡수 세라믹 입자를 포함하는 광확산재가 도포되는 조명장치용 파장변환부에 관한 것이다.
Description
본 발명의 실시예는 조명장치 및 이를 구성하는 파장변환부에 관한 것이다.
백색 LED는 고효율, 고신뢰성의 백색 조명광원으로서 주목 받아 일부가 미소 전력 소형 광원으로서 이미 사용되고 있다. LED는 발광효율이 증가함에 따라 다양한 조명원으로서 영역을 넓혀가고 있다. 그러나, LED는 점광원으로, 직광의 성격이 강하고, 출사되는 빛이 확산형이 아니기 때문에 지향각이 좁으며, 빛을 받지 못하는 부분이 어둡게 보이게 되고, 이것이 "빛얼룩"을 형성하게 된다. LED 패키징 및 조명에 있어서 광 출사부의 전면뿐만 아니라 측면에서도 유사한 색온도가 구현이 되어야 차량헤드램프 등에 적용하였을 경우 이른바, "빛얼룩"이라는 어두운 부분이 생기지 않는다.
지향각을 넓히기 위한 방법으로, 봉지재에 렌즈를 부착 또는 봉지재 표면을 패턴화하거나, 봉지재 내에 입자를 분산시키는 등의 방법 등이 사용되고 있다. 그러나, 수지로 이루어진 봉지재에 세라믹 입자 혼합할 경우에는 입자가 분산되지 않거나 침전을 하게 되고, 이것은 봉지재의 광 투과율을 저하시키는 요인이 되기도 한다. 또한, 봉지재의 표면을 패터닝화 하는 경우에는 추가의 패터닝 공정으로 인한 공정 및 비용의 추가 발생 및 형광체 플레이트가 손상을 입거나 강도가 떨어지게 되는 문제점이 있다.
본 발명의 실시예는 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 규소 산화물-붕소 산화물-아연 산화물(SiO2-B2O3-ZnO)을 포함하는 산화물 혼합체 매트릭스 중에 적어도 1종의 세라믹 형광체가 분산되는 세라믹 형광체 플레이트; 및 상기 세라믹 형광체 플레이트의 일면 상에 적어도 1종의 가시광 미흡수 세라믹 입자를 포함하는 광확산재가 도포되는 조명장치용 파장변환부 및 이를 포함하는 조명장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
상기 기술적 과제를 달성하고자, 규소 산화물-붕소 산화물-아연 산화물(SiO2-B2O3-ZnO)을 포함하는 산화물 혼합체 매트릭스 중에 적어도 1종의 세라믹 형광체가 분산되는 세라믹 형광체 플레이트; 및 상기 세라믹 형광체 플레이트의 일면 상에 적어도 1종의 가시광 미흡수 세라믹 입자를 포함하는 광확산재가 도포되는 조명장치용 파장변환부를 제공한다.
또한, 본 실시예의 다른 측면으로, 상술한 파장변환부를 포함하는 조명장치를 제공한다.
실시예에 따르면, 규소 산화물-붕소 산화물-아연 산화물(SiO2-B2O3-ZnO)을 포함하는 산화물 혼합체 매트릭스 중에 적어도 1종의 세라믹 형광체가 분산되는 세라믹 형광체 플레이트; 및 상기 세라믹 형광체 플레이트의 일면 상에 적어도 1종의 가시광 미흡수 세라믹 입자를 포함하는 광확산재가 도포되는 조명장치용 파장변환부를 구현하고, 투과율 및 가시광 영역의 손실을 최소화 할 수 있기 때문에 광 변환효율의 감소폭이 작고, 형광체 플레이트 내부의 웨이브 가이드(wave guide) 현상 억제를 통한 광 추출 향상될 수 있으며, 지향각 (beam angle) 및 빛의 균일도를 향상 시키는 효과가 있다.
도 1은 본 실시예에 따른 조명장치용 파장변환부를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 실시예 및 비교예의 지향각을 평가하여 도시한 그래프이다.
도 3은 본 실시예 및 비교예의 면내 색도 편차를 측정한 그래프이다.
도 4는 본 실시예와 비교예의 광특성을 비교한 결과를 도시한 것이다.
도 2는 본 실시예 및 비교예의 지향각을 평가하여 도시한 그래프이다.
도 3은 본 실시예 및 비교예의 면내 색도 편차를 측정한 그래프이다.
도 4는 본 실시예와 비교예의 광특성을 비교한 결과를 도시한 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 각 용어의 의미는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 할 것이다. 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.
도 1은 본 실시예에 따른 조명장치용 파장변환부(100)를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 조명장치용 파장변환부(100)는 적어도 1종의 세라믹 형광체가 분산되는 세라믹 형광체 플레이트(110)의 일면 상에 적어도 1종의 가시광 미흡수 세라믹 입자(122)를 포함하는 광확산재(120)가 도포된다.
본 실시예에서 세라믹 형광체 플레이트(110)는 규소 산화물-붕소 산화물-아연 산화물(SiO2-B2O3-ZnO)을 포함하는 산화물 혼합체 매트릭스 중에 적어도 1종의 세라믹 형광체가 분산되어 있다. 상기 산화물 혼합체는 유리 형성 조성물의 주성분으로, 상기 규소 산화물. 상기 붕소 산화물, 상기 아연 산화물(SiO2, B2O3, ZnO)의 세 성분이 유리의 기본적인 뼈대를 이루게 된다. 요구되는 광특성 및 물리/화학적인 특성에 따라서 산화 알루미늄, 산화 비스무스, 알칼리 금속의 산화물 등의 첨가물이 포함될 수 있다. 상기 산화물 혼합체는 세라믹 형광체 플레이트(110)의 성분 중 65 중량% 내지 80 중량% 포함될 수 있다. 이때, 상기 규소 산화물은 전체 유리 형성 조성물에 대하여 20 중량% 내지 30 중량% 포함될 수 있다. 상기 규소 산화물은 상기 유리 형성 조성물 내에서 전체 유리의 특성을 크게 영향을 미치거나 하지는 않으므로, 다른 성분들의 함유량에 맞춰 적절하게 조절될 수 있다.
본 실시예에 따른 세라믹 형광체 플레이트(110)는 상술한 세라믹 형광체 플레이트용 유리 형성 조성물을 유리화하여 수득되는 중심치 평균 입경이 1㎛ 내지 10㎛인 유리 프리트(glass frit)를 매트릭스로 하고, 적어도 1종의 형광체를 포함한다.
상기 유리 프리트는 상기 산화물 혼합체 등의 성분을 포함하는 상기 유리 형성 조성물을 볼 밀(ball mill)로 40 시간 내지 50 시간 동안 혼합한 후, 용융로에 투입한다. 상기 유리 형성 조성물의 조성에 따라 용융 온도를 조절하여 용융할 수 있다. 이때 용융 온도는 1300℃ 내지 1600℃일 수 있고, 종래의 유리 제조 프로세스에 따라 유리를 제조할 수 있다. 상기 유리 형성 조성물에 포함된 원료가 균질하게 용해될 수 있는 온도를 선택하여 용융한다. 이때, 1600℃를 초과하여 온도를 상승시키면 휘발 성분이 많아지게 될 우려가 있다. 상기 용융물을 트윈롤에 부어 ??칭을 수행하여, 유리 컬릿(glass cullet)을 준비한다. 상기 유리 컬릿을 분쇄하여 유리 프리트를 준비한다.
상기 유리 프리트는 평균입경이 1㎛ 내지 10㎛일 수 있고, 바람직하게는 2㎛ 내지 7㎛일 수 있다. 유리 프리트의 입경을 작게 할 경우 소결 후 내부 기공율이 줄어 광 특성 향상에 유리하다. 상기 유리 프리트의 입경이 10㎛를 초과할 경우, 추후 형광체와 혼합하여 소결할 경우 다수의 기공(pore)이 형성될 우려가 있다. 반면, 상기 유기 프리트의 입경이 1㎛ 미만일 경우에는 형광체와 혼합될 때 충분히 분산되지 못하여 충분히 형광체를 패시베이션할 수 없게 될 우려가 있다. 또한, 밀링(milling)하는 시간이 증가함에 따라 오염도도 증가하여 소결 후에 백색도 유지가 어렵게 된다.
상기 세라믹 형광체는 요구되는 광특성 및 조명의 색깔, 응용 분야 등에 따라 황색 또는 녹색, 또는 적색 형광체 중 하나의 형광체일 수 있고, 필요에 따라 서로 다른 파장의 빛을 여기하는 1종 이상의 세라믹 형광체일 수 있다. 상기 세라믹 형광체로는 이트륨-알루미늄-가넷(Yttrium Aluminium Garnet; YAG)계, 루테늄-알루미늄-가넷(Lutetium aluminium garnet; LuAG)계, 질화물(nitride)계, 황화물(sulfide)계 또는 규산염(silicate)계를 사용할 수 있다.
상기 세라믹 형광체가 상기 유리 프리트에 대하여 10 중량% 내지 30 중량% 정도로 혼합한다. 이때, 소결 후 투과도와 색차에 따라 형광체 혼합량은 미량 변경될 수 있다. 또한 두께의 변화에 따라서도 형광체의 함량이 변화되는데, 두께 증가 시 형광체는 감량하여 첨가할 수 있다.
상기 유리 프리트 및 상기 세라믹 형광체의 혼합물이 플레이트 또는 원반 형태를 갖도록 서스(Stainless Use Steel, SUS) 몰드에 투입하여 소성로에서 넣어 소성을 수행한다. 소결은 일반적인 박스로(box furnace)에서 공기(air) 분위기에서 수행된다. 소결 조건은 600℃ 내지 700℃의 온도에서 20분 내지 1시간 동안 수행될 수 있다. 이때, 상기 세라믹 형광체 및 유리 프리트의 유리 전이 온도(Tg)에 따라서 소결을 수행하는 온도 및 시간을 조절할 수 있다.
본 실시예에 따른 조명장치용 파장변환부(100)의 세라믹 형광체 플레이트(110) 상에는 지향각(beam angle)을 개선하기 위하여 가시광 미흡수 세라믹 입자(122)를 포함하는 광확산재(120)가 도포된다. 본 발명의 실시예에서 상기 가시광 미흡수 세라믹 입자(122)는 광밴드갭(bandgap)이 3.3eV 이상 이어야 한다. 또한, 상기 가시광 미흡수 세라믹 입자(122)는 가시광대 영역의 광, 즉 파장 영역이 380㎚ 이상의 영역을 흡수하지 않는 입자이다. 따라서, 가시광대 영역의 광을 흡수하지 않고 반사 또는 투과하게 되므로, 백색을 띄는 입자일 수 있다. 이러한 가시광 미흡수 세라믹 입자(122)의 일예로는 산화 지르코늄(ZrOx), 산화 타이타늄(TiOx), 산화아연(ZnO) 또는 산화마그네슘(MgO) 등의 백색 입자를 사용할 수 있다.
가시광 미흡수 세라믹 입자(122)의 평균입경(D50)은 0.5㎛ 내지 1.5㎛일 수 있다. 가시광 미흡수 세라믹 입자(122)의 평균입경(D50)이 0.1㎛ 미만일 경우에는 가시광선 산란율이 저하 될 수 있고 또한 서로 분산되지 않고 응집이 될 우려가 있다. 반면, 1.5㎛를 초과하는 경우에는 입자 크기가 너무 커서 오히려 색도 편차가 저하 되거나 외관상 불균일한 얼룩과 같이 보이는 문제점이 있다.
가시광 미흡수 세라믹 입자(122)는 내열성 접착 수지(124)에 도포되어 세라믹 형광체 플레이트(110) 상에 도포된다. 이때, 내열성 접착 수지(124)는 실리콘(silicone)계 수지룰 사용할 수 있고, 특히 250℃ 이상에서도 열화(劣化)되지 않은 종류이면 크게 제한되지 않는다. 그러나, 본 실시예에서는 광확산재(120)가 세라믹 형광체 플레이트(110) 상에 도포될 때, 가시광 미흡수 세라믹 입자(122)는 한 층으로(도 1에 도시한 것과 같이) 도포되어야 하고, 내열성 접착 수지(124)의 두께가 3um 이상 15㎛ 이하인 것이 바람직하다. 실시예 2에 의하면 3um 이하일 경우에는 원하는 효과를 제대로 구현하기 어려울 수 있고 15um 이상의 두께는 Coating 하는 공정상 단일 공정으로 구현이 어려울 수 있다. 그러나, 후술하는 실시예 2에서 보이는 것과 같이, 이러한 범위의 두께에서는 두께가 증가할수록 색도 편차 및 지향각의 특성이 개선되게 된다.
가시광 미흡수 세라믹 입자(122)는 세라믹 형광체 플레이트(110) 중량 대비 1 중량% 이하가 도포될 수 있다. 상술한 바와 같이 가시광 미흡수 세라믹 입자(122)는 세라믹 형광체 플레이트(110) 상이 1층으로 도포되는 것이 바람직하므로, 가시광 미흡수 세라믹 입자(122)가 세라믹 형광체 플레이트(110) 중량 대비 1%를 초과하는 경우에는 도포된 광확산재(120)의 두께가 위치에 따라 상이하게 될 우려가 있어, 오히려 지향각이 개선되지 못 할 우려가 있다.
본 실시예의 다른 측면에 따른 조명장치는 규소 산화물-붕소 산화물-아연 산화물(SiO2-B2O3-ZnO)을 포함하는 산화물 혼합체 매트릭스 중에 적어도 1종의 세라믹 형광체가 분산되는 세라믹 형광체 플레이트의 일면 상에 적어도 1종의 가시광 미흡수 세라믹 입자를 포함하는 광확산재가 도포되는 파장변환부; 및 광원소자를 포함한다.
상기 파장변환부는 광원소자와의 위치관계에 따라서 크게 두 가지 타입으로 나눌 수 있다. 파장변환부와 광원소자가 일정한 거리를 두고 이격되어 있는 이격형(remote type) 및 파장변환부가 광원소자 상에 접합되어 있는 일체형(direct attach type)이다.
상기 이격형은 주로 조명에 적용이 되며 실내 조명으로는 다운 라이트 모듈(Down Light Module; DLM) 또는 스팟 라이트 모듈(Spot Light Module; SLM)에 사용된다. 또한, 옥외용으로는 가로등과 같은 가로등 모듈(street light module)에 적용 가능하다. 상기 일체형은 고출력 LED 패키징에 적용이 되며 주로 차량 외부 조명으로서 주로 차량 헤드램프 및 주간주행등(Daytime Running Lamp; DRL) 등에 적용이 가능하고 또한 LED 빔프로젝터 광원으로도 사용이 가능하다.
상기 이격형은 광원소자로부터의 열로 상기 파장변환부가 변형되거나 특성이 감소되는 것을 막아준다. 반면, 일체형의 경우는 상기 파장변환부의 두께를 얇게 설정할 수가 있으므로, 조명장치의 크기를 크게 줄일 수 있다.
이격형의 경우에 조명장치는 패키징 상에 실장된 광원 소자를 중심으로 하여 바닥면에서 위쪽으로 갈수록 넓어지는 형태의 하우징을 포함한다. 광원 소자로는 일례로 고체발광소자가 적용될 수 있다. 상기 고체발광소자는 LED, OLED, LD(laser diode), Laser, VCSEL 중 선택되는 어느 하나가 적용될 수 있다. 상기 하우징의 상단부에 상기 파장변환부가 구비되어, 광원(120)으로부터 이격되도록 배치된다. 본 실시예에 따른 상기 파장변환부는 상술한 바와 같이 유리 프리트로 이루어진 매트릭스 및 매트릭스 중에 분산되어 있는 세라믹 형광체를 포함하는 세라믹 형광체 플레이트 상에 광확산재가 도포되어 있다. 이때, 상기 파장변환부의 두께는 500㎛ 내지 1000㎛이다. 하우징 내부는 상기 파장변환부의 굴절률 보다 높거나 같은 굴절률을 갖는 물질로 충진할 수 있다.
상기 광원 소자로부터 이격되는 거리는 10㎜ 내지 20㎜일 수 있다. 상기 이격거리는 바람직하게는 12㎜ 내지 18㎜일 수 있다. 상기 이격 거리가 20㎜를 초과할 경우에는 광추출이 충분히 이루어지지 않을 우려가 있다. 반면 상기 이격거리가 10㎜ 미만일 경우, 상기 광원 소자로부터 발생되는 열에 의하여 상기 세라믹 형광체가 열변형을 일으킬 우려가 있다.
접합형의 경우에는, 패키징 상에 상기 광원 소자가 실장된 것은 상술한 일체형과 동일하나, 상기 파장변환부는 상기 광원 소자 상에 직접 실장된다. 접합형의 경우, 상기 파장변환부는 상기 광원 소자 상에 직접 실장되므로 상기 광원 소자의 열에 직접적인 영향을 받을 수 있다. 그러나 상기 파장변환부의 두께는 80㎛ 내지 200㎛로, 일체형의 파장변환부보다 두께를 줄일 수 있다. 또한 일체형에서 사용되는 하우징을 배제할 수 있고, 광원과 파장변환부 간의 이격거리 만큼의 공간을 줄일 수 있어 컴팩트한 크기의 조명장치를 구현할 수 있다.
이하, 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐 어떠한 의미로든 본 발명의 범위가 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.
[
실시예
]
실시예
1
(평균 입도(D50)가 5~8um이고 주요 발광 Peak이 540nm인 LuAG 형광체와 580nm 이상인 a-SiAlON) 형광체를 포함하는 형광체 플레이트 상에 실리콘 수지(Si)에 평균입경(D50)이 1㎛인 지르코늄 산화물(ZrO2)을 분산시켜 스프레이 코팅으로 도포한 후 건조하였다. 이때, 지르코늄 산화물의 양은 형광체 플레이트 중량 대비 1%가 되도록 첨가하였다.
[
비교예
]
비교예
1
실시예 1과 동일한 형광체 플레이트를 사용하되, 지르코늄 산화물을 도포하지 않았다.
비교예
2
실시예 1과 동일한 형광체 플레이트를 사용하되, 리소그래피 공정을 거쳐 표면에 (Lens Array 형태의 요철형) 패턴을 형성하였다.
[평가]
1.
지향각
개선 평가
980㎛×980㎛ 의 고출력 Chip 내에서 14000 Point 이상의 Cx, Cy 값 측정하여 편차를 확인하였고, 그 결과를 표 1 및 도 2에 나타내었다.
LED 구동 조건: IF = 350mA, Tb = 25℃
[표 1]
표 1과 도 2를 참조하여 보면, 형광체 플레이트 표면에 지르코늄 산화물(ZrO2)을 분산시켜 스프레이 코팅으로 도포한 본 발명의 실시예 1을 적용한 방식이 지향각의 측정 결과면에서 가장 우수한 것을 확인할 수 있다. 아울러, 비교예 1 및 비교예 2는 지향각의 특성면에서도 불리함은 물론, 포토리소그라피 등의 공정을 이용해 패턴을 구현하는 추가 공정이 있어야 하는바, 비용의 증가 면에서도 불리하게 된다.
2. 면내 색도 편차 측정
Source Imaging Goniometer System으로 면내 색도 편차를 측정하였고, 그 결과를 표 2 및 도 3에 나타내었다.
아래의 표 2 및 도 3의 결과를 참조하면, 이 경우에도 형광체 플레이트 표면에 지르코늄 산화물(ZrO2)을 분산시켜 스프레이 코팅으로 도포한 본 발명의 실시예 1을 적용한 방식이 면내 색도편차의 결과도 다른 비교예 1 및 비교예 2에 비해 우수한 것을 확인할 수 있다.
[표 2]
3. 광확산재 코팅에 따른 광특성 변화
실시예 1(2개의 시료 사용)에서 지르코늄 산화물 입자를 코팅하기 전과 코팅한 후의 광특성을 측정하여 그 차이를 표 3에 나타내었다.
[표 3]
형광체 플레이트 표면에 지르코늄 산화물(ZrO2)을 분산시켜 스프레이 코팅으로 도포한 본 발명의 실시예 1을 적용한 방식과, 지르코늄 산화물(ZrO2)을 코팅하지 않는 것과의 특성 비교를 하면, 본 실시예 1에서 광속이 증가하며, 색좌표 및 지향각측면에서 개선되는 것을 확인할 수 있다.
실시예
2
(평균 입도(D50)가 5~8um이고 주요 발광 Peak이 540nm인 LuAG 형광체와 580nm 이상인 a-SiAlON) 형광체를 포함하는 형광체 플레이트 상에 실리콘 수지(Si)에 평균입경(D50)이 1㎛인 지르코늄 산화물(ZrO2)을 분산시켜 스프레이 코팅으로 도포한 후 건조하였다. 이때, 지르코늄 산화물의 양은 형광체 플레이트 중량 대비 1%가 되도록 첨가하였다. 특히, 본 실시예 2에서는 코팅의 두께를 변화하여 색도편차 및 지향각의 변화를 측정하였다. 비교 대상은 코팅을 하지 않는 형광체 플레이트를 비교군(Ref)으로 하였다.
위 실시예 2와 비교군의 광특성을 비교한 결과를 표 4 및 도 4에 나타내었다.
[표 4]
위 측정 결과, 도 4 및 표 4를 참조하여 보면, 지르코늄 산화물을 코팅하지 않는 비교군(Ref)과 대비하여, 색도 편차 및 지향각이 개선되는 것은 명확한 것을 확인할 수 있다. 나아가, 본 실시예 2에서 지르코늄 산화물의 코팅 두께가 증가할수록 색도 편차 및 지향각의 개선효과가 높아지는 것을 확인할 수 있다.(단, 코팅 1회: ZrO2-1, 코팅 2회:ZrO2-2, 코팅 3회: ZrO2-3, 코팅안함:Ref)
또한, 위 실험에서 동일한 조건에 코팅되는 물질을 ZnO(산화아연)로 적용한 경우에도 도 4(ZnO 코팅 1회:ZnO-1)에서 확인할 수 있듯이, 본 실시예 2의 지르코늄 산화물과 거의 동일한 결과를 얻을 수 있는 것을 확인할 수 있다. 아래의 표 5는 다른 조건은 실시예 2와 동일하게 하고, 산화아연을 코팅한 결과를 나타낸 것이다.
[표 5]
또한, 산화아연의 경우에도, 코팅두께가 증가할수록 색도 편차 및 지향각 개선의 효과가 증가하게 되게 된다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하며 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 조명장치용 파장변환부
110: 세라믹 형광체 플레이트
120: 광확산재
122: 가시광 미흡수 세라믹 입자
124: 접착 수지
110: 세라믹 형광체 플레이트
120: 광확산재
122: 가시광 미흡수 세라믹 입자
124: 접착 수지
Claims (12)
- 규소 산화물-붕소 산화물-아연 산화물(SiO2-B2O3-ZnO)을 포함하는 산화물 혼합체 매트릭스 중에 적어도 1종의 세라믹 형광체가 분산되는 세라믹 형광체 플레이트를 포함하고,
상기 세라믹 형광체 플레이트의 일면 상에 적어도 1종의 가시광 미흡수 세라믹 입자를 포함하는 광확산재가 도포되며,
상기 가시광 미흡수 세라믹 입자는 파장 영역이 380㎚ 이상의 영역을 흡수하지 않고 반사 또는 투과하며,
가시광선 산란율 저하 및 색도 편차 저하를 방지하기 위하여 상기 가시광 미흡수 세라믹 입자는 0.5㎛ 내지 1.5㎛의 평균입경(D50)을 가지고,
상기 광확산재의 두께를 균일하게 하여 지향각 저하를 방지하기 위하여 상기 가시광 미흡수 세라믹 입자는 세라믹 형광체 플레이트 중량 대비 1 중량% 이하가 도포되는 조명장치용 파장변환부.
- 청구항 1에 있어서,
상기 세라믹 형광체는,
이트륨-알루미늄-가넷(Yttrium Aluminium Garnet; YAG)계, 루테늄-알루미늄-가넷(Lutetium aluminium garnet; LuAG)계, 질화물(nitride)계, 황화물(sulfide)계, 규산염(silicate)계 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종 인 조명장치용 파장변환부.
- 청구항 1에 있어서,
상기 가시광 미흡수 세라믹 입자는,
광밴드갭(optical bandgap)이 3.3eV 이상인 조명장치용 파장변환부.
- 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
상기 가시광 미흡수 세라믹 입자는,
산화 지르코늄(ZrOx), 산화 타이타늄(TiOx), 산화아연(ZnO) 또는 산화마그네슘(MgO)로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종인 조명장치용 파장변환부.
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 광확산재는,
상기 가시광 미흡수 세라믹 입자가 내열성 접착 수지에 분산되어 상기 세라믹 형광체 플레이트 상에 도포되는 조명장치용 파장변환부.
- 청구항 6에 있어서,
상기 광확산재는,
상기 세라믹 형광체 플레이트 상에 도포되는 상기 내열성 접착 수지의 두께가 1㎛ 이하인 조명장치용 파장변환부.
- 삭제
- 규소 산화물-붕소 산화물-아연 산화물(SiO2-B2O3-ZnO)을 포함하는 산화물 혼합체 매트릭스 중에 적어도 1종의 세라믹 형광체가 분산되는 세라믹 형광체 플레이트의 일면 상에 적어도 1종의 가시광 미흡수 세라믹 입자를 포함하는 광확산재가 도포되는 파장변환부; 및
광원소자;
를 포함하며,
상기 가시광 미흡수 세라믹 입자는 파장 영역이 380㎚ 이상의 영역을 흡수하지 않고 반사 또는 투과하며,
가시광선 산란율 저하 및 색도 편차 저하를 방지하기 위하여 상기 가시광 미흡수 세라믹 입자는 0.5㎛ 내지 1.5㎛의 평균입경(D50)을 가지고,
상기 광확산재의 두께를 균일하게 하여 지향각 저하를 방지하기 위하여 상기 가시광 미흡수 세라믹 입자는 세라믹 형광체 플레이트 중량 대비 1 중량% 이하가 도포되는 조명장치. - 삭제
- 삭제
- 삭제
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