KR101850981B1 - Light emitting module and lens - Google Patents

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KR101850981B1 KR1020110141098A KR20110141098A KR101850981B1 KR 101850981 B1 KR101850981 B1 KR 101850981B1 KR 1020110141098 A KR1020110141098 A KR 1020110141098A KR 20110141098 A KR20110141098 A KR 20110141098A KR 101850981 B1 KR101850981 B1 KR 101850981B1
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Abstract

렌즈를 구비하는 발광 모듈이 개시된다. 이 발광 모듈은, 발광 다이오드 칩과, 이 발광 다이오드 칩에서 방출된 광의 광속을 분산시키는 렌즈를 포함하며, 이 렌즈는, 발광 다이오드 칩에서 방출된 광이 입사되는 오목부를 갖는 하부면과, 이 오목부로 입사된 광이 출사되는 상부면을 포함한다. 여기서, 오목부의 입구 영역은 일축 방향으로 기다란 형상을 갖는다. 이에 따라, 기다란 형상의 광 지향 패턴을 구현할 수 있다.A light emitting module having a lens is disclosed. The light emitting module includes a light emitting diode chip and a lens for dispersing a light flux of the light emitted from the light emitting diode chip, the lens including a lower surface having a concave portion into which light emitted from the light emitting diode chip is incident, And a top surface through which the light incident on the substrate is emitted. Here, the entrance area of the recess has an elongated shape in the uniaxial direction. Accordingly, it is possible to realize a long-shaped light directing pattern.

Description

발광 모듈 및 렌즈{LIGHT EMITTING MODULE AND LENS}[0001] LIGHT EMITTING MODULE AND LENS [0002]

본 발명은 발광 모듈에 관한 것으로, 특히 면 조명 또는 액정 디스플레이의 백라이트용으로 사용하기 위해 렌즈를 구비하는 발광 모듈에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light emitting module, and more particularly to a light emitting module having a lens for use in a backlight of a surface light or liquid crystal display.

액정 디스플레이를 백라이팅하는 방식으로 엣지형과 직하형이 있다. 엣지형은 도광판의 측면에 LED들을 배치하고 광원으로부터 입사된 광을 도광판을 이용하여 액정 패널을 백라이팅하는 것인데, LED 갯수를 줄일 수 있고 LED들 간의 고도의 품질 편차를 요하지 않아 가격면에서 유리하고 또한 저전력 제품을 개발할 수 있다는 장점이 있다. 그러나 엣지형은 액정 디스플레이의 모서리 부분과 중앙 영역 사이의 명암 차이를 극복하기 어렵고 고화질을 구현하는데 한계가 있다.There are edge type and direct type in backlighting liquid crystal display. In the edge type, the LEDs are arranged on the side of the light guide plate and the light incident from the light source is backlighted by using the light guide plate. The number of LEDs can be reduced and the quality of the LEDs is not required to be high. It has the advantage of being able to develop low-power products. However, the edge type is difficult to overcome the difference in contrast between the corner portion and the central region of the liquid crystal display, and has a limitation in realizing a high image quality.

한편, 직하형은 액정 패널의 바로 아래에 일정한 간격으로 복수의 LED를 배치하여 액정 패널을 백라이팅하는 것으로, 모서리 부분과 중앙 영역 사이의 명암 차이를 극복할 수 있고 또한 고화질을 구현할 수 있는 장점이 있다.On the other hand, a direct-type liquid crystal panel has a plurality of LEDs arranged at a predetermined interval directly below the liquid crystal panel to backlight the liquid crystal panel, thereby overcoming the difference in contrast between the corner and the center region and realizing a high image quality .

그러나 직하형의 경우, 각 LED가 상대적으로 넓은 면적을 고르게 백라이팅하지 못할 경우, 많은 갯수의 LED을 조밀하게 배열해야 하며, 이에 따라 전력 소모가 증가한다. 나아가, LED들 사이에 품질 편차가 있을 경우, 액정 패널이 불균일하게 백라이팅되어 화면의 균질성을 확보하기 어렵다.However, in the case of the direct type, if each LED can not backlight evenly over a relatively large area, a large number of LEDs must be arranged densely, thereby increasing power consumption. Furthermore, when there is a quality deviation between the LEDs, the liquid crystal panel is nonuniformly backlighted, and it is difficult to ensure homogeneity of the screen.

LED 사용 갯수를 줄이기 위해, 각 LED에 렌즈를 배치하여 광을 분산시키는 기술이 사용될 수 있다. 그러나 LED와 렌즈 사이의 약간의 정렬 변화가 발생해도 렌즈를 통해 방출되는 광의 분포에 중대한 변화가 발생될 가능성이 있으며, 이에 따라 액정 패널의 균일한 백라이팅이 더욱 어렵게 된다.In order to reduce the number of LEDs used, a technique of disposing a lens on each LED to disperse the light can be used. However, even if slight alignment change occurs between the LED and the lens, there is a possibility that a significant change occurs in the distribution of the light emitted through the lens, thereby making uniform backlighting of the liquid crystal panel more difficult.

또한, 도 1에 도시한 바와 같이, 원반 형상의 광 지향 패턴(Lp)을 갖는 렌즈를 적용할 경우, 인접한 광이 서로 교차하는 밝은 부분(Wp)과 광이 거의 조사되지 않는 어두운 부분(Bp)이 발생될 수 있다.1, when a lens having a disk-shaped light directing pattern Lp is applied, a bright portion Wp in which adjacent light rays intersect with each other and a dark portion Bp in which light is hardly radiated, May occur.

밝은 부분(Wp)은 광 지향 패턴(Lp)의 지향각에 따른 밝기를 조절하에 밝은 부분(Wp)으로 진행하는 광속을 감소시켜 제어할 수 있다. 한편, 어두운 부분(Bp)은 광 지향 패턴(Lp)의 크기를 증가시키거나 LED들 사이의 간격을 감소시켜 제어할 수 있다. 그러나, 밝은 부분(Wp)을 제거하기 위해 밝은 부분(Wp)으로 진행하는 광속을 감소시킬 경우, 어두운 부분(Bp)은 더욱 어두워지며, 이와 반대로, 어두운 부분(Bp)을 제거하기 위해 광 지향 패턴(Lp)의 크기를 증가시키거나 LED들 사이의 간격을 감소시킬 경우, 밝은 부분(Wp)이 더 넓게 형성되고 더 밟아진다. 즉, 밝은 부분(Wp)과 어두운 부분(Bp)을 동시에 제거하는 것이 곤란하다.The bright portion Wp can control the brightness by controlling the brightness according to the directivity angle of the light directing pattern Lp and reducing the light flux traveling to the bright portion Wp. On the other hand, the dark portion Bp can be controlled by increasing the size of the light directing pattern Lp or decreasing the interval between the LEDs. However, when reducing the light flux traveling to the bright portion Wp to remove the bright portion Wp, the dark portion Bp becomes darker and, conversely, When increasing the size of the light emitting portion Lp or reducing the interval between the LEDs, the bright portion Wp is formed wider and is stepped on. That is, it is difficult to simultaneously remove the bright portion Wp and the dark portion Bp.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 광을 분산시키는 렌즈 및 그것을 구비하는 발광 모듈을 제공하는 것으로, 특히 면 광원 또는 직하형 백라이트 광원에 적합한 발광 모듈 및 렌즈를 제공하는 것이다.The present invention provides a lens for dispersing light and a light emitting module including the same, and in particular, to provide a light emitting module and a lens suitable for a planar light source or a direct-type backlight light source.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 복수의 LED를 사용하는 광원에서 넓은 면적에 걸쳐 균일한 광을 방출하기 위한 발광 모듈 및 렌즈를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a light emitting module and a lens for emitting a uniform light over a large area in a light source using a plurality of LEDs.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, LED와 렌즈 사이의 정렬 공차를 증가시킬 수 있는 렌즈 및 발광 모듈을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a lens and a light emitting module that can increase the alignment tolerance between the LED and the lens.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 제작이 용이한 렌즈 및 발광 모듈을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a lens and a light emitting module which are easy to manufacture.

본 발명의 실시예들에 따른 발광 모듈은, 발광 다이오드 칩; 및 상기 발광 다이오드 칩에서 방출된 광의 광속을 분산시키는 렌즈를 포함한다. 또한, 상기 렌즈는, 상기 발광 다이오드 칩에서 방출된 광이 입사되는 오목부를 갖는 하부면; 및 상기 오목부로 입사된 광이 출사되는 상부면을 포함한다. 여기서, 상기 오목부의 입구 영역은 일축 방향으로 기다란 형상을 갖는다.A light emitting module according to embodiments of the present invention includes: a light emitting diode chip; And a lens for dispersing the light flux of the light emitted from the light emitting diode chip. The lens may further include: a lower surface having a concave portion to which light emitted from the LED chip is incident; And a top surface through which the light incident on the concave portion is emitted. Here, the entrance region of the concave portion has a long shape in the uniaxial direction.

상기 오목부의 입구 영역은 다양한 형상을 가질 수 있으며, 예컨대, 직사각형, 타원형 또는 모서리가 라운딩된 직사각형 형상을 가질 수 있다.The inlet region of the recess may have various shapes, for example, rectangular, elliptical or rounded with a rounded corner.

또한, 상기 일축방향을 따른 오목부의 단면 형상은 중심축에 대해 대칭이며 측벽이 평면인 사다리꼴 형상 또는 측벽이 오목면인 사다리꼴 형상일 수 있다. 나아가, 상기 일축방향에 직교하는 방향을 따른 오목부의 단면 형상은 중심축에 대해 대칭이며 측벽이 평면인 사다리꼴 형상 또는 측벽이 오목면인 사다리꼴 형상일 수 있다.In addition, the cross-sectional shape of the concave portion along the one axial direction may be a trapezoidal shape in which the sidewall is flat or a trapezoidal shape in which the side wall is concave. Furthermore, the cross-sectional shape of the concave portion along the direction orthogonal to the uniaxial direction may be a trapezoidal shape in which the side walls are planar or symmetrical with respect to the central axis, or a trapezoidal shape in which the side walls are concave.

한편, 상기 렌즈의 상부면은 회전 대칭 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 일축방향에 직교하는 방향으로 기다란 형상을 가질 수 있다. 나아가, 상기 상부면은 두개의 반구를 중첩시킨 형상을 가질 수 있다.On the other hand, the upper surface of the lens may have a rotationally symmetric structure, but is not limited thereto, and may have an elongated shape in a direction orthogonal to the uniaxial direction. Further, the upper surface may have a shape in which two hemispheres are overlapped.

몇몇 실시예들에 있어서, 상기 상부면은 중심축에 위치하는 오목면을 포함하고, 상기 하부면의 오목부는 중심축에 수직한 면 및 아래로 볼록한 면 중 적어도 하나의 면을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 중심축에 수직한 면 및 아래로 볼록한 면 중 적어도 하나의 면은 상기 오목부 입구의 영역보다 좁은 영역 내에 위치할 수 있다.In some embodiments, the upper surface includes a concave surface located on a central axis, and the concave portion of the lower surface may include at least one of a surface perpendicular to the central axis and a surface convex downward. Here, at least one of a surface perpendicular to the central axis and a surface convex downward may be located in a region narrower than an area of the concave entrance.

상기 렌즈의 상부면 및 오목부는 상기 중심축을 지나는 평면에 대해 거울면 대칭 구조를 가질 수 있다.The top surface and the concave portion of the lens may have a mirror-surface symmetry with respect to a plane passing through the center axis.

또한, 상기 렌즈의 상부면은 상기 오목면에서 연속적으로 이어지는 볼록면을 포함할 수 있다.Further, the upper surface of the lens may include a convex surface continuously extending from the concave surface.

몇몇 실시예들에 있어서, 상기 하부면의 오목부 내에서 중심축에 수직한 면 및 아래로 볼록한 면 중 적어도 하나의 면과, 상기 적어도 하나의 면보다 중심축에 더 가깝게 위치하는 면에 광 산란 패턴이 형성될 수 있다. 상기 광 산란 패턴은 요철 패턴으로 형성될 수 있으며, 상기 발광 다이오드 칩으로부터 중심축 근처로 방출되는 광을 더욱 분산시킨다.In some embodiments, a light scattering pattern is formed on at least one of a surface perpendicular to the central axis and a surface convex downward in the concave portion of the lower surface, and a surface located closer to the central axis than the at least one surface. Can be formed. The light scattering pattern may be formed in a concave-convex pattern, and further disperses light emitted from the light emitting diode chip near the central axis.

나아가, 상기 상부면의 오목면에 광 산란 패턴이 형성될 수 있다.Further, a light scattering pattern may be formed on the concave surface of the upper surface.

상기 렌즈는 상기 상부면과 상기 하부면을 연결하는 플랜지를 더 포함할 수 있다. 상기 오목부 내의 중심축에 수직한 면 및 아래로 볼록한 면 중 적어도 하나의 면은 상기 플랜지보다 위쪽에 위치할 수 있다.The lens may further include a flange connecting the upper surface and the lower surface. At least one of a surface perpendicular to the central axis and a surface convex downward in the recess may be located above the flange.

몇몇 실시예들에 있어서, 상기 발광 모듈은 발광 소자를 포함할 수 있는데, 상기 발광 소자는 상기 발광 다이오드 칩; 상기 발광 다이오드 칩이 실장되는 하우징; 및 상기 발광 다이오드 칩에서 방출된 광을 파장변환하는 파장변환층을 포함할 수 있다. 상기 파장변환층은 상기 렌즈의 오목부로부터 이격되어 상기 렌즈 아래에 위치할 수 있다.In some embodiments, the light emitting module may include a light emitting device, wherein the light emitting device comprises: the light emitting diode chip; A housing on which the light emitting diode chip is mounted; And a wavelength conversion layer for wavelength-converting the light emitted from the light emitting diode chip. The wavelength conversion layer may be located below the lens, spaced apart from the concave portion of the lens.

상기 발광 모듈은 또한, 상기 발광 소자가 실장되는 인쇄회로기판을 더 포함하며, 상기 렌즈는 상기 인쇄회로기판 상에 놓일 수 있다. 예컨대, 상기 렌즈는 다리부를 갖고, 상기 다리부가 상기 인쇄회로기판 상에 놓일 수 있다.The light emitting module may further include a printed circuit board on which the light emitting device is mounted, and the lens may be placed on the printed circuit board. For example, the lens has a leg portion, and the leg portion can be placed on the printed circuit board.

한편, 상기 발광 소자와 상기 오목부 사이에는 에어갭이 존재하며, 따라서, 상기 오목부에 입사되는 광은 상기 오목부의 표면에서 1차 굴절된다.On the other hand, an air gap exists between the light emitting element and the concave portion, so that light incident on the concave portion is first refracted at the surface of the concave portion.

본 발명의 실시예들에 따르면, 광이 입사되는 렌즈의 오목부의 입구 영역을 기다란 형상으로 함으로써, 단축 방향으로 광을 넓게 분산시킬 수 있어 기다란 형상의 광 지향 패턴을 구현할 수 있다. 따라서, 복수의 발광 다이오드 칩을 배열하고, 각 발광 다이오드 칩 상에 상기 렌즈를 배치함으로써, 기다란 형상의 광 패턴들에 의해 넓은 면적에 걸쳐 균일하게 광속을 분포시킬 수 있으며, 따라서 균일한 면 광원을 구현할 수 있다.According to the embodiments of the present invention, by forming the entrance region of the concave portion of the lens into which the light is incident to have an elongated shape, it is possible to widely disperse the light in the short axis direction, thereby realizing a light directing pattern with a long shape. Therefore, by arranging a plurality of light emitting diode chips and arranging the lenses on each light emitting diode chip, it is possible to uniformly distribute the light flux over a wide area by the light patterns of long shape, Can be implemented.

나아가, 렌즈의 오목부에서 1차 굴절이 발생되고, 렌즈의 상부 표면에서 다시 2차 굴절이 발생됨으로써 광을 넓게 분산시킬 수 있는 렌즈를 제공할 수 있으며, 렌즈의 오목부 상단측의 형상을 오목면으로 하는 대신 평평한 면 또는 볼록한 면을 포함하도록 함으로써 발광 다이오드 칩 또는 발광 소자와 렌즈의 정렬 공차를 증가시킬 수 있다. 또한, 렌즈의 오목부 상단측의 형상에 따른 광 지향 분포 특성 변화를 완화할 수 있어 렌즈 제작 공정 마진이 증가되며, 따라서 렌즈 제작이 쉬워진다.Further, it is possible to provide a lens capable of widely dispersing light by generating primary refraction at the concave portion of the lens and generating secondary refraction at the upper surface of the lens again, It is possible to increase the alignment tolerance between the light emitting diode chip or the light emitting element and the lens by including a flat surface or a convex surface instead of the surface. Further, it is possible to alleviate the change in the light-directing distribution characteristic depending on the shape of the concave upper end side of the lens, thereby increasing the margin of the lens manufacturing process, and thus making the lens easier to manufacture.

도 1은 종래 기술에 따른 면 광원의 광 패턴을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 면 광원의 광 패턴을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 모듈을 설명하기 위한 개략적인 사시도이다.
도 4는 도 3의 발광 모듈을 x축 및 y축을 따라 절취한 단면도들이다.
도 5는 발광 소자를 설명하기 위한 개략적인 사시도이다.
도 6은 렌즈의 오목부의 다양한 형상을 설명하기 위한 평면도들이다.
도 7 및 도 8은 렌즈의 오목부의 다양한 형상을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 렌즈의 다양한 변형예를 설명하기 위한 단면도들이다.
도 10은 본 발명에 따른 발광 모듈의 광 지향 분포를 설명하기 위한 그래프이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 렌즈를 설명하기 위한 사시도 및 단면도들이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 발광 소자를 갖는 발광 모듈을 설명하기 위한 단면도이다.1 is a view for explaining an optical pattern of a planar light source according to the related art.
2 is a view for explaining a light pattern of a planar light source according to embodiments of the present invention.
3 is a schematic perspective view illustrating a light emitting module according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view taken along the x- and y-axes of the light emitting module of Fig.
5 is a schematic perspective view for explaining a light emitting device.
6 is a plan view for explaining various shapes of concave portions of the lens.
Figs. 7 and 8 are sectional views for explaining various shapes of the concave portion of the lens. Fig.
9 is a cross-sectional view for explaining various modifications of the lens according to the embodiments of the present invention.
10 is a graph for explaining the light-directed distribution of the light emitting module according to the present invention.
11 is a perspective view and a cross-sectional view illustrating a lens according to another embodiment of the present invention.
12 is a cross-sectional view illustrating a light emitting module having a plurality of light emitting devices according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following embodiments are provided by way of example so that those skilled in the art can fully understand the spirit of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the embodiments described below, but may be embodied in other forms. In the drawings, the width, length, thickness, etc. of components may be exaggerated for convenience. Like reference numerals designate like elements throughout the specification.

도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 면 광원의 광 패턴을 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining a light pattern of a planar light source according to embodiments of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따르면, 렌즈를 통해 출사되는 광 지향 패턴(Lp)이 기다란 형상을 갖는다. 따라서, 이러한 광 지향 패턴(Lp)들을 일정 간격으로 배열함으로써 밝은 부분(Wp)이 기다랗게 형성되는 광 패턴을 구현할 수 있다.Referring to Fig. 2, according to the embodiments of the present invention, the light directing pattern Lp emitted through the lens has an elongated shape. Accordingly, by arranging the light directing patterns Lp at regular intervals, it is possible to realize a light pattern in which the bright portion Wp is long.

기다란 형상의 광 지향 패턴(Lp)을 배열하기 때문에, 종래 기술과 같이 어두운 부분(Bp)이 형성되는 것을 방지하거나 최소화할 수 있으며, 따라서, 어두운 부분(Bp)을 고려하지 않고 밝은 부분(Wp)을 제거하도록 광속 분포를 조절할 수 있어, 균일한 면 광원을 쉽게 구현할 수 있다.It is possible to prevent or minimize the formation of the dark portion Bp as in the prior art and thus to reduce the brightness of the bright portion Wp without considering the dark portion Bp, It is possible to adjust the light flux distribution so as to remove the surface light source.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 모듈을 설명하기 위한 개략적인 사시도이고, 도 4는 도 3의 발광 모듈의 단면도들로서, (a)는 장축(y) 방향을 따라 취해진 단면도이고, (b)는 단축(x) 방향을 따라 취해진 단면도이다. 한편, 도 5는 상기 발광 모듈에 사용되는 발광 소자를 설명하기 위한 사시도이다.FIG. 3 is a schematic perspective view illustrating a light emitting module according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a cross-sectional view of the light emitting module of FIG. 3, b) is a cross-sectional view taken along the minor axis (x) direction. 5 is a perspective view illustrating a light emitting device used in the light emitting module.

도 3 및 4를 참조하면, 상기 발광 모듈은 인쇄회로기판(10), 발광 소자(20) 및 렌즈(30)를 포함한다. 인쇄회로기판(10)은 일부가 도시되어 있지만, 하나의 인쇄회로기판(10) 상에 복수의 발광소자들(20)이 일렬로 또는 매트릭스 형상으로 다양하게 배열될 수 있다.Referring to FIGS. 3 and 4, the light emitting module includes a printed circuit board 10, a light emitting device 20, and a lens 30. Although a part of the printed circuit board 10 is shown, a plurality of the light emitting elements 20 may be arranged in a line or in a matrix form on one printed circuit board 10.

상기 인쇄회로기판(10)은 상기 발광소자(20)의 단자들이 본딩되는 도전성의 랜드 패턴들을 상면에 포함한다. 또한, 상기 인쇄회로기판(10)은 상면에 반사막을 포함할 수 있다. 상기 인쇄회로기판(10)은 열전도성이 좋은 금속을 기반으로 하는 MCPCB(Metal-Core PCB)일 수 있으며, FR4와 같은 절연성 기판 재료를 기반으로 할 수도 있다. 도시하지는 않았지만, 상기 인쇄회로기판(10)의 하부에는 발광 소자(20)에서 발생된 열을 방출하기 위해 히트싱크가 배치될 수 있다.The printed circuit board 10 includes conductive land patterns on which terminals of the light emitting device 20 are bonded. In addition, the printed circuit board 10 may include a reflective film on its upper surface. The printed circuit board 10 may be a MCPCB (Metal-Core PCB) based on a metal having a good thermal conductivity, or may be based on an insulating substrate material such as FR4. Although not shown, a heat sink may be disposed under the printed circuit board 10 to emit heat generated from the light emitting device 20. [

상기 발광 소자(20)는, 도 5에 잘 도시된 바와 같이, 하우징(21)과, 상기 하우징(21) 상에 실장된 발광다이오드 칩(23) 및 상기 발광 다이오드 칩(23)을 덮는 파장변환층(25)을 포함할 수 있다. 상기 발광 소자(20)는 또한 상기 하우징(21)에 지지된 리드 단자들(도시하지 않음)을 포함한다.5, the light emitting device 20 includes a housing 21, a light emitting diode chip 23 mounted on the housing 21, and a light emitting diode chip 23 which covers the light emitting diode chip 23, Layer 25 as shown in FIG. The light emitting device 20 also includes lead terminals (not shown) supported on the housing 21. [

한편, 패키지 몸체를 구성하는 상기 하우징(21)은 PA 또는 PPA 등과 같은 플라스틱 수지를 사출 성형하여 만들어질 수 있다. 이 경우, 하우징(21)은 사출 성형 공정에 의해 리드 단자들을 지지하는 상태로 성형될 수 있으며, 또한 발광 다이오드 칩(23)을 실장하기 위한 캐비티(21a)를 가질 수 있다. 상기 캐비티(21a)는 발광 소자(20)의 광 출사 영역을 정의한다.Meanwhile, the housing 21 constituting the package body can be made by injection molding a plastic resin such as PA or PPA. In this case, the housing 21 can be molded in a state of supporting the lead terminals by an injection molding process, and can also have a cavity 21a for mounting the light emitting diode chip 23. The cavity 21a defines a light exit area of the light emitting device 20. [

리드 단자들은 하우징(21) 내에서 서로 이격되게 배치되며, 하우징(21) 외부로 연장되어 인쇄회로기판(10) 상의 랜드 패턴에 본딩된다.The lead terminals are spaced apart from each other in the housing 21 and extend outside the housing 21 to be bonded to the land pattern on the printed circuit board 10. [

상기 발광다이오드 칩(23)은 상기 캐비티(21a) 바닥에 실장되어 리드 단자들에 전기적으로 연결된다. 상기 발광 다이오드 칩(23)은 자외선 또는 청색광을 방출하는 질화갈륨 계열의 발광 다이오드일 수 있다.The light emitting diode chip 23 is mounted on the bottom of the cavity 21a and electrically connected to the lead terminals. The light emitting diode chip 23 may be a gallium nitride based light emitting diode that emits ultraviolet light or blue light.

한편, 파장변환층(25)이 상기 발광 다이오드 칩(23)을 덮는다. 일 실시예에서, 상기 파장변환층(25)은 발광 다이오드 칩(23)을 실장한 후, 형광체를 함유하는 몰딩수지로 캐비티(21a)를 채워 형성될 수 있다. 이때, 파장변환층(25)은 하우징(21)의 캐비티(21a)를 채우고 상면이 실질적으로 평평하거나 또는 볼록할 수 있다. 또한, 파장변환층(25) 상에 렌즈 형상을 갖는 몰딩 수지가 더 형성될 수도 있다.On the other hand, the wavelength conversion layer 25 covers the light emitting diode chip 23. In one embodiment, the wavelength conversion layer 25 may be formed by mounting the light emitting diode chip 23 and filling the cavity 21a with a molding resin containing a phosphor. At this time, the wavelength conversion layer 25 fills the cavity 21a of the housing 21 and the top surface may be substantially flat or convex. Further, a molding resin having a lens shape may be further formed on the wavelength conversion layer 25. [

다른 실시예에서, 컨포멀한 형광체 코팅층이 형성된 발광 다이오드 칩(23)이 하우징(21) 상에 실장될 수 있다. 즉, 발광 다이오드 칩(23) 상에 형광체의 컨포멀 코팅층을 적용하고, 이 형광체 코팅층을 갖는 발광 다이오드 칩(23)을 하우징(21) 상에 실장할 수 있다. 상기 컨포멀 코팅층을 갖는 발광 다이오드 칩(23)은 투명 수지에 의해 몰딩될 수 있다. 나아가, 이 몰딩 수지는 렌즈 형상을 가질 수 있으며, 따라서 1차 렌즈로서 기능할 수 있다.In another embodiment, the light emitting diode chip 23 with the conformal phosphor coating layer formed thereon can be mounted on the housing 21. That is, the conformal coating layer of the phosphor may be applied on the light emitting diode chip 23, and the light emitting diode chip 23 having the phosphor coating layer may be mounted on the housing 21. The light emitting diode chip 23 having the conformal coating layer may be molded by a transparent resin. Further, the molding resin may have a lens shape, and thus can function as a primary lens.

상기 파장변환층(25)은 상기 발광다이오드 칩(23)에서 방출된 광을 파장 변환하여 혼색광, 예컨대 백색광을 구현한다.The wavelength conversion layer 25 converts the light emitted from the light emitting diode chip 23 to wavelength-converted light to realize a mixed color light, for example, white light.

상기 발광 소자(20)는 거울면 대칭 구조의 광 지향 분포를 갖도록 설계되며, 특히 회전 대칭 구조의 광 지향 분포를 갖도록 설계될 수 있다. 이때, 광 지향 분포의 중심을 향하는 발광 소자의 축이 광축(L)으로 정의된다. 즉, 상기 발광 소자(20)는 광축(L)을 중심으로 좌우 대칭인 광 지향 분포를 갖도록 설계된다. 일반적으로, 하우징(21)의 캐비티(21a)가 거울면 대칭 구조를 갖도록 형성될 수 있으며, 광축(L)은 캐비티(21a)의 중심을 지나는 직선으로 정의될 수 있다.The light emitting device 20 is designed to have a light-directing distribution of a mirror-symmetrical structure, and in particular, can be designed to have a light-directing distribution of a rotationally symmetric structure. At this time, the axis of the light emitting element facing the center of the light-directing distribution is defined as an optical axis L. That is, the light emitting device 20 is designed to have a light-directing distribution that is symmetrical about the optical axis L. In general, the cavity 21a of the housing 21 may be formed to have a mirror-surface symmetrical structure, and the optical axis L may be defined as a straight line passing through the center of the cavity 21a.

상기 발광 다이오드 칩(23) 및 하우징(21)을 포함하는 발광 소자(20)가 인쇄회로기판(10) 상에 실장된 것으로 설명하였지만, 이와 달리, 발광 다이오드 칩(23)이 직접 인쇄회로기판(20) 상에 실장되고, 파장변환층(25)이 인쇄회로기판(10) 상에서 발광 다이오드 칩(23)을 덮을 수도 있다.The light emitting diode chip 23 is directly mounted on the printed circuit board 10 while the light emitting device 20 including the light emitting diode chip 23 and the housing 21 is mounted on the printed circuit board 10. However, 20 and the wavelength conversion layer 25 may cover the light emitting diode chip 23 on the printed circuit board 10. [

다시, 도 4(a) 및 4(b)를 참조하면, 렌즈(30)는 하부면(31) 및 상부면(35)을 포함하고, 또한 플랜지(37) 및 다리부(39)를 포함할 수 있다. 상기 하부면(31)은 오목부(31a)를 포함하며, 상기 상부면(35)은 오목면(35a)과 볼록면(35b)을 포함한다.4 (a) and 4 (b), the lens 30 includes a lower surface 31 and a top surface 35 and also includes a flange 37 and a leg 39 . The lower surface 31 includes a concave portion 31a and the upper surface 35 includes a concave surface 35a and a convex surface 35b.

상기 하부면(31)은 대략 원판 형상의 평면으로 이루어지며, 오목부(31a)는 중앙 부분에 위치한다. 상기 하부면(31)은 평면일 필요는 없으며, 다양한 요철 패턴이 형성될 수도 있다.The lower surface 31 has a substantially disc-shaped flat surface, and the concave portion 31a is located at a central portion. The lower surface 31 need not be planar, and various irregular patterns may be formed.

상기 오목부(31a)는 발광 소자(20)로부터 방출된 광이 렌즈(30)로 입사되는 부분으로, 발광 다이오드 칩(23)은 오목부(31a)의 중앙부분 아래에 위치한다. 상기 오목부(31a)의 입구 영역은 기다란 형상을 갖는다. 도면에서, 상기 오목부(31a)의 입구 영역은 y축 방향을 따라 기다란 형상으로, x축 방향이 단축 방향이 되고, y축 방향이 장축 방향이 된다.The concave portion 31a is a portion where light emitted from the light emitting element 20 is incident on the lens 30 and the light emitting diode chip 23 is located below the central portion of the concave portion 31a. The entrance area of the concave portion 31a has an elongated shape. In the drawing, the entrance area of the concave portion 31a has an elongated shape along the y-axis direction, the x-axis direction is the minor axis direction, and the y-axis direction is the major axis direction.

상기 오목부(31a)의 입구 영역은 다양한 형상을 가질 수 있으며, 예컨대, 도 6에 도시한 바와 같이, (a) 직사각형 형상, (b) 타원형, (c) 모서리가 라운딩된 직사각형 형상 등일 수 있다. 여기서, 오목부(31a)의 입구 영역에 대해, 장축 방향의 폭을 a, 단축 방향의 폭을 b로 나타내었다.The inlet region of the concave portion 31a may have various shapes. For example, as shown in FIG. 6, (a) may be a rectangular shape, (b) is an ellipse, (c) . Here, the width in the major axis direction is denoted by a, and the width in the minor axis direction is denoted by b, with respect to the entrance region of the concave portion 31a.

한편, 상기 입구 영역에서 상기 오목부(31a)의 내부로 들어갈수록 오목부의 폭이 좁아진다. 도 7(a) 및 7(b)에 도시한 바와 같이, 상기 오목부(31a)의 단면 형상은 좌우 대칭 구조를 갖는 사다리꼴 형상일 수 있다. 여기서, 도 7(a)는 장축(y) 방향을 따라 취해진 오목부(31a)의 단면을 나타내고, 도 7(b)는 단축(x) 방향을 따라 취해진 오목부(31a)의 단면을 나타낸다.On the other hand, the width of the concave portion becomes narrower toward the inside of the concave portion 31a in the entrance region. As shown in Figs. 7 (a) and 7 (b), the cross-sectional shape of the concave portion 31a may be a trapezoidal shape having a bilaterally symmetrical structure. 7 (a) shows a cross-section of the concave portion 31a taken along the major axis (y) direction, and FIG. 7 (b) shows a cross-section of the concave portion 31a taken along the minor axis (x).

도 7(a)에서 사다리꼴의 아랫변의 길이를 a1으로, 윗변의 길이를 a2로 나타내고, 아랫변의 중심에서 윗변의 가장자리를 지나는 선의 중심축에 대한 각을 α로 나타내었다. 여기서, a2는 a1보다 작다. 한편, 도 7(b)에서, 사다리꼴의 아랫변의 길이를 b1으로, 윗변의 길이를 b2로 나타내고, 아랫변의 중심에서 윗변의 가장자리를 지나는 선의 중심축에 대한 각을 β로 나타내었다. 여기서, b2는 b1보다 작다. 이때, a2는 b2보다 크고, 따라서 α는 β보다 큰 것이 바람직하다.In Fig. 7 (a), the length of the lower side of the trapezoid is denoted by a1, the length of the upper side is denoted by a2, and the angle of the line passing through the center of the lower side and the edge of the upper side is represented by a. Here, a2 is smaller than a1. 7B, the length of the lower side of the trapezoid is denoted by b1, the length of the upper side is denoted by b2, and the angle of the line passing through the center of the lower side and the edge of the upper side is denoted by?. Here, b2 is smaller than b1. At this time, a2 is larger than b2, and therefore, it is preferable that a is larger than?.

도 7(a) 및 (b)에서 오목부(31a)의 단면 형상에서 측면이 직선인 사다리꼴 형상인 것에 대해 설명했지만, 도 8(a) 및 (b)에 도시한 바와 같이, 오목부(31a)의 단면 형상에서 측면이 곡선인 사다리꼴 형상일 수도 있다.7A and 7B, the cross-sectional shape of the concave portion 31a is a trapezoidal shape whose sides are linear. However, as shown in Figs. 8A and 8B, the concave portions 31a ) In the shape of a trapezoid with a curved side surface.

상기 오목부(31a)의 입구 영역을 기다란 형상으로 함으로써 도 2에 도시한 바와 같이 기다란 형상의 광 지향 패턴(Lp)을 구현할 수 있다.By forming the entrance region of the concave portion 31a to have an elongated shape, an elongated light-directing pattern Lp can be realized as shown in Fig.

다시, 도 4(a) 및 (b)를 참조하면, 상기 오목부(31a)의 내면은 측면(33a)과 상단면(upper end surface, 33b)을 가질 수 있으며, 상기 상단면(33b)은 중심축(C)에 수직하고, 상기 측면(33a)은 상단면(33b)으로부터 오목부(31a)의 입구로 이어진다. 여기서, 중심축(C)은 발광 소자(20)의 광축(L)과 일치하도록 정렬될 경우, 렌즈(30)에서 출사되는 광 지향 분포의 중심이 되는 축으로 정의된다. 4 (a) and 4 (b), the inner surface of the recess 31a may have a side surface 33a and an upper end surface 33b, Is perpendicular to the central axis C, and the side surface 33a extends from the top surface 33b to the entrance of the concave portion 31a. Here, the central axis C is defined as an axis which is the center of the light-directing distribution emitted from the lens 30 when aligned so as to coincide with the optical axis L of the light emitting element 20.

앞에서 설명한 바와 같이, 상기 오목부(31a)는 입구에서부터 위로 올라갈수록 폭이 좁아지는 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 측면(33a)은 입구로부터 상단면(33b)으로 갈수록 중심축(C)에 가까워진다. 따라서, 상단면(33b)의 영역을 입구보다 상대적으로 작게 만들 수 있다. 상기 측면(33a)은 상기 상단면(33b) 근처에서 상대적으로 경사가 완만할 수 있다.As described above, the concave portion 31a may have a shape that becomes narrower as it goes up from the inlet. That is, the side surface 33a is closer to the central axis C from the inlet to the upper end surface 33b. Therefore, the area of the top surface 33b can be made smaller than the entrance. The side surface 33a may be relatively tapered near the top surface 33b.

상기 상단면(33b) 영역은 오목부(31a)의 입구 영역보다 좁은 영역 내에 한정된다. 특히, 상기 상단면(33b)의 단축(x) 방향 폭은 상부면(35)의 오목면(35a)과 볼록면(35b)에 의해 형성되는 변곡선으로 둘러싸인 영역보다 좁은 영역 내에 한정될 수 있다. 더욱이, 상단면(33b)의 단축(x) 방향 폭은 발광 소자(20)의 캐비티(21a) 영역, 즉 광 출사 영역보다 좁은 영역 내에 한정되어 위치할 수 있다.The top surface 33b region is defined in a region narrower than the entrance region of the concave portion 31a. In particular, the width in the minor axis (x) direction of the top surface 33b may be limited in a region narrower than the region surrounded by the curved line formed by the concave surface 35a and the convex surface 35b of the top surface 35 . Furthermore, the width in the minor axis (x) direction of the top face 33b may be limited within a region of the cavity 21a of the light emitting element 20, that is, a region narrower than the light output region.

상기 상단면(33b) 영역은 발광 소자의 광축(L)과 렌즈(30)의 중심축(C)이 오정렬 될 때, 렌즈(30)의 상부면(35)을 통해 출사되는 광의 지향 분포 변화를 완화한다. 따라서, 상기 상단면(33b)의 영역은 발광 소자(20)와 렌즈(30)의 정렬 오차를 고려하여 최소화할 수 있다.The top surface 33b region is formed so that the change in the orientation distribution of the light emitted through the top surface 35 of the lens 30 is suppressed when the optical axis L of the light emitting element and the central axis C of the lens 30 are misaligned Relax. Therefore, the area of the top surface 33b can be minimized in consideration of an alignment error between the light emitting device 20 and the lens 30. [

한편, 렌즈(30)의 상부면(35)은 중심축(C)을 기준으로 오목면(35a) 및 오목면(35a)에서 연속적으로 이어진 볼록면(35b)을 포함한다. 오목면(35a)과 볼록면(35b)이 만나는 선이 변곡선이 된다. 상기 오목면(35a)은 렌즈(30)의 중심축(C) 근처에서 출사되는 광을 상대적으로 큰 각도로 굴절시켜 중심축(C) 근처의 광을 분산시킨다. 또한, 상기 볼록면(35b)은 중심축(C) 바깥쪽으로 출사되는 광량을 늘린다.On the other hand, the upper surface 35 of the lens 30 includes the convex surface 35b continuously extending from the concave surface 35a and the concave surface 35a with respect to the center axis C. A line where the concave surface 35a and the convex surface 35b meet becomes a curved line. The concave surface 35a refracts the light emitted near the center axis C of the lens 30 at a relatively large angle to disperse the light near the center axis C. [ In addition, the convex surface 35b increases the amount of light emitted to the outside of the central axis C.

상기 상부면(35) 및 오목부(31a)는 x축 또는 y축을 따라 중심축(C)을 지나는 면에 대해 거울면 대칭 구조를 가질 수 있다. 또한, 상기 상부면(35)은 중심축(C)에 대해 회전체 형상을 가질 수 있다. 또한, 상기 오목부(31a) 및 상부면(35)의 형상은 요구되는 광 지향 분포에 따라 다양한 형상을 가질 수 있다.The upper surface 35 and the recess 31a may have a mirror-surface symmetry with respect to a plane passing the central axis C along the x-axis or the y-axis. Further, the upper surface 35 may have a shape of a rotating body with respect to the central axis C. In addition, the shape of the concave portion 31a and the top surface 35 may have various shapes depending on the required light-directing distribution.

한편, 상기 플랜지(37)는 상부면(35)과 하부면(31)을 연결하며 렌즈의 외형 크기를 한정한다. 플랜지(37)의 측면과 하부면(31)에 요철 패턴이 형성될 수 있다. 한편, 상기 렌즈(30)의 다리부(39)가 인쇄회로기판(10)에 결합되어 하부면(31)을 인쇄회로기판(10)으로부터 이격되도록 지지한다. 상기 결합은 다리부(39)들 각각의 선단이 예를 들면 접착제에 의해 인쇄회로기판(10) 상에 접착되거나 다리부(39) 각각이 인쇄회로기판(10)에 형성된 홀에 끼워지는 방식으로 이루어진다.The flange 37 connects the upper surface 35 and the lower surface 31 to define the outer size of the lens. A concave and a convex pattern may be formed on the side surface and the bottom surface 31 of the flange 37. [ The legs 39 of the lens 30 are coupled to the printed circuit board 10 to support the lower surface 31 away from the printed circuit board 10. The coupling is carried out in such a manner that the tips of the respective leg portions 39 are bonded to the printed circuit board 10 by an adhesive agent or each of the leg portions 39 is fitted in a hole formed in the printed circuit board 10 .

상기 렌즈(30)는 발광 소자(20)로부터 이격되어 위치하며, 따라서, 오목부(31a) 내에 에어갭이 형성된다. 상기 발광 소자(20)의 하우징(21)은 하부면(31) 아래에 위치하며, 나아가, 상기 발광 소자(20)의 파장변환층(25)이 오목부(31a)로부터 떨어져 하부면(31) 아래에 위치할 수 있다. 따라서, 오목부(31a)내에서 진행하는 광이 하우징(21)이나 파장변환층(25)에 흡수되어 손실되는 것을 방지할 수 있다.The lens 30 is spaced apart from the light emitting element 20, and thus an air gap is formed in the concave portion 31a. The wavelength conversion layer 25 of the light emitting device 20 is separated from the concave portion 31a and the lower surface 31 of the light emitting device 20 is located below the lower surface 31. Further, Can be located below. Therefore, it is possible to prevent light traveling in the concave portion 31a from being absorbed by the housing 21 or the wavelength conversion layer 25 and lost.

본 실시예에 따르면, 오목부(31a)의 입구 영역을 기다란 형상으로 함으로서, 렌즈(30)를 통해 출사되는 광의 지향 패턴이 단축(x) 방향으로 기다란 형상을 갖게 할 수 있다. 또한, 오목부(31a) 내에 중심축(C)에 수직한 면을 형성함으로써, 발광 소자(20)와 렌즈(30)의 정렬 오차가 발생하더라도 렌즈(30)로부터 출사되는 광 지향 분포의 변화를 완화할 수 있다. 더욱이, 오목부(31a)의 상단면(33b)을 평평한 면으로 함으로써, 상대적으로 첨예한 정점을 형성하지 않기 때문에, 렌즈 제작이 쉬워진다.According to the present embodiment, the entrance area of the concave portion 31a has an elongated shape, so that the directing pattern of the light emitted through the lens 30 can have a long shape in the short axis (x) direction. Even if an alignment error occurs between the light emitting element 20 and the lens 30, a change in the light-directivity distribution emitted from the lens 30 can be suppressed by forming a surface perpendicular to the central axis C in the concave portion 31a Can be mitigated. Furthermore, by making the upper end surface 33b of the concave portion 31a a flat surface, a relatively sharp apex is not formed, so that lens production becomes easy.

앞서 오목부(31a)의 형상이 사다리꼴 형상인 것에 대해 설명하였지만, 오목부(31a)의 형상은 이에 한정되지 않으며, 다양하게 변형될 수 있다. 도 9는는 렌즈의 다양한 변형예를 설명하기 위한 단면도들이다. 여기서는 도 4의 오목부(31a)의 다양한 변형예를 설명한다.Although the shape of the concave portion 31a is previously described as being a trapezoidal shape, the shape of the concave portion 31a is not limited to this and can be variously modified. Fig. 9 is a sectional view for explaining various modifications of the lens. Here, various modifications of the concave portion 31a of Fig. 4 will be described.

도 9(a)는 도 4(a) 및 (b)에서 설명한 중심축(C)에 수직한 상단면(33b) 중 중심축(C) 근처의 일부분이 아래로 볼록한 면을 형성하는 것을 보여준다. 이 볼록한 면에 의해 중심축(C) 근처로 입사되는 광을 1차적으로 제어하여 광을 분산시킬 수 있다.9A shows that a portion near the center axis C of the upper end surface 33b perpendicular to the central axis C described in Figs. 4A and 4B forms a downward convex surface. The light incident on the vicinity of the central axis C can be primarily controlled by the convex surface to disperse the light.

도 9(b)는 도 9(a)와 유사하나, 도 9(a)의 상단면 중 중심축(C)에 수직한 면이 위로 볼록하게 형성된 것에 차이가 있다. 상단면이 위로 볼록한 면과 아래로 볼록한 면이 혼합되어 있어, 발광 소자와 렌즈의 정렬 오차에 따른 광 지향 분포 변화를 완화할 수 있다.9 (b) is similar to FIG. 9 (a), but differs in that the upper surface of FIG. 9 (a) is formed so that the plane perpendicular to the central axis C is convex upward. The upper convex surface and the lower convex surface are mixed so that a change in the light directivity distribution due to the alignment error between the light emitting element and the lens can be mitigated.

도 9(c)는 도 4(a) 및 (b)에서 설명한 중심축(C)에 수직한 상단면(33b) 중 중심축(C) 근처의 일부분이 위로 볼록한 면을 형성하는 것을 보여준다. 이 볼록한 면에 의해 중심축(C) 근처로 입사되는 광을 더 분산시킬 수 있다.9 (c) shows that a portion near the center axis C of the upper end surface 33b perpendicular to the central axis C described in Figs. 4 (a) and 4 (b) forms a convex surface. The light incident on the vicinity of the central axis C can be further dispersed by the convex surface.

도 9(d)는 도 9(c)와 유사하나, 도 9(c)의 상단면 중 중심축(C)에 수직한 면이 아래로 볼록하게 형성된 것에 차이가 있다. 상단면이 위로 볼록한 면과 아래로 볼록한 면이 혼합되어 있어, 발광 소자와 렌즈의 정렬 오차에 따른 광 지향 분포 변화를 완화할 수 있다.9 (d) is similar to FIG. 9 (c) but differs from that of FIG. 9 (c) in that a plane perpendicular to the center axis C is convex downward. The upper convex surface and the lower convex surface are mixed so that a change in the light directivity distribution due to the alignment error between the light emitting element and the lens can be mitigated.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 사용에 의한 발광 모듈의 광 지향 분포의 일 예를 나타내는 그래프이다. 여기서, 단축(x) 방향 및 장축(y) 방향의 조도 분포가 동일한 발광 소자(20)와 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한 렌즈(30)를 사용하여 x축 방향의 광 지향 분포(Px), y축 방향의 광 지향 분포(Py) 및 x축에 대해 45도 방향의 광 지향 분포(P45)를 시뮬레이션하였다. 광 지향 분포는 발광 소자(20)로부터 5m 이격된 지점에서의 지향각에 따른 광도를 나타낸 것으로, 각 방향의 지향 분포를 하나의 그래프에 겹쳐서 나타내었다.10 is a graph illustrating an example of a light-oriented distribution of a light emitting module using a lens according to an embodiment of the present invention. Here, the light-directing distribution Px in the x-axis direction using the light emitting device 20 having the same illuminance distribution in the short axis (x) direction and the long axis (y) direction and the lens 30 described with reference to Figs. 3 and 4, , a light-oriented distribution Py in the y-axis direction, and a light-oriented distribution P45 in the 45-degree direction with respect to the x-axis. The light-directivity distribution shows the luminous intensity according to the directivity angle at a position separated from the light-emitting element 20 by 5 m, and the directivity distribution in each direction is superimposed on one graph.

도 10에 도시한 바와 같이, 단축(x) 방향의 광 지향 분포(Px)는 지향각 0°에서 광도가 상대적으로 낮으며, 70° 근처에서 상대적으로 광도가 크게 나타나고 있으며, 이는 광이 넓게 분산되는 것을 나타낸다. 이에 반해, 장축(y) 방향의 광 지향 분포(Py) 및 x축에 대해 45도 방향의 광 지향 분포(P45)는 지향각에 따라 광도가 크게 변하지 않는 것으로 나타나고 있어 광이 넓게 분산되지 못하는 것을 알 수 있다.As shown in Fig. 10, the light-directivity distribution Px in the minor axis (x) direction has a relatively low luminous intensity at a directing angle of 0 DEG and a relatively large luminous intensity near 70 DEG, . On the other hand, the light-directivity distribution Py in the long axis (y) direction and the light-directivity distribution P45 in the 45-degree direction with respect to the x-axis show that the light intensity does not vary greatly depending on the directivity angle, Able to know.

따라서, 상기 발광 모듈에 의해 x축 방향으로 기다란 광 지향 패턴을 얻을 수 있음을 알 수 있다.Therefore, it can be seen that the light emitting module can obtain an elongated light directing pattern in the x-axis direction.

도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 렌즈를 설명하기 위한 도면들로서, (a)는 사시도를, (b) 및 (c)는 각각 서로 직교하는 방향으로 절취한 단면도들을 나타낸다. 지시번호는 생략하였으며, 도 4와 동일한 지시번호를 사용하여 설명한다.FIG. 11 is a view for explaining a lens according to another embodiment of the present invention, wherein (a) shows a perspective view, and (b) and (c) show cross-sectional views taken in directions orthogonal to each other. The indication numbers are omitted, and the same reference numerals as in Fig. 4 are used to explain them.

도 11 (a) 내지 (c)를 참조하면, 본 실시예에 따른 렌즈(30)는 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한 바와 유사하나, 상부면(35)의 형상에 차이가 있다. 즉, 본 실시예에 따른 렌즈(30)의 상부면(35)은 오목부(31a)의 장축(y) 방향에 직교하는 방향, 즉, 오목부(31a)의 단축(x) 방향으로 기다란 형상을 갖는다. 특히, 상기 렌즈(30)의 상부면은 두개의 반구를 중첩시킨 형상을 가질 수 있다. 이들 두 개의 반구의 대칭면은 오목부(31a)의 장축 방향을 따라 상기 오목부(31a)의 중심을 지나는 면과 일치한다.11 (a) to 11 (c), the lens 30 according to the present embodiment is similar to that described with reference to FIGS. 3 and 4, but the shape of the upper surface 35 is different. That is, the upper surface 35 of the lens 30 according to the present embodiment has an elongated shape in the direction orthogonal to the long axis (y) direction of the concave portion 31a, that is, the short axis (x) direction of the concave portion 31a Respectively. In particular, the upper surface of the lens 30 may have a shape in which two hemispheres are overlapped. The symmetry plane of these two hemispheres coincides with the plane passing through the center of the concave portion 31a along the long axis direction of the concave portion 31a.

렌즈(30)의 상부면이 오목부(31a)의 단축 방향을 따라 기다란 형상을 갖도록 함으로써, 오목부(31a)의 형상과 함께 렌즈(30) 상부면의 형상에 의해 광을 분산시킬 수 있어, 렌즈에서 출사되는 광의 지향 패턴을 더 기다란 형상으로 만들 수 있다.Light can be dispersed by the shape of the concave portion 31a and the shape of the upper surface of the lens 30 by making the upper surface of the lens 30 have an elongated shape along the minor axis direction of the concave portion 31a, The orientation pattern of the light emitted from the lens can be made into a longer shape.

한편, 앞서 설명한 실시예들에 있어서, 오목부(31a)의 상단면(33b)에 광 산란 패턴(도시하지 않음)이 형성될 수 있다. 상기 광 산란 패턴은 요철 패턴으로 형성될 수 있다. 나아가, 상부면(35)의 오목면(35a)에도 광 산란 패턴, 에컨대 요철 패턴이 형성될 수 있다. 일반적으로, 렌즈의 중심축(C) 근처로 상대적으로 많은 광속이 집중된다. 더욱이, 본 발명의 실시예들은 상단면(33b)이 중심축(C)에 대체로 수직한 면이므로, 중심축(C) 근처에서 광속이 더욱 집중될 수 있다. 따라서, 상기 상단면(33b) 및/또는 오목면(35a)에 광 산란 패턴을 형성함으로써, 중심축(C) 근처의 광속을 분산시킬 수 있다.On the other hand, in the above-described embodiments, a light scattering pattern (not shown) may be formed on the upper end surface 33b of the concave portion 31a. The light scattering pattern may be formed in a concavo-convex pattern. Furthermore, a light scattering pattern, such as a concavo-convex pattern, may be formed on the concave surface 35a of the top surface 35 as well. In general, a relatively large number of luminous fluxes are concentrated near the center axis C of the lens. Further, the embodiments of the present invention can concentrate the light flux more or less near the central axis C since the top surface 33b is a surface substantially perpendicular to the central axis C. Therefore, by forming a light scattering pattern on the top face 33b and / or the concave face 35a, the light flux near the central axis C can be dispersed.

나아가, 중심축(C) 근처의 광속을 분산시키기 위해, 상단면(33b)에 렌즈(30)와 다른 굴절률을 갖는 물질층(도시하지 않음)이 위치할 수 있다. 상기 물질층은 렌즈보다 굴절률이 더 클 수 있으며, 따라서, 상단면(33b)으로 입사되는 광의 경로를 변경할 수 있다. 또한, 오목면(35a)에도 렌즈(30)와 다른 굴절률을 갖는 물질층(39b)이 위치할 수 있다. 상기 물질층(39b)은 렌즈보다 굴절률이 더 클 수 있으며, 따라서, 오목면(35a)을 통해 출사되는 광의 굴절각을 더 크게 할 수 있다.Further, a material layer (not shown) having a refractive index different from that of the lens 30 may be placed on the top surface 33b to disperse the light flux near the center axis C. [ The material layer may have a higher refractive index than the lens, and thus the path of the light incident on the top surface 33b may be changed. Further, the concave surface 35a may be provided with a material layer 39b having a refractive index different from that of the lens 30. [ The refractive index of the material layer 39b may be larger than that of the lens, and thus the refraction angle of the light emitted through the concave surface 35a may be larger.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 발광 소자를 갖는 발광 모듈을 설명하기 위한 단면도이다.12 is a cross-sectional view illustrating a light emitting module having a plurality of light emitting devices according to an embodiment of the present invention.

도 12를 참조하면, 상기 발광 모듈은 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한 발광 모듈과 유사하나, 인쇄회로기판(10) 상에 복수의 발광소자(20)가 배치된 것에 차이가 있다. 상기 각 발광 소자(20) 상에 도 3 및 4를 참조하여 설명한 렌즈(30)가 배치된다.Referring to FIG. 12, the light emitting module is similar to the light emitting module described with reference to FIGS. 3 and 4, except that a plurality of light emitting devices 20 are disposed on the printed circuit board 10. The lens 30 described with reference to FIGS. 3 and 4 is disposed on each of the light emitting devices 20. FIG.

상기 발광 소자(20)는 일렬로 인쇄회로기판(20) 상에 배열될 수도 있고, 매트릭스 형상 또는 벌집 모양 등 다양한 형상으로 배열될 수 있다. 이러한 발광 소자(20)의 배열에 의해 도 2에서 설명한 바와 같은 광 패턴을 구현할 수 있다. 특히, 렌즈(30)에 의해 기다란 형상의 광 패턴(Lp)을 구현하기 때문에, 종래 기술에서 나타나는 어두운 부분(Bp)의 발생을 제거하거나 감소시킬 수 있으며, 따라서 넓은 면적에 걸쳐 균일한 광도를 나타내는 조명용 면 광원 또는 백라이팅용 면 광원을 제공할 수 있다.The light emitting devices 20 may be arranged in a row on the printed circuit board 20, or may be arranged in various shapes such as a matrix shape or a honeycomb shape. By arranging the light emitting devices 20, a light pattern as described with reference to FIG. 2 can be realized. Particularly, since the light pattern Lp having an elongated shape is realized by the lens 30, it is possible to eliminate or reduce the occurrence of dark portions Bp in the prior art, A planar light source for illumination or a planar light source for backlighting can be provided.

Claims (20)

발광 다이오드 칩; 및
상기 발광 다이오드 칩에서 방출된 광의 광속을 분산시키는 렌즈를 포함하고,
상기 렌즈는
상기 발광 다이오드 칩에서 방출된 광이 입사되는 오목부를 갖는 하부면; 및
상기 오목부로 입사된 광이 출사되는 상부면을 포함하되,
상기 오목부의 입구 영역은 일축 방향으로 기다란 형상을 가지며,
상기 상부면은 상기 일축방향에 직교하는 방향으로 기다란 형상을 갖는 발광 모듈.A light emitting diode chip; And
And a lens for dispersing a light flux of light emitted from the light emitting diode chip,
The lens
A lower surface having a concave portion into which light emitted from the light emitting diode chip is incident; And
And an upper surface through which light incident on the concave portion is emitted,
Wherein an entrance region of the concave portion has an elongated shape in a uniaxial direction,
Wherein the upper surface has an elongated shape in a direction orthogonal to the uniaxial direction. 청구항 1에 있어서,
상기 오목부의 입구 영역은 직사각형, 타원형 또는 모서리가 라운딩된 직사각형 형상을 갖는 발광 모듈.The method according to claim 1,
Wherein an entrance region of the recess has a rectangular shape, an elliptical shape, or a rectangular shape with rounded corners. 청구항 2에 있어서,
상기 일축방향을 따른 오목부의 단면 형상은 중심축에 대해 대칭이며 측면이 직선인 사다리꼴 형상 또는 측면이 곡선인 사다리꼴 형상인 발광 모듈.The method of claim 2,
Wherein the cross-sectional shape of the concave portion along the one axial direction is a trapezoidal shape that is symmetrical with respect to the center axis and has a straight side or a trapezoidal shape with a curved side. 청구항 3에 있어서,
상기 일축방향에 직교하는 방향을 따른 오목부의 단면 형상은 중심축에 대해 대칭이며 측면이 직선인 사다리꼴 형상 또는 측면이 곡선인 사다리꼴 형상인 발광 모듈.The method of claim 3,
Wherein the cross-sectional shape of the concave portion along the direction orthogonal to the uniaxial direction is a trapezoidal shape whose side is straight or a trapezoidal shape whose side is curved. 청구항 4에 있어서,
상기 일축방향을 따른 오목부의 단면 형상의 윗변의 길이가 상기 일축방향에 직교하는 방향을 따른 오목부의 단면 형상의 윗변의 길이보다 긴 발광 모듈.The method of claim 4,
The length of the upper side of the cross-sectional shape of the concave portion along the one axial direction is longer than the length of the upper side of the sectional shape of the concave portion along the direction perpendicular to the one axial direction. 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 상부면은 상기 일축방향을 따른 단면 형상이 반구형상인 발광 모듈.The method according to claim 1,
Wherein the upper surface is hemispherical in cross-sectional shape along the one axial direction. 청구항 8에 있어서,
상기 상부면은 두개의 반구를 중첩시킨 형상을 갖는 발광 모듈.The method of claim 8,
Wherein the upper surface has a shape in which two hemispheres are overlapped. 청구항 1에 있어서,
상기 상부면은 중심축에 위치하는 오목면을 포함하고,
상기 하부면의 오목부는 중심축에 수직한 면 및 아래로 볼록한 면 중 적어도 하나의 면을 포함하되, 상기 중심축에 수직한 면 및 아래로 볼록한 면 중 적어도 하나의 면은 상기 오목부 입구의 영역보다 좁은 영역 내에 위치하는 발광 모듈.The method according to claim 1,
Said top surface comprising a concave surface located on a central axis,
Wherein the concave portion of the lower surface includes at least one of a surface perpendicular to the central axis and a surface convex downward, wherein at least one surface of the surface perpendicular to the central axis and a surface convex downward is a region The light emitting module being located in a narrower region. 청구항 10에 있어서,
상기 렌즈의 상부면 및 오목부는 상기 중심축을 지나는 평면에 대해 거울면 대칭 구조를 갖는 발광 모듈. The method of claim 10,
Wherein the upper surface and the concave portion of the lens have a mirror-surface-symmetrical structure with respect to a plane passing through the central axis. 청구항 10에 있어서,
상기 하부면의 오목부 내에서 중심축에 수직한 면 및 아래로 볼록한 면 중 적어도 하나의 면과, 상기 적어도 하나의 면보다 중심축에 더 가깝에 위치하는 면에 광 산란 패턴이 형성된 발광 모듈.The method of claim 10,
Wherein a light scattering pattern is formed on at least one of a surface perpendicular to the central axis and a surface convex downward in the concave portion of the lower surface and a surface located closer to the central axis than the at least one surface. 청구항 10에 있어서,
상기 상부면의 오목면에 광 산란 패턴이 형성된 발광 모듈.The method of claim 10,
And a light scattering pattern is formed on the concave surface of the upper surface. 청구항 10에 있어서,
상기 렌즈는 상기 상부면과 상기 하부면을 연결하는 플랜지를 더 포함하고,
상기 오목부 내의 중심축에 수직한 면 및 아래로 볼록한 면 중 적어도 하나의 면은 상기 플랜지보다 위쪽에 위치하는 발광 모듈.The method of claim 10,
The lens further comprising a flange connecting the upper surface and the lower surface,
Wherein at least one of a surface perpendicular to the central axis and a surface convex downward in the recess is located above the flange. 청구항 1에 있어서,
발광 소자를 더 포함하되, 상기 발광 소자는,
상기 발광 다이오드 칩;
상기 발광 다이오드 칩을 실장하는 하우징; 및
상기 발광 다이오드 칩에서 방출된 광을 파장변환하는 파장변환층을 포함하는 발광 모듈.The method according to claim 1,
Further comprising a light emitting element,
The light emitting diode chip;
A housing for mounting the light emitting diode chip; And
And a wavelength conversion layer for wavelength-converting the light emitted from the light emitting diode chip. 청구항 15에 있어서,
상기 파장변환층은 상기 렌즈의 오목부로부터 이격되어 상기 렌즈 아래에 위치하는 발광 모듈.16. The method of claim 15,
Wherein the wavelength conversion layer is located below the lens, spaced apart from the concave portion of the lens. 청구항 15에 있어서,
상기 발광 소자가 실장되는 인쇄회로기판을 더 포함하고,
상기 렌즈는 상기 인쇄회로기판 상에 놓이는 발광 모듈.16. The method of claim 15,
And a printed circuit board on which the light emitting device is mounted,
Wherein the lens is placed on the printed circuit board. 청구항 15에 있어서,
상기 발광 소자와 상기 오목부 사이에는 에어갭이 존재하는 발광 모듈.16. The method of claim 15,
And an air gap exists between the light emitting element and the concave portion. 광이 입사되는 오목부를 갖는 하부면; 및
상기 오목부로 입사된 광이 출사되는 상부면을 포함하되,
상기 오목부의 입구 영역은 일축 방향으로 기다란 형상을 가지며,
상기 상부면은 상기 일축방향에 직교하는 방향으로 기다란 형상을 가지고,
상기 오목부로 입사된 광을 상기 일축 방향에 직교하는 방향으로 기다란 광 지향 패턴을 형성하는 렌즈.A lower surface having a concave portion into which light is incident; And
And an upper surface through which light incident on the concave portion is emitted,
Wherein an entrance region of the concave portion has an elongated shape in a uniaxial direction,
Wherein the upper surface has an elongated shape in a direction orthogonal to the one axial direction,
And a light-directing pattern formed on the concave portion, the light-directing pattern being elongated in a direction orthogonal to the uniaxial direction. 청구항 19에 있어서,
상기 상부면은 중심축에 가깝게 위치하는 오목면과 상기 오목면에서 연속적으로 이어진 볼록면을 포함하고,
상기 하부면의 오목부는 중심축에 수직한 면 및 아래로 볼록한 면 중 적어도 하나의 면을 포함하되, 상기 중심축에 수직한 면 및 아래로 볼록한 면 중 적어도 하나의 면은 상기 오목부 입구의 영역보다 좁은 영역 내에 한정되어 위치하는 렌즈.The method of claim 19,
Wherein the upper surface includes a concave surface positioned close to the central axis and a convex surface continuously continuous from the concave surface,
Wherein the concave portion of the lower surface includes at least one of a surface perpendicular to the central axis and a surface convex downward, wherein at least one surface of the surface perpendicular to the central axis and a surface convex downward is a region The lens being limited within a narrower region.
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