KR20060112071A - 측면 발광용 렌즈 및 그를 이용한 발광 패키지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 측면 발광용 렌즈 및 그를 이용한 발광 패키지에 관한 것으로, 상부로 출사되는 광을 측면으로 반사시키는 반사면과, 측면으로 출사되는 광을 굴절시켜 투과시키고 외부로 볼록한 곡면(曲面)형으로 이루어진 굴절면이 포함된 형상으로 측면 발광용 렌즈를 형성하여 렌즈의 상부로 방출되는 광량 감소시키고, 측면으로의 광 방출량을 월등히 증가시켜, 디스플레이에서 핫스팟(Hot spot)을 제거할 수 있는 효과가 있다.
발광, 측면, 렌즈, 핫스팟, 디스플레이, 상부

Description

측면 발광용 렌즈 및 그를 이용한 발광 패키지 { Lens for side light emitting and package using the lens }
도 1은 종래 기술에 따른 측면 발광 다이오드 패키지의 렌즈에서 광의 경로를 도시한 도면
도 2는 도 1의 측면 발광 다이오드 패키지의 개략적인 사시도
도 3은 종래 기술에 따른 측면 발광 다이오드 패키지의 발광 분포도
도 4는 종래 기술에 따른 측면 발광 다이오드 패키지가 인쇄회로기판에 실장되어 있는 단면도
도 5는 종래 기술에 따른 측면 발광 다이오드를 액정 디스플레이의 백라이트 유닛(Backlight Unit)으로 사용한 개략적인 단면도
도 6은 본 발명에 따른 측면 발광 렌즈의 단면도
도 7a 내지 7c는 본 발명에 따른 측면 발광 렌즈의 실시예를 도시한 단면도
도 8은 본 발명에 따른 측면 발광 패키지의 단면도
도 9a 내지 9d는 본 발명에 따른 측면 발광 패키지의 발광 분포도
도 10은 본 발명에 따른 측면 발광 패키지의 렌지의 개략적인 일부 단면도
도 11a와 11b는 본 발명에 따른 측면 발광 패키지의 베이스 부재에 발광 소 자가 본딩된 상태를 도시한 단면도
도 12는 본 발명에 따른 측면 발광 패키지의 베이스 부재에 복수개의 발광 소자가 본딩된 상태를 도시한 평면도
도 13은 본 발명에 따른 측면 발광 패키지가 실장된 인쇄회로기판의 다른 단면도
도 14는 본 발명에 따른 측면 발광 렌즈를 이용하여 발광 소자가 실장된 인쇄회로기판의 단면도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100,101a,101b,102a,102b,102c : 발광 소자
200 : 측면 발광용 렌즈 201 : 반사면
202 : 굴절면 210 : 반사막
300 : 베이스부 301 : 히트 슬러그
310a,310b : 리드 320 : 몰딩수지
400 : 인쇄 회로 기판 500 : 측면 발광 패키지
본 발명은 측면 발광용 렌즈 및 그를 이용한 발광 패키지에 관한 것으로, 보 다 상세하게는 상부로 출사되는 광을 측면으로 반사시키는 반사면과, 측면으로 출사되는 광을 굴절시켜 투과시키고 외부로 볼록한 곡면(曲面)형으로 이루어진 굴절면이 포함된 형상으로 측면 발광용 렌즈를 형성하여 렌즈의 상부로 방출되는 광량 감소시키고, 측면으로의 광 방출량을 월등히 증가시켜, 디스플레이에서 핫스팟(Hot spot)을 제거할 수 있는 측면 발광용 렌즈 및 그를 이용한 발광 패키지에 관한 것이다.
종래의 일반적인 발광 다이오드의 광학형태는 돔 형태(Dome type)의 렌즈로 구성되고, 발광분포 역시 중심축을 기준으로 일정 영역이내로 한정되어 분포하고 있다.
이러한 발광 다이오드를 이용하여 최근 많은 연구가 진행되고 있는 액정 디스플레이(Liquid crystal display) 백라이트 유닛(Backlight Unit)으로 대체할 경우, 발광 다이오드의 발광 특성으로 인하여 균일한 광 특성을 얇은 두께로 얻는데 많은 제약을 받는다.
즉, 발광 다이오드에서 발광하는 백색광이 균일하게 합성되기 위해서는, 상당한 거리가 필요하게 됨을 의미한다.
이는 결국 액정 디스플레이 시스템의 두께와 관련되기 때문에 두께가 얇은 시스템상의 잇점을 저해하는 요소가 된다.
도 1은 종래 기술에 따른 측면 발광 다이오드 패키지의 렌즈에서 광의 경로를 도시한 도면으로서, 먼저, 발광 다이오드(10)는 돔(Dome) 형상의 렌즈(20) 내부에 위치되는데, 이 돔 형상의 렌즈(20)는 상부가 원뿔 형상의 홈(21)이 형성되어 있고, 측면에는 V 형상의 홈(22)이 형성되어 있다.
상기 발광 다이오드(10)에서 방출하는 광이 상기 렌즈(20)의 원뿔 형상 홈(21)면(面) 에 접촉되면, 상기 원뿔 형상의 홈(21)이 경사져 있기 때문에 반사하여 렌즈의 측면인 'A'경로로 방출된다.
그리고, 광이 렌즈(20) 측면의 V 형상의 홈(22)에 접촉되면, 렌즈(20)를 투과하여 렌즈의 측면인 다른 경로 'B'로 방출된다.
그러므로, 이와 같은 종래 기술에 따른 측면 발광 다이오드는 발광 다이오드(10)에서 출사되는 광을 렌즈를 이용하여 측면으로 방출시키게 된다.
한편, 상기 렌즈(20)는 사출성형하여 형성하는데, 상기 렌즈(20)의 측면에 형성되어 있는 V 형상의 홈(22)의 꼭지점(22a)에 해당하는 영역은 미세 단위(예를 들어, 미리미터 이하 단위)에서는 울퉁불퉁하게 형성되어 있기 때문에, 이 영역에서 발광 다이오드(10)의 광이 렌즈(10)의 측면으로 방출되지 않고 렌즈(10)의 상부로 방출되게 된다.
이러한 요인으로 종래의 렌즈 구조에서는 렌즈 상부로 출사되는 광이 존재하는데, 후술되는 발광 분포도에서 그 광량을 살펴보기로 하겠다.
도 2는 도 1의 측면 발광 다이오드 패키지의 개략적인 사시도로서, 발광 다이오드는 슬러그(Slug)에 본딩되어 있고, 이 슬러그 측면에는 리드(31,32)가 위치되어 있어, 발광 다이오드와 전기적으로 본딩되어 있다.
그리고, 상기 발광 다이오드의 광 방출면과 리드(31,32)가 외부로 노출되도록, 상기 발광 다이오드 및 슬러그는 몰딩수단(40)으로 몰딩(Molding)되어 있고, 발광 다이오드를 감싸는 도 1과 같은 렌즈(20)가 상기 몰딩수단에 본딩되어 있다.
도 3은 종래 기술에 따른 측면 발광 다이오드 패키지의 발광 분포도로서, 분포도의 'a'와 'b'와 같이, 패키지의 측면으로 92% ~ 95%의 광이 방출되는데, 패키지의 중심으로도 5% ~ 8%의 광이 방출된다.
즉, 도 1을 참조하면, 광이 대부분은 렌즈의 측면으로 방출되지만, 광의 일부는 렌즈의 상면으로 방출되는 것을 의미한다.
그러므로, 이러한 측면 발광 다이오드 패키지는 완벽한 측면으로의 광 방출을 구현할 수 없기 때문에 디스플레이의 광원으로 사용할 경우, 측면 발광 다이오드 패키지의 중심에서 발광 다이오드의 일부광이 출사되기 때문에, 평면 광원을 균일하게 만드는데 지장이 발생한다.
즉, 측면 발광 다이오드 패키지의 중심에 광이 방출되는 현상은 디스플레이에 표시되는 화소의 중심에 반점이 생성되는 핫스팟(Hot spot) 현상이 발생되어 디스플레이의 화질이 저하되는 악영향을 인가되는 문제점이 발생한다.
도 4는 종래 기술에 따른 측면 발광 다이오드 패키지가 인쇄회로기판에 실장되어 있는 단면도로서, 복수개의 측면 발광 다이오드 패키지(50)는 인쇄회로기판(60)에 실장되어 있다.
도 5는 종래 기술에 따른 측면 발광 다이오드를 액정 디스플레이의 백라이트 유닛(Backlight Unit)으로 사용한 개략적인 단면도로서, 전술된 측면 발광 다이오드 패키지의 중심에 광이 출사되는 문제점을 해결하기 위하여, 액정 디스플레이의 백라이트 유닛에는 핫스팟(Hot spot) 방지판을 사용하였다.
즉, 액정 디스플레이의 백라이트 유닛(Backlight Unit)(90)은 인쇄회로기판(60)에 실장된 복수개의 측면 발광 다이오드 패키지(50) 각각의 상부에 핫스팟(Hot spot) 방지판(80)을 올려놓고, 그 핫스팟 방지판(80) 상부에 도광판(85)을 위치시켜 구성하고, 상기 도광판(85)으로부터 이격된 상부에 액정 디스플레이(95)를 위치시켜, 백라이트 유닛(90)과 액정 디스플레이(95)는 조립되어 있다.
이렇게 구성된 백라이트 유닛(90)은 복수개의 측면 발광 다이오드 패키지(50) 상부에 다이버터(Diverter)라는 핫스팟 방지판(80)을 올려놓는 조립공정을 수행해야 되기 때문에, 조립 공정이 복잡하게 되는 단점이 있다.
또한, 조립 공정 중에, 복수개의 측면 발광 다이오드 패키지(50) 상부에서 핫스팟 방지판(80)의 정렬이 오정렬이 발생될 경우, 최종적인 디스플레이의 화면에 핫스팟과 유사한 반점이 생성되는 문제점이 있다.
더불어, 핫스팟 방지판(80)의 두께만큼 디스플레이 패널의 두께가 증가되는 단점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 상부로 출사되는 광을 측면으로 반사시키는 반사면과, 측면으로 출사되는 광을 굴절시켜 투과시키고 외부로 볼록한 곡면(曲面)형으로 이루어진 굴절면이 포함된 형상으로 측면 발광용 렌즈를 형성하여 렌즈의 상부로 방출되는 광량 감소시키고, 측면으로의 광 방출량을 월등히 증가시켜, 디스플레이에서 핫스팟(Hot spot)을 제거할 수 있는 측면 발 광용 렌즈 및 그를 이용한 발광 패키지를 제공하는 데 목적이 있다.
상기한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 바람직한 제 1 양태(樣態)는, 상부로 출사되는 광을 측면으로 반사시키는 반사면과,
측면으로 출사되는 광을 굴절시켜 투과시키고 외측으로 볼록한 곡면(曲面)형으로 이루어진 굴절면이 포함된 형상으로 이루어진 측면 발광용 렌즈가 제공된다.
상기한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 바람직한 제 2 양태(樣態)는, 반구 형상의 상부에 원뿔 형태로 깎아져 이루어진 반사면과,
반구 형상의 측면으로 이루어진 굴절면이 포함된 형상으로 이루어진 측면 발광용 렌즈가 제공된다.
상기한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 바람직한 제 3 양태(樣態)는, 발광 소자와;
상기 발광 소자가 본딩된 베이스 부재와;
상기 발광 소자와 전기적으로 연결된 단자와;
상기 단자를 노출시키며, 상기 발광 소자와 베이스 부재의 적어도 일부면 이상을 몰딩하는 몰딩부와;
상기 발광 소자에서 출사된 광을 측면으로 반사하는 반사면과, 측면으로 광을 굴절시키고 외부로 볼록한 곡면(曲面)형으로 이루어진 굴절면이 포함되어 구비된 형상으로 이루어진 측면 발광용 렌즈로 구성된 측면 발광용 렌즈를 이용한 발광 패키지가 제공된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 6은 본 발명에 따른 측면 발광용 렌즈의 단면도로서, 본 발명의 측면 발광용 렌즈(200)는 상부로 출사되는 광을 측면으로 반사시키는 반사면(201)과, 측면으로 출사되는 광을 굴절시켜 투과시키고 외부로 볼록한 곡면(曲面)형으로 이루어진 굴절면(202)이 포함된 형상으로 이루어져 있다.
이러한, 측면 발광용 렌즈(200)는 발광원인 발광 소자(100)에서 방사된 광이 반사면(201)에 접촉되면, 반사되어 렌즈의 측면인 'M'경로로 방출되고, 광이 굴절면(202)에 접촉되면, 투과되어 렌즈의 측면인 다른 경로 'N'으로 방출된다.
즉, 상기 측면 발광용 렌즈(200)는 반구 형상의 상부에 원뿔 형태로 깎아져 이루어진 반사면과, 반구 형상의 측면으로 이루어진 굴절면이 구비된다.
한편, 상기 측면 발광용 렌즈(200)의 하부에는 발광원인 발광 소자를 내부에 수용할 수 있는 수용홈(203)이 형성될 수 있다.
또한, 상기 측면 발광용 렌즈(200)는 PC(Polycarbonat), PMMA(Polymethylmethacrolate), 실리콘(Silicone), 플루로카아본 폴리머(Fluorocarbon polymers)와 PEI(Polyetherimide) 중 어느 하나로 형성한다.
그러므로, 본 발명의 측면 발광용 렌즈는 단일의 굴절면이 형성되고, 곡면 형상으로 형성되어 있어, 굴절면이 2개이고, V 형상의 홈을 갖는 종래의 렌즈와 대비하여 측면으로의 광 방출량을 월등히 증가시켜, 디스플레이에서 핫스팟(Hot spot)을 제거할 수 있는 피크(Peak) 효과가 있다.
즉, 본 발명의 측면 발광용 렌즈는 종래기술에 비하여 V 형상의 홈의 꼭지점을 수반하지 않기 때문에, 렌즈의 측면의 방출되는 광량을 증가시킬 수 있는 것이다.
도 7a 내지 7c는 본 발명에 따른 측면 발광용 렌즈의 실시예를 도시한 단면도로서, 먼저, 측면 발광용 렌즈(200)의 반사면(201)에는 반사막(210)을 코팅한다.
여기서, 반사막(210)은 금속막 또는 HR(High reflective)막으로 형성하며, 이 금속막은 Ag, Al와 Rh 중 어느 하나 또는 조합된 막이다.
이 반사막(210)을 코팅하면, 렌즈(200)의 상부로는 광 방출이 되지않고, 렌즈(200)의 측면으로만 광이 방출되게 된다.
즉, 종래 기술의 핫스팟(Hot spot)을 완전히 제거하여, 디스플레이 적용시 화질을 개선할 수 있게 된다.
그리고, 도 7b와 같이, 코팅된 반사막(210) 상부에 비 투과용 물질막(220)을 더 코팅하면, 렌즈(200)의 반사면으로는 광이 빠져날올 수 없게 된다.
더불어, 도 7c와 같이, V 형상의 홈으로 형성된 반사면 내부에 반사막(210)이 코팅되어 있고, 이 V 형상의 홈 내부에 비 투과용 물질막(220)을 충진할 수도 있다.
도 8은 본 발명에 따른 측면 발광 패키지의 단면도로서, 측면 발광 패키지는 발광 소자와; 상기 발광 소자가 본딩된 베이스 부재와; 상기 발광 소자와 전기적으로 연결된 단자와; 상기 단자를 노출시키며, 상기 발광 소자와 베이스 부재의 적어 도 일부면 이상을 몰딩하는 몰딩부와; 상기 발광 소자에서 출사된 광을 입력받아 측면으로 인출하도록, 상기 몰딩부에 본딩되어 있는 측면 발광용 렌즈(200)로 구성된다.
도 8는 측면 발광 패키지의 일례로, 전술된 발광 소자(100)는 베이스 부재인 히트 슬러그(Slug)(301)에 본딩되어 있고, 히트 슬러그(301)으로부터 이격된 외측에 위치되는 단자인 리드(310a,310b)에 와이어(311) 본딩되어, 발광 소자(100)와 리드(310a,310b)는 전기적으로 연결되어 있다.
그리고, 상기 발광 소자(100), 히트 슬러그(301), 와이어(311) 및 리드(310a,310b)의 일부는 몰딩 수지(320)로 몰딩되어 있다.
이 때, 상기 히트 슬러그(301)의 일부는 몰딩 수지(320) 외부로 노출시켜 발광 소자(100)에서 발생된 열을 용이하게 방출하도록 하고, 리드(310a,310b)는 몰딩 수지(320) 외부로 노출시켜 외부와 전기적으로 연결하는 것이다.
이와 같이, 발광 소자는 히트 슬러그(301)와 같은 베이스 부재에 본딩할 수 있으나, 이 베이스 부재는 도전성 라인이 형성된 서브마운트 기판 또는 반사용 홈이 형성된 서브마운트 기판으로도 사용할 수 있다.
그러므로, 측면 발광 패키지 구조를 구현하는 방법은 다양하다.
도 9a 내지 9d는 본 발명에 따른 측면 발광 패키지의 발광 분포도로서, 도 10에 도시된 바와 같이, 측면 발광용 렌즈(200) 반사면(201)의 경사각(α)은 측면 발광 특성을 고려하여 조절할 수 있다.
이 때, 측면 발광용 렌즈(200) 반사면(201)의 경사각은 V홈의 꼭지점(201a) 에서 반사면(201)까지의 각도이며, 이 경사 각도에 따른 발광 분포는 45도(도 9a)에서 광출력이 100%가 되고, 55도(도 9b)에서 광출력은 98%이고, 65도(도 9c)에서 광출력은 93%이고, 75도(도 9d)에서 광출력은 81%이다.
그러나, 발광 분포도에서 알수 있듯이, 경사 각도가 45도에서 75도로 갈수록 광은 더욱 더 측면으로 방출된다.
결국, 경사 각도에 따라 측면 발광 분포 및 발광 효율은 상관 관계가 있고, 최적의 광분포를 유지하기 위하여 경사 각도는 20도 ~ 80도가 바람직하다.
도 11a와 11b는 본 발명에 따른 측면 발광 패키지의 베이스 부재에 발광 소자가 본딩된 상태를 도시한 단면도로서, 베이스 부재(300)에 청색광을 방출하는 청색 발광 소자(101a)와 노란색광을 방출하는 노란색 발광 소자(101b)을 본딩하여 백색광을 측면 발광시킬 수 있다.(도 11a)
그리고, 도 11b에 도시된 바와 같이, 상기 베이스 부재(300)에 적색광을 방출하는 적색 발광 소자(102a), 녹색광을 방출하는 녹색 발광 소자(102a)와 청색광을 방출하는 청색 발광 소자(102c)을 본딩하여 백색광을 측면 발광시킬 수 있다.(도 11b)
한편, 도면에서는 도시하지 않았지만, 백색광을 방출하는 단일 발광 소자를 베이스 부재(300)에 본딩하여 백색광을 측면 발광시킬 수도 있다.
도 12는 본 발명에 따른 측면 발광 패키지의 베이스 부재에 복수개의 발광 소자가 본딩된 상태를 도시한 평면도로서, 도 12의 점선(250)은 렌즈가 존재하는 영역이고, 이 렌즈가 존재하는 영역 내부에 측면 발광 패키지의 베이스 부재(300) 가 위치된다.
이 베이스 부재(300) 상부에는 복수개의 발광 소자들(103)을 본딩함으로써, 광 출력을 향상시킬 수 있다.
여기서, 복수개의 발광 소자들(103)은 백색 발광 소자들; 적,청,녹 발광 소자들과; 청색, 노란색 발광 소자들 중 어느 하나로 이루어져 있는 것이다.
도 13은 본 발명에 따른 측면 발광 패키지가 실장된 인쇄회로기판의 다른 단면도로서, 인쇄회로기판(400) 상부에 상호 이격된 복수개의 측면 발광 패키지(500)를 실장한다.
상기 복수개의 측면 발광 패키지(500)가 실장된 인쇄회로기판(400)은 디스플레이의 백라이트 유닛으로 사용될 수 있는데, 종래 기술과는 대비하여 다이버터(Diverter)라는 핫스팟 방지판이 필요없기 때문에, 디스플레이 패널의 조립 공정이 단순하게 되고, 핫스팟 방지판의 오정렬을 우려하지 않아도 되고, 측면 발광 효율이 우수하기 때문에, 디스플레이의 화질이 향상되는 장점이 있다.
또한, 핫스팟 방지판의 두께만큼 디스플레이 패널의 두께가 얇아지므로, 디스플레이 패널의 두께를 감소시킬 수 있는 것이다.
도 14는 본 발명에 따른 측면 발광 렌즈를 이용하여 발광 소자가 실장된 인쇄회로기판의 단면도로서, 인쇄회로기판(400) 상부에 상호 이격된 복수개의 발광 소자(100)를 도전성 본딩하고, 이 발광 소자(100)를 감싸며 본 발명의 측면 발광 렌즈(200)를 본딩한다.
이렇게 발광 소자(100)를 인쇄회로기판(400)에 직접 본딩하면, 디스플레이의 백라이트 유닛으로 사용될 때, 디스플레이 패널의 두께를 감소시킬 수 있는 것이다.
이상 상술한 바와 같이, 본 발명은 상부로 출사되는 광을 측면으로 반사시키는 반사면과, 측면으로 출사되는 광을 굴절시켜 투과시키고 외부로 볼록한 곡면(曲面)형으로 이루어진 굴절면이 포함된 형상으로 측면 발광용 렌즈를 형성하여 렌즈의 상부로 방출되는 광량 감소시키고, 측면으로의 광 방출량을 월등히 증가시켜, 디스플레이에서 핫스팟(Hot spot)을 제거할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (12)

  1. 상부로 출사되는 광을 측면으로 반사시키는 반사면과,
    측면으로 출사되는 광을 굴절시켜 투과시키고 외측으로 볼록한 곡면(曲面)형으로 이루어진 굴절면이 포함된 형상으로 이루어진 측면 발광용 렌즈.
  2. 반구 형상의 상부에 원뿔 형태로 깎아져 이루어진 반사면과,
    반구 형상의 측면으로 이루어진 굴절면이 포함된 형상으로 이루어진 측면 발광용 렌즈.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 반사면에는 반사막이 더 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 측면 발광용 렌즈.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 반사막 상부에 비투과용 물질막이 더 코팅되어 있는 것을 특징으로 하 는 측면 발광용 렌즈.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 반사막은 금속막 또는 HR(High reflective)막인 것을 특징으로 하는 측면 발광용 렌즈.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 형상의 재질은,
    PC(Polycarbonat), PMMA(Polymethylmethacrolate), 실리콘(Silicone), 플루로카아본 폴리머(Fluorocarbon polymers)와 PEI(Polyetherimide) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 측면 발광용 렌즈.
  7. 발광 소자와;
    상기 발광 소자가 본딩된 베이스 부재와;
    상기 발광 소자와 전기적으로 연결된 단자와;
    상기 단자를 노출시키며, 상기 발광 소자와 베이스 부재의 적어도 일부면 이상을 몰딩하는 몰딩부와;
    상기 발광 소자에서 출사된 광을 측면으로 반사하는 반사면과, 측면으로 광 을 굴절시키고 외부로 볼록한 곡면(曲面)형으로 이루어진 굴절면이 포함되어 구비된 형상으로 이루어진 측면 발광용 렌즈로 구성된 측면 발광용 렌즈를 이용한 발광 패키지.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 반사면에는 반사막이 더 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 측면 발광용 렌즈를 이용한 발광 패키지.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 베이스 부재는,
    히트 슬러그, 도전성 라인이 형성된 서브마운트 기판과 반사용 홈이 형성된 서브마운트 기판 중 어느 하나 인 것을 특징으로 하는 측면 발광용 렌즈를 이용한 발광 패키지.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 측면 발광용 렌즈의 경사 각도는,
    20도 ~ 80도인 것을 특징으로 하는 측면 발광용 렌즈를 이용한 발광 패키지.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 발광 소자는 복수개인 것을 특징으로 하는 측면 발광용 렌즈를 이용한 발광 패키지.
  12. 제 7 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 발광 소자는,
    청색광을 방출하는 청색 발광 소자와 노란색광을 방출하는 노란색 발광 소자;
    적색광을 방출하는 적색 발광 소자, 녹색광을 방출하는 녹색 발광 소자와 청색광을 방출하는 청색 발광 소자와;
    백색광을 방출하는 단일 발광 소자 중 어느 하나 인것을 특징으로 하는 측면 발광용 렌즈를 이용한 발광 패키지.
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110107631A (ko) * 2010-03-25 2011-10-04 엘지이노텍 주식회사 발광 소자 패키지 및 이를 구비한 라이트 유닛
KR20110115320A (ko) * 2010-04-15 2011-10-21 엘지이노텍 주식회사 발광소자 패키지, 그 제조방법 및 조명시스템
WO2013081417A1 (en) * 2011-12-02 2013-06-06 Seoul Semiconductor Co., Ltd. Light emitting module and lens
KR20140049274A (ko) * 2012-10-17 2014-04-25 엘지이노텍 주식회사 광원 모듈 및 이를 구비한 조명시스템
WO2014126278A1 (ko) * 2013-02-14 2014-08-21 엘지전자 주식회사 디스플레이 장치
US9379297B2 (en) 2014-02-06 2016-06-28 Samsung Display Co., Ltd. LED light source package
KR101713276B1 (ko) * 2016-01-06 2017-03-09 주식회사 옵티움 측면 방출 렌즈 및 이를 이용한 엘이디 백라이트 유닛
US10047930B2 (en) 2011-12-02 2018-08-14 Seoul Semiconductor Co., Ltd. Light emitting module and lens
KR20190003892A (ko) * 2017-06-30 2019-01-10 주식회사 세미콘라이트 반도체 발광소자 및 이의 제조 방법
KR20190003893A (ko) * 2017-06-30 2019-01-10 주식회사 세미콘라이트 반도체 발광소자 및 이의 제조 방법
WO2018217006A3 (ko) * 2017-05-23 2019-01-17 주식회사 세미콘라이트 반도체 발광소자 및 이의 제조 방법

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100426089C (zh) * 2006-11-16 2008-10-15 友达光电股份有限公司 显示器及其透镜
KR101550774B1 (ko) * 2009-06-16 2015-09-08 주식회사 아모센스 엘이디 패키지용 렌즈 및 이를 채용한 엘이디 패키지
KR101028304B1 (ko) * 2009-10-15 2011-04-11 엘지이노텍 주식회사 발광 장치
CN102213369A (zh) * 2010-04-02 2011-10-12 亿光电子工业股份有限公司 发光二极管灯具
CN101832499A (zh) * 2010-05-28 2010-09-15 深圳市日锋电子有限公司 一种led射灯
CN102072458B (zh) * 2010-11-20 2012-08-29 特殊光电科技(中山)有限公司 用于led灯具的透镜
BR112013014641A2 (pt) * 2010-12-31 2016-09-27 Ge Lighting Solutions Llc aparelho emissor de luz e lâmpada
WO2012099145A1 (ja) * 2011-01-20 2012-07-26 シャープ株式会社 発光装置、照明装置、表示装置及び発光装置の製造方法
CN102748709B (zh) * 2011-04-21 2014-05-14 海洋王照明科技股份有限公司 一种全反射透镜和使用该透镜的led灯具
CN102252267A (zh) * 2011-07-26 2011-11-23 青岛海信电器股份有限公司 透镜、led光源装置和led背光模组
CN103311399B (zh) * 2012-03-15 2015-10-07 展晶科技(深圳)有限公司 Led发光装置
CN104968997A (zh) * 2012-09-19 2015-10-07 温特斯科技有限公司 用于散射光的装置
CN103792596B (zh) * 2012-10-30 2016-07-06 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 透镜及使用该透镜的光学模组
CN103868019A (zh) * 2012-12-17 2014-06-18 全亿大科技(佛山)有限公司 透镜以及应用该透镜的发光二极管灯具
KR101524914B1 (ko) 2013-03-28 2015-06-01 엘지이노텍 주식회사 광확산 소자, 및 이를 갖는 발광소자 어레이 유닛
CN103278869A (zh) * 2013-06-17 2013-09-04 苏州金科信汇光电科技有限公司 可把光转折为水平的透镜
US9010951B2 (en) * 2013-07-05 2015-04-21 Lg Innotek Co., Ltd. Optical lens, light emitting device, and display
KR20150009860A (ko) 2013-07-17 2015-01-27 서울반도체 주식회사 광 확산 렌즈, 이를 구비한 발광 디바이스
US20170114979A1 (en) * 2014-03-24 2017-04-27 Lg Innotek Co., Ltd. Lens and light-emitting device module comprising the same
KR102294836B1 (ko) * 2014-06-20 2021-08-27 삼성디스플레이 주식회사 백라이트 광원용 렌즈 조립체 및 이를 포함하는 백라이트 유닛
US20160252233A1 (en) * 2014-07-17 2016-09-01 Seoul Semiconductor Co., Ltd. Light diffusing lens and light emitting device including the same
CN105318274B (zh) * 2014-07-24 2020-04-21 中强光电股份有限公司 透镜及背光模块
CN104344347A (zh) * 2014-10-14 2015-02-11 程灏波 一种基于单颗led立式滑行道边灯的自由曲面透镜
CN108919470A (zh) * 2018-09-13 2018-11-30 深圳创维-Rgb电子有限公司 一种光路转换镜头

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110107631A (ko) * 2010-03-25 2011-10-04 엘지이노텍 주식회사 발광 소자 패키지 및 이를 구비한 라이트 유닛
KR20110115320A (ko) * 2010-04-15 2011-10-21 엘지이노텍 주식회사 발광소자 패키지, 그 제조방법 및 조명시스템
US10047930B2 (en) 2011-12-02 2018-08-14 Seoul Semiconductor Co., Ltd. Light emitting module and lens
WO2013081417A1 (en) * 2011-12-02 2013-06-06 Seoul Semiconductor Co., Ltd. Light emitting module and lens
EP4001747A1 (en) * 2011-12-02 2022-05-25 Seoul Semiconductor Co., Ltd. Lens for a light-emitting diode chip
EP2786428A4 (en) * 2011-12-02 2015-08-12 Seoul Semiconductor Co Ltd LIGHT EMITTING MODULE AND ASSOCIATED LENS
US10060579B2 (en) 2011-12-02 2018-08-28 Seoul Semiconductor Co., Ltd. Light emitting module and lens
KR20140049274A (ko) * 2012-10-17 2014-04-25 엘지이노텍 주식회사 광원 모듈 및 이를 구비한 조명시스템
US10151448B2 (en) 2013-02-14 2018-12-11 Lg Electronics Inc. Display apparatus
US9829180B2 (en) 2013-02-14 2017-11-28 Lg Electronics Inc. Display apparatus
WO2014126278A1 (ko) * 2013-02-14 2014-08-21 엘지전자 주식회사 디스플레이 장치
US9722155B2 (en) 2014-02-06 2017-08-01 Samsung Display Co., Ltd. LED light source package
US9379297B2 (en) 2014-02-06 2016-06-28 Samsung Display Co., Ltd. LED light source package
KR101713276B1 (ko) * 2016-01-06 2017-03-09 주식회사 옵티움 측면 방출 렌즈 및 이를 이용한 엘이디 백라이트 유닛
WO2018217006A3 (ko) * 2017-05-23 2019-01-17 주식회사 세미콘라이트 반도체 발광소자 및 이의 제조 방법
KR20190003892A (ko) * 2017-06-30 2019-01-10 주식회사 세미콘라이트 반도체 발광소자 및 이의 제조 방법
KR20190003893A (ko) * 2017-06-30 2019-01-10 주식회사 세미콘라이트 반도체 발광소자 및 이의 제조 방법

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