CN110869665B - 照明模块 - Google Patents

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Abstract

实施方式中公开的照明模块包括:具有多个第一凹部的电路板;设置在电路板上并包括多个突起部的光学透镜;设置在光学透镜与电路板之间的发光装置;以及设置在电路板上的吸收层。光学透镜包括:底表面;具有在底表面的中心区域处凹入的入射表面的第二凹部;具有凸形弯曲表面的第一出射表面。突起部从底表面朝向电路板突起。第二凹部被设置在发光装置上,并且突起部被设置在第一凹部中。吸收层围绕电路板上的多个突起部中的至少一个。围绕突起部的吸收层被设置在距突起部的中心为突起部的半径的2.5倍或更小的区域中,并且突起部的中心被设置在距第二凹部的底部中心为底表面的半径的0.3倍至0.95倍的范围内。

Description

照明模块
技术领域
本发明涉及光学透镜、照明模块以及具有照明模块的照明单元。
背景技术
发光装置例如发光二极管是将电能转换为光的一种半导体装置,并且作为替代现有的荧光灯、白炽灯等的下一代光源正引起广泛地关注。
由于发光二极管使用半导体装置来产生光,因此与对钨进行加热以产生光的白炽灯相比,或与将通过高压放电而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力。
此外,由于发光二极管利用半导体装置的电位差来产生光,因此与现有的光源相比,发光二极管具有寿命长、响应快速特性和生态友好特性。
因此,正在进行许多用发光二极管代替现有光源的研究,并且使用发光二极管作为用于室内和室外使用的各种照明装置(例如灯、显示装置、电子显示板、路灯等)的光源的情况正在增加。
发明内容
技术问题
本发明的实施方式提供一种照明模块,在该照明模块中层被布置成吸收行进至电路板上的光学透镜的底表面的一些光。
本发明的实施方式提供一种照明模块,在该照明模块中用于吸收光的层被设置在行进至电路板上的光学透镜的底表面的光的亮度部分的区域上。
本发明的实施方式提供一种照明模块,该照明模块具有支承光学透镜的突起部以及在突起部周围以吸收亮度部分的区域上的光的吸收层。
本发明的实施方式提供一种照明模块,该照明模块能够通过将吸收层分散在由光学透镜反射并行进至电路板的光的亮度部分的区域上来降低中心亮度。
本发明的实施方式提供一种光学透镜,该光学透镜改变从在至少五个侧面处发光的发光装置入射的光的出射角;以及具有该光学透镜的照明模块。
本发明的实施方式提供发射至光的光束分散角之外的区域的光的发射角小于入射角的光学透镜以及具有光学透镜的照明模块。
技术解决方案
根据本发明的实施方式的照明模块包括:具有多个第一凹部的电路板;设置在电路板上的光学透镜;设置在光学透镜与电路板之间的发光装置;以及设置在电路板上的吸收层。光学透镜包括:底表面;具有凸形弯曲表面的第一出射表面;具有从底表面朝向第一出射表面凹入的入射表面的第二凹部;从底表面朝向电路板突起的多个突起部,其中,第二凹部被设置在发光装置上,多个突起部中的每一个的一部分被设置在第一凹部中,其中,吸收层围绕电路板上的多个突起部中的至少一个,并且围绕突起部的吸收层被设置在距突起部的中心为突起部的半径的2.5倍或更小的区域中,其中,突起部的中心被设置在距第二凹部的底部中心为底表面的半径的0.3倍至0.95倍的范围内。
根据本发明的实施方式,吸收层包括多个吸收层,并且多个吸收层被设置在突起部中的每一个周围,并且可以包括第一凹部与突起部之间的粘合构件。
根据本发明的实施方式,吸收层可以设置在距突起部的中心为突起部的半径的1.3倍至2.5倍的范围内。
根据本发明的实施方式,照明模块具有突起部的中心,突起部的中心可以被定位成基于第一出射表面与底表面的底部中心的角度在45度至85度的范围内。
根据本发明的实施方式,突起部的中心可以被定位成基于第一出射表面与发光装置的中心的角度在45度至85度的范围内。
根据本发明的实施方式,围绕突起部的吸收层的顶表面的面积可以小于突起部的底面积。
根据本发明的实施方式,围绕突起部的吸收层的顶表面的面积可以大于突起部的底面积并且小于其2.6倍。
根据本发明的实施方式,吸收层的面向光学透镜的底表面的顶表面面积可以被布置为透镜的底表面面积的11%或更小。
根据本发明的实施方式,吸收层可以以环形形状被设置在多个突起部中的每一个周围。
根据本发明的实施方式,粘合构件可以被设置在吸收层与突起部之间。
根据本发明的实施方式,吸收层可以包括沿着突起部的外围的多个吸收区域以及在多个吸收区域之间的间隔。
根据本发明的实施方式,突起部和吸收层被设置在亮度部分的区域上,在亮度部分中从发光装置发射的光被第一出射表面反射和透射,并且亮度部分的区域可以包括其中行进至底表面的光的发光强度是光学透镜的底表面的峰值的80%或更多的区域。
根据本发明的实施方式,光学透镜在电路板上沿第一方向被布置为复数个,光学透镜沿第二方向的长度长于电路板沿第二方向的长度,其中,光学透镜沿第一方向和第二方向的长度可以大于光学透镜的厚度。
根据本发明的实施方式的照明模块,包括:电路板上的多个第一凹部;设置在电路板上的发光装置;具有多个突起部并被设置在发光装置上的光学透镜;用于将突起部粘合至第一凹部的粘合构件,其中,电路板包括被布置在多个第一凹部中的每一个周围的吸收层;其中,光学透镜包括底表面、在底表面的中心区域中凹入的第二凹部、围绕第二凹部的入射表面以及在上部具有凸形弯曲表面的第一出射表面,其中,突起部从底表面朝向电路板突起,其中,突起部相比于底表面的内部第一边缘部分更靠近外部第二边缘部分,并且突起部和吸收层可以被设置在其中从发光装置发射的光被第一出射表面反射和收集的亮度部分的区域上。
根据本发明的实施方式,粘合构件被设置在突起部与吸收层之间,并且粘合构件可以设置在光学透镜的底表面与电路板的顶表面之间。
根据本发明的实施方式,吸收层延伸至粘合构件与电路板之间的区域中,并且粘合构件可以被设置在吸收层与光学透镜的底表面之间。
根据本发明的实施方式,吸收层的一个或多个区域可以具有环形形状。
根据本发明的实施方式,吸收层可以包括沿突起部的外围设置的多个吸收区域以及在多个吸收区域之间的间隔。
根据本发明的实施方式,多个吸收区域可以具有彼此相同的圆弧的长度,或者吸收区域中的至少两个吸收区域可以具有不同的圆弧的长度。
根据本发明的实施方式,吸收层的顶表面的面积可以大于间隔的面积。
根据本发明的实施方式,亮度部分的区域可以包括其中行进至底表面的光的发光强度为光学透镜的底表面的峰值的80%或更多的区域。
根据本发明的实施方式,光学透镜在电路板上沿第一方向被布置为复数个,并且光学透镜沿第二方向的长度长于电路板沿第二方向的长度,其中,光学透镜沿第一方向和第二方向的长度可以大于光学透镜的厚度。
实施方式的照明单元可以包括照明模块上的光学片。
有利效果
本发明的实施方式可以吸收从位于光学透镜的底部处的亮度部分的区域反射的光,从而改善光学透镜的亮度分布。
本发明的实施方式可以通过在光学透镜的亮度部分的区域上设置电路板的吸收层来降低光学透镜的中心区域的发光亮度。
本发明的实施方式可以通过在光学透镜的亮度部分的区域上设置电路板的吸收层来改善发射至光学透镜的光的FWHM(半最大值全宽度)。
本发明的实施方式可以减少由从光学透镜提取的光而导致的噪声诸如热斑。
本发明的实施方式可以减少相邻光学透镜之间的光学干涉。
本发明的实施方式可以通过使相邻光学透镜之间的干涉最小化来改善图像。
本发明的实施方式可以减少不同电路板上的光学透镜之间的干涉。
本发明的实施方式可以通过光学透镜在发光装置之间提供宽间隙,从而减少光学透镜之间的干涉。
本发明的实施方式可以减少设置在照明单元中的发光装置的数目。
本发明的实施方式可以提高具有光学透镜的照明模块的可靠性。
本发明的实施方式可以提高具有光学透镜的照明单元的可靠性。
本发明的实施方式可以提高善具有照明模块的照明系统的可靠性。
附图说明
图1是根据本发明的实施方式的照明模块的平面图。
图2是图1的光学透镜的侧截面图。
图3是图1的光学透镜的底视图。
图4是沿着图1的照明模块的线B-B截取的截面图。
图5是沿着图1的照明模块的线C-C截取的截面图。
图6是沿着图1的线A-A截取的截面图,并且是用于说明光的路径的图。
图7是示出了根据图6的光学路径的亮度部分的区域的平面图。
图8是根据本发明的实施方式的照明模块的光学透镜的透视图,并且是示出了电路板上的吸收层和光学透镜的突起部的平面图。
图9是图8中的电路板的吸收层和光学透镜的突起部的放大图。
图10是示出了图9的照明模块中的电路板的吸收层、光学透镜的突起部以及电路板上的第一凹部的放大图。
图11是图10中的吸收层的另一个示例。
图12是图10中的突起部的另一个示例。
图13是图10中的突起部的另一个示例。
图14是图7的照明模块中的吸收层的第一变型。
图15是图7的照明模块中的吸收层的第二变型。
图16是图7的照明模块中的吸收层的第三变型。
图17是图7的照明模块中的吸收层的第四变型。
图18是图7的照明模块中的吸收层的第五变型。
图19是图7的照明模块中的吸收层的第六变型。
图20是图7的照明模块中的吸收层的第七变型。
图21是图4的照明模块中的光学透镜的变型。
图22是其中在图6的照明模块中修改了光学透镜的突起部的数目的示例。
图23是示出了根据本发明的实施方式的其中光学透镜布置在照明模块中的电路板上的示例的图。
图24是示出了根据本发明的实施方式的其中光学片设置在照明模块上的示例的图。
图25是示出了根据本发明的实施方式的具有照明模块的照明单元的平面图。
图26是示出了根据本发明的实施方式的布置在电路板上的发光装置的详细配置的第一示例。
图27是根据本发明的实施方式的设置在电路板上的发光装置的第二示例。
图28是将根据本发明的实施方式的光学透镜所发射的光的中心亮度与比较例相比较的曲线图。
图29是将根据本发明的示例的光学透镜所发射的光的FWHM(半最大值全宽度)与比较例相比较的曲线图。
具体实施方式
在下文中,实施方式通过附图和实施方式的描述将变得明显。在实施方式的描述中,当描述每个层(膜)、区域、图案或结构形成在基板“上方/上”或“下方/下”时,每个层(膜)、区域、焊盘或图案包括“直接地”或“间接地(通过插入另一层)”形成在基板的“上方/上”和“下方/下”两种情况。此外,将参照附图描述每层的上方/上或下方/下的标准。在实施方式的描述中,贯穿附图的描述,相同的附图标记表示相同的元件。
在下文中,将参照附图描述光学透镜、电路板以及包括光学透镜和电路板的照明模块。
图1是根据本发明的实施方式的照明模块的平面图;图2是图1的光学透镜的侧截面图;图3是图1的光学透镜的底视图;图4是沿着图1的照明模块的线B-B截取的截面图;图5是沿着图1的照明模块的线C-C截取的截面图;图6是沿着图1的线A-A截取的截面图,并且是用于示出光的路径的图;图7是示出了根据图6的光学路径的亮度部分的区域的平面图;图8是根据本发明的实施方式的照明模块的光学透镜的透视图,并且是示出了电路板上的吸收层和光学透镜的突起部的平面图;图9是图8中的电路板的吸收层和光学透镜的突起部的放大图;图10是示出了图9的照明模块中的电路板的吸收层、光学透镜的突起部以及电路板上的第一凹部的放大图。
图1至图5,照明模块301包括发光装置100、设置在发光装置100上的光学透镜300、以及设置在发光装置100下方的电路板400。在以下描述中,第一方向是X轴方向或横向方向,第二方向是Z轴方向或与第一方向正交的纵向方向,第三方向是与第一方向和第二方向正交的Y轴方向、高度方向或中心轴方向。
至少一个或两个或更多个发光装置100可以设置在光学透镜300下方。发光装置100可以设置在光学透镜300和电路板400之间。发光装置100通过从电路板400接收电力被驱动,并且发射光。所发射的光可以通过光学透镜300被折射,并且被发射。
发光装置100可以包括具有化合物半导体的LED芯片例如紫外线(UV)LED芯片、蓝色LED芯片、绿色LED芯片、白色LED芯片、红色LED芯片和红外线中的至少一个。发光装置100可以包括II-VI族化合物半导体和III-V族化合物半导体中的至少一种或两者。发光装置100可以发射蓝光、绿光、蓝光、紫外光、红外光或白光中的至少一种。发光装置100可以被定义为光源。发光装置100可以作为倒装芯片、水平芯片或垂直芯片被设置在电路板400上,但是本发明不限于此。
参照图4,发光装置100可以包括顶表面S1和多个侧表面S2。发光装置100通过顶表面S1和多个侧表面S2发光。发光装置100可以在其表面上包括磷光体层(未示出)。磷光体层可以包括红色磷光体、绿色磷光体、蓝色磷光体和黄色磷光体中的至少一个或更多个。发光装置100通过顶表面S1和多个侧表面S2发光,并且具有例如五个或更多个发光表面。发光装置100的多个侧表面S2可以包括至少四个侧表面,并且可以是发光表面。
发光装置100可以提供五个或更多个侧面的发光表面,并且增加光的光束分散的角度分布。从发光装置100发射的光的光束分散的角度分布可以是130度或更大,例如140度或更大。发光装置100的光束分散的角度分布的FWHM(半最大值全宽度)可以是65度或更大,例如70度或更大。通过提供从发光装置100发射的光的光束分散的宽角度分布,使用光学透镜300的光扩散更加容易。
如图2和图3中所示,光学透镜300可以改变从发光装置100发射的光的路径,并且然后将光提取到外部。光学透镜300在第一方向和第二方向上的长度D5和D4可以大于光学透镜300的厚度D3。长度D5和D4的值可以是厚度D3的值的2.5倍或更大,例如3倍或更大。光学透镜300在第一方向和第二方向上的长度D5和D4可以是14mm或更大。光学透镜300可以是在第一方向和第二方向上具有长度D5和D4的各向同性透镜,或者在任一方向上具有不同长度的各向异性透镜。光学透镜300在第一方向和第二方向上的长度D5和D4可以在上述范围内被设置为比厚度D3更宽。这样的光学透镜可以在照明单元例如背光单元的整个区域上提供均匀的亮度分布,并且可以减小照明单元的厚度。光学透镜300的本体可以包括聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、硅或环氧树脂或者玻璃中的至少一种。光学透镜300可以包括折射率在1.4至1.7范围内的透明材料。
光学透镜300包括:设置在透镜本体的底部处的底表面310;在底表面310的中心区域中向上凹入的第二凹部315;第二凹部315周围的入射表面320以及在透镜本体的外表面上的出射表面330和335。例如,出射表面330和335包括具有凸形弯曲表面的第一出射表面330和设置在外圆周处的第二出射表面335。
光学透镜300的底表面310可以包括水平表面、倾斜表面、平坦表面、弯曲表面、或者弯曲表面和平坦表面。底表面310可以包括相对于电路板400的顶表面的倾斜表面和/或弯曲表面。底表面310可以被设置在相对于电路板400的顶表面上的水平直线X0的倾斜表面或/和弯曲表面上。底表面310可以包括反射表面。底表面310可以被形成为不平坦表面、具有粗糙表面的雾度表面,以防止光的再反射或者成为散射光。
光学透镜300的底表面310包括第一边缘部分23和第二边缘部分25。第一边缘部分23是入射表面320与底表面310之间的边界点,并且可以是底表面310的底部点。第一边缘部分23可以是底表面310的区域的最低点。第一边缘部分23的位置可以被定位成使得穿过第一边缘部分23的水平直线低于第二边缘部分25。第一边缘部分23可以是入射表面320的下圆周。第二边缘部分25可以是底表面310的外边缘。第二边缘部分25可以是底表面310与第二出射表面335之间的边界点。第一边缘部分23和第二边缘部分25可以形成在底表面310的两端上。连接第一边缘部分23的底视图形状可以是圆形或椭圆形,以及连接第二边缘部分25的底视图形状可以是圆形或椭圆形。第一边缘部分23的底视图形状和第二边缘部分25的底视图形状可以彼此相同或不同。
如图5中所示,光学透镜300的底表面310的第一边缘部分23被设置成比第二边缘部分25更靠近电路板400的顶表面。底表面310的第一边缘部分23可以与电路板400的顶表面接触,并且第二边缘部分25可以以最大间隔T0与电路板400的顶表面间隔开。第二边缘部分25可以设置在低于发光装置100中的有源层的位置的位置处,从而防止光损失。如图2中所示,第一边缘部分23可以设置成低于第二边缘部分25的水平直线X6,并且入射表面320的下部可以面向发光装置100的侧表面。如图4和图5中所示,相对于中心轴Y0电路板400的顶表面与光学透镜300的底表面310上的水平线X0之间的角度θ5小于5度,并且可以在例如从0.5度到4度的范围内。角度θ5可以是相对于中心轴Y0电路板400的顶表面与连接两个边缘部分23和25的直线X0之间的角度。由于底表面310布置在具有倾斜角θ5的平面或弯曲表面中,因此底表面310反射通过发光装置100的侧表面S2入射的光,光可以通过第二出射表面335被透射或者可以沿另一个方向被反射。从第二出射表面335发射的光的出射角可以小于通过入射表面320进入的入射角。因此,可以减少与设置在另一相邻电路板上的光学透镜300之间的光学干涉。此外,可以提高通过光学透镜300的第二出射表面335发射的光的量。
第二凹部315从底表面310的预定区域凹入,例如,从中心区域朝向第一出射表面330凹入或沿中心轴Y0向上凹入。第二凹部315可以朝向中心或第一出射表面330具有更深的深度。中心轴Y0可以垂直于底表面310的水平直线或者可以是光轴方向。中心轴Y0的方向可以是与电路板400的顶表面正交的第三方向。中心轴(图5中Y0)的方向可以垂直于第一方向X和第二方向Z。
参照图2,第二凹部315在第一方向或第二方向上的宽度可以朝向第二凹部315的第一顶点21逐渐变窄。第二凹部315的底部宽度D1可以具有第二凹部315中最宽的宽度。第二凹部315可以具有半球形或半椭圆形,并且第二凹部315的下表面可以具有圆形或多边形。第二凹部315的底部宽度D1相对于第一方向X和第二方向Z可以相同或不同。第二凹部315可以包括入射表面320,并且入射表面320被设置在第二凹部315周围。入射表面320可以包括弯曲表面。入射表面320可以由具有贝塞尔曲线(Bezier curve)的旋转体形成。入射表面320的曲线可以是样条,例如三次曲线(cubic)、B样条或T样条。入射表面320的曲线可以被实现为贝塞尔曲线。
发光装置100的至少一部分可以设置在第二凹部315中。发光装置100可以插入至第二凹部315中。入射表面320可以是第二凹部315的表面,并且可以被设置在发光装置100的顶表面S1和侧表面S2的外侧上。光学透镜300的入射表面320可以面向发光装置100的顶表面S1和多个侧表面S2。从发光装置100的侧表面S2发射的光被照射至入射表面320,使得可以减小光损失。入射表面320以预定角度折射入射在第二凹部315上的光,并将光提供至出射表面330和335。
光学透镜300的入射表面320的底部宽度D1或直径可以是第二凹部315的底部宽度或直径,并且可以大于发光装置100的宽度W1。入射表面320和第二凹部315可以具有以下尺寸,该尺寸使得从发光装置100发射的光可以容易地入射在入射表面320和第二凹部315上。
第二凹部315的深度D2是从底部中心到第二凹部315的顶点的距离,并且等于或大于第二凹部315的底部宽度D1。第二凹部315的深度D2可以具有光学透镜300的厚度D3的75%或者更大例如80%或者更大的深度。第二凹部315的深度D2可以是第一出射表面330的顶点与底表面310或第一边缘23之间的距离的80%或者更大。即使第一出射表面330的中心区域31由于第二凹部315的深度D2深而不具有全反射表面或负曲率,使得所发射的光也可以被横向地发射。即,入射表面320折射光,所述光通过与顶点21相邻的中心区域31,并且被折射的光可以通过中心区域31远离中心轴沿向外方向发射。第二凹部315的深度D2是从底部中心到入射表面320的顶点21的深度。入射表面320的顶点21的深度被设置为深,使得入射光可以相对于入射在顶点21和顶点的外围区域上的光沿着横向方向被折射。
第二凹部315的底部宽度D1与发光装置100的宽度W1的比率D1:W1可以在1.8:1至3.0:1的范围内。当第二凹部315的底部宽度D1被设置为等于或小于发光装置100的宽度W1的三倍时,从发光装置100发射的光入射在入射表面320上。
第一出射表面330的中心区域31可以是在距中心轴Y0预定距离之内的区域中的凸形弯曲表面或平坦表面。第一出射表面330的中心区域31与第二出射表面335之间的侧部区域32可以被设置为凸形弯曲形状。侧部区域32的曲率半径可以小于中心区域31的曲率半径。中心区域31是在竖直方向上与第二凹部315交叠的区域,以及侧部区域32形成在中心区域31的外部区域中并且可以是在竖直方向上与底表面310交叠的区域。
如图2中所示,第二凹部315与第一出射表面330之间的最小距离D6是第二凹部315的顶点21与第一出射表面330的顶点之间的间隔。距离D6可以是例如1.5mm或更小,并且可以在例如0.6mm至1mm的范围内。当第二凹部315的顶点21与第一出射表面330的顶点之间的距离D6大于1.5mm时,将要增加的光量可能导致热斑现象。当第二凹部315的顶点21与第二出射表面31之间的距离D6小于0.6mm时,存在光学透镜300的中心侧刚性变弱的问题。通过将第二凹部315与第一出射表面330之间的距离D6布置在上述范围内,即使第二出射表面335的中心区域31可能不形成为全反射表面或负曲率,中心区域31周围的发光路径也可以沿水平方向扩散。这是因为第二凹部35的顶点21位于更靠近第一出射表面330的凸形顶点的位置,所以可以增加通过入射表面320向第一出射表面330的侧部行进的光。因此,可以增加在光学透镜300的中心区域31中沿横向方向扩散的光量。第二凹部315的顶点21可以被设置成相比于从第二出射表面335的第三边缘部分35水平延伸的直线X5更靠近第一出射表面330的中心区域的顶点。
第一出射表面330包括弯曲表面,以及第二出射表面335包括平坦竖直表面。第一出射表面330和第二出射表面335以预定角度折射通过入射表面320入射的光并且发射光。第一出射表面330和第二出射表面335可以折射入射在入射表面320上的光并且将光作为漫射光发射。
第一出射表面330可以形成为弯曲表面,光在弯曲表面上的整个区域中被发射。第一出射表面330的中心区域31可以具有顶点或峰,并且可以包括从中心区域31的顶点被连续地连接的弯曲表面。第一出射表面330可以随着距第二凹部315的底部中心的距离远离中心轴(图5中的Y0)而逐渐变更大。随着距第二凹部315的底部中心的距离远离第一出射表面330的顶点,第一出射表面330可以变更大。此时,第一出射表面330处的光的折射之后的相对于中心轴(图5中的Y0)的出射角可以大于折射之前的入射角。第一出射表面330可以由具有贝塞尔曲线的旋转体形成。第一出射表面330的曲线可以是样条、三次曲线、B样条或T样条。第一出射表面330的曲线可以被实现为贝塞尔曲线。除了侧突起部360之外,光学透镜300可以相对于中心轴Y0以旋转对称的形状来设置。
入射表面320和第一出射表面330可以具有正曲率半径。第一出射表面330的中心区域31和侧部区域32可以具有不同的曲率而不具有负曲率。第一出射表面330的中心区域31可以包括具有零曲率的区域。第一出射表面330的曲率半径可以大于入射表面320的曲率半径。作为另一个示例,第一出射表面330的斜率可以小于入射表面320的斜率。随着距入射表面32的顶点21的距离增加,入射表面320与第一出射表面330的中心区域31之间的竖直直线距离可以变得更大。随着距中心区域31的距离增加,第一出射表面330与底表面310之间的竖直直线距离可以逐渐减小。
第二出射表面335被设置在第一出射表面330的下表面周围,以将入射光折射。第二出射表面335可以是具有竖直表面或倾斜表面的平面。第二出射表面335可以是例如与电路板400的顶表面垂直的表面或倾斜表面。当第二出射表面335被形成为倾斜表面时,第二出射表面335可以在模具注塑期间容易地分离。第二出射表面335可以包括与第一出射表面330相邻的第三边缘35。第三边缘部分35可以是第二出射表面335的上端或者是第一出射表面330与第二出射表面335之间的边界点。第二出射表面335可以具有第二边缘部分25和第三边缘部分35。
第二出射表面335接收发射至发光装置100的侧表面S2的一些光(图6中的L2)并折射光。此时,在第二出射表面335上,相对于中心轴Y0,所发射的光的出射角可以小于折射之前的入射角。因此,相邻的光学透镜之间的光干涉距离(图23中的G1)可能被延长。通过第二出射表面335发射的光的一部分和发射到第一出射表面330的光的一部分可以在光学透镜的外围彼此混合。作为一种实施方式,第二出射表面335可以具有不平坦表面。不平坦表面可以形成为粗糙的雾度表面。不平坦表面可以是在其上形成散射粒子的表面。
光学透镜300包括在最外侧突起的侧突起部360。侧突起部360从光学透镜300的第二出射表面335的一部分向外突起。侧突起部360可以沿第二方向Z或沿第一方向X设置。当侧突起部360被设置在第二方向上时,侧突起部360可以从电路板400的区域向外突起,并且可以被设置在沿竖直方向不与电路板400交叠的区域中。侧突起部360可以被定义为作为用于注塑时的门的区域的切口部的门部(gate portion)、切口部、突起部、或标记部。一个或更多个侧突起部360可以设置在光学透镜300上。侧突起部360可以被形成为外侧上的粗糙表面。在此,侧突起部360的粗糙表面可以具有高于第一出射表面330的表面粗糙度的表面粗糙度。由于粗糙表面被设置为透射比低于第一出射表面330的透射比,因此可以减少与其他光学透镜的光学干涉。
如图3和图5中所示,光学透镜300包括设置在其下部的多个突起部350。突起部350从光学透镜300的底表面310向下即朝向电路板400突起。多个突起部350可以被固定在电路板400上,以支承光学透镜300并且防止光学透镜300倾斜。用于插入突起部350的第一凹部416可以设置在电路板400上。第一凹部416可以具有预定深度并且分别对应于突起部350。粘合构件414可以设置在第一凹部416上以粘合突起部350。粘合构件414可以是诸如硅树脂或环氧树脂的透明材料,或者可以是黑色或半透明粘合剂。突起部350与透镜本体一体地形成,并且从底表面310向下突起以支承光学透镜300。突起部350的下部可以被设置成低于电路板400的顶表面并且插入到第一凹部416中。
如图3中所示,突起部350可以被设置成相比于光学透镜300的第一边缘部分23更靠近第二边缘部分25。突起部350可以与底部中心PO间隔开相同的距离r1,或者突起部350中的至少一个突起部可以与底部中心PO间隔开不同的距离。在此,距离r1可以在光学透镜300的半径或底表面310的半径r0的0.3倍至0.95倍的范围内或者0.82倍至0.85倍的范围内。如果距离r1小于该范围,则可能会发生光学透镜300的倾斜问题。当距离r1大于上述范围时,在第二边缘部分的附近可能发生强度降低。半径r0可以在14mm或更小例如7mm至14mm的范围内,并且可以根据透镜的尺寸而变化。
多个突起部350被划分为多个区域Q1、Q2、Q3和Q4,多个区域Q1、Q2、Q3和Q4被沿第一方向X的直线X1和沿第二方向的直线Z1划分。即,多个突起部350可以包括在第一区域Q1上的第一突起部51、在第二区域Q2上的第二突起部52、在第三区域Q3上的第三突起部53和在第四区域Q4上的第四突起部54。第一突起部51位于与第三突起部53的对角线方向上,并且可以沿第一方向X位于第一突起部52上以及沿第二方向Z位于第四突起部54上。在此,沿第一方向设置的第一突起部51与第二突起部52之间或第三突起部53与第四突起部54之间的距离D31小于第二突起部52与第三突起部53之间或第一突起部51与第四突起部54之间的距离D32,或者其可以具有D31>D32的关系。由于电路板400的尺寸可以与电路板400的宽度成比例地增加,所以沿第二方向Z的距离D32可以小于沿第一方向X的距离D31。在此,相对于底部中心P0,第一突起部51与第一直线X1之间的角可以小于90度。相对于底部中心P0,第一突起部51与第二直线Z1之间的角可以大于第一突起部51与第一直线X1之间的角。突起部350可以被设置为更靠近设置在第二凹部315的外侧上的第二出射表面335。突起部350可以被设置为相比于第一边缘部分23更靠近第二边缘部分25。因此,分散的突起部350:51、52、53和54可以有效地支承光学透镜300。
电路板400可以布置在诸如显示装置、终端和照明装置的照明单元中。电路板400可以包括电连接至发光装置100的电路层。电路板400可以包括树脂制PCB、金属芯PCB(MCPCB)、非柔性PCB和柔性PCB(FPCB)中的至少一种,但是实施方式不限于此。电路板400可以是能够支承光学透镜300的树脂PCB、MCPCB或非柔性PCB中的任何一种。
如图1中所示,在顶视图中,电路板400沿第一方向X的长度可以比沿第二方向Z的长度D13更长。可以沿电路板400的第一方向X设置一个光学透镜300,或者如图23和图24中所示的,可以布置两个或更多个光学透镜300。电路板400沿第一方向的长度可以是光学透镜300沿第一方向的长度D5的两倍或更多倍,以及沿第二方向的长度D13可以等于或大于光学透镜300的长度D5的两倍,并且在这两个方向上,可以小于或等于长度D4的一倍。由于电路板400在第二方向Z上的长度D13小于或等于光学透镜300在第二方向上的长度D4,因此电路板400的尺寸可以最小化。由于FWHM因吸收层而增加,因此光学透镜沿第一方向和第二方向之间的间隔G1和G2在第一方向上可以更大。在此,它可以具有G1>G2的关系,间隔G1可以在55mm至75mm的范围内,并且间隔G1与间隔G2之间的距离差可以是5mm或更多。这些间隔G1和G2可以根据照明单元的图像质量和应用产品的尺寸而变化。
如图10中所示,电路板400可以包括多个层401、403、404和407。多个层401、403、405和407包括底部的第一层401、在第一层401上的第二层403、在第二层403上的第三层405以及在第三层405上的第四层407。第一层401可以包括诸如Al、Cu和Fe的金属材料中的至少一种或其合金,并且可以被用作散热板。为了散热效率,第一层401的厚度可以比其它层厚,并且可以是例如0.8mm至1.5mm。作为另一个示例,第一层401可以包括陶瓷材料。第二层403可以包括例如预浸渍材料作为绝缘材料。第二层403可以包括环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂等。第二层403可以通过将诸如石墨烯的材料添加到诸如硅或环氧树脂的绝缘材料中来形成,并且不限于此。第二层403可以是阳极氧化区域,并且阳极氧化区域可以由诸如Al2O3的材料形成。第三层405可以是布线层并且可以包括电路图案以及可以电连接至发光装置。第三层405可以包括Cu、Au、Al和Ag中的至少一种或者其合金,例如,可以使用Cu。第四层407是用于保护电路图案的层,并且可以是绝缘材料。第四层407包括阻焊剂,并且阻焊剂保护电路板400的顶表面上的除焊盘之外的区域。当布置多个发光装置时,通过第三层405的电路图案,发光装置可以以串联、并联和串并混合的结构来布置。第三层405的一部分可以从第一凹部416露出或者与第一凹部416间隔开。
参照图6和图7,从照明模块中的发光装置100发射的光穿过入射表面320到达第一出射表面330和第二出射表面335。第一出射表面330使从入射表面320入射的光L1和L5被折射,并且发射光。第二出射表面335使入射在入射表面320上的光L2或者被底表面310反射的光被折射,并且发射光。
由于第一出射表面330被设置为弯曲表面,因此入射光的一部分L6可以朝向底表面310被反射。由第一出射表面330反射的光L6通过第一出射表面330的曲率在底表面310中形成区域(亮度部分的区域)R0。亮度部分的区域R0可以是传输至底表面310的光的亮度为底表面310的区域中的峰值的80%更多的区域。行进至底表面310的光的一部分可以被反射(L8)至中心区域31。
亮度部分R0基于第一出射表面330与透镜的底部中心或第二凹部315的底部中心P0所成的角度区域θ1可以在锐角范围内,例如,45度至85度。基于第一出射表面330连接突起部350的中心和底部中心P0的三角形的内角可以在45度至85度的范围内,并且可能在外围布置吸收层410以控制亮度部分R0中的光吸收。
如图7中所示,当从顶视图观察时,亮度部分R0可以形成为圆环或椭圆环形状。传输至亮度部分R0的光L6在电路板400上被反射,并且光L8穿过第一出射表面330的中心区域31,以及存在以下问题:行进到中心区域31的光L8增加了中心亮度(图28中的比较例)。如果增加了光学透镜300的中心亮度,则光的均匀性可能会降低,会生成热斑,并且可能难以进行均匀亮度分布控制。如图5中所示,由于根据本发明的实施方式的吸收层设置在亮度部分R0的至少一部分中,因此可以抑制中心亮度的增加并且可以提高光的均匀性。本实施方式的吸收层以高的光强度被设置在电路板400上,突起部350周围,以抑制由于突起部350的反射、散射和折射引起的光行进至中心区域31。
如图5和图8中所示,吸收层410可以设置在电路板400上。吸收层410可以被设置在电路板400的第四层407(参见图10)上。电路板400可以包括吸收层410。吸收层410可以设置在沿竖直方向与光学透镜300的底表面310交叠的区域中。吸收层410可以沿竖直方向与光学透镜300的第一出射表面330的侧部区域32交叠。吸收层410可以被设置在例如彼此分散的区域中。吸收层410可以包括吸收率比反射率高的材料,例如黑色墨或黑色抗蚀剂材料。吸收层410可以由丝网材料形成。吸收层410的厚度可以设置为20μm或更小,例如在10μm至20μm的范围内,并且光吸收率在上述范围内较高。当其小于上述范围时,光吸收率降低,而如果其大于上述范围,则吸收效率的增加可能极小。
吸收层410可以被设置在光学透镜300的多个突起部350的全部或至少一个周围。从第一出射表面330反射的光行进至亮度部分R0的区域并且位于亮度部分R0中的突起部350朝向亮度部分R0的区域移动,或者被散射或者折射。光可以被位于亮度部分R0的区域中的突起部350散射或反射,并且外围区域的亮度可以增加以影响中心亮度。由于根据本发明的实施方式的吸收层410被设置在突起部350周围,因此吸收层410吸收入射在突起部350的外围上的光,并且可以通过突起部350的外围抑制对亮度的影响。相对于突起部350的中心,突起部350的周围区域的尺寸可以等于或小于突起部350的直径的两倍。
当突起部350中的每一个的底部可以是圆形时,底部直径B1可以是1.4mm或更大,例如在1.4mm至1.8mm的范围内。如果突起部350的底部直径B1小于上述范围,则模制可能困难或被损坏。如果底部直径B1大于上述范围,则可能增加光损耗或可能难以控制光学路径。当突起部350的底部直径B1大于上述范围时,可能难以对准以插入到电路板400的第一凹部416中,并且可能增加漫射光,从而使得难以控制光分布。突起部350的外部高度和内部高度可以彼此相同或不同。当突起部350的外部高度和内部高度彼此不同时,内部高度可以低于外部高度。突起部350的最大高度可以大于电路板400与光学透镜300的底表面310之间的最大距离T0,使得突起部350可以从电路板400突起。突起部350可以被插入到低于电路板400的顶表面的第一凹部416中。
如图8和图9中所示,吸收层410可以分别沿着突起部350的圆周设置。吸收层410吸收入射在突起部350的外围上的光以及被突起部350散射或反射的光,并且可以抑制突起部350及其周边影响中心亮度。
当突起部350的底部形状是圆形时,吸收层410可以沿着突起部350的外围形成为环形形状或圆弧形状。吸收层410的线宽或环宽B4可以在0.2mm或以上的范围内,例如在0.2mm至0.6mm的范围内。由于吸收层410具有宽度B4,所以中心亮度可以被降低,并且可以防止降低除了中心亮度的区域以外的区域的亮度。如果吸收层410的宽度B4小于上述范围,则光的吸收区域减小,并且降低中心亮度的效果可能不明显。如果宽度大于上述范围,则可能会影响除中心亮度以外的光强度。随着吸收层410的宽度B4增加,吸收区域增加并且中心亮度的降低量可以增加。与比较例相比,中心亮度可以通过吸收层410的宽度B4减小2%至7%(参见图28)。
吸收层410的直径或宽度B3可以大于突起部350的直径或宽度B1。当吸收层410具有环形形状并且突起部350的侧截面具有圆形形状时,作为吸收层410的直径或最大宽度的外直径B3可以是吸收层410中的最大直线的距离。吸收层410的外直径B3可以为4mm或更小,例如,在2mm至4mm的范围内。吸收层410的环宽或线宽B4可以是突起部350的直径B1的0.4倍或更小,例如在0.12倍至0.4倍的范围内。吸收层410的宽度可以在直径B3的0.17倍或以下的范围内,例如为直径B3的0.05倍至0.17倍。当吸收层410的宽度小于该范围时,中心亮度的降低小或可能无法检测到视觉上的变化,而当吸收层410的宽度大于该范围时,则可能在镜头上生成暗部。
吸收层410可以与突起部350的外围间隔开0.5mm或更大的距离,例如,在0.5mm至0.7mm的范围内,使得吸收层410可以吸收入射在突起部350的外围上的光。
在此,如图9中所示,光学透镜300的半径或底表面310的半径为r0,以及从底部中心P0到突起部350的中心或吸收层410的中心的距离为r1,突起部350的半径为r2,以及吸收层410的外直径或从突起部350的中心到吸收层410的外直径的距离为r3。在此,r1/r0小于1,例如,可以在0.3至0.95的范围内。具有这样的外直径的吸收层410可以通过设置在亮度部分的区域中的突起部350周围的光吸收来降低中心亮度。此外,r3位于突起部350的半径r2的2.5倍或者更少的区域内,例如,在突起部350的半径r2的1.3倍或更多以及2.5倍或更少的范围内,使得可以调节突起部350周围的吸收层410的吸收面积(即,顶表面)以降低中心亮度。
吸收层410卷绕在突起部350中的每一个周围。包围突起部350中的每一个的单个吸收层410的面积(即,顶表面的面积)小于或大于突起部350的底面积(即部分的截面的面积)。当吸收层410的面积小于突起部350的面积时,吸收层410可以被设置在突起部350的整个圆周上。如图14至图20中所示,当吸收层410中的每一个的面积小于突起部350中的每一个的底面积时,吸收层410可以设置在突起部350中的每一个的一部分中。当吸收层410的面积大于突起部350的底面积时,吸收层410可以被设置在突起部350中的每一个的整个外围上。如图14至图20中所示,当吸收层410的面积大于突起部350中的每一个的底面积时,吸收层410可以被设置在突起部350的一部分中。
在此,当透镜的底表面面积为100%时,突起部的总的底表面面积为基于透镜的底表面面积的5%或更少,例如3%至5%,以及吸收层410的总的顶表面可以在基于透镜的底表面的2%至11%的范围内。当吸收层410的总面积小于上述范围时,中心亮度的降低小或可能无法检测到视觉上的变化。当吸收层410的总面积大于上述范围时,可能在透镜上生成暗部。因此,吸收层410的面积被调节为在可以降低中心亮度的宽度内相对于透镜的底面积为2%至11%的范围内。
吸收层410的数目可以与突起部350的数目成比例地增加。因此,当位于突起部350周围的吸收层410的数目与突起部350的数目为n:n(n为3或更大)时,则n个吸收层410的面积等于或小于n个突起部的底面积的2.6倍,例如,在0.75倍至2.6倍的范围内。当吸收层410的面积小于上述范围时,中心亮度的降低小或可能无法检测到视觉上的变化,并且当吸收层410的面积大于上述范围时,可能在透镜上生成暗部。
参照图9和图10,吸收层410可以被设置在电路板400的第一凹部416周围。吸收层410可以被设置在电路板400的第四层407上。吸收层410的厚度T1可以小于第二层403的厚度。
粘合构件414可以被设置在突起部350与吸收层410之间。粘合构件414的一部分414A可以被设置在电路板400的第一凹部416中以粘合突起部的下部。第一凹部416的宽度或直径B0可以大于突起部350的宽度或直径B1,并且小于粘合构件414的宽度或直径B2。粘合构件414可以被设置在突起部350周围,并且延伸至电路板400的顶表面。粘合构件414可以将突起部350固定至电路板400,并防止突起部350倾斜或流动。粘合构件414可以与吸收层410接触。吸收层410可以用作堤坝,以防止粘合构件414在接合突起部350的过程中溢出。粘合构件414可以包括诸如硅树脂或环氧树脂的材料。
在电路板400的顶表面上延伸的粘合构件414的厚度T1可以大于吸收层410的厚度T2。粘合构件414与突起部350的接触面积可以通过吸收层来增加。即,粘合构件414的顶表面被设置成高于电路板400的顶表面,并且可以增加与突起部350的外围的接触面积。
根据本发明的实施方式的照明模块可以通过在电路板上的光学透镜的突起部周围设置吸收层来降低中心亮度并且进一步改善光的FWHM。即,如图28中所示,与不设置吸收层的比较例相比,本实施方式的中心亮度可以低于比较例的中心亮度,并且可以控制中心亮度。图28中的水平方向是距透镜中心(0)的距离(mm),以及垂直方向表示中心亮度的强度。此外,如图29中所示,与不设置吸收层的比较例相比,可以提高实施方式的FWHM,并且改善了光的均匀性。在图29中,水平方向是距透镜中心(0)的距离(mm),而垂直方向是波长强度的曲线图。
图11是图10的吸收层的另一个示例。如图11中所示,吸收层410的内侧部分410A可以与在电路板400上沿竖直方向延伸的粘合构件414交叠。吸收层410的内侧部分410A可以被设置在粘合构件414与电路板400的顶表面之间,以吸收通过粘合构件414入射的光。由于吸收层410的顶表面面积更宽,所以入射光可以通过突起部350被吸收或者入射光可以通过突起部350的表面被吸收。因此,吸收层410可以通过突起部350及其周围处的光吸收来抑制中心亮度。
图12是图10的突起部的另一个示例。参照图12,光学透镜的突起部350A可以具有大于下部宽度或下部直径B1的上部宽度或上部直径B11。突起部350A的上部宽度或上部直径B11比下部宽度或下部直径B1更宽,使得突起部350A可以被稳定地支承在电路板400的第一凹部416上。由于突起部350的上部宽度B11更宽,因此可以进一步增加与粘合构件414的粘合面积。突起部350A的上部宽度或上部直径B11可以小于第一凹部416的宽度或直径B0。由于突起部350A具有随着其向下而逐渐变小的直径,因此可以容易地被插入到第一凹部416中。
图13是图10的突起部的另一个示例。参照图13,光学透镜的突起部350可以具有大于下部宽度的上部宽度。突起部350可以在底部处设置有凹入区域351A,使得可以增加与粘合构件414的部分414A的粘合面积。突起部350具有凸突起352和在凸突起352的内侧的凹槽353。凸突起352具有沿突起部350的外围的环形形状,并且可以突起至比突起部350的高度低的高度。凸突起352可以粘合至在电路板400上延伸的粘合构件414。粘合构件414可以部分地粘合至突起部350与凸突起352之间的凹槽353。
图14是图7的吸收层的第一变型。参照图14,吸收层410A可以包括多个吸收区域41和沿着突起部350的外围设置的间隔42。吸收区域41和间隔42可以交替地布置。吸收层410中的吸收区域41的顶表面面积被布置成大于间隔42的面积,从而可以防止光吸收率降低。间隔42可以以预定角度C2布置在两个相邻的吸收区域41之间,使得吸收区域41可以以预定的尺寸和形状被布置。由间隔42形成的角度C2可以是15度或更小,例如在5度至15度的范围内。由每个吸收区域41形成的角度C1大于角度C2(C2<C1),并且可以为45度或更小,例如在35度至45度的范围内。当由间隔42形成的角度C2大于或小于上述范围时,可以减少吸收区域41的数目或者可以改变吸收区域41的尺寸。可以调节间隔42的角度C2。粘合构件414可以被设置在间隔42上,但是本发明不限于此。
图15是图7的吸收层的第二变型。参照图15,吸收层410B包括吸收区域43和间隔44,并且吸收区域43和间隔44可以交替地布置。吸收区域43的圆弧长度C3可以等于间隔44的圆弧长度C4。例如,当间隔44的圆弧长度C4等于吸收区域43的圆弧长度C3时,可以使突起部350周围的光反射和吸收均匀。
图16是图7的吸收层的第三变型。参照图16,吸收层410C包括在突起部350的两侧上由间隔46隔开的第一吸收区域44和第二吸收区域45,并且第一吸收区域44和第二吸收区域45的圆弧的长度可以相同。第一吸收区域44和第二吸收区域45的圆弧的长度可以是吸收层410的圆弧的长度的1/3或小于1/2。间隔46的位置可以沿着环形亮度区域设置在突起部350的相对侧上。
图17是图7的吸收层的第四变型。参照图17,吸收层410D包括突起部350的具有不同尺寸的吸收区域61、62和63以及在吸收区域61、62与63之间的间隔64。具有不同尺寸的吸收区域61、62和63包括具有第一圆弧长度C13的第一吸收区域61和第二吸收区域63以及具有小于第一圆弧长度C13的第二圆弧长度C12并且在第一吸收区域61与第二吸收区域63之间的第三吸收区域62。第一圆弧长度C13可以是第二圆弧长度C12的1.5倍或更大,例如,在第二圆弧长度C12的1.5倍至3倍的范围内,使得可以使吸收区域的减小最小化。由间隔64形成的角度C11可以是5度或更大,例如,在5度至15度的范围内。间隔64的位置可以被布置在亮度部分的区域上,但是本发明不限于此。
图18是图7的吸收层的第五变型。参照图18,吸收层411包括围绕突起部350具有3/5或以上圆弧长度的区域,并且间隔411A被设置在吸收区域之间。间隔411A可以被设置成比突起部350更靠近光学透镜的中心P0。吸收层411的环宽被设置成等于或宽于另一个吸收区域的宽度(图9中的B4),从而可以防止由于面积差引起的吸收率降低。
图19是图7的吸收层的变型。参照图19,吸收层412包括围绕突起部350具有1/2圆弧长度的区域,并且间隔412A被设置在吸收层412的区域之间。吸收层412的区域宽度可以等于或宽于另一个变型的吸收区域的宽度(图9中的B4)。因此,可以使突起部350周围的吸收面积的减小最小化。间隔412可以被设置成比吸收层412更靠近透镜的底部中心P0,使得可以有效地执行突起部350外侧的光吸收。
图20是图7的吸收层的变型。参照图20,吸收层413包括围绕突起部350具有1/2圆弧长度的区域,并且间隔413A被设置在吸收层413的区域之间。吸收层413的区域宽度可以等于或宽于另一个变型的吸收区域的宽度(图9中的B4)。因此,可以使突起部350周围的吸收面积的减小最小化。间隔413A可以被设置成比吸收层413距透镜的底部中心P0更远,从而吸收层413可以有效地吸收突起部350内侧的光。
作为另一个示例,当吸收层被设置有一个或更多个吸收区域时,吸收区域可以具有相同或不同的厚度。例如,当吸收区域的厚度不同时,设置在突起部外侧的吸收区域的厚度可以比设置在突起部内侧的吸收区域的厚度薄。因此,可以阻挡由内部吸收区域反射的光,从而防止对中心亮度的影响。
尽管已经关于光学透镜的第一出射表面的具有凸形弯曲表面的中心区域描述了实施方式,但是当第一出射表面具有弯曲表面并且中心区域具有凹入上部时,亮度部分的区域被设置在光学透镜的底部上。
图21是图2的光学透镜的另一个示例。参照图21,光学透镜300A的第一出射表面330可以包括中心区域31的凹入区域31A。由于中心区域31是凹入的,因此沿中心区域31的方向入射的光可以被凹入区域31A的整个反射表面横向地反射。将参考实施方式的以上描述来描述光学透镜300A的突起部350的位置的示例和吸收层的示例。
图22示出了其中修改了根据实施方式的光学透镜的突起部350的数目的示例。如图22中所示,突起部350的数目可以是三个,并且吸收层410可以围绕突起部350设置。突起部350可以相对于透镜的中心P0以相等的角度设置,或者可以间隔开100度至140度。突起部350和吸收层410沿着凹部设置,并且吸收层410可以吸收突起部350周围的影响中心亮度的光。
图23和图24是根据实施方式的照明模块。如图23和图24中所示,照明模块301是其中多个光学透镜300沿X轴方向以预定间隙G1布置在电路板400上的示例。照明模块301上的光学透镜300之间的间隙G1可以通过如图2中所示的光学透镜的第一出射表面330和第二出射表面335来减小相邻光学透镜之间的光学干涉,并且可以减少所放置的光学透镜300的数目。如图24中所示,光学构件175可以设置在照明模块301上。光学构件175可以包括扩散板。光学构件175可以与电路板400间隔开预定高度H1。高度H1可以由光学透镜300的漫射光以均匀的光分布设置在20mm或更小的范围内,例如13mm至20mm的范围内,并且可以减小具有照明模块301的照明单元的厚度。在这种情况下,即使电路板400与光学构件175之间的距离H1变窄,也可以控制发射到光学透镜300上的光的亮度分布。
图25是根据实施方式的具有照明模块的照明单元的平面图。参照图25,照明单元500包括底盖512、多个电路板400、作为底盖512中的照明模块301的发光装置100以及设置在电路板400上的光学透镜300。电路板400可以被布置在底盖512中。相邻电路板400之间的间隙G2可以通过采用根据实施方式的光学透镜300和具有该光学透镜300的照明模块301来间隔开。底盖512可以包括用于散热的金属或导热树脂材料。底盖512可以包括容纳部510,照明模块301可以被设置在容纳部510的底部511上,并且侧盖可以包括在容纳部510的外围上。
图26是示出了根据实施方式的发光装置的第一示例的图。将参照图19描述发光装置和电路板。
参照图26和图19,发光装置100包括发光芯片100A。发光装置100可以包括发光芯片100A和设置在发光芯片100A上的磷光体层150。磷光体层150包括蓝色、绿色、黄色和红色磷光体中的至少一种或更多种,并且可以是单层或多层结构。磷光体层150包括添加至透光树脂材料中的磷光体。透光树脂材料可以包括诸如硅或环氧树脂的材料,并且磷光体可以由YAG、TAG、硅酸盐、氮化物和氧氮化物材料选择性地形成。
磷光体层150可以被设置在发光芯片100A的顶表面上或发光芯片100A的顶表面和侧表面上。磷光体层150可以被设置在发光芯片100A的在其中发射光以改变光的波长的表面上。作为另一个示例,磷光体层150可以包括膜型。由于膜型磷光体层具有均匀的厚度,因此由于波长转换而导致的颜色分布可以是均匀的。
就发光芯片100A而言,发光芯片100A包括基板111、第一半导体层113、发光结构120、电极层131、绝缘层133、第一电极135、第二电极137、第一连接电极141、第二连接电极143和支承层140。
基板111可以使用可透光、绝缘或导电的基板。例如,基板111可以使用蓝宝石(Al2O3)、SiC、Si、GaAs、GaN、ZnO、GaP、InP、Ge和Ga2O3中的至少一种。可以在基板111的顶表面和底表面中的至少一个或全部上形成多个凸部(未示出),以提高光提取效率。每个凸部的侧截面形状可以包括半球形、半椭圆形或多边形中的至少一种。在此,可以在发光芯片100A中移除基板111,并且在这种情况下,可以将第一半导体层113或第一导电半导体层115设置为发光芯片100A的顶层。
第一半导体层113和发光结构120可以形成在基板111下方。第一半导体层113和发光结构120可以使用II族至V族元素的化合物半导体形成,例如,使用III族至V族元素的化合物半导体形成半导体层,III族至V族元素的化合物包括GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP、AlGaInP和GaP中的至少一种。发光结构120可以发射在紫外带至可见光带的波长范围内的预定峰值波长。
发光结构120包括第一导电半导体层115、第二导电半导体层119以及在第一导电半导体层115与第二导电半导体层119之间的有源层117。还可以在层115、117和119中的每一个的上方或下方中至少之一上设置另一个半导体层,但是实施方式不限于此。
第一导电半导体层115可以设置在第一半导体层113下方,并且可以由半导体形成,例如,掺杂有第一导电掺杂剂的n型半导体层。第一导电半导体层115包括InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1、0≤y≤1、0≤x+y≤1)的组成式。第一导电半导体层115可以是III族至V族元素的化合物半导体诸如GaN、AlN、AlGaN、InGaN、InN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP和AlGaInP。第一导电掺杂剂是n型掺杂剂并且包括诸如Si、Ge、Sn、Se和Te的掺杂剂。
有源层117设置在第一导电半导体层115下方,并且选择性地包括单量子阱、多量子阱(MQW)、量子线结构或量子点结构,以及包括阱层和势垒层的循环。阱层/势垒层的循环包括以下对中的至少一对:InGaN/GaN、GaN/AlGaN、AlGaN/AlGaN、InGaN/AlGaN、InGaN/InGaN、AlGaAs/GaA、InGaAs/GaAs、InGaP/GaP、AlInGaP/InGaP和InP/GaAs。
第二导电半导体层119设置在有源层117下方。第二导电半导体层119可以由掺杂有第二导电掺杂剂的半导体形成,例如,包括InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1,0≤y≤1,0≤x+y≤1)的组成式。第二导电半导体层119可以包括化合物半导体例如GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP和AlGaInP中的至少一种。第二导电半导体层119可以是p型半导体层,并且第二导电掺杂剂可以包括Mg、Zn、Ca、Sr和Ba作为p型掺杂剂。
作为发光结构120的另一个示例,第一导电半导体层115可以是p型半导体层,并且第二导电半导体层119可以是n型半导体层。具有与第二导电类型相反的极性的第三导电类型半导体层可以形成在第二导电半导体层119上。此外,发光结构120可以具有n-p结结构、p-n结结构、n-p-n结结构和p-n-p结结构中的任何一种。
电极层131形成在第二导电半导体层119下方。电极层131可以包括反射层。电极层131可以包括与发光结构120的第二导电半导体层119接触的欧姆接触层。反射层可以选自具有70%或更高的反射率的材料,例如Al、Ag、Ru、Pd、Rh、Pt或Ir的金属以及上述金属中的两种或更多种的合金。反射层的金属可以接触第二导电半导体层119。欧姆接触层可以选自透光材料、金属或非金属材料。
电极层131可以包括透明电极层/反射层的层压结构。透明电极层可以由铟锡氧化物(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)、锑锡氧化物(ATO)、镓锌氧化物(GZO)、Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au、Hf及其组合形成。金属材料的反射层可以设置在透明电极层的下方,并且可以由选自以下的材料形成:Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au、Hf以及由以上材料选择性组合而形成的材料。作为反射层的另一个示例,可以形成其中具有不同折射率的两个层交替布置的DBR(分布式布拉格反射)结构。
可以在第二导电半导体层119和电极层131中的至少一个的表面上形成诸如粗糙的光提取结构。这种光提取结构可以改变入射光的临界角,并且可以提高光提取效率。
绝缘层133被设置在电极层131下方。绝缘层133可以被设置在第二导电半导体层119的下表面和第二导电半导体层119的侧表面以及有源层117的侧表面上,并且可以被设置在第一导电半导体层115的部分区域上。绝缘层133被形成在发光结构120的除了电极层131、第一电极135和第二电极137以外的下部区域中,并且对发光结构120的下部进行电保护。绝缘层133可以是其中具有不同折射率的第一层和第二层交替地布置的DBR(分布式布拉格反射器)结构。
第一电极135可以被设置在第一导电半导体层115的一部分下方,以及第二电极137可以被设置在电极层131的一部分下方。第一连接电极141被设置在第一电极135下方,并且第二连接电极143被设置在第二电极137下方。第一电极135电连接至第一导电半导体层115和第一连接电极141,并且第二电极137通过电极层电连接至第一电极135。第二导电半导体层119和第二连接电极143可以彼此电连接。第一连接电极141和第二连接电极143提供用于供电的引线功能和散热路径。第一连接电极141和第二连接电极143可以包括圆形、多边形、圆柱和诸如多角柱的形状中的至少一种。第一连接电极141和第二连接电极143可以由诸如Ag、Al、Au、Cr、Co、Cu、Fe、Hf、In、Mo、Ni、Sn、Ta、Ti、W以及这些金属的选择性合金的金属粉末材料形成。第一连接电极141和第二连接电极143可以镀有In、Sn、Ni、Cu及其选择性合金中的任一种金属,以增加与第一电极135和第二电极137的粘合力。
支承层140包括导热材料,并且被设置在第一电极135、第二电极137、第一连接电极141和第二连接电极143周围。第一连接电极141和第二连接电极143的下表面可以在支承层140的下表面上露出。
支承层140用作支承发光装置100的层。支承层140由绝缘材料形成,并且绝缘材料由诸如硅或环氧树脂的树脂层形成。作为另一个示例,绝缘材料可以包括糊剂或绝缘墨。可以将诸如具有Al、Cr、Si、Ti、Zn和Zr中至少一种的氧化物、氮化物、氟化物和硫化物的化合物中的至少一种化合物添加到支承层140。发光芯片100A以倒装方式安装在电路板400上。电路板400可以包括上面公开的层。
第一引线电极473和第二引线电极474电连接至发光芯片100A的第一连接电极141和第二连接电极143。导电粘合剂461和462可以被设置在发光芯片100A的第一引线电极473和第二引线电极474与连接电极141和143之间。导电粘合剂461和462可以包括诸如焊接材料的金属材料。第一引线电极473和第二引线电极474用作用以提供电力的电路图案。
将参照图27描述照明模块的发光装置的第二示例。
参照图27,发光装置100包括连接至电路板400的发光芯片200A。发光装置100可以包括设置在发光芯片200A的表面上的磷光体层250。磷光体层250转换入射光的波长。如图4中所示,光学透镜(图4的300)被设置在发光装置100上,以控制从发光芯片200A发射的光的光束分散特性。
发光芯片200A包括发光结构225以及多个焊盘245和247。发光结构225可以由II族至VI族元素的化合物半导体层形成,例如,III族至V族元素的化合物半导体层,或II族至VI族元素的化合物半导体层。多个焊盘245和247被选择性地连接至发光结构225的半导体层以提供电力。
发光结构225包括第一导电半导体层222、有源层223和第二导电半导体层224。发光芯片200A可以包括基板221。基板221被设置在发光结构225上。基板221可以是例如透光基板、绝缘基板或导电基板。将参照图4中的发光结构和基板的描述来描述该结构。
发光芯片200A具有设置在其下方的焊盘245和247,并且焊盘245和247包括第一焊盘245和第二焊盘247。第一焊盘245和第二焊盘247在发光芯片200A下方彼此间隔开。第一焊盘245电连接至第一导电半导体层222,并且第二焊盘247电连接至第二导电半导体层224。第一焊盘245和第二焊盘247可以具有多边形或圆形底部形状,或者可以被形成为与电路板400的第一引线电极415和第二引线电极417的形状相对应。第一焊盘245和第二焊盘247中的每一个的底表面面积可以是例如与第一引线电极415和第二引线电极417中的每一个的顶表面尺寸相对应的尺寸。
发光芯片200A可以包括在基板221与发光结构225之间的缓冲层(未示出)和未掺杂的半导体层(未示出)中的至少一个。缓冲层是用于减小基板221与半导体层之间的晶格常数的差异的层,并且可以由II族至VI族化合物半导体选择性地形成。还可以在缓冲层下方形成未掺杂的III族至V族化合物半导体层,但是本发明不限于此。基板221可以被移除。当基板221被移除时,磷光体层250可以接触第一导电半导体层222的顶表面或另一个半导体层的顶表面。
发光芯片200A包括第一电极层241、第二电极层242、第三电极层243以及绝缘层231和233。第一电极层241和第二电极层242中的每一个可以形成为单层或多层,并且可以用作电流扩散层。第一电极层241和第二电极层242包括:设置在发光结构225下方的第一电极层241;以及设置在第一电极层241下方的第二电极层242。第一电极层241使电流扩散,并且第二电极层241反射入射光。
第一电极层241和第二电极层242可以由不同的材料形成。第一电极层241可以由透光材料例如金属氧化物或金属氮化物形成。第一电极层可以包括铟锡氧化物(ITO)、铟锡氮氧化物(ITON)、铟锌氧化物(IZO)、铟锌氮氧化物(IZON)、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)、锑锌氧化物(ATO)、镓锌氧化物(GZO)中的至少一种。第二电极层242可以接触第一电极层241的下表面并且用作反射电极层。第二电极层242包括诸如Ag、Au或Al的金属。当第一电极层241部分地被移除时,第二电极层242可以部分地接触发光结构225的下表面。
作为另一个示例,第一电极层241和第二电极层242的结构可以以全向反射器层(ODR)结构来堆叠。全向反射结构可以具有以下的堆叠结构:具有低折射率的第一电极层241和与第一电极层241接触的由高反射金属材料制成的第二电极层242。电极层241和242可以具有例如ITO/Ag的层压结构。可以增加在第一电极层241与第二电极层242之间的界面处的全反射角。
第三电极层243被设置在第二电极层242下方,并且与第一电极层241和第二电极层242电绝缘。第三电极层243可以由诸如钛(Ti)、铜(Cu)、镍(Ni)、金(Au)、铬(Cr)、钽(Ta)、铂(Pt)、锡(Sn)、银(Ag)和磷(P)的金属形成。第一焊盘245和第二焊盘247被设置在第三电极层243下方。绝缘层231和233防止第一电极层241、第二电极层242、第三电极层243、第一焊盘245和第二焊盘247与发光结构225之间的不必要的接触。绝缘层231和233包括第一绝缘层231和第二绝缘层233。第一绝缘层231被设置在第三电极层243与第二电极层242之间。第二绝缘层233被设置在第三电极层243与第二半焊盘245和247之间。第一焊盘245和第二焊盘247可以包括与第一引线电极415和第二引线电极417相同的材料。
第三电极层243连接至第一导电半导体层222。第三电极层243的连接部244通过第一电极层241、第二电极层242以及发光结构225的下部以通孔结构突出,并且与第一导电半导体层222接触。连接部244可以被设置为多个。第一绝缘层231的部分232围绕第三电极层243的连接部244延伸,并且阻止第三电极层243、第一电极层241、第二电极层242、第二导电半导体层224和激活层223之间的不必要的接触。可以在发光结构225的侧表面上设置绝缘层以保护发光结构225的侧表面,并且本发明不限于此。
第二焊盘247被设置在第二绝缘层233下方,并且通过第二绝缘层233的开口区域来与第一电极层241和第二电极层242中的至少一个接触或连接。第一焊盘245被设置在第二绝缘层233下方,并通过第二绝缘层233的开口区域连接至第三电极层243。因此,第一焊盘247的突起部248通过第一电极层241和第二电极层242电连接至第二导电半导体层224,并且第二焊盘245的突起部246通过第三电极层243电连接至第一导电半导体层222。
第一焊盘245和第二焊盘247在发光芯片200A的下部彼此间隔开,并且面向电路板400的第一引线电极415和第二引线电极417。第一焊盘245和第二焊盘247可以包括多边形凹部271和273,并且凹部271和273朝向发光结构225凸形地形成。凹部271和273可以被形成有等于或小于第一焊盘245和第二焊盘247厚度的深度,并且凹部271和273的深度可以增加第一焊盘245和第二焊盘247的表面积。
接合构件255和257分别被设置在第一焊盘245与第一引线电极415之间的区域以及第二焊盘247与第二引线电极417之间的区域处。接合构件255和257可以包括导电材料,并且具有布置在凹部271和273处的部分。由于接合构件255和257布置在凹部271和273处,接合构件255和257与第一焊盘245和第二焊盘247之间的接触面积可以增加。因此,由于第一焊盘245和第二焊盘247以及第一引线电极415和第二引线电极417被接合,因此可以提高发光芯片200A的电可靠性和辐射效率。
接合构件255和257可以包括焊膏材料。焊膏材料包括金(Au)、锡(Sn)、铅(Pb)、铜(Cu)、铋(Bi)、铟(In)和银(Ag)中的至少一种。由于接合构件255和257将热量直接传导至电路板400,因此与使用封装的结构相比可以提高导热效率。而且,由于接合构件255和257是与第一焊盘245和第二焊盘247在热膨胀系数方面差异小的材料,因此可以提供导热效率。作为另一个示例,接合构件255和257可以包括导电膜,并且导电膜在绝缘膜内包括一个或多个导电粒子。导电粒子可以包括例如,金属、金属合金或碳中的至少一种。导电粒子可以包括镍、银、金、铝、铬、铜和碳中的至少一种。导电膜可以包括各向异性的导电膜或各向异性的导电粘合剂。
粘合构件例如导热膜可以被包括在发光芯片200A与电路板400之间。导热膜可以使用:聚酯树脂,例如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯和聚萘二甲酸丁二醇酯;聚酰亚胺树脂;丙烯酸树脂;苯乙烯基树脂,例如聚苯乙烯树脂和丙烯腈-苯乙烯树脂;聚碳酸酯树脂;聚乳酸树脂;和聚氨酯树脂。另外,导热膜可以包括以下材料中的至少一种,或者将以下树脂混合:聚烯烃树脂,例如聚乙烯、聚丙烯和乙烯-丙烯共聚物;乙烯基树脂,例如聚氯乙烯树脂和聚偏二氯乙烯树脂;聚酰胺树脂;磺酰基树脂;聚醚醚酮基树脂;丙烯酸酯基树脂。
发光芯片200A可以通过电路板400的表面以及发光结构225的侧表面和上表面发光,以提高光提取效率。发光芯片200A可以直接地接合在电路板400上,从而简化了工艺。另外,随着发光芯片200A的辐射的改善,发光芯片200A可以有效地用于照明领域。
这样的照明单元可以应用于显示装置,诸如便携式终端、笔记本计算机的监视器、膝上型计算机的监视器、电视、三维显示器、各种照明灯、交通灯、车辆前灯、尾灯或电子招牌。
在实施方式中描述的特征、结构、效果等包括在本发明的至少一个实施方式中,而不必须仅限于一个实施方式。此外,实施方式中示出的特征、结构、效果等可以由实施方式所述领域的其他技术人员进行组合和修改。因此,应当理解,本发明不限于这些组合和修改。
尽管已经参考本发明的示例性实施方式特定地示出和描述了本发明,但是应当清楚地理解,本发明仅是通过例示和示例的方式,而不是通过例示的方式得到的。可以看到,各种修改和应用是可能的。例如,可以修改和实现在实施方式中具体示出的每个部件。应理解,因此落入权利要求的等同的含义和范围之内的所有改变和修改都旨在包含在其中。
工业实用性
实施方式可以提供具有光学透镜的照明模块的可靠性。
实施方式可以应用于使用具有光学透镜的照明模块的照明装置,诸如显示器、各种照明灯、交通灯、车辆前灯和电子招牌。

Claims (20)

1.一种照明模块,包括:
具有多个第一凹部的电路板;
设置在所述电路板上的光学透镜;
设置在所述光学透镜与所述电路板之间的发光装置;以及
设置在所述电路板上的吸收层,
其中,所述光学透镜包括:底表面;具有凸形弯曲表面的第一出射表面;具有从所述底表面朝向所述第一出射表面凹入的入射表面的第二凹部;以及从所述底表面朝向所述电路板突起的多个突起部,
其中,所述第二凹部设置在所述发光装置上,
其中,所述多个突起部中的每一个的一部分设置在所述第一凹部中的每一个中,
其中,所述吸收层包括彼此间隔开的多个吸收部,
其中,所述吸收层围绕所述电路板上的所述多个突起部中的每一个,
其中,围绕所述突起部中的每一个的所述吸收部中的每一个被设置在距所述突起部中的每一个的中心为所述突起部中的每一个的半径的2.5倍或更小的区域中,
其中,围绕所述突起部中的每一个的不同的吸收部彼此分离,并且
其中,所述突起部中的每一个的中心被设置在距所述第二凹部的底部中心为所述底表面的半径的0.3倍至0.95倍的范围内。
2.根据权利要求1所述的照明模块,还包括:所述第一凹部中的每一个与所述突起部中的每一个之间的粘合构件,
其中,围绕所述突起部中的每一个的所述吸收部距所述突起部中的每一个的中心具有相同的距离。
3.根据权利要求1或2所述的照明模块,其中,所述吸收部中的每一个的外直径被设置在距所述突起部中的每一个的中心为所述突起部中的每一个的半径的1.3倍至2.5倍的范围内。
4.根据权利要求1或2所述的照明模块,其中,所述突起部中的每一个的中心被设置成基于所述第一出射表面与所述底表面的底部中心的角度在45度至85度的范围内。
5.根据权利要求1或2所述的照明模块,其中,围绕所述突起部中的每一个的所述吸收部中的每一个的顶表面的面积小于所述突起部中的每一个的底表面的面积,或者为所述突起部中的每一个的底表面的面积的2.6倍或更小。
6.根据权利要求1或2所述的照明模块,其中,所述吸收层的面向所述光学透镜的底表面的顶表面的面积等于或小于所述光学透镜的底表面的面积的11%。
7.根据权利要求2所述的照明模块,其中,所述吸收部中的每一个以环形形状设置在所述多个突起部中的每一个周围,
其中,所述粘合构件被设置在所述吸收部中的每一个与所述突起部中的每一个之间。
8.根据权利要求7所述的照明模块,其中,所述吸收部中的至少一个包括沿着所述突起部中的每一个的圆周的多个吸收区域以及所述多个吸收区域之间的间隔。
9.根据权利要求1或2所述的照明模块,其中,所述突起部中的每一个和所述吸收层设置在亮度部分的区域上,在所述亮度部分中从所述发光装置发射的光被所述第一出射表面反射和透射,
其中,所述亮度部分的区域包括其中行进至所述光学透镜的底表面的光的发光强度是所述光学透镜的底表面的峰值的80%或更多的区域。
10.根据权利要求1或2所述的照明模块,其中,所述光学透镜在所述电路板上沿第一方向被设置为复数个,
其中,所述光学透镜沿第二方向的长度长于所述电路板沿所述第二方向的长度,以及
其中,所述光学透镜沿所述第一方向和所述第二方向的长度大于所述光学透镜的厚度。
11.一种照明模块,包括:
具有多个第一凹部的电路板;
设置在所述电路板上的光学透镜;
设置在所述光学透镜与所述电路板之间的发光装置;以及
设置在所述电路板上的吸收层,
其中,所述光学透镜包括:底表面;以及从所述底表面朝向所述电路板突起的多个突起部,
其中,所述多个突起部中的每一个的下部被设置在所述第一凹部中的每一个中,
其中,所述吸收层包括彼此间隔开的多个吸收部,
其中,所述吸收部中的每一个围绕所述电路板上的所述多个突起部的每一个,
其中,所述吸收部中的每一个与所述多个突起部不接触,
其中,围绕所述突起部中的每一个的所述吸收部中的每一个被设置在距所述突起部中的每一个的中心为所述突起部中的每一个的半径的2.5倍或更小的区域中,并且
其中,所述突起部中的每一个的中心被设置在距所述光学透镜的底表面的中心为所述光学透镜的底表面的半径的0.3倍至0.95倍的范围内。
12.根据权利要求11所述的照明模块,还包括分别设置在所述第一凹部中的每一个与所述突起部中的每一个之间的多个粘合构件,
其中,所述多个粘合构件彼此分离。
13.根据权利要求11或12所述的照明模块,其中,所述吸收部中的每一个的外直径在距所述突起部中的每一个的中心为所述突起部中的每一个的半径的1.3倍至2.5倍的范围内,并且
其中,围绕所述突起部中的每一个的所述吸收部距所述突起部中的每一个的中心具有相同的距离。
14.根据权利要求11或12所述的照明模块,其中,所述光学透镜包括:具有从所述底表面凹入的入射表面的第二凹部;以及用于发射通过所述入射表面入射的光的第一出射表面,并且
其中,所述突起部中的每一个的中心被设置成基于所述第一出射表面与所述光学透镜的底表面的底部中心的角度在45度至85度的范围内。
15.根据权利要求11或12所述的照明模块,其中,围绕所述突起部中的每一个的所述吸收部中的每一个的顶表面的面积小于所述突起部中的每一个的底表面的面积,或者等于所述突起部中的每一个的底表面的面积的2.6倍或更小。
16.根据权利要求11或12所述的照明模块,其中,所述吸收层的面向所述光学透镜的底表面的顶表面的面积小于或等于所述光学透镜的底表面的面积的11%。
17.根据权利要求11或12所述的照明模块,其中,设置在所述光学透镜下方的所述吸收部的数目和所述突起部的数目相同,
其中,所述吸收部中的每一个具有环形形状。
18.根据权利要求17所述的照明模块,其中,所述吸收部中的每一个包括沿着所述突起部中的每一个的圆周的吸收区域以及其中未形成吸收区域的间隔。
19.根据权利要求14所述的照明模块,其中,所述突起部中的每一个和所述吸收层被设置在亮度部分的区域上,在所述亮度部分中从所述发光装置发射的光被所述第一出射表面反射和透射,
其中,所述亮度部分的区域包括其中行进至所述光学透镜的底表面的光的发光强度为所述光学透镜的底表面的峰值的80%或更大的区域。
20.根据权利要求11或12所述的照明模块,其中,所述光学透镜在所述电路板上沿第一方向被布置为复数个,
其中,所述光学透镜沿第二方向的长度长于所述电路板沿所述第二方向的长度;并且
其中,所述光学透镜沿所述第一方向和所述第二方向的长度大于所述光学透镜的厚度。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6990279B2 (ja) * 2019-10-29 2022-02-03 シャープ株式会社 光源装置、照明装置、及び表示装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105785486A (zh) * 2015-01-08 2016-07-20 Lg伊诺特有限公司 光学透镜和具有该光学透镜的发光模块
WO2016190651A1 (ko) * 2015-05-26 2016-12-01 엘지이노텍 주식회사 광학 렌즈, 조명 모듈 및 이를 구비한 라이트 유닛
KR20160138680A (ko) * 2015-05-26 2016-12-06 엘지이노텍 주식회사 광학 렌즈, 조명 모듈 및 이를 구비한 라이트 유닛

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITMI20012579A1 (it) * 2001-12-06 2003-06-06 Fraen Corp Srl Modulo illuminante ad elevata dissipazione di calore
US8449150B2 (en) * 2009-02-03 2013-05-28 Osram Sylvania Inc. Tir lens for light emitting diodes
CN101900290B (zh) 2009-05-31 2012-02-22 比亚迪股份有限公司 一种led配光透镜及含有该透镜的led路灯
KR101028304B1 (ko) * 2009-10-15 2011-04-11 엘지이노텍 주식회사 발광 장치
WO2011062089A1 (ja) * 2009-11-17 2011-05-26 シャープ株式会社 面発光ユニット、及びそれを備えた表示装置
WO2011067995A1 (ja) * 2009-12-02 2011-06-09 シャープ株式会社 照明装置、表示装置、及びテレビ受信装置
JP2015517199A (ja) * 2012-03-05 2015-06-18 ソウル セミコンダクター カンパニー リミテッド 短焦点照明用の照明レンズ
KR102153082B1 (ko) * 2013-06-13 2020-09-07 엘지이노텍 주식회사 발광 장치
KR102098870B1 (ko) * 2013-10-30 2020-04-08 엘지이노텍 주식회사 발광 장치
KR102203950B1 (ko) * 2014-02-05 2021-01-19 삼성디스플레이 주식회사 광원 모듈, 이를 포함하는 백라이트 어셈블리 및 표시 장치
KR102558280B1 (ko) * 2016-02-05 2023-07-25 쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드 광원 유닛 및 이를 구비한 라이트 유닛
US10578278B2 (en) * 2017-06-05 2020-03-03 Lumileds Holding B.V. Optical lens for extremely thin direct-lit backlight

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105785486A (zh) * 2015-01-08 2016-07-20 Lg伊诺特有限公司 光学透镜和具有该光学透镜的发光模块
WO2016190651A1 (ko) * 2015-05-26 2016-12-01 엘지이노텍 주식회사 광학 렌즈, 조명 모듈 및 이를 구비한 라이트 유닛
KR20160138680A (ko) * 2015-05-26 2016-12-06 엘지이노텍 주식회사 광학 렌즈, 조명 모듈 및 이를 구비한 라이트 유닛
CN107667254A (zh) * 2015-05-26 2018-02-06 Lg 伊诺特有限公司 光学透镜、照明模块和包括该照明模块的灯单元

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