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KR102251613B1 - 조명장치 - Google Patents

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KR102251613B1
KR102251613B1 KR1020130097599A KR20130097599A KR102251613B1 KR 102251613 B1 KR102251613 B1 KR 102251613B1 KR 1020130097599 A KR1020130097599 A KR 1020130097599A KR 20130097599 A KR20130097599 A KR 20130097599A KR 102251613 B1 KR102251613 B1 KR 102251613B1
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light
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quantum dot
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dot film
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오진목
최문구
김상천
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엘지전자 주식회사
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V9/00—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
    • F21V9/08—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters for producing coloured light, e.g. monochromatic; for reducing intensity of light
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-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
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/20—Light sources comprising attachment means
    • F21K9/27—Retrofit light sources for lighting devices with two fittings for each light source, e.g. for substitution of fluorescent tubes
    • F21K9/275—Details of bases or housings, i.e. the parts between the light-generating element and the end caps; Arrangement of components within bases or housings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING 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
    • F21Y2103/00—Elongate light sources, e.g. fluorescent tubes
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Abstract

본 발명의 일실시예는, 상측에 광추출용 패턴이 형성된 광파이버와, 상기 광파이버로 빛을 출사하기 위해 상기 광파이버 측면에 구비된 광원부와, 상기 광파이버의 상측에 이격되어 구비되며, 상기 광추출용 패턴으로부터 출사된 빛을 백색광으로 변형시켜 방출하는 양자점 필름을 포함하는 조명장치를 제공한다.

Description

조명장치{ILLUMINATING DEVICE}
본 발명은 조명장치에 관한 것이며, 구체적으로 우수한 연색지수를 갖는 조명장치에 관한 것이다.
일반적으로 실내에서 사용하는 형광등은 백열등에 비해 발열성이 낮고, 소비전력은 약 1/3 정도이며, 수명이 우수하여 널리 사용되고 있다. 이러한 형광등은 수은의 방전으로 발생한 자외선이 형광체를 여기시켜 가시광선으로 변환시켜주는 조명장치이다. 그러나, 형광등은 입력된 전력의 90% 이상이 손실되며, 형광등 내부에 구비된 수은 등에 의해 환경 오염의 문제성이 대두된다.
최근에는, 형광등보다 더 효과적인 조명장치로서 LED(Light Emiting Diode)를 이용한 조명장치가 개발되고 있으며, 실용화되어 사용되고 있다. 이러한 LED는 갈륨비소 등의 화합물에 전류를 흘려 빛을 발산하는 반도체소자로, m 반도체의 p-n 접합구조를 이용하여 소수캐리어(전자 또는 정공)를 주입하고 이들의 재결합에 의하여 발광한다. 전기에너지를 빛에너지로 전환하는 효율이 높기 때문에 최고 90%까지 에너지를 절감할 수 있어, 에너지 효율이 5% 정도밖에 되지 않는 백열등ㆍ형광등을 대체할 수 있는 차세대 광원으로 주목되고 있다.
그러나, 이러한 형광등 및 LED 조명은 인공광원으로서, 자연광과 같은 표준광원과는 달리 물체의 본연적인 색감에 영향을 주게 된다. 이러한 표준광원 대비 물체의 색감에 영향을 미치는 정도를 연색지수(Color Rendering Index)라고 한다. 연색지수는 무단위로서 최대값은 100이고, 100에 근접할수록 물체 본연의 색을 구별할 수 있게 하는 단위이다. 즉, 형광등과 LED 조명은 연색지수가 낮은 문제점이 있다.
고연색지수의 형광등 또는 LED 조명을 구현하기 위해 여러가지 파장대의 형광체를 조합해서 써야하나, 장파장 형광체, 예를 들어 650nm의 형광체의 발광 효율이 낮기 때문에 조명의 효율성이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 연색지수가 높은 조명장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 종래 백열등 또는 형광등에 비해 효율이 우수한 조명장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 일실시예는, 상측에 광추출용 패턴이 형성된 광파이버와, 상기 광파이버로 빛을 출사하기 위해 상기 광파이버 측면에 구비된 광원부와, 상기 광파이버의 상측에 이격되어 구비되며, 상기 광추출용 패턴으로부터 출사된 빛을 백색광으로 변형시켜 방출하는 양자점 필름을 포함하는 조명장치를 제공한다.
바람직하게, 상기 광원부는 LED 또는 LD이며, 상기 광추출용 패턴은 레이져 가공 또는 인쇄로써 형성되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 광파이버는 복수 개의 튜브 형상으로 구비되거나, 또는 판상으로 구비되는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 다른 실시예는 상면에 반사층이 형성된 반사판과, 상기 반사판의 상면에 구비된 광원부와, 상기 반사판의 상측에 구비된 반원통 형상의 투명관과, 상기 투명관의 내주면에 구비되며, 상기 광원부로부터 출사된 빛을 백색광으로 변형시켜 방출하는 양자점 필름을 포함하는 조명장치를 제공한다.
바람직하게, 상기 광원부와 양자점 필름 사이에는 상기 광원부에서 출사된 빛을 균일하게 방출하기 위한 확산판을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 양자점 필름을 포함하여 연색지수가 높은 조명장치를 구현한다.
또한, 본 발명은 LED 또는 LD를 광원으로 사용하여 효율이 우수한 조명장치를 구현한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 조명장치의 개략적인 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 광파이버의 측면도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명장치의 개략적인 사시도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예는 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 모든 용어는 당업자가 이해하는 용어의 일반적인 의미와 동일하고, 만약 본 명세서에서 사용된 용어가 당해 용어의 일반적인 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에 사용된 정의에 따른다.
다만, 이하에 기술될 발명은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 한정하기 위한 것을 아니며, 명세서 전반에 걸쳐서 동일하게 사용된 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
본 발명은 연색수차와 에너지 효율이 우수한 조명장치를 제공하기 위해 다음과 같은 기술적 사상을 제공한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 조명장치의 개략적인 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시된 광파이버의 측면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 조명장치(100)는 광원부(110), 광파이버(120) 및 양자점 필름(130)을 포함한다.
상기 광원부(110)는 상기 광파이버(120)로 빛을 출사하기 위해 상기 광파이버(120) 측면에 구비된다. 이러한 광원부(110)는 LED(Light Emitting Diode), LED 칩 또는 LED 패키지로 구성될 수 있으며, 또는 LD(Lazer Diode)로 구현될 수 있다. 또한, 광원부(110)는 후술할 양자점 필름(130)의 효율을 증대시키고 연색지수가 높은 백색광을 실내에 조명하기 위해 블루(Blue) 계열, 또는 자외선 영역의 빛을 출사하도록 구비될 수 있다.
상기 광파이버(120)(Optical Fiber)는 상측에 광추출용 패턴(125)이 형성되어, 상기 광원부(110)에서 출사된 빛을 상기 광추출용 패턴(125)으로 방출한다. 이러한 광파이버(120)는 석영, 플라스틱 또는 유리 섬유로써 형성되며, 중공부인 코어가 외관을 형성하는 크래드에 비해 굴절률이 크기 때문에 상기 광원부(110)에서 입사된 빛이 코어 내부에서 이동한다.
따라서, 광파이버(120) 상측으로 빛을 출사시키기 위해 상기 광파이버(120)의 상측에는 광추출용 패턴(125)이 형성되어 있다. 이러한 광추출용 패턴(125)은 일정간격 이격되어 복수 개 형성될 수 있으며, 레이져 가공 또는 인쇄로써 형성될 수 있다.
이러한 광파이버(120)는 도시된 것과 같이 복수 개의 튜브 형상의 광파이버로써 구비될 수 있으며, 도시되지 아니하였으나, 단일 판상의 광파이버로써 구비될 수 있다. 물론, 단일 판상의 광파이버 상측에도 광추출용 패턴(125)이 형성되어 상기 광원부(110)에서 입사된 광원을 상측으로 출사한다.
한편, 상기 양자점 필름(130, Quantom Dot Film)은 상기 광추출용 패턴(125)으로부터 출사된 빛을 백색광으로 변형시켜 방출하기 위해 상기 광파이버(120) 상측에 이격되어 구비된다. 양자점은 나노입자의 사이즈에 따라 밴드갭이 변하는 양자구속 효과를 이용하는 것이다. 즉, 사이즈(size)에 따라 다양한 파장의 빛을 발생시킬 수 있으며, 본 발명의 일실시예에서는 백색광을 실내에 조명하기 위해 필름 형태의 양자점을 사용한다.
한편, 상기 양자점 필름(130)은 상기 광추출용 패턴(125) 상측에 이격되어 구비되는데, 이는 상기 양자점 필름(130)이 열에 다소 취약한 성질을 지니고 있기 때문이다. 그러나, 본 발명은 상기 양자점 필름(130)을 상기 광원부(110) 및 광파이버(120)와 이격되어 구비함으로써 우수한 연색지수를 구현할 수 있는 조명장치(100)를 제공할 수 있는 이점이 있다.
이러한 본 발명의 일실시예에 따른 조명장치(100)는 미도시된 별도의 하우징에 수용되어 구비될 수 있다. 이러한 경우, 상기 양자점 필름(130) 부근의 하우징은 투명한 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명은 다른 실시예로써 구현될 수 있다. 즉, 상기 도 1과 같이 광원부가 측면에 구비된 엣지형(Edge type) 조명장치가 아닌, 직하형 조명장치로써 구현될 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명장치의 개략적인 사시도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명장치(200)는 반사판(210), 광원부(220), 투명관(250), 확산판(230) 및 양자점 필름(240)을 포함한다.
상기 광원부(220)는 상측으로 빛을 출사하기 위해 상기 반사판(210)의 상면에 구비된다. 이러한 광원부(220)는 전술한 본 발명의 일실시예와 마찬가지로, LED((Light Emitting Diode), LED 칩 또는 LED 패키지로 구성될 수 있으며, 또는 LD(Lazer Diode)로 구현될 수 있다. 또한, 후술할 양자점 필름(240)의 효율을 증대시키기 위해 블루(Blue) 계열, 또는 자외선 영역의 빛을 출사하도록 구비될 수 있다.
상기 반사판(210)은 상기 광원부(220)에서 출사된 빛을 상측으로 반사시키기 위해 구비되는 것으로서, 상기 광원부(220)의 광 전달 효율을 증가시킨다. 이러한 기능을 수행하기 위해 상기 반사판(210)은 유리 재질 또는 금속 재질로 형성될 수 있다. 또한 도시된 반사판(210)은 평면 형상을 가지고 있으나, 곡면 형상으로 형성되어 상기 광원부(220)에서 출사된 빛을 더욱 효율적으로 상측 방향으로 반사할 수도 있다.
상기 투명관(250)은 상기 도광판의 상측에 구비되어 외관을 형성하며 광원을 실내에 방출하면 되는 것으로, 도시된 것과 같이 반원통 형상으로 형성되는 것이 바람직하나, 다른 형상, 예를 들어 일측이 개구된 육면체 형상으로 형성될 수도 있다.
상기 반사판(210)의 상면에는 상기 광원부(220) 및 반사판(210)에서 방출된 빛이 확산되도록 확산판(230)이 더 구비될 수 있다. 상기 확산판(230)에 의하여 상기 광원부(220) 및 반사판(210)에서 방출된 빛은 균일한 휘도를 유지하며 후술할 양자점 필름(240) 및 상기 투명관(250)으로 방출된다.
한편, 상기 양자점 필름(240)(Quantom Dot Film)은 상기 광원부(220)으로부터 출사된 빛을 백색광으로 변형시켜 방출하기 위해 상기 투명관(250)의 내주면에 구비된다. 양자점은 나노입자의 사이즈에 따라 밴드갭이 변하는 양자구속 효과를 이용하는 것이다. 즉, 사이즈(size)에 따라 다양한 파장의 빛을 발생시킬 수 있으며, 본 발명의 다른 실시예에서는 백색광을 실내에 조명하기 위해 필름 형태의 양자점을 사용한다.
한편, 상기 양자점 필름(240)은 상기 광원부(220)가 장착된 반사판(210)에 이격되어 구비되는데, 이는 상기 양자점 필름(240)이 열에 다소 취약한 성질을 지니고 있기 때문이다. 그러나, 본 발명은 상기 양자점 필름(240)을 상기 광원부(220) 및 반사판(210)과 이격되어 구비하고, 확산판(230)에 의해 2차적으로 상기 광원부(220) 및 반사판(210)에 의한 열을 차단함으로써 우수한 연색지수를 구현할 수 있는 조명장치(200)를 제공할 수 있는 이점이 있다.
이상, 상기 설명에 의해 당업자라면 본 발명의 기술적 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이며, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위 및 그와 균등한 범위에 의하여 정해져야 한다.
100, 200: 조명장치 110, 220: 광원부
120: 광파이버 125: 광추출용 패턴
130, 240: 양자점 필름 210: 반사판
230: 확산판 250: 투명관

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 상면에 반사층이 형성된 반사판;
    상기 반사판의 상면에 구비된 광원부;
    상기 반사판의 상측에 구비된 반원통 형상의 투명관;
    상기 투명관의 내주면에 구비되며, 상기 광원부로부터 출사된 빛을 백색광으로 변형시켜 방출하는 양자점 필름; 및
    상기 반사판의 상부인 상기 양자점 필름의 내주면에 배치되며, 상기 광원부에서 출사된 빛을 균일하게 방출하기 위한 확산판을 포함하며,
    상기 광원부는 블루(Blue) 계열 또는 자외선 영역의 빛을 출사하고,
    상기 양자점 필름은 상기 반사판과 상, 하 방향으로 이격되게 배치되며,
    상기 광원부로부터 출사된 광은 상기 확산판, 상기 양자점 필름 및 상기 투명관을 순차적으로 통과하고,
    상기 반사판은 곡면 형상으로 형성되며,
    상기 확산판, 상기 양자점 필름 및 상기 투명관은 반원통 형상으로 형성되어, 상기 확산판의 외주면에 상기 양자점 필름의 내주면이 마주하고, 상기 양자점 필름의 외주면에 상기 투명관의 내주면이 마주하게 배치되는 조명장치.
  5. 삭제
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