CN105627111A - 发光模块以及包括该发光模块的照明设备 - Google Patents

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Abstract

公开了一种发光模块以及包括该发光模块的照明设备，该发光模块包括：基底；以及多个光源，布置在基底上。在本文中，多个光源中的至少一些光源具有长方形平面形状，并且多个光源布置为使得多个光源中的至少一些光源的长轴方向或短轴方向的至少之一在行方向或列方向中的至少一种方向上交替改变。本发明能够提供均匀的亮度分布和色度分布，可以提高均匀度，因此可以减少制造成本，并且可以增强效率。

Description

发光模块以及包括该发光模块的照明设备
技术领域
本公开实施例涉及一种发光模块以及包括该发光模块的照明设备。
背景技术
发光二极管是使用化合物半导体的特性将电转换成光(诸如红外光)以发送和接收信号的半导体器件，或者是被用作光源的半导体器件。
由于其物理和化学特性而作为发光器件(诸如发光二极管(LED)或激光二极管(LD))的核心材料的第III-V族氮化物半导体材料已成为关注焦点。
由于不包括照明器具(诸如白炽灯、荧光灯等)所使用的对环境有害的物质(诸如汞(Hg))，因而这种发光二极管具有优良的环保性，并且还具有诸如使用寿命长、功耗低等特性。因此，现有光源已被发光二极管替代。
当LED具有长方形平面形状时，LED的光分布(或光束角)在长轴(或长径)和短轴(或短径)上可能彼此不同。另外，即使LED具有正方形平面形状，布置有具有正方形平面形状的多个LED的LED封装可能具有长方形平面形状。在这种情况下，可能遇到同样的问题。
另外，当荧光材料或透镜应用于LED或LED封装的顶面时，光分布差异可能变得严重。因此，包括上述LED封装的发光模块以及包括发光模块的照明设备的光分布均匀度也可能退化。
发明内容
实施例提供一种能够提供经改善的光分布的发光模块以及包括该发光模块的照明设备。
在一个实施例中，一种发光模块包括：基底；以及多个光源，布置在基底上，其中多个光源的至少一些光源具有长方形平面形状，并且多个光源布置为使得多个光源的至少一些光源的长轴方向或短轴方向的至少之一在行方向或列方向的至少一种方向上交替改变。
在这种情况下，基底可以与其上布置有多个光源的封装体对应，并且多个光源可以分别与多个发光器件对应。
另外，基底可以与其上布置有多个光源的印刷电路板(PCB)对应，并且多个光源可以分别与多个LED封装对应。
另外，多个LED封装的每一个可以包括：封装体，布置在PCB上；以及至少一个发光器件，布置在封装体上。
另外，多个LED封装的每一个还可以包括：第一透镜，布置在封装体上；以及波长转换单元，布置在第一透镜与封装体之间。
额外地，至少一个发光器件可以包括多个发光器件，并且多个发光器件可以具有正方形平面形状或长方形平面形状的至少一种。
另外，多个光源可以布置成彼此间隔开的选自多边形、菱形以及移位类型形状(shift-typeshape)构成的组的至少一种形状。
另外，多个光源的至少一些光源可以在行方向或列方向的至少一种方向上布置为彼此间隔开相同的间隔。另外，多个光源的至少一些光源可以在行方向或列方向的至少一种方向上布置为彼此间隔开不同的间隔。在本文中，在行方向上的多个光源之间的间距可以与在列方向上的多个光源之间的间距不同。
额外地，多个光源可以分成在行方向上布置的多列光源，并且多个光源可以布置为使得多列光源的相邻两个的短轴方向或长轴方向的至少之一在行方向上改变。多列光源可以布置为使得多个偶数列的光源在列方向上相对于多个奇数列的光源移位预定距离。在本文中，该预定距离可以是属于多列光源的每一个的多个光源在列方向上彼此间隔开的单位间距的一半。
另外，多个光源可以分成在列方向上布置的多行光源，并且多个光源可以布置为使得多行光源的相邻两个的短轴方向或长轴方向的至少之一在列方向上改变。多行光源可以布置为使得多个偶数行的光源在列方向上相对于多个奇数行的光源移位预定距离。在本文中，该预定距离可以是属于多行光源的每一个的多个光源在行方向上彼此间隔开的单位间距的一半。
额外地，多个光源的每一个可以包括：中心光源；以及边缘光源，在中心光源周围。在本文中，中心光源的短轴方向可以与边缘光源的长轴方向相同。另外，中心光源的长轴方向可以与边缘光源的短轴方向相同。
此外，发光模块还可以包括：第二透镜，布置在多个LED封装上。
在另一个实施例中，一种照明设备包括：发光模块；以及光学元件，布置在发光模块上。
附图说明
参照以下附图具体描述配置和实施例，所述附图中相似的附图标记表示相似的元件，其中：
图1为示出根据一个实施例的发光模块的平面图；
图2为示出沿着图1所示的发光模块的线I-I'获取的一个实施例的剖视图；
图3为示出沿着图1所示的发光模块的线I-I'获取的另一个实施例的剖视图；
图4为示出图3所示的发光模块的另一个实施例的平面图；
图5为示出图3所示的发光模块的另一个实施例的平面图；
图6为示出图3所示的发光模块的另一个实施例的平面图；
图7A至图7D为示出根据其它实施例的发光模块的平面图；
图8A至图8D为示出根据其它实施例的发光模块的平面图；
图9为示出根据另一个实施例的发光模块的平面图；
图10为示出根据另一个实施例的发光模块的平面图；
图11为示出根据另一个实施例的发光模块的平面图；
图12为示出根据一个实施例的照明设备的剖视图；
图13A和图13B为示出根据一个比较实施例的发光模块的平面图；
图14A和图14B分别为示出具有长方形平面形状的发光器件的短轴光分布和长轴光分布的示意图；
图15为示出根据比较实施例的均匀照明设备和不均匀照明设备的亮度分布和色度分布的图形；
图16为示出根据比较实施例的照明设备和根据实施例的照明设备的平面内亮度分布和平面内色度分布的图形；以及
图17为示出根据如图16所示的比较实施例和实施例的照明设备的光照度分布的图表。
具体实施方式
在下文中，将参照附图描述实施例。然而，应当理解本发明的以下实施例可以以各种形式改变，因此这些实施例不旨在限制本发明的范围。因此，提供本发明的实施例以更加完整地描述本发明，以使本领域技术人员明白。
应当理解，当一个元件被称为位于另一个元件“上方”或“下方”时，其可直接位于该另一个元件“上方”或“下方”，并且也可以存在一个或更多介于中间的元件。当元件被称为位于“上方”或“下方”时，基于该元件能够包括“位于元件下方”以及“位于元件上方”。
另外，在本文中使用的相对性术语“第一”、“第二”、“顶部”、“底部”等可以仅用于将任何实体或元件彼此区分，而在这些实体或元件之间或这些实体或元件的顺序之间不需要或不包含任何物理或逻辑关系。
在附图中，为了说明方便和清晰起见，各个层和区域的厚度或尺寸可以夸大、省略或缩小。另外，各个部件的尺寸并不完全旨在反映其实际尺寸。
在下文中，根据实施例的发光模块100A至100M以及照明设备200将参照附图具体描述如下。为了方便起见，将使用笛卡儿坐标系(x轴、y轴以及z轴)来描述发光模块100A至100M以及照明设备200，但也可以使用其它坐标系进行描述。根据笛卡儿坐标系，x轴、y轴以及z轴彼此垂直，但实施例不限于此。即，x轴、y轴以及z轴可以彼此交叉，而不是彼此垂直。
图1为示出根据一个实施例的发光模块100A的平面图，图2为示出沿着图1所示的发光模块100A的线I-I'获取的一个实施例(100A-1)的剖视图，以及图3为示出沿着图1所示的发光模块100A的线I-I'获取的另一个实施例(100A-2)的剖视图。
如图1所示的发光模块100A可以包括基底110和多个光源120。
多个光源120可以布置在基底110上。图1示出基底上布置有九个光源LS1至LS9的情况，但实施例不限于此。即，根据其它实施例，多达9个或至少9个光源120可以布置在基底110上。
图1所示的多个光源LS1至LS9中的至少一些光源可以具有长方形(或椭圆形)平面形状。图1示出了多个光源LS1至LS9全部具有长方形平面形状的情况，但实施例不限于此。即，根据实施例，仅多个光源LS1至LS9中的一些光源可以具有长方形平面形状，其它光源可以具有正方形(或方形)平面形状，与图1不同。具有长方形平面形状的光源LS1至LS9的每一个可以具有沿长轴(LX)方向(或长径方向)的长轴长度(LL)(或长径长度)以及沿短轴(SX)方向(或短径方向)的短轴长度(SL)(或短径长度)。在本文中，光源LS1、LS3、LS5、LS7以及LS9的每一个的长轴方向和短轴方向分别表示z轴方向和y轴方向，而光源LS2、LS4、LS6以及LS8的每一个的长轴方向和短轴方向分别表示y轴方向和z轴方向。
在下文中，在相应附图中，长轴方向由实线箭头表示，而短轴方向由虚线箭头表示，从而避免混淆长轴方向和短轴方向。为了便于说明，在本文中也描述了基底110上布置有九个光源LS1至LS9的情况，但是光源的数量小于9或大于9的情况也可以应用于以下详细说明。
根据一个实施例，图1所示的发光模块100A可以实现为如图2所示。
参照图2，发光模块100A-1可以包括封装体110A、第一引线框112和第二引线框114、发光器件(LED)、波长转换单元130以及第一透镜140。
图1所示的基底110可以对应于其上布置有多个光源LS1至LS9的封装体110A，如图2所示，而图1所示的多个光源LS1至LS9120可以分别对应于图2所示的LED。
为了便于说明，图1中省略了图2所示的波长转换单元130和第一透镜140。
LED可以是发光二极管芯片，而该发光二极管芯片可以配置为蓝色发光二极管芯片或紫外发光二极管芯片，或者可以以封装形式配置为选自红色发光二极管芯片、绿色发光二极管芯片、蓝色发光二极管芯片、黄绿色发光二极管芯片以及白色发光二极管芯片所构成的组的一种或更多种的组合。
LED可以是俯视型发光二极管或侧视型发光二极管。
封装体110A可以由具有反射率的材料形成。另外，封装体110A可以由环氧模塑化合物(EMC)形成，但实施例不限制封装体110A的材料。
布置在封装体110A中的第一引线框112和第二引线框114可以沿与x轴方向(其是发光结构180的厚度方向)交叉的方向(例如，y轴方向，其是与x轴方向垂直的方向)布置为彼此间隔开。第一引线框112和第二引线框114的每一个可以由导电材料(例如，金属)制成，但是实施例不限制第一引线框112和第二引线框114的每一个的材料的类型。封装体110A可以作为绝缘层布置在第一引线框112与第二引线框114之间，以电绝缘第一引线框112和第二引线框114。
LED可以包括衬底170、发光结构180以及第一电极190和第二电极192。
发光结构180可以布置在衬底170上。衬底170可以由适合生长半导体材料的材料或载体晶片形成。另外，衬底170可以由具有优良导热率的材料形成，或者可以是绝缘衬底。例如，衬底170可以由包括选自蓝宝石(Al2O3)、GaN、SiC、ZnO、Si、GaP、InP、Ga2O3、GaAs以及Ge所构成的组的至少之一的材料形成。不均匀图案可以形成在衬底170的顶面上。例如，虽然未示出，然而衬底170可以是图案化蓝宝石衬底(PSS)。
另外，缓冲层(未示出)可以布置在衬底170与发光结构180之间。缓冲层可以使用第III-V族化合物半导体材料形成。缓冲层用于减小衬底170与发光结构180之间的晶格常数的差异。例如，缓冲层可以包括氮化铝(AlN)或无掺杂氮化物，但本公开文本不限于此。取决于衬底170和发光结构180的类型，可以省略缓冲层。
发光结构180可以包括第一导电半导体层182、有源层184以及第二导电半导体层186。
第一导电半导体层182布置在衬底170上。第一导电半导体层182可以布置在衬底170与有源层184之间，并且可以包括半导体化合物。在本文中，第一导电半导体层182可以由第III-V族或第II-VI族化合物半导体材料形成，并且也可以掺杂有第一导电掺杂剂。例如，第一导电半导体层182可以包括成分表达式为AlxInyGa(1-x-y)N(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)的半导体材料，或者可以包括选自InAlGaN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP以及AlGaInP所构成的组的至少之一。当第一导电半导体层182是n型半导体层时，第一导电掺杂剂可以包括n型掺杂剂，诸如Si、Ge、Sn、Se、Te等。第一导电半导体层182可以具有单层或多层结构，但是本公开文本不限于此。
有源层184可以布置在第一导电半导体层182与第二导电半导体层186之间。有源层184可以具有选自单阱结构、双异质结构、多阱结构、单量子阱结构、多量子阱(MQW)结构、量子点结构以及量子线结构所构成的组的一种结构。有源层184可以具有阱层和势垒层的成对结构，例如，选自使用第III-V族化合物半导体材料形成的AlGaN/AlGaN、InGaN/GaN、InGaN/InGaN、GaN/AlGaN、AlGaN/GaN、InAlGaN/GaN、GaAs(InGaAs)/AlGaAs以及GaP(InGaP)/AlGaP构成的组的至少一种成对结构，但本公开文本不限于此。该阱层可以由能量带隙低于势垒层的能量带隙的材料制成。
第二导电半导体层186可以布置在有源层184上，并且可以包括半导体化合物。第二导电半导体层186可以由第III-V族和第II-VI族化合物半导体材料形成，并且可以包括例如成分表达式为InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)的半导体材料，或者可以包括选自AlInN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP以及AlGaInP所构成的组的至少之一。
当第二导电半导体层186是p型半导体层时，第二导电掺杂剂可以包括p型掺杂剂，诸如Mg、Zn、Ca、Sr、Ba等。第二导电半导体层186可以具有单层或多层结构，但本公开文本不限于此。
第一导电半导体层182可以实现为n型半导体层，并且第二导电半导体层186可以实现为p型半导体层。另一方面，第一导电半导体层182可以实现为p型半导体层，而第二导电半导体层186可以实现为n型半导体层。因此，发光结构180可以包括选自n-p结、p-n结、n-p-n结以及p-n-p结结构所构成的组的至少之一。
第一电极190布置在第一导电半导体层182上，通过使第二导电半导体层186、有源层184、以及第一导电半导体层182的一部分经受台面蚀刻而暴露该第一导电半导体层182。第二电极192布置在第二导电半导体层186上。
发光器件LED可以具有如图2所示的水平接合结构，但是实施例不限于此。LED也可以具有竖直接合结构或倒装芯片接合结构。如上所述，图1所示的光源LS1至LS9的每一个可以具有水平接合结构、竖直接合结构或倒装芯片接合结构，如图2所示。如此，LEDLS1至LS9全部可以具有相同的接合结构。根据另一个实施例，LEDLS1至LS9可以具有不同的接合结构。即，LEDLS1至LS9中的一些可以具有水平接合结构，LEDLS1至LS9中的一些可以具有竖直接合结构，而其它LED可以具有倒装芯片接合结构。
另外，图2示出了LED布置在第二引线框114上的情况，但实施例不限于此。即，LED可以布置在第一引线框112上。
另外，虽然未示出，当LED具有水平接合结构时，LED的第一电极190可以通过第一导线电耦接到第一引线框112，而第二电极192可以通过第二导线电耦接到第二引线框114。
进一步，虽然未示出，但齐纳二极管可以进一步布置在封装体110A上。
波长转换单元130可以布置在第一透镜140与封装体110A之间。波长转换单元130用于转换从光源120发出的光的波长。为此目的，波长转换单元130可以例如由硅(Si)形成，并且可以包括磷光体(或磷光材料)，因此可以转换从光源120发出的光的波长。磷光体可以包括选自YAG基、TAG基、硅酸盐基、硫化物基以及氮化物基荧光材料所构成的组的至少一种荧光材料(即，波长转换装置)，它们全部可以用于将光源120发出的光转换成白光，但是实施例不限制磷光体的类型。
本文可使用的YAG基荧光材料和TAG基荧光材料可以选自(Y、Tb、Lu、Sc、La、Gd以及Sm)3(Al、Ga、In、Si以及Fe)5(O和S)12：Ce，而本文可使用的硅酸盐基荧光材料可以选自(Sr、Ba、Ca以及Mg)2SiO4：(Eu、F以及Cl)。
另外，本文可使用的硫化物基荧光材料可以选自(Ca、Sr)S：Eu和(Sr、Ca、Ba)(Al、Ga)2S4：Eu，而本文可使用的氮化物基磷光体可以选自磷光体组分，诸如(Sr、Ca、Si、Al以及O)N：Eu(例如，CaAlSiN4：Eu和β-SiAlON：Eu)或Ca-αSiAlON：Eu(例如，Cax、My)(Si、Al)12(O、N)16，其中M表示选自Eu、Tb、Yb以及Er所构成的组的至少一种材料，0.05<(x+y)<0.3、0.02<x<0.27以及0.03<y<0.3。
包含N的氮化物基磷光体(例如，CaAlSiN3：Eu)可以用作红色磷光体。与硫化物基磷光体相比，这种氮化物基红色磷光体在外部环境(诸如热量和潮湿)下可以具有卓越可靠性和较低的褪色风险。
第一透镜140可以布置在封装体110A上。第一透镜140可以布置在波长转换单元130上，使得通过波长转换单元130的光入射到第一透镜140，入射光被第一透镜140折射和/或反射，然后从第一透镜140发出。第一透镜140可以包括透明材料，例如，硅(Si)、聚碳酸酯(PC)、丙烯酸树脂(即，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA))、玻璃等。
另外，第一透镜140可以具有诸如球形和非球形等各种形状，但实施例不限制第一透镜140的形状。
根据其它实施例，图1所示的发光模块100A可以实现为如图3所示。
参照图3，发光模块100A-2可以包括PCB110B和多个LED封装LS1至LS9。图1所示的基底110可以与图3所示的PCB110B对应，而图1所示的多个光源LS1至LS9可以分别与图3所示的LED封装对应。
图3所示的多个LED封装的每一个(例如，LS4、LS5以及LS6)可以具有与图2所示的发光模块100A-1相同的结构。即，多个LED封装的每一个(例如，LS4、LS5以及LS6)可以包括封装体110A、第一引线框112和第二引线框114、发光器件LED、波长转换单元130以及第一透镜140。在本文中，由于LED封装的每一个(LS4、LS5以及LS6)包括与图2所示的相同的部件，因而相似的部件具有相似的附图标记，因此为了清晰起见省略相同部件的说明。
多个LED封装(例如，LS4至LS6)的每一个的封装体110A布置在PCB110B上。在这种情况下，至少一个LED可以布置在封装体110A上。
PCB110B中可以形成具有电极图案，该电极图案用于将光源120连接至提供电力的适配器。例如，用于将适配器连接至光源120的电极图案可以形成在PCB110B的上表面。
这种PCB110B可以是由选自聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、玻璃、PC以及硅(Si)所构成的组的至少一种材料制成的衬底，并且可以呈膜的形式。
另外，单层PCB、多层PCB、陶瓷衬底以及金属芯PCB可以选择性地用作PCB110B。
结果是，图1所示的基底110可以是图2所示的封装体110A，并且图1所示的光源120可以是图2所示的LED。在这种情况下，光源LS1至LS9的每一个的长轴方向可以与LED的长轴方向对应，而光源LS1至LS9的每一个的短轴方向可以与LED的短轴方向对应。
另外，图1所示的基底110可以是图3所示的PCB110B，而图1所示的光源120可以是图3所示的LED封装LS4、LS5以及LS6。在这种情况下，光源LS1至LS9的每一个的长轴方向可以与LED封装的长轴方向对应，而光源LS1至LS9的每一个的短轴方向可以与LED封装的短轴方向对应。
图4为示出图3所示的发光模块100A-2的另一个实施例(100A-2-1)的平面图。
图1为示出图3所示的发光模块100A-2的一个实施例的平面图，以及图4为示出图3所示的发光模块100A-2的另一个实施例的平面图。
参照图3和图4，示出LED封装LS1至LS9的每一个包括一个LED。在本文中，LED封装LS1至LS9的每一个包括的LED可以具有长方形平面形状或正方形平面形状。
参照图4，具有正方形平面形状的LED的第一轴X1和第二轴X2可以具有相同的长度。另外，具有长方形平面形状的LED的第一轴X1可以表示长轴LX，第二轴X2可以表示短轴SX，或者具有长方形平面形状的LED的第一轴X1可以表示短轴SX，第二轴X2可以表示长轴LX。
图5为示出图3所示的发光模块100A-2的另一个实施例(100A-2-2)的平面图，以及图6为示出图3所示的发光模块100A-2的再一个实施例(100A-2-3)的平面图。
图3所示的LED封装LS1至LS9的每一个仅包括一个LED，但是实施例不限于此。例如，LED封装LS1至LS9的每一个可以包括多个LED。例如，LED封装LS1至LS9的每一个作为光源可以包括两个LED(LED1和LED2)作为光源，如图5或图6所示。
与图3所示的剖视图不同，当在y轴方向上在封装体110A上并排布置两个LED而不是一个LED时，图3与图5和图6所示的发光模块100A-2-2和100A-2-3的每一个的剖视图对应。
另外，LED封装LS1至LS9的每一个中包括的多个LED可以具有正方形平面形状或长方形平面形状中的至少一种平面形状。
例如，LED封装LS1至LS9的每一个中包括的两个LED的每一个可以具有长方形平面形状，如图5所示。即，两个LED(LED1和LED2)的每一个可以具有彼此不同的沿长轴(LX)方向的长轴长度(LL)和沿短轴(SX)方向的短轴长度(SL)。
另外，LED封装LS1至LS9的每一个中包括的两个LED(LED1和LED2)的每一个可以具有正方形平面形状，如图6所示。即，两个LED(LED1和LED2)的每一个可以具有长度相同的第一轴和第二轴。
另外，虽然未示出，LED封装LS1至LS9的每一个中包括的两个LED(LED1和LED2)之一可以具有如图5所示的长方形平面形状，而另一个可以具有如图6所示的正方形平面形状。
同时，多个光源LS1至LS9可以布置为使得多个光源LS1至LS9中的至少一些光源的长轴方向或短轴方向的至少之一沿y轴方向(即，行方向)或z轴方向(即，列方向)交替改变。
再次参照图1，例如，多个光源LS1至LS9的至少一些(即，三个光源LS1、LS2以及LS3)可以布置为使得光源LS1、LS2以及LS3的长轴方向在y轴方向上交替改变。即，光源LS1、LS2以及LS3的每一个的长轴方向可以在y轴方向上沿z轴方向、y轴方向以及z轴方向交替改变。另外，多个光源LS1至LS9的至少一些(即，三个光源LS1、LS2以及LS3)可以布置为使得光源LS1、LS2以及LS3的短轴方向在y轴方向上交替改变。即，光源LS1、LS2以及LS3的每一个的短轴方向可以在y轴方向上沿y轴方向、z轴方向以及y轴方向交替改变。如上所述，三个光源LS1、LS2以及LS3的每一个的长轴方向和短轴方向可以在y轴方向上交替改变。
图7A至图7D为示出根据其它实施例的发光模块100B至100E的平面图。
图1示出了所有光源LS1至LS9的长轴方向和短轴方向沿行方向或列方向交替改变的情况，然而实施例不限于此。即，根据其它实施例，光源LS1至LS9中的一些光源的长轴方向或短轴方向的至少之一可以在行方向或列方向上交替改变，而其它光源的长轴方向或短轴方向的至少之一可以相同，而不在行方向或列方向上改变。
例如，三个光源LS4、LS5以及LS6的长轴方向可以在y轴方向(即，行方向)上沿y轴方向、z轴方向以及y轴方向交替改变，如图7A和图7B所示，并且三个光源LS4、LS5以及LS6的短轴方向可以在y轴方向(即，行方向)上沿z轴方向、y轴方向以及z轴方向交替改变。
然而，图7A所示的其它光源LS1、LS2、LS3、LS7、LS8以及LS9的长轴方向可以保持沿相同的y轴方向(即，行方向)，而不在y轴方向上改变，并且光源LS1、LS2、LS3、LS7、LS8以及LS9的短轴方向可以保持沿相同的z轴方向，而不在行方向上改变。另外，如图7B所示，其它光源LS1、LS2、LS3、LS7、LS8以及LS9的短轴方向可以在行方向上保持相同的y轴方向，并且光源LS1、LS2、LS3、LS7、LS8以及LS9的长轴方向可以在行方向上保持相同的z轴方向。
另外，如图7C和图7D所示，三个光源LS4、LS5以及LS6的长轴方向可以在y轴方向(即，行方向)上沿z轴方向、y轴方向以及z轴方向交替改变，而光源LS4、LS5以及LS6的短轴方向可以在y轴方向(即，行方向)上沿y轴方向、z轴方向以及y轴方向交替改变。
然而，其它光源LS1、LS2、LS3、LS7、LS8以及LS9的长轴方向可以保持相同的z轴方向(在行方向上)，而不在y轴方向上改变，而光源LS1、LS2、LS3、LS7、LS8以及LS9的短轴方向可以保持相同的y轴方向，而不在y轴方向(行方向)上改变，如图7C所示。或者，其它光源LS1、LS2、LS3、LS7、LS8以及LS9的短轴方向可以在y轴方向(行方向)上保持相同的z轴方向，而光源LS1、LS2、LS3、LS7、LS8以及LS9的长轴方向可以在y轴方向(行方向)上保持相同的y轴方向，如图7D所示。
如上所述，在多个光源LS1至LS9中，三个光源(LS1至LS3)、(LS4至LS6)或(LS7至LS9)的长轴方向(或短轴方向)可以在y轴方向(行方向)上交替改变。
另外，在多个光源LS1至LS9中，三个光源(LS1、LS4以及LS7)、(LS2、LS5以及LS8)或(LS3、LS6以及LS9)的长轴方向(或短轴方向)可以在z轴方向(列方向)上交替改变。
另外，多个光源LS1至LS9的长轴方向和短轴方向可以在y轴方向(行方向)上或在z轴方向(列方向)上交替改变，如图1所示。
进一步，多个光源LS1至LS9的长轴方向和短轴方向可以在行方向(或列方向)上交替改变，但也可以保持相同的方向，而不在列方向(或行方向)上交替改变。
图8A至图8D为示出根据其它实施例的发光模块100F至100I的平面图。
参照图8A，例如，光源(LS1、LS2以及LS3)、(LS4、LS5以及LS6)以及(LS7、LS8以及LS9)的每一个的长轴方向在y轴方向(行方向)上沿z轴方向、y轴方向以及z轴方向交替改变，而光源(LS1、LS2以及LS3)、(LS4、LS5以及LS6)以及(LS7、LS8以及LS9)的每一个的短轴方向在y轴方向(行方向)上沿y轴方向、z轴方向以及y轴方向交替改变。然而，光源(LS1、LS4以及LS7)和(LS3、LS6以及LS9)的每一个的长轴方向(即，z轴方向)可以保持沿相同的方向，而不在z轴方向(列方向)上交替改变，而光源(LS1、LS4以及LS7)和(LS3、LS6以及LS9)的每一个的短轴方向(即，y轴方向)可以保持沿相同的方向，而不在z轴方向(列方向)上交替改变。另外，光源LS2、LS5以及LS8的每一个的长轴方向(即，y轴方向)可以保持沿相同的方向，而不在z轴方向(列方向)上交替改变，光源LS2、LS5以及LS8的每一个的短轴方向(即，z轴方向)可以保持沿相同的方向，而不在z轴方向(列方向)上交替改变。
另外，参照图8B，光源(LS1、LS2以及LS3)、(LS4、LS5以及LS6)以及(LS7、LS8以及LS9)的每一个的长轴方向在y轴方向(行方向)上沿y轴方向、z轴方向以及y轴方向交替改变，而光源(LS1、LS2以及LS3)、(LS4、LS5以及LS6)以及(LS7、LS8以及LS9)的每一个的短轴方向在y轴方向(行方向)上沿z轴方向、y轴方向以及z轴方向交替改变。然而，光源(LS1、LS4以及LS7)和(LS3、LS6以及LS9)的每一个的长轴方向(即，y轴方向)可以保持沿相同的方向，而不在z轴方向(列方向)上交替改变，且光源(LS1、LS4以及LS7)和(LS3、LS6以及LS9)的每一个的短轴方向(即，z轴方向)可以保持沿相同的方向，而不在z轴方向(列方向)上交替改变。另外，光源LS2、LS5以及LS8的每一个的长轴方向(即，z轴方向)可以保持沿相同的方向，而不在z轴方向(列方向)上交替改变，光源LS2、LS5以及LS8的每一个的短轴方向(即，y轴方向)可以保持沿相同的方向，而不在z轴方向(列方向)上交替改变。
另外，参照图8C，光源(LS1、LS4以及LS7)、(LS2、LS5以及LS8)以及(LS3、LS6以及LS9)的每一个的长轴方向可以在z轴方向(列方向)上沿z轴方向、y轴方向以及z轴方向交替改变，光源(LS1、LS4以及LS7)、(LS2、LS5以及LS8)以及(LS3、LS6以及LS9)的每一个的短轴方向可以在z轴方向(列方向)上沿y轴方向、z轴方向以及y轴方向交替改变。然而，光源(LS1、LS2以及LS3)和(LS7、LS8以及LS9)的每一个的长轴方向可以保持沿相同的z轴方向，而不在y轴方向(行方向)上交替改变，而光源(LS1、LS2以及LS3)和(LS7、LS8以及LS9)的每一个的短轴方向可以保持沿相同的y轴方向，而不在y轴方向(行方向)上交替改变。另外，光源LS4、LS5以及LS6的每一个的长轴方向可以保持沿相同的y轴方向(行方向)，而不在y轴方向上交替改变，光源(LS4、LS5以及LS6)的每一个的短轴方向可以保持沿相同的z轴方向，而不在y轴方向(行方向)上交替改变。
参照图8D，光源(LS1、LS4以及LS7)、(LS2、LS5以及LS8)以及(LS3、LS6以及LS9)的每一个的长轴方向可以在z轴方向(列方向)上沿y轴方向、z轴方向以及y轴方向交替改变，而光源(LS1、LS4以及LS7)、(LS2、LS5以及LS8)以及(LS3、LS6以及LS9)的每一个的短轴方向可以在z轴方向(列方向)上沿z轴方向、y轴方向以及z轴方向交替改变。然而，光源(LS1、LS2以及LS3)和(LS7、LS8以及LS9)的每一个的长轴方向可以保持沿相同的y轴方向(行方向)，而不在y轴方向上交替改变，而光源(LS1、LS2以及LS3)和(LS7、LS8以及LS9)的每一个的短轴方向可以保持沿相同的z轴方向，而不在y轴方向(行方向)上交替改变。另外，光源LS4、LS5以及LS6的每一个的长轴方向可以保持沿相同的z轴方向，而不在y轴方向(行方向)上交替改变，而光源LS4、LS5以及LS6的每一个的短轴方向可以保持沿相同的y轴方向(行方向)，而不在y轴方向上交替改变。
同时，多个光源可以被分成多列光源或多行光源。在本文中，表述“列光源”表示沿z轴方向(列方向)布置的光源，并且表述“行光源”表示沿y轴方向(行方向)布置的光源。多列光源可以沿y轴方向(行方向)布置，而多行光源可以沿z轴方向(列方向)布置。
参照图1，例如，光源LS1、LS2以及LS3构成第一行光源，光源LS4、LS5以及LS6构成第二行光源，并且光源LS7、LS8以及LS9构成第三行光源。能够看出，第一行光源至第三行光源在z轴方向(列方向)上布置。
另外，光源LS1、LS4以及LS7构成第一列光源，光源LS2、LS5以及LS8构成第二列光源，并且光源LS3、LS6以及LS9构成第三列光源。能够看出，第一列光源至第三列光源在y轴方向(行方向)上布置。
图9为示出根据另一个实施例的发光模块100J的平面图。
图9所示的发光模块100J可以包括基底110和布置在基底110上的多个光源120。在本文中，多个光源120中的至少一些光源可以具有长方形平面形状。即，图9所示的多个光源120的全部也可以具有长方形平面形状。或者，多个光源120的一些光源可以具有长方形平面形状，并且其它光源可以具有正方形平面形状。
另外，图9所示的多个光源120可以分成在y轴方向(行方向)上布置是第一列光源C1至第十四列光源C14，并且也可以分成在z轴方向(列方向)上布置的第一行光源R1至第六行光源R6。
根据一个实施例，多列光源的相邻的两个光源的短轴方向或长轴方向的至少之一可以在行方向上改变。
参照图1，例如，在第一列光源LS1、LS4以及LS7、第二列光源LS2、LS5以及LS8以及第三列光源LS3、LS6以及LS9中，第一列光源LS1、LS4以及LS7与第二列光源LS2、LS5以及LS8相邻，并且第二列光源LS2、LS5以及LS8与第三列LS3、LS6以及LS9相邻。
在这种情况下，第一列光源LS1、LS4以及LS7的各个短轴方向(即y轴方向、z轴方向以及y轴方向)以及相邻的第二列光源LS2、LS5以及LS8的各个短轴方向(即z轴方向、y轴方向以及z轴方向)在y轴方向(行方向)上交替改变。也就是说，属于第一列光源LS1、LS4以及LS7的光源LS1的短轴方向(即y轴方向)和属于相邻的第二列光源LS2、LS5以及LS8的光源LS2的短轴方向(即z轴方向)在y轴方向上改变。类似地，第二列光源LS2、LS5以及LS8的各个短轴方向(即z轴方向、y轴方向以及z轴方向)以及相邻的第三列光源LS3、LS6以及LS9的各个短轴方向(即y轴方向、z轴方向以及y轴方向)在y轴方向上改变。
另外，第一列光源LS1、LS4以及LS7的各个长轴方向(即z轴方向、y轴方向以及z轴方向)以及相邻的第二列光源LS2、LS5以及LS8的各个长轴方向(即y轴方向、z轴方向以及y轴方向)在y轴方向上改变。也就是说，属于第一列光源LS1、LS4以及LS7的光源LS1的长轴方向(即z轴方向)和属于相邻的第二列光源LS2、LS5以及LS8的光源LS2的长轴方向(即y轴方向)在y轴方向上改变。类似地，第二列光源LS2、LS5以及LS8的各个长轴方向(即y轴方向、z轴方向以及y轴方向)和相邻的第三列光源LS3、LS6以及LS9的各个长轴方向(即z轴方向、y轴方向以及z轴方向)在y轴方向上改变。
如图1所示，图9所示的多个光源120可以分成多列光源。
另外，在多列光源C1至C14中，偶数列光源C2、C4、C6、C8、C10、C12以及C14可以沿列方向相对于奇数列光源C1、C3、C5、C7、C9、C11以及C13移位预定距离D，如图9所示的发光模块100J中描述的。或者，在多列光源C1至C14中，奇数列光源C1、C3、C5、C7、C9、C11以及C13可以沿列方向相对于偶数列光源C2、C4、C6、C8、C10、C12以及C14移位预定距离D。
例如，第十四列光源C14可以在z轴方向(列方向)上相对于第十三列光源C13移位预定距离D。或者，第十三列光源C13可以在z轴方向(列方向)上相对于第十四列光源C14移位预定距离D。在本文中，预定距离D可以由以下等式1表示。
等式1
D = P 2
其中P可以表示属于多列光源C1至C14的每一列的多个光源120在列方向上彼此间隔开的单位间距(unitpitch)。
虽然未示出，然而多行光源可以布置成与多列光源相同的图案，如图1和图9所示。也就是说，多行光源的相邻两行光源的短轴方向或长轴方向的至少之一可以在行方向上改变。另外，在多行光源中，多个偶数行光源可以在行方向上相对于多个奇数行光源移位预定距离。或者，多个奇数行光源可以在行方向上相对于多个偶数行光源移位预定距离。在这种情况下，预定距离可以由等式1表示。
另外，根据一个实施例的发光模块中包括的多个光源可以包括中心光源和多个边缘光源。在本文中，边缘光源可以表示中心光源周围的光源。参照图1，例如，光源LS5可以对应于中心光源，光源LS2、LS4、LS6以及LS8可以对应于边缘光源。
另外，中心光源的短轴方向可以与边缘光源的长轴方向相同。参照图1，作为中心光源的光源LS5的短轴方向和作为边缘光源的光源LS2、LS4、LS6以及LS8的长轴方向可以是与y轴方向相同的方向。
进一步，中心光源的长轴方向可以与边缘光源的短轴方向相同。参照图1，作为中心光源的光源LS5的长轴方向和作为边缘光源的光源LS2、LS4、LS6以及LS8的短轴方向可以是与z轴方向相同的方向。
同时，多个光源的至少一些可以在行方向或列方向的至少一种方向上布置为彼此间隔开相同或不同的间隔。
例如，图1所示的多个光源LS1至LS9可以在y轴方向(行方向)上布置为彼此间隔开相同或不同的间隔。光源LS1与光源LS2之间的距离dr11、光源LS2与光源LS3之间的距离dr12、光源LS4与光源LS5之间的距离dr21、光源LS5与光源LS6之间的距离dr22、光源LS7与光源LS8之间的距离dr31、以及光源LS8与光源LS9之间的距离dr32可以彼此相同或不同。
另外，图1所示的多个光源LS1至LS9可以在z轴方向(列方向)上布置为彼此间隔开相同或不同的间隔。光源LS1与光源LS4之间的距离dc11、光源LS4与光源LS7之间的距离dc12、光源LS2与光源LS5之间的距离dc21、光源LS5与光源LS8之间的距离dc22、光源LS3与光源LS6之间的距离dc31、以及光源LS6与光源LS9之间的距离dc32可以彼此相同或不同。
进一步，在行方向上布置的多个光源之间的间距和在列方向上布置的多个光源之间的间距可以彼此相同或不同。例如，在行方向上布置的多个光源120之间的间距d1可以低于在列方向上布置的多个光源120之间的间距d2，如图9所示。
图10为示出根据另一个实施例的发光模块100K的平面图，以及图11为示出根据另一个实施例的发光模块100L的平面图。
图10和图11所示的发光模块100K和100L的每一个可以包括基底110和布置在基底110上的多个光源120。在本文中，多个光源120的至少一些光源可以具有长方形平面形状。即，图10或图11所示的多个光源120的全部也可以具有长方形平面形状。或者，多个光源120中的一些光源可以具有长方形平面形状，而其它光源可以具有正方形平面形状。
同时，多个光源可以布置成彼此间隔开的选自Z字形、多边形、菱形以及移位形状构成的组的至少一种形状。例如，多个光源120可以布置成彼此间隔开的四边形，如图1、图4至图6以及图7A至图8D所示。或者，多个光源120可以布置成彼此间隔开的六边形，如图10所示。或者，多个光源120也可以布置成彼此间隔开的移位形状，如图9所示。另外，多个光源120可以布置成彼此间隔开的菱形，如图11所示。
如图9所示，多列光源C1至C14中包括的光源120之间的间距彼此相同，而多行光源R1至R6中包括的光源120之间的间距彼此相同。另一方面，在行方向或列方向上布置的光源120之间的间距可以彼此不同，如图10和图11所示。
根据上述实施例的发光模块可以应用于各种领域，诸如照明设备、显示器件、指示设备等。例如，照明设备可以有效地用于诸如线性模块、灯管(tubes)、用于气氛照明的洗墙灯、以及匝道灯(ramp)、路灯等领域。
在下文中，将参照附图具体描述包括根据上述实施例的发光模块的照明设备。
图12为示出根据一个实施例的照明设备200的剖视图。
图12所示的照明设备200可以包括衬底210、多个光源220、第二透镜230以及光学元件240。
图12所示的多个光源220布置在衬底210上。在本文中，光源220和衬底210可以分别与图1所示的光源120和基底110对应。在这种情况下，例如，当图12所示的光源220和衬底210实现为图2所示时，额外的PCB(未示出)可以布置在衬底210下方。在本文中，PCB具有与图3所示的PCB110B相同的配置，因此为了清晰起见省略相同部件的说明。
另外，衬底210和光源220可以分别与图3所示的衬底110B和光源LS4、LS5以及LS6对应，因此为了清晰起见省略相同部件的说明。在这种情况下，根据一个实施例的发光模块100M除了衬底210和多个光源220之外还可以包括第二透镜230。第二镜头230可以布置在与光源220对应的多个LED封装上。可选地，可以省略第二透镜230。
光学元件240可以布置在发光模块100M上方。光学元件240用于扩散从多个光源220发出的光。在这种情况下，不均匀图案也可以形成在光学元件240的顶面以增强光扩散效果。
光学元件240可以形成为单层或多层结构，并且不均匀图案可以形成在最上层或多层中任何一层的表面上。不均匀图案可以具有布置在发光模块100M上的条形。
可选地，光学元件240可以由至少一种片材制成。例如，光学元件240可以选择性地包括扩散片、棱镜片、亮度增强片等。扩散片用于扩散从多个光源220发出的光。棱镜片用于将扩散光引导至发光区域。亮度增强片用于增强亮度。
图13A和图13B为示出根据一个比较实施例的发光模块的平面图。
图13A和图13B所示的根据比较实施例的发光模块的每一个包括基底110和多个光源120。与根据实施例的发光模块不同，根据比较实施例的发光模块中的多个光源120的长轴方向不在任何方向上交替改变，而是可以保持沿与z轴方向相同的方向，如图13A所示，或者可以保持沿与y轴方向相同的方向，如图13B所示。另外，在根据比较实施例的发光模块中，多个光源120的短轴方向不在任何方向上交替改变，而是可以保持沿与y轴方向相同的方向，如图13A所示，或者可以保持沿与z轴方向相同的方向，如图13B所示。
图14A和图14B分别为示出具有长方形平面形状的LED的短轴光分布和长轴光分布的图表。在每一个图表中，横轴表示光束角(θ)，纵轴表示发光强度。在本文中，给出发光强度的单位是坎德拉(cd)，附图标记310和320表示模拟结果，并且附图标记312和322表示实际测量结果。
参照图14A和图14B，能够看出，当LED具有长方形平面形状时，LED的长轴和短轴上的光分布(或光束角)可能彼此不同。
另外，虽然LED具有正方形平面形状，当多个正方形发光二极管沿单方向布置在单个LED封装中时，一个LED封装的长轴和短轴上的光分布可能彼此不同。
当布置波长转换单元130或当第二透镜230布置在第一透镜140上时，如上所述的光分布可能扭曲得更加严重。结果是，当光源120的长轴方向和短轴方向全部与图13A和图13B所示相同时，光分布扭曲得更加严重。在根据实施例的发光模块100A至100M的情况下，多个光源120布置为使得光源120的长轴方向或短轴方向的至少之一在列方向或行方向的至少一种方向上交替改变。因此，与根据比较实施例的发光模块相比，根据实施例的发光模块100A至100M可以补偿(offset)长轴方向和短轴方向上的不同的光分布，因此可以具有优良的光分布。
另外，可以使用多个发光模块实现具有预定尺寸的照明设备。在这种情况下，照明设备中的光分布均匀度可能由于发光模块中的光分布差异而退化。
图15为示出根据比较实施例的均匀(symmetrical)照明设备和不均匀(asymmetrical)照明设备的亮度分布和色度分布的图形。在本文中，根据比较实施例的均匀照明设备包括64个正方形LED封装，而根据比较实施例的不均匀照明设备包括255个长方形LED封装。
参照图15，能够看出，与根据比较实施例的不均匀照明设备相比，根据比较实施例的均匀照明设备具有优良的亮度分布和色度分布。尤其，能够看出光源存在于明亮区域中，并且图案形成在各光源之间的区域，如图15所示。
图16为示出根据比较实施例的照明设备和根据实施例的照明设备的平面内亮度(勒克斯)分布和平面内色度(Color)分布的图形。在本文中，附图标记330表示光源120之间的区域，附图标记332表示光源120的上表面(或顶面)。
图17为示出根据图16所示的比较实施例和实施例(情况1至4)的照明设备的光照度分布的图形。在本文中，横轴表示距离(mm)，纵轴表示规范化光照度。横轴上的数字“0”表示照明设备的中心。
在图16中，比较实施例示出光源120布置为图13A所示，并且具有54mm的间距P。
为了获得图16所示的图像，实现根据实施例的六个不同的照明设备(情况1至情况6)。
情况1示出根据一个实施例的照明设备中包括的多个光源的每一个具有51mm的短轴长度、52mm的长轴长度以及33.75mm的间距P，并且光源120布置成正方形平面形状，如图1所示。
情况2示出根据该实施例的照明设备中包括的光源的数量是25个，并且光源具有54mm的间距P，并且布置为如图1所示。
情况3示出根据该实施例的照明设备中包括的光源的数量是25个，并且光源具有50mm的间距P，并且布置为如图1所示。
情况4示出根据该实施例的照明设备中包括的光源的数量是36个，并且光源具有45mm的间距P，并且布置为如图1所示。
情况5示出根据该实施例的照明设备中包括的光源的数量是25个，并且光源具有54mm的间距P，并且布置为菱形，如图11所示。
情况6示出根据该实施例的照明设备中包括的光源的数量是25个，并且光源布置成菱形，如图11所示。
参照图16和图17，明亮区域与暗区域之间的光照度差异大约相当于比较实施例情况下的9％，明亮区域与暗区域之间的光照度差异大约分别相当于实施例(情况2和3)和实施例(情况4)情况下的7％和3％，这表明与根据比较实施例的照明设备相比，根据实施例的照明设备中的光照度差异相对较低。
从以上说明可以明显看出，当使用布置有用于补偿长轴方向和短轴方向上的光分布的多个光源的发光模块以实现根据实施例的照明设备时，由于均匀的亮度分布和色度分布，可以提高均匀度，因此可以减少制造成本，并且可以增强效率。
根据实施例的发光模块以及包括该发光模块的照明设备具有均匀的亮度和色度分布，因此能够以低制造成本和高效率制造。
虽然已经参照多个示例性实施例描述了实施例，但应理解的是，本领域技术人员可以设想出落入本公开原理的精神和范围的许多其它修改和实施例。更具体地，在本公开、附图和所附权利要求的范围内，主题组合布置的组成部件和/或布置可以有各种变型和修改。除了组成部件和/或布置的变型和修改之外，替代性使用对本领域技术人员也是显而易见的。

Claims (10)

1.一种发光模块，包括：
基底；以及
多个光源，布置在所述基底上，
其中所述多个光源中的至少一些光源具有长方形平面形状，并且
其中所述多个光源布置为使得所述多个光源中的至少一些光源的长轴方向或短轴方向的至少之一在行方向或列方向中的至少一种方向上交替改变。
2.根据权利要求1所述的发光模块，其中所述基底与其上布置有所述多个光源的封装体对应，并且
所述多个光源分别与多个发光器件对应。
3.根据权利要求1所述的发光模块，其中所述基底与其上布置有所述多个光源的印刷电路板(PCB)对应，并且
所述多个光源分别与多个LED封装对应。
4.根据权利要求1所述的发光模块，其中所述多个光源分成在行方向上布置的多列光源，并且
所述多个光源布置为使得所述多列光源的相邻两个的短轴方向或长轴方向的至少之一在行方向上改变。
5.根据权利要求4所述的发光模块，其中所述多列光源布置为使得偶数列的光源在所述列方向上相对于奇数列的光源移位预定距离。
6.根据权利要求5所述的发光模块，其中所述预定距离是属于所述多列光源的每一列的多个光源在所述列方向上彼此间隔开的单位间距的一半。
7.根据权利要求1所述的发光模块，其中所述多个光源分成在列方向上布置的多行光源，并且
所述多个光源布置为使得所述多行光源的相邻两个的短轴方向或长轴方向的至少之一在列方向上改变。
8.根据权利要求7所述的发光模块，其中所述多行光源布置为使得偶数行的光源在所述列方向上相对于奇数行的光源移位预定距离。
9.根据权利要求8所述的发光模块，其中所述预定距离是属于所述多行光源的每一行的多个光源在所述行方向上彼此间隔开的单位间距的一半。
10.一种照明设备，包括：
根据权利要求1至9中的任何一项定义的所述发光模块；以及
光学元件，布置在所述发光模块上。
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