KR20130062222A - Light emitting module and lens - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A light emitting module and a lens are provided to reduce the change of light orientation distribution by using a vertical surface to a central axis in a recess part. CONSTITUTION: An upper surface(35) emit incident light to a lower surface(31). A recess part(31a) is located in the center area of the lower surface. The width of the recess part gradually decreases narrow upwardly. The inner surface of the recess part includes a lateral surface and an upper surface. The upper surface is smaller than the entrance of the recess part.

Description

발광 모듈 및 렌즈{LIGHT EMITTING MODULE AND LENS}Light Emitting Module and Lens {LIGHT EMITTING MODULE AND LENS}

본 발명은 발광 모듈에 관한 것으로, 특히 면 조명 또는 액정 디스플레이의 백라이트용으로 사용하기 위해 렌즈를 구비하는 발광 모듈에 관한 것이다. The present invention relates to a light emitting module, and more particularly to a light emitting module having a lens for use for surface illumination or for backlighting of liquid crystal displays.

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 two types of edge type and direct type for backlighting a liquid crystal display. The edge type is to arrange LEDs on the side of the light guide plate and to backlight the liquid crystal panel by using the light guide plate with the light incident from the light source, which can reduce the number of LEDs and does not require a high quality deviation between the LEDs. The advantage is that low-power products can be developed. However, the edge type is difficult to overcome the contrast difference between the edge portion and the center region of the liquid crystal display, and there is a limit in realizing 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, the direct type is to backlight the liquid crystal panel by arranging a plurality of LEDs at regular intervals directly below the liquid crystal panel, and can overcome the difference in contrast between the corner portion and the center region and also realize 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 does not evenly backlight a relatively large area, a large number of LEDs need to be densely arranged, thereby increasing power consumption. In addition, when there is a quality deviation between the LEDs, the liquid crystal panel is not uniformly backlighted to secure the 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.To reduce the number of LEDs used, a technique may be used to disperse light by placing a lens in each LED. However, even a slight change in alignment between the LED and the lens may cause a significant change in the distribution of light emitted through the lens, thereby making it more difficult to uniformly backlight the liquid crystal panel.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 광을 분산시키는 렌즈 및 그것을 구비하는 발광 모듈을 제공하는 것으로, 특히 LED와 렌즈 사이의 정렬 공차를 증가시킬 수 있는 렌즈 및 발광 모듈을 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide a lens for dispersing light and a light emitting module having the same, in particular 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 that 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 상부면은 중심축에 위치하는 오목면을 포함한다. 한편, 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 위치한다.A light emitting module according to embodiments of the present invention includes a light emitting diode chip; And a lens for dispersing a luminous flux of light emitted from the light emitting diode chip. The lens may further include a lower surface having a concave portion into which light emitted from the light emitting diode chip is incident; And an upper surface on which light incident to the recess is emitted. Here, the upper surface includes a concave surface located on the central axis. Meanwhile, the recessed 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 of the surface perpendicular to the central axis and the surface convex downward is the inlet of the recess. It is located confined in an area narrower than the area of.

상기 렌즈의 상부면 및 오목부는 상기 중심축을 지나는 평면에 대해 거울면 대칭 구조를 가지며, 나아가, 상기 중심축에 대해 회전체 형상을 가질 수 있다.The upper surface and the concave portion of the lens may have a mirror surface symmetrical structure with respect to the plane passing through the central axis, and further, may have a rotational shape with respect to the central axis.

또한, 상기 렌즈의 상부면은 상기 오목면에서 연속적으로 이어지는 볼록면을 포함할 수 있다.In addition, the upper surface of the lens may include a convex surface continuously running 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 disposed in at least one of a surface perpendicular to a central axis and a convex surface downward in a recess of the lower surface, and a surface located closer to the central axis than the at least one surface. This can be formed. The light scattering pattern may be formed as a concave-convex pattern and further disperse the light emitted from the light emitting diode chip near the central axis.

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

몇몇 실시예들에 있어서, 상기 발광 모듈은 상기 하부면의 오목부 내에서 중심축에 수직한 면 및 아래로 볼록한 면 중 적어도 하나의 면과, 상기 적어도 하나의 면보다 중심축에 더 가깝게 위치하는 면에 상기 렌즈와 굴절률이 다른 물질층을 더 포함할 수 있다.In some embodiments, the light emitting module has at least one of a surface perpendicular to a central axis and a convex surface downward in a recess of the lower surface, and a surface located closer to the central axis than the at least one surface. The lens may further include a material layer having a different refractive index from that of the lens.

나아가, 상기 발광 모듈은 상기 상부면의 오목면에 상기 렌즈와 굴절률이 다른 물질층을 더 포함할 수 있다.Further, the light emitting module may further include a material layer having a refractive index different from that of the lens on the concave surface of the upper surface.

한편, 상기 중심축에 수직한 면 및 아래로 볼록한 면 중 적어도 하나의 면은 상기 상부면의 오목면과 볼록면이 만나는 변곡선들로 둘러싸인 영역보다 좁은 영역 내에 한정되어 위치할 수 있다. 또한, 상기 중심축에 수직한 면 및 아래로 볼록한 면 중 적어도 하나의 면은 상기 발광 소자의 광 출사면 영역보다 좁은 영역 내에 한정되어 위치할 수 있다.On the other hand, at least one of the surface perpendicular to the central axis and the convex surface below the concave surface and the convex surface of the upper surface may be located in a narrower area than the area surrounded by the inflection lines meet. In addition, at least one of a surface perpendicular to the central axis and a surface convex downward may be located within a narrower area than a light emission surface area of the light emitting device.

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 the surface perpendicular to the central axis and the convex surface 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, the light emitting device comprising: the light emitting diode chip; A housing in which the light emitting diode chip is mounted; And a wavelength conversion layer for wavelength converting light emitted from the light emitting diode chip. The wavelength conversion layer may be positioned 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 may have a leg portion, and the leg portion may 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, 렌즈의 오목부에서 1차 굴절이 발생되고, 렌즈의 상부 표면에서 다시 2차 굴절이 발생됨으로써 광을 넓게 분산시킬 수 있는 렌즈를 제공할 수 있다. 나아가, 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.According to embodiments of the present invention, a primary refraction occurs in the concave portion of the lens, and the second refraction occurs again on the upper surface of the lens, thereby providing a lens capable of widely dispersing light. Furthermore, the alignment tolerance of the LED chip or the light emitting element and the lens can be increased by including the flat surface or the convex surface instead of the concave surface of the concave upper end side of the lens. In addition, changes in the light directivity distribution characteristic due to the shape of the upper end side of the concave portion of the lens can be alleviated, thereby increasing the lens manufacturing process margin, thereby facilitating lens production.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 모듈을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 2는 발광 소자를 설명하기 위한 개략적인 사시도이다.
도 3은 렌즈의 다양한 변형예를 설명하기 위한 단면도들이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 모듈을 설명하기 위한 렌즈의 단면도들이다.
도 5는 시뮬레이션에 사용된 발광 모듈의 치수를 설명하기 위한 단면도이다.
도 6은 도 5의 렌즈의 형상을 설명하기 위한 그래프들이다.
도 7은 도 5의 렌즈의 광선 진행 방향을 나타낸다.
도 8은 조도 분포를 나타내는 그래프들로서, (a)는 발광 소자의 조도 분포를 나타내고, (b)는 렌즈 사용에 따른 발광 모듈의 조도 분포를 나타낸다.
도 9는 광 지향 분포를 나타내는 그래프들로서, (a)는 발광 소자의 광 지향 분포를 나타내고, (b)는 렌즈 사용에 따른 발광 모듈의 광 지향 분포를 나타낸다.1 is a schematic cross-sectional view for describing a light emitting module according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic perspective view illustrating a light emitting device.
3 are cross-sectional views illustrating various modifications of the lens.
4 is a cross-sectional view of a lens for describing a light emitting module according to another embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view for explaining the dimensions of the light emitting module used in the simulation.
6 are graphs for describing the shape of the lens of FIG. 5.
FIG. 7 illustrates a beam propagation direction of the lens of FIG. 5.
8 is a graph showing illuminance distribution, (a) shows illuminance distribution of the light emitting device, and (b) shows illuminance distribution of the light emitting module according to the use of a lens.
9 is a graph showing a light directivity distribution, (a) shows a light directivity distribution of the light emitting device, and (b) shows a light directivity distribution of the light emitting module according to the use of a lens.

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, widths, lengths, thicknesses, and the like of components may be exaggerated for convenience. Like numbers refer to like elements throughout.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 모듈을 설명하기 위한 개략적인 단면도이고, 도 2는 상기 발광 모듈에 사용되는 발광 소자를 설명하기 위한 사시도이다.1 is a schematic cross-sectional view illustrating a light emitting module according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view illustrating a light emitting device used in the light emitting module.

도 1을 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 매트릭스 또는 벌집 모양 등 다양하게 배열될 수 있다.Referring to FIG. 1, 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 illustrated, the plurality of light emitting elements 20 may be arranged in various shapes such as a matrix or a honeycomb 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 있다. 또한, 상기 인쇄회로기판(10)은 FR4와 같은 절연성 기판 재료를 기반으로 할 수 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 to which terminals of the light emitting device 20 are bonded. In addition, the printed circuit board 10 may include a reflective film on an upper surface thereof. The printed circuit board 10 may be a metal-core PCB (MCPCB) based on a metal having good thermal conductivity. In addition, the printed circuit board 10 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 dissipate heat generated by the light emitting device 20.

상기 발광 소자(20)는, 도 2에 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 포함한다. 상기 발광 소자(20)는 또한 상기 하우징(21)에 지지된 리드 단자들(도시하지 않음)을 포함한다.As shown in FIG. 2, the light emitting device 20 includes a housing 21, a wavelength conversion covering the light emitting diode chip 23 and the light emitting diode chip 23 mounted on the housing 21. Layer 25. The light emitting element 20 also includes lead terminals (not shown) supported by the housing 21.

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.The housing 21 constituting the package body may be made by injection molding a plastic resin such as PA or PPA. In this case, the housing 21 may be molded in a state of supporting the lead terminals by an injection molding process, and may also have a cavity 21a for mounting the light emitting diode chip 23. The cavity 21a defines a light emission 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 disposed to be 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 lead terminals. The light emitting diode chip 23 may be a gallium nitride-based light emitting diode emitting ultraviolet 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.Meanwhile, 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 then filling the cavity 21a with a molding resin containing a phosphor. In this case, the wavelength conversion layer 25 may fill the cavity 21a of the housing 21 and the upper surface may be substantially flat or convex. In addition, 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, a light emitting diode chip 23 having a conformal phosphor coating layer formed thereon may be mounted on the housing 21. That is, the conformal coating layer of the phosphor may be applied onto 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. Furthermore, this molding resin can 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 light emitted from the light emitting diode chip 23 to implement 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 directivity distribution of a mirror symmetrical structure, and in particular, may be designed to have a light directivity distribution of a rotationally symmetrical structure. At this time, the axis of the light emitting element that is directed toward the center of the light directivity distribution is defined as the optical axis (L). That is, the light emitting device 20 is designed to have a light directivity distribution symmetrically around the optical axis L. FIG. In general, the cavity 21a of the housing 21 may be formed to have a mirror symmetrical structure, and the optical axis L may be defined as a straight line passing through the center of the cavity 21a.

다시, 도 1을 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.Referring again to FIG. 1, the lens 30 may include a lower surface 31 and an upper surface 35, and may also include 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 is formed in a substantially disk-shaped plane, the recess 31a is located at the center portion. The lower surface 31 need not be flat, and various uneven patterns may be formed.

한편, 상기 오목부(31a)의 내면은 측면(33a)과 상단면(upper end surface, 33b)을 가지며, 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 렌즈(30)의 중심축으로 정의된다. On the other hand, the inner surface of the concave portion 31a has a side surface 33a and an upper end surface 33b, the upper surface 33b is perpendicular to the central axis C, and the side surface 33a is It extends from the upper end surface 33b to the inlet of the recessed part 31a. Here, the central axis C is defined as the central axis of the lens 30 which is the center of the light directing distribution emitted from the lens 30 when aligned with the optical axis L of the light emitting device 20.

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.The concave portion 31a may have a shape in which the width thereof becomes narrower as it goes up from the entrance. That is, the side surface 33a is closer to the central axis C from the inlet to the top surface 33b. Therefore, the area of the upper surface 33b can be made relatively smaller than the inlet. The side surface 33a may be relatively inclined near the top surface 33b.

상기 상단면(33b) 영역은 오목부(31a)의 입구 영역보다 좁은 영역 내에 한정된다. 나아가, 상기 상단면(33b) 영역은 상부면(35)의 오목면(35a)과 볼록면(35b)에 의해 형성되는 변곡선으로 둘러싸인 영역보다 좁은 영역 내에 한정될 수 있다. 더욱이, 상단면(33b) 영역은 발광 소자(20)의 캐비티(21a) 영역, 즉 광 출사 영역보다 좁은 영역 내에 한정되어 위치할 수 있다.The region of the upper surface 33b is defined within a region narrower than the inlet region of the recess 31a. Furthermore, the region of the upper surface 33b may be defined within a region narrower than the region surrounded by the inflection line formed by the concave surface 35a and the convex surface 35b of the upper surface 35. In addition, the region of the upper surface 33b may be limitedly positioned within the cavity 21a region of the light emitting device 20, that is, the region narrower than the light emission 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 area of the upper surface 33b is a change in the directional distribution of light emitted through the upper surface 35 of the lens 30 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 upper surface 33b may be minimized in consideration of the 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 a concave surface 35a and a convex surface 35b continuously connected to the concave surface 35a with respect to the central axis C. The line where the concave surface 35a and the convex surface 35b meet becomes an inflection line. The concave surface 35a refracts the light emitted near the central axis C of the lens 30 at a relatively large angle to disperse the light near the central axis C. FIG. 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 중심축(C)에 대해 대칭 구조를 갖는다. 예컨대, 상기 상부면(35) 및 오목부(31a)는 중심축(C)을 지나는 면에 대해 거울면 대칭 구조를 가지며, 나아가, 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 have a symmetrical structure with respect to the central axis C. As shown in FIG. For example, the upper surface 35 and the concave portion 31a may have a mirror surface symmetrical structure with respect to the surface passing through the central axis C, and may further have a rotating body shape with respect to the central axis C. In addition, the shape of the concave portion 31a and the upper surface 35 may have various shapes according to the required light directivity 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.On the other hand, the flange 37 connects the upper surface 35 and the lower surface 31 and defines the outer size of the lens. Concave-convex patterns may be formed on the side surfaces and the lower surface 31 of the flange 37. Meanwhile, the leg portion 39 of the lens 30 is coupled to the printed circuit board 10 to support the lower surface 31 so as to be spaced apart from the printed circuit board 10. The coupling is such that the tip of each of the legs 39 is glued onto the printed circuit board 10 by, for example, an adhesive, or each of the legs 39 is fitted into a hole formed in the printed circuit board 10. Is done.

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 recess 31a. The housing 21 of the light emitting device 20 is positioned below the lower surface 31, and furthermore, the wavelength conversion layer 25 of the light emitting device 20 is separated from the recess 31a by the lower surface 31. It can be located below. Therefore, the light propagating in the recess 31a can be prevented from being absorbed and lost by the housing 21 or the wavelength conversion layer 25.

본 실시예에 따르면, 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)에 상대적으로 첨예한 정점을 형성하지 않기 때문에, 렌즈 제작이 쉬워진다.According to the present embodiment, by forming a surface perpendicular to the central axis C in the concave portion 31a, even if an alignment error between the light emitting element 20 and the lens 30 occurs, the light is directed from the lens 30. Changes in the distribution can be mitigated. Furthermore, since no sharp vertices are formed in the concave portion 31a, lens fabrication becomes easy.

도 3은 렌즈의 다양한 변형예를 설명하기 위한 단면도들이다. 여기서는 도 1의 오목부(31a)의 다양한 변형예를 설명한다.3 are cross-sectional views illustrating various modifications of the lens. Here, various modifications of the recess 31a of FIG. 1 will be described.

도 3(a)는 도 1에서 설명한 중심축(C)에 수직한 상단면(33b) 중 중심축(C) 근처의 일부분이 아래로 볼록한 면을 형성한다. 이 볼록한 면에 의해 중심축(C) 근처로 입사되는 광을 1차적으로 제어할 수 있다.FIG. 3 (a) shows a surface in which a portion near the central axis C is convex downward from the upper surface 33 b perpendicular to the central axis C described in FIG. 1. By this convex surface, light incident near the central axis C can be primarily controlled.

도 3(b)는 도 3(a)와 유사하나, 도 3(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.3 (b) is similar to FIG. 3 (a) except that a surface perpendicular to the central axis C of the upper surface of FIG. 3 (a) is convex upward. Since the top surface is convex and the bottom surface is mixed, it is possible to mitigate the change in light directivity distribution due to the alignment error of the light emitting device and the lens.

도 3(c)는 도 1에서 설명한 중심축(C)에 수직한 상단면(33b) 중 중심축(C) 근처의 일부분이 위로 볼록한 면을 형성한다. 이 볼록한 면에 의해 중심축(C) 근처로 입사되는 광을 더 분산시킬 수 있다.3 (c) forms a surface of which a portion near the central axis C is convex upward from the upper surface 33b perpendicular to the central axis C described with reference to FIG. 1. By this convex surface, light incident near the central axis C can be further dispersed.

도 3(d)는 도 3(c)와 유사하나, 도 3(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.3 (d) is similar to FIG. 3 (c), except that a surface perpendicular to the central axis C is formed to be convex downward from the top surface of FIG. 3 (c). Since the top surface is convex and the bottom surface is mixed, it is possible to mitigate the change in light directivity distribution due to the alignment error of the light emitting device and the lens.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 모듈을 설명하기 위한 렌즈의 단면도들이다.4 is a cross-sectional view of a lens for describing a light emitting module according to another embodiment of the present invention.

도 4(a)를 참조하면, 상단면(33b)에 광 산란 패턴(33c)이 형성될 수 있다. 상기 광 산란 패턴(33c)은 요철 패턴으로 형성될 수 있다. 나아가, 오목면(35a)에도 광 산란 패턴(35c)이 형성될 수 있다. 상기 광 산란 패턴(35c) 또한 요철 패턴으로 형성될 수 있다.Referring to FIG. 4A, a light scattering pattern 33c may be formed on the top surface 33b. The light scattering pattern 33c may be formed as an uneven pattern. Furthermore, the light scattering pattern 35c may be formed on the concave surface 35a. The light scattering pattern 35c may also be formed as an uneven pattern.

일반적으로, 렌즈의 중심축(C) 근처로 상대적으로 많은 광속이 집중된다. 더욱이, 본 발명의 실시예들은 상단면(33b)이 중심축(C)에 수직한 면이므로, 중심축(C) 근처에서 광속이 더욱 집중될 수 있다. 따라서, 상기 상단면(33b) 및/또는 오목면(35a)에 광 산란 패턴(33c, 35c)을 형성함으로써, 중심축(C) 근처의 광속을 분산시킬 수 있다.In general, relatively many luminous fluxes are concentrated near the central axis C of the lens. Furthermore, in the embodiments of the present invention, since the top surface 33b is a plane perpendicular to the central axis C, the light flux may be further concentrated near the central axis C. FIG. Therefore, by forming the light scattering patterns 33c and 35c on the top surface 33b and / or the concave surface 35a, the light flux near the central axis C can be dispersed.

도 4(b)를 참조하면, 상단면(33b)에 렌즈(30)와 다른 굴절률을 갖는 물질층(39a)이 위치할 수 있다. 상기 물질층(39a)은 렌즈보다 굴절률이 더 클 수 있으며, 따라서, 상단면(33b)으로 입사되는 광의 경로를 변경할 수 있다.Referring to FIG. 4B, a material layer 39a having a refractive index different from that of the lens 30 may be disposed on the top surface 33b. The material layer 39a may have a larger refractive index than the lens, and thus may change a path of light incident on the top surface 33b.

나아가, 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.In addition, a material layer 39b having a refractive index different from that of the lens 30 may be disposed on the concave surface 35a. The material layer 39b may have a larger refractive index than the lens, and thus may increase the refractive angle of the light emitted through the concave surface 35a.

도 4(a)의 광 산란 패턴(33c, 35c) 및 도 4(b)의 물질층들(39a, 39b)은 도 3의 다양한 렌즈들에도 적용될 수 있다.The light scattering patterns 33c and 35c of FIG. 4A and the material layers 39a and 39b of FIG. 4B may also be applied to the various lenses of FIG. 3.

도 5는 시뮬레이션에 사용된 발광 모듈의 치수를 나타내는 단면도이다. 여기서 지시번호는 도 1 및 도 2의 지시번호를 사용한다.5 is a cross-sectional view showing the dimensions of the light emitting module used in the simulation. Here, the reference number uses the reference numbers of FIGS. 1 and 2.

발광 소자(20)의 캐비티(21a)의 직경은 2.1mm이고, 높이는 0.6mm이다. 파장 변환층(25)은 캐비티(21a)를 채우고 평평한 면을 갖는다. 한편, 발광 소자(20)와 렌즈(30)의 하부면(31)의 이격 거리(d)는 0.18mm 이고, 발광 소자(20)의 광축(L)과 렌즈의 중심축(C)이 서로 정렬되도록 배치된다.The diameter of the cavity 21a of the light emitting element 20 is 2.1 mm and the height is 0.6 mm. The wavelength conversion layer 25 fills the cavity 21a and has a flat surface. Meanwhile, the distance d between the light emitting device 20 and the lower surface 31 of the lens 30 is 0.18 mm, and the optical axis L of the light emitting device 20 and the central axis C of the lens are aligned with each other. It is arranged to be.

한편, 렌즈(30)의 높이(H)는 4.7mm이고 상부면의 폭(W1)은 15mm이고, 오목면(35a)의 폭(W2)은 4.3mm이다. 또한, 하부면(31)에 위치하는 오목부(31a) 입구의 폭(w1)은 2.3mm이고, 상단면(33b)의 폭(w2)은 0.5mm이며, 오목부(31a)의 높이(h)는 1.8mm이다.On the other hand, the height H of the lens 30 is 4.7 mm, the width W1 of the upper surface is 15 mm, and the width W2 of the concave surface 35a is 4.3 mm. In addition, the width w1 of the entrance of the recess 31a located on the lower surface 31 is 2.3 mm, the width w2 of the upper surface 33b is 0.5 mm, and the height h of the recess 31a. ) Is 1.8 mm.

도 6은 도 5의 렌즈의 형상을 설명하기 위한 그래프들이다. 여기서, (a)는 기준점(P), 거리(R), 입사각(θ1) 및 출사각(θ5)를 설명하기 위한 단면도이고, (b)는 입사각(θ1)에 따른 거리(R)의 변화를 나타내며, (c)는 입사각(θ1)에 따른 (θ5/θ1)의 변화를 나타낸다. 한편, 도 7은 기준점(P)에서 렌즈(30)로 입사되는 광선을 3°간격으로 하여 광선 진행 방향을 나타낸다.6 are graphs for describing the shape of the lens of FIG. 5. Here, (a) is a cross-sectional view for explaining the reference point (P), the distance (R), the incident angle (θ1) and the exit angle (θ5), (b) is a change in the distance (R) according to the incident angle (θ1) (C) shows the change of (θ5 / θ1) according to the incident angle (θ1). On the other hand, FIG. 7 shows the light propagation direction with the light incident on the lens 30 at the reference point P at 3 ° intervals.

도 6(a)를 참조하면, 기준점(P)은 광축(L) 상에 위치하는 발광 소자(20)의 광 출사 지점을 나타낸다. 기준점(P)은 발광 소자(20) 내의 형광체에 의한 광 산란 등의 영향을 배제하기 위해 파장변환층(25)의 바깥면에 위치하는 것으로 정하는 것이 적합하다.Referring to FIG. 6A, the reference point P represents a light emission point of the light emitting device 20 positioned on the optical axis L. Referring to FIG. The reference point P is preferably set to be located on the outer surface of the wavelength conversion layer 25 in order to exclude the influence of light scattering by the phosphor in the light emitting element 20.

한편, θ1은 기준점(P)으로부터 렌즈(30)로 입사되는 각, 즉 입사각을 나타내고, θ5는 렌즈(30)의 상부면(35)으로부터 출사되는 각, 즉 출사각을 나타낸다. 한편, R은 기준점(P)에서 오목부(31a)의 내면까지의 거리를 나타낸다.On the other hand, θ1 represents an angle incident from the reference point P into the lens 30, that is, an incident angle, and θ5 represents an angle emitted from the upper surface 35 of the lens 30, that is, an exit angle. In addition, R represents the distance from the reference point P to the inner surface of the recess 31a.

도 6(b)를 참조하면, 오목부(31a)의 상단면(33b)이 중심축(C)에 수직하기 때문에, θ1이 증가함에 따라 R이 약간 증가한다. 도 6(b)의 그래프 내부에 도시된 확대 그래프는 R이 증가하는 것을 보여준다. 한편, 오목부(31a)의 측면(33a)에서 θ1이 증가함에 따라 R은 감소하며, 입구 근처에서 약간 증가하는 형상을 갖는다.Referring to FIG. 6B, since the top surface 33b of the recess 31a is perpendicular to the central axis C, R slightly increases as θ1 increases. An enlarged graph shown inside the graph of FIG. 6 (b) shows that R increases. On the other hand, R decreases as θ1 increases on the side surface 33a of the recess 31a, and has a shape that slightly increases near the entrance.

도 6(c)를 참조하면, (θ5/θ1)는 θ1이 증가함에 따라 오목면(35a) 근처에서 급격하게 증가하며, 볼록면(35b) 근처에서 상대적으로 완만하게 감소한다. 본 실시예에 있어서, 도 7에 도시한 바와 같이, 오목면(35a)과 볼록면(35b)이 인접하는 근처에서 출사되는 광의 광속은 서로 중첩될 수 있다. 즉, 기준점(P)에서 입사된 광 중 변곡선 근처에서 오목면(35a) 측으로 출사되는 광의 굴절각이 볼록면(35b)측으로 출사되는 광의 굴절각보다 더 클 수 있다. 따라서, 오목부(31a)의 상단면(33b)을 평면 형상으로 하면서도, 오목면(35a)과 볼록면(35b)의 형상을 제어함으로써 중심축(C) 근처에서 광속이 집중되는 것을 완화할 수 있다.Referring to Fig. 6 (c), (θ5 / θ1) increases rapidly near the concave surface 35a as θ1 increases, and decreases relatively slowly near the convex surface 35b. In the present embodiment, as shown in Fig. 7, the luminous fluxes of light emitted in the vicinity of the concave surface 35a and the convex surface 35b can overlap each other. That is, the angle of refraction of the light emitted toward the concave surface 35a near the inflection line among the light incident at the reference point P may be greater than the angle of refraction of the light emitted toward the convex surface 35b. Therefore, while the top surface 33b of the concave portion 31a is planar, the concentration of the light flux can be alleviated near the central axis C by controlling the shapes of the concave surface 35a and the convex surface 35b. have.

도 8은 도 5의 발광 소자 및 렌즈에 따른 조도 분포를 나타내는 그래프들로서, (a)는 발광 소자의 조도 분포를 나타내고, (b)는 렌즈 사용에 따른 발광 모듈의 조도 분포를 나타낸다. 조도 분포는 25mm 이격된 스크린에 입사하는 광속밀도의 크기로 나타내었다.FIG. 8 is a graph showing illuminance distributions according to the light emitting device and the lens of FIG. 5, (a) shows the illuminance distribution of the light emitting device, and (b) shows the illuminance distribution of the light emitting module according to the use of the lens. The illuminance distribution is expressed as the magnitude of the luminous flux density incident on the screen spaced 25 mm apart.

도 8(a)에 도시한 바와 같이, 발광 소자(20)는 광축(C)을 기준으로 좌우 대칭인 조도 분포를 나타내며, 광속밀도는 중앙에서 매우 높으며 주변으로 갈수록 급격히 감소한다. 상기 발광 소자(20)에 렌즈(30)를 적용할 경우, 도 8(b)에 도시한 바와 같이, 반경 40mm 이내에서 대체로 균일한 광속밀도를 얻을 수 있다.As shown in FIG. 8A, the light emitting device 20 exhibits an illuminance distribution symmetrically based on the optical axis C, and the light flux density is very high at the center and rapidly decreases toward the periphery. When the lens 30 is applied to the light emitting device 20, as shown in FIG. 8 (b), a substantially uniform luminous flux density can be obtained within a radius of 40 mm.

도 9은 도 5의 발광 소자 및 렌즈에 따른 광 지향 분포를 나타내는 그래프들로서, (a)는 발광 소자의 광 지향 분포를 나타내고, (b)는 렌즈 사용에 따른 발광 모듈의 광 지향 분포를 나타낸다. 광 지향 분포는 기준점(P)으로부터 5m 이격된 지점에서의 지향각에 따른 광도를 나타낸 것으로, 서로 직교하는 방향의 지향 분포를 하나의 그래프에 겹쳐서 나타내었다.FIG. 9 is graphs showing light directing distributions according to the light emitting device and the lens of FIG. 5, (a) shows the light directing distribution of the light emitting device, and (b) shows the light directing distribution of the light emitting module according to the use of the lens. The light directivity distribution shows the luminous intensity according to the directivity angle at a point 5 m away from the reference point P, and the directivity distributions in directions perpendicular to each other are superimposed on one graph.

도 9(a)에 도시한 바와 같이, 발광 소자(20)에서 방출되는 광은 지향각 0°, 즉 중심에서 광도가 크고, 지향각이 커질수록 광도가 감소하는 경향을 나타낸다. 이에 반해, 렌즈를 적용할 경우, 도 9(b)에 도시한 바와 같이, 지향각 0°에서 광도가 상대적으로 낮으며, 70° 근처에서 상대적으로 광도가 크게 나타난다.As shown in FIG. 9 (a), the light emitted from the light emitting device 20 tends to have a high luminous angle of 0 °, that is, a high luminous intensity at the center, and a lower luminous intensity as the luminous angle increases. On the contrary, when the lens is applied, as shown in FIG. 9 (b), the luminous intensity is relatively low at the orientation angle of 0 °, and the luminous intensity is relatively high near 70 °.

따라서, 렌즈(30)를 적용함으로써, 중심에서 강한 발광 소자의 광 지향 분포를 변경함으로써, 상대적으로 넓은 영역을 균일하게 백라이팅할 수 있다.Therefore, by applying the lens 30, it is possible to uniformly backlight a relatively large area by changing the light directivity distribution of the light emitting element strong in the center.

본 발명의 실시예들에 따른 상기 발광 모듈 및 렌즈는 액정 디스플레이의 백라이팅에 한정되지 않고, 면 조명 장치에도 적용될 수 있다.The light emitting module and the lens according to the embodiments of the present invention are not limited to backlighting of a liquid crystal display, but may be applied to a surface lighting apparatus.

Claims (21)

발광 소자; 및
상기 발광 소자에서 방출된 광의 광속을 분산시키는 렌즈를 포함하는 발광 모듈에 있어서,
상기 렌즈는,
상기 발광 소자에서 방출된 광이 입사되는 하부면;
상기 하부면으로 입사된 광이 출사되는 상부면; 및
상기 하부면의 중앙부분에 위치한 오목부를 포함하되,
상기 발광 소자의 상면과 상기 렌즈의 하부면은 이격되어 형성됨을 특징으로 하는 발광 모듈.Light emitting element; And
In the light emitting module comprising a lens for dispersing the luminous flux of the light emitted from the light emitting element,
The lens,
A lower surface on which light emitted from the light emitting device is incident;
An upper surface on which light incident on the lower surface is emitted; And
Including a recess located in the center portion of the lower surface,
The upper surface of the light emitting device and the lower surface of the lens, characterized in that formed spaced apart. 청구항 1에 있어서,
상기 발광 소자의 광축과 렌즈의 중심축이 서로 정렬되어 배치됨을 특징으로 하는 발광 모듈.The method according to claim 1,
The light emitting module, characterized in that the optical axis of the light emitting element and the central axis of the lens are arranged aligned with each other. 청구항 1에 있어서,
상기 오목부는 입구에서부터 위로 올라갈수록 폭이 좁아지는 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 발광 모듈.The method according to claim 1,
The concave portion of the light emitting module characterized in that it has a shape that narrows as it goes up from the entrance. 청구항 1에 있어서,
상기 오목부의 내면은 측면과 상단면을 포함함을 특징으로 하는 발광 모듈.The method according to claim 1,
The inner surface of the concave portion includes a light emitting module, characterized in that the side and the top surface. 청구항4에 있어서,
상기 상단면은 중심축에 수직한 것을 특징으로 하는 발광 모듈.The method of claim 4,
The upper surface is a light emitting module, characterized in that perpendicular to the central axis. 청구항 4에 있어서,
상기 상단면은 중심축을 기준으로 오목면 및 상기 오목면에서 연속적으로 이어진 볼록면을 포함함을 특징으로 하는 발광 모듈.The method of claim 4,
The top surface of the light emitting module, characterized in that it comprises a concave surface and a convex surface continuous to the concave surface with respect to the central axis. 청구항 4에 있어서,
상기 상단면은 상기 오목부의 입구보다 상대적으로 작은 것을 특징으로 하는 발광 모듈.The method of claim 4,
The upper surface is light emitting module, characterized in that relatively smaller than the entrance of the recess. 청구항 4에 있어서,
상기 측면은 상기 상단면으로부터 상기 오목부의 입구로 이어지는 것을 특징으로 하는 발광 모듈.The method of claim 4,
The side surface of the light emitting module, characterized in that from the top surface to the entrance of the recess. 청구항 6에 있어서,
상기 측면은 상기 상단면의 근처에서 상대적으로 경사가 완만해지는 것을 특징으로 하는 발광 모듈.The method of claim 6,
The side surface of the light emitting module, characterized in that the slope is relatively gentle in the vicinity of the upper surface. 청구항 1에 있어서,
상기 상부면은 중심축을 기준으로 오목면 및 상기 오목면에서 연속적으로 이어진 볼록면을 포함함을 특징으로 하는 발광 모듈.The method according to claim 1,
Wherein the upper surface includes a concave surface and a convex surface continuously connected to the concave surface with respect to a central axis. 청구항 10에 있어서,
상기 상부면내 오목면에 형성된 제2 물질층을 추가로 구비함을 특징으로 하는 발광 모듈.The method of claim 10,
And a second material layer formed on the concave surface in the upper surface. 청구항 11에 있어서,
상기 제2 물질층은 상기 렌즈와 굴절률이 다른 것을 특징으로 하는 발광 모듈.The method of claim 11,
The second material layer is a light emitting module, characterized in that the refractive index is different from the lens. 청구항 12에 있어서,
상기 제2 물질층의 굴절률은 상기 렌즈의 굴절률보다 큰 것을 특징으로 하는 발광 모듈.The method of claim 12,
The refractive index of the second material layer is light emitting module, characterized in that greater than the refractive index of the lens. 청구항 1에 있어서,
상기 오목부 내에 형성된 제1 물질층을 더 포함하며,
상기 제1 물질층은 상기 렌즈의 굴절률보다 큰 것을 특징으로 하는 발광 모듈.The method according to claim 1,
Further comprising a first material layer formed in the recess,
The first material layer is light emitting module, characterized in that greater than the refractive index of the lens. 청구항 1에 있어서,
상기 상부면 및 하부면을 연결하는 플랜지를 추가로 구비함을 특징으로 하는 발광 모듈.The method according to claim 1,
Light emitting module further comprises a flange connecting the upper and lower surfaces. 청구항 15에 있어서,
상기 플랜지의 측면 및 하부면 중 어느 하나에 요철 패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 발광 모듈.The method according to claim 15,
Light emitting module, characterized in that the uneven pattern is formed on any one of the side and the bottom surface of the flange. 청구항 1에 있어서,
상기 렌즈는 인쇄회로에 결합되어 하부면을 상기 인쇄회로기판으로부터 이격 시키기 위한 다리부를 추가로 구비함을 특징으로 하는 발광 모듈.The method according to claim 1,
The lens is coupled to a printed circuit, the light emitting module characterized in that it further comprises a leg portion for separating the lower surface from the printed circuit board. 청구항 17에 있어서,
상기 인쇄회로기판은 상기 렌즈의 다리부가 끼워질 수 있는 홀을 추가로 구비함을 특징으로 하는 발광 모듈.18. The method of claim 17,
The printed circuit board further comprises a hole in which the leg portion of the lens can be fitted. 청구항 1에 있어서,
상기 상부면 및 오목부가 중심축에 대해 대칭 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 발광 모듈.The method according to claim 1,
And the upper surface and the concave portion have a symmetrical structure with respect to a central axis. 청구항 19에 있어서,
상기 상부면 및 오목부는 중심축을 지나는 면에 대해 거울면 대칭 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 발광 모듈.The method of claim 19,
And the upper surface and the concave portion have a mirror surface symmetrical structure with respect to the surface passing through the central axis. 청구항 19에 있어서,
상기 상부면 및 오목부는 중심축에 대해 회전 대칭 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 발광 모듈.The method of claim 19,
The upper surface and the recessed portion has a light emitting module, characterized in that the rotationally symmetrical structure with respect to the central axis.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101498628B1 (en) * 2014-09-04 2015-03-04 서용덕 Light Diffusion Lense with Multi Planes of Incidence
CN104421840A (en) * 2013-09-02 2015-03-18 三星显示有限公司 Lens module, light source assembly and backlight assembly having the lens module
US9379297B2 (en) 2014-02-06 2016-06-28 Samsung Display Co., Ltd. LED light source package
US9668349B2 (en) 2014-08-11 2017-05-30 Samsung Display Co., Ltd. Backlight unit and display apparatus having the same

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7703950B2 (en) * 2007-11-21 2010-04-27 C-R Control Systems, Inc. Side-emitting lens for LED lamp
JP4479805B2 (en) * 2008-02-15 2010-06-09 ソニー株式会社 Lens, light source unit, backlight device, and display device
KR100986468B1 (en) * 2009-11-19 2010-10-08 엘지이노텍 주식회사 Lense and light emitting apparatus including the lense

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104421840A (en) * 2013-09-02 2015-03-18 三星显示有限公司 Lens module, light source assembly and backlight assembly having the lens module
US9379297B2 (en) 2014-02-06 2016-06-28 Samsung Display Co., Ltd. LED light source package
US9722155B2 (en) 2014-02-06 2017-08-01 Samsung Display Co., Ltd. LED light source package
US9668349B2 (en) 2014-08-11 2017-05-30 Samsung Display Co., Ltd. Backlight unit and display apparatus having the same
KR101498628B1 (en) * 2014-09-04 2015-03-04 서용덕 Light Diffusion Lense with Multi Planes of Incidence

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