KR20170096734A - Optical lens, light unit and lighting apparatus having thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 광학 렌즈에 관한 것이다.The present invention relates to an optical lens.
본 발명은 광학 렌즈를 갖는 라이트 유닛 및 조명 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a light unit having an optical lens and a lighting apparatus.
발광 소자, 예컨대 발광 다이오드(Light Emitting Device)는 전기 에너지를 빛으로 변환하는 반도체 소자의 일종으로, 기존의 형광등, 백열등을 대체하여 차세대 광원으로서 각광받고 있다.BACKGROUND ART A light emitting device, for example, a light emitting device (Light Emitting Device) is a type of semiconductor device that converts electrical energy into light, and has been widely recognized as a next generation light source in place of existing fluorescent lamps and incandescent lamps.
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.Since the light emitting diode generates light by using a semiconductor element, the light emitting diode consumes very low power as compared with an incandescent lamp that generates light by heating tungsten, or a fluorescent lamp that generates ultraviolet light by impinging ultraviolet rays generated through high-pressure discharge on a phosphor .
또한, 발광 다이오드는 반도체 소자의 전위 갭을 이용하여 빛을 생성하므로 기존의 광원에 비해 수명이 길고 응답특성이 빠르며, 친환경적 특징을 갖는다.In addition, since the light emitting diode generates light using the potential gap of the semiconductor device, it has a longer lifetime, faster response characteristics, and an environment-friendly characteristic as compared with the conventional light source.
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. Accordingly, much research has been conducted to replace an existing light source with a light emitting diode, and a light emitting diode has been increasingly used as a light source for various lamps, display devices, display boards, street lamps and the like used in indoor and outdoor.
실시 예는 새로운 광학 렌즈를 제공한다.The embodiment provides a new optical lens.
실시 예는 길이가 긴 바 형상을 갖는 광학 렌즈를 제공한다.The embodiment provides an optical lens having a long bar shape.
실시 예는 적어도 3개의 서로 다른 입사면과, 적어도 3개의 서로 다른 출사면을 갖는 광학 렌즈를 제공한다.Embodiments provide an optical lens having at least three different incidence planes and at least three different emergence planes.
실시 예는 복수의 발광 소자 상에 바 형상을 갖는 광학 렌즈를 갖는 라이트 유닛을 제공한다.The embodiment provides a light unit having an optical lens having a bar shape on a plurality of light emitting elements.
실시 예는 광학 렌즈의 리세스 내에 배치된 복수의 발광 소자를 갖는 라이트 유닛을 제공한다. An embodiment provides a light unit having a plurality of light emitting elements arranged in a recess of an optical lens.
실시 예는 발광 소자의 상면 및 측면으로부터 방출된 광을 광학 렌즈의 입사면으로 입사시켜 줄 수 있는 라이트 유닛을 제공한다. Embodiments provide a light unit capable of allowing light emitted from the upper surface and side surfaces of a light emitting element to enter an incident surface of an optical lens.
실시 예는 발광 소자가 배치된 회로 기판의 길이 방향으로 긴 길이를 갖는 광학 렌즈를 갖는 라이트 유닛을 제공한다.The embodiment provides a light unit having an optical lens having a long length in the longitudinal direction of a circuit board on which a light emitting element is disposed.
실시 예는 복수의 발광 소자 각각이 복수의 발광 칩을 갖고 상기 광학 렌즈의 길이 방향으로 배열된 라이트 유닛을 제공한다.The embodiment provides a light unit in which each of the plurality of light emitting elements has a plurality of light emitting chips and arranged in the longitudinal direction of the optical lens.
실시 예는 복수의 발광 소자의 측벽에 반사 측벽을 배치하여, 패키징된 복수의 발광 칩의 양측으로 방출된 광을 반사할 수 있는 라이트 유닛을 제공할 수 있다. Embodiments can provide a light unit capable of reflecting light emitted to both sides of a packaged plurality of light emitting chips by arranging reflective sidewalls on side walls of a plurality of light emitting devices.
실시 예는 하나의 회로 기판 상에 복수의 광학 렌즈가 배치된 라이트 유닛을 제공한다.The embodiment provides a light unit in which a plurality of optical lenses are disposed on one circuit board.
실시 예에 따른 광학 렌즈 및 발광 소자를 갖는 라이트 유닛 및 조명 장치을 포함하는 조명 장치를 제공한다.There is provided a lighting apparatus including a light unit and an illumination device having an optical lens and a light emitting element according to an embodiment.
실시 예에 따른 광학 렌즈는, 투명한 몸체의 하부에 제1축 방향보다 제2축 방향으로 긴 길이를 갖고 서로 이격된 제1,2바닥면; 상기 제1,2바닥 면 사이에 배치되며 제2축 방향으로 긴 길이를 갖는 리세스; 상기 리세스의 상면에 제1입사면, 상기 리세스의 양 측면에 서로 대응되는 제2입사면과 제3입사면을갖는 복수의 입사면; 상기 몸체의 서로 반대 측면에 배치된 제1전반사면 및 제2전반사면; 및 상기 몸체의 상부 센터에 제1출사면, 상기 제1출사면의 양측에 제2,3출사면을 포함한다. An optical lens according to an embodiment includes first and second bottom surfaces at a lower portion of a transparent body and spaced apart from each other and having a longer length in a second axial direction than a first axial direction; A recess disposed between the first and second bottom surfaces and having a length in a second axial direction; A plurality of incident surfaces having a first incident surface on the upper surface of the recess, a second incident surface and a third incident surface corresponding to both sides of the recess; A first total reflection plane and a second total reflection plane disposed on opposite sides of the body; And a first exit surface on an upper center of the body, and second and third exit surfaces on both sides of the first exit surface.
실시 예에 따른 광학 렌즈를 갖는 라이트 유닛 또는 조명 장치를 포함한다. A light unit or an illumination device having an optical lens according to an embodiment.
실시 예는 광학 렌즈로부터 출사된 광에 의한 핫 스팟과 같은 노이즈를 줄일 수 있다.The embodiment can reduce noise such as hot spot caused by light emitted from the optical lens.
실시 예는 라이트 유닛에서의 광 균일도를 개선시켜 줄 수 있다.The embodiment can improve the light uniformity in the light unit.
실시 예는 반사 측벽을 갖는 발광 소자에 의해 광학 렌즈의 입사 효율을 개선시켜 줄 수 있다.The embodiment can improve the incidence efficiency of the optical lens by the light emitting element having the reflecting sidewalls.
실시 예는 사이드 뷰 타입의 라이트 유닛에서 광의 균일도를 개선시켜 줄 수 있다. The embodiment can improve the uniformity of light in the side view type light unit.
실시 예는 광학 렌즈를 갖는 라이트 유닛 및 이를 구비한 조명 장치의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다. The embodiment can improve the reliability of a light unit having an optical lens and a lighting apparatus having the same.
도 1은 제1실시 예에 따른 광학 렌즈를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 광학 렌즈의 측 단면도이다.
도 3은 도 1의 광학 렌즈의 리세스의 바닥 중심을 기준으로 입사면 및 출사면을 설명하기 위한 측 단면도이다.
도 4는 도 1의 광학 렌즈를 갖는 라이트 유닛을 나타낸 사시도이다.
도 5는 도 1의 광학 렌즈를 갖는 라이트 유닛의 다른 예를 나타낸 사시도이다.
도 6은 도 4의 라이트 유닛의 측 단면도이다.
도 7은 실시 예에 따른 라이트 유닛의 발광 소자를 나타낸 사시도이다.
도 8은 도 7의 발광 소자의 A-A측 단면도이다.
도 9는 도 7의 발광 소자의 B-B측 단면도이다.
도 10은 실시 예에 따른 라이트 유닛에서 발광 소자의 제1변형 예이다.
도 11는 도 10의 발광 소자의 C-C측 단면도이다.
도 12는 도 10의 발광 소자의 D-D측 단면도이다.
도 13은 제1실시 예에 따른 라이트 유닛에서 광학 렌즈의 제1변형 예를 나타낸 도면이다.
도 14는 제1실시 예에 따른 라이트 유닛에서 광학 렌즈의 제2변형 예를 나타낸 도면이다.
도 15는 제1실시 예에 따른 라이트 유닛에서 광학 렌즈의 제3변형 예를 나타낸 도면이다.
도 16은 제2실시 예에 따른 광학 렌즈를 갖는 라이트 유닛의 사시도이다.
도 17은 도 16의 광학 렌즈의 측 단면도이다.
도 18은 도 16의 광학 렌즈를 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 도 17의 광학 렌즈의 제1변형 예를 나타낸 도면이다.
도 20은 도 17의 광학 렌즈의 제2변형 예를 나타낸 도면이다.
도 21은 도 17의 광학 렌즈의 제3변형 예를 나타낸 도면이다.
도 22는 제3실시 예에 따른 라이트 유닛의 사시도이다.
도 23은 도 22의 라이트 유닛의 광학 렌즈를 나타낸 도면이다.
도 24는 도 22의 라이트 유닛의 결합 측 단면도이다.
도 25는 도 22의 라이트 유닛에서 광학 렌즈의 지지 돌기를 나타낸 도면이다.
도 26은 실시 예에 따른 광학 렌즈의 외 측벽의 예를 나타낸 도면이다.
도 27 내지 도 29는 실시 예에 따른 광학 렌즈의 지지 돌기의 변형 예를 나타낸 도면이다.
도 30은 실시 예에 따른 광학 렌즈를 갖는 조명 장치를 나타낸 도면이다.
도 31은 실시 예에 따른 발광 소자의 상세 구성도이다.
도 32는 실시 예에 따른 발광 소자의 다른 상세 구성도이다.
도 33의 (a)(b)는 실시 예에 따른 광학 렌즈의 광 지향각 분포를 나타낸 도면이다.
도 34의 (a)(b)는 실시 예에 따른 발광 소자와 반사 측벽을 갖는 발광 소자의 광 지향각 분포를 비교한 도면이다.1 is a perspective view showing an optical lens according to the first embodiment.
2 is a side sectional view of the optical lens of Fig.
3 is a side sectional view for explaining an incident surface and an emission surface with reference to the bottom center of the recess of the optical lens of Fig.
Fig. 4 is a perspective view showing a light unit having the optical lens of Fig. 1;
Fig. 5 is a perspective view showing another example of the light unit having the optical lens of Fig. 1;
6 is a side sectional view of the light unit of Fig.
7 is a perspective view showing a light emitting element of a light unit according to the embodiment.
8 is a cross-sectional view of the light-emitting device of Fig. 7 on the AA side.
9 is a cross-sectional view of the light-emitting device of Fig. 7 on the BB side.
10 is a first modification of the light emitting element in the light unit according to the embodiment.
11 is a cross-sectional side view of the light emitting device of Fig. 10 on the CC side.
12 is a DD side sectional view of the light emitting device of Fig.
13 is a view showing a first modification of the optical lens in the light unit according to the first embodiment.
14 is a view showing a second modification of the optical lens in the light unit according to the first embodiment.
15 is a view showing a third modification of the optical lens in the light unit according to the first embodiment.
16 is a perspective view of a light unit having an optical lens according to the second embodiment.
17 is a side cross-sectional view of the optical lens of Fig.
Fig. 18 is a view for explaining the optical lens of Fig. 16;
19 is a view showing a first modification of the optical lens of Fig.
20 is a view showing a second modification of the optical lens of Fig.
21 is a view showing a third modification of the optical lens of Fig.
22 is a perspective view of a light unit according to the third embodiment.
23 is a view showing an optical lens of the light unit of Fig.
24 is a cross-sectional side view of the light unit of Fig. 22 on the engagement side;
Fig. 25 is a view showing support protrusions of the optical lens in the light unit of Fig. 22;
26 is a view showing an example of the outer side wall of the optical lens according to the embodiment.
27 to 29 are views showing a modification of the support projection of the optical lens according to the embodiment.
30 is a view showing a lighting device having an optical lens according to an embodiment.
31 is a detailed configuration diagram of a light emitting device according to the embodiment.
32 is another detailed configuration diagram of the light emitting device according to the embodiment.
33 (a) and 33 (b) are views showing the light-directed angular distribution of the optical lens according to the embodiment.
34 (a) and 34 (b) are diagrams comparing light-directed angular distributions of a light-emitting device according to an embodiment and a light-emitting device having reflective sidewalls.
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. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG. In the description of the embodiments, it is to be understood that each layer (film), area, pattern or structure may be referred to as being "on" or "under / under" Quot; on "and" under "as used herein are intended to refer to all that is" directly "or" indirectly " . In addition, the criteria for the top / bottom or bottom / bottom of each layer are described with reference to the drawings.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예에 따른 광학 렌즈 및 이를 구비한 라이트 유닛을 설명한다.Hereinafter, an optical lens and a light unit having the same according to an embodiment will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 제1실시 예에 따른 광학 렌즈를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 광학 렌즈의 측 단면도이며, 도 3은 도 1의 광학 렌즈의 리세스의 바닥 중심을 기준으로 입사면 및 출사면을 설명하기 위한 측 단면도이며, 도 4는 도 1의 광학 렌즈를 갖는 라이트 유닛을 나타낸 사시도이다.1 is a perspective view showing the optical lens according to the first embodiment, Fig. 2 is a side sectional view of the optical lens shown in Fig. 1, Fig. 3 is a plan view of the optical lens shown in Fig. Fig. 4 is a perspective view showing a light unit having the optical lens of Fig. 1; Fig.
도 1내지 도 4를 참조하면, 실시 예에 따른 광학 렌즈(300)는 투명한 몸체로서, 제1축(X) 방향의 너비(X1)보다 제2축(Y) 방향의 길이(Y1)가 더 크게 배치될 수 있다. 상기 광학 렌즈(300)의 길이(Y1)는 너비(X1)의 3배 이상 예컨대, 4배 이상 또는 4배 내지 6배 범위에 배치될 수 있다. 상기 광학 렌즈(300)의 길이(Y1)가 상기 범위를 초과하면 상기 광학 렌즈(300)가 휘어지는 문제가 발생될 수 있고, 상기 범위보다 작으면 조명 장치에 탑재되는 광학 렌즈(300)가 개수가 증가될 수 있다. 상기 제1축(X) 방향은 상기 광학 렌즈(300)의 너비 방향일 수 있으며, 상기 제2축(Y) 방향은 상기 광학 렌즈(300)의 길이 방향일 수 있다. 상기 광학 렌즈(300)의 길이(Y1)는 60mm 이상 예컨대, 65mm 내지 75mm 범위일 수 있다. 1 to 4, the
실시 예에 따른 광학 렌즈(300)의 두께(Z1)는 상기 광학 렌즈(300)의 너비(X1)보다 작게 예컨대, 상기 광학 렌즈(300)의 너비(X1)의 1/2.5 이하 예컨대, 1/2.5 내지 1/1.8의 범위를 가질 수 있다. 상기 광학 렌즈(300)의 두께(Z1)가 상기 범위보다 작으면 광의 추출 효율이 저하될 수 있고, 상기 범위보다 크면 광의 효율이 저하될 수 있다. 실시 예에 따른 광학 렌즈(300)는 렌즈의 개수를 줄일 수 있고, 조명 광의 고 휘도화 및 광 균일도를 개선시켜 줄 수 있다. The thickness Z1 of the
도 2 및 도 3과 같이, 상기 광학 렌즈(300)는, 길이 방향으로 배치된 복수의 바닥 면(302,304), 상기 복수의 바닥 면(302,304) 사이에 오목하게 함몰된 리세스(315), 상기 리세스(315) 상에 배치된 복수의 입사면(310,312,314), 상기 복수의 입사면(310,312,314) 중 제2,3입사면(312,314)의 외측에 배치된 복수의 전반사면(332,334), 상기 복수의 입사면(310,312,314)와 전반사면(332,334)의 위에 배치된 상기 복수의 입사면(310,312,314)으로 입사된 광을 출사하는 복수의 출사면(340,342,344)을 포함한다.2 and 3, the
상기 광학 렌즈(300)에서 복수의 바닥 면(302,304)은 몸체 바닥 면으로서, 제1,2바닥 면(302,304)을 포함하며, 상기 제1,2바닥 면(302,304)은 상기 리세스(315)의 양측에 배치될 수 있다. 여기서, 상기 리세스(315)는 상기 제1,2바닥 면(302,304) 사이에 광 출사 방향으로 오목하게 함몰될 수 있다. The plurality of
상기 제1바닥 면(302)은 제1출사면(340)과 제2출사면(342)에 수직 방향으로 오버랩되게 배치되어, 광학 렌즈(300)의 바닥 일부를 지지해 줄 수 있다. 상기 제1바닥 면(302)은 제1전반사면(332)와 수직 방향으로 오버랩되지 않거나 더 내측에 배치될 수 있다.The first
상기 제2바닥 면(304)은 제1출사면(340)과 제4출사면(344)에 수직 방향으로 오버랩되게 배치되어, 광학 렌즈(300)의 바닥 일부를 지지해 줄 수 있다. 상기 제2바닥 면(304)은 제2전반사면(334)와 수직 방향으로 오버랩되지 않거나 더 내측에 배치될 수 있다.The second
상기 제1,2바닥 면(302,304)은 길이 방향으로 길게 배치되며, 상기 리세스(315)의 바닥 중심(ZO)으로 서로 평행하게 배치될 수 있다. 상기 제1,2바닥 면(302,304)의 각각의 너비(X3)는 2mm 이하일 수 있으며, 예컨대, 1.5mm 내지 2mm의 범위일 수 있다. 상기 제1,2바닥 면(302,304)의 너비(X3)는 상기 리세스(315)의 바닥 중심(ZO)에 대해 수평한 축(X0) 상에서의 너비로서, 상기 범위보다 좁을 경우 강도가 저하될 수 있고 상기 범위보다 큰 경우 상기 광학 렌즈(300)의 너비(X1)가 너무 커지는 문제가 있다. The first and second bottom surfaces 302 and 304 may be long in the longitudinal direction and disposed parallel to each other at the bottom center ZO of the
상기 제1,2바닥 면(302,304)은 편평한 면일 수 있으며, 요철 면이거나, 후술되는 바와 같이 지지 돌기가 돌출될 수 있다. 실시 예에 따른 바닥 면(302,304)는 후술된 바와 같이, 외측으로 연장된 바닥부에 의해 더 확장될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. The first and second bottom surfaces 302 and 304 may be flat surfaces and may be irregular surfaces or support protrusions may be protruded as described below. The bottom surfaces 302 and 304 according to embodiments may be further extended by outwardly extending bottoms as described below, but are not limited thereto.
상기 리세스(315)의 길이는 제2축 방향 즉, 길이 방향으로 길게 배치될 수 있다. 상기 리세스(315)의 길이는 상기 광학 렌즈(300)의 길이(Y1)와 동일할 수 있다. 상기 리세스(315)의 길이는 상기 광학 렌즈(300)의 길이(Y1)보다 작을 수 있으며, 이 경우 상기 광학 렌즈(300)의 길이 방향 외측에는 다른 입사면이나 다른 전반사면이 더 배치될 수 있다. 상기 리세스(315)는 상기 광학 렌즈(300)의 바닥 방향(또는 하 방향)과 제2축(Y) 방향이 오픈된 구조를 가질 수 있다. The length of the
상기 리세스(315)는 바닥 중심(ZO)으로부터 소정 깊이(D4) 및 소정 너비를 갖고 배치될 수 있다. 상기 리세스(315)는 상부 너비(D3)가 바닥 너비(D2)보다 좁은 형상을 가질 수 있다. 상기 리세스(315)는 깊어질수록 너비가 점차 좁아지는 형상일 수 있으며, 상부 너비(D3)와 바닥 너비(D2) 사이의 차이는 0.8mm 이상의 차이 예컨대, 0.8mm 내지 1.2mm 범위의 차이를 가질 수 있다. 상기 리세스(315)의 상부 너비(D3)와 바닥 너비(D2)의 차이가 상기 범위보다 크거나 작으면 광의 입사 분포가 달라질 수 있다. 상기 리세스(315)의 바닥 너비(D2)는 3mm 이상 예컨대, 3mm 내지 4mm 범위일 수 있으며, 상기 리세스(315)의 상부 너비(D3)는 2mm 내지 2.8mm 범위일 수 있다. 상기 리세스(315)의 바닥 너비(D2)는 후술되는 발광 소자의 너비보다 넓을 수 있다. 상기 리세스(315)의 상부 너비(D3)는 후술되는 발광 소자의 너비보다 넓을 수 있다. 이러한 리세스(315)는 길이 방향으로 길게 배치되므로, 내부에 복수의 발광 소자를 배치할 수 있어, 광 입사 효율을 극대화할 수 있다. The
상기 복수의 입사면(310,312,314)은 몸체 내부에 배치된 면으로서, 상기 리세스(315)의 상면 및 양 측면에 배치될 수 있다. 상기 복수의 입사면(310,312,314)은 상기 리세스(315)의 상면인 제1입사면(310), 및 상기 리세스(315)의 양 측면인 제2,3입사면(312,314)을 포함한다. 상기 제1입사면(310)은 곡면일 수 있으며, 예컨대 상기 리세스(315)의 바닥 방향으로 돌출된 곡면을 포함할 수 있다. 상기 제1입사면(310)은 소정의 곡률 반경을 갖는 곡면을 포함할 수 있다. 상기 제1입사면(310)이 하 방향으로 볼록한 곡면으로 제공되므로, 입사되는 광을 제1출사면(340)으로 진행하도록 굴절시켜 줄 수 있다. The plurality of
상기 제2입사면(312)은 상기 제1입사면(310)과 상기 제1바닥면(302) 사이에 배치될 수 있으며, 상기 제3입사면(314)은 상기 제1입사면(310)과 상기 제2바닥면(304) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제2입사면(312)은 상기 리세스(315) 방향으로 돌출된 볼록한 곡면이거나 평탄한 경사 면으로 배치될 수 있다. 상기 제3입사면(314)은 상기 리세스(315) 방향으로 돌출된 볼록한 곡면이거나 평판한 경사 면으로 배치될 수 있다. The
상기 복수의 출사면(340,342,344)은 몸체 상에 배치된 면들로서, 몸체 센터 측에 볼록한 제1출사면(340), 상기 제1출사면(340)의 양측에 경사진 제2,3출사면(342,344)을 포함한다. 상기 복수의 출사면(340,342,3444)는 상기 제1입사면(310)을 입사된 광을 굴절시켜 출사하는 제1출사면(340), 상기 제2입사면(312)을 통해 입사된 광을 굴절시켜 출사하는 제2출사면(342), 및 상기 제3입사면(314)을 통해 입사된 광을 굴절시켜 출사하는 제3출사면(344)을 포함한다. 상기 제1출사면(310)은 상기 제1입사면(310), 상기 제2 및 제3입사면(312,314)과 수직 방향으로 오버랩될 수 있다. The plurality of exit surfaces 340, 342, and 344 are disposed on the body. The plurality of exit surfaces 340, 342, and 344 are convex
상기 복수의 전반사면(332,334)은 몸체 양 측면으로서, 광학 렌즈(300)의 길이 방향 양측에 배치되어, 입사된 광의 경로를 측 방향에서 출사 방향으로 변경해 준다. 상기 복수의 전반사면(332,334)은 제1,2전반사면(332,334)을 포함하며, 상기 제1전반사면(332)은 상기 제1바닥 면(302)과 제2출사면 사이에 배치되며, 상기 제2전반사면(334)은 상기 제2바닥 면(304)과 제3출사면(344) 사이에 배치된다. The plurality of total reflection surfaces 332 and 334 are both side surfaces of the body and are disposed on both sides in the longitudinal direction of the
상기 제1전반사면(332)은 외측으로 볼록한 곡면을 가지며, 상기 제2입사면(312)으로 입사된 광을 상기 제2출사면(342)을 반사하게 된다. 상기 제2전반사면(334)은 외측으로 볼록한 곡면을 가지며, 상기 제3입사면(314)으로 입사된 광을 제3출사면(344)으로 반사하게 된다. 상기 제1,2전반사면(332,334) 각각은 서로 다른 곡률 반경을 갖는 곡면을 포함할 수 있다. The first
도 2를 참조하면, 상기 광학 렌즈(300)의 제1출사면(340)은 센터 영역에 배치되고 중심 축(Y0) 방향으로 볼록한 곡면을 포함할 수 있다. 상기 제1출사면(340)은 상기 제1입사면(310)의 곡면의 돌출 방향과 반대측 방향으로 볼록한 곡면을 가질 수 있다. 상기 제1출사면(340)은 상기 제1입사면(310)의 곡률 반경보다 작은 곡률 반경을 갖는 곡면을 가질 수 있다. 상기 제1출사면(340)의 너비(X2)는 상기 제1입사면(310)의 너비(D3)의 2배 이상 예컨대, 2배 내지 3배의 범위에 배치될 수 있다. 상기 제1출사면(340)의 너비(X2)가 상기 범위보다 작을 경우 상기 제1입사면(310)을 통해 제1출사면(340)으로 입사된 광량이 줄어들거나 상기 광학 렌즈(300)의 두께(Z1)가 작아지는 문제가 있으며, 상기 제1출사면(340)의 너비(X2)가 상기 범위보다 클 경우 출사 효율의 개선이 미미하고 제2,3출사면(342,344)의 너비(X3)가 달라질 수 있다.Referring to FIG. 2, the
상기 제1출사면(340)의 너비(X2)는 상기 제2,3출사면(342,344)의 너비(X3)보다 클 수 있다. 상기 제1출사면(340)의 너비(X2)는 상기 제2,3출사면(342,344)의 너비(X3)의 1배 초과 3배 이하일 수 있다. 상기 제2 또는 제3출사면의 너비(X3)와 상기 제1출사면(340)의 너비(X2)의 비율은 1: 1.1 내지 1:1.5의 범위에 배치될 수 있다. 상기 제1출사면(340)의 너비(X2)는 5mm 이상 예컨대, 5.5mm 내지 6.5mm의 범위일 수 있으며, 상기 제2,3출사면(342,344)의 너비(X3)는 5.4mm 이하 예컨대, 4mm 내지 5.4mm의 범위를 가질 수 있다. 상기 제1출사면(340)의 너비(X2)가 상기 범위보다 작은 경우 센터 측 출사 효율이 저하될 수 있고, 상기 범위보다 큰 경우 사이드측 출사 효율이 저하될 수 있다. The width X2 of the
상기 제1 내지 제3출사면(340,342,344)은 상기 광학 렌즈(300)의 길이(Y1)와 동일한 길이를 가질 수 있다. 상기 제1 내지 제3출사면(340,342,344)이 상기 리세스(315)와 동일한 길이를 갖고 배치되므로, 상기 제1내지 제3입사면(310,312,314)을 통해 입사된 광에 대해 굴절시켜 출사 방향으로 출사할 수 있다. 다른 예로서, 상기 제1출사면(340)은 상기 광학 렌즈(300)의 길이(Y1)와 동일한 길이를 가질 수 있고, 상기 제2,3출사면(342,344)은 상기 광학 렌즈(300)의 길이(Y1)보다 짧은 길이를 가질 수 있다. 이는 상기 광학 렌즈(300)의 양 측벽(346,348) 중에서 상기 제1,2전반사면(332,334)에 인접한 영역이 경사진 면으로 배치될 수 있다. 상기 광학 렌즈(300)의 양 측벽(346,348)은 수직한 평면이거나 제1,2출사면(342,344)에 인접한 영역이 경사진 면으로 형성될 수 있다. The first through third exit surfaces 340, 342, and 344 may have the same length as the length Y1 of the
도 2와 같이, 상기 제1출사면(340)은 상기 제2,3출사면(342,344)과의 경계 지점(도 3의 P1,P2)으로부터 중심으로 갈수록 점차 높은 높이를 가질 수 있으며, 최대 높이(Z2)는 예컨대, 1mm 이상의 높이를 가질 수 있으며, 예컨대 1.2mm 내지 2mm의 범위를 가질 수 있다. 상기 제1출사면(340)의 최대 높이(Z2)는 상기 제1출사면(340)의 곡률 반경이나 너비(X2)에 따라 달라질 수 있다. 상기 제1출사면(340)이 상기한 높이(Z2) 및 너비(X2)를 갖고 상기 제1입사면(310) 상에 배치되므로, 상기 제1입사면(310)을 통해 입사된 광을 굴절시켜 출사하게 된다. As shown in FIG. 2, the
상기 제2,3출사면(340)의 최대 높이 또는 두께(D5)는 상기 광학 렌즈(300)의 두께(Z1)보다는 작을 수 있다. 상기 제2,3출사면(340)의 외곽 지점 예컨대, 외측 에지(P3,P4)는 상기 제1출사면(340)의 고점 높이보다 낮을 수 있다. 이러한 제2,3출사면(340)이 경사진 면을 제공하므로, 제1,2전반사면(332,334)을 통해 반사된 광을 굴절시켜 줄 수 있다. The maximum height or thickness D5 of the second and third emission surfaces 340 may be smaller than the thickness Z1 of the
도 3을 참조하면, 상기 광학 렌즈(300)는 상기 리세스(315)의 바닥 중심(ZO)을 기준으로 상기 제1입사면(310)의 양 에지(11,12)가 이루는 제1각도(R1)는 60도 이상 예컨대, 60도 내지 75도의 범위를 가질 수 있다. 이러한 상기 리세스(315)의 바닥 중심(ZO)으로부터 제1입사면(310)이 이루는 제1각도(R1)는 발광 소자의 지향각에 의해 달라질 수 있다.3, the
상기 제1각도(R1)는 상기 리세스(315)의 바닥 중심(ZO)을 기준으로 상기 제1출사면(340)이 이루는 제2각도(R2)보다 클 수 있다. 상기 제1각도(R1)와 제2각도(R2)의 차이는 10도 이상 예컨대, 15도 내지 25도의 차이를 가질 수 있다. 상기 제1,2각도(R1,R2)의 차이가 상기 범위보다 작거나 크면 광학 렌즈(300)의 두께에 영향을 미치거나 광 효율이 달라질 수 있다. 상기 제1,2각도(R1,R2)에 의해 상기 광학 렌즈(300)의 센터 영역으로 방출된 광의 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다. The first angle R1 may be greater than a second angle R2 formed by the
상기 리세스(315)의 바닥 중심(ZO)으로 상기 제2,3출사면(342,344)의 양 에지(P3,P4) 사이의 제3각도(R3)는 90도 이상 예컨대, 90도 내지 100도 범위를 가질 수 있다. 상기 제3각도(R3)는 상기 제2,3출사면(342,344)의 영역과 상기 제1,2전반사면(332,334)의 영역을 구분하여, 사이드 영역에서의 광 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다. The third angle R3 between both edges P3 and P4 of the second and third emission surfaces 342 and 344 to the bottom center ZO of the
상기 제2,3출사면(342,344)은 수평한 직선이 대해 경사진 각도를 가질 수 있으며, 예컨대 수직한 축을 기준으로 90도 초과 예컨대, 95도 내지 103도 범위의 각도(θ1)를 가질 수 있다. 상기 제1,2전반사면(332,334)은 수직한 축을 기준을 양 에지(P3-15, P4-16)를 연결한 직선과의 각도(θ2)는 50도 이하 예컨대, 25도 내지 35도 범위를 가질 수 있다. 상기 제1,2전반사면(332,334)은 양 에지(P3-15, P4-16)를 연결한 직선보다 외측으로 돌출된 곡면을 가질 수 있다. 상기 제1,2전반사면(332,334)의 양 에지(직선 P3-15, 직선 P4-16)를 연결한 직선이 수직한 축에 대해 경사진 면을 제공함으로써, 상기 제2,3입사면(312,314)으로 입사된 광을 상기 제2,3출사면(342,344)으로 반사시켜 줄 수 있다. The second and third emitting
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 2이하일 수 있으며 예컨대, 1.4 내지 1.7 범위의 투명 재료를 포함할 수 있다.The
도 4를 참조하면, 실시 예에 따른 라이트 유닛(401)은 광학 렌즈(300) 아래에 회로 기판(400) 및 발광 소자(100)가 배치될 수 있다. 발광 모듈은 발광 소자(100) 및 회로 기판(400)을 포함할 수 있으며, 라이트 유닛(401)은 상기 광학 렌즈(300), 회로 기판(400) 및 발광 소자(100)를 포함할 수 있다. 4, in the
상기 발광 소자(100)는 상기 회로 기판(400) 상에 상기 광학 렌즈(300)의 길이(Y1) 방향으로 복수개가 배치될 수 있다. 상기 복수의 발광 소자(100)는 소정 간격을 갖고 상기 광학 렌즈(300)를 따라 배열될 수 있다. 상기 발광 소자(100)는 상기 광학 렌즈(300)의 리세스(315) 내에 배치될 수 있다. A plurality of the
상기 회로 기판(400)은 상기 복수의 발광 소자(100)를 서로 연결 예컨대, 직렬, 병렬 또는 직병렬로 연결해 줄 수 있다. 상기 회로 기판(400)은 상기 광학 렌즈(300) 아래에 배치되어, 상기 광학 렌즈(300)로부터 누설된 광을 흡수하거나 반사하는 층을 포함할 수 있다. The
도 6을 참조하면, 상기 회로 기판(400)의 너비는 상기 리세스(315)의 바닥 너비(D2)보다 넓을 수 있으며, 5mm 이상일 수 있다. 상기 회로 기판(400)은 상기 광학 렌즈(300)의 제1,2바닥 면(302,304)에 접촉될 수 있다. Referring to FIG. 6, the width of the
상기 회로 기판(400)의 길이는 상기 광학 렌즈(300)의 길이(도 1의 Y1)보다 길게 배치되어, 상기 광학 렌즈(300)로부터 누설된 광을 흡수하거나 반사할 수 있다. 상기 회로 기판(400) 상에는 하나 또는 복수의 광학 렌즈(300)가 배치될 수 있다. 예컨대, 도 5와 같이 하나의 회로 기판(400) 상에 복수의 광학 렌즈(300)가 길이 방향으로 배열될 수 있다. 상기 광학 렌즈(300)의 길이(도 1의 Y1)는 80mm 이상으로 성형할 경우, 휘어질 수 있는 문제가 있으므로, 상기 복수의 광학 렌즈(300)를 하나의 회로 기판(400) 상에 배치할 수 있다. The length of the
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 백색, 청색, 녹색, 적색, 황색, 자외선 광 중에서 적어도 하나 또는 2개 이상을 발광할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The
상기 발광 소자(100)는 광학 렌즈(300)의 리세스(315) 내에 배치될 수 있다. 상기 발광 소자(100)는 리세스(315)의 제1입사면(310), 제2 및 제3입사면(312,314)에 인접하게 배치될 수 있다. 상기 발광 소자(100)의 하면은 상기 광학 렌즈(300)의 바닥 면(302,304)보다 위에 배치될 수 있다. 상기 발광 소자(100)의 하면은 회로 기판(400)의 상면 보다 위에 배치될 수 있다. 상기 발광 소자(100)의 하면은 상기 회로 기판(400)의 상면 보다 위에 배치될 수 있다. 실시 예에 따른 발광 소자(100)가 적어도 3면 이상으로 발광할 경우, 상기 발광 소자(100)로부터 방출된 광이 상기 광학 렌즈(300)의 제1입사면(310), 제2,3입사면(312,314)을 통해 입사될 수 있다. 이에 따라 발광 소자(100)로부터 방출된 광에 의한 손실을 줄여줄 수 있다. The
상기 광학 렌즈(300)의 제1출사면(340)은 제1입사면(310)으로 입사된 제1광(L1)에 대해 중심 축(Y0)을 기준으로 0도±45도의 범위 내로 출사하게 된다. 상기 제1출사면(340)은 방출된 제1광(L1)에 대해 제1출사면(340)의 영역을 벗어나지 않도록 굴절시켜 줄 수 있다. The
상기 광학 렌즈(300)의 제2,3출사면(342,344)은 제2,3입사면(312,314)으로 입사된 제2광(L2)에 대해 수직한 축을 기준으로 +45도 내지 +90도 및 -45도 내지 -90도의 범위 내로 출사하게 된다. 상기 제2,3출사면(342,344)은 방출된 제2광(L2)에 대해 제2,3출사면(342,344)의 영역을 벗어나지 않도록 굴절시켜 줄 수 있다. The second and third emitting
실시 예에 따른 광학 렌즈(300)로부터 방출된 광의 지향각 분포는 도 33의 (a)와 같이 중심 축을 기준으로 20도 이하 예컨대, 13도 내지 20도의 범위로 분포함 알 수 있다. The directivity angle distribution of the light emitted from the
도 7내지 도 12를 참조하여, 실시 예에 따른 발광 소자를 설명하기로 한다. 7 to 12, a light emitting device according to an embodiment will be described.
도 7을 참조하면, 상기 발광 소자(100)는 너비(C2)보다 길이(C1)가 긴 소자를 포함하며, 예컨대 길이(C1)가 너비(C2)의 2배 이상일 수 있다. 상기 발광 소자(100)의 너비(C2)는 500㎛ 이상 예컨대, 600㎛ 이상일 수 있으며, 길이(C1)는 1000㎛ 이상 예컨대, 1200㎛ 이상일 수 있으며, 두께(C3)는 200㎛ 이상일 수 있다.Referring to FIG. 7, the
도 7 내지 도 9를 참조하면, 실시 예에 따른 발광 소자(100)는 발광 칩(151,152)을 포함할 수 있다. 상기 발광 소자(100) 각각은 2개 이상의 발광 칩(151,152)을 포함할 수 있다. 상기 2개 이상의 발광 칩(151,152)은 상기 광학 렌즈(300)의 길이 방향으로 배치될 수 있다. 상기 2개 이상의 발광 칩(151,162)은 서로 이격될 수 있다. 실시 예에 따른 발광 소자(100)는 제1,2발광 칩(151,152)을 포함하며, 상기 제1,2발광 칩(151,152)은 상기 광학 렌즈(300)의 길이 방향을 긴 길이를 갖고 배치될 수 있다. Referring to FIGS. 7 to 9, the
상기 발광 칩(151,152)은 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 칩(151,152)은 II족-VI족 화합물 반도체 및 III족-V족 화합물 반도체 중 적어도 하나 또는 모두를 포함할 수 있다. 상기 발광 칩(151,152)는 청색, 녹색, 청색, UV 또는 백색의 광 중 적어도 하나를 발광할 수 있다. 상기 발광 칩(151,152)은 서로 동일한 피크 파장의 광 또는 서로 다른 피크 파장의 광을 발광할 수 있다. 상기 발광 칩(151,152)는 서로 동일한 컬러 또는 서로 다른 컬러의 광을 발광할 수 있다. The
실시 예에 따른 발광 소자(100)는 별도의 와이어 본딩 없이 회로 기판(400) 상에 배치될 수 있다. 상기 발광 칩(151,152) 중 적어도 하나 또는 모두는 회로 기판(400) 상에 플립 칩 본딩 방식으로 탑재될 수 있다. 도 7에 도시된 발광 소자(100)는 상면 및 복수의 측면을 통해 방출하는 적어도 5면 발광 소자로 구현될 수 있어, 광의 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다. The
상기 발광 소자(100)는 상기 발광 칩(151,152) 상에 배치된 수지층(260)을 포함할 수 있다. 상기 수지층(260)은 상기 발광 칩(151,152)의 상면에 배치될 수 있다. 상기 수지층(260)는 상기 발광 칩(151,152)의 상면 및 모든 측면에 배치될 수 있다. 상기 수지층(260)는 투광성 재질을 포함할 수 있으며, 예컨대 에폭시 또는 실리콘 재질을 포함할 수 있다. 상기 수지층(260)는 내부에 형광체를 포함할 수 있으며, 상기 형광체는 상기 발광 칩(151,152)으로부터 방출된 파장보다 장 파장의 광을 방출할 수 있다. The
상기 형광체는 청색 형광체, 시안 형광체, 녹색 형광체, 황색 형광체, 및 적색 형광체 중 적어도 하나 또는 복수를 포함하며, 단층 또는 다층으로 배치될 수 있다. 상기 형광 필름은 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 수지층(260)은 양자점(quantum dot)과 같은 형광체를 포함할 수 있다. 상기 양자점은 II-VI 화합물, 또는 III-V족 화합물 반도체를 포함할 수 있으며, 적색, 녹색, 황색, 적색 양자점 중 적어도 하나 또는 서로 다른 종류를 포함할 수 있다. 상기 양자점은 양자 구속(quantum confinement)으로부터 발생하는 광학 특성을 가질 수 있는 나노미터 크기의 입자이다. 특정 여기원(excitation source)으로 자극시 원하는 파장의 광이 양자점으로부터 발광되도록 하기 위해 양자점의 특정 조성(들), 구조 및/또는 크기를 선택할 수 있다. 양자점은 크기를 변화시킴으로써, 가시 스펙트럼 전반에 걸쳐 발광하도록 조정될 수 있다. 상기 양자점은 하나 이상의 반도체 재료를 포함할 수 있으며, 상기 반도체 재료의 예는, IV족 원소, II-VI족 화합물, II-V족 화합물, III-VI족 화합물, III-V족 화합물, IV-VI족 화합물, I-III-VI족 화합물, II-IV-VI족 화합물, II-IV-V족 화합물, 상술한 임의의 것을 포함하는 합금, 및/또는 3원 및 4원 혼합물 또는 합금을 포함하는, 상술한 임의의 것을 포함하는 혼합물을 포함할 수 있다. 상기 양자점은 예컨대, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdTe, GaN, GaP, GaAs, GaSb, InP, InAs, InSb, AlS, AlP, AlAs, PbS, PbSe, Ge, Si, CuInS2, CuInSe2, MgS, MgSe, MgTe등과 같은 것들 및 이들의 조합이 될 수 있다. The phosphor may include at least one or more of a blue phosphor, a cyan phosphor, a green phosphor, a yellow phosphor, and a red phosphor, and may be disposed in a single layer or in multiple layers. In the fluorescent film, a phosphor is added in the light transmitting resin material. The light transmitting resin material may include a material such as silicon or epoxy, and the phosphor may be selectively formed from YAG, TAG, Silicate, Nitride, and Oxy-nitride materials. The
상기 발광 소자(100)는 발광 칩(151,152) 및 형광체가 첨가된 수지층(260)에 의해, 상기 발광 칩(151,152)으로부터 방출된 파장과 상기 형광체로부터 여기된 파장이 방출될 수 있다. 상기 발광 소자(100)는 백색 광이 방출될 수 있다. 도 8과 같이, 상기 제1,2발광 칩(151,152) 사이에는 수지층(260)이 배치되어, 상기 제1,2발광 칩(151,152)이 접촉되는 것을 방지할 수 있다.The light emitted from the
실시 예에 따른 발광 소자의 다른 예로서, 도 10 내지 12를 참조하면, 발광 소자(100A)는 적어도 하나 또는 복수의 발광 칩(151,152), 상기 발광 칩(151,152) 상에 수지층(260), 상기 수지층(260)의 양 측면에 반사 측벽(side wall)(270,272)을 포함한다. 상기 발광 칩(151,152)(151,152) 및 수지층(260)은 상기의 실시 예의 설명을 참조하기로 한다.10 to 12, the
상기 반사 측벽(270,272)은 상기 수지층(260)의 적어도 2측면 예컨대, 서로 반대측 제1,2측면에 배치될 수 있다. 상기 반사 측벽(270,272)는 도 2의 광학 렌즈(300)의 제1,2입사면(312,314)에 인접하거나 대응되는 영역에 위치할 수 있다. 상기 반사 측벽(270,272)의 길이는 상기 발광 소자(100A)의 길이(C1)와 동일할 수 있으며, 높이는 상기 발광 소자(100)의 두께(C3)와 동일할 수 있다. 상기 반사 측벽(270,272)은 수지층(260)의 제1,2측면에 배치되어, 상기 발광 소자(100A)의 제1,2측면으로 진행하는 광을 반사시켜 줄 수 있다. 상기 반사 측벽(270,272)의 두께(수평 방향의 두께)는 150㎛ 이상 예컨대, 150㎛ 내지 200㎛의 범위일 수 있다. 상기 반사 측벽(270,272)의 두께가 상기 범위보다 작으면 광이 누설되거나 무너질 수 있으며, 상기 범위보다 크면 발광 소자(100A)의 사이즈가 커지게 되고 도 2의 광학 렌즈(300)의 리세스(315)가 변경될 수 있다.The
상기 반사 측벽(270,272)은 수지 재질을 포함할 수 있으며, 상기 수지 재질인 경우 내부에 금속 화합물을 포함할 수 있다. 상기 금속 화합물은 SiO2, Si3N4, Al2O3, TiO2 중에서 선택적으로 형성될 수 있다. 상기 반사 측벽은 수지로 이루어진 층이 단층 또는 다층으로 적층될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. The
상기 반사 측벽(270,272)은 다른 예로서, 금속 재질일 수 있으며, 반사율이 70% 이상인 금속 물질 예컨대, Al, Ag, Ru, Pd, Rh, Pt, Ir의 금속과 상기의 금속 중 둘 이상의 합금 중에서 선택될 수 있다. 상기 반사 측벽은 금속으로 이루어진 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다. As another example, the
상기 발광 소자(100A)는 발광 칩(151,152)으로부터 방출된 광 또는 형광체로부터 파장 변환된 광을 방출할 수 있으며, 상기 반사 측벽(270,272)은 입사된 광을 발광 소자의 상면 방향으로 반사시켜 줄 수 있다. 여기서, 상기 발광 소자의 반사 측벽(270,272)이 광학 렌즈(300)의 제1,2입사면(312,314)으로 진행하는 일부 광을 반사시켜 주어, 광학 렌즈(300)의 측면으로 진행하는 광 분포를 조절할 수 있다. 상기 발광 소자(100A)는 상면 및 제3,4측면(광학 렌즈의 길이 방향 측면)을 통해 방출할 수 있어, 인접한 발광 소자 사이의 암부 발생을 줄일 수 있다. The
실시 예에 따른 발광 소자(100,100A)의 광 지향각 분포를 비교 하면, 도 34의 (a)(b)와 같이, 상기 반사 측벽(wall)이 없는 발광 소자(100)와 상기 반사 측벽이 있는 발광 소자(100A)의 광 지향각 분포로서, 장축 방향(길이 방향)에서는 반사 측벽이 없는 발광 소자의 지향각 분포가 더 넓게 나타나며, 단축 방향(너비 방향)에서는 반사 측벽이 있는 발광 소자의 지향각 분포가 더 넓게 나타남을 알 수 있다. 34A and 34B, the
도 13은 도 2의 광학 렌즈의 제1변형 예로서, 광학 렌즈의 일부 입사면이 변형된 예이다. 상기에 개시된 광학 렌즈의 설명과 중복되는 부분은 생략하여 설명하기로 한다.Fig. 13 shows a first modification of the optical lens of Fig. 2, in which a part of the incident surface of the optical lens is modified. The portions overlapping with the description of the optical lens described above will be omitted.
도 13을 참조하면, 광학 렌즈(300A)는 바닥 면(302,304), 리세스(315), 복수의 입사면(310A,312,314), 복수의 출사면(340,342,344)을 포함할 수 있다. 상기 복수의 입사면(310A,312,314) 중 제1입사면(310A)은 플랫한 면 또는 수평한 면을 가질 수 있다. 상기 제1입사면(310A)이 플랫한 면인 경우 입사 효율은 개선될 수 있으며, 상기 제1입사면(310A)의 입사된 광의 굴절 각도가 달라지게 되므로 제1출사면(340)의 너비는 커질 수 있다. 상기 리세스(315)의 제2,3입사면(312,314)은 상기 리세스(315) 방향으로 볼록한 면일 수 있다.13, the
도 14는 도 2의 광학 렌즈의 제2변형 예로서, 광학 렌즈의 출사면이 변형된 예이다. 도 14와 같이, 광학 렌즈(300B)는 복수의 출사면(340A,342,344)을 포함하며, 상기 복수의 출사면(340A,342,344)은 도 1과 같이 광학 렌즈(300)의 길이와 동일한 길이를 가질 수 있다. 상기 복수의 출사면(340A,342,344) 중에서 센터 측 제1출사면(340A)은 볼록한 곡면이 아닌 평판한 면일 수 있다. 상기 제1출사면(340A)은 제2,3출사면(342,344)보다 낮은 위치에 배치될 수 있으며, 제1입사면(310)으로 입사된 광을 확산시켜 줄 수 있다. 상기 제1출사면(340A)이 볼록한 곡면이 경우 광을 집광하며, 평탄한 면일 경우 분산시켜 줄 수 있다.Fig. 14 is a second modification of the optical lens of Fig. 2, in which the exit surface of the optical lens is modified. 14, the
도 15는 도 2의 광학 렌즈의 제3변형 예로서, 광학 렌즈의 일부 출사면이 변형된 예이다. 상기에 개시된 광학 렌즈의 설명과 중복되는 부분은 생략하여 설명하기로 한다.Fig. 15 shows a third modification of the optical lens of Fig. 2, in which a part of the exit surface of the optical lens is modified. The portions overlapping with the description of the optical lens described above will be omitted.
도 15와 같이, 광학 렌즈(300C)의 출사면(340B,342,344) 중에서 센터 측 제1출사면(340B)은 플랫한 제1영역(41), 상기 제1영역(41)의 양측에 곡면을 갖는 제2 및 제3영역(42,43)을 포함할 수 있다. 상기 제1영역(41)의 너비(X21)는 상기 제1출사면(340B)의 너비(X2)의 1/2이하일 수 있으며, 이러한 너비(X21)에 의해 제1출사면(340B)의 제1영역(41)으로 입사된 광을 확산시켜 출사시켜 줄 수 있다. 상기 제2,3영역(42,43)은 곡면으로 제공되므로 제1입사면(310)으로 입사된 광을 평행한 광을 굴절시켜 출사하게 된다.As shown in Fig. 15, out of the exit surfaces 340B, 342 and 344 of the
상기 제1출사면(340B)의 제1영역(41)은 도 1의 광학 렌즈의 길이 방향을 따라 하나 또는 복수개 배치될 수 있다. 예컨대, 복수의 제1영역(41)은 상기 제1출사면(340)에서 상기 발광 소자(100)와 오버랩되는 영역에 배치되고, 상기 제1영역(41) 사이의 영역 즉, 발광 소자들 사이의 영역은 곡면이거나 다른 평면일 수 있다. The
도 16은 제2실시 예에 따른 광학 렌즈를 갖는 라이트 유닛의 사시도이며, 도 17은 도 16의 광학 렌즈의 측 단면도이며, 도 18은 도 17의 광학 렌즈의 입사면과 출사면을 설명하기 위한 도면이다. FIG. 16 is a perspective view of a light unit having an optical lens according to the second embodiment, FIG. 17 is a side sectional view of the optical lens of FIG. 16, and FIG. 18 is a cross- FIG.
도 16 내지 도 18을 참조하면, 라이트 유닛(401)은 제2실시 예에 따른 광학 렌즈(301)을 포함한다. 상기 라이트 유닛(401)은 회로 기판(400), 복수의 발광 소자(100) 및 광학 렌즈(301)를 포함한다. 16 to 18, the
도 17 및 도 18을 참조하면, 상기 광학 렌즈(301)는 복수의 바닥 면(302,304), 상기 복수의 바닥 면(302,304) 사이에 리세스(315), 상기 리세스(315)의 외측에 복수의 입사면(320,322,324), 복수의 출사면(341,343,345) 및 복수의 전반사면(332,334)을 포함한다. 제2실시 예에 따른 광학 렌즈(301)는 출사면(341,343,345)의 형상이 변경됨에 따라 입사면(320,322,324) 및 출사면의 사이즈가 달라질 수 있다. 17 and 18, the
상기 광학 렌즈(301)의 두께(Z11)는 광학 렌즈(301)의 너비(X1)에 비해 1.4배 이상 예컨대, 1.5배 내지 1.6배일 수 있다. 이러한 광학 렌즈(301)는 입사된 광을 확산시켜 출사하게 된다.The thickness Z11 of the
상기 광학 렌즈(301)는 출사면(341,343,345) 중에서 제2,3출사면(343,345)이 수평한 면으로 배치될 수 있다. 상기 제2,3출사면(343,345)이 수평한 면으로 제공되므로, 상기 광학 렌즈(301)의 길이(Y1)는 너비(X1)의 3배 이상 예컨대, 4배 이상 또는 4배 내지 6배 범위에 배치될 수 있다. 상기 광학 렌즈(301)의 길이(Y1)가 상기 범위를 초과하면 상기 광학 렌즈(301)가 휘어지는 문제가 발생될 수 있고, 상기 범위보다 작으면 조명 장치에 탑재되는 광학 렌즈(301)가 개수가 증가될 수 있다.The
상기 제2,3출사면(343,345)은 수직한 축을 기준으로 90±2의 각도(θ3)로 배치될 수 있다. 상기 광학 렌즈(301)의 제1,2전반사면(332,334)은 수직한 축을 기준으로 상기 제1,2전반사면(332,334)의 양 에지를 연결한 직선과의 각도(θ4)가 25도 이상 예컨대, 25도 내지 35도의 범위에 배치될 수 있다. 상기 제1,2전반사면(332,334)은 양 에지를 연결한 직선보다 외측으로 돌출된 곡면을 가질 수 있다. The second and third emission surfaces 343 and 345 may be disposed at an angle? 3 of 90 ± 2 with respect to a vertical axis. The first and second total reflection surfaces 332 and 334 of the
상기 제1,2전반사면(332,334)은 바닥 면(302,304)에 인접한 영역에 단차진 구조를 가질 수 있으며, 이는 단차진 구조에 의해 바닥 면(302,304)의 너비를 확보할 수 있고, 상기 바닥 면(302,304)으로 돌출된 지지 돌기의 강성을 확보해 줄 수 있다. The first and second total reflection surfaces 332 and 334 may have a stepped structure in a region adjacent to the bottom surfaces 302 and 304. This can ensure the width of the bottom surfaces 302 and 304 by the stepped structure, It is possible to secure the rigidity of the support protrusions protruding from the
상기 제1출사면(341)의 너비는 상기 제2,3출사면(343,345)의 너비의 1배 초과 예컨대, 1.5배 내지 2배 사이의 범위를 가질 수 있다. 상기 제2 또는 제3출사면의 너비와 상기 제1출사면(341)의 너비 비율은 1: 1.5 내지 1:1.9의 범위에 배치될 수 있다. 상기 제1출사면(341)의 너비는 6mm 이상 예컨대, 6.5mm 내지 8mm의 범위일 수 있다. 상기 제1출사면(341)의 너비가 상기 범위보다 작을 경우 센터 측 광 효율이 저하될 수 있고, 상기 제1출사면(341)의 너비가 상기 범위보다 클 경우 센터 측 광 효율의 개선이 미미할 수 있다. The width of the
제2실시 예에 따른 광학 렌즈(301)의 출사면에 대응되도록 입사면(320,322,324)의 사이즈가 달라질 수 있다. 상기 입사면(320,322,324)은 상기 리세스(315) 상에 제1입사면(320) 및 상기 리세스(315)의 양측에 제2,3입사면(322,324)을 포함한다. 상기 제1입사면(320)은 바닥 방향으로 돌출된 볼록한 곡면을 포함하며, 상기 제2,3입사면(322,324)은 리세스(315)의 방향으로 돌출된 곡면이거나 경사진 평면일 수 있다. The sizes of the incident surfaces 320, 322, and 324 may be changed to correspond to the outgoing surface of the
상기 제1입사면(320)의 너비(D13)는 제1출사면(341)의 너비(X12)의 1/4 이하일 수 있으며, 예컨대 2mm 내지 3mm의 범위를 가질 수 있다. 상기 제1입사면(320)의 너비(D13)와 상기 제2출사면(341)의 너비(X12)의 비율은 1:2.7 내지 1:3.3의 범위를 가질 수 있다. The width D13 of the
상기 리세스(315)는 상부 너비(D13)와 바닥 너비(D12)의 차이가 0.8mm 이상 예컨대, 0.8mm 내지 1.2mm의 범위일 수 있다. 상기 리세스(315)의 바닥 너비(D12)는 3mm 이상 예컨대, 3mm 내지 4mm 범위일 수 있으며, 상기 리세스(315)의 상부 너비(D13)는 2mm 내지 2.8mm 범위일 수 있다. 상기 리세스(315)의 바닥 너비(D13)는 후술되는 발광 소자의 너비보다 넓을 수 있다. 상기 리세스(315)의 상부 너비(D12)는 후술되는 발광 소자의 너비보다 넓을 수 있다. The difference between the top width D13 and the bottom width D12 of the
도 18을 참조하면, 상기 광학 렌즈(301)는 상기 리세스(315)의 바닥 중심(ZO)을 기준으로 상기 제1입사면(320)의 양 에지(112,12)가 이루는 제1각도(R4)는 60도 이상 예컨대, 60도 내지 70도의 범위를 가질 수 있다. 이러한 상기 리세스(315)의 바닥 중심(ZO)으로부터 제1입사면(320)이 이루는 제1각도(R4)는 발광 소자의 지향각에 의해 달라질 수 있다.Referring to FIG. 18, the
상기 제1각도는 상기 리세스(315)의 바닥 중심(ZO)을 기준으로 상기 제1출사면(341)이 이루는 제2각도(R5)보다 클 수 있다. 상기 제1각도(R4)와 제2각도(R5)의 차이는 8도 이상 예컨대, 8도 내지 15도의 차이를 가질 수 있다. 상기 제1,2각도(R4,R5)의 차이가 상기 범위보다 작거나 크면 광학 렌즈(301)의 두께에 영향을 미치거나 광 효율이 달라질 수 있다. The first angle may be greater than a second angle R5 formed by the
상기 리세스(315)의 바닥 중심(ZO)으로 상기 제2,3출사면(343,345)의 양 에지(P3,P4) 사이의 제3각도(R6)는 90도 초과 예컨대, 91도 내지 100도 범위를 가질 수 있다. 상기 제3각도(R6)는 상기 제2,3출사면(343,345)의 영역과 상기 제1,2전반사면(332,334)의 영역을 구분할 수 있다. The third angle R6 between the two edges P3 and P4 of the second and third exit surfaces 343 and 345 to the bottom center ZO of the
도 17과 같이, 상기 제1,2전반사면(332,334)은 수직한 축을 기준을 양 에지를 연결한 직선과의 각도(θ4)는 50도 이하 예컨대, 25도 내지 35도의 범위를 가질 수 있다. 상기 제1,2전반사면(332,334)은 양 에지를 연결한 직선보다 외측으로 돌출된 곡면을 가질 수 있다. 상기 제1,2전반사면(332,334)의 양 에지를 연결한 직선이 수직한 축에 대해 경사진 면을 제공함으로써, 상기 제2,3입사면(322,324)으로 입사된 광을 상기 제2,3출사면(343,345)으로 반사시켜 줄 수 있다. 실시 예에 따른 광학 렌즈(301)로부터 방출된 광의 지향각 분포는 도 33의 (b)와 같이 중심 축을 기준으로 30도 이내 예컨대, 20도 내지 30도의 범위로 분포함 알 수 있다.As shown in FIG. 17, the first and second total reflection surfaces 332 and 334 may have an angle .theta.4 between the first and second total reflection surfaces 332 and 334 with respect to a straight line connecting both edges with respect to a vertical axis, for example, from about 25 degrees to about 35 degrees. The first and second total reflection surfaces 332 and 334 may have a curved surface protruding outwardly from a straight line connecting both edges. The straight line connecting the both edges of the first and second total reflection surfaces 332 and 334 provides a tilted surface with respect to the vertical axis so that the light incident on the second and third incident surfaces 322 and 324 is reflected by the second and third And can be reflected by the exit surfaces 343 and 345. The directivity angle distribution of the light emitted from the
도 19 내지 도 21은 17의 광학 렌즈의 제1 내지 제3변형 예를 나타낸 도면이다. 19 to 21 are views showing first to third modifications of the optical lens 17.
도 19를 참조하면, 광학 렌즈는 바닥 면(302,304), 리세스(315), 복수의 입사면, 복수의 출사면(341,343,345)을 포함할 수 있다. 상기 복수의 입사면(320A,322,324) 중 제1입사면(320)은 플랫한 면 또는 수평한 면을 가질 수 있다. 상기 제1입사면(320A)이 플랫한 면인 경우 입사 효율은 개선될 수 있으며, 상기 제1입사면(320A)의 입사된 광의 굴절 각도가 달라지게 되므로 제1출사면(341)의 너비는 커질 수 있다. 상기 리세스(315)의 제2,3입사면(322,324)은 상기 리세스(315) 방향으로 볼록한 면일 수 있다.19, the optical lens may include
도 20은 도 17의 광학 렌즈의 제2변형 예로서, 광학 렌즈의 출사면이 변형된 예이다. 상기 광학 렌즈는 출사면(341A)을 포함하며, 상기 출사면(341A)은 도 1과 같이 광학 렌즈의 길이와 동일한 길이를 가질 수 있다. 상기 출사면(341A) 중에서 센터 측 및 사이드측 출사면이 볼록한 곡면이 아닌 평판한 면일 수 있다. Fig. 20 shows a second modification of the optical lens of Fig. 17, in which the exit surface of the optical lens is modified. The optical lens includes an
도 21은 도 17의 광학 렌즈의 제3변형 예로서, 광학 렌즈의 일부 출사면이 변형된 예이다. 상기에 개시된 광학 렌즈의 설명과 중복되는 부분은 생략하여 설명하기로 한다.Fig. 21 shows a third modified example of the optical lens of Fig. 17, in which a part of the exit surface of the optical lens is modified. The portions overlapping with the description of the optical lens described above will be omitted.
도 21과 같이, 광학 렌즈의 출사면(341B,343,345) 중에서 센터 측 제1출사면(341B)은 플랫한 제1영역, 상기 제1영역(45)의 양측에 곡면을 갖는 제2 및 제3영역(46,47)을 포함할 수 있다. 상기 제1영역(45)의 너비는 상기 제1출사면(341)의 너비의 1/2이하일 수 있으며, 이러한 너비에 의해 제1출사면(341)의 제1영역(45)으로 입사된 광을 확산시켜 출사시켜 줄 수 있다. 상기 제2,3영역(46,47)은 곡면으로 제공되므로 제1입사면(320)으로 입사된 광을 평행한 광을 굴절시켜 출사하게 된다.As shown in Fig. 21, among the exit surfaces 341B, 343 and 345 of the optical lens, the center-side
상기 제1출사면(341)의 제1영역(45)은 도 1의 광학 렌즈의 길이 방향을 따라 하나 또는 복수개 배치될 수 있다. 예컨대, 복수의 제1영역은 상기 제1출사면(341)에서 상기 발광 소자와 오버랩되는 영역에 배치되고, 상기 제1영역 사이의 영역 즉, 발광 소자들 사이의 영역은 곡면이거나 다른 평면일 수 있다.The
도 22는 제3실시 예에 따른 광학 렌즈를 갖는 라이트 유닛의 사시도이며, 도 23은 도 22의 라이트 유닛의 광학 렌즈를 나타낸 도면이고, 도 24는 도 22의 라이트 유닛의 결합 측 단면도이며, 도 25는 도 22의 라이트 유닛에서 광학 렌즈의 지지 돌기를 나타낸 도면이다.22 is a perspective view of a light unit having an optical lens according to the third embodiment, FIG. 23 is a view showing an optical lens of the light unit of FIG. 22, FIG. 24 is a cross- 25 is a view showing support protrusions of the optical lens in the light unit of Fig.
도 22 내지 도 25를 참조하면, 라이트 유닛(401)은 회로 기판(400), 상기 회로 기판(400) 상에 배치된 실시 예에 따른 복수의 발광 소자(100), 및 상기 회로 기판(400) 상에 복수의 광학 렌즈(301A)를 포함한다.22 to 25, the
상기 발광 소자(100)는 상기 광학 렌즈(301A)와 상기 회로 기판(400) 상에 배치될 수 있다. 상기 발광 소자(100)는 상기 광학 렌즈(301A)의 바닥 면(302,304)보다 위에 배치될 수 있다. The
상기 광학 렌즈(301A)의 길이 및 너비는 도 16의 구성을 참조하기로 한다. 상기 광학 렌즈(301A)는 출사면(370,372,374) 중에서 제2,3출사면(372,374)이 수평한 평면으로 배치되며, 상기 제2,3출사면(372,374)과 상기 제1,2전반사면(362,364) 사이의 경계 영역(P3,P4)은 에지 영역으로서, 각진 면이거나 곡면일 수 있다. 이는 사출 또는 압출 공정에 의해 상기 제1,2출사면(372,374)의 에지 영역은 곡면으로 제공될 수 있다.The length and the width of the
상기 광학 렌즈(301A)의 제1,2 바닥 면(302,304)은 회로 기판(400)의 상면에 배치되거나, 회로 기판(400)의 상면보다 내측에 배치될 수 있다. The first and second bottom surfaces 302 and 304 of the
상기 광학 렌즈(301A)는 복수의 다리부(361,363)를 포함하며, 상기 복수의 다리부(361,363)는 상기 리세스(315)의 양측으로 돌출될 수 있다. 상기 다리부(361,363)는 상기 광학 렌즈(301A)의 길이와 동일한 길이를 갖고, 광학 렌즈(301A)를 지지할 수 있다.The
상기 리세스(315)에는 제1 내지 제3입사면(350,352,354)을 포함하며, 상기 제1입사면(350)은 상기 발광 소자 방향으로 볼록한 곡면이거나 평탄한 면일 수 있다. 상기 제2,3입사면(322,324)은 상기 발광 소자(100A)의 양측에 배치되며, 입사된 광을 제1,2전반사면(362,364)으로 굴절시켜 준다. 상기 제2,3입사면(322,324)은 수평한 축에 대해 수직한 면으로 배치되거나, 곡면 또는 경사진 면으로 형성될 수 있다.The
상기 광학 렌즈(301A)의 리세스(315)의 너비(C5)는 상기 제1,2다리부(361,363) 사이의 간격일 수 있으며, 상기 발광 소자(100A)의 너비보다 넓을 수 있다. 여기서, 상기 발광 소자(100A)는 도 12와 같은 같은 발광 소자나 도 7과 같은 발광 소자를 적용할 수 있다. 이때, 상기 발광 소자(100A)로부터 방출된 광은 제1,2다리부(361,363)의 상부 영역으로 진행하게 되므로, 제1,2전반사면(362,364)으로 입사될 수 있다.The width C5 of the
도 25를 참조하면, 광학 렌즈(301A)는 바닥 면(302,304)에 복수의 지지 돌기(381,382)가 배치될 수 있다. 상기 복수의 지지 돌기(381,382)는 회로 기판(400) 또는 다른 고정 구조물에 결합되어, 상기 광학 렌즈(301A)를 고정시켜 줄 수 있다. 상기 복수의 지지 돌기(381,382)는 바텀 뷰 형상이 원 형상이거나 다각 형상 또는 타원 형상일 수 있다.25, a plurality of
도 23 및 도 25와 같이, 상기 광학 렌즈(301A)의 외측벽(376,378)에는 측면 돌출부(377)가 배치될 수 있다. 상기 측면 돌출부(377)는 어느 하나 또는 양측에 모두 배치될 수 있으며, 상기 광학 렌즈(301A)의 사출 성형을 위한 게이트(Gate) 영역일 수 있다. 상기 광학 렌즈(301A)의 외 측벽(376,378)은 Z축 방향으로 수직한 면이거나 경사진 면일 수 있다. 상기 측면 돌출부(376,378)는 광 특성에 영향을 주지 않는 영역에 배치되므로, 광 손실을 줄여줄 수 있다. 상기 측면 돌출부(376)의 너비는 2mm 예컨대, 2mm 내지 4mm 범위이며, 돌출 두께는 0.3mm 예컨대, 0.3mm 내지 0.7mm 범위일 수 있으며, 높이는 1mm 이상 예컨대, 1mm 내지 2mm의 범위에 존재할 수 있다. 이러한 측면 돌출부(376,378)의 사이즈는 게이트에 따라 달라질 수 있다. As shown in FIGS. 23 and 25, the
상기 전반사면(362,364)과 외 측벽(376,378) 사이의 경계 영역(362A,364A)은 각진 면이거나 곡면일 수 있으며, 곡면인 경우 곡률 반경은 0.2mm 내지 0.6mm의 범위를 가질 수 있다. 이러한 곡률 반경을 갖는 경계 영역(362A,364A)는 사출 성형시 용이하게 분리될 수 있다.The
도 26을 참조하면, 광학 렌즈(301A)의 외 측벽(376A,376B)은 사출 공정에서 분리가 용이하도록 중심을 기준으로 외측 방향(X축 방향)으로 경사진 면으로 배치될 수 있다. 상기 광학 렌즈(301A)의 외 측벽(376A,376B)은 수평한 직선에 대해 5도 이하 예컨대, 4도 이하의 각도(θ8)일 수 있으며, 상기 범위를 초과할 경우 광 손실이 발생될 수 있고, 상기 범위 미만인 경우 사출 렌즈(301A)의 분리시 개선 효과가 미미할 수 있다. 실시 예는 광학 렌즈(301A)의 외 측벽(376A,376B)에 경사진 구조를 제공하여, 광 손실을 줄이고 제조 공정시 용이하게 분리되도록 할 수 있다.Referring to FIG. 26, the
도 27 내지 도 29는 실시 예에 따른 광학 렌즈(301A)의 결합 구조를 설명하기 위한 도면이다.Figs. 27 to 29 are views for explaining the coupling structure of the
도 27을 참조하면, 상기 광학 렌즈(301A)는 하부에 수납 홈(391,393)을 구비하며, 상기 수납 홈(391,393)은 리세스(355)의 하부 양측으로 연장될 수 있다. 상기 수납 홈(391,393)은 각 다리부(361,363)의 내측 아래에 배치되어, 수납 공간을 제공할 수 있다. 상기 수납 홈(391,393)의 너비(E7)는 상기 리세스(315)의 너비(E1)보다 넓을 수 있다. 상기 수납 홈(391,393)의 너비(E7)는 상기 회로 기판(400)와 너비보다 넓을 수 있어, 상기 회로 기판(400)이 삽입될 수 있다. Referring to FIG. 27, the
상기 광학 렌즈(301A)는 다리부(361,363)의 바닥 외측으로 연장된 제1,2바닥 부(365,366)를 포함하며, 상기 제1,2바닥부(365,366) 중 적어도 하나 또는 모두에는 하나 또는 복수의 결합 돌기(368)가 배치될 수 있다. 상기 결합 돌기(368)는 도 27과 같이 길이 방향으로 걸림 턱을 갖는 돌기 구조를 구비하거나, 도 28과 같이 너비 방향으로 걸림 턱을 갖는 돌기 구조(368A)이거나, 도 29와 같이 수직하게 돌출된 기둥 구조(369,369A)일 수 있다. 상기 결합 돌기들은 바텀 커버와 같은 구조물에 결합될 수 있다.The
또한 도 27 및 도 28과 같이, 상기 광학 렌즈(301A)의 제1,2바닥부(365,366) 중 어느 하나는 상면 외측에 경사 면(366A)을 포함할 수 있으며, 상기 경사 면(366A)에 의해 상기 제1,2바닥부(361,363)의 외측이 고정 구조물에 끼워질 수 있다. 27 and 28, any one of the first and second
실시 예에 따른 광학 렌즈(300,301,301A)를 갖는 라이트 유닛(401)은 표시 장치, 3차원 디스플레이, 각종 조명등, 신호등, 차량 전조등, 전광판에 적용될 수 있다. The
도 30은 실시 예에 따른 광학 렌즈 및 라이트 유닛을 갖는 조명 장치를 나타낸 도면이다.30 is a view showing a lighting device having an optical lens and a light unit according to the embodiment.
도 30을 참조하면, 조명 장치는 수납 공간(455)을 갖는 하우징(450), 상기 하우징(450)의 일 측에 배치된 방열 판(470), 상기 방열 판(470)의 내측에 배치된 실시 예에 따른 광학 렌즈(300)를 갖는 라이트 유닛(401), 상기 광학 렌즈(300)를 통해 출사된 광을 반사하는 반사 시트(440), 상기 반사 시트(440) 및 상기 광학 렌즈(300)를 통해 출사된 광을 확산하는 광학 부재(460)를 포함한다.30, the lighting device includes a
상기 하우징(450)은 내부에 수납 공간(455)을 갖고, 상기 라이트 유닛(401)으로부터 방출된 광을 전 영역으로 확산시켜 줄 수 있다. 상기 하우징(450)은 플라스틱 재질인 경우, 예컨대 PC(Polycarbonate), PETG(Polyethylene Terephthalate Glycol), PE(polyethylene), PSP(Polystyrene Paper), PP(polypropylene), PVC(polyvinyl chloride) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이러한 하우징(450)은 광 반사도가 높은 재질로 형성될 수 있으며, 또는 내측 표면에 반사층이 더 형성될 수 있다. 상기 하우징(450)은 금속 재질로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The
상기 반사 시트(440)는 상기 하우징(450)의 표면 예컨대, 상기 광학 렌즈(300)로부터 방출된 광을 광학 부재(460)의 방향으로 반사하기 위한 영역에 배치될 수 있다. 상기 반사 시트(440)는 하우징(450)의 내측 천장에 배치될 수 있다. 상기 반사 시트(440)는 예를 들어, PET poly(ethylene terephthalate), PC(polycarbonate), PVC poly(vinyl chloride) 레진 등으로 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다. The
상기 광학 부재(460)는 확산 시트(461) 및 보호 시트(463)를 포함할 수 있다. 상기 확산 시트(461)는 상기 광학 렌즈(300)로부터 반사 시트(440)를 통해 반사된 광을 확산시켜 주어, 조명 영역에 균일한 광도로 조사되도록 한다. 상기 보호 시트(463)는 조명 장치의 표면을 보호할 수 있다. The
상기 광학 부재(460)는 확산 재질 예컨대, 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE) 및 폴리스틸렌(PS) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 광학 부재(180)에는 복수의 광학 시트가 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 광학 부재(460)의 외측에는 표시 패널이 더 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 표시 패널은 액정 패널을 포함할 수 있다. The
실시 예에 따른 도 7 내지 도 12에 개시된, 발광 칩(151,152)은 예를 들어, 웜 화이트 발광소자(Warm white LED)와 쿨 화이트 발광 다이오드(Cool white LED)를 포함할 수 있다. 웜 화이트 발광 다이오드와 쿨 화이트 발광 다이오드는 백색광을 방출하는 소자이다. 웜 화이트 발광 다이오드와 쿨 화이트 발광 다이오드가 각각 상관색 온도를 발산하여 혼합된 빛의 백색광을 발산시킬 수 있으므로, 자연 태양광에 가까움을 나타내는 연색 지수(Color Rendering Index: CRI)가 높아지게 된다. 따라서 실제 물체의 색이 왜곡되는 곳을 방지할 수 있고, 사용자의 눈의 피로감을 감소시켜 준다.The
도 31은 실시 예에 따른 발광 소자의 일 예이다. 31 is an example of a light emitting device according to the embodiment.
도 31을 참조하면, 발광 소자(100)는 발광 칩(151) 및 상기 발광 칩(151)의 외측에 수지층(260)을 포함한다. 상기 수지층(260)은 형광체를 포함할 수 있으며, 입사되는 광의 파장을 변환하게 된다. 상기 발광 소자(100) 상에는 실시 예에 따른 광학 렌즈(300)의 리세스(315) 내에 배치되어 상기 발광 칩(151)으로부터 방출된 광을 방출하게 된다. 상기 발광 소자(100)는 설명의 편의를 위해 제1발광 칩(151)에 대해 상세하게 설명하며, 제2발광 칩의 설명은 제1발광 칩(151)의 설명을 참조하기로 한다. Referring to FIG. 31, the
상기 발광 칩(151)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.The
상기 발광 구조물(225)은 제1도전형 반도체층(222), 활성층(223) 및 제2도전형 반도체층(224)을 포함한다. 상기 발광 칩(151)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. 상기 제1도전형 반도체층(222)은 n형 반도체층일 수 있으며, 상기 제2도전형 반도체층(224)은 p형 반도체층일 수 있다. 반대로, 상기 제1도전형 반도체층(222)은 p형 반도체층일 수 있으며, 상기 제2도전형 반도체층(224)은 n형 반도체층일 수 있다. 상기 발광 구조물(225)는 n-p접합, p-n 접합, n-p-n 접합, p-n-p접합 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 발광 칩(151)은 내부에 제너 다이오드나 FET와 같은 소자를 포함할 수 있다. The
상기 발광 칩(151)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(151)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 기판의 패턴과 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. The
상기 발광 칩(151)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.The
상기 발광 칩(151)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.The
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. The first and second electrode layers 241 and 242 may be formed of different materials. The first electrode layer 241 may be formed of a light-transmitting material, for example, a metal oxide or a metal nitride. The first electrode layer may include at least one of indium tin oxide (ITO), indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), indium zinc oxide (IZO) indium gallium zinc oxide, indium gallium tin oxide (IGTO), aluminum zinc oxide (AZO), antimony tin oxide (ATO), and gallium zinc oxide (GZO). The second electrode layer 242 may contact the lower surface of the first electrode layer 241 and function as a reflective electrode layer. The second electrode layer 242 includes a metal such as Ag, Au, or Al. The second electrode layer 242 may partially contact the lower surface of the
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. As another example, the structures of the first and second electrode layers 241 and 242 may be stacked in an omni directional reflector layer (ODR) structure. The omnidirectional reflection structure may have a stacked structure of a first electrode layer 241 having a low refractive index and a second electrode layer 242 made of a highly reflective metal material in contact with the first electrode layer 241. The electrode layers 241 and 242 may have a laminated structure of, for example, ITO / Ag. The total reflection angle at the interface between the first electrode layer 241 and the second electrode layer 242 can be improved.
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(151)을 제공할 수 있다. 상기 플립 방식으로 탑재된 발광 칩(151)은 상기 제2전극층(242)로부터 반사된 광이 기판(221)을 통해 방출하게 되므로, 수직 상 방향으로 대부분의 광을 방출할 수 있다. As another example, the second electrode layer 242 may be removed and formed of a reflective layer of another material. The reflective layer is a distributed Bragg reflection: can be formed of (distributed bragg reflector DBR) structure, and the distributed Bragg reflection structure to each other comprises a structure du dielectric layers are arranged alternately having different refractive indices, e.g., SiO 2 layer , A Si 3 N 4 layer, a TiO 2 layer, an Al 2 O 3 layer, and a MgO layer, respectively. As another example, the electrode layers 241 and 242 may include both a dispersed Bragg reflection structure and an omnidirectional reflection structure. In this case, the
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.The
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(243)과 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. The
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. The
상기 제1 및 제2패드(245,247)는 상기 발광 칩(151)의 하부에 서로 이격되며, 상기 회로 기판의 패턴과 대면하게 된다. The first and
상기 발광 칩(151)는 상기 제1패드(245) 및 제2패드(247)가 회로 기판 상에 접합 부재로 접합될 수 있다. 상기 접합 부재는 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 부재는 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. The
상기 발광 칩(151)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 발광 소자는 복수개의 발광 칩을 갖고 회로 기판 상에 플립 칩 방식으로 본딩될 수 있어, 공정이 간소화될 수 있다. 또한 발광 소자의 방열이 개선됨으로써, 조명 분야 등에 유용하게 활용될 수 있다. The
상기 수지층(260)은 상기 발광 칩(151)의 상면 및 측면 상에 배치되어, 방출되는 광의 파장을 변환하고, 습기 침투를 방지할 수 있다. 상기 수지층(260)의 측면 하단은 상기 패드(245,247)의 외측까지 배치된 예로 설명하였으나, 상기 전극층(241,242,243) 중 어느 한 층까지 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. The
도 32는 도 31의 발광 소자의 다른 예이다. 도 32를 설명함에 있어서, 도 31과 동일한 구성은 도 31의 설명을 참조하기로 한다.32 is another example of the light emitting element of Fig. In the description of FIG. 32, the same structure as FIG. 31 will be described with reference to FIG. 31.
도 32를 참조하면, 발광 소자는 외벽에 반사 부재(271,272)가 배치되며, 상기 반사 부재는 수지층(260)의 외 측면에 배치될 수 있다. 상기 수지층(260)은 상기 반사 부재(270,272)와 발광 칩(151) 사이에 배치될 수 있다. 상기 반사 부재(270,272)는 입사되는 광을 반사시켜 줄 수 있다. 실시 예의 발광 소자는 수지층(260)의 2 측면에 반사 부재를 배치한 예로 설명하였으나, 3개 또는 4개의 측면에 배치될 수 있다. 또한 도 5와 같이 회로 기판 상에 배열된 발광 소자 중 최 외곽에 배치된 발광 소자의 최 외 측면에 상기 반사 부재를 더 배치하여, 광 누설을 방지할 수 있다. 이러한 발광 소자에서 상기 발광 칩(151)의 양 측면으로 방출된 광은 반사 부재에 의해 광학 렌즈의 입사면 영역으로 반사될 수 있다.Referring to FIG. 32,
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.The features, structures, effects and the like described in the embodiments are included in at least one embodiment of the present invention and are not necessarily limited to only one embodiment. Furthermore, the features, structures, effects and the like illustrated in the embodiments can be combined and modified by other persons skilled in the art to which the embodiments belong. Therefore, it should be understood that the present invention is not limited to these combinations and modifications.
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.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of illustration, It can be seen that various modifications and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments can be modified and implemented. It is to be understood that all changes and modifications that come within the meaning and range of equivalency of the claims are therefore intended to be embraced therein.
100: 발광 소자
151,152: 발광 칩
260: 수지층
300,300A,300B,300C,301,301A: 광학 렌즈
302,304: 바닥면
310,310A,320,320A: 제1입사면
312,322:제2입사면
314,324: 제3입사면
315: 리세스
332,334: 전반사면
340,341: 제1출사면
342,343: 제2출사면
344,345: 제3출사면
400: 회로 기판
401: 라이트 유닛100: Light emitting element
151, 152: Light emitting chip
260: resin layer
300, 300A, 300B, 300C, 301, 301A: optical lens
302, 304:
310, 310A, 320, 320A: first incident surface
312, 322: second incident surface
314,324: Third incident surface
315: recess
332, 334:
340, 341: a first emitting surface
342,343: a second exit surface
344,345: Third exit surface
400: circuit board
401: Light Unit
Claims (17)
상기 제1,2바닥 면 사이에 배치되며 제2축 방향으로 긴 길이를 갖는 리세스;
상기 리세스의 상면에 제1입사면, 상기 리세스의 양 측면에 서로 대응되는 제2입사면과 제3입사면을갖는 복수의 입사면;
상기 몸체의 서로 반대 측면에 배치된 제1전반사면 및 제2전반사면; 및
상기 몸체의 상부 센터에 제1출사면, 상기 제1출사면의 양측에 제2,3출사면을 포함하는 광학 렌즈.First and second bottom surfaces spaced apart from each other and having a longer length in a second axial direction than a first axial direction in a lower portion of the transparent body;
A recess disposed between the first and second bottom surfaces and having a length in a second axial direction;
A plurality of incident surfaces having a first incident surface on the upper surface of the recess, a second incident surface and a third incident surface corresponding to both sides of the recess;
A first total reflection plane and a second total reflection plane disposed on opposite sides of the body; And
And a second exit surface on the upper center of the body, and second and third exit surfaces on both sides of the first exit surface.
상기 광학 렌즈의 리세스 내에 복수개가 배치된 발광 소자; 및
상기 발광 소자 아래에 회로 기판을 포함하는 라이트 유닛. An optical lens according to claim 4;
A plurality of light emitting elements arranged in a recess of the optical lens; And
And a circuit board under the light emitting element.
상기 발광 소자는 3면 또는 5면 발광하는 라이트 유닛.13. The method of claim 12,
Wherein the light emitting element emits light in three or five planes.
상기 발광 소자 각각은 복수의 발광 칩; 상기 복수의 발광 칩의 둘레에 배치된 수지층을 포함하며,
상기 수지층은 형광체를 포함하는 라이트 유닛.13. The method of claim 12,
Each of the light emitting elements includes a plurality of light emitting chips; And a resin layer disposed around the plurality of light emitting chips,
Wherein the resin layer comprises a phosphor.
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KR102013517B1 (en) * | 2018-02-23 | 2019-08-22 | (주)엔디에스 | Led lens |
KR20240048061A (en) | 2022-10-05 | 2024-04-15 | 한국광기술원 | Wall lighting device |
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