KR20150136858A - 발광 장치 - Google Patents

발광 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20150136858A
KR20150136858A KR1020140064471A KR20140064471A KR20150136858A KR 20150136858 A KR20150136858 A KR 20150136858A KR 1020140064471 A KR1020140064471 A KR 1020140064471A KR 20140064471 A KR20140064471 A KR 20140064471A KR 20150136858 A KR20150136858 A KR 20150136858A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light emitting
lens
light
substrate
disposed
Prior art date
Application number
KR1020140064471A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102190740B1 (ko
Inventor
사다오 타카노
Original Assignee
엘지이노텍 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지이노텍 주식회사 filed Critical 엘지이노텍 주식회사
Priority to KR1020140064471A priority Critical patent/KR102190740B1/ko
Publication of KR20150136858A publication Critical patent/KR20150136858A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102190740B1 publication Critical patent/KR102190740B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58—Optical field-shaping elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/075—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00
    • H01L25/0753—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00 the devices being arranged next to each other
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/483—Containers
    • H01L33/486—Containers adapted for surface mounting

Abstract

실시 형태는 발광 장치에 관한 것이다.
실시 형태에 따른 발광 장치는, 제1 상면과 제2 상면을 포함하는, 기판; 상기 기판의 제1 상면 상에 배치된 제1 발광 소자와, 상기 기판의 제2 상면 상에 배치된 제2 발광 소자를 포함하는, 복수의 발광 소자들; 상기 제1 발광 소자 상에 배치된 제1 렌즈와, 상기 제1 렌즈를 둘러싸고 상기 제2 발광 소자 상에 배치된 제2 렌즈를 포함하는, 렌즈부; 및 상기 제1 발광 소자와 상기 제2 발광 소자를 독립적으로 구동되도록 제어하는 전원 제어부;를 포함하고, 상기 제1 렌즈는, 상기 제1 발광 소자로부터의 광이 입사되는 입사면과, 광이 출사되는 구면의 출사면을 포함하고, 상기 제2 렌즈는, 상기 제2 발광 소자로부터의 광이 입사되는 입사면과, 광이 출사되는 출사면을 포함하고, 상기 제2 렌즈의 입사면은, 상기 제1 렌즈의 출사면의 중심을 지나고 상기 제1 렌즈의 입사면과 평행한 가상의 면 상에 배치된다. 이러한 실시 형태에 따른 발광 장치는, 듀얼의 배광각을 갖는 광을 방출할 수 있다.

Description

발광 장치{LIGHT EMITTING APPARATUS}
실시 형태는 발광 장치에 관한 것이다.
발광 다이오드(LED)는 전기 에너지를 빛으로 변환하는 반도체 소자의 일종이다. 발광 다이오드는 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경 친화성의 장점을 가진다. 이에 기존의 광원을 발광 다이오드로 대체하기 위한 많은 연구가 진행되고 있으며, 발광 다이오드는 실내외에서 사용되는 각종 램프, 액정표시장치, 전광판, 가로등 등의 조명 장치의 광원으로서 사용이 증가되고 있는 추세이다. 발광 다이오드는 순 방향 전압 인가 시 n층의 전자와 p층의 정공이 결합하여 전도대(Conduction band)와 가전대(Valance band)의 에너지 갭에 해당하는 만큼의 빛 에너지를 생성할 수 있다.
발광 다이오드 소자의 특성을 결정하는 기준으로는 색, 휘도 및 광도 등이 있고, 이러한 발광 다이오드 소자의 특성은 1차적으로 발광 다이오드 소자에 사용되고 있는 화합물 반도체 재료에 의해 결정되지만, 2차적인 요소로는 칩을 실장하기 위한 패키지 구조에 의해서도 큰 영향을 받게 되므로, 패키지 구조 등에 많은 관심을 갖게 되었다.
도 1은 렌즈를 포함하는 종래 발광 장치(10A)를 나타낸 측 단면도이고, 도 2는 몰딩부를 포함하는 종래 발광 장치(10B)를 나타낸 측 단면도이다.
도 1의 발광 장치(10A)는, 기판(16) 상에 발광 소자(12)가 배치되고, 기판(16) 상에는 리드 프레임(14, 15)이 형성된다. 리드 프레임(14, 15)에는 발광 소자(12)의 전극(미도시)이 와이어(13) 본딩으로 연결되어 있다. 발광 소자(12) 상에는 렌즈(11)가 구비되어 있다. 도 2의 발광 장치(10B)는 기판(16)과, 기판(16) 상에 배치되는 발광 소자(12)를 포함한다. 도 2는 기판(16)의 상부에 발광 소자(12)를 둘러싸도록 형성된 몸체(18)를 포함하며, 발광 소자(12)의 보호를 위해 몸체(18)의 중앙 홀에 형성된 몰딩부(17)를 포함한다. 몰딩부(17)의 내부에는 확산제가 포함될 수 있다. 또한, 몰딩부(17) 내부에 형광체가 더 포함될 수도 있다. 그러나 도 1 및 도 2에 개시된 발광 장치(10A, 10B)는 발광 소자(12)에서 방사된 광이 일정한 광경로를 따라 발광 장치(10A, 10B)의 외부로 방사되므로, 제품마다 정해진 배향 특성을 갖게 되고 조사 빔 각도의 변경이나 조정을 위한 기능은 발광 소자(12)에 구비되어 있지 않기 때문에 배광각(light distribution angle)이 협소하고 이를 변경할 수 없다는 문제점이 있다.
실시 형태는 듀얼의 배광각을 갖는 광을 방출할 수 있는 발광 장치를 제공한다.
또한, 실시 형태는 렌즈의 형상과 배광각에 제약이 작은 발광 장치를 제공한다.
또한, 실시 형태는 듀얼의 배광각 중 더 작은 배광각이 30도(°) 이하가 되도록 할 수 있는 발광 장치를 제공한다.
또한, 실시 형태는 듀얼의 배광 방향을 갖는 광을 방출할 수 있는 발광 장치를 제공한다.
실시 형태에 따른 발광 장치는, 제1 상면과 제2 상면을 포함하는, 기판; 상기 기판의 제1 상면 상에 배치된 제1 발광 소자와, 상기 기판의 제2 상면 상에 배치된 제2 발광 소자를 포함하는, 복수의 발광 소자들; 상기 제1 발광 소자 상에 배치된 제1 렌즈와, 상기 제1 렌즈를 둘러싸고 상기 제2 발광 소자 상에 배치된 제2 렌즈를 포함하는, 렌즈부; 및 상기 제1 발광 소자와 상기 제2 발광 소자를 독립적으로 구동되도록 제어하는 전원 제어부;를 포함하고, 상기 제1 렌즈는, 상기 제1 발광 소자로부터의 광이 입사되는 입사면과, 광이 출사되는 구면의 출사면을 포함하고, 상기 제2 렌즈는, 상기 제2 발광 소자로부터의 광이 입사되는 입사면과, 광이 출사되는 출사면을 포함하고, 상기 제2 렌즈의 입사면은, 상기 제1 렌즈의 출사면의 중심을 지나고 상기 제1 렌즈의 입사면과 평행한 가상의 면 상에 배치된다. 이러한 실시 형태에 따른 발광 장치는, 듀얼의 배광각을 갖는 광을 방출할 수 있다.
실시 형태에 따른 발광 장치는, 제1 상면과 상기 제1 상면보다 더 낮은 위치에 배치된 제2 상면을 포함하는, 기판; 상기 기판의 제1 상면 상에 배치된 제1 발광 소자와, 상기 기판의 제2 상면 상에 배치된 제2 발광 소자를 포함하는, 복수의 발광 소자들; 상기 제1 발광 소자 상에 배치되고, 상기 제1 발광 소자로부터의 광이 입사되는 입사면과 제1 방향으로 광을 방출하는 구면의 출사면을 포함하는 제1 렌즈; 상기 제2 발광 소자 상에 배치되고, 상기 제2 발광 소자로부터의 광을 제2 방향으로 반사하는 반사부; 및 상기 제1 발광 소자와 상기 제2 발광 소자를 독립적으로 구동되도록 제어하는 전원 제어부;를 포함하고, 상기 제1 방향과 상기 제2 방향은 서로 다르다. 이러한 실시 형태에 따른 발광 장치는, 듀얼의 배광 방향을 갖는 광을 방출할 수 있다.
실시 형태에 따른 발광 장치를 사용하면, 듀얼의 배광각을 갖는 광을 방출할 수 있는 이점이 있다.
또한, 렌즈의 형상과 배광각에 제약이 작은 이점이 있다.
또한, 듀얼의 배광각 중 더 작은 배광각이 30도(°) 이하가 되도록 할 수 있는 이점이 있다.
또한, 듀얼의 배광 방향을 갖는 광을 방출할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 렌즈를 포함하는 종래 발광 장치(10A)를 나타낸 측 단면도.
도 2는 몰딩부를 포함하는 종래 발광 장치(10B)를 나타낸 측 단면도.
도 3 내지 도 4는 제1 실시 형태에 따른 발광 장치의 분해 사시도.
도 5는 도 3에 도시된 발광 장치의 발광 소자들(130)과 렌즈부(150)와의 관계를 설명하기 위한 도면.
도 6은 도 3 내지 도 5에 도시된 발광 장치의 내측 발광 소자(131)들만 전원 제어부(170)에 의해 온(on)된 경우의 배광 분포를 보여주는 도면.
도 7은 도 5에 도시된 발광 장치의 외측 발광 소자(133)들만 전원 제어부(170)에 의해 온(on)된 경우의 배광 분포를 보여주는 도면.
도 8은 제2 실시 형태에 따른 발광 장치의 사시도.
도 9는 도 8에 도시된 발광 장치의 단면도.
도 10은 도 8 내지 도 9에 도시된 제2 실시 형태에 따른 발광 장치에서, 외측 발광 소자(133)들만 온(on)된 경우의 배광 분포를 보여주는 도면.
도 11은 제3 실시 형태에 따른 발광 장치의 사시도.
도 12는 도 11에 도시된 발광 장치의 단면도.
도 13은 제4 실시 형태에 따른 발광 장치의 사시도.
도 14는 도 13에 도시된 발광 장치의 단면도.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
본 발명에 따른 실시 형태의 설명에 있어서, 어느 한 element가 다른 element의 " 상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위) 또는 하(아래)(on or under)”으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 따른 발광 장치를 설명한다.
도 3 내지 도 4는 제1 실시 형태에 따른 발광 장치의 분해 사시도이고, 도 5는 도 3에 도시된 발광 장치의 발광 소자들(130)과 렌즈부(150)와의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 제1 실시 형태에 따른 발광 장치는, 기판(110), 복수의 발광 소자들(130), 렌즈부(150) 및 전원 제어부(170)를 포함할 수 있다.
기판(110)에는 복수의 발광 소자들(130)이 배치된다.
기판(110)은 복수의 발광 소자들(130)을 전기적으로 연결하며, 외부에서 공급되는 전원을 복수의 발광 소자들(130)로 제공할 수 있다. 외부에서 공급되는 전원은 전원 제어부(170)로부터 제공될 수 있다.
기판(110)은 상면(110a)을 포함한다.
상면(110a)에는 복수의 발광 소자들(130)이 배치된다.
상면(110a)은 제1 상면(110a-1)과 제2 상면(110a-2)을 포함할 수 있다.
제1 상면(110a-1)은 제2 상면(110a-2)은 서로 다른 위치에 배치될 수 있다. 즉, 제1 상면(110a-1)과 제2 상면(110a-2)은 서로 다른 평면에 배치될 수 있다.
제1 상면(110a-1)은 제2 상면(110a-2)보다 더 낮은 위치에 배치될 수 있다. 기판(110)이 제1 상면(110a-1)과 제2 상면(110a-2)을 포함하고, 제1 상면(110a-1)이 제2 상면(110a-2)보다 더 낮은 위치에 배치되면, 상면(110a)이 단일의 면인 경우보다, 렌즈부(150)의 형상에 제약이 줄어들기 때문에 렌즈부(150)의 형상의 자유도가 향상될 수 있다. 또한, 렌즈부(150)의 외측 렌즈(153)에서 방출되는 광의 제2 배광각이 내측 렌즈(151)에 의해 제한되지 않는 이점이 있다.
제1 상면(110a-1)에는 내측 발광 소자(131)들이 배치되고, 제2 상면(110a-2)에는 외측 발광 소자(133)들이 배치될 수 있다.
제1 상면(110a-1)은 원 형상 면이고, 제2 상면(110a-2)은 중앙부에 개구가 형성된 원 형상의 면일 수도 있다. 여기서, 제2 상면(110a-2)의 중앙부에 형성된 개구는 제1 상면(110a-1)의 형상과 대응되는 원 형상일 수 있다. 제2 상면(110a-2)은 고리 형상 또는 링 형상의 평면일 수 있다.
제1 상면(110a-1)은 원 형상, 제2 상면(110a-2)은 중앙부에 개구가 형성된 원 형상으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 상면(110a-1)은 다각형 형상일 수도 있고, 제2 상면(110a-2)은 중앙부에 개구가 형성된 다각 형상일 수도 있다. 여기서, 제2 상면(110a-2)의 중앙부에 형성된 개구는 제1 상면(110a-1)의 형상에 대응되는 다각 형상일 수 있다.
기판(110) 위에서 제1 상면(110a-1)과 제2 상면(110a-2)을 바라보았을 때, 제2 상면(110a-2)은 제1 상면(110a-1)을 둘러싸도록 배치될 수 있다.
상면(110a)은 제1 상면(110a-1)과 제2 상면(110a-2) 사이에 배치된 단차면(110a-3)을 더 포함할 수 있다. 단차면(110a-3)은 제1 상면(110a-1)과 제2 상면(110a-2)이 서로 다른 위치에 배치되기 때문에 형성된 것일 수 있다. 단차면(110a-3)은, 제1 상면(110a-1) 또는 제2 상면(110a-2)과 수직할 수도 있지만, 이에 한정하는 것은 아니며, 단차면(110a-3)은 제1 상면(110a-1) 또는 제2 상면(110a-2)과 예각 또는 둔각을 이룰 수도 있다.
단차면(110a-3)은 원통면일 수도 있다. 이는 제1 상면(110a-1)과 제2 상면(110a-2)이 원 형상인 것에 기인한다. 그러나, 이에 한정하는 것은 아니며, 단차면(110a-3)은 다각통면 또는 타원통면일 수도 있다.
단차면(110a-3)에 복수의 발광 소자들(130)이 배치되지 않지만, 이에 한정하는 것은 아니며, 단차면(110a-3)에도 추가로 복수의 발광 소자들(130)들이 배치될 수도 있다.
기판(110)의 재질은 절연성 또는 전도성 재질로 형성될 수 있으며, 단층 또는 다층 구조를 포함할 수 있다. 기판(110)의 재질은 예를 들면 폴리프탈아미드(PPA:Polyphthalamide)와 같은 수지 재질, 실리콘(Si), 알루미늄(Al), 알루미늄 나이트라이드(AlN), AlOx, 액정폴리머(PSG, photo sensitive glass), 폴리아미드9T(PA9T), 신지오택틱폴리스티렌(SPS), 금속 재질, 사파이어(Al2O3), 베릴륨 옥사이드(BeO), 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board) 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 기판(110)은 사출 성형, 에칭 공정 등에 의해 형성될 수 있으나 이에 대해 한정하지는 않는다.
복수의 발광 소자들(130)은 제1 발광 소자(131)들과 제2 발광 소자(133)들을 포함한다. 이하에서는 설명의 편의를 위해, 제1 발광 소자(131)들은 내측 발광 소자들로, 제2 발광 소자(133)들은 외측 발광 소자(133)들로 변경하여 설명하도록 한다.
내측 발광 소자(131)들은 기판(110)의 제1 상면(110a-1)에 배치되고, 외측 발광 소자(133)들은 기판(110)의 제2 상면(110a-2)에 배치된다. 따라서, 내측 발광 소자(131)들과 외측 발광 소자(133)들은 서로 위치에 배치될 수 있다. 즉, 내측 발광 소자(131)들은 외측 발광 소자(133)들과 서로 다른 평면에 배치될 수 있다.
내측 발광 소자(131)들이 복수로 도시되어 있지만, 내측 발광 소자(131)는 하나일 수도 있다.
내측 발광 소자(131)들은, 서로 붙어서 배치될 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며, 내측 발광 소자(131)들은, 소정의 간격을 두고 서로 이격되어 배치될 수도 있다.
외측 발광 소자(133)들은 내측 발광 소자(131)들을 둘러싸도록 배치된다. 외측 발광 소자(133)들은 내측 발광 소자(131)들로부터 소정 간격 이격되어 배치될 수 있다.
외측 발광 소자(133)들은, 서로 붙어서 배치될 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며, 외측 발광 소자(133)들은, 소정의 간격을 두고 서로 이격되어 배치될 수도 있다.
내측 발광 소자(131)들은 렌즈부(150)의 제1 렌즈(151) 아래에 배치되어 제1 렌즈(151)로 광을 방출할 수 있다. 내측 발광 소자(131)들은 렌즈부(150)의 제1 렌즈(151)의 입사면(151a)으로 광을 방출할 수 있다.
외측 발광 소자(133)들은 렌즈부(150)의 제2 렌즈(153) 아래에 배치되어 제2 렌즈(153)로 광을 방출할 수 있다. 외측 발광 소자(133)들은 렌즈부(150)의 제2 렌즈(153)의 입사면(153a)으로 광을 방출할 수 있다.
내측 발광 소자(131)들과 외측 발광 소자(133)들은 동일한 파장의 광을 발광할 수 있고, 서로 다른 파장의 광을 발광할 수도 있다.
내측 발광 소자(131)들과 외측 발광 소자(133)들은 전원 제어부(170)와 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서, 내측 발광 소자(131)들과 외측 발광 소자(133)들은 전원 제어부(170)와 직접 연결될 수도 있고, 기판(110)을 통해 간접적으로 연결될 수도 있다.
내측 발광 소자(131)들과 외측 발광 소자(133)들은 전원 제어부(170)에 의해 온/오프(on/off)가 독립적으로 제어될 수 있다. 예를 들어, 내측 발광 소자(131)들은 온(on)되고, 외측 발광 소자(133)들은 오프(off)될 수도 있고, 그 반대로 될 수도 있으며, 내측 발광 소자(131)들과 외측 발광 소자(133)들 모두가 동시에 온(on)되거나 동시에 오프(off)될 수 있다.
복수의 발광 소자들(130) 각각은 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하는 발광 구조물을 구비할 수 있다. 예를 들어, 발광 구조물은 제1 도전형 반도체층과 제2 도전형 반도체층 사이에 활성층이 배치된 형태로 구비될 수 있다.
제1 도전형 반도체층은 n형 반도체층을 포함할 수 있고 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 등에서 선택될 수 있으며 Si, Ge, Sn, Se, Te 등의 n형 도펀트가 도핑될 수 있다.
활성층은 상기 제1 도전형 반도체층을 통해서 주입되는 전자(또는 정공)와 제2 도전형 반도체층을 통해서 주입되는 정공(또는 전자)이 서로 만나서, 활성층의 형성 물질에 따른 에너지 밴드(Energy Band)의 밴드갭(Band Gap) 차이에 의해서 빛을 방출하는 층이다. 활성층은 단일 우물 구조, 다중 우물 구조, 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제2 도전형 반도체층은 p형 반도체층으로 구현될 수 있고 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 등에서 선택될 수 있으며 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등의 p형 도펀트가 도핑될 수 있다.
한편 제1 도전형 반도체층이 p형 반도체층을 포함하고 제2 도전형 반도체층이 n형 반도체층을 포함할 수도 있다. 또한 제2 도전형 반도체층 아래에는 n형 또는 p형 반도체층을 포함하는 반도체층이 더 형성될 수 있다. 이에 따라, 발광 구조물은 n-p 접합 구조, p-n 접합 구조, n-p-n 접합 구조, 및 p-n-p 접합 구조 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
복수의 발광 소자들(130) 각각은 가시광선 대역부터 자외선 대역의 범위 중에서 선택적으로 발광할 수 있고, 반도체 재질 고유의 색을 갖는 빛을 방출할 수 있다.
복수의 발광 소자들(130) 각각은 파장 변환층(미도시)을 포함할 수 있다. 파장 변환층(미도시)은 복수의 발광 소자들(130) 각각에서 방출되는 제1 파장의 광을 제2 파장의 광으로 변환할 수 있다. 여기서, 제1 파장과 제2 파장은 서로 다른 파장이다.
파장 변환층(미도시)은 청색 형광체, 적색 형광체, 녹색 형광체, 황색 형광체 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 청색 형광체는 Sr2MgSi2O7:Eu2 +의 물질, BaMgAl10O17:Eu(Mn), Sr5Ba3MgSi2O8:Eu2 +, Sr2P2O7:Eu2 +, SrSiAl2O3N2:Eu2 +, (Ba1 -xSrx)SiO4:Eu2+, (Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO4)6Cl2:Eu2 +, CaMgSi2O6:Eu2 +중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 적색 형광체는 La2O2S:Eu3 +, Y2O2S:Eu3 +, Y2O3:Eu3 +(Bi3 +), CaS:Eu2 +, K5(WO4)6.25:Eu3+2.5, LiLa2O2BO3:Eu3 +중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 녹색 형광체는 ZnS:Cu+(Al3 +), SrGa2S4:Eu2 +, CaMgSi2O7:Eu2 +, Ca8Mg(SiO4)Cl2:Eu2 +(Mn2 +), (Ba, Sr)2SiO4:Eu2+ 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 황색 형광체는 Y3Al5O12:Ce3 +, Sr2SiO4:Eu2+중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 파장 변환층(미도시)이 포함하는 형광체는 이에 한정하지 않으며 이상 서술한 형광체 이외의 청색, 적색, 녹색, 황색 형광체를 포함할 수 있다.
복수의 발광 소자들(130) 각각의 사이즈는, 가로와 세로가 각각 1 (mm)인 것일 수 있다. 발광 소자들(130)의 사이즈는 이에 한정하지 않으며 동일한 사이즈의 발광 소자들이 배치되거나 적어도 사이즈가 다른 하나 이상의 발광 소자들이 배치될 수도 있다.
렌즈부(150)는 기판(110)과 복수의 발광 소자들(130) 상에 배치된다.
렌즈부(150)는 복수의 발광 소자들(130)로부터 방출되는 광을 제공받아, 제1 배광각을 갖는 광과 제2 배광각을 갖는 광을 방출할 수 있다.
렌즈부(150)는 제1 렌즈(151)와 제2 렌즈(153)를 포함할 수 있다.
제1 렌즈(151)는 기판(110)의 제1 상면(110a-1) 상에 배치되고, 내측 발광 소자(131)들 상에 배치된다.
제1 렌즈(151)는 일 부분이 절단된 구 형상을 가질 수 있다. 제1 렌즈(151)에서 일 부분이 절단되어 형성된 절단면이 내측 발광 소자(131)들로부터 광이 입사되는 입사면(151a)이 되고, 나머지 면이 광이 출사되는 출사면(151b)이 된다. 여기서, 입사면(151a)은 평평한 평면일 수 있고, 출사면(151b)는 구면일 수 있다.
제1 렌즈(151)의 입사면(151a) 아래에 내측 발광 소자(131)들이 배치된다.
제2 렌즈(153)는 기판(110)의 제2 상면(110a-2) 상에 배치되고, 외측 발광 소자(133)들 상에 배치된다.
제2 렌즈(153)는 제1 렌즈(151)를 둘러싸는 링 또는 고리 형상일 수 있다.
제2 렌즈(153)는 외측 발광 소자(133)들로부터 광을 입사받는 입사면(153a)과 광이 출사되는 출사면(153b)을 포함할 수 있다. 여기서, 입사면(153a)은 평평한 평면일 수 있고, 출사면(153b)은 기판(110)의 윗 방향으로 볼록한 곡면일 수 있다. 출사면(153b)의 단면 형상은 원의 일부일 수 있으나, 이에 한정하지 않으며 타원의 일부 또는 다각형의 일부일 수도 있다.
제2 렌즈(153)의 입사면(153a) 아래에 외측 발광 소자(133)들이 배치된다.
제2 렌즈(153)은 제1 렌즈(151)로부터 소정 간격 이격되도록 배치될 수 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니며, 제2 렌즈(153)은 제1 렌즈(151)에 연결될 수도 있다.
제1 렌즈(151)의 입사면(151a)과 제2 렌즈(153)의 입사면(153a)은 서로 다른 위치에 배치될 수 있다. 제2 렌즈(153)의 입사면(153a)이 제1 렌즈(151)의 입사면(151a)보다 더 높은 위치에 배치될 수 있다.
제2 렌즈(153)의 입사면(153a)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 렌즈(151)의 출사면(151b)의 중심(O1)을 지나며 제1 렌즈(151)의 입사면(151a)과 평행한 가상의 면(P)에 상에 배치될 수 있다. 여기서, 제2 렌즈(153)의 입사면(153a)이 상기 면(P) 상에 배치된다는 의미는, 제2 렌즈(153)의 입사면(153a)이 최소한 상기 면(P)에 배치되거나 상기 면(P)보다 더 높이 배치된다는 의미이다. 이와 같이, 제2 렌즈(153)의 입사면(153a)이 상기 면(P) 상에 배치되면, 제2 렌즈(153)의 출사면(153b)에서 방출되는 광의 제2 배광각이 제1 렌즈(153)에 의해 좁아진다거나 변경되지 않는 이점이 있다.
제1 렌즈(151)의 두께는, 제2 렌즈(153)의 두께보다 더 두꺼울 수 있다. 제1 렌즈(151)와 제2 렌즈(153)의 두께는, 출사면(151b, 153b)과 접하는 가상의 면과 입사면(151a, 153a) 사이의 거리이다. 여기서, 출사면(151b, 153b)과 접하는 가상의 면은, 입사면(151a, 153a)과 평행하다.
렌즈부(150)의 제1 렌즈(151)과 제2 렌즈(153)는 투광성 수지 재질 예컨대, 에폭시 또는 실리콘을 포함하거나, 유리 재질로 형성될 수 있다.
전원 제어부(170)는 복수의 발광 소자들(130)의 구동을 제어한다. 전원 제어부(170)는 내측 발광 소자(131)들과 외측 발광 소자(133)들이 서로 독립적으로 구동되도록 제어한다. 전원 제어부(170)는 내측 발광 소자(131)들의 온/오프(on/off)를 제어하고, 외측 발광 소자(133)들의 온/오프(on/off)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 전원 제어부(170)는 내측 발광 소자(131)들은 온(on) 시키고, 외측 발광 소자(133)들은 오프(off) 시킬 수도 있다. 그 반대로도 가능하며, 내측 발광 소자(131)들과 외측 발광 소자(133)들을 모두 온(on) 시킬 수도 있고, 모두 오프(off) 시킬 수도 있다.
전원 제어부(170)는 복수의 발광 소자들(130)의 구동을 외부 입력 신호에 따라 제어할 수도 있고, 디폴트로 미리 설정된 방법에 따라 제어할 수도 있다.
전원 제어부(170)는 기판(110)에 전기적으로 연결되어 내측 발광 소자(131)들과 외측 발광 소자(133)들의 구동을 제어할 수도 있고, 내측 발광 소자(131)들과 외측 발광 소자(133)들과 직접적으로 연결되어 내측 발광 소자(131)들과 외측 발광 소자(133)들의 구동을 제어할 수도 있다.
제1 실시 형태에 따른 발광 장치는, 복수의 발광 소자들(130), 렌즈부(150) 및 전원 제어부(170)에 의해, 제1 배광각과 제1 배광각보다 더 큰 제2 배광각을 가질 수 있다. 구체적으로 도 6 내지 7을 참조하여 설명하도록 한다.
도 6은 도 3 내지 도 5에 도시된 발광 장치의 내측 발광 소자(131)들만 전원 제어부(170)에 의해 온(on)된 경우의 배광 분포를 보여주는 도면이고, 도 7은 도 5에 도시된 발광 장치의 외측 발광 소자(133)들만 전원 제어부(170)에 의해 온(on)된 경우의 배광 분포를 보여주는 도면이다.
도 6의 배광 분포는, 다음이 조건에서 측정된 것이다.
도 5에 도시된 발광 장치에서, 제1 렌즈(151)의 입사면(151a)은 원형의 면이고, 출사면(151b)은 구면이고, 제1 렌즈(151)의 출사면(151b)의 곡률 반지름(R1)은 5.0 (mm)이고, 제1 렌즈(151)의 입사면(151a)의 직경(Φ)은 5.0 (mm)이고, 제1 렌즈(151)의 굴절률은 1.5이고, 12개의 내측 발광 소자(131)들이 제1 렌즈(151)의 입사면(151a)에 배치된 것이다.
도 6을 참조하면, 제1 실시 형태에 따른 발광 장치의 내측 발광 소자(131)들만 온(on)된 경우에 렌즈부(150)의 제1 렌즈(151)의 출사면(151b)에서 방출되는 광의 제1 배광각은 대략 21도(°)이다. 여기서, 제1 배광각은 제1 렌즈(151)의 출사면(151b)에서 방출되는 광의 최댓값의 절반값에 해당하는 두 지점 사이의 각도를 의미한다.
제1 렌즈(151)의 출사면(151b)의 곡률 반지름(R1)의 변화에 따른 제1 배광각은 아래의 <표 1>과 같다.
R1 (mm) 제1 배광각 (°)
3.0 35.0
3.5 30.5
4.0 26.5
4.5 23.0
5.0 21.0
5.5 20.0
6.0 17.0
6.5 16.0
7.0 15.5
도 6과 <표 1>을 참조하면, 제1 렌즈(151)의 출사면(151b)의 곡률 반지름(R1)을 크게하면, 제1 배광각이 점점 좁아진다. R1을 3.5 이상으로 하면 대략 30도 이하의 제1 배광각을 갖는 광이 제1 렌즈(151)에서 방출될 수 있다.
도 7의 배광 분포는, 다음의 조건에서 측정된 것이다.
도 5에 도시된 발광 장치에서, 제2 렌즈(153)의 입사면(153a)은 내경(Φ1)과 외경(Φ2)을 갖는 링 형상의 평면이고, 출사면(153b)은 내경(Φ1)과 외경(Φ2)을 잇는 곡면이고, 출사면(153b)의 단면 형상은 원의 일부이고, 제2 렌즈(153)의 출사면(153b)의 곡률 반지름(R2)은 1.815 (mm)이고, 제2 렌즈(153)의 입사면(153a)의 내경(Φ1)은 11.5 (mm)이고, 외경(Φ2)는 16.5 (mm)이고, 제2 렌즈(153)의 입사면(153a)의 폭은 2.5 (mm)이고, 제2 렌즈(153)의 높이(h)는 0.5 (mm)이고, 제2 렌즈(153)의 굴절률은 1.5이며, 20개의 외측 발광 소자(133)들이 제2 렌즈(153)의 입사면(153a)에 배치된 것이다.
도 7을 참조하면, 제1 실시 형태에 따른 발광 장치의 외측 발광 소자(133)들만 온(on)된 경우에 렌즈부(150)의 제2 렌즈(153)의 출사면(153b)에서 방출되는 광의 제2 배광각은 대략 56도(°)이다. 여기서, 제2 배광각은 제2 렌즈(153)의 출사면(153b)에서 방출되는 광의 최댓값의 절반값에 해당하는 두 지점 사이의 각도를 의미한다.
제2 렌즈(153)의 높이(h)와 곡률 반지름(R2)의 변화에 따른 제2 배광각은 아래의 <표 2>과 같다.
h (mm) R2 (mm) 제2 배광각 (°)
0.25 3.25 59.0
0.50 1.815 56.0
0.75 1.417 52.0
1.00 1.281 49.0
1.25 1.250 45.0
도 7과 <표 2>를 참조하면, 제2 렌즈(153)의 중심 높이(h)는 커지고, 제2 렌즈(153)의 출사면(153b)의 곡률 반지름(R2)이 작아지면, 제2 배광각이 점점 좁아진다.
h가 0.25에서 1.25, R2가 3.25에서 1.25이면, 45도에서 59도 사이의 제2 배광각을 얻을 수 있다. 여기서, h가 1.25, R2가 1.25 일 때, 제2 렌즈(153)의 단면은 반원 형상이다.
제1 실시 형태에 따른 발광 장치는, 전원 제어부(170)의 간단한 제어를 통해 제1 배광각과 제2 배광각을 구현할 수 있다. 여기서, 제2 배광각은 제1 배광각보다 크다.
제1 실시 형태에 따른 발광 장치에 있어서, 내측 발광 소자(131)들과 외측 발광 소자(133)들이 서로 다른 색상 또는 서로 다른 파장의 광을 방출하고, 전원 제어부(170)가 내측 발광 소자(131)들과 외측 발광 소자(133)들을 동시에 온(on)시키는 경우에는, 두 가지 서로 다른 광을 혼합시킬 수 있기 때문에, 제1 실시 형태에 따른 발광 장치는 감성 조명을 구현할 수 있다.
도 8은 제2 실시 형태에 따른 발광 장치의 사시도이고, 도 9는 도 8에 도시된 발광 장치의 단면도이다.
도 8 내지 도 9에 도시된 발광 장치는, 기판(110’), 복수의 발광 소자들(130), 제1 렌즈(151), 전원 제어부(170) 및 반사부(190)를 포함할 수 있다. 여기서, 복수의 발광 소자들(130), 제1 렌즈(151) 및 전원 제어부(170)는 도 3 내지 도 5에 도시된 발광 장치의 복수의 발광 소자들(130), 제1 렌즈(151), 전원 제어부(170)와 동일하므로, 이하에서는 기판(110’) 및 반사부(190)에 대해서 구체적으로 설명하도록 한다.
기판(110’)은, 상면(110a’)을 포함한다.
상면(110a’)은 제1 상면(110a-1’), 제2 상면(110a-2’) 및 단차면(110a-3’)을 포함한다.
제2 상면(110a-2’)은, 도 3에 도시된 기판(110)과 달리, 제1 상면(110a-1’)보다 더 낮은 위치에 배치된다.
제1 상면(110a-1’) 상에 내측 발광 소자(131)들이 배치되고, 제2 상면(110a-2’) 상에 외측 발광 소자(133)들이 배치된다.
제1 상면(110a-1’) 상에 제1 렌즈(151)가 배치되지만, 제2 상면(110a-2’) 상에는 반사부(190)가 배치된다. 즉, 제2 실시 형태에 따른 발광 장치에는 도 3 내지 도 5에 도시된 제2 렌즈(153)가 없다.
반사부(190)는 기판(110a’)의 제2 상면(110a-2’) 상에 배치되고, 외측 발광 소자(133)들 상에 배치된다.
반사부(190)는 외측 발광 소자(133)들에서 방출되는 광을 소정의 방향(P2)으로 반사한다. 즉, 반사부(190)는 외측 발광 소자(133)에서 방출되는 광의 배광 방향을 제1 렌즈(151)에서 방출되는 광의 배광 방향(P1)과 다르게 할 수 있다.
반사부(190)는 외측 발광 소자(133)들 상에 배치된 반사면(190a)을 포함할 수 있다.
반사면(190a)은 평면으로서, 제2 상면(110a-2’)과 소정의 각도를 이룰 수 있다. 여기서, 상기 소정의 각도는 예각일 수 있다.
반사부(190)는, 단차면(110a-3’)에 일 측이 고정될 수도 있을 수 있다. 하지만 이에 한정하는 것은 아니라 제1 상면(110a-1’)이나 제2 상면(110a-2’)에 고정될 수 있다. 또한, 반사부(190)는 기판(110a’)에 고정되지 않고, 도면에 도시되지 않은 다른 부재(미도시)에 고정될 수도 있다.
도 8 내지 도 9에 도시된 제2 실시 형태에 따른 발광 장치는, 제1 실시 형태에 따른 발광 소자와 패키지와 마찬가지로, 복수의 발광 소자들(130), 제1 렌즈(151), 전원 제어부(170) 및 반사부(190)에 의해, 제1 배광각을 갖는 광과 제2 배광각을 갖는 광을 구현할 수 있으며, 제1 배광각을 갖는 광과 제2 배광각을 갖는 광이 서로 다른 방향으로 진행될 수 있다. 구체적으로, 내측 발광 소자(131)들이 전원 제어부(170)에 의해 온(on)되면, 내측 발광 소자(131)들에서 방출되는 광은 제1 렌즈(151)로 입사하고, 제1 렌즈(151)는 제1 방향(P1)으로 제1 배광각을 갖는 광을 방출할 수 있다. 한편, 외측 발광 소자(133)들이 전원 제어부(170)에 의해 온(on)되면, 외측 발광 소자(133)들에서 방출되는 광은 반사부(190)로 입사하고, 반사부(190)는 제1 방향(P1)에서 입사되는 광을 제2 방향(P2)으로 제2 배광각을 갖는 광으로 변경할 수 있다.
이와 같이, 도 8 내지 도 9에 도시된 제2 실시 형태에 따른 발광 장치는, 듀얼의 배광각을 갖는 광을 방출할 수 있을 뿐만 아니라, 듀얼의 배광 방향을 갖는 광을 방출할 수 있다. 구체적인 사용 예로서, 제2 실시 형태에 따른 발광 장치는, 손전등에 이용될 수 있다. 제1 배광각을 갖는 광은 손전등의 앞을 밝히는 용도로, 제2 배광각을 갖는 광은 손전등의 주변을 밝히는 용도로 이용될 수 있다. 따라서, 전원 제어부(170)에 의해 제1 배광각을 갖는 광과 제2 배광각을 갖는 광이 동시에 방출되는 경우에는 손전등의 앞과 주변을 동시에 밝힐 수 있다.
도 10은 도 8 내지 도 9에 도시된 제2 실시 형태에 따른 발광 장치에서, 외측 발광 소자(133)들만 온(on)된 경우의 배광 분포를 보여주는 도면이다. 참고로, 내측 발광 소자(131)들만 온(on)된 경우의 배광 분포는 도 6과 동일하므로 생략하였다.
도 10의 배광 분포를 측정함에 있어서, 도 9에 도시된 반사부(190)의 높이와 폭이 각각 4.3 (mm)이고, 반사면(190a)과 제1 상면(110a-1’) 사이의 각도를 45도로 하였다. 기타 다른 조건은 도 7의 배광 분포에서 설정한 조건과 동일하다.
도 10을 참조하면, 제2 실시 형태에 따른 발광 장치의 외측 발광 소자(133)들만 온(on)된 경우에 반사부(190)에서 방출되는 광의 피크값이 대략 70도(°) 부근에 존재한다.
도 11은 제3 실시 형태에 따른 발광 장치의 사시도이고, 도 12는 도 11에 도시된 발광 장치의 단면도이다.
도 11 내지 도 12에 도시된 발광 장치는, 기판(110’), 복수의 발광 소자들(130), 제1 렌즈(151), 제2 렌즈(153’), 전원 제어부(170) 및 반사부(190)를 포함할 수 있다. 여기서, 제2 렌즈(153’)를 제외한 기판(110’), 복수의 발광 소자들(130), 제1 렌즈(151), 전원 제어부(170) 및 반사부(190)는 도 8 내지 도 9에 도시된 발광 장치의 기판(110’), 복수의 발광 소자들(130), 제1 렌즈(151), 전원 제어부(170) 및 반사부(190)와 동일하므로, 이하에서는 제2 렌즈(153’)에 대해서 구체적으로 설명하도록 한다.
제2 렌즈(153’)는 기판(110’)과 반사부(190) 사이에 배치된다. 예를 들어, 제2 렌즈(153’)는 기판(110’)의 상면(110a’)과 반사부(190)의 타 단 사이에 배치될 수 있다.
제2 렌즈(153’)는 외측 발광 소자(133)들에서 방출되어 반사부(190)에서 반사된 제2 방향(P2)의 광을 입사 받는다. 그리고, 제2 렌즈(153’)는 입사된 광의 배광각을 변경하여 제2 방향(P2)으로 광을 방출한다. 여기서, 제2 렌즈(153’)에서 방출된 광의 제2 배광각은, 도 9의 반사부(190)에서 반사된 광의 제2 배광각과 다르다. 제2 렌즈(153’)의 형상에 따라 제2 렌즈(153’)에서 방출된 광의 제2 배광각은, 도 9에 도시된 반사부(190)에서 반사된 광의 제2 배광각보다 작을 수도 있고, 클 수도 있다.
제2 렌즈(153’)는 기판(110’)의 상면(110a’)을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 구체적으로, 제2 렌즈(153’)는 기판(110’)의 단차면(110a-3’)을 둘러싸도록 배치될 수 있다.
제2 렌즈(153’)는 링 또는 고리 형상을 가질 수 있다.
제2 렌즈(153’)는 입사면(153a’)과 출사면(153b’)을 포함할 수 있다.
입사면(153a’)은 기판(110’)의 단차면(110a-3’)을 둘러싸는 평면일 수 있고, 출사면(153b’)은 위로 볼록한 곡면일 수 있다.
출사면(153b’)은 기판(110’)의 측 방향을 향하도록 배치된다. 여기서, 제2 렌즈(153’)를 잘랐을 때, 출사면(153b’)은 단면 형상은 원의 일부일 수 있다.
입사면(153a’)은 기판(110’)의 제2 상면(110a-2’)과 수직할 수 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니며, 제2 렌즈(153’)의 입사면(153a’)은 기판(110’)의 제2 상면(110a-2’)과 수직하지 않고, 예각이나 둔각을 이룰 수 있다.
입사면(153a’)은 반사부(190)의 반사면(190a)과 소정의 각도를 이룰 수 있다. 여기서, 소정의 각도는 예각일 수 있다.
도 11 내지 도 12에 도시된 제3 실시 형태에 따른 발광 장치는, 제2 실시 형태에 따른 발광 소자와 패키지와 마찬가지로 복수의 발광 소자들(130), 제1 렌즈(151), 전원 제어부(170) 및 반사부(190)에 의해, 제1 배광각을 갖는 광과 제2 배광각을 갖는 광을 구현할 수 있으며, 제1 배광각을 갖는 광과 제2 배광각을 갖는 광이 서로 다른 방향으로 진행될 수 있다.
여기서, 도 11 내지 도 12에 도시된 제3 실시 형태에 따른 발광 장치는 제2 렌즈(153’)을 더 포함하기 때문에, 제2 렌즈(153’)에서 방출되는 광의 제2 배광각이, 제2 실시 형태에 따른 발광 소자와 패키지의 제2 배광각과 서로 다른 값을 가질 수 있다. 특히, 제2 렌즈(153’)의 출사면(153b’)이 기판(110)’)의 측 방향으로 볼록한 곡면인 경우에는, 제2 렌즈(153’)에서 방출되는 광의 제2 배광각은 제2 실시 형태에 따른 발광 소자와 패키지의 제2 배광각보다 더 작을 수 있다.
도 13는 제4 실시 형태에 따른 발광 장치의 사시도이고, 도 14은 도 13에 도시된 발광 장치의 단면도이다.
도 13 내지 도 14에 도시된 발광 장치는, 기판(110’), 복수의 발광 소자들(130), 제1 렌즈(151), 제2 렌즈(153’’), 전원 제어부(170) 및 반사부(190’)를 포함할 수 있다. 여기서, 제2 렌즈(153’)와 반사부(190’)를 제외한 기판(110’), 복수의 발광 소자들(130), 제1 렌즈(151) 및 전원 제어부(170)는 도 11 내지 도 12에 도시된 발광 장치의 기판(110’), 복수의 발광 소자들(130), 제1 렌즈(151) 및 전원 제어부(170)와 동일하므로, 이하에서는 제2 렌즈(153’’)와 반사부(190’)에 대해서 구체적으로 설명하도록 한다.
제2 렌즈(153’’)는, 도 11 내지 도 12에 도시된 제2 렌즈(153’)과 대비하였을 때, 입사면(153a’’)과 출사면(153b’’)을 포함한다는 것과 입사면(153a’’)과 출사면(153b’’)의 형상이 동일하지만, 입사면(153a’’)과 출사면(153b’’)의 위치가 상이하다.
구체적으로, 입사면(153a’’)은 기판(110’)의 상면(110a’)과 동일 평면 상에 배치되고, 출사면(153b’’)은 기판(110’)의 아래 방향을 향하도록 배치된다. 즉, 제2 렌즈(153’’)는 도 5에 도시된 제2 렌즈(153)을 뒤집어 놓은 배치 형태를 가질 수 있다.
제2 렌즈(153’’)의 입사면(153a’’)은 제1 렌즈(151)의 입사면보다 더 낮은 위치에 배치된다.
제2 렌즈(153’’)은, 도 8 내지 도 9에 도시된 발광 장치와 같이, 없어도 무방하다. 제2 렌즈(153’’)가 존재하면, 제2 배광각을 제2 렌즈(153’’)의 형상에 따라 변경할 수 있다.
반사부(190’)는, 도 11 내지 도 12에 도시된 반사부(190)와 대비하였을 때, 외측 발광 소자(133)들에서 방출되는 광을 반사한다는 점을 동일하나, 형상과 광을 반사하는 방향(P2’)이 상이하다.
반사부(190’)는 외측 발광 소자(133)들에서 방출되는 광을 반사하는 반사면(190a’)을 포함하는데, 반사면(190a’)은, 도 11 내지 도 12에 도시된 반사면(190a)과 달리, 곡면이다.
반사면(190a’)을 잘랐을 때, 반사면(190a’)의 단면 형상은 원의 일부일 수도 있고, 타원의 일부일 수도 있으며, 포물선일 수도 있다.
도 13 내지 도 14에 도시된 제4 실시 형태에 따른 발광 장치는, 제3 실시 형태에 따른 발광 소자와 패키지와 마찬가지로 복수의 발광 소자들(130), 제1 렌즈(151), 제2 렌즈(153’), 전원 제어부(170) 및 반사부(190)에 의해, 제1 배광각을 갖는 광과 제2 배광각을 갖는 광을 구현할 수 있으며, 제1 배광각을 갖는 광과 제2 배광각을 갖는 광이 서로 다른 방향으로 진행될 수 있다.
본 발명의 여러 실시 형태에 따른 발광 장치는 LED 디바이스, 주택용 조명(예를 들어, 다운 라이트(downlight), 천장등, 펜던트 라이트, 데스크 라이트, 전구형 라이트 등), 점포용 조명(예를 들어, 스포트용 라이트, 디스플레이용 라이트, 스튜디오용 라이트 등), 옥외산업용 조명(예를 들어, 도로 조명, 가로등, 스타디움 조명, 고천정조명, 펄라이트(pearlite), 투광기 등), 가전제품용 조명, 자동차용 조명, 항공우주용 조명, 선박용 조명, 의료용 조명, 전광 장식용 조명 및 농림수산업용 조명 등에 사용될 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니다.
이상에서 실시 형태를 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, 실시 형태에 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.
110: 기판
130: 복수의 발광 소자들
150: 렌즈부
170: 전원 제어부

Claims (9)

  1. 제1 상면과 제2 상면을 포함하는, 기판;
    상기 기판의 제1 상면 상에 배치된 제1 발광 소자와, 상기 기판의 제2 상면 상에 배치된 제2 발광 소자를 포함하는, 복수의 발광 소자들;
    상기 제1 발광 소자 상에 배치된 제1 렌즈와, 상기 제1 렌즈를 둘러싸고 상기 제2 발광 소자 상에 배치된 제2 렌즈를 포함하는, 렌즈부; 및
    상기 제1 발광 소자와 상기 제2 발광 소자를 독립적으로 구동되도록 제어하는 전원 제어부;를 포함하고,
    상기 제1 렌즈는, 상기 제1 발광 소자로부터의 광이 입사되는 입사면과, 광이 출사되는 구면의 출사면을 포함하고,
    상기 제2 렌즈는, 상기 제2 발광 소자로부터의 광이 입사되는 입사면과, 광이 출사되는 출사면을 포함하고,
    상기 제2 렌즈의 입사면은, 상기 제1 렌즈의 출사면의 중심을 지나고 상기 제1 렌즈의 입사면과 평행한 가상의 면 상에 배치된, 발광 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판의 제1 상면과 상기 기판의 제2 상면은 서로 다른 위치에 배치된, 발광 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 기판의 제2 상면은 상기 기판의 제1 상면보다 더 높은 위치에 배치된, 발광 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 렌즈는 상기 제1 렌즈로부터 소정 간격 이격된, 발광 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 렌즈는 링 또는 고리 형상이고,
    상기 제2 렌즈의 출사면은 상기 기판의 윗 방향으로 볼록한 곡면인, 발광 장치.
  6. 제1 상면과 상기 제1 상면보다 더 낮은 위치에 배치된 제2 상면을 포함하는, 기판;
    상기 기판의 제1 상면 상에 배치된 제1 발광 소자와, 상기 기판의 제2 상면 상에 배치된 제2 발광 소자를 포함하는, 복수의 발광 소자들;
    상기 제1 발광 소자 상에 배치되고, 상기 제1 발광 소자로부터의 광이 입사되는 입사면과 제1 방향으로 광을 방출하는 구면의 출사면을 포함하는 제1 렌즈;
    상기 제2 발광 소자 상에 배치되고, 상기 제2 발광 소자로부터의 광을 제2 방향으로 반사하는 반사부; 및
    상기 제1 발광 소자와 상기 제2 발광 소자를 독립적으로 구동되도록 제어하는 전원 제어부;를 포함하고,
    상기 제1 방향과 상기 제2 방향은 서로 다른, 발광 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 발광 장치는, 상기 반사부와 상기 기판 사이에 배치되고, 상기 반사부에서 상기 제2 방향으로 방출되는 광의 배광각을 변경하는, 제2 렌즈를 더 포함하는, 발광 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제2 렌즈는, 상기 반사부로부터의 광이 입사되는 입사면과 상기 제2 방향으로 광을 방출하는 출사면을 포함하고,
    상기 반사부는, 상기 기판의 제2 상면과 예각을 이루는 반사면을 포함하고,
    상기 제2 렌즈의 입사면과 상기 반사부의 반사면 사이의 각도는 예각이고,
    상기 제2 렌즈의 출사면은 상기 기판의 측 방향으로 볼록한 곡면인, 발광 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제2 렌즈는, 상기 반사부로부터의 광이 입사되는 입사면과 상기 제2 방향으로 광을 방출하는 출사면을 포함하고,
    상기 반사부는, 곡면인 반사면을 포함하고,
    상기 제2 렌즈의 입사면은 상기 기판의 제2 상면과 동일 평면 상에 배치되고,
    상기 제2 렌즈의 출사면은 상기 기판의 아랫 방향으로 볼록한 곡면인, 발광 장치.
KR1020140064471A 2014-05-28 2014-05-28 발광 장치 KR102190740B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140064471A KR102190740B1 (ko) 2014-05-28 2014-05-28 발광 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140064471A KR102190740B1 (ko) 2014-05-28 2014-05-28 발광 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150136858A true KR20150136858A (ko) 2015-12-08
KR102190740B1 KR102190740B1 (ko) 2020-12-14

Family

ID=54872808

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140064471A KR102190740B1 (ko) 2014-05-28 2014-05-28 발광 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102190740B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180092284A (ko) * 2017-02-08 2018-08-17 서울반도체 주식회사 발광 다이오드 및 이를 포함하는 발광 모듈

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030053310A1 (en) * 2001-09-17 2003-03-20 Matthew Sommers Variable optics spot module
KR20070017920A (ko) * 2005-08-08 2007-02-13 아바고 테크놀로지스 이씨비유 아이피 (싱가포르) 피티이 리미티드 플래시 모듈
KR20130139575A (ko) * 2012-06-13 2013-12-23 주식회사 포스코엘이디 광 반도체 기반 조명장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030053310A1 (en) * 2001-09-17 2003-03-20 Matthew Sommers Variable optics spot module
KR20070017920A (ko) * 2005-08-08 2007-02-13 아바고 테크놀로지스 이씨비유 아이피 (싱가포르) 피티이 리미티드 플래시 모듈
KR20130139575A (ko) * 2012-06-13 2013-12-23 주식회사 포스코엘이디 광 반도체 기반 조명장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180092284A (ko) * 2017-02-08 2018-08-17 서울반도체 주식회사 발광 다이오드 및 이를 포함하는 발광 모듈
US11804571B2 (en) 2017-02-08 2023-10-31 Seoul Semiconductor Co., Ltd. Light emitting diode and light emitting module comprising the same

Also Published As

Publication number Publication date
KR102190740B1 (ko) 2020-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9217553B2 (en) LED lighting systems including luminescent layers on remote reflectors
US10495295B2 (en) Lighting device, heat transfer structure and heat transfer element
JP5845088B2 (ja) Ｌｅｄ部品
US9273830B2 (en) Light source with near field mixing
US8042971B2 (en) Light emitting device (LED) lighting systems for emitting light in multiple directions and related methods
US8801228B2 (en) Changing LED light output distribution through coating configuration
US8757845B2 (en) Wide angle based indoor lighting lamp
JP6516995B2 (ja) 発光素子、それを含む発光素子パッケージ及びパッケージを含む照明装置
KR20100084468A (ko) 광원
KR20160015447A (ko) 발광소자 패키지용 렌즈, 광원 모듈, 조명 장치 및 조명 시스템
KR20160098580A (ko) 광학 소자 및 이를 포함하는 광원 모듈
US20090002979A1 (en) Light emitting device (led) lighting systems for emitting light in multiple directions and related methods
US20160254423A1 (en) Non-magnified led for high center-beam candle power
KR20170004314A (ko) 발광소자 패키지
TWI464915B (zh) 發光裝置及其製作方法、燈泡
KR101666844B1 (ko) 광학 소자 및 이를 포함하는 광원 모듈
KR102190740B1 (ko) 발광 장치
KR20150083248A (ko) 발광 소자 패키지
KR20160027286A (ko) 광학소자
KR102219489B1 (ko) 발광 소자 패키지
KR20130026179A (ko) 발광소자를 구비한 조명장치 및 이를 채용한 냉장고
KR20130085735A (ko) 조명 장치
JP6945174B2 (ja) 発光装置及び照明装置
KR20160073617A (ko) 조명 장치
KR20150099070A (ko) 발광 소자 패키지

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant