KR20160085618A - 발광 모듈 및 이를 구비한 라이트 유닛 - Google Patents

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KR20160085618A
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강민수
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

실시 예에 따른 발광 모듈은, 상면 및 복수의 측면을 통해 광을 방출하는 발광 소자; 및 상기 발광 소자 상에 배치된 광학 렌즈를 포함하며, 상기 광학 렌즈는, 상기 발광 소자 상에 리세스를 갖는 입사면; 상기 입사면의 하부 둘레에 배치된 바닥면; 상기 입사면 및 바닥면의 반대측에 양의 곡률을 갖고 입사면으로 입사된 광을 방출하는 제1광출사면; 및 상기 제1광출사면의 하부 둘레에 배치된 제2광출사면을 포함하며, 상기 발광 소자로부터 방출된 제1광은 상기 입사면의 제1지점 및 상기 제1광출사면의 제3지점의 경로로 방출되며, 상기 발광 소자로부터 방출된 제2광은 상기 입사면의 제2지점 및 상기 제2광출사면의 제4지점의 경로로 방출되며, 상기 제1광은 광축과 발광 소자의 기준 점으로부터 상기 입사면의 제1지점을 연결하는 직선 사이의 제1각도로 입사되고, 상기 입사면으로 입사된 제1광은 광축을 기준으로 제1광출사면으로부터 제2각도로 방출되며, 상기 제2광은 광축과 발광 소자의 기준 점으로부터 상기 입사면의 제3지점을 연결하는 직선 사이의 제3각도로 입사되고, 상기 입사면으로 입사된 제2광은 광축을 기준으로 제2광출사면으로부터 제4각도로 방출되며, 상기 제2각도는 제1각도보다 크고, 상기 제4각도는 상기 제3각도보다 작다.

Description

발광 모듈 및 이를 구비한 라이트 유닛{LIGHT EMITTING MODULE AND LIGHT UNIT HAVING THEREOF}
본 발명은 발광 모듈 및 이를 구비한 라이트 유닛에 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, 표시장치, 전광판, 가로등 등의 조명 장치의 광원으로서 사용이 증가하고 있다.
실시 예는 서로 다른 광 출사면을 갖는 광학 렌즈를 제공한다.
실시 예는 발광 소자의 상면 및 측면으로부터 방출된 광을 광학 렌즈의 입사면으로 입사시켜 줄 수 있는 발광 모듈을 제공한다.
실시 예는 광학 렌즈의 서로 다른 출사면으로 출사된 광의 방출 각도를 변화시켜 주어 휘도 분포를 제어할 수 있는 발광 모듈을 제공한다.
실시 예는 광학 렌즈의 바닥 면이 발광 소자의 둘레에 배치되므로 광의 손실을 방지할 수 있는 발광 모듈을 제공한다.
실시 예는 광학 렌즈의 바닥 면을 경사진 면 또는 곡면으로 배치하여, 중심부의 휘도 분포를 개선한 발광 모듈을 제공한다.
실시 예에 따른 발광 모듈은, 상면 및 복수의 측면을 통해 광을 방출하는 발광 소자; 및 상기 발광 소자 상에 배치된 광학 렌즈를 포함하며, 상기 광학 렌즈는, 상기 발광 소자 상에 리세스를 갖는 입사면; 상기 입사면의 하부 둘레에 배치된 바닥면; 상기 입사면 및 바닥면의 반대측에 양의 곡률을 갖고 입사면으로 입사된 광을 방출하는 제1광출사면; 및 상기 제1광출사면의 하부 둘레에 배치된 제2광출사면을 포함하며, 상기 발광 소자로부터 방출된 제1광은 상기 입사면의 제1지점 및 상기 제1광출사면의 제3지점의 경로로 방출되며, 상기 발광 소자로부터 방출된 제2광은 상기 입사면의 제2지점 및 상기 제2광출사면의 제4지점의 경로로 방출되며, 상기 제1광은 광축과 발광 소자의 기준 점으로부터 상기 입사면의 제1지점을 연결하는 직선 사이의 제1각도로 입사되고, 상기 입사면으로 입사된 제1광은 광축을 기준으로 제1광출사면으로부터 제2각도로 방출되며, 상기 제2광은 광축과 발광 소자의 기준 점으로부터 상기 입사면의 제3지점을 연결하는 직선 사이의 제3각도로 입사되고, 상기 입사면으로 입사된 제2광은 광축을 기준으로 제2광출사면으로부터 제4각도로 방출되며, 상기 제2각도는 제1각도보다 크고, 상기 제4각도는 상기 제3각도보다 작다.
실시 예에 따른 발광 소자는, 회로 기판; 상기 회로 기판 상에 배치된 발광 소자; 및 상기 발광 소자 상에 배치된 광학 렌즈를 포함하며, 상기 발광 소자는 상면 및 복수의 측면을 갖는 발광 면을 포함하며, 상기 광학 렌즈는, 상기 발광 소자 상에 리세스를 갖는 입사면; 상기 입사면의 하부 둘레에 배치되며 상기 회로 기판의 상면에 대해 경사진 바닥면; 상기 입사면 및 바닥면의 반대측에 양의 곡률을 갖고 입사면으로 입사된 광을 방출하는 제1광출사면; 및 상기 제1광출사면의 하부 둘레에 비구면을 갖는 제2광출사면을 포함하며, 상기 발광 소자로부터 방출된 제1광은 상기 입사면의 제1지점 및 상기 제1광출사면의 제3지점의 경로로 방출되며, 상기 발광 소자로부터 방출된 제2광은 상기 입사면의 제2지점 및 상기 제2광출사면의 제4지점의 경로로 방출되며, 상기 제1광출사면으로부터 방출된 제1광의 방출 각도는 상기 제1광출사면으로 입사되는 제1광의 입사각도 크며, 상기 제2광출사면으로부터 방출된 제2광의 방출 각도는 상기 제2광출사면으로 입사되는 제2광의 입사각도보다 작다.
실시 예는 광학 렌즈 아래에 배치된 발광 소자의 측면으로 방출되는 광 경로를 제어하여, 광학 렌즈의 휘도 분포를 개선시켜 줄 수 있다.
실시 예는 광학 렌즈로부터 추출된 광에 의한 핫 스팟과 같은 노이즈를 줄일 수 있다.
실시 예는 광학 렌즈에 의해 발광 소자 간의 간격을 넓게 제공하여, 광학 렌즈 간의 간섭을 줄여줄 수 있다.
실시 예는 백라이트 유닛 내에 배치되는 발광 소자의 개수를 줄일 수 있다.
실시 예는 광학 렌즈를 갖는 발광 모듈의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
실시 예는 광학 렌즈 간의 간섭을 최소화하여 화상 개선 효과를 줄 수 있다.
실시 예는 광학 렌즈와 같은 라이트 유닛의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
실시 예는 발광 모듈을 갖는 조명 시스템의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
도 1은 실시 예에 따른 발광 모듈의 평면도이다.
도 2는 도 1의 발광 모듈의 측 단면도이다.
도 3은 도 1의 발광 모듈이 탑재된 백라이트 유닛을 나타낸 도면이다.
도 4는 제1실시 예에 따른 광학 렌즈를 갖는 발광 모듈로서, 도 1의 발광 모듈의 A-A측 단면도이다.
도 5는 도 4의 광학 렌즈를 나타낸 도면이다.
도 7은 도 3의 광학 렌즈의 바닥면을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 3의 광학 렌즈에서 입사면과 제1,2광출사면의 출사 각도의 관계를 설명한 도면이다.
도 8은 도 7의 광학 렌즈의 제2광사면으로 출사된 광 분포를 나타낸 도면이다.
도 9는 도 8의 광학 렌즈 제2광출사면에 의해 광학 렌즈 간의 간섭을 개선한 라이트 유닛을 나타낸 도면이다.
도 10는 도 3의 발광 소자의 측면도이다.
도 11은 도 3의 발광 소자의 평면도이다.
도 12는 도 3의 발광 소자의 저면도이다.
도 13은 제2실시 예에 따른 광학 렌즈를 갖는 발광 모듈의 측 단면도이다.
도 14는 제3실시 예에 따른 광학 렌즈를 갖는 발광 모듈의 측 단면도이다.
도 15은 도 14의 광학 렌즈의 부분 확대도이다.
도 16은 도 4실시 예에 따른 광학 렌즈를 갖는 발광 모듈의 측 단면도이다.
도 17은 도 16의 광학 렌즈의 부분 확대도이다.
도 18은 제5실시 예에 따른 광학 렌즈를 갖는 발광 모듈의 측 단면도이다.
도 19는 도 18의 광학 렌즈의 입사면을 나타낸 도면이다.
도 20은 도 17의 광학 렌즈의 저면도이다.
도 21은 제6실시 예에 따른 광학 렌즈를 갖는 발광 모듈의 측 단면도이다.
도 22는 제7실시 예에 따른 광학 렌즈를 갖는 발광 모듈의 측 단면도이다.
도 23은 실시 예에 따른 회로 기판 상에 배치된 발광 소자의 상세 구성을 나타낸 제1예이다.
도 24는 실시 예에 따른 회로 기판 상에 배치된 발광 소자의 제2예이다.
도 25는 실시 예에 따른 회로 기판 상에 배치된 발광 소자의 제3예를 나타낸 도면이다.
도 26은 실시 예에 따른 발광 모듈을 갖는 표시 장치를 나타낸 도면이다.
도 27의 (A)은 실시 예에 따른 발광 소자의 평면도이며, (B)는 발광 소자의 기준 점을 설명하기 위한 도면이며, (C)는 발광 소자의 평면 상에서 각 방향별 지향각 분포를 나타낸 그래프이고, (D)는 (C)의 지향각 분포를 삼차원 형상으로 나타낸 도면이다.
도 28은 도 3의 광학 렌즈를 갖는 발광 모듈의 휘도 분포를 나타낸 도면이다.
도 29는 도 14의 광학 렌즈를 갖는 발광 모듈의 휘도 분포를 나타낸 도면이다.
도 30은 도 19의 광학 렌즈를 갖는 발광 모듈의 휘도 분포를 나타낸 도면이다.
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.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예에 따른 발광 모듈을 설명한다.
도 1은 실시 예에 따른 발광 모듈의 평면도이며, 도 2는 도 1의 발광 모듈의 측면도이고, 도 3은 도 1의 발광 모듈의 A-A측 단면도이며, 도 5는 도 4의 광학 렌즈를 상세하게 나타낸 도면이며, 도 6은 도 3의 광학 렌즈의 광 경로를 설명하기 위한 도면이며, 도 7은 도 3의 광학 렌즈의 제1광출사면을 설명하기 위한 도면이며, 도 8은 도 7의 광학 렌즈의 제2광출사면을 통한 광 경로를 설명하기 위한 도면이다.
도 1내지 도 7을 참조하면, 발광 모듈(301)은 발광 소자(100), 상기 발광 소자(100) 상에 배치된 광학 렌즈(300), 및 상기 발광 소자(100) 아래에 배치된 회로 기판(400)을 포함한다.
도 1 및 도 2와 같이, 발광 모듈(301)은 회로 기판(400) 상에 복수의 광학 렌즈(300)가 소정의 간격을 갖고 배열될 수 있으며, 상기 발광 소자(100)는 상기 광학 렌즈(300)과 회로 기판(400) 사이에 배치된다.
상기 발광 소자(100)는 회로 기판(400)으로부터 전원을 공급받아 동작하게 된다. 상기 광학 렌즈(300)는 발광 소자(100)로부터 방출된 광(light)을 입사받아 광의 경로를 변경한 후 외부로 추출시켜 줄 수 있다.
상기 발광 소자(100)는 도 4와 같이, 상면(S1) 및 다수의 측면(S2)을 통해 광을 방출하게 되며, 예컨대 5면 또는 그 이상의 발광 면을 갖는다. 상기 발광 소자(100)의 상면(S1)과 다수의 측면(S2)을 통해 방출된 광은 광학 렌즈(300)의 입사면(320)으로 입사하게 되며, 상기 입사면(320)으로 입사된 광은 굴절되어 제1 및 제2광출사면(330,335)을 통해 추출된다.
상기 발광 소자(100)는 5면 이상의 발광 면을 제공하므로, 지향각 분포는 130도 이상 예컨대, 136도 이상이 될 수 있다. 상기 발광 소자(100)의 지향각 분포가 136도 이상이 되므로, 상기 발광 소자(100)의 각 측면(S2)을 통해 방출된 소정 광도를 갖는 광이 광학 렌즈(300)의 입사면(320)을 거쳐 제2광출사면(335)을 통해 방출될 수 있다.
발광 소자(100)는 도 27의 (C)와 같은 지향각 분포를 제공할 수 있다. 도 27의 (A)은 실시 예에 따른 발광 소자의 평면도이며, (B)는 발광 소자의 기준 점을 설명하기 위한 도면이며, (C)는 발광 소자의 평면 상에서 각 방향별 지향각 분포를 나타낸 그래프이고, (D)는 (C)의 지향각 분포를 삼차원 형상으로 나타낸 도면이다.
도 27의 (A)와 같이 발광 소자는 상면 및 복수의 측면을 통해 광을 방출하게 된다. 이때 각 방향별 예컨대, 가로 방향(청색 라인), 세로 방향(적색 라인), 대각 방향(녹색 라인)의 지향각 분포는 도 27의 (C)와 같이, 청색 라인, 적색 라인 및 녹색 라인의 지향각 분포로 검출될 수 있다. 도 27의 (A,C)에서 적색 라인은 C-Plane의 지향각 분포를 나타낸 도면이다. 이러한 도 27의 (C)와 같이, 각 방향별 광의 지향각 분포를 보면, 반치폭이 65도 이상 예컨대 68도 이상으로 나타남을 알 수 있다.
상기 광학 렌즈(300)의 제1 및 제2제2광출사면(330,335)은 입사된 광을 굴절시켜 방출하게 된다. 상기 제2광출사면(335)은 광축(Y0)을 기준으로, 굴절 후의 추출된 광의 각도가 굴절 전에 입사된 광의 각도보다 작게 굴절시켜 준다. 이에 따라 인접한 광학 렌즈(330)간의 광 간섭 거리를 길게 제공할 수 있고, 제2광출사면(335)을 통해 출사된 일부 광과 제1광출사면(330)으로 출사된 광이 광학 렌즈(300)의 주변에서 서로 혼색될 수 있다.
상기 각 회로 기판(400) 내에 배치된 광학 렌즈(300) 간의 간격(G1)은 서로 다른 회로 기판(400) 내에 배치된 광학 렌즈(300) 간의 간격(G2)보다 좁게 배열될 수 있다. 상기 간격(G1)은 상기 광학 렌즈(300)의 너비(D4)의 6배 내지 10배 범위 예컨대, 7배 내지 9배 범위로 배열될 수 있다. 상기 간격(G2)는 상기 광학 렌즈(300)의 너비(D4)의 9배 내지 11배 범위 예컨대, 9,5배 내지 10.5배 범위로 배치될 수 있다. 여기서, 상기 광학 렌즈(300)의 너비(D4)는 15mm 이상이 될 수 있다. 이러한 광학 렌즈(300) 간의 광 간섭 거리 즉, 간격(G1, G2)는 상기 광학 렌즈(300)의 너비(D4)의 최소 6배 이상 이격시켜 줄 수 있다.
도 3과 같이, 발광 모듈(301)의 회로 기판(400)은 바텀 커버(512) 내에 배열될 수 있다. 상기 회로 기판(400)은 상기 발광 소자(100)와 전기적으로 연결되는 회로 층을 포함할 수 있다. 상기 회로 기판(400)은 수지 재질의 PCB, 금속 코어를 갖는 PCB(MCPCB, Metal Core PCB), 연성 PCB(FPCB, Flexible PCB) 중 적어도 하나를 포함할 수도 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 발광 소자(100)는 화합물 반도체를 갖는 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 소자(100)는 II족-VI족 화합물 반도체 및 III족-V족 화합물 반도체 중 적어도 하나 또는 모두를 포함할 수 있다. 상기 발광 소자(100)는 청색, 녹색, 청색, UV 또는 백색의 광 중 적어도 하나를 발광할 수 있다.
도 4를 참조하면, 발광 모듈(301)은 광축(Y0)과 발광 소자(100)의 교점을 기준점(P0)으로 할 수 있으며, 상기 기준점(P0)은 발광 소자(100)의 상면(S1)보다 낮은 위치에 배치될 수 있다. 상기 발광 소자(100)의 기준점(P0)은 상면(S1)의 중심과 복수의 측면(S2)의 중심이 교차되는 지점이거나 상기 상면(S1)의 중심과 각 측면(S2)의 하부 중심이 교차되는 지점이 될 수 있다. 이러한 기준점(P0)은 광축(Y0)과 발광 소자(100)로부터 출사된 광이 교차되는 교점이 될 수 있다. 상기 기준점(P0)은 상기 광학 렌즈(300)의 저점과 동일한 수평 선상에 배치되거나 더 높은 위치에 배치될 수 있다.
상기 광학 렌즈(300)는 투광성 재료를 포함할 수 있다. 상기 광학 렌즈(300)는 폴리카보네이트(PC), 폴리메타크릴산메틸(PMMA), 실리콘 또는 에폭시 수지, 또는 글래스(Glass) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 광학 렌즈(300)는 굴절률이 1.4 내지 1.7 범위의 투명 재료를 포함할 수 있다.
상기 광학 렌즈(300)는, 바닥면(310)으로부터 광축(Y0) 방향으로 볼록한 리세스(Recess)(315)를 갖는 입사면(320), 상기 바닥면(310) 및 상기 입사면(320)의 반대측에 배치된 제1광출사면(330), 및 상기 제1광출사면(330)과 바닥면(310) 사이에 배치된 제2광출사면(335)을 포함한다.
상기 광학 렌즈(300)의 입사면(320)은 바닥면(310)의 센터 영역에 위로 볼록한 리세스(315)를 포함하며, 상기 리세스(315)는 상기 제1광출사면(330) 방향으로 함몰된 형태이다. 상기 리세스(315)는 입사면(320)은 센터 영역으로 갈수록 더 깊은 깊이를 가질 수 있다. 상기 리세스(315)는 광축(Y0) 방향(예: 상 방향)으로 진행할수록 점차 너비가 좁아질 수 있다. 상기 리세스(315)는 광축 방향으로 진행할수록 제1광출사면(330)에 더 인접할 수 있다.
상기 리세스(315)의 측 단면 형상은 반구 형상 또는 반 타원 형상을 포함할 수 있으며, 그 표면 형상은 원 형상 또는 다각형 형상을 포함할 수 있다.
상기 광학 렌즈(300)의 입사면(320)은 상기 리세스(315)의 표면으로서 상기 발광 소자(100)의 상면(S1) 위 및 측면(S2) 외측에 배치될 수 있다. 상기 입사면(320)과 상기 바닥면(310) 사이의 경계 지점은 바닥면(310)의 제1에지(23)로서 광학 렌즈(300)의 저점이 될 수 있다. 상기 광학 렌즈(300)의 저점은 돌기(350)를 제외한 영역에서 가장 낮은 지점이 될 수 있다.
상기 광학 렌즈(300)의 바닥면(310)은 제1에지(23) 및 제2에지(25)를 포함한다. 상기 제1에지(23)는 상기 입사면의 하부 둘레가 될 수 있으며, 제2에지(25)는 제2광출사면(335)의 하부 둘레가 될 수 있다. 상기 제1에지(23)는 바텀 뷰 형상이 원 형상 또는 타원 형상일 수 있으며, 상기 제2에지는 바텀 뷰 형상이 원 형상 또는 타원 형상일 수 있다.
상기 광학 렌즈(300)의 바닥면(310)의 제1에지(23)는 광학 렌즈(300)에서 가장 낮은 저점이며, 상기 제2에지(25)는 광학 렌즈(300)의 최 외곽에 배치될 수 있다.
상기 바닥면(310)의 제1에지(23)는 상기 제2에지(25)보다 낮게 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 회로 기판(400)은 광학 렌즈(300)의 바닥면(310)의 제2에지(25)보다 제1에지(23)에 더 인접하게 배치될 수 있다. 상기 바닥면(310)의 제1에지(23)는 상기 회로 기판(400)의 상면에 접촉될 수 있고, 상기 제2에지(25)는 회로 기판(400)의 상면으로부터 소정 간격(T0)으로 이격될 수 있다. 이에 따라 상기 발광 소자(100)의 측면(S2)로 방출된 광의 누설 없이 입사면(320)으로 입사될 수 있다. 상기 간격(T0)은 후술되는 반사 시트의 두께와 같거나 얇을 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 광학 렌즈(300)의 바닥면(310)은 플랫한 면이거나 곡면을 포함할 수 있다. 상기 바닥면(310)은 상기 회로 기판(400)의 상면에 대해 경사진 면을 제공할 수 있다. 상기 광학 렌즈(300)의 바닥면(310)은 상기 발광 소자(100)의 측면(S2)에 대해 경사진 면으로 제공될 수 있다. 상기 바닥면(310)의 80% 이상의 영역 예컨대, 전 영역은 회로 기판(400)의 상면에 대해 경사지게 배치될 수 있다. 상기 바닥면(310)의 제1에지(23)의 수평한 직선은 상기 발광 소자(100)의 기준점(P0)과 동일 선상에 배치될 수 있고, 제2에지(25)의 수평한 직선은 상기 발광 소자(100)의 상면(S1)보다 높게 배치될 수 있다.
광학 렌즈(300)의 바닥면(310)은 도 6과 같이, 제1에지(23)에서 제2에지(25)까지 수평한 축(X0)을 기준으로 경사진 면으로 이루어질 수 있다. 상기 바닥면(310)의 경사진 각도(θ5)는 5도 이내일 수 있으며, 예컨대 0.5도 내지 4도 범위일 수 있다. 상기 바닥면(310)과 광축(Y0)이 이루는 각도(θ6)는 89.5도 이하일 수 있으며, 예컨대 87도 이하일 수 있다. 이러한 바닥면(310)이 경사진 각도(θ5)를 갖는 면으로 배치됨으로써, 발광 소자(100)의 측면으로 방출된 일부 광을 반사시켜 줄 수 있다. 이에 따라 발광 소자(100)의 광 추출 량을 개선시켜 줄 수 있다.
상기 광학 렌즈(300)의 바닥면(330)은 적어도 하나 또는 복수의 오목부를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 광학 렌즈(300)는 하부에 배치된 지지 돌기(350)를 포함한다. 상기 지지 돌기(350)는 상기 광학 렌즈(300)의 바닥면(310)으로부터 하 방향 즉, 회로 기판(400) 방향으로 돌출된다. 상기 지지 돌기(350)는 복수개가 회로 기판(400) 상에 고정되며, 상기 광학 렌즈(300)가 틸트되는 것을 방지할 수 있다.
상기 광학 렌즈(300)의 제1광출사면(330)은 전 영역으로 광이 출사될 수 있다. 상기 제1광출사면(330)의 센터 영역은 정점 또는 고점이 될 수 있으며, 상기 정점으로부터 연속적으로 연결되는 곡면을 포함한다. 상기 제1광출사면(330)은 입사되는 광을 반사하거나 굴절시켜 외부로 출사시켜 줄 수 있다. 상기 제1광출사면(330)은 베지어(Bezier) 곡선을 갖는 회전체로 형성될 수 있다. 상기 제1광출사면(330)의 곡선은 스플라인(Spline) 예컨대, 큐빅(cubic), B-스플라인, T-스플라인으로 구현될 수 있다. 상기 제1광출사면(330)의 곡선은 베지어 곡선(Bezier curve)로 구현될 수 있다. 이러한 광학 렌즈(300)는 광축을 기준으로 회전 대칭 형상으로 제공될 수 있다.
상기 제1광출사면(330)의 센터 영역은 광축(Y0)의 인접 영역으로서, 상 방향으로 볼록한 곡면이거나 평탄한 면일 수 있다. 상기 제1광출사면(330)의 센터 영역과 제2광출사면(335) 사이의 영역은 볼록한 곡면 형상으로 제공될 수 있다. 상기 제1광출사면(330)은 양의 곡률을 가질 수 있다. 상기 제1광출사면(330)의 센터 영역 및 그 둘레 영역은 음의 곡률을 갖지 않고 서로 다른 양의 곡률을 가질 수 있다.
상기 제1광출사면(330)은 상기 제2광출사면(335)보다 위에 배치되어 입사된 광을 굴절시켜 방출하게 된다. 상기 제2광출사면(335)은 상기 광학 렌즈(300)의 외측 하부 둘레에 배치되며, 입사된 광을 굴절시켜 방출하게 된다. 상기 제1광출사면(330)은 광축(Y0)을 기준으로, 제1광출사면(330)으로 방출된 광의 굴절 후의 방출 각도는 굴절 전에 입사된 입사 각도보다 클 수 있다.
상기 제2광출사면(335)은 비구면 형상 또는 플랫 면을 포함한다. 상기 제2광출사면(335)은 예컨대 상기 회로 기판(400)의 상면에 대해 수직한 면이거나 경사진 면일 수 있다. 상기 제2광출사면(335)은 상기 광학 렌즈(300)에서 가장 외측에 배치될 수 있다. 상기 제2광출사면(335)은 제1광출사면(330)의 최외곽에 수직한 라인보다 외측 또는 바깥쪽에 배치될 수 있다.
상기 제2광출사면(335)은 상기 제1광출사면(330)의 하부 둘레에 배치되며, 상기 제2광출사면(335)의 제2에지(25)로부터 플랫한 면으로 연장될 수 있다. 상기 제2광 출사면(335)은 제1광출사면(330)에 인접한 제3에지(35)를 포함할 수 있다. 상기 제2광출사면(335)에서 제2에지(25) 간의 직선 거리는 제3에지(35) 간의 직선 거리와 같거나 더 좁을 수 있다. 상기 제2에지(25)는 제2광출사면(335)에서 하부 에지일 수 있으며, 제3에지(35)는 상부 에지일 수 있다.
상기 제2광출사면(335)은 발광 소자(100)의 측면(S2)으로 방출된 일부 광을 입사받아 굴절시켜 추출하게 된다. 이때 제2광출사면(335)은 광축(Y0)을 기준으로, 방출된 광의 방출 각도가 굴절 전의 입사 각도보다 작을 수 있다. 이에 따라 인접한 광학 렌즈(330)간의 광 간섭 거리를 길게 제공할 수 있다.
한편, 광축(Y0)과 제1광출사면(330)의 정점(31)이 교차되는 수평한 직선(X1)과 상기 제2광출사면(335)의 제3에지(35)까지를 연결하는 직선 사이의 각도(R1)는 15도 내지 25도 범위일 수 있다. 상기 직선(X1)은 상기 광학 렌즈(300)의 정점(31)에 대해 수평한 직선이거나 상기 광축(Y0)과 수평한 방향으로 직교하는 직선일 수 있다. 즉, 상기 광축(Y0)과 상기 정점(31)과 제2광출사면(330)의 제3에지(35)까지를 연결하는 직선 사이의 각도는 105도 내지 115도 범위일 수 있다.
또한 상기 리세스(315)의 정점(21)부터 제2광출사면(335)의 제3에지(35)까지를 연결하는 직선과 광축(Y0) 사이의 각도(R2)는 98도 내지 110도 범위일 수 있다.
상기 리세스(315)의 정점(21)부터 상기 바닥면(310)의 제2에지(25)까지를 연결하는 직선과 광축(Y0) 사이의 각도(R3)는 104도 내지 120도 범위에 있을 수 있다. 이러한 각도(R1,R2,R3)는 제1광출사면(330)의 센터 영역이 양의 곡률을 갖는 상기 제1광출사면(330)의 정점(31)과, 리세스(315)의 정점(21)의 위치에 따라 변화시켜 줄 수 있다. 이러한 광학 렌즈(300)의 두께를 슬림(slim)하게 제공할 수 있다.
상기 제2광출사면(335)은 상기 제1광출사면(330)으로부터 단차진 구조(36)를 포함한다. 상기 단차진 구조(36)는 상기 제1광출사면(330)의 하부 에지로부터 외측으로 수평하게 연장된 플랫한 면을 포함한다. 상기 단차진 구조(36)의 플랫한 면은 상기 제1광출사면(330)과 상기 제2광출사면(335) 사이에 다른 평면일 수 있으며, 예컨대 상기 광축(Y0)에 대해 90도 또는 그 이상일 수 있다. 도 5와 같이, 상기 단차진 구조(36)의 폭(D6)은 150㎛ 이내 예컨대, 50㎛ 내지 150㎛ 범위일 수 있다. 상기 단차진 구조(36)는 탑뷰 형상이 소정 폭(D6)을 갖는 링 형상으로 구현될 수 있다.
도 5를 참조하면, 상기 광학 렌즈(300)의 너비(D4)는 두께(D3)보다 넓게 배치될 수 있다. 상기 너비(D4)는 상기 두께(D3)의 2.5배 이상 예컨대, 3배 이상이 될 수 있다. 상기 광학 렌즈(300)의 너비(D4)는 15mm이상일 수 있다. 이러한 광학 렌즈(300)의 너비(D4)가 두께(D3)보다 상기의 범위로 넓게 배치되므로, 라이트 유닛 예컨대, 백라이트 유닛의 전 영역에 균일한 휘도 분포를 제공할 수 있고, 또한 라이트 유닛의 두께를 줄여줄 수 있다.
여기서, 광학 렌즈(300)의 입사면(320)의 하부 너비(D1)는 상기 리세스(315)의 하부 너비일 수 있으며, 상기 발광 소자(100)의 너비보다는 넓게 배치될 수 있다. 이러한 입사면(320) 및 리세스(315)는 상기 발광 소자(100)로부터 방출된 광이 용이하게 입사될 수 있는 크기를 갖는다.
상기 리세스(315)의 깊이(D2)는 상기 입사면(320)의 하부 너비(D1)와 같거나 깊게 배치될 수 있다. 상기 리세스(315)의 정점(21)은 상기 제2광출사면(335)의 제3에지(35)를 수평하게 연장한 직선보다는 제1광출사면(330)의 센터측 정점(31)에 더 인접하게 배치될 수 있다.
상기 리세스(315)의 깊이(D2)는 광학 렌즈(300)의 두께(D3)의 75% 이상 예컨대, 80% 이상의 깊이를 가질 수 있다. 상기 리세스(315)와 상기 제1광출사면(330) 사이의 최소 거리(D5)는 상기 리세스(315)의 정점(21)과 제1광출사면(330)의 정점(31) 사이의 간격일 수 있으며, 예컨대 1.5mm 이하일 수 있으며, 예컨대, 0.6mm 내지 1mm 범위일 수 있다. 상기 리세스(315)의 정점(21)과 제1광출사면(330) 정점(31) 사이의 거리(D5)가 1.5mm 이상인 경우 상기 제1광출사면(330)의 센터 영역으로 진행하는 광량이 많아질 수 있어, 핫 스팟 현상이 발생될 수 있다. 또한 상기 리세스(315)의 정점(21)과 제2광출사면(31) 사이의 거리(D5)가 0.6mm 미만인 경우 광학 렌즈(300)의 센터 측 강성이 약해지는 문제가 있다. 이러한 리세스(315) 및 제1광출사면(330) 사이의 거리(D4)를 상기 범위로 배치함으로써, 제2광출사면(335)의 센터 측이 전 반사면 또는 음의 곡률을 갖지 않더라도, 센터 측 주변으로 광의 경로를 변화시켜 줄 수 있다.
상기 제2광출사면(335)의 너비(D7)는 제2에지(25) 및 제3에지(35) 사이의 직선 거리로서, 상기 리세스(315)의 깊이(D2)보다 작을 수 있다. 상기 제2광출사면(335)의 너비(D7)는 예컨대, 1.8mm 내지 2.3mm 범위일 수 있다. 상기 제2광출사면(335)의 너비(D7)는 상기 리세스(315)와 상기 제1광출사면(330) 사이의 거리의 1.5배 이상 예컨대, 2배 이상일 수 있다. 도 4 및 도 5와 같이, 상기 제2광출사면(335)의 제3에지(35)와 기준점(P0)을 연결하는 직선과 광축(Y0) 사이의 각도는 상기 발광 소자(100)의 지향각 분포의 반치각 보다 작을 수 있다. 상기 제2광출사면(335)의 제3에지(35)와 기준점(P0)을 연결하는 직선과 광축(Y0) 사이의 각도는 65도보다 좁을 수 있다. 여기서, 상기 반치각은 발광 소자(100)로부터 방출된 광 출력이 광축을 기준으로 피크치의 50%가 되는 각도를 나타낸다.
도 7을 참조하여 광학 렌즈(300)의 광 경로를 보면, 상기 발광 소자(100)로부터 방출된 광 중에서 광학 렌즈(300)의 입사면(320)의 제1지점(P1)으로 입사된 제1광(L1)은 굴절되어 제1광출사면(330)의 소정의 제2지점(P2)으로 방출된다. 또한 상기 발광 소자(100)로부터 방출된 광 중에서 상기 입사면(320)의 제3지점(P3)으로 입사된 제2광(L2)은 제2광출사면(335)의 소정의 제4지점(P4)으로 방출하게 된다.
여기서, 상기 광축(Y0)을 기준으로 입사면(320)의 제1지점(P1)으로 입사되는 제1광(L1)의 입사 각도를 제1각도(θ1)로 정의하고, 상기 광축(Y0)을 기준으로 제1광출사면(330)의 임의의 제3지점(P2)으로 방출된 제1광(L1)의 방출 각도를 제2각도(θ2)로 정의할 수 있다. 상기 광축(Y0)을 기준으로 입사면(320)의 제3지점(P3)으로 입사되는 제2광(L2)의 입사 각도를 제3각도(θ3)로 정의하고, 상기 광축(Y0)을 기준으로 제2광출사면(335)의 제4지점(P4)으로 출사된 제2광(L2)의 방출 각도를 제4각도(θ4)로 정의할 수 있다. 상기 제2광(L2)은 발광 소자(100)의 측면으로 방출된 광일 수 있다.
상기 제2각도(θ2)는 상기 제1각도(θ2)보다 크게 된다. 상기 제2각도(θ2)는 상기 제1각도(θ1)가 점차 커질수록 점차 커지게 되며, 상기 제1각도(θ1)가 점차 작아질수록 점차 작아지게 된다. 그리고 제1 및 제2각도(θ1, θ2)는 θ2>θ1 또는 1<(θ2/θ1)의 조건을 만족한다. 상기 제1광출사면(330)의 제2각도(θ2)는 굴절 후의 방출 각도로서, 굴절 전의 입사 각도보다 클 수 있다.
상기 제4각도(θ4)는 상기 제3각도(θ3)보다 작을 수 있다. 상기 제3각도(θ3)가 증가할수록 상기 제4각도(θ4)는 증가하게 되며, 상기 제3각도(θ3)가 감소할수록 상기 제4각도(θ4)는 감소하게 된다. 그리고 제3 및 제4각도(θ3, θ4)는 θ4<θ3 또는 1>(θ4/θ3)의 조건을 만족한다. 상기 제2광출사면(335)의 제4각도(θ4)는 굴절 후의 방출 각도로서, 굴절 전의 입사 각도보다 작을 수 있다.
상기 제2광출사면(335)의 제3에지(35)는 상기 광축(Y0)에 대해 상기 발광 소자(100)의 지향각 분포의 반치각 보다 위에 배치될 수 있다. 예컨대, 광축(Y0)과 기준점(P0)부터 제3에지(35) 사이를 연결하는 직선 사이의 각도는 상기 발광 소자(100)의 반치각보다 작을 수 있다. 이에 따라 발광 소자(100)으로부터 방출된 광 중에서 반치각에 인접한 영역으로 조사된 광은 상기 제2광출사면(335)을 통해 방출되도록 제어할 수 있다. 이 경우 제2광출사면(335)으로 방출된 제2광(L2)은 제1광출사면(330)으로 진행하는 광들과 혼색될 수 있다.
상기 발광 소자(100)로부터 방출된 광 중에서 상기 광학 렌즈(300)의 바닥면(310)으로 입사된 광(L3)은 반사되어 제2광출사면(335)로 입사될 수 있다. 이때 상기 제2광출사면(335)은 바닥면(310)으로부터 반사되어 입사된 광의 입사 각도보다 작은 방출 각도로 광을 방출하게 된다.
도 8과 같이, 발광 소자(100)의 측면(S2)으로 방출된 광 중에서 제2광출사면(335)을 통해 방출된 제2광(L2)은 입사 각도보다 작은 방출 각도로 방출되므로, 도 9와 같이 광학 렌즈(100) 간의 간격(G1) 즉, 광 간섭 거리를 늘려줄 수 있다. 또한 광학 렌즈(300)에 의한 휘도 분포가 개선되므로, 회로 기판(400)과 광학 시트(514) 사이의 거리(H1)를 줄여줄 수 있다. 또한 백라이트 유닛 내에 배치된 광학 렌즈(300)의 개수를 줄여줄 수 있다.
도 10은 제1실시 예에 따른 광학 렌즈의 측면도이며, 도 11은 도 10의 광학 렌즈의 평면도이며, 도 12는 도 10의 광학 렌즈의 저면도이다.
도 10을 참조하면, 광학 렌즈(300)는 제1광출사면(330)의 하부 둘레에 제2광출사면(335)이 배치되며, 바닥면(310)이 상기 제2광출사면(335)의 제2에지(25)보다 아래에 배치될 수 있다. 상기 바닥면(310)은 상기 제2광출사면(335)의 제2에지(25)의 수평 선상보다 아래로 돌출될 수 있다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 광학 렌즈(300)의 제2광출사면(335)은 제1광출사면(330)의 외측보다 더 외측으로 돌출될 수 있다.
광학 렌즈(300)의 바닥면(310)에 배치된 복수의 지지 돌기(350)는 상기 광학 렌즈(300)를 지지하는 돌기이다. 상기 복수의 지지 돌기(350)는 렌즈 중심을 기준으로 60도 이상의 간격 예컨대, 90도 이상의 간격으로 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 13은 제2실시 예에 따른 광학 렌즈를 갖는 발광 모듈을 나타낸 도면이다. 도 13을 설명함에 있어서, 상기에 개시된 구성과 동일한 특징은 생략하여 설명하기로 한다.
도 13을 참조하면, 발광 모듈은 발광 소자(100) 및 광학 렌즈(330)를 포함하며, 상기 광학 렌즈(300)는 바닥면(310), 리세스(315)를 갖는 입사면(320), 광이 출사되는 제1광출사면(330) 및 제2광출사면(335)을 포함한다.
상기 제2광출사면(335)는 수직한 축을 기준으로 소정 각도(θ7)로 경사지게 배치될 수 있다. 이는 제2광출사면(335)의 제2에지(25) 간의 직선 거리가 제3에지(35) 간의 직선 거리보다 짧을 수 있다. 또한 제2광출사면(335)으로 방출된 방출 각도 즉, 제4각도(θ4)는 입사된 굴절 전의 입사 각도보다 작을 수 있다.
상기 광학 렌즈(300)의 바닥면(310)은 경사면을 갖는 제1영역(D7)과 수평 면을 갖는 제2영역(D8)을 포함한다. 상기 제1영역(D7)은 제1에지(23)부터 경사지게 되며, 상기 제2영역(D8)은 상기 제1영역(D7)과 제2에지(25) 사이에 배치된다. 상기 제1영역(D7)의 너비가 제2영역(D8)의 너비보다 더 넓을 수 있다.
상기 제1영역(D7)과 제2영역(D8)의 길이 비율은 6:4 내지 9:1의 비율로 배치될 수 있다. 상기 제1영역(D7)은 상기 제2에지(25)의 수평 연장 선보다 낮게 배치되어 발광 소자(100)의 측면과 대응되며, 상기 제2영역(D9)은 상기 제2에지(25)의 수평 연장 선과 동일 선상에 배치될 수 있다.
상기 제1영역(D7)의 너비가 넓을수록 광학 렌즈(300)의 중심부에서의 핫 스팟 현상을 줄여줄 수 있다. 도 28에 도시된 광의 휘도 분포는 제1 및 제2실시 예와 같이, 바닥면(310)이 수평한 면이 아닌 경사진 면을 갖는 광학 렌즈를 제공한 경우로서, 중심부의 핫 스팟 현상이 개선됨을 알 수 있다.
도 14는 제3실시 예에 따른 발광 모듈을 나타낸 도면이며, 도 15는 도 14의 광학 렌즈의 부분 확대도이다. 도 14 및 도 15를 설명함에 있어서, 상기에 개시된 실시 예와 동일한 구성은 상기에 개시된 실시 예의 설명을 참조하기로 한다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 광학 렌즈(300)는 리세스(315)를 갖는 입사면(320), 곡면을 갖는 바닥면(311), 및 제1 및 제2광출사면(330,335)을 포함한다.
상기 바닥면(311)은 곡면을 갖는 제1영역(D9)과 수평 면을 갖는 제2영역(D10)을 포함한다. 상기 제1영역(D9)은 제1에지(23)부터 위로 볼록한 곡률을 갖게 된다. 즉, 상기 바닥면(311)의 곡면은 수평한 연장 선에 대해 위로 오목하게 되며, 예컨대 65mm 내지 75mm 범위의 곡률을 갖는다. 즉, 상기 제1영역(D9)는 음(-)의 곡률을 가질 수 있다. 상기 제2영역(D10)은 상기 제1영역(D9)과 제2에지(25) 사이에 배치된다. 상기 제1영역(D9)의 너비가 제2영역(D10)의 너비보다 더 넓을 수 있다. 상기 제1영역(D9)과 제2영역(D10)의 길이 비율은 6:4 내지 9:1의 비율로 배치될 수 있다. 상기 제1영역(D7)의 너비가 넓을수록 광학 렌즈(300)의 중심부에서의 핫 스팟 현상을 줄여줄 수 있다.
상기 바닥면(311) 중에서 곡면 구간인 제1영역(D9)은 상기 입사면(320)에 인접하게 배치되며, 상기 평탄한 구간인 제2영역(D10)은 제2에지(25)에 인접하게 배치될 수 있다. 상기 곡면 및 평탄 면은 제1에지(23)부터 제2에지(25)를 직선으로 연결한 선분보다 위에 배치될 수 있다. 상기 제1영역(D9)은 상기 제2에지(25)의 수평 연장 선보다 낮게 배치되며, 상기 제2영역(D10)은 상기 제2에지(25)의 수평 연장 선과 동일 선상에 배치될 수 있다.
지지 돌기(350)는 제1영역(D9)으로부터 돌출되어, 광학 렌즈(300)를 지지할 수 있다.
상기 바닥면(311)의 제1영역(D9)은 상기 발광 소자(100)로부터 방출된 광을 다른 방향으로 굴절시켜 주어, 제1 및 제2광출사면(330,335)에 의한 휘도 분포를 변화시켜 줄 수 있다. 도 29에 도시된 광의 휘도 분포는 바닥면(310)이 곡면 영역을 포함한 광학 렌즈의 휘도 분포를 나타낸 경우로서, 중심부의 핫 스팟 현상이 경사진 면을 갖는 광학 렌즈에 비해 개선됨을 알 수 있다.
도 16은 제4실시 예에 따른 발광 모듈을 나타낸 측 단면도이고, 도 17은 도 16의 광학 렌즈의 부분 확대도이다. 도 16 및 도 17를 설명함에 있어서, 상기에 개시된 실시 예와 동일한 구성은 상기에 개시된 실시 예의 설명을 참조하기로 한다. 또한 제1내지 제3실시 예의 구성은 제4실시 예에 선택적으로 적용될 수 있다.
도 16 및 도 17을 참조하면, 광학 렌즈(300)는 리세스(315)를 갖는 입사면(320), 바닥면(313), 및 제1 및 제2광출사면(330,335)을 포함한다.
상기 바닥면(313)은 음의 곡률과 양의 곡률을 갖는 곡면(13,14)을 포함한다. 상기 바닥면(313) 중에서 제1에지(13)에 인접한 제1곡면(13)은 음의 곡률을 갖고, 상기 제2에지(25)에 인접한 제2곡면(14)은 양의 곡률을 가질 수 있다. 상기 제1곡면(13)은 상기 발광 소자(100)의 측면으로부터 방출된 광을 전 반사하게 되어, 광학 렌즈(300)의 중심부에서의 핫 스팟 현상을 줄여줄 수 있다.
상기 제1곡면(13)과 제2곡면(14)의 길이(C1,C2)는 제1곡면(13)의 길이(C1)가 제2곡면(14)의 길이(C2)보다 더 길게 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
지지 돌기(350)는 제1곡면(13)으로부터 상기 제2곡면(14)보다 더 돌출될 수 있어, 광학 렌즈(300)을 지지할 수 있다.
도 18은 제5실시 예에 따른 발광 모듈을 나타낸 측 단면도이고, 도 19는 도 18의 광학 렌즈의 부분 확대도이며, 도 20은 도 18의 광학 렌즈의 저면도이다.
도 18내지 도 20을 참조하면, 광학 렌즈(300)는 리세스(315)를 갖는 입사면(320), 바닥면(310), 및 제1 및 제2광출사면(330,335)을 포함한다.
상기 광학 렌즈(300)의 입사면(320)은 측 단면이 반구형 또는 반 타원 형상을 포함할 수 있다. 상기 입사면(320)에는 적어도 하나의 플랫 면(27,28)을 포함할 수 있다. 상기 플랫 면(27,28)은 상기 광축(Y0)을 기준으로 90도 또는 그 이상의 각도(θ8) 예컨대, 90도 내지 140도 범위로 배치될 수 있다.
도 19 및 도 20과 같이, 상기 입사면(320) 내에서의 플랫 면(27,28)은 바텀 뷰 형상이 소정 폭(E1)을 갖는 링(ring) 형상으로 배치될 수 있다. 상기 링 형상의 플랫 면(27,28)은 상기 입사면(320) 내에 복수개가 서로 이격되게 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 링 형상의 플랫 면(27,28)의 직경은 입사면(320)의 하부 너비(D1)보다는 좁게 배치될 수 있다.
상기 플랫 면(27,28)은 상기 입사면(320)의 정점(21)에 인접한 제1플랫 면(27)과, 상기 제1플랫 면(27)과 제1에지(23) 사이에 배치된 제2플랫 면(28)을 포함한다. 상기 제2플랫 면(28)은 제2광출사면(335)의 제3에지(35)의 수평 연장 선보다 위에 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2플랫 면(27,28)의 너비(E1)은 서로 동일하거나 다를 수 있다. 상기 제1 및 제2플랫 면(27,28)의 너비(E1)는 입사면(320)의 정점으로부터 멀어질수록 더 넓어질 수 있으며, 예컨대 제2플랫 면(28)의 너비가 제1플랫 면(27)의 너비보다 더 넓을 수 있다.
이러한 광학 렌즈(300)는 입사면(320)의 플랫 면(27,28)에 의해 도 30과 같은 휘도 분포 상에서 광학 렌즈의 중심부의 둘레에 주변보다 밝은 복수의 링 형상을 갖는 형태로 나타날 수 있다. 이에 따라 광학 렌즈의 중심부의 휘도 분포와 주변부의 휘도 분포 차이를 줄여줄 수 있다.
도 21은 제5실시 예에 따른 발광 모듈을 나타낸 측 단면도이다. 도 21을 설명함에 있어서, 상기에 개시된 실시 예와 동일한 구성은 상기에 개시된 실시 예의 설명을 참조하기로 한다. 또한 제1내지 제4실시 예의 구성은 제5실시 예에 선택적으로 적용될 수 있다.
도 21을 참조하면, 광학 렌즈(300)는 리세스(315)를 갖는 입사면(320), 바닥면(310), 및 제1 및 제2광출사면(330,336)을 포함한다.
상기 바닥면(310)은 제1에지(23)부터 제2에지(25)까지 수평한 연장 선에 대해 경사진 면이거나 곡면으로 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제2광출사면(336)은 제1광출사면(330)의 외측 둘레로부터 단차진 구조(37)를 갖고 연장될 수 있다. 상기 제2광출사면(336)은 상기 제1광출사면(330)의 외측 에지보다 안쪽에 배치된다. 상기 제2광출사면(336)은 경사진 면이거나 수직한 면으로 제공될 수 있다.
상기 바닥면(310)의 제2에지(25) 간의 직선 거리(B1)는 제1광출사면(330)의 하부 외측 간의 거리(B3)보다 짧게 배치될 수 있다. 또한 상기 제2광출사면(336)의 상부 에지 간의 직선 거리(B2)는 상기 거리(B1)보다는 길고 상기 거리(B3)보다는 짧을 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 광학 렌즈(300)는 제2광출사면(336)을 제1광출사면(330)의 외측 에지보다 안쪽에 배치하게 되어, 광학 렌즈(300)의 너비를 줄여줄 수 있다. 또한 상기 제2광출사면(336)은 발광 소자(100)로부터 방출된 일부 광을 입사받아 방출하게 되며, 이때 굴절 전의 입사 각도보다 작은 방출 각도로 광을 방출하게 된다. 이에 따라 발광 모듈 내에서 광학 렌즈 간의 광 간섭 거리도 증가될 수 있다.
도 22는 제6실시 예에 따른 발광 모듈을 나타낸 측 단면도이다. 도 22을 설명함에 있어서, 상기에 개시된 실시 예와 동일한 구성은 상기에 개시된 실시 예의 설명을 참조하기로 한다. 또한 제1내지 제5실시 예의 구성은 제6실시 예에 선택적으로 적용될 수 있다.
도 22를 참조하면, 광학 렌즈(300)는 리세스(315)의 하부 둘레에 배치된 바닥면(310), 리세스(315)를 갖는 입사면(320), 및 제1 및 제2광출사면(330,336)을 포함한다.
상기 광학 렌즈(300)의 바닥면(310)은 제1에지(23)부터 수평한 연장 선에 대해 경사진 면이거나 곡면으로 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제2광출사면(336)은 제1광출사면(330)의 외측 둘레로부터 단차진 구조(37)를 갖고 연장될 수 있다. 상기 제2광출사면(336)은 상기 제1광출사면(330)의 외측 에지보다 안쪽에 배치된다. 상기 제2광출사면(336)은 경사진 면이거나 수직한 면으로 제공될 수 있다. 상기 제2광출사면(336)은 제1광출사면(330)의 최외곽에 수직한 라인보다 내측 또는 안쪽에 배치될 수 있다.
상기 바닥면(310)과 상기 제2광출사면(336) 사이의 경계 부분(35A)은 라운드된 곡면으로 처리될 수 있다. 이러한 경계 부분(35A)이 곡면으로 처리되므로, 발광 소자(100)로부터 방출된 광이 다른 광학 렌즈에 간섭되는 것을 방지할 수 있다.
도 23은 실시 예에 따른 발광 소자(100)의 제1예를 나타낸 도면이다. 도 23을 참조하여 발광 소자(100) 및 회로 기판(400)을 설명하기로 한다.
도 23을 참조하면, 상기 발광 소자(100)는 발광 칩(100A)을 포함한다. 상기 발광 소자(100)는 발광 칩(100A)과 상기 발광 칩(100A) 상에 배치된 형광체층(150)을 포함할 수 있다. 상기 형광체층(150)은 청색, 녹색, 황색, 적색 형광체 중 적어도 하나 또는 복수를 포함하며, 단층 또는 다층으로 배치될 수 있다. 상기 형광체층(150)은 투광성 수지 재료 내에 형광체가 첨가된다. 상기 투광성 수지 재료는 실리콘 또는 에폭시와 같은 물질을 포함하며, 상기 형광체는 YAG, TAG, Silicate, Nitride, Oxy-nitride 계 물질 중에서 선택적으로 형성될 수 있다.
상기 형광체층(150)은 상기 발광 칩(100A)의 상면에 배치되거나, 상기 발광 칩(100A)의 상면 및 측면에 배치될 수 있다. 상기 형광체층(150)은 상기 발광 칩(100A)의 표면 중에서 광이 방출되는 영역 상에 배치되어, 광의 파장을 변환시켜 줄 수 있다.
상기 형광체층(150)은 단층 또는 서로 다른 형광체층을 포함할 수 있으며, 상기 서로 다른 형광체층은 제1층이 적색, 황색, 녹색 형광체 중 적어도 한 종류의 형광체를 가질 수 있고, 제2층이 상기 제1층 위에 형성되며 적색, 황색, 녹색 형광체 중 상기 제1층과 다른 형광체를 가질 수 있다. 다른 예로서, 상기 서로 다른 형광체층은 3층 이상의 형광체층을 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
다른 예로서, 상기 형광체층(150)은 필름 타입을 포함할 수 있다. 상기 필름 타입의 형광체층은 균일한 두께를 제공함으로써, 파장 변환에 따른 색 분포가 균일할 수 있다.
상기 발광 칩(100A)에 대해 설명하면, 상기 발광 칩(100A)은 기판(111), 제1반도체층(113), 발광 구조물(120), 전극층(131), 절연층(133), 제1전극(135), 제2전극(137), 제1연결 전극(141), 제2연결 전극(143), 및 지지층(140)을 포함할 수 있다.
상기 기판(111)은 투광성, 절연성 또는 도전성 기판을 이용할 수 있으며, 예컨대, 사파이어(Al2O3), SiC, Si, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, Ge, Ga2O3 중 적어도 하나를 이용할 수 있다. 상기 기판(111)의 탑 면 및 바닥면 중 적어도 하나 또는 모두에는 복수의 볼록부(미도시)가 형성되어, 광 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다. 각 볼록부의 측 단면 형상은 반구형 형상, 반타원 형상, 또는 다각형 형상 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 기판(111)은 발광 칩(100A) 내에서 제거될 수 있으며, 이 경우 상기 제1반도체층(113) 또는 제1도전형 반도체층(115)이 발광 칩(100A)의 탑 층으로 배치될 수 있다.
상기 기판(111) 아래에는 제1반도체층(113)이 형성될 수 있다. 상기 제1반도체층(113)은 II족 내지 V족 원소의 화합물 반도체를 이용하여 형성될 수 있다. 상기 제1반도체층(113)은 II족 내지 V족 원소의 화합물 반도체를 이용하여 적어도 한 층 또는 복수의 층으로 형성될 수 있다. 상기 제1반도체층(113)은 예컨대, III족-V족 원소의 화합물 반도체를 이용한 반도체층 예컨대, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP, GaP 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제1반도체층(113)은 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖고, 버퍼층 및 언도프드(undoped) 반도체층 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 상기 버퍼층은 상기 기판과 질화물 반도체층 간의 격자 상수의 차이를 줄여줄 수 있고, 상기 언도프드 반도체층은 반도체의 결정 품질을 개선시켜 줄 수 있다. 여기서, 상기 제1반도체층(113)은 형성하지 않을 수 있다.
상기 제1반도체층(113) 아래에는 발광 구조물(120)이 형성될 수 있다. 상기 발광 구조물(120)은 II족 내지 V족 원소 및 III족-V족 원소의 화합물 반도체 중에서 선택적으로 형성되며, 자외선 대역부터 가시 광선 대역의 파장 범위 내에서 소정의 피크 파장을 발광할 수 있다.
상기 발광 구조물(120)은 제1도전형 반도체층(115), 제2도전형 반도체층(119), 상기 제1도전형 반도체층(115)과 상기 제2도전형 반도체층(119) 사이에 형성된 활성층(117)을 포함하며, 상기 각 층(115,117,119)의 위 및 아래 중 적어도 하나에는 다른 반도체층이 더 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1도전형 반도체층(115)은 제1반도체층(113) 아래에 배치되며, 제1도전형 도펀트가 도핑된 반도체 예컨대, n형 반도체층으로 구현될 수 있다. 상기 제1도전형 반도체층(115)은 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 포함한다. 상기 제1도전형 반도체층(115)은 III족-V족 원소의 화합물 반도체 예컨대, GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중에서 선택될 수 있다. 상기 제1도전형 도펀트는 n형 도펀트로서, Si, Ge, Sn, Se, Te 등과 같은 도펀트를 포함한다.
상기 활성층(117)은 제1도전형 반도체층(115) 아래에 배치되고, 단일 양자 우물, 다중 양자 우물(MQW), 양자 선(quantum wire) 구조 또는 양자 점(quantum dot) 구조를 선택적으로 포함하며, 우물층과 장벽층의 주기를 포함한다. 상기 우물층/장벽층의 주기는 예컨대, InGaN/GaN, GaN/AlGaN, AlGaN/AlGaN, InGaN/AlGaN, InGaN/InGaN, AlGaAs/GaA, InGaAs/GaAs, InGaP/GaP, AlInGaP/InGaP, InP/GaAs의 페어 중 적어도 하나를 포함한다.
상기 제2도전형 반도체층(119)은 활성층(117) 아래에 배치된다. 상기 제2도전형 반도체층(119)은 제2도전형 도펀트가 도핑된 반도체 예컨대, InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 포함한다. 상기 제2도전형 반도체층(119)은, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP와 같은 화합물 반도체 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다. 상기 제2도전형 반도체층(119)이 p형 반도체층이고, 상기 제1도전형 도펀트는 p형 도펀트로서, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba을 포함할 수 있다.
상기 발광 구조물(120)은 다른 예로서, 상기 제1도전형 반도체층(115)이 p형 반도체층, 상기 제2도전형 반도체층(119)은 n형 반도체층으로 구현될 수 있다. 상기 제2도전형 반도체층(119) 위에는 상기 제2도전형과 반대의 극성을 갖는 제3도전형 반도체층이 형성할 수도 있다. 또한 상기 발광 구조물(120)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.
상기 제2도전형 반도체층(119) 아래에는 전극층(131)이 형성된다. 상기 전극층(131)은 반사층을 포함할 수 있다. 상기 전극층(131)은 상기 발광 구조물(120)의 제2도전형 반도체층(119)에 접촉된 오믹 접촉층을 포함할 수 있다. 상기 반사층은 반사율이 70% 이상인 물질 예컨대, Al, Ag, Ru, Pd, Rh, Pt, Ir의 금속과 상기의 금속 중 둘 이상의 합금 중에서 선택될 수 있다. 상기 반사층의 금속은 상기 제2도전형 반도체층(119) 아래에 접촉될 수 있다. 상기 오믹 접촉층은 투광성 재질, 금속 또는 비 금속 재질 중에서 선택될 수 있다.
상기 전극층(131)은 투광성 전극층/반사층의 적층 구조를 포함할 수 있으며, 상기 투광성 전극층은 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. 상기 투광성 전극층의 아래에는 금속 재질의 반사층이 배치될 수 있으며, 예컨대 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 및 이들의 선택적인 조합으로 구성된 물질 중에서 형성될 수 있다. 상기 반사층은 다른 예로서, 서로 다른 굴절률을 갖는 두 층이 교대로 배치된 DBR(distributed bragg reflection) 구조로 형성될 수 있다.
상기 제2도전형 반도체층(119) 및 상기 전극층(131) 중 적어도 한 층의 표면에는 러프니스와 같은 광 추출 구조가 형성될 수 있으며, 이러한 광 추출 구조는 입사되는 광의 임계각을 변화시켜 주어, 광 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
상기 절연층(133)은 상기 전극층(131) 아래에 배치되며, 상기 제2도전형 반도체층(119)의 하면, 상기 제2도전형 반도체층(119) 및 상기 활성층(117)의 측면, 상기 제1도전형 반도체층(115)의 일부 영역에 배치될 수 있다. 상기 절연층(133)은 상기 발광 구조물(120)의 하부 영역 중에서 상기 전극층(131), 제1전극(135) 및 제2전극(137)을 제외한 영역에 형성되어, 상기 발광 구조물(120)의 하부를 전기적으로 보호하게 된다.
상기 절연층(133)은 Al, Cr, Si, Ti, Zn, Zr 중 적어도 하나를 갖는 산화물, 질화물, 불화물, 및 황화물 중 적어도 하나로 형성된 절연물질 또는 절연성 수지를 포함한다. 상기 절연층(133)은 예컨대, SiO2, Si3N4, Al2O3, TiO2 중에서 선택적으로 형성될 수 있다. 상기 절연층(133)은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 절연층(133)은 발광 구조물(120)의 아래에 플립 본딩을 위한 금속 구조물을 형성할 때, 상기 발광 구조물(120)의 층간 쇼트를 방지하기 위해 형성된다.
상기 절연층(133)은 서로 다른 굴절률을 갖는 제1층과 제2층이 교대로 배치된 DBR(distributed bragg reflector) 구조로 형성될 수 있으며, 상기 제1층은 SiO2, Si3N4, Al2O3, TiO2 중에서 어느 하나이며, 상기 제2층은 상기 제1층 이외의 물질 중 어느 하나로 형성될 수 있으나 이에 한정하지 않으며, 또는 상기 제1층 및 제2층이 동일한 물질로 형성되거나 3층 이상의 층을 갖는 페어(Pair)로 형성될 수도 있다. 이 경우, 상기 전극층은 형성하지 않을 수 있다.
상기 제1도전형 반도체층(115)의 일부 영역 아래에는 제1전극(135)이 배치되며, 상기 전극층(131)의 일부 아래에는 제2전극(137)이 배치될 수 있다. 상기 제1전극(135) 아래에는 제1연결 전극(141)이 배치되며, 상기 제2전극(137) 아래에는 제2연결 전극(143)이 배치된다.
상기 제1전극(135)은 상기 제1도전형 반도체층(115)과 상기 제1연결 전극(141)에 전기적으로 연결되며, 상기 제2전극(137)은 상기 전극층(131)을 통해 상기 제2도전형 반도체층(119)과 제2연결 전극(143)에 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제1전극(135) 및 제2전극(137)은 Cr, Ti, Co, Ni, V, Hf, Ag, Al, Ru, Rh, Pt, Pd, Ta, Mo, W 중 적어도 하나 또는 합금으로 형성될 수 있으며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 상기 제1전극(135)과 상기 제2전극(137)은 동일한 적층 구조이거나 다른 적층 구조로 형성될 수 있다. 상기 제1전극(135) 및 상기 제2전극(137) 중 적어도 하나는 암(arm) 또는 핑거(finger) 구조와 같은 전류 확산 패턴이 더 형성될 수 있다. 또한 상기 제1전극(135) 및 상기 제2전극(137)은 하나 또는 복수로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 제1 및 제2연결 전극(141,143) 중 적어도 하나는 복수로 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1연결 전극(141) 및 상기 제2연결 전극(143)은 전원을 공급하는 리드(lead) 기능과 방열 경로를 제공하게 된다. 상기 제1연결 전극(141) 및 상기 제2연결 전극(143)은 원 형상, 다각 형상, 원 기둥 또는 다각 기둥과 같은 형상 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제1연결 전극(141) 및 제2연결 전극(143)은 금속 파우더의 재질 예컨대, Ag, Al, Au, Cr, Co, Cu, Fe, Hf, In, Mo, Ni, Si, Sn, Ta, Ti, W 및 이들 금속의 선택적 합금 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 상기 제1연결 전극(141) 및 제2연결 전극(143)은 상기 제1전극(135) 및 제2전극(137)과의 접착력 향상을 위하여 In, Sn, Ni, Cu 및 이들의 선택적인 합금 중의 어느 한 금속으로 도금될 수 있다.
상기 지지층(140)은 열 전도성 재질을 포함하며, 상기 제1전극(135), 상기 제2전극(137), 상기 제1연결 전극(141) 및 상기 제2연결 전극(143)의 둘레에 배치될 수 있다. 상기 지지층(140)의 하면에는 상기 제1 및 제2연결 전극(141,143)의 하면이 노출될 수 있다.
상기 지지층(140)은 발광 소자(100)를 지지하는 층으로 사용된다. 상기 지지층(140)은 절연성 재질로 형성되며, 상기 절연성 재질은 예컨대, 실리콘 또는 에폭시와 같은 수지층으로 형성된다. 다른 예로서, 상기 절연성 재질은 페이스트 또는 절연성 잉크를 포함할 수 있다. 상기 절연성 재질의 재질은 그 종류는 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 지지층(140)은 상기 절연층(133)과 다른 물질로 형성될 수 있다.
상기 지지층(140) 내에는 Al, Cr, Si, Ti, Zn, Zr 중 적어도 하나를 갖는 산화물, 질화물, 불화물, 황화물과 같은 화합물들 중 적어도 하나가 첨가될 수 있다. 여기서, 상기 지지층(140) 내에 첨가된 화합물은 열 확산제일 수 있으며, 상기 열 확산제는 소정 크기의 분말 입자, 알갱이, 필러(filler), 첨가제로 사용될 수 있다. 상기 열 확산제는 세라믹 재질을 포함하며, 상기 세라믹 재질은 동시 소성되는 저온 소성 세라믹(LTCC: low temperature co-fired ceramic), 고온 소성 세라믹(HTCC: high temperature co-fired ceramic), 알루미나(alumina), 수정(quartz), 칼슘지르코네이트(calcium zirconate), 감람석(forsterite), SiC, 흑연, 용융실리카(fusedsilica), 뮬라이트(mullite), 근청석(cordierite), 지르코니아(zirconia), 베릴리아(beryllia), 및 질화알루미늄(aluminum nitride) 중 적어도 하나를 포함한다. 상기 세라믹 재질은 질화물 또는 산화물과 같은 절연성 물질 중에서 열 전도도가 질화물이나 산화물보다 높은 금속 질화물로 형성될 수 있으며, 상기 금속 질화물은 예컨대, 열 전도도가 140 W/mK 이상의 물질을 포함할 수 있다. 상기 세라믹 재질은 예컨대, SiO2, SixOy, Si3N4, SixNy, SiOxNy, Al2O3, BN, Si3N4, SiC(SiC-BeO), BeO, CeO, AlN와 같은 세라믹 (Ceramic) 계열일 수 있다. 상기 열 전도성 물질은 C (다이아몬드, CNT)의 성분을 포함할 수 있다.
상기 발광 칩(100A)은 상기 회로 기판(400) 상에 플립 방식으로 탑재된다. 상기 회로 기판(400)은 금속층(471), 상기 금속층(471) 위에 절연층(472), 상기 절연층(472) 위에 복수의 리드 전극(473,474)을 갖는 회로 층(미도시) 및 상기 회로 층을 보호하는 보호층(475)을 포함한다. 상기 금속층(471)은 방열 층으로서, 열 전도성이 높은 금속 예컨대, Cu 또는 Cu-합금와 같은 금속을 포함하며, 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다.
상기 절연층(472)은 상기 금속층(471)과 회로 층 사이를 절연시켜 준다. 상기 절연층은 에폭시, 실리콘, 유리섬유, 프리 프레그(prepreg), 폴리프탈아미드(PPA: Polyphthalamide), LCP(Liquid Crystal Polymer), PA9T(Polyamide9T)와 같은 수지 재질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한 상기 절연층(472) 내에는 금속 산화물 예컨대, TiO2, SiO2, Al2O3와 같은 첨가제가 첨가될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 다른 예로서, 상기 절연층(472)은 그라핀과 같은 재질을 실리콘 또는 에폭시와 같은 절연 물질 내에 첨가하여 사용할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 절연층(472)은 상기 금속층(471)이 양극 산화(anodizing) 과정에 의해 형성된 아노다이징(anodizing)된 영역일 수 있다. 여기서, 상기 금속층(471)은 알루미늄 재질이고, 상기 아노다이징된 영역은 Al2O3와 같은 재질로 배치될 수 있다.
상기 제1 및 제2리드 전극(473,474)은 발광 칩(100A)의 제1 및 제2연결 전극(141,143)과 전기적으로 연결된다. 상기 제1 및 제2리드 전극(473,474)과 상기 발광 칩(100A)의 연결 전극(141,143) 사이에는 전도성 접착제(461,462)가 배치될 수 있다. 상기 전도성 접착제(461,462)는 솔더 재질과 같은 금속 재질을 포함할 수 있다. 상기 제1리드 전극(473) 및 제2리드 전극(474)은 회로 패턴으로서, 전원을 공급해 주게 된다.
상기 보호층(475)은 상기 회로층 상에 배치될 수 있다. 상기 보호층(475)은 반사 재질을 포함하며, 예컨대 레지스트 재질 예컨대, 백색의 레지스트 재질로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 보호층(475)은 반사층으로 기능할 수 있으며, 예컨대 흡수율보다 반사율이 더 높은 재질로 형성될 수 있다. 다른 예로서, 상기 보호층(475)은 광을 흡수하는 재질로 배치될 수 있으며, 상기 광 흡수 재질은 흑색 레지스트 재질을 포함할 수 있다.
도 24를 참조하여 발광 모듈의 발광 소자의 제2예를 설명하기로 한다.
도 24를 참조하면, 발광 소자(100)는 발광 칩(100B)을 포함한다. 상기 발광 소자(100)는 발광 칩(100B)과 상기 발광 칩(100B) 상에 배치된 형광체층(150)을 포함할 수 있다. 상기 형광체층(150)은 청색, 녹색, 황색, 적색 형광체 중 적어도 하나 또는 복수를 포함하며, 단층 또는 다층으로 배치될 수 있다. 상기 형광체층(150)은 투광성 수지 재료 내에 형광체가 첨가된다. 상기 투광성 수지 재료는 실리콘 또는 에폭시와 같은 물질을 포함하며, 상기 형광체는 YAG, TAG, Silicate, Nitride, Oxy-nitride 계 물질 중에서 선택적으로 형성될 수 있다.
상기 형광체층(150)은 상기 발광 칩(100B)의 상면에 배치되거나, 상기 발광 칩(100B)의 상면 및 측면에 배치될 수 있다. 상기 형광체층(150)은 상기 발광 칩(100B)의 표면 중에서 광이 방출되는 영역 상에 배치되어, 광의 파장을 변환시켜 줄 수 있다.
상기 발광 칩(100B)은 기판(111), 제1반도체층(113), 발광 구조물(120), 전극층(131), 절연층(133), 제1전극(135), 제2전극(137), 제1연결 전극(141), 제2연결 전극(143), 및 지지층(140)을 포함할 수 있다. 상기 기판(111) 및 제2반도체층(113)은 제거될 수 있다.
발광 소자(100)의 발광 칩(100B)과 회로 기판(400)은 연결 전극(161,162)으로 연결될 수 있으며, 상기 연결 전극(161,162)은 전도성 펌프 즉, 솔더 범프를 포함할 수 있다. 상기 전도성 펌프는 각 전극(135,137) 아래에 하나 또는 복수로 배열될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 절연층(133)은 제1 및 제2전극(135,137)을 노출시켜 줄 수 있으며, 상기 제1 및 제2전극(135,137)은 연결 전극(161,162)와 전기적으로 연결될 수 있다.
도 25를 참조하여, 발광 소자의 제3예를 설명하기로 한다.
도 25를 참조하면, 발광 소자(100)는 회로 기판(400)에 연결된 발광 칩(200A)을 포함한다. 상기 발광 소자(100)는 발광 칩(200A)의 표면에 배치된 형광체층(250)을 포함할 수 있다. 상기 형광체층(250)은 입사되는 광의 파장을 변환하게 된다. 상기 발광 소자(100) 상에는 도 4와 같이 광학 렌즈(도 4의 300)가 배치되어 상기 발광 칩(200A)으로부터 방출된 광의 지향 특성을 조절하게 된다.
상기 발광 칩(200A)은 발광 구조물(225), 및 복수의 패드(245,247)를 포함한다. 상기 발광 구조물(225)은 II족 내지 VI족 원소의 화합물 반도체층 예컨대, III족-V족 원소의 화합물 반도체층 또는 II족-VI족 원소의 화합물 반도체층으로 형성될 수 있다. 상기 복수의 패드(245,247)는 상기 발광 구조물(225)의 반도체층에 선택적으로 연결되며, 전원을 공급하게 된다.
상기 발광 구조물(225)은 제1도전형 반도체층(222), 활성층(223) 및 제2도전형 반도체층(224)을 포함한다. 상기 발광 칩(200A)은 기판(221)을 포함할 수 있다. 상기 기판(221)은 상기 발광 구조물(225) 위에 배치된다. 상기 기판(221)은 예컨대, 투광성, 절연성 기판, 또는 전도성 기판일 수 있다. 이러한 구성은 도 4의 발광 구조물 및 기판에 대한 설명을 참조하기로 한다.
상기 발광 칩(200A)은 하부에 패드(245,247)가 배치되며, 상기 패드(245,247)는 제1 및 제2패드(245,247)를 포함한다. 상기 제1 및 제2패드(245,247)는 상기 발광 칩(200A)의 아래에 서로 이격되어 배치된다. 상기 제1패드(245)는 상기 제1도전형 반도체층(222)과 전기적으로 연결되며, 상기 제2패드(247)는 제2도전형 반도체층(224)과 전기적으로 연결된다. 상기 제1 및 제2패드(245,247)은 바닥 형상이 다각형 또는 원 형상이거나, 회로 기판(400)의 제1 및 제2리드 전극(415,417)의 형상과 대응되도록 형성될 수 있다. 상기 제1 및 제2패드(245,247) 각각의 하면 면적은 예컨대, 제1 및 제2리드 전극(415,417) 각각의 상면 크기와 대응되는 크기로 형성될 수 있다.
상기 발광 칩(200A)은 상기 기판(221)과 상기 발광 구조물(225) 사이에 버퍼층(미도시) 및 언도프드 반도체층(미도시) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 버퍼층은 상기 기판(221)과 반도체층과의 격자 상수 차이를 완화시켜 주기 위한 층으로서, II족 내지 VI족 화합물 반도체 중에서 선택적으로 형성될 수 있다. 상기 버퍼층 아래에는 언도핑된 III족-V족 화합물 반도체층이 더 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 기판(221)은 제거될 수 있다. 상기 기판(221)이 제거된 경우 형광체층(250)은 상기 제1도전형 반도체층(222)의 상면이나 다른 반도체층의 상면에 접촉될 수 있다.
상기 발광 칩(200A)은 제1 및 제2전극층(241,242), 제3전극층(243), 절연층(231,233)을 포함한다. 상기 제1 및 제2전극층(241,242) 각각은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며, 전류 확산층으로 기능할 수 있다. 상기 제1 및 제2전극층(241,242)은 상기 발광 구조물(225)의 아래에 배치된 제1전극층(241); 및 상기 제1전극층(241) 아래에 배치된 제2전극층(242)을 포함할 수 있다. 상기 제1전극층(241)은 전류를 확산시켜 주게 되며, 상기 제2전극층(241)은 입사되는 광을 반사하게 된다.
상기 제1 및 제2전극층(241,242)은 서로 다른 물질로 형성될 수 있다. 상기 제1전극층(241)은 투광성 재질로 형성될 수 있으며, 예컨대 금속 산화물 또는 금속 질화물로 형성될 수 있다. 상기 제1전극층은 예컨대 ITO(indium tin oxide), ITON(ITO nitride), IZO(indium zinc oxide), IZON(IZO nitride), 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) 중에서 선택적으로 형성될 수 있다. 상기 제2전극층(242)은 상기 제1전극층(241)의 하면과 접촉되며 반사 전극층으로 기능할 수 있다. 상기 제2전극층(242)은 금속 예컨대, Ag, Au 또는 Al를 포함한다. 상기 제2전극층(242)은 상기 제1전극층(241)이 일부 영역이 제거된 경우, 상기 발광 구조물(225)의 하면에 부분적으로 접촉될 수 있다.
다른 예로서, 상기 제1 및 제2전극층(241,242)의 구조는 무지향성 반사(ODR: Omni Directional Reflector layer) 구조로 적층될 수 있다. 상기 무지향성 반사 구조는 낮은 굴절률을 갖는 제1전극층(241)과, 상기 제1전극층(241)과 접촉된 고 반사 재질의 금속 재질인 제2전극층(242)의 적층 구조로 형성될 수 있다. 상기 전극층(241,242)은, 예컨대, ITO/Ag의 적층 구조로 이루어질 수 있다. 이러한 상기 제1전극층(241)과 제2전극층(242) 사이의 계면에서 전 방위 반사각을 개선시켜 줄 수 있다.
다른 예로서, 상기 제2전극층(242)은 제거될 수 있으며, 다른 재질의 반사층으로 형성될 수 있다. 상기 반사층은 분산형 브래그 반사(distributed bragg reflector: DBR) 구조로 형성될 수 있으며, 상기 분산형 브래그 반사 구조는 서로 다른 굴절률을 갖는 두 유전체층이 교대로 배치된 구조를 포함하며, 예컨대, SiO2층, Si3N4층, TiO2층, Al2O3층, 및 MgO층 중 서로 다른 어느 하나를 각각 포함할 수 있다. 다른 예로서, 상기 전극층(241,242)은 분산형 브래그 반사 구조와 무지향성 반사 구조를 모두 포함할 수 있으며, 이 경우 98% 이상의 광 반사율을 갖는 발광 칩(200A)을 제공할 수 있다. 상기 플립 방식으로 탑재된 발광 칩(200A)은 상기 제2전극층(242)로부터 반사된 광이 기판(221)을 통해 방출하게 되므로, 수직 상 방향으로 대부분의 광을 방출할 수 있다. 또한 상기 발광 칩(200A)의 측면으로 방출된 광은 반사 시트(600)에 의해 광학 렌즈의 입사면 영역으로 반사될 수 있다.
상기 제3전극층(243)은 상기 제2전극층(242)의 아래에 배치되며, 상기 제1 및 제2전극층(241,242)과 전기적으로 절연된다. 상기 제3전극층(243)은 금속 예컨대, 티타늄(Ti), 구리(Cu), 니켈(Ni), 금(Au), 크롬(Cr), 탄탈늄(Ta), 백금(Pt), 주석(Sn), 은(Ag), 인(P) 중 적어도 하나를 포함한다. 상기 제3전극층(243) 아래에는 제1패드(245) 및 제2패드(247)가 배치된다. 상기 절연층(231,233)은 제1 및 제2전극층(241,242), 제3전극층(243), 제1 및 제2패드(245,247), 발광 구조물(225)의 층 간의 불필요한 접촉을 차단하게 된다. 상기 절연층(231,233)은 제1 및 제2절연층(231,233)을 포함한다. 상기 제1절연층(231)은 상기 제3전극층(243)과 제2전극층(242) 사이에 배치된다. 상기 제2절연층(233)은 상기 제3전극층(243)과 제1/2패드(245,247) 사이에 배치된다. 상기 제1 및 제2패드(245,247)는 상기 제1 및 제2리드 전극(415,417)과 동일한 물질을 포함할 수 있다.
상기 제3전극층(243)은 상기 제1도전형 반도체층(222)과 연결된다. 상기 제3전극층(243)의 연결부(244)는 상기 제1, 2전극층(241, 242) 및 발광 구조물(225)의 하부를 통해 비아 구조로 돌출되며 제1도전형 반도체층(222)과 접촉된다. 상기 연결부(244)는 복수로 배치될 수 있다. 상기 제3전극층(243)의 연결부(244)의 둘레에는 상기 제1절연층(231)의 일부(232)가 연장되어 제3전극층(243과 상기 제1 및 제2전극층(241,242), 제2도전형 반도체층(224) 및 활성층(223) 간의 전기적인 연결을 차단한다. 상기 발광 구조물(225)의 측면에는 측면 보호를 위해 절연 층이 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제2패드(247)는 상기 제2절연층(233) 아래에 배치되고 상기 제2절연층(233)의 오픈 영역을 통해 상기 제1 및 제2전극층(241, 242) 중 적어도 하나와 접촉되거나 연결된다. 상기 제1패드(245)는 상기 제2절연층(233)의 아래에 배치되며 상기 제2절연층(233)의 오픈 영역을 통해 상기 제3전극층(243)과 연결된다. 이에 따라 상기 제1패드(247)의 돌기(248)는 제1,2전극층(241,242)을 통해 제2도전형 반도체층(224)에 전기적으로 연결되며, 제2패드(245)의 돌기(246)는 제3전극층(243)을 통해 제1도전형 반도체층(222)에 전기적으로 연결된다.
상기 제1 및 제2패드(245,247)는 상기 발광 칩(200A)의 하부에 서로 이격되며, 상기 회로 기판(400)의 제1 및 제2리드 전극(415,417)와 대면하게 된다. 상기 제1 및 제2패드(245,247)에는 다각형 형상의 리세스(271,273)를 포함할 수 있으며, 상기 리세스(271,273)는 상기 발광 구조물(225)의 방향으로 볼록하게 형성된다. 상기 리세스(271,273)는 상기 제1 및 제2패드(245,247)의 두께와 같거나 작은 깊이를 갖고 형성될 수 있으며, 이러한 리세스(271,273)의 깊이는 상기 제1 및 제2패드(245,247)의 표면적을 증가시켜 줄 수 있다.
상기 제1패드(245) 및 제1리드 전극(415) 사이의 영역 및 상기 제2패드(247) 및 제2리드 전극(417) 사이의 영역에는 접합 부재(255,257)가 배치된다. 상기 접합 부재(255,257)는 전기 전도성 물질을 포함할 수 있으며, 일부는 상기 리세스(271,273)에 배치된다. 상기 제1 및 제2패드(215,217)는 상기 접합 부재(255,257)가 리세스(271,273)에 배치되므로, 상기 접합 부재(255,257)와 제1 및 제2패드(245,247) 간의 접착 면적은 증가될 수 있다. 이에 따라 제1 및 제2패드(245,247)와 제1 및 제2리드 전극(415,417)가 접합되므로 발광 칩(200A)의 전기적인 신뢰성 및 방열 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
상기 접합 부재(255,257)는 솔더 페이스트 재질을 포함할 수 있다. 상기 솔더 페이스트 재질은 금(Au), 주석(Sn), 납(Pb), 구리(Cu), 비스무트(Bi), 인듐(In), 은(Ag) 중 적어도 하나를 포함한다. 상기 접합 부재(255,257)는 열 전달을 회로 기판(400)에 직접 전도하기 때문에 열 전도 효율이 패키지를 이용한 구조보다는 개선될 수 있다. 또한 상기 접합 부재(255,257)는 발광 칩(200A)의 제1 및 제2패드(245,247)와의 열 팽창계수의 차이가 적은 물질이므로, 열 전도 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
상기 접합 부재(255,257)는 다른 예로서, 전도성 필름을 포함할 수 있으며, 상기 전도성 필름은 절연성 필름 내에 하나 이상의 도전성 입자를 포함한다. 상기 도전성 입자는 예컨대, 금속이나, 금속 합금, 탄소 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 도전성 입자는 니켈, 은, 금, 알루미늄, 크롬, 구리 및 탄소 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 전도성 필름은 이방성(Anisotropic) 전도 필름 또는 이방성 도전 접착제를 포함할 수 있다.
상기 발광 칩(200A)과 상기 회로 기판(400) 사이에는 접착 부재 예컨대, 열전도성 필름을 포함할 수 있다. 상기 열전도성 필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부티렌테레프탈레이드, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부티렌나프탈레이트 등의 폴리에스터 수지; 폴리이미드 수지; 아크릴 수지; 폴리스티렌 및 아크릴로니트릴-스티렌 등의 스티렌계 수지; 폴리카보네이트 수지; 폴리락트산 수지; 폴리우레탄 수지; 등을 사용할 수 있다. 또한, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌 공중합체와 같은 폴리올레핀 수지; 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐리덴클로라이드 등의 비닐 수지; 폴리아미드 수지; 설폰계 수지; 폴리에테르-에테르케톤계 수지; 알릴레이트계 수지; 또는 상기 수지들의 블렌드 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 발광 칩(200A)은 회로 기판(400)의 표면 및 발광 구조물(225)의 측면 및 상면을 통해 광을 방출함으로써, 광 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다. 이러한 회로 기판(400) 상에 발광 칩(200A)을 직접 본딩할 수 있어 공정이 간소화될 수 있다. 또한 발광 칩(200A)의 방열이 개선됨으로써, 조명 분야 등에 유용하게 활용될 수 있다.
도 26은 실시 예에 따른 발광 모듈을 갖는 표시 장치를 나타낸 측 단면도이다.
도 26을 참조하면, 표시 장치(500)는 바텀 커버(510) 상에 발광 모듈(301)이 배치되며, 상기 발광 모듈(301) 상에 광학 시트(514) 및 표시 패널(515)을 포함한다.
상기 바텀 커버(510)는 방열을 위한 금속 또는 열 전도성 수지 재질을 포함할 수 있다. 상기 바텀 커버(510)는 수납부(560)을 구비하며, 상기 수납부(560)의 둘레에는 측면 커버를 구비할 수 있다.
상기 발광 모듈(301)은 상기 바텀 커버(510) 상에 하나 또는 복수의 열로 배치될 수 있다. 상기 발광 모듈(301)은 발광 소자(100)에 의해 백색의 광이 방출될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 발광 모듈(301)은 발광 소자(100), 각 발광 소자(100) 상에 광학 렌즈(300), 복수의 발광 소자(100)이 탑재된 회로 기판(400)을 포함한다. 상기 회로 기판(400)은 회로패턴(미도시)을 포함하는 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board)일 수 있으며, 예컨대 수지 재질의 PCB, 메탈 코어 PCB(MCPCB, Metal Core PCB), 연성 PCB(FPCB, Flexible PCB) 등을 포함할 수도 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 회로기판(400) 상에는 반사 시트(517)가 배치되며, 상기 반사 시트(517)은 오프 영역(518)을 포함하며, 상기 오픈 영역(518)에는 광학 렌즈(300)가 결합된다. 상기 반사 시트(517)의 오픈 영역(518)을 통해 광학 렌즈(300)가 돌출됨으로써, 광학 렌즈(300)의 방출된 광은 광학 시트(514)를 투과하거나 반사되고, 그 반사된 광은 상기 반사 시트(517)에 의해 재 반사될 수 있다. 이에 따라 백라이트유 유닛(510)의 휘도 분포의 균일도는 개선될 수 있다.
상기 반사 시트(517)은 예를 들어, PET, PC, PVC 레진 등으로 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 광학 시트는(514)는 분산된 광을 모으는 프리즘 시트들, 휘도강화시트 및 광을 다시 확산시키는 확산 시트 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 광학 시트(514)와 발광 모듈(301) 사이의 영역에는 도광층(미도시)이 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 광학 시트(514) 상에는 표시 패널(515)이 배치될 수 있다. 상기 표시 패널(515)은 입사되는 광에 의해 영상을 표시할 수 있다. 상기 표시 패널(515)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(515)의 적어도 일면에는 편광판이 부착될 수 있으며, 이러한 편광판의 부착 구조로 한정하지는 않는다. 상기 표시 패널(515)은 광학 시트(514)를 통과한 광에 의해 정보를 표시하게 된다. 이러한 표시 장치(500)는 각 종 휴대 단말기, 노트북 컴퓨터의 모니터, 랩탑 컴퓨터의 모니터, 텔레비젼 등에 적용될 수 있다.
실시예에 따른 발광 모듈은 라이트 유닛에 적용될 수 있다. 상기 라이트 유닛은 하나 또는 복수의 발광 모듈을 갖는 구조를 포함하며, 3차원 디스플레이, 각종 조명등, 신호등, 차량 전조등, 전광판 등이 포함될 수 있다.
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.
100: 발광 소자
100A, 110B, 200A: 발광 칩
301: 발광 모듈
150,250: 형광체층
300: 광학 렌즈
315: 리세스
320: 입사면
310,311,313: 바닥면
330: 제1광출사면
335: 제1광출사면
400: 회로 기판
514: 광학 시트
517: 반사 시트

Claims (21)

  1. 상면 및 복수의 측면을 통해 광을 방출하는 발광 소자; 및
    상기 발광 소자 상에 배치된 광학 렌즈를 포함하며,
    상기 광학 렌즈는,
    상기 발광 소자 상에 리세스를 갖는 입사면;
    상기 입사면의 하부 둘레에 배치된 바닥면;
    상기 입사면 및 바닥면의 반대측에 양의 곡률을 갖고 상기 입사면으로 입사된 광을 방출하는 제1광출사면; 및
    상기 제1광출사면의 하부 둘레에 배치된 제2광출사면을 포함하며,
    상기 발광 소자로부터 방출된 제1광은 상기 입사면의 제1지점 및 상기 제1광출사면의 제2지점의 경로로 방출되며,
    상기 발광 소자로부터 방출된 제2광은 상기 입사면의 제3지점 및 상기 제2광출사면의 제4지점의 경로로 방출되며,
    상기 제1광은 광축과 발광 소자의 기준점으로부터 상기 입사면의 제1지점을 연결하는 직선 사이의 제1각도로 입사되고,
    상기 입사면으로 입사된 제1광은 광축을 기준으로 제1광출사면으로부터 제2각도로 방출되며,
    상기 제2광은 광축과 발광 소자의 기준 점으로부터 상기 입사면의 제3지점을 연결하는 직선 사이의 제3각도로 입사되고.
    상기 입사면으로 입사된 제2광은 광축을 기준으로 제2광출사면으로부터 제4각도로 방출되며,
    상기 제2각도는 제1각도보다 크고, 상기 제4각도는 상기 제3각도보다 작은 발광 모듈.
  2. 회로 기판;
    상기 회로 기판 상에 배치된 발광 소자; 및
    상기 발광 소자 상에 배치된 광학 렌즈를 포함하며,
    상기 발광 소자는 상면 및 복수의 측면을 갖는 발광 면을 포함하며,
    상기 광학 렌즈는,
    상기 발광 소자 상에 리세스를 갖는 입사면;
    상기 입사면의 하부 둘레에 배치되며 상기 회로 기판의 상면에 대해 경사진 바닥면;
    상기 입사면 및 바닥면의 반대측에 양의 곡률을 갖고 상기 입사면으로 입사된 광을 방출하는 제1광출사면; 및
    상기 제1광출사면의 하부 둘레에 비구면을 갖는 제2광출사면을 포함하며,
    상기 발광 소자로부터 방출된 제1광은 상기 입사면의 제1지점 및 상기 제1광출사면의 제2지점의 경로로 방출되며,
    상기 발광 소자로부터 방출된 제2광은 상기 입사면의 제3지점 및 상기 제2광출사면의 제4지점의 경로로 방출되며,
    상기 제1광출사면으로부터 방출된 제1광의 방출 각도는 상기 제1광출사면으로 입사되는 제1광의 입사각도 크며,
    상기 제2광출사면으로부터 방출된 제2광의 방출 각도는 상기 제2광출사면으로 입사되는 제2광의 입사각도보다 작은 발광 모듈.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제2광은 상기 발광 소자의 측면으로 방출된 광을 포함하는 발광 모듈.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 광학 렌즈의 바닥면은 상기 입사면에 인접한 제1에지와, 상기 제2광출사면에 인접한 제2에지를 포함하며,
    상기 제1에지는 상기 제2에지보다 낮게 위치하는 발광 모듈.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 광학 렌즈의 바닥면은 상기 입사면에 인접한 제1에지와, 상기 제2광출사면에 인접한 제2에지를 포함하며,
    상기 제1에지는 상기 제2에지보다 낮게 위치하며,
    상기 제1에지는 상기 광학 렌즈의 저점이며, 상기 회로 기판에 접촉되는 발광 모듈.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제2광출사면은 상기 제2에지로부터 플랫한 면으로 연장되며, 상기 제1광출사면에 인접한 제3에지를 포함하는 발광 모듈.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제2광출사면은 수직한 면 또는 경사진 면을 포함하는 발광 모듈.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 제2광출사면은 상기 제1광출사면의 하부로부터 수평하게 연장된 단차진 구조를 포함하는 발광 모듈.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 광학 렌즈의 바닥면은 상기 제1에지 및 제2에지를 연결한 직선보다 위에 배치된 경사진 면을 포함하는 발광 모듈.
  10. 제4항에 있어서,
    상기 광학 렌즈의 바닥면은 상기 제1에지 및 제2에지를 연결한 직선보다 위에 배치된 곡면을 포함하는 발광 모듈.
  11. 제4항에 있어서,
    상기 광학 렌즈의 바닥면은 상기 제1에지로부터 음의 곡률을 갖는 곡면을 포함하는 발광 모듈.
  12. 제4항에 있어서,
    상기 광학 렌즈의 바닥면은 상기 제1에지에 인접한 음의 곡률을 갖는 제1곡면 및 상기 제2에지에 인접한 양의 곡률을 갖는 제2곡면을 포함하는 발광 모듈.
  13. 제4항에 있어서,
    상기 광학 렌즈의 바닥면은 상기 제2에지의 수평 연장 선보다 아래로 돌출된 영역을 포함하는 발광 모듈.
  14. 제4항에 있어서,
    상기 광학 렌즈의 바닥면과 상기 제2광출사면 사이의 경계 영역은 곡면 처리된 발광 모듈.
  15. 제4항에 있어서,
    상기 광학 렌즈의 제2광출사면은 상기 제1광출사면의 최 외측의 수직한 라인보다 바깥쪽 또는 안쪽에 배치되는 발광 모듈.
  16. 제4항에 있어서,
    상기 입사면에는 단차진 구조를 갖는 플랫 면을 포함하며,
    상기 플랫 면은 소정 폭을 갖는 링 형상을 포함하는 발광 모듈.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 플랫 면은 광축에 대해 90도 이상의 각도를 갖는 발광 모듈.
  18. 제4항에 있어서,
    상기 발광 소자는 적어도 5면 발광하며,
    상기 발광 소자의 기준 점은 상기 발광 소자의 상면보다 낮게 위치하는 발광 모듈.
  19. 제6항에 있어서,
    상기 제1광출사면의 정점에 수평한 직선과 상기 제1광출사면의 정점으로부터 상기 제3에지를 연결한 직선 사이의 각도는 15도 내지 20도 범위를 포함하며,
    상기 광축과 입사면의 정점으로부터 상기 제2에지를 연결하는 직선 사이의 각도는 104도 내지 120도 범위를 포함하는 발광 모듈.
  20. 제6항에 있어서,
    상기 광축과 상기 발광 소자의 기준점부터 상기 제3에지를 연결하는 직선 사이의 각은 상기 발광 소자로부터 방출된 광의 반치각보다 작은 발광 모듈.
  21. 제1항 또는 제2항의 발광 모듈; 및
    상기 발광 모듈 상에 광학 시트를 포함하며,
    상기 발광 소자 및 광학 렌즈는 소정 간격을 갖고 복수개가 배열되는 라이트 유닛.
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