CN111180430A - 发光模块和包括其的汽车照明装置 - Google Patents
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Abstract
公开了发光模块和包括该发光模块的汽车照明装置。发光模块包括模块基板、模块基板上的发光器件、以及与模块基板间隔开并且在平面图中围绕发光器件的光导结构。发光器件包括:第一像素和第二像素,第一像素和第二像素均包括发射波长在蓝色或紫外线范围内的光的发光二极管(LED)芯片;以及波长转换材料,其位于第一像素和第二像素中的至少一个的顶表面上。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2019年11月13日提交给韩国知识产权局的韩国专利申请No.10-2018-0139021的优先权,其全部公开内容通过引用合并于此。
技术领域
本发明构思涉及一种发光模块,更具体地,涉及一种包括光导结构的发光模块。
背景技术
例如发光二极管的发光器件是从包括在其中的材料释放光的设备。发光器件发射从由于组合半导体中包含的电子和空穴的复合而得到能量转换来的光。这种发光器件目前广泛用作照明、显示装置和光源,并且这种发光器件的发展已经得到了加速。随着发光器件在应用中变得更广泛,需要提高发光模块的发光效率和/或可靠性的技术。另外,电子产品的缩小或小型化导致对用于电子产品的发光模块的进一步紧凑性的要求。
发明内容
本发明构思的一些示例实施例提供了具有改善的发光效率的发光模块。
本发明构思的一些示例实施例提供了更紧凑尺寸的发光模块。
根据本发明构思的一些示例实施例,发光模块可以包括:模块基板;发光器件,其位于所述模块基板上;以及光导结构,其与所述模块基板间隔开并且在平面图中围绕所述发光器件。所述发光器件包括:第一像素和第二像素,所述第一像素和所述第二像素均包括发光二极管(LED)芯片,所述发光二极管芯片被配置为发射波长在蓝色或紫外线范围内的光;以及波长转换材料,其位于所述第一像素和所述第二像素中的至少一个的顶表面上。
根据本发明构思的一些示例实施例,发光模块可以包括:模块基板;发光器件,其位于所述模块基板上;以及光导结构,其与所述模块基板间隔开并且引导从所述发光器件发出的光。所述发光器件包括:第一像素和第二像素,所述第一像素和所述第二像素均包括发光二极管(LED)芯片,所述发光二极管芯片被配置为发射波长在蓝色或紫外线范围内的光;以及波长转换材料,其位于所述第一像素和所述第二像素中的至少一个的顶表面上。
根据本发明构思的一些示例实施例,汽车照明装置可以包括:模块基板;发光器件,其位于所述模块基板上;以及光导结构,其与所述模块基板间隔开并引导从所述发光器件发出的光。所述发光器件包括:第一像素和第二像素,所述第一像素和所述第二像素均包括发光二极管芯片(LED),所述发光二极管芯片被配置为发射波长在蓝色或紫外线范围内的光;以及波长转换材料,其位于所述第一像素和所述第二像素中的至少一个的顶表面上。
附图说明
图1A示出了示出根据一些示例实施例的发光模块的平面图。
图1B示出了沿图1A的线A-B截取的剖视图。
图1C示出了图1B中所示的部分C的放大视图。
图1D示出了图1B中所示的部分D的放大视图。
图1E和图1F示出了示出根据一些示例实施例的发光结构的剖视图。
图2A示出了示出根据一些示例实施例的发光模块的平面图。
图2B示出了沿图2A的线A'-B'截取的剖视图。
图3A至图3I示出了示出根据一些示例实施例的制造发光器件的方法的剖视图。
图3J示出了图3H中所示的部分E的放大视图。
图4A和图4B示出了示出根据一些示例实施例的制造发光器件的方法的剖视图。
图5A至图5F示出了示出根据一些示例实施例的制造发光器件的方法的剖视图。
图6A至图6C示出了示出根据一些示例实施例的制造发光器件的方法的剖视图。
图7示出了示出根据一些示例实施例的发光模块的剖视图。
图8A示出了示出根据一些示例实施例的发光模块的平面图。
图8B示出了沿图8A的线A”-B”截取的剖视图。
图9示出了示出根据一些示例实施例的发光模块的剖视图。
图10示出了示出根据一些示例实施例的汽车照明装置的立体图。
具体实施方式
在本说明书中,相同的附图标记可以表示相同的组件。下面将描述根据本发明构思的发光器件和包括该发光器件的发光模块。
图1A示出了示出根据一些示例实施例的发光模块的平面图。图1B示出了沿图1A的线A-B截取的剖视图。图1C示出了图1B所示的部分C的放大视图。图1D示出了图1B所示的部分D的放大视图。
参照图1A和图1B,发光模块1可以包括模块基板1000、发光器件2000和/或光导结构3000。模块基板1000可以包括例如印刷电路板(PCB)。模块基板1000可以包括其顶表面上的基板焊盘1100。基板焊盘1100可以包括诸如金属的导电材料,并且可以耦接到模块基板1000中的连接线1005。
发光器件2000可以安装在模块基板1000上。发光器件2000可以用作光发射器。因此,发光模块1可以具有更小的尺寸和/或重量。
发光器件2000可以包括连接焊盘460,并且当在平面图中观察时,连接焊盘460可以设置在发光器件2000的边缘区域上。连接焊盘460可以包括诸如金属的导电材料。连接焊盘460可以用作发光器件2000的端子。例如,连接焊盘460可以在其上设置有耦接到连接焊盘460和基板焊盘1100的接合线800。接合线800可以包括诸如金(Au)的导电材料。发光器件2000可以通过连接焊盘460和接合线800电连接到模块基板1000。在本说明书中,短语“电连接/耦接到模块基板1000”可以表示“电连接/耦接到模块基板1000的连接线1005”。在除了图1B以外的各图中,为简洁起见未示出连接线1005。在某些实施例中,既不设置接合线800,也不设置连接焊盘460,并且基板焊盘1100可以设置在发光器件2000的底表面上。电极(未示出)可以设置在模块基板1000中。基板焊盘1100可以通过电极相应地耦接到第一电极图案410和第二电极图案420,这将在下面讨论。
发光器件2000可以具有多个像素PX。当在平面图中观察时,各像素PX可以形成像素阵列。例如,发光器件2000可以具有包括各像素PX的像素阵列。当在平面图中观察时,各像素PX可以沿第一方向D1和第二方向D2二维布置。第一方向D1和第二方向D2可以平行于模块基板1000的顶表面。第二方向D2可以与第一方向D1交叉。像素阵列可以设置在发光器件2000的中心区域上。当在平面图中观察时,像素阵列可以与连接焊盘460间隔开。各像素PX可以具有基本相同的尺寸。例如,每个像素PX可以具有约1μm至约3000μm的宽度和长度大小。各像素PX可以以基本规律的间隔彼此间隔开。例如,各像素PX可以以约1μm至约1500μm的间距布置。在其他实施例中,像素PX可以具有彼此不同的尺寸。
像素PX中的至少两个像素可以发射不同波长的光。像素PX可以包括第一像素PX1和第二像素PX2。第一像素PX1可以被配置为发射第一波长的光以产生第一颜色。第二像素PX2可以被配置为发射与第一波长不同的第二波长的光。第二像素PX2可以被配置为产生与第一颜色不同的第二颜色。发光器件2000的各像素PX可以彼此电隔离。发光器件2000的各像素PX可以彼此独立地操作。像素PX可以由例如隔离壁或隔离壁结构的隔离件(partition)500限定,这将在下面讨论。
如图1B所示,发光器件2000可以包括基板100、像素隔离图案200、发光二极管(LED)芯片300、隔离件500和/或荧光层610和620。基板100可以包括电介质材料。例如,基板100可以包括但不限于,蓝宝石基板、玻璃基板、透明导电基板、硅基板或碳化硅基板。各像素PX可以共享基板100。基板100可以与多个像素PX重叠。
LED芯片300可以设置在基板100上。LED芯片300可以设置在相应的像素PX上。当在平面图中观察时,LED芯片300的布置可以对应于像素PX的布置。例如,如图1A所示,LED芯片300可以沿第一方向D1和第二方向D2布置。当发光器件2000工作时,LED芯片300可以产生光。各LED芯片300可以发射相同强度的光。例如,从每个LED芯片300发射的光的强度可以具有等于或小于从各LED芯片300发射的光的平均强度的约5%的公差。LED芯片300可以发射波长在蓝色或紫外线范围内的光。各LED芯片300可以释放相同波长的光。例如,每个LED芯片300可以释放特定峰值波长的光。每个LED芯片300可以具有等于或小于从各LED芯片300发射的光的平均峰值波长的约5%的公差。特定峰值波长可以在约430nm至约480nm的范围内。特定峰值波长可以对应于蓝色。因此,LED芯片300可以发射蓝色光。
像素隔离图案200可以设置在各LED芯片300的各侧壁之间。可以在基板100和LED芯片300的底表面之间设置间隙。例如,像素隔离图案200可以设置在第一开口291中,第一开口291设置在各LED芯片300之间。像素隔离图案200可以包括电介质材料。像素隔离图案200可以将各LED芯片300彼此物理地和电气地隔离。因此,各LED芯片300可以彼此独立地操作。像素隔离图案200可以设置在基板100与LED芯片300的底表面之间的间隙中。像素隔离图案200可以包括掩埋电介质层220和/或衬垫层(liner layer)210。
粘合层150可以设置在基板100和像素隔离图案200之间。例如,粘合层150可以放置在基板100和掩埋电介质层220之间。可以通过粘合层150将像素隔离图案200粘附至基板100。粘合层150可以包括电介质材料,例如硅基电介质材料或电介质聚合物。例如,粘合层150可以包括与掩埋电介质层220的材料相同的材料。在一些示例实施例中,粘合层150和掩埋电介质层220可以彼此连接而在它们之间没有界面。又例如,粘合层150可包括共晶胶(eutectic glue)材料,例如AuSn或NiSi。
隔离件500可以限定像素开口691和692。例如,像素开口691和692可以设置在隔离件500中并由隔离件500围绕。隔离件500可以将像素开口691和692彼此分隔开。如图1B所示,隔离件500可以设置在第一开口291中的像素隔离图案200上。隔离件500可以设置在像素隔离图案200的最上面的顶表面200a上并与其物理接触。例如,如图1C和图1D所示,隔离件500可以与衬垫层210的最上面的顶表面210a接触。隔离件500可以包括电介质材料。隔离件500可以包括例如硅(Si)、碳化硅(SiC)、蓝宝石和氮化镓(GaN)中的一种或多种。隔离件500可以进一步延伸到层叠结构300S上。隔离件500可以由硅基板形成。
隔离件500可包括第一隔离件510(例如,隔离壁或隔离壁结构)和第二隔离件520(例如,隔离壁或隔离壁结构)。第一隔离件510可以设置在两个相邻的荧光层610和620之间。如图1A所示,第一隔离件510可包括沿第一方向D1延伸的区段和沿第二方向D2延伸的其他区段。第二隔离件520可以对应于隔离件500的最外部。例如,第二隔离件520和第一隔离件510可以由相同的材料形成并且彼此连接而在它们之间没有界面。当在平面图中观察时,第二隔离件520可以设置在像素阵列和连接焊盘460之间。第二隔离件520可以围绕荧光层610和620。第二隔离件520可以用于保护荧光层610和620。例如,即使在外部应力施加到发光器件2000时,第二隔离件520也可以减少或防止荧光层610和620以及第一隔离件510被损坏。因此,发光器件2000可以提高耐久性和/或可靠性。当发光模块1用于汽车前灯时,外部应力可包括振动和物理冲击。在同一水平处,第二隔离件520可以具有比第一隔离件510的宽度大的宽度。例如,第二隔离件520可以具有与第一隔离件510的顶表面的水平基本相同的顶表面,第二隔离件520的顶表面处的宽度W20可以大于第一隔离件510的顶表面处的宽度W10。第二隔离件520的较大宽度W20可以有效地减少或防止荧光层610和620的损坏。
隔离件500可具有梯形横截面。例如,隔离件500的底表面的的宽度可以大于其顶表面的宽度。隔离件500可以允许LED芯片300有效地向外放光。因此,发光模块1可以提高发光效率。
荧光层610和620可以设置在相应的LED芯片300上。荧光层610和620可以设置在相应的像素开口691和692中。例如,荧光层610和620可以包括第一荧光层610和第二荧光层620。像素开口691和692可以包括第一像素开口691和第二像素开口692。第一荧光层610可以设置在第一像素开口691中,第二荧光层620可以设置在第二像素开口692中。荧光层610和620可以相应地填充像素开口691和692。例如,第一荧光层610可以填充第一像素开口691,第二荧光层620可以填充第二像素开口691。当在平面图中观察时,荧光层610和620可以与对应的像素PX1和PX2重叠。例如,第一荧光层610可以与第一像素PX1重叠,并且第二荧光层620可以与第二像素PX2重叠。第一隔离件510可以将荧光层610和620彼此分离。
当发光器件2000工作时,荧光层610和620可以相应地将从LED芯片300发射的光转换成期望波长的光。第一荧光层610可以将从相应的LED芯片300发射的特定波长的光转换为与该特定波长不同的波长的光。例如,第一荧光层610可以将特定波长的光转换为第一波长的光。第一波长可以与特定波长不同。第一波长的光可以产生第一颜色。因此,发光器件2000的第一像素PX1可以产生第一颜色。第一颜色可以与从LED芯片300发射的光的颜色不同。第二荧光层620可以包括与第一荧光层610的材料不同的材料。第二荧光层620可以将从相应的LED芯片300发射的(例如,特定波长的)光转换为第二波长的光。第二波长可以与特定波长不同。第二波长可以与第一波长不同。第二波长的光可以产生与第一颜色不同的第二颜色。第二颜色可以与从LED芯片300发射的光的颜色不同。发光器件2000的第二像素PX2可以产生第二颜色。总之,发光器件2000可以实现多种颜色。例如,第一颜色和第二颜色中的一个颜色可以是白色,第一颜色和第二颜色中的另一个颜色可以是琥珀色。然而,第一颜色和第二颜色不限于上述颜色,而是可以进行各种改变。例如,第一颜色可以是从红色、绿色和蓝色中选择的颜色,第二颜色可以是从红色、绿色和蓝色中选择的另一种颜色。
当发光器件(例如,发光芯片或发光封装件)产生单色时,可以需要发光模块1具有产生彼此不同颜色的多个发光器件。在某些实施例中,因为发光器件2000产生多种颜色,所以发光模块1可以使用单个发光器件2000作为光源。发光模块1可以提高发光效率。发光模块1和包括该发光模块1的发光设备可以降低功耗。因为发光模块1包括单个发光器件2000,所以可以减小模块基板1000的尺寸(例如,平面面积)。结果,发光模块1可以具有更小的尺寸和/或重量。
第一隔离件510可以将第二荧光层620与第一荧光层610分离。第一隔离件510可以包括与第一荧光层610和第二荧光层620的材料不同的材料。第一隔离件510可以防止或减少各像素PX之间的光学干涉。因此,当发光模块1工作时,从第二像素PX2产生的颜色(例如,第二颜色)可以与从第一像素PX1产生的颜色(例如,第一颜色)不同。发光模块1可以表现出改善的对比度特性。
荧光层610和620中的每一个可以包括其中分布有荧光材料的树脂。荧光材料可包括氧化物基材料、硅酸盐基材料、氮化物基材料和氟化物基材料中的一种或多种。例如,荧光材料可包括β-SiAlON:Eu2+(绿色)、(Ca,Sr)AlSiN3:Eu2+(红色)、La3Si6N11:Ce3+(黄色)、K2SiF6:Mn4 +(红色)、SrLiAl3N4:Eu(红色)、Ln4-x(EuzM1-z)xSi12-yAlyO3+x+yN18-x-y(0.5≤x≤3,0<z<0.3,0<y≤4)(红色)、K2TiF6:Mn4 +(红色)、NaYF4:Mn4 +(红色)和NaGdF4:Mn4 +(红色)中的一种或多种。然而,荧光材料不限于上面讨论的那些种类。
例如,包括在每个荧光层610和620中的荧光材料可以是相同的。又例如,荧光层610和620中的一个或多个可包括尺寸彼此不同的至少两种荧光颗粒。在一些示例实施例中,荧光层610和620可以具有改善的色均匀性。荧光层610和620可以包括波长转换材料。波长转换材料可以转换从LED芯片300发射的特定波长的光。例如,波长转换材料可以包括具有纳米尺寸颗粒的量子点荧光材料。量子点荧光材料可以使用III-V或II-VI化合物半导体以具有核-壳结构。例如,核可以包括CdSe和/或InP。壳可以包括ZnS和/或ZnSe。另外,量子点荧光材料可包括配体以增加核和壳的稳定性。可选地,还可以将额外的波长转换颗粒设置在荧光层610和620中的一个或多个的上部上。
还可以将反射层530设置在隔离件500的侧壁上。反射层530可以介于隔离件500与荧光层610和620中的每一个之间。反射层530可以反射从LED芯片300发射的光,以提高发光器件2000的光学提取效率。反射层530还可以防止或减少各像素PX之间的光学干涉。例如,反射层530可以包括金属材料,例如Ag、Al、Ni、Cr、Au、Pt、Pd、Sn、W、Rh、Ir、Ru、Mg、Zn或其组合。又例如,反射层530可以是包括金属氧化物的树脂层。金属氧化物可包括氧化钛或氧化铝。树脂层可包括聚邻苯二甲酰胺(PPA)。又例如,反射层530可以是分布式布拉格反射器(DBR)。分布式布拉格反射器可以包括多个层(未示出),所述多个层中的一个层具有与相邻层的折射率不同的折射率。分布式布拉格反射器可包括氧化物(例如,SiO2、TiO2、Al2O3和/或ZrO2)、氮化物(例如,SiN、Si3N4、TiN、AlN、TiAlN和/或TiSiN)和氮氧化物(例如,SiOxNy)中的一种或多种。
反射层530可以不设置在第二隔离件520的外壁上。第二隔离件520的外壁可以面对第二隔离件520的内壁,并且第二隔离件520的内壁可以面对荧光层610和620。又例如,发光器件2000可以不包括反射层530。
光导结构3000可以设置在模块基板1000上。光导结构3000可以包括光学管。例如,光导结构3000可以具有细长的圆柱形波导。当在如图1A所示的平面图中观察时,光导结构3000可以具有闭环形状。当在平面图中观察时,光导结构3000可以围绕发光器件2000。光导结构3000可以具有与发光器件2000的像素阵列的最大直径A2相同或更大的直径A1。像素阵列的直径A2可以指示荧光层610和620中的最外面荧光层610和620的外壁之间的间隔,其中最外面荧光层布置在相同的方向上。像素阵列的直径A2可以对应于像素阵列区域的直径。像素阵列区域可以包括像素PX1和PX2以及像素PX1和PX2之间的第一隔离件510。像素阵列的最大直径A2可以在约10μm至约50mm的范围内。光导结构3000的直径A1可以表示在像素阵列具有最大直径A2的相同方向上的直径。光导结构3000的直径A1可以表示在光导结构3000的底表面3000b处测量的直径。光导结构3000的底表面3000b可以面对发光器件2000或模块基板1000。光导结构3000可以集中或引导从发光器件2000发射的光。集中的光可以向外放出。光导结构3000可以提高发光模块1的发光效率。
光导结构3000的直径A1可以取决于包括在发光模块1中的光发射器的数量和尺寸。在某些实施例中,单个光发射器可以用于减小光导结构3000的直径A1。因为将发光器件2000用作光发射器,所以可以进一步减小光导结构3000的直径A1。因此,发光模块1可以更紧凑。发光模块1的尺寸的减小可以增加包括发光模块1的发光设备的设计自由度。
光导结构3000可以与发光器件2000间隔开。光导结构3000和发光器件2000之间可以具有范围为约0.1mm至约5mm的间隔D10,更窄的为约0.3mm至约2mm,甚至更窄的为约0.5mm至约1mm。当光导结构3000和发光器件2000之间的间隔D10小于约0.1mm时,光导结构3000可能由于在发光器件2000的工作期间从发光器件2000产生的热量而被碳化。在一些示例实施例中,可以减小光导结构3000的光导功能以降低发光模块1的发光效率。当光导结构3000和发光器件2000之间的间隔D10大于约5mm时,光导结构3000可能不充分地引导从发光器件2000发射的光。在一些示例实施例中,发光器件2000可以产生光泄漏以降低发光模块1的发光效率。
例如,可以在光导结构3000和发光器件2000之间设置空气层、气隙或空气空间。空气层可以具有约0.1mm至约5mm的厚度。又例如,可以在光导结构3000和发光器件2000之间设置树脂层(未示出)。树脂层可以包括与光导结构3000的材料相同的材料。树脂层可以是透明的。树脂层可具有约0.1mm至约5mm的厚度。
光导结构3000可以包括聚合物,例如聚碳酸酯(PC)和/或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。光导结构3000可以是相对透明的,但是本发明构思不限于此。
现在,下面将参照图1C和图1D详细描述发光器件2000。
参照图1A、图1B、图1C和图1D,层叠结构300S可以包括第一半导体层310、有源层330和/或第二半导体层320。每个LED芯片300可以是层叠结构300S的一部分。例如,LED芯片300可以是层叠结构300S的由像素隔离图案200限定的部分。每个LED芯片300可以包括层叠的第一半导体层310、有源层330和/或第二半导体层320。第一半导体层310可以具有第一导电类型。第一半导体层310可以包括掺杂有p型掺杂剂的氮化镓(GaN)。p型掺杂剂可包括镁(Mg)。第二半导体层320可以具有第二导电类型,其不同于第一导电类型。第二半导体层320可以包括掺杂有n型掺杂剂的氮化镓(GaN)。n型掺杂剂可包括硅(Si)。缓冲层(未示出)可以进一步介于第二半导体层320和隔离件500之间。缓冲层(未示出)可以减轻隔离件500和第二半导体层320之间的晶格失配。有源层330可以介于第一半导体层310和第二半导体层320之间。有源层330可以包括具有多量子阱(MQW)的材料,其中至少一个量子阱层和至少一个量子势垒层交替层叠。例如,有源层330可以包括交替层叠的氮化镓(GaN)和铟镓氮化物(InGaN)。有源层330的材料和成分可以控制从LED芯片300发射的光的峰值波长。
第一电极图案410和第二电极图案420可以设置在每个LED芯片300上。第一电极图案410可以包括第一上电极图案411和/或第一下电极图案412。第一上电极图案411可以设置在LED芯片300的底表面上(例如,设置在第一半导体层310的底表面上)并且可以电连接到第一半导体层310。第一下电极图案412可以设置在第一上电极图案411的底表面上,并且可以电连接到第一上电极图案411。
第二电极图案420可以包括第二上电极图案421和/或第二下电极图案422。第二上电极图案421可以设置在第一半导体层310和有源层330中,并且可以电连接到第二半导体层320。第二下电极图案422可以设置在第二上电极图案421的底表面上,并且可以电连接到第二上电极图案421。
电介质层205可以介于第二上电极图案421和第一半导体层310之间并且介于第二上电极图案421和有源层330之间。因此,第二上电极图案421可以与第一半导体层310和有源层330绝缘。电介质层205可以延伸到第一半导体层310的底表面上。电介质层205可以介于第一上电极图案411和第二上电极图案421之间。因此,第二上电极图案421可以与第一上电极图案411绝缘。衬垫层210可以介于第一下电极图案412和第二下电极图案422之间,因此第二下电极图案422可以与第一下电极图案412绝缘。有源层330可以接收被施加到第一电极图案410和第二电极图案420的电信号。因此,在有源层330中可能发生电子和空穴的复合,这可导致光的产生。第一电极图案410和第二电极图案420可以具有高反射率。第一电极图案410和第二电极图案420均可包括诸如金属或透明导电氧化物的导电材料。
像素隔离图案200可以包括掩埋电介质层220和/或衬垫层210。衬垫层210可以共形地覆盖LED芯片300的侧表面和底表面。衬垫层210可以设置在第一开口291的内壁和底表面上。因此,衬垫层210的最上面的顶表面210a可以位于与LED芯片300的顶表面的水平基本相同的水平处。每个LED芯片300的顶表面可以对应于第二半导体层320的顶表面。衬垫层210可以覆盖第二开口292的侧壁,但是可以不覆盖第二开口292的底表面。衬垫层210可以包括例如硅基电介质材料。硅基电介质材料可包括例如氧化硅或氮化硅。掩埋电介质层220可以介于基板100和衬垫层210之间,并且可以填充第一开口291和第二开口292。掩埋电介质层220可以包括硅树脂、环氧树脂或丙烯酸树脂。
在某些实施例中,像素隔离图案200可以设置为减少或防止LED芯片300中的一个接收从相邻的一个LED芯片300发射的光。因此,发光器件2000可以改善对比度特性。
发光器件2000可以在其边缘区域上设置有穿透层叠结构300S的第二开口292。连接焊盘460可以设置在相应的第二开口292中。连接焊盘460的顶表面可以与第二半导体层320的顶表面处于基本相同的水平处。连接焊盘460可以包括第一连接焊盘461和第二连接焊盘462。如图1C所示,第一连接焊盘461可以设置在第二开口292中的一个中。第一线图案451可以设置在第一下电极图案412的底表面上。第一线图案451可以在掩埋电介质层220和衬垫层210之间延伸,并且第一线图案451可以设置在第二开口292中的一个的侧壁上。因此,第一下电极图案412可以通过第一线图案451耦接到第一连接焊盘461。第一线图案451可包括金属。例如,第一连接焊盘461可以设置为多个。第一线图案451可以设置为多个。在一些示例实施例中,第一连接焊盘461中的每一个可以通过对应的第一线图案451耦接到对应像素PX的第一下电极图案412。
如图1D所示,第二连接焊盘462可以设置在第二开口292中的另一个中。第二线图案452可以设置在第二下电极图案422的底表面上,并且耦接到第二下电极图案422。第二线图案452可以在掩埋电介质层220和衬垫层210之间延伸,并且可以设置在第二开口292中的另一个上。因此,第二下电极图案422可以通过第二线图案452耦接到第二连接焊盘462。第二线图案452可包括例如金属。例如,第二连接焊盘462可以设置为多个。第二线图案452可以设置为多个。第二连接焊盘462中的每一个可以通过对应的第二线图案452耦接到对应像素PX的第二下电极图案422。第二线图案452可以与第一线图案451绝缘。第二连接焊盘462可以与第一连接焊盘461间隔开并且与第一连接焊盘461电隔离。为了描述的简洁,下面将描述包括单个第一连接焊盘461和单个第二连接焊盘462的示例。
图1E和图1F示出了示出根据一些示例实施例的发光结构的剖视图。图1C示出了图1B中所示的部分C的放大视图。图1D示出了图1B中所示的部分D的放大视图。下面将省略上面讨论的组件的重复描述。
参照图1B、图1E和图1F,LED芯片300可以包括第一半导体层310、有源层330和/或第二半导体层320。LED芯片300的顶表面可以具有不平坦部分325并且对应于第二半导体层320的顶表面。不平坦部分325可以与荧光层610和620接触。荧光层610和620的底面的形状可以与不平坦部分325的形状相对应。例如,LED芯片300的不平坦部分325可以提高发光器件2000的发光效率。在下面的图中,为了简洁起见,省略了不平坦部分325的图示,但是本发明构思不限于此。
图2A示出了示出根据一些示例实施例的发光模块的平面图。图2B示出了沿图2A的线A'-B'截取的剖视图。下面将省略上面讨论的组件的重复描述。
参照图2A和图2B,发光模块1A可以包括模块基板1000、发光器件2000A和/或光导结构3000。模块基板1000、发光器件2000A和光导结构3000可以是与上面在图1A和图1B中讨论的基本相同。相反,当在平面图中观察时,发光器件2000A的像素PX可以包括第一像素PX1和第二像素PX2,并且还包括第三像素PX3。第三像素PX3可以与第一像素PX1和第二像素PX2横向间隔开。
荧光层610和620可以包括第一荧光层610和第二荧光层620,并且还包括第三荧光层630。第三荧光层630可以设置在第三像素PX3上。第三荧光层630可以将从相应LED芯片300发射的特定峰值波长的光转换为第三波长的光。第三波长可以与特定峰值波长不同。第三波长可以与第一波长和第二波长不同。第三波长的光可以产生第三颜色。第三颜色可以与从LED芯片300发射的光的颜色不同。第三颜色可以与第一颜色和第二颜色不同。例如,第一颜色可以是从红色、绿色和蓝色中选择的一个颜色,第二颜色可以是从红色、绿色和蓝色中选择的另一种颜色,第三颜色可以是红色、绿色和蓝色中的剩余颜色。然而,第一颜色、第二颜色和第三颜色不限于上述颜色,而是可以具有各种颜色。总之,发光器件2000A可以实现各种颜色。
以下将描述根据一些示例实施例的制造发光器件的方法。
图3A至图3I示出了示出根据一些示例实施例的制造发光器件的方法的剖视图。图3J示出了图3H中所示的部分E的放大视图。在图3A至图3J的描述中,将基于图1B和图3I讨论任何部件的顶表面、底表面、上部和下部。在描述图3A至图3I时也将参照图1A。
参照图1A和图3A,可以在支撑基板501上形成层叠结构300S。支撑基板501可以包括硅(Si)基板、碳化硅(SiC)基板、蓝宝石基板或氮化镓(GaN)基板。例如,半导体晶片可以用作支撑基板501。支撑基板501可以用作生长基板以形成层叠结构300S。可以在支撑基板501上顺序地形成第二半导体层320、有源层330和第一半导体层310,这可以导致形成层叠结构300S。第二半导体层320、有源层330和第一半导体层310可分别包括与上面在图1A至图1D讨论的材料相同的材料。
可以部分地去除层叠结构300S以在每个像素PX上形成孔309。在图3A至图3H中,像素PX可以是与图3I所示的发光器件2001的像素PX对应的虚设组件。孔309的形成可以包括:在第一半导体层310上形成掩模图案(未示出),并执行使用掩模图案作为刻蚀掩模的刻蚀处理。孔309可以形成在第一半导体层310和有源层330中,并且可以暴露第二半导体层320。电介质层205可以形成在第一半导体层310上和孔309中。
参照图1A和图3B,可以在电介质层205中形成第一电极孔419和第二电极孔429。第二电极孔429可以设置在孔309中并且可以暴露第二半导体层320。第一电极孔419可以设置在电介质层205中并且可以暴露第一半导体层310。第二电极孔429可以与第一电极孔419分离。第一上电极图案411和第二上电极图案421可以分别形成在第一电极孔419和第二电极孔429中。
可以分别在第一上电极图案411和第二上电极图案421上形成第一下电极图案412和第二下电极图案422。在某些实施例中,可以在第一上电极图案411、第二上电极图案421和电介质层205上形成电极层。可以执行电解电镀处理以形成电极层。可以图案化电极层以形成第一下电极图案412和第二下电极图案422。第二下电极图案422可以包括与第一下电极图案412相同的材料,并且具有与第一下电极图案412基本相同的厚度。第二下电极图案422可以与第一下电极图案412间隔开并与第一下电极图案412绝缘。
参照图1A和图3C,可以在层叠结构300S中形成第一开口291和第二开口292。可以通过部分地去除层叠结构300S来形成第一开口291和第二开口292。例如,可以使用刀片来形成第一开口291和第二开口292。又例如,第一开口291和第二开口292的形成可以包括:在电介质层205上形成掩模图案,并执行使用掩模图案作为刻蚀掩模的刻蚀处理。第一开口291和第二开口292可以穿透层叠结构300S并暴露支撑基板501。层叠结构300S中的第一开口291的形成可以形成发光二极管(LED)芯片300。当在平面图中观察时,第一开口291可以形成层叠结构300S的中心区域。LED芯片300可以是层叠结构300S中的由第一开口291限定的部分。第一开口291可以将LED芯片300彼此分隔开。当在平面图中观察时,第二开口292可以形成层叠结构300S的边缘区域。第二开口292可以彼此间隔开。第二开口292可以与第一开口291间隔开。
可以在LED芯片300上、在第一开口291和第二开口292中形成衬垫层210。衬垫层210可以共形地覆盖第一半导体层310、第一下电极图案412、第二下电极图案412、第一开口291和第二开口292。可以从第二开口292的底表面去除衬垫层210。因此,衬垫层210可以暴露第二开口292中的支撑基板501。衬垫层210可以保留在第一开口291中并覆盖支撑基板501。
参照图1A和图3D,可以部分地去除衬垫层210以暴露第一下电极图案412和第二下电极图案422。可以在衬垫层210上形成第一线图案451以覆盖暴露的第一下电极图案412。第一线图案451可以延伸到第二开口292中的一个中。可以在衬垫层210上形成第二线图案452以覆盖暴露的第二下电极图案422。第二线图案452可以延伸到第二开口292中的另一个中。例如,第一线图案451和第二线图案452的形成可以包括:在衬垫层210上、在第一开口291和第二开口292中形成连接线层,然后对连接线层执行图案化处理。第二线图案452和第一线图案451可以通过单个处理形成。图案化处理可以使第二线图案452与第一线图案451绝缘并且与第一线图案451物理地分离。
可以在相应的第二开口292中形成连接焊盘460。可以执行电解电镀处理以形成连接焊盘460。连接焊盘460可以与暴露于第二开口292的支撑基板501物理接触。连接焊盘460可以包括第一连接焊盘461和第二连接焊盘462。第一连接焊盘461可以设置在第二开口292中的所述一个中并且偶接到第一线图案451。在形成第一线图案451之后,可以形成第一连接焊盘461。替代地,在形成第一连接焊盘461之后,可以形成第一线图案451。不同地,第一连接焊盘461和第一线图案451可以通过单个处理形成。
第二连接焊盘462可以设置在第二开口292中的所述另一个中并且偶接到第二线图案452。可以在第二线图案452的形成之前或之后形成第二连接焊盘462。替代地,第二连接焊盘462和第二线图案452可以通过单个处理形成。
参照图1A和图3E,可以在衬垫层210、第一线图案451、第二线图案452、第一连接焊盘461和第二连接焊盘462上形成掩埋电介质层220。掩埋电介质层220可以填充第一开口291和第二开口292。掩埋电介质层220的形成可以形成LED芯片300之间的像素隔离图案200。像素隔离图案200可以包括衬垫层210和掩埋电介质层220。
可以在掩埋电介质层220上设置基板100。可以在掩埋电介质层220和基板100之间进一步设置粘合层150。粘合层150可以将基板100粘附到掩埋电介质层220。基板100和掩埋电介质层220可以与上面在图1A和图1B中讨论的基本相同。
参照图1A和图3F,可以将粘附有基板100的层叠结构300S上下颠倒以使支撑基板501面向上。支撑基板501可以如虚线所示那样被变薄。可以执行研磨处理以使支撑基板501变薄。
参照图1A和图3G,可以刻蚀支撑基板501以形成第一隔离件510和像素开口691和692。第一隔离件510和像素开口691和692可以与上面在图1A和图1B中讨论的基本相同。例如,第一隔离件510和支撑基板501的剩余部分可以限定像素开口691和692。像素开口691和692可以包括第一像素开口691和第二像素开口692。当在平面图中观察时,像素开口691和692中的每一个可以形成在像素PX1和PX2中的对应像素上。例如,第一像素开口691可以形成在第一像素PX1上,第二像素开口692可以形成在第二像素PX2上。像素开口691和692可以暴露第二半导体层320的顶表面。在形成第一隔离件510之后,可以保留支撑基板501的一部分以覆盖第一连接焊盘461和第二连接焊盘462。
可以在像素开口691和692的侧壁上形成反射层530以覆盖第一隔离件510的侧壁。反射层530可以进一步覆盖支撑基板501的内壁。在某些实施例中,可以在像素开口691和692的侧壁和底表面上、在支撑基板501的顶表面、和第一隔离件510的顶表面上形成初始反射层。初始反射层可以被各向异性地刻蚀以形成反射层530。反射层530可以暴露像素开口691和692的底表面,例如,第二半导体层320的顶表面。替代地,可以不形成反射层530。
参照图1A、图3H和图3J,可以分别在第一像素开口691和第二像素开口692中形成第一荧光层610和第二荧光层620。例如,可以执行分配处理以向第一像素开口691提供第一荧光材料以形成第一荧光层610。可以执行分配处理以向第二像素开口692提供第二荧光材料以形成第二荧光层620。第二荧光材料可以与第一荧光材料不同。
在某些实施例中,因为荧光层610和620通过分配处理形成,所以荧光层610和620中的每一个可以具有中心部分,所述中心部分的顶表面位于比荧光层610和620中的每一个的边缘部分处的顶表面更高的水平处。例如,如图3J所示,第一荧光层610的中心部分处的顶表面610a可以位于比第一荧光层610的边缘部分的顶表面610b更高的水平处。对于第一荧光层610来说,边缘部分可以比中心部分更靠近隔离件500。同样地,第二荧光层620的中心部分处的顶表面可以位于比第二荧光层620的边缘部分处的顶表面更高的水平处。
参照图1A和图3I,可以刻蚀支撑基板501以形成第二隔离件520。在某些实施例中,掩模图案(未示出)可以形成在第一隔离件510以及第一荧光层610和第二荧光层620上。支撑基板501可以经历使用掩模图案作为刻蚀掩模的刻蚀处理。刻蚀处理可以刻蚀支撑基板501的一部分以形成第二隔离件520。第二隔离件520可暴露第一连接焊盘461和第二连接焊盘462。因此,隔离件500可形成为包括第一隔离件510和第二隔离件520。第二隔离件520可以对应于隔离件500的最外部分。如图1A所示,第二隔离件520可以连接到第一隔离件510。第二隔离件520可以包括与第一隔离件510相同的材料。通过上面讨论的处理,最终可以制造出发光器件2001。
图4A和图4B示出了示出根据一些示例实施例的制造发光器件的方法的剖视图。下面将省略上面讨论的组件的重复描述。在描述图4A和图4B时也将参照图2A。
参照图2A和图4A,可以在支撑基板501上形成LED芯片300、电介质层205、第一电极图案410、第二电极图案420、第一线图案451、第二线图案452、连接焊盘460和像素隔离图案200,并且可以在像素隔离图案200上设置基板100。可以刻蚀支撑基板501以形成第一隔离件510和像素开口691和692。LED芯片300、电介质层205、第一电极图案410、第二电极图案420、像素隔离图案200、第一隔离件510、第一像素开口691、和第二像素开口692的形成可以与上面在图3A至图3G中讨论的基本相同。
像素开口691和692可以包括第一像素开口691和第二像素开口692,并且还包括第三像素开口693。第三像素开口693的形成可以与图3G的第一像素开口691和第二像素开口692的形成基本相同。反射层530可以形成在第一像素开口691、第二像素开口692和第三像素开口693的侧壁中。
参照图2A和图4B,可以在第一像素开口691、第二像素开口692和第三像素开口693中分别形成第一荧光层610、第二荧光层620和第三荧光层630。第一荧光层610和第二荧光层620可以通过上面在图3H中讨论的分配处理来形成。可以执行分配处理以向第三像素开口693填充第三荧光材料以形成第三荧光层630。第三荧光材料可以与第一荧光材料和第二荧光材料不同。第三荧光层630可以将从LED芯片300发射的光转换为第三波长的光。第三波长可以与第一波长和第二波长不同。因此,第三像素PX3可以产生第三颜色,所述第三颜色与从第一像素PX1产生的第一颜色和从第二像素PX2产生的第二颜色不同。第三荧光层630的中心部分处的顶表面可以位于比第三荧光层630的边缘部分处的顶表面更高的水平处。
可以刻蚀支撑基板501以形成第二隔离件520。支撑基板501的刻蚀和第二隔离件520的形成可以与上面在图3I中讨论的基本相同。第二隔离件520可以暴露第一连接焊盘461和第二连接焊盘462。通过上面讨论的处理,可以最终制造出发光器件2001A。发光器件2001A可以产生三种颜色。例如,发光器件2001A可以实现第一颜色、第二颜色和第三颜色。
图5A至图5F示出了示出根据一些示例实施例的制造发光器件的方法的剖视图。在描述图5A至图5F时也将参照图1A。下面将省略上面讨论的组件的重复描述。
参照图1A和图5A,可以在支撑基板501上设置LED芯片300、电介质层205、电极图案410和420、线图案451和452、连接焊盘460、像素隔离图案200和基板100。LED芯片300、电介质层205、电极图案410和420、线图案451和452、连接焊盘460、像素隔离图案200的形成可以与上面在图3A至图3F中讨论的基本相同。
可以在支撑基板501上形成第一掩模层910以暴露支撑基板501的顶表面。当在平面图中观察时,第一掩模层910可以与第二像素PX2重叠。可以执行使用第一掩模层910作为刻蚀掩模的刻蚀处理,来刻蚀支撑基板501以在支撑基板501中形成第一像素开口691。第一像素开口691可以设置在第一像素上PX1并且可以暴露第二半导体层320的顶表面。第一反射层531可以形成在第一像素开口691中并且可以覆盖第一像素开口691的侧壁。第一反射层531的形成可以包括:形成初始反射层以覆盖第一像素开口691的侧壁和顶表面,并对初始反射层执行图案化处理。图案化处理可以使第一反射层531暴露第二半导体层320的顶表面。第一反射层531可以包括与上面在图1A和图1B中讨论的反射层530相同的材料。第一像素开口691可以彼此间隔开地设置有多个。可以去除第一掩模层910。
参照图1A和图5B,可以在第一像素开口691中和支撑基板501上设置第一荧光材料,结果可以形成第一初始荧光层610P。第一初始荧光层610P可以填充第一像素开口691并覆盖支撑基板501的顶表面。
参照图1A和图5C,可以去除第一初始荧光层610P的上部以形成多个第一荧光层610。可以执行研磨处理以去除第一初始荧光层610P。可以持续研磨处理直到支撑基板501被暴露为止。因此,第一荧光层610可以彼此分离。第一荧光层610中的每一个可以局部地设置在对应的第一像素开口691中。
研磨处理可以使得第一荧光层610中的每一个具有与支撑基板501的顶表面共面的顶表面。第一荧光层610中的每一个的顶表面可以是基本上平坦的。例如,每个第一荧光层610的中心部分处的顶表面610a可以位于与每个第一荧光层610的边缘部分处的顶表面610b的基本相同的水平处。
参照图1A和图5D,可以去除支撑基板501的一部分以形成第二像素开口692和第一隔离件510。可以形成第二掩模层920以覆盖第一荧光层610。可以通过使用第二掩模层920作为刻蚀掩膜以刻蚀支撑基板501的刻蚀处理来形成第二像素开口692。第一隔离件510可以是支撑基板501的设置在像素开口691和692之间的部分,并且可以限定像素开口691和692。
第二反射层532可以形成在第二像素开口692中并且可以覆盖第二像素开口692的侧壁。第二反射层532可以暴露第二半导体层320的顶表面。在图1A和与1B中讨论的反射层530可以包括:如图5A的示例中所示形成的第一反射层531和如图5D的示例中所示形成的第二反射层532。可以去除第二掩模层920。
参照图1A和图5E,可以在第二像素开口692中和支撑基板501上设置第二荧光材料,结果可以形成第二初始荧光层620P。第二初始荧光层620P可以填充第二像素开口692并覆盖支撑基板501的顶表面。虽然未示出,但是第二像素开口692可以彼此间隔开地设置有多个。在一些示例实施例中,第二初始荧光层620P可以填充所述多个第二像素开口692。下面将描述设置有单个第二像素开口692的示例。
参照图1A和图5F,可以去除第二初始荧光层620P的上部以形成第二荧光层620。可以执行研磨处理以去除第二初始荧光层620P。可以持续研磨处理直到支撑基板501被暴露为止。虽然未示出,但是第二荧光层620可以形成为多个,并且多个第二荧光层620中的每一个可以局部地设置在相应的第二像素开口692中。研磨处理可以使第二荧光层620具有平坦的顶表面。第二荧光层620的顶表面可以与支撑基板501的顶表面共面。
参照图1A和图1B,可以刻蚀支撑基板501以形成第二隔离件520。第二隔离件520可以暴露第一连接焊盘461和第二连接焊盘462。通过上述处理,可以最终制造出图1A和图1B中讨论的发光器件2000。
图6A至图6C示出了示出根据一些示例实施例的制造发光器件的方法的剖视图。在描述图6A至图6C时也将参照图2A。
参照图2A和图6A,可以在第一像素PX1上形成第一荧光层610,可以在第二像素PX2上形成第二荧光层620。第一荧光层610和第二荧光层620的形成可以与上面在图5A和图5F中讨论的基本相同。在形成第一荧光层610和第二荧光层620之前,可以在支撑基板501上形成LED芯片300、电介质层205、电极图案410和420、线图案451和452、连接焊盘460和像素隔离图案200,并且基板100可以被粘附到像素隔离图案200。
第三掩模层930可以形成在支撑基板501、第一荧光层610和第二荧光层620上,并且可以暴露支撑基板501的顶表面。可以执行使用第三掩模层930作为刻蚀掩模的刻蚀处理来刻蚀支撑基板501,以形成第三像素开口693和第一隔离件510。可以在第三像素PX3上设置第三像素开口693。第三像素开口693可以与第一像素开口691和第二像素开口692间隔开,并且可以暴露第二半导体层320。第三反射层533可以形成在第三像素开口693中并且可以覆盖第三像素开口693的侧壁。第三反射层533可以暴露第二半导体层320的顶表面。图2A和图2B中讨论的反射层530可以包括第一反射层531、第二反射层532和第三反射层533。虽然未示出,但是第三像素开口693可以形成为多个。可以去除第三掩模层930。
参照图2A和图6B,可以在第三像素开口693中和支撑基板501上设置第三荧光材料,结果可以形成第三初始荧光层630P。第三初始荧光层630P可以填充第三像素开口693并覆盖支撑基板501的顶表面。
参照图2A和图6C,可以去除第三初始荧光层630P的上部以形成第三荧光层630。可以执行研磨处理以去除第三初始荧光层630P。可以持续研磨处理直到支撑基板501的顶表面被暴露为止。虽然未示出,但是第三荧光层630可以形成为多个,并且所述多个第三荧光层630中的每一个可以局部地设置在相应的第三像素开口693中。研磨处理可以使第三荧光层630的顶表面与支撑基板501的顶表面共面。第三荧光层630可以具有平坦的顶表面。
参照图2B,可以刻蚀支撑基板501以形成第二隔离件520。通过上述处理,可以最终制造出图2A和图2B中讨论的发光器件2000A。
以下将描述根据一些示例实施例的发光模块及其制造方法。
返回参照图1A、图1B、图2A和图2B,发光器件2000可以设置在模块基板1000上。发光器件2000可以如图5A至图5F的示例中所示那样来制造。接合线800可以形成在相应的连接焊盘460上。接合线800可以相应地耦接到连接焊盘460和基板焊盘1100。因此,发光器件2000可以电连接到模块基板1000。在模块基板1000上,光导结构3000可以与发光器件2000间隔开设置。结果,可以如图1A和图1B所示最终制造出发光模块1。又例如,可以使用如图3A至图3I的示例中所示形成的发光器件2001来制造发光模块1。
如图2A和图2B所示,可以使用如图6A至图6C的示例中所示形成的发光器件2000A来制造发光模块1A。又例如,可以使用如图4A和图4B的示例中所示形成的发光器件2001A来制造发光模块1A。
图7示出了沿图1A的线A-B截取的剖视图,其示出了根据一些示例实施例的发光模块。
参照图7,发光模块1B可包括模块基板1000、发光器件2000、光导结构3000和/或热辐射结构1300。热辐射结构1300可设置在模块基板1000的底表面上。热辐射结构1300可以具有高导热性。热辐射结构1300可以包括诸如铝或铜的金属材料,但是本发明构思不限于此。当发光模块1B工作时,从发光器件2000产生的热量可以通过模块基板1000和热辐射结构1300迅速向外排出。因此,发光模块1B可以改善热特性和操作可靠性。
可以不同地改变热辐射结构1300的布置。例如,热辐射结构1300可以设置在模块基板1000的侧表面上。又例如,热辐射结构1300可以覆盖模块基板1000的侧表面和底表面。
图8A示出了示出根据一些示例实施例的发光模块的平面图。图8B示出了沿图8A的线A”-B”截取的剖视图。
参照图8A和图8B,发光模块1C可以包括覆盖件4000、模块基板1000、发光器件2000和/或光导结构3001。例如,覆盖件4000可以是壳体或印刷电路板。其上安装有发光器件2000的模块基板1000可以设置在覆盖件4000上,以使模块基板1000的底表面面对覆盖件4000。模块基板1000和发光器件2000可以与上面在图1A和图1B中讨论的基本相同。又例如,图2A和图2B中讨论的发光器件2000A可以安装在模块基板1000上。
光导结构3001可以设置在覆盖件4000上。光导结构3001可以与发光器件2000间隔开,并且可以覆盖发光器件2000。光导结构3001可以限定设置发光器件2000的空间。空气层或树脂层(未示出)可以设置在光导结构3001和发光器件2000之间。光导结构3001可以具有半球形状。例如,光导结构3001可以具有半球形外表面和半球形内表面3001i。光导结构3001可以具有与像素阵列的最大直径A2'相同或更大的内径A1'。光导结构3001的内径A1'可以表示光导结构3001的半球形内表面3001i处的最大直径。光导结构3001可以包括与上面在图1A至图1D中讨论的光导结构3000的材料相同的材料。光导结构3001可以可逆地与覆盖件4000附接或拆卸。
从发光器件2000发射的光可以通过光导结构3001向外放出。光导结构3001可以提高发光模块1C的发光效率。光导结构3001可以控制从发光器件2000发射的光的照度。
又例如,图7中讨论的热辐射结构1300还可以设置在模块基板1000的底表面或侧表面上。在一些示例实施例中,热辐射结构1300可以设置在覆盖件4000的顶表面上。
图9示出了示出根据一些示例实施例的发光模块的剖视图。
参照图9,发光模块1D可以包括覆盖件4000、模块基板1000、发光器件2000、光导结构3000和/或外部结构5000。外部结构5000可以是壳体。光导结构3000的上部可以与外部结构5000接合并刚性耦接。覆盖件4000可以与图8中讨论的基本相同。模块基板1000、光导结构3000和发光器件2000可以与上面在图1A和图1B中讨论的基本相同。
在图7、图8A、图8B和图9的说明中,发光器件2000可以如图5A至图5F的示例中所示来制造。再例如,发光模块1B、1C或1D可以使用下述发光器件来制造:如图3A至图3I的示例中所讨论的那样制造的发光器件2001、如图4A和图4B的示例中所讨论的那样制造的发光器件2001A、或者如图6A至图6C的示例中所讨论的那样制造的发光器件2000A。
图10示出了根据一些示例实施例的汽车照明装置的立体图。
参照图10,汽车10可包括前灯模块2020、镜灯模块2040、尾灯模块2060和内灯模块中的一个或多个。前灯模块2020可以安装在前灯部件2010中。镜灯模块2040可以安装在外部侧镜部件2030中。尾灯模块2060可以安装在尾灯部件2050中。内灯模块可以设置在汽车10内。前灯模块2020、镜灯模块2040、尾灯模块2060和内灯模块中的一个或多个可以通过上面讨论的发光模块1、发光模块1A、发光模块1B、发光模块1C和发光模块1D中的一种来实现。例如,发光模块1、发光模块1A、发光模块1B、发光模块1C和发光模块1D可以用作汽车照明装置。
根据本发明构思,发光器件可以产生至少两种颜色。单个发光芯片可以用作发光器件,因此发光模块可以具有小的尺寸和重量。发光模块的尺寸减小可以增加包括该发光模块的发光设备的设计自由度。发光模块可以降低功耗。可以提供光导结构以提高发光效率。
本发明构思的该详细描述不应被解释为限于这里阐述的实施例,并且本发明构思旨在在不脱离本发明构思的精神和范围的情况下,覆盖本发明的各种组合、修改和变化。所附权利要求应被解释为包括其他实施例。
Claims (20)
1.一种发光模块,包括:
模块基板;
发光器件,其位于所述模块基板上;以及
光导结构,其与所述模块基板间隔开并且在平面图中围绕所述发光器件,
其中,所述发光器件包括:
第一像素和第二像素,所述第一像素和所述第二像素各自包括发光二极管芯片,所述发光二极管芯片被配置为发射波长在蓝色或紫外线范围内的光;以及
波长转换材料,其位于所述第一像素和所述第二像素中的至少一个的顶表面上。
2.根据权利要求1所述的发光模块,其中,所述光导结构和所述发光器件之间具有空气层。
3.根据权利要求2所述的发光模块,其中,所述空气层的厚度在约0.1mm至约5mm的范围内。
4.根据权利要求1所述的发光模块,其中,所述发光器件还包括像素隔离图案,所述像素隔离图案位于所述第一像素和所述第二像素之间并且限定所述第一像素和所述第二像素,
其中,所述第一像素的发光二极管芯片发射的光的波长与从所述第二像素的发光二极管芯片发射的光的波长相同。
5.根据权利要求4所述的发光模块,还包括:
多个荧光层,其对应地设置在所述第一像素和所述第二像素上,并且所述多个荧光层中的每一个包括所述波长转换材料;以及
多个隔离壁结构,其位于所述像素隔离图案上并且在平面图中围绕所述荧光层,
其中,所述隔离壁结构包括硅基板。
6.根据权利要求1所述的发光模块,其中所述发光器件具有像素阵列区域,
其中,所述像素阵列区域包括所述第一像素、所述第二像素、以及所述第一像素与所述第二像素之间的第一隔离件,
所述光导结构的直径等于或大于所述像素阵列区域的直径。
7.根据权利要求1所述的发光模块,其中,所述光导结构和所述发光器件之间具有树脂层。
8.根据权利要求1所述的发光模块,其中,所述波长转换材料包括具有纳米尺寸颗粒的量子点荧光材料。
9.根据权利要求1所述的发光模块,其中,所述光导结构具有细长的圆柱形波导。
10.一种发光模块,包括:
模块基板;
发光器件,其位于所述模块基板上;以及
光导结构,其与所述模块基板间隔开并且引导从所述发光器件发射的光,
其中,所述发光器件包括:
第一像素和第二像素,所述第一像素和所述第二像素各自包括发光二极管芯片,所述发光二极管芯片发射波长在蓝色或紫外线范围内的光;以及
波长转换材料,其位于所述第一像素和所述第二像素中的至少一个的顶表面上。
11.根据权利要求10所述的发光模块,其中,所述光导结构和所述发光器件之间具有空气层。
12.根据权利要求11所述的发光模块,其中,所述空气层的厚度在约0.1mm至约5mm的范围内。
13.根据权利要求10所述的发光模块,其中,所述发光器件还包括像素隔离图案,所述像素隔离图案位于所述第一像素和所述第二像素之间并且限定所述第一像素和所述第二像素,
其中,从所述第一像素和所述第二像素的每个发光二极管芯片发射的光的峰值波长的公差的范围等于或小于从所述第一像素的发光二极管芯片和所述第二像素的发光二极管芯片发射的所述光的平均峰值波长的约5%。
14.根据权利要求13所述的发光模块,还包括:
荧光层,其位于所述发光二极管芯片上并且包括所述波长转换材料;以及
隔离件,当在平面图中观察时,所述隔离件围绕所述荧光层,
其中,所述隔离件包括硅基板。
15.根据权利要求10所述的发光模块,还包括多个接合线,所述多个接合线位于所述发光器件的边缘区域上并且耦接到所述发光器件和所述模块基板。
16.一种汽车照明装置,包括:
模块基板;
发光器件,其位于所述模块基板上;以及
光导结构,其与所述模块基板间隔开并引导从所述发光器件发射的光,
其中,所述发光器件包括:
第一像素和第二像素,所述第一像素和所述第二像素各自包括发光二极管芯片,所述发光二极管芯片被配置为发射波长在蓝色或紫外线范围内的光;以及
波长转换材料,其位于所述第一像素和所述第二像素中的至少一个的顶表面上。
17.根据权利要求16所述的汽车照明装置,其中,所述光导结构与所述发光器件之间具有空气层。
18.根据权利要求17所述的汽车照明装置,其中,所述空气层的厚度在约0.1mm至约5mm的范围内。
19.根据权利要求16所述的汽车照明装置,其中,所述发光器件还包括像素隔离图案,所述像素隔离图案位于所述第一像素和所述第二像素之间并且限定所述第一像素和所述第二像素,
其中,从所述第一像素和所述第二像素的每个发光二极管芯片发射的光的峰值波长的公差的范围等于或小于从所述第一像素的发光二极管芯片和所述第二像素的发光二极管芯片发射的所述光的平均峰值波长的约5%。
20.根据权利要求16所述的汽车照明装置,还包括:
荧光层,其位于所述发光二极管芯片上并且包括所述波长转换材料;以及
隔离件,当在平面图中观察时,所述隔离件围绕所述荧光层,
其中,所述隔离件包括硅基板。
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