CN105785486B - 光学透镜和具有该光学透镜的发光模块 - Google Patents
光学透镜和具有该光学透镜的发光模块 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了光学透镜和具有该光学透镜的发光模块。所公开的光学透镜包括：底表面；凹部，其在底表面的中心区域处向上凸出；光输入表面，其在凹部的周围处；第一光输出表面，其具有凸出弯曲表面，且在底表面和光输入表面的相对侧；以及第二光输出表面，其在第一光输出表面的下部周围处，其中，底表面包括与凹部相邻的第一边缘和与第二光输出表面相邻的第二边缘，更邻近于第一边缘的底表面的区域逐渐接近与凹部的底部中心成水平的第一轴线，并且第一光输出表面具有凸出的中心区域。
Description
技术领域
本发明涉及光学透镜。
本发明涉及具有所述光学透镜的发光模块。
本发明涉及具有所述光学透镜和所述发光模块的灯单元。
背景技术
发光器件(例如，发光二极管)是将电能转换成光的半导体器件中的一种类型，且作为替代现有荧光灯、白炽灯等的下一代光源受到许多关注。
由于发光二极管使用半导体器件产生光，因此相比于加热钨产生光的白炽灯或将通过高压放电产生的紫外线与荧光材料相碰撞产生光的荧光灯，发光二极管的耗电非常低。
另外，由于发光二极管使用半导体器件的电势间隙产生光，因此相比于现有光源，发光二极管具有长寿命、快速响应特性和环境友好特性。
因此，正在开展用发光二极管取代现有光源的许多研究，越来越多地使用发光二极管作为诸如灯、显示装置、电子显示板、街灯等户内和户外使用的各种照明器件的光源。
发明内容
实施例提供了具有不同光输出表面的光学透镜。
实施例提供了其中光输入表面和第一光输出表面的顶点在同一轴线方向上凸出的光学透镜。
实施例提供了具有弯曲的第一光输出表面和在光输入表面的周围处的平坦的第二光输出表面的光学透镜。
实施例提供了其中光输入表面的顶点相比于光源更邻近于第一光输出表面的顶点的光学透镜。
实施例提供了在发光器件的周围设置有倾斜的底表面的光学透镜。
实施例提供了改变从将光发射到至少五个表面的发光器件入射的光的输出角的光学透镜。
实施例提供了能够使从发光器件的上表面和侧表面发射的光入射到光学透镜的光输入表面上的发光模块。
实施例提供了能够通过改变输出到光学透镜的不同光输出表面的光的发射角度来控制亮度分布的发光模块。
实施例提供了由于光学透镜的底表面设置在发光器件的周围处而能够防止光损耗的发光模块。
实施例提供了由于光学透镜的底表面倾斜或弯曲而改进中心部分处的亮度分布的发光模块。
实施例提供了能够控制输出光的亮度分布的光学透镜和具有该光学透镜的发光模块。
实施例提供了光学透镜和具有该光学透镜的发光模块，在所述发光模块中，发射到偏离光束扩展角的区域的光的输出角小于其入射角。
实施例提供了在电路板的被光学透镜反射的光的量最大的区域上设置有吸收层的发光模块。
实施例提供了这样的发光模块，该发光模块具有用于吸收朝向设置在电路板上的光学透镜的底表面传播的不必要光的层。
实施例提供了这样的发光模块，该发光模块具有在用于吸收朝向电路板上的光学透镜的底表面传播的不必要的光的层上设置的光学透镜的支撑突出部。
实施例提供了这样的发光模块，该发光模块具有光学透镜的支撑突出部和用于在用于吸收朝向设置在电路板上的光学透镜的底表面传播的不必要的光的层处支撑突出部的孔。
实施例提供了这样的发光模块，在该发光模块中，设置在电路板上的光学透镜的侧突出部分设置成比电路板的侧表面更向外。
实施例提供了这样的发光模块，在该发光模块中，设置在电路板上的多个光学透镜中的每个的侧突出部分设置成比电路板的至少一个侧表面或两个侧表面更向外。
实施例提供了这样的发光模块，在该发光模块中，设置在电路板上的多个光学透镜的侧突出部分的切割表面被设置成与电路板的第一轴线方向上的侧表面平行。
实施例提供了这样的发光模块，在该发光模块中，多个光学透镜中的每个的侧突出部分设置在多个光学透镜的布置间隔的较宽的方向上。
实施例提供了这样的发光模块，在该发光模块中，第一电路板上的光学透镜和第二电路板上的光学透镜之间的间隔比设置在第一电路板上的光学透镜之间的间隔宽。
实施例提供了这样的发光模块，在该发光模块中，光学透镜的侧突出部分的方向是与连接与该侧突出部分相邻的两个支撑突出部的线段正交的方向，或者设置成与所述线段正交的轴线成30°内。
实施例提供了这样的发光模块，在该发光模块中，光学透镜的侧突出部分向外突出超过光学透镜的输出表面。
根据实施例，一种光学透镜包括：底表面；凹部，其在所述底表面的中心区域处向上凸出；光输入表面，其在所述凹部的周围上；具有凸出弯曲表面第一光输出表面，其在所述底表面和所述光输入表面的相对侧；以及具有平坦表面的第二光输出表面，其在所述第一光输出表面的周围处，其中，所述底表面包括与所述凹部相邻的第一边缘和与所述第二光输出表面相邻的第二边缘，更邻近于所述第一边缘的所述底表面的区域逐渐接近与所述凹部的底部中心水平的第一轴线，所述光输入表面的下部区域设置成低于经过所述第二边缘的水平直线，并且所述第一光输出表面具有与所述凹部竖直重叠的弯曲表面并且具有凸出的中心区域。
根据实施例，一种光学透镜包括：底表面；凹部，其在所述底表面的中心区域处向上凸出；光输入表面，其在所述凹部的周围处；具有凸出弯曲表面的第一光输出表面，其在所述底表面和所述光输入表面的相对侧；以及具有平坦表面的第二光输出表面，其在所述第一光输出表面的周围处，其中，所述底表面包括与所述凹部相邻的第一边缘和与所述第二光输出表面相邻的第二边缘，更邻近于所述第一边缘的所述底表面的区域逐渐接近与所述凹部的底部中心水平的第一轴线，所述光输入表面的下部区域设置成低于经过所述第二边缘的水平直线，所述第一光输出表面具有与所述凹部竖直重叠的弯曲表面并且具有凸出的中心区域，所述第二光输出表面包括与所述第一光输出表面相邻的第三边缘，所述第一输入表面的第一顶点比经过所述第二光输出表面的所述第三边缘的水平直线更靠近所述第一光输出表面的第二顶点，所述凹部的直径朝向所述光输入表面的所述第一顶点逐渐减小，并且所述凹部的深度大于所述凹部的底部的宽度。
根据实施例，一种发光模块，包括：发光器件，其用于通过上表面和多个侧表面发射光；光学透镜，其设置在所述发光器件上；以及电路板，其设置在所述光学透镜和所述发光器件下方，其中，所述光学透镜包括：底表面；凹部，其在所述底表面的中心区域向上凸出并且其中设置有所述发光器件；光输入表面，其形成在所述凹部的周围处；具有凸出弯曲表面的第一光输出表面，其形成在所述底表面和所述光输入表面的相对侧；具有平坦表面的第二光输出表面，其在所述第一光输出表面的部分处，所述光学透镜的底表面包括与所述凹部相邻的第一边缘和与所述第二光输出表面相邻的第二边缘，更邻近于所述第一边缘的所述光学透镜的所述底表面的区域逐渐接近与所述凹部的底部的中心水平的第一轴线，所述光输入表面的下部区域向下突出超过经过所述第二边缘的水平直线并且与所述发光器件的侧表面对应，所述第一光输出表面具有与所述凹部竖直重叠的弯曲表面并且具有凸出的中心区域，并且，在从所述发光器件发射的光之中，通过所述第二光输出表面发射的所述第一光的输出角小于入射到所述光输入表面上的所述第一光的入射角。
附图说明
将参照下面的图详细描述实施例，其中，类似的附图标记表示类似的元件，其中：
图1是根据实施例的光学透镜的侧横截面视图；
图2是图1的光学透镜的局部放大视图；
图3是描述图2的光学透镜中的凹部的底部中心和突出区域之间的关系的视图；
图4是描述第一光输出表面的与图2的光学透镜中的凹部对应的区域的视图；
图5是图1的光学透镜的侧视图；
图6是图1的光学透镜的底视图；
图7是描述根据实施例的光学透镜的光输出表面的视图；
图8是示出根据实施例的在光学透镜内具有发光器件的发光模块的侧横截面视图；
图9是示出根据实施例的在光学透镜下方具有电路板的发光模块的侧横截面视图；
图10是描述根据实施例的输出到光学透镜的第一光输出表面的光的视图；
图11是描述根据实施例的输出到光学透镜的第二光输出表面的光的视图；
图12是示出根据实施例的输出到光学透镜的第一光输出表面和第二光输出表面的光的分布的视图；
图13是描述根据实施例的发射到光学透镜的第一光输出表面之中的凹部对应的区域的光的路径的视图；
图14是描述根据实施例的从光学透镜中的发光器件发射的水平光的传播路径的视图；
图15是描述根据实施例的从光学透镜中的发光器件发射的光之中的围绕光学透镜的低点入射的光的路径的视图；
图16是描述根据实施例的光学透镜的第一光输出表面和第二光输出表面的输出角的视图；
图17是描述根据实施例的当被光学透镜的第二光输出表面反射时的光的路径的视图；
图18是示出图1的光学透镜的底表面的另一个示例的视图；
图19是示出图1的光学透镜的第二光输出表面的另一个示例的视图；
图20是根据实施例的具有含支撑突出部和光学透镜的吸收层的的电路板的发光模块的示例性视图；
图21是图20的发光模块的光学透镜的透视图；
图22是示出根据实施例的具有光学透镜的灯单元的侧横截面视图；
图23是示出根据实施例的光学透镜的另一个示例的视图；
图24是具有图23的光学透镜的发光模块的平面图；
图25是图24的发光模块的侧横截面视图；
图26是示出上面安装有图24的发光模块的背光单元的视图；
图27是沿着图24的发光模块的A-A线截取的横截面视图；
图28是描述图27的光学透镜中的光输入表面与第一光输出表面和第二光输出表面的输出角之间的关系的视图；
图29是示出输出到图28的光学透镜的第二光输出表面的光的分布的视图；
图30是图23的发光器件的侧视图；
图31是图23的发光器件的平面图；
图32是图23的发光器件的底视图；
图33是示出根据实施例的光学透镜的第二光输出表面的另一个示例的侧横截面视图；
图34是示出根据实施例的光学透镜的底表面的另一个示例的侧横截面视图；
图35是图34的光学透镜的局部放大视图；
图36是示出根据实施例的光学透镜的底表面的另一个示例的侧横截面视图；
图37是图36的光学透镜的局部放大视图；
图38是示出根据实施例的光学透镜的光输入表面的修改示例的侧横截面视图；
图39是示出图38的光学透镜的光输入表面的视图；
图40是图38的光学透镜的底视图；
图41是示出根据实施例的光学透镜的第二光输出表面的另一个示例的侧横截面视图；
图42是示出根据实施例的光学透镜的第二光输出表面和底表面的修改示例的侧横截面视图；
图43是根据实施例的在光学透镜上设置的侧突出部分的平面图；
图44是图43的光学透镜的后视图；
图45是具有图43的光学透镜的发光模块的平面图；
图46是示出图45的发光模块的电路板和光学透镜的平面图；
图47是示出图43的光学透镜的支撑突出部的另一个示例的视图；
图48是示出图43的光学透镜的支撑突出部的另一个示例的视图；
图49是示出根据实施例的电路板的上表面的光学透镜的透视图；
图50是沿着图45的发光模块的B-B线截取的横截面视图；
图51是沿着图45的发光模块的C-C线截取的横截面视图；
图52是图51的发光模块的局部放大视图；
图53是示出将光学透镜的支撑突出部固定到图51的发光模块中的电路板的示例的视图；
图54是根据第三实施例的光学透镜的侧视图；
图55是沿着图45的发光模块的D-D线截取的横截面视图；
图56是图55的光学透镜的局部放大视图；
图57是示出图55的光学透镜的详细构造的侧横截面视图；
图58是示出根据实施例的其中光学透镜布置在电路板上的发光模块的示例的视图；
图59是示出根据实施例的具有发光模块的灯单元的视图；
图60是示出其中光学片设置在图59的发光模块上的灯单元的视图；
图61是示出根据实施例的发光器件的详细构造的第一示例；
图62是根据实施例的发光器件的第二示例；
图63是示出根据实施例的发光器件的第三示例的视图；
图64是示出具有光学透镜的显示设备和具有光学透镜的发光模块的视图；
图65是示出根据实施例的使用贝塞尔曲线(Bezier curve)的函数定义光学透镜的光输入表面的弯曲段的示例的视图；
图66是示出根据实施例的使用贝塞尔曲线的函数定义光学透镜的第一光输出表面的弯曲段的示例的视图；
图67是示出实施例和对比示例的亮度分布的视图；
图68是示出根据实施例的输出光按照光学透镜的光输出表面的位置而变化的视图；
图69是根据实施例的将光输入表面的入射角与光学透镜的光输出表面的输出角进行比较的曲线图；
图70是示出根据实施例的对应于光学透镜中的第二光输出表面处存在浮凸部分(embossed portions)的亮度分布的曲线图；
图71是示出根据实施例的对应于光学透镜中的第二光输出表面处存在浮凸部分的色差变化的曲线图；
图72是示出根据实施例的对应于光学透镜中的电路板存在吸收层的图像均匀性的曲线图；
图73(A)是根据实施例的发光器件的平面图，图73(B)是描述发光器件的基准点的视图，图73(C)是示出发光器件的平面上的各方向上的光束扩展角度分布的曲线图，图73(D)是示出作为三维图像的图73(C)的光束扩展角度分布的视图。
图74是示出具有图27的光学透镜的发光模块的亮度分布的视图；
图75是示出具有图34的光学透镜的发光模块的亮度分布的视图；
图76是示出具有图38的光学透镜的发光模块的亮度分布的视图；以及
图77是示出根据与光学轴线相距预定距离的光学透镜的亮度强度的视图。
具体实施方式
下文中，通过附图和对实施例的描述，实施例将变得清楚。在对实施例的描述中，当描述各层(膜)、区域、图案或结构形成在基板“上方/上”或“下方/下”时，各层(膜)、区域、板或图案包括“直接”或“间接(通过插入其它层)”在“上方/上”和“下方/下”。另外，将相对于附图描述各层的上方/上或下方/下的标准。在对实施例的描述中，贯穿附图的描述，类似的参考标记代表类似的元件。
下文中，将参照附图描述根据实施例的光学透镜和发光模块。
图1是根据实施例的光学透镜的侧横截面视图，图2是图1的光学透镜的局部放大视图。图3是描述图2的光学透镜中的凹部的底部中心和突出区域之间的关系的视图，图4是描述第一光输出表面的与图2的光学透镜中的凹部对应的区域的视图，图5是图1的光学透镜的侧视图，图6是图1的光学透镜的底视图。
参照图1至图6，光学透镜300包括：底表面310；凹部315，其在底表面310的中心区域从底表面310向上凸出；光输入表面320，其在凹部315的周围；第一光输出表面330，其设置在底表面310和光输入表面320的相对侧；以及第二光输出表面335，其设置在第一光输出表面330下方。
在光学透镜300中，可使用中心轴线Y0或光学轴线定义与凹部315的底部的中心P0垂直的轴线向方向。与凹部315的底部的中心P0成水平的轴线向方向可以是第一轴线X0的方向，第一轴线X0的方向可以是与中心轴线Y0或光学轴线正交的方向。凹部315的底部的中心P0可以是光学透镜300的下部中心，并且可以被定义为基准点。
光学透镜300可包括可透光材料。光学透镜300可包括聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、硅树脂或环氧树脂、或玻璃中的至少一种。光学透镜300可包括折射率的范围是1.4至1.7的透明材料。
根据实施例，光学透镜300的底表面310可设置在凹部315的周围。底表面310可包括相对于第一轴线X0倾斜的表面、弯曲表面、或倾斜表面和弯曲表面。凹部315从底表面310的中心区域竖直向上凹进。
光学透镜300的底表面310包括与凹部315相邻的第一边缘23和与第二光输出表面335相邻的第二边缘25。第一边缘23是光输入表面320和底表面310之间的边界区域，并且可包括光学透镜300的低点区域。第一边缘23可包括底表面310的区域的最低点。相对于水平第一轴线X0，第一边缘23的位置可低于第二边缘25的位置。第一边缘23可覆盖光输入表面320的下部周围。第二边缘25可成为底表面310的外边缘区域或者第二光输出表面335的下部区域。第二边缘25可以是底表面310和第二光输出表面335之间的边界区域。
第一边缘23可以是底表面310的内部区域或者与光输入表面320的边界线。第二边缘25可以是底表面310的内部区域或者与第二光输出表面335的边界线。第一边缘23可以是内角或者包括弯曲表面。第二边缘25可以是外角或者包括弯曲表面。第一边缘23和第二边缘25可以是底表面310的两个端部部分。第一边缘23在被从光学透镜300的底部观察时可具有圆形形状或椭圆形形状，第二边缘25在被从光学透镜300的底部观察时可具有圆形形状或椭圆形形状。
随着底表面310逐渐接近第一边缘23，底表面310和第一轴线X0之间的间隔可逐渐变窄。随着底表面310变得更远离第一边缘23，底表面310和第一轴线X0之间的间隔可逐渐变宽。底表面310和第一轴线X0之间的间隔T0在第二边缘25处可以是最大的，并且在第一边缘23处可以是最小的。底表面310可包括在第一边缘23和第二边缘25之间的倾斜表面或弯曲表面，或者既包括倾斜表面和弯曲表面两者。随着底表面310变得相对于第一轴线X0逐渐朝向外部远离，在被从凹部315观察时，底表面310变成全反射表面。例如，当任何光源在凹部315内设置在凹部315的底部上时，底表面310可提供倾斜表面。由于底表面310反射通过凹部315入射的光，光损耗可减小。另外，可去除在不经过光输入表面320的情况下直接入射到底表面310的光。光学透镜300可增大通过光输入表面320入射到底表面310的光的量，并且改善光速扩展角的分布。
由于随着底表面310接近凹部315的第一边缘23，底表面310降低，因此底表面310的面积可变宽。凹部315的光输入表面320的面积可加宽达底表面310降低的一样多。由于凹部315的深度变成距离第一边缘23的高度，因此凹部315的深度可加深。随着底表面310的面积增大，反射区可增大。由于凹部315的底部降低，因此底部的面积可增大。
底表面310的第一边缘23设置在与凹部315的底部成水平的第一轴线X0上，并且第二边缘25与第一轴线X0以预定间隔T0隔开。第二边缘25和第一轴线X0之间的间隔T0可以是能够提供倾斜表面以反射入射到光输入表面320的下部区域22A的光的距离。光输入表面320的下部区域22A可以是第二边缘25处的水平线的经过的光输入表面320的低点22与第一边缘23上之间的区域。
第二边缘25和第一轴线X0之间的间隔T0可以是500μm或更小，例如，450μm或更小。第二边缘25和第一轴线X0之间的间隔T0可以在200μm至450μm的范围内。当间隔T0小于该范围时，第二光输出表面335的低点位置降低，因此在发射到二光输出表面335的光中会出现干涉问题。当间隔T0大于该范围时，第二光输出表面335的高点位置变高，因此第一光输出表面330的曲率改变并且光学透镜300的厚度D3增大。
底表面310可形成有具有贝塞尔曲线的弯曲表面。底表面310的曲线可由样条曲线(例如，三次样曲线、B样条曲线和T样条曲线)实现。底表面310的曲线可由贝塞尔曲线实现。
如以下将描述的，光学透镜300的底表面310可包括多个支撑突出部。这多个支撑突出部从光学透镜300的底表面310向下突出并且支撑光学透镜300。
凹部315的底部的形状可包括圆形形状。作为另一个示例，凹部315的底部的形状可以是椭圆形形状或多边形形状。凹部315的侧横截面的形状可包括钟形、贝壳形或椭圆形形状。凹部315的宽度可朝向顶部逐渐变窄。凹部315可从凹部315底部的周围处的第一边缘23逐渐朝向上端的第一顶点21会聚。当凹部315在被从底部观察时具有圆形形状时，凹部315的直径可朝向第一顶点21逐渐减小。相对于中心轴线Y0，凹部315可设置成旋转对称形状。光输入表面320的第一顶点21可设置成点形。
凹部315的底部的宽度D1可以是光源(即，以下将描述的发光器件)可被插入的宽度。凹部315的底部的宽度D1可以是发光器件的宽度的3倍或更小，例如，是发光器件的宽度的2.5倍或更小。凹部315的底部的宽度D1可以在发光器件的宽度的1.2至2.5倍的范围内。当凹部315的底部的宽度D1小于该范围时，难以插入发光器件。当凹部315的底部的宽度WD1可大于该范围时，可减少通过发光器件和第一边缘23之间的区域的光损耗或光干涉。
光输入表面320可具有从底表面310的中心区域向上凸出的弯曲表面，并且可以是凹部315的周向表面。光输入表面320可变得朝向顶部更远离凹部315的底部的中心P0。由于光输入表面320设置有凸出弯曲表面，因此光输入表面320可在所有区域中折射光。光输入表面320的下部区域22A可被设置成低于第二光输出表面335，以直接或间接接收光。光输入表面320的下部区域22A可接收从凹部315的底部反射的光。光输入表面320可由具有贝塞尔曲线的旋转体形成。光输入表面320的曲线可由样条曲线(例如，三次样条曲线、B样条曲线和T样条曲线)实现。光输入表面320的曲线可由贝塞尔曲线实现。
光学透镜300包括第一光输出表面330和第二光输出表面335。第一光输出表面330可以是光输入表面320和底表面310的相对表面。第一光输出表面330包括弯曲表面。与中心轴线Y0对应的第一光输出表面330的点可以是第二顶点31，第二顶点31可以是透镜本体的最高点。第一光输出表面330可包括向上凸出的弯曲表面。第一光输出表面330的所有区域可由弯曲表面(例如，具有不同大小的曲率的弯曲表面)形成。第一光输出表面330可具有相对于中心轴线Y0的轴对称的形状(例如，旋转对称形状)。在第二光输出表面335中，第二顶点31和第二光输出表面335之间的区域可没有负曲率。在第二光输出表面335中，第二顶点31和第二光输出表面335之间的区域可具有不同大小的曲率半径。
第一光输出表面330与凹部315的底部的中心P0之间的距离随着其更远离中心轴线Y0而增大。在第一光输出表面330中，当它接近中心轴线Y0(即，第二顶点31)时，第一光输出表面330可具有小的斜率或者没有斜率，使水平直线X4接触第二顶点31。也就是说，第一光输出表面330的中心区域32可以是缓慢弯曲的线或者包括平直线。第一光输出表面330的中心区域32可包括与凹部315竖直重叠的区域。第一光输出表面330的侧区域33可具有比中心区域32更陡弯曲的表面。由于第一光输出表面330和光输入表面320具有凸出弯曲表面，因此第一光输出表面330和光输入表面320能够将从凹部315的底部的中心P0发射的光在侧方向上散发。在第一光输出表面330和光输入表面320中，随着光折射角在角度θ21(θ21在70±4内)的范围内变得更远离中心轴线Y0而变大。
第一光输出表面330的中心区域32的曲率半径可大于光输入表面320的曲率半径。第一光输出表面330的斜率可小于光输入表面320的斜率。在光学透镜300的第一光输出表面330中，在光束扩展角内随着相对于中心轴线Y0的距离变远，单调递增(a monotoneincreases)。第二光输出表面335包括偏离光的光束扩展角分布的区域，随着距离变得相对于中心轴线Y0更远，第二光输出表面335中的单调可以是相同的或减小的。
在第一光输出表面330和第二光输出表面335之间的边界区域中，例如，在2°或更小的误差范围内，光折射角可减小。光折射角可逐渐减小，因为第一光输出表面330的靠近第二光输出表面335的表面可接近切线或者被设置为垂直表面。
光学透镜300的第二光输出表面335可被设置成高于第一轴线X0。第二光输出表面335可是平坦表面或倾斜表面，并且可由凸缘限定，但不限于此。
第二光输出表面335可被设置成相对于第一轴线X0垂直或倾斜。第二光输出表面335可从第一光输出表面330的外边缘线垂直地延伸或倾斜地延伸。第二光输出表面335包括与第一光输出表面330相邻的第三边缘35，第三边缘35可以处于与第一光输出表面330的外边缘线相同的位置或者被设置成比第一光输出表面330的外边缘线更向内或更向外。
将第二光输出表面335的第三边缘35连接到中心轴线Y0的直线X5可设置成与中心轴线Y0成范围为74±2°的角度。第二光输出表面335的第三边缘35可被设置成相对于凹部315的底部的中心P0与第一轴线X0成20°或更小(例如，在16±2°的角度θ22内)。相对于凹部315的底部的中心P0，第二光输出表面335的第二边缘25和第三边缘35之间的角度可以是16°或更小，例如，13±2°的角度。相对于穿过第二光输出表面335的第三边缘35的直线X5的角度θ21和θ22是光学透镜300的外角。第二光输出表面335可折射和辐射入射到与第一轴线X0间隔开的区域上的光。相对于中心轴线Y0，被第二光输出表面335折射的光可以以比折射之前的角度小的角度辐射。因此，第二光输出表面335能够抑制折射光在水平轴线的方向或比水平轴线低的方向上辐射，并且防止折射光与相邻光学构件发生干涉或者防止折射光有损耗。
与中心轴线Y0和底表面310的第二边缘25交叉的直线X3和第一轴线X0之间的角度θ23可以是5°或更小，例如，在0.4°至4°的范围内。角度θ23可按照与中心轴线Y0的距离和第二边缘25的高度而变化。当角度θ23偏离以上范围时，光学透镜的厚度会改变并且光损耗可能增大。
由于第二光输出表面335折射相对于凹部315的底部的中心P0从中心轴线Y0的半值角偏离的光，因此光损耗可减小。
光学透镜300的宽度D4可大于其厚度D3。当光学透镜300是圆形形状时，厚度D4可等于其长度。宽度D4可以是厚度D3的2.5倍或更大，例如，是厚度D3的3倍或更大。光学透镜300的宽度D4可以是15mm或更大，例如，在16mm至20mm的范围内。由于光学透镜300的宽度D4大于厚度D3，则在整个照明装置或灯单元中，亮度分布可以是均匀的。另外，由于覆盖在灯单元内的区域得以改进，因此光学透镜的数量可减少，光学透镜的厚度可减小。
凹部315的深度D2具有从其底部的中心P0到第一顶点21的间隔。这里，第一顶点21可以是光输入表面320的顶点或凹部315的顶部点。凹部315的深度D2可与光输入表面320的底部宽度D1相同或更大。凹部315的深度D2可以是光学透镜300的厚度D3的75％或更大，例如光学透镜300的厚度D3的80％或更大。凹部315的深度D2可以是第一光输出表面330的第二顶点31和凹部315的底部的中心P0或第一边缘23之间的距离的80％或更大。由于凹部315的深度D2深，因此光可以甚至从与光输入表面320的第一顶点21相邻的区域在侧方向上散发，即使是当第一光输出表面330的中心区域32没有全反射表面或负曲率时。由于凹部315具有深的深度D2，因此光输入表面320可将从接近第二顶点31的区域入射的光在侧方向上折射到围绕第一顶点21的区域。
凹部315和第一光输出表面330之间的最小距离D5可以是光输入表面320的第一顶点21和第一光输出表面330的第二顶点31之间的间隔。距离D5可以是第二光输出表面335的宽度D7的1/2或更小。距离D5可以是例如1.5mm或更小,在0.6mm至1.5mm的范围内，或者0.6mm至1.2mm的范围内。距离D5可大于间隔T0，只要它是间隔T0的3倍或更小。当光输入表面320的第一顶点21和第一光输出表面330的第二顶点31之间的距离D5是1.5mm或更大时，x传播到第一光输出表面330的中心区域32和侧区域33的光的量之差可增大，并且光分布可能是不均匀的。当光输入表面320的第一顶点21和第一光输出表面330的第二顶点31之间的距离D5小于0.6mm时，光学透镜300的中心处的刚度变弱。由于凹部315和第一光输出表面330之间的距离D5在以上范围内，因此光的路径可向外发散，即使是第一光输出表面330的中心区域32没有全反射表面或负曲率时。随着光输入表面320的第一顶点21接近第一光输出表面330的凸出的第二顶点31，通过光输入表面320朝向第一光输出表面330的侧方向传播的光的量可增加。因此，在光学透镜300的侧方向上发散的光的量可增加。
相比于从第二光输出表面335的第三边缘35水平延伸的直线，光输入表面320的第一顶点21可更邻近于第二顶点31，即，第一光输出表面330的中心。
第二光输出表面335的宽度D7是第二边缘25和第三边缘35之间的直线的距离，并且可小于凹部315的深度D2。第二光输出表面335的宽度D7可以例如在1.8mm至2.3mm的范围内。第二光输出表面335的宽度D7可以是凹部315和第一光输出表面330之间的距离D5的1.5倍或更大，例如，2倍或更大。第二光输出表面335的宽度D7可以是深度D2的0.3倍或更大，例如，具有是深度D2的0.32倍至0.6倍的范围。宽度D7可以是光学透镜300的厚度D3的0.25倍或更大，例如，在光学透镜300的厚度D3的0.3倍至0.5倍的范围内。当第二光输出表面335的宽度D7超过以上范围时，输出到第二光输出表面335的光的量增加，从而难以控制光分布。当第二光输出表面335的宽度D7小于这些范围时，在制造透镜本体时难以确保门区域(gateregion)。
参照图2，连接凹部315的底部的中心P0、光输入表面320的第一顶点21和光学透镜300中的光输入表面320的第一边缘23的线段可形成三角形形状，例如，直角三角形形状。相对于第一顶点21，中心轴线Y0和第一边缘23之间的角度θ11可以是30°或更小，例如，在20°至24°的范围内。角度θ12可等于或小于另一个角度θ14的1/3倍。这里，当满足角度θ11/θ12<1时，满足θ11/θ5>1。这里，角度θ5是底表面310的倾斜角。θ11是角度θ5的4倍或更大，例如，在角度θ5的5倍至20倍的范围内。角度θ5可以是角度θ11的1/4或更小(例如，1/5)。
相对于第二光输出表面335的第二顶点31，中心轴线Y0和连接第二顶点31到第一边缘23的直线之间的角度θ12可小于角度θ11，例如，在15°至22°的范围内。满足角度θ11/θ13<1。
在中心轴线Y0和第一光输出表面330的第二顶点31交叉处的水平直线X4和连接直至第二光输出表面335的第三边缘35的直线之间的角度R1可在15°至25°的范围内。直线X4可以是与光学透镜300的第二顶点31水平的直线，或者与和中心轴线Y0齐平的方向正交的直线。可按照角度R1的正切值计算第一光输出表面330的高度和透镜半径H2之比。这里，相对于第一光输出表面330的第二顶点31，中心轴线Y0和连接直至第二光输出表面335的第三边缘35的直线之间的角度可在105°至115°的范围内。
从光输入表面320的第一顶点21连接到第二光输出表面335的第三边缘35的直线和中心轴线Y0之间的角度R2可在98°至110°的范围内。由于角度R2，在光输入表面320的第一顶点21和第二光输出表面335的第三边缘35之间会存在高度差。当角度R2偏离以上范围时，第二光输出表面335的第三边缘35的位置会变得不同。
从光输入表面320的第一顶点21连接到底表面310的第二边缘25的直线和中心轴线Y0之间的角度R3可在104°至120°的范围内。角度R3连同角度R2一起可设定第二光输出表面335的高度(＝D3-D7)，并且可设定光输入表面320的第一顶点21和第二光输出表面335的第二边缘25之间的高度差。角度R1、R2和R3可按照第一光输出表面330的第二顶点31(其中，第一光输出表面330的中心区域具有正曲率)和光输入表面320的第一顶点21的位置而变化。可细长地(slimly)设置光学透镜300的厚度。
参照图3，在光学透镜300中，作为从底表面310的第二边缘25水平延伸的直线X6与光输入表面320的交点的低点22可被设置成相对于凹部315的底部的中心P0与第一轴线X0成22°或更小的角度，例如，范围在13°至18°内的角度θ24。凹部315的底部的中心P0和第一边缘23之间的距离是D1的1/2，光输入表面320的低点的高度是底表面310的第二边缘25和第一轴线X0之间的间隔T0，可以是500μm或更小，例如，在200μm至450μm的范围内。在角度θ24的范围内，D1的1/2距离和间隔T0之比可变化。当低点22的高度小于以上范围时，光损耗没有显著减小。当低点22的高度大于以上范围时，光学透镜300的厚度变厚。底表面310的第一边缘23可以是底表面310的低点，并且低于低点22传播的光可入射到第一边缘23和低点22之间的区域22A上。因此，通过光输入表面320的下部区域22A，可减小光损耗。
参照图4，第一光输出表面330的中心区域32是竖直重叠凹部315的区域，并且可被设置成相对于凹部315的底部的中心P0与中心轴线Y0成20°或更小的角度，例如，范围在14°至18°内的角度。第一光输出表面330与垂直于凹部315的第一边缘23的直线Y1相交的点Px可被设置成相对于凹部315的底部的中心P0与中心轴线Y0成20°或更小的角度θ25，例如，范围在14°至18°内的角度θ25。当第一光输出表面330的中心区域32超过以上范围时，凹部315内的半径增大，中心区域32和侧区域33之间的光量差异增大。另外，当第一光输出表面330的中心区域32小于以上范围时，凹部315内的半径可减小并且会不容易插入光源，第一光输出表面330的中心区域32和侧区域33处的光分布会不均匀。
这里，第一轴线X0和第二光输出表面335的第三边缘35之间的角度θ22和中心轴线Y0和第一光输出表面330的中心区域32的点Px之间的角度θ25可以是相对于凹部315的底部的中心P0的20°或更小，例如，在14°至18°的范围内。在角度θ22和θ25的范围内，凹部315的深度和底表面310的倾斜角可变化。
图5和图6是分别示出根据实施例的光学透镜的侧视图和后视图的视图。
参照图5，在光学透镜中，第二光输出表面335设置在第一光输出表面330的下部周围，底表面310可被设置成低于第二光输出表面335的第二边缘25。底表面310可向下突出超过第二光输出表面335的第二边缘25的水平线。
作为另一个示例，光学透镜300可在第二光输出表面335具有浮凸表面。浮凸表面可由带粗糙表面的雾面(haze surface)形成。浮凸表面可以是上面形成分散颗粒的表面。作为又一个示例，光学透镜300可在底表面上具有浮凸表面。底表面310的浮凸表面可由带粗糙表面的雾面形成或者在上面形成分散颗粒。
由于雾度(the haze)造成的光学透镜的亮度分布将参照图70和图71。如图70中，示例1表示光学透镜的底表面和侧表面上的雾度没有经过处理的光学透镜中的亮度分布的变化，示例2表示光学透镜的底表面和侧表面上的未经雾度处理的光学透镜中的亮度分布的变化。这里，可明白，在光学透镜的侧表面和底表面上进行雾度处理的示例2中改进了均匀度。如图71中，示例1表示光学透镜的底表面和侧表面上未经雾度处理的光学透镜中的色差，示例2表示光学透镜的底表面和侧表面上进行雾度处理的光学透镜中的色差。可见，在进行雾度处理的示例2中改进了色差。
参照图7，在光学透镜300中，第一光输出表面330可含有具有不同曲率半径ra、rb和rc的多个圆形部件，不同圆形部件的中心Pa、Pb和Pc可设置在不同位置。第一光输出表面330的圆形部件的中心Pa、Pb和Pc可设置成低于光输入表面320的第一顶点21的水平直线。第一光输出表面330的圆形部件的中心Pa、Pb和Pc可设置与光学透镜300竖直重叠的区域处。
光输入表面320可含有具有不同曲率半径的多个圆形部件，圆形部件的中心可设置成低于光输入表面320的第一顶点21的水平直线，并且设置在与光学透镜300竖直重叠的区域处。
图8是示出根据实施例的将发光器件应用于光学透镜的发光模块的视图，图9是示出根据实施例的在光学透镜下方具有电路板的发光模块的侧横截面视图。图10是描述根据实施例的输出到光学透镜的第一光输出表面的光的视图，图11是描述输出到图8的发光模块中的光学透镜的第二光输出表面的光的视图，图12是示出根据实施例的输出到光学透镜的第一光输出表面和第二光输出表面的光的分布的视图。
参照图8，可在光学透镜300的凹部315内设置发光器件100。发光器件100是光源，可设置在光学透镜300的凹部315的底部上。发光器件100可设置在凹部315的底部上，以与光输入表面320的第一顶点21和第一光输出表面330的第二顶点31竖直重叠。
光学透镜300可改变从发光器件100发射的光的路径并且提取通向外部的光。发光器件100可被定义为光源。
发光器件100可包括具有化合物半导体的发光二极管(LED)芯片，例如，蓝色LED芯片、绿色LED芯片、白色LED芯片和红色LED芯片中的至少一种。发光器件100可包括II-VI化合物半导体和III-V化合物半导体中的至少一种或者这两种。发光器件100可发射蓝光、绿光、UV光或白光中的至少一种。发光器件100可例如发射白光。
在光学透镜300中，凹部315的底部的宽度D1可以是光输入表面320的底部宽度，可比发光器件100的宽度W1宽。光输入表面320和凹部315具有允许从发光器件100发射的光容易入射的尺寸。凹部315的底部的宽度D1与发光器件100的宽度W1之比D1:W1可在1.8:1至3.0:1的范围内。当凹部315的底部的宽度D1是发光器件100的宽度W1的3倍或更小时，发光器件100发射的光可通过光输入表面320有效入射。当凹部315的底部的宽度D1大于发光器件100的宽度W1的3倍时，底表面310的倾斜角变化。
与发光器件100具有相同宽度的光输入表面320的位置可以以预定的距离D6与光输入表面320的第一顶点21隔开。距离D6可以与凹部315和第一光输出表面330之间的最小距离D5相同或者与其之差在0.1mm内。因此，通过发光器件100的上表面S1发射的竖直光可入射到光输入表面320的第一顶点21或者围绕第一顶点21的区域上。
当中心轴线Y0与相对于发光器件100的上表面S1垂直的轴线(例如，光轴)时，中心轴线Y0可由光轴限定。光轴和中心轴线可能在发光器件100和光学透镜300之间具有对齐误差。中心轴线Y0可以与电路板400的上表面正交。
光学透镜300的光输入表面320的与发光器件100具有相同宽度的位置和第一光输出光表面330的第二顶点31之间的距离D8可在0.5mm至2mm的范围内，可以是距离D5或距离D6的两倍。因为光输入表面320的与发光器件100具有相同宽度的区域设置在与第一光输出表面330的第二顶点31相距2mm或更小的距离处，光可通过凹部310的深度D2和凹部与第二顶点31的距离在侧方向上发散，即使是当第一光输出表面330的中心区域没有负曲率时。光输入表面320的第一顶点21和凹部315内的宽度W1之间的距离D6和光输入表面320的第一顶点21和第一光输出表面330的第二顶点31之间的距离D5之比满足0.5:1至1:1的范围。
凹部315和第一光输出表面330之间的最小距离D5可以是光输入表面320的第一顶点21和第一光输出表面330的第二顶点31之间的间隔。距离D5可以是例如1.5mm或更小，在0.6mm至1mm的范围内。当距离D5是1.5mm或更大时，会出现热斑现象。当距离D5小于0.6mm时，光学透镜300中心的刚度变弱。随着光输入表面320的第一顶点21接近第一光输出表面330的第二顶点31，通过光输入表面320朝向第一光输出表面330的侧方向传播的光的量可增加。
因此，朝向光学透镜300的侧方向发散的光的量可增加。即使当第一光输出表面330的中心区域32没有全反射表面或负曲率时，光的路径也可围绕中心区域在水平方向上发散。图67是示出根据实施例的灯单元中的光学透镜的亮度分布的视图。该实施例中的光学透镜是第一光输出表面没有负曲率的结构，并且被与第一光输出表面具有负曲率的对比示例中的光学透镜进行比较。该实施例中的光学透镜具有与对比示例中的光学透镜几乎相同的亮度分布，即使是当没有提供具有负曲率的第一光输出表面。因此，可促进光学透镜的制造过程，并可防止将外来材料引入具有负曲率的区域中。
相比于从第二光输出表面335的第三边缘35延伸的水平直线，光输入表面320的第一顶点21可设置成更邻近第二顶点31，即，第一光输出表面330的中心。
如在图9中，发光模块301包括设置在发光器件100下方的电路板400和光学透镜300。一个或多个发光器件100可按预定间隔布置在电路板400上。发光器件100设置在光学透镜300和电路板400之间，并且通过从电路板400接收电力进行操作，以发射光。
电路板400可包括与发光器件100电连接的电路层。电路板400可包括树脂材料的印刷电路板(PCB)、金属芯PCB(MCPCB)和柔性PCB(FPCB)中的至少一种，但不限于此。
光学透镜300通过光输入表面320接收从发光器件100发射的光并且将光发射到第一光输出表面330和第二光输出表面335。从光输入表面320入射的部分光可在经过预定路径并且被底表面310反射之后被发射到第一光输出表面330和第二光输出表面335。
这里，发光器件100的光束扩展角θ51是发光器件100的特有光束扩展角，并且可按130°或更大(例如，136°或更大)的角度发射光。可通过发光器件100的上表面S1和侧表面S2发射光。当以130°或更大(例如，136°或更大)的光束扩展角分布入射从发光器件100发射的光时，光学透镜300可通过第一光输出表面330和第二光输出表面335以所发散的光束的扩展角θ52辐射光。
在光学透镜300中，光输入表面320可设置在发光器件100的上表面S1和侧表面S2外侧。光学透镜300的光输入表面320的下部区域22A可被设置成面对发光器件100的多个侧表面S2。
这里，发光器件100可通过上表面S1和多个侧表面S2发射光。发光器件100具有例如五个或更多个发光表面。发光器件100的多个侧表面S2可包括可以是发光表面的至少四个侧表面。从发光器件100的上表面S1和侧表面S2发射的光可入射到光输入表面320上。另外，通过侧表面S2中的每个发射的光可入射到光输入表面320，而没有泄露。
由于发光器件100提供了五个或更多个发光表面，因此由于通过侧表面S2发射的光，导致发光器件100的光束扩展角分布可更宽。发光器件100的光束扩展角θ51可以是130°或更大(例如，136°或更大)。发光器件100的光束扩展角θ51的1/2可以是65°或更大(例如，68°或更大)。光束扩展角θ51是经过半值宽度(其中，光的强度变成光的最大强度的1/2)的光束角并且光束扩展角θ51的1/2可以是光束角的1/2。由于发光器件100的光束扩展角θ51被设置成更宽，因此进一步促进使用光学透镜300进行光发散。
当从发光器件100发射的光的光束扩展角θ51是130°或更大时，在光经过光学透镜300之后，光束扩展角θ51可变宽(θ52>θ51)。例如，从光学透镜300发射的光束扩展角θ52可以比发光器件100的特有光束扩展角θ51大10°或更多。从光学透镜300发射的光束扩展角θ52可以是140°或更大(例如，146°或更大)。
这里，由从凹部315的底部的中心经过光学透镜300的第二光输出表面335的第三边缘35的两条直线形成的角度(图1的θ21×2)可大于发光器件100的光束扩展角θ51且小于光学透镜300的光束扩展角θ52。这里，如图1中，相对于凹部315的底部的中心P0的由经过第二光输出表面335的第三边缘35的直线X5形成的角度θ21可以是144°或更大，例如，在144°至152°的范围内。从光学透镜300发射的光束扩展角θ52可大于由经过光学透镜300的第二光输出表面335的第三边缘35的两条直线形成的角度。从光学透镜300发射的光束扩展角θ52的分布包括通过第二光输出表面335发射的光的光束扩展角分布，从而通过从第二光输出表面335发射的光的分布减少光损耗，并且改进亮度分布。
光学透镜300的底表面310可提供相对于电路板400的上表面倾斜的表面。光学透镜300的底表面310可被设置为相对于第一轴线X0的倾斜表面。底表面310的80％或更多(例如，整个区域)可被设置成相对于电路板400的上表面倾斜。底表面310可以包括完全反射表面。
相比于光学透镜300的底表面310的第二边缘25，电路板400的上表面可被设置成更邻近第一边缘23。底表面310的第一边缘23可接触电路板400的上表面，第二边缘25可以是以最大间隔T0与电路板400的上表面隔开。由于第一边缘23可设置在比发光器件100中的有源层低的位置，因此可防止光损耗。
光学透镜300的第一光输出表面330和第二光输出表面335折射并且发射入射光。第一光输出表面330的整个区域可被形成为通过其输出光的弯曲表面。第一光输出表面330包括从第二顶点31连续连接的弯曲形状。第一光输出表面330可反射或折射入射光，以将光输出到外部。在第一光输出表面330上，相对于中心轴线Y0，通过第一光输出表面330发射的光被折射之后的发射角可大于在光折射之前入射的入射角。
相对于中心轴线Y0，第二光输出表面335折射光L2，使得光L2在被折射之后的角度小于光L2在被折射之前的入射角。因此，在相邻光学透镜300之间的光干涉距离可能是长的，并且通过第二光输出表面335输出的部分光和输出到第一光输出表面330的光的颜色可围绕光学透镜300被混合。
第二光输出表面335设置在第一光输出表面330的下部周围，以折射并且发射入射光。第二光输出表面335包括倾斜表面或平坦表面。第二光输出表面335可以是例如相对于电路板400的上表面垂直或倾斜的表面。当第二光输出表面335被形成为倾斜表面时，在注射成型期间可容易地将其分离。
第二光输出表面335接收发射到发光器件100的侧表面S2的部分光，以折射并且提取光。这里，在第二光输出表面335处，相对于中心轴线Y0，发射的光L2的输出角可小于在被折射之前的入射角。因此，相邻光学透镜300之间的光干涉距离可能是长的。
将参照图10至图12描述光学透镜300的光学路径。参照图10至图12，在从发光器件100发射的光之中，入射到光学透镜300的光输入表面320的第一点P1上的第一光L1可被折射并且发射到第一光输出表面330的预定第二点P2。另外，在从发光器件100发射的光之中，入射到光输入表面320的第三点P3上的第二光L2可被发射到第二光输出表面335的第四点P4。
这里，入射到光输入表面320的第一点P1上的第一光L1的入射角可被定义为相对于中心轴线Y0的第一角θ1，并且发射到第一光输出表面330的任何第二点P2的第一光L1的发射角可被定义为相对于中心轴线Y0的第二角θ2。入射到光输入表面320的第三点P3上的第二光L2的入射角可被定义为相对于中心轴线Y0的第三角θ3，发射到第二光输出表面335的任何第四点P4的第二光L2的发射角可被定义为相对于中心轴线Y0的第四角θ4。第二光L2可以是发射到发光器件100的侧表面的光。
第二角θ2大于第一角θ1。随着第一角θ1增大，第二角θ2增大，而随着第一角θ1减小，第二角θ2减小。另外，第一角θ1和第二角θ2满足θ2>θ1或1<(θ2/θ1)的条件。第一光输出表面330的第二角θ2是被折射之后的发射角，并且可大于被折射之前的入射角。因此，当第一光输出表面330折射通过光输入表面320入射的传播到光的第一光输出表面330的第一光L1时，第一光输出表面330可将第一光L1发散到光学透镜300的侧方向。
第四角θ4可小于第三角θ3。随着第三角θ3增大，第四角θ4增大，而随着第三角θ3减小，第四角θ4减小。另外，第三角θ3和第四角θ4满足θ4<θ3或1>(θ4/θ3)的条件。第二光输出表面335的第四角θ4是被折射之后的发射角，可小于被折射之前的入射角。
通过发光器件100的侧表面S2发射的光或者偏离光束扩展角的光可入射到第二光输出表面335上。因此，第二光输出表面335可折射通过发光器件100的侧表面S2发射的光和偏离光束扩展角的光，使其传播到亮度分布的光束扩展角区域。可通过第二光输出表面335减小光损耗。
相对于中心轴线Y0，经过凹部315的底部的中心P0和第二光输出表面335的第三边缘35的直线可设置在通过光学透镜300发射的光的半值范围的1/2位置，例如，第四角θ4的位置上方的位置。例如，中心轴线Y0与将凹部315的底部的中心P0连接到第三边缘35的直线之间的角度可大于发光器件100的特有光束扩展角的1/2角度，并且可小于光学透镜300的光束扩展角的1/2角度。这里，半值角或光束扩展角代表从发光器件100发射的光的输出变成峰值的50％或1/2对应的角度。
在从发光器件100发射的光之中，入射到光输入表面320的第五点P5上的光L3可被光学透镜300的底表面310反射并且可通过第二光输出表面335的第六点P6透射或反射。这里，第二光输出表面335以比被底表面310反射后进行入射的光的入射角θ8小的发射角θ9透射或反射光。入射角θ8和发射角θ9是相对于中心轴线Y0的角度。这里，被底表面310反射并且传播到第二光输出表面335的光可被折射，使得发射角θ9小于入射角θ8，从而有效地重新使用可能通过发光器件100的侧表面S2泄露的光。另外，还可通过底表面310进行的全反射来防止偏离发光器件100的光束扩展角的光的泄漏。
如图13中所示，当检验发射到光学透镜300中的第一光输出表面330的中心区域32的光的路径时，当从发光器件100发射的光以相对于光轴偏离角度θ31(其为1°)入射到光输入表面320上时，发射到第一光输出表面330的光L31以15°或更大的角度(例如，17°或更大的角度θ32)被折射。当偏离中心轴线Y0达1°的角度θ31的光入射到光输入表面320上时，第一光输出表面330可折射光，使其成为具有角度θ32的光L31，角度θ32是角度θ31的17倍或更大。当入射到光输入表面320上的光相对于中心轴线Y0移动2°时，光可被第一光输出表面330折射，使角度差是20°或更大(例如，10倍大)。
第一光输出表面330的中心区域32是与垂直于凹部315的第一边缘23的直线Y1相交的点Px内的区域。在从发光器件100发射的光之中，相对于中心轴线Y0以10°内的角度θ33发射的光L32可入射到第一光输出表面330的中心区域32上。从发光器件100以10°以内的角度θ33发射的光可通过光输入表面320和第二光输出表面335折射，可以以50°或更大的最大角度(例如，55°或更大的角度θ34)折射。入射到第一光输出表面330的中心区域32上的光被光输入表面320和第二光输出表面335的凸出弯曲表面折射，从而防止第一光输出表面330的中心区域32中的热斑。第一光输出表面330的中心区域32是将发光器件100的中心连接到点Px的直线Y2内的区域，从中心轴线Y0到点Px的角度可以是20°或更小，例如，是18°或更小的角度θ25。点Px可被设置成低于与第二顶点31水平接触的直线X4。
这里，图68和图69是示出输出到第一光输出表面和第二光输出表面的光的输出角和入射表面的入射角之比的视图。当参照图68和图12进行描述时，在第一光输出表面330的区域A1中，输出角和入射角之比随着接近第二光输出表面335的区域A2而逐渐缩小，并且该比值大于1。图68的x轴线方向代表入射到光输入表面上的光的光束扩展角，可通过第二光输出表面335的第二区域A2控制68°或更大的光束扩展角分布。在第二光输出表面335的第二区域A2中，输出角和入射角之比具有小于1的值，被底表面310反射到第二光输出表面335的、通过区域A3输出的光的输出角和入射角之比具有比通过区域A2相应比值小的值。
参照图69和图12，随着入射到光学透镜300的光输入表面320上的光的入射角增大，输出到光学透镜300的第一光输出表面330的光的输出角可增大。这里，在第一光输出表面330的外部下部部分A4，输出角不会增大，并且外部下部部分A4可被设置为切线或垂直表面。另外，输出到光学透镜300的第二光输出表面335的输出角可小于输入到光输入表面320的入射角，并且可随着入射角增大而增大。
参照图14，从发光器件100的侧表面S2水平发射的光可通过光输入表面320的下部区域22A入射，并且通过光输入表面320入射的光L11可被底表面310反射并且通过第二光输出表面335发射。光L11可相对于光输入表面320的下部区域22A以88°至90°的角度入射。
参照图15，在发射到发光器件100的侧表面S2的光之中，倾斜入射的光L11、光L12和光L13可被电路板的上表面反射或者倾斜入射到光输入表面320的下部区域22A上。倾斜入射到光输入表面320的下部区域22A上的光L13可被底表面310反射，以被发射到第二光输出表面335，被电路板反射的光L12和光L14可通过第一光输出表面330和第二光输出表面335被折射。可改进入射到光输入表面320的下部区域22A上的光的亮度分布。
参照图16，在光学透镜300的第二光输出表面335的区域之中，当第二点P2处输出光的输出角θ2是基于中心轴线Y0的发光器件100的光束扩展角的1/2点时，入射到第二点P2上的光的光输入表面320上的第一点P1与中心轴线Y0之间的距离D11可以是凹部315的底部的宽度D1的1/2或更小。这样使得光能够被发散到侧方向，即使是当光学透镜300的厚度减小或者第一光输出表面330的峰值高度降低时。
在光学透镜300中，由经过底表面310的边缘23和25二者的第一直线X1和中心轴线Y0形成的角度θ6可以是锐角，例如，89.5°或更小，或87°或更小。由于光学透镜300的底表面310被设置为具有倾斜角θ5的表面，因此光学透镜300的底表面310反射通过发光器件100的侧表面S2入射的光并且通过第二光输出表面335透射或反射光。由于第二光输出表面335输出光使得输出角小于通过光输入表面320入射的光的入射角，因此相邻光学透镜300之间的干涉会减小。因此，可提高通过光学透镜300的第二光输出表面335发射的光的量。底表面310的倾斜角θ5可大于图19中示出的第二光输出表面335的倾斜角θ7。
中心轴线Y0和光学透镜300的底表面310之间的角度θ6可小于底表面310和第二光输出表面335之间的角度θ61。角度θ6和θ61可满足θ6/θ61<1。这里，角度θ6可小于90°,角度θ61可以是90°或更大，例如，在90°<θ61≤95°的范围内。由于光学透镜300的底表面310的线段相对于中心轴线Y0具有锐角并且相对于第二光输出表面335具有钝角，因此从发光器件100发射的光可被完全反射，并且由于被全反射的光通过第二光输出表面335被折射，可减少与其它光学透镜的干涉。
同时，设置在光学透镜300的下部部分的一个或多个支撑突出部(未示出)从底表面310向下(即，朝向电路板400)突出。这多个支撑突出部被固定在电路板400上，从而防止光学透镜300倾斜。
参照图17，雾面可形成在光学透镜300中，例如，形成在底表面310和第二光输出表面335上。上面形成雾面的底表面310和第二光输出表面335可透射或反射部分光。被第一光输出表面330反射的光将光路改变成朝向第二光输出表面335或光输入表面，从而允许光朝着第一光输出表面330发射。
参照图18，光学透镜300的底表面310包括具有弯曲表面的第一区域D9和具有平坦表面的第二区域D10。在底表面310中，与凹部315相邻的区域具有弯曲表面而与第二光输出表面335相邻的区域具有平坦表面。因此，底表面310可被设置为水平表面或倾斜表面。
第一区域D9具有从第一边缘23向上凸出的弯曲。也就是说，底表面310中的第一区域D9的弯曲表面相对于水平延伸线向上凹进，并且具有例如范围在65mm至75mm内的曲率半径。也就是说，第一区域D9可具有负曲率。第二区域D10设置在第一区域D9和第二边缘25之间。第一区域D9的宽度可比第二区域D10的宽度宽。第一区域D9和第二区域D10的长度之比可以是6:4至9:1。由于第一区域D9的宽度较宽，因此可进一步减少光学透镜300的中心部分处的热斑现象。
作为底表面310的弯曲段的第一区域D9可被设置成与光输入表面320相邻，并且作为平坦段的第二区域D10可被设置成与第二边缘25相邻。弯曲表面和平坦表面可设置在将第一边缘23笔直连接到第二边缘25的线段上方。第一区域D9可设置成比第二边缘25的水平延长线低，第二区域D10可设置在与第二边缘25的水平延长线相同的线上。
底表面310的第一区域D9在另一个方向上折射从发光器件100发射的光，从而通过第一光输出表面330和第二光输出表面335改变亮度分布。当底表面310包括弯曲区域时，相比于具有倾斜表面的光学透镜，中心部分处的光的亮度分布的热斑现象可得以改进。
图19是图1的光学透镜的第二光输出表面和底表面的另一个示例。
参照图19，光学透镜300的第二光输出表面335可相对于竖直中心轴线Y0倾斜第七角θ7。第七角θ7可小于第五角θ5。第七角θ7和第五角θ5可满足θ7/θ5<1。
光学透镜300的底表面310包括例如具有倾斜表面的第一区域D17和具有水平表面的第二区域D18。第一区域D17从第一边缘23倾斜，第二区域D18设置在第一区域D17和第二边缘25之间。第一区域D17的分段可大于第二区域D18的分段。第一区域D17的分段和第二区域D18的分段之比可以是6:4至9:1。第一区域D17可设置成低于第二边缘25的水平延伸线，以与发光器件100的侧表面对应，第二区域D18可设置在与第二边缘25的水平延长线相同的线上。
由于第一区域D17的分段较宽，因此可减少光学透镜300的中心部分处的热斑现象。图73中示出的光的亮度分布是提供具有带倾斜表面而非水平表面的底表面的光学透镜的情况，并且可认识到，中心部分的热斑现象得以改进。
图20和图21示出根据实施例的发光模块中的电路板上设置吸收层的结构。
参照图20和图21，吸收层412和414可设置在电路板400上。电路板400的吸收层412和414可设置在其处穿过光学透镜300的底表面310的光的吸收率最大的区域。部分光可被光学透镜300中的第一光输出表面330反射，吸收层412和414可设置在被反射光的传播路径会聚到的区域上。
入射到光学透镜300的第一光输出表面330上的部分光L5可被透射并且部分光L6可被反射。当第一光输出表面330反射的部分光L6透射通过底表面310时，吸收层412和414吸收部分光L6。吸收层412和414可包括黑色抗蚀材料(black resist material)。
吸收层412和414可设置在与光学透镜300竖直重叠的区域上。吸收层412和414可设置在与光学透镜300的底表面310竖直重叠的区域上。吸收层412和414可设置在相对于电路板400的光学透镜300的凹部315的彼此相对侧。
当光学透镜300的宽度D4比电路板400的宽度D13宽时，吸收层412和414可沿着光学透镜300的布置方向分别设置在光学透镜300的凹部315的两个区域上。吸收层412和414吸收被反射到光学透镜300的第一光输出表面330的部分光L6。吸收层412和414的区域可设置在被反射到第一光输出表面330的光的量最大所对应的区域下方。吸收层412和414的区域可被设置成具有从中心轴线Y0的底部的中心P0的相同半径D12。如图72中所示，由于相比于没有吸收层的情况(示例4)，在电路板400上具有吸收层的情况(示例3)下吸收了不必要的光，因此能够看出在示例3中的光学均匀度得以改进。
参照图20和图21，多个支撑突出部350和355可设置在光学透镜的底表面310下方。多个支撑突出部350和355包括第一支撑突出部350和第二支撑突出部355。多个第一支撑突出部350可设置在除了吸收层412和414的区域之外的区域，并且可接触电路板400的上表面。可设置两个或更多个第一支撑突出部350将光学透镜300支撑于电路板400上。
第二支撑突出部355可向上突出超过第一支撑突出部350。第二支撑突出部355之间的间隔可与电路板400的宽度D13相同或更大。电路板400可装配在第二支撑突出部355之间。因此，第二支撑突出部355可在联接光学透镜300的过程中联接到电路板400的外部，以防止光学透镜300倾斜。可设置两个或更多个第二支撑突出部355，这些第二支撑突出部355可接触电路板400的两面。第二支撑突出部355中的每个的半径可大于第一支撑突出部350中的每个的半径。
图22是示出根据实施例的具有光学透镜的灯单元的侧横截面视图。
参照图22，设置在各电路板400内的光学透镜300之间的间隔G1可比设置在不同电路板400中的光学透镜300之间的间隔窄。间隔G1可处于图21中示出的光学透镜300的宽度D4的6倍至10倍(例如，7倍至9倍)的范围内。光学透镜300之间的间隔G1可防止相邻光学透镜300之间的光学干涉。
这里，光学透镜300的宽度D4可以是15mm或更大，例如，在16mm至20mm的范围内。当光学透镜300的宽度D4比以上范围窄时，灯单元内的光学透镜的数量可增大并且会在光学透镜300之间的区域中产生暗部分。当光学透镜300的宽度D4比以上范围宽时，灯单元内的光学透镜的数量减小，但各光学透镜的亮度会减小。
由于改进了光学透镜300的亮度分布，因此电路板400和光学片514之间的距离H1可减小。另外，设置在背光单元内的光学透镜300的数量可减小。
图23是示出图1的光学透镜的第二光输出表面的另一个示例，图24是具有图23的光学透镜的发光模块，图25是图24的发光模块的侧横截面视图，图26是示出具有图24的发光模块的灯单元的视图，图27是沿着图24的发光模块的A-A线截取的横截面视图。
参照图23，光学透镜300包括：底表面310；凹部315，其在底表面310的中心区域从底表面310向上凸出；光输入表面320，其在凹部315的周围上；第一光输出表面330，其设置在底表面310和光输入表面320的相对侧；以及第二光输出表面335，其设置在第一光输出表面330的下部周围上。光学透镜300的凹部315、光输入表面320和第一光输出表面330将参照以上公开的实施例的描述。
第二光输出表面335包括自第一光输出表面330的下边的阶梯结构36。阶梯结构36包括从第一光输出表面330的下边缘水平向外延伸的平坦表面或倾斜表面。阶梯结构36的平坦表面可以是第一光输出表面330和第二光输出表面335之间的另一个平坦表面，可以例如相对于中心轴线Y0成例如90°或更大。阶梯结构36的宽度T4可以是150μm或更小，例如，在50μm至150μm的范围内。阶梯结构36可具有当被从顶部观察时具有预定宽度T4的环形。阶梯结构36的宽度T4可被设置成在光学透镜300的宽度的误差范围内的突出形状。阶梯结构36平坦的上表面和下表面可将入射光反射到第二光线输出表面335。当阶梯结构36的上表面和下表面具有比以上范围大的宽度时，光分布可能受到影响，并且可能难以控制光分布。
参照图24至图26，发光模块301包括发光器件100、设置在发光器件100上的光学透镜300和设置在发光器件100下的电路板400。
在发光模块301中，多个光学透镜300可按预定间隔布置在电路板400上，发光器件100设置在光学透镜300和电路板400之间。
发光器件100通过上表面S1和多个侧表面S2发射光，并且具有例如五个或更多个发光表面。通过发光器件100的上表面S1和多个侧表面S2发射的光入射到光学透镜300的光输入表面320上，并且通过第一光输出表面330和第二光输出表面335折射并且提取入射到光输入表面320上的光。由于发光器件100提供了五个或更多个发光表面，因此光束扩展角分布可以是130°或更大(例如，136°或更大)。由于发光器件100的光束扩展角分布是136°或更大，因此通过发光器件100的各侧表面S2发射的预定强度的光可穿过光学透镜300的光输入表面320并且被发射通过第二光输出表面335。
发光器件100可提供例如诸如图73的(C)的光束扩展角分布。图73的(A)是根据实施例的发光器件的平面图，(B)是描述发光器件的基准点的视图，(C)是示出发光器件的平坦表面上的各方向上的光束扩展角度分布的曲线图，以及(D)是示出作为三维图像的(C)的光束扩展角度分布的视图。
如图73的(A)中，发光器件通过上表面和多个侧表面发射光。这里，可检测各方向(例如，水平方向、垂直方向和对角方向)的光束扩展角分布，如图73的(C)中所示。在图73的(A)和(C)中，竖直方向代表C平面的光束扩展角分布。如图73的(C)中，当观察各方向的光的光束扩展角分布时，可认识到半值角度被示出为65°或更大(例如，68°或更大)。
光学透镜300的第一光输出表面330和第二光输出表面335折射并且发射入射光。第二光输出表面335折射光，使得相对于中心轴线Y0，被提取的光在被折射之后的角度小于入射光在被折射之前的角度。因此，相邻光学透镜300之间的光干涉距离可能是长的，并且通过第二光输出表面335输出的部分光和输出到第一光输出表面330的光的颜色可围绕光学透镜300被混合。设置在各电路板400内的光学透镜300之间的间隔G1可比设置在不同电路板400中的光学透镜300之间的间隔G2窄。间隔G1可在光学透镜300的宽度D4的6倍至10倍(例如，7倍至9倍)的范围内。间隔G2可在光学透镜300的宽度D4的9倍至11倍(例如，9.5倍至10.5倍)的范围内。这里，光学透镜300的宽度D4可以是15mm或更大。光学透镜300之间的光学干涉距离(即，间隔G1和G2)可保持光学透镜300的宽度D4的至少6倍。
如在图26中，发光模块301的多个电路板400可布置在底盖512内。电路板400可包括与发光器件100电连接的吸收层。
参照图23和图27，在发光模块301中，凹部315的底部的中心P0(中心轴线Y0和发光器件100的中心在该点交叉)可设置成比发光器件100的上表面S1低。凹部315的底部的中心P0可成为光学透镜300的基准点或发光器件100的中心。凹部315的底部的中心P0可以是发光器件100的上表面S1的中心和多个侧表面S2的中心在其处交叉的点或者上表面S1的中心和侧表面S2中的每个的下部中心在其处交叉的点。凹部315的底部的中心P0可以是中心轴线Y0和从发光器件100输出的光在其处相交的交点。凹部315的底部的中心P0可设置在与光学透镜300的低点相同的水平线上或者设置成较高。
在光学透镜300中，底表面310的第一边缘23可以是光学透镜300的最低点，并且在除了支撑突出部350之外的区域中可以是最低的。相比光学透镜300的底表面310的第二边缘25，电路板可被设置成邻近于第一边缘23。底表面310的第一边缘23可接触电路板400的上表面，并且第二边缘25可以预定的间隔T0与电路板400的上表面隔开。因此，发射到发光器件100的侧表面S2的光可入射到光输入表面320上，而没有泄露。间隔T0可以与以下将描述的反射片的厚度相同或比该厚度薄，但不限于此。
光学透镜300的底表面310可由相对于水平的第一轴线X0从第一边缘23向第二边缘25倾斜的表面形成。底表面310的倾斜角θ5可在5°内，例如，在0.5°至4°的范围内。由于底表面310由具有倾斜角θ5的表面形成，因此底表面310可反射发射到发光器件100的侧表面的部分光。
光学透镜300的底表面310可包括至少一个或多个凹进部分，但不限于此。光学透镜300包括设置在其下部部分的支撑突出部350。支撑突出部350从光学透镜300的底表面310向下(例如，朝向电路板400)突出。多个支撑突出部350固定在电路板400上，从而防止光学透镜300倾斜。
参照图28，在从发光器件100发射的光之中，入射到光学透镜300的光输入表面320的第一点P1上的第一光L1被折射并且发射到第一光输出表面330的预定第二点P2。另外，在从发光器件100发射的光之中，入射到光输入表面320的第三点P3上的第二光L2可被发射到第二光输出表面335的第四点P4。
这里，入射到光输入表面320的第一点P1上的第一光L1的入射角可被定义为相对于中心轴线Y0的第一角θ1，并且发射到第一光输出表面330的任何第二点P2的第一光L1的发射角可被定义为相对于中心轴线Y0的第二角θ2。入射到光输入表面320的第三点P3上的第二光L2的入射角可被定义为相对于中心轴线Y0的第三角θ3，并且发射到第二光输出表面335的任何第四点P4的第二光L2的发射角可被定义为相对于中心轴线Y0的第四角θ4。第二光L2可以是发射到发光器件100的侧表面的光。
第二角θ2大于第一角θ1。随着第一角θ1逐渐增大，第二角θ2逐渐增大，而随着第一角θ1逐渐减小，第二角θ2逐渐减小。另外，第一角θ1和第二角θ2满足θ2>θ1或1<(θ2/θ1)的条件。第一光输出表面330的第二角θ2是被折射之后的发射角，并且可大于被折射之前的入射角。
第四角θ4可小于第三角θ3。随着第三角θ3增大，第四角θ4增大，而随着第三角θ3减小，第四角θ4减小。另外，第三角θ3和第四角θ4满足θ4<θ3或1>(θ4/θ3)的条件。第二光输出表面335的第四角θ4是被折射之后的发射角，并且可小于被折射之前的入射角。
第二光输出表面335的第三边缘35可设置在具有发光器件100的光束扩展角分布的光相对于中心轴线Y0发生折射的角度上方。例如，中心轴线Y0和将凹部315的底部的中心P0连接到第三边缘35的直线之间的角度可小于经过发光器件100的光束扩展角的1/2点的光的折射角。因此，在从发光器件100发射的光之中，辐射到与光束扩展角相邻的区域的光可受到控制，从而通过第二光输出表面335发射。在这种情况下，发射到第二光输出表面335的第二光L2的颜色和传播到第一光输出表面330的光的颜色可被混合。
在从发光器件100发射的光之中，入射到光学透镜300的底表面310上的光L3可被第反射并且入射到二光输出表面335上。这里，第二光输出表面335发射光，使得发射角小于被底表面310折射之后入射的光的入射角。如在图29中，在发射到发光器件100的侧表面S2的光之中，通过第二光输出表面335发射的第二光L2可被发射，使得发射角小于入射角。
图30是图23的光学透镜的侧视图，图31是图23的光学透镜的平面图，以及图32是图23的光学透镜的底视图。
参照图30至图32，在光学透镜300中，第二光输出表面335设置在第一光输出表面330的下部周围处，并且底表面310设置在第二光输出表面335下方。底表面310可设置成比第二光输出表面335的第二边缘25低。底表面310可向下突出超过第二光输出表面335的第二边缘25的水平延长线。第二光输出表面335可向外突出超过第一光输出表面330的外部。设置在光学透镜300的底表面310处的多个支撑突出部350是支撑光学透镜300的突出部。多个支撑突出部350可被设置成相对于透镜中心成60°或更大(例如，90°或更大)，但多个支撑突出部350的位置不限于此。
图33是示出根据实施例的光学透镜的第二光输出表面和底表面的另一个示例的视图。在描述图33时，将省略与以上公开的构造相同的特征。
参照图33，光学透镜300的第二光输出表面335可以相对于竖直轴以预定角度θ7倾斜设置。第二光输出表面335的第二边缘25之间的直线的距离可比第三边缘35之间的直线的距离短。发射到第二光输出表面335的光的角度(即，第四角θ4)可小于被折射之前的入射角。
光学透镜300的底表面310包括例如具有倾斜表面的第一区域D17和具有水平表面的第二区域D18。第一区域D17从第一边缘23倾斜，第二区域D18设置在第一区域D17和第二边缘25之间。第一区域D17的宽度可大于第二区域D18的宽度。支撑突出部350可设置在第一区域D17上。第一区域D17的长度和第二区域D18的长度之比可以是6:4至9:1。第一区域D17可设置成低于第二边缘25的水平延伸线，以与发光器件100的侧表面对应，并且第二区域D18可设置在与第二边缘25的水平延长线相同的线上。由于第一区域D17的截面较宽，因此可减少光学透镜300的中心部分处的热斑现象。图74中示出的光的亮度分布是提供具有带倾斜表面而非水平表面的底表面的光学透镜的情况，可见，中心部分处的热斑现象得以改进。
图34是示出根据实施例的光学透镜的底表面的另一个示例的视图，并且图35是图34的光学透镜的局部放大视图。在描述图34和图35时，与以上公开的实施例相同的构造将参照以上公开的实施例的描述。
参照图34和图35，光学透镜300的底表面311包括具有弯曲表面的第一区域D19和具有水平表面的第二区域D20。第一区域D19具有从第一边缘23向上凸出的弯曲。也就是说，底表面311的弯曲表面相对于水平延长线向上凹进，并且具有例如范围在65mm至75mm内的曲率半径。也就是说，第一区域D19可具有负曲率。第二区域D20设置在第一区域D19和第二边缘25之间。第一区域D19的宽度可比第二区域D20的宽度宽。第一区域D19的长度和第二区域D20的长度之比可以是6:4至9:1。由于第一区域D19的宽度较宽，因此可进一步减少光学透镜300的中心部分处的热斑现象。
在底表面311之中，作为弯曲段的第一区域D19可被设置成与光输入表面320相邻，并且作为平坦段的第二区域D20可被设置成与第二边缘25相邻。弯曲表面和平坦表面可设置在将第一边缘23笔直连接到第二边缘25的线段上方。第一区域D19可设置成比第二边缘25的水平延长线低，并且第二区域D20可设置在与第二边缘25的水平延长线相同的线上。支撑突出部350可从第一区域D19突出，以支撑光学透镜300。底表面311的第一区域D19在另一个方向上折射从发光器件100发射的光，从而通过第一光输出表面330和第二光输出表面335改变亮度分布。图75中示出的光的亮度分布是示出具有带弯曲区域的底表面的光学透镜的亮度分布的情形，可认识到，相比于具有倾斜表面的光学透镜，中心部分处的热斑现象得以改善。
图36是示出根据实施例的光学透镜的底表面的另一个示例的侧横截面视图，并且图37是图36的光学透镜的局部放大视图。在描述图36和图37时，与以上公开的实施例相同的构造将参照以上公开的实施例的描述。
参照图36和图37，光学透镜300的底表面313包括分别具有负曲率和正曲率的弯曲表面13和14。在底表面313中，与第一边缘23相邻的第一弯曲表面13可具有负曲率，并且与第二边缘25相邻的第二弯曲表面14可具有正曲率。第一弯曲表面13的高点可设置在发光器件100的上表面上方并且可设置成比第二边缘25的水平延长线低。第一弯曲表面13全反射从发光器件100的侧表面发射的光，从而减少光学透镜300的中心部分处的热斑现象并且改进亮度分布。当对相对于第一弯曲表面13和第二弯曲表面14的拐点的第一弯曲表面13和第二弯曲表面14的直线的长度进行比较时，第一弯曲表面13的直线的长度C11可比第二弯曲表面14的直线的长度C12长，但实施例不限于此。支撑突出部350可从第一弯曲表面13突出超过第二弯曲表面14，以支撑光学透镜300。
图38是示出根据实施例的光学透镜的光输入表面的另一个示例的侧横截面视图，图39是示出图38的光学透镜的局部放大视图，图40是图38的光学透镜的底视图。在描述根据实施例的光学透镜时，与以上实施例中公开的光学透镜的构造相同的构造将参照以上公开的描述。
参照图38至图40，光学透镜300包括具有凹部315的光输入表面320、底表面310以及第一光输出表面330和第二光输出表面335。
光学透镜300的光输入表面320的侧横截面视图的形状可包括钟形、贝壳形或椭圆形形状。光输入表面320可包括平坦表面27和28中的至少一个。平坦表面27和28可设置在不同高度。平坦表面27和28可相对于中心轴线Y0以90°或更大(例如，在90°至140°的范围内)的角度θ18设置。
如图39和图40中所示，光输入表面320内的平坦表面27和28可形成为从底部观察时具有预定宽度E1的环形。多个环形平坦表面27和28可设置在光输入表面320内的不同高度，但实施例不限于此。环形平坦表面27和28的直径可比凹部315的底部的宽度D1窄。
平坦表面27和28包括与光输入表面320的第一顶点21相邻的第一平坦表面27和设置在第一平坦表面27和第一边缘23之间的第二平坦表面28。第二平坦表面28可设置在第二光输出表面335的第三边缘35的水平延长线上方。第一平坦表面27和第二平坦表面28的宽度E1可以彼此相同或不同。随着第一平坦表面27和第二平坦表面28变得更远离光输入表面320的第一顶点221，第一平坦表面27和第二平坦表面28的宽度E1可变宽。例如，第二平坦表面28的宽度可比第一平坦表面27的宽度宽。在光学透镜300中，由于光输入表面320的平坦表面27和28，导致在图76中示出的亮度分布中，光学透镜的中心部分的周围处示出比周围更亮的多个环形。因此，可以减小光学透镜的中心部分处的亮度分布与周围部分处的亮度分布之间的差异。
图41是示出根据实施例的光学透镜的另一个示例的侧横截面视图。在描述图41时，与以上公开的实施例相同的构造将参照以上公开的实施例的描述。
参照图41，光学透镜300包括具有凹部315的光输入表面320、底表面310以及第一光输出表面330和第二光输出表面336。
光学透镜300的底表面310可被设置为相对于从第一边缘23到第二边缘25的水平延长线的倾斜表面或弯曲表面，但实施例不限于此。
第二光输出表面336可延伸，同时具有自第一光输出表面330的外周围的阶梯结构37。第二光输出表面336设置成比第一光输出表面330的下边缘更向内。第二光输出表面336可被设置为倾斜表面或竖直表面。当第二光输出表面336被设置为倾斜表面时，光折射角可变大，并且相邻光学透镜之间的干涉距离可能是长的。
底表面310的第二边缘25之间的直线的距离B1可比第一光输出表面330的外部下侧之间的距离B3短。另外，第二光输出表面336的上边缘之间的直线的距离B2可比距离B1长并且比距离B3短，但实施例不限于此。
在光学透镜300中，第二光输出表面336被设置成比第一光输出表面330的下部边缘更向内，使得光学透镜300的下部宽度可以减小。另外，第二光输出表面336接收从发光器件100发射的部分光并且发射光。这里，第二光输出表面336以比被折射之前的入射角小的发射角发射光。因此，发光模块内的光学透镜之间的光学反射距离也可增大。
图42是示出根据实施例的光学透镜的另一个示例的侧横截面视图。在描述图42时，与以上公开的实施例相同的构造将参照以上公开的实施例的描述。
参照图42，光学透镜300包括设置在凹部315的下部周围的底表面310、具有凹部315的光输入表面320以及第一光输出表面330和第二光输出表面337。
光学透镜300的底表面310可被设置为相对于自第一边缘23的水平延长线的倾斜表面或弯曲表面，但实施例不限于此。
第二光输出表面337可延伸，同时具有自第一光输出表面330的外周围的阶梯结构37。第二光输出表面337设置成比第一光输出表面330的下边缘更向内。第二光输出表面337可被设置为倾斜表面或竖直表面。第二光输出表面337可设置成比与第一光输出表面330的最靠外部分垂直的线更靠内或更向内。
底表面310和第二光输出表面337之间的边界部分35A可被处理为成圆形弯曲表面。由于边界部分35A被处理为弯曲表面，因此可防止从发光器件100发射的光与其它光学透镜发生干涉。
图43是根据实施例的在光学透镜上设置侧突出部分的平面图，图44是图43的光学透镜的后视图，图45是具有图43的光学透镜的发光模块的平面图，图46是示出图45的发光模块的电路板和光学透镜的平面图。
参照图43和图44，光学透镜300包括凹部315和在凹部315周围的光输入表面320，其中，凹部315可从光学透镜300的底表面310向上凸出。光输入表面320在凹部315的周围具有弯曲表面。凹部315可以是贝壳形、钟形、或半椭圆形形状。在描述光学透镜300的结构时，与以上公开的实施例相同的部分将参考以上公开的实施例的描述，将详细描述不同的部分。
光学透镜300包括设置在下部部分的多个支撑突出部350。支撑突出部350可从光学透镜300的底表面310向下突出。
多个支撑突出部350可包括：第一支撑突出部51和第二支撑突出部52，第一支撑突出部51和第二支撑突出部52与侧突出部分360相邻；以及第三支撑突出部53和第四支撑突出部54，第三支撑突出部53和第四支撑突出部54相比于光输入表面320与侧突出部分360间隔更远。
在侧突出部分360的任何点(例如，中点)处，与第一支撑突出部51和第二支撑突出部52的距离D15可比与中心轴线Y0的距离D14短。因为D15>D14，所以第一支撑突出部51、第二支撑突出部52、第三支撑突出部53和第四支撑突出部54可在光输入表面320的周围稳定地支撑光学透镜300。当光学透镜300具有圆形形状时，D14可被定义为半径。这里，第一距离r1可以设置成在光学透镜300的半径D14或底表面310的半径的0.82至0.85的范围内。第一距离r1可包括6mm至6.5mm的范围(例如，6.2mm至6.4mm的范围)。由于支撑突出部350设置成与中心轴Y0相距第一距离r1，因此在第一距离r1及其周围区域(r1±10％)内，由于传播到支撑突出部350所处的底部区域的光导致的干涉可减少。传播至偏离第一距离r1的区域的光没有显著影响光分布。
相对于中心轴线Y0，经过侧突出部分360的中心点的第二轴线Z1和第二支撑突出部52之间的角度R12可以是锐角(例如，大于45°)。
这里，在多个支撑突出部350中，相对于中心轴Y0，与侧突出部分360相邻的第一支撑突出部51和第二支撑突出部52之间的角度R11可大于90°。因此，相比于第二轴线Z1，多个支撑突出部350可被设置成更邻近第一轴线X0。由于多个支撑突出部350被设置成更邻近第一轴线X0，因此光学透镜300可被稳定地支撑，并且电路板400沿着第二轴线Z1的长度D13可缩短。
参照图44，在光学透镜300的底表面310上，多个支撑突出部350可分别设置在第一象限Q1、第二象限Q2、第三象限Q3和第四象限Q4，使用经过中心轴Y0和侧突出部分360的中心的第二轴线Z1和垂直于第二轴线Z1的第一轴线X0划分第一象限Q1、第二象限Q2、第三象限Q3和第四象限Q4。另外，多个支撑突出部350(51、52、53和54)可被设置成相比于第二轴线Z1更靠近第一轴线X0。多个支撑突出部350的中心和中心轴Y0可分隔相同的第一距离r1，但实施例不限于此。多个支撑突出部350中的至少一个可具有相比于其它剩余支撑突出部350与中心轴Y0的间隔不同，但实施例不限于此。就多个支撑突出部350(51、52、53和54)之间的距离而言，沿着第一轴线X0的距离D31可比沿着第二轴线Z1的距离D32长。这可按照电路板400的宽度(即，第二长度)而有所不同。
作为多个支撑突出部350(51、52、53和54)，其中至少四个可设置成多边形形状(例如，四边形形状，即，矩形形状)。作为另一个示例，多个支撑突出部350(51、52、53和54)可以是四个或更多个(例如，五个或更多个)，但实施例不限于此。
在该实施例中，由于多个支撑突出部350(51、52、53和54)与第二轴线Z1分隔而不与侧突出部分360重叠并且被设置成更靠近第一轴线X0，因此在光学透镜300的注射成型期间，可减少第二光输出表面335的表面上的多个支撑突出部350(51、52、53和54)的影响。
光学透镜300可包括突出到光学透镜300的最靠外部分的侧突出部分360。侧突出部分360从光学透镜300的第二光输出表面335的部分区域向外突出超过第二光输出表面335。如图45和图46中所示，侧突出部分360可向外突出超过电路板400的区域。因此，光学透镜300的侧突出部分360可设置在不与电路板400竖直重叠的区域上。侧突出部分360可向外突出超过第一侧表面401和第二侧表面402中的任一个。
在该实施例中，多个光学透镜300的侧突出部分360可设置在与中心轴线Y0正交的方向(例如，第二轴线Z1的方向)上。第二轴线Z1的方向可以是与光学透镜300的布置方向垂直的方向。第二轴线Z1的方向可与同一平面上的第一轴线X0的方向正交。侧突出部分360可从第二光输出表面335突出。侧突出部分360的外侧表面361处的水平表面可与第二轴线Z1的方向正交。如图46中所示，侧突出部分360的外侧表面361的水平直线K2可平行于第一轴线X0的方向。这里，当第一轴线X0和第二轴线Z1设置在同一水平表面上时，第一轴线X0和第二轴线Z1可在经过中心轴线Y0的同时彼此正交。
侧突出部分360是从其中切割在注射成型期间用于门的区域的一部分，并且可被定义为门部分、切割部分、突出部、或标记部分，但不限于此。可在光学透镜300上设置一个侧突出部分360。光学透镜300还可包括除了侧突出部分360外的向外突出的至少一个突出部，但实施例不限于此。
光学透镜300的侧突出部分360可具有形成为粗糙表面的外侧表面。这里，粗糙表面可具有比第一光输出表面330的表面粗糙度高的表面粗糙度。粗糙表面可具有比第一光输出表面330的透射率低的透射率。粗糙表面可以是切割表面。
由于侧突出部分360的区域的低透射率和高表面粗糙度，导致光分布可能不均匀并且可能难以控制光发射角。通过侧突出部分360的区域发射的光可被辐射到相邻的光学透镜。当侧突出部分360的区域布置在第一轴线X0的方向上或者被设置成与电路板400竖直重叠时，通过侧突出部分360发射的光可被辐射到相邻的光学透镜300使得会出现光干涉现象并且可被电路板400反射并且影响光学均匀度。
参照图45和图46，发光模块301包括发光器件100、设置在发光器件100上的光学透镜300和设置在发光器件100下的电路板400。
发光器件100可设置在电路板400上并且设置在光学透镜300和电路板400之间。发光器件100通过从电路板400接收电力进行操作并且发射光。
光学透镜300的支撑突出部350可朝向电路板400突出并且设置成比电路板400的上表面低。多个支撑突出部350可与电路板400竖直重叠。多个支撑突出部350可固定在电路板400上，防止光学透镜300倾斜。可在电路板400上设置用于插入支撑突出部350的插入凹槽。在电路板400上，当支撑突出部350被插入用于支撑突出部350的插入凹槽中时，可使用粘合剂构件(未示出)来胶合支撑突出部350。
电路板400可布置在诸如照明装置、显示装置、终端、前灯、指示灯等的灯单元内。电路板400可包括与发光器件100电连接的电路层。在电路板400上可设置保护层(未示出)，保护层可包括吸收或反射被光学透镜300反射的光的材料。
当从顶部观察电路板400时，x轴线方向上的第一长度比z轴线方向上的第二长度D13长。第一长度可以是水平长度，第二长度D13可以是竖直长度或宽度。
电路板400的第二长度D13可小于或等于光学透镜300的宽度D4或直径。例如，第二长度D13可小于光学透镜300的宽度D4或直径。因此，电路板400的第二长度D13可减小，从而具有成本节省效果。
电路板400的第一长度可以是光学透镜300的直径或宽度的两倍或更多倍。例如，电路板400的第一长度可具有比四个或更多个光学透镜300的直径或宽度之和长的长度。电路板400的第一长度可以比第二长度D13长(例如，是第二长度D13的四倍长或更长)，但实施例不限于此。
相比于与光学透镜300的半径D14或1/2宽度的1/3点P21齐平的与直线K5的距离D21，第一支撑突出部51和第二支撑突出部52可间隔得更开。电路板400的第一侧表面401和第二侧表面402可被设置成向外超过穿过多个支撑突出部350的水平直线K3并且被设置成比光学透镜300的外周围(例如，经过第二光输出表面335的水平直线K4)更向内。电路板400的第一侧表面401可以与直线K4间隔的预定距离D22。
吸收层412和414可设置在电路板400上。吸收层412和414包括吸收率高于反射率的材料(例如，黑色抗蚀材料)。吸收层412和414可包括彼此间隔开的第一吸收层412和第二吸收层414，第一吸收层412和第二吸收层414可沿着电路板400的第一轴线X0彼此隔开。第一吸收层412和第二吸收层414可由半椭圆形形状形成，但实施例不限于此。第一吸收层412和第二吸收层414可与中心轴线Y0间隔相同的第一距离r1。第一吸收层412和第二吸收层414是电路板400的保护性材料或者形成为分离层，但实施例不限于此。
光学透镜300的支撑突出部350(51、52、53和54)可与第一吸收层412和第二吸收层414竖直重叠。如图49中所示，其中可插入支撑突出部350的多个孔416可沿着第一吸收层412和第二吸收层414的区域形成在电路板400的上表面上。光学透镜300的支撑突出部350可被插入设置在第一吸收层412和第二吸收层414的区域中的孔416中，如图49、图51和图52中所示。
如图53中所示，当光学透镜300的支撑突出部350被插入孔416中时，可用粘合剂405胶合支撑突出部350的周围。粘合剂405可包括黑色树脂材料(例如，黑色环氧树脂材料)的粘合剂材料。粘合剂405可吸收光以抑制不必要的光的反射。
参照图47，光学透镜300的三个支撑突出部350(55、56和57)可设置成三角形形状。支撑突出部350的中心和中心轴线Y0之间的距离可以是相同的第一距离r1或者支撑突出部350中的任一个具有与中心轴线Y0的不同距离，但实施例不限于此。
参照图48，光学透镜300的多个支撑突出部350(58、59和60)中的至少一个(例如，支撑突出部58)可具有比其它支撑突出部59和60大的宽度或大的面积。在多个支撑突出部350之中，与中心轴线Y0相对更远的支撑突出部58的大小可大于相对更靠近中心轴线的支撑突出部59和60的大小。支撑突出部58、59和60的底部面积的差异可与其与中心轴线Y0的距离成正比。
图50是沿着图45的发光模块的B-B线截取的横截面视图。
如图50中所示，在从发光器件100发射的光之中，尽管入射到第一光输出表面330上的大部分光L5透射，但部分光L6可被朝向底表面310反射。作为测量被朝向底表面310反射的部分光L6的强度的结果，在与中心轴线Y0相距第一距离r1的区域中检测到峰值，如图77中所示。传播到底表面310的部分光L6透射通过底表面310或者被底表面310反射，从而与其它光发生干涉。在该实施例中，为了吸收不必要的光，可在与传播到底表面310的部分光L6的强度的峰值或峰值的80％或更大的范围对应的区域中设置电路板400的吸收层412和414。当不必要的光传播到外部时，会出现不均匀缺陷。
在该实施例中，可在与传播到底表面310的部分光L6的强度的峰值或峰值的80％或更大的范围对应的区域中设置用于支撑光学透镜300的支撑突出部350。由于支撑突出部350设置在吸收层412和414的区域内或者将吸收材料的胶水施用于支撑突出部350，因此入射的部分光L6可被吸收，以抑制不均匀缺陷。作为另一个示例，在光学透镜300的底表面310之中，光吸收材料可被应用于以上区域，但实施例不限于此。
在光学透镜300的底表面310上，第一距离r1可包括6mm至6.5mm的范围，例如，6.2mm至6.4mm的范围。由于支撑突出部350设置成与中心轴线Y0相距第一距离r1，因此在第一距离r1及其周围区域(r1±10％)内，由于传播到支撑突出部350所处的底部区域的光所导致的干涉可被减少。传播至偏离第一距离r1的区域的光不显著影响光分布。
因此，通过光学透镜300的第一光输出表面330和第二光输出表面335的光得到有效控制，并且可抑制传播到其它区域(例如，底部表面)的部分光L6与其它光分布发生干涉，从而改进光分布的均匀性。
作为另一个示例，当从光学透镜的外部向第一光输出表面辐射光时，可在第一距离r1检测峰值的光强度，如图77中所示。在该实施例中，在底表面310的区域之中的、可被第一光输出表面330的弯曲表面的特征反射或折射的光的量最大的区域和其相对区域上，设置支撑突出部350、吸收层412和414和胶水(图51的405)中的至少一个或全部，从而抑制不均匀问题并且防止均匀光分布被干涉。
图51是沿着图45的发光模块的C-C线截取的横截面视图，并且是示出输出到光学透镜的光输入表面和输出表面的光的路径的视图。图52是图51的发光模块的局部放大视图，图53是示出将光学透镜的支撑突出部固定到图51的发光模块中的电路板的示例的视图，图54是根据第三实施例的光学透镜的侧视图，并且图55是沿着图45的发光模块的D-D线截取的横截面视图。
参照图51至图55，光学透镜300包括底表面310、光输入表面320、凹部315、第一光输出表面330和第二光输出表面335，并且将参考以上公开的实施例的描述。
光学透镜300通过光输入表面320接收从发光器件100的上表面和侧表面发射的光，并且将光发射到第一光输出表面330和第二光输出表面335。从光输入表面320入射的部分光可经过预定路径并且被辐射到底表面310。当具有预定角度的光束扩展角分布的从发光器件100发射的光入射到光输入表面320上时，光学透镜300可通过第一光输出表面330和第二光输出表面335发散光。
光学透镜300的光输入表面320可设置成与发光器件100的上表面S1和侧表面S2相对。从发光器件100的侧表面S2发射的光可辐射到光输入表面320。因此，发射到发光器件100的侧表面S2的光可入射到光输入表面320上，而没有泄露。
发光器件100通过上表面S1和多个侧表面S2发射光，并且具有例如五个或更多个发光表面。发光器件100的多个侧表面S2可以是包括至少四个侧表面的结构，并且可以是发光表面。
由于发光器件100提供了五个或更多个发光表面，因此由于通过侧表面S2发射的光，导致光的光束扩展角分布可更宽。发光器件100的光束扩展角分布可以是130°或更大(例如，136°或更大)。发光器件100的光束扩展角的1/2可以是65°或更大(例如，68°或更大)。当通过光学透镜300发射从发光器件100发射的光时，与发光器件100的光束扩展角对应的光束角可以是140°或更大(例如，142°或更大)。光束角的1/2可以是70°或更大(例如，71°或更大)。由于光学透镜300以比发光器件100的光束扩展角宽的光束扩展角分布发射光，因此可改进光的光束扩展角分布，并且可提供均匀亮度分布。由于发光器件100的光束扩展角分布被设置成是宽的，因此可促进使用具有倾斜底表面310和带有深的度深的光输入表面320的光学透镜300发散光。
第一光输出表面330和第二光输出表面335折射和发射入射光。第二光输出表面335折射光，使得相对于中心轴线Y0，被提取光在被折射之后的角度小于入射光在被折射之前的角度。因此，相邻光学透镜300之间的光干涉距离可以是长的，并且通过第二光输出表面335输出的部分光和输出到第一光输出表面330的光的颜色可围绕光学透镜300被混合。
第一光输出表面330可反射或折射入射光，以将光输出到外部。在第一光输出表面330上，相对于中心轴线Y0，通过第一光输出表面330发射的光被折射之后的发射角可大于在折射之前入射的光的入射角。
参照图57，光学透镜300的宽度D4或直径可以是厚度D3的2.5倍或更大(例如，厚度D3的3倍或更大)。由于光学透镜300的宽度D4或直径是15mm或更大，因此可在整个灯单元(例如，背光单元)中始终提供均匀的亮度分布，并且灯单元的厚度可减小。凹部315的深度D2可以与光输入表面320的底部宽度D1相同或更深。凹部315的深度D2可以是光学透镜300的厚度D3的75％或更大，例如，光学透镜300的厚度D3的80％或更大。由于凹部315的深度D2深，因此光可甚至从与光输入表面320的第一顶点21相邻的区域在侧方向上发散，即使是当第一光输出表面330的中心区域32没有全反射表面或负曲率时。凹部315的深度D2是光输入表面320的第一顶点21的深度。由于光输入表面320的第一顶点21的深度深，因此光输入表面320可在侧方向上折射入射到第一顶点21的周围区域上的光。
凹部315和第一光输出表面330之间的最小距离D5可以是光输入表面320的第一顶点21和第一光输出表面330的第二顶点31之间的间隔。距离D5可以是例如1.5mm或更小，或者在0.6mm至1.5mm的范围内。当光输入表面320的第一顶点21和第一光输出表面330的第二顶点31之间的距离D5超过1.5mm时，传播到第一光输出表面330的中心区域的光的量可增大，使得可能出现热斑现象。当光输入表面320的第一顶点21和第一光输出表面330的第二顶点31之间的距离D5小于0.6mm时，光学透镜300的中心处的刚度变弱。由于凹部315和第一光输出表面330之间的距离D5在以上范围内，因此光的路径可水平向外发散到中心区域的周围部分，即使是第一光输出表面330的中心区域32没有全反射表面或负曲率时。随着凹部315的第一顶点21接近第一光输出表面330的凸出的第二顶点31，通过光输入表面320朝向第一光输出表面330的侧方向传播的光的量可增加。因此，可增加在光学透镜300的侧方向上发散的光的量。相比于从第二光输出表面335的第三边缘35水平延伸的线，光输入表面320的第一顶点21可更邻近于第二顶点31，即，第一光输出表面330的中心。
在光学透镜300中，第一光输出表面330可具有不同的曲率半径。光输入表面320可具有不同的曲率半径。第一光输出表面330和光输入表面320的分别具有曲率半径的圆的中心可设置成比经过光输入表面320的第一顶点21的水平直线低，并且可设置在与光学透镜300竖直重叠的区域。
如图51中所示，当观察光学透镜300的光学路径时，从发光器件100发射的光之中的入射到光学透镜300的光输入表面320上的第一光L1可被折射并且发射到第一光输出表面330。另外，在从发光器件100发射的光之中，入射到光输入表面320上的第二光L2可被发射到第二光输出表面335。
这里，入射到光输入表面320上的第一光L1的入射角可以是第一角θ1，发射到第一光输出表面330的第一光L1的发射角可以是第二角θ2，入射到光输入表面320上的第二光L2的入射角可以是第三角θ3，发射到第二光输出表面335的第二光L2的发射角可以是第四角θ4。第二光L2可以是发射到发光器件100的侧表面的光。第二角θ2大于第一角θ1。随着第一角θ1逐渐增大，第二角θ2逐渐增大，而随着第一角θ1逐渐减小，第二角θ2逐渐减小。另外，第一角θ1和第二角θ2满足θ2>θ1或1<(θ2/θ1)的条件。第一光输出表面330的第二角θ2是被折射之后的发射角，可大于被折射之前的入射角。由于第一光输出表面330折射传播到通过光输入表面320入射的光的第一光输出表面330的光L1，第一光输出表面330可将第一光L1发散到光学透镜300的侧方向。
第四角θ4可小于第三角θ3。随着第三角θ3增大，第四角θ4增大，而随着第三角θ3减小，第四角θ4减小。另外，第三角θ3和第四角θ4满足θ4<θ3或1>(θ4/θ3)的条件。第二光输出表面335的第四角θ4是被折射之后的发射角，可小于被折射之前的入射角。通过发光器件100的侧表面S2发射的光或者偏离光束扩展角的光可入射到第二光输出表面335上。因此，第二光输出表面335可折射通过发光器件100的侧表面S2发射的光和偏离光束扩展角的光，使其传播到亮度分布的半值角区域。可通过第二光输出表面335减小光损耗。
第二光输出表面335的第三边缘35可具有发光器件100的光束扩展角并且设置在辐射光束角度的1/2角度的位置上方，例如，第四角θ4上方。例如，中心轴线Y0和将凹部315的底部的中心P0连接到第三边缘35的直线之间的角度可小于具有发光器件100的半值角并且透射通过光学透镜300的光束的角度。
在从发光器件100发射的光之中，具有发光器件的光束扩展角的光可受到控制，从而通过第二光输出表面335发射。在这种情况下，发射到第二光输出表面335的光L2的颜色和传播到第一光输出表面330的光的颜色可被混合。
在从发光器件100发射的光之中，入射到光输入表面320上的光L3可被光学透镜的底表面310反射并且发射到第二光输出表面335或者被第二光输出表面335反射。被第二光输出表面335反射的光可重新入射到光输入表面320或第一光输出表面330上并且被折射以发射到第一光输出表面330。
在发射到发光器件100的侧表面S2的光之中，由于通过第二光输出表面335的光以比入射角小的发射角发射，因此设置在不同电路板400上的光学透镜300之间的间隔G2(即，光学干涉距离)可增大，如图59和图60中所示。另外，由于改进了光学透镜300的亮度分布，因此电路板400和光学片514之间的距离H1可减小。另外，设置在背光单元内的光学透镜300的数量可减少。
在光学透镜300中，底表面310的第一边缘23可以处于与光学透镜300的凹部315的底部的中心P0相同的位置或者比中心P0低的位置，第二边缘25的位置可设置成比发光器件100的上表面S2高。因此，底表面310全反射通过发光器件的侧表面S2发射并且从光输入表面320入射的光。
由于第一光输出表面330的与凹部315竖直重叠的中心区域被加工成平坦表面或凸出表面，因此发射到凸出的光输入表面320的光相对于光轴向外折射，从而防止由于通过第一光输出表面330的中心区域透射的光而导致出现热斑。在该实施例中，凹部315的深度D2可被设置成与第一光输出表面330的凸出中心区域相邻，从而通过凹部315的光输入表面320在侧方向上折射光。因此，可减少由于光学透镜300的第一光输出表面330发射的光导致的热斑，并且可在第一光输出表面330的中心区域中以均匀分布发射光。
如图55和图56中所示，光学透镜300的侧突出部分360从第二光输出表面335突出。入射到侧突出部分360的区域上的光被侧突出部分360反射并且通过外侧表面361发射。在电路板400的光学透镜300中，由于侧突出部分360在布置不同电路板400的第二轴线Z1的方向上反射光，因此可防止同一电路板400内的光学透镜300之间的光学干涉。另外，不同电路板400之间的间隔比同一电路板400内的光学透镜300之间的间隔分隔得更开，从而减少不同电路板400上的光学透镜300之间的光学干涉。
侧突出部分360可从第二光输出表面335突出达300μm(例如，500μm或更大)的最小厚度T1。由于侧突出部分360设置在光学透镜300之间的间隔较大的方向上，因此可减少光学透镜300之间的光学干涉。
侧突出部分360的高度T2可以与第二光输出表面335的宽度(图8的D7)相同或比该宽度小，可以是例如1mm或更大。侧突出部分360的高度T2可按照光学透镜300的大小而有所不同。侧突出部分360的高度T2可以是光学透镜300的厚度(图8的D3)的至少1/3。
侧突出部分360的宽度(图43的T3)可大于高度T2和厚度T1(例如，T1或T2的2倍或更多倍)。侧突出部分360的宽度T3可以是光学透镜300的宽度或直径D4的至少1/3。
参照图58，多个光学透镜300和300A可设置在电路板400上。多个光学透镜300和300A可沿着第一轴线X0布置，并且是彼此分开预定间隔G1。
多个光学透镜300和300A的侧突出部分360可沿着第二轴线Z1突出，例如，朝向电路板400的第一侧表面401突出。多个光学透镜300和300A的侧突出部分360可进一步向外突出超过电路板400的第一侧表面401。多个光学透镜300和300A的侧突出部分360可沿着同一方向突出。
作为另一个示例，多个光学透镜300和300A的侧突出部分360可相对于第一轴线X0或中心轴线Y0的方向沿着相反方向+Z和-Z突出。多个光学透镜300和300A的侧突出部分360可向外突出超过电路板400的第一侧表面401和第二侧表面402。
作为又一个示例，多个光学透镜300和300A的侧突出部分360可相对于第一轴线X0或中心轴线Y0沿着同一方向突出。例如，多个光学透镜300和300A的侧突出部分360可朝向电路板400的第一侧表面401和第二侧表面402中的第二侧表面402突出。多个光学透镜300和300A的侧突出部分360可向外突出超过电路板400的第二侧表面402。
在该实施例中，多个光学透镜300和300A的侧突出部分360中的每个可按任意形状从垂直于第一轴线X0的第二轴线Z1向前或向后设置，并且可向外突出超过外部部分(例如，电路板400的第一侧表面401或第二侧表面402)。
图59和图60是示出根据实施例的具有发光模块的灯单元的视图。
参照图59和图60，灯单元包括底盖512、作为底盖512中的发光模块的多个电路板400、发光器件100和设置在多个电路板400上的光学透镜300。多个电路板400可布置在底盖512中。
底盖512可包括用于散热的金属或导热树脂材料。底盖512可包括存储单元，侧盖可设置在存储单元的周围处。
电路板400可包括与发光器件100电连接的电路层。电路板400可包括树脂PCB、具有金属芯的MCPCB和FPCB中的至少一种，但实施例不限于此。根据实施例，可在电路板上设置反射片。反射片可由例如PET、PC、PVC、树脂等形成，但实施例不限于此。
光学片514可设置在底盖512上方，光学片可包括收集散射光的棱镜片、亮度增强片和重新发散光的发散片中的至少一种。可在光学片514和发光模块之间的区域中设置导光层(未示出)，但实施例不限于此。
设置在各电路板400内的光学透镜300之间的间隔G1可比设置在不同电路板400中的光学透镜300之间的间隔G2窄。间隔G1可在光学透镜300的宽度或直径D4的6倍至10倍(例如，7倍至9倍)的范围内。间隔G2可在光学透镜300的宽度或直径D4的9倍至11倍(例如，9倍至11倍)的范围内。这里，光学透镜300的宽度D4可以是15mm或更大。光学透镜300之间的光学干涉距离(即，间隔G1和G2)可保持光学透镜300的宽度或直径D4的至少6倍。
当光学透镜300的宽度或直径D4比以上范围窄时，灯单元内的光学透镜300的数量可增大并且会在光学透镜300之间的区域中产生暗部分。当光学透镜300的宽度或直径D4比以上范围宽时，灯单元内的光学透镜300的数量减小，但各光学透镜300的亮度会减小
灯单元内的光学透镜300的数量可与侧突出部分360的数量相同。
在光学透镜中，当光输入表面和第一光输出表面包括弯曲段时，弯曲段满足作为非线性数值解析方法的样条曲线。样条曲线是使用几个控制点形成平滑曲线的函数，并且可由经过选定控制点的插值曲线和与连接选定控制点的线的形状类似的逼近曲线限定。可使用B样条曲线、贝塞尔曲线、非均匀有理B样条(NURBS)曲线和三次样条曲线作为样条曲线。
作为一个示例，可使用贝塞尔曲线方程示出各表面的横截面中包括的曲线段。贝塞尔曲线函数可被实现为通过作为初始控制点的起点、作为最终控制点的终点和设置在起点和终点之间的内部控制点的移动得到各种自由曲线的函数。
图65是针对得到凹部的光输入表面，并且可由起点C1、终点C2和至少一个内部控制点C3的移动来实现。
通过为与内部控制点C3连接的起点C1和终点C2赋予加权值，可如以下的表1得到光输入表面320的曲线。表1包括用于得到光输入表面的弯曲段的参数。
[表1]
| 起点 | 终点 | |
| Y(光轴) | 0.00 | 1.58 |
| X(水平轴线) | 4.50-4.70 | 0.0099 |
| 正切角 | 109-113 | -3.74 |
| 正切长度 | 1.43 | 0.45 |
| 权重 | 0.48-0.50 | 0.71 |
X轴线点和起点C1的加权值可按照光学透镜300和光学片之间的间隔而有所变化。
图66是根据实施例的用于得到光学透镜的第一光输出表面的曲线，并且可由起点C4、终点C5和至少两个内部控制点C6和C7的移动来实现。
通过为与内部控制点C6和C7连接的起点C4和终点C5赋予加权值，可如以下的表2得到第一光输出表面330的曲线。表2包括用于得到第一光输出表面的弯曲段的参数。
[表2]
| 起点 | 终点 | |
| Y(光轴) | 8.51 | 0.00 |
| X(水平轴线) | 2.48 | 5.65-5.76 |
| 正切角 | -22 | 90 |
| 正切长度 | 1.42.363 | 4.80 |
| 权重 | 0.44-0.48 | 0.52-0.54 |
X轴线点和起点C4的加权值可按照光学透镜300和光学片之间的间隔而有所变化。
将参照图61至图63描述根据实施例的发光器件的示例。图61是示出根据实施例的发光器件的第一示例。将参照图61描述发光器件和电路板的示例。
参照图61，发光器件100包括发光芯片100A。发光器件100可包括发光芯片100A和设置在发光芯片100A上的荧光材料层150。荧光材料层150可包括蓝色荧光材料、绿色荧光材料、黄色荧光材料和红色荧光材料中的一个或更多个，并且可被设置为单层或多层。在荧光材料层150中，将荧光材料添加到可透光树脂材料中。可透光树脂材料可包括诸如硅树脂或环氧树脂的材料，荧光材料可选择性地由YAG基、TAG基、硅酸盐基、氮化物基和氮氧化物基材料形成。
荧光材料层150可设置在发光芯片100A的上表面上，或者设置在发光芯片100A的上表面和侧表面上。荧光材料层150可设置在发光芯片100A的表面之中的发射光的区域上，以转换光的波长。
荧光材料层150可包括单层或不同的荧光材料层，其中，不同的荧光材料层可包括第一层和第二层，第一层具有红色荧光材料、黄色荧光材料和绿色荧光材料之中的至少一种类型的荧光材料，第二层形成在第一层上并且具有红色荧光材料、黄色荧光材料和绿色荧光材料之中的与第一层不同的荧光材料。作为另一个示例，不同的荧光材料层可包括三个或更多个荧光材料层，但实施例不限于此。
作为另一个示例，荧光材料层150可包括膜型荧光材料层。膜型荧光材料层提供均匀厚度，使得按照波长转换的颜色分布可以是均匀的。
就发光芯片100A而言，发光芯片100A可包括基板111、第一半导体层113、发光结构120、电极层131、绝缘层133、第一电极135、第二电极137、第一连接电极141、第二连接电极143和支撑层140。
基板111可使用可透光、绝缘或导电的基板。例如，基板111可使用蓝宝石(Al2O3)、SiC、Si、GaAs、GaN、ZnO、GaP、InP、Ge和Ga2O3中的至少一种。在基板11的顶表面和底表面中的至少一个或全部上可形成多个凸出部分(未示出)，以提高光提取效率。各凸出部分的侧横截面形状可包括半球形形状、半椭圆形状或多边形形状中的至少一种。这里，可在发光芯片100A中去除基板111，在这种情况下，第一半导体层113或第一导电半导体层115可被设置为发光芯片100A的顶层。
第一半导体层113可形成在基板111下方。可使用II-V化合物半导体形成第一半导体层113。可使用II-V化合物半导体将第一半导体层113形成为至少一个层或多个层。第一半导体层113可具有使用III-V化合物半导体的半导体层，这些化合物半导体包括GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、GaAs、GaAsP、AlGaInP和GaP中的至少一种。第一半导体层113可具有经验公式InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)，可由缓冲层和未掺杂半导体层中的至少一种形成。缓冲层可减少基板和氮化物半导体层之间的晶格常数差异，未掺杂半导体层可提高半导体的晶体质量。这里，可不形成第一半导体层113。
可在第一半导体层113下方形成发光结构120。发光结构120可选择性地由II-V和III-V化合物半导体形成，并且发射从紫外带到可见光线带的波长范围内的预定峰值波长。
发光结构120包括第一导电半导体层115、第二导电半导体层119和形成在第一导电半导体层115和第二导电半导体层119之间的有源层117。可进一步在第一导电半导体层115、有源层117和第二导电半导体层119中的每个层的上方或下方中的至少一个上设置另一半导体层，但实施例不限于此。
第一导电半导体层115可设置在第一半导体层113下方，并且由被掺杂第一导电掺杂物的半导体(例如，n型半导体层)实现。第一导电半导体层115包括经验公式InxAlyGa1-x- yN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)。第一导电半导体层115的材料可选自诸如GaN、AlN、AlGaN、InGaN、InN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP和AlGaInP的III-V化合物半导体。第一导电掺杂物是n型掺杂物，包括诸如Si、Ge、Sn、Se和Te的掺杂物。
有源层117设置在第一导电半导体层115下方，选择性地包括单量子阱、多量子阱(MQW)、量子线结构、或量子点结构，并且包括阱层和势垒层的周期。阱层/势垒层的周期包括成对的InGaN/GaN、GaN/AlGaN、AlGaN/AlGaN、InGaN/AlGaN、InGaN/InGaN、AlGaAs/GaA、InGaAs/GaAs、InGaP/GaP、AlInGaP/InGaP和InP/GaAs中的至少一种。
第二导电半导体层119设置在有源层117下方。第二导电半导体层119包括例如经验公式InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)。第二导电半导体层119可由GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP和AlGaInP中的至少一种半导体化合物形成。第二导电半导体层119是p型半导体层，第一导电掺杂物是p型掺杂物，可包括Mg、Zn、Ca、Sr和Ba。
作为另一个示例，在发光结构120中，可使用p型半导体层实现第一导电半导体层115，可使用n型半导体层实现第二导电半导体层119。可在第二导电半导体层119上形成极性与第二导电半导体层119相反的第三导电半导体层。另外，可使用n-p键合结构、p-n键合结构、n-p-n键合结构和p-n-p键合结构之中的任一个结构实现发光结构120。
在第二导电半导体层119下方形成电极层131。电极层131可包括反射层。电极层131可包括与发光结构120的第二导电半导体层119接触的欧姆接触层。反射层的材料可选自具有70％或更大反射率的材料，例如，Al、Ag、Ru、Pd、Rh、Pt、Ir的金属和以上金属中的两个或更多个的合金。反射层的金属可接触式地位于第二导电半导体层119下方。欧姆接触层的材料可选择可透光材料和金属或非金属材料。
电极层131可包括可透光电极层/反射层的堆叠结构，可透光电极层可由氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟锌锡(IZTO)、氧化铟铝锌(IAZO)、氧化铟镓锌(IGZO)、氧化铟镓锡(IGTO)、AZO、氧化锑锡(ATO)、GZO、Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au、Hf和由以上的选择性组合物形成的材料形成。在可透光电极层下方可设置金属反射层，金属反射层可由Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au、Hf和由以上的选择性组合物形成的材料形成。作为另一个示例，反射层可由其中具有不同折射率的两个层交替设置的分布式布拉格反射(DBR)结构形成。
可在第二导电半导体层119和电极层131中的至少一个层的表面上形成诸如粗糙度的光提取结构，并且该光提取结构可改变入射光的临界角来提高光提取效率。
绝缘层133可设置在电极层131下方，并且可设置在第二导电半导体层119的下表面、第二导电半导体层119和有源层117的侧表面以及第一导电半导体层115的部分区域上。绝缘层133形成在除了电极层131、第一电极135和第二电极137之外的发光结构120的下部区域上，以电保护发光结构120的下部区域。
绝缘层133包括由含有Al、Cr、Si、Ti、Zn和Zr中的至少一种的氧化物、氮化物、氟化物和硫化物中的至少一种形成的绝缘材料或绝缘树脂。例如，绝缘层133可选择性地由SiO2、Si3N4、Al2O3或TiO2形成。绝缘层133可被形成为单层或多层，但实施例不限于此。绝缘层133被形成为当在发光结构120下方形成用于粘结的金属结构时防止发光结构120中的中间层短缺。
绝缘层133可由DBR结构形成，在DBR结构中，具有不同折射率的第一层和第二层交替设置。第一层可由SiO2、Si3N4、Al2O3或TiO2中的任一个形成，第二层可由除了第一层的材料之外的任一个材料形成，但实施例不限于此。另外，第一层和第二层可由相同材料形成或者由具有三层或更多层的一对形成。在这种情况下，可不形成电极层。
第一电极135可设置在第一导电半导体层115的部分区域下方，第二电极137可设置在电极层131的一部分下方。第一连接电极141设置在第一电极135下方，第二连接电极143设置在第二电极137下方。
第一电极135可电连接到第一导电半导体层115和第一连接电极141，第二电极137可电连接到第二导电半导体层119和第二连接电极143。
第一电极135和第二电极137可由Cr、Ti、Co、Ni、V、Hf、Ag、Al、Ru、Rh、Pt、Pd、Ta、Mo、W或其合金中的至少一种形成，并且可形成为单层或多层。第一电极135和第二电极137可由相同的堆叠结构或不同的堆叠结构形成。可进一步在第一电极135和第二电极137中的至少一个上形成诸如臂或指结构的电流扩展图案(current spreading pattern)。另外，可形成一个或多个第一电极135和第二电极137，第一电极135和第二电极137的数量不受限制。第一连接电极141和第二连接电极143中的至少一个可设置成多个，但实施例不限于此。
第一连接电极141和第二连接电极143提供了供电的引导功能和辐射路径。第一连接电极141和第二连接电极143的形状可包括圆形形状、多边形形状、圆柱形形状和多棱柱形状中的至少一种。第一连接电极141和第二连接电极143可由Ag、Al、Au、Cr、Co、Cu、Fe、Hf、In、Mo、Ni、Si、Sn、Ta、Ti、W和以上金属的选择性合金中的任一个形成。第一连接电极141和第二连接电极143可被镀上In、Sn、Ni、Cu及其选择性合金中的任一种金属，以提高与第一电极135和第二电极137的粘附力。
支撑层140可包括导热材料，设置在第一电极135、第二电极137、第一连接电极141和第二连接电极143的周围上。第一连接电极141和第二连接电极143可被暴露于支撑层140的下表面。
支撑层140被用作支撑发光器件100的层。支撑层140由绝缘材料形成，绝缘材料由诸如硅树脂或环氧树脂的树脂层形成。作为另一个示例，绝缘材料可包括膏体或绝缘墨。绝缘材料可由包括聚丙烯酸酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、不饱和聚酯树脂、聚苯醚树脂(PPE)、聚苯醚(PPO)树脂、聚苯硫醚树脂、氰酸酯树脂、苯并环丁烯(BCB)、聚酰胺-胺(PAMAM)树状聚合物、聚丙烯-亚胺(PPI)树状聚合物、PAMAM内结构和单独地具有有机硅外表面的PAMAM-有机硅(OS)或其组合的树脂形成。支撑层140可由与绝缘层133不同的材料形成。
可在支撑层140中添加诸如含Al、Cr、Si、Ti、Zn和Zr中的至少一种的氧化物、氮化物、氟化物和硫化物的化合物中的至少一种。这里，添加在支撑层140中的化合物可以是热发散试剂，可使用热发散试剂作为预定大小的粉末颗粒、颗粒、填料和添加剂。热发散试剂包括陶瓷材料，陶瓷材料包括低温共烧陶瓷(LTCC)、高温共烧陶瓷(HTCC)、氧化铝、石英、锆酸钙、镁橄榄石、SiC、石墨、熔融二氧化硅、莫来石、堇青石、氧化锆、氧化铍和氮化铝中的至少一种。陶瓷材料可由诸如氮化物或氧化物的绝缘材料之中的导热率比氮化物或氧化物高的金属氮化物形成，金属氮化物可包括例如导热率为140W/mK或更大的材料。陶瓷材料可以是诸如SiO2、SixOy、Si3N4、SixNy、SiOxNy、Al2O3、BN、Si3N4、SiC(SiC-BeO)、BeO、CeO和AlN的陶瓷系列。导热材料可包括C成分(金刚石、纳米碳管(CNT))。
用翻转方法将发光芯片100A安装在电路板400上。电路板400包括金属层471、金属层471上的绝缘层472、在绝缘层472上具有多个铅电极473的电路层(未示出)和用于保护电路层的保护层475。金属层471是散热层，包括导热率高的金属(例如，Cu或Cu合金)，并且可被形成为单层或多层。
绝缘层472使金属层471和电路层之间的一部分绝缘。绝缘层472可包括诸如预浸料、聚邻苯二甲酰胺(PPA)、液晶聚合物(LCP)和聚酰胺9T(PA9T)的树脂材料中的至少一种。另外，可在绝缘层472中添加金属氧化物(例如，TiO2、SiO2和Al2O3)，但实施例不限于此。作为另一个示例，诸如石墨烯的材料可通过被添加在诸如硅树脂或环氧树脂的绝缘材料中而用在绝缘层472中。
绝缘层472可以是通过金属层471的氧化过程形成的阳极化区域。这里，金属层471可由铝材料形成，阳极化区域可由诸如Al2O3的材料形成。
第一铅电极473和第二铅电极474电连接到发光芯片100A的第一连接电极141和第二连接电极143。导电粘合剂461和462可设置在第一铅电极473和第二铅电极474与发光芯片100A的第一连接电极141和第二连接电极143之间。导电粘合剂461和462可包括诸如焊料材料的金属材料。第一铅电极473和第二铅电极474是供电的电路图案。
保护层475可设置在电路层上。保护层475包括反射材料并且可由抗蚀材料(例如，白色抗蚀材料)形成，但实施例不限于此。保护层475可用作反射层并且可由反射率比吸收率高的材料形成。作为另一个示例，保护层475可由吸收光的材料形成，光吸收材料可包括黑色抗蚀材料。
将参照图62描述发光器件的第二示例。
参照图62，发光器件100包括发光芯片100B。发光器件100可包括发光芯片100B和设置在发光芯片100B上的荧光材料层150。荧光材料层150可包括蓝色荧光材料、绿色荧光材料、黄色荧光材料和红色荧光材料中的一个或更多个，并且可被设置为单层或多层。在荧光材料层150中，将荧光材料添加到可透光树脂材料中。可透光树脂材料可包括诸如硅树脂或环氧树脂的材料，荧光材料可选择性地由YAG基、TAG基、硅酸盐基、氮化物基和氮氧化物基的材料形成。
荧光材料层150可设置在发光芯片100B的上表面上，或者设置在发光芯片100B的上表面和侧表面上。荧光材料层150可设置在发光芯片100B的表面之中的发射光的区域上，以转换光的波长。
发光芯片100B可包括基板111、第一半导体层113、发光结构120、电极层131、绝缘层133、第一电极135、第二电极137、第一连接电极141、第二连接电极143和支撑层140。可去除基板111和第一半导体层113。
可使用连接电极161和162将发光器件100的发光芯片100B连接到电路板400，连接电极161和162可包括导电凸点(即，焊料凸点)。可在第一电极135和第二电极137中的每个的下方布置一个或多个导电凸点，但实施例不限于此。绝缘层133可暴露第一电极135和第二电极137，第一电极135和第二电极137可电连接到连接电极161和162。
将参照图63描述发光器件的第三示例。
参照图63，发光器件100包括与电路板400连接的发光芯片200A。发光器件100可包括设置在发光芯片200A的表面上的荧光材料层250。荧光材料层250转换入射光的波长。光学透镜(图4的300)设置在发光器件100上，以控制从发光芯片200A发射的光的光束扩展特征。
发光芯片200A包括发光结构225和多个衬垫245和247。发光结构225可由II-VI化合物半导体层(例如，III-V化合物半导体层或II-VI化合物半导体层)形成。多个衬垫245和247选择性连接到发光结构225的半导体层以供电。
发光结构225包括第一导电半导体层222、有源层223和第二导电半导体层224。发光芯片200A可包括基板221。基板221设置在发光结构225上。基板221可以是例如可透光的、绝缘基板或导电基板。该构造将参照对图4的发光结构和基板的描述。
衬垫245和247设置在发光芯片200A的下部部分上，衬垫245和247包括第一衬垫245和第二衬垫247。第一衬垫245和第二衬垫247被设置成在发光芯片200A下方彼此分开。第一衬垫245电连接到第一导电半导体层222，第二衬垫247电连接到第二导电半导体层224。第一衬垫245和第二衬垫247的底部的形状可以是多边形或圆形形状，或者被形成为与电路板400的第一铅电极415和第二铅电极417的形状对应。第一衬垫245和第二衬垫247中的每个的下表面面积可被形成为大小与第一铅电极415和第二铅电极417中的每个的上表面的面积对应。
发光芯片200A可包括在基板221和发光结构225之间的缓冲层(未示出)和未掺杂半导体层(未示出)。缓冲层是减轻基板221和半导体层的晶格常数之间的差异的层，可选择性地由II-VI化合物半导体形成。可进一步在缓冲层下方形成未掺杂II-VI化合物半导体层，但实施例不限于此。可去除基板221。当基板221被去除时，荧光材料层250可接触第一导电半导体层222的上表面或另一半导体层的上表面。
发光芯片200A包括第一电极层241和第二电极层242、第三电极层243、绝缘层231和233。第一电极层241和第二电极层242中的每个可形成为单层或多层，可用作电流扩展层。第一电极层241和第二电极层242可包括设置在发光结构225下方的第一电极层241和设置在第一电极层241下方的第二电极层242。第一电极层241扩展电流，使得第二电极层242反射入射光。
第一电极层241和第二电极层242可由不同材料形成。第一电极层241可由可透光材料(例如，金属氧化物或金属氮化物)形成。第一电极层可选择性地由ITO、ITO氮化物(ITON)、IZO、IZO氮化物(IZON)、IZTO、IAZO、IGZO、IFTO、AZO、ATO和GZO形成。第二电极层242可接触第一电极层241的下表面并且用作反射电极层。第二电极层242包括例如Ag、Au或Al。当第一电极层241的部分区域被去除时，第二电极层242可部分接触发光结构225的下表面。
作为另一个示例，第一电极层241和第二电极层242可堆满全向反射器(ODR)层。ODR结构可由具有低折射率的第一电极层241和接触第一电极层241的高反射率金属材料的第二电极层242的堆叠结构形成。第一电极层241和第二电极层242可由ITO/Ag的堆叠结构形成。在第一电极层241和第二电极层242之间的界面处，全向反射角可得以改进。
作为另一个示例，第二电极层242可被去除，并且可被形成为另一材料的反射层。可使用DBR结构形成反射层。DBR结构包括具有不同折射率的两个电介质层被交替设置的结构，并且可包括例如SiO2层、Si3N4层、TiO2层、Al2O3层和MgO层之中的任何不同的一个。作为又一个示例，第一电极层241和第二电极层242可包括DBR结构和ODR结构二者，在这种情况下，可提供反光率为98％或更大的发光芯片200A。因为在使用翻转方法安装的发光芯片200A中通过基板221发射被第二电极层242反射的光，因此大部分光可竖直向上发射。另外，可使用反射片600将发射到发光芯片200A的侧表面的光反射到光学透镜的光输入表面区域。
第三电极层243设置在第二电极层242下方，与第一电极层241和第二电极层242电绝缘。第三电极层243包括Ti、Cu、Ni、Au、Cr、Ta、Pt、Sn、Ag和P中的至少一种金属。第一衬垫245和第二衬垫247设置在第三电极层243下方。绝缘层231和233阻止第一电极层241和第二电极层242、第三电极层243、第一衬垫245和第二衬垫247和发光结构225之间的不必要接触。绝缘层231和233包括第一绝缘层231和第二绝缘层233。第一绝缘层231设置在第三电极层243和第二电极层242之间。第二绝缘层233设置在第三电极层243和第一衬垫245或第二衬垫247之间。第一衬垫245和第二衬垫247可包括与第一铅电极415和第二铅电极417相同的材料。
第三电极层243连接到第一导电半导体层222。第三电极层243的连接部分244可作为过孔结构(a via structure)突出贯穿发光结构225的下部部分，并且可接触第一导电半导体层222。连接部分244可被设置成多个。第一绝缘层231的一部分232沿着连接部分244的周围延伸，以阻碍第三电极层243与第一电极层241和第二电极层242和第二导电半导体层224和有源层223之间的电连接。绝缘层可设置在发光结构225的侧表面上以保护侧表面，但实施例不限于此。
第二衬垫247设置在第二绝缘层233下方，通过第二绝缘层233的开口区域接触或连接到第一电极层241和第二电极层242中的至少一个。第一衬垫245设置在第二绝缘层233下方，通过第二绝缘层233的开口区域连接到第三电极层243。因此，第一衬垫247的突出部分248通过第一电极层241和第二电极层242电连接到第二导电半导体层224，第二衬垫248的突出部分246通过第三电极层243电连接到第一导电半导体层222。
第一衬垫245和第二衬垫247在发光芯片200A的下部部分处彼此分隔，面对电路板400的第一铅电极415和第二铅电极417。第一衬垫245和第二衬垫247可包括多边形形状的凹部271和273，凹部271和273朝向发光结构225凸出地形成。凹部271和273可形成有与第一衬垫245和第二衬垫247的厚度相同或小于该厚度的深度，凹部271和273的深度可增大第一衬垫245和第二衬垫247的表面积。
在第一衬垫245与第一铅电极415之间的区域和第二衬垫247与第二铅电极417之间的区域上分别设置粘结构件255和257。粘结构件255和257可包括导电材料，并且有一部分设置在凹部271和273处。由于粘结构件255和257设置在凹部271和273处，因此粘结构件255和257与第一衬垫245和第二衬垫247之间的接触面积可增大。因此，由于第一衬垫245和第二衬垫247与第一铅电极415和第二铅电极417被粘结，因此发光芯片200A的电学可靠性和辐射效率可提高。
粘结构件255和257可包括焊料膏材料。焊料膏材料包括Au、Sn、Pb、Cu、Bi、In和Ag中的至少一种。由于粘结构件255和257直接将热导向电路板400，因此相比于使用封装的结构，导热效率可提高。另外，由于粘结构件255和257是与第一衬垫245和第二衬垫247的热膨胀系数差异小的材料，因此导热效率可提高。
作为另一个示例，粘结构件255和257可包括导电膜，导电膜包括在绝缘膜内的一个或多个导电颗粒。导电颗粒可包括例如金属、金属合金、或碳中的至少一种。导电颗粒可包括Ni、Ag、Au、Al、Cr、Cu和C中的至少一种。导电膜可包括各向异性导电膜或各向异性导电粘合剂。
可在发光芯片200A和电路板400之间包括粘合剂构件(例如，导热膜)。导热膜可使用聚酯树脂(诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯和聚萘二甲酸丁二醇酯)、聚亚酰胺树脂、丙烯酸树脂、苯乙烯基树脂(诸如聚苯乙烯树脂和丙烯腈-苯乙烯树脂)、聚碳酸酯树脂、聚乳酸树脂和聚氨酯树脂。另外，导热膜可包括聚烯烃树脂(诸如聚乙烯、聚丙烯和乙烯-丙烯共聚物)、乙烯树脂(诸如聚氯乙烯树脂和聚偏二氯乙烯树脂)、聚酰胺树脂、磺酸基树脂、聚醚醚酮基树脂、芳基树脂或以上树脂的共混物中的至少一种。
发光芯片200A可通过电路板400的表面以及发光结构225的上表面和侧表面发射光，以提高光提取效率。发光芯片200A可直接粘结在电路板400上，从而简化了工艺。另外，因为发光芯片200A的辐射被改进，所以发光芯片200A可以有效地用于照明领域。
图64是示出根据实施例的具有光学透镜的显示设备和具有光学透镜的发光模块的侧横截面视图。
参照图64，显示设备500包括设置在底盖512上的发光模块301和设置在发光模块301上的光学片514和显示面板515。
底盖512可包括用于散热的金属或导热树脂材料。底盖512可包括储存单元560，侧盖可沿着储存单元560的周围设置。
在底盖512上可设置一行或多行的发光模块301。发光模块301可用发光器件100发射白光，但实施例不限于此。
发光模块301包括发光器件100、发光器件100中的每个上的光学透镜300和其中安装有多个发光器件100的电路板400。电路板400可以是包括电路图案(未示出)的PCB，并且可包括树脂PCB、MCPCB、FPCB等，但实施例不限于此。
反射片517设置在电路板400上，反射片517包括开口区域，光学透镜300联接到反射片517的开口区域。由于光学透镜300突出通过反射片517的开口区域，光学透镜300发射的光可透射通过光学片514或者被光学片514反射，反射光可被反射片517再次反射。因此，可提高背光单元510的亮度分布的均匀度。
反射片517可由例如PET、PC和PVC树脂形成，但实施例不限于此。
光学片514可包括收集散射光的棱镜片、亮度增强片和重新发散光的发散片中的至少一种。可在光学片514和发光模块301之间的区域中设置导光层(未示出)，但实施例不限于此。
显示面板515可设置在光学片514上。显示面板515可通过入射光显示图像。显示面板515是例如LCD面板，包括彼此面对的第一透明基板和第二透明基板以及介于第一基板和第二基板之间的液晶层。偏振板可附接在显示面板515的至少一个表面上，但偏振板的附接结构没有限制。显示面板515使用穿过光学片514的光显示信息。显示设备500可应用于各种类型的便携式终端、便携式计算机的显示器、电视等。
根据实施例的发光模块可应用于灯单元。灯单元包括具有一个或多个发光模块的结构，并且可包括三维显示器、各种类型的灯具、交通灯、车辆的前灯和电子显示板。
本发明可具有以下的有利效果。根据实施例，可控制发射到设置在光学透镜下方的发光器件的侧表面的光的路径，以改进光学透镜的亮度分布。根据实施例，可减少由于从光学透镜提取的光所导致的诸如热斑的噪声。根据实施例，可减少不同电路板上的光学透镜之间的干涉。根据实施例，由于光学透镜，可将发光器件之间的间隔设置宽，从而减少光学透镜之间的干涉。根据实施例，可在电路板上设置吸收层，以吸收反射到由弯曲表面形成的第一光输出表面的光，从而控制亮度分布。根据实施例，可减少设置在背光单元内的发光器件的数量。根据实施例，可提高具有光学透镜的发光模块的可靠性。根据实施例，可将相邻光学透镜之间的干涉降至最低，以改进图像。根据实施例，可提高诸如光学透镜的灯单元的可靠性。根据实施例，可提高具有发光模块的照明系统的可靠性。
以上实施例中描述的特征、结构、效果等被包括在本发明的至少一个实施例中，但不仅仅限于一个实施例。此外，各实施例中示出的特征、结构、效果等可被实施例所属领域的普通技术人员甚至相对于实施例进行组合或修改。因此，与组合或修改相关的内容应该被理解为属于本发明的范围。
另外，尽管已经主要用实施例描述了本发明，但实施例仅仅是示例，并没有限制本发明，本发明所属领域的普通技术人员可认识到，在不脱离实施例的基本特征的情况下，可进行以上没有示出的各种修改形式和应用形式。例如，可修改和实践实施例中详细示出的各元件。另外，与修改和应用相关的差异应该视为属于随附权利要求书中定义的本发明的范围。
Claims (20)
1.一种光学透镜，包括：
底表面；
凹部，所述凹部在所述底表面的中心区域处向上凸出；
光输入表面，所述光输入表面在所述凹部的周围处；
第一光输出表面，所述第一光输出表面具有凸出弯曲表面，且位于所述底表面和所述光输入表面的相对侧；以及
第二光输出表面，所述第二光输出表面具有平坦表面，且位于所述第一光输出表面的周围处，其中：
所述底表面包括与所述凹部相邻的第一边缘和与所述第二光输出表面相邻的第二边缘；
更邻近于所述第一边缘的所述底表面的区域逐渐接近与所述凹部的底部中心成水平的第一轴线；
所述光输入表面的下部区域设置成低于经过所述第二边缘的水平直线；并且
所述第一光输出表面具有与所述凹部竖直重叠的弯曲表面，并且具有凸出的中心区域，
所述第二光输出表面包括与所述第一光输出表面相邻的第三边缘，
其中，所述光输入表面的第一顶点比经过所述第二光输出表面的所述第三边缘的水平直线更靠近所述第一光输出表面的第二顶点，
其中，所述第一顶点是所述光输入表面的顶点，
其中，所述第二顶点是透镜本体的最高点，并且
其中，所述光输入表面的所述第一顶点和所述第一光输出表面的所述第二顶点设置在与所述凹部的底部的中心垂直的所述中心轴线上。
2.一种光学透镜，包括：
底表面；
凹部，所述凹部在所述底表面的中心区域处向上凸出；
光输入表面，所述光输入表面在所述凹部的周围处；
第一光输出表面，所述第一光输出表面具有凸出弯曲表面，且位于所述底表面和所述光输入表面的相对侧；以及
第二光输出表面，所述第二光输出表面具有平坦表面，且位于所述第一光输出表面的周围处，其中：
所述底表面包括与所述凹部相邻的第一边缘和与所述第二光输出表面相邻的第二边缘；
更邻近于所述第一边缘的所述底表面的区域逐渐接近与所述凹部的底部中心成水平的第一轴线；
所述光输入表面的下部区域设置成低于穿过所述第二边缘的水平直线；
所述第一光输出表面具有与所述凹部竖直重叠的弯曲表面，并且具有凸出的中心区域；
所述第二光输出表面包括与所述第一光输出表面相邻的第三边缘；
所述光输入表面的第一顶点比经过所述第二光输出表面的所述第三边缘的水平直线更靠近所述第一光输出表面的第二顶点；
所述凹部的直径朝向所述光输入表面的所述第一顶点逐渐减小；并且
所述凹部的深度大于所述凹部的底部的宽度，
其中，所述第一顶点是所述光输入表面的顶点，
其中，所述第二顶点是透镜本体的最高点，
其中，随着所述第一光输出表面变得更远离中心轴线，所述凹部的底部的中心与所述第一光输出表面之间的距离增大，
其中，所述中心轴线是与所述凹部的底部的中心垂直的轴线方向，并且
其中，所述光输入表面的所述第一顶点和所述第一光输出表面的所述第二顶点设置在与所述凹部的底部的中心垂直的所述中心轴线上。
3.根据权利要求1或2所述的光学透镜，其中，将所述底表面的所述第一边缘和所述第二边缘连接的直线相对于所述第一轴线以5°或更小的角度倾斜。
4.根据权利要求3所述的光学透镜，其中，所述底表面设置在将所述第一边缘和所述第二边缘连接的所述直线的上方，并且包括具有负曲率的弯曲表面。
5.根据权利要求3所述的光学透镜，其中，所述底表面包括倾斜表面。
6.根据权利要求3所述的光学透镜，其中，所述底表面的所述第二边缘与所述第一轴线之间的间隔小于所述第二光输出表面的宽度。
7.根据权利要求3所述的光学透镜，其中，所述凹部的深度是所述光学透镜的厚度的80％或更大。
8.根据权利要求1所述的光学透镜，其中：
所述底表面的所述第二边缘与所述第一轴线之间的间隔小于所述光输入表面的所述第一顶点与所述第一光输出表面的所述第二顶点之间的距离，
其中，将所述底表面的所述第一边缘和所述第二边缘连接的直线相对于所述第一轴线以5°或更小的角度倾斜，并且
其中，所述第一光输出表面的凸出的中心区域的曲率半径大于所述光输入表面的曲率半径。
9.根据权利要求1所述的光学透镜，其中：
所述凹部的直径朝向所述光输入表面的第一顶点逐渐减小；
所述凹部的深度大于所述凹部的底部的宽度，
其中，将所述底表面的所述第一边缘和所述第二边缘连接的直线相对于所述第一轴线以5°或更小的角度倾斜，并且
其中，所述第二光输出表面的宽度是所述第二边缘和所述第三边缘之间的直线的距离，并且小于所述凹部的深度。
10.根据权利要求9所述的光学透镜，其中：
所述第一光输出表面的中心区域相对于所述凹部的底部的中心具有与所述中心轴线成20°或更小的角度；并且
所述第二光输出表面相对于所述凹部的底部的中心具有与所述第一轴线成20°或更小的角度。
11.根据权利要求3所述的光学透镜，其中：
将所述底表面的所述第一边缘和所述第二边缘连接的直线相对于所述第一轴线以5°或更小的角度倾斜；并且
所述底表面包括具有负曲率的弯曲表面和倾斜表面中的至少一个。
12.根据权利要求2所述的光学透镜，其中：
所述凹部的深度是所述光学透镜的厚度的80％或更大；
所述底表面的所述第二边缘和所述第一轴线之间的间隔小于所述光输入表面的所述第一顶点与所述第一光输出表面的所述第二顶点之间的距离，
其中，将所述底表面的所述第一边缘和所述第二边缘连接的直线相对于所述第一轴线以5°或更小的角度倾斜，
其中，所述第二光输出表面的宽度是所述第二边缘和所述第三边缘之间的直线的距离，并且小于所述凹部的深度，并且
其中，所述第一光输出表面的凸出的中心区域的曲率半径大于所述光输入表面的曲率半径。
13.根据权利要求3所述的光学透镜，其中：
所述底表面包括多个支撑突出部；
所述多个支撑突出部设置成与所述凹部的底部的中心相距相同间隔，并且
其中，所述第二顶点和所述第二光输出表面之间的区域具有不同大小的曲率半径。
14.根据权利要求12所述的光学透镜，其中：
所述底表面的所述第二边缘与所述第一轴线之间的间隔小于所述第二光输出表面的所述第三边缘与所述第二边缘之间的间隔；并且
向外突出的侧突出部分被包括在所述第二光输出表面的一部分处。
15.一种发光模块，包括：
发光器件，所述发光器件被构造成通过上表面和多个侧表面发射光；
光学透镜，所述光学透镜设置在所述发光器件上；以及
电路板，所述电路板设置在所述光学透镜和所述发光器件的下方，其中：
所述光学透镜包括：底表面；凹部，所述凹部在所述底表面的中心区域处向上凸出，并且在所述凹部中设置有所述发光器件；光输入表面，所述光输入表面形成在所述凹部的周围处；第一光输出表面，所述第一光输出表面具有凸出弯曲表面，且形成在所述底表面和所述光输入表面的相对侧；第二光输出表面，所述第二光输出表面具有平坦表面，且位于所述第一光输出表面的一部分处；
所述光学透镜的所述底表面包括与所述凹部相邻的第一边缘和与所述第二光输出表面相邻的第二边缘；
更邻近于所述第一边缘的、所述光学透镜的所述底表面的区域逐渐接近与所述凹部的底部的中心成水平的第一轴线；
所述光输入表面的下部区域向下突出超过经过所述第二边缘的水平直线并且与所述发光器件的侧表面对应；
所述第一光输出表面具有与所述凹部竖直重叠的弯曲表面，并且具有凸出中心区域；
在从所述发光器件发射的光之中，通过所述第二光输出表面发射的第一光的输出角小于入射到所述光输入表面上的所述第一光的入射角，
其中，所述第二光输出表面包括与所述第一光输出表面相邻的第三边缘；
其中，所述光输入表面的第一顶点比经过所述第二光输出表面的所述第三边缘的水平直线更靠近所述第一光输出表面的第二顶点；
其中，所述凹部的直径朝着所述光输入表面的所述第一顶点逐渐减小；并且
所述凹部的深度大于所述凹部的底部的宽度，
其中，所述凹部的深度是所述光学透镜的厚度的80％或更多，
其中，所述第一顶点是所述光输入表面的顶点，
其中，所述第二顶点是透镜本体的最高点，
其中，随着所述第一光输出表面变得更远离中心轴线，所述凹部的底部的中心与所述第一光输出表面之间的距离增大，其中，所述中心轴线是与所述凹部的底部的中心垂直的轴线方向，并且
其中，所述光输入表面的所述第一顶点和所述第一光输出表面的所述第二顶点设置在与所述凹部的底部的中心垂直的所述中心轴线上。
16.根据权利要求15所述的发光模块，其中，由经过所述光学透镜的所述第二光输出表面的所述第三边缘的两条直线形成的角大于所述发光器件的光束扩展角并且小于所述光学透镜的光束扩展角。
17.根据权利要求15或16所述的发光模块，其中，所述发光器件设置在所述光学透镜的所述第一轴线的上方，并且设置在与所述光学透镜的所述底表面的所述第二边缘在一个水平的直线下方，
其中，所述第二顶点和所述第二光输出表面之间的区域具有不同大小的曲率半径。
18.根据权利要求15或16所述的发光模块，其中，所述光学透镜的所述底表面包括倾斜表面和弯曲表面中的至少一个，并且将发射到所述发光器件的侧表面的光反射到所述第二光输出表面，
其中，所述第二光输出表面的宽度是所述第二边缘和所述第三边缘之间的直线的距离，并且小于所述凹部的深度，并且
其中，所述第一光输出表面的凸出的中心区域的曲率半径大于所述光输入表面的曲率半径。
19.根据权利要求15或16所述的发光模块，其中，所述光学透镜的所述底表面的所述第一边缘接触所述电路板的上部。
20.根据权利要求15或16所述的发光模块，其中：
所述光学透镜的所述底表面包括多个支撑突出部；
所述多个支撑突出部设置成与所述凹部的底部的中心相距相同的间隔；并且
所述电路板具有沿着所述光学透镜的所述凹部的周围彼此间隔开的多个吸收层。
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