用于表面照明的透镜和发光模块的制作方法_2

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0044]凹部320限定入射表面330,从发光器件200a发射的光通过该入射表面330入射到透镜300a中。即,入射表面330是凹部320的内表面。入射表面330包括侧表面330a和上端表面330b。凹部320具有随凹部320从其入口向上靠近而变窄的形状。侧表面330a可以是从入口至上端表面330b具有恒定斜率的倾斜表面。可选择地,侧表面330a可以是从入口至上端表面330b斜率减小的倾斜表面。S卩,如图2C中所示,在垂直剖视图中,侧表面330a示出为直线或向上凸的曲线。
[0045]发光器件200a基本设置在凹部320内部。为了这个目的,凹部320的入口的宽度Wl大于发光器件200a的宽度W。凹部320的入口的宽度Wl可以是发光器件200a的宽度w的两倍,或小于发光器件200a的宽度w的两倍并大于发光器件200a的宽度W。在本发明的示例性实施例中,与传统的发光器件200相比,发光器件200a具有相对较小的尺寸,因此,需要将发光器件200a与透镜300a精确对准。因此,凹部320的入口的宽度Wl被制成不大于发光器件200a的宽度w的两倍,使得能够防止透镜300a与发光器件200a之间的对不准。另外,由于发光器件200a变得更靠近于入射表面330,因此能够减少逃出凹部320外部的光。特别是,凹部320的入口的宽度可以不大于3mm或不大于2mm。由于发光器件200a被设置在凹部320内,因此从发光器件200a发射的大部分光能够入射到透镜300a中,从而减少光在透镜300a的下表面310下方的损失。
[0046]同时,入射表面320的上端表面330b具有平坦的形状。上端表面330b的宽度W2小于入口的宽度Wl并且也小于发光器件200a的宽度W。可以确定上端表面330b的宽度W2,使得由凹部320的中心轴与从凹部320的入口的中心连接至上端表面330b的边缘的直线所限定的角α为至少3度,优选为不小于6度。在从发光器件200a发射的光中,使具有+15度至-15度的范围内的发光角度的光至少入射到上端表面330b上,从而改善光的分布。
[0047]当发光器件200a的中心轴和透镜300a的中心轴没有精确地对准时,上端表面330b防止离开透镜300a的外部的光的方向性分布发生实质改变。
[0048]同时,可以基于发光器件200c的发光角度、透镜300a的上表面350的形状、光的期望的方向性分布等来调整凹部320的高度H。然而,在本实施例中,由于凹部320的入口的宽度Wl减小,因此与传统透镜相比,凹部320的高度H可以具有相对较小的值。
[0049]返回参照图2A,透镜300a的上表面350具有用于分散入射到透镜300a中的光从而具有宽的方向性分布的形状。例如,透镜300a的上表面350可以具有位于靠近透镜300a的中心轴的凹表面350a和从凹表面350a延续的凸表面350b。凹表面350a使得朝向透镜300a的中心轴行进的光向外分散,凸表面350b增加离开透镜300a的中心轴外侧的光的量。
[0050]同时,凸缘370使上表面350与下表面310彼此连接并限定透镜300a的外部尺寸。凹凸图案可以形成在凸缘370的侧表面和下表面310上。同时,透镜300a的支柱部390结合到电路板100a,使得透镜300a被固定至此。支柱部390的各末端可以例如通过粘合剂来结合到电路板100a,或者可以被安装到形成在电路板10a中的孔中。
[0051]如图2B中所示,支柱部390可以包括四个支柱部分。然而,如相关领域中所知,支柱部390可以包括三个支柱部分。支柱部390可以形成在如图2D中所示的倾斜表面310上。
[0052]参照图2A和图2D,透镜300a的下表面310具有围绕凹部320的平坦表面310a以及围绕平坦表面310a的倾斜表面310b。平坦表面310a与电路板10a或反射片110紧密接触,因此,能够防止光在透镜300a的下表面310处的损失。在图2D中,透镜300a的半径由d/2表示,从入射表面330a至倾斜表面310b的平坦表面310a的长度由b0表示,倾斜表面310b的径向长度由bx表示。
[0053]倾斜表面310b相对于平坦表面310a以倾斜角β向上倾斜。倾斜表面310b向上延伸至透镜300a的侧表面,例如,凸缘370的侧表面。因此,透镜300a的侧表面相对于平坦表面310a位于高度h处。倾斜表面310b的倾斜角β优选为小于10度。之后将参照图15和图16对其进行详细描述。通过倾斜表面310b的使用,能够减少因透镜300a内部的全内反射而导致的光的损失并且将光分散为具有宽的方向性分布。
[0054]图3示出了显示透镜的不同变化的剖视图。在此,将描述图1的凹部320的不同变化。
[0055]在图3中的(a)中,参照图1描述的上端表面330b中靠近透镜300a的中心轴C的部分形成向下的凸表面。能够通过该凸表面主要地控制朝向中心轴C入射的光。
[0056]图3中的(b)与图3中的(a)类似,但与图3中的(a)的不同之处在于,图3中的(a)的上端表面中垂直于中心轴C的表面形成为向上凸出。在上端表面中混杂有向上的凸表面和向下的凸表面,因此能够减少因发光器件与透镜之间对准错误而发生的光的方向性分布的改变。
[0057]在图3中的(C)中,参照图1描述的上端表面330b中靠近中心轴C的部分形成向上的凸表面。通过这种凸表面可以进一步分散朝向中心轴C的光。
[0058]图3中的(d)与图3中的(C)类似,但与图3中的(C)的不同之处在于,图3中的(C)的上端表面中垂直于中心轴C的表面形成为向下凸出。在上端表面混杂有向上的凸表面和向下的凸表面,因此能够减少因发光器件与透镜之间对准错误而发生的光的方向性分布的改变。
[0059]图4是示出根据本发明的示例性实施例的透镜的另一变化的剖视图。
[0060]参照图4,光散射图案330c形成在上端表面330b上。光散射图案330c可以形成为凹凸图案。
[0061]通常,靠近透镜的中心轴处集中了相对多的光通量。而且,在本发明的示例性实施例中,上端表面330b是垂直于中心轴的表面,因此,光通量可以在靠近中心轴处进一步集中。因此,在上端表面330b上形成光散射图案330c,从而分散靠近中心轴的光通量。因此,即使发光器件200a的中心轴与透镜300a的中心轴不对准,也能够减少不对准对于光的方向性分布的影响。因此,提高了发光器件200a与透镜300a之间的对准公差。
[0062]图5是示出透镜的又一变化的剖视图。
[0063]参照图5,根据本变化的透镜400a通常与参照图2A至图2D所描述的透镜300a类似,而与透镜300a的不同之处在于上表面450的形状和支柱部490的位置。即,代替图2A中的凹表面350a,相对平坦表面450a设置成靠近透镜400a的中心轴,并且凸表面450b从平坦表面450a向外延续。支柱部490设置为靠近透镜400a的侧表面。
[0064]考虑到光的期望的方向性分布等,可以不同地改变透镜的形状。
[0065]图6是示出根据本发明的示例性实施例的发光器件200a的示意性剖视图。
[0066]参照图6,发光器件200a包括LED芯片210和波长转换层240。LED芯片210包括基板211和半导体堆叠件213,并且还可以包括电极焊盘215a和215b。
[0067]LED芯片210是倒装芯片并且具有位于LED芯片210的下部的电极焊盘215a和215b。LED芯片210的宽度w可以在大约0.7mm至1.5mm的范围内。
[0068]基板211可以是用于使半导体层生长的生长基板,例如,蓝宝石基板或氮化镓(GaN)基板。具体来说,在基板211是蓝宝石基板的情况下,折射率以半导体堆叠件213、蓝宝石基底211和波长转换层240的顺序逐渐减小,从而改善光提取效率。在具体的实施例中,可以省略基板211。
[0069]半导体堆叠件213由GaN基化合物半导体形成并且能够发射紫外光或蓝光。
[0070]LED芯片210直接安装在电路板10a上。在不使用键合引线的情况下通过倒装键合使LED芯片210直接连接到电路板10a上的印刷电路。在本发明的示例性实施例中,当LED芯片键合到电路板10a时不使用引线。因此,不需要用于保护引线的模塑部,并且也不需要为了暴露键合焊盘而去除波长转换层240的一部分。因此,与使用键合引线的LED芯片相比,采用倒装芯片型LED芯片210能够消除诸如色差或亮斑的现象并简化模块制造工
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[0071]之后将参照图7至图12详细描述根据本发明的示例性实施例的倒装芯片型LED芯片。
[0072]同时,波长转换层240覆盖LED芯片210。如图6中所示,例如磷光剂层的共形涂覆的波长转换层240可以形成在LED芯片210上并且执行从LED芯片210发射的光的波长转换。波长转换层240被涂覆在LED芯片210上,并且可以覆盖LED芯片210的顶表面和侧表面。在具体实施例中,波长转换层240可以仅覆盖LED芯片210的顶表面。可以利用从LED芯片210发射的光和波长转换层240来实现具有各种颜色的光。具体来说,可以实现诸如白光的混合光。
[0073]在本实施例中,共形涂覆的波长转换层240可以预先形成在LED芯片210上,以与LED芯片210 —起被安装在电路板10a上。
[0074]在下文中,为了更好地了解LED芯片210,将描述制造LED芯片210的方法。
[0075]图7至图11是示出根据本发明的示例性实施例的制造倒装芯片型LED芯片的方法的视图,其中,这些图中的每幅图中的(a)是平面视图,其(b)是沿线A-A截取的剖视图。<
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