TW201602490A - 具有用於減少內部組件之視覺影響之特徵之光電模組 - Google Patents

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Abstract

諸如閃光模組之發光模組包含用以幫助減少內部組件之視覺影響且遮蔽其以不被看到之特徵。該等特徵亦可增強該模組之外部外觀或併入有該模組之一設備之外部外觀。

Description

具有用於減少內部組件之視覺影響之特徵之光電模組
本發明係關於具有用於減少內部組件之視覺影響之特徵之光電模組。
包含消費品、工業設備及醫療裝置之諸多電子設備具有用於向裝置外部發射光學信號之一發光元件及/或用於感測自裝置外部接收之光之一光接收元件。取決於特定應用，待發射或待偵測之光之波長可在紫外光(UV)、紅外光(IR)或可見範圍內。針對某些應用，尤其依賴可見範圍內(例如，約390nm至約750nm)之光之應用，可在裝置之外殼(例如，一罩殼)中提供一小的開口(例如，一孔或狹縫)或窗，使得可將光發射至一外部位置或使得可自一外部位置接收光。在某些情形中，在外殼中提供一或多個窗，使得可由設備內部之光電組件發射以及接收可見範圍內之光學信號。舉例而言，某些行動電話在其等外殼中包含一窗，使得可由整合於該電話內之一相機接收光學信號。可提供毗鄰第一窗之一第二窗，使得可在將使用相機拍攝一相片時發射來自電話內部之一閃光燈之光。
雖然設備之外殼中之此等開口或窗對於促進各種功能係重要的，但該等窗可減損設備之總體外觀。舉例而言，外殼中之窗或其他 開口之存在可使某些內部組件對當設備在一非照明狀態時觀看該設備之某些人係可見的。出於功能或美觀原因，在某些情形中此可係不合意的。
本發明闡述各種光電模組，該等光電模組包含用以幫助減少內部組件之視覺影響且遮蔽其以不被看到之特徵。某些特徵亦可增強該模組之外部外觀或併入有該模組之一設備之外部外觀。
根據一項態樣，一閃光模組包含安裝於一基板上之一發光元件。該發光元件具有至少部分地由一波長轉換材料覆蓋之一發光表面。實質上平行於該基板之一蓋安置於該發光元件及該波長轉換材料上方。該蓋由對將自該模組發射之光實質上透明之一材料構成。一間隔件將該蓋與該基板分離且橫向環繞該發光元件。該蓋上之一層由對光譜之可見部分中之光實質上非透明之一材料構成。該層具有允許來自該發光元件之光自該模組傳出之通孔，但該等通孔係充分小的(例如，0.1mm之直徑或邊)，以便減少該層之視覺影響。
某些實施方案包含以下特徵中之一或多者。舉例而言，在某些情形中，該等通孔具有在0.05mm至0.1mm之範圍內之一直徑。在某些例項中，該等通孔可比可由一人類肉眼解析的小。在某些實施方案中，該等通孔之尺寸及/或一圖案模擬發光模組安置於其中之一裝置(例如，一智慧型電話)之一外部外殼之一經紋理化外觀。該蓋上之該層可具有(舉例而言)小於10μm之一厚度，且可由(舉例而言)黑色鉻構成。
根據另一態樣，一發光模組包含安裝於一基板上之一發光元件。該發光元件具有至少部分地由一波長轉換材料覆蓋之一發光表面。實質上平行於該基板之一蓋安置於該發光元件及該波長轉換材料上方，且由對將自該模組發射之光實質上透明之一材料構成。一間隔 件將該蓋與該基板分離。一視覺影響減少部件安置於該蓋上在與該發光元件之一光學發射軸相交之一位置處。該視覺影響減少部件由在於該發光元件不發射光時自該模組外部觀看時減少該發光元件及波長轉換材料之一視覺影響之一材料構成。橫向圍繞該發光元件之一光學零件包含一反射表面。該光學零件經配置以使得退出該波長轉換材料之光由該視覺影響減少部件朝向該光學零件之該反射表面反射，該反射表面重新引導該光穿過該透明蓋自該模組退出。在某些情形中，該光學零件之該反射表面包括一低發射率、高度反射塗層。
根據再一態樣，一發光模組包含安裝於一基板上且經配置以沿大體上平行於該基板之一方向發射光之一發光元件。一波長轉換材料定位於來自該發光元件之光之一路徑內。毗鄰該基板之一光學零件包含與該發光元件之一光學發射軸相交之一反射表面。實質上平行於該基板之一蓋安置於該發光元件、該波長轉換材料及該光學零件上方，且由對將自該模組發射之光實質上透明之一材料構成。一間隔件將該蓋與該基板分離。該蓋之一部分上之一實質上不透明層延伸於該發光元件及該波長轉換材料上方，以便在於該發光元件不發射光時自該模組外部觀看時減少該發光元件及波長轉換材料之一視覺影響。該模組經配置以使得退出該磷光體材料之光由該光學零件之該反射表面反射，反射表面重新引導該光穿過該間隔件不安置於其上的該透明蓋之一部分自該模組退出。
根據另一態樣，一發光模組包含安裝於一基板上之一發光元件。一波長轉換材料安置於與該發光元件間隔開的該模組之一區域中。實質上平行於該基板之一蓋具有安置於該波長轉換材料上方之一第一區段並且由對將自該模組發射之光實質上透明之一材料構成。一實質上不透明層延伸於該發光元件上方，以便在該發光元件不發射光時減少該發光元件自該模組外部觀看之一視覺影響。該波長轉換材料 沿自該基板朝向該蓋之一方向之一高度係充分小的，以便在於該發光元件不發射光時自該模組外部觀看時減少該磷光體之一視覺影響。該模組經配置以使得進入該波長轉換材料之至少某些發光元件光被轉換為具有一不同波長之光，該光隨後穿過該蓋之該第一區段退出該模組。
另一態樣闡述一發光模組，其包含安裝於一基板上之一發光元件。實質上平行於該基板之一蓋安置於該發光元件上方且由對將自該模組發射之光實質上透明之一材料構成。一間隔件將該蓋與該基板分離且橫向環繞該發光元件。該蓋上之一層具有一實質上透明狀態及一實質上不透明狀態，其中該層回應於光之一改變、溫度之一改變或者施加至該層之電壓或電流之一改變中之至少一者而自該不透明狀態改變至該透明狀態。舉例而言，在該層係一光致變色層之情況下，其回應於由該發光元件產生之光自該不透明狀態改變至該透明狀態。在某些實施方案中，不透明狀態中之光致變色層之一色彩實質上匹配該模組安置於其中之一裝置之一外殼之一色彩。當該發光元件發射光時，該光致變色層可變得透明以使得自該模組發射光。該光致變色層可在該發光元件發射光時保持於該透明狀態中，且然後可在該發光元件被關斷之後轉變回至該不透明狀態。
依據以下詳細說明、附圖及申請專利範圍將容易明瞭其他態樣、特徵及優點。
10‧‧‧智慧型電話/智慧型電話或其他裝置
12‧‧‧發光模組/模組
12A‧‧‧模組
14‧‧‧窗/第一窗
15‧‧‧第二窗
16‧‧‧垂直發光二極體/發光二極體/發光元件/閃光發光二極體
18‧‧‧基板
20‧‧‧磷光體材料/磷光體
22‧‧‧蓋/透明蓋
24‧‧‧間隔件
26‧‧‧薄層/層
28‧‧‧通孔
30‧‧‧不透明材料
100‧‧‧非透明層
102‧‧‧透明晶圓/晶圓
104‧‧‧通孔
106‧‧‧子總成
108‧‧‧間隔件晶圓
110‧‧‧基板晶圓
112‧‧‧堆疊
114‧‧‧切割線
200‧‧‧發光模組/模組
200A‧‧‧模組
202‧‧‧視覺影響減少部件/部件
204‧‧‧低發射率、高度反射材料/反射層/塗佈層
206‧‧‧光
207‧‧‧鏡面基板
208‧‧‧低發射率、高度反射塗層/反射表面/塗佈層
230‧‧‧不透明材料
300‧‧‧模組/發光模組
300A‧‧‧模組
306‧‧‧鏡面基板/光學零件
308‧‧‧低發射率、高度反射塗層/塗層/反射塗層/光學零件
316‧‧‧雷射/發光元件
318‧‧‧支撐件
320‧‧‧磷光體材料/磷光體
322‧‧‧透明蓋/蓋
324‧‧‧間隔件
326‧‧‧部分/間隔件部分
327‧‧‧不透明塗層
328‧‧‧基板
330‧‧‧白色光/光
400‧‧‧模組/發光模組
400A‧‧‧模組
416‧‧‧發光二極體/發光元件
418‧‧‧基板
420‧‧‧磷光體材料/磷光體
422‧‧‧透明蓋/蓋
424‧‧‧間隔件
426‧‧‧非透明蓋/部分
427‧‧‧不透明塗層
428‧‧‧雷射光/光
430‧‧‧白色光/光
432‧‧‧反射器
434‧‧‧反射器
500‧‧‧發光模組/模組
502‧‧‧層/光致變色層
h‧‧‧高度
w‧‧‧寬度
圖1圖解說明一智慧型電話之一實例。
圖2圖解說明一發光模組之一實例且圖2A圖解說明另一發光模組之一實例。
圖3A至圖3D圖解說明製造如圖2中之閃光模組之一晶圓級方法之一實例。
圖4A圖解說明一發光模組之另一實例。
圖4B圖解說明一發光模組之又一實例。
圖5A圖解說明一發光模組之一進一步實例。
圖5B圖解說明一發光模之另一實例。
圖6A圖解說明一發光模組之又一實例。
圖6B圖解說明一發光模組之一進一步實例。
圖6C圖解說明一發光模組之另一實例。
圖6D圖解說明一發光模組之又一實例。
圖7圖解說明一發光模組之另一實例。
如圖1中所展示，係可攜式計算裝置之一實例之一智慧型電話10在其外殼內包含一發光模組12。模組12可連同亦經整合於智慧型電話10內之一影像擷取裝置(諸如一相機)一起用作(舉例而言)一閃光模組且可互連至該裝置之其他組件，其他組件可包含(舉例而言)一處理器，記憶體，一輸入/輸出裝置(諸如一顯示器、一通信介面及一收發器)及其他組件。在某些情形中，模組12可用以針對來話呼叫、訊息或其他警報信號對一使用者發出警報。智慧型電話或其他裝置10上之各種組件可使用各種匯流排互連，且該等組件中之數者可安裝於一共同主機板上或以其他適當方式安裝。在某些實施方案中，模組12與某些其他組件一起安裝於共同主機板上。
智慧型電話或其他裝置10之外部表面中之某些或所有外部表面可由光阻擋材料構成。在某些實施方案中，此可係出於美觀或功能原因(例如，為減少進入外殼之雜散光之量)而製作。舉例而言，至少某些外部表面可由一黑色材料構成，該黑色材料吸收照射在智慧型電話或其他裝置之彼等表面上之顯著量(且較佳地實質上所有)之可見光譜中之光。
智慧型電話10之一表面包含一窗14，該窗准許由模組12發射之 光退出智慧型電話10之外殼。模組12可直接位於窗14下方。一相機可直接定位於毗鄰第一窗14之一第二窗15下方。若該等窗由(舉例而言)一透明玻璃或塑膠材料構成，則模組12可自外部係可見的。然而，在各種應用中，可期望設計模組12以使得在自外殼之外部觀看時(例如，在觀看窗14時)模組12並非易於可見的。以下段落闡述包含即使在模組係一非發光狀態時仍可減少模組之視覺影響之特徵之發光模組之實例。
在圖2中圖解說明模組12之一實例且其包含諸如一垂直發光二極體(LED)16之一發光組件。LED 16安裝於一基板(亦即，一支撐件)18上，該基板可由(舉例而言)一印刷電路板(PCB)材料構成。LED 16之發光表面可至少部分地由一磷光體材料20覆蓋以將由LED 16發射之光之波長(舉例而言)自藍色光轉換為白色光。可由(舉例而言)玻璃或聚合物構成之一蓋22安置於LED 16及磷光體20上方且可實質上平行於基板18。對將自模組發射之光之波長實質上透明之蓋22藉由橫向環繞LED 16之一間隔件24與基板18分離。間隔件24可用作模組之側壁。
間隔件24可確保基板18與透明蓋22之間的一界限分明之距離(透過該間隔件之垂直延伸)。在某些實施方案中，間隔件24由一聚合物材料構成，舉例而言，諸如實質上不透明之一環氧樹脂之一可硬化(例如，可固化)聚合物材料。
用於LED 16之電觸點可電連接至模組12外部(例如，基板18之外部)，其中導電墊附接至此處。因此，可(例如)使用表面安裝技術(SMT)將模組12緊挨著其他電子組件安裝於一印刷電路板上。印刷電路板可係智慧型電話或其他裝置10之一組分。
如圖2中所展示，為減少模組之內部組件(例如，LED 16及磷光體20)之視覺影響，使得其等對透過智慧型電話或其他裝置10之表面 上之窗14觀看模組12之一人係較不可見的(或係非可見的)，可在透明蓋22上提供(舉例而言)黑色鉻之一薄層26(例如，10μm)。在某些情形中，薄層26可由一光微影材料構成。薄層26應由對光譜之可見部分中之光係實質上非透明之一材料構成。薄層26具有完全穿過層26之厚度延伸之極小的通孔28。可呈(舉例而言)狹縫或圓形開口之形式之通孔28允許來自LED 16之光傳出模組12，但可係充分小的(例如，0.1mm之直徑(若為圓形)或0.1mm之邊(若為方形))，以便減少磷光體之視覺影響。在某些情形中，通孔28具有歸屬於以下範圍內之一者內之一直徑或邊：0.05mm至0.1mm；0.05mm至0.09mm；0.05mm至0.08mm；0.05mm至0.07mm；0.05mm至0.06mm；0.04mm至0.05mm；0.03mm至0.05mm；或0.02mm至0.05mm。在某些情形中，通孔28之尺寸及/或圖案可匹配或模擬智慧型電話或其他裝置之外部外殼之經紋理化外觀。此外，在某些例項中，通孔28比可由人類肉眼解析(例如，在1米之一距離處約為0.1mm)的小。以此方式，若模組12經整合至一智慧型電話或其他裝置10中，則智慧型電話10或其他裝置內部之模組12之存在在該模組在一非照明狀態中時並不能由人類肉眼容易地偵測。
在某些實施方案中，如圖2A中所圖解說明，期望用一不透明材料30來封裝模組12A之透明蓋22。以此方式，透明蓋22之側壁由對由該模組發射之光係非透明之一材料覆蓋。在某些情形中，不透明材料30與間隔件24具有相同組分，舉例而言，諸如一黑色環氧樹脂之一可硬化(亦即，可固化)聚合物材料。
圖3A至圖3D圖解說明用於製造如圖2中之一模組之一實例性程序。在某些實施方案中，一晶圓級程序可用以並行(亦即，同時)製作多個模組。一般而言，一晶圓係指一實質上盤狀或板狀形狀之物項，其沿一個方向(y方向或垂直方向)之延伸相對於其沿另外兩個方向(x方 向及z方向或橫向方向)之延伸係小的。在某些實施方案中，晶圓之直徑介於5cm與40cm之間，且可(舉例而言)介於10cm與31cm之間。晶圓可係圓柱形的，具有(舉例而言)2英吋、4英吋、6英吋、8英吋或12英吋之一直徑，(一英吋約係2.54cm)。在一晶圓級程序之某些實施方案中，沿每一橫向方向可提供至少十個模組，且在某些情形中沿每一橫向方向可提供至少三十個或甚至五十個或更多模組。
如圖3A之實例中所展示，一薄的非透明層(例如，黑色鉻)100經沈積於一透明晶圓102之一表面上。晶圓102可由(舉例而言)玻璃或一聚合物材料構成。通孔104形成於非透明層100中，藉此形成非透明層100(具有通孔104)及透明晶圓102之一子總成106(參見圖3B)。通孔104之尺寸、形狀、間隔及圖案可經選擇以與上文所闡述之模組之特徵一致(亦即，以使得來自一閃光LED之光可通過透明晶圓102及通孔104，但以使得總成之視覺影響減少)。可以數個方式中之任何一者(諸如，藉由鑽孔或蝕刻)形成通孔104。若藉由蝕刻形成通孔104，則可提供用於通孔104之具有一適當圖案之一遮罩。
接下來，如圖3C中所展示，子總成106經附接至一間隔件晶圓108之一側，該間隔件晶圓之另一側經附接至一基板晶圓110。間隔件晶圓108可(舉例而言)由含有一非透明填充物(例如，碳黑、顏料或染料)之一非透明材料(諸如一真空注入聚合物材料(例如，環氧樹脂、丙烯酸酯、聚氨酯或聚矽氧))構成。基板晶圓110可(舉例而言)由一PCB材料40(諸如係指派給玻璃加強之環氧樹脂層壓材料之一等級名稱之FR4)構成。多個發光元件(例如，LED)16安裝於基板晶圓110之表面上且藉由橫向環繞每一LED 16之間隔件晶圓108之部分彼此分離。LED 16可至少部分地由一磷光體材料20覆蓋。用於每一LED 16之電觸點可電連接至基板晶圓110之另一側上之導電墊。如圖3D中所圖解說明，所得堆疊112可沿著切割線114垂直分離(例如，經切割)為多個 模組，該多個模組中之每一者皆類似於圖2之模組。
圖4A圖解說明一發光模組200之另一實例，該發光模組包含安裝於一基板上之一發光元件，諸如一垂直發光LED 16。如在先前實例中，LED 16之發光表面可由一磷光體材料覆蓋，該磷光體材料將由LED發射之光(舉例而言)轉換為白色光。實質上平行於基板18之一透明蓋22安置於LED上方，且藉由一間隔件24與基板18分離。基板18、間隔件24及透明蓋22之其他細節可實質上類似於圖2中之模組12之對應特徵。
如圖4A中進一步展示，透明蓋22之LED側具有直接位於LED 16及磷光體材料20上方之一視覺影響減少部件202。部件202與LED 16之發射軸相交，且可由減少磷光體材料20及LED 16之視覺影響(亦即，當沿著LED 16之光學發射軸透過智慧型電話或其他裝置10之窗14觀看模組200時)之一材料構成。用於部件202之材料之實例包含可注入及可固化材料，諸如一環氧樹脂複合物，其中該環氧樹脂複合物與智慧型電話或其他裝置10之外殼具有實質上相同色彩。在某些例項中，環氧樹脂複合物係包含碳粒子以使得其顯現黑色之一環氧樹脂。在所圖解說明實例中，視覺影響減少部件202在透明蓋22之LED側上形成為一半球形突出，但在其他實施方案中可具有一不同形狀。在某些例項中，視覺影響減少部件202可藉由一複製技術形成於蓋22之表面上或其可藉由一取放技術定位於蓋22上。視覺影響減少部件202之橫向尺寸應係充分大的，使得其等直接存在於LED 16及磷光體20之橫向尺寸上方以使得對於沿著LED 16之光學軸觀看模組200之蓋22之一人而言LED 16或磷光體20材料之視覺影響減少。
為將光206反射出模組200，面對LED 16的視覺影響減少部件202之表面可經塗佈有一低發射率、高度反射材料204。與LED 16在基板18之同一表面上提供一光學零件且該光學零件包含橫向圍繞LED 16 之彎曲之鏡面基板207。鏡面基板207可(舉例而言)藉由一複製技術形成。鏡面基板207之上部表面可覆蓋有(舉例而言)一低發射率、高度反射塗層208以增強其等反射率。由LED 16發射之光通過磷光體20，光在此處被轉換為(舉例而言)白色光，該白色光隨後由視覺影響減少部件202上之反射層204反射。大部分光可由反射層204朝向鏡面基板207上之反射表面208反射，此引導光穿過透明蓋22且引導出模組200。
如所提及，塗佈層(亦即，204及208)中之每一者可由一低發射率材料構成，其中一材料之發射率指示與一理想之黑體相比材料之表面藉由輻射發射能量之相對能力。每一塗佈層204、208之各別發射率較佳地具有介於0與1之間的一值。在某些實施方案中，最大發射率應約為0.1。適合之低發射率材料之實例包含諸如銅(Cu)、鋁(Al)、金(Au)、鎳(Ni)、鈦(Ti)及鎢(W)之金屬，尤其係具有一經拋光或坯料表面之此等金屬。舉例而言，在約25℃之一溫度下，經拋光Cu、Al、Au及Ni具有約0.05之發射率值。
用於LED 16之電觸點可電連接至模組200外部(例如，基板18之外部)，其中導電墊附接至此處。因此，可(例如)使用表面安裝技術(SMT)將發光模組200緊挨著其他電子組件安裝於一印刷電路板上。印刷電路板可係智慧型電話或其他裝置10之一組分。
在某些實施方案中，如圖4B中所圖解說明，期望用一不透明材料230來封裝模組200A之透明蓋22。以此方式，透明蓋22之側壁由對由該模組發射之光係非透明之一材料覆蓋。在某些情形中，不透明材料230與間隔件24具有相同組分，舉例而言，諸如一黑色環氧樹脂之一可硬化(亦即，可固化)聚合物材料。
圖5A圖解說明一模組300之一實例，該模組包含安裝於一支撐件318上之一發光元件，諸如一雷射316。一磷光體材料320定位於雷射 光之一路徑內以將由該雷射發射之光(舉例而言)自藍色光轉換為白色光。毗鄰支撐件318提供一光學零件且該光學零件包含與雷射316之光學發射軸相交之一彎曲之鏡面基板306。鏡面基板306之表面可覆蓋有(舉例而言)一低發射率、高度反射塗層308以增強其反射率。上文所闡述之相同發射率材料亦可用於塗層308。由雷射316發射之光通過磷光體320，光在此處被轉換為(舉例而言)白色光330，該白色光隨後由反射塗層308反射，穿過透明蓋322且反射出模組300。
支撐件318及鏡面基板306可安裝於用作模組外殼之底部之一基板328上。一間隔件324將基板328與透明蓋322分離。基板328及透明蓋322之各別組分可實質上類似於圖2中之模組12之對應特徵。
如圖5A中所圖解說明，間隔件324之一部分326沿著透明蓋322之發光元件側延伸以使得其將雷射316及磷光體320與透明蓋322分離。因此，雷射316及磷光體320位於模組300內之間隔件部分326之一側，且透明蓋322之部分位於間隔件部分326之另一側上。間隔件324(包含部分326)可由(舉例而言)一黑色材料構成，該黑色材料吸收光譜之可見部分中之大部分(若非所有)光，以便對於朝向蓋322之外部側觀看之一人而言減少發光元件316及磷光體材料320之視覺影響。雖然透明蓋322亦延伸於光學零件306上方，但間隔件部分326並不延伸於光學零件306上方，藉此允許光330退出模組。
用於發光元件316之電觸點可電連接至模組300外部(例如，基板328之外部)，其中導電墊附接至此處。因此，可(例如)使用表面安裝技術(SMT)將發光模組300緊挨著其他電子組件安裝於一印刷電路板上。印刷電路板可係智慧型電話或其他裝置10之一組分。
可對圖5A之模組300做出各種修改。舉例而言，如在圖5B之模組300A中所圖解說明，在某些實施方案中，光學零件306、308可提供一傾斜、平坦表面，而非一彎曲表面。此外，在某些實施方案中，替 代在發光元件316及磷光體材料320上方延伸間隔件324之一部分326，可在發光元件316及磷光體材料320上方之透明蓋322之一表面上提供一不透明塗層327(諸如，黑色鉻)。在此等實施方案中，透明蓋322延伸於發光元件316及磷光體材料320以及光學零件306上方，且可在蓋322之發光元件側上或其外部側上提供不透明塗層327。然而，不透明塗層327並不在光學零件306上方，藉此允許光330退出模組。此外，在某些情形中，不透明塗層327之色彩可實質上匹配模組300A安置於其中之智慧型電話或其他裝置10之外殼之一色彩。在某些例項中，可存在來自圖5A及圖5B之實例之特徵之不同組合。
圖6A圖解說明一模組400之一實例，該模組包含安裝於一基板418上之一發光元件，諸如一LED 416。在此實施方案中，將LED光(舉例而言)自藍色光轉換為白色光之磷光體材料420不需要直接安置於LED 416上。替代地，磷光體材料420可與LED 416橫向間隔開且實質上可填充基板418與直接安置於磷光體材料420上方之一透明蓋422之間的一區域。磷光體材料420可係懸浮於(舉例而言)一矽基有機聚合物(例如，聚二甲基矽氧烷(PDMS))中之一無機磷光體之一複合物。含有磷光體材料420之區域之寬度(w)應係充分大，以使得磷光體材料可執行其光學轉換功能(亦即，將LED光自藍色光轉換為白色光)。另一方面，磷光體材料420之高度(h)可係相對薄的，以使得當透過透明蓋422觀看時，其視覺影響減少。一般而言，所需要用以達成一特定視覺影響之磷光體材料之寬度與高度比率(w/h)將至少部分地取決於懸浮於聚矽氧中之磷光體之濃度。因此，舉例而言，若磷光體濃度係相對高的，則可使w變得較小來滿足主機裝置規格。另一方面，若磷光體濃度係相對低的，則可需要使w或h變得較高來達成相同的視覺影響。在某些實施方案中，磷光體材料之w/h比率在5/1至100/1之範圍內。在某些例項中，在約10/1至50/1之範圍內之一w/h比率可係適當 的。
在其中發光元件416向上引導光之情況中，提供與發光元件之光學發射軸相交之一反射器432亦可係有利的，以便將雷射光428朝向磷光體材料420反射。反射器432之表面可塗佈有(舉例而言)一低發射率、高度反射塗層以增強其反射率。上文所闡述之相同低發射率材料亦可用於此處之塗層。在操作中，由發光元件416發射之光428通過磷光體420，光在此處被轉換為(舉例而言)白色光430，該白色光中之至少某些白色光隨後通過透明蓋422且傳出模組400。
為幫助減少發光元件416之視覺影響，一非透明蓋426可安置於發光元件416上方以及反射器432上方。可由(舉例而言)與間隔件424相同之材料構成之非透明蓋426實質上平行於透明蓋422延伸。因此，非透明蓋426及透明蓋422可共同形成模組之頂部，且間隔件424可用作模組之側壁。在某些實施方案中，替代在發光元件416上方延伸間隔件424之一部分426，可在發光元件416上方之透明蓋422之一表面上提供一不透明塗層427(諸如，黑色鉻)(參見圖6B)。在此等實施方案中，透明蓋422延伸於LED 416以及磷光體材料420上方，且可在蓋422之發光元件側上或其外部側上提供不透明塗層427。然而，不透明塗層427並不延伸於磷光體材料420中之大部分或所有磷光體材料上方，藉此允許光430退出模組400A。此外，在某些情形中，不透明塗層427之色彩可實質上匹配模組400A安置於其中之智慧型電話或其他裝置10之外殼之一色彩。
如圖6C及圖6D中所展示，某些實施方案在磷光體材料420與發光元件416及反射器432之位置相對之一側處包含一反射器434。反射器434之表面可塗佈有(舉例而言)一低發射率、高度反射塗層以增強其反射率。上文所闡述之相同低發射率材料亦可用於此處之塗層。在某些情形中，反射器434相對於基板418以一角度傾斜。如圖6D中所展 示，然而反射器432之反射表面面對基板418，反射器434之反射表面面對透明蓋422。此等配置可幫助增加反射出模組之光之量。
用於發光元件416之電觸點可電連接至模組400外部(例如，基板418之外部)，其中導電墊附接至此處。可(例如)使用表面安裝技術(SMT)將發光模組400緊挨著其他電子組件安裝於一印刷電路板上。印刷電路板可係智慧型電話或其他裝置10之一組分。
圖7圖解說明具有類似於圖2A之模組12A之某些特徵之一發光模組500之另一實例。替代具有小的通孔28之薄層26，模組500在透明蓋22上包含一層502。層502具有一實質上透明狀態及一實質上不透明狀態。在不透明狀態中，層502之色彩較佳地匹配智慧型電話或其他裝置10之外殼之色彩。在各種實施方案中，層502可由以使得回應於光之一變化(例如，光致變色的)、溫度之一變化(例如，熱致變色的)或者電壓或電流之一變化(例如，電致變色的)而發生狀態之變化之一材料構成。舉例而言，若層502係光致變色的，則可回應於來自閃光LED 16之光而觸發自不透明狀態至透明狀態之一改變。特定而言，當LED 16發射光時，光致變色層502將變得透明且將自模組500發射光。智慧型電話或其他裝置10中之一相機可在閃光燈開啟時擷取一影像。光致變色層502可在LED 16發射光時保持於透明狀態中，且然後將在LED被關斷之後轉變回至不透明狀態。若層502係電致變色的，則可提供額外佈線及觸點，以使得可將電壓或電流之適當改變應用至電致變色層。在某些實施方案中，可藉由微盲技術類型材料實施層502。取決於實施方案，層502之狀態之改變可係物理的或化學的或者兩者之一組合。
在某些實施方案中，可提供(舉例而言)呈透明蓋之內部表面或外部表面上之一塗層之形式之一中性密度濾波器。舉例而言，可在圖4A、圖4B或圖7之模組中之任何一者中之透明蓋22之一表面上提供一 中性密度濾波器。同樣地，可在圖5A或圖5B之模組中之任何一者中之透明蓋322之一表面上或者在圖6A至圖6D之模組中之任何一者之透明蓋422之一表面上提供一中性密度濾波器。中性密度濾波器可用以將光之所有波長或色彩之強度減少或修改實質上相同量。
在前述實例中，光源或發光元件經闡述為由一LED實施。然而，在某些實施方案中，可由其他類型之光源(諸如，一光電二極體、一OLED或一雷射晶片)實施發光元件。
此處所闡述之各種模組可經整合至包含諸如相機、智慧型電話及膝上型電腦之消費性電子裝置的一寬廣範圍之應用中。模組(尤其係圖5A及圖5B之模組300、300A)亦可適合於併入至運載工具前照燈中。
雖然詳細闡述了特定實施方案，但可在本發明之精神內做出各種修改。因此，其他實施方案亦係在申請專利範圍之範疇內。
16‧‧‧垂直發光二極體/發光二極體/發光元件/閃光發光二極體
18‧‧‧基板
20‧‧‧磷光體材料/磷光體
22‧‧‧蓋/透明蓋
24‧‧‧間隔件
200‧‧‧發光模組/模組
202‧‧‧視覺影響減少部件/部件
204‧‧‧低發射率、高度反射材料/反射層/塗佈層
206‧‧‧光
207‧‧‧鏡面基板
208‧‧‧低發射率、高度反射塗層/反射表面/塗佈層

Claims (41)

  1. 一種發光模組，其包括：一發光元件，其安裝於一基板上，該發光元件具有至少部分地由一波長轉換材料覆蓋之一發光表面；一蓋，其安置於該發光元件及該波長轉換材料上方，該蓋實質上平行於該基板且由對將自該模組發射之光實質上透明之一材料構成；一間隔件，其將該蓋與該基板分離且橫向環繞該發光元件；及一層，其在該蓋上，該層由對光譜之可見部分中之光實質上非透明之一材料構成，該層具有允許來自該發光元件之光自該模組傳出之通孔，其中該等通孔具有不大於0.1mm之一直徑或邊且減少該層之視覺影響。
  2. 如請求項1之發光模組，其中該等通孔具有在0.05mm至0.1mm之一範圍內之一直徑或邊。
  3. 如請求項1之發光模組，其中該等通孔之尺寸及/或一圖案模擬該發光模組安置於其中之一裝置之一外部外殼之一經紋理化外觀。
  4. 如請求項1至3中任一項之發光模組，其中該蓋上之該層具有小於10μm之一厚度。
  5. 如請求項1至3中任一項之發光模組，其中該等通孔不可由具有在1米之一距離處解析約0.1mm之一最大極限之一能力之一人類肉眼解析。
  6. 如請求項1至3中任一項之發光模組，其中該蓋上之該層由黑色鉻構成。
  7. 如請求項1至3中任一項之發光模組，其中該蓋上之該層由一光 微影材料構成。
  8. 如請求項1至3中任一項之發光模組，其中該波長轉換材料將由該發光元件發射之光轉換為白色光。
  9. 如請求項1至3中任一項之發光模組，其中該發光元件係一垂直發光二極體。
  10. 一種發光模組，其包括：一發光元件，其安裝於一基板上，該發光元件具有至少部分地由一波長轉換材料覆蓋之一發光表面；一蓋，其安置於該發光元件及該波長轉換材料上方，該蓋實質上平行於該基板且由對將自該模組發射之光實質上透明之一材料構成；一間隔件，其將該蓋與該基板分離；一視覺影響減少部件，其安置於該蓋上在與該發光元件之一光學發射軸相交之一位置處，該視覺影響減少部件由在於該發光元件不發射光時自該模組外部觀看時減少該發光元件及波長轉換材料之一視覺影響之一材料構成；及一光學零件，其橫向圍繞該發光元件且包含一反射表面，其中退出該波長轉換材料之光由該視覺影響減少部件朝向該光學零件之該反射表面反射，該反射表面重新引導該光穿過該透明蓋自該模組退出。
  11. 如請求項10之發光模組，其中該光學零件之該反射表面包括一低發射率、高度反射塗層。
  12. 如請求項10之發光模組，其進一步包含在面對該發光元件的該視覺影響減少部件之一表面上之一低發射率、高度反射塗層。
  13. 如請求項11或12之發光模組，其中該低發射率、高度反射塗層由一金屬構成。
  14. 如請求項11或12之發光模組，其中該低發射率、高度反射塗層具有一最大發射率值0.1。
  15. 如請求項11或12之發光模組，其中該低發射率、高度反射塗層在25℃之一溫度下具有約0.05之一發射率值。
  16. 如請求項10之發光模組，其中該反射表面係一彎曲表面。
  17. 如請求項10至12及16中任一項之發光模組，其中該發光元件係一垂直發光二極體。
  18. 一種發光模組，其包括：一發光元件，其安裝於一基板上且經配置以沿大體上平行於該基板之一方向發射光，一波長轉換材料，其定位於來自該發光元件之光之一路徑內；一光學零件，其毗鄰該基板且包含與該發光元件之一光學發射軸相交之一反射表面；一蓋，其安置於該發光元件、該波長轉換材料及該光學零件上方，該蓋實質上平行於該基板且由對將自該模組發射之光實質上透明之一材料構成；一間隔件，其將該蓋與該基板分離；及一實質上不透明層，其在該蓋之一部分上，該實質上不透明層於該發光元件及該波長轉換材料上方，以便在於該發光元件不發射光時自該模組外部觀看時減少該發光元件及波長轉換材料之一視覺影響，其中退出磷光體材料之光由該光學零件之該反射表面反射，該反射表面重新引導該光穿過該間隔件不安置於其上的該蓋之一部分自該模組退出。
  19. 如請求項18之發光模組，其中該光學零件之該反射表面包括一 低發射率、高度反射塗層。
  20. 如請求項19之發光模組，其中該低發射率、高度反射塗層由一金屬構成。
  21. 如請求項19之發光模組，其中該低發射率、高度反射塗層具有一最大發射率值0.1。
  22. 如請求項19之發光模組，其中該低發射率、高度反射塗層在25℃之一溫度下具有約0.05之一發射率值。
  23. 如請求項18至22中任一項之發光模組，其中該反射表面係彎曲的。
  24. 如請求項18至22中任一項之發光模組，其中該反射表面相對於該發光元件之該光學發射軸係傾斜的。
  25. 如請求項18至22中任一項之發光模組，其中該實質上不透明層由與該間隔件相同之材料構成。
  26. 如請求項18至22中任一項之發光模組，其中該實質上不透明層包括在該蓋之一表面上之一塗層。
  27. 一種發光模組，其包括：一發光元件，其安裝於一基板上；一波長轉換材料，其安置於與該發光元件間隔開的該模組之一區域中；及一蓋，其實質上平行於該基板且具有安置於該波長轉換材料上方之一第一區段並且由對將自該模組發射之光實質上透明之一材料構成，一實質上不透明層，其於該發光元件上方，以便在該發光元件不發射光時減少該發光元件自該模組外部觀看之一視覺影響，其中該波長轉換材料沿自該基板朝向該蓋之一方向之一高度係充分小的，以便在於該發光元件不發射光時自該模組外部觀 看時減少磷光體之一視覺影響；且其中該模組經配置以使得進入該波長轉換材料之由該發光元件發射之至少某些光被轉換為具有一不同波長之光，該光隨後穿過該蓋之該第一區段退出該模組。
  28. 如請求項27之發光模組，其中由該波長轉換材料消耗之一寬度與高度之一比率係在5/1至100/1之一範圍內。
  29. 如請求項28之發光模組，其中由該波長轉換材料消耗之一寬度與高度之一比率係在約10/1至50/1之一範圍內。
  30. 如請求項27至29中任一項之發光模組，其中該波長轉換材料將由該發光元件發射之該光轉換為白色光。
  31. 如請求項27至29中任一項之發光模組，其進一步包含用以將由該發光元件發射之光朝向該波長轉換材料反射之一反射器。
  32. 如請求項31之發光模組，其中該反射器與該發光元件之一光學發射軸相交。
  33. 如請求項31之發光模組，其中該反射器包括一低發射率、高度反射塗層。
  34. 如請求項27至29中任一項之發光模組，其進一步包含與該發光元件在該波長轉換材料之同一側上之一第一反射表面及在該波長轉換材料之一相對側上之一第二反射表面。
  35. 如請求項27至29中任一項之發光模組，其中該實質上不透明層由與該間隔件相同之材料構成。
  36. 如請求項27至29中任一項之發光模組，其中該實質上不透明層包括在該蓋之一表面上之一塗層。
  37. 一種發光模組，其包括：一發光元件，其安裝於一基板上；一蓋，其安置於該發光元件上方，該蓋實質上平行於該基板 且由對將自該模組發射之光實質上透明之一材料構成；一間隔件，其將該蓋與該基板分離且橫向環繞該發光元件；及一層，其在該蓋上，其中該層具有一實質上透明狀態及一實質上不透明狀態，其中該層回應於光之一改變、溫度之一改變或者施加至該層之電壓或電流之一改變中之至少一者而自該不透明狀態改變至該透明狀態。
  38. 如請求項37之發光模組，其中在該不透明狀態中，該光致變色層之一色彩實質上匹配該模組安置於其中之一裝置之一外殼之一色彩。
  39. 如請求項37之發光模組，其中該層係光致變色的。
  40. 如請求項39之發光模組，其中當該發光元件發射光時，該光致變色層變得透明以使得自該模組發射光。
  41. 如請求項39之發光模組，其中該光致變色層在該發光元件發射光時保持於該透明狀態中，且然後在該發光元件被關斷之後轉變回至該不透明狀態。
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