KR20240062993A - 조명 모듈 및 차량 램프 - Google Patents

조명 모듈 및 차량 램프 Download PDF

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KR20240062993A
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light emitting
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강민수
최현호
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

발명의 실시 예에 개시된 조명 모듈은 기판; 상기 기판 상에 배치된 레진층; 상기 레진층 내에 밀봉되며 상기 기판과 전기적으로 연결된 복수의 발광소자; 상기 레진층 상에 배치된 광학 필름; 상기 광학 필름과 상기 레진층 사이에 배치된 접착층; 및 상기 광학 필름의 하면에 배치된 차광 패턴을 포함하고 적어도 일부가 상기 복수의 발광소자 각각과 수직 방향으로 중첩되는 복수의 차광부재를 포함하며, 상기 복수의 발광소자 각각은 제1 방향으로 가장 높은 세기의 광을 방출하는 발광 면을 포함하며, 상기 광학 필름은 인접한 차광부재 사이의 영역이 커팅된 커팅부를 가질 수 있다.

Description

조명 모듈 및 차량 램프{LIGHTING MODULE AND VEHICLE LAMP}
발명의 실시 예는 조명 모듈 및 차량 램프에 관한 것이다.
조명 응용은 차량용 조명(light)뿐만 아니라 디스플레이 및 간판용 백라이트를 포함한다. 발광소자 예컨대, 발광 다이오드(LED)는 형광등, 백열등과 같은 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성 등의 장점이 있다. 상기 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. 상기 발광 다이오드는 사이즈가 작기 때문에 램프의 디자인 자유도를 높여줄 수 있고 반 영구적인 수명으로 인해 경제성도 있다.
발명의 실시 예는 균일한 면 광의 분포를 제공하기 위한 조명 모듈을 제공할 수 있다.
발명의 실시 예는 발광 모듈의 곡률로 인해 광학 필름과 레진층 사이의 응력 차이를 줄여주어, 상기 응력 차이로 인해 차광 효과의 저하를 방지할 수 있도록 한 조명 모듈을 제공할 수 있다.
발명의 실시 예는 균일한 광 분포를 갖는 플렉시블한 조명 모듈 및 조명 장치와 이를 갖는 차량 램프를 제공할 수 있다.
발명의 실시 예에 따른 조명 모듈은 기판; 상기 기판 상에 배치된 레진층; 상기 레진층 내에 밀봉되며 상기 기판과 전기적으로 연결된 복수의 발광소자; 상기 레진층 상에 배치된 광학 필름; 상기 광학 필름과 상기 레진층 사이에 배치된 접착층; 및 상기 광학 필름의 하면에 배치된 차광 패턴을 포함하고 적어도 일부가 상기 복수의 발광소자 각각과 수직 방향으로 중첩되는 복수의 차광부재를 포함하며, 상기 복수의 발광소자 각각은 제1 방향으로 가장 높은 세기의 광을 방출하는 발광 면을 포함하며, 상기 광학 필름은 인접한 차광부재 사이의 영역이 커팅된 커팅부를 가질 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 커팅부는 상기 광학 필름의 상면에서 상기 광학 필름의 하단을 통해 상기 접착층의 내부로 연장될 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 커팅부의 최소 길이는 상기 광학 필름의 제2 방향의 길이와 동일하며, 상기 제2 방향은 상기 제1 방향과 직교하는 방향일 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 커팅부는 상기 광학 필름의 상면에서 하면을 향해 경사지게 연장될 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 커팅부는 서로 대면하는 제1 및 제2 커팅부를 포함하며, 상기 제1 및 제2 커팅부의 상부 간격은 하부 간격보다 더 클 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 차광부의 주변 영역에 서브 차광 패턴을 포함하며, 상기 서브 차광 패턴은 상기 접착층과 상기 광학 필름의 하면 사이에 배치될 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 조명 모듈은 볼록하게 만곡되며, 상기 커팅부의 양측 광학 필름의 상면 또는 하면의 곡률 반경은 상기 커팅부의 하부에 배치된 상기 레진층의 상면의 곡률 반경보다 클 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 커팅부는 상부 폭이 하부 폭보다 더 큰 홈을 가질 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 커팅부는 인접한 차광부재 사이의 영역 중 광이 입사되는 측에 위치한 차광부재에 더 인접하게 배치될 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 커팅부는 상기 레진층의 상부까지 연장될 수 있다.
발명의 실시 예에 따른 차량 램프는 상기에 개시된 조명 모듈을 갖는 램프를 포함하며, 상기 램프는 사이드 미러등, 차폭등, 안개등, 테일등, 제동등, 주간 주행등, 차량 실내 조명, 도어 스카프, 리어 콤비네이션 램프, 백업 램프 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 조명 모듈 및 램프는 개선된 광 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 차광부재들 사이의 광학 필름 내에 응력 방향과 직교하는 방향으로 커팅부를 제공하여, 응력이 발생되는 영역에서의 광 균일도의 저하를 방지할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 조명 모듈의 상부의 소정 부분 또는 응력 발생 부분에 커팅부를 갖는 광학 필름에 의해 광 균일도를 개선시켜 줄 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 플렉시블한 조명 모듈의 상부에서 발생되는 응력을 제거할 수 있도록 한 조명 모듈 또는 차량 램프의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
도 1은 발명의 실시 예에 따른 조명 모듈의 평면도의 예이다.
도 2는 도 1의 조명 모듈의 부분 확대도를 나타낸 예이다.
도 3은 도 1의 조명 모듈의 A-A측 단면도의 예이다.
도 4는 도 3의 플렉시블한 조명 모듈의 부분 확대도의 예이다.
도 5는 도 4의 조명 모듈이 만곡된 예이다.
도 6은 도 4의 플렉시블한 조명 모듈의 제1 변형 예이다.
도 7은 도 4의 플렉시블한 조명 모듈의 제2 변형 예이다.
도 8은 도 4의 플렉시블한 조명 모듈의 제3 변형 예이다.
도 9는 도 1의 조명 모듈의 사시도의 예이다.
도 10의 (A)(B)는 비교 예와 발명의 조명 모듈의 조명 예이다.
도 11은 발명의 실시 예에 따른 조명 모듈을 갖는 램프를 나타낸 도면이다.
도 12는 도 11의 차량 램프가 적용된 차량의 평면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.
본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나이상을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 확정되지 않는다. 그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속＇되는 경우도 포함할 수 있다. 또한, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한 "상(위) 또는 하(아래)"으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
발명에 따른 조명 모듈은 조명이 필요로 하는 다양한 램프장치, 이를테면 차량용 램프, 가정용 조명장치, 산업용 조명장치에 적용이 가능하다. 예컨대 차량용 램프에 적용되는 경우, 헤드 램프, 사이드 미러등, 차폭등(side maker light), 안개등, 테일등(Tail lamp), 제동등, 주간 주행등, 차량 실내 조명, 도어 스카프(door scar), 리어 콤비네이션 램프, 백업 램프 등에 적용 가능하다. 본 발명의 조명 모듈은 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.
도 1는 발명의 실시 예에 따른 조명 모듈의 평면도의 예이며, 도 2는 도 1의 조명 모듈의 부분 확대도를 나타낸 예이고, 도 3은 도 1의 조명 모듈의 A-A측 단면도의 예이며, 도 4는 도 3의 플렉시블한 조명 모듈의 부분 확대도의 예이고, 도 5는 도 4의 조명 모듈이 볼록하게 만곡된 예이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 발명의 실시 예에 따른 조명 모듈(400)은 기판(401), 복수의 발광소자(100), 레진층(420), 복수의 차광부재(450) 및 광학필름(430)을 포함할 수 있다. 광학 플레이트는 광학필름(430)과 복수의 차광부재(450)를 포함할 수 있으며, 상기 차광부재(450)는 광학 필름(430)의 상면 또는 하면에 형성될 수 있다. 상기 조명 모듈(400)은 조명 장치, 조명 유닛 또는 발광 모듈로 정의할 수 있다.
상기 조명 모듈(400)은 상기 기판(401)과 상기 레진층(420) 사이에 배치된 반사부재(410)를 포함할 수 있다. 조명 모듈(400)은 상기 복수의 발광소자(100)로부터 방출된 광을 면광으로 방출할 수 있다. 여기서, 상기 면 광은 80% 이상의 광 균일도를 가질 수 있다. 상기 조명 모듈(400)은 하나 또는 복수의 발광 셀을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 조명 모듈(400)은 제2 방향(Y)의 양측인 제1 및 제2측면(S1,S2)과, 제1 방향(X)의 양측인 제3 및 제4 측면(S4,S4)을 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2측면(S1,S2)은 서로 대면할 수 있으며, 상기 기판(401) 및 레진층(420)의 양 측면일 수 있다. 상기 제3 및 제4 측면(S3,S4)은 서로 대면할 수 있으며, 상기 기판(401) 및 레진층(420)의 다른 양 측면일 수 있다.
상기 레진층(420)은 복수의 발광소자(100)들을 덮고, 각 발광소자(100)로부터 방출된 광을 가이드하며, 상기 가이드되는 광을 상면을 통해 면광 형태로 방출할 수 있다. 상기 레진층(420)은 투명한 아크릴(예, PMMA) 재질과 같은 도광 판을 제거하고 얇은 두께를 갖는 실리콘 또는 에폭시와 같은 레진 재질을 광 가이드 부재로 사용할 수 있다.
상기 기판(401)은 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board)을 포함할 수 있다. 상기 기판(410)은 예를 들어, 수지 계열의 인쇄회로기판(PCB), 메탈 코아(Metal Core)를 갖는 PCB, 플렉시블(Flexible) 재질의 PCB, 세라믹 재질의 PCB, 또는 FR-4 기판 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 기판(401)이 바닥에 금속층이 배치된 메탈 코아 PCB로 배치될 경우, 발광소자(100)의 방열 효율은 개선될 수 있다. 상기 기판(401)은 플렉시블 기판일 수 있다.
상기 기판(401)은 상기 복수의 발광소자(100)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 기판(401)은 상부에 배선층(미도시)을 포함하며, 상기 배선층은 복수의 발광소자(100)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 복수의 발광소자(100)는 상기 배선층에 의해 직렬, 병렬, 또는 직-병렬로 연결될 수 있는다. 상기 기판(401)은 상기 복수의 발광소자(100) 및 상기 레진층(420)의 하부에 배치된 베이스 부재 또는 지지 부재로 기능할 수 있다. 상기 기판(401)은 투명한 재질이거나, 불투명한 재질로 제공될 수 있다. 상기 기판(401)은 투명한 재질인 경우, 상기 발광소자(100)로부터 방출된 광은 상기 기판(401)의 하부로 추출될 수 있다. 상기 기판(401)은 배선층을 덮는 절연층(미도시)을 포함할 수 있으며, 상기 절연층은 흰색으로 구현될 수 있으며, 이 경우 반사부재(410) 없이 반사 기능을 구현할 수 있다.
상기 기판(401)의 상면은 플랫한 평면이거나 곡면을 가질 수 있다. 상기 기판(401)의 두께는 수직한 방향 또는 Z 방향의 높이일 수 있다. 상기 기판(401)은 램프 또는 조명 모듈(400)의 형상에 따라 일 방향으로 긴 바(Bar) 형상이거나, 다각형 형상이거나 곡선을 갖는 형상일 수 있다. 상기 기판(401)은 광이 출사되는 제1 방향(X)으로 긴 길이를 갖거나, 상기 광이 출사되는 방향과 직교하는 제2 방향(Y)으로 긴 길이를 가질 수 있다. 도면에서 X 방향은 제1방향일 수 있으며, Y 방향은 제2방향일 수 있으며, Z 방향은 제1 및 제2방향과 직교하는 방향일 수 있다. 상기 기판(401)의 제1 방향(X)의 길이는 제2 방향(Y)의 너비보다 크거나 작을 수 있다. 또한 상기 기판(401)의 장축 방향의 측면(예, S1,S2)은 플랫한 평면이거나 곡면을 가질 수 있다.
상기 기판(401)은 예컨대, 반사부재(410)를 포함할 수 있다. 상기 반사부재(410)는 상기 기판(401) 상에 배치된 패드를 갖는 회로 패턴을 보호하는 절연 층이거나 반사 재질의 층일 수 있다.
상기 복수의 발광소자(100)는 상기 기판(401) 상에 배치되며, 제1 방향(X)으로 광을 방출하게 된다. 상기 복수의 발광소자(100)는 1행 또는 2행으로 배열될 수 있다. 상기 발광소자(100)는 기판(401) 상에 M×N 행렬로 배치될 수 있으며, M,N은 2이상의 정수일 수 있다. 상기 복수의 발광소자(100)는 어느 한 방향으로 광을 방출하거나, 서로 마주하는 방향으로 광을 방출할 수 있다. 다른 예로서, 복수의 발광소자(100) 각각은 제2 방향(Y)으로 광을 방출할 수 있다.
또한 상기 복수의 발광소자(100) 중 적어도 하나는 제1,2방향 사이의 방향으로 광을 방출할 수 있다. 다른 예로서, 상기 복수의 발광소자(100)는 기판(401)의 양 측면(S3,S4)를 따라 배열되고 서로 반대측 면(S3,S4)을 향해 방출할 수 있다. 여기서, 상기 복수의 발광소자(100)는 기판(401)의 양 측면(S3,S4)에 서로 마주하지 않고 어긋나도록 배치될 수 있다.
상기 발광소자(100)는 일 측면(예, S4)으로 광 세기가 가장 높은 광을 방출하는 출사면(81)을 가질 수 있으며, 상기 출사면(81)은 예컨대, 상기 기판(401)의 수평한 상면에 대해 제3 방향(Z)으로 또는 수직 방향으로 연장될 수 있다. 상기 출사면(81)은 수직한 평면이거나, 오목한 면 또는 볼록한 면을 포함할 수 있다.
상기 발광소자(100)들 각각은 복수의 발광 칩(71,72)을 갖는 패키지이거나 적어도 하나의 발광 칩이 패키징된 패키지를 포함할 수 있다. 상기 발광 칩(71,72)은 몰딩 부재(80)에 의해 몰딩될 수 있다. 상기 발광 칩(71,72)은 제1 방향(X)과 직교되는 방향(Y)으로 복수개가 배열될 수 있으며, 예컨대 서로 이격된 제1 발광 칩(71) 및 제2 발광 칩(72)를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 상기 발광소자(100)은 다측 면으로 광을 방출할 수 있다.
상기 발광소자(100)들 각각의 출사면(81)은 상기 몰딩 부재(80)의 외면일 수 있다. 상기 몰딩 부재(80)는 실리콘 또는 에폭시와 같은 투명한 수지재질일 수 있다. 상기 발광 칩(71,72)은 청색, 적색, 녹색, 자외선(UV), 적외선 중 적어도 하나를 발광할 수 있으며, 상기 발광소자(100)들 각각은 백색, 청색, 적색, 녹색, 적외선 중 적어도 하나를 발광할 수 있다. 상기 제1,2발광 칩(71,72) 각각은 서로 동일한 컬러 또는 서로 다른 컬러를 발광할 수 있다. 상기 몰딩 부재(80)의 재질은 상기 레진층(420)의 재질과 동일하거나 다른 재질일 수 있다.
상기 발광소자(100)는 바닥 부분이 상기 기판(401)과 전기적으로 연결되는 사이드 뷰(side view) 타입일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 다른 예로서, 상기 발광소자(100)는 LED 칩이거나 탑뷰 패키지일 수 있다. 상기 발광소자(100)의 출사면(81)은 발광소자(100)의 상면이 아닌 적어도 한 측면에 배치될 수 있다. 상기 출사면(81)은 상기 발광소자(100)의 측면 중에서 기판(401)에 인접한 측면이거나 기판(401)의 상면에 수직한 측면일 수 있다. 상기 출사면(81)은 상기 발광소자(100)의 바닥 면과 상면 사이의 측면에 배치되며, 상기 제1방향으로 가장 높은 세기의 광을 방출하게 된다. 상기 발광소자(100)의 출사면(81)은 상기 반사부재(410)와 인접한 면이거나, 상기 기판(401)의 상면 또는 상기 반사부재(410)의 상면에 대해 수직한 면일 수 있다. 상기 각 발광소자(100)의 출사면(81)의 면적은 상기 발광소자(100)의 상면 면적의 120% 이하 예컨대, 80% 내지 120% 범위 또는 80% 내지 100% 범위일 수 있다. 상기 각 발광소자(100)의 출사면(81)의 면적은 상기 발광소자(100)의 상면 면적의 90%±10% 범위일 수 있다.
상기 발광소자(100)의 출사면(81)을 통해 출사된 일부 광은 상기 기판(401)의 상면에 대해 평행한 방향으로 진행하거나, 상기 반사부재(410)에 의해 반사되거나, 레진층(420)의 상면 방향으로 진행될 수 있다. 상기 발광소자(100)의 두께는 예컨대, 3mm 이하 예컨대, 0.4mm 내지 3mm의 범위일 수 있다. 상기 발광소자(100)의 제2 방향의 길이(도 2의 D1)는 상기 발광소자(100)의 두께의 1.5배 이상일 수 있다. 이러한 발광소자(100)의 제1 방향(X)으로 출사된 광 분포는 ±Z 방향의 광 지향각보다 ±Y 방향의 광 지향각이 더 넓을 수 있다. 상기 발광소자(100)의 제2방향의 광 지향각은 110도 이상 예컨대, 120도 내지 160도 또는 140도 이상일 수 있다. 상기 발광소자(100)의 제3방향의 광 지향각은 110도 이상 예컨대, 120도 내지 140도의 범위를 가질 수 있다.
상기 반사부재(410)는 상기 기판(401)의 상부에 별도로 접착된 층이거나 상기 기판(401)의 상부를 보호하는 층일 수 있다. 상기 반사부재(410)는 예컨대, 상기 기판(401)과 상기 레진층(420) 사이에 배치될 수 있다. 상기 반사부재(410)는 필름 형태로 제공될 수 있다. 상기 반사부재(410)는 상기 기판(401)의 상면에 접착될 수 있다. 상기 반사부재(410)는 상기 기판(401)의 상면 면적보다 작은 면적을 가질 수 있다. 상기 반사부재(410)는 상기 기판(401)의 에지로부터 이격될 수 있으며, 상기 이격된 영역에 레진층(420)이 상기 기판(401)에 부착될 수 있다. 이때 상기 반사부재(410)의 에지 부분이 벗겨지는 것을 방지할 수 있다.
상기 반사부재(410)는 상기 각 발광소자(100)의 하부가 배치되는 복수의 개구부(417)를 포함할 수 있다. 상기 반사부재(410)의 개구부(417)들을 통해 상기 기판(401)의 상면은 노출되며 상기 각 발광소자(100)의 하부가 전기적으로 본딩될 수 있다. 상기 각 개구부(417)의 크기는 상기 각 발광소자(100)의 사이즈와 같거나 크게 배치될 수 있다. 상기 반사부재(410)는 상기 기판(401)의 상면에 접촉되거나, 상기 레진층(420)과 상기 기판(401) 사이에 의해 접착될 수 있다. 여기서, 상기 반사부재(410)는 상기 기판(401)의 상면에 고 반사 재질이 코팅된 경우, 제거될 수 있다.
상기 반사부재(410)는 상기 발광소자(100)의 두께보다 얇은 두께로 형성될 수 있다. 상기 반사부재(410)의 두께는 0.2mm±0.02mm의 범위를 포함할 수 있다. 이러한 반사부재(410)의 개구부(417)를 통해 상기 발광소자(100)의 하부가 관통될 수 있고 상기 발광소자(100)의 상부는 돌출될 수 있다. 상기 각 발광소자(100)의 출사면(81)은 상기 반사부재(410)의 상면에 대해 수직한 방향으로 제공될 수 있다.
상기 반사부재(410)는 금속성 재질 또는 비 금속성 재질을 포함할 수 있다. 상기 금속성 재질은 알루미늄, 은, 금과 같은 금속을 포함할 수 있다. 상기 비 금속성 재질은 플라스틱 재질 또는 수지 재질을 포함할 수 있다. 상기 수지 재질은 실리콘 또는 에폭시 내에 반사 재질 예컨대, TiO2, Al2O3, SiO2와 같은 금속 산화물이 첨가될 수 있다. 상기 반사부재(410)는 단층 또는 다층으로 구현될 수 있고, 이러한 층 구조에 의해 광 반사 효율을 개선시켜 줄 수 있다. 발명의 실시 예에 따른 반사부재(410)는 입사되는 광을 반사시켜 줌으로써, 광이 균일한 분포를 출사되도록 광량을 증가시켜 줄 수 있다.
상기 레진층(420)은 상기 기판(401) 상에 배치될 수 있다. 상기 레진층(420)은 상기 기판(401)과 대면하거나 접착될 수 있다. 상기 레진층(420)은 상기 기판(401)의 상면 전체 또는 일부 영역 상에 배치될 수 있다. 상기 레진층(420)의 하면 면적은 상기 기판(401)의 상면 면적과 동일하거나 작을 수 있다. 상기 레진층(420)은 투명한 재질로 형성될 수 있으며 광을 가이드 또는 확산시켜 줄 수 있다. 상기 레진층(420)은 UV 경화 수지 재질을 포함하여, 도광판 대신 사용할 수 있고, 굴절률의 조절 및 두께의 조절이 편리한 효과가 있다.
상기 레진층(420)은 레진으로 광을 가이드하는 층으로 제공되므로, 글래스의 경우에 비해 얇은 두께로 제공될 수 있고 연성의 플레이트로 제공될 수 있다. 상기 레진층(420)은 각 발광소자(100)로부터 방출된 점 광원을 선 광 또는 면 광 형태로 방출할 수 있다.
상기 레진층(420) 내에는 비드(bead, 미도시)를 포함할 수 있으며, 상기 비드는 입사되는 광을 확산 및 반사시켜 주어, 광량을 증가시켜 줄 수 있다. 상기 비드는 레진층(420)의 중량 대비 0.01 내지 0.3%의 범위로 배치될 수 있다. 상기 비드는 실리콘(Silicon), 실리카(Silica), 글라스 버블(Glass bubble), PMMA(Polymethyl methacrylate), 우레탄(Urethane), Zn, Zr, Al2O3, 아크릴(Acryl) 중 선택되는 어느 하나로 구성될 수 있으며, 비드의 입경은 약 1㎛ ~ 약 20㎛의 범위일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 레진층(420)의 두께는 1.8mm 이상 예컨대, 1.8mm 내지 3.5mm 범위 또는 1.8mm 내지 2.5mm 범위일 수 있다. 상기 레진층(420)의 두께가 상기 범위보다 두꺼울 경우 광도가 저하될 수 있고 모듈 두께의 증가로 인해 연성한 모듈로 제공하는 데 어려움이 있을 수 있다. 상기 레진층(420)의 두께가 상기 범위보다 작은 경우, 균일한 광도의 면 광원을 제공하는 데 어려움이 있다.
상기 레진층(420)은 상기 복수의 발광소자(100) 각각의 둘레를 밀봉하므로, 상기 각 발광소자(100)를 보호할 수 있고, 상기 각 발광소자(100)로부터 방출된 광의 손실을 줄일 수 있다. 상기 각 발광소자(100)의 상부는 상기 레진층(420)의 하부에 매립될 수 있다. 상기 레진층(420)은 상기 각 발광소자(100)의 표면(예, 다수의 측면 및 상면)에 접촉될 수 있어, 상기 각 발광소자(100)의 출사면(81)과 접촉될 수 있다. 상기 레진층(420)의 일부는 상기 반사부재(410)의 개구부(417)에 배치될 수 있다.
상기 접착층(415)은 실리콘 또는 에폭시와 같은 접착 재료이거나, 확산 재료를 포함할 수 있다. 상기 확산 재료는 폴리에스테르(PET), PMMA(Poly Methyl Methacrylate), 또는 PC(Poly Carbonate) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 접착층(415)은 투명한 레진 재질일 수 있다. 상기 접착층(415)은 상기 레진층(420)의 상면과 접착될 수 있다. 상기 접착층(415)은 광학필름(430)을 상기 레진층(420)의 상면에 밀착시켜 줄 수 있다. 상기 접착층(415)의 내부에는 상기 복수의 차광부재(450) 및 복수의 에어 갭부(427)를 포함할 수 있다. 상기 접착층(415)은 상기 각 차광부재(450)의 외측 둘레, 상기 광학 필름(430)의 하면 및 상기 레진층(420)의 상면에 접착될 수 있다. 상기 레진층(420)의 상면 내에서 상기 접착층(415)의 상면 면적은 상기 차광부재(450)의 상면 면적보다 클 수 있다.
상기 복수의 차광부재(450)는 상기 레진층(420)의 상면과 대면할 수 있다. 상기 복수의 차광부재(450)는 상기 발광소자(100)와 수직 방향 또는 제3 방향(Z)으로 중첩될 수 있다. 상기 복수의 차광부재(450) 각각의 일부는 복수의 발광소자(100) 각각에 수직 방향으로 중첩될 수 있다. 상기 복수의 차광부재(450)는 상기 레진층(420)과 상기 광학필름(430) 사이에 배치될 수 있다. 상기 차광부재(450)는 차광 패턴(P1)을 갖고, 상기 광학필름(430)의 하면에 형성될 수 있다. 상기 광학필름(430)는 하면에 인쇄된 복수의 차광부재(450)를 포함할 수 있다.
다른 예로서, 상기 차광부재(450)는 차광 패턴을 갖고, 상기 광학필름(430)의 상면에 인쇄될 수 있다. 상기 차광부재(450)는 차광 패턴을 갖고, 상기 레진층(430)의 상면에 형성될 수 있다. 다른 예로서, 상기 광학필름(430)이 복수로 배치된 경우, 상기 차광부재(450)는 복수의 광학필름 사이에 배치되며, 하부 광학필름의 상면 또는 상부 광학필름의 하면에 형성될 수 있다.
상기 차광부재(450)는 상기 접착층(415) 내에 배치될 수 있다. 상기 차광부재(450)는 상기 접착층(415)의 영역 사이에 배치될 수 있고, 상기 레진층(420) 및 광학필름(430) 중 적어도 하나에 접촉될 수 있다. 상기 차광부재(450)의 패턴 하면은 상기 레진층(420)과 비 접촉될 수 있다. 상기 차광부재(450)의 외측 패턴의 일부는 상기 접착층(415)과 비 접촉될 수 있다.
상기 접착층(415)의 내부 또는/및 레진층(420)의 상면으로부터 이격된 영역은 에어(air) 갭부(427)로 정의할 수 있다. 상기 에어 갭부(427)는 상기 차광부재(450) 및 상기 접착층(415)의 굴절률과 다른 굴절률을 제공할 수 있어, 광 확산 효율을 개선시켜 줄 수 있다. 상기 차광부재(450)의 최 하면은 하부에 위치한 층의 상면 예컨대, 레진층(420)의 상면과 이격되거나 비 접촉될 수 있다. 상기 에어 갭부(427)는 상기 개구 영역 또는 진공 영역일 수 있다. 상기 접착층(415)는 복수의 개구 영역을 갖고, 각각의 개구 영역 내에 상기 각 차광 부재(450)가 배치될 수 있다.
인접한 차광부재(450) 간의 간격(B1)은 인접한 발광소자(100) 간의 간격(X1)보다는 작을 수 있다. 인접한 차광부재(450) 간의 간격(B1)은 인접한 차광부재(450)와 발광소자(100) 사이의 간격(X2)보다 클 수 있다.
각 차광부재(450)는 상기 레진층(420)의 상면으로부터 이격될 수 있다. 각 차광부재(450)의 차광 패턴(P1)은 상기 레진층(420)의 상면으로부터 이격될 수 있다. 상기 복수의 차광부재(450)는 서로 동일한 형상을 갖고, 각 발광소자(100) 상에 배치될 수 있다. 상기 각 차광부재(450)는 각 발광소자(100)와 수직한 영역, 상기 각 발광소자(100)의 출사측 영역 및 출사측 양 영역에 배치될 수 있다.
상기 차광부재(450)는 백색 재질로 인쇄된 영역일 수 있다. 상기 차광부재(450)는 수지 재질 내에 확산제 예컨대, TiO2, Al2O3 CaCO3, BaSO4, Silicon 중 적어도 하나를 갖는 차광 재료로 형성될 수 있다. 상기 차광부재(450)는 상기 발광소자(100)의 출사면(81)을 통해 출사되는 광을 반사시켜 주어, 상기 발광소자(100)와 수직 방향으로 중첩되는 상기 광학 필름(430) 상에서 핫 스팟의 발생을 줄여줄 수 있다.
상기 차광부재(450)는 차광 재료를 이용하여 차광 패턴(P1)을 인쇄할 수 있다. 상기 차광부재(450)는 상기 광학필름(430)의 하면에 인쇄되는 방식으로 형성될 수 있다. 상기 차광부재(450)는 입사되는 광을 100% 차단하지 않는 재질이며 투과율이 반사율보다 낮을 수 있고, 광을 차광 및 확산의 기능으로 수행할 수 있다. 상기 차광부재(450)는 투과율이 12% 미만 예컨대, 6% 내지 11% 범위일 수 있다. 상기 차광부재(450)의 투과율이 상기 범위보다 작은 경우, 암부가 발생될 수 있고, 상기 범위보다 큰 경우 광 균일도가 저하될 수 있다.
상기 차광부재(450)는 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며, 영역에 따라 다른 패턴 형상을 가질 수 있다. 상기 차광부재(450)의 두께는 영역에 따라 다른 두께 또는 높이를 가질 수 있다. 상기 차광부재(450)는 각 발광소자(100)의 출사면(81)과 중첩된 영역의 두께가 가장 두껍고 에지 영역의 두께가 가장 얇을 수 있다. 상기 차광부재(450)에서, 상기 발광소자(100)의 출사면(81)과 중첩된 영역을 기준으로 상기 출사면(81)에 가까운 영역의 두께는 두껍고 상기 출사면(81)에 먼 영역의 두께는 얇을 수 있다.
상기 차광부재(450)의 패턴(P1)들 중 가장 작은 크기의 패턴은 사각형과 같은 다각 형상, 원 형상 또는 타원 형상일 수 있다. 상기 차광부재(450)의 패턴(P1)들 중 가장 작은 큰 크기의 패턴은 상기 발광소자(100)의 상면 면적보다 큰 면적을 갖는 형상일 수 있다. 여기서, 가장 작은 큰 크기의 패턴은 각 차광부재(450) 중에서 가장 두꺼운 두께를 갖는 패턴 층일 수 있다.
상기 차광부재(450)는 상기 레진층(420)의 상면과 갭을 가질 수 있다. 상기 차광부재(450)의 최 하면은 상기 레진층(420)의 상면보다 높게 배치될 수 있다. 상기 차광부재(450)는 상기 광학필름(430)를 기준으로 두께 또는 높이에 따라 적어도 두 층을 포함할 수 있으며, 예컨대 적어도 세 층을 포함할 수 있다.
상기 차광부재(450)의 두께는 35㎛ 이상 예컨대, 35㎛ 내지 200㎛의 범위일 수 있다. 상기 차광부재(450)의 두께가 35㎛ 미만인 경우, 상기 차광부재(450)의 하부로부터 입사된 광을 효과적으로 차광하기 어렵거나 투과율이 증가될 수 있고, 이로 인해 상기 차광부재(450) 상에서 광 분포가 균일하지 않을 수 있다. 또한, 상기 차광부재(450)의 두께가 200㎛를 초과할 경우, 상기 각 발광소자(100)에서 방출된 광에 의해 핫 스팟이 형성되는 것을 효과적으로 제어할 수 있으나, 상기 발광소자(100) 각각에서 방출된 광이 상기 차광부재(450)를 통과하는 과정에 손실되어 전체 휘도가 저하될 수 있다. 따라서, 상기 차광부재(450)의 두께는 상술한 범위를 만족하는 것이 바람직하다.
상기 차광부재(450)의 최소 두께는 35㎛ 이상이며, 예컨대 35㎛ 내지 50㎛를 만족할 수 있으며, 바람직하게, 35㎛ 내지 45㎛ 범위를 만족할 수 있다. 상기 차광부재(450)의 최소 두께가 상기 범위보다 작은 경우, 상기에 개시된 투과율의 범위를 벗어나게 되고 광 균일도가 저하될 수 있고, 상기 범위보다 큰 경우 상기에 개시된 투과율의 범위보다 낮아져 암부가 발생될 수 있다.
상기 차광부재(450)의 최대 두께는 100㎛ 이상이며, 예컨대 100㎛ 내지 200㎛를 만족할 수 있으며, 바람직하게, 110㎛ 내지 150㎛ 또는 110㎛ 내지 130㎛ 범위를 만족할 수 있다. 상기 차광부재(450)의 최대 두께가 상기 범위보다 작은 경우, 상기에 개시된 투과율의 범위를 벗어나게 되고 광 균일도가 저하될 수 있고, 상기 범위보다 큰 경우 상기에 개시된 투과율의 범위보다 낮아져 암부가 발생될 수 있다.
상기 차광부재(450)는 중간 두께를 갖는 영역(즉, 중간 층)을 포함할 수 있다. 상기 중간 영역의 두께는 70㎛ 이상이며, 예컨대 70㎛ 내지 140㎛를 만족할 수 있으며, 바람직하게, 70㎛ 내지 110㎛ 또는 75㎛ 내지 100㎛를 만족할 수 있다. 상기 차광부재(450)의 중간 두께가 상기 범위보다 작은 경우, 상기에 개시된 투과율의 범위를 벗어나게 되고 광 균일도가 저하될 수 있고, 상기 범위보다 큰 경우 상기에 개시된 투과율의 범위보다 낮아져 암부가 발생될 수 있다. 상기 최대 두께는 상기 최저 두께와 상기 중간 두께의 합보다 클 수 있다.
도 4와 같이, 상기 차광부재(450)는 제1 차광부(451), 제2 차광부(452) 및 제3 차광부(453)를 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제3 차광부(451,452,453) 중 적어도 하나 또는 모두는 상기 차광 재료를 포함할 수 있다. 상기 제1 차광부(451)는 최저 두께를 가지며, 상기 제2 차광부(452)는 중간 두께를 가지며, 상기 제3 차광부(453)는 최대 두께를 가질 수 있다. 상기 제1 차광부(451)의 상면 면적은 상기 제1,2차광부(451,452) 각각의 상면 면적보다 클 수 있으며, 바람직하게, 상기 제1,2차광부(451,452)의 상면 면적의 합보다 클 수 있다. 이러한 차광부(451,452,453)의 상면 면적에 의해 차광에 의한 광 균일도를 개선시켜 줄 수 있다. 예컨대, 상기 제1 내지 제3 차광부(451,452,453) 각각은 수직 방향으로 서로 중첩되지 않을 수 있다. 상기 제1 내지 제3 차광부(451,452,453) 각각의 패턴들은 상부 모서리 또는 상부 둘레 부분이 라운드 없이 형성될 수 있다. 이러한 차광부재에 의해 각 차광부의 패턴들의 균일도가 향상되며, 휘도 및 광속이 개선될 수 있다. 상기 차광부재(450)는 영역별 다른 두께를 갖는 차광부들을 포함할 수 있다. 상기 차광부재(450)는 다른 두께를 갖는 차광부(451,452,453)들이 동일한 재질로 형성될 수 있다.
상기 차광부재(450)에서 상기 제1 차광부(451)는 발광소자(100)의 발광 면(81) 상에서 밀한(dense) 패턴들을 갖는 제1 영역과, 상기 제1 영역보다 소한(Sparse) 패턴을 갖는 제2 영역을 포함할 수 있다. 상기 제1 차광부(451)의 패턴들은 상기 제2,3 차광부(452,453)의 둘레에 배치될 수 있다. 밀한 패턴을 갖는 제1 영역이 상기 발광소자(100)의 발광 면(81)의 상부를 커버하게 되며, 이로 인해 상기 제1 차광부(451)를 통해 광학필름(430)으로 진행하는 광의 분포를 개선시켜 줄 수 있다.
상기 제1 차광부(451)의 제1,2 영역의 패턴들 사이의 갭은 상기 발광소자(100)의 발광 면(81)과의 거리가 멀어질수록 점차 커질 있다. 상기 제1 영역의 패턴들 각각의 크기는 상기 발광소자(100)의 발광 면(81)과의 거리가 멀어질수록 점차 작아질 수 있다.
상기 제3 차광부(453)의 양면은 상기 제1 차광부(451)와 접촉 또는 분리될 수 있고, 일측 면 및 타측 면은 제2차광부(452)와 접촉 또는 분리될 수 있다. 상기 제2차광부(452)의 외 측면들은 제1,3차광부(451,453)와 접촉 또는 분리될 수 있다. 상기 발광소자(100)의 발광 면(81)은 제2 및 제3 차광부(452,453)과 수직 방향으로 중첩될 수 있다. 상기 발광소자(100)의 발광 면(81)은 차광 패턴(P1)과 수직 방향으로 중첩될 수 있다. 상기 발광소자(100)를 기준으로 제2 방향(Y)의 양측으로 진행하는 광의 광도는 제1 방향(X)의 광도보다 50% 이상 작기 때문에, 상기 제2 차광부(452)와 상기 제3 차광부(453)의 제2 방향(Y)의 길이를 동일하게 설정하더라도, 차광 효율의 저하를 방지할 수 있다.
도 1 및 도 2와 같이, 상기 차광부재(450)의 탑뷰에서 볼 때, 차광 패턴(P1)들의 외곽 패턴을 연결한 가상의 경계라인(R1)에 의해 형성되는 영역의 상면 면적은 상기 발광소자(100)의 상면 면적의 5배 이상 예컨대, 5배 내지 12배 범위 또는 6배 내지 10배 범위일 수 있다. 상기 차광부재(450)의 외곽 패턴들을 연결한 가상의 경계라인(R1)에 의해 형성되는 영역의 최대 면적은 상기 차광부재(450)의 상면 면적일 수 있다. 상기 차광부재(450)의 상면 면적은 최상 층의 패턴들의 외곽을 연결한 영역의 면적일 수 있다. 이때의 발광소자(100)들 간의 피치는 15mm 이상 예컨대, 15mm 내지 25mm 범위일 수 있다.
여기서, 상기 경계라인(R1)은 상기 차광 패턴(P1)과 접착층(415) 사이의 경계일 수 있다. 상기 경계라인(R1)은 상기 차광 패턴(P1) 사이의 에어 갭(G1)과 접착층(415) 사이의 경계라인일 수 있다. 상기 경계라인(R1)은 상기 접착층(415)의 개구 영역인 에어 갭부(427)의 외곽 라인일 수 있다.
상기 차광부재(450)의 하면 면적은 제3 차광부(453)의 패턴의 외곽을 연결한 영역의 면적일 수 있으며, 최소 면적일 수 있다. 상기 각 차광부재(450)의 하면 면적은 상기 각 발광소자(100)의 상면 면적의 1배 이상 예컨대, 1배 내지 2.5배의 범위 또는 1.5배 내지 2.5배 범위일 수 있다. 이에 따라 외부에서 발광소자(100)가 보이는 문제를 줄이고 발광소자(100)의 영역 상에서의 핫 스팟을 줄일 수 있어, 전 영역에 균일한 광 분포를 제공할 수 있다.
상기 복수의 차광부재(450) 각각은 패턴(P1)들의 외곽 영역에 따라 제1 에지(461), 제2 에지(462) 및 제3 에지(463)을 포함할 수 있다. 상기 제1 에지(461)는 적어도 일부가 상기 각 발광소자(100)에 인접하거나 수직하게 중첩된 영역이며, 상기 제3 에지(463)는 상기 제1 에지(461)의 반대측 영역이며, 상기 제2 에지(462)는 각 차광부재(450)의 제2 방향(Y)의 양측 라인으로서, 양 볼록 형상을 가질 수 있다. 상기 제1 에지(461)는 가상의 직선 형상을 가지며, 상기 제3 에지(463)는 가상의 직선 형상을 갖고, 상기 제1 에지(461)의 직선 길이보다 더 긴 직선 길이를 가질 수 있다.
상기 제3 에지(463)의 전방에는 전 방으로 돌출된 패턴(465,466)을 포함하며, 상기 돌출된 패턴(465,466)은 수평 방향의 평면도 상에서 상기 발광소자(100)의 발광 칩(71,72)과 대향될 수 있어, 각 발광 칩(71,72)로부터 방출된 광의 세기를 낮추어 줄 수 있다.
상기 차광부재(430)의 제2에지(462)의 볼록 형상은 상기 제1 에지(461)의 일단과 상기 제3 에지(463)의 일단 사이의 영역에서 외측 또는 제2 측면(S3)을 향해 볼록하며, 상기 제1 에지(461)의 타단과 상기 제3 에지(463)의 타단 사이의 영역에서 외측 또는 제1 측면(S1)을 향해 볼록할 수 있다.
상기 차광부재(450)의 제1 에지(461)의 제2 방향 길이는 상기 발광소자(100)의 길이(D1)보다 0.8mm 이상 크게 배치되어, 상기 발광소자(100)의 출사면 양측을 커버할 수 있고 발광소자(100)로부터 방출된 광에 의한 핫 스팟을 방지할 수 있다. 상기 발광소자(100)의 길이(D1)과 상기 차광부재(450)의 길이(C3)와 비율은 다음의 조건을 만족할 수 있다.
조건: 2 < C3/D1 < 3
위 조건을 만족할 경우, 상기 차광부재(450)와 그 주변에서의 광 균일도는 개선될 수 있으며, 상기 범위보다 작은 경우 핫 스팟이 발생되거나 광 균일도가 저하될 수 있고, 상기 범위보다 큰 경우 광 손실 또는 암부가 발생될 수 있다.
상기 차광부재(450)의 제2방향(Y)의 최대 길이(C3)는 상기 발광소자(100)의 제2방향(Y)의 길이(D1)에 따라 달라질 수 있다. 상기 최대 길이(C3)은 9mm 이상 예컨대, 9mm 내지 20mm의 범위 또는 10mm 내지 18mm 범위일 수 있다. 상기 차광부재(450)의 제1방향(X)의 최대 길이(B3)는 상기 제2방향(Y)의 최대 길이(C3)와 같거나 작을 수 있다. 상기 차광부재(450)의 제1방향(X)의 최대 길이(B3)는 7mm 이상 예컨대, 7mm 내지 13mm 범위일 수 있다. 이러한 차광부재(450)의 길이에 의해 상기 발광소자(100)의 출사면(81)의 상부, 전방과 양측을 커버할 수 있고 발광소자(100)로부터 방출된 광에 의한 핫 스팟을 방지하며, 광 균일도의 개선시켜 줄 수 있다.
도 4와 같이, 상기 접착층(415)은 상기 차광부재(450)의 외 측면과 접촉되거나 1mm 미만의 간격으로 이격될 수 있다. 상기 발광소자(100)의 후면과 수직한 방향의 직선(K1)은 상기 차광부재(450)와 중첩되지 않을 수 있다. 상기 발광소자(100)의 전면(또는 출사면)과 수직한 방향의 직선(K2)은 상기 차광부재(450)와 중첩되거나, 상기 차광부재(450)의 최대 두께를 갖는 영역과 중첩될 수 있다.
상기 발광소자(100)의 제1 방향(X)의 길이(D2)와, 상기 차광부재(450)의 제1 방향(X)의 최대 길이(B3) 간의 비율은 하기 조건을 만족할 수 있다.
조건: 3 < B3/D2 < 7 또는 4 ≤ B3/D2 ≤ 6
위 조건을 만족할 경우, 상기 차광부재(450)와 그 주변에서의 광 균일도는 개선될 수 있으며, 상기 범위보다 작은 경우 핫 스팟이 발생되거나 광 균일도가 저하될 수 있고, 상기 범위보다 큰 경우 광 손실 또는 암부가 발생될 수 있다.
또한 상기 차광부재(450)의 상면 면적이 발광소자(100)의 상면 면적보다 6배 내지 10배 범위인 경우, 조명 모듈(400)의 광 균일도는 80% 이상일 수 있다. 또한 상기 발광소자(100)들 간의 피치는 15mm 이상 예컨대, 15mm 내지 25mm 범위 또는 17mm 내지 23mm 범위일 수 있다. 따라서, 조명 모듈의 균일한 면 광원으로 인식되는 광 균일도가 80% 이상인 경우, 각각의 발광소자의 면적 대비 각각의 차광부재의 상면 면적은 6배 내지 10 범위일 수 있다.
상기 에어 갭부(427)의 하면 면적은 상기 차광부재(450)의 상면 면적과 동일하거나 5% 이하의 차이를 갖고, 상기 발광소자의 상면 면적의 6배 내지 10배의 범위를 가질 수 있으며, 이러한 구조에서 발광소자들의 상기 피치에 따른 광 균일도는 80% 이상일 수 있다. 상기 차광부재(450)의 상면 면적은 상기 발광소자(100)의 출사면의 면적보다 6배 내지 10배의 범위로 클 수 있으며, 이러한 구조에서 발광소자들의 피치에 따른 광 균일도는 80% 이상일 수 있다. 상기 차광부재의 상면 면적, 에어 갭부의 하면 면적, 상기 발광소자들 간의 피치, 발광소자의 상면 면적 또는 출사면의 면적 등의 항목을 광 균일도가 80% 이상이 되도록 설정할 줄 수 있다.
상기 광학필름(430)은 상기 레진층(420) 상에 배치될 수 있다. 상기 광학필름(430)의 하면은 상기 접착층(415)와 상기 차광부재(450)가 배치될 수 있다. 상기 광학필름(430)은 상기 차광부재(450)가 하부에 인쇄될 수 있으며, 상기 접착층(415)을 통해 레진층(420) 상에 고정될 수 있다.
상기 광학필름(430)은 폴리에스테르(PET) 필름, PMMA(Poly Methyl Methacrylate) 소재나 PC(Poly Carbonate) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 광학필름(430)은 실리콘 또는 에폭시와 같은 수지 재질의 필름으로 제공될 수 있다. 상기 광학필름(430)은 단층 또는 다층을 포함할 수 있다. 다른 예로서, 상기 접착층(415)과 상기 레진층(420) 사이에 하부 광학필름(미도시)이 배치된 경우, 상기 하부 광학필름은 상기 레진층(420)과 접착될 수 있으며, 예를 들면, 상기 레진층(420)의 상면이 미세 섬모를 갖는 제1접착력에 의해 하부 광학필름과 접착될 수 있다. 이때 상기 광학필름(430) 또는/및 하부 광학필름은 소정의 압력 또는 압력/열을 가해 상기 레진층(420) 상에 부착할 수 있다.
상기 광학필름(430)의 두께는 25㎛ 이상이며, 예컨대 25㎛ 내지 250㎛의 범위 또는 100㎛ 내지 250㎛의 범위일 수 있다. 이러한 광학필름(430)은 상기 두께의 범위를 갖고 입사된 광을 균일한 면 광원으로 제공할 수 있다.
상기 광학필름(430) 또는/및 하부 광학필름은 비드와 같은 확산제, 형광체 및 잉크 입자 중 적어도 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다. 상기 형광체는 예컨대, 적색 형광체, 앰버 형광체, 엘로우 형광체, 녹색 형광체, 또는 백색 형광체 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 잉크입자는 금속잉크, UV 잉크, 또는 경화잉크 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 잉크입자의 크기는 상기 형광체의 사이즈보다 작을 수 있다. 상기 잉크입자의 표면 컬러는 녹색, 적색, 황색, 청색 중 어느 하나일 수 있다. 상기 잉크 종류는 PVC(Poly vinyl chloride) 잉크, PC (Polycarbonate) 잉크, ABS(acrylonitrile butadiene styrene copolymer) 잉크, UV 레진 잉크, 에폭시 잉크, 실리콘 잉크, PP(polypropylene) 잉크, 수성잉크, 플라스틱 잉크, PMMA (poly methyl methacrylate) 잉크, PS (Polystyrene) 잉크 중에서 선택적으로 적용될 수 있다. 상기 잉크입자는 금속잉크, UV 잉크, 또는 경화잉크 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
발명의 실시 예는 레진층(420)에 의해 확산된 광이 접착층(415)를 통해 투과되고 상기 광학필름(430)을 통해 균일한 면광으로 출사될 수 있다. 이때 상기 차광부재(450)는 입사된 광에 의한 핫 스팟을 방지할 수 있다.
발명의 다른 예에 있어서, 상기 레진층(420)의 상부에는 반사 재질의 층 또는 상부 기판이 배치될 수 있다. 상기 반사 재질의 층 또는 상부 기판은 상기 레진층(420)의 상면과 대면할 수 있으며, 상기 발광소자(100)는 적어도 하나의 행 또는 열로 배치되고, 상기 발광소자(100)의 각 출사면(81)은 상기 레진층(420)의 일 측면과 같은 간격으로 배치되고, 상기 레진층(420)의 한 측면을 통해 광을 방출할 수 있다.
한편, 발명의 실시 예에 따른 차광부재(450)는 광학 필름(430)의 표면에 인쇄될 수 있다. 프린팅 방식으로 차광 패턴들을 형성하며, 보다 정밀하고 작은 사이즈의 패턴과 큰 사이즈의 패턴도 소실되거나 뭉침 현상 없이 제조할 수 있다. 또한 설계에 따라 원하는 차광 패턴들이 형성되므로, 제품별 이미지의 균일도 저하를 방지할 수 있고, 패턴들의 밀도 조절이 용이하며, 램프 이미지의 신뢰성 저하를 방지할 수 있다.
상기 제1 차광부(451)의 상면 면적은 상기 발광소자(100)의 상면 면적의 5배 이상 예컨대, 5배 내지 12배 범위 또는 6배 내지 10배 범위일 수 있다. 상기 제1 차광부(451)의 상면 면적은 상기 제1 차광부(451)의 패턴들의 외곽을 연결한 가상의 라인으로 형성되는 영역의 상면 면적이다.
상기 제2 차광부(452)의 상면 또는 하면 면적은 상기 발광소자(100)의 상면 면적의 5배 이하, 2배 내지 5배 범위 또는 2배 내지 3배 범위일 수 있다. 상기 제2 차광부(452)의 상면 또는 하면 면적은 상기 제2 차광부(452)의 패턴들의 외곽을 연결한 가상의 라인 내의 영역의 상면 또는 하면의 면적이다. 여기서, 상기 제2 차광부(452)의 하면 또는 상면 면적은 상기 제3 차광부(453)와 중첩되는 영역도 포함한다.
상기 제3 차광부(453)의 하면 면적은 상기 발광소자(100)의 상면 면적의 3배 이하, 1.2배 내지 3배 범위 또는 1.2배 내지 2.5배 범위일 수 있다. 상기 제3 차광부(453)의 상면 또는 하면 면적은 상기 제3 차광부(453)의 패턴들의 외곽을 연결한 가상의 라인 내의 영역의 상면 또는 하면의 면적이다. 상기 제3 차광부(453)의 상면 면적은 상기 제2 차광부(452)와 수직하게 중첩되는 영역도 포함한다.
상기 제2 차광부(452)의 하면 면적은 상기 제1 차광부(451)의 상면 면적보다 작고, 상기 제3 차광부(453)의 하면 면적보다 클 수 있다. 상기 제1 내지 제3 차광부(451,452,453)는 각 패턴 또는 차광 면적에 의해 균일한 광 투과율 예컨대, 80% 이상의 균일도로 제공할 수 있다.
도 1 및 도 3과 같이, 상기 조명 모듈(400)은 적어도 하나의 커팅부(415A)를 포함할 수 있다. 상기 커팅부(415A)는 상기 조명 모듈(400)의 상부에 배치될 수 있다. 상기 커팅부(415A)는 상기 광학 필름(430)의 상면에서 하면까지 커팅된 부분 또는 칼집일 수 있다. 즉, 상기 커팅부(415A)는 커팅된 면, 커팅된 라인, 또는 칼날이 지나간 자리일 수 있다.
상기 커팅부(415A)의 최소 길이는 도 2의 광학 필름(430)의 제2 방향(Y)의 길이(Y1)와 동일한 길이일 수 있다. 상기 커팅부(415A)의 최소 깊이는 상기 광학 필름(430)의 두께의 50% 이상 예컨대, 상기 광학 필름(430)의 두께의 100% 이상일 수 있다. 상기 커팅부(415A)의 최대 깊이는 상기 광학 필름(430)의 상면에서 상기 접착층(415)의 하면까지의 수직 거리의 80% 내지 120% 범위일 수 있다. 여기서, 상기 수직 거리의 80%인 경우, 상기 커팅부(415A)의 하단은 상기 접착층(415)의 하면 또는 하면보다 위로 연장되며, 상기 수직 거리의 120%인 경우, 상기 커팅부(415A)의 하단은 상기 접착층(415)의 하면보다 더 낮은 위치 예컨대, 레진층(420)의 상부까지 연장될 수 있다.
상기 커팅부(415A)는 차광부재(450)들 사이에 배치될 수 있다. 상기 커팅부(415A)는 도 1 및 도 5와 같이, 조명 모듈(400)의 센터부 또는 상기 조명 모듈(400)이 볼록한 곡면으로 만곡될 때, 가장 큰 응력이 발생되는 부분에 형성될 수 있다. 상기 커팅부(415A)는 상기 커팅부(415A)를 기준으로 일측에 배치된 제1 차광부재(450A)와 타측에 배치된 제2 차광부재(450A) 사이의 중심부에 배치되거나, 제1 차광부재(450A)에 더 인접하거나, 제2 차광부재(450A)에 더 인접할 수 있다.
도 5와 같이, 조명 모듈이 만곡될 때, 상기 커팅부(415A)는 상부에서 하부로 갈수록 좁은 폭을 갖는 홈 형상을 가진다. 여기서, 상기 레진층(420)와 상기 광학 필름(430) 간의 만곡으로 인해 상기 광학 필름(430) 내에서 응력이 발생된다. 이때, 상기 커팅부(415A)는 상기 광학 필름(430) 내에서 발생되는 응력을 완화시켜 주거나 제거할 수 있다.
상기 커팅부(415A)는 제2 방향으로 직선 형태, 사선 형태 또는 곡선 형태를 가질 수 있다. 상기 커팅부(415A)는 수직한 커팅 면을 가질 수 있다. 상기 커팅부(415A)는 조명 모듈이 볼록한 형상으로 만곡될 때, 홈의 상부 폭이 하부 폭보다 더 클 수 있다.
또한 상기 광학 필름(430) 내에서 응력이 제거되지 않거나, 상기 커팅부(415A)가 없는 경우, 상기 각 차광부재(450)의 차광 패턴(P1)의 차광 효과가 달라질 수 있어, 광 균일도가 저하될 수 있다. 상기 커팅부(415A)를 기준으로 레진층(420)의 상면 및 상기 광학 필름(430)의 상면은 볼록한 곡면을 가지게 된다. 또한 상기 제1,2 차광부재(450A,450B)의 상면은 볼록한 곡면을 가지게 된다.
비교 예와 같이, 커팅부가 없는 만곡의 조명 모듈의 경우, 일측의 제1 발광소자(101)의 상부에 배치된 제1 차광부재(450A)의 상면은 상기 제1 발광소자(101)와 중첩된 영역부터 점차 높은 높이를 갖는 차광 패턴(P1)으로 제공되며, 상기 제2 발광소자(102)의 상부에 배치된 제2 차광부재(450B)의 상면은 상기 제2 발광소자(102)와 중첩된 영역부터 점차 낮은 높이를 갖는 차광 패턴(P1)으로 제공된다. 또한 제1 발광소자(101)의 출사면과 평행한 직선(E1)과 상기 제2 발광소자(102)의 출사면과 평행한 직선(E2)는 서로 평행하지 않게 된다. 이러한 경우, 상기 제1 발광소자(101)로부터 방출된 광이 상기 제1 차광부재(450A)에 의해 반사 또는 굴절될 때의 광 분포와, 상기 제2 발광소자(102)로부터 방출된 광이 제2 차광부재(450B)에 의해 반사 또는 굴절된 광 분포가 달라질 수 있다. 이에 따라 조명 모듈 상에서의 광 균일도는 응력이 최대로 가해지는 부분의 양측에서 큰 차이가 발생될 수 있다.
발명은 만곡된 조명 모듈이 상기 커팅부(415A)를 갖는 경우, 상기 커팅부(415A)의 양측에 배치된 광학 필름(430)의 상면 또는 하면의 곡률 반경은 상기 커팅부(415A)의 하부에 위치한 레진층(420)의 상면의 곡률 반경(Ra)보다 클 수 있다. 이에 따라 상기 커팅부(415A)에 의해 광학 필름(430)의 곡률 반경이 감소되는 문제를 방지하고, 상기 레진층(420)에서 상기 광학 필름(430)으로 전달되는 힘을 분산시켜 주거나 제거할 수 있다. 또한 상기 커팅부(415A)의 양측에 배치된 광학 필름(430)의 하면에 배치된 제1,2 차광부재(450A,450B)의 곡률 반경도 더 증가될 수 있어, 응력 차이로 인한 차광 효과의 저하 문제를 방지할 수 있다. 또한 제1,2 차광부재(450A,450B) 상에서의 광 균일도 차이를 줄여줄 수 있다. 따라서, 만곡된 조명 모듈은 조명에 대한 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다. 도 10의 (A)의 비교 예는 커팅부가 없는 만곡하지 않는 조명 모듈의 발광 예이며, (B)는 커팅부를 갖고 만곡된 조명 모듈의 발광 예로서, 두 조명 모듈의 광도 및 균일도의 차이가 거의 없음을 알 수 있다.
도 6과 같이, 커팅부(415B)는 경사진 커팅 면을 가질 수 있다. 상기 경사진 커팅 면을 갖는 커팅부(415B)는 상단이 일측 차광부재에 더 가깝고, 하단이 타측 차광부재에 더 인접하게 커팅될 수 있다. 이에 따라 제1 발광소자(101)를 통해 방출된 광에 대해 반사 효율 또는 굴절 각을 변화시켜 줄 수 있다.
도 7과 같이, 커팅부(415B)의 주변에 서브 차광 패턴(P2)을 더 포함할 수 있다. 상기 서브 차광 패턴(P2)은 광학 필름(430)의 하면에 인쇄될 수 있고, 상기 접착층(415)에 의해 몰딩될 수 있다. 상기 커팅부(415B)가 상부가 넓고 하부가 좁은 형상으로 벌어질 때, 상기 서브 차광 패턴(P2)은 상기 커팅부(415A)의 주변으로 입사된 광을 확산시켜 줄 수 있다. 상기 서브 차광 패턴(P2)은 커팅부(415A)의 주변에 대해 확산 또는 차광 효과를 주어, 광 균일도를 개선시켜 줄 수 있다.
도 8과 같이, 서로 경사진 면을 갖고 대면하는 제1,2 커팅부(415C,415D)를 포함하며, 제1,2 커팅부(415C,415D)는 상부 간격이 하부 간격보다 더 클 수 있다. 상기 제1,2 커팅부(415C,415D) 사이의 필름부(431) 및 접착부(416)을 갖고, 상기 접착부(416)는 상기 필름부(431)를 고정 및 지지할 수 있다. 상기 제1,2 커팅부(415C,415D)는 응력이 가장 큰 영역의 양측에 서로 대면하게 배치되어, 상기 광학 필름(430) 상에서 응력이 증가하는 문제를 해소할 수 있고, 차광 차이로 인한 광 균일도의 저하를 개선시켜 줄 수 있다.
도 5 및 도 9와 같이, 조명 모듈(400)은 하부에 커넥터(471) 및 결합 돌기(472)을 구비할 수 있으며, 커넥터(471) 및 결합 돌기(472)는 기판(401)에 결합되거나, 별도의 베이스 부재를 통해 결합될 수 있다. 상기 조명 모듈(400)의 만곡 시, 영역에 따른 곡률 반경(Rb,Rc)이 상이하더라도, 응력이 가장 많이 받는 부분에 커팅부를 제공하여, 상기 커팅부의 양측 광학 필름의 곡률 반경이 상기 커팅부의 아래에 배치된 레진층(420)의 상면의 곡률 반경(Ra) 보다 작아지도록 할 수 있다.
도 11은 실시 예에 따른 상기 조명 모듈이 적용된 차량 램프가 적용된 차량의 평면도이며, 도 12은 실시 예에 개시된 상기 조명 모듈 또는 조명 모듈을 갖는 차량 램프를 나타낸 도면이다.
도 11 및 도 12를 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 제1 내지 제3램프 유닛(812,814,816) 중 적어도 하나 또는 모두는 실시 예에 개시된 조명 모듈을 포함할 수 있다.
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. 이러한 차량 램프는 상기 램프 유닛이 차량의 테일등, 제동등이나, 턴 시그널 램프에 적용될 경우, 차량의 턴 시그널 램프에 적용될 수 있다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 발광소자
401: 기판
410: 반사부재
420: 레진층
415: 접착층
415A,415B,415C,415D: 커팅부
450: 차광부재
430: 광학필름

Claims (10)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 배치된 레진층;
    상기 레진층 내에 밀봉되며 상기 기판과 전기적으로 연결된 복수의 발광소자;
    상기 레진층 상에 배치된 광학 필름;
    상기 광학 필름과 상기 레진층 사이에 배치된 접착층; 및
    상기 광학 필름의 하면에 배치된 차광 패턴을 포함하고 적어도 일부가 상기 복수의 발광소자 각각과 수직 방향으로 중첩되는 복수의 차광부재를 포함하며,
    상기 복수의 발광소자 각각은 제1 방향으로 가장 높은 세기의 광을 방출하는 발광 면을 포함하며,
    상기 광학 필름은 인접한 차광부재 사이의 영역이 커팅된 커팅부를 갖는, 조명 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 커팅부는 상기 광학 필름의 상면에서 상기 광학 필름의 하단을 통해 상기 접착층의 내부로 연장되는 조명 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 커팅부의 최소 길이는 상기 광학 필름의 제2 방향의 길이와 동일하며,
    상기 제2 방향은 상기 제1 방향과 직교하는 방향인 조명 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 커팅부는 상기 광학 필름의 상면에서 하면을 향해 경사지게 연장되는 조명 모듈.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 커팅부는 서로 대면하는 제1 및 제2 커팅부를 포함하며,
    상기 제1 및 제2 커팅부의 상부 간격은 하부 간격보다 더 큰 조명 모듈.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차광부의 주변 영역에 서브 차광 패턴을 포함하며,
    상기 서브 차광 패턴은 상기 접착층과 상기 광학 필름의 하면 사이에 배치되는 조명 모듈.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조명 모듈은 볼록하게 만곡되며,
    상기 커팅부의 양측 광학 필름의 상면 또는 하면의 곡률 반경은 상기 커팅부의 하부에 배치된 상기 레진층의 상면의 곡률 반경보다 큰 조명 모듈.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 커팅부는 상부 폭이 하부 폭보다 더 큰 홈을 갖는 조명 모듈.
  9. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 커팅부는 인접한 차광부재 사이의 영역 중 광이 입사되는 측에 위치한 차광부재에 더 인접하게 배치되는 조명 모듈.
  10. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 커팅부는 상기 레진층의 상부까지 연장되는 조명 모듈.
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