KR20230004001A - 영상투사장치 - Google Patents

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홍근영
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김민성
김경필
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Abstract

본 발명은 영상투사장치이다. 본 발명의 실시예에 따른 영상투사장치는, 청색광을 출력하는 광원과, 회전에 의해 입사되는 청색광에 기초하여 복수 색상의 광을 출력하는 형광체 휠를 포함하고, 형광체 휠은, 기판과, 기판 상의 제1 영역에 배치되며, 노란색광의 출력을 위한 노란색 형광체와, 기판 상의 제2 영역에 배치되며, 녹색광의 출력을 위한 녹색 형광체를 포함하고, 녹색 형광체는, (Lu1-xYx)3Al5O12 를 포함하며, 0< x < 0.8이다. 이에 의해, 고효율의 광출력 및 색순도의 개선이 가능하게 된다.

Description

영상투사장치{Image projection apparatus}
본 발명은 영상투사장치이며, 더욱 상세하게는 고효율의 광출력 및 색순도가 개선된 영상투사장치이다.
영상투사장치는 투사(projection)에 의해 영상을 투사하는 장치이다. 특히, 한편, 스크린 등으로, 영상을 투사할 수 있다.
영상투사장치는 형광체가 도포된 형광체 휠을 이용하여, 복수의 색상의 광을 출력할 수 있다.
한편, 영상의 해상도가 증가하는 추세에 따라, 영상투사시, 고효율의 광출력의 요구가 증대되고 있다.
고효율의 광출력을 위해, 온도가 증가하는 경향이 있으며, 온도가 증가할수록 형광체의 발광 효율이 낮아지는 문제점이 있다.
이러한 점을 해결하기 위해, 온도 증가를 방지하기 위한 방열 구조를 구현하거나, 온도 증가에도 불구하고, 발광 효율이 좋은 형광체층을 구현하는 것이 필요한다.
본 발명의 목적은, 고효율의 광출력 및 색순도가 개선된 영상투사장치를 제공함에 있다.
한편, 본 발명의 다른 목적은, 온도 증가에도 불구하고 고효율의 광출력 및 색순도가 개선된 영상투사장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 영상투사장치는, 청색광을 출력하는 광원과, 회전에 의해 입사되는 청색광에 기초하여 복수 색상의 광을 출력하는 형광체 휠를 포함하고, 형광체 휠은, 기판과, 기판 상의 제1 영역에 배치되며, 노란색광의 출력을 위한 노란색 형광체와, 기판 상의 제2 영역에 배치되며, 녹색광의 출력을 위한 녹색 형광체를 포함하고, 녹색 형광체는, (Lu1-xYx)3Al5O12 를 포함하며, 0< x < 0.8이다.
한편, 녹색 형광체는, (Lu1-xYx)3Al5O12: Ce (LuYAG)를 포함하며, 0< x < 0.8일 수 있다.
한편, 녹색 형광체는, (Lu,Y)3Al5O12 : Ce (LuYAG)를 포함할 수 있다.
한편, 노란색 형광체는, Y3(Al1-y,Gdy)5O12 : Ce 를 포함하며, 0＜y ≤0.5일 수 있다.
한편, 제1 영역의 사이즈가, 제2 영역의 사이즈 보다 더 큰 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 영상투사장치는, 형광체 휠의 출력단 이후에 배치되며, 회전에 의해, 노란색광, 녹색광, 적색광을 순차적으로 출력하는 컬러 필터를 더 포함할 수 있다.
한편, 컬러 필터는, 청색광을 더 출력할 수 있다.
한편, 컬러 필터는, 노란색광의 출력을 위한 노란색 영역, 녹색광의 출력을 위한 녹색 영역, 적색광의 출력을 위한 적색 영역, 청색광의 출력을 위한 청색 영역을 포함할 수 있다.
한편, 노란색 영역 또는 청색 영역의 사이즈는, 적색 영역 또는 녹색 영역의 사이즈 보다 작을 수 있다.
한편, 형광체 휠은, 기판과, 노란색 형광체 또는 녹색 형광체 사이에 배치되는 반사층을 더 포함할 수 있다.
한편, 형광체 휠은, 기판 상의 제3 영역에 배치되며, 적색광의 출력을 위한 적색 형광체를 더 포함하고, 적색 형광체는, Y(Al1-z,Gaz,)5O12:Ce 를 포함하며, 0 < z ≤0.8 일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 영상투사장치는, 청색광을 출력하는 광원와, 회전에 의해 입사되는 청색광에 기초하여 복수 색상의 광을 출력하는 형광체 휠를 포함하고, 형광체 휠은, 기판과, 기판 상의 제1 영역에 배치되며, 노란색광의 출력을 위한 노란색 형광체와, 기판 상의 제2 영역에 배치되며, 녹색광의 출력을 위한 녹색 형광체와, 기판 상의 제3 영역에 배치되며, 적색광의 출력을 위한 적색 형광체를 포함하고, 녹색 형광체는, (Lu1-xYx)3Al5O12 를 포함하며, 0< x < 0.8 이다.
한편, 노란색 형광체는, Y3(Al1-y,Gdy)5O12 : Ce 를 포함하며, 0＜y ≤0.5이며, 적색 형광체는, Y(Al1-z,Gaz,)5O12:Ce 를 포함하며, 0 < z ≤0.8 일 수 있다.
한편, 제1 영역의 사이즈가, 제3 영역의 사이즈 보다 더 크며, 제3 영역의 사이즈가, 제2 영역의 사이즈 보다 작을 수 있다
한편, 형광체 휠의 출력단 이후에 배치되며, 회전에 의해, 노란색광, 녹색광, 적색광, 청색광을 순차적으로 출력하는 컬러 필터를 더 포함할 수 있다.
한편, 형광체 휠은, 기판과, 노란색 형광체 또는 녹색 형광체 또는 적색 형광체 사이에 배치되는 반사층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 영상투사장치는, 청색광을 출력하는 광원과, 회전에 의해 입사되는 청색광에 기초하여 복수 색상의 광을 출력하는 형광체 휠를 포함하고, 형광체 휠은, 기판과, 기판 상의 제1 영역에 배치되며, 노란색광의 출력을 위한 노란색 형광체와, 기판 상의 제2 영역에 배치되며, 녹색광의 출력을 위한 녹색 형광체를 포함하고, 녹색 형광체는, (Lu1-xYx)3Al5O12 를 포함하며, 0< x < 0.8이다. 이에 따라, 고효율의 광출력 및 색순도의 개선이 가능하게 된다. 특히, 온도 증가에도 불구하고 고효율의 광출력 및 색순도의 개선이 가능하게 된다.
한편, 녹색 형광체는, (Lu1-xYx)3Al5O12: Ce (LuYAG)를 포함하며, 0< x < 0.8일 수 있다. 이에 따라, 고효율의 광출력 및 색순도의 개선이 가능하게 된다.
한편, 녹색 형광체는, (Lu,Y)3Al5O12 : Ce (LuYAG)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 고효율의 광출력 및 색순도의 개선이 가능하게 된다.
한편, 노란색 형광체는, Y3(Al1-y,Gdy)5O12 : Ce 를 포함하며, 0＜y ≤0.5일 수 있다. 이에 따라, 고효율의 광출력 및 색순도의 개선이 가능하게 된다.
한편, 제1 영역의 사이즈가, 제2 영역의 사이즈 보다 더 큰 것이 바람직하다. 이에 따라, 고효율의 광출력 및 색순도의 개선이 가능하게 된다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 영상투사장치는, 형광체 휠의 출력단 이후에 배치되며, 회전에 의해, 노란색광, 녹색광, 적색광을 순차적으로 출력하는 컬러 필터를 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 고효율의 광출력 및 색순도의 개선이 가능하게 된다.
한편, 컬러 필터는, 청색광을 더 출력할 수 있다. 이에 따라, 고효율의 광출력 및 색순도의 개선이 가능하게 된다.
한편, 컬러 필터는, 노란색광의 출력을 위한 노란색 영역, 녹색광의 출력을 위한 녹색 영역, 적색광의 출력을 위한 적색 영역, 청색광의 출력을 위한 청색 영역을 포함할 수 있다. 이에 따라, 고효율의 광출력 및 색순도의 개선이 가능하게 된다.
한편, 노란색 영역 또는 청색 영역의 사이즈는, 적색 영역 또는 녹색 영역의 사이즈 보다 작을 수 있다. 이에 따라, 고효율의 광출력 및 색순도의 개선이 가능하게 된다.
한편, 형광체 휠은, 기판과, 노란색 형광체 또는 녹색 형광체 사이에 배치되는 반사층을 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 고효율의 광출력 및 색순도의 개선이 가능하게 된다.
한편, 형광체 휠은, 기판 상의 제3 영역에 배치되며, 적색광의 출력을 위한 적색 형광체를 더 포함하고, 적색 형광체는, Y(Al1-z,Gaz,)5O12:Ce 를 포함하며, 0 < z ≤0.8 일 수 있다. 이에 따라, 고효율의 광출력 및 색순도의 개선이 가능하게 된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 영상투사장치는, 청색광을 출력하는 광원와, 회전에 의해 입사되는 청색광에 기초하여 복수 색상의 광을 출력하는 형광체 휠를 포함하고, 형광체 휠은, 기판과, 기판 상의 제1 영역에 배치되며, 노란색광의 출력을 위한 노란색 형광체와, 기판 상의 제2 영역에 배치되며, 녹색광의 출력을 위한 녹색 형광체와, 기판 상의 제3 영역에 배치되며, 적색광의 출력을 위한 적색 형광체를 포함하고, 녹색 형광체는, (Lu1-xYx)3Al5O12 를 포함하며, 0< x < 0.8 이다. 이에 따라, 고효율의 광출력 및 색순도의 개선이 가능하게 된다. 특히, 온도 증가에도 불구하고 고효율의 광출력 및 색순도의 개선이 가능하게 된다.
한편, 노란색 형광체는, Y3(Al1-y,Gdy)5O12 : Ce 를 포함하며, 0＜y ≤0.5이며, 적색 형광체는, Y(Al1-z,Gaz,)5O12:Ce 를 포함하며, 0 < z ≤0.8 일 수 있다. 이에 따라, 고효율의 광출력 및 색순도의 개선이 가능하게 된다.
한편, 제1 영역의 사이즈가, 제3 영역의 사이즈 보다 더 크며, 제3 영역의 사이즈가, 제2 영역의 사이즈 보다 작을 수 있다. 이에 따라, 고효율의 광출력 및 색순도의 개선이 가능하게 된다.
한편, 형광체 휠의 출력단 이후에 배치되며, 회전에 의해, 노란색광, 녹색광, 적색광, 청색광을 순차적으로 출력하는 컬러 필터를 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 고효율의 광출력 및 색순도의 개선이 가능하게 된다.
한편, 형광체 휠은, 기판과, 노란색 형광체 또는 녹색 형광체 또는 적색 형광체 사이에 배치되는 반사층을 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 고효율의 광출력 및 색순도의 개선이 가능하게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상투사장치의 외관을 예시한다.
도 2는 도 1의 영상투사장치의 내부 블록도의 일예이다.
도 3은 도 2의 신호 처리 장치의 내부 블록도의 일예이다.
도 4는 도 2의 광학 장치 구조의 일예이다.
도 5a 내지 도 6은 도 4의 설명에 참조되는 도면이다.
도 7은 도 2의 광학 장치 구조의 다른 예이다.
도 8a 내지 도 11은 도 7의 설명에 참조되는 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되는 것으로서, 그 자체로 특별히 중요한 의미 또는 역할을 부여하는 것은 아니다. 따라서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.
본 명세서에서 기술되는 광학장치는, 가시광을 출력할 수 있는 장치이다. 이러한 광학장치는, 영상투사장치에 적용될 수 있다. 또는, 조명장치에 적용되는 것도 가능하다.
한편, 본 명세서에서 기술되는 영상투사장치는, 외부에 영상을 투사할 수 있는 장치이다. 예를 들어, 프로젝터(projector)일 수 있다.
한편, 본 발명에서 기술되는 영상투사장치는, 하나의 부품으로서 다른 기기 내에 장착되는 것도 가능하다. 예를 들어, 이동 단말기에 장착되는 것이 가능하며, 또는 에어컨, 냉장고, 조리기기, 로봇 청소기 등의 가전기기 내에 포함되는 것도 가능하며, 또는 자동차 등의 차량 내에 장착되는 것도 가능하다.
이하에서는 이러한 영상투사장치에 대해 상세히 기술한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상투사장치의 외관을 예시한다.
도면을 참조하면, 영상투사장치(100)는, 스크린(200) 상에 투사 영상을 출력할 수 있다.
도면에서는, 스크린(200)이 평평한 면을 가지는 것으로 예시하나, 곡면을 가지는 것도 가능하다.
사용자는, 스크린(200) 상에 투사된 투사 영상을 시청할 수 있게 된다.
도 2는 도 1의 영상투사장치의 내부 블록도의 일예이다.
도면을 참조하면, 영상투사장치(100)는, 메모리(120), 신호처리장치(170), 통신 장치(135), 영상출력장치(180), 및 전원 공급부(190) 등을 구비할 수 있다.
한편, 영상출력장치(180)는, 구동 장치(185)와, 광학 장치(210)를 구비할 수 있다.
구동 장치(185)는, 광학 장치(210)를 구동할 수 있다. 특히, 광학 장치(210) 내의 광원을 구동하 수 있다.
광학 장치(210)는, 광 출력, 특히 가시광 출력을 위해, 광원, 렌즈 등의 광학 부품을 구비할 수 있다.
특히, 본 발명의 실시예에서는, 고효율의 광출력 및 색순도가 개선된 광학 장치를 제공한다. 이에 대해서는, 도 4 이하를 참조하여 상술한다.
메모리(120)는 신호처리장치(170)의 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수도 있고, 입력되거나 출력되는 데이터들(예를 들어, 정지영상, 동영상 등)의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수도 있다.
통신 장치(135)는 영상투사장치(100)에 유선 또는 무선으로 연결되는 모든 외부기기 또는 네트워크와의 인터페이스 역할을 수행한다. 통신 장치(135)는 이러한 외부 기기로부터 데이터를 전송받거나 전원을 공급받아 영상투사장치(100) 내부의 각 구성 요소에 전달할 수 있고, 영상투사장치(100) 내부의 데이터가 외부 기기로 전송되도록 할 수 있다.
특히, 통신 장치(135)는, 인접하는 이동 단말기(미도시)로부터 무선 신호를 수신할 수 있다. 여기서, 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호, 또는 문자 데이터, 영상 데이터 등 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.
이를 위해, 통신 장치(135)는, 근거리 통신 장치(미도시)를 구비할 수 있다. 근거리 통신 기술로 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), 지그비(ZigBee), NFC(Near Field Communication) 등이 이용될 수 있다.
신호처리장치(170)는, 영상투사장치(100)의 전반적인 제어 동작을 수행할 수 있다. 구체적으로, 영상투사장치(100) 내의 각 유닛의 동작을 제어할 수 있다.
신호처리장치(170)는, 메모리(120)에 저장되는 비디오 영상, 또는 통신 장치(135)을 통해 외부로부터 수신되는 비디오 영상을, 투사 영상으로서, 외부에 출력되도록 제어할 수 있다.
이를 위해, 신호처리장치(170)는, R,G,B 등의 가시광을 출력하는 광학 장치(210)를 제어하는 구동 장치(185)를 제어할 수 있다. 구체적으로, 표시할 비디오 영상에 대응하는 R,G,B 신호를, 구동 장치(185)에 출력할 수 있다.
전원 공급부(190)는 신호처리장치(170)의 제어에 의해 외부의 전원 또는 내부의 전원을 인가받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급할 수 있다.
전원 공급부(190)는, 영상투사장치(100) 전반에 걸쳐 해당 전원을 공급한다. 특히, 시스템 온 칩(System On Chip,SOC)의 형태로 구현될 수 있는 신호처리장치(170)와, 영상 표시를 위한 영상출력장치(180), 및 오디오 출력을 위한 오디오 출력부(미도시)에 전원을 공급할 수 있다.
도 3은 도 2의 제어부의 내부 블록도이다.
도면을 참조하여 설명하면, 본 발명의 일실시예에 의한 신호처리장치(170)는, 역다중화부(310), 영상 처리부(320), 프로세서(330), OSD 생성부(340), 믹서(345), 프레임 레이트 변환부(350), 및 포맷터(360)를 포함할 수 있다. 그 외 오디오 처리부(미도시), 데이터 처리부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
역다중화부(310)는, 입력되는 스트림을 역다중화한다.
영상 처리부(320)는, 역다중화된 영상 신호의 영상 처리를 수행할 수 있다. 이를 위해, 영상 처리부(320)는, 영상 디코더(225), 및 스케일러(235)를 구비할 수 있다.
영상 디코더(225)는, 역다중화된 영상신호를 복호화하며, 스케일러(235)는, 복호화된 영상신호의 해상도를 영상출력장치(180)에서 출력 가능하도록 스케일링(scaling)을 수행한다. 영상 디코더(225)는 다양한 규격의 디코더를 구비하는 것이 가능하다.
프로세서(330)는, 영상투사장치(100) 내 또는 신호처리장치(170) 내의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 또한, 프로세서(330)는, 신호처리장치(170) 내의 역다중화부(310), 영상 처리부(320), OSD 생성부(340) 등의 동작을 제어할 수 있다.
OSD 생성부(340)는, 사용자 입력에 따라 또는 자체적으로 OSD 신호를 생성할 수 있다.
믹서(345)는, OSD 생성부(340)에서 생성된 OSD 신호와 영상 처리부(320)에서 영상 처리된 복호화된 영상 신호를 믹싱할 수 있다. 믹싱된 영상 신호는 프레임 레이트 변환부(350)에 제공될 수 있다.
프레임 레이트 변환부(Frame Rate Conveter, FRC)(350)는, 입력되는 영상의 프레임 레이트를 변환할 수 있다. 한편, 프레임 레이트 변환부(350)는, 별도의 프레임 레이트 변환 없이, 그대로 출력하는 것도 가능하다.
한편, 포맷터(Formatter)(360)는, 믹서(345)에서 믹싱된 신호, 즉 OSD 신호와 복호화된 영상 신호를 입력받아, 영상 출력부(180)로 입력을 위한, 신호 변환을 수행할 수 있다. 예를 들어, 낮은 전압 차분 신호(LVDS)를 출력할 수 있다.
한편, 도 3에 도시된 신호처리장치(170)의 블록도는 본 발명의 일실시예를 위한 블록도이다. 블록도의 각 구성요소는 실제 구현되는 신호처리장치(170)의 사양에 따라 통합, 추가, 또는 생략될 수 있다.
특히, 프레임 레이트 변환부(350), 및 포맷터(360)는 신호처리장치(170) 내에 마련되지 않고, 각각 별도로 구비되거나, 하나의 모듈로서 별도로 구비될 수도 있다.
도 4는 도 2의 광학 장치 구조의 일예이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 광학 장치(210a)는, 청색광(B)을 출력하는 광원(410), 회전에 의해 입사되는 청색광(B)에 기초하여 복수 색상의 광을 출력하는 형광체 휠(430)를 포함한다.
한편, 청색광(B)을 출력하는 광원(410)은, 레이저 다이오드 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 레이저 다이오드(410)는 청색의 레이저광(B)을 출력할 수 있다.
광원(410)에서 출력되는 청색광(B)은, 광학 렌즈(collimator lens)(461)를 거쳐 집광되어, 컬러 필터(460)로 입사될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 광학 장치(210a)는, 형광체 휠(430)의 출력단 이후에 배치되며, 회전에 의해, 노란색광(Y), 녹색광(G), 적색광(R)을 순차적으로 출력하는 컬러 필터(460)를 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 컬러 필터(460)는, 노란색광(Y)의 출력을 위한 노란색 영역(ARa), 녹색광(G)의 출력을 위한 녹색 영역(ARb), 적색광(R)의 출력을 위한 적색 영역(ARc), 청색광(B)의 출력을 위한 청색 영역(ARd)을 포함할 수 있다.
컬러 필터(460)는, 광원(410)으로부터의 청색광(B)이, 노란색 영역(ARa), 녹색 영역(ARb), 또는 적색광(R)의 출력을 위한 적색 영역(ARc)에 입사되는 경우, 청색광(B)을 반사한다.
컬러 필터(460)에서 반사된 청색광(B)은, 광학 렌즈(collimator lens)(461b)를 거쳐 제1 반사 미러(446)로 입사된다.
제1 반사 미러(446)는, 입사되는 청색광(B)을 반사시키며, 제1 반사 미러(446)에서 반사된 청색광(B)은, 광학 렌즈(collimator lens)(462)를 거쳐, 광 분리부(420)로 입사된다.
광 분리부(420)는, 입사되는 청색광(B)은 투과시키며, 그 외 노란색광(Y), 녹색광(G), 또는 적색광(R)은 반사시킨다.
광 분리부(420)에서 투과된 청색광(B)은, 광학 렌즈(collimator lens)(463)를 거쳐, 형광체 휠(430)로 입사된다.
형광체 휠(430)은, 회전에 의해 입사되는 청색광(B)에 기초하여 복수 색상의 광을 출력한다.
구체적으로, 형광체 휠(430)은, 노란색광(Y)의 출력을 위한 노란색 형광체(PHY)와, 녹색광(G)의 출력을 위한 녹색 형광체(PHG)를 포함한다.
청색광(B)이, 형광체 휠(430) 내의 노란색 형광체(PHY)에 입사되는 경우, 형광체 휠(430)은, 노란색광(Y)을 반사하여 출력한다.
한편, 청색광(B)이, 형광체 휠(430) 내의 녹색 형광체(PHG)에 입사되는 경우, 형광체 휠(430)은, 녹색광(G)을 반사하여 출력한다.
형광체 휠(430)에서 순차적으로 출력되는 노란색광(Y)과 녹색광(G)은, 광 분리부(420)로 입사되며, 광 분리부(420)는, 노란색광(Y)과 녹색광(G)을 반사시킨다.
광 분리부(420)에서 반사된 노란색광(Y)과 녹색광(G)은, 컬러 필터(460)로 입사된다.
광 분리부(420)에서 반사된 노란색광(Y)이 컬러 필터(460)의 노란색 영역(ARa)에 입사되는 경우, 컬러 필터(460)는 노란색광(Y)을 투과하여 출력한다.
광 분리부(420)에서 반사된 녹색광(G)이 컬러 필터(460)의 녹색 영역(ARb)에 입사되는 경우, 컬러 필터(460)는 녹색광(G)을 투과하여 출력한다.
광 분리부(420)에서 반사된 노란색광(Y) 또는 녹색광(G)이 컬러 필터(460)의 적색 영역(ARc)에 입사되는 경우, 컬러 필터(460)는 적색광(R)을 투과하여 출력한다.
컬러 필터(460)로부터의 노란색광(Y), 녹색광(G), 적색광(R)은 광학 렌즈(collimator lens)(469)에 의해, 제1 방향으로 출력된다.
한편, 형광체 휠(430)에서 투과된 청색광(B)은, 제2 반사 미러(468)를 거쳐, 광학 렌즈(collimator lens)(463)에 의해 상기 제1 방향으로 출력된다.
따라서, 제1 방향으로, 노란색광(Y), 녹색광(G), 적색광(R), 청색광(B)이 순차적으로 출력되게 된다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른, 형광체 휠(430)은, 녹색광(G)의 출력을 위한 녹색 형광체(PHG)를 포함하고, 녹색 형광체(PHG)는, (Lu1-xYx)3Al5O12 를 포함하며, 0< x < 0.8인 것이 바람직하다.
특히, 본 발명의 실시예에 따른, 형광체 휠(430)은, 녹색광(G)의 출력을 위한 녹색 형광체(PHG)를 포함하고, 녹색 형광체(PHG)는, (Lu1-xYx)3Al5O12: Ce 를 포함하며, 0< x < 0.8인 것이 바람직하다.
녹색 형광체(PHG)로, LuAG:Ce 대신에, (Lu1-xYx)3Al5O12: Ce 를 사용함으로써, 온도 증가에도 불구하고, 효율의 광출력 및 색순도의 개선이 가능하게 된다. 또한, 고효율의 광출력 및 색순도의 개선이 가능하게 된다. 이에 대해서는, 도 5a 이하를 참조하여 보다 상세히 기술한다.
도 5a 내지 도 6은 도 4의 설명에 참조되는 도면이다.
도 5a는 도 4의 형광체 휠의 상면도의 일예이고, 도 5b는 도 4의 형광체 휠의 측면도의 일예이고, 도 5c는 도 4의 형광체 휠의 분해도의 일예이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 형광체 휠(430)은, 기판(SB)과, 기판(SB) 상의 제1 영역(AR1)에 배치되며, 노란색광(Y)의 출력을 위한 노란색 형광체(PHY)와, 기판(SB) 상의 제2 영역(AR2)에 배치되며, 녹색광(G)의 출력을 위한 녹색 형광체(PHG)를 포함한다.
기판(SB)은, 예를 들어, 알루미늄(Al) 기판을 포함할 수 있다.
한편, 형광체 휠(430)은, 기판(SB)과, 노란색 형광체(PHY) 또는 녹색 형광체(PHG) 사이에 배치되는 반사층(AF)을 더 포함할 수 있다. 이러한, 반사층(AF)으로 인하여, 노란색 형광체(PHY) 또는 녹색 형광체(PHG)에서 노란색광 또는 녹색광의 출력시, 고효율의 광출력 및 색순도의 개선이 가능하게 된다.
한편, 반사층(AF)은, TiO2분말과 레진을 포함하거나, 기판(SB)에 증착되는 Ag를 포함할 수 있다.
한편, 형광체 휠(430)은, 휠 모터(431)에 의해, 회전할 수 있다.
한편, 녹색 형광체(PHG)는, (Lu1-xYx)3Al5O12 를 포함하며, 0< x < 0.8인 것이 바람직하다. 이에 따라, 고효율의 광출력 및 색순도의 개선이 가능하게 된다. 특히, 온도 증가에도 불구하고 고효율의 광출력 및 색순도의 개선이 가능하게 된다.
특히, 녹색 형광체(PHG)는, (Lu1-xYx)3Al5O12: Ce (LuYAG)를 포함하며, 0< x < 0.8일 수 있다. 이에 따라, 고효율의 광출력 및 색순도의 개선이 가능하게 된다.
한편, 녹색 형광체(PHG)는, (Lu,Y)3Al5O12 : Ce (LuYAG)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 고효율의 광출력 및 색순도의 개선이 가능하게 된다.
한편, 노란색 형광체(PHY)는, Y3(Al1-y,Gdy)5O12 : Ce 를 포함하며, 0＜y ≤0.5일 수 있다. 이에 따라, 고효율의 광출력 및 색순도의 개선이 가능하게 된다.
특히, 노란색 형광체(PHY)는,Y3(Al, Ga)5O12 : Ce (Ga-YAG)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 고효율의 광출력 및 색순도의 개선이 가능하게 된다.
한편, 제1 영역(AR1)의 사이즈가, 제2 영역(AR2)의 사이즈 보다 더 큰 것이 바람직하다. 즉, 녹색 형광체(PHG)가 도포된 제1 영역(AR1)의 사이즈가, 노란색 형광체(PHY)가 도포된 제2 영역(AR2)의 사이즈 보다 더 큰 것이 바람직하다. 이에 따라, 고효율의 광출력 및 색순도의 개선이 가능하게 된다.
한편, 형광체 휠(430)에 도포된 형광체층(PH)은, 레진이 아닌 형광체 필름, 또는 세라믹 형광체인 것이 바람직하다. 이에 따라, 고온에서도 고출력이 가능하게 된다.
한편, 형광체 휠(430)에 도포된 형광체층(PH)의 두께는, 반사층(AF)의 두께 보다 더 두꺼운 것이 바람직하며, 기판(SB)의 두께 보다는 작은 것이 바람직하다.
도 6은 도 4의 컬러 필터의 상면도의 일예이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 컬러 필터(460)는, 형광체 휠(430)의 출력단 이후에 배치되며, 회전에 의해, 노란색광(Y), 녹색광(G), 적색광(R)을 순차적으로 출력한다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 컬러 필터(460)는, 형광체 휠(430)의 출력단 이후에 배치되며, 회전에 의해, 노란색광(Y), 녹색광(G), 적색광(R), 청색광(B)을 순차적으로 출력할 수 있다.
이를 위해, 한편, 컬러 필터(460)는, 노란색광(Y)의 출력을 위한 노란색 영역(ARa), 녹색광(G)의 출력을 위한 녹색 영역(ARb), 적색광(R)의 출력을 위한 적색 영역(ARc), 청색광(B)의 출력을 위한 청색 영역(ARd)을 포함할 수 있다.
한편, 노란색 영역(ARa) 또는 청색 영역(ARd)의 사이즈는, 도 6과 같이, 적색 영역(ARc) 또는 녹색 영역(ARb)의 사이즈 보다 작을 수 있다. 이에 따라, 고효율의 광출력 및 색순도의 개선이 가능하게 된다.
특히, 도 6에서는, 청색 영역(ARd)의 사이즈가 가장 작으며, 그 다음 노란색 영역(ARa), 적색 영역(ARc), 녹색 영역(ARb)의 순서대로 커지는 것을 예시한다. 이에 따라, 고효율의 광출력 및 색순도의 개선이 가능하게 된다.
도 7은 도 2의 광학 장치 구조의 다른 예이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 장치(210b)는, 청색광(B)을 출력하는 광원(410), 회전에 의해 입사되는 청색광(B)에 기초하여 복수 색상의 광을 출력하는 형광체 휠(430b)를 포함한다.
도 7의 광학 장치(210b)는, 도 4의 광학 장치(210)와 유사하나, 형광체 휠(430b)에, 노란색 형광체(PHY)와, 녹색 형광체(PHG) 외에, 추가로, 적색 형광체(PHR)가 더 도포되는 것에 그 차이가 있다.
이하에서는 그 차이를 중심으로 기술하며, 생략된 부분은 도 4의 설명으로 대체한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 형광체 휠(430b)은, 기판(SB)과, 기판(SB) 상의 제1 영역(AR1b)에 배치되며, 노란색광(Y)의 출력을 위한 노란색 형광체(PHY)와, 기판(SB) 상의 제2 영역(AR2b)에 배치되며, 녹색광(G)의 출력을 위한 녹색 형광체(PHG)와, 기판(SB) 상의 제3 영역(Ar3b)에 배치되며, 적색광(R)의 출력을 위한 적색 형광체(PHR)를 포함한다.
녹색 형광체(PHG)는, (Lu1-xYx)3Al5O12 를 포함하며, 0< x < 0.8인 것이 바람직하다. 한편, 한편, 녹색 형광체(PHG)는, (Lu1-xYx)3Al5O12: Ce (LuYAG)를 포함하며, 0< x < 0.8일 수 있다. 특히, 녹색 형광체(PHG)는, (Lu,Y)3Al5O12 : Ce (LuYAG)를 포함할 수 있다.
한편, 노란색 형광체(PHY)는, Y3(Al1-y,Gdy)5O12 : Ce 를 포함하며, 0＜y ≤0.5일 수 있다. 특히, 노란색 형광체(PHY)는, Y3(Al, Ga)5O12 : Ce (Ga-YAG)를 포함할 수 있다.
한편, 적색 형광체(PHR)는, Y(Al1-z,Gaz,)5O12:Ce 를 포함하며, 0 < z ≤0.8 일 수 있다. 특히, 적색 형광체(PHR)는, Y3(Al,Gd)5O12 : Ce (Gd-YAG)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 고효율의 광출력 및 색순도의 개선이 가능하게 된다.
형광체 휠(430b)은, 회전에 의해 입사되는 청색광(B)에 기초하여 복수 색상의 광을 출력한다.
청색광(B)이, 형광체 휠(430b) 내의 노란색 형광체(PHY)에 입사되는 경우, 형광체 휠(430b)은, 노란색광(Y)을 반사하여 출력한다.
한편, 청색광(B)이, 형광체 휠(430b) 내의 녹색 형광체(PHG)에 입사되는 경우, 형광체 휠(430b)은, 녹색광(G)을 반사하여 출력한다.
한편, 청색광(B)이, 형광체 휠(430b) 내의 적색 형광체(PHR)에 입사되는 경우, 형광체 휠(430b)은, 적색광(R)을 반사하여 출력한다.
형광체 휠(430b)에서 순차적으로 출력되는 노란색광(Y), 녹색광(G), 적색광(R)은, 광 분리부(420)로 입사되며, 광 분리부(420)는, 노란색광(Y), 녹색광(G), 적색광(R)을 반사시킨다.
광 분리부(420)에서 반사된 노란색광(Y), 녹색광(G), 적색광(R)은, 컬러 필터(460)로 입사된다.
광 분리부(420)에서 반사된 노란색광(Y)이 컬러 필터(460)의 노란색 영역(ARa)에 입사되는 경우, 컬러 필터(460)는 노란색광(Y)을 투과하여 출력한다.
광 분리부(420)에서 반사된 녹색광(G)이 컬러 필터(460)의 녹색 영역(ARb)에 입사되는 경우, 컬러 필터(460)는 녹색광(G)을 투과하여 출력한다.
광 분리부(420)에서 반사된 적색광(R)이 컬러 필터(460)의 적색 영역(ARc)에 입사되는 경우, 컬러 필터(460)는 적색광(R)을 투과하여 출력한다.
컬러 필터(460)로부터의 노란색광(Y), 녹색광(G), 적색광(R)은 광학 렌즈(collimator lens)(469)에 의해, 제1 방향으로 출력된다.
한편, 형광체 휠(430b)에서 투과된 청색광(B)은, 제2 반사 미러(468)를 거쳐, 광학 렌즈(collimator lens)(463)에 의해 상기 제1 방향으로 출력된다.
따라서, 제1 방향으로, 노란색광(Y), 녹색광(G), 적색광(R), 청색광(B)이 순차적으로 출력되게 된다.
도 8a 내지 도 8b는 도 7의 설명에 참조되는 도면이다.
도 8a는 도 7의 형광체 휠의 상면도의 일예이고, 도 8b는 도 7의 형광체 휠의 측면도의 일예이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 형광체 휠(430b)은, 기판(SB)과, 기판(SB) 상의 제1 영역(AR1b)에 배치되며, 노란색광(Y)의 출력을 위한 노란색 형광체(PHY)와, 기판(SB) 상의 제2 영역(AR2b)에 배치되며, 녹색광(G)의 출력을 위한 녹색 형광체(PHG)와, 기판(SB) 상의 제3 영역(Ar3b)에 배치되며, 적색광(R)의 출력을 위한 적색 형광체(PHR)를 포함한다.
한편, 형광체 휠(430b)은, 기판(SB)과, 노란색 형광체(PHY) 또는 녹색 형광체(PHG) 또는 적색 형광체(PHR) 사이에 배치되는 반사층(AF)을 더 포함할 수 있다. 이러한, 반사층(AF)으로 인하여, 노란색 형광체(PHY) 또는 녹색 형광체(PHG) 또는 적색 형광체(PHR)에서, 노란색광 또는 녹색광 또는 적색광의 출력시, 고효율의 광출력 및 색순도의 개선이 가능하게 된다.
한편, 제1 영역(AR1b)의 사이즈가, 제3 영역(AR3b)의 사이즈 보다 더 크며, 제3 영역(Ar3b)의 사이즈가, 제2 영역(AR2b)의 사이즈 보다 작을 수 있다.
즉, 노란색 형광체(PHY)가 도포된 제1 영역(AR1b의 사이즈가, 적색 형광체(PHR)가 도포된 제3 영역(Ar3b)의 사이즈 보다 더 크며, 적색 형광체(PHR)가 도포된 제3 영역(Ar3b)의 사이즈가, 녹색 형광체(PHG)가 도포된 제2 영역(AR2)의 사이즈 보다 더 작은 것이 바람직하다. 이에 따라, 고효율의 광출력 및 색순도의 개선이 가능하게 된다.
한편, 형광체 휠(430b)에 도포된 형광체층(PH)은, 레진이 아닌 형광체 필름, 또는 세라믹 형광체인 것이 바람직하다. 이에 따라, 고온에서도 고출력이 가능하게 된다.
한편, 형광체 휠(430b)에 도포된 형광체층(PH)의 두께는, 반사층(AF)의 두께 보다 더 두꺼운 것이 바람직하며, 기판(SB)의 두께 보다는 작은 것이 바람직하다.
도 9a 내지 도 10c는 도 4 내지 도 8b의 설명에 참조되는 도면이다.
먼저, 도 9a는 녹색 형광체(PHG)가 (Lu1-xYx)3Al5O12 를 포함하며, 0< x < 0.8인 것을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도면을 참조하면, 실험에 의해, x 값을 가변한 결과, (Lu1-xYx)3Al5O12 에서, x=0인 경우, 상대 휘도는 100%로 나타내며, (Lu1-xYx)3Al5O12 에서, x=0.2인 경우, 상대 휘도는 106%로 나타내며, (Lu1-xYx)3Al5O12 에서, x=0.3인 경우, 상대 휘도는 107%로 나타내며, (Lu1-xYx)3Al5O12 에서, x=0.5인 경우, 상대 휘도는 106%로 나타내며, (Lu1-xYx)3Al5O12 에서, x=0.8인 경우, 상대 휘도는 100%로 나타난다.
따라서, 녹색 형광체(PHG)는 (Lu1-xYx)3Al5O12 를 포함하되, 0< x < 0.8인 것이 바람직하다.
한편, 도 9a의 상대 휘도는, Lu3Al5O12:Ce 와 대비한 상대 휘도일 수 있다.
다음, 도 9b는 적색 형광체(PHR)가 Y(Al1-z,Gaz,)5O12:Ce 를 포함하며, 0 < z ≤0.8 인 것을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도면을 참조하면, 실험에 의해, z 값을 가변한 결과, Y(Al1-z,Gaz,)5O12:Ce 에서, z=0인 경우, 상대 휘도는 100%로 나타내며, Y(Al1-z,Gaz,)5O12:Ce 에서, z=0.4인 경우, 상대 휘도는 105%로 나타내며, Y(Al1-z,Gaz,)5O12:Ce 에서, z=0.6인 경우, 상대 휘도는 105%로 나타내며, Y(Al1-z,Gaz,)5O12:Ce 에서, z=0.8인 경우, 상대 휘도는 101%로 나타난다.
따라서, 적색 형광체(PHR)가 Y(Al1-z,Gaz,)5O12:Ce 를 포함하되, 0 < z ≤0.8인 것이 바람직하다.
다음, 도 9c는 노란색 형광체(PHY)가 Y3(Al1-y,Gdy)5O12 : Ce 를 포함하며, 0＜y ≤0.5인 것을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도면을 참조하면, 실험에 의해, y 값을 가변한 결과, Y3(Al1-y,Gdy)5O12 : Ce 에서, y=0인 경우, 상대 휘도는 100%로 나타내며, Y3(Al1-y,Gdy)5O12 : Ce 에서, y=0.2인 경우, 상대 휘도는 102%로 나타내며, Y3(Al1-y,Gdy)5O12 : Ce 에서, y=0.5인 경우, 상대 휘도는 101%로 나타내며, Y3(Al1-y,Gdy)5O12 : Ce 에서, y=0.8인 경우, 상대 휘도는 94%로 나타난다.
따라서, 노란색 형광체(PHY)가 Y3(Al1-y,Gdy)5O12 : Ce 를 포함하되, 0＜y ≤0.5인 것이 바람직하다.
한편, 도 9c의 상대 휘도는, Y3Al5O12:Ce 와 대비한 상대 휘도일 수 있다.
도 9d는 형광체 입자 사이즈와 상대 휘도의 관계를 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 그래프(Gra)는, 형광체 입자 사이즈와 상대 휘도의 관계를 나타낸다.
그래프(Gra)에 따르면, 형광체 입자 사이즈가 10 내지 50um 사이인 경우, 상대 휘도는 90% 이상을 가지게 된다.
따라서, 형광체 휠(430)에 도포된 형광체층(PH)의 평균 입자 사이즈는, 10~50um인 것이 바람직하다.
한편, 도 9e는 형광체 휠(430)에 도포된 형광체층(PH)의 두께와 상대 휘도의 관계를 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 형광체 휠(430)에 도포된 형광체층(PH)의 두께가, 20um 인 경우, 상대 휘도는 100% 이나, 얇은 두께로 인하여 접착력이 약하다는 단점이 있다.
한편, 실험에 따르면, 형광체 휠(430)에 도포된 형광체층(PH)의 두께가, 50um인 경우, 상대 휘도가 107% 이며, 두께가, 100um인 경우, 상대 휘도가 107% 이며, 두께가, 200um인 경우, 상대 휘도가 103% 이며, 두께가, 300um인 경우, 상대 휘도가 99% 이며, 두께가, 400um인 경우, 상대 휘도가 80% 로 나타난다.
따라서, 형광체 휠(430)에 도포된 형광체층(PH)의 두께는, 접찰력 및 휘도 특성을 고려하여, 50 내지 300um인 것이 바람직하다.
도 10a 내지 도 10b는 실시예 1 내지 4와 비교예를 함께 도시한 도면이다.
먼저, 도 10a는, 노란색 형광체인 제1 형광체가 Y3Al5O12:Ce 이고, 녹색 형광체인 제2 형광체가 Lu3Al5O12:Ce 인 경우를, 비교예로 설정하고, 실시예 1 내지 4에서의 상대 휘도를 나타내는 도면이다.
실시예 1은, 노란색 형광체인 Y(Al1-z,Gaz,)5O12:Ce 에서 z= 0.4이고, 녹색 형광체인 (Lu1-xYx)3Al5O12 : Ce 에서 x= 0.2이고, 적색 형광체인 Y3(Al1-y,Gdy)5O12 : Ce 에서 y=0.3인 경우의 상대 휘도가 107%인 것을 나타낸다.
실시예 2는, 노란색 형광체가 Y3Al5O12:Ce 이고, 녹색 형광체인 (Lu1-xYx)3Al5O12 : Ce 에서 x= 0.2이고, 적색 형광체인 Y3(Al1-y,Gdy)5O12 : Ce 에서 y=0.3인 경우의 상대 휘도가 104%인 것을 나타낸다.
실시예 3은, 노란색 형광체인 Y(Al1-z,Gaz,)5O12:Ce 에서 z= 0.4이고, 녹색 형광체인 (Lu1-xYx)3Al5O12 : Ce 에서 x= 0.3이고, 적색 형광체는 사용되지 않은 경우의 상대 휘도가 106%인 것을 나타낸다.
실시예 4는, 노란색 형광체가 Y3Al5O12:Ce 이고, 녹색 형광체인 (Lu1-xYx)3Al5O12 : Ce 에서 x= 0.2이고, 적색 형광체는 사용되지 않은 경우의 상대 휘도가 103%인 것을 나타낸다.
즉, 실시예 1 내지 4는, 모두 비교예 보다 상대 휘도가 높게 나타내며, 따라서, 상기의 실시예 1 내지 4 모두 적용 가능하다.
도 10b는 도 10a의 각 실시예 및 비교예에서의 형광체 각도를 나타내는 도면이다.
도면을 참조하면, 3개의 형광체가 사용되는 실시예 1 내지 2에서, 노란색 형광체인 제1 형광체의 각도는, 61°, 녹색 형광체인 제2 형광체의 각도는, 65°, 적색 형광체인 제3 형광체의 각도는 54°인 것을 예시한다.
실시예 1 내지 2에 따르면, 노란색 영역인 제1 영역의 사이즈가, 적색 영역인 제3 영역의 사이즈 보다 더 크며, 적색 영역인 제3 영역의 사이즈가, 녹색 영역인 제2 영역의 사이즈 보다 작게 된다. 이에 따라, 고효율의 광출력 및 색순도의 개선이 가능하게 된다.
또한, 2개의 형광체가 사용되는 실시예 3 내지 4 및 비교예에서, 노란색 형광체인 제1 형광체의 각도는, 115°, 녹색 형광체인 제2 형광체의 각도는, 65°인 것을 예시한다.
실시예 3 내지 4에 따르면, 노란색 영역인 제1 영역의 사이즈가, 녹색 영역인 제2 영역의 사이즈 보다 크게 된다. 이에 따라, 고효율의 광출력 및 색순도의 개선이 가능하게 된다.
도 10c는, 도 10a의 실시예 1과 비교예의 각 형광체의 발광 스펙트럼 그래프를 도시한 도면이다.
GR1은 비교예의 노란색 형광체의 발광 스펙트럼을 나타내며, GR4는 비교예의 녹색 형광체의 발광 스펙트럼을 나타낸다.
GR2는 실시예1의 녹색 형광체의 발광 스펙트럼을 나타내며, GR3는 실시예1의 노란색 형광체의 발광 스펙트럼을 나타내며, GR5는 실시예1의 적색 형광체의 발광 스펙트럼을 나타낸다.
GR1,GR4와, GR2,GR3,GR5를 비교하면, 비교예에 비하여, 실시예 1에서 형광체의 조성 변경으로 인하여, 발광 파장이 가변되는 것을 알 수 있다.
특히, 비교예에 비해, 실시예 1의 녹색 형광체의 발광 스펙트럼의 파장이 더 작아짐으로 인하여, 녹색광의 광효율 및 광순도가 상당히 개선되게 된다.
도 11은 도 7의 형광체 휠(430b)의 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
도면을 참조하면, 기판(SB) 상에 반사층(AF)을 코팅한다(S810). 예를 들어, 알루미늄 플레이트를 기판으로 활용하고, TiO2분말을 레진과 혼합하여 페이스트(paste)를 제작한 뒤 바코팅 장비 등을 이용하여 기판(SB) 위에 코팅한다.
다음, 대략 150℃에서 소정 시간 동안 경화시킨다(S820).
다음, 제1 형광체를 코팅한다(S830). 예를 들어, 제1 형광체 분말을 레진과 혼합하여 페이스트(paste)를 제작한 뒤 바코팅 장비 등을 이용하여 반사층(AR) 위에 코팅한다. 이때의 제1 형광체는 녹색 형광체일 수 있다. 녹색 형광체는, (Lu1-xYx)3Al5O12 를 포함하며, 0< x < 0.8인 것이 바람직하다.
다음, 대략 150℃에서 소정 시간 동안 경화시킨다(S840).
다음, 제2 형광체를 코팅한다(S850). 예를 들어, 제2 형광체 분말을 레진과 혼합하여 페이스트(paste)를 제작한 뒤 바코팅 장비 등을 이용하여 반사층(AR) 위에 코팅한다. 이때의 제2 형광체는 노란색 형광체일 수 있다. 노란색 형광체는, Y3(Al1-y,Gdy)5O12 : Ce 를 포함하며, 0＜y ≤0.5인 것이 바람직하다.
다음, 대략 150℃에서 소정 시간 동안 경화시킨다(S860).
다음, 제3 형광체를 코팅한다(S870). 예를 들어, 제3 형광체 분말을 레진과 혼합하여 페이스트(paste)를 제작한 뒤 바코팅 장비 등을 이용하여 반사층(AR) 위에 코팅한다. 이때의 제3 형광체는 적색 형광체일 수 있다. 적 적색 형광체(PHR)는,Y(Al1-z,Gaz,)5O12:Ce 를 포함하며, 0 < z ≤0.8 인 것이 바람직하다.
다음, 대략 150℃에서 소정 시간 동안 경화시킨다(S880).
이에 따라, 도 7과 같은 형광체 휠(430b)을 제조할 수 있게 된다.
본 발명의 실시예에 따른 영상투사장치는 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims (16)

  1. 청색광을 출력하는 광원;
    회전에 의해 입사되는 상기 청색광에 기초하여 복수 색상의 광을 출력하는 형광체 휠;를 포함하고,
    상기 형광체 휠은,
    기판;
    상기 기판 상의 제1 영역에 배치되며, 노란색광의 출력을 위한 노란색 형광체;
    상기 기판 상의 제2 영역에 배치되며, 녹색광의 출력을 위한 녹색 형광체;를 포함하고,
    상기 녹색 형광체는,
    (Lu1-xYx)3Al5O12 를 포함하며, 0< x < 0.8인 것을 특징으로 하는 영상투사장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 녹색 형광체는,
    (Lu1-xYx)3Al5O12: Ce (LuYAG)를 포함하며, 0< x < 0.8인 것을 특징으로 하는 영상투사장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 녹색 형광체는,
    (Lu,Y)3Al5O12 : Ce (LuYAG)를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상투사장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 노란색 형광체는,
    Y3(Al1-y,Gdy)5O12 : Ce 를 포함하며, 0＜y ≤0.5인 것을 특징으로 하는 영상투사장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 영역의 사이즈가, 상기 제2 영역의 사이즈 보다 더 큰 것을 특징으로 하는 영상투사장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 형광체 휠의 출력단 이후에 배치되며, 회전에 의해, 상기 노란색광, 상기 녹색광, 적색광을 순차적으로 출력하는 컬러 필터;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상투사장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 컬러 필터는,
    청색광을 더 출력하는 것을 특징으로 하는 영상투사장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 컬러 필터는,
    상기 노란색광의 출력을 위한 노란색 영역,
    상기 녹색광의 출력을 위한 녹색 영역,
    상기 적색광의 출력을 위한 적색 영역,
    청색광의 출력을 위한 청색 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 영상투사장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 노란색 영역 또는 상기 청색 영역의 사이즈는, 상기 적색 영역 또는 상기 녹색 영역의 사이즈 보다 작은 것을 특징으로 하는 영상투사장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 형광체 휠은,
    상기 기판과, 상기 노란색 형광체 또는 상기 녹색 형광체 사이에 배치되는 반사층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상투사장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 형광체 휠은,
    상기 기판 상의 제3 영역에 배치되며, 적색광의 출력을 위한 적색 형광체;를 더 포함하고,
    상기 적색 형광체는,
    Y(Al1-z,Gaz,)5O12:Ce 를 포함하며, 0 < z ≤0.8 인 것을 특징으로 하는 영상투사장치.
  12. 청색광을 출력하는 광원;
    회전에 의해 입사되는 상기 청색광에 기초하여 복수 색상의 광을 출력하는 형광체 휠;를 포함하고,
    상기 형광체 휠은,
    기판;
    상기 기판 상의 제1 영역에 배치되며, 노란색광의 출력을 위한 노란색 형광체;
    상기 기판 상의 제2 영역에 배치되며, 녹색광의 출력을 위한 녹색 형광체;
    상기 기판 상의 제3 영역에 배치되며, 적색광의 출력을 위한 적색 형광체;를 포함하고,
    상기 녹색 형광체는,
    (Lu1-xYx)3Al5O12: Ce 를 포함하며, 0< x < 0.8인 것을 특징으로 하는 영상투사장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 노란색 형광체는,
    Y3(Al1-y,Gdy)5O12 : Ce 를 포함하며, 0＜y ≤0.5이며,
    상기 적색 형광체는,
    Y(Al1-z,Gaz,)5O12:Ce 를 포함하며, 0 < z ≤0.8 인 것을 특징으로 하는 영상투사장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제1 영역의 사이즈가, 상기 제3 영역의 사이즈 보다 더 크며, 상기 제3 영역의 사이즈가, 상기 제2 영역의 사이즈 보다 작은 것을 특징으로 하는 영상투사장치.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 형광체 휠의 출력단 이후에 배치되며, 회전에 의해, 상기 노란색광, 상기 녹색광, 상기 적색광, 상기 청색광을 순차적으로 출력하는 컬러 필터;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상투사장치.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 형광체 휠은,
    상기 기판과, 상기 노란색 형광체 또는 상기 녹색 형광체 또는 상기 적색 형광체 사이에 배치되는 반사층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상투사장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP5915309B2 (ja) * 2012-03-26 2016-05-11 大日本印刷株式会社 バックライト装置およびそれを用いた液晶表示装置
JP2015530740A (ja) * 2012-08-10 2015-10-15 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ 燐光体変換発光ダイオード、ランプ、及び照明体
JP5880661B2 (ja) * 2012-12-26 2016-03-09 株式会社リコー 光源装置及びこれを用いたプロジェクタ
KR20170133936A (ko) * 2016-05-27 2017-12-06 에스케이텔레콤 주식회사 광원 장치 및 이를 포함하는 영상투사장치
KR102595295B1 (ko) * 2016-08-12 2023-10-30 엘지전자 주식회사 프로젝터

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