KR20170073237A - 광학 렌즈, 발광 모듈 및 이를 구비한 라이트 유닛 - Google Patents

광학 렌즈, 발광 모듈 및 이를 구비한 라이트 유닛 Download PDF

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Abstract

실시 예는 광학 렌즈 및 이를 갖는 발광 모듈이 개시된다.
실시 예에 따른 광학 렌즈는, 바닥면; 상기 바닥면의 센터 영역에 상 방향으로 볼록한 리세스; 상기 리세스의 둘레에 입사면; 상기 바닥면 및 입사면의 반대측에 배치되며 상기 리세스에 대응되는 센터 영역이 볼록한 곡면을 갖는 제1광 출사면; 및 상기 제1광 출사면과 상기 바닥면 사이에 수직 방향으로 연결된 제2광 출사면을 포함하며, 상기 바닥면은 상기 리세스의 둘레에 제1에지 및 상기 제2광 출사면의 하부에 제2에지를 포함하며, 상기 바닥면의 제1에지와 제2에지를 연결한 직선은 상기 제1에지를 지나는 수평한 축에 대해 경사지며, 상기 바닥면의 제1에지는 상기 제2에지를 지나는 수평한 직선보다 아래에 배치되며, 상기 입사면의 하부 영역은 상기 제2에지를 지나는 수평한 직선보다 아래에 배치된다.

Description

광학 렌즈, 발광 모듈 및 이를 구비한 라이트 유닛{OPTICAL LENS, LIGHT EMITTING MODULE AND LIGHT UNIT HAVING THEREOF}
본 발명은 광학 렌즈, 발광 모듈 및 이를 구비한 라이트 유닛에 관한 것이다.
발광 소자, 예컨대 발광 다이오드(Light Emitting Device)는 전기 에너지를 빛으로 변환하는 반도체 소자의 일종으로, 기존의 형광등, 백열등을 대체하여 차세대 광원으로서 각광받고 있다.
발광 다이오드는 반도체 소자를 이용하여 빛을 생성하므로, 텅스텐을 가열하여 빛을 생성하는 백열등이나, 또는 고압 방전을 통해 생성된 자외선을 형광체에 충돌시켜 빛을 생성하는 형광등에 비해 매우 낮은 전력만을 소모한다.
또한, 발광 다이오드는 반도체 소자의 전위 갭을 이용하여 빛을 생성하므로 기존의 광원에 비해 수명이 길고 응답특성이 빠르며, 친환경적 특징을 갖는다.
이에 따라, 기존의 광원을 발광 다이오드로 대체하기 위한 많은 연구가 진행되고 있으며, 발광 다이오드는 실내외에서 사용되는 각종 램프, 표시장치, 전광판, 가로등 등의 조명 장치의 광원으로서 사용이 증가하고 있다.
실시 예는 서로 다른 광 출사면을 갖는 광학 렌즈를 제공한다.
실시 예는 입사면 및 제1광 출사면의 정점이 동일한 방향으로 볼록한 광학 렌즈를 제공한다.
실시 예는 입사면의 둘레에 곡면의 제1광 출사면과 플랫한 제2광 출사면을 갖는 광학 렌즈를 제공한다.
실시 예는 입사면의 정점이 광원보다 제1광 출사면의 정점에 더 인접한 광학 렌즈를 제공한다.
실시 예는 발광 소자의 둘레에 경사진 바닥면이 배치된 광학 렌즈를 제공한다.
실시 예는 적어도 5면으로 발광하는 발광 소자로부터 입사된 광의 출사각을 변화시켜 주는 광학 렌즈를 제공한다.
실시 예는 발광 소자의 상면 및 측면으로부터 방출된 광을 광학 렌즈의 입사면으로 입사시켜 줄 수 있는 발광 모듈을 제공한다.
실시 예는 광학 렌즈의 서로 다른 출사면으로 출사된 광의 방출 각도를 변화시켜 주어 휘도 분포를 제어할 수 있는 발광 모듈을 제공한다.
실시 예는 광학 렌즈의 바닥면이 발광 소자의 둘레에 배치되므로 광의 손실을 방지할 수 있는 발광 모듈을 제공한다.
실시 예는 광학 렌즈의 바닥면을 경사진 면 또는 곡면으로 배치하여, 중심부의 휘도 분포를 개선한 발광 모듈을 제공한다.
실시 예는 출사된 광의 휘도 분포를 제어할 수 있는 광학 렌즈 및 이를 구비한 발광 모듈을 제공한다.
실시 예는 광의 지향각을 벗어난 영역으로 방출되는 광의 출사각이 입사각보다 작은 광학 렌즈 및 이를 갖는 발광 모듈을 제공한다.
실시 예는 회로 기판 상에 광학 렌즈로부터 반사된 광의 광량이 최대인 영역에 흡수 층을 제공한 발광 모듈을 제공한다.
실시 예는 회로 기판 상에 광학 렌즈의 바닥면으로 진행하는 불 필요한 광을 흡수하는 층을 배치한 조명 모듈을 제공한다.
실시 예는 회로 기판 상에 광학 렌즈의 바닥면으로 진행하는 불 필요한 광을 흡수하는 층에 광학 렌즈의 지지 돌기를 돌출시킨 조명 모듈을 제공한다.
실시 예는 회로 기판 상에 광학 렌즈의 바닥면으로 진행하는 불 필요한 광을 흡수하는 층에 광학 렌즈의 지지 돌기 및 상기 지지 돌기를 위한 구멍을 배치한 조명 모듈을 제공한다.
실시 예는 회로 기판 상에 배치된 광학 렌즈의 측면 돌출부가 상기 회로 기판의 측면보다 외측에 배치된 조명 모듈을 제공한다.
실시 예는 회로 기판 상에 배치된 복수의 광학 렌즈의 각 측면 돌출부가 상기 회로 기판의 적어도 한 측면 또는 양 측면보다 외측에 배치된 조명 모듈을 제공한다.
실시 예는 회로 기판 상에 배치된 복수의 광학 렌즈의 측면 돌출부의 절단 면이 상기 회로 기판의 제1축 방향의 측면과 평행하게 배치된 조명 모듈을 제공한다.
실시 예는 복수의 광학 렌즈의 각 측면 돌출부가 상기 복수의 광학 렌즈가 배열되는 간격 중 더 넓은 방향으로 배치되는 조명 모듈을 제공한다.
실시 예는 제1회로 기판 상에 배치된 광학 렌즈 간의 간격보다 제1회로 기판 상의 광학 렌즈와 제2회로 기판 상의 광학 렌즈 간의 간격이 더 넓게 배치된 조명 모듈을 제공한다.
실시 예는 광학 렌즈의 측면 돌출부의 방향이 상기 측면 돌출부에 인접한 두 지지 돌기를 연결한 선분에 대해 직교하는 방향이거나 작교하는 축으로부터 30도 이내에 배치된 조명 모듈을 제공한다.
실시 예는 광학 렌즈의 측면 돌출부는 상기 광학 렌즈의 출사면보다 외측으로 돌출되는 조명 모듈을 제공한다.
실시 예에 따른 광학 렌즈는, 바닥면; 상기 바닥면의 센터 영역에 상 방향으로 볼록한 리세스; 상기 리세스의 둘레에 입사면; 상기 바닥면 및 입사면의 반대측에 배치되며 상기 리세스에 대응되는 센터 영역이 볼록한 곡면을 갖는 제1광 출사면; 및 상기 제1광 출사면과 상기 바닥면 사이에 수직 방향으로 연결된 제2광 출사면을 포함하며, 상기 바닥면은 상기 리세스의 둘레에 제1에지 및 상기 제2광 출사면의 하부에 제2에지를 포함하며, 상기 바닥면의 제1에지와 제2에지를 연결한 직선은 상기 제1에지를 지나는 수평한 축에 대해 경사지며, 상기 바닥면의 제1에지는 상기 제2에지를 지나는 수평한 직선보다 아래에 배치되며, 상기 입사면의 하부 영역은 상기 제2에지를 지나는 수평한 직선보다 아래에 배치된다.
실시 예에 따른 광학 렌즈를 갖는 발광 모듈 또는 라이트 유닛을 포함할 수 있다.
실시 예는 광학 렌즈 아래에 배치된 발광 소자의 측면으로 방출되는 광 경로를 제어하여, 광학 렌즈의 휘도 분포를 개선시켜 줄 수 있다.
실시 예는 광학 렌즈로부터 추출된 광에 의한 핫 스팟과 같은 노이즈를 줄일 수 있다.
실시 예는 서로 다른 회로 기판 상의 광학 렌즈 간의 간섭을 줄여줄 수 있다.
실시 예는 광학 렌즈에 의해 발광 소자 간의 간격을 넓게 제공하여, 광학 렌즈 간의 간섭을 줄여줄 수 있다.
실시 예는 회로 기판 상에 흡수층을 배치하여, 곡면의 제1광 출사면으로 반사된 광을 흡수하여, 휘도 분포를 제어할 수 있다.
실시 예는 백라이트 유닛 내에 배치되는 발광 소자의 개수를 줄일 수 있다.
실시 예는 광학 렌즈를 갖는 발광 모듈의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
실시 예는 인접한 광학 렌즈 간의 간섭을 최소화하여 화상을 개선할 수 있다.
실시 예는 광학 렌즈와 같은 라이트 유닛의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
실시 예는 발광 모듈을 갖는 조명 시스템의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
도 1은 실시 예에 따른 광학 렌즈의 측 단면도이다.
도 2는 도 1의 광학 렌즈의 부분 확대도이다.
도 3은 도 2의 광학 렌즈에서 리세스의 바닥 중심과 돌출된 영역의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 2의 광학 렌즈에서 제1광 출사면 중에서 리세스에 대응되는 영역을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 1의 광학 렌즈의 측 면도이다.
도 6은 도 1의 광학 렌즈의 저면도이다.
도 7은 실시 예에 따른 광학 렌즈의 광 출사면을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 실시 예에 따른 광학 렌즈 내에 발광 소자를 갖는 발광 모듈을 나타낸 측 단면도이다.
도 9는 실시 예에 따른 광학 렌즈 아래에 회로 기판을 갖는 발광 모듈을 나타낸 측 단면도이다.
도 10은 실시 예에 따른 광학 렌즈의 제1광 출사면으로 출사된 광을 설명한 도면이다.
도 11은 실시 예에 따른 광학 렌즈의 제2광 출사면으로 출사된 광을 설명한 도면이다.
도 12는 실시 예에 따른 광학 렌즈의 제1, 2광 출사면으로 출사된 광 분포를 나타낸 도면이다.
도 13은 실시 예에 따른 광학 렌즈의 제1광 출사면 중에서 상기 리세스에 대응되는 영역으로 방출된 광 경로를 설명한 도면이다.
도 14는 실시 예에 따른 광학 렌즈에 있어서, 발광 소자로부터 방출된 수평한 광의 진행 경로를 설명한 도면이다.
도 15는 실시 예에 따른 광학 렌즈에 있어서, 발광 소자로부터 방출된 광 중에서 광학 렌즈의 저점 주변으로 입사된 광의 경로를 설명한 도면이다.
도 16은 실시 예에 따른 광학 렌즈의 제1 및 제2광 출사면의 출사각을 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 실시 예에 따른 광학 렌즈의 제2광 출사면이 반사하는 경우의 광 경로를 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 도 1의 광학 렌즈에서 바닥면의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 19는 도 1의 광학 렌즈의 제2광 출사면의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 20은 실시 예에 따른 광학 렌즈의 지지 돌기와 흡수 층을 갖는 회로 기판을 구비한 발광 모듈의 예시도이다.
도 21은 도 20의 발광 모듈의 광학 렌즈의 투시도이다.
도 22는 실시 예에 따른 광학 렌즈를 갖는 라이트 유닛을 나타낸 측 단면도이다.
도 23은 실시 예에 따른 광학 렌즈의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 24는 도 23의 광학 렌즈를 갖는 발광 모듈의 평면도이다.
도 25는 도 24의 발광 모듈의 측 단면도이다.
도 26은 도 24의 발광 모듈이 탑재된 백라이트 유닛을 나타낸 도면이다.
도 27은 도 24의 발광 모듈의 A-A측 단면도이다.
도 28은 도 27의 광학 렌즈에서 입사면과 제1,2광출사면의 출사 각도의 관계를 설명한 도면이다.
도 29은 도 28의 광학 렌즈의 제2광 출사면으로 출사된 광 분포를 나타낸 도면이다.
도 30는 도 23의 발광 소자의 측면도이다.
도 31은 도 23의 발광 소자의 평면도이다.
도 32는 도 23의 발광 소자의 저면도이다.
도 33은 실시 예에 따른 광학 렌즈의 제2광 출사면의 다른 예를 나타낸 측 단면도이다.
도 34는 실시 예에 따른 광학 렌즈의 바닥면의 다른 예를 나타낸 측 단면도이다.
도 35은 도 34의 광학 렌즈의 부분 확대도이다.
도 36은 실시 예에 따른 광학 렌즈의 바닥면의 다른 예를 나타낸 측 단면도이다.
도 37은 도 36의 광학 렌즈의 부분 확대도이다.
도 38은 실시 예에 따른 광학 렌즈의 입사면의 변형 예를 나타낸 측 단면도이다.
도 39는 도 38의 광학 렌즈의 입사면을 나타낸 도면이다.
도 40은 도 38의 광학 렌즈의 저면도이다.
도 41은 실시 예에 따른 광학 렌즈의 제2광 출사면의 다른 예를 나타낸 측 단면도이다.
도 42는 실시 예에 따른 광학 렌즈의 제2광 출사면 및 바닥면의 변형 예를 나타낸 측 단면도이다.
도 43은 실시 예에 따른 광학 렌즈에 측면 돌출부를 배치한 평면도이다.
도 44는 도 43의 광학 렌즈의 배면도이다.
도 45는 도 43의 광학 렌즈를 갖는 발광 모듈의 평면도이다.
도 46은 도 45의 발광 모듈의 회로 기판 및 광학 렌즈를 나타낸 평면도이다.
도 47는 도 43의 광학 렌즈의 지지 돌기의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 48은 도 43의 광학 렌즈의 지지 돌기의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 49는 실시 예에 따른 회로 기판의 상면을 나타낸 광학 렌즈의 투시도이다.
도 50은 도 43의 발광 모듈의 B-B측 단면도이다.
도 51은 도 43의 발광 모듈의 C-C측 단면도이다.
도 52는 도 51의 발광 모듈의 부분 확대도이다.
도 53은 도 51의 발광 모듈에서 광학 렌즈의 지지 돌기를 회로 기판에 고정하기 위한 예를 나타낸 도면이다.
도 54는 제3실시 예에 따른 광학 렌즈의 측면도이다.
도 55는 도 43의 발광 모듈의 D-D측 단면도이다.
도 56은 도 55의 광학 렌즈의 부분 확대도이다.
도 57은 도 55의 광학 렌즈의 상세 구성을 나타낸 측 단면도이다.
도 58은 실시 예에 따른 회로 기판 상에 광학 렌즈를 배열한 조명 모듈의 예를 나타낸 도면이다.
도 59는 실시 예에 따른 발광 모듈을 갖는 라이트 유닛을 나타낸 도면이다.
도 60은 도 59의 발광 모듈 상에 광학 시트가 배치된 라이트 유닛을 나타낸 도면이다.
도 61은 실시 예에 따른 발광 소자의 상세 구성을 나타낸 제1예이다.
도 62는 실시 예에 따른 발광 소자의 제2예이다.
도 63은 실시 예에 따른 발광 소자의 제3예를 나타낸 도면이다.
도 64는 실시 예에 따른 광학 렌즈 및 이를 구비한 발광 모듈을 갖는 표시 장치를 나타낸 도면이다.
도 65는 실시 예에 따른 광학 렌즈의 입사면의 곡선 구간을 베지어 곡선 함수를 이용하여 정의하는 일 예를 도시한 도면이다.
도 66은 실시 예에 따른 광학 렌즈의 제1광 출사면의 곡선 구간을 베지어 곡선 함수를 이용하여 정의하는 일 예를 도시한 도면이다.
도 67은 실시 예와 비교 예의 휘도 분포를 나타낸 도면이다.
도 68는 실시 예에 따른 광학 렌즈의 광 출사면의 위치에 따른 출사 광의 변화를 나타낸 도면이다.
도 69는 실시 예에 따른 광학 렌즈의 입사면의 입사각과 광 출사면의 출사각을 비교한 그래프이다.
도 70은 실시 예에 따른 광학 렌즈에 있어서, 제2광 출사면의 요철 여부에 따른 휘도 분포를 나타낸 그래프이다.
도 71는 실시 예에 따른 광학 렌즈에 있어서, 제2광 출사면의 요철 여부에 따른 색차 변화를 나타낸 그래프이다.
도 72는 실시 예에 따른 광학 렌즈에 있어서, 회로기판의 흡수층 여부에 따른 화상 균일도를 나타낸 그래프이다.
도 73의 (A)은 실시 예에 따른 발광 소자의 평면도이며, (B)는 발광 소자의 기준 점을 설명하기 위한 도면이며, (C)는 발광 소자의 평면 상에서 각 방향별 지향각 분포를 나타낸 그래프이고, (D)는 (C)의 지향각 분포를 삼차원 형상으로 나타낸 도면이다.
도 74은 도 27의 광학 렌즈를 갖는 발광 모듈의 휘도 분포를 나타낸 도면이다.
도 75는 도 34의 광학 렌즈를 갖는 발광 모듈의 휘도 분포를 나타낸 도면이다.
도 76은 도 38의 광학 렌즈를 갖는 발광 모듈의 휘도 분포를 나타낸 도면이다.
도 77는 제3실시 예에 따른 광학 렌즈의 광축으로부터 소정 거리에서의 광도를 나타낸 도면이다.
이하, 실시 예들은 첨부된 도면 및 실시 예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다. 실시 예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "하/아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on)"와 "하/아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예에 따른 광학 렌즈 및 이를 구비한 발광 모듈을 설명한다.
도 1은 실시 예에 따른 광학 렌즈의 측 단면도이며, 도 2는 도 1의 광학 렌즈의 부분 확대도이고, 도 3은 도 2의 광학 렌즈에서 리세스의 바닥 중심과 돌출된 영역의 관계를 설명하기 위한 도면이며, 도 4는 도 2의 광학 렌즈에서 제1광 출사면 중에서 리세스에 대응되는 영역을 설명하기 위한 도면이며, 도 5는 도 1의 광학 렌즈의 측 면도이고, 도 6은 도 1의 광학 렌즈의 저면도이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 광학 렌즈(300)는, 바닥면(310), 상기 바닥면(310)의 센터 영역에 상기 바닥면(310)으로부터 위로 볼록한 리세스(recess)(315), 상기 리세스(315)의 둘레에 입사면(320), 상기 바닥면(310) 및 상기 입사면(320)의 반대측에 배치된 제1광 출사면(330), 및 상기 제1광 출사면(330)의 하부에 배치된 제2광 출사면(335)을 포함한다.
상기 광학 렌즈(300)는 상기 리세스(315)의 바닥 중심(P0)에 대해 수직한 축 방향은 중심 축(Y0) 또는 광 축으로 정의할 수 있다. 상기 리세스(315)의 바닥 중심(P0)에 대해 수평한 축 방향은 제1축(X0) 방향일 수 있으며, 상기 제1축(X0) 방향은 상기 중심 축(Y0) 또는 광축과 직교하는 방향이 될 수 있다. 상기 리세스(315)의 바닥 중심(P0)은 광학 렌즈(300)의 하부 중심일 수 있으며, 기준 점으로 정의될 수 있다.
상기 광학 렌즈(300)는 투광성 재료를 포함할 수 있다. 상기 광학 렌즈(300)는 폴리카보네이트(PC), 폴리메타크릴산메틸(PMMA), 실리콘 또는 에폭시 수지, 또는 글래스(Glass) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 광학 렌즈(300)는 굴절률이 1.4 내지 1.7 범위의 투명 재료를 포함할 수 있다.
실시 예에 따른 광학 렌즈(300)의 바닥면(310)은 리세스(315)의 둘레에 배치될 수 있다. 상기 바닥면(310)은 수평한 제1축(X0)에 대해 경사진 면을 포함하거나 곡면을 포함하거나 경사진 면과 곡면을 모두 포함할 수 있다. 상기 리세스(315)는 상기 바닥면(310)의 센터 영역으로부터 수직 상 방향으로 함몰된 형태를 갖는다.
상기 광학 렌즈(300)의 바닥면(310)은 리세스(315)에 인접한 제1에지(23) 및 제2광 출사면(335)에 인접한 제2에지(25)를 포함한다. 상기 제1에지(23)는 상기 입사면(320)과 상기 바닥면(310) 사이의 경계 영역이며, 광학 렌즈(300)의 저점 영역을 포함할 수 있다. 상기 제1에지(23)는 상기 바닥면(310)의 영역 중에서 가장 낮은 지점을 포함할 수 있다. 상기 제1에지(23)의 위치는 수평한 제1축(XO)을 기준으로 제2에지(25)의 위치보다 낮게 위치될 수 있다. 상기 제1에지(23)는 상기 입사면(320)의 하부 둘레를 커버할 수 있다. 상기 제2에지(25)는 상기 바닥면(310)의 외곽 영역이거나 상기 제2광 출사면(335)의 하부 영역이 될 수 있다. 상기 제2에지(25)는 상기 바닥면(310)과 상기 제2광 출사면(335) 사이의 경계 영역일 수 있다.
상기 제1에지(23)는 상기 바닥면(310)의 내부 영역이거나 상기 입사면(320)과의 경계 라인일 수 있다. 상기 제2에지(25)는 상기 바닥면(310)의 외부 영역이거나 제2광 출사면(335)과의 경계 라인일 수 있다. 상기 제1에지(23)는 내측 모서리이거나 곡면을 포함할 수 있다. 상기 제2에지(25)는 외측 모서리이거나 곡면을 포함할 수 있다. 상기 제1에지(23)와 제2에지(25)는 상기 바닥면(310)의 양 단부일 수 있다. 상기 제1에지(23)는 바텀 뷰 형상이 원 형상 또는 타원 형상일 수 있으며, 상기 제2에지(25)는 바텀 뷰 형상이 원 형상 또는 타원 형상일 수 있다.
상기 바닥면(310)은 상기 제1에지(23)에 가까울수록 상기 제1축(X0)과의 간격이 점차 좁아질 수 있다. 상기 바닥면(310)은 상기 제1에지(23)로부터 멀어질수록 상기 제1축(X0)과의 간격이 점차 커질 수 있다. 상기 바닥면(310)에서 상기 제2에지(25)는 상기 제1축(X0)과의 간격(T0)이 최대이고, 상기 제1에지(23)는 상기 제1축(X0) 사이의 간격이 최소일 수 있다. 상기 바닥면(310)은 상기 제1에지(23)과 상기 제2에지(25) 사이에 경사진 면 또는 곡면을 포함하거나 경사진 면과 곡면을 모두 포함할 수 있다. 상기 바닥면(310)은 상기 제1축(X0)을 기준으로 외측으로 갈수록 점차 멀어지게 됨으로써, 상기 리세스(315)에서 바라 볼 때는 전 반사면이 될 수 있다. 예를 들면, 상기 리세스(315) 내에서 상기 리세스(315)의 바닥 위에 임의의 광원이 배치된 경우, 상기 바닥면(310)은 경사진 면을 제공할 수 있다. 상기 바닥면(310)은 상기 리세스(315)를 통해 입사되는 광에 대해 반사하게 되므로, 광의 손실을 줄여줄 수 있다. 또한 상기 입사면(320)을 거치지 않고 바닥면(310)으로 직접 입사되는 광들을 제거할 수 있다. 상기 광학 렌즈(300)는 입사면(320)을 통해 반사면(310)으로 입사된 광의 광량이 증가될 수 있고, 지향각 분포를 개선시켜 줄 수 있다.
상기 바닥면(310)이 상기 리세스(315)의 제1에지(23)에 인접할수록 더 낮아지게 되므로, 제1축(X0)에 점차 가까워질 수 있다. 이에 따라 상기 바닥면(310)의 면적은 증가될 수 있다. 상기 리세스(315)의 입사면(320)의 면적은 상기 바닥면(310)이 낮아진 만큼 더 넓어질 수 있다. 상기 리세스(315)의 깊이는 상기 제1에지(23)로부터의 높이가 되므로, 더 깊어질 수 있다. 상기 바닥면(310)의 면적이 증가함으로써, 반사 면적을 증가시켜 줄 수 있다. 상기 리세스(315)의 바닥은 더 낮아지게 되므로, 바닥 면적을 증가시켜 줄 수 있다.
상기 바닥면(310)의 제1에지(23)는 상기 리세스(315)의 바닥과 수평한 제1축(X0) 상에 배치되며, 상기 제2에지(25)는 상기 제1축(X0)으로부터 소정 간격(T0)으로 이격된다. 상기 제2에지(25)와 상기 제1축(X0) 간의 간격(T0)은 입사 면(320)의 하부 영역(22A)으로 입사된 광을 반사하도록 경사진 면을 제공할 수 있는 거리일 수 있다. 상기 입사면(320)의 하부 영역(22A)은 상기 제2에지(25)에 수평한 선을 지나는 입사면(320)의 하부 지점(22)과 제1에지(23) 사이의 영역일 수 있다.
상기 제2에지(25)와 상기 제1축(X0) 간의 간격은 500㎛ 이하일 수 있으며, 예컨대 450㎛ 이하일 수 있다. 상기 제2에지(25)와 상기 제1축(X0) 간의 간격은 200㎛ 내지 450㎛ 범위일 수 있으며, 상기 간격(T0)이 상기 범위보다 작은 경우 상기 제2광 출사면(335)의 저점 위치가 낮아져 상기 제2광 출사면(335)으로 방출된 광들의 간섭 문제가 발생될 수 있고, 상기 범위보다 큰 경우 상기 제2광 출사면(335)의 고점 위치가 높아져 제1광 출사면(330)의 곡률이 변경되는 문제가 발생되고 광학 렌즈(300)의 두께(D3)가 증가되는 문제가 있다.
상기 바닥면(310)은 베지어(Bezier) 곡선을 갖는 곡면으로 형성될 수 있다. 상기 바닥면(310)의 곡선은 스플라인(Spline) 예컨대, 큐빅(cubic), B-스플라인, T-스플라인으로 구현될 수 있다. 상기 바닥면(310)의 곡선은 베지어 곡선(Bezier curve)로 구현될 수 있다.
상기 광학 렌즈(300)의 바닥면(310)에는 후술되는 바와 같이, 복수의 지지 돌기를 포함할 수 있다. 상기 복수의 지지 돌기는 상기 광학 렌즈(300)의 바닥면(310)으로부터 하 방향으로 돌출되고 상기 광학 렌즈(300)를 지지하게 된다.
상기 리세스(315)의 바닥 형상은 원 형상을 포함할 수 있다. 상기 리세스(315)의 바닥 형상은 다른 예로서, 타원 형상 또는 다각형 형상일 수 있다. 상기 리세스(315)는 측 단면이 종(bell) 형상, 포탄(shell) 형상 또는 타원 형상을 포함할 수 있다. 상기 리세스(315)는 위로 올라갈수록 너비가 점차 좁아지는 형상을 가질 수 있다. 상기 리세스(315)는 바닥 둘레의 제1에지(23)로부터 상단의 제1정점(21)을 향해 점진적으로 수렴되는 형상을 가질 수 있다. 상기 리세스(315)의 바텀 뷰가 원 형상인 경우, 상기 제1정점(21)을 향해 직경이 점진적으로 감소될 수 있다. 상기 리세스(315)는 중심 축(Y0)을 기준으로 회전 대칭 형상으로 제공될 수 있다. 상기 입사면(320)의 제1정점(21)은 도트 형상으로 제공될 수 있다.
상기 리세스(315)의 바닥 너비(D1)는 광원 즉, 후술되는 발광 소자가 삽입될 수 있는 너비를 가질 수 있다. 상기 리세스(315)의 바닥 너비(D1)는 발광 소자의 너비의 3배 이하 예컨대, 2.5배 이하일 수 있다. 상기 리세스(315)의 바닥 너비는 상기 발광 소자의 너비의 1.2배 내지 2.5배 범위일 수 있으며, 상기 범위보다 작은 경우 발광 소자의 삽입이 용이하지 않고 상기 범위보다 큰 경우 상기 발광 소자와 제1에지(23) 사이의 영역을 통한 광 손실 또는 광 간섭을 줄 수 있다.
상기 입사면(320)은 상기 바닥면(310)의 센터 영역으로부터 위로 볼록한 곡면을 가지며, 상기 리세스(315)의 둘레 면 또는 내부면일 수 있다. 상기 입사면(320)은 상기 리세스(315)의 바닥 중심(P0)과의 거리가 위로 올라갈수록 점차 멀어질 수 있다. 상기 입사면(320)은 볼록한 곡면으로 제공되므로, 전 영역에서 광을 굴절시켜 줄 수 있다. 상기 입사면(320)의 하부 영역(22A)은 상기 제2광 출사면(335)보다 낮은 위치에 배치되어, 직접 또는 간접으로 광을 입사받을 수 있다. 상기 입사면(320)의 하부 영역(22A)은 상기 리세스(315)의 바닥에서 반사된 광을 입사받을 수 있다. 상기 입사면(320)은 베지어(Bezier) 곡선을 갖는 회전체로 형성될 수 있다. 상기 입사면(320)의 곡선은 스플라인(Spline) 예컨대, 큐빅(cubic), B-스플라인, T-스플라인으로 구현될 수 있다. 상기 입사면(320)의 곡선은 베지어 곡선(Bezier curve)로 구현될 수 있다.
광학 렌즈(300)는 제1광 출사면(330)과 제2광 출사면(335)을 포함한다. 상기 제1광 출사면(330)은 렌즈 몸체를 기준으로 상기 입사면(320) 및 상기 바닥면(310)의 반대측 면일 수 있다. 상기 제1광 출사면(330)은 곡면을 포함한다. 상기 제1광 출사면(330)은 중심 축(Y0)에 대응되는 지점이 제2정점(31)이 될 수 있으며, 상기 제2정점(31)은 렌즈 몸체의 정점일 수 있다. 상기 제1광 출사면(330)은 위로 볼록한 곡면을 포함할 수 있다. 상기 제1광 출사면(330)은 전 영역이 곡면 예컨대, 서로 다른 양의 곡률을 갖는 곡면으로 형성될 수 있다. 상기 제1광 출사면(330)은 상기 중심 축(Y0)을 기준으로 축대칭 형상 예컨대, 회전 대칭 형상을 가질 수 있다. 상기 제2광 출사면(335)에서 상기 제2정점(31)부터 상기 제2광 출사면(335) 사이의 영역은 음의 곡률을 가지지 않을 수 있다. 상기 제2광 출사면(335)에서 상기 제2정점(31)부터 상기 제2광 출사면(335) 사이의 영역은 서로 다른 양의 곡률 반경을 가질 수 있다.
상기 제1광 출사면(330)은 상기 리세스(315)의 바닥 중심(P0)과의 거리가 중심 축(Y0)으로부터 멀어질수록 점차 커질 수 있다. 상기 제1광 출사면(330) 중에서 상기 중심 축(Y0) 즉, 상기 제2정점(31)에 인접할수록 상기 제2정점에 접한 수평한 직선(X4)과의 기울기가 없거나 미세한 기울기 차이를 가질 수 있다. 즉, 상기 제1광 출사면(330)의 센터 영역(32)은 완만한 곡선이거나 평탄한 직선을 포함할 수 있다. 상기 제1광 출사면(330)의 센터 영역(32)은 상기 리세스(315)와 수직하게 오버랩되는 영역을 포함할 수 있다. 상기 제1광 출사면(330)의 사이드 영역(33)은 상기 센터 영역(32)보다 급격한 곡면을 가질 수 있다. 상기 제1광 출사면(330)과 상기 입사면(320)은 볼록한 곡면을 가지므로, 상기 리세스(315)의 바닥 중심(P0)으로부터 방출되는 광에 대해 측 방향으로 확산시켜 줄 수 있다. 상기 제1광 출사면(330)과 상기 입사면(320)은 상기 중심 축(Y0)으로부터 70±4 이내의 각도(θ21) 범위에서 상기 중심 축(Y0)으로부터 멀어질수록 광이 굴절되는 각도가 커질 수 있다.
상기 제1광 출사면(330)의 센터 영역(32)의 곡률 반경은 상기 입사면(320)의 곡률 반경 보다는 클 수 있다. 상기 제1광 출사면(330)의 기울기는 상기 입사면(320)의 기울기보다는 작을 수 있다. 상기 광학 렌즈(300)의 제1광 출사면(330)은 지향각 내에서 중심축(Y0)을 기준으로 거리가 멀어짐에 따라 단조가 증가하게 되며, 상기 제2광 출사면(335)은 광의 지향각 분포를 벗어난 영역을 포함하며, 상기 중심축(Y0)을 기준으로 거리가 멀어짐에 따라 단조가 동일하거나 감소하게 된다.
상기 제1광 출사면(330)과 상기 제2광 출사면(335) 사이의 경계 영역에서는 광이 굴절되는 각도가 감소될 수 있으며, 예컨대 2도 이하의 오차 범위로 감소될 수 있다. 이는 상기 제1광 출사면(330) 중에서 상기 제2광 출사면(335)에 가까운 면이 접선에 가까워지거나 수직한 면으로 제공될 수 있으므로, 광이 굴절되는 각도가 점차 감소될 수 있다.
상기 광학 렌즈(300)의 제2광 출사면(335)은 상기 제1축(X0)보다 높은 위치에 배치될 수 있다. 상기 제2광 출사면(335)은 평평한 면이거나 경사진 면일 수 있으며, 플랜지(Flange)로 정의될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제2광 출사면(335)은 상기 제1축(X0)에 대해 수직하거나 경사지게 배치될 수 있다. 상기 제2광 출사면(335)은 상기 제1광 출사면(330)의 외곽 라인으로부터 수직하게 연장되거나 경사지게 연장될 수 있다. 상기 제2광 출사면(335)는 제1광 출사면(330)에 인접한 제3에지(35)를 포함하며, 상기 제3에지(35)는 상기 제1광 출사면(330)의 외곽 라인과 동일한 위치이거나 상기 제1광 출사면(330)의 외곽 라인보다 내부 또는 외부에 위치할 수 있다.
상기 제2광 출사면(335)의 제3에지(35)와 상기 중심축(Y0)을 연결한 직선(X5)는 상기 리세스(315)의 바닥 중심(P0)을 기준으로 상기 중심 축(Y0)으로부터 74±2도 이하의 각도에 위치될 수 있다. 상기 제2광 출사면(335)의 제3에지(35)는 상기 리세스(315)의 바닥 중심(P0)을 기준으로 상기 제1축(X0)에 대해 20도 이하 예컨대, 16±2도의 각도(θ22)로 위치할 수 있다. 상기 리세스(315)의 바닥 중심(P0)으로 상기 제2광 출사면(335)의 제2에지(25)와 제3에지(35) 사이의 각도는 16도 이하 예컨대, 13±2도의 각도를 가질 수 있다. 이러한 제2광 출사면(335)의 제3에지(35)를 지나는 직선(X5)에 대한 각도(θ21,θ22)은 상기 광학 렌즈(300)의 외부 각도이다. 상기 제2광 출사면(335)은 상기 제1축(X0)으로부터 이격된 영역에서 입사되는 광을 굴절시켜 방사할 수 있다. 상기 제2광 출사면(335)에 의해 굴절된 광은 중심 축 (Y0)을 기준으로 굴절 전의 각도보다 작은 각도로 방사될 수 있다. 이에 따라 제2광 출사면(335)은 굴절된 광이 수평한 축 또는 수평한 축보다 낮은 방향으로 방사되는 것을 억제할 수 있고 인접한 광학 부재에 간섭을 주거나 광이 손실되는 것을 방지할 수 있다.
상기 중심 축(Y0)과 상기 바닥면(310)의 제2에지(25)를 지나는 직선(X3)은 상기 제1축(X0)과의 각도(θ23)가 5도 이하 예컨대, 0.4도 내지 4도 범위에 있을 수 있다. 이러한 각도(θ23)는 상기 중심 축(Y0)과의 거리와 상기 제2에지(25)의 높이에 따라 달라질 수 있으며, 상기 범위를 벗어날 경우 광학 렌즈의 두께가 변경될 수 있으며 광의 손실이 증가될 수 있다.
상기 제2광 출사면(335)은 상기 리세스(315)의 바닥 중심(P0)을 기준으로 상기 중심축(Y0)으로부터 반치각을 벗어나는 광들을 굴절시켜 주게 되므로, 광 손실을 줄여줄 수 있다.
상기 광학 렌즈(300)의 너비(D4)는 두께(D3)보다 크게 배치될 수 있다. 상기 너비(D4)는 상기 광학 렌즈(300)가 원 형상인 경우 길이와 동일할 수 있다. 상기 너비(D4)는 상기 두께(D3)의 2.5배 이상 예컨대, 3배 이상이 될 수 있다. 상기 광학 렌즈(300)의 너비(D4)는 15mm 이상 예컨대, 16mm 내지 20mm 범위일 수 있다. 이러한 광학 렌즈(300)의 너비(D4)가 두께(D3)보다 크게 배치되므로, 조명 장치나 라이트 유닛의 전 영역에 균일한 휘도 분포를 제공할 수 있다. 또한 라이트 유닛 내에서 커버하는 영역이 개선되므로 광학 렌즈의 개수는 줄일 수 있고, 광학 렌즈의 두께는 줄여줄 수 있다.
상기 리세스(315)의 깊이(D2)는 바닥 중심(P0)부터 제1정점(21)까지의 간격을 가진다. 여기서, 상기 제1정점(21)은 입사면(320)의 정점이거나 리세스(315)의 상단 지점일 수 있다. 상기 리세스(315)의 깊이(D2)는 상기 리세스(315)의 깊이(D2)는 광학 렌즈(300)의 두께(D3)의 75% 이상 예컨대, 80% 이상의 깊이를 가질 수 있다. 상기 리세스(315)의 깊이(D2)는 상기 제1광 출사면(330)의 제2정점(31)과 바닥 중심(P0) 또는 제1에지(23) 사이의 거리의 80% 이상일 수 있다. 상기 리세스(315)의 깊이(D2)가 깊게 배치됨으로써, 제1광 출사면(330)의 센터 영역(32)이 전 반사면 또는 음의 곡률을 갖지 않더라도, 입사면(320)의 제1정점(21)의 인접 영역에서도 측 방향으로 광을 확산시켜 줄 수 있다. 상기 리세스(315)이 깊은 깊이(D2)를 가지므로, 상기 입사면(320)은 제2정점(31)에 가까운 영역에서 상기 제1정점(21)의 주변 영역으로 입사된 광을 측 방향으로 굴절시켜 줄 수 있다.
상기 리세스(315)와 상기 제1광 출사면(330) 사이의 최소 거리(D5)는 상기 입사면(320)의 제1정점(21)과 제1광 출사면(330)의 제2정점(31) 사이의 간격일 수 있다. 상기 거리(D5)는 제2광 출사면(335)의 너비(D7)의 1/2 이하일 수 있다. 상기 거리(D5)는 예컨대 1.5mm 이하일 수 있으며, 예컨대, 0.6mm 내지 1.5mm 범위 예컨대, 0.6mm 내지 1.2mm 범위일 수 있다. 상기 거리(D5)는 간격(T0)보다 크되, 간격(T0)의 3배 이하일 수 있다. 상기 입사면(320)의 제1정점(21)과 제1광 출사면(330) 제2정점(31) 사이의 거리(D5)가 1.5mm 이상인 경우 상기 제1광 출사면(330)의 센터 영역(32)과 사이드 영역(33)으로 진행하는 광량 차이가 커질 수 있고, 광 분포가 균일하지 않을 수 있다. 상기 입사면(320)의 제1정점(21)과 제1광 출사면(330)의 제2정점(31) 사이의 거리(D5)가 0.6mm 미만인 경우 광학 렌즈(300)의 센터 측 강성이 약해지는 문제가 있다. 이러한 리세스(315) 및 제1광 출사면(330) 사이의 거리(D5)를 상기 범위로 배치함으로써, 제2광 출사면(335)의 센터 영역(32)이 전 반사면 또는 음의 곡률을 갖지 않더라도, 광의 경로를 외측 방향으로 확산시켜 줄 수 있다. 이는 입사면(320)의 제1정점(21)이 상기 제1광 출사면(330)의 볼록한 제2정점(31)에 인접할수록 상기 입사면(320)을 통해 제1광 출사면(330)의 측 방향으로 진행하는 광의 광량이 증가될 수 있다. 따라서, 광학 렌즈(300)의 측 방향으로 확산하는 광량을 증가시켜 줄 수 있다.
상기 입사면(320)의 제1정점(21)은 상기 제2광 출사면(335)의 제3에지(35)로부터 수평하게 연장한 직선보다는 제1광 출사면(330)의 센터인 제2정점(31)에 더 인접하게 배치될 수 있다.
상기 제2광 출사면(335)의 너비(D7)는 제2에지(25) 및 제3에지(35) 사이의 직선 거리로서, 상기 리세스(315)의 깊이(D2)보다 작을 수 있다. 상기 제2광 출사면(335)의 너비(D7)는 예컨대, 1.8mm 내지 2.3mm 범위일 수 있다. 상기 제2광 출사면(335)의 너비(D7)는 상기 리세스(315)와 상기 제1광 출사면(330) 사이의 거리(D5)의 1.5배 이상 예컨대, 2배 이상일 수 있다. 상기 제2광 출사면(335)의 너비(D7)는 상기 깊이(D2)의 0.3배 이상 예컨대, 0.32 내지 0.6배의 범위를 가질 수 있다. 상기 너비(D7)는 상기 광학 렌즈(300)의 두께(D3)의 0.25배 이상 예컨대, 0.3내지 0.5배의 범위를 가질 수 있다. 상기 제2광 출사면(335)의 너비(D7)가 상기 범위를 초과할 경우 제2광 출사면(335)으로 출사되는 광량이 증가되어 광 분포 제어가 어려운 문제가 있으며, 상기 범위보다 작을 경우 렌즈 몸체를 제조할 때, 게이트(Gate) 영역의 확보가 어려울 수 있다.
도 2를 참조하면, 상기 광학 렌즈(300)에서 바닥 중심(P0), 입사면(320)의 제1정점(21), 및 상기 입사면(320)의 제1에지(23)를 연결한 선분은 삼각형 형상 예컨대, 직각 삼각형 형상으로 제공될 수 있다. 상기 제1정점(21)을 기준으로 상기 중심 축(Y0)과 제1에지(23) 사이의 각도(θ11)는 30도 이하 예컨대, 20도 내지 24도일 수 있다. 이러한 각도(θ12)는 다른 각도(θ14)의 1/3배 이하일 수 있다. 여기서, 상기 각도 θ11/θ12 < 1의 조건을 만족하며, 상기 각도 θ11/θ5> 1의 조건을 만족한다. 여기서, 상기 각도(θ5)는 바닥면(310)의 경사진 각도이다. 상기 각도(θ11)는 각도(θ5)보다 4배 이상 예컨대, 5배 이상 20배 이하의 범위를 갖는다. 상기 각도(θ5)는 상기 각도(θ11)의 1/4 이하 예컨대, 1/5 이하일 수 있다.
상기 제2광 출사면(335)의 제2정점(31)을 기준으로 상기 중심 축(Y0)과 상기 제2정점(31)과 제1에지(23)를 연결한 직선 사이의 각도(θ13)는 상기 각도(θ11)보다 작을 수 있으며, 예컨대 15도 내지 22도 범위일 수 있다. 상기 각도 θ11/θ13 < 1의 조건을 만족한다.
상기 중심축(Y0)과 제1광 출사면(330)의 제2정점(31)이 교차되는 수평한 직선(X4)과 상기 제2광 출사면(335)의 제3에지(35)까지를 연결하는 직선 사이의 각도(R1)는 15도 내지 25도 범위일 수 있다. 상기 직선(X4)은 상기 광학 렌즈(300)의 제2정점(31)에 대해 수평한 직선이거나 상기 중심축(Y0)과 수평한 방향으로 직교하는 직선일 수 있다. 상기 각도(R1)의 탄젠트 값에 따라 제1광 출사면(330)의 높이와 렌즈 반경(H2)의 비율을 계산할 수 있다. 여기서, 상기 제1광 출사면(330)의 제2정점(31)을 기준으로 중심축(Y0)과 제2광 출사면(335)의 제3에지(35)까지를 연결하는 직선 사이의 각도는 105도 내지 115도 범위일 수 있다.
상기 입사면(320)의 제1정점(21)부터 제2광 출사면(335)의 제3에지(35)까지를 연결하는 직선과 중심 축(Y0) 사이의 각도(R2)는 98도 내지 110도 범위일 수 있다. 상기 각도(R2)에 의해 상기 입사면(320)의 제1정점(21)과 상기 제2광 출사면(335)의 제3에지(35) 간의 높이 차이를 줄 수 있고, 상기 각도(R2)를 범위를 벗어날 경우 상기 제2광 출사면(335)의 제3에지(35)의 위치가 달라지는 문제가 발생될 수 있다.
상기 입사면(320)의 제1정점(21)부터 상기 바닥면(310)의 제2에지(25)까지를 연결하는 직선과 중심축(Y0) 사이의 각도(R3)는 104도 내지 120도 범위에 있을 수 있다. 상기 각도(R3)는 각도(R2)와 함께 상기 제2광 출사면(335)의 높이(=D3-D7)를 설정해 줄 수 있고 상기 입사면(320)의 제1정점(21)과 상기 제2광 출사면(335)의 제2에지(25)의 높이 차이를 설정해 줄 수 있다. 상기 각도(R1,R2,R3)는 제1광 출사면(330)의 센터 영역이 양의 곡률을 갖는 상기 제1광 출사면(330)의 제2정점(31)과, 입사면(320)의 제1정점(21)의 위치에 따라 변화될 수 있다. 이러한 광학 렌즈(300)의 두께를 슬림(slim)하게 제공할 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 광학 렌즈(300)에서 바닥면(310)의 제2에지(25)를 수평하게 연장한 직선(X6)이 상기 입사 면(320)에 교차되는 하부 지점(22)은 상기 바닥 중심(P0)을 중심으로 제1축(X0)에 대해 22도 이하 예컨대, 13도 내지 18도 범위의 각도(θ24)에 위치할 수 있다. 상기 바닥 중심(P0)와 제1에지(23) 사이의 거리는 D1의 1/2이며, 상기 입사면(320)의 하부 지점(22)의 높이는 상기 바닥면(310)의 제2에지(25)와 제1축(X0) 간의 간격(T0)으로서, 500㎛ 이하 예컨대, 200㎛ 내지 450㎛의 범위로 배치될 수 있다. 상기 D1의 1/2의 거리와 상기 간격(T0)의 비율은 상기 각도(θ24)의 범위 내에서 변경될 수 있다. 상기 입사면(320)의 하부 지점(22)의 높이가 상기 범위보다 낮은 경우 광의 손실을 줄이는 데 미미하며, 상기 범위보다 큰 경우 광학 렌즈(300)의 두께가 두꺼워지는 문제가 있다. 상기 바닥면(310)의 제1에지(23)는 상기 바닥면(310) 중에서 가장 낮은 저점이 되고, 상기 제1에지(23)와 상기 하부 지점(22) 사이의 영역(22A)에는 상기 하부 지점(22)보다 낮게 진행하는 광이 입사될 수 있다. 이에 상기 입사면(320)의 하부 영역(22A)을 통해 광 손실을 줄일 수 있다.
도 4를 참조하면, 상기 제1광 출사면(330)의 센터 영역(32)은 상기 리세스(315)와 수직하게 오버랩되는 영역으로서, 상기 바닥 중심(P0)을 기준으로 상기 중심 축(Y0)으로부터 20도 이하의 각도 예컨대, 14도 내지 18도의 영역에 위치할 수 있다. 상기 제1광 출사면(330)의 표면 중에서 상기 리세스(315)의 제1에지(23)에 수직한 직선(Y1)과 교차되는 지점(Px)은 리세스(315)의 바닥 중심(P0)을 기준으로 상기 중심 축(Y0)으로부터 20도 이하의 각도 예컨대, 14도 이상 18도 이하의 범위에 배치될 수 있다. 상기 제1광 출사면(330)의 센터 영역(32)이 상기 범위를 초과할 경우 상기 리세스(315) 내의 반경이 더 커지게 되고, 상기 센터 영역(32)과 상기 사이드 영역(33)의 광량 차이가 커지는 문제가 있다. 또한 상기 제1광 출사면(330)의 센터 영역(32)이 상기 범위보다 작은 경우 상기 리세스(315) 내의 반경이 더 줄어들어 광원의 삽입이 용이하지 않을 수 있으며 제1광 출사면(330)의 센터 영역(32)과 사이드 영역(33)의 광 분포가 균일하지 않을 수 있다.
여기서, 상기 도 1에 도시된 상기 바닥 중심(P0)을 기준으로 제1축(X0)과 제3광 출사면(335)의 제3에지(35) 사이의 각도(θ22)와, 상기 중심 축(Y0)과 제1광 출사면(330)의 센터 영역(32)의 지점(Px) 사이의 각도(θ25)는 20도 이하 예컨대, 14도 내지 18도 범위의 각도를 가질 수 있다. 이러한 각도(θ22, θ25)에 의해 상기 리세스(315)의 깊이와 상기 바닥 면(310)의 경사 각도를 변경할 수 있다.
도 5 및 도 6은 실시 예에 따른 광학 렌즈의 측면도 및 배면도를 나타낸 도면이다.
도 5을 참조하면, 광학 렌즈(300)에서 제2광 출사면(335)은 제1광 출사면(330)의 하부 둘레에 배치되며, 바닥면(310)은 상기 제2광 출사면(335)의 제2에지(25)보다 아래에 배치될 수 있다. 상기 바닥면(310)은 상기 제2광 출사면(335)의 제2에지(25)의 수평 선상보다 아래로 돌출될 수 있다.
상기 광학 렌즈(300)는 다른 예로서, 상기 제2광 출사면(335)에 요철 면을 구비할 수 있다. 상기 요철 면은 표면이 거친 헤이즈(Haze) 면으로 형성될 수 있다. 상기 요철 면은 산란 입자가 형성된 면일 수 있다. 상기 광학 렌즈(300)는 다른 예로서, 상기 바닥면(310)에 요철 면을 구비할 수 있다. 상기 바닥면(310)의 요철 면은 표면이 거친 헤이즈 면으로 형성되거나, 산란 입자가 형성될 수 있다.
헤이즈에 따른 광학 렌즈의 휘도 분포는 도 70 및 도 71을 참조하기로 한다. 도 70과 같이, 예1은 바닥면 및 측면에 헤이즈가 처리되지 않는 광학 렌즈에서의 휘도 분포의 변화를 나타낸 것이며, 예2는 바닥면 및 측면에 헤이즈가 처리된 광학 렌즈에서의 휘도 분포의 변화를 나타낸 것이다. 여기서, 광학 렌즈의 측면 및 바닥면에 헤이즈가 처리된 예2에서 균일도가 개선됨을 알 수 있다. 도 71과 같이, 예1은 헤이즈가 처리되지 않는 광학 렌즈에서의 색차 변화를 나타낸 것이며, 예2는 헤이즈가 처리된 광학 렌즈에서의 색차 변화를 나타낸 것이다. 헤이즈가 처리된 예2에서 색차 개선 효과가 있음을 알 수 있다.
도 7을 참조하면, 광학 렌즈(300)에서 상기 제1광 출사면(330)은 서로 다른 곡률 반경(ra, rb, rc)을 갖는 복수의 원 성분을 가질 수 있으며, 상기 서로 다른 원 성분의 중심(Pa,Pb,Pc)은 서로 다른 위치에 배치될 수 있다. 이러한 제1광 출사면(330)의 원 성분들의 중심(Pa,Pb,Pc)은 상기 입사면(320)의 제1정점(21)의 수평한 직선보다 아래에 배치될 수 있다. 상기 제1광 출사면(330)의 원 성분들의 중심(Pa,Pb,Pc)은 상기 광학 렌즈(300)와 수직 방향으로 오버랩된 영역에 배치될 수 있다.
상기 입사면(320)은 서로 다른 곡률 반경을 갖는 복수의 원 성분을 가질 수 있으며, 상기 원 성분의 중심은 상기 입사면(320)의 제1정점(21)의 수평한 직선보다 아래에 배치될 수 있고, 상기 광학 렌즈(300)와 수직 방향으로 오버랩된 영역에 배치될 수 있다.
도 8은 실시 예에 따른 광학 렌즈에 발광 소자가 적용된 발광 모듈을 나타낸 도면이며, 도 9는 도 8의 광학 렌즈 아래에 회로 기판을 갖는 발광 모듈을 나타낸 측 단면도이다. 도 10은 실시 예에 따른 광학 렌즈의 제1광 출사면으로 출사된 광을 설명한 도면이고, 도 11은 도 8의 발광 모듈에 있어서, 광학 렌즈의 제2광 출사면으로 출사된 광을 설명한 도면이며, 도 12는 실시 예에 따른 광학 렌즈의 제1, 2광 출사면으로 출사된 광 분포를 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 발광 소자(100)는 광학 렌즈(300)의 리세스(315) 내에 배치될 수 있다. 상기 발광 소자(100)는 광원으로서, 상기 광학 렌즈(300)의 리세스(315)의 바닥 위에 배치될 수 있다. 상기 발광 소자(100)는 상기 리세스(315)의 바닥 위에서 상기 입사면(320)의 제1정점(21)과 상기 제1광 출사면(330)의 제2정점(31)에 대해 수직하게 오버랩되게 배치될 수 있다.
상기 광학 렌즈(300)는 상기 발광 소자(100)로부터 방출된 광(light)의 경로를 변경한 후 외부로 추출시켜 줄 수 있다. 상기 발광 소자(100)는 광원으로 정의될 수 있다.
상기 발광 소자(100)는 화합물 반도체를 갖는 LED 칩 예컨대, UV(Ultraviolet) LED 칩, 청색 LED 칩, 녹색 LED 칩, 백색 LED 칩, 적색 LED 칩 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 발광 소자(100)는 II족-VI족 화합물 반도체 및 III족-V족 화합물 반도체 중 적어도 하나 또는 모두를 포함할 수 있다. 상기 발광 소자(100)는 청색, 녹색, 청색, UV 또는 백색의 광 중 적어도 하나를 발광할 수 있다. 상기 발광 소자(100)는 예컨대, 백색 광을 방출할 수 있다.
상기 광학 렌즈(300)에서 리세스(315)의 바닥 너비(D1)는 입사면(320)의 하부 너비일 수 있으며, 상기 발광 소자(100)의 너비(W1)보다는 넓게 배치될 수 있다. 상기한 입사면(320) 및 리세스(315)는 상기 발광 소자(100)로부터 방출된 광이 용이하게 입사될 수 있는 크기를 갖는다. 상기 리세스(315)의 바닥 너비(D1)과 상기 발광 소자(100)의 너비(W1)의 비율(D1:W1)은 1.8: 1 내지 3.0: 1 범위일 수 있다. 상기 리세스(315)의 바닥 너비(D1)가 상기 발광 소자(100)의 너비(W1)의 3배 이하로 배치된 경우, 상기 발광 소자(100)로부터 방출된 광이 입사면(320)을 통해 효과적으로 입사될 수 있으며, 상기 3배 초과인 경우 상기 바닥 면(310)의 경사 각도가 달라지는 문제가 있다.
상기 입사면(320) 중에서 상기 발광 소자(100)와 동일한 너비를 갖는 위치는 상기 입사면(320)의 제1정점(21)으로부터 소정 거리(D6)로 이격될 수 있다. 상기 거리(D6)는 상기 리세스(315)와 상기 제1광 출사면(330) 사이의 최소 거리(D5)와 같거나 0.1mm 이내의 차이를 가질 수 있다. 이는 발광 소자(100)의 상면(S1)을 통해 방출된 수직한 광이 상기 입사면(320)의 제1정점(21) 또는 그 주변 영역으로 입사될 수 있다.
상기 중심축(Y0)은 상기 발광 소자(100)의 상면(S1)에 대해 연직한 축 예컨대 광축과 정렬될 경우, 광축으로 정의될 수 있다. 상기 광축 및 중심 축은 상기 발광 소자(100)와 상기 광학 렌즈(300) 간의 정렬 오차를 가질 수 있다. 상기 중심축(Y0)은 회로 기판(400)의 상면에 직교하는 방향일 수 있다.
상기 광학 렌즈(300)의 입사면(320) 중에서 상기 발광 소자(100)와 동일한 너비를 갖는 위치에서 제1광 출사면(330)의 제2정점(31)까지의 거리(D8)는 0.5mm 내지 2mm 범위로서, 거리(D5) 또는 거리(D6)의 2배일 수 있다. 이는 발광 소자(100)과 동일한 너비를 갖는 입사면(320)의 영역이 상기 제1광 출사면(330)의 제2정점(31)에 2mm 이하의 거리에 위치하게 됨으로써, 상기 제1광 출사면(330)의 센터 영역이 음의 곡률을 갖지 않더라도, 입사면(310)의 깊이(D2)와 상기 제2정점(31)과의 거리에 의해 측 방향으로 광을 확산시켜 줄 수 있다. 상기 입사면(320)의 제1정점(21)과 상기 리세스(315) 내에서 너비(W1) 사이의 거리(D6)는, 상기 입사면(320)의 제1정점(21)과 상기 제1광 출사면(330)의 제2정점(31) 사이의 거리(D5)의 비율은 0.5:1 내지 1:1를 범위를 만족한다.
상기 리세스(315)와 상기 제1광 출사면(330) 사이의 최소 거리(D5)는 상기 입사면(320)의 제1정점(21)과 제1광 출사면(330)의 제2정점(31) 사이의 간격일 수 있다. 상기 거리(D5)는 예컨대 1.5mm 이하일 수 있으며, 예컨대, 0.6mm 내지 1mm 범위일 수 있다. 상기 거리(D5)가 1.5mm 이상인 경우 핫 스팟 현상이 발생될 수 있으며, 상기 거리(D5)가 0.6mm 미만인 경우 광학 렌즈(300)의 센터 측 강성이 약해지는 문제가 있다. 상기 입사면(320)의 제1정점(21)이 상기 제1광 출사면(330)의 볼록한 제2정점(31)에 인접할수록 상기 입사면(320)을 통해 제1광 출사면(330)의 측 방향으로 진행하는 광의 광량이 증가될 수 있다.
따라서, 광학 렌즈(300)의 측 방향으로 확산하는 광량을 증가시켜 줄 수 있다. 상기 제2광 출사면(335)의 센터 영역(32)이 전 반사면 또는 음의 곡률을 갖지 않더라도, 센터 영역의 주변으로 광의 경로를 수평 방향으로 확산시켜 줄 수 있다. 도 67은 실시 예에 따른 라이트 유닛에서 광학 렌즈의 휘도 분포를 나타낸 것으로서, 실시 예의 광학 렌즈는 제1광 출사면에 음의 곡률을 갖지 않는 구조이며, 비교 예의 광학 렌즈를 출사면이 음의 곡률을 갖는 구조와 비교한 구성이다. 실시 예의 광학 렌즈는 음의 곡률을 갖는 제1광 출사면을 제공하지 않더라도, 비교 예의 광학 렌즈와 거의 동일한 휘도 분포를 가지게 된다. 이에 따라 광학 렌즈의 제조 공정이 용이할 수 있으며, 음의 곡률을 갖는 영역으로 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있다.
상기 입사면(320)의 제1정점(21)은 상기 제2광 출사면(335)의 제3에지(35)로부터 수평하게 연장한 직선보다는 제1광 출사면(330)의 센터인 제2정점(31)에 더 인접하게 배치될 수 있다.
도 9와 같이, 발광 모듈(301)은, 발광 소자(100) 및 상기 광학 렌즈(300) 아래에 배치된 회로 기판(400)을 포함한다. 상기 발광 소자(100)는 하나 또는 복수개가 상기 회로 기판(400) 상에 소정의 간격을 갖고 배열될 수 있다. 상기 발광 소자(100)는 상기 광학 렌즈(300)와 상기 회로 기판(400) 사이에 배치되고, 상기 회로 기판(400)으로부터 전원을 공급받아 구동하며 광을 방출하게 된다.
상기 회로 기판(400)은 상기 발광 소자(100)와 전기적으로 연결되는 회로 층을 포함할 수 있다. 상기 회로 기판(400)은 수지 재질의 PCB, 금속 코어를 갖는 PCB(MCPCB, Metal Core PCB), 연성 PCB(FPCB, Flexible PCB) 중 적어도 하나를 포함할 수도 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 광학 렌즈(300)는 상기 발광 소자(100)로부터 방출된 광을 입사면(320)으로 입사받아 제1 및 제2광 출사면(330,335)으로 방출하게 된다. 상기 입사면(320)으로부터 입사된 일부 광은 소정의 경로를 거쳐 상기 바닥면(310)에 의해 반사되어 제1 또는 제2광 출사면(330,335)으로 방출될 수 있다.
여기서, 상기 발광 소자(100)의 지향각(θ51)은 발광 소자(100)가 가지는 고유한 지향각으로서, 130도 이상 예컨대, 136도 이상으로 방출될 수 있다. 상기 발광 소자(100)는 상면(S1) 및 측면(S2)으로 광이 방출될 수 있다. 상기 광학 렌즈(300)는 상기 발광 소자(100)로부터 방출된 광이 130도 이상 예컨대, 136도 이상의 지향각(θ51) 분포로 입사되면, 제1 및 제2광 출사면(330,335)을 통해 확산된 지향각(θ52)으로 방사할 수 있다.
상기 광학 렌즈(300)에서 입사면(320)은 상기 발광 소자(100)의 상면(S1) 및 측면(S2)의 외측에 배치될 수 있다. 상기 광학 렌즈(300)의 입사면(320)의 하부 영역(22A)은 상기 발광 소자(100)의 다수의 측면(S2)과 서로 대면하게 배치될 수 있다.
여기서, 상기 발광 소자(100)는 상면(S1) 및 다수의 측면(S2)을 통해 광을 방출할 수 있다. 상기 발광 소자(100)는 예컨대 5면 또는 그 이상의 발광 면을 갖는다. 상기 발광 소자(100)의 다수의 측면(S2)은 적어도 4개의 측면을 포함한 구조로서, 발광 면일 수 있다. 상기 입사면(320)에는 상기 발광 소자(100)의 상면(S1) 및 측면(S2)으로부터 방출된 광이 입사될 수 있다. 또한 상기 발광 소자(100)의 각 측면(S2)을 통해 방출된 광은 상기 입사면(320)에 누설 없이 입사될 수 있다.
상기 발광 소자(100)는 5면 이상의 발광 면을 제공하므로, 측면(S2)을 통해 방출된 광에 의해 발광 소자(100)의 지향각 분포는 넓어질 수 있다. 상기 발광 소자(100)의 지향각(θ51)은 130도 이상 예컨대, 136도 이상이 될 수 있다. 상기 발광 소자(100)의 지향각(θ51)의 1/2은 65도 이상, 예컨대 68도 이상일 수 있다. 상기 지향각(θ51)은 최대 광도의 1/2이 되는 반치 폭을 지나는 빔각이며, 상기 지향각(θ51)의 1/2은 상기 빔각의 1/2일 수 있다. 이러한 발광 소자(100)의 지향각 분포가 넓게 제공됨으로써, 상기 광학 렌즈(300)를 이용한 광 확산이 보다 용이한 효과가 있다.
상기 발광 소자(100)로부터 방출된 광의 지향각(θ51)이 130도 이상이면, 상기 광학 렌즈(300)를 통과한 후 지향각(θ52>θ51)은 더 넓어질 수 있다. 예컨대, 상기 광학 렌즈(300)로부터 방출된 지향각(θ52)은 상기 발광 소자(100)의 고유한 지향각(θ51)보다 10도 이상 클 수 있다. 상기 광학 렌즈(300)로부터 방출된 지향각(θ52)은 140도 이상 예컨대, 146도 이상일 수 있다.
여기서, 상기 광학 렌즈(300)의 제2광 출사면(335)의 제3에지(35)를 지나는 직선이 이루는 각도(도 1의 θ21)는 상기 발광 소자(100)의 지향각(θ51)의 1/2보다 크고 상기 광학 렌즈(300)의 지향각(θ52)보다는 작을 수 있다. 여기서, 도 1과 같이 상기 광학 렌즈(300)는 리세스(315)의 바닥 중심(P0)을 기준으로 제2광 출사면(335)의 제3에지(35)를 지나는 직선(X5)이 이루는 각도(θ21)는 144도 이상 예컨대, 144도 내지 152도 범위일 수 있다. 상기 광학 렌즈(300)로부터 방출된 지향각(θ52)은 상기 광학 렌즈(300)의 제2광 출사면(335)의 제3에지(35)를 지나는 두 직선이 이루는 각도보다 클 수 있다. 이러한 광학 렌즈(300)로부터 방출된 지향각(θ52) 분포는 상기 제2광 출사면(335)을 통해 방출된 광의 지향 분포를 포함함으로써, 상기 제2광 출사면(335)으로부터 방출된 광 분포에 의해 광 손실을 줄이고 휘도 분포를 개선시켜 줄 수 있다.
상기 광학 렌즈(300)의 바닥면(310)은 상기 회로 기판(400)의 상면에 대해 경사진 면을 제공할 수 있다. 상기 광학 렌즈(300)의 바닥면(310)은 제1축(X0)을 기준으로 경사진 면으로 제공될 수 있다. 상기 바닥면(310)은 80% 이상의 영역 예컨대, 전 영역이 상기 회로 기판(400)의 상면에 대해 경사지게 배치될 수 있다. 상기 바닥면(310)은 전 반사면을 포함할 수 있다.
상기 회로 기판(400)의 상면은 광학 렌즈(300)의 바닥면(310)의 제2에지(25)보다 제1에지(23)에 더 인접하게 배치될 수 있다. 상기 바닥면(310)의 제1에지(23)는 상기 회로 기판(400)의 상면에 접촉될 수 있고, 상기 제2에지(25)는 회로 기판(400)의 상면으로부터 최대 간격(T0)으로 이격될 수 있다. 상기 제1에지(23)는 발광 소자(100) 내의 활성층보다 낮은 위치에 배치될 수 있어, 광의 손실을 방지할 수 있다.
상기 광학 렌즈(300)의 제1 및 제2광 출사면(330,335)은 입사된 광을 굴절시켜 방출하게 된다. 상기 제1광 출사면(330)은 전 영역이 광이 출사되는 곡면으로 형성될 수 있다. 상기 제1광 출사면(330)은 제2정점(31)으로부터 연속적으로 연결되는 곡면 형상을 포함한다. 상기 제1광 출사면(330)은 입사되는 광을 반사하거나 굴절시켜 외부로 출사시켜 줄 수 있다. 상기 제1광 출사면(330)은 중심 축(Y0)을 기준으로, 제1광 출사면(330)으로 방출된 광의 굴절 후의 방출 각도는 굴절 전에 입사된 입사 각도보다 클 수 있다.
상기 제2광 출사면(335)은 중심 축(Y0)을 기준으로, 굴절 후의 광(L2)의 각도가 굴절 전에 입사된 광의 각도보다 작게 굴절시켜 준다. 이에 따라 인접한 광학 렌즈(300)간의 광 간섭 거리를 길게 제공할 수 있고, 제2광 출사면(335)을 통해 출사된 일부 광과 제1광 출사면(330)으로 출사된 광이 광학 렌즈(300)의 주변에서 서로 혼색될 수 있다.
상기 제2광 출사면(335)은 제1광 출사면(330)의 하부 둘레에 배치되어 입사된 광을 굴절시켜 방출하게 된다. 상기 제2광 출사면(335)은 경사진 면 또는 플랫(flat) 면을 포함한다. 상기 제2광 출사면(335)은 예컨대 상기 회로 기판(400)의 상면에 대해 수직한 면이거나 경사진 면일 수 있다. 상기 제2광 출사면(335)이 경사진 면으로 형성될 경우, 사출 성형시 분리가 용이한 효과가 있다.
상기 제2광 출사면(335)은 발광 소자(100)의 측면(S2)으로 방출된 일부 광을 입사받아 굴절시켜 추출하게 된다. 이때 제2광 출사면(335)은 중심축(Y0)을 기준으로, 방출된 광(L2)의 출사 각이 굴절 전의 입사각보다 작을 수 있다. 이에 따라 인접한 광학 렌즈(300) 간의 광 간섭 거리를 길게 제공할 수 있다.
도 10 내지 도 12를 참조하여 광학 렌즈(300)의 광 경로를 설명하기로 한다. 도 10 내지 도 12를 참조하면, 상기 발광 소자(100)로부터 방출된 광 중에서 광학 렌즈(300)의 입사면(320)의 제1지점(P1)으로 입사된 제1광(L1)은 굴절되어 제1광 출사면(330)의 소정의 제2지점(P2)으로 방출될 수 있다. 또한 상기 발광 소자(100)로부터 방출된 광 중에서 상기 입사면(320)의 제3지점(P3)으로 입사된 제2광(L2)은 제2광 출사면(335)의 제4지점(P4)으로 방출될 수 있다.
여기서, 상기 중심축(Y0)을 기준으로 입사면(320)의 제1지점(P1)으로 입사되는 제1광(L1)의 입사 각도를 제1각도(θ1)로 정의하고, 상기 중심축(Y0)을 기준으로 제1광 출사면(330)의 임의의 제3지점(P2)으로 방출된 제1광(L1)의 방출 각도를 제2각도(θ2)로 정의할 수 있다. 상기 중심축(Y0)을 기준으로 입사면(320)의 제3지점(P3)으로 입사되는 제2광(L2)의 입사 각도를 제3각도(θ3)로 정의하고, 상기 중심축(Y0)을 기준으로 제2광 출사면(335)의 임의의 제4지점(P4)으로 출사된 제2광(L2)의 방출 각도를 제4각도(θ4)로 정의할 수 있다. 상기 제2광(L2)은 발광 소자(100)의 측면으로 방출된 광일 수 있다.
상기 제2각도(θ2)는 상기 제1각도(θ1)보다 클 수 있다. 상기 제2각도(θ2)는 상기 제1각도(θ1)가 커질수록 커지게 되며, 상기 제1각도(θ1)가 작아질수록 작아지게 된다. 그리고 제1 및 제2각도(θ1, θ2)는 θ2>θ1 또는 1<(θ2/θ1)의 조건을 만족한다. 상기 제1광 출사면(330)의 제2각도(θ2)는 굴절 후의 방출 각도로서, 굴절 전의 입사 각도보다 클 수 있다. 이에 따라 제1광 출사면(330)은 입사면(320)을 통해 입사된 광 중에서 상기 제1광 출사면(330)으로 진행하는 제1광(L1)에 대해 굴절시켜 줌으로써, 제1광(L1)에 대해 광학 렌즈(300)의 측 방향으로 확산시켜 줄 수 있다.
상기 제4각도(θ4)는 상기 제3각도(θ3)보다 작을 수 있다. 상기 제3각도(θ3)가 증가할수록 상기 제4각도(θ4)는 증가하게 되며, 상기 제3각도(θ3)가 작아질수록 상기 제4각도(θ4)는 작아지게 된다. 그리고 제3 및 제4각도(θ3, θ4)는 θ4<θ3 또는 1>(θ4/θ3)의 조건을 만족한다. 상기 제2광 출사면(335)의 제4각도(θ4)는 굴절 후의 방출 각도로서, 굴절 전의 입사 각도보다 작을 수 있다.
상기 제2광 출사면(335)에는 발광 소자(100)의 측면(S2)을 통해 방출된 광이거나 광 지향각을 벗어난 광들이 입사될 수 있다. 이에 따라 상기 제2광 출사면(335)은 발광 소자(100)의 측면(S2)을 통해 방출된 광과 광 지향각 분포를 벗어난 광에 대해, 휘도 분포의 지향각 영역으로 진행하도록 굴절시켜 줄 수 있다. 상기 제2광 출사면(335)에 의해 광 손실은 감소될 수 있다.
상기 바닥 중심(P0)과 제2광 출사면(335)의 제3에지(35)를 지나는 직선은 상기 중심축(Y0)에 대해 상기 광학 렌즈(300)를 통해 방출된 광의 반치각의 1/2 예컨대, 제4각도(θ4)의 위치 보다 위에 배치될 수 있다. 예컨대, 중심축(Y0)과 바닥 중심(P0)부터 제3에지(35) 사이를 연결하는 직선 사이의 각도는 상기 발광 소자(100)의 고유한 지향각의 1/2 각도보다 클 수 있고, 광학 렌즈(300)의 지향각의 1/2각도보다 작을 수 있다. 여기서, 상기 반치각 또는 지향각은 발광 소자(100)로부터 방출된 광 출력이 피크치의 50% 또는 1/2이 되는 각도를 나타낸다.
상기 발광 소자(100)로부터 방출된 광 중에서 입사면(320)의 제5지점(P5)으로 입사된 광(L3)은 상기 광학 렌즈(300)의 바닥면(310)에 의해 반사되고 제2광 출사면(335)의 제6지점(P6)을 통해 투과 또는 반사될 수 있다. 이때 상기 제2광 출사면(335)은 바닥면(310)으로부터 반사되어 입사된 광의 입사각(θ8)보다 작은 출사각(θ9)으로 광(L3)을 투과 또는 반사하게 된다. 상기 입사각(θ8) 및 출사각(θ9)은 중심축(Y0)과의 각도이다. 여기서, 상기 바닥면(310)에 의해 반사되어 제2광 출사면(335)으로 진행하는 광(L3)은 입사각(θ8)보다 출사각(θ9)이 작게 굴절됨으로써, 발광 소자(100)의 측면(S2)을 통해 누설될 수 있는 광을 효과적으로 재 사용할 수 있다. 또한 발광 소자(100)의 광 지향각을 벗어나는 광에 대해서도 상기 바닥면(310)에 의한 전 반사를 통해 광 누설을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 13에 도시된 바와 같이, 광학 렌즈(300)는 제1광 출사면(330)의 센터 영역(32)으로 방출된 광의 경로를 보면, 발광 소자(100)로부터 방출된 광이 광축을 기준으로 1도 벗어난 각도(θ31)로 입사면(320)에 입사되면, 상기 제1광 출사면(330)으로 출사된 광(L31)은 15도 이상 예컨대, 17도 이상의 각도(θ32)로 굴절된다. 상기 제1광 출사면(330)은 상기 입사면(320)에 중심축(Y0)을 기준으로 1도의 각도(θ31)로 이동된 광이 입사될 때 17배 이상의 각도(θ32) 차이를 갖는 광(L31)으로 굴절시켜 줄 수 있다. 상기 제1광 출사면(330)은 입사면(320)에 입사된 광이 중심축(Y0)을 기준으로 2도 이동할 때 20도 이상 예컨대, 10배 이상의 차이를 갖고 굴절될 수 있다.
상기 제1광 출사면(330)의 센터 영역(32)은 상기 리세스(315)의 제1에지(23)에 수직한 직선(Y1)과 교차하는 지점(Px) 이내의 영역으로서, 상기 발광 소자(100)로부터 방출된 광 중에서 중심축(Y0)을 기준으로 10도 이내의 각도(θ33)로 방출된 광(L32)들이 입사될 수 있다. 즉, 상기 발광 소자(100)로부터 방출된 10도 이내의 각도(θ33)로 방출된 광들이 상기 입사면(320) 및 제2광 출사면(335)을 통해 굴절되고 최대 50도 이상의 각도 예컨대, 55도 이상의 각도(θ34)로 굴절될 수 있다. 이러한 제1광 출사면(330)의 센터 영역(32)으로 입사된 광들은 상기 입사면(320) 및 제2광 출사면(335)의 볼록한 곡면에 의해 굴절됨으로써, 상기 제1광 출사면(330)의 센터 영역(32)에서의 핫 스팟을 방지할 수 있다. 상기 제1광 출사면(335)의 센터 영역(32)은 상기 발광 소자(100)의 중심으로부터 상기 지점(Px)을 연결한 직선(Y2) 내의 영역으로서, 상기 중심축(Y0)을 기준으로 22도 이하 예컨대, 18도 이하의 각도(θ25)일 수 있다. 상기 지점(Px)은 상기 제2정점(31)을 수평하게 접하는 직선(X4)보다 낮게 배치될 수 있다.
여기서, 도 68 및 도 69는 제1,2광 출사면으로 출사된 출사각과 입사면의 입사각의 비율을 나타낸 도면이다. 도 68 및 도 12를 참조하여 설명하면, 제1광 출사면(330)의 영역(A1)은 출사각/입사각의 비율이 제2광 출사면(335)의 영역(A2)에 인접할수록 점차 작아지게 되며, 1보다 큰 비율을 가지게 된다. 도 68의 X축 방향은 입사면으로 입사된 광의 지향각을 나타내는 것으로서, 68도의 이상의 광의 지향각 분포는 제2광 출사면(335)의 영역(A2)에 의해 제어될 수 있다. 상기 제2광 출사면(335)의 영역(A2)에서 출사각/입사각의 비율이 1보다 작은 값을 가지게 되며, 바닥면(310)에 의해 제2광 출사면(335)로 반사된 영역(A3)을 통해 출사된 광의 출사각/입사각의 비율은 상기 영역(A2)보다 작은 값을 가지게 된다.
도 69 및 도 12를 참조하면, 광학 렌즈(300)의 제1광 출사면(330)으로 출사된 광의 출사각은 광학 렌즈(300)의 입사면(320)으로 입사된 광의 입사각이 증가됨에 따라 증가될 수 있다. 여기서, 상기 출사각은 상기 제1광 출사면(330)의 외측 하부(A4)에서 증가되지 않을 수 있으며, 이는 외측 하부(A4)가 접선이거나 수직한 면으로 제공될 수 있다. 그리고 광학 렌즈(300)의 제2광 출사면(335)으로 출사된 출사각이 상기 입사면(320)으로 입사각보다 작아지며, 상기 입사각이 증가됨에 따라 증가될 수 있다.
도 14를 참조하면, 상기 발광 소자(100)의 측면(S2)으로부터 수평하게 방출된 광(L11)은 상기 입사면(320)의 하부 영역(22A)을 통해 입사되고, 상기 입사면(320)을 통해 입사된 광(L11)은 바닥면(310)에 의해 반사되고 제2광 출사면(335)을 통해 방출될 수 있다. 상기 광(L11)은 입사면(320)의 하부 영역(22A)에 대해 88도 내지 90도의 각도로 입사될 수 있다.
도 15를 참조하면, 상기 발광 소자(100)의 측면(S2)으로 방출된 광 중에서 경사지게 입사된 광(L11,L12,L13)은 상기 회로 기판의 상면에 의해 반사되거나 상기 입사면(320)의 하부 영역(22A)에 경사지게 입사될 수 있다. 상기 입사면(320)의 하부 영역(22A)으로 경사지게 입사된 광(L13)은 바닥면(310)에 의해 반사되어 제2광 출사면(335)으로 방출되거나, 회로 기판에 의해 반사된 광(L12,L14)은 상기 제1 및 제2광 출사면(330,335)을 통해 굴절될 수 있다. 이러한 입사면(320)의 하부 영역(22A)으로 입사된 광의 휘도 분포는 개선될 수 있다.
도 16을 참조하면, 상기 광학 렌즈(300)의 제2광 출사면(335)의 영역 중에서, 제2지점(P2)으로 출사되는 출사각(θ2)이 발광 소자(100)의 지향각의 1/2인 경우, 상기 제2지점(P2)으로 입사되는 광의 입사면(320)의 지점과 중심축(Y0) 사이의 거리(D11)는 상기 리세스(315)의 바닥 너비(D1)의 1/2 이하일 수 있다. 이는 광학 렌즈(300)의 두께를 줄이거나 제1광 출사면(330)의 정점 높이를 낮추더라도, 광을 측 방향으로 확산시켜 줄 수 있다.
상기 광학 렌즈(300)에서 바닥면(310)의 양 에지(23,25)를 지나는 제1직선(X1)과 중심축(Y0)이 이루는 각도(θ6)는 예각 예컨대, 89.5도 이하일 수 있으며, 예컨대 87도 이하일 수 있다. 상기 광학 렌즈(300)의 바닥면(310)이 경사진 각도(θ5)를 갖는 면으로 배치됨으로써, 발광 소자(100)의 측면(S2)을 통해 입사된 광을 반사하여 제2광 출사면(335)을 통해 투과 또는 반사시켜 준다. 상기 제2광 출사면(335)의 출사각은 입사면(310)을 통해 입사된 입사각보다 작게 출사하게 됨으로써, 인접한 광학 렌즈(300) 간의 간섭을 줄여줄 수 있다. 이에 따라 광학 렌즈(300)의 제2광 출사면(335)을 통해 방출된 광량을 개선시켜 줄 수 있다. 상기 바닥면(310)의 경사진 각도(θ5)는 도 19에 도시된, 제2광 출사면(335)의 경사진 각도(θ7)보다 클 수 있다.
상기 중심축(Y0)과 상기 광학 렌즈(300)의 바닥면(310) 사이의 제6각도(θ6)는 상기 바닥면(310)과 상기 제2광 출사면(335) 사이의 각도(θ61)보다 작을 수 있다. 상기 각도 θ6/θ61 < 1의 조건을 만족할 수 있다. 여기서, 상기 각도(θ6)는 90도 미만일 수 있으며, 상기 각도(θ61)는 90도 이상 예컨대, 90도 < θ61 ≤95도 의 범위일 수 있다. 이러한 광학 렌즈(300)의 바닥면(310)의 선분은 중심축(Y0)에 대해 예각을 갖고, 제2광 출사면(335)에 대해 둔각을 갖게 되므로, 발광 소자(100)로부터 방출된 광을 전반사시켜 줄 수 있고, 또한 상기 전 반사된 광이 제2광 출사면(335)을 통해 굴절됨으로써, 다른 광학 렌즈와의 간섭을 줄여줄 수 있다.
한편, 상기 광학 렌즈(300)의 하부에 배치된 하나 또는 복수의 지지 돌기(미도시)는 바닥면(310)으로부터 하 방향 즉, 회로 기판(400) 방향으로 돌출된다. 상기 지지 돌기는 복수개가 회로 기판(400) 상에 고정되며, 상기 광학 렌즈(300)가 틸트되는 것을 방지할 수 있다.
도 17을 참조하면, 상기 광학 렌즈(300)는 예컨대, 바닥면(310) 및 제2광 출사면(335) 상에 헤이즈 면이 형성될 수 있다. 상기 헤이즈 면이 형성된 바닥면(310) 및 제2광 출사면(335)은 일부 광에 대해 투과 또는 반사하게 된다. 상기 제1광 출사면(330)에 의해 반사된 광은 제2광 출사면(335) 또는 입사면 방향으로 광 경로를 변경해 주어, 제1광 출사면(330) 방향으로 광이 방출되도록 할 수 있다.
도 18을 참조하면, 광학 렌즈(300)의 바닥면(310)은 곡면을 갖는 제1영역(D9)과 평탄 면을 갖는 제2영역(D10)을 포함한다. 상기 바닥면(310)은 리세스(315)에 인접한 영역이 곡면을 갖고 상기 제2광 출사면(335)에 입접한 영역이 평평한 면으로서, 수평한 면이거나 경사진 면으로 제공될 수 있다.
상기 제1영역(D9)은 제1에지(23)로부터 위로 볼록한 곡률 반경을 갖게 된다. 즉, 상기 바닥면(310)에서 제1영역(D9)의 곡면은 수평한 연장 선에 대해 위로 오목하게 되며, 예컨대 65mm 내지 75mm 범위의 곡률 반경을 갖는다. 즉, 상기 제1영역(D9)은 음(-)의 곡률을 가질 수 있다. 상기 제2영역(D10)은 상기 제1영역(D9)과 제2에지(25) 사이에 배치된다. 상기 제1영역(D9)의 너비가 제2영역(D10)의 너비보다 더 넓을 수 있다. 상기 제1영역(D9)과 제2영역(D10)의 길이 비율은 6:4 내지 9:1의 비율로 배치될 수 있다. 상기 제1영역(D9)의 너비가 넓을수록 광학 렌즈(300)의 중심부에서의 핫 스팟 현상을 줄여줄 수 있다.
상기 바닥면(310) 중에서 곡면 구간인 제1영역(D9)은 상기 입사면(320)에 인접하게 배치되며, 상기 평탄한 구간인 제2영역(D10)은 제2에지(25)에 인접하게 배치될 수 있다. 상기 곡면 및 평탄 면은 제1에지(23)부터 제2에지(25)를 직선으로 연결한 선분보다 위에 배치될 수 있다. 상기 제1영역(D9)은 상기 제2에지(25)의 수평 연장 선보다 낮게 배치되며, 상기 제2영역(D10)은 상기 제2에지(25)의 수평 연장 선과 동일 선상에 배치될 수 있다.
상기 바닥면(310)의 제1영역(D9)은 상기 발광 소자(100)로부터 방출된 광을 다른 방향으로 굴절시켜 주어, 제1 및 제2광 출사면(330,335)에 의한 휘도 분포를 변화시켜 줄 수 있다. 이러한 광의 휘도 분포는 바닥면(310)이 곡면 영역을 포함할 경우, 중심부의 핫 스팟 현상이 경사진 면을 갖는 광학 렌즈에 비해 개선될 수 있다.
도 19는 도 1의 광학 렌즈의 제2광 출사면 및 바닥 면의 다른 예이다.
도 19를 참조하면, 광학 렌즈(300)의 제2광 출사면(335)은 수직한 중심축(Y0)을 기준으로, 제7각도(θ7)로 경사질 수 있다. 상기 제7각도(θ7)는 제5각도(θ5)보다 작을 수 있다. 상기 각도 θ7/θ5 <1의 조건을 만족할 수 있다.
상기 광학 렌즈(300)의 바닥면(310)은 예컨대, 경사면을 갖는 제1영역(D17)과 수평 면을 갖는 제2영역(D18)을 포함한다. 상기 제1영역(D17)은 제1에지(23)부터 경사지게 되며, 상기 제2영역(D18)은 상기 제1영역(D17)과 제2에지(25) 사이에 배치된다. 상기 제1영역(D17)의 구간이 제2영역(D18)의 구간보다 클 수 있다. 상기 제1영역(D17)과 제2영역(D18)의 구간 비율은 6:4 내지 9:1의 비율로 배치될 수 있다. 상기 제1영역(D17)은 상기 제2에지(25)의 수평 연장 선보다 낮게 배치되어 발광 소자(100)의 측면과 대응되며, 상기 제2영역(D18)은 상기 제2에지(25)의 수평 연장 선과 동일 선상에 배치될 수 있다.
상기 제1영역(D17)의 구간이 넓을수록 광학 렌즈(300)의 중심부에서의 핫 스팟 현상을 줄여줄 수 있다. 도 73에 도시된 광의 휘도 분포는 바닥면이 수평한 면이 아닌 경사진 면을 갖는 광학 렌즈를 제공한 경우로서, 중심부의 핫 스팟 현상이 개선됨을 알 수 있다.
도 20 및 도 21은 실시 예에 따른 발광 모듈에서 회로 기판 상에 흡수층을 배치한 구조이다.
도 20 및 도 21을 참조하면, 회로 기판(400) 상에 흡수층(412,414)이 배치될 수 있다. 상기 회로 기판(400)의 흡수층(412,414)은 상기 광학 렌즈(300)의 바닥면(310)을 통과하는 광을 흡수율이 최대인 영역에 배치될 수 있다. 이는 광학 렌즈(300)은 제1광 출사면(330)에 의해 일부 광이 반사될 수 있고, 상기 반사되는 광의 진행 경로가 집중되는 영역에 상기 흡수층(412,414)이 배치될 수 있다.
상기 광학 렌즈(300)의 제1광 출사면(330)에 입사된 광의 일부(L5)는 투과되고 일부 광(L6)은 반사될 수 있다. 상기 흡수층(412,414)은 제1광 출사면(330)에 의해 반사되는 광(L6)이 바닥면(310)을 투과하면 흡수하게 된다. 상기 흡수층(412,414)은 흑색 레지스트 물질을 포함할 수 있다.
상기 흡수층(412,414)은 광학 렌즈(300)와 수직 방향으로 오버랩되는 영역에 배치될 수 있다. 상기 흡수층(412,414)은 상기 광학 렌즈(300)의 바닥면(310)과 수직 방향으로 오버랩되는 영역에 배치될 수 있다. 상기 흡수층(412,414)은 상기 회로 기판(400)의 상기 광학 렌즈(300)의 리세스(315)를 기준으로 서로 반대측에 배치될 수 있다.
상기 광학 렌즈(300)의 너비(D4)가 상기 회로 기판(400)의 너비(D13)보다 넓은 경우, 상기 광학 렌즈(300)가 배열되는 방향을 따라 상기 광학 렌즈(300)의 리세스(315)의 양측에 상기 흡수층(412,414)이 각각 배치될 수 있다. 이러한 흡수층(412,414)은 상기 광학 렌즈(300)의 제1광 출사면(330)으로 반사된 일부 광(L6)을 흡수하게 된다. 상기 흡수층(412,414)의 영역은 상기 제1광 출사면(330)으로 반사된 광의 광량이 최대인 영역 아래에 배치될 수 있다. 상기 흡수층(412,414)의 영역들은 상기 중심축(Y0)의 바닥 중심으로부터 동일한 반경(D12)을 갖고 배치될 수 있다. 도 72과 같이, 상기 회로 기판(400) 상에 흡수층을 갖는 경우(예3)는 흡수층을 갖지 않는 경우(예4)에 비해, 불필요한 광을 흡수하게 되므로, 광의 균일도가 개선됨을 알 수 있다.
도 20 및 도 21을 참조하면, 상기 광학 렌즈(300)의 바닥면(310)에는 복수의 지지 돌기(350,355)가 배치될 수 있다. 상기 복수의 지지 돌기(350,355)는 제1지지 돌기(350) 및 제2지지 돌기(355)를 포함한다. 상기 제1지지 돌기(350)는 상기 흡수층(412,414)의 영역을 제외하고 복수개가 배치될 수 있으며, 회로 기판(400)의 상면과 접촉될 수 있다. 상기 제1지지 돌기(350)은 2개 또는 3개 이상으로 배치되어, 회로 기판(400) 상에서 광학 렌즈(300)를 지지하게 된다.
상기 제2지지 돌기(355)는 상기 제1지지 돌기(350)의 높이보다 더 돌출될 수 있다. 상기 제2지지 돌기(355) 간의 간격은 상기 회로 기판(400)의 너비(D13)과 동일하거나 더 이격될 수 있다. 상기 제2지지 돌기(355) 사이에는 상기 회로 기판(400)이 끼워질 수 있다. 이에 따라 제2지지 돌기(355)는 광학 렌즈(300)를 결합하는 과정에서 상기 회로 기판(400)의 외측에 결합되어 상기 광학 렌즈(300)가 틸트되는 것을 방지할 수 있다. 상기 제2지지 돌기(355)는 2개 또는 3개 이상이 배치될 수 있으며, 상기 회로 기판(400)의 양측에 접촉될 수 있다. 상기 제2지지 돌기(355)의 반경은 상기 제1지지 돌기(350)의 반경보다 클 수 있다.
도 22는 실시 예에 따른 광학 렌즈를 갖는 라이트 유닛을 나타낸 측 단면도이다.
도 22를 참조하면, 각 회로 기판(400) 내에 배치된 광학 렌즈(300) 간의 간격(G1)은 서로 다른 회로 기판(400) 내에 배치된 광학 렌즈(300) 간의 간격보다 좁게 배열될 수 있다. 상기 간격(G1)은 도 21에 도시된 광학 렌즈(300)의 너비(D4)의 6배 내지 10배 범위 예컨대, 7배 내지 9배 범위로 배열될 수 있다. 상기 광학 렌즈(300) 간의 간격(G1)은 인접한 광학 렌즈(300) 간의 광 간섭을 방지할 수 있다.
여기서, 상기 광학 렌즈(300)의 너비(D4)는 15mm 이상이 될 수 있으며, 예컨대 16mm 내지 20mm 범위에 있을 수 있다. 상기 광학 렌즈(300)의 너비(D4)가 상기 범위보다 좁은 경우 라이트 유닛 내의 광학 렌즈의 개수가 증가될 수 있고 상기 광학 렌즈(300)들 사이의 영역에 암부가 발생될 수 있다. 상기 광학 렌즈(300)의 너비(D4)가 상기 범위보다 넓은 경우 라이트 유닛 내의 광학 렌즈의 개수는 감소되지만, 각 광학 렌즈의 휘도가 감소될 수 있다.
상기 광학 렌즈(300)에 의한 휘도 분포가 개선되므로, 회로 기판(400)과 광학 시트(514) 사이의 거리(H1)를 줄여줄 수 있다. 또한 백라이트 유닛 내에 배치된 광학 렌즈(300)의 개수를 줄여줄 수 있다.
도 23은 도 1의 광학 렌즈의 제2광 출사면의 다른 예이며, 도 24는 도 23의 광학 렌즈를 갖는 발광 모듈이며, 도 25는 도 24의 발광 모듈의 측 단면도이며, 도 26은 도 24의 발광 모듈을 갖는 라이트 유닛을 나타낸 도면이며, 도 27은 도 23의 발광 모듈의 A-A측 단면도이다.
도 23을 참조하면, 광학 렌즈(300)는, 바닥면(310), 상기 바닥면(310)의 센터 영역에 상기 바닥면(310)으로부터 위로 볼록한 리세스(recess)(315), 상기 리세스(315)의 둘레에 입사면(320), 상기 바닥면(310) 및 상기 입사면(320)의 반대측에 배치된 제1광 출사면(330), 및 상기 제1광 출사면(330)의 하부 둘레에 배치된 제2광 출사면(335)을 포함한다. 상기 광학 렌즈(300)의 리세스(315), 입사면(320) 및 제1광 출사면(330)은 상기에 개시된 실시 예의 설명을 참조하기로 한다.
상기 제2광 출사면(335)은 상기 제1광 출사면(330)의 하부 에지로부터 단차진 구조(36)를 포함한다. 상기 단차진 구조(36)는 상기 제1광 출사면(330)의 하부 에지로부터 외측 방향으로 수평하게 연장된 플랫한 면 또는 경사진 면을 포함한다. 상기 단차진 구조(36)의 플랫한 면은 상기 제1광 출사면(330)과 상기 제2광 출사면(335) 사이에 다른 평면일 수 있으며, 예컨대 상기 중심축(Y0)에 대해 90도 또는 그 이상일 수 있다. 상기 단차진 구조(36)의 폭(T4)은 150㎛ 이내 예컨대, 50㎛ 내지 150㎛ 범위일 수 있다. 상기 단차진 구조(36)는 탑뷰 형상이 소정 폭(T4)을 갖는 링 형상으로 구현될 수 있다. 상기 단차진 구조(36)의 폭(T4)은 광학 렌즈(300)의 너비의 오차 범위 내에서 돌출된 형태로 제공된다. 상기 단차진 구조(36)의 평탄한 상면 및 하면은 입사되는 광을 제2광 출사면(335)으로 반사시켜 줄 수 있다. 이러한 단차진 구조(36)의 상면 및 하면이 상기 폭보다 클 경우 광 분포에 영향을 줄 수 있고 광 분포 제어가 어려울 수 있다.
도 24 내지 도 26을 참조하면, 발광 모듈(301)은 발광 소자(100), 상기 발광 소자(100) 상에 배치된 광학 렌즈(300), 및 상기 발광 소자(100) 아래에 배치된 회로 기판(400)을 포함한다.
상기 발광 모듈(301)은 상기 회로 기판(400) 상에 복수의 광학 렌즈(300)가 소정의 간격을 갖고 배열될 수 있으며, 상기 발광 소자(100)는 상기 광학 렌즈(300)과 회로 기판(400) 사이에 배치된다.
상기 발광 소자(100)는 상면(S1) 및 다수의 측면(S2)을 통해 광을 방출하게 되며, 예컨대 5면 또는 그 이상의 발광 면을 갖는다. 상기 발광 소자(100)의 상면(S1)과 다수의 측면(S2)을 통해 방출된 광은 광학 렌즈(300)의 입사면(320)으로 입사하게 되며, 상기 입사면(320)으로 입사된 광은 굴절되어 제1 및 제2광 출사면(330,335)을 통해 추출된다. 상기 발광 소자(100)는 5면 이상의 발광 면을 제공하므로, 지향각 분포는 130도 이상 예컨대, 136도 이상이 될 수 있다. 상기 발광 소자(100)의 지향각 분포가 136도 이상이 되므로, 상기 발광 소자(100)의 각 측면(S2)을 통해 방출된 소정 광도를 갖는 광이 광학 렌즈(300)의 입사면(320)을 거쳐 제2광 출사면(335)을 통해 방출될 수 있다.
발광 소자(100)는 예컨대, 도 73의 (C)와 같은 지향각 분포를 제공할 수 있다. 도 73의 (A)은 실시 예에 따른 발광 소자의 평면도이며, (B)는 발광 소자의 기준 점을 설명하기 위한 도면이며, (C)는 발광 소자의 평면 상에서 각 방향별 지향각 분포를 나타낸 그래프이고, (D)는 (C)의 지향각 분포를 삼차원 형상으로 나타낸 도면이다.
도 73의 (A)와 같이 발광 소자는 상면 및 복수의 측면을 통해 광을 방출하게 된다. 이때 각 방향별 예컨대, 가로 방향, 세로 방향, 대각 방향의 지향각 분포는 도 73의 (C)와 같이, 각 방향의 지향각 분포로 검출될 수 있다. 도 73의 (A,C)에서 세로 방향은 C-Plane의 지향각 분포를 나타낸 도면이다. 이러한 도 73의 (C)와 같이, 각 방향별 광의 지향각 분포를 보면, 반치각이 65도 이상 예컨대 68도 이상으로 나타남을 알 수 있다.
상기 광학 렌즈(300)의 제1 및 제2광 출사면(330,335)은 입사된 광을 굴절시켜 방출하게 된다. 상기 제2광 출사면(335)은 중심축(Y0)을 기준으로, 굴절 후의 추출된 광의 각도가 굴절 전에 입사된 광의 각도보다 작게 굴절시켜 준다. 이에 따라 인접한 광학 렌즈(330)간의 광 간섭 거리를 길게 제공할 수 있고, 제2광 출사면(335)을 통해 출사된 일부 광과 제1광 출사면(330)으로 출사된 광이 광학 렌즈(300)의 주변에서 서로 혼색될 수 있다. 상기 각 회로 기판(400) 내에 배치된 광학 렌즈(300) 간의 간격(G1)은 서로 다른 회로 기판(400) 내에 배치된 광학 렌즈(300) 간의 간격(G2)보다 좁게 배열될 수 있다. 상기 간격(G1)은 상기 광학 렌즈(300)의 너비(D4)의 6배 내지 10배 범위 예컨대, 7배 내지 9배 범위로 배열될 수 있다. 상기 간격(G2)는 상기 광학 렌즈(300)의 너비(D4)의 9배 내지 11배 범위 예컨대, 9.5배 내지 10.5배 범위로 배치될 수 있다. 여기서, 상기 광학 렌즈(300)의 너비(D4)는 15mm 이상이 될 수 있다. 이러한 광학 렌즈(300) 간의 광 간섭 거리 즉, 간격(G1, G2)는 상기 광학 렌즈(300)의 너비(D4)의 최소 6배 이상 이격시켜 줄 수 있다.
도 26과 같이, 발광 모듈(301)의 회로 기판(400)은 바텀 커버(512) 내에 복수개가 배열될 수 있다. 상기 회로 기판(400)은 상기 발광 소자(100)와 전기적으로 연결되는 회로 층을 포함할 수 있다.
도 23 및 도 27을 참조하면, 발광 모듈(301)에서 중심축(Y0)과 발광 소자(100)의 중심이 교차되는 바닥 중심(P0)은 발광 소자(100)의 상면(S1)보다 낮은 위치에 배치될 수 있다. 상기 바닥 중심(P0)은 광학 렌즈(300)의 기준 점 또는 발광 소자(100)의 중심이 될 수 있다. 상기 바닥 중심(P0)은 발광 소자(100)의 상면(S1)의 중심과 복수의 측면(S2)의 중심이 교차되는 지점이거나 상기 상면(S1)의 중심과 각 측면(S2)의 하부 중심이 교차되는 지점이 될 수 있다. 이러한 바닥 중심(P0)은 중심축(Y0)과 발광 소자(100)로부터 출사된 광이 교차되는 교점이 될 수 있다. 상기 바닥 중심(P0)은 상기 광학 렌즈(300)의 저점과 동일한 수평 선상에 배치되거나 더 높은 위치에 배치될 수 있다.
상기 광학 렌즈(300)에서 바닥면(310)의 제1에지(23)는 광학 렌즈(300)의 저점이 될 수 있으며, 지지 돌기(350)를 제외한 영역에서 가장 낮을 수 있다. 상기 회로 기판(400)은 광학 렌즈(300)의 바닥면(310)의 제2에지(25)보다 제1에지(23)에 더 인접하게 배치될 수 있다. 상기 바닥면(310)의 제1에지(23)는 상기 회로 기판(400)의 상면에 접촉될 수 있고, 상기 제2에지(25)는 상기 회로 기판(400)의 상면으로부터 소정 간격(T0)으로 이격될 수 있다. 이에 따라 상기 발광 소자(100)의 측면(S2)로 방출된 광의 누설 없이 입사면(320)으로 입사될 수 있다. 상기 간격(T0)은 후술되는 반사 시트의 두께와 같거나 얇을 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 광학 렌즈(300)의 바닥면(310)은 수평한 제1축(X0)을 기준으로 제1에지(23)에서 제2에지(25)까지 경사진 면으로 이루어질 수 있다. 상기 바닥면(310)의 경사진 각도(θ5)는 5도 이내일 수 있으며, 예컨대 0.5도 내지 4도 범위일 수 있다. 상기 바닥면(310)이 경사진 각도(θ5)를 갖는 면으로 배치됨으로써, 발광 소자(100)의 측면으로 방출된 일부 광을 반사시켜 줄 수 있다.
상기 광학 렌즈(300)의 바닥면(330)은 적어도 하나 또는 복수의 오목부를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 광학 렌즈(300)는 하부에 배치된 지지 돌기(350)를 포함한다. 상기 지지 돌기(350)는 상기 광학 렌즈(300)의 바닥면(310)으로부터 하 방향 즉, 회로 기판(400) 방향으로 돌출된다. 상기 지지 돌기(350)는 복수개가 회로 기판(400) 상에 고정되며, 상기 광학 렌즈(300)가 틸트되는 것을 방지할 수 있다.
도 28을 참조하면, 상기 발광 소자(100)로부터 방출된 광 중에서 광학 렌즈(300)의 입사면(320)의 제1지점(P1)으로 입사된 제1광(L1)은 굴절되어 제1광 출사면(330)의 소정의 제2지점(P2)으로 방출된다. 또한 상기 발광 소자(100)로부터 방출된 광 중에서 상기 입사면(320)의 제3지점(P3)으로 입사된 제2광(L2)은 제2광 출사면(335)의 소정의 제4지점(P4)으로 방출하게 된다.
여기서, 상기 중심축(Y0)을 기준으로 입사면(320)의 제1지점(P1)으로 입사되는 제1광(L1)의 입사 각도를 제1각도(θ1)로 정의하고, 상기 중심축(Y0)을 기준으로 제1광 출사면(330)의 임의의 제3지점(P2)으로 방출된 제1광(L1)의 방출 각도를 제2각도(θ2)로 정의할 수 있다. 상기 중심축(Y0)을 기준으로 입사면(320)의 제3지점(P3)으로 입사되는 제2광(L2)의 입사 각도를 제3각도(θ3)로 정의하고, 상기 중심축(Y0)을 기준으로 제2광 출사면(335)의 제4지점(P4)으로 출사된 제2광(L2)의 방출 각도를 제4각도(θ4)로 정의할 수 있다. 상기 제2광(L2)은 발광 소자(100)의 측면으로 방출된 광일 수 있다.
상기 제2각도(θ2)는 상기 제1각도(θ1)보다 크게 된다. 상기 제2각도(θ2)는 상기 제1각도(θ1)가 점차 커질수록 점차 커지게 되며, 상기 제1각도(θ1)가 점차 작아질수록 점차 작아지게 된다. 그리고 제1 및 제2각도(θ1, θ2)는 θ2>θ1 또는 1<(θ2/θ1)의 조건을 만족한다. 상기 제1광 출사면(330)의 제2각도(θ2)는 굴절 후의 방출 각도로서, 굴절 전의 입사 각도보다 클 수 있다.
상기 제4각도(θ4)는 상기 제3각도(θ3)보다 작을 수 있다. 상기 제3각도(θ3)가 증가할수록 상기 제4각도(θ4)는 증가하게 되며, 상기 제3각도(θ3)가 감소할수록 상기 제4각도(θ4)는 감소하게 된다. 그리고 제3 및 제4각도(θ3, θ4)는 θ4<θ3 또는 1>(θ4/θ3)의 조건을 만족한다. 상기 제2광 출사면(335)의 제4각도(θ4)는 굴절 후의 방출 각도로서, 굴절 전의 입사 각도보다 작을 수 있다.
상기 제2광 출사면(335)의 제3에지(35)는 상기 중심축(Y0)에 대해 상기 발광 소자(100)의 지향각 분포를 가지는 광이 굴절된 각도 보다 위에 배치될 수 있다. 예컨대, 중심축(Y0)과 바닥 중심(P0)부터 제3에지(35) 사이를 연결하는 직선 사이의 각도는 상기 발광 소자(100)의 지향각의 1/2 지점을 지나는 광의 굴절각보다 작을 수 있다. 이에 따라 발광 소자(100)으로부터 방출된 광 중에서 지향각에 인접한 영역으로 조사된 광은 상기 제2광 출사면(335)을 통해 방출되도록 제어할 수 있다. 이 경우 제2광 출사면(335)으로 방출된 제2광(L2)은 제1광 출사면(330)으로 진행하는 광들과 혼색될 수 있다.
상기 발광 소자(100)로부터 방출된 광 중에서 상기 광학 렌즈(300)의 바닥면(310)으로 입사된 광(L3)은 반사되어 제2광 출사면(335)로 입사될 수 있다. 이때 상기 제2광 출사면(335)은 바닥면(310)으로부터 반사되어 입사된 광의 입사 각도보다 작은 방출 각도로 광을 방출하게 된다. 도 29과 같이, 발광 소자(100)의 측면(S2)으로 방출된 광 중에서 제2광 출사면(335)을 통해 방출된 제2광(L2)은 입사 각도보다 작은 방출 각도로 방출될 수 있다.
도 30은 도 23의 광학 렌즈의 측면도이며, 도 31은 도 23의 광학 렌즈의 평면도이며, 도 32는 도 23의 광학 렌즈의 저면도이다.
도 30 내지 도 32를 참조하면, 광학 렌즈(300)는 제1광 출사면(330)의 하부 둘레에 제2광 출사면(335)이 배치되며, 상기 제2광 출사면(335)의 아래에 바닥면(310)이 배치된다. 상기 바닥면(310)은 상기 제2광 출사면(335)의 제2에지(25)보다 아래에 배치될 수 있다. 상기 바닥면(310)은 상기 제2광 출사면(335)의 제2에지(25)의 수평 선상보다 아래로 돌출될 수 있다. 상기 제2광 출사면(335)은 제1광 출사면(330)의 외측보다 더 외측으로 돌출될 수 있다. 상기 광학 렌즈(300)의 바닥면(310)에 배치된 복수의 지지 돌기(350)는 상기 광학 렌즈(300)를 지지하는 돌기이다. 상기 복수의 지지 돌기(350)는 렌즈 중심을 기준으로 60도 이상의 각도 예컨대, 90도 이상의 각도로 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 33은 실시 예에 따른 광학 렌즈의 제2광 출사면 및 바닥 면의 다른 예를 나타낸 도면이다. 도 33을 설명함에 있어서, 상기에 개시된 구성과 동일한 특징은 생략하여 설명하기로 한다.
도 33을 참조하면, 상기 광학 렌즈(300)의 제2광 출사면(335)은 수직한 축을 기준으로 소정 각도(θ7)로 경사지게 배치될 수 있다. 상기 제2광 출사면(335)의 제2에지(25) 간의 직선 거리는 제3에지(35) 간의 직선 거리보다 짧을 수 있다. 상기 제2광 출사면(335)으로 방출된 광의 각도 즉, 제4각도(θ4)는 입사된 굴절 전의 입사 각도보다 작을 수 있다.
상기 광학 렌즈(300)의 바닥면(310)은 예컨대, 경사면을 갖는 제1영역(D17)과 수평 면을 갖는 제2영역(D18)을 포함한다. 상기 제1영역(D17)은 제1에지(23)부터 경사지게 되며, 상기 제2영역(D18)은 상기 제1영역(D17)과 제2에지(25) 사이에 배치된다. 상기 제1영역(D17)의 너비가 제2영역(D18)의 너비보다 더 넓을 수 있다. 상기 지지 돌기(360)은 제1영역(D17) 상에 배치될 수 있다. 상기 제1영역(D17)과 제2영역(D18)의 길이 비율은 6:4 내지 9:1의 비율로 배치될 수 있다. 상기 제1영역(D17)은 상기 제2에지(25)의 수평 연장 선보다 낮게 배치되어 발광 소자(100)의 측면과 대응되며, 상기 제2영역(D18)은 상기 제2에지(25)의 수평 연장 선과 동일 선상에 배치될 수 있다. 상기 제1영역(D17)의 구간이 넓을수록 광학 렌즈(300)의 중심부에서의 핫 스팟 현상을 줄여줄 수 있다. 도 74에 도시된 광의 휘도 분포는 바닥면이 수평한 면이 아닌 경사진 면을 갖는 광학 렌즈를 제공한 경우로서, 중심부의 핫 스팟 현상이 개선됨을 알 수 있다.
도 34는 실시 예에 따른 광학 렌즈의 바닥 면의 다른 예를 나타낸 도면이며, 도 35는 도 34의 광학 렌즈의 부분 확대도이다. 도 34 및 도 35를 설명함에 있어서, 상기에 개시된 실시 예와 동일한 구성은 상기에 개시된 실시 예의 설명을 참조하기로 한다.
도 34 및 도 35를 참조하면, 상기 광학 렌즈(300)의 바닥면(311)은 곡면을 갖는 제1영역(D19)과 수평 면을 갖는 제2영역(D20)을 포함한다. 상기 제1영역(D19)은 제1에지(23)부터 위로 볼록한 곡률을 갖게 된다. 즉, 상기 바닥면(311)의 곡면은 수평한 연장 선에 대해 위로 오목하게 되며, 예컨대 65mm 내지 75mm 범위의 곡률 반경을 갖는다. 즉, 상기 제1영역(D19)는 음(-)의 곡률을 가질 수 있다. 상기 제2영역(D20)은 상기 제1영역(D19)과 제2에지(25) 사이에 배치된다. 상기 제1영역(D19)의 너비가 제2영역(D20)의 너비보다 더 넓을 수 있다. 상기 제1영역(D19)과 제2영역(D20)의 길이 비율은 6:4 내지 9:1의 비율로 배치될 수 있다. 상기 제1영역(D19)의 너비가 넓을수록 광학 렌즈(300)의 중심부에서의 핫 스팟 현상을 줄여줄 수 있다.
상기 바닥면(311) 중에서 곡면 구간인 제1영역(D19)은 상기 입사면(320)에 인접하게 배치되며, 상기 평탄한 구간인 제2영역(D20)은 제2에지(25)에 인접하게 배치될 수 있다. 상기 곡면 및 평탄 면은 제1에지(23)부터 제2에지(25)를 직선으로 연결한 선분보다 위에 배치될 수 있다. 상기 제1영역(D19)은 상기 제2에지(25)의 수평 연장 선보다 낮게 배치되며, 상기 제2영역(D20)은 상기 제2에지(25)의 수평 연장 선과 동일 선상에 배치될 수 있다. 상기 지지 돌기(350)는 제1영역(D19)으로부터 돌출되어, 광학 렌즈(300)를 지지할 수 있다. 상기 바닥면(311)의 제1영역(D19)은 상기 발광 소자(100)로부터 방출된 광을 다른 방향으로 굴절시켜 주어, 제1 및 제2광 출사면(330,335)에 의한 휘도 분포를 변화시켜 줄 수 있다. 도 75에 도시된 광의 휘도 분포는 바닥면이 곡면 영역을 포함한 광학 렌즈의 휘도 분포를 나타낸 경우로서, 중심부의 핫 스팟 현상이 경사진 면을 갖는 광학 렌즈에 비해 개선됨을 알 수 있다.
도 36은 광학 렌즈의 바닥 면의 다른 예를 나타낸 측 단면도이고, 도 37은 도 36의 광학 렌즈의 부분 확대도이다. 도 36 및 도 37을 설명함에 있어서, 상기에 개시된 실시 예와 동일한 구성은 상기에 개시된 실시 예의 설명을 참조하기로 한다.
도 36 및 도 37을 참조하면, 상기 광학 렌즈(300)의 바닥면(313)은 음의 곡률과 양의 곡률을 갖는 곡면(13,14)을 포함한다. 상기 바닥면(313) 중에서 제1에지(23)에 인접한 제1곡면(13)은 음의 곡률을 갖고, 상기 제2에지(25)에 인접한 제2곡면(14)은 양의 곡률을 가질 수 있다. 상기 제1곡면(13)의 고점은 상기 발광 소자(100)의 상면보다 위에 배치되고 상기 제2에지(25)를 수평하게 연장한 직선보다는 낮게 배치될 수 있다. 상기 제1곡면(13)은 상기 발광 소자(100)의 측면으로부터 방출된 광을 전 반사하게 되어, 광학 렌즈(300)의 중심부에서의 핫 스팟 현상을 줄여줄 수 있고 휘도 분포를 개선시켜 줄 수 있다. 상기 제1곡면(13)과 제2곡면(14) 사이의 변곡점을 기준으로 직선 길이를 비교하면, 상기 제1곡면(13)의 직선 길이(C11)는 제2곡면(14)의 직선 길이(C12)보다 더 길게 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 지지 돌기(350)는 제1곡면(13)으로부터 상기 제2곡면(14)보다 더 돌출될 수 있어, 광학 렌즈(300)을 지지할 수 있다.
도 38은 실시 예에 따른 광학 렌즈의 입사면의 다른 예를 나타낸 측 단면도이고, 도 39는 도 38의 광학 렌즈의 부분 확대도이며, 도 40은 도 38의 광학 렌즈의 저면도이다. 실시 예에 광학 렌즈를 설명함에 있어서, 상기 실시 예(들)에 개시된 광학 렌즈의 구성과 동일한 구성은 상기에 개시된 설명을 참조하기로 한다.
도 38내지 도 40을 참조하면, 광학 렌즈(300)는 리세스(315)를 갖는 입사면(320), 바닥면(310), 및 제1 및 제2광 출사면(330,335)을 포함한다.
상기 광학 렌즈(300)의 입사면(320)은 측 단면이 포탄 형상, 종 형상, 반 타원 형상을 포함할 수 있다. 상기 입사면(320)에는 적어도 하나의 플랫 면(27,28)을 포함할 수 있다. 상기 플랫 면(27,28)은 서로 다른 높이에 위치될 수 있다. 상기 플랫 면(27,27)은 상기 중심축(Y0)을 기준으로 90도 또는 그 이상의 각도(θ18) 예컨대, 90도 내지 140도 범위로 배치될 수 있다.
도 39 및 도 40과 같이, 상기 입사면(320) 내에서의 플랫 면(27,28)은 바텀 뷰 형상이 소정 폭(E1)을 갖는 링(ring) 형상으로 배치될 수 있다. 상기 링 형상의 플랫 면(27,28)은 상기 입사면(320) 내에 복수개가 서로 다른 높이에 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 링 형상의 플랫 면(27,28)의 직경은 리세스(315)의 바닥 너비(D1)보다는 좁게 배치될 수 있다.
상기 플랫 면(27,28)은 상기 입사면(320)의 제1정점(21)에 인접한 제1플랫 면(27)과, 상기 제1플랫 면(27)과 제1에지(23) 사이에 배치된 제2플랫 면(28)을 포함한다. 상기 제2플랫 면(28)은 제2광 출사면(335)의 제3에지(35)의 수평 연장 선보다 위에 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2플랫 면(27,28)의 너비(E1)은 서로 동일하거나 다를 수 있다. 상기 제1 및 제2플랫 면(27,28)의 너비(E1)는 입사면(320)의 제1정점(21)으로부터 멀어질수록 더 넓어질 수 있으며, 예컨대 제2플랫 면(28)의 너비가 제1플랫 면(27)의 너비보다 더 넓을 수 있다. 이러한 광학 렌즈(300)는 입사면(320)의 플랫 면(27,28)에 의해 도 76와 같은 휘도 분포 상에서 광학 렌즈의 중심부의 둘레에 주변보다 밝은 복수의 링 형상을 갖는 형태로 나타날 수 있다. 이에 따라 광학 렌즈의 중심부의 휘도 분포와 주변부의 휘도 분포 차이를 줄여줄 수 있다.
도 41은 실시 예에 따른 광학 렌즈의 다른 예를 나타낸 측 단면도이다. 도 41을 설명함에 있어서, 상기에 개시된 실시 예와 동일한 구성은 상기에 개시된 실시 예의 설명을 참조하기로 한다.
도 41을 참조하면, 광학 렌즈(300)는 리세스(315)를 갖는 입사면(320), 바닥면(310), 및 제1 및 제2광 출사면(330,336)을 포함한다.
상기 광학 렌즈(300)의 바닥면(310)은 제1에지(23)부터 제2에지(25)까지 수평한 연장 선에 대해 경사진 면이거나 곡면으로 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제2광 출사면(336)은 제1광 출사면(330)의 외측 둘레로부터 단차진 구조(37)를 갖고 연장될 수 있다. 상기 제2광 출사면(336)은 상기 제1광 출사면(330)의 하부 에지보다 안쪽에 배치된다. 상기 제2광 출사면(336)은 경사진 면이거나 수직한 면으로 제공될 수 있다. 상기 제2광 출사면(336)이 경사진 면으로 제공될 경우, 광이 굴절되는 각도가 더 커질 수 있으며, 인접한 광학 렌즈 간의 간섭 거리를 더 길게 제공할 수 있다.
상기 바닥면(310)의 제2에지(25) 간의 직선 거리(B1)는 제1광 출사면(330)의 하부 외측 간의 거리(B3)보다 짧게 배치될 수 있다. 또한 상기 제2광 출사면(336)의 상부 에지 간의 직선 거리(B2)는 상기 거리(B1)보다는 길고 상기 거리(B3)보다는 짧을 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 광학 렌즈(300)는 제2광 출사면(336)을 제1광 출사면(330)의 하부 에지보다 안쪽에 배치하게 되어, 광학 렌즈(300)의 하부 너비를 줄여줄 수 있다. 또한 상기 제2광 출사면(336)은 발광 소자(100)로부터 방출된 일부 광을 입사받아 방출하게 되며, 이때 굴절 전의 입사 각도보다 작은 방출 각도로 광을 방출하게 된다. 이에 따라 발광 모듈 내에서 광학 렌즈 간의 광 간섭 거리도 증가될 수 있다.
도 42는 실시 예에 따른 광학 렌즈의 다른 예를 나타낸 측 단면도이다. 도 42을 설명함에 있어서, 상기에 개시된 실시 예와 동일한 구성은 상기에 개시된 실시 예의 설명을 참조하기로 한다.
도 42를 참조하면, 광학 렌즈(300)는 리세스(315)의 하부 둘레에 배치된 바닥면(310), 리세스(315)를 갖는 입사면(320), 및 제1 및 제2광 출사면(330,337)을 포함한다.
상기 광학 렌즈(300)의 바닥면(310)은 제1에지(23)부터 수평한 연장 선에 대해 경사진 면이거나 곡면으로 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제2광 출사면(337)은 제1광 출사면(330)의 외측 둘레로부터 단차진 구조(37)를 갖고 연장될 수 있다. 상기 제2광 출사면(337)은 상기 제1광 출사면(330)의 하부 에지보다 안쪽에 배치된다. 상기 제2광 출사면(337)은 경사진 면이거나 수직한 면으로 제공될 수 있다. 상기 제2광 출사면(337)은 제1광 출사면(330)의 최 외곽에 수직한 라인보다 내측 또는 안쪽에 배치될 수 있다.
상기 바닥면(310)과 상기 제2광 출사면(337) 사이의 경계 부분(35A)은 라운드된 곡면으로 처리될 수 있다. 이러한 경계 부분(35A)이 곡면으로 처리되므로, 발광 소자(100)로부터 방출된 광이 다른 광학 렌즈에 간섭되는 것을 방지할 수 있다.
도 43은 실시 예에 따른 광학 렌즈에 측면 돌출부를 배치한 평면도이고, 도 44는 도 43의 광학 렌즈의 배면도이며, 도 45는 도 43의 광학 렌즈를 갖는 발광 모듈의 평면도이고, 도 46은 도 45의 발광 모듈의 회로 기판 및 광학 렌즈를 나타낸 평면도이다.
도 43 및 도 44을 참조하면, 광학 렌즈(300)는 리세스(315) 및 상기 리세스(315)의 둘레에 입사면(320)을 포함하며, 상기 리세스(315)는 광학 렌즈(300)의 바닥면(310)으로부터 상 방향으로 볼록하게 함몰될 수 있다. 상기 입사면(320)은 상기 리세스(315)의 둘레에 곡면을 갖는다. 상기 리세스(315)는 포탄 형상, 종 형상, 또는 반 타원 형상일 수 있다. 상기 광학 렌즈(300)에 대한 구조는 상기에 개시된 실시 예와 동일한 부분은 상기에 개시된 실시 예의 설명을 참조하기로 하며, 상이한 부분에 대해 상세하게 설명하기로 한다.
상기 광학 렌즈(300)는 하부에 배치된 복수의 지지 돌기(350)를 포함한다. 상기 지지 돌기(350)는 상기 광학 렌즈(300)의 바닥면(310)으로부터 하 방향으로 돌출될 수 있다.
상기 복수의 지지 돌기(350)는 상기 측면 돌출부(360)에 인접한 제1 및 제2지지 돌기(51,52)와, 상기 상기 측면 돌출부(360)를 기준으로 입사면(320)보다 더 이격된 제3 및 제4지지 돌기(53,54)를 포함할 수 있다.
상기 측면 돌출부(360)의 임의의 지점 예컨대, 센터 지점은 상기 제1 및 제2지지 돌기(51,52)와의 거리(D15)가 중심축(Y0)과의 거리(D14)보다 가깝게 배치될 수 있다. 상기 거리 D15 > D14로 배치됨으로써, 제 1내지 제4지지 돌기(51,52,53,54)는 입사면(320)의 둘레에서 광학 렌즈(300)를 안정되게 지지할 수 있다. 상기 D14는 광학 렌즈(300)가 원 형상인 경우 반경으로 정의될 수 있다. 여기서, 상기 제1거리(r1)는 광학 렌즈(300)의 반경(D14) 또는 바닥면(310)의 반경의 0.82 내지 0.85 범위 내에 배치될 수 있다. 상기 제1거리(r1)은 6mm 내지 6.5mm 범위를 포함할 수 있으며, 예컨대, 6.2mm 내지 6.4mm의 범위를 포함한다. 중심축(Y0)으로부터 제1거리(r1)에 지지 돌기(350)를 배치해 줌으로써, 제1거리(r1) 및 그 주변 영역(r1±10%)에서 지지 돌기(350)가 배치된 바닥 영역으로 진행하는 광들에 의한 간섭을 줄여줄 수 있다. 상기 제1거리(r1)를 벗어난 영역으로 진행하는 광은 광 분포에 크게 영향을 주지 않게 된다.
중심축(Y0)을 기준으로, 상기 측면 돌출부(360)의 센터 지점을 지나는 제2축(Z1)과 상기 제1지지 돌기(52) 사이의 각도(R12)는 예각일 수 있으며, 예컨대 45도 초과일 수 있다.
여기서, 복수의 지지 돌기(350)는 상기 중심축(Y0)을 기준을 상기 측면 돌출부(360)에 인접한 제1 및 제2지지 돌기(51,52) 사이의 각도(R11)는 90도 초과일 수 있다. 이는 복수의 지지 돌기(350)가 상기 제2축(Z1)보다는 제1축(X0)에 더 인접하게 배치될 수 있다. 상기 복수의 지지 돌기(350)는 제1축(X0)에 더 인접하게 배치되어 광학 렌즈(300)를 안정되게 지지하고, 회로 기판(400)의 제2축(Z1) 방향의 길이(D13)를 줄여줄 수 있다.
도 44를 참조하면, 상기 복수의 지지 돌기(350)는 상기 광학 렌즈(300)의 바닥면(310)에서 중심축(Y0)과 상기 측면 돌출부(360)의 중심을 지나는 제2축(Z1)과 상기 제2축(Z1)에 연직한 제1축(X0)으로부터 분할된 제1 내지 제4사분면(Q1,Q2,Q3,Q4)에 각각 배치될 수 있다. 또한 상기 복수의 지지 돌기(350:51,52,53,54)는 상기 제2축(Z1)보다 제1축(X0) 선상에 더 가깝게 배치될 수 있다. 상기 복수의 지지 돌기(350)의 중심과 상기 중심축(Y0) 사이는 동일한 제1거리(r1)로 이격될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 복수의 지지 돌기(350) 중 적어도 하나는 나머지와 중심축(Y0)으로부터 다른 간격을 가질 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 복수의 지지 돌기(350:51,52,53,54) 간의 거리는 제1축(X0) 방향으로의 간의 거리(D31)가 제2축(Z1) 방향으로의 거리(D32)보다 더 클 수 있다. 이는 회로 기판(400)의 제2길이인 너비에 따라 달라질 수 있다.
상기 복수의 지지 돌기(350:51,52,53,54)는 적어도 4개가 다각형 형상 예컨대, 사각형 형상 즉, 직 사각형 형상으로 배치될 수 있다. 다른 예로서, 상기 복수의 지지 돌기(350:51,52,53,54)는 4개 이상 예컨대, 5개 또는 6개 이상이 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
실시 예는 복수의 지지 돌기(350:51,52,53,54)가 측면 돌출부(360)의 영역과 제2축(Z1)으로 오버랩되지 않게 이격시키고 제1축(X0) 방향에 더 가깝게 배치해 줌으로써, 광학 렌즈(300)의 사출 성형시 상기 복수의 지지 돌기(350:51,52,53,54)에 의해 제2광 출사면(335)의 표면에 영향을 주는 것을 줄여줄 수 있다.
상기 광학 렌즈(300)는 최 외측으로 돌출된 측면 돌출부(360)를 포함할 수 있다. 상기 측면 돌출부(360)는 상기 광학 렌즈(300)의 제2광 출사면(335)의 일부 영역으로부터 상기 제2광 출사면(335)보다 외측 방향으로 돌출된다. 도 45 및 도 46과 같이, 상기 측면 돌출부(360)는 회로 기판(400)의 영역보다 외측으로 돌출될 수 있다. 이에 따라 광학 렌즈(300)의 측면 돌출부(360)은 회로 기판(400)과 수직 방향으로 오버랩되지 않는 영역에 배치될 수 있다. 상기 측면 돌출부(360)는 상기 회로 기판(400)의 제1측면(401) 및 제2측면(402) 중 어느 하나보다 외측으로 돌출될 수 있다.
실시 예는 상기 복수의 광학 렌즈(300)의 측면 돌출부(360)들은 중심축(Y0)에 직교하는 방향 예컨대, 제2축(Z) 방향으로 위치될 있다. 상기 제2축(Z) 방향은 광학 렌즈(300)들이 배열되는 방향에 수직한 방향일 수 있다. 상기 제2축(Z1) 방향은 동일 평면 상에서 제1축(X0) 방향과 직교하게 배치될 수 있다. 상기 측면 돌출부(360)는 제2광 출사면(335)으로부터 돌출될 수 있다. 상기 측면 돌출부(360)의 외 측면(361)에 수평한 면은 상기 제2축(Z) 방향과 직교할 수 있다. 도 45와 같이, 상기 측면 돌출부(360)의 외 측면(361)에 대해 수평한 직선(K2)은 상기 제1축(X0) 방향과 평행한 방향일 수 있다. 여기서, 제1 및 제2축(X0,Z1)은 동일 수평 면 상에 배치된 경우, 중심축(Y0)을 지나며 서로 직교할 수 있다.
상기 측면 돌출부(360)는 사출시 게이트를 위한 영역이 커팅된 부분으로서, 게이트부, 절단부, 돌기, 또는 마크(mark)부로 정의될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 측면 돌출부(360)는 광학 렌즈(300)에 하나가 배치될 수 있다. 상기 광학 렌즈(300)는 상기 측면 돌출부(360) 이외에 외측으로 돌출된 적어도 하나의 돌기를 더 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 광학 렌즈(300)의 측면 돌출부(360)는 외 측면이 러프한 면으로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 러프한 면은 상기 제1광 출사면(330)의 표면 거칠기보다 더 높은 표면 거칠기를 가질 수 있다. 상기 러프한 면은 상기 제1광 출사면(330)의 투과율보다 낮은 투과율을 가질 수 있다. 이러한 러프한 면은 절단 면일 수 있다.
상기 측면 돌출부(360)의 영역은 낮은 투과율 및 거친 표면 거칠기로 인해 광 분포가 불균일하게 나타날 수 있으며, 광의 방출 각도를 제어하기 어렵다. 상기 측면 돌출부(360)의 영역을 통해 방출된 광은 인접한 광학 렌즈로 조사될 수 있다. 상기 측면 돌출부(360)의 영역이 제1방향(X)으로 배열되거나 또는 상기 회로 기판(400)과 수직 방향으로 오버랩되게 배치된 경우, 상기 측면 돌출부(360)를 통해 방출된 광이 인접한 광학 렌즈(300)에 조사되어 광 간섭 현상을 발생시킬 수 있고, 회로 기판(400)에 의해 반사되어 광 균일도에 영향을 줄 수 있는 문제가 있다.
도 45 및 도 46을 참조하면, 발광 모듈(301)은, 발광 소자(100), 상기 발광 소자(100) 상에 배치된 광학 렌즈(300), 및 상기 발광 소자(100) 아래에 배치된 회로 기판(400)을 포함한다.
상기 발광 소자(100)는 상기 회로 기판(400) 상에 배치되어 상기 광학 렌즈(300)와 상기 회로 기판(400) 사이에 위치할 수 있다. 상기 발광 소자(100)는 상기 회로 기판(400)으로부터 전원을 공급받아 구동하며 광을 방출하게 된다.
상기 광학 렌즈(300)의 지지 돌기(350)는 상기 회로 기판(400)의 방향으로 돌출되어 상기 회로 기판(400)의 상면보다 낮게 배치될 수 있다. 상기 복수의 지지 돌기(350)는 상기 회로 기판(400)과 수직 방향으로 오버랩될 수 있다. 상기 지지 돌기(350)는 복수개가 회로 기판(400) 상에 고정되며, 상기 광학 렌즈(300)가 틸트되는 것을 방지할 수 있다. 상기 회로 기판(400) 상에는 상기 지지 돌기(350)의 삽입을 위한 삽입 홈이 배치될 수 있다. 상기 회로 기판(400) 상에는 상기 지지 돌기(350)의 삽입 홈으로 상기 지지 돌기(350)가 삽입되면, 접착 부재(미도시)를 이용하여 상기 지지 돌기(350)를 접착시켜 줄 수 있다.
상기 회로 기판(400)은 표시 장치, 단말기, 전조등, 지시등과 같은 조명 장치와 같은 라이트 유닛 내에 배열될 수 있다. 상기 회로 기판(400)은 상기 발광 소자(100)와 전기적으로 연결되는 회로 층을 포함할 수 있다. 상기 회로 기판(400)의 상에는 보호층(미도시)이 배치되며, 상기 보호층은 광학 렌즈(300)로부터 반사된 광을 흡수하거나 반사하는 재질을 포함할 수 있다.
상기 회로 기판(400)은 탑뷰를 보면, X축 방향의 제1길이가 Z축의 제2길이(D13)보다 긴 길이를 갖는다. 상기 제1길이는 가로 길이이며, 상기 제2길이(D13)는 세로 길이 또는 너비일 수 있다.
상기 회로 기판(400)의 제2길이(D13)는 상기 광학 렌즈(300)의 너비(D4) 또는 직경보다 작거나 같을 수 있다. 예를 들면, 상기 제2길이(D13)는 상기 광학 렌즈(300)의 너비(D4) 또는 직경보다 작게 배치될 수 있다. 이에 따라 상기 회로 기판(400)의 제2길이(D13)는 감소될 수 있고 이에 따른 비용 절감 효과가 있다.
상기 회로 기판(400)의 제1길이는 상기 광학 렌즈(300)의 직경 또는 너비의 2배 이상의 길이로 배치될 수 있으며, 예컨대 4개 이상의 광학 렌즈(300)의 직경 또는 너비의 합보다 긴 길이를 가질 수 있다. 이는 회로 기판(400)의 제1길이는 제2길이(D13)보다 길게 예컨대, 4배 이상 길게 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1 및 제2지지 돌기(51,52)는 광학 렌즈(300)의 반경(D4)의 1/3 지점(P21)을 지나는 수평한 직선(K5)과의 거리(D21)보다 더 이격될 수 있다. 상기 회로 기판(400)의 제1 및 제2측면(401,402)의 위치는 상기 복수의 지지 돌기(350)를 지나는 수평한 직선(K3) 보다는 외측에 배치되고, 상기 광학 렌즈(300)의 외측 둘레 예컨대, 제2광 출사면(335)을 지나는 수평한 직선(K4)보다 안쪽에 배치될 수 있다. 상기 회로 기판(400)의 제1측면(401)은 상기 직선(K4)과 소정 거리(D22)로 이격될 수 있다.
상기 회로 기판(400) 상에는 흡수층(412,414)이 배치될 수 있다. 상기 흡수층(412,414)은 반사율보다 흡수율이 높은 물질 예컨대, 흑색 레지스트 물질을 포함한다. 상기 흡수층(412,414)은 서로 이격된 제1 및 제2흡수층(412,414)을 포함할 수 있으며, 상기 제1 및 제2흡수층(412,414)은 회로 기판(400)의 제1축(X0) 방향으로 이격될 수 있다. 상기 제1 및 제2흡수층(412,414)은 반원 형상으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 제1 및 제2흡수층(412,414)은 중심축(Y0)을 기준으로 서로 동일한 제1거리(r1)로 이격될 수 있다. 상기 흡수층(412,414)은 회로 기판(400)의 보호 재질이거나 별도의 층으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 광학 렌즈(300)의 지지 돌기(350:51,52,53,54)는 상기 제1 및 제2흡수층(412,414)의 영역과 수직 방향으로 오버랩될 수 있다. 상기 회로 기판(400)의 상면에는 도 49와 같이, 상기 제1 및 제2흡수층(414,416)의 영역을 따라 상기 지지 돌기(350)가 삽입될 수 있는 복수의 구멍(416)을 포함할 수 있다. 상기 광학 렌즈(300)의 지지 돌기(350)는 도 49, 도 51 및 도 52와 같이, 상기 흡수층(412,414)의 영역에 배치된 구멍(416)에 삽입될 수 있다.
도 53과 같이, 광학 렌즈(300)의 지지 돌기(350)는 상기 구멍(416)에 삽입되면, 상기 지지 돌기(350)의 둘레에 접착제(405)로 접착시켜 줄 수 있다. 상기 접착제(405)는 흑색 수지 재질의 접착 재질 예컨대, 흑색 에폭시를 포함할 수 있다. 이러한 접착제(405)는 광을 흡수하여, 불필요한 광의 반사를 억제해 줄 수 있다.
도 47을 참조하면, 상기 광학 렌즈(300)의 지지 돌기(350: 55,56,57)는 3개가 삼각형 형상으로 배치될 수 있다. 상기 지지 돌기(350)들의 중심은 중심축(Y0)과의 제1거리(r1)가 동일하거나 어느 하나는 다를 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 48을 참조하면, 광학 렌즈(300)의 복수의 지지 돌기(350:58,59,60) 중 적어도 하나 예컨대, 어느 하나의 지지 돌기(58)는 다른 지지 돌기(59,60)들에 비해 큰 너비 또는 큰 면적을 가질 수 있다. 이는 복수의 지지 돌기(350) 중 중심 축으로부터 거리가 상대적으로 먼 지지 돌기(58)의 크기는 거리가 상대적으로 가까운 지지 돌기(59,60)들의 크기보다는 작을 수 있다. 이는 지지 돌기들(58,59,60)의 바닥면적들의 차이는 중심축(Y0)과의 거리에 비례할 수 있다.
도 50은 도 45의 조명 모듈의 B-B측 단면도이다.
도 50과 같이, 발광 소자(100)로부터 방출된 광 중에서 제1광 출사면(330)로 입사된 광의 대부분(L5)은 투과하지만, 일부 광(L6)들은 바닥면(310)의 방향으로 반사될 수 있다. 상기 반사면(310) 방향으로 반사된 광(L6)의 광도를 측정한 결과 도 77과 같이 중심축(Y0)으로부터 제1거리(r1)를 갖는 영역에서 피크 치가 검출되었다. 이는 바닥면(310)으로 진행된 광(L6)은 바닥면(310)을 투과하거나 바닥면(310)에 의해 반사되어 다른 광들에 간섭을 주게 된다. 실시 예는 바닥면(310)으로 진행하는 광(L6)의 광도 중에서 피크 치 또는 피크 치의 80% 이상의 범위에 해당되는 영역에 상기 회로 기판(400)의 흡수층(412,414)을 배치하여, 불필요한 광을 흡수할 수 있다. 이러한 불필요한 광들이 외부로 진행할 때 무라(mura) 불량이 발생될 수 있다.
실시 예는 광학 렌즈(300)을 지지하기 위한 지지 돌기(350)는 바닥면(310)으로 진행하는 광(L6)의 광도 중에서 피크 치 또는 피크 치의 80% 이상의 범위에 해당되는 영역에 배치될 수 있다. 상기 지지 돌기(350)를 흡수층(412,414)의 영역 내에 배치되거나, 흡수 재질의 접착제가 도포됨으로써, 입사되는 광(L6)을 흡수하여 무라 불량을 억제할 수 있다. 다른 예로서, 상기 광학 렌즈(300)의 바닥면(310) 중 상기 영역에 광 흡수 재질이 도포될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 광학 렌즈(30)의 바닥면(310)에서 제1거리(r1)는 6mm 내지 6.5mm 범위를 포함할 수 있으며, 예컨대, 6.2mm 내지 6.4mm의 범위를 포함한다. 중심축(Y0)으로부터 제1거리(r1)에 지지 돌기(350)를 배치해 줌으로써, 제1거리(r1) 및 그 주변 영역(r1±10%)에서 지지 돌기(350)가 배치된 바닥 영역으로 진행하는 광들에 의한 간섭을 줄여줄 수 있다. 상기 제1거리(r1)를 벗어난 영역으로 진행하는 광은 광 분포에 크게 영향을 주지 않게 된다.
따라서, 광학 렌즈(300)의 제1 및 제2광 출사면(330,335)을 통해 출사되는 광을 효과적으로 제어하고, 다른 영역 예컨대, 바닥면(310)으로 진행하는 광(L6)이 다른 광의 분포에 간섭하는 것을 억제하여, 광의 균일한 분포를 개선시켜 줄 수 있다.
다른 예로서, 광학 렌즈의 외부에서 제1광 출사면으로 광을 조사할 때, 도 77과 같은 제1거리(r1)에서 피크 치의 광도가 검출될 수 있다. 실시 예는 제1광 출사면(330)의 곡면 특성에 의해 반사 또는 굴절될 수 있는 바닥면(310)의 영역 중 광량이 최대인 영역과 대면하는 영역에 지지 돌기(350)와 흡수층(412,414) 및 접착제(도 51의 405) 중 적어도 하나 또는 모두를 배치하여, 무라 문제를 억제하고 균일한 광 분포에 간섭을 주는 것을 차단할 수 있다.
도 51은 도 45의 발광 모듈의 B-B측 단면도로서, 광학 렌즈의 입사면 및 출사면으로 출사된 광의 경로를 나타낸 도면이며, 도 52는 실시 예에 따른 광학 렌즈의 측 단면도이며, 도 53은 도 45의 발광 모듈의 C-C측 단면도이고, 도 54는 도 53의 광학 렌즈의 부분 확대도이며, 도 55는 도 53의 광학 렌즈의 상세 구성을 나타낸 측 단면도이다.
도 52 내지 도 55를 참조하면, 광학 렌즈(300)는 바닥면(310), 입사면(320), 리세스(315), 제1광 출사면(330), 제2광 출사면(335)을 포함하며, 상기에 개시된 실시 예의 설명을 참조하기로 한다.
상기 광학 렌즈(300)는 상기 발광 소자(100)의 상면 및 측면으로부터 방출된 광을 입사면(320)으로 입사받아 제1 및 제2광 출사면(330,335)로 방출하게 된다. 상기 입사면(320)으로부터 입사된 일부 광은 소정의 경로를 거쳐 상기 바닥면(310)으로 조사될 수 있다. 상기 광학 렌즈(300)는 상기 발광 소자(100)로부터 방출된 광이 소정 각도의 지향각 분포를 갖고 입사면(320)으로 입사되면, 제1 및 제2광 출사면(330,335)을 통해 확산시켜 줄 수 있다.
상기 광학 렌즈(300)의 입사면(320)은 상기 발광 소자(100)의 상면(S1) 및 다수의 측면(S2)과 서로 대면하게 배치될 수 있다. 상기 발광 소자(100)의 측면(320)으로부터 방출된 광은 상기 입사면(320)으로 조사될 수 있다. 이에 따라 상기 발광 소자(100)의 측면(S2)으로 방출된 광은 누설 없이 입사면(320)으로 입사될 수 있다.
상기 발광 소자(100)는 상면(S1) 및 다수의 측면(S2)을 통해 광을 방출하게 되며, 예컨대 5면 또는 그 이상의 발광 면을 갖는다. 상기 발광 소자(100)의 다수의 측면(S2)은 적어도 4개의 측면을 포함한 구조로서, 발광 면일 수 있다.
상기 발광 소자(100)는 5면 이상의 발광 면을 제공하므로, 측면(S2)을 통해 방출된 광에 의해 광의 지향각 분포는 넓어질 수 있다. 상기 발광 소자(100)의 지향각 분포는 130도 이상 예컨대, 136도 이상이 될 수 있다. 상기 발광 소자(100)의 지향각의 1/2은 65도 이상, 예컨대 68도 이상일 수 있다. 상기 발광 소자(100)로부터 방출된 광이 상기 광학 렌즈(300)를 통해 방출되면, 상기 발광 소자(100)의 지향각에 상응하는 빔의 각도는 140도 이상 예컨대, 142도 이상일 수 있다. 상기 빔의 각도의 1/2은 70도 이상 예컨대, 71도 이상일 수 있다. 상기 광학 렌즈(300)는 발광 소자(100)의 지향각보다 넓은 지향 분포로 광을 방출해 줌으로써, 광의 지향각 분포를 개선시켜 줄 수 있고, 균일한 휘도 분포로 제공할 수 있다. 이러한 발광 소자(100)의 지향각 분포를 넓게 제공해 줌으로써, 경사진 바닥 면(310) 및 깊이가 깊은 입사면(320)을 갖는 광학 렌즈(300)를 이용한 광 확산이 보다 용이한 효과가 있다.
상기 광학 렌즈(300)의 제1 및 제2광 출사면(330,335)은 입사된 광을 굴절시켜 방출하게 된다. 상기 제2광 출사면(335)은 중심축(Y0)을 기준으로, 굴절 후의 추출된 광의 각도가 굴절 전에 입사된 광의 각도보다 작게 굴절시켜 준다. 이에 따라 인접한 광학 렌즈(300)간의 광 간섭 거리를 길게 제공할 수 있고, 제2광 출사면(335)을 통해 출사된 일부 광과 제1광 출사면(330)으로 출사된 광이 광학 렌즈(300)의 주변에서 서로 혼색될 수 있다.
상기 제1광 출사면(330)은 입사되는 광을 반사하거나 굴절시켜 외부로 출사시켜 줄 수 있다. 상기 제1광 출사면(330)은 중심축(Y0)을 기준으로, 제1광 출사면(330)으로 방출된 광의 굴절 후의 방출 각도는 굴절 전에 입사된 입사 각도보다 클 수 있다.
도 57을 참조하면, 상기 광학 렌즈(300)는 너비(D4) 또는 직경은 상기 두께(D3)의 2.5배 이상 예컨대, 3배 이상이 될 수 있다. 상기 광학 렌즈(300)는 너비(D4) 또는 직경이 15mm 이상으로 배치되므로, 라이트 유닛 예컨대, 백라이트 유닛의 전 영역에 균일한 휘도 분포를 제공할 수 있고, 또한 라이트 유닛의 두께를 줄여줄 수 있다. 상기 리세스(315)의 깊이(D2)는 상기 입사면(320)의 하부 너비(D1)와 같거나 더 깊게 배치될 수 있다. 상기 리세스(315)의 깊이(D2)는 광학 렌즈(300)의 두께(D3)의 75% 이상 예컨대, 80% 이상의 깊이를 가질 수 있다. 상기 리세스(315)의 깊이(D2)가 깊게 배치됨으로써, 제1광 출사면(330)의 센터 영역이 전 반사면 또는 음의 곡률을 갖지 않더라도, 입사면(320)의 제1정점(21)의 인접 영역에서도 측 방향으로 광을 확산시켜 줄 수 있다. 상기 리세스(315)의 깊이(D2)는 입사면(320)의 제1정점(21)의 깊이로서, 상기 입사면(320)의 제1정점(21)의 깊이가 깊게 배치됨으로써, 제1정점(21)의 주변 영역으로 입사된 광에 대해 측 방향으로 굴절시켜 줄 수 있다.
상기 리세스(315)와 상기 제1광 출사면(330) 사이의 최소 거리(D5)는 상기 입사면(320)의 제1정점(21)과 제1광 출사면(330)의 제1정점(31) 사이의 간격일 수 있다. 상기 거리(D5)는 예컨대 1.5mm 이하일 수 있으며, 예컨대, 0.6mm 내지 1.5mm 범위일 수 있다. 상기 입사면(320)의 제1정점(21)과 제1광 출사면(330) 제2정점(31) 사이의 거리(D5)가 1.5mm 초과인 경우 상기 제1광 출사면(330)의 센터 영역으로 진행하는 광량이 많아질 수 있어, 핫 스팟 현상이 발생될 수 있다. 상기 입사면(320)의 제1정점(21)과 제1광 출사면(330)의 에지(31) 사이의 거리(D5)가 0.6mm 미만인 경우 광학 렌즈(300)의 센터 측 강성이 약해지는 문제가 있다. 이러한 리세스(315) 및 제1광 출사면(330) 사이의 거리(D5)를 상기 범위로 배치함으로써, 제2광 출사면(335)의 센터 영역이 전 반사면 또는 음의 곡률을 갖지 않더라도, 센터 영역의 주변으로 광의 경로를 수평 방향으로 확산시켜 줄 수 있다. 이는 리세스(35)의 제1정점(21)이 상기 제1광 출사면(330)의 볼록한 제2정점(31)에 인접할수록 상기 입사면(320)을 통해 제1광 출사면(330)의 측 방향으로 진행하는 광의 광량이 증가될 수 있다. 따라서, 광학 렌즈(300)의 측 방향으로 확산하는 광량을 증가시켜 줄 수 있다. 상기 입사면(320)의 제1정점(21)은 상기 제2광 출사면(335)의 제3에지(35)로부터 수평하게 연장한 직선보다는 제1광 출사면(330)의 센터인 제2정점(31)에 더 인접하게 배치될 수 있다.
상기 광학 렌즈(300)에서 상기 제1광 출사면(330)은 서로 다른 곡률 반경을 가질 수 있다. 상기 입사면(320)은 서로 다른 곡률 반경을 가질 수 있다. 상기 제1광 출사면(330) 및 상기 입사면(320)의 각 곡률 반경을 가지는 원들의 중심은 상기 입사면(320)의 제2정점(21)을 지나는 수평한 직선보다 아래에 배치될 수 있고, 상기 광학 렌즈(300)와 수직 방향으로 오버랩된 영역에 배치될 수 있다.
도 51과 같이 광학 렌즈(300)의 광 경로를 보면, 상기 발광 소자(100)로부터 방출된 광 중에서 광학 렌즈(300)의 입사면(320)으로 입사된 제1광(L1)은 굴절되어 제1광 출사면(330)으로 방출될 수 있다. 또한 상기 발광 소자(100)로부터 방출된 광 중에서 상기 입사면(320)으로 입사된 제2광(L2)은 제2광 출사면(335)으로 방출될 수 있다.
여기서, 입사면(320)으로 입사되는 제1광(L1)의 입사 각도는 제1각도(θ1)이며, 제1광 출사면(330)으로 방출된 제1광(L1)의 방출 각도를 제2각도(θ2)이며, 입사면(320)으로 입사되는 제2광(L2)의 입사 각도는 제3각도(θ3)이며, 제2광 출사면(335)으로 출사된 제2광(L2)의 방출 각도는 제4각도(θ4)일 수 있다. 상기 제2광(L2)은 발광 소자(100)의 측면으로 방출된 광일 수 있다. 상기 제2각도(θ2)는 상기 제1각도(θ1)보다 크게 된다. 상기 제2각도(θ2)는 상기 제1각도(θ1)가 점차 커질수록 점차 커지게 되며, 상기 제1각도(θ1)가 점차 작아질수록 점차 작아지게 된다. 그리고 제1 및 제2각도(θ1, θ2)는 θ2>θ1 또는 1<(θ2/θ1)의 조건을 만족한다. 상기 제1광 출사면(330)의 제2각도(θ2)는 굴절 후의 방출 각도로서, 굴절 전의 입사 각도보다 클 수 있다. 상기 제1광 출사면(330)은 입사면(320)을 통해 입사된 광 중에서 상기 제1광 출사면(330)으로 진행하는 제1광(L1)에 대해 굴절시켜 줌으로써, 제1광(L1)에 대해 광학 렌즈(300)의 측 방향으로 확산시켜 줄 수 있다.
상기 제4각도(θ4)는 상기 제3각도(θ3)보다 작을 수 있다. 상기 제3각도(θ3)가 증가할수록 상기 제4각도(θ4)는 증가하게 되며, 상기 제3각도(θ3)가 감소할수록 상기 제4각도(θ4)는 감소하게 된다. 그리고 제3 및 제4각도(θ3, θ4)는 θ4<θ3 또는 1>(θ4/θ3)의 조건을 만족한다. 상기 제2광 출사면(335)의 제4각도(θ4)는 굴절 후의 방출 각도로서, 굴절 전의 입사 각도보다 작을 수 있다. 상기 제2광 출사면(335)에는 발광 소자(100)의 측면(S2)을 통해 방출된 광이거나 지향각을 벗어난 광들이 입사될 수 있다. 이에 따라 상기 제2광 출사면(335)는 발광 소자(100)의 측면(S2)을 통해 방출된 광 및 광 지향각 분포를 벗어난 광에 대해, 휘도 분포의 반치각 영역 이내로 진행하도록 굴절시켜 줄 수 있다. 상기 제2광 출사면(335)에 의해 광 손실을 줄일 수 있다.
상기 제2광 출사면(335)의 제3에지(35)는 상기 중심축(Y0)에 대해 상기 발광 소자(100)의 지향각을 갖고 조사된 빔 각의 1/2각도 예컨대, 제4각도(θ4)를 지나는 위치 보다 위에 배치될 수 있다. 예컨대, 중심축(Y0)과 바닥 중심(P0)부터 제3에지(35) 사이를 연결하는 직선 사이의 각도는 상기 발광 소자(100)의 반치각을 갖고 광학 렌즈(300)를 투과한 빔 각보다 작을 수 있다.
발광 소자(100)로부터 방출된 광 중에서 발광 소자의 지향각을 갖는 광이 상기 제2광 출사면(335)을 통해 방출되도록 제어할 수 있다. 이 경우 제2광 출사면(335)으로 방출된 제2광(L2)은 제1광 출사면(330)으로 진행하는 광들과 혼색될 수 있다.
상기 발광 소자(100)로부터 방출된 광 중에서 입사면(320)으로 입사된 광(L3)은 상기 광학 렌즈(300)의 바닥면(310)에 의해 반사되고 제2광 출사면(335)으로 방출되거나 제2광 출사면(335)으로부터 반사될 수 있다. 상기 제2광 출사면(335)에 의해 반사된 광은 상기 입사면(320) 또는 제1광 출사면(330)으로 재 입사되어 굴절되어, 제1광 출사면(330)으로 방출될 수 있다.
발광 소자(100)의 측면(S2)으로 방출된 광 중에서 제2광 출사면(335)을 통해 방출된 광은 입사 각도보다 작은 방출 각도로 방출되므로, 도 59 및 도 60과 같이 서로 다른 회로 기판(400) 상에 배치된 광학 렌즈(100) 간의 간격(G2) 즉, 광 간섭 거리를 늘려줄 수 있다. 또한 광학 렌즈(300)에 의한 휘도 분포가 개선되므로, 회로 기판(400)과 광학 시트(514) 사이의 거리(H1)를 줄여줄 수 있다. 또한 백라이트 유닛 내에 배치된 광학 렌즈(300)의 개수를 줄여줄 수 있다.
상기 광학 렌즈(300)에서 바닥면(310)의 제1에지(23)의 위치는 상기 발광 소자(300)의 바닥 중심(P0)보다 낮거나 같은 위치에 위치할 수 있으며, 제2에지(25)의 위치는 상기 발광 소자(100)의 상면(S1)보다 높게 배치될 수 있다. 이에 따라 상기 바닥면(310)은 상기 입사면(320)로부터 입사된 발광 소자(100)의 측면(S2)을 통해 방출된 광을 전 반사하게 된다.
상기 리세스(315)와 수직 방향으로 오버랩되는 제1광 출사면(330)의 센터 영역이 평탄한 면이거나 볼록한 면으로 처리됨으로써, 볼록한 입사면(320)으로 방출된 광이 광축을 기준으로 외측 방향으로 굴절됨으로써, 상기 제1광 출사면(330)의 센터 영역으로 투과되는 광에 의한 핫 스팟이 발생되는 것을 방지할 수 있다. 실시 예는 리세스(315)의 깊이(D2)를 상기 제1광 출사면(330)의 볼록한 센터 영역에 인접하게 배치하여, 상기 리세스(315)의 입사면(320)에 의해 광을 측 방향으로 굴절시켜 줄 수 있다. 이에 따라 광학 렌즈(300)의 제1광 출사면(330)에 의해 출사된 광에 의한 핫 스팟은 줄어들 수 있으며, 상기 제1광 출사면(330)의 센터 영역에서 광이 균일한 분포로 방출될 수 있다.
상기 광학 렌즈(300)의 측면 돌출부(360)는 도 55 및 도 56와 같이, 상기 제2광 출사면(335)으로부터 돌출된다. 상기 측면 돌출부(360)의 영역으로 입사된 광은 측면 돌출부(360)로부터 반사되어 외 측면(361)을 통해 방출된다. 이러한 회로 기판(400)의 광학 렌즈(300)는 측면 돌출부(360)가 서로 다른 회로 기판(400)이 배열되는 제2축(Z1) 방향으로 광을 반사시켜 주게 되므로, 동일한 회로 기판(400) 내의 광학 렌즈(300) 간의 광 간섭을 방지할 수 있다. 또한 서로 다른 회로 기판(400)의 간격을 상기 동일 회로 기판(400) 내의 광학 렌즈(300) 간의 간격보다 더 이격시켜 줌으로써, 서로 다른 회로 기판(400) 상의 광학 렌즈(300) 간의 광 간섭을 줄여줄 수 있다.
상기 측면 돌출부(360)는 제2광 출사면(335)으로부터 최소 두께(T1)로서 300㎛, 예컨대 500㎛ 이상 돌출될 수 있다. 이러한 측면 돌출부(360) 간의 배치 방향은 광학 렌즈(300) 간의 간격이 먼 방향으로 배치되므로, 광학 렌즈(300) 간의 광 간섭을 줄여줄 수 있다.
상기 측면 돌출부(360)의 높이(T2)는 상기 제2광 출사면(335)의 너비(도 43 D7)와 같거나 작을 수 있으며, 예컨대 1mm 이상이 될 수 있다. 이러한 측면 돌출부(360)의 높이(T2)는 광학 렌즈(300)의 사이즈에 따라 달라질 수 있다. 상기 측면 돌출부(360)의 높이(T2)는 광학 렌즈(300)의 두께(도 43의 D3)에 비해 최소 1/3 이상일 수 있다.
상기 측면 돌출부(360)의 너비(도 43의 T3)는 상기 높이(T2) 및 두께(T1) 보다 클 수 있으며, 예컨대 상기 T1 또는 T2의 2배 이상일 수 있다. 상기 측면 돌출부(360)의 너비(T3)는 상기 광학 렌즈(300)의 너비 또는 직경(D4)에 비해 최소 1/3 이상일 수 있다.
도 58을 참조하면, 회로 기판(400) 상에 복수의 광학 렌즈(300,300A)가 배치될 수 있다. 상기 복수의 광학 렌즈(300,300A)는 제1축(X0) 방향으로 배열되며, 서로 소정 간격(G1)으로 이격될 수 있다.
상기 각 광학 렌즈(300,300A)의 측면 돌출부(360)는 제2축(Z1) 방향으로 돌출될 수 있으며, 예컨대 상기 회로 기판(400)의 제1측면(401) 방향으로 돌출될 수 있다. 상기 복수의 광학 렌즈(300,300A)의 측면 돌출부(360)들은 상기 회로 기판(400)의 제1측면(401)보다 더 외측으로 돌출될 수 있다. 상기 복수의 광학 렌즈(300,300A)의 측면 돌출부(360)들은 서로 동일한 방향으로 돌출될 수 있다.
다른 예로서, 복수의 광학 렌즈(300,300A)의 측면 돌출부(360)는 제1축(X0) 방향을 기준으로 또는 중심축(Y0)을 기준으로 서로 반대측 방향(+Z, -Z)으로 돌출될 수 있다. 상기 복수의 광학 렌즈(300,300A)의 측면 돌출부(360)는 회로 기판(400)의 제1 및 제2측면(401,402) 보다 외측으로 돌출될 수 있다.
다른 예로서, 복수의 광학 렌즈(300,300A)의 측면 돌출부(360)는 제1축(X0)을 기준으로 또는 중심축(Y0)에 대해 서로 동일한 방향으로 돌출될 수 있다. 예컨대, 복수의 광학 렌즈(300,300A)의 측면 돌출부(360)는 상기 회로 기판(400)의 제1 및 제2측면(401,402) 중 제2측면(402) 방향으로 돌출될 수 있다. 복수의 광학 렌즈(300,300A)의 측면 돌출부(360)는 상기 회로 기판(400)의 제2측면(402)보다 외측으로 돌출될 수 있다.
실시 예의 각각의 광학 렌즈(300,300A)의 측면 돌출부(360)는 랜덤한 형태로 제1축(X0)에 수직한 제2축(Z1)의 정 또는 방향으로 배치될 수 있으며, 회로 기판(400)의 영역 외측 예컨대 제1 또는 2측면(401,402) 보다 외측으로 돌출될 수 있다.
도 59 및 도 60은 실시 예에 따른 조명 모듈을 갖는 라이트 유닛을 나타낸 도면이다.
도 59 및 도 60을 참조하면, 라이트 유닛은 바텀 커버(512), 상기 바텀 커버(512) 내에 조명 모듈(301)로서 복수의 회로 기판(400), 발광 소자(100) 및 상기 복수의 회로 기판(400) 상에 배치된 광학 렌즈(300)를 포함한다. 상기 복수의 회로 기판(400)은 바텀 커버(512) 내에 배열될 수 있다.
상기 바텀 커버(512)는 방열을 위한 금속 또는 열 전도성 수지 재질을 포함할 수 있다. 상기 바텀 커버(512)는 수납부를 구비할 수 있으며, 상기 수납부의 둘레에는 측면 커버를 구비할 수 있다.
상기 회로 기판(400)은 상기 발광 소자(100)와 전기적으로 연결되는 회로 층을 포함할 수 있다. 상기 회로 기판(400)은 수지 재질의 PCB, 금속 코어를 갖는 PCB(MCPCB, Metal Core PCB), 연성 PCB(FPCB, Flexible PCB) 중 적어도 하나를 포함할 수도 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 실시예에 따른 회로 기판 상에는 반사 시트가 배치될 수 있다. 상기 반사 시트는 예를 들어, PET, PC, PVC 레진 등으로 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 바텀 커버(512) 상에 광학 시트(514)가 배치될 수 있으며, 상기 광학 시트(514)는 분산된 광을 모으는 프리즘 시트들, 휘도강화시트 및 광을 다시 확산시키는 확산 시트 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 광학 시트(514)와 조명 모듈 사이의 영역에는 도광층(미도시)이 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 각 회로 기판(400) 내에 배치된 광학 렌즈(300) 간의 간격(G1)은 서로 다른 회로 기판(400) 내에 배치된 광학 렌즈(300) 간의 간격(G2)보다 좁게 배열될 수 있다. 상기 간격(G1)은 상기 광학 렌즈(300)의 너비 또는 직경(D4)의 6배 내지 10배 범위 예컨대, 6배 내지 9배 범위로 배열될 수 있다. 상기 간격(G2)는 상기 광학 렌즈(300)의 너비 또는 직경(D4)의 9배 내지 11배 범위 예컨대, 9배 내지 11배 범위로 배치될 수 있다. 여기서, 상기 광학 렌즈(300)의 너비(D4)는 15mm 이상이 될 수 있다. 이러한 광학 렌즈(300) 간의 광 간섭 거리 즉, 간격(G1, G2)는 상기 광학 렌즈(300)의 너비 또는 직경(D4)의 최소 6배 이상 이격시켜 줄 수 있다.
상기 광학 렌즈(300)의 너비 또는 직경(D4)가 상기 범위보다 좁은 경우 라이트 유닛 내의 광학 렌즈(300)의 개수가 증가될 수 있고 상기 광학 렌즈(300)들 사이의 영역에 암부가 발생될 수 있다. 상기 광학 렌즈(300)의 너비 또는 직경(D4)이 상기 범위보다 넓은 경우 라이트 유닛 내의 광학 렌즈(300)의 개수는 감소되지만, 각 광학 렌즈(300)의 휘도가 감소될 수 있다.
라이트 유닛 내에서 광학 렌즈(300)의 개수는 측면 돌출부(360)의 개수와 동일한 개수로 배치될 수 있다.
광학 렌즈는 입사면 및 제1광 출사면의 단면이 곡선 구간을 포함하는 경우, 곡선 구간은 비선형적 수치해석 기법인 스플라인 곡선(spline curve)을 만족할 수 있다. 스플라인 곡선은 적은 수의 제어점(control point)으로 매끄러운 곡선을 만들기 위한 함수로서, 선정된 제어점들을 통과하는 보간(interpolation) 곡선, 선정된 제어점을 연결하는 선의 모양에 근사(approximation) 곡선으로 정의될 수 있다. 스플라인 곡선으로는 비스플라인(B-Spline) 곡선, 베지어(Bezier) 곡선, 넙스(Non-UniformRational B-Spline, NURBS) 곡선, 큐빅 스플라인(cubic spline) 곡선 등이 사용될 수 있다.
일 예로, 각 면의 단면에 포함되는 곡선 구간은 베지어 곡선 함수(Bezier Curve equation)를 통하여 나타낼 수 있다. 베지어 곡선 함수는 최초의 제어점(control point)인 시작점과, 최후의 제어점인 끝점 그리고 그 사이에 위치하는 내부 제어점의 이동에 의해 다양한 자유 곡선을 얻는 함수로 구현될 수 있다.
도 65는 리세스의 입사면의 곡선을 구하는 것으로서, 시작 점(C1)과 끝점(C2), 그리고 적어도 하나의 내부 제어점(C3)의 이동에 의해 구현될 수 있다.
상기 내부 제어점(C3)과 연결되는 상기 시작 점(C1)과 끝점(C2)에 대한 가중치(weight)를 주어 상기의 입사면(320)의 곡선을 아래의 표 1과 같이 구할 수 있다. 표 1은 입사면의 곡선 구간을 구하기 위한 파라미터들이다.
시작 점 끝점
Y(광축) 0.00 1.58
X(수평 축) 4.50-4.70 0.0099
Tangent Angle 109-113 -3.74
Tangent Length 1.43 0.45
Weight 0.48-0.50 0.71
상기 시작 점(C1)의 X축 지점과 가중치(Weight)는 광학 렌즈(300)와 광학 시트 사이의 간격에 따라 변경될 수 있다.
도 66은 실시 예에 따른 광학 렌즈의 제1광 출사면의 곡선을 구하는 것으로서, 시작 점(C4)과 끝점(C5), 그리고 적어도 두 개의 내부 제어점(C6,C7)의 이동에 의해 구현될 수 있다.
상기 내부 제어점(C6,C7)과 연결되는 상기 시작 점(C4)과 끝점(C5)에 대한 가중치(weight)를 주어 상기의 제1광 출사면(330)의 곡선을 아래의 표 2와 같이 구할 수 있다. 표 2는 제1광 출사면의 곡선 구간을 구하기 위한 파라미터들이다.
시작 점 끝점
Y(광축) 8.51 0.00
X(수평 축) 2.48 5.65-5.76
Tangent Angle -22 90
Tangent Length 1.42.363 4.80
Weight 0.44-0.48 0.52-0.54
상기 시작 점(C4)의 X축 지점과 가중치(Weight)는 광학 렌즈와 광학 시트 사이의 간격에 따라 변경될 수 있다.
실시 예에 따른 발광 소자의 예는 도 61 내지 도 63을 참조하여 설명하기로 한다. 도 61은 실시 예에 따른 발광 소자의 제1예를 나타낸 도면이다. 도 61을 참조하여 발광 소자 및 회로 기판의 일 예를 설명하기로 한다.
도 61를 참조하면, 상기 발광 소자(100)는 발광 칩(100A)을 포함한다. 상기 발광 소자(100)는 발광 칩(100A)과 상기 발광 칩(100A) 상에 배치된 형광체층(150)을 포함할 수 있다. 상기 형광체층(150)은 청색, 녹색, 황색, 적색 형광체 중 적어도 하나 또는 복수를 포함하며, 단층 또는 다층으로 배치될 수 있다. 상기 형광체층(150)은 투광성 수지 재료 내에 형광체가 첨가된다. 상기 투광성 수지 재료는 실리콘 또는 에폭시와 같은 물질을 포함하며, 상기 형광체는 YAG, TAG, Silicate, Nitride, Oxy-nitride 계 물질 중에서 선택적으로 형성될 수 있다.
상기 형광체층(150)은 상기 발광 칩(100A)의 상면에 배치되거나, 상기 발광 칩(100A)의 상면 및 측면에 배치될 수 있다. 상기 형광체층(150)은 상기 발광 칩(100A)의 표면 중에서 광이 방출되는 영역 상에 배치되어, 광의 파장을 변환시켜 줄 수 있다.
상기 형광체층(150)은 단층 또는 서로 다른 형광체층을 포함할 수 있으며, 상기 서로 다른 형광체층은 제1층이 적색, 황색, 녹색 형광체 중 적어도 한 종류의 형광체를 가질 수 있고, 제2층이 상기 제1층 위에 형성되며 적색, 황색, 녹색 형광체 중 상기 제1층과 다른 형광체를 가질 수 있다. 다른 예로서, 상기 서로 다른 형광체층은 3층 이상의 형광체층을 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
다른 예로서, 상기 형광체층(150)은 필름 타입을 포함할 수 있다. 상기 필름 타입의 형광체층은 균일한 두께를 제공함으로써, 파장 변환에 따른 색 분포가 균일할 수 있다.
상기 발광 칩(100A)에 대해 설명하면, 상기 발광 칩(100A)은 기판(111), 제1반도체층(113), 발광 구조물(120), 전극층(131), 절연층(133), 제1전극(135), 제2전극(137), 제1연결 전극(141), 제2연결 전극(143), 및 지지층(140)을 포함할 수 있다.
상기 기판(111)은 투광성, 절연성 또는 도전성 기판을 이용할 수 있으며, 예컨대, 사파이어(Al2O3), SiC, Si, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, Ge, Ga2O3 중 적어도 하나를 이용할 수 있다. 상기 기판(111)의 탑 면 및 바닥면 중 적어도 하나 또는 모두에는 복수의 볼록부(미도시)가 형성되어, 광 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다. 각 볼록부의 측 단면 형상은 반구형 형상, 반타원 형상, 또는 다각형 형상 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 기판(111)은 발광 칩(100A) 내에서 제거될 수 있으며, 이 경우 상기 제1반도체층(113) 또는 제1도전형 반도체층(115)이 발광 칩(100A)의 탑 층으로 배치될 수 있다.
상기 기판(111) 아래에는 제1반도체층(113)이 형성될 수 있다. 상기 제1반도체층(113)은 II족 내지 V족 원소의 화합물 반도체를 이용하여 형성될 수 있다. 상기 제1반도체층(113)은 II족 내지 V족 원소의 화합물 반도체를 이용하여 적어도 한 층 또는 복수의 층으로 형성될 수 있다. 상기 제1반도체층(113)은 예컨대, III족-V족 원소의 화합물 반도체를 이용한 반도체층 예컨대, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP, GaP 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제1반도체층(113)은 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖고, 버퍼층 및 언도프드(undoped) 반도체층 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 상기 버퍼층은 상기 기판과 질화물 반도체층 간의 격자 상수의 차이를 줄여줄 수 있고, 상기 언도프드 반도체층은 반도체의 결정 품질을 개선시켜 줄 수 있다. 여기서, 상기 제1반도체층(113)은 형성하지 않을 수 있다.
상기 제1반도체층(113) 아래에는 발광 구조물(120)이 형성될 수 있다. 상기 발광 구조물(120)은 II족 내지 V족 원소 및 III족-V족 원소의 화합물 반도체 중에서 선택적으로 형성되며, 자외선 대역부터 가시 광선 대역의 파장 범위 내에서 소정의 피크 파장을 발광할 수 있다.
상기 발광 구조물(120)은 제1도전형 반도체층(115), 제2도전형 반도체층(119), 상기 제1도전형 반도체층(115)과 상기 제2도전형 반도체층(119) 사이에 형성된 활성층(117)을 포함하며, 상기 각 층(115,117,119)의 위 및 아래 중 적어도 하나에는 다른 반도체층이 더 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1도전형 반도체층(115)은 제1반도체층(113) 아래에 배치되며, 제1도전형 도펀트가 도핑된 반도체 예컨대, n형 반도체층으로 구현될 수 있다. 상기 제1도전형 반도체층(115)은 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 포함한다. 상기 제1도전형 반도체층(115)은 III족-V족 원소의 화합물 반도체 예컨대, GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중에서 선택될 수 있다. 상기 제1도전형 도펀트는 n형 도펀트로서, Si, Ge, Sn, Se, Te 등과 같은 도펀트를 포함한다.
상기 활성층(117)은 제1도전형 반도체층(115) 아래에 배치되고, 단일 양자 우물, 다중 양자 우물(MQW), 양자 선(quantum wire) 구조 또는 양자 점(quantum dot) 구조를 선택적으로 포함하며, 우물층과 장벽층의 주기를 포함한다. 상기 우물층/장벽층의 주기는 예컨대, InGaN/GaN, GaN/AlGaN, AlGaN/AlGaN, InGaN/AlGaN, InGaN/InGaN, AlGaAs/GaA, InGaAs/GaAs, InGaP/GaP, AlInGaP/InGaP, InP/GaAs의 페어 중 적어도 하나를 포함한다.
상기 제2도전형 반도체층(119)은 활성층(117) 아래에 배치된다. 상기 제2도전형 반도체층(119)은 제2도전형 도펀트가 도핑된 반도체 예컨대, InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 포함한다. 상기 제2도전형 반도체층(119)은, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP와 같은 화합물 반도체 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다. 상기 제2도전형 반도체층(119)이 p형 반도체층이고, 상기 제1도전형 도펀트는 p형 도펀트로서, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba을 포함할 수 있다.
상기 발광 구조물(120)은 다른 예로서, 상기 제1도전형 반도체층(115)이 p형 반도체층, 상기 제2도전형 반도체층(119)은 n형 반도체층으로 구현될 수 있다. 상기 제2도전형 반도체층(119) 위에는 상기 제2도전형과 반대의 극성을 갖는 제3도전형 반도체층이 형성할 수도 있다. 또한 상기 발광 구조물(120)은 n-p 접합 구조, p-n 접합 구조, n-p-n 접합 구조, p-n-p 접합 구조 중 어느 한 구조로 구현할 수 있다.
상기 제2도전형 반도체층(119) 아래에는 전극층(131)이 형성된다. 상기 전극층(131)은 반사층을 포함할 수 있다. 상기 전극층(131)은 상기 발광 구조물(120)의 제2도전형 반도체층(119)에 접촉된 오믹 접촉층을 포함할 수 있다. 상기 반사층은 반사율이 70% 이상인 물질 예컨대, Al, Ag, Ru, Pd, Rh, Pt, Ir의 금속과 상기의 금속 중 둘 이상의 합금 중에서 선택될 수 있다. 상기 반사층의 금속은 상기 제2도전형 반도체층(119) 아래에 접촉될 수 있다. 상기 오믹 접촉층은 투광성 재질, 금속 또는 비 금속 재질 중에서 선택될 수 있다.
상기 전극층(131)은 투광성 전극층/반사층의 적층 구조를 포함할 수 있으며, 상기 투광성 전극층은 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), Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 및 이들의 선택적인 조합으로 구성된 물질 중에서 형성될 수 있다. 상기 투광성 전극층의 아래에는 금속 재질의 반사층이 배치될 수 있으며, 예컨대 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 및 이들의 선택적인 조합으로 구성된 물질 중에서 형성될 수 있다. 상기 반사층은 다른 예로서, 서로 다른 굴절률을 갖는 두 층이 교대로 배치된 DBR(distributed bragg reflection) 구조로 형성될 수 있다.
상기 제2도전형 반도체층(119) 및 상기 전극층(131) 중 적어도 한 층의 표면에는 러프니스와 같은 광 추출 구조가 형성될 수 있으며, 이러한 광 추출 구조는 입사되는 광의 임계각을 변화시켜 주어, 광 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
상기 절연층(133)은 상기 전극층(131) 아래에 배치되며, 상기 제2도전형 반도체층(119)의 하면, 상기 제2도전형 반도체층(119) 및 상기 활성층(117)의 측면, 상기 제1도전형 반도체층(115)의 일부 영역에 배치될 수 있다. 상기 절연층(133)은 상기 발광 구조물(120)의 하부 영역 중에서 상기 전극층(131), 제1전극(135) 및 제2전극(137)을 제외한 영역에 형성되어, 상기 발광 구조물(120)의 하부를 전기적으로 보호하게 된다.
상기 절연층(133)은 Al, Cr, Si, Ti, Zn, Zr 중 적어도 하나를 갖는 산화물, 질화물, 불화물, 및 황화물 중 적어도 하나로 형성된 절연물질 또는 절연성 수지를 포함한다. 상기 절연층(133)은 예컨대, SiO2, Si3N4, Al2O3, TiO2 중에서 선택적으로 형성될 수 있다. 상기 절연층(133)은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 절연층(133)은 발광 구조물(120)의 아래에 플립 본딩을 위한 금속 구조물을 형성할 때, 상기 발광 구조물(120)의 층간 쇼트를 방지하기 위해 형성된다.
상기 절연층(133)은 서로 다른 굴절률을 갖는 제1층과 제2층이 교대로 배치된 DBR(distributed bragg reflector) 구조로 형성될 수 있으며, 상기 제1층은 SiO2, Si3N4, Al2O3, TiO2 중에서 어느 하나이며, 상기 제2층은 상기 제1층 이외의 물질 중 어느 하나로 형성될 수 있으나 이에 한정하지 않으며, 또는 상기 제1층 및 제2층이 동일한 물질로 형성되거나 3층 이상의 층을 갖는 페어(Pair)로 형성될 수도 있다. 이 경우, 상기 전극층은 형성하지 않을 수 있다.
상기 제1도전형 반도체층(115)의 일부 영역 아래에는 제1전극(135)이 배치되며, 상기 전극층(131)의 일부 아래에는 제2전극(137)이 배치될 수 있다. 상기 제1전극(135) 아래에는 제1연결 전극(141)이 배치되며, 상기 제2전극(137) 아래에는 제2연결 전극(143)이 배치된다.
상기 제1전극(135)은 상기 제1도전형 반도체층(115)과 상기 제1연결 전극(141)에 전기적으로 연결되며, 상기 제2전극(137)은 상기 전극층(131)을 통해 상기 제2도전형 반도체층(119)과 제2연결 전극(143)에 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제1전극(135) 및 제2전극(137)은 Cr, Ti, Co, Ni, V, Hf, Ag, Al, Ru, Rh, Pt, Pd, Ta, Mo, W 중 적어도 하나 또는 합금으로 형성될 수 있으며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 상기 제1전극(135)과 상기 제2전극(137)은 동일한 적층 구조이거나 다른 적층 구조로 형성될 수 있다. 상기 제1전극(135) 및 상기 제2전극(137) 중 적어도 하나는 암(arm) 또는 핑거(finger) 구조와 같은 전류 확산 패턴이 더 형성될 수 있다. 또한 상기 제1전극(135) 및 상기 제2전극(137)은 하나 또는 복수로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 제1 및 제2연결 전극(141,143) 중 적어도 하나는 복수로 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1연결 전극(141) 및 상기 제2연결 전극(143)은 전원을 공급하는 리드(lead) 기능과 방열 경로를 제공하게 된다. 상기 제1연결 전극(141) 및 상기 제2연결 전극(143)은 원 형상, 다각 형상, 원 기둥 또는 다각 기둥과 같은 형상 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제1연결 전극(141) 및 제2연결 전극(143)은 금속 파우더의 재질 예컨대, Ag, Al, Au, Cr, Co, Cu, Fe, Hf, In, Mo, Ni, Si, Sn, Ta, Ti, W 및 이들 금속의 선택적 합금 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 상기 제1연결 전극(141) 및 제2연결 전극(143)은 상기 제1전극(135) 및 제2전극(137)과의 접착력 향상을 위하여 In, Sn, Ni, Cu 및 이들의 선택적인 합금 중의 어느 한 금속으로 도금될 수 있다.
상기 지지층(140)은 열 전도성 재질을 포함하며, 상기 제1전극(135), 상기 제2전극(137), 상기 제1연결 전극(141) 및 상기 제2연결 전극(143)의 둘레에 배치될 수 있다. 상기 지지층(140)의 하면에는 상기 제1 및 제2연결 전극(141,143)의 하면이 노출될 수 있다.
상기 지지층(140)은 발광 소자(100)를 지지하는 층으로 사용된다. 상기 지지층(140)은 절연성 재질로 형성되며, 상기 절연성 재질은 예컨대, 실리콘 또는 에폭시와 같은 수지층으로 형성된다. 다른 예로서, 상기 절연성 재질은 페이스트 또는 절연성 잉크를 포함할 수 있다. 상기 절연성 재질의 재질은 그 종류는 polyacrylate resin, epoxy resin, phenolic resin, polyamides resin, polyimides rein, unsaturated polyesters resin, polyphenylene ether resin (PPE), polyphenilene oxide resin (PPO), polyphenylenesulfides resin, cyanate ester resin, benzocyclobutene (BCB), Polyamido-amine Dendrimers (PAMAM), 및 Polypropylene-imine, Dendrimers (PPI), 및 PAMAM 내부 구조 및 유기-실리콘 외면을 갖는 PAMAM-OS(organosilicon)를 단독 또는 이들의 조합을 포함한 수지로 구성될 수 있다. 상기 지지층(140)은 상기 절연층(133)과 다른 물질로 형성될 수 있다.
상기 지지층(140) 내에는 Al, Cr, Si, Ti, Zn, Zr 중 적어도 하나를 갖는 산화물, 질화물, 불화물, 황화물과 같은 화합물들 중 적어도 하나가 첨가될 수 있다. 여기서, 상기 지지층(140) 내에 첨가된 화합물은 열 확산제일 수 있으며, 상기 열 확산제는 소정 크기의 분말 입자, 알갱이, 필러(filler), 첨가제로 사용될 수 있다. 상기 열 확산제는 세라믹 재질을 포함하며, 상기 세라믹 재질은 동시 소성되는 저온 소성 세라믹(LTCC: low temperature co-fired ceramic), 고온 소성 세라믹(HTCC: high temperature co-fired ceramic), 알루미나(alumina), 수정(quartz), 칼슘지르코네이트(calcium zirconate), 감람석(forsterite), SiC, 흑연, 용융실리카(fusedsilica), 뮬라이트(mullite), 근청석(cordierite), 지르코니아(zirconia), 베릴리아(beryllia), 및 질화알루미늄(aluminum nitride) 중 적어도 하나를 포함한다. 상기 세라믹 재질은 질화물 또는 산화물과 같은 절연성 물질 중에서 열 전도도가 질화물이나 산화물보다 높은 금속 질화물로 형성될 수 있으며, 상기 금속 질화물은 예컨대, 열 전도도가 140 W/mK 이상의 물질을 포함할 수 있다. 상기 세라믹 재질은 예컨대, SiO2, SixOy, Si3N4, SixNy, SiOxNy, Al2O3, BN, Si3N4, SiC(SiC-BeO), BeO, CeO, AlN와 같은 세라믹 (Ceramic) 계열일 수 있다. 상기 열 전도성 물질은 C (다이아몬드, CNT)의 성분을 포함할 수 있다.
상기 발광 칩(100A)은 상기 회로 기판(400) 상에 플립 방식으로 탑재된다. 상기 회로 기판(400)은 금속층(471), 상기 금속층(471) 위에 절연층(472), 상기 절연층(472) 위에 복수의 리드 전극(473,474)을 갖는 회로 층(미도시) 및 상기 회로 층을 보호하는 보호층(475)을 포함한다. 상기 금속층(471)은 방열 층으로서, 열 전도성이 높은 금속 예컨대, Cu 또는 Cu-합금와 같은 금속을 포함하며, 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다.
상기 절연층(472)은 상기 금속층(471)과 회로 층 사이를 절연시켜 준다. 상기 절연층은 에폭시, 실리콘, 유리섬유, 프리 프레그(prepreg), 폴리프탈아미드(PPA: Polyphthalamide), LCP(Liquid Crystal Polymer), PA9T(Polyamide9T)와 같은 수지 재질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한 상기 절연층(472) 내에는 금속 산화물 예컨대, TiO2, SiO2, Al2O3와 같은 첨가제가 첨가될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 다른 예로서, 상기 절연층(472)은 그라핀과 같은 재질을 실리콘 또는 에폭시와 같은 절연 물질 내에 첨가하여 사용할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 절연층(472)은 상기 금속층(471)이 양극 산화(anodizing) 과정에 의해 형성된 아노다이징(anodizing)된 영역일 수 있다. 여기서, 상기 금속층(471)은 알루미늄 재질이고, 상기 아노다이징된 영역은 Al2O3와 같은 재질로 배치될 수 있다.
상기 제1 및 제2리드 전극(473,474)은 발광 칩(100A)의 제1 및 제2연결 전극(141,143)과 전기적으로 연결된다. 상기 제1 및 제2리드 전극(473,474)과 상기 발광 칩(100A)의 연결 전극(141,143) 사이에는 전도성 접착제(461,462)가 배치될 수 있다. 상기 전도성 접착제(461,462)는 솔더 재질과 같은 금속 재질을 포함할 수 있다. 상기 제1리드 전극(473) 및 제2리드 전극(474)은 회로 패턴으로서, 전원을 공급해 주게 된다.
상기 보호층(475)은 상기 회로층 상에 배치될 수 있다. 상기 보호층(475)은 반사 재질을 포함하며, 예컨대 레지스트 재질 예컨대, 백색의 레지스트 재질로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 보호층(475)은 반사층으로 기능할 수 있으며, 예컨대 흡수율보다 반사율이 더 높은 재질로 형성될 수 있다. 다른 예로서, 상기 보호층(475)은 광을 흡수하는 재질로 배치될 수 있으며, 상기 광 흡수 재질은 흑색 레지스트 재질을 포함할 수 있다.
도 62를 참조하여 발광 소자의 제2예를 설명하기로 한다.
도 62를 참조하면, 발광 소자(100)는 발광 칩(100B)을 포함한다. 상기 발광 소자(100)는 발광 칩(100B)과 상기 발광 칩(100B) 상에 배치된 형광체층(150)을 포함할 수 있다. 상기 형광체층(150)은 청색, 녹색, 황색, 적색 형광체 중 적어도 하나 또는 복수를 포함하며, 단층 또는 다층으로 배치될 수 있다. 상기 형광체층(150)은 투광성 수지 재료 내에 형광체가 첨가된다. 상기 투광성 수지 재료는 실리콘 또는 에폭시와 같은 물질을 포함하며, 상기 형광체는 YAG, TAG, Silicate, Nitride, Oxy-nitride 계 물질 중에서 선택적으로 형성될 수 있다.
상기 형광체층(150)은 상기 발광 칩(100B)의 상면에 배치되거나, 상기 발광 칩(100B)의 상면 및 측면에 배치될 수 있다. 상기 형광체층(150)은 상기 발광 칩(100B)의 표면 중에서 광이 방출되는 영역 상에 배치되어, 광의 파장을 변환시켜 줄 수 있다.
상기 발광 칩(100B)은 기판(111), 제1반도체층(113), 발광 구조물(120), 전극층(131), 절연층(133), 제1전극(135), 제2전극(137), 제1연결 전극(141), 제2연결 전극(143), 및 지지층(140)을 포함할 수 있다. 상기 기판(111) 및 제2반도체층(113)은 제거될 수 있다.
발광 소자(100)의 발광 칩(100B)과 회로 기판(400)은 연결 전극(161,162)으로 연결될 수 있으며, 상기 연결 전극(161,162)은 전도성 펌프 즉, 솔더 범프를 포함할 수 있다. 상기 전도성 펌프는 각 전극(135,137) 아래에 하나 또는 복수로 배열될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 절연층(133)은 제1 및 제2전극(135,137)을 노출시켜 줄 수 있으며, 상기 제1 및 제2전극(135,137)은 연결 전극(161,162)와 전기적으로 연결될 수 있다.
도 63을 참조하여, 발광 소자의 제3예를 설명하기로 한다.
도 63을 참조하면, 발광 소자(100)는 회로 기판(400)에 연결된 발광 칩(200A)을 포함한다. 상기 발광 소자(100)는 발광 칩(200A)의 표면에 배치된 형광체층(250)을 포함할 수 있다. 상기 형광체층(250)은 입사되는 광의 파장을 변환하게 된다. 상기 발광 소자(100) 상에는 도 4와 같이 광학 렌즈(도 4의 300)가 배치되어 상기 발광 칩(200A)으로부터 방출된 광의 지향 특성을 조절하게 된다.
상기 발광 칩(200A)은 발광 구조물(225), 및 복수의 패드(245,247)를 포함한다. 상기 발광 구조물(225)은 II족 내지 VI족 원소의 화합물 반도체층 예컨대, III족-V족 원소의 화합물 반도체층 또는 II족-VI족 원소의 화합물 반도체층으로 형성될 수 있다. 상기 복수의 패드(245,247)는 상기 발광 구조물(225)의 반도체층에 선택적으로 연결되며, 전원을 공급하게 된다.
상기 발광 구조물(225)은 제1도전형 반도체층(222), 활성층(223) 및 제2도전형 반도체층(224)을 포함한다. 상기 발광 칩(200A)은 기판(221)을 포함할 수 있다. 상기 기판(221)은 상기 발광 구조물(225) 위에 배치된다. 상기 기판(221)은 예컨대, 투광성, 절연성 기판, 또는 전도성 기판일 수 있다. 이러한 구성은 도 4의 발광 구조물 및 기판에 대한 설명을 참조하기로 한다.
상기 발광 칩(200A)은 하부에 패드(245,247)가 배치되며, 상기 패드(245,247)는 제1 및 제2패드(245,247)를 포함한다. 상기 제1 및 제2패드(245,247)는 상기 발광 칩(200A)의 아래에 서로 이격되어 배치된다. 상기 제1패드(245)는 상기 제1도전형 반도체층(222)과 전기적으로 연결되며, 상기 제2패드(247)는 제2도전형 반도체층(224)과 전기적으로 연결된다. 상기 제1 및 제2패드(245,247)은 바닥 형상이 다각형 또는 원 형상이거나, 회로 기판(400)의 제1 및 제2리드 전극(415,417)의 형상과 대응되도록 형성될 수 있다. 상기 제1 및 제2패드(245,247) 각각의 하면 면적은 예컨대, 제1 및 제2리드 전극(415,417) 각각의 상면 크기와 대응되는 크기로 형성될 수 있다.
상기 발광 칩(200A)은 상기 기판(221)과 상기 발광 구조물(225) 사이에 버퍼층(미도시) 및 언도프드 반도체층(미도시) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 버퍼층은 상기 기판(221)과 반도체층과의 격자 상수 차이를 완화시켜 주기 위한 층으로서, II족 내지 VI족 화합물 반도체 중에서 선택적으로 형성될 수 있다. 상기 버퍼층 아래에는 언도핑된 III족-V족 화합물 반도체층이 더 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 기판(221)은 제거될 수 있다. 상기 기판(221)이 제거된 경우 형광체층(250)은 상기 제1도전형 반도체층(222)의 상면이나 다른 반도체층의 상면에 접촉될 수 있다.
상기 발광 칩(200A)은 제1 및 제2전극층(241,242), 제3전극층(243), 절연층(231,233)을 포함한다. 상기 제1 및 제2전극층(241,242) 각각은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며, 전류 확산층으로 기능할 수 있다. 상기 제1 및 제2전극층(241,242)은 상기 발광 구조물(225)의 아래에 배치된 제1전극층(241); 및 상기 제1전극층(241) 아래에 배치된 제2전극층(242)을 포함할 수 있다. 상기 제1전극층(241)은 전류를 확산시켜 주게 되며, 상기 제2전극층(241)은 입사되는 광을 반사하게 된다.
상기 제1 및 제2전극층(241,242)은 서로 다른 물질로 형성될 수 있다. 상기 제1전극층(241)은 투광성 재질로 형성될 수 있으며, 예컨대 금속 산화물 또는 금속 질화물로 형성될 수 있다. 상기 제1전극층은 예컨대 ITO(indium tin oxide), ITON(ITO nitride), IZO(indium zinc oxide), IZON(IZO nitride), 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) 중에서 선택적으로 형성될 수 있다. 상기 제2전극층(242)은 상기 제1전극층(241)의 하면과 접촉되며 반사 전극층으로 기능할 수 있다. 상기 제2전극층(242)은 금속 예컨대, Ag, Au 또는 Al를 포함한다. 상기 제2전극층(242)은 상기 제1전극층(241)이 일부 영역이 제거된 경우, 상기 발광 구조물(225)의 하면에 부분적으로 접촉될 수 있다.
다른 예로서, 상기 제1 및 제2전극층(241,242)의 구조는 무지향성 반사(ODR: Omni Directional Reflector layer) 구조로 적층될 수 있다. 상기 무지향성 반사 구조는 낮은 굴절률을 갖는 제1전극층(241)과, 상기 제1전극층(241)과 접촉된 고 반사 재질의 금속 재질인 제2전극층(242)의 적층 구조로 형성될 수 있다. 상기 전극층(241,242)은, 예컨대, ITO/Ag의 적층 구조로 이루어질 수 있다. 이러한 상기 제1전극층(241)과 제2전극층(242) 사이의 계면에서 전 방위 반사각을 개선시켜 줄 수 있다.
다른 예로서, 상기 제2전극층(242)은 제거될 수 있으며, 다른 재질의 반사층으로 형성될 수 있다. 상기 반사층은 분산형 브래그 반사(distributed bragg reflector: DBR) 구조로 형성될 수 있으며, 상기 분산형 브래그 반사 구조는 서로 다른 굴절률을 갖는 두 유전체층이 교대로 배치된 구조를 포함하며, 예컨대, SiO2층, Si3N4층, TiO2층, Al2O3층, 및 MgO층 중 서로 다른 어느 하나를 각각 포함할 수 있다. 다른 예로서, 상기 전극층(241,242)은 분산형 브래그 반사 구조와 무지향성 반사 구조를 모두 포함할 수 있으며, 이 경우 98% 이상의 광 반사율을 갖는 발광 칩(200A)을 제공할 수 있다. 상기 플립 방식으로 탑재된 발광 칩(200A)은 상기 제2전극층(242)로부터 반사된 광이 기판(221)을 통해 방출하게 되므로, 수직 상 방향으로 대부분의 광을 방출할 수 있다. 또한 상기 발광 칩(200A)의 측면으로 방출된 광은 반사 시트(600)에 의해 광학 렌즈의 입사면 영역으로 반사될 수 있다.
상기 제3전극층(243)은 상기 제2전극층(242)의 아래에 배치되며, 상기 제1 및 제2전극층(241,242)과 전기적으로 절연된다. 상기 제3전극층(243)은 금속 예컨대, 티타늄(Ti), 구리(Cu), 니켈(Ni), 금(Au), 크롬(Cr), 탄탈늄(Ta), 백금(Pt), 주석(Sn), 은(Ag), 인(P) 중 적어도 하나를 포함한다. 상기 제3전극층(243) 아래에는 제1패드(245) 및 제2패드(247)가 배치된다. 상기 절연층(231,233)은 제1 및 제2전극층(241,242), 제3전극층(243), 제1 및 제2패드(245,247), 발광 구조물(225)의 층 간의 불필요한 접촉을 차단하게 된다. 상기 절연층(231,233)은 제1 및 제2절연층(231,233)을 포함한다. 상기 제1절연층(231)은 상기 제3전극층(243)과 제2전극층(242) 사이에 배치된다. 상기 제2절연층(233)은 상기 제3전극층(243)과 제1/2패드(245,247) 사이에 배치된다. 상기 제1 및 제2패드(245,247)는 상기 제1 및 제2리드 전극(415,417)과 동일한 물질을 포함할 수 있다.
상기 제3전극층(243)은 상기 제1도전형 반도체층(222)과 연결된다. 상기 제3전극층(243)의 연결부(244)는 상기 제1, 2전극층(241, 242) 및 발광 구조물(225)의 하부를 통해 비아 구조로 돌출되며 제1도전형 반도체층(222)과 접촉된다. 상기 연결부(244)는 복수로 배치될 수 있다. 상기 제3전극층(243)의 연결부(244)의 둘레에는 상기 제1절연층(231)의 일부(232)가 연장되어 제3전극층(243과 상기 제1 및 제2전극층(241,242), 제2도전형 반도체층(224) 및 활성층(223) 간의 전기적인 연결을 차단한다. 상기 발광 구조물(225)의 측면에는 측면 보호를 위해 절연 층이 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제2패드(247)는 상기 제2절연층(233) 아래에 배치되고 상기 제2절연층(233)의 오픈 영역을 통해 상기 제1 및 제2전극층(241, 242) 중 적어도 하나와 접촉되거나 연결된다. 상기 제1패드(245)는 상기 제2절연층(233)의 아래에 배치되며 상기 제2절연층(233)의 오픈 영역을 통해 상기 제3전극층(243)과 연결된다. 이에 따라 상기 제1패드(247)의 돌기(248)는 제1,2전극층(241,242)을 통해 제2도전형 반도체층(224)에 전기적으로 연결되며, 제2패드(245)의 돌기(246)는 제3전극층(243)을 통해 제1도전형 반도체층(222)에 전기적으로 연결된다.
상기 제1 및 제2패드(245,247)는 상기 발광 칩(200A)의 하부에 서로 이격되며, 상기 회로 기판(400)의 제1 및 제2리드 전극(415,417)와 대면하게 된다. 상기 제1 및 제2패드(245,247)에는 다각형 형상의 리세스(271,273)를 포함할 수 있으며, 상기 리세스(271,273)는 상기 발광 구조물(225)의 방향으로 볼록하게 형성된다. 상기 리세스(271,273)는 상기 제1 및 제2패드(245,247)의 두께와 같거나 작은 깊이를 갖고 형성될 수 있으며, 이러한 리세스(271,273)의 깊이는 상기 제1 및 제2패드(245,247)의 표면적을 증가시켜 줄 수 있다.
상기 제1패드(245) 및 제1리드 전극(415) 사이의 영역 및 상기 제2패드(247) 및 제2리드 전극(417) 사이의 영역에는 접합 부재(255,257)가 배치된다. 상기 접합 부재(255,257)는 전기 전도성 물질을 포함할 수 있으며, 일부는 상기 리세스(271,273)에 배치된다. 상기 제1 및 제2패드(215,217)는 상기 접합 부재(255,257)가 리세스(271,273)에 배치되므로, 상기 접합 부재(255,257)와 제1 및 제2패드(245,247) 간의 접착 면적은 증가될 수 있다. 이에 따라 제1 및 제2패드(245,247)와 제1 및 제2리드 전극(415,417)가 접합되므로 발광 칩(200A)의 전기적인 신뢰성 및 방열 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
상기 접합 부재(255,257)는 솔더 페이스트 재질을 포함할 수 있다. 상기 솔더 페이스트 재질은 금(Au), 주석(Sn), 납(Pb), 구리(Cu), 비스무트(Bi), 인듐(In), 은(Ag) 중 적어도 하나를 포함한다. 상기 접합 부재(255,257)는 열 전달을 회로 기판(400)에 직접 전도하기 때문에 열 전도 효율이 패키지를 이용한 구조보다는 개선될 수 있다. 또한 상기 접합 부재(255,257)는 발광 칩(200A)의 제1 및 제2패드(245,247)와의 열 팽창계수의 차이가 적은 물질이므로, 열 전도 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
상기 접합 부재(255,257)는 다른 예로서, 전도성 필름을 포함할 수 있으며, 상기 전도성 필름은 절연성 필름 내에 하나 이상의 도전성 입자를 포함한다. 상기 도전성 입자는 예컨대, 금속이나, 금속 합금, 탄소 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 도전성 입자는 니켈, 은, 금, 알루미늄, 크롬, 구리 및 탄소 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 전도성 필름은 이방성(Anisotropic) 전도 필름 또는 이방성 도전 접착제를 포함할 수 있다.
상기 발광 칩(200A)과 상기 회로 기판(400) 사이에는 접착 부재 예컨대, 열전도성 필름을 포함할 수 있다. 상기 열전도성 필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부티렌테레프탈레이드, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부티렌나프탈레이트 등의 폴리에스터 수지; 폴리이미드 수지; 아크릴 수지; 폴리스티렌 및 아크릴로니트릴-스티렌 등의 스티렌계 수지; 폴리카보네이트 수지; 폴리락트산 수지; 폴리우레탄 수지; 등을 사용할 수 있다. 또한, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌 공중합체와 같은 폴리올레핀 수지; 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐리덴클로라이드 등의 비닐 수지; 폴리아미드 수지; 설폰계 수지; 폴리에테르-에테르케톤계 수지; 알릴레이트계 수지; 또는 상기 수지들의 블렌드 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 발광 칩(200A)은 회로 기판(400)의 표면 및 발광 구조물(225)의 측면 및 상면을 통해 광을 방출함으로써, 광 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다. 이러한 회로 기판(400) 상에 발광 칩(200A)을 직접 본딩할 수 있어 공정이 간소화될 수 있다. 또한 발광 칩(200A)의 방열이 개선됨으로써, 조명 분야 등에 유용하게 활용될 수 있다.
도 64은 실시 예에 따른 광학 렌즈 및 이를 구비한 발광 모듈을 갖는 표시 장치를 나타낸 측 단면도이다.
도 64를 참조하면, 표시 장치(500)는 바텀 커버(510) 상에 발광 모듈(301)이 배치되며, 상기 발광 모듈(301) 상에 광학 시트(514) 및 표시 패널(515)을 포함한다.
상기 바텀 커버(510)는 방열을 위한 금속 또는 열 전도성 수지 재질을 포함할 수 있다. 상기 바텀 커버(510)는 수납부(560)을 구비하며, 상기 수납부(560)의 둘레에는 측면 커버를 구비할 수 있다.
상기 발광 모듈(301)은 상기 바텀 커버(510) 상에 하나 또는 복수의 열로 배치될 수 있다. 상기 발광 모듈(301)은 발광 소자(100)에 의해 백색의 광이 방출될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 발광 모듈(301)은 발광 소자(100), 각 발광 소자(100) 상에 광학 렌즈(300), 복수의 발광 소자(100)이 탑재된 회로 기판(400)을 포함한다. 상기 회로 기판(400)은 회로패턴(미도시)을 포함하는 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board)일 수 있으며, 예컨대 수지 재질의 PCB, 메탈 코어 PCB(MCPCB, Metal Core PCB), 연성 PCB(FPCB, Flexible PCB) 등을 포함할 수도 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 회로기판(400) 상에는 반사 시트(517)가 배치되며, 상기 반사 시트(517)은 오프 영역(518)을 포함하며, 상기 오픈 영역(518)에는 광학 렌즈(300)가 결합된다. 상기 반사 시트(517)의 오픈 영역(518)을 통해 광학 렌즈(300)가 돌출됨으로써, 광학 렌즈(300)의 방출된 광은 광학 시트(514)를 투과하거나 반사되고, 그 반사된 광은 상기 반사 시트(517)에 의해 재 반사될 수 있다. 이에 따라 백라이트유 유닛(510)의 휘도 분포의 균일도는 개선될 수 있다.
상기 반사 시트(517)은 예를 들어, PET, PC, PVC 레진 등으로 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 광학 시트는(514)는 분산된 광을 모으는 프리즘 시트들, 휘도강화시트 및 광을 다시 확산시키는 확산 시트 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 광학 시트(514)와 발광 모듈(301) 사이의 영역에는 도광층(미도시)이 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 광학 시트(514) 상에는 표시 패널(515)이 배치될 수 있다. 상기 표시 패널(515)은 입사되는 광에 의해 영상을 표시할 수 있다. 상기 표시 패널(515)은 예컨대, LCD 패널로서, 서로 대향되는 투명한 재질의 제 1 및 제 2기판, 그리고 제 1 및 제 2기판 사이에 개재된 액정층을 포함한다. 상기 표시 패널(515)의 적어도 일면에는 편광판이 부착될 수 있으며, 이러한 편광판의 부착 구조로 한정하지는 않는다. 상기 표시 패널(515)은 광학 시트(514)를 통과한 광에 의해 정보를 표시하게 된다. 이러한 표시 장치(500)는 각 종 휴대 단말기, 노트북 컴퓨터의 모니터, 랩탑 컴퓨터의 모니터, 텔레비젼 등에 적용될 수 있다.
실시예에 따른 발광 모듈 또는 광원 모듈은 라이트 유닛에 적용될 수 있다. 상기 라이트 유닛은 하나 또는 복수의 발광 모듈을 갖는 구조를 포함하며, 3차원 디스플레이, 각종 조명등, 신호등, 차량 전조등, 전광판 등이 포함될 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.
100: 발광 소자 100A, 110B, 200A: 발광 칩
301: 발광 모듈 150,250: 형광체층
300: 광학 렌즈 315: 리세스
320: 입사면 310: 바닥면
330: 제1광 출사면 335: 제2광 출사면
350: 지지 돌기 360: 측면 돌출부
400: 회로 기판 514: 광학 시트
517: 반사 시트

Claims (12)

  1. 바닥면;
    상기 바닥면의 센터 영역에 상 방향으로 볼록한 리세스;
    상기 리세스의 둘레에 입사면;
    상기 바닥면 및 입사면의 반대측에 배치되며 상기 리세스에 대응되는 센터 영역이 볼록한 곡면을 갖는 제1광 출사면; 및
    상기 제1광 출사면과 상기 바닥면 사이에 수직 방향으로 연결된 제2광 출사면을 포함하며,
    상기 바닥면은 상기 리세스의 둘레에 제1에지 및 상기 제2광 출사면의 하부에 제2에지를 포함하며,
    상기 바닥면의 제1에지와 제2에지를 연결한 직선은 상기 제1에지를 지나는 수평한 축에 대해 경사지며,
    상기 바닥면의 제1에지는 상기 제2에지를 지나는 수평한 직선보다 아래에 배치되며,
    상기 입사면의 하부 영역은 상기 제2에지를 지나는 수평한 직선보다 아래에 배치되는 광학 렌즈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1광 출사면의 센터 영역은 상기 리세스의 바닥 중심을 기준으로 중심 축으로부터 20도 이내의 영역에 배치되는 광학 렌즈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 바닥면은 곡면을 포함하는 광학 렌즈.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2광 출사면은 상기 바닥 중심에 수평한 제1축에 대해 수직한 면 또는 경사진 면을 포함하는 광학 렌즈.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 바닥면에 상기 바닥 중심으로부터 동일한 간격을 갖는 복수의 지지 돌기를 포함하는 광학 렌즈.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2광 출사면의 일부에 상기 제2광 출사면보다 외측으로 돌출된 측면 돌출부를 포함하는 광학 렌즈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2광 출사면은 상기 제1광 출사면의 하부 에지보다 외부 또는 내부에 배치되는 광학 렌즈.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리세스의 깊이는 상기 리세스의 바닥 너비보다 크고, 상기 제2광 출사면의 너비의 2배 이상인 광학 렌즈.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 리세스의 깊이는 상기 광학 렌즈의 두께의 80% 이상으로 배치되며,
    상기 입사면의 제1정점과 상기 제2광 출사면의 제2정점 사이의 거리는 상기 제2광 출사면의 너비의 1/2 이하인 광학 렌즈.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 바닥면의 제1에지 및 제2에지를 연결한 직선이 이루는 각도는 상기 입사면의 제1정점을 기준으로 중심 축과 제1에지 사이의 각도의 1/5 이하인 광학 렌즈.
  11. 상면 및 복수의 측면을 통해 광을 방출하는 발광 소자;
    상기 발광 소자 상에 배치된 광학 렌즈; 및
    상기 광학 렌즈 아래에 배치된 회로 기판을 포함하며,
    상기 광학 렌즈는, 제1항 내지 제3항 중 어느 하나를 포함하며,
    상기 발광 소자는 상기 광학 렌즈의 리세스 내에 배치되는 발광 모듈.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 발광 소자로부터 방출된 광 중에서 상기 광학 렌즈의 입사면을 통해 상기 제1광 출사면의 센터 영역으로 방출되는 광은 중심축에 대해 10도 이하로 방출된 광을 포함하는 발광 모듈.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190002907A (ko) * 2017-06-30 2019-01-09 엘지디스플레이 주식회사 광학 렌즈, 이를 구비하는 광학 모듈 및 이를 구비하는 백라이트 유닛
KR20190021689A (ko) * 2017-08-23 2019-03-06 엘지이노텍 주식회사 조명 모듈 및 이를 구비한 라이트 유닛
US10831062B2 (en) 2017-01-23 2020-11-10 Enplas Corporation Luminous flux control member, light-emitting device, planar light source device, and display device
KR20220026919A (ko) * 2020-08-26 2022-03-07 주식회사 예지아테크코리아 광학 렌즈, 발광 모듈 및 이를 구비한 라이트 유닛
US20220320384A1 (en) * 2021-03-30 2022-10-06 Wistron Corporation Light-emitting device and backlight module

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110006623A (ko) * 2009-07-14 2011-01-20 샤프 가부시키가이샤 면 발광 유닛 및 그 제조 방법
WO2012164792A1 (ja) * 2011-05-31 2012-12-06 パナソニック株式会社 発光装置、面光源、液晶ディスプレイ装置、およびレンズ
US20140126222A1 (en) * 2012-11-06 2014-05-08 Briview Corporation Light Source Device
KR20140120683A (ko) * 2013-04-04 2014-10-14 서울반도체 주식회사 면 조명용 렌즈 및 발광 모듈
KR20150024125A (ko) * 2013-08-26 2015-03-06 서울반도체 주식회사 면 조명용 렌즈 및 발광 모듈

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110006623A (ko) * 2009-07-14 2011-01-20 샤프 가부시키가이샤 면 발광 유닛 및 그 제조 방법
WO2012164792A1 (ja) * 2011-05-31 2012-12-06 パナソニック株式会社 発光装置、面光源、液晶ディスプレイ装置、およびレンズ
US20140126222A1 (en) * 2012-11-06 2014-05-08 Briview Corporation Light Source Device
KR20140120683A (ko) * 2013-04-04 2014-10-14 서울반도체 주식회사 면 조명용 렌즈 및 발광 모듈
KR20150024125A (ko) * 2013-08-26 2015-03-06 서울반도체 주식회사 면 조명용 렌즈 및 발광 모듈

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10831062B2 (en) 2017-01-23 2020-11-10 Enplas Corporation Luminous flux control member, light-emitting device, planar light source device, and display device
KR20190002907A (ko) * 2017-06-30 2019-01-09 엘지디스플레이 주식회사 광학 렌즈, 이를 구비하는 광학 모듈 및 이를 구비하는 백라이트 유닛
KR20190021689A (ko) * 2017-08-23 2019-03-06 엘지이노텍 주식회사 조명 모듈 및 이를 구비한 라이트 유닛
KR20220026919A (ko) * 2020-08-26 2022-03-07 주식회사 예지아테크코리아 광학 렌즈, 발광 모듈 및 이를 구비한 라이트 유닛
US20220320384A1 (en) * 2021-03-30 2022-10-06 Wistron Corporation Light-emitting device and backlight module
US11855243B2 (en) * 2021-03-30 2023-12-26 Wistron Corporation Light-emitting device and backlight module

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