WO2016190651A1 - 광학 렌즈, 조명 모듈 및 이를 구비한 라이트 유닛 - Google Patents

광학 렌즈, 조명 모듈 및 이를 구비한 라이트 유닛 Download PDF

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WO2016190651A1
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optical lens
light emitting
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강민수
신윤호
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엘지이노텍 주식회사
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    • H01L33/62—Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls

Definitions

  • the present invention relates to an optical lens, a lighting module and a light unit having the same.
  • a light emitting device such as a light emitting device, is a kind of semiconductor device that converts electrical energy into light, and has been spotlighted as a next-generation light source by replacing a conventional fluorescent lamp and an incandescent lamp.
  • light emitting diodes Since light emitting diodes generate light using semiconductor devices, they consume much less power than incandescent lamps that generate light by heating tungsten or fluorescent lamps that generate light by colliding ultraviolet light generated through high-pressure discharge with phosphors. .
  • the light emitting diode since the light emitting diode generates light using the potential gap of the semiconductor device, the light emitting diode has a longer life, a faster response characteristic, and an environment-friendly characteristic than a conventional light source.
  • the light emitting diodes have been increasingly used as light sources for lighting devices such as various lamps, display devices, electronic signs, and street lamps that are used indoors and outdoors.
  • the embodiment provides an illumination module in which side projections of an optical lens disposed on a circuit board are disposed outside the side of the circuit board.
  • the embodiment provides an illumination module in which each side protrusion of the plurality of optical lenses disposed on the circuit board is disposed outside at least one side or both sides of the circuit board.
  • the embodiment provides an illumination module in which the cut surfaces of the side protrusions of the plurality of optical lenses disposed on the circuit board are disposed in parallel with the side surfaces of the circuit board in the first axial direction.
  • the embodiment provides an illumination module in which each side protrusion of the plurality of optical lenses is disposed in a wider direction among intervals in which the plurality of optical lenses are arranged.
  • the embodiment provides an illumination module in which a distance between the optical lens on the first circuit board and the optical lens on the second circuit board is wider than the distance between the optical lenses disposed on the first circuit board.
  • the embodiment provides an illumination module in which the direction of the side protrusion of the optical lens is disposed within 30 degrees from the direction orthogonal to orthogonal to the line segment connecting two supporting protrusions adjacent to the side protrusion.
  • the embodiment provides an illumination module in which the lateral protrusion of the optical lens protrudes outward from the emission surface of the optical lens.
  • the embodiment provides an optical lens and an illumination module having the same where the vertices of the incident surface and the first light emitting surface are convex in the same direction.
  • the embodiment provides an optical lens and an illumination module having the same where the vertex of the incident surface is closer to the vertex of the first light exit surface than the light source.
  • the embodiment provides an optical lens having a spherical first light exit surface and an inclined non-spherical second light exit surface around an incident surface, and an illumination module having the same.
  • the embodiment provides an optical lens having an inclined or curved bottom surface around a light emitting device and an illumination module having the same.
  • the embodiment provides an optical lens for changing an exit angle of light incident from a light emitting device emitting at least five planes, and an illumination module having the same.
  • the embodiment provides an optical lens and an illumination module having the same as an emission angle of light emitted to a region outside the direct angle of light is smaller than the incident angle.
  • a lighting module may include a circuit board having a length in a first axis direction longer than a length in a second axis direction; A plurality of optical lenses arranged in a first axial direction on the circuit board; And at least one light emitting element disposed between the circuit board and the plurality of optical lenses, wherein the optical lens comprises: an incident surface on the circuit board; A first light emitting surface emitting light incident on the incident surface in an upward direction; A second light emitting surface emitting the incident light in a lateral direction; And side projections protruding outward from the first region of the second light exit surface, wherein the side projections of each optical lens protrude outward from the area of the circuit board.
  • a lighting module includes a plurality of circuit boards having a length in a first axis direction longer than a length in a second axis direction; A plurality of optical lenses arranged in a first axis direction on the plurality of circuit boards; And at least one light emitting element disposed between the circuit board and the plurality of optical lenses, wherein the optical lens comprises: an incident surface on the circuit board; A first light emitting surface emitting light incident on the incident surface in an upward direction; A second light emitting surface emitting the incident light in a lateral direction; And side projections protruding outwardly from the first area of the second light exit surface, wherein the side projections of each optical lens are disposed outside the side surfaces of the circuit board, and the plurality of circuit boards have a second axis.
  • a first and second circuit board arranged in a direction, wherein an interval between the optical lenses disposed on the first or second circuit board is less than a minimum distance between the optical lenses disposed on the first and second circuit board.
  • the light unit of the embodiment may include an optical sheet on the lighting module.
  • Embodiments can reduce optical interference between adjacent optical lenses.
  • Embodiments can reduce interference between optical lenses on different circuit boards.
  • the embodiment can improve the luminance distribution of the optical lens by controlling the light path emitted to the side of the light emitting device disposed under the optical lens.
  • the embodiment can reduce noise such as hot spots due to light extracted from the optical lens.
  • the embodiment can provide a wider distance between the light emitting elements by the optical lens, thereby reducing interference between the optical lenses.
  • the embodiment can reduce the number of light emitting devices disposed in the light unit.
  • the embodiment can improve the reliability of the lighting module having the optical lens.
  • Embodiments may improve the image by minimizing interference between adjacent optical lenses.
  • Embodiments can improve the reliability of light units such as optical lenses.
  • Embodiments can improve the reliability of lighting systems having lighting modules.
  • FIG. 1 is a plan view of a lighting module according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a plan view of the optical lens of FIG. 1.
  • FIG. 2 is a plan view of the optical lens of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a plan view illustrating a circuit board and an optical lens of the lighting module of FIG. 1.
  • FIG. 4 is a rear view of the optical lens of FIG. 1.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating another example of the support protrusion of the optical lens of FIG. 1.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating another example of the support protrusion of the optical lens of FIG. 1.
  • FIG. 7 to 9 are diagrams showing an example of arranging the optical lenses in the lighting module according to the embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram for describing an example in which optical lenses are disposed on a plurality of circuit boards in an illumination module according to an embodiment.
  • 11A to 11F are views for explaining cases in which optical lenses are disposed on each circuit board in the lighting module according to the embodiment.
  • FIG. 12 is a rear view illustrating another example of the optical lens according to the embodiment.
  • FIG. 13 is a plan view of the lighting module having the optical lens of FIG. 12.
  • FIG. 14 is a side view illustrating an example of an optical lens according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 15 is a view illustrating an optical lens according to an embodiment, and is a sectional view taken along the A-A side of the lighting module of FIG. 1.
  • 16 is a view showing an optical lens according to the embodiment, a cross-sectional view B-B side of the lighting module of FIG.
  • 16 is a detailed block diagram of an optical lens of the lighting module according to the embodiment.
  • FIG. 18 is a view for explaining a side protrusion of the optical lens of FIG. 17.
  • 19 is a view illustrating a light unit having a lighting module according to an embodiment.
  • FIG. 20 is a view illustrating a light unit in which an optical sheet is disposed on the lighting module of FIG. 19.
  • 21 is a diagram illustrating another example of a light unit having a lighting module according to an embodiment.
  • FIG. 22 is a diagram illustrating another example of an optical lens in the lighting module according to the embodiment.
  • 23 is a view for explaining the position of the support protrusion of the optical lens according to the embodiment.
  • 24 is a first example showing the detailed configuration of a light emitting element disposed on a circuit board according to the embodiment.
  • 25 is a second example of a light emitting device disposed on a circuit board according to an embodiment.
  • 26 is a view showing a third example of the light emitting device disposed on the circuit board according to the embodiment.
  • each layer, region, pattern, or structure is “on” or “under” the substrate, each layer, layer, pad, or pattern.
  • “on” and “under” are both formed “directly” or “indirectly” through another layer.
  • the criteria for up / down or down / down each layer will be described with reference to the drawings.
  • FIG. 1 is a plan view of an illumination module according to an embodiment
  • FIG. 2 is a plan view of the optical lens of FIG. 1
  • FIG. 3 is a plan view showing a circuit board and an optical lens of the illumination module of FIG. 1
  • FIG. 4 is of FIG. Bottom view of the optical lens.
  • the lighting module 301 includes a light emitting device 100, an optical lens 300 disposed on the light emitting device 100, and a circuit disposed below the light emitting device 100. And a substrate 400.
  • the light emitting device 100 may be disposed on the circuit board 400 and positioned between the optical lens 300 and the circuit board 400.
  • the light emitting device 100 is driven by receiving power from the circuit board 400 and emits light.
  • the light emitting device 100 may include at least one of an LED chip having a compound semiconductor, for example, an ultraviolet (UV) LED chip, a blue LED chip, a green LED chip, a white LED chip, and a red LED chip.
  • the light emitting device 100 may include at least one or both of a group II-VI compound semiconductor and a group III-V compound semiconductor.
  • the light emitting device 100 may emit at least one of blue, green, blue, UV, or white light.
  • the light emitting device 100 may be defined as a light source.
  • the optical lens 300 may be extracted to the outside after changing the path of the light emitted from the light emitting device (100).
  • the optical lens 300 may have different light exit surfaces 330 and 335.
  • the different light emitting surfaces 330 and 335 may include, for example, a first light emitting surface 330, which is an upper surface of the optical lens 300, and a second light emitting surface 335 disposed at an outer circumference thereof.
  • the first light exit surface 330 includes a spherical surface, and the second light exit surface 335 has an aspherical side cross section.
  • the optical lens 300 includes a recess 315 and an incident surface 310 around the recess 315, and the recess 315 is a bottom surface of the optical lens 300. Convexly recessed from 310 to the opposite side of the circuit board 400, the incident surface 310 has a curved surface around the recess (315).
  • the recess 315 may be hemispherical or semi-elliptical in shape, a detailed description of which will be described later. The structure of the optical lens 300 will be described in detail later.
  • the optical lens 300 includes a plurality of support protrusions 350 disposed below.
  • the support protrusion 350 protrudes downward from the bottom surface 310 of the optical lens 300, that is, in the direction of the circuit board 400.
  • the plurality of support protrusions 350 may be fixed on the circuit board 400, and may prevent the optical lens 300 from being tilted.
  • An insertion groove for inserting the support protrusion 350 may be disposed on the circuit board 400. When the support protrusion 350 is inserted into the insertion groove of the support protrusion 350 on the circuit board 400, the support protrusion 350 may be bonded using an adhesive member (not shown).
  • the circuit board 400 may be arranged in a light unit such as a display device, a terminal, and a lighting device.
  • the circuit board 400 may include a circuit layer electrically connected to the light emitting device 100.
  • the circuit board 400 may include at least one of a resin PCB, a metal core PCB (MCPCB), and a flexible PCB (FPCB), but is not limited thereto.
  • a protective layer (not shown) is disposed on the circuit board 400, and the protective layer may include a material that absorbs or reflects light reflected from the optical lens 300.
  • the circuit board 400 in the top view, has a length longer than a first length D13 in a direction of a second axis Z in a first length in a direction of a first axis X.
  • the first length may be a horizontal length
  • the second length D13 may be a vertical length or a width.
  • the second length D13 of the circuit board 400 may be smaller than or equal to the diameter D4 or the width of the optical lens 300.
  • the second length D13 may be smaller than the diameter D4 or the width of the optical lens 300. Accordingly, since the second length D13 of the circuit board 400 is reduced, the second length D13 of the circuit board 400 can be reduced, thereby reducing the cost.
  • the first length of the circuit board 400 may be disposed at a length equal to or greater than twice the diameter or width of the optical lens 300, for example, a length longer than the sum of the diameters or widths of the four or more optical lenses 300. It can have The first length of the circuit board 400 may be disposed longer than the second length D13, for example, four times or more, but is not limited thereto.
  • the plurality of support protrusions 350 of the optical lens 300 may overlap the circuit board 400 in a vertical direction.
  • the optical lens 300 may include a light transmissive material.
  • the optical lens 300 may include at least one of polycarbonate (PC), polymethyl methacrylate (PMMA), silicone or epoxy resin, or glass.
  • the optical lens 300 may include a transparent material having a refractive index in the range of 1.4 to 1.7.
  • the optical lens 300 includes a side protrusion 360 that protrudes outward.
  • the side protrusion 360 protrudes outward from the second light exit surface 335 of the optical lens 300.
  • Some or all of the side protrusions 360 may protrude outward from an area of the circuit board 400.
  • the side protrusion 360 may be disposed in an area that does not overlap with the circuit board 400 in a vertical direction.
  • the side protrusion 360 may protrude outward from any one of the first side surface 401 and the second side surface 402 of the circuit board 400.
  • the side protrusion 360 is a portion in which an area for a gate is cut during injection, and may be defined as a gate portion, a cut portion, a protrusion, or a mark portion, but is not limited thereto.
  • One side protrusion 360 may be disposed in the optical lens 300.
  • the optical lens 300 may further include at least one protrusion protruding outward in addition to the side protrusion 360, but is not limited thereto.
  • the side protrusion 360 of the optical lens 300 may have a rough outer surface.
  • the rough surface may have a higher surface roughness than that of the first light exit surface 330.
  • the rough surface may have a transmittance lower than that of the first light exit surface 330.
  • This rough side may be a cut side.
  • the region of the side protrusion 360 may have uneven light distribution due to low transmittance and rough surface roughness, and it is difficult to control the emission angle of light.
  • Light emitted through the region of the side protrusion 360 may be irradiated to an adjacent optical lens. That is, when the region of the side protrusion 360 is arranged in the first axis X direction or overlaps with the circuit board 400 in the vertical direction, the light emitted through the side protrusion 360 is adjacent to each other.
  • the light may be irradiated to the optical lens 300 to generate an optical interference phenomenon, and may be reflected by the circuit board 400 to affect the light uniformity.
  • the lateral protrusion 360 of the optical lens 300 may be disposed in the direction of the second axis Z1 that is perpendicular to the optical axis Y0 and not the direction in which the optical lenses 300 are arranged.
  • the direction of the second axis Z1 may be disposed to be orthogonal to the direction of the first axis X1 on the same plane.
  • the side protrusion 360 may protrude from the second light exit surface 335.
  • a surface horizontal to the outer side 361 of the side protrusion 360 may be perpendicular to the direction of the second axis Z. As illustrated in FIG.
  • a straight line X2 horizontal to the outer side 361 of the side protrusion 360 may be a direction parallel to the direction of the first axis X1.
  • first and second axes X1 and Z1 are disposed on the same horizontal plane, they may be perpendicular to each other while passing through the optical axis Y0.
  • the plurality of support protrusions 350 may include first and second support protrusions 51 and 52 adjacent to the side protrusion 360 and the incident surface 320 based on the side protrusion 360. ) May include third and fourth support protrusions 53 and 54 spaced apart from each other.
  • the support protrusions 51-54 may have the same shape as the bottom view, for example, a circular, elliptical or polygonal shape. As another example, the support protrusion 51-54 may have a shape different from at least one bottom view shape, for example, one may have a circular shape or a polygonal shape, and the others may have a shape different from the one of the above shapes. .
  • any point of the side protrusion 360 may be disposed such that the distance D15 of the first and second supporting protrusions 51 and 52 is closer than the distance D14 of the optical axis Y0. .
  • the first to fourth supporting protrusions 51, 52, 53, and 54 may stably support the optical lens 300 around the incident surface 320.
  • the D14 may be a radius when the optical lens 300 has a circular shape.
  • the angle R2 between the second axis Z1 passing through the center point of the lateral protrusion 360 and the second supporting protrusion 52 may be an obtuse angle, for example, greater than 45 degrees. Can be.
  • the plurality of support protrusions 350 may have an angle R1 between the first and second support protrusions 51 and 52 adjacent to the side protrusion 360 based on the optical axis Y0 to exceed 90 degrees. Can be.
  • the plurality of support protrusions 350 may be disposed closer to the first axis X1 than to the second axis Z1.
  • the plurality of support protrusions 350 may be disposed closer to the first axis X1 to stably support the optical lens 300, and may have a length D13 in the direction of the second axis Z1 of the circuit board 400. Can be reduced.
  • the first and second finger protrusions 51 and 52 may have a distance from the horizontal straight line X5 passing through a third point P21 of the radius D14 of the optical lens 300. More than D21).
  • Positions of the first and second side surfaces 401 and 402 of the circuit board 400 are disposed outside the horizontal straight line X3 passing through the plurality of support protrusions 350, and the outer circumference of the optical lens 300 is disposed.
  • it may be disposed inside the horizontal straight line X4 passing through the second light exit surface 335.
  • the first side surface 401 of the circuit board 400 may be spaced apart from the straight line X4 by a predetermined distance D22.
  • the plurality of support protrusions 350 may include a second axis Z1 and the second axis passing through the center of the side protrusion 360 based on the optical axis Y0 of the optical lens 300.
  • the first to fourth quadrants Q1, Q2, Q3, and Q4 divided from the first axis X1 perpendicular to Z1 may be disposed.
  • the plurality of support protrusions 350: 51, 52, 53, and 54 may be disposed closer to the first axis X1 than to the second axis Z1.
  • the plurality of support protrusions 350 may be spaced apart from the optical axis Y0 at equal intervals r1, but is not limited thereto. At least one of the plurality of support protrusions 350 may have a different distance from the rest and the optical axis Y0, but is not limited thereto.
  • the distance between the plurality of support protrusions 350: 51, 52, 53, and 54 may be greater than the distance D32 in the first axis X1 direction than the distance D32 in the second axis Z1 direction. have.
  • At least four of the plurality of support protrusions 350: 51, 52, 53, and 54 may be arranged in a polygonal shape, for example, a rectangular shape, that is, a rectangular shape.
  • four or more of the plurality of support protrusions 350, 51, 52, 53, and 54 may be disposed, for example, but not limited thereto.
  • the plurality of support protrusions 350: 51, 52, 53, and 54 may be spaced apart from the region of the side protrusion 360 so as not to overlap the second axis Z1 and closer to the first axis X1. By doing so, it is possible to reduce the influence on the surface of the second light exit surface 335 by the plurality of support protrusions 350: 51, 52, 53, 54 during the injection molding of the optical lens 300.
  • At least one or more of the plurality of support protrusions 350A (61, 62, 63, 64) 61, 62 may be formed on the side protrusion 360.
  • the surface area of the second light exit surface 335 disposed thereon is affected by the adjacent support protrusions 61 and 62 when the liquid lens material to be injected is filled. . This may affect the light uniformity of the optical lens, and may cause a defect of the optical lens.
  • the support protrusions 61 and 62 may be disposed closer to the second axis Z1 line than the first axis X1 line, and may be disposed closer to the side protrusion 360 than the optical axis Y0. .
  • FIG. 5 and 6 are views showing another example of the support protrusion of the optical lens of FIG.
  • three support protrusions 350 (55, 56, 57) of the optical lens 300 may be arranged in a triangular shape.
  • the support protrusions 350 may have the same distance r1 from the optical axis Y0 or one of them may be different, but is not limited thereto.
  • any one support protrusion 58 may be compared with the other support protrusions 59, 60. It can have a large width or area. This may be smaller than the support protrusions 59 and 60 having a relatively long distance among the plurality of support protrusions 350. This may allow the distance from the optical axis Y0 to be proportional to the bottom area difference of the support protrusions 58, 59, and 60.
  • FIG. 7 to 9 are diagrams showing an example of arranging the optical lenses in the lighting module according to the embodiment.
  • a plurality of optical lenses 300 and 300A may be disposed on the circuit board 400.
  • the plurality of optical lenses 300 and 300A may be arranged in a direction of the first axis X1 and may be spaced apart from each other at a predetermined interval G1.
  • the side protrusions 360 of the optical lenses 300 and 300A may protrude in the direction of the second axis Z1, and for example, may protrude in the direction of the first side surface 401 of the circuit board 400. Some or all of the side protrusions 360 of the optical lenses 300 and 300A may protrude outwardly from the first side surface 401 of the circuit board 400. Side protrusions 360 of the plurality of optical lenses 300 and 300A may protrude outwardly from the first side surface 401 of the circuit board 400. Side protrusions 360 of the plurality of optical lenses 300 and 300A may protrude in the same direction.
  • the side protrusions 360 of the plurality of optical lenses 300 and 300A may be disposed in opposite directions (+ Z, -Z) with respect to the first axis X1 direction or with respect to the optical axis Y0. It may protrude. Side protrusions 360 of the plurality of optical lenses 300 and 300A may protrude in the direction of the first and / or second side surfaces 401 and 402 of the circuit board 400, respectively. Side protrusions 360 of the plurality of optical lenses 300 and 300A may protrude outward from the first and / or second side surfaces 401 and 402 of the circuit board 400.
  • the side protrusions 360 of the plurality of optical lenses 300 and 300A may protrude in the same direction with respect to the first axis X1 or with respect to the optical axis Y0.
  • the side protrusions 360 of the plurality of optical lenses 300 and 300A may protrude in the direction of the second side surface 402 of the first and second side surfaces 401 and 402 of the circuit board 400.
  • Some or all of the side protrusions 360 of the plurality of optical lenses 300 and 300A may protrude outward from the second side surface 402 of the circuit board 400.
  • FIG. 10 is a diagram for describing an example in which optical lenses are disposed on a plurality of circuit boards in an illumination module according to an embodiment.
  • a plurality of circuit boards 400, 400A and 400B are arranged with a third interval G3 in a direction of a second axis Z1 and a plurality of optical lenses on each circuit board 400, 400A and 400B. 300 is arranged along the first axis X direction.
  • the plurality of circuit boards 400, 400A, and 400B may be defined as first to third circuit boards.
  • the side protrusions 360 of the optical lens 300 protrude in a second axis Z direction perpendicular to the first axis X direction on each circuit board 400, 400A, 400B, and the circuit board 400, 400A. It may protrude outward from the first side 401 or the second side 402 of 400B.
  • the side protrusion 360 of the optical lens 300 is arranged in a direction Z perpendicular to the direction (X-axis direction) in which the optical lenses 300 are arranged on the circuit boards 400, 400A, and 400B. Interference between adjacent optical lenses 300 may be reduced in the circuit board 400.
  • the side protrusions 360 are disposed outside the side surfaces 401 and 402 of the circuit boards 400, 400A and 400B, so that the lengths D13 of the circuit boards 400, 400A and 400B in the second direction, that is, You can reduce the width. In addition, it is possible to reduce the interference between the optical lens 300 disposed on the different first to third circuit board (400, 400A, 400B).
  • the side protrusion 360 may protrude in either the positive direction (+ Z) or the reverse direction (-Z) in the second axis Z1 direction based on the optical axis Y0 of the optical lens 300.
  • the interval between the optical lenses 300 of each circuit board 400 is the first interval G1
  • the interval between the optical lenses 300 disposed on different circuit boards 400 is the second interval G2.
  • the second interval G2 is greater than the first interval G1.
  • the second interval G2 is a minimum distance between the optical lenses 300 placed on different circuit boards 400, 400A, and 400B.
  • the first interval G1 may be the same or different from each other in the circuit board 400, or the groups having the same distance from each other may be different from each other according to a region (center or side) in which the optical lens 300 is disposed. Can be arranged at intervals.
  • the second gap G2 may be smaller than the gap G3 between adjacent circuit boards 400, 400A, and 400B.
  • the side protrusion 360 of the optical lens 300 and the second light exit surface 335 of the optical lens 300 face each other on the circuit boards 400, 400A and 400B, the side protrusion 360 and the The minimum distance between the two exit surfaces 335 may be a fourth interval G4.
  • the fourth interval G4 may be smaller than the second interval G2.
  • the interval between the side protrusions 360 in the second axis Z direction may be a fifth interval G5.
  • the fifth interval G5 may be smaller than the second and fourth intervals G2 and G4.
  • the optical lens 300 of the second circuit board 400A may be shifted from the optical lenses 300 of the first and third circuit boards 400 and 400B in the second axis direction.
  • the optical lens 300 of the second circuit board 400A may be shifted by 1/2 of the interval G1 based on Z1. That is, the optical lens 300 of the second circuit board 400A may be disposed in an intermediate region between the optical lenses 300 of the first and third circuit boards 400 and 400B, respectively.
  • the plurality of optical lenses 300 may be arranged in the first and second axis directions while maintaining the gaps G1 and G2 on one circuit board 400, 400A, 400B.
  • 11A to 11F are views for explaining cases in which optical lenses are disposed on each circuit board in the lighting module according to the embodiment.
  • the lateral protrusion 360 may have a first direction in a second axis Z1 direction. It is a figure which shows the ratio arrange
  • the side protrusion 360 when the side protrusion 360 protrudes in the first side direction of the circuit board 400, it may be defined as a first side protrusion, and when protruding in the second side direction, the second side protrusion Can be defined as
  • FIG. 11A illustrates a first side protrusion 360 disposed in the direction of the first side surface 401 of the circuit board 400 and a second side disposed in the direction of the second side surface 402 based on the optical axis Y0.
  • the ratio of the side protrusions 360 is 2: 3, and the difference may be about 20%.
  • the direction of the first side surface 401 may be a positive direction (+ Z), and the direction of the second side surface 402 may be a reverse direction (-Z).
  • FIG. 11B illustrates a first side protrusion 360 disposed in the direction of the first side surface 401 of the circuit board 400 and a second side disposed in the direction of the second side surface 402 based on the optical axis Y0.
  • the ratio of the side protrusions 360 is 3: 2, and the ratio difference may be about 20%.
  • FIG. 11C illustrates a first side protrusion 360 disposed in the direction of the first side surface 401 of the circuit board 400 and a second side disposed in the direction of the second side surface 402 based on the optical axis Y0.
  • the ratio of the side protrusions 360 is 3: 2, and the ratio difference may be about 20%.
  • FIG. 11D illustrates a first side protrusion 360 disposed in the direction of the first side surface 401 of the circuit board 400 and a second side disposed in the direction of the second side surface 402 based on the optical axis Y0.
  • the ratio of the side protrusions 360 is 4: 1, and the ratio difference may be about 60%.
  • FIG. 11E illustrates a first side protrusion 360 disposed in a direction of the first side surface 401 of the circuit board 400 and a second side disposed in a direction of the second side surface 402 based on the optical axis Y0.
  • the ratio of the side protrusions 360 is 3: 2, and the ratio difference may be about 20%.
  • 11F illustrates a first side protrusion 360 disposed in the direction of the first side surface 401 of the circuit board 400 and a second side disposed in the direction of the second side surface 402 based on the optical axis Y0.
  • the ratio of the side protrusions 360 is 5: 0, and the ratio difference may be about 100%.
  • the first or second side protrusions 360 of the optical lens 300 are disposed in the positive or reverse direction (+ Z, -Z) in the direction of the second axis Z1.
  • the proportion to be placed is in the range of 0% to 100%, and the ratio difference may be in the range of 0% to 100%.
  • the adjacent optical lenses 300 may have the first or second side protrusions 360 protruding in the same direction with respect to the optical axis Y0 or in opposite directions.
  • the side protrusions 360 of the optical lens 300 disposed on one or different circuit boards may be disposed in the same direction or may be disposed in different directions.
  • the side protrusions 360 disposed in different directions may be opposite to each other.
  • the side protrusions 360 of the optical lenses 300 disposed on one or different circuit boards are mixed with the lens group protruding in the same direction and the lens group protruding in the opposite direction according to the distance between the optical lenses. Can be arranged.
  • FIG. 12 is a rear view illustrating another example of the optical lens according to the embodiment
  • FIG. 13 is a plan view illustrating the lighting module having the optical lens of FIG. 12.
  • any one of the plurality of support protrusions 350 (51A, 52, 53, 54) of the optical lenses 300 and 300A may have a different bottom view shape.
  • the first support protrusion 51A adjacent to the side protrusion 360 may have a plurality of other support protrusions, that is, the second to fourth support protrusions 52. It may have a different shape from -54).
  • the bottom view shape of the first support protrusion 51A may be a polygonal shape
  • the second to fourth support protrusions 52-54 may have a circular shape.
  • the first support protrusion 51A may have a circular shape
  • the second to fourth support protrusions 52-54 may have a polygonal shape.
  • the protruding direction of the side protrusion 360 of the plurality of optical lenses 300 and 300A mounted on each circuit board 400. Can be arranged in the same direction.
  • the direction of the side protrusion 360 may be recognized by the first supporting protrusion 51A. have.
  • the side protrusions 360 of the plurality of optical lenses 300 and 300A disposed on the outermost circuit board 400 may be arranged to face in opposite directions to each other.
  • the direction of the side protrusion 360 may be determined based on the position of the first support protrusion 51A.
  • the plurality of optical lenses 300 and 300A disposed on the uppermost circuit board 400 are arranged such that the side protrusions 360 protrude in the positive direction (+ Z) in the first side surface 401 or the second axis direction.
  • the plurality of optical lenses 300 and 300A disposed on the lowermost circuit board 400 may be arranged so that the side protrusions 360 protrude in the second side surface 402 or in the reverse direction (-Z) in the second axis direction. can do.
  • optical interference may be applied to adjacent optical lenses.
  • the embodiment may arrange the side protrusions 360 of the optical lenses 300 and 300A disposed on the outermost circuit board 400 in, for example, an outer direction.
  • the optical lenses 300 and 300A may adjust the arrangement direction of the side protrusion 360 by using the first support protrusion 51A as an identification mark.
  • the embodiment can adjust the arrangement direction of the side protrusion 360 to a direction that can reduce optical interference by using the shape difference of the plurality of support protrusions 51A, 52, 53, and 54.
  • FIG. 14 is a side view showing an example of an optical lens 300 according to an embodiment
  • FIG. 15 is a sectional view taken along the AA side of the lighting module of FIG. 1
  • FIG. 16 is a sectional view taken along the BB side of the lighting module of FIG. 1
  • FIG. 15 is a partially enlarged view of the optical lens 300 of FIG. 15.
  • the optical lens 300 includes a bottom surface 310, a recess 315 convex upward from the bottom surface 310, and a circumference around the recess 315.
  • a first light exit surface 330 disposed on an opposite side of the incident surface 320, the bottom surface 310, and the entrance surface 320, and a lower portion of the first light exit surface 330.
  • the recess 315 is recessed in the direction of the optical axis Y0 from the center area of the bottom surface 310.
  • the recess 315 may have a depth deeper as it is closer to the center region or the optical axis Y0.
  • the direction perpendicular to the upper surface of the light emitting device 100 may be referred to as an optical axis Y0 direction.
  • the optical axis Y0 may be a direction perpendicular to the upper surface of the circuit board 400.
  • the first axis X direction perpendicular to the optical axis Y0 may be a direction orthogonal to the optical axis Y0 from the light emitting device 100.
  • the width D1 of the recess 315 may be gradually narrower as it approaches the vertices 21 and 31.
  • the recess 315 may be closer to the first light exit surface 330 as it goes up.
  • the side cross-sectional shape of the recess 315 may include a hemispherical shape or a semi-elliptic shape, and the lower shape of the surface may include a circular shape or a polygonal shape.
  • the incident surface 320 is disposed around the recess 315 which is convex upward from the center region of the bottom surface 310.
  • the incident surface 320 may include a curved surface.
  • the incident surface 320 may be formed of a rotating body having a Bezier curve.
  • the curve of the incident surface 320 may be implemented as a spline, for example cubic, B-spline, T-spline.
  • the curve of the incident surface 320 may be implemented as a Bezier curve.
  • the incident surface 320 may be disposed outside the upper surface S1 and the side surface S2 of the light emitting device 100 as a surface of the recess 315.
  • the bottom surface 310 of the optical lens 300 may include a flat surface, a curved surface or a curved surface and a flat surface.
  • the bottom surface 310 may provide a surface inclined or curved with respect to the top surface of the circuit board 400.
  • the bottom surface 310 of the optical lens 300 may be provided as an inclined surface or curved surface with a straight line horizontal to the upper surface of the circuit board 400. At least 80% of the bottom surface 310 may be inclined or curved with respect to the top surface of the circuit board 400.
  • the bottom surface 310 may include a total reflection surface.
  • the bottom surface 310 of the optical lens 300 includes a first edge 23 and a second edge 25.
  • the first edge 23 is a boundary point between the incident surface 320 and the bottom surface 310, and may be a low point of the optical lens 300.
  • the first edge 23 may be the lowest point among the areas of the bottom surface 310.
  • the position of the first edge 23 may be lower than the second edge 25 based on a horizontal line.
  • the first edge 23 may be a lower circumference of the incident surface 320.
  • the second edge 25 may be disposed at a lower periphery of the second light exit surface 335 or at the outermost side of the bottom surface 310.
  • the second edge 25 may be a boundary point between the bottom surface 310 and the second light exit surface 335.
  • the first edge 23 and the second edge 25 may be both ends of the bottom surface 310.
  • the bottom edge shape of the first edge 23 may be circular or elliptical, and the bottom edge shape of the second edge 25 may be circular or elliptical.
  • the optical lens 300 receives the light emitted from the light emitting device 100 on the incident surface 320 and emits the light to the first and second light emitting surfaces 330 and 335. Some light incident from the incident surface 320 may be irradiated to the bottom surface 310 through a predetermined path.
  • the optical lens 300 diffuses through the first and second light emitting surfaces 330 and 335 when the light emitted from the light emitting device 100 is incident on the incident surface 320 with a direction angle distribution having a predetermined angle. Can be.
  • the incident surface 320 of the optical lens 300 may be disposed to face the top surface S1 and the plurality of side surfaces S2 of the light emitting device 100. Light emitted from the side surface 320 of the light emitting device 100 may be irradiated to the incident surface 320. Accordingly, light emitted to the side surface S2 of the light emitting device 100 may be incident on the incident surface 320 without leakage.
  • the light emitting device 100 emits light through the upper surface S1 and the plurality of side surfaces S2 and has, for example, five or more light emitting surfaces.
  • the plurality of side surfaces S2 of the light emitting device 100 may include at least four side surfaces, and may be light emitting surfaces.
  • the directivity angle distribution of the light may be widened by the light emitted through the side surface S2.
  • the directivity angle distribution of the light of the light emitting device 100 may be 140 degrees or more, for example, 142 degrees or more.
  • the full width at half maximum of the directivity angle distribution of the light emitting device 100 may be 70 degrees or more, for example, 71 degrees or more.
  • the full width at half maximum indicates a width having half the luminous intensity of the maximum luminous intensity of the orientation angle.
  • the upper surface of the circuit board 400 may be disposed closer to the first edge 23 than the second edge 25 of the bottom surface 310 of the optical lens 300.
  • the first edge 23 of the bottom surface 310 may contact the top surface of the circuit board 400, and the second edge 25 may be spaced apart from the top surface of the circuit board 400 at a maximum distance T0. Can be spaced apart.
  • the second edge 25 may be disposed at a lower position than the active layer in the light emitting device 100, thereby preventing light loss.
  • the first and second light emitting surfaces 330 and 335 of the optical lens 300 refract the incident light and emit the light.
  • the second light exit surface 335 refracts the angle of the extracted light after refraction based on the optical axis Y0 to be smaller than the angle of the light incident before refraction. Accordingly, the optical interference distance between the adjacent optical lenses 300 can be provided longer, and the light emitted through the second light exit surface 335 and the light exiting through the first light exit surface 330 are the optical lenses ( 300 may be mixed with each other around.
  • the first light emitting surface 330 of the optical lens 300 may be formed as a spherical surface for emitting light to all areas.
  • the center area of the first light exit surface 330 may be a vertex 31 or a high point, and includes a curved shape continuously connected to the vertex 31.
  • the first light exit surface 330 may reflect or refrac the incident light to be emitted to the outside.
  • the first light exit surface 330 may have an emission angle after refraction of the light emitted to the first light exit surface 330 based on the optical axis Y0.
  • Forging of the first light exit surface 330 of the optical lens 300 increases with the distance along the optical axis Y0 within a half angle of the distribution of the directivity angles of the light. It includes a region outside the half-angle of the direction angle distribution, the forging decreases with distance based on the optical axis (Y0).
  • the first light exit surface 330 may be formed of a rotating body having a Bezier curve.
  • the curve of the first light exit surface 330 may be implemented as a spline, for example, cubic, B-spline, or T-spline.
  • the curve of the first light exit surface 330 may be implemented as a Bezier curve.
  • the optical lens 300 When the optical lens 300 is excluded from the side protrusion 360, the optical lens 300 may be provided in a rotationally symmetrical shape with respect to the optical axis Y0.
  • the center region of the first light exit surface 330 is an adjacent region of the optical axis Y0 and may be a convex curved surface or a flat surface.
  • An area between the center area of the first light exit surface 330 and the second light exit surface 335 may be provided in a convex curved shape.
  • the incident surface 320 and the first light emitting surface 330 may have a positive radius of curvature.
  • the center region and the circumferential region of the first light exit surface 330 may not have a negative radius of curvature but may have a different positive radius of curvature.
  • the center area of the first light exit surface 330 may include an area having a zero radius of curvature.
  • the radius of curvature of the incident surface 320 may be smaller than the radius of curvature of the first light emitting surface 330.
  • the incidence surface 320 may have a slope greater than that of the first light exit surface 330.
  • the second light exit surface 335 is disposed around the lower portion of the first light exit surface 330 to refract the incident light and emit the light.
  • the second light exit surface 335 includes an aspherical shape or a flat surface.
  • the second light exit surface 335 may be, for example, a plane perpendicular to or inclined with respect to the top surface of the circuit board 400. When the second light exit surface 335 is formed as an inclined surface, it is easy to separate during injection molding.
  • the second light exit surface 335 may be disposed around an outer circumference of the optical lens 300.
  • the second light exit surface 335 may extend from the lower circumference of the first light exit surface 330 to the bottom surface 310 in a flat surface or an aspheric surface.
  • the second light exit surface 335 may include a third edge 35 adjacent to the first light exit surface 330.
  • the second edge 25 may be a lower edge of the second light exit surface 335, and the third edge 35 may be an upper edge of the second light exit surface 335 or the first and second light exit surfaces. It may be a boundary point between 330 and 335.
  • the side protrusion 360 may protrude from a portion of the second light exit surface 335 and may be disposed closer to the first light exit surface 330 than the bottom surface 310.
  • the upper surface of the side protrusion 360 may protrude outward from the third edge 35 of the second light exit surface 335.
  • the second light emitting surface 335 receives and refracts and extracts some light emitted to the side surface S2 of the light emitting device 100.
  • the second light exit surface 335 may have an emission angle of the emitted light smaller than the incident angle before refraction based on the optical axis Y0. Accordingly, the optical interference distance between the adjacent optical lenses 300 can be provided long.
  • the optical lens 300 may have a width or diameter D4 wider than the thickness D3.
  • the width or diameter D4 may be 2.5 times or more, for example, 3 times or more of the thickness D3.
  • Width or diameter (D4) of the optical lens 300 may be 15mm or more. Since the width or diameter D4 of the optical lens 300 is disposed to be wider than the thickness D3 in the above range, it is possible to provide a uniform luminance distribution over the entire area of the light unit, for example, the backlight unit, and also It can reduce the thickness of.
  • the lower width D1 of the incident surface 320 of the optical lens 300 may be the lower width of the recess 315, and may be wider than the width W1 of the light emitting device 100.
  • the incidence surface 320 and the recess 315 have a size such that light emitted from the light emitting device 100 can be easily incident.
  • the depth D2 of the recess 315 may be disposed to be equal to or deeper than the lower width D1 of the incident surface 320.
  • the depth D2 of the recess 315 may have a depth of 75% or more, for example, 80% or more of the thickness D3 of the optical lens 300.
  • the depth D2 of the recess 315 may be 80% or more of the distance between the vertex 31 of the first light exit surface 330 and the bottom surface 310 or the first edge 23. Since the depth D2 of the recess 315 is deeply disposed, even if the center region of the first light exit surface 330 does not have the total reflection surface or the negative curvature, the vertex 21 of the incident surface 320 It is possible to diffuse light in the lateral direction even in an adjacent area.
  • the depth D2 of the recess 315 is a depth of the vertex 21 of the incident surface 320, and the depth of the vertex 21 of the incident surface 320 is deeply disposed, thereby providing the vertex 21 and its depth.
  • the light incident to the peripheral area may be refracted laterally.
  • the ratio D1: W1 of the lower width D1 of the incident surface 320 and the width W1 of the light emitting device 100 may range from 1.8: 1 to 3.0: 1.
  • the lower width D1 of the incident surface 320 is disposed less than or equal to three times the width W1 of the light emitting device 100, the light emitted from the light emitting device 100 may enter the incident surface 320. Can be effectively entered.
  • the minimum distance D5 between the recess 315 and the first light exit surface 330 is between the vertex 21 of the recess 315 and the vertex 31 of the first light exit surface 330. It may be the interval of.
  • the distance D5 may be, for example, 1.5 mm or less, for example, in a range of 0.6 mm to 1 mm.
  • the process proceeds to the center area of the first light exit surface 330.
  • the amount of light to be increased can cause a hot spot phenomenon.
  • the center-side rigidity of the optical lens 300 may be weakened.
  • the distance D5 between the recess 315 and the first light exit surface 330 in the above range, even if the center region of the second light exit surface 335 does not have a total reflection surface or negative curvature.
  • the light path may be diffused in the horizontal direction around the center area. This is because the vertex 21 of the recess 35 is closer to the convex vertex 31 of the first light exit surface 330 in the lateral direction of the first light exit surface 330 through the incident surface 320. The amount of light that proceeds can be increased. Therefore, the amount of light diffused in the lateral direction of the optical lens 300 can be increased.
  • the vertex 21 of the recess 315 is the center of the first light exit surface 330 rather than a straight line extending horizontally from the third edge 35 of the second light exit surface 335. It may be placed closer to the.
  • the first light exit surface 330 may have different radii of curvature.
  • the incident surface 320 may have different radii of curvature.
  • the centers of the circles having the respective radii of curvature of the first light exit surface 330 and the incident surface 320 may be disposed below a horizontal straight line passing through the vertex 21 of the incident surface 320.
  • the optical lens 300 may be disposed in an area overlapped with the optical lens 300 in a vertical direction.
  • the first light L1 incident on the incident surface 320 of the optical lens 300 is refracted. And may be emitted to the first light exit surface 330.
  • the second light L2 incident on the incident surface 320 among the light emitted from the light emitting device 100 may be emitted to the second light emitting surface 335.
  • the incidence angle of the first light L1 incident on the incident surface 320 based on the optical axis Y0 is defined as a first angle ⁇ 1
  • the first light emission based on the optical axis Y0 is defined.
  • An emission angle of the first light L1 emitted to the surface 330 may be defined as a second angle ⁇ 2.
  • An incidence angle of the second light L2 incident on the incident surface 320 based on the optical axis Y0 is defined as a third angle ⁇ 3, and a second light exit surface (based on the optical axis Y0)
  • An emission angle of the second light L2 emitted to the second light source 335 may be defined as a fourth angle ⁇ 4.
  • the second light L2 may be light emitted to the side of the light emitting device 100.
  • the second angle ⁇ 2 is greater than the first angle ⁇ 2.
  • the second angle ⁇ 2 becomes larger as the first angle ⁇ 1 gradually increases, and becomes smaller as the first angle ⁇ 1 gradually decreases.
  • the first and second angles ⁇ 1 and ⁇ 2 satisfy the condition of ⁇ 2> ⁇ 1 or 1 ⁇ ( ⁇ 2 / ⁇ 1).
  • the second angle ⁇ 2 of the first light exit surface 330 is an emission angle after refraction and may be greater than an incident angle before refraction. Accordingly, the first light exit surface 330 refracts the first light L1 traveling to the first light exit surface 330 among the light incident through the incident surface 320, thereby providing the first light ( It can be diffused in the lateral direction of the optical lens 300 with respect to L1).
  • the fourth angle ⁇ 4 may be smaller than the third angle ⁇ 3. As the third angle ⁇ 3 increases, the fourth angle ⁇ 4 increases, and as the third angle ⁇ 3 decreases, the fourth angle ⁇ 4 decreases.
  • the third and fourth angles ⁇ 3 and ⁇ 4 satisfy the condition of ⁇ 4 ⁇ 3 or 1> ( ⁇ 4 / ⁇ 3).
  • the fourth angle ⁇ 4 of the second light exit surface 335 is an emission angle after refraction and may be smaller than an incident angle before refraction. Light emitted through the side surface S2 of the light emitting device 100 or light outside the light directing angle may be incident on the second light exit surface 335.
  • the second light exit surface 335 refracts the light emitted through the side surface S2 of the light emitting device 100 and the light outside the light directing angle distribution to travel within the half-angle region of the luminance distribution. Can be. Light loss may be reduced by the second light exit surface 335.
  • the third edge 35 of the second light exit surface 335 is disposed above the half angle of the distribution of the direct angle of the light emitting device 100 with respect to the optical axis Y0, for example, the position of the fourth angle ⁇ 4. Can be.
  • an angle between the optical axis Y0 and a straight line connecting the reference point P0 to the third edge 35 may be smaller than the half-angle angle of the light emitting device 100.
  • the half-value angle represents an angle at which the light output emitted from the light emitting device 100 becomes 50% or 1/2 of the peak value based on the optical axis.
  • the light irradiated to the region adjacent to the half angle may be controlled to be emitted through the second light exit surface 335.
  • the second light L2 emitted to the second light exit surface 335 may be mixed with the light traveling to the first light exit surface 330.
  • the reference point P0 may be an intersection point between the optical axis Y0 and the light emitting device 100.
  • the reference point P0 may be disposed at a position lower than the upper surface S1 of the light emitting device 100.
  • the reference point P0 of the light emitting device 100 is a point where the center of the upper surface S1 and the center of the plurality of side surfaces S2 intersect or the center of the upper surface S1 and the lower center of each side surface S2 intersect. It can be a point.
  • the reference point P0 may be an intersection point at which the optical axis Y0 and the light emitted from the light emitting device 100 intersect each other.
  • the reference point P0 may be disposed on the same horizontal line as the low point of the optical lens 300 or at a higher position.
  • the light L3 incident on the incident surface 320 is reflected by the bottom surface 310 of the optical lens 300 and emitted to the second light emitting surface 335. Or may be reflected from the second light exit surface 335. The light reflected by the second light exit surface 335 may be incident and refracted to the incident surface 320 to be emitted to the first light exit surface 330.
  • the distance G2 between the optical lenses 100 arranged on the surface that is, the optical interference distance may be increased.
  • the distance H1 between the circuit board 400 and the optical sheet 514 may be reduced.
  • the number of optical lenses 300 disposed in the backlight unit may be reduced.
  • the position of the first edge 23 of the bottom surface 310 of the optical lens 300 may be located at a position lower than or equal to the reference point P0 of the light emitting device 300, and the second edge 25 of the optical lens 300.
  • the position of may be disposed higher than the upper surface (S1) of the light emitting device 100, but is not limited thereto. Accordingly, the bottom surface 310 fully reflects the light emitted through the side surface S2 of the light emitting device 100 incident from the incident surface 320.
  • the depth of the recess 315 (D2 in FIG. 18) is low.
  • the hot spot may be generated by the light transmitted to the center area of the first light exit surface 330.
  • the depth D2 of the recess 315 is disposed adjacent to the convex center area of the first light exit surface 330, so that the light is incident by the incident surface 320 of the recess 315. Can be refracted in the direction. Accordingly, hot spots due to the light emitted by the first light exit surface 330 of the optical lens 300 may be reduced.
  • the angle ⁇ 5 may be within 5 degrees, for example in the range of 0.5 degrees to 4 degrees. Since the bottom surface 310 is disposed at a surface or curved surface having an inclined angle ⁇ 5, the bottom surface 310 reflects light incident through the side surface S2 of the light emitting device 100 and then through the second light output surface 335. It transmits or reflects. The emission angle of the second light exit surface 335 is smaller than the incident angle incident through the reflective surface 310, thereby reducing interference between the optical lenses 300 disposed on other adjacent circuit boards. Accordingly, the amount of light emitted through the second light exit surface 335 of the optical lens 300 may be improved.
  • the linear distance between the second edge 25 and the third edge 35 on the bottom surface 310 may be smaller than the depth D2 of the recess 315. That is, the depth of the recess 315 (D2 in FIG. 16) can be deeply arranged to improve the lateral diffusion of light.
  • the optical lens 300 may have an uneven surface on the second light exit surface 335.
  • the uneven surface may be formed of a rough surface of the haze (Haze) surface.
  • the uneven surface may be a surface on which scattering particles are formed.
  • the bottom surface 310 of the optical lens 300 may have an uneven surface.
  • the uneven surface may be formed of a rough surface of the haze, or scattering particles may be formed.
  • the light incident on the incident surface 320 may be totally reflected by the bottom surface 310. have.
  • the second light exit surface 335 reflects some of the incident light, and the reflected part of the light may be incident again to the incident surface 320 to be refracted or directly incident to the first light exit surface 330. have.
  • the amount of light incident on the incident surface 320 among the light reflected by the second light exit surface 335 may be greater than the amount of light incident on the first light exit surface 330.
  • Light re-incident to the incident surface 320 may be refracted and emitted through the first light emitting surface 330 or the second light emitting surface 335.
  • the side projection 360 of the optical lens 300 may be formed as a rough surface on the outer side.
  • the rough surface may have a higher surface roughness than that of the first light exit surface.
  • the rough surface may have a transmittance lower than that of the first light exit surface.
  • This rough side may be a cut side.
  • the side protrusion 360 of the optical lens 300 protrudes from the second light exit surface 335 as shown in FIGS. 15 and 17. Light incident to the area of the side protrusion 360 is reflected from the side protrusion 360 and emitted through the outer side. Since the optical lens 300 of the circuit board 400 travels in the direction of the second axis Z1 where the light passing through the side protrusion 360 is arranged with different circuit boards 400, the same circuit board 400 is used. The optical interference between the optical lens 300 in the () can be prevented. In addition, by separating the distance between the different circuit board 400 than the distance between the optical lens 300 in the same circuit board 400, thereby reducing the optical interference between the optical lens 300 on the different circuit board 400 Can be.
  • the side protrusion 360 may protrude from the second light emitting surface 335 as 300 ⁇ m, for example, 500 ⁇ m or more, as a minimum thickness T1. By arranging the arrangement direction of the side protrusion 360 in a direction in which the distance between the optical lenses 300 is far, optical interference between the optical lenses 300 may be reduced.
  • the height T2 of the side protrusion 360 may be equal to or smaller than the thickness (D7 of FIG. 18) of the second light exit surface 335, and may be, for example, 1 mm or more.
  • the height T2 of the side protrusion 360 may vary depending on the size of the optical lens 300.
  • the height T2 of the side protrusion 360 may be at least 1/3 greater than the thickness (D3 of FIG. 18) of the optical lens 300.
  • the width (T3 of FIG. 2) of the side protrusion 360 may be greater than the height T2 and the thickness T1, and may be, for example, twice or more than the T1 or T2.
  • the width T3 of the side protrusion 360 may be at least 1/3 greater than the width or diameter D4 of the optical lens 300.
  • 19 and 20 are views illustrating a light unit having a lighting module according to an embodiment.
  • the light unit includes a bottom cover 512, a plurality of circuit boards 400, a light emitting device 100, and the plurality of circuit boards as an illumination module 301 in the bottom cover 512. And an optical lens 300 disposed on 400.
  • the plurality of circuit boards 400 may be arranged in the bottom cover 512.
  • the bottom cover 512 may include a metal or a heat conductive resin material for heat radiation.
  • the bottom cover 512 may include an accommodating part, and a side cover may be provided around the accommodating part.
  • the circuit board 400 may include a circuit layer electrically connected to the light emitting device 100.
  • the circuit board 400 may include at least one of a resin PCB, a metal core PCB (MCPCB), and a flexible PCB (FPCB), but is not limited thereto.
  • the reflective sheet may be disposed on the circuit board according to the embodiment.
  • the reflective sheet may be formed of, for example, PET, PC, or PVC resin, but is not limited thereto.
  • An optical sheet 514 may be disposed on the bottom cover 512, and the optical sheet 514 may include at least one of prism sheets for collecting scattered light, a luminance-enhanced sheet, and a diffusion sheet for diffusing the light again. It may include.
  • a light guide layer (not shown) may be disposed in an area between the optical sheet 514 and the lighting module, but is not limited thereto.
  • the gap G1 between the optical lenses 300 disposed in the circuit boards 400 may be arranged to be narrower than the gap G2 between the optical lenses 300 disposed in the different circuit boards 400.
  • the gap G1 may be arranged in a range of 6 times to 10 times, for example, 6 times to 9 times the width or diameter D4 of the optical lens 300.
  • the gap G2 may be arranged in a range of 9 times to 11 times the width or diameter D4 of the optical lens 300, for example, in a range of 9 times to 11 times.
  • the width D4 of the optical lens 300 may be 15 mm or more.
  • the optical interference distance between the optical lenses 300 that is, the gaps G1 and G2 may be spaced at least six times greater than the width or diameter D4 of the optical lens 300.
  • the width or diameter D4 of the optical lens 300 When the width or diameter D4 of the optical lens 300 is narrower than the range, the number of the optical lenses 300 in the light unit may be increased and a dark portion may be generated in an area between the optical lenses 300. have. When the width or diameter D4 of the optical lens 300 is wider than the range, the number of the optical lenses 300 in the light unit is reduced, but the luminance of each optical lens 300 may be reduced.
  • the number of optical lenses 300 in the light unit may be arranged in the same number as the number of side protrusions 360.
  • Tables 1 and 2 showing examples of the interval between the optical lenses 300 in the circuit board 400 according to the model of the display device.
  • A is the number of optical lenses disposed on one circuit board
  • B is the number of columns of the circuit board.
  • G2 may be larger in the range of 1.1 times to 2 times that of G1, and may vary according to the number of mounting of the circuit board and the size of the display device.
  • the G1 may be the same interval or different intervals in the same circuit board.
  • 21 is another example of the light unit of FIG. 20.
  • a plurality of circuit boards 400, 400D, and 400E disposed on the bottom cover 512 may include a center side first circuit board 400 and second and third circuit boards closer to the side or side.
  • the spacing between 400D and 400E may be arranged differently.
  • the distance between the first circuit board 400 and the second and third circuit boards 400D and 400E arranged in a different column may move away from the center of the emission area or the center of the bottom cover 512 in the first axis direction. It can get wider gradually.
  • the distances B1 and B2 between the optical lenses 300 mounted on the different first to third circuit boards 400, 400D and 400E may gradually increase toward the outside toward the center of the bottom cover 512.
  • the side protrusions 360 protrude outward from the sides of the circuit boards 400, 400D and 400E, and thus adjacent optical lenses. Optical interference with the 300 can be reduced.
  • 22 is another example of an optical lens in the lighting module according to the embodiment.
  • the top view shape of the optical lens 300B includes an ellipse shape.
  • the optical lens 300B may have a wider width D9 in the second axis Z1 direction than a width D10 in the first axis X1 direction.
  • the side protrusion 360 of the optical lens 300B may protrude in the direction of the second axis Z1.
  • the elliptical optical lenses 300B may adjust the interval in the first axis X1 direction, and the intervals in the second axis Z1 direction may be the same or more spaced apart.
  • FIG. 24 is a diagram illustrating a first example of the light emitting device 100 according to the embodiment.
  • a light emitting device 100 and a circuit board 400 will be described with reference to FIG. 24.
  • the light emitting device 100 includes a light emitting chip 100A.
  • the light emitting device 100 may include a light emitting chip 100A and a phosphor layer 150 disposed on the light emitting chip 100A.
  • the phosphor layer 150 may include at least one or a plurality of blue, green, yellow, and red phosphors, and may be disposed in a single layer or multiple layers. Phosphor is added to the phosphor layer 150 in the transparent resin material.
  • the light transmissive resin material includes a material such as silicon or epoxy, and the phosphor may be selectively formed among YAG, TAG, Silicate, Nitride, and Oxy-nitride-based materials.
  • the phosphor layer 150 may be disposed on an upper surface of the light emitting chip 100A, or disposed on an upper surface and a side surface of the light emitting chip 100A.
  • the phosphor layer 150 may be disposed on a region where light is emitted from the surface of the light emitting chip 100A to convert the wavelength of light.
  • the phosphor layer 150 may include a single layer or different phosphor layers, and the different phosphor layers may have a first layer having at least one phosphor of red, yellow, and green phosphors, and the second layer may be It is formed on the first layer and may have a phosphor different from the first layer among red, yellow, and green phosphors.
  • the different phosphor layers may include three or more phosphor layers, but is not limited thereto.
  • the phosphor layer 150 may include a film type.
  • the film type phosphor layer may have a uniform thickness, so that color distribution according to wavelength conversion may be uniform.
  • the light emitting chip 100A includes a substrate 111, a first semiconductor layer 113, a light emitting structure 120, an electrode layer 131, an insulating layer 133, and a first layer.
  • the electrode 135, the second electrode 137, the first connection electrode 141, the second connection electrode 143, and the support layer 140 may be included.
  • the substrate 111 may use a light transmissive, insulating or conductive substrate, for example, sapphire (Al 2 O 3 ), SiC, Si, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, Ge, Ga 2 O 3 At least one may be used.
  • a plurality of convex portions (not shown) may be formed on at least one or both of top and bottom surfaces of the substrate 111 to improve light extraction efficiency.
  • the side cross-sectional shape of each convex portion may include at least one of a hemispherical shape, a semi-elliptic shape, or a polygonal shape.
  • the substrate 111 may be removed in the light emitting chip 100A, in which case, the first semiconductor layer 113 or the first conductive semiconductor layer 115 serves as a top layer of the light emitting chip 100A. Can be arranged.
  • a first semiconductor layer 113 may be formed under the substrate 111.
  • the first semiconductor layer 113 may be formed using a compound semiconductor of Group II to Group V elements.
  • the first semiconductor layer 113 may be formed of at least one layer or a plurality of layers using a compound semiconductor of Group II to Group V elements.
  • the first semiconductor layer 113 is, for example, a semiconductor layer using a compound semiconductor of Group III-V elements, such as GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP, It may include at least one of GaP.
  • the first semiconductor layer 113 has a compositional formula of In x Al y Ga 1 -x- y N (0 ⁇ x ⁇ 1, 0 ⁇ y ⁇ 1, 0 ⁇ x + y ⁇ 1), a buffer layer and an undoped It may be formed of at least one of the (undoped) semiconductor layer.
  • the buffer layer may reduce the difference in lattice constant between the substrate and the nitride semiconductor layer, and the undoped semiconductor layer may improve the crystal quality of the semiconductor.
  • the first semiconductor layer 113 may not be formed.
  • the light emitting structure 120 may be formed under the first semiconductor layer 113.
  • the light emitting structure 120 may be selectively formed among compound semiconductors of Group II to Group V elements and Group III-V elements, and may emit a predetermined peak wavelength within a wavelength range of the ultraviolet band to the visible light band.
  • the light emitting structure 120 is disposed between the first conductive semiconductor layer 115, the second conductive semiconductor layer 119, the first conductive semiconductor layer 115 and the second conductive semiconductor layer 119.
  • the active layer 117 is formed, and another semiconductor layer may be further disposed on at least one of the upper and lower portions of the layers 115, 117, and 119, but is not limited thereto.
  • the first conductive semiconductor layer 115 may be disposed under the first semiconductor layer 113, and may be implemented as a semiconductor, for example, an n-type semiconductor layer doped with a first conductive dopant. And the first conductive semiconductor layer 115 comprises a composition formula of In x Al y Ga 1 -x- y N (0 ⁇ x ⁇ 1, 0 ⁇ y ⁇ 1, 0 ⁇ x + y ⁇ 1).
  • the first conductive semiconductor layer 115 may be selected from compound semiconductors of Group III-V elements, such as GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, and AlGaInP. .
  • the first conductive dopant is an n-type dopant and includes a dopant such as Si, Ge, Sn, Se, Te, or the like.
  • the active layer 117 is disposed under the first conductive semiconductor layer 115 and optionally includes a single quantum well, a multi quantum well (MQW), a quantum wire structure, or a quantum dot structure. And the cycle of the well and barrier layers.
  • the period of the well layer / barrier layer is, for example, InGaN / GaN, GaN / AlGaN, AlGaN / AlGaN, InGaN / AlGaN, InGaN / InGaN, AlGaAs / GaA, InGaAs / GaAs, InGaP / GaP, AlInGaP / InGaP, InP / GaAs At least one of the pairs.
  • the second conductive semiconductor layer 119 is disposed under the active layer 117.
  • the second conductive semiconductor layer 119 is a semiconductor doped with a second conductive dopant, for example, In x Al y Ga 1 -x- y N (0 ⁇ x ⁇ 1, 0 ⁇ y ⁇ 1, 0 ⁇ x + y ⁇ 1).
  • the second conductive semiconductor layer 119 may be formed of at least one of compound semiconductors such as GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, and AlGaInP.
  • the second conductive semiconductor layer 119 is a p-type semiconductor layer, and the first conductive dopant is a p-type dopant and may include Mg, Zn, Ca, Sr, and Ba.
  • the light emitting structure 120 may include the first conductive semiconductor layer 115 as a p-type semiconductor layer and the second conductive semiconductor layer 119 as an n-type semiconductor layer.
  • a third conductive semiconductor layer having a polarity opposite to that of the second conductive type may be formed on the second conductive semiconductor layer 119.
  • the light emitting structure 120 may be implemented as any one of an n-p junction structure, a p-n junction structure, an n-p-n junction structure, a p-n-p junction structure.
  • An electrode layer 131 is formed under the second conductive semiconductor layer 119.
  • the electrode layer 131 may include a reflective layer.
  • the electrode layer 131 may include an ohmic contact layer in contact with the second conductive semiconductor layer 119 of the light emitting structure 120.
  • the reflective layer may be selected from a material having a reflectance of 70% or more, for example, a metal of Al, Ag, Ru, Pd, Rh, Pt, Ir, and an alloy of two or more of the above metals.
  • the metal of the reflective layer may contact the bottom of the second conductive semiconductor layer 119.
  • the ohmic contact layer may be selected from a light transmissive material, a metal, or a non-metal material.
  • the electrode layer 131 may include a laminated structure of a light transmissive electrode layer / reflective layer, and the light transmissive electrode layer may include, for example, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), indium zinc tin oxide (IZTO), and indium aluminum zinc oxide), indium gallium zinc oxide (IGZO), indium gallium tin oxide (IGTO), aluminum zinc oxide (AZO), antimony tin oxide (ATO), gallium zinc oxide (GZO), Ag, Ni, Al, Rh, Pd , Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf and any combination thereof.
  • ITO indium tin oxide
  • IZO indium zinc oxide
  • IZTO indium zinc tin oxide
  • IGTO indium gallium tin oxide
  • AZO aluminum zinc oxide
  • ATO antimony tin oxide
  • GZO gallium zinc oxide
  • Ag Ni, Al, Rh, Pd , Ir, Ru, Mg, Zn
  • a reflective layer made of metal may be disposed below the light transmissive electrode layer, and may include, for example, Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf, or a combination thereof. Can be formed.
  • the reflective layer may be formed in a distributed bragg reflection (DBR) structure in which two layers having different refractive indices are alternately arranged.
  • DBR distributed bragg reflection
  • a light extraction structure such as roughness may be formed on a surface of at least one of the second conductive semiconductor layer 119 and the electrode layer 131, and the light extraction structure may change a critical angle of incident light. It can improve the light extraction efficiency.
  • the insulating layer 133 is disposed under the electrode layer 131, a lower surface of the second conductive semiconductor layer 119, side surfaces of the second conductive semiconductor layer 119 and the active layer 117, and It may be disposed in a portion of the first conductive semiconductor layer 115.
  • the insulating layer 133 is formed in the lower region of the light emitting structure 120 except for the electrode layer 131, the first electrode 135, and the second electrode 137. The lower part is electrically protected.
  • the insulating layer 133 includes an insulating material or an insulating resin formed of at least one of an oxide, nitride, fluoride, and sulfide having at least one of Al, Cr, Si, Ti, Zn, and Zr.
  • the insulating layer 133 may be selectively formed of, for example, SiO 2 , Si 3 N 4 , Al 2 O 3 , or TiO 2 .
  • the insulating layer 133 may be formed as a single layer or a multilayer, but is not limited thereto.
  • the insulating layer 133 is formed to prevent an interlayer short of the light emitting structure 120 when a metal structure for flip bonding is formed under the light emitting structure 120.
  • the insulating layer 133 may be formed of a distributed bragg reflector (DBR) structure in which a first layer and a second layer having different refractive indices are alternately arranged, and the first layer is formed of SiO 2 , Si 3 N 4 , One of Al 2 O 3 , TiO 2 , and the second layer may be formed of any one of materials other than the first layer, but is not limited thereto, or the first and second layers may be formed of the same material. Or a pair having three or more layers. In this case, the electrode layer may not be formed.
  • DBR distributed bragg reflector
  • the first electrode 135 may be disposed under a portion of the first conductive semiconductor layer 115, and the second electrode 137 may be disposed under a portion of the electrode layer 131.
  • the first connection electrode 141 is disposed below the first electrode 135, and the second connection electrode 143 is disposed below the second electrode 137.
  • the first electrode 135 is electrically connected to the first conductive semiconductor layer 115 and the first connection electrode 141, and the second electrode 137 is formed through the electrode layer 131.
  • the second conductive semiconductor layer 119 and the second connection electrode 143 may be electrically connected to each other.
  • the first electrode 135 and the second electrode 137 are made of at least one of Cr, Ti, Co, Ni, V, Hf, Ag, Al, Ru, Rh, Pt, Pd, Ta, Mo, W or an alloy. It may be formed, and may be formed in a single layer or multiple layers.
  • the first electrode 135 and the second electrode 137 may have the same stacked structure or different stacked structures. At least one of the first electrode 135 and the second electrode 137 may further have a current diffusion pattern such as an arm or a finger structure.
  • the first electrode 135 and the second electrode 137 may be formed in one or a plurality, but is not limited thereto. At least one of the first and second connection electrodes 141 and 143 may be disposed in plural, but is not limited thereto.
  • the first connection electrode 141 and the second connection electrode 143 provide a lead function for supplying power and a heat dissipation path.
  • the first connection electrode 141 and the second connection electrode 143 may include at least one of a shape such as a circular shape, a polygonal shape, a circular column, or a polygonal column.
  • the first connection electrode 141 and the second connection electrode 143 may be formed of a metal powder, eg, Ag, Al, Au, Cr, Co, Cu, Fe, Hf, In, Mo, Ni, Si, Sn, Ta. , Ti, W and an optional alloy of these metals.
  • the first connection electrode 141 and the second connection electrode 143 may be formed of In, Sn, Ni, Cu, and an optional alloy thereof to improve adhesion between the first electrode 135 and the second electrode 137. It may be plated with either metal.
  • the support layer 140 includes a thermally conductive material and is disposed around the first electrode 135, the second electrode 137, the first connection electrode 141, and the second connection electrode 143. Can be. Lower surfaces of the first and second connection electrodes 141 and 143 may be exposed on the lower surface of the support layer 140.
  • the support layer 140 is used as a layer for supporting the light emitting device 100.
  • the support layer 140 is formed of an insulating material, and the insulating material is formed of a resin layer such as silicon or epoxy.
  • the insulating material may include a paste or an insulating ink.
  • the insulating material is polyacrylate resin, epoxy resin, phenolic resin, polyamides resin, polyimides rein, unsaturated polyesters resin, polyphenylene ether resin (PPE), polyphenilene oxide resin (PPO), polyphenylenesulfides resin, cyanate ester resin, benzocyclobutene (BCB), Polyamido-amine Dendrimers (PAMAM), and Polypropylene-imine, Dendrimers (PPI), and resins including PAMAM-OS (organosilicon) with PAMAM internal structure and organic-silicon exterior, alone or in combination thereof. Can be.
  • the support layer 140 may be formed of a material different from that of the insulating layer 133.
  • At least one of compounds such as oxides, nitrides, fluorides, and sulfides having at least one of Al, Cr, Si, Ti, Zn, and Zr may be added to the support layer 140.
  • the compound added in the support layer 140 may be a heat spreader, and the heat spreader may be used as powder particles, granules, fillers, and additives of a predetermined size.
  • the heat spreader comprises a ceramic material
  • the ceramic material is a low temperature co-fired ceramic (LTCC), high temperature co-fired ceramic (HTCC), alumina (alumina) co-fired , Quartz, calcium zirconate, forsterite, SiC, graphite, fusedsilica, mullite, cordierite, zirconia, beryllia ), And at least one of aluminum nitride.
  • the ceramic material may be formed of a metal nitride having higher thermal conductivity than nitride or oxide among insulating materials such as nitride or oxide, and the metal nitride may include, for example, a material having a thermal conductivity of 140 W / mK or more.
  • the ceramic material may be, for example, SiO 2 , Si x O y , Si 3 N 4 , Si x N y , SiO x N y , Al 2 O 3 , BN, Si 3 N 4 , SiC (SiC-BeO), BeO, It may be a ceramic series such as CeO, AlN.
  • the thermally conductive material may comprise a component of C (diamond, CNT).
  • the light emitting chip 100A is mounted on the circuit board 400 in a flip method.
  • the circuit board 400 may include a metal layer 471, an insulating layer 472 on the metal layer 471, a circuit layer having a plurality of lead electrodes 473 and 474 on the insulating layer 472, and the circuit layer. It includes a protective layer 475 to protect the.
  • the metal layer 471 is a heat dissipation layer, and includes a metal having high thermal conductivity, for example, a metal such as Cu or a Cu-alloy, and may be formed in a single layer or a multilayer structure.
  • the insulating layer 472 insulates the metal layer 471 from the circuit layer.
  • the insulating layer may include at least one of a resin material such as epoxy, silicon, glass fiber, prepreg, polyphthalamide (PPA), liquid crystal polymer (LCP), and polyamide 9T (PA9T).
  • a resin material such as epoxy, silicon, glass fiber, prepreg, polyphthalamide (PPA), liquid crystal polymer (LCP), and polyamide 9T (PA9T).
  • PPA polyphthalamide
  • LCP liquid crystal polymer
  • PA9T polyamide 9T
  • an additive such as a metal oxide such as TiO 2 , SiO 2 , and Al 2 O 3 may be added to the insulating layer 472, but is not limited thereto.
  • the insulating layer 472 may be used by adding a material such as graphene into an insulating material such as silicon or epoxy, but is not limited thereto.
  • the insulating layer 472 may be an anodized region where the metal layer 471 is formed by an anodizing process.
  • the metal layer 471 may be made of aluminum, and the anodized region may be formed of a material such as Al 2 O 3 .
  • the first and second lead electrodes 473 and 474 are electrically connected to the first and second connection electrodes 141 and 143 of the light emitting chip 100A.
  • Conductive adhesives 461 and 462 may be disposed between the first and second lead electrodes 473 and 474 and the connection electrodes 141 and 143 of the light emitting chip 100A.
  • the conductive adhesives 461 and 462 may include a metal material such as a solder material.
  • the first lead electrode 473 and the second lead electrode 474 are supplied with power as a circuit pattern.
  • the protective layer 475 may be disposed on the circuit layer.
  • the protective layer 475 includes a reflective material, for example, may be formed of a resist material such as a white resist material, but is not limited thereto.
  • the protective layer 475 may function as a reflective layer, and for example, may be formed of a material having a higher reflectance than the absorbance.
  • the protective layer 475 may be disposed of a light absorbing material, and the light absorbing material may include a black resist material.
  • a second example of a light emitting device of the lighting module will be described with reference to FIG. 25.
  • the light emitting device 100 includes a light emitting chip 100B.
  • the light emitting device 100 may include a light emitting chip 100B and a phosphor layer 150 disposed on the light emitting chip 100B.
  • the phosphor layer 150 may include at least one or a plurality of blue, green, yellow, and red phosphors, and may be disposed in a single layer or multiple layers. Phosphor is added to the phosphor layer 150 in the transparent resin material.
  • the light transmissive resin material includes a material such as silicon or epoxy, and the phosphor may be selectively formed among YAG, TAG, Silicate, Nitride, and Oxy-nitride-based materials.
  • the phosphor layer 150 may be disposed on the top surface of the light emitting chip 100B or on the top and side surfaces of the light emitting chip 100B.
  • the phosphor layer 150 may be disposed on a region where light is emitted from the surface of the light emitting chip 100B to convert the wavelength of light.
  • the light emitting chip 100B includes a substrate 111, a first semiconductor layer 113, a light emitting structure 120, an electrode layer 131, an insulating layer 133, a first electrode 135, and a second electrode 137.
  • the first connection electrode 141, the second connection electrode 143, and the support layer 140 may be included.
  • the substrate 111 and the second semiconductor layer 113 may be removed.
  • the light emitting chip 100B and the circuit board 400 of the light emitting device 100 may be connected to the connection electrodes 161 and 162, and the connection electrodes 161 and 162 may include a conductive pump, that is, solder bumps.
  • the conductive pump may be arranged under one or more of the electrodes 135 and 137, but is not limited thereto.
  • the insulating layer 133 may expose the first and second electrodes 135 and 137, and the first and second electrodes 135 and 137 may be electrically connected to the connection electrodes 161 and 162.
  • a third example of a light emitting device will be described with reference to FIG. 26.
  • the light emitting device 100 includes a light emitting chip 200A connected to a circuit board 400.
  • the light emitting device 100 may include a phosphor layer 250 disposed on a surface of the light emitting chip 200A.
  • the phosphor layer 250 converts the wavelength of incident light.
  • An optical lens (300 of FIG. 4) is disposed on the light emitting device 100 to adjust directivity of light emitted from the light emitting chip 200A.
  • the light emitting chip 200A includes a light emitting structure 225 and a plurality of pads 245 and 247.
  • the light emitting structure 225 may be formed of a compound semiconductor layer of Group II to Group VI elements, for example, a compound semiconductor layer of Group III-V elements or a compound semiconductor layer of Group II-VI elements.
  • the pads 245 and 247 are selectively connected to the semiconductor layer of the light emitting structure 225 and supply power.
  • the light emitting structure 225 includes a first conductive semiconductor layer 222, an active layer 223, and a second conductive semiconductor layer 224.
  • the light emitting chip 200A may include a substrate 221.
  • the substrate 221 is disposed on the light emitting structure 225.
  • the substrate 221 may be, for example, a light transmissive, insulating substrate, or a conductive substrate. This configuration will be referred to the description of the light emitting structure and the substrate of FIG. 4.
  • Pads 245 and 247 are disposed under the light emitting chip 200A, and the pads 245 and 247 include first and second pads 245 and 247.
  • the first and second pads 245 and 247 are spaced apart from each other under the light emitting chip 200A.
  • the first pad 245 is electrically connected to the first conductive semiconductor layer 222
  • the second pad 247 is electrically connected to the second conductive semiconductor layer 224.
  • the first and second pads 245 and 247 may be formed in a polygonal or circular shape, or may correspond to the shapes of the first and second lead electrodes 415 and 417 of the circuit board 400.
  • the area of the lower surface of each of the first and second pads 245 and 247 may be formed to have a size corresponding to the size of the upper surface of each of the first and second lead electrodes 415 and 417.
  • the light emitting chip 200A may include at least one of a buffer layer (not shown) and an undoped semiconductor layer (not shown) between the substrate 221 and the light emitting structure 225.
  • the buffer layer is a layer for alleviating the difference in lattice constant between the substrate 221 and the semiconductor layer, and may be selectively formed among group II to group VI compound semiconductors.
  • An undoped Group III-V compound semiconductor layer may be further formed below the buffer layer, but is not limited thereto.
  • the substrate 221 may be removed. When the substrate 221 is removed, the phosphor layer 250 may contact the top surface of the first conductive semiconductor layer 222 or the top surface of another semiconductor layer.
  • the light emitting chip 200A includes first and second electrode layers 241 and 242, a third electrode layer 243, and insulating layers 231 and 233.
  • Each of the first and second electrode layers 241 and 242 may be formed in a single layer or multiple layers, and may function as a current diffusion layer.
  • the first and second electrode layers 241 and 242 may include a first electrode layer 241 disposed under the light emitting structure 225; And a second electrode layer 242 disposed under the first electrode layer 241.
  • the first electrode layer 241 diffuses current, and the second electrode layer 241 reflects incident light.
  • 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 transmissive material, for example, a metal oxide or a metal nitride.
  • the first electrode layer may be formed of, for example, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), indium zinc oxide (IZO), indium zinc tin oxide (IZTO), indium aluminum zinc oxide (IZO), or IGZO (IGZO). It may be selectively formed among indium gallium zinc oxide (IGTO), indium gallium tin oxide (IGTO), aluminum zinc oxide (AZO), antimony tin oxide (ATO), and gallium zinc oxide (GZO).
  • the second electrode layer 242 is in contact with the bottom surface of the first electrode layer 241 and may function as a reflective electrode layer.
  • the second electrode layer 242 includes a metal such as Ag, Au, or Al. When the partial region of the first electrode layer 241 is removed, the second electrode layer 242 may partially contact the bottom surface of the light emitting structure 225.
  • structures of the first and second electrode layers 241 and 242 may be stacked in an omni directional reflector layer (ODR) structure.
  • the non-directional reflective structure may be formed by stacking a first electrode layer 241 having a low refractive index and a second electrode layer 242 made of a metal material of high reflective material in contact with the first electrode layer 241.
  • the electrode layers 241 and 242 may have, for example, a stacked structure of ITO / Ag.
  • the omnidirectional reflection angle may be improved at the interface between the first electrode layer 241 and the second electrode layer 242.
  • the second electrode layer 242 may be removed and may be formed of a reflective layer of another material.
  • the reflective layer may be formed of a distributed Bragg reflector (DBR) structure, and the distributed Bragg reflector includes a structure in which two dielectric layers having different refractive indices are alternately arranged, for example, an SiO 2 layer. , Si 3 N 4 layer, TiO 2 layer, Al 2 O 3 layer, and may include any one of the different from each other MgO layer.
  • the electrode layers 241 and 242 may include both a distributed Bragg reflection structure and an omnidirectional reflection structure, and in this case, the light emitting chip 200A having a light reflectance of 98% or more may be provided.
  • the flip chip mounted light emitting chip 200A emits light reflected from the second electrode layer 242 through the substrate 221, and thus may emit most of light in a vertically upward direction.
  • the light emitted to the side of the light emitting chip 200A may be reflected by the reflective sheet 600 to the incident surface region of the optical lens 300.
  • the third electrode layer 243 is disposed under the second electrode layer 242 and is electrically insulated from the first and second electrode layers 241 and 242.
  • the third electrode layer 243 may be formed of a metal such as titanium (Ti), copper (Cu), nickel (Ni), gold (Au), chromium (Cr), tantalum (Ta), platinum (Pt), and tin (Sn). ), Silver (Ag) and phosphorus (P).
  • the first pad 245 and the second pad 247 are disposed under the third electrode layer 243.
  • the insulating layers 231 and 233 block unnecessary contact between the first and second electrode layers 241 and 242, the third electrode layer 243, the first and second pads 245 and 247, and the layers of the light emitting structure 225.
  • the insulating layers 231 and 233 include first and second insulating layers 231 and 233.
  • the first insulating layer 231 is disposed between the third electrode layer 243 and the second electrode layer 242.
  • the second insulating layer 233 is disposed between the third electrode layer 243 and the first and second pads 245 and 247.
  • the first and second pads 245 and 247 may include the same material as the first and second lead electrodes 415 and 417.
  • the third electrode layer 243 is connected to the first conductive semiconductor layer 222.
  • the connecting portion 244 of the third electrode layer 243 protrudes into the via structure 226 through the lower portions of the first and second electrode layers 241 and 242 and the light emitting structure 225 and the first conductive semiconductor layer 222. ).
  • the connection part 244 may be arranged in plural.
  • a portion 232 of the first insulating layer 231 extends around the connecting portion 244 of the third electrode layer 243 to form a third electrode layer 243, the first and second electrode layers 241 and 242, and a second portion. Electrical connection between the conductive semiconductor layer 224 and the active layer 223 is cut off.
  • An insulating layer may be disposed on the side surface of the light emitting structure 225 for side protection, but is not limited thereto.
  • the second pad 247 is disposed under the second insulating layer 233 and contacts at least one of the first and second electrode layers 241 and 242 through an open area of the second insulating layer 233. Or connected.
  • the first pad 245 is disposed under the second insulating layer 233 and is connected to the third electrode layer 243 through an open area of the second insulating layer 233. Accordingly, the protrusion 248 of the first pad 247 is electrically connected to the second conductive semiconductor layer 224 through the first and second electrode layers 241 and 242, and the protrusion 246 of the second pad 245. ) Is electrically connected to the first conductive semiconductor layer 222 through the third electrode layer 243.
  • the first and second pads 245 and 247 are spaced apart from each other under the light emitting chip 200A, and face the first and second lead electrodes 415 and 417 of the circuit board 400.
  • the first and second pads 245 and 247 may include polygonal recesses 271 and 273, and the recesses 271 and 273 are convex in the direction of the light emitting structure 225.
  • the recesses 271 and 273 may be formed to have a depth equal to or smaller than the thickness of the first and second pads 245 and 247, and the depths of the recesses 271 and 273 are the first and second pads 245 and 247. It can increase the surface area of.
  • Bonding members 255 and 257 are disposed in an area between the first pad 245 and the first lead electrode 415 and an area between the second pad 247 and the second lead electrode 417.
  • the bonding members 255 and 257 may include an electrically conductive material, some of which are disposed in the recesses 271 and 273. Since the bonding members 255 and 257 are disposed in the recesses 271 and 273 of the first and second pads 215 and 217, the adhesion area between the bonding members 255 and 257 and the first and second pads 245 and 247 may be increased. have. Accordingly, since the first and second pads 245 and 247 and the first and second lead electrodes 415 and 417 are bonded to each other, electrical reliability and heat dissipation efficiency of the light emitting chip 200A may be improved.
  • the bonding members 255 and 257 may include a solder paste material.
  • the solder paste material includes at least one of gold (Au), tin (Sn), lead (Pb), copper (Cu), bismuth (Bi), indium (In), and silver (Ag). Since the bonding members 255 and 257 directly conduct heat transfer to the circuit board 400, the heat conduction efficiency may be improved rather than the structure using the package.
  • the bonding members 255 and 257 are materials having a small difference in coefficient of thermal expansion with respect to the first and second pads 245 and 247 of the light emitting chip 200A, thereby improving heat conduction efficiency.
  • the bonding members 255 and 257 may include a conductive film, and the conductive film may include one or more conductive particles in the insulating film.
  • the conductive particles may include, for example, at least one of a metal, a metal alloy, and carbon.
  • the conductive particles may include at least one of nickel, silver, gold, aluminum, chromium, copper, and carbon.
  • the conductive film may include an anisotropic conductive film or an anisotropic conductive adhesive.
  • the thermally conductive film may include polyester resins such as polyethylene terephthalate, polybutyrene terephthalate, polyethylene naphthalate, and polybutyrene naphthalate; Polyimide resins; Acrylic resins; Styrene resins such as polystyrene and acrylonitrile-styrene; Polycarbonate resins; Polylactic acid resins; Polyurethane resins; Etc. can be used.
  • polyolefin resin such as polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene copolymer
  • Vinyl resins such as polyvinyl chloride and polyvinylidene chloride
  • Polyamide resins such as polyamide resins
  • Sulfone resins such as polyether ether ketone resins
  • Allyl resins or a blend of the resins.
  • the light emitting chip 200A may emit light through the surface of the circuit board 400 and the side and top surfaces of the light emitting structure 225, thereby improving light extraction efficiency. Since the light emitting chip 200A may be directly bonded to the circuit board 400, the process may be simplified. In addition, since the heat dissipation of the light emitting chip 200A is improved, the light emitting chip 200A may be usefully used.
  • the light unit may be applied to various portable terminals, monitors of notebook computers, monitors of laptop computers, TVs, or may be applied to three-dimensional displays, various lighting lights, traffic lights, vehicle headlamps, and electronic displays.
  • the embodiment can improve the reliability of the lighting module.
  • the embodiment may be applied to a lighting device such as a display using a lighting module, various lighting lights, traffic lights, vehicle headlights, and an electric sign.
  • a lighting device such as a display using a lighting module, various lighting lights, traffic lights, vehicle headlights, and an electric sign.

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Abstract

실시 예에 개시된 조명 모듈은, 제1축 방향의 길이가 제2축 방향의 길이보다 긴 회로 기판; 상기 회로 기판 상에 제1축 방향으로 배열된 복수의 광학 렌즈; 및 상기 회로 기판과 상기 복수의 광학 렌즈 사이에 각각 배치된 적어도 하나의 발광 소자를 포함하며, 상기 광학 렌즈는, 상기 회로 기판 상에 입사면; 상기 입사면으로 입사된 광을 방출하는 제1광 출사면; 상기 입사된 광을 측 방향으로 방출하는 제2광 출사면; 및 상기 제2광 출사면의 제1영역으로부터 외측으로 돌출된 측면 돌출부를 포함하며, 상기 각 광학 렌즈의 측면 돌출부는 상기 회로 기판의 영역보다 외측으로 돌출된다.

Description

광학 렌즈, 조명 모듈 및 이를 구비한 라이트 유닛
본 발명은 광학 렌즈, 조명 모듈 및 이를 구비한 라이트 유닛에 관한 것이다.
발광 소자, 예컨대 발광 다이오드(Light Emitting Device)는 전기 에너지를 빛으로 변환하는 반도체 소자의 일종으로, 기존의 형광등, 백열등을 대체하여 차세대 광원으로서 각광받고 있다.
발광 다이오드는 반도체 소자를 이용하여 빛을 생성하므로, 텅스텐을 가열하여 빛을 생성하는 백열등이나, 또는 고압 방전을 통해 생성된 자외선을 형광체에 충돌시켜 빛을 생성하는 형광등에 비해 매우 낮은 전력만을 소모한다.
또한, 발광 다이오드는 반도체 소자의 전위 갭을 이용하여 빛을 생성하므로 기존의 광원에 비해 수명이 길고 응답특성이 빠르며, 친환경적 특징을 갖는다.
이에 따라, 기존의 광원을 발광 다이오드로 대체하기 위한 많은 연구가 진행되고 있으며, 발광 다이오드는 실내외에서 사용되는 각종 램프, 표시장치, 전광판, 가로등 등의 조명 장치의 광원으로서 사용이 증가하고 있다.
실시 예는 회로 기판 상에 배치된 광학 렌즈의 측면 돌출부가 상기 회로 기판의 측면보다 외측에 배치된 조명 모듈을 제공한다.
실시 예는 회로 기판 상에 배치된 복수의 광학 렌즈의 각 측면 돌출부가 상기 회로 기판의 적어도 한 측면 또는 양 측면보다 외측에 배치된 조명 모듈을 제공한다.
실시 예는 회로 기판 상에 배치된 복수의 광학 렌즈의 측면 돌출부의 절단 면이 상기 회로 기판의 제1축 방향의 측면과 평행하게 배치된 조명 모듈을 제공한다.
실시 예는 복수의 광학 렌즈의 각 측면 돌출부가 상기 복수의 광학 렌즈가 배열되는 간격 중 더 넓은 방향으로 배치되는 조명 모듈을 제공한다.
실시 예는 제1회로 기판 상에 배치된 광학 렌즈 간의 간격보다 제1회로 기판 상의 광학 렌즈와 제2회로 기판 상의 광학 렌즈 간의 간격이 더 넓게 배치된 조명 모듈을 제공한다.
실시 예는 광학 렌즈의 측면 돌출부의 방향이 상기 측면 돌출부에 인접한 두 지지 돌기를 연결한 선분에 대해 직교하는 방향이거나 직교하는 축으로부터 30도 이내에 배치된 조명 모듈을 제공한다.
실시 예는 광학 렌즈의 측면 돌출부는 상기 광학 렌즈의 출사면보다 외측으로 돌출되는 조명 모듈을 제공한다.
실시 예는 입사면 및 제1광 출사면의 정점이 동일한 방향으로 볼록한 광학 렌즈 및 이를 갖는 조명 모듈을 제공한다.
실시 예는 입사면의 정점이 광원보다는 제1광 출사면의 정점에 더 인접한 광학 렌즈 및 이를 갖는 조명 모듈을 제공한다.
실시 예는 입사면의 둘레에 구면의 제1광 출사면과 경사진 비 구면의 제2광 출사면을 갖는 광학 렌즈 및 이를 갖는 조명 모듈을 제공한다.
실시 예는 발광 소자의 둘레에 경사지거나 곡면인 바닥면을 갖는 광학 렌즈 및 이를 갖는 조명 모듈을 제공한다.
실시 예는 적어도 5면으로 발광하는 발광 소자로부터 입사된 광의 출사각을 변화시켜 주는 광학 렌즈 및 이를 갖는 조명 모듈을 제공한다.
실시 예는 광의 지향각을 벗어난 영역으로 방출되는 광의 출사각이 입사각보다 작은 광학 렌즈 및 이를 갖는 조명 모듈을 제공한다.
실시 예에 따른 조명 모듈은, 제1축 방향의 길이가 제2축 방향의 길이보다 긴 회로 기판; 상기 회로 기판 상에 제1축 방향으로 배열된 복수의 광학 렌즈; 및 상기 회로 기판과 상기 복수의 광학 렌즈 사이에 각각 배치된 적어도 하나의 발광 소자를 포함하며, 상기 광학 렌즈는, 상기 회로 기판 상에 입사면; 상기 입사면으로 입사된 광을 상 방향으로 방출하는 제1광 출사면; 상기 입사된 광을 측 방향으로 방출하는 제2광 출사면; 및 상기 제2광 출사면의 제1영역으로부터 외측으로 돌출된 측면 돌출부를 포함하며, 상기 각 광학 렌즈의 측면 돌출부는 상기 회로 기판의 영역보다 외측으로 돌출된다.
실시 예에 따른 조명 모듈은, 제1축 방향의 길이가 제2축 방향의 길이보다 긴 복수의 회로 기판; 상기 복수의 회로 기판 상에 제1축 방향으로 배열된 복수의 광학 렌즈; 및 상기 회로 기판과 상기 복수의 광학 렌즈 사이에 각각 배치된 적어도 하나의 발광 소자를 포함하며, 상기 광학 렌즈는, 상기 회로 기판 상에 입사면; 상기 입사면으로 입사된 광을 상 방향으로 방출하는 제1광 출사면; 상기 입사된 광을 측 방향으로 방출하는 제2광 출사면; 및 상기 제2광 출사면의 제1영역으로부터 외측으로 돌출된 측면 돌출부를 포함하며, 상기 각 광학 렌즈의 측면 돌출부는 상기 회로 기판의 측면보다 외측에 배치되며, 상기 복수의 회로 기판은 제2축 방향으로 배열된 제1 및 제2회로 기판을 포함하며, 상기 제1 또는 제2회로 기판 상에 배치된 광학 렌즈 간의 간격은 상기 제 1 및 제2회로 기판 상에 배치된 광학 렌즈 간의 최소 간격보다 좁은 간격을 갖는다.
실시예의 라이트 유닛은 상기 조명 모듈 상에 광학 시트를 포함할 수 있다.
실시 예는 인접한 광학 렌즈 간의 광 간섭을 줄여줄 수 있다.
실시 예는 서로 다른 회로 기판 상의 광학 렌즈 간의 간섭을 줄여줄 수 있다.
실시 예는 광학 렌즈 아래에 배치된 발광 소자의 측면으로 방출되는 광 경로를 제어하여, 광학 렌즈의 휘도 분포를 개선시켜 줄 수 있다.
실시 예는 광학 렌즈로부터 추출된 광에 의한 핫 스팟과 같은 노이즈를 줄일 수 있다.
실시 예는 광학 렌즈에 의해 발광 소자 간의 간격을 넓게 제공하여, 광학 렌즈 간의 간섭을 줄여줄 수 있다.
실시 예는 라이트 유닛 내에 배치되는 발광 소자의 개수를 줄일 수 있다.
실시 예는 광학 렌즈를 갖는 조명 모듈의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
실시 예는 인접한 광학 렌즈 간의 간섭을 최소화하여 화상을 개선할 수 있다.
실시 예는 광학 렌즈와 같은 라이트 유닛의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
실시 예는 조명 모듈을 갖는 조명 시스템의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
도 1은 실시 예에 따른 조명 모듈의 평면도이다.
도 2는 도 1의 광학 렌즈의 평면도이다.
도 3은 도 1의 조명 모듈의 회로 기판 및 광학 렌즈를 나타낸 평면도이다.
도 4는 도 1의 광학 렌즈의 배면도이다.
도 5는 도 1의 광학 렌즈의 지지 돌기의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 1의 광학 렌즈의 지지 돌기의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 7 내지 도 9는 실시 예에 따른 조명 모듈에서 광학 렌즈들의 배치 예를 나타낸 도면이다.
도 10은 실시 예에 따른 조명 모듈에서 복수의 회로 기판 상에 광학 렌즈들을 배치한 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 11의 (A)-(F)는 실시 예에 따른 조명 모듈에서 각 회로 기판 상에 광학 렌즈들이 배치된 경우들을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 실시 예에 따른 광학 렌즈의 다른 예를 나타낸 배면도이다.
도 13은 도 12의 광학 렌즈를 갖는 조명 모듈을 나타낸 평면도이다.
도 14는 실시 예에 따른 광학 렌즈의 일 예를 나타낸 측면도이다.
도 15는 실시 예에 따른 광학 렌즈의 일 예를 나타낸 도면으로서, 도 1의 조명 모듈의 A-A측 단면도이다.
도 16은 실시 예에 따른 광학 렌즈를 나타낸 도면으로서, 도 1의 조명 모듈의 B-B측 단면도이다.
도 16은 실시 예에 따른 조명 모듈의 광학 렌즈의 상세 구성도이다.
도 18은 도 17의 광학 렌즈의 측면 돌출부를 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 실시 예에 따른 조명 모듈을 갖는 라이트 유닛을 나타낸 도면이다.
도 20은 도 19의 조명 모듈 상에 광학 시트가 배치된 라이트 유닛을 나타낸 도면이다.
도 21은 실시 예에 따른 조명 모듈을 갖는 라이트 유닛의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 22는 실시 예에 따른 조명 모듈에서 광학 렌즈의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 23은 실시 예에 따른 광학 렌즈의 지지 돌기의 위치를 설명하기 위한 도면이다.
도 24은 실시 예에 따른 회로 기판 상에 배치된 발광 소자의 상세 구성을 나타낸 제1예이다.
도 25는 실시 예에 따른 회로 기판 상에 배치된 발광 소자의 제2예이다.
도 26은 실시 예에 따른 회로 기판 상에 배치된 발광 소자의 제3예를 나타낸 도면이다.
이하, 실시 예들은 첨부된 도면 및 실시 예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다. 실시 예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "하/아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on)"와 "하/아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예에 따른 광학 렌즈 및 이를 구비한 조명 모듈을 설명한다.
도 1은 실시 예에 따른 조명 모듈의 평면도이며, 도 2는 도 1의 광학 렌즈의 평면도이고, 도 3은 도 1의 조명 모듈의 회로 기판 및 광학 렌즈를 나타낸 평면도이며, 도 4는 도 1의 광학 렌즈의 저면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 조명 모듈(301)은, 발광 소자(100), 상기 발광 소자(100) 상에 배치된 광학 렌즈(300), 및 상기 발광 소자(100) 아래에 배치된 회로 기판(400)을 포함한다.
상기 발광 소자(100)는 상기 회로 기판(400) 상에 배치되어 상기 광학 렌즈(300)와 상기 회로 기판(400) 사이에 위치할 수 있다. 상기 발광 소자(100)는 상기 회로 기판(400)으로부터 전원을 공급받아 구동하며 광을 방출하게 된다.
상기 발광 소자(100)는 화합물 반도체를 갖는 LED 칩 예컨대, UV(Ultraviolet) LED 칩, 청색 LED 칩, 녹색 LED 칩, 백색 LED 칩, 적색 LED 칩 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 발광 소자(100)는 II족-VI족 화합물 반도체 및 III족-V족 화합물 반도체 중 적어도 하나 또는 모두를 포함할 수 있다. 상기 발광 소자(100)는 청색, 녹색, 청색, UV 또는 백색의 광 중 적어도 하나를 발광할 수 있다. 상기 발광 소자(100)는 광원으로 정의될 수 있다.
상기 광학 렌즈(300)는 발광 소자(100)로부터 방출된 광(light)의 경로를 변경한 후 외부로 추출시켜 줄 수 있다.
상기 광학 렌즈(300)는 서로 다른 광 출사면(330,335)를 구비할 수 있다. 상기 서로 다른 광 출사면(330,335)은 예컨대, 광학 렌즈(300)의 상면인 제1광 출사면(330)과 외측 둘레에 배치된 제2광 출사면(335)을 포함한다. 상기 제1광 출사면(330)은 구면을 포함하며, 상기 제2광 출사면(335)는 측 단면이 비 구면을 포함한다.
상기 광학 렌즈(300)는 리세스(Recess)(315) 및 상기 리세스(315)의 둘레에 입사면(310)을 포함하며, 상기 리세스(315)는 광학 렌즈(300)의 바닥면(310)으로부터 상기 회로 기판(400)의 반대측 방향으로 볼록하게 함몰되며, 상기 입사면(310)은 상기 리세스(315)의 둘레에 곡면을 갖는다. 상기 리세스(315)는 반구 또는 반 타원 형상일 수 있으며, 이의 상세한 설명은 후술하기로 한다. 이러한 광학 렌즈(300)에 대한 구조는 후술하여 상세하게 설명하기로 한다.
상기 광학 렌즈(300)는 하부에 배치된 복수의 지지 돌기(350)를 포함한다. 상기 지지 돌기(350)는 상기 광학 렌즈(300)의 바닥면(310)으로부터 하 방향 즉, 회로 기판(400) 방향으로 돌출된다. 상기 지지 돌기(350)는 복수개가 회로 기판(400) 상에 고정되며, 상기 광학 렌즈(300)가 틸트되는 것을 방지할 수 있다. 상기 회로 기판(400) 상에는 상기 지지 돌기(350)의 삽입을 위한 삽입 홈이 배치될 수 있다. 상기 회로 기판(400) 상에는 상기 지지 돌기(350)의 삽입 홈으로 상기 지지 돌기(350)가 삽입되면, 접착 부재(미도시)를 이용하여 상기 지지 돌기(350)를 접착시켜 줄 수 있다.
상기 회로 기판(400)은 표시 장치, 단말기, 조명 장치와 같은 라이트 유닛 내에 배열될 수 있다. 상기 회로 기판(400)은 상기 발광 소자(100)와 전기적으로 연결되는 회로 층을 포함할 수 있다. 상기 회로 기판(400)은 수지 재질의 PCB, 금속 코어를 갖는 PCB(MCPCB, Metal Core PCB), 연성 PCB(FPCB, Flexible PCB) 중 적어도 하나를 포함할 수도 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 회로 기판(400)의 상에는 보호층(미도시)이 배치되며, 상기 보호층은 광학 렌즈(300)로부터 반사된 광을 흡수하거나 반사하는 재질을 포함할 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 회로 기판(400)은 탑뷰를 보면, 제1축(X) 방향의 제1길이가 제2축(Z) 방향의 제2길이(D13)보다 긴 길이를 갖는다. 상기 제1길이는 가로 길이이며, 상기 제2길이(D13)는 세로 길이 또는 너비일 수 있다.
상기 회로 기판(400)의 제2길이(D13)는 상기 광학 렌즈(300)의 직경(D4) 또는 너비보다 작거나 같을 수 있다. 예를 들면, 상기 제2길이(D13)는 상기 광학 렌즈(300)의 직경(D4) 또는 너비보다 작게 배치될 수 있다. 이에 따라 상기 회로 기판(400)의 제2길이(D13)가 작게 되므로, 상기 회로 기판(400)의 제2길이(D13)를 감소시켜 줄 수 있고 이에 따른 비용 절감 효과가 있다.
상기 회로 기판(400)의 제1길이는 상기 광학 렌즈(300)의 직경 또는 너비의 2배 이상의 길이로 배치될 수 있으며, 예컨대 4개 이상의 광학 렌즈(300)의 직경 또는 너비의 합보다 긴 길이를 가질 수 있다. 이는 회로 기판(400)의 제1길이는 제2길이(D13)보다 길게 예컨대, 4배 이상 길게 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 광학 렌즈(300)의 복수의 지지 돌기(350)는 상기 회로 기판(400)과 수직 방향으로 오버랩될 수 있다. 상기 광학 렌즈(300)는 투광성 재료를 포함할 수 있다. 상기 광학 렌즈(300)는 폴리카보네이트(PC), 폴리메타크릴산메틸(PMMA), 실리콘 또는 에폭시 수지, 또는 글래스(Glass) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 광학 렌즈(300)는 굴절률이 1.4 내지 1.7 범위의 투명 재료를 포함할 수 있다.
상기 광학 렌즈(300)는 최 외측으로 돌출된 측면 돌출부(360)를 포함한다. 상기 측면 돌출부(360)는 상기 광학 렌즈(300)의 제2광 출사면(335)으로부터 외측 방향으로 돌출된다. 상기 측면 돌출부(360)의 일부 또는 전체는 상기 회로 기판(400)의 영역보다 외측으로 돌출될 수 있다. 상기 측면 돌출부(360)는 회로 기판(400)과 수직 방향으로 오버랩되지 않는 영역에 배치될 수 있다. 상기 측면 돌출부(360)는 상기 회로 기판(400)의 제1측면(401) 및 제2측면(402) 중 어느 하나보다 외측으로 돌출될 수 있다.
상기 측면 돌출부(360)는 사출시 게이트를 위한 영역이 커팅된 부분으로서, 게이트부, 절단부, 돌기, 또는 마크부로 정의될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 측면 돌출부(360)는 광학 렌즈(300)에 하나가 배치될 수 있다. 상기 광학 렌즈(300)은 상기 측면 돌출부(360) 이외에 외측으로 돌출된 적어도 하나의 돌기를 더 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 광학 렌즈(300)의 측면 돌출부(360)는 외 측면이 러프한 면으로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 러프한 면은 상기 제1광 출사면(330)의 표면 거칠기보다 더 높은 표면 거칠기를 가질 수 있다. 상기 러프한 면은 상기 제1광 출사면(330)의 투과율보다 낮은 투과율을 가질 수 있다. 이러한 러프한 면은 절단 면일 수 있다.
상기 측면 돌출부(360)의 영역은 낮은 투과율 및 거친 표면 거칠기로 인해 광 분포가 불균일하게 나타날 수 있으며, 또한 광의 방출 각도를 제어하기 어렵다. 이러한 측면 돌출부(360)의 영역을 통해 방출된 광은 인접한 광학 렌즈로 조사될 수 있다. 즉, 측면 돌출부(360)의 영역이 제1축(X) 방향으로 배열되거나 또는 상기 회로 기판(400)과 수직 방향으로 오버랩되게 배치된 경우, 상기 측면 돌출부(360)를 통해 방출된 광이 인접한 광학 렌즈(300)에 조사되어 광 간섭 현상을 발생시킬 수 있고, 회로 기판(400)에 의해 반사되어 광 균일도에 영향을 줄 수 있는 문제가 있다.
실시 예는 상기 광학 렌즈(300)의 측면 돌출부(360)는 광축(Y0)에 직교하고 광학 렌즈(300)들이 배열되는 방향이 아닌 제2축(Z1) 방향으로 배치할 수 있다. 상기 제2축(Z1) 방향은 동일 평면 상에서 제1축(X1) 방향과 직교하게 배치될 수 있다. 상기 측면 돌출부(360)는 제2광 출사면(335)으로부터 돌출될 수 있다. 상기 측면 돌출부(360)의 외 측면(361)에 수평한 면은 상기 제2축(Z) 방향과 직교할 수 있다. 도 3과 같이, 상기 측면 돌출부(360)의 외 측면(361)에 대해 수평한 직선(X2)은 상기 제1축(X1) 방향과 평행한 방향일 수 있다. 여기서, 제1 및 제2축(X1,Z1)은 동일 수평 면 상에 배치된 경우, 광축(Y0)을 지나며 서로 직교할 수 있다.
도 2를 참조하면, 복수의 지지 돌기(350)는 상기 측면 돌출부(360)에 인접한 제1 및 제2지지 돌기(51,52)와, 상기 상기 측면 돌출부(360)를 기준으로 입사면(320)보다 더 이격된 제3 및 제4지지 돌기(53,54)를 포함할 수 있다.
상기 지지 돌기(51-54)는 바텀 뷰의 형상이 서로 동일한 형상일 수 있으며, 예컨대 원형, 타원형 또는 다각형 형상일 수 있다. 다른 예로서, 상기 지지 돌기(51-54)는 적어도 하나의 바텀 뷰 형상이 다른 형상일 수 있으며, 예컨대 어느 하나가 원 형상 또는 다각형 형상이며, 나머지들이 상기 어느 하나의 형상과 다른 형상일 수 있다.
상기 측면 돌출부(360)의 임의의 지점 예컨대, 센터 지점은 상기 제1 및 제2지지 돌기(51,52)와의 거리(D15)가 광축(Y0)과의 거리(D14)보다 가깝게 배치될 수 있다. 상기 거리 D15 > D14로 배치됨으로써, 제 1내지 제4지지 돌기(51,52,53,54)는 입사면(320)의 둘레에서 광학 렌즈(300)를 안정되게 지지할 수 있다. 상기 D14는 광학 렌즈(300)가 원 형상인 경우 반경일 수 있다.
광축(Y0)을 기준으로, 상기 측면 돌출부(360)의 센터 지점을 지나는 제2축(Z1)과 상기 제2지지 돌기(52) 사이의 각도(R2)는 둔각일 수 있으며, 예컨대 45도 초과일 수 있다.
여기서, 복수의 지지 돌기(350)는 상기 광축(Y0)을 기준으로 상기 측면 돌출부(360)에 인접한 제1 및 제2지지 돌기(51,52) 사이의 각도(R1)는 90도를 초과할 수 있다. 이는 복수의 지지 돌기(350)가 상기 제2축(Z1)보다는 제1축(X1)에 더 인접하게 배치될 수 있다. 상기 복수의 지지 돌기(350)는 제1축(X1)에 더 인접하게 배치되어 광학 렌즈(300)를 안정되게 지지하고, 회로 기판(400)의 제2축(Z1) 방향의 길이(D13)를 줄여줄 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 제1 및 제2지 돌기(51,52)는 광학 렌즈(300)의 반경(D14)의 1/3 지점(P21)을 지나는 수평한 직선(X5)과의 거리(D21)보다 더 이격될 수 있다.
상기 회로 기판(400)의 제1 및 제2측면(401,402)의 위치는 상기 복수의 지지 돌기(350)를 지나는 수평한 직선(X3) 보다는 외측에 배치되고, 상기 광학 렌즈(300)의 외측 둘레 예컨대, 제2광 출사면(335)을 지나는 수평한 직선(X4)보다 안쪽에 배치될 수 있다. 상기 회로 기판(400)의 제1측면(401)은 상기 직선(X4)과 소정 거리(D22)로 이격될 수 있다.
도 4를 참조하면, 상기 복수의 지지 돌기(350)는 상기 광학 렌즈(300)의 광축(Y0)을 기준으로 상기 측면 돌출부(360)의 중심을 지나는 제2축(Z1)과 상기 제2축(Z1)에 연직한 제1축(X1)으로부터 분할된 제1 내지 제4사분면(Q1,Q2,Q3,Q4)에 각각 배치될 수 있다. 또한 상기 복수의 지지 돌기(350:51,52,53,54)는 상기 제2축(Z1) 선상보다 제1축(X1) 선상에 더 가깝게 배치될 수 있다.
상기 복수의 지지 돌기(350)는 상기 광축(Y0)으로부터 동일 간격(r1)으로 이격될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 복수의 지지 돌기(350) 중 적어도 하나는 나머지와 광 축(Y0)으로부터 다른 간격을 가질 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 복수의 지지 돌기(350:51,52,53,54) 간의 거리는 제1축(X1) 방향으로의 간의 거리(D31)가 제2축(Z1) 방향으로의 거리(D32)보다 더 클 수 있다.
상기 복수의 지지 돌기(350:51,52,53,54)는 적어도 4개가 다각형 형상 예컨대, 사각형 형상 즉, 직 사각형 형상으로 배치될 수 있다. 다른 예로서, 상기 복수의 지지 돌기(350:51,52,53,54)는 4개 이상 예컨대, 5개 또는 6개 이상이 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
실시 예는 복수의 지지 돌기(350:51,52,53,54)가 측면 돌출부(360)의 영역과 제2축(Z1)으로 오버랩되지 않게 이격시키고 제1축(X1) 방향에 더 가깝게 배치해 줌으로써, 광학 렌즈(300)의 사출 성형시 상기 복수의 지지 돌기(350:51,52,53,54)에 의해 제2광 출사면(335)의 표면에 영향을 주는 것을 줄여줄 수 있다.
만약, 도 23의 비교 예와 같이 광학 렌즈(300A)의 사출 성형시, 복수의 지지 돌기(350A: 61,62,63,64) 중 적어도 하나 이상(61,62)이 상기 측면 돌출부(360)에 가까운 거리(D23)로 배치될 경우, 주입되는 액상의 렌즈 물질이 채워질 때 인접한 지지 돌기(61,62)에 의해 그 상부에 놓인 제2광 출사면(335)의 표면 영역에 영향을 주게 된다. 이는 광학 렌즈의 광 균일도에 영향을 줄 수 있고, 광학 렌즈의 불량을 초래할 수 있다. 상기 지지 돌기(61,62)는 제1축(X1) 선보다 제2축(Z1)선에 더 가깝게 배치될 수 있고, 또한 광축(Y0)보다는 측면 돌출부(360)에 더 인접하게 배치될 수 있다.
도 5 및 도 6은 도 1의 광학 렌즈의 지지 돌기의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 상기 광학 렌즈(300)의 지지 돌기(350: 55,56,57)는 3개가 삼각형 형상으로 배치될 수 있다. 상기 지지 돌기(350)들은 광축(Y0)과의 거리(r1)가 동일하거나 어느 하나는 다를 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 6을 참조하면, 광학 렌즈(300)의 복수의 지지 돌기(350:58,59,60) 중 적어도 하나 예컨대, 어느 하나의 지지 돌기(58)는 다른 지지 돌기(59,60)들에 비해 큰 너비 또는 면적을 가질 수 있다. 이는 복수의 지지 돌기(350) 중 거리가 상대적으로 먼 지지 돌기(58)는 거리가 상대적으로 가까운 지지 돌기(59,60)들보다는 작을 수 있다. 이는 지지 돌기들(58,59,60)의 바닥 면적 차이에 광축(Y0)과의 거리가 비례하도록 할 수 있다.
도 7 내지 도 9는 실시 예에 따른 조명 모듈에서 광학 렌즈들의 배치 예를 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 회로 기판(400) 상에 복수의 광학 렌즈(300,300A)가 배치될 수 있다. 상기 복수의 광학 렌즈(300,300A)는 제1축(X1) 방향으로 배열되며, 서로 소정 간격(G1)으로 이격될 수 있다.
상기 각 광학 렌즈(300,300A)의 측면 돌출부(360)는 제2축(Z1) 방향으로 돌출될 수 있으며, 예컨대 상기 회로 기판(400)의 제1측면(401) 방향으로 돌출될 수 있다. 상기 각 광학 렌즈(300,300A)의 측면 돌출부(360)는 일부 또는 전체가 상기 회로 기판(400)의 제1측면(401)보다 더 외측으로 돌출될 수 있다. 상기 복수의 광학 렌즈(300,300A)의 측면 돌출부(360)들은 상기 회로 기판(400)의 제1측면(401)보다 더 외측으로 돌출될 수 있다. 상기 복수의 광학 렌즈(300,300A)의 측면 돌출부(360)들은 서로 동일한 방향으로 돌출될 수 있다.
도 8을 참조하면, 복수의 광학 렌즈(300,300A)의 측면 돌출부(360)는 제1축(X1) 방향을 기준으로 또는 광축(Y0)을 기준으로 서로 반대측 방향(+Z,-Z)으로 돌출될 수 있다. 상기 복수의 광학 렌즈(300,300A)의 측면 돌출부(360)는 회로 기판(400)의 제1 또는/및 제2측면(401,402) 방향으로 각각 돌출될 수 있다. 상기 복수의 광학 렌즈(300,300A)의 측면 돌출부(360)는 회로 기판(400)의 제1 또는/및 제2측면(401,402)보다 외측으로 돌출될 수 있다.
도 9를 참조하면, 복수의 광학 렌즈(300,300A)의 측면 돌출부(360)는 제1축(X1)을 기준으로 또는 광축(Y0)에 대해 서로 동일한 방향으로 돌출될 수 있다. 예컨대, 복수의 광학 렌즈(300,300A)의 측면 돌출부(360)는 상기 회로 기판(400)의 제1 및 제2측면(401,402) 중 제2측면(402) 방향으로 돌출될 수 있다. 복수의 광학 렌즈(300,300A)의 측면 돌출부(360)의 일부 또는 전체는 상기 회로 기판(400)의 제2측면(402)보다 외측으로 돌출될 수 있다.
도 10은 실시 예에 따른 조명 모듈에서 복수의 회로 기판 상에 광학 렌즈들을 배치한 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, 복수의 회로 기판(400,400A,400B)은 제2축(Z1) 방향으로 제3간격(G3)을 갖고 배열되고 상기 각 회로 기판(400,400A,400B) 상에는 복수의 광학 렌즈(300)가 제1축(X) 방향을 따라 배열된다. 상기 복수의 회로 기판(400,400A,400B)는 제1 내지 제3회로 기판으로 정의할 수 있다.
상기 광학 렌즈(300)의 측면 돌출부(360)는 각 회로 기판(400,400A,400B) 상에서 상기 제1축(X) 방향에 수직한 제2축(Z) 방향으로 돌출되며, 회로 기판(400,400A,400B)의 제1측면(401) 또는 제2측면(402)보다 외측으로 돌출될 수 있다. 상기 광학 렌즈(300)의 측면 돌출부(360)는 상기 각 회로 기판(400,400A,400B) 상에서 광학 렌즈(300)들이 배열되는 방향(X축 방향)과 수직한 방향(Z)으로 배열됨으로써, 각 회로 기판(400) 내에서 인접한 광학 렌즈(300) 간의 간섭을 줄일 수 있다. 또한 측면 돌출부(360)를 각 회로 기판(400,400A,400B)의 어느 한 측면(401,402)보다 외측에 배치하게 됨으로써, 각 회로 기판(400,400A,400B)의 제2방향의 길이(D13) 즉, 너비를 줄여줄 수 있다. 또한 서로 다른 제1 내지 제3회로 기판(400,400A,400B) 상에 배치된 광학 렌즈(300) 간의 간섭을 줄여줄 수 있다.
상기 측면 돌출부(360)는 광학 렌즈(300)의 광축(Y0)을 기준으로 제2축(Z1) 방향의 정 방향(+Z) 또는 역 방향(-Z) 중 어느 하나로 돌출될 수 있다.
여기서, 각 회로 기판(400)의 광학 렌즈(300) 간의 간격은 제1간격(G1)이고, 서로 다른 회로 기판(400) 상에 배치된 광학 렌즈(300) 간의 간격은 제2간격(G2)일 때, 상기 제2간격(G2)은 제1간격(G1)보다 크다. 여기서, 제2간격(G2)은 서로 다른 회로 기판(400,400A,400B) 상에 놓인 광학 렌즈(300) 간의 최소 거리이다. 상기 제1간격(G1)은 회로 기판(400) 내에서 서로 동일하거나 서로 다른 간격이거나, 광학 렌즈(300)가 배치되는 영역(센터 또는 사이드)에 따라 서로 동일한 간격을 갖는 그룹이 다른 영역과 다른 간격으로 배열될 수 있다. 상기 제2간격(G2)은 인접한 회로 기판(400,400A,400B) 간의 간격(G3)보다 작을 수 있다.
상기 회로 기판(400,400A,400B)에서 광학 렌즈(300)의 측면 돌출부(360)와 광학 렌즈(300)의 제2광 출사면(335)이 서로 대면할 때, 상기 측면 돌출부(360)와 제2출사면(335) 사이의 최소 거리는 제4간격(G4)일 수 있다. 상기 제4간격(G4)은 제2간격(G2)보다 작을 수 있다.
또한 상기 회로 기판(400)에서 광학 렌즈(300)의 측면 돌출부(360)가 서로 대면할 때, 제2축(Z) 방향의 측면 돌출부(360) 간의 간격은 제5간격(G5)일 수 있다. 상기 제5간격(G5)은 제2 및 제4간격(G2,G4)보다 작을 수 있다.
다른 예로서, 제2회로 기판(400A)의 광학 렌즈(300)는 제2축 방향에서 제1 및 제3회로 기판(400,400B)의 광학 렌즈(300)로부터 시프트되어 배치될 수 있다. 예컨대, 제2회로 기판(400A)의 광학 렌즈(300)는 Z1을 기준으로 간격(G1)의 1/2씩 시프트되어 배치될 수 있다. 즉, 제2회로 기판(400A)의 광학 렌즈(300)는 제1 및 제3회로 기판(400,400B)의 광학 렌즈(300)들 사이의 중간 영역에 각각 배치될 수 있다.
다른 예로서, 복수의 광학 렌즈(300)는 하나의 회로 기판(400,400A,400B) 상에서 간격 G1과 G2를 유지하고 제1 및 제2축 방향으로 배열될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 11의 (A)-(F)는 실시 예에 따른 조명 모듈에서 각 회로 기판 상에 광학 렌즈들이 배치된 경우들을 설명하기 위한 도면이다.
도 11의 (A)-(F)을 참조하면, 하나의 회로 기판(400) 상에 복수의 광학 렌즈(300)가 배치될 때 측면 돌출부(360)가 제2축(Z1) 방향의 제1측면(401) 방향 또는 제2측면(402) 방향으로 배치된 비율을 나타낸 도면이다. 여기서, 설명의 편의를 위해, 측면 돌출부(360)가 회로기판(400)의 제1측면 방향으로 돌출된 경우 제1측면 돌출부로 정의할 수 있고, 제2측면 방향으로 돌출된 경우 제2측면 돌출부로 정의할 수 있다.
도 11의 (A)는 광축(Y0)을 기준으로 회로 기판(400)의 제1측면(401) 방향에 배치된 제1측면 돌출부(360)와 제2측면(402) 방향으로 배치된 제2측면 돌출부(360)의 비율은 2:3이며, 그 비율의 차이는 20% 정도일 수 있다. 상기 제1측면(401) 방향은 정 방향(+Z)이며, 제2측면(402) 방향은 역 방향(-Z)일 수 있다.
도 11의 (B)는 광축(Y0)을 기준으로 회로 기판(400)의 제1측면(401) 방향에 배치된 제1측면 돌출부(360)와 제2측면(402) 방향으로 배치된 제2측면 돌출부(360)의 비율은 3:2이며, 그 비율 차이는 20% 정도일 수 있다.
도 11의 (C)는 광축(Y0)을 기준으로 회로 기판(400)의 제1측면(401) 방향에 배치된 제1측면 돌출부(360)와 제2측면(402) 방향으로 배치된 제2측면 돌출부(360)의 비율은 3:2이며, 그 비율 차이는 20% 정도일 수 있다.
도 11의 (D)는 광축(Y0)을 기준으로 회로 기판(400)의 제1측면(401) 방향에 배치된 제1측면 돌출부(360)와 제2측면(402) 방향으로 배치된 제2측면 돌출부(360)의 비율은 4:1이며, 그 비율 차이는 60% 정도일 수 있다.
도 11의 (E)는 광축(Y0)을 기준으로 회로 기판(400)의 제1측면(401) 방향에 배치된 제1측면 돌출부(360)와 제2측면(402) 방향으로 배치된 제2측면 돌출부(360)의 비율은 3:2이며, 그 비율 차이는 20% 정도일 수 있다.
도 11의 (F)는 광축(Y0)을 기준으로 회로 기판(400)의 제1측면(401) 방향에 배치된 제1측면 돌출부(360)와 제2측면(402) 방향으로 배치된 제2측면 돌출부(360)의 비율은 5:0이며, 그 비율 차이는 100% 정도일 수 있다.
도 11의 (A)-(F)와 같이, 광학 렌즈(300)의 제1 또는 제2측면 돌출부(360)가 제2축(Z1) 방향의 정 또는 역 방향(+Z,-Z)으로 배치될 비율은 0% 내지 100%의 범위이며, 그 비율 차이는 0% 내지 100%의 범위가 될 수 있다. 또한 인접한 광학 렌즈(300)들은 제1 또는 제2측면 돌출부(360)가 광축(Y0)을 기준으로 서로 동일한 방향으로 돌출되거나, 서로 반대측 방향으로 돌출될 수 있다.
실시 예는 하나 또는 서로 다른 회로 기판에 배치된 광학 렌즈(300)의 측면 돌출부(360)들이 서로 동일한 방향으로 배치되거나, 서로 다른 방향으로 배치될 수 있다. 또한 상기 서로 다른 방향으로 배치된 측면 돌출부(360)는 서로 반대 방향일 수 있다. 실시 예는 하나 또는 서로 다른 회로 기판에 배치된 광학 렌즈(300)의 측면 돌출부(360)는 서로 동일한 방향으로 돌출된 렌즈 그룹과, 서로 반대 방향으로 돌출된 렌즈 그룹이 광학 렌즈 간의 간격에 따라 혼합되게 배치될 수 있다.
도 12는 실시 예에 따른 광학 렌즈의 다른 예를 나타낸 배면도이고, 도 13은 도 12의 광학 렌즈를 갖는 조명 모듈을 나타낸 평면도이다.
도 12를 참조하면, 광학 렌즈(300,300A)의 복수의 지지 돌기(350: 51A,52,53,54) 중 어느 하나는 바텀 뷰 형상이 다른 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 복수의 지지 돌기(51A,52,53,54) 중 상기 측면 돌출부(360)에 인접한 제1지지 돌기(51A)는 다른 복수의 지지 돌기 즉, 제2 내지 제4지지 돌기(52-54)와 다른 형상일 가질 수 있다. 예를 들면, 제1지지 돌기(51A)의 바텀 뷰 형상은 다각형 형상이고, 제2 내지 제4지지 돌기(52-54)는 원 형상일 수 있다. 반대로, 제1지지 돌기(51A)가 원 형상이고, 제2 내지 제4지지 돌기(52-54)가 다각형 형상일 수 있다.
상기 제1지지 돌기(51A)는 상기 측면 돌출부(360)에 인접하게 배치되므로, 상기 제1지지 돌기(51A)의 고정 위치에 따라 상기 측면 돌출부(360)의 배치 방향 예컨대, Z축에서 정 방향 또는 역 방향이 결정될 수 있다.
이러한 제1지지 돌기(51A)와 측면 돌출부(360)의 위치에 따라, 도 13과 같이, 각 회로 기판(400)에 탑재된 복수의 광학 렌즈(300,300A)의 측면 돌출부(360)의 돌출 방향을 동일한 방향으로 배열할 수 있다. 여기서, 회로 기판(400) 상에 광학 렌즈(300,300A)의 고정시 측면 돌출부(360)의 위치 확인에 어려움이 있기 때문에 제1지지 돌기(51A)로 측면 돌출부(360)의 방향을 인식할 수 있다.
복수의 회로 기판(400)이 배열된 경우, 최 외측의 회로 기판(400) 상에 배치된 복수의 광학 렌즈(300,300A)의 측면 돌출부(360)는 서로 반대 방향으로 향하도록 배열할 수 있다. 이때 상기 제1지지 돌기(51A)의 위치를 기준으로 측면 돌출부(360)의 방향을 결정할 수 있다. 예컨대, 최 상측의 회로 기판(400)에 배치된 복수의 광학 렌즈(300,300A)는 측면 돌출부(360)를 제1측면(401) 또는 제2축 방향의 정 방향(+Z)으로 돌출되도록 배치하고, 최 하측의 회로 기판(400)에 배치된 복수의 광학 렌즈(300,300A)는 측면 돌출부(360)를 제2측면(402) 또는 제2축 방향의 역 방향(-Z)으로 돌출되도록 배치할 수 있다.
만약, 최 외측의 회로 기판(400)에 배치된 광학 렌즈(300,300A)의 측면 돌출부(360)를 내측 방향으로 향하도록 배치될 경우 인접한 광학 렌즈에 광 간섭을 줄 수 있다. 실시 예는 최 외측 회로 기판(400) 상에 배치된 광학 렌즈(300,300A)의 측면 돌출부(360)를 예컨대, 외측 방향으로 배치시켜 줄 수 있다. 이러한 광학 렌즈(300,300A)는 제1지지 돌기(51A)를 식별 마크로 하여 측면 돌출부(360)의 배치 방향을 조절할 수 있다.
실시 예는 복수의 지지 돌기(51A,52,53,54)의 형상 차이를 이용하여 측면 돌출부(360)의 배치 방향을 광 간섭을 줄여줄 수 있는 방향으로 조절할 수 있다.
도 14는 실시 예에 따른 광학 렌즈(300)의 일 예를 나타낸 측면도이고, 도 15는 도 1의 조명 모듈의 A-A측 단면도이고 도 16은 도 1의 조명 모듈의 B-B측 단면도이며, 도 17은 도 15의 광학 렌즈(300)의 부분 확대도를 나타낸 도면이다.
도 14 내지 도 17을 참조하여, 광학 렌즈(300)에 대해 상세하게 설명하기로 한다.
도 14 내지 도 17을 참조하면, 상기 광학 렌즈(300)는, 바닥면(310), 상기 바닥면(310)보다 위로 볼록한 리세스(recess)(315), 상기 리세스(315)의 둘레에 입사면(320), 상기 바닥면(310) 및 상기 입사면(320)의 반대측에 배치된 제1광 출사면(330), 및 상기 제1광 출사면(330)의 하부 둘레에 배치된 제2광 출사면(335), 상기에 설명된 측면 돌출부(360)를 포함한다.
상기 리세스(315)는 바닥면(310)의 센터 영역으로부터 광축(Y0) 방향으로 함몰된 형태이다. 상기 리세스(315)는 센터 영역 또는 광축(Y0)에 가까울수록 더 깊은 깊이를 가질 수 있다.
상기 발광 소자(100)의 상면에 대해 연직한 방향은 광축(Y0) 방향이라 할 수 있다. 상기 광축(Y0) 방향은 상기 회로 기판(400)의 상면에 직교하는 방향일 수 있다. 상기 광축(Y0)과 직교하는 제1축(X) 방향은 상기 발광 소자(100)로부터 상기 광축(Y0)에 직교하는 방향일 수 있다.
상기 리세스(315)의 너비(D1)는 정점(21,31)에 인접할수록 점차 좁아질 수 있다. 상기 리세스(315)는 위로 올라갈수록 제1광 출사면(330)에 더 인접할 수 있다.
상기 리세스(315)의 측 단면 형상은 반구 형상 또는 반 타원 형상을 포함할 수 있으며, 그 표면의 하부 형상은 원 형상 또는 다각형 형상을 포함할 수 있다. 상기 입사면(320)은 바닥면(310)의 센터 영역으로부터 위로 볼록한 리세스(315)의 둘레에 배치된다. 상기 입사면(320)은 곡면을 포함할 수 있다.
상기 입사면(320)은 베지어(Bezier) 곡선을 갖는 회전체로 형성될 수 있다. 상기 입사면(320)의 곡선은 스플라인(Spline) 예컨대, 큐빅(cubic), B-스플라인, T-스플라인으로 구현될 수 있다. 상기 입사면(320)의 곡선은 베지어 곡선(Bezier curve)로 구현될 수 있다.
상기 입사면(320)은 상기 리세스(315)의 표면으로서 상기 발광 소자(100)의 상면(S1) 및 측면(S2)의 외측에 배치될 수 있다.
상기 광학 렌즈(300)의 바닥면(310)은 평평한 면, 곡면 또는 곡면과 플랫한 면을 포함할 수 있다. 상기 바닥면(310)은 상기 회로 기판(400)의 상면에 대해 경사진 면 또는 곡면을 제공할 수 있다. 상기 광학 렌즈(300)의 바닥면(310)은 회로 기판(400)의 상면에 수평한 직선을 기준으로 경사진 면 또는 곡면으로 제공될 수 있다. 상기 바닥면(310)은 80% 이상의 영역이 상기 회로 기판(400)의 상면에 대해 경사지거나 곡면일 수 있다. 상기 바닥면(310)은 전 반사면을 포함할 수 있다.
상기 광학 렌즈(300)의 바닥면(310)은 제1에지(23) 및 제2에지(25)를 포함한다. 상기 제1에지(23)는 상기 입사면(320)과 상기 바닥면(310) 사이의 경계 지점이며, 광학 렌즈(300)의 저점이 될 수 있다. 상기 제1에지(23)는 바닥면(310)의 영역 중에서 가장 낮은 지점이 될 수 있다. 상기 제1에지(23)의 위치는 수평한 선을 기준으로 제2에지(25)보다 낮게 위치될 수 있다. 상기 제1에지(23)는 상기 입사면(320)의 하부 둘레가 될 수 있다.
상기 제2에지(25)는 제2광 출사면(335)의 하부 둘레 또는 바닥면(310)의 최 외곽에 배치될 수 있다. 상기 제2에지(25)는 상기 바닥면(310)과 상기 제2광 출사면(335) 사이의 경계 지점일 수 있다
상기 제1에지(23)와 제2에지(25)는 상기 바닥면(310)의 양 끝단일 수 있다. 상기 제1에지(23)는 바텀 뷰 형상이 원 형상 또는 타원 형상일 수 있으며, 상기 제2에지(25)는 바텀 뷰 형상이 원 형상 또는 타원 형상일 수 있다.
상기 광학 렌즈(300)는 상기 발광 소자(100)로부터 방출된 광을 입사면(320)으로 입사받아 제1 및 제2광 출사면(330,335)로 방출하게 된다. 상기 입사면(320)으로부터 입사된 일부 광은 소정의 경로를 거쳐 상기 바닥면(310)으로 조사될 수 있다.
광학 렌즈(300)는 상기 발광 소자(100)로부터 방출된 광이 소정 각도의 지향각 분포를 갖고 입사면(320)으로 입사되면, 제1 및 제2광 출사면(330,335)을 통해 확산시켜 줄 수 있다.
상기 광학 렌즈(300)의 입사면(320)은 상기 발광 소자(100)의 상면(S1) 및 다수의 측면(S2)과 서로 대면하게 배치될 수 있다. 상기 발광 소자(100)의 측면(320)으로부터 방출된 광은 상기 입사면(320)으로 조사될 수 있다. 이에 따라 상기 발광 소자(100)의 측면(S2)으로 방출된 광은 누설 없이 입사면(320)으로 입사될 수 있다.
상기 발광 소자(100)는 상면(S1) 및 다수의 측면(S2)을 통해 광을 방출하게 되며, 예컨대 5면 또는 그 이상의 발광 면을 갖는다. 상기 발광 소자(100)의 다수의 측면(S2)은 적어도 4개의 측면을 포함한 구조로서, 발광 면일 수 있다.
상기 발광 소자(100)는 5면 이상의 발광 면을 제공하므로, 측면(S2)을 통해 방출된 광에 의해 광의 지향각 분포는 넓어질 수 있다. 상기 발광 소자(100)의 광의 지향각 분포는 140도 이상 예컨대, 142도 이상이 될 수 있다. 상기 발광 소자(100)의 지향각 분포의 반치폭은 70도 이상, 예컨대 71도 이상일 수 있다. 상기 반치폭은 지향각의 최대 광도의 1/2 광도을 갖는 폭을 나타낸다. 이러한 발광 소자(100)의 광의 지향각 분포를 넓게 제공해 줌으로써, 광학 렌즈(300)를 이용한 광 확산이 보다 용이한 효과가 있다.
상기 회로 기판(400)의 상면은 광학 렌즈(300)의 바닥면(310)의 제2에지(25)보다 제1에지(23)에 더 인접하게 배치될 수 있다. 상기 바닥면(310)의 제1에지(23)는 상기 회로 기판(400)의 상면에 접촉될 수 있고, 상기 제2에지(25)는 회로 기판(400)의 상면으로부터 최대 간격(T0)으로 이격될 수 있다. 상기 제2에지(25)는 발광 소자(100) 내의 활성층보다 낮은 위치에 배치될 수 있어, 광의 손실을 방지할 수 있다.
상기 광학 렌즈(300)의 제1 및 제2광 출사면(330,335)은 입사된 광을 굴절시켜 방출하게 된다. 상기 제2광 출사면(335)은 광축(Y0)을 기준으로, 굴절 후의 추출된 광의 각도가 굴절 전에 입사된 광의 각도보다 작게 굴절시켜 준다. 이에 따라 인접한 광학 렌즈(300)간의 광 간섭 거리를 길게 제공할 수 있고, 제2광 출사면(335)을 통해 출사된 일부 광과 제1광 출사면(330)으로 출사된 광이 광학 렌즈(300)의 주변에서 서로 혼색될 수 있다.
상기 광학 렌즈(300)의 제1광 출사면(330)은 전 영역으로 광이 출사되는 구면으로 형성될 수 있다. 상기 제1광 출사면(330)의 센터 영역은 정점(31) 또는 고점이 될 수 있으며, 상기 정점(31)으로부터 연속적으로 연결되는 곡면 형상을 포함한다. 상기 제1광 출사면(330)은 입사되는 광을 반사하거나 굴절시켜 외부로 출사시켜 줄 수 있다. 상기 제1광 출사면(330)은 광축(Y0)을 기준으로, 제1광 출사면(330)으로 방출된 광의 굴절 후의 방출 각도는 굴절 전에 입사된 입사 각도보다 클 수 있다.
상기 광학 렌즈(300)의 제1광 출사면(330)은 광의 지향각 분포의 반치각 내에서 광축(Y0)을 거리에 따라 단조가 증가하게 되며, 상기 제2광 출사면(335)은 광의 지향각 분포의 반치각을 벗어난 영역을 포함하며, 상기 광축(Y0)을 기준으로 거리에 따라 단조가 감소하게 된다.
상기 제1광 출사면(330)은 베지어(Bezier) 곡선을 갖는 회전체로 형성될 수 있다. 상기 제1광 출사면(330)의 곡선은 스플라인(Spline) 예컨대, 큐빅(cubic), B-스플라인, T-스플라인으로 구현될 수 있다. 상기 제1광 출사면(330)의 곡선은 베지어 곡선(Bezier curve)로 구현될 수 있다. 이러한 광학 렌즈(300)는 측면 돌출부(360)을 제외한 경우, 광축(Y0)을 기준으로 회전 대칭 형상으로 제공될 수 있다.
상기 제1광 출사면(330)의 센터 영역은 광축(Y0)의 인접 영역으로서, 위로 볼록한 곡면이거나 평탄한 면일 수 있다. 상기 제1광 출사면(330)의 센터 영역과 제2광 출사면(335) 사이의 영역은 볼록한 곡면 형상으로 제공될 수 있다.
상기 입사면(320) 및 제1광 출사면(330)은 양의 곡률 반경을 가질 수 있다. 상기 제1광 출사면(330)의 센터 영역 및 그 둘레 영역은 음의 곡률 반경을 갖지 않고 서로 다른 양의 곡률 반경을 가질 수 있다. 상기 제1광 출사면(330)의 센터 영역은 곡률 반경이 0인 영역을 포함할 수 있다.
상기 입사면(320)의 곡률 반경은 상기 제1광출사면(330)의 곡률 반경보다는 작을 수 있다. 또는 상기 입사면(320)은 기울기가 상기 제1광 출사면(330)의 기울기보다는 클 수 있다.
상기 제2광 출사면(335)은 제1광 출사면(330)의 하부 둘레에 배치되어 입사된 광을 굴절시켜 방출하게 된다. 상기 제2광 출사면(335)은 비구면 형상 또는 플랫(flat) 면을 포함한다. 상기 제2광 출사면(335)은 예컨대 상기 회로 기판(400)의 상면에 대해 수직한 면이거나 경사진 면일 수 있다. 상기 제2광 출사면(335)이 경사진 면으로 형성될 경우, 사출 성형시 분리가 용이한 효과가 있다.
상기 제2광 출사면(335)은 상기 광학 렌즈(300)의 외측 둘레에 배치될 수 있다. 상기 제2광 출사면(335)은 상기 제1광 출사면(330)의 하부 둘레로부터 플랫한 면 또는 비구면으로 바닥면(310)까지 연장될 수 있다. 상기 제2광 출사면(335)은 제1광 출사면(330)에 인접한 제3에지(35)를 포함할 수 있다. 상기 제2에지(25)는 제2광 출사면(335)의 하부 에지일 수 있으며, 제3에지(35)는 제2광 출사면(335)의 상부 에지이거나 제1 및 제2광 출사면(330,335) 사이의 경계 지점일 수 있다. 상기 측면 돌출부(360)는 상기 제2광 출사면(335)의 일부에 돌출되며 상기 바닥 면(310)보다 상기 제1광 출사면(330)에 인접하게 배치될 수 있다. 상기 측면 돌출부(360)의 상면은 상기 제2광 출사면(335)의 제3에지(35)로부터 외측으로 돌출될 수 있다.
상기 제2광 출사면(335)은 발광 소자(100)의 측면(S2)으로 방출된 일부 광을 입사받아 굴절시켜 추출하게 된다. 이때 제2광 출사면(335)은 광축(Y0)을 기준으로, 방출된 광의 출사 각이 굴절 전의 입사각보다 작을 수 있다. 이에 따라 인접한 광학 렌즈(300) 간의 광 간섭 거리를 길게 제공할 수 있다.
도 18을 참조하면, 상기 광학 렌즈(300)는 너비 또는 직경(D4)이 두께(D3)보다 넓게 배치될 수 있다. 상기 너비 또는 직경(D4)는 상기 두께(D3)의 2.5배 이상 예컨대, 3배 이상이 될 수 있다. 상기 광학 렌즈(300)의 너비 또는 직경(D4)는 15mm이상일 수 있다. 이러한 광학 렌즈(300)의 너비 또는 직경(D4)가 두께(D3)보다 상기의 범위로 넓게 배치되므로, 라이트 유닛 예컨대, 백라이트 유닛의 전 영역에 균일한 휘도 분포를 제공할 수 있고, 또한 라이트 유닛의 두께를 줄여줄 수 있다.
여기서, 광학 렌즈(300)의 입사면(320)의 하부 너비(D1)는 상기 리세스(315)의 하부 너비일 수 있으며, 상기 발광 소자(100)의 너비(W1)보다는 넓게 배치될 수 있다. 이러한 입사면(320) 및 리세스(315)는 상기 발광 소자(100)로부터 방출된 광이 용이하게 입사될 수 있는 크기를 갖는다.
상기 리세스(315)의 깊이(D2)는 상기 입사면(320)의 하부 너비(D1)와 같거나 더 깊게 배치될 수 있다. 상기 리세스(315)의 깊이(D2)는 광학 렌즈(300)의 두께(D3)의 75% 이상 예컨대, 80% 이상의 깊이를 가질 수 있다. 상기 리세스(315)의 깊이(D2)는 상기 제1광 출사면(330)의 정점(31)과 바닥면(310) 또는 제1에지(23)사이의 거리의 80% 이상일 수 있다. 상기 리세스(315)의 깊이(D2)가 깊게 배치됨으로써, 제1광 출사면(330)의 센터 영역이 전 반사면 또는 음의 곡률을 갖지 않더라도, 입사면(320)의 정점(21)의 인접 영역에서도 측 방향으로 광을 확산시켜 줄 수 있다. 상기 리세스(315)의 깊이(D2)는 입사면(320)의 정점(21)의 깊이로서, 상기 입사면(320)의 정점(21)의 깊이가 깊게 배치됨으로써, 정점(21) 및 그 주변 영역으로 입사된 광에 대해 측 방향으로 굴절시켜 줄 수 있다.
상기 입사면(320)의 하부 너비(D1)과 상기 발광 소자(100)의 너비(W1)의 비율(D1:W1)은 1.8: 1 내지 3.0: 1 범위일 수 있다. 상기 입사면(320)의 하부 너비(D1)는 상기 발광 소자(100)의 너비(W1)의 3배 이하로 배치된 경우, 상기 발광 소자(100)로부터 방출된 광이 입사면(320)을 통해 효과적으로 입사될 수 있다.
상기 리세스(315)와 상기 제1광 출사면(330) 사이의 최소 거리(D5)는 상기 리세스(315)의 정점(21)과 제1광 출사면(330)의 정점(31) 사이의 간격일 수 있다. 상기 거리(D5)는 예컨대 1.5mm 이하일 수 있으며, 예컨대, 0.6mm 내지 1mm 범위일 수 있다. 상기 리세스(315)의 정점(21)과 제1광 출사면(330) 정점(31) 사이의 거리(D5)가 1.5mm 초과인 경우 상기 제1광 출사면(330)의 센터 영역으로 진행하는 광량이 많아질 수 있어, 핫 스팟 현상이 발생될 수 있다. 상기 리세스(315)의 정점(21)과 제2광 출사면(31) 사이의 거리(D5)가 0.6mm 미만인 경우 광학 렌즈(300)의 센터 측 강성이 약해지는 문제가 있다. 이러한 리세스(315) 및 제1광 출사면(330) 사이의 거리(D5)를 상기 범위로 배치함으로써, 제2광 출사면(335)의 센터 영역이 전 반사면 또는 음의 곡률을 갖지 않더라도, 센터 영역의 주변으로 광의 경로를 수평 방향으로 확산시켜 줄 수 있다. 이는 리세스(35)의 정점(21)이 상기 제1광 출사면(330)의 볼록한 정점(31)에 인접할수록 상기 입사면(320)을 통해 제1광 출사면(330)의 측 방향으로 진행하는 광의 광량이 증가될 수 있다. 따라서, 광학 렌즈(300)의 측 방향으로 확산하는 광량을 증가시켜 줄 수 있다.
상기 리세스(315)의 정점(21)은 상기 제2광 출사면(335)의 제3에지(35)로부터 수평하게 연장한 직선보다는 제1광 출사면(330)의 센터인 정점(31)에 더 인접하게 배치될 수 있다.
광학 렌즈(300)에서 상기 제1광 출사면(330)은 서로 다른 곡률 반경을 가질 수 있다. 상기 입사면(320)은 서로 다른 곡률 반경을 가질 수 있다. 상기 제1광 출사면(330) 및 상기 입사면(320)의 각 곡률 반경을 가지는 원들의 중심은 상기 입사면(320)의 정점(21)을 지나는 수평한 직선보다 아래에 배치될 수 있고, 상기 광학 렌즈(300)와 수직 방향으로 오버랩된 영역에 배치될 수 있다.
도 16을 참조하면, 광학 렌즈(300)의 광 경로를 보면, 상기 발광 소자(100)로부터 방출된 광 중에서 광학 렌즈(300)의 입사면(320)으로 입사된 제1광(L1)은 굴절되어 제1광 출사면(330)으로 방출될 수 있다. 또한 상기 발광 소자(100)로부터 방출된 광 중에서 상기 입사면(320)으로 입사된 제2광(L2)은 제2광 출사면(335)으로 방출될 수 있다.
여기서, 상기 광축(Y0)을 기준으로 입사면(320)으로 입사되는 제1광(L1)의 입사 각도를 제1각도(θ1)로 정의하고, 상기 광축(Y0)을 기준으로 제1광 출사면(330)으로 방출된 제1광(L1)의 방출 각도를 제2각도(θ2)로 정의할 수 있다. 상기 광축(Y0)을 기준으로 입사면(320)으로 입사되는 제2광(L2)의 입사 각도를 제3각도(θ3)로 정의하고, 상기 광축(Y0)을 기준으로 제2광 출사면(335)으로 출사된 제2광(L2)의 방출 각도를 제4각도(θ4)로 정의할 수 있다. 상기 제2광(L2)은 발광 소자(100)의 측면으로 방출된 광일 수 있다.
상기 제2각도(θ2)는 상기 제1각도(θ2)보다 크게 된다. 상기 제2각도(θ2)는 상기 제1각도(θ1)가 점차 커질수록 점차 커지게 되며, 상기 제1각도(θ1)가 점차 작아질수록 점차 작아지게 된다. 그리고 제1 및 제2각도(θ1, θ2)는 θ2>θ1 또는 1<(θ2/θ1)의 조건을 만족한다. 상기 제1광 출사면(330)의 제2각도(θ2)는 굴절 후의 방출 각도로서, 굴절 전의 입사 각도보다 클 수 있다. 이에 따라 제1광 출사면(330)은 입사면(320)을 통해 입사된 광 중에서 상기 제1광 출사면(330)으로 진행하는 제1광(L1)에 대해 굴절시켜 줌으로써, 제1광(L1)에 대해 광학 렌즈(300)의 측 방향으로 확산시켜 줄 수 있다.
상기 제4각도(θ4)는 상기 제3각도(θ3)보다 작을 수 있다. 상기 제3각도(θ3)가 증가할수록 상기 제4각도(θ4)는 증가하게 되며, 상기 제3각도(θ3)가 감소할수록 상기 제4각도(θ4)는 감소하게 된다. 그리고 제3 및 제4각도(θ3, θ4)는 θ4<θ3 또는 1>(θ4/θ3)의 조건을 만족한다. 상기 제2광 출사면(335)의 제4각도(θ4)는 굴절 후의 방출 각도로서, 굴절 전의 입사 각도보다 작을 수 있다. 상기 제2광 출사면(335)에는 발광 소자(100)의 측면(S2)을 통해 방출된 광이거나 광 지향각을 벗어난 광들이 입사될 수 있다. 이에 따라 상기 제2광 출사면(335)는 발광 소자(100)의 측면(S2)을 통해 방출된 광 및 광 지향각 분포를 벗어난 광에 대해, 휘도 분포의 반치각 영역 이내로 진행하도록 굴절시켜 줄 수 있다. 상기 제2광 출사면(335)에 의해 광 손실을 줄일 수 있다.
상기 제2광 출사면(335)의 제3에지(35)는 상기 광축(Y0)에 대해 상기 발광 소자(100)의 지향각 분포의 반치각 예컨대, 제4각도(θ4)의 위치 보다 위에 배치될 수 있다. 예컨대, 광축(Y0)과 기준점(P0)부터 제3에지(35) 사이를 연결하는 직선 사이의 각도는 상기 발광 소자(100)의 반치각보다 작을 수 있다. 여기서, 상기 반치각은 발광 소자(100)로부터 방출된 광 출력이 광축을 기준으로 피크치의 50% 또는 1/2이 되는 각도를 나타낸다.
발광 소자(100)로부터 방출된 광 중에서 반치각에 인접한 영역으로 조사된 광은 상기 제2광 출사면(335)을 통해 방출되도록 제어할 수 있다. 이 경우 제2광 출사면(335)으로 방출된 제2광(L2)은 제1광 출사면(330)으로 진행하는 광들과 혼색될 수 있다.
여기서, 상기 기준점(P0)는 광축(Y0)과 발광 소자(100)의 교점일 수 있다. 상기 기준점(P0)은 발광 소자(100)의 상면(S1)보다 낮은 위치에 배치될 수 있다. 상기 발광 소자(100)의 기준점(P0)은 상면(S1)의 중심과 복수의 측면(S2)의 중심이 교차되는 지점이거나 상기 상면(S1)의 중심과 각 측면(S2)의 하부 중심이 교차되는 지점이 될 수 있다. 이러한 기준점(P0)은 광축(Y0)과 발광 소자(100)로부터 출사된 광이 교차되는 교점이 될 수 있다. 상기 기준점(P0)은 상기 광학 렌즈(300)의 저점과 동일한 수평 선상에 배치되거나 더 높은 위치에 배치될 수 있다.
상기 발광 소자(100)로부터 방출된 광 중에서 입사면(320)으로 입사된 광(L3)은 상기 광학 렌즈(300)의 바닥면(310)에 의해 반사되고 제2광 출사면(335)으로 방출되거나 제2광 출사면(335)으로부터 반사될 수 있다. 상기 제2광 출사면(335)에 의해 반사된 광은 상기 입사면(320)으로 재 입사되어 굴절되어, 제1광 출사면(330)으로 방출될 수 있다.
발광 소자(100)의 측면(S2)으로 방출된 광 중에서 제2광 출사면(335)을 통해 방출된 광은 입사 각도보다 작은 방출 각도로 방출되므로, 도 20과 같이 서로 다른 회로 기판(400) 상에 배치된 광학 렌즈(100) 간의 간격(G2) 즉, 광 간섭 거리를 늘려줄 수 있다. 또한 광학 렌즈(300)에 의한 휘도 분포가 개선되므로, 회로 기판(400)과 광학 시트(514) 사이의 거리(H1)를 줄여줄 수 있다. 또한 백라이트 유닛 내에 배치된 광학 렌즈(300)의 개수를 줄여줄 수 있다.
상기 광학 렌즈(300)에서 바닥면(310)의 제1에지(23)의 위치는 상기 발광 소자(300)의 기준점(P0)보다 낮거나 같은 위치에 위치할 수 있으며, 제2에지(25)의 위치는 상기 발광 소자(100)의 상면(S1)보다 높게 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 이에 따라 상기 바닥면(310)은 상기 입사면(320)로부터 입사된 발광 소자(100)의 측면(S2)을 통해 방출된 광을 전 반사하게 된다.
상기 리세스(315)와 수직 방향으로 오버랩되는 제1광 출사면(330)의 센터 영역이 평탄한 면이거나 볼록한 면으로 처리됨으로써, 리세스(315)의 깊이(도 18의 D2)가 낮을 경우 상기 제1광 출사면(330)의 센터 영역으로 투과되는 광에 의해 핫 스팟이 발생될 수 있다. 실시 예는 리세스(315)의 깊이(D2)를 상기 제1광 출사면(330)의 볼록한 센터 영역에 인접하게 배치하여, 상기 리세스(315)의 입사면(320)에 의해 광을 측 방향으로 굴절시켜 줄 수 있다. 이에 따라 광학 렌즈(300)의 제1광 출사면(330)에 의해 출사된 광에 의한 핫 스팟은 줄어들 수 있다.
도 16과 같이, 광축(Y0)을 기준으로 상기 회로 기판(100)의 상면과 광학 렌즈(300)에서 바닥면(310)에 수평한 선 또는 양 에지(23,25)를 연결한 선분 사이의 각도(θ5)는 5도 이내일 수 있으며, 예컨대 0.5도 내지 4도 범위일 수 있다. 이러한 바닥면(310)이 경사진 각도(θ5)를 갖는 면 또는 곡면으로 배치됨으로써, 발광 소자(100)의 측면(S2)을 통해 입사된 광을 반사하여 제2광 출사면(335)을 통해 투과 또는 반사시켜 준다. 상기 제2광 출사면(335)의 출사각은 반사면(310)을 통해 입사된 입사각보다 작게 출사하게 됨으로써, 인접한 다른 회로 기판 상에 배치된 광학 렌즈(300) 간의 간섭을 줄여줄 수 있다. 이에 따라 광학 렌즈(300)의 제2광 출사면(335)을 통해 방출된 광량을 개선시켜 줄 수 있다.
그리고, 상기 바닥면(310)에서 제2에지(25)와 제3에지(35) 사이의 직선 거리는 상기 리세스(315)의 깊이(D2)보다 작을 수 있다. 즉, 리세스(315)의 깊이(도 16의 D2)를 깊게 배치하여, 광의 측 방향 확산을 개선시켜 줄 수 있다.
상기 광학 렌즈(300)는 제2광 출사면(335)에는 요철 면을 구비할 수 있다. 상기 요철 면은 표면이 거친 헤이즈(Haze) 면으로 형성될 수 있다. 상기 요철 면은 산란 입자가 형성된 면일 수 있다.
상기 광학 렌즈(300)의 바닥면(310)은 요철 면을 구비할 수 있다. 상기 요철 면은 표면이 거친 헤이즈 면으로 형성되거나, 산란 입자가 형성될 수 있다.
광학 렌즈(300)의 제2광 출사면(335) 및 바닥면(310)에 요철 면이 형성된 경우, 상기 입사면(320)으로 입사된 광은 상기 바닥면(310)에 의해 전 반사될 수 있다. 상기 제2광 출사면(335)은 입사된 일부 광을 반사하게 되며, 상기 반사된 일부 광은 상기 입사면(320)으로 재 입사되어 굴절되거나 제1광 출사면(330)으로 직접 입사될 수 있다. 여기서, 상기 제2광 출사면(335)에 의해 반사된 광 중에서 입사면(320)으로 입사된 광량은 상기 제1광 출사면(330)으로 입사된 광량보다 더 많을 수 있다. 상기 입사면(320)으로 재 입사된 광은 굴절되어 제1광 출사면(330) 또는 제2광 출사면(335)을 통해 출사될 수 있다.
한편, 상기 광학 렌즈(300)의 측면 돌출부(360)는 외 측면이 러프한 면으로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 러프한 면은 상기 제1광 출사면의 표면 거칠기보다 더 높은 표면 거칠기를 가질 수 있다. 상기 러프한 면은 상기 제1광 출사면의 투과율보다 낮은 투과율을 가질 수 있다. 이러한 러프한 면은 절단 면일 수 있다.
상기 광학 렌즈(300)의 측면 돌출부(360)는 도 15 및 도 17과 같이, 상기 제2광 출사면(335)으로부터 돌출된다. 상기 측면 돌출부(360)의 영역으로 입사된 광은 측면 돌출부(360)로부터 반사되어 외 측면을 통해 방출된다. 이러한 회로 기판(400)의 광학 렌즈(300)는 측면 돌출부(360)를 투과한 광이 서로 다른 회로 기판(400)이 배열되는 제2축(Z1) 방향으로 진행하게 되므로, 동일한 회로 기판(400) 내의 광학 렌즈(300) 간의 광 간섭을 방지할 수 있다. 또한 서로 다른 회로 기판(400)의 간격을 동일한 회로 기판(400) 내의 광학 렌즈(300) 간의 간격보다 더 이격시켜 줌으로써, 서로 다른 회로 기판(400) 상의 광학 렌즈(300) 간의 광 간섭을 줄여줄 수 있다.
상기 측면 돌출부(360)는 제2광 출사면(335)으로부터 최소 두께(T1)로서 300㎛, 예컨대 500㎛ 이상 돌출될 수 있다. 이러한 측면 돌출부(360)의 배치 방향을 광학 렌즈(300) 간의 간격이 먼 방향으로 배치해 줌으로써, 광학 렌즈(300) 간의 광 간섭을 줄여줄 수 있다.
상기 측면 돌출부(360)의 높이(T2)는 상기 제2광 출사면(335)의 두께(도 18의 D7)와 같거나 작을 수 있으며, 예컨대 1mm 이상이 될 수 있다. 이러한 측면 돌출부(360)의 높이(T2)는 광학 렌즈(300)의 사이즈에 따라 달라질 수 있다. 상기 측면 돌출부(360)의 높이(T2)는 광학 렌즈(300)의 두께(도 18의 D3)에 비해 최소 1/3 이상일 수 있다.
상기 측면 돌출부(360)의 너비(도 2의 T3)는 상기 높이(T2) 및 두께(T1) 보다 클 수 있으며, 예컨대 상기 T1 또는 T2의 2배 이상일 수 있다. 상기 측면 돌출부(360)의 너비(T3)는 상기 광학 렌즈(300)의 너비 또는 직경(D4)에 비해 최소 1/3 이상일 수 있다.
도 19 및 도 20은 실시 예에 따른 조명 모듈을 갖는 라이트 유닛을 나타낸 도면이다.
도 19 및 도 20을 참조하면, 라이트 유닛은 바텀 커버(512), 상기 바텀 커버(512) 내에 조명 모듈(301)로서 복수의 회로 기판(400), 발광 소자(100) 및 상기 복수의 회로 기판(400) 상에 배치된 광학 렌즈(300)를 포함한다. 상기 복수의 회로 기판(400)은 바텀 커버(512) 내에 배열될 수 있다.
상기 바텀 커버(512)는 방열을 위한 금속 또는 열 전도성 수지 재질을 포함할 수 있다. 상기 바텀 커버(512)는 수납부를 구비할 수 있으며, 상기 수납부의 둘레에는 측면 커버를 구비할 수 있다.
상기 회로 기판(400)은 상기 발광 소자(100)와 전기적으로 연결되는 회로 층을 포함할 수 있다. 상기 회로 기판(400)은 수지 재질의 PCB, 금속 코어를 갖는 PCB(MCPCB, Metal Core PCB), 연성 PCB(FPCB, Flexible PCB) 중 적어도 하나를 포함할 수도 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 실시예에 따른 회로 기판 상에는 반사 시트가 배치될 수 있다. 상기 반사 시트는 예를 들어, PET, PC, PVC 레진 등으로 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 바텀 커버(512) 상에 광학 시트(514)가 배치될 수 있으며, 상기 광학 시트(514)는 분산된 광을 모으는 프리즘 시트들, 휘도강화시트 및 광을 다시 확산시키는 확산 시트 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 광학 시트(514)와 조명 모듈 사이의 영역에는 도광층(미도시)이 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 각 회로 기판(400) 내에 배치된 광학 렌즈(300) 간의 간격(G1)은 서로 다른 회로 기판(400) 내에 배치된 광학 렌즈(300) 간의 간격(G2)보다 좁게 배열될 수 있다. 상기 간격(G1)은 상기 광학 렌즈(300)의 너비 또는 직경(D4)의 6배 내지 10배 범위 예컨대, 6배 내지 9배 범위로 배열될 수 있다. 상기 간격(G2)는 상기 광학 렌즈(300)의 너비 또는 직경(D4)의 9배 내지 11배 범위 예컨대, 9배 내지 11배 범위로 배치될 수 있다. 여기서, 상기 광학 렌즈(300)의 너비(D4)는 15mm 이상이 될 수 있다. 이러한 광학 렌즈(300) 간의 광 간섭 거리 즉, 간격(G1, G2)는 상기 광학 렌즈(300)의 너비 또는 직경(D4)의 최소 6배 이상 이격시켜 줄 수 있다.
상기 광학 렌즈(300)의 너비 또는 직경(D4)가 상기 범위보다 좁은 경우 라이트 유닛 내의 광학 렌즈(300)의 개수가 증가될 수 있고 상기 광학 렌즈(300)들 사이의 영역에 암부가 발생될 수 있다. 상기 광학 렌즈(300)의 너비 또는 직경(D4)이 상기 범위보다 넓은 경우 라이트 유닛 내의 광학 렌즈(300)의 개수는 감소되지만, 각 광학 렌즈(300)의 휘도가 감소될 수 있다.
라이트 유닛 내에서 광학 렌즈(300)의 개수는 측면 돌출부(360)의 개수와 동일한 개수로 배치될 수 있다.
아래는 표시 장치의 모델에 따라 회로 기판(400) 내의 광학 렌즈(300) 간의 간격의 예를 나타낸 표 1 및 표 2이다.
모델 구성(A×B) G1(mm) G2(mm)
32인치 5×2 130 160
43인치 8×3 98~115 147
49인치 9×4 110 140
모델 구성(A×B) G1(mm) G2(mm)
32인치 7×2 85 170
43인치 9×3 95 162
49인치 8×4 125 140
표 1 및 2에서, A는 하나의 회로 기판에 배치된 광학 렌즈의 개수이고, B는 회로 기판의 열의 수이다. 여기서, G2는 G1에 비해 1.1배 내지 2배의 범위로 클 수 있으며, 상기 회로 기판의 탑재 개수 및 표시 장치의 사이즈에 따라 달라질 수 있다.
또한 상기 G1은 동일한 간격이거나 동일한 회로 기판 내에서 서로 다른 간격일 수 있다.
도 21은 도 20의 라이트 유닛의 다른 예이다.
도 21을 참조하면, 바텀 커버(512)에 배치된 복수의 회로 기판(400,400D,400E) 중 센터 측 제1회로 기판(400)과 사이드측 또는 사이드에 더 인접한 제2 및 제3회로 기판(400D,400E) 간의 간격이 다르게 배치될 수 있다.
예컨대, 제1회로 기판(400)과 다른 열에 배치된 제2 및 제3회로 기판(400D,400E) 간의 간격은, 발광 영역의 중심 또는 바텀 커버(512)의 중심에서 제1축 방향으로 멀어질수록 점차 넓어질 수 있다.
서로 다른 제1 내지 제3회로 기판(400,400D,400E)에 탑재된 광학 렌즈(300) 간의 간격(B1,B2)은 바텀 커버(512)의 중심으로 외측으로 갈수록 점차 커질 수 있다.
이러한 제1 내지 제3회로 기판(400,400D,400E) 상에 배치된 광학 렌즈(300)는 측면 돌출부(360)가 각 회로 기판(400,400D,400E)의 측면보다 외측으로 돌출되어, 인접한 광학 렌즈(300)와의 광 간섭을 줄여줄 수 있다.
도 22는 실시 예에 따른 조명 모듈에서 광학 렌즈의 다른 예이다.
도 22를 참조하면, 광학 렌즈(300B)는 탑뷰 형상이 타원 형상을 포함한다. 상기 광학 렌즈(300B)는 제1축(X1) 방향의 너비(D10)보다는 제2축(Z1) 방향의 너비(D9)가 더 넓을 수 있다. 상기 광학 렌즈(300B)의 측면 돌출부(360)는 상기 제2축(Z1) 방향으로 돌출될 수 있다. 이러한 타원 형상의 광학 렌즈(300B)들은 제1축(X1) 방향으로의 간격을 조절할 수 있으며, 제2축(Z1) 방향의 간격은 동일하거나 더 이격되게 배치할 수 있다.
도 24는 실시 예에 따른 발광 소자(100)의 제1예를 나타낸 도면이다. 도 24를 참조하여 발광 소자(100) 및 회로 기판(400)을 설명하기로 한다.
도 24를 참조하면, 상기 발광 소자(100)는 발광 칩(100A)을 포함한다. 상기 발광 소자(100)는 발광 칩(100A)과 상기 발광 칩(100A) 상에 배치된 형광체층(150)을 포함할 수 있다. 상기 형광체층(150)은 청색, 녹색, 황색, 적색 형광체 중 적어도 하나 또는 복수를 포함하며, 단층 또는 다층으로 배치될 수 있다. 상기 형광체층(150)은 투광성 수지 재료 내에 형광체가 첨가된다. 상기 투광성 수지 재료는 실리콘 또는 에폭시와 같은 물질을 포함하며, 상기 형광체는 YAG, TAG, Silicate, Nitride, Oxy-nitride 계 물질 중에서 선택적으로 형성될 수 있다.
상기 형광체층(150)은 상기 발광 칩(100A)의 상면에 배치되거나, 상기 발광 칩(100A)의 상면 및 측면에 배치될 수 있다. 상기 형광체층(150)은 상기 발광 칩(100A)의 표면 중에서 광이 방출되는 영역 상에 배치되어, 광의 파장을 변환시켜 줄 수 있다.
상기 형광체층(150)은 단층 또는 서로 다른 형광체층을 포함할 수 있으며, 상기 서로 다른 형광체층은 제1층이 적색, 황색, 녹색 형광체 중 적어도 한 종류의 형광체를 가질 수 있고, 제2층이 상기 제1층 위에 형성되며 적색, 황색, 녹색 형광체 중 상기 제1층과 다른 형광체를 가질 수 있다. 다른 예로서, 상기 서로 다른 형광체층은 3층 이상의 형광체층을 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
다른 예로서, 상기 형광체층(150)은 필름 타입을 포함할 수 있다. 상기 필름 타입의 형광체층은 균일한 두께를 제공함으로써, 파장 변환에 따른 색 분포가 균일할 수 있다.
상기 발광 칩(100A)에 대해 설명하면, 상기 발광 칩(100A)은 기판(111), 제1반도체층(113), 발광 구조물(120), 전극층(131), 절연층(133), 제1전극(135), 제2전극(137), 제1연결 전극(141), 제2연결 전극(143), 및 지지층(140)을 포함할 수 있다.
상기 기판(111)은 투광성, 절연성 또는 도전성 기판을 이용할 수 있으며, 예컨대, 사파이어(Al2O3), SiC, Si, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, Ge, Ga2O3 중 적어도 하나를 이용할 수 있다. 상기 기판(111)의 탑 면 및 바닥면 중 적어도 하나 또는 모두에는 복수의 볼록부(미도시)가 형성되어, 광 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다. 각 볼록부의 측 단면 형상은 반구형 형상, 반타원 형상, 또는 다각형 형상 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 기판(111)은 발광 칩(100A) 내에서 제거될 수 있으며, 이 경우 상기 제1반도체층(113) 또는 제1도전형 반도체층(115)이 발광 칩(100A)의 탑 층으로 배치될 수 있다.
상기 기판(111) 아래에는 제1반도체층(113)이 형성될 수 있다. 상기 제1반도체층(113)은 II족 내지 V족 원소의 화합물 반도체를 이용하여 형성될 수 있다. 상기 제1반도체층(113)은 II족 내지 V족 원소의 화합물 반도체를 이용하여 적어도 한 층 또는 복수의 층으로 형성될 수 있다. 상기 제1반도체층(113)은 예컨대, III족-V족 원소의 화합물 반도체를 이용한 반도체층 예컨대, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP, GaP 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제1반도체층(113)은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖고, 버퍼층 및 언도프드(undoped) 반도체층 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 상기 버퍼층은 상기 기판과 질화물 반도체층 간의 격자 상수의 차이를 줄여줄 수 있고, 상기 언도프드 반도체층은 반도체의 결정 품질을 개선시켜 줄 수 있다. 여기서, 상기 제1반도체층(113)은 형성하지 않을 수 있다.
상기 제1반도체층(113) 아래에는 발광 구조물(120)이 형성될 수 있다. 상기 발광 구조물(120)은 II족 내지 V족 원소 및 III족-V족 원소의 화합물 반도체 중에서 선택적으로 형성되며, 자외선 대역부터 가시 광선 대역의 파장 범위 내에서 소정의 피크 파장을 발광할 수 있다.
상기 발광 구조물(120)은 제1도전형 반도체층(115), 제2도전형 반도체층(119), 상기 제1도전형 반도체층(115)과 상기 제2도전형 반도체층(119) 사이에 형성된 활성층(117)을 포함하며, 상기 각 층(115,117,119)의 위 및 아래 중 적어도 하나에는 다른 반도체층이 더 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1도전형 반도체층(115)은 제1반도체층(113) 아래에 배치되며, 제1도전형 도펀트가 도핑된 반도체 예컨대, n형 반도체층으로 구현될 수 있다. 상기 제1도전형 반도체층(115)은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 포함한다. 상기 제1도전형 반도체층(115)은 III족-V족 원소의 화합물 반도체 예컨대, GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중에서 선택될 수 있다. 상기 제1도전형 도펀트는 n형 도펀트로서, Si, Ge, Sn, Se, Te 등과 같은 도펀트를 포함한다.
상기 활성층(117)은 제1도전형 반도체층(115) 아래에 배치되고, 단일 양자 우물, 다중 양자 우물(MQW), 양자 선(quantum wire) 구조 또는 양자 점(quantum dot) 구조를 선택적으로 포함하며, 우물층과 장벽층의 주기를 포함한다. 상기 우물층/장벽층의 주기는 예컨대, InGaN/GaN, GaN/AlGaN, AlGaN/AlGaN, InGaN/AlGaN, InGaN/InGaN, AlGaAs/GaA, InGaAs/GaAs, InGaP/GaP, AlInGaP/InGaP, InP/GaAs의 페어 중 적어도 하나를 포함한다.
상기 제2도전형 반도체층(119)은 활성층(117) 아래에 배치된다. 상기 제2도전형 반도체층(119)은 제2도전형 도펀트가 도핑된 반도체 예컨대, InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 포함한다. 상기 제2도전형 반도체층(119)은, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP와 같은 화합물 반도체 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다. 상기 제2도전형 반도체층(119)이 p형 반도체층이고, 상기 제1도전형 도펀트는 p형 도펀트로서, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba을 포함할 수 있다.
상기 발광 구조물(120)은 다른 예로서, 상기 제1도전형 반도체층(115)이 p형 반도체층, 상기 제2도전형 반도체층(119)은 n형 반도체층으로 구현될 수 있다. 상기 제2도전형 반도체층(119) 위에는 상기 제2도전형과 반대의 극성을 갖는 제3도전형 반도체층이 형성할 수도 있다. 또한 상기 발광 구조물(120)은 n-p 접합 구조, p-n 접합 구조, n-p-n 접합 구조, p-n-p 접합 구조 중 어느 한 구조로 구현할 수 있다.
상기 제2도전형 반도체층(119) 아래에는 전극층(131)이 형성된다. 상기 전극층(131)은 반사층을 포함할 수 있다. 상기 전극층(131)은 상기 발광 구조물(120)의 제2도전형 반도체층(119)에 접촉된 오믹 접촉층을 포함할 수 있다. 상기 반사층은 반사율이 70% 이상인 물질 예컨대, Al, Ag, Ru, Pd, Rh, Pt, Ir의 금속과 상기의 금속 중 둘 이상의 합금 중에서 선택될 수 있다. 상기 반사층의 금속은 상기 제2도전형 반도체층(119) 아래에 접촉될 수 있다. 상기 오믹 접촉층은 투광성 재질, 금속 또는 비 금속 재질 중에서 선택될 수 있다.
상기 전극층(131)은 투광성 전극층/반사층의 적층 구조를 포함할 수 있으며, 상기 투광성 전극층은 예컨대 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IZTO(indium zinc tin oxide), IAZO(indium aluminum zinc oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), IGTO(indium gallium tin oxide), AZO(aluminum zinc oxide), ATO(antimony tin oxide), GZO(gallium zinc oxide), Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 및 이들의 선택적인 조합으로 구성된 물질 중에서 형성될 수 있다. 상기 투광성 전극층의 아래에는 금속 재질의 반사층이 배치될 수 있으며, 예컨대 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 및 이들의 선택적인 조합으로 구성된 물질 중에서 형성될 수 있다. 상기 반사층은 다른 예로서, 서로 다른 굴절률을 갖는 두 층이 교대로 배치된 DBR(distributed bragg reflection) 구조로 형성될 수 있다.
상기 제2도전형 반도체층(119) 및 상기 전극층(131) 중 적어도 한 층의 표면에는 러프니스와 같은 광 추출 구조가 형성될 수 있으며, 이러한 광 추출 구조는 입사되는 광의 임계각을 변화시켜 주어, 광 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
상기 절연층(133)은 상기 전극층(131) 아래에 배치되며, 상기 제2도전형 반도체층(119)의 하면, 상기 제2도전형 반도체층(119) 및 상기 활성층(117)의 측면, 상기 제1도전형 반도체층(115)의 일부 영역에 배치될 수 있다. 상기 절연층(133)은 상기 발광 구조물(120)의 하부 영역 중에서 상기 전극층(131), 제1전극(135) 및 제2전극(137)을 제외한 영역에 형성되어, 상기 발광 구조물(120)의 하부를 전기적으로 보호하게 된다.
상기 절연층(133)은 Al, Cr, Si, Ti, Zn, Zr 중 적어도 하나를 갖는 산화물, 질화물, 불화물, 및 황화물 중 적어도 하나로 형성된 절연물질 또는 절연성 수지를 포함한다. 상기 절연층(133)은 예컨대, SiO2, Si3N4, Al2O3, TiO2 중에서 선택적으로 형성될 수 있다. 상기 절연층(133)은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 절연층(133)은 발광 구조물(120)의 아래에 플립 본딩을 위한 금속 구조물을 형성할 때, 상기 발광 구조물(120)의 층간 쇼트를 방지하기 위해 형성된다.
상기 절연층(133)은 서로 다른 굴절률을 갖는 제1층과 제2층이 교대로 배치된 DBR(distributed bragg reflector) 구조로 형성될 수 있으며, 상기 제1층은 SiO2, Si3N4, Al2O3, TiO2 중에서 어느 하나이며, 상기 제2층은 상기 제1층 이외의 물질 중 어느 하나로 형성될 수 있으나 이에 한정하지 않으며, 또는 상기 제1층 및 제2층이 동일한 물질로 형성되거나 3층 이상의 층을 갖는 페어(Pair)로 형성될 수도 있다. 이 경우, 상기 전극층은 형성하지 않을 수 있다.
상기 제1도전형 반도체층(115)의 일부 영역 아래에는 제1전극(135)이 배치되며, 상기 전극층(131)의 일부 아래에는 제2전극(137)이 배치될 수 있다. 상기 제1전극(135) 아래에는 제1연결 전극(141)이 배치되며, 상기 제2전극(137) 아래에는 제2연결 전극(143)이 배치된다.
상기 제1전극(135)은 상기 제1도전형 반도체층(115)과 상기 제1연결 전극(141)에 전기적으로 연결되며, 상기 제2전극(137)은 상기 전극층(131)을 통해 상기 제2도전형 반도체층(119)과 제2연결 전극(143)에 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제1전극(135) 및 제2전극(137)은 Cr, Ti, Co, Ni, V, Hf, Ag, Al, Ru, Rh, Pt, Pd, Ta, Mo, W 중 적어도 하나 또는 합금으로 형성될 수 있으며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 상기 제1전극(135)과 상기 제2전극(137)은 동일한 적층 구조이거나 다른 적층 구조로 형성될 수 있다. 상기 제1전극(135) 및 상기 제2전극(137) 중 적어도 하나는 암(arm) 또는 핑거(finger) 구조와 같은 전류 확산 패턴이 더 형성될 수 있다. 또한 상기 제1전극(135) 및 상기 제2전극(137)은 하나 또는 복수로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 제1 및 제2연결 전극(141,143) 중 적어도 하나는 복수로 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1연결 전극(141) 및 상기 제2연결 전극(143)은 전원을 공급하는 리드(lead) 기능과 방열 경로를 제공하게 된다. 상기 제1연결 전극(141) 및 상기 제2연결 전극(143)은 원 형상, 다각 형상, 원 기둥 또는 다각 기둥과 같은 형상 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제1연결 전극(141) 및 제2연결 전극(143)은 금속 파우더의 재질 예컨대, Ag, Al, Au, Cr, Co, Cu, Fe, Hf, In, Mo, Ni, Si, Sn, Ta, Ti, W 및 이들 금속의 선택적 합금 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 상기 제1연결 전극(141) 및 제2연결 전극(143)은 상기 제1전극(135) 및 제2전극(137)과의 접착력 향상을 위하여 In, Sn, Ni, Cu 및 이들의 선택적인 합금 중의 어느 한 금속으로 도금될 수 있다.
상기 지지층(140)은 열 전도성 재질을 포함하며, 상기 제1전극(135), 상기 제2전극(137), 상기 제1연결 전극(141) 및 상기 제2연결 전극(143)의 둘레에 배치될 수 있다. 상기 지지층(140)의 하면에는 상기 제1 및 제2연결 전극(141,143)의 하면이 노출될 수 있다.
상기 지지층(140)은 발광 소자(100)를 지지하는 층으로 사용된다. 상기 지지층(140)은 절연성 재질로 형성되며, 상기 절연성 재질은 예컨대, 실리콘 또는 에폭시와 같은 수지층으로 형성된다. 다른 예로서, 상기 절연성 재질은 페이스트 또는 절연성 잉크를 포함할 수 있다. 상기 절연성 재질의 재질은 그 종류는 polyacrylate resin, epoxy resin, phenolic resin, polyamides resin, polyimides rein, unsaturated polyesters resin, polyphenylene ether resin (PPE), polyphenilene oxide resin (PPO), polyphenylenesulfides resin, cyanate ester resin, benzocyclobutene (BCB), Polyamido-amine Dendrimers (PAMAM), 및 Polypropylene-imine, Dendrimers (PPI), 및 PAMAM 내부 구조 및 유기-실리콘 외면을 갖는 PAMAM-OS(organosilicon)를 단독 또는 이들의 조합을 포함한 수지로 구성될 수 있다. 상기 지지층(140)은 상기 절연층(133)과 다른 물질로 형성될 수 있다.
상기 지지층(140) 내에는 Al, Cr, Si, Ti, Zn, Zr 중 적어도 하나를 갖는 산화물, 질화물, 불화물, 황화물과 같은 화합물들 중 적어도 하나가 첨가될 수 있다. 여기서, 상기 지지층(140) 내에 첨가된 화합물은 열 확산제일 수 있으며, 상기 열 확산제는 소정 크기의 분말 입자, 알갱이, 필러(filler), 첨가제로 사용될 수 있다. 상기 열 확산제는 세라믹 재질을 포함하며, 상기 세라믹 재질은 동시 소성되는 저온 소성 세라믹(LTCC: low temperature co-fired ceramic), 고온 소성 세라믹(HTCC: high temperature co-fired ceramic), 알루미나(alumina), 수정(quartz), 칼슘지르코네이트(calcium zirconate), 감람석(forsterite), SiC, 흑연, 용융실리카(fusedsilica), 뮬라이트(mullite), 근청석(cordierite), 지르코니아(zirconia), 베릴리아(beryllia), 및 질화알루미늄(aluminum nitride) 중 적어도 하나를 포함한다. 상기 세라믹 재질은 질화물 또는 산화물과 같은 절연성 물질 중에서 열 전도도가 질화물이나 산화물보다 높은 금속 질화물로 형성될 수 있으며, 상기 금속 질화물은 예컨대, 열 전도도가 140 W/mK 이상의 물질을 포함할 수 있다. 상기 세라믹 재질은 예컨대, SiO2, SixOy, Si3N4, SixNy, SiOxNy, Al2O3, BN, Si3N4, SiC(SiC-BeO), BeO, CeO, AlN와 같은 세라믹 (Ceramic) 계열일 수 있다. 상기 열 전도성 물질은 C (다이아몬드, CNT)의 성분을 포함할 수 있다.
상기 발광 칩(100A)은 상기 회로 기판(400) 상에 플립 방식으로 탑재된다. 상기 회로 기판(400)은 금속층(471), 상기 금속층(471) 위에 절연층(472), 상기 절연층(472) 위에 복수의 리드 전극(473,474)을 갖는 회로 층(미도시) 및 상기 회로 층을 보호하는 보호층(475)을 포함한다. 상기 금속층(471)은 방열 층으로서, 열 전도성이 높은 금속 예컨대, Cu 또는 Cu-합금와 같은 금속을 포함하며, 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다.
상기 절연층(472)은 상기 금속층(471)과 회로 층 사이를 절연시켜 준다. 상기 절연층은 에폭시, 실리콘, 유리섬유, 프리 프레그(prepreg), 폴리프탈아미드(PPA: Polyphthalamide), LCP(Liquid Crystal Polymer), PA9T(Polyamide9T)와 같은 수지 재질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한 상기 절연층(472) 내에는 금속 산화물 예컨대, TiO2, SiO2, Al2O3와 같은 첨가제가 첨가될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 다른 예로서, 상기 절연층(472)은 그라핀과 같은 재질을 실리콘 또는 에폭시와 같은 절연 물질 내에 첨가하여 사용할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 절연층(472)은 상기 금속층(471)이 양극 산화(anodizing) 과정에 의해 형성된 아노다이징(anodizing)된 영역일 수 있다. 여기서, 상기 금속층(471)은 알루미늄 재질이고, 상기 아노다이징된 영역은 Al2O3와 같은 재질로 배치될 수 있다.
상기 제1 및 제2리드 전극(473,474)은 발광 칩(100A)의 제1 및 제2연결 전극(141,143)과 전기적으로 연결된다. 상기 제1 및 제2리드 전극(473,474)과 상기 발광 칩(100A)의 연결 전극(141,143) 사이에는 전도성 접착제(461,462)가 배치될 수 있다. 상기 전도성 접착제(461,462)는 솔더 재질과 같은 금속 재질을 포함할 수 있다. 상기 제1리드 전극(473) 및 제2리드 전극(474)은 회로 패턴으로서, 전원을 공급해 주게 된다.
상기 보호층(475)은 상기 회로층 상에 배치될 수 있다. 상기 보호층(475)은 반사 재질을 포함하며, 예컨대 레지스트 재질 예컨대, 백색의 레지스트 재질로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 보호층(475)은 반사층으로 기능할 수 있으며, 예컨대 흡수율보다 반사율이 더 높은 재질로 형성될 수 있다. 다른 예로서, 상기 보호층(475)은 광을 흡수하는 재질로 배치될 수 있으며, 상기 광 흡수 재질은 흑색 레지스트 재질을 포함할 수 있다.
도 25를 참조하여 조명 모듈의 발광 소자의 제2예를 설명하기로 한다.
도 25를 참조하면, 발광 소자(100)는 발광 칩(100B)을 포함한다. 상기 발광 소자(100)는 발광 칩(100B)과 상기 발광 칩(100B) 상에 배치된 형광체층(150)을 포함할 수 있다. 상기 형광체층(150)은 청색, 녹색, 황색, 적색 형광체 중 적어도 하나 또는 복수를 포함하며, 단층 또는 다층으로 배치될 수 있다. 상기 형광체층(150)은 투광성 수지 재료 내에 형광체가 첨가된다. 상기 투광성 수지 재료는 실리콘 또는 에폭시와 같은 물질을 포함하며, 상기 형광체는 YAG, TAG, Silicate, Nitride, Oxy-nitride 계 물질 중에서 선택적으로 형성될 수 있다.
상기 형광체층(150)은 상기 발광 칩(100B)의 상면에 배치되거나, 상기 발광 칩(100B)의 상면 및 측면에 배치될 수 있다. 상기 형광체층(150)은 상기 발광 칩(100B)의 표면 중에서 광이 방출되는 영역 상에 배치되어, 광의 파장을 변환시켜 줄 수 있다.
상기 발광 칩(100B)은 기판(111), 제1반도체층(113), 발광 구조물(120), 전극층(131), 절연층(133), 제1전극(135), 제2전극(137), 제1연결 전극(141), 제2연결 전극(143), 및 지지층(140)을 포함할 수 있다. 상기 기판(111) 및 제2반도체층(113)은 제거될 수 있다.
발광 소자(100)의 발광 칩(100B)과 회로 기판(400)은 연결 전극(161,162)으로 연결될 수 있으며, 상기 연결 전극(161,162)은 전도성 펌프 즉, 솔더 범프를 포함할 수 있다. 상기 전도성 펌프는 각 전극(135,137) 아래에 하나 또는 복수로 배열될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 절연층(133)은 제1 및 제2전극(135,137)을 노출시켜 줄 수 있으며, 상기 제1 및 제2전극(135,137)은 연결 전극(161,162)와 전기적으로 연결될 수 있다.
도 26을 참조하여, 발광 소자의 제3예를 설명하기로 한다.
도 26을 참조하면, 발광 소자(100)는 회로 기판(400)에 연결된 발광 칩(200A)을 포함한다. 상기 발광 소자(100)는 발광 칩(200A)의 표면에 배치된 형광체층(250)을 포함할 수 있다. 상기 형광체층(250)은 입사되는 광의 파장을 변환하게 된다. 상기 발광 소자(100) 상에는 도 4와 같이 광학 렌즈(도 4의 300)가 배치되어 상기 발광 칩(200A)으로부터 방출된 광의 지향 특성을 조절하게 된다.
상기 발광 칩(200A)은 발광 구조물(225), 및 복수의 패드(245,247)를 포함한다. 상기 발광 구조물(225)은 II족 내지 VI족 원소의 화합물 반도체층 예컨대, III족-V족 원소의 화합물 반도체층 또는 II족-VI족 원소의 화합물 반도체층으로 형성될 수 있다. 상기 복수의 패드(245,247)는 상기 발광 구조물(225)의 반도체층에 선택적으로 연결되며, 전원을 공급하게 된다.
상기 발광 구조물(225)은 제1도전형 반도체층(222), 활성층(223) 및 제2도전형 반도체층(224)을 포함한다. 상기 발광 칩(200A)은 기판(221)을 포함할 수 있다. 상기 기판(221)은 상기 발광 구조물(225) 위에 배치된다. 상기 기판(221)은 예컨대, 투광성, 절연성 기판, 또는 전도성 기판일 수 있다. 이러한 구성은 도 4의 발광 구조물 및 기판에 대한 설명을 참조하기로 한다.
상기 발광 칩(200A)은 하부에 패드(245,247)가 배치되며, 상기 패드(245,247)는 제1 및 제2패드(245,247)를 포함한다. 상기 제1 및 제2패드(245,247)는 상기 발광 칩(200A)의 아래에 서로 이격되어 배치된다. 상기 제1패드(245)는 상기 제1도전형 반도체층(222)과 전기적으로 연결되며, 상기 제2패드(247)는 제2도전형 반도체층(224)과 전기적으로 연결된다. 상기 제1 및 제2패드(245,247)은 바닥 형상이 다각형 또는 원 형상이거나, 회로 기판(400)의 제1 및 제2리드 전극(415,417)의 형상과 대응되도록 형성될 수 있다. 상기 제1 및 제2패드(245,247) 각각의 하면 면적은 예컨대, 제1 및 제2리드 전극(415,417) 각각의 상면 크기와 대응되는 크기로 형성될 수 있다.
상기 발광 칩(200A)은 상기 기판(221)과 상기 발광 구조물(225) 사이에 버퍼층(미도시) 및 언도프드 반도체층(미도시) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 버퍼층은 상기 기판(221)과 반도체층과의 격자 상수 차이를 완화시켜 주기 위한 층으로서, II족 내지 VI족 화합물 반도체 중에서 선택적으로 형성될 수 있다. 상기 버퍼층 아래에는 언도핑된 III족-V족 화합물 반도체층이 더 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 기판(221)은 제거될 수 있다. 상기 기판(221)이 제거된 경우 형광체층(250)은 상기 제1도전형 반도체층(222)의 상면이나 다른 반도체층의 상면에 접촉될 수 있다.
상기 발광 칩(200A)은 제1 및 제2전극층(241,242), 제3전극층(243), 절연층(231,233)을 포함한다. 상기 제1 및 제2전극층(241,242) 각각은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며, 전류 확산층으로 기능할 수 있다. 상기 제1 및 제2전극층(241,242)은 상기 발광 구조물(225)의 아래에 배치된 제1전극층(241); 및 상기 제1전극층(241) 아래에 배치된 제2전극층(242)을 포함할 수 있다. 상기 제1전극층(241)은 전류를 확산시켜 주게 되며, 상기 제2전극층(241)은 입사되는 광을 반사하게 된다.
상기 제1 및 제2전극층(241,242)은 서로 다른 물질로 형성될 수 있다. 상기 제1전극층(241)은 투광성 재질로 형성될 수 있으며, 예컨대 금속 산화물 또는 금속 질화물로 형성될 수 있다. 상기 제1전극층은 예컨대 ITO(indium tin oxide), ITON(ITO nitride), IZO(indium zinc oxide), IZON(IZO nitride), IZTO(indium zinc tin oxide), IAZO(indium aluminum zinc oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), IGTO(indium gallium tin oxide), AZO(aluminum zinc oxide), ATO(antimony tin oxide), GZO(gallium zinc oxide) 중에서 선택적으로 형성될 수 있다. 상기 제2전극층(242)은 상기 제1전극층(241)의 하면과 접촉되며 반사 전극층으로 기능할 수 있다. 상기 제2전극층(242)은 금속 예컨대, Ag, Au 또는 Al를 포함한다. 상기 제2전극층(242)은 상기 제1전극층(241)이 일부 영역이 제거된 경우, 상기 발광 구조물(225)의 하면에 부분적으로 접촉될 수 있다.
다른 예로서, 상기 제1 및 제2전극층(241,242)의 구조는 무지향성 반사(ODR: Omni Directional Reflector layer) 구조로 적층될 수 있다. 상기 무지향성 반사 구조는 낮은 굴절률을 갖는 제1전극층(241)과, 상기 제1전극층(241)과 접촉된 고 반사 재질의 금속 재질인 제2전극층(242)의 적층 구조로 형성될 수 있다. 상기 전극층(241,242)은, 예컨대, ITO/Ag의 적층 구조로 이루어질 수 있다. 이러한 상기 제1전극층(241)과 제2전극층(242) 사이의 계면에서 전 방위 반사각을 개선시켜 줄 수 있다.
다른 예로서, 상기 제2전극층(242)은 제거될 수 있으며, 다른 재질의 반사층으로 형성될 수 있다. 상기 반사층은 분산형 브래그 반사(distributed bragg reflector: DBR) 구조로 형성될 수 있으며, 상기 분산형 브래그 반사 구조는 서로 다른 굴절률을 갖는 두 유전체층이 교대로 배치된 구조를 포함하며, 예컨대, SiO2층, Si3N4층, TiO2층, Al2O3층, 및 MgO층 중 서로 다른 어느 하나를 각각 포함할 수 있다. 다른 예로서, 상기 전극층(241,242)은 분산형 브래그 반사 구조와 무지향성 반사 구조를 모두 포함할 수 있으며, 이 경우 98% 이상의 광 반사율을 갖는 발광 칩(200A)을 제공할 수 있다. 상기 플립 방식으로 탑재된 발광 칩(200A)은 상기 제2전극층(242)로부터 반사된 광이 기판(221)을 통해 방출하게 되므로, 수직 상 방향으로 대부분의 광을 방출할 수 있다. 또한 상기 발광 칩(200A)의 측면으로 방출된 광은 반사 시트(600)에 의해 광학 렌즈(300)의 입사면 영역으로 반사될 수 있다.
상기 제3전극층(243)은 상기 제2전극층(242)의 아래에 배치되며, 상기 제1 및 제2전극층(241,242)과 전기적으로 절연된다. 상기 제3전극층(243)은 금속 예컨대, 티타늄(Ti), 구리(Cu), 니켈(Ni), 금(Au), 크롬(Cr), 탄탈늄(Ta), 백금(Pt), 주석(Sn), 은(Ag), 인(P) 중 적어도 하나를 포함한다. 상기 제3전극층(243) 아래에는 제1패드(245) 및 제2패드(247)가 배치된다. 상기 절연층(231,233)은 제1 및 제2전극층(241,242), 제3전극층(243), 제1 및 제2패드(245,247), 발광 구조물(225)의 층 간의 불필요한 접촉을 차단하게 된다. 상기 절연층(231,233)은 제1 및 제2절연층(231,233)을 포함한다. 상기 제1절연층(231)은 상기 제3전극층(243)과 제2전극층(242) 사이에 배치된다. 상기 제2절연층(233)은 상기 제3전극층(243)과 제1/2패드(245,247) 사이에 배치된다. 상기 제1 및 제2패드(245,247)는 상기 제1 및 제2리드 전극(415,417)과 동일한 물질을 포함할 수 있다.
상기 제3전극층(243)은 상기 제1도전형 반도체층(222)과 연결된다. 상기 제3전극층(243)의 연결부(244)는 상기 제1, 2전극층(241, 242) 및 발광 구조물(225)의 하부를 통해 비아 구조(226)로 돌출되며 제1도전형 반도체층(222)과 접촉된다. 상기 연결부(244)는 복수로 배치될 수 있다. 상기 제3전극층(243)의 연결부(244)의 둘레에는 상기 제1절연층(231)의 일부(232)가 연장되어 제3전극층(243과 상기 제1 및 제2전극층(241,242), 제2도전형 반도체층(224) 및 활성층(223) 간의 전기적인 연결을 차단한다. 상기 발광 구조물(225)의 측면에는 측면 보호를 위해 절연 층이 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제2패드(247)는 상기 제2절연층(233) 아래에 배치되고 상기 제2절연층(233)의 오픈 영역을 통해 상기 제1 및 제2전극층(241, 242) 중 적어도 하나와 접촉되거나 연결된다. 상기 제1패드(245)는 상기 제2절연층(233)의 아래에 배치되며 상기 제2절연층(233)의 오픈 영역을 통해 상기 제3전극층(243)과 연결된다. 이에 따라 상기 제1패드(247)의 돌기(248)는 제1,2전극층(241,242)을 통해 제2도전형 반도체층(224)에 전기적으로 연결되며, 제2패드(245)의 돌기(246)는 제3전극층(243)을 통해 제1도전형 반도체층(222)에 전기적으로 연결된다.
상기 제1 및 제2패드(245,247)는 상기 발광 칩(200A)의 하부에 서로 이격되며, 상기 회로 기판(400)의 제1 및 제2리드 전극(415,417)와 대면하게 된다. 상기 제1 및 제2패드(245,247)에는 다각형 형상의 리세스(271,273)를 포함할 수 있으며, 상기 리세스(271,273)는 상기 발광 구조물(225)의 방향으로 볼록하게 형성된다. 상기 리세스(271,273)는 상기 제1 및 제2패드(245,247)의 두께와 같거나 작은 깊이를 갖고 형성될 수 있으며, 이러한 리세스(271,273)의 깊이는 상기 제1 및 제2패드(245,247)의 표면적을 증가시켜 줄 수 있다.
상기 제1패드(245) 및 제1리드 전극(415) 사이의 영역 및 상기 제2패드(247) 및 제2리드 전극(417) 사이의 영역에는 접합 부재(255,257)가 배치된다. 상기 접합 부재(255,257)는 전기 전도성 물질을 포함할 수 있으며, 일부는 상기 리세스(271,273)에 배치된다. 상기 제1 및 제2패드(215,217)는 상기 접합 부재(255,257)가 리세스(271,273)에 배치되므로, 상기 접합 부재(255,257)와 제1 및 제2패드(245,247) 간의 접착 면적은 증가될 수 있다. 이에 따라 제1 및 제2패드(245,247)와 제1 및 제2리드 전극(415,417)가 접합되므로 발광 칩(200A)의 전기적인 신뢰성 및 방열 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
상기 접합 부재(255,257)는 솔더 페이스트 재질을 포함할 수 있다. 상기 솔더 페이스트 재질은 금(Au), 주석(Sn), 납(Pb), 구리(Cu), 비스무트(Bi), 인듐(In), 은(Ag) 중 적어도 하나를 포함한다. 상기 접합 부재(255,257)는 열 전달을 회로 기판(400)에 직접 전도하기 때문에 열 전도 효율이 패키지를 이용한 구조보다는 개선될 수 있다. 또한 상기 접합 부재(255,257)는 발광 칩(200A)의 제1 및 제2패드(245,247)와의 열 팽창계수의 차이가 적은 물질이므로, 열 전도 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
상기 접합 부재(255,257)는 다른 예로서, 전도성 필름을 포함할 수 있으며, 상기 전도성 필름은 절연성 필름 내에 하나 이상의 도전성 입자를 포함한다. 상기 도전성 입자는 예컨대, 금속이나, 금속 합금, 탄소 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 도전성 입자는 니켈, 은, 금, 알루미늄, 크롬, 구리 및 탄소 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 전도성 필름은 이방성(Anisotropic) 전도 필름 또는 이방성 도전 접착제를 포함할 수 있다.
상기 발광 칩(200A)과 상기 회로 기판(400) 사이에는 접착 부재 예컨대, 열전도성 필름을 포함할 수 있다. 상기 열전도성 필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부티렌테레프탈레이드, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부티렌나프탈레이트 등의 폴리에스터 수지; 폴리이미드 수지; 아크릴 수지; 폴리스티렌 및 아크릴로니트릴-스티렌 등의 스티렌계 수지; 폴리카보네이트 수지; 폴리락트산 수지; 폴리우레탄 수지; 등을 사용할 수 있다. 또한, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌 공중합체와 같은 폴리올레핀 수지; 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐리덴클로라이드 등의 비닐 수지; 폴리아미드 수지; 설폰계 수지; 폴리에테르-에테르케톤계 수지; 알릴레이트계 수지; 또는 상기 수지들의 블렌드 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 발광 칩(200A)은 회로 기판(400)의 표면 및 발광 구조물(225)의 측면 및 상면을 통해 광을 방출함으로써, 광 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다. 이러한 회로 기판(400) 상에 발광 칩(200A)을 직접 본딩할 수 있어 공정이 간소화될 수 있다. 또한 발광 칩(200A)의 방열이 개선됨으로써, 조명 분야 등에 유용하게 활용될 수 있다.
이러한 라이트 유닛은, 각 종 휴대 단말기, 노트북 컴퓨터의 모니터, 랩탑 컴퓨터의 모니터, TV와 같은 표시 장치에 적용되거나, 3차원 디스플레이, 각종 조명등, 신호등, 차량 전조등, 전광판에 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.
실시 예는 조명 모듈의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
실시 예는 조명 모듈을 이용한 디스플레이, 각종 조명등, 신호등, 차량 전조등, 전광판과 같은 조명 장치에 적용될 수 있다.

Claims (20)

  1. 제1축 방향의 길이가 제2축 방향의 길이보다 긴 회로 기판;
    상기 회로 기판 상에 제1축 방향으로 배열된 복수의 광학 렌즈; 및
    상기 회로 기판과 상기 복수의 광학 렌즈 사이에 각각 배치된 적어도 하나의 발광 소자를 포함하며,
    상기 광학 렌즈는,
    상기 회로 기판 상에 입사면;
    상기 입사면으로 입사된 광을 상 방향으로 방출하는 제1광 출사면;
    상기 입사된 광을 측 방향으로 방출하는 제2광 출사면; 및
    상기 제2광 출사면의 제1영역으로부터 외측으로 돌출된 측면 돌출부를 포함하며,
    상기 각 광학 렌즈의 측면 돌출부는 상기 회로 기판의 영역보다 외측으로 돌출되는 조명 모듈.
  2. 제1축 방향의 길이가 제2축 방향의 길이보다 긴 복수의 회로 기판;
    상기 복수의 회로 기판 상에 제1축 방향으로 배열된 복수의 광학 렌즈; 및
    상기 회로 기판과 상기 복수의 광학 렌즈 사이에 각각 배치된 적어도 하나의 발광 소자를 포함하며,
    상기 광학 렌즈는,
    상기 회로 기판 상에 입사면;
    상기 입사면으로 입사된 광을 상 방향으로 방출하는 제1광 출사면;
    상기 입사된 광을 측 방향으로 방출하는 제2광 출사면; 및
    상기 제2광 출사면의 제1영역으로부터 외측으로 돌출된 측면 돌출부를 포함하며,
    상기 각 광학 렌즈의 측면 돌출부는 상기 회로 기판의 측면보다 외측에 배치되며,
    상기 복수의 회로 기판은 상기 제2축 방향으로 배열된 제1 및 제2회로 기판을 포함하며,
    상기 제1 또는 제2회로 기판 상에 배치된 광학 렌즈 간의 간격은 상기 제 1 및 제2회로 기판 상에 배치된 광학 렌즈 간의 최소 간격보다 더 좁은 조명 모듈.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 측면 돌출부의 외 측면에 수평한 직선은 상기 회로 기판의 양 측면과 평행하게 배치되는 조명 모듈.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 복수의 광학 렌즈의 각 측면 돌출부는 상기 회로 기판의 제1 측면 및 제2측면 중 어느 하나보다 외측으로 돌출되며,
    상기 회로 기판의 제1 및 제2측면은 상기 제2축 방향에 배치되는 조명 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 광학 렌즈는 상기 회로 기판의 상면 방향으로 돌출된 복수의 지지 돌기를 포함하며,
    상기 복수의 지지 돌기 중 상기 측면 돌출부에 인접한 두 개의 지지 돌기를 연결한 선분은 상기 제1축 방향에 배치되는 조명 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 광학 렌즈는 4개의 지지 돌기를 포함하는 조명 모듈.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 지지 돌기는 상기 광학 렌즈의 광축으로부터 서로 동일한 간격을 갖는 조명 모듈.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 지지 돌기는 상기 광학 렌즈의 바닥 중심과 상기 측면 돌출부의 중심을 지나는 제2축 방향과 상기 제2축에 연직한 제1축 방향으로부터 분할된 제1 내지 제4사분면에 각각 배치되는 조명 모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 광학 렌즈는 서로 직교하는 제1 및 제2축 방향으로 배열되며,
    상기 광학 렌즈들 각각의 측면 돌출부는 상기 제1축 방향으로 배열된 광학 렌즈 간의 간격과 상기 제2축 방향으로 배열된 광학 렌즈 간의 간격 중 더 큰 간격을 갖는 축 방향으로 돌출되는 조명 모듈.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 측면 돌출부의 개수는 상기 광학 렌즈의 개수와 동일한 조명 모듈.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 측면 돌출부는 상기 제2광 출사면의 두께보다 작은 높이를 갖고 상기 회로 기판의 상면보다 상기 제1광 출사면에 인접하게 배치되는 조명 모듈.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 측면 돌출부의 외 측면은 러프니스를 갖는 조명 모듈.
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 측면 돌출부의 외 측면의 형상은 원 형상 또는 다각형 형상을 포함하는 조명 모듈.
  14. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 측면 돌출부의 외 측면은 상기 제2광 출사면의 투과율보다 더 낮은 투과율을 갖는 조명 모듈.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 복수의 지지 돌기는 상기 광학 렌즈의 중심으로부터 직교하는 제1,2축선 중 제1축선에 더 가깝게 배치되는 조명 모듈.
  16. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 각 광학 렌즈의 측면 돌출부는 상기 회로 기판의 제1 또는 제2측면 방향으로 돌출된 제1측면 돌출부 또는 제2측면 돌출부이며,
    상기 회로 기판에서 상기 제1측면 돌출부와 제2측면 돌출부 간의 비율의 차이는 0% 내지 100% 범위를 만족하는 조명 모듈.
  17. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 광학 렌즈는, 바닥면으로부터 볼록한 리세스를 포함하며,
    상기 제1광 출사면은 측 단면이 구면을 갖고,
    상기 제2광 출사면은 측 단면이 비 구면을 갖는 조명 모듈.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 리세스는 상기 제1광 출사면의 정점과 상기 바닥면 사이의 거리의 80% 이상의 깊이를 가지며,
    상기 제1광 출사면의 영역 중 상기 리세스와 수직 방향으로 오버랩된 영역은 상기 리세스와 동일한 방향으로 볼록한 곡면을 포함하며,
    상기 제2광 출사면은 상기 입사면으로 입사된 제1광의 입사각보다 작은 출사각을 가지며,
    상기 광학 렌즈의 바닥면은 전 반사면을 포함하는 조명 모듈.
  19. 제2항에 있어서,
    상기 제1 및 제2회로 기판 간의 간격과 상기 제1 및 제2회로 기판 상에 배치된 광학 렌즈 간의 간격이 외측으로 갈수록 점차 넓어지는 조명 모듈.
  20. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 회로 기판 중 최 외측 회로 기판 상에 배치된 광학 렌즈들은 측면 돌출부가 서로 반대측 방향으로 돌출되며,
    상기 광학 렌즈는 상기 회로 기판으로 돌출된 복수의 지지 돌기를 포함하며,
    상기 복수의 지지 돌기 중 상기 측면 돌출부에 인접한 어느 하나는 다른 지지 돌기의 형상과 다른 형상을 갖는 조명 모듈.
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