KR20210144067A - 조명 장치 및 이를 포함하는 램프 - Google Patents

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KR20210144067A
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

실시예에 따른 조명 장치는 기판, 상기 기판 상에 배치되는 발광소자, 상기 기판 상에 배치되는 반사 부재, 상기 반사 부재 상에 배치되는 레진층 및 상기 레진층 상에 배치되는 전기 변색층을 포함하고, 상기 전기 변색층은 상기 발광소자와 수직 방향으로 중첩되는 영역에 배치되는 제1 변색 패턴을 포함하고, 상기 제1 변색 패턴의 평면적은 상기 발광소자의 평면적보다 클 수 있다.

Description

조명 장치 및 이를 포함하는 램프{LIGHING APPARATUS AND LAMP INCLUDING THE SAME}
실시예는 조명 장치 및 이를 포함하는 램프에 관한 것이다.
조명은 빛을 공급하거나 빛의 양을 조절할 수 있는 장치로 다양한 분야에 이용된다. 예를 들어, 조명 장치는 차량, 건물 등에 다양한 분야에 적용되어 내부 또는 외부를 밝힐 수 있다.
특히, 최근에는 조명의 광원으로 발광소자가 이용되고 있다. 이러한 발광소자, 예컨대 발광 다이오드(LED)는 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 소비 전력이 낮고 반영구적인 수명을 가지며, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성 등의 장점이 있다. 이러한 발광 다이오드는 각종 표시 장치, 실내등 또는 실외등과 같은 각종 광학 어셈블리에 적용되고 있다.
일반적으로 차량에는 다양한 색상, 형태의 램프가 적용되며, 최근 차량용 광원으로서 발광 다이오드를 채용하는 램프가 제안되고 있다. 일례로, 발광 다이오드는 차량의 전조등, 후미등, 방향 지시등 등에 적용되고 있다. 그러나, 이러한 발광 다이오드는 출사되는 광의 출사각이 상대적으로 작은 문제가 있다. 이로 인해 발광 다이오드를 차량용 램프로 사용할 경우 램프의 발광 면적을 증가시켜 주기 위한 요구가 있다.
또한, 램프가 상기 발광 다이오드를 포함할 경우, 상기 발광 다이오드에서 방출된 광에 의해 핫 스팟(hot spot)이 형성되는 문제가 있다. 이 경우 상기 램프를 이용하여 면 광원 구현 시 발광면의 균일도 특성이 저하되는 문제가 있다.
또한, 일반적으로 발광 다이오드가 차량 램프에 적용될 경우 외부에서 발광 다이오드가 시인되는 문제가 있다. 예를 들어, 차량 램프가 온(On) 상태에서는 광원에서 방출되는 광에 의해 시인되지 않을 수 있으나, 램프가 오프(Off) 상태에서는 외부에서 발광 다이오드가 시인되어 램프에 대한 심미성 및 디자인 자유도에 대한 특성이 저하되는 문제가 있다.
따라서, 상술한 문제를 해결할 수 있는 새로운 조명 장치 및 램프가 요구된다.
실시예는 향상된 광도를 가지는 조명 장치 및 램프를 제공하고자 한다.
또한, 실시예는 균일한 선 광원, 면 광원을 구현할 수 있는 조명 장치 및 램프를 제공하고자 한다.
또한, 실시예는 디자인 자유도 및 심미성을 향상시킬 수 있는 조명 장치 및 램프를 제공하고자 한다.
실시예에 따른 조명 장치는 기판, 상기 기판 상에 배치되는 발광소자, 상기 기판 상에 배치되는 반사 부재, 상기 반사 부재 상에 배치되는 레진층 및 상기 레진층 상에 배치되는 전기 변색층을 포함하고, 상기 전기 변색층은 상기 발광소자와 수직 방향으로 중첩되는 영역에 배치되는 제1 변색 패턴을 포함하고, 상기 제1 변색 패턴의 평면적은 상기 발광소자의 평면적보다 클 수 있다.
또한, 상기 제1 변색 패턴의 평면적은 상기 발광소자의 평면적의 1.1배 내지 2.5배일 수 있다.
또한, 상기 제1 변색 패턴은 다각형, 원형 및 타원형 중 선택되는 어느 하나의 평면 형상을 가질 수 있다.
또한, 상기 발광소자는 상기 기판 상에 복수개가 배치되고, 상기 제1 변색 패턴은 상기 발광소자의 수와 동일할 수 있다.
또한, 상기 제1 변색 패턴의 수평 방향 너비는 인접한 상기 발광소자들의 중심 간 간격보다 작을 수 있다.
또한, 상기 전기 변색층은 상기 제1 변색 패턴과 이격되는 제2 변색 패턴을 포함하고, 상기 제2 변색 패턴은 상기 발광소자와 수직 방향으로 중첩되지 않는 영역에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제2 변색 패턴의 평면적은 상기 제1 변색 패턴의 평면적보다 작을 수 있다.
또한, 상기 전기 변색층은 전기 변색 소자(electrochromic; EC), 액정 소자(liquid crystal; LC), 폴리머 분산형 액정 소자(polymer dispersed liquid crystal; PDLC), 분산 입자 배향형 소자(suspended particle device; SPD), 전기 영동 소자(electro phoretic device; EPD), 열변색 소자(thermochromic device; TC), MEMS 마이크로 블라인드 소자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 전기 변색층은 상기 레진층 상에 배치되는 제1 전극, 상기 제1 전극 상에 배치되는 제2 전극 및 상기 제1 및 제2 전극 사이에 배치되는 제1 전기 변색 물질층을 포함하고, 상기 제1 전기 변색 물질층은 상기 제1 변색 패턴을 포함할 수 있다.
또한, 상기 전기 변색층은 상기 제1 및 제2 전극 사이에 배치되는 제2 전기 변색 물질층을 더 포함하고, 상기 제2 전기 변색 물질층은 상기 제1 전기 변색 물질층의 둘레를 감싸며 배치될 수 있다.
실시예에 따른 조명 장치 및 램프는 향상된 광 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 조명 장치 및 램프는 발광소자, 반사 부재, 레진층, 전기 변색층을 포함하여 상기 발광소자에서 방출된 광이 외부로 방출되는 과정에 손실되는 것을 최소화할 수 있다. 따라서, 실시예는 균일한 선 광원, 면 광원을 구현할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 조명 장치 및 램프는 상기 발광소자에서 방출된 광에 의해 핫스팟(hot spot)이 형성되는 것을 방지할 수 있다. 자세하게, 상기 조명 장치는 상기 발광소자에서 방출된 광 중 상대적으로 강한 휘도가 나타나는 영역에 변색 배턴이 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 조명 장치 및 램프는 상기 변색 패턴의 광 투과율 및/또는 색상을 제어하여 상기 영역에 광이 집중되는 핫스팟이 형성되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 조명 장치 및 램프는 상기 전기 변색층에 인가되는 전류에 의해 다양한 광 투과율을 가질 수 있고 다양한 색상을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 전기 변색층에 인가되는 전류에 의해 상기 전기 변색층은 상기 조명 장치가 적용된 램프의 커버 부재와 대응되거나 유사한 색상으로 변화할 수 있다. 이에 따라, 외측에서 상기 조명 장치가 시인되지 않거나 시인되는 것을 최소화할 수 있어 히든(hidden) 효과를 제공할 수 있다. 또한, 실시예에 따른 조명 장치 및 램프는 복수의 상기 변색 패턴 중 적어도 하나의 투과율, 색상을 제어하여 한글, 알파벳, 숫자, 도형, 캐릭터 등과 같은 패턴을 구현할 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 조명 장치 및 램프는 심미성 및 디자인 자유도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 조명 장치의 상면도이다.
도 2는 도 1의 A-A' 단면을 도시한 단면도이다.
도 3은 실시예에 따른 반사 부재의 상면도이다.
도 4는 도 1의 A-A' 단면을 도시한 다른 단면도이다.
도 5는 실시예에 따른 조명 장치의 다른 상면도이다.
도 6은 도 5의 B-B' 단면을 도시한 단면도이다.
도 7은 도 5의 B-B' 단면을 도시한 다른 단면도이다.
도 8은 실시예에 따른 조명 장치의 다른 상면도이다.
도 9는 도 8의 C-C' 단면을 도시한 단면도이다.
도 10은 실시예에 따른 조명 장치의 다른 상면도이다.
도 11은 도 10의 D-D' 단면을 도시한 단면도이다.
도 12 내지 도 14는 실시예 및 비교예에 대한 실험 데이터이다.
도 15 내지 도 17은 실시예에 따른 조명 장치를 포함하는 램프가 차량에 적용된 예를 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.
본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나이상을 포함 할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 확정되지 않는다. 그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속＇되는 경우도 포함할 수 있다. 또한, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한 "상(위) 또는 하(아래)"으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
발명에 따른 조명 장치는 조명이 필요로 하는 다양한 램프장치, 이를테면 차량용 램프, 가정용 광학 어셈블리, 산업용 광학 어셈블리에 적용이 가능하다. 예컨대 차량용 램프에 적용되는 경우, 헤드 램프, 사이드 미러등, 차폭등(side maker light), 안개등, 테일등(Tail lamp), 제동등, 주간 주행등, 차량 실내 조명, 도어 스카프(door scar), 리어 콤비네이션 램프, 백업 램프 등에 적용 가능하다. 또한, 차량용 램프에 적용되는 경우, 사이드 미러 또는 에이필러(a-pillar) 등에 배치되는 후측방 보조 시스템(BSD)에 적용 가능하다. 또한, 본 발명의 광학 어셈블리는 실내, 실외의 광고장치, 표시 장치, 및 각 종 전동차 분야에도 적용 가능하며, 이외에도 현재 개발되어 상용화되었거나 향후 기술발전에 따라 구현 가능한 모든 조명관련 분야나 광고관련 분야 등에 적용 가능하다고 할 것이다.
또한, 발명의 실시예에 대한 설명을 하기 앞서 제1 방향은 도면에 도시된 x축 방향을 의미할 수 있고, 제2 방향은 상기 제1 방향과 다른 방향일 수 있다. 일례로, 상기 제2 방향은 상기 제1 방향과 수직인 방향으로 도면에 도시된 y축 방향을 의미할 수 있다. 또한, 수평 방향은 제 1 및 제2 방향을 의미할 수 있고, 수직 방향은 상기 제1 및 제2 방향 중 적어도 한 방향과 수직인 방향을 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 수평 방향은 도면의 x축 및 y축 방향을 의미할 수 있고, 수직 방향은 도면의 z축 방향으로 상기 x축 및 y축 방향과 수직인 방향일 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 조명 장치의 상면도이고, 도 2는 도 1의 A-A' 단면을 도시한 단면도이고, 도 3은 실시예에 따른 반사 부재의 상면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 실시예에 따른 조명 장치(1000)는 기판(100), 발광소자(200), 반사 부재(300), 레진층(400) 및 전기 변색층(500)을 포함할 수 있다.
상기 조명 장치(1000)는 상기 발광소자(200)에서 방출된 광을 면 광원으로 방출할 수 있다. 상기 조명 장치(1000)는 발광 셀, 조명 모듈 또는 광원 모듈로 정의할 수 있다. 상기 조명 장치(1000)는 상기 기판(100) 상에 하나의 발광 셀 또는 복수의 발광 셀을 포함할 수 있다.
상기 기판(100)은 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board)을 포함할 수 있다. 상기 기판(100)은 예를 들어, 수지 계열의 인쇄회로기판(PCB), 메탈 코아(Metal Core) PCB, 연성(Flexible) PCB, 세라믹 PCB, 또는 FR-4 기판 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 기판(100)이 바닥에 금속층이 배치된 메탈 코아 PCB로 배치될 경우, 발광소자(200)의 방열 효율은 개선될 수 있다. 또한, 상기 기판(100)은 투광성 재질을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 기판(100)은 상면 및 하면을 통해 광이 투과되는 재질을 포함할 수 있다. 상기 기판(100)은 PET(Polyethylene terephthalate), PS(Polystyrene), PI(Polyimide), PEN(Polyethylene naphthalate), PC(Poly carbonate) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 기판(100)은 상기 발광소자(200)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 기판(100)은 상부에 배선층(미도시)을 포함하며, 상기 배선층은 발광소자(200)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 발광소자(200)가 상기 기판(100) 상에 복수로 배열된 경우, 복수의 발광소자(200)는 상기 배선층에 의해 직렬, 병렬, 또는 직-병렬로 연결될 수 있는다. 상기 기판(100)은 상기 발광소자(200) 및 레진층(400)의 하부에 배치된 베이스 부재 또는 지지 부재로 기능할 수 있다.
상기 발광소자(200)는 상기 기판(100) 상에 배치될 수 있다. 상기 발광소자(200)는 발광 다이오드(LED)를 갖는 소자로서, 발광 칩이 패키징된 패키지를 포함할 수 있다. 상기 발광 칩은 청색, 적색, 녹색, 황색 등의 가시광선, 자외선(UV), 적외선 중 적어도 하나를 발광할 수 있으며, 상기 발광소자(200)는 백색, 청색, 적색, 황색, 녹색 등의 가시광선, 자외선, 적외선 중 적어도 하나를 발광할 수 있다. 상기 발광소자(200)는 발광면이 상부를 향하는 탑뷰(top view) 타입일 수 있다. 즉, 상기 발광소자(200)의 광축은 상기 기판(100)의 상면과 수직일 수 있다.
또한, 상기 발광소자(200)는 적어도 5면이 발광하는 LED 칩으로서 상기 기판(100) 상에 플립칩(flip chip) 형태로 배치될 수 있다. 이와 다르게, 상기 발광소자(200)는 수평형 칩이거나 수직형 칩일 수 있다. 상기 수평형 칩은 서로 다른 두 전극이 수평 방향으로 배치되며, 수직형 칩은 서로 다른 두 전극이 수직 방향으로 배치될 수 있다. 상기 발광소자(200)는 상기 수평형 칩 또는 수직형 칩의 경우 와이어로 다른 칩이나 배선 패턴에 연결하게 되므로, 와이어의 높이로 인해 모듈의 두께가 증가될 수 있고 와이어의 본딩을 위한 패드 공간이 필요할 수 있다.
상기 발광소자(200)는 상기 기판(100)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 발광소자(200)는 상기 기판(100)과 전도성 접합부재(미도시)에 의해 상기 기판(100)의 패드(미도시)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 전도성 접합부재는 솔더 재질이거나 금속 재질일 수 있다.
상기 발광소자(200)의 두께는 약 3mm 이하일 수 있다. 자세하게, 상기 발광소자(200)의 두께는 약 0.1mm 내지 약 2.5mm일 수 있다. 또한, 상기 발광소자(200)의 제1 방향 길이는 제2 방향 길이와 다르거나 같을 수 있다.
상기 발광소자(200)는 상기 기판(100) 상에 복수 개가 배치될 수 있다. 일례로, 상기 복수의 발광소자(200)는 제1 방향(x축 방향)으로 이격하며 제1 방향으로 연장하며 배치될 수 있다. 또한, 상기 복수의 발광소자(200)는 제2 방향(y축 방향)으로 이격하며 제2 방향으로 연장하며 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 발광소자(200)는 제1 간격(P1)으로 이격될 수 있다. 자세하게, 제1 방향으로 이격된 발광소자(200)는 상기 제1 간격(P1)으로 이격될 수 있다. 또한, 제2 방향으로 이격된 발광소자(200)는 상기 제1 간격(P1)으로 이격될 수 있다. 여기서 상기 제1 간격(P1)은 인접한 상기 발광소자(200)의 중심 간 간격일 수 있다.
상기 제1 간격(P1)은 약 2mm 이상일 수 있다. 자세하게, 상기 제1 간격(P1)은 약 2mm 내지 약 8mm일 수 있다. 상기 제1 간격(P1)이 약 2mm 미만인 경우, 상기 발광소자(200) 사이의 간격이 너무 가까워 상기 레진층(400)의 상면을 통해 방출되는 광의 균일도가 저하될 수 있다. 즉, 상기 제1 간격(P1)이 약 2mm 미만인 경우, 상기 레진층(400)의 상면에 핫스팟(hot spot) 현상이 발생하여 선 광원 또는 면 광원 구현 시 균일도 특성이 저하될 수 있다. 또한, 상기 제1 간격(P1)이 약 8mm를 초과할 경우, 상기 발광소자(200)들 사이의 간격이 너무 멀어 상기 레진층(400)의 상면을 통해 방출되는 광의 균일도가 저하될 수 있다. 즉, 상기 제1 간격(P1)이 약 8mm를 초과할 경우, 상기 발광소자(200)와 상대적으로 먼 상기 레진층(400)의 상면 영역에 암부가 형성될 수 있고, 이로 인해 광 균일도가 저하될 수 있다.
상기 복수의 발광소자(200)는 제1 방향으로 적어도 한 열, 제2 방향으로 적어도 한 열 배치될 수 있다. 일례로, 상기 복수의 발광소자(200)는 도 1과 같이 3 X 3의 형태로 복수 행, 복수 열로 배치되며 서로 이격될 수 있다. 그러나, 실시예는 이에 제한하지 않으며, 상기 복수의 발광소자(200)는 제1 및 제2 방향으로 하나 또는 복수의 열로 배치될 수 있다.
상기 발광소자(200)는 광이 출사되는 출사면(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 출사면은 상기 발광소자(200)의 상면에 배치될 수 있다. 여기서 상기 발광소자(200)의 상면은 상기 레진층(400)의 상면 및 후술할 전기 변색층(500)과 마주하는 면일 수 있다. 상기 발광소자(200)는 제3 방향(수직 방향, z축 방향)으로 가장 높은 세기의 광을 방출할 수 있다. 상기 출사면은 수직한 평면이거나, 오목한 면 또는 볼록한 면을 포함할 수 있다.
상기 출사면을 통해 출사된 광은 상기 레진층(400)의 상면, 예컨대 상기 전기 변색층(500) 방향으로 진행할 수 있다. 또한, 상기 출사된 광의 일부는 상기 반사 부재(300)에 반사되어 상기 레진층(400)의 상면 방향으로 진행될 수 있다.
상기 반사 부재(300)는 상기 기판(100) 상에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 반사 부재(300)는 상기 기판(100)과 상기 레진층(400) 사이에 배치될 수 있다.
상기 반사 부재(300)는 금속 재질 또는 비 금속 재질을 갖는 필름 형태로 제공될 수 있다. 상기 반사 부재(300)는 상기 기판(100)의 상면에 접착될 수 있다. 상기 반사 부재(300)는 상기 기판(100)의 상면 면적보다 작은 면적을 가질 수 있다. 상기 반사 부재(300)는 상기 기판(100)의 에지로부터 이격될 수 있으며 상기 이격된 영역에 레진층(400)이 상기 기판(100)에 부착될 수 있다. 이에 따라, 상기 반사 부재(300)의 에지 부분이 벗겨지는 것을 방지할 수 있다.
상기 반사 부재(300)는 상기 발광소자(200)의 하부가 배치되는 개구부(310)를 포함할 수 있다. 상기 반사 부재(300)의 개구부(310)에는 상기 기판(100)의 상면이 노출되며 상기 발광소자(200)의 하부가 본딩되는 부분이 배치될 수 있다. 상기 개구부(310)의 크기는 상기 발광소자(200)의 사이즈와 같거나 크게 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 반사 부재(300)는 상기 기판(100)의 상면에 접촉되거나, 상기 레진층(400)과 상기 기판(100) 사이에 의해 접착될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 여기서, 상기 반사 부재(300)는 상기 기판(100)의 상면에 고 반사 재질이 코팅된 경우 생략될 수 있다.
상기 반사 부재(300)는 상기 발광소자(200)의 두께보다 얇은 두께로 형성될 수 있다. 상기 반사 부재(300)의 두께는 0.2mm±0.02mm의 범위를 포함할 수 있다. 이러한 반사 부재(300)의 개구부(310)를 통해 상기 발광소자(200)의 하부가 관통될 수 있고 상기 발광소자(200)의 상부는 돌출될 수 있다. 상기 발광소자(200)의 출사면은 상기 반사 부재(300)의 상면에 대해 수직한 방향으로 제공될 수 있다.
상기 반사 부재(300)는 금속성 재질 또는 비 금속성 재질을 포함할 수 있다. 상기 금속성 재질은 알루미늄, 은, 금과 같은 금속을 포함할 수 있다. 상기 비 금속성 재질은 플라스틱 재질 또는 수지 재질을 포함할 수 있다. 상기 플라스틱 재질은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 폴리염화비페닐, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리비닐알콜, 폴리카보네이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리아미드, 폴리아세탈, 폴리페닐렌에테르, 폴리아미드이미드, 폴리에테르이미드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리이미드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 액정폴리머, 불소수지, 이들의 공중합체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나일 수 있다. 상기 수지 재질은 실리콘 또는 에폭시 내에 반사 재질 예컨대, TiO2, Al2O3, SiO2와 같은 금속 산화물이 첨가될 수 있다. 상기 반사 부재(300)는 단층 또는 다층으로 구현될 수 있고, 이러한 층 구조에 의해 광 반사 효율을 개선시켜 줄 수 있다. 발명의 실시 예에 따른 반사 부재(300)는 입사되는 광을 반사시켜 줌으로써, 광이 균일한 분포를 출사되도록 광량을 증가시켜 줄 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 반사 부재(300)는 접착층(미도시), 반사층(미도시) 및 복수의 도트(dot)(330)를 포함할 수 있다.
상기 접착층은 상기 반사 부재(300)를 상기 기판(100)의 상면에 부착시켜 줄 수 있다. 상기 접착층은 투명한 재질로서, UV 접착제, 실리콘 또는 에폭시와 같은 접착제일 수 있다.
상기 반사층은 수지 재질 내부에 다수의 반사제(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 반사제는 공기와 같은 기포이거나, 공기와 동일한 매질의 굴절률을 가지는 매질질 수 있다. 상기 반사층의 수지 재질은 실리콘 또는 에폭시와 같은 재질이며, 상기 반사제는 상기 수지 재질 내에 기포들이 주입되어 형성될 수 있다. 상기 반사층은 상기 다수의 반사제에 의해 입사된 광을 반사하거나 다른 방향으로 굴절시켜 줄 수 있다. 상기 반사층의 두께는 상기 반사 부재(300)의 두께의 80% 이상일 수 있다.
상기 복수의 도트(330)는 상기 반사 부재(300)의 상면 상에 돌출된 형태로 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 도트(330)는 상기 반사층의 상면 상에서 상기 상면으로부터 돌출된 형태로 배치될 수 있다. 상기 복수의 도트(330)는 상기 발광소자(200)와 이격되며, 상기 발광소자(200)의 둘레를 감싸며 배치될 수 있다.
상기 복수의 도트(330)는 상기 반사층 상에 인쇄를 통해 형성될 수 있다. 상기 복수의 도트(330)는 반사 잉크를 포함할 수 있다. 상기 복수의 도트(330)는 TiO2, CaCO3, BaSO4, Al2O3, Silicon, PS 중 어느 하나를 포함하는 재질로 인쇄할 수 있다. 상기 복수의 도트(330) 각각의 평면 형상은 원형, 타원형, 다각형 중 선택되는 하나일 수 있다. 또한, 상기 복수의 도트(330) 각각은 측 단면이 반구형 형상이거나, 다각형 형상일 수 있다. 상기 복수의 도트(330)의 재질은 백색일 수 있다.
상기 복수의 도트(330)의 도트 패턴 밀도는 상기 발광소자(200)로부터 멀어질수록 높아질 수 있다. 예를 들어, 단위 면적당 상기 도트 패턴 밀도는 상기 발광소자(200)의 광축으로부터 수평 방향으로 멀어질수록 커질 수 있다. 또한, 상기 복수의 도트(330)의 크기는 상기 발광소자(200)로부터 멀어질수록 변화할 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 도트(330)의 수평 방향 너비는 상기 발광소자(200)의 광축으로부터 수평 방향으로 멀어질수록 커질 수 있다.
즉, 상기 복수의 도트(330)는 상기 발광소자(200)에서 방출된 광, 및/또는 상기 발광소자(200)에서 방출되어 다른 구성에 반사된 광의 이동 경로 상에 배치됨으로써 광 반사율을 개선시키고 광 손실을 줄일 수 있고, 면 광원의 휘도를 향상시킬 수 있다.
상기 레진층(400)은 상기 기판(100) 상에 배치될 수 있다. 상기 레진층(400)은 상기 기판(100)과 대면할 수 있다. 상기 레진층(400)은 상기 기판(100)의 상면 전체 또는 일부 영역 상에 배치될 수 있다. 상기 레진층(400)의 하면 면적은 상기 기판(100)의 상면 면적과 동일하거나 작을 수 있다.
상기 레진층(400)은 투명한 재질로 형성될 수 있다. 상기 레진층(400)은 실리콘, 또는 에폭시와 같은 수지 재질을 포함할 수 있다. 상기 레진층(400)은 열 경화성 수지 재료를 포함할 수 있으며, 예컨대 PC, OPS, PMMA, PVC 등을 선택적으로 포함할 수 있다. 상기 레진층(400)은 유리로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 예컨대, 상기 레진층(400)의 주재료는 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 주원료로 하는 수지 재료를 이용할 수 있다. 이를테면, 합성올리고머인 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 폴리아크릴인 폴리머 타입과 혼합된 것을 사용할 수 있다. 물론, 여기에 저비점 희석형 반응성 모노머인 IBOA(isobornyl acrylate), HPA(Hydroxylpropyl acrylate, 2-HEA(2-hydroxyethyl acrylate) 등이 혼합된 모노머를 더 포함할 수 있으며, 첨가제로서 광개시제(이를 테면, 1-hydroxycyclohexyl phenyl-ketone 등) 또는 산화방지제 등을 혼합할 수 있다.
상기 레진층(400)은 레진으로 광을 가이드하는 층으로 제공되므로, 글래스의 경우에 비해 얇은 두께로 제공될 수 있고 연성의 플레이트로 제공될 수 있다. 상기 레진층(400)은 상기 발광소자(200)로부터 방출된 점 광원을 선 광원 또는 면 광원 형태로 방출할 수 있다.
상기 레진층(400)의 상면은 상기 발광소자(200)로부터 방출된 광을 확산시켜 발광할 수 있다. 예를 들어, 상기 레진층(400) 내에는 비드(bead, 미도시)를 포함할 수 있으며, 상기 비드는 입사되는 광을 확산 및 반사시켜 주어, 광량을 증가시켜 줄 수 있다. 상기 비드는 레진층(400)의 중량 대비 0.01 내지 0.3%의 범위로 배치될 수 있다. 상기 비드는 실리콘(Sillicon), 실리카(Silica), 글라스 버블(Glass bubble), PMMA(Polymethyl methacrylate), 우레탄(Urethane), Zn, Zr, Al2O3, 아크릴(Acryl) 중 선택되는 어느 하나로 구성될 수 있으며, 비드의 입경은 약 1㎛ 내지 약 20㎛의 범위일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 레진층(400)은 상기 발광소자(200) 상에 배치되므로, 상기 발광소자(200)를 보호할 수 있고, 상기 발광소자(200)로부터 방출된 광의 손실을 줄일 수 있다. 상기 발광소자(200)는 상기 레진층(400)의 하부에 매립될 수 있다.
상기 레진층(400)은 상기 발광소자(200)의 표면에 접촉될 수 있고 상기 발광소자(200)의 출사면과 접촉될 수 있다. 상기 레진층(400)의 일부는 상기 반사 부재(300)의 개구부(310)에 배치될 수 있다. 상기 레진층(400)의 일부는 상기 반사 부재(300)의 개구부(310)을 통해 상기 기판(100)의 상면에 접촉될 수 있다. 이에 따라 상기 레진층(400)의 일부가 상기 기판(100)과 접촉됨으로써, 상기 반사 부재(300)를 상기 레진층(400)과 상기 기판(100) 사이에 고정시켜 줄 수 있다.
상기 레진층(400)은 상기 발광소자(200)의 두께보다 두꺼운 두께로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 레진층(400)의 두께는 약 1mm 이상일 수 있다. 자세하게, 상기 레진층(400)의 두께는 약 1mm 내지 약 10mm일 수 있다. 상기 레진층(400)의 두께가 약 1mm 미만인 경우, 상기 발광소자(200)에서 방출된 광을 효과적으로 가이드하지 못할 수 있다. 이에 따라, 균일한 상기 조명 장치(1000)가 균일한 면 광원을 구현하기 어려울 수 있다. 또한, 상기 레진층(400)의 두께가 약 1mm 미만인 경우, 상기 발광소자(200)를 효과적으로 보호하기 어려울 수 있고, 상기 기판(100) 및 상기 반사 부재(300)와의 접착력이 낮아질 수 있다. 또한, 상기 레진층(400)의 두께가 약 10mm를 초과할 경우, 상기 발광소자(200)에서 방출되는 광의 이동 경로 증가로 광 손실이 발생할 수 있고, 면 광원의 휘도가 저하될 수 있다. 따라서, 상기 레진층(400)의 두께는 상술한 범위를 만족하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 레진층(400)의 상면에서 상기 발광소자(200)의 상면까지의 수직 방향 높이는 상기 발광소자(200)의 두께보다 클 수 있다. 예를 들어, 상기 레진층(400)의 상면에서 상기 발광소자(200)의 상면까지의 높이는 상기 발광소자(200)의 두께의 약 3배 내지 약 15배일 수 있다. 상기 레진층(400)의 두께 및 상기 발광소자(200)의 두께는 상기 발광소자(200)에서 방출된 점 광원을 효과적으로 가이드하여 선 광원 또는 면 광원 형태로 방출하기 위해 상술한 범위를 만족하는 것이 바람직하다.
상기 전기 변색층(500)은 상기 레진층(400) 상에 배치될 수 있다. 상기 전기 변색층(500)은 상기 레진층(400)과 대면할 수 있다. 상기 전기 변색층(500)은 상기 레진층(400)의 상면 전체 또는 일부 영역 상에 배치될 수 있다. 상기 전기 변색층(500)의 하면 면적은 상기 레진층(400)의 상면 면적과 동일하거나 작을 수 있다.
상기 전기 변색층(500)은 상기 레진층(400)보다 얇은 두께로 형성될 수 있다. 자세하게, 상기 전기 변색층(500)의 두께는 상기 레진층(400)에서 방출된 광의 투과율을 효과적으로 제어하고 광 손실을 방지하기 위해 상기 레진층(400)의 두께의 약 1/25 내지 약 1/5일 수 있다.
예를 들어, 상기 전기 변색층(500)의 두께는 약 1mm 이하일 수 있다. 자세하게, 상기 전기 변색층(500)의 두께는 약 50㎛ 내지 약 800㎛일 수 있다. 상기 전기 변색층(500)의 두께가 상술한 범위를 만족하지 못할 경우, 상기 발광소자(200)에서 방출된 광의 투과율을 효과적으로 제어하기 어려울 수 있다. 예를 들어, 상기 전기 변색층(500)의 두께가 상술한 범위보다 얇을 경우, 상기 발광소자(200)에서 방출된 광의 대부분은 상기 전기 변색층(500)을 투과할 수 있다. 또한, 상기 전기 변색층(500)의 두께가 상술한 범위보다 두꺼울 경우, 상기 발광소자(200)에서 방출된 광의 대부분이 상기 전기 변색층(500)을 투과하지 못할 수 있다. 따라서, 상기 조명 장치(1000)가 면 발광할 경우 상기 발광 면의 균일도 특성이 저하될 수 있다.
바람직하게, 상기 전기 변색층(500)의 두께는 광 투과율을 효과적으로 제어하고 광 손실을 최소화하기 위해 약 150㎛ 내지 약 450㎛일 수 있다. 상기 전기 변색층(500)의 두께가 상술한 범위를 만족할 경우, 상기 조명 장치(1000)는 방출되는 광의 투과율을 효과적으로 제어할 수 있고, 면 광원의 휘도 감소를 최소화할 수 있다.
상기 전기 변색층(500)은 전극(550) 및 전기 변색 물질층(510)을 포함할 수 있다.
상기 전극(550)은 제1 전극(551) 및 제2 전극(552)을 포함할 수 있다. 상기 제1 전극(551)은 상기 레진층(400) 상에 배치될 수 있다. 상기 제1 전극(551)은 전도성 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제1 전극(551)은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti) 및 이들의 합금, 탄소, 전도성 폴리머 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 전극(551)은 투명 전도성 재질, 예컨대 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IZTO(indium zinc tin oxide), IAZO(indium aluminum zinc oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), IGTO(indium gallium tin oxide), AZO(aluminum zinc oxide), ATO(antimony tin oxide), GZO(gallium zinc oxide) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제1 전극(551)은 상기 전기 변색 물질층(510)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 전극(551)은 투명 기판(미도시) 예컨대 유리 기판, 실리콘, 수지, 에어로젤 등과 같은 투명한 기재의 일면 상에 형성될 수 있다. 자세하게, 상기 제1 전극(551)은 상기 전기 변색 물질층(510)과 마주하는 상기 기재의 상면 상에 형성될 수 있다. 또한, 상기 제1 전극(551)은 상기 레진층(400)의 상면 상에 바로 형성되어 상기 전기 변색 물질층(510)과 전기적으로 연결될 수 있으며 이 경우 상기 투명한 기재는 생략될 수 있다.
상기 제2 전극(552)은 상기 제1 전극(551) 상에 배치될 수 있다. 상기 제2 전극(552)은 전도성 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제2 전극(552)은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti) 및 이들의 합금, 탄소, 전도성 폴리머 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 전극(551)은 투명 전도성 재질, 예컨대 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IZTO(indium zinc tin oxide), IAZO(indium aluminum zinc oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), IGTO(indium gallium tin oxide), AZO(aluminum zinc oxide), ATO(antimony tin oxide), GZO(gallium zinc oxide) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제2 전극(552)은 상기 전기 변색 물질층(510)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 전극(552)은 투명 기판(미도시) 예컨대 유리 기판, 실리콘, 수지, 에어로젤 등과 같은 투명한 기재의 일면 상에 형성될 수 있다. 자세하게, 상기 제2 전극(552)은 상기 전기 변색 물질층(510)과 마주하는 상기 기재의 상면 상에 형성될 수 있다. 또한, 상기 제2 전극(552)은 상기 전기 변색층(500) 상에 배치되는 별도의 기재(미도시)의 하면 상에 바로 형성되어 상기 전기 변색 물질층(510)과 전기적으로 연결될 수 있으며, 이 경우 상기 투명한 기재는 생략될 수 있다.
상기 전기 변색 물질층(510)은 상기 제1 전극(551) 및 상기 제2 전극(552) 사이에 배치될 수 있다. 상기 전기 변색 물질층(510)은 인가되는 전류에 의해 광 투과율이 변경되거나 색상이 변경되는 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 전기 변색 물질층(510)은 전기 변색 소자(electrochromic; EC), 액정 소자(liquid crystal; LC), 폴리머 분산형 액정 소자(polymer dispersed liquid crystal; PDLC), 분산 입자 배향형 소자(suspended particle device; SPD), 전기 영동 소자(electro phoretic device; EPD), 열변색 소자(thermochromic device; TC), MEMS 마이크로 블라인드 소자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 전기 변색 물질층(510)은 제1 변색 패턴(511)을 포함할 수 있다. 상기 제1 변색 패턴(511)은 상기 발광소자(200)와 대응되는 영역에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제1 변색 패턴(511)은 상기 발광소자(200)와 수직 방향으로 중첩되는 영역에 배치될 수 있다. 더 자세하게, 상기 제1 변색 패턴(511)의 중심은 상기 발광소자(200)의 광축과 수직 방향으로 중첩될 수 있다. 또한, 상부에서 보았을 때 상기 제1 변색 패턴(511)은 다각형, 원형, 타원형 중 선택되는 하나의 평면 형상을 가질 수 있다.
상기 제1 변색 패턴(511)은 복수개가 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 변색 패턴(511)은 상기 발광소자(200)와 대응되는 복수개로 제공될 수 있다. 자세하게, 상기 제1 변색 패턴(511)은 상기 발광소자(200)와 동일한 개수로 제공될 수 있고, 상기 발광소자(200)와 일대일로 매칭되며 배치될 수 있다.
상기 복수의 제1 변색 패턴(511)은 서로 이격될 수 있다. 상기 복수의 제1 변색 패턴(511)은 제1 방향으로 이격하며 제1 방향으로 연장하며 배치될 수 있다. 또한, 상기 복수의 제1 변색 패턴(511)은 제2 방향으로 이격하며 제2 방향으로 연장하며 배치될 수 있다. 이때, 인접한 상기 복수의 제1 변색 패턴(511)들은 제2 간격(P2)으로 이격될 수 있다. 자세하게, 제1 방향으로 이격된 제1 변색 패턴(511)들은 제2 간격(P2)으로 이격될 수 있다. 또한, 제2 방향으로 이격된 제1 변색 패턴(511)들은 제2 간격(P2)으로 이격될 수 있다. 여기서 상기 제2 간격(P2)은 인접한 제1 변색 패턴(511)들 사이의 최단 간격일 수 있다.
상기 제2 간격(P2)은 상기 제1 간격(P1)보다 작을 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 간격(P2)은 상기 제1 간격(P1)의 약 0.4배 내지 약 0.9배일 수 있다. 상기 제2 간격(P2)이 상기 제1 간격(P1)의 약 0.4배 미만인 경우, 상기 복수의 발광소자(200)의 피치 간격(제1 간격(P1))에 비해 상기 복수의 제1 변색 패턴(511) 사이의 간격이 너무 가까울 수 있다. 이에 따라, 상기 발광소자(200)에서 방출된 광이 상기 제1 변색 패턴(511)에 의해 손실될 수 있다. 또한, 상기 제2 간격(P2)이 상기 제1 간격(P1)의 약 0.9배를 초과할 경우 상기 제1 변색 패턴(511)의 투과율 또는 색상을 제어하여 핫스팟(hot spot)이 형성되는 것을 방지할 수 있는 효과가 미미할 수 있다.
상기 제1 변색 패턴(511)은 수평 방향 너비를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 발광소자(200)는 수평 방향 너비로 정의되는 제1 너비(d1)를 가질 수 있고, 상기 제1 변색 패턴(511)은 수평 방향 너비로 정의되는 제2 너비(d2)를 가질 수 있다. 이때, 상기 제2 너비(d2)는 상기 제1 너비(d1)보다 클 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 너비(d2)는 상기 제1 너비(d1)의 약 1.05배 내지 3배일 수 있다. 상기 제2 너비(d2)는 일정할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 변색 패턴(511)의 너비는 하부에서 상부 방향으로 갈수록 변화하지 않고 일정할 수 있다.
또한, 상기 제2 너비(d2)는 상기 제1 간격(P1)보다 작을 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 너비(d2)는 상기 제1 간격(P1)의 약 0.1배 내지 약 0.5배일 수 있다. 자세하게, 상기 제2 너비(d2)는 상기 제1 간격(P1)의 약 0.12배 내지 약 0.4배일 수 있다. 상기 제1 간격(P1)에 대한 상기 제2 너비(d2)가 상술한 범위를 만족하지 못할 경우, 상기 제1 변색 패턴(511)에 의한 투과율 제어 효과가 미미할 수 있다.
이에 따라, 상기 제1 변색 패턴(511)의 평면적은 상기 발광소자(200)의 평면적(상면 면적)보다 클 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 변색 패턴(511)의 평면적은 상기 발광소자(200)의 평면적의 약 1.1배 내지 약 2.5배일 수 있다. 자세하게, 상기 제1 변색 패턴(511)의 평면적은 상기 발광소자(200)의 평면적의 약 2배일 수 있다.
상기 복수의 제1 변색 패턴(511)은 인가되는 전류에 의해 광 투과율이 변화하거나 색상이 변화할 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 제1 변색 패턴(511)은 인가되는 전류에 의해 모두 동일하게 광 투과율이 변화할 수 있고, 모두 동일하게 색상이 변화할 수 있다. 또한, 상기 복수의 제1 변색 패턴(511)은 인가되는 전류에 의해 개별적으로 광 투과율이 변화하거나 색상이 변화할 수 있다. 즉, 상기 전기 변색층(500)은 복수의 제1 변색 패턴(511) 각각의 광 투과율 및/또는 색상을 개별적으로 제어할 수 있다.
상기 전기 변색 물질층(510)은 투광층(580)을 포함할 수 있다. 상기 투광층(580)은 상기 제1 전극(551) 및 상기 제2 전극(552) 사이에 배치될 수 있다.
상기 투광층(580)은 상기 레진층(400)의 상면을 통해 상부 방향으로 방출된 광을 투과시키는 층일 수 있다. 상기 투광층(580)은 투명하고 상기 발광소자(200)에서 방출된 광을 투과사킬 수 있는 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 투광층(580)은 실리콘 또는 에폭시와 같은 수지 재질을 포함할 수 있다. 또한, 상기 투광층(580)은 열 경화성 수지 재료를 포함할 수 있으며, 예컨대 PC, OPS, PMMA, PVC 등을 선택적으로 포함할 수 있다. 또한, 상기 투광층(580)은 유리를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 투광층(580)은 상기 제1 변색 패턴(511)과 대응되는 높이를 가질 수 있다. 자세하게, 상기 투광층(580)은 상기 제1 변색 패턴(511)과 동일한 높이를 가지며, 상기 제1 전극(551)과 상기 제2 전극(552)이 서로 이격되는 공간을 제공할 수 있다.
또한, 상기 투광층(580)은 상기 제1 변색 패턴(511)의 둘레를 감싸며 배치될 수 있다. 즉, 상기 투광층(580)은 상기 제1 전극(551)과 상기 제2 전극(552) 사이에서 상기 제1 변색 패턴(511) 배치되지 않은 영역을 채우며 배치될 수 있다. 즉, 상기 투광층(580)은 상기 복수의 제1 변색 패턴(511)의 둘레를 감싸며 상기 제1 변색 패턴(511)이 설정된 위치에 배치되도록 고정할 수 있고 상기 제1 변색 패턴(511)을 보호할 수 있다.
즉, 실시예에 따른 조명 장치(1000)는 상기 전기 변색층(500)을 이용하여 상기 발광소자(200)에서 방출된 광의 투과율 및/또는 색상을 제어할 수 있다. 자세하게, 상기 전기 변색층(500)은 인가되는 전류에 의해 상기 제1 변색 패턴(511)의 광 투과율 및/또는 색상을 제어할 수 있다. 즉, 실시예는 상기 발광소자(200)에서 방출된 광 중 상대적으로 강한 휘도가 나타나는 영역에 상기 제1 변색 패턴(511)을 배치하고, 상기 제1 변색 패턴(511)의 투과율 또는 색상을 제어하여 상기 영역에 핫스팟(hot spot) 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 조명 장치(1000)는 균일한 선 광원 또는 면 광원을 제공할 수 있다.
도 4는 도 1의 A-A' 단면을 도시한 다른 단면도이다. 도 4를 이용한 설명에서는 앞서 설명한 조명 장치와 동일 유사한 구성에 대해서는 설명을 생략하며 동일 유사한 구성에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여한다.
도 4를 참조하면, 상기 조명 장치(1000)는 확산층(610)을 더 포함할 수 있다. 상기 확산층(610)은 상기 전기 변색층(500) 상에 배치될 수 있다. 상기 확산층(610)은 상기 제2 전극(552) 상에 배치될 수 있다.
상기 확산층(610)의 재질은 투광성 재질일 수 있다. 상기 확산층(610)은 폴리에스테르(PET) 필름, PMMA(Poly Methyl Methacrylate) 소재나 PC(Poly Carbonate) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 확산층(610)은 실리콘 또는 에폭시와 같은 수지 재질의 필름으로 제공될 수 있다. 상기 확산층(610)은 단층 또는 다층을 포함할 수 있다.
상기 확산층(610)은 상기 레진층(400)을 통과하여 출사된 광을 확산할 수 있다. 상기 확산층(610)은 상기 전기 변색층(500)을 통과하여 출사된 광을 확산할 수 있다. 또한, 상기 확산층(610)은 광의 광도가 높을 경우 특정 컬러가 혼색되지 않을 수 있으므로, 광들을 확산시켜 혼합하도록 할 수 있다.
상기 확산층(610)의 두께는 약 25㎛ 이상일 수 있다. 예를 들어 상기 확산층(610)의 두께는 약 25㎛ 내지 약 250㎛일 수 있다. 자세하게, 상기 확산층(610)의 두께는 약 100㎛ 내지 약 250㎛일 수 있다. 이러한 확산층(610)은 상술한 두께 범위를 가지며 입사된 광을 균일한 면 광원으로 제공할 수 있다.
상기 확산층(610)은 비드와 같은 확산제, 형광체 및 잉크 입자 중 적어도 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다. 상기 형광체는 예컨대, 적색 형광체, 앰버 형광체, 옐로우 형광체, 녹색 형광체, 또는 백색 형광체 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 잉크입자는 금속잉크, UV 잉크, 또는 경화잉크 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 잉크입자의 크기는 상기 형광체의 사이즈보다 작을 수 있다. 상기 잉크입자의 표면 컬러는 녹색, 적색, 황색, 청색 중 어느 하나일 수 있다. 상기 잉크 종류는 PVC(Poly vinyl chloride) 잉크, PC (Polycarbonate) 잉크, ABS(acrylonitrile butadiene styrene copolymer) 잉크, UV 레진 잉크, 에폭시 잉크, 실리콘 잉크, PP(polypropylene) 잉크, 수성잉크, 플라스틱 잉크, PMMA (poly methyl methacrylate) 잉크, PS (Polystyrene) 잉크 중에서 선택적으로 적용될 수 있다. 상기 잉크입자는 금속잉크, UV 잉크, 또는 경화잉크 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 5는 실시예에 따른 조명 장치의 다른 상면도이고, 도 6은 도 5의 B-B' 단면을 도시한 단면도이고, 도 7은 도 5의 B-B' 단면을 도시한 다른 단면도이다. 도 5 내지 도 7을 이용한 설명에서는 앞서 설명한 조명 장치와 동일 유사한 구성에 대해서는 설명을 생략하며 동일 유사한 구성에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여한다.
먼저 도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 전기 변색층(500)은 상기 레진층(400) 상에 배치될 수 있다. 상기 전기 변색층(500)은 상기 레진층(400)의 상면 전체 또는 일부 영역 상에 배치될 수 있다. 상기 전기 변색층(500)의 하면 면적은 상기 레진층(400)의 상면 면적과 동일하거나 작을 수 있다.
상기 전기 변색층(500)은 제1 전극(551), 제2 전극(552) 및 전기 변색 물질층(510)을 포함할 수 있다. 상기 전기 변색 물질층(510)은 상기 제1 전극(551) 및 상기 제2 전극(552) 사이에 배치될 수 있다.
상기 전기 변색 물질층(510)은 복수의 변색 패턴들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 전기 변색 물질층(510)은 제1 변색 패턴(511), 제2 변색 패턴(512) 및 제3 변색 패턴(513)을 포함할 수 있다.
상기 제1 변색 패턴(511)은 상기 발광소자(200)와 대응되는 영역에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제1 변색 패턴(511)은 상기 발광소자(200)와 수직 방향으로 중첩되는 영역에 배치될 수 있다. 더 자세하게, 상기 제1 변색 패턴(511)의 중심은 상기 발광소자(200)의 광축과 수직 방향으로 중첩될 수 있다. 또한, 상부에서 보았을 때 상기 제1 변색 패턴(511)은 다각형, 원형, 타원형 중 선택되는 하나의 평면 형상을 가질 수 있다.
상기 제1 변색 패턴(511)은 복수개가 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 변색 패턴(511)은 상기 발광소자(200)와 대응되는 복수개로 제공될 수 있다. 자세하게, 상기 제1 변색 패턴(511)은 상기 발광소자(200)와 동일한 개수로 제공될 수 있고, 상기 발광소자(200)와 일대일로 매칭되며 배치될 수 있다.
상기 제2 변색 패턴(512)은 상기 제1 변색 패턴(511)와 수평 방향으로 이격될 수 있다. 상기 제2 변색 패턴(512)은 상기 발광소자(200)와 대응되지 않는 영역에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제2 변색 패턴(512)은 상기 발광소자(200)와 수직 방향으로 중첩되지 않는 영역에 배치될 수 있다. 상기 제2 변색 패턴(512)은 상기 제1 변색 패턴(511)의 둘레 영역에 배치될 수 있다. 또한, 상기 제2 변색 패턴(512)은 상부에서 보았을 때 다각형, 원형, 타원형 중 선택되는 하나의 평면 형상을 가질 수 있다.
상기 제2 변색 패턴(512)은 복수개가 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 변색 패턴(512)은 상기 발광소자(200) 및 상기 제1 변색 패턴(511)보다 많은 개수로 제공될 수 있다.
상기 복수의 제2 변색 패턴(512)은 서로 이격될 수 있다. 상기 복수의 제2 변색 패턴(512)은 수평 방향으로 이격될 수 있다. 일례로, 하나의 제1 변색 패턴(511)과 인접하게 배치된 복수의 제2 변색 패턴(512)은 상기 제1 변색 패턴(511)의 중심으로부터 동심원 형상의 원주를 따라 서로 이격되며 배치될 수 있다.
상기 제2 변색 패턴(512)은 수평 방향 너비를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 변색 패턴(512)은 수평 방향 너비로 정의되는 제3 너비(d3)를 가질 수 있다. 이때, 상기 제3 너비(d3)는 상기 제2 너비(d2)보다 작을 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 너비(d3)는 상기 제2 너비(d2)의 약 80% 미만일 수 있다. 또한, 상기 제3 너비(d3)는 상기 제1 너비(d1)보다 작거나 같을 수 있다. 또한, 상기 제3 너비(d3)는 일정할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 변색 패턴(512)은 하부에서 상부 방향으로 갈수록 너비가 변화하지 않고 일정할 수 있다.
이에 따라, 상기 제2 변색 패턴(512)의 평면적은 상기 제1 변색 패턴(511)의 평면적보다 작을 수 있다. 또한, 상기 제2 변색 패턴(512)의 평면적은 상기 발광소자(200)의 평면적보다 작거나 같을 수 있다.
상기 제2 변색 패턴(512)은 인가되는 전류에 의해 광 투과율이 변화하거나 색상이 변화할 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 제2 변색 패턴(512)은 인가되는 전류에 의해 모두 동일하게 광 투과율이 변화할 수 있고, 모두 동일하게 색상이 변화할 수 있다. 또한, 상기 복수의 제2 변색 패턴(512)은 인가되는 전류에 의해 개별적으로 광 투과율이 변화하거나 색상이 변화할 수 있다. 즉, 상기 전기 변색층(500)은 복수의 제2 변색 패턴(512) 각각의 광 투과율 및/또는 색상을 개별적으로 제어할 수 있다.
상기 제3 변색 패턴(513)은 상기 제1 변색 패턴(511) 및 상기 제2 변색 패턴(512)과 수평 방향으로 이격될 수 있다. 상기 제3 변색 패턴(513)은 상기 발광소자(200)와 대응되지 않는 영역에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제3 변색 패턴(513)은 상기 발광소자(200)와 수직 방향으로 중첩되지 않는 영역에 배치될 수 있다. 또한, 상기 제3 변색 패턴(513)은 상부에서 보았을 때 다각형, 원형, 타원형 중 선택되는 하나의 평면 형상을 가질 수 있다.
상기 제3 변색 패턴(513)은 복수개가 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 변색 패턴(513)은 상기 제2 변색 패턴(512)보다 많거나 같은 개수로 제공될 수 있다.
상기 복수의 제3 변색 패턴(513)은 서로 이격될 수 있다. 상기 복수의 제3 변색 패턴(513)은 수평 방향으로 이격될 수 있다. 일례로, 하나의 제1 변색 패턴(511)과 인접하게 배치된 복수의 제3 변색 패턴(513)은 상기 제1 변색 패턴(511)의 중심으로부터 동심원 형상의 원주를 따라 서로 이격되며 배치될 수 있다. 이때, 상기 제3 변색 패턴(513)이 형성하는 가상의 동심원은 상기 제2 변색 패턴(512)이 형성하는 가상의 동심원보다 클 수 있다. 즉, 상기 제3 변색 패턴(513)은 상기 제2 변색 패턴(512)의 둘레를 감싸며 배치될 수 있다.
상기 제3 변색 패턴(513)은 수평 방향 너비를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 변색 패턴(513)은 수평 방향 너비로 정의되는 제4 너비(d4)를 가질 수 있다. 이때, 상기 제4 너비(d4)는 상기 제3 너비(d3)보다 작을 수 있다. 예를 들어, 상기 제4 너비(d4)는 상기 제3 너비(d3)의 약 80% 미만일 수 있다. 또한, 상기 제4 너비(d4)는 상기 제1 너비(d1)보다 작을 수 있다. 또한, 상기 제4 너비(d4)는 일정할 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 변색 패턴(513)은 하부에서 상부 방향으로 갈수록 너비가 변화하지 않고 일정할 수 있다.
이에 따라, 상기 제3 변색 패턴(513)의 평면적은 상기 제2 변색 패턴(512)의 평면적보다 작을 수 있다. 또한, 상기 제3 변색 패턴(513)의 평면적은 상기 발광소자(200)의 평면적보다 작을 수 있다.
상기 제3 변색 패턴(513)은 인가되는 전류에 의해 광 투과율이 변화하거나 색상이 변화할 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 제3 변색 패턴(513)은 인가되는 전류에 의해 모두 동일하게 광 투과율이 변화할 수 있고, 모두 동일하게 색상이 변화할 수 있다. 또한, 상기 복수의 제3 변색 패턴(513)은 인가되는 전류에 의해 개별적으로 광 투과율이 변화하거나 색상이 변화할 수 있다. 즉, 상기 전기 변색층(500)은 복수의 제3 변색 패턴(513) 각각의 광 투과율 및/또는 색상을 개별적으로 제어할 수 있다.
또한, 상기 제1 내지 제3 변색 패턴(511, 512, 513) 각각에 각기 다른 전류의 세기가 인가 될 수 있다. 이에 따라 상기 제1 내지 제3 변색 패턴(511, 512, 513) 각각의 광 투과율 및/또는 색상이 서로 다 상이 할 수 있다. 예를 들어, 상기 발광소자(200)의 광축을 기준으로 멀어질수록 상기 발광소자(200)에 의한 출사광은 점차 약해질 수 있으므로 상기 제1 내지 제3 변색 패턴(511, 512, 513)에 의한 광 투과율은 상기 조명 장치(1000)의 균일성을 위하여 상기 발광소자(200)에서 멀어질수록 더 커져야 한다. 그러므로 상기 제3 변색 패턴(513)의 광 투과율은 상기 제2 변색 패턴(513)보다 클 수 있고, 상기 제2 변색 패턴(513)의 광 투과율은 상기 제1 변색 패턴(511)의 광 투과율보다 클 수 있다.
또한 도 7을 참조하면, 상기 제2 변색 패턴(512) 및 상기 제3 변색 패턴(513)의 너비는 변화할 수 있다.
예를 들어, 상기 제2 변색 패턴(512)은 상기 제1 전극(551)과 마주하는 하면에서 최대값인 제3 너비(d3)를 가질 수 있고, 상기 하면에서 상기 제2 전극(552)과 마주하는 상면 방향으로 갈수록 점점 감소할 수 있다. 이때, 상기 제2 변색 패턴(512)의 상부 너비는 하부 너비의 약 0.2배 내지 약 0.9배 일 수 있다. 상기 제2 변색 패턴(512)의 너비 변화는 상기 제2 변색 패턴(512)에 의한 광 손실을 최소화하고 상부 방향으로 균일한 광을 방출하기 위해 상술한 범위를 만족하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제3 변색 패턴(513)은 상기 제1 전극(551)과 마주하는 하면에서 최대값인 제4 너비(d4)를 가질 수 있고, 상기 하면에서 상기 제2 전극(552)과 마주하는 상면 방향으로 갈수록 점점 감소할 수 있다. 이때, 상기 제3 변색 패턴(513)의 상부 너비는 하부 너비의 약 0.2배 내지 약 0.9배 일 수 있다. 상기 제3 변색 패턴(513)의 너비 변화는 상기 제3 변색 패턴(513)에 의한 광 손실을 최소화하고 상부 방향으로 균일한 광을 방출하기 위해 상술한 범위를 만족하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 전기 변색 물질층(510)은 투광층(580)을 더 포함할 수 있다. 상기 투광층(580)은 상기 제1 전극(551) 및 상기 제2 전극(552) 사이에 배치될 수 있다. 상기 투광층(580)은 상기 제1 변색 패턴(511), 상기 제2 변색 패턴(512) 및 상기 제3 변색 패턴(513)의 둘레를 감싸며 배치될 수 있다. 즉, 상기 투광층(580)은 상기 제1 전극(551)과 상기 제2 전극(552) 사이에서 상기 변색 패턴들(511, 512, 513)이 배치되지 않은 영역을 채우며 배치될 수 있다.
즉, 실시예에 따른 전기 변색층(500)은 복수의 변색 패턴을 포함하고, 상기 복수의 변색 패턴의 밀도는 상기 발광소자(200)로부터 멀어질수록 변화할 수 있다. 예를 들어 상기 복수의 변색 패턴(511, 512, 513) 각각의 수평 방향 너비는 상기 발광소자(200)의 광축을 기준으로 멀어질수록 변화할 수 있다. 자세하게, 상기 제2 변색 패턴(512)의 너비(d3)는 상기 제1 변색 패턴(511)의 너비(d2)보다 작을 수 있고, 상기 제3 변색 패턴(513)의 너비(d4)는 상기 제2 변색 패턴(512)의 너비(d3)보다 작을 수 있다.
이 경우, 동일 면적 내에서 상기 제1 내지 제3 변색 패턴(511, 512, 513) 각각이 차지하는 면적의 총 합은 상기 광축으로부터 멀어질수록 작아질 수 있다. 자세하게, 동일 면적 내에서 상기 제2 변색 패턴(512)이 차지하는 면적의 총 합은 상기 제1 변색 패턴(511)이 차지하는 면적의 총 합보다 작을 수 있고, 상기 제3 변색 패턴(513)이 차지하는 면적의 총 합은 상기 제2 변색 패턴(512)이 차지하는 면적의 총 합보다 작을 수 있다.
이에 따라, 상기 조명 장치(1000)는 상기 발광소자(200)에서 방출되는 광에 의해 핫스팟(hot spot)이 형성되는 것을 방지할 수 있고, 상부 방향으로 보다 균일한 광을 방출할 수 있다.
도 8은 실시예에 따른 조명 장치의 다른 상면도이고, 도 9는 도 8의 C-C' 단면을 도시한 단면도이다. 도 8 및 도 9를 이용한 설명에서는 앞서 설명한 조명 장치와 동일 유사한 구성에 대해서는 설명을 생략하며 동일 유사한 구성에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여한다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 상기 전기 변색층(500)은 제1 전극(551), 제2 전극(552) 및 제1 전기 변색 물질층(510) 및 제2 전기 변색 물질층(520)을 포함할 수 있다. 여기서 상기 제1 전기 변색 물질층(510)은 상술한 전기 변색 물질층(510)일 수 있다.
상기 제1 전기 변색 물질층(510)은 제1 변색 패턴(511)을 포함할 수 있다. 상기 제1 변색 패턴(511)은 상기 발광소자(200)와 대응되는 영역에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제1 변색 패턴(511)은 상기 발광소자(200)와 수직 방향으로 중첩되는 영역에 배치될 수 있다. 더 자세하게, 상기 제1 변색 패턴(511)의 중심은 상기 발광소자(200)의 광축과 수직 방향으로 중첩될 수 있다. 또한, 상부에서 보았을 때 상기 제1 변색 패턴(511)은 다각형, 원형, 타원형 중 선택되는 하나의 평면 형상을 가질 수 있다.
상기 제2 전기 변색 물질층(520)은 상기 제1 전극(551) 및 상기 제2 전극(552) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제2 전기 변색 물질층(520)은 상기 제1 전기 변색 물질층(510)의 둘레를 감싸며 배치될 수 있다.
상기 제2 전기 변색 물질층(520)은 상기 제1 전기 변색 물질층(510)과 대응되는 높이를 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제2 전기 변색 물질층(520)은 상기 제1 전기 변색 물질층(510)과 동일한 높이를 가질 수 있다.
즉, 상기 제2 전기 변색 물질층(520)은 상기 제1 전극(551)과 상기 제2 전극(552) 사이에서 상기 제1 전기 변색 물질층(510)이 배치되지 않은 영역을 채우며 배치될 수 있다. 이때, 상기 제1 전기 변색 물질층(510)과 상기 제2 전기 변색 물질층(520) 사이에는 두 구성을 분리하는 분리막이 배치될 수 있다. 또한, 상기 제2 전기 변색 물질층(520)이 상기와 같이 상기 제1 전기 변색 물질층(510)을 감싸며 배치될 경우 상술한 투광층(580)은 생략될 수 있다.
상기 제2 전기 변색 물질층(520)은 인가되는 전류에 의해 광 투과율이 변경되거나 색상이 변경되는 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 전기 변색 물질층(510, 520)은 전기 변색 소자(electrochromic; EC), 액정 소자(liquid crystal; LC), 폴리머 분산형 액정 소자(polymer dispersed liquid crystal; PDLC), 분산 입자 배향형 소자(suspended particle device; SPD), 전기 영동 소자(electro phoretic device; EPD), 열변색 소자(thermochromic device; TC), MEMS 마이크로 블라인드 소자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이때, 상기 제2 전기 변색 물질층(520)은 상기 제1 전기 변색 물질층(510)과 동일하거나 서로 다른 물질을 포함할 수 있다.
즉, 실시예에 따른 조명 장치(1000)는 상기 전기 변색층(500)을 이용하여 상기 발광소자(200)에서 방출된 광의 투과율 및/또는 색상을 제어할 수 있다. 자세하게, 인가되는 전류에 의해 상기 제1 전기 변색 물질층(510) 및 상기 제2 전기 변색 물질층(520) 각각의 광 투과율 및/또는 색상을 제어할 수 있다. 이에 따라, 상기 조명 장치(1000)는 핫스팟(hot spot)이 형성되는 것을 방지할 수 있고, 균일한 선 광원 또는 면 광원을 제공할 수 있다.
또한, 전기 변색 물질층(510,520)에 각기 다른 전류의 세기가 인가 될 수 있다. 이에 따라 상기 전기 변색 물질층(510, 520) 각각의 광 투과율 및/또는 색상이 서로 상이 할 수 있다. 예를 들어, 상기 발광소자(200)의 광축을 기준으로 멀어질수록 상기 발광소자(200)에 의한 출사광은 점차 약해질 수 있으므로 상기 전기 변색 물질층(510, 520) 의한 광 투과율은 조명 장치(1000)의 균일성을 위하여 상기 발광소자(200)에서 멀어질수록 더 커져야 한다. 그러므로 상기 제2 변색 물질층(520)의 광 투과율은 상기 제1 변색 물질층(510)의 광 투과율보다 클 수 있다.
도 10은 실시예에 따른 조명 장치의 다른 상면도이고, 도 11은 도 10의 D-D' 단면을 도시한 단면도이다. 도 10 및 도 11을 이용한 설명에서는 앞서 설명한 조명 장치와 동일 유사한 구성에 대해서는 설명을 생략하며 동일 유사한 구성에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여한다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 상기 발광소자(200)는 상기 기판(100) 상에 배치될 수 있다. 상기 발광소자(200)는 발광 다이오드(LED)를 갖는 소자로서, 발광 칩이 패키징된 패키지를 포함할 수 있다. 상기 발광 칩은 청색, 적색, 녹색, 자외선(UV), 적외선 중 적어도 하나를 발광할 수 있으며, 상기 발광소자(200)는 백색, 청색, 적색, 녹색등의 가시광선, 적외선 및 자외선 중 적어도 하나를 발광할 수 있다. 상기 발광소자(200)는 바닥 부분이 상기 기판(200)과 전기적으로 연결되는 사이드 뷰(side view) 타입일 수 있다.
상기 발광소자(200)는 광이 출사되는 출사면(281)을 포함할 수 있다. 상기 발광소자(200)의 출사면(281)은 상기 발광소자(200)의 상면이 아닌 적어도 한 측면에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 출사면(281)은 상기 발광소자(200)의 측면 중 상기 기판(100)에 인접한 면, 예컨대 상기 기판(100)의 상면과 인접한 측면일 수 있다. 상기 출사면(281)은 상기 발광소자(200)의 바닥면과 상면 사이의 측면에 배치되며, 제1 방향으로 가장 높은 세기의 광을 방출할 수 있다. 상기 발광소자(200)의 출사면(281)은 상기 반사 부재(300)와 인접한 면이거나, 상기 기판(100)의 상면 및 상기 반사 부재(300)의 상면에 대해 수직한 면일 수 있다. 또한, 상기 출사면(281)은 상기 기판(100)의 상면에 대해 제3 방향(z축 방향)으로 또는 수직을 이룰 수 있다. 상기 출사면(281)은 수직한 평면이거나, 오목한 면 또는 볼록한 면을 포함할 수 있다.
상기 발광소자(200)는 제1 방향으로 광을 방출할 수 있다. 상기 발광소자(200)의 출사면(281)을 통해 방출된 광은 상기 기판(100)의 상면에 대해 평행한 방향으로 진행할 수 있다. 또한, 상기 출사된 광은 상기 반사 부재(300)에 의해 반사되거나 상기 레진층(400)의 상면 상면 방향으로 진행할 수 있다.
상기 전기 변색층(500)은 상기 레진층(400) 상에 배치될 수 있다. 상기 전기 변색층(500)은 제1 전극(551), 제2 전극(552), 전기 변색 물질층(510) 및 투광층(580)을 포함할 수 있다.
상기 전기 변색 물질층(510)은 상기 제1 전극(551) 및 상기 제2 전극(552) 사이에 배치될 수 있다. 상기 전기 변색 물질층(510)은 제1 변색 패턴(511)을 포함할 수 있다. 상기 제1 변색 패턴(511)은 상부에서 보았을 때 다각형, 원형, 타원형 중 선택되는 하나의 평면 형상을 가질 수 있다.
상기 제1 변색 패턴(511)은 복수개가 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 변색 패턴(511)은 상기 발광소자(200)와 대응되는 복수개로 제공될 수 있다. 자세하게, 상기 제1 변색 패턴(511)은 상기 발광소자(200)와 동일한 개수로 제공될 수 있고, 상기 발광소자(200)와 일대일로 매칭되며 배치될 수 있다.
상기 제1 변색 패턴(511)은 상기 발광소자(200)에서 방출된 광의 출사 방향을 따라 연장하며 배치될 수 있다. 상기 제1 변색 패턴(511)은 수직 방향을 기준으로 일부가 상기 발광소자(200)와 중첩될 수 있고, 나머지는 상기 발광소자(200)와 중첩되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 발광소자(200)와 중첩되는 상기 제1 변색 패턴(511)의 평면적은 상기 제1 변색 패턴(511)의 전체 평면적의 약 30% 이하일 수 있다.
또한, 상기 제1 변색 패턴(511)의 중심은 상기 발광소자(200)와 수직 방향으로 중첩되지 않을 수 있다. 자세하게, 상기 제1 변색 패턴(511)의 중심은 상기 발광소자(200)의 출사면(281)으로부터 상기 발광소자(200)의 광축 방향으로 이격될 수 있다.
도 12 내지 도 14는 실시예 및 비교예에 대한 실험 데이터이다. 도 12 내지 도 14에서 휘도 값이 높을수록 도면에서 밝게 표시되고 휘도 값이 낮을수록 도면에서 어둡게 표시될 수 있다.
이하 실시예와 비교예를 통하여 본 발명의 작용 및 효과를 보다 상세하게 설명한다.
비교예
기판 상에 탑뷰(top view) 타입의 복수의 발광소자(5 * 5, 총 25개)를 배치하고, 그 상부에 레진층을 배치하여 상기 발광소자를 밀봉하였다. 이때, 상기 기판 상에 배치된 발광소자의 두께는 0.35mm이고, 상기 레진층의 두께는 3.8mm로 형성하여 조명 장치를 제조하였다.
이후, 상기 복수의 발광소자 사이의 간격을 2mm, 3mm, 4mm, 5mm, 6mm 간격으로 이격시켜 가며 간격에 따라 방출되는 빔의 형상, 광의 균일도를 측정하였다.
실시예
기판 상에 탑뷰(top view) 타입의 복수의 발광소자(5 * 5, 총 25개)를 배치하고, 그 상부에 레진층을 배치하여 상기 발광소자를 밀봉하였다. 이때, 상기 기판 상에 배치된 발광소자의 두께는 0.35mm이고, 상기 레진층의 두께는 3.8mm로 형성하였다.
또한, 상기 레진층 상에 200㎛ 두께의 전기 변색층을 형성하였다. 상기 전기 변색층은 원형이며 1.2Φ(mm) 크기(너비)를 가지는 복수의 제1 변색 패턴을 포함하고, 상기 제1 변색 패턴은 상기 발광소자와 동일한 개수를 가지며, 그 중심이 발광소자의 광축과 중첩되도록 형성하여 조명 장치를 제조하였다.
이후, 상기 복수의 발광소자 사이의 간격을 2mm, 3mm, 4mm, 5mm, 6mm 간격으로 각각 이격시키며 각각의 간격에 따른 방출되는 휘도(nit), 광의 균일도(Uniformity), 빔의 형상을 측정하였다.
이때, 실시예 및 비교예에서 광의 균일도는 하기 수학식 1을 바탕으로 계산하였다.
[수학식 1]
광의 균일도(Uniformity) = 최소 휘도값(Min Nit) / 최대 휘도값(Max Nit) * 100
DistanceE(P1) Case Min Nit Max Nit Uniformity
2mm 비교예 38226954 89989857 42.5%
실시예 38230584 79907296 47.8%
3mm 비교예 46241565 66225234 69.8%
실시예 46242705 60254407 76.7%
4mm 비교예 46894834 58112625 80.7%
실시예 46897231 55015901 85.2%
5mm 비교예 44728759 54073431 82.7%
실시예 44729914 52802344 84.7%
6mm 비교예 41764934 51212874 81.6%
실시예 41766022 50600482 82.5%
표 1 및 도 12 내지 도 14를 참조하면, 상기 조명 장치(1000)는 상기 발광소자(200)의 간격(제1 간격(P1))이 짧을수록 예컨대 약 4mm 미만인 경우 광의 균일도 특성이 저하되는 것을 알 수 있다. 자세하게, 최대 휘도(Max Nit) 값은 큰 값을 가지지만 최소 휘도(Min Nit) 값은 낮은 값을 가져 균일도 특성이 저하되는 것을 알 수 있다. 또한, 상기 발광소자(200)의 간격이 짧을수록 상기 조명 장치(1000)에서 방출되는 빔의 형상이 상기 발광소자(200)가 배치된 영역에 집중되는 것을 알 수 있다. 즉, 상기 발광소자(200)의 간격이 짧을수록 핫스팟(hot spot)이 형성되는 것을 알 수 있고, 광의 균일도 특성이 저하되며 암부가 형성되는 것을 알 수 있다.
또한, 상기 조명 장치(1000)에서 발광소자(200)의 간격이 상대적으로 길수록 예컨대 6mm 이상일 경우 비교예와 실시예의 균일도 특성 차이가 적은 것을 알 수 있다. 자세하게, 최대 휘도(Max Nit) 값과 최소 휘도(Min Nit) 값의 차이가 작은 것을 알 수 있다. 그러나, 상기 발광소자(200)들이 상대적으로 큰 간격으로 이격되어 배치됨에 따라 조명 장치의 전체적인 휘도가 저하되는 것을 알 수 있다. 또한, 상기와 같이 상기 발광소자(200)들이 서로 큰 간격으로 이격됨에 따라 상기 전기 변색층(500)의 역할이 미미한 것을 알 수 있다.
바람직하게, 상기와 같이 상기 제1 변색 패턴(511)의 너비(제2 너비(d2))가 1.2mm인 경우, 상기 복수의 발광소자(200)들 사이의 간격(제1 간격(P1))은 약 4mm 내지 약 5mm일 수 있다. 이에 따라 상기 조명 장치(1000)는 핫스팟이 형성되는 것을 방지할 수 있고 약 80% 이상의 광 균일도를 가지는 선 광원, 면 광원을 구현할 수 있다.
그러므로, 상기 복수의 발광소자(200)들 사이의 간격(P1)은 상기 제1 변색 패턴(511)의 너비(d2) 대비 하여 3.2배 내지 4.25배 인 경우 조명 장치(1000)의 균일성이 84% 이상 일 수 있으며, 또한 3.25배 내지 3.42배 인 경우 조명 장치(1000)의 균일성이 85% 이상으로 가장 좋을 수 있다.
즉, 실시예에 따른 조명 장치(1000)는 상기 발광소자(200)의 간격, 상기 제1 변색 패턴(511)의 간격, 상기 제1 변색 패턴(511)의 평면적 등을 제어하여 상기 발광소자(200)에서 방출된 광에 의해 핫스팟(hot spot)이 형성되는 것을 방지할 수 있고, 우수한 광 균일도를 가지는 광원을 제공할 수 있다.
도 15 내지 도 17은 실시예에 따른 조명 장치를 포함하는 램프가 차량에 적용된 예를 도시한 도면이다. 자세하게, 도 15는 상기 조명 장치를 갖는 램프가 적용된 차량의 상면도이고, 도 16은 실시예에 따른 조명 장치가 차량의 전방에 배치된 예이고, 도 17는 실시예에 따른 조명 장치가 차량의 후방에 배치된 예이다.
도 15 내지 도 17을 참조하면, 실시예에 따른 조명 장치(1000)는 차량(2000)에 적용될 수 있다. 상기 램프는 차량(2000)의 전방, 후방 및 측방 중 적어도 한 곳에 한 개 이상 배치될 수 있다.
예를 들어, 도 16을 참조하면, 상기 램프는 차량의 전방 램프(2100)에 적용될 수 있다. 상기 전방 램프(2100)는 제1 커버 부재(2110) 및 상기 조명 장치(1000)를 포함하는 적어도 하나의 제1 램프 모듈(2120)을 포함할 수 있다. 상기 제1 램프 모듈(2120)은 상기 제1 커버 부재(2110) 내에 수용될 수 있다.
상기 전방 램프(2100)는 상기 제1 램프 모듈(2120)에 포함된 조명 장치(1000)의 구동 시점을 제어하여 복수의 기능을 제공할 수 있다. 일례로, 상기 전방 램프(2100)는 상기 조명 장치(1000)의 발광에 의해 전조등, 방향 지시등, 주간 주행등, 상향등, 하향등 및 안개등 중 적어도 하나의 기능을 제공할 수 있다. 또한, 상기 전방 램프(2100)는 운전자가 차량 도어를 오픈한 경우 웰컴등 또는 셀레브레이션(Celebration) 효과 등과 같은 부가적인 기능까지 제공할 수 있다.
또한, 도 17을 참조하면, 상기 램프는 차량의 후방 램프(2200)에 적용될 수 있다. 상기 후방 램프(2200)는 제2 커버 부재(2210) 및 상기 조명 장치(1000)를 포함하는 적어도 하나의 제2 램프 모듈(2220)을 포함할 수 있다. 상기 제2 램프 모듈(2220)은 상기 제2 커버 부재(2210) 내에 수용될 수 있다.
상기 후방 램프(2200)는 상기 제2 램프 모듈(2220)에 포함된 조명 장치(1000)의 구동 시점을 제어하여 복수의 기능을 제공할 수 있다. 일례로, 상기 후방 램프(2200)는 상기 조명 장치(1000)의 발광에 의해 차폭등, 제동등, 방향 지시등 중 적어도 하나의 기능을 제공할 수 있다.
즉, 실시예에 따른 조명 장치(1000)는 상기 제1 커버 부재(2110) 또는 상기 제2 커버 부재(2210)에 수용되어 배치되며, 차량(2000)의 전방, 후방 및 측방 중 적어도 한 곳에 배치되어 다양한 기능을 제공할 수 있다.
이때, 상기 제1 커버 부재(2110), 상기 제2 커버 부재(2210)는 상술한 램프가 적용되는 영역을 구성하는 커버 부재일 수 있다. 일례로, 상기 커버 부재(2110, 2210)는 상기 램프가 배치되는 차량의 범퍼(bumper), 펜더(fender), 보닛(bonnet), 사이드 미러(side mirror), 트렁크(trunk), 프론트 판넬, 리어 판넬 등과 같은 영역을 구성하며 외부에 노출되는 부재일 수 있다. 또한, 상기 커버 부재(2110, 2210)는 상기 차량(2000)과 대응되는 유색으로 제공될 수 있다.
상기 조명 장치(1000)는 상기 전기 변색층(500)에 인가되는 전류에 의해 다양한 광 투과율을 가질 수 있고, 다양한 색상을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 전기 변색층(500)은 인가되는 전류에 의해 상기 제1 커버 부재(2110) 또는 상기 제2 커버 부재(2210)과 대응되거나 유사한 색상을 가질 수 있다. 이에 따라, 실시예는 외측에서 상기 조명 장치(1000)가 시인되지 않거나 시인되는 것을 최소화할 수 있는 히든(hidden) 효과를 제공할 수 있다. 또한, 실시예는 적어도 하나의 변색 패턴의 투과율, 색상을 제어하여, 한글, 알파벳, 숫자, 도형, 캐릭터 등과 같은 패턴을 구현할 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 조명 장치(1000)는 장치의 심미성 및 디자인 자유도를 향상시킬 수 있다.
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.

Claims (10)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 배치되는 발광소자;
    상기 기판 상에 배치되는 반사 부재;
    상기 반사 부재 상에 배치되는 레진층; 및
    상기 레진층 상에 배치되는 전기 변색층;을 포함하고,
    상기 전기 변색층은 상기 발광소자와 수직 방향으로 중첩되는 영역에 배치되는 제1 변색 패턴을 포함하고,
    상기 제1 변색 패턴의 평면적은 상기 발광소자의 평면적보다 큰 조명 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 변색 패턴의 평면적은 상기 발광소자의 평면적의 1.1배 내지 2.5배인 조명 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 변색 패턴은 다각형, 원형 및 타원형 중 선택되는 어느 하나의 평면 형상을 가지는 조명 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 발광소자는 상기 기판 상에 복수개가 배치되고,
    상기 제1 변색 패턴은 상기 발광소자의 수와 동일한 조명 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 변색 패턴의 수평 방향 너비는 인접한 상기 발광소자들의 중심 간 간격보다 작은 조명 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 전기 변색층은 상기 제1 변색 패턴과 이격되는 제2 변색 패턴을 포함하고,
    상기 제2 변색 패턴은 상기 발광소자와 수직 방향으로 중첩되지 않는 영역에 배치되는 조명 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제2 변색 패턴의 평면적은 상기 제1 변색 패턴의 평면적보다 작은 조명 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 전기 변색층은 전기 변색 소자(electrochromic; EC), 액정 소자(liquid crystal; LC), 폴리머 분산형 액정 소자(polymer dispersed liquid crystal; PDLC), 분산 입자 배향형 소자(suspended particle device; SPD), 전기 영동 소자(electro phoretic device; EPD), 열변색 소자(thermochromic device; TC), MEMS 마이크로 블라인드 소자 중 적어도 하나를 포함하는 조명 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 전기 변색층은,
    상기 레진층 상에 배치되는 제1 전극;
    상기 제1 전극 상에 배치되는 제2 전극; 및
    상기 제1 및 제2 전극 사이에 배치되는 제1 전기 변색 물질층을 포함하고,
    상기 제1 전기 변색 물질층은 상기 제1 변색 패턴을 포함하는 조명 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 전기 변색층은 상기 제1 및 제2 전극 사이에 배치되는 제2 전기 변색 물질층을 더 포함하고,
    상기 제2 전기 변색 물질층은 상기 제1 전기 변색 물질층의 둘레를 감싸며 배치되는 조명 장치.
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