(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記複数の支持突起は、前記光学レンズの底中心と前記側面突出部の中心を過ぎる第2軸方向と前記第2軸に鉛直した第1軸方向から分割された第1ないし第4四分面にそれぞれ配置される、請求項5ないし請求項7のうちいずれか一つに記載の照明モジュール。
【発明を実施するための形態】
【0034】
以下、実施例は、添付された図面および実施例に対する説明を通じて明白に示されるようになる。実施例の説明において、各層(膜)、領域、パターンまたは構造物が基板、各層(膜)、領域、パッドまたはパターンの「上/うえ(on)」にまたは「下/した(under)」に形成されることと記載される場合おいて、「上/うえ(on)」と「下/した(under)」は「直接(directly)」または「他の層を介在して(indirectly)」形成されることをすべて含む。また、各層の上/うえまたは下/したに対する基準は図面を基準として説明する。
【0035】
以下、添付された図面を参照し、実施例による光学レンズおよびこれを備えた照明モジュールを説明する。
【0036】
図1は、実施例による照明モジュールの平面図であり、
図2は
図1の光学レンズの平面図であり、
図3は
図1の照明モジュールの回路基板および光学レンズを示した平面図であり、
図4は
図1の光学レンズの底面図である。
【0037】
図1ないし
図4を参照すると、照明モジュール(301)は、発光素子(100)、前記発光素子(100)上に配置された光学レンズ(300)、および前記発光素子(100)の下に配置された回路基板(400)を含む。
【0038】
前記発光素子(100)は、前記回路基板(400)上に配置されて前記光学レンズ(300)と前記回路基板(400)との間に位置することができる。前記発光素子(100)は、前記回路基板(400)から電源の供給を受けて駆動して光を放出するようになる。
【0039】
前記発光素子(100)は、化合物半導体を有するLEDチップ、例えば、UV(Ultraviolet)LEDチップ、青色LEDチップ、緑色LEDチップ、白色LEDチップ、赤色LEDチップのうち少なくとも一つを含むことができる。前記発光素子(100)は、II族−VI族化合物半導体およびIII族−V族化合物半導体のうち少なくとも一つまたはすべてを含むことができる。前記発光素子(100)は、青色、緑色、青色、UVまたは白色の光のうち少なくとも一つを発光することができる。前記発光素子(100)は光源で定義され得る。
【0040】
前記光学レンズ(300)は、発光素子(100)から放出された光(light)の経路を変更した後、外部に抽出させることができる。
【0041】
前記光学レンズ(300)は、互いに異なる光出射面(330、335)を備えることができる。前記互いに異なる光出射面(330、335)は、例えば、光学レンズ(300)の上面の第1光出射面(330)と外側縁に配置された第2光出射面(335)とを含む。前記第1光出射面(330)は球面を含み、前記第2光出射面(335)は側端面が非球面を含む。
【0042】
前記光学レンズ(300)は、リセス(Recess)(315)および前記リセス(315)の縁に入射面(310)を含み、前記リセス(315)は、光学レンズ(300)の底面(310)から前記回路基板(400)の反対側方向に凸となるように陥没し、前記入射面(310)は、前記リセス(315)の縁に曲面を有する。前記リセス(315)は、半球または半楕円形状であり得、この詳細な説明は後述することとする。このような光学レンズ(300)に対する構造は後述して詳細に説明することとする。
【0043】
前記光学レンズ(300)は、下部に配置された複数の支持突起(350)を含む。前記支持突起(350)は、前記光学レンズ(300)の底面(310)から下方向すなわち、回路基板(400)方向に突出する。前記支持突起(350)は、複数個が回路基板(400)上に固定され、前記光学レンズ(300)がチルトされることを防止することができる。前記回路基板(400)上には前記支持突起(350)の挿入のための挿入溝が配置され得る。前記回路基板(400)上には前記支持突起(350)の挿入溝に前記支持突起(350)が挿入されると、接着部材(図示せず)を用いて前記支持突起(350)を接着させることができる。
【0044】
前記回路基板(400)は、表示装置、端末機、照明装置のようなライトユニット内に配列され得る。前記回路基板(400)は、前記発光素子(100)と電気的に連結する回路層を含むことができる。前記回路基板(400)は、樹脂材質のPCB、金属コアを有するPCB(MCPCB、Metal Core PCB)、軟性PCB(FPCB、Flexible PCB)のうち少なくとも一つを含むこともできるが、これについて限定しない。前記回路基板(400)の上には保護層(図示せず)が配置され、前記保護層は光学レンズ(300)から反射した光を吸収したり反射する材質を含むことができる。
【0045】
図1および
図2を参照すると、前記回路基板(400)はトップビューを見ると、第1軸(X)方向の第1長さが第2軸(Z)方向の第2長さ(D13)より長い長さを有する。前記第1長さは横の長さであり、前記第2長さ(D13)は縦の長さまたは幅であり得る。
【0046】
前記回路基板(400)の第2長さ(D13)は、前記光学レンズ(300)の直径(D4)または幅より小さかったり同じであってもよい。例えば、前記第2長さ(D13)は、前記光学レンズ(300)の直径(D4)または幅より小さく配置され得る。これに伴い、前記回路基板(400)の第2長さ(D13)が小さくなるので、前記回路基板(400)の第2長さ(D13)を減少させることができ、これに伴う費用節減の効果がある。
【0047】
前記回路基板(400)の第1長さは、前記光学レンズ(300)の直径または幅の2倍以上の長さに配置され、例えば4個以上の光学レンズ(300)の直径または幅の合計より長い長さを有することができる。これは回路基板(400)の第1長さは第2長さ(D13)より長く、例えば、4倍以上長く配置され得、これに対して限定しない。
【0048】
前記光学レンズ(300)の複数の支持突起(350)は、前記回路基板(400)と垂直方向にオーバーラップし得る。前記光学レンズ(300)は透光性材料を含むことができる。前記光学レンズ(300)は、ポリカーボネート(PC)、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)、シリコンまたはエポキシ樹脂、またはガラス(Glass)のうち少なくとも一つを含むことができる。前記光学レンズ(300)は屈折率が1.4ないし1.7の範囲の透明材料を含むことができる。
【0049】
前記光学レンズ(300)は、最外側に突出した側面突出部(360)を含む。前記の側面突出部(360)は、前記光学レンズ(300)の第2光出射面(335)から外側方向に突出する。前記の側面突出部(360)の一部または全体は、前記回路基板(400)の領域より外側に突出することができる。前記の側面突出部(360)は、回路基板(400)と垂直方向にオーバーラップしない領域に配置され得る。前記の側面突出部(360)は、前記回路基板(400)の第1側面(401)および第2側面(402)のうちいずれか一つよりも外側に突出することができる。
【0050】
前記の側面突出部(360)は、射出時にゲートのための領域がカッティングされた部分であって、ゲート部、切断部、突起、またはマーク部と定義され得、これに対して限定しない。前記の側面突出部(360)は光学レンズ(300)に一つが配置され得る。前記光学レンズ(300)は、前記の側面突出部(360)以外に外側に突出した少なくとも一つの突起をさらに含み、これに対して限定しない。
【0051】
前記光学レンズ(300)の側面突出部(360)は、外側面がラフな面で形成され得る。ここで、前記ラフな面は、前記第1光出射面(330)の表面粗さよりさらに高い表面粗さを有することができる。前記ラフな面は、前記第1光出射面(330)の透過率より低い透過率を有することができる。このようなラフな面は切断面であり得る。
【0052】
前記側面突出部(360)の領域は、低い透過率および粗い表面粗さによって光の分布が不均一に示され得、また光の放出角度を制御しにくい。このような側面突出部(360)の領域を介して放出された光は、隣接した光学レンズに照射され得る。すなわち、側面突出部(360)の領域が第1軸(X)方向に配列されたりまたは前記回路基板(400)と垂直方向にオーバーラップするように配置された場合、前記の側面突出部(360)を介して放出された光が隣接した光学レンズ(300)に照射されて光干渉の現象を発生させることがあり、回路基板(400)により反射されて光の均一度に影響を与え得る問題がある。
【0053】
実施例は、前記光学レンズ(300)の側面突出部(360)は光軸(Y0)に直交し、光学レンズ(300)が配列される方向でない第2軸(Z1)方向に配置することができる。前記第2軸(Z1)方向は同一平面上で第1軸(X1)方向と直交して配置され得る。前記の側面突出部(360)は第2光出射面(335)から突出することができる。前記の側面突出部(360)の外側面(361)に水平な面は前記第2軸(Z)方向と直交し得る。
図3のように、前記の側面突出部(360)の外側面(361)に対して水平な直線(X2)は前記第1軸(X1)方向と平行な方向であり得る。ここで、第1および第2軸(X1、Z1)は、同一の水平面上に配置された場合、光軸(Y0)を過ぎて互いに直交することもある。
【0054】
図2を参照すると、複数の支持突起(350)は前記の側面突出部(360)に隣接した第1および第2支持突起(51、52)と、前記の側面突出部(360)を基準として入射面(320)よりさらに離隔した第3および第4支持突起(53、54)を含むことができる。
【0055】
前記支持突起(51−54)は、ボトムビューの形状が互いに同じ形状であることもあり、例えば円形、楕円形または多角形状であり得る。他の例として、前記支持突起(51−54)は少なくとも一つのボトムビュー形状が異なる形状であり得、例えばいずれか一つが円形状または多角形状であり、残りが前記いずれか一つの形状と異なる形状であり得る。
【0056】
前記の側面突出部(360)の任意の地点、例えば、センター地点は、前記第1および第2支持突起(51、52)との距離(D15)が光軸(Y0)との距離(D14)より近く配置され得る。前記距離D15>D14に配置されることによって、第1ないし第4支持突起(51、52、53、54)は入射面(320)の縁で光学レンズ(300)を安定するように支持することができる。前記D14は光学レンズ(300)が円形状の場合、半径であり得る。
【0057】
光軸(Y0)を基準として、前記側面突出部(360)のセンター地点を過ぎる第2軸(Z1)と前記第2支持突起(52)との間の角度(R2)は鈍角であり得、例えば45度超であり得る。
【0058】
ここで、複数の支持突起(350)は、前記光軸(Y0)を基準として前記側面突出部(360)に隣接した第1および第2支持突起(51、52)の間の角度(R1)は90度を超過することができる。これは複数の支持突起(350)が前記第2軸(Z1)よりは第1軸(X1)にさらに隣接するように配置され得る。前記複数の支持突起(350)は、第1軸(X1)にさらに隣接するように配置されて光学レンズ(300)を安定するように支持し、回路基板(400)の第2軸(Z1)方向の長さ(D13)を減らすことができる。
【0059】
図3を参照すると、前記第1および第2誌突起(51、52)は光学レンズ(300)の半径(D14)の1/3地点(P21)を過ぎる水平な直線(X5)との距離(D21)よりさらに離隔され得る。
【0060】
前記回路基板(400)の第1および第2側面(401、402)の位置は、前記複数の支持突起(350)を過ぎる水平な直線(X3)よりは外側に配置され、前記光学レンズ(300)の外側縁、例えば、第2光出射面(335)を過ぎる水平な直線(X4)より内側に配置され得る。前記回路基板(400)の第1側面(401)は、前記直線(X4)と所定の距離(D22)で離隔され得る。
【0061】
図4を参照すると、前記複数の支持突起(350)は前記光学レンズ(300)の光軸(Y0)を基準として前記側面突出部(360)の中心を過ぎる第2軸(Z1)と前記第2軸(Z1)に鉛直した第1軸(X1)から分割された第1ないし第4四分面(Q1、Q2、Q3、Q4)にそれぞれ配置され得る。また前記複数の支持突起(350:51、52、53、54)は、前記第2軸(Z1)線上より第1軸(X1)線上にさらに近く配置され得る。
【0062】
前記複数の支持突起(350)は、前記光軸(Y0)から同一間隔(r1)で離隔され得、これに対して限定しない。前記複数の支持突起(350)のうち少なくとも一つは残りと光軸(Y0)から異なる間隔を有し得、これに対して限定しない。
【0063】
前記複数の支持突起(350:51、52、53、54)間の距離は、第1軸(X1)方向への距離(D31)が第2軸(Z1)方向への距離(D32)よりさらに大きいこともある。
【0064】
前記複数の支持突起(350:51、52、53、54)は、少なくとも4個が多角形状、例えば、四角形状すなわち、長方形状に配置され得る。他の例として、前記複数の支持突起(350:51、52、53、54)は、4個以上、例えば、5個または6個以上が配置され得、これに対して限定しない。
【0065】
実施例は、複数の支持突起(350:51、52、53、54)が側面突出部(360)の領域と第2軸(Z1)でオーバーラップしないように離隔させて第1軸(X1)方向にさらに近く配置することによって、光学レンズ(300)の射出成型時に前記複数の支持突起(350:51、52、53、54)により第2光出射面(335)の表面に影響を与えることを減らすことができる。
【0066】
もし、
図23の比較例のように、光学レンズ(300A)の射出成型時に、複数の支持突起(350A:61、62、63、64)のうち少なくとも一つ以上(61、62)が前記側面突出部(360)に近い距離(D23)に配置される場合、注入される液状のレンズ物質が満たされるとき、隣接した突起(61、62)によりその上部に置かれた第2光出射面(335)の表面領域に影響を与えるようになる。これは光学レンズの光の均一度に影響を与えることがあり、光学レンズの不良を招くことがある。前記支持突起(61、62)は、第1軸(X1)線より第2軸(Z1)線にさらに近く配置され得、また光軸(Y0)よりは側面突出部(360)にさらに隣接するように配置され得る。
【0067】
図5および
図6は、
図1の光学レンズの支持突起の他の例を示した図である。
【0068】
図5を参照すると、前記光学レンズ(300)の支持突起(350:55、56、57)は、3個が三角形状に配置され得る。前記支持突起(350)は光軸(Y0)との距離(r1)が同一であったりいずれか一つは異なることもあり、これに対して限定しない。
【0069】
図6を参照すると、光学レンズ(300)の複数の支持突起(350:58、59、60)のうち少なくとも一つ、例えば、いずれか一つの支持突起(58)は、他の突起(59、60)に比べて大きい幅または面積を有することができる。これは複数の支持突起(350)のうち距離が相対的に遠い支持突起(58)は距離が相対的に近い支持突起(59、60)よりは小さいこともある。これは支持突起(58、59、60)の底面積の差に光軸(Y0)との距離が比例するようにすることができる。
【0070】
図7ないし
図9は、実施例による照明モジュールで光学レンズの配置例を示した図である。
【0071】
図7を参照すると、回路基板(400)上に複数の光学レンズ(300、300A)が配置され得る。前記複数の光学レンズ(300、300A)は、第1軸(X1)方向に配列され、互いに所定の間隔(G1)で離隔され得る。
【0072】
前記各光学レンズ(300、300A)の側面突出部(360)は、第2軸(Z1)方向に突出し得、例えば前記回路基板(400)の第1側面(401)方向に突出することができる。前記各光学レンズ(300、300A)の側面突出部(360)は、一部または全体が前記回路基板(400)の第1側面(401)よりさらに外側に突出することができる。前記複数の光学レンズ(300、300A)の側面突出部(360)は、前記回路基板(400)の第1側面(401)よりさらに外側に突出することができる。前記複数の光学レンズ(300、300A)の側面突出部(360)は、互いに同じ方向に突出することができる。
【0073】
図8を参照すると、複数の光学レンズ(300、300A)の側面突出部(360)は、第1軸(X1)方向を基準として、または光軸(Y0)を基準として互いに反対側方向(+Z、−Z)に突出することができる。前記複数の光学レンズ(300、300A)の側面突出部(360)は、回路基板(400)の第1または/および第2側面(401、402)方向にそれぞれ突出することができる。前記複数の光学レンズ(300、300A)の側面突出部(360)は、回路基板(400)の第1または/および第2側面(401、402)より外側に突出することができる。
【0074】
図9を参照すると、複数の光学レンズ(300、300A)の側面突出部(360)は、第1軸(X1)を基準として、または光軸(Y0)に対して互いに同じ方向に突出することができる。例えば、複数の光学レンズ(300、300A)の側面突出部(360)は、前記回路基板(400)の第1および第2側面(401、402)のうち第2側面(402)方向に突出することができる。複数の光学レンズ(300、300A)の側面突出部(360)の一部または全体は、前記回路基板(400)の第2側面(402)より外側に突出することができる。
【0075】
図10は、実施例による照明モジュールで複数の回路基板上に光学レンズを配置した例を説明するための図である。
【0076】
図10を参照すると、複数の回路基板(400、400A、400B)は、第2軸(Z1)方向に第3間隔(G3)を有して配列され、前記各回路基板(400、400A、400B)上には複数の光学レンズ(300)が第1軸(X)方向に沿って配列される。前記複数の回路基板(400、400A、400B)は、第1ないし第3回路基板と定義することができる。
【0077】
前記光学レンズ(300)の側面突出部(360)は、各回路基板(400、400A、400B)上で前記第1軸(X)方向に垂直な第2軸(Z)方向に突出し、回路基板(400、400A、400B)の第1側面(401)または第2側面(402)より外側に突出することができる。前記光学レンズ(300)の側面突出部(360)は、前記各回路基板(400、400A、400B)上で光学レンズ(300)が配列される方向(X軸方向)と垂直な方向(Z)に配列されることによって、各回路基板(400)内で隣接した光学レンズ(300)間の干渉を減らすことができる。また側面突出部(360)を各回路基板(400、400A、400B)のいずれか一つの側面(401、402)より外側に配置することによって、各回路基板(400、400A、400B)の第2方向の長さ(D13)すなわち、幅を減らすことができる。また互いに異なる第1ないし第3回路基板(400、400A、400B)上に配置された光学レンズ(300)間の干渉を減らすことができる。
【0078】
前記側面突出部(360)は、光学レンズ(300)の光軸(Y0)を基準として第2軸(Z1)方向の正方向(+Z)または逆方向(−Z)のうちいずれか一つに突出することができる。
【0079】
ここで、各回路基板(400)の光学レンズ(300)間の間隔は第1間隔(G1)であり、互いに異なる回路基板(400)上に配置された光学レンズ(300)間の間隔は第2間隔(G2)であるとき、前記第2間隔(G2)は第1間隔(G1)より大きい。ここで、第2間隔(G2)は、互いに異なる回路基板(400、400A、400B)上に置かれた光学レンズ(300)間の最小距離である。前記第1間隔(G1)は、回路基板(400)内で互いに同一であったり互いに異なる間隔であったり、光学レンズ(300)が配置される領域(センターまたはサイド)に応じて互いに同じ間隔を有するグループが異なる領域と異なる間隔で配列され得る。前記第2間隔(G2)は、隣接した回路基板(400、400A、400B)間の間隔(G3)より小さいこともある。
【0080】
前記回路基板(400、400A、400B)で光学レンズ(300)の側面突出部(360)と光学レンズ(300)の第2光出射面(335)が互いに対面するとき、前記の側面突出部(360)と第2出射面(335)との間の最小距離は第4間隔(G4)であり得る。前記第4間隔(G4)は第2間隔(G2)より小さいこともある。
【0081】
また、前記回路基板(400)で光学レンズ(300)の側面突出部(360)が互いに対面するとき、第2軸(Z)方向の側面突出部(360)間の間隔は第5間隔(G5)であり得る。前記第5間隔(G5)は第2および第4間隔(G2、G4)より小さいこともある。
【0082】
他の例として、第2回路基板(400A)の光学レンズ(300)は、第2軸方向で第1および第3回路基板(400、400B)の光学レンズ(300)からシフトされて配置され得る。例えば、第2回路基板(400A)の光学レンズ(300)は、Z1を基準として間隔(G1)の1/2ずつシフトされて配置され得る。すなわち、第2回路基板(400A)の光学レンズ(300)は、第1および第3回路基板(400、400B)の光学レンズ(300)の間の中間領域にそれぞれ配置され得る。
【0083】
他の例として、複数の光学レンズ(300)は、一つの回路基板(400、400A、400B)上で間隔G1とG2を維持して第1および第2軸方向に配列され得、これに対して限定しない。
【0084】
図11の(A)−(F)は、実施例による照明モジュールで各回路基板上に光学レンズが配置された場合を説明するための図である。
【0085】
図11の(A)−(F)を参照すると、一つの回路基板(400)上に複数の光学レンズ(300)が配置されるとき、側面突出部(360)が第2軸(Z1)方向の第1側面(401)方向または第2側面(402)方向に配置された比率を示した図である。ここで、説明の便宜のために、側面突出部(360)が回路基板(400)の第1側面方向に突出した場合、第1側面突出部と定義することができ、第2側面方向に突出した場合、第2側面突出部と定義することができる。
【0086】
図11の(A)は、光軸(Y0)を基準として回路基板(400)の第1側面(401)方向に配置された第1側面突出部(360)と第2側面(402)方向に配置された第2側面突出部(360)との比率は2:3であり、その比率の差は20%程度であり得る。前記第1側面(401)方向は正方向(+Z)であり、第2側面(402)方向は逆方向(−Z)であり得る。
【0087】
図11の(B)は、光軸(Y0)を基準として回路基板(400)の第1側面(401)方向に配置された第1側面突出部(360)と第2側面(402)方向に配置された第2側面突出部(360)との比率は3:2であり、その比率差は20%程度であり得る。
【0088】
図11の(C)は、光軸(Y0)を基準として回路基板(400)の第1側面(401)方向に配置された第1側面突出部(360)と第2側面(402)方向に配置された第2側面突出部(360)との比率は3:2であり、その比率差は20%程度であり得る。
【0089】
図11の(D)は、光軸(Y0)を基準として回路基板(400)の第1側面(401)方向に配置された第1側面突出部(360)と第2側面(402)方向に配置された第2側面突出部(360)との比率は4:1であり、その比率差は60%程度であり得る。
【0090】
図11の(E)は、光軸(Y0)を基準として回路基板(400)の第1側面(401)方向に配置された第1側面突出部(360)と第2側面(402)方向に配置された第2側面突出部(360)との比率は3:2であり、その比率差は20%程度であり得る。
【0091】
図11の(F)は、光軸(Y0)を基準として回路基板(400)の第1側面(401)方向に配置された第1側面突出部(360)と第2側面(402)方向に配置された第2側面突出部(360)との比率は5:0であり、その比率差は100%程度であり得る。
【0092】
図11の(A)−(F)のように、光学レンズ(300)の第1または第2側面突出部(360)が第2軸(Z1)方向の正または逆方向(+Z、−Z)に配置される比率は0%ないし100%の範囲であり、その比率差は0%ないし100%の範囲となり得る。また、隣接した光学レンズ(300)は、第1または第2側面突出部(360)が光軸(Y0)を基準として互いに同じ方向に突出したり、互いに反対側方向に突出することができる。
【0093】
実施例は、一つまたは互いに異なる回路基板に配置された光学レンズ(300)の側面突出部(360)が互いに同じ方向に配置されたり、互いに異なる方向に配置され得る。また前記互いに異なる方向に配置された側面突出部(360)は互いに反対方向であり得る。実施例は、一つまたは互いに異なる回路基板に配置された光学レンズ(300)の側面突出部(360)は、互いに同じ方向に突出したレンズグループと、互いに反対方向に突出したレンズグループが光学レンズ間の間隔に応じて混ざり合うように配置され得る。
【0094】
図12は、実施例による光学レンズの他の例を示した背面図であり、
図13は
図12の光学レンズを有する照明モジュールを示した平面図である。
【0095】
図12を参照すると、光学レンズ(300、300A)の複数の支持突起(350:51A、52、53、54)のうちいずれか一つはボトムビュー形状が異なる形状を有することができる。例えば、複数の支持突起(51A、52、53、54)のうち前記側面突出部(360)に隣接した第1支持突起(51A)は他の複数の支持突起すなわち、第2ないし第4支持突起(52−54)と異なる形状を有することができる。例えば、第1支持突起(51A)のボトムビュー形状は多角形状であり、第2ないし第4支持突起(52−54)は円形状であり得る。反対に、第1支持突起(51A)が円形状であり、第2ないし第4支持突起(52−54)が多角形状であり得る。
【0096】
前記第1支持突起(51A)は、前記の側面突出部(360)に隣接するように配置されるので、前記第1支持突起(51A)の固定位置により前記の側面突出部(360)の配置方向、例えば、Z軸で正方向または逆方向が決定され得る。
【0097】
このような第1支持突起(51A)と側面突出部(360)の位置に応じて、
図13のように、各回路基板(400)に搭載された複数の光学レンズ(300、300A)の側面突出部(360)の突出方向を同じ方向に配列することができる。ここで、回路基板(400)上に光学レンズ(300、300A)の固定する時の側面突出部(360)の位置の確認に困難があるため、第1支持突起(51A)で側面突出部(360)の方向を認識することができる。
【0098】
複数の回路基板(400)が配列された場合、最外側の回路基板(400)上に配置された複数の光学レンズ(300、300A)の側面突出部(360)は、互いに反対方向へ向くように配列することができる。このとき、前記第1支持突起(51A)の位置を基準として側面突出部(360)の方向を決めることができる。例えば、最上側の回路基板(400)に配置された複数の光学レンズ(300、300A)は、側面突出部(360)を第1側面(401)または第2軸方向の正方向(+Z)に突出するように配置し、最下側の回路基板(400)に配置された複数の光学レンズ(300、300A)は側面突出部(360)を第2側面(402)または第2軸方向の逆方向(−Z)に突出するように配置することができる。
【0099】
もし、最外側の回路基板(400)に配置された光学レンズ(300、300A)の側面突出部(360)を内側方向へ向くように配置する場合、隣接した光学レンズに光の干渉を与え得る。実施例は、最外側の回路基板(400)上に配置された光学レンズ(300、300A)の側面突出部(360)を例えば、外側方向に配置させることができる。このような光学レンズ(300、300A)は、第1支持突起(51A)を識別マークとして側面突出部(360)の配置方向を調節することができる。
【0100】
実施例は、複数の支持突起(51A、52、53、54)の形状差を用いて、側面突出部(360)の配置方向を光の干渉を減らすことができる方向に調節することができる。
【0101】
図14は実施例による光学レンズ(300)の一例を示した側面図であり、
図15は
図1の照明モジュールのA−A側断面図であり、
図16は
図1の照明モジュールのB−B側断面図であり、
図17は
図15の光学レンズ(300)の部分拡大図を示した図である。
【0102】
図14ないし
図17を参照して、光学レンズ(300)について詳細に説明することにする。
【0103】
図14ないし
図17を参照すると、前記光学レンズ(300)は、底面(310)、前記底面(310)より上に凸のリセス(recess)(315)、前記リセス(315)の縁に入射面(320)、前記底面(310)および前記入射面(320)の反対側に配置された第1光出射面(330)、および前記第1光出射面(330)の下部縁に配置された第2光出射面(335)、前記に説明された側面突出部(360)を含む。
【0104】
前記リセス(315)は、底面(310)のセンター領域から光軸(Y0)方向に陥没した形態である。前記リセス(315)はセンター領域または光軸(Y0)に近いほどさらに深い深さを有することができる。
【0105】
前記発光素子(100)の上面に対して鉛直した方向は光軸(Y0)方向といえる。前記光軸(Y0)方向は前記回路基板(400)の上面に直交する方向であり得る。前記光軸(Y0)と直交する第1軸(X)方向は前記発光素子(100)から前記光軸(Y0)に直交する方向であり得る。
【0106】
前記リセス(315)の幅(D1)は、頂点(21、31)に隣接するほど順次狭くなり得る。前記リセス(315)は、上に上がるほど第1光出射面(330)にさらに隣接することができる。
【0107】
前記リセス(315)の側端面の形状は、半球状または半楕円形状を含むことができ、その表面の下部形状は円形状または多角形状を含むことができる。前記入射面(320)は、底面(310)のセンター領域から上に凸のリセス(315)の縁に配置される。前記入射面(320)は曲面を含むことができる。
【0108】
前記入射面(320)は、ベジェ(Bezier)曲線を有する回転体に形成され得る。前記入射面(320)の曲線はスプライン(Spline)例えば、キュービック(cubic)、B−スプライン、T−スプラインで具現され得る。前記入射面(320)の曲線はベジェ曲線(Bezier curve)で具現され得る。
【0109】
前記入射面(320)は、前記リセス(315)の表面として前記発光素子(100)の上面(S1)および側面(S2)の外側に配置され得る。
【0110】
前記光学レンズ(300)の底面(310)は、平たい面、曲面または曲面とフラットな面を含むことができる。前記底面(310)は、前記回路基板(400)の上面に対して傾斜した面または曲面を提供することができる。前記光学レンズ(300)の底面(310)は、回路基板(400)の上面に水平な直線を基準として傾斜した面または曲面で提供され得る。前記底面(310)は、80%以上の領域が前記回路基板(400)の上面に対して傾斜したり曲面であり得る。前記底面(310)は、全反射面を含むことができる。
【0111】
前記光学レンズ(300)の底面(310)は、第1エッジ(23)および第2エッジ(25)を含む。前記第1エッジ(23)は、前記入射面(320)と前記底面(310)との間の境界地点であり、光学レンズ(300)の底点となり得る。前記第1エッジ(23)は、底面(310)の領域中で最も低い地点となり得る。前記第1エッジ(23)の位置は水平な線を基準として第2エッジ(25)より低く位置し得る。前記第1エッジ(23)は前記入射面(320)の下部縁となり得る。
【0112】
前記第2エッジ(25)は、第2光出射面(335)の下部縁または底面(310)の最外郭周辺に配置され得る。前記第2エッジ(25)は、前記底面(310)と前記第2光出射面(335)との間の境界地点であり得る
【0113】
前記第1エッジ(23)と第2エッジ(25)は、前記底面(310)の両終端であり得る。前記第1エッジ(23)は、ボトムビュー形状が円形状または楕円形状であり得、前記第2エッジ(25)は、ボトムビュー形状が円形状または楕円形状であり得る。
【0114】
前記光学レンズ(300)は、前記発光素子(100)から放出された光が入射面(320)に入射されて第1および第2光出射面(330、335)に放出するようになる。前記入射面(320)から入射した一部の光は所定の経路を経て前記底面(310)に照射され得る。
【0115】
光学レンズ(300)は、前記発光素子(100)から放出された光が所定の角度の指向角分布を有して入射面(320)に入射されると、第1および第2光出射面(330、335)を介して拡散することができる。
【0116】
前記光学レンズ(300)の入射面(320)は、前記発光素子(100)の上面(S1)および多数の側面(S2)と互いに対面して配置され得る。前記発光素子(100)の側面(320)から放出された光は前記入射面(320)に照射され得る。これに伴い、前記発光素子(100)の側面(S2)に放出された光は漏洩なしに入射面(320)に入射され得る。
【0117】
前記発光素子(100)は、上面(S1)および多数の側面(S2)を介して光を放出することになり、例えば5面またはそれ以上の発光面を有する。前記発光素子(100)の多数の側面(S2)は少なくとも4個の側面を含んだ構造であって、発光面であり得る。
【0118】
前記発光素子(100)は、5面以上の発光面を提供するので、側面(S2)を介して放出された光によって光の指向角分布は広くなり得る。前記発光素子(100)の光の指向角分布は140度以上、例えば、142度以上になり得る。前記発光素子(100)の指向角分布の半分の幅は70度以上、例えば71度以上であり得る。前記半分の幅は指向角の最大光度の1/2光度を有する幅を示す。このような発光素子(100)の光の指向角分布を広く提供することによって、光学レンズ(300)を用いた光の拡散がより容易な効果がある。
【0119】
前記回路基板(400)の上面は、光学レンズ(300)の底面(310)の第2エッジ(25)より第1エッジ(23)にさらに隣接するように配置され得る。前記底面(310)の第1エッジ(23)は前記回路基板(400)の上面に接触することができ、前記第2エッジ(25)は回路基板(400)の上面から最大の間隔(T0)で離隔され得る。前記第2エッジ(25)は発光素子(100)内の活性層より低い位置に配置され得、光の損失を防止することができる。
【0120】
前記光学レンズ(300)の第1および第2光出射面(330、335)は、入射した光を屈折させて放出するようになる。前記第2光出射面(335)は光軸(Y0)を基準として、屈折後の抽出された光の角度が屈折前に入射した光の角度より小さく屈折させる。これに伴い、隣接した光学レンズ(300)間の光の干渉距離を長く提供でき、第2光出射面(335)を介して出射された一部の光と第1光出射面(330)に出射された光が光学レンズ(300)の周辺で互いに混色され得る。
【0121】
前記光学レンズ(300)の第1光出射面(330)は、全領域に光が出射される球面で形成され得る。前記第1光出射面(330)のセンター領域は頂点(31)または高点になり得、前記頂点(31)から連続的に連結される曲面形状を含む。前記第1光出射面(330)は、入射される光を反射したり屈折させて外部に出射させることができる。前記第1光出射面(330)は光軸(Y0)を基準として、第1光出射面(330)に放出された光の屈折後の放出角度は屈折前に入射した入射角度より大きいこともある。
【0122】
前記光学レンズ(300)の第1光出射面(330)は、光の指向角分布の半分の角内で光軸(Y0)を距離に応じて単調が増加するようになり、前記第2光出射面(335)は光の指向角分布の半分の角を外れた領域を含み、前記光軸(Y0)を基準として距離に応じて単調が減少するようになる。
【0123】
前記第1光出射面(330)は、バジェ(Bezier)曲線を有する回転体に形成され得る。前記第1光出射面(330)の曲線はスプライン(Spline)例えば、キュービック(cubic)、B−スプライン、T−スプラインで具現され得る。前記第1光出射面(330)の曲線はベジェ曲線(Bezier curve)で具現され得る。このような光学レンズ(300)は側面突出部(360)を除いた場合、光軸(Y0)を基準として回転対称形状で提供され得る。
【0124】
前記第1光出射面(330)のセンター領域は、光軸(Y0)の隣接した領域として、上に凸の曲面であったり平坦な面であり得る。前記第1光出射面(330)のセンター領域と第2光出射面(335)との間の領域は凸の曲面形状で提供され得る。
【0125】
前記入射面(320)および第1光出射面(330)は、正の曲律半径を有することができる。前記第1光出射面(330)のセンター領域およびその縁の領域は負の曲律半径を有さずに互いに異なる正の曲律半径を有することができる。前記第1光出射面(330)のセンター領域は曲律半径が0である領域を含むことができる。
【0126】
前記入射面(320)の曲律半径は、前記第1光出射面(330)の曲律半径よりは小さいこともある。または前記入射面(320)は傾きが前記第1光出射面(330)の傾きよりは大きいこともある。
【0127】
前記第2光出射面(335)は、第1光出射面(330)の下部縁に配置されて入射した光を屈折させて放出するようになる。前記第2光出射面(335)は非球面形状またはフラット(flat)面を含む。前記第2光出射面(335)は、例えば前記回路基板(400)の上面に対して垂直な面であったり傾斜した面であり得る。前記第2光出射面(335)が傾斜した面で形成される場合、射出成型時に分離が容易な効果がある。
【0128】
前記第2光出射面(335)は、前記光学レンズ(300)の外側縁に配置され得る。前記第2光出射面(335)は前記第1光出射面(330)の下部縁からフラットな面または非球面で底面(310)まで延びることができる。前記第2光出射面(335)は第1光出射面(330)に隣接した第3エッジ(35)を含むことができる。前記第2エッジ(25)は第2光出射面(335)の下部エッジであることもあり、第3エッジ(35)は第2光出射面(335)の上部エッジであったり第1および第2光出射面(330、335)との間の境界地点であり得る。前記の側面突出部(360)は、前記第2光出射面(335)の一部に突出して前記底面(310)より前記第1光出射面(330)に隣接するように配置され得る。前記の側面突出部(360)の上面は前記第2光出射面(335)の第3エッジ(35)から外側に突出することができる。
【0129】
前記第2光出射面(335)は、発光素子(100)の側面(S2)に放出された一部の光が入射して屈折させて抽出するようになる。このとき、第2光出射面(335)は光軸(Y0)を基準として、放出された光の出射角の屈折前の入射角より小さいこともある。これに伴い、隣接した光学レンズ(300)間の光の干渉距離を長く提供することができる。
【0130】
図18を参照すると、前記光学レンズ(300)は、幅または直径(D4)が前記厚さ(D3)より広く配置され得る。前記幅または直径(D4)は前記厚さ(D3)の2.5倍以上例えば、3倍以上になり得る。前記光学レンズ(300)の幅または直径(D4)は15mm以上であり得る。このような光学レンズ(300)の幅または直径(D4)が厚さ(D3)より前記の範囲で広く配置されるので、ライトユニット例えば、バックライトユニットの全領域に均一な輝度分布を提供することができ、またライトユニットの厚さを減らすことができる。
【0131】
ここで、光学レンズ(300)の入射面(320)の下部幅(D1)は、前記リセス(315)の下部幅であることもあり、前記発光素子(100)の幅(W1)よりは広く配置され得る。このような入射面(320)およびリセス(315)は前記発光素子(100)から放出された光が容易に入射され得る大きさを有する。
【0132】
前記リセス(315)の深さ(D2)は、前記入射面(320)の下部幅(D1)と同じであったり、さらに深く配置され得る。前記リセス(315)の深さ(D2)は光学レンズ(300)の厚さ(D3)の75%以上例えば、80%以上の深さを有することができる。前記リセス(315)の深さ(D2)は前記第1光出射面(330)の頂点(31)と底面(310)または第1エッジ(23)との間の距離の80%以上であり得る。前記リセス(315)の深さ(D2)が深く配置されることによって、第1光出射面(330)のセンター領域が全反射面または負の曲律を有さなくても、入射面(320)の頂点(21)の隣接した領域でも側方向に光を拡散させることができる。前記リセス(315)の深さ(D2)は入射面(320)の頂点(21)の深さであって、前記入射面(320)の頂点(21)の深さが深く配置されることによって、頂点(21)およびその周辺領域に入射した光に対して側方向に屈折させることができる。
【0133】
前記入射面(320)の下部幅(D1)と前記発光素子(100)の幅(W1)との比率(D1:W1)は1.8:1ないし3.0:1範囲であり得る。前記入射面(320)の下部幅(D1)は前記発光素子(100)の幅(W1)の3倍以下に配置された場合、前記発光素子(100)から放出された光が入射面(320)を介して効果的に入射され得る。
【0134】
前記リセス(315)と前記第1光出射面(330)との間の最小距離(D5)は、前記リセス(315)の頂点(21)と第1光出射面(330)の頂点(31)との間の間隔であり得る。前記距離(D5)は例えば1.5mm以下であることもあり、例えば、0.6mmないし1mm範囲であり得る。前記リセス(315)の頂点(21)と第1光出射面(330)頂点(31)との間の距離(D5)が1.5mm超の場合、前記第1光出射面(330)のセンター領域に進む光量が多くなり得るので、ホットスポット現象が発生することがある。前記リセス(315)の頂点(21)と第2光出射面(31)との間の距離(D5)が0.6mm未満の場合、光学レンズ(300)のセンター側の剛性が弱くなる問題がある。このようなリセス(315)および第1光出射面(330)との間の距離(D5)を前記範囲で配置することによって、第2光出射面(335)のセンター領域が全反射面または負の曲律を有しなくても、センター領域の周辺で光の経路を水平方向に拡散させることができる。これはリセス(35)の頂点(21)が前記第1光出射面(330)の凸の頂点(31)に隣接するほど前記入射面(320)を介して第1光出射面(330)の側方向に進行する光の光量が増加し得る。したがって、光学レンズ(300)の側方向に拡散する光量を増加させることができる。
【0135】
前記リセス(315)の頂点(21)は、前記第2光出射面(335)の第3エッジ(35)から水平に延長した直線よりは第1光出射面(330)のセンターの頂点(31)にさらに隣接するように配置され得る。
【0136】
光学レンズ(300)で前記第1光出射面(330)は、互いに異なる曲律半径を有することができる。前記入射面(320)は互いに異なる曲律半径を有することができる。前記第1光出射面(330)および前記入射面(320)の各曲律半径を有する円の中心は、前記入射面(320)の頂点(21)を過ぎる水平な直線より下に配置され得、前記光学レンズ(300)と垂直方向にオーバーラップした領域に配置され得る。
【0137】
図16を参照すると、光学レンズ(300)の光の経路を見ると、前記発光素子(100)から放出された光のうち光学レンズ(300)の入射面(320)に入射した第1光(L1)は、屈折して第1光出射面(330)に放出され得る。また、前記発光素子(100)から放出された光のうち前記入射面(320)に入射した第2光(L2)は、第2光出射面(335)に放出され得る。
【0138】
ここで、前記光軸(Y0)を基準として入射面(320)に入射する第1光(L1)の入射角度を第1角度(θ1)と定義し、前記光軸(Y0)を基準として第1光出射面(330)に放出された第1光(L1)の放出角度を第2角度(θ2)と定義することができる。前記光軸(Y0)を基準として入射面(320)に入射する第2光(L2)の入射角度を第3角度(θ3)と定義し、前記光軸(Y0)を基準として第2光出射面(335)に出射された第2光(L2)の放出角度を第4角度(θ4)と定義することができる。前記第2光(L2)は発光素子(100)の側面に放出された光であり得る。
【0139】
前記第2角度(θ2)は、前記第1角度(θ2)より大きくなる。前記第2角度(θ2)は、前記第1角度(θ1)が順次大きくなるほど順次大きくなり、前記第1角度(θ1)が順次小さくなるほど順次小さくなるようになる。そして、第1および第2角度(θ1、θ2)はθ2>θ1または1<(θ2/θ1)の条件を満足する。前記第1光出射面(330)の第2角度(θ2)は屈折後の放出角度であって、屈折前の入射角度より大きいこともある。これに伴い、第1光出射面(330)は、入射面(320)を介して入射した光のうち前記第1光出射面(330)に進行する第1光(L1)に対して屈折させることによって、第1光(L1)に対して光学レンズ(300)の側方向に拡散させることができる。
【0140】
前記第4角度(θ4)は、前記第3角度(θ3)より小さいこともある。前記第3角度(θ3)が増加するほど前記第4角度(θ4)は増加するようになり、前記第3角度(θ3)が減少するほど前記第4角度(θ4)は減少するようになる。そして、第3および第4角度(θ3、θ4)はθ4<θ3または1>(θ4/θ3)の条件を満足する。前記第2光出射面(335)の第4角度(θ4)は屈折後の放出角度であって、屈折前の入射角度より小さいこともある。前記第2光出射面(335)には発光素子(100)の側面(S2)を介して放出された光や光指向角を外れた光が入射され得る。これに伴い、前記第2光出射面(335)は、発光素子(100)の側面(S2)を介して放出された光および光の指向角分布を外れた光に対して、輝度分布の半分の角領域以内に進行するように屈折させることができる。前記第2光出射面(335)により光損失を減らすことができる。
【0141】
前記第2光出射面(335)の第3エッジ(35)は、前記光軸(Y0)に対して前記発光素子(100)の指向角分布の半分の角、例えば、第4角度(θ4)の位置より上に配置され得る。例えば、光軸(Y0)と基準点(P0)から第3エッジ(35)との間を連結する直線の間の角度は前記発光素子(100)の半分の角より小さいこともある。ここで、前記半分の角は発光素子(100)から放出された光出力が光軸を基準としてピーク値の50%または1/2となる角度を示す。
【0142】
発光素子(100)から放出された光のうち半分の角に隣接した領域に照射された光は、前記第2光出射面(335)を介して放出されるように制御することができる。この場合、第2光出射面(335)に放出された第2光(L2)は第1光出射面(330)に進行する光と混色され得る。
【0143】
ここで、前記基準点(P0)は、光軸(Y0)と発光素子(100)との交点であり得る。前記基準点(P0)は、発光素子(100)の上面(S1)より低い位置に配置され得る。前記発光素子(100)の基準点(P0)は、上面(S1)の中心と複数の側面(S2)の中心が交差する地点であったり、前記上面(S1)の中心と各側面(S2)の下部中心が交差する地点になり得る。このような基準点(P0)は、光軸(Y0)と発光素子(100)から出射された光が交差する交点になり得る。前記基準点(P0)は、前記光学レンズ(300)の底点と同じ水平線上に配置されたり、さらに高い位置に配置され得る。
【0144】
前記発光素子(100)から放出された光のうち入射面(320)に入射した光(L3)は、前記光学レンズ(300)の底面(310)により反射して第2光出射面(335)に放出されたり、第2光出射面(335)から反射することができる。前記第2光出射面(335)により反射した光は、前記入射面(320)に再入射して屈折されて、第1光出射面(330)に放出され得る。
【0145】
発光素子(100)の側面(S2)に放出された光のうち第2光出射面(335)を介して放出された光は、入射角度より小さい放出角度で放出されるので、
図20のように互いに異なる回路基板(400)上に配置された光学レンズ(100)間の間隔(G2)すなわち、光の干渉距離を増やすことができる。また、光学レンズ(300)による輝度分布が改善されるので、回路基板(400)と光学シート(514)との間の距離(H1)を減らすことができる。また、バックライトユニット内に配置された光学レンズ(300)の個数を減らすことができる。
【0146】
前記光学レンズ(300)で底面(310)の第1エッジ(23)の位置は、前記発光素子(300)の基準点(P0)より低かったり同じ位置に位置することができ、第2エッジ(25)の位置は前記発光素子(100)の上面(S1)より高く配置され得、これに対して限定しない。これに伴い、前記底面(310)は、前記入射面(320)から入射した発光素子(100)の側面(S2)を介して放出された光を全反射するようになる。
【0147】
前記リセス(315)と垂直方向にオーバーラップする第1光出射面(330)のセンター領域が平坦な面や凸の面に処理されることによって、リセス(315)の深さ(
図18のD2)が低い場合、前記第1光出射面(330)のセンター領域に透過する光によってホットスポットが発生することがある。実施例は、リセス(315)の深さ(D2)を前記第1光出射面(330)の凸のセンター領域に隣接するように配置し、前記リセス(315)の入射面(320)によって光を側方向に屈折させることができる。これに伴い、光学レンズ(300)の第1光出射面(330)により出射された光によるホットスポットは減らすことができる。
【0148】
図16のように、光軸(Y0)を基準として前記回路基板(100)の上面と光学レンズ(300)で底面(310)に水平な線または両エッジ(23、25)を連結した線分の間の角度(θ5)は、5度以内であることもあり、例えば、0.5度ないし4度の範囲であり得る。このような底面(310)が傾斜した角度(θ5)を有する面または曲面に配置されることによって、発光素子(100)の側面(S2)を介して入射した光を反射して、第2光出射面(335)を介して透過または反射させる。前記第2光出射面(335)の出射角は、反射面(310)を介して入射した入射角より小さく出射するようになることによって、隣接した他の回路基板上に配置された光学レンズ(300)間の干渉を減らすことができる。これに伴い、光学レンズ(300)の第2光出射面(335)を介して放出された光量を改善させることができる。
【0149】
そして、前記底面(310)で第2エッジ(25)と第3エッジ(35)との間の直線距離は前記リセス(315)の深さ(D2)より小さいこともある。すなわち、リセス(315)の深さ(
図16のD2)を深く配置し、光の側方向の拡散を改善させることができる。
【0150】
前記光学レンズ(300)は、第2光出射面(335)には凹凸面を具備することができる。前記凹凸面は表面が粗いヘイズ(Haze)面で形成され得る。前記凹凸面は散乱粒子が形成された面であり得る。
【0151】
前記光学レンズ(300)の底面(310)は、凹凸面を具備することができる。
前記凹凸面は表面が粗いヘイズ面で形成されたり、散乱粒子が形成され得る。
【0152】
光学レンズ(300)の第2光出射面(335)および底面(310)に凹凸面が形成された場合、前記入射面(320)に入射した光は前記底面(310)により全反射され得る。前記第2光出射面(335)は入射した一部の光を反射することになり、前記反射した一部の光は前記入射面(320)に再入射して屈折したり第1光出射面(330)に直接入射され得る。ここで、前記第2光出射面(335)により反射した光のうち入射面(320)に入射した光量は、前記第1光出射面(330)に入射した光量よりさらに多いこともある。前記入射面(320)に再入射した光は屈折して第1光出射面(330)または第2光出射面(335)を介して出射され得る。
【0153】
一方、前記光学レンズ(300)の側面突出部(360)は、外側面がラフな面で形成され得る。ここで、前記ラフな面は前記第1光出射面の表面粗さよりさらに高い表面粗さを有することができる。前記ラフな面は前記第1光出射面の透過率より低い透過率を有することができる。このようなラフな面は切断面であり得る。
【0154】
前記光学レンズ(300)の側面突出部(360)は、
図15および
図17のように、前記第2光出射面(335)から突出する。前記の側面突出部(360)の領域に入射した光は側面突出部(360)から反射して、他の側面を介して放出される。このような回路基板(400)の光学レンズ(300)は、側面突出部(360)を透過した光が互いに異なる回路基板(400)が配列される第2軸(Z1)方向に進行するようになるので、同じ回路基板(400)内の光学レンズ(300)間の光の干渉を防止することができる。また互いに異なる回路基板(400)の間隔を同じ回路基板(400)内の光学レンズ(300)間の間隔よりさらに離隔させることによって、互いに異なる回路基板(400)上の光学レンズ(300)間の光の干渉を減らすことができる。
【0155】
前記側面突出部(360)は、第2光出射面(335)から最小厚さ(T1)として300μm、例えば500μm以上突出することができる。このような側面突出部(360)の配置方向を光学レンズ(300)間の間隔が遠い方向に配置することによって、光学レンズ(300)間の光の干渉を減らすことができる。
【0156】
前記側面突出部(360)の高さ(T2)は、前記第2光出射面(335)の厚さ(
図18のD7)と同じであったり小さいこともあり、例えば1mm以上になり得る。このような側面突出部(360)の高さ(T2)は、光学レンズ(300)のサイズに応じて変わることがある。前記側面突出部(360)の高さ(T2)は、光学レンズ(300)の厚さ(
図18のD3)に比べて最小1/3以上であり得る。
【0157】
前記の側面突出部(360)の幅(
図2のT3)は、前記高さ(T2)および厚さ(T1)より大きいこともあり、例えば前記T1またはT2の2倍以上であり得る。前記の側面突出部(360)の幅(T3)は、前記光学レンズ(300)の幅または直径(D4)に比べて最小1/3以上であり得る。
【0158】
図19および
図20は、実施例による照明モジュールを有するライトユニットを示した図である。
【0159】
図19および
図20を参照すると、ライトユニットはボトムカバー(512)、前記バタムカバー(512)内に照明モジュール(301)として複数の回路基板(400)、発光素子(100)および前記複数の回路基板(400)上に配置された光学レンズ(300)を含む。前記複数の回路基板(400)はボトムカバー(512)内に配列され得る。
【0160】
前記ボトムカバー(512)は、放熱のための金属または熱伝導性樹脂の材質を含むことができる。前記ボトムカバー(512)は収納部を具備することができ、前記収納部の縁には側面カバーを具備することができる。
【0161】
前記回路基板(400)は、前記発光素子(100)と電気的に連結する回路層を含むことができる。前記回路基板(400)は、樹脂材質のPCB、金属コアを有するPCB(MCPCB、Metal Core PCB)、軟性PCB(FPCB、Flexible PCB)のうち少なくとも一つを含むこともでき、これに対して限定しない。実施例による回路基板上には反射シートが配置され得る。前記反射シートは、例えば、PET、PC、PVCレジンなどで形成され得るが、これに対して限定しない。
【0162】
前記ボトムカバー(512)上に光学シート(514)が配置され得、前記光学シート(514)は、分散した光を集めるプリズムシート、輝度強化シートおよび光を再度拡散させる拡散シートのうち少なくとも一つを含むことができる。前記光学シート(514)と照明モジュールとの間の領域には導光層(図示せず)が配置され得、これに対して限定しない。
【0163】
前記各回路基板(400)内に配置された光学レンズ(300)間の間隔(G1)は、互いに異なる回路基板(400)内に配置された光学レンズ(300)間の間隔(G2)より狭く配列され得る。前記間隔(G1)は、前記光学レンズ(300)の幅または直径(D4)の6倍ないし10倍の範囲、例えば、6倍ないし9倍の範囲で配列され得る。前記間隔(G2)は、前記光学レンズ(300)の幅または直径(D4)の9倍ないし11倍の範囲、例えば、9倍ないし11倍の範囲で配置され得る。ここで、前記光学レンズ(300)の幅(D4)は15mm以上になり得る。このような光学レンズ(300)間の光の干渉距離、すなわち、間隔(G1、G2)は前記光学レンズ(300)の幅または直径(D4)の最小6倍以上離隔させ得る。
【0164】
前記光学レンズ(300)の幅または直径(D4)が前記範囲より狭い場合、ライトユニット内の光学レンズ(300)の個数が増加し得、前記光学レンズ(300)間の領域に暗部が発生することがある。前記光学レンズ(300)の幅または直径(D4)が前記範囲より広い場合ライトユニット内の光学レンズ(300)の個数は減少するが、各光学レンズ(300)の輝度が減少することがある。
【0165】
ライトユニット内で光学レンズ(300)の個数は、側面突出部(360)の個数と同じ個数で配置され得る。
【0166】
下記は、表示装置のモデルに応じて回路基板(400)内の光学レンズ(300)間の間隔の例を示した表1および表2である。
【0169】
表1および2において、Aは一つの回路基板に配置された光学レンズの個数であり、Bは回路基板の列の数である。ここで、G2はG1に比べて1.1倍ないし2倍の範囲で大きいこともあり、前記回路基板の搭載個数および表示装置のサイズに応じて変わることがある。
【0170】
また前記G1は同じ間隔であったり、同じ回路基板内で互いに異なる間隔であり得る。
【0171】
図21は、
図20のライトユニットの他の例である。
【0172】
図21を参照すると、ボトムカバー(512)に配置された複数の回路基板(400、400D、400E)のうちセンター側の第1回路基板(400)とサイド側またはサイドにさらに隣接した第2および第3回路基板(400D、400E)間の間隔が異なるように配置され得る。
【0173】
例えば、第1回路基板(400)と他の列に配置された第2および第3回路基板(400D、400E)間の間隔は、発光領域の中心またはボトムカバー(512)の中心で第1軸方向に遠ざかるほど順次広くなり得る。
【0174】
互いに異なる第1ないし第3回路基板(400、400D、400E)に搭載された光学レンズ(300)間の間隔(B1、B2)は、ボトムカバー(512)の中心に外側に行くほど順次大きくなり得る。
【0175】
このような第1ないし第3回路基板(400、400D、400E)上に配置された光学レンズ(300)は、側面突出部(360)が各回路基板(400、400D、400E)の側面より外側に突出して、隣接した光学レンズ(300)との光の干渉を減らすことができる。
【0176】
図22は、実施例による照明モジュールで光学レンズの他の例である。
【0177】
図22を参照すると、光学レンズ(300B)は、トップビュー形状が楕円形状を含む。前記光学レンズ(300B)は第1軸(X1)方向の幅(D10)よりは第2軸(Z1)方向の幅(D9)がさらに広いこともある。前記光学レンズ(300B)の側面突出部(360)は前記第2軸(Z1)方向に突出することができる。このような楕円形状の光学レンズ(300B)は第1軸(X1)方向への間隔を調節することができ、第2軸(Z1)方向の間隔は同一であったり、さらに離隔して配置することができる。
【0178】
図24は、実施形態に係る発光素子(100)の第1例を示した図である。
図24を参照して、発光素子(100)と回路基板(400)を説明することにする。
【0179】
図24を参照すれば、前記発光素子100は、発光チップ100Aを含む。前記発光素子100は、発光チップ100Aと前記発光チップ100A上に配置された蛍光体層150を含むことができる。前記蛍光体層150は青色、緑色、黄色、赤色蛍光体中の少なくとも一つまたは複数を含み、単層または多層で配置され得る。前記蛍光体層150は透光性樹脂材料内に蛍光体が添加される。前記透光性樹脂材料はシリコンまたはエポキシのような物質を含み、前記蛍光体はYAG、TAG、Silicate、Nitride、Oxy−nitride系物質脳ちで選択的に形成され得る。
【0180】
前記蛍光体層150は前記発光チップ100Aの上面に配置されるか、前記発光チップ100Aの上面および側面に配置され得る。前記蛍光体層150は、前記発光チップ100Aの表面のうちで光が放出される領域上に配置され、光の波長を変換させることができる。
【0181】
前記蛍光体層150は単層または互いに異なる蛍光体層を含むことができ、前記互いに異なる蛍光体層は第1層が赤色、黄色、緑色蛍光体中の少なくとも一種類の蛍光体を有することができ、第2層が前記第1層上に形成されて赤色、黄色、緑色蛍光体中の前記第1層と異なる蛍光体を有することができる。他の例として、前記互いに異なる蛍光体層は3層以上の蛍光体層を含むことができ、これに対しては限定しない。
【0182】
他の例として、前記蛍光体層150はフィルムタイプを含むことができる。前記フィルムタイプの蛍光体層は均一な厚さを提供することによって、波長変換による色分布が均一となり得る。
【0183】
前記発光チップ100Aに対して説明すると、前記発光チップ100Aは基板111、第1半導体層113、発光構造物120、電極層131、絶縁層133、第1電極135、第2電極137、第1連結電極141、第2連結電極143、および支持層140を含むことができる。
【0184】
前記基板111は透光性、絶縁性または導電性基板を利用することができ、例えば、サファイア(Al
2O
3)、SiC、GaAs、GaN、ZnO、Si、GaP、InP、Ge、Ga
2O
3中の少なくとも一つを利用することができる。前記基板111のトップ面および底面中の少なくとも一つまたはすべてには複数の凸部(図示せず)が形成され、光抽出効率を改善させることができる。各凸部の側断面形状は半球状、半楕円状、または多角形状のうち少なくとも一つを含むことができる。ここで、前記基板111は、発光チップ100A内で除去され得、この場合、前記第1半導体層113または第1導電型半導体層115が発光チップ100Aのトップ層として配置され得る。
【0185】
前記基板111の下には第1半導体層113が形成され得る。前記第1半導体層113はII族〜V族元素の化合物半導体を利用して形成され得る。前記第1半導体層113はII族〜V族元素の化合物半導体を利用して少なくとも一層または複数の層で形成され得る。前記第1半導体層113は、例えば、III族−V族元素の化合物半導体を利用した半導体層、例えば、GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、GaAs、GaAsP、AlGaInP、GaP中の少なくとも一つを含むことができる。前記第1半導体層113はIn
xAl
yGa
1−x−yN(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦x+y≦1)の組成式を有し、バッファー層およびアンドープ(undoped)半導体層中の少なくとも一つで形成され得る。前記バッファー層は前記基板と窒化物半導体層間の格子定数の差を減らすことができ、前記アンドープ半導体層は半導体の結晶品質を改善させることができる。ここで、前記第1半導体層113は形成しなくてもよい。
【0186】
前記第1半導体層113の下には発光構造物120が形成され得る。前記発光構造物120は、II族〜V族元素およびIII族−V族元素の化合物半導体のうちで選択的に形成され、紫外線帯域から可視光線帯域の波長範囲内で所定のピーク波長を発光することができる。
【0187】
前記発光構造物120は、第1導電型半導体層115、第2導電型半導体層119、前記第1導電型半導体層115と前記第2導電型半導体層119の間に形成された活性層117を含み、前記各層115、117、119の上および下のうち少なくとも一つには他の半導体層がさらに配置され得、これに対しては限定しない。
【0188】
前記第1導電型半導体層115は第1半導体層113の下に配置され、第1導電型ドーパントがドープされた半導体、例えば、n型半導体層で具現され得る。前記第1導電型半導体層115はIn
xAl
yGa
1−x−yN(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦x+y≦1)の組成式を含む。前記第1導電型半導体層115はIII族−V族元素の化合物半導体、例えば、GaN、AlN、AlGaN、InGaN、InN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP、AlGaInP中から選択され得る。前記第1導電型ドーパントはn型ドーパントであって、Si、Ge、Sn、Se、Teなどのようなドーパントを含む。
【0189】
前記活性層117は第1導電型半導体層115の下に配置され、単一量子井戸、多重量子井戸(MQW)、量子線(quantum wire)構造または量子点(quantum dot)構造を選択的に含み、井戸層と障壁層の周期を含む。前記井戸層/障壁層の周期は、例えば、InGaN/GaN、GaN/AlGaN、AlGaN/AlGaN、InGaN/AlGaN、InGaN/InGaN、AlGaAs/GaA、InGaAs/GaAs、InGaP/GaP、AlInGaP/InGaP、InP/GaAsのペアのうち少なくとも一つを含む。
【0190】
前記第2導電型半導体層119は活性層117の下に配置される。前記第2導電型半導体層119は第2導電型ドーパントがドープされた半導体、例えば、In
xAl
yGa
1−x−yN(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦x+y≦1)の組成式を含む。前記第2導電型半導体層119は、GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP、AlGaInPのような化合物半導体のうち少なくとも一つからなり得る。前記第2導電型半導体層119はP型半導体層で、前記第1導電型ドーパントはp型ドーパントであって、Mg、Zn、Ca、Sr、Baを含むことができる。
【0191】
前記発光構造物120は他の例として、前記第1導電型半導体層115がp型半導体層、前記第2導電型半導体層119はn型半導体層で具現され得る。前記第2導電型半導体層119の上には前記第2導電型と反対の極性を有する第3導電型半導体層を形成することもできる。また、前記発光構造物120はn−p接合構造、p−n接合構造、n−p−n接合構造、p−n−p接合構造のうちいずれか一つの構造で実現することができる。
【0192】
前記第2導電型半導体層119の下には電極層131が形成される。前記電極層131は反射層を含むことができる。前記電極層131は前記発光構造物120の第2導電型半導体層119に接触されたオーミック接触層を含むことができる。前記反射層は反射率が70%以上の物質、例えば、Al、Ag、Ru、Pd、Rh、Pt、Irの金属と前記金属のうち二以上の合金の中から選択され得る。前記反射層の金属は前記第2導電型半導体層119の下に接触され得る。前記オーミック接触層は透光性材質、金属または非金属材質の中から選択され得る。
【0193】
前記電極層131は透光性電極層/反射層の積層構造を含むことができ、前記透光性電極層は例えばITO(indium tin oxide)、IZO(indium zinc oxide)、IZTO(indium zinc tin oxide)、IAZO(indium aluminum zinc oxide)、IGZO(indium gallium zinc oxide)、IGTO(indium gallium tin oxide)、AZO(aluminum zinc oxide)、ATO(antimony tin oxide)、GZO(gallium zinc oxide)、Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au、Hfおよびこれらの選択的組合せで構成された物質の中から形成され得る。前記透光性電極層の下には金属材質の反射層が配置され得、例えばAg、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au、Hfおよびこれらの選択的組合せで構成された物質の中から形成され得る。前記反射層は他の例として、互いに異なる屈折率を有する二層が交互に配置されたDBR(distributed bragg reflection)構造で形成され得る。
【0194】
前記第2導電型半導体層119および前記電極層131中の少なくとも一層の表面には、ラフネスのような光抽出構造が形成され得、このような光抽出構造は入射される光の臨界角を変化させて、光抽出効率を改善させることができる。
【0195】
前記絶縁層133は前記電極層131の下に配置され、前記第2導電型半導体層119の下面、前記第2導電型半導体層119および前記活性層117の側面、前記第1導電型半導体層115の一部領域に配置され得る。前記絶縁層133は前記発光構造物120の下部領域の中から前記電極層131、第1電極135および第2電極137を除いた領域に形成され、前記発光構造物120の下部を電気的に保護する。
【0196】
前記絶縁層133はAl、Cr、Si、Ti、Zn、Zr中の少なくとも一つを有する酸化物、窒化物、フッ化物、および硫化物のうち少なくとも一つから形成された絶縁物質または絶縁性樹脂を含む。前記絶縁層133は、例えば、SiO
2、Si
3N
4、Al
2O
3、TiO
2中で選択的に形成され得る。前記絶縁層133は単層または多層で形成され得、これに対しては限定しない。前記絶縁層133は発光構造物120の下にフリップボンディングのための金属構造物を形成する時、前記発光構造物120の層間ショートを防止するために形成される。
【0197】
前記絶縁層133は、互いに異なる屈折率を有する第1層と第2層とが交互に配置されたDBR(distributed bragg reflector)構造で形成され得、前記第1層はSiO
2、Si
3N
4、Al
2O
3、TiO
2中のいずれか一つであり、前記第2層は前記第1層以外の物質のうちいずれか一つから形成され得るが、これに限定されず、または前記第1層および第2層が同じ物質で形成されるか3層以上の層を有するペア(Pair)で形成されることもできる。この場合、前記電極層は形成されなくてもよい。
【0198】
前記第1導電型半導体層115の一部領域の下には第1電極135が配置され、前記電極層131の一部の下には第2電極137が配置され得る。前記第1電極135の下には第1連結電極141が配置され、前記第2電極137の下には第2連結電極143が配置される。
【0199】
前記第1電極135は前記第1導電型半導体層115と前記第1連結電極141に電気的に連結され、前記第2電極137は前記電極層131を通じて前記第2導電型半導体層119と第2連結電極143に電気的に連結され得る。
【0200】
前記第1電極135および第2電極137はCr、Ti、Co、Ni、V、Hf、Ag、Al、Ru、Rh、Pt、Pd、Ta、Mo、W中の少なくとも一つまたは合金から形成され得、単層または多層で形成され得る。前記第1電極135と前記第2電極137は同じ積層構造であるか他の積層構造に形成され得る。前記第1電極135および前記第2電極137中の少なくとも一つはアーム(arm)またはフィンガー(finger)構造のような電流拡散パターンがさらに形成され得る。また、前記第1電極135および前記第2電極137は一つまたは複数で形成され得、これに対しては限定しない。前記第1および第2連結電極141、143中の少なくとも一つは複数で配置され得、これに対しては限定しない。
【0201】
前記第1連結電極141および前記第2連結電極143は電源を供給するリード(lead)機能と放熱経路を提供する。前記第1連結電極141および前記第2連結電極143は円形、多角形状、円柱または多角柱のような形状のうち少なくとも一つを含むことができる。前記第1連結電極141および第2連結電極143は金属パウダーの材質、例えば、Ag、Al、Au、Cr、Co、Cu、Fe、Hf、In、Mo、Ni、Si、Sn、Ta、Ti、Wおよびこれらの金属の選択的合金のうちいずれか一つから形成され得る。前記第1連結電極141および第2連結電極143は前記第1電極135および第2電極137との接着力向上のため、In、Sn、Ni、Cuおよびこれらの選択的な合金のうちのいずれか一つの金属でメッキされ得る。
【0202】
前記支持層140は熱伝導性材質を含み、前記第1電極135、前記第2電極137、前記第1連結電極141および前記第2連結電極143の周りに配置され得る。前記支持層140の下面には前記第1および第2連結電極141、143の下面が露出され得る。
【0203】
前記支持層140は発光素子100を支持する層に使われる。前記支持層140は絶縁性材質で形成され、前記絶縁性材質は、例えば、シリコンまたはエポキシのような樹脂層で形成される。他の例として、前記絶縁性材質はペーストまたは絶縁性インクを含むことができる。前記絶縁性材質の材質は、その種類はpolyacrylate resin、epoxy resin、phenolic resin、polyamides resin、polyimides resin、unsaturated polyesters resin、polyphenylene ether resin(PPE)、polyphenilene oxide resin(PPO)、polyphenylenesulfides resin、cyanate ester resin、benzocyclobutene(BCB)、Polyamido−amine Dendrimers(PAMAM)、およびPolypropylene−Imine、Dendrimers(PPI)、およびPAMAM内部構造および有機−シリコン外面を有するPAMAM−OS(organosilicon)を単独またはこれらの組合せを含む樹脂から構成され得る。前記支持層140は前記絶縁層133と他の物質で形成され得る。
【0204】
前記支持層140内にはAl、Cr、Si、Ti、Zn、Zr中の少なくとも一つを有する酸化物、窒化物、フッ化物、硫化物のような化合物中の少なくとも一つが添加され得る。ここで、前記支持層140内に添加された化合物は熱拡散剤であり得、前記熱拡散剤は所定大きさの粉末粒子、粒、フィラー(filler)、添加剤に用いられ得る。前記熱拡散剤はセラミック材質を含み、前記セラミック材質は同時焼成される低温焼成セラミック(LTCC:low temperature co−fired ceramic)、高温焼成セラミック(HTCC:high temperature co−fired ceramic)、アルミナ(alumina)、水晶(quartz)、カルシウムジルコネート(calcium zirconate)、カンラン石(forsterite)、SiC、黒鉛、溶融シリカ(fusedsilica)、ムライト(mullite)、菫青石(cordierite)、ジルコニア(zirconia)、ベリリア(beryllia)、および窒化アルミニウム(aluminum nitride)中の少なくとも一つを含む。前記セラミック材質は、窒化物または酸化物と同じ絶縁性物質の中から熱伝導度が窒化物や酸化物より高い金属窒化物で形成され得、前記金属窒化物は、例えば、熱伝導度が140W/mK以上の物質を含むことができる。前記セラミック材質は、例えば、SiO
2、Si
xO
y、Si
3N
4、Si
xN
y、SiO
xN
y、Al
2O
3、BN、Si
3N
4、SiC(SiC−BeO)、BeO、CeO、AlNのようなセラミック(Ceramic)系列であり得る。前記熱伝導性物質はC(ダイヤモンド、CNT)の成分を含むことができる。
【0205】
前記発光チップ100Aは前記回路基板400上にフリップ方式で搭載される。前記回路基板400は、金属層471、前記金属層471の上に絶縁層472、前記絶縁層472の上に複数のリード電極473、474を有する回路層(図示せず)および前記回路層を保護する保護層475を含む。前記金属層471は放熱層であって、熱伝導性が高い金属、例えば、CuまたはCu−合金のような金属を含み、単層または多層構造で形成され得る。
【0206】
前記絶縁層472は前記金属層471と回路層間を絶縁させる。前記絶縁層はエポキシ、シリコン、ガラス繊維、プリプレグ、ポリフタルアミド(PPA:Polyphthalamide)、LCP(Liquid Crystal Polymer)、PA9T(Polyamide9T)のような樹脂材質のうち少なくとも一つを含むことができる。また、前記絶縁層472内には金属酸化物、例えば、TiO
2、SiO
2、Al
2O
3のような添加剤が添加され得し、これに対しては限定しない。他の例として、前記絶縁層472はグラフェンのような材質をシリコンまたはエポキシのような絶縁物質内に添加して使用することができ、これに対しては限定しない。
【0207】
前記絶縁層472は前記金属層471が陽極酸化(anodizing)過程によって形成されたアノダイジング(anodizing)された領域であり得る。ここで、前記金属層471はアルミニウム材質で、前記アノダイジングされた領域はAL
2O
3のような材質で配置され得る。
【0208】
前記第1および第2リード電極473、474は発光チップ100Aの第1および第2連結電極141、143と電気的に連結される。前記第1および第2リード電極473、474と前記発光チップ100Aの連結電極141、143の間には伝導性接着剤461、462が配置され得る。前記伝導性接着剤461、462はソルダー材質のような金属材質を含むことができる。前記第1リード電極473および第2リード電極474は回路パターンであって、電源を供給する。
【0209】
前記保護層475は前記回路層上に配置され得る。前記保護層475は反射材質を含み、例えばレジスト材質、例えば、白色のレジスト材質で形成され得、これに対しては限定しない。前記保護層475は反射層で機能することができ、例えば吸収率より反射率がより高い材質で形成され得る。他の例として、前記保護層475は光を吸収する材質で配置され得、前記光吸収材質は黒色レジスト材質を含むことができる。
【0210】
図25を参照して発光素子の第2例を説明する。
【0211】
図25を参照すれば、発光素子100は、発光チップ100Bを含む。前記発光素子100は、発光チップ100Bと前記発光チップ100B上に配置された蛍光体層150を含むことができる。前記蛍光体層150は青色、緑色、黄色、赤色蛍光体中の少なくとも一つまたは複数を含み、単層または多層で配置され得る。前記蛍光体層150は透光性樹脂材料内に蛍光体が添加される。前記透光性樹脂材料はシリコンまたはエポキシのような物質を含み、前記蛍光体はYAG、TAG、Silicate、Nitride、Oxy−nitride系物質の中から選択的に形成され得る。
【0212】
前記蛍光体層150は前記発光チップ100Bの上面に配置されるか、前記発光チップ100Bの上面および側面に配置され得る。前記蛍光体層150は前記発光チップ100Bの表面の中で光が放出される領域上に配置され、光の波長を変換させることができる。
【0213】
前記発光チップ100Bは、基板111、第1半導体層113、発光構造物120、電極層131、絶縁層133、第1電極135、第2電極137、第1連結電極141、第2連結電極143、および支持層140を含むことができる。前記基板111および第1半導体層113は除去され得る。
【0214】
発光素子100の発光チップ100Bと回路基板400は、連結電極161、162で連結され得、前記連結電極161、162は伝導性バンプすなわち、ソルダーバンプを含むことができる。前記伝導性バンプは各電極135、137の下に一つまたは複数で配列され得、これに対しては限定しない。前記絶縁層133は第1および第2電極135、137を露出させることができ、前記第1および第2電極135、137は連結電極161、162と電気的に連結され得る。
【0215】
図26を参照して、発光素子の第3例を説明する。
【0216】
図26を参照すれば、発光素子100は、回路基板400に連結された発光チップ200Aを含む。前記発光素子100は、発光チップ200Aの表面に配置された蛍光体層250を含むことができる。前記蛍光体層250は入射される光の波長を変換する。前記発光素子100上には
図4のように光学レンズ(
図4の300)が配置されて前記発光チップ200Aから放出された光の指向特性を調節する。
【0217】
前記発光チップ200Aは、発光構造物225、および複数のパッド245、247とを含む。前記発光構造物225はII族〜VI族元素の化合物半導体層、例えば、III族−V族元素の化合物半導体層またはII族−VI族元素の化合物半導体層で形成され得る。前記複数のパッド245、247は前記発光構造物225の半導体層に選択的に連結され、電源を供給する。
【0218】
前記発光構造物225は、第1導電型半導体層222、活性層223および第2導電型半導体層224とを含む。前記発光チップ200Aは基板221を含むことができる。前記基板221は前記発光構造物225の上に配置される。前記基板221は、例えば、透光性、絶縁性基板、または伝導性基板であり得る。このような構成は
図4の発光構造物および基板に対する説明を参照する。
【0219】
前記発光チップ200Aは、下部にパッド245、247が配置され、前記パッド245、247は第1および第2パッド245、247とを含む。前記第1および第2パッド245、247は前記発光チップ200Aの下に互いに離隔して配置される。前記第1パッド245は前記第1導電型半導体層222と電気的に連結され、前記第2パッド247は第2導電型半導体層224と電気的に連結される。前記第1および第2パッド245、247は底の形状が多角形または円形であるか、回路基板400の第1および第2リード電極415、417の形状と対応するように形成され得る。前記第1および第2パッド245、247それぞれの下面の面積は、例えば、第1および第2リード電極415、417それぞれの上面の大きさと対応する大きさで形成され得る。
【0220】
前記発光チップ200Aは、前記基板221と前記発光構造物225の間にバッファー層(図示せず)およびアンドープ半導体層(図示せず)中の少なくとも一つを含むことができる。前記バッファー層は前記基板221と半導体層との格子定数差を緩和させるための層であって、II族〜VI族化合物半導体の中から選択的に形成され得る。前記バッファー層の下には、アンドープされたIII族−V族化合物半導体層がさらに形成され得、これに対しては限定しない。前記基板221は除去され得る。前記基板221が除去された場合、蛍光体層250は前記第1導電型半導体層222の上面や他の半導体層の上面に接触され得る。
【0221】
前記発光チップ200Aは、第1および第2電極層241、242、第3電極層243、絶縁層231、233とを含む。前記第1および第2電極層241、242それぞれは単層または多層で形成され得、電流拡散層で機能することができる。前記第1および第2電極層241、242は前記発光構造物225の下に配置された第1電極層241;および前記第1電極層241の下に配置された第2電極層242を含むことができる。前記第1電極層241は電流を拡散させ、前記第2電極層242は入射される光を反射する。
【0222】
前記第1および第2電極層241、242は互いに異なる物質で形成され得る。前記第1電極層241は透光性材質で形成され得、例えば金属酸化物または金属窒化物で形成され得る。前記第1電極層は例えばITO(indium tin oxide)、ITON(ITO nitride)、IZO(indium zinc oxide)、IZON(IZO nitride)、IZTO(indium zinc tin oxide)、IAZO(indium aluminum zinc oxide)、IGZO(indium gallium zinc oxide)、IGTO(indium gallium tin oxide)、AZO(aluminum zinc oxide)、ATO(antimony tin oxide)、GZO(gallium zinc oxide)中から選択的に形成され得る。前記第2電極層242は前記第1電極層241の下面と接触されして反射電極層で機能することができる。前記第2電極層242は金属、例えば、Ag、AuまたはAlを含む。前記第2電極層242は前記第1電極層241が一部領域が除去された場合、前記発光構造物225の下面に部分的に接触され得る。
【0223】
他の例として、前記第1および第2電極層241、242の構造は無指向性反射(ODR:Omni Directional Reflector layer)構造で積層され得る。前記無指向性反射構造は低い屈折率を有する第1電極層241と、前記第1電極層241と接触された高反射材質の金属材質である第2電極層242の積層構造で形成され得る。前記電極層241、242は、例えば、ITO/Agの積層構造でなされ得る。このような前記第1電極層241と第2電極層242間の界面で全方位反射角を改善させることができる。
【0224】
他の例として、前記第2電極層242は除去され得、他の材質の反射層で形成され得る。前記反射層は分散型ブラッグ反射(distributed bragg reflector:DBR)構造で形成され得、前記分散型ブラッグ反射構造は互いに異なる屈折率を有する二つの誘電体層が交互に配置された構造を含み、例えば、SiO
2層、Si
3N
4層、TiO
2層、Al
2O
3層、およびMgO層中、互いに異なるいずれか一つをそれぞれ含むことができる。他の例として、前記電極層241、242は分散型ブラッグ反射構造と無指向性反射構造をすべて含むことができ、この場合98%以上の光反射率を有する発光チップ200Aを提供することができる。前記フリップ方式で搭載された発光チップ200Aは、前記第2電極層242から反射された光の基板221を通じて放出されるので、垂直上方にほとんどの光を放出することができる。また、前記発光チップ200Aの側面に放出された光は反射シート600により光学レンズの入射面領域で反射され得る。
【0225】
前記第3電極層243は前記第2電極層242の下に配置され、前記第1および第2電極層241、242と電気的に絶縁される。前記第3電極層243は金属、例えば、チタニウム(Ti)、銅(Cu)、ニッケル(Ni)、金(Au)、クロム(Cr)、タンタリウム(Ta)、白金(Pt)、錫(Sn)、銀(Ag)、リン(P)中の少なくとも一つを含む。前記第3電極層243の下には第1パッド245および第2パッド247が配置される。前記絶縁層231、233は第1および第2電極層241、242、第3電極層243、第1および第2パッド245、247、発光構造物225の層間の不要な接触を遮断する。前記絶縁層231、233は第1および第2絶縁層231、233を含む。前記第1絶縁層231は前記第3電極層243と第2電極層242の間に配置される。前記第2絶縁層233は前記第3電極層243と第1/2パッド245、247の間に配置される。前記第1および第2パッド245、247は前記第1および第2リード電極415、417と同じ物質を含むことができる。
【0226】
前記第3電極層243は前記第1導電型半導体層222と連結される。前記第3電極層243の連結部244は前記第1、2電極層241、242および発光構造物225の下部を通じてビア構造で突出して第1導電型半導体層222と接触する。前記連結部244は複数で配置され得る。前記第3電極層243の連結部244の周りには前記第1絶縁層231の一部232が延びて第3電極層243と前記第1および第2電極層241、242、第2導電型半導体層224および活性層223間の電気的な連結を遮断する。前記発光構造物225の側面には側面保護のために絶縁層が配置され得、これに対しては限定しない。
【0227】
前記第2パッド247は前記第2絶縁層233の下に配置されて前記第2絶縁層233のオープン領域を通じて前記第1および第2電極層241、242中の少なくとも一つと接触されたり連結される。前記第1パッド245は前記第2絶縁層233の下に配置されて前記第2絶縁層233のオープン領域を通じて前記第3電極層243と連結される。したがって、前記第1パッド247の突起248は第1、2電極層241、242を通じて第2導電型半導体層224に電気的に連結され、第2パッド245の突起246は第3電極層243を通じて第1導電型半導体層222に電気的に連結される。
【0228】
前記第1および第2パッド245、247は前記発光チップ200Aの下部に互いに離隔され、前記回路基板400の第1および第2リード電極415、417と対面する。前記第1および第2パッド245、247には多角形状のリセス271、273を含むことができ、前記リセス271、273は前記発光構造物225の方向に膨らんで形成される。前記リセス271、273は前記第1および第2パッド245、247の厚さと同じであるか小さい深さを有して形成され得、このようなリセス271、273の深さは前記第1および第2パッド245、247の表面積を増加させ得る。
【0229】
前記第1パッド245および第1リード電極415間の領域および前記第2パッド247および第2リード電極417間の領域には接合部材255、257が配置される。前記接合部材255、257は電気伝導性物質を含むことができ、一部は前記リセス271、273に配置される。前記第1および第2パッド215、217は前記接合部材255、257がリセス271、273に配置されるので、前記接合部材255、257と第1および第2パッド245、247間の接着面積は増加され得る。したがって、第1および第2パッド245、247と第1および第2リード電極415、417が接合されるので発光チップ200Aの電気的な信頼性および放熱効率を改善させることができる。
【0230】
前記接合部材255、257はソルダーペースト材質を含むことができる。前記ソルダーペースト材質は金(Au)、錫(Sn)、鉛(Pb)、銅(Cu)、ビスマス(Bi)、インジウム(In)、銀(Ag)中の少なくとも一つを含む。前記接合部材255、257は熱伝達を回路基板400に直接伝導するので熱伝導効率がパッケージを利用した構造よりは改善され得る。また、前記接合部材255、257は発光チップ200Aの第1および第2パッド245、247との熱膨張係数の差が少ない物質であるため、熱伝導効率を改善させることができる。
【0231】
前記接合部材255、257は他の例として、伝導性フィルムを含むことができ、前記伝導性フィルムは絶縁性フィルム内に一つ以上の導電性粒子を含む。前記導電性粒子は、例えば、金属や、金属合金、炭素のうち少なくとも一つを含むことができる。前記導電性粒子はニッケル、銀、金、アルミニウム、クロム、銅および炭素のうち少なくとも一つを含むことができる。前記伝導性フィルムは異方性(Anisotropic)伝導フィルムまたは異方性導電接着剤を含むことができる。
【0232】
前記発光チップ200Aと前記回路基板400の間には接着部材、例えば、熱伝導性フィルムを含むことができる。前記熱伝導性フィルムはポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレートなどのポリエーテル樹脂;ポリイミド樹脂;アクリル樹脂;ポリスチレンおよびアクリロニトリル−スチレンなどのスチレン系樹脂;ポリカーボネート樹脂;ポリ乳酸樹脂;ポリウレタン樹脂;などを用いることができる。また、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体のようなポリオレフィン樹脂;ポリビニルクロライド、ポリビニリデンクロライドなどのビニル樹脂;ポリアミド樹脂;サルホン系樹脂;ポリエーテル−エーテルケトン系樹脂;アリレート系樹脂;または前記樹脂のブレンドの中から少なくとも一つを含むことができる。
【0233】
前記発光チップ200Aは回路基板400の表面および発光構造物225の側面および上面を通じて光を放出することによって、光抽出効率を改善させることができる。このような回路基板400上に発光チップ200Aを直接ボンディングすることができ、工程を簡素化できる。また、発光チップ200Aの放熱が改善されることによって、照明分野などに便利に活用することができる。
【0234】
このようなライトユニットは、各種の携帯端末機、ノートブックコンピュータのモニター、ラップトップコンピュータのモニター、TVのような表示装置に適用されたり、3次元ディスプレー、各種照明灯、信号灯、車両前照灯、電光掲示板に適用され得る。
【0235】
以上の実施例に説明された特徴、構造、効果などは本発明の少なくとも一つの実施例に含まれ、必ずしも一つの実施例にのみ限定されるわけではない。さらに、各実施例で例示された特徴、構造、効果などは実施例が属する分野の通常の知識を有する者によって、他の実施例に対しても組合せまたは変形されて実施が可能である。したがって、このような組合せと変形に関係した内容は本発明の範囲に含まれると解釈されるべきである。
【0236】
また、以上で実施例を中心に説明したが、これは単に例示であるだけであって、本発明を限定するものではなく、本発明が属する分野の通常の知識を有する者ならば、本実施例の本質的な特性を外れない範囲で以上で例示されなかった様々なものの変形と応用が可能であることが分かるであろう。例えば、実施例に具体的に示された各構成要素は変形して実施できるものである。そして、このような変形と応用に関係した差異は、添付された請求の範囲で規定する本発明の範囲に含まれると解釈されるべきである。