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KR101414643B1 - lighting apparatus and method for controlling the same - Google Patents

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KR101414643B1
KR101414643B1 KR1020110001728A KR20110001728A KR101414643B1 KR 101414643 B1 KR101414643 B1 KR 101414643B1 KR 1020110001728 A KR1020110001728 A KR 1020110001728A KR 20110001728 A KR20110001728 A KR 20110001728A KR 101414643 B1 KR101414643 B1 KR 101414643B1
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led
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color filter
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이영주
이정수
정치환
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 색온도 등과 같은 빛의 특성을 조절할 수 있는 엘이디 조명장치 및 그 제어방법에 관한 것이다. 본 발명은 엘이디 광원과, 상기 엘이디 광원에서 나오는 빛 중에서 특정 파장 대역의 빛을 선택적으로 투과 또는 차단시키기 위하여, 전기 습윤 원리에 의하여 작동되는 가변 컬러 필터를 포함하는 엘이디 조명장치를 제공한다.The present invention relates to an LED lighting device capable of controlling light characteristics such as color temperature and a control method thereof. The present invention provides an LED lighting device including an LED light source and a variable color filter operated by an electrowetting principle in order to selectively transmit or block light of a specific wavelength band from light emitted from the LED light source.

Description

엘이디 조명장치 및 그 제어방법{lighting apparatus and method for controlling the same}[0001] The present invention relates to a lighting apparatus and method for controlling the same,

본 발명은 엘이디 조명장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엘이디에서 출사되는 빛의 특성을 능동적으로 조절할 수 있는 엘이디 조명장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to an LED illumination device and a control method thereof, and more particularly, to an LED illumination device and a control method thereof capable of actively controlling the characteristics of light emitted from an LED.

엘이디(LED : light emitting diode(발광 다이오드))는 전계 발광 효과에 의해 순방향 전압이 가해졌을 때, 빛을 발하는 반도체 소자이다. 엘이디는 효율이 높고 형광등이나 백열 전구에 비하여 수명이 길어, 근래 조명장치로서 각광을 받고 있다. 엘이디에서 나오는 발광 색은 엘이디 제작에 사용되는 재료에 따라 다르며, 자외선 영역에서부터 가시광선, 적외선 영역까지 발광하는 것을 제조할 수 있다. An LED (light emitting diode) is a semiconductor device that emits light when a forward voltage is applied due to an electroluminescence effect. LED has high efficiency and longer life than fluorescent or incandescent bulbs, and has recently become a spotlight as a lighting device. The emission color emitted from the LED differs depending on the material used for fabricating the LED, and it is possible to manufacture light from the ultraviolet region to the visible region and the infrared region.

조명용으로 엘이디를 사용하기 위해서는 백색 엘이디가 사용되는 것이 바람직하다. 그렇지만, 백색 엘이디는 제작상의 문제에 의하여, 색 좌표가 동일한 조명장치를 양산하기 어려우며, 중요한 성능 지표인 색 온도와 연색성 평가지수(color rendering index : CRI)의 조절도 매우 어렵다. 그런데, 최근에는 조명의 색 온도가 사용자의 집중력이나 정신적 피로도 등에 영향을 미치는 것으로 알려져, 이른바 '감성 조명'으로서의 역할까지 고려해야 하는 시점이다. 따라서 최근에는 엘이디 조명의 색 온도를 조절할 수 있는 기술들이 제안되고 있다.It is preferable that a white LED is used to use the LED for illumination. However, due to manufacturing problems, white LEDs are difficult to mass produce illumination devices having the same color coordinates, and it is very difficult to control the color temperature and the color rendering index (CRI), which are important performance indicators. However, recently, it has been known that the color temperature of illumination affects user's concentration and mental fatigue, and it is time to consider the role of so-called 'emotional illumination'. Therefore, in recent years, technologies capable of controlling the color temperature of the LED illumination have been proposed.

종래의 엘이디 조명장치에서 색 온도 조절 방법은 크게 두 가지 방식이 있다. 첫 번째 방식은 발광 소자 주변에 형광체를 배치하여 발광 소자로부터 나온 빛이 발광체를 투과하면서 색 온도가 변화하는 원리를 적용한 방식이다. 두 번째의 방식은 하나의 패키지 내에 각각 다른 색 온도를 가지는 발광 소자를 두 개 이상 다수 개 배치하여 각 발광 소자의 밝기 또는 켜지는 개수를 조절하여 색 온도를 조절하는 방식이다. There are two methods of adjusting the color temperature in the conventional LED illumination device. In the first method, a phosphor is disposed around the light emitting element, and the principle that the color temperature changes while light emitted from the light emitting element passes through the light emitting element is applied. In the second method, a plurality of light emitting devices having different color temperatures are disposed in one package, and the color temperature is adjusted by adjusting the number of light emitting devices to be lit or turned on.

그러나, 첫 번째 방식의 경우에는 색 온도를 능동적으로 조절할 수 없고, 다양한 색 온도를 가진 발광 소자를 제작하기 위해서 복잡한 제조 공정 및 관리가 필요하다는 단점이 있다. 두 번째 방식의 경우에는 능동적으로 색 온도를 조절할 수 있으나 반드시 다수 개의 엘이디 소자를 이용하여야 하고 색 온도를 조절하기 위한 별도의 복잡한 제어 시스템을 필요로 한다는 단점이 있다. However, in the case of the first method, the color temperature can not be actively controlled, and a complicated manufacturing process and management are required to manufacture a light emitting device having various color temperatures. In the case of the second method, the color temperature can be actively controlled, but a plurality of LED elements must be used and a complicated control system for controlling the color temperature is required.

현재 일반적으로 엘이디 조명장치에서 색 온도 조절을 위하여 사용되는 기술은 색 온도가 다른 2가지 발광 소자를 이용하는 것이다. 즉, 웜 화이트(warm white) 색 온도 특성을 나타내는 엘이디 패키지와 쿨 화이트(cool white) 색 온도 특성을 가지는 엘이디 패키지를 사용하여 색 온도를 조절하거나, 혹은 쿨 화이트 특성의 엘이디와 적색 엘이디를 사용해서 색 온도를 조절한다. 그러나, 이러한 방법은 모두 추가적인 엘이디가 필요하기 때문에 가격 문제로 대중화되지 못하고 있는 실정이다. 따라서, 다수의 발광 소자를 이용하지 않으면서도, 색조, 색 온도와 같은 조명 광의 특성을 능동적으로 조절할 수 있고, 또한 제어 및 제조가 간단한 엘이디 조명장치의 개발이 요구되고 있다.Currently, the technology used for adjusting the color temperature in an LED illumination device is two light emitting devices having different color temperatures. That is, it is possible to control the color temperature by using an LED package showing a warm white color temperature characteristic and an LED package having a cool white color temperature characteristic or by using a cool white LED and a red LED Adjust the color temperature. However, since all of these methods require additional LEDs, they are not popularized due to price problems. Accordingly, it is required to develop an LED lighting device which can actively control the characteristics of illumination light such as color tone and color temperature, and which is simple in control and manufacture, without using a large number of light emitting elements.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 보다 효과적으로 색조, 색 온도 등과 같은 조명 광의 특성을 조절할 수 있는 엘이디 조명장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an LED lighting device and a control method thereof that can more effectively control the characteristics of illumination light such as a color tone and a color temperature.

본 발명의 또 다른 목적은 제조가 용이한 엘이디 조명장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide an LED lighting device and a control method thereof that are easy to manufacture.

상술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 엘이디 광원과; 상기 엘이디 광원에서 나오는 빛 중에서 특정 파장 대역의 빛을 선택적으로 투과 또는 차단시키기 위하여, 전기 습윤 원리에 의하여 작동되는 가변 컬러 필터를 포함하는 엘이디 조명장치를 제공한다.In order to solve the above-described problems, the present invention provides a light source device comprising: an LED light source; And a variable color filter operated by electrowetting principle for selectively transmitting or blocking light of a specific wavelength band from light emitted from the LED light source.

상기 가변 컬러 필터는, 소수성 유전체부와; 상기 소수성 유전체부에 구비되는 극성 액체와; 상기 소수성 유전체부에 선택적으로 전압을 인가하는 구동부를 포함하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 소수성 유전체부에는 상기 극성 액체의 투과 스펙트럼 특성과는 다른 투과 스펙트럼 특성을 가지는 무극성 액체가 더욱 구비되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 무극성 액체는 소정의 색조 및 연색성을 갖는 유색 액체인 것이 바람직하다. 또한, 상기 무극성 액체는 유성 액체인 것이 바람직하다. 그리고, 상기 극성 액체는 투명 액체인 것이 바람직하며, 상기 극성 액체는 수성 액체인 것이 더욱 바람직하다.The variable color filter includes: a hydrophobic dielectric portion; A polar liquid provided in the hydrophobic dielectric portion; And a driver for selectively applying a voltage to the hydrophobic dielectric portion. Preferably, the hydrophobic dielectric portion further comprises a non-polar liquid having a transmission spectral characteristic different from the transmission spectral characteristic of the polar liquid. At this time, it is preferable that the non-polar liquid is a colored liquid having a predetermined color tone and color rendering property. It is preferable that the non-polar liquid is an oily liquid. Further, it is preferable that the polar liquid is a transparent liquid, and the polar liquid is more preferably an aqueous liquid.

한편, 상기 구동부는, 상기 소수성 유전체의 일측에 위치하는 제1전극부과; 상기 소수성 유전체의 타측에 위치하는 제2전극부을 포함하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 구동부는 상기 소수성 유전체부의 일부에 전압을 인가하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제1전극부의 하부에는 제1투명부가 구비되고, 상기 제2전극부의 상부에는 제2투명부가 구비되는 것이 더욱 바람직하다.The driving unit may include: a first electrode unit disposed on one side of the hydrophobic dielectric; And a second electrode portion located on the other side of the hydrophobic dielectric. The driving unit preferably applies a voltage to a part of the hydrophobic dielectric part. It is further preferable that a first transparent portion is provided under the first electrode portion and a second transparent portion is provided at an upper portion of the second electrode portion.

한편, 상기 가변 컬러 필터는 다수의 셀로 구성되는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 셀들은 형상 및 배열 중의 최소한 한 개는 무작위 또는 의사 무작위인 것이 바람직하다. 또한, 상기 셀들은 투과 스펙트럼 특성이 다른 다수의 셀의 집합인 것이 바람직하다. 상기 다수의 셀들은 동일 평면 상에 배열될 수 있으며, 상기 다수의 셀들은 다층으로 적층될 수도 있다.The variable color filter is preferably composed of a plurality of cells. And, it is desirable that the cells have at least one of a shape and an arrangement randomly or pseudo-randomly. In addition, the cells are preferably a set of a plurality of cells having different transmission spectrum characteristics. The plurality of cells may be arranged on the same plane, and the plurality of cells may be stacked in multiple layers.

본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 본 발명은 소수성 유전체 위에 극성 액체를 배치하는 단계와; 상기 소수성 유전체에 선택적으로 전압을 인가하여 상기 극성 액체를 선택적으로 이동시켜, 엘이디 광원에서 나오는 빛 중에서 특정 파장 대역의 빛을 선택적으로 투과 또는 차단시키는 단계를 포함하는 엘이디 조명장치의 제어방법을 제공한다.According to another embodiment of the present invention, the present invention provides a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: placing a polar liquid on a hydrophobic dielectric; Selectively applying a voltage to the hydrophobic dielectric to selectively move the polar liquid so as to selectively transmit or block light of a specific wavelength band from the light emitted from the LED light source, .

상기 소수성 유전체에는 무극성 액체가 더욱 구비되며, 상기 극성 액체가 선택적으로 이동됨에 따라 상기 무극성 액체가 응집 또는 퍼지는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 소수성 유전체의 일부분에 선택적으로 전압을 인가하는 것이 더욱 바람직하다. 상기 극성 액체는 투명 수성 액체이며, 상기 무극성 액체는 유색 유성 액체인 것이 바람직하다.Preferably, the hydrophobic dielectric further comprises a non-polar liquid, and the non-polar liquid coalesces or spreads as the polar liquid is selectively moved. It is further preferable that a voltage is selectively applied to a part of the hydrophobic dielectric. Preferably, the polar liquid is a transparent aqueous liquid, and the nonpolar liquid is a colored oily liquid.

상술한 본 발명에 따른 엘이디 조명장치 및 그 제어방법의 효과를 설명하면 다음과 같다.Effects of the LED illumination device and the control method according to the present invention will be described as follows.

첫째, 본 발명에 따른 엘이디 조명장치 및 그 제어방법에서는, 전기 습윤의 원리를 이용하여 보다 용이한 방법으로 색 온도 등의 조절이 가능하고, 또한 사용자의 기호에 맞추어 다양한 색 온도의 능동적 조절이 가능하다는 이점이 있다. First, in the LED lighting apparatus and the control method thereof according to the present invention, it is possible to adjust the color temperature and the like in a more easy way by using the principle of electrowetting, and to actively control various color temperatures according to the user's preference There is an advantage to doing.

둘째, 본 발명에 따른 엘이디 조명장치 및 그 제어방법에서는, 광원으로 이용하는 엘이디 소자 또는 엘이디 패키지를 소정의 색 온도 특성을 갖는 하나 또는 한 종류만으로도 구현할 수 있으므로, 서로 상이한 색 온도 특성을 갖는 두 개 이상의 다수 개 엘이디를 이용하는 종래 기술에 비하여 보다 저렴하다는 이점이 있다. Secondly, in the LED lighting apparatus and the control method thereof according to the present invention, the LED element or the LED package used as the light source can be realized by only one type or one type having a predetermined color temperature characteristic. Therefore, There is an advantage that it is cheaper than the conventional technology using a plurality of LEDs.

셋째, 본 발명에 따른 엘이디 조명장치 및 그 제어방법에서는, 엘이디 소자의 색 온도를 미세 조절할 수 있어, 소자들 간의 특성의 균일성을 확보할 수 있다는 이점이 있다.Thirdly, in the LED lighting apparatus and the control method thereof according to the present invention, the color temperature of the LED element can be finely adjusted, and the uniformity of the characteristics between the elements can be secured.

도 1은 본 발명에서 이용되는 전기습윤의 원리를 나타내는 도면
도 2는 본 발명에 따른 엘이디 조명장치의 바람직한 실시예를 도시한 단면도
도 3은 도 2의 엘이디 조명장치의 단위 가변 컬러 필터를 도시한 단면도
도 4는 도 2의 엘이디 조명장치의 단위 가변 컬러 필터에서, 전압과 투명 영역의 비율을 도시한 그래프
도 5는 본 발명에 따른 엘이디 조명장치의 다른 실시예를 도시한 평면도
도 6은 본 발명에 따른 엘이디 조명장치의 또 다른 실시예를 도시한 개략적으로 도시한 단면도
도 7은 본 발명에 따른 엘이디 조명장치의 또 다른 실시예를 도시한 개략적으로 도시한 단면도
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a view showing the principle of electrowetting used in the present invention
2 is a sectional view showing a preferred embodiment of the LED illumination device according to the present invention
Fig. 3 is a cross-sectional view showing a unit variable color filter of the LED illumination device of Fig. 2
4 is a graph showing the ratio of the voltage to the transparent region in the unit variable color filter of the LED illumination device of Fig. 2
5 is a plan view showing another embodiment of the LED illumination device according to the present invention.
6 is a schematic cross-sectional view showing another embodiment of the LED illumination device according to the present invention
7 is a schematic cross-sectional view showing another embodiment of the LED illumination device according to the present invention

이하 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 엘이디 조명장치 및 그 제어방법을 설명한다.Hereinafter, an LED illumination device and a control method thereof according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

본 발명에서는 발광 소자 즉 엘이디로 부터 나온 빛 중 특정 파장 영역만을 통과시켜 광학적인 셔터 역할을 하는 가변 컬러 필터(Adjustable Color Filter)를 이용하여 색 온도를 조절하며, 상기 가변 컬러 필터는 전기 습윤(electrowetting) 원리를 이용하여 구현된다. 전기 습윤 현상은 1900년대 초에 물리학자인 G. Lippmann 등에 의해 발견된 것으로, 인가된 전계에 의해 소수성 표면의 젖음성(wetting properties)이 변화되는 현상을 기반으로 한다.In the present invention, the color temperature is adjusted by using an adjustable color filter that passes only a specific wavelength region of light emitted from a light emitting element, that is, an LED, and serves as an optical shutter, and the variable color filter is electrowetting ) Principle. Electric wetting phenomena were discovered by physicist G. Lippmann in the early 1900s and are based on the phenomenon that the wetting properties of hydrophobic surfaces are changed by an applied electric field.

먼저, 도 1을 참조하여, 전기 습윤 원리를 설명한다.First, with reference to Fig. 1, the electric wetting principle will be described.

소수성 유전체 층(hydrophobic dielectric material layer)(120) 위에서 물 또는 수용액 방울은 액체 자체의 표면 장력이 작용하여 최대한 표면적을 작게 유지하려는 성질이 있다. 따라서, 보통의 상태에서 액체는 소수성 유전체층(120)의 표면과 큰 접촉 각(θ1)을 이룬 형태(100)로 존재한다. 그러나, 제1전극부(130)과 제2전극부(140)을 통해 액체와 도전판(110)에 전압을 인가하면, 액체와 소수성 유전체층(120) 사이에 정전 에너지가 누적된다. 그러면 액체 방울은 추가된 정전 에너지에 의해 각 계면(interfaces)들 간의 에너지 균형을 이루기 위해, 소수성 유전체층(120)의 표면과 접촉 각(θ2)이 작아져 넓은 면적으로 퍼지게 된다. 따라서, 퍼진 형태(101)로 존재하게 된다. 본 발명에 의한 엘이디 조명장치에서는, 색 온도 등을 조절하기 위한 가변 컬러 필터를 이러한 전기 습윤 원리를 이용하여 구현한다. On the hydrophobic dielectric material layer 120, water or an aqueous solution droplet has a property to keep the surface area as small as possible by the action of the surface tension of the liquid itself. Thus, in the normal state, the liquid exists in the form 100 having a large contact angle? 1 with the surface of the hydrophobic dielectric layer 120. However, when a voltage is applied to the liquid and the conductive plate 110 through the first electrode unit 130 and the second electrode unit 140, electrostatic energy accumulates between the liquid and the hydrophobic dielectric layer 120. Then, the liquid droplet spreads over a large area because the contact angle [theta] 2 with the surface of the hydrophobic dielectric layer 120 becomes small in order to balance the energy between the interfaces by the added electrostatic energy. Therefore, it is present in the spread form 101. In the LED illumination device according to the present invention, a variable color filter for adjusting the color temperature and the like is implemented using this electrowetting principle.

도 2를 참조하여, 본 발명에 따른 엘이디 조명장치의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다. 먼저, 본 실시예에 따른 엘이디 조명장치의 전체적인 구성을 설명한다.Referring to FIG. 2, a preferred embodiment of the LED illumination device according to the present invention will now be described. First, the overall configuration of the LED illumination device according to the present embodiment will be described.

엘이디 광원(310)의 위 즉 빛의 조사 방향에는 가변 컬러 필터(320)가 구비된다. 엘이디 광원(310)은 엘이디 소자, 엘이디 소자를 포함하는 패키지 및 소정의 색상 스펙트럼을 구현하기 위한 형광체(phosphor) 등을 포함하여 구성될 수 있다. 그리고 가변 컬러 필터(320)는 미세 광학 셔터 역할을 하는 다수의 단위 가변 컬러 필터로 구성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 가변 컬러 필터(320)를 다수의 셀로 구분하고, 각각의 셀에 단위 가변 컬러 필터(321)가 구비되어 각각의 셀에서 색 온도 등을 조절할 수 있게 하는 것이 바람직하다. A variable color filter 320 is provided above the LED light source 310, that is, in the light irradiation direction. The LED light source 310 may include an LED element, a package including an LED element, and a phosphor for implementing a predetermined color spectrum. Further, the variable color filter 320 is preferably composed of a plurality of unit variable color filters serving as microscopic optical shutters. For example, it is preferable that the variable color filter 320 is divided into a plurality of cells, and a unit variable color filter 321 is provided in each cell so that the color temperature or the like can be adjusted in each cell.

도 3을 참조하여, 단위 가변 컬러 필터(321)를 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 3a는 가변 컬러 필터(320)에 외부 전계가 가해지지 않은 상태를 도시한 도면이며, 도 3b는 가변 컬러 필터(320)에 외부 전계가 가해진 상태를 도시한 도면이다. Referring to FIG. 3, the unit variable color filter 321 will be described in detail as follows. 3A is a diagram showing a state in which an external electric field is not applied to the variable color filter 320, and FIG. 3B is a diagram showing a state in which an external electric field is applied to the variable color filter 320. FIG.

다수의 단위 셀(322)에는 각각 단위 가변 컬러 필터(321)가 구비된다. 다수의 셀(322)은 격벽(230)에 의하여 구획되는 것이 바람직하며, 상기 셀(322)들은 화소(pixel) 형태로 배열되는 것이 바람직하다. 단위 가변 컬러 필터(321) 또는 가변 컬러 필터(320)를 상세히 설명하면 다음과 같다.Each of the unit cells 322 is provided with a unit variable color filter 321. Preferably, the plurality of cells 322 are partitioned by barrier ribs 230, and the cells 322 are arranged in a pixel shape. The unit variable color filter 321 or the variable color filter 320 will be described in detail as follows.

단위 가변 컬러 필터(321)는 엘이디 광원(미도시)에서 나오는 빛 중에서 특정 파장 대역의 빛을 선택적으로 투과 또는 차단시키는 역할을 한다. 이를 위하여, 단위 가변 컬러 필터(321)는 기본적으로 소수성 유전체부(240)와, 상기 소수성 유전체부(240)의 위에 구비되는 극성 액체(260)와 무극성 액체(270)와, 상기 소수성 유전체부(240)에 선택적으로 전압을 인가하는 구동부(220, 250, 280)를 포함하여 구성된다. The unit variable color filter 321 selectively transmits or blocks light of a specific wavelength band from light emitted from an LED light source (not shown). For this purpose, the unit variable color filter 321 basically includes a hydrophobic dielectric portion 240, a polar liquid 260 and a non-polar liquid 270 provided on the hydrophobic dielectric portion 240, 240 for selectively applying a voltage to the electrodes 220, 250, and 280, respectively.

즉 구동부(220, 250, 280)에 의한 소수성 유전체부(240)로 전압을 인가하면 극성액체(260)가 움직이게 되고, 상기 극성액체(260)의 이동에 따라 무극성 유체(270)가 응집됨으로써 특성 파장 영역의 빛을 선택적으로 투과 또는 차단하게 된다. 예를 들어, 무극성 유체(270)가 응집된 상태이면, 엘이디 광원에서 나오는 빛이 극성 액체(260)를 통과하여 외부로 나가게 된다. 무극성 유체(270)가 퍼진 상태이면, 엘이디 광원에서 나오는 빛은 무극성 액체(270) 및 극성 액체(260)를 통과하여 외부로 나가게 되므로 색 온도 등의 조절이 가능하다.(보다 상세한 내용은 후술함.)That is, when a voltage is applied to the hydrophobic dielectric portion 240 by the driving portions 220, 250 and 280, the polar liquid 260 moves and the non-polar fluid 270 coalesces with the movement of the polar liquid 260, Thereby selectively transmitting or blocking light in the wavelength region. For example, when the nonpolar fluid 270 is in a coherent state, light from the LED light source passes through the polar liquid 260 and exits to the outside. When the nonpolar fluid 270 is in a spread state, the light emitted from the LED light source passes through the nonpolar liquid 270 and the polar liquid 260 and exits to the outside, so that the color temperature and the like can be adjusted. .)

한편, 극성 액체(260)와 무극성 액체(270)는 서로 다른 투과 스펙트럼 특성을 가지는 것이 바람직하다. 예를 들어, 무극성 액체(270)는 소정의 색조 및 연색성을 갖는 유색 액체가 될 수 있으며, 상기 유색 액체는 하나 또는 다수의 염료가 분산된 형태로 구성될 수 있다. 그리고 극성 액체(260)는 수용액을 포함하는 무색의 투명 극성 액체, 소정의 투과 스펙트럼을 갖는 극성 액체, 또는 안료가 분산 용해되어 무극성 액체와는 다른 소정의 투과 스펙트럼 특성을 갖도록 조제된 극성 액체 등으로 이루어질 수 있다. 또한, 극성 액체(260)는 수성 액체이고 무극성 액체(270)는 유성 액체이어서, 극성 액체(260)와 무극성 액체(270)가 서로 섞이지 않는 것이 바람직하다. On the other hand, it is preferable that the polar liquid 260 and the nonpolar liquid 270 have different transmission spectral characteristics. For example, the non-polar liquid 270 can be a colored liquid having a predetermined color tone and color rendering property, and the colored liquid can be configured in a form of dispersing one or a plurality of dyes. The polar liquid 260 may be a colorless transparent liquid containing an aqueous solution, a polar liquid having a predetermined transmission spectrum, or a polar liquid prepared by dispersing and dissolving the pigment to have a predetermined transmission spectral characteristic different from that of the nonpolar liquid Lt; / RTI > It is also preferred that the polar liquid 260 is an aqueous liquid and the nonpolar liquid 270 is an oily liquid so that the polar liquid 260 and the nonpolar liquid 270 do not mix with each other.

상술한 바와 같이, 극성 액체(260) 및 무극성 액체(270)를 여러 가지 방식이 사용될 수 있으나, 이하의 설명에서는 설명의 편의상, 극성 액체(260)는 투명 수성액체이고 무극성 액체(270)는 유색 유성 액체이어서, 무극성 액체(270)에 의하여 색 온도 등을 조절하는 것을 예로 들어 설명한다. 도 3은 이러한 예를 도시한 것이다.As described above, the polar liquid 260 and the nonpolar liquid 270 may be used in various ways. However, in the following explanation, the polar liquid 260 is a transparent aqueous liquid and the nonpolar liquid 270 is a colored liquid The non-polar liquid 270 is used to adjust the color temperature and the like. Figure 3 shows this example.

한편, 소수성 유전체부(240)에 선택적으로 전압을 인가하기 위한 구동부를 설명하면 다음과 같다. 구동부는, 소수성 유전체부(240)의 하부에 위치하는 제1전극부(250)과, 상기 소수성 유전체부(240)와 이격되어 상부에 위치하는 제2전극부(220)과, 상기 제1전극부(250)과 상기 제2전극부(220)을 연결하는 제어 전원(280)을 포함하여 구성되는 것이 바람직하다. 그리고, 제1전극부(250)은 소수성 유전체부(240)의 일부를 제외한 부분에 구비되는 것이 바람직하다. 즉 소수성 유전체부(240)의 일부에 무전극 영역(251)이 구비되는 것이 바람직하며, 상기 무전극 영역(251)은 광학적으로 불투명하게 처리되는 것이 바람직하다. 즉 단위 가변 컬러 필터(321)에 전압이 인가될 때, 상기 무전극 영역(251)에 무극성 액체(270)가 응집되게 하는 것이 바람직하다. 그리고 제1전극부(250) 및 제2전극부(220)은 투명하여, 빛을 그대로 투과시키는 것이 바람직하다. 또한 제1전극부(250)의 하부에는 제1투명부(290)가 구비되고, 상기 제2전극부(220)의 상부에는 제2투명부(210)가 구비되어, 단위 가변 컬러 필터(321)의 하우징 역할을 하는 것이 바람직하다.Hereinafter, a driving unit for selectively applying a voltage to the hydrophobic dielectric member 240 will be described. The driving unit includes a first electrode unit 250 positioned below the hydrophobic dielectric unit 240 and a second electrode unit 220 spaced apart from the hydrophobic dielectric unit 240, And a control power supply 280 for connecting the first electrode unit 250 and the second electrode unit 220 to each other. It is preferable that the first electrode unit 250 is provided on a portion of the hydrophobic dielectric 240 except for a part of the hydrophobic dielectric 240. That is, it is preferable that a non-electrode area 251 is provided in a part of the hydrophobic dielectric part 240, and that the non-electrode area 251 is optically opaque. That is, when a voltage is applied to the unit variable color filter 321, it is preferable that the non-polar liquid 270 is aggregated in the non-electrode area 251. The first electrode unit 250 and the second electrode unit 220 are preferably transparent and transmit light as they are. A first transparent part 290 is provided under the first electrode part 250 and a second transparent part 210 is provided on the second electrode part 220. The unit transparent color filter 321 As shown in Fig.

도 3a 및 도 3b를 참조하여, 본 실시예에 따른 엘이디 조명장치의 작용을 설명하면 다음과 같다. 도 3a는 가변 컬러 필터에 외부 전계가 가해지지 않은 상태를 도시한 도면이며, 도 3b는 가변 컬러 필터에 외부 전계가 가해진 상태를 도시한 도면이다. 3A and 3B, the operation of the LED illumination device according to the present embodiment will be described as follows. 3A is a diagram showing a state in which no external electric field is applied to the variable color filter, and FIG. 3B is a diagram showing a state in which an external electric field is applied to the variable color filter.

본 실시예에서는 단위 셀(322)에 물 또는 수용액과 같은 극성 액체(260)(이하 설명의 편의상 '투명 극성 액체'라 함) 및 무극성의 유색 유성 액체(270)(이하 설명의 편의상 '유색 무극성 액체'라 함)를 포함하는 경우에 대하여 설명하며, 특히 투명 극성 액체(260)와 유색 무극성 액체(270)의 경계면에서의 움직임을 중점적으로 설명한다. The polar liquid 260 such as water or an aqueous solution (hereinafter referred to as a transparent polar liquid) and the non-polar colored oily liquid 270 (hereinafter, (Hereinafter referred to as "liquid"). Particularly, the movement at the interface between the transparent polar liquid 260 and the colored nonpolar liquid 270 will be mainly described.

도 3a을 참조하여, 단위 가변 컬러 필터(321)에 외부 전계가 인가되지 않은 상태를 먼저 설명한다. 3A, a state in which no external electric field is applied to the unit variable color filter 321 will be described first.

단위 가변 컬러 필터(321)에 외부 전계가 인가되지 않은 평형 상태에서는, [γo,w + γo,i < γw,i ]( γ:계면 장력, o:유성액체(oil), w:물 또는 수용액(water or saline), i:절연체)로 표현되는 계면 장력 간의 관계에 의해, 자연적으로 유색 무극성 액체(270)은 투명 극성 액체(260)와 소수성 유전체부(240)의 사이에 위치하게 된다. 즉 유색 무극성 액체(270)가 단위 셀(322) 전체 면에 퍼져있는 상태가 되어, 셀(322)은 유색 무극성 액체(270)가 투과시키는 스펙트럼 분포의 빛만을 투과시킨다. 셀(322)은 매우 작은 크기 바람직하게는 2 mm 미만이므로, 계면 간에 작용하는 힘인 표면장력이 중력에 비해 훨씬 크게하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 유색 무극성 액체(270)로 이루어진 막은 셀(322)에서 모든 방향으로 안정적이고 연속적인 상태로 유지된다.The unit equilibrium variable that is not applied to the external electric field in the color filter 321, state, [γ o, w + γ o, i <γ w, i] (γ: surface tension, o: oily liquid (oil), w: Naturally the colored nonpolar liquid 270 is positioned between the transparent polar liquid 260 and the hydrophobic dielectric portion 240 due to the relationship between the interfacial tension represented by water or an aqueous solution or water or saline, do. That is, the colored nonpolar liquid 270 is spread over the entire surface of the unit cell 322, and the cell 322 transmits only the light of the spectrum distribution transmitted by the colored nonpolar liquid 270. Since cell 322 is a very small size, preferably less than 2 mm, it is desirable that the surface tension, which is the force acting between the interfaces, is much greater than gravity. In this way, the film of colored nonpolar liquid 270 remains stable and continuous in all directions in the cell 322.

다음으로, 도 3b를 참조하여, 단위 가변 컬러 필터(321)에 외부 전계가 인가된 상태를 설명한다.Next, a state in which an external electric field is applied to the unit variable color filter 321 will be described with reference to FIG. 3B.

제2전극부(220)을 통해 투명 극성 액체(260)와 제1전극부(250) 사이에 전압이 인가되면, 에너지 균형을 이루고 있던 시스템에 정전 에너지가 추가된다. 따라서, 유색 무극성 액체(270)와 투명 극성 액체(260)가 적층된 상태(도 3a에 표시된 상태)는 더 이상 유지되지 못한다. 즉 투명 극성 액체(260)은 소수성 유전체부(240)의 표면과 접촉되도록 이동함으로써 시스템의 전체적인 에너지를 낮추는 방향으로 이동한다. 따라서 유색 무극성 액체(270)는 소수성 유전체부(240)의 표면으로부터 밀려나, 셀(322)의 무전극 영역(251)에 응집된다. 즉 유색 무극성 액체(270)가 응집된 영역 이외의 영역에는 투명 극성 액체(260)가 위치하게 되어, 이 영역은 투명한 상태가 된다. 따라서 셀(322)은 상기 셀(322)의 하부에 구비된 엘이디 광원(미도시)에서 출사되는 빛을 색상의 천이 없이 투과시키게 된다.When a voltage is applied between the transparent polar liquid 260 and the first electrode unit 250 through the second electrode unit 220, electrostatic energy is added to the energy balanced system. Therefore, the state in which the colored nonpolar liquid 270 and the transparent polar liquid 260 are laminated (the state shown in FIG. 3A) is no longer maintained. The transparent polar liquid 260 moves in contact with the surface of the hydrophobic dielectric 240 to move in a direction that lowers the overall energy of the system. Thus, the colored nonpolar liquid 270 is pushed from the surface of the hydrophobic dielectric portion 240, but is agglomerated in the non-electrode region 251 of the cell 322. That is, the transparent polar liquid 260 is located in a region other than the region where the colored nonpolar liquid 270 is aggregated, and this region becomes transparent. Accordingly, the cell 322 transmits light emitted from an LED light source (not shown) provided under the cell 322 without color transition.

즉 위에서 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 엘이디 조명장치에 따르면, 유색 무극성 액체(270)를 선택적으로 응집 또는 퍼지게 함으로써, 엘이디 광원에서 출사되는 색 온도 등을 조절하는 것이 가능하다. 또한 제1전극부(250)과 제2전극부(220)에 인가되는 전압을 제어함으로써, 보다 미세하게 엘이디 광원에서 출사되는 빛을 조절할 수 있다. That is, as described above, according to the LED illumination device according to this embodiment, it is possible to adjust the color temperature or the like emitted from the LED light source by selectively flocculating or spreading the colored nonpolar liquid 270. Also, by controlling the voltages applied to the first electrode unit 250 and the second electrode unit 220, the light emitted from the LED light source can be controlled more finely.

도 4를 참조하여, 제1전극부(250)과 제2전극부(220)에 인가되는 전압을 제어하여, 엘이디 광원에서 출사되는 빛을 미세하게 조절하는 방식을 설명한다. Referring to FIG. 4, a method of controlling the voltage applied to the first electrode unit 250 and the second electrode unit 220 to finely adjust the light emitted from the LED light source will be described.

도 4는 전극에 인가된 전압에 따른 단위 셀의 면적 중에서 투명 영역이 차지하는 면적의 비율을 나타낸 그래프이다. 전압이 (0 - Vth)의 사이인 경우에는 유색 무극성 액체(270)가 거의 응집되지 않는다. 따라서 유색 무극성 액체(270)가 셀(322) 전체에 퍼져 있는 상태이므로, 투명 영역이 셀(322)에서 차지하는 면적 비율이 0에 가깝다. 따라서 엘이디 광원에서 출사되는 빛은 유색 무극성 액체(270)을 통과하게 되고, 이에 따라 유색 무극성 액체(270)의 의한 발색 상태가 된다. 즉 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이, 셀(322)의 전체 면적이 소정의 색상으로 발색하게 된다. 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 전압이 증가함에 따라 유색 무극성 액체(270)는 응집하게 되고, 이에 따라 유색 무극성 액체(270)가 없는 영역 즉 투명 극성 액체(260)만이 존재하는 투명 영역도 증가하게 된다. 이 경우에는 엘이디 광원의 색상과 소정의 유색 무극성 액체(270)에 의한 투과 색상이 혼색되는 상태이다. 도 4의 (c)에 도시한 바와 같이, 전압이 더욱 증가하여 전압이 소정치(Vfull) 이상이 되면, 투명 영역은 80% 이상이 된다. 이 경우에는 엘이디 광원에서 출사된 광이 거의 혼색없이 투과되게 된다. 따라서, 위에서 설명한 바와 같이, 단위 가변 컬러 필터에서 전압을 제어하여 투명 면적을 조절함으로써, 상기 단위 가변 컬러 필터의 색 농도 등을 미세하게 조절하는 것이 가능하다. 4 is a graph showing the ratio of the area occupied by the transparent region to the area of the unit cell according to the voltage applied to the electrode. When the voltage is between (0 - Vth ), the colored nonpolar liquid 270 hardly agglomerates. Therefore, since the colored nonpolar liquid 270 is spread over the whole of the cell 322, the area ratio of the transparent region in the cell 322 is close to zero. Accordingly, the light emitted from the LED light source passes through the colored nonpolar liquid 270, and thereby the color developed by the colored nonpolar liquid 270 becomes. That is, as shown in FIG. 4 (a), the entire area of the cell 322 is colored with a predetermined color. As shown in FIG. 4 (b), as the voltage increases, the colored nonpolar liquid 270 becomes flocculated, and accordingly, only the region where the colored nonpolar liquid 270 is present, that is, The area also increases. In this case, the color of the LED light source is mixed with the transmission color of the predetermined colored nonpolar liquid 270. As shown in (c) of FIG. 4, when the voltage further increases and the voltage reaches the predetermined value V full or more, the transparent region becomes 80% or more. In this case, the light emitted from the LED light source is transmitted through almost no color mixture. Therefore, as described above, it is possible to finely control the color density or the like of the unit variable color filter by controlling the voltage in the unit variable color filter to adjust the transparent area.

도 5를 참조하여, 본 발명에 따른 가변 컬러 필터의 다른 실시예를 설명하면 다음과 같다.5, another embodiment of the variable color filter according to the present invention will be described.

본 실시예도 상술한 실시예와 기본 원리는 동일하다. 다만 본 실시예는 상술한 실시예에 비하여 셀(322) 또는 단위 가변 컬러 필터(321)의 형상이 다르다. 상술한 실시예(도 3 참조)에서는, 소정의 주기를 가지고 셀 또는 단위 가변 컬러 필터들이 배열된다. 그런데 가변 컬러 필터와 엘이디 광원과의 배치 형태, 이격 거리, 엘이디 광원의 크기 등에 따라 회절 현상에 의해 발광되는 광 세기(light intensity)의 공간 분포가 불균일하게 될 수 있다. 예를 들어, 소정 주기를 가지고 단위 셀을 배열하면, 광이 투과하는 주기적인 슬릿(slit) 배열에 의한 회절 간섭 등이 나타날 수 있다.The present embodiment is also the same as the above-described embodiment in basic principle. However, this embodiment differs from the above-described embodiment in the shape of the cell 322 or the unit variable color filter 321. In the above-described embodiment (see Fig. 3), cells or unit variable color filters are arranged with a predetermined period. However, the spatial distribution of the light intensity emitted by the diffraction phenomenon may be uneven depending on the arrangement form of the variable color filter and the LED light source, the spacing distance, the size of the LED light source, and the like. For example, if unit cells are arranged with a predetermined period, diffraction interference due to periodic slit arrangement through which light is transmitted may appear.

따라서 본 실시예에서는 이러한 현상을 억제하기 위하여 가변 컬러 필터를 구성하는 셀(322)들 또는 단위 가변 컬러 필터(322)들의 형상 및 배치를 무작위(random) 또는 의사 무작위(pseudo-random) 방식으로 구성한다. 예들 들어, 셀(322)의 형상을 무작위 또는 의사 무작위 형상으로 할 수 있다. 또는, 셀(322)들의 배치 형태를 공간적인 주기성이 없거나 억제된 무작위 또는 의사 무작위 방식으로 할 수 있다. 또는 다양한 크기를 갖는 셀들을 공간적으로 무작위 또는 의사 무작위 방식으로 배열할 수 있다. 물론 이러한 방법들을 조합하여 사용하는 것도 가능하다. Therefore, in the present embodiment, the shape and arrangement of the cells 322 or the unit variable color filters 322 constituting the variable color filter are configured in a random or pseudo-random manner in order to suppress such a phenomenon do. For example, the shape of the cell 322 may be a random or pseudo-random shape. Alternatively, the arrangement of cells 322 may be in a random or pseudo-random fashion with no spatial periodicity or suppression. Or cells of various sizes may be arranged in a spatially random or pseudo-random fashion. Of course, it is also possible to use these methods in combination.

도 5(a)는 셀(322) 표면에 퍼져 있는 유색 무극성 액체를 투과한 빛이 소정의 색상을 필터링된 발색 상태를 나타낸 도면이며, 도 5(b)는 소정의 응집 영역에 유색 무극성 액체가 모이고, 응집 영역 이외의 투명한 부분으로 엘이디 광원의 출사 광이 색 천이 없이 투과되는 상태를 도시한 도면이다.5 (a) is a view showing a color developed state in which light transmitted through a colored non-polar liquid spreading on the surface of a cell 322 is filtered with a predetermined hue, FIG. 5 (b) And the outgoing light of the LED light source is transmitted through a transparent portion other than the cohesion region without color transition.

도 6 및 도 7을 참조하여, 본 발명에 따른 가변 컬러 필터의 또 다른 실시예를 설명하면 다음과 같다.6 and 7, another embodiment of the variable color filter according to the present invention will be described below.

본 실시예도 상술한 실시예들과 기본 원리는 동일하다. 다만 본 실시예는 파장 대역별로 또는 색상 별로 단위 셀 또는 단위 가변 필터를 구성한 것이다. 이렇게 구성함으로써 가시광 영역 내에서의 임의의 색상 조절이 가능하다. 상세히 설명하면 다음과 같다.The present embodiment is also the same as the above-described embodiments in basic principle. However, in this embodiment, a unit cell or a unit variable filter is configured for each wavelength band or color. With this structure, arbitrary color adjustment in the visible light region is possible. The details will be described below.

상술한 실시예(도 3 참조)에서는, 모든 셀에 단일 유색 무극성 액체를 사용하며, 상기 단일 유색 무극성 액체는 소비자 또는 사용자가 선호하는 색조 및 연색성을 얻을 수 있는 빛의 투과 특성을 가지도록 선정된다. 그리고 단일 유색 무극성 액체가 셀에 접촉하는 면적을 전기적으로 제어함으로써 색 농도를 임의로 조절할 수 있다. 그런데, 본 실시예서는 각각의 셀들을 각 파장 대역별 또는 색상 별로 구분하여 구성하므로, 가시광 영역 내에서의 임의의 색상 조절이 가능하다.In the above-described embodiment (see FIG. 3), a single colored nonpolar liquid is used for all the cells, and the single colored nonpolar liquid is selected to have the light transmission characteristic that allows the consumer or the user to obtain a desired color tone and color rendering property . The color density can be arbitrarily controlled by electrically controlling the area in which a single colored non-polar liquid contacts the cell. In this embodiment, since each of the cells is divided into respective wavelength bands or colors, arbitrary color adjustment in the visible light region is possible.

예를 들어, 도 6에 도시한 바와 같이, 각 파장 대역별 또는 색상 별로 각각 다른 특성이 다른 다수의 셀(321a, 321b, 321c)을 동일 평면(layer)에 단층으로 구성할 수 있다. 또는 도 7에 도시한 바와 같이, 각 파장 대역별 또는 색상 별로 다수의 셀(321a, 321b, 321c)을 다층으로 적층할 수도 있다. 도 7에서는 각 파장 대역별의 셀(321a, 321b, 321c) 또는 필터를 편의상 개략적으로 도시하였으나, 각각의 셀(321a, 321b, 321c)에는 도 3에 도시 및 설명한 단위 가변 컬러 필터가 설치된다.For example, as shown in FIG. 6, a plurality of cells 321a, 321b, and 321c having different characteristics according to respective wavelength bands or colors may be formed as a single layer on the same plane. Alternatively, as shown in FIG. 7, a plurality of cells 321a, 321b, and 321c may be stacked in multiple layers for each wavelength band or color. In FIG. 7, the cells 321a, 321b, and 321c or the filters for the respective wavelength bands are shown schematically for convenience. However, the unit variable color filters shown in FIG. 3 are installed in each of the cells 321a, 321b, and 321c.

한편, 본 실시예에서는 각각의 셀(321a, 321b, 321c)들은 각각 독립적으로 전압이 인가되며, 따라서 각각의 셀(321a, 321b, 321c)의 표면에 퍼져있는 유색 무극성 액체의 접촉 면적을 독립적으로 조절할 수 있다. 그 결과 엘이디 광원(310)으로부터 나온 빛의 특성 예를 들어 다양하고 미세한 색상, 색 농도 및 색 온도 등을 가변 컬러 필터에 의하여 조절하는 것이 가능하다. In the present embodiment, each of the cells 321a, 321b, and 321c is independently applied with a voltage, so that the contact area of the colored nonpolar liquid spread on the surfaces of the cells 321a, 321b, and 321c is independently Can be adjusted. As a result, it is possible to control the characteristics of light emitted from the LED light source 310, for example, various fine colors, color density, and color temperature by a variable color filter.

본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기본 원리를 이용한 다양한 변형이 가능하다. 예를 들어, 상술한 실시예에서는 유색 무극성 액체 및 투명 극성 액체를 같이 사용하는 것을 도시 및 설명하였으나, 하나의 액체 예를 들어 유색 극성 액체를 사용하는 것도 가능하다. 또한 상술한 실시예에서는 광원으로서 엘이디 광원을 설명하였으나 이에 한정되는 것은 아니다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible using the basic principles of the present invention. For example, while the above embodiments illustrate and illustrate the use of a colored nonpolar liquid and a transparent polar liquid, it is also possible to use one liquid, for example, a colored polar liquid. Also, in the above-described embodiment, the LED light source is described as the light source, but the present invention is not limited thereto.

310 : 엘이디 광원 320 : 가변 컬러 필터
321 : 셀 240 : 소수성 유전체부
260 : 투명 극성 액체 270 : 유색 무극성 액체
250, 220 : 제1전극부, 제2전극부 290, 210 : 제1투명부, 제2투명부
310: LED light source 320: variable color filter
321: Cell 240: Hydrophobic dielectric portion
260: transparent polar liquid 270: colored nonpolar liquid
250, 220: a first electrode part, a second electrode part 290, 210: a first transparent part,

Claims (19)

엘이디 광원과;
상기 엘이디 광원에서 나오는 빛 중에서 특정 파장 대역의 빛을 선택적으로 투과 또는 차단시키기 위하여, 전기 습윤 원리에 의하여 작동되는 가변 컬러 필터를 포함하며,
상기 가변 컬러 필터는 소수성 유전체부와 상기 소수성 유전체부에 구비되는 극성 액체 및 상기 극성 액체의 투과 스펙트럼 특성과는 다른 투과 스펙트럼 특성을 가지는 무극성 액체와 상기 소수성 유전체부에 선택적으로 전압을 인가하는 구동부를 포함하고,
상기 무극성 액체는 소정의 색조 및 연색성을 갖는 유색 액체이며,
상기 소수성 유전체부에 선택적으로 전압이 인가됨에 따라 상기 엘이디 광원에서 나오는 빛이 웜 화이트(warm white) 색온도 특성 또는 쿨 화이트(warm white) 색온도 특성을 갖도록 상기 엘이디 광원에서 나오는 빛의 색온도가 조절되고,
상기 구동부는 상기 소수성 유전체부의 일측에 위치하는 제1전극부와 상기 소수성 유전체부의 타측에 위치하는 제2전극부을 포함하며,
상기 구동부는 상기 소수성 유전체부의 일부에 전압을 인가하고,
상기 제1 전극부는, 상기 소수성 유전체부의 일부에 불투명하게 처리된 무전극 영역이 구비되도록 소수성 유전체부의 일부를 제외한 부분에 구비되며,
상기 가변 컬러 필터에 전압이 인가될 때, 상기 무전극 영역에 무극성 액체가 응집되는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
An LED light source;
And a variable color filter operated by an electrowetting principle for selectively transmitting or blocking light of a specific wavelength band from light emitted from the LED light source,
Wherein the variable color filter comprises a non-polar liquid having a hydrophobic dielectric portion, a polar liquid having a transmission spectral characteristic different from that of the polar liquid, and a driving portion for applying a voltage selectively to the hydrophobic dielectric portion Including,
The nonpolar liquid is a colored liquid having a predetermined color tone and color rendering property,
The color temperature of the light emitted from the LED light source is adjusted so that the light emitted from the LED light source has a warm white color temperature characteristic or a warm white color temperature characteristic as a voltage is selectively applied to the hydrophobic dielectric portion,
Wherein the driving unit includes a first electrode unit disposed on one side of the hydrophobic dielectric unit and a second electrode unit disposed on the other side of the hydrophobic dielectric unit,
The driving unit applies a voltage to a part of the hydrophobic dielectric part,
Wherein the first electrode part is provided on a portion of the hydrophobic dielectric part except for a part of the hydrophobic dielectric part so as to have an electrode-
Wherein when the voltage is applied to the variable color filter, the non-polar liquid coheres in the non-electrode area.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 무극성 액체는 유성 액체이고,
상기 극성 액체는 투명 액체이며, 수성 액체인 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
The method of claim 1, wherein the nonpolar liquid is an oily liquid,
Wherein the polar liquid is a transparent liquid and is an aqueous liquid.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 가변 컬러 필터는 다수의 셀로 구성되는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.2. The LED illumination device according to claim 1, wherein the variable color filter comprises a plurality of cells. 삭제delete 제11항에 있어서, 상기 셀들은 투과 스펙트럼 특성이 다른 다수의 셀의 집합인 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.12. The LED illumination device according to claim 11, wherein the cells are a set of a plurality of cells having different transmission spectrum characteristics. 제13항에 있어서, 상기 다수의 셀들은 동일 평면 상에 배열되는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치. 14. The LED illumination device according to claim 13, wherein the plurality of cells are arranged on the same plane. 제13항에 있어서, 상기 다수의 셀들은 다층으로 적층되는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.14. The LED illumination device according to claim 13, wherein the plurality of cells are stacked in multiple layers. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220004281A (en) 2020-07-03 2022-01-11 전안실 lighting apparatus equipped with the disinfection function

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110796996B (en) * 2018-08-02 2021-03-16 Oppo(重庆)智能科技有限公司 Color temperature calibration method and device for mobile terminal, electronic equipment and storage medium

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050057412A (en) * 2002-09-19 2005-06-16 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. Switchable optical element
KR20070081736A (en) * 2006-02-13 2007-08-17 삼성전자주식회사 Display device
KR20080071250A (en) * 2007-01-30 2008-08-04 전북대학교산학협력단 Electrowetting display
KR20080071254A (en) * 2007-01-30 2008-08-04 전북대학교산학협력단 Full color electrowetting display

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009107038A1 (en) * 2008-02-27 2009-09-03 Koninklijke Philips Electronics N.V. Light emitting diode package
CN101960377A (en) * 2008-05-19 2011-01-26 夏普株式会社 Display device
TWI387829B (en) * 2008-09-11 2013-03-01 Prime View Int Co Ltd Color display device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050057412A (en) * 2002-09-19 2005-06-16 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. Switchable optical element
KR20070081736A (en) * 2006-02-13 2007-08-17 삼성전자주식회사 Display device
KR20080071250A (en) * 2007-01-30 2008-08-04 전북대학교산학협력단 Electrowetting display
KR20080071254A (en) * 2007-01-30 2008-08-04 전북대학교산학협력단 Full color electrowetting display

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220004281A (en) 2020-07-03 2022-01-11 전안실 lighting apparatus equipped with the disinfection function

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