CN104425692B - 透镜及用于表面照明的发光模块 - Google Patents

透镜及用于表面照明的发光模块 Download PDF

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Abstract

这里公开了透镜及用于表面照明的发光模块。所述发光模块包括：电路板；发光元件，发光元件包括发光二极管芯片和涂覆在发光二极管芯片上的波长转换层，发光元件安装在电路板上；透镜，使从发光元件发射的光扩散。透镜包括凹部和上表面，凹部限定光入射在其上的光入射表面，入射在透镜上的光通过上表面射出，凹部的光入射表面以及上表面中的至少一者包括位于距中心轴15°或更大角度的位置处并且在高度方向上顺序连接的多个段。

Description

透镜及用于表面照明的发光模块
本申请要求第10-2013-0101191号韩国专利申请的优先权，出于所有目的，将该韩国专利申请以其被在此被全面描述的方式通过引用包含于此。
技术领域
本发明涉及一种发光模块，更具体地说，涉及一种用于表面照明的透镜以及一种包括该透镜的用于表面照明的发光模块。
背景技术
用于背光照射液晶显示器的发光模块或者在表面照明装置中使用的用于表面照明的发光模块通常包括安装在电路板上的发光元件和用于使从发光元件发射的光以宽的角度扩散的透镜。能够通过使用透镜使从发光元件发射的光均匀地扩散而利用较少数量的发光元件在宽的区域上均匀地照射光。
图1A和图1B是用于描述根据现有技术的发光模块和透镜的示意性剖视图和示意性透视图。
参照图1A和图1B，发光模块包括电路板100、发光元件200和透镜300。电路板100是设置有电路的印刷电路板，用于向发光元件200供应功率。
发光元件200通常包括发光二极管芯片210、覆盖发光二极管芯片210的成型部230和封装基底250。成型部230包括使从发光二极管芯片210发射的光的波长发生转换的磷光体，成型部230可以具有透镜的形状。封装基底250可以具有用于安装发光二极管芯片210的凹部。发光元件200电连接到电路板100。
同时，透镜300可以包括下表面310和上表面350，并且还可以包括凸缘370和腿部390。腿部390附着在电路板100上，以将透镜300设置在发光元件200上方。如图1B中所示，腿部390通常按三个构造并且设置在规则的三角形的顶点处。
透镜300包括光入射表面330和光出射表面350，光从发光元件200入射在光入射表面330上，入射光从光出射表面350射出。光入射表面330是设置在透镜300的下表面310上的壳状(炮弹形)的凹部320的内表面。凹部320设置在发光元件200上方，由此从发光元件200发射的光通过光入射表面330入射到透镜300中。光出射表面350使入射到透镜300中的光以宽的方位角度射出。
根据现有技术的发光模块通过透镜300使从发光元件200发射的光扩散，从而能够在宽的区域上实现均匀的光。然而，安装在电路板100上的发光元件200采用了封装基底250，由此发光元件200的尺寸相对大。因此，用于形成透镜300的光入射表面330的凹部320的入口和高度相对大，因此，难以使透镜300纤薄。另外，从发光元件200发射的光的束扩展角相对窄，因此难以通过透镜300使光扩散。
此外，发光元件200设置在透镜300的下表面310下方，由此从发光元件200发出的光的一部分没有入射到透镜300中，并且容易在透镜300的下表面下方损失。
发明内容
本发明已经致力于提供一种使用于面光源的透镜以及发光模块纤薄的技术。
此外，本发明已经致力于提供一种能够减少从发光元件发射的光的损失的透镜和发光模块。
另外，本发明已经致力于提供一种能够通过采用适用于面光源的发光元件而提供在宽的区域上具有均匀颜色分布和发光强度的光的发光模块。
根据本发明的示例性实施例，提供了一种发光模块，所述发光模块包括：电路板；发光元件，安装在电路板上；以及透镜，与电路板结合并且使从发光元件发射的光扩散。透镜包括限定光入射在其上的光入射表面的凹部，发光元件基本上设置在透镜的凹部内。由于发光元件设置在凹部内，所以从发光元件发射的大部分光可以入射到透镜中，以减少透镜的下表面下方的光损失。
发光元件是芯片级发光元件并且与根据现有技术的包括封装件主体的发光二极管封装件不同。即，发光元件不包括用于安装发光二极管芯片的安装构件，并且电路板被用作用于安装发光二极管芯片的安装构件。
芯片级发光元件包括发光二极管芯片和涂覆在发光二极管芯片上的波长转换层。波长转换层可以覆盖发光二极管芯片的上表面和侧表面。具体地说，发光二极管芯片可以是倒装结合到电路板的倒装片型发光二极管芯片。倒装片型发光二极管芯片可以直接安装在电路板上，以比使用封装基底的根据现有技术的发光元件的尺寸更多地减小发光元件的尺寸，从而使发光模块纤薄。此外，由于发光元件的尺寸小，所以透镜的凹部的尺寸可以减小，并且透镜的整体高度可以减小。
透镜的凹部的入口的宽度可以小于发光元件的宽度的三倍。凹部的入口的宽度可以设置为比发光元件的宽度的三倍小，以减少透镜和发光元件之间的对准误差。
透镜包括具有凹部的下表面和入射在凹部的光入射表面上的光通过其射出的上表面。透镜的光入射表面是凹部的内表面并且由凹部的形状来限定。透镜的光入射表面可以包括上端表面和从上端表面连接到凹部的入口的侧表面。凹部可以具有宽度从其入口到上端表面向上变窄的形状。侧表面可以是从凹部的入口到上端表面具有预定倾斜度的倾斜表面，也可以具有从入口到上端表面的减小的倾斜度的弯曲倾斜表面。上端表面可以是平坦表面，但是不限于此，因此上端表面可以包括凹表面或凸表面，并且还可以包括光散射图案。
透镜的上表面具有用于使入射到透镜中的光扩散的形状，使得光具有宽的方向分布。透镜的上表面可以具有设置在中心轴附近的凹表面和与凹表面连接的凸表面。不同于此，透镜的上表面可以具有设置在中心轴附近的平坦表面和与平坦表面连接的凸表面。上端表面的形状可以包括代替根据现有技术的凹表面的平坦表面或者光散射图案等，从而即使发光元件和透镜的中心轴不对齐，仍减少对光的方向分布的影响，由此增加发光元件和透镜之间的对准容差。
同时，透镜的下表面包括围绕凹部的平坦表面和围绕平坦表面的倾斜表面。平坦表面附着到电路板。当反射片设置在电路板上时，平坦表面附着到反射片。同时，倾斜表面从平坦表面向上倾斜，并且具有相对于平坦表面小于大约10°的倾斜度。因此，能够通过使用倾斜表面减少由于透镜内部的全内反射引起的光损失并且以宽的方向分布使光扩散。
同时，透镜的下表面可以设置有腿部。腿部可以形成在倾斜表面上。透镜的腿部附着到电路板。
根据本发明的具体示例性实施例，发光二极管芯片包括：第一导电类型半导体层；多个平台，设置在第一导电类型半导体层上并且彼此分隔开，每个平台包括有源层和第二导电类型半导体层；反射电极，设置在多个平台上，以欧姆接触第二导电类型半导体层；电流扩散层，覆盖多个平台和第一导电类型半导体层，具有暴露反射电极的开口，欧姆接触第一导电类型半导体层并且与多个平台绝缘，其中，发光二极管芯片与电路板倒装结合。
电流扩散层覆盖多个平台和第一导电类型半导体层，由此电流扩散层改善了电流扩散性质。
第一导电类型半导体层是连续的。此外，多个平台可以具有沿一个方向彼此平行地延伸的伸长的形状，电流扩散层的开口可以设置为偏向多个平台的同一端侧。因此，连接在通过电流扩散层的开口暴露的反射电极之间的焊盘可以容易地被形成。
电流扩散层还可以包括诸如Al的反射金属。因此，除了被反射电极反射的光之外，还通过电流扩散层反射获得反射光，由此行进穿过多个平台的侧壁以及第一导电类型半导体层的光可以被反射。
同时，反射电极均包括发射金属层和阻挡金属层。此外，阻挡金属层可以覆盖反射金属层的上表面和侧表面。此外，能够通过防止反射金属层被暴露到外部来防止反射金属层劣化。
发光二极管芯片还可以包括：上绝缘层，覆盖电流扩散层的至少一部分并且具有反射电极通过其暴露的开口；第二焊盘，设置在上绝缘层上并且通过上绝缘层的开口被连接到暴露的反射电极；第一焊盘，连接到电流扩散层。第一焊盘和第二焊盘可以形成为具有相同的形状和尺寸，从而容易地执行倒装芯片结合。
此外，发光二极管芯片还可以包括设置在多个平台和电流扩散层之间的下绝缘层，以使电流扩散层与多个平台绝缘。下绝缘层可以具有设置在每个平台的上部区域内并且暴露反射电极的开口。
此外，电流扩散层的开口均可以具有比下绝缘层的开口的宽度宽的宽度，使得下绝缘层的所有开口被暴露。即，电流扩散层的开口的侧壁设置在下绝缘层上。另外，发光二极管芯片还可以包括覆盖电流扩散层的至少一部分并且包括暴露反射电极的开口的上绝缘层。上绝缘层可以覆盖电流扩散层的开口的侧壁。
下绝缘层可以是反射介电层，例如，分布式布拉格反射器(DBR)。
同时，发光二极管芯片还可以包括生长基底，生长基底可以是例如蓝宝石基底或氮化镓基底。波长转换层覆盖生长基底，以转换从生长基底发射到外部的光的波长。
根据本发明的另一示例性实施例，透镜包括凹部和光出射表面，凹部限定光入射在其上的光入射表面，入射在透镜上的光通过光出射表面射出，凹部的光入射表面以及光出射表面中的至少一者包括位于距中心轴15°或更大角度的位置处并且在高度方向上顺序连接的多个段。
多个段中相邻段可以具有不同的曲率。此外，多个段包括顺序连接的第一段、第二段和第三段，第一段、第二段和第三段的竖直高度可以等于或大于1μm并且可以小于发光元件的宽度。此外，多个段中每个段的竖直方向的高度可以等于或大于1μm并且可以小于发光元件的宽度。
通过多个段和多个发光元件，在具有不同波长的光的空间颜色分布中产生多个分色，并且多个透镜被布置为使产生分色的区域彼此叠置，由此实现均匀的空间颜色分布。
透镜的凹部和光出射表面可以具有相对于中心轴旋转体对称的形状。
同时，具有单一曲率的虚拟参考表面可以分别穿过第一段、第二段和第三段。此外，第一段、第二段和第三段上的点与具有单一曲率的虚拟参考表面之间的距离可以为大约10μm，优选为大约5μm。
此外，光出射表面可以具有宽度向上变窄的凸表面和宽度向上变宽的凹表面，凹表面可以位于比凸表面更靠近中心轴的位置。此外，凹表面的段的高度可以比凸表面的段的高度低。
附图说明
所包括的附图是为了提供对本发明的进一步理解，并且附图被包含在本说明书的中并构成本说明书的一部分，附图和说明书一起用于解释本发明的原理。
图1A是用于描述根据现有技术的发光模块的剖视图；
图1B是在根据现有技术的发光模块中采用的透镜的透视图；
图2A是用于描述根据本发明示例性实施例的发光模块的剖视图；
图2B是在根据本发明示例性实施例的发光模块中采用的透镜的透视图；
图2C是用于描述根据本发明示例性实施例的透镜的凹部的形状的示意图；
图2D是在根据本发明示例性实施例的发光模块中采用的透镜的局部放大剖视图；
图3A到图3D是用于描述透镜的各种变化示例的剖视图；
图4是用于描述透镜的另一变化示例的剖视图；
图5是用于描述透镜的另一变化示例的剖视图；
图6是用于描述根据本发明示例性实施例的发光元件的示意性剖视图；
图7A到图12是用于描述用于制造可以被用在根据本发明示例性实施例的发光元件中的发光二极管芯片的方法的示图，其中，图7A、图8A、图9A、图10A和图11A是平面图，图7B、图8B、图9B、图10B和图11B是沿A-A线截取的剖视图；
图13A和图13B各自是示出根据现有技术的发光二极管封装件200的方向分布以及根据本发明示例性实施例的具有共形涂覆层的倒装片型发光二极管芯片的方向分布的曲线图；
图14A和图14B各自是示出使用根据现有技术的发光二极管封装件200的发光模块的方向分布以及使用根据本发明示例性实施例的具有共形涂覆层的倒装片型发光二极管芯片的发光模块的方向分布的曲线图；
图15A到图15C是用于描述根据透镜的下表面的倾斜表面的不同的倾斜度的发光方向的示意图；
图16A和图16B是示出根据透镜的下表面的倾斜表面的不同的倾斜度的发光角度的曲线图；
图17是示出根据本发明示例性实施例的发光元件200a的光谱的曲线图；
图18是分别示出根据本发明示例性实施例的发光元件200a的蓝光和黄光的光的方向分布的曲线图；
图19是用于描述根据本发明另一示例性实施例的透镜的剖视图；
图20是用于描述图19的透镜的光入射表面的示意性局部放大剖视图；
图21是用于描述图19的透镜的光出射表面的示意性局部放大剖视图；
图22是用于描述通过图19的透镜实施的光的颜色分布的示意图；
图23A和图23B是用于描述根据是否形成多个段的光的空间分布的模拟图，其中，图23A示出在不存在多个段的情况下的光的空间分布，图23B示出依赖于多个段的形成的光的空间分布；
图24A和图24B是通过相机拍摄的实际实现的光的颜色分布的图片，其中，图24B是图24A的一部分的放大图片；以及
图25是用于描述多个发光元件均与图19的透镜结合的发光模块的颜色分布的图片。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细地描述本发明的示例性实施例。通过举例的方式来提供将在下面描述的本发明的示例性实施例，从而本发明的想法能够充分地传递给本发明所属领域的技术人员。因此，本发明不限于这里阐述的示例性实施例，而是可以以许多不同的形式修改。在附图中，为了简便起见，可以夸大组件的宽度、长度或厚度等。在整个说明书中，相同的标号表示相同的元件。
图2A是用于描述根据本发明示例性实施例的发光模块的剖视图，图2B是发光模块的透镜300a的透视图，图2C是用于描述透镜300a的凹部320的示意图，图2D是用于描述透镜300a的下表面310的局部放大剖视图。
首先参照图2A，发光模块包括电路板100a、发光元件200a和透镜300a。此外，发光模块可以包括反射片110。
电路板100a是上面形成有电路图案的印刷电路板。这里，示出了一个发光元件200a安装在电路板100a上的情况，但是多个发光元件200a可以在电路板100a上排列，并且透镜300a可以设置在每个发光元件200a上方。
不同于根据现有技术的发光二极管封装件，发光元件200a并不具有用于安装发光二极管芯片的片式安装构件，并且在不使用结合线的情况下通过倒装结合直接安装在电路板100a上。即，电路板100a执行用于安装发光二极管芯片的片式安装构件的功能。发光元件200a并不使用结合线，由此不需要用于对线进行保护的成型部。将参照图6在下面详细描述根据本发明示例性实施例的发光元件200a。
反射片110设置在透镜300a和电路板100a之间。反射片110可以涂覆有具有高反射率的白色反射材料，从而反射具有在可见光区内的宽的波长的光。反射片110将朝着电路板100a侧行进的光反射到透镜300a中。
透镜300a可以包括下表面310和上表面350，并且还可以包括凸缘370和腿部390。下表面310包括凹部320、围绕凹部320的平坦表面310a和围绕平坦表面310a的倾斜表面310b。
凹部320限定光入射表面330，光从发光元件200a通过光入射表面330入射到透镜300a中。即，光入射表面330是凹部320的内表面。光入射表面330包括侧表面330a和上端表面330b。凹部320具有从入口向上变窄的形状。侧表面330a可以是从入口到上端表面330b的具有预定倾斜度的倾斜表面，相反，侧表面330a可以是从入口到上端表面330b的具有减小的倾斜度的倾斜表面。即，如图2C中所示，在竖直剖视图中，侧表面330a通过直线或者向上突出的弯曲线来示出。
发光元件200a基本设置在凹部320内部。为此，凹部320的入口的宽度W1比发光元件200a的宽度W宽。同时，凹部320的入口的宽度W1小于发光元件200a的宽度W的三倍。根据本发明的示例性实施例，发光元件200a具有比根据现有技术的发光元件200相对小的尺寸，因此需要将发光元件200a和透镜300a精确地对准。因此，凹部320的入口的宽度W1小于发光元件200a的宽度W的三倍，另外，凹部320的入口的宽度W1设定为等于或小于发光元件200a的宽度W的两倍，由此防止透镜300a和发光元件200a对不准。此外，发光元件200a和光入射表面330之间的距离接近，以减少输出到外部的光的量。
同时，光入射表面330的上端表面330b具有平坦的形状。上端表面330b的宽度W2比入口的宽度W1小并且小于发光元件200a的宽度W。上端表面330b的宽度W2可以被确定为使得通过从凹部320的入口的中心连接到上端表面330b的边缘的直线与中心轴形成的角度α为至少3°，优选为6°。在从发光元件200a发出的光中具有范围为+15°到-15°的束扩展的角度的光至少入射在上端表面330b上，由此改善光的扩散率。
当发光元件200a的中心轴和透镜300a的中心轴没有精确对准时，上端表面330b防止发射到透镜300a外部的光的方向分布很大地改变。
同时，凹部320的高度H可以根据发光元件200a的束扩展角度、透镜300a的上表面350的形状、所需要的光的方向分布等来控制。然而，根据本发明的示例性实施例，由于凹部320的入口的宽度W1减小，凹部320的高度H可以具有比根据现有技术的透镜相对小的值。具体地说，凹部320的高度H可以比凸缘370的厚度小。
返回参照图2A，透镜300a的上表面350具有用于使入射到透镜300a中的光扩散的形状，从而光具有宽的方向分布。例如，透镜300a的上表面350可以具有靠近中心轴设置的凹表面350a以及与凹表面连接的凸表面350b。凹表面350a使行进在透镜300a的中心轴附近的光扩散到外部，凸表面350b使发射到透镜300a的中心轴外部的光的量增加。
同时，凸缘370将上表面350连接到下表面310，并且限制透镜外观的尺寸。凸缘370的侧表面以及下表面310可以利用高低不平的图案(rugged pattern)形成。同时，透镜300a的腿部390与电路板100a结合，以固定透镜300a。腿部390的每个端部可以通过例如粘合剂结合在电路板100a上，或者可以安装在形成在电路板100a上的孔中。
同时，如图2B中所示，腿部390可以被构造成四个。然而，腿部390还可以被构造为如现有技术中的三个。如图2D中所示，腿部390可以形成在倾斜表面310b上。
参照图2A和图2D，透镜300a的下表面310包括围绕凹部320的平坦表面310a和围绕平坦表面310a的倾斜表面310b。平坦表面310a附着到电路板100a或反射片110，因此，能够防止在透镜300a的下表面处的光损失。在图2D中，透镜300a的半径由d/2表示，平坦表面310a的从光入射表面330到倾斜表面310b的长度由b0表示，倾斜表面310b的径向长度由bx表示。
同时，倾斜表面310b向上倾斜，相对于平坦表面310a具有倾斜角β。倾斜表面310b连接到透镜300a的侧表面，例如，连接到凸缘370的侧表面。因此，透镜300a的侧表面位于距平坦表面310a为高度h的上部处。倾斜表面310b的倾斜角β优选为小于10°。将参照图15和图16在下面对其进行详细描述。
图3A到图3D是用于描述透镜的各种变化示例的剖视图。这里，将描述图2A的凹部320的各种变化示例。
在图3A中，图2A中描述的上端表面330b中的靠近透镜300a的中心轴的一部分形成向下突出的表面。突出表面可以主要控制在中心轴附近入射的光。
图3B与图3A相似，但是与图3A的不同之处在于：图3B的上端表面中的与中心轴垂直的表面向上突出。上端表面即具有向上突出的表面又具有向下突出的表面，由此可以缓和由于发光元件和透镜之间的对准误差导致的光的方向分布方面的变化。
在图3C中，图2A中描述的上端表面330b中的靠近中心轴的一部分形成向上突出的表面。突出表面可以使在中心轴附近入射的光更加扩散。
图3D与图3C相似，但是与图3C的不同之处在于：图3D的上端表面中的与中心轴垂直的表面向下突出。上端表面即具有向上突出的表面又具有向下突出的表面，由此可以缓和由于发光元件和透镜之间的对准误差导致的光的方向分布方面的变化。
图4是用于描述根据本发明另一示例性实施例的透镜的变化示例的剖视图。
参照图4，光散射图案330c形成在上端表面330b上。光散射图案330c可以形成为高低不平的图案。
通常，相对大的量的光通量集中在透镜的中心轴附近。另外，根据本发明的示例性实施例，上端表面330b是垂直于中心轴的表面，因此光通量会在中心轴附近更加集中。因此，在上端表面330b上形成光散射图案330c，从而能够使中心轴C附近的光通量更加扩散。
图5是用于描述根据本发明另一示例性实施例的透镜的变化示例的剖视图。
参照图5，根据本发明示例性实施例的透镜400a与参照图2A到图2D描述的透镜300a基本相似，但是区别在于上表面450的形状，并且区别还在于腿部490的位置。即，代替图2A中的凹表面350a，在透镜400a的中心轴附近设置相对平坦的表面450a，并且凸表面450b从平坦表面450a向外连接。同时，腿部490设置在透镜400a的侧表面附近。
透镜的形状可以考虑期望的光的方向分布等而不同地变化。
图6是用于描述根据本发明示例性实施例的发光元件200a的示意性剖视图。
参照图6，发光元件200a包括发光二极管芯片210和波长转换层240。发光二极管芯片210包括基底211和半导体层压件213，并且还可以包括电极焊盘215a和215b。
发光二极管芯片210是倒装片，电极焊盘215a和215b设置在芯片下方。发光二极管芯片210的宽度W的范围可以为从大约0.7mm到大约1.5mm。
基底211可以是用于生长半导体层的生长基底，例如，可以是蓝宝石基底或氮化镓基底。具体地说，当基底211是蓝宝石基底时，折射率沿着半导体层压件213、蓝宝石基底211和波长转换层240的方向逐渐减小，由此改善了光提取效率。根据本发明的具体示例性实施例，可以省略基底211。
半导体层压件213由氮化镓基化合物半导体形成，并且可以发射紫外线或蓝底色光。
发光二极管芯片210直接安装在电路板110a上。发光二极管芯片210不使用结合线而被倒装结合，并且直接连接到位于电路板100a上的印刷电路。根据本发明的示例性实施例，由于在将发光二极管芯片210结合在电路板100a上时没有使用线，因此不需要成型部来保护线，并且不需要部分地去除波长转换层240以暴露结合焊盘。因此，本发明采用倒装片型发光二极管芯片210，比采用使用了结合线的发光二极管芯片更多地去除颜色偏差或发光斑点现象，并且简化了模块制造工艺。
将参照图7到图12在下面详细描述根据本发明示例性实施例的倒装片型发光二极管芯片。
同时，波长转换层240覆盖发光二极管芯片210。如所示出的，共形涂覆的波长转换层240，例如，磷光体层可以形成在发光二极管芯片210上，并且可以使从发光二极管芯片210发射的光的波长发生转换。波长转换层240被涂覆在发光二极管芯片210上，并且可以覆盖发光二极管芯片210的上表面和侧表面。根据本发明的具体示例性实施例，波长转换层240还可以仅覆盖发光二极管芯片210的上表面。可以通过使用从发光二极管芯片210发射的光和波长转换层240来实现具有不同颜色的光，具体地说，可以实现诸如白色光的混合光。
根据本发明的示例性实施例，共形涂覆的波长转换层240提前形成在发光二极管芯片210上，因此可以与发光二极管芯片210一起安装在电路板100a上。
在下文中，为了帮助对发光二极管芯片210的理解，将描述发光二极管芯片210的制造方法。
图7A到图11B是用于描述用于制造根据本发明的示例性实施例的倒装片型发光二极管芯片的示图，其中，图7A、图8A、图9A、图10A和图11A是平面图，图7B、图8B、图9B、图10B和图11B是沿A-A线截取的剖视图。
首先参照图7A和图7B，在生长基底21上形成第一导电类型半导体层23，并且在第一导电类型半导体层23上形成彼此分隔开的多个平台M。多个平台M均包括有源层25和第二导电类型半导体层27。有源层25设置在第一导电类型半导体层23和第二导电类型半导体层27之间。同时，反射电极30均被设置在多个平台M上。
多个平台M可以通过如下方法形成：使用金属有机化学气相沉积方法等在生长基底21上生长包括第一导电类型半导体层23、有源层25和第二导电类型半导体层27的外延层，然后图案化第二导电类型半导体层27和有源层25以暴露第一导电类型半导体层23。多个平台M的侧表面可以通过使用诸如光致抗蚀剂回流的技术而形成为倾斜的。平台M的侧表面的倾斜轮廓改善了由有源层25产生的光提取效率。
如所示出的，多个平台M可以具有沿一个方向彼此平行地延伸的伸长的形状。这种形状简化了在生长基底21上在多个芯片区域中形成具有相同的形状的多个平台M的工艺。
同时，可以在形成多个平台M之后在每个平台M上形成反射电极30，但是不限于此，因此可以在生长第二导电类型半导体层27并形成平台M之前在第二导电类型半导体层27上预先形成反射电极30。反射电极30覆盖平台M的大部分上表面，并且具有与平台M的平面形状基本相同的形状。
反射电极30包括反射层28并且还可以包括阻挡层29。阻挡层29可以覆盖反射层28的上表面和侧表面。例如，形成反射层28的图案，在反射层28的图案上形成阻挡层29，由此阻挡层29可以形成为覆盖反射层28的上表面和侧表面。例如，可以通过沉积并图案化Ag、Ag合金、Ni/Ag、NiZn/Ag和TiO/Ag层来形成反射层28。同时，阻挡层29可以由Ni、Cr、Ti、Pt、Rd、Ru、W、Mo、TiW的层或它们的复合层形成，并防止反射层的金属材料发生扩散或被污染。
在形成多个平台M之后，第一导电类型半导体层23的边缘也可以被蚀刻。因此，基底21的上表面可以被暴露。第一导电类型半导体层23的侧表面还可以形成为是倾斜的。
如图7中所示，多个平台M可以有限地形成为被设置在第一导电类型半导体层23的上部区域中。即，多个平台M可以以岛状形式设置在第一导电类型半导体层23的上部区域中。不同于此，如图12中所示，沿一个方向延伸的平台M可以形成为到达第一导电类型半导体层23的上边缘。即，多个平台M的下表面的在一个方向上的边缘与第一导电类型半导体层23的在一个方向上的边缘重合。因此，第一导电类型半导体层23的上表面被多个平台M分隔开。
参照图8A和图8B，形成覆盖多个平台M和第一导电类型半导体层23的下绝缘层31。下绝缘层31具有开口31a和31b，形成在下绝缘层上的结构可以在特定的区域中通过开口31a和31b电连接到第一导电类型半导体层23和第二导电类型半导体层27。例如，下绝缘层31可以具有开口31a和开口31b，第一导电类型半导体层23通过开口31a暴露，反射电极30通过开口31b暴露。
开口31a可以设置在平台M之间的区域以及靠近基底21的边缘的区域中，并且可以具有沿平台M延伸的伸长的形状。同时，开口31b有限地设置在平台M上方，并且设置为偏向平台的同一端侧。
下绝缘层31可以通过使用化学气相沉积(CVD)等由SiO2等的氧化物层、SiNx等的氮化物层以及SiON和MgF2的绝缘层形成。下绝缘层31可以由单层形成，但是不限于此，由此可以由多层形成。此外，下绝缘层31可以由低折射率材料层和高折射率材料层交替地堆叠在其中的分布式布拉格反射器(DBR)形成。例如，可以通过堆叠SiO2/TiO2、SiO2/Nb2O5等的介电层形成具有高反射率的绝缘反射层。
参照图9A和图9B，在下绝缘层31上形成电流扩散层33。电流扩散层33覆盖多个平台M以及第一导电类型半导体层23。此外，电流扩散层33分别设置在多个平台M的上部区域内，并且具有通过其暴露反射电极的开口33a。电流扩散层33可以通过下绝缘层31的开口31a欧姆接触第一导电类型半导体层23。电流扩散层33通过下绝缘层31与多个平台M和反射电极30绝缘。
电流扩散层33的开口33a均具有比下绝缘层31的开口31b的区域宽的区域，从而防止电流扩散层33连接到反射电极30。因此，开口33a的侧壁设置在下绝缘层31上。
电流扩散层33形成在基底21的除了开口33a外的几乎所有区域的上部上。因此，电流可以通过电流扩散层33容易地扩散。电流扩散层33可以包括诸如Al层的高反射金属层，高反射金属层可以形成在Ti、Cr或Ni等的粘合层上。此外，具有Ni、Cr、Au等的复合层结构或单层结构的保护层可以形成在高反射金属层上。电流扩散层33可以具有例如Ti/Al/Ti/Ni/Au的多层结构。
参照图10A和图10B，在电流扩散层33上形成上绝缘层35。上绝缘层35具有开口35b以及开口35a，反射电极30通过开口35b被暴露，电流扩散层33通过开口35a被暴露。开口35a可以具有在与平台M的长度方向垂直的方向上伸长的形状，并且具有比开口35b的区域相对宽的区域。开口35b使通过电流扩散层33的开口33a和下绝缘层31的开口31b暴露的反射电极30暴露。开口35b具有比电流扩散层33的开口33a的区域窄的区域，并且可以具有比下绝缘层31的开口31b的区域宽的区域。因此，电流扩散层33的开口33a的侧壁可以利用上绝缘层35覆盖。
上绝缘层35可以由氧化物绝缘层、氮化物绝缘层、这些绝缘层的混合层或者交叉层来形成，或者可以由诸如聚酰亚胺、特氟龙和聚对二甲苯的聚合物来形成。
参照图11A和图11B，第一焊盘37a和第二焊盘37b形成在上绝缘层35上。第一焊盘37a通过上绝缘层35的开口35a连接到电流扩散层33，第二焊盘37b通过上绝缘层35的开口35b连接到反射电极30。第一焊盘37a和第二焊盘37b可以连接用于在电路板等上安装发光二极管的凸块，或者可以用作用于SMT的焊盘。
第一焊盘37a和第二焊盘37b可以通过同一工艺形成并且可以使用例如光刻法和/或蚀刻或者剥离技术形成。第一焊盘37a和第二焊盘37b可以包括例如Ti、Cr、Ni等的粘合层以及Al、Cu、Ag、Au等的高导电率金属层。第一焊盘37a和第二焊盘37b的端部可以形成为被设置在同一平面上，由此发光二极管芯片210可以倒装结合在形成为在电路板100a上具有相同的高度的导电图案上。
接下来，通过将生长基底21分割为单独的发光二极管芯片单元来完成发光二极管芯片。还可以在分割为单独的发光二极管芯片单元之前或之后从发光二极管芯片去除生长基底21。
在下文中，将参照图11A和图11B详细描述根据本发明的示例性实施例的发光二极管芯片的结构。
发光二极管芯片包括第一导电类型半导体层23、平台M、反射电极30和电流扩散层33，并且可以包括生长基底21、下绝缘层31、上绝缘层35、第一焊盘37a和第二焊盘37b。
基底21可以是用于生长氮化镓基外延层的生长基底，例如，可以是蓝宝石基底或氮化镓基底。基底21为例如蓝宝石基底，并且可以具有200μm或更厚的厚度，优选为250μm或更厚的厚度。
第一导电类型半导体层23是连续的，多个平台M设置在第一导电类型半导体层23上并且彼此分隔开。如参照图7所描述的，平台M包括有源层25和第二导电类型半导体层27，并且具有朝一侧延伸的伸长的形状。这里，平台M具有氮化镓基化合物半导体的堆叠结构。如图7中所示，平台M可以有限地形成在第一导电类型半导体层23的上部区域内。不同于此，如图12中所示，平台M可以沿一个方向延伸到第一导电类型半导体层23的上表面的边缘，由此第一导电类型半导体层23的上表面可以被分隔成多个区域。因此，可以通过缓和在平台M的拐角附近的电流的集中来进一步改善电流扩散性能。
反射电极30均设置在多个平台M上，以欧姆接触第二导电类型半导体层27。如参照图7所描述的，反射电极30可以包括反射层28和阻挡层29，其中，阻挡层29可以覆盖反射层28的上表面和侧表面。
电流扩散层33覆盖多个平台M以及第一导电类型半导体层23。电流扩散层33分别设置在多个平台M的上表面内，并且具有开口33a，反射电极30通过开口33a暴露。电流扩散层33还与第一导电类型半导体层23欧姆接触，并且与多个平台M绝缘。电流扩散层33可以包括诸如Al的反射金属。
电流扩散层33可以通过下绝缘层31与多个平台M绝缘。例如，下绝缘层31可以设置在多个平台M和电流扩散层33之间，以使电流扩散层33与多个平台M绝缘。此外，下绝缘层31可以分别设置在平台M的上部区域内，并且具有开口31b和开口31a，反射电极30通过开口31b暴露，第一导电类型半导体层23通过开口31a暴露。电流扩散层33可以通过开口31a连接到第一导电类型半导体层23。下绝缘层31的开口31b具有比电流扩散层33的开口33a的区域窄的区域，并且全部被开口33a暴露。
上绝缘层35覆盖电流扩散层33的至少一部分。此外，上绝缘层35具有开口35b，反射电极30通过开口35b暴露。此外，上绝缘层35可以具有开口35a，电流扩散层33通过开口35a暴露。上绝缘层35可以覆盖电流扩散层33的开口33a的侧壁。
第一焊盘37a可以设置在电流扩散层33上并且可以通过例如上绝缘层35的开口35a连接到电流扩散层33。此外，第二焊盘37b连接到通过开口35b暴露的反射电极30。如图11A和图11B所示，第一焊盘37a和第二焊盘37b的上端可以位于同一高度。
根据本发明的示例性实施例，电流扩散层33覆盖平台M以及平台M之间的第一导电类型半导体层23的几乎所有区域。因此，电流可以通过电流扩散层33容易地扩散。
此外，电流扩散层33包括诸如Al的反射金属层，或者下绝缘层形成为绝缘反射层，以利用电流扩散层33或下绝缘层31使未被反射电极30反射的光反射，从而提高光提取效率。
根据本发明的示例性实施例的倒装片型发光二极管芯片可以具有宽的方向分布。
图13A和图13B是示出根据现有技术的发光二极管封装件200的方向分布以及根据本发明的示例性实施例的具有发光元件(即，共形涂覆层240)的倒装片型发光二极管芯片210的方向分布的曲线图。
参照图13A，根据现有技术的发光二极管封装件200具有大约120°的束扩展角。同时，根据本发明的示例性实施例的发光元件具有大约145°的束扩展角，如图13B所示。即，可以认识到的是，根据本发明的示例性实施例的芯片级发光元件具有比根据现有技术的封装件级发光元件增加了大约25°的束扩展角。
图14A示出使用根据现有技术的具有120°的束扩展角的发光二极管封装件的发光模块的方向分布，图14B示出使用设置有根据本发明的示例性实施例的具有145°的束扩展角的设置有共形涂覆层240的倒装片型发光二极管芯片210的发光模块的方向分布。这里，通过发光元件以及在每个方向上具有相同照明分布的透镜模拟沿一个方向的光的方向分布。光的方向分布表示在与每个发光元件距离5m的点处根据束扩展角的发光强度。这里，透镜的下表面是基本平坦的而不具有倾斜表面310b。
在该曲线图中，随着最大发光强度值之间的角度大并且在最大发光强度值的中心处的发光强度的比C/P小，光被更宽并且均匀地散射。在图14A的情况下，最大发光强度值之间的角度为146°并且在最大发光强度的中心处的发光强度的比为10％，在图14B的情况下，上述值分别为152°和4.5％。此外，比较发光强度为50％的点处的角度，在图14A的情况下，该角度为65°，而在图14B的情况下，该角度为70°。因此，当发光模块使用设置有根据本发明的示例性实施例的共形涂覆层240的倒装片型发光二极管芯片210制造时，与根据现有技术的发光模块相比，该发光模块可以使光更宽且均匀地扩散。
图15A到图15C是用于描述根据透镜的下表面的不同的倾斜度的发光方向的示意图。
模拟从发光元件200a的侧表面的下部相对于透镜的下表面的平坦表面310a以0°到3°内的角度发射的光束并计算从透镜300a发射的光与透镜的下表面的平坦表面310a之间的角度γ。
在图15A的情况下，倾斜角β为大约4°，从透镜300a发射的光束的角度γ为9°。因此，相对于透镜的中心轴的发光角度90-γ为81°。
同时，在图15B的情况下，倾斜角β为大约9.5°，从透镜300a发射的光束的角度γ为24°。因此，相对于透镜的中心轴的发光角度90-γ为66°。
同时，在图15C的情况下，倾斜角β为大约23°，从透镜300a发射的光束在透镜300a内部全反射，从而在透镜300a的相对侧处的侧表面射出。在这种情况下，角度γ为39°。因此，相对于透镜的中心轴的发光角度90-γ为51°。
通过以若干角度执行模拟，计算出根据透镜的下表面的倾斜表面的各种倾斜角β的光束角度γ，由图16A的曲线图来表示，并且图16A的曲线图的角度被转化成为发光角度90-γ，由16B来表示。
参照图16A或图16B，随着倾斜角β增加，角度γ逐渐增加，并且当角度β超过大约20°时，如图15C中所示出的，可以认识到的是，在透镜内部发生光的全内反射。同时，在倾斜角β小于5°的情况下，随着倾斜角β增加，角度γ平滑地增加，但是在倾斜角β等于或大于5°的情况下，角度γ相对迅速地增加，并且在倾斜角β等于或大于15°的情况下，角度γ几乎聚合成直线。
根据上述模拟结果，当倾斜角β超过20°时，由于在透镜300a内部发生全内反射，因此发生光损失，并且由于发光角度90-γ具有小于70°的值，因此光聚集在透镜的中心轴附近，从而阻碍实现均匀的光。
同时，当倾斜角β的范围为大约10°到大约20°时，光束没有全内反射而通过透镜的侧部发射到外部，但是由于发光角度90-γ具有小于70°的值，因此光聚集在透镜的中心轴附近，从而阻碍实现均匀的光。
另一方面，当倾斜角β小于10°时，由于发光角度90-γ基本超过70°，因此光可以被宽地扩散，由此优选的是，倾斜角β小于10°。
同时，在应用了如上所述的涂覆有波长转换层240的发光二极管芯片210的发光元件的情况下，由于波长转换层240的厚度、波长转换层240内的磷光体分布、从发光二极管芯片210发射的光的分布等导致在发光元件200a的空间颜色分布方面颜色偏差严重。
图17是示出根据本发明示例性实施例的发光元件200a的光谱的曲线图。
参照图17，可以观察到发光二极管芯片210的蓝光和磷光体的黄光的混合光谱。蓝光具有大约450nm的峰值波长，黄光具有从绿色区域到红色区域的宽的光谱分布。
图18是分别示出根据本发明示例性实施例的发光元件200a的蓝光和黄光的光的方向分布的曲线图。使用蓝光滤光器和黄光滤光器过滤从发光二极管芯片210发射的光，以测量每种光的光的方向分布。使用蓝色滤光器使400nm到500nm的光透射来测量蓝光的光的方向分布，使用黄色滤光器使500nm到800nm的光透射来测量黄光的光的方向分布。
参照图18，蓝光的光分布B以及黄光的光分布Y在0°的束扩展角附近彼此相似，但是在等于或大于15°的束扩展角下，出现光分布的差异，由此出现严重的空间颜色偏差。
当将光扩散透镜应用于发光元件时，需要可以减小空间颜色偏差的措施。在下文中，将描述用于使空间颜色偏差最小化的透镜。
图19是用于描述根据本发明另一示例性实施例的透镜600的剖视图，图20是透镜600的光入射表面630的局部放大视图，图21是透镜600的上表面650的局部放大视图。
根据本发明的示例性实施例的透镜与参照图2A到图2D描述的透镜300a基本相似，但是与透镜300a的不同之处在于，它包括凹部的光入射表面630、上表面的凹表面650a和凸表面650b以及多个段630a1至630an、650a1至650an以及650b1至650bn。在下文中，将省略对与参照图2A到图2D描述的透镜300a重叠的内容的描述，并且将描述多个段630a1至630an、650a1至650an以及650b1至650bn。
首先参照图19和图20，多个段630a1至630an中的相邻的段可以具有不同的曲率。具有不同曲率的段连续地连接，以构成光入射表面的侧表面630a。
如图20中所示，多个段630a1至630an可以包括在高度方向上彼此连接的第一段630a(n-k-1)、第二段630a(n-k)和第三段630a(n-k+1)。第二段630a(n-k)的曲率与第一段630a(n-k-1)和第三段630a(n-k+1)的曲率不同。此外，第一段630a(n-k-1)的曲率可以与第三段630a(n-k+1)的曲率不同或者可以等于第三段630a(n-k+1)的曲率。
同时，第一段630a(n-k-1)、第二段630a(n-k)和第三段630a(n-k+1)的高度a1、a2和a3分别等于或大于1μm并且小于发光元件200a的宽度。当每个段的高度小于1μm时，透射过每个段的光的干涉或衍射现象严重，由此高度小于1μm是不可取的。此外，当每个段的高度过度大时，难以实现期望的效果。
第一段630a(n-k-1)、第二段630a(n-k)和第三段630a(n-k+1)的高度a1、a2和a3分别可以相同或者彼此不同。此外，多个段630a1至630an的所有的竖直方向的高度等于或大于1μm并且可以小于发光元件200a的宽度。通过使相邻的段的曲率不同，可以根据波长对入射在光入射表面630上的光的进行分色。
具体地说，考虑到对于发光二极管芯片210的每种光谱的光的方向分布，多个段可以设置在距中心轴15°或更大角度的区域中。即，多个段不设置在距中心轴小于15°的区域中。
同时，如图20所示，第一段630a(n-k-1)、第二段630a(n-k)和第三段630a(n-k+1)可以连续地彼此连接，使得具有单一曲率的虚拟参考表面630r穿过第一段630a(n-k-1)、第二段630a(n-k)和第三段630a(n-k+1)。具有单一曲率的虚拟参考表面630r可以是图2A中的光入射表面330的侧表面330a。此外，第一段630a(n-k-1)、第二段630a(n-k)和第三段630a(n-k+1)上的每个点与虚拟参考表面630r之间的距离可以不超过10μm，优选为大约5μm。
参照图19和图21，多个段650b1至650bn中的相邻的段可以具有不同的曲率。具有不同曲率的段可以连续地连接，以构成凸表面650b。
如图21中所示，多个段650b1至650bn包括在高度方向上彼此连接的第一段650b(n-k-1)、第二段650b(n-k)和第三段650b(n-k+1)。第二段650b(n-k)的曲率与第一段650b(n-k-1)和第三段650b(n-k+1)的曲率不同。此外，第一段650b(n-k-1)的曲率可以与第三段650b(n-k+1)的曲率不同，或者可以等于第三段650b(n-k+1)的曲率。
同时，第一段650b(n-k-1)、第二段650b(n-k)和第三段650b(n-k+1)的高度b1、b2和b3分别等于或大于1μm并且小于发光元件200a的宽度。当每个段的高度小于1μm时，透射过每个段的光的干涉或衍射现象严重，由此高度小于1μm是不可取的。此外，当每个段的高度过度大时，难以实现期望的效果。
同时，第一段650b(n-k-1)、第二段650b(n-k)和第三段650b(n-k+1)的高度b1、b2和b3分别可以相同或者彼此不同。此外，多个段650b1至650bn的所有的竖直方向的高度等于或大于1μm并且可以小于发光元件200a的宽度。通过使相邻的段的曲率不同，可以根据波长对从凸表面650b发射的光进行分色。
同时，如图21中所示，第一段650b(n-k-1)、第二段650b(n-k)和第三段650b(n-k+1)可以连续地彼此连接，使得具有单一曲率的虚拟参考表面650r穿过第一段650b(n-k-1)、第二段650b(n-k)和第三段650b(n-k+1)。具有单一曲率的虚拟参考表面650r可以是图2A中的凸表面350b的一部分。此外，第一段650b(n-k-1)、第二段650b(n-k)和第三段650b(n-k+1)上的每个点与虚拟参考表面650r之间的距离可以不超过10μm，优选为大约5μm。
上表面650的凹表面650a还可以包括多个段650a1至650an，并且这些段650a1至650an可以包括根据上述方法的第一段、第二段和第三段。多个段650a1至650an可以通过与多个段650b1至650bn的方法相似的方法构成，并且将省略对其的详细描述以避免重复的描述。然而，多个段650a1至650an的高度分别可以比多个段650b1至650bn的高度小。
然而，多个段可以考虑对于发光元件200a的每种光谱的光的方向分布(参照图19)来设置。因此，多个段需要被设置在距中心轴15°或更大角度的区域中，并且相对少量的段可以设置在距中心轴小于15°的区域中。
图22是用于描述由图19的透镜实现的光的颜色分布的示意图。
参照图22，通过透镜600发出的光被分成为例如暗的蓝色区域B和暗的黄色区域Y。由于光入射表面630和上表面650具有关于中心轴旋转体对称的形状，因此区域B和Y中的每个可以以环形形状表示。
由于透镜600的光入射表面630和上表面650可以被分成为密集的段，因此通过透镜600发射光可以被分成为更多个区域B和Y。
图23A和图23B是用于描述根据是否形成多个段的光的空间分布的模拟图，其中，图23A示出在不存在多个段的情况下的光的空间分布，图23B示出依赖于多个段的形成的光的空间分布。
为了找出对于通过透镜发射的光的每种光谱的空间分布，将蓝光和绿光单独入射到基于光入射表面的距中心轴20°或更小角度的区域i中以及距中心轴30°到50°的区域ii中，以模拟透射出透镜的光的颜色分布。
如图23A中所示，当不形成多个段时，入射到区域i中的光很好地混合，但是入射到该区域中的光中的绿光扩散的不好，并且入射到区域ii中的光集中分布在窄的空间中。绿光的集中现象产生颜色偏差。
同时，如图23B中所示，当形成多个段时，可以认识到的是，入射到区域i和ii中的光很好地混合并且扩散得宽。因此，当入射到光入射表面的整个区域中时，蓝光和绿光扩散得宽，由此可以很好地进行颜色混合。
图24A和图24B是示出实际实现的光的颜色分布的图片，其中，图24B是图24A的一部分的放大图片。通过拍摄照射到与透镜隔开大约25mm的扩散板的光的图像而获得光的颜色分布。
如图24A和图24B所示，当应用根据本发明的示例性实施例的透镜时，可以看出的是，通过将从发光二极管芯片210发射的蓝光和从波长转换层240发射的黄光的分色，暗的蓝色区域B以及暗的黄色区域Y重复呈环形的形状。
图25是用于描述多个发光元件均与图19中描述的透镜结合的发光模块的颜色分布的图片。通过拍摄照射到与透镜隔开大约25mm的扩散板的光的图像而获得发光模块的颜色分布。
参照图25，可以确定的是，从发光模块发射的光在宽的区域上表现出均匀的颜色分布。即，暗的蓝色区域B和暗的黄色区域Y被分成多个密集区域，以在整个发光模块中与这些区域彼此叠置，由此实现均匀的颜色分布。
在上文中，虽然描述了各种示例性实施例，但是本发明不限于具体的示例性实施例。此外，在具体的示例性实施例中描述的组件可以被同样地或者类似地被应用于其它示例性实施例，除非它们偏离了本发明的精神。

Claims (20)

1.一种发光模块，所述发光模块包括：
电路板；
发光元件，发光元件包括发光二极管芯片和涂覆在发光二极管芯片上的波长转换层，发光元件安装在电路板上；以及
透镜，使从发光元件发射的光扩散，
其中，透镜包括凹部和上表面，凹部限定光入射在其上的光入射表面，入射在透镜上的光通过上表面射出，
凹部的光入射表面以及上表面中的至少一者包括位于距中心轴15°或更大角度的位置处并且在高度方向上顺序连接的多个段，
其中，所述多个段包括顺序连接的第一段、第二段和第三段，第一段、第二段和第三段的竖直方向的高度分别等于或大于1μm并且小于发光元件的宽度。
2.如权利要求1所述的发光模块，其中，所述多个段中的相邻的段具有不同的曲率。
3.如权利要求1所述的发光模块，其中，所述多个段中每者的竖直方向的高度等于或大于1μm并且小于发光元件的宽度。
4.如权利要求1所述的发光模块，其中，透镜的凹部和上表面具有相对于中心轴的旋转体对称的形状。
5.如权利要求1所述的发光模块，其中，发光二极管芯片是倒装结合到电路板的倒装片型发光二极管芯片，发光元件设置在透镜的凹部内。
6.如权利要求1所述的发光模块，其中，透镜的凹部的入口的宽度比发光元件的宽度大并且比发光元件的宽度的三倍小。
7.如权利要求1所述的发光模块，其中，具有单一曲率的虚拟参考面分别穿过第一段、第二段和第三段。
8.如权利要求7所述的发光模块，其中，第一段、第二段和第三段上的点与具有单一曲率的虚拟参考面之间的距离为10μm。
9.如权利要求1所述的发光模块，其中，上表面具有宽度向上变窄的凸表面以及宽度向上变宽的凹表面，凹表面位于比凸表面更靠近中心轴的位置。
10.如权利要求9所述的发光模块，其中，上表面的凹表面包括多个段，凹表面的段的高度比凸表面的段的高度低。
11.一种使从发光元件发射的光扩散的透镜，所述透镜包括：
凹部，限定光入射在其上的光入射表面；以及
上表面，入射在透镜上的光通过上表面射出，
凹部的光入射表面以及上表面中的至少一者包括位于距中心轴15°或更大角度的位置处并且在高度方向上顺序连接的多个段，
其中，所述多个段包括顺序连接的第一段、第二段和第三段，第一段、第二段和第三段的竖直方向的高度分别等于或大于1μm并且小于发光元件的宽度。
12.如权利要求11所述的透镜，其中，所述多个段中相邻的段具有不同的曲率。
13.如权利要求11所述的透镜，其中，所述多个段中每者的竖直方向的高度等于或大于1μm并且小于发光元件的宽度。
14.如权利要求11所述的透镜，其中，透镜具有相对于中心轴的旋转体对称的形状。
15.如权利要求11所述的透镜，其中，透镜的光入射表面包括上端表面和从上端表面连接到凹部的入口的侧表面，凹部具有从入口到上端表面向上变窄的宽度的形状，上端表面是平坦表面。
16.如权利要求11所述的透镜，所述透镜还包括：
下表面，包括围绕凹部的平坦表面和围绕平坦表面的倾斜表面。
17.如权利要求11所述的透镜，其中，上表面具有宽度向上变窄的凸表面和宽度向上变宽的凹表面，凹表面位于比凸表面更靠近中心轴的位置。
18.如权利要求17所述的透镜，其中，上表面的凹表面包括多个段，凹表面的段的高度比凸表面的段的高度低。
19.如权利要求11所述的透镜，其中，具有单一曲率的虚拟参考表面分别穿过第一段、第二段和第三段。
20.如权利要求19所述的透镜，其中，第一段、第二段和第三段上的点与具有单一曲率的虚拟参考面之间的距离为10μm。
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