KR20170125657A - 조명 모듈 및 이를 구비한 조명 장치 - Google Patents
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Abstract
실시 예에 개시된 조명 모듈은, 기판; 상기 기판 상에 배치되며 상기 기판에 인접한 광 출사면을 갖는 복수의 발광 소자; 상기 기판 및 상기 발광 소자 상에 배치되며 상면에 광 추출 구조를 갖는 수지층을 포함하며, 상기 광 추출 구조는 상기 복수의 발광 소자의 광축 방향으로 배열된 패턴을 포함한다.
Description
실시 예는 복수의 발광 다이오드를 갖고 면 광원을 제공하는 조명 모듈에 관한 것이다.
실시 예는 조명 모듈을 갖는 조명 장치에 관한 것이다.
실시 예는 조명 모듈을 갖는 백라이트 유닛, 액정표시장치, 차량용 램프에 관한 것이다.
통상적인 조명 응용은 차량용 조명(light)뿐만 아니라 디스플레이 및 간판용 백라이트를 포함한다.
발광 소자 예컨대, 발광 다이오드(LED)는 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성 등의 장점이 있다. 이러한 발광 다이오드는 각종 표시 장치, 실내등 또는 실외등과 같은 각종 조명장치에 적용되고 있다.
최근에는 차량용 광원으로서, 발광 다이오드를 채용하는 램프가 제안되고 있다. 백열등과 비교하면, 발광 다이오드는 소비 전력이 작다는 점에서 유리하다. 그러나, 발광 다이오드로부터 출사되는 광의 출사각이 작기 때문에, 발광 다이오드를 차량용 램프로 사용할 경우에는, 발광 다이오드를 이용한 램프의 발광 면적을 증가시켜 주기 위한 요구가 있다.
발광 다이오드는 사이즈가 작기 때문에 램프의 디자인 자유도를 높여줄 수 있고 반 영구적인 수명으로 인해 경제성도 있다.
실시 예는 복수의 발광 소자 및 광 추출 구조를 갖는 수지층을 갖는 조명 모듈을 제공한다.
실시 예는 복수의 발광 소자로부터 출사된 광을 반사하는 반사 필름 및 상기 반사 필름 상에 광 추출 구조를 갖는 수지층을 포함하는 조명 모듈을 제공한다.
실시 예는 광 추출 구조의 패턴이 상기 복수의 발광 소자의 배열 방향과 직교하는 방향 또는 동일한 방향으로 배열된 수지층을 갖는 조명 모듈을 제공한다.
실시 예는 광 추출 구조를 갖는 수지층이 기판 상에 동일한 두께로 배치된 조명 모듈을 제공한다.
실시 예는 광 추출 구조를 갖는 수지층이 기판 상에 동일한 두께의 제1영역과 발광 소자로부터 멀어질수록 점차 얇아지는 두께를 갖는 제2영역을 갖는 조명 모듈을 제공한다.
실시 예는 광 추출 구조를 갖는 수지층이 복수의 발광 소자 각각으로부터 멀어질수록 점차 얇은 두께를 갖는 조명 모듈을 제공한다.
실시 예는 면 광원을 조사하는 조명 모듈 및 이를 갖는 조명 장치를 제공한다.
실시 예는 조명 모듈을 갖는 백라이트 유닛, 액정표시장치, 차량용 램프를 제공할 수 있다.
실시 예에 따른 조명 모듈은, 기판; 상기 기판 상에 배치되며 상기 기판에 인접한 광 출사면을 갖는 복수의 발광 소자; 상기 기판 및 상기 발광 소자 상에 배치되며 상면에 광 추출 구조를 갖는 수지층을 포함하며, 상기 광 추출 구조는 상기 복수의 발광 소자의 광축 방향으로 배열된 패턴을 포함한다.
실시 예에 따른 조명 모듈은, 기판; 상기 기판 상에 배치되며 상기 기판에 인접한 광 출사면을 갖는 복수의 발광 소자; 상기 기판 및 상기 발광 소자 상에 배치되며 상면에 광 추출 구조를 갖는 수지층을 포함하며, 상기 복수의 발광 소자는 상기 기판의 어느 한 에지에 인접하게 배치되며, 상기 광 추출 구조는 상기 복수의 발광 소자의 배열 방향과 직교하는 방향으로 배열된 패턴을 포함한다.
실시 예에 따른 조명 모듈에 의하면, 면 광원의 광도를 개선할 수 있다.
실시 예에 따른 조명 모듈에 의하면, 면 광원의 광 균일도를 개선시켜 줄 수 있다.
실시 예는 발광 소자 및 기판 상에 광 추출 구조를 갖는 수지층을 이용하여 광의 손실을 줄이고 광을 분산시켜 줄 수 있다.
실시 예에 따른 조명 모듈 및 이를 갖는 조명 장치의 광학적인 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
실시 예에 따른 조명 모듈을 갖는 차량용 조명 장치의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
실시 예는 조명 모듈을 갖는 백라이트 유닛, 각 종 표시장치, 면 광원 조명 장치, 차량용 램프에 적용될 수 있다.
도 1은 제1실시 예에 따른 조명 모듈을 나타낸 측 단면도이다.
도 2는 도 1의 조명 모듈의 평면도의 예이다.
도 3은 실시 예에 따른 조명 모듈에서 수지층의 광 추출 구조의 일 예를 나타낸 사시도이다.
도 4는 실시 예에 따른 조명 모듈에서 수지층의 광 추출 구조의 다른 예를 나타낸 사시도이다.
도 5는 실시 예에 따른 수지층의 광 추출 구조의 제1변형 예이다.
도 6은 실시 예에 따른 수지층의 광 추출 구조의 제2변형 예이다.
도 7은 실시 예에 따른 조명 모듈에서의 반사 필름의 측 단면도이다.
도 8은 도 7의 반사 필름에서의 반사 패턴의 예이다.
도 9는 제2실시 예에 따른 조명 모듈의 측 단면도이다.
도 10은 도 9의 조명 모듈의 수지층의 광 추출 구조를 나타낸 도면이다.
도 11은 제3실시 예에 따른 조명 모듈의 사시도이다.
도 12는 도 11의 조명 모듈의 부분 측 단면도이다.
도 13은 도 12의 조명 모듈에서 수지층의 광 추출 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 도 12의 조명 모듈의 부분 평면도의 예이다.
도 15는 실시 예에 따른 조명 모듈의 수지층의 광 추출 구조의 다른 예이다.
도 16 내지 도 18은 실시 예에 따른 조명 모듈의 변형 예들이다.
도 19는 제4실시 예에 따른 조명 모듈의 사시도이다.
도 20은 도 19의 조명 모듈의 부분 측 단면도이다.
도 21은 제5실시 예에 따른 조명 모듈의 평면도이다.
도 22는 실시 예에 따른 조명 모듈을 갖는 조명 장치의 측 단면도이다.
도 23은 도 22의 조명 장치의 다른 측 단면도이다.
도 24는 실시 예에 따른 조명 모듈의 발광 소자를 나타낸 정면도이다.
도 25는 도 24의 발광 소자의 A-A측 단면도이다.
도 26은 도 27의 발광 소자가 기판 상에 배치된 정면도이다.
도 27는 도 26의 발광 소자가 기판 상에 배치된 측면도이다.
도 28은 실시 예에 따른 조명 장치를 갖는 램프를 나타낸 도면이다.
도 29는 도 28의 차량 램프가 적용된 차량의 평면도이다.
도 30은 실시 예에 따른 조명 장치에 의한 광도를 나타낸 도면이다.
도 31은 실시 예에 따른 조명 장치에 의한 배광 분포를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 조명 모듈의 평면도의 예이다.
도 3은 실시 예에 따른 조명 모듈에서 수지층의 광 추출 구조의 일 예를 나타낸 사시도이다.
도 4는 실시 예에 따른 조명 모듈에서 수지층의 광 추출 구조의 다른 예를 나타낸 사시도이다.
도 5는 실시 예에 따른 수지층의 광 추출 구조의 제1변형 예이다.
도 6은 실시 예에 따른 수지층의 광 추출 구조의 제2변형 예이다.
도 7은 실시 예에 따른 조명 모듈에서의 반사 필름의 측 단면도이다.
도 8은 도 7의 반사 필름에서의 반사 패턴의 예이다.
도 9는 제2실시 예에 따른 조명 모듈의 측 단면도이다.
도 10은 도 9의 조명 모듈의 수지층의 광 추출 구조를 나타낸 도면이다.
도 11은 제3실시 예에 따른 조명 모듈의 사시도이다.
도 12는 도 11의 조명 모듈의 부분 측 단면도이다.
도 13은 도 12의 조명 모듈에서 수지층의 광 추출 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 도 12의 조명 모듈의 부분 평면도의 예이다.
도 15는 실시 예에 따른 조명 모듈의 수지층의 광 추출 구조의 다른 예이다.
도 16 내지 도 18은 실시 예에 따른 조명 모듈의 변형 예들이다.
도 19는 제4실시 예에 따른 조명 모듈의 사시도이다.
도 20은 도 19의 조명 모듈의 부분 측 단면도이다.
도 21은 제5실시 예에 따른 조명 모듈의 평면도이다.
도 22는 실시 예에 따른 조명 모듈을 갖는 조명 장치의 측 단면도이다.
도 23은 도 22의 조명 장치의 다른 측 단면도이다.
도 24는 실시 예에 따른 조명 모듈의 발광 소자를 나타낸 정면도이다.
도 25는 도 24의 발광 소자의 A-A측 단면도이다.
도 26은 도 27의 발광 소자가 기판 상에 배치된 정면도이다.
도 27는 도 26의 발광 소자가 기판 상에 배치된 측면도이다.
도 28은 실시 예에 따른 조명 장치를 갖는 램프를 나타낸 도면이다.
도 29는 도 28의 차량 램프가 적용된 차량의 평면도이다.
도 30은 실시 예에 따른 조명 장치에 의한 광도를 나타낸 도면이다.
도 31은 실시 예에 따른 조명 장치에 의한 배광 분포를 나타낸 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 각 용어의 의미는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 할 것이다. 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.
본 발명에 따른 조명장치는 조명이 필요로 하는 다양한 램프장치, 이를테면 차량용 램프, 가정용 조명장치, 산업용 조명장치에 적용이 가능하다. 예컨대 차량용 램프에 적용되는 경우, 헤드 램프, 차폭등, 사이드 미러등, 안개등, 테일등(Tail lamp), 제동등, 주간 주행등, 차량 실내 조명, 도어 스카프(door scar), 리어 콤비네이션 램프, 백업 램프 등에 적용 가능하다. 본 발명의 조명장치는 실내, 실외의 광고장치, 표시 장치, 및 각 종 전동차 분야에도 적용 가능하며, 이외에도 현재 개발되어 상용화되었거나 향후 기술발전에 따라 구현 가능한 모든 조명관련 분야나 광고관련 분야 등에 적용 가능하다고 할 것이다.
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 "위(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "위(on)"와 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도 1은 제1실시 예에 따른 조명 모듈을 나타낸 측 단면도이고, 도 2는 도 1의 조명 모듈의 다른 예이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 실시 예에 따른 조명 모듈(200)은, 기판(201), 상기 기판(201) 상에 배치된 복수의 발광 소자(100), 및 상기 기판(201) 및 상기 발광 소자(100)를 덮는 수지층(150), 및 상기 수지층(150)과 상기 기판(201) 사이에 배치된 반사 필름(110)을 포함한다.
상기 기판(201)은, 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board)을 포함하며, 예를 들어, 수지 계열의 인쇄회로기판(PCB), 메탈 코아(Metal Core) PCB, 연성(Flexible) PCB, 세라믹 PCB, FR-4 기판을 포함할 수 있다. 상기 기판(201)이 바닥에 금속층이 배치된 메탈 코아 PCB로 배치될 경우, 발광 소자(100)의 방열 효율은 개선될 수 있다.
상기 기판(201)은 상부에 배선층(미도시)을 포함하며, 상기 배선층은 복수의 발광 소자(100)를 전기적으로 연결시켜 줄 수 있다. 상기 복수의 발광 소자(100)는 상기 배선층에 의해 직렬, 병렬, 또는 직-병렬로 연결될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 기판(201)은 발광 소자(100) 및 반사 필름(110)의 베이스에 위치한 베이스 부재로 기능할 수 있다.
상기 발광 소자(100)는 도 26 및 도 27과 같이, 기판(201) 상에 배치될 수 있다. 상기 발광 소자(100)는 기판(201) 상에 복수개가 일정 간격(B5)을 갖고 배열되거나, 서로 다른 간격을 갖고 배열될 수 있다. 상기 발광 소자(100)는 상기 기판(201) 상에 적어도 1열로 배열되거나, 2열 또는 그 이상으로 배열될 수 있으며, 상기 1열 또는 2열 이상의 발광 소자(100)는 상기 기판(201)의 길이 방향 즉, 제1축 방향(Y)으로 배치될 수 있다. 실시 예는 설명의 편의를 위해, 길이 방향(Y)으로 복수의 발광 소자(100)가 1열로 배치된 예로 설명하기로 한다. 상기 발광 소자(100) 간의 간격은 100mm 이하 예컨대, 5mm 내지 100mm 범위를 가지거나 10mm 내지 40mm의 범위를 가질 수 있다. 상기 발광 소자(100) 간이 간격이 상기 범위를 초과하면, 원하는 광량이나 광의 균일도를 조절하는 데 어려움이 있다.
상기 발광 소자(100)는 발광 다이오드를 갖는 소자로서, LED 칩이 패키징된 패키지를 포함하며, 상기 발광 칩은 청색, 적색, 녹색, 자와선(UV) 중 적어도 하나를 발광할 수 있으며, 상기 발광소자는 백색, 청색, 적색, 녹색 중 적어도 하나를 발광할 수 있다. 상기 발광 소자(100)는 바닥 부분이 상기 기판(201)과 전기적으로 연결되는 사이드 뷰 타입일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 다른 예로서, 상기 발광 소자(100)는 LED 칩일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 발광 소자(100)의 광 출사면(101)은 상기 기판(201)에 인접한 면 예컨대, 상기 기판(201)의 상면에 인접한 측면에 배치될 수 있다. 상기 광 출사면(101)은 상기 발광 소자(100)의 바닥 면과 상면 사이의 측면에 배치되며, 상기 제1축 방향(Y)으로 광이 방출하게 된다. 상기 발광 소자(100)의 광 출사면(101)은 상기 반사 필름(110)과 인접한 면이거나, 상기 기판(201)의 상면 및 상기 반사 필름(110)의 상면에 대해 수직한 면일 수 있다.
상기 발광 소자(100)의 광 출사면(101)으로 출사된 광의 광축(Y0)은 상기 기판(201)의 상면에 대해 평행한 축 방향이거나, 상기 기판(201)의 상면에 수평한 축에 대해 30도 이내의 범위로 틸트(Tilt)될 수 있다. 상기 광축(Y0)은 상기 발광 소자(100)로부터 방출된 수평한 광이거나, 상기 발광 소자(100) 내의 LED 칩의 상면에 대해 직교하는 축 방향일 수 있다. 상기 발광 소자(100)의 두께(T1)는 제2축 방향(X)의 길이보다 작을 수 있으며, 예컨대 3mm 이하 예컨대, 2mm이하일 수 있다. 상기 발광 소자(100)의 제2축 방향의 길이는 상기 발광 소자(100)의 두께(T1)의 1.5배 이상일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 이러한 발광 소자(100)는 두께 방향(Z)의 광 출사각보다 길이 방향의 광 출사각이 넓을 수 있다. 상기 발광 소자(100)의 길이 방향(X)의 광 출사각은 110도 내지 160도의 범위를 가질 수 있다.
상기 반사 필름(110)은 상기 기판(201) 상에 배치될 수 있다. 상기 반사 필름(110)은 상기 기판(201)의 상면 면적과 동일한 면적이거나 더 작은 면적을 가질 수 있다. 상기 반사 필름(110)은 상기 기판(201)의 에지로부터 이격되어, 상기 수지층(150)이 상기 기판(201)의 에지 측 상면에 접촉될 수 있다. 상기 수지층(150)이 상기 기판(201)의 에지에 접촉된 경우, 수분 침투를 억제할 수 있다.
상기 반사 필름(110) 내에는 상기 발광 소자(100)의 일부가 삽입되는 구멍(118)이 배치될 수 있다. 상기 반사 필름(110)의 구멍(118)에는 상기 기판(201)의 상면이 노출되며 상기 발광 소자(100)의 하부가 본딩되는 부분일 수 있다. 상기 구멍(118)의 크기는 상기 발광 소자(100)의 사이즈와 같거나 크게 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 반사 필름(110)은 복수의 구멍(118)이 상기 각 발광 소자(100)에 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 상기 반사 필름(110)은 상기 기판(201)의 상면에 접촉되거나, 상기 수지층(150)에 의해 접착될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 반사 필름(110)은 상기 발광 소자(100)의 두께(T1)보다 얇은 두께로 형성될 수 있다. 상기 반사 필름(110)의 두께는 0.2mm±0.02mm의 범위를 포함할 수 있다. 이러한 반사 필름(110)의 구멍(118)을 통해 상기 발광 소자(100)의 하부가 관통될 수 있고 상기 발광 소자(100)의 상부는 돌출될 수 있다. 상기 발광 소자(100)의 광축(Y0)은 상기 반사 필름(110)의 상면보다 위에 배치될 수 있다.
도 7과 같이, 상기 반사 필름(110)은 서로 다른 재질을 갖는 다층 구조로 형성될 수 있으며, 상기 기판(201) 상에 배치되는 반사층(111), 상기 반사층(111) 상에 배치된 투광층(112), 및 상기 반사층(111)과 상기 투광층(112) 사이에 배치된 반사 패턴(113)을 포함한다.
상기 반사층(111)은 광을 반사하는 물질 예컨대, 금속 또는 비 금속 물질을 포함하며, 금속인 경우 Ag와 같은 금속 층이 배치될 수 있으며, 비 금속 물질인 경우 플라스틱 재질을 포함할 수 있다. 상기 투광층(112)은 투명한 필름으로서, 실리콘 또는 에폭시와 같은 수지 재질이거나, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리염화비닐(PVC), 우레탄과 같은 투명한 플라스틱 재질 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 7 및 도 8과 같이, 상기 반사 패턴(113)은 상기 반사층(111)과 상기 투광층(112) 사이에 배치될 수 있다. 상기 반사층(111) 및 상기 투광층(112)은 서로 접촉되지 않고 소정의 갭(gap)으로 이격될 수 있다. 상기 반사층(111)과 상기 투광층(112) 사이에는 에어 갭(113B)을 포함할 수 있다. 상기 에어 갭(113B)은 상기 반사 패턴(113) 사이의 영역에 배치될 수 있다. 상기 반사층(111)과 상기 투광층(112) 사이의 외측 둘레에는 에어 갭(113B)이 배치되거나 반사 패턴(113)이 배치될 수 있다. 상기 반사 패턴(113)은 상기 반사층(111)과 상기 투광층(112)에 접착될 수 있다. 다른 예로서, 상기 투광층(112)은 상기 반사 패턴(113) 사이의 영역을 통해 상기 반사층(111)에 접촉될 수 있다.
상기 반사층(111) 및 상기 반사 패턴(113)은 상기 투광층(112)을 통해 입사된 광을 반사되며, 상기 반사된 광은 상기 수지층(150)을 통해 추출될 수 있다. 상기 반사 패턴(113)은 상기 반사층(111)의 표면에 화이트 인쇄 또는 실크 스크린 인쇄를 통해 형성될 수 있다. 상기 반사 패턴(113)은 상기 입사된 광을 분산시켜 주어, 전체 영역에서의 휘도를 개선시켜 줄 수 있다. 상기 반사 패턴(113)은 금속 산화물을 포함할 수 있으며, 예컨대 TiO2, CaCO3, BaSO4, Al2O3와 같은 재질이거나 실리콘, 폴리 실리콘(PS) 중 적어도 하나를 포함하는 잉크를 이용하여 인쇄할 수 있다. 상기 반사 패턴(113)은 예컨대, 실리콘 또는 에폭시 내에 금속 산화물이 첨가된 재질로 형성될 수 있다. 상기 반사 패턴(113)은 상기 발광 소자(100)로부터 멀어질수록 패턴의 밀도가 점차 높아질 수 있다. 상기 반사 패턴(113)의 단위 구조(113A)는 다각형 형상, 원 형상, 타원 형상, 정형 또는 비 정형 형상을 갖고, 2차원 또는 3차원으로 형성될 수 있다. 상기 반사 패턴(113)의 단위 구조는 내부에 에어 갭(113B)을 갖는 육각형 형상이 밀집되어 형성될 수 있다. 상기 반사 패턴(113)들은 단위 구조(113A)들이 서로 밀집되어 배열되거나, 반사 패턴(113)들의 그룹이 서로 이격된 영역에 에어 갭(113C)이 배치될 수 있다. 이러한 반사 패턴(113) 및 반사층(111)에 의해 광을 반사시켜 줌으로써, 발광 소자(100)의 수를 줄여줄 수 있고, 전체 영역에서의 광 균일도를 개선시켜 줄 수 있다. 상기 반사 필름(110)이 상기 수지층(150)의 바닥에 배치되므로, 상기 수지층(150)의 두께(도 1의 T2)를 얇게 할 수 있다. 실시 예에 따른 조명 모듈에서 상기 반사 필름은 제거될 수 있다.
상기 기판(201) 상에는 수지층(150)이 배치될 수 있다. 상기 수지층(150)은 상기 기판(201)의 상면 전체 상에 배치될 수 있다. 상기 수지층(150)의 상면 면적은 상기 기판(201)의 상면 면적과 동일하거나 다를 수 있다. 상기 수지층(150)은 상기 발광 소자(100)의 두께(T1)보다 두꺼운 두께(T2)를 갖는 투명한 재질로 형성될 수 있다. 상기 수지층(150)은 실리콘, 또는 에폭시와 같은 수지 재질을 포함할 수 있다. 상기 수지층(150)은 열 경화성 수지 재료를 포함할 수 있으며, 예컨대 PC, OPS, PMMA, PVC 등을 선택적으로 포함할 수 있다. 상기 수지층(150)은 유리로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 예컨대, 상기 수지층(150)의 주재료는 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 주원료로 하는 수지 재료를 이용할 수 있다. 이를테면, 합성올리고머인 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 폴리아크릴인 폴리머 타입과 혼합된 것을 사용할 수 있다. 물론, 여기에 저비점 희석형 반응성 모노머인 IBOA(isobornyl acrylate), HPA(Hydroxylpropyl acrylate, 2-HEA(2-hydroxyethyl acrylate) 등이 혼합된 모노머를 더 포함할 수 있으며, 첨가제로서 광개시제(이를 테면, 1-hydroxycyclohexyl phenyl-ketone 등) 또는 산화방지제 등을 혼합할 수 있다.
상기 수지층(150) 내에는 비드(bead, 미도시)를 포함할 수 있으며, 상기 비드는 입사되는 광을 확산 및 반사시켜 주어, 광량을 증가시켜 줄 수 있다. 상기 비드는 수지층(150)의 중량 대비 0.01 내지 0.3%의 범위로 배치될 수 있다.
상기 수지층(150)은 상기 발광 소자(100) 상에 배치되므로, 상기 발광 소자(100)를 보호할 수 있고, 상기 발광 소자(100)로부터 방출된 광의 손실을 줄일 수 있다. 상기 수지층(150)은 상기 복수의 발광 소자(100)를 덮을 수 있고 상기 발광 소자(100)의 광 출사면(101)에 접촉될 수 있다. 상기 수지층(150)의 일부는 상기 반사 필름(110)의 구멍(118)에 배치될 수 있다. 상기 수지층(150)의 일부는 상기 반사 필름(110)의 구멍(118)을 통해 상기 기판(201)의 상면에 접촉될 수 있다. 이에 따라 상기 수지층(150)의 일부가 상기 기판(201)과 접촉됨으로써, 상기 반사 필름(110)을 상기 수지층(150)과 상기 기판(201) 사이에 고정시켜 줄 수 있다. 실시 예에는 상기 반사 필름(110)의 고정을 위해, 상기 반사 필름(110)의 구멍(118)은 상기 발광 소자(100)가 배치된 이외의 영역에 다른 구멍들이 더 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 수지층(150)의 두께(T2)는 상기 발광 소자(100)의 두께(T1) 이상이거나, 20mm이하일 수 있다. 상기 수지층(150)의 두께(T2)는 예컨대 2mm 내지 20mm의 범위일 수 있으며, 상기 수지층(150)의 두께(T1)가 상기 범위보다 크면 광 효율이 저하될 수 있고, 상기 범위보다 작으면 광 균일도가 저하될 수 있다. 도 2와 같이, 상기 수지층(150)은 제1축 방향(Y)의 길이(Y1)가 제2축 방향(X)의 너비(X1) 보다 크게 배치될 수 있으며, 상기 제1축 방향의 길이(Y1)는 상기 발광 소자(100)의 개수에 따라 달라질 수 있다. 상기 너비(X1)는 50mm 이하 예컨대, 10mm 내지 30mm 또는 15mm 내지 23mm의 범위일 수 있으며, 상기 너비(X1)가 상기 범위를 초과하면 광의 지향각을 벗어나는 영역이 증가하게 되어, 광 균일도가 저하될 수 있다.
상기 수지층(150)은 표면에 금속 물질 예컨대, 알루미늄, 크롬, 황산 바륨과 같은 물질이 코팅될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 여기서, 상기 수지층(150)의 표면은 광 추출 구조(152)가 형성된 면 이외의 측면일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 수지층(150)은 상면이 광 추출 구조(152)를 포함할 수 있다. 상기 광 추출 구조(152)는 광학 패턴으로서, 입사되는 광의 임계각을 변화시켜 줄 수 있다. 상기 광 추출 구조(152)는 수지층(150)과 일체로 형성될 수 있다. 상기 수지층(150)과 상기 광 추출 구조(152)는 동일한 재질로 형성될 수 있다. 상기 광 추출 구조(152)는 상 방향(Z0)으로 올라갈수록 점차 좁은 너비를 갖는 패턴으로 형성될 수 있다. 상기 광 추출 구조(152)는 하부 너비가 넓고 상부 너비가 좁은 형상의 패턴을 포함할 수 있다. 상기 광 추출 구조(152)는 측 단면이 반구형, 다각형 형상이거나, 다각 뿔 또는 원뿔과 같은 형상 중 적어도 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다.
상기 광 추출 구조(152)는 측 단면이 삼각형 형상을 갖는 프리즘 형상의 패턴이 배열될 수 있다. 상기 패턴은 도 3과 같이 삼각 프리즘 형상을 갖고 연속적으로 배치되거나, 도 5와 같이 패턴 사이의 영역(152A)에 소정 갭(B6)을 갖고 배열될 수 있다. 상기 패턴(154)은 도 4와 같이, 다각 뿔 형상 예컨대, 피라미드 형상으로 형성되거나, 반구형 형상으로 형성될 수 있다. 도 3과 같은 삼각형 형상의 프리즘 패턴은 광축(Y0) 방향과 직교하는 방향으로 긴 길이를 갖고 상기 광축 방향을 따라 배열될 수 있다. 상기 프리즘 패턴의 길이 방향은 상기 발광 소자들의 배열 방향과 직교하는 방향일 수 있다. 상기 프리즘 패턴의 길이는 상기 수지층(150)의 제2축 방향(X)의 길이와 동일하거나 작을 수 있다.
도 1 및 도 3과 같이, 상기 광 추출 구조(152)의 단위 패턴이 예컨대, 삼각 프리즘 패턴인 경우, 바닥 너비(B2)와 높이(B1)는 서로 동일하거나 다를 수 있으며, 상기 패턴의 바닥 너비(B2)는 0.2mm 이상 예컨대, 0.2mm 내지 3mm의 범위일 수 있으며, 상기 패턴의 바닥 너비(B2)가 상기 범위보다 작은 경우 광 추출 효율의 개선이 미미하며, 상기 범위보다 큰 경우 광 균일도가 저하될 수 있다. 상기 패턴의 높이(B1)는 0.2mm 이상 예컨대, 0.2mm 내지 3mm의 범위일 수 있으며, 상기 패턴의 높이(B1)가 상기 범위보다 작은 경우 패턴 형성에 어려움이 있고, 광 추출의 개선이 미미하며, 상기 범위보다 큰 경우 수지층(150)의 두께(T2)가 증가하게 되는 문제가 있다. 상기 패턴 간의 간격(B3)은 패턴의 고점(P0) 간의 간격으로서, 0.2mm 이상 예컨대, 0.2mm 내지 3mm의 범위일 수 있으며, 상기 범위보다 작은 경우 광 효율의 개선이 미미하고, 상기 범위보다 큰 경우 광 균일도가 저하될 수 있다. 여기서, 상기 광 추출 구조(152)의 패턴 간의 간격(B3)이나 상기 패턴들의 바닥 너비(B2)는 서로 동일할 수 있다.
상기 광 추출 구조(152)는 상기 발광 소자(100)로부터 방출된 광 또는 상기 반사 필름(110)에 의해 반사된 광이 입사되면, 패턴의 양 측면 즉, 경사진 측면에 의해 광의 임계각을 변화시켜 주어, 광을 외부로 추출시켜 줄 수 있다. 이러한 광 추출 구조(152)에 의해 상기 수지층(150)으로 출사된 광은 면 광원이 될 수 있다.
다른 예로서, 상기 광 추출 구조(152)의 패턴 간의 간격(B3)이나 상기 패턴의 바닥 너비(B2)는 상기 발광 소자(100) 각각의 광 출사면(101)으로부터 멀어질수록 점차 좁아질 수 있다. 상기 광 추출 구조(152)는 상기 발광 소자(100)와 수직 방향으로 오버랩된 영역에 배치될 수 있다. 이에 따라 상기 수지층(150)은 입사된 광의 입사 광량에 따라 상기 패턴의 간격(B3)이나 바닥 너비(B2)를 다르게 배치함으로써, 전 영역에서의 광 추출 구조(152)에 의한 광의 균일도를 개선시켜 주어, 면 광원을 제공할 수 있다.
도 5를 참조하면, 광 추출 구조(152)는 패턴들이 서로 이격된 경우, 상기 패턴 사이의 영역(152A)은 0.01mm 이상 예컨대, 0.01mm 내지 3mm의 범위로 이격될 수 있다. 상기 패턴 사이의 영역(152A)의 너비(B6)는 상기 패턴 바닥 너비(B2)와 동일하거나 작을 수 있다. 이러한 패턴들 사이의 영역(152A)은 수평한 면이거나 경사진 면 또는 오목한 곡면일 수 있다.
도 6을 참조하면, 광 추출 구조(152)는 패턴들의 고점(P0)이 볼록한 곡면을 가질 수 있다. 상기 광 추출 구조(152)는 패턴들 사이의 저점(P1)이 오목한 곡면을 가질 수 있다. 상기 패턴들의 고점(P0) 및 저점(P1)이 곡면으로 배치되므로 입사되는 광을 반사 또는 투과시켜 줄 수 있다. 상기 패턴들의 고점(P0) 및 저점(P1)이 곡면 상에 배치되므로, 사출 시 형상이 변형되는 문제로 인한 광 손실이나, 패턴의 손해를 방지할 수 있다. 이러한 패턴의 높이, 바닥 너비 및 간격은 도 2 및 도 3의 설명을 참조하기로 한다.
다른 예로서, 상기 광 추출 구조(152)의 패턴들은 상기 수지층(150)의 상면과 상기 수지층(110)의 내부에 더 배치될 수 있다. 상기 광 추출 구조(152)는 상기 수지층(150)이 상면 및 내부에 각각 배치될 수 있다. 상기 수지층(152)의 내부에 배치된 광 추출 구조는 도 1의 구조이거나, 후술되는 광 추출 구조를 포함할 수 있으며, 또는 내부에 경사지거나 오목한 영역 상에 광 추출 구조가 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 수지층(150)은 다층 구조로 제공되어, 하층의 상면에 제1광 추출 구조 및 상층의 상면에 제2광 추출 구조를 가질 수 있다.
다른 예로서, 상기 광 추출 구조(152)의 패턴들은 상기 수지층(150)의 상면과, 하면에 각각 배치될 수 있다. 상기 광 추출 구조(152)는 상기 수지층(150)의 하면에 광 추출 구조가 배치됨으로써, 상기 수지층(150)의 하면으로 진행하는 광의 경로를 변경시켜 줄 수 있다. 이 경우 하부 광 추출 구조는 반사 필름으로 기능할 수 있다.
도 9는 제2실시 예에 따른 조명 모듈의 측 단면도이며, 도 10은 도 9의 광 추출 구조의 부분 확대도이다. 제2실시 예를 설명함에 있어서, 상기에 개시된 구성과 동일한 구성은 상기에 개시된 설명을 참조하기로 한다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 조명 모듈(200A)은, 기판(201), 복수의 발광 소자(100), 반사 필름(110) 및 수지층(160)을 포함한다.
상기 수지층(160)은 광 추출 구조(162)를 가지는 복수의 발광 셀(160A)을 포함할 수 있다. 상기 발광 셀(160A) 각각은 상면이 수평한 제1영역(C2)과, 경사진 제2영역(C2)을 포함한다. 상기 수지층(160)의 발광 셀(160A)은 각 발광 소자(100) 상에 각각 배치될 수 있다. 상기 발광 셀(160A)은 상기 발광 소자(100) 각각의 광 출사 측 상에 배치되며, 각 발광 소자(100)로부터 방출된 광이 출사되는 단위 영역이 될 수 있다. 상기 발광 셀(160A) 각각은 각 발광 소자(100)의 광 출사측 상에 배치된 영역일 수 있다.
상기 제1영역(C2)은 상기 발광 소자(100)와 수직 방향으로 오버랩될 수 있다. 상기 제1영역(C2)의 너비는 상기 발광 소자(100)의 너비(A1)와 동일하거나 1.5배 이상일 수 있다. 상기 제1영역(C2)은 상기 발광 소자(100)의 배면보다 더 위에 위치할 수 있어, 상기 발광 소자(100)의 배면을 보호할 수 있다. 상기 제2영역(C3)은 상기 발광 소자(100)의 광 출사면(101)보다 출사 측으로 더 연장될 수 있다. 상기 제2영역(C3)은 경사진 영역으로서, 인접한 발광 소자(100)들 사이의 영역과 오버랩되는 영역일 수 있다. 상기 제1영역(C2)은 상기 발광 셀(160A)의 너비(C1) 또는 주기에 대해 50% 이하 예컨대, 5% 내지 30%의 범위에 배치될 수 있다. 상기 제1영역(C2)은 상기 제2영역(C3)에 비해 1/9.5 내지 1/7의 범위에 배치될 수 있다. 상기 제1영역(C2) 상에 배치된 광 추출 구조(162)의 패턴은 동일한 간격 및 동일한 바닥 너비를 가질 수 있다.
상기 제2영역(C3)은 상기 기판(201)의 상면 또는 상기 반사 필름(110)의 상면에 대해 경사진 영역일 수 있다. 상기 제2영역(C3) 상의 광 추출 구조(162)는 패턴이 동일한 형상이거나 상기 기판(201)이나 반사 필름(110)에 인접할수록 패턴 간의 간격이 동일할 수 있다.
도 10과 같이, 상기 광 추출 구조(162)는 실시 예에 개시된 다각형 또는 곡면을 갖는 패턴을 포함할 수 있다. 상기 광 추출 구조(162)는 단위 패턴이 예컨대, 삼각 프리즘 패턴인 경우, 바닥 너비(B2)와 높이(B1)는 서로 동일하거나 다를 수 있으며, 상기 패턴의 바닥 너비(B2)는 0.2mm 이상 예컨대, 0.2mm 내지 3mm의 범위일 수 있으며, 상기 패턴의 바닥 너비(B2)가 상기 범위보다 작은 경우 광 추출 효율의 개선이 미미하며, 상기 범위보다 큰 경우 광 균일도가 저하될 수 있다. 상기 패턴의 높이(B1)는 0.2mm 이상 예컨대, 0.2mm 내지 3mm의 범위일 수 있으며, 상기 패턴의 높이(B1)가 상기 범위보다 작은 경우 패턴 형성에 어려움이 있고, 광 추출의 개선이 미미하며, 상기 범위보다 큰 경우 수지층(160)의 두께가 증가하게 되는 문제가 있다. 상기 패턴 간의 간격(B3)은 패턴의 고점(P0) 간의 간격으로서, 0.2mm 이상 예컨대, 0.2mm 내지 3mm의 범위일 수 있으며, 상기 범위보다 작은 경우 광 효율의 개선이 미미하고, 상기 범위보다 큰 경우 광 균일도를 저하시킬 수 있다.
상기 단위 패턴에서 경사진 양 측면은 경사진 제1,2측면(S1,S2)을 포함하며, 상기 제1측면(S1)은 제2측면(S2)보다 발광 소자(100)에 대해 수직한 축(Z0)에 인접한 면일 수 있다. 상기 패턴들의 제2측면(S2)의 각도(R4)가 서로 동일할 경우, 상기 제1측면(S1)의 경사 각도(R3)가 점차 작아질 수 있다. 상기 제2영역(C3)의 광 추출 구조(162)는 상기 기판(201)이나 반사 필름(110)에 인접할수록 상기 패턴의 내각(R1)이 점차 작아질 수 있다.
상기 광 추출 구조(162)에서 패턴의 내각(R1)은 상기 기판(201)이나 반사 필름(110)에 인접할수록 점차 좁아지게 될 수 있으며, 예컨대 상기 발광 소자(100)와의 거리에 비례하여 작아질 수 있다. 상기 패턴의 제2측면(S2)의 각도(R4)는 서로 동일한 각도인 경우, 제1측면(S1)의 각도(R3)는 거리에 따라 변경될 수 있다. 상기 제1측면(S1)의 각도(R3)는 경사 시작 지점을 거리 0이라고 할 때, 60도 이하 예컨대, 50도 내지 60도의 범위이며, 상기 거리가 1mm 증가할 때마다 1도 이상이 감소될 수 있다. 상기 각도(R3)는 θ1 - (αⅹβ)를 포함하며, 상기 θ1는 거리가 0일 때의 각도이며, 50도 내지 60의 범위를 가지게 되며, 상기 거리(α)는 0부터 C3의 구간이며, 상기 가중치 β 는 1mm당 증가되는 각도의 가중 치로서, 1 초과 1.1 이하 예컨대, 1.06 내지 1.09의 범위일 수 있다. 예컨대, 가중치(β) 값이 1.08이고, 지점 0일 때 각도 R3가 55도인 경우, 지점 10mm이동한 위치에서의 R3는 55-(10ⅹ1.08)=44.92로 구해질 수 있다.
상기 패턴의 제2측면(S2)의 경사 각도(R4)는 패턴들의 저점들을 연결한 수평한 직선(L2)을 기준으로의 각도로서, R3보다 작을 수 있다. 상기 각도(R4)는 제2영역(C3)의 경사진 각도로서, 1도 이상 예컨대, 1도 내지 50도의 범위 또는 30도 내지 50도의 범위에 배치될 수 있다. 여기서, 상기 제2측면(S2)은 수평한 축(L1)을 기준으로 50도 내지 70도의 각도로 배치되어, 상기 제2영역(C3)을 경사진 구조로 제공할 수 있다. 상기 R2>R4의 조건을 만족할 수 있다.
상기 수지층(160)에서 제1영역(C2)의 두께(T2)는 2mm 이상 50mm 이하 예컨대, 2mm 내지 10mm의 범위를 가질 수 있다. 상기 제2영역(C3)의 두께는 상기 제1영역(C2)의 두께(T2)보다 작을 수 있다. 상기 수지층(160) 또는 제2영역(C3)의 최소 두께(T3)는 상기 발광 소자(100)의 두께(T1)와 같거나 작거나 클 수 있다. 상기 수지층(160)의 상면 또는 제2영역(C3)의 저점(P4)은 상기 발광 소자(100)의 광축(Y0)과 동일 선상에 배치되거나 낮게 배치될 수 있다. 상기 수지층(160)의 최소 두께(T3)는 상기 반사 필름(110)의 상면으로부터 0.5mm 이상 예컨대, 0.5mm 내지 5mm의 범위에 배치될 수 있고, 상기 범위보다 얇을 경우 연결되는 부분이 약해질 수 있고 상기 범위보다 두꺼운 경우 다른 발광 셀(150A)에 광 간섭을 줄 수 있다. 또한 제2영역(C3)가 경사진 영역으로 제공됨으로써, 광이 진행되는 도광 거리를 줄여줄 수 있다.
상기 수지층(150)은 발광 셀(150A) 간의 경계 영역(C4)이 상기 발광 소자(100)의 배면 상에 배치될 수 있다. 상기 발광 셀(150A) 간의 외 측면(161)은 수직한 면이거나 경사진 면일 수 있으며, 인접한 발광 셀(150A)들을 서로 연결해 줄 수 있다. 상기 경계 영역(C4)은 발광 소자(100)로부터 3mm 이하 예컨대, 0.5mm 내지 2mm의 범위에 배치되어, 발광 소자(100)의 배면 부분을 보호할 수 있다.
도 11은 제3실시 예에 따른 조명 모듈을 나타낸 사시도이며, 도 12는 도 11의 조명 모듈의 부분 확대도이며, 도 13은 도 12의 수지층의 광 추출 구조를 나타내며, 도 14는 도 12의 조명 모듈의 평면도이다.
도 11 내지 도 14를 참조하면, 조명 모듈(200B)은 기판(201), 발광 소자(100), 수지층(170) 및 반사 필름(110)을 포함한다. 상기 수지층(170)의 발광 셀(170A)은 각 발광 소자(100) 상에 각각 배치될 수 있다. 상기 발광 셀(170A)은 상기 발광 소자(100) 각각의 광 출사측 상에 배치되며, 각 발광 소자(100)로부터 방출된 광이 출사되는 영역이 될 수 있다.
상기 수지층(170)은 경사진 영역을 포함하며, 상기 경사진 영역은 상기 수지층(170)의 상면 전 영역으로 형성될 수 있다. 상기 수지층(170)의 최대 두께(T2)는, 50mm 이하 예컨대, 2mm 내지 10mm의 범위를 포함할 수 있다. 상기 수지층(170)이 경사진 영역으로 제공됨으로써, 광이 진행되는 도광 거리를 줄여줄 수 있다.
상기 수지층(170) 중에서 가장 두꺼운 두께(T2)를 갖는 영역은 상기 발광 소자(100)의 배면보다 외측 예컨대, 후 방향으로 연장될 수 있어, 상기 발광 소자(100)의 배면을 보호할 수 있다. 상기 수지층(170) 중에서 가장 얇은 두께(T3)를 갖는 영역은 다른 발광 소자(100)에 인접한 영역일 수 있다. 상기 수지층(170)의 최소 두께(T3)는 상기 발광 소자(100)의 두께와 동일하거나 더 작을 수 있다. 상기 수지층(170)의 상면에서의 저점(P4)은 상기 발광 소자(100)의 광축(Y0)과 동일 선상에 배치되거나 낮게 배치될 수 있다. 상기 수지층(170)의 최소 두께(T3)는 상기 반사 필름(110)의 상면으로부터 0.5mm 이상 예컨대, 0.5mm 내지 5mm의 범위에 배치될 수 있고, 상기 범위보다 얇을 경우 연결되는 부분에 문제가 발생될 수 있고 상기 범위보다 두꺼운 경우 다른 발광 셀에 광 간섭을 줄 수 있다.
상기 수지층(170)은 상면을 제외한 측면(171A,171B)들이 경사진 면이거나 수직 한 면일 수 있으며, 광 추출 구조(172)가 형성되지 않을 수 있다. 이러한 수지층(170)의 측면들은 광이 누설되는 것을 방지할 수 있다. 상기 수지층(170)의 발광 셀(170A) 간의 경계 영역에 배치된 측면(171)은 수직한 면이거나 경사진 면일 수 있다.
상기 광 추출 구조(172)의 패턴은 상기 기판(201)의 상면 또는 상기 반사 필름(110)의 상면에 대해 경사진 영역을 따라 배치될 수 있다. 상기 광 추출 구조(172)는 패턴이 동일한 형상이거나 상기 기판(201)이나 반사 필름(110)에 인접할수록 패턴 간의 간격이 동일하거나 다를 수 있다.
상기 수지층(170)의 광 추출 구조(172)는 실시 예에 개시된 패턴들의 설명을 참조하기로 한다. 도 13과 같이, 상기 광 추출 구조(172)의 단위 패턴이 예컨대, 삼각 프리즘 패턴인 경우, 바닥 너비(B2)와 높이(B1)는 서로 동일하거나 다를 수 있으며, 상기 패턴의 바닥 너비(B2)는 0.2mm 이상 예컨대, 0.2mm 내지 3mm의 범위일 수 있으며, 상기 패턴의 바닥 너비(B2)가 상기 범위보다 작은 경우 광 추출 효율의 개선이 미미하며, 상기 범위보다 큰 경우 광 균일도가 저하될 수 있다. 상기 패턴의 높이(B1)는 0.2mm 이상 예컨대, 0.2mm 내지 3mm의 범위일 수 있으며, 상기 패턴의 높이(B1)가 상기 범위보다 작은 경우 패턴 형성에 어려움이 있고, 광 추출의 개선이 미미하며, 상기 범위보다 큰 경우 수지층(170)의 두께가 증가하게 되는 문제가 있다. 상기 패턴 간의 간격(B3)은 패턴의 고점 간의 간격으로서, 0.2mm 이상 예컨대, 0.2mm 내지 3mm의 범위일 수 있으며, 상기 범위보다 작은 경우 광 효율의 개선이 미미하고, 상기 범위보다 큰 경우 광 균일도를 저하시킬 수 있다.
상기 광 추출 구조(172)는 상기 기판(201)이나 반사 필름(110)에 인접할수록 상기 패턴의 내각(R1)이 점차 좁아질 수 있다. 예컨대, 상기 패턴의 제2측면(S1)의 각도(R4)가 동일할 경우, 상기 제1측면(S1)의 경사 각도(R3)가 점차 작아질 수 있다. 이에 따라 상기 패턴의 내각(R1)은 상기 기판(201)이나 반사 필름(110)에 인접할수록 점차 작아지게 될 수 있으며, 예컨대 상기 발광 소자(100)와의 거리에 비례하여 작아질 수 있다. 상기 패턴의 제2측면(S2)의 각도(R4)는 동일한 각도이며, 제1측면(S1)의 각도(R3)가 거리에 따라 변경될 수 있다. 상기 제1측면의 각도(R3)는 경사 시작 지점을 거리 0이라고 할 때, 60도 이하 예컨대, 50도 내지 60도의 범위이며, 상기 거리가 1mm 증가할 때마다 1도 이상이 감소될 수 있다. 상기 R3는 θ1 - (αⅹβ)를 포함하며, 상기 θ1는 거리가 0일 때의 각도이며, 50도 내지 60의 범위를 가지게 되며, 상기 거리α는 0부터 C3의 구간이며, 상기 가중치 β 는 1mm당 증가되는 각도의 가중 치로서, 1 초과 1.1 이하 예컨대, 1.06 내지 1.09의 범위일 수 있다. 예컨대, 가중치 β 값이 1.08이고, 지점 0일 때 각도 R3가 55도인 경우, 지점 10mm이동한 위치에서의 R3는 55-(10ⅹ1.08)=44.92로 구해질 수 있다. 이 경우 제2실시 예에 비해 시작 각도 즉, 거리가 0인 지점에서의 각도를 낮추어 주거나, 전체 상면의 경사 각도를 낮출 경우, 또는 수지층(170)의 최대 두께가 낮을 경우, 상기 각도(R3)는 달라질 수 있다.
도 13에서, 상기 패턴의 제2측면(S2)의 경사 각도(R4)는 패턴들의 저점을 연결한 수평한 직선(L2)을 기준으로의 각도로서, R3보다 작을 수 있다. 각도(R5)는 수지층(170)의 상면의 경사진 각도로서, 1도 이상 예컨대, 1도 내지 10도의 범위 또는 6도 내지 10도의 범위에 배치될 수 있다.
상기 수지층(170)의 광 추출 구조(172)의 패턴은 고점 및 저점 중 적어도 하나가 각진 면이거나 곡면을 포함할 수 있으며, 예컨대 도 3, 4, 6과 같은 형상 중에서 선택될 수 있다. 다른 예로서, 상기 광 추출 구조(172)의 패턴은 패턴 사이의 영역이 도 5와 같이, 서로 접촉되지 않고 이격될 수 있으며, 상기 이격된 영역은 경사진 면이거나 곡면일 수 있다. 또는 도 15의 광 추출 구조(172A)의 패턴들은 고점(P0)과 저점(P1) 중 적어도 하나 또는 모두가 곡면을 가지고 경사진 영역을 따라 배치될 수 있다. 여기서, 고점(P0)을 기준으로 양 측면의 너비(E3,E4)는 발광 소자의 광 출사면으로부터 멀수록 E4>E3의 조건을 만족할 수 있다. 상기 E4>E3의 조건은 도 13의 패턴에 적용될 수 있으며, 발광 소자로부터 멀어질수록 상기 E4는 E3에 비해 점차 커질 수 있다.
실시 예에 따른 광 추출 구조(172)의 패턴의 고점은 상기 발광 소자(100)의 광 출사면(101)로부터 멀어질수록 점차 낮은 높이를 가질 수 있다.
여기서, 상기 수지층(170) 내에 배치된 상기 발광 소자(100) 간의 간격은 100mm 이하 예컨대, 5mm 내지 100mm의 범위일 수 있으며, 상기 범위보다 작은 경우 서로 다른 발광 소자(100)로부터 방출된 광들 사이에 간섭이 발생될 수 있고, 상기 범위보다 큰 경우 광량이나 광 균일도를 확보하는 데 어려움이 있다.
상기 수지층(170)은 상기 기판(201) 또는 상기 반사 필름(110) 상에 광 추출 구조(172)를 갖고 상기 발광 소자(100)로부터 멀어질수록 점차 얇아지는 두께로 배치될 수 있어, 상기 반사 필름(110)이나 상기 발광 소자(100)로부터 방출된 광을 상 방향으로 방출시켜 줄 수 있다. 상기 광 추출 구조(172)는 상기 발광 소자(100)로부터 멀어질수록 광축(Y0)에 더 인접하게 배치됨으로써, 광 추출 구조(172)로 입사되는 광량의 차이를 줄여줄 수 있다. 이에 따라 광 추출 구조(172)를 통해 추출된 광의 균일도는 개선될 수 있다. 여기서, 도 30은 도 11에서의 개별 발광 소자(100) 상에서의 광도를 나타내며, 상기 광도는 50 이상의 칸텔라(cd)를 나타나게 된다. 도 31는 도 11에 의한 광 균일도를 측정한 것으로, (A)는 평면(H-V)에서의 광 균일도이며, (B)(C)는 평면을 기준으로 30도 좌/우측에서 본 광 균일도를 나타내고 있다. 실시 예는 도 31과 같이, 일정한 폭 이상의 면 광원이 상기한 광도를 갖고 균일한 분포로 제공될 수 있어, 차량의 안전 기준 범위 내의 광도를 제공할 수 있다.
도 16 내지 도 18은 도 11의 조명 모듈의 변형 예이다.
도 16과 같이, 수지층(170)의 광 추출 구조(172)는 저점 위치가 발광 소자(100)의 광축(Y0)보다 낮게 배치되며, 반사 필름(110)의 상면으로부터 이격된다. 상기 수지층(170)의 최소 두께(T3)는 발광 소자(100)의 두께(T1)보다 작은 경우이며, 이 경우 수지층(170)의 가장 얇은 영역을 통해 광이 누설되어, 다른 발광 셀로 진행하는 것을 억제할 수 있다.
도 17과 같이, 수지층(170)은 상면에서 저점이 반사 필름(110)이 접촉될 수 있다. 이러한 수지층(170)의 상면 저점이 상기 반사 필름(110)에 접촉됨으로써, 발광 셀(170A) 간의 광 간섭을 줄일 수 있다. 여기서, 상기 수지층(170)의 상면의 저점(P4)은 도 14와 같이 제2축 방향(X)의 너비로 길게 형성되거나, 센터 영역에만 형성될 수 있다. 상기 수지층(170)은 인접한 발광 셀(170A) 사이의 측면(171)이 경사진 면으로 배치되어, 사출 성형이 분리가 용이할 수 있다.
도 18과 같이, 수지층(170)은 인접한 발광 셀(170A) 사이의 측면(171)에 연결된 저점(P4)이 오목한 곡면으로 광 추출 구조(172)에 연결될 수 있고, 고점이 볼록한 곡면으로 광 추출 구조(172)에 연결될 수 있다. 이러한 수지층(170)의 사출 성형시 분리가 용이할 수 있고, 상기 오목한 곡면의 저점(P4)에 의해 광축(Y0) 방향으로 진행하는 광을 효과적으로 차단하여, 다른 발광 셀에서 광 간섭이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
도 19는 제4실시 예에 따른 조명 모듈을 나타낸 사시도이고, 도 20은 도 19의 조명 모듈의 부분 측 단면도이다.
도 19 및 도 20을 참조하면, 조명 모듈은, 기판(201), 복수의 발광 소자(100), 상기 기판(201) 상에 반사 필름(110), 상기 기판(201) 및 발광 소자(100) 상에 광 추출 구조(182)를 갖는 수지층(180)을 포함한다.
상기 발광 소자(100)는 상기 기판(201)의 제2축 방향(Y)을 따라 배열될 수 있다. 상기 발광 소자(100)는 상기 기판(201)의 에지들 중 적어도 하나의 에지를 따라 배열될 수 있으며, 예컨대 상기 기판(201)의 길이 방향의 에지를 따라 배열될 수 있다.
상기 발광 소자(100)는 상기 수지층(180)의 영역 중 두께가 두꺼운 영역을 따라 배열될 수 있다. 상기 수지층(180)의 두께는 상기 발광 소자(100)가 배치된 영역이 두껍고, 상기 발광 소자(100)로부터 멀어질수록 얇아질 수 있다. 상기 수지층(180)의 광 추출 구조(182)의 패턴은 광축(Y0) 방향으로 교대로 배열되고, 상기 광축(Y0)과 직교하는 방향의 길이로 배치될 수 있다. 상기 각 패턴의 길이는 상기 수지층(180)의 길이(Y2)와 동일할 수 있다. 상기 프리즘 패턴의 길이 방향은 상기 발광 소자들의 배열 방향과 동일한 방향일 수 있다. 상기 프리즘 패턴들은 상기 발광 소자들의 배열 방향과 직교하는 방향으로 배열될 수 있다.
상기 수지층(170)은 제1축 방향의 길이(X2)가 제2축 방향의 길이(Y2)보다 작을 수 있으며, 예컨대 1/2 이하일 수 있다. 상기 발광 소자(100) 간의 간격(B5)은 100mm 이하 예컨대, 1mm 내지 30mm의 범위 또는 15mm 내지 25mm의 범위일 수 있다. 상기 발광 소자(100) 간의 간격(B5)이 상기 범위보다 작은 경우 발광 소자(100)의 개수가 증가될 수 있고, 상기 범위보다 큰 경우 암부가 발생될 수 있다.
다른 예로서, 상기 발광 소자(100)는 상기 기판(201) 상에 지그 재그로 배치될 수 있고, 상기 수지층(170)의 두께는 발광 소자(100)가 배치된 영역이 두껍고, 발광 소자(100)로부터 멀어질수록 얇아질 수 있다. 상기 수지층(170)의 각 발광 셀(170A)은 각 발광 소자(100) 상에 배치된 영역으로서, 100mm 이하 예컨대, 1mm 내지 30mm의 범위 또는 15mm 내지 25mm의 범위의 너비로 각각 배치될 수 있다. 실시 예에 따른 수지층(170)의 두께를 점차 얇아지는 구조로 설명하였으나, 제1 및 제2실시 예의 수지층의 구조도 포함할 수 있다.
도 21은 실시 예에 따른 조명 모듈에서 발광 셀을 나타낸 도면이다.
도 21을 참조하면, 조명 모듈은 수지층(190)이 발광 셀이 다각형 형상일 때, 모서리 영역에 발광 소자(100)를 배치하며, 수지층(190)의 광 추출 구조(192)는 패턴들이 상기 발광 소자(100)의 광축(Y0)에 직교하는 방향으로 배열될 수 있다. 이러한 패턴에 대한 상세 구성은 상기에 개시된 실시 예의 설명을 참조하기로 한다.
실시 예에 따른 수지층(150,160,170,180,190)은 소정 폭을 갖는 직선형 바 형상이거나, 소정 곡률을 갖는 곡선형 바 형태이거나, 한 번 이상 절곡된 절곡된 바 형태이거나, 상기 직선, 곡선, 절곡된 형태 중 2개 이상이 혼합된 형태일 수 있다. 이러한 형상은 어플리케이션 예컨대, 헤드 램프, 차폭등, 사이드 미러등, 안개등, 테일등(Tail lamp), 제동등(Stop lamp), 차폭등, 주간 주행등과 같은 차량 램프의 종류나 구조에 따라 다를 수 있다. 또는 다른 표시 장치나 실내등, 실외등과 같은 조명 장치에 적용될 수 있다.
도 23 및 도 24는 실시 예에 따른 조명 모듈을 갖는 조명 장치를 나타낸 도면이다. 실시 예에 따른 조명 장치에서의 조명 모듈은 상기의 설명을 참조하기로 한다. 상기 조명 모듈(200B)은 실시 예에 개시된 모듈을 포함하며, 예컨대, 기판(201), 상기 기판(201) 상에 복수의 발광 소자(100), 및 수지층(170) 및 반사 필름(110)을 갖는다.
상기 조명 모듈(200B) 상에 광학 부재(230)가 배치될 수 있으며, 상기 광학 부재(230)는, 입사되는 광을 확산시켜 투과시켜 줄 수 있다. 상기 광학 부재(230)는 상기 수지층(170)을 통해 방출된 면 광원을 균일하게 확산시켜 출사하게 된다. 상기 광학 부재(230)는 광학 렌즈 또는 이너(inner) 렌즈를 포함할 수 있으며, 상기 광학 렌즈는 타켓 방향으로의 광을 집광시켜 주거나, 광의 경로를 변경시켜 줄 수 있다. 상기 광학 부재(230)는 상면 및 하면 중 적어도 하나에 다수의 렌즈부(231)를 포함하며, 상기 렌즈부(231)는 상기 광학 부재(230)로부터 하 방향으로 돌출된 형상이거나, 상 방향으로 돌출된 형상일 수 있다. 이러한 광학 부재(230)는 조명 장치의 배광 특성을 조절할 수 있다.
상기 광학 부재(230)는 굴절률이 2.0 이하의 재질 예컨대, 1.7이하의 재질을 포함할 수 있다. 상기 광학 부재(230)의 재질은, 아크릴, 폴리메타크릴산메틸(PMMA), 폴리카보네이트(PC), 에폭시 수지(EP)의 투명 수지 재료나 투명한 글래스(Glass)에 의해 형성될 수 있다.
상기 광학 부재(230)는 상기 조명 모듈(200B) 예컨대, 기판(201)과의 간격이 10mm 이상 예컨대, 15mm 내지 100mm의 범위일 수 있으며, 상기 간격이 상기 범위를 벗어날 경우 광도를 저하시킬 수 있고, 상기 범위보다 작을 경우 광의 균일도를 저하시킬 수 있다.
상기 조명 모듈(200)은 바닥 면에 방열 방열 플레이트(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 방열 플레이트는 복수의 방열 핀을 구비할 수 있고, 상기 기판(201)으로 전도되는 열을 방열할 수 있다. 상기 방열 플레이트는 알루미늄, 구리, 마그네슘, 니켈과 같은 금속 중에서 적어도 하나 또는 이들의 선택적인 합금을 포함할 수 있다.
상기 조명 장치는, 수납 공간(305)을 갖는 하우징(300), 상기 하우징(300)의 수납 공간의 바닥에 배치된 실시 예에 따른 조명 모듈 및 상기 조명 모듈 상에 배치된 광학 부재(230)를 포함한다.
상기 하우징(300)은, 상기 수납 공간(305)의 외 측면(303)이 상기 하우징(300)의 바닥 면에 대해 경사진 면으로 제공될 수 있으며, 이러한 경사진 면은 광의 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다. 상기 하우징(300)의 수납 공간(305)의 표면은 반사 재질의 금속 물질이 형성될 수 있으며, 이러한 금속 물질에 의해 수납 공간(305) 내에서의 광 추출 효율이 개선될 수 있다. 상기 수납 공간(305)의 깊이는 상기 수지층(170)의 고점보다 크게 배치될 있고, 상기 수지층(170)을 통해 방출된 광을 방출할 수 있다.
상기 하우징(300)은 바닥부(301) 및 반사부(302)를 포함하며, 상기 바닥부(301)는 기판(201) 아래에 배치되며, 상기 반사부(302)는 상기 바닥부(301)의 외측 둘레에서 상 방향으로 돌출되며 상기 수지층(170)의 둘레에 배치될 수 있다. 상기 하우징(300)은 금속 또는 플라스틱 재질을 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 하우징(300)의 바닥부(301) 또는 반사부(302)에는 상기 기판(201)에 연결되는 케이블이 관통되는 구멍(미도시)이 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 하우징(300)의 바닥부(301)에는 상기 기판(201)이 나사와 같은 체결 수단이나 접착 부재로 접착되거나, 후크와 같은 구조로 결합될 있다. 이에 따라 상기 기판(201)은 상기 하우징(300)의 바닥에 고정될 수 있다.
실시 예에 따른 조명 장치는, 헤드 램프, 차폭등, 사이드 미러등, 안개등, 테일등(Tail lamp), 정지등(Stop lamp), 차폭등, 주간 주행등과 같은 각 종 차량 조명 장치, 표시 장치, 신호등에 적용될 수 있다.
도 24은 실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 평면도이고, 도 25은 도 24의 발광 소자의 A-A측 단면도이고, 도 26는 도 24의 발광 소자가 배치된 정면도이고, 도 27은 도 26의 발광 소자의 다른 측 면도이다.
도 24 및 도 25을 참조하면, 발광 소자(100)는 캐비티(20)를 갖는 몸체(10), 상기 캐비티(20) 내에 복수의 리드 프레임(30,40), 및 상기 복수의 리드 프레임(30,40) 중 적어도 하나의 위에 배치된 발광 칩(101)을 포함한다. 이러한 발광 소자(100)는 측면 발광형 패키지로 구현될 수 있다.
상기 발광 소자(100)는 제2축(X) 방향의 길이(D1)가 제1축(Y) 방향의 두께(T1)보다 3배 이상 예컨대, 4배 이상일 수 있다. 상기 제2축(X) 방향의 길이(D1)는 2.5mm 이상 예컨대, 2.7mm 내지 4.5mm 범위일 수 있다. 상기 발광 소자(100)는 제2축(X) 방향의 길이(D1)를 길게 제공함으로써, 제2축(X) 방향으로 상기 발광 소자(100)들을 배열될 때, 발광 소자 패키지(100)의 개수를 줄여줄 수 있다. 상기 발광 소자(100)는 두께(T1)를 상대적으로 얇게 제공할 수 있어, 상기 발광 소자(100)를 갖는 조명 모듈의 두께를 줄여줄 수 있다. 상기 발광 소자(100)의 두께(T1)는 2mm 이하일 수 있다.
상기 발광 소자(100)의 제2축(X) 방향의 길이(D1)는 상기 몸체(10)의 길이(D2)보다 클 수 있으며, 두께(T1)는 상기 몸체(10)의 두께 예컨대, 몸체(10)의 제2축 방향의 두께와 같을 수 있다. 상기 몸체(10)의 길이(D2)는 상기 몸체(10)의 두께에 비해 3배 이상일 수 있다.
도 25와 같이, 상기 몸체(10)는 바닥에 리드 프레임(30,40)이 노출된 캐비티(20)를 갖는 제1몸체(10A), 상기 제1몸체(10A)를 지지하는 제2몸체(10B)를 포함한다. 상기 제1몸체(10A)는 상부 몸체이거나 전방 몸체일 수 있으며, 상기 제2몸체(10B)는 하부 몸체이거나 후방 몸체일 수 있다. 상기 제1몸체(10A)는 리드 프레임(30,40)을 기준으로 전방 영역이고, 상기 제2몸체(10B)는 리드 프레임(30,40)을 기준으로 후방 영역일 수 있다. 상기 제1,2몸체(10A,10B)는 일체로 형성될 수 있다. 상기 몸체(10)에는 복수의 리드 프레임(30,40) 예컨대, 제1리드 프레임(30), 및 제2리드 프레임(40)이 결합된다.
상기 몸체(10)는 절연 재질로 형성될 수 있다. 상기 몸체(10)는 반사 재질로 형성될 수 있다. 상기 몸체(10)는 발광 칩으로부터 방출된 파장에 대해, 반사율이 투과율보다 더 높은 물질 예컨대, 70% 이상의 반사율을 갖는 재질로 형성될 수 있다. 상기 몸체(10)는 반사율이 70% 이상인 경우, 비 투광성의 재질 또는 반사 재질로 정의될 수 있다. 상기 몸체(10)는 수지 계열의 절연 물질 예컨대, 폴리프탈아미드(PPA: Polyphthalamide)와 같은 수지 재질로 형성될 수 있다. 상기 몸체(10)는 실리콘 계열, 또는 에폭시 계열, 또는 플라스틱 재질을 포함하는 열 경화성 수지, 또는 고내열성, 고 내광성 재질로 형성될 수 있다. 상기 몸체(10)는 백색 계열의 수지를 포함한다. 상기 몸체(10) 내에는 산무수물, 산화 방지제, 이형재, 광 반사재, 무기 충전재, 경화 촉매, 광 안정제, 윤활제, 이산화티탄 중에서 선택적으로 첨가될 수 있다. 함유하고 있다. 상기 몸체(10)는 에폭시 수지, 변성 에폭시 수지, 실리콘 수지, 변성 실리콘 수지, 아크릴 수지, 우레탄 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종에 의해 성형될 수 있다. 예를 들면, 트리글리시딜이소시아누레이트, 수소화 비스페놀 A 디글리시딜에테르 등으로 이루어지는 에폭시 수지와, 헥사히드로 무수 프탈산, 3-메틸헥사히드로 무수 프탈산4-메틸헥사히드로 무수프탈산 등으로 이루어지는 산무수물을, 에폭시 수지에 경화 촉진제로서 DBU(1,8-Diazabicyclo(5,4,0)undecene-7), 조촉매로서 에틸렌 그리콜, 산화티탄 안료, 글래스 섬유를 첨가하고, 가열에 의해 부분적으로 경화 반응시켜 B 스테이지화한 고형상 에폭시 수지 조성물을 사용할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 몸체(10)는 열 경화성 수지에 확산제, 안료, 형광 물질, 반사성 물질, 차광성 물질, 광 안정제, 윤활제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 적절히 혼합하여도 된다.
상기 몸체(10)는 반사 물질 예컨대, 금속 산화물이 첨가된 수지 재질을 포함할 수 있으며, 상기 금속 산화물은 TiO2, SiO2, Al2O3중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이러한 몸체(10)는 입사되는 광을 효과적으로 반사시켜 줄 수 있다. 다른 예로서, 상기 몸체(10)는 투광성의 수지 물질 또는 입사 광의 파장을 변환시키는 형광체를 갖는 수지 물질로 형성될 수 있다.
상기 몸체(10)의 측면들을 보면, 제1측면부(11) 및 상기 제1측면부(11)의 반대측 제2측면부(12), 상기 제1,2측면부(11,12)에 인접하며 서로 반대측에 배치된 제3,4측면부(13,14)를 포함할 수 있다. 상기 제1,2측면부(11,12)는 제1축(Y) 방향에 대해 서로 대응되며, 제3,4측면부(13,14)는 제2축(X) 방향에 대해 서로 대응될 수 있다. 상기 제1측면부(11)는 상기 몸체(10)의 바닥이며, 상기 제2측면부(12)는 상기 몸체(10)의 상면일 수 있으며, 상기 제1,2측면부(11,12)는 몸체(10)의 길이(D2)를 갖는 장 측면일 수 있으며, 상기 제3,4측면부(13,14)는 상기 몸체(10)의 두께(T1)보다 얇은 두께를 갖는 단 측면일 수 있다. 상기 몸체(10)의 제1측면부(11)는 기판(201)과 대응되는 측면일 수 있다.
상기 몸체(10)는 전면부(15) 및 후면부(16)를 구비할 수 있으며, 상기 전면부(15) 및 후면부(16)는 상기 캐비티(20)가 배치되는 면일 수 있으며, 광이 출사되는 면일 수 있다. 후면부는 상기 전면부(15)의 반대측 면일 수 있다. 상기 후면부(16)는 제1후면부(16A) 및 제2후면부(16B)를 포함하며, 상기 제1후면부(16A)와 제2후면부(16B) 사이에 게이트(gate)부(16C)를 포함할 수 있다. 상기 게이트부(16C)는 상기 제1,2후면부(16A,16B) 사이에서 상기 제1,2후면부(16A,16B)보다 캐비티 방향으로 함몰될 수 있다.
상기 제1리드 프레임(30)은 상기 캐비티(20)의 바닥에 배치된 제1리드부(31), 상기 몸체(10)의 제1측면부(11)의 제1외곽 영역(11A,11C)에 배치된 제1본딩부(32), 상기 몸체(10)의 제3측면부(13) 상에 배치된 제1방열부(33)를 포함한다. 상기 제1본딩부(32)는 상기 몸체(10) 내에서 상기 제1리드부(31)로부터 절곡되고 상기 제1측면부(11)로 돌출되며, 상기 제1방열부(33)는 상기 제1본딩부(32)로부터 절곡될 수 있다. 상기 제1측면부(11)의 제1외곽 영역(11A,11C)은 상기 몸체(10)의 제3측면부(13)에 인접한 영역일 수 있다.
상기 제2리드 프레임(40)은 상기 캐비티(20)의 바닥에 배치된 제2리드부(41), 상기 몸체(10)의 제1측면부(11)의 제2외곽 영역(11B,11D)에 배치된 제2본딩부(42), 상기 몸체(10)의 제4측면부(14)에 배치된 제2방열부(43)를 포함한다. 상기 제2본딩부(42)는 상기 몸체(10) 내에서 상기 제2리드부(41)로부터 절곡되며, 상기 제2방열부(43)는 상기 제2본딩부(42)로부터 절곡될 수 있다. 상기 제1측면부(11)의 제2외곽 영역(11B,11D)은 상기 몸체(10)의 제4측면부(14)에 인접한 영역일 수 있다.
상기 제1,2리드부(31,41) 사이의 간극부(17)는 상기 몸체(10)의 재질로 형성될 수 있으며, 상기 캐비티(20)의 바닥과 동일한 수평 면이거나 돌출될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 제1외곽 영역(11A,11C)과 제2외곽 영역(11B,11D)은 경사진 영역(11A,11B)과 평탄한 영역(11C,11D)을 가질 수 있으며, 상기 경사진 영역(11A,11B)을 통해 제1,2리드 프레임(30,40)의 제1,2본딩부(32,42)가 돌출될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
여기서, 상기 발광 칩(71)은 예컨대, 제1리드 프레임(30)의 제1리드부(31) 상에 배치될 수 있으며, 제1,2리드부(31,41)에 와이어(72,73)로 연결되거나, 제1리드부(31)에 접착제로 연결되고 제2리드부(41)에 와이어로 연결될 수 있다. 이러한 발광 칩(71)은 수평형 칩, 수직형 칩, 비아 구조를 갖는 칩일 수 있다. 상기 발광 칩(71)은 플립 칩 방식으로 탑재될 수 있다. 상기 발광 칩(71)은 자외선 내지 가시광선의 파장 범위 내에서 선택적으로 발광할 수 있다. 상기 발광 칩(71)은 예컨대, 자외선 또는 청색 피크 파장을 발광할 수 있다. 상기 발광 칩(71)은 II-VI족 화합물 및 III-V족 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 발광 칩(71)은 예컨대, GaN, AlGaN, InGaN, AlInGaN, GaP, AlN, GaAs, AlGaAs, InP 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 화합물로 형성될 수 있다.
상기 캐비티(20)의 내 측면을 보면, 상기 캐비티(20)의 둘레에 배치된 제1,2,3,4내측면(21,22,23,24)은 리드 프레임(30,40)의 상면의 수평한 직선에 대해 경사질 수 있다. 상기 제1측면부(11)에 인접한 제1내측면(21)과 상기 제2측면부(12)에 인접한 제2내측면(22)은 상기 캐비티(20)의 바닥에 대해 각도로 경사지며, 상기 제3측면부(13)에 인접한 제3내측면(23)과 상기 제4측면부(14)에 인접한 제4내측면(14)은 경사지되, 상기 제1,2내 측면(21,22)의 경사각도보다 작은 각도로 경사질 수 있다. 이에 따라 상기 제1,2내 측면(21,22)은 입사되는 광의 제1축 방향으로의 진행하는 것을 반사하고, 상기 제3,4내 측면(23,24)은 입사되는 광을 제2축(X) 방향으로 확산시켜 줄 수 있다.
상기 캐비티(20)의 내 측면(21,22,23,24)은 몸체(10)의 전면부(15)로부터 수직하게 단차진 영역(25)을 구비할 수 있다. 상기 단차진 영역(25)은 몸체(10)의 전면부(15)와 내측면(21,22,23,24) 사이에 단차지게 배치될 수 있다. 상기 단차진 영역(25)은 상기 캐비티(20)을 통해 방출된 광의 지향 특성을 제어할 수 있다.
도 25와 같이, 상기 캐비티(20)의 깊이(H2)는 상기 몸체(10)의 너비(H1)의 1/3 이하 예컨대, 0.3mm±0.05mm 범위일 수 있다. 상기 캐비티(20)의 깊이(H2)가 상기 범위 미만인 경우 광의 지향각 제어가 어렵고 상기 범위를 초과할 경우 몸체(10)의 너비(H1)가 증가하거나 광 지향각이 좁아지는 문제가 있다.
여기서, 상기 몸체(10)의 너비(H1)는 몸체(10)의 전면부(15)와 후면부(16) 사이의 간격일 수 있다. 여기서, 상기 몸체(10)의 너비(H2)는 상기 몸체(10)의 두께(T1)보다 클 수 있으며, 상기 몸체(10)의 너비(H2)와 두께(T1)의 차이는 0.05mm 이상 예컨대, 0.05mm 내지 0.5mm 범위일 수 있고, 상기 몸체(10)의 두께(T1)가 상대적으로 두꺼울 경우 라이트 유닛의 두께를 증가시킬 수 있고, 얇을 경우 리드 프레임(30,40)이 갖는 방열 면적이 감소될 수 있다.
상기 몸체(10)의 제3,4측면부(13,14)에는 내측으로 함몰된 오목부(35,45)를 가질 수 있으며, 상기 오목부(35,45)는 몸체(10)의 사출 과정에 상기 몸체(10)를 지지하는 핑거(finger)들이 삽입될 수 있다. 상기 오목부(35,45)는 상기 제1,2리드 프레임(30,40)의 제1,2리드부(31,41)가 수평하게 연장되는 연장 선 상에 배치될 수 있다. 상기 오목부(35,45)는 상기 제1,2리드부(31,41)로부터 이격되게 배치될 수 있다. 상기 오목부(35,45)의 깊이는 상기 오목부(35,45)의 일부 영역이 상기 캐비티(20) 예컨대, 상기 캐비티(20)의 일부와 수직 방향으로 오버랩될 수 있는 깊이로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 몸체(10)의 제3,4측면부(13,14)의 후방 수납 영역을 보면, 제3측면부(13) 및 제4측면부(14)로부터 경사진 제1영역(13A,14A), 상기 제1영역(13A,14A)으로부터 경사진 제2영역(13B,14B)을 포함한다.
실시 예에 따른 발광 소자(100)의 캐비티(20) 내에 배치된 발광 칩(101)은 하나 또는 복수로 배치될 수 있다. 상기 발광 칩(101)은 예컨대 레드 LED 칩, 블루 LED 칩, 그린 LED 칩, 엘로우 그린(yellow green) LED 칩 중에서 선택될 수 있다.
상기 몸체(11)의 캐비티(20)에는 몰딩 부재(81)가 배치되며, 상기 몰딩 부재(81)는 실리콘 또는 에폭시와 같은 투광성 수지를 포함하며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 상기 몰딩 부재(81) 또는 상기 발광 칩(71) 상에는 방출되는 빛의 파장을 변화하기 위한 형광체를 포함할 수 있으며, 상기 형광체는 발광 칩(71)에서 방출되는 빛의 일부를 여기시켜 다른 파장의 빛으로 방출하게 된다. 상기 형광체는 양자점, YAG, TAG, Silicate, Nitride, Oxy-nitride 계 물질 중에서 선택적으로 형성될 수 있다. 상기 형광체는 적색 형광체, 황색 형광체, 녹색 형광체 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 몰딩 부재(61)의 표면은 플랫한 형상, 오목한 형상, 볼록한 형상 등으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 다른 예로서, 상기 캐비티(20) 상에 형광체를 갖는 투광성 필름(110)이 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 몸체(10)의 상부에는 렌즈가 더 형성될 수 있으며, 상기 렌즈는 오목 또는/및 볼록 렌즈의 구조를 포함할 수 있으며, 발광 소자(100)가 방출하는 빛의 배광(light distribution)을 조절할 수 있다.
상기 몸체(10) 또는 어느 하나의 리드 프레임 상에는 수광 소자, 보호 소자 등의 반도체 소자가 탑재될 수 있으며, 상기 보호 소자는 싸이리스터, 제너 다이오드, 또는 TVS(Transient voltage suppression)로 구현될 수 있으며, 상기 제너 다이오드는 상기 발광 칩을 ESD(electro static discharge)로 부터 보호하게 된다.
도 26 및 도 27을 참조하면, 기판(201) 상에 적어도 하나 또는 복수개의 발광 소자(100)가 배치되며, 상기 발광 소자(100)의 하부 둘레에 반사 필름(110)이 배치된다. 상기 기판(201)은 절연층 상에 회로 패턴이 인쇄된 보드를 포함하며, 예를 들어, 수지 계열의 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board), 메탈 코아(Metal Core) PCB, 연성(Flexible) PCB, 세라믹 PCB, FR-4 기판을 포함할 수 있다.
상기 발광 소자(100)의 제1 및 제2리드부(33,43)는 상기 기판(201)의 전극 패턴(213,215)에 전도성 접착 부재(203,205)인 솔더 또는 전도성 테이프로 본딩된다.
도 27 및 도 28은 차량 램프를 나타낸 도면이다.
도 27 및 도 28을 참조하면, 차량(900)에서 후미등(800)은 제 1 램프 유닛(812), 제 2 램프 유닛(814), 제 3 램프 유닛(816), 및 하우징(810)을 포함할 수 있다. 여기서, 제 1 램프 유닛(812)은 방향 지시등 역할을 위한 광원일 수 있으며, 제 2 램프 유닛(814)은 차폭등의 역할을 위한 광원일 수 있고, 제3램프 유닛(816)은 제동등 역할을 위한 광원일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 하우징(810)은 제 1 내지 제 3 램프 유닛(812, 814, 816)들을 수납하며, 투광성 재질로 이루어질 수 있다. 이때, 하우징(810)은 차량 몸체의 디자인에 따라 굴곡을 가질 수 있고, 제 1 내지 제 3 램프 유닛(812, 814,816)은 하우징(810)의 형상에 따라, 곡면을 갖는 수 있는 면 광원을 구현할 수 있다. 도 28과 같이, 램프 유닛이 차량의 테일등, 제동등이나, 턴 시그널 램프에 적용될 경우, 차량의 턴 시그널 램프에 적용될 수 있다.
여기서, 차량 램프의 안전 기준으로 보면, 정면광을 기준으로 측정할 경우, 테일등은 배광 기준이 4 내지 5칸텔라(cd)의 범위이며, 제동등은 배광 기준이 60내지 80 칸텔라(cd) 범위이다. 실시 예에 따른 조명 모듈은 도 30 및 도 31과 같이, 50이상의 칸텔라를 갖는 광도로 배광되므로, 상기 제동등이나 테일등과 같은 램프의 차량 안전 기준 내의 광도를 제공할 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.
110: 반사 필름
150,160,170,180,190: 수지층
152,162,172,182,192: 광 추출 구조
201: 기판
230: 광학 부재
300: 하우징
150,160,170,180,190: 수지층
152,162,172,182,192: 광 추출 구조
201: 기판
230: 광학 부재
300: 하우징
Claims (17)
- 기판;
상기 기판 상에 배치되며 상기 기판에 인접한 광 출사면을 갖는 복수의 발광 소자; 및
상기 기판 및 상기 발광 소자 상에 배치되며 상면에 광 추출 구조를 갖는 수지층을 포함하며,
상기 광 추출 구조는 상기 복수의 발광 소자의 광축 방향으로 배열된 패턴을 포함하는 조명 모듈. - 기판;
상기 기판 상에 배치되며 상기 기판에 인접한 광 출사면을 갖는 복수의 발광 소자; 및
상기 기판 및 상기 발광 소자 상에 배치되며 상면에 광 추출 구조를 갖는 수지층을 포함하며,
상기 복수의 발광 소자는 상기 기판의 어느 한 에지에 인접하게 배치되며,
상기 광 추출 구조는 상기 복수의 발광 소자의 배열 방향과 직교하는 방향으로 배열된 패턴을 포함하는 조명 모듈. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 광 추출 구조의 패턴은 반구형 또는 다각형 형상의 프리즘 패턴을 포함하는 조명 모듈. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 수지층은 상기 발광 소자의 두께보다 두껍고 일정한 두께를 갖는 조명 모듈. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 수지층의 두께는 상기 발광 소자로부터 멀어질수록 점차 얇아지는 조명 모듈. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 수지층은 상기 발광 소자와 오버랩되며 제1두께를 갖는 제1영역과, 상기 제1영역으로부터 경사진 제2영역을 포함하며,
상기 광 추출 구조는 상기 제1,2영역 상에 배치되는 조명 모듈. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 광 추출 구조의 패턴은 상기 발광 소자로부터 멀어질수록 더 좁은 간격을 갖는 조명 모듈. - 제5항에 있어서,
상기 수지층의 상면에서의 저점은 상기 발광 소자의 광축보다 아래에 배치되는 조명 모듈. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 광 추출 구조는 상기 수지층과 동일한 재질로 형성되는 조명 모듈. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 광 추출 구조의 패턴은 경사진 제1 및 제2측면을 포함하며,
상기 제1측면은 상기 발광 소자에 제2측면보다 더 인접하게 배치되며,
상기 제1측면의 경사진 각도는 상기 발광 소자로부터 멀어질수록 점차 작아지는 조명 모듈. - 제1항에 있어서,
상기 수지층은 상기 복수의 발광 소자 각각의 출사 측에 배치된 복수의 발광 셀을 포함하며,
상기 복수의 발광 셀 사이의 경계 면은 상기 발광 소자의 배면으로부터 이격되는 조명 모듈. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 광 추출 구조의 패턴들의 고점 및 저점 중 적어도 하나는 곡면을 포함하는 조명 모듈. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 기판과 상기 수지층 사이에 배치된 반사 필름을 포함하며,
상기 반사 필름은 상기 각 발광 소자의 하부가 배치된 구멍을 포함하는 조명 모듈. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 반사 필름은 상기 기판 상에 배치된 반사층, 상기 반사층 상에 배치된 투광층 및 상기 반사층과 상기 투광층 사이에 배치된 반사 패턴을 포함하며,
상기 반사 패턴은 내부에 에어 갭을 갖는 조명 모듈. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 수지층은 상기 발광 소자의 각 출사 측에 배치된 복수의 발광 셀을 포함하며,
상기 발광 셀들 사이의 측면은 경사진 면 또는 수직한 면을 포함하는 조명 모듈. - 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기판 아래에 배치된 복수의 방열 핀을 갖는 방열 플레이트를 포함하는 조명 모듈.
- 청구항 제1항 또는 제2항의 조명 모듈;
상기 조명 모듈 상에 배치된 광학 부재; 및
상기 조명 모듈이 배치된 수납 공간을 갖는 하우징을 포함하는 조명 모듈.
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