KR20120027047A - 효율적인 광 방출 디바이스 및 그러한 디바이스의 제조 방법 - Google Patents

효율적인 광 방출 디바이스 및 그러한 디바이스의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20120027047A
KR20120027047A KR1020127000266A KR20127000266A KR20120027047A KR 20120027047 A KR20120027047 A KR 20120027047A KR 1020127000266 A KR1020127000266 A KR 1020127000266A KR 20127000266 A KR20127000266 A KR 20127000266A KR 20120027047 A KR20120027047 A KR 20120027047A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
emitting device
light emitting
primary
primary light
Prior art date
Application number
KR1020127000266A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101749220B1 (ko
Inventor
에르노 팬살리
윌램 핸드릭 스미츠
파스칼 진 핸리 블루멘
Original Assignee
코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
필립스 루미리즈 라이팅 컴퍼니 (홀딩) 비.브이.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이., 필립스 루미리즈 라이팅 컴퍼니 (홀딩) 비.브이. filed Critical 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Publication of KR20120027047A publication Critical patent/KR20120027047A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101749220B1 publication Critical patent/KR101749220B1/ko

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21KNON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/60Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction
    • F21K9/64Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction using wavelength conversion means distinct or spaced from the light-generating element, e.g. a remote phosphor layer
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00Refractors for light sources
    • F21V5/04Refractors for light sources of lens shape
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00Refractors for light sources
    • F21V5/10Refractors for light sources comprising photoluminescent material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50Wavelength conversion elements
    • H01L33/507Wavelength conversion elements the elements being in intimate contact with parts other than the semiconductor body or integrated with parts other than the semiconductor body
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58Optical field-shaping elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21YINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10Light-emitting diodes [LED]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50Wavelength conversion elements
    • H01L33/505Wavelength conversion elements characterised by the shape, e.g. plate or foil
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58Optical field-shaping elements
    • H01L33/60Reflective elements
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49826Assembling or joining

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)

Abstract

본 발명은 1차 광원(10), 광 변환 매체(14) 및 광학 구조체(16)를 포함하는 광 방출 디바이스(2)에 관한 것이다. 1차 광원은 기판(11) 상에 배치된다. 형광체를 포함하는 광 변환 매체(14)는 1차 광의 적어도 일부를 다른 파장의 2차 광(Ⅱ)으로 변환하도록 구성된다. 광 변환 매체는 원거리 형광체 구성으로 있다. 광학 구조체는 광 변환 매체로부터 2차 광(Ⅱ)의 일부를 수취하도록 구성되고, 2차 광의 일부를 제1 평면을 향하지만 1차 광원(10)에 대해 멀어지는 방향으로 방향전환 시키도록 구성된다. 2차 광을 1차 광원으로부터 멀어지게 방향전환하는 광학 구조체를 제공함으로써, 1차 광원에 의한 2차 광의 흡수는 실질적으로 감소되거나 제거될 수 있다. 발광 효율은 2차 광이 광 방출 디바이스로부터 투과되는 방향으로 이러한 2차 광을 방향전환 시킴으로써 개선될 수 있다.

Description

효율적인 광 방출 디바이스 및 그러한 디바이스의 제조 방법{EFFICIENT LIGHT EMITTING DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING SUCH A DEVICE}
본 발명은 광 방출 디바이스들 및 그러한 디바이스들의 제조 방법들의 분야에 관한 것이다. 그러한 디바이스들은, 예를 들면, 조명 응용들에 사용될 수 있다. 좀더 자세하게는, 본 발명은 광 방출 디바이스들의 효과를 개선하는 것과 관련이 있으며, 1차(primary) 광원의 광은 광 변환 매체에 의해 2차(secondary) 광으로 변환된다.
예를 들어, LED(light emitting diodes)를 포함하는, 조명 및 그 외의 응용들을 위한 고체 상태(solid state) 광원들의 사용은 빠르게 증가한다. 고체 상태 조명은 매우 효율적인 조명 디바이스들을 제공하는 것을 보장하고, 기술적 진보는 그러한 조명 디바이스들에서 사용되는 광 방출 디바이스들의 효율을 더 개선 시키는데 목적이 있다.
종종, 그러한 응용들을 위한 조명 디바이스들은 백색 광을 제공하는 것이 요구된다. 그러한 조명 디바이스들을 얻기 위한 하나의 접근법은 고체 상태의 광원의 1차 광의 적어도 일부를 형광체 종들을 이용하여 2차 광으로 변환시키는 것이다. 백색 광은 형광체와 같은 것을 포함한 파장 변환 물질을 이용한 청색 광의 부분적인 변환에 의해 얻어질 수 있다. 예를 들어, LED에 의해 방출된 청색 광은 형광체에 의해 부분적으로 흡수되어, 형광체가 다른 색의 광, 예를 들어, 노란색 광을 방출하게 유도한다. LED에 의해 방출된 청색 광은 형광체에 의해 방출된 노란색 광과 혼합되고, 관찰자는 청색 및 노란색 광의 혼합의 결과를 백색 광으로서 인지한다.
그러나 형광체종들은 등방성(isotropic)의 광 분포 패턴을 가진 2차 광(예를 들어, 노란색 광)을 방출한다(즉, 2차 광은 4pi의 입체 각에서 방출된다). 따라서, 2차 광의 적어도 일부는 1차 광원의 방향으로 거꾸로 방출되고 흡수될 수 있으며, 그것에 의해 광 방출 디바이스의 효율을 감소시킨다. 2차 광의 흡수율은 50% 정도일 수 있다. US 2009/0001399는 LED 다이(die) 및 형광체를 이용한 백색 광 방출 다이오드의 발광 효율을 증가시키기 위한 방법을 개시한다. 1차 광은 LED 다이에 의해 방출되고, 형광체에 의해 2차 광으로 변환된다. LED 다이로부터의 1차 광에 대해서는 투명하고, 형광체의 2차 광에 대해서는 반사성인, 적어도 하나의 부가적인 층 또는 물질이 LED 다이와 형광체 사이에 제공된다. 상기 부가적인 층 또는 물질은 2차 광의 흡수를 감소시킬 수 있다.
1차 광 및 2차 광에 대한 부가적인 층 또는 물질의 투명성 또는 반사성은, 각각, 최적인 것은 아니다. 따라서, 광 방출 디바이스의 효율은 여전히 더 개선될 수 있다.
1차 광원, 광 변환 매체 및 광학 구조체를 포함하는 광 방출 디바이스가 개시된다. 1차 광을 방출하도록 구성된 1차 광원은 제1 평면(예를 들어, 1차 광원을 위한 캐리어에 의해 정의됨)에 배치된다. 광 변환 매체는 1차 광의 적어도 일부를 1차 광의 파장과 다른 파장의 2차 광으로 변환하도록 구성된다. 광 변환 매체는 1차 광원으로부터 거리를 두고 있는 제2 평면에 배치된다. 광학 구조체는 광 변환 매체로부터 2차 광의 일부를 수신하도록 구성되고, 2차 광의 투과를 가능케 하기 위해 2차 광의 일부를 제1 평면을 향한 방향으로 그리고 1차 광원으로부터 멀어지는 방향으로 방향전환(redirect) 시키도록 구성된다.
그러한 광 방출 디바이스를 포함하며, 공간 또는 방을 조명하기 위한 조명 장치가 역시 개시된다.
광 방출 디바이스 제조 방법이 또한 개시된다. 제조 단계들은 1차 광을 제공하기 위해 캐리어 상에 1차 광원을 제공하는 단계 및 1차 광원으로부터 거리를 두고 광 변환 매체를 배치하는 단계를 포함한다. 광 변환 매체는 1차 광의 적어도 일부를 1차 광의 파장과는 다른 파장의 2차 광으로 변환할 수 있다. 1차 광원을 마주보는 광학 구조체가 제공된다. 광학 구조체는 광 변환 매체로부터 2차 광의 일부를 수취하고, 2차 광의 일부를 캐리어를 향하고 1차 광원으로부터 멀어지는 방향으로 방향전환 시키도록 구성된다.
2차 광을 1차 광원으로부터 멀어지는 곳으로 방향전환하도록 구성된 광학 구조체를 제공함으로써, 1차 광원에 의한 2차 광의 흡수는 중간 층 또는 중간 물질을 필요로 하지 않고도 실질적으로 감소되거나 제거될 수 있다. 광 방출 디바이스의 일부의 구조적인 변화는 1차 광원으로부터 멀리 떨어진 곳으로 2차 광의 방향전환을 제공한다. 발광 효율은 이 2차 광이 광 방출 디바이스로부터 직접적으로, 또는 간접적으로, 즉 추가의 방향전환 구조체를 통해서 투과되도록 하는 방향으로, 이러한 2차 광을 방향전환 시킴으로써 개선될 수 있다.
광학 구조체의 예시는 프레넬(Fresnel) 렌즈 타입 구조체일 수 있다.
제1 평면과 제2 평면 중 적어도 하나는, 예를 들어 곡면을 포함할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 제2의 평평하지 않은 평면의 예시는 아래에서 더 설명될 돔(dome) 형상의 광 변환 물질에 의해 제공된다.
청구항 제2항, 제3항 및 제14항의 실시예들은 2차 광의 일부의 방향전환을 가능하게 하는 효과적인 광학 구조체를 제공하며, 1차 광에 대한 투명성 및 2차 광의 일부에 대한 반사성에 관한 이 구조의 고찰과는 실질적으로 독립적이다.
청구항 제4항의 실시예는 제조의 관점에서 유익하다. 더욱이, 광학 구조체는 광 변환 매체 내에서 형성될 수 있다.
청구항 제5항의 실시예는 1차 광이 광 변환 매체를 포함하는 컴포넌트에 의해 효과적으로 차단된다는 점에서 유리하다. 청구항 제6항의 실시예는 광 변환 매체의 1차 광에 대한 광학 경로가 모든 방출 각도들에 대해 실질적으로 동일하고, 그것에 의해 컴포넌트 전면에 걸쳐 2차 광의 동일한 발생을 가능하도록 한다는 점에서 유용하다.
청구항 제7항의 실시예는 광학 구조체를 제공하기 위해 비교적 쉽고 경제적으로 효율적이게 형상화될 수 있는 컴포넌트들의 물질들을 제공한다. 청구항 제8항의 실시예는 1차 광원을 향한 광량을 추가적으로 감소시킴으로써, 흡수 손실들을 감소시키는 이점을 제공한다.
청구항 제9항 및 제10항의 실시예들은 광 방출 디바이스의 효율을 증가시키기 위해 방향전환된 2차 광의 일부의 추가적인 방향전환을 위한 수단을 제공한다. 반사하는 부분의 반사도는 적어도 95%이다.
WO 2008/060586은 형광체 층이 1차 광원을 향한 인터페이스 상에서 거칠어지는 원거리 형광체 광 방출 디바이스의 실시예를 개시한다. 거칠어진 형광체 층은 1차 광의 반사를 줄임으로써, 즉, 2차 광을 방향전환시키지 않기 위해, 형광체 층의 변환 효율을 개선시키는 것이 의도된다. 2차 광의 경우에, 거칠어진 형광체 층은 2차 광의 랑베르(Lambertian) 광 분포를 다시 제공하여, 이 2차 광의 현저한 양이 1차 광원을 여전히 히트(hit)하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광 방출 디바이스를 포함하는 조명 디바이스의 개략적인 예시를 도시한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광 방출 디바이스의 상면도의 개략적인 예시를 도시한다.
도 3a 및 3b는 도 2의 광 방출 디바이스의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따른 단면도의 개략적인 예시들을 도시한다.
도 4a 및 4b는 광 방출 디바이스들의 대안적인 실시예들이다.
도 1은 조명 응용, 예를 들어, 지역 또는 공간을 조명하기 위해 구성된 조명 디바이스(1)의 개략도이다. 조명 디바이스(1)는 광 방출 디바이스(2) 및, 다이크로익 미러(dichroic mirror) 또는 리플렉터와 같은 반사 면(3)을 포함한다. 반사면(3)의 최적화된 사용을 위해, 광 방출 디바이스(2)의 직경 D는 바람직하게는 작고, 점 광원에 가깝다.
도 2는 조명 디바이스(1)의 광 방출 디바이스(2)의 상면도를 도시한다. 도 3a 및 3b는 도 2의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따른 단면도들이다.
광 방출 디바이스(2)는 기판(11) 상에 제공된 1차 광원(10)을 포함한다. 상기 1차 광원(10)은 하나 이상의 광 방출 다이오드들을 포함하며, 전류가 이 다이오드들을 통해 운반될 수 있게 구성된다. 결과적으로, 상기 다이오드들은 제1 파장의 1차 광 Ⅰ(예를 들어, 360nm 내지 480nm의 파장 범위 내, 예로서 460nm 파장의 청색광)을 방출한다. 상기 다이오드들은 단일 파장의 1차 광을 모두 방출할 필요는 없다는 것을 이해해야 한다. 일부 다이오드들은 제1 파장의 광(예를 들어, 청색 광)을 방출하고 그 외의 다이오드들은 다른 파장의 광(예를 들어, 적색 광)을 방출하는 혼합적인 해결책이 예상될 수 있다. 캡슐화 물질(도시되지 않음), 예를 들어 실리콘을 다이오드(들)로부터의 1차 광의 아웃 커플링을 강화하도록 다이오드(들) 상에 제공할 수 있다.
광 방출 디바이스(2)는 소위 원거리 형광체 구성을 가지며, 형광체 물질(14)을 포함하는 컴포넌트(13)는 1차 광원(10)으로부터 떨어진 곳에 배치된다. 즉, 1차 광원(10)은 제1 평면에 위치하는 한편, 상기 형광체 물질들은 제1 평면으로부터 떨어진 제2 (곡면) 평면에 특정되어 있다. 상기 1차 광원(10)과 컴포넌트(13)간의 전형적인 거리는 1mm 내지 10mm 사이이다. 형광체(14)는 광 변환 매체로서, 즉 제1 파장의 광 방출 다이오드들의 1차 광 Ⅰ의 적어도 일부를 제1 파장과는 다른 제2 파장의 2차 광 Ⅱ로 변환하는 그들의 기능에 대해 공지되어 있다. 예를 들어, 청색 1차 광은 노란색 광으로 부분적으로 변환될 수 있다. 청색 및 노란색 광의 조합은 관찰자에게 백색 조명 W를 제공한다. 예를 들어, 형광체들의 선택된 타입(들)에 따라 다른 변환들(즉, 제2 파장들)도 가능하다. 예를 들면, 1차 광 Ⅰ을 상이한 파장의 2차 광 Ⅱ로 변환하는 복수의 상이한 형광체들이 선택되고 혼합되어 백색 조명 W를 제공할 수 있다. 형광체들 및 1차 광의 타입들에 따라 오프 화이트(off-white) 조명이 역시 얻어질 수 있다는 사실을 이해해야 한다.
컴포넌트(13)는 돔(dome) 형상의 배치를 가지며, 상기 1차 광원(10)은 돔의 중앙에 배치되어 있다. 돔 형상 컴포넌트(13)는 방사의 방향에 관계없이, 컴포넌트(13)에서 1차 광 Ⅰ에 대한 동일한 광학 경로를 제공한다. 돔(13)은 공기 챔버(15)를 정의할 수 있어서, 돔(13)과 공기 챔버(15)의 굴절률 사이의 현저한 차이를 얻을 수 있다. 그러나, 상기 챔버(15)는 또한, 돔(13)과 비교하여 굴절률에 있어서 적절한 차이를 가지는 물질로 채워질 수 있다.
형광체들(14)은 2차 광 Ⅱ를 모든 방향들로 균일하게 방출한다. 따라서, 방출된 2차 광 Ⅱ의 일부는 밖으로 향하는 대신 불가피하게 1차 광원(10)의 방향으로 다시 향하게 될 것이다. 어떠한 조치들도 취하지 않고, 이 2차 광 Ⅱ의 대부분은 1차 광원(10)에 의해 흡수될 것이며, 그것에 의해 광 방출 디바이스(2)의 효율이 감소한다. 2차 광 Ⅱ의 일부의 흡수는 작은 광 방출 원들에 대해서는 1차 광원(10)의 더 큰 상대적 공간의 결과로 더 많을 것이다.
도 3a 및 3b의 실시예의 목적은 광 방출 디바이스(2)로 다시 방출되는 2차 광의 일부가 1차 광원(10)에 의해 흡수될 것을 실질적으로 막는 것이다.
그 목적을 위해, 광학 구조체(16)는 컴포넌트(13)에 일체로 형성된다. 광학 구조체(16)는, 도 3b에서 도시된 바와 같이, 형광체들(14)로부터 2차 광 Ⅱ의 일부를 수취하도록 구성되고, 2차 광의 일부를, 기판(11)을 향하지만 1차 광원(10)에서 멀어지는 방향으로 방향전환 시키도록 성형된다. 따라서, 1차 광원(10)에 의한 2차 광 Ⅱ의 일부의 흡수는 실질적으로 방지될 수 있다.
좀 더 상세하게는, 광학 구조체(16)는, 형광체(14)에 의해 발생된 2차 광 Ⅱ가 기판(11)을 향하지만 1차 광원(10)으로부터 멀어지는 방향으로 굴절되도록 배향된, 특별하게 설계된 복수의 표면들(17)을 포함한다. 2차 광 Ⅱ의 또 다른 일부는 표면들(17)에서 내부 전반사를 겪게 될 것이고, 공기 챔버(15)를 관통하지 않고 컴포넌트(13)를 벗어날 수 있다.
도 3a 및 3b에 도시된 바와 같이, 이러한 표면들(17)의 방향은 1차 광원(10)에 대한 각(angle) 위치에 의존하여 컴포넌트(13)를 따라 변화한다. 특히, 인접한 표면들(17)은 기판(11) 근처에서 서로에 대해 수직으로 배향되는데 반해, 표면들(17)은 1차 광원(10) 위에서(즉, 돔 천정 근처에서) 더 작은 각을 형성한다.
광 방출 디바이스(2)는 기판(11) 위 또는 상부에 제공된 리플렉터(18)를 포함한다. 리플렉터(18)는, 도 2로부터 관찰될 수 있는 바와 같이, 1차 광원(10)을 실질적으로 둘러쌀 수 있다. 광학 구조체(16)에 의해 방향전환된 2차 광 Ⅱ의 일부는, 2차 광 Ⅱ가 결국 광 방출 디바이스(2)로부터 출력됨으로써 광 방출 디바이스(2)의 발광 효율을 증가시키는 가능성을 증가시키기 위해 바람직하게는 리플렉터(18)를 향한다.
컴포넌트(13)는 바람직하게는 플라스틱(예를 들어, PC 또는 PMMI) 또는 실리콘으로 만들어진다. 이러한 물질들은 비교적 비싸지 않고, 광학 구조체(16)를 제공하도록 비교적 쉽게 주형(mold)될 수 있다. 대안적으로, 컴포넌트(13)는 세라믹 물질로 만들어진다.
형광체(들)(14)는 컴포넌트(13)가 주형되기 전 또는 이후 단계에서 부가될 수 있다. 형광체들은 컴포넌트(13)의 외부측, 즉 1차 광원(10)으로부터 떨어져 마주보는 면에 코팅되어, 그 위에 층(layer) 또는 쉘(shell)을 형성할 수 있다.
도 2, 3a 및 3b의 실시예의 다양한 변형들이 예상된다는 것을 이해해야 한다.
도 4a에 개략적으로 도시된 바와 같이, 하나의 예시는 컴포넌트(13)에 부착된 분리 층(20)의 응용을 수반한다. 분리 층(20)은 예를 들어, 2차 광의 일부의 굴절에 의해, 2차 광 Ⅱ의 일부를, 기판(11)을 향하지만 1차 광원(10)으로부터 멀어지는 방향으로 방향전환하는 광학 구조체(16)를 포함한다.
다른 예시는 컴포넌트(13)의 상이한 구성, 즉, 돔 형상 컴포넌트 이외의 구성을 포함한다. 도 4b는, 위에서 설명된 바와 같이, 2차 광이 기판(31)을 향하지만 1차 광원(30)으로부터 멀어지는 방향으로 향하도록 배향된 표면들(37)을 포함하는 광학 구조체(36)가 제공된, 역방향으로 절단된 피라미드 컴포넌트(33)에 대한 개략도를 제공한다. 상기 표면들(37)은, 인접한 표면들(37)이 점 A에서 만나고, 1차 광원(30)의 중앙과 점 A사이에 그려진 선이 표면들(37) 사이의 뾰족한 각을 실질적으로 동일한 부분들로 나누도록 배향된다. 역방향으로 절단된 피라미드 컴포넌트(33)의 굴절률보다 더 낮은 굴절률을 가지는, 공기와 같은 물질로 채워진 챔버(35)가 존재한다.
도면들, 명세서 및 첨부된 청구항들의 연구로부터 청구된 발명을 실시하는데 있어서, 개시된 실시예들에 대한 그 외의 변형들이 이 분야의 숙련자들에 의해 이해될 수 있고 달성될 수 있다. 청구항들에서, "포함하다"라는 단어는 그 외의 요소들 또는 단계들을 배제하는 것이 아니며, 또한 부정 관사 "a" 또는 "an"은 복수성을 배제하는 것은 아니다. 특정한 측정값들이 상호 다른 독립 청구항들에서 언급되었다는 단순한 사실은 이러한 측정값들의 조합이 이익을 얻는데 사용될 수 없다는 것을 나타내지는 않는다. 청구항들에서의 임의의 참조 부호들은 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.

Claims (14)

  1. 광 방출 디바이스(2)로서:
    1차 광을 방출하기 위한 1차 광원(10) - 상기 1차 광원은 제1 평면에 배치됨 -;
    상기 1차 광의 적어도 일부를 상기 1차 광의 파장과는 다른 파장의 2차 광으로 변환 시키도록 구성된 광 변환 매체(14) - 상기 광 변환 매체는 제1 평면과 떨어진 제2 평면에 배치됨 -;
    상기 제1 평면과 상기 제2 평면 사이에 배치된 광학 구조체(16) - 상기 광학 구조체는 상기 광 변환 매체로부터 상기 2차 광의 일부를 수취하고, 상기 2차 광의 투과를 가능하도록 하기 위해 상기 2차 광의 일부를 상기 제1 평면을 향해서 상기 1차 광원으로부터 멀어지는 방향으로 방향전환시키도록 구성됨 -
    를 포함하는 광 방출 디바이스(2).
  2. 제1항에 있어서, 상기 광학 구조체(16)는 굴절 구조체를 포함하는 광 방출 디바이스(2).
  3. 제1항에 있어서, 상기 광학 구조체(16)는 복수의 표면들(17)을 포함하며, 상기 표면들은 상기 2차 광의 일부가 상기 1차 광원을 적어도 부분적으로 둘러싸는 공간을 정의하는 제1 평면을 향한 방향으로 방향전환되도록 배향되는 광 방출 디바이스(2).
  4. 제1항에 있어서, 상기 광 변환 매체(14) 및 상기 광학 구조체(16)는 통합 바디(integrated body)를 형성하는 광 방출 디바이스(2).
  5. 제1항에 있어서, 상기 광 변환 매체(14)는 상기 1차 광원(10)을 적어도 부분적으로 둘러싸는 컴포넌트(13) 내에 포함된 광 방출 디바이스(2).
  6. 제5항에 있어서, 상기 컴포넌트(13)는 돔(dome) 형상 컴포넌트인 광 방출 디바이스(2).
  7. 제5항에 있어서, 상기 컴포넌트(13)는 플라스틱, 세라믹 물질 또는 실리콘 물질을 포함하는 광 방출 디바이스(2).
  8. 제1항에 있어서, 상기 1차 광원(10)과 상기 광 변환 매체(14) 사이의 공기 갭(gap)을 정의하는 공간(15)을 더 포함하는 광 방출 디바이스(2).
  9. 제1항에 있어서, 상기 광학 구조체(16)에 의해 방향전환된 상기 2차 광의 상기 일부를 수취하도록 구성된 리플렉터(18)를 더 포함하는 광 방출 디바이스(2).
  10. 제8항에 있어서, 상기 리플렉터(18)는 상기 1차 광원(10)을 적어도 부분적으로 둘러싸는, 실질적으로, 상기 제1 평면 내에 또는 상기 제1 평면과 평행하게 구성된 광 방출 디바이스(2).
  11. 제1항에 있어서, 상기 1차 광원(10)은 상기 1차 광을 발생시키기 위한 하나 이상의 발광 다이오드들을 포함하고, 상기 광 변환 매체(14)는 상기 2차 광을 발생시키기 위한 적어도 하나의 형광체 컴포넌트를 포함하는 광 방출 디바이스(2).
  12. 공간 또는 방을 조명하기 위해 구성된 조명 디바이스(1)로서, 제1항 내지 제11항 중 하나 이상의 항에 따른 광 방출 디바이스(2) 및 적어도 부분적으로 상기 광 방출 디바이스를 인캡슐레이팅하는 부재(3)를 포함하며, 상기 부재는 상기 광 방출 디바이스에 의해 방출된 광을 반사하도록 구성된 적어도 하나의 반사 표면을 포함하는 조명 디바이스.
  13. 광 방출 디바이스(2)를 제조하는 방법으로서,
    1차 광을 제공하기 위해 캐리어(11) 상에 1차 광원(10)을 제공하는 단계;
    상기 캐리어로부터 이격하여 광 변환 매체(14)를 배치하는 단계 - 상기 광 변환 매체는 상기 1차 광의 적어도 일부를 상기 1차 광의 파장과는 다른 파장의 2차 광으로 변환할 수 있음 -;
    상기 1차 광원과 마주하는 광학 구조체(16)를 제공하는 단계 - 상기 광학 구조체는 상기 광 변환 매체로부터 상기 2차 광의 일부를 수취하고 상기 2차 광의 일부를 상기 캐리어를 향하며 상기 1차 광원에서 멀어지는 방향으로 방향전환 시키도록 구성됨 -
    를 포함하는 방법.
  14. 제13항에 있어서, 컴포넌트(13) 내에 상기 광학 구조체(16)를 제공하는 단계를 더 포함하고, 상기 광학 구조체는 복수의 표면들(17)을 제공하도록 상기 컴포넌트를 성형함으로써 얻어지며, 상기 표면들은 상기 2차 광의 상기 일부가 상기 1차 광원을 적어도 부분적으로 둘러싸는 공간을 정의하는 상기 제1 평면을 향한 방향으로 방향전환되도록 배향되는 방법.
KR1020127000266A 2009-06-04 2010-05-27 효율적인 광 방출 디바이스 및 그러한 디바이스의 제조 방법 KR101749220B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP09161945.2 2009-06-04
EP09161945 2009-06-04
PCT/IB2010/052365 WO2010143093A1 (en) 2009-06-04 2010-05-27 Efficient light emitting device and method for manufacturing such a device

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020177016188A Division KR101877695B1 (ko) 2009-06-04 2010-05-27 효율적인 광 방출 디바이스 및 그러한 디바이스의 제조 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120027047A true KR20120027047A (ko) 2012-03-20
KR101749220B1 KR101749220B1 (ko) 2017-06-20

Family

ID=42563021

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020127000266A KR101749220B1 (ko) 2009-06-04 2010-05-27 효율적인 광 방출 디바이스 및 그러한 디바이스의 제조 방법
KR1020177016188A KR101877695B1 (ko) 2009-06-04 2010-05-27 효율적인 광 방출 디바이스 및 그러한 디바이스의 제조 방법

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020177016188A KR101877695B1 (ko) 2009-06-04 2010-05-27 효율적인 광 방출 디바이스 및 그러한 디바이스의 제조 방법

Country Status (9)

Country Link
US (1) US8690395B2 (ko)
EP (1) EP2438630B1 (ko)
JP (1) JP5555318B2 (ko)
KR (2) KR101749220B1 (ko)
CN (1) CN102460747B (ko)
BR (1) BRPI1009040A2 (ko)
RU (1) RU2525620C2 (ko)
TW (1) TWI570964B (ko)
WO (1) WO2010143093A1 (ko)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6104174B2 (ja) 2010-12-29 2017-03-29 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー リモート蛍光体led構造
RU2452059C1 (ru) * 2011-01-13 2012-05-27 Закрытое Акционерное Общество "Научно-Производственная Коммерческая Фирма "Элтан Лтд" Светодиодный источник белого света с удаленным фотолюминесцентным отражающим конвертером
TW201327926A (zh) * 2011-12-30 2013-07-01 Ind Tech Res Inst 光轉換結構和其應用之發光二極體的封裝結構
US9482424B2 (en) 2012-06-05 2016-11-01 Koninklijke Philips Electronics N.V. Lighting device having a remote wavelength converting layer
DE102013223947A1 (de) * 2013-11-22 2015-05-28 Osram Gmbh Beleuchtungseinrichtung
KR20170003182A (ko) * 2015-06-30 2017-01-09 서울반도체 주식회사 발광 다이오드
CN108139577B (zh) * 2015-09-29 2021-03-12 飞利浦照明控股有限公司 具有输出透镜的led模块
JP2018128617A (ja) * 2017-02-10 2018-08-16 信越化学工業株式会社 波長変換部材及びled発光装置

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3268888B2 (ja) * 1992-05-27 2002-03-25 株式会社デンソー 光量検出装置
RU2219622C1 (ru) * 2002-10-25 2003-12-20 Закрытое акционерное общество "Светлана-Оптоэлектроника" Полупроводниковый источник белого света
JP2005003702A (ja) * 2003-06-09 2005-01-06 Konica Minolta Business Technologies Inc トナー補給装置
AU2005240186B2 (en) * 2004-05-05 2011-02-03 Rensselaer Polytechnic Institute High efficiency light source using solid-state emitter and down-conversion material
US7837348B2 (en) * 2004-05-05 2010-11-23 Rensselaer Polytechnic Institute Lighting system using multiple colored light emitting sources and diffuser element
TWI433344B (zh) * 2004-12-24 2014-04-01 Kyocera Corp 發光裝置及照明裝置
JP2006237264A (ja) * 2005-02-24 2006-09-07 Kyocera Corp 発光装置および照明装置
JP2006286701A (ja) * 2005-03-31 2006-10-19 Mitsubishi Electric Corp 半導体発光装置
KR100665219B1 (ko) 2005-07-14 2007-01-09 삼성전기주식회사 파장변환형 발광다이오드 패키지
TWI260801B (en) * 2005-08-26 2006-08-21 Luminoso Photoelectric Technol White light emitting device
JP2009515344A (ja) * 2005-11-04 2009-04-09 ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア 高い光抽出効率の発光ダイオード(led)
JP2008053702A (ja) * 2006-07-26 2008-03-06 Kyocera Corp 発光装置および照明装置
US7503676B2 (en) * 2006-07-26 2009-03-17 Kyocera Corporation Light-emitting device and illuminating apparatus
EP2087563B1 (en) 2006-11-15 2014-09-24 The Regents of The University of California Textured phosphor conversion layer light emitting diode
TWI326924B (en) * 2007-04-03 2010-07-01 Ching Wu Wang White light emitting device with phosphor composition and forming method of the phosphor
WO2009003176A1 (en) * 2007-06-27 2008-12-31 The Regents Of The University Of California Optical designs for high-efficacy white-light emitting diodes
RU82035U1 (ru) * 2008-08-28 2009-04-10 Юрий Андреевич Сазонов Устройство для измерения толщины движущейся пленки (варианты)
US8168998B2 (en) 2009-06-09 2012-05-01 Koninklijke Philips Electronics N.V. LED with remote phosphor layer and reflective submount

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011153969A (ru) 2013-07-20
EP2438630B1 (en) 2019-05-08
KR101877695B1 (ko) 2018-07-12
WO2010143093A1 (en) 2010-12-16
CN102460747A (zh) 2012-05-16
TW201104932A (en) 2011-02-01
US8690395B2 (en) 2014-04-08
EP2438630A1 (en) 2012-04-11
JP5555318B2 (ja) 2014-07-23
BRPI1009040A2 (pt) 2016-08-23
KR20170085084A (ko) 2017-07-21
CN102460747B (zh) 2015-04-15
JP2012529171A (ja) 2012-11-15
RU2525620C2 (ru) 2014-08-20
TWI570964B (zh) 2017-02-11
US20120087106A1 (en) 2012-04-12
KR101749220B1 (ko) 2017-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20220066084A1 (en) Planar remote phosphor illumination apparatus
US8328406B2 (en) Low-profile illumination device
EP2529421B1 (en) Light emitting diode device having a wide angular distribution
KR20120027047A (ko) 효율적인 광 방출 디바이스 및 그러한 디바이스의 제조 방법
US20090147536A1 (en) Illuminating device
CN108235720B (zh) 用于产生高亮度光的光学设备
US9759843B2 (en) Optical beam shaping and polarization selection on LED with wavelength conversion
US8956015B2 (en) Light-emitting apparatus and lighting system
JP6591152B2 (ja) フレネルレンズ光学系及びこれを用いた照明装置
WO2016025844A1 (en) Optic holder with integrated light premixer
US10125950B2 (en) Optical module
JP2012089367A (ja) Led照明装置、led照明器具及びled照明装置用レンズ
US8556490B1 (en) Systems, methods and devices for providing quantum dot lighting solutions
KR20130103080A (ko) Led 조명장치
KR102071429B1 (ko) 조명 장치
US10066793B2 (en) LED luminaire
KR102127968B1 (ko) 조명장치
KR20150102275A (ko) 조명 장치
CN110177973A (zh) 固态发光器照明组件和灯具
KR20160143340A (ko) 광원장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right