TWI529348B - 發光模組、燈、燈具及顯示裝置 - Google Patents

Description

發光模組、燈、燈具及顯示裝置

本發明係關於一種包括一發光層及一固態光發射體之發光模組。本發明進一步係關於包括一發光模組之一種燈、一種燈具及一種顯示裝置。

公開專利申請案US 2009/0322208A1揭示一種發光裝置。一發光二極體(LED)係提供於由一凹入式外殼形成之一圓錐形腔內。在凹入式外殼之前側處，圓錐形腔覆蓋有一透明熱導體層，一耐高溫發光層提供於該透明熱導體層上。在凹入式外殼之背部平面處，提供一散熱片，且凹入式外殼之側壁覆蓋有一金屬框。圓錐形腔可填充有一材料，例如，聚矽氧。

LED朝向發光層發射一第一色彩之光。所發射光之一部分可被發光層反射或散射回至腔中。所發射光之另一部分由發光層轉換成一第二色彩之光。當發光層發射第二色彩之光時，此光係在所有方向上發射，且因此另一色彩之光之一部分發射至腔中。反射回至腔中之光或發射至腔中之第二色彩之光部分地照射在腔之一基底上，部分地照射在腔之一壁上且部分地照射在LED上。在LED之表面處且在腔之表面處，光被部分反射且被部分吸收。尤其對光之吸收導致發光裝置之一低效率。

某些光模組製造商提供包括具有一基底之一腔之發光模組。此等模組通常具有提供於該基底上之複數個光發射 體，例如，舉例而言LED。在此等發光模組之某些實施例中，可(舉例而言)經由一接合層將發光層直接提供於光發射體之頂部上，且在其他實施例中，發光層係一所謂的遠端發光層，此意指在光發射體與發光層之間存在大約若干公分之一相對大距離。

具有直接在頂部上具有發光層的光發射體之發光模組之一問題係由於LED內部之背部反射體具有一有限反射比(通常，背部反射鏡為銀，具有90%反射比位準)自發光層導引回至LED之光遭受惡劣再循環效率。在現實中，實際反射比甚至更低，此乃因光發射體材料(通常，GaN/InGaN或AlInGaN)具有一高折射率，此致使光被拘限於光發射體內部且因此進一步限制金屬反射比。典型LED反射係數接近於70%(對可見光譜範圍求平均且在法向入射下量測)。此等發光模組之另一問題係形成熱點，其中大部分光集中在LED之頂部上之區域中且因此模組之光輸出係高度不均勻，從而導致光輸出及熱分佈兩者中之熱點。此外，LED晶粒之頂部上之一磷光體層可變得相對熱，且在一高通量密度下受激發，從而導致一非最佳磷光體轉換效率，藉此限制發光效能。

由於光在腔內部之一更高效再循環，具有遠端發光層之發光模組通常比具有直接在頂部上具有發光層之光發射體之發光模組高效。此外，此等模組之光輸出通常更勻質，從而減少熱點。然而，與具有直接在頂部上具有發光層之光發射體之發光模組相比，具有遠端發光層之發光模組具 有一相對大大小。相對巨大之遠端發光層解決方案不能用在大小受約束之應用中，例如，聚光燈應用，舉例而言更換型鹵素燈及抛物面反射燈。

具有一遠端發光層之發光模組之另一缺點係發光層之相對大面積導致相對高的材料成本位準。另外，僅朝向光發射體之側壁橫嚮導引磷光體層內之熱傳導且由於其巨大構造，將熱引離遠端磷光體板之能力係有限的。

本發明之一目標係提供相對高效之一發光模組。

本發明之一第一態樣提供如技術方案1中所請求之一發光模組。本發明之一第二態樣提供如技術方案23中所請求之一燈。本發明之一第三態樣提供如技術方案24中所請求之一燈具。本發明之一第四態樣提供如技術方案25中所請求之一顯示裝置。在附屬技術方案中界定有利實施例。

根據本發明之該第一態樣之一發光模組透過一光出射窗發射光。該發光模組包括一基底，至少一個固態光發射體及一部分漫反射層，該部分漫反射層係具有漫反射性質之一層，其中入射光之至少一部分以漫射方式被反射且該入射光之至少一部分透射穿過此層。該基底具有一表面且該基底之該表面之至少部分反射照射在該基底之該表面上之光。反射光之該基底之該表面之該部分在後文中稱為該基底之光反射表面。該光反射表面具有一基底反射係數，該基底反射係數係由該基底之該光反射表面所反射之光之量與照射在該基底之該光反射表面上之光之量之間的一比率 來定義。該至少一個固態光發射體經組態以發射一第一色彩範圍之光且具有一頂部表面及一固態光發射體反射係數，該固態光發射體反射係數係由該至少一個固態發射體所反射之光之量與照射在該至少一個固態光發射體之該頂部表面上之光之量之間的一比率來定義。該光出射窗包括該部分漫反射層之至少一部分。該基底反射係數之值大於該固態光發射體反射係數加上一因數c乘以1與該固態光發射體反射係數之間的差。該因數c之值取決於一固態光發射體面積比率之值，該固態光發射體面積比率係定義為該至少一個固態光發射體之頂部表面之面積與該基底之該光反射表面之面積之間的比率。若該固態光發射體面積比率係相對小，亦即，小於0.1之一值，則在因數c大於或等於0.2之條件下提供一相對高效發光模組。若該固態光發射體面積比率係在一中間範圍中，亦即在具有大於或等於0.1之一最小值及小於或等於0.25之一最大值之一範圍中，則在因數c等於或大於0.3之條件下提供一相對高效發光模組。若該固態光發射體面積比率係相對大，亦即，具有大於0.25之一值，則在因數c等於或大於0.4之條件下提供一相對高效發光模組。因數c具有一最大值1，此乃因一反射係數值不能大於1。在實務上，該固態發射體面積比率之值介於0與1之間之範圍。

由於該部分漫反射層之一表面之反射且由於內反射且由於該部分漫反射層中之後向散射，照射在該部分漫反射層上之該第一色彩範圍之光被朝向該至少一個固態光發射體 及該基底散射及部分反射，且亦部分地透射穿過該部分漫反射層。

該至少一個固態光發射體由於其構造而具有一有限固態光發射體反射係數，此意指照射在該至少一個固態光發射體上之光之一大部分被該至少一個固態光發射體吸收。該至少一個固態光發射體之該頂部表面反射照射在該頂部表面上之光之一相對小部分，且彼光之一相對大部分透射進入該固態光發射體之核心中。該固態光發射體內部之背部表面及半導體區吸收該光之一大部分，且因此，進入該固態光發射體之核心中之一有限量之光被發射回至該固態光發射體之周圍中。通常，將詞語「晶粒(die)」用於固態光發射體晶片且兩個術語皆係指其中產生光之半導體裝置。半導體裝置包含實際上產生光之半導體材料，且亦包含電極、分段、通孔、背側反射鏡及(舉例而言)保護層。應注意，在某些應用中，固態光發射體生長於一透光基板(舉例而言，藍寶石)上。在製造之後，基板可仍存在於固態光發射體晶粒上且在該固態光發射體中產生之光穿過生長基板發射。術語「頂部表面」並不係指生長基板之一表面，而係指發射大部分光之固態光發射體晶粒之一表面。在某些實施例中，透過頂部表面之光發射主要係在光出射窗之方向上。

基底反射係數之值至少大於固態光發射體反射係數之值且因此基底吸收比固態發射體少之光。此係有利的，此乃因更多光被基底反射且因此更多光可穿過光穿射窗發射至 發光模組之周圍中。其實際上意指更多之光被基底反射，該光隨後再循環而非被吸收。發光模組作為一整體之效率得到改良，此乃因最小化在根據本發明之發光模組中之光損失。與具有直接在固態光發射體之頂部上之一發光層之發光模組相比，較少光因該固態光發射體之光吸收而損失。與具有充當一部分漫反射層之一遠端發光層之發光模組相比，由部分漫反射層反射、後向散射及/或重新發射至該模組內部之光更有效地再循環，此乃因其在自光出射窗出射之前在該模組內部具有較少互動(反射)。因此，根據本發明之一第一態樣之一發光模組係相對高效的。

應注意，若基底反射係數充分高於固態光發射體反射係數，則發光模組作為一整體之效率實質上得到改良。此外，取決於固態光發射體面積比率在高於反射係數之某一差時，注意到一顯著改良。因此，根據本發明，基底反射係數至少大於固態光發射體反射係數之值加上一因數c乘以1與固態光發射體反射係數之值之間的差。若假定Rbase係基底反射係數且R_SSL係固態光發射體反射係數，則此準則由以下公式表達：Rbase>R_SSL+c^＊(1-R_SSL)。因此，若固態發射體面積比率係相對小，亦即，小於0.1，此意指基底之反射表面相對於固態光發射體之頂部表面之面積具有一相對大面積，則在c0.2之條件下提供一相對高效發光模組。作為一實例，若在此情況下，R_SSL=0.7，則基底之反射表面之反射係數應大於或等於0.76以達成一相對高效發光模組。若該固態發射體面積比 率在一中間範圍中，亦即在具有大於或等於0.1之一最小值及小於或等於0.25之一最大值之一範圍中，此意指基底之反射表面之面積與固態光發射體之頂部表面之面積相當，則在c0.3之條件下提供一相對高效發光模組。作為一實例，若在此情況下R_SSL=0.7，則基底之反射表面之反射係數應大於或等於0.79以達成一相對高效發光模組。若固態發射體面積比率係相對大(亦即，係大於0.25)，此意指基底之反射表面相對於固態光發射體之頂部表面之面積具有一相對小面積，則因數c應大於或等於0.4以達成一相對高效發光模組。作為一實例，若在此情況下R_SSL=0.7，則基底之反射表面之反射係數應大於或等於0.82以提供一相對高效發光模組。

應注意，該等反射係數係對該等反射係數與其相關之一整個表面之平均數值。舉例而言，基底之光反射表面可(例如)藉由在基底上使用不同材料及/或不同反射體層厚度而包括比其他區域具較小反射性之區域。此外，不同波長之光之反射可不同，然而，較佳地反射係數係對一光譜範圍(其至少包括第一色彩範圍之光)且對一入射角分佈之一加權平均值。

在某些情況下，至少一個固態光發射體附接至一基板(舉例而言，一陶瓷基板)且該基板與該至少一個固態光發射體之組合附接至另一載體層。舉例而言，此載體層可係一金屬核心印刷電路板(MCPCB)，亦稱為絕緣金屬基板(IMS)或一習用PCB，例如FR4，或另一陶瓷載體，例如礬 土或氮化鋁。在此等情形下，發光模組之基底係另一載體層與該至少一個固態光發射體附接至其之基板之組合。換言之，該基底係固態光發射體提供於其上之材料及/或層組合。因此，在此特定情況下，該基底反射係數係基板及載體層之反射係數之加權平均值。為避免疑惑，在計算中，基底之反射表面之面積不包含被該至少一個固態光發射體覆蓋之面積。

當固態發射體面積比率係相對小，亦即，小於0.1，則在0.4c1之情況下獲得一更高效發光模組。在此情況下針對0.6c1獲得一甚至更高效發光模組。當固態發射體面積比率在一中間範圍中(亦即，在具有大於或等於0.1之一最小值及小於或等於0.25之一最大值之一範圍中)時，則在0.6c1之情況下獲得一更高效發光模組。在此情況下針對0.84c1獲得一甚至更高效發光模組。若固態光發射體面積比率係相對大，亦即大於0.25，則在0.8c1之情況下獲得一更高效發光模組。

在一實施例中，該部分漫反射層包括用於將第一色彩範圍之光之至少一部分轉換成一第二色彩範圍之光之發光材料。第二色彩範圍之光係由發光材料在所有方向上發射且此光之一部分亦朝向至少一個固態光發射體或朝向該基底之該光反射表面發射。

在一實施例中，該至少一個固態光發射體之頂部表面面向光出射窗。在一實施例中，固態光發射體中之一者係一所謂的側面發射體。在一實施例中，至少一個固態光發射 體朝向光出射窗之至少一部分發射光。

在一實施例中，該至少一個固態光發射體係提供於基底之光反射表面上。為避免疑惑，在計算中，基底之反射表面之面積不包含被該至少一個固態光發射體覆蓋之面積。然而，在其他實施例中，該至少一個固態光發射體可定位在一導線網路上，該等導線係提供於基底與光出射窗中間。在此一實施例中，該等導線承載固態光發射體且提供電力至固態光發射體。該導線可含有一金屬芯及一保護塑膠包層且(例如)藉由一焊接接頭連接僅在接觸點處電附接至發射體之基板或載體。

在一實施例中，發光模組包括複數個固態光發射體。該等固態光發射體中之每一者經組態以發射一特定色彩範圍中之光。在另一實施例中，該複數個固態光發射體係提供於該基底與該光出射窗中間之一假想平面上。在一其他實施例中，該複數個固態光發射體中之至少一者朝向該光出射窗之至少一特定部分發射光。額外地或另一選擇為，該複數個固態光發射體中之至少一者具有面向該光出射窗之一頂部表面。該固態光發射體反射係數係定義為該複數個固態光發射體之反射係數之平均值。在一其他實施例中，至少一個固態光發射體之頂部表面面向光出射窗且另一固態光發射體之頂部表面不面向光出射窗。

在特定實施例中，該光發射體可係複數個固態光發射體之一組合，其中該複數個固態光發射體之發光表面極接近於彼此地定位在一個平面中。極接近意指個別固態光發射 體之間的距離係大約數十個微米，但不超過0.2毫米。此類接近地定位之固態光發射體在本發明之上下文中被視為一單個光發射體，亦稱為一多晶粒LED。該頂部表面係極接近地定位之固態光發射體之個別固態光發射體之頂部表面之組合。應注意，極接近安置係關於固態光發射體之晶粒而不係關於固態光發射體封裝之極接近安置。

若提供一個以上固態光發射體，則該發光模組能夠發射更多光。更多光(以絕對值來看)將在發光模組內反射且因此被朝向固態光發射體及基底之光反射表面發射回來。因此，若基底之光反射表面具有比固態光發射體較佳之一反射率，則更多光(以絕對值來看)可藉由經由該反射表面將該光反射回至部分漫反射層(且穿過光出射窗)而再循環。此外，具有複數個固態光發射體之發光模組具有與具有一單個固態光發射體之發光模組相同之優點。在兩個或兩個以上固態光發射體之情況下，在固態光發射體面積比率之計算中使用該等固態光發射體之頂部表面之總計面積。

在一其他實施例中，在至少一個固態光發射體之頂部表面與該部分漫反射層之間存在一間隙。必須在廣義上解釋該間隙。其意義在於該部分漫反射層不與至少一個固態光發射體之頂部表面直接接觸，且在至少一個固態光發射體與該部分漫反射層之間存在某一距離。該間隙可填充有空氣，但一實質上透明材料亦可存在於該間隙中。

若該部分漫反射層不與該或該等固態光發射體之頂部表面直接接觸，則一相對較大量之光將被朝向該光反射表面 反射及發射。若根據本發明，光反射表面具有比該至少一個固態光發射體高之一反射率，則更多光將被反射回至該部分漫反射層，且因此，將獲得一較高光輸出。

發明者已根據實驗發現一相對高反射率之光學效應可進一步增加光輸出。若在固態光發射體與部分漫反射層之間存在一間隙，則該固態光發射體不會變得與當部分漫反射層定位在固態光發射體之頂部上或極接近於固態光發射體之處時將達成之情況一樣暖。此進一步改良固態光發射體之效率且可允許在固態光發射體或固態光發射體之一焊接接頭中達到一臨限溫度之前之一較高電流負荷。因此，實現一較高絕對光輸出。此外，若該部分漫反射層不直接熱耦合至固態光發射體，則其不自固態光發射體接收熱。部分漫反射層可被冷卻之程度取決於朝向基底及該模組連接至其之一可能散熱片之熱介面之品質。在該部分漫反射層係一發光層之情況下，自第一光譜範圍朝向第二光譜範圍之光轉換將光能量部分地轉換成熱，通常標示為「斯托克斯位移(Stokes shift)」損失。此外，在實務上，發光材料之量子效率(OE)限於(例如)0.9，從而引起包括發光材料之部分漫反射層(在後文中稱為一發光層)之進一步加熱。本發明之部分係達成對發光層之一高效冷卻。若將發光材料之溫度保持在可接受限度內，則發光材料之效率係較高。此可藉由限制發光材料上之光通量負荷(亦即，通量密度分佈)而達成，舉例而言，藉由在固態光發射體與發光層之間施加一特定距離，由此允許光擴散，藉此減小發光層 上之通量密度。然而，更佳地，發光層與基底之間且發光層與散熱片之間的熱阻經最佳化以達成一低熱阻。此可藉由各種手段來達成，例如藉由在出射窗之周邊處將發光層耦合至一導熱壁，或藉由在發射體及基底與發光材料之間施加一導熱材料(例如，一導熱玻璃或陶瓷)，或藉由在發光層上施加散熱層或結構(例如，發光層附接至其之具有導熱性質之一載體基板)。因此，在此等措施之情形下，固態光發射體與發光層之間的間隙導致一更高效發光層之光熱效應。

此外，該至少一個固態光發射體與該部分漫反射層之間的間隙產生穿過該部分漫反射層之一更均勻光通量分佈而非在該部分漫反射層之一極特定區域中之一相對高光通量。此外，在該部分漫反射層包括一發光材料之情況下以此方式達成熱量熱點及溫度梯度之一減小。發光材料往往對光飽和敏感，此意指在高於某一光通量時，發光材料以一較低效率轉換光。因此，藉由在固態光發射體與包括發光材料之部分漫反射層之間具有一間隙，防止發光材料之光飽和且改良效率。

因此，根據間隙之存在基底反射係數大於固態光發射體反射係數之一特定組合導致比僅基於基底之光反射表面之更多反射之光學效應所預期之光輸出高之光輸出。

在一實施例中，針對固態發射體面積比率之一相對小值(亦即，小於0.1)，該至少一個固態光發射體之頂部表面與該部分漫反射層之間的距離係在具有等於或大於頂部表面 之一最大線性大小之0.3倍之一最小值及等於或小於頂部表面之最大線性大小之5倍之一最大值之一範圍中。針對固態發射體面積比率之中間值(亦即，在具有大於或等於0.1之一最小值及小於或等於0.25之一最大值之一範圍中)，該距離係在具有等於或大於頂部表面之最大線性大小之0.15倍之一最小值及等於或小於頂部表面之最大線性大小之3倍之一最大值之一範圍中。針對固態發射體面積比率之一相對大值(亦即，大於0.25)，該距離係在具有等於或大於頂部表面之最大線性大小之0.1倍之一最小值及等於或小於頂部表面之最大線性大小之2倍之一最大值之一範圍中。

固態光發射體之頂部表面與該部分漫反射層之間的距離係定義為固態光發射體之頂部表面與該部分漫反射層之面向固態光發射體之表面之間的最短線性路徑之長度。若該發光模組包括複數個固態光發射體，則固態光發射體之頂部表面與部分漫反射層之間的距離係該等固態光發射體之該複數個頂部表面與該部分漫反射層之間的距離之一平均值。

固態光發射體之頂部表面之最大線性大小係定義為自該固態光發射體之頂部表面上之一點至該固態光發射體之頂部表面上之另一點之沿著一直線之最長距離。若該發光模組包括複數個固態光發射體，則使用頂部表面之最大線性大小之平均值。該頂部表面可係任何形狀，舉例而言，一方形、矩形、圓形或橢圓形。對於方形或矩形而言，最長 線性距離係該方形或該矩形之一對角線之長度。對於圓形而言，最長線性大小係該圓形之一直徑之長度。

發明者已根據實驗發現固態光發射體與部分漫反射層之間的距離應具有高於其可獲得發光模組之一相對大光輸出且其取決於固態發射體面積比率之一最小值。在低於此最小值時，發光模組效率較低地操作且太多光被該部分漫反射層反射、後向散射及/或重新發射至該至少一個固態光發射體。此外，發明者已發現當該至少一個固態光發射體與該部分漫反射層之間的距離變得太大時，光輸出開始降低且因此係不利的，此亦取決於固態發射體面積比率之值。該降低係更多光吸收之結果，更多光吸收係由於該光具有穿過發光模組之一較長行進路徑且因此可經歷更多吸收事件。

發明者已根據實驗發現，根據先前所規定準則基底反射係數大於固態光發射體反射係數與固態光發射體之頂部表面與發光層之間的距離係在特定範圍中之準則之特定組合導致一相對高光輸出且因此一相對高效發光模組。

在一實施例中，發光模組包括間置在該基底與該光出射窗之間的一壁。該基底、該壁及該光出射窗包封一腔。該壁包括面向該腔之一光反射壁表面且該光反射壁表面具有一壁反射係數，該壁反射係數係由該光反射壁表面所反射之光之量與照射在該光反射壁表面上之光之量之間的一比率來定義。在此實施例中，一有效反射係數係定義為基底及壁反射係數之一加權平均值，舉例而言，對應於各別表 面面積之大小之加權。該有效反射係數至少大於該固態光發射體反射係數加上因數c乘以1與該固態光發射體反射係數之間的差。因此，若基底與壁組合具有如所規定之有效反射係數，則該發光模組係相對高效的。針對因數c之準則與不具有壁之實施例之針對因數c之準則類似，唯一差別在於總反射表面現在包括壁之反射表面及基底之反射表面。因此，固態發射體覆蓋比率現在係定義為該至少一個固態光發射體之頂部表面之面積與基底之反射表面之面積加反射壁表面之面積之總和之比率。應注意，與基底及固態光發射體反射係數一樣，壁反射係數係一預定光譜之光之光反射之一加權平均值。應注意，壁可具有一其他功能，例如，將熱自在此實例中包括發光材料之部分漫反射層朝向基底傳導。該基底通常耦合至一散熱片，且作為在將第一色彩範圍之光轉換成第二色彩範圍之光之情況下熱產生之結果，該發光層可變得相對熱。該等壁之反射表面有助於達成一相對高效發光模組。

在一實施例中，壁反射係數(亦即，壁之反射係數)至少小於95%且針對固態發射體面積比率之一相對小值(亦即，小於0.1)，固態光發射體之頂部表面與部分漫反射層之間的距離係在具有頂部表面之最大線性大小(或頂部表面之最大線性大小之平均值)之0.3倍之一最小值及小於頂部表面之最大線性大小(或頂部表面之最大線性大小之平均值)之0.75倍之一最大值之一範圍中。針對固態發射體面積比率之中間值(亦即，在具有大於或等於0.1之一最小值及小 於或等於0.25之一最大值之範圍中)，此情況下之該距離係在具有為頂部表面之最大線性大小(或頂部表面之最大線性大小之平均值)之0.15倍之一最小值及小於頂部表面之最大線性大小(或頂部表面之最大線性大小之平均值)之0.3倍之一最大值之一範圍中。針對固態發射體面積比率之一相對大值(亦即，大於0.25)，此情況下之該距離係在具有為頂部表面之最大線性大小(或頂部表面之最大線性大小之平均值)之0.1倍之一最小值及小於頂部表面之最大線性大小(或頂部表面之最大線性大小之平均值)之0.2倍之一最大值之一範圍中。發明者已發現針對此等準則，獲得一相對高效發光模組。

在一實施例中，壁反射係數大於或等於95%且若針對固態發射體面積比率之一相對小值(亦即，小於0.1)，固態光發射體之頂部表面與部分漫反射層之間的距離係在具有為頂部表面之最大線性大小(或頂部表面之最大線性大小之平均值)之0.75倍之一最小值及為頂部表面之最大線性大小(或頂部表面之最大線性大小之平均值)之2倍之一最大值之一範圍中，則獲得一相對高效發光模組。針對固態發射體面積比率之一中間值(亦即，在具有大於或等於0.1之一最小值及小於或等於0.25之一最大值之一範圍中)，此情況下之距離係在具有為頂部表面之最大線性大小(或頂部表面之最大線性大小之平均值)之0.3倍之一最小值及為頂部表面之最大線性大小(或頂部表面之最大線性大小之平均值)之0.7倍之一最大值之一範圍中。針對固態發射體面積比 率之一相對大值(亦即，大於0.25)，此情況下之距離係在具有為頂部表面之最大線性大小(或頂部表面之最大線性大小之平均值)之0.2倍之一最小值及為頂部表面之最大線性大小(或頂部表面之最大線性大小之平均值)之0.5倍之一最大值之一範圍中。

在本發明之一實施例中，反射基底表面之至少一部分比固態光發射體之頂部表面接近於該部分漫反射層。在此實施例中，若頂部表面與部分漫反射層之間的距離在以下範圍中，則獲得一高效發光模組：針對小於0.1之一固態光發射體面積比率，具有0.4^＊d_SSL+△h/2之一最大值及5^＊d_SSL+△h/2之一最大值，針對在具有大於或等於0.1之一最小值及小於或等於0.25之一最大值之一範圍中之一固態光發色何體面積比率，具有0.15^＊d_SSL+△h/2之一最小值及3^＊d_SSL+△h/2之一最大值，針對大於0.25之一固態光發射體面積比率，具有0.1^＊d_SSL+△h/2之一最小值及2^＊d_SSL+△h/2之一最大值。參數d_SSL係該至少一個固態光發射體之頂部表面之最大線性大小，且參數△h係該至少一個固態光發射體之頂部表面與該部分漫反射層之間的距離對該反射基底表面與該部分漫反射層之間的距離或平均距離之間的差的絕對值。在複數個固態光發射體之情況下，使用平均值。在此實施例中，舉例而言，基底具有其中安置固態光發射體之一或多個凹部。

在一實施例中，壁包括以下材料中之至少一者：鋁、銅、如礬土之陶瓷、例如聚醯胺之導熱聚合物或 spectralon材料。

在另一實施例中，基底之光反射表面及/或光反射壁表面中之至少一者包括一光反射塗層、一光反射模製件、一光反射陶瓷或一光反射箔片。一光反射塗層可用於增加各別光反射表面之反射率，藉此改良發光模組之效率。在一較佳實施例中，基底及或壁之光反射表面以漫射方式散射光，此可藉助一白色塗層來獲得。一漫射散射表面進一步改良發光模組之光再循環效率。在另一實施例中，基底及/或壁之光反射表面可係鏡面反射，此可藉助一金屬反射鏡(例如，保護銀或鋁)來獲得。在一其他實施例中，基底及/或壁之光反射表面可係一漫射散射材料與一鏡面反射材料之一組合。

在一其他實施例中，光反射壁表面相對於基底之一法向軸傾斜以增加光朝向光出射窗之反射。在另一其他實施例中，光反射壁表面係彎曲以增加光朝向光出射窗之反射。此一傾斜壁表面或彎曲壁表面導致自該腔之內部看去之一凸起腔。此外，該傾斜或該彎曲係如此以使得光反射壁表面之觸碰基底之邊緣比光反射壁表面之觸碰部分漫反射層之邊緣彼此較接近。具有此一傾斜或彎曲光反射壁表面之凸起腔較佳地朝向該部分漫反射層(且因此光出射窗)反射照射在該光反射壁表面上之光。至少部分地防止光被光反射壁表面反射至腔之內部，此導致在另一反射點處或固態光發射體之更多吸收。因此，發光模組之效率增加。此在固態光發射體面積比率之一相對高值下係尤其有利的。

在一實施例中，該部分漫反射層形成光出射窗。該部分漫反射層具有一邊緣，且該部分漫反射層之該邊緣與該基底接觸。根據實施例之一構造防止在該部分漫反射層與該基底之間使用壁，此在某些應用中可係有利的。在此實施例中，該腔係由光出射窗及基底形成。此外，其可產生一較寬角度光輸出分佈。

在另一實施例中，該發光模組包括配置在一或多個固態光發射體與該透明層之間的一實質上透明材料，該透明材料光學耦合至該一或多個固態光發射體。該實質上透明材料幫助自該固態光發射體輸出耦合光。一固態光發射體之材料通常具有一相對高折射率，且因此，由於全內反射(TIR)，大量光被捕獲於固態光發射體內。該實質上透明材料具有比(舉例而言)空氣之折射率接近於固態光發射體之折射率之一折射率，且因此，更多光被發射至該透明材料中且因此，最後離開發光模組。該透明材料可具有接近於固態光發射體之折射率之一折射率。若固態光發射體係InGaN材料之類型，則發射體之折射率接近於2.4且附接至發射體表面之一高折射率玻璃或陶瓷將自晶片提取大部分光。透明材料可包括呈各種層或作為混合物施加之各種材料。舉例而言，可用一高折射率玻璃或一高折射率樹脂將一高折射率陶瓷基板接合至至少一個固態光發射體。舉例而言，該實質上透明材料可係安置在至少一個固態光發射體上之一圓頂或一平坦囊封劑。在一實施例中，透明材料之折射率高於1.4。在另一實施例中，透明材料之折射率 高於1.7。

在一其他實施例中，該實質上透明材料光學且熱耦合至發光層。舉例而言，基底與部分漫反射層之間的整個空間係填充有透明材料，且因此，該透明材料亦光學耦合至該部分漫反射層，從而導致在該部分漫反射層與該腔之間的介面處之較少反射。因此，更多光被發射至該發光模組之環境中。此外，若透明材料與該部分漫反射層接觸，則透明材料亦熱耦合至該部分漫反射層且幫助自該部分漫反射層朝向(舉例而言)基底之熱傳導。其產生通常係更高效且具有一較長壽命之一較不暖之部分漫反射層。舉例而言，在該部分漫反射層係一發光層之情況下，因此與一氣隙相比，該透明材料提供該發光材料與該基底之間的一增強熱接觸。由於空氣具有約0.025 W/mK之一導熱率，因此具有約0.3 W/mK之導熱率之一聚矽氧樹脂將提供一較佳熱介面，而約1.0 W/mK導熱率之一玻璃基板(如鈉鈣玻璃)係甚至更加，而約1.3 W/mK之一硼矽酸鹽玻璃或一熔融石英玻璃、約30 W/mK之一半透明多晶礬土基板及42 W/mK之一藍寶石基板較佳得多。視情況，該實質上透明材料可係經燒結半透明多晶礬土，其中顆粒大小較佳地大於44微米或較佳地小於1微米以提供一相對高半透明性與一極佳熱效能組合。

在另一實施例中，該實質上透明材料包括以下各項中之至少一者：一透明樹脂、一透明凝膠、一透明液體、一透明玻璃、一透明聚合物及一透明陶瓷。透明係指不存在第 一及第二波長範圍之光譜範圍中之實質光吸收。某些有限程度之散射在該透明層中可係允許的，尤其在此散射矽一向前散射類型之情形下。因此，舉例而言，藉由使用一稍微渾濁材料之一半透明層可在發光材料與基底中間的實質上透明材料中允許某些散射中心。

在一其他實施例中，該發光材料包括以下各項中之至少一者：一無機磷光體、一有機磷光體、一陶瓷磷光體及量子點或另一螢光材料或此等材料之一混合物。應注意，發光層可包括一載體層(舉例而言一玻璃基板)及一發光材料層，或該發光層包括一載體層中之發光材料之隨機分佈之粒子，或在一陶瓷磷光體之情況下，實質上整個發光層係發光材料。亦應注意，發光層可由堆疊或緊密間隔開之各種單獨發光層組成。可在不同層中使用不同發光材料。然而，發光材料亦可於相同層中混合在一起。無機發光材料之實例可包含(但不限於)摻雜Ce之YAG(Y₃Al₅O₁₂)或LuAG(Lu₃Al₅O₁₂)。摻雜Ce之YAG發射黃色光，且摻雜Ce之LuAG發射黃綠色光。發射紅色光之其他無機發光材料之實例可包含(但不限於)：ECAS(ECAS係Ca_1-xAlSiN₃：Eu_x；其中0<x1；尤其x0.2)及BSSN(BSSNE係Ba_2-x-zM_xSi_5-y AlyN_8-yO_y：Eu_z(M=Sr,Ca；0x1，尤其x0.2；0y4，0.0005z0.05)。

在一實施例中，光出射窗進一步包括用於獲得一漫射光發射、用於獲得一空間、色彩及角度色彩均勻光發射且用於獲得一色彩混合光發放涉之一漫射體層。光出射窗亦可 包括用於校正隨角度變化之色彩或光均勻性之一個二色層。除藉由發光層影響光發射特性外，亦可使用其他光學層來影響透過光出射窗發射至發光模組之環境中之光之特性，例如，舉例而言，用於提供一所期望光束形狀之一光學元件。

在一實施例中，用於獲得一漫射光發射、用於獲得一空間、色彩及角度色彩均勻光發射且用於獲得一色彩混合光發射之一漫射體層係提供於距該部分漫反射層之背對該至少一個固態光發射體之一側達一距離處。

在一實施例中，一偏振元件係定位在該部分漫反射層之背對該至少一個固態光發射體之一側處。

根據本發明之一第二態樣，提供包括根據本發明之發光模組之一燈。該燈可包括複數個發光模組。該燈可包括一改進燈泡、一改進拋物面鋁反射(PAR)燈、一聚光燈、一崁燈、一改進鹵素燈或一改進燈管。

根據本發明之一第三態樣，提供包括根據本發明之一發光模組或包括根據本發明之一燈之一燈具。該燈具可包括複數個發光模組。

根據本發明之一第四態樣，提供包括根據本發明之發光模組之一顯示裝置。在使用中，該發光模組可充當一LCD顯示裝置之一背光單元。由於發光模組產生相對高效(經偏振光)，因此，減小顯示裝置之成本位準。

分別根據本發明之第二、第三及第四態樣之燈、燈具及顯示裝置提供與根據本發明之第一態樣之發光模組相同之 益處，且具有帶有與發光模組之對應實施例類似之效應之類似實施例。

在此上下文中，一色彩範圍之光通常包括具有一預定義光譜之光。舉例而言，預定義光譜可包括具有圍繞一預定義波長之一特定頻寬之一原色或舉例而言，可包括複數個原色。預定義波長係一輻射功率光譜分佈之一平均波長。在此上下文中，一預定義色彩之光亦包含不可見光，例如紫外光。舉例而言，一原色之光包含紅色、綠色、藍色、黃色及琥珀色光。預定義色彩之光亦可包括原色之混合色，例如藍色與琥珀色或藍色、黃色與紅色。應注意，第一色彩範圍亦可包括人類肉眼不可見之光，此類光係紫外光或紅外光。術語「紫色光」或「紫色發射」尤其係關於具有在約380 nm至440 nm之範圍中之一波長之光。術語「藍色光」或「藍色發射」尤其係關於具有在約440 nm至490 nm之範圍中之一波長之光(包含某些紫色及青色色調)。術語「綠色光」或「綠色發射」尤其係關於具有在約490 nm至560 nm之範圍中之一波長之光。術語「黃色光」或「黃色發射」尤其係關於具有在約560 nm至590 nm之範圍中之一波長之光。術語「橙色光」或「橙色發射」尤其係關於具有在約590 nm至620 nm之範圍中之一波長之光。術語「紅色光」或「紅色發射」尤其係關於具有在約620 nm至750 nm之範圍中之一波長之光。術語「琥珀色光」或「琥珀色發射」尤其係關於具有在約575 nm至605 nm之範圍中之一波長之光。術語「可見光」或「可見發 射」係指具有在約380 nm至750 nm之範圍中之一波長之光。

本發明之此等及其他態樣自後文中所闡述之實施例係顯而易見並將參照後文中所闡述之實施例來闡述。

熟習此項技術者將瞭解，可以認為有用之任何方式組合本發明之上文所提及之實施例、實施方案及/或態樣中之兩者或兩者以上。

此外，說明中及申請專利範圍中之術語第一、第二、第三等係用於在類似元件之間進行區分而不必用於闡述一順序或按時間順序之次序。應理解，如此使用之術語在合適之情形下可互換，且本文中所述之本發明實施例能夠以本文中所闡述或圖解說明之順序以外的其他順序操作。

對應於發光模組之所闡述修改及變化形式之發光模組、燈、燈具及/或顯示裝置之修改及變化形式可由熟習此項技術者在本發明說明之基礎上實行。

應注意，在不同圖中用相同元件符號標示之物項具有相同結構特徵及相同功能，或係相同信號。在已解釋此一物項之功能及/或結構之情形下，在詳細說明中沒有必要重複對其進行解釋。

該等圖僅係圖示且並未按比例繪製。特定而言，為清晰起見，某些尺寸被極大地誇大。

在圖1a中展示一第一實施例，圖1a展示根據本發明之第一態樣之一發光模組100之一剖面。發光模組100具有一光 出射窗104。此實施例中之光出射窗104係由包括發光材料之一發光層102形成。該發光材料將照射在該發光材料上之一第一色彩範圍之光114之至少一部分轉換成一第二色彩範圍之光116。在發光模組100之另一側處，提供一基底110，該基底具有面向光出射窗104之一光反射表面112。在基底110上，提供一固態光發射體108，該固態光發射體在使用中朝向光出射窗104之一部分發射第一色彩範圍之光114。該基底通常提供有電極結構以接觸固態光發射體108之晶粒或複數個晶粒以提供電力。在該等圖中未展示電極結構。被固態光發射體108覆蓋之基底110之表面不包含在基底110之光反射表面112中。

光反射表面112具有一基底反射係數Rbase，該基底反射係數係由光反射表面112所反射之光之一量與照射在光反射表面112上之光之一量之間的一比率來定義。固態光發射體108具有一固態光發射體反射係數R_SSL，該固態光發射體反射係數係由固態光發射體108所反射之光之一量與照射在固態光發射體108上之光之一量之間的一比率來定義。注意，兩個反射係數皆為與不同波長之光相關之反射係數之一平均值，舉例而言，對第一色彩範圍之光114及第二色彩範圍之光116之一(加權)平均值。

發光層102不直接定位在固態光發射體108之一頂部表面106上，而係配置在距固態光發射體108達一距離h處。若固態光發射體108發射第一色彩範圍之光114，則第一色彩範圍之光114之至少一部分被發光層102朝向基底110及固 態光發射體108反射。第一色彩範圍之光114之該部分係由於在光所照射之一表面處之反射或由於內反射或後向散射而被發光層102反射。反射回之光部分地照射在固態光發射體108上且部分地照射在基底110之光反射表面112上。

第一色彩範圍之光114之另一部分可穿過發光層102透射至發光模組100之環境中。第一色彩範圍之光114之又一部分由發光材料轉換成第二色彩範圍之光116。該發光材料在複數個方向上發射第二色彩範圍之光116，且因此，第二色彩範圍之光116之一部分被發射至發光模組100之環境中，且第二色彩範圍之光116之另一部分被朝向基底110及固態光發射體108發射。

照射在固態光發射體108之一頂部表面106上之光部分地反射且部分地透射至固態光發射體108之半導體材料中。在固態光發射體108內部，光之一部分被吸收且光之某一其他部分朝向頂部表面106反射回來且朝向光出射窗104發射回來。固態光發射體反射係數R_SSL之值定義照射光之哪一部分反射回來，且值(1-R_SSL)定義多少照射光被固態光發射體108吸收。實務上，固態光發射體108具有固態光發射體反射係數R_SSL之一相對低值，通常為大約0.7。

由發光層朝向基底110反射、散射(亦即，慢射反射)或發射且未照射在固態光發射體108上之光在較大程度上被基底110之光反射表面112反射。然而，少量光可仍在該表面處或在下伏層中被吸收。基底反射係數Rbase定義照射光之哪一部分被光反射表面112反射回來且值(1-Rbase)定義 多少照射光被光反射表面112吸收。

基底反射係數Rbase及固態光發射體反射係數R_SSL之值總是介於0與1之間的一值。應注意，在判定固態光發射體反射係數R_SSL時，不將由固態光發射體108產生之光之量考量在內。被反射之光之部分係照射在固態光發射體108上之光之量之一部分。

根據本發明，基底反射係數Rbase之值至少大於固態光發射體反射係數R_SSL之值。較佳地，基底反射係數Rbase之值至少大於固態光發射體反射係數R_SSL加上一因數c乘以1與固態光發射體反射係數R_SSL之間之差的值。因此，Rbase>R_SSL+c．(1-R_SSL)。因此，通常，光反射表面112比固態光發射體108加上一值更具光反射性，該值至少係c乘以一全反射固態光發射體(亦即，100%之一反射率)與所使用固態光發射體108之實際反射率之間之差的一值。因數c取決於固態光發射體108之總面積相對於基底110之總反射面積之比，此在後文中稱為固態光發射體面積比率ρ_SSL：ρ_SSL=(A_SSL/Abase)，其中A_SSL表示固態光發射體108之頂部表面106之總面積且Abase表示基底110之反射表面112之總面積。實務上，固態光發射體面積比率ρ_SSL具有一最大值1.0。若固態光發射體面積比率ρ_SSL之值小於0.1，亦即ρ_SSL<0.1，其指示基底110之相對於固態光發射體108之頂部表面106之面積的一相對大反射面積，則因數c應滿足準則c0.2，以具有一相對高效發光模組。若0.1ρ_SSL 0.25，其指示與固態光發射體108之頂部表面 106之面積相當的基底110之一反射面積，則因數c應滿足準則c0.3以具有一相對高效發光模組。若ρ_SSL>0.25，其指示基底110之相對於固態光發射體108之頂部表面106之面積的一相對小反射面積，則因數c應滿足準則c0.4以具有一相對高效發光模組。在實務上，所有情況下之因數c之值皆小於1.0。

由於大量光由發光層102在遠離發光層102朝向基底110之一方向上反射、散射或發射，因此，有利地，藉由將此光反射回至光出射窗104來重新使用該光以改良發光模組100之效率。通常不能選擇固態光發射體反射係數R_SSL，此乃因其係發光模組100中必須使用之特定固態光發射體108之一固定特性。因此，為改良發光模組100之效率，有利地，具有比固態光發射體108較佳地反射照射光的基底110之光反射表面112。此外，已發現若Rbase>R_SSL+c．(1-R_SSL)，則可獲得一顯著效率改良。

發明者已進一步發現若針對0.0<ρ_SSL<0.1，c0.4，針對0.1ρ_SSL 0.25，c0.6且針對ρ_SSL>0.25，c0.8，則達成甚至更高效發光模組。若針對0.0<ρ_SSL<0.1，c0.6且針對0.1ρ_SSL 0.25，c0.84，則達成再更高效發光模組。

根據作用因素，部分漫反射光之性質對於達成一高效發光模組而言係重要的且因此根據本發明，發光層亦可用具有部分漫反射性質之另一層替換，其中入射光部分地以漫射方式反射且部分地透射。

取決於應用，對發光模組存在關於其流明輸出及發光模 組與固態光發射體之發光面積之大小的不同要求。對於其中需要某一光強度角分佈之應用而言，通常應用光束塑形光學元件。為將一固態光發射體光束之光束輪廓(其通常接近於一朗伯(Lambertian)發射體輪廓)轉換成一準直之光束，需要將初始光發射大小保持為相對小。在此情況下，發光模組之亮度應係相對高，該亮度係由流明輸出判定且與固態光發射體108之發光表面106之總面積相關，舉例而言，該亮度亦可藉由採用一個以上固態光發射體108而增加。對於此等應用而言，需要一相對高固態光發射體面積比率ρ_SSL。一實例係一改進鹵素燈之一模組。

在其中對發光模組之亮度位準、固態光發射體108之特定光束形狀或總發射面積不存在嚴格要求之應用中，較佳地相對於固態光發射體108之部分吸收表面106具有一相對大反射基底表面112，以提供一較高效之光再循環及較高效率。對於此等應用而言，一相對低固態光發射體面積比率ρ_SSL係較佳的。一實例係改進燈泡應用中達成之一高流明封裝，該高流明封裝僅將有限的限定強加於發光模組之幾何形狀。

應注意，反射係數係對該等反射係數相關之一整個表面之平均數。舉例而言，基底之光反射表面可包括比其他區域較不具反射性之區域。此外，不同波長及不同入射角下之光之反射可不同。較佳地，對一光譜範圍且對一入射角分佈求反射係數之平均值，舉例而言，對日光之光譜，或對包括特定數量之第一色彩範圍及第二色彩範圍之一光譜 範圍求平均值。量測一反射率係數通常係藉由將該光譜範圍之一準直光束指向需量測其反射率之物件且量測反射光之量來執行。量測通常係在一或多個入射角下進行，且反射係數係不同入射角之情況下之所獲得反射係數之一加權平均值，其中加權因數取決於在發光模組中以各種入射角照射在該物件上之光之量。

在某些情況下，固態光發射體附接至一基板(舉例而言，一陶瓷或矽基板)，且基板與固態光發射體之組合附接至另一載體層。舉例而言，此載體層可係一金屬核心印刷電路板(MCPCB)(亦稱為絕緣金屬基板(IMS))或一習用PCB(例如，FR4)或另一陶瓷載體(例如，礬土或氮化鋁)或一矽基板。在此等情形下，發光模組之基底係另一載體層與固態光發射體附接至其之基板之組合。換言之，基底係固態光發射體提供於其上之材料及/或層之組合。因此，在此特定情況下，基底反射係數係基板及載體層之反射係數之加權平均值。固態光發射體附接至其之基板或載體基板不需要係完全平坦的。通常，在基板上將存在具有一實體高度之金屬電極(例如，導電銅軌道)以將電力供應至發射體。此外，可存在施加至該表面之散熱層。載體之基板之部分可係局部較厚以達成一額外支撐結構(例如，用於夾緊該模組或將準直器附接至該模組)或界定一凸緣(例如，用以將光學功能與電功能分離)。其他電組件可存在於基板或載體上，例如，電容器、溫度感測器(如，NTC)、電阻器、ESD保護二極體、齊納(Zener)二極體、變 阻器、光電感測器(例如，一光電二極體)或積體電路(IC)。此等組件也許可安置在光出射窗之周邊外側，但原則上亦可安置在光出射窗之周邊內側。在後者情況下，此等組件將促成基底之平均反射比。此等組件可覆蓋有一反射層以最小化光損失。

圖1b展示根據本發明之一第一態樣之一發光模組150之另一實施例。發光模組150具有與發光模組100類似之一結構，然而，發光模組150提供朝向發光層102發射第一色彩範圍之光114之複數個固態光發射體154、156。關於發光模組150，將固態光發射體反射係數R_SSL定義為複數個固態光發射體154、156之光反射係數之平均值。

如圖1b中所看到，發光模組150之固態光發射體面積比率ρ_SSL大於發光模組100之此一比率，其中對於ρ_SSL之計算，固態光發射體之頂部表面152、158之總計面積應替代A_SSL。因此，與在發光模組100中相比，在發光模組150中，一相對較大量之光照射在固態光發射體154、156上，且因此一相對較大量之光被固態光發射體154、156吸收。發光模組150係其中面積比率ρ_SSL大於0.25且其中因數c之值應大於或等於0.4以具有一相對高效發光模組之一發光模組之一實例。

應注意，在其他實施例中，不同固態光發射體154、156發射不同色彩範圍。此外，發光層102可包括不同發光材料，該等不同發光材料各自具有一不同轉換特性以使得透射穿過光出射窗104之光不僅僅包括第一色彩範圍114及第 二色彩範圍116。

在圖1a及圖1b中，固態光發射體108、154、156中之每一者皆具有面向光出射窗104及發光層102之一頂部表面106、152、158。頂部表面106、152、158係透過其主要朝發光層之方向發射第一色彩範圍之光114的表面。固態光發射體108、154、156之頂部表面106、152、158與發光層102之面向頂部表面106、152、158之表面之間的距離係距離h，距離h係定義為固態光發射體108、154、156之頂部表面106、152、158與發光層102之面向頂部表面106、152、158之表面之間的最短線性路徑之長度。

發明者已根據實驗發現光反射表面之更多反射之光學效應並非促成一較高光輸出之唯一因素。固態光發射體108、154、156與發光層102之間的一間隙及一距離h亦促成發光模組之效率及光輸出。頂部表面106、152、158中之每一者具有定義為沿著頂部表面106、152、158上之一線之最大線性距離的一最大線性大小d_SSL。若頂部表面係圓形，則最大線性大小d_SSL為圓之直徑之長度。若頂部表面具有一方形或一矩形之形狀，則最大線性大小d_SSL係方形或矩形之對角線之長度。發明者已認識到，若距離h太小，則太多光照射回固態光發射體108、154、156上以使得太多光被固態光發射體108、154、156吸收。且發明者已進一步認識到，若距離h大於一特定值，則與發射回至光反射表面之光之量相比，發射回至固態發射體108、154、156之光之量可係如此以使得在進一步增加距離h之 情況下，不可獲得顯著效率改良。此外，發明者已發現產生一相對高效發光模組之距離h之值之範圍取決於固態光發射體面積比率ρ_SSL。針對ρ_SSL<0.1，頂部表面106、152、158與發光層102之間的距離h較佳地在具有為頂部表面106、152、158之最大線性距離d_SSL之0.3倍之一最小值且具有為頂部表面106、152、158之最大線性大小d_SSL之5倍之一最大值之一範圍中。針對0.1ρ_SSL 0.25，頂部表面106、152、158與發光層102之間的距離h較佳地在具有為頂部表面106、152、158之最大線性大小d_SSL之0.15倍之一最小值且具有頂部表面106、152、158之最大線性大小d_SSL之3倍之一最大值之一範圍中。對於ρ_SSL>0.25，頂部表面106、152、158與發光層102之間的距離h較佳地在具有為頂部表面106、152、158之最大線性大小d_SSL之0.1倍之一最小值且具有為頂部表面106、152、158之最大線性大小d_SSL之2倍之一最大值之一範圍中。

若在上文所呈現之公式及準則中，因數c大於上文所提及之值，則發光模組100及150可係甚至更高效。相對於直接在頂部表面上具有一發光層之一固態光發射體，可獲得大約40%之一效率增加。

在發光模組150中，提供複數個光發射體154、156，且複數個光發射體154、156中之每一者可具有至發光層102之一不同距離。若該等距離係不同，則該等距離之平均值應在上文所界定之範圍中之一者中。若固態光發射體154、156各自具有其頂部表面152、158之一不同形狀及/ 或大小，則最大線性大小d_SSL係定義為複數個固態光發射體154、156之頂部表面之最大線性大小d_SSL之平均值。

若在固態光發射體108、154、156與發光層102之間存在一間隙及一距離h，則固態光發射體108、154、156不會變成與在發光層102定位在固態光發射體108、154、156之頂部上或極接近於固態光發射體108、154、156之處之情況下將達成之情況一樣暖。在此情況下，發光層102不直接熱耦合至固態光發射體108、154、156且在一較小程度上提供或接收固態光發射體108、154、156之熱。若將發光材料之溫度保持在可接受限度內則發光材料之效率係較高。此外，若將固態光發射體108、154、156之溫度保持在可接受限度內，則固態光發射體108、154、156之效率係較高。因此，固態光發射體108、154、156與發光層102之間的距離h產生一更高效發光層102之光熱效應。此外，固態光發射體108、154、156與發光層102之間的距離h產生發光層102各處之一更均勻光通量分佈，而非發光層102之一極特定區域中之一相對高光通量。發光材料往往對光飽和敏感，此意指在高於某一通量值時，發光材料以一較低效率轉換光。此外，某些發光材料或此等材料之黏結劑(例如，有機磷光體或有機黏結劑)往往對光降解敏感，此意指在高於某一通量值時，發光材料或黏結劑開始降解，此通常導致效率降低。因此，藉由在固態光發射體108、154、156與發光層102之間形成一距離h，防止發光材料之光飽和及光降解效應。此外，距離h有助於達成出射窗中 之一更均勻光輸出分佈且有助於在第一光譜範圍與第二光譜範圍之間混合色彩分佈。因此，改良空間及角度兩種色彩均質性。此可藉助固態光發射體之頂部上或光出射窗中之一漫射體或二色層來得到進一步增強。

固態光發射體108、154、156可係發光二極體(LED)、有機發光二極體(OLED)或(舉例而言)雷射二極體，舉例而言，垂直腔表面發射雷射(VCSEL)。

圖2a及圖2b呈現根據本發明之第一態樣之發光模組200、250之俯視圖。所呈現俯視圖係在一個人經由光出射窗面向發光模組200、250之基底之一表面之情形下看到的，在基底上提供固態光發射體。應注意，在圖2a及圖2b中未繪製發光層。

在圖2a中，繪製一基底之一光反射表面204及一固態光發射體之一頂部表面206。箭頭202指示固態光發射體之頂部表面206之最大線性大小d_SSL。固態發射體之頂部表面206之面積為L_wL_h。基底之光反射表面204之面積為(B_wB_h-L_wL_h)，其為基底之總面積減去基底之被固態光發射體佔據之面積。因此，基底之光反射表面204之面積不包含基底之被固態光發射體覆蓋之面積。

圖2b展示一光反射表面254、一第一固態光發射體之一第一頂部表面256及一第二固態光發射體之一第二頂部表面258。矩形第一固態發射體之一最大線性距離由箭頭252指示。第一固態光發射體之第一頂部表面256之面積為L1_wL1_h。第二固態光發射體之第二頂部表面258為圓形且 其直徑用箭頭260表示。第二固態光發射體之第二頂部表面258之面積為¼π(L2_d)²。在此情況下，基底之光反射表面254之面積為(B_wB_h-L1_wL1_h-¼π(L2_d)²)。

圖3a呈現包括一腔316之一發光模組300之一實施例。發光模組300包括一基底309，該基底具有在腔316內部之一光反射表面306。在光反射表面306上提供朝向光出射窗發射一第一色彩範圍中之光之一固態光發射體312。該光出射窗係由一發光層308形成。在基底309與發光層308中間提供壁314，在此情況下提供四個壁314。壁314之內表面304係反射光的且具有一壁反射係數Rwall。壁反射係數係壁314之光反射表面304所反射之光之一量與照射在壁314之光反射表面304上之光之一量之間的比率。固態光發射體312具有一固態光發射體反射係數R_SSL。基底309之光反射表面306具有一基底反射係數Rbase。已在圖1a及圖1b之闡述中給出基底與固態光發射體反射係數之定義。

壁314可由各種材料組成。例如，當使用一散射陶瓷(例如反射礬土、氧化鋯或其他陶瓷)、一散射玻璃、一散射著色之聚合物(例如白色聚醯胺)或散射氟聚合物(如Spectralon材料)或一散射聚矽氧樹脂時，壁材料可提供一高反射率。壁314亦可由(例如)鋁或銀之一金屬材料組成。金屬可係一金屬箔片或膜，例如具有Alanod商標名稱之一高反射性市售金屬反射鏡。

壁材料亦可係低反射率且覆蓋有一反射層。在此情況下，壁可包括如一導熱聚合物之另一材料，例如一填充碳 之塑膠(例如，一聚醯胺)或如銅、鎳、不銹鋼之金屬材料或例如氮化鋁(AlN)之陶瓷材料。此等材料通常具有有益之一高導熱率，例如銅=~400 W/mK、AlN=~140 W/mK。反射層可係一塗層、一膜或一薄層。舉例而言，反射層可係著色有散射粒子(例如TiO2或ZrO2)之白色聚矽氧或一白色溶膠凝膠(舉例而言，一基於烷基矽酸鹽之材料)之一經澆鑄、浸塗、施配或噴射層。或者，舉例而言，反射層可係可蒸鍍或濺射在壁材料上之一薄金屬塗層，例如保護銀或鋁。壁314可呈現各種形狀，例如(舉例而言)圓形，例如一環形、圓柱形、方形或三角形。壁可含有表面結構(例如，鰭狀物)以促進冷卻。

壁材料亦可由一薄膜層組成，例如僅反射體塗層或膜。在此情況下，壁反射體可覆蓋存在於基底與發光材料之間的一固體材料之邊緣(例如，一玻璃或陶瓷基板之周邊)。

壁可係一漫反射體或一鏡面反射體。在某些實施例中，一鏡面反射壁展示出比一漫反射壁較佳之效能，且在其他實施例中，一漫反射壁展示出比一鏡面反射壁較佳之效能。

此外，基底306及壁314可包括一導熱材料。發光層308較佳地在發光層308之邊緣處熱連接至壁314。舉例而言，一導熱膏或導熱黏合劑可用於將發光層308連接至壁314。在基底306處，可提供至一散熱片(未展示)之一介面。基底306可為散熱片之部分，或基底306可構成散熱片。固態光發射體312提供於腔316內且施加至光反射基底306。固態 光發射體312與光反射基底306之間的接觸係如此以使得固態光發射體312熱耦合至基底306。固態光發射體312可焊接或用一導熱黏合劑(舉例而言，一填充金屬粒子之黏合劑)黏接至光反射基底306。腔316之基底306及/或壁314可含有熱通孔以進一步改良熱傳送。舉例而言，基底306可由含有導通孔之一種氧化鋁陶瓷製成，該等導通孔係用銅金屬化。銅具有一較高導熱率(與氧化鋁(20-30 W/mK)相比大約400 W/mK)。固態光發射體312亦可藉助穿過腔316之基底306之電通孔連接至一電源。電通孔亦可傳導熱。

發光層可包括用於將第一色彩範圍中之光轉換成第二色彩範圍之光之磷光體。第二色彩範圍較佳地不同於第一色彩範圍，然而，該等範圍可部分地重疊。磷光體可係一黃色磷光體，如YAG：Ce、LuAG：Ce或LuYAG：Ce，其用於將固態光發射體產生之藍色光部分地轉換成黃色光，以使得可獲得一組合的實質上白色光發射。在另一實施例中，磷光體可係一全轉換磷光體，如用於將藍色光分別完全轉換成琥珀色光或紅色光之BSSNE：Eu或ECAS：Eu。發光層可包括一磷光體組合(例如，YAG：Ce及ECAS：Eu)以獲得一較暖白色光發射。

第一色彩範圍之光至第二色彩範圍之光之轉換具有一高效率，然而，某些光被吸收且轉換成熱。尤其在高功率固態光發射體之情形下，被吸收能量可係相對高。若發光層308變成太熱(舉例而言，200℃以上)，則該發光層之效率可降格。此外，發光層可包括在高溫下降格以使得材料之 光發射特性亦降格之材料。在該發光模組中，所產生熱經由壁及基底朝向一散熱片傳送。因此，發光層不會變成太熱。

發光層可係一陶瓷磷光體，該陶瓷磷光體係經由燒結磷光體之粉末粒子或自在一反應性燒結過程中形成磷光體之前體粉末製成一熔融宏觀主體。此一陶瓷磷光體係製作成板且機械切分此等板以得到匹配光出射窗之一適當大小。應注意，一單個發光材料薄片(如，一陶瓷磷光體薄片)可覆蓋複數個相鄰腔。

一陶瓷磷光體係一相對良好熱導體。導熱率取決於陶瓷磷光體之類型及殘餘孔隙率。作為一實例，在室溫下，一摻雜陶瓷Ce之YAG磷光體之典型導熱率為9 W/mK至13 W/mK。一黏結劑樹脂(例如，一聚矽氧或有機聚合物)中之一粉末磷光體層之一典型導熱率由具有約0.15 /mK至0.3 W/mK之一導熱率之黏結劑決定。陶瓷磷光體層之厚度可為約10微米至300微米，通常約100微米，且因此係剛性、自支撐的，因此，發光層不需要額外支撐基板。

發光層亦可係包括磷光體粒子之一半透明樹脂之一層沈積於其上之一玻璃基板。舉例而言，具有分散於一黏結劑(通常，一聚矽氧樹脂)中之磷光體粒子之一粉末。然而，較佳地，黏結劑係一較佳導熱材料，例如具有約1 W/mK之一典型導熱率之一玻璃或自溶膠凝膠得出之矽酸鹽或烷基矽酸鹽。發光層亦可夾在兩個其他層中間，舉例而言，發光層係施加在一玻璃層上且在發光層之頂部上，施加一 玻璃層，此改良熱擴散。其他層組合之實例係陶瓷層-發光層-玻璃層及陶瓷層-發光層-陶瓷層。

在一實施例中，將一額外層安置在發光層之頂部上，該額外層充當一漫射體以使得發光模組300在複數個輸出方向上輸出具有改良之角度色彩均勻性之光。發光層將比與法向成大角度行進之光較少地轉換差不多垂直行進穿過發光層之光。在使用一部分轉換之發光層之情況下，此誘使在幾乎法向角下比在大角度下發射更多光(通常係藍色)。此導致不可接受的角度色彩變化。漫射體在朝向周圍發射之前擾亂光以改良角度色彩之均勻性。漫射體較佳地主要向前散射。

另一選擇為，一個二色或干涉層可存在於發光層之頂部上以校正穿過發光層發射之光中之角度色彩之誤差。二色層由光藉以發生干涉的具有交替較高及較低折射率之大量薄層組成。二色層之光學特性使得較多地反射接近法向之藍色光，且以一漸進方式較少地或不反射處於較大角度之藍色光。一藍色固態光發射體在接近法向下穿過磷光體之多餘量則由二色層之一較高後向反射來補償。經後向反射藍色光將部分地激發磷光體並被色彩轉換且部分地在腔中再循環。二色層可作為一薄膜存在於一載體基板上，例如一玻璃，且連接至磷光體。可使用一黏合劑進行該連接。

另一選擇為，磷光體可作為一塗層存在於與二色層相同之基板上於相對側處。二色層之載體基板可係一導熱透明基板，例如一陶瓷。

被發光層反射或散射且由發光層發射之光亦被朝向壁314反射且被壁314之光反射表面304反射。因此，未直接穿過光出射窗透射至周圍中之光經由壁314之光反射表面304及/或基底309之光反射表面306反射。因此，未直接透射至周圍中之光更有效地循環且促成一高效發光模組。在此情況下，一有效反射係數Reff係定義為基底及壁反射係數之一加權平均值，或換言之，有效反射率係基底及壁反射係數之一加權平均值。有效反射係數Reff可定義為： 其中基底反射係數Rbase係基底309之光反射表面306之反射係數，壁反射係數Rwall係壁314之光反射表面304之反射係數，Abase係基底309之反射表面306之總面積且Awall係壁314之反射表面304之總面積。

在此實施例中，有效反射係數Reff之值應至少大於固態光發射體反射係數R_SSL之值。較佳地，有效反射係數Reff之值應至少大於固態光發射體反射係數R_SSL加上一因數c乘以1與固態光發射體反射係數R_SSL之間之差的值。因此，Reff>R_SSL+c(1-R_SSL)。類似於圖1a及圖1b中所闡述之實施例，因數c取決於固態光發射體面積比率ρ_SSL，在此情況下該固態光發射體面積比率係定義為： 因此，與圖1a及圖1b之實施例相比，在此情況下，亦將壁314之反射表面304之面積考量在內，亦即，總反射面積現在包括基底及壁反射面積。若ρ_SSL<0.1，此指示基底309及壁314之相對於固態光發射體312之頂部表面之面積的一相對大反射面積，則因數c之值應大於或等於0.2以具有一相對高效發光模組。若0.1ρ_SSL 0.25，此指示與固態光發射體312之頂部表面之面積相當的基底309及壁314之一反射面積，則因數c之值應大於或等於0.3以具有一相對高效發光模組。若ρ_SSL>0.25，此指示基底309及壁314之相對於固態光發射體312之頂部表面之面積的一相對小反射面積，則因數c之值應大於或等於0.4以具有一相對高效發光模組。在實務上，兩種情況下之因數c之值皆小於1.0。

圖3b展示根據本發明之第一態樣之一發光模組350之另一實施例。發光模組350類似於圖3a之發光模組300。然而，存在某些微小差別。發光模組350具有一圓形基底358，該圓形基底具有面向一腔之一光反射表面354。該腔由基底358、一圓柱形壁362及一發光層352包封。圓柱形壁362之面向腔之一表面係一光反射壁表面356。在基底358之光反射表面354上，提供朝向腔之光出射窗發射一第一色彩範圍之光之複數個固態光發射體。腔之光出射窗係由一發光材料352形成，該發光材料包括用於將第一色彩範圍之光之一部分朝向一第二色彩範圍之光轉換之發光材料。

此外，對於此實施例，ρ_SSL係定義為固態光發射體360之 頂部面積與基底358之反射表面354之面積之總計面積。適用與參考圖3a所闡述之準則及範圍相同之準則及範圍。

圖4a中呈現圖3a之發光模組300沿著線A-A'之一剖面。光出射窗由402指示。光出射窗402係發光層308之一部分，此乃因發光層308之一部分係配置在具有某一厚度之壁404、314之頂部上。另一選擇為，在壁邊緣中可存在一凹部，發光層308可裝配至該凹部作為對發光層308之一支撐。一黏合劑可用於將發光層308附接至壁之頂部或附接至壁中之凹部中。在使用一凹部附接發光層308之情況下，存在達成發光層308之側面與壁熱接觸之一額外益處。

因此，有效反射係數Reff之值應至少大於固態光發射體反射係數R_SSL之值。較佳地，有效反射係數Reff之值應至少大於固態光發射體反射係數R_SSL加上一因數c乘以1與固態光發射體反射係數R_SSL之間之差的值。類似於參考圖1a及圖1b所闡述之實施例，因數c取決於固態光發射體面積比率ρ_SSL，在此實施例中，固態光發射體面積比率ρ_SSL亦包含壁362之反射表面356之面積。若ρ_SSL<0.1，此指示基底309及壁404、314之相對於固態光發射體312之頂部表面之面積的一相對大反射面積，則因數c之值應大於或等於0.2，以具有一相對高效發光模組。若0.1ρ_SSL 0.25，此指示與固態光發射體312之頂部表面之面積相當的基底309及壁404、314之一反射面積，則因數c之值應大於或等於0.3以具有一相對高效發光模組。若ρ_SSL>0.25， 此指示基底309及壁404、314之相對於固態光發射體312之頂部表面之面積的一相對小反射面積，則因數c之值應大於或等於0.4以具有一相對高效發光模組。在實務上，兩種情況下之因數c之值皆小於1.0。

此外，發明者已發現：針對固態光發射體面積比率ρ_SSL之值小於0.1，固態光發射體312之頂部表面412與發光層308之間的距離h較佳地在具有為頂部表面412之最大線性大小d_SSL之0.3倍之一最小值且具有為頂部表面308之最大線性大小d_SSL之5倍之一最大值之一範圍中。針對0.1ρ_SSL 0.25，頂部表面308與發光層102之間的距離h較佳地在具有為頂部表面308之最大線性大小d_SSL之0.15倍之一最小值且具有為頂部表面308之最大線性大小d_SSL之3倍之一最大值之一範圍中。針對ρ_SSL>0.25，頂部表面308與發光層102之間的距離h較佳地在具有為頂部表面308之最大線性大小d_SSL之0.1倍之一最小值且具有為頂部表面308之最大線性大小d_SSL之2倍之一最大值之一範圍中。

注意，若固態光發射體312滿足以上準則，則發光模組300係一相對高效發光模組。固態光發射體之吸收顯著促成低效率，而所有其他距離、大小及反射係數係針對最大光輸出最佳化。若在以上所呈現公式中，因數c大於上文所提及之值，則發光模組300可係甚至更高效。相對於直接在固態光發射體之頂部表面上具有一發光層之一發光模組，可獲得大約40%之一效率增加。

發光層308係安置在壁404、314之一頂部邊緣上且因此 發光層308熱耦合至壁404、314。發光層308由於在其將第一色彩範圍之光朝向第二色彩範圍之光轉換時發光材料吸收能量而變暖。發光層308與壁404、314之間的熱耦合允許壁404、314將發光層之熱朝向基底309傳導，基底309可包括用於將基底309耦合至一散熱片之一介面。此機構提供對發光模組300之一有效熱管理且防止發光層308變成太暖，從而增強發光材料之效率及壽命。此外，腔316可填充有一實質上透光材料。若整個腔填充有透明材料，則該透明材料亦熱耦合至發光層308且可以比在使用一氣隙時高效得多之一方式遠離發光層朝向壁404、314及基底309傳導熱。如在圖5a之上下文中將論述，該透明材料具有其他優點，例如，增加自固態光發射體412輸出耦合之光。

該實質上透明材料通常係一固體材料，例如，具有0.2 W/mK至0.3 W/mK之一導熱率之一凝固或固化聚矽氧樹脂。存在自硬聚矽氧樹脂至軟聚矽氧樹脂、至撓性彈性聚矽氧樹脂或凝膠型樹脂之範圍之諸多類型此類材料。其他材料可包含環氧樹脂，熟習此項技術者已知之諸多類型之透光聚合物。在其他實施例中，可使用廣泛玻璃類型之材料，例如，約1.0 W/mK導熱率之鈉鈣玻璃或約1.3 W/mK之硼矽酸鹽玻璃或一熔融石英玻璃。此外，可使用陶瓷材料，例如約30 W/mK導熱率之半透明多晶礬土基板、42 W/mK導熱率之藍寶石基板、9.5 W/mK導熱率之AlON、15 W/mK導熱率之尖晶石或7 W/mK導熱率之YAG。亦可使用此等材料之組合。舉例而言，固體玻璃或陶瓷基板可接合 至發射體及/或基底。此外，經燒結半透明多晶礬土可用作實質上透明材料，其中顆粒大小較佳地大於44微米或較佳地小於1微米以獲得相對高向前光透射。對於1毫米厚材料及小於1微米之一顆粒大小，總向前透射之光大於84%。對於1毫米厚材料及大於44微米之一顆粒大小，總向前透射之光大於82%。多晶礬土可藉助(舉例而言)一陶瓷粉末處理技術來製成，在該陶瓷粉末處理技術中，舉例而言，藉由粉末壓製、泥漿澆鑄、注入模製及預燒結及尾燒結將Al₂O₃粉末塑形。一相對大顆粒大小(亦即，大於44微米)可藉由以下方法來達成：應用具有一相對大顆粒大小之一礬土粉末、應用一較長燒結時間及/或一較高燒結溫度、使用較少顆粒生長抑制MgO摻雜(<300 ppm)及/或應用顆粒生長刺激添加劑或以上方法中之一或多者之一組合。較佳地，顆粒大小小於120微米以防止多晶礬土之微裂。以此方式，將此材料之極佳熱性質(由於導熱率係約30 W/mK)與一相對高半透明性組合。

視情況，光學接觸及熱接觸係藉助發射體表面來達成(例如)以自發射體提取更多光且在固體材料與基底之間仍存在一氣隙。此可藉由在固體材料中進行光導引而幫助更有效地散開光以增強光均勻性。為達成最佳熱接觸，固體基板亦可(舉例而言)使用一黏合劑附接至基底。在固體基板亦耦合至發光層之情況下，該固體基板執行一散熱層及熱介面材料之功能。該固體材料亦可存在於發射體(例如，一塊藍寶石或碳化矽SiC)上，該發射體可係發射體晶 粒已形成至其上之生長基板。此外，通常係比最長線性大小大至少2倍之一大小的一圓頂形狀或透鏡形狀光學主體可存在於晶粒上，該光學主體可(舉例而言)來自一玻璃材料之一聚矽氧樹脂。該圓頂或透鏡形主體可覆蓋有另一透明材料。

若與發射體晶粒光學接觸，則較佳地該實質上透明材料具有一相對高折射率。由於典型固態光發射體(如，GaN或InGaN或AlInGaN)具有約2.4之一高折射率，因此與晶粒之一高折射率接觸藉由減少在固態光發射體晶片中之全內反射而自晶粒提取更多光。大部分透明材料具有介於1.4至1.6之範圍之一折射率，通常為1.5。適於附接至發射體之高折射率材料之某些實例係高折射率玻璃，如LaSFN9，或陶瓷材料，如藍寶石(n~1.77)、礬土(n~1.77)、YAG(n~1.86)、氧化鋯(n~2.2)或碳化矽(SiC，n~2.6)。一高折射率光學接合劑可用於附接基板，例如一高折射率玻璃或一高折射率樹脂。高折射率樹脂可由填充有高折射率奈米粒子之一低折射率黏結劑組成，例如填充有直徑小於100 nm之奈米TiO₂粒子或其他高折射率奈米粒子(例如ZrO2或鈦酸鹽(例如，BaTiO3、SrTiO3))之聚矽氧樹脂。在某些類型之發射體晶粒中，典型生長基板(例如，藍寶石及碳化矽)可仍存在於晶粒上。在此情況下，較佳地此等晶粒覆蓋有例如上文所闡述之一高折射率材料。

另一選擇為，亦可使用液體材料，例如聚矽氧油(n~1.4)或礦物油(n~1.5)或各種各樣之液體，例如脂肪族或芳香族 烴，或熟習此項技術者已知之高折射率液體。當使用一液體時，在出射窗之邊緣周圍之一嚴密密封係較佳的以防止自發光模組洩漏。該液體可藉由對流流動及/或藉由被在周圍抽送而用於冷卻發光層之目的。

圖4b展示圖3a之發光模組之另一實施例之一剖面。一發光模組450包括一外殼455、一腔460、一發光層465、至一散熱片480之一介面470及一光出射窗472。在此情況下，外殼455包括具有一光反射基底表面462及光反射壁表面466、468之一基底及若干壁兩者。展示藉助兩個導線492連接至電力之一特定類型之固態光發射體482。LED通常具有連接至固態光發射體482於固態光發射體482之一頂部表面483上之接合線492。頂部表面483係最接近於發光層465且在彼處光被發射至腔460中之固態光發射體482之一表面。在某些實施例中，在頂部表面483處存在兩個導線觸點，且在其他實施例中，在頂部表面483處存在一個導線觸點且在固態光發射體482之一底部表面處存在至基底之一個電觸點。

如圖4b中所看到，在發光模組450之背側處提供至散熱片480之介面470。應注意該背側實質上與存在發光層465之側相對且形成背側之外殼之一部分亦形成腔460之基底。如圖4b中所看到，將固態光發射體482施加至腔460之光反射基底462。固態光發射體482與外殼455之間的接觸係如此以使得獲得固態光發射體482至外殼455之間且因此固態光發射體482與散熱片480之間的一良好熱耦合。

另一選擇為，固態光發射體482可安裝在光反射基底中之一導通孔中以使得將光發射至腔460中且以使得固態光發射體482具有與外殼455之一良好熱接觸。

一線接合頂部連接件492係電連接至一LED 482之頂部表面483處之一電接觸區域(該電接觸區域通常經金屬化)之一導線，且該導線提供電能至LED 482。LED 482之頂部表面483通常亦係LED 482之發光表面。LED 482之發光表面係定義為在彼處LED 482產生之光發射至腔460中之LED 482之不受阻礙的發射表面區域。在此實施例中，LED 482之頂部表面483係面向發光層465之表面。

結合具有一線接合頂部連接件492之LED 482使用實施為一陶瓷磷光體或實施為沈積在(舉例而言)一玻璃基板上之一磷光體層之一發光層465被證實係困難的。導線492阻礙在發光表面之頂部上直接提供此一陶瓷磷光體層。一種解決方案可係在陶瓷磷光體中鑽製導線經引導穿過之精確孔，此係一相對昂貴之製程。然而，難以防止沿著導線經由精確孔之光洩漏。此導致一減小之色彩控制。尤其在發光層465必須轉換大部分第一色彩範圍中之光時，該光洩漏導致一不可接受之減小的色彩飽和。此外，該等孔通常將藉助雷射燒蝕來鑽製，該雷射燒蝕伴隨有損壞所鑽製孔附近之磷光體以使得燒蝕副產物吸收光且磷光體之一部分被去活化的危險。

如YAG：Ce及琥珀色鋇鍶矽氮化物(BSSNE：Eu)之典型的陶瓷磷光體分別具有約1.86及2之一折射率。因此，具有 高於1.4之一折射率之一透明樹脂可在此等特定LED與所論述之特定陶瓷磷光體之間提供一相對良好之光學耦合。額外散射中心(如，散射粒子)可較佳地併入有向前散射特性。

該實施例提供用於將具有一或多個線接合頂部連接件492之一LED 482之光轉換成另一色彩之一有效且高效解決方案。腔460為導線492提供空間，且由於在腔內部之光反射，在光出射窗472處不可見導線492之陰影。應注意，該實施例之腔460相對於發光模組450之大小係相對大的，且因此與其中腔係相對小之已知發光模組相比，可存在較少導線陰影。

與一透明樹脂498(其配置在LED 482與發光層465之間)一起使用線接合頂部連接件492係有利的。可在將LED 482組裝至外殼455之後，將透明樹脂498注入至腔460中。在注入期間，透明樹脂498係呈一液體狀態，且可流向該腔之每一角落。導線492並不係所注入透明樹脂之一障礙且因此，可在透明樹脂498與LED 482之整個頂部表面483之間進行一良好接觸。因此，透明樹脂498增加光自LED 482之輸出耦合。此外，若透明樹脂498硬化，線接合頂部連接件492被樹脂498緊固且舉例而言，在發光模組450經受振動(如(舉例而言)在汽車應用中)之情形下，較不易損壞。

圖5a呈現根據本發明之第一態樣之發光模組之若干替代實施例。圖5a(i)中所繪示之發光模組500包括：一基底 518、提供於基板516上之複數個LED 514、壁510、提供於該等壁之一邊緣上且形成一光出射窗之一第一發光層506及一第二發光層504。LED 514發射一第一色彩範圍之光且所有LED 514具有相同大小，其中一最長線性大小為d。第一發光層506包括用於將第一色彩範圍之光轉換成一第二色彩範圍之光之發光材料。第二發光層504包括用於將第一色彩範圍之光轉換成一第三色彩範圍之光或用於將第二色彩範圍之光轉換成第三色彩範圍之光之另一發光材料。壁510、基底518及第一發光層506包封填充有一透明材料502之一腔。因此，該透明材料係間置於LED 514與第一發光層506之間。該透明材料光學耦合至LED 514且光學耦合並熱耦合至第一發光層506。光發射體與第一發光層506之間的距離係由h指示。壁510之面向腔之表面提供有一光反射塗層508。LED 514與透光材料502之間的空間填充有一光反射材料512，藉此覆蓋基底518及基板516。光反射表面係由間置於LED 514之間的光反射材料512之表面形成。該光反射材料具有一基底反射係數Rbase。LED晶粒具有一反射係數R_SSL。光反射塗層508具有一壁反射係數Rwall。發光模組500之參數根據與在先前實施例中參考圖1a、圖1b、圖3a、圖3b及圖4a所闡述之準則相同之準則彼此相關，其中固態光發射體A_SSL之頂部表面之面積在此實施例中計算為複數個LED 514之頂部表面之總計面積。

替代一光反射塗層，亦可使用可附接至或轉印至基底及/或壁之一光反射箔片或膜。一黏合劑可用於該附接，例 如一壓敏黏合劑。反射塗佈層可係通常在一MCPCB載體中使用以將表面電極與金屬載體隔離之一介電層或通常在一MCPCB或PCB載體中使用以隔開表面電極之一焊料遮罩。由於基板516覆蓋有一反射層且因此光學上被隔開，因此該基板可由具有拙劣反射率之一材料組成，例如，氮化鋁(AlN)。AlN具有以下優點：具有約140 W/mK之一極高導熱率。因此，可藉由使用一反射塗層或箔片將光學功能與熱功能隔開，從而允許兩個功能之個別最佳化，此係有利的。

光反射塗層或膜可由一漫反射材料組成，例如由填充有一種散射顏料或各種散射顏料之一黏結劑組成之一白色塗層。適合黏結劑係聚矽氧材料或矽酸鹽材料或烷基矽酸鹽材料或環氧樹脂材料或聚醯亞胺材料或氟聚合物或聚醯胺或聚氨基甲酸乙酯或其他聚合材料。塗層亦可由基於高度反射之硫酸鋇(BaSO4)之材料組成。散射顏料之實例係TiO2顏料、ZrO2顏料、Al2O3顏料，但亦可使用熟習此項技術者已知之諸多其他散射粒子或小孔。反射塗層或膜亦可由金屬層(例如，鋁或銀)組成。金屬可係一金屬箔片或膜，例如具有Alanod商標名稱之一高度反射市售金屬反射鏡。該薄金屬層可係蒸鍍或濺鍍在壁材料上。可在附接/接合/焊接至基底之插入物中使用金屬箔片。金屬層可覆蓋有一白色塗佈層，舉例而言，一白色聚矽氧或白色烷基矽酸鹽，例如一著色的甲基矽酸鹽。亦可在基底或壁上使用一陶瓷反射器層，舉例而言，通常多孔之一散射礬土 層，或其他反射陶瓷材料。

圖5a(ii)中所繪示之發光模組520類似於發光模組500，然而，壁522自身係一光反射材料，且因此，不將額外塗層施加至壁522。此外，僅施加一個發光層506。LED 514提供於其上之基板524亦係一光反射材料，且因此僅基板524之間的空間填充有光反射粒子512。

圖5a(iii)中所繪示之發光模組530係其中使用所謂的圓頂形LED 514之另一變化形式。LED 514係提供於一基板516上且一透光材料502之圓頂係安置在該等LED之頂部上。透光材料502之圓頂光學耦合至LED之晶粒。此外，腔填充有其他透光材料532。其他透光材料532光學耦合至透光材料之圓頂502且光學耦合至第一發光層506。此促進發光層中所產生之熱朝向基底及該基底通常附接至其之散熱片之熱傳送。

圖5a(iv)中所繪示之發光模組540類似於發光模組500，然而，壁542相對於基底518之一法向軸傾斜。壁542以使得將照射在傾斜壁542上之光朝向第一發光層506反射而非朝向基底518之一方向之一方式傾斜。傾斜壁542將在壁542上反射之光朝向發光層506導引且防止彼光線在壁542與基底之間多次反射，此防止不必要之光吸收，亦即，每一次反射並非完美的且在每一次反射時，皆吸收少量光。

圖5a(v)中所繪示之發光模組550係發光模組540之一變體。發光模組550之壁552係以使得將照射在彎曲壁552上之更多光朝向第一發光層506且因此朝向光出射窗反射之 一方式彎曲。此外，基板表面516未經塗佈，但基板之間的間隔物512塗佈有一反射材料。基板516可由一反射材料組成，例如一散射陶瓷，例如包含散射小孔及/或散射粒子(例如，氧化鋯粒子)之礬土。因此，基底518之光反射表面之反射比係基板516及間隔物512之反射比關於面積加權之一平均值。

圖5a(vi)中所繪示之發光模組560係不包括第二發光層504之另一變化形式。腔填充有一實質上透明材料562且在發光模組之光出射側處具有一彎曲表面。第一發光層506係提供於透明材料562之頂部上。如所展示，LED 514與第一發光層506之間的距離不同。兩個LED定位在距第一發光層506達一距離h1處，且兩個LED定位在距第一發光層506達一距離h2處。在此實施例中，LED 514之頂部表面之間的距離h之值應計算為平均距離：h=(h1+h2)/2。在三個或三個以上LED施加於該發光模組中之情況下，相應地採用平均距離公式。

在未展示之又一實施例中，固態發射體晶粒直接接合至載體板而不具有額外中間基板。此進一步減小晶粒與板之間及晶粒與散熱片之間的熱阻，該板通常附接至該散熱片。可存在線接合以電接觸LED晶粒之頂部。

圖5b呈現四個替代發光模組570、580、590、595。圖5b(i)中所繪示之發光模組570類似於發光模組520且在腔內部具有一額外發光層572。因此，舉例而言，具有另一類型之發光材料之一層可施加至光反射壁522及基底518之光 反射表面，該發光材料不同於第一發光材料506中所施加之發光材料。此另一發光材料將第一色彩範圍之光朝向第三色彩範圍之光轉換。另一選擇為，可將與第一發光層中所使用之發光材料相同之發光材料施加至光反射壁522及基底518之光反射表面。並非照射在額外發光層527上之所有光皆被轉換，且某些光被朝向光反射壁522及基底518之光反射表面發射且隨後朝向腔且因此朝向光出射窗反射回來。舉例而言，此可用於添加額外紅色光至一白色發射以達成一暖白色發射。

圖5b(ii)中所繪示之發光模組580類似於發光模組500。一第一差別在於僅在光出射窗處提供一單個發光層506。在製造期間，將發光層506施加至一透明基板582(舉例而言，其係玻璃)。用一鋸將具有發光層506之基板582(舉例而言)切成若干塊或對其進行鑽孔且將一塊具有發光層506之基板582提供於發光模組580之壁510上。

圖5b(iii)中所繪示之發光模組590類似於發光模組580，然而，腔不填充有一實質上透明材料，而係填充有一塊具有發光層506之透明基板582。該塊藉助(舉例而言)一透明樹脂592接合至光反射壁表面及基底518之光反射表面。舉例而言，透明基板582係2毫米厚且因此在LED 514之頂部表面與發光層506之間提供約2毫米之一高度差。在該裝置之頂部上，可將一白色聚矽氧凸緣施加於發光層506之周邊處以防止LED 514發射之光(例如，藍色)中之直射光逃逸(未展示)。

圖5b(iv)中所繪示之發光模組595類似於發光模組520。然而，使用其他類型之LED。基底598係一金屬核心PCB(MCPCB)。不具有一相對大基板之LED可直接安裝在MCPCB上。適於此類應用之LED係使用所謂的CSP或COB技術製造之LED。COB係指玻璃覆晶基板，其中LED晶片直接焊接在MCPCB上。CSP係指晶片級封裝，其中將一載體提供至LED製造於其上之晶圓，且切分該晶圓以獲得CSP LED。將此等CSP LED呈現於發光模組595中。在CSP LED中，載體597具有與LED晶片596相同之大小。CSP之側表面可具反射性且PCB之表面可具反射性以使得可不需要額外(厚)基底反射體層。

在圖6中，呈現一發光模組600、620、630、640、650、660之實施例之其他示意性繪製之橫切圖。發光模組600、620、630、640、650、660在一發光層604、622、632、642、652、662與基底之間不具有壁，但其具有其邊緣觸碰光反射表面或基底610、664之發光層604、622、632、642、652、662。發光層604、622、632、642、652、662作為一整體形成發光模組600、620、630、640、650、660之整個光出射窗。發光模組600、620、630、640、650、660不僅在實質上平行於基底610、664之一法向軸之一方向上發射光，而且相對於該基底之法向軸成各種光發射角度發射光。在圖6(ii)發光模組620之一示意性剖面圖中，展示發光層622之一邊緣624。如所看到，邊緣624與基底610之光反射表面接觸且發光層622可在基底之表面上延 伸。

圖6(i)中所繪示之發光模組600包括一基底610，在該基底上提供具有LED 606之基板608。基板608及LED 606由形成一光反射表面之一光反射材料612環繞。LED 606之發光頂部表面光學耦合至亦與發光層604接觸之一透明材料602。發光模組620、630、640具有另一形狀之發光層622、632、642且分別繪示於圖6(ii)、圖6(iii)及圖6(iv)中。

圖6(v)中所繪示之發光模組650具有一基底610，在該基底上提供一單個經晶片級封裝之LED 656。通常，縮寫CSP-LED用於經晶片級封裝之LED 656，此一經晶片級封裝之LED 656不包括如先前實施例中所展示之一額外基板。在LED 656周圍，施加一光反射材料612，該光反射材料形成面向發光層652之一光反射表面。在LED 656及光反射材料612之頂部上，安置一透明材料之一圓頂654，在該圓頂上配置發光層652。半徑r係LED 656與發光層652之間的距離。距離h之定義在此情況下用半徑r替換。

圖6(vi)中所繪示之發光模組660不包括透明材料之一圓頂，但包括一箱形透明材料663。此外，基底664係由一光反射材料製成且因此，不在基底664之面向發光層662之表面上提供額外光反射材料層。亦可預想其他形狀及組合。

示意性展示之發光模組500、520、530、540、550、560、600、620、630、640、650、660可係(圓)對稱的，但亦可在所繪示剖面之平面外係不對稱的。舉例而言，該模 組可在深度方向上伸長至紙張之平面(例如)以形成一細長管狀、棒狀或圓柱狀形狀。多個發射體可在深度方向上形成一發射體陣列。舉例而言，此一形狀可用在一LED街燈或LED改進TL燈中。原則上，可使用數十多達數百個LED之LED發射體陣列。可存在不同量之發射體以匹配相關聯應用中所需之光輸出。

在圖7a中，展示製造於一撓性基底箔片712上之一發光模組700。提供於一小基板708(其裝備有電極連接墊(未展示))上之固態光發射體706係提供於撓性基底箔片712上，且基板708中間的區域填充有一光反射材料710。光發射體706光學耦合至一撓性透明材料704之一層。在撓性透光材料704之頂部上，提供包括至少一種發光材料之一發光層702。並非撓性透光材料704之整個表面需要用發光層702覆蓋，而係(舉例而言)該表面之一部分可用一頂部反射體阻擋。如圖7a中所看到，發光模組700包括複數個固態光發射體706。在一實施例中，提供一相對大之二維固態發射體陣列以獲得一相對大光出射窗。與先前實施例一致，固態光發射體706與發光層702之間的距離應在取決於固態光發射體706之頂部表面之最長線性大小之一範圍中，且由基板708及光反射材料710之組合形成的基底712之光反射表面之平均反射率應實質上大於固態光發射體706之反射率。此外，固態光發射體應僅覆蓋由光反射材料710及基板708形成之光反射表面之一相對小部分。應注意，光反射表面之反射係數Rbase係定義為整個光反射表面之平

均反射率。因此，反射係數Rbase係基板之反射係數與光反射材料之反射係數之間的一加權平均值，其中較佳地，權數係由被特定材料覆蓋的總面積之份數形成。

在圖7b中，呈現一撓性發光模組750之另一實施例。發光模組750類似於發光模組700，然而，僅存在施加至一透明材料704之一側之一光反射箔片754之基底。在撓性透明材料704之另一側(其與光反射箔片754施加至其之側相對)上，配置一發光層702。在該透明材料中，提供支撐基板708之導線、橫條或棒752，在該基板上提供固態光發射體706。導線、橫條或棒752提供電力至固態光發射體706。自固態光發射體之一頂部表面至發光層702之距離用h指示。在固態光發射體面積比率ρ_SSL小於0.1之情況下，距離h較佳地大於或等於固態光反射體706之頂部表面之最大線性大小d_SSL之0.3倍且小於或等於固態光發射體706之頂部表面之最大線性大小d_SSL之5倍。針對固態光發射體面積比率ρ_SSL之一值在具有大於或等於0.1之一最小值及小於或等於0.25之一最大值之一範圍中，距離h較佳地大於或等於固態光發射體706之頂部表面之最大線性大小d_SSL之0.15倍且小於或等於固態光發射體706之頂部表面之最大線性大小d_SSL之3倍。針對固態光發射體面積比率ρ_SSL之一值大於0.25，距離h較佳地大於或等於固態光發射體706之頂部表面之最大線性大小d_SSL之0.1倍且小於或等於固態光發射體706之頂部表面之最大線性大小d_SSL之2倍。應注意，此準則亦適用於發光模組700。此外，與先前所論述之實施例 一致，光反射箔片754之基底反射係數Rbase大於固態光發射體706之固態光發射體反射係數R_SSL，較佳地，光反射箔片754之基底反射係數Rbase根據Rbase>R_SSL+c(1-R_SSL)與固態光發射體706之固態光發射體反射係數R_SSL相關，其中亦在此情況下，因數c之值取決於固態光發射體面積比率ρ_SSL，該固態光發射體面積比率在此情況下僅包含如某些先前實施例中所闡述之基底之反射面積。

圖8a至圖8c展示根據本發明之發光模組之實施例之示意性剖面圖。圖8a展示包括在一基板載體2020(舉例而言，包括礬土或氮化鋁)上之LED晶粒2030之一發光模組2000之一示意性剖面圖。基板載體2020經由電觸點2015(舉例而言，焊料觸點)電連接至一印刷電路板2010之接觸墊。印刷電路板2010可係包括由一介電絕緣層(未展示)覆蓋之一鋁基底之一金屬核心印刷電路板。在該介電層上，提供導電電極及接觸墊，且該等電極受一焊料遮罩保護層(未展示)保護。LED晶粒2030覆蓋有一透明保護層2035，舉例而言，一透明聚矽氧層。在LED封裝或裝置(其包括LED晶粒2030、基板載體2020及透明保護層2035)中間，提供一反射層2040，舉例而言，一著色有白色TiO2之聚矽氧。由印刷電路板2010、壁2050及一發光層2060界定一腔。舉例而言，壁2050包括分散在聚矽氧中之TiO2且舉例而言，發光層2060包括一磷光體材料。在透明保護層2035及反射層2040上，提供包括(舉例而言)聚矽氧之一光學接合層 2045，其提供透明保護層2035與一填充層2055之間的光學接合，其中填充層2055包括(舉例而言)玻璃且實質上填充光學接合層2045、發光層2060與壁2050中間的腔。

圖8b展示包括在一基板載體2120(舉例而言，包括礬土或氮化鋁)上之LED晶粒2130之一發光模組2100之一示意性剖面圖。基板載體2120經由電觸點2115(舉例而言，焊料觸點)電連接至一印刷電路板2110之接觸墊。印刷電路板2110可係如關於圖8a中所繪示之發光模組2000所闡述之一金屬核心印刷電路板。LED晶粒2130覆蓋有一透明保護層2135，舉例而言，一透明聚矽氧層。在LED晶粒2135中之每一者之透明保護層2135上，提供一光學接合層2145，舉例而言，其包括聚矽氧。在具有光學接合層2145之LED封裝或裝置(其中該等LED封裝或裝置包括LED晶粒2130、基板載體2120及透明保護層2135)中間，提供一反射層2140，舉例而言，一著色有白色TiO2之聚矽氧。由印刷電路板2110、壁2150及一發光層2160界定一腔。舉例而言，壁2150包括分散於聚矽氧中之TiO2且舉例而言，發光層2160包括一磷光體材料。舉例而言，包括玻璃之一填充層2155實質上填充光學接合層2145、反射層2140、發光層2160與壁2150中間的腔。光學接合層2145提供透明保護層2135與填充層2155之間的光學接合。反射層2140係在經由光學接合層2145將LED封裝或裝置接合至填充層2155之後經由(舉例而言)底填充或包覆模製提供於LED封裝或裝置中間。

圖8c展示包括在一基板載體2320(舉例而言，包括礬土或氮化鋁)上之LED晶粒2330之一發光模組2300之一示意性剖面圖。基板載體2320經由電觸點2315(舉例而言，焊料觸點)電連接至一印刷電路板2310之接觸墊。印刷電路板2310可係如關於圖8a中所繪示之發光模組2000所闡述之一金屬核心印刷電路板。在LED封裝或裝置(其包括LED晶粒2330及基板載體2320)中間，提供一反射層2340，舉例而言，一著色有白色TiO2之聚矽氧。由印刷電路板2310、壁2350及一發光層2360界定一腔。舉例而言，壁2350包括分散於聚矽氧中之TiO2，且舉例而言，發光層2360包括一磷光體材料。在反射層2340及LED裝置或封裝上，提供(舉例而言)包括聚矽氧之一光學接合層2345，其提供LED封裝或裝置與一填充層2355之間的光學接合，其中填充層2355包括(舉例而言)玻璃且實質上填充光學接合層2345、發光層2360與壁2350中間的腔。此發光模組2300不同於圖8a中所繪示之發光模組2000之處在於LED晶粒2330不覆蓋有一透明保護層，而係覆蓋有光學接合層2345。

根據本發明製造若干實施例。在一第一實驗中，使用包括磷光體直接在晶粒之頂部上之16個LED之一Philips Fortimo SLM發光模組(具有1800流明之一光通量)作為一參考。根據本發明之一實施例之發光模組含有在一高度反射混合室中之16個發藍色光LED，該高度反射混合室具有位於距LED 2.1毫米之一距離處之一Lumiramic^TM磷光體層及22毫米之一腔直徑。在640 mA下，插座效率(WPE)改良 了介於30%與50%之間的一因數。該插座效率係電功率被轉換成光學功率(按瓦特計)之能量轉換效率，且亦定義為輻射通量(亦即，每單位時間之輻射功率，亦稱為輻射功率)對輸入電功率之比率。圖9展示在變化電流位準下對根據本發明之一實施例之具有16個LED之發光模組中之一者執行之量測之結果。水平x軸表示電流位準且垂直y軸表示根據本發明之一實施例之具有16個LED之發光模組中之一者之輻射通量相對於具有磷光體直接在LED上之16個LED之參考發光模組之輻射通量之增益或改良。圖9展示當電流增加時，相對於參考發光模組之輻射通量之改良增加，此可歸結於相對於參考裝置的磷光體層之一改良的光熱效能。

在另一實驗中，根據本發明之一實施例製作發光模組，該等發光模組包括各自具有1平方毫米之一頂部表面面積之9個LED及各自具有2平方毫米之一頂部表面面積之4個LED，該等LED每一者具有在距LED達2.1毫米之一距離處之一Lumiramic^TM磷光體層。對輻射通量之量測展示相對於具有磷光體直接在頂部上之16個LED之參考發光模組之輻射通量之介於20%與40%之間的改良。

圖10a至圖10c展示另一比較實驗之示意性剖面圖。圖10a展示一第一參考發光模組850之一示意性剖面圖，該第一參考發光模組包括安置在一基底基板851上之具有直接在頂部上之一發光層853之四個LED 852(一個LED未展示)。每一LED覆蓋有一圓頂形光學元件854。圖10b展示一 第二參考發光模組860之一示意性剖面圖，該第二參考發光模組由於一反射層855而不同於該第一參考發光模組，該反射層係施加在基底基板851上於LED中間。圖10c展示根據本發明之一實施例之一發光模組870之一示意性剖面圖，該發光模組包括在一基底基板871上之四個LED 872(一個LED未展示)，該基底基板覆蓋有一反射層875。該等LED係安置在一腔874中，該腔在距LED 872之頂部表面達2.1毫米之一距離處覆蓋有一發光層873。對輻射通量之量測展示第二參考發光模組860之輻射通量相對於第一參考發光模組850之輻射通量之大約4%(在700 mA下量測)之改良，此主要係由於第二參考發光模組860中之額外反射層855所致。根據本發明之一實施例之發光模組870之輻射通量相對於第一參考發光模組850之輻射通量之所量測改良係大約25%(在700 mA下量測)。

圖11、圖12、圖13及圖14展示根據本發明之一發光模組之模擬結果之圖表。藉助一光線追蹤軟體套件，用根據本發明之發光模組構建一光學模型。該模型包括7個發藍色光LED，該等LED具有各自具有1x1平方毫米之一頂部表面之晶粒。因此，此等LED之頂部表面之最大線性大小d_SSL係約1.4毫米。該等LED晶粒具有對第一光譜範圍及第二光譜範圍之一加權平均值為約70%之一漫反射比，此對應於一典型表面粗糙化之GaN型LED晶粒。腔具有一直徑變化之一圓形形狀。該等LED均勻地分佈在一高度反射基板上且由形成該腔之高度反射壁環繞。該腔之光出射窗由包括 一陶瓷磷光體之一發光層及具有存於矽中之另一磷光體粒子之一額外塗佈層覆蓋。發光模組透過光出射窗發射之光具有一暖白色色點。

光學模擬展示或者具漫反射性或者具鏡面反射性或者其組合之壁及/或基底對發光模組之效能具有大約幾個百分比的一微小影響。此影響尤其於面積比率及腔之幾何形狀。

圖11展示針對固態發射體面積比率之若干值因數c對光學效率之影響。在圖11中，垂直y軸表示光學效能之效率之最佳值，該光學效能係由自混合腔出射之白色輻射通量Wwhite(單位：瓦特)與固態光發射體發射之第一光譜範圍(通常藍色光譜範圍)中之總藍色通量Wblue(單位：瓦特)之比率表達。光學效率之最佳值係藉由變化固態光發射體頂部表面與發光層之間的距離h來判定。水平x軸表示來自公式Reff>R_SSL+c^＊(1-R_SSL)之因數c。曲線801表示固態光發射體面積比率ρ_SSL之相對低值之一範圍，在此情況下在0.01與0.02之間變化，曲線802表示固態光發射體面積比率ρ_SSL之一中間值範圍，在此情況下在0.19與0.28之間變化，且曲線803表示具有固態光發射體面積比率ρ_SSL之相對高值之一範圍，在此情況下在0.39與0.68之間變化。具有直接在LED之頂部上之一發光層之一參考發光模組展示約0.5之一光學效率，因此在此情況下針對大於0.5之光學效率之一值達成優於該參考發光模組之一效率改良。圖11展示因數c應大於約0.2以在固態光發射體面積比率ρ_SSL之相 對低值範圍中具有大於0.5之一光學效率；大於約0.3以在固態光發射體面積比率ρ_SSL之中間值範圍中具有大於0.5之一光學效率；大於約0.4以在固態光發射體面積比率ρ_SSL之相對高值範圍中具有大於0.5之一光學效率。在固態光發射體面積比率ρ_SSL之各別範圍中針對因數c之較大值可達到光學效率之甚至更佳之值。

圖12展示最佳距離h(在圖表中指示為Hopt)對腔壁之反射係數Rwall之相依性。最佳距離Hopt係在發光模組之光學效率係最佳(例如，具有一局部最大值)之情形下固態光發射體之頂部表面與發光層之間的距離h。在圖12中，垂直y軸表示最佳距離Hopt與LED之最大線性大小d_SSL之商且水平x軸表示以百分比計之腔壁之反射係數Rwall。在此情況下，相對於基底及壁之LED面積比率ρ_SSL針對該等曲線中之每一者變化(此乃因曲線811、812、813中之每一者表示LED頂部表面與發光層之間的一可變距離h)且因此壁之一可變高度且因此相對於壁及基底之總反射面積之LED面積比率ρ_SSL變化。對於曲線811，總LED面積比率ρ_SSL在0.01與0.02之間變化，對於曲線812，總LED面積比率ρ_SSL在0.16與0.22之間變化且對於曲線813，總LED面積比率ρ_SSL在0.28與0.41之間變化。在此情況下，基底之反射係數Rbase在介於85%與95%之間的一範圍中。發光層與LED之間的最佳距離Hopt係由LED及腔壁中之光吸收損失之一平衡來判定。在LED頂部表面與發光層之間的距離h之相對低值下，LED發射之光將主要與LED、LED基板及LED 中之基底反射體之表面互動。在LED頂部表面與發光層之間的距離h之相對大值下，壁之面積將變得佔支配地位且吸收損失將由該等壁決定。發光層與LED之間的最佳距離Hopt主要取決於壁之表面之反射係數Rwall及LED面積比率參數ρ_SSL。通常，對於一相對低LED面積比率ρ_SSL及壁反射係數Rwall之典型值(舉例而言，在80%至90%之範圍中)，最佳距離Hopt係大約LED之最大線性大小d_SSL之一半。將壁反射係數Rwall之值增加(舉例而言)至95%以上導致LED與發光層之間的最佳距離Hopt之一增加。增加LED面積比率ρ_SSL導致最佳距離Hopt之一降低。已發現，針對在Rwall<95%之情形下，且0.3^＊d_SSL h0.75^＊ d_SSL(針對0<ρ_SSL<0.1)、0.15^＊d_SSL h0.3^＊ d_SSL(針對0.1ρ_SSL 0.25)且0.1^＊d_SSL h0.2^＊ d_SSL(針對ρ_SSL>0.25)提供一相對高效發光模組。此外，已發現，在Rwall95%之情況下，針對當發光模組滿足以下準則時提供一相對高效發光模組：針對0<ρ_SSL<0.1，0.75^＊d_SSL h2^＊ d_SSL，針對0.1ρ_SSL 0.25，0.3^＊d_SSL h0.7^＊ d_SSL且針對ρ_SSL>0.25，0.2^＊d_SSL h0.5^＊ d_SSL。圖12之結果僅考量具有垂直於基底之壁之腔及一均勻LED安置。對於傾斜壁及/或不均勻LED安置，LED與發光層之間的最佳距離可增加。

圖13針對基底與壁反射係數之若干組合展示總固態光發射體面積比率ρ_SSL對光學效率之影響。在圖13中，垂直y軸表示由自混合腔出射之白色輻射之通量Wwhite(單位：瓦特)與固態光發射體發射的第一光譜範圍(通常藍色光譜範 圍)中之總藍色通量Wblue(單位：瓦特)之比率來表達的光學效能之效率之最佳值。光學效率之最佳值係藉由變化固態光發射體頂部表面與發光層之間的距離h來判定。水平x軸表示相對於基底及壁面積之固態光發射體面積比率ρ_SSL。針對基底反射係數Rbase之兩個不同值及腔壁Rwall之反射係數之三個不同值展示總共六條曲線821、822、823、824、825、826。曲線821表示Rbase=80%且Rwall=90%，曲線822表示Rbase=80%且Rwall=98%，曲線823表示Rbase=90%且Rwall=90%，曲線824表示Rbase=90%且Rwall=98%，曲線825表示Rbase=98%且Rwall=90%且曲線826表示Rbase=98%且Rwall=98%。圖13展示在光混合腔之光學效率之最佳值與固態光發射體面積比率ρ_SSL之間存在一逆關係。圖13進一步展示可區分固態光發射體面積比率ρ_SSL值之三個範圍：固態光發射體面積比率ρ_SSL之值之一相對低、一中間及一相對高範圍。在ρ_SSL之相對低值(舉例而言，ρ_SSL<0.1)下，壁之反射係數Rwall之值對光學效率之值之影響與基底之反射係數Rbase之值之影響相比幾乎係可忽略的，亦即，在固態光發射體面積比率ρ_SSL之此相對低值範圍中，改變基底反射係數Rbase之值對發光模組之光學效率產生一影響而壁反射係數Rwall之值之一改變以一可忽略之方式影響光學效率。在ρ_SSL之相對高值(舉例而言，若ρ_SSL>0.25)下，壁之反射係數Rwall之值對光學效率之值之影響與基底之反射係數Rbase之影響係相當的，亦即，在固態光發射體面積比率 ρ_SSL之此高值範圍中，改變基底反射係數Rbase之值對發光模組之光學效率產生與壁反射係數Rwall之值之一改變相當之一影響。在ρ_SSL之中間值(舉例而言，0.1ρ_SSL 0.25)下，基底之反射係數Rbase對光學效率之值之影響大於壁之反射係數Rwall之值之影響(在此範圍中係不可忽略的)，亦即，在固態光發射體面積比率ρ_SSL之此中間值範圍中，改變基底反射係數Rbase之值對發光模組之光學效率產生一影響而壁反射係數Rwall之值之一改變亦影響光學效率，但在一較小程度上。

圖14展示根據本發明之一態樣達成光學效率之一增益之一最大可能固態光發射體面積比率隨基底及壁之有效反射率係數Reff之相依性。圖14中之垂直y軸表示最大可能固態光發射體面積比率(指示為ρ_SSL,MAX)，在此值下，相對於具有直接安置在固態光發射體之頂部上之發光層之一發光模組達成一改良之光學效率。水平x軸表示腔基底及壁表面之有效反射率係數Reff。資料點集合831表示係固態光發射體之最大線性大小d_SSL之0.35倍的固態光發射體表面與發光層之間的一距離h，資料點集合832表示係固態光發射體之最大線性大小d_SSL之1.04倍的一距離h且資料點集合833表示係固態光發射體之最大線性大小d_SSL之1.73倍的一距離h。該等結果允許預測在某一距離h下之最大可能固態光發射體面積比率ρ_SSL,MAX，此又允許於具有直接安置在固態光發射體上之發光層之相同數目個固態光發射體相比之一相對大光再循環效率及相對良好之效能。根據圖14， 可得出以下結論：有效反射係數Reff之一較大值允許固態光發射體面積比率ρ_SSL,MAX之一較大值(取決於固態光發射體頂部表面與發光層之間的距離h)同時仍達成相對於其中發光層直接安置在固態光發射體上之參考情形之一改良之光學效率。在有效反射係數Reff之類似值下，增加固態光發射體與發光層之間的距離h降低最大允許固態光發射體面積比率ρ_SSL,MAX，此又提供相對於其中發光層直接安置在固態光發射體上之參考情形之一改良之光學效率。

圖15展示根據本發明之具有垂直於基底之壁與具有傾斜壁之腔之一發光模組之光學建模結果之一比較。自具有四個LED之光學模擬建模獲得該等結果，每一LED具有2平方毫米之一晶粒面積。發光層之直徑係6.5毫米，且對於垂直及傾斜壁，僅相對於基底面積之LED面積比率ρ_SSL分別係0.241及0.298。此外，在此情況下，相對於基底及壁之LED面積比率ρ_SSL依據LED與發光層之間的距離h變化。在此情況下，傾斜壁之反射表面與基底之反射表面之間的角度係在5度至33度之一範圍中。在圖15中，垂直y軸表示表達為自混合腔出射之白色輻射之通量Wwhite(單位：瓦特)與固態光發射體發射之藍色光譜範圍中之總藍色通量Wblue(單位：瓦特)之比率之光學效能之效率且水平x軸表示LED頂部表面與發光層之間的按毫米計之距離h。曲線841表示具有垂直壁之發光模組且曲線840表示具有斜向或傾斜壁之發光模組。顯而易見，對於其中LED面積比率ρ_SSL在中間值範圍中之此實施例，可藉由使壁傾斜來達成 一相對大之光學效率。在此情況下，針對傾斜壁及垂直壁分別在LED頂部表面與發光層之一距離h為大約1.1毫米及0.75毫米下達成光學效率之最佳值，在此距離下，相對於基底及壁之LED面積比率ρ_SSL針對具有豎直壁之發光模組為0.18且針對具有斜向或傾斜壁之發光模組為0.21。對於具有一中間LED面積比率ρ_SSL之發光模組，自該等壁反射之大量光可照射在拙劣反射LED區域上。使壁傾斜藉由將光朝向包括發光層之出射窗之一更有效重新導引而改良該情形，該更有效重新導引產生相對大之Wwhite/Wblue值且因此一改良之光學效率。對於LED面積比率ρ_SSL之相對大值，此效應變得更明顯。對於LED面積比率ρ_SSL之相對小值，壁距LED較遠，且使壁傾斜對光學效率將產生一相對小效應。

自製造角度來看，LED晶粒可定位在一高度反射PCB板上，而不用白色反射材料填充LED封裝中間的空間。在此情況下，基底之反射表面可定位在比LED晶粒之表面低得多之一層級上。LED之頂部表面與發光層之間的距離h及反射基底之表面與發光層之間的距離(指示為h2)對發光層之最佳位置之影響已藉助根據本發明之具有一個LED之一發光模組之光線追蹤建模進行了研究。圖16a展示具有一基底906、一固態光發射體908(舉例而言，一LED)及一反射基底表面901之一第一發光模組900之一剖面圖，該反射基底表面自一發光層902比LED 908之一頂部表面903進一步被移除，亦即，h2>h。圖16b展示一第二發光模組910 (舉例而言，一LED)之一剖面圖，其中反射基底表面901比LED之頂部表面903更接近於發光層902，亦即，h2<h。在後者情況下，在反射基底之中心中存在具有(舉例而言)45度之一角度之一圓錐形開口或凹部。

圖16c展示模擬結果，其中垂直y軸表示表達為自混合腔出射之白色輻射之通量Wwhite(單位：瓦特)與固態光發射體908發射之第一藍色光譜範圍中之總藍色通量Wblue(單位：瓦特)之比率之光學效能之效率且水平x軸表示發光層902與固態光發射體908之頂部表面903之間的距離h。圖16c展示7條曲線951、952、953、954、955、956、957，其各自表示反射基底表面901與發光層902之間的距離h2與LED頂部表面903與發光層902之間的距離h之間的差之一不同值。曲線951、952及953表示第一發光模組900之變化形式，其中反射基底表面901比LED頂部表面903進一步遠離發光層902，亦即，h2>h：曲線951表示h2=h+1.5毫米，曲線952表示h2=h+1.0毫米且曲線953表示h2=h+0.5毫米。曲線954表示其中反射基底表面901與發光層902之間的距離h2等於LED頂部表面903與發光層902之間的距離h(亦即，h2=h)之情形。曲線955、956及957表示第二發光模組910之變化形式，其中反射基底表面901比LED頂部表面903更接近於發光層902(亦即，h2<h)：曲線955表示h2=h-0.5毫米，曲線956表示h2=h-1.0毫米且曲線957表示h2=h-1.5毫米。根據圖16c中之曲線，可得出以下結論：對於其中反射基底表面901比LED之頂部表面903更接近於發光層 902(亦即，h2<h)之LED裝置910，LED頂部表面903與發光層902之間的距離h之最佳值(其係光學效率具有一最佳值(例如，一局部最大值)所針對之距離h之值)幾乎不相依於反射基底表面901與發光層902之間的距離h2。因此，上文所界定之針對固態光發射體之頂部表面與發光層之間的距離h之準則亦可應用於此第一發光模組900。當反射基底表面901比LED之頂部表面903更接近於發光層902(舉例而言，在LED安置在反射基底中之一凹部中之情況下)(亦即，h>h2)時，效率具有一最佳值之距離h相對於其中反射基底表面901及LED表面903具有至發光層902之一相等距離之情形係大。對於其中反射基底表面901比LED之頂部表面903更接近於發光層902(亦即，h2<h)之第二發光模組910，針對距離之準則改變為：針對ρ_SSL<0.1，0.4^＊d+△h/2<h<5^＊d+△h/2，針對0.1ρ_SSL 0.25，0.15^＊d+△h/2<h<3^＊d+△h/2且針對ρ_SSL>0.25，0.1^＊d+△h/2<h<2^＊d+△h/2，其中△h係反射基底之表面901與LED之頂部表面903之間的距離之絕對值，亦即，△h=|h2-h|。

複數個固態光發射體在基底上之相對定位或安置係另一設計參數。固態光發射體在腔中之安置可影響包括發光層的腔出射窗中之光學通量之分佈及均勻性。期望避免可導致熱量熱點之光學熱點。此對於腔之中心係尤其重要的，在腔之中心處，(舉例而言)由於相對長距離及/或由於填充該腔之光學材料之相對於(在某些實施例中)腔壁之相對高導熱率的相對低導熱率，因此發光層中之熱負荷較難以傳 輸至一PCB板且傳輸至一散熱片。

藉助根據本發明之一發光模組之光線追蹤建模來研究腔內部不同LED分佈對效率及對LED與發光層之間的最佳距離之影響。圖17a展示具有一壁981及一基底表面982之一發光模組980之一示意性俯視圖，其中一個LED 984定位在基底982之中心中且6個其他LED 983定位在具有一安置半徑r_pl之一假想圓上，該6個其他LED距中心等距且彼此等距。在此情況下，發光模組980包括7個LED，該等LED各自具有1x1平方毫米之一面積。針對分別為7.46毫米、3.05毫米及2.36毫米之三個不同基底半徑r_base值執行計算。LED頂部表面與發光層之間的距離已變化，從而導致壁之不同高度值且因此導致壁之不同面積。因此，相對於基底及壁之固態發射體面積比率ρ_SSL之值針對其中r_base為7.46毫米之情況介於0.02與0.04之間，針對其中r_base為3.05毫米之情況介於0.09與0.22之間且針對其中r_base為2.36毫米之情況介於0.13與0.39之間。圖17b、圖17c及圖17d展示光線追蹤模擬之結果，其中垂直y軸表示表達為自混合腔出射之白色輻射之通量Wwhite(單位：瓦特)與固態光發射體發射之藍色光譜範圍中之總藍色通量Wblue(單位：瓦特)之比率之光學效能之效率且水平x軸表示發光層與LED頂部表面之間的按毫米計之距離h。圖17b、圖17c及圖17d中之不同曲線表示安置半徑r_pl之不同值。在圖17b中，展示在7.46毫米之一基底半徑r_base下之結果且曲線1101表示r_pl=1.2毫米，曲線1102表示r_pl=1.5毫米，曲線1103表示r_pl=2.5毫 米，曲線1104表示r_pl=3.5毫米，曲線1105表示r_pl=4.5毫米，曲線1106表示r_pl=5.5毫米且曲線1107表示r_pl=6.5毫米。在圖17c中展示在3.05毫米之一基底半徑r_base下之結果，且曲線1111表示r_pl=1.2毫米，曲線1112表示r_pl=1.4毫米，曲線1113表示r_pl=1.8毫米且曲線1114表示r_pl=2.2毫米。在圖17d中展示在2.36毫米之一基底半徑r_base下之結果，且曲線1121表示r_pl=1.2毫米，曲線1122表示r_pl=1.4毫米且曲線1123表示r_pl=1.6毫米。

圖17b之曲線與圖17c及圖17d之彼等曲線之一比較展示不同LED定位對光學效率及最佳LED頂部表面至發光層距離(其中效率具有一最佳值)之影響對於具有相對低LED面積比率ρ_SSL之腔係更明顯，其結果展示於圖17b中。圖17b進一步展示LED安置之兩個極端情況，其中外側LED相對接近於中心安置，對應於安置半徑r_pl之最低值及曲線1101，或相對接近於壁安置，對應於安置半徑r_pl之最大值及曲線1107。兩個極端情況導致光學效率之一相對低值。

當LED相對接近地安置在一起以使得LED中間之空間與LED之大小相當時，則LED中之每一者周圍之基底表面之反射率顯著減小且該情形可近似於一個大LED晶粒(一多晶粒LED)之一模型。在此多晶粒LED情形中，增加LED頂部表面與發光層之間的最佳距離以達成一高效光再循環，此對於具有相對低LED面積比率ρ_SSL之發光模組而言係清晰可見的(參見圖17b)。對於具有中等或高LED面積比率ρ_SSL之發光模組，此效應係較不明顯的(圖17c及圖17d)。對於 此等後面發光模組，LED安置對光學效率存在較小影響，亦即，更接近於中心或更接近於腔壁安置LED對光學效率產生比具有LED面積比率ρ_SSL之一相對低值之發光模組較少之影響。

出於光學效率原因，較佳地彼此等距或距壁等距地安置該等固態光發射體。不均勻固態光發射體安置導致熱點且亦增加固態光發射體中之光吸收損失。還由於在此情況下在發光模組上存在較少實體空間供改變LED之位置，因此固態光發射體面積比率ρ_SSL之一相對高值減小光學效率Wwhite/Wblue對固態光發射體之安置之敏感度。固態光發射體頂部表面與發光層之間的最佳距離(其對應於產生最高光學效率之距離)之值對於固態光發射體面積比率ρ_SSL之相對大值通常係較低。

為達成腔之高效率值，較佳地該腔內部之所有表面在裝置之整個光譜範圍中具高度反射性。為此目的，不僅壁表面而且LED封裝中間的空間以及LED基板自身亦額外地塗佈有(舉例而言)白色反射塗層，舉例而言，填充TiO₂之聚矽氧。出於實務理由，將一反射塗層施加在LED封裝上之步驟係困難的。因此，鄰接著LED之除基底表面之外的表面之反射率係數在實務上係相對低。

圖18展示光線追蹤模擬結果，其中垂直y軸表示表達為自混合腔出射之白色輻射之通量Wwhite(單位：瓦特)與固態光發射體發射之藍色光譜範圍中之總藍色通量(單位：瓦特)之比率的光學效能之效率且水平x軸表示發光層與 LED之頂部表面之間的按毫米計之距離h。該等模擬包含4個LED，每一LED具有2平方毫米之一晶粒面積且發光層之直徑為6.5毫米。曲線1152表示一未經塗佈之LED封裝且曲線1151表示塗佈有一反射層之一LED封裝。圖18展示未經塗佈之LED封裝相對於具有一反射塗層之LED封裝具有一稍低光學效率，但未觀察到最佳LED表面至發光層距離h之顯著改變。此等模擬結果藉由使用未經塗佈及經塗佈LED封裝之一實驗得到驗證，該實驗展示具有反射塗層之LED封裝之光學效率相對於未經塗佈之LED封裝之大約7%之一增加。

圖19a展示根據本發明之第二態樣之一燈1000之一實施例。燈1000包括一改進燈泡1002，該改進燈泡連接至包含一散熱片、一電力驅動器及電連接件之一燈座1006。在燈座1006上提供根據本發明之第一態樣之一發光模組1004。應注意，燈之實施例並不限於具有一傳統燈泡之大小之燈。如管之其他形狀亦係可能的。亦可使用替代燈類型，如一聚光燈或崁燈。該等燈亦可包括複數個發光模組。

圖19b展示一燈1020之另一實施例。燈1020係包括一反射體1022之一聚光燈，該反射體用於將一發光模組1004發射之光準直。發光模組1004熱耦合至一散熱片1024，以將熱遠離發光模組1004傳導且提供熱至燈1020之周圍。可被動地或主動地冷卻散熱片1024。

圖19c展示根據本發明之第三態樣之一燈具1050之一實施例。燈具1050包括根據本發明之第一態樣之一發光模組 1052。在其他實施例中，燈具1050包括根據本發明之第二態樣之一燈。

根據本發明之第二態樣之燈及根據本發明之第三態樣之燈具具有類似實施例，該等類似實施例具有與參考圖1至圖18所闡述之本發明之第一態樣之發光模組類似之效應。

圖20呈現根據本發明之發光模組之另一實施例。類似於發光模組520，發光模組1300包括：一基底518、提供於基板524上之複數個發光二極體514、一發光層506、反射壁522、一透明材料502及填充光反射粒子之層512。然而，一空氣層1301及一偏振元件1302定位在發光層506上背對發光二極體514之側處。發光模組1300在使用中產生可用於街道照明、辦公照明及零售照明以及其他照明之經偏振光，且能夠減小此等應用中之炫光量。另一選擇為，其可用於液晶顯示器(LCD)背光應用中，從而減小成本位準，此乃因不再需要單獨偏振器。自發光層506出射且照射在偏振元件1302上之具有恰當偏振之光透射穿過該偏振元件，而具有不恰當偏振之光被導引回至發光模組1300之發光層506及腔。此光將藉由在發光層506中散射及/或藉由在腔內部經由反射壁522及/或填充光反射粒子之層512漫反射而被隨機地偏振或去偏振、再次被朝偏振元件1302之方向反射且具有恰當偏振之光將透射穿過偏振元件1302。未透射之光再次被導引回至發光層506及腔中，在該發光層及該腔中重複此過程。由於該腔之相對高光再循環效率，因此發光模組1300係一相對高效偏振光源。由於發光 層506中產生熱，因此藉由一空氣層1301將偏振元件1302與發光層506分離以改良偏振元件1302之熱穩定性。在一替代實施例中，偏振元件1302與發光層506直接接觸，舉例而言，在含有發光材料之一陶瓷層上。偏振元件1302可係一反射或一散射偏振器。偏振元件1302可係一反射偏振箔片，舉例而言，可自3M購得之Vikuity DBEF箔片。另一選擇為，偏振元件1302包括(舉例而言)可自Moxtek購得的具有高反射率之窄金屬線。藉由改變金屬線之寬度及/或金屬線之間的間距，可最佳化偏振量對光透射之關係。

圖21展示根據本發明之第四態樣之一顯示裝置1400之一實施例。該顯示裝置包括如參考圖1至圖18及圖20所闡述之根據本發明之一發光模組。在使用中，該發光模組可充當一LCD顯示裝置之一背光單元或充當用以將經偏振光注入背光系統之一光導引層中之一光源。由於發光模組產生相對高效(經偏振光)，因此顯示裝置1400之成本位準減小。

在所有應用實施例中，在腔中，提供在至少一個側向方向上發射光之一固態光發射體。該側向發射通常係藉由在一通用固態光發射體之頂部上提供兩個額外層來獲得的，該兩個額外層係一透明材料之一層及一光反射材料之一層。係一固態光發射體之一LED通常製造於一透明藍寶石基板上。在製造之後，在諸多情況下，移除該藍寶石層。然而，當未移除或僅部分地移除藍寶石時，將一光反射塗層添加至藍寶石層之實質上與LED相對之一表面產生製造 側向發射固態光發射體。另一選擇為，可將一塊玻璃或藍寶石附接至該LED。

在另一實施例中，可將一或多個額外固態光發射體提供於發光模組之壁上。在彼情況下，壁表面之反射面積應由提供於發光模組之壁上之固態光發射體之面積來校正。

在一實施例中，該發光模組進一步包括一圓頂形狀或透鏡形狀光學主體，該光學主體可存在於部分漫反射層之背對光出射窗之一側上。另一選擇為，或額外地，在距部分漫反射層之背對至少一個固態光發射體之側達一距離處提供一漫射體層，該漫射體層用於獲得一漫射光發射體、用於獲得一空間、色彩及角度色彩均勻光發射且用於獲得一色彩混合光發射。

對於所有應用實施例，該等壁及基底可由一種且相同材料製造並將其黏接在一起。在另一實施例中，該等壁及基底係不同材料。應注意，所繪製之基底可延伸超出壁，舉例而言，當一個基底由複數個相鄰發光模組共用時(舉例而言，當基底係一導熱印刷電路板時)。

本發明通常可應用於包括至少一個但通常多個LED封裝之一模組層級(舉例而言PCB板)上。然而，本發明亦可用於LED封裝上，該等LED封裝包括一個或一個以上LED晶粒或晶片。此外，LED晶粒或晶片可包括所謂的板上晶片類型，其中LED晶粒直接附接至一(PCB)板而不具有中間LED封裝。額外地，可使用自LED晶粒至板之線接合連接。

應注意，上述實施例圖解說明而非限制本發明，且熟習此項技術者將能夠設計出諸多替代實施例而不背離附隨申請專利範圍之範疇。

在申請專利範圍中，括號之間之任一參考符號皆不應被解釋為限制申請專利範圍。動詞「包括(comprise)」及其變化形式之使用不排除存在除一請求項中所陳述之元件或步驟之外的元件或步驟。一元件前面之冠詞「一(a或an)」不排除存在複數個此類元件。本發明可藉助包括若干相異元件之硬體且藉助一經適宜程式化之電腦來實施。在列舉若干構件之裝置請求項中，此等構件中之若干者可由一種且相同的硬體物項包含。在互不相同的附屬請求項中陳述某些措施之純粹事實並不指示不能有利地使用此等措施之一組合。

100‧‧‧發光模組

102‧‧‧發光層

104‧‧‧光出射窗

106‧‧‧發光表面

108‧‧‧固態光發射體

110‧‧‧基底

112‧‧‧光反射表面

114‧‧‧第一色彩範圍之光/第一色彩範圍

116‧‧‧第二色彩範圍之光/第二色彩範圍

150‧‧‧發光模組

152‧‧‧頂部表面

154‧‧‧固態光發射體

156‧‧‧固態光發射體

158‧‧‧頂部表面

200‧‧‧發光模組

202‧‧‧最大線性大小

204‧‧‧光反射表面

206‧‧‧頂部表面

250‧‧‧發光模組

252‧‧‧最大線性距離

254‧‧‧光反射表面

256‧‧‧第一頂部表面

258‧‧‧第二頂部表面

260‧‧‧直徑

300‧‧‧發光模組

304‧‧‧反射表面/光反射表面

306‧‧‧光反射表面/基底光/反射基底/反射表面

308‧‧‧發光層/頂部表面

309‧‧‧基底

312‧‧‧固態光發射體

314‧‧‧壁

316‧‧‧腔

350‧‧‧發光模組

352‧‧‧發光層

354‧‧‧光反射表面/反射表面

356‧‧‧光反射壁表面/反射表面

358‧‧‧圓形基底/基底

360‧‧‧固態光發射體

362‧‧‧圓柱形壁/壁

402‧‧‧光出射窗

404‧‧‧壁

406‧‧‧光反射壁表面/反射表面

412‧‧‧頂部表面/固態光發射體

450‧‧‧發光模組

455‧‧‧外殼

460‧‧‧腔

462‧‧‧光反射基底表面

465‧‧‧發光層

466‧‧‧光反射壁表面

468‧‧‧光反射壁表面

470‧‧‧介面

472‧‧‧光出射窗

480‧‧‧散熱片

482‧‧‧固態光發射體

483‧‧‧頂部表面

492‧‧‧接合線

498‧‧‧透明樹脂

500‧‧‧發光模組

502‧‧‧透明材料

504‧‧‧第二發光層

506‧‧‧第一發光層

508‧‧‧光反射塗層

510‧‧‧壁

512‧‧‧光反射材料/間隔物

514‧‧‧發光二極體

516‧‧‧基板

518‧‧‧基底

520‧‧‧發光模組

522‧‧‧壁

524‧‧‧基板

530‧‧‧發光模組

532‧‧‧透光材料

540‧‧‧發光模組

542‧‧‧壁/傾斜壁

550‧‧‧發光模組

552‧‧‧壁

560‧‧‧發光模組

562‧‧‧實質上透明材料

570‧‧‧發光模組

572‧‧‧額外發光層

580‧‧‧發光模組

582‧‧‧透明基板

590‧‧‧發光模組

592‧‧‧透明樹脂

595‧‧‧發光模組

596‧‧‧發光二極體晶片

597‧‧‧載體

598‧‧‧基底

600‧‧‧發光模組

602‧‧‧透明材料

604‧‧‧發光層

606‧‧‧發光二極體

608‧‧‧基板

610‧‧‧基底

612‧‧‧光反射材料

620‧‧‧發光模組

622‧‧‧發光層

624‧‧‧邊緣

630‧‧‧發光模組

632‧‧‧發光層

640‧‧‧發光模組

642‧‧‧發光層

650‧‧‧發光模組

652‧‧‧發光層

654‧‧‧透明材料之一圓頂

656‧‧‧發光二極體

660‧‧‧發光模組

662‧‧‧發光層

663‧‧‧箱形透明材料

664‧‧‧基底

700‧‧‧發光模組

702‧‧‧發光層

704‧‧‧撓性透光材料

706‧‧‧光發射體

708‧‧‧基板/小基板

710‧‧‧光反射材料

712‧‧‧撓性基底箔片/基底

750‧‧‧撓性發光模組

752‧‧‧導線、橫條/棒

754‧‧‧光反射箔片

801‧‧‧曲線

802‧‧‧曲線

803‧‧‧曲線

811‧‧‧曲線

812‧‧‧曲線

813‧‧‧曲線

821‧‧‧曲線

822‧‧‧曲線

823‧‧‧曲線

824‧‧‧曲線

825‧‧‧曲線

826‧‧‧曲線

831‧‧‧資料點集合

832‧‧‧資料點集合

833‧‧‧資料點集合

840‧‧‧曲線

841‧‧‧曲線

850‧‧‧第一參考發光模組

851‧‧‧基底基板

852‧‧‧發光二極體

853‧‧‧發光層

854‧‧‧圓頂形光學元件

855‧‧‧反射層

860‧‧‧第二參考發光模組

870‧‧‧發光模組

871‧‧‧基底基板

872‧‧‧發光二極體

873‧‧‧發光層

874‧‧‧腔

875‧‧‧反射層

900‧‧‧第一發光模組

901‧‧‧反射基底表面

902‧‧‧發光層

903‧‧‧頂部表面

906‧‧‧基底

908‧‧‧固態光發射體/發光二極體

910‧‧‧第二發光模組

951‧‧‧曲線

952‧‧‧曲線

953‧‧‧曲線

954‧‧‧曲線

955‧‧‧曲線

956‧‧‧曲線

957‧‧‧曲線

980‧‧‧發光模組

981‧‧‧壁

982‧‧‧基底表面

983‧‧‧發光二極體

984‧‧‧發光二極體

1000‧‧‧燈

1002‧‧‧改進燈泡

1004‧‧‧發光模組

1006‧‧‧燈座

1020‧‧‧燈

1022‧‧‧反射體

1024‧‧‧散熱片

1050‧‧‧燈具

1052‧‧‧發光模組

1101‧‧‧曲線

1102‧‧‧曲線

1103‧‧‧曲線

1104‧‧‧曲線

1105‧‧‧曲線

1106‧‧‧曲線

1107‧‧‧曲線

1111‧‧‧曲線

1112‧‧‧曲線

1113‧‧‧曲線

1114‧‧‧曲線

1121‧‧‧曲線

1122‧‧‧曲線

1123‧‧‧曲線

1151‧‧‧曲線

1152‧‧‧曲線

1300‧‧‧發光模組

1301‧‧‧空氣層

1302‧‧‧偏振元件

1400‧‧‧顯示裝置

2000‧‧‧發光模組

2010‧‧‧印刷電路板

2015‧‧‧電觸點

2020‧‧‧基板載體

2030‧‧‧發光二極體晶粒

2035‧‧‧透明保護層

2040‧‧‧反射層

2045‧‧‧光學接合層

2050‧‧‧壁

2055‧‧‧填充層

2060‧‧‧發光層

2100‧‧‧發光模組

2110‧‧‧印刷電路板

2115‧‧‧電觸點

2120‧‧‧基板載體

2130‧‧‧發光二極體晶粒

2135‧‧‧透明保護層

2140‧‧‧反射層

2145‧‧‧光學接合層

2150‧‧‧壁

2155‧‧‧填充層

2160‧‧‧發光層

2300‧‧‧發光模組

2310‧‧‧印刷電路板

2315‧‧‧電觸點

2320‧‧‧基板載體

2330‧‧‧發光二極體晶粒

2340‧‧‧反射層

2345‧‧‧光學接合層

2350‧‧‧壁

2355‧‧‧填充層

2360‧‧‧發光層

h‧‧‧距離

h1‧‧‧距離

h2‧‧‧距離

r‧‧‧半徑

rbase‧‧‧基底半徑

rpl‧‧‧安置半徑

在圖式中：圖1a及圖1b示意性地展示根據本發明之一發光模組之實施例之剖面圖，圖2a及圖2b示意性地展示根據本發明之一發光模組之實施例之一俯視圖，圖3a示意性地展示根據本發明之包括一腔之一發光模組之一實施例，圖3b示意性地展示根據本發明之具有一圓柱形狀之一發光模組之一實施例，圖4a及圖4b示意性地展示根據本發明之包括該腔之一發 光模組之實施例之一剖面圖之實施例，圖5a及圖5b示意性地展示根據本發明之發光模組之實施例之複數個剖面圖，圖6示意性地展示根據本發明之發光模組之實施例之複數個剖面圖，其中一發光層形成光出射窗且該發光層之邊緣觸碰該基底，圖7a及圖7b示意性地展示一撓性發光模組之根據本發明之實施例之剖面圖，圖8a、圖8b及圖8c示意性地展示根據本發明之一發光模組之實施例之剖面圖，圖9展示根據本發明之一發光模組之一實施例之量測結果之一圖表，圖10a展示一第一參考發光模組之一示意性剖面圖，圖10b展示一第二參考發光模組之一示意性剖面圖，圖10c展示根據本發明之一發光模組之一示意性剖面圖，圖11、圖12、圖13、圖14及圖15展示根據本發明之發光模組之一實施例之模擬結果之圖表，圖16a及圖16b示意性地展示根據本發明之一發光模組之實施例之剖面圖，圖16c展示根據圖16a及圖16b之發光模組之實施例之模擬結果之一圖表，圖17a示意性地展示根據本發明之一發光模組之一實施例之一俯視圖， 圖17b、圖17c及圖17d展示根據圖17a之發光模組之實施例之模擬結果之三個其他圖表，圖18展示根據本發明之發光模組之模擬結果之另一圖表，圖19a及圖19b展示根據本發明之一態樣之燈之兩個實施例，圖19c展示根據本發明之一態樣之一燈具之一實施例，圖20示意性地展示根據本發明之發光模組之實施例之一剖面圖之一實施例，且圖21展示根據本發明之一態樣之一顯示裝置之一實施例。

102‧‧‧發光層

104‧‧‧光出射窗

110‧‧‧基底

112‧‧‧光反射表面

114‧‧‧第一色彩範圍之光

116‧‧‧第二色彩範圍之光

150‧‧‧發光模組

152‧‧‧頂部表面

154‧‧‧固態光發射體

156‧‧‧固態光發射體

158‧‧‧頂部表面

h‧‧‧距離

Claims (26)

1. 一種發光模組(100、150、300、350)，其用於透過該發光模組(100、150、300、350)之一光出射窗(104、402)發射光，該發光模組(100、150、300、350)包括：一基底(110、309、358)，其包括一光反射表面(112、306、354)，該光反射表面(112、306、354)具有一基底反射係數(Rbase)，該基底反射係數(Rbase)係由該基底之該光反射表面(112、306、354)所反射之光之量與照射在該基底之該光反射表面(112、306、354)上之光之量之間的一比率來定義，至少一個固態光發射體(108、154、156、312、360)，其經組態以用於發射一第一色彩範圍之光(114)，該至少一個固態光發射體(108、154、156、312、360)包括一頂部表面(106、152、158、412)且具有一固態光發射體反射係數(R_SSL)，該固態光發射體反射係數(R_SSL)係由該至少一個固態光發射體(108、154、156、312、360)所反射之光之量與照射在該至少一個固態光發射體(108、154、156、312、360)之該頂部表面(106、152、158、412)上之光之量之間的一比率來定義，其中一固態光發射體面積比率(ρ_SSL)係定義為該至少一個固態光發射體之該頂部表面(106、152、158、412)之面積與該基底之該光反射表面(112、306、354)之面積之間的比率，及一部分漫反射層(102、308、352)，該光出射窗(104、402)包括該部分漫反射層(102、308、352)之至少一部 分，其中該基底反射係數(Rbase)之值大於該固態光發射體反射係數(R_SSL)之值加上一因數c乘以1與該固態光發射體反射係數(R_SSL)之該值之間的差，其中針對0<ρ_SSL<0.1，0.2c1，針對0.1ρ_SSL 0.25，0.3c1且針對ρ_SSL>0.25，0.4c1。
2. 如請求項1之發光模組(100、150、300、350)，其中該部分漫反射層(102、308、352)包括用於將該第一色彩範圍之該光(114)之至少一部分轉換成一第二色彩範圍之光(116)之發光材料。
3. 如請求項1或2之發光模組(100、150、300、350)，其中該至少一個固態光發射體(108、154、156、312、360)之該頂部表面(106、152、158、412)面向該光出射窗(104、402)。
4. 如請求項3之發光模組(100、150、300、350)，其中該至少一個固態光發射體(108、154、156、312、360)朝向該光出射窗(104、402)之至少一部分發射光。
5. 如請求項1或2之發光模組(100、150、300、350)，其包括複數個固態光發射體(108、154、156、312、360)，其中該等固態光發射體(108、154、156、312、360)中之每一者經組態以用於發射一特定色彩範圍中之光且該等固態光發射體中之每一者具有一頂部表面(106、152、158、412)，且其中該固態光發射體反射係數(R_SSL)係定義為該複數個固態光發射體(108、154、156、312、360)之反射係數之平均值。
6. 如請求項1或2之發光模組(100、150、300、350)，其中在該至少一個固態光發射體(108、154、156、312、360)之該頂部表面(106、152、158、412)與該部分漫反射層(102、308、352)之間存在一間隙(h、h1、h2)。
7. 如請求項6之發光模組(100、150、300、350)，其中針對0<ρ_SSL<0.1，該至少一個固態光發射體之該頂部表面(106、152、158、412)與該部分漫反射層(102、308、352)之間的一距離(h、h1、h2)係在具有為該至少一個固態光發射體之該頂部表面(106、152、158、412)之一最大線性大小(d_SSL、202、252、260)之0.3倍之一最小值及為該至少一個固態光發射體之該頂部表面(106、152、158、412)之該最大線性大小(d_SSL、202、252、260)之5倍之一最大值之一範圍中的一值，針對0.1ρ_SSL 0.25，該至少一個固態光發射體之該頂部表面(106、152、158、412)與該部分漫反射層(102、308、352)之間的該距離(h、h1、h2)係在具有為該至少一個固態光發射體之該頂部表面(106、152、158、412)之該最大線性大小(d_SSL、202、252、260)之0.15倍之一最小值及為該至少一個固態光發射體之該頂部表面(106、152、158、412)之該最大線性大小(d_SSL、202、252、260)之3倍之一最大值之一範圍中的一值，針對ρ_SSL>0.25，該至少一個固態光發射體之該頂部表面(106、152、158、412)與該部分漫反射層(102、308、352)之間的該距離(h、h1、h2)係在具有為該至少一個固態光發射體之該頂部表面(106、 152、158、412)之該最大線性大小(d_SSL、202、252、260)之0.1倍之一最小值及為該至少一個固態光發射體之該頂部表面(106、152、158、412)之該最大線性大小(d_SSL、202、252、260)之2倍之一最大值之一範圍中的一值，且其中該至少一個固態光發射體之該頂部表面(106、152、158、412)之該最大線性大小(d_SSL、202、252、260)係定義為自該至少一個固態光發射體之該頂部表面(106、152、158、412)上之一點至該至少一個固態光發射體之該頂部表面(106、152、158、412)上之另一點沿著一直線之最長距離。
8. 如請求項1或2之發光模組(100、150、300、350)，其進一步包括間置在該基底(110、309、358)與該光出射窗(104、402)之間的一壁(314、362、404)，該基底(110、309、358)、該壁(314、362、404)及該光出射窗(104、402)包封一腔(316)，該壁(314、362、404)包括面向該腔(316)之一光反射壁表面(304、406)，該光反射壁表面(304、406)具有一壁反射係數(Rwall)，該壁反射係數(Rwall)係由該光反射壁表面(304、406)所反射之光之量與照射在該光反射壁表面(304、406)上之光之量之間的一比率來定義，其中該固態光發射體面積比率(ρ_SSL)係定義為該至少一個固態光發射體之該頂部表面之該面積與該基底之該反射表面之該面積加該壁(304、406)之該反射表面之面 積之總和之間的比率，其中一有效反射係數(Reff)之值大於該固態光發射體反射係數(R_SSL)加上該因數c乘以1與該固態光發射體反射係數(R_SSL)之間的該差，其中針對0<ρ_SSL<0.1，0.2c1，針對0.1ρ_SSL 0.25，0.3c1且針對ρ_SSL>0.25，0.4c1，該有效反射係數(Reff)係該基底反射係數(Rbase)及該壁反射係數(Rwall)之一加權平均值。
9. 如請求項8之發光模組(100、150、300、350)，其中該壁反射係數(Rwall)小於95%，且針對0<ρ_SSL<0.1，該至少一個固態光發射體之該頂部表面(106、152、158、412)與該部分漫反射層(102、308、352)之間的該距離(h、h1、h2)係在具有為該至少一個固態光發射體之該頂部表面(106、152、158、412)之該最大線性大小(d_SSL、202、252、260)之0.3倍之一最小值及小於該至少一個固態光發射體之該頂部表面(106、152、158、412)之該最大線性大小(d_SSL、202、252、260)之0.75倍之一最大值之一範圍中的一值，針對0.1ρ_SSL 0.25，該至少一個固態光發射體之該頂部表面(106、152、158、412)與該部分漫反射層(102、308、352)之間的該距離(h、h1、h2)係在具有為該至少一個固態光發射體之該頂部表面(106、152、158、412)之該最大線性大小(d_SSL、202、252、260)之0.15倍之一最小值及小於該至少一個固態光發射體之該頂部表面(106、152、158、412)之該最大線性大 小(d_SSL、202、252、260)之0.3倍之一最大值之一範圍中的一值，或針對ρ_SSL>0.25，該至少一個固態光發射體之該頂部表面(106、152、158、412)與該部分漫反射層(102、308、352)之間的該距離(h、h1、h2)係在具有為該至少一個固態光發射體之該頂部表面(106、152、158、412)之該最大線性大小(d_SSL、202、252、260)之0.1倍之一最小值及小於該至少一個固態光發射體之該頂部表面(106、152、158、412)之該最大線性大小(d_SSL、202、252、260)之0.2倍之一最大值之一範圍中的一值。
10. 如請求項8之發光模組(100、150、300、350)，其中該壁反射係數(Rwall)大於或等於95%，且針對0<ρ_SSL<0.1，該至少一個固態光發射體之該頂部表面(106、152、158、412)與該部分漫反射層(102、308、352)之間的該距離(h、h1、h2)係在具有為該至少一個固態光發射體之該頂部表面(106、152、158、412)之該最大線性大小(d_SSL、202、252、260)之0.75倍之一最小值及為該至少一個固態光發射體之該頂部表面(106、152、158、412)之該最大線性大小(d_SSL、202、252、260)之2倍之一最大值之一範圍中的一值，針對0.1ρ_SSL 0.25，該至少一個固態光發射體之該頂部表面(106、152、158、412)與該部分漫反射層(102、308、352)之間的該距離(h、h1、h2)係在具有為該至少一個固態光發射體之該頂部表面(106、152、158、412)之該最大線性大小(d_SSL、202、252、260)之0.3倍之一最小值及為該至少一個固態光發 射體之該頂部表面(106、152、158、412)之該最大線性大小(d_SSL、202、252、260)之0.7倍之一最大值之一範圍中的一值，或針對ρ_SSL>0.25，該至少一個固態光發射體之該頂部表面(106、152、158、412)與該部分漫反射層(102、308、352)之間的該距離(h、h1、h2)係在具有為該至少一個固態光發射體之該頂部表面(106、152、158、412)之該最大線性大小(d_SSL、202、252、260)之0.2倍之一最小值及為該至少一個固態光發射體之該頂部表面(106、152、158、412)之該最大線性大小(d_SSL、202、252、260)之0.5倍之一最大值之一範圍中的一值。
11. 如請求項8之發光模組(910)，其中該基底(906)之該反射表面(901)之至少一部分比該至少一個固態光發射體(908)之該頂部表面(903)更接近於該部分漫反射層(902)，其中針對0<ρ_SSL<0.1，該頂部表面(903)與該部分漫反射層(902)之間的一距離(h)係在具有0.4^＊d_SSL+△h/2之一最小值及5^＊d_SSL+△h/2之一最大值之一範圍中的一值，針對0.1ρ_SSL 0.25，該頂部表面(903)與該部分漫反射層(902)之間的該距離(h)係在具有0.15^＊d_SSL+△h/2之一最小值及3^＊d_SSL+△h/2之一最大值之一範圍中的一值，針對ρ_SSL>0.25，該頂部表面(903)與該部分漫反射層(902)之間的該距離(h)係在具有0.1^＊d_SSL+△h/2之一最小值及2^＊d_SSL+△h/2之一最大值之一範圍中的一值，且其中△h係該至少一個固態光發射體之該頂部表面 (903)與該部分漫反射層(902)之間的該距離(h)對該反射基底表面(901)與該部分漫反射層(902)之間的最短距離(h2)之間的差之絕對值。
12. 如請求項1之發光模組(100、150、300、350)，其中當參考請求項1時，該基底之該光反射表面(112、306、354)包括一光反射塗層、一光反射模製件或一光反射箔片，且其中當參考請求項8時，該基底(110、309、358)之該光反射表面及該光反射壁表面(304、406)中之至少一者包括一光反射塗層、一光反射陶瓷或一光反射箔片。
13. 如請求項8之發光模組(100、150、300、350)，其中該光反射壁表面(304、406)相對於該基底(110、309、358)之一法向軸傾斜以增加光朝向該光出射窗(104、402)之反射，或其中該光反射壁表面(304、406)係彎曲的以增加光朝向該光出射窗(104、402)之該反射。
14. 如請求項1之發光模組(100、150、300、350)，其中該部分漫反射層(102、308、352)形成該光出射窗(104、402)，該部分漫反射層(102、308、352)具有一邊緣(624)，且該部分漫反射層(102、308、352)之該邊緣(624)與該基底(110、309、358)接觸。
15. 如請求項1或2之發光模組(100、150、300、350)，其包括配置在該至少一個固態光發射體(108、154、156、312、360)與該部分漫反射層(102、308、352)之間的一實質上透明材料，該透明材料光學耦合至該至少一個固態光發射體(108、154、156、312、360)。
16. 如請求項15之發光模組(100、150、300、350)，其中該實質上透明材料進一步光學且熱耦合至該部分漫反射層(102、308、352)。
17. 如請求項15之發光模組(100、150、300、350)，其中該實質上透明材料係經燒結半透明多晶礬土，其具有一大於44微米或小於1微米之晶粒大小。
18. 如請求項2之發光模組(100、150、300、350)，其中該發光材料包括以下各項中之至少一者：一無機磷光體、一有機磷光體、一陶瓷磷光體及一量子點或其一混合物。
19. 如請求項1或2之發光模組(100、150、300、350)，其中該光出射窗(104、402)進一步包括以下各項中之至少一者：一漫射體層，其用於獲得一漫射光發射、用於獲得一空間色彩及角度色彩均勻光發射且用於獲得一色彩混合光發射，一個二色層，其用於校正角度色彩變化或光均勻性，及一光學元件，其用於提供一所期望光束形狀。
20. 如請求項1或2之發光模組(100、150、300、350)，其中用於獲得一漫射光發射、用於獲得一空間色彩及角度色彩均勻光發射且用於獲得一色彩混合光發射之一漫射體層係提供於距該部分漫反射層之背對該至少一個固態光發射體之一側達一距離處。
21. 如請求項1或2之發光模組(100、150、300、350)，其進一步包括一偏振元件(1302)，該偏振元件(1302)定位在 該部分漫反射層之背對該至少一個固態光發射體之一側處。
22. 如請求項1或2之發光模組(100、150、300、350)，其中針對0.0<ρ_SSL<0.1，0.4c1，針對0.1ρ_SSL 0.25，0.6c1且針對ρ_SSL>0.25，0.8c1。
23. 如請求項1或2之發光模組(100、150、300、350)，其中針對0.0<ρ_SSL<0.1，0.6c1且針對0.1ρ_SSL 0.25，0.84c1。
24. 一種包括如請求項1至23中任一項之發光模組(100、150、300、350)之燈(1000、1020)。
25. 一種包括如請求項1至23中任一項之發光模組(100、150、300、350)或包括如請求項24之燈(1000、1020)之燈具(1050)。
26. 一種包括如請求項1至23中任一項之發光模組(100、150、300、350、1300)之顯示裝置(1400)。