KR102544722B1 - 조명 모듈 및 이를 구비한 조명 장치 - Google Patents

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KR102544722B1
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Abstract

발명의 실시 예에 따른 조명 모듈은, 기판; 상기 기판 상에 배치되는 복수개의 발광 소자; 상기 기판 상에 배치되는 제1반사층; 상기 제1반사층 및 상기 발광소자 상에 배치되는 레진층; 및 상기 레진층 상에 배치되는 제2반사층을 포함하며, 상기 레진층은 상기 복수개의 발광 소자로부터 발생된 광이 방출되는 전면, 상기 전면과 대면하는 후면, 및 상기 전면과 상기 후면을 연결하는 서로 반대측 제1측면 및 제2측면을 포함한다. 상기 제1반사층과 상기 제2반사층 사이의 거리는 상기 레진층의 상기 전면과 상기 후면 사이의 거리보다 작고, 상기 레진층의 전면은 상기 발광소자로부터 상기 전면 방향으로 볼록한 복수의 볼록부 및 상기 복수의 볼록부 사이에 상기 후면 방향으로 오목한 오목부를 포함할 수 있다.

Description

조명 모듈 및 이를 구비한 조명 장치{LIGHTING MODULE AND LIGHTING APPARATUS}
발명의 실시 예는 복수의 발광소자를 갖는 조명 모듈에 관한 것이다.
발명의 실시 예는 라인(line) 형태의 면 광원을 제공하는 조명 모듈에 관한 것이다.
실시 예는 조명 모듈을 갖는 조명 장치에 관한 것이다.
실시 예는 조명 모듈을 갖는 라이트 유닛, 액정표시장치, 차량용 램프에 관한 것이다.
통상적인 조명 응용은 차량용 조명(light)뿐만 아니라 디스플레이 및 간판용 백라이트를 포함한다.
발광소자 예컨대, 발광 다이오드(LED)는 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성 등의 장점이 있다. 이러한 발광소자는 각종 표시 장치, 실내등 또는 실외등과 같은 각종 조명장치에 적용되고 있다.
최근에는 차량용 광원으로서, 발광소자를 채용하는 램프가 제안되고 있다. 백열등과 비교하면, 발광소자는 소비 전력이 작다는 점에서 유리하다. 그러나, 발광소자로부터 출사되는 광의 출사각이 작기 때문에, 발광소자를 차량용 램프로 사용할 경우에는, 발광소자를 이용한 램프의 발광 면적을 증가시켜 주기 위한 요구가 있다.
발광소자는 사이즈가 작기 때문에 램프의 디자인 자유도를 높여줄 수 있고 반 영구적인 수명으로 인해 경제성도 있다.
발명의 실시 예는 복수의 발광소자로부터 방출된 광을 라인 형태의 광원 또는 면 광원으로 가이드하는 조명 모듈을 제공한다.
발명의 실시 예는 복수의 발광소자가 배치된 레진층의 상면 및 하면에 반사층이 배치된 조명 모듈을 제공한다.
발명의 실시 예는 라인 형태의 측면 광원 또는 면 광원을 조사하는 조명 모듈 및 이를 갖는 조명 장치를 제공한다.
발명의 실시 예는 조명 모듈을 갖는 라이트 유닛, 액정표시장치, 차량용 램프를 제공할 수 있다.
발명의 실시 예에 따른 조명 모듈은, 기판; 상기 기판 상에 배치되는 발광 소자; 상기 기판 상에 배치되는 제1반사층; 상기 제1반사층 상에 배치되는 레진층; 및 상기 레진층 상에 배치되는 제2반사층을 포함하며, 상기 레진층은 상기 발광 소자로부터 발생된 광이 방출되는 전면을 포함하고, 상기 레진층의 전면은 복수의 볼록부와 복수의 오목부를 포함할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 발광소자는 상기 기판 상에 복수개가 배치되며, 상기 레진층은 상기 발광소자를 둘러쌓도록 배치되고, 상기 레진층은 상기 전면과 대면하는 후면, 및 상기 전면과 상기 후면을 연결하는 서로 반대측 제1측면 및 제2측면을 포함하고, 상기 제1반사층과 상기 제2반사층 사이의 거리는 상기 레진층의 상기 전면과 상기 후면 사이의 거리보다 작고, 상기 전면의 볼록부는 상기 발광소자로부터 상기 전면 방향으로 볼록하게 형성되고, 상기 전면의 오목부는 상기 복수의 볼록부 사이에 상기 후면 방향으로 오목하게 형성될 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1반사층은 상기 복수의 발광소자가 관통되는 구멍을 가질 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 레진층의 제1 및 제2측면 사이의 거리는 상기 볼록부의 고점과 상기 후면 사이의 거리보다 클 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 레진층의 전면, 후면 제1측면 및 제2측면은 상기 제1 및 제2반사층 사이의 측면이며, 상기 레진층은 상기 전면을 통해 라인 형태의 면 광원을 발광할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 볼록부는 상기 레진층에서 상기 전면 방향으로 볼록한 곡면을 갖는 렌즈부를 포함할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 렌즈부는 상기 발광소자의 중심에 대응되는 영역일수록 상기 발광소자와의 거리가 점차 이격될 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 렌즈부는 상기 제1 및 제2반사층 사이에서 상기 레진층의 두께와 동일한 두께를 가질 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 레진층의 두께는 상기 발광소자의 두께의 2배 이하일 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 복수의 볼록부는 상기 복수의 발광소자와 대응되며, 상기 오목부는 상기 복수의 발광소자 사이의 영역과 대응되며, 상기 발광소자는 광이 방출되는 출사면이 상기 볼록부와 대면하게 배치될 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 복수의 볼록부는 제1 및 제2볼록부를 포함하고, 상기 복수의 발광소자는 제1방향으로 배열된 제1 및 제2발광소자를 포함하며, 상기 레진층의 후면에서 전면을 향하는 제2방향으로, 상기 제1볼록부는 상기 제1발광소자와 중첩되며, 상기 제2볼록부는 상기 제2발광소자와 중첩될 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 오목부는 상기 제1 및 제2볼록부 사이에 상기 후면 방향으로 오목한 곡면을 가지며 상기 제1 및 제2발광 소자 사이의 영역과 대응될 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 복수개의 발광소자로부터 방출된 광은 상기 제1 및 제2반사층에서 전 반사되며, 상기 전면을 통해 방출될 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1 및 제2반사층은 상기 레진층의 전면에 배치된 상기 볼록부와 상기 오목부의 형상과 대응되는 형상을 가질 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 기판은 상기 레진층의 전면에 배치된 상기 볼록부 및 상기 오목부의 형상과 대응되는 형상을 가질 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 레진층의 후면, 상기 제1측면 및 제2측면에 배치된 제3반사층을 포함할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 레진층의 볼록부 개수는 상기 발광소자의 개수와 동일할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1 반사층은 상기 레진층의 하면에 접촉되며, 상기 제2 반사층은 상기 레진층의 상면에 접촉될 수 있다.
발명의 실시 예에 따른 조명 모듈은, 기판; 상기 기판 상에 배치되는 복수개의 발광 소자; 상기 기판 상에 배치되는 제1반사층; 상기 제1반사층 상에 배치되는 레진층; 및 상기 레진층 상에 배치되는 제2반사층을 포함하며, 상기 레진층은 상기 복수개의 발광 소자로부터 발생된 광이 방출되는 전면을 포함하고, 상기 레진층의 전면은 복수의 볼록부와 복수의 오목부를 포함하고, 상기 복수개의 발광 소자는 제1 발광 소자, 제2 발광 소자 및 상기 제1 발광 소자와 상기 제2 발광 소자 사이에 배치되는 제3 발광 소자를 포함하고, 상기 복수의 볼록부는 상기 제1 발광 소자와 대응되는 제1 볼록부, 상기 제2 발광 소자와 대응되는 제2 볼록부 및 상기 제3 발광 소자와 대응되는 제3 볼록부를 포함할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 광원의 광도를 개선할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 라인 형태의 면 광원으로 제공할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 조명 모듈의 공정을 줄여줄 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 광 손실을 줄여주어 광 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 얇은 두께의 조명 모듈이 선 광원 형태로 제공되므로, 디자인 자유도가 증가될 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 면 광원의 광 균일도를 개선시켜 줄 수 있다.
발명의 실시 예에 따른 조명 모듈 및 이를 갖는 조명 장치의 광학적인 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
발명의 실시 예에 따른 조명 모듈을 갖는 차량용 조명 장치의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
발명의 실시 예는 조명 모듈을 갖는 라이트 유닛, 각 종 표시장치, 면 광원 조명 장치, 차량용 램프에 적용될 수 있다.
도 1은 발명의 실시 예에 따른 조명 모듈을 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 조명 모듈의 B-B측 단면도이다.
도 3은 도 1의 조명 모듈의 C-C측 단면도이다.
도 4는 도 1의 조명 모듈의 부분 평면도의 예이다.
도 5는 도 1의 조명 모듈의 광 추출 예이다.
도 6은 도 1의 조명 모듈의 길이를 변형한 예이다.
도 7은 도 1의 조명 모듈의 분해 사시도이다.
도 8 내지 도 13은 도 1의 조명 모듈의 제조 과정을 나타낸 도면이다.
도 14는 도 2의 조명 모듈의 다른 예이다.
도 15는 발명의 실시 예에 따른 조명 모듈에서 전면이 플랫한 예이다.
도 16 내지 19는 발명의 실시 예에 따른 조명 모듈에서 볼록부의 곡률을 변경한 예이다.
도 20 내지 내지 도 34는 발명의 실시 예에 따른 조명 모듈에서 볼록부 및 오목부의 변형 예이다.
도 35 및 도 36은 발명의 실시 예에 따른 조명 모듈에서 발광소자와 전면 사이의 거리를 변형한 예이다.
도 37은 도 1의 조명 모듈에 의한 점등 이미지 및 그 분포를 나타낸 도면이다.
도 38은 도 15의 조명 모듈에 의한 점등 이미지 및 그 광 분포를 나타낸 도면이다.
도 39는 발명의 실시 예에 따른 조명 모듈이 적용된 램프의 예이다.
도 40은 발명의 실시 예의 조명모듈에 적용된 발광소자의 정면도의 예이다.
도 41은 도 40의 발광소자가 회로기판에 배치된 모듈의 예이다.
도 42는 도 41의 다른 측에서 본 모듈의 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 각 용어의 의미는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 할 것이다. 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.
본 발명에 따른 조명장치는 조명이 필요로 하는 다양한 램프장치, 이를테면 차량용 램프, 가정용 조명장치, 산업용 조명장치에 적용이 가능하다. 예컨대 차량용 램프에 적용되는 경우, 헤드 램프, 차폭등, 사이드 미러등, 안개등, 테일등(Tail lamp), 제동등, 주간 주행등, 차량 실내 조명, 도어 스카프(door scar), 리어 콤비네이션 램프, 백업 램프 등에 적용 가능하다. 본 발명의 조명장치는 실내, 실외의 광고장치, 표시 장치, 및 각 종 전동차 분야에도 적용 가능하며, 이외에도 현재 개발되어 상용화되었거나 향후 기술발전에 따라 구현 가능한 모든 조명관련 분야나 광고관련 분야 등에 적용 가능하다고 할 것이다.
이하, 실시 예들은 첨부된 도면 및 실시 예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다. 실시 예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "위(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "위(on)"와 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
<조명 모듈>
도 1은 발명의 실시 예에 따른 조명 모듈을 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 조명 모듈의 B-B측 단면도이며, 도 3은 도 1의 조명 모듈의 C-C측 단면도이고, 도 4는 도 1의 조명 모듈의 부분 평면도의 예이며, 도 5는 도 1의 조명 모듈의 광 추출 예이고, 도 6은 도 1의 조명 모듈의 길이를 변형한 예이며, 도 7은 도 1의 조명 모듈의 분해 사시도이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 발명의 실시 예에 따른 조명 모듈(200)은, 하나 또는 복수의 발광소자(105)을 포함하며, 상기 발광소자(105)로부터 방출된 광을 라인 형태의 면 광원으로 조사하게 된다.
상기 조명 모듈(200)은 상기 발광소자(105)와 대면하는 전면(S1)과, 상기 전면(S1)의 반대측 후면(S2), 상기 전면(S1)과 상기 후면(S2)의 양단 부로부터 제2방향으로 연장되는 복수의 측면(S3,S4)을 포함할 수 있다. 상기 복수의 측면(S3,S4)은 서로 대면하는 제1측면(S3) 및 제2측면(S4)을 포함한다. 상기 전면(S1)과 상기 후면(S2)은 제1방향(X)으로 긴 길이를 가질 수 있다. 상기 제1측면(S3) 및 제2측면(S4)은 상기 제1방향(X)과 직교되는 제2방향(Y)으로 서로 대면할 수 있다. 상기 전면(S1)은 발광소자(105)의 출사면(111)과 대면하거나 상기 제1측면(S1)과 제2측면(S2)의 제1단부에서 제2방향으로 노출된 면일 수 있으며, 상기 후면(S2)은 복수의 발광소자(105)의 출사측 반대면과 대면하거나 상기 제1측면(S1)과 제2측면(S2)의 제2단부에서 제2방향으로 노출되는 면일 수 있으며, 상기 제1측면 및 제2측면(S3,S4)은 상기 전면(S1)과 후면(S2)과 다른 측면일 수 있다.
상기 조명 모듈(200)에는 복수의 발광소자(105)가 제1방향으로 배열될 수 있다. 상기 복수의 발광소자(105)는 1열로 배열될 수 있으며, 다른 예로서 2열로 배치될 수 있다. 상기 제1방향으로 배열된 복수의 발광소자(105)는 상기 전면(S1) 즉, 전면과 대면할 수 있다. 상기 복수의 발광소자(105)의 각 출사면(111)은 상기 전면(S1)과 대면할 수 있다. 상기 발광소자(105)로부터 방출된 광은 전면(S1)을 통해 방출되며, 일부 광은 상기 후면(S2), 제1측면(S3) 및 제2측면(S4) 중 적어도 하나를 통해 방출될 수 있다.
도 2 및 도 3과 같이, 상기 조명 모듈(200)은 제1방향(X)의 길이(X1)가 상기 제2방향(Y)의 폭(Y1)보다 길 수 있다. 상기 제1방향의 길이(X1)는 상기 발광소자(105)의 배치 개수에 따라 달라질 수 있으며, 예컨대 30mm 이상일 수 있다. 상기 제2방향의 폭(Y1)은 16mm 이상일 수 있다. 상기 조명 모듈(200)의 제2방향(Y)의 폭(Y1)은 발광소자(105)의 출사 광이 확산되는 영역과 발광소자(105)의 후방을 보호하는 영역을 제공할 수 있다.
도 4와 같이, 상기 발광소자(105)를 기준으로 상기 발광소자(105)와 전면(S1) 사이의 거리(D2)와 상기 발광소자(105)와 후면(S2) 사이의 거리(D3)는 서로 다를 수 있다. 상기 발광소자(105)와 상기 후면(S2) 사이의 거리(D3)는 2mm 이상일 수 있으며, 예컨대 2mm 내지 20mm의 범위일 수 있다. 상기 발광소자(105)와 상기 후면(S2) 사이의 거리(D3)가 상기 범위보다 작으면 습기가 침투되거나 회로 패턴을 형성할 수 있는 영역이 작아질 수 있고 상기 범위보다 크면 조명 모듈(200)의 사이즈가 커질 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 조명 모듈(200)은 상기 각 발광소자(105)와 대응되는 복수의 볼록부(P1,P2,P3)와 상기 복수의 볼록부(P1,P2,P3) 사이에 오목부(C1,C2)를 포함할 수 있다. 상기 볼록부(P1,P2,P3)는 상기 발광소자(105)의 중심과 대응되는 영역일수록 상기 발광소자(105)와의 거리가 멀어질 수 있다. 상기 볼록부(P1,P2,P3)는 상기 발광소자(101,102,103)에 대해 상기 전면(S1) 방향으로 돌출될 수 있고, 상기 오목부(C1,C2)는 상기 전면(S1)에 대해 상기 후면(S2) 방향으로 오목하게 형성될 수 있다. 상기 볼록부(P1,P2,P3)는 볼록한 곡면을 포함할 수 있다. 상기 오목부(C1,C2)는 오목한 곡면을 포함할 수 있다. 상기 볼록부(P1,P2,P3)는 제1곡률을 가지며, 상기 제2오목부(C1,C2)는 상기 제1곡률의 반경보다 작은 반경을 갖는 제2곡률을 가질 수 있다.
상기 전면(S1)은 제3방향(Z)으로 수직한 면으로 제공될 수 있다. 상기 후면(S2), 제1측면(S3) 및 제2측면(S4)은 제3방향으로 수직한 면으로 제공될 수 있다. 상기 후면(S2)은 상기 제1측면(S3) 및 제2측면(S4)에 대해 수직한 방향으로 배치될 수 있다. 상기 제3방향(Z)은 상기 제1 및 제2방향(X,Y)과 직교되는 방향일 수 있다.
상기 전면(S1), 후면(S2), 제1측면(S3) 및 제2측면(S4)은 상기 제3방향(Z)으로 동일한 두께 또는 동일한 높이를 가질 수 있다.
상기 조명모듈(200)은 레진(resin) 층(220) 및 상기 레진층(220)의 하부에 기판(210), 상기 레진층(220)의 상부에 제2반사층(240)을 포함한다. 상기 레진층(220)은 상기 전면(S1), 상기 후면(S2), 상기 복수의 측면으로서 제1측면(S3) 및 제2측면(S4)을 포함한다. 상기 레진층(220)은 상기 기판(210) 상에 배치된 소자 예컨대, 하나 또는 복수의 발광소자(105)를 둘러싸도록 배치될 수 있다.
상기 복수의 발광소자(105: 101,102,103)는 예컨대, 상기 제1측면(S3)에 인접한 제1발광소자(101), 상기 제2측면(S4)에 인접한 제3발광소자(103), 상기 제1 및 제3발광소자(101,103) 사이에 배치된 적어도 하나 또는 2개 이상의 제2발광소자(102)를 포함할 수 있다. 설명의 편의를 위해 3개의 발광 소자를 예로 설명하기로 하며, 후술되는 바와 같이 3개 이상일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 볼록부(P1,P2,P3)는 상기 제1발광소자(101)과 대응되는 제1볼록부(P1), 상기 제2발광소자(102)와 대응되는 제2볼록부(P2), 및 상기 제3발광소자(103)과 대응되는 제3볼록부(P3)를 포함할 수 있다. 상기 오목부(C1,C2)는 상기 제1 및 제2볼록부(P1,P2) 사이에 배치된 제1오목부(C1)과, 상기 제2 및 제3볼록부(P2,P3) 사이에 배치된 제2오목부(C2)를 포함할 수 있다.
상기 제1볼록부(P1)는 상기 제1발광소자(101)와 제2방향(Y)으로 중첩되며, 상기 제2볼록부(P2)는 상기 제2발광소자(102)와 제2방향(Y)으로 중첩되며, 상기 제3볼록부(P3)는 상기 제3발광소자(103)와 제2방향(Y)으로 중첩될 수 있다. 상기 제1 내지 제3볼록부(P1,P2,P3)은 상기 제1 내지 제3발광소자(101,102,103)와 제2방향으로 중첩되게 배치되어, 상기 발광소자(101,102,103)의 출사면(111)으로부터 방출된 광을 확산시켜 줄 수 있다. 이를 위해, 상기 제1 내지 제3볼록부(P1,P2,P3)은 상기 제1 내지 제3발광소자(101,102,103)의 각 출사면(111)과 제2방향(Y)으로 중첩될 수 있다.
상기 제1오목부(C1)은 상기 제1 및 제2발광소자(101,102) 사이의 영역과 제2방향으로 중첩될 수 있으며, 상기 제2오목부(C2)는 상기 제2 및 제3발광소자(102,103) 사이의 영역과 제2방향(Y)으로 중첩될 수 있다. 상기 제1 및 제2오목부(C1,C2)는 입사되는 일부 광을 투과 또는 반사시켜 줄 수 있다. 상기 제1 및 제2오목부(C1,C2)는 발광소자(101,102,103) 사이의 영역에서의 암부 발생을 억제할 수 있다.
상기 조명모듈(200)은 상기 레진층(220)과 상기 기판(210) 사이에 제1반사층(230)을 포함할 수 있다. 상기 레진층(220)은 투광성 층일 수 있다. 상기 레진층(220)은 다른 재질로서, 유리 재질을 포함할 수 있다.
상기 기판(210)은 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board)을 포함하며, 예를 들어, 수지 계열의 인쇄회로기판(PCB), 메탈 코아(Metal Core) PCB, 연성(Flexible) PCB, 세라믹 PCB, 또는 FR-4 기판을 포함할 수 있다. 상기 기판(210)은 연성 또는 비연성 재질의 기판일 수 있다. 상기 기판(210)은 상부에 회로 패턴이 배치될 수 있다. 상기 기판(210)의 회로 패턴은 상기 발광소자(105)와 대응되는 영역에 복수의 패드를 구비할 수 있다.
상기 기판(210)의 영역 중에서 상기 발광소자(105)를 기준으로 후방 영역은 광이 출사되는 영역의 반대측 영역으로서, 상기 발광소자(105)를 연결하기 위한 회로 패턴들이 배치될 수 있다. 상기 후방 영역은 상기 발광소자(105)들의 개수, 또는 상기 발광소자(105)들의 연결 방식에 따라 폭이 달라질 수 있다. 상기 후방 영역의 폭은 상기 발광소자(105)와 상기 후면(S2) 사이의 거리(D3)로서, 2mm 이상으로 제공될 수 있다. 이에 따라 상기 발광소자(105)의 후방으로부터 습기 침투를 억제하고 복수의 발광소자(105)를 연결하기 위한 회로 패턴을 형성할 수 있다.
상기 복수의 발광소자(105)는 하부에 본딩부가 배치되며 상기 기판(210)의 패드와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 복수의 발광소자(105)는 상기 기판(210)의 회로패턴에 의해 직렬로 연결될 수 있다. 다른 예로서, 상기 복수의 발광소자(105)는 상기 기판(210)의 회로패턴에 의해 병렬로 연결되거나, 2개 이상이 직렬로 연결된 그룹이 병렬로 연결될 수 있다.
상기 발광소자(105)는 발광 칩을 갖는 소자 또는 LED 칩이 패키징된 패키지를 포함할 수 있다. 상기 발광 칩은 청색, 적색, 녹색, 자외선(UV) 중 적어도 하나를 발광할 수 있다. 상기 발광소자(105)는 백색, 청색, 적색, 녹색 중 적어도 하나를 발광할 수 있다. 상기 발광소자(105)는 측 방향으로 광을 방출하며 바닥부가 상기 기판(210) 상에 배치될 수 있다. 상기 발광소자(105)는 사이드 뷰(side view) 타입일 수 있다. 다른 예로서, 상기 발광소자(105)는 LED 칩일 수 있으며, 상기 LED 칩의 일면이 개방되고 다른 면은 반사 부재가 배치될 수 있다.
상기 발광소자(105)의 출사면(111)은 상기 기판(210)에 인접한 면 예컨대, 상기 기판(210)의 상면에 인접한 측면에 배치될 수 있다. 상기 출사면(111)은 상기 발광소자(105)의 바닥과 상면 사이의 측면에 배치되며, 상기 제2방향(Y)으로 광을 방출하게 된다. 상기 발광소자(105)의 출사면(111)은 상기 제1반사층(230)에 인접하며 상기 기판(210)의 상면 및 상기 제1반사층(230)의 상면에 대해 수직한 면일 수 있다.
상기 발광소자(105)의 두께는 발광소자(105)의 제1방향(X)의 길이보다 작을 수 있다. 상기 발광소자(105)의 두께는 3mm 이하 예컨대, 2mm이하일 수 있다. 상기 발광소자(105)의 두께는 1mm 내지 2mm의 범위일 수 있으며, 예컨대 1.2mm 내지 1.8mm의 범위일 수 있다.
상기 발광소자(105)의 제1방향(X)의 길이는 상기 발광소자(105)의 두께보다 클 수 있으며, 예컨대 상기 발광소자(105)의 두께의 1.5배 이상일 수 있다. 이러한 발광소자(105)는 얇은 두께와 제1방향으로 긴 길이를 갖게 되므로, 상기 발광소자(105)의 중심을 기준으로 좌-우 방향인 제1방향(X)으로의 광 출사각을 넓게 제공할 수 있다. 여기서, 상기 발광소자(105)의 제1방향(X)으로의 광 출사각은 상-하 방향인 제3방향(Z)으로의 광 출사각보다 클 수 있다. 상기 발광소자(105)의 제1방향의 광 출사각은 110도 내지 160도의 범위를 가질 수 있다.
여기서, 도 2와 같이, 상기 기판(210)의 두께(a)는 상기 발광소자(105)의 두께보다 작을 수 있다. 상기 발광소자(105)의 두께는 상기 기판(210)의 두께(a)의 2배 이상일 수 있으며, 예컨대 2배 내지 4배의 범위일 수 있다. 상기 기판(210)의 두께(a)가 얇게 제공되므로, 조명 모듈(200)은 연성 플레이트로 제공될 수 있다.
도 2 내지 도 4와 같이, 상기 레진층(220)은 상기 기판(210) 위에 배치될 수 있다. 상기 제1반사층(230)은 상기 레진층(220)과 상기 기판(210) 사이에 배치될 수 있다. 상기 레진층(220)은 상기 발광소자(105)를 덮을 수 있다. 상기 레진층(220)은 상기 발광소자(105)의 상면과 측면들에 접촉될 수 있다. 상기 레진층(220)은 상기 제1반사층(230)의 상면에 접촉될 수 있다. 상기 레진층(220)의 일부는 상기 제1반사층(230)을 통해 상기 기판(210)에 접촉될 수 있다. 상기 레진층(220)은 상기 발광소자(105)의 출사면에 접촉될 수 있다. 상기 레진층(220)의 전면(S1), 후면(S2), 제1측면(S3) 및 제2측면(S4)는 상기 제1,2반사층(230,240) 사이의 측면이다. 상기 전면(S1), 후면(S2), 제1측면(S3) 및 제2측면(S4)는 상기 발광소자(105)의 둘레 면이거나, 상기 발광소자(105)의 측면과 대응되는 면일 수 있다.
상기 레진층(220)의 상면 면적은 상기 기판(210)의 상면 면적과 동일할 수 있다. 상기 레진층(220)의 상면 면적은 상기 제1반사층(230)의 상면 면적과 동일할 수 있다. 상기 레진층(220)의 상면 면적은 상기 제2반사층(240)의 상면 면적과 동일할 수 있다. 제1방향으로 상기 레진층(220)의 길이(X1)는, 상기 기판(210)의 길이와 동일할 수 있다. 제1방향으로 상기 레진층(220)의 길이(X1)는 상기 제1반사층(230)의 길이와 동일할 수 있다. 제1방향으로 상기 레진층(220)의 길이는 상기 제2반사층(240)의 길이와 동일할 수 있다. 제2방향으로 상기 레진층(220)의 최대 너비(Y1)는, 상기 기판(210)의 최대 너비와 동일할 수 있다. 제2방향으로 상기 레진층(220)의 최대 너비(Y1)는 상기 제1반사층(230)의 최대 너비와 동일할 수 있다. 제2방향으로 상기 레진층(220)의 최대 너비(Y1)는 상기 제2반사층(240)의 최대 너비와 동일할 수 있다. 제2방향으로 상기 레진층(220)의 최소 너비는, 상기 기판(210)의 최소 너비와 동일할 수 있다. 제2방향으로 상기 레진층(220)의 최소 너비는 상기 제1반사층(230)의 최소 너비와 동일할 수 있다. 제2방향으로 상기 레진층(220)의 최소 너비는 상기 제2반사층(240)의 최소 너비와 동일할 수 있다. 제2방향으로의 최대 너비는 조명 모듈의 볼록부(P1,P2,P3)의 정점과 후면(S2) 사이의 길이이며, 최소 너비는 상기 조명 모듈의 오목부(C1,C2)의 저점과 후면(S2) 사이의 길이일 수 있다.
상기 레진층(220)은 제1 및 제2반사층(230,240) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1,2반사층(230,240)은 동일 면적을 갖고 상기 레진층(220)의 하면과 상면에서 서로 대면하게 배치될 수 있다. 이에 따라 상기 레진층(220)은 발광소자(105)로부터 방출된 광과 제 1 및 제2반사층(230,240)으로 반사된 광을 확산시켜 측 방향으로 가이드할 수 있다.
상기 레진층(220)은 상기 발광소자(105)의 두께보다 두꺼운 두께(b)로 형성될 수 있다. 이에 따라 상기 레진층(220)은 상기 발광소자(105)의 상부를 보호하며 습기 침투를 방지할 수 있다. 상기 발광소자(105)는 하부에 기판(210)이 배치되고 상부에 레진층(220)이 배치되므로, 상기 발광소자(105)를 보호할 수 있다. 따라서, 상기 레진층(220)의 상면과 상기 발광소자(105) 사이의 간격은 0.6mm 이하 예컨대, 0.5mm 내지 0.6mm 범위로 배치될 수 있다. 상기 레진층(220)의 상부는 상기 간격과 같은 두께로 배치되어, 상기 발광소자(105)의 상부를 보호할 수 있다.
상기 레진층(220)의 두께(b)는 상기 제1 및 제2반사층(230,240) 사이의 거리이며, 상기 제1 및 제2반사층(230,240) 사이의 거리(예: b)는 상기 전면(S1)과 상기 후면(S2) 사이의 거리보다 작을 수 있다. 예컨대, 상기 전면(S1)과 상기 후면(S2) 사이의 거리는 최대 거리 또는 최소 거리를 포함할 수 있다. 상기 최대 거리는 상기 볼록부(P1,P2,P3)와 후면(S2) 사이의 직선 거리일 수 있다. 상기 레진층(220)의 제1 및 제2측면(S3,S4) 사이의 거리 또는 간격은 상기 볼록부(P1,P2,P3)의 고점과 상기 후면(S2) 사이의 거리보다 클 수 있다. 상기 최소 거리는 상기 오목부(C1,C2)와 후면(S2) 사이의 직선 거리일 수 있다. 상기 제1반사층(230)과 상기 제2반사층(240) 사이의 거리 또는 간격은 상기 레진층(220)의 전면(S1)과 후면(S2) 사이의 거리 또는 간격보다 작을 수 있다. 이러한 제1,2반사층(230,240) 사이의 거리를 조명 모듈(200)의 제2방향의 폭(Y1) 또는 최소 폭보다 작게 배치함으로써, 라인 형태의 면 광원을 제공하며 광도 개선 및 핫 스팟을 방지할 수 있다. 또한 제3방향으로 연성이 가능한 조명 모듈을 제공할 수 있다.
상기 레진층(220)의 두께(b)는 상기 발광소자(105)의 두께의 2배 이하일 수 있으며, 예컨대 1배 초과 내지 2배 이하일 수 있다. 상기 레진층(220)의 두께(b)는 예컨대 1.5mm 내지 1.9mm의 범위 또는 1.6mm 내지 1.8mm의 범위일 수 있다. 상기 레진층(220)의 두께(b)는 상기 조명 모듈(200)의 두께(Z1)의 0.8배 이하일 수 있으며, 예컨대, 상기 조명 모듈(200)의 두께(Z1)의 0.4배 내지 0.8배의 범위일 수 있다. 상기 레진층(220)이 상기 조명 모듈(200)의 두께(Z1)와 1.2mm 이하의 차이로 배치되므로, 조명 모듈(200)에서의 광 효율의 저하를 방지할 수 있고 연성 특성을 강화시켜 줄 수 있다.
상기 레진층(220)은 실리콘, 실리콘 몰딩 컴파운드(SMC), 에폭시, 또는 에폭시 몰딩 컴파운드(EMC)와 같은 수지 재질을 포함할 수 있다. 상기 레진층(220)은 UV(ultra violet) 경화성 수지 또는 열 경화성 수지 재료를 포함할 수 있으며, 예컨대 PC, OPS, PMMA, PVC 등을 선택적으로 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 레진층(220)의 주재료는 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 주원료로 하는 수지 재료를 이용할 수 있다. 이를테면, 합성올리고머인 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 폴리아크릴인 폴리머 타입과 혼합된 것을 사용할 수 있다. 물론, 여기에 저비점 희석형 반응성 모노머인 IBOA(isobornyl acrylate), HPA(Hydroxylpropyl acrylate, 2-HEA(2-hydroxyethyl acrylate) 등이 혼합된 모노머를 더 포함할 수 있으며, 첨가제로서 광개시제(이를 테면, 1-hydroxycyclohexyl phenyl-ketone 등) 또는 산화방지제 등을 혼합할 수 있다.
상기 레진층(220) 내에는 비드(bead, 미도시)를 포함할 수 있으며, 상기 비드는 입사되는 광을 확산 및 반사시켜 주어, 광량을 증가시켜 줄 수 있다. 상기 레진층(220)은 형광체를 포함할 수 있다. 상기 형광체는 황색 형광체, 녹색 형광체, 청색 형광체, 적색 형광체 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 레진층(220)에서 상기 볼록부(P1,P2,P3)가 형성된 영역은 렌즈부로 제공될 수 있다. 상기 레진층(220)의 렌즈부는 볼록한 곡면을 갖는 렌즈로서, 탑뷰에서 보면 반구형 형상을 포함할 수 있다. 상기 렌즈부는 상기 발광소자(105)의 중심과 대응되는 영역일수록 상기 발광소자(105)와의 거리가 더 이격될 수 있다. 상기 렌즈부의 제3방향의 두께는 상기 레진층(220)의 두께(b)일 수 있다. 이러한 렌즈부는 상면 및 하면이 평탄하며 전면(S1) 방향으로 곡면으로 형성되므로, 전면(S1) 방향으로 입사된 광을 확산시켜 줄 수 있다. 상기 렌즈부는 상부 및 하부에 평탄한 제1,2반사층(230,240) 사이에 배치되어, 전면(S1)으로 광을 굴절시켜 출사할 수 있다. 상기 렌즈부는 광축을 기준으로 상기 광축을 벗어난 영역으로 입사되는 광을 입사각보다 큰 출사각으로 광을 굴절시켜 줄 수 있다.
상기 레진층(220)에서 상기 볼록부(P1,P2,P3)들 사이에 배치된 오목부(C1,C2)는 후면(S2) 방향으로 오목한 리세스(Recess)로 제공되며, 상기 리세스는 상기 오목한 곡면 또는 변곡점을 갖는 곡면을 포함할 수 있다. 상기 레진층(220)의 리세스는 상기 레진층(220)의 표면에서 오목한 곡면으로 형성되어, 입사된 광을 굴절시켜 줄 수 있다. 이러한 오목부(C1,C2)의 리세스는 상기 렌즈부들 사이의 영역에서 발광소자(105)로부터 방출된 광을 굴절시켜 주어, 암부 발생을 억제할 수 있다.
여기서, 상기 레진층(220)에 볼록부(P1,P2,P3) 및 상기 오목부(C1,C2)가 배치된 경우, 상기 기판(210)과 상기 제1 및 제2반사층(230,240)은 상기 볼록부와 오목부에 대응되는 형상이 형성될 수 있다. 상기 레진층(220)의 볼록부(P1,P2,P3) 또는 렌즈부는 상기 발광소자(105)의 개수와 동일할 수 있다.
상기 제1반사층(230)은 상기 발광소자(105)로부터 방출된 광을 반사시켜 줄 수 있다. 상기 제1반사층(230)은 상기 기판(210)의 상면에 형성될 수 있다. 상기 제1반사층(230)은 상기 기판(210)의 상부 층으로 형성되거나 별도의 층으로 형성될 수 있다. 상기 제1반사층(230)은 상기 기판(210)의 상면에 접착제로 접착될 수 있다. 상기 제1반사층(230)의 상면은 상기 레진층(220)이 접착될 수 있다.
상기 제1반사층(230)은 상기 발광소자(105)의 하면과 대응되는 영역에 복수의 구멍(232)을 구비하며, 상기 구멍(232)을 통해 상기 발광소자(105)가 상기 기판(210)에 연결될 수 있다. 상기 레진층(220)의 일부는 상기 구멍(232)을 통해 상기 기판(210)에 접촉될 수 있다. 상기 구멍(232)은 상기 발광소자(105)가 상기 기판(210)에 본딩되는 영역일 수 있다.
상기 제1반사층(230)은 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다. 상기 제1반사층(230)은 광을 반사하는 물질 예컨대, 금속 또는 비 금속 물질을 포함할 수 있다. 상기 제1반사층(230)이 금속인 경우 스테인레스, 알루미늄(Al), 은(Ag)과 같은 금속 층을 포함할 수 있으며, 비 금속 물질인 경우 백색 수지 재질이거나 플라스틱 재질을 포함할 수 있다. 상기 제1반사층(230)은 백색 수지 재질이거나 폴리에스테르(PET) 재질을 포함할 수 있다. 상기 제1반사층(230)은 저반사 필름, 고반사 필름, 난반사 필름, 또는 정반사 필름 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제1반사층(230)은 예컨대, 입사된 광을 전면(S1)으로 반사시켜 주기 위한 정반사 필름으로 제공될 수 있다.
상기 제1반사층(230)의 두께(c)는 상기 기판(210)의 두께(a)보다 작을 수 있다. 상기 제1반사층(230)의 두께(c)는 상기 기판(210)의 두께(a)의 0.5배 이상으로 배치되어, 입사되는 광의 투과 손실을 줄여줄 수 있다. 상기 제1반사층(230)의 두께(c)는 0.2mm 내지 0.4mm의 범위일 수 있으며, 상기 범위보다 작은 경우 광 투과 손실이 발생될 수 있고 상기 범위보다 두꺼운 경우 조명 모듈(200)의 두께(Z1)가 증가할 수 있다.
상기 제2반사층(240)은 상기 레진층(220) 상에 배치될 수 있다. 상기 제2반사층(240)은 상기 레진층(220)의 상면에 접착될 수 있다. 상기 제2반사층(240)은 상기 레진층(220)의 상면 전 영역에 배치되어, 광의 손실을 줄여줄 수 있다.
상기 제2반사층(240)은 상기 제1반사층(230)과 동일한 재질일 수 있다. 상기 제2반사층(240)은 광을 반사하고 광의 투과 손실을 줄이기 위해, 상기 제1반사층(230)의 재질보다 광 반사율이 높은 재질이거나 더 두꺼운 두께를 가질 수 있다. 상기 제2반사층(240)은 상기 제1반사층(230)과 동일한 두께이거나 더 두꺼운 두께일 수 있다. 예컨대, 상기 제1,2반사층(230,240)은 동일한 재질 및 동일한 두께로 제공될 수 있다.
상기 제2반사층(240)의 두께(d)는 상기 기판(210)의 두께(a)보다 작을 수 있다. 상기 제2반사층(240)의 두께(d)는 상기 기판(210)의 두께(a)의 0.5배 이상으로 배치되어, 입사되는 광의 투과 손실을 줄여줄 수 있다. 상기 제2반사층(240)의 두께(d)는 0.2mm 내지 0.4mm의 범위일 수 있으며, 상기 범위보다 작은 경우 광 투과 손실이 발생될 수 있고 상기 범위보다 두꺼운 경우 조명 모듈(200)의 두께(Z1)가 증가할 수 있다.
상기 제2반사층(240)은 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다. 상기 제2반사층(240)은 광을 반사하는 물질 예컨대, 금속 또는 비 금속 물질을 포함할 수 있다. 상기 제2반사층(240)이 금속인 경우 스테인레스, 알루미늄(Al), 은(Ag)과 같은 금속 층을 포함할 수 있으며, 비 금속 물질인 경우 백색 수지 재질이거나 플라스틱 재질을 포함할 수 있다. 상기 제2반사층(240)은 백색 수지 재질이거나 폴리에스테르(PET) 재질을 포함할 수 있다. 상기 제2반사층(240)은 저반사 필름, 고반사 필름, 난반사 필름, 또는 정반사 필름 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제2반사층(240)은 예컨대, 입사된 광이 전면(S1) 방향으로 진행하도록 정반사 필름으로 제공될 수 있다.
상기 기판(210), 상기 제1반사층(230), 상기 레진층(220) 및 상기 제2반사층(240)의 적층 구조는 상기 볼록부(P1,P2,P3)와 상기 오목부(C1,C2)를 포함할 수 있다. 상기 볼록부(P1,P2,P3)는 상면과 하면이 평탄한 형상이며 제1방향으로 곡면 또는 반구형 형상을 포함할 수 있다. 상기 오목부(C1,C2)는 후면(S2) 방향으로 상기 오목한 곡면을 포함할 수 있다.
상기 레진층(220)에서의 상기 볼록한 곡면 및 상기 오목한 곡면은 헤이즈(Haze) 면으로 처리될 수 있어, 광을 확산시켜 줄 수 있다. 상기 헤이즈 면은 상기 레진층(220)의 내부 면보다 러프한 면으로 처리되어, 출사되는 광을 확산시켜 줄 수 있다.
발명의 실시 예에 따른 조명 모듈(200)은 제3방향의 두께(Z1)를 라인 형태로 제공하여, 연성을 가지며 라인 형태의 면 광원을 제공할 수 있다. 상기 조명 모듈(200)의 두께(Z1)는 3mm 이하일 수 있다. 즉, 상기 조명 모듈(200)은 3mm 이하의 라인 형태의 면 광원으로 제공될 수 있다. 다른 예로서, 상기 조명 모듈(200)은 3mm보다 큰 6mm 이하로 배치될 수 있으며, 이 경우 조명 모듈(200)의 두께는 증가되지만, 레진층(220)의 두께를 더 두껍게 제공하여 라인 폭을 증가시키고 배광 영역을 증가시켜 줄 수 있다.
도 2를 참조하면, 상기 조명 모듈(200)에서 각 구성요소의 두께를 보면, 기판(210)의 두께는 a이고, 레진층(220)의 두께는 b이며, 제1반사층(230)의 두께는 c이고 제2반사층(240)의 두께는 d인 경우, b>a>d≥c의 관계를 가질 수 있다. 상기 기판(210)의 하면에서 상기 제2반사층(240)의 상면 사이의 간격은 조명 모듈(200)의 두께(Z1)이다. 상기 두께(b)는 Z1의 0.4 내지 0.8의 비율이며, 상기 두께(a)는 Z1의 0.14 내지 0.18의 비율이며, 상기 두께 d 또는 c는 0.08 내지 0.12의 비율을 가질 수 있다. 상기 b는 a의 3.5 내지 4의 비율을 가질 수 있다. 상기 b는 c 또는 d의 5.8 내지 6.4의 비율을 가질 수 있다. 이러한 레진층(220)의 두께(b)를 기판(210)의 두께(a)보다 두껍게 배치하여, 발광소자(105)를 보호하고 광을 확산시켜 가이드할 수 있으며 연성 특성을 강화시켜 줄 수 있다.
도 4를 참조하면, 제1방향으로의 상기 볼록부(P1,P2,P3)의 최대 너비(W1)는 상기 인접한 오목부(C1,C2) 간의 거리로서, 상기 발광소자(105)들의 피치(G1)와 같거나 작을 수 있다. 상기 볼록부(P1,P2,P3)의 최대 너비(W1)가 상기 발광소자(105) 간의 피치(G1)보다 큰 경우, 상기 볼록부(P1,P2,P3)의 영역에 2개 이상의 발광소자(105)가 배치될 수 있고 광도를 증가시켜 줄 수 있다. 상기 볼록부(P1,P2,P3)의 최대 너비(W1)가 상기 발광소자(105) 간의 피치(G1)보다 작은 경우, 볼록부(P1,P2,P3)의 크기가 작아 광의 균일한 분포를 제공할 수 있으나 광도는 감소될 수 있다.
상기 볼록부(P1,P2,P3)의 최대 너비(W1)는 15mm 이상 예컨대, 15mm 내지 20mm의 범위일 수 있다. 상기 볼록부(P1,P2,P3)의 최대 너비(W1)는 상기 오목부(C1,C2)의 깊이(D4)보다는 클 수 있다. 상기 볼록부(P1,P2,P3)의 최대 너비(W)와 상기 오목부(C1,C2)의 깊이(D4)의 비율은 1: 0.4 내지 1:0.7의 범위일 수 있다. 상기 오목부(C1,C2)의 깊이가 상기 범위보다 작은 경우, 인접한 볼록부(P1,P2,P3)들 사이에서 암부 영역이 증가될 수 있다. 상기 오목부(C1,C2)의 깊이가 상기 범위보다 큰 경우 상기 발광소자(105)에 인접한 영역까지 진행되어 발광소자(105) 간의 광 간섭이 증가될 수 있다. 상기 오목부(C1,C2)의 깊이(D4)는 상기 볼록부(P1,P2,P3)들의 정점을 연결한 직선으로부터 상기 오목부(C1,C2)의 저점 사이의 직선 거리일 수 있다.
상기 볼록부(P1,P2,P3)의 곡면과 상기 오목부(C1,C2)의 곡면은 곡률을 가질 수 있다. 상기 볼록부(P1,P2,P3)의 곡률 반경은 8mm 이상 예컨대, 8mm 내지 14mm 범위 또는 9mm 내지 11mm의 범위일 수 있다. 상기 볼록부(P1,P2,P3)의 곡률 반경이 상기 범위보다 작은 경우 광도의 개선이 미미하며 상기 범위보다 큰 경우 암부가 발생될 수 있다.
상기 오목부(C1,C2)의 곡률 반경은 상기 볼록부(P1,P2,P3)의 곡률 반경보다 1/8배 작을 수 있다. 상기 오목부(C1,C2)의 곡률 반경과 상기 볼록부(P1,P2,P3)의 곡률 반경의 비율은 1:8 내지 1: 28의 범위일 수 있다. 상기 오목부(C1,C2)의 곡률 반경이 상기 범위보다 작은 경우 상기 오목부(C1,C2)를 통해 방출되는 광량이 줄어들어 암부가 증가될 수 있고 상기 범위보다 큰 경우 상기 볼록부(P1,P2,P3)의 사이즈가 작아질 수 있고 상기 발광소자(105) 간의 광 간섭이 발생될 수 있다. 따라서, 상기 오목부(C1,C2)의 깊이(D4) 및 곡률 반경은 상기 발광소자(105)의 위치 및 상기 발광소자(105)의 지향각을 고려하여, 상기 볼록부(P1,P2,P3) 및 상기 오목부(C1,C2)를 통한 광 균일도 개선과 상기 오목부(C1,C2)에서의 암부 억제를 위한 범위일 수 있다. 상기 오목부(C1,C2)의 곡률 반경은 0.5 내지 1mm의 범위일 수 있다. 상기 오목부(C1,C2)가 소정의 곡률을 갖고 곡면 형상으로 제공됨으로써, 입사되는 광을 굴절시켜 투과시켜 줄 수 있어, 상기 오목부(C1,C2) 영역에서의 암부 발생을 줄일 수 있다.
상기 볼록부(P1,P2,P3)의 정점과 상기 발광소자(105) 사이의 영역은 광을 확산시켜 균일한 광 분포로 방출하기 위한 영역으로서, 광 확산 영역 또는 도광 영역으로 정의될 수 있다. 상기 볼록부(P1,P2,P3)의 정점과 상기 발광소자(105) 사이의 간격은 13mm 이상으로서, 예컨대 13mm 내지 20mm의 범위일 수 있다. 상기 볼록부(P1,P2,P3)의 정점과 상기 발광소자(105) 사이의 간격은 상기 범위일 때 광 확산을 통해 균일한 분포로 제공될 수 있으며, 상기 볼록부(P1,P2,P3)와 상기 발광소자(105) 간의 간격이 상기 범위보다 작은 경우 핫 스팟이 발생될 수 있고 상기 범위보다 큰 경우 광도가 저하될 수 있고 모듈의 사이즈가 증가될 수 있다. 상기 볼록부(P1,P2,P3)와 상기 발광소자(105) 간의 간격은 상기 볼록부(P1,P2,P3)의 곡률 반경보다는 클 수 있으며, 예컨대 상기 볼록부(P1,P2,P3)의 곡률 반경의 1.3배 이상 또는 1.3배 내지 2.0배의 범위일 수 있다.
상기 오목부(C1,C2)는 상기 발광소자(105)를 연결하는 직선 사이와 간격(D1)이 상기 오목부(C1,C2)의 깊이(D4)보다는 작을 수 있다. 상기 간격(D1)은 5mm 이상 예컨대, 5mm 내지 12mm의 범위일 수 있으며, 상기 간격(D1)보다 작은 경우 상기 오목부(C1,C2)의 깊이(D4)가 깊어지거나 발광소자(105)와 볼록부(P1,P2,P3) 간의 거리(D2)가 좁아질 수 있고, 상기 오목부(C1,C2)에서 암부 발생 또는 상기 볼록부(P1,P2,P3)에서 핫 스팟이 발생될 수 있다.
도 5를 참조하면, 발광소자(105)로부터 출사된 광 중에서 광축 방향으로 진행하는 광(L1)은 볼록부(P1,P2,P3)의 중심을 투과하게 되며, 상기 광축 주변으로 출사된 광(L2)은 입사각보다 큰 출사각으로 방출되어, 광을 확산시켜 줄 수 있다. 또한 오목부(C1,C2)로 입사된 광(L3)은 굴절되어 투과되거나 볼록부(P1,P2,P3)에 의해 반사되어 출사되어, 오목부(C1,C2)에서의 암부 발생을 줄여줄 수 있다. 즉, 도 37과 같이, 발명의 실시 예에 따른 조명 모듈은 (a)와 같은 방출된 광도 분포에서 암부 영역이 휘부 영역보다 작게 나타나며, (b)와 같이 등광도 곡선 분포를 가질 수 있다. 도 38은 발명의 실시 예에 따른 조명 모듈에서 볼록부와 오목부가 없는 플랫한 전면을 갖는 구조로서, 도 15와 같은 모듈로 제공될 수 있으며, 광도 분포에서 휘부 영역보다 암부 영역이 더 커지게 되며, (b)와 같은 등광도 곡선 분포를 갖게 된다.
도 6을 참조하면, 상기 발광소자(105)의 중심과 볼록부(P0)의 중심을 지나는 직선을 기준으로 상기 발광소자(105)의 중심과 상기 오목부(C0)의 저점 사이의 각도(R0)는 50도 이상, 예컨대 50도 내지 80도의 범위일 수 있다. 이러한 상기 오목부(C0)는 상기의 각도(R0)로 이격됨으로써, 상기 발광소자(105)로부터 광의 입사받아 굴절시켜 외부로 방출할 수 있다. 상기 볼록부(P0)와 오목부(C0)는 도 1 내지 도 5에 개시된 볼록부(P1,P2,P3)와 오목부(C1,C2,C3)를 포함할 수 있다.
도 7은 발명의 실시 예에 따른 조명 모듈의 분해 사시도이며, 도 8 내지 도 13은 발명의 실시 예에 따른 조명 모듈의 제조 과정을 설명한 도면이다. 조명 모듈을 설명함에 있어서, 상기의 구성과 동일한 부분은 상기의 설명을 참조하기로 한다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 기판(210) 상에 2개 이상의 발광소자(105)가 제1방향으로 배열될 수 있다. 상기 기판(210) 상에 배치될 발광소자(105)는 전면 또는 전면 방향으로 광을 방출하게 배치될 수 있다. 다른 예로서, 상기 기판(210) 상에 발광소자(105)들이 하나의 열로 배열하였으나, 2열로 배열될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 7 및 도 9를 참조하면, 미리 준비된 제1반사층(230)을 상기 기판(210) 상에 부착하게 된다. 상기 제1반사층(230)에는 상기 발광소자(105)가 삽입될 구멍(232)이 형성될 수 있다. 상기 제1반사층(230)은 상기 발광소자(105)의 둘레에 배치되고 상기 기판(210)에 부착되어, 상기 발광소자(105)로부터 방출된 광을 반사할 수 있다. 상기 제1반사층(230)은 상기 기판(210) 상에 반사 재질의 레지스트 재질이 배치된 경우 형성하지 않을 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 제1반사층(230)은 상기 발광소자(105)의 두께보다 얇은 두께로서, 상기 발광소자(105)의 출사면보다 아래에 배치될 수 있다. 상기 제1반사층(230)은 플라스틱 재질이거나, 금속 또는 비 금속 재질일 수 있다.
도 7 및 도 10을 참조하면, 상기 제1반사층(230) 상에 레진층(220)이 형성된다. 상기 레진층(220)은 상기 제1반사층(230)과 상기 발광소자(105) 상에 몰딩될 수 있다. 상기 레진층(220)은 상기 발광소자(105)를 덮을 수 있는 두께로 형성될 수 있다. 상기 레진층(220)은 투명한 수지 재질로 형성될 수 있으며, 예컨대 실리콘, 실리콘 몰딩 컴파운드, 에폭시 또는 에픽시 몰딩 컴파운드, UV 경화성 수지 또는 열 경화성 수지와 같은 재질일 수 있다.
상기 레진층(220)은 상기 발광소자(105)의 두께보다 두꺼운 두께로 제공될 수 있으며, 상기 발광소자(105)의 두께의 2배 이하 예컨대, 1.5 배 이하로 배치될 수 있다. 상기 레진층(220)은 디스펜싱 공정으로 형성될 수 있다.
도 7 및 도 11을 참조하면, 상기 레진층(220)이 경화되기 전에 상기 레진층(220)의 상면에 제2반사층(240)이 형성된다. 상기 제2반사층(240)은 상기 레진층(220)의 상면 전체를 덮을 수 있다. 상기 제2반사층(240)은 다른 예로서, 상기 레진층(220)이 경화된 후 접착제를 이용하여 부착될 수 있다.
도 7 및 도 12를 참조하면, 상기 제2반사층(240)이 형성되면, 상기 기판(210)부터 상기 제2반사층(240)까지의 구조물을 커팅 장비를 이용하여, 도 1, 도 12 및 도 13과 같이 커팅하게 된다. 여기서, 상기 커팅 장비는 라우터(Router)로 커팅할 수 있으며, 상기 커팅시 조명 모듈의 볼록부(P0) 및 오목부(P0)가 형성시켜 줄 수 있다.
이에 따라 상기 조명 모듈은 상기 레진층(220)의 전면(S1)과, 상기 기판(210)의 전면(S1)이 같은 수직 평면 상에 배치될 수 있다. 또한 상기 레진층(220)이 전면(S1)과 상기 제1반사층(230) 및 상기 제2반사층(240)이 같은 수직 평면 상에 배치될 수 있다. 상기 레진층(220)의 후면(S2), 제1측면(S3) 및 제2측면(S4) 각각은 상기 기판(210)의 후면, 제1측면 및 제2측면 각각과 같은 수직 평면 상에 배치될 수 있다. 상기 레진층(220)의 후면(S2), 제1측면(S3) 및 제2측면(S4) 각각은 상기 제1 및 제2반사층(230,240)의 후면, 제1측면 및 제2측면과 같은 수직 평면상에 배치될 수 있다.
이에 따라 도 7, 도 12 및 도 13과 같이, 상기 조명 모듈은 상기 발광소자(105)로부터 방출된 광이 상기 레진층(220)의 전면(S1)을 통해 방출될 수 있다. 상기 레진층(220)의 후면(S2), 제1측면(S3) 및 제2측면(S4)에는 내부에서 반사된 일부 광이 방출될 수 있다.
도 14는 발명의 조명모듈의 다른 예이다. 도 14와 같이, 제1반사층(230)은 상기 기판(210)의 에지로부터 이격되고 상기 레진층(220)의 일부(222)는 상기 기판(210)의 에지 측 상면에 접촉될 수 있다. 상기 레진층(220)이 상기 기판(210)의 에지에 접촉된 경우, 수분 침투를 억제할 수 있다.
다른 예로서, 도 2 및 도 14와 같은 조명 모듈에서, 상기 레진층(220)의 측면 중 전면(S1)을 제외한 면(S2,S3,S4)에 제3반사층(245)가 더 배치될 수 있다. 상기 제3반사층(245)는 광의 누설을 방지하고, 전면(S1)으로 추출되는 광량을 증가시켜 줄 수 있다. 상기 제3반사층(245)는 상기에 개시된 제1,2반사층(230,240)의 재질일 수 있다. 상기 제3반사층(245)는 상기 레진층(220)의 측면에 접촉되거나 이격될 수 있다.
이하의 설명에서는 도 3 및 도 7과 같은 조명 모듈의 적층 구조를 가지며, 상기 조명 모듈에서의 광도 저하의 변수를 고려하여, 상기에 개시된 구성들을 부분적으로 변경한 구성이다. 이하의 설명에서는 각 구성의 변경된 부분을 중심으로 설명하기로 하며, 상기의 구성을 선택적으로 적용할 수 있다.
도 15는 상기에 개시된 조명 모듈에서 볼록부 및 오목부 없이 플랫한 전면(S1)을 제공한 구조이다. 이러한 조명 모듈은 도 7의 구조로 적층될 수 있다. 도 15와 같은 조명 모듈의 수평 및 수직 방향에서의 광도는 낮아지며, 볼록부 및 오목부가 없어 도 38과 같이 암부가 휘부보다 클 수 있다. 이 경우 레진층 내부에 확산제를 첨가하여 핫 스팟을 방지하거나 도광 거리를 더 길게 제공할 수 있다.
도 16 내지 19는 발명의 실시 예에 따른 조명 모듈에서 볼록부의 곡률을 변경한 예이다. 도 16의 조명 모듈(201a)은 발광소자(105)와 대응되는 볼록부(Pa1)의 곡률 반경이 5±0.5mm이며, 이 경우 수평 및 수직 방향에서의 광도는 7.5cd 이하로 나타날 수 있다. 이 경우 볼록부(Pa1)와 볼록부(Pa1) 사이의 영역(Pb2)이 플랫한 면으로 대면적으로 제공되어, 광도 개선에 한계가 있다.
도 17 내지 도 19는 발명의 조명모듈(201b)에서 발광소자(105)와 대응되는 볼록부(Pb1,Pc1,Pd1)의 곡률 반경을 점차 증가한 구조이다. 도 17은 볼록부(Pb1)의 곡률 반경이 8mm 내지 11mm 범위이며, 도 18은 볼록부(Pc1)의 곡률 반경이 11mm 내지 14mm 범위이며, 도 19는 볼록부(Pd1)의 곡률 반경이 15mm 내지 21mm의 범위이다. 이때 도 17 및 도 18과 같은 구조에서는 수평 및 수직 방향에서의 광도는 8.5cd 이상이며, 도 19에서는 수평 및 수직 방향에서의 광도는 7.5cd 이상 8.2cd로 다시 감소하게 됨을 알 수 있다. 따라서, 발명의 조명 모듈이 7.5cd 이상의 광도로 제공할 경우 상기의 곡률 반경을 선택적으로 적용할 수 있으며, 최고의 광도를 갖게 할 경우 상기 볼록부(Pb1,Pc1,Pd1)의 곡률 반경이 8mm 내지 14mm의 범위로 제공할 수 있으며, 이때의 볼록부(Pb1,Pc1,Pd1)의 곡률 반경으로 인해 상기 볼록부(Pb1,Pc1,Pd1)들 사이의 영역에서는 오목부(Pb2,Pc2,Pd2)가 곡선 없이 제공되거나 0.5mm 내지 1mm의 곡률 반경을 가질 수 있다. 이러한 조명모듈의 볼록부(Pb1,Pc1,Pd1)와 오목부(Pb2,Pc2,Pd2)가 교대로 배치되며, 상기 볼록부(P)가 상기 발광소자(105)와 제2방향으로 중첩되며 입사된 광을 확산시켜 추출하고 상기 오목부(Pb2,Pc2,Pd2)가 입사된 광을 굴절시켜 주어, 라인 형태의 면 광원의 광도를 개선시켜 줄 수 있고 핫 스팟을 방지할 수 있다. 여기서, 상기 광도는 상기 발광소자(105)와 전면(S1) 사이의 거리가 13mm이며, 상기 조명모듈과 이너 렌즈(inner lens) 사이의 에어 갭(air gap)이 11mm인 조건에서 측정하였다.
도 20 내지 도 34는 발명의 조명 모듈에서 전면(S1)의 형상을 변형한 예이다. 이러한 변형 예에서는 상기에 개시된 볼록부와 오목부가 곡률을 갖는 경우 수평 및 수직 방향에서의 광도보다 낮은 광도를 가질 수 있다.
도 20과 같이, 조명 모듈(202a)의 전면(S1)에는 볼록부(Pa3)와 오목부(Pa4)가 교대로 배치되며, 상기 볼록부(Pa3)는 발광소자(105)와 중첩되게 배치되며, 상기 볼록부(Pa3) 사이에 오목부(Pa4)가 소정의 곡률을 갖게 배치될 수 있다. 상기 볼록부(Pa3)는 볼록한 곡면을 갖고 상기 발광소자(105)의 중심부에 대응될수록 오목한 곡면을 갖는 리세스로 제공될 수 있다.
도 21과 같이, 조명 모듈(202b)의 전면(S1)에는 볼록부(Pb3)와 오목부(Pb4)가 교대로 배치되며, 상기 볼록부(Pb3)는 발광소자(105)와 중첩되게 배치되며, 상기 볼록부(Pb3) 사이에 오목부(Pb4)가 플랫한 면으로 제공될 수 있다. 상기 볼록부(Pb3)는 볼록한 곡면을 갖고 상기 발광소자(105)의 중심부에 대응될수록 오목한 곡면을 갖는 리세스로 제공될 수 있다. 상기 오목부(Pb4)의 플랫한 면(또는 저점)은 상기 발광소자(105)들 사이의 영역에 배치될 수 있다.
도 22와 같이, 조명 모듈(202c)의 전면(S1)에는 볼록부(Pc3)와 오목부(Pc4)가 교대로 배치되며, 상기 볼록부(Pc3)는 최대 폭은 상기 발광소자(105)의 제1방향의 길이보다 작게 배열될 수 있다. 따라서, 상기 발광소자(105)와 중첩되는 2개 이상의 볼록부(Pc3)들이 배열될 수 있다. 이러한 볼록부(Pc3)들 사이에는 오목부(Pc4)가 배치되며, 상기 오목부(Pc4)는 음의 곡률을 갖는 곡면이거나 변곡점 또는 계면을 갖는 구조로 배치될 수 있다. 상기 볼록부(Pc3)는 상기 발광소자(105)와 13mm 이상 이격될 수 있다. 이러한 경우 볼록부(Pc3)의 크기가 마이크로 렌즈로 배열되므로, 광의 균일한 분포를 제공할 수 있으나 광도 저하가 발생될 수 있다.
도 23 내지 도 25는 조명 모듈(202d)의 전면(S1)에는 볼록부(Pd3,Pe3,Pf3)와 오목부(Pd4,Pe4,Pf4)가 교대로 배치되며, 상기 볼록부(Pd3,Pe3,Pf3)는 상기 오목부(Pd4,Pe4,Pf4)들의 저점에서 삼각형 형상 예컨대, 직각 삼각형 형상으로 돌출될 수 있다. 상기 오목부(Pd4,Pe4,Pf4)의 저점은 상기 발광소자(105)의 출사면 외측 에지 부분과 대응될 수 있다. 상기 볼록부(Pd3,Pe3,Pf3)는 인접한 발광소자(105) 사이에 경사진 면을 제공할 수 있고, 상기 오목부(Pd4,Pe4,Pf4)의 저점과 대응되는 부분은 상기 저점에 수직한 면으로 제공될 수 있다. 도 23은 상기 볼록부(Pd3)의 경사진 면이 플랫한 면이고 상기 볼록부(Pd3)의 고점 부분이 각진 면이며, 도 24는 상기 볼록부(Pe3)의 고점 부분이 곡면을 가지며, 도 25는 상기 볼록부(Pf3)의 경사진 면에 마이크로 렌즈로 배열될 수 있다. 이러한 도 23 내지 도 25에는 상기 볼록부(Pd3,Pe3,Pf3)의 경사진 방향에 따라 광이 투과되므로, 상기 발광소자(105)를 중심으로 등광도 곡선의 분포가 상기 경사진 방향으로 길게 형성될 수 있다.
도 26 내지 도 28은 다른 예이다.
도 26의 조명 모듈(202g)은 전면(S1)에서 볼록부(Pg3)와 오목부(Pg4)가 교대로 배치되며, 상기 볼록부(Pg3)는 발광소자(105)와 중첩되며 볼록한 곡면을 가지며, 상기 오목부(Pg4)는 상기 발광소자(105)들 사이에 저점이 위치하게 된다. 이러한 구조에서는 등광도 곡선의 분포를 넓게 제공할 수 있다.
도 27의 조명 모듈(202h)은 전면(S1)에서 볼록부(Ph3)와 오목부(Ph4)가 교대로 배치되며, 상기 오목부(Ph4)는 다각형 형상을 갖고 상기 발광소자(105)와 대응되게 배치되며, 상기 볼록부(Ph3)는 상기 발광소자(105)들 사이의 영역에 돌출될 수 있다. 이러한 구조에서는 등광도 곡선의 분포를 넓게 제공할 수 있다.
도 28의 조명 모듈(202i)은 전면(S1)에서 볼록부(Pi3)와 오목부(Pi4)가 교대로 배치되며, 상기 볼록부(Pi3)는 상기 발광소자(105)와 대응되며 상기 오목부(Pi3)는 상기 발광소자(105)들 사이의 영역과 대응될 수 있다. 상기 볼록부(Pi3)와 상기 오목부(Pi4)는 곡면을 가지며 사인파 형상으로 제공될 수 있다. 이러한 구조에서는 등광도 곡선의 분포를 넓게 제공할 수 있다.
도 29의 조명 모듈(202j)는 전면(S1)에서 볼록부(Pj3)와 오목부(Pj4)가 교대로 배치되며, 상기 볼록부(Pj3)는 볼록한 곡면을 갖되, 상기 오목부(Pj4)의 오목한 곡면의 폭이나 곡률 반경보다 작을 수 있다. 이러한 오목부(Pj4)는 하나 이상이 상기 발광소자(105)와 대응되게 배치될 수 있어, 오목한 마이크로 렌즈 형태로 제공되어, 등광도 곡선의 분포를 넓게 제공할 수 있다.
도 30의 조명 모듈(202k)은, 전면(S1)에서 볼록부(Pk3)와 오목부(Pk4)가 교대로 배치되며, 상기 볼록부(Pk3)는 플랫한 면으로 제공되고 상기 발광소자(105)와 대응되며, 상기 오목부(Pk4)는 상기 발광소자(105)들 사이의 영역과 사다리꼴 형상을 갖고 대응될 수 있다. 상기 오목부(Pk4)는 깊어질수록 폭이 점차 좁아질 수 있다. 이러한 오목부(Pk4)는 측면이 경사진 면으로 제공되므로, 입사된 광을 굴절시켜 줄 수 있다.
도 31의 조명 모듈(202l)은 도 20의 구조와 다르게, 볼록부(Pl3) 사이의 오목부(Pl4)의 깊이가 더 깊은 구조이며, 상기 오목부(Pl4)의 저점이 상기 발광소자(105)들 후면보다 더 깊게 배치될 수 있다. 이러한 경우 상기 발광소자(105)의 후방으로 진행하는 일부 광을 굴절시켜 전면(S1)으로 추출시켜 줄 수 있다.
도 32 내지 도 34의 조명 모듈(202m,202n,202o)는 삼각형 형상의 볼록부(Pm3,Pn3,Po3)와 오목부(Pm4,Pn4,Po4)가 배치되며, 도 32는 오목부(Pm4)가 발광소자(105)들 사이의 위치하며, 볼록부(Pm3)의 고점 부분은 상기 발광소자(105)의 중심과 대응되도록 각진 면으로 형성될 수 있고, 도 33은 도 32에서 볼록부(Pn4)의 고점은 발광소자(105)의 중심과 대응되도록 곡면으로 형성될 수 있고, 도 34는 오목부(Po4)의 저점이 발광소자(105)의 중심과 대응되도록 배치되며 각진 면이거나 곡면일 수 있으며, 볼록부(Po3)의 고점이 발광소자(105) 사이의 영역과 대응되며 각진 면이거나 곡면일 수 있다. 도 32 및 도 34와 같은 구조에서는 등광도 곡선 분포는 넓어질 수 있으며, 도 33의 경우는 광도가 개선될 수 있다.
도 35 및 도 36은 발명의 조명모듈에서 발광소자(105)와 볼록부의 고점 사이의 거리(D11,D12)를 도 4와 다르게 한 경우이다. 이 경우 볼록부(P0)와 오목부(C0)는 도 4의 곡률을 가질 수 있다.
도 35의 조명 모듈(203)은 발광소자(105)와 볼록부(P0)의 고점 사이의 거리(D11)가 4 내지 6mm 인 경우이며, 도 36는 발광소자(105)와 볼록부(P0)의 고점 사이의 거리(D12)가 13mm 내지 21mm의 범위로서, 도 35의 구조보다는 수평 및 수직 방향에서의 광도가 높게 나타나지만, 광도가 낮을 수 있다. 도 35의 구조에서는 도광 거리가 짧아 핫 스팟이 발생될 수 있다.
또한 발명의 실시 예는 레진층(220)의 두께를 두껍게 제공할 경우 예컨대, 3mm 내지 6mm로 제공할 경우, 레진층(220)의 두께 증가로 인해 발광 면적이 증가되어 배광 분포가 개선될 수 있다.
발명의 실시 예에 따른 조명모듈은 도 39와 같이 램프에 적용될 수 있다. 상기 램프는 차량용 램프의 예로서, 헤드 램프, 차폭등, 사이드 미러등, 안개등, 테일등(Tail lamp), 제동등, 주간 주행등, 차량 실내 조명, 도어 스카프(door scar), 리어 콤비네이션 램프, 또는 백업 램프에 적용 가능하다.
도 39를 참조하면, 램프는 이너 렌즈(Inner lens)(502)를 갖는 하우징(503) 내부에 상기에 개시된 조명 모듈(200)이 결합될 수 있다. 상기 조명 모듈(200)의 두께는 상기 하우징(503)의 내부 폭으로 삽입될 수 있을 정도이다. 상기 이너 렌즈(502)의 출사부(515)의 폭(Z3)은 상기 조명모듈(200)의 두께와 같거나 2배 이하일 수 있어, 광도 저하를 방지할 수 있다.
상기 이너 렌즈(502)는 상기 조명 모듈(200)의 전면으로부터 소정 거리 예컨대, 10mm 이상 이격될 수 있다. 상기 이너 렌즈(502)의 출사 측에는 아우터 렌즈(501)가 배치될 수 있다. 이러한 조명 모듈(200)을 갖는 램프는 일 예이며, 다른 램프에 연성을 갖는 구조 예컨대, 측면에서 볼 때 곡면 또는 곡선형 구조로 적용될 수 있다.
도 40은 발명의 실시 예에 따른 조명모듈에 적용된 발광소자의 일 예를 나타낸 평면도이고, 도 41는 도 40의 발광소자가 회로기판에 배치된 모듈의 예이며, 도 42은 도 41의 다른 측에서 본 모듈의 도면이다.
도 40을 참조하면, 발광소자(100)는 캐비티(20)를 갖는 몸체(10), 상기 캐비티(20) 내에 복수의 리드 프레임(30,40), 및 상기 복수의 리드 프레임(30,40) 중 적어도 하나의 위에 배치된 하나 또는 복수의 발광 칩(71)을 포함한다. 이러한 발광소자(100)는 상기의 실시 예에 개시된 발광소자의 일 예이며 측면 발광형 패키지로 구현될 수 있다.
상기 발광소자(100)는 제1 방향의 길이가 제2방향의 폭보다 3배 이상 예컨대, 4배 이상일 수 있다. 상기 제1 방향의 길이는 2.5mm 이상 예컨대, 2.7mm 내지 4.5mm 범위일 수 있다. 상기 발광소자(100)는 제1 방향의 길이를 길게 제공함으로써, 제1 방향으로 상기 발광소자(100)들의 개수를 줄여줄 수 있다. 상기 발광소자(100)는 두께를 상대적으로 얇게 제공할 수 있어, 상기 발광소자(100)를 갖는 조명 모듈의 두께를 줄여줄 수 있다. 상기 발광소자(100)의 두께는 2mm 이하일 수 있다. 상기 몸체(10)는 캐비티(20)을 구비하며 제1방향의 길이가 상기 몸체(10)의 두께(T1)에 비해 3배 이상일 수 있어, 제1방향의 광의 지향각을 넓혀줄 수 있다.
상기 몸체(10)의 캐비티(20)의 바닥에는 리드 프레임(30,40)이 배치된다. 상기 상기 몸체(10)에는 예컨대, 제1리드 프레임(30), 및 제2리드 프레임(40)이 결합된다.
상기 몸체(10)는 절연 재질로 형성될 수 있다. 상기 몸체(10)는 반사 재질로 형성될 수 있다. 상기 몸체(10)는 발광 칩으로부터 방출된 파장에 대해, 반사율이 투과율보다 더 높은 물질 예컨대, 70% 이상의 반사율을 갖는 재질로 형성될 수 있다. 상기 몸체(10)는 반사율이 70% 이상인 경우, 비 투광성의 재질 또는 반사 재질로 정의될 수 있다. 상기 몸체(10)는 수지 계열의 절연 물질 예컨대, 폴리프탈아미드(PPA: Polyphthalamide)와 같은 수지 재질로 형성될 수 있다. 상기 몸체(10)는 실리콘 계열, 또는 에폭시 계열, 또는 플라스틱 재질을 포함하는 열 경화성 수지, 또는 고내열성, 고 내광성 재질로 형성될 수 있다. 상기 몸체(10)는 백색 계열의 수지를 포함한다. 상기 몸체(10) 내에는 산무수물, 산화 방지제, 이형재, 광 반사재, 무기 충전재, 경화 촉매, 광 안정제, 윤활제, 이산화티탄 중에서 선택적으로 첨가될 수 있다. 함유하고 있다. 상기 몸체(10)는 에폭시 수지, 변성 에폭시 수지, 실리콘 수지, 변성 실리콘 수지, 아크릴 수지, 우레탄 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종에 의해 성형될 수 있다. 예를 들면, 트리글리시딜이소시아누레이트, 수소화 비스페놀 A 디글리시딜에테르 등으로 이루어지는 에폭시 수지와, 헥사히드로 무수 프탈산, 3-메틸헥사히드로 무수 프탈산4-메틸헥사히드로 무수프탈산 등으로 이루어지는 산무수물을, 에폭시 수지에 경화 촉진제로서 DBU(1,8-Diazabicyclo(5,4,0)undecene-7), 조촉매로서 에틸렌 그리콜, 산화티탄 안료, 글래스 섬유를 첨가하고, 가열에 의해 부분적으로 경화 반응시켜 B 스테이지화한 고형상 에폭시 수지 조성물을 사용할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 몸체(10)는 열 경화성 수지에 확산제, 안료, 형광 물질, 반사성 물질, 차광성 물질, 광 안정제, 윤활제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 적절히 혼합하여도 된다.
상기 몸체(10)는 반사 물질 예컨대, 금속 산화물이 첨가된 수지 재질을 포함할 수 있으며, 상기 금속 산화물은 TiO2, SiO2, Al2O3중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이러한 몸체(10)는 입사되는 광을 효과적으로 반사시켜 줄 수 있다. 다른 예로서, 상기 몸체(10)는 투광성의 수지 물질 또는 입사 광의 파장을 변환시키는 형광체를 갖는 수지 물질로 형성될 수 있다.
상기 몸체(10)의 전면부(15)는 상기 캐비티(20)가 배치되는 면일 수 있으며, 광이 출사되는 면일 수 있다. 상기 몸체(10)의 후면부는 상기 전면부(15)의 반대측 면일 수 있다.
상기 제1리드 프레임(30)은 상기 캐비티(20)의 바닥에 배치된 제1리드부(31), 상기 몸체(10)의 제1측면부(11)의 제1외곽 영역(11A,11C)에 배치된 제1본딩부(32), 상기 몸체(10)의 제3측면부(13) 상에 배치된 제1방열부(33)를 포함한다. 상기 제1본딩부(32)는 상기 몸체(10) 내에서 상기 제1리드부(31)로부터 절곡되고 상기 제1측면부(11)로 돌출되며, 상기 제1방열부(33)는 상기 제1본딩부(32)로부터 절곡될 수 있다. 상기 제1측면부(11)의 제1외곽 영역(11A,11C)은 상기 몸체(10)의 제3측면부(13)에 인접한 영역일 수 있다.
상기 제2리드 프레임(40)은 상기 캐비티(20)의 바닥에 배치된 제2리드부(41), 상기 몸체(10)의 제1측면부(11)의 제2외곽 영역(11B,11D)에 배치된 제2본딩부(42), 상기 몸체(10)의 제4측면부(14)에 배치된 제2방열부(43)를 포함한다. 상기 제2본딩부(42)는 상기 몸체(10) 내에서 상기 제2리드부(41)로부터 절곡되며, 상기 제2방열부(43)는 상기 제2본딩부(42)로부터 절곡될 수 있다. 상기 제1측면부(11)의 제2외곽 영역(11B,11D)은 상기 몸체(10)의 제4측면부(14)에 인접한 영역일 수 있다.
상기 제1,2리드부(31,41) 사이의 간극부(17)는 상기 몸체(10)의 재질로 형성될 수 있으며, 상기 캐비티(20)의 바닥과 동일한 수평 면이거나 돌출될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 제1외곽 영역(11A,11C)과 제2외곽 영역(11B,11D)은 경사진 영역(11A,11B)과 평탄한 영역(11C,11D)을 가질 수 있으며, 상기 경사진 영역(11A,11B)을 통해 제1,2리드 프레임(30,40)의 제1,2본딩부(32,42)가 돌출될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
여기서, 상기 발광 칩(71)은 예컨대, 제1리드 프레임(30)의 제1리드부(31) 상에 배치될 수 있으며, 제1,2리드부(31,41)에 와이어(72,73)로 연결되거나, 제1리드부(31)에 접착제로 연결되고 제2리드부(41)에 와이어로 연결될 수 있다. 이러한 발광 칩(71)은 수평형 칩, 수직형 칩, 비아 구조를 갖는 칩일 수 있다. 상기 발광 칩(71)은 플립 칩 방식으로 탑재될 수 있다. 상기 발광 칩(71)은 자외선 내지 가시광선의 파장 범위 내에서 선택적으로 발광할 수 있다. 상기 발광 칩(71)은 예컨대, 자외선 또는 청색 피크 파장을 발광할 수 있다. 상기 발광 칩(71)은 II-VI족 화합물 및 III-V족 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 발광 칩(71)은 예컨대, GaN, AlGaN, InGaN, AlInGaN, GaP, AlN, GaAs, AlGaAs, InP 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 화합물로 형성될 수 있다.
상기 캐비티(20)의 내 측면을 보면, 상기 캐비티(20)의 둘레에 배치된 제1,2,3,4내측면(21,22,23,24)은 리드 프레임(30,40)의 상면의 수평한 직선에 대해 경사질 수 있다. 상기 제1측면부(11)에 인접한 제1내측면(21)과 상기 제2측면부(12)에 인접한 제2내측면(22)은 상기 캐비티(20)의 바닥에 대해 각도로 경사지며, 상기 제3측면부(13)에 인접한 제3내측면(23)과 상기 제4측면부(14)에 인접한 제4내측면(14)은 경사지되, 상기 제1,2내 측면(21,22)의 경사각도보다 작은 각도로 경사질 수 있다. 이에 따라 상기 제1,2내 측면(21,22)은 입사되는 광의 제1축 방향으로의 진행하는 것을 반사하고, 상기 제3,4내 측면(23,24)은 입사되는 광을 제2축(X) 방향으로 확산시켜 줄 수 있다.
상기 캐비티(20)의 내 측면(21,22,23,24)은 몸체(10)의 전면부(15)로부터 수직하게 단차진 영역을 구비할 수 있다. 상기 단차진 영역은 몸체(10)의 전면부(15)와 내측면(21,22,23,24) 사이에 단차지게 배치될 수 있다. 상기 단차진 영역은 상기 캐비티(20)을 통해 방출된 광의 지향 특성을 제어할 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자(100)의 캐비티(20) 내에 배치된 발광 칩(71)은 하나 또는 복수로 배치될 수 있다. 상기 발광 칩(71)은 예컨대 레드 LED 칩, 블루 LED 칩, 그린 LED 칩, 엘로우 그린(yellow green) LED 칩 중에서 선택될 수 있다.
상기 몸체(11)의 캐비티(20)에는 도 42와 같이 몰딩 부재(81)가 배치되며, 상기 몰딩 부재(81)는 실리콘 또는 에폭시와 같은 투광성 수지를 포함하며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 상기 몰딩 부재(81) 또는 상기 발광 칩(71) 상에는 방출되는 빛의 파장을 변화하기 위한 형광체를 포함할 수 있으며, 상기 형광체는 발광 칩(71)에서 방출되는 빛의 일부를 여기시켜 다른 파장의 빛으로 방출하게 된다. 상기 형광체는 양자점, YAG, TAG, Silicate, Nitride, Oxy-nitride 계 물질 중에서 선택적으로 형성될 수 있다. 상기 형광체는 적색 형광체, 황색 형광체, 녹색 형광체 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 몰딩 부재(81)의 표면은 플랫한 형상, 오목한 형상, 볼록한 형상 등으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 다른 예로서, 상기 캐비티(20) 상에 형광체를 갖는 투광성 필름이 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 몸체(10)의 상부에는 렌즈가 더 형성될 수 있으며, 상기 렌즈는 오목 또는/및 볼록 렌즈의 구조를 포함할 수 있으며, 발광소자(100)가 방출하는 빛의 배광(light distribution)을 조절할 수 있다.
상기 몸체(10) 또는 어느 하나의 리드 프레임 상에는 수광 소자, 보호 소자 등의 반도체 소자가 탑재될 수 있으며, 상기 보호 소자는 싸이리스터, 제너 다이오드, 또는 TVS(Transient voltage suppression)로 구현될 수 있으며, 상기 제너 다이오드는 상기 발광 칩을 ESD(electro static discharge)로 부터 보호하게 된다.
도 41 및 도 42을 참조하면, 기판(210) 상에 적어도 하나 또는 복수개의 발광소자(100)가 배치되며, 상기 발광소자(100)의 하부 둘레에 제1반사층(230)이 배치된다. 상기 발광소자(100)는 실시 예에 개시된 발광소자의 일 예로서, 상기에 개시된 조명 모듈에 적용될 수 있다.
상기 발광소자(100)의 제1 및 제2리드부(33,43)는 상기 기판(210)의 전극 패턴(213,215)에 전도성 접착 부재(217,219)인 솔더 또는 전도성 테이프로 본딩된다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
101,102,103,105: 발광소자
210: 기판
220: 레진층
230: 제1반사층
240: 제2반사층
P1,P2,P3: 볼록부
C1,C2: 오목부
S1: 전면 또는 제1면
S2: 후면
S3: 제1측면
S4: 제2측면

Claims (20)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 배치되는 복수개의 발광 소자;
    상기 기판 상에 배치되는 제1반사층;
    상기 제1반사층 상에 배치되는 레진층; 및
    상기 레진층 상에 배치되는 제2반사층을 포함하며,
    상기 복수개의 발광소자는 상기 기판과 상기 제2반사층 사이에 배치되고,
    상기 제1 반사층은 상기 복수의 발광소자 각각이 관통되는 복수의 구멍을 포함하고,
    상기 레진층은 상기 복수개의 발광 소자와 대면하고 상기 복수개의 발광소자로부터 발생된 광이 방출되는 제1면을 포함하고,
    상기 레진층의 제1면의 면적은 상기 제2반사층과 대면하는 상기 레진층의 상면의 면적보다 작고,
    상기 레진층의 제1면은 복수의 볼록부와 복수의 오목부를 포함하는 조명 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수개의 발광소자 각각은 일측을 통해 광을 방출하는 조명 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수개의 발광소자 각각으로부터 방출된 광은 상기 제1반사층과 상기 제2반사층에 의해 반사되고 상기 레진층의 제1면을 통해 방출되는 조명 모듈.
  4. 제1항항에 있어서,
    상기 복수의 볼록부 중 적어도 하나는 광의 방출 방향으로 상기 복수개의 발광소자 중 적어도 하나와 중첩되는 조명 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1면은 상기 제1면의 높이보다 긴 길이를 갖는 라인 형상으로 제공되는 조명 모듈.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조명 모듈의 두께는 6 mm 이하이고,
    상기 조명 모듈의 두께는 상기 기판의 하면과 상기 제2 반사층의 상면 사이의 거리인 조명 모듈.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 레진층의 두께는 상기 발광소자들 각각의 두께의 2배 이하이며,
    상기 레진층의 두께는 상기 제1반사층의 상면과 상기 제2반사층의 하면 사이의 거리인 조명 모듈.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수개의 발광소자로부터 방출된 광이 방출되는 상기 레진층의 제1면은 상기 기판의 상면과 수직한 조명 모듈.
  9. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수개의 발광소자의 적어도 일부는 상기 레진층 내에 몰딩되는 조명 모듈.
  10. 기판;
    상기 기판 상에 배치되는 복수개의 발광 소자;
    상기 기판 상에 배치되는 제1반사층;
    상기 제1반사층 상에 배치되는 레진층; 및
    상기 레진층 상에 배치되는 제2반사층을 포함하며,
    상기 레진층은 상기 복수개의 발광 소자 중 적어도 하나의 출사면과 대면하는 측면을 포함하고,
    상기 레진층의 측면은 복수의 볼록부와 복수의 오목부를 포함하며,
    상기 레진층의 측면의 면적은 상기 레진층의 상면의 면적보다 작고,
    상기 제1반사층은 상기 복수의 볼록부 각각의 하면과 대응되는 형상을 가지며,
    상기 제2반사층은 상기 복수의 볼록부 각각의 상면과 대응되는 형상을 가지는 조명 모듈.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 복수개의 발광소자 중 적어도 하나는 상기 복수의 볼록부 중 적어도 하나와 대면하는 조명 모듈.
  12. 삭제
  13. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 제1반사층은 상기 레진층의 복수의 오목부 아래에 상기 각 오목부와 대응되는 형상을 가지며,
    상기 제2반사층은 상기 레진층의 복수의 오목부 상에 상기 각 오목부와 대응되는 형상을 가지는 조명 모듈.
  14. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 레진층의 측면의 높이는 상기 기판의 하면과 상기 제2반사층의 상면 사이의 간격보다 작은 조명 모듈.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 레진층의 측면은 상기 제1반사층의 측면과 상기 제2반사층의 측면 사이에 라인 형상으로 제공되고,
    상기 레진층의 측면의 높이는 상기 발광소자들 각각의 두께의 2배 이하인 조명 모듈.
  16. 기판;
    상기 기판 상에 배치되는 발광 소자;
    상기 기판 상에 배치되는 제1 반사층;
    상기 제1 반사층 상에 배치되는 레진층; 및
    상기 레진층 상에 배치되며, 상기 제1 반사층과 대면하는 제2 반사층을 포함하며,
    상기 발광 소자는 제1 LED 및 제2 LED를 포함하고,
    상기 발광소자는 상기 기판과 상기 제2 반사층 사이에 배치되고,
    상기 제1 반사층은 상기 발광소자가 관통되는 구멍을 포함하고,
    상기 레진층은 상기 발광소자로부터 발생되는 광이 출사되는 제1 면, 상기 제1 반사층과 대면하는 하면, 상기 제2 반사층과 대면하는 상면을 포함하며,
    상기 레진층의 제1 면은 제1 볼록부와 제2 볼록부를 포함하고,
    상기 레진층의 제1 면의 면적은 상기 레진층의 하면의 면적보다 작고,
    상기 제1 LED는 상기 제1 볼록부와 대면하고,
    상기 제2 LED는 상기 제2 볼록부와 대면하는 조명 모듈.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1 LED는 상기 제1 볼록부를 향해 광을 방출하는 출사면을 갖고,
    상기 제2 LED는 상기 제2 볼록부를 향해 광을 방출하는 출사면을 갖는 조명 모듈.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 제1 LED로부터 상기 제1면까지의 최소 거리는 상기 레진층의 상면과 하면 사이의 거리보다 큰 조명 모듈.
  19. 제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판의 하면에서 상기 제2반사층의 상면까지의 거리는 3 mm 이하이고,
    상기 제1면의 높이는 상기 기판의 하면으로부터 상기 제2반사층의 상면까지의 거리보다 작은 조명 모듈.
  20. 제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1볼록부 및 상기 제2볼록부 각각은 상기 레진층의 제1면에 대해 곡면을 갖고,
    상기 제1볼록부 및 상기 제2볼록부는 상기 제1 LED 및 상기 제2 LED 각각으로부터 멀어지는 방향으로 돌출되는 조명 모듈.
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