KR20140028793A - 광학 렌즈, 발광 소자 및 이를 구비한 조명 장치 - Google Patents

광학 렌즈, 발광 소자 및 이를 구비한 조명 장치 Download PDF

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Abstract

실시 예에 따른 발광소자는 발광 칩; 및 상기 발광 칩 위에 배치되는 광학 부재를 포함하며, 상기 광학 부재는, 상기 발광 칩으로부터 방출된 광이 입사되는 입사면; 상기 발광 칩으로부터 상기 입사면 위에 배치되는 오목부; 상기 입사면으로 부터 연장되게 배치되는 광 출사면; 및 상기 오목부와 상기 광 출사면 사이에 배치되는 볼록부를 포함하며, 상기 볼록부는 상기 발광 칩의 기준 점으로부터 상기 오목부의 끝점을 이은 선분보다 안쪽에 배치된다.

Description

광학 렌즈, 발광 소자 및 이를 구비한 조명 장치{OPTICAL LENS, LIGHT EMITTING DEVICE AND LIGHT APPARATUS HAVING THEREOF}
본 발명은 광학 렌즈, 발광 소자 및 이를 구비한 조명 장치에 관한 것이다.
발광 소자, 예컨대 발광 다이오드(Light Emitting Device)는 전기 에너지를 빛으로 변환하는 반도체 소자의 일종으로, 기존의 형광등, 백열등을 대체하여 차세대 광원으로서 각광받고 있다.
발광 다이오드는 반도체 소자를 이용하여 빛을 생성하므로, 텅스텐을 가열하여 빛을 생성하는 백열등이나, 또는 고압 방전을 통해 생성된 자외선을 형광체에 충돌시켜 빛을 생성하는 형광등에 비해 매우 낮은 전력만을 소모한다.
또한, 발광 다이오드는 반도체 소자의 전위 갭을 이용하여 빛을 생성하므로 기존의 광원에 비해 수명이 길고 응답특성이 빠르며, 친환경적 특징을 갖는다.
이에 따라, 기존의 광원을 발광 다이오드로 대체하기 위한 많은 연구가 진행되고 있으며, 발광 다이오드는 실내외에서 사용되는 각종 램프, 액정표시장치, 전광판, 가로등 등의 조명 장치의 광원으로서 사용이 증가하고 있다.
실시 예는 광학부재의 광 확산성을 개선시킬 수 있는 발광 소자를 제공한다.
실시 예는 광학부재에 볼록부를 더 배치하여 발광 소자의 방향으로 오목한 오목부에 배치된 반사부재에 대한 넘침 방지용 경계를 줄 수 있는 발광 소자를 제공한다.
실시 예에 따른 발광소자는 발광 칩; 및 상기 발광 칩 위에 배치되는 광학 부재를 포함하며, 상기 광학 부재는, 상기 발광 칩으로부터 방출된 광이 입사되는 입사면; 상기 발광 칩으로부터 상기 입사면 위에 배치되는 오목부; 상기 입사면으로 부터 연장되게 배치되는 광 출사면; 및 상기 오목부와 상기 광 출사면 사이에 배치되는 볼록부를 포함하며, 상기 볼록부는 상기 발광 칩의 기준 점으로부터 상기 오목부의 끝점을 이은 선분보다 안쪽에 배치된다.
실시 예는 발광 소자의 광학부재에서의 광 지향각을 개선시켜 줄 수 있다.
실시 예는 광학부재 상에 배치된 반사부재의 영역 경계를 제공하여, 반사 부재를 안정적으로 형성시켜 줄 수 있다.
실시 예는 발광 소자에서의 광학부재 상에 형성된 반사부재의 넘침을 방지하는 구조를 형성하여, 광학부재의 수율을 개선시켜 줄 수 있다.
실시 예는 렌즈와 같은 광학 부재의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
실시 예는 발광 소자 및 이를 구비한 조명 장치의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
도 1은 제1실시 예에 따른 발광 소자의 측 단면도이다.
도 2는 제2실시 예에 따른 발광 소자의 측 단면도이다.
도 3은 도 2의 광학부재의 부분 확대도이다.
도 4는 제3실시 예에 따른 발광 소자의 측 단면도이다.
도 5는 도 4의 광학부재의 부분 확대도이다.
도 6은 제4실시 예에 따른 발광 소자의 측 단면도이다.
도 7은 도 6의 광학부재의 부분 확대도이다.
도 8은 제5실시 예에 따른 발광 소자의 측 단면도이다.
도 9는 도 8의 광학부재의 부분 확대도이다.
도 10 내지 도 14는 도 1 및 도 2의 발광 소자의 지향각 분포를 나타낸 도면이다.
도 15는 제6실시 예로서, 도 2의 광학부재를 갖는 발광 소자를 나타낸 사시도이다.
도 16은 도 15의 발광 소자의 A-A측 단면도이다.
도 17은 도 15의 발광 소자의 B-B측 단면도이다.
도 18는 도 15의 발광 소자의 C-C측 단면도이다.
도 19는 도 15의 발광 소자에 있어서, 리드 프레임의 사시도이다.
도 20은 도 15의 발광 소자에 있어서, 리드 프레임과 제1몸체의 결합 예를 나타낸 도면이다.
도 21은 도 15의 발광 소자에 있어서, 제1몸체와 제2몸체의 결합 예를 나타낸 도면이다.
도 22는 도 15의 발광 소자에 있어서, 제1몸체의 상면 높이 및 경사각을 나타낸 도면이다.
도 23는 제7실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 측 단면도이다.
도 24는 제8실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 측 단면도이다.
도 25는 제9실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 측 단면도이다.
도 26은 제10실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 측 단면도이다.
도 27은 제11실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 측 단면도이다.
도 28는 제12실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 측 단면도이다.
도 29는 제13실시 예에 다른 발광 소자를 나타낸 측 단면도이다.
도 30은 실시 예에 따른 발광 칩을 나타낸 도면이다.
도 31은 실시 예에 따른 발광 칩의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 32은 실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 표시 장치를 나타낸 도면이다.
도 33은 실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 표시 장치의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 34은 실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 조명 장치를 나타낸 사시도이다.
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 "상/위(on)"에 또는 "하/아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on)"와 "하/아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 또한 동일한 참조번호는 도면의 설명을 통하여 동일한 요소를 나타낸다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예에 따른 발광 소자를 설명한다.
도 1은 제1실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 측 단면도이다.
도 1에 도시하는 발광 소자(10)에는 발광 칩(1), 발광 칩(1)의 광을 확산시켜 출사면(22)으로 출사하는 광학부재(2), 및 상기 광학부재(2) 상에 반사 부재(11)를 포함한다.
상기 발광 칩(1)은 광원으로서, 자외선부터 가시광선까지의 파장 대역 중에서 선택적으로 발광하게 된다. 상기 발광 칩(1)은 UV LED 칩, 그린 LED 칩, 블록 LED 칩, 레드 LED 칩을 포함한다. 상기 발광 칩(1)의 광 출사 영역에는 형광체가 도포될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 발광 칩(1)은 상기 광학부재(2)의 바닥 면(예: 입사면)다 더 아래에 배치되거나, 상기 광학부재(2)의 바닥면에 일부가 접촉되거나, 상기 광학부재(2)의 내에 배치될 수 있다. 실시 예의 설명을 위해 상기 발광 칩(1)은 상기 광학부재(2)의 입사면(21)과 소정 거리(Z1) 이격되어 배치된 예로 설명하기로 한다. 여기서, 상기 발광 칩(1)의 중심부는 상기 광학부재(2)의 중심과 같은 중심에 놓일 수 있다. 상기 거리(Z1)는 영(0)이거나 0.01mm 이상의 값을 가질 수 있다.
광 축(기준 광축)(Z)의 방향은 발광 칩(1)으로부터 출사되는 광의 입체적인 출사 광속의 중심에 있어서의 광의 진행 방향을 말한다. 도 1에 있어서는, 편의상 발광 칩(1)으로부터 연직 상향의 방향을 광 축(기준 광축)(Z) 또는 법선이라 정의할 수 있다. 또한, 발광 소자(10)는 광 축(Z)을 중심으로 한 회전 대칭의 형상을 갖고 있다. 또한, 발광 칩(1)에 대해서는 반드시 회전 대칭일 필요는 없고, 다면체와 같은 형상일 수 있다. 광학부재(2)는 발광 칩(1)으로부터 출사된 광(L)의 방향을 변화시킨다. 즉, 광학부재(2)는 광(L)을 광축(Z) 및 이에 인접한 영역으로 입사된 광을 전 반사시켜 주어 확산시켜 주게 된다.
상기 광학부재(2)는 광축(Z)을 중심으로 주위로 광을 출사하는 부재이다. 상기 광학부재(2)는 광추출 렌즈, 광학 렌즈와 같은 렌즈로 기능하며, 상기 광학부재(2)는 발광 칩(1)으로부터 방출된 광의 방향을 변화시키기 위한 부재이며, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 바람직하게는 굴절률이 1.4 이상 1.7 이하인 투명 재료를 이용할 수 있다. 또한, 더 바람직하게는, 굴절률이 1.49인 폴리메타크릴산메틸(PMMA), 굴절률이 1.59인 폴리카보네이트(PC), 에폭시 수지(EP)의 투명 수지 재료나 투명한 글래스(Glass)에 의해 형성될 수 있는 것이다.
광학부재(2)는 바닥면인 광 입사면(21), 외표면인 광 출사면(22,23), 오목부(24)를 포함한다. 상기 광 입사면(21)은 광축(Z)과 수직으로 교차된다.
상기 광 출사면(22,23)은 제1광 출사면(22)과 제2광 출사면(23)을 포함하며, 상기 제1광 출사면(22)의 단면 형상은 윤곽선이 소정의 곡률을 갖는 볼록 면으로 형성되어, 상기 광학부재(2)의 내부로 입사된 광을 확산시켜 주게 되며, 거의 모든 광을 출사하게 된다. 상기 제2광 출사면(23)은 상기 제1광 출사면(22)과 상기 광 입사면(21)을 서로 연결해 주며, 상기 광 입사면(21)과 수직으로 절곡되며, 상기 광축(Z)과 거의 평행하게 형성될 수 있다. 다른 예로서, 상기 제2광 출사면(23)의 단면 형상은 소정의 곡률을 갖는 볼록 면으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 오목부(24)는 변곡점을 기준으로 윤곽선을 구분할 때, 2개 이상의 전반사면을 포함할 수 있으며, 각 전반사면의 단면 형상은 경사 면이거나 곡면일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 오목부(24)의 단면 형상은 상기 광축(Z)을 중심으로 상기 발광 칩(1) 방향으로 오목한 형상 예컨대, 컵 또는 용기 형상으로 형성될 수 있다. 상기 오목부(24)의 중심은 상기 광축(Z)과 같은 중심을 갖고, 그 깊이는 상기 광축(Z)으로 갈수록 점차 깊어지는 깊이로 형성된다.
상기 오목부(24)는 상기 광축(Z)을 중심으로 외측 상 방향으로 서로 다른 곡률을 갖거나, 서로 다른 기울기를 가지는 전 반사면을 갖고, 입사된 광을 반사하게 된다. 상기 오목부(24)는 제1전반사면(24A), 제2전반사면(24B), 및 제3전반사면(24C)를 포함하며, 상기 제1전반사면(24A)의 중심은 상기 광축(Z)이 되며, 소정의 곡률을 갖는 오목한 곡면으로 형성될 수 있다. 상기 제2전반사면(24B)은 상기 광축(Z)에 대해 소정의 내각을 갖는 경사 면이거나 곡면으로 형성될 수 있다. 상기 제2전반사면(24B)은 상기 제1전반사면(24A)과 상기 제3전반사면(24C) 사이에 연결된다. 상기 제3전반사면(24C)은 상기 제2전반사면(24B)에 연결되며, 상기 광축(Z)보다는 광학부재(2)의 정점(22A)에 더 인접하게 배치되며, 그 단면 형상은 소정의 곡률을 갖는 오목한 곡면으로 형성될 수 있다. 상기 제1전반사면(24A), 제2전반사면(24B) 및 상기 제3전반사면(24C) 간의 전환 점은 변곡점이 될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 광학부재(2)는 상기 오목부(24)와 상기 광 출사면(22,23) 사이에 연결되는 볼록부(25)를 포함하며, 상기 볼록부(25)의 단면 형상은 상기 제3전반사면(24C)과 반대 방향으로 볼록한 곡률을 갖는 곡면을 포함한다. 상기 볼록부(25)는 정점(22A)으로부터 오목부(4)와 가장 인접한 제1변곡점(P4)과 정점(22A) 사이에 곡면으로 볼록하게 연결된다. 상기 광 출사면(22,23)의 정점(22A)은 상기 볼록부(25)의 정점이거나, 광학부재(2)의 정점이 될 수 있다. 상기의 제1내지 제3전반사면(24A,24B,24C)의 측 단면 중 적어도 하나는 구면 또는/및 비 구면 형상을 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 또한 상기 볼록부(25)의 측 단면은 구면 또는/및 비 구면 형상을 포함할 수 있다.
상기 광 출사면(22,23)은 상기 볼록부(25)의 외측 하 방향으로 곡선 형상 또는/및 기울기를 갖고 연장될 수 있으며, 상기 반사된 광을 굴절시켜 주게 된다.
여기서, 발광 칩(1)을 기준 점(0)으로 하고, 상기 기준 점(0)과 상기 제1변곡 점(25A)을 지나는 제1가상 선분(E1)과 상기 광축(Z) 사이의 각도(θ1)는 40도 내지 60도의 범위로 형성될 수 있다.
상기 기준 점(0)과 상기 오목부(24)의 지점을 직선 방향으로 지나는 접선인 제2가상 선분(E2)과 상기 광축(Z) 사이의 각도(θ11)는 상기 각도(θ1)보다 큰 각도로 형성되며, 예컨대 41도 내지 75도 범위로 형성될 수 있다.
상기 기준 점(0)과 상기 볼록부(25)의 최내각의 곡면을 직선 방향으로 지나는 접선인 제3가상 선분(E3)과 상기 광축(Z) 사이의 각도(θ12)는 상기 각도(θ1)와 같거나 작은 각도로 형성될 수 있으며, 예컨대 35도 내지 65도 범위로 형성될 수 있다.
상기 볼록부(25)가 상기 제1변곡점(P4)과 정점(22A) 사이에 연결되므로, 상기 볼록부(25)의 영역은 상기 광학부재(2)의 정점(22A) 사이의 직경(X1)보다는 안쪽에 배치되고, 상기 제1변곡점(P4) 간의 직경(X2)보다는 바깥쪽에 배치된다.
상기 볼록부(25)는 기준 점(0)으로부터 상기 오목부(24)의 최 외각을 지나는 제2가상 선분(E2)보다 안쪽에 배치되므로, 발광 칩(1)으로부터 방출된 광에 대해 거의 영향을 주지 않게 된다. 즉, 상기 볼록부(25)는 발광 칩(1)으로부터 방출된 광이 직접 입사되지 않는 영역에 배치되므로, 광의 지향각 분포에 영향을 주지 않게 되고, 광학부재(2)의 제조 수율을 개선시켜 줄 수 있다.
상기 오목부(24) 상에는 반사부재(11)가 형성될 수 있다. 상기 반사부재(11)는 수지 재료에 금속 산화물 및 금속 질화물 중 적어도 하나가 혼합될 수 있으며, 실시 예는 금속 산화물의 첨가 예로 설명하기로 한다. 상기 수지 재료는 실리콘 또는 에폭시와 같은 재질을 포함한다. 또한 상기 수지 재료는 예컨대, polyacrylate resin, epoxy resin, phenolic resin, polyamides resin, polyimides rein, unsaturated polyesters resin, polyphenylene ether resin (PPE), polyphenilene oxide resin (PPO), polyphenylenesulfides resin, cyanate ester resin, benzocyclobutene (BCB), Polyamido-amine Dendrimers (PAMAM), 및 Polypropylene-imine, Dendrimers (PPI), 및 PAMAM 내부 구조 및 유기-실리콘 외면을 갖는 PAMAM-OS(organosilicon)를 단독 또는 이들의 조합을 포함한 수지로 구성될 수 있다.
상기 반사부재(11)는 상기 광학부재(2)의 굴절률보다 높은 고 굴절층이거나, 반사층으로 정의될 수 있다. 또한 상가 반사부재(11)는 광의 반사 효율이 70% 이상인 층으로서, 예컨대 85%이상일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 반사부재(11)는 상기 광학부재(2)와의 굴절률의 차이가 0.1 이상 예컨대, 0.3 이상 차이를 가질 수 있다.
상기 금속 산화물은 상기 반사부재(11) 내에 10wt% 이상 예컨대, 30~80wt% 범위로 형성될 수 있다. 상기 금속 산화물은 상기 광학부재(2)의 굴절률보다 높은 굴절률을 갖는 재질로서, TiO2, SiO2, Al2O3 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이에 따라 상기 반사부재(11)의 굴절률은 상기 광학부재(2)의 굴절률보다 높으며, 예컨대 1.7 이상의 굴절률을 가질 수 있다. 상기 반사 부재(11)은 세라믹 재료 예컨대, 예컨대, SiO2, SixOy, Si3N4, SixNy, SiOxNy, Al2O3, BN, Si3N4, SiC(SiC-BeO), BeO, CeO, AlN와 같은 세라믹 (Ceramic) 계열일 수 있다.
상기 반사부재(11)의 상면은 상기 광축(Z) 방향에 대해 위로 볼록한 면이거나, 발광 칩 방향으로 오목한 면이거나, 평탄한 면으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 볼록부(25)가 상기 광학부재(2)의 정점(22A)에서 급격한 곡면을 갖는 볼록 형상으로 돌출되므로, 상기 반사부재(11)의 상면 중에서 상기 광학부재(2)와 접촉되는 지점은 상기 제1변곡점(P4)과 정점(22A) 사이의 표면에 위치하게 된다.
상기 볼록부(25)는 상기 반사부재(11)가 형성될 때, 가이드하는 역할을 하여, 상기 반사부재(11)가 상기 볼록부(25) 보다 위로 넘치는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라 상기 반사부재(11)가 불필요한 표면에 형성되는 것을 방지할 수 있어, 상기 광학부재(2)는 원하는 광의 지향각 분포를 가질 수 있다.
도 2는 제2실시 예에 따른 발광소자의 측 단면도이며, 도 3은 도 2의 광학부재의 부분 확대도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 발광 소자(11)는 발광 칩(1), 광학부재(2) 및 반사부재(11)를 포함한다.
상기 광학부재(2)의 오목부(24) 상에는 반사부재(11)가 배치되며, 상기 반사부재(11)의 상면 중에서 상기 광학부재(2)와 접촉되는 지점은 상기 광학부재(2)의 정점(22A)이거나, 볼록부(25)의 내측 일부일 수 있다.
여기서, 발광 칩(1)을 기준 점(0)으로 하고, 기준 점(0)과 제1변곡 점(25A)을 지나는 제1가상 선분(E1)과 상기 광축(Z) 사이의 각도(θ1)는 40도 내지 60도의 범위로 형성될 수 있다. 상기 기준 점(0)과 상기 오목부(24)의 최외각 곡면을 직선 방향으로 지나는 접선인 제2가상 선분(E2)과 상기 광축(Z) 사이의 각도(θ11)는 상기 각도(θ1)보다 큰 각도로 형성되며, 예컨대 41도 내지 75도 범위로 형성될 수 있다. 상기 기준 점(0)과 상기 볼록부(25)의 최내각의 곡면을 직선 방향으로 지나는 접선인 제3가상 선분(E3)과 상기 광축(Z) 사이의 각도(θ12)는 상기 각도(θ1)와 같거나 작은 각도로 형성될 수 있으며, 예컨대 35도 내지 65도 범위로 형성될 수 있다.
상기 볼록부(25)가 상기 제1변곡점(P4)과 정점(22A) 사이에 연결되므로, 상기 볼록부(25)의 영역은 상기 광학부재(2)의 정점(22A) 사이의 직경(X1)보다는 안쪽에 배치되고, 상기 제1변곡점(P4) 간의 직경(X2)보다는 바깥쪽에 배치된다.
상기 볼록부(25)는 기준 점(0)으로부터 상기 오목부(24)의 최 외각을 지나는 제2가상 선분(E2)보다 안쪽에 배치되므로, 발광 칩(1)으로부터 방출된 광에 대해 거의 영향을 주지 않게 된다. 즉, 상기 볼록부(25)는 발광 칩(1)으로부터 방출된 광이 직접 입사되지 않는 영역에 배치되므로, 광의 지향각 분포에 영향을 주지 않게 되고, 광학부재(2)의 제조 수율을 개선시켜 줄 수 있다.
상기 광학부재(2)는 위에서 볼 때 원 형상이며, 그 반경(D1)은 2.50±0.5mm 범위이며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 광축(Z)과 제1변곡점(P4) 사이의 거리(D4)는 상기 D1의 59~65% 범위로 형성될 수 있으며, 예컨대 1.50±0.5mm 범위로 형성될 수 있다.
상기 광축(Z)과 제1광 출사면(22)의 정점(22A) 사이의 거리(X4)는 상기 거리(D4)보다는 길고, 상기 D1의 65~71% 범위로 형성될 수 있으며, 예컨대 1.70±0.5mm 범위로 형성될 수 있다. 상기 제1변곡점(P4)에 수직한 선분은 광학부재(2)의 최 외곽으로부터 소정 거리(D3)로 이격되며, 상기 거리(D3)는 D1의 39~45% 범위로 형성될 수 있으며, 예컨대, 0.8~1.2mm 범위일 수 있다. 또한 상기 제1광 출사면(22)의 정점(22A)에 수직한 선분은 상기 광학부재(2)의 최 외곽으로부터 소정 거리(D2)로 이격되며, 상기 거리(D2)는 상기 D3보다는 작고, X4의 50%~80% 범위일 수 있으며, 예컨대 0.68~0.75mm 범위일 수 있다.
상기 볼록부(25)는 상기 제1변곡점(P4)과 상기 제1광 출사면(22)의 정점(22A) 사이의 영역에서 상기 오목부(24)의 제3전반사면(24C)을 지나는 접선 보다 더 안쪽에 배치된다.
상기 제1광 출사면(22)의 정점(22A)과 제1변곡점(P4)에 수직한 선분 사이의 간격(X3)은 상기 볼록부(25)의 너비로서, 0.15~0.19mm 범위로 형성될 수 있다. 상기 제1광 출사면(22)의 정점(22A)과 제1변곡점(P4)에 수평한 선분 사이의 간격(Z2)은 상기 볼록부(25)의 높이로서, 0.15~0.19mm 범위로 형성될 수 있다. 이러한 상기 볼록부(25)는 상기 광학부재(2)의 정점(22A)보다 안쪽에 배치되어, 상기 반사부재(11)의 외곽 경계를 형성하여, 반사부재(11)가 넘치는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 3을 참조하면, 광학부재(2)의 두께(Z4)에 비해 상기 오목부(24)의 깊이(Z3)는 상기 Z4의 65~75% 범위로 형성될 수 있으며, 상기 Z4는 D1보다 작은 값으로서 상기 D1의 50~60% 범위로 형성될 수 있다. 상기 광학부재(2)의 중심부 두께(Z4-Z3)는 P1과 P0 사이의 간격으로서, Z4의 25~35% 범위일 수 있다.
그리고, 상기 광학부재(2)의 오목부(24)는 상기 광축(Z)을 중심으로 외측 상 방향으로 서로 다른 곡률을 갖는 전반사면을 갖고, 입사된 광을 반사하게 된다. 상기 광학부재(2)의 오목부(4)로부터 광 출사면(22,23)까지는 변곡점을 갖고 연장될 수 있다. 상기 오목부(4)의 제1전반사면(24A)에는 상기 제1전반사면(24A)의 저점(P1)과 상기 제2전반사면(24B)로의 전환 지점이 변곡점(P2)이 될 수 있다. 상기 제1전반사면(24A)의 곡률(R1)은 상기 제2전반사면(24B)의 곡률(R2)과는 작게 형성되며, 상기 제3전반사면(24C)의 곡률(R3)보다는 크게 형성될 수 있으며, 예컨대 1~2mm 범위로 형성될 수 있다.
상기 제2전반사면(24B)의 곡률(R2)은 인접한 변곡점(P2,P3) 사이에 제1 및 제3전반사면(R1,R3)의 곡률(R1,R3)보다는 크게 형성될 수 있으며, 예컨대, 14~20mm 사이의 곡률로 형성될 수 있다.
상기 제3전반사면(24C)의 곡률(R3)은 인접한 변곡점(P3,P4) 사이에 상기 제1 및 제2전반사면(R1,R2)의 곡률(R1,R2)과 상기 볼록부(25)의 곡률(R4)보다는 작게 형성될 수 있으며, 예컨대 0.12~0.05mm 범위로 형성될 수 있다. 상기 제1전반사면(24A)과 상기 제3전반사면(24C)의 곡률(R1,R3)은 광 축(Z) 방향에 대해 오목한 곡면으로 형성되며, 상기 제2전반사면(24B)과 상기 볼록부(25)의 곡률(R2,R4)은 상기 광축(Z) 방향으로 볼록한 곡면으로 형성된다. 상기 볼록부(25)의 곡률(R4)은 0.15~0.25mm 범위로 형성될 수 있다.
상기 제3전반사면(24C)의 곡률(R3) 보다는 2배 이상 크게 형성되고, 상기 제3전반사면(24C)과 상기 볼록부(25)는 제1변곡점(P4)을 기준으로 서로 반대 방향의 곡률(R3,R4)로 형성되므로, 상기 볼록부(25)가 급격한 곡면을 가지게 될 수 있다.
상기 제1광 출사면(22)은 볼록부(25)와 연결되는 변곡점(P5)부터 다수의 변곡점(P6~P7)을 갖고 제2광 출사면(23)과 연결된다. 상기 변곡점(P5)은 정점이 될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 제1광 출사면(22)은 광축(Z) 방향에 대해 외측 방향으로 볼록한 곡률(R5, R6)을 갖는 구조로 형성될 수 있다. 상기 곡률(R5,R6)은 서로 다른 곡률을 갖고 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
제2광 출사면(23)은 상기 제1광 출사면(22)의 변곡점(P7)과 저점(P8) 사이에 연결되며, 직선 형태의 윤곽선으로 형성될 수 있다. 상기 제1광 출사면(22)와 상기 제2광 출사면(23) 사이의 변곡점(P7)의 위치는 수평 선분에서 볼 때, 상기 오목부(24)의 저점(P1)의 위치보다 더 높은 선상에 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 1 및 도 2와 같이, 상기 반사부재(11)의 상면은 볼록부(25)에 의해 경계가 설정되므로, 상기 반사부재(11)의 상면 너비는 상기 광학 부재(2)의 정점(22A) 간의 너비(또는 직경)보다는 좁게 형성되고, 상기 제1변곡점(P4) 간의 너비(또는 직경) 보다는 넓게 형성될 수 있다. 또한 상기 반사부재(11)의 상면 중에서 광학 부재(2)와의 접촉 지점인 둘레는 상기 광학 부재(2)의 정점(22A)보다는 낮은 위치에 있고, 상기 제1변곡점(P4)의 보다는 높은 위치에 형성될 수 있다. 또한 상기 반사부재(11)의 상면 일부는 상기 광학부재(2)의 정점(22) 보다 더 높게 돌출될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 또한 상기 반사부재(11)의 상면 중에서 광학 부재(2)와의 접촉 지점인 둘레는 선분(E1)보다는 높은 위치에 형성된다.
실시 예는 복수의 전 반사면(24A-24C)을 갖는 오목부(24)와 제1광 출사면(22) 사이에 광 축(Z) 방향으로 볼록한 볼록부(25)를 형성하여, 오목부(24)에 채워지는 반사부재(11)가 넘치는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라 반사부재(11)의 경계를 명확히 하여, 광 출사면(22,23)의 표면에 영향을 주는 것을 차단시켜 줄 수 있어, 광 지향각 분포에 대한 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
도 4는 제3실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 측 단면도이고, 도 5는 도 4의 발광 소자의 부분 확대도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 발광 소자(10B)는 발광 칩(1), 상기 발광 칩(1) 상에 광학부재(3) 및 상기 광학부재(3) 상에 반사부재(11)를 포함한다.
상기 발광 칩(1)은 상기 광학부재(3)의 입사면(31)과 소정 거리(Z11) 이격되어 배치될 수 있으며, 상기 거리(Z11)은 0.01mm 이상일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 여기서, 상기 발광 칩(1)의 중심부는 상기 광학부재(3)의 중심과 같은 중심에 놓일 수 있다.
상기 광학부재(3)는 입사면(31), 광 출사면(32,33), 오목부(34), 그리고 볼록부(35)를 포함한다.
상기 입사면(31)은 평탄한 면이거나, 일부가 볼록한 홈을 갖는 평탄 면을 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 광 출사면(32,33)은 제1광 출사면(32)과 제2광 출사면(33)을 포함하며, 상기 제1광 출사면(32)은 광축(Z) 방향에 대해 외측 방향으로 볼록하게 형성되며, 상기 제2광 출사면(33)은 곡면이거나 수직한 윤곽선을 갖는 평탄 면으로 형성될 수 있다.
상기 오목부(34)는 제1전반사면(34A), 제2전반사면(34B), 제3전반사면(34C)을 포함하며, 상기 제1전반사면(34A)은 광축(Z)과 같은 중심을 가지며, 발광 칩(1) 방향으로 오목하게 형성된다. 상기 제1전반사면(34A)의 형상은 반구형 형상의 곡면으로 형성될 수 있다. 상기 제2전반사면(34B)은 상기 제1 및 제3전반사면(34A,34C)와는 반대 방향으로, 상기 광축(Z)에 대해 볼록한 곡면으로 형성되며, 상기 제3전반사면(34C)는 오목한 곡면으로 형성된다.
상기 볼록부(35)는 제1변곡점(P13)과 정점(32A) 사이에서 상기 광축(Z) 방향으로 볼록한 곡면으로 형성된다.
상기 볼록부(35)는 제3전반사면(34C)과 상기 광 출사면(32,33) 사이에 연결되며, 상기 광 출사면(32,33)의 정점(32A)보다 안쪽 즉, 제1광출사면(32)보다 광축(Z) 방향에 더 인접하게 배치되며, 그 단면은 상기 광축(Z) 방향으로 볼록한 곡면 형상으로 형성된다.
여기서, 발광 칩(1)을 기준 점(0)으로 하고, 상기 기준 점(0)과 상기 제1변곡 점(P13)을 지나는 제1가상 선분(E1)과 상기 광축(Z) 사이의 각도(θ2)는 40도 내지 60도의 범위로 형성될 수 있다.
상기 기준 점(0)과 상기 오목부(34)의 최외각의 곡면을 직선 방향으로 지나는 접선인 제2가상 선분(E2)과 상기 광축(Z) 사이의 각도(θ21)는 상기 각도(θ2)보다 큰 각도로 형성되며, 예컨대 41도 내지 75도 범위로 형성될 수 있다.
상기 기준 점(0)과 상기 볼록부(35)의 최내각의 곡면을 직선 방향으로 지나는 접선인 제3가상 선분(E3)과 상기 광축(Z) 사이의 각도(θ22)는 상기 각도(θ2)와 같거나 작은 각도로 형성될 수 있으며, 예컨대 35도 내지 65도 범위로 형성될 수 있다.
상기 볼록부(35)가 상기 제1변곡점(P13)과 정점(32A) 사이에 연결되므로, 상기 볼록부(35)의 영역은 상기 광학부재(3)의 정점(32A) 사이의 직경(X11)보다는 안쪽에 배치되고, 상기 제1변곡점(P13) 간의 직경(X12)보다는 바깥쪽에 배치된다.
상기 볼록부(35)는 기준 점(0)으로부터 상기 오목부(34)의 최 외각을 지나는 제2가상 선분(E2)보다 안쪽에 배치되므로, 발광 칩(1)으로부터 방출된 광에 대해 거의 영향을 주지 않게 된다. 즉, 상기 볼록부(35)는 발광 칩(1)으로부터 방출된 광이 직접 입사되지 않는 영역에 배치되므로, 광의 지향각 분포에 영향을 주지 않게 되고, 광학부재(3)의 제조 수율을 개선시켜 줄 수 있다.
상기 광학부재(3)는 위에서 볼 때 원 형상이며, 그 반경(D11)은 2.50±0.5mm 범위이며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 광축(Z)과 제1변곡점(P13) 사이의 거리(D14)는 상기 D11의 50~55% 범위로 형성될 수 있으며, 예컨대 1.27±0.5mm 범위로 형성될 수 있다.
상기 광축(Z)과 제1광 출사면(23)의 정점(P14) 사이의 거리(X14)는 상기 거리(D14)보다는 길고, 상기 D11의 52~57% 범위로 형성될 수 있으며, 예컨대 1.3±0.5mm 범위로 형성될 수 있다. 상기 제1변곡점(P13)에 수직한 선분은 광학부재(3)의 최 외곽으로부터 소정 거리(D13)로 이격되며, 상기 거리(D13)는 D11의 45~50% 범위로 형성될 수 있다. 또한 상기 광 출사면(3)의 정점(32A)에 수직한 선분은 상기 광학부재(3)의 최 외곽으로부터 소정 거리(D12)로 이격되며, 상기 거리(D12)는 상기 D13보다는 작게 형성될 수 있으며, D11의 43%~48% 범위일 수 있다.
상기 볼록부(35)는 상기 제1변곡점(P14)과 상기 제1광 출사면(32)의 정점(32A) 사이의 영역에서 상기 오목부(34)의 제3전반사면(24C)을 지나는 접선(E2) 보다 더 안쪽에 배치된다.
상기 제1광 출사면(32)의 정점(32A)과 제1변곡점(P13)에 수직한 선분 사이의 간격(X16)은 상기 볼록부(35)의 너비로서, 0.05~0.11mm 범위로 형성될 수 있다. 상기 제1광 출사면(32)의 정점(32A)과 제1변곡점(P13)에 수평한 선분 사이의 간격(Z12)은 상기 볼록부(35)의 높이로서, 0.05~0.11mm 범위로 형성될 수 있다. 이러한 상기 볼록부(35)는 상기 광학부재(3)의 정점(32A)보다 안쪽에 배치되어, 상기 반사부재(11)의 외곽 경계를 형성하여, 반사부재(11)가 넘치는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 5를 참조하면, 광학부재(3)의 두께(Z14)는 1mm±0.2mm로 형성될 수 있으며, 상기 오목부(34)의 깊이(Z13)는 광학부재(3)의 두께(Z14)에 비해 65~75% 범위로 형성될 수 있으며, 상기 Z14는 D11보다 작은 값으로서 상기 D11의 40~55% 범위로 형성될 수 있다. 상기 광학부재(3)의 중심부 두께(Z14-Z13)는 P1과 P0 사이의 간격으로서, Z14의 26~36% 범위일 수 있다.
그리고, 광학부재(3)의 오목부(34)와 광 출사면(32,33)에는 변곡점이 형성될 수 있다. 상기 오목부(34)의 제1전반사면(34A)에는 상기 제1전반사면(34A)의 저점(P1)과 상기 제2전반사면(34B)로의 전환 지점이 변곡점(P11)이 될 수 있다. 상기 제1전반사면(34A)의 곡률(R11)은 상기 제2전반사면(34B)의 곡률(R12)과 같거나 크게 형성될 수 있으며, 상기 제3전반사면(34C)의 곡률(R13)보다는 크게 형성될 수 있으며, 예컨대 0.5mm~1mm 범위로 형성될 수 있다.
상기 제2전반사면(34B)의 곡률(R12)은 인접한 변곡점(P11,P12) 사이에 연결되며 제3전반사면(34C)의 곡률(R13)보다는 크게 형성될 수 있으며, 예컨대, 0.5~1mm 사이의 곡률로 형성될 수 있다.
상기 제3전반사면(34C)의 곡률(R13)은 인접한 변곡점(P12,P13) 사이에 연결되며 상기 제1 및 제2전반사면(34A,34B)의 곡률(R11,R12)보다는 3배 이상 작게 형성되고 상기 볼록부(35)의 곡률(R14)보다는 2배 이상 크게 형성될 수 있다. 상기 제1전반사면(34A)과 상기 제3전반사면(34C)의 곡률(R11,R13)은 광축(Z) 방향에 대해 오목한 곡면으로 형성되며, 상기 제2전반사면(34B)과 상기 볼록부(35)의 곡률(R12,R14)은 상기 광축(Z) 방향으로 볼록한 곡면으로 형성된다. 상기 볼록부(35)의 곡률(R14)은 0.5~0.1mm 범위로 형성될 수 있다.
상기 제3전반사면(34C)의 곡률(R13)은 상기 제2전반사면(34B)의 곡률(R12)와 상기 볼록부(35)의 곡률(R14) 보다는 2배 이상의 차이를 두고 서로 반대 방향의 곡면으로 형성되므로, 상기 볼록부(35)는 급격한 곡면을 가지게 될 수 있다.
상기 제1광 출사면(32)은 볼록부(35)와 연결되는 변곡점(P14)부터 마지막 변곡점(P15)까지 상기 광축(Z)에 대해 외측 방향으로 볼록한 곡률(R14)을 갖고 형성되며, 제2광 출사면(33)과 연결된다. 상기 변곡점(P14)은 도 4와 같은 광학 부재의 정점(32A)이 될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
제2광 출사면(33)은 상기 제1광 출사면(32)의 변곡점(P15)과 저점(P17) 사이에 연결되며, 직선 형태의 윤곽선으로 형성될 수 있다. 상기 제1광 출사면(32)와 상기 제2광 출사면(33) 사이의 변곡점(P15)의 위치는 수평 선분에서 볼 때, 상기 오목부(34)의 저점(P1)의 위치보다 더 낮은 선상에 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 반사부재(11)의 상면은 볼록부(35)에 의해 경계가 설정되므로, 상기 반사부재(11)의 상면 너비는 상기 광학 부재(3)의 정점(P14) 간의 너비(또는 직경)보다는 좁게 형성되고, 상기 제1변곡점(P13) 간의 너비(또는 직경) 보다는 넓게 형성될 수 있다. 또한 상기 반사부재(11)의 상면 중에서 광학 부재(3)와의 접촉 지점인 둘레는 상기 광학 부재(3)의 정점(P14)보다는 낮은 위치에 있고, 상기 제1변곡점(P13)의 보다는 높은 위치에 형성될 수 있다.
실시 예는 복수의 전 반사면(34A-34C)을 갖는 오목부(34)와 제1광 출사면(32) 사이에 광 축(Z) 방향으로 볼록한 볼록부(35)를 형성하여, 오목부(34)에 채워지는 반사부재(11)가 넘치는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라 반사부재(11)의 경계를 명확히 하여, 광 출사면(32,33)의 표면에 영향을 주는 것을 차단시켜 줄 수 있어, 광 지향각 분포에 대한 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
도 6은 제3실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 측 단면도이며, 도 7은 도 6의 발광 소자의 부분 확대도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 발광 소자(10C)는 발광 칩(1), 상기 발광 칩(1) 상에 광학부재(4) 및 상기 광학부재(4) 상에 반사부재(11)를 포함한다.
상기 발광 칩(1)은 상기 광학부재(4)의 입사면(41)과 소정 거리(Z21) 이격되어 배치될 수 있으며, 상기 거리(Z21)은 0.01mm 이상일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 여기서, 상기 발광 칩(1)의 중심부는 상기 광학부재(4)의 중심과 같은 중심에 놓일 수 있다.
상기 광학부재(4)는 입사면(41), 광 출사면(42,43), 오목부(44), 그리고 볼록부(45)를 포함한다.
상기 입사면(31)은 평탄한 면이거나, 일부가 볼록한 홈을 갖는 평탄 면을 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 광 출사면(42,43)은 제1광 출사면(42)과 제2광 출사면(43)을 포함하며, 상기 제1광 출사면(42)은 광축(Z) 방향에 대해 외측 방향으로 볼록하게 형성되며, 상기 제2광 출사면(43)은 곡면이거나 수직한 윤곽선을 갖는 평탄한 면으로 형성될 수 있다.
상기 오목부(44)는 제1전반사면(44A), 제2전반사면(44B), 제3전반사면(44C)을 포함하며, 상기 제1전반사면(44A)은 광축(Z)과 같은 중심을 가지며, 발광 칩(1) 방향으로 오목하게 형성된다. 상기 제1전반사면(44A)의 형상은 반구형 형상의 곡면으로 형성될 수 있다. 상기 제2전반사면(44B)은 상기 제1 및 제3전반사면(44A,44C)과는 반대 방향으로, 상기 광축(Z)에 대해 볼록한 곡면으로 형성되며, 상기 제3전반사면(44C)는 오목한 곡면으로 형성된다.
상기 볼록부(45)는 제1변곡점(P23)과 제2변곡점(P24) 사이에서 상기 광축(Z)에 대응되는 방향으로 볼록한 곡면으로 형성된다.
상기 볼록부(45)는 제3전반사면(44C)과 상기 제1광 출사면(42) 사이에 연결되며, 상기 제1광 출사면(32)의 정점(P23)보다 안쪽 즉, 제1광출사면(42)보다 광축(Z) 방향에 더 인접하게 배치되며, 그 단면은 상기 광축(Z) 방향으로 볼록한 곡면 형상으로 형성된다.
여기서, 발광 칩(1)을 기준 점(0)으로 하고, 상기 기준 점(0)과 상기 제1변곡 점(P23)을 지나는 제1가상 선분(E1)과 상기 광축(Z) 사이의 각도(θ3)는 40도 내지 60도의 범위로 형성될 수 있다.
상기 기준 점(0)과 상기 오목부(44)의 최외각의 곡면을 직선 방향으로 지나는 접선인 제2가상 선분(E2)과 상기 광축(Z) 사이의 각도(θ31)는 상기 각도(θ3)보다 큰 각도로 형성되며, 예컨대 41도 내지 75도 범위로 형성될 수 있다.
상기 기준 점(0)과 상기 볼록부(45)의 최내각의 곡면을 직선 방향으로 지나는 접선인 제3가상 선분(E3)과 상기 광축(Z) 사이의 각도(θ32)는 상기 각도(θ3)와 같거나 작은 각도로 형성될 수 있으며, 예컨대 35도 내지 65도 범위로 형성될 수 있다.
상기 볼록부(45)가 상기 제1변곡점(P23)과 제2변곡점(P24) 사이에 연결되므로, 상기 볼록부(45)의 내측 영역은 상기 광학부재(4)의 정점(45A) 사이의 직경(X21)보다는 안쪽에 배치되고, 상기 제1변곡점(P23) 간의 직경(X22)보다는 바깥쪽에 배치된다.
상기 볼록부(45)는 기준 점(0)으로부터 상기 오목부(44)의 최 외각을 지나는 제2가상 선분(E2)보다 안쪽에 배치되므로, 발광 칩(1)으로부터 방출된 광에 대해 거의 영향을 주지 않게 된다. 즉, 상기 볼록부(45)는 발광 칩(1)으로부터 방출된 광이 직접 입사되지 않는 영역에 배치되므로, 광의 지향각 분포에 영향을 주지 않게 되고, 광학부재(4)의 제조 수율을 개선시켜 줄 수 있다.
상기 광학부재(4)는 위에서 볼 때 원 형상이며, 그 반경(D21)은 2.50±0.5mm 범위이며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 광축(Z)과 제1변곡점(P23) 사이의 거리(D24)는 상기 D21의 60~70% 범위로 형성될 수 있으며, 예컨대 1.6±0.5mm 범위로 형성될 수 있다.
상기 광축(Z)과 정점(45A) 사이의 거리(X24)는 상기 거리(D24)보다는 길고, 상기 D11의 65~75% 범위로 형성될 수 있으며, 예컨대 1.7±0.5mm 범위로 형성될 수 있다. 상기 제1변곡점(P23)에 수직한 선분은 광학부재(4)의 최 외곽으로부터 소정 거리(D23)로 이격되며, 상기 거리(D23)는 D21의 30~40% 범위로 형성될 수 있다. 또한 상기 제1광출사면(42)의 제2변곡점(P24)에 수직한 선분은 상기 광학부재(4)의 최 외곽으로부터 소정 거리(D22)로 이격되며, 상기 거리(D22)는 상기 D23보다는 작게 형성될 수 있으며, D21의 25%~35% 범위일 수 있다.
상기 볼록부(45)의 내측부는 상기 제1변곡점(P24)과 정점(35A) 사이의 영역에서 상기 오목부(44)의 제3전반사면(44C)을 지나는 접선(E2) 보다 더 안쪽에 배치된다.
상기 광학 부재(4)의 정점(45A)과 제1변곡점(P23)에 수직한 선분 사이의 간격(X26)은 상기 볼록부(35)의 너비의 1/2로서, 0.05~0.11mm 범위로 형성될 수 있다. 상기 정점(45A)과 제1변곡점(P23)에 수평한 선분 사이의 간격(Z12)은 상기 볼록부(45)의 높이로서, 0.07~0.11mm 범위로 형성될 수 있다. 이러한 상기 볼록부(45)는 상기 광학부재(4)의 정점(45A)보다 안쪽에 배치되어, 상기 반사부재(11)의 외곽 경계를 형성하여, 반사부재(11)가 넘치는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 7을 참조하면, 광학부재(4)의 두께(Z24)는 1mm±0.5mm로 형성될 수 있으며, 상기 오목부(44)의 깊이(Z23)는 광학부재(4)의 두께(Z24)에 비해 87~93% 범위로 형성될 수 있으며, 상기 Z24는 D21보다 작은 값으로서 상기 D21의 40~55% 범위로 형성될 수 있다. 상기 광학부재(4)의 중심부 두께(=Z24-Z23)는 P1과 P0 사이의 간격으로서, Z24의 7~13% 범위일 수 있다.
그리고, 광학부재(4)의 오목부(44)와 제1광 출사면(42)의 전환 지점에는 변곡점이 형성될 수 있다. 상기 오목부(44)의 제1전반사면(44A)에는 상기 제1전반사면(44A)의 저점(P1)과 상기 제2전반사면(44B)로의 전환 지점이 변곡점(P21)이 될 수 있다. 상기 제1전반사면(44A)의 곡률(R21)은 상기 제2전반사면(44B)의 곡률(R22) 보다는 작게 형성될 수 있으며, 상기 제3전반사면(44C)의 곡률(R23)보다는 크게 형성될 수 있으며, 예컨대 0.4~0.9mm 범위로 형성될 수 있다.
상기 제2전반사면(44B)의 곡률(R22)은 인접한 변곡점(P21,P22) 사이에 연결되며 제3전반사면(44C)의 곡률(R23)보다는 크게 형성될 수 있으며, 예컨대, 6.5~7.5mm 사이의 곡률로 형성될 수 있다.
상기 제3전반사면(44C)의 곡률(R23)은 인접한 변곡점(P22,P23) 사이에 연결되며 상기 제1전반사면(44A)의 곡률(R21)보다는 3배 이상 작게 형성되고 상기 볼록부(45)의 곡률(R24)보다는 2배 이상 크게 형성될 수 있다. 상기 제1전반사면(44A)과 상기 제3전반사면(44C)의 곡률(R21,R23)은 광 축(Z) 방향에 대해 오목한 곡면으로 형성되며, 상기 볼록부(45)의 곡률(R24)은 상기 광축(Z) 방향으로 볼록한 곡면으로 형성된다. 상기 볼록부(45)의 곡률(R24)은 0.7~0.12mm 범위로 형성될 수 있다.
상기 제3전반사면(44C)의 곡률(R23)은 상기 볼록부(45)의 곡률(R24) 보다는 2배 이상의 크게 형성되므로, 상기 볼록부(45)와 연결되는 윤곽선은 급격한 곡면을 가지게 될 수 있다.
상기 제1광 출사면(42)은 볼록부(45)와 연결되는 제2변곡점(P24)부터 변곡점(P25)까지 상기 광축(Z)에 대해 외측 방향으로 볼록한 곡률(R24)을 갖고 형성되며, 제2광 출사면(43)과 연결된다. 상기 변곡점(P24)은 광학 부재의 정점(45A)보다 외측 방향에 위치하게 된다.
제2광 출사면(43)은 상기 제1광 출사면(42)의 변곡점(P25)과 저점(P26) 사이에 연결되며, 직선 형태의 윤곽선으로 형성될 수 있다. 상기 제1광 출사면(42)와 상기 제2광 출사면(43) 사이의 변곡점(P25)의 위치는 수평 선분에서 볼 때, 상기 오목부(44)의 저점(P1)의 위치보다 더 높은 선상에 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 반사부재(11)의 상면은 볼록부(45)에 의해 경계가 설정되므로, 상기 반사부재(11)의 상면 너비는 상기 광학 부재(4)의 정점(45A) 간의 너비(또는 직경)보다는 좁게 형성되고, 상기 제1변곡점(P23) 간의 너비(또는 직경) 보다는 넓게 형성될 수 있다. 또한 상기 반사부재(11)의 상면 중에서 광학 부재(4)와의 접촉 지점인 둘레는 상기 광학 부재(4)의 정점(45A)보다는 낮은 위치에 있고, 상기 제1변곡점(P23)의 보다는 높은 위치에 형성될 수 있다.
실시 예는 복수의 전 반사면(44A-44C)을 갖는 오목부(44)와 제1광 출사면(42) 사이에 광 축(Z) 방향으로 볼록한 볼록부(45)를 형성하여, 오목부(44)에 채워지는 반사부재(11)가 넘치는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라 반사부재(11)의 경계를 명확히 하여, 광 출사면(42,43)의 표면에 영향을 주는 것을 차단시켜 줄 수 있어, 광 지향각 분포에 대한 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
도 8은 제4실시 예에 따른 발광 소자의 측 단면도이며, 도 9는 도 8의 부분 확대도이다.
도 8을 참조하면, 발광 소자(10D)는 발광 칩(1), 상기 발광 칩(1) 상에 광학부재(5) 및 상기 광학부재(5) 상에 반사부재(11)를 포함한다.
상기 발광 칩(1)은 상기 광학부재(5)의 입사면(51)과 소정 거리(Z11) 이격되어 배치될 수 있으며, 상기 거리(Z11)은 0.01mm 이상일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 여기서, 상기 발광 칩(1)의 중심부는 상기 광학부재(5)의 중심과 같은 중심에 놓일 수 있다.
상기 광학부재(5)는 입사면(51), 광 출사면(52,53), 오목부(54), 그리고 볼록부(55)를 포함한다.
상기 입사면(51)은 평탄한 면이거나, 일부가 볼록한 홈을 갖는 평탄 면을 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 광 출사면(52,53)은 제1광 출사면(52)과 제2광 출사면(53)을 포함하며, 상기 제1광 출사면(52)은 광축(Z) 방향에 대해 외측 방향으로 볼록하게 형성되며, 상기 제2광 출사면(53)은 곡면이거나 수직한 윤곽선을 갖는 평탄 면으로 형성될 수 있다.
상기 오목부(54)는 제1전반사면(54A), 제2전반사면(54B), 제3전반사면(54C)을 포함하며, 상기 제1전반사면(54A)은 광축(Z)과 같은 중심을 가지며, 발광 칩(1) 방향으로 오목하게 형성된다. 상기 제1전반사면(54A)의 형상은 반구형 형상의 곡면으로 형성될 수 있다. 상기 제5전반사면(54B)은 상기 제1 및 제3전반사면(54A,54C)와는 반대 방향으로, 상기 광축(Z)에 대해 볼록한 곡면으로 형성되며, 상기 제3전반사면(54C)는 오목한 곡면으로 형성된다.
상기 볼록부(55)는 제1변곡점(P34)과 정점(55A) 사이에서 상기 광축(Z) 방향으로 볼록한 곡면으로 형성된다.
상기 볼록부(55)는 제3전반사면(54C)과 상기 광 출사면(52,53) 사이에 연결되며, 상기 광학부재(5)의 정점(55A)을 가지며, 상기 제1광출사면(52)보다 광축(Z) 방향에 더 인접하게 배치되며, 그 단면은 상기 광축(Z) 방향으로 볼록한 곡면 형상으로 형성된다.
여기서, 발광 칩(1)을 기준 점(0)으로 하고, 상기 기준 점(0)과 상기 제1변곡 점(P34)을 지나는 제1가상 선분(E1)과 상기 광축(Z) 사이의 각도(θ4)는 40도 내지 60도의 범위로 형성될 수 있다.
상기 기준 점(0)과 상기 오목부(54)의 최외각 곡면을 직선 방향으로 지나는 접선인 제2가상 선분(E2)과 상기 광축(Z) 사이의 각도(θ41)는 상기 각도(θ4)보다 큰 각도로 형성되며, 예컨대 41도 내지 75도 범위로 형성될 수 있다.
상기 기준 점(0)과 상기 볼록부(55)의 최내각의 곡면을 직선 방향으로 지나는 접선인 제3가상 선분(E3)과 상기 광축(Z) 사이의 각도(θ42)는 상기 각도(θ4)와 같거나 작은 각도로 형성될 수 있으며, 예컨대 35도 내지 65도 범위로 형성될 수 있다.
상기 볼록부(55)가 상기 제1변곡점(P34)과 정점(55A) 사이에 연결되므로, 상기 볼록부(55)의 내측 영역은 상기 광학부재(5)의 정점(55A) 사이의 직경(X31)보다는 안쪽에 배치되고, 상기 제1변곡점(P34) 간의 직경(X32)보다는 바깥쪽에 배치된다.
상기 볼록부(55)는 기준 점(0)으로부터 상기 오목부(54)의 최 외각을 지나는 제2가상 선분(E2)보다 안쪽에 배치되므로, 발광 칩(1)으로부터 방출된 광에 대해 거의 영향을 주지 않게 된다. 즉, 상기 볼록부(55)는 발광 칩(1)으로부터 방출된 광이 직접 입사되지 않는 영역에 배치되므로, 광의 지향각 분포에 영향을 주지 않게 되고, 광학부재(5)의 제조 수율을 개선시켜 줄 수 있다.
상기 광학부재(5)는 위에서 볼 때 원 형상이며, 그 반경(D31)은 2.50±0.5mm 범위이며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 광축(Z)과 제1변곡점(P34) 사이의 거리(D34)는 상기 D31의 75~85% 범위로 형성될 수 있으며, 예컨대 2.0±0.5mm 범위로 형성될 수 있다.
상기 광축(Z)과 제1광 출사면(53)의 제2변곡점(P35) 사이의 거리(X34)는 상기 거리(D34)보다는 길고, 상기 D31의 82~86% 범위로 형성될 수 있으며, 예컨대 2.1±0.2mm 범위로 형성될 수 있다. 상기 제1변곡점(P34)에 수직한 선분은 광학부재(5)의 최 외곽으로부터 소정 거리(D32)로 이격되며, 상기 거리(D32)는 D31의 15~25% 범위로 형성될 수 있다. 또한 상기 정점(55A)에 수직한 선분은 상기 광학부재(5)의 최 외곽으로부터 소정 거리(D32)로 이격되며, 상기 거리(D32)는 상기 D32보다는 작게 형성될 수 있다.
상기 볼록부(55)의 정점(55A)은 상기 제1변곡점(P34)과 상기 제1광 출사면(32)의 정점(P35)(제2변곡점) 사이의 영역에서 상기 오목부(54)의 제3전반사면(54C)을 지나는 접선(E2) 보다 더 안쪽에 배치된다.
상기 정점(55A)과 제1변곡점(P34)에 수직한 선분 사이의 간격(X36)은 상기 볼록부(55)의 너비의 1/2~1/3로서, 0.06~0.12mm 범위로 형성될 수 있다. 상기 정점(55A)과 제1변곡점(P34)에 수평한 선분 사이의 간격(Z34)은 상기 볼록부(55)의 높이로서, 0.03~0.07mm 범위로 형성될 수 있다. 이러한 상기 볼록부(55)의 내측 영역은 상기 광학부재(5)의 정점(55A)보다 안쪽에 배치되어, 상기 반사부재(11)의 외곽 경계를 형성하여, 반사부재(11)가 넘치는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 9를 참조하면, 광학부재(5)의 두께(Z34)는 0.8mm±0.2mm로 형성될 수 있으며, 상기 오목부(54)의 깊이(Z33)는 광학부재(5)의 두께(Z34)에 비해 87~92% 범위로 형성될 수 있으며, 상기 Z34는 D11보다 작은 값으로서 상기 D11의 30~50% 범위로 형성될 수 있다. 상기 광학부재(5)의 중심부 두께(=Z34-Z33)는 P1과 P0 사이의 간격으로서, Z34의 8~13% 범위일 수 있다.
그리고, 광학부재(5)의 오목부(54)와 광 출사면(52,53)에는 변곡점이 형성될 수 있다. 상기 오목부(54)의 제1전반사면(54A)에는 상기 제1전반사면(54A)의 저점(P1)과 상기 제2전반사면(54B)로의 전환 지점이 변곡점(P31)이 될 수 있다. 상기 제1전반사면(54A)의 곡률(R31)은 광축(Z) 방향에 대해 오목하게 형성되며, 상기 제3전반사면(54C)의 곡률(R33)보다는 크게 형성될 수 있으며, 예컨대 0.7mm~1mm 범위로 형성될 수 있다.
상기 제2전반사면(54B)은 제1전반사면(54A)과 제3전반사면(54C) 사이에서 다수의 변곡점(P31, P32, P33)을 포함하며, 볼록한 곡면들로 연결된다. 상기 제2전반사면(54B)에서 변곡점(P31,P32) 사이의 윤곽선의 곡률(R32)은 변곡점(P32,P33) 사이의 윤곽선의 곡률(R33)보다는 작게 형성될 수 있다. 상기 곡률(R32)은 1mm 이하이며, 곡률(R33)은 6mm 이상의 곡률로 형성될 수 있다.
상기 제3전반사면(54C)의 곡률(R34)은 인접한 변곡점(P33,P34) 사이에 연결되며 상기 제1전반사면(54A)의 곡률(R31)보다는 3배 이상 작게 형성되고 상기 볼록부(55)의 곡률(R35)보다는 2배 이상 크게 형성될 수 있다. 상기 제1전반사면(54A)과 상기 제3전반사면(54C)의 곡률(R31,R33)은 광축(Z) 방향에 대해 오목한 곡면으로 형성되며, 상기 볼록부(55)의 곡률(R35)은 0.8~0.12mm 범위로 형성될 수 있다.
상기 제3전반사면(54C)의 곡률(R34)은 상기 볼록부(55)의 곡률(R35) 보다는 2배 이상의 차이를 두고 서로 반대 방향의 곡면으로 형성되므로, 상기 볼록부(55)는 급격한 곡면을 가지게 될 수 있다.
상기 제1광 출사면(52)은 볼록부(55)와 연결되는 변곡점(P35)부터 마지막 변곡점(P36)까지 상기 광축(Z)에 대해 외측 방향으로 볼록한 곡률(R36)을 갖고 형성되며, 제2광 출사면(53)과 연결된다. 상기 변곡점(P35)은 광학 부재(5)의 정점(55A)보다 외측에 배치된다.
제2광 출사면(53)은 상기 제1광 출사면(52)의 변곡점(P36)과 저점(P37) 사이에 연결되며, 직선 형태의 윤곽선으로 형성될 수 있다. 상기 제1광 출사면(52)와 상기 제2광 출사면(53) 사이의 변곡점(P36)의 위치는 수평 선분에서 볼 때, 상기 오목부(54)의 저점(P1)의 위치보다 더 높은 선상에 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 반사부재(11)의 상면은 볼록부(55)에 의해 경계가 설정되므로, 상기 반사부재(11)의 상면 너비는 상기 광학 부재(5)의 정점(55A) 간의 너비(또는 직경)보다는 좁게 형성되고, 상기 제1변곡점(P34) 간의 너비(또는 직경) 보다는 넓게 형성될 수 있다. 또한 상기 반사부재(11)의 상면 중에서 광학 부재(5)와의 접촉 지점인 둘레는 상기 광학 부재(5)의 정점(55A)보다는 낮은 위치에 있고, 상기 제1변곡점(P34)의 보다는 높은 위치에 형성될 수 있다.
실시 예는 복수의 전 반사면(54A-54C)을 갖는 오목부(54)와 제1광 출사면(52) 사이에 광 축(Z) 방향으로 볼록한 볼록부(55)를 형성하여, 오목부(54)에 채워지는 반사부재(11)가 넘치는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라 반사부재(11)의 경계를 명확히 하여, 광 출사면(52,53)의 표면에 영향을 주는 것을 차단시켜 줄 수 있어, 광 지향각 분포에 대한 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
상기의 제1내지 제4실시 예에 개시된 광학부재의 오목부 상에 배치된 반사 부재는 제거될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 10내지 도 14는 제 1 또는 제2실시 예에 광학 부재를 이용한 광 지향각 분포를 나타낸 도면이다.
도 10 및 도 11은 반사 부재를 적용하지 않는 경우로서, 광 지향각 분포를 보면, 제1방향과 제2방향에서의 광 지향각 분포를 나타내고 있다. 도 10에 도시된 분포 특성은 광학 부재의 단 방향의 지향각 분포이며, 도 11에 도시된 분포 특성은 광학 부재의 장 방향의 지향각 분포를 나타낸다.
도 12 및 도 13은 반사 부재를 적용한 경우로서, 광학 부재의 제1 방향과 제2방향에서 넓은 광 지향각 분포 예컨대, 155도 이상의 지향각 분포를 나타내고 있다. 또한 반사부재에 의해 센터 빔의 광도는 도 12에서 30% 이하의 광도를 갖고, 도 13에서 35% 이하의 광도를 갖게 된다.
도 14는 도 2의 발광 장치에서의 레이 트레이싱(Ray tracing) 결과를 나타낸 도면으로서, 광학부재의 볼록부 영역에는 광이 입사되지 않게 된다. 이러한 볼록부는 안쪽의 반사부재의 경계를 명확하게 하여, 광학 부재의 광 출사면에 영향을 주는 것을 차단할 수 있다.
상기에 개시된 광학 부재를 갖는 발광 소자는 발광 칩과 결합되는 구조가 변경될 수 있으며, 이하의 실시 예의 참조하기로 한다.
도 15은 제5실시 예에 따른 발광 소자의 사시도를 나타내고, 도 16는 도 15에 도시된 발광 소자의 A-A측 단면도이며, 도 17은 도 15에 도시된 발광 소자의 B-B측 단면도이고, 도 18는 도 15의 발광 소자의 C-C측 단면도이며, 도 19는 도 15의 발광 소자의 리드 프레임을 나타낸 사시도이다.
도 15내지 도 19를 참조하면, 발광 소자(100)는 서로 이격된 복수의 리드 프레임(121,131)과, 상기 복수의 리드 프레임(121,131)에 형성된 제1몸체(141)와, 제1개구부(150)를 갖고 상기 제1몸체(141) 위에 상기 제1몸체(141)과 다른 재질로 형성된 제2몸체(151)와, 상기 복수의 리드 프레임(121,131) 중 적어도 하나의 위에 배치된 발광 칩(161)과, 상기 제1개구부(150)에 형성되고 상기 발광 칩(161)을 에워싸는 상기 투광성 수지층(171), 및 상기 투광성 수지층(171)과 상기 제2몸체(151) 상에 형성된 렌즈(181)를 포함한다.
발광 소자(100)에서 제1방향(X)은 길이(W1)로 설명하고, 상기 제1방향(X)과 수직인 제2방향(Z)은 너비(W3)로 설명하며, 상기 발광 칩(161)의 상면에 수직한 방향은 발광 칩(161)의 법선 방향(Y)으로 설명할 수 있다.
상기 발광 소자(100)의 길이(W1)는 복수의 리드 프레임(121,131)의 외측면 사이의 간격일 수 있으며, 상기 제1몸체(141)의 길이(W2)가 더 짧게 형성된다. 복수의 리드 프레임(121,131)은 솔더 페이스트(solder paste)와 같은 접합 부재와의 접합을 위해 제1몸체(141)보다 더 돌출시켜 줄 수 있다. 발광 소자(100)의 너비는 제1몸체(141)의 너비(W3)일 수 있으며, 상기 제1몸체(141)의 너비(W3)는 상기 리드 프레임(121,131)의 너비(W4)보다 더 넓게 형성되어, 광 지향각을 넓게 형성할 수 있다.
상기 복수의 리드 프레임(121,131)은 도 16 및 도 19와 같이, 제1리드 프레임(121)과 제2리드 프레임(131)을 포함한다. 상기 제1리드 프레임(121)은 제1홈(123) 및 제1구멍(122)이 배치되며, 상기 제1홈(123)은 상기 제1리드 프레임(121)의 상면으로부터 미리 설정된 깊이로 형성될 수 있으며, 칩 영역(A1)의 둘레에 배치된다. 여기서, 상기 칩 영역(A1)의 둘레는 상기 칩 영역(A1)과 제1리드 프레임(121)의 한 측면 또는 2 이상의 측면들 사이의 영역일 수 있다. 상기 제1홈(123)에서의 상기 제1리드 프레임(121)의 두께는 상기 제1홈(123)이 없는 영역과 동일한 두께이거나, 상기 제1홈(123)의 영역만큼 얇은 두께로 형성될 수 있다. 이는 상기 제1리드 프레임(121)에서 제1홈(123)의 반대측이 부분이 돌출되거나 평탄한 구조일 수 있다. 상기 제1구멍(122)은 복수개가 서로 이격되게 배치되며, 상기 제1홈(123)과 상기 제1리드 프레임(121)의 측면들 사이에 배치된다.
상기 제2리드 프레임(131)에는 제2홈(133) 및 제2구멍(132)이 배치된다. 상기 제2홈(133)은 미리 설정된 깊이를 갖고 상기 제2리드 프레임(131)의 너비(W4) 방향으로 길이(A4) 방향보다는 더 넓게 형성될 수 있다. 상기 제2홈(133)은 본딩 영역(A2)의 외측 즉, 제1리드 프레임(121)의 반대측 영역에 형성될 수 있다. 상기 제2구멍(132)은 복수개가 상기 제2홈(133)의 외측에 소정 간격을 갖고 배열될 수 있다. 상기 제2홈(133)에서의 상기 제2리드 프레임(131)의 두께는 상기 제2홈(133)이 없는 영역과 동일하거나, 상기 제2홈(133)의 깊이만큼 얇은 두께로 형성될 수 있다. 이는 제2리드 프레임(131)에서 상기 제2홈(133)의 반대측이 부분이 돌출되거나 평탄한 구조일 수 있다.
상기 제1리드 프레임(121)의 너비(A3)는 상기 제2리드 프레임(131)의 너비(A4)보다 더 길게 형성될 수 있으며, 또는 발광 칩이 배치된 제1리드 프레임(121)이 더 넓은 면적으로 형성될 수 있다.
상기 제1리드 프레임(121)과 제2리드 프레임(131)은 금속 재질, 예를 들어, 티타늄(Ti), 구리(Cu), 니켈(Ni), 금(Au), 크롬(Cr), 탄탈늄(Ta), 백금(Pt), 주석(Sn), 은(Ag), 인(P) 중 적어도 하나를 포함하며, 또한 단일의 금속층 또는 서로 다른 금속층으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 복수의 제1구멍(122)과 복수의 제2구멍(132) 중 하나 또는 2개 이상은 도 16과 같이, 하부가 넓고 상부가 좁은 너비로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 제1리드 프레임(121)과 상기 제2리드 프레임(131)에서 제1구멍(122), 제2구멍(132), 제1홈(123), 제2홈(133) 중 적어도 하나는 형성하지 않을 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1리드 프레임(121)의 제1단부(124)는 상기 제2리드 프레임(131)의 제2단부(134)에 대응된다. 상기 제1리드 프레임(121)의 제1단부(124)와 상기 제2리드 프레임(131)의 제2단부(134) 사이의 간극(115)은 외측 간격(G1)이 센터측 간격보다 더 이격되거나, 동일한 간격으로 형성될 수 있다. 상기 제1리드 프레임(121)의 제1단부(124)와 상기 제2리드 프레임(131)의 제2단부(134) 간의 간격이 더 가깝게 배치됨으로써, 발광 칩(161), 제1와이어(166), 및 제2와이어(167)의 본딩 공간을 확보할 수 있다.
상기 제1리드 프레임(121)에서 제1단부(124) 및 이에 절곡된 양 측면부를 따라 제1단차 구조(128)이 형성된다. 상기 제1단차 구조(128)는 상기 제1리드 프레임(121)의 외 측면이 단차지게 형성된다. 상기의 제1단차 구조(128)는 제1리드 프레임(121)의 적어도 한 외측면에 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제2리드 프레임(131)에서 제2단부(134) 및 이에 절곡된 양 측면부를 따라 제2단차 구조(138)이 형성된다. 상기 제2단차 구조(138)는 상기 제2리드 프레임(131)의 외 측면이 단차지게 형성된다. 상기의 제2단차 구조(138)는 제2리드 프레임(131)의 한 측면부 또는 2측면부 이상에 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
제5실시 예는 2개의 리드 프레임을 1조로 설명하였으나, 3개 이상의 리드 프레임을 형성할 수도 있다. 또한 상기 제1리드 프레임(121)과 상기 제2리드 프레임(131)은 위에서 볼 때, 사각형 또는 다른 형상일 수 있다. 또한 상기 복수의 리드 프레임(121,131)의 적어도 일부는 절곡될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 16, 도 17, 도 19 및 도 20과 같이, 상기 제1리드 프레임(121)과 상기 제2리드 프레임(131)에는 제1몸체(141)가 형성된다. 상기 제1몸체(141)는 상기 제1리드 프레임(121)과 상기 제2리드 프레임(131)을 물리적으로 이격시켜 주고, 상기 제1리드 프레임(121)과 상기 제2리드 프레임(131)의 지지 및 고정시켜 준다.
상기 제1몸체(141)의 하면은 상기 제1리드 프레임(121)과 상기 제2리드 프레임(131)의 하면과 동일 수평 면으로 형성될 수 있으며, 상면(147)은 상기 제1리드 프레임(121)과 상기 제2리드 프레임(131)의 상면으로부터 이격되어 배치될 수 있다.
상기 제1몸체(141)은 상기 발광 칩(161)으로부터 방출된 파장에 대해, 반사율이 투과율보다 더 높은 물질 예컨대, 70% 이상의 반사율을 갖는 재질로 형성될 수 있다. 상기 제1몸체(141)는 반사율이 70% 이상인 경우, 비 투광성의 재질로 정의될 수 있다. 상기 제1몸체(141)는 수지 계열의 절연 물질 예컨대, 폴리프탈아미드(PPA: Polyphthalamide)와 같은 수지 재질로 형성될 수 있다. 상기 제1몸체(141)는 실리콘, 또는 에폭시 수지, 또는 플라스틱 재질을 포함하는 열 경화성 수지, 또는 고내열성, 고 내광성 재질로 형성될 수 있다. 상기의 실리콘은 백색 계열의 수지를 포함한다. 또한 상기 제1몸체(141) 내에는 산무수물, 산화 방지제, 이형재, 광 반사재, 무기 충전재, 경화 촉매, 광 안정제, 윤활제, 이산화티탄 중에서 선택적으로 첨가될 수 있다. 함유하고 있다. 상기 제1몸체(141)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.
또한 상기 제1몸체(141) 내에 차광성 물질 또는 확산제를 혼합하여 투과하는 광을 저감시켜 줄 수 있다. 또한 상기 제1몸체(141)는 소정의 기능을 갖게 하기 위해서, 열 경화성수지에 확산제, 안료, 형광 물질, 반사성 물질, 차광성 물질, 광 안정제, 윤활제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 적절히 혼합하여도 된다.
상기의 제1몸체(141)의 상면(147)이 상기 제2몸체(151)의 하면 면적보다 더 큰 면적으로 형성됨으로써, 제1몸체(141)의 상면(147) 방향으로 진행되는 광을 반사시켜 주어, 광 손실을 줄일 수 있다.
도 20 및 도 22를 참조하면, 상기 제1몸체(141)는 리드 프레임(121,131)을 기준으로 상기 리드 프레임(121,131)의 상면 아래 부분을 하부 영역이라 하고, 상기 리드 프레임(121,131)의 상면 위를 상부 영역이라 할 수 있다. 또한 상기 제1몸체(141)의 상면(147)은 제1상면부(B3)와 제2상면부(B4)로 구분할 수 있으며, 상기 제1상면부(B3)는 상기 제2상면부(B4)보다 발광 칩(161)에 더 가까운 영역일 수 있다. 상기의 제1상면부(B3)는 외측으로 갈수록 점차 두껍게 형성되어 경사면을 형성하고, 상기 제2상면부(B4)는 상기 제1상면부(B3)의 두께 이상이며 평탄하거나 경사지게 형성될 수 있다.
상기 제1몸체(141)의 상면(147)과 상기 리드 프레임(121,131)의 상면 사이의 최대 간격은 상기 제1몸체(141)의 제2상면부(B4)의 두께(T1)이며, 상기 두께(T1)는 50㎛ 이상 예컨대, 50㎛~300㎛ 범위로 형성될 수 있다. 이 경우 상기 제1몸체(141)의 제2상면부(B4)의 두께(T1)는 상부 영역 중에서 가장 두꺼운 영역일 수 있다. 또한 상기 제1몸체(141)의 상면(147)은 상기 발광 칩(161)의 상면으로부터 수평한 연장 선과 같거나 상기 발광 칩(161)의 상면과 수평한 연장 선과의 간격(T2-T1)이 적어도 1㎛ 이상으로 형성될 수 있으며, 이는 발광 칩(161)으로부터 방출된 광을 효과적으로 입사받아 반사시켜 줄 수 있다. 상기 제1상면부(B3)가 제2상면부(B4)보다 더 얇게 형성됨으로써, 도 2와 같이 상기 발광 칩(161)으로부터 수평 방향으로 진행하는 제2광(L2)을 효과적으로 반사시켜 줄 수 있다.
상기 발광 칩(161)의 두께(T2)는 80㎛-500㎛ 범위 예컨대, 80㎛-150㎛ 범위로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1몸체(141)의 제1상면부(B1)는 상기 리드 프레임(121,131)의 상면과 평행하지 않는 경사진 면으로 형성될 수 있으며, 예를 들면 상기 리드 프레임(121,131)의 상면과의 각도가 1도 이상 내지 25도 이하로 형성될 수 있다.
상기 제1몸체(141)의 제2상면부(B4)는 상기 리드 프레임(121,131)의 상면과 평행하게 형성될 수 있다. 여기서, 상기 제1몸체(141)의 제1상면부(B3)의 연장 선(E4)과 상기 발광 칩(161)의 상면에 수직한 법선(Z) 사이의 각도(θ5)는 89도 이하 예컨대, 65도 내지 89도 사이로 형성될 수 있다. 또한 제1몸체(141)의 제1상면부(B3) 사이의 내각은 135도 이상 내지 180도 미만의 각도로 형성될 수 있다. 상기 제1몸체(141)의 제1상면부(B3)의 연장 선(E4)과 상기 발광 칩(161)의 상면에 수직한 법선(Z) 사이의 각도(θ5)에 따라 발광 소자의 광 지향각은 조절될 수 있다.
도 16 및 도 20과 같이, 상기 제1몸체(141)는 간극부(142), 제1 내지 제4결합부(143,144,145,146)를 포함한다. 상기 간극부(142)는 상기 제1리드 프레임(121)과 상기 제2리드 프레임(131) 사이의 간극(115)에 배치되며, 하부 너비가 상부 너비보다 더 넓게 형성될 수 있다. 상기 간극부(142)의 상면은 상기 리드 프레임(121,131)의 상면과 동일한 수평 면에 형성되거나, 상기 리드 프레임(121,131)의 상면보다 더 높게 형성될 수 있다. 여기서, 상기 간극부(142)의 상부가 상기 리드 프레임(121,131)의 상면보다 더 높게 형성된 경우, 상기 제1리드 프레임(121)의 제1단부(124) 및 제2리드 프레임(131)의 제2단부(134) 상면과 접촉되게 형성되어, 습기 침투를 효과적으로 방지할 수 있다.
상기 제1결합부(143)는 상기 제1리드 프레임(121)의 제1구멍(122)에 형성되며, 제2결합부(144)는 상기 제2리드 프레임(131)의 제2구멍(132)에 형성된다. 상기 제3결합부(145)는 상기 제1리드 프레임(121)의 제1홈(123)에 형성되며, 상기 제4결합부(146)는 상기 제2리드 프레임(131)의 제2홈(133)에 형성된다. 상기 제1몸체(141)는 간극부(142), 복수의 결합부(142,144,145,146)를 통해 제1리드 프레임(121)과 제2리드 프레임(131)과 밀착 결합될 수 있다.
도 6 및 도 7과 같이, 상기 제1몸체(141)의 내측부(148)는 상기 제1리드 프레임(121)의 제1홈(123)과 개구 영역(150-1) 사이에 더 연장되어, 제2몸체(151)의 내측부(152A)와의 접촉 면적을 증대시켜 줄 수 있다.
상기 제1몸체(141)는 상기 발광 칩(161)의 광을 효과적으로 반사시키는 부재로서, 수지 성형체일 수 있다. 상기 제1몸체(141)는 중앙에 개구 영역(150-1)이 형성되며, 상기 개구 영역(150-1)에는 상기 제1리드 프레임(121)과 상기 제2리드 프레임(131)의 상면이 노출될 수 있다. 상기 개구 영역(150-1)은 원 형상, 다각형 형상, 또는 곡면을 갖는 형상을 포함할 수 있다. 상기 제1몸체(141)는 대략 직육면체의 형상으로 형성될 수 있으며, 외측 둘레는 위에서 볼 때 다각형 형상으로 형성될 수 있다. 상기 제1몸체(141)는 직육면체 형상으로 도시하였지만, 위에서 볼 때 타원형, 원형, 다른 다각 형상으로 형성될 수 있다.
도 15 및 도 16과 같이, 상기 제1몸체(141)를 형성하는 4개의 외측면 중 제1외측면(S1) 아래에는 제1리드 프레임(121)의 외측부가 돌출되며, 제1외측면(S1)의 반대측 제2외측면(S2)의 아래에는 제2리드 프레임(131)의 외측부가 돌출되며, 도 15 및 도 18와 같이, 상기 제1몸체(141)의 서로 반대측 제3외측면(S3) 및 제4외측면(S4)은 제1 및 제2리드 프레임(121,131)의 외측 면보다 더 외측에 형성된다. 상기 제1몸체(141)의 외측부(149)는 제1 및 제2리드 프레임(121,131)의 외측면을 커버하게 된다. 하단부(149A)는 상기 제1몸체(141)의 외측부(149)로부터 제1 및 제2리드 프레임(121,131)의 하면에 연장되어, 도 5와 같이 형성된 단차 구조(128,138)에 결합될 수 있다.
도 16과 같이, 제2몸체(151)는 상기 제1몸체(141) 상에 형성될 수 있다. 상기 제2몸체(151)는 투광성 재질로 형성될 수 있으며, 예컨대 실리콘계열 또는 에폭시 계열의 수지 재질로 형성될 수 있다. 상기 제2몸체(151)는 인젝션 몰딩(Injection molding) 방식으로 형성될 수 있으며, 투명한 재질로 형성될 수 있다. 이에 따라 상기 제2몸체(151)는 발광 칩(161)으로부터 방출된 제1광(L1)과 제2광(L2)을 효과적으로 투과시켜 줄 수 있다.
상기 제2몸체(151)의 외 측면(S5)은 상기 광학부재(2)의 제2광 출사면(23)보다 더 내측에 배치되고, 상기 광학부재(2)의 제2광 출사면(23)의 일부와 접촉될 수 있다. 이에 따라 상기 제2몸체(151)는 상기 광학부재(2)와의 결합력이 증가된다. 상기 제2몸체(151)는 위에서 볼 때, 원 형상일 수 있으며, 다른 예로서 다각형 형상, 타원형 형상일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 제2몸체(151)의 외 측면(S5)은 수직한 면으로 형성된 예로 설명하였으나, 곡면 예를 들면, 반구형 형상으로 형성될 수 있다. 이러한 곡면 형상의 외 측면은 광의 출사 면을 더 넓게 제공할 수 있다.
상기 제2몸체(151)의 너비는 도 15와 같이 상기 제1몸체(141)의 너비(W4)보다 작은 너비로 형성될 수 있으나, 다른 예로서, 상기 제2몸체(151)의 너비가 상기 제1몸체(141)의 너비(W4)와 같거나 더 크게 형성될 수 있다. 이는 제1몸체(141)와 제2몸체(151)의 접촉 면적을 증가시켜 주어, 서로 다른 재질의 제1 및 제2 몸체(141,151) 사이의 계면에서의 습기 침투를 방지하고, 패키지의 신뢰성을 개선시켜 줄 수도 있다.
상기 제2몸체(151)는 상기 발광 칩(161)으로부터 방출된 파장에 대해 70% 이상인 투과율을 갖는 제2 열 경화성 수지이다. 제2 열 경화성 수지는, 규소 함유 수지, 투광성의 에폭시 수지, 변성 에폭시 수지, 투광성의 실리콘 수지, 변성 실리콘 수지, 아크릴레이트 수지, 우레탄 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종에 의해 형성할 수 있다. 상기 제2몸체(151)는 제2 열 경화성 수지에, 소정의 기능을 갖게 하기 위해서, 필러, 확산제, 안료, 형광 물질, 반사성 물질로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 혼합하여도 된다. 또한，제2 열 경화성 수지에, 확산제를 함유시켜도 된다. 예를 들어 확산제로서는, 티탄산 바륨, 산화티탄, 산화알루미늄, 산화규소 등을 이용할 수 있다.
도 20 및 도 21과 같이, 상기 제2몸체(151)는 제1개구부(150)를 갖고, 상기 제1개구부(150)는 복수의 리드 프레임(121,131)의 센터 영역과 대응될 수 있다. 상기 제1개구부(150)는 상기 제1몸체(141)의 개구 영역(150-1)보다 작은 너비로 형성될 수 있다. 상기 제2몸체(151)의 내 측면(152)은 상기 제1리드 프레임(121) 또는 상기 제2리드 프레임(131)의 상면에 대해 수직하거나, 90도 이상 내지 180도 이하의 각도로 경사지게 형성될 수 있다.
상기 제2몸체(151)의 내측부(152A)는 상기 제1몸체(141)의 내측부(148)보다 상기 발광 칩(161)에 더 가깝게 배치되고, 상기 리드 프레임(121,131)의 상면에 접촉될 수 있다. 또한 제2몸체(151)의 내측부(152A)는 상기 제1몸체(141)의 상면에 접촉됨으로써, 상기 제1몸체(141)와의 밀착력이 증가될 수 있다. 이러한 구조는 습기 침투를 효과적으로 방지할 수 있다.
상기 제2몸체(151)의 내측면(152)의 높이(또는 두께)는 상기 발광 칩(161)의 두께보다 두껍고, 도 16의 와이어(166,167)의 고점보다 더 높게 형성될 수 있으며, 예컨대 250㎛ 이상 내지 500㎛ 이하의 높이로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 제1개구부(150)는 위에서 볼 때, 도 15와 같이, X축 방향(X)의 길이와 Z축 방향의 너비가 서로 다르거나 같을 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 21과 같이, 상기 제2몸체(151)의 상부에는 요철 구조, 울퉁불퉁한 구조, 또는 단차 구조로 형성될 수 있다. 상기 제2몸체(151)의 상부의 내측으로 돌출된 제1돌기(153), 상부 외측에 배치된 제2돌기(155), 상기 제1돌기(153)와 제2돌기(155) 사이의 제3홈(154)이 형성된다. 상기 제1돌기(153)와 상기 제2돌기(153)는 동일한 높이 또는 서로 다른 높이로 돌출될 수 있으며, 상기 제3홈(154)은 상기 제1돌기(153)의 상면보다 더 낮은 깊이로 형성될 수 있다. 상기 제2몸체(151)의 상부에 형성된 제1돌기(153), 제2돌기(155), 및 제3홈(154)에 의해 도 16과 같이 광학부재(2)와의 결합력이 증가될 수 있다.
도 16과 같이, 상기 발광 칩(161)은 하나 또는 2개 이상이 상기 제1몸체(141)의 제1개구부(150)의 바닥에 노출된 상기 제1리드 프레임(121)과 제2리드 프레임(132) 중 적어도 하나의 위에 배치될 수 있다.
상기 발광 칩(161)은 제1리드 프레임(121) 위에 배치되고, 제1리드 프레임(121)과 제1와이어(165)로 연결되고, 제2리드 프레임(131)과 제2와이어(166)로 연결될 수 있다. 상기 발광 칩(161)은 제1리드 프레임(121)과 제2리드 프레임(131)으로부터 전원을 공급받아 구동하게 된다.
상기 발광 칩(161)은 다른 예로서, 제1리드 프레임(121)에 다이 본딩되고, 제2리드 프레임(131)에 와이어로 연결될 수 있다. 상기 발광 칩(161)은 제1리드 프레임(121)과 상기 제2리드 프레임(131)에 플립 방식으로 본딩될 수 있다.
상기 발광 칩(161)은 반도체 화합물을 이용한 LED 칩 예컨대, UV(Ultraviolet) LED 칩, 청색 LED 칩, 녹색 LED 칩, 백색 LED 칩, 적색 LED 칩 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 발광 칩(161)은 3족-5족 화합물 반도체를 포함할 수 있으며, 내부의 활성층은 이중 접합 구조, 단일 우물 구조, 다중 우물 구조, 단일 양자 우물, 다중 양자 우물(MQW), 양자 선, 양자 점 구조 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 상기 활성층은 우물층/장벽층이 교대로 배치되며, 상기 우물층/장벽층의 주기는 예컨대, InGaN/GaN, GaN/AlGaN, InGaN/AlGaN, InGaN/InGaN, 또는 InAlGaN/InAlGaN의 적층 구조를 이용하여 2~30주기로 형성될 수 있다. 또한 상기 활성층은 ZnS, ZnSe, SiC, GaP, GaAlAs, AlN, InN, AlInGaP과 같은 계열의 반도체를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 활성층의 발광 파장은 자외선 대역의 광부터 가시광선 대역의 광 중에서 선택적으로 발광할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 15, 도 17 및 도 18를 참조하면, 상기 제2몸체(151)의 제1개구부(150)으로부터 이격된 영역에는 제2개구부(150A)가 형성되며, 상기 제2개구부(150A)의 바닥에는 제1리드 프레임(121)과 제2리드 프레임(131)의 제2영역이 대응된다. 상기 제1리드 프레임(121) 상에는 보호 소자(163)가 탑재되며, 제2리드 프레임(131)과 제3와이어(168)로 연결된다. 상기 제1개구부(150)와 상기 제2개구부(150A) 사이에는 제1몸체(141) 및 제2몸체(151)가 격벽으로 사용된다. 상기 제1개구부(150)와 상기 제2개구부(150A) 사이에 배치된 제1몸체(141)의 두께는 상기 보호 소자(163)의 두께와 같거나, 상기 보호 소자(163)의 두께보다 낮거나 두꺼울 수 있다. 제1몸체(141)의 두께는 광 손실을 고려하여 상기의 보호 소자(163)의 두께보다 더 두껍게 형성될 수 있다. 상기의 제2개구부(150A)의 둘레는 상기 리드 프레임(121,131)의 상면에 대해 수직하거나 경사지게 배치될 수 있다. 상기의 보호 소자(163)는 상기 제2개구부(150A)에 배치하였으나, 다른 영역에 배치되거나, 제거될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 보호 소자(163)는 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.
상기 투광성 수지층(171)은 상기 제2몸체(151)의 제1개구부(150)에 형성된다. 상기 투광성 수지층(171)은 실리콘 또는 에폭시와 같은 수지 재질로 형성될 수 있으며, 상기 발광 칩에서 방출된 파장(예: 청색 파장)에 대해 투과율이 70% 이상 예컨대, 90% 이상의 재질로 형성된다.
상기 투광성 수지층(171)의 상면은 플랫하게 형성될 수 있으며, 다른 예로서 오목하거나 볼록하게 형성될 수 있다.
상기 투광성 수지층(171)의 굴절률은 1.6 이하이며, 상기 제2몸체(151)의 굴절률은 상기 투광성 수지층(171)의 굴절률과 동일하거나 더 낮은 굴절률로 형성될 수 있다. 또한 상기 제2몸체(151)의 굴절률은 상기 투광성 수지층(171)의 굴절률과의 차이가 ±0.2 정도일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 투광성 수지층(171) 내에는 필러, 확산제, 안료, 형광 물질, 반사성 물질 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 투광성 수지층(171)에 혼합되는 형광 물질은 상기 발광 칩(161)으로부터 방출된 광을 흡수하여 다른 파장의 광으로 파장 변환하게 된다. 상기 형광 물질은 황색 형광체, 녹색 형광체, 청색 형광체, 적색 형광체 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 예를 들면, Eu, Ce 등의 란타노이드계 원소에 의해 주로 활성화되는 질화물계 형광체·산질화물계 형광체·사이어론계 형광체, Eu 등의 란타노이드계, Mn 등의 천이금속계의 원소에 의해 주로 활성화되는 알칼리 토류 할로겐 아파타이트 형광체, 알칼리 토류 금속 붕산 할로겐 형광체, 알칼리 토류 금속 알루민산염 형광체, 알칼리 토류 규산염, 알칼리 토류 황화물, 알칼리 토류 티오갈레이트, 알칼리 토류 질화규소, 게르마늄산염, 또는, Ce 등의 란타노이드계 원소에 의해 주로 활성화되는 희토류 알루민산염, 희토류 규산염 또는 Eu 등의 란타노이드계 원소에 의해 주로 활성화되는 유기 및 유기 착체 등으로부터 선택되는 적어도 어느 하나 이상일 수 있다. 구체적인 예로서, 상기의 형광체를 사용할 수 있지만, 이것에 한정되지 않는다.
도 16과 같이, 상기 투광성 수지층(171) 위에는 광학부재(2)가 배치된다. 상기 광학부재(2)는 실리콘, 에폭시와 같은 투광성의 수지 재질이거나, 유리 재질일 수 있다. 상기 광학부재(2)의 굴절률은 상기 투광성 수지층(171)의 굴절률과 같거나 낮은 물질로 형성될 수 있다. 상기 투광성 수지층(171) 및 상기 제2몸체(151)의 상부에 배치될 수 있다. 상기 제1몸체(141)의 상면과 상기 제2몸체(151)의 상면에는 서로 접착시켜 주기 위한 접착층이 형성될 수 있다.
상기 광학부재(2)의 제2광출사면(23)는 상기 제2몸체(151)의 외 측면(S5)보다 더 외측에 형성되며, 상기 제1몸체(141)의 상면에 접촉될 수 있다. 상기 광학부재(2)의 제2광출사면(23)가 상기 제2몸체(151)의 둘레를 커버함으로써, 상기 제2몸체(151)의 외측 면과 밀착될 수 있고, 도 16과 같이 상기 제1몸체(141)에 의해 반사된 제2광(L2)이나 상기 제2몸체(151)를 투과한 제1광(L1)의 지향각을 조절할 수 있다.
상기 광학부재(2)의 둘레는 광의 배광 분포를 위해, 원 형상으로 형성될 수 있으며, 위에서 볼 때 원 형상 또는 타원 형상으로 형성될 수 있다.
상기 광학부재(2)의 상면 중심부는 오목부(24)가 형성될 수 있으며, 상기 오목부(24)는 상기 발광 칩(161)과 대응되며 상기 광학부재(2)의 상면보다 발광 칩(161) 방향으로 더 낮은 깊이를 갖고 형성된다. 상기 광학부재(2)의 오목부(24)는 상기 제1몸체(141)의 상면으로부터 반사된 광을 다른 방향으로 전 반사시켜 준다. 상기 오목부(24)는 위에서 볼 때, 원 형상일 수 있으며, 하부가 반구형 또는 뿔 형상일 수 있다.
도 17 및 도 18을 참조하면, 상기 제2개구부(150A)에는 상기 광학부재(2)의 일부(183)가 채워지거나, 다른 수지물이 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 15 및 도 16을 참조하면, 발광 소자(100)의 발광 칩(161)으로부터 방출된 광은 전 방향으로 방출된다. 이때 투광성 수지층(171)을 투과한 광의 일부는 제2몸체(151)를 투과하게 되고, 나머지는 상기 투광성 수지층(171)의 상면을 통해 광학부재(2)로 입사된다. 또한 상기 광학부재(2)로 입사된 광의 일부는 오목부(24)의 전반사면에 의해 반사되고, 상기 반사된 광은 상기 제2몸체(151)의 상면에 의해 반사되거나, 상기 제2몸체(151)를 투과한 경우 제1몸체(141)의 상면에 의해 반사될 수 있다. 이에 따라 발광 소자(100)는 발광 칩(161)의 상면보다 낮게 배치된 제1몸체(141)에 의해 광이 거의 수평 방향으로 방출될 수 있다. 또한 상기 도 22에 도시된 바와 같이 각도(θ5)가 커질수록 광 지향각이 더 커지고, 각도(θ5)가 작아질수록 광 지향각이 더 좁아지게 된다. 이는 제1몸체(141)의 경사 면이나 두께에 따라 광 지향각을 조절할 수 있는 효과가 있다.
[발광 소자의 제조 방법]
도 19 및 도 20과 같이, 복수의 리드 프레임(121,131) 상에 반사율이 높은 수지 재질을 이용하여 몰딩 방식으로 제1몸체(141)를 사출 성형하고, 도 21과 같이 상기 제1몸체(141)가 형성되면, 투과율이 높은 수지 재질을 이용하여 트랜스퍼(Transfer) 또는 주입(injection) 방식으로 투광성의 제2몸체(151)를 사출 성형하게 된다. 그리고, 도 15 및 도 16과 같이 상기 제2몸체(151)의 내측 제1개구부(150)에 노출된 리드 프레임(121,131) 상에 발광 칩(161) 및 보호 소자(163)를 탑재하고, 와이어(165,166,168)로 발광 칩(161)과 복수의 리드 프레임(121,131)을 전기적으로 연결시켜 준다. 그리고 상기 제2몸체(151)의 제1개구부(150)에는 투광성 수지층(171)이 디스펜싱 또는 몰딩되어 형성되며, 상기 투광성 수지층(171)에는 형광 물질이 첨가될 수 있다. 상기 투광성 수지층(171) 상에는 광학부재(2)가 결합된다. 상기 광학부재(2)는 트랜스퍼 몰딩 방식으로 사출 성형하거나, 접착 방식으로 부착할 수 있다. 상기 투광성 수지층(171)과 광학부재(2) 사이에는 다른 수지층이 더 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 제1몸체(131)의 상면과 상기 제2몸체(141)의 상면에는 접착층이 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
[제6실시 예]
도 23는 제6실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 도면이다. 상기 제6실시 예를 설명함에 있어서, 제5실시 예와 동일한 부분은 제5실시 예를 참조하기로 하며, 중복 설명은 생략하기로 한다.
도 23을 참조하면, 발광 소자는 복수의 리드 프레임(121,131), 제1몸체(141), 제2몸체(151), 제1투광성 수지층(172), 제2투광성 수지층(173) 및 광학부재(2)를 포함한다.
상기 제1투광성 수지층(172)은 도 16의 투광성 수지층과 대응되며, 내부에 형광 물질이 첨가될 수 있다. 상기 제2투광성 수지층(173)은 상기 제2몸체(151) 및 상기 제1투광성 수지층(172)과 상기 광학부재(2)의 사이에 배치된다.
상기 제2투광성 수지층(173)의 상면은 상기 제2몸체(151)의 상면과 동일한 수평 면 상에 배치될 수 있으며, 이 경우 상기 제2투광성 수지층(173) 상에 부착되는 광학부재(2)와의 결합력을 강화시켜 줄 수 있다.
상기 제1투광성 수지층(172)과 상기 제2투광성 수지층(173) 중 적어도 하나에는 필러, 확산제, 안료, 형광 물질, 반사성 물질 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제1투광성 수지층(172) 내에 형광 물질을 첨가하고, 상기 제2투광성 수지층(173)은 형광 물질을 첨가하지 않을 수 있다. 또한 상기 제1투광성 수지층(172)과 상기 제2투광성 수지층(173)은 서로 다른 파장을 발광하는 형광 물질이 첨가될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1몸체(141)와 상기 제2몸체(151)의 사이에는 제1접착층(191)이 형성되며, 상기 제1접착층(191)은 서로 다른 수지재질의 상기 제1몸체(141)와 상기 제2몸체(151)를 서로 접착시켜 준다. 제2몸체(151)와 상기 제2투광성 수지층(173) 사이에는 제2접착층(192)이 형성될 수 있으며, 상기 제2접착층(193)은 상기 제2몸체(151)와 상기 제2투광성 수지층(173) 사이에 접착될 수 있다. 상기 제2투광성 수지층(173)의 상면에는 제3접착층(193)이 형성되며, 상기 제3접착층(193)은 광학부재(2)과의 접착력을 개선시켜 줄 수 있다.
상기 제1 내지 제3접착층(191,192,193)은 접착력을 개선시켜 주기 위해 실리콘 또는 에폭시와 같은 수지 재질을 포함하여, 그 두께는 1㎛-10㎛의 두께로 형성될 수 있다.
상기 제1접착층(191)은 반사 효율을 개선시켜 주기 위해, 반사 금속 또는 산란제가 첨가될 수 있으며, 상기의 제2 및 제3접착층(192,193)은 확산제나 형광 물질이 첨가될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 24는 제7실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 측 단면도이다. 제7실시 예를 설명함에 있어서, 제5실시 예와 동일한 부분은 제5실시 예를 참조하며, 중복 설명은 생략하기로 한다.
도 24를 참조하면, 발광 소자는 제2몸체(151) 내의 제1개구부(150) 내에 투광성 수지층 예컨대, 형광체층(175)이 배치되며, 상기 형광체층(175)은 반구 형상으로 형성될 수 있다. 상기 형광체층(175)은 발광 칩(161)의 둘레에 상기 발광 칩(161)의 중심으로부터 거의 균일한 범위 내에서 형성될 수 있어, 파장 변환된 광 분포를 균일하게 조절할 수 있다. 상기 형광체층(175)의 상면은 상기 제2몸체(151)의 상면보다 더 돌출될 수 있다. 상기 형광체층(175)의 하면 너비는 상기 발광 칩(161)의 너비보다 더 넓게 형성될 수 있으며, 상기 제1와이어(166)와 상기 제2와이어(167) 사이의 간격보다 좁게 형성될 수 있다.
상기 제2몸체(151)의 제1개구부(150)에는 상기 광학부재(2)의 일부(184)로 채워지거나 다른 수지물로 형성될 수 있으며, 상기 제1개구부(150)에 채워지는 물질은 상기 형광체층(175)와 접촉될 수 있다. 상기 발광 칩(161)의 둘레에 투과율이 높은 제2몸체(151)를 배치함으로써, 발광 칩(161)으로부터 방출된 제1광과 형광체층(175)에 의해 파장 변환된 제2광이 방출될 때, 130도 이상의 광 지향각을 갖고 방출되게 할 수 있다.
도 25는 제8실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 측 단면도이다.
도 25를 참조하면, 발광 소자는 투과율이 높은 제2몸체(151)의 상부(154A)가 단차 구조로 형성될 수 있다. 상기 제2몸체(151)의 상부(154A)는 내측부에서 외측부로 갈수록 두께가 점차 얇아지는 형태로 형성될 수 있다. 제2몸체(151)의 상부(154A)가 단차 구조로 형성됨으로써, 상기 광학부재(2)과의 접촉 면적이 증가될 수 있고 접착력도 개선될 수 있다.
또한 상기 제2몸체(151)는 상기 광학부재(2)와 상기 제1몸체(141) 사이를 지지해 주고, 발광 칩(161)으로부터 방출된 광을 투과시켜 주도록, 내측부의 두께는 두껍고 외측부의 두께는 얇게 형성할 수 있다.
도 26는 제9실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 측 단면도이다.
도 26을 참조하면, 발광 소자는 제1리드 프레임(121) 및 제2리드 프레임(131)에 제1 내지 제4요철 패턴(P1,P2,P3,P4)이 형성될 수 있다. 상기 제1 및 제2요철 패턴(P1,P2)은 상기 제1리드 프레임(121)의 단차진 하면과 상기 제2리드 프레임(131)의 단차진 하면에 형성되어, 제1결합부(143)와 제2결합부(144)와의 밀착 면적이 증가될 수 있다. 이는 상기 제1몸체(141)와 상기 리드 프레임(121,131) 사이를 통한 습기 침투를 억제할 수 있다.
또한 상기 제3 및 제4요철 패턴(P3,P4)은 제1리드 프레임(121)의 제1단부(124)의 하면 및 상기 제2리드 프레임(131)의 제2단부(134)의 하면에 형성되어, 간극부(142)와의 밀착 면적을 증가시켜 줄 수 있다. 이는 상기 제1몸체(141)와 상기 리드 프레임(121,131) 사이를 통한 습기 침투를 억제할 수 있다.
다른 예로서, 상기 제1리드 프레임(121)과 상기 제2리드 프레임(131)의 상면에는 다른 요철 패턴이 더 형성되어, 제1몸체(141)와의 밀착을 강화시켜 주고, 습기 침투를 억제시켜 줄 수 있다.
상기 제1몸체(141)의 상면에는 제5요철 패턴(P6)이 형성되며, 상기 제5요철 패턴(P6)은 제2몸체(151) 및 광학부재(2)의 제2광 출사면(23)와의 밀착 면적을 개선시켜 주고, 습기 침투를 방지할 수 있다.
상기 제2몸체(151)의 상부(154B)는 외측에서 내측으로 갈수록 점차 낮아지는 단차 구조로 형성될 수 있으며, 상기 투광성 수지층(174)은 상기 제2몸체(151)의 상부(154B)에서 내측 영역 위까지 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 27은 제10실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 측 단면도이다.
도 27을 참조하면, 발광 소자는 제1리드 프레임(221), 제2리드 프레임(231), 제1몸체(241), 제2몸체(251), 투광성 수지층(271), 및 광학부재(2)를 포함한다.
상기 제1리드 프레임(221)은 캐비티(225)를 갖는 방열부(222), 제1연결부(223) 및 제1리드부(224)를 포함한다. 상기 제1리드 프레임(221)은 제1몸체(241)과의 결합을 위해 구멍 및 홈 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 방열부(222)의 캐비티(225) 바닥 위에 발광 칩(261)이 배치되며, 상기 캐비티(225)의 측면은 상기 제1몸체(241)의 하면에 대해 수직하거나 90도 이상의 각도로 경사지게 형성되어, 상기 발광 칩(261)의 광을 반사시켜 주게 된다. 상기의 방열부(222)는 발광 칩(261)으로부터 발생된 열을 하부의 기판이나 방열 판을 통해 방열할 수 있다.
상기 제2리드 프레임(231)은 제2연결부(233) 및 제2리드부(234)를 포함한다. 상기 제2리드 프레임(231)은 구멍(235)를 포함하며, 상기 구멍(235)에는 상기 제1몸체(241)의 일부가 형성될 수 있다. 상기 제2몸체(251)의 제1개구부(250)에는 제1리드 프레임(221)의 제1연결부(223) 및 제2리드 프레임(231)의 제2연결부(233)가 노출되며, 중심부에 상기의 캐비티(225)가 배치된다.
상기 제1리드 프레임(221)의 제1연결부(223)와 제2리드 프레임(231)의 제2연결부(233)는 상기 제1몸체(241)의 상면에 노출되며, 상기 발광 칩(261)은 제1연결부(223)와 제1와이어(266)로 연결되고, 제2연결부(233)와 제2와이어(267)로 연결될 수 있다.
상기 제1리드 프레임(221)의 제1리드부(224)는 상기 제1연결부(223)로부터 절곡되어 상기 제1몸체(241)를 통해 상기 제1몸체(241)의 하면으로 노출되고, 상기 제1몸체(241)의 제2측면(S12)보다 더 외측으로 돌출될 수 있다.
상기 제2리드 프레임(231)의 제2리드부(234)는 상기 제2연결부(233)로부터 절곡되어 상기 제1몸체(241) 내에서 상기 제1몸체(241)의 하면으로 노출되고, 일부는 상기 제1몸체(241)의 제1측면(S11)보다 더 외측으로 돌출된다.
상기 제1몸체(241)의 상면(244)의 외측부는 경사면으로 형성되며, 상기 상면(244)의 외측부 사이의 내각은 140도 내지 170도 범위로 형성될 수 있다.
상기 제1몸체(241)의 상면 둘레에는 투과율이 높은 제2몸체(251)가 배치되며, 상기 제2몸체(251)는 입사되는 광을 투과시켜 주어, 광 지향각을 넓혀줄 수 있다. 상기 제2몸체(251)의 내 측면(252)은 경사질 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 캐비티(225)에는 투광성 수지층(271)이 형성되며, 상기 투광성 수지층(271)은 실리콘 또는 에폭시와 같은 수지 재질로 형성될 수 있다. 상기 투광성 수지층(271) 내에는 필러, 확산제, 안료, 형광 물질, 반사성 물질 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제2몸체(251)의 상부(253)는 단차진 구조를 포함하며, 상기 단차진 구조에는 광학부재(2)의 제2광 출사면(23)가 결합될 수 있다. 상기 광학부재(2)는 중심부에 오목부(24)를 갖고, 그 하면은 상기 투광성 수지층(271)의 상면에 접촉되거나, 이격될 수 있다. 또한 상기 광학부재(2)와 상기 투광성 수지층(271) 사이에는 다른 수지층이 더 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제2몸체(251)의 제1개구부(250)에는 와이어(266,267)이 배치되거나, 다른 수지층이 형성될 수 있다. 상기 제2몸체(251)의 외 측면(S15)은 상기 제1몸체(241)의 외 측면(S11,S12)과 동일 수직 면 상에 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 28은 제11실시 예에 따른 발광 소자의 측 단면도이다.
도 28을 참조하면, 발광 소자는 제1리드 프레임(321)과, 제2리드 프레임(331)과, 상기 제1 및 제2리드 프레임(321,331) 사이에 제3리드 프레임(325)과, 상기 제3 리드프레임(325) 위에 투광성 수지층(371)과, 상기 제1 내지 제3리드 프레임(321,331,325)을 지지하는 제1몸체(341)와, 상기 제1몸체(341) 상에 투과율이 상기 제1몸체(341)에 비해 더 높은 제2몸체(351)와, 상기 투광성 수지층(371) 위에 광학부재(2)를 포함한다.
상기 제1리드 프레임(321)은 제1몸체(341)의 제1측면(S11)과 상기 제3리드 프레임(325) 사이에 배치되며, 제1연결부(322)와 제1리드부(323)를 포함한다. 상기 제1연결부(322)는 상기 제1몸체(341)의 상면에 노출되고 상기 발광 칩(361)과 제1와이어(366)로 연결된다. 상기 제1리드부(323)는 상기 제1연결부(322)로부터 상기 제1몸체(341) 내에서 절곡 또는 연장되어 상기 제1몸체(341)의 하면으로 배치되고, 상기 제1몸체(341)의 제1측면(S11) 방향으로 돌출될 수 있다.
상기 제2리드 프레임(331)은 제1몸체(341)의 제2측면(S12)과 상기 제3리드 프레임(325) 사이에 배치되며, 제2연결부(332)와 제2리드부(333)를 포함한다. 상기 제2연결부(332)는 상기 제1몸체(341)의 상면에 노출되고 상기 발광 칩(361)과 제2와이어(367)로 연결되며, 상기 제2리드부(333)는 상기 제1몸체(341) 내에서 절곡되고 상기 제1몸체(341)의 하면으로 연장되고, 상기 제1몸체(341)의 제2측면(S12) 방향으로 돌출될 수 있다.
상기 제3리드 프레임(325)은 캐비티(320)를 갖는 방열부(326) 및 상기 방열부(326)로부터 절곡된 지지부(327)를 포함한다. 상기 캐비티(320)의 바닥에는 발광 칩(361)이 배치되며, 상기 방열부(326)의 하면은 상기 제1몸체(341)의 하면으로 노출될 수 있다. 상기 지지부(327)는 상기 제1몸체(341)의 상면에 노출될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기의 방열부(326)는 발광 칩(361)로부터 발생된 열을 하부의 기판이나 방열 판을 통해 방열할 수 있다.
제1몸체(341)는 상기 제1리드 프레임(321)과 제3리드 프레임(325) 사이에 형성된 제1간극부(342), 및 상기 제3리드 프레임(325)와 제2리드 프레임(331) 사이에 형성된 제2간극부(343)를 포함한다.
상기 제2몸체(351)의 제1개구부(350)에는 제1리드 프레임(321)의 제1연결부(322) 및 제2리드 프레임(331)의 제2연결부(332)가 노출되며, 중심부에 상기의 캐비티(320)가 배치된다.
발광 칩(361)은 상기 캐비티(320)의 바닥 위에 배치되고, 제1리드 프레임(321)의 제1연결부(322)와 제1와이어(366)로 연결되고, 제2리드 프레임(331)의 제2연결부(332)와 제2와이어(367)로 연결된다.
상기 캐비티(320)에는 투광성 지지층(371)이 형성되며, 상기 투광성 지지층(371)은 상기 제1몸체(341)의 상면과 동일 수평 면으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 투광성 수지층(371)은 실리콘 또는 에폭시와 같은 수지 재질로 형성될 수 있다. 상기 투광성 수지층(371) 내에는 필러, 확산제, 안료, 형광 물질, 반사성 물질 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제1몸체(341)는 제5실시 예의 제1몸체와 대응되며, 그 외측 상면(344)은 경사면으로 형성될 수 있으며, 상기 제1몸체(341)의 경사면 사이의 내각은 135도 이상 내지 180도 미만 범위로 형성될 수 있다.
상기 제2몸체(351)는 제5실시 예의 제2몸체와 대응되며, 그 내측에 형성된 제1개구부(350)는 상기 캐비티(320)의 상면 너비보다 더 넓은 너비로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 발광 칩(361)의 상면은 상기 제1몸체(341)의 상면보다 낮게 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 발광 칩(361)으로부터 방출된 광은 광학부재(2)의 오목부(24)에 의해 반사될 수 있고, 상기 반사된 광은 상기 제1몸체(341)의 상면 및 경사면에 의해 반사될 수 있다. 또한 제2몸체(351)에 입사된 광은 투과되어, 광 지향각을 넓혀줄 수 있다.
상기 광학부재(2)의 제2광 출사면(23)은 상기 제2몸체(351)의 측면(S15)보다 더 안쪽에 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
다른 예로서, 상기 발광 칩(361)의 상면은 제1몸체(341)의 상면으로 노출될 수 있고, 이 경우 상기 발광 칩(361)으로부터 방출된 광은 상기 제1몸체(341)의 상 및 경사면에 의해 반사되거나, 상기 제2몸체(351)를 투과하게 된다. 이에 따라 광의 지향각을 더 넓혀줄 수 있다. 여기서, 상기의 캐비티(320)의 깊이는 상기 제3리드 프레임(325)의 방열부(326)의 절곡에 따라 달라질 수 있으며, 상기 캐비티(320)의 깊이는 조절될 수 있다.
도 29는 제12실시 예에 따른 발광 소자의 측 단면도이다.
도 29를 참조하면, 발광 칩(1)은 광학 부재(6)의 입사면(61)에 형성된 동공(66)과 이격되어, 상기 입사면(61)의 수평 상에 배치될 수 있다. 상기 동공(66)은 반구형 형상을 포함하며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 광학 부재(6)의 구조는 오목부(64), 볼록부(65), 광 출사면(62,63)을 구비하며, 이의 상세한 설명은 제2내지 제4실시 예의 구조를 참조하기로 한다. 상기의 동공(66)은 발광 칩(1)로부터 방출된 광을 확산시켜 상기 광학 부재(6)로 입사시켜 줄 수 있다. 상기 광학부재(6)는 입사된 광을 상기 오목부(64)의 전 반사면(64A,64B,64C)에 의해 측 방향으로 반사시켜 주어, 광 지향각을 개선시켜 줄 수 있다.
상기의 발광 칩(1)은 상기 광학 부재(6)의 입사면(61)보다 위인 동공(66) 내에 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
실시 예에 따른 발광 칩은 도 30 및 도 31을 예를 참조하여, 설명하기로 한다.
도 30은 실시 예에 따른 발광 칩을 나타낸 도면이다.
도 30을 참조하면, 실시 예에 따른 발광 칩은 기판(311), 버퍼층(312), 발광 구조물(310), 제1전극(316) 및 제2전극(317)을 포함한다. 상기 기판(311)은 투광성 또는 비 투광성 재질의 기판을 포함하며, 또한 전도성 또는 절연성 기판을 포함한다.
상기 버퍼층(312)은 기판(311)과 상기 발광 구조물(310)의 물질과의 격자 상수 차이를 줄여주게 되며, 질화물 반도체로 형성될 수 있다. 상기 버퍼층(312)과 상기 발광 구조물(310)사이에는 도펀트가 도핑되지 않는 질화물 반도체층을 더 형성하여 결정 품질을 개선시켜 줄 수 있다.
상기 발광 구조물(310)은 제1도전형 반도체층(313), 활성층(314) 및 제2도전형 반도체층(315)를 포함한다.
상기 제1도전형 반도체층(313)은 제1도전형 도펀트가 도핑된 III족-V족 화합물 반도체로 구현되며, 상기 제1도전형 반도체층(313)은 n형 반도체층이며, 상기 제1도전형 도펀트는 n형 도펀트로서, Si, Ge, Sn, Se, Te를 포함한다.
상기 제1도전형 반도체층(313)과 상기 활성층(314) 사이에는 제1클래드층이 형성될 수 있다. 상기 제1클래드층은 GaN계 반도체로 형성될 수 있으며, 그 밴드 갭은 상기 활성층(314)의 밴드 갭 이상으로 형성될 수 있다. 이러한 제1클래드층은 제1도전형으로 형성되며, 캐리어를 구속시켜 주는 역할을 한다.
상기 활성층(314)은 상기 제1도전형 반도체층(313) 위에 배치되며, 단일 양자 우물, 다중 양자 우물(MQW), 양자 선(quantum wire) 구조 또는 양자 점(quantum dot) 구조를 선택적으로 포함한다. 상기 활성층(314)은 우물층과 장벽층의 주기를 포함한다. 상기 우물층은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 포함하며, 상기 장벽층은 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 포함할 수 있다. 상기 우물층/장벽층의 주기는 예컨대, InGaN/GaN, GaN/AlGaN, InGaN/AlGaN, InGaN/InGaN, InAlGaN/InAlGaN의 적층 구조를 이용하여 1주기 이상으로 형성될 수 있다. 상기 장벽층은 상기 우물층의 밴드 갭보다 높은 밴드 갭을 가지는 반도체 물질로 형성될 수 있다.
상기 활성층(314) 위에는 제2도전형 반도체층(315)이 형성된다. 상기 제2도전형 반도체층(315)은 제2도전형 도펀트가 도핑된 반도체 예컨대, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN와 같은 화합물 반도체 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. 상기 제2도전형 반도체층(315)이 p형 반도체층이고, 상기 제2도전형 도펀트는 p형 도펀트로서, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba을 포함할 수 있다.
상기 제2도전형 반도체층(315)은 초격자 구조를 포함할 수 있으며, 상기 초격자 구조는 InGaN/GaN 초격자 구조 또는 AlGaN/GaN 초격자 구조를 포함할 수 있다. 상기 제2도전형 반도체층(315)의 초격자 구조는 비 정상적으로 전압에 포함된 전류를 확산시켜 주어, 활성층(314)을 보호할 수 있다.
또한 상기 발광 구조물(310)의 도전형을 반대로 배치할 수 있으며, 예컨대 제1도전형 반도체층(313)은 P형 반도체층, 상기 제2도전형 반도체층(315)은 n형 반도체층으로 배치할 수 있다. 상기 제2도전형 반도체층(315) 위에는 상기 제2도전형과 반대의 극성을 갖는 제1도전형의 반도체층이 더 배치될 수도 있다.
상기 발광 구조물(310)은 n-p 접합 구조, p-n 접합 구조, n-p-n 접합 구조, p-n-p 접합 구조 중 어느 한 구조로 구현할 수 있다. 여기서, 상기 p는 p형 반도체층이며, 상기 n은 n형 반도체층이며, 상기 -은 p형 반도체층과 n형 반도체층이 직접 접촉되거나 간접 접촉된 구조를 포함한다. 이하, 설명의 편의를 위해, 발광 구조물(310)의 최 상층은 제2도전형 반도체층(315)으로 설명하기로 한다.
상기 제1도전형 반도체층(313) 상에는 제1전극(316)이 배치되고, 상기 제2도전형 반도체층(315) 상에는 전류 확산층을 갖는 제2전극(317)을 포함한다.
도 31은 실시 예에 따른 발광 칩의 다른 예를 나타낸 도면이다. 도 31을 설명함에 있어서, 도 30과 동일한 부분은 생략하며 간략하게 설명하기로 한다.
도 31을 참조하면, 실시 예에 따른 발광 칩은 발광 구조물(310) 아래에 오믹 접촉층(321)이 형성되며, 상기 오믹 접촉층(321) 아래에 반사층(324)이 형성되며, 상기 반사층(324) 아래에 지지부재(325)가 형성되며, 상기 반사층(324)과 상기 발광 구조물(310)의 둘레에 보호층(323)이 형성될 수 있다.
이러한 발광 칩은 제2도전형 반도체층(315) 아래에 오믹 접촉층(321) 및 보호층(323), 반사층(324) 및 지지부재(325)를 형성한 다음, 성장 기판을 제거하여 형성될 수 있다.
상기 오믹 접촉층(321)은 발광 구조물(310)의 하층 예컨대 제2도전형 반도체층(315)에 오믹 접촉되며, 그 재료는 금속 산화물, 금속 질화물, 절연물질, 전도성 물질 중에서 선택될 수 있으며, 예컨대 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IZTO(indium zinc tin oxide), IAZO(indium aluminum zinc oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), IGTO(indium gallium tin oxide), AZO(aluminum zinc oxide), ATO(antimony tin oxide), GZO(gallium zinc oxide), Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 및 이들의 선택적인 조합으로 구성된 물질 중에서 형성될 수 있다. 또한 상기 금속 물질과 IZO, IZTO, IAZO, IGZO, IGTO, AZO, ATO 등의 투광성 전도성 물질을 이용하여 다층으로 형성할 수 있으며, 예컨대, IZO/Ni, AZO/Ag, IZO/Ag/Ni, AZO/Ag/Ni 등으로 적층할 수 있다. 상기 오믹 접촉층(321) 내부는 전극(316)과 대응되도록 전류를 블록킹하는 층이 더 형성될 수 있다.
상기 보호층(323)은 금속 산화물 또는 절연 물질 중에서 선택될 수 있으며, 예컨대 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IZTO(indium zinc tin oxide), IAZO(indium aluminum zinc oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), IGTO(indium gallium tin oxide), AZO(aluminum zinc oxide), ATO(antimony tin oxide), GZO(gallium zinc oxide), SiO2, SiOx, SiOxNy, Si3N4, Al2O3, TiO2 에서 선택적으로 형성될 수 있다. 상기 보호층(323)은 스퍼터링 방법 또는 증착 방법 등을 이용하여 형성할 수 있으며, 반사층(324)과 같은 금속이 발광 구조물(310)의 층들을 쇼트시키는 것을 방지할 수 있다.
상기 반사층(324)은 금속 예컨대, Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 및 이들의 선택적인 조합으로 구성된 물질로 형성될 수 있다. 상기 반사층(324)은 상기 발광 구조물(310)의 폭보다 크게 형성될 수 있으며, 이는 광 반사 효율을 개선시켜 줄 수 있다. 상기의 반사층(324)과 상기 지지부재(325) 사이에 접합을 위한 금속층과, 열 확산을 위한 금속층이 더 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 지지부재(325)는 베이스 기판으로서, 구리(Cu), 금(Au), 니켈(Ni), 몰리브데늄(Mo), 구리-텅스텐(Cu-W)와 같은 금속이거나 캐리어 웨이퍼(예: Si, Ge, GaAs, ZnO, SiC)으로 구현될 수 있다. 상기 지지부재(325)와 상기 반사층(324) 사이에는 접합층이 더 형성될 수 있으며, 상기 접합층은 두 층을 서로 접합시켜 줄 수 있다. 상기의 개시된 발광 칩은 일 예이며, 상기에 개시된 특징으로 한정하지는 않는다. 상기의 발광 칩은 상기의 발광 소자의 실시 예에 선택적으로 적용될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
<조명 시스템>
실시예에 따른 발광 소자는 조명 시스템에 적용될 수 있다. 상기 조명 시스템은 복수의 발광 소자가 어레이된 구조를 포함하며, 도 32 및 도 33에 도시된 표시 장치, 도 34에 도시된 조명 장치를 포함하고, 조명등, 신호등, 차량 전조등, 전광판 등이 포함될 수 있다.
도 32는 실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 32를 참조하면, 실시예에 따른 표시 장치(1000)는 도광판(1041)과, 상기 도광판(1041)에 빛을 제공하는 광원 모듈(1031)와, 상기 도광판(1041) 아래에 반사 부재(1022)와, 상기 도광판(1041) 위에 광학 시트(1051)와, 상기 광학 시트(1051) 위에 표시 패널(1061)과, 상기 도광판(1041), 광원 모듈(1031) 및 반사 부재(1022)를 수납하는 바텀 커버(1011)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 바텀 커버(1011), 반사시트(1022), 도광판(1041), 광학 시트(1051)는 라이트 유닛(1050)으로 정의될 수 있다.
상기 도광판(1041)은 빛을 확산시켜 면광원화 시키는 역할을 한다. 상기 도광판(1041)은 투명한 재질로 이루어지며, 예를 들어, PMMA(polymethyl metaacrylate)와 같은 아크릴 수지 계열, PET(polyethylene terephthlate), PC(poly carbonate), COC(cycloolefin copolymer) 및 PEN(polyethylene naphthalate) 수지 중 하나를 포함할 수 있다.
상기 광원 모듈(1031)은 상기 도광판(1041)의 적어도 일 측면에 빛을 제공하며, 궁극적으로는 표시 장치의 광원으로써 작용하게 된다.
상기 광원 모듈(1031)은 상기 바텀 커버(1011) 내에 적어도 하나를 포함하며, 상기 도광판(1041)의 일 측면에서 직접 또는 간접적으로 광을 제공할 수 있다. 상기 광원 모듈(1031)은 지지부재(1033)와 상기에 개시된 실시 예(들)에 따른 발광 소자(1035)를 포함하며, 상기 발광 소자(1035)는 상기 지지부재(1033) 상에 소정 간격으로 어레이될 수 있다. 상기 지지부재(1033)는 기판이거나, 방열 플레이트일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 기판은 회로패턴(미도시)을 포함하는 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board)일 수 있다. 다만, 상기 기판은 일반 PCB 뿐 아니라, 메탈 코어 PCB(MCPCB, Metal Core PCB), 연성 PCB(FPCB, Flexible PCB) 등을 포함할 수도 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 발광 소자(1035)는 상기 바텀 커버(1011)의 측면 또는 방열 플레이트 상에 탑재될 수 있다. 여기서, 상기 방열 플레이트의 일부는 상기 바텀 커버(1011)의 상면에 접촉될 수 있다.
그리고, 상기 복수의 발광 소자(1035)는 상기 지지부재(1033) 상에 빛이 방출되는 출사면이 상기 도광판(1041)과 소정 거리 이격되도록 탑재될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 발광 소자(1035)는 상기 도광판(1041)의 일측 면인 입광부에 광을 직접 또는 간접적으로 제공할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 도광판(1041) 아래에는 상기 반사 부재(1022)가 배치될 수 있다. 상기 반사 부재(1022)는 상기 도광판(1041)의 하면으로 입사된 빛을 반사시켜 위로 향하게 함으로써, 상기 라이트 유닛(1050)의 휘도를 향상시킬 수 있다. 상기 반사 부재(1022)는 예를 들어, PET, PC, PVC 레진 등으로 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 반사 부재(1022)는 상기 바텀 커버(1011)의 상면일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 바텀 커버(1011)는 상기 도광판(1041), 광원 모듈(1031) 및 반사 부재(1022) 등을 수납할 수 있다. 이를 위해, 상기 바텀 커버(1011)는 상면이 개구된 박스(box) 형상을 갖는 수납부(1012)가 구비될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 바텀 커버(1011)는 탑 커버와 결합될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 바텀 커버(1011)는 금속 재질 또는 수지 재질로 형성될 수 있으며, 프레스 성형 또는 압출 성형 등의 공정을 이용하여 제조될 수 있다. 또한 상기 바텀 커버(1011)는 열 전도성이 좋은 금속 또는 비 금속 재료를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 표시 패널(1061)은 예컨대, LCD 패널로서, 서로 대향되는 투명한 재질의 제 1 및 제 2기판, 그리고 제 1 및 제 2기판 사이에 개재된 액정층을 포함한다. 상기 표시 패널(1061)의 적어도 일면에는 편광판이 부착될 수 있으며, 이러한 편광판의 부착 구조로 한정하지는 않는다. 상기 표시 패널(1061)은 광학 시트(1051)를 통과한 광에 의해 정보를 표시하게 된다. 이러한 표시 장치(1000)는 각 종 휴대 단말기, 노트북 컴퓨터의 모니터, 랩탑 컴퓨터의 모니터, 텔레비젼 등에 적용될 수 있다.
상기 광학 시트(1051)는 상기 표시 패널(1061)과 상기 도광판(1041) 사이에 배치되며, 적어도 한 장의 투광성 시트를 포함한다. 상기 광학 시트(1051)는 예컨대 확산 시트, 수평 및 수직 프리즘 시트, 및 휘도 강화 시트 등과 같은 시트 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 확산 시트는 입사되는 광을 확산시켜 주고, 상기 수평 또는/및 수직 프리즘 시트는 입사되는 광을 표시 영역으로 집광시켜 주며, 상기 휘도 강화 시트는 손실되는 광을 재사용하여 휘도를 향상시켜 준다. 또한 상기 표시 패널(1061) 위에는 보호 시트가 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
여기서, 상기 광원 모듈(1031)의 광 경로 상에는 광학 시트부재로서, 상기 도광판(1041), 및 광학 시트(1051)를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 33은 실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 표시 장치를 나타낸 도면이다.
도 33을 참조하면, 표시 장치(1100)는 바텀 커버(1152), 상기의 실시 예(들)에 개시된 발광 소자(1124)가 어레이된 지지부재(1120), 광학 시트부재(1154), 및 표시 패널(1155)을 포함한다.
상기 지지부재(1120)와 상기 발광 소자(1124)는 광원 모듈(1160)로 정의될 수 있다. 상기 바텀 커버(1152), 적어도 하나의 광원 모듈(1160), 광학 시트부재(1154)는 라이트 유닛(1150)으로 정의될 수 있다. 상기 바텀 커버(1152)에는 수납부(1153)를 구비할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기의 광원 모듈(1160)은 지지부재(1120) 및 상기 지지부재(1120) 위에 배열된 복수의 발광 소자(1124)를 포함한다.
여기서, 상기 광학 시트부재(1154)는 도광판, 확산 시트, 수평 및 수직 프리즘 시트, 및 휘도 강화 시트 등에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 도광판은 PC 재질 또는 PMMA(poly methyl methacrylate) 재질로 이루어질 수 있으며, 이러한 도광판은 제거될 수 있다. 상기 확산 시트는 입사되는 광을 확산시켜 주고, 상기 수평 및 수직 프리즘 시트는 입사되는 광을 표시 영역으로 집광시켜 주며, 상기 휘도 강화 시트는 손실되는 광을 재사용하여 휘도를 향상시켜 준다.
상기 광학 시트부재(1154)는 상기 광원 모듈(1160) 위에 배치되며, 상기 광원 모듈(1160)로부터 방출된 광을 면 광원하거나, 확산, 집광 등을 수행하게 된다.
도 31은 실시 예에 따른 조명소자를 갖는 조명장치의 분해 사시도이다.
도 31을 참조하면, 실시 예에 따른 조명 장치는 커버(2100), 광원 모듈(2200), 방열체(2400), 전원 제공부(2600), 내부 케이스(2700), 소켓(2800)을 포함할 수 있다. 또한, 실시 예에 따른 조명 장치는 부재(2300)와 홀더(2500) 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 상기 광원 모듈(2200)은 실시 예에 따른 발광소자를 포함할 수 있다.
예컨대, 상기 커버(2100)는 벌브(bulb) 또는 반구의 형상을 가지며, 속이 비어 있고, 일 부분이 개구된 형상으로 제공될 수 있다. 상기 커버(2100)는 상기 광원 모듈(2200)과 광학적으로 결합될 수 있다. 예를 들어, 상기 커버(2100)는 상기 광원 모듈(2200)로부터 제공되는 빛을 확산, 산란 또는 여기 시킬 수 있다. 상기 커버(2100)는 일종의 광학 지지부재일 수 있다. 상기 커버(2100)는 상기 방열체(2400)와 결합될 수 있다. 상기 커버(2100)는 상기 방열체(2400)와 결합하는 결합부를 가질 수 있다.
상기 커버(2100)의 내면에는 유백색 도료가 코팅될 수 있다. 유백색의 도료는 빛을 확산시키는 확산재를 포함할 수 있다. 상기 커버(2100)의 내면의 표면 거칠기는 상기 커버(2100)의 외면의 표면 거칠기보다 크게 형성될 수 있다. 이는 상기 광원 모듈(2200)로부터의 빛이 충분히 산란 및 확산되어 외부로 방출시키기 위함이다.
상기 커버(2100)의 재질은 유리(glass), 플라스틱, 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC) 등일 수 있다. 여기서, 폴리카보네이트는 내광성, 내열성, 강도가 뛰어나다. 상기 커버(2100)는 외부에서 상기 광원 모듈(2200)이 보이도록 투명할 수 있고, 불투명할 수 있다. 상기 커버(2100)는 블로우(blow) 성형을 통해 형성될 수 있다.
상기 광원 모듈(2200)은 상기 방열체(2400)의 일 면에 배치될 수 있다. 따라서, 상기 광원 모듈(2200)로부터의 열은 상기 방열체(2400)로 전도된다. 상기 광원 모듈(2200)은 발광 소자(2210), 연결 플레이트(2230), 커넥터(2250)를 포함할 수 있다.
상기 부재(2300)는 상기 방열체(2400)의 상면 위에 배치되고, 복수의 조명소자(2210)들과 커넥터(2250)이 삽입되는 가이드홈(2310)들을 갖는다. 상기 가이드홈(2310)은 상기 조명소자(2210)의 기판 및 커넥터(2250)와 대응된다.
상기 부재(2300)의 표면은 빛 반사 물질로 도포 또는 코팅된 것일 수 있다. 예를 들면, 상기 부재(2300)의 표면은 백색의 도료로 도포 또는 코팅된 것일 수 있다. 이러한 상기 부재(2300)는 상기 커버(2100)의 내면에 반사되어 상기 광원 모듈(2200)측 방향으로 되돌아오는 빛을 다시 상기 커버(2100) 방향으로 반사한다. 따라서, 실시 예에 따른 조명 장치의 광 효율을 향상시킬 수 있다.
상기 부재(2300)는 예로서 절연 물질로 이루어질 수 있다. 상기 광원 모듈(2200)의 연결 플레이트(2230)는 전기 전도성의 물질을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 방열체(2400)와 상기 연결 플레이트(2230) 사이에 전기적인 접촉이 이루어질 수 있다. 상기 부재(2300)는 절연 물질로 구성되어 상기 연결 플레이트(2230)와 상기 방열체(2400)의 전기적 단락을 차단할 수 있다. 상기 방열체(2400)는 상기 광원 모듈(2200)로부터의 열과 상기 전원 제공부(2600)로부터의 열을 전달받아 방열한다.
상기 홀더(2500)는 내부 케이스(2700)의 절연부(2710)의 수납홈(2719)을 막는다. 따라서, 상기 내부 케이스(2700)의 상기 절연부(2710)에 수납되는 상기 전원 제공부(2600)는 밀폐된다. 상기 홀더(2500)는 가이드 돌출부(2510)를 갖는다. 상기 가이드 돌출부(2510)는 상기 전원 제공부(2600)의 돌출부(2610)가 관통하는 홀을 구비할 수 있다.
상기 전원 제공부(2600)는 외부로부터 제공받은 전기적 신호를 처리 또는 변환하여 상기 광원 모듈(2200)로 제공한다. 상기 전원 제공부(2600)는 상기 내부 케이스(2700)의 수납홈(2719)에 수납되고, 상기 홀더(2500)에 의해 상기 내부 케이스(2700)의 내부에 밀폐된다.
상기 전원 제공부(2600)는 돌출부(2610), 가이드부(2630), 베이스(2650), 연장부(2670)를 포함할 수 있다.
상기 가이드부(2630)는 상기 베이스(2650)의 일 측에서 외부로 돌출된 형상을 갖는다. 상기 가이드부(2630)는 상기 홀더(2500)에 삽입될 수 있다. 상기 베이스(2650)의 일 면 위에 다수의 부품이 배치될 수 있다. 다수의 부품은 예를 들어, 외부 전원으로부터 제공되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 직류변환장치, 상기 광원 모듈(2200)의 구동을 제어하는 구동칩, 상기 광원 모듈(2200)을 보호하기 위한 ESD(ElectroStatic discharge) 보호 소자 등을 포함할 수 있으나 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 연장부(2670)는 상기 베이스(2650)의 다른 일 측에서 외부로 돌출된 형상을 갖는다. 상기 연장부(2670)는 상기 내부 케이스(2700)의 연결부(2750) 내부에 삽입되고, 외부로부터의 전기적 신호를 제공받는다. 예컨대, 상기 연장부(2670)는 상기 내부 케이스(2700)의 연결부(2750)의 폭과 같거나 작게 제공될 수 있다. 상기 연장부(2670)에는 "+ 전선"과 "- 전선"의 각 일 단이 전기적으로 연결되고, "+ 전선"과 "- 전선"의 다른 일 단은 소켓(2800)에 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 내부 케이스(2700)는 내부에 상기 전원 제공부(2600)와 함께 몰딩부를 포함할 수 있다. 몰딩부는 몰딩 액체가 굳어진 부분으로서, 상기 전원 제공부(2600)가 상기 내부 케이스(2700) 내부에 고정될 수 있도록 한다.
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.
1, 161,261,361: 발광 칩
2,3,4,5,6: 광학부재
10,10A,10B,10C,10D,100: 발광 소자
11: 반사부재
21,31,41,51,61: 입사면
22,23,32,33,42,43,52,53,62,63: 출사면
24,34,44,54,64: 오목부
25,35,45,55,65: 볼록부
121,131,221,231,331,341,325: 리드 프레임
141,241,341: 제1몸체
151,251,351: 제2몸체
171,172,173,174,271,371: 투광성 수지층

Claims (12)

  1. 발광 칩; 및
    상기 발광 칩 위에 배치되는 광학 부재를 포함하며,
    상기 광학 부재는,
    상기 발광 칩으로부터 방출된 광이 입사되는 입사면;
    상기 발광 칩으로부터 상기 입사면 위에 배치되는 오목부;
    상기 입사면으로 부터 연장되게 배치되는 광 출사면; 및
    상기 오목부와 상기 광 출사면 사이에 배치되는 볼록부를 포함하며,
    상기 볼록부는 상기 발광 칩의 기준 점으로부터 상기 오목부의 끝점을 이은 선분보다 안쪽에 배치되는 발광 소자.
  2. 제1항에 있어서, 상기 오목부 위에 반사부재가 배치되는 발광소자.
  3. 제2항에 있어서, 상기 반사부재의 상면은 상기 광학부재의 정점과 상기 오목부의 끝점 사이에 위치하는 발광소자.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 발광 칩으로부터 상기 볼록부의 제1변곡점을 지나는 직선 선분과 상기 광축 사이의 각도는 상기 발광 칩으로부터 상기 오목부의 최 외각의 곡면을 지나는 접선 선분과 상기 광축 사이의 각도보다는 작은 발광 소자.
  5. 제4항에 있어서, 상기 발광 칩으로부터 상기 볼록부의 제1변곡점을 지나는 직선 선분과 상기 광축 사이의 각도는 상기 발광 칩으로부터 상기 볼록부의 최 내각의 곡면을 지나는 접선 선분과 상기 광축 사이의 각도보다는 작은 발광 소자.
  6. 제5항에 있어서, 상기 발광 칩으로부터 상기 볼록부의 제1변곡점을 지나는 직선 선분과 상기 광축 사이의 각도는 41도 내지 60도 범위를 포함하는 발광 소자.
  7. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 오목부는 상기 발광 칩 과 근접하게 배치되며, 제1곡률을 갖는 제1전반사면, 상기 제1전반사면에 연결되며 제2곡률을 갖는 제2전반사면, 상기 제2전반사면으로부터 연결되며 제3 곡률을 갖는 제3전반사면을 포함하는 발광 소자.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제2전반사면은 상기 제1전반사면과 상기 제3전반사면 사이에 서로 다른 곡률을 갖는 곡면을 포함하는 발광 소자.
  9. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 발광 칩은 상기 광학부재의 입사 면으로부터 이격되는 발광 소자.
  10. 제9항에 있어서, 상기 광학부재의 입사면은 평탄한 면 또는 상기 광축 방향으로 볼록한 동공을 포함하는 발광 소자.
  11. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    복수의 리드 프레임;
    상기 복수의 리드 프레임의 상면 둘레에 배치된 제1몸체를 포함하며,
    상기 발광 칩은 상기 복수의 리드 프레임 중 적어도 하나의 위에 배치되는 발광 소자.
  12. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 발광 소자;
    상기 발광 소자가 어레이된 모듈 기판; 및
    상기 발광 소자의 적어도 일측에 광학 시트부재를 포함하는 조명 장치.
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