WO2016200012A1 - 광 출사 유닛 및 이를 포함하는 광원 유닛 - Google Patents

광 출사 유닛 및 이를 포함하는 광원 유닛 Download PDF

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강성구
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엘지이노텍(주)
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    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/62—Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls

Definitions

  • Embodiments relate to a light emitting unit and a light source unit including the same, and more particularly, to a light emitting unit for emitting most of the light in one direction and a light source unit including the same.
  • Group 3-5 compound semiconductors such as GaN and AlGaN, are widely used for optoelectronics and electronic devices due to many advantages, such as having a wide and easy to adjust band gap energy.
  • light emitting devices such as light emitting diodes or laser diodes using semiconductors of Group 3-5 or 2-6 compound semiconductor materials of semiconductors have been developed through the development of thin film growth technology and device materials such as red, green, blue and ultraviolet light.
  • Various colors can be realized, and efficient white light can be realized by using fluorescent materials or combining colors.
  • Low power consumption, semi-permanent life, fast response speed, safety and environment compared to conventional light sources such as fluorescent and incandescent lamps can be realized. Has the advantage of affinity.
  • a white light emitting device that can replace a fluorescent light bulb or an incandescent bulb that replaces a Cold Cathode Fluorescence Lamp (CCFL) constituting a backlight of a transmission module of an optical communication means and a liquid crystal display (LCD) display device.
  • CCFL Cold Cathode Fluorescence Lamp
  • LCD liquid crystal display
  • a molding part may be disposed around the light emitting device to protect the light emitting structure, the wire, or the like.
  • the molding part made of a material such as silicon, the light may be refracted to act as the primary lens.
  • a secondary lens may be used to adjust the emission path of light, and the above-described secondary lens is commonly referred to as a 'lens'.
  • the light path may vary greatly, and the shape of the lens is more important for applications in which light emitted from the light source must be directed only in a specific direction such as front or rear.
  • the embodiment is intended to concentrate the amount of light emitted to the outside in a lighting device such as a light emitting device having a light source in one direction.
  • Embodiments include a refractive portion disposed on the body; A reflection part spaced apart from the refraction part on the body; And a groove in which at least a portion of the groove is disposed in the body and the refraction portion, wherein a height of the refraction portion is 1 to 2.5 times the height of the reflection portion, and a distance between the refraction portion and the reflection portion is the refraction portion and the reflection portion. It provides the smallest and largest light exit unit in the center of the facing area.
  • the groove may include a first groove and a second groove on the first groove, and at least a portion of the first groove may correspond to the refraction portion and the reflection portion.
  • the groove may include a first groove and a second groove on the first groove, and the second groove may correspond to the refraction portion.
  • the groove includes a first groove and a second groove on the first groove, and the highest point of the refraction portion and the highest point of the second groove may be disposed with the central region of the refraction portion therebetween.
  • a portion of the upper surface of the groove may form a light incident surface, the light incident surface may be a curved surface and the curved surface may have at least two curvatures.
  • the surface of the refracting portion includes a curved surface, and the surface of the refracting portion may have a discontinuous line of curvature in the region facing the reflecting portion.
  • Discontinuous lines of curvature may be disposed in the height direction of the refraction portion.
  • the height of the reflector may be the largest.
  • the reflector may have the largest width of the central region.
  • the reflector may have the largest height of the central region.
  • An area having a width of the separation portion that is greater than the width of the separation portion at the center and smaller than the width of the separation portion at the edge may be disposed between the center and the edge.
  • the reflector may be made of the same material as that of the refracting part, and irregularities may be formed on a surface of the region facing the refracting part.
  • the central region of the refracting portion and the central region of the reflecting portion may protrude in the same direction.
  • At least one of the refracting portion and the reflecting portion may be symmetrical with respect to the centerline of the refracting portion.
  • Another embodiment includes a refractive portion disposed on the body; A reflection part spaced apart from the refraction part on the body; And a groove in which at least a portion of the groove is disposed in the body and the refraction portion, wherein a width of the separation portion between the refraction portion and the reflecting portion is the most at the center of the region where the refraction portion and the reflecting portion face each other.
  • the reflector includes a first face facing the refracting portion and a second face facing the first face, the curvature of the first face and the curvature of the second face are different from each other.
  • the reflector may have an area that increases in width and an area that decreases in an edge area from the center area.
  • Another embodiment includes the above-mentioned light emitting unit; Provided is a light emitting device disposed in the groove.
  • the angle of the light emitted from the light emitting device and incident to the refraction portion and traveling in the first direction from the surface of the refraction portion to the z-axis perpendicular to the light emitting surface of the light emitting element is ⁇ , and is emitted from the light emitting element to form a second angle.
  • Direction and the light incident on the refraction portion from the surface of the groove forms the angle z with the z-axis, and is emitted from the light emitting device and proceeds in the second direction to enter the refraction portion from the surface of the groove.
  • the angle at which the light emitted in the second direction on the surface of the refracting portion forms the z-axis is ⁇ , and the light emitted in the second direction and reflected on the surface of the reflecting part and traveling in the first direction is z.
  • the angle between the axis is ⁇ and the refractive index of the refraction unit and the reflecting unit is n, it may be (n ⁇ cos ⁇ ) ⁇ (n ⁇ cos ⁇ )> 0.
  • the light output unit and the light source unit including the light emitting unit according to the embodiment have a much greater amount of light traveling in the second direction than the amount of light traveling in the first direction.
  • the direction is set in the housing direction, the amount of light directed toward the housing can be reduced.
  • FIG. 1A and 1B are plan views of one embodiment of a light emitting unit
  • FIG. 2A is a perspective view of one embodiment of a light emitting unit
  • 2B is a side view in the first axial direction of the light emitting unit
  • 4A is an embodiment of a light source module disposed in the light emitting unit
  • FIG. 4B is an embodiment of the light emitting device of FIG. 4A
  • FIG. 5 is a view showing an optical path of a light emitting unit
  • FIG. 6 is a view showing a distribution of light emitted from a light emitting unit
  • 7a and 7b are views showing the back roughness measurement of the light emitted from the light output unit
  • 8A and 8B illustrate distributions of light emitted from the light source units, respectively.
  • FIGS. 9A to 9C are views illustrating a light source unit in which a plurality of the above-described light emitting units are disposed;
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an embodiment of a lighting apparatus in which the above-described light source unit is disposed.
  • the above (on) or below (on) or under) when described as being formed on the "on or under” of each element, the above (on) or below (on) or under) includes both two elements being directly contacted with each other or one or more other elements are formed indirectly between the two elements.
  • the above (on) or below when expressed as “on” or “under”, it may include the meaning of the downward direction as well as the upward direction based on one element.
  • the light output unit includes a body, a refraction portion disposed on the body, a reflection portion disposed to be spaced apart from the body refraction portion, and a body and grooves at least partially disposed inside the refraction portion,
  • the height is twice to 2.5 times the height of the reflector, and the width of the spaced portion between the refracting portion and the reflecting portion may be the smallest and largest at the center of the region where the refracting portion and the reflecting portion face.
  • the refractive portion may be made of polycarbonate, and the refractive index may be 1.58 to 1.59.
  • the reflector is made of the same material as the refracting part, and silver (Ag), aluminum (Al), etc. are disposed on the surface to reflect light, or irregularities are formed on the surface of the reflecting part in an area facing the refracting part, and proceed from the refracting part. The reflected light can be reflected.
  • 1A and 1B are plan views of one embodiment of the light emitting unit.
  • the refraction unit 100 and the reflector 200 may be spaced apart from each other.
  • the refracting part 100 and the reflecting part 200 may be disposed on a body, which will be described in detail with reference to FIG. 2B.
  • the refraction portion 100 may have a larger length La in the y-axis direction, which is the second axis, than the length Lb in the x-axis direction, which is the first axis, for example, the y-axis direction of the refraction unit 100.
  • the length La may be greater than 1 times and less than 1.5 times the length Lb of the x-axis direction.
  • the length Ld of the reflector 200 in the first axial direction may be It may be smaller than the length Lb in the first axial direction, and the length Lc in the second axial direction may be equal to or greater than the length La in the second axial direction of the refraction portion 100.
  • the length Lc in the second axial direction of the reflector 200 is smaller than the length La in the second axial direction of the refraction unit 100, some of the light emitted from the refraction unit 100 may be reflected by the reflector ( The light efficiency may be lowered since the light is not reflected by the light source 200 and proceeds to the right side of the reflector 200 in FIG. 1A.
  • the right end of the refraction unit 100 may overlap the virtual line i connecting both ends of the reflector 200 or may be disposed on the right side of the virtual line i as shown in FIG. 1A. .
  • the width w11 of the refracting portion 100 in the first axial direction may be the same as the length Lb of the first axial direction of the refracting portion 100 in FIG. 1A.
  • the central portion may protrude to the right in FIG. 1A and the refraction portion 100 may protrude to the right in FIG. 1A.
  • the refraction unit 100 and the reflector 200 may be symmetrical in the vertical direction, that is, the y-axis direction, with respect to the horizontal center line in FIG. 1A, respectively.
  • the center line may be an extension line of 'a'.
  • the curvature of the first surface 211 is Curvatures of the second surface 212 may be different from each other.
  • the light emitted from the refraction unit 100 may not be 100% reflected from the first surface 211 of the reflector 200, and some of the light may be reflected from the second surface 212. Therefore, when the curvatures of the first surface 211 and the second surface 212 are differently formed, light incident on the first surface 211 and the second surface 212 in different directions can be efficiently reflected. Thereby, the light efficiency of the entire light emitting unit can be improved.
  • the reflector 200 may have the largest width W21 in the center region, for example, 3.05 millimeters, and the width W22 in the edge region may be the width W21 in the above-described center region. It may be smaller and may be 2.05 millimeters, for example.
  • the width of the reflector 200 does not continue to decrease from the width W21 in the center region to the width W22 in the edge region, and there may be an increasing region. For example, between the central region and the edge region of the reflector 200, an area smaller than the width W21 in the central region of the reflector 200 and larger than the width W22 in the edge region is at least. One may exist but is not limited thereto.
  • the width W21 in the central region of the reflector 200 may be larger than the width W22 in the edge region, and may be, for example, 1.33 times to 1.67 times. Since the light emitted from the refraction part 100 is directed toward the center area of the reflector 200, the width W21 of the reflector 200 in the center area is thicker than the width W22 of the reflector in the edge area. Can be formed. If the width W21 in the central region of the reflector 200 is smaller than the width W22 in the edge region, some of the light emitted from the refracting portion 100 may not be reflected by the reflector 200. It may not pass through the reflector 200.
  • widths W21 and W22 may be lengths in the first axial direction of the reflector 200.
  • the refraction unit 100 and the reflector 200 are spaced apart from each other, but the separation distance between them may not be constant.
  • the width d4 of this smallest and marginal part may be the largest.
  • the widths d2 and d3 of the separation part in at least one of the areas between the center and the edge of the area where the refraction part 100 and the reflection part 200 face each other are smaller than the width d1 of the separation part in the center. It may be larger and smaller than the width d4 of the separation at the edge.
  • the widths d1, d2, d3, and d4 at four points are shown in FIG. 1B from the center to the edge of the region where the refracting part 100 and the reflecting part 200 face each other.
  • the magnitude of the four widths is measured.
  • FIG. 2A is a perspective view of one embodiment of the light emitting unit
  • FIG. 2B is a side view in a first axial direction of the light emitting unit.
  • the height h2 of the reflector 200 increases, more light emitted from the refracting unit 100 is reflected.
  • the height h1 of the refracting unit 100 and the height of the reflecting unit 200 ( When h2) is the same, about 18% of the light emitted from the refraction unit 100 may travel to the rear surface of the reflector 200 (the right side of FIG. 2A).
  • the height h1 of the refraction part 100 may be 1 to 2.5 times the height h2 of the reflection part 200. If the height h2 of the reflector 200 is larger than the height h1 of the refraction unit 100, the volume of the entire light output unit may increase, and the height h1 of the refraction unit 100 may be greater than the height h1 of the refraction unit 100. When the height h2 is greater than 2.5 times, the amount of light traveling toward the rear surface of the reflector 200 may exceed 20% of the light emitted from the refraction unit 100.
  • FIG. 7A and 7B are diagrams showing back roughness measurements of light emitted from the light output unit.
  • L1 to L4 may proceed to the front side (left side of FIG. 7A), and L5 may proceed to the rear side (right side of FIG. 7A).
  • the average illuminance measured on the screen may be 10 lux or less.
  • the screen may be 16 meters in width and 6 meters in length, and the height of the light exit unit may be 5 meters.
  • the screen may be disposed 1 meter apart from the light emitting unit.
  • the reflector 200 When the light traveling to the rear surface of the reflector 200, for example, the light traveling to the path of L5 of FIG. 6 exceeds 20% of the total amount of light, the illuminance of the vertical surface of the rear surface (right side of FIG. 2A) of the light emission unit is increased. And illuminance toward the front surface (left side in FIG. 2A) of the light output unit can be reduced.
  • the reflector 200 has a height h21 at the center of the height h22 at the edge. It may be high, for example, the height h21 at the center may be 1.2 to 2 times the height h22 at the edge.
  • the height at the center of the reflector 200 may be formed to be the highest to improve light reflection efficiency. If the height h21 at the center has a height less than 1.2 times the height h22 at the edge, the reflection efficiency of the light from the light emitting element toward the center area may be lowered, and if the height h21 is formed to be more than twice the height Since the reflection of the center region is increased compared to the edge region, light may be concentrated in a specific region, and thus it may be difficult to obtain uniform light distribution, and the size of the light emitting unit may increase.
  • the height h0 of the body may be smaller than the height h21 at the center of the reflector 200 and greater than the height h22 at the edge.
  • the height (h0) of the body can be 1.5 millimeters to 5.0 millimeters. If the height (h0) of the body is less than 1.5 millimeters, it can be easily deflected by external forces and thicker than 5.0 millimeters will increase the amount of light absorbed by the body. Can be.
  • the surface of the refracting part 100 forms a light output part, and the surface of the refracting part 100 may include a curved surface.
  • the discontinuous line (a) of curvature is disposed on the surface of the refracting portion (100) in an area facing the reflecting portion (200).
  • the discontinuous line (a) described above may be disposed in the height direction at the refraction portion (100).
  • the height h21 of the reflector 200 may be the largest in the region facing the discontinuous line a, and the height h2 of the reflector in FIG. 3 is the region facing the discontinuous line a in FIG. 2b. It may be equal to the height h21 of the reflector 200.
  • the discontinuous line (a) described above is sharply formed in the outer direction of the refraction unit 100, thereby reducing the amount of light emitted from the light emitting device to be described later and incident to the refraction unit 100 toward the reflector 200. have.
  • FIG 3 is a cross-sectional view in the second axial direction of the light emitting unit.
  • Grooves are formed in the body and the refraction part 100.
  • a region in which a circuit board, which will be described later, is disposed is called a first groove, and an area in which a light emitting device on the first groove is to be disposed. May be referred to as a second groove.
  • At least a portion of the first groove may be disposed to correspond to the refraction unit 100 and the reflection unit 200, and the second groove may be disposed to correspond to the refraction unit 100 only.
  • the corresponding arrangement means that at least a portion of the arrangement may overlap in the vertical direction in FIG. 3.
  • the surface of the second groove corresponding to the height Ch2 of the second groove is referred to as the 'high point' of the second groove.
  • the highest point of the portion 100 and the highest point of the second groove may be disposed with the central region of the refractive portion interposed therebetween. That is, the highest point of the refraction unit 100 and the highest point of the second groove may be disposed in opposite directions with respect to the central region of the refraction unit.
  • the 'central region' of the refracting portion is shown as 'center' in FIG. 3 and may be a region corresponding to the center of the width of the refracting portion 100 represented by 'W11'.
  • the thickness t 0 of the thinnest refraction portion 100 in the region adjacent to the second groove may be 1 millimeter or more. If thinner than that, the thickness t 0 may be difficult to manufacture by injection molding and may be difficult to obtain desired light distribution.
  • the second groove may be a light incident portion and the upper surface of the second groove may be a light incident surface.
  • the light incident surface described above may be formed of a curved surface, and the curved surface may have at least two curvatures.
  • a boundary between regions having different curvatures of the light incident surface, which is the upper surface of the second groove, is indicated by 'C'.
  • light emitted from the light emitting device may travel to the refraction unit 100 through a light incident surface that is a surface of the second groove.
  • the surface of the second groove may be a light incidence surface, but the amount of light that enters most of the light emitted from the light emitting element into a region of the surface of the second groove that is not adjacent to the first groove and enters an area adjacent to the first groove. Can be less.
  • the length Cw1 of the first groove may be greater than the height Ch1.
  • one end d1 of the first groove may correspond to the edge of the refraction part 100 or may be located in an inward direction, and the other end d2 may be disposed to correspond to the reflector 200. Can be.
  • the length Cw2 of the second groove may be greater than the height Ch2.
  • one end e1 and the other end e2 of the second groove may be disposed to correspond to the refraction part 100, that is, one end e1 and the other end e2 of the second groove.
  • the end (e1, e2) of the second groove is located at the same or outward direction of the edge of the refraction portion 100, part of the light emitted from the light emitting element incident on the light incident surface of the second groove is partially refracted May not be directed to (100).
  • FIG. 4A is an embodiment of a light source module disposed in the light emitting unit
  • FIG. 4B is an embodiment of the light emitting device of FIG. 4A.
  • the light source module may include a circuit board and a light emitting device.
  • a circuit board a printed circuit board, a flexible circuit board, or the like may be used.
  • the light emitting device may be a light emitting diode, and for example, a vertical light emitting device, a horizontal light emitting device, or a flip chip type light emitting device may be used.
  • a vertical light emitting device for example, a vertical light emitting device, a horizontal light emitting device, or a flip chip type light emitting device may be used.
  • FIG. 4B the vertical light emitting device is illustrated as an example. It is becoming.
  • the bonding layer 14, the reflective layer 13, and the ohmic layer 12 may be disposed on the support substrate 15, and a light emitting structure may be disposed on the ohmic layer 12.
  • a channel layer 19 may be disposed in an edge region of the lower portion of the light emitting structure.
  • the support substrate 15 may be implemented as at least one of copper (Cu), gold (Au), nickel (Ni), molybdenum (Mo), and copper-tungsten (Cu-W).
  • the support substrate 15 may be implemented with a carrier wafer, for example, Si, Ge, GaAs, ZnO, SiC, SiGe, Ga 2 O 3 , GaN, or the like.
  • the bonding layer 14 may be disposed on the support substrate 15.
  • the bonding layer 14 may bond the reflective layer 13 to the supporting substrate 15.
  • the bonding layer 14 may include, for example, at least one of Ti, Au, Sn, Ni, Cr, Ga, In, Bi, Cu, Ag, or Ta.
  • the reflective layer 13 may be formed on the bonding layer 14.
  • the reflective layer 13 is a material having excellent reflection properties, for example, silver (Ag), nickel (Ni), aluminum (Al), rubidium (Rh), palladium (Pd), iridium (Ir), ruthenium (Ru), magnesium (Mg), zinc (Zn), platinum (Pt), gold (Au), hafnium (Hf), or a combination of these materials, or a combination of these metal materials with IZO, IZTO, IAZO, IGZO, IGTO, It may be formed in a multilayer using a light transmissive conductive material such as AZO, ATO.
  • the reflective layer 13 may be laminated with IZO / Ni, AZO / Ag, IZO / Ag / Ni, AZO / Ag / Ni, and the like, but is not limited thereto.
  • An ohmic layer 12 is formed on the reflective layer 13, and the ohmic layer 12 is in ohmic contact with a lower surface of the light emitting structure, and may be formed in a layer or a plurality of patterns.
  • the ohmic layer 12 may be formed of a light transmissive electrode layer and a metal.
  • ITO indium tin oxide
  • IZO indium zinc oxide
  • IZTO indium zinc tin oxide
  • IAZO indium aluminum zinc oxide
  • IrOx, RuOx, RuOx / ITO Ni, Ag,
  • Ni / IrOx / Au and Ni / IrOx / Au / ITO may be used to implement a single layer or multiple layers.
  • the support substrate 15, the bonding layer 14, the reflective layer 13, and the reflective layer 12 may be first electrodes and may supply current to the light emitting structure.
  • the channel layer 19 may be disposed between the first electrode and the light emitting structure.
  • the channel layer 19 may be disposed in the lower edge region of the light emitting structure and may be formed of a light transmissive material, for example, a metal oxide, a metal nitride, a light transmissive nitride, a light transmissive oxide, or a light transmissive insulating layer.
  • the channel layer 19 may be formed of indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), IZO (IZO nitride), indium zinc tin oxide (IZTO), indium aluminum zinc oxide (IZO), and indium gallium (IGZO).
  • IGTO indium gallium tin oxide
  • AZO aluminum zinc oxide
  • ATO antimony tin oxide
  • GZO gallium zinc oxide
  • SiO 2 , SiO x , SiO x N y , Si 3 N 4 , Al 2 O 3 , TiO 2 may be selectively formed.
  • the light emitting structure may be disposed on the first electrode.
  • the light emitting structure includes a first conductive semiconductor layer 11a, an active layer 11b, and a second conductive semiconductor layer 11c.
  • the first conductive semiconductor layer 11a may be formed of a compound semiconductor such as a III-V group or a II-VI group, and may be doped with the first conductive dopant.
  • the first conductive semiconductor layer 11a is a semiconductor material having Al x In y Ga 1-xy N (0 ⁇ x ⁇ 1, 0 ⁇ y ⁇ 1, 0 ⁇ x + y ⁇ 1), AlGaN, GaN , InAlGaN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP may be formed of any one or more.
  • the first conductive dopant may include an n-type dopant such as Si, Ge, Sn, Se, Te, or the like.
  • the first conductivity type semiconductor layer 11a may be formed as a single layer or a multilayer, but is not limited thereto.
  • the active layer 11b is disposed between the first conductive semiconductor layer 11a and the second conductive semiconductor layer 11c, and has a single well structure, a multi well structure, a single quantum well structure, and a multi quantum well.
  • a multi-quantum well (MQW) structure, a quantum dot structure or a quantum line structure may be included.
  • the active layer 11b is formed of a well layer and a barrier layer, for example, AlGaN / AlGaN, InGaN / GaN, InGaN / InGaN, AlGaN / GaN, InAlGaN / GaN, GaAs (InGaAs) using a compound semiconductor material of group III-V elements.
  • a barrier layer for example, AlGaN / AlGaN, InGaN / GaN, InGaN / InGaN, AlGaN / GaN, InAlGaN / GaN, GaAs (InGaAs) using a compound semiconductor material of group III-V elements.
  • / AlGaAs, GaP (InGaP) / AlGaP may be formed of any one or more pair structure, but is not limited thereto.
  • the well layer may be formed of a material having an energy band gap smaller than the energy band gap of the barrier layer.
  • the second conductivity-type semiconductor layer 11c may be formed of a semiconductor compound.
  • the second conductive semiconductor layer 11c may be formed of a compound semiconductor such as a group III-V group or a group II-VI, and may be doped with a second conductive dopant.
  • the second conductivity-type semiconductor layer 11c is, for example, a semiconductor material having a compositional formula of In x Al y Ga 1- xy N (0 ⁇ x ⁇ 1, 0 ⁇ y ⁇ 1, 0 ⁇ x + y ⁇ 1), AlGaN It may be formed of any one or more of, GaNAlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP.
  • the second conductive dopant may be a p-type dopant such as Mg, Zn, Ca, Sr, or Ba.
  • the second conductivity-type semiconductor layer 11c may be formed as a single layer or a multilayer, but is not limited thereto.
  • an electron blocking layer may be disposed between the active layer 11b and the second conductive semiconductor layer 11c.
  • the electron blocking layer may have a superlattice structure, for example, AlGaN doped with a second conductivity type dopant may be disposed, and GaN having a different composition ratio of aluminum may be formed as a layer.
  • the plurality may be alternately arranged, but is not limited thereto.
  • the surface of the first conductivity-type semiconductor layer 11a may have a pattern such as irregularities to improve light extraction efficiency, and the second electrode 16 may be disposed on the surface of the first conductivity-type semiconductor layer 11a.
  • the surface of the first conductivity-type semiconductor layer 11a on which the second electrode 16 is disposed may or may not be patterned along the surface of the first conductivity-type semiconductor layer 11a.
  • the second electrode 16h may be formed in a single layer or a multilayer structure including at least one of aluminum (Al), titanium (Ti), chromium (Cr), nickel (Ni), copper (Cu), and gold (Au). have.
  • a current blocking layer may be disposed below the light emitting structure to correspond to the second electrode 16.
  • the current blocking layer may be made of an insulating material, and may be formed of a supporting substrate by the current blocking layer.
  • the current supplied in the direction 15) may be evenly supplied to the entire area of the second conductivity-type semiconductor layer 11c.
  • the current blocking layer (not shown) may be disposed in a region vertically overlapping the second electrode 16, but is not limited thereto.
  • the passivation layer 17 may be formed around the light emitting structure.
  • the passivation layer 17 may be made of an insulating material, and the insulating material may be made of an oxide or nitride which is non-conductive.
  • the passivation layer 180 may be formed of a silicon oxide (SiO 2 ) layer, an oxynitride layer, and an aluminum oxide layer.
  • the light emitting module may be inserted into the light emitting unit to form a light emitting unit, and at least a part of the light emitting device module may be inserted into a groove of the light emitting unit.
  • FIG 5 is a view showing a light path of the light emitting unit
  • Figure 6 is a view showing a distribution of light emitted from the light emitting unit.
  • the light emitted from the light emitting device is emitted with a range of directing angles, and the angle of the light emitted from the light emitting device from the z-axis direction in the vertical direction may be ⁇ 1 and ⁇ 2, respectively.
  • the directing angle of the light emitted from the light emitting device may be 90 degrees to 120 degrees, and ⁇ 1 and ⁇ 2 may be 45 degrees to 60 degrees, respectively, but are not limited thereto.
  • the z axis may be a direction perpendicular to the y direction of FIG. 5 and the y direction of FIG. 1a.
  • a lens or other material may be disposed on the light emitting device, such that the direction angle of the light emitted from the light emitting device may vary.
  • the -x-axis direction is referred to as the first direction and the x-axis direction is referred to as the second direction.
  • the z direction described later may be a direction perpendicular to the light emitting surface of the light emitting device surface.
  • the angle formed by the light emitted from the light emitting device and incident on the refracting part 100 and traveling in the first direction on the surface of the refracting part 100 in the z-axis direction is ⁇ , and is emitted from the light emitting device in the second direction.
  • the angle at which the light incident on the refraction portion 100 on the surface of the second groove is incident to the z-axis is ⁇ , and the light is emitted from the light emitting element and travels in the second direction to refraction portion 100 on the surface of the second groove.
  • the angle emitted from the surface of the refracting part 100 in the second direction is represented by ⁇ , and is emitted in the second direction and reflected from the surface of the reflecting part 200 in the first direction. It can be assumed that the angle formed by the traveling light with the z axis is ⁇ .
  • the optical path may be L1 to L4 of FIG. 6.
  • Equation 1 When Eq. 1 satisfies Equation 1, L4 is reflected by the reflector 200 and L1 and L4 intersect, and when the Equation 1 is not satisfied, the direction of propagation of L4 is the x direction or the middle of x and? X. Can proceed in the direction.
  • the advancing direction of L4 may be the opposite direction before and after reflection by the reflector as shown, but if Equation 2 is not satisfied, the angle at which light enters the reflector 200 is equal to L4. Since some of the light reflected by the reflector 200 may be directed toward the x-axis direction, the amount of light directed toward the x-axis direction including L5 may increase to exceed 20% of the total light amount.
  • Equation 3 When Equation 3 is satisfied, the light in the x-direction travels in the -x direction under the influence of the reflector as in L4. However, when the equation 3 is not satisfied, the light quantity in the x-direction may be increased by changing to L4 '.
  • the refracting part 100 and the reflecting part 200 may be made of polycarbonate.
  • angles ⁇ 1 and ⁇ 2 of the light emitted from the light emitting element and the z-axis direction in the vertical direction will be described.
  • the angles ⁇ 1 and ⁇ 2 that the light emitted from the light emitting device in FIG. May be 40 degrees each.
  • the value corresponding to Equation 1 is 0.7749-0.6450> 0, and the value corresponding to Equation 3 is 1.088-0.6450> 0, but the value corresponding to Equation 2 may be smaller than 0.
  • the advancing direction of L4 may become the x-axis direction or the amount of light of L5 may increase to exceed 20% of the total amount of light.
  • angles ⁇ 1 and ⁇ 2 of the light emitted from the light emitting device and the z-axis direction in the vertical direction may be 45 degrees, respectively.
  • the value corresponding to Equation 1 described above may be 0.7761-0.1250> 0, the value corresponding to Equation 2 may be 0.4789 ⁇ 0.1250> 0, and the value corresponding to Equation 3 may be 0.8995-0.4789> 0. . Therefore, as shown in FIG. 6, light travels in the directions of L1 to L4, and the amount of light traveling in the L4 'direction is small, so that the amount of light traveling in the directions of L4 and L5 is 20% of the total amount of light emitted from the light output unit. It can be within.
  • angles ⁇ 1 and ⁇ 2 of the light emitted from the light emitting device and the z-axis direction in the vertical direction may be 50 degrees, respectively.
  • the value corresponding to Equation 1 described above may be 0.7796-0.6210> 0, the value corresponding to Equation 2 may be 0.3654 ⁇ 0.6210> 0, and the value corresponding to Equation 3 may be 0.7280-0.3654> 0. . Therefore, as shown in FIG. 6, light travels in the directions of L1 to L4, and the amount of light traveling in the L4 'direction is small, so that the amount of light traveling in the directions of L4 and L5 is 20% of the total amount of light emitted from the light output unit. It can be within.
  • angles ⁇ 1 and ⁇ 2 of the light emitted from the light emitting device and the z-axis direction in the vertical direction may be 55 degrees, respectively.
  • FIG. 8A and 8B illustrate distributions of light emitted from light source units, respectively.
  • blue represents the light distribution in the x-axis direction in FIG. 5
  • right represents the second direction in the first direction
  • red represents the light distribution in the y-axis direction described above although not shown in FIG. 5.
  • the refractive index n of the refraction portion is 1.589, ⁇ is about 60.8 degrees, ⁇ is about 82.1 degrees, ⁇ is about 77.2 degrees, and ⁇ may be about 10.2 degrees.
  • the refractive index n of the refraction portion is 1.589, ⁇ is about 60.8 degrees, ⁇ is about 73.9 degrees, ⁇ is about 80.0 degrees, and ⁇ may be about 10.2 degrees.
  • the light traveling in the y-axis direction is uniformly distributed and most of the light traveling in the x-axis direction is distributed in the first direction.
  • the amount of light traveling in the second direction is much less and most of the light can be transmitted in the first direction (Street side), the road lighting
  • the first direction is set as the road direction and the second direction is made as the housing direction, more light is refracted in the road direction, thereby reducing the amount of light directed toward the housing direction.
  • FIGS. 9A to 9C are diagrams illustrating a light source unit in which a plurality of the above-described light emitting units are disposed.
  • each light emitting unit includes a refracting unit 100 and a reflecting unit 200, and specific shapes thereof are the same as in the above-described embodiment. can do.
  • the light output units are arranged in ten in two columns and five rows, but may be arranged differently.
  • FIGS. 9B and 9C are diagrams illustrating the light source unit of FIG. 9A in the 'A' direction and the 'B' direction, respectively.
  • a heat dissipation member may be disposed below the body.
  • the heat dissipation member may be disposed.
  • the heat dissipation member may be disposed in contact with the body or may be connected to a lead frame to which the light emitting device is connected.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an embodiment of a lighting apparatus in which the above-described light source unit is disposed.
  • the light source included in the road lighting apparatus is illustrated, and a groove 420 is formed in the housing 400, and four light source units 430 are disposed in the groove 420.
  • the shape of the groove 420 or the number or arrangement of the light source units 430 is not limited to those shown in the drawing, and the housing 400 is provided with a connector 410 on one surface to supply power to the light source unit 430 from the outside. It may be connected to a support member (not shown) for supporting the housing 400.
  • the direction of the connector 410 may be a housing direction, and the right side may be a road direction.
  • the lighting device of FIG. 10 may be used as a security light and other lighting devices.
  • the light emitting unit and the light source unit including the same according to the embodiment may be used for a road lighting device or the like.

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Abstract

실시예는 몸체 상에 배치되는 굴절부; 상기 몸체 상에, 상기 굴절부와 이격되어 배치되는 반사부; 및 상기 몸체와 상기 굴절부 내부에 적어도 일부가 배치되는 그루브를 포함하고, 상기 굴절부의 높이는 상기 반사부의 높이의 1배 내지 2.5 배이고, 상기 굴절부와 상기 반사부의 이격거리는 상기 굴절부와 상기 반사부가 마주보는 영역의 중앙에서 가장 작고 가장 자리에서 가장 큰 광 출사 유닛을 제공한다.

Description

광 출사 유닛 및 이를 포함하는 광원 유닛
실시예는 광 출사 유닛 및 이를 포함하는 광원 유닛에 관한 것으로, 보다 상세하게는 일방향으로 대부분의 광을 출사하는 광 출사 유닛 및 이를 포함하는 광원 유닛에 관한 것이다.
GaN, AlGaN 등의 3-5 족 화합물 반도체는 넓고 조정이 용이한 밴드 갭 에너지를 가지는 등의 많은 장점으로 인해 광 전자 공학 분야(optoelectronics)와 전자 소자를 위해 등에 널리 사용된다.
특히, 반도체의 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광 다이오드(Light Emitting Diode)나 레이저 다이오드와 같은 발광소자는 박막 성장 기술 및 소자 재료의 개발로 적색, 녹색, 청색 및 자외선 등 다양한 색을 구현할 수 있으며, 형광 물질을 이용하거나 색을 조합함으로써 효율이 좋은 백색 광선도 구현이 가능하며, 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성의 장점을 가진다.
따라서, 광 통신 수단의 송신 모듈, LCD(Liquid Crystal Display) 표시 장치의 백라이트를 구성하는 냉음극관(CCFL: Cold Cathode Fluorescence Lamp)을 대체하는 발광 다이오드 백라이트, 형광등이나 백열 전구를 대체할 수 있는 백색 발광 다이오드 조명 장치, 자동차 헤드 라이트 및 신호등에까지 응용이 확대되고 있다.
발광소자의 둘레에는 발광 구조물이나 와이어 등을 보호하는 몰딩부가 배치될 수 있는데, 실리콘 등의 재질로 이루어진 몰딩부를 통과할 때 광이 굴절되어 몰딩부가 1차 렌즈로 작용할 수 있다.
그러나, 조명 장치의 광원으로 발광소자가 사용될 때 광의 방출 경로를 조절하기 위하여 2차 렌즈가 사용될 수 있는데, 상술한 2차 렌즈가 통상 '렌즈'라 지칭된다.
렌즈의 재질이나 특히 형상에 따라 광 경로가 크게 변할 수 있으며, 특히 광원에서 방출되는 광을 전방이나 후방 등 특정 방향으로만 진행시켜야 하는 어플리케이션의 경우 렌즈의 형상은 더욱 중요하다.
실시예는 발광소자 등의 광원이 구비되는 조명 장치 등에서, 외부로 방출되는 광량을 일방향으로 집중하고자 한다.
실시예는 몸체 상에 배치되는 굴절부; 상기 몸체 상에, 상기 굴절부와 이격되어 배치되는 반사부; 및 상기 몸체와 상기 굴절부 내부에 적어도 일부가 배치되는 그루브를 포함하고, 상기 굴절부의 높이는 상기 반사부의 높이의 1배 내지 2.5 배이고, 상기 굴절부와 상기 반사부의 이격거리는 상기 굴절부와 상기 반사부가 마주보는 영역의 중앙에서 가장 작고 가장 자리에서 가장 큰 광 출사 유닛을 제공한다.
그루브는 제1 그루브와 상기 제1 그루브 상의 제2 그루브를 포함하고, 상기 제1 그루브는 적어도 일부가 상기 굴절부와 상기 반사부에 대응될 수 있다.
그루브는 제1 그루브와 상기 제1 그루브 상의 제2 그루브를 포함하고, 상기 제2 그루브는 상기 굴절부에 대응될 수 있다.
그루브는 제1 그루브와 상기 제1 그루브 상의 제2 그루브를 포함하고, 상기 굴절부의 최고점과 상기 제2 그루브의 최고점은 상기 굴절부의 중앙 영역을 사이에 두고 배치될 수 있다.
그루브의 상부면의 일부는 광입사면을 이루고, 상기 광입사면은 곡면으로 이루어지고 상기 곡면은 적어도 2개의 곡률을 가질 수 있다.
굴절부의 표면은 곡면을 포함하고, 상기 반사부와 마주보는 영역에서 상기 굴절부의 표면은 곡률의 불연속선을 가질 수 있다.
곡률의 불연속선은 상기 굴절부의 높이 방향으로 배치될 수 있다.
불연속선과 마주보는 영역에서 상기 반사부의 높이가 가장 클 수 있다.
반사부는 중앙 영역의 폭이 가장 클 수 있다.
반사부는 중앙 영역의 높이가 가장 클 수 있다.
중앙에서의 이격부의 폭보다 크고 상기 가장 자리에서의 이격부의 폭보다 작은 이격부의 폭을 가지는 영역이, 상기 중앙과 가장 자리 사이에 배치될 수 있다.
반사부는, 상기 굴절부와 동일한 재료로 이루어지고, 상기 굴절부와 마주보는 영역의 표면에 요철이 형성될 수 있다.
굴절부의 중앙 영역과 상기 반사부의 중앙 영역은 서로 동일한 방향으로 돌출될 수 있다.
굴절부와 상기 반사부 중 적어도 하나는 상기 굴절부의 중심선에 대하여 대칭일 수 있다.
다른 실시예는 몸체 상에 배치되는 굴절부; 상기 몸체 상에, 상기 굴절부와 이격되어 배치되는 반사부; 및 상기 몸체와 상기 굴절부 내부에 적어도 일부가 배치되는 그루브(groove)를 포함하고, 상기 굴절부와 상기 반사부 사이의 이격부의 폭은, 상기 굴절부와 상기 반사부가 마주보는 영역의 중앙에서 가장 작고 가장 자리에서 가장 크고, 상기 반사부는 상기 굴절부와 마주보는 제1 면 및 상기 제1 면과 마주보는 제2 면을 포함하고, 상기 제1 면의 곡률과 상기 제2 면의 곡률은 서로 다른 광 출사 유닛을 제공한다.
반사부는, 중앙 영역으로부터 가장 자리 영역에서 폭이 증가하는 영역과 감소하는 영역을 가질 수 있다.
또 다른 실시예는 상술한 광 출사 유닛; 상기 그루브 내에 배치되는 발광소자를 제공한다.
발광소자에서 방출되어 상기 굴절부로 입사되고 상기 굴절부의 표면에서 제1 방향으로 진행하는 광이 상기 발광소자의 발광면에 수직한 z축과 이루는 각도를 α라 하고, 상기 발광소자에서 방출되어 제2 방향으로 진행하고 상기 그루브의 표면에서 상기 굴절부로 입사하는 광이 상기 z축과 이루는 각도를 δ라 하고, 상기 발광소자에서 방출되어 상기 제2 방향으로 진행하여 상기 그루브의 표면에서 상기 굴절부로 입사하고 상기 굴절부의 표면에서 상기 제2 방향으로 방출되는 광이 상기 z축과 이루는 각도를 γ라 하고, 상기 제2 방향으로 방출되고 상기 반사부의 표면에서 반사되어 상기 제1 방향으로 진행하는 광이 상기 z축과 이루는 각도를 β라하고, 상기 굴절부와 상기 반사부의 굴절률을 n이라 할 때, (n×cosα)-(n×cosβ)>0일 수 있다.
그리고, (n×cosγ)×(n×cosβ)>0일 수 있다.
그리고, (n×cosδ)-(n×cosγ)>0일 수 있다.
실시예에 따른 광출사 유닛 및 이를 포함하는 광원 유닛은 제1 방향으로 진행하는 광량보다 제2 방향으로 진행하는 광량이 훨씬 많으며, 도로의 조명 장치 등에 사용될 때 제2 방향을 도로 방향으로 하고 제1 방향을 주택 방향으로 하면, 주택 방향으로 향하는 광량을 줄일 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 광 출사 유닛의 일실시예의 평면도이고,
도 2a는 광 출사 유닛의 일실시예의 사시도이고,
도 2b는 광 출사 유닛의 제1 축 방향의 측면도이고,
도 3은 광 출사 유닛의 제2 축방향의 단면도이고,
도 4a는 광 출사 유닛 내에 배치되는 광원 모듈의 일실시예이고,
도 4b는 도 4a의 발광소자의 일실시예이고,
도 5는 발광 유닛의 광 경로를 나타낸 도면이고,
도 6은 발광 유닛에서 방출되는 광의 분포를 나타낸 도면이고,
도 7a 및 도 7b는 광출사 유닛에서 방출되는 광의 후면 조도 측정을 나타낸 도면이고,
도 8a와 도 8b는 광원 유닛에서 각각 방출되는 광의 분포를 나타낸 도면이고,
도 9a 내지 도 9c는 상술한 광 출사 유닛이 복수 개 배치된 광원 유닛을 나타낸 도면이고,
도 10은 상술한 광원 유닛이 배치된 조명 장치의 일실시예를 나타낸 도면이다.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명에 따른 실시예의 설명에 있어서, 각 element의 " 상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위) 또는 하(아래)(on or under)”으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향 뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 광 출사 유닛은, 몸체와, 몸체 상에 배치되는 굴절부와, 몸체 굴절부와 이격되어 배치되는 반사부 및 몸체와 굴절부 내부에 적어도 일부가 배치되는 그루브를 포함하고, 굴절부의 높이는 반사부의 높이의 2배 내지 2.5 배이고, 굴절부와 반사부 사이의 이격부의 폭이 굴절부와 반사부가 마주보는 영역의 중앙에서 가장 작고 가장 자리에서 가장 클 수 있다.
굴절부는 폴리카보네이트(Polycarbonate)로 이루어질 수 있고, 굴절률이 1.58 내지 1.59일 수 있다. 반사부는 굴절부와 동일한 재료로 이루어지는데, 표면에 은(Ag)이나 알루미늄(Al) 등이 배치되어 광을 반사하거나 또는 굴절부와 마주보는 영역의 반사부의 표면에 요철이 형성되어 굴절부로부터 진행되는 광을 반사할 수 있다.
이하에서 첨부한 도면을 참조하여 광 출사 유닛의 일실시예를 설명한다.
도 1a 및 도 1b는 광 출사 유닛의 일실시예의 평면도이다.
실시예에 따른 광 출사 유닛은 굴절부(100)와 반사부(200)가 서로 이격되어 배치될 수 있다. 굴절부(100)와 반사부(200)는 몸체(body) 상에 배치될 수 있는데, 몸체는 도 2b 등에서 상세히 설명한다.
도 1a에서 굴절부(100)는 제1 축인 x축 방향의 길이(Lb)보다 제2 축인 y축 방향의 길이(La)가 더 클 수 있으며, 예를 들면 굴절부(100)의 y축 방향의 길이(La)는 x축 방향의 길이(Lb)의 1배보다 크고 1.5배보다 작을 수 있다.그리고, 반사부(200)의 제1 축 방향의 길이(Ld)는 굴절부(100)의 제1 축 방향의 길이(Lb)보다 작을 수 있고, 제2 축 방향의 길이(Lc)는 굴절부(100)의 제2 축 방향의 길이(La)와 동일하거나 더 클 수 있다. 반사부(200)의 제2 축 방향의 길이(Lc)가 굴절부(100)의 제2 축 방향의 길이(La)보다 작으면, 굴절부(100)에서 출사된 광 중 일부가 반사부(200)에서 반사되지 않고 도 1a에서 반사부(200)의 우측으로 진행하여 광효율이 저하될 수 있다.
굴절부(100)의 우측 끝단은, 반사부(200)의 양끝을 연결하는 가상의 선(i)과 겹치거나, 도 1a에 도시된 바와 같이 가상의 선(i)보다 우측에 배치될 수 있다.
도 1b에서, 제1 축 방향으로 굴절부(100)의 폭(w11)은 도 1a에서 굴절부(100)의 제1 축 방향의 길이(Lb)와 동일할 수 있다.
굴절부(100)는 중앙 영역이 도 1a에서 우측으로 돌출될 수 있고, 반사부(200)는 중앙 영역이 도 1a에서 우측으로 돌출될 수 있다. 그리고, 굴절부(100)와 반사부(200)는 각각 도 1a에서 가로 방향의 중심선에 대하여 세로 방향 즉, y축 방향으로 대칭일 수 있으며, 이때 중심선은 'a'의 연장선일 수 있다.
반사부(200)에서 굴절부(100)와 마주보는 경계면를 제1 면(211)이라 하고, 제1 면과 마주보는 경계면을 제2 면(212)이라 할 때, 제1 면(211)의 곡률과 제2 면(212)의 곡률은 서로 다를 수 있다.
굴절부(100)에서 방출된 광이 반사부(200)의 제1 면(211)에서 100% 반사되지 않고, 일부는 제2 면(212)에서 반사될 수 있다. 따라서, 제1 면(211)과 제2 면(212)의 곡률을 다르게 형성할 경우, 서로 다른 방향에서 제1 면(211)과 제2 면(212)에 입사하는 광들을 효율적으로 반사시킬 수 있어 광 출사 유닛 전체의 광효율이 향상될 수 있다.
그리고, 반사부(200)는 중앙 영역에서의 폭(W21)이 가장 클 수 있는데 예를 들면 3.05 밀리미터일 수 있고, 가장 자리 영역에서의 폭(W22)은 상술한 중앙 영역에서의 폭(W21)보다 작을 수 있으며 예를 들면 2.05 밀리미터일 수 있다. 반사부(200)의 폭은 중앙 영역에서의 폭(W21)으로부터 가장 자리 영역에서의 폭(W22)으로 계속 감소하지 않고, 증가하는 영역이 있을 수 있다. 예를 들어, 반사부(200)의 중앙 영역과 가장 자리 영역의 사이에, 반사부(200)의 중앙 영역에서의 폭(W21)보다 작고 가장 자리 영역에서의 폭(W22)보다는 큰 영역이 적어도 하나 존재할 수 있으며 이에 한정하지는 않는다.
반사부(200)의 중앙 영역에서의 폭(W21)은 가장 자리 영역에서의 폭(W22)보다 클 수 있고, 예를 들면 1.33배 내지 1. 67배일 수 있다. 굴절부(100)에서 방출된 광이 반사부(200)의 중앙 영역으로 많이 향하게 되므로 중앙 영역에서의 반사부(200)의 폭(W21)을 가장 자리 영역에서의 반사부의 폭(W22)보다 두껍게 형성할 수 있다. 만약, 반사부(200)의 중앙 영역에서의 폭(W21)이 가장 자리 영역에서의 폭(W22)보다 작으면, 굴절부(100)에서 방출된 광 중 일부가 반사부(200)에서 반사되지 못하고 반사부(200)를 투과할 수 있다.
여기서, 상술한 폭(W21, W22)들은 반사부(200)의 제1 축 방향으로의 길이일 수 있다.
굴절부(100)와 반사부(200)는 서로 이격되는데, 상호 간의 이격거리는 일정하지 않을 수 있다.
도 1b에서 굴절부(100)와 반사부(200) 사이의 영역을 '이격부'라 할 때, 굴절부(100)와 반사부(200)가 마주보는 영역의 중앙에서 이격부의 폭(d1)이 가장 작고 가장 자리에서의 이격부의 폭(d4)이 가장 클 수 있다. 또한, 굴절부(100)와 반사부(200)가 마주보는 영역의 중앙과 가장 자리 사이의 영역 중 적어도 일 영역에서의 이격부의 폭(d2, d3)은 중앙에서의 이격부의 폭(d1)보다 크고 가장 자리에서의 이격부의 폭(d4)보다 작을 수 있다.
예를 들어, 도 1b를 참고하면 도 1b에서 굴절부(100)와 반사부(200)가 마주보는 영역의 중앙으로부터 가장 자리까지 4지점에서의 폭(d1, d2, d3, d4)가 도시되는데, 도 1b에서 상하 방향으로 굴절부(100)와 반사부(200)의 끝단에서 중앙까지 동일한 간격으로 굴절부(100)와 반사부(200) 사이의 간격을 측정할 경우 4개의 폭의 대소 관계가 d1<d3<d2<d4로 형성되는 영역이 존재할 수 있으며 이에 한정하지 않는다.
도 2a는 광 출사 유닛의 일실시예의 사시도이고, 도 2b는 광 출사 유닛의 제1 축 방향의 측면도이다.
반사부(200)의 높이(h2)가 증가할수록 굴절부(100)에서 방출되는 광이 보다 많이 반사되는데, 예를 들면 굴절부(100)의 높이(h1)와 반사부(200)의 높이(h2)가 동일할 때 굴절부(100)에서 방출되는 광 중 18% 정도가 반사부(200) 후면(도 2a의 우측)으로 진행할 수 있다.
본 실시예에서는 굴절부(100)의 높이(h1)가 반사부(200)의 높이(h2)의 1배 내지 2.5배일 수 있다. 굴절부(100)의 높이(h1)에 비하여 반사부(200)의 높이(h2)가 크면 광 출사 유닛 전체의 부피가 커질 수 있고, 굴절부(100)의 높이(h1)가 반사부(200)의 높이(h2)의 2.5배보다 크면 반사부(200)의 후면으로 진행하는 광량이 굴절부(100)에서 방출되는 광 중 20%를 초과할 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 광출사 유닛에서 방출되는 광의 후면 조도 측정을 나타낸 도면이다. 광 출사 유닛에서 방출되는 빛 중 L1 내지 L4는 전면(도 7a의 좌측)으로 진행하고, L5는 후면(도 7a의 우측)으로 진행할 수 있다. 이때, 후면으로 진행하는 광량이 전체 광량의 20% 이내일 때, 스크린(screen)에서 측정되는 평균 조도가 10 럭스(lux) 이하일 수 있다. 스크린은 가로(width)의 길이가 16 미터이고 세로(height length)의 길이가 6 미터일 수 있으며, 광 출사 유닛의 높이(height)는 5 미터일 수 있다. 그리고, 스크린은 광 출사 유닛으로부터 1미터 이격되어 배치될 수 있다.
반사부(200)의 후면으로 진행하는 빛, 예를 들면 도 6의 L5의 경로로 진행하는 광이 전체 광량의 20%를 초과하면 광 출사 유닛의 후면(도 2a의 우측) 연직면의 조도가 상승할 수 있고, 광 출사 유닛의 전면(도 2a의 좌측) 방향의 조도가 감소할 수 있다.도 2b에서 반사부(200)는 중앙에서의 높이(h21)가 가장 자리에서의 높이(h22)보다 높을 수 있는데, 예를 들면 중앙에서의 높이(h21)는 가장 자리에서의 높이(h22)의 1.2배 내지 2배일 수 있다. 굴절부(100)로부터 방출된 광이 반사부(200)의 가장 자리영역보다 중앙 영역으로 많이 향하게 되므로 반사부(200)의 중앙에서의 높이를 가장 높게 형성하여 광 반사 효율을 향상시킬 수 있다. 중앙에서의 높이(h21)이 가장자리에서의 높이(h22)보다 1.2배 미만의 높이를 가질 경우 발광소자로부터 중앙영역으로 향하는 광들의 반사효율이 저하될 수 있으며 2배를 초과하는 높이로 형성할 경우 중앙영역의 반사가 가장자리 영역에 비해 많아지게 되어 특정 영역에 광이 집중될 수 있어 균일한 배광을 얻기 어려울 수 있으며 광 출사 유닛의 크기가 커질 수 있다.
그리고, 몸체(body)의 높이(h0)는 반사부(200)의 중앙에서의 높이(h21)보다 작고 가장 자리에서의 높이(h22)보다 클 수 있다. 예를 들면 몸체의 높이(h0)는 1.5 밀리미터 내지 5.0 밀리미터일 수 있는데, 몸체의 높이(h0)가 1.5 밀리미터보다 작으면 외력에 쉽게 휠 수 있고 5.0 밀리미터보다 두꺼우면 몸체에 흡수되는 광량이 증가할 수 있다.
굴절부(100)의 표면은 광출사부를 이루는데 굴절부(100)의 표면은 곡면을 포함할 수 있다. 이때, 반사부(200)와 마주보는 영역에서 굴절부(100)의 표면은 곡률의 불연속선(a)이 배치되는데, 상술한 불연속선(a)은 굴절부(100)에서 높이 방향으로 배치될 수 있다. 그리고, 불연속선(a)과 마주보는 영역에서 반사부(200)의 높이(h21)가 가장 클 수 있으며, 도 3에서 반사부의 높이(h2)는 도 2b에서의 불연속선(a)과 마주보는 영역에서 반사부(200)의 높이(h21)와 동일할 수 있다.
상술한 불연속선(a)은 굴절부(100)의 외곽 방향으로 뾰족하게 형성되어, 후술하는 발광소자로부터 방출되어 굴절부(100)로 입사된 광이 반사부(200) 방향으로 향하는 광량을 줄일 수 있다.
도 3은 광 출사 유닛의 제2 축 방향의 단면도이다.
몸체(body)와 굴절부(100)의 내부에 그루브(groove)가 형성되는데, 후술하는 회로 기판이 배치될 영역을 제1 그루브(first groove)라 하고, 제1 그루브 상의 발광소자가 배치될 영역을 제2 그루브(second groove)라고 할 수 있다.
제1 그루브는 적어도 일부가 굴절부(100)와 반사부(200)에 대응되어 배치될 수 있고, 제2 그루브는 굴절부(100)에만 대응되어 배치될 수 있다. 이때, 대응되어 배치된다 함은 도 3에서 상하 방향으로 적어도 일부가 중첩될 수 있음을 뜻한다.
굴절부의 높이(h1)에 대응하는 굴절부의 표면을 굴절부의 '최고점'이라 하고, 제2 그루브의 높이(Ch2)에 대응하는 제2 그루브의 표면을 제2 그루브의 '최고점'이라 할 때, 굴절부(100)의 최고점과 제2 그루브의 최고점은 굴절부의 중앙 영역을 사이에 두고 배치될 수 있다. 즉, 굴절부(100)의 최고점과 제2 그루브의 최고점은 굴절부의 중앙 영역에 대하여 서로 반대 방향에 배치될 수 있다. 여기서, 굴절부의 '중앙 영역'은 도 3에서 'center'로 도시되고 있으며, 'W11'으로 표시되는 굴절부(100)의 폭의 가운데에 해당하는 영역일 수 있다.
도 3에서 제2 그루브와 인접하는 영역에서 가장 얇은 굴절부(100)의 두께(t0)는 1 밀리미터이상일 수 있는데, 그보다 얇으면 사출 성형으로 제조가 어려울 수 있고 원하는 배광을 얻기 어려울 수 있다.
발광소자로부터 방출되는 광이 제2 그루브의 표면을 통하여 굴절부(100)로 입사하므로, 제2 그루브는 광입사부일 수 있고 제2 그루브의 상부면은 광입사면일 수 있다.
상술한 광입사면은 곡면으로 이루어질 수 있고, 곡면은 적어도 2개의 곡률을 가질 수 있다. 도 3에서 제2 그루브의 상부면인 광입사면의 서로 다른 곡률을 가지는 영역 사이의 경계가 'C'로 표시되고 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 발광소자에서 방출된 광은 제2 그루브의 표면인 광 입사면을 통하여 굴절부(100)로 진행할 수 있다.
제2 그루브의 표면은 광 입사면이 될 수 있되, 제2 그루브의 표면 중 제1 그루브와 인접하지 않은 영역으로 발광소자에서 방출된 대부분의 광이 입사하고 제1 그루브와 인접한 영역으로 입사하는 광량은 적을 수 있다.
제1 그루브의 길이(Cw1)는 높이(Ch1)보다 클 수 있다. 이때, 제1 그루브의 한 쪽 끝단(d1)은 굴절부(100)의 가장 자리와 대응되거나 보다 내측 방향에 위치할 수 있고, 다른 쪽 끝단(d2)은 반사부(200)와 대응되어 배치될 수 있다.
제2 그루브의 길이(Cw2)는 높이(Ch2)보다 클 수 있다. 이때, 제2 그루브의 한 쪽 끝단(e1)과 다른 쪽 끝단(e2)은 굴절부(100)와 대응되어 배치될 수 있는데, 즉 제2 그루브의 한 쪽 끝단(e1)과 다른 쪽 끝단(e2)은 굴절부(100)의 가장 자리보다 내측 방향에 위치할 수 있다. 제2 그루브의 끝단(e1, e2)이 굴절부(100)의 가장 자리와 동일하거나 외측 방향에 위치할 경우, 발광소자에서 방출되어 제2 그루브의 광입사면으로 입사된 광이 일부가 굴절부(100)로 향하지 않을 수 있다.
도 4a는 광 출사 유닛 내에 배치되는 광원 모듈의 일실시예이고, 도 4b는 도 4a의 발광소자의 일실시예이다.
광원 모듈은 회로 기판(circuit board)과 발광 소자(Light emitting device)로 이루어질 수 있다. 회로 기판은 인쇄회로기판(Printedcircuit board)이나 연성회로기판(flexible circuit board) 등이 사용될 수 있다.
발광 소자는 발광 다이오드(Light emitting diode)일 수 있고, 예를 들면 수직형 발광소자, 수평형 발광소자 또는 플립칩 타입의 발광소자 등이 사용될 수 있으며, 도 4b에서 수직형 발광소자가 일례로 도시되고 있다.
발광소자는 지지기판(15) 상에 접합층(14)과 반사층(13) 및 오믹층(12)이 배치되고, 오믹층(12) 상에 발광 구조물(light emitting structure)이 배치될 수 있고, 발광 구조물의 하부의 가장 자리 영역에는 채널층(channel layer, 19)이 배치될 수 있다.
지지기판(15)은 베이스 기판으로서, 구리(Cu), 금(Au), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo), 구리-텅스텐(Cu-W) 등 중에서 적어도 하나로 구현될 수 있다. 또한 지지기판(15)은 캐리어 웨이퍼, 예를 들어 Si, Ge, GaAs, ZnO, SiC, SiGe, Ga2O3, GaN 등으로 구현될 수 있다.
상기 지지기판(15)상에는 접합층(14)이 배치될 수 있다. 접합층(14)은 지지기판(15)에 반사층(13)을 접합시킬 수 있다. 접합층(14)는 예를 들어 Ti, Au, Sn, Ni, Cr, Ga, In, Bi, Cu, Ag 또는 Ta 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
접합층(14) 상에는 반사층(13)이 형성될 수 있다. 반사층(13)은 반사특성이 우수한 물질, 예를 들어 은(Ag), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 루비듐(Rh), 팔라듐(Pd), 이리듐(Ir), 루테늄(Ru), 마그네슘(Mg), 아연(Zn), 백금(Pt), 금(Au), 하프늄(Hf) 및 이들의 선택적인 조합으로 구성된 물질 중에서 형성되거나, 상기 금속 물질과 IZO, IZTO, IAZO, IGZO, IGTO, AZO, ATO 등의 투광성 전도성 물질을 이용하여 다층으로 형성할 수 있다. 또한 반사층(13)은 IZO/Ni, AZO/Ag, IZO/Ag/Ni, AZO/Ag/Ni 등으로 적층할 수 있으며 이에 한정하지 않는다.
반사층(13)상에는 오믹층(12)이 형성되는데, 오믹층(12)은 발광 구조물의 하면에 오믹 접촉되며, 층 또는 복수의 패턴으로 형성될 수 있다. 오믹층(12)은 투광성 전극층과 금속이 선택적으로 사용될 수 있으며, 예를 들어, 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), IrOx, RuOx, RuOx/ITO, Ni, Ag, Ni/IrOx/Au, 및 Ni/IrOx/Au/ITO 중 하나 이상을 이용하여 단층 또는 다층으로 구현할 수 있다.
지지기판(15), 접합층(14), 반사층(13) 및 반사층(12)은 제1 전극일 수 있으며 발광 구조물에 전류를 공급할 수 있다.
제1 전극과 발광 구조물 사이에 채널층(19)이 배치될 수 있다. 채널층(19)은 발광 구조물의 하부 가장자리 영역에 배치될 수 있고 투광성 물질로 형성될 수 있으며 예컨대 금속 산화물, 금속 질화물, 투광성 질화물, 투광성 산화물 또는 투광성 절연층으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 채널층(19)는 ITO(indium tin oxide), 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), SiO2, SiOx, SiOxNy, Si3N4, Al2O3, TiO2 등에서 선택적으로 형성될 수 있다.
제1 전극 상에는 발광 구조물이 배치될 수 있다. 발광 구조물은 제1 도전형반도체층(11a)과 활성층(11b) 및 제2 도전형반도체층(11c)을 포함하여 이루어진다.
제1 도전형 반도체층(11a)은 Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제1 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 제1 도전형 반도체층(11a)은 AlxInyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질, AlGaN, GaN, InAlGaN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다.
제1 도전형 반도체층(11a)이 n형 반도체층인 경우, 제1 도전형 도펀트는 Si, Ge, Sn, Se, Te 등과 같은 n형 도펀트를 포함할 수 있다. 제1 도전형 반도체층(11a)은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
활성층(11b)은 제1 도전형 반도체층(11a)과 제2 도전형 반도체층(11c) 사이에 배치되며, 단일 우물 구조(Double Hetero Structure), 다중 우물 구조, 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물(MQW:Multi Quantum Well) 구조, 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
활성층(11b)은 Ⅲ-Ⅴ족 원소의 화합물 반도체 재료를 이용하여 우물층과 장벽층, 예를 들면 AlGaN/AlGaN, InGaN/GaN, InGaN/InGaN, AlGaN/GaN, InAlGaN/GaN, GaAs(InGaAs)/AlGaAs, GaP(InGaP)/AlGaP 중 어느 하나 이상의 페어 구조로 형성될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.
우물층은 장벽층의 에너지 밴드 갭보다 작은 에너지 밴드 갭을 갖는 물질로 형성될 수 있다.
제2 도전형 반도체층(11c)은 반도체 화합물로 형성될 수 있다. 제2 도전형 반도체층(11c)은 Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제2 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 제2 도전형 반도체층(11c)은 예컨대, InxAlyGa1 -x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질, AlGaN, GaNAlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다.
제2 도전형 반도체층(11c)이 p형 반도체층인 경우, 제2 도전형 도펀트는 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등과 같은 p형 도펀트일 수 있다. 제2 도전형 반도체층(11c)은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도시되지는 않았으나, 활성층(11b)과 제2 도전형 반도체층(11c)의 사이에는 전자 차단층(Electron blocking layer)가 배치될 수 있다. 전자 차단층은 초격자(superlattice) 구조로 이루어질 수 있는데, 초격자는 예를 들어 제2 도전형 도펀트로 도핑된 AlGaN이 배치될 수 있고, 알루미늄의 조성비를 달리하는 GaN이 층(layer)을 이루어 복수 개 서로 교대로 배치될 수도 있으나 이에 한정하지 않는다.
제1 도전형 반도체층(11a)의 표면이 요철 등의 패턴을 이루어 광추출 효율을 향상시킬 수 있고, 제1 도전형 반도체층(11a)의 표면에는 제2 전극(16)이 배치되는데 도시된 바와 같이 제2 전극(16)이 배치되는 제1 도전형 반도체층(11a)의 표면은 제1 도전형 반도체층(11a)의 표면을 따라 패턴을 이루거나 패턴을 이루지 않을 수 있다. 제2 전극(16h)은 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu), 금(Au) 중 적어도 하나를 포함하여 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다.
발광 구조물의 하부에는 제2 전극(16)과 대응하여 전류 차단층(미도시, current blocking layer)이 배치될 수 있는데, 전류 차단층은 절연성 물질로 이루어질 수 있으며, 전류 차단층에 의하여 지지기판(15) 방향에서 공급되는 전류가 제2 도전형 반도체층(11c)의 전 영역으로 고루 공급될 수 있다. 전류 차단층(미도시)은 제2 전극(16)과 수직적으로 중첩하는 영역에 배치될 수 있으나 이에 한정하지 않는다.
발광 구조물의 둘레에는 패시베이션층(17)이 형성될 수 있는데, 패시베이션층(17)은 절연물질로 이루어질 수 있으며, 절연물질은 비전도성인 산화물이나 질화물로 이루어질 수 있다. 일 예로서, 상기 패시베이션층(180)은 실리콘 산화물(SiO2)층, 산화 질화물층, 산화 알루미늄층으로 이루어질 수 있다.
상술한 광 출사 유닛 내에 발광 모듈이 삽입되어 발광 유닛을 이룰 수 있고, 발광소자 모듈은 광 출사 유닛의 그루브 내에 적어도 일부가 삽입될 수 있다.
도 5는 발광 유닛의 광 경로를 나타낸 도면이고, 도 6은 발광 유닛에서 방출되는 광의 분포를 나타낸 도면이다.
발광소자에서 방출되는 광은 일정 범위의 지향각을 가지고 방출되며 도 5에서 발광소자에서 방출되는 광이 수직 방향인 z축 방향과 이루는 각도는 각각 θ1, θ2일 수 있다. 예를 들면, 발광소자에서 방출되는 광의 지향각은 90도 내지 120도일 수 있고, θ1, θ2가 각각 45도 내지 60도일 수 있으나 이에 한정하지 않는다. 여기서, z축은 도 5의 x방향과 도 1a 등의 y 방향에 각각 수직인 방향일 수 있다. 그리고, 발광소자 상에 렌즈나 기타 재료가 배치되어, 발광소자에서 방출되는 광의 지향각이 달라질 수도 있다.
도 5에서 -x축 방향을 제1 방향이라 하고 x축 방향을 제2 방향 이라 가정하고 설명한다. 이때, 후술하는 z 방향은 발광소자 표면의 발광면과 수직한 방향일 수 있다.
발광소자에서 방출되어 굴절부(100)로 입사된 후 굴절부(100)의 표면에서 제1 방향으로 진행하는 광이 z축 방향과 이루는 각도를 α라 하고, 발광소자에서 방출되어 제2 방향으로 진행하여 제2 그루브의 표면에서 굴절부(100)로 입사하는 광이 z축과 이루는 각도를 δ라 하고, 발광소자에서 방출되어 제2 방향으로 진행하여 제2 그루브의 표면에서 굴절부(100)로 입사한 후 굴절부(100)의 표면에서 제2 방향으로 방출되는 광이 z축과 이루는 각도를 γ라 하고, 제2 방향으로 방출되고 반사부(200)의 표면에서 반사되어 제1 방향으로 진행하는 광이 z축과 이루는 각도를 β라고 가정할 수 있다.
여기서, 굴절부(100)와 반사부(200)를 이루는 재료의 굴절률을 n이라 할 때, 광원 유닛 내부와 외부에서 진행하는 광이 z축과 이루는 각도는 아래의 수학식 1,2,3을 만족할 수 있으며, 이때 광 경로는 도 6의 L1 내지 L4일 수 있다.
수학식 1
(n×cosα)-(n×cosβ)>0
수학식 2
(n×cosγ)×(n×cosβ)>0
수학식 3
(n×cosδ)-(n×cosγ)>0
수학식 1을　만족할 경우 도시된 바와 같이 L4가 반사부(200)에서 반사되어 L1과 L4이 교차할 수 있고, 수학시 1을 불만족할 경우 　L4의 진향 방향이 x방향 또는 x와 ?x의 중간 방향으로 진행할 수 있다.
수학식 2를 만족할 경우 L4의 진행방향이 도시된 바와 같이 반사부에 의한 반사 전과 후에 반대 방향이 될 수 있으나, 수학식 2를 불만족할 경우 광이 반사부(200)로 입사하는 각도가 L4와 달라질 수 있으므로 반사부(200)에서 반사된 광 중 일부가 x축 방향을 향할 수도 있으며, L5를 포함하여 x축 방향으로 향하는 광량이 증가하여 전체 광량의 20%를 초과할 수 있다.
수학식 3을 만족할 경우 L4와 같이 반사부의 영향으로 x 방향의 빛이 -x 방향으로 진행하나, 수학식 3을 불만족할 경우 L4'와 같이 변경되어 x방향으로 진행하는 광량이 증가할 수 있다.
굴절부(100)와 반사부(200)는 폴리카보네이트(Polycarbonate)로 이루어질 수 있다.
발광소자에서 방출되는 광의 경로가 상술한 수학식 1 내지 수학식 3을 만족할 때, 도 6에서 좌측인 제2 방향으로 진행하는 광(L1, L2, L3, L4)이 대부분이고, 우측인 제1 방향으로 진행하는 광(L5)은 극히 작을 수 있다.
이하에서, 발광소자에서 방출되는 광이 수직 방향인 z축 방향과 이루는 각도(θ1, θ2)를 예시하여 설명한다. 예를 들어, 상술한 발광소자에서 방출되는 광의 지향각이 90도보다 작을 때 예를 들면 80도일 때, 도 5에서 발광소자에서 방출되는 광이 수직 방향인 z축 방향과 이루는 각도(θ1, θ2)는 각각 40도일 수 있다.
이때, 상술한 수학식 1에 대응하는 값은 0.7749-0.6450>0이고, 수학식 3에 대응하는 값은 1.088-0.6450>0이나, 수학식 2에 대응하는 값이 0보다 작을 수 있는데, 상술한 바와 같이 L4의 진행 방향이 x축 방향이 되거나 L5의 광량이 증가하여 전체 광량의 20%를 초과할 수 있다.
상술한 발광소자에서 방출되는 광의 지향각이 90도일 때, 도 5에서 발광소자에서 방출되는 광이 수직 방향인 z축 방향과 이루는 각도(θ1, θ2)는 각각 45도일 수 있다.
이때, 상술한 수학식 1에 대응하는 값은 0.7761-0.1250>0이고, 수학식 2에 대응하는 값은 0.4789×0.1250>0이고, 수학식 3에 대응하는 값은 0.8995-0.4789>0일 수 있다. 따라서, 도 6에 도시된 바와 같이 L1~L4의 방향으로 광이 진행되고, L4' 방향으로 진행하는 광량이 적어서 L4와 L5의 방향으로 진행하는 광량이 광 출사 유닛에서 방출되는 전체 광량의 20% 이내일 수 있다.
상술한 발광소자에서 방출되는 광의 지향각이 100도일 때, 도 5에서 발광소자에서 방출되는 광이 수직 방향인 z축 방향과 이루는 각도(θ1, θ2)는 각각 50도일 수 있다.
이때, 상술한 수학식 1에 대응하는 값은 0.7796-0.6210>0이고, 수학식 2에 대응하는 값은 0.3654×0.6210>0이고, 수학식 3에 대응하는 값은 0.7280-0.3654>0일 수 있다. 따라서, 도 6에 도시된 바와 같이 L1~L4의 방향으로 광이 진행되고, L4' 방향으로 진행하는 광량이 적어서 L4와 L5의 방향으로 진행하는 광량이 광 출사 유닛에서 방출되는 전체 광량의 20% 이내일 수 있다.
상술한 발광소자에서 방출되는 광의 지향각이 110도일 때, 도 5에서 발광소자에서 방출되는 광이 수직 방향인 z축 방향과 이루는 각도(θ1, θ2)는 각각 55도일 수 있다.
이때, 상술한 수학식 1에 대응하는 값은 0.7801-0.5791=0.3346>0이고, 수학식 2에 대응하는 값은 0.3341×0.5791=0.1452>0이고, 수학식 3에 대응하는 값은 0.6314-0.3341=0.2086>0일 수 있다. 따라서, 도 6에 도시된 바와 같이 L1~L4의 방향으로 광이 진행되고, L4' 방향으로 진행하는 광량이 적어서 L4와 L5의 방향으로 진행하는 광량이 광 출사 유닛에서 방출되는 전체 광량의 20% 이내일 수 있다.
도 8a와 도 8b는 광원 유닛에서 각각 방출되는 광의 분포를 나타낸 도면이다. 각각의 도면에서 청색은 도 5에서 x축 방향의 광 분포를 나타내고 우측이 제1 방향 좌측이 제2 방향을 나타내고, 적색은 도 5에는 도시되지 않았으나 상술한 y축 방향의 광 분포를 나타내고 있다.
도 8a에서 굴절부의 굴절률 n을 1.589라고 하고, α는 약 60.8도이고, β는 약 82.1도이고, γ는 약 77.2도이고, δ는 약 10.2도일 수 있다. 이 때, (n×cosα)=0.7749이고 cosα=0.488일 수 있고, (n×cosβ)=0.2196이고 cosβ=0.138일 수 있고, (n×cosγ)=0.3533이고 cosγ=0.222일 수 있고, (n×cosδ)=0.5384이라 할 때 cosδ=0.339일 수 있다. 그리고, 상술한 수학식 1에 대응하는 값은 0.7749-0.2196=0.5553>0이고, 수학식 2에 대응하는 값은 0.3533×0.2196=0.0776>0이고, 수학식 3에 대응하는 값은 0.5384-0.3533=0.1851>0일 수 있다.
그리고, 도 8b에서 굴절부의 굴절률 n을 1.589라고 하고, α는 약 60.8도이고, β는 약 73.9도이고, γ는 약 80.0도이고, δ는 약 10.2도일 수 있다. 이 때, (n×cosα)=0.7749이고 cosα=0.488일 수 있고 (n×cosβ)=0.4403이고 cosβ=0.277일 수 있고, (n×cosγ)=0.3298이고 cosγ=0.208일 수 있으며, (n×cosδ)=0.5384이라 할 때 cosδ=0.339일 수 있다. 그리고, 상술한 수학식 2에 대응하는 값은 0.7749-0.4403=0.3346>0이고, 수학식 2에 대응하는 값은 0.3298×0.4403=0.1452>0이고, 수학식 3에 대응하는 값은 0.5384-0.3298=0.2086>0일 수 있다.
도 8a와 도 8b에 도시된 실시예에서, y축 방향으로 진행하는 광은 균일하게 분포하고, x축 방향으로 진행하는 광은 제1 방향으로 대부분의 광이 분포할 수 있다.
따라서, 상술한 광 출사 유닛을 포함하는 광원 유닛을 사용할 때, 제2 방향(House Side)으로 진행하는 광량이 훨씬 적고 제1 방향(Street side)으로 대부분의 광이 전달될 수 있으며, 도로의 조명 장치 등에 광원 유닛이 사용될 때 제1 방향(Street side)을 도로 방향으로 하고 제2 방향을 주택 방향으로 하면, 도로 방향으로 빛을 더 많이 굴절시켜 주택 방향으로 향하는 광량을 줄일 수 있다.
도 9a 내지 도 9c는 상술한 광 출사 유닛이 복수 개 배치된 광원 유닛을 나타낸 도면이다.
도 9a에서 하나의 바디(body) 상에 10개의 광 출사 유닛이 배치되고 있으며, 각각의 광 출사 유닛은 굴절부(100)와 반사부(200)를 포함하여 구체적인 형상은 상술한 실시예와 동일할 수 있다. 광 출사 유닛은 2열과 5행으로 10개로 배치되나, 다르게 배열될 수도 있다.
도 9b과 도 9c는 도 9a 광원 유닛을 각각 'A' 방향과 'B' 방향에서 나타낸 도면이다. 도 9b와 도 9c에서 바디(body)의 하부에는 방열 부재(heat dissipation member)가 배치될 수 있는데, 바디와 접촉하거나 도시되지는 않았으나 발광소자가 연결된 리드 프레임과 연결될 수도 있다.
도 10은 상술한 광원 유닛이 배치된 조명 장치의 일실시예를 나타낸 도면이다. 도로용 조명 장치에 구비된 광원을 도시하고 있으며, 하우징(400)에 홈(420)이 형성되고, 홈(420)에 4개의 광원 유닛(430)이 배치되고 있다. 홈(420)의 형상이나 광원 유닛(430)의 개수 내지 배열은 도시된 바에 한정하지 않으며, 하우징(400)은 일면에 커넥터(410)가 구비되어 전원을 외부로부터 광원 유닛(430)에 공급하거나 하우징(400)을 지지하는 지지부재(미도시)와 연결될 수 있다.
도 10에서 커넥터(410) 방향이 주택 방향이고, 우측이 도로 방향일 수 있다.
도 10의 조명 장치는 도로변에 가로등으로 사용되는 외에 보안등 및 다른 분야의 조명 장치로 사용될 수도 있다.
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.
실시예에 따른 광 출사 유닛 및 이를 포함하는 광원 유닛은, 도로용 조명 장치 등에 사용될 수 있다.

Claims (20)

  1. 몸체 상에 배치되는 굴절부;
    상기 몸체 상에, 상기 굴절부와 이격되어 배치되는 반사부; 및
    상기 몸체와 상기 굴절부 내부에 적어도 일부가 배치되는 그루브(groove)를 포함하고,
    상기 굴절부의 높이는 상기 반사부의 높이의 1배 내지 2.5 배이고,
    상기 굴절부와 상기 반사부 사이의 이격부의 폭은, 상기 굴절부와 상기 반사부가 마주보는 영역의 중앙에서 가장 작고 가장 자리에서 가장 큰 광 출사 유닛.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 그루브는 제1 그루브와 상기 제1 그루브 상의 제2 그루브를 포함하고, 상기 제1 그루브는 적어도 일부가 상기 굴절부와 상기 반사부에 대응되는 광 출사 유닛.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 그루브는 제1 그루브와 상기 제1 그루브 상의 제2 그루브를 포함하고, 상기 제2 그루브는 상기 굴절부에 대응되는 광 출사 유닛.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 그루브는 제1 그루브와 상기 제1 그루브 상의 제2 그루브를 포함하고, 상기 굴절부의 최고점과 상기 제2 그루브의 최고점은 상기 굴절부의 중앙 영역을 사이에 두고 배치되는 광 출사 유닛.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 그루브의 상부면의 일부는 광입사면을 이루고, 상기 광입사면은 곡면으로 이루어지고 상기 곡면은 적어도 2개의 곡률을 가지는 광 출사 유닛.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 굴절부의 표면은 곡면을 포함하고, 상기 반사부와 마주보는 영역에서 상기 굴절부의 표면은 곡률의 불연속선을 가지는 광 출사 유닛.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 곡률의 불연속선은 상기 굴절부의 높이 방향으로 배치되는 광 출사 유닛.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 불연속선과 마주보는 영역에서 상기 반사부의 높이가 가장 큰 광 출사 유닛.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 반사부는 중앙 영역의 폭이 가장 큰 광 출사 유닛.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 반사부는 중앙 영역의 높이가 가장 큰 광 출사 유닛.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 중앙에서의 이격부의 폭보다 크고 상기 가장 자리에서의 이격부의 폭보다 작은 이격부의 폭을 가지는 영역이, 상기 중앙과 가장 자리 사이에 배치되는 광 출사 유닛.
  12. 제11 항에 있어서, 상기 반사부는,
    상기 굴절부와 동일한 재료로 이루어지고, 상기 굴절부와 마주보는 영역의 표면에 요철이 형성된 광 출사 유닛.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 굴절부의 중앙 영역과 상기 반사부의 중앙 영역은 서로 동일한 방향으로 돌출되는 광 출사 유닛.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 굴절부와 상기 반사부 중 적어도 하나는 상기 굴절부의 중심선에 대하여 대칭인 광 출사 유닛.
  15. 몸체 상에 배치되는 굴절부;
    상기 몸체 상에, 상기 굴절부와 이격되어 배치되는 반사부; 및
    상기 몸체와 상기 굴절부 내부에 적어도 일부가 배치되는 그루브(groove)를 포함하고,
    상기 굴절부와 상기 반사부 사이의 이격부의 폭은, 상기 굴절부와 상기 반사부가 마주보는 영역의 중앙에서 가장 작고 가장 자리에서 가장 크고,
    상기 반사부는 상기 굴절부와 마주보는 제1 면 및 상기 제1 면과 마주보는 제2 면을 포함하고, 상기 제1 면의 곡률과 상기 제2 면의 곡률은 서로 다른 광 출사 유닛.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 반사부는, 중앙 영역으로부터 가장 자리 영역에서 폭이 증가하는 영역과 감소하는 영역을 가지는 광 출사 유닛.
  17. 몸체 상에 배치되는 굴절부, 상기 몸체 상에, 상기 굴절부와 이격되어 배치되는 반사부, 및 상기 몸체와 상기 굴절부 내부에 적어도 일부가 배치되는 그루브(groove)를 포함하고, 상기 굴절부의 높이는 상기 반사부의 높이의 1배 내지 2.5 배이고, 상기 굴절부와 상기 반사부 사이의 이격부의 폭은, 상기 굴절부와 상기 반사부가 마주보는 영역의 중앙에서 가장 작고 가장 자리에서 가장 큰 광 출사 유닛; 및
    상기 그루브 내에 배치되는 발광소자를 포함하는 발광 유닛.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 발광소자에서 방출되어 상기 굴절부로 입사되고 상기 굴절부의 표면에서 제1 방향으로 진행하는 광이 상기 발광소자의 발광면에 수직한 z축과 이루는 각도를 α라 하고, 상기 발광소자에서 방출되어 제2 방향으로 진행하고 상기 그루브의 표면에서 상기 굴절부로 입사하는 광이 상기 z축과 이루는 각도를 δ라 하고, 상기 발광소자에서 방출되어 상기 제2 방향으로 진행하여 상기 그루브의 표면에서 상기 굴절부로 입사하고 상기 굴절부의 표면에서 상기 제2 방향으로 방출되는 광이 상기 z축과 이루는 각도를 γ라 하고, 상기 제2 방향으로 방출되고 상기 반사부의 표면에서 반사되어 상기 제1 방향으로 진행하는 광이 상기 z축과 이루는 각도를 β라하고, 상기 굴절부와 상기 반사부의 굴절률을 n이라 할 때,
    (n×cosα)-(n×cosβ)>0인 발광 유닛.
  19. 제18 항에 있어서,
    (n×cosγ)×(n×cosβ)>0인 발광 유닛.
  20. 제18 항에 있어서,
    (n×cosδ)-(n×cosγ)>0인 발광 유닛.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11158773B2 (en) * 2017-07-19 2021-10-26 Lumens Co., Ltd. LED package

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI669547B (zh) * 2017-09-28 2019-08-21 周聰明 Light source guiding device
EP3690311A4 (en) * 2017-09-28 2021-04-07 Suzhou Opple Lighting Co., Ltd. LIGHTING DEVICE
CN110440169A (zh) * 2019-08-09 2019-11-12 赛尔富电子有限公司 一种透镜、透镜组和灯具

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005044661A (ja) * 2003-07-23 2005-02-17 Advanced Display Inc 面状光源装置および該装置を用いる表示装置
US20120300488A1 (en) * 2011-02-28 2012-11-29 Kevin Charles Broughton Method and System for Managing Light from a Light Emitting Diode
KR20140011641A (ko) * 2012-07-18 2014-01-29 엘지이노텍 주식회사 표시 장치 및 발광 장치
KR20140065323A (ko) * 2012-11-20 2014-05-29 주식회사 이엘 등기구용 복합 굴절 렌즈 및 이를 갖는 가로등 장치
KR20140069823A (ko) * 2012-11-30 2014-06-10 엘지전자 주식회사 조명장치

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3425310B2 (ja) * 1996-11-25 2003-07-14 シャープ株式会社 発光／受光装置
JP2007171319A (ja) * 2005-12-20 2007-07-05 Samsung Electronics Co Ltd 照明光学系、それを用いた照明ユニットおよび画像投影装置
CN201852035U (zh) * 2010-09-30 2011-06-01 浙江迈勒斯照明有限公司 一种高出光率的led透镜
US20140063802A1 (en) * 2012-08-31 2014-03-06 Koninklijke Philips Electronics N.V. Optical System for LEDs for Controlling Light Utilizing Reflectors
CN103759225B (zh) * 2013-12-09 2016-08-17 广东雪莱特光电科技股份有限公司 一种光学反射器件及led发光元件

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005044661A (ja) * 2003-07-23 2005-02-17 Advanced Display Inc 面状光源装置および該装置を用いる表示装置
US20120300488A1 (en) * 2011-02-28 2012-11-29 Kevin Charles Broughton Method and System for Managing Light from a Light Emitting Diode
KR20140011641A (ko) * 2012-07-18 2014-01-29 엘지이노텍 주식회사 표시 장치 및 발광 장치
KR20140065323A (ko) * 2012-11-20 2014-05-29 주식회사 이엘 등기구용 복합 굴절 렌즈 및 이를 갖는 가로등 장치
KR20140069823A (ko) * 2012-11-30 2014-06-10 엘지전자 주식회사 조명장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11158773B2 (en) * 2017-07-19 2021-10-26 Lumens Co., Ltd. LED package

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