CN102237351A - 发光器件封装件、光源模块、背光单元以及照明装置 - Google Patents

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Abstract

提供了一种发光器件封装件、光源模块、背光单元以及照明装置。该光源模块包括：一个或多个包括发光元件的光源单元，在被施加电力时该发光元件发光；以及光学片，设置在光源单元上，并且表现出在小于0°和大于0°的辐射角处具有第一峰和第二峰的双向透射分布函数特性。

Description

发光器件封装件、光源模块、背光单元以及照明装置
相关申请的交叉参考
本申请要求于2010年4月30日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2010-0040789号、于2010年12月24日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2010-0134748号以及于2011年2月24日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2011-0016427号的优先权，其公开的全部内容结合于此作为参考。
技术领域
根据示例性实施方式的装置涉及一种发光器件封装件、光源模块、背光单元、显示装置、电视机以及照明装置。
背景技术
发光二极管(LED)(一种半导体发光器件)是一种能够在对其施加电流时根据p型和n型半导体结处的电子和空穴的复合而产生各种颜色光的半导体器件。与基于灯丝的发光器件相比，半导体发光器件具有诸如使用寿命长、功耗低、初始驱动特性优异、抗振性好等各种优点，因此对半导体发光器件的需求持续增长。近来已开始使用利用III-V族化合物半导体的LED。近来，特别是能够在短波长的蓝光中发光的III族氮化物LED已变得显著。III族氮化物化合物半导体是直接跃迁半导体，与其他半导体相比可在高温下稳定地被操作，因此被广泛地应用于诸如LED或激光二极管的照明元件。这种氮化物化合物半导体还通常用作在诸如键盘、背光、交通灯的各种领域中的各种器件中的白光光源，还用于机场跑道着陆灯和聚光灯，等等。
LED在各种领域中的实际应用已使得包括这种LED的光源单元很重要。具体地，由于封装发光元件的树脂部或透镜单元可能退化，并且该缺陷在发光单元发出的热不能被有效释放的情况下随着高功率发光元件的使用而变得更严重，因此期望一种能有效地将诸如LED的发光元件产生的热散发到外部的光源单元。
用作LCD背光等的光源模块通常采用冷阴极荧光灯(CCFL)。然而，CCFL使用水银气体，其具有响应速度慢和色彩再现性(或色域(colorgamut))差的缺点，因此不适合于轻、薄、短和小的LCD面板。相比之下，LED背光是环境友好的、具有在几纳秒范围内的快速响应速度以适应于高速响应并且因此对视频信号流是高效的、可使用脉冲驱动、具有100％或更高的色域、通过调节由红、绿和蓝LED发出的光的量能够具有可改变的亮度、色温等、且适合于轻、薄、短和小的LCD面板。因此，LED被积极地用作背光的光源模块。
然而，由于发光二极管是点光源，所以可能会从采用LED的背光模块产生热点，因此可能难以相对于背光模块的发光面提供均匀的照明。
发明内容
本发明的一个方面提供了一种具有散射片、减小的光学距离和数量减少的光源的光源模块。
本发明的另一个方面提供了一种在具有更小厚度的同时具有优异光均匀性的背光单元。
本发明的另一个方面提供了一种通过具有前述光源模块而薄化且具有优异的光均匀性的背光单元。
本发明的另一个方面提供了一种具有前述光源模块的显示装置。
本发明的另一个方面提供了一种具有前述光源模块的照明装置。
根据本发明的一个方面，提供了一种光源模块，包括：一个或多个包括发光元件的光源单元，在被施加电力时该发光元件发光；以及光学片，设置在光源单元上，并且表现出在小于0°和大于0°的辐射角处具有第一峰和第二峰的双向透射分布函数特性。
该光源单元可表现出在该小于0°和大于0°的辐射角处具有第一峰和第二峰的光分布模式。
该光源单元的照明角(或方向角)可以是120°以上。
小于0°和大于0°的辐射角之间的差值可以是20°至50°。
该光源单元可表现出在0°的辐射角处具有峰的光分布模式。
每个光源单元可包括设置在光源单元发射的光的路径上的透镜单元。
光源单元可被设置为发光元件封装件的形式。该光源模块可还包括电路板，发光元件安装在该电路板上，透镜单元可被设置为与该电路板相接触。
透镜单元可具有使得其对应于发光元件的正上部的区域相比于透镜单元的其他区域朝着发光元件相对凹进的这种形状。
光学片可具有形成在其一个表面上的凹凸结构。
该凹凸结构可被形成在光学片的一侧上，从光源单元入射的光从该侧透射出光学片。
该凹凸结构可具有带有多面体锥形形状的多个结构，该多个多面体锥形结构中的至少一些可具有被设置为相对于水平面倾斜的多个斜面，并且该多个斜面可具有不同的倾斜角。
在该多个多面体锥形结构中，相邻的多面体锥形结构的斜面可具有不同的倾斜角。
该多个多面体锥形结构可具有不同的尺寸，并且基于一个多面体锥形结构，其他多面体锥形结构被非周期性地设置在该一个多面体锥形结构附近，该非周期设置结构可以被周期性地重复以形成该凹凸结构。
该多个多面体锥形结构中的至少一些可具有不同的高度。
该多个多面体锥形结构中的至少一些可与相邻的不同结构交叠。
该凹凸结构可具有多个锥形结构。
可以以行和列的形式设置该多个锥形结构。
该光学片可具有凹凸结构，各个凹陷和突出具有锥形以及平面侧面和弯曲侧面。
光学片中可以不包括光散射颗粒。
光源模块还可包括散射片，该散射片被设置在从光源单元被发射之后透射出光学片的光的路径上，并且具有分散在透光基底内部的散射颗粒。在这种情况下，光学片可具有在其一个表面上形成的凹凸结构，并且该凹凸结构可被形成在光学片的一侧上，从光源单元入射的光从该侧透射出光学片。
光学片和散射片可被设置为彼此分开，或者散射片可被设置为层叠在光学片上。
多个光源单元可被设置在电路板上，并且电路板和散射片之间的距离可小于或等于多个光源单元之间的节距的一半。
根据本发明的另一方面，提供了一种背光单元，包括：一个或多个包括发光元件的光源单元，在被施加电力时该发光元件发光；光学片，设置在光源单元上，并且表现出在小于0°和大于0°的辐射角处具有第一峰和第二峰的双向透射分布函数特性；以及散射片，设置在从光源单元被发射之后透射出光学片的光的路径中，并且具有分散在透光基底中的散射颗粒。
背光单元可还包括：增亮片，设置在透射出该散射片的光的路径中。
根据本发明的另一方面，提供了一种显示装置，包括：一个或多个包括发光元件的光源单元，在被施加电力时该发光元件发光；光学片，设置在光源单元上，并且表现出在小于0°和大于0°的辐射角处具有第一峰和第二峰的双向透射分布函数特性；散射片，设置在从光源单元被发射之后透射出光学片的光的路径中，并且具有分散在透光基底中的散射颗粒；以及显示面板，设置在散射片的上部。
根据本发明的另一方面，提供了一种包括前述显示装置的电视机。
根据本发明的另一方面，提供了一种照明装置，包括：一个或多个包括发光元件的光源单元，在被施加电力时该发光元件发光；光学片，设置在光源单元上，并且表现出在小于0°和大于0°的辐射角处具有第一峰和第二峰的双向透射分布函数特性；壳体，设置为围绕光源单元和光学片；以及插座结构，电连接至光源单元。
附图说明
结合附图进行以下详细描述，将更清楚地理解上述和/或其他方面、特征和优点，附图中：
图1是示意性示出根据示例性实施方式的光源模块的截面图；
图2是图1的示例性光源单元的截面图；
图3(a)是另一示例性光源单元的截面图；
图3(b)是图3(a)的光源单元的俯视图；
图4(a)和图4(b)是示出图1的光源单元的光分布模式的实例的曲线图，其中，水平轴是辐射角，垂直轴的光强度表示相对值；
图5是另一示例性光源单元的截面图；
图6是示出图1的光源单元的另一实例的截面图；
图7是示出图1的光源单元的光分布模式的另一实例的曲线图；
图8是示意性示出可在图1的光源模块中采用的光学片的实例的截面图；
图9是通过拍摄光学片的表面而获得的照相图像；
图10是另一示例性光源单元的截面图；
图11是示出光学片的双向透射分布函数的实例的曲线图；
图12和图13是分别示出可从根据比较例的光学片获得的发光分布；
图14示出从具有图11的BTDF的光学片获得的发光分布；
图15和图16示出根据比较例和本发明实施方式的发光分布；
图17是示意性示出光学片的另一实例的透视图；
图18是示出可在图1的光源模块中采用的散射片的实例的截面图；
图19是示意性示出根据示例性实施方式和根据比较例的光源模块的构造的截面图；
图20是示出在图19的光源模块的上部处的发光分布的示图；
图21、图22和图23是示意性地示出根据示例性实施方式的光源模块的截面图；
图24是另一示例性光源模块的示意性透视图；
图25是图19的光源单元的沿A-A’线截取的截面图；
图26(a)和图26(b)均是示意性示出在包括凸部以及形成在该凸部内的凹部的透镜单元的上表面中的亮度分布的示图；
图27(a)和图27(b)、图28(a)和图28(b)、以及图29(a)和图29(b)分别示出说明根据引线框架的表面粗糙度的光分布的示图和照片；
图30(a)和图30(b)示出在根据示例性实施方式的发光器件中根据引线框架的GAM系数的辐射模式和亮度分布；
图31是示出当从侧面看时根据示例性实施方式的光源单元的示图；
图32是示出当从侧面看时根据示例性实施方式的背光单元的示图；
图33示出发光器件的根据其波长转换层的厚度的辐射模式；
图34是示意性示出图33的发光器件封装件的亮度分布的示图；
图35是根据示例性实施方式的发光元件封装件的截面图；
图36是当从上面看时图30的发光元件封装件的平面图；
图37是图30所示的发光元件封装件中的的波长转换单元的外围区域以及导线的放大示图；
图38、图39和图40是根据示例性实施方式的发光元件封装件的截面图；
图41是根据另一示例性实施方式的发光元件封装件的平面图；
图42是根据另一示例性实施方式的发光元件封装件的平面图；
图43是图42所示的发光元件封装件的第一和第二引线框架的示意性透视图；
图44是根据另一示例性实施方式的发光元件封装件的平面图；以及
图45是图44的发光元件封装件的截面图。
具体实施方式
现在将参照附图详细描述示例性实施方式。然而，本发明可以以多种不同形式来实施，而不应理解为限于文中给出的实施方式。更确切地，提供这些实施方式以使得本公开更加详尽且完整，并向本领域技术人员更充分地传达本发明的范围。在附图中，为了清晰起见，形状和尺寸可被放大，在全文中，相同的参考标号表示相同或相似的组件。
参照图1，光源模块100包括光源单元101和光学片103，还包括其上安装有光源单元101的电路板102，以及设置在光学片103上侧的散射片104和增亮片105。
如图2所示，光源单元101可包括当将电信号施加于其上时发射光的发光元件111，而光源模块100可包括一个或多个光源单元101(在本示例性实施方式中为多个光源单元)。在这种情况下，透镜单元113可被设置在发光元件111发射的光的路径上。另外，光源单元101可包括电连接至发光元件111的封装基板112。封装基板112例如可以是印刷电路板(PCB)、金属芯PCB(MCPCB)、金属PCB(MPCB)、柔性PCB(FPCB)等，或引线框架。发光元件111可以是任意元件，只要该元件在对其施加了电信号时发射光即可。LED可用作发光元件111。可以使用在生长基板上外延生长了半导体层的LED。生长基板可以由蓝宝石制成；然而，其不限于此。正如本领域的技术人员可理解的那样，生长基板可以由诸如尖晶石、碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)、砷化镓(GaAs)等的基材制成。具体地，LED可以由BN、SiC、ZnSe、GaN、InGaN、InAlGaN、AlGaN、BAlGaN、BInAlGaN等制成，并且可以掺杂有Si、Zn等。另外，LED的发光层可以由InxAlyGa1-x-y(0≤X≤1、0≤Y≤1、X+Y≤1)形成的氮化物半导体制成，并可以具有单个或多个量子阱结构，从而可改善其输出。
图2所示的实例具有光源单元101包括一个发光元件111的结构，但光源单元101可包括多个发光元件。例如，光源单元101可包括分别发射红光(R)、绿光(G)和蓝光(B)的发光元件。因此，通过利用文中描述的包括R、G和B发光元件的光源单元101和光学片103，可获得具有极好的三色光混合特性的白光。当然，从设置在光源模块中的多个光源单元101发出的光也可以具有各自不同的颜色。
为了将从发光元件111发出的光转换成不同的颜色，透镜单元113可具有分散在其中的波长转换材料(例如，荧光体、量子点等)。例如，发光元件111可发射蓝光，而波长转换材料可包括绿光、黄光和红光荧光体中的至少一种。可选地，波长转换材料除应用于透镜单元113之外还可应用于不同的位置。例如，波长转换材料可被涂覆在发光元件111的表面上，或可以在封装级别上设置在与发光元件111相分离的位置处。另外，波长转换材料可被应用于光学片103(将进行描述)的表面或内部。
如图2所示，光源单元101可设置在平面封装基板112上。可选地，发光元件111可设置在具有反射杯形的封装主体中。发光元件111可被修改成具有各种其他结构，只要其具有本示例性实施方式中所需的光分布模式即可。例如，如图3(a)所示，在光源单元101’中，发光元件111可设置在第一引线框架112a和第二引线框架112b中的至少一个上，并通过引线W电连接至第一引线框架112a和第二引线框架112b。根据发光元件111的结构，可使用一条导线W，或者可以不使用用于将发光元件电连接至第一和第二引线框架的其他手段。例如，当发光元件111的电极形成于发光结构的上和下表面(发光结构插入其间)上时，可仅使用一条导线W，而当发光元件111以两个引线框架112a和112b上的倒装晶片的形式设置时，可以不使用导线W。
如图3(a)和图3(b)所示，可暴露第一引线框架112a和第二引线框架112b的下表面，以将其设置为电连接部，并且通过这种结构，可以提供散射效果。在这种情况下，如图3(b)中的俯视图所示，第一引线框架112a可以使其一部分朝着第二引线框架112b突出，而第二引线框架112b可以具有对应的凹进部分以容纳第一引线框架112a的突出部分。此结构可提供引线框架和透镜单元113之间的改善了的结合力。透镜单元113可以由透光树脂制成，并可与第一引线框架112a和第二引线框架112b结合以支持第一引线框架112a和第二引线框架112b。尽管未示出，但为了增加与透镜单元113的接触面积，第一引线框架112a和第二引线框架112b可包括一个或多个孔或台阶结构或它们的结合。孔和台阶结构的实例稍后参照图41至图45进行描述。
稍后参照图24至图45描述可用于光源单元的其他示例性封装结构。然而，除了以封装的形式，光源单元101还可以以不同的形式进行设置。也就是说，光源单元101可以具有如图5所示的板上芯片(COB：chip-on-board)结构，其中，发光元件111直接安装在电路板102上，并且透镜单元114可设置在电路板102上以与电路板相接触。同时，图1所示的电路板102为光源单元101提供了安装区域。例如，现有技术中使用的PCB、MCPCB、MPCB、FPCB等可以用作电路板102。在这种情况下，电路板102可以具有设置在其表面或其内部中的配线图案(未示出)，并且配线图案可电连接至光源单元101。
在本示例性实施方式中，光源单元101具有图4所示的光分布模式。详细地，光源单元101可具有在小于0°和大于0°处而不是在正上部分(即，在0°角)处具有第一峰和第二峰的光分布模式。例如，如图4(a)和图4(b)所示，光源单元101的光分布模式可以具有总共两个峰，即，在小于0°的辐射角处的一个峰，在大于0°的辐射角处的另一个峰。在图4中，示出了在0°辐射角处无峰的模式，但是根据光源单元101的结构，也可在0°辐射角处产生局部峰，在这种情况下，在0°辐射角处的峰可具有比第一峰和第二峰的尺寸小的尺寸。
具有这种光分布模式的光源单元101具有在外围(或边缘)部比在正上部(即，在0°辐射角)大的光强度(或照度)，并可具有相对较大的方向角值(120°以上)。光源单元101的这些光学特性(即，光散布至正上部的边缘部分而不是集中在光源单元101的正上部)对于在光源单元101的上部区域中与不同的光源单元101的光混合是有利的，尤其，当光源单元101与具有本发明示例性实施方式(将进行描述)所提出的光学特性的光学片103相结合时，可进一步改善光混合效果。
为了使光源单元101具有图4(a)和图4(b)所示的光分布模式，如图2、图3、图5、图24和图25所示，透镜单元113可具有这样的形状，其中，与其他区域相比，与发光元件111正上方的区域对应的区域朝着发光元件111凹进，从而引导光照射到外围区域而不是发光元件正上方的区域，因此提供了更大的方向角。图2、图3、图5、图24和图25所示的透镜单元的形状仅是示意性的，并且可以对具有与图4(a)和图4(b)的光分布模式类似的光分布模式的透镜单元和光源单元的形状进行各种修改。例如，透镜单元可以具有半球形，具有适当形状的散射颗粒和反射部可被应用至透镜单元的表面或内部，以获得类似的光学特性。
同时，就光源单元而言，除了具有小于0°和大于0°的辐射角的结构之外，还可以使用如图7所示的在0°辐射角处(此处光强度最强)具有峰(所谓的高斯模式)的结构。图6中的光源单元101”是具有这种光分布模式的结构的实例，其包括覆盖发光元件111的半球透镜单元113’。除了这种结构之外，图3和图5的光源单元的透镜单元的形状可变为类似于图6的透镜单元113’的形状以供使用。当光源单元具有如图7所示的光分布模式时，即，当光强度在光源单元101”的正上部最强时，具有引导在垂直方向上入射的光到达横向方向的功能的光学片103可被设置在光源单元101”之上，以获得高水平的光混合效果。
设置在从光源单元101发射的光的路径上的光学片103(在此实施方式中，光学片103设置在光源单元的上方)具有与图4所示的光源单元101的光分布特性类似的光分布特性。现在将参照图8至图16对此进行描述。图8是示意性地示出可在图1的光源模块中采用的光学片的实例的截面图。图9是通过拍摄图8的光学片的表面获得的照片的图像。图11是示出光学片的双向透射分布函数(BTDF：bidirectional transmittancedistribution function)的实例的曲线图。在这种情况下，通过根据角度测量由在垂直于光学片的方向上入射的激光束产生的辐射模式，可获得光学片的BTDF。
参照图11，光学片103的BTDF特性在小于0°和大于0°的辐射角处具有第一峰和第二峰。具体地，BTDF特性在小于0°的辐射角处具有一个峰并在大于0°的辐射角处具有一个峰。在这种情况下，小于0°的辐射角和大于0°的辐射角之间的差可在从20°到50°的范围内。当具有这种透光特性的光学片103与具有前述光分布模式的光源单元101、101’和101”结合时，可进一步改善光学片103上部处的光均匀性(稍后进行描述)。此外，尽管未示出，诸如荧光体或量子点的波长转换材料(例如，黄色、绿色和红色波长转换材料中的至少一种)可应用于光学片103的表面或内部，以转换光源单元101发射的光(例如，蓝光)，因此，光源模块100能够获得需要的颜色的光，例如，具有高颜色重现特性的白光。
可以采用各种具有表现出前述透光特性的结构的光学片，例如，如图8所示，光学片103可具有形成在其一个表面上的凹凸结构122。详细地，光学片103包括透光基底121和从透光基底121延伸的凹凸结构122。在这种情况下，凹凸结构122形成在来自光源单元101的光从光学片103出射的一侧上。即，光源单元101可设置在如图8所示的透光基底121的下侧。透光基底可具有在约0.5mm至约1.5mm范围内的厚度，并且可由现有技术中通常用于制造光学元件的材料(诸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等)制成。凹凸结构122可具有数十微米(μm)的厚度，并且可由与透光基底121的材料相同的材料制成。还可通过将紫外线固化或热固化材料涂覆于透光基底121、在其上转印凹陷和凸起以及在其上执行固化处理来形成凹凸结构122。在这种情况下，光学片103不必一定要具有凹凸结构122，而可以具有不同于凹凸结构122的任意光学结构(例如，散射结构，反射结构等)，只要它能表现出图10的BTDF特性即可。此外，如图10所示，具有与图8的凹凸结构122相同或类似的形状的凹凸结构可被应用于透镜113”的表面，在这种情况下，光源模块可以不包括光学片103。
凹凸结构122的形状可被适当地调整，以允许光学片103的BTDF表现出图11所示的特性，并且凹凸结构122可具有锥形形状，以将在垂直方向上入射的光适当地散布到其所有附近区域。在这种情况下，凹凸结构无需限于锥形形状，而是可以采用任意其他形状的凹凸结构，只要其能表现出图11的BTDF特性即可。当凹凸结构具有锥形形状时，使得在垂直方向上入射的光的路径可被锥形结构的倾斜侧面改变，从而在横向方向上散布。这里，除了多面体锥和圆锥之外，锥形结构还可包括其复合的形式；即，锥形结构可包括平面侧面和弯曲侧面。例如，如图8和图9所示，凹凸结构122具有多边锥形的多个结构，并且多个多边锥形结构中的至少一些具有被设置为倾斜于透光基底121的上表面或下表面的多个斜面。详细地，如图6和图7所示，该多个多边锥形结构中的至少一些的两个或多个斜面可具有不同的倾斜角，另外，相互邻接的多边锥形结构的斜面也可具有不同的倾斜角。而且，如图9所示，该多个多边锥形结构中的至少一些可具有不同的尺寸和高度。基于一个多边锥形结构，其他多边锥形结构可非周期性地设置在这一个棱镜结构的附近。在这种情况下，在用于完成光学片103的方法的实例中，这种非周期设置结构可被周期性地重复。而且，如图9所示，该多个多边锥形结构中的至少一些可与其他相邻结构交叠。
如在根据图17所示的本发明的变形例的光学片103’中所示，光学片103’可具有不同于多边锥形结构的其他结构，例如，圆锥结构，以具有前述光学特性，从而改变在垂直方向上入射的光的路径，以引导光在横向方向上前进。在这种情况下，可以以行或列的形式设置或排列多个圆锥结构。
同时，为了通过锥形结构的功效将光适当地散布在横向方向上，优选地，光学片103具有高度的透明性。因此，光学片103可以不包括光散射颗粒，当光学片不包括光散射颗粒时，光散射颗粒引起的光损失可被最小化，以利用光学片103改善光源模块100的亮度效率。然而，这并不意味着光学片103在其中一定不包括任何光散射颗粒，而是在光学片103的制造过程中，光散射颗粒可能不可避免地存在，或者非常少量的光散射颗粒可被特意地分散在光学片103的内部。
如上所述，在具有非周期性地设置多边锥形结构的结构的情况下，光学片103可表现出前述图11的BTDF特性，现在将参照图12、图13和图14对此进行描述。
图12和图13示出可从根据比较例的光学片获得的各个发光分布。具体地，通过在将光照射到具有图4的光分布的光源单元的下侧之后测量光强度(或照度)来获得发光分布。图14示出可从具有图11的BTDF的光学片获得的发光分布。类似地，通过将光照射到光源单元的下侧来获得发光分布。
图12的光学片具有图案S1，其中，三角形棱柱具有在一个方向上排列的条形，表现出光通过三角形棱柱的两个斜面仅被向左边和右边(基于图12)散布的发光分布。图13的光学片具有图案S2，其中，四边形锥体被规则地排列在行和列中，表现出光通过四边形锥体的四个斜面仅被向上边、下边、左边和右边(基于图13)散布的发光分布。以这种方式，当使用图12和图13的光学片时，发光分布具有特定的方向性，而不是具有如上面参照图11所描述的BTDF特性。相比之下，如在图14的发光分布中所示，当使用本实施方式提出的光学片时，发光分布不具有方向性，而是在每个方向上获得基本相同的发光特性。
现在将参照图15和图16描述通过在不同方面比较本示例性实施方式提出的光学片的效果而获得的结果。图15和图16示出了根据比较例和本发明的实施方式的发光分布。首先，在图15的情况中，通过在具有不同光分布模式的不同光源单元101和101’的上侧设置散射片104来测量发光分布，在这种情况下，光学片104具有散射颗粒被分散在透光基底中的结构(将进行描述)。在这种情况下，光源单元101和101’具有如上参照图2和图6描述的结构。在图16的情况中，通过在图15的比较例中用光学片103代替散射片104来测量发光分布。
首先，参照图15，在比较例的情况中，注意到在光源单元101和101’所在的区域中光强度相对较大，这意味着使得在垂直于散射片104的方向上入射的光散布在横向方向上的效果不大。相比之下，在图16的发光分布中注意到，当本示例性实施方式提出的光学片103被设置在光源单元101和101’之上时，发光面积减小但光强度整体上均匀，这意味着光已被具有这种锥形结构的光学片103充分地分散在横向方向上。具体地，参照图16，可注意到，关于在小于0°和大于0°的辐射角处具有第一峰和第二峰的光源单元101以及在0°辐射角处具有峰的光源单元101’，均可获得这样的效果。同时，如上所述，当使用光学片103时，整个发光面积可能较小；然而，可通过调节光学片103和光源单元101和101’之间的距离或者如图1示出的结构中所示的那样通过在光学片103的上侧设置散射片104来增大发光面积。
设置在光学片103的发光侧上(散射片104可被设置在光学片103的上侧)的散射片104在其改变从多条路径入射的光的路径并使它们混合的功能方面类似于光学片103，但散射片104的内部结构不同于光学片103的内部结构。也就是说，如图18所示，散射片104可包括透光基底131和分散在透光基底131中的散射颗粒132。散射颗粒可以由诸如TiO2、SiO2等材料制成。使用术语“散射片”，但这通常指代执行散射功能并具有平面形状的光学结构，但可以包括诸如尽管没有其他结构其形状也不会变形的“散射板”的光学元件。设置在散射片104的发光侧的增亮片105(增亮片105可设置在散射片104的上侧)用于在向上的方向上引导光，向液晶面板等提供光。例如，增亮片105可具有形成于其上的多个多面锥形结构。在这种情况下，例如，反射式偏光增亮膜(DBEF)、增亮膜(BEF)等可被用作增亮片105。
现在将描述根据光源模块100的构造(即，使用如上所述的本示例性实施方式提出的光学片103和散射片104的结构)的光混合效果。图19是示意性地示出根据本发明实施方式的光源模块的构造和比较例的光源模块的构造的截面图。在图19中，基于虚线，左侧对应于图1的光源模块，右侧对应于在图1的光源模块中采用散射片104’代替光学片103的结构。在这种情况下，光源单元101具有图4所示的光分布模式，而散射片104’具有其中散射颗粒分散在透光基底中的结构(与图18所示的结构类似)。
图20是示出在图19的光源模块的上部处的发光分布的示图。在图20中，由虚线指示的区域对应于左侧结构，即，图19中使用光学片103和散射片104的结构。如图20中所示，通过结合光学片103和散射片104的结构，可以获得相对优异的光混合特性。也就是说，当光学片103和散射片104结合时，相比于采用两个散射片104和104’的情况，由于使得在垂直方向上入射的光的至少一部分被光学片103适当地阻挡，因此光混合特性优异。而且，当使用具有图4的光分布模式而不是高斯光分布模式的光源单元101时，这种光混合特性增强效果会更加显著。当改善了光混合效果时，对应于设置光学片的位置的光学距离L(图1中)可被降低，光源单元101之间的节距P可同时地或单独地增大，从而可减少光源单元101的数量。
详细地，参照图1，电路板102和散射片104之间的距离L可小于或等于光源单元101之间的节距P的一半，相比于当使用具有高斯光分布模式的光源单元时L/P接近于1的情况，这是非常有效率的水平。因此，尽管减小了光学距离或减少了光源单元数量，也仍能获得优异的光均匀性。因此，当光源模块用作背光单元时，显示装置的图像(诸如LCD等的图像)能变得更精细和清晰，另外，具有这种显示装置的电视机的厚度、光源的数量、功耗等可被降低。此外，光源模块还可用于照明装置以及用于背光单元、显示装置、电视机，并且在这种情况下，光源的厚度和数量可被减小。即，壳体、插座结构等可被结合至具有前述结构的光源模块的外围，并且半球形状的透镜可被设置在光源模块的发光路径上，从而被用作照明装置。
同时，能够对具有前述结构的光源模块进行各种修改，只要保留了光源单元101及光学片103的光学特性即可，现在将参照图21、图22和图23描述它们的实例。在图21所示的光源模块的情况中，除了散射片104层叠在光学片103上之外，其结构与图1的光源模块的结构相同，即，不同于散射片104和光学片103分开的光源模块，散射片104层叠在光学片103上。通过这种结构，光学距离可被减小，因此光源模块可具有更紧凑的结构。
图22的光源模块与图1的光源模块不同之处在于电路板102被分成两部分。光源单元101被设置在每个分离的电路板102上，并且被设置在不同电路板102上的光源单元101可被独立地控制。图23的光源模块包括底架形式的支撑件200，并且光源单元101、电路板102、光学片103、散射片104以及增亮片105被设置在支撑件200的内部。并且，为了将光向光学片103引导，可在电路板102上设置反射部201。反射件201也可用在上述实施方式中。
下面参照图24至图34描述透镜单元、引线框架以及波长转换层的各种其他示例性实施方式。关于这些实施方式所描述的特征可以如所描述的方式那样利用，或者也可单个地或一起地结合进文中描述的一个或多个其他的实施方式。
图24和图25示出了包括透镜单元113的示例性光源单元101。图24是光源单元101的示意性透视图。图25是图24的光源单元沿线AA’截取的截面图。参照图24和图25，根据本发明示例性实施方式的发光器件封装件100可包括至少一个发光元件111、引线框架112a和112b，其中一个引线框架具有设置在其表面上的发光元件111。其上设置了发光元件111的表面是粗糙表面，从而漫射至少一部分发射自发光元件111的光。透镜单元113包括被形成为覆盖引线框架112a和112b的至少一部分以及发光元件111的透光树脂，并且透镜单元113的表面具有凹形的部分。
在发光元件111上形成的电极(未示出)可被引线结合至这一对引线框架112a和112b，并且可从外部接收电信号。发光元件111可通过形成在发光元件111上的正极被引线结合至这一对引线框架112a和112b中的每一个。可选地，发光元件111可与被设置为发光元件111的安装区域的一个引线框架112a直接电连接而无需使用引线，并且可通过导线与另一引线框架112b相连接。具体连接方法可根据需要而进行各种变化。尽管图24和图25示出了包括在一个光源单元101中的一个发光元件111，但在一个引线框架112a或112b上可以包括两个或更多个发光元件111。
可在发光元件111的上表面形成透镜单元113，从而覆盖引线框架112a和112b的至少一部分以及发光元件111。只要形成透镜单元113的材料是透光的即可，并不对其成分进行具体限制，并且可以使用具有透光特性的绝缘树脂，诸如硅树脂合成物、改性的硅树脂合成物、环氧树脂合成物、改性的环氧树脂合成物、丙烯酸树脂合成物等。此外，可使用诸如混合树脂等的具有优良耐候性的树脂，其包括硅树脂、环氧树脂以及氟树脂中的至少一种。透镜单元113的材料不限于有机材料，也可使用具有优良耐光性(耐晒性)的无机材料，诸如玻璃、硅胶等。另外，透镜单元113的表面形状可被调整，以实现透镜的功能，具体地，被调整为具有诸如凸透镜、凹透镜、卵形等的形状，从而控制光分布。
当形成在发光元件111的发光面上的透镜单元113具有向上凸起的半球形时，发光元件111的中心区域具有最大级别的亮度，而亮度朝着发光元件111的周围降低。因此具有斑点光的形式。因此，当多个发光元件用于形成面光源(例如，被用作光源模块100的光源)时，例如可进行如下尝试：通过在发光元件111的上方设置散射片104来均匀地散射从发光元件入射的光，并且进一步地，通过调节光源单元101和散射片104之间的距离来获得均匀的面光源。然而，为了获得遍及散射片的均匀的亮度值，可以增加光源单元111和散射片104之间的距离，这样，可能增加光源装置的厚度，同时可能降低整体亮度。另外，也可使用如文中所述的光学片103。
被形成为覆盖引线框架112a和112b的至少一部分以及发光元件111的透镜单元113具有其一部分为凹形的一个表面，因此与从发光元件111发射的光相比，发射自透镜单元113的光的方向角可被加宽，从而可改变光分布。具体地，如图24和图25所示，透镜单元113可具有在发光元件111的上表面上方形成凹部30b以及在该凹部30b周围形成的凸部30a。该凹部30b可以以这样一种方式形成在凸部30a的中心位置，即，凹部30b具有小于凸部30a的最大直径的直径，并且凸部30a和凹部30b的中心点的位置彼此对准。在这种情况下，发光元件111可被设置在凸部30a和凹部30b的中心线上。
在设置了具有图24和图25中所示的形状的透镜单元113的情况下，与具有向上突出的半球形的透镜的情况不同，在与发光元件111分开预定距离的位置处表现出最大亮度值。具体地，可在凸部30a和凹部30b的边界部分中形成环形的最亮区域，可在发光元件111的中心周围形成下一最亮区域。
图26(a)和图26(b)均是示意性地示出在包括凸部以及形成在该凸部内的凹部的透镜单元的上表面中的亮度分布的示图。图26(a)是示出当从上面看时透镜的示意图，而图26(b)是示出当从侧面看时透镜的示意图。参照图26(a)和图26(b)，发光元件a被设置在图26(a)所示的透镜L的区域A的下面，在发光元件a的设置位置上形成凹部，透镜L总体上具有凸出的形状。在这种情况下，如上所述，由于在发光元件a的设置位置A中和在被形成为与发光元件a分开预定距离的位置C处会表现出高亮度值，所以在区域A和位置C之间的边界部分B处可出现环形的暗部(在下文中，称为暗环)。
作为具有凸形和凹形的透镜单元113的结果，暗环B是很明显的，可通过控制其上安装有发光元件111的引线框架112a和112b的表面粗糙度来去除暗环B，因此光源单元101可具有改善的光均匀性和宽的方向角。可将引线框架112a和112b形成为具有粗糙表面，从而通过提高引线框架112a和112b表面处的光散射率来提供具有改善的光均匀性的面光源。
图27(a)和图27(b)、图28(a)和图28(b)以及图29(a)和图29(b)分别示出了说明根据引线框架的表面粗糙度的光分布的示图和照片。参照图27(a)，在具有低水平表面粗糙度(粗糙度在纳米级，小于数纳米)的镜面的情况中，其遵循入射角和反射角相同的反射定律。即，入射角指由光的方向关于垂直于边界面的直线(法线)形成的角，反射角指由当光从边界面反射并继续前进时光的方向关于法线形成的角。在理想的镜面中，入射在引线框架的表面上的光被反射以具有与入射角相同的反射角，并且不产生表面漫射。图28(a)和图28(b)示出在表面粗糙度在亚微米级以下的情况中的光分布，被反射的入射光的光分布具有内部反射和轻微的漫射分布。即，一部分入射光被反射，并且在引线框架的表面出现轻微的漫射分布。这种漫射被称为高斯漫射(Gaussian scattering)。接着，图29(a)和图29(b)示出了在表面粗糙度在微米级以下的情况中的光分布。在这种情况下，在反射光中存在低水平的光分布，在引线框架的表面处产生光漫射分布。这种漫射被称为朗伯漫射(Lambertianscattering)。
引线框架112a和112b可具有产生如图29(a)和图29(b)所示的朗伯漫射的表面粗糙度，更具体地，图29(a)中所示的突出和凹陷可以具有约5μm的宽度。引线框架112a和112b的表面光泽度可以通过例如GAM系数用数字表示。这是当通过使用GAM公司的光度计测量表面光泽度时指示的值。从引线框架112a和112b的表面镜面反射(规则反射)的光被测量，从而被用数字表示为在0到4范围内的值。规则反射指的是在镜状光滑表面上产生的反射，并且指的是如上所述光被反射为具有与入射角相同的反射角。在所有光被金属表面漫射、任何光均未被规则反射的情况下GAM系数被表示为0。在所有入射光被反射的情况下GAM系数被表示为4。也就是说，接近0则得到粗糙表面，而接近4则得到光滑表面。因此，随着规则反射率的增加，通过漫射而被散射和反射的光的比例减小。引线框架112a和112b可具有大约为0.4至1.0的GAM系数。
参照图24和图25，引线框架112a和112b可被设置成发光元件111的安装区域，同时可用作用于将来自外部的电信号施加于发光元件111的端子。为了达到这个目的，引线框架112a和112b可由具有优良导电性的金属材料制成，并且一对引线框架112a和112b可以彼此电绝缘。为了防止金属锈蚀，引线框架112a和112b的表面可镀有银(Ag)、金(Au)、钯(Pd)、铑(Rh)等。
引线框架112a和112b可经受光滑表面处理以提高表面反射率，从而增加亮度，并且可由高反射金属制成，例如银(Ag)、镍(Ni)、铝(Al)、铑(Rh)、钯(Pd)、铱(Ir)、钌(Ru)、镁(Mg)、锌(Zn)、铂(Pt)、金(Au)等。然而，如上所述，应用至具有凹部的凸出形透镜的引线框架112a和112b的表面可被粗糙化，以增加其漫反射率，从而可提供具有宽方向角且亮度未降低的光源单元。
图30(a)和图30(b)示出了在根据示例性实施方式的发光器件封装件中根据引线框架的GAM系数的辐射模式和亮度分布。图30(a)示出了根据GAM系数的辐射模式，图30(b)示出了根据GAM系数的亮度分布。参照图30(a)，“a”是当GAM系数是1.2时的辐射模式；“b”是当GAM系数是0.65时的辐射模式；“c”是当GAM系数是0.24时的辐射模式。如上所述，当设置了在凸部30a的中心区域中具有凹部的透镜单元113时，假定表示最大亮度值的峰到峰的角被称为方向角，方向角为大约127°。这里，当引线框架具有光滑表面(GAM系数约为1.2，如图30(a)中所示)时，在发光元件的设置区域的上部中表现出相对较高的亮度值(而不是在其环形区域中)，如图30(a)所示。因此，在发光元件的圆周区域中暗环将明显。然而，当通过使引线框架的表面变粗糙来增加漫反射率时，相比于规则反射率，在发光元件的设置区域的正上方的亮度会减小，使得暗环被去除，如图30(a)中的b(GAM系数是0.65)和c(GAM系数是0.24)所示。
根据示例性实施方式的光源单元可在反射角在20°以下的区域中(基于发光元件111的设置区域)设置具有几乎均匀的亮度值的基本上平坦的区域。具体地，当假设光源单元101中的最大亮度值是1时，该平坦区域中的亮度值可在约0.29至0.34的范围内，并且该值被几乎一致地保持在该平坦区域内。通过在发光元件111的上部上方形成平坦区域，可以抑制暗环的出现，因此可改善光源单元101的光均匀性。
如上所述的包括透镜单元的发光元件封装件可提供在约20°以下辐射角的范围内的基本上平坦的亮度值，在约50°以上的辐射角范围内表现出最大亮度。亮度被保持为基本上平坦的光分布模式区域相比于最大亮度可具有0.29至0.39的亮度值。
参照图30(b)，示出了根据GAM系数的亮度分布的变化。就a而言，在引线框架的表面是最光滑的这种情况下，亮度值高。参照b，可以看出，尽管GAM系数降低到0.65，b的亮度值与a的亮度值只有少量的不同。然而，在c的情况中，其中GAM的系数是0.24，c的亮度值被降低。因此，在使得引线框架具有在0.4至1.0范围内的GAM系数的情况下，可在不降低亮度的情况下去除暗环。换句话说，为了去除由具有凹部(设置在发光器件的上表面以加宽方向角)的透镜单元产生的暗环，可控制引线框架的表面粗糙度，因此可改善光均匀性和亮度。因此，在使用该光源单元作为背光单元的光源的情况下，可获得减小光源模块的厚度的效果。
图31是示出当从侧面看时根据另一示例性实施方式的光源单元的示图。图31的光源单元包括设置在发光元件111的发光面上并具有用于波长转换的荧光体颗粒的波长转换层40。波长转换层可具有约350μm以上的厚度。荧光体可由将光波长转换成黄光、红光或绿光的荧光物质制成。荧光物质的种类可由发射自发光元件111的活性层的波长来确定。具体地，波长转换层40可由YAG、TAG、硅酸盐或氮化物荧光材料制成。具体地，绿色荧光材料可以是选自由β-SiAlON荧光体、MSiON荧光体(MSi2O2N2:Eu，M是Sr、Ba、Ca中的至少一种)、GAL荧光体(Lu3Al5O12:Ce)和硅酸盐荧光体(M2SiO4:Eu，M是Sr、Ba、Ca、Mg、Cl和F中的至少一种)组成的组中的至少一种荧光体。红色荧光材料可以是选自由MSiAlN3:Eu(M是Sr、Ba、Ca、Mg、Cl和F中的至少一种)、M2Si5N8:Eu(M是Sr、Ba、Ca、Mg、Cl和F中的至少一种)、M1-yA1+xSi4-xOx+2yN7-x-2y:RE(M是Ba、Sr、Ca、Mg中的至少一种，A是Al、Ga和B中的至少一种，RE是稀土金属Y、La和Sc中的至少一种)组成的组中的至少一种。黄色或橙色荧光材料可以是选自由α-SiAlON、YAG和CezLa3-x-zCa15xSi6OyN11-y组成的组中的至少一种。通过利用绿色、红色和黄色荧光材料，可以改善颜色再现性。
另外，波长转换层40可包括量子点。量子点可以是直径约为1nm至10nm的半导体材料的纳米晶体，并且可以是表现出量子限制效应的材料。量子点可转换从发光结构发出的光的波长，从而提供转换了波长的光，即，荧光。例如，Si纳米晶体、II-VI族化合物半导体纳米晶体、III-V族化合物半导体纳米晶体、IV-VI族化合物半导体纳米晶体等可用作量子点。可单独使用各纳米晶体，或者可使用其混合物。
就量子材料而言，II-VI族化合物半导体纳米晶体可以是选自由CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、HgS、HgSe、HgTe、CdSeS、CdSeTe、CdSTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnSTe、HgSeS、HgSeTe、HgSTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、CdHgS、CdHgSe、CdHgTe、HgZnS、HgZnSe、HggZnTe、CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、CdHgSeS、CdHgSeTe、CdHgSTe、HgZnSeS、HgZnSeTe和HgZnST组成的组中的任意一种。III-V族化合物半导体纳米晶体可以是选自由GaN、GaP、GaAs、AlN、AlP、AlAs、InN、InP、InAs、GaNP、GaNAs、GaPAs、AlNP、AlNAs、AlPAs、InNP、InNAs、InPAs、GaAlNP、GaAlNAs、GaAlPAs、GaInNP、GaInNAs、GaInPAs、InAlNP、InAlNAs和InAlPAs组成的组中的任意一种。IV-VI族化合物半导体纳米晶体可以是例如SbTe。
量子点可以以自然地分散在其中的方式分散在诸如聚合物树脂的分散介质中。任意的透明介质均可用作波长转换层40的分散介质，只要其不会被光所劣化或者不会反射光、不会造成光吸收、并且基本上不影响量子点的波长转换功能即可。例如，有机溶剂可包括甲苯、氯仿和乙醇中的至少一种，而聚合物树脂可包括环氧树脂、硅、聚苯乙烯和丙烯酸酯中的至少一种。
在处于激发态的电子从导带跃迁到价带的过程中可产生量子点的辐射，并且可表现出其波长根据材料的颗粒的尺寸而改变的特性，即使在相同材料的情况中仍是如此。由于当量子点的尺寸较小时发射具有较短波长的光，所以通过调整量子点的尺寸可获得期望波长区域的光。在这种情况下，可通过适当地改变纳米晶体的生长条件来调节量子点的尺寸。
根据示例性实施方式的一个方面，如果未使用波长转换层40，可将诸如荧光体颗粒或量子点的波长转换件分散在透镜单元113内。波长转换件可被均匀地混合在透镜单元113中，并可包括由YAG、TAG、硅酸盐、硫化物或氮化物荧光性材料制成的量子点，或Si纳米晶体、II-VI族化合物半导体纳米晶体、III-V族化合物半导体纳米晶体、IV-VI族化合物半导体纳米晶体制成的量子点。另外，正如本领域技术人员可理解的，可向透镜单元113添加诸如粘性添加剂、光扩散剂、色素、荧光性材料等适当的材料。光扩散剂可有利地反射从发光元件111和荧光性材料发射的光，从而抑制由具有较大颗粒直径的荧光性材料产生的斑点。同时，在透镜单元113中可包含被形成为直径为约5μm至约10μm的填料颗粒，从而可以改善透镜单元113的抗热冲击性。
图33示出了发光器件封装件根据其波长转换层厚度的辐射模式。图34是示意性地示出图33的发光器件封装件的亮度分布的示图。更具体地，在改变具有荧光体的波长转换层的厚度的情况下，对于其表面的一部分具有凹形的相同透镜单元，示出了辐射模式和亮度分布变化。参照图33和图34，当光源单元的波长转换层的厚度从345μm变化到500μm时，可确认的是方向角和亮度均发生了变化。随着波长转换层的厚度变得更厚，辐射模式中的峰到峰的值变得更小，并且发光元件的上部和峰值点之间的边界中示出的暗环B’处的亮度值更大。如图34中所示，由于发光元件的上部和峰值点之间的边界中示出的暗环B’可随着亮度值的增加而快速的减小，因此通过控制波长转换层的厚度可去除暗环B’。
图32是示出从侧面看时根据示例性实施方式的背光单元的示图。参照图32，光源模块100可包括多个光源单元101、基板300以及散射片104，每个光源单元均包括发光元件111、封装基板112(或引线框架112a和112b)以及透镜单元113，封装基板112具有其上设置发光元件111的表面，该表面是粗糙表面，以漫射至少一部分从发光元件111发射的光，透镜单元113被形成为覆盖封装基板112的至少一部分以及发光器件111，并具有带有凹形部的表面。基板300具有形成在其上的电路配线，并且与光源单元101电连接，散射片104均匀地散射从光源单元101入射的光。
其上设置有光源单元101的基板300可以是电路板102，并可由包含环氧、三嗪、硅、聚酰亚胺等的有机树脂材料以及其他有机树脂材料形成，或者可由诸如AIN、Al2O3等的陶瓷材料、金属材料或金属化合物材料形成。具体地，基板300可以是金属芯印刷电路板(MCPCB)，一种金属PCB。然而，基板300不限于PCB，具有形成在其两个表面(即，可安装光源单元101的表面以及与该表面相对的表面，设置该配线结构以驱动光源单元101)上的配线结构的任意基板都是可以的。具体地，可在基板300的一个表面以及相对表面上形成用于电连接每个光源单元101的配线。形成在基板300的其上安装光源单元的表面上的布线可通过穿孔或凸块连接至形成在相对表面上的其他配线。
在使用发光元件的直下式背光单元中，包括发光元件等的光源模块可被设置在液晶面板的下面，并且光源模块可直接照明液晶面板。散射片和光学片(诸如棱镜片等)可被设置在包括多个发光元件的光源模块之上或内部，因此从发光元件发射的光可被均匀地散射。散射片104可以是聚酯基板，并且散射片104中可包含球形或椭圆形的散射颗粒。这些散射颗粒(未示出)可由丙烯酸树脂制成，并且可对穿过散射片104的光进行散射和混合。
在光源模块中，通过散射片104和光源单元101之间的距离可控制亮度和光均匀性。即，随着从光源单元101(或其上设置有光源单元101的基板300或电路板102)到散射片104的高度的减小，光源单元之间的节距可增大，使得光均匀性可能劣化，从而发光器件之间的暗环可能会明显。根据示例性实施方式，光源模块中的光源单元101可具有较宽的方向角，使得使用少量的光源单元就可获得均匀的面光源，从而可获得经济的光源模块(或包括该光源模块的背光单元)。此外，由于光源单元101和散射片之间的距离可被最小化，因此光源模块(或包括该光源模块的背光)可以变薄和微型化。
下面参照图35至图45描述具有提供了改善的散热效率和结构稳定性的特征的发光元件封装件的各种其他的示例性实施方式。发光元件封装件可被用作如上所述的光源单元。参照这些实施方式描述的特征可如所述的那样被利用，或者可被单独地或一起地结合进文中描述的一个或多个其他实施方式中。
图35是根据示例性实施方式的光源单元的截面图，图36是当从上面看时图35的发光元件封装件的平面图。图37是图35所示的发光元件封装件中的导线和波长转换单元的外围区域的放大示图。参照图35和图36，发光元件封装件301可包括第一引线框架112a和第二引线框架112b。封装可提供电绝缘。第一引线框架112a和第二引线框架112b可分别具有第一主面S1和第二主面S2。参照图35，第一引线框架112a和第二引线框架112b的第二主面S2的每一个可暴露于外部，使得不被封装体116所覆盖。因此，产生自发光元件111的热可通过第一引线框架112a和第二引线框架112b散发到外部。为了有效的发光，第一引线框架112a和第二引线框架112b可由具有高度的导电性和导热性的金属材料形成。发光元件111可设置在第一引线框架112a的第一主面S1上。就发光元件111而言，可采用响应于施加于其上的电流而发光的任意器件，考虑到发光效率和器件的微型化等，可使用发光二极管。
发光元件111可与第一引线框架112a和第二引线框架112b电连接以接收外部电信号，并且可包括被连接至第二引线框架112b的导线W。尽管图35示出了发光元件111通过形成在发光元件的底部上的电极被电连接至第一引线框架112a的情况，但发光元件也可以如根据图38的示例性实施方式的发光器件封装件101的情况中那样，通过导线W连接至第一引线框架112a。
适合于在封装体116内使用的波长转换单元117可包括转换发光元件111发射的光的波长的光转换材料，并且，例如可由硅树脂和光转换材料的混合物形成。在这种情况下，可设置例如荧光物质和量子点作为其处的光转换材料。光转换单元117所转换的光可与从发光元件111发射的光混合，以在发光元件封装件301中提供白光。波长转换单元117可以并不是形成在由透明模制树脂制成的整个封装体116内，而是可以限制性地形成在发光元件111的外围区域中。因此，可达到由发光元件封装件301提供的光源面积的实际减小效果，并且关于光源的面积可增加发射的光的量。因此，发射的光的量关于光源的面积增加，发光元件封装件301可被适当地用于需要具有低展度(etendue)的光源的照明器件，诸如照相机闪光灯、车前灯、投影仪光源等。
就波长转换单元117被限制性地设置在发光元件111的外围区域的结构而言，可在第一引线框架112a的第一主面S1中设置沟道结构T，并且可在由沟道结构T限定的相对突出的区域上(即，在沟道结构T的内部区域中)设置发光元件111。可被形成为覆盖发光元件111和导线W的一部分的波长转换单元117可被限制性地设置在该突出区域。通过在波长转换单元117的附近形成的沟道结构T，波长转换单元117的形状通过在其固化之前的表面张力而被保持，其形状例如可以是半球形。此时，为了保持波长转换单元117的形状，应适当控制导线W的形状。参照图37，例如，在使导线W用作支持件以保持波长转换单元117的形状的情况下，导线W被定位在如图37的虚线所示的相对较低的位置；在固化之前设置的保持在波长转换单元117中的树脂可如图中箭头所示的向下流动，使得难以保持波长转换单元117的所需的形状。
参照图37，为了显著地减少这种缺陷的出现，需要将导线W改为使得该导线W的与波长转换单元117和封装体116之间的界面相对应的部分不会向下指向。详细描述，穿透波长转换单元117并且从其中露出的这部分导线W可以具有大于0°且等于小于180°的倾斜，该倾斜由第一引线框架112a和第二引线框架112b的第二主面S2来提供。因此，树脂不会向下流动，此处，第二表面S2的向下指向的导线部分可被定义为具有负倾斜。另外，就导线W而言，其被设置在波长转换单元117之外的部分在高于波长转换单元117的高度的位置处向下弯折，或者该部分的高度变得更大或被保持在波长转换单元117和沟道结构T之间的边界之上，即，在沟道结构T的起始点之上；可以增大防止树脂向下流动的效果。同时，沟道结构T的形状可根据波长转换单元117的需要形状而进行适当选择，并且沟道结构可以是环形。尽管图36示出了圆环形的波长转换单元作为实例，但还可应用多边形环的波长转换结构。
封装体116可用作用于保护其内容纳的构成元件的保护件，还用于固定第一引线框架112a和第二引线框架112b，并且形成在第一主面S1的上部以及第一引线框架112a和第二引线框架112b之间。不需要预制模方法(即，反射杯形封装体被填充有透明密封材料的结构)，但封装体116可填充有具有电绝缘和透明性的材料，即，硅树脂、环氧树脂等。因此，可简化制造工艺，并且可避免当器件操作时可能发生的作为封装体的预制模的劣化。另外，由于不期望产生发光元件111发射的光的损耗和变形的因素，所以光效率显著并且不会出现光路变形。示出了封装体116表面具有平坦结构，但封装体116可具有如图39的发光元件封装件301所示的透镜形状，并且该透镜形状可被形成在发光元件111发射的光的路径上。
图40是根据另一示例性实施方式的发光元件封装件的截面图。以与上述实施方式相同的方式，图40所示的发光元件封装件301可包括第一引线框架112a和第二引线框架112b、发光元件111、波长转换单元117、导线W以及封装体116。可在第一引线框架112a的第一主面上设置分隔结构207而不是沟道结构。波长转换单元可被形成为填充在分隔结构207内。分隔结构207可适合于利于形成波长转换单元117。分隔结构207可由例如树脂(该树脂可通过分散诸如TiO2的白色填充物或具有相对较高反射率的金属来获得)的材料形成，但不限于此。分隔结构207可具有环形形状，例如是圆形或多面形的，或被形成为具有其他形状。
图41是根据另一实施方式的发光器件封装件的平面图。图41所示的发光元件封装件301可包括与参照图35示出和描述的那些类似的第一引线框架112a和第二引线框架112b、发光元件111、波长转换单元117、导线W以及封装体116。在此实施方式中，沟道结构T可形成在第一引线框架112a的第一主面上，但不限于此。发光元件111和波长转换单元114可被设置在在沟道结构T的区域中突出的突出区域上。第一引线框架112a和第二引线框架112b可被形成为在图41所示的第一和第二主面之间的端面中包括部分去除的形状，使得可增加第一引线框架112a和第二引线框架112b与封装体116之间的接触面积，以改善它们之间的结合力。由于硅树脂具有相对较低的机械强度，所以可以使用改善发光元件封装件301的机械稳定性的解决方案，即，可采取增加第一引线框架112a和第二引线框架112b与封装体116之间的接触面积的方式。
为了改善发光元件封装件301的机械强度，第一引线框架112a可具有形成在其上的突出部，而第二引线框架112b可具有突出部可插进其中的凹进部。详细地，在第一引线框架112a中，其一部分可以朝着第二引线框架112b突出，以形成突出部。在第二引线框架112b中，其一部分可以凹进以形成凹进部并将第一引线框架112a的突出部容纳在其中。因此，第一引线框架112a可以是“T”形的，而第二引线框架112b可以是“U”形的。在这种情况下，发光元件111可被设置在第一引线框架112a的突出部的区域上。如此，第一引线框架112a的突出部和第二引线框架112b的凹进部的啮合结构可被设置，从而提高了机械稳定性，特别是抵抗垂直施加于第一主面和第二主面的弯曲力矩的稳定性。
为了改善引线框架的机械强度，期望通过适当地控制第一引线框架112a和第二引线框架112b的尺寸以及分别设置在它们之上的突出部和凹进部的尺寸来充分地确保突出部和凹进部之间的啮合程度。具体地，基于突出部被形成为图41中的横向方向的方向，第一引线框架112a的长度A可大于或等于发光元件封装件301的长度L的一半。在这种情况下，第一引线框架112a的长度A可对应于从其与突出部相对的端面到突出部的末端的距离。以类似的方式，第二引线框架112b的长度B可大于或等于发光元件封装件301的长度L的一半。此外，在第一引线框架112a和第二引线框架112b中，作为突出部和凹进部的重叠部的长度C可大于或等于发光器件封装件的长度的1/4。
图42是根据另一示例性实施方式的发光元件封装件的平面图，43是图42所示的发光元件封装件的第一引线框架和第二引线框架的示意性透视图。参照图42，发光元件封装件301可包括与参照图41描述和示出的那些结构相类似的第一引线框架112a和第二引线框架112b、发光元件111、波长转换单元117、导线W和封装体116。可在第一引线框架112a的第一主面上形成沟道结构T，可在由沟道结构T相对限定的突出区域上形成发光元件111和波长转换单元117。可形成穿孔h以穿透第一引线框架112a和第二引线框架112b的第一和第二主面，封装体116可被形成为填充穿孔h的内部。此结构可改善封装体116与第一引线框架112a和第二引线框架112b之间的结合力。可在适当的位置形成第一引线框架112a和第二引线框架112b的穿孔h，例如，在第一引线框架112a和第二引线框架112b的边缘部分，从而获得与封装体116稳定的结合力。
另外，由于弯曲力矩可能被施加为集中在第一引线框架112a和第二引线框架112b的突出部和凹进部的各自外围上，因此穿孔h可形成在突出部和凹进部的各自外围上。在这种情况下，第二引线框架112b的至少一个穿孔h可形成在第二引线框架的这样的位置，即，该位置的距离短于第一引线框架的突出部上的形成了第一引线框架的穿孔h的位置的距离，距离是指从与第一引线框架112a的具有突出部的端面相对的第一引线框架112a的一个端面开始计算的距离。通过这种结构可改善突出部的穿孔h和凹进部的穿孔h之间的相互啮合力效果。
另外，在第一引线框架112a和第二引线框架112b中形成穿孔h的同时，可在穿孔h的外围上形成阶梯覆盖，从而增加它们与封装体116的结合力。参照图43，在第一引线框架112a和第二引线框架112b的第二主面上，可在穿孔h的外围区域上形成阶梯覆盖，并且封装体116可被形成在具有阶梯覆盖的区域上。因此，可增加第一引线框架112a和第二引线框架112b与封装体116之间的接触面积和结合力，通过穿孔h和阶梯覆盖相结合的结构，可预期机械稳定性。
图44和图45分别是根据另一示例性实施方式的发光器件封装件的平面图和截面图。参照图44和图45，发光元件封装件301可包括第一引线框架112a和第二引线框架112b、发光元件111、波长转换单元117、导线W和封装体116。以类似于上面描述和示出的那些结构的方式，可在第一引线框架112a的第一主面中形成沟道结构T，并且可在由该沟道结构T限定的突出区域上形成发光元件111和波长转换单元117。可在第一引线框架112a和第二引线框架112b之间的区域上形成绝缘单元507以使其间相连接。在这种情况下，绝缘单元507可由形成第一引线框架112a和第二引线框架112b的材料的氧化物形成。例如，第一引线框架112a和第二引线框架112b可由Al形成，而绝缘单元507可由Al2O3形成。
此结构可通过氧化处理来获得，在氧化处理中，平板形金属Al等的一部分被氧化，以在其厚度方向上被绝缘，然后被分成两个或更多个电极、引线框架。在这种处理的情况中，绝缘单元507可以具有这样的形状，其中，基于第一引线框架112a和第二引线框架112b的厚度方向，绝缘单元507的宽度在从其表面朝着绝缘单元507的内部的方向上变窄。因此，无需切割引线框架以形成其间的电性分离或者单独地设置两个或更多个引线框架，因此提供了加工便利性。绝缘单元507由于氧化反应在体积上可能膨胀，并且根据其材料特性可能因外部冲击而容易造成损坏，但是根据此实施方式，突出部和凹进部可形成在引线框架中以在它们之间啮合。从而显著地降低了缺陷发生率，获得了具有增加的机械强度和耐外部冲击性的发光器件。
如上所阐述的，在文中描述的发光元件封装件中，散热性能可被改善，从而显著降低用作封装体的树脂部的劣化，并且可增大引线框架和封装体之间的结合力以提高结构稳定性。
如上所阐述的，根据示例性实施方式，在具有散射片的光源模块中，能够缩短光学距离并能够减少光源的数量。
另外，通过利用该光源模块，背光单元、显示装置、电视机以及照明装置能够在具有小厚度的同时还具有优异的光均匀性。
尽管文中已示出和描述了示例性实施方式，但对本领域技术人员显而易见的是，可进行修改和变化，而不背离如所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。

Claims (30)

1.一种光源模块，包括：
一个或多个包括发光元件的光源单元，所述发光元件在被施加电力时发光；以及
光学片，设置在所述光源单元上，并且表现出在小于0°和大于0°的辐射角处具有第一峰和第二峰的双向透射分布函数特性。
2.根据权利要求1所述的模块，其中，所述光源单元表现出在所述小于0°和大于0°的辐射角处具有第一峰和第二峰的光分布模式。
3.根据权利要求1所述的模块，其中，所述光源单元的方向角是120°以上。
4.根据权利要求3所述的模块，其中，所述小于0°和大于0°的辐射角之间的差值是20°至50°。
5.根据权利要求1所述的模块，其中，所述光源单元表现出在0°的辐射角处具有峰的光分布模式。
6.根据权利要求1所述的模块，其中，每个所述光源单元包括设置在所述光源单元发射的光的路径上的透镜单元。
7.根据权利要求6所述的模块，其中，所述光源单元被设置为发光元件封装件的形式。
8.根据权利要求6所述的模块，还包括：
电路板，所述发光元件安装在其上，
其中，所述透镜单元被设置为与所述电路板相接触。
9.根据权利要求6所述的模块，其中，所述透镜单元具有使得其对应于所述发光元件的正上部的区域相比于所述透镜单元的其他区域朝着所述发光元件凹进的形状。
10.根据权利要求1所述的模块，其中，所述光学片具有在其一个表面上形成的凹凸结构。
11.根据权利要求10所述的模块，其中，所述凹凸结构形成在所述光学片的一侧上，从所述光源单元入射的光从所述一侧透射出所述光学片。
12.根据权利要求10所述的模块，其中，所述凹凸结构具有多个多面体锥形形状的结构，所述多个多面体锥形结构中的至少一些具有被设置为相对于水平面倾斜的多个斜面，并且所述多个斜面具有不同的倾斜角。
13.根据权利要求12所述的模块，其中，在所述多个多面体锥形结构中，相邻的多面体锥形结构的所述斜面具有不同的倾斜角。
14.根据权利要求12所述的模块，其中，所述多个多面体锥形结构具有不同的尺寸，并且基于一个多面体锥形结构，其他多面体锥形结构被非周期性地设置在所述一个多面体锥形结构附近，并且，所述非周期设置结构被周期性地重复以形成所述凹凸结构。
15.根据权利要求12所述的模块，其中，所述多个多面体锥形结构中的至少一些具有不同的高度。
16.根据权利要求12所述的模块，其中，所述多个多面体锥形结构中的至少一些与相邻的不同结构交叠。
17.根据权利要求10所述的模块，其中，所述凹凸结构具有多个锥形结构。
18.根据权利要求10所述的模块，其中，以行和列的形式设置所述多个锥形结构。
19.根据权利要求10所述的模块，其中，所述光学片具有凹凸结构，各个凹陷和凸出具有锥形以及平面侧面和弯曲侧面。
20.根据权利要求1所述的模块，其中，所述光学片中不包括光散射颗粒。
21.根据权利要求1所述的模块，还包括：
散射片，设置在从所述光源单元被发射之后透射出所述光学片的光的路径中，并且具有分散在透光基底的内部中的散射颗粒。
22.根据权利要求21所述的模块，其中，所述光学片具有形成在其一个表面上的凹凸结构，并且所述凹凸结构形成在所述光学片的一侧上，从所述光源单元入射的光从所述一侧透射出所述光学片。
23.根据权利要求22所述的模块，其中，所述光学片和所述散射片被设置为彼此分开。
24.根据权利要求22所述的模块，其中，所述散射片被设置为层叠在所述光学片上。
25.根据权利要求22所述的模块，其中，多个光源单元被设置在所述电路板上，并且所述电路板和所述散射片之间的距离小于或等于所述多个光源单元之间的节距的一半。
26.一种背光单元，包括：
一个或多个包括发光元件的光源单元，所述发光元件在被施加电力时发光；
光学片，设置在所述光源单元上，并且表现出在小于0°和大于0°的辐射角处具有第一峰和第二峰的双向透射分布函数特性；以及
散射片，设置在从所述光源单元被发射之后透射出所述光学片的光的路径中，并且具有分散在透光基底中的散射颗粒。
27.根据权利要求26所述的背光单元，还包括：
增亮片，设置在透射出所述散射片的光的路径中。
28.一种显示装置，包括：
一个或多个包括发光元件的光源单元，所述发光元件在被施加电力时发光；
光学片，设置在所述光源单元上，并且表现出在小于0°和大于0°的辐射角处具有第一峰和第二峰的双向透射分布函数特性；
散射片，设置在从所述光源单元被发射之后透射出所述光学片的光的路径中，并且具有分散在透光基底中的散射颗粒；以及
显示面板，设置在所述散射片的上部。
29.一种电视机，包括根据权利要求28所述的显示装置。
30.一种照明装置，包括：
一个或多个包括发光元件的光源单元，在被施加电力时所述发光元件发光；
光学片，设置在所述光源单元上，并且表现出在小于0°和大于0°的辐射角处具有第一峰和第二峰的双向透射分布函数特性；
壳体，设置为围绕所述光源单元和所述光学片；以及
插座结构，电连接至所述光源单元。
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