WO2025258964A1 - 발광 장치 - Google Patents

발광 장치

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WO2025258964A1
WO2025258964A1 PCT/KR2025/007890 KR2025007890W WO2025258964A1 WO 2025258964 A1 WO2025258964 A1 WO 2025258964A1 KR 2025007890 W KR2025007890 W KR 2025007890W WO 2025258964 A1 WO2025258964 A1 WO 2025258964A1
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light
optical region
height
lens
emitting
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태세원
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Seoul Semiconductor Co Ltd
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Publication date
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Definitions

  • the present invention relates to a light-emitting device.
  • LEDs Light-emitting diodes
  • LCDs Light-emitting diodes
  • LEDs are semiconductor devices that emit light through the recombination of electrons and holes. They are currently used in a variety of fields, including displays, automotive lamps, and general lighting. Because of their long lifespan, low power consumption, and fast response times, LEDs are widely used in automotive lamps, display devices, and other applications. For example, LEDs are also used in head-mounted displays (HMDs), and their excellent light directivity has led to their widespread application in automotive headlamps.
  • HMDs head-mounted displays
  • light-emitting diodes do not achieve uniform brightness across the emission surface for various reasons.
  • the light emitting device such as each light emitting diode or a chip or package containing each light emitting diode, needs to have a narrow beam angle.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a lens capable of implementing a narrow beam angle, and a light-emitting package and light-emitting device including the same.
  • Another problem to be solved by the present invention is to provide a lens capable of implementing a narrow beam angle and improving brightness uniformity, and a light-emitting package and light-emitting device including the same.
  • Another problem to be solved by the present invention is to provide a light-emitting package and light-emitting device having high brightness.
  • a lens which includes an incident surface through which external light enters the interior and an exit surface through which the internally incident light exits the interior.
  • the lens may include a first optical region and a second optical region.
  • the first optical region may include a curved surface whose diameter decreases toward the top.
  • the second optical region is located below the first optical region, has a constant width from top to bottom, and may include a flat side surface.
  • a maximum diameter of the first optical region may be less than or equal to a maximum diameter of the second optical region.
  • a portion or the entire area of a lower surface of the second optical region may be the incident surface.
  • An outer surface of the first optical region may be the exit surface.
  • a light directivity angle of the lens may be less than about 90 degrees.
  • the first optical region may include a first curved surface and a second curved surface positioned between the first curved surface and the second optical region.
  • the first curved surface may include a convex curved surface whose diameter decreases from the bottom to the top.
  • the second curved surface may include a concave curved surface whose diameter increases from the bottom to the top.
  • the height of the second optical region may be smaller than the height of the first optical region.
  • the height of the second optical region may be about 60% or less of the height of the first optical region.
  • the diameter of the lower end of the inner surface of the first optical region and the diameter of the upper end of the inner surface of the second optical region may be the same.
  • the second optical region may include at least a portion of a region excluding the incident surface, including a light absorbing material or a light reflecting material.
  • the first optical region and the second optical region may be integral.
  • the above first optical region may have an outer shape according to the following [Formula 1].
  • x is the position of the lens on the x-axis
  • y is the height according to the x value
  • a is the height of the second optical region
  • b is the ratio of the height to the radius of the first optical region. may be the radius of the first optical region.
  • a light-emitting package including a housing, a light source, and a lens
  • the housing may include a cavity having an open top.
  • the light source is disposed in the cavity of the housing and may generate and emit light.
  • the lens may be disposed on an upper portion of the housing and may include an incident surface through which light from the light source is incident and an exit surface through which the incident light is emitted to the outside.
  • the lens may include a first optical region and a second optical region.
  • the first optical region may include a curved surface having a diameter that decreases toward the top.
  • the second optical region is located below the first optical region, has a constant width from top to bottom, and may include a flat side surface.
  • the maximum diameter of the first optical region may be less than or equal to the maximum diameter of the second optical region.
  • a portion or the entire area of a lower surface of the second optical region may be the incident surface.
  • An outer surface of the first optical region may be the exit surface.
  • a light directivity angle of the lens may be smaller than a light directivity angle of the light source. Additionally, the optical focus angle of the lens may be less than 90 degrees.
  • the first optical region may include a first curved surface and a second curved surface positioned between the first curved surface and the second optical region.
  • the first curved surface may include a convex curved surface whose diameter decreases from the bottom to the top.
  • the second curved surface may include a concave curved surface whose diameter increases from the bottom to the top.
  • the highest upper end of the first optical region of the lens may be positioned on the same vertical line as the center of the light source.
  • the height of the first optical region of the lens may be about 1 to about 2.5 times the height of the housing.
  • the height of the second optical region may be smaller than the height of the first optical region and greater than the height of the light source.
  • the height of the second optical region may be about 60% or less of the height of the first optical region.
  • the height of the second optical region of the lens may be about 6 times or more and less than about 10 times the height of the light source.
  • the diameter of the lower end of the inner surface of the first optical region and the diameter of the upper end of the inner surface of the second optical region may be the same.
  • the second optical region may include at least a portion of a region excluding the incident surface, including a light absorbing material or a light reflecting material.
  • the first optical region and the second optical region may be integral.
  • the above light-emitting package may include a molding region formed in the cavity of the housing and covering the light source.
  • the molding region may be formed of a material through which the light of the light source is transmitted.
  • the above first optical region may have an outer shape according to the following [Formula 1].
  • x is the position of the lens on the x-axis
  • y is the height according to the x value
  • a is the height of the second optical region
  • b is the ratio of the height to the radius of the first optical region. may be the radius of the first optical region.
  • a light emitting device which includes a light emitting package array including a plurality of light emitting packages and a support member on which the light emitting package array is mounted.
  • Each of the plurality of light emitting packages may include a housing, a light source, and a lens.
  • the housing may include a cavity having an open top.
  • the light source is disposed in the cavity of the housing and may generate and emit light.
  • the lens may be disposed on an upper portion of the housing and may include an incident surface on which light from the light source is incident and an exit surface on which the incident light is emitted to the outside.
  • the lens may include a first optical region and a second optical region.
  • the first optical region may include a convex curved surface whose diameter decreases toward the top.
  • the second optical region is located below the first optical region, has a constant width from top to bottom, and may include a flat side surface.
  • a maximum diameter of the first optical region may be less than or equal to a maximum diameter of the second optical region.
  • a portion or the entire area of a lower surface of the second optical region may be the incident surface.
  • the outer surface of the first optical region may be the emission surface.
  • the light direction angle of the light-emitting package may be smaller than the light direction angle of the light source. In addition, the light direction angle of the light-emitting package may be less than about 90 degrees.
  • the height of the first optical region of the lens may be about 1 to about 2.5 times the height of the housing.
  • the height of the second optical region may be smaller than the height of the first optical region and greater than the height of the light source.
  • the height of the second optical region may be about 60% or less of the height of the first optical region.
  • the height of the second optical region of the lens may be about 6 times or more and less than about 10 times the height of the light source.
  • the second optical region may include at least a portion of a region excluding the incident surface, including a light absorbing material or a light reflecting material.
  • the above first optical region may have an outer shape according to the following [Formula 1].
  • x is the position of the lens on the x-axis
  • y is the height according to the x value
  • a is the height of the second optical region
  • b is the ratio of the height to the radius of the first optical region. may be the radius of the first optical region.
  • a lens and a light-emitting package including the same can implement a narrower beam angle than the beam angle of a light source.
  • the lens according to an embodiment of the present invention and the light-emitting package and light-emitting device including the same can improve brightness uniformity.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a lens according to one embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is an enlarged view of part A of the lens of Figure 1.
  • Figure 3 is a plan view illustrating a lens according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a light-emitting package according to a first embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is a light distribution graph illustrating the light distribution curve of Figure 4.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a light-emitting package according to a second embodiment of the present invention.
  • Figure 7 is a light distribution graph illustrating the light distribution curve of Figure 6.
  • Fig. 8 is a cross-sectional view illustrating a light-emitting package according to a third embodiment of the present invention.
  • Fig. 9 is a light distribution graph illustrating the light distribution curve of Fig. 8.
  • Fig. 10 is a cross-sectional view illustrating a light-emitting package according to a fourth embodiment of the present invention.
  • Fig. 11 is a light distribution graph illustrating the light distribution curve of Fig. 10.
  • FIG. 12 is a plan view schematically illustrating a light-emitting device according to one embodiment of the present invention.
  • Figure 13 is a drawing showing the results of simulating the illumination of Figure 12.
  • Fig. 14 is an exemplary diagram of a vehicle to which a light-emitting device according to an embodiment of the present invention is applied.
  • the illustrated embodiments should be understood to provide exemplary features of varying details of some ways in which the concepts of the present invention may be practically implemented. Therefore, unless otherwise specified, the features, components, modules, layers, membranes, panels, regions, and/or aspects (hereinafter, individually or collectively referred to as "elements") of the various embodiments may be differently combined, separated, interchanged, and/or rearranged without departing from the scope of the concepts of the present invention.
  • an element such as a layer
  • the element may be directly on, connected to, or joined to the other element or layer, or there may be intervening elements or layers present.
  • an element or layer is referred to as being “directly on,” “directly connected to,” or “directly joined to” another element or layer, there are no intervening elements or layers present.
  • the term “connected” may refer to physical, electrical, and/or fluidic connections, with or without intervening elements.
  • the DR1-axis, DR2-axis, and DR3-axis are not limited to the three axes of a Cartesian coordinate system, such as the x, y, and z-axes, and may be interpreted in a broader sense.
  • the DR1-axis, DR2-axis, and DR3-axis may be perpendicular to one another, or may represent different directions that are not perpendicular to one another.
  • “at least one of X, Y, and Z” and “at least one selected from the group consisting of X, Y, and Z” may be interpreted as only X, only Y, only Z, or any combination of two or more of X, Y, and Z, such as, for example, XYZ, XYY, YZ, and ZZ.
  • the term “and/or” as used herein includes any and all combinations of one or more of the associated listed items.
  • first the terms “first,” “second,” and the like may be used herein to describe various types of elements, these elements should not be limited by these terms. These terms are used to distinguish one element from another. Therefore, the first element discussed below may be referred to as the second element without departing from the teachings of the present disclosure.
  • the exemplary term "beneath” can encompass both orientations above and below.
  • the device can be oriented differently (e.g., rotated 90° or oriented in other orientations), and thus the spatially relative descriptors used herein can also be interpreted accordingly.
  • each block, unit, and/or module may be implemented by dedicated hardware, or by a combination of dedicated hardware for performing some functions and processors (e.g., one or more programmed processors and associated circuitry) for performing other functions.
  • processors e.g., one or more programmed processors and associated circuitry
  • the blocks, units, and/or modules of some embodiments may be physically separated into two or more interacting and individual blocks, units, and/or modules without departing from the scope of the present invention.
  • the blocks, units, and/or modules of some embodiments may be physically combined into more complex blocks, units, and/or modules without departing from the scope of the present invention.
  • Figures 1 to 3 are drawings for explaining a lens according to one embodiment of the present invention.
  • Fig. 1 is a cross-sectional view illustrating a lens according to an embodiment of the present invention.
  • Fig. 2 is an enlarged view of part A of the lens of Fig. 1.
  • Fig. 3 is a plan view illustrating a lens according to an embodiment of the present invention.
  • the lens (110) includes an incident surface (115) on which light emitted from a light source is incident and an exit surface (118) that emits light to the outside.
  • a lens (110) may include a first optical region (111) and a second optical region (114).
  • the first optical region (111) may be located above the second optical region (114).
  • the first optical region (111) may include a convex curved surface whose diameter decreases from the bottom to the top.
  • the first optical region (111) may include a first curved surface (112) and a second curved surface (113).
  • the first curved surface (112) of the first optical region (111) may be located on an upper portion of the second curved surface (113).
  • the second curved surface (113) of the first optical region (111) may be located between the first curved surface (112) and the second optical region (114). That is, the upper portion of the second curved surface (113) may be connected to the lower portion of the first curved surface (112), and the lower portion of the second curved surface (113) may be connected to the upper portion of the second optical region (114).
  • the first curved surface (112) of the first optical region (111) may include at least a portion of a convex curved surface, and the diameter of this convex curved surface portion may decrease from the bottom to the top.
  • the first curved surface (112) may be in the shape of a dome.
  • the diameter and curvature of the first curved surface (112) may be determined in consideration of the light beam angle.
  • the beam angle is an angle at which the light intensity is 50% or more compared to the maximum light intensity of the light-emitting package.
  • the second curved surface (113) may include at least a portion of a concave curved surface, and the diameter of this concave curved surface portion may increase from the top to the bottom.
  • the curved surface of the second curved surface (113) can be an edge connecting the first curved surface (112) and the second optical region (114) with different diameters. Since the edge of the second curved surface (113) is formed as a curved surface, stress caused by stress occurring at the edge, etc. can be alleviated. Accordingly, the phenomenon of the lens (110) being damaged by an external impact due to the second curved surface (113) including the curved surface can be reduced.
  • the entire second curved surface (113) is depicted as being a concave surface.
  • the structure of the second curved surface (113) is not limited to this.
  • the corner portion of the second curved surface (113) where stress is concentrated may be formed as a curved surface, while the remaining portion may be formed as a flat surface.
  • the first optical region (111) may include an exit surface (118) of the lens (110). That is, the outer surface of the first optical region (111) may be an exit surface (118) of the lens (110) through which light incident on the lens (110) is emitted to the outside.
  • the second optical region (114) may have a constant width or a constant cross-sectional area from top to bottom. That is, the second optical region (114) may have a constant width from top to bottom and may include a flat side surface.
  • the first optical region (111) may be formed to include a circular border on a plane, and the second optical region (114) may be formed to include a rectangular border.
  • the second optical region (114) may have the same horizontal width (W2 of Fig. 3) and vertical width (W3 of Fig. 3) on a plane.
  • the width (W2, W3) of the second optical region (114) may be larger than the diameter (W1) of the first optical region (111).
  • the width (W2, W3) of the second optical region (114) is the horizontal width (W2) or the vertical width (W3) of the edge on the plane of the second optical region (114).
  • the diameter (W1) of the first optical region (111) is the diameter of the edge on the plane of the first optical region (111).
  • the width (W2, W3) of the upper surface of the second optical region (114) may be larger than the diameter (W1) of the lower surface having the largest diameter in the first optical region (111).
  • the lens (110) of the present embodiment has high structural stability because the width (W2, W3) of the second optical region (114) is larger than the diameter (W1) of the first optical region (111).
  • the lens (110) of the present embodiment is not limited to a structure in which the width (W2, W3) of the second optical region (114) is larger than the lower diameter (W1) of the first optical region (111).
  • the lens (110) of the present embodiment may have the width (W2, W3) of the second optical region (114) be equal to the lower diameter (W1) of the first optical region (111). That is, the lens (110) of the present embodiment may have the width (W2, W3) of the second optical region (114) be equal to or larger than the maximum diameter (W1) of the first optical region (111).
  • the length of the diagonal of the second optical region (114) may be larger than the maximum diameter (W1) of the first optical region (111).
  • the cross-sectional area of the second optical region (114) may be larger than the cross-sectional area of the first optical region (111). More specifically, the area formed by the border of the second optical region (114) on a plane may be larger than the area formed by the lower border of the first optical region (111).
  • the height (H2) of the second optical region (114) may be smaller than the height (H1) of the first optical region (111).
  • the height (H2) of the second optical region (114) may be about 15% or more and about 60% or less of the height (H1) of the first optical region (111).
  • the height (H2) of the second optical region (114) is about 60% or less of the height (H1) of the first optical region (111)
  • light loss occurring in the second optical region (114) can be reduced.
  • the height (H2) of the second optical region (114) is about 15% or more of the height (H1) of the first optical region (111), the center of gravity of the lens (110) is lowered, thereby preventing the lens (110) from moving or falling off from the light-emitting package or light-emitting device. Therefore, the structural stability of a light-emitting package or light-emitting device equipped with a lens (110) can be improved.
  • the height (H2) of the second optical region (114) is the length from the upper surface to the lower surface of the second optical region (114).
  • the height (H1) of the first optical region (111) is the length from the highest upper surface of the first optical region (111) to the same plane at the vertical lower surface.
  • the curved shape which is the outer shape of the first optical region (111) of the lens (110) according to the present embodiment, can be formed according to the following [Formula 1]. That is, the first optical region (111) of the lens (110) can be a dome shape according to the following [Formula 1].
  • x is the position on the x-axis of the lens (110)
  • y is the height according to the x value
  • a is the height (H2) of the second optical region (114)
  • b is the ratio of the height (H1) to 0.5 times the horizontal width (W1) of the first optical region (111) (i.e., the radius).
  • W1 horizontal width
  • b may be 1 or greater.
  • the total height (H1+H2) of the lens (110) can be as shown in [Formula 2] below.
  • a is the height (H2) of the lens of the second optical area (114), is the height (H1) of the first optical region (111).
  • the height (H2) of the second optical region (114) is smaller than the height (H1) of the first optical region (111), a is It can be smaller.
  • the height (H1) of the first optical region (111) increases based on the total height (H1+H2) of the lens (110), the height (H2) of the second optical aperture (114) decreases.
  • the height (H1) of the first optical region (111) increases, the focus angle can be reduced, and when the height (H2) of the second optical region (114) decreases, the straight area can be reduced, thereby reducing light loss.
  • the lower center of the first optical region (111) can be located at (0, a).
  • the direction of emission of light passing through the lens (110) can be adjusted by changing the height of the lower center of the first optical region (111). That is, the direction of emission of light passing through the lens (110) can be adjusted by changing the height of the second optical region (114).
  • the reference point where the x-axis and the y-axis meet can be located at (0, 0), which is the center of the inner area of the lower edge of the lens (110).
  • the height of each area of the curved surface, which is the outer surface of the first optical area (111), can be expressed as (x, y). That is, by connecting a plurality of (x, y) according to [Formula 1], the shape of the first optical area (111) of the lens (110) according to the first embodiment can be derived.
  • the lens (110) of the present embodiment can improve light uniformity.
  • the lower surface of the second optical area (114), which is the lower surface of the lens (110), is the incident surface (115) onto which light emitted from a light source located at the lower portion of the lens (110) is incident.
  • a portion of the second optical region (114) may include a material that absorbs light or a material that reflects light.
  • the region of the second optical region (114) that includes the light-absorbing or light-reflecting material may be the entirety or a portion of the region excluding the incident surface. In this case, the position of the region that includes the light-absorbing or light-reflecting material may be adjusted to reduce the light emitted to the side of the second optical region (114). Accordingly, the directivity angle of the lens (110) may be further narrowed.
  • the first curved surface (112), the second curved surface (113), and the second optical region (114) may be integral.
  • the interface is reduced compared to when the first curved surface (112), the second curved surface (113), and the second optical region (114) are individually formed and then bonded to form the lens (110), and thus, the moisture penetration path may be reduced. Accordingly, moisture penetration in the lens (110) is delayed, thereby improving the reliability of the lens (110) and the package including the lens (110).
  • the lens (110) according to the embodiment of the present invention is not limited to being an integral type, and at least one of the first curved surface (112), the second curved surface (113), and the second optical region (114) may be formed separately and then bonded to another component.
  • the simple structural components forming the lens (110) can be formed individually.
  • the simple structural components can be bonded to form a lens (110) having a complex structure. Since the structure of the individually formed components is simple, the components can be easily formed even with a simple process. That is, the lens (110) having a complex structure can be formed with the components formed through a simple process. Therefore, the process of forming the lens (110) can be simplified, and thus the productivity of the lens (110) can be improved.
  • the lens (110) may be formed of a light-transmitting material such as silicone resin, epoxy resin, glass, urethane, methyl methacrylate (M.M.A), polystyrene, allyl diglycol carbonate resin, polycarbonate resin, Poly Methylmethacrylate (P.M.M.A), fluoropolymer, etc.
  • a light-transmitting material such as silicone resin, epoxy resin, glass, urethane, methyl methacrylate (M.M.A), polystyrene, allyl diglycol carbonate resin, polycarbonate resin, Poly Methylmethacrylate (P.M.M.A), fluoropolymer, etc.
  • FIGS. 4 and 5 are drawings for explaining a light-emitting package according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining a light-emitting package according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a light distribution graph illustrating the light distribution curve of FIG. 4.
  • a light-emitting package (100) may include a housing (120), a light source (130), a sealing material (140), and a lens (110).
  • the housing (120) may include a cavity (121) formed to have a predetermined depth from the upper surface to the lower surface.
  • the depth (D1) of the cavity (121) may be greater than the height (H11) of the light source (130).
  • the height of the light source (130) is the length from the upper surface to the lower surface of the light source (130). That is, the upper surface of the light source (130) may be positioned lower than the upper surface of the housing (120).
  • the inner wall of the housing (120) forming the cavity (121) may include an inclined surface to reflect light emitted from the light source (130) upward.
  • the housing (120) may be formed of various insulating materials.
  • the housing (120) may include a ceramic resin, an epoxy resin, or a polymer resin such as a silicone resin, a polyimide resin, or a urethane resin.
  • the housing (120) may further include a filler for reflecting or scattering light.
  • the filler may be titanium oxide (TiO2), silicon oxide (SiO2), or zirconium oxide (ZrO2).
  • the housing (120) may be supported by lead frames that are electrically connected to a light source (130) mounted in the cavity (121).
  • the lead frames may be formed to extend from the cavity (121) of the housing (120) to the outside of the housing (120).
  • a light source (130) is mounted in the cavity (121) of the housing (120).
  • the light source (130) can generate and emit light by receiving power through electrically connected lead frames.
  • the light source (130) may include a light emitting diode formed of a compound semiconductor.
  • the light emitting diode applied to the light source (130) may be of any type among a vertical structure, a horizontal structure, and a flip chip structure.
  • the light source (130) may be a light emitting diode chip including a light emitting diode.
  • one light source (130) is mounted in the cavity (121) of the housing (120), but multiple light sources (130) may be mounted as needed.
  • the multiple light sources (130) may all emit light having the same wavelength range, or at least one light source (130) may emit light having a different wavelength range from the other light sources (130). That is, the multiple light sources (130) may all emit light having the same color, or at least one light source (130) may emit light having a different color from the other light sources (130).
  • the encapsulant (140) may be formed to fill the cavity (121) of the housing (120) and cover the light source (130). Since the depth (D1) of the cavity (121) of the housing (120) is greater than the height (H1) of the light source (130), the encapsulant (140) may be formed to have a predetermined thickness on the upper portion of the light source (130).
  • the encapsulant (140) may be formed of a light-transmitting material, such as silicone resin or epoxy resin, through which light of the light source (130) is transmitted.
  • the light-emitting package (100) of the present embodiment may further include a wavelength conversion material capable of generating light of a specific color using light from a light source (130) as an excitation source.
  • the wavelength conversion material may be any material that absorbs light and emits light of a specific color, such as a phosphor, a quantum dot, or an organic die.
  • the wavelength conversion material may be dispersed within the encapsulant (140).
  • the light-emitting package (100) may further include a wavelength conversion member formed to cover the light source (130) or formed on the upper portion of the light source (130).
  • the wavelength conversion member may include a carrier formed of a polymer resin, glass, or a ceramic such as alumina, and a wavelength conversion material dispersed in the carrier. For example, when the light source (130) emits blue light, the wavelength conversion material may excite some of the blue light to emit yellow-green or yellow light, so that the light-emitting package (100) may emit white light mixed with these lights.
  • the present invention is not limited thereto, and the color of the light emitted from the light source (130) and the color of the light emitted from the wavelength conversion material may be variously changed depending on the color of the light to be emitted from the light-emitting package (100). In addition, various types of wavelength conversion materials may also be applied.
  • a lens (110) may be placed on the upper portion of the housing (120).
  • the lens (110) of the present embodiment is the lens (110 of FIGS. 1 to 3) described with reference to FIGS. 1 to 3.
  • the lens (110) may be adhered to the upper surface of the housing (120) using an adhesive.
  • the distance between the light source (130) and the lens (110) can be adjusted according to the depth of the cavity (121) of the housing (120).
  • the highest upper end of the first optical region (111) of the lens (110) may be positioned on the same vertical line as the center of the light source (130). That is, the center of the lens (110) and the center of the light source (130) may be positioned on the same vertical line.
  • the height (H1) of the first optical region (111) of the lens (110) may be about 1 to about 2.5 times the height of the housing.
  • the outer edge of the lower surface having the widest diameter of the lens (110) may be located outside the light source (130).
  • the height (H2) of the second optical region (114) of the lens (110) may be about 6 times or more and less than about 10 times the height (H11) of the light source (130).
  • the lens (110) has high structural stability because the width of the second optical region (114) (W2, W3 in FIG. 3) is larger than the diameter of the first optical region (111) (W1 in FIG. 3). Accordingly, the light-emitting package (100) can have a reduced occurrence of a defect in which the lens (110) is separated from the housing (120) due to external impact.
  • the overall height of the lens (110) (H1+H2 in FIG. 1) may be about 0.5 times or more and about 1.1 times or less of the major axis length of the light-emitting package (100). In addition, the overall height of the lens (110) may be about 0.6 times or more and about 1.3 times or less of the minor axis length of the light-emitting package (100).
  • the horizontal and vertical lengths of the horizontal cross-section of the light-emitting package (100) is a cross-section that is parallel to the upper or lower surface of the light-emitting package (100).
  • the major axis length of the light-emitting package (100) may be the same as the major axis length of the housing (120).
  • the minor axis length of the light-emitting package (100) may be the same as the minor axis length of the housing (120). That is, the overall height of the lens (110) may be about 0.5 times or more and about 1.1 times or less of the major axis length of the housing (120). In addition, the overall height of the lens (110) may be about 0.6 times or more and about 1.3 times or less of the minor axis length of the housing (120). In addition, the overall height of the lens (110) may be about 1 times or more and about 2.5 times or less of the major axis length of the housing (120).
  • the range of the angle at which the light-emitting package (100) according to the first embodiment has a luminous intensity of about 50% or more compared to the highest luminous intensity may be about -42 degrees to about 42 degrees. More specifically, the orientation angle of the light-emitting package (100) of the first embodiment may be about 83.6 degrees.
  • the light-emitting package (100) of the first embodiment may have an angle range of about -30 degrees to about 30 degrees at which the light has a luminous intensity of about 80% or more compared to the maximum luminous intensity. That is, the light-emitting package (100) of the first embodiment may emit about 80% or more of the light (luminous flux) emitted by the light-emitting package (100) within an angle range of about 60 degrees with respect to the central axis perpendicular to the lower surface. As such, the light-emitting package of the first embodiment may improve the brightness of the display device.
  • the display device may have a plurality of light-emitting packages (100) of the first embodiment arranged.
  • the light-emitting packages (100) since the light-emitting packages (100) emit light intensively in a certain range, the light-emitting packages (100) may have a lower luminance deviation than light-emitting packages with lower luminance within the certain range. Accordingly, the light-emitting packages (100) may have a lower illuminance deviation and/or luminance deviation than light-emitting packages with lower luminance within the certain range.
  • the luminance of an overlapping region where the lights of at least two light-emitting packages (100) overlap may have a difference of less than about 40% from the luminance of a central region of each light-emitting package (100).
  • the difference between the illuminance and/or luminance of the overlapping region of the light-emitting packages (100) and the illuminance and/or luminance of the central region of each light-emitting package (100) may be less than about 40%. Accordingly, the illuminance and/or luminance of the overlapping area of the light-emitting packages (100) may be about 60% or more of the illuminance and/or luminance at the center of the light-emitting packages (100).
  • the light-emitting packages (100) of the present embodiment may have a wider beam angle than the present embodiment and thus may have a lower luminance deviation, illuminance deviation, and/or luminance deviation than light-emitting packages having a wider light-overlapping area between adjacent light-emitting packages. In this way, the light-emitting packages (100) of the present embodiment may have a lower luminance deviation, illuminance deviation, and/or luminance deviation within the effective area, thereby increasing the uniformity of illuminance and/or luminance of the display device.
  • the light-emitting packages (100) of the present embodiment may have a luminous intensity of about 80% or more within a range of 60 degrees with respect to the central axis.
  • the luminous intensity deviation of the light-emitting packages (100) of the present embodiment may be about 20% or less. That is, the maximum luminous intensity deviation of the light-emitting packages (100) of the present embodiment may be about 20%.
  • the light-emitting package (100) of the present embodiment can improve the brightness of the display device and reduce the brightness deviation by region.
  • FIGS. 6 and 7 are drawings for explaining a light-emitting package according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining a light-emitting package according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a light distribution graph illustrating the light distribution curve of FIG. 6.
  • a light-emitting package (200) may include a housing (120), a light source (130), a sealing material (140), and a lens (210).
  • the structure of the lens (210) of the light-emitting package (200) of the present embodiment is different from the structure of the lens (110 of FIG. 4) of the light-emitting package (100 of FIG. 4) of the first embodiment.
  • the lens (210) of the light-emitting package (200) of the present embodiment may be formed with a structure in which the upper part is flat.
  • the first optical region (211) of the lens (210) includes a flat upper surface, and a portion between the flat upper surface and the second optical region (114) may be formed as a curved surface.
  • the curved portion of the first optical region (211) of the present embodiment may correspond to the first curved surface (112) and the second curved surface (113) illustrated in FIG. 2.
  • the width of the flat upper surface of the first optical region (211) may be larger than the width of the light source unit (130).
  • the width of the flat upper surface of the first optical region (211) may be smaller than the upper width of the cavity (121).
  • the width of the light source unit (130) is the distance between one side and the other side of the light source units (130) arranged side by side in the horizontal direction. It can be seen that the light intensity is concentrated on the flat surface of the first optical region (211). By adjusting the size of the flat surface of the first optical region (211) where the light intensity is concentrated, the size of the high-brightness region having a light intensity of about 90% or more of the maximum light intensity can be adjusted. For example, the high-brightness region can be expanded to a wider range of about -10 degrees to about 10 degrees, that is, about 20 degrees or more, as illustrated in FIG. 5.
  • the lens (210) of the light-emitting package (200) according to the present embodiment has a lower height than the lens (110 of FIG. 4) of the light-emitting package (100 of FIG. 4) according to the first embodiment. More specifically, in the present embodiment, the height of the first optical region (211) of the lens (210) is lower than the height of the first optical region (111 of FIG. 4) of the lens (210 of FIG. 4) of the first embodiment. According to the present embodiment, the height of the first optical region (211) of the lens (210) may be less than about 50% of the diameter of the lower surface of the first optical region (211).
  • the light-emitting package (200) according to the second embodiment can have the highest luminous intensity at 0 degrees.
  • the range of angles at which the light-emitting package (200) according to the second embodiment has a luminous intensity of about 50% or more compared to the highest luminous intensity can be from about -45 degrees to about 45 degrees. More specifically, the beam angle of the light-emitting package (200) according to the second embodiment can be about 89.7 degrees.
  • the light-emitting package (200) according to the second embodiment has a wider beam angle, and when a plurality of light-emitting packages are arranged, uniform flat light can be implemented in a wide area through constructive interference with adjacent light-emitting devices.
  • the light-emitting package (200) of the second embodiment may have an angle range of about -20 degrees to about 20 degrees at which the light intensity is about 90% or more of the maximum light intensity.
  • the light-emitting package (200) of the second embodiment may have an angle range of about -30 degrees to about 30 degrees at which the light intensity is about 80% or more of the maximum light intensity. That is, the light-emitting package (200) of the second embodiment may emit about 80% or more of the light (luminous flux) emitted by the light-emitting package (200) within an angle range of about 60 degrees with respect to the central axis perpendicular to the lower surface.
  • FIGS. 8 and 9 are drawings for explaining a light-emitting package according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view for explaining a light-emitting package according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a light distribution graph illustrating the light distribution curve of FIG. 8.
  • a light-emitting package (300) may include a housing (120), a light source (130), a sealing material (140), and a lens (310).
  • the structure of the lens (310) of the light-emitting package (300) of the present embodiment is different from that of the lens (110 of FIG. 4) of the light-emitting package (100 of FIG. 4) of the first embodiment.
  • the lens (310) of the light-emitting package (300) of the present embodiment has the same height as the lens (110 of FIG. 4) of the light-emitting package (100 of FIG. 4) of the first embodiment.
  • the diameter of the lower end of the first optical region (311) of the lens (310) of the light-emitting package (300) of the present embodiment may be the same as the diameter of the upper end of the second optical region (114).
  • the height of the first optical region (311) may be about 0.5 times the diameter of the lower end.
  • the diameter of the lower end of the first optical region (311) may be the same as the diameter of the upper end of the second optical region (114).
  • the lens (310) of the present embodiment has the same overall height as the lens (110 of FIG. 4) of the first embodiment, but may be thicker because the diameter of the first optical region (311) is larger.
  • the thickness of the first optical region (311) is the thickness in the horizontal direction parallel to the lower surface of the first optical region (311).
  • the light-emitting package (300) according to the third embodiment can have the highest luminous intensity at an angle other than 0 degrees. Referring to FIG. 9, the highest luminous intensity can be between about -30 degrees and about 30 degrees. In addition, the light-emitting package (300) according to the third embodiment can have an angle range of about -50 degrees to about 50 degrees at which the luminous intensity is about 50% or more of the highest luminous intensity. More specifically, the light-emitting package (300) according to the third embodiment has a beam-direction angle of about 94.1 degrees.
  • the light-emitting package (300) of the third embodiment may have an angle range of about -40 degrees to about 40 degrees at which the light intensity is about 80% or more of the maximum light intensity. That is, the light-emitting package (300) of the third embodiment may emit light of about 80% or more of the light flux within an angular range of about 80 degrees with respect to the central axis perpendicular to the lower surface (vertical central axis). That is, the light-emitting package (300) of the third embodiment may have a light intensity of about 80% or more of the light flux within an angular range of about 80 degrees with respect to the vertical central axis.
  • the light-emitting package (300) of the third embodiment may have a light intensity of about 90% or more of the light flux in an area between -30 degrees and 30 degrees. In this way, the light-emitting package (300) of the third embodiment may have a uniform light intensity in a wider area. Therefore, the light-emitting package (300) of the third embodiment can reduce the design difficulty of a light-emitting device having uniform brightness on a single side, thereby facilitating implementation.
  • FIGS. 10 and 11 are drawings for explaining a light-emitting package according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view for explaining a light-emitting package according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a light distribution graph illustrating the light distribution curve of FIG. 10.
  • a light-emitting package (400) may include a housing (120), a light source (130), a sealing material (140), and a lens (410).
  • the structure of the lens (410) of the light-emitting package (400) of the present embodiment is different from that of the lens (310 of FIG. 8) of the light-emitting package (300 of FIG. 8) of the third embodiment.
  • the lens (410) of the light-emitting package (400) of the present embodiment may be formed so that the entire lower surface of the first optical region (411) contacts the entire upper surface of the second optical region (114), similar to the lens (310 of FIG. 8) of the light-emitting package (300 of FIG. 8) of the third embodiment.
  • the diameter of the lower portion of the first optical region (411) may be the same as the diameter of the upper portion of the second optical region (114).
  • the upper and lower diameters of the second optical region (114) may be the same.
  • the lens (410) of the light-emitting package (400) of the present embodiment has a greater height than the lens (310 of FIG. 8) of the light-emitting package (300 of FIG.
  • the lens (410) of the present embodiment may include a first optical region (411) having a greater height than the first optical region (311 of FIG. 8) of the lens (310 of FIG. 8) of the third embodiment.
  • the radius of the lower end of the first optical region (411) and the height of the first optical region (411) may be different from each other.
  • the height of the first optical region (411) may be greater than the radius of the lower end.
  • the first optical region (411) of the light-emitting package (400) according to the fourth embodiment may have different curvature radii for each region.
  • the first optical region (411) of the light-emitting package (400) may have a curvature radius of an upper region smaller than a curvature radius of a lower region.
  • the first optical region (411) may have a smaller curvature radius as it goes upward.
  • the light-emitting package (400) according to the fourth embodiment can concentrate light at an angle of 0 degrees or close to 0 degrees through this structure. That is, the light-emitting package (400) according to the fourth embodiment can cause light to be emitted in a concentrated upward direction from the vertical central axis and its vicinity.
  • the light-emitting package (400) according to the fourth embodiment can have the highest luminous intensity between about -10 degrees and 10 degrees.
  • the light-emitting package (400) according to the fourth embodiment can have the highest luminous intensity at 0 degrees on the vertical center line of the light source (410).
  • the light-emitting package (400) according to the fourth embodiment may have a luminous intensity of about 50% or more compared to the maximum luminous intensity at an angle of about -45 degrees to about 45 degrees. More specifically, the light-emitting package (400) of the fourth embodiment may have a light-direction angle of about 90 degrees.
  • the light-emitting package (400) according to the fourth embodiment can concentrate light in a narrow area, and when arranging multiple light-emitting packages, can concentrate light in a target area, thereby implementing a high-brightness light-emitting device.
  • the light-emitting package (400) of the fourth embodiment may have an angle range of about -30 degrees to about 30 degrees at which it has a luminous intensity of about 80% or more of the maximum luminous intensity. That is, the light-emitting package (400) of the fourth embodiment may have a luminous intensity of about 80% or more of the luminous flux within an angular range of about 60 degrees with respect to a central axis perpendicular to the lower surface.
  • each of the light-emitting packages (100, 200, 300, 400) of the first to fourth embodiments including lenses (110, 210, 310, 410) has a beam angle of less than about 120 degrees, and further less than about 95 degrees. That is, the lenses (110, 210, 310, 410) described through the embodiments of the present invention can narrow the beam angle of the light-emitting packages (100, 200, 300, 400) to a smaller angle than that of the light source (130) mounted in the housing (120).
  • the light-emitting package (300) of the third embodiment has a light-direction angle of about 90 degrees or more, but the light-emitting packages (100, 200, 400) of the first, second, and fourth embodiments have light-direction angles of less than about 90 degrees. That is, the lenses (110, 210, 410) of the first, second, and fourth embodiments can adjust the light-direction angles of the light-emitting packages (100, 200, 400) to be less than about 90 degrees.
  • the light-emitting package (100) of the first embodiment of FIG. 4 and the light-emitting package (200) of the second embodiment of FIG. 6 include lenses (110, 210) of similar structures.
  • the lens (110) of the light-emitting package (100) of the first embodiment has a higher height than the lens (210) of the light-emitting package (200) of the second embodiment.
  • the light emitting package (100) of the first embodiment which has a relatively higher lens height, has a narrower beam angle than the light emitting package (200) of the second embodiment.
  • the light-emitting package (400) of the fourth embodiment of FIG. 10 and the light-emitting package (300) of the third embodiment of FIG. 8 include lenses (310, 410) of similar structures.
  • the lens (410) of the light-emitting package (400) of the fourth embodiment has a higher height than the lens (310) of the light-emitting package (300) of the third embodiment. Comparing the light distribution graphs of FIGS. 9 and 11, the light-emitting package (400) of the fourth embodiment, which has a relatively higher lens height, has a narrower beam angle than the light-emitting package (300) of the third embodiment.
  • the light-emitting package (400) of the fourth embodiment of FIG. 10 includes a lens (410) having a greater height than the light-emitting package (100) of the first embodiment of FIG. 4. Comparing the light distribution graphs of FIGS. 5 and 11, the light-emitting package (400) of the fourth embodiment, which includes a lens having a relatively greater height, has a narrower beam angle than the light-emitting package (100) of the first embodiment.
  • the light-emitting package (100, 200, 300, 400) according to the height of the lens (110, 210, 310, 410)
  • the light-emitting package (100, 200, 300, 400) decreases. That is, the light-emitting package's light-emitting angle can be adjusted according to the height of the first optical region of the lens, and the light-emitting package's light-emitting angle can be decreased by increasing the height of the first optical region of the lens.
  • the light-emitting package (300) of the third embodiment of FIG. 8 includes a first optical region (311) having a larger maximum diameter than the light-emitting package (100) of the first embodiment of FIG. 4.
  • the light-emitting package (100) of the first embodiment has a smaller beam angle than the light-emitting package (300) of the third embodiment, which includes a first optical region (311) with a relatively larger diameter.
  • the light emitting package (300) of the third embodiment has a wider light emitting angle than the light emitting package (100) of the first embodiment. Accordingly, the light emitting package's light emitting angle can be increased by increasing the maximum diameter of the first optical region of the lens. In other words, the light emitting package's light emitting angle can be decreased by decreasing the maximum diameter of the first optical region of the lens.
  • the light-emitting packages (300, 400) of the third and fourth embodiments of FIGS. 8 and 10 include a first optical region (311, 411) having a larger maximum diameter than the light-emitting packages (100, 200) of the first and second embodiments of FIGS. 4 and 6.
  • the light emitting packages (300, 400) of the third and fourth embodiments have more uniform light intensity in the range of about -30 degrees to about 30 degrees than the light emitting packages (100, 200) of the first and second embodiments. That is, as the maximum diameter of the first optical region of the lens increases, the light intensity uniformity in the range of about -30 degrees to about 30 degrees improves.
  • the light-emitting package (400) of the fourth embodiment When comparing the light-emitting package (100) of the first embodiment with the light-emitting package (400) of the fourth embodiment, the light-emitting package (400) of the fourth embodiment, which has a relatively larger lens height, has a narrower light-direction angle than the light-emitting package (100) of the first embodiment, but there is no significant difference. In this way, although the lens (110) of the first embodiment has a lower height than the lens (410) of the fourth embodiment, the light-direction angle of the light-emitting package can be adjusted similarly to the lens (410) of the fourth embodiment.
  • a lens having a structure in which the first optical region has a smaller maximum diameter than the second optical region can efficiently narrow the light-direction angle of the light-emitting package even with a minimal increase in height. Therefore, the light-emitting packages (100, 200) of the first and second embodiments can have a predetermined narrow range of light-direction angles even with a lower height than the light-emitting packages (300, 400) of the third and fourth embodiments.
  • the target aiming angle may be less than about 90 degrees.
  • each of the lenses (110, 210, 310, 410) of the embodiments and the light-emitting packages (100, 200, 300, 400) including the lenses (110, 210, 310, 410) can focus light into a predetermined emission area through the lenses (110, 210, 310, 410) to implement a narrow beam angle. Accordingly, the lenses (110, 210, 310, 410) of the embodiments of the present invention and each of the light-emitting packages (100, 200, 300, 400) can focus light from the light source (130) into a predetermined emission area, thereby increasing the brightness of the lighting device and display device to which they are applied.
  • the lenses (110, 210, 310, 410) of the present embodiments and the light-emitting devices to which these lenses (110, 210, 310, 410) are applied can be applied to devices that require high brightness and low light interference for a certain area, such as headlamps of automobiles.
  • FIGS. 12 and 13 are drawings for explaining a light-emitting device according to one embodiment of the present invention.
  • Fig. 12 is a schematic plan view of a light-emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • Fig. 13 is a diagram showing the results of simulating the illuminance of Fig. 12.
  • a light-emitting device (1000) includes a light-emitting package array (1001).
  • the light-emitting package array (1001) may be placed on a support member (1002).
  • the support member (1002) on which the light-emitting package array (1001) is mounted may be a printed circuit board.
  • the support member (1002) may have a conductive pattern formed thereon that may be electrically connected to the light-emitting package array (1001).
  • the light-emitting package array (1001) is formed by arranging a plurality of light-emitting packages (1005) in at least one column and row. At this time, the light-emitting packages (1005) may be arranged at a predetermined interval. The interval between the light-emitting packages (1005) of the light-emitting package array (1001) may be determined according to the beam angles of the light-emitting packages (1005). For example, the interval between the light-emitting packages (1005) may be designed so that the luminance in an area where light emitted from at least two light-emitting packages (1005) overlaps is about 60% or more of the highest luminance of the light-emitting package array (1001).
  • the interval between the light-emitting packages (1005) may be designed so that the illuminance and/or luminance in an area where light emitted from at least two light-emitting packages (1005) overlaps is about 60% or more of the highest illuminance and/or luminance of the light-emitting package array (1001). That is, the light emitting package array (1001) of the present embodiment may have a luminance, illuminance, and/or brightness of an area between the light emitting packages (1005) that is about 60% or more of the highest luminance, highest illuminance, and/or highest brightness of the light emitting package array (1001).
  • the spacing between the light emitting packages (1005) may be about 2 times or more and less than about 10 times the width of the light emitting packages (1005).
  • the overlapping light means that the light emitted from at least two light emitting packages (1005) overlaps with each other.
  • the light emitting packages (1005) may be arranged at a spacing of about 3 mm or more and about 15 mm or less.
  • the light-emitting package (1005) included in the light-emitting device (1000) of the present embodiment may be one of the light-emitting packages of the first to fourth embodiments (100, 200, 300, 400 of FIGS. 4 to 11).
  • Fig. 13 is an illuminance raster chart and illuminance graph showing the results of simulating the illuminance of the light-emitting device (1000) of Fig. 12.
  • the illuminance uniformity measured in a range of about -15 mm to about 15 mm corresponding to one row (X1-X2) of the light-emitting package array (1001) and the illuminance uniformity measured in a range of about -15 mm to about 15 mm corresponding to one column (Y1-Y2) can each be about 60% or more. Furthermore, the illuminance uniformities are each about 67%.
  • the difference between the maximum illuminance and the minimum illuminance in the range of about -15 mm to about 15 mm may be less than about 40% based on the maximum illuminance.
  • the light-emitting device (1000) may have a plurality of peak points and a plurality of valley points.
  • Each of the plurality of peak points may correspond to a maximum luminous intensity point of each of the plurality of light-emitting packages (1005).
  • each of the plurality of valley points may correspond to a point where light from neighboring light-emitting packages (1005) overlaps. That is, each peak point may be light having a maximum luminous intensity value of each of the light-emitting packages (1005), and each valley point may correspond to overlapping light between neighboring light-emitting packages (1005).
  • the value of the valley point may be higher than the luminous intensity of at least one light-emitting package (1005) at about -60 degrees or less or about 60 degrees or more.
  • the light-emitting device (1000) of the present embodiment may facilitate the design of a surface light source having high uniformity of illuminance and/or luminance due to small deviation in illuminance and/or luminance even with a small number of light-emitting packages (1005).
  • the light-emitting device (1000) of the present embodiment is described as including one type of the light-emitting packages (100, 200, 300, 400 of FIGS. 4 to 11) of the first to fourth embodiments
  • the light-emitting device (1000) of the present embodiment is not limited thereto. That is, the light-emitting device (1000) of the present embodiment may include two or more types of the light-emitting packages (100, 200, 300, 400 of FIGS. 4 to 11) of the first to fourth embodiments.
  • the light-emitting device (1000) of the present embodiment may include one or both of the light-emitting packages (100, 200 of FIGS. 4 to 7) of the first and second embodiments that can reduce the light-direction angle with minimal height adjustment.
  • the light emitting device (1000) may have light emitting packages with a relatively wide beam angle arranged in a central region, and light emitting packages with a relatively narrow beam angle arranged in an outer region of the central region.
  • the light emitting device (1000) may reduce the difference in brightness between the central region where light is relatively concentrated and the outer region where light is less concentrated than the central region.
  • the difference in beam angle between the light emitting packages arranged in the central region and the light emitting packages arranged in the outer region may be about 5 degrees or more and less than about 20 degrees.
  • the light emitting device (1000) may have light emitting packages having relatively low center beam candlepower (CBCP) in a central region and light emitting packages having relatively high center beam candlepower in an outer region.
  • CBCP center beam candlepower
  • the light emitting device (1000) may improve the difference in illuminance and/or brightness between the regions.
  • the light emitting device (1000) may have a difference in illuminance, illuminance, and/or brightness between a plurality of peak points by a plurality of light emitting packages of less than about 5%.
  • the light emitting device (1000) may have a difference in illuminance, illuminance, and/or brightness between a peak point in a central region and a peak point in an outer region of less than about 5%.
  • Fig. 14 is an exemplary diagram of a vehicle to which a light-emitting device according to an embodiment of the present invention is applied.
  • the light-emitting device (1000) may be a light applied to a vehicle, such as a turn signal or headlight.
  • the light emitting device (1000) applied to the vehicle (2000) may be the light emitting packages (100, 200, 300, 400) described through FIGS. 4 to 11.
  • the light emitting device (1000) may be the light emitting device (1000) of FIG. 12 including a plurality of light emitting packages (100, 200, 300, 400) described in FIGS. 4 to 11.
  • a vehicle (2000) includes a body (2001) and a light-emitting device (1000) mounted on the body (2001).
  • the vehicle light-emitting device (1000) requires light-emitting area control for direction indication or projection area adjustment.
  • a plurality of light-emitting packages (1005) may be arranged in the light-emitting device (1000).
  • the light-emitting device (1000) may control the plurality of light-emitting packages (1005) to operate individually. Therefore, the light-emitting device (1000) can easily adjust the light-emitting area or the projection area by independently controlling the plurality of light-emitting packages (1005) with low light interference.
  • the light-emitting device and the light-emitting package do not all include wavelength conversion members, but the present invention is not limited thereto. That is, the light-emitting device may further include wavelength conversion members.
  • the light-emitting device may further include wavelength conversion members.
  • at least one of the light-emitting packages may further include a wavelength conversion member or further include a wavelength conversion material dispersed in the sealant (140) or lens.
  • a light-emitting device may include a lens having an incident surface through which external light enters the interior and an exit surface through which the internally incident light exits the interior, wherein the lens may include a first optical region including a curved surface having a diameter that decreases toward the top; and a second optical region located below the first optical region, having a constant width from the top to the bottom, and including a flat side surface.
  • a maximum diameter of the first optical region may be less than or equal to a maximum diameter of the second optical region.
  • a portion or the entire area of a lower surface of the second optical region may be the incident surface, and an outer surface of the first optical region may be the exit surface.
  • a directivity angle of light emitted from the lens may be less than about 90 degrees.
  • the first optical region of the lens may include a first curved surface and a second curved surface positioned between the first curved surface and the second optical region.
  • the first curved surface may include a convex curved surface whose diameter decreases from the bottom to the top.
  • the second curved surface may include a concave curved surface whose diameter increases from the bottom to the top.
  • Example 3 In the light-emitting device according to Example 1, the lens may have a height of the second optical region smaller than a height of the first optical region.
  • Example 4 In the light emitting device according to Example 1, the lens may have a height of the second optical region that is less than or equal to about 60% of the height of the first optical region.
  • Example 5 In the light emitting device according to Example 1, the lens may have a diameter of a lower end of the inner surface of the first optical region and a diameter of an upper end of the inner surface of the second optical region that are the same.
  • Example 6 In the light-emitting device according to Example 1, at least a portion of the second optical region of the lens excluding the incident surface may include a light-absorbing material or a light-reflecting material.
  • Example 7 In the light-emitting device according to Example 1, the lens may be formed such that the first optical region and the second optical region are integral.
  • Example 8 In the light emitting device according to Example 1, the first optical region of the lens may have an outer shape according to the following [Formula 1].
  • x is the position of the lens on the x-axis
  • y is the height according to the x value
  • a is the height of the second optical region
  • b is the ratio of the height to the radius of the first optical region. may be the radius of the first optical region.
  • a light-emitting device may include a housing having a cavity formed at an upper portion thereof; a light source disposed in the cavity of the housing and emitting light; and a lens disposed at an upper portion of the housing and including an incident surface on which light from the light source is incident and an exit surface on which the incident light is emitted to the outside.
  • the lens may include a first optical region including a curved surface having a diameter that decreases toward the upper portion; and a second optical region located below the first optical region, having a constant width from the upper portion to the lower portion, and including a flat side surface.
  • a maximum diameter of the first optical region may be less than or equal to a maximum diameter of the second optical region.
  • a portion or the entire area of a lower surface of the second optical region may be the incident surface, and an outer surface of the first optical region may be the exit surface.
  • a beam angle of light emitted from the lens may be less than a beam angle of light emitted from the light source. The beam angle of light emitted from the lens may be less than about 90 degrees.
  • the first optical region of the light-emitting package may include a first curved surface and a second curved surface positioned between the first curved surface and the second optical region.
  • the first curved surface may include a convex curved surface whose diameter decreases from the bottom to the top.
  • the second curved surface may include a concave curved surface whose diameter increases from the bottom to the top.
  • Example 11 In the light emitting device according to Example 9, the highest upper end of the first optical region of the lens may be positioned on the same vertical line as the center of the light source.
  • Example 12 In the light emitting device according to Example 9, the height of the first optical region may be about 1 to about 2.5 times the height of the housing.
  • Example 13 In the light-emitting device according to Example 9, the height of the second optical region may be smaller than the height of the first optical region and greater than the height of the light source.
  • Example 14 In the light emitting device according to Example 9, the height of the second optical region may be about 60% or less of the height of the first optical region.
  • Example 15 In the light-emitting device according to Example 9, the height of the second optical region may be about 6 times or more and less than about 10 times the height of the light source.
  • Example 16 In the light emitting device according to Example 9, the diameter of the lower end of the inner surface of the first optical region and the diameter of the upper end of the inner surface of the second optical region may be the same.
  • Example 17 In the light-emitting device according to Example 9, at least a portion of the second optical region excluding the incident surface may include a light-absorbing material or a light-reflecting material.
  • Example 18 In the light-emitting device according to Example 9, the first optical region and the second optical region may be integral.
  • Example 19 The light-emitting device according to Example 9 may further include a molding region formed in the cavity of the housing and covering the light source.
  • the molding region may be formed of a material through which the light of the light source is transmitted.
  • Example 20 In the light emitting device according to Example 9, the first optical region may have an outer shape according to the following [Formula 1].
  • x is the position of the lens on the x-axis
  • y is the height according to the x value
  • a is the height of the second optical region
  • b is the ratio of the height to the radius of the first optical region, may be the radius of the first optical region.
  • Example 21 In the light-emitting device according to Example 9, the beam spread angle having a luminous intensity of about 50% or more of the maximum intensity of the light-emitting package may be about -42 degrees to about 42 degrees.
  • Example 22 In the light-emitting device according to Example 9, the beam angle having a luminous intensity of about 80% or more of the maximum intensity may be about -30 degrees to about 30 degrees.
  • Example 23 In the light-emitting device according to Example 9, the beam angle having a luminous intensity of about 90% or more relative to the maximum intensity may be about -20 degrees to about 20 degrees.
  • a light-emitting device may include a light-emitting package array including a plurality of the light-emitting packages; and a support member on which the light-emitting package array is mounted.
  • Example 25 In the light-emitting device according to Examples 9 to 24, the light-emitting package array may have overlapping light in which the light of two adjacent light-emitting packages overlaps with each other. In addition, the array may have a minimum overlapping light between the two adjacent light-emitting packages.
  • Example 26 In the light-emitting device according to Example 25, the two adjacent light-emitting packages can be arranged so that the overlapping light has a luminous intensity of about 60% or more compared to the maximum luminous intensity of at least one light-emitting package.
  • a light-emitting package may include a housing having a cavity formed with an open top; a light source disposed in the cavity of the housing and emitting light; and a lens disposed on an upper portion of the housing and including an incident surface on which light from the light source enters and an exit surface on which the incident light exits to the outside.
  • the lens may include a first optical region including a curved surface having a diameter that decreases toward the top; and a second optical region positioned below the first optical region, having a constant width from top to bottom, and including a flat side surface.
  • An upper surface of the first optical region may include a flat region.
  • a portion or the entire lower surface of the second optical region may be the incident surface, and an outer surface of the first optical region may be the exit surface.
  • An optical beam angle of the lens may be less than a light beam angle of the light source, and the optical beam angle of the lens may be less than about 90 degrees.
  • the first optical region may include a first curved surface and a second curved surface positioned between the first curved surface and the second optical region.
  • the first curved surface may include a convex curved surface whose diameter decreases from the bottom to the top.
  • the second curved surface may include a concave curved surface whose diameter increases from the bottom to the top.
  • Example 29 In the light-emitting package according to Example 27 or 28, the height of the first optical region may be about 1 to about 2.5 times the height of the housing.
  • Example 30 In the light-emitting package according to Examples 27 to 29, the height of the second optical region may be smaller than the height of the first optical region and larger than the height of the light source.
  • Example 31 In the light-emitting package according to Example 30, the height of the second optical region may be about 60% or less of the height of the first optical region.
  • Example 32 In the light-emitting package according to Example 30 or 31, the height of the second optical region may be about 6 times or more and less than about 10 times the height of the light source.
  • Example 33 In the light-emitting package according to Examples 27 to 31, the diameter of the lower end of the inner surface of the first optical region and the diameter of the upper end of the inner surface of the second optical region may be the same.
  • Example 34 In the light-emitting package according to Examples 27 to 33, the first optical region and the second optical region may be integral.
  • Example 35 In the light-emitting package according to Examples 27 to 34, the flat area of the first optical region of the lens may be larger than the width of the light source and narrower than the width of the cavity.
  • Example 36 In the light-emitting package according to Example 35, the area between the flat area of the first optical area and the second optical area may form a curved surface.
  • the curved surface of the first optical region may have a shape according to the following [Formula 1].
  • x is the position of the lens on the x-axis
  • y is the height according to the x value
  • a is the height of the second optical region
  • b is the ratio of the height to the radius of the first optical region, may be the radius of the first optical region.
  • Example 37 In the light-emitting package according to Examples 27 to 34, the height of the first optical region may be less than about 50% of the diameter of the lower end of the first optical region.
  • Example 38 In the light-emitting package according to Examples 27 to 34, the beam angle having a luminous intensity of about 50% or more relative to the maximum intensity may be about -45 degrees to about 45 degrees.
  • Example 39 In the light-emitting package according to Examples 27 to 34, the beam angle having a luminous intensity of about 80% or more relative to the maximum intensity may be about -30 degrees to about 30 degrees.
  • Example 40 In the light-emitting package according to Examples 27 to 34, the beam angle having a luminous intensity of about 90% or more relative to the maximum intensity may be about -25 degrees to about 25 degrees.
  • a light-emitting device may include a light-emitting package array including a plurality of the light-emitting packages; and a support member on which the light-emitting package array is mounted.
  • the light-emitting package array may have overlapping light in which the light of two adjacent light-emitting packages overlap each other.
  • the light may have a minimum overlapping light between the two adjacent light-emitting packages.
  • Example 43 In the light-emitting device according to Example 41 or 42, the two adjacent light-emitting packages may be arranged such that the overlapping light has a luminosity of about 60% or more of the maximum luminosity of at least one light-emitting package. Alternatively, the two adjacent light-emitting packages may have an illuminance and/or luminance of the overlapping light that is about 60% or more of the maximum illuminance and/or highest luminance of at least one light-emitting package.
  • a light-emitting device may include a light-emitting package, wherein the light-emitting package includes a housing having a cavity formed with an open top; a light source disposed in the cavity of the housing and emitting light; and a lens disposed on an upper portion of the housing and including an incident surface on which light from the light source enters and an exit surface on which the incident light exits to the outside.
  • the lens may include a first optical region including a curved surface having a diameter that decreases toward the top; and a second optical region positioned below the first optical region, having a constant width from top to bottom, and including a flat side surface.
  • An upper surface of the first optical region may include a flat region.
  • a portion or the entire lower surface of the second optical region may be the incident surface, and an outer surface of the first optical region may be the exit surface.
  • a light beam angle of the lens may be less than a light beam angle of the light source. The light beam angle of the lens may be less than about 90 degrees.
  • the first optical region may include a first curved surface and a second curved surface positioned between the first curved surface and the second optical region.
  • the first curved surface may include a convex curved surface whose diameter decreases from the bottom to the top.
  • the second curved surface may include a concave curved surface whose diameter increases from the bottom to the top.
  • Example 46 In the light emitting device according to Example 44, the height of the first optical region may be about 1 to about 2.5 times the height of the housing.
  • Example 47 In the light-emitting device according to Example 46, the height of the second optical region may be smaller than the height of the first optical region and greater than the height of the light source.
  • Example 48 In the light emitting device according to Example 46, the height of the second optical region may be about 60% or less of the height of the first optical region.
  • Example 49 In the light emitting device according to Example 47 or 48, the height of the second optical region may be about 6 times or more and less than about 10 times the height of the light source.
  • Example 50 In the light emitting device according to Example 41, the diameter of the lower end of the inner surface of the first optical region and the diameter of the upper end of the inner surface of the second optical region may be the same.
  • Example 51 In the light emitting device according to Examples 41 to 49, the first optical region and the second optical region may be integral.
  • Example 52 In the light emitting device according to Examples 41 to 51, the flat area of the first optical region of the lens may be larger than the width of the light source and narrower than the width of the cavity.
  • Example 53 In the light emitting device according to Example 52, the area between the flat area of the first optical area and the second optical area may form a curved surface.
  • the curved surface of the first optical region may have a shape according to the following [Formula 1].
  • x is the position of the lens on the x-axis
  • y is the height according to the x value
  • a is the height of the second optical region
  • b is the ratio of the height to the radius of the first optical region, may be the radius of the first optical region.
  • Example 54 In the light emitting device according to Examples 41 to 53, the height of the first optical region may be less than about 50% of the diameter of the lower end of the first optical region.
  • Example 55 In the light emitting device according to Examples 41 to 54, the beam angle having a luminous intensity of about 50% or more relative to the maximum intensity may be about -45 degrees to about 45 degrees.
  • Example 56 In the light emitting device according to Examples 41 to 54, the beam angle having a luminous intensity of about 80% or more relative to the maximum intensity may be between about -30 degrees and about 30 degrees.
  • Example 57 In the light emitting device according to Examples 41 to 54, the beam angle having a luminous intensity of about 90% or more relative to the maximum intensity may be between about -25 degrees and about 25 degrees.
  • a light-emitting device may include a light-emitting package array including a plurality of the light-emitting packages; and a support member on which the light-emitting package array is mounted.
  • Example 59 In the light-emitting device according to Example 58, the light-emitting package array may have overlapping light in which the light of two adjacent light-emitting packages overlap each other. In addition, the light may have a minimum overlapping light between the two adjacent light-emitting packages.
  • Example 60 In the light-emitting device according to Example 59, the two adjacent light-emitting packages can be arranged so that the overlapping light has a luminous intensity of about 60% or more compared to the maximum luminous intensity of at least one light-emitting package.
  • a light-emitting device may include a housing having a cavity formed with an open top; a light source disposed in the cavity of the housing and emitting light; and a lens disposed on an upper portion of the housing and including an incident surface on which light from the light source enters and an exit surface through which the incident light exits to the outside.
  • the lens may include a first optical region including a curved surface whose diameter decreases toward the top; and a second optical region positioned below the first optical region and having a constant width from top to bottom. A diameter of a lower surface of the first optical region and a diameter of an upper surface of the second optical region may be the same.
  • a portion or the entire lower surface of the second optical region may be the incident surface, and an outer surface of the first optical region may be the exit surface.
  • the first optical region may have different radii of curvature at an upper portion and a lower portion.
  • a light directivity angle of the lens may be less than a light directivity angle of the light source.
  • the light directivity angle of the lens may be less than about 100 degrees.
  • Example 62 In the light emitting device according to Example 61, the height of the first optical region may be about 0.5 times the diameter of the first optical region.
  • Example 63 In the light emitting device according to Example 61 or 62, the height of the first optical region may be about 1 to about 2.5 times the height of the housing.
  • Example 64 In the light-emitting device according to Examples 61 to 63, the height of the second optical region may be smaller than the height of the first optical region and larger than the height of the light source.
  • Example 65 In the light emitting device according to Example 64, the height of the second optical region may be about 60% or less of the height of the first optical region.
  • Example 66 In the light emitting device according to Example 64 or 65, the height of the second optical region may be about 6 times or more and less than about 10 times the height of the light source.
  • Example 67 In the light emitting device according to Examples 61 to 66, the first optical region and the second optical region may be integral.
  • Example 68 In the light emitting device according to Examples 61 to 67, the flat area of the first optical region of the lens may be larger than the width of the light source and narrower than the width of the cavity.
  • Example 69 In the light emitting device according to Examples 61 to 68, the height of the first optical region may be less than about 50% of the diameter of the lower end of the first optical region.
  • Example 70 In the light emitting device according to Examples 61 to 69, the light emitting package may have a beam angle of about -50 degrees to about 50 degrees with a luminous intensity of about 50% or more relative to the maximum intensity.
  • Example 71 In the light emitting device according to Examples 61 to 69, the light emitting package may have a beam angle of about -40 degrees to about 40 degrees with a luminous intensity of about 80% or more relative to the maximum intensity.
  • Example 72 In the light-emitting device according to Examples 61 to 71, the light-emitting package may have a beam angle of about -30 degrees to about 30 degrees with a luminous intensity of about 90% or more relative to the maximum intensity.
  • the light-emitting device may include a light-emitting package array including a plurality of the light-emitting packages; and a support member on which the light-emitting package array is mounted.
  • the light-emitting package array may have overlapping light in which the light of two adjacent light-emitting packages overlap each other.
  • the light may have a minimum overlapping light between the two adjacent light-emitting packages.
  • Example 75 In the light emitting device according to Example 73 or 74, the two adjacent light emitting packages can be arranged so that the overlapping light has a luminous intensity of at least about 60% of the maximum luminous intensity.
  • a light-emitting device may include a housing having a cavity formed with an open top; a light source disposed in the cavity of the housing and emitting light; and a lens disposed on an upper portion of the housing and including an incident surface on which light from the light source enters and an exit surface through which the incident light exits to the outside.
  • the lens may include a first optical region including a curved surface whose diameter decreases toward the top; and a second optical region positioned below the first optical region and having a constant width from top to bottom. A diameter of a lower surface of the first optical region and a diameter of an upper surface of the second optical region may be the same.
  • a portion or the entire lower surface of the second optical region may be the incident surface, and an outer surface of the first optical region may be the exit surface.
  • the first optical region may have different radii of curvature at an upper portion and a lower portion.
  • a light directivity angle of the lens may be less than a light directivity angle of the light source.
  • the light directivity angle of the lens may be less than about 100 degrees.
  • Example 77 In the light emitting device according to Example 76, the height of the first optical region may be about 0.5 times the diameter of the first optical region.
  • Example 78 In the light emitting device according to Example 77, the height of the first optical region may be about 1 to about 2.5 times the height of the housing.
  • Example 79 In the light emitting device according to Examples 76 to 78, the height of the second optical region may be smaller than the height of the first optical region and larger than the height of the light source.
  • Example 80 In the light emitting device according to Examples 76 to 79, the height of the second optical region may be about 60% or less of the height of the first optical region.
  • Example 81 In the light emitting device according to Examples 76 to 80, the height of the second optical region may be about 6 times or more and less than about 10 times the height of the light source.
  • Example 82 In the light emitting device according to Examples 76 to 81, the first optical region and the second optical region may be integral.
  • Example 83 In the light emitting device according to Examples 76 to 82, the flat area of the first optical region of the lens may be larger than the width of the light source and narrower than the width of the cavity.
  • Example 84 In the light emitting device according to Examples 76 to 79, the height of the first optical region may be less than about 50% of the diameter of the lower end of the first optical region.
  • Example 85 In the light emitting device according to Examples 76 to 74, the beam angle having a luminous intensity of about 50% or more relative to the maximum intensity may be about -50 degrees to about 50 degrees.
  • Example 86 In the light emitting device according to Examples 76 to 84, the beam angle having a luminous intensity of about 80% or more relative to the maximum intensity may be about -40 degrees to about 40 degrees.
  • Example 87 In the light emitting device according to Examples 76 to 84, the beam angle having a luminous intensity of about 90% or more relative to the maximum intensity may be about -30 degrees to about 30 degrees.
  • Example 88 The light-emitting device according to Examples 76 to 87 may further include a light-emitting package array including a plurality of the light-emitting packages; and a support member on which the light-emitting package array is mounted.
  • the light-emitting package array may have overlapping light in which the light of two adjacent light-emitting packages overlap each other.
  • the light may have a minimum overlapping light between the two adjacent light-emitting packages.
  • Example 90 In the light-emitting device according to Example 89, the two adjacent light-emitting packages can be arranged so that the overlapping light has a luminous intensity of about 60% or more compared to the maximum luminous intensity of at least one light-emitting package.
  • a light-emitting device may include a light-emitting package array including a plurality of light-emitting packages; and a support member on which the light-emitting package array is mounted.
  • Each of the plurality of light-emitting packages may include: a housing having a cavity formed therein with an open top; a light source disposed in the cavity of the housing and emitting light; and a lens disposed on an upper portion of the housing and including an incident surface through which light from the light source is incident and an exit surface through which the incident light is emitted to the outside.
  • the light-emitting package array may include a plurality of light-emitting packages arranged in at least one column and one row.
  • the plurality of light-emitting packages may be arranged at regular intervals.
  • the light-emitting packages may be arranged such that the luminance of superimposed light of at least two light-emitting packages is about 60% or more of the highest luminance of the light-emitting package array.
  • the light-emitting packages may be arranged such that the illuminance and/or brightness of superimposed light of at least two light-emitting packages is about 60% or more of the highest illuminance and/or highest brightness of the light-emitting package array.
  • Example 92 The light-emitting device according to Example 91 may have different illuminances for each area based on the light-emitting surface.
  • the wavelength of light emitted from the light-emitting surface may have multiple peak points and multiple valley points.
  • Example 93 In the light emitting device according to Example 91, the positions of the plurality of peak points may correspond to the maximum luminous intensity points of each of the plurality of light emitting packages.
  • Example 94 In the light-emitting device according to Example 91, the position of each of the plurality of valley points may correspond to an overlapping point where the light of adjacent light-emitting packages overlaps.
  • the valley point of the overlapping point may have a luminosity of about 60% or more of the maximum luminosity of the light-emitting package array. That is, the illuminance and/or luminance of the valley point of the overlapping point of the light-emitting device may be about 60% or more of the maximum illuminance and/or maximum luminance of the light-emitting package array.
  • Example 96 In the light-emitting device according to Example 91, the difference in the orientation angle between the light-emitting packages arranged in the central region of the light-emitting device and the light-emitting packages arranged in the outer region may be about 5 degrees or more and less than about 20 degrees.
  • Example 97 In the light-emitting device according to Example 96, the difference in luminance at the peak point of the central region and the luminance at the peak point of the outer region may be less than about 5%. That is, the light-emitting device may have a difference in illuminance and/or brightness between the peak point of the central region and the peak point of the outer region of less than about 5%.
  • Example 98 The luminous intensity of the light-emitting package arranged in the central region of the light-emitting device may be lower than the luminous intensity of the light-emitting package arranged in the outer region.

Landscapes

  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

본 발명은 발광 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면 발광 장치는 상부가 개방된 캐비티가 형성된 하우징, 상기 하우징의 상기 캐비티에 배치되고, 광을 방출하는 광원, 및 상기 하우징의 상부에 배치되고, 입사면 및 출사면을 포함하는 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 렌즈는 상부로 갈수록 직경이 감소하는 곡면을 포함하는 제1 광학 영역 및 상기 제1 광학 영역의 하부에 위치하며, 평평한 측면을 포함하는 제2 광학 영역을 포함할 수 있다. 상기 제1 광학 영역의 최대 직경은 상기 제2 광학 영역의 최대 직경 이하일 수 있다. 상기 렌즈의 광 지향각은 상기 광원의 광 지향각보다 작을 수 있다. 상기 렌즈의 광 지향각은 90도 미만일 수 있다.

Description

발광 장치
본 발명은 발광 장치에 관한 것이다.
발광 다이오드는 전자와 정공의 재결합으로 발생하는 광을 발하는 반도체 소자로서, 최근 디스플레이, 자동차 램프, 일반 조명 등의 여러 분야에서 사용된다. 발광 다이오드는 수명이 길고, 소비 전력이 낮으며, 응답 속도가 빠르기 때문에 자동차 램프, 디스플레이 장치 등 다양한 분야에 응용되고 있다. 예를 들어, 발광 다이오드는 HMD(Head mounted Display)에도 적용되고 있으며, 광의 직진성이 우수하여 자동차용 헤드 램프에 널리 적용되고 있다.
하지만, 발광 다이오드는 다양한 이유로 출사면에서 균일한 휘도가 구현되지 못하고 있다.
또한, 광 조사의 정밀 제어를 위해서는 각 발광 다이오드 또는 각 발광 다이오드를 포함하는 칩 또는 패키지와 같은 발광 장치가 좁은 지향각을 가질 필요가 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 좁은 지향각을 구현할 수 있는 렌즈, 및 이를 포함하는 발광 패키지 및 발광 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 다른 과제는 좁은 지향각을 구현하며, 휘도 균일도를 개선할 수 있는 렌즈, 및 이를 포함하는 발광 패키지 및 발광 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 또 다른 과제는 높은 휘도를 갖는 발광 패키지 및 발광 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 외부의 광이 내부로 입사하는 입사면 및 내부로 입사한 광이 외부로 출사하는 출사면을 포함하는 렌즈가 제공된다. 상기 렌즈는 제1 광학 영역 및 제2 광학 영역을 포함할 수 있다. 상기 제1 광학 영역은 상부로 갈수록 직경이 감소하는 곡면을 포함할 수 있다. 상기 제2 광학 영역은 상기 제1 광학 영역의 하부에 위치하며, 상부에서 하부까지 폭이 일정하며, 평평한 측면을 포함할 수 있다. 상기 제1 광학 영역의 최대 직경은 상기 제2 광학 영역의 최대 직경 이하일 수 있다. 상기 제2 광학 영역의 하면의 일부 영역 또는 전체 영역은 상기 입사면일 수 있다. 상기 제1 광학 영역의 외부면은 상기 출사면일 수 있다. 또한, 상기 렌즈의 광 지향각은 약 90도 미만일 수 있다.
상기 제1 광학 영역은 제1 곡면 및 상기 제1 곡면과 상기 제2 광학 영역 사이에 위치하는 제2 곡면을 포함할 수 있다. 상기 제1 곡면은 하부에서 상부로 갈수록 직경이 감소하는 볼록한 곡면을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2 곡면은 하부로 갈수록 직경이 증가하는 오목한 곡면을 포함할 수 있다.
상기 제2 광학 영역의 높이는 상기 제1 광학 영역의 높이보다 작을 수 있다.
상기 제2 광학 영역의 높이는 상기 제1 광학 영역의 높이의 약 60% 이하일 수 있다.
상기 제1 광학 영역의 내부면의 하단의 직경과 상기 제2 광학 영역의 내부면의 상단의 직경은 동일할 수 있다.
상기 제2 광학 영역은 상기 입사면을 제외한 영역 중 적어도 일부는 광 흡수 물질 또는 광 반사 물질을 포함할 수 있다.
상기 제1 광학 영역과 상기 제2 광학 영역은 일체형일 수 있다.
상기 제1 광학 영역은 하기 [식 1]에 따른 외측 형상을 가질 수 있다.
[식 1]
여기서, x는 상기 렌즈의 x축 상의 위치이고, y는 x 값에 따른 높이이며, a는 상기 제2 광학 영역의 높이이고, b는 상기 제1 광학 영역의 반지름 대비 높이의 비율이며, 는 상기 제1 광학 영역의 반지름일 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 하우징, 광원 및 렌즈를 포함하는 발광패키지가 제공된다. 상기 하우징은 상부가 개방된 캐비티를 포함할 수 있다. 상기 광원은 상기 하우징의 상기 캐비티에 배치되고, 광을 생성 및 방출할 수 있다. 상기 렌즈는 상기 하우징의 상부에 배치되고, 상기 광원의 광이 입사하는 입사면 및 상기 입사한 광이 외부로 출사하는 출사면을 포함할 수 있다. 또한, 상기 렌즈는 제1 광학 영역 및 제2 광학 영역을 포함할 수 있다. 상기 제1 광학 영역은 상부로 갈수록 직경이 감소하는 곡면을 포함할 수 있다. 상기 제2 광학 영역은 상기 제1 광학 영역의 하부에 위치하며, 상부에서 하부까지 폭이 일정하며, 평평한 측면을 포함할 수 있다. 상기 제1 광학 영역의 최대 직경은 상기 제2 광학 영역의 최대 직경 이하일 수 있다. 상기 제2 광학 영역의 하면의 일부 영역 또는 전체 영역은 상기 입사면일 수 있다. 상기 제1 광학 영역의 외부면은 상기 출사면일 수 있다. 상기 렌즈의 광 지향각은 상기 광원의 광 지향각보다 작을 수 있다. 또한, 상기 렌즈의 광 지향각은 90도 미만일 수 있다.
상기 제1 광학 영역은 제1 곡면 및 상기 제1 곡면과 상기 제2 광학 영역 사이에 위치하는 제2 곡면을 포함할 수 있다. 상기 제1 곡면은 하부에서 상부로 갈수록 직경이 감소하는 볼록한 곡면을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2 곡면은 하부로 갈수록 직경이 증가하는 오목한 곡면을 포함할 수 있다.
상기 렌즈의 상기 제1 광학 영역의 가장 높은 상단은 상기 광원의 중심과 동일 수직선상에 위치할 수 있다.
상기 렌즈의 상기 제1 광학 영역의 높이는 상기 하우징의 높이의 약 1배 이상 약 2.5배 이하일 수 있다.
상기 제2 광학 영역의 높이는 상기 제1 광학 영역의 높이보다 작고, 상기 광원의높이보다 클 수 있다.
상기 제2 광학 영역의 높이는 상기 제1 광학 영역의 높이의 약 60% 이하일 수 있다.
상기 렌즈의 제2 광학 영역의 높이는 상기 광원의 높이의 약 6배 이상 약 10배 미만일 수 있다.
상기 제1 광학 영역의 내부면의 하단의 직경과 상기 제2 광학 영역의 내부면의 상단의 직경은 동일할 수 있다.
상기 제2 광학 영역은 상기 입사면을 제외한 영역 중 적어도 일부는 광 흡수 물질 또는 광 반사 물질을 포함할 수 있다.
상기 제1 광학 영역과 상기 제2 광학 영역은 일체형일 수 있다.
상기 발광 패키지는 상기 하우징의 캐비티에 형성되어 상기 광원을 덮는 몰딩 영역을 포함할 수 있다. 상기 몰딩 영역은 상기 광원의 상기 광이 투과하는 재질로 형성될 수 있다.
상기 제1 광학 영역은 하기 [식 1]에 따른 외측 형상을 가질 수 있다.
[식 1]
여기서, x는 상기 렌즈의 x축 상의 위치이고, y는 x 값에 따른 높이이며, a는 상기 제2 광학 영역의 높이이고, b는 상기 제1 광학 영역의 반지름 대비 높이의 비율이며, 는 상기 제1 광학 영역의 반지름일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 복수의 발광 패키지를 포함하는 발광 패키지 어레이 및 상기 발광 패키지 어레이가 실장되는 지지부재를 포함하는 발광 장치가 제공된다. 상기 복수의 발광 패키지 각각은, 하우징, 광원 및 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 하우징은 상부가 개방된 캐비티를 포함할 수 있다. 상기 광원은 상기 하우징의 상기 캐비티에 배치되고, 광을 생성 및 방출할 수 있다. 상기 렌즈는 상기 하우징의 상부에 배치되고, 상기 광원의 광이 입사하는 입사면 및 상기 입사한 광이 외부로 출사하는 출사면을 포함할 수 있다. 또한, 렌즈는 제1 광학 영역 및 제2 광학 영역을 포함할 수 있다. 상기 제1 광학 영역은 상부로 갈수록 직경이 감소하는 볼록한 곡면을 포함할 수 있다. 상기 제2 광학 영역은 상기 제1 광학 영역의 하부에 위치하며, 상부에서 하부까지 폭이 일정하며, 평평한 측면을 포함할 수 있다. 상기 제1 광학 영역의 최대 직경은 상기 제2 광학 영역의 최대 직경 이하일 수 있다. 상기 제2 광학 영역의 하면의 일부 영역 또는 전체 영역은 상기 입사면일 수 있다. 상기 제1 광학 영역의 외부면은 상기 출사면일 수 있다. 상기 발광 패키지의 광 지향각은 상기 광원의 광 지향각보다 작을 수 있다. 또한, 상기 발광 패키지의 광 지향각은 약 90도 미만일 수 있다.
상기 렌즈의 상기 제1 광학 영역의 높이는 상기 하우징의 높이의 약 1배 이상 약 2.5배 이하일 수 있다.
상기 제2 광학 영역의 높이는 상기 제1 광학 영역의 높이보다 작고, 상기 광원의 높이보다 클 수 있다.
상기 제2 광학 영역의 높이는 상기 제1 광학 영역의 높이의 약 60% 이하일 수 있다.
상기 렌즈의 제2 광학 영역의 높이는 상기 광원의 높이의 약 6배 이상 약 10배 미만일 수 있다.
상기 제2 광학 영역은 상기 입사면을 제외한 영역 중 적어도 일부는 광 흡수 물질 또는 광 반사 물질을 포함할 수 있다.
상기 제1 광학 영역은 하기 [식 1]에 따른 외측 형상을 가질 수 있다.
[식 1]
여기서, x는 상기 렌즈의 x축 상의 위치이고, y는 x 값에 따른 높이이며, a는 상기 제2 광학 영역의 높이이고, b는 상기 제1 광학 영역의 반지름 대비 높이의 비율이며, 는 상기 제1 광학 영역의 반지름일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 렌즈 및 이를 포함하는 발광 패키지는 광원의 지향각보다 좁은 지향각을 구현할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 렌즈, 및 이를 포함하는 발광 패키지 및 발광장치는 휘도 균일도를 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 렌즈를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 도 1의 렌즈의 A부분을 확대한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 렌즈를 설명하기 위한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 발광 패키지를 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는 도 4의 배광 곡선을 도시한 배광 그래프이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 발광 패키지를 설명하기 위한 단면도이다.
도 7은 도 6의 배광 곡선을 도시한 배광 그래프이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 발광 패키지를 설명하기 위한 단면도이다.
도 9는 도 8의 배광 곡선을 도시한 배광 그래프이다.
도 10은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 발광 패키지를 설명하기 위한 단면도이다.
도 11은 도 10의 배광 곡선을 도시한 배광 그래프이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광 장치를 간략하게 도시한 평면도이다.
도 13은 도 12의 조도를 시뮬레이션한 결과를 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 발광 장치가 적용된 차량에 대한 예시도이다.
이하의 설명에서, 설명의 목적을 위하여, 본 개시의 다양한 실시 예 또는 구현 예의 완전한 이해를 제공하기 위해 수많은 특정 세부 사항이 설명된다. 본 명세서에 사용되는 "실시 예" 및 "구현 예"는 본 명세서에 개시된 본 발명의 개념의 하나 이상을 이용하는 장치 또는 방법의 비제한적인 예를 나타내는 상호교체 가능한 용어이다. 그러나 다양한 실시 예가 이들 특정 세부 사항을 이용하지 않거나 하나 이상의 등가 배열체를 이용하여 실시될 수 있다는 것이 명백할 것이다. 다른 예에서, 공지된 구조 및 디바이스가, 다양한 실시 예를 불필요하게 모호하게 하는 것을 피하기 위해, 블록도 형태로 도시된다. 또한, 다양한 실시 예가 서로 다를 수 있지만, 배타적일 필요는 없다. 예를 들어, 실시 예의 특정 형상, 구성 및 특성은 본 발명의 개념의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다른 실시 예에서 사용되거나 구현될 수 있다.
달리 명시되지 않는 한, 도시된 실시 예는, 본 발명의 개념이 실제로 구현될 수 있는 몇몇 방식의 변화하는 세부 사항의 예시적인 특징을 제공하는 것으로 이해되어야 한다. 그러므로 달리 명시되지 않는 한, 다양한 실시 예의 특징부, 구성요소, 모듈, 층, 막, 패널, 영역 및/또는 양태(이하, 개별적으로 또는 집합적으로 "요소"로 지칭됨)은 본 발명의 개념의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다르게 조합되고, 분리되고, 상호 교체되고 그리고/또는 재배열될 수 있다.
첨부한 도면에서의 단면-해칭 및/또는 음영의 사용은 일반적으로 인접한 요소 사이의 경계를 명확히 하기 위해 제공된다. 이와 같이, 단면-해칭 또는 음영의 유무가, 명시되지 않는 한, 요소의 특정 재료, 재료 특성들, 치수, 비율, 예시된 요소 사이의 공통성 및/또는 임의의 다른 특징, 속성 및 특성에 대한 어떠한 선호도 또는 요구 사항을 의미하거나 나타내지는 않는다. 또한, 첨부한 도면에서, 요소의 크기 및 상대적인 크기는 명확성 및/또는 설명적인 목적을 위해 과장될 수 있다. 실시 예가 다르게 구현될 때, 특정 공정 순서는 설명된 순서와 다르게 수행될 수 있다. 예를 들어, 두 개의 연속적으로 설명된 공정이 실질적으로 동시에 수행되거나 또는 설명된 순서와 반대인 순서로 수행될 수 있다. 또한, 동일한 참조 부호는 동일한 요소를 나타낸다.
층과 같은 요소가 다른 요소 또는 층 "상에 있거나", 그"에 연결되거나" 또는 그"에 결합되는" 것으로서 언급될 때, 상기 요소는 직접적으로 다른 요소 또는 층 상에 있거나, 그에 연결되거나 그에 결합될 수 있고, 또는 개재 요소 또는 층이 존재할 수 있다. 그러나 요소 또는 층이 다른 요소 또는 층 "상에 직접 있거나", 그"에 직접 연결되거나" 또는 그"에 직접 결합되는" 것으로서 언급될 때, 개재 요소 또는 층이 존재하지 않는다. 이를 위해, "연결된" 이라는 용어는, 개재 요소이 있는 상태에서 또는 없는 상태에서, 물리적인, 전기적인 및/또는 유체적인 연결을 지칭할 수 있다. 또한, DR1-축, DR2-축 및 DR3-축은 x, y 및 z-축과 같은 직교 좌표계의 세 개의 축으로 제한되지 않으며, 더욱 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, DR1-축, DR2-축 및 DR3-축은 서로 직각일 수 있고, 또는 서로 직각이 아닌 서로 다른 방향을 나타낼 수 있다. 본 개시의 목적을 위해, "X, Y 및 Z 중 하나 이상" 및 "X, Y 및 Z로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상"은 오직 X, 오직 Y, 오직 Z 또는, 예컨대, XYZ, XYY, YZ 및 ZZ와 같은, X, Y 및 Z 중 두 개 이상의 임의의 조합으로서 해석될 수 있다. 본 명세서에 사용되는 용어 "및/또는"은 연관된 리스트된 물품 중 하나 이상의 임의의 및 모든 조합을 포함한다.
비록 용어 "제1", "제2" 등이 다양한 형태의 요소를 설명하기 위해 본 명세서에서 사용될 수 있지만, 이들 요소가 이들 용어에 의해 한정되어서는 아니 된다. 이들 용어는 하나의 요소를 다른 하나의 요소와 구별하기 위해 사용된다. 그러므로 이하에서 논의되는 제1 요소는 본 개시의 가르침을 이탈하지 않는 한도 내에서 제2 요소로 명명될 수 있다.
"밑에", "아래에", "바로 밑에", "하부의", "위에", "상부의", "상방에", "보다 높은", (예를 들어, "측벽"에서와 같이) "측부" 등과 같은 공간적으로 상대적인 용어는 설명적인 목적을 위해 그리고, 그에 의해, 도면에 도시된 바와 같은 하나의 요소와 다른 요소(들)와의 관계를 설명하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시된 방위에 부가하여 사용, 작동 및/또는 제조 중인 장치의 서로 다른 방위를 포함하도록 의도된다. 예를 들어, 도면에서의 장치가 뒤집히면, 다른 요소 또는 특징부 "아래에" 또는 "밑에"로서 설명된 요소는 다른 요소 또는 특징부의 "위에" 배향될 것이다. 그러므로, "아래에"라는 예시적인 용어는 위 및 아래의 방위를 모두 포함할 수 있다. 또한, 장치는 다르게 배향될 수 있고(예를 들어, 90° 회전되거나 다른 방위에 배향될 수 있고), 이와 같이, 본 명세서에서 사용되는 공간적으로 상대적인 서술어는 역시 그에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 전문 용어는 특정 실시 예를 설명하기 위한 것이며 한정적인 것은 아니다. 본 명세서에서 사용되는 단수 형태는, 문맥상 명확하게 다르게 지시하지 않는 한, 복수의 형태를 또한 포함한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 "구비한다", "구비하는", "포함한다" 및/또는 "포함하는" 이라는 용어는 언급된 특징, 정수, 단계, 작동, 요소, 구성요소 및/또는 그 그룹의 존재를 명시하지만, 하나 이상의 다른 특징, 정수, 단계, 작동, 요소, 구성요소 및/또는 그 그룹의 존재 또는 부가를 배제하지는 않는다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어 "실질적으로", "약" 및 기타 유사한 용어는 정도를 나타내는 용어가 아닌 근사도를 나타내는 용어로서 사용되며, 이와 같이, 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 인식될 수 있는, 측정된, 계산된 그리고/또는 제공된 값의 고유한 편차를 설명하기 위해 사용된다.
다양한 실시 예가, 이상화된 실시 예 및/또는 중간 구조물의 개략적인 예시도인, 단면 및/또는 분해 예시도를 참조하여 이하에 설명된다. 이와 같이, 예를 들어, 제조 기법 및/또는 공차의 결과로서 예시도의 형상으로부터의 변형이 예상될 수 있다. 그러므로 본 명세서에 개시된 실시 예는 반드시 특정의 도시된 영역의 형상에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들어, 제조에 기인하여 발생되는 형상에 있어서의 편차를 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 이러한 방식으로, 도면에 도시된 영역은 본질적으로 개략적일 수 있고, 이 영역의 형상은 디바이스의 영역의 실제 형상을 반영하지 않을 수 있으며, 이와 같이, 반드시 한정적인 의미를 갖는 것으로 의도되지는 않는다.
당 분야에서 통상적인 바와 같이, 일부 실시 예가 기능 블록, 유닛 및/또는 모듈의 관점에서 첨부 도면에 도시되고 설명될 수 있다. 당업자는 이러한 블록들, 유닛들, 및/또는 모듈들이 반도체 기반의 제조 기술 또는 다른 제조 기술을 이용하여 형성된 논리 회로, 개별 부품들, 마이크로프로세서들, 배선 회로들, 메모리 소자들, 배선 접속들과 같은 전자(또는 광학) 회로들에 의해 물리적으로 구현된다는 것을 이해할 것이다. 마이크로프로세서 또는 다른 유사한 하드웨어에 의해 블록, 유닛 및/또는 모듈이 구현되는 경우, 이들은 본 명세서에서 논의된 다양한 기능을 수행하기 위해 소프트웨어(예를 들어, 마이크로 코드)를 사용하여 프로그래밍 되고, 제어될 수 있으며, 선택적으로 펌웨어 및/또는 소프트웨어에 의해서 구동될 수 있다. 또한, 각각의 블록, 유닛 및/또는 모듈은 전용 하드웨어에 의해, 또는 일부 기능을 수행하는 전용 하드웨어 및 다른 기능을 수행하는 위한 프로세서(예를 들어, 하나 이상의 프로그램된 프로세서 및 관련 회로)의 조합으로서 구현될 수 있다. 또한, 일부 실시 예들 각각의 블록, 유닛 및/또는 모듈은 본 발명의 개념의 범위를 벗어나지 않으면서 물리적으로 두 개 이상의 상호 작용 및 개별 블록, 유닛 및/또는 모듈로 분리될 수 있다. 또한, 일부 실시 예의 블록, 유닛 및/또는 모듈은 본 발명의 개념의 범위를 벗어나지 않으면서 더 복잡한 블록, 유닛 및/또는 모듈로 물리적으로 결합될 수 있다.
달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는(기술적이거나 과학적인 용어를 포함하는) 모든 용어는 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 갖는다. 통상적으로 사용되는 사전에서 정의된 용어와 같은 용어는 관련 기술의 맥락에서 그 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명시적으로 정의되지 않는 한, 이상적이거나 지나치게 형식적인 관점에서 해석되어서는 아니 된다.
이후, 도면을 통해서 본 발명의 렌즈, 및 이를 포함하는 발광 패키지 및 발광 장치에 대해 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 렌즈를 설명하기 위한 도면들이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 렌즈를 설명하기 위한 단면도이다. 도2는 도 1의 렌즈의 A부분을 확대한 도면이다. 또한, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 렌즈를 설명하기 위한 평면도이다.
본 실시 예에 따르면 렌즈(110)는 광원에서 방출된 광이 입사되는 입사면(115)과 외부로 광을 출사하는 출사면(118)을 포함한다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 렌즈(110)는 제1 광학 영역(111) 및 제2 광학 영역(114)을 포함할 수 있다.
제1 광학 영역(111)은 제2 광학 영역(114)의 상부에 위치할 수 있다.
본 실시 예에 따르면, 제1 광학 영역(111)은 하부에서 상부로 갈수록 직경이 감소하는 볼록한 곡면을 포함할 수 있다.
또한, 도 2를 참고하면, 제1 광학 영역(111)은 제1 곡면(112) 및 제2 곡면(113)을 포함할 수 있다. 제1 광학 영역(111)의 제1 곡면(112)은 제2 곡면(113)의 상부에 위치할 수 있다. 제1 광학 영역(111)의 제2 곡면(113)은 제1 곡면(112)과 제2 광학 영역(114) 사이에 위치할 수 있다. 즉, 제2 곡면(113)의 상단은 제1 곡면(112)의 하단과 연결되며, 제2 곡면(113)의 하단은 제2 광학 영역(114)의 상단과 연결될 수 있다.
도 2를 참고하면, 제1 광학 영역(111)의 제1 곡면(112)은 적어도 일부가 볼록한 곡면을 포함할 수 있으며, 이 볼록한 곡면 부분은 하부에서 상부로 갈수록 직경이 감소할 수 있다. 예를 들어, 제1 곡면(112)은 돔 형태 일 수 있다. 제1 곡면(112)의 직경 및 곡률은 광 지향각을 고려하여 결정될 수 있다. 여기서, 지향각은 발광 패키지의 최고 광도 대비 50% 이상의 광도를 갖는 각도이다.
또한, 제2 곡면(113)은 적어도 일부가 오목한 곡면을 포함할 수 있으며, 이 오목한 곡면 부분은 상부에서 하부로 갈수록 직경이 증가할 수 있다.
제2 곡면(113)의 곡면은 직경이 다른 제1 곡면(112)과 제2 광학 영역(114)을 연결하는 모서리가 될 수 있다. 제2 곡면(113)의 모서리가 곡면으로 이루어지므로, 모서리에서 발생하는 응력 등에 의한 스트레스가 완화될 수 있다. 따라서, 곡면을 포함하는 제2 곡면(113)에 의해서 외부 충격에 의해서 렌즈(110)가 파손되는 현상을 감소시킬 수 있다.
도 2에서는 제2 곡면(113) 전체가 오목한 곡면인 것으로 도시되어 있다. 그러나 제2 곡면(113)의 구조가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제2 곡면(113)은 응력이 집중되는 모서리 부분은 곡면으로 이루어지며, 그 이외의 부분은 평면으로 이루어질 수도 있다.
제1 광학 영역(111)은 렌즈(110)의 출사면(118)을 포함할 수 있다. 즉, 제1 광학 영역(111)의 외부면은 렌즈(110)에 입사한 광이 외부로 방출되는 렌즈(110)의 출사면(118)일 수 있다.
도 1을 참고하면, 제2 광학 영역(114)은 상부에서 하부까지 일정한 폭 또는 일정한 단면적을 가질 수 있다. 즉, 제2 광학 영역(114)은 상부에서 하부까지 폭이 일정하며, 평평한 측면을 포함할 수 있다. 도 3을 참고하면, 평면 상에서 제1 광학 영역(111)은 원형의 테두리를 포함하고, 제2 광학 영역(114)은 사각형의 테두리 포함하도록 형성될 수 있다. 일 예로, 제2 광학 영역(114)은 평면 상에서 가로 폭(도 3의 W2)과 세로 폭(도 3의 W3)이 동일할 수 있다.
또한, 도 1 및 도 3을 참고하면, 제2 광학 영역(114)의 폭(W2, W3)은 제1 광학 영역(111)의 직경(W1)보다 클 수 있다. 여기서, 제2 광학 영역(114)의 폭(W2, W3)은 제2 광학 영역(114)의 평면 상에서의 테두리의 가로 폭(W2) 또는 세로 폭(W3)이다. 또한, 제1 광학 영역(111)의 직경(W1)은 제1 광학 영역(111)의 평면 상에서의 테두리의 직경이다. 예를 들어, 제2 광학 영역(114)의 상면의 폭(W2, W3)은 제1 광학 영역(111)에서 가장 큰 직경을 갖는 하단의 직경(W1)보다 클 수 있다. 본 실시 예의 렌즈(110)는 제2 광학 영역(114)의 폭(W2, W3)이 제1 광학 영역(111)의 직경(W1)보다 크므로, 구조적 안정성이 높다.
그러나 본 실시 예의 렌즈(110)가 제2 광학 영역(114)의 폭(W2, W3)이 제1 광학 영역(111)의 하단 직경(W1)보다 큰 구조로 한정되는 것은 아니다. 본 실시 예의 렌즈(110)는 제2 광학 영역(114)의 폭(W2, W3)이 제1 광학 영역(111)의 하단 직경(W1)과 동일할 수도 있다. 즉, 본 실시 예의 렌즈(110)는 제2 광학 영역(114)의 폭(W2, W3)이 제1 광학 영역(111)의 최대 직경(W1)과 동일하거나 그보다 클 수 있다. 또한, 제2 광학 영역(114)의 대각선의 길이는 제1 광학 영역(111)의 최대 직경(W1) 보다 클 수 있다.
또한, 제2 광학 영역(114)의 단면적은 제1 광학 영역(111)의 단면적보다 클 수 있다. 더 자세히 평면 상에서 제2 광학 영역(114)의 테두리가 형성하는 면적은 제1 광학 영역(111)의 하단 테두리가 형성하는 면적보다 클 수 있다.
또한, 제2 광학 영역(114)의 높이(H2)는 제1 광학 영역(111)의 높이(H1)보다 작을 수 있다. 예를 들어, 제2 광학 영역(114)의 높이(H2)는 제1 광학 영역(111)의 높이(H1)의 약 15% 이상 약 60% 이하일 수 있다. 제2 광학 영역(114)의 높이(H2)가 제1 광학 영역(111)의 높이(H1)의 약 60% 이하인 경우, 제2 광학 영역(114)에서 발생하는 광 손실을 감소시킬 수 있다. 또한, 제2 광학 영역(114)의 높이(H2)가 제1 광학 영역(111)의 높이(H1)의 약 15% 이상인 경우, 렌즈(110)의 무게중심이 낮아져 발광 패키지 또는 발광 장치로부터 렌즈(110)가 움직이거나 탈락되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 렌즈(110)가 장착된 발광 패키지나 발광 장치의 구조적 안정성을 개선할 수 있다. 여기서, 제2 광학 영역(114)의 높이(H2)는 제2 광학 영역(114)의 상면에서 하면까지의 길이이다. 또한, 제1 광학 영역(111)의 높이(H1)은 제1 광학 영역(111)의 가장 높은 상단에서 수직한 하단의 동일 평면까지의 길이이다.
본 실시 예에 따른 렌즈(110)의 제1 광학 영역(111)의 외측 형상인 곡면 형상은 하기의 [식 1]에 따라 형성될 수 있다. 즉, 렌즈(110)의 제1 광학 영역(111)은 하기 [식 1]에 따른 돔 형상일 수 있다.
[식 1]
x는 렌즈(110)의 x축 상의 위치이고, y는 x값에 따른 높이이며, a는 제2 광학 영역(114)의 높이(H2)이고, b는 제1 광학 영역(111)의 가로 폭(W1)의 0.5배 (즉, 반지름) 대비 높이(H1)의 비율이며, 는 제1 광학 영역(111)의 가로 폭(W1)의 0.5배인 제1 광학 영역(111)의 반지름이다. 여기서, b는 1이상일 수 있다.
본 실시 예에 따르면, 렌즈(110)의 전체 높이(H1+H2)는 하기 [식 2]가 될 수 있다.
[식 2]
a는 제2 광학 영역(114)의 렌즈의 높이(H2)이고, 는 제1 광학 영역(111)의 높이(H1)이다.
제2 광학 영역(114)의 높이(H2)은 제1 광학 영역(111)의 높이(H1)보다 작으므로, a는 보다 작을 수 있다. 렌즈(110)의 전체 높이(H1+H2)를 기준으로 제1 광학 영역(111)의 높이(H1)가 증가할수록 제2 광합구(114)의 높이(H2)는 감소하게 된다. 이때, 제1 광학 영역(111)의 높이(H1)가 증가하면 지향각을 감소시킬 수 있으며, 제2 광학 영역(114)의 높이(H2)가 감소하면 직선 영역을 줄여 광 손실을 줄일 수 있다.
제1 광학 영역(111)의 하부 중심은 (0, a)에 위치 할 수 있다. 렌즈(110)를 통과하는 광의 출사 방향은 제1 광학 영역(111)의 하부 중심의 높이를 변경하여 조절할 수 있다. 즉, 렌즈(110)를 통과하는 광의 출사 방향은 제2 광학 영역(114)의 높이를 변경하여 조절할 수 있다.
x축과 y축이 만나는 기준점은 렌즈(110)의 하면 테두리의 내측 영역의 중심인(0, 0)에 위치할 수 있다. 제1 광학 영역(111)의 외부면인 곡면의 영역별 높이는 (x, y)로 나타낼 수 있다. 즉, [식 1]에 따른 복수의 (x, y)들을 연결하면, 제1 실시 예에 따른 렌즈(110)의 제1 광학 영역(111)의 형태가 도출될 수 있다.
렌즈(1110)의 제1 광학 영역(111)은 [식 1]에 따른 돔 형상이므로, 광이 출사하는 어느 방향으로도 유사한 광 출사 경로를 가질 수 있다. 따라서, 본 실시 예의 렌즈(110)는 광 균일도를 향상시킬 수 있다.
렌즈(110)의 하면인 제2 광학 영역(114)의 하면은 렌즈(110)의 하부에 위치한 광원에서 방출된 광이 입사하는 입사면(115)이다.
또한, 제2 광학 영역(114)의 일부 영역은 광을 흡수하는 물질 또는 광을 반사하는 물질을 포함할 수 있다. 제2 광학 영역(114)에서 광 흡수 물질 또는 광 반사 물질을 포함하는 영역은 입사면을 제외한 영역의 전체 또는 일부일 수 있다. 이때, 광을 흡수하는 물질 또는 광을 반사하는 물질이 포함된 영역의 위치를 조절하여 제2 광학 영역(114)의 측면으로 방출되는 광을 감소시킬 수 있다. 이에 따라 렌즈(110)의 지향각을 더 좁힐 수 있다.
본 실시 예에 따르면, 제1 곡면(112), 제2 곡면(113) 및 제2 광학 영역(114)은 일체형일 수 있다. 이 경우, 제1 곡면(112), 제2 곡면(113) 및 제2 광학 영역(114)을 개별적으로 형성한 후 이들을 접착시켜 렌즈(110)를 형성할 때보다 계면이 감소하며, 그에 따라 수분 침투 경로가 감소될 수 있다. 따라서, 렌즈(110)에서의 수분 침투가 지연되어 렌즈(110) 및 이 렌즈(110)를 포함하는 패키지의 신뢰성을 향상 시킬 수 있다.
그러나 본 발명의 실시 예에 따른 렌즈(110)는 일체형으로 한정되는 것은 아니며, 제1 곡면(112), 제2 곡면(113) 및 제2 광학 영역(114) 중 적어도 하나의 구성부가 별도로 형성된 후 다른 구성부와 접착되어 형성될 수도 있다. 이 경우, 렌즈(110)를 이루는 단순한 구조의 구성부들을 개별적으로 형성할 수 있다. 그리고, 단순한 구조의 구성부들을 접착시켜 복잡한 구조의 렌즈(110)를 형성할 수 있다. 개별적으로 형성되는 구성부들의 구조가 단순하므로, 그 구성부들은 단순한 공정으로도 용이하게 형성될 수 있다. 즉, 단순한 공정으로 형성된 구성부들로 복잡한 구조의 렌즈(110)를 형성할 수 있다. 따라서, 렌즈(110)를 형성하는 공정을 단순화할 수 있으며, 그에 따라 렌즈(110)의 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 렌즈(110)는 실리콘 수지, 에폭시 수지, 유리, 우레탄, 메틸메타크릴레이트(M.M.A), 폴리스티렌(polystyrene), 아릴 디그리콜 카보네이트 수지(allyl diglycol carbonate resin), 폴리 카보네이트 수지(polycarbonate resin), Poly Methylmethacrylate (P.M.M.A), 불소 수지(fluoropolymer) 등과 같은 광이 투과하는 투광성 재질로 형성될 수 있다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 발광 패키지를 설명하기 위한 도면들이다. 도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 발광 패키지를 설명하기 위한 단면도이다. 또한, 도 5는 도 4의 배광 곡선을 도시한 배광 그래프이다.
도 4를 참조하면, 제1 실시 예에 따른 발광 패키지(100)는 하우징(120), 광원(130), 봉지재(140) 및 렌즈(110)를 포함할 수 있다.
하우징(120)은 상면에서 하부 방향으로 소정의 깊이를 갖도록 형성된 캐비티(121)를 포함할 수 있다. 본 실시 예에 따르면, 캐비티(121)의 깊이(D1)는 광원(130)의 높이(H11)보다 클 수 있다. 여기서, 광원(130)의 높이는 광원(130)의 상면에서 하면까지의 길이이다. 즉, 광원(130)의 상면은 하우징(120)의 상면보다 낮게 위치할 수 있다. 또한, 캐비티(121)를 이루는 하우징(120)의 내측벽은 광원(130)에서 방출된 광을 상부 방향으로 반사 시키기 위해 경사면을 포함할 수 있다.
하우징(120)은 다양한 절연 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어, 하우징(120)은 세라믹 수지, 에폭시 수지, 또는 실리콘 수지, 폴리이미드 수지, 우레탄 수지 등과 같은 고분자 수지를 포함할 수 있다. 또한, 하우징(120)은 광을 반사 또는 산란 시키기 위한 필러를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 필러는 산화티탄(TiO2), 산화규소(SiO2), 또는 산화지르코늄(ZrO2) 등일 수 있다.
도면에 도시 하지 않았으나, 하우징(120)은 캐비티(121)에 실장되는 광원(130)과 전기적으로 연결되는 리드 프레임들에 의해서 지지될 수 있다. 리드 프레임들은 하우징(120)의 캐비티(121)에서 하우징(120)의 외부로 연장되도록 형성될 수 있다.
하우징(120)의 캐비티(121)에는 광원(130)이 실장된다. 광원(130)은 전기적으로 연결된 리드 프레임들을 통해서 전원을 공급받아 광을 생성 및 방출할 수 있다. 본 실시 예에 따르면, 광원(130)은 화합물 반도체로 형성된 발광 다이오드를 포함할 수 있다. 또한, 광원(130)에 적용된 발광 다이오드는 수직형 구조, 수평형 구조 및 플립칩 구조 중 어떠한 종류도 될 수 있다. 예를 들어, 광원(130)은 발광 다이오드를 포함한 발광 다이오드 칩일 수 있다.
본 실시 예에서는 하우징(120)의 캐비티(121)에 한 개의 광원(130)이 실장되지만, 필요에 따라 복수의 광원(130)이 실장될 수도 있다. 이때, 복수의 광원(130)은 모두 동일한 파장대 범위를 갖는 광을 방출하거나 적어도 하나의 광원(130)이 다른 광원(130)과 다른 파장대 범위의 광을 방출할 수도 있다. 즉, 복수의 광원(130)은 모두 동일한 색의 광을 방출할 수도 있으며, 적어도 하나의 광원(130)이 다른 광원(130)과 다른 색의 광을 방출할 수도 있다.
봉지재(140)는 하우징(120)의 캐비티(121)에 충진되어 광원(130)을 덮도록 형성될 수 있다. 하우징(120)의 캐비티(121)의 깊이(D1)가 광원(130)의 높이(H1)보다 크기 때문에, 봉지재(140)는 광원(130)의 상부에 소정의 두께를 갖도록 형성될 수 있다. 봉지재(140)는 실리콘 수지, 에폭시 수지와 같은 광원(130)의 광이 투과되는 투광성 재질로 형성될 수 있다.
본 실시 예의 발광 패키지(100)는 광원(130)의 광을 여기원으로 하여 특정 색의 광을 발생시킬 수 있는 파장 변환 물질을 더 포함할 수 있다. 파장 변환 물질은 형광체, 퀀텀닷, 유기 다이와 같이 광을 흡수하여 특정 색의 광을 방출하는 어떠한 물질도 될 수 있다.
파장 변환 물질은 봉지재(140) 내에 분산될 수 있다. 또는 발광 패키지(100)는 광원(130)을 덮도록 형성되거나 광원(130)의 상부에 형성된 파장 변환 부재를 더 포함할 수 있다. 파장 변환 부재는 고분자 수지, 유리, 또는 알루미나와 같은 세라믹 등으로 형성된 담지체 및 담지체에 분산된 파장 변환 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 광원(130)이 청색광을 방출하는 경우, 파장 변환 물질은 청색광의 일부를 여기원으로 황록색 또는 황색의 광을 방출하여 발광 패키지(100)는 이 광들이 혼합된 백색광을 방출할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 발광 패키지(100)에서 방출하려는 광의 색에 따라 광원(130)에서 방출되는 광과 파장 변환 물질에서 방출되는 광의 색은 다양하게 변경될 수 있다. 또한, 파장 변환 물질 역시 다양한 종류가 적용될 수 있다.
하우징(120)의 상부에는 렌즈(110)가 배치될 수 있다. 본 실시 예의 렌즈(110)는 도 1 내지 도 3을 통해 설명한 렌즈(도 1 내지 도 3의 110)이다. 렌즈(110)는 하우징(120)의 상면에 접착제를 이용하여 접착될 수 있다.
본 실시 예에 따르면, 렌즈(110)는 하우징(120)의 상면에 실장되므로, 하우징(120)의 캐비티(121)의 깊이에 따라 광원(130)과 렌즈(110)의 이격 거리가 조절될 수 있다.
본 실시 예에 따른 발광 패키지(100)는 렌즈(110)의 제1 광학 영역(111)의 가장 높은 상단은 광원(130)의 중심과 동일 수직선상에 위치할 수 있다. 즉, 렌즈(110)의 중심과 광원(130)의 중심은 동일 수직선상에 위치할 수 있다. 또한, 렌즈(110)의 제1 광학 영역(111)의 높이(H1)는 하우징의 높이의 약 1배 이상 약 2.5배 이하일 수 있다.
또한, 렌즈(110)의 가장 넓은 직경을 갖는 하면의 외측 테두리는 광원(130)의 외측에 위치할 수 있다.
또한, 렌즈(110)의 제2 광학 영역(114)의 높이(H2)는 광원(130)의 높이(H11)의 약 6배 이상 약 10배 미만일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 렌즈(110)는 제2 광학 영역(114)의 폭(도 3의 W2, W3)이 제1 광학 영역(111)의 직경(도 3의 W1)보다 크므로, 구조적인 안정성이 높다. 따라서, 발광 패키지(100)는 외부 충격에 의해 렌즈(110)가 하우징(120)으로부터 분리되는 불량 발생이 감소될 수 있다.
또한, 렌즈(110)의 전체 높이(도 1 의 H1+H2)는 발광 패키지(100)의 장축 길이의 약 0.5배 이상 약 1.1배 이하 일 수 있다. 또한 렌즈(110)의 전체 높이는 발광 패키지(100)의 단축 길이의 약 0.6배 이상 약 1.3배 이하일 수 있다. 여기서, 발광 패키지(100)에서 수평 단면의 가로 및 세로 길이 중에서 긴 길이가 장축 길이이며, 짧은 길이는 단축 길이이다. 또한, 발광 패키지(100)의 수평 단면은 발광 패키지(100)의 상면 또는 하면과 평행한 단면이다. 발광 패키지(100)의 장축 길이는 하우징(120)의 장축 길이와 동일할 수 있다. 또한, 발광 패키지(100)의 단축 길이는 하우징(120)의 단축 길이와 동일할 수 있다. 즉, 렌즈(110)의 전체 높이는 하우징(120)의 장축 길이의 약 0.5배 이상 약 1.1배 이하일 수 있다. 또한, 렌즈(110)의 전체 높이는 하우징(120)의 단축 길이의 약 0.6배 이상 약 1.3배 이하일 수 있다. 또한, 렌즈(110)의 전체 높이는 하우징(120) 높이의 약 1배 이상 약 2.5배 이하일 수 있다.
도 5를 참고하면, 제1 실시 예에 따른 발광 패키지(100)는 정면을 기준으로 0도 또는 0도에 인접한 각도에서 최고 광도(Luminous Intensity)를 가질 수 있다. 다시 말해서, 발광소자의 광축을 기준으로 광의 강도가 최대치인 지점은 광원(130)의 수직중심선 상일 수 있다. 이때, 최고 광도는 약 30cd 이상 약 40cd 이하 일 수 있다. 예를 들어, 최고 광도는 약 35.873 cd(lm/sr)일 수 있다. 또한, 제1 실시 예에 따른 발광 패키지(100)는 최고 광도 대비 약 50% 이상의 광도를 갖는 각도의 범위는 약 -42도 내지 약 42도 일 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 실시 예의 발광 패키지(100)의 지향각은 약 83.6도일 수 있다.
또한, 제1 실시 예의 발광 패키지(100)는 최고 광도 대비 약 80% 이상의 광도를 갖는 각도의 범위는 약 -30도 내지 약 30도일 수 있다. 즉, 제1 실시 예의 발광 패키지(100)는 하면에 수직인 중심축을 기준으로 약 60도의 각도 범위 내에서 발광 패키지(100)가 출사하는 광(광속) 중에서 약 80% 이상의 광을 출사할 수 있다. 이와 같은, 제1 실시 예의 발광 패키지는 디스플레이 장치 휘도를 향상시킬 수 있다.
또한, 디스플레이 장치에 제1 실시 예의 발광 패키지(100)가 복수로 배열될 수 있다. 이때, 발광 패키지(100)가 임의의 범위에서 광이 집중적으로 방출되므로, 발광 패키지들(100)은 임의의 범위 내에서 광도가 더 낮은 발광 패키지들 보다 더 낮은 광도 편차를 가질 수 있다. 이에 따라, 발광 패키지(100)은 임의의 범위 내에서 광도가 더 낮은 발광 패키지들 보다 더 낮은 조도 편차 및/또는 휘도 편차를 가질 수 있다. 예를 들어, 적어도 2개의 발광 패키지들(100)의 광이 중첩되는 중첩 영역의 광도는 각 발광 패키지(100)의 중심 영역의 광도와 약 40% 미만의 차이를 가질 수 있다. 즉, 발광 패키지들(100)의 중첩 영역의 조도 및/또는 휘도와 각 발광 패키지(100)의 중심 영역의 조도 및/또는 휘도의 차이는 약 40% 미만일 수 있다. 따라서, 발광 패키지들(100)의 중첩 영역의 조도 및/또는 휘도는 발광 패키지(100)의 중심에서의 조도 및/또는 휘도의 약 60% 이상일 수 있다. 또한, 본 실시 예의 발광 패키지들(100)은 본 실시 예보다 지향각이 넓어 이웃하는 발광 패키지들 간의 광 중첩되는 영역이 넓은 발광 패키지들 보다 더 낮은 광도 편차, 조도 편차 및/또는 휘도 편차를 가질 수 있다. 이와 같이, 본 실시 예의 발광 패키지들(100)은 유효 영역내의 낮은 광도 편차, 조도 편차 및/또는 휘도 편차를 가져 디스플레이 장치의 조도 및/또는 휘도의 균일성을 높일 수 있다.
또한, 중심축을 기준으로 60도의 범위에서 본 실시 예의 발광 패키지들(100)은 약 80% 이상의 광도를 가질 수 있다. 이때, 본 실시 예의 발광 패키지들(100)의 광도 편차는 약 20% 이하일 수 있다. 즉, 본 실시 예의 발광 패키지들(100)의 최대 광도 편차는 약 20%일 수 있다.
이와 같이, 본 실시 예의 발광 패키지(100)는 디스플레이 장치의 휘도를 향상시키고 영역별 휘도 편차를 감소시킬 수 있다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 발광 패키지를 설명하기 위한 도면들이다. 도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 발광 패키지를 설명하기 위한 단면도이다. 또한, 도 7은 도 6의 배광 곡선을 도시한 배광 그래프이다.
도 6을 참조하면, 제2 실시 예에 따른 발광 패키지(200)는 하우징(120), 광원(130), 봉지재(140) 및 렌즈(210)를 포함할 수 있다.
본 실시 예의 발광 패키지(200)는 렌즈(210)의 구조가 제1 실시 예의 발광 패키지(도 4의 100)의 렌즈(도 4의 110)의 구조와 상이하다.
본 실시 예의 발광 패키지(200)의 렌즈(210)는 상부가 평평한 구조로 형성될 수 있다. 본 실시 예에 따르면, 렌즈(210)의 제1 광학 영역(211)은 평평한 상면을 포함하며, 평평한 상면과 제2 광학 영역(114) 사이의 부분은 곡면으로 이루어 질 수 있다. 본 실시 예의 제1 광학 영역(211)의 곡면 부분은 도 2에 도시된 제1 곡면(112) 및 제2 곡면(113)과 대응될 수 있다. 제1 광학 영역(211)의 평평한 상면의 폭은 광원부(130)의 폭 보다 클 수 있다. 또한, 제1 광학 영역(211)의 평평한 상면의 폭은 캐비티(121)의 상부 폭보다 작을 수 있다. 여기서, 광원부(130)의 폭은 수평 방향으로 나란히 배치된 광원부(130)의 일측면과 타측면 간의 거리이다. 제1 광학 영역(211)의 평평한 면에서 광도가 집중되는 것을 알 수 있다. 이와 같이 광도가 집중되는 제1 광학 영역(211)의 평평한 면의 크기를 조절하여 최대 광도의 약 90% 이상의 광도를 갖는 고광도 영역의 크기를 조절할 수 있다. 예를 들어, 고광도 영역을 도 5에 도시된 바와 같이, 약 -10도 내지 약 10도 보다 더 넓게, 즉 약 20도 이상으로 넓힐 수 있다.
또한, 본 실시 예에 따른 발광 패키지(200)의 렌즈(210)는 제1 실시 예에 따른 발광 패키지(도 4의 100)의 렌즈(도 4의 110)보다 높이가 낮다. 더 자세히, 본 실시 예에서 렌즈(210)의 제1 광학 영역(211)의 높이가 제1 실시 예의 렌즈(도 4의 210)의 제1 광학 영역(도 4의 111)의 높이보다 낮다. 본 실시 예에 따르면, 렌즈(210)는 제1 광학 영역(211)의 높이가 제1 광학 영역(211)의 하면의 직경의 약 50% 미만일 수 있다.
도 7을 참고하면, 제2 실시 예에 따른 발광 패키지(200)는 0도에서 최고 광도(Luminous Intensity)를 가질 수 있다. 또한, 제2 실시 예에 따른 발광 패키지(200)는 최고 광도 대비 약 50% 이상의 광도를 갖는 각도의 범위는 약 -45도 내지 약 45도 일 수 있다. 보다 구체적으로, 제2 실시 예의 발광 패키지(200)의 지향각은 약 89.7도일 수 있다. 제2 실시 예에 따른 발광 패키지(200)는 보다 넓은 지향각을 가져, 복수개의 발광 패키지를 배열시 인근 발광 장치와 보강 간섭을 통해 넓은 영역에서 균일한 평면광을 구현 할 수 있다.
제2 실시 예의 발광 패키지(200)는 최고 광도 대비 약 90% 이상의 광도를 갖는 각도의 범위는 약 -20도 내지 약 20도일 수 있다. 또한, 제2 실시 예의 발광 패키지(200)는 최고 광도 대비 80% 이상의 광도를 갖는 각도의 범위는 약 -30도 내지 약 30도일 수 있다. 즉, 제2 실시 예의 발광 패키지(200)는 하면에 수직인 중심축을 기준으로 약 60도의 각도 범위 내에서 발광 패키지(200)가 출사하는 광(광속) 중에서 약 80% 이상의 광을 출사할 수 있다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 발광 패키지를 설명하기 위한 도면들이다. 도 8은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 발광 패키지를 설명하기 위한 단면도이다. 또한, 도 9는 도 8의 배광 곡선을 도시한 배광 그래프이다.
도 8을 참고하면, 제3 실시 예에 따른 발광 패키지(300)는 하우징(120), 광원(130), 봉지재(140) 및 렌즈(310)를 포함할 수 있다.
본 실시 예의 발광 패키지(300)는 렌즈(310)의 구조가 제1 실시 예의 발광 패키지(도 4의 100)의 렌즈(도 4의 110)와 상이하다.
본 실시 예의 발광 패키지(300)의 렌즈(310)는 제1 실시 예의 발광 패키지(도 4의 100)의 렌즈(도 4의 110)와 동일한 높이를 갖는다. 그러나 도 8을 참고하면, 본 실시 예의 발광 패키지(300)의 렌즈(310)는 제1 광학 영역(311)의 하단의 직경이 제2 광학 영역(114)의 상단의 직경과 동일할 수 있다. 이때 제1 광학 영역(311)의 높이는 하단의 직경의 약 0.5배일 수 있다. 예를 들어, 제1 광학 영역(311)의 하단의 직경은 제2 광학 영역(114)의 상단의 직경과 동일할 수 있다. 이와 같이, 본 실시 예의 렌즈(310)는 제1 실시 예의 렌즈(도 4의 110)와 전체 높이는 동일하지만, 제1 광학 영역(311)의 직경이 커져 두께가 더 두꺼울 수 있다. 여기서, 제1 광학 영역(311)의 두께는 제1 광학 영역(311)의 하면과 평행한 수평 방향의 두께이다.
제3 실시 예에 따른 발광 패키지(300)는 0도를 벗어난 각도에서 최고 광도(Luminous Intensity)를 가질 수 있다. 도 9를 참고하면, 최고 광도는 약 -30도 내지 약 30도 사이에 있을 수 있다. 또한, 제3 실시 예에 따른 발광 패키지(300)는 최고 광도 대비 약 50% 이상의 광도를 갖는 각도의 범위는 약 -50도 내지 약 50도 일 수 있다. 보다 구체적으로, 제3 실시 예에 따른 발광 패키지(300)의 지향각은 약 94.1도이다.
또한, 제3 실시 예의 발광 패키지(300)는 최고 광도 대비 약 80% 이상의 광도를 갖는 각도의 범위는 약 -40도 내지 약 40도일 수 있다. 즉, 제3 실시 예의 발광 패키지(300)는 하면에 수직인 중심축(수직 중심축)을 기준으로 약 80도의 각도 범위 내에서 광속의 약 80% 이상의 광을 출사할 수 있다. 즉, 제3 실시 예의 발광 패키지(300)는 수직 중심축을 기준으로 약 80도의 각도 범위에서 광도는 광속의 약 80% 이상일 수 있다. 또한, 제3 실시예의 발광 패키지(300)는 -30도 내지 30도 사이 영역에서 광도는 광속의 약 90% 이상일 수 있다. 이와 같이, 제3 실시 예의 발광 패키지(300)는 보다 넓은 영역에서 균일한 광도를 가질 수 있다. 따라서, 제3 실시 예의 발광 패키지(300)는 단일 면에서 균일한 광도를 갖는 발광 장치의 설계 난이도를 낮춰 구현이 용이하도록 할 수 있다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 발광 패키지를 설명하기 위한 도면들이다. 도 10은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 발광 패키지를 설명하기 위한 단면도이다. 또한, 도 11은 도 10의 배광 곡선을 도시한 배광 그래프이다.
도 10을 참고하면, 제4 실시 예에 따른 발광 패키지(400)는 하우징(120), 광원(130), 봉지재(140) 및 렌즈(410)를 포함할 수 있다.
본 실시 예의 발광 패키지(400)는 렌즈(410)의 구조가 제3 실시 예의 발광 패키지(도 8의 300)의 렌즈(도 8의 310)와 상이하다.
도 10을 참고하면, 본 실시 예의 발광 패키지(400)의 렌즈(410)는 제3 실시 예의 발광 패키지(도 8의 300)의 렌즈(도 8의 310)와 마찬가지로 제1 광학 영역(411)의 하면 전체가 제2 광학 영역(114)의 상면 전체와 접촉하도록 형성될 수 있다. 제1 광학 영역(411)의 하단의 직경은 제2 광학 영역(114)의 상단의 직경과 동일할 수 있다. 또한, 제2 광학 영역(114)은 상단의 직경과 하단의 직경이 동일할 수 있다. 그러나, 본 실시 예의 발광 패키지(400)의 렌즈(410)는 제3 실시 예의 발광 패키지(도 8의 300)의 렌즈(도 8의 310)보다 큰 높이를 갖는다. 더 자세히, 본 실시 예의 렌즈(410)는 제3 실시 예의 렌즈(도 8의 310)의 제1 광학 영역(도 8의 311)보다 더 큰 높이를 갖는 제1 광학 영역(411)을 포함할 수 있다. 또한, 제1 광학 영역(411)의 하단의 반지름과 제1 광학 영역(411)의 높이는 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 제1 광학 영역(411)는 높이가 하단의 반지름보다 클 수 있다.
또한, 제4 실시 예에 따른 발광 패키지(400)의 제1 광학 영역(411)은 영역별로 서로 다른 곡률 반경을 가질 수 있다. 일 예로, 발광 패키지(400)의 제1 광학 영역(411)은 상부 영역의 곡률 반경이 하부 영역의 곡률 반경보다 작을 수 있다. 제1 광학 영역(411)은 상부로 올라갈수록 작은 곡률 반경을 가질 수 있다. 제4 실시 예에 따른 발광 패키지(400)는 이와 같은 구조를 통해 0도 또는 0도에 인접한 각도로 광을 집중 시킬 수 있다. 즉, 제4 실시 예에 따른 발광 패키지(400)는 수직 중심축 및 그 인근 영역에서 광이 상부 방향으로 집중적으로 방출되도록 할 수 있다.
도 11을 참고하면, 제4 실시 예에 따른 발광 패키지(400)는 약 -10도 내지 10도 사이에서 최고 광도를 가질 수 있다. 예를 들어, 제4 실시 예에 따른 발광 패키지(400)는 광원(410)의 수직중심선 상인 0도에서 최고 광도(Luminous Intensity)를 가질 수 있다.
또한, 제4 실시 예에 따른 발광 패키지(400)는 약 -45도 내지 약 45도에서 최고 광도 대비 약 50% 이상의 광도를 가질 수 있다. 보다 구체적으로, 제4 실시 예의 발광 패키지(400)의 지향각은 약 90도일 수 있다.
제4 실시 예에 따른 발광 패키지(400)는 좁은 영역에 광을 집중 시켜, 복수의 발광 패키지를 배열 시 타겟 영역에 광을 집중시킬 수 있으며, 그에 따라 고휘도 발광 장치를 구현할 수 있다.
또한, 제4 실시 예의 발광 패키지(400)는 최고 광도 대비 약 80% 이상의 광도를 갖는 각도의 범위는 약 -30도 내지 약 30도일 수 있다. 즉, 제4 실시 예의 발광 패키지(400)는 하면에 수직인 중심축을 기준으로 약 60도의 각도 범위 내에서 광속의 약 80% 이상의 광도를 가질 수 있다.
도 5, 도 7, 도 9 및 도 11을 참고하면, 렌즈(110, 210, 310, 410)를 포함하는 제1 내지 제4 실시 예의 발광 패키지들(100, 200, 300, 400) 각각은 지향각이 약 120도 미만이며, 더 나아가 약 95도 미만이다. 즉, 본 발명의 실시 예들을 통해서 설명한 렌즈들(110, 210, 310, 410)은 발광 패키지들(100, 200, 300, 400)의 지향각을 하우징(120)에 실장된 광원(130)보다 좁힐 수 있다. 또한, 제3 실시 예의 발광 패키지(300)는 지향각이 약 90도 이상이지만, 제1, 제2 및 제4 실시 예의 발광 패키지들(100, 200, 400)은 지향각이 약 90도 미만이다. 즉, 제1, 제2 및 제4 실시 예의 렌즈들(110, 210, 410)은 발광 패키지들(100, 200, 400)의 지향각을 약 90도 미만이 되도록 조절할 수 있다.
도 4의 제1 실시 예의 발광 패키지(100)와 도 6의 제2 실시 예의 발광 패키지(200)는 서로 유사한 구조의 렌즈(110, 210)를 포함한다. 그러나 제1 실시 예의 발광 패키지(100)의 렌즈(110)가 제2 실시 예의 발광 패키지(200)의 렌즈(210)보다 더 높은 높이를 갖는다.
도 5 및 도 7의 배광 그래프들을 비교하면, 상대적으로 렌즈의 높이가 더 높은 제1 실시 예의 발광 패키지(100)가 제2 실시 예의 발광 패키지(200)보다 더 좁은 지향각을 갖는다.
또한, 도 10의 제4 실시 예의 발광 패키지(400)와 도 8의 제3 실시 예의 발광 패키지(300)는 서로 유사한 구조의 렌즈(310, 410)를 포함한다. 그러나 제4 실시 예의 발광 패키지(400)의 렌즈(410)가 제3 실시 예의 발광 패키지(300)의 렌즈(310)보다 더 높은 높이를 갖는다. 도 9 및 도 11의 배광 그래프들을 비교하면, 상대적으로 렌즈의 높이가 더 높은 제4 실시 예의 발광 패키지(400)가 제3 실시 예의 발광 패키지(300)보다 더 좁은 지향각을 갖는다.
또한, 도 10의 제4 실시 예의 발광 패키지(400)는 도 4의 제1 실시 예의 발광 패키지(100)보다 더 큰 높이를 갖는 렌즈(410)를 포함한다. 도 5 및 도 11의 배광 그래프들을 비교하면, 상대적으로 더 큰 높이의 렌즈를 포함하는 제4 실시 예의 발광 패키지(400)가 제1 실시 예의 발광 패키지(100)보다 더 좁은 지향각을 갖는다.
도 5, 도 7, 도 9 및 도 11의 배광 그래프들을 통해 렌즈(110, 210, 310, 410)의 높이에 따른 발광 패키지(100, 200, 300, 400) 각각의 지향각을 살펴보면, 렌즈(110, 210, 310, 410)의 높이가 증가할수록 발광 패키지(100, 200, 300, 400) 각각의 지향각을 감소한다는 것을 알 수 있다. 즉, 렌즈의 제1 광학 영역의 높이에 따라 발광 패키지의 지향각을 조절할 수 있으며, 렌즈의 제1 광학 영역의 높이를 증가시켜 발광 패키지의 지향각을 감소시킬 수 있다.
도 8의 제3 실시 예의 발광 패키지(300)는 도 4의 제1 실시 예의 발광 패키지(100)보다 더 큰 최대 직경을 갖는 제1 광학 영역(311)을 포함한다.
제1 광학 영역은 높이가 변화하지 않고 하단의 직경이 변화하는 경우, 외측면의 면적 및 곡률이 변하게 된다. 예를 들어, 제1 광학 영역의 하단의 직경이 증가하면, 제1 광학 영역의 외측면의 면적이 증가하고 곡률이 감소하게 된다. 즉, 제1 광학 영역의 직경이 커질수록 렌즈의 출사면(118)의 면적이 증가하고 곡률은 감소하게 된다. 따라서, 제1 실시 예의 발광 패키지(100)는 상대적으로 더 큰 직경을 갖는 제1 광학 영역(311)을 포함하는 제3 실시 예의 발광 패키지(300)보다 작은 지향각을 갖는다.
도 5 및 도 9의 배광 그래프들을 비교하면, 제3 실시 예의 발광 패키지(300)가 제1 실시 예의 발광 패키지(100)보다 더 넓은 지향각을 갖는다. 이에 따라, 렌즈의 제1 광학 영역의 최대 직경을 증가시킬수록 발광 패키지의 지향각을 증가시킬 수 있다. 다시 말해서, 렌즈의 제1 광학 영역의 최대 직경을 감소시켜 발광 패키지의 지향각을 감소시킬 수 있다.
또한, 도 8 및 도 10의 제3 및 제 4 실시 예의 발광 패키지들(300, 400)은 도 4 및 도 6의 제1 및 제2 실시 예의 발광 패키지들(100, 200)보다 큰 최대 직경을 갖는 제1 광학 영역(311, 411)을 포함한다.
도 5 및 도 7의 배광 그래프들과 도 9 및 도 11의 배광 그래프들을 비교하면, 제1 및 제2 실시 예의 발광 패키지들(100, 200)보다 제3 및 제4 실시 예의 발광 패키지들(300, 400)이 약 -30도 내지 약 30도의 범위에서 더 균일한 광도를 갖는다는 것을 알 수 있다. 즉, 렌즈의 제1 광학 영역의 최대 직경이 증가할수록 약 -30도 내지 약 30도의 범위에서의 광도 균일도가 향상된다.
제1 실시 예의 발광 패키지(100)와 제4 실시 예의 발광 패키지(400)를 비교하면, 상대적으로 렌즈 높이가 더 큰 제4 실시 예의 발광 패키지(400)가 제1 실시 예의 발광 패키지(100)보다 더 좁은 지향각을 갖지만, 큰 차이는 없다. 이와 같이, 제1 실시 예의 렌즈(110)는 제4 실시 예의 렌즈(410)보다 낮은 높이를 갖지만, 발광 패키지의 지향각을 제4 실시 예의 렌즈(410)와 유사하게 조절할 수 있다. 즉, 제2 광학 영역보다 최대 직경이 작은 제1 광학 영역을 갖는 구조의 렌즈는 최소한의 높이 증가로도 효율적으로 발광 패키지의 광 지향각을 좁힐 수 있다. 따라서, 제1 및 제2 실시 예의 발광 패키지(100, 200)는 제3 및 제4 실시 예의 발광 패키지(300, 400)보다 낮은 높이로도 소정의 좁은 범위의 광 지향각을 가질 수 있다. 예를 들어, 목표로 하는 지향각은 약 90도 미만일 수 있다.
이와 같이, 상기 실시 예들의 렌즈들(110, 210, 310, 410) 및 그 렌즈(110, 210, 310, 410)를 포함하는 발광 패키지들(100, 200, 300, 400) 각각은 렌즈(110, 210, 310, 410)를 통해서 소정의 출사 영역 내로 광을 집중시켜, 좁은 지향각을 구현할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예들의 렌즈들(110, 210, 310, 410) 및 각각의 발광 패키지(100, 200, 300, 400)는 광원(130)의 광을 소정의 출사 영역으로 집중 시킬 수 있으므로, 이들이 적용되는 조명 장치 및 디스플레이 장치의 휘도를 높일 수 있다. 따라서, 본 실시 예들의 렌즈들(110, 210, 310, 410) 및 이 렌즈들(110, 210, 310, 410)이 적용된 발광 장치들은 자동차의 헤드 램프 등과 같은 일정 면적에 대해 높은 휘도와 낮은 광 간섭이 필요 한 장치에 적용될 수 있다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광 장치를 설명하기 위한 도면들이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광 장치를 간략하게 도시한 평면도이다. 또한, 도 13은 도 12의 조도를 시뮬레이션한 결과를 나타낸 도면이다.
본 실시 예에 따른 발광 장치(1000)는 발광 패키지 어레이(1001)를 포함한다. 발광 패키지 어레이(1001)는 지지부재(1002) 상에 배치될 수 있다. 발광 패키지 어레이(1001)가 실장되는 지지부재(1002)는 인쇄회로기판일 수 있다. 지지부재(1002)는 발광 패키지 어레이(1001)와 전기적으로 연결될 수 있는 전도성 패턴이 형성된 것일 수 있다.
발광 패키지 어레이(1001)는 복수의 발광 패키지(1005)가 적어도 하나의 열과 행으로 배치된 것이다. 이때, 발광 패키지들(1005)은 일정한 소정 간격으로 배치될 수 있다. 발광 패키지 어레이(1001)의 발광 패키지들(1005)의 간격은 발광 패키지들(1005)의 지향각에 따라 결정 될 수 있다. 예를 들어, 발광 패키지들(1005)의 간격은 적어도 두 개의 발광 패키지들(1005)에서 방출된 광이 중첩되는 영역에서의 광도가 발광 패키지 어레이(1001)의 최고 광도 대비 약 60% 이상이 되도록 설계될 수 있다. 또한, 발광 패키지들(1005)의 간격은 적어도 두 개의 발광 패키지들(1005)에서 방출된 광이 중첩되는 영역에서의 조도 및/또는 휘도가 발광 패키지 어레이(1001)의 최고 조도 및/또는 휘도 대비 약 60% 이상이 되도록 설계될 수 있다. 즉, 본 실시 예의 발광 패키지 어레이(1001)는 발광 패키지들(1005) 사이의 영역의 광도, 조도 및/또는 휘도가 발광 패키지 어레이(1001)의 최고 광도, 최고 조도 및/또는 최고 휘도 대비 약 60% 이상일 수 있다. 또한, 발광 패키지들(1005)의 중첩광의 광도, 조도 및/또는 휘도를 유지하기 위해 발광 패키지들(1005)의 간격은 발광 패키지들(1005)의 폭의 약 2배 이상 약 10배 미만 일 수 있다. 여기서, 중첩광은 적어도 두 개의 발광 패키지들(1005)에서 방출된 광이 서로 중첩된 것을 의미한다. 예를 들어, 본 실시 예에서 발광 패키지들(1005)의 크기가 약 1.5mm일 경우, 발광 패키지들(1005)은 약 3mm이상 약 15mm이하 간격으로 배열 될 수 있다.
본 실시 예의 발광 장치(1000)에 포함된 발광 패키지(1005)는 제1 내지 제4 실시 예의 발광 패키지들(도 4 내지 도 11의 100, 200, 300, 400) 중 하나일 수 있다.
도 13은 도 12의 발광 장치(1000)의 조도를 시뮬레이션한 결과를 나타낸 조도 래스터 도표(illuminance raster chart) 및 조도 그래프이다.
본 실시 예에서, 발광 패키지 어레이(1001)의 일 행(X1-X2)에 해당하는 약 -15mm 내지 약 15mm 범위에서 측정된 조도 균일도 및 일 열(Y1-Y2)에 해당하는 약 -15mm 내지 약 15mm 범위에서 측정된 조도 균일도는 각각 약 60% 이상일 수 있다. 더 나아가, 상기 조도 균일도들은 각각 약 67%이다.
또한, 약 -15mm 내지 약 15mm 범위에서 최대 조도와 최소 조도의 차이는 최대 조도를 기준으로 약 40% 미만일 수 있다.
또한, 도 13을 참고하면, 발광 장치(1000)는 복수의 피크점(peak point)과 복수의 밸리점(valley point)을 가질 수 있다. 복수의 피크점 각각은 복수의 발광 패키지(1005) 각각의 최대 광도 지점과 대응될 수 있다. 또한, 복수의 밸리점 각각은 이웃하는 발광 패키지들(1005)의 광이 중첩되는 지점과 대응될 수 있다. 즉, 각각의 피크점은 각각의 발광 패키지(1005)의 최대 광도 값을 갖는 광일 수 있으며, 각각의 밸리점은 서로 이웃하는 발광 패키지들(1005) 간의 중첩광에 해당할 수 있다. 본 실시 예에서, 밸리점의 값은 적어도 하나의 발광 패키지(1005)의 약 -60도 이하 또는 약 60도 이상에서의 광도보다 높을 수 있다. 본 실시 예의 발광 장치(1000)는 적은 수의 발광 패키지들(1005)로도 조도 및/또는 휘도 편차가 적어 조도 및/또는 휘도의 균일도가 높은 면광원의 설계가 용이할 수 있다.
본 실시 예의 발광 장치(1000)가 제1 내지 제4 실시 예의 발광 패키지들(도 4 내지 도 11의 100, 200, 300, 400) 중 한 종류를 포함한다고 설명하였지만, 본 실시 예의 발광 장치(1000)가 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 실시 예의 발광 장치(1000)는 제1 내지 제4 실시 예의 발광 패키지들(도 4 내지 도 11의 100, 200, 300, 400) 중에서 두 종류 이상을 포함할 수도 있다. 더 나아가, 본 실시 예의 발광 장치(1000)는 최소한의 높이 조절로 지향각을 감소시킬 수 있는 제1 및 제2 실시 예의 발광 패키지들(도 4 내지 도 7의 100, 200) 중 하나를 포함하거나 둘 다 포함할 수 있다.
예를 들어, 발광 장치(1000)는 중심 영역에는 상대적으로 지향각이 넓은 발광 패키지를 배치하고, 중심 영역의 외측 영역에는 상대적으로 지향각이 좁은 발광 패키지를 배치 할 수 있다. 이와 같은 배치에 의해서 발광 장치(1000)는 상대적으로 광이 집중되는 중심 영역과 중심 영역보다 광이 덜 집중되는 외측 영역 간의 휘도 차이가 감소될 수 있다. 더 나아가, 영역들 간의 휘도 차이를 줄이기 위해 중심 영역에 배치된 발광 패키지들과 외측 영역에 배치된 발광 패키지들의 지향각 차이는 약 5도 이상 약 20도 미만 일 수 있다.
다른 예로, 발광 장치(1000)는 중심 영역에는 상대적으로 중심 광도(Center Beam candlepower, CBCP)가 낮은 발광 패키지들을 배치하고, 외측 영역에는 상대적으로 중심 광도가 높은 발광 패키지를 배치할 수 있다. 이와 같은 배치에 의해서 발광 장치(1000)는 영역들 간의 조도 및/또는 휘도 차이가 개선될 수 있다. 또한, 발광 장치(1000)는 복수의 발광 패키지에 의한 복수의 피크점(peak point) 간의 광도, 조도 및/또는 휘도 차이는 약 5% 미만 일 수 있다. 따라서, 발광 장치(1000)는 중심 영역에서의 피크점의 광도, 조도 및/또는 휘도와 외측 영역에서의 피크점의 광도, 조도 및/또는 휘도 차이는 약 5% 미만일 수 있다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 발광 장치가 적용된 차량에 대한 예시도이다. 여기서, 발광 장치(1000)는 방향 지시등, 전조등과 같은 차량에 적용되는 조명일 수 있다.
본 실시 예에 따르면, 차량(2000)에 적용된 발광 장치(1000)는 도 4 내지 도 11을 통해서 설명한 발광 패키지들(100, 200, 300, 400)일 수 있다. 또는 발광 장치(1000)는 도 4 내지 도 11에서 설명한 발광 패키지들(100, 200, 300, 400)을 복수로 포함하는 도 12의 발광 장치(1000)일 수 있다.
차량(2000)은 본체(2001)와 본체(2001)에 장착된 발광 장치(1000)를 포함한다. 차량용 발광 장치(1000)는 방향 지시나 투사영역(Projection) 영역의 조율을 위해 발광 영역 제어가 필요하다.
본 실시 예에 따르면, 발광 장치(1000)에는 복수의 발광 패키지(1005)가 배열될 수 있다. 또한, 발광 장치(1000)는 복수의 발광 패키지들(1005)을 각각 개별적으로 동작하도록 제어할 수 있다. 따라서, 발광 장치(1000)는 광 간섭이 낮은 복수의 발광 패키지들(1005)을 독립적으로 제어함으로써, 발광 영역이나 투사 영역을 쉽게 조절할 수 있다.
본 실시 예에서 발광 장치 및 발광 패키지는 파장 변환 부재를 모두 포함하고 있지 않지만, 이에 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 즉, 발광 장치는 파장 변환 부재를 더 포함할 수 있다. 또한, 발광 장치와 같이 발광 패키지를 복수로 구비하는 경우, 발광 패키지들 중 적어도 하나는 파장 변환 부재를 더 포함하거나 봉지재(140) 또는 렌즈에 분산된 파장 변환 물질을 더 포함할 수도 있다.
이후, 추가 예시들을 설명한다. 그러나 본 발명이 추가 실시 예들로 한정되는 것은 아니다.
예시 1: 발광 장치는 외부의 광이 내부로 입사하는 입사면 및 내부로 입사한 광이 외부로 출사하는 출사면을 포함하는 렌즈를 포함하고, 렌즈는 상부로 갈수록 직경이 감소하는 곡면을 포함하는 제1 광학 영역; 및 상기 제1 광학 영역의 하부에 위치하며, 상부에서 하부까지 폭이 일정하며, 평평한 측면을 포함하는 제2 광학 영역;을 포함할 수 있다. 상기 제1 광학 영역의 최대 직경은 상기 제2 광학 영역의 최대 직경 이하일 수 있다. 상기 제2 광학 영역의 하면의 일부 영역 또는 전체 영역은 상기 입사면이고, 상기 제1 광학 영역의 외부면은 상기 출사면일 수 있다. 또한, 상기 렌즈로부터 방출된 광의 지향각은 약 90도 미만일 수 있다.
예시 2: 상기 예시 1에 따른 발광 장치에서, 상기 렌즈의 제1 광학 영역은 제1 곡면 및 상기 제1 곡면과 상기 제2 광학 영역 사이에 위치하는 제2 곡면을 포함할 수 있다. 상기 제1 곡면은 하부에서 상부로 갈수록 직경이 감소하는 볼록한 곡면을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2 곡면은 하부로 갈수록 직경이 증가하는 오목한 곡면을 포함 할 수 있다.
예시 3: 예시 1에 따른 발광 장치에서, 상기 렌즈는 상기 제2 광학 영역의 높이가 상기 제1 광학 영역의 높이보다 작을 수 있다.
예시 4: 예시 1에 따른 발광 장치에서, 상기 렌즈는 상기 제2 광학 영역의 높이가 상기 제1 광학 영역의 높이의 약 60% 이하일 수 있다.
예시 5: 예시 1에 따른 발광 장치에서, 상기 렌즈는 상기 제1 광학 영역의 내부면의 하단의 직경과 상기 제2 광학 영역의 내부면의 상단의 직경이 동일 할 수 있다.
예시 6: 예시 1에 따른 발광 장치에서, 상기 렌즈의 상기 제2 광학 영역은 상기 입사면을 제외한 영역 중 적어도 일부는 광 흡수 물질 또는 광 반사 물질을 포함할 수 있다.
예시 7: 예시 1에 따른 발광 장치에서, 상기 렌즈는 상기 제1 광학 영역과 상기 제2 광학 영역이 일체형일 수 있다.
예시 8: 예시 1에 따른 발광 장치에서, 상기 렌즈의 상기 제1 광학 영역은 하기 [식 1]에 따른 외측 형상을 가질 수 있다.
[식 1]
여기서, x는 상기 렌즈의 x축 상의 위치이고, y는 x 값에 따른 높이이며, a는 상기 제2 광학 영역의 높이이고, b는 상기 제1 광학 영역의 반지름 대비 높이의 비율이며, 는 상기 제1 광학 영역의 반지름일 수 있다.
예시 9 : 발광 장치는 상부가 개방된 캐비티가 형성된 하우징; 상기 하우징의 상기 캐비티에 배치되고, 광을 방출하는 광원; 및 상기 하우징의 상부에 배치되고, 상기 광원의 광이 입사하는 입사면 및 상기 입사한 광이 외부로 출사하는 출사면을 포함하는 렌즈;를 포함할 수 있다. 상기 렌즈는, 상부로 갈수록 직경이 감소하는 곡면을 포함하는 제1 광학 영역; 및 상기 제1 광학 영역의 하부에 위치하며, 상부에서 하부까지 폭이 일정하며, 평평한 측면을 포함하는 제2 광학 영역;을 포함할 수 있다. 상기 제1 광학 영역의 최대 직경은 상기 제2 광학 영역의 최대 직경 이하일 수 있다. 상기 제2 광학 영역의 하면의 일부 영역 또는 전체 영역은 상기 입사면이고, 상기 제1 광학 영역의 외부면은 상기 출사면일 수 있다. 상기 렌즈에서 방출된 광의 지향각은 상기 광원에서 방출된 광의 지향각보다 작을 수 있다. 상기 렌즈에서 방출된 광의 지향각은 약 90도 미만일 수 있다.
예시 10: 상기 예시 9에 따른 발광 장치에서, 상기 발광 패키지의 상기 제1 광학 영역은 제1 곡면 및 상기 제1 곡면과 상기 제2 광학 영역 사이에 위치하는 제2 곡면을 포함할 수 있다. 상기 제1 곡면은 하부에서 상부로 갈수록 직경이 감소하는 볼록한 곡면을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2 곡면은 하부로 갈수록 직경이 증가하는 오목한 곡면을 포함할 수 있다.
예시 11: 상기 예시 9에 따른 발광 장치에서, 상기 렌즈의 상기 제1 광학 영역의 가장 높은 상단은 상기 광원의 중심과 동일 수직선상에 위치할 수 있다.
예시 12: 상기 예시 9에 따른 발광 장치에서, 상기 제1 광학 영역의 높이는 상기 하우징의 높이의 약 1배 이상 약 2.5배 이하일 수 있다.
예시 13: 상기 예시 9에 따른 발광 장치에서, 상기 제2 광학 영역의 높이는 상기 제1 광학 영역의 높이보다 작고, 상기 광원의 높이보다 클 수 있다.
예시 14: 상기 예시 9에 따른 발광 장치에서, 상기 제2 광학 영역의 높이는 상기 제1 광학 영역의 높이의 약 60% 이하 일 수 있다.
예시 15: 상기 예시 9에 따른 발광 장치에서, 제2 광학 영역의 높이는 상기 광원의 높이의 약 6배 이상 약 10배 미만일 수 있다.
예시 16: 상기 예시 9에 따른 발광 장치에서, 상기 제1 광학 영역의 내부면의 하단의 직경과 상기 제2 광학 영역의 내부면의 상단의 직경은 동일할 수 있다.
예시 17: 상기 예시 9에 따른 발광 장치에서, 상기 제2 광학 영역은 상기 입사면을 제외한 영역 중 적어도 일부가 광 흡수 물질 또는 광 반사 물질을 포함 할 수 있다.
예시 18: 상기 예시 9에 따른 발광 장치에서, 상기 제1 광학 영역과 상기 제2 광학 영역은 일체형일 수 있다.
예시 19: 상기 예시 9에 따른 발광 장치는 상기 하우징의 캐비티에 형성되어 상기 광원을 덮는 몰딩 영역을 더 포함할 수 있다. 상기 몰딩 영역은 상기 광원의 상기 광이 투과하는 재질로 형성될 수 있다.
예시 20: 상기 예시 9에 따른 발광 장치에서, 상기 제1 광학 영역은 하기 [식 1]에 따른 외측 형상을 가질 수 있다.
[식 1]
x는 상기 렌즈의 x축 상의 위치이고, y는 x 값에 따른 높이이며, a는 상기 제2 광학 영역의 높이이고, b는 상기 제1 광학 영역의 반지름 대비 높이의 비율이며, 는 상기 제1 광학 영역의 반지름일 수 있다.
예시 21: 상기 예시 9에 따른 발광 장치에서, 발광 패키지의 최대 강도 대비 약 50%이상의 광도를 갖는 지향각은 약 -42도 내지 약 42도일 수 있다.
예시 22: 상기 예시 9에 따른 발광 장치에서, 최대 강도 대비 약 80% 이상의 광도를 갖는 지향각이 약 -30도 내지 약 30도일 수 있다.
예시 23: 상기 예시 9에 따른 발광 장치에서, 최대 강도 대비 약 90% 이상의 광도를 갖는 지향각이 약 -20도 내지 약 20도일 수 있다.
예시 24: 발광 장치는 복수의 상기 발광 패키지를 포함하는 발광 패키지 어레이; 및 상기 발광 패키지 어레이가 실장되는 지지부재;를 포함할 수 있다.
예시 25: 상기 예시 9 내지 24에 따른 발광 장치에서, 발광 패키지 어레이는 인접하게 배치된 두개의 발광 패키지들의 광이 서로 중첩되는 중첩광을 가질 수 있다. 또한, 상기 인접한 두개의 발광 패키지들 사이에서 최소 중첩광을 가질 수 있다.
예시 26: 상기 예시 25에 따른 발광 장치에서, 상기 인접한 두개의 발광 패키지들은 상기 중첩광이 적어도 하나의 발광 패키지의 최대 광도 대비 약 60% 이상의 광도를 갖도록 배치 될 수 있다.
예시 27: 발광 패키지는 상부가 개방된 캐비티가 형성된 하우징; 상기 하우징의 상기 캐비티에 배치되고, 광을 방출하는 광원; 및 상기 하우징의 상부에 배치되고, 상기 광원의 광이 입사하는 입사면 및 상기 입사한 광이 외부로 출사하는 출사면을 포함하는 렌즈;를 포함할 수 있다. 상기 렌즈는, 상부로 갈수록 직경이 감소하는 곡면을 포함하는 제1 광학 영역; 및 상기 제1 광학 영역의 하부에 위치하며, 상부에서 하부까지 폭이 일정하며, 평평한 측면을 포함하는 제2 광학 영역;을 포함할 수 있다. 상기 제1 광학 영역의 상면은 평평한 영역을 포함할 수 있다. 상기 제2 광학 영역의 하면의 일부 영역 또는 전체 영역은 상기 입사면이고, 상기 제1 광학 영역의 외부면은 상기 출사면일 수 있다. 상기 렌즈의 광 지향각은 상기 광원의 광 지향각보다 작고, 상기 렌즈의 광 지향각은 약 90도 미만일 수 있다.
예시 28: 상기 예시 27에 따른 발광 패키지에서, 상기 제1 광학 영역은 제1 곡면 및 상기 제1 곡면과 상기 제2 광학 영역 사이에 위치하는 제2 곡면을 포함할 수 있다. 상기 제1 곡면은 하부에서 상부로 갈수록 직경이 감소하는 볼록한 곡면을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2 곡면은 하부로 갈수록 직경이 증가하는 오목한 곡면을 포함할 수 있다.
예시 29: 상기 예시 27 또는 28에 따른 발광 패키지에서, 상기 제1 광학 영역의 높이는 상기 하우징의 높이의 약 1배 이상 약 2.5배 이하일 수 있다.
예시 30: 상기 예시 27 내지 29에 따른 발광 패키지에서, 상기 제2 광학 영역의 높이는 상기 제1 광학 영역의 높이보다 작고, 상기 광원의 높이보다 클 수 있다.
예시 31: 상기 예시 30에 따른 발광 패키지에서, 상기 제2 광학 영역의 높이는 상기 제1 광학 영역의 높이의 약 60% 이하 일 수 있다.
예시 32: 상기 예시 30 또는 31에 따른 발광 패키지에서 , 제2 광학 영역의 높이는 상기 광원의 높이의 약 6배 이상 약 10배 미만일 수 있다.
예시 33: 상기 예시 27 내지 31에 따른 발광 패키지에서, 상기 제1 광학 영역의 내부면의 하단의 직경과 상기 제2 광학 영역의 내부면의 상단의 직경은 동일할 수 있다.
예시 34: 상기 예시 27 내지 33에 따른 발광 패키지에서, 상기 제1 광학 영역과 상기 제2 광학 영역은 일체형일 수 있다.
예시 35: 상기 예시 27 내지 34에 따른 발광 패키지에서, 상기 렌즈의 상기 제1 광학 영역의 평평한 영역은 광원의 폭보다 크고, 상기 캐비티의 폭보다 좁을 수 있다.
예시 36: 상기 예시 35에 따른 발광 패키지에서, 상기 제1 광학 영역의 상기 평평한 영역과 상기 제2 광학 영역 사이 영역은 곡면을 이룰 수 있다.
또한, 상기 제1 광학 영역의 상기 곡면은 하기 [식 1]에 따른 형상을 가질 수 있다.
[식 1]
x는 상기 렌즈의 x축 상의 위치이고, y는 x 값에 따른 높이이며, a는 상기 제2 광학 영역의 높이이고, b는 상기 제1 광학 영역의 반지름 대비 높이의 비율이며, 는 상기 제1 광학 영역의 반지름일 수 있다.
예시 37: 상기 예시 27 내지 34에 따른 발광 패키지에서, 상기 제1 광학 영역의 높이는 상기 제1 광학 영역의 하단의 직경의 약 50% 미만일 수 있다.
예시 38: 상기 예시 27 내지 34에 따른 발광 패키지에서, 최대 강도 대비 약 50% 이상의 광도를 갖는 지향각이 약 -45도 내지 약 45도일 수 있다.
예시 39: 상기 예시 27 내지 34에 따른 발광 패키지에서, 최대 강도 대비 약 80% 이상의 광도를 갖는 지향각이 약 -30도 내지 약 30도일 수 있다.
예시 40: 상기 예시 27 내지 34에 따른 발광 패키지에서, 최대 강도 대비 약 90% 이상의 광도를 갖는 지향각이 약 -25도 내지 약 25도일 수 있다.
예시 41: 발광 장치는 복수의 상기 발광 패키지를 포함하는 발광 패키지 어레이; 및 상기 발광 패키지 어레이가 실장되는 지지부재;를 포함할 수 있다.
예시 42: 상기 예시 41에 따른 발광 장치에서, 상기 발광 패키지 어레이는 인접한 두개의 발광 패키지들의 광이 서로 중첩되는 중첩광을 가질 수 있다. 또한, 상기 인접한 두개의 발광 패키지들 사이에서 최소 중첩광을 가질 수 있다.
예시 43: 상기 예시 41 또는 42에 따른 발광 장치에서, 상기 인접한 두개의 발광 패키지들은 상기 중첩광이 적어도 하나의 발광 패키지의 최대 광도 대비 약 60% 이상의 광도를 갖도록 배치 될 수 있다. 또는 상기 인접한 두개의 발광 패키지들은 상기 중첩광의 조도 및/또는 휘도가 적어도 하나의 발광 패키지의 최대 조도 및/또는 최고 휘도 대비 약 60% 이상이 될 수 있다.
예시 44: 발광 장치는 발광 패키지를 포함하고, 상기 발광 패키지는 상부가 개방된 캐비티가 형성된 하우징; 상기 하우징의 상기 캐비티에 배치되고, 광을 방출하는 광원; 및 상기 하우징의 상부에 배치되고, 상기 광원의 광이 입사하는 입사면 및 상기 입사한 광이 외부로 출사하는 출사면을 포함하는 렌즈;를 포함할 수 있다. 상기 렌즈는, 상부로 갈수록 직경이 감소하는 곡면을 포함하는 제1 광학 영역; 및 상기 제1 광학 영역의 하부에 위치하며, 상부에서 하부까지 폭이 일정하며, 평평한 측면을 포함하는 제2 광학 영역;을 포함할 수 있다. 상기 제1 광학 영역의 상면은 평평한 영역을 포함할 수 있다. 상기 제2 광학 영역의 하면의 일부 영역 또는 전체 영역은 상기 입사면이고, 상기 제1 광학 영역의 외부면은 상기 출사면일 수 있다. 상기 렌즈의 광 지향각은 상기 광원의 광 지향각보다 작을 수 있다. 상기 렌즈의 광 지향각은 약 90도 미만일 수 있다.
예시 45: 상기 예시 44에 따른 발광 장치에서, 상기 제1 광학 영역은 제1 곡면 및 상기 제1 곡면과 상기 제2 광학 영역 사이에 위치하는 제2 곡면을 포함할 수 있다. 상기 제1 곡면은 하부에서 상부로 갈수록 직경이 감소하는 볼록한 곡면을 포함할 수 있다. 상기 제2 곡면은 하부로 갈수록 직경이 증가하는 오목한 곡면을 포함할 수 있다.
예시 46: 상기 예시 44에 따른 발광 장치에서, 상기 제1 광학 영역의 높이는 상기 하우징의 높이의 약 1배 이상 약 2.5배 이하일 수 있다.
예시 47: 상기 예시 46에 따른 발광 장치에서, 상기 제2 광학 영역의 높이는 상기 제1 광학 영역의 높이보다 작고, 상기 광원의 높이보다 클 수 있다.
예시 48: 상기 예시 46에 따른 발광 장치에서, 상기 제2 광학 영역의 높이는 상기 제1 광학 영역의 높이의 약 60% 이하 일 수 있다.
예시 49: 상기 예시 47 또는 48에 따른 발광 장치에서, 제2 광학 영역의 높이는 상기 광원의 높이의 약 6배 이상 약 10배 미만일 수 있다.
예시 50: 상기 예시 41에 따른 발광 장치에서, 상기 제1 광학 영역의 내부면의 하단의 직경과 상기 제2 광학 영역의 내부면의 상단의 직경은 동일할 수 있다.
예시 51: 상기 예시 41 내지 49에 따른 발광 장치에서, 상기 제1 광학 영역과 상기 제2 광학 영역은 일체형일 수 있다.
예시 52: 상기 예시 41 내지 51에 따른 발광 장치에서, 상기 렌즈의 상기 제1 광학 영역의 평평한 영역은 광원의 폭보다 크고, 상기 캐비티의 폭보다 좁을 수 있다.
예시 53: 상기 예시 52에 따른 발광 장치에서, 상기 제1 광학 영역의 상기 평평한 영역과 상기 제2 광학 영역 사이 영역은 곡면을 이룰 수 있다.
상기 제1 광학 영역의 상기 곡면은 하기 [식 1]에 따른 형상을 가질 수 있다.
[식 1]
x는 상기 렌즈의 x축 상의 위치이고, y는 x 값에 따른 높이이며, a는 상기 제2 광학 영역의 높이이고, b는 상기 제1 광학 영역의 반지름 대비 높이의 비율이며, 는 상기 제1 광학 영역의 반지름일 수 있다.
예시 54: 상기 예시 41 내지 53에 따른 발광 장치에서, 상기 제1 광학 영역의 높이는 상기 제1 광학 영역의 하단의 직경의 약 50% 미만일 수 있다.
예시 55: 상기 예시 41 내지 54에 따른 발광 장치에서, 최대 강도 대비 약 50% 이상의 광도를 갖는 지향각이 약 -45도 내지 약 45도일 수 있다.
예시 56: 상기 예시 41 내지 54에 따른 발광 장치에서, 최대 강도 대비 약 80% 이상의 광도를 갖는 지향각이 약 -30도 내지 약 30도 사이일 수 있다.
예시 57: 상기 예시 41 내지 54에 따른 발광 장치에서, 최대 강도 대비 약 90% 이상의 광도를 갖는 지향각이 약 -25도 내지 약 25도 사이일 수 있다.
예시 58: 발광 장치는 복수의 상기 발광 패키지를 포함하는 발광 패키지 어레이; 및 상기 발광 패키지 어레이가 실장되는 지지부재;를 포함할 수 있다.
예시 59: 상기 예시 58에 따른 발광 장치에서, 상기 발광 패키지 어레이는 인접한 두개의 발광 패키지들의 광이 서로 중첩되는 중첩광을 가질 수 있다. 또한, 상기 인접한 두개의 발광 패키지들 사이에서 최소 중첩광을 가질 수 있다.
예시 60: 상기 예시 59에 따른 발광 장치에서, 상기 인접한 두개의 발광 패키지들은 상기 중첩광이 적어도 하나의 발광 패키지의 최대 광도 대비 약 60% 이상의 광도를 갖도록 배치 될 수 있다.
예시 61: 발광 장치는 상부가 개방된 캐비티가 형성된 하우징; 상기 하우징의 상기 캐비티에 배치되고, 광을 방출하는 광원; 및 상기 하우징의 상부에 배치되고, 상기 광원의 광이 입사하는 입사면 및 상기 입사한 광이 외부로 출사하는 출사면을 포함하는 렌즈;를 포함할 수 있다. 상기 렌즈는, 상부로 갈수록 직경이 감소하는 곡면을 포함하는 제1 광학 영역; 및 상기 제1 광학 영역의 하부에 위치하며, 상부에서 하부까지 폭이 일정한 제2 광학 영역;을 포함할 수 있다. 상기 제1 광학 영역의 하면의 직경과 상기 제2 광학 영역의 상면의 직경은 동일할 수 있다. 상기 제2 광학 영역의 하면의 일부 영역 또는 전체 영역은 상기 입사면이고, 상기 제1 광학 영역의 외부면은 상기 출사면일 수 있다. 상기 제1 광학 영역은 상부의 곡률 반경과 하부의 곡률 반경이 서로 다를 수 있다. 상기 렌즈의 광 지향각은 상기 광원의 광 지향각보다 작을 수 있다. 상기 렌즈의 광 지향각은 약 100도 미만일 수 있다.
예시 62: 상기 예시 61에 따른 발광 장치에서, 상기 제1 광학 영역의 높이는 상기 제1 광학 영역의 직경의 약 0.5배일 수 있다.
예시 63: 상기 예시 61 또는 62에 따른 발광 장치에서, 상기 제1 광학 영역의 높이는 상기 하우징의 높이의 약 1배 이상 약 2.5배 이하일 수 있다.
예시 64: 상기 예시 61 내지 63에 따른 발광 장치에서, 상기 제2 광학 영역의 높이는 상기 제1 광학 영역의 높이보다 작고, 상기 광원의 높이보다 클 수 있다.
예시 65: 상기 예시 64에 따른 발광 장치에서, 상기 제2 광학 영역의 높이는 상기 제1 광학 영역의 높이의 약 60% 이하 일 수 있다.
예시 66: 상기 예시 64 또는 65에 따른 발광 장치에서, 제2 광학 영역의 높이는 상기 광원의 높이의 약 6배 이상 약 10배 미만일 수 있다.
예시 67: 상기 예시 61 내지 66에 따른 발광 장치에서, 상기 제1 광학 영역과 상기 제2 광학 영역은 일체형일 수 있다.
예시 68: 상기 예시 61 내지 67에 따른 발광 장치에서, 상기 렌즈의 상기 제1 광학 영역의 평평한 영역은 광원의 폭보다 크고, 상기 캐비티의 폭보다 좁을 수 있다.
예시 69: 상기 예시 61 내지 68에 따른 발광 장치에서, 상기 제1 광학 영역의 높이는 상기 제1 광학 영역의 하단의 직경의 약 50% 미만일 수 있다.
예시 70: 상기 예시 61 내지 69에 따른 발광 장치에서, 발광 패키지는 최대 강도 대비 약 50% 이상의 광도를 갖는 지향각이 약 -50도 내지 약 50도일 수 있다.
예시 71: 상기 예시 61 내지 69에 따른 발광 장치에서, 발광 패키지는 최대 강도 대비 약 80% 이상의 광도를 갖는 지향각이 약 -40도 내지 약 40도일 수 있다.
예시 72: 상기 예시 61 내지 71에 따른 발광 장치에서, 발광 패키지는 최대 강도 대비 약 90% 이상의 광도를 갖는 지향각이 약 -30도 내지 약 30도일 수 있다.
예시 73: 상기 예시 61 내지 72에 따른 발광 장치에서, 발광 장치는 복수의 상기 발광 패키지를 포함하는 발광 패키지 어레이; 및 상기 발광 패키지 어레이가 실장되는 지지부재;를 포함할 수 있다.
예시 74: 상기 예시 73에 따른 발광 장치에서, 발광 패키지 어레이는 인접한 배치된 두개의 발광 패키지들의 광이 서로 중첩되는 중첩광을 가질 수 있다. 또한, 상기 인접한 두개의 발광 패키지들 사이에서 최소 중첩광을 가질 수 있다.
예시 75: 상기 예시 73 또는 74에 따른 발광 장치에서, 상기 인접한 두개의 발광 패키지들은 상기 중첩광이 적어도 하나의 최대 광도 대비 약 60% 이상의 광도를 갖도록 배치 될 수 있다.
예시 76: 발광 장치는 상부가 개방된 캐비티가 형성된 하우징; 상기 하우징의 상기 캐비티에 배치되고, 광을 방출하는 광원; 및 상기 하우징의 상부에 배치되고, 상기 광원의 광이 입사하는 입사면 및 상기 입사한 광이 외부로 출사하는 출사면을 포함하는 렌즈;를 포함할 수 있다. 상기 렌즈는, 상부로 갈수록 직경이 감소하는 곡면을 포함하는 제1 광학 영역; 및 상기 제1 광학 영역의 하부에 위치하며, 상부에서 하부까지 폭이 일정한 제2 광학 영역;을 포함할 수 있다. 상기 제1 광학 영역의 하면의 직경과 상기 제2 광학 영역의 상면의 직경은 동일할 수 있다. 상기 제2 광학 영역의 하면의 일부 영역 또는 전체 영역은 상기 입사면이고, 상기 제1 광학 영역의 외부면은 상기 출사면일 수 있다. 상기 제1 광학 영역은 상부의 곡률 반경과 하부의 곡률 반경이 서로 다를 수 있다. 상기 렌즈의 광 지향각은 상기 광원의 광 지향각보다 작을 수 있다. 상기 렌즈의 광 지향각은 약 100도 미만일 수 있다.
예시 77: 상기 예시 76에 따른 발광 장치에서, 상기 제1 광학 영역의 높이는 상기 제1 광학 영역의 직경의 약 0.5배일 수 있다.
예시 78: 상기 예시 77에 따른 발광 장치에서, 상기 제1 광학 영역의 높이는 상기 하우징의 높이의 약 1배 이상 약 2.5배 이하일 수 있다.
예시 79: 상기 예시 76 내지 78에 따른 발광 장치에서, 상기 제2 광학 영역의 높이는 상기 제1 광학 영역의 높이보다 작고, 상기 광원의 높이보다 클 수 있다.
예시 80: 상기 예시 76 내지 79에 따른 발광 장치에서, 상기 제2 광학 영역의 높이는 상기 제1 광학 영역의 높이의 약 60% 이하 일 수 있다.
예시 81: 상기 예시 76 내지 80에 따른 발광 장치에서, 제2 광학 영역의 높이는 상기 광원의 높이의 약 6배 이상 약 10배 미만일 수 있다.
예시 82: 상기 예시 76 내지 81에 따른 발광 장치에서, 상기 제1 광학 영역과 상기 제2 광학 영역은 일체형일 수 있다.
예시83: 상기 예시 76 내지 82에 따른 발광 장치에서, 상기 렌즈의 상기 제1 광학 영역의 평평한 영역은 광원의 폭보다 크고, 상기 캐비티의 폭보다 좁을 수 있다.
예시 84: 상기 예시 76 내지 79에 따른 발광 장치에서, 상기 제1 광학 영역의 높이는 상기 제1 광학 영역의 하단의 직경의 약 50% 미만일 수 있다.
예시 85: 상기 예시 76 내지 74에 따른 발광 장치에서, 최대 강도 대비 약 50% 이상의 광도를 갖는 지향각이 약 -50도 내지 약 50도일 수 있다.
예시 86: 상기 예시 76 내지 84에 따른 발광 장치에서, 최대 강도 대비 약 80% 이상의 광도를 갖는 지향각이 약 -40도 내지 약 40도일 수 있다.
예시 87: 상기 예시 76 내지 84에 따른 발광 장치에서, 최대 강도 대비 약 90% 이상의 광도를 갖는 지향각이 약 -30도 내지 약 30도일 수 있다.
예시 88: 상기 예시 76 내지 87에 따른 발광 장치는 복수의 상기 발광 패키지를 포함하는 발광 패키지 어레이; 및 상기 발광 패키지 어레이가 실장되는 지지부재;를 더 포함할 수 있다.
예시 89: 상기 예시 88에 따른 발광 장치에서, 상기 발광 패키지 어레이는 인접한 두개의 발광 패키지들의 광이 서로 중첩되는 중첩광을 가질 수 있다. 또한, 상기 인접한 두개의 발광 패키지들 사이에서 최소 중첩광을 가질 수 있다.
예시 90: 상기 예시 89에 따른 발광 장치에서, 상기 인접한 두개의 발광 패키지들은 상기 중첩광이 적어도 하나의 발광 패키지의 최대 광도 대비 약 60% 이상의 광도를 갖도록 배치 될 수 있다.
예시 91: 발광 장치는 복수의 발광 패키지를 포함하는 발광 패키지 어레이; 및 상기 발광 패키지 어레이가 실장되는 지지부재;를 포함할 수 있다. 상기 복수의 발광 패키지 각각은, 상부가 개방된 캐비티가 형성된 하우징; 상기 하우징의 상기 캐비티에 배치되고, 광을 방출하는 광원; 및 상기 하우징의 상부에 배치되고, 상기 광원의 광이 입사하는 입사면 및 상기 입사한 광이 외부로 출사하는 출사면을 포함하는 렌즈;를 포함할 수 있다. 상기 발광 패키지 어레이는 복수의 발광 패키지가 적어도 하나의 열과 행으로 배치된 것일 수 있다. 이때, 상기 복수의 발광 패키지들은 일정한 간격으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 발광 패키지들은 적어도 두 개의 발광 패키지들의 중첩광의 광도가 발광 패키지 어레이의 최고 광도 대비 약 60% 이상이 되도록 배치될 수 있다. 또는 상기 발광 패키지들은 적어도 두 개의 발광 패키지들의 중첩광의 조도 및/또는 휘도가 발광 패키지 어레이의 최고 조도 및/또는 최고 휘도 대비 약 60% 이상이 되도록 배치될 수 있다.
예시 92: 상기 예시 91에 따른 발광 장치는 발광면을 기준으로 영역별로 다른 조도를 가질 수 있다. 상기 발광면에서 방출된 광의 파장은 복수의 피크점(peak point)과 복수의 밸리점(valley point)을 가질 수 있다.
예시 93: 상기 예시 91에 따른 발광 장치에서, 상기 복수의 피크점의 위치는 복수의 발광 패키지 각각의 최대 광도 지점에 대응될 수 있다.
예시 94: 상기 예시 91에 따른 발광 장치에서, 상기 복수의 밸리점들 각각의 위치는 이웃한 발광 패키지들의 광이 중첩되는 중첩 지점에 대응될 수 있다.
예시 95: 상기 예시 91에 따른 발광 장치에서, 상기 중첩 지점의 밸리점은 상기 발광 패키지 어레이의 상기 최대 광도 대비 약 60% 이상의 광도를 가질 수 있다. 즉, 상기 발광 장치의 상기 중첩 지점의 밸리점의 조도 및/또는 휘도는 상기 발광 패키지 어레이의 최대 조도 및/또는 최대 휘도의 약 60% 이상일 수 있다.
예시 96: 상기 예시 91에 따른 발광 장치에서, 상기 발광 장치의 중심 영역에 배치된 발광 패키지와 외측 영역에 배치된 발광 패키지들의 지향각 차이는 약 5도 이상 약 20도 미만일 수 있다.
예시 97: 상기 예시 96에 따른 발광 장치에서, 상기 중심 영역의 피크점에서의 광도와 상기 외측 영역의 피크점에서의 광도 차이는 약 5% 미만일 수 있다. 즉, 상기 발광 장치는 상기 중심 영역의 피크점과 외측 영역의 피크점 간의 조도 및/또는 휘도의 차이가 약 5% 미만일 수 있다.
예시 98: 상기 발광 장치의 상기 중심 영역에 배치된 발광 패키지의 광도는 상기 외측 영역에 배치된 발광 패키지의 광도보다 낮을 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 자세한 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시 예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시 예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이므로, 본 발명이 상기 실시 예에만 국한되는 것으로 이해돼서는 안 되며, 본 발명의 권리 범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어야 할 것이다.

Claims (20)

  1. 상부가 개방된 캐비티가 형성된 하우징;
    상기 하우징의 상기 캐비티에 배치되고, 광을 방출하는 광원; 및
    상기 하우징의 상부에 배치되고, 입사면 및 출사면을 포함하는 렌즈;를 포함하고,
    상기 렌즈는,
    상부로 갈수록 직경이 감소하는 곡면을 포함하는 제1 광학 영역; 및
    상기 제1 광학 영역의 하부에 위치하며, 평평한 측면을 포함하는 제2 광학 영역;을 포함하고,
    상기 제1 광학 영역의 최대 직경은 상기 제2 광학 영역의 최대 직경 이하일 수 있으며,
    상기 렌즈의 광 지향각은 상기 광원의 광 지향각보다 작고,
    상기 렌즈의 광 지향각은 90도 미만인 발광 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 광학 영역의 상기 곡면은 제1 굴곡 영역 및 상기 제1 굴곡 영역과 상기 제2 광학 영역 사이에 위치하는 제2 굴곡 영역을 포함하고,
    상기 제1 굴곡 영역은 하부에서 상부로 갈수록 직경이 감소하는 볼록한 굴곡 영역을 포함하며,
    상기 제2 굴곡 영역은 하부로 갈수록 직경이 증가하는 오목한 굴곡 영역을 포함하는 발광 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 렌즈의 상기 제1 광학 영역의 가장 높은 상단은 상기 광원의 중심과 동일 수직선상에 위치하는 발광 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 렌즈의 높이는 상기 하우징의 높이의 1배 이상 2.5배 이하인 발광 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 광학 영역의 높이는 상기 제1 광학 영역의 높이보다 작고, 상기 광원의 높이보다 큰 발광 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제2 광학 영역의 높이는 상기 제1 광학 영역의 높이의 60% 이하인 발광 장치.
  7. 청구항 5에 있어서,
    제2 광학 영역의 높이는 상기 광원의 높이의 6배 이상 10배 미만인 발광 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 광학 영역의 내부면의 하단의 직경과 상기 제2 광학 영역의 내부면의 상단의 직경은 동일한 발광 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 광학 영역은 상기 입사면을 제외한 영역 중 적어도 일부는 광 흡수 물질 또는 광 반사 물질을 포함하는 발광 장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 광학 영역과 상기 제2 광학 영역은 일체형인 발광 장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 하우징의 캐비티에 배치되어 상기 광원을 덮는 몰딩 영역을 포함하는 발광 장치.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 광학 영역은 하기 [식 1]에 따른 외측 형상을 갖고,
    [식 1]
    x는 상기 렌즈의 x축 상의 위치이고, y는 x 값에 따른 높이이며, a는 상기 제2 광학 영역의 높이이고, b는 상기 제1 광학 영역의 반지름 대비 높이의 비율이며, 는 상기 제1 광학 영역의 반지름인 발광 장치.
  13. 복수의 발광 패키지를 포함하는 발광 패키지 어레이; 및
    상기 발광 패키지 어레이가 배치되는 지지부재;를 포함하고,
    상기 복수의 발광 패키지 중 적어도 하나는,
    상부가 개방된 캐비티가 형성된 하우징;
    상기 하우징의 상기 캐비티에 배치되고, 광을 방출하는 광원; 및
    상기 하우징의 상부에 배치되고, 입사면 및 출사면을 포함하는 렌즈;를 포함하고,
    상기 렌즈는,
    상부로 갈수록 직경이 감소하는 굴곡 영역을 포함하는 제1 광학 영역; 및
    상기 제1 광학 영역의 하부에 위치하며, 평평한 측면을 포함하는 제2 광학 영역;을 포함하고,
    상기 제1 광학 영역의 최대 직경은 상기 제2 광학 영역의 최대 직경 이하일 수 있으며,
    상기 복수의 발광 패키지의 광 지향각은 상기 광원의 광 지향각보다 작고,
    상기 발광 패키지의 광 지향각은 90도 미만인 발광 장치.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 렌즈의 상기 제1 광학 영역의 높이는 상기 하우징의 높이의 1배 이상 2.5배 이하인 발광 장치.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 제2 광학 영역의 높이는 상기 제1 광학 영역의 높이보다 작고, 상기 광원의 높이보다 큰 발광 장치.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 제2 광학 영역의 높이는 상기 제1 광학 영역의 높이의 60% 이하인 발광 장치.
  17. 청구항 15에 있어서,
    상기 렌즈의 제2 광학 영역의 높이는 상기 광원의 높이의 6배 이상 10배 미만인 발광 장치.
  18. 청구항 13에 있어서,
    상기 제2 광학 영역은 상기 입사면을 제외한 영역 중 적어도 일부는 광 흡수 물질 또는 광 반사 물질을 포함하는 발광 장치.
  19. 청구항 13에 있어서,
    상기 제1 광학 영역은 하기 [식 1]에 따른 외측 형상을 갖고,
    [식 1]
    x는 상기 렌즈의 x축 상의 위치이고, y는 x 값에 따른 높이이며, a는 상기 제2 광학 영역의 높이이고, b는 상기 제1 광학 영역의 반지름 대비 높이의 비율이며, 는 상기 제1 광학 영역의 반지름인 발광 장치.
  20. 복수의 발광 패키지를 포함하는 발광 패키지 어레이; 및
    상기 발광 패키지 어레이가 배치되는 지지부재;를 포함하고,
    상기 복수의 발광 패키지 중 적어도 하나는,
    상부가 개방된 캐비티가 형성된 하우징;
    상기 하우징의 상기 캐비티에 배치되고, 광을 방출하는 광원; 및
    상기 하우징에 배치되고, 입사면과 출사면을 포함하는 렌즈;를 포함하며,
    상기 렌즈는,
    하부에서 상부로 갈수록 직경이 증가하는 굴곡 영역을 포함하는 제1 광학 영역; 및
    상기 제1 광학 영역의 하부에 배치되고, 평평한 측면을 포함하는 제2 광학 영역;을 포함하며,
    상기 복수의 발광 패키지 중 서로 인접한 두개의 발광 패키지는 중첩광을 가지고,
    상기 중첩광은 상기 두 개의 발광 패키지 사이의 영역에서 최소 강도를 갖는 발광 장치.
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