透镜及用于表面照明的发光模块制造技术

这里公开了透镜及用于表面照明的发光模块。所述发光模块包括：电路板；发光元件，发光元件包括发光二极管芯片和涂覆在发光二极管芯片上的波长转换层，发光元件安装在电路板上；透镜，使从发光元件发射的光扩散。透镜包括凹部和上表面，凹部限定光入射在其上的光入射表面，入射在透镜上的光通过上表面射出，凹部的光入射表面以及上表面中的至少一者包括位于距中心轴15°或更大角度的位置处并且在高度方向上顺序连接的多个段。

【技术实现步骤摘要】
透镜及用于表面照明的发光模块本申请是向中国知识产权局提交的申请日为2014年8月26日的标题为“透镜及用于表面照明的发光模块”的第201410425067.X号中国专利申请的分案申请。
本专利技术涉及一种发光模块，更具体地说，涉及一种用于表面照明的透镜以及一种包括该透镜的用于表面照明的发光模块。
技术介绍
用于背光照射液晶显示器的发光模块或者在表面照明装置中使用的用于表面照明的发光模块通常包括安装在电路板上的发光元件和用于使从发光元件发射的光以宽的角度扩散的透镜。能够通过使用透镜使从发光元件发射的光均匀地扩散而利用较少数量的发光元件在宽的区域上均匀地照射光。图1A和图1B是用于描述根据现有技术的发光模块和透镜的示意性剖视图和示意性透视图。参照图1A和图1B，发光模块包括电路板100、发光元件200和透镜300。电路板100是设置有电路的印刷电路板，用于向发光元件200供应功率。发光元件200通常包括发光二极管芯片210、覆盖发光二极管芯片210的成型部230和封装基底250。成型部230包括使从发光二极管芯片210发射的光的波长发生转换的磷光体，成型部230可以具有透镜的形状。封装基底250可以具有用于安装发光二极管芯片210的凹部。发光元件200电连接到电路板100。同时，透镜300可以包括下表面310和上表面350，并且还可以包括凸缘370和腿部390。腿部390附着在电路板100上，以将透镜300设置在发光元件200上方。如图1B中所示，腿部390通常按三个构造并且设置在规则的三角形的顶点处。透镜300包括光入射表面330和光出射表面350，光从发光元件200入射在光入射表面330上，入射光从光出射表面350射出。光入射表面330是设置在透镜300的下表面310上的壳状(炮弹形)的凹部320的内表面。凹部320设置在发光元件200上方，由此从发光元件200发射的光通过光入射表面330入射到透镜300中。光出射表面350使入射到透镜300中的光以宽的方位角度射出。根据现有技术的发光模块通过透镜300使从发光元件200发射的光扩散，从而能够在宽的区域上实现均匀的光。然而，安装在电路板100上的发光元件200采用了封装基底250，由此发光元件200的尺寸相对大。因此，用于形成透镜300的光入射表面330的凹部320的入口和高度相对大，因此，难以使透镜300纤薄。另外，从发光元件200发射的光的束扩展角相对窄，因此难以通过透镜300使光扩散。此外，发光元件200设置在透镜300的下表面310下方，由此从发光元件200发出的光的一部分没有入射到透镜300中，并且容易在透镜300的下表面下方损失。
技术实现思路
本专利技术已经致力于提供一种使用于面光源的透镜以及发光模块纤薄的技术。此外，本专利技术已经致力于提供一种能够减少从发光元件发射的光的损失的透镜和发光模块。另外，本专利技术已经致力于提供一种能够通过采用适用于面光源的发光元件而提供在宽的区域上具有均匀颜色分布和发光强度的光的发光模块。根据本专利技术的示例性实施例，提供了一种发光模块，所述发光模块包括：电路板；发光元件，安装在电路板上；以及透镜，与电路板结合并且使从发光元件发射的光扩散。透镜包括限定光入射在其上的光入射表面的凹部，发光元件基本上设置在透镜的凹部内。由于发光元件设置在凹部内，所以从发光元件发射的大部分光可以入射到透镜中，以减少透镜的下表面下方的光损失。发光元件是芯片级发光元件并且与根据现有技术的包括封装件主体的发光二极管封装件不同。即，发光元件不包括用于安装发光二极管芯片的安装构件，并且电路板被用作用于安装发光二极管芯片的安装构件。芯片级发光元件包括发光二极管芯片和涂覆在发光二极管芯片上的波长转换层。波长转换层可以覆盖发光二极管芯片的上表面和侧表面。具体地说，发光二极管芯片可以是倒装结合到电路板的倒装片型发光二极管芯片。倒装片型发光二极管芯片可以直接安装在电路板上，以比使用封装基底的根据现有技术的发光元件的尺寸更多地减小发光元件的尺寸，从而使发光模块纤薄。此外，由于发光元件的尺寸小，所以透镜的凹部的尺寸可以减小，并且透镜的整体高度可以减小。透镜的凹部的入口的宽度可以小于发光元件的宽度的三倍。凹部的入口的宽度可以设置为比发光元件的宽度的三倍小，以减少透镜和发光元件之间的对准误差。透镜包括具有凹部的下表面和入射在凹部的光入射表面上的光通过其射出的上表面。透镜的光入射表面是凹部的内表面并且由凹部的形状来限定。透镜的光入射表面可以包括上端表面和从上端表面连接到凹部的入口的侧表面。凹部可以具有宽度从其入口到上端表面向上变窄的形状。侧表面可以是从凹部的入口到上端表面具有预定倾斜度的倾斜表面，也可以具有从入口到上端表面的减小的倾斜度的弯曲倾斜表面。上端表面可以是平坦表面，但是不限于此，因此上端表面可以包括凹表面或凸表面，并且还可以包括光散射图案。透镜的上表面具有用于使入射到透镜中的光扩散的形状，使得光具有宽的方向分布。透镜的上表面可以具有设置在中心轴附近的凹表面和与凹表面连接的凸表面。不同于此，透镜的上表面可以具有设置在中心轴附近的平坦表面和与平坦表面连接的凸表面。上端表面的形状可以包括代替根据现有技术的凹表面的平坦表面或者光散射图案等，从而即使发光元件和透镜的中心轴不对齐，仍减少对光的方向分布的影响，由此增加发光元件和透镜之间的对准容差。同时，透镜的下表面包括围绕凹部的平坦表面和围绕平坦表面的倾斜表面。平坦表面附着到电路板。当反射片设置在电路板上时，平坦表面附着到反射片。同时，倾斜表面从平坦表面向上倾斜，并且具有相对于平坦表面小于大约10°的倾斜度。因此，能够通过使用倾斜表面减少由于透镜内部的全内反射引起的光损失并且以宽的方向分布使光扩散。同时，透镜的下表面可以设置有腿部。腿部可以形成在倾斜表面上。透镜的腿部附着到电路板。根据本专利技术的具体示例性实施例，发光二极管芯片包括：第一导电类型半导体层；多个平台，设置在第一导电类型半导体层上并且彼此分隔开，每个平台包括有源层和第二导电类型半导体层；反射电极，设置在多个平台上，以欧姆接触第二导电类型半导体层；电流扩散层，覆盖多个平台和第一导电类型半导体层，具有暴露反射电极的开口，欧姆接触第一导电类型半导体层并且与多个平台绝缘，其中，发光二极管芯片与电路板倒装结合。电流扩散层覆盖多个平台和第一导电类型半导体层，由此电流扩散层改善了电流扩散性质。第一导电类型半导体层是连续的。此外，多个平台可以具有沿一个方向彼此平行地延伸的伸长的形状，电流扩散层的开口可以设置为偏向多个平台的同一端侧。因此，连接在通过电流扩散层的开口暴露的反射电极之间的焊盘可以容易地被形成。电流扩散层还可以包括诸如Al的反射金属。因此，除了被反射电极反射的光之外，还通过电流扩散层反射获得反射光，由此行进穿过多个平台的侧壁以及第一导电类型半导体层的光可以被反射。同时，反射电极均包括发射金属层和阻挡金属层。此外，阻挡金属层可以覆盖反射金属层的上表面和侧表面。此外，能够通过防止反射金属层被暴露到外部来防止反射金属层劣化。发光二极管芯片还可以包括：上绝缘层，覆盖电流扩散层的至少一部分并且具有反射电极通过其暴露的开口；第二焊盘，设置在上绝缘层上并且通过上绝缘层的开口被连接到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光模块，所述发光模块包括：电路板；发光元件，发光元件包括发光二极管芯片和涂覆在发光二极管芯片上的波长转换层，发光元件安装在电路板上；以及透镜，使从发光元件发射的光扩散，其中，透镜包括凹部和上表面，凹部限定光入射在其上的光入射表面，入射在透镜上的光通过上表面射出，凹部的光入射表面以及上表面两者分别包括在高度方向上顺序连接的多个段，其中，所述多个段中的每个段的竖直方向的高度等于或大于1μm并且小于发光芯片的宽度。

【技术特征摘要】
2013.08.26 KR 10-2013-01011911.一种发光模块，所述发光模块包括：电路板；发光元件，发光元件包括发光二极管芯片和涂覆在发光二极管芯片上的波长转换层，发光元件安装在电路板上；以及透镜，使从发光元件发射的光扩散，其中，透镜包括凹部和上表面，凹部限定光入射在其上的光入射表面，入射在透镜上的光通过上表面射出，凹部的光入射表面以及上表面两者分别包括在高度方向上顺序连接的多个段，其中，所述多个段中的每个段的竖直方向的高度等于或大于1μm并且小于发光芯片的宽度。2.如权利要求1所述的发光模块，其中，所述多个段中的相邻的段具有不同的曲率。3.如权利要求1所述的发光模块，其中，透镜的凹部和上表面具有相对于中心轴的旋转体对称的形状。4.如权利要求1所述的发光模块，其中，发光二极管芯片是倒装结合到电路板的倒装片型发光二极管芯片，发光元件设置在透镜的凹部内。5.如权利要求1所述的发光模块，其中，透镜的凹部的入口的宽度比发光元件的宽度大并且比发光元件的宽度的三倍小。6.如权利要求1所述的发光模块，其中，具有单一曲率的虚拟参考面穿过所述多个段中的每个段。7.如权利要求6所述的发光模块，其中，所述多个段中的每个段上的点与具有单一曲率的虚拟参考面之间的距离为10μm。8.如权利要求1所述的发光模块，其中，上表面具有宽度向上变窄的凸表面以及宽度向上变宽的凹表面，凹表面位于比凸表面更靠近中...

【专利技术属性】
技术研发人员：金恩株，南基范，
申请(专利权)人：首尔半导体株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR