CN107710029B - 光学透镜和具有其的发光模块 - Google Patents

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Abstract

实施例公开一种光学透镜和具有该光学透镜的发光模块。所公开的发光模块包括：光学透镜，该光学透镜包括第一光透射主体，在第一主体下面、具有入射表面和在入射表面周围的图案的入射部，以及从第一主体的顶表面突出的发射部；发光元件，该发光元件具有其中设置有光学透镜的入射部的腔体、在腔体之内的发光二极管以及具有凹槽的第二主体，该凹槽具有面向腔体的周边的第一主体的外侧底表面；以及粘合剂，该粘合剂用于将光学透镜的第一主体的外侧底表面粘附到发光元件的凹槽，其中第一主体的底部被布置在凹槽内。

Description

光学透镜和具有其的发光模块
技术领域
实施例涉及一种光学透镜。
实施例涉及一种具有多个发光芯片的发光器件，所述多个发光芯片具有不同相关色温。
实施例涉及一种具有光学透镜和在光学透镜下方的发光器件的发光模块。
背景技术
例如发光二极管的发光器件是将电能转换成光的一种半导体器件，并且作为用于现有的荧光灯、白炽灯等的替代品的下一代光源而备受关注。
因为发光二极管使用半导体器件产生光，所以与加热钨以产生光的白炽灯或者将通过高压放电产生的紫外线与荧光材料碰撞以产生光的荧光灯相比，发光二极管消耗非常低的电。
近年来，具有相机功能的移动设备的数量正在增加。这种移动设备可以具有内置闪光灯以提供夜间图像捕捉期间所需要的光量。在这方面，使用白色发光二极管(LED)作为相机闪光灯的光源已经增加。目前，使用发光二极管作为相机闪光灯的光源的方法包括使用反射器和外罩，该反射器由被设计为匹配具有相机视角的发光二极管的辐射角的具有反射率高的反射表面制成，一体化地形成闪光灯镜头、用于固定闪光灯镜头的仪器以及发光二极管封装等。
对于用于发光二极管的闪光灯镜头的需求日益增加。
发明内容
技术问题
实施例提供在多个入射部的周边上具有同心圆形状的图案的光学透镜。
实施例提供一种在光学透镜下方具有多个发光芯片的发光器件以及包括发光器件的发光模块。
实施例提供一种具有带有不同相关色温的多个发光芯片的发光器件以及包括该发光器件的发光模块。
实施例提供具有暖白色和冷白色LED的发光器件以及包括该发光器件的发光模块。
实施例提供一种发光模块，该发光模块具有在光学透镜和发光器件之间具有被改进的粘合区域的发光器件。
实施例提供一种发光模块，其中光学透镜的发射部突出以被耦合到壳体的开口。
技术方案
根据实施例，光学透镜包括：光透射的第一主体；在第一主体下方的入射部，该入射部包括入射表面和在入射表面的周边上具有不同半径的同心圆形状的图案；发射部，该发射部从第一主体的上部突出并且被配置为发射从入射部入射的光；以及突出部，该突出部突出到第一主体的外侧，其中发射部具有圆柱形形状，并且具有比第一主体的宽度小的直径。
根据实施例，发光模块包括：光学透镜，该光学透镜包括光透射的第一主体；在第一主体下方的入射部，该入射部包括入射表面和在入射表面的周边上的图案；以及发射部，该发射部从第一主体的上表面突出；发光器件，该发光器件具有第二主体，该第二主体具有其中光学透镜的入射部被布置的腔体；在腔体中的发光二极管；以及凹槽，其中第一主体的外部下表面面向腔体的周边；以及粘合剂，该粘合剂用于将光学透镜的第一主体的外部下表面结合到发光器件的凹槽，其中第一主体的下部被布置在凹槽中。
根据实施例，发光模块包括：光学透镜；以及发光器件，该发光器件具有在光学透镜下方的多个发光二极管；其中光学透镜包括光透射的第一主体和入射部，该入射部具有面对多个发光二极管的多个入射表面和在多个入射表面中的每个的周边上的同心图案，发光器件包括第二主体，该第二主体具有其中光学透镜的入射部被布置的腔体；多个引线框架，该多个引线框架被设置在腔体的底部上；以及多个电极焊盘，该多个电极焊盘被布置在第二主体的底部上，多个引线框架包括第一引线框架以及第二和第三引线框架，在该第一引线框架中布置多个发光二极管，该第二和第三引线框架被布置在第一引线框架的相对侧上；以及多个发光二极管，发射不同的相关色温。
有益效果
根据实施例，光学透镜可以被固定到发光器件。
实施例可以使用暖光和冷光的LED来调节相关色温(CCT)。
根据实施例，光学透镜的发射部突出到壳体的开口，并且因此可以防止外来物质(foreign substances)进入。
根据实施例，可以改进从光学透镜发射的光的均匀性。
根据实施例，附接在光学透镜上的盖透镜可以被去除。
根据实施例，可以改进用于闪光灯的光学透镜的光学可靠性。
根据实施例，可以改进光学透镜和具有光学透镜的闪光灯模块的可靠性。
附图说明
图1是根据实施例的发光模块的分解透视图。
图2是图1的发光模块的光学透镜和发光器件的横截面图。
图3是图1的耦合发光模块的平面图。
图4是沿图3的发光模块的线A-A截取的横截面图。
图5是沿着图3的发光模块的线B-B截取的截面图。
图6是图示图1的发光模块中的发光器件的详细配置的平面图。
图7是示出图1的发光模块中的光学透镜的透视图。
图8是图7的光学透镜的侧视图。
图9是图7的光学透镜的侧截面图。
图10是图7的光学透镜的后视图。
图11是图示其中图5的发光模块被耦合到壳体的示例的视图。
图12是图示图11的发光模块中的光学透镜的第一修改的视图。
图13是图示图11的发光模块中的光学透镜的第二修改的视图。
图14是图示图11的发光模块中的光学透镜的第三修改的视图，以及图15是图示在图11的发光模块中的光学透镜的第四修改的视图。
图16是图示根据实施例的发光器件的指向特性的视图。
图17是图示根据实施例的发光模块的光分布的视图。
图18是图示根据实施例的发光器件的发光芯片的视图。
具体实施方式
在对实施例的描述中，当描述每个层(膜)、区域、图案或结构形成在衬底、每个层(膜)、区域、焊盘或图案“上方/上面”或“下方/下面”时，术语“上方/上面”和“下方/下面”包括直接地或者间接地(通过插入另一层)在“上方/上面”和“下方/下面”被形成。此外，将参考附图描述每个层或结构的上方/上面或下方/下面的标准。
图1是根据实施例的发光模块的分解透视图；图2是图1的发光模块的光学透镜和发光器件的侧横截面图，图3是图1的耦合发光模块的视图，图4是沿图3的发光模块的线A-A截取的横截面图，图5是沿着图3的发光模块的线B-B截取的横截面图，并且图6是图示图1的发光模块中的发光器件的详细配置的平面图。
参考图1至图6，发光模块100包括光学透镜101和光学透镜101下方的用于向光学透镜101提供光的发光器件201。
光学透镜101包括光透射的第一主体110、在第一主体110下方的入射部120以及在第一主体110上的发射部130。入射部120和发射部130可以与第一主体110一体地形成。
根据实施例，光学透镜101使用诸如丙烯酸塑料材料的塑料材料，例如，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。有利的是，PMMA在透明度上优于玻璃并且易于处理和模制(mold)。
光学透镜101可以用作诸如光提取透镜或光扩散透镜的透镜。光学透镜101是用于改变从发光器件201发射的光的指向特性的构件，并且不具体限于此，但是可以使用具有1.4以上且1.7以下的折射率的透明材料。光学透镜101可以由折射率为1.49的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、折射率为1.59的聚碳酸酯(PC)的透明树脂材料、或者环氧树脂(EP)或透明玻璃的透明树脂材料形成。
发光器件201包括第二主体210，其具有其中布置光学透镜101的下部的腔体211；在腔体211的周边上的凹槽213；多个引线框架221、223、以及225；以及被布置在多个引线框架221、223和225中的至少一个上的发光二极管231和233。
参考图1和图8至图10，光学透镜101的入射部120从第一主体110朝着发光器件201突出。入射表面121和122可以形成在入射部120的下表面上，并且图案125可以形成在入射表面121和122的周边上。入射表面121和122可以具有预定尺寸的圆形或椭圆形。入射表面121和122可以是平坦的表面，球形的表面或非球形的表面，但不限于此。入射表面121和122可以被布置成多个，并且多个入射表面121和122可以彼此隔开。入射表面121和122包括第一入射表面121和第二入射表面122。
入射部120的入射表面121和122可以布置成与布置在发光器件201中的发光二极管231和233的数目相同的数目。例如，当发光二极管231和233的数目是多个时，多个入射表面121和122可以被布置为彼此隔开。入射表面121和122以及发光二极管231和233可以被布置成两个或更多个。
图案125可以在入射表面121和122的周边上具有凹凸结构。在图案125中，凸起图案可以以距入射表面121和122的中心具有不同半径的同心圆形状被布置并且会聚入射光。凸起图案的侧横截面可以包括半球形、多边形和具有弯曲表面的突出形状中的至少一个。被布置在第一入射表面121的周边上的图案125可以布置成距第一入射表面121的中心具有不同半径的同心圆形状。被布置在第二入射表面122的周边上的图案125可以被布置成距第二入射表面122的中心具有不同半径的同心圆形状。被布置在第一入射表面121的周边上的图案125的中心与被布置在第二入射表面122的周边上的图案125的中心可以彼此不同。
图案125的一部分可以被布置在多个入射表面121和122之间。入射部120的图案125可以在发射方向上会聚从不同的发光二极管231和233入射的光。
参考图3、图5、图6以及图8，光学透镜101的入射部120具有第一宽度D11，并且可以被布置在发光器件201的腔体211中。入射部120被布置成低于发光器件201的上表面212并且可以减少从发光二极管231和233发射的光的损耗。如图6中所示，发光器件201的上表面宽度B2可以比邻近边缘的区域窄。入射部120的第一宽度D11可以等于或窄于在图5和图6中所示的发光器件201的腔体211的宽度D1。入射部120的底视图形状可以是圆形形状，并且入射部120的外部形状可以是圆柱形形状。作为另一示例，当入射部120的底视图形状是多边形形状时，入射部120的外部形状可以是多边形柱状。腔体211的顶视图的形状可以与入射部120的底视图的形状相同。例如，腔体211的顶视图的形状可以是圆形形状。作为另一个示例，腔体211的顶视图的形状可以是椭圆形形状或多边形形状。
如图3中所示，发射部130从第一主体110的上表面突出，并且具有可以通过其发射光的表面。发射部130可以以第二宽度D12或者直径被布置，并且第二宽度D12或者直径可以等于或者宽于第一宽度D11或者直径。因为发射部130具有等于或大于入射部120的第一宽度D11的宽度D12，所以入射在入射部120上的光可以被有效地发射。
发射部130的第二宽度D12可以与发光器件201的腔体211的宽度D1相同或不同。发射部130的顶视图形状或上表面可以具有圆形形状，并且发射部130的外部形状可以具有圆柱形形状。作为另一示例，当入射部120的上表面是多边形表面时，入射部120的外部形状可以是多边形柱状。
如图8中所示，光学透镜101包括突出部115，并且突出部115可以突出到第一主体110的外部。第一主体110的宽度可以是突出部115的相对表面之间的距离。突出部115被布置为低于发射部130的上表面且高于入射部120的下表面，并且突出部115可以向外突出超出入射部120和发射部130的周边。突出部115可以被布置成比入射部120更靠近发射部130。
光学透镜101的发射部130被布置在第一主体110的突出部115的外部上表面112上面，并且可以从突出部115布置成台阶结构(stepped structure)。突出部115可以防止光学透镜101通过作为图11中所示的应用对象的壳体350的开口352被脱离。
发射部130以预定厚度T4从突出部115的外部上表面112突出，并且厚度T4可以在1mm以下，例如，0.5mm至0.9mm的范围中。当发射部130的厚度T4比上述范围薄时，不可能防止外来物质通过图11中所示的壳体350的开口352进入。当发射部130的厚度T4比上述范围厚时，发射部130可以从壳体350的表面突出，从而劣化壳体350的外观。
发射部130的上表面的整个区域或上表面的部分区域可以被布置为垂直地与入射部120重叠。因此，入射到入射部120的光可以通过发射部130有效地发射。
发射部130的上表面的整个面积或上表面的部分面积可以设置成在垂直方向上与发光器件201的腔体211的区域重叠，如图4和5中所示。因此，通过腔体211发射的光可以通过发射部130发射。
第一主体110的突出部115的外部下表面114可以形成为平坦表面。突出部115的外周可以是主体110的外周。突出部115的多个拐角区域可以是弯曲表面，并且任何一个拐角区域可以是成角度的表面。其中第一主体110的拐角区域中的任何一个被不同地成形的配置可以指示电极的极性的位置和光学透镜101的耦合方向。
如图1和图2中所示，光学透镜101被布置在发光器件201的区域上，并且具有不向外偏离超出发光器件201的侧表面的尺寸。光学透镜101可以被形成为具有要被插入到发光器件201中的尺寸。光学透镜101的宽度可以大于图6中的腔体211的宽度D1并且可以等于或小于凹槽213的宽度D2。光学透镜101的宽度可以是第一主体110的宽度D13。这里，第一主体110的宽度D13和凹槽213的宽度D2之间的误差范围可以具有例如从0.001μm到10μm的差的范围，其中第一主体110的下部可以插入到凹槽213中。在此，如图4中所示，第一主体110的厚度T1可以被布置为大于凹槽213的深度T2，这可以有助于光学透镜101的拆卸或组装。
发光器件201沿第一方向或第二方向的长度D3或D4可以比光学透镜101的宽度或第一主体110的宽度D13宽。
同时，发光器件201的第二主体210可以由相对于由发光二极管231和233发射的波长的反射材料形成。第二主体210包括诸如陶瓷材料的绝缘材料。陶瓷材料包括同时共烧的低温共烧陶瓷(LTCC)或高温共烧陶瓷(HTCC)。第二主体210的材料可以是AIN，并且可以由具有140W/mK或更高的导热率的金属氮化物形成。
作为另一示例，第二主体210可以由基于树脂的绝缘材料形成，例如，诸如聚邻苯二甲酰胺(PPA)的树脂材料、或陶瓷材料。第二主体210可以由包括硅树脂、环氧树脂或者塑料材料的热固性树脂、或者高耐热性和高耐光性的材料形成。硅树脂包括基于白色的树脂。
在第二主体210中形成腔体211，并且腔体211具有顶部开放的凹形。当从器件顶侧观察时，腔体211可以形成为圆形、椭圆形或多边形形状，并且不限于此。腔体211的侧表面可以以预定角度倾斜或垂直于腔体211的底部或引线框架221、223和225的上表面。
凹槽213可以沿着腔体211的周边被布置，并且可以具有从第二主体210的上表面212的台阶结构。凹槽213的外部形状具有与光学透镜101的第一主体110的外部形状相同的形状。第一主体110的下部可以插入到凹槽213中并且对应于第一主体110的下表面114。
如图6中所示，当腔体211是圆形时，腔体211的半径R1可以比凹槽213的相对的弯曲表面之间的线性距离的1/2(R2)窄。
凹槽213的上表面可以具有与第一主体110的下表面114相同的面积，或者可以被布置成更宽。凹槽213的外部形状被布置为与腔体211的形状不同，例如，以矩形形状布置，并且矩形形状的至少三个拐角的边缘区域被配置为以弯曲形状处理。凹槽213的上表面面积可以大于圆形形状的情况，并且此外，第一主体110可以被容易地插入。
凹槽213的上表面面积可以在第二主体210的整个上表面面积的30％至50％的范围中。当凹槽213的上表面面积大于上述范围时，处理和光学效率可能被劣化。当凹槽213的上表面面积小于上述范围时，光学透镜101可能被分离，并且模块的可靠性可能被劣化。
发光器件201的腔体211包括多个引线框架221、223和225以及发光二极管231和233。多个引线框架221、223和225被布置在腔体211的底部处并且彼此隔开。多个引线框架221、223和225被布置为至少两个或三个或更多个，并且不限于此。
多个引线框架221、223和225包括在腔体211的底部的中心侧的第一引线框架221和被布置在第一引线框架的相对侧上的第二引线框架223和第三引线框架225。第一至第三引线框架221、223和225可以彼此平行地布置。第一引线框架221可以被布置在第二引线框架223和第三引线框架225之间。第一引线框架221、第二引线框架223和第三引线框架225可以布置在腔体211中的第一轴线方向X上，并且可以彼此平行地布置。
第一至第三引线框架221、223和225可以由具有预定厚度的金属板形成，并且另一金属层可以电镀在金属板的表面上，并且不限于此。
多个引线框架221、223和225包括诸如钛(Ti)、铜(Cu)、镍(Ni)、金(Au)、铬(Cr)、钽(Ta)、铂(Pt)、锡(Sn)、银(Ag)和磷(P)，或两种物质的合金的金属材料中的至少一个。当引线框架221、223和225由合金形成时，引线框架221、223和225包括铜(Cu)和至少一种金属的合金，例如铜-锌合金、铜-铁合金、铜-铬合金、以及铜-银-铁。
发光二极管231和233可以被布置在第一引线框架221上并且可以被电连接到第一引线框架221。发光二极管231和233没有通过单独的布线被连接到第一引线框架221，但是可以通过导电粘合剂被结合。
发光二极管231和233可以被布置成多个，并且多个发光二极管231和233可以被布置成至少两个或更多个，并且不限于此。
多个发光二极管231和233包括第一和第二发光二极管231和233，第一发光二极管231可以通过布线239连接到第二引线框架223，并且第二发光二极管233可以通过布线239连接到第三引线框架225。布线239可以单个地或者复数地连接到发光二极管231和233中的每个，并且不限于此。
第一发光二极管231和第二发光二极管233可以被单独地驱动并且发射相同的颜色，例如白光。作为另一个示例，第一发光二极管231和第二发光二极管233可以发射蓝光、绿光、红光和黄光中的至少一种，并且不限于此。
第一发光二极管231可以是暖白色LED，并且第二发光二极管233可以包括冷白色LED。暖白色LED和冷白色LED是发射白光的设备。暖白色LED和冷白色LED可以通过辐射相关色温来发射混合光的白光，并且因此增加指示接近于自然太阳光的显色指数(CRI)。因此，能够防止实际对象的颜色失真，从而减少用户眼睛的疲劳。
冷白色LED可以发射在6000K至8,000K范围内的相关色温(CCT)，从而在没有红、绿和蓝LED的组合的情况下发射白光。暖白色LED可以发射2,000K至4,000K范围内的相关色温(CCT)，从而在没有红、绿和蓝LED的组合的情况下发射白光。冷白色LED和暖白色LED可以在一个腔体211中发射相应的色温，并且可以将混合的光发射到白光中，并且由此能够发射高显色性的白光。
如在图2和图4中所示，第一发光二极管231可以包括被布置在第一引线框架221上的第一发光芯片230和被布置在第一发光芯片230上的第一荧光体层232，并且可以实施为暖白色LED。第一发光芯片230可以通过导电粘合剂连接到第一引线框架221，并且可以通过布线239连接到第二引线框架223。第一发光芯片230可以是蓝色LED芯片，并且第一荧光体层232可以包括黄色荧光体。除了黄色荧光体之外，第一荧光体层232可以选择性地包括诸如绿色荧光体或红色荧光体的其他荧光体。
第二发光二极管233包括被布置在第一引线框架221上的第二发光芯片230A和被布置在第二发光芯片230A上的第二荧光体层234，从而实现为冷白色LED。第二发光芯片230A可以通过导电粘合剂连接到第一引线框架221，并且可以通过布线239连接到第三引线框架225。第二发光芯片230A可以是蓝色LED芯片，并且第二发光芯片荧光体层234可以包括红色和黄色荧光体中的至少一个或两者。除了荧光体之外，第二荧光体层234可以包括诸如绿色荧光体的其他荧光体。
第一发光二极管231和第二发光二极管233中的任何一个或两者可以根据该操作被驱动，并且第一发光二极管231和第二发光二极管233可以通过调节输入电流的强度发射冷和/或暖白光。
如图1、图5和图6中所示，第一保护器件235可以被布置在第二引线框架223上，并且第一保护器件235可以通过布线239被连接到第一引线框架221。第二保护器件237可以设置在第三引线框架225上，并且第二保护器件237可以通过布线239被连接到第一引线框架221。因此，第一保护器件235可以被电连接到第一发光芯片230，第二保护器件237可以被电连接到第二发光芯片230A。第一保护器件235和第二保护器件237可以被实现为晶闸管、齐纳二极管或瞬态电压抑制(TVS)，并且齐纳二极管保护第一发光芯片230和第二发光芯片230A中的每个免受静电放电(ESD)的影响。
这里，连接到第一保护器件235和第二保护器件237的布线239可以被布置在第一发光芯片230和第二发光芯片230A之间的区域中。连接到第一和第二保护器件235和237的布线239可以被布置在第一和第二发光二极管231和233之间的区域中。这里，第一和第二发光二极管231和233之间的距离B1大于保护器件235和237的宽度，并且因此能够容易地插入布线239，并且能够防止热干扰。
如图4和图5中所示，第一至第三电极焊盘222、224和226被布置在第二主体210下方，并且第一至第三电极焊盘222、224和226可以分别连接到第一至第三引线框架221、223和225。第一至第三电极焊盘222、224和226可以通过被布置在第二主体210中的通孔电极229彼此连接，并且不限于此。
如图5和图11中所示，发光模块100可以安装在电路板330上。第一至第三电极焊盘222、224和226可以被布置在电路板330上并且被电连接到电路板330的电路图案。电路板330可以包括树脂PCB、金属芯PCB(MCPCB)和柔性PCB(FPCB)，并且不限于此。
当电力被供应到发光器件201时，第一发光二极管231和第二发光二极管233被驱动，并且从第一发光二极管231和第二发光二极管233发射的光通过入射表面121和122入射，并且因此能够通过入射表面121和122的周边上的图案125入射一些光。光学透镜101的发射部130发射入射光。这里，图16图示根据实施例的发光器件的定向角度分布，并且图17是图示根据实施例的发光模块100的光均匀性的图。
将会描述根据实施例的光学透镜101耦合到发光器件201的工艺。如图1和图2中所示，光学透镜101被定位在发光器件201上，然后如图3和图4中所示，光学透镜101的入射部120被插入到腔体211中，并且第一主体110的外周被布置在凹槽213的上表面上。光学透镜101可以被耦合到发光器件201并且因此如在图3至图5中所示的发光模块100可以被提供。
光学透镜101的入射部120被布置在腔体211中。入射部120的入射表面121和122中的每个可以分别被布置为面对第一发光二极管231和第二发光二极管233。
这里，第一主体110的突出部115的外部下表面114可以用粘合剂250粘附到凹槽213的上表面，例如，台阶结构的上表面。粘合剂250可以包括诸如硅树脂或环氧树脂的粘合材料。粘合剂250可以包括用于保护发光二极管231和233的防潮材料，并且不限于此。
凹槽213的上表面面积和与凹槽213的上表面相对应的第一主体110的突出部115的外部下表面114被广泛地提供，并且因此光学透镜101能够被稳固地粘附到凹槽213。另外，提供与第一主体110的外部形状相同的凹槽213的外部形状，并且因此外部下表面114和第一主体110的外侧表面能够被有效地粘附到凹槽213中。
发光模块100可以将光学透镜101耦合到发光器件201中，并且然后可以如图11中所示安装在电路板330上，或者发光模块100可以将发光器件201安装在电路板330上，并且然后可以将光学透镜101耦合到发光器件201。发光模块100可以用作闪光灯模块。闪光灯模块可以应用于诸如蜂窝电话的移动终端、或室内或室外照明设备。
参考图11，发光模块100可以被布置在壳体350下方。开口352可以被布置在壳体350中，并且开口352可以形成在与光学透镜101的发射部130相对应的区域中。光学透镜101的发射部130被布置在壳体350的开口352中。开口352的外部形状可以具有与发射部130相对应的形状。
壳体350的下表面可以与光学透镜101的第一主体110的上表面112接触。壳体350的开口352的宽度D22可以比光学透镜101的第一主体110的宽度D13窄并且可以比发射部130的宽度D12宽。
光学透镜101的发射部130的宽度D12或直径可以与壳体350开口352的宽度D22或直径相同。这里，发射部130的宽度D12和壳体350的开口352之间的误差范围可以是例如0.001μm至10μm的误差范围，其中发射部130可以被插入到壳体350的开口352中。
参考图8和图11，光学透镜101的发射部130的厚度T4可以比壳体350的厚度T5薄。因此，发射部130的上表面没有在壳体350的上表面上方突出。发射部130的上表面被布置成比壳体350的上表面低并且高于第一主体110的上表面，并且因此能够防止外来物质通过开口352进入。另外，能够消除在光学透镜101上附接单独的开口上布置的透镜的必要性。
当从壳体350的外侧观察时，壳体350的上表面与光学透镜101的上表面之间的间隙的差小，并且因此光学透镜101的上表面可以被暴露于壳体350的外侧同时没有突出。另外，光学透镜101的上表面没有从壳体350的上表面过多地凹进，并且从而能够改进壳体350的外观。
图12至图15是图示根据实施例的发光模块100中的光学透镜101的修改的视图。
参考图12，发光模块100的光学透镜101包括具有发射部130的凹的上表面的弯曲表面132。凹曲面可以以1μm或更小的深度被形成，当凹曲面比该深度深时会有外来物质存在的问题。可以通过凹曲面132来调整照明路径。
参考图13，发光模块100的光学透镜101包括发射部130的整个上表面的凸曲面133。凸曲面133的顶部可以被布置成低于壳体350的上表面。凸曲面133可以防止外来物质累积在发光表面上。可以根据光学透镜101的凸曲面133来控制照明路径。
参考图14，在发光模块100的光学透镜101中，发射部130的上表面可以是球形或非球形表面，并且发射部130的外部表面135可以从第一主体110的突出部115的上表面112延伸到弯曲表面或者倾斜表面。弯曲表面或倾斜表面可以具有与壳体350的周边相对应的较大的面积，由此防止外来物质从外侧进入。
参考图15，发光模块100的光学透镜101可以被配置成使得发射部130的上表面132可以是平坦的、球形的或非球形的，并且发射部130的外部区域可以从第一主体110的突出部115的上表面112延伸到台阶结构137。壳体350的台阶区域357可以对应于台阶结构137。因此，能够防止外来物质通过壳体350的开口352进入光学透镜101的外周。
图18是图示根据实施例的发光芯片的另一示例的视图。
参考图18，发光芯片可以包括发光结构10，其包括多个半导体层11、12、13；在发光结构10下方的第一电极层20、在第一电极层20下方的第二电极层50、在第一电极层20与第二电极层50之间的绝缘层41以及焊盘25。
发光结构10可以包括第一半导体层11、有源层12和第二半导体层13。有源层12可以被布置在第一半导体层11和第二半导体层13之间。有源层12可以被布置在第一半导体层11下方，并且第二半导体层13可以被布置在有源层12下方。
例如，第一半导体层11可以包括添加有第一导电型掺杂物，例如，n型掺杂物的n型半导体层，并且第二半导体层13可以包括添加有第二导电型掺杂物，例如p型掺杂物的p型半导体层。另一方面，第一半导体层11可以被设置为p型半导体层，并且第二半导体层13可以被设置为n型半导体层。
第一半导体层11可以是例如n型半导体层。第一半导体层11包括InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)的组成式。第一半导体层11可以是诸如GaN、AlN、AlGaN、InGaN、InN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP和AlGaInP的III-V族元素的化合物半导体。第一导电掺杂物是n型掺杂物，并且包括诸如Si、Ge、Sn、Se和Te的掺杂物。
有源层12被布置在第一半导体层11下方并且选择性地包括单量子阱、多量子阱(MQW)、量子线结构或者量子点结构，并且包括阱层和势垒层的周期。阱层和势垒层的周期包括例如InGaN/AlGaN、InGaN/AlGaN、InGaN/InGaN、AlGaAs/GaA、InGaAs/GaAs、InGaP/GaP、AlInGaP/InGaP、InGaN/AlGaN、InGaN/AlGaN中的至少一对。
第二半导体层13被布置在有源层12下方。第二半导体层13可以包括掺杂有第二导电掺杂物，例如，组成式InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)的半导体。第二半导体层13可以包括诸如GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP和AlGaInP的化合物半导体中的至少一个。第二半导体层13可以是p型半导体层，并且第一导电型掺杂物可以包括作为p型掺杂物的Mg、Zn、Ca、Sr和Ba。
粗糙不平坦11A可以被布置在第一半导体层11的顶表面上，并且不平坦表面11A可以改进光提取效率。不平坦表面11A可以具有带有多边形或半球形的横截面。
第一电极层20被布置在发光结构和第二电极层50之间，并且被电连接到发光结构10的第二半导体层13，并且还被电连接到第二电极层50。第一电极层20包括第一接触层15、反射层17和包覆层19。第一接触层15被布置在反射层17和第二半导体层13之间，并且反射层17被布置在第一接触层15和包覆层19之间。第一接触层15、反射层17和包覆层19可以由不同的导电材料制成，但不限于此。
第一接触层15可以与第二半导体层接触，例如，与第二半导体层13欧姆接触。第一接触层15可以是由例如导电氧化物膜、导电氮化物或金属制成。第一接触层15可以由铟锡氧化物(ITO)、ITO氮化物(ITON)、铟锌氧化物(IZO)、IZO氮化物(IZON)、铝锌氧化物(AZO)、铝镓锌氧化物(AGZO)、铟锌锡氧化物(IZTO)、铟铝锌氧化物(IAZO)、铟镓锌氧化物(IGZO)、铟镓锡氧化物(IGTO)、锑锡氧化物(ATO)、镓锌氧化物(GZO)、IZO氮化物(IZON)、ZnO、IrOx、RuOx、NiO、Pt、Ag和Ti中的至少一个制成。
反射层17可以被电连接到第一接触层15和包覆层19。反射层17可以反射从发光结构10入射的光以执行用于增加提取到外部的光量的功能。
反射层17可以由具有70％或更多的光反射率的金属制成。例如，反射层17可以由包括Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au和Hf中的至少一种的金属或其合金制成。此外，反射层17可以使用上述金属或者合金以及诸如铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、铟锌锡氧化物(IZTO)、铟铝锌氧化物(IAZO)、铟镓锌氧化物(IGZO)、铟镓锡氧化物(IGTO)、铝锌氧化物(AZO)或锑锡氧化物(ATO)的光透射导电的材料被实现为多层。例如，根据实施例的反射层17可以包括Ag、Al、Ag-Pd-Cu合金或Ag-Cu合金中的至少一种。例如，反射层17可以具有其中Ag层和Ni层交替布置的结构，或者可以包括Ni/Ag/Ni或Ti层和Pt层。对于另一示例，第一接触层15可以被布置在反射层17下方，并且第一接触层15的至少一部分可以穿过反射层17以与第二半导体层13接触。作为另一示例，反射层17可以被布置在第一接触层15下方，并且反射层17的一部分可以穿过第一接触层15以与第二半导体层13接触。
根据实施例的发光器件可以包括被布置在反射层17下方的包覆层19。包覆层19与反射层17的底表面接触，并且接触部分34被耦合到焊盘25以用作用于传送供应到焊盘25的电力的线路层。包覆层可以由金属，例如，Au、Cu、Ni、Ti、Ti-W、Cr、W、Pt、V、Fe和Mo中的至少一种制成。
包覆层19的接触部分34被布置在不与发光结构10垂直重叠的区域中，以垂直地重叠焊盘25。包覆层19的接触部分34被布置在不与第一接触层15和反射层17垂直重叠的区域中。包覆层19的接触部分34被布置在比发光结构10的接触部分低的位置处以与焊盘25直接接触。
焊盘25可以作为单层或多层结构被提供。单层可以由Au制成，并且当焊盘25被设置为多层结构时，焊盘25可以包括Ti、Ag、Cu和Au中的至少两种材料。这里，在多层结构的情况下，可以提供Ti/Ag/Cu/Au的层压结构或者Ti/Cu/Au的层压结构。反射层17和第一接触层15中的至少一个可以与焊盘25直接接触，但是不限于此。
焊盘25可以被布置在第一电极层20的外壁与发光结构10之间的区域中。保护层30和光透射层45可以与焊盘25的周边接触。
保护层30可以被布置在发光结构10的底表面上以与第二半导体层13的底表面和第一接触层15接触并且还与反射层17接触。
保护层30的与发光结构10垂直地重叠的内部部分被布置成垂直地重叠突出51的区域。保护层30的外部部分可以从包覆层19的接触部分34向上延伸并且被布置成与接触部分34垂直地重叠。保护层30的外部部分可以与焊盘25接触，例如，被布置在焊盘25的圆周表面上。
保护层30的内部部分可以被布置在发光结构10和第一电极层20之间，并且外部部分可以被布置在光透射层45和包覆层的接触部分34之间。保护层30的外部部分可以从发光结构10的侧壁延伸到外部区域A1以防止湿气渗透。
保护层30可以被定义为沟道层、低折射率材料层或隔离层。保护层30可以由绝缘材料，例如，氧化物或氮化物制成。例如，保护层30可以由选自由SiO2、SixOy、Si3N4、SixNy、SiOxNy、Al2O3、TiO2、以及AlN组成的组中的至少一种材料制成。保护层30可以由透明材料制成。
根据实施例的发光器件可以包括用于使第一电极层20与第二电极层50电气地绝缘的绝缘层。绝缘层41可以被布置在第一电极层20与第二电极层50之间。绝缘层41的上部可以与保护层30接触。绝缘层41可以由例如氧化物或氮化物制成。例如，绝缘层41可以由从由SiO2、SixOy、Si3N4、SixNy、SiOxNy、Al2O3、TiO2以及AlN组成的组中选择的至少一种材料制成。
绝缘层41可以具有例如100纳米至2000纳米的厚度。当绝缘层41具有100纳米或更小的厚度时，绝缘特性可能劣化。当绝缘层41的厚度超过2000纳米时，在后续工艺中可能发生破裂。绝缘层41可以与第一电极层20的底表面和第二电极层50的顶表面接触，并且因此具有的厚度比保护层30、包覆层19、接触层15和反射层17中的每个的厚度大。
第二电极层50可以包括被布置在绝缘层41下方的扩散阻挡层52、被布置在扩散阻挡层52下方的结合层54和被布置在结合层54下方的导电支撑构件56，并且被电连接到第一半导体层11。此外，第二电极层50可以选择性地包括扩散阻挡层52、结合层54和导电支撑构件56中的一个或两个。扩散阻挡层52和结合层54中的至少一个可以被省略。
扩散阻挡层52可以由Au、Cu、Ni、Ti、Ti-W、Cr、W、Pt、V、Fe和Mo中的至少一种制成。扩散阻挡层52可以用作在绝缘层41和结合层54之间的扩散阻挡。扩散阻挡层52可以被电连接到结合层54和导电支撑构件56，并且还电连接到第一半导体层11。
当制造结合层54时，扩散阻挡层52可以执行用于防止包含在结合层54中的材料在反射层17的方向上扩散的功能。扩散阻挡层52可以防止诸如包含在结合层54中的锡(Sn)的材料对反射层17产生影响。
结合层54可以由阻挡金属或结合金属，例如，Ti、Au、Sn、Ni、Cr、Ga、In、Bi、Cu、Ag、Nb、Pd或Ta中的至少一个制成。根据实施例，导电支撑构件56可以通过支撑发光结构10执行散热功能。结合层54可以包括晶种层(seed layer)。
导电支撑构件56可以通过使用金属或载体衬底，例如，Ti、Cr、Ni、Al、Pt、Au、W、Cu、Mo、Cu-W或杂质被注入的半导体衬底(例如，Si、Ge、GaN、GaAs、ZnO、SiC和SiGe)被形成。导电支撑构件56可以是用于支撑发光器件100的层，并且具有对应于第二电极层50的厚度的80％的厚度，即，30μm或更大的厚度。
同时，第二接触层33被布置在第一半导体层11中以与第一半导体层11接触。第二接触层的顶表面可以被布置在比第一半导体层11的底表面高的位置处，被电连接到第一半导体层11，并且与有源层12和第二半导体层13绝缘。
第二接触层33可以被电连接到第二电极层50。第二接触层33可以被布置以穿过第一电极层20、有源层12和第二半导体层13。第二接触层33可以被布置在发光结构10中限定的凹槽2中，并且通过保护层30与有源层12和第二半导体层13绝缘。第二接触层33可以设置为多个，并且多个第二接触层33可以彼此隔开。
第二接触层33可以连接到第二电极层50的突出51，并且突出51可以从扩散阻挡层52突出。突出51可以穿过在绝缘层41和保护层30中限定的孔41A和3并且与第一电极层20绝缘。
第二接触层33可以由Cr、V、W、Ti、Zn、Ni、Cu、Al、Au和Mo中的至少一种制成。对于另一示例，突出51可以包括形成扩散阻挡层52和结合层54的材料中的至少一种，但是不限于此。例如，突出51可以包括Ti、Au、Sn、Ni、Cr、Ga、In、Bi、Cu、Ag、Nb、Pd或Ta中的至少一种。
焊盘25被电连接到第一电极层20并且暴露于发光结构10的侧壁外部的区域A1。焊盘25可以设置成一个或多个。例如，焊盘25可以由Au、Cu、Ni、Ti、Ti-W、Cr、W、Pt、V、Fe和Mo中的至少一种制成。
光透射层45可以保护发光结构10的表面，使焊盘25与发光结构10绝缘并且与保护层30的周边部分接触。光透射层45的折射率可以小于组成发光结构10的半导体层的折射率以改进光提取效率。光透射层45可以由例如氧化物或氮化物制成。例如，光透射层45可以是由从由SiO2、SixOy、Si3N4、SixNy、SiOxNy、Al2O3、TiO2、以及AlN组成的组中选择的至少一种材料制成。根据设计可以省略光透射层45。根据实施例，发光结构10可以由第一电极层20和第二电极层50驱动。
上述实施例中描述的特征、结构和效果被合并到至少一个实施例中，但是不限于仅一个实施例。此外，本领域技术人员能够为其他实施例容易地组合和修改在一个实施例中例示的特征、结构和效果。因此，这些组合和修改应该被解释为落入本发明的范围内。
尽管已经参考多个说明性实施例描述实施例，但是应该理解的是，本领域技术人员能够设计许多其他修改和实施例，这些修改和实施例将落入本公开的原理的精神和范围内。更具体地，在本公开、附图和所附权利要求的范围内，在主题组合布置的组件部分和/或布置中能够进行各种变化和修改。除了组件部分和/或布置的变化和修改之外，对于本领域技术人员而言，替代使用也将是显而易见的。
工业实用性
根据实施例，可以将光学透镜应用于相机闪光灯。
根据实施例，可以将光学透镜应用于移动终端。
根据实施例，具有光学透镜的发光模块可以应用于相机闪光灯或移动终端。

Claims (20)

1.一种光学透镜，包括：
光透射的第一主体；
入射部，所述入射部在所述第一主体的下部上、包括入射表面和在所述入射表面的周边上具有不同半径的同心图案；
发射部，所述发射部被布置在所述第一主体的上部上并且被配置成发射从所述入射部入射的光；以及
突出部，所述突出部突出到所述第一主体的外侧；
其中，所述突出部被布置为比所述入射部高并且比所述发射部低，
其中，所述突出部的上表面与所述发射部的上表面之间的距离小于所述突出部的下表面与所述入射表面之间的距离，
其中，所述发射部具有圆柱形形状，
其中，所述发射部具有在第一方向上比所述第一主体的突出部的宽度小的直径，
其中，所述突出部被布置在比所述入射部的横向表面和所述发射部的横向表面更外部的区域处。
2.根据权利要求1所述的光学透镜，其中，所述入射表面包括彼此隔开的多个入射表面，所述同心图案被布置在所述多个入射表面中的每个的外周上，并且所述同心图案的一部分被布置在所述多个入射表面之间。
3.根据权利要求2所述的光学透镜，其中，所述入射表面包括平坦的、球形的或非球形的表面。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的光学透镜，其中，所述发射部具有与所述入射部的直径相等的直径。
5.根据权利要求1至3中任意一项所述的光学透镜，其中，所述发射部的上表面的整个区域在垂直方向上与所述入射部重叠，以及
其中，所述发射部的上表面与在0.5mm至0.9mm的范围中的所述突出部的上表面间隔开。
6.根据权利要求1至3中任意一项所述的光学透镜，其中，所述发射部的上表面包括平坦的、球形的或非球形的表面。
7.根据权利要求1至3中任意一项所述的光学透镜，其中，所述发射部在外侧上包括倾斜表面或台阶结构。
8.一种发光模块，包括：
光学透镜，所述光学透镜包括：光透射的第一主体、在所述第一主体下方的入射部、以及在所述第一主体上突出的发射部，所述入射部包括入射表面和在所述入射表面的周边上的图案；
发光器件，所述发光器件具有包括腔体的第二主体、在所述腔体中的发光二极管、以及凹槽，在所述腔体中布置所述光学透镜的入射部，在所述凹槽中所述第一主体的外部下表面面向所述腔体的周边；以及
粘合剂，所述粘合剂用于将所述光学透镜的第一主体的外部下表面结合到所述发光器件的凹槽，
其中，所述第一主体的下部被布置在所述凹槽中，
其中，所述第一主体包括突出部，所述突出部被布置在比所述发射部低处并且被布置在比所述入射部高处，
其中，所述突出部的上表面与所述发射部的上表面之间的距离小于所述突出部的下表面与所述入射表面之间的距离，以及
其中，所述突出部被布置在比所述发射部的横向表面和所述入射部的横向表面更外部的区域处。
9.根据权利要求8所述的发光模块，其中，所述光学透镜的发射部和入射部具有圆柱形形状，以及
其中，所述突出部具有与所述发射部的形状不同的形状。
10.根据权利要求8所述的发光模块，其中，所述入射部的入射表面被设置为多个，所述发光二极管面向所述多个入射表面中的每个，并且所述多个发光二极管包括暖白色LED和冷白色LED。
11.根据权利要求9所述的发光模块，其中，所述发射部具有与所述入射部的直径相等的直径，并且所述图案在所述入射表面的周边上以同心凸起图案被形成。
12.根据权利要求9至11中任意一项所述的发光模块，其中，所述凹槽的外部形状与所述第一主体的形状相同，
其中，所述凹槽的上表面面积具有所述第二主体的上表面的总面积的30％至50％的范围。
13.根据权利要求9至11中任意一项所述的发光模块，其中，具有开口的壳体被布置在所述光学透镜上，
所述光学透镜的第一主体的上表面被布置在所述壳体的下表面上，以及
所述光学透镜的发射部被布置在所述壳体的开口中，以及
其中，所述发射部的上表面与在0.5mm至0.9mm的范围中的所述突出部的上表面间隔开。
14.根据权利要求13所述的发光模块，其中，所述光学透镜的发射部的上表面被布置成低于所述壳体的上表面。
15.一种发光模块，包括：
光学透镜；以及
发光器件，所述发光器件具有在所述光学透镜下方的多个发光二极管，
其中，所述光学透镜包括光透射的第一主体、以及入射部，所述入射部具有面对所述多个发光二极管的多个入射表面和在所述多个入射表面中的每个的周边上的同心图案，
所述发光器件包括具有腔体的第二主体、多个引线框架、以及多个电极焊盘，在所述腔体中布置所述光学透镜的入射部，所述多个引线框架被布置在所述腔体的底部上，所述多个电极焊盘被布置在所述第二主体的底部上，其中所述多个引线框架包括其中布置所述多个发光二极管的第一引线框架以及被布置在所述第一引线框架的相对侧上的第二引线框架和第三引线框架，
所述多个发光二极管发射不同的相关色温，
其中，所述光学透镜包括发射部，所述发射部在与所述入射部相反的方向上从所述第一主体突出，
其中，所述第一主体包括突出部，
其中，所述突出部被布置为比所述发射部的上表面低并且被布置为比所述入射部的下表面高，
其中，所述突出部的上表面与所述发射部的上表面之间的距离小于所述突出部的下表面与所述入射表面之间的距离，以及
其中，所述突出部被布置在比所述发射部的横向表面和所述入射部的横向表面更外部的区域处。
16.根据权利要求15所述的发光模块，还包括凹槽，所述凹槽被布置在所述发光器件的第二主体的上部的周边上。
17.根据权利要求16所述的发光模块，其中，所述突出部的下表面和所述凹槽的上表面具有相同的形状，并且所述凹槽的上表面具有所述第二主体的上表面的总面积的30％至50％的范围的面积，并且被结合到所述突出部的下表面。
18.根据权利要求15至17中任意一项所述的发光模块，其中，所述光学透镜的入射部被布置在所述发光器件的上表面下方，以及所述光学透镜的发射部被布置在所述发光器件的上表面上方。
19.根据权利要求15至17中任意一项所述的发光模块，其中，所述多个发光二极管包括暖白色LED和冷白色LED，并且所述多个发光二极管被单独地驱动。
20.根据权利要求18所述的发光模块，其中，所述发光器件的腔体、所述光学透镜的入射部和所述光学透镜的发射部具有圆形形状，
其中，所述突出部具有与所述发射部的形状和所述入射部的形状不同的形状。
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