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TWI711787B - 光學透鏡及具有光學透鏡之發光模組 - Google Patents

光學透鏡及具有光學透鏡之發光模組 Download PDF

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TWI711787B
TWI711787B TW105100155A TW105100155A TWI711787B TW I711787 B TWI711787 B TW I711787B TW 105100155 A TW105100155 A TW 105100155A TW 105100155 A TW105100155 A TW 105100155A TW I711787 B TWI711787 B TW I711787B
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light
optical lens
light output
output surface
edge
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TW105100155A
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TW201629393A (zh
Inventor
康珉壽
金光鎬
申潤浩
金善雄
鄭義倫
Original Assignee
韓商Lg伊諾特股份有限公司
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Publication date
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Priority claimed from KR1020150072830A external-priority patent/KR102425317B1/ko
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Abstract

本文中揭示一種光學透鏡及一種具有該光學透鏡之發光模組。
該所揭示之光學透鏡包括:一底表面;在該底表面之一中心區處的一凹口,其向上凸起;在該凹口之一周邊處的一光輸入表面;在該底表面及該光輸入表面之相對側處的一第一光輸出表面,其具有一凸起彎曲表面;及在該第一光輸出表面之一周邊處的一第二光輸出表面,其中該底表面包括鄰近於該凹口之一第一邊緣及鄰近於該第二光輸出表面之一第二邊緣,該底表面之較鄰近於該第一邊緣的一區逐漸接近與該凹口之一底部之一中心水平的一第一軸線,且該第一光輸出表面具有一凸起中心區。

Description

光學透鏡及具有光學透鏡之發光模組
本發明係關於一種光學透鏡。
本發明係關於一種具有光學透鏡之發光模組。
本發明係關於一種具有光學透鏡及發光模組之光單元。
發光裝置(例如,發光二極體)為將電能轉換成光之一種類型的半導體裝置,且作為用作現存螢光燈、白熾燈等之替代物的下一代光源而備受關注。
由於發光二極體使用半導體裝置產生光,因此相比對鎢加熱以產生光之白熾燈或使經由高壓放電產生之紫外線與螢光材料碰撞以產生光的螢光燈,發光二極體消耗極低電力。
此外,由於發光二極體使用半導體裝置之電位差(potential gap)產生光,因此相比現存光源,發光二極體具有長壽命、快速回應特性及生態友好特性。
因此,對用發光二極體替代現存光源之許多研究正在進行,且發光二極體用作室內及室外所使用之各種照明裝置(諸如,燈、顯示裝置、電子顯示板、路燈等)之光源的使用正在增加。
一實施例提供一種具有不同光輸出表面之光學透鏡。
一實施例提供一種光學透鏡,其中光輸入表面及第一光輸出表面之頂點在同一軸線方向上凸起。
一實施例提供一種光學透鏡,其具有彎曲的第一光輸出表面 及在該光輸入表面之周邊處的平坦的第二光輸出表面。
一實施例提供一種光學透鏡,其中光輸入表面之頂點相比光源更鄰近於第一光輸出表面之頂點。
一實施例提供一種光學透鏡,其具有安置於發光裝置之周邊處的傾斜底表面。
一實施例提供一種光學透鏡,其改變自將光發射至至少五個表面之發光裝置入射的光之輸出角。
一實施例提供一種發光模組,其能夠使自發光裝置之上表面及側表面發射之光入射於光學透鏡之光輸入表面上。
一實施例提供一種發光模組,其能夠藉由改變輸出至光學透鏡之不同光輸出表面之光的發射角度來控制明度分佈。
一實施例提供一種發光模組,其歸因於安置於發光裝置之周邊處的光學透鏡之底表面而能夠防止光損失。
一實施例提供一種發光模組,其由於光學透鏡之底表面傾斜或彎曲而在中心部分處具有改良明度分佈。
一實施例提供一種光學透鏡及一種具有光學透鏡之發光模組,其能夠控制輸出光之明度分佈。
一實施例提供一種光學透鏡及一種具有光學透鏡之發光模組,其中正發射至偏離光束擴散角度之區的光之輸出角小於其入射角。
一實施例提供一種發光模組,其具備在電路板之自光學透鏡反射的光之量最大所在的區上的吸收層。
一實施例提供一種照明模組,其具有用於吸收朝向安置於電路板上之光學透鏡之底表面行進的不必要光的層。
一實施例提供一種照明模組,其具有光學透鏡之支撐突起,該支撐突起安置於用於吸收朝向電路板上之光學透鏡之底表面行進的不必要光的層處。
一實施例提供一種照明模組,其具有在用於吸收朝向安置於電路板上之光學透鏡之底表面行進的不必要光的層處的光學透鏡之支撐突起及用於該支撐突起之孔。
一實施例提供一種照明模組,其中安置於電路板上之光學透鏡的側面突出部分相比電路板之側表面更向外安置。
一實施例提供一種照明模組,其中安置於電路板上之複數個光學透鏡中之每一者的側面突出部分相比電路板之至少一個側表面或兩個側表面更向外安置。
一實施例提供一種照明模組,其中安置於電路板上之複數個光學透鏡的側面突出部分之切割表面在電路板之第一軸線方向上安置成與側表面平行。
一實施例提供一種照明模組,其中複數個光學透鏡中之每一者的側面突出部分係在該複數個光學透鏡藉以配置之間隔之較寬方向上安置。
一實施例提供一種照明模組,其中第一電路板上之光學透鏡與第二電路板上之光學透鏡之間的間隔寬於安置於第一電路板上之光學透鏡之間的間隔。
一實施例提供一種照明模組,其中光學透鏡之側面突出部分的方向為正交於連接鄰近於側面突出部分之兩個支撐突起的線段的方向,或安置成與正交於線段之軸線在30°內。
一實施例提供一種照明模組,其中光學透鏡之側面突出部分向外突出超過光學透鏡之輸出表面。
根據一實施例,一種光學透鏡包括:底表面;在底表面之中心區處的凹口,其向上凸起;在凹口之周邊處的光輸入表面;在底表面及光輸入表面之相對側處的第一光輸出表面,其具有凸起彎曲表面;及在第一光輸出表面之周邊處的第二光輸出表面,其具有平坦表面,其中底表面包括鄰近於凹口之第一邊緣及鄰近於第二光輸出表面之第二邊緣,底表面之較鄰近於第一邊緣的區逐漸接近與凹口之底部之中心水平的第一軸線,光輸入表面之下部區安置成低於穿過第二邊緣之水平直線,且第一光輸出表面具有與凹口垂直地重疊且具有凸起中心區之彎曲表面。
根據一實施例,一種光學透鏡包括:底表面;在底表面之中心區處的凹口,其向上凸起;在凹口之周邊處的光輸入表面;在底表面及光 輸入表面之相對側處的第一光輸出表面,其具有凸起彎曲表面;及在第一光輸出表面之周邊處的第二光輸出表面,其具有平坦表面,其中底表面包括鄰近於凹口之第一邊緣及鄰近於第二光輸出表面之第二邊緣,底表面之較鄰近於第一邊緣的區逐漸接近與凹口之底部之中心水平的第一軸線,光輸入表面之下部區安置成低於穿過第二邊緣之水平直線,第一光輸出表面具有與凹口垂直地重疊且具有凸起中心區之彎曲表面,第二光輸出表面包括鄰近於第一光輸出表面之第三邊緣,光輸入表面之第一頂點相比穿過第二光輸出表面之第三邊緣的水平直線更接近於第一光輸出表面之第二頂點,凹口之直徑朝向光輸入表面之第一頂點逐漸減小,且凹口之深度大於凹口之底部的寬度。
根據一實施例,一種發光模組包括:發光裝置,其經由一上表面及複數個側表面發射光;光學透鏡,其安置於發光裝置上;及電路板,其安置於光學透鏡及發光裝置下方,其中光學透鏡包括:底表面;在底表面之中心區處的凹口,其向上凸起且具有安置於其中之發光裝置;光輸入表面,其形成於凹口之周邊處;第一光輸出表面,其形成於底表面及光輸入表面之相對側處,該第一光輸出表面具有凸起彎曲表面;及在第一光輸出表面之一部分處的第二光輸出表面,其具有平坦表面,光學透鏡之底表面包括鄰近於凹口之第一邊緣及鄰近於第二光輸出表面之第二邊緣,光學透鏡之底表面之較鄰近於第一邊緣的區逐漸接近與凹口之底部之中心水平的第一軸線,光輸入表面之下部區更多地向下突出超過穿過第二邊緣之水平直線且對應於發光裝置之側表面,第一光輸出表面具有與凹口垂直地重疊且具有凸起中心區之彎曲表面,且在自發光裝置發射之光當中,穿過第二光輸出表面發射之第一光的輸出角小於入射於光輸入表面上之第一光的入射角。
13‧‧‧第一彎曲表面
14‧‧‧第二彎曲表面
21‧‧‧第一頂點
22‧‧‧下部點
22A‧‧‧下部區
23‧‧‧第一邊緣
25‧‧‧第二邊緣
27‧‧‧第一平坦表面
28‧‧‧第二平坦表面
31‧‧‧第二頂點
32‧‧‧中心區
33‧‧‧側區
35‧‧‧第三邊緣
35A‧‧‧邊界部分
36‧‧‧台階結構
37‧‧‧台階結構
51‧‧‧第一支撐突起
52‧‧‧第二支撐突起
53‧‧‧第三支撐突起
54‧‧‧第四支撐突起
55‧‧‧支撐突起
56‧‧‧支撐突起
57‧‧‧支撐突起
58‧‧‧支撐突起
59‧‧‧支撐突起
60‧‧‧支撐突起
100‧‧‧發光裝置
100A‧‧‧發光晶片
100B‧‧‧發光晶片
111‧‧‧基板
113‧‧‧第一半導體層
115‧‧‧第一導電半導體層
117‧‧‧作用層
119‧‧‧第二導電半導體層
120‧‧‧發光結構
131‧‧‧電極層
133‧‧‧絕緣層
135‧‧‧第一電極
137‧‧‧第二電極
140‧‧‧支撐層
141‧‧‧第一連接電極
143‧‧‧第二連接電極
150‧‧‧螢光材料層
161‧‧‧連接電極
162‧‧‧連接電極
200A‧‧‧發光晶片
221‧‧‧基板
222‧‧‧第一導電半導體層
223‧‧‧作用層
224‧‧‧第二導電半導體層
225‧‧‧發光結構
231‧‧‧第一絕緣層
232‧‧‧部分
233‧‧‧第二絕緣層
241‧‧‧第一電極層
242‧‧‧第二電極層
243‧‧‧第三電極層
244‧‧‧連接部分
245‧‧‧第一襯墊
246‧‧‧突起
247‧‧‧第二襯墊
248‧‧‧突起
250‧‧‧螢光材料層
255‧‧‧結合部件
257‧‧‧結合部件
271‧‧‧凹口
273‧‧‧凹口
300‧‧‧光學透鏡
300A‧‧‧光學透鏡
301‧‧‧發光模組
310‧‧‧底表面
311‧‧‧底表面
313‧‧‧底表面
315‧‧‧凹口
320‧‧‧光輸入表面
330‧‧‧第一光輸出表面
335‧‧‧第二光輸出表面
336‧‧‧第二光輸出表面
337‧‧‧第二光輸出表面
350‧‧‧第一支撐突起
355‧‧‧第二支撐突起
360‧‧‧側面突出部分
361‧‧‧外部側表面
400‧‧‧電路板
401‧‧‧第一側表面
402‧‧‧第二側表面
405‧‧‧黏著劑
412‧‧‧第一吸收層
414‧‧‧第二吸收層
415‧‧‧第一導線電極
416‧‧‧孔
417‧‧‧第二導線電極
461‧‧‧導電黏著劑
462‧‧‧導電黏著劑
471‧‧‧金屬層
472‧‧‧絕緣層
473‧‧‧第一導線電極
474‧‧‧第二導線電極
475‧‧‧保護層
500‧‧‧顯示設備
510‧‧‧背光單元
512‧‧‧底蓋
514‧‧‧光學薄片
515‧‧‧顯示面板
517‧‧‧反射薄片
560‧‧‧儲存單元
A1‧‧‧區
A2‧‧‧第二區
A3‧‧‧區
A4‧‧‧外下部部分
B1‧‧‧距離
B2‧‧‧距離
B3‧‧‧距離
C1‧‧‧開始點
C11‧‧‧長度
C12‧‧‧長度
C2‧‧‧結束點
C3‧‧‧內部控制點
C4‧‧‧開始點
C5‧‧‧結束點
C6‧‧‧內部控制點
C7‧‧‧內部控制點
D1‧‧‧底部寬度
D10‧‧‧第二區
D11‧‧‧距離
D12‧‧‧半徑
D13‧‧‧第二長度/寬度
D14‧‧‧距離/半徑
D15‧‧‧距離
D17‧‧‧第一區
D18‧‧‧第二區
D19‧‧‧第一區
D2‧‧‧深度
D20‧‧‧第二區
D21‧‧‧距離
D22‧‧‧預定距離
D3‧‧‧厚度
D31‧‧‧距離
D32‧‧‧距離
D4‧‧‧寬度或直徑
D5‧‧‧最小距離
D6‧‧‧預定距離
D7‧‧‧寬度
D8‧‧‧距離
D9‧‧‧第一區
E1‧‧‧預定寬度
G1‧‧‧預定間隔
G2‧‧‧間隔
H1‧‧‧距離
H2‧‧‧透鏡半徑
K2‧‧‧水平直線
K3‧‧‧水平直線
K4‧‧‧水平直線
K5‧‧‧直線
L1‧‧‧第一光
L11‧‧‧光
L12‧‧‧光
L13‧‧‧光
L14‧‧‧光
L2‧‧‧第二光
L3‧‧‧光
L31‧‧‧光
L32‧‧‧光
L5‧‧‧部分光
L6‧‧‧部分光
P0‧‧‧中心
P1‧‧‧第一點
P2‧‧‧預定第二點
P21‧‧‧1/3點
P3‧‧‧第三點
P4‧‧‧第四點
P5‧‧‧第五點
P6‧‧‧第六點
Pa‧‧‧中心
Pb‧‧‧中心
Pc‧‧‧中心
Px‧‧‧點
Q1‧‧‧第一象限
Q2‧‧‧第二象限
Q3‧‧‧第三象限
Q4‧‧‧第四象限
r1‧‧‧第一距離
R1‧‧‧角度
R11‧‧‧角度
R12‧‧‧角度
R2‧‧‧角度
R3‧‧‧角度
ra‧‧‧曲率半徑
rb‧‧‧曲率半徑
rc‧‧‧曲率半徑
S1‧‧‧上表面
S2‧‧‧側表面
T0‧‧‧預定間隔
T1‧‧‧最小厚度
T2‧‧‧高度
T3‧‧‧寬度
T4‧‧‧預定寬度
W1‧‧‧寬度
X0‧‧‧第一軸線
X1‧‧‧第一直線
X3‧‧‧直線
X4‧‧‧水平直線
X5‧‧‧直線
X6‧‧‧直線
Y0‧‧‧中心軸線
Y1‧‧‧直線
Y2‧‧‧直線
Z1‧‧‧第二軸線
θ1‧‧‧第一角度
θ11‧‧‧角度
θ12‧‧‧角度
θ13‧‧‧角度
θ18‧‧‧角度
θ2‧‧‧第二角度/輸出角
θ21‧‧‧角度
θ22‧‧‧角度
θ23‧‧‧角度
θ24‧‧‧角度
θ25‧‧‧角度
θ25‧‧‧角度
θ3‧‧‧第三角度
θ31‧‧‧角度
θ32‧‧‧角度
θ33‧‧‧角度
θ34‧‧‧角度
θ4‧‧‧第四角度
θ5‧‧‧角度
θ5‧‧‧傾斜角度/第五角度
θ51‧‧‧光束擴散角度
θ52‧‧‧漫射光束擴散角度
θ6‧‧‧角度
θ61‧‧‧角度
θ7‧‧‧傾斜角度/第七角度/預定角度
θ8‧‧‧入射角
θ9‧‧‧發射角度
將參看以下圖式詳細地描述實施例,在圖式中相似參考數字指相似元件,且其中:圖1為根據實施例之光學透鏡的側視橫截面圖;圖2為圖1之光學透鏡的部分放大圖;圖3為用於描述圖2之光學透鏡中的凹口之底部的中心與突出區之間 的關係的視圖;圖4為用於描述第一光輸出表面的對應於圖2之光學透鏡中之凹口的區的視圖;圖5為圖1之光學透鏡的側視圖;圖6為圖1之光學透鏡的仰視圖;圖7為用於描述根據實施例之光學透鏡之光輸出表面的視圖;圖8為說明根據實施例之具有在光學透鏡內之發光裝置的發光模組的側視橫截面圖;圖9為說明根據實施例之具有在光學透鏡下方之電路板的發光模組的側視橫截面圖;圖10為用於描述輸出至根據實施例之光學透鏡之第一光輸出表面的光的視圖;圖11為用於描述輸出至根據實施例之光學透鏡之第二光輸出表面的光的視圖;圖12為說明輸出至根據實施例之光學透鏡之第一光輸出表面及第二光輸出表面的光之分佈的視圖;圖13為用於描述發射至根據實施例之光學透鏡之第一光輸出表面當中對應於凹口之區的光之路徑的視圖;圖14為用於描述自根據實施例之光學透鏡中之發光裝置發射的水平光之行進路徑的視圖;圖15為用於描述自根據實施例之光學透鏡中之發光裝置發射的光當中在光學透鏡之低點周圍入射的光之路徑的視圖;圖16為用於描述根據實施例之光學透鏡之第一光輸出表面及第二光輸出表面的輸出角的視圖;圖17為用於描述光在由根據實施例之光學透鏡之第二光輸出表面反射時的路徑的視圖;圖18為說明圖1之光學透鏡之底表面的另一實例的視圖;圖19為說明圖1之光學透鏡之第二光輸出表面的另一實例的視圖;圖20為根據實施例之發光模組之例示性視圖,該發光模組具有具支撐 突起及光學透鏡之吸收層的電路板;圖21為圖20之發光模組之光學透鏡的透視圖;圖22為說明根據實施例之具有光學透鏡之光單元的側視橫截面圖;圖23為說明根據實施例之光學透鏡之另一實例的視圖;圖24為具有圖23之光學透鏡之發光模組的平面圖;圖25為圖24之發光模組的側視橫截面圖;圖26為說明上面安裝有圖24之發光模組之背光單元的視圖;圖27為沿圖24之發光模組之線A-A截取的橫截面圖;圖28為用於描述圖27之光學透鏡中的光輸入表面與第一光輸出表面及第二光輸出表面之輸出角之間的關係的視圖;圖29為說明輸出至圖28之光學透鏡之第二光輸出表面的光之分佈的視圖;圖30為圖23之發光裝置的側視圖;圖31為圖23之發光裝置的平面圖;圖32為圖23之發光裝置的仰視圖;圖33為說明根據實施例之光學透鏡之第二光輸出表面的另一實例的側視橫截面圖;圖34為說明根據實施例之光學透鏡之底表面的另一實例的側視橫截面圖;圖35為圖34之光學透鏡的部分放大圖;圖36為說明根據實施例之光學透鏡之底表面的另一實例的側視橫截面圖;圖37為圖36之光學透鏡的部分放大圖;圖38為說明根據實施例之光學透鏡之光輸入表面的修改實例的側視橫截面圖;圖39為說明圖38之光學透鏡之光輸入表面的視圖;圖40為圖38之光學透鏡的仰視圖;圖41為說明根據實施例之光學透鏡之第二光輸出表面的另一實例的側視橫截面圖; 圖42為說明根據實施例之光學透鏡之第二光輸出表面及底表面的修改實例的側視橫截面圖;圖43為側面突出部分安置於根據實施例之光學透鏡處的平面圖;圖44為圖43之光學透鏡的後視圖;圖45為具有圖43之光學透鏡之發光模組的平面圖;圖46為說明圖45之發光模組之電路板及光學透鏡的平面圖;圖47為說明圖43之光學透鏡之支撐突起的另一實例的視圖;圖48為說明圖43之光學透鏡之支撐突起的另一實例的視圖;圖49為根據實施例之光學透鏡之透視圖,其展示電路板之上表面;圖50為沿圖45之發光模組之線B-B截取的橫截面圖;圖51為沿圖45之發光模組之線C-C截取的橫截面圖;圖52為圖51之發光模組的部分放大圖;圖53為說明用於將光學透鏡之支撐突起固定至圖51之發光模組中之電路板的實例的視圖;圖54為根據第三實施例之光學透鏡的側視圖;圖55為沿圖45之發光模組之線D-D截取的橫截面圖;圖56為圖55之光學透鏡的部分放大圖;圖57為說明圖55之光學透鏡之詳細組態的側視橫截面圖;圖58為說明根據實施例之照明模組之實例的視圖,在該照明模組中,光學透鏡配置於電路板上;圖59為說明根據實施例之具有發光模組之光單元的視圖;圖60為說明光單元之視圖,在該光單元中,光學薄片安置於圖59之發光模組上;圖61為說明根據實施例之發光裝置之詳細組態的第一實例;圖62為根據實施例之發光裝置的第二實例;圖63為說明根據實施例之發光裝置之第三實例的視圖;圖64為說明具有光學透鏡及具有光學透鏡之發光模組的顯示設備的視圖;圖65為說明根據實施例之使用貝塞爾曲線之函數定義光學透鏡之光輸 入表面之彎曲區段的實例的視圖;圖66為說明根據實施例之使用貝塞爾曲線之函數定義光學透鏡之第一光輸出表面之彎曲區段的實例的視圖;圖67為說明實施例及比較實例之明度分佈的視圖;圖68為說明根據根據實施例之光學透鏡的光輸出表面之位置的輸出光之改變的視圖;圖69為比較根據實施例之光學透鏡的光輸入表面之入射角與光輸出表面之輸出角的曲線圖;圖70為說明根據壓印部分在根據實施例之光學透鏡中之第二光輸出表面處的存在之明度分佈的曲線圖;圖71為說明根據壓印部分在根據實施例之光學透鏡中之第二光輸出表面處的存在的色差之改變的曲線圖;圖72為說明根據電路板之吸收層在根據實施例之光學透鏡中的存在之影像均勻性的曲線圖;圖73之(A)為根據實施例之發光裝置的平面圖,圖73之(B)為用於描述發光裝置之參考點的視圖;圖73之(C)為說明發光裝置之平面上之每一方向的光束擴散角度分佈的曲線圖,且圖73之(D)為將圖73之(C)之光束擴散角度分佈說明為三維影像的視圖;圖74為說明圖27之具有光學透鏡之發光模組的明度分佈的視圖;圖75為說明具有圖34之光學透鏡之發光模組的明度分佈的視圖;圖76為說明具有圖38之光學透鏡之發光模組的明度分佈的視圖;及圖77為說明根據第三實施例之光學透鏡在與光軸相距預定距離處之發光強度的視圖。
在下文中,實施例將自附圖及實施例之描述變得顯而易見。在實施例之描述中,當描述每一層(薄膜)、區、圖案或結構形成於基板「上方/上」或「下方/之下」時,每一層(薄膜)、區、襯墊或圖案包括「直接」或「間接(藉由插入另一層)」形成於「上方/上」及「下方/之下」兩者。又,將關於圖式描述每一層之上方/上或下方/之下的標準。在實施例之描述中, 相似參考數字貫穿圖式之描述表示相似元件。
在下文中,將參看附圖描述根據實施例之光學透鏡及發光模組。
圖1為根據實施例之光學透鏡的側視橫截面圖,圖2為圖1之光學透鏡的部分放大圖。圖3為用於描述圖2之光學透鏡中的凹口之底部的中心與突出區之間的關係的視圖,圖4為用於描述對應於圖2之光學透鏡中之凹口的第一光輸出表面之區的視圖,圖5為圖1之光學透鏡的側視圖,且圖6為圖1之光學透鏡的仰視圖。
參看圖1至圖6,光學透鏡300包括:底表面310;在底表面310之中心區處的凹口315,其自底表面310向上凸起;在凹口315之周邊處的光輸入表面320;第一光輸出表面330,其安置於底表面310及光輸入表面320之相對側處;及第二光輸出表面335,其安置於第一光輸出表面330下方。
在光學透鏡300中,可使用中心軸線Y0或光軸定義垂直於凹口315之底部之中心P0的軸向方向。與凹口315之底部之中心P0水平的軸向方向可為第一軸線X0之方向,且第一軸線X0之方向可為正交於中心軸線Y0或光軸之方向。凹口315之底部之中心P0可為光學透鏡300之下部中心且可定義為參考點。
光學透鏡300可包括可透光材料。光學透鏡300可包括聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚矽氧或環氧樹脂或玻璃中之至少一者。光學透鏡300可包括具有在1.4至1.7之範圍內之折射率的透明材料。
根據一實施例,光學透鏡300之底表面310可安置於凹口315之周邊處。底表面310可包括相對於第一軸線X0傾斜之表面、彎曲表面,或傾斜表面及彎曲表面兩者。凹口315自底表面310之中心區向上垂直地凹進。
光學透鏡300之底表面310包括鄰近於凹口315之第一邊緣23及鄰近於第二光輸出表面335之第二邊緣25。第一邊緣23為光輸入表面320與底表面310之間的邊界區,且可包括光學透鏡300之低點區。 第一邊緣23可包括底表面310之區的最低點。相對於水平第一軸線X0,第一邊緣23之位置可低於第二邊緣25之位置。第一邊緣23可覆蓋光輸入表面320之下部周邊。第二邊緣25可變成底表面310之外邊緣區或第二光輸出表面335之下部區。第二邊緣25可為底表面310與第二光輸出表面335之間的邊界區。
第一邊緣23可為底表面310之內部區或與光輸入表面320之邊界線。第二邊緣25可為底表面310之外部區或與第二光輸出表面335之邊界線。第一邊緣23可為內部拐角或包括彎曲表面。第二邊緣25可為外部拐角或包括彎曲表面。第一邊緣23及第二邊緣25可為底表面310之兩個末端部分。第一邊緣23在自光學透鏡300之底部被觀察時可具有圓形形狀或卵形形狀,且第二邊緣25在自光學透鏡300之底部被觀察時可具有圓形形狀或卵形形狀。
底表面310與第一軸線X0之間的間隔可隨著底表面310逐漸接近第一邊緣23而逐漸變窄。底表面310與第一軸線X0之間的間隔可隨著底表面310變得更遠離第一邊緣23而逐漸加寬。底表面310與第一軸線X0之間的間隔T0在第二邊緣25處可最大,且在第一邊緣23處可最小。底表面310可包括第一邊緣23與第二邊緣25之間的傾斜表面或彎曲表面,或包括傾斜表面及彎曲表面兩者。隨著底表面310相對於第一軸線X0朝向外部變得逐漸更遠,底表面310在自凹口315被觀察時可變成全反射表面。舉例而言,在任何光源在凹口315內安置於凹口315之底部上時,底表面310可提供傾斜表面。由於底表面310反射穿過凹口315入射之光,因此光損失可減少。又,可移除直接入射至底表面310而不穿過光輸入表面320之光。光學透鏡300可增加穿過光輸入表面320入射至底表面310之光的量,且改良光束擴散角度分佈。
由於底表面310隨著底表面310接近凹口315之第一邊緣23而降低,因此底表面310之區域可加寬。凹口315之光輸入表面320的區域之加寬可與底表面310之降低一樣多。由於凹口315之深度變成距第一邊緣23之高度,因此凹口315之深度可變深。隨著底表面310之區域增加,反射區域可增加。由於凹口315之底部降低,因此底部之區域可增加。
底表面310之第一邊緣23安置在與凹口315之底部水平的第一軸線X0上,且第二邊緣25與第一軸線X0隔開預定間隔T0。第二邊緣25與第一軸線X0之間的間隔T0可為能夠提供傾斜表面以反射入射至光輸入表面320之下部區22A的光的距離。光輸入表面320之下部區22A可為光輸入表面320之穿過第二邊緣25處之水平線的下部點22與第一邊緣23之間的區。
第二邊緣25與第一軸線X0之間的間隔T0可為500μm或小於500μm,例如,450μm或小於450μm。第二邊緣25與第一軸線X0之間的間隔T0可在200μm至450μm之範圍內。在間隔T0小於該範圍時,第二光輸出表面335之低點位置降低,且因此可在發射至第二光輸出表面335之光中發生干涉問題。在間隔T0大於該範圍時,第二光輸出表面335之高點位置增高,且因此第一光輸出表面330之曲率改變且光學透鏡300之厚度D3增加。
底表面310可藉由具有貝塞爾(Bezier)曲線之彎曲表面形成。底表面310之曲線可藉由樣條曲線(例如,三次樣條曲線、B樣條曲線及T樣條曲線)實施。底表面310之曲線可藉由貝塞爾曲線實施。
如下文將描述,光學透鏡300之底表面310可包括複數個支撐突起。該複數個支撐突起自光學透鏡300之底表面310向下突出且支撐光學透鏡300。
凹口315之底部的形狀可包括圓形形狀。作為另一實例,凹口315之底部的形狀可為卵形形狀或多邊形形狀。凹口315之側視橫截面的形狀可包括鐘形形狀、殼形形狀或卵形形狀。凹口315之寬度朝向頂部可逐漸變窄。凹口315可在凹口315之底部的周邊處自第一邊緣23朝向上部末端之第一頂點21逐漸會聚。當凹口315在自底部被觀察時具有圓形形狀時,凹口315之直徑朝向第一頂點21可逐漸減小。凹口315可按關於中心軸線Y0旋轉對稱之形狀提供。光輸入表面320之第一頂點21可按點形狀提供。
凹口315之底部的寬度D1可為光源(亦即,下文待描述之發光裝置)可插入所達之寬度。凹口315之底部的寬度D1可為發光裝置之 寬度的3倍或小於3倍,例如,為發光裝置之寬度的2.5倍或小於2.5倍。凹口315之底部的寬度D1可在發光裝置之寬度之1.2倍至2.5倍的範圍內。在凹口315之底部的寬度D1小於該範圍時,發光裝置之插入難以進行。在凹口315之底部的寬度D1大於該範圍時,經由發光裝置與第一邊緣23之間的區造成的光損失或光干涉可減少。
光輸入表面320可具有自底表面310之中心區向上凸起的彎曲表面,且可為凹口315之圓周表面或內表面。光輸入表面320朝向頂部可變得更遠離凹口315之底部的中心P0。由於光輸入表面320具備凸起的彎曲表面,因此光輸入表面320可在所有區中折射光。光輸入表面320之下部區22A可安置成低於第二光輸出表面335以直接或間接地接收光。光輸入表面320之下部區22A可接收自凹口315之底部反射的光。光輸入表面320可藉由具有貝塞爾曲線之旋轉體形成。光輸入表面320之曲線可藉由樣條曲線(例如,三次樣條曲線、B樣條曲線及T樣條曲線)實施。光輸入表面320之曲線可藉由貝塞爾曲線實施。
光學透鏡300包括第一光輸出表面330及第二光輸出表面335。第一光輸出表面330可為光輸入表面320及底表面310之相對表面。第一光輸出表面330包括彎曲表面。第一光輸出表面330之對應於中心軸線Y0的點可為第二頂點31,且第二頂點31可為透鏡主體之最高點。第一光輸出表面330可包括向上凸起之彎曲表面。第一光輸出表面330之所有區可藉由彎曲表面(例如,具有不同量值之曲率的彎曲表面)形成。第一光輸出表面330可具有關於中心軸線Y0軸向對稱之形狀,例如,可旋轉對稱形狀。在第二光輸出表面335中,第二頂點31與第二光輸出表面335之間的區可不具有負曲率。在第二光輸出表面335中,第二頂點31與第二光輸出表面335之間的區可具有不同量值之曲率半徑。
第一光輸出表面330與凹口315之底部的中心P0之間的距離隨著其變得更遠離中心軸線Y0而增加。在第一光輸出表面330中,隨著其接近中心軸線Y0(亦即,第二頂點31),第一光輸出表面330相對於與第二頂點31接觸之水平直線X4可具有微細傾斜或不具有傾斜。亦即,第一光輸出表面330之中心區32可為微彎曲線或包括平坦直線。第一光輸出 表面330之中心區32可包括垂直地重疊凹口315之區。第一光輸出表面330之側區33可具有比中心區32陡之彎曲表面。由於第一光輸出表面330及光輸入表面320具有凸起彎曲表面,因此第一光輸出表面330及光輸入表面320能夠在側向上漫射自凹口315之底部之中心P0發射的光。在第一光輸出表面330及光輸入表面320中,光折射角度在第一光輸出表面在角度θ21(其在70±4內)之範圍內變得更遠離中心軸線Y0時可較大。
第一光輸出表面330之中心區32的曲率半徑可大於光輸入表面320之曲率半徑。第一光輸出表面330之斜率可小於光輸入表面320之斜率。在光學透鏡300之第一光輸出表面330中,單調性隨著在光束擴散角度內相對於中心軸線Y0之距離變得更遠時增加。第二光輸出表面335包括偏離光之光束擴散角度分佈的區,且第二光輸出表面335中之單調性可相同或隨著相對於中心軸線Y0之距離變得更遠時減小。
在第一光輸出表面330與第二光輸出表面335之間的邊界區中,光折射角度可減小,例如,在2°或小於2°之誤差範圍內。由於第一光輸出表面330之靠近第二光輸出表面335的表面可接近切線或經提供為垂直表面,因此光折射角度可逐漸減小。
光學透鏡300之第二光輸出表面335可安置成高於第一軸線X0。第二光輸出表面335可為平坦表面或傾斜表面,且可藉由凸緣界定,但不限於此。
第二光輸出表面335可安置成相對於第一軸線X0垂直或傾斜。第二光輸出表面335可自第一光輸出表面330之外邊緣線垂直地延伸或傾斜地延伸。第二光輸出表面335包括鄰近於第一光輸出表面330之第三邊緣35,且第三邊緣35可在與第一光輸出表面330之外邊緣線相同的位置處,或相比第一光輸出表面330之外邊緣線,更向內或向外安置。
將第二光輸出表面335之第三邊緣35連接至中心軸線Y0的直線X5可以與中心軸線Y0成在74±2°之範圍內的角度而安置。第二光輸出表面335之第三邊緣35可相對於凹口315之底部之中心P0與第一軸線X0成20°或小於20°(例如,在16±2°之角度θ22內)而安置。相對於凹口315之底部之中心P0,第二邊緣25與第二光輸出表面335之第三邊緣 35之間的角度可為16°或小於16°,例如,13±2°之角度。相對於穿過第二光輸出表面335之第三邊緣35之直線X5的角度θ21及θ22為光學透鏡300之外角。第二光輸出表面335可折射及輻射入射在與第一軸線X0隔開之區上的光。藉由第二光輸出表面335折射之光可相對於中心軸線Y0以小於折射之前的角度的角度輻射。因此,第二光輸出表面335能夠抑制所折射光在水平軸線之方向或低於水平軸線之方向上輻射,且防止所折射光干擾鄰近光學部件或防止所折射光之損失。
與中心軸線Y0及底表面310之第二邊緣25交叉之直線X3與第一軸線X0之間的角度θ23可為5°或小於5°,例如,在0.4°至4°之範圍內。角度θ23可根據距中心軸線Y0之距離及第二邊緣25之高度而變化。在角度θ23偏離以上範圍時,光學透鏡之厚度可改變且光損失可增加。
由於第二光輸出表面335折射相對於凹口315之底部的中心P0與中心軸線Y0偏離半值角度的光,因此光損失可減少。
光學透鏡300之寬度D4可大於其厚度D3。在光學透鏡300為圓形形狀時,寬度D4可等於其長度。寬度D4可為厚度D3之2.5倍或大於2.5倍,例如,厚度D3之3倍或大於3倍。光學透鏡300之寬度D4可為15mm或大於15mm,例如,在16mm至20mm之範圍內。由於光學透鏡300之寬度D4大於厚度D3,因此明度分佈遍及照明裝置或光單元可為均勻的。又,由於光單元內覆蓋之區得以改良,因此光學透鏡之數目可減小且光學透鏡之厚度可減小。
凹口315之深度D2具有自其底部之中心P0至第一頂點21的間隔。此處,第一頂點21可為光輸入表面320之頂點或凹口315之頂部點。凹口315之深度D2可與光輸入表面320之底部寬度D1相同或大於底部寬度D1。凹口315之深度D2可為光學透鏡300之厚度D3的75%或大於75%,例如,光學透鏡300之厚度D3的80%或大於或大於80%。凹口315之深度D2可為第一光輸出表面330之第二頂點31與凹口315之底部的中心P0或第一邊緣23之間的距離之80%或大於80%。由於凹口315之深度D2為深的,因此甚至在第一光輸出表面330之中心區32並不具有全反射表面或負曲率時,光仍可在側向上自鄰近於光輸入表面320之第一頂 點21的區漫射。由於凹口315具有深的深度D2,因此光輸入表面320可在側向上折射自靠近第二頂點31之區入射至第一頂點21周圍之區的光。
凹口315與第一光輸出表面330之間的最小距離D5可為光輸入表面320之第一頂點21與第一光輸出表面330之第二頂點31之間的間隔。距離D5可為第二光輸出表面335之寬度D7的1/2或小於寬度D7的1/2。舉例而言,距離D5可為1.5mm或小於1.5mm,在0.6mm至1.5mm之範圍內或在0.6mm至1.2mm之範圍內。距離D5可大於間隔T0,只要其為間隔T0之3倍或小於3倍。在光輸入表面320之第一頂點21與第一光輸出表面330之第二頂點31之間的距離D5為1.5mm或大於1.5mm時,行進至第一光輸出表面330之中心區32的光之量與行進至側區33的光之量之間的差可增加,且光分佈可能不均勻。在光輸入表面320之第一頂點21與第一光輸出表面330之第二頂點31之間的距離D5小於0.6mm時,光學透鏡300之中心處的剛度減弱。由於凹口315與第一光輸出表面330之間的距離D5在以上範圍內,因此甚至在第一光輸出表面330之中心區32並不具有全反射表面或負曲率時,光之路徑仍可向外漫射。由於光輸入表面320之第一頂點21接近第一光輸出表面330之凸起的第二頂點31,因此穿過光輸入表面320朝向第一光輸出表面330之側向行進的光之量可增加。因此,在光學透鏡300之側向上漫射的光之量可增加。
相比自第二光輸出表面335之第三邊緣35水平地延伸的直線,光輸入表面320之第一頂點21可能更鄰近於第二頂點31,該第二頂點為第一光輸出表面330之中心。
第二光輸出表面335之寬度D7為第二邊緣25與第三邊緣35之間的直線之距離,且可小於凹口315之深度D2。舉例而言,第二光輸出表面335之寬度D7可在1.8mm至2.3mm之範圍內。第二光輸出表面335之寬度D7可為凹口315與第一光輸出表面330之間的距離D5之1.5倍或大於1.5倍,例如,2倍或大於2倍。第二光輸出表面335之寬度D7可為深度D2之0.3倍或大於0.3倍,例如,具有深度D2之0.32倍至0.6倍的範圍。寬度D7可為光學透鏡300之厚度D3的0.25倍或大約0.25倍,例如,光學透鏡300之厚度D3的0.3倍至0.5倍的範圍。在第二光輸出表 面335之寬度D7超過以上範圍時,輸出至第二光輸出表面335之光的量增加,因此使得難以控制光分佈。在第二光輸出表面335之寬度D7小於該等範圍時,可能難以在製造透鏡主體時緊固閘極區。
參看圖2,連接光學透鏡300中的凹口315之底部之中心P0、光輸入表面320之第一頂點21與光輸入表面320之第一邊緣23的線段可形成三角形形狀,例如,直角三角形形狀。相對於第一頂點21,中心軸線Y0與第一邊緣23之間的角度θ11可為30°或小於30°,例如,在20°至24°之範圍內。角度θ12可等於或小於另一角度θ14之1/3倍。此處,在角度θ11/θ12<1滿足時,角度θ11/θ5>1滿足。此處,角度θ5為底表面310之傾斜角度。角度θ11為角度θ5之4倍或大於4倍,例如,為角度θ5之5倍至20倍的範圍。角度θ5可為角度θ11之1/4或小於角度θ11之1/4,例如,1/5。
相對於第一光輸出表面330之第二頂點31,中心軸線Y0與將第二頂點31連接至第一邊緣23之直線之間的角度θ13可小於角度θ11,例如,在15°至22°之範圍內。角度θ11/θ13>1滿足。
中心軸線Y0與第一光輸出表面330之第二頂點31相交所在的水平直線X4與連接直至第二光輸出表面335之第三邊緣35的直線之間的角度R1可在15°至25°之範圍內。直線X4可為與光學透鏡300之第二頂點31水平的直線,或正交於與中心軸線Y0齊平之方向的直線。可根據角度R1之正切值而計算第一光輸出表面330之高度與透鏡半徑H2之間的比率。此處,相對於第一光輸出表面330之第二頂點31,中心軸線Y0與連接直至第二光輸出表面335之第三邊緣35的直線之間的角度可在105°至115°之範圍內。
自光輸入表面320之第一頂點21連接至第二光輸出表面335之第三邊緣35的直線與中心軸線Y0之間的角度R2可在98°至110°之範圍內。歸因於角度R2,可存在光輸入表面320之第一頂點21與第二光輸出表面335之第三邊緣35之間的高度差。在角度R2偏離以上範圍時,第二光輸出表面335之第三邊緣35的位置可變得不同。
自光輸入表面320之第一頂點21連接至底表面310之第二 邊緣25的直線與中心軸線Y0之間的角度R3可在104°至120°之範圍內。角度R3連同角度R2可設定第二光輸出表面335之高度(=D3-D7),且可設定光輸入表面320之第一頂點21與第二光輸出表面335之第二邊緣25之間的高度差。角度R1、R2及R3可根據第一光輸出表面330之第二頂點31及光輸入表面320之第一頂點21的位置而變化,其中第一光輸出表面330之中心區具有正曲率。可將光學透鏡300之厚度提供為薄的。
參看圖3,在光學透鏡300中,自底表面310之第二邊緣25水平地延伸之直線X6與光輸入表面320相交所在的下部點22可相對於凹口315之底部的中心P0而以與第一軸線X0成22°或小於22°之角度(例如,在13°至18°之範圍內的角度θ24)安置。凹口315之底部的中心P0與第一邊緣23之間的距離為D1之1/2,且光輸入表面320之下部點22的高度為底表面310之第二邊緣25與第一軸線X0之間的間隔T0,其可為500μm或小於500μm,例如,在200μm至450μm之範圍內。為D1之1/2的距離與間隔T0之間的比率可在角度θ24之範圍內改變。在下部點22之高度低於以上範圍時,光損失並未顯著減小。在下部點22之高度大於以上範圍時,光學透鏡300之厚度變厚。底表面310之第一邊緣23可為底表面310之下部點,且低於下部點22而行進之光可入射於第一邊緣23與下部點22之間的區22A處。因此,經由光輸入表面320之下部區22A,光損失可減少。
參看圖4,第一光輸出表面330之中心區32為垂直地重疊凹口315之區,且可相對於凹口315之底部的中心P0以與中心軸線Y0成20°或小於20°之角度(例如,14°至18°之範圍)定位。第一光輸出表面330與垂直於凹口315之第一邊緣23之直線Y1相交的點Px可相對於凹口315之底部的中心P0以與中心軸線Y0成20°或小於20°之角度θ25(例如,在14°至18°之範圍內)定位。在第一光輸出表面330之中心區32超過以上範圍時,凹口315內之半徑增加,且中心區32與側區33之間的光量差增加。又,在第一光輸出表面330之中心區32小於以上範圍時,凹口315內之半徑可減小,且插入光源可能並不容易,且第一光輸出表面330之中心區32及側區33處的光分佈可能不均勻。
此處,相對於凹口315之底部的中心P0,第一軸線X0與第二光輸出表面335之第三邊緣35之間的角度θ22及中心軸線Y0與第一光輸出表面330之中心區32的點Px之間的角度θ25可為20°或小於20°(例如,在14°至18°之範圍內)。凹口315之深度及底表面310之傾斜角度可在角度θ22及θ25之範圍內改變。
圖5及圖6為分別說明根據實施例之光學透鏡之側視圖及後視圖的視圖。
參看圖5,在光學透鏡中,第二光輸出表面335安置於第一光輸出表面330之下部周邊處,且底表面310可安置成低於第二光輸出表面335之第二邊緣25。底表面310可向下突出超過第二光輸出表面335之第二邊緣25的水平線。
作為另一實例,光學透鏡300可具有在第二光輸出表面335處之壓印表面。壓印表面可由光霧表面(haze surface)與粗糙表面形成。壓印表面可為上面形成有擴散粒子之表面。作為又一實例,光學透鏡300可具有在底表面處之壓印表面。底表面310之壓印表面可由光霧表面與粗糙表面形成或具有形成於其上之擴散粒子。
歸因於光霧之光學透鏡的明度分佈將參看圖70及圖71。如在圖70中,實例1展示在不對光學透鏡之底表面及側表面進行光霧處理的情況下光學透鏡中之明度分佈的改變,且實例2展示在對光學透鏡之底表面及側表面進行光霧處理的情況下光學透鏡中之明度分佈的改變。此處可見,均勻性在光霧在光學透鏡之側表面及底表面處經處理的實例2中得以改良。如在圖71中,實例1展示在不對光學透鏡之底表面及側表面進行光霧處理的情況下光學透鏡中之色差,且實例2展示在對光學透鏡之底表面及側表面進行光霧處理的情況下光學透鏡中之色差。可見,色差在光霧經處理之實例2中得以改良。
參看圖7,在光學透鏡300中,第一光輸出表面330可具有複數個環形組件,其具有不同曲率半徑ra、rb及rc,且不同環形組件之中心Pa、Pb及Pc可安置於不同位置處。第一光輸出表面330之環形組件的中心Pa、Pb及Pc可安置成低於光輸入表面320之第一頂點21的水平直 線。第一光輸出表面330之環形組件的中心Pa、Pb及Pc可安置於垂直地重疊光學透鏡300之區處。
光輸入表面320可具有複數個環形組件,其具有不同曲率半徑,且環形組件之中心可安置成低於光輸入表面320之第一頂點21的水平直線並安置於垂直地重疊光學透鏡300之區處。
圖8為說明根據實施例之發光模組的視圖,在發光模組中將發光裝置應用於光學透鏡,且圖9為說明根據實施例之發光模組的側視橫截面圖,該發光模組具有在光學透鏡下方之電路板。圖10為用於描述輸出至根據實施例之光學透鏡之第一光輸出表面的光的視圖,圖11為用於描述輸出至圖8之發光模組中的光學透鏡之第二光輸出表面的光的視圖,且圖12為說明輸出至根據實施例之光學透鏡之第一光輸出表面及第二光輸出表面的光之分佈的視圖。
參看圖8,發光裝置100可安置於光學透鏡300之凹口315內。發光裝置100為光源,且可安置於光學透鏡300之凹口315的底部上。發光裝置100可安置於凹口315之底部上以垂直地重疊光輸入表面320之第一頂點21及第一光輸出表面330之第二頂點31。
光學透鏡300可改變自發光裝置100發射之光的路徑,且將光擷取至外部。發光裝置100可定義為光源。
發光裝置100可包括具有合成半導體之發光二極體(LED)晶片,例如,藍色LED晶片、綠色LED晶片、白色LED晶片及紅色LED晶片中之至少一者。發光裝置100可包括II-VI合成半導體及III-V族合成半導體中之至少一者或兩者。發光裝置100可發射藍光、綠光、UV光或白光中之至少一者。舉例而言,發光裝置100可發射白光。
在光學透鏡300中,凹口315之底部的寬度D1可為光輸入表面320之底部寬度,且可寬於發光裝置100之寬度W1。光輸入表面320及凹口315具有允許自發光裝置100發射之光易於入射的大小。凹口315之底部的寬度D1與發光裝置100之寬度W1的比率D1:W1可在1.8:1至3.0:1之範圍內。在凹口315之底部的寬度D1為發光裝置100之寬度W1的3倍或小於3倍時,自發光裝置100發射之光可穿過光輸入表面320而 有效地入射。在凹口315之底部的寬度D1大於發光裝置100之寬度W1的3倍時,底表面310之傾斜角度改變。
光輸入表面320之具有與發光裝置100相同之寬度的位置可與光輸入表面320之第一頂點21隔開預定距離D6。距離D6可與凹口315與第一光輸出表面330之間的最小距離D5相同,或與其具有在0.1mm內之差異。因此,經由發光裝置100之上表面S1發射的垂直光可入射於光輸入表面320之第一頂點21或第一頂點21周圍之區上。
在中心軸線Y0與相對於發光裝置100之上表面S1垂直的軸線(例如,光軸)對準時,中心軸線Y0可藉由光軸定義。光軸及中心軸線可具有發光裝置100與光學透鏡300之間的對準誤差。中心軸線Y0可為正交於電路板400之上表面的方向。
光學透鏡300之光輸入表面320的具有與發光裝置100相同之寬度的位置與第一光輸出表面330之第二頂點31之間的距離D8可在0.5mm至2mm之範圍內,且可為距離D5或距離D6之2倍。由於光輸入表面320的具有與發光裝置100相同之寬度的區安置成與第一光輸出表面330之第二頂點31相距2mm或小於2mm之距離,因此甚至在第一光輸出表面330之中心區並不具有負曲率時,光仍可依據凹口310之深度D2及其與第二頂點31之距離而在側向上漫射。以下兩者之間的比率滿足0.5:1至1:1之範圍:光輸入表面320之第一頂點21與凹口315內之寬度W1部分之間的距離D6,及光輸入表面320之第一頂點21與第一光輸出表面330之第二頂點31之間的距離D5。
凹口315與第一光輸出表面330之間的最小距離D5可為光輸入表面320之第一頂點21與第一光輸出表面330之第二頂點31之間的間隔。舉例而言,距離D5可為1.5mm或小於1.5mm,且在0.6mm至1mm之範圍內。在距離D5為1.5mm或大於1.5mm時,可發生熱點現象。在距離D5小於0.6mm時,光學透鏡300之中心的剛度減弱。隨著光輸入表面320之第一頂點21接近第一光輸出表面330之凸起的第二頂點31,穿過光輸入表面320向第一光輸出表面330之側向行進的光之量可增加。
因此,向光學透鏡300之側向漫射的光之量可增加。甚至在 第一光輸出表面330之中心區32並不具有全反射表面或負曲率時,光之路徑仍可在中心區周圍於水平方向上漫射。圖67為說明根據實施例之光單元中的光學透鏡之明度分佈的視圖。該實施例中之光學透鏡為第一光輸出表面並不具有負曲率之結構,且與第一光輸出表面具有負曲率之比較實例中的光學透鏡比較。該實施例中之光學透鏡甚至在不提供具有負曲率之第一光輸出表面時仍具有與比較實例中之光學透鏡幾乎相同的明度分佈。因此,可促進光學透鏡之製造程序且可防止將外來材料引入至具有負曲率之區中。
相比自第二光輸出表面335之第三邊緣35延伸的水平直線,光輸入表面320之第一頂點21可安置成更鄰近於第二頂點31,該第二頂點為第一光輸出表面330之中心。
如圖9中,發光模組301包括安置於發光裝置100及光學透鏡300下方之電路板400。一個或複數個發光裝置100可按預定間隔配置於電路板400上。發光裝置100安置於光學透鏡300與電路板400之間,且藉由自電路板400接收電力以發射光來操作。
電路板400可包括電連接至發光裝置100之電路層。電路板400可包括由樹脂材料製成之印刷電路板(PCB)、金屬核心PCB(MCPCB)及可撓性PCB(FPCB)中之至少一者,但不限於此。
光學透鏡300經由光輸入表面320接收自發光裝置100發射之光,且將光發射至第一光輸出表面330及第二光輸出表面335。自光輸入表面320入射之部分光可在通過預定路徑且由底表面310反射之後發射至第一光輸出表面330及第二光輸出表面335。
此處,發光裝置100之光束擴散角度θ51為發光裝置100之唯一光束擴散角度,且可按130°或大於130°(例如,136°或大於136°)之角度發射光。可經由發光裝置100之上表面S1及側表面S2發射光。在自發光裝置100發射之光以130°或大於130°(例如,136°或大於136°)之光束擴散角度分佈入射時,光學透鏡300可經由第一光輸出表面330及第二光輸出表面335以漫射光束擴散角度θ52輻射光。
在光學透鏡300中,光輸入表面320可安置於發光裝置100 之上表面S1及側表面S2的外部。光學透鏡300之光輸入表面320的下部區22A可安置成面向發光裝置100之複數個側表面S2。
此處,發光裝置100可經由上表面S1及複數個側表面S2發射光。舉例而言,發光裝置100具有五個或五個以上發光表面。發光裝置100之複數個側表面S2可包括可為發光表面之至少四個側表面。自發光裝置100之上表面S1及側表面S2發射的光可入射於光輸入表面320上。又,經由側表面S2中之每一者發射的光可入射至光輸入表面320而無洩漏。
由於發光裝置100提供五個或五個以上發光表面,因此發光裝置100之光束擴散角度分佈可歸因於經由側表面S2發射之光而較寬。發光裝置100之光束擴散角度θ51可為130°或大於130°(例如,136°或大於136°)。發光裝置100之光束擴散角度θ51的1/2可為65°或大於65°,例如,68°或大於68°。光束擴散角度θ51為穿過半值寬度之光束角度,其中光強度變為光最大強度之1/2,且光束擴散角度θ51之1/2可為光束角度之1/2。由於將發光裝置100之光束擴散角度提供為較寬,因此可進一步促進使用光學透鏡300之光漫射。
在自發光裝置100發射之光的光束擴散角度θ51為130°或大於130°時,光束擴散角度θ51可在光通過光學透鏡300之後加寬(θ52>θ51)。舉例而言,自光學透鏡300發射之光束擴散角度θ52可比發光裝置100之唯一光束擴散角度θ51大10°或超過10°。自光學透鏡300發射之光束擴散角度θ52可為140°或大於140°,例如,146°或大於146°。
此處,藉由自凹口315之底部的中心穿過光學透鏡300之第二光輸出表面335之第三邊緣35的兩條直線形成的角度(圖1之θ21×2)可大於發光裝置100之光束擴散角度θ51且小於光學透鏡300之光束擴散角度θ52。此處,如圖1中,藉由穿過第二光輸出表面335之第三邊緣35的直線X5相對於凹口315之底部的中心P0形成的角度θ21可為144°或大於144°,例如,在144°至152°之範圍內。自光學透鏡300發射之光束擴散角度θ52可大於藉由穿過光學透鏡300之第二光輸出表面335之第三邊緣35的兩條直線形成的角度。自光學透鏡300發射之光束擴散角度θ52的分佈包括穿過第二光輸出表面335發射之光的光束擴散角度分佈,藉此減少 由自第二光輸出表面335發射之光之分佈引起的光損失,且改良明度分佈。
光學透鏡300之底表面310可提供相對於電路板400之上表面傾斜的表面。光學透鏡300之底表面310可提供為相對於第一軸線X0傾斜之表面。底表面310之80%或大於80%(例如,整個區)可相對於電路板400之上表面而傾斜地安置。底表面310可包括全反射表面。
電路板400之上表面可安置成相比光學透鏡300之底表面310的第二邊緣25更鄰近於第一邊緣23。底表面310之第一邊緣23可與電路板400之上表面接觸,且第二邊緣25可與電路板400之上表面隔開最大間隔T0。由於第一邊緣23可安置於低於發光裝置100中之作用層的位置處,因此可防止光損失。
光學透鏡300之第一光輸出表面330及第二光輸出表面335折射及發射入射光。第一光輸出表面330之整個區可形成為彎曲表面,光穿過該表面輸出。第一光輸出表面330包括自第二頂點31連續地連接之彎曲形狀。第一光輸出表面330可反射或折射入射光以將光輸出至外部。在第一光輸出表面330處,相對於中心軸線Y0,在折射之後穿過第一光輸出表面330發射之光的發射角度可大於在折射之前光入射的入射角。
相對於中心軸線Y0,第二光輸出表面335折射光L2,使得光L2在折射之後的角度小於光L2在折射之前的入射角。因此,鄰近光學透鏡300之間的光干涉距離可為長的,且穿過第二光輸出表面335輸出之部分光及輸出至第一光輸出表面330之光的色彩可在光學透鏡300周圍混合。
第二光輸出表面335安置於第一光輸出表面330之下部周邊處以折射及發射入射光。第二光輸出表面335包括傾斜表面或平坦表面。第二光輸出表面335可為(例如)相對於電路板400之上表面垂直或傾斜的表面。在第二光輸出表面335形成為傾斜表面時,其在射出模製期間之分離可為容易的。
第二光輸出表面335接收發射至發光裝置100之側表面S2的部分光以折射及提取光。此處,在第二光輸出表面335處,相對於中心軸線Y0,所發射光L2之輸出角可小於折射之前的入射角。因此,鄰近光學 透鏡300之間的光干涉距離可為長的。
將參看圖10至圖12描述光學透鏡300之光學路徑。參看圖10至圖12,在自發光裝置100發射之光當中,入射於光學透鏡300之光輸入表面320之第一點P1上的第一光L1可經折射及發射至第一光輸出表面330之預定第二點P2。又,在自發光裝置100發射之光當中,入射於光輸入表面320之第三點P3上的第二光L2可經發射至第二光輸出表面335之第四點P4。
此處,入射於光輸入表面320之第一點P1上的第一光L1之入射角可定義為相對於中心軸線Y0之第一角度θ1,且發射至第一光輸出表面330之任何第二點P2的第一光L1之發射角度可定義為相對於中心軸線Y0之第二角度θ2。入射於光輸入表面320之第三點P3上的第二光L2之入射角可定義為相對於中心軸線Y0之第三角度θ3,且發射至第二光輸出表面335之任何第四點P4的第二光L2之發射角度可定義為相對於中心軸線Y0之第四角度θ4。第二光L2可為發射至發光裝置100之側表面的光。
第二角度θ2大於第一角度θ1。第二角度θ2隨著第一角度θ1增加而增加,且隨著第一角度θ1減小而減小。又,第一角度θ1及第二角度θ2滿足條件θ2>θ1或1<(θ2/θ1)。第一光輸出表面330之第二角度θ2為折射之後的發射角度,且可大於折射之前的入射角。因此,由於第一光輸出表面330折射穿過光輸入表面320入射之光中行進至第一光輸出表面330之第一光L1,因此第一光輸出表面330可向光學透鏡300之側向漫射第一光L1。
第四角度θ4可小於第三角度θ3。第四角度θ4隨著第三角度θ3增加而增加,且第四角度θ4隨著第三角度θ3減小而減小。又,第三角度θ3及第四角度θ4滿足條件θ4<θ3或1>(θ4/θ3)。第二光輸出表面335之第四角度θ4為折射之後的發射角度,且可小於折射之前的入射角。
經由發光裝置100之側表面S2發射的光或偏離光束擴散角度之光可入射於第二光輸出表面335上。因此,第二光輸出表面335可折射經由發光裝置100之側表面S2發射的光及偏離光束擴散角度之光以行進 至明度分佈之光束擴散角度區。光損失可藉由第二光輸出表面335而減少。
穿過凹口315之底部之中心P0及第二光輸出表面335之第三邊緣35的直線可安置於經由光學透鏡300發射之光之半值角度的1/2位置處,例如,相對於中心軸線Y0具有第四角度θ4之位置上方的位置處。舉例而言,中心軸線Y0與將凹口315之底部之中心P0連接至第三邊緣35的直線之間的角度可大於發光裝置100之唯一光束擴散角度的1/2角度,且可小於光學透鏡300之光束擴散角度的1/2角度。此處,半值角度或光束擴散角度表示自發光裝置100發射之光的輸出變為峰值之50%或1/2所在的角度。
在自發光裝置100發射之光當中,入射於光輸入表面320之第五點P5上的光L3可藉由光學透鏡300之底表面310反射,且可透射或反射穿過第二光輸出表面335之第六點P6。此處,第二光輸出表面335以小於自底表面310反射且使得入射之光之入射角θ8的發射角度θ9透射或反射光。入射角θ8及發射角度θ9為與中心軸線Y0之角度。此處,藉由底表面310反射且行進至第二光輸出表面335之光可經折射以使得發射角度θ9小於入射角θ8,藉此有效地再使用可經由發光裝置100之側表面S2洩漏的光。又,偏離發光裝置100之光束擴散角度的光之洩漏亦可藉由底表面310進行之全反射而防止。
如圖13中所說明,在檢查發射至光學透鏡300中之第一光輸出表面330之中心區32的光之路徑時,在自發光裝置100發射之光以相對於光軸偏離1°之角度θ31入射於光輸入表面320上時,發射至第一光輸出表面330之光L31以15°或大於15°(例如,17°或大於17°之角度θ32)折射。在與中心軸線Y0偏離為1°之角度θ31的光入射於光輸入表面320上時,第一光輸出表面330可將光折射為具有角度θ32之光L31,該角度θ32為角度θ31之17倍或大於17倍。在入射於光輸入表面320上之光相對於中心軸線Y0移動2°時,該光可在第一光輸出表面330處折射,同時具有20°或大於20°(例如,10倍或大於10倍)之角度差。
第一光輸出表面330之中心區32為與垂直於凹口315之第一邊緣23的直線Y1相交之點Px內的區。在自發光裝置100發射之光當 中,以相對於中心軸線Y0在10°內之角度θ33發射的光L32可入射於第一光輸出表面330之中心區32上。以在10°內之角度θ33自發光裝置100發射的光可穿過光輸入表面320及第二光輸出表面335折射,且可以50°或大於50°(例如,55°或大於55°之角度θ34)的最大角度折射。入射於第一光輸出表面330之中心區32上的光藉由光輸入表面320及第二光輸出表面335之凸起彎曲表面折射,藉此防止第一光輸出表面330之中心區32中的熱點。第一光輸出表面330之中心區32為將發光裝置100之中心連接至點Px的直線Y2內的區,且自中心軸線Y0至點Px之角度可為20或小於20°,例如,18°或小於18°之角度θ25。點Px可安置成低於水平接觸第二頂點31之直線X4。
此處,圖68及圖69為說明輸出至第一光輸出表面及第二光輸出表面之光的輸出角與入射表面之入射角之間的比率的視圖。在參看圖68及圖12描述時,在第一光輸出表面330之區A1中,隨著接近第二光輸出表面335之區A2,輸出角與入射角之間的比率逐漸縮小,且該比率大於1。圖68之x軸方向表示入射於光輸入表面上之光的光束擴散角度,且光的68°或大於68°之光束擴散角度分佈可藉由第二光輸出表面335之第二區A2控制。在第二光輸出表面335之第二區A2中,輸出角與入射角之間的比率具有小於1之值,且相比於區A2,穿過區A3而輸出、和藉由底表面310反射至第二光輸出表面335之光的輸出角與入射角之間的比率具有較小值。
參看圖69及圖12,輸出至光學透鏡300之第一光輸出表面330的光之輸出角可隨著入射於光學透鏡300之光輸入表面320上的光之入射角增加而增加。此處,輸出角在第一光輸出表面330之外下部部分A4處可能不增加,且外下部部分A4可提供為切線或垂直表面。又,輸出至光學透鏡300之第二光輸出表面335的輸出角可小於輸入至光輸入表面320之入射角,且可隨著入射角增加而增加。
參看圖14,自發光裝置100之側表面S2水平地發射的光可穿過光輸入表面320之下部區22A入射,且穿過光輸入表面320入射之光L11可藉由底表面310反射,且穿過第二光輸出表面335發射。光L11可 相對於光輸入表面320之下部區22A以88°至90°之角度入射。
參看圖15,在發射至發光裝置100之側表面S2的光當中,傾斜地入射之光L11、光L12及光L13可藉由電路板之上表面反射或傾斜地入射於光輸入表面320之下部區22A上。傾斜地入射於光輸入表面320之下部區22A上的光L13可藉由底表面310反射以發射至第二光輸出表面335,且藉由電路板反射之光L12及光L14可穿過第一光輸出表面330及第二光輸出表面335折射。入射於光輸入表面320之下部區22A上的光之明度分佈可得到改良。
參看圖16,在光學透鏡300之第二光輸出表面335的多個區當中,在輸出光在第二點P2處之輸出角θ2基於中心軸線Y0為發光裝置100之光束擴散角度的1/2點時,入射於第二點P2上之光之光輸入表面320上的第一點P1與中心軸線Y0之間的距離D11可為凹口315之底部的寬度D1之1/2或小於寬度D1之1/2。此情形使得即使在光學透鏡300之厚度減少或第一光輸出表面330之峰頂之高度降低時光仍能夠向側向漫射。
在光學透鏡300中,藉由穿過底表面310之兩個邊緣23及25的第一直線X1與中心軸線Y0形成之角度θ6可為銳角,例如,89.5°或小於89.5°,或87°或小於87°。由於光學透鏡300之底表面310安置為具有傾斜角度θ5之表面,因此光學透鏡300之底表面310反射經由發光裝置100之側表面S2入射的光,且使光透射或反射穿過第二光輸出表面335。由於第二光輸出表面335輸出光以使得輸出角小於穿過光輸入表面320入射之光的入射角,因此鄰近光學透鏡300之間的干涉可減少。因此,穿過光學透鏡300之第二光輸出表面335發射的光之量可得到改良。底表面310之傾斜角度θ5可大於圖19中所說明的第二光輸出表面335之傾斜角度θ7。
中心軸線Y0與光學透鏡300之底表面310之間的角度θ6可小於底表面310與第二光輸出表面335之間的角度θ61。角度θ6及θ61可滿足θ6/θ61<1。此處,角度θ6可小於90°,且角度θ61可為90°或大於90°,例如,在90°<θ61
Figure 105100155-A0202-12-0027-81
95°的範圍內。由於光學透鏡300之底表面310的線段相對於中心軸線Y0具有銳角且相對於第二光輸出表面335具有鈍角,因此自發光裝置100發射之光可經全反射,且與其他光學透鏡之干涉可減 少,此係因為全反射光穿過第二光輸出表面335而折射。
同時,安置於光學透鏡300之下部部分處的一個或複數個支撐突起(未圖示)自底表面310向下(亦即,朝向電路板400)突出。複數個支撐突起固定於電路板400上,藉此防止光學透鏡300傾斜。
參看圖17,光霧表面可形成於光學透鏡300處,例如,形成於底表面310及第二光輸出表面335上。形成光霧表面所在之底表面310及第二光輸出表面335可透射或反射部分光。藉由第一光輸出表面330反射之光改變朝向第二光輸出表面335或光輸入表面之光學路徑,藉此允許光朝向第一光輸出表面330發射。
參看圖18,光學透鏡300之底表面310包括具有彎曲表面之第一區D9及具有平坦表面之第二區D10。在底表面310中,鄰近於凹口315之區具有彎曲表面,且鄰近於第二光輸出表面335之區具有平坦表面。因此,底表面310可提供為水平表面或傾斜表面。
第一區D9具有自第一邊緣23向上凸起之曲率。亦即,底表面310中之第一區D9的彎曲表面相對於水平延伸線向上凹入,且具有(例如)在65mm至75mm之範圍內的曲率半徑。亦即,第一區D9可具有負曲率。第二區D10安置於第一區D9與第二邊緣25之間。第一區D9之寬度可寬於第二區D10之寬度。第一區D9之長度與第二區D10之長度之間的比率可為6:4至9:1。由於第一區D9之寬度較寬,因此光學透鏡300之中心部分處的熱點現象可進一步減少。
為底表面310之彎曲區段的第一區D9可安置成鄰近於光輸入表面320,且為平坦區段之第二區D10可安置成鄰近於第二邊緣25。彎曲表面及平坦表面可安置於將第一邊緣23筆直地連接至第二邊緣25之線段上方。第一區D9可安置成低於第二邊緣25之水平延伸線,且第二區D10可安置在與第二邊緣25之水平延伸線相同的線上。
底表面310之第一區D9在另一方向上折射自發光裝置100發射之光,藉此改變藉由第一光輸出表面330及第二光輸出表面335達成之明度分佈。在底表面310包括彎曲區時,相比具有傾斜表面之光學透鏡,中心部分處之光的明度分佈中之熱點現象可得到改良。
圖19為圖1之光學透鏡的第二光輸出表面及底表面之另一實例。
參看圖19,光學透鏡300之第二光輸出表面335可相對於垂直中心軸線Y0傾斜第七角度θ7。第七角度θ7可小於第五角度θ5。角度θ7及θ5可滿足θ7/θ5<1。
光學透鏡300之底表面310包括(例如)具有傾斜表面之第一區D17及具有水平表面之第二區D18。第一區D17自第一邊緣23傾斜,且第二區D18安置於第一區D17與第二邊緣25之間。第一區D17之區段可大於第二區D18之區段。第一區D17之區段與第二區D18之區段之間的比率可為6:4至9:1。第一區D17可安置成低於第二邊緣25之水平延伸線以對應於發光裝置100之側表面,且第二區D18可安置在與第二邊緣25之水平延伸線相同的線上。
由於第一區D17之區段較寬,因此光學透鏡300之中心部分處的熱點現象可減少。圖73中所說明之光的明度分佈為提供具有具傾斜表面而非水平表面之底表面的光學透鏡的狀況,且可認識到中心部分處之熱點現象得到改良。
圖20及圖21說明將吸收層安置於根據實施例之發光模組中之電路板上的結構。
參看圖20及圖21,吸收層412及414可安置於電路板400上。電路板400之吸收層412及414可安置於穿過光學透鏡300之底表面310的光之吸收速率最大所在的區處。部分光可藉由光學透鏡300中之第一光輸出表面330反射,且吸收層412及414可安置於所反射光之行進路徑集中所在的區處。
入射於光學透鏡300之第一光輸出表面330上的部分光L5可被透射且部分光L6可被反射。吸收層412及414在藉由第一光輸出表面330反射之部分光L6透射穿過底表面310時吸收部分光L6。吸收層412及414可包括黑色抗蝕劑材料。
吸收層412及414可安置在與光學透鏡300垂直地重疊之區處。吸收層412及414可安置在垂直地重疊光學透鏡300之底表面310 的區處。吸收層412及414可安置於相對於電路板400之光學透鏡300之凹口315而彼此相對的側處。
在光學透鏡300之寬度D4寬於電路板400之寬度D13時,吸收層412及414可沿光學透鏡300配置所依之方向分別安置於光學透鏡300之凹口315的兩個區處。吸收層412及414吸收反射至光學透鏡300之第一光輸出表面330的部分光L6。吸收層412及414之區可安置於反射至第一光輸出表面330之光的量最大所在的區下方。吸收層412及414之區可經安置,同時具有距中心軸線Y0之底部之中心P0相同的半徑D12。如圖72中所展示,由於相比不具有吸收層之狀況(實例4),在於電路板400上具有吸收層之狀況(實例3)下,不必要的光被吸收,因此可見,光學均勻性在實例3中得到改良。
參看圖20及圖21,複數個支撐突起350及355可安置於光學透鏡300之底表面310之下。複數個支撐突起350及355包括第一支撐突起350及第二支撐突起355。複數個第一支撐突起350可安置於除吸收層412及414之區外處,且可接觸電路板400之上表面。兩個或兩個以上第一支撐突起350可經安置以支撐電路板400上之光學透鏡300。
第二支撐突起355可向上突出超過第一支撐突起350。第二支撐突起355之間的間隔可相同於或大於電路板400之寬度D13。電路板400可適配於第二支撐突起355之間。因此,第二支撐突起355可在耦接光學透鏡300以防止光學透鏡300傾斜之程序中耦接至電路板400之外部。兩個或兩個以上第二支撐突起355可經安置,且可接觸電路板400之兩側。第二支撐突起355中之每一者的半徑可大於第一支撐突起350中之每一者的半徑。
圖22為展示具有根據實施例之光學透鏡之光單元的側視橫截面圖。
參看圖22,安置於每一電路板400內之光學透鏡300之間的間隔G1可窄於安置於不同電路板400中之光學透鏡300之間的間隔。間隔G1可在圖21中所說明之光學透鏡300之寬度D4的6倍至10倍之範圍內,例如,7倍至9倍。光學透鏡300之間的間隔G1可防止鄰近光學透鏡 300之間的光學干涉。
此處,光學透鏡300之寬度D4可為15mm或大於15mm,例如,在16mm至20mm之範圍內。在光學透鏡300之寬度D4窄於以上範圍時,光單元內之光學透鏡的數目可增加,且暗部分可在光學透鏡300之間的區處產生。在光學透鏡300之寬度D4寬於以上範圍時,光單元內之光學透鏡的數目可減小,但每一光學透鏡之明度可減小。
由於光學透鏡300之明度分佈得到改良,因此電路板400與光學薄片514之間的距離H1可減少。又,安置於背光單元內之光學透鏡300的數目可減小。
圖23為圖1之光學透鏡的第二光輸出表面之另一實例,圖24為具有圖23之光學透鏡的發光模組,圖25為圖24之發光模組的側視橫截面圖,圖26為說明具有圖24之發光模組的光單元之視圖,且圖27為沿圖24之發光模組之線A-A截取的橫截面圖。
參看圖23,光學透鏡300包括:底表面310;在底表面310之中心區處的凹口315,其自底表面310向上凸起;在凹口315之周邊處的光輸入表面320;第一光輸出表面330,其安置於底表面310及光輸入表面320之相對側處;及第二光輸出表面335,其安置於第一光輸出表面330之下部周邊處。光學透鏡300之凹口315、光輸入表面320及第一光輸出表面330將參考上文所揭示之實施例的描述。
第二光輸出表面335包括自第一光輸出表面330之下部邊緣的台階結構36。台階結構36包括自第一光輸出表面330之下部邊緣向外水平地延伸的平坦表面或傾斜表面。台階結構36之平坦表面可為第一光輸出表面330與第二光輸出表面335之間的另一平坦表面,其(例如)相對於中心軸線Y0可為90°或大於90°。台階結構36之寬度T4可為150μm或小於150μm,例如,在50μm或至150μm之範圍內。在自頂部被觀察時,台階結構36可具有具預定寬度T4之環形形狀。台階結構36之寬度T4可在光學透鏡300之寬度的誤差範圍內以突出形狀提供。台階結構36之平坦上表面及下表面可將入射光反射至第二光輸出表面335。在台階結構36之上表面及下表面具有大於以上範圍之寬度時,光分佈可受影響,且控制光分 佈可為困難的。
參看圖24至圖26,發光模組301包括發光裝置100、安置於發光裝置100上之光學透鏡300及安置於發光裝置100下方之電路板400。
在發光模組301中,複數個光學透鏡300可按預定間隔配置於電路板400上,且發光裝置100安置於光學透鏡300與電路板400之間。
發光裝置100經由上表面S1及複數個側表面S2發射光,且具有(例如)五個或五個以上發光表面。經由發光裝置100之上表面S1及複數個側表面S2發射的光入射於光學透鏡300之光輸入表面320上,且入射於光輸入表面320上之光穿過第一光輸出表面330及第二光輸出表面335而折射及提取。由於發光裝置100提供五個或五個以上發光表面,因此光束擴散角度分佈可為130°或大於130°,例如,136°或大於136°。由於發光裝置100之光束擴散角度分佈為136°或大於136°,因此經由發光裝置100之每一側表面S2發射的具有預定強度之光可穿過光學透鏡300之光輸入表面320且穿過第二光輸出表面335而發射。
舉例而言,發光裝置100可提供諸如圖73之(C)的光束擴散角度分佈。圖73之(A)為根據實施例之發光裝置的平面圖,圖73之(B)為用於描述發光裝置之參考點的視圖,圖73之(C)為說明發光裝置之平坦表面上的每一方向之光束擴散角度分佈的曲線圖,且圖73之(D)為將73之(C)之光束擴散角度分佈說明為三維影像的視圖。
如圖73之(A)中,發光裝置經由上表面及複數個側表面發射光。此處,可偵測到每一方向(例如,水平方向、垂直方向及對角方向)之光束擴散角度分佈,如圖73之(C)中所展示。在圖73之(A、C)中,垂直方向表示C平面之光束擴散角度分佈。如圖73之(C)中,在觀察每一方向之光的光束擴散角度分佈時,可認識到半值角度展示為65°或大於65°,例如,68°或大於68°。
光學透鏡300之第一光輸出表面330及第二光輸出表面335折射及發射入射光。第二光輸出表面335折射光以使得相對於中心軸線Y0, 在折射之後的所提取光之角度小於在折射之前的入射光之角度。因此,鄰近光學透鏡300之間的光干涉距離可為長的,且穿過第二光輸出表面335輸出之部分光及輸出至第一光輸出表面330之光的色彩可在光學透鏡300周圍混合。安置於每一電路板400內之光學透鏡300之間的間隔G1可窄於安置於不同電路板400中之光學透鏡300之間的間隔G2。間隔G1可在光學透鏡300之寬度D4的6倍至10倍之範圍內,例如,7倍至9倍。間隔G2可在光學透鏡300之寬度D4的9倍至11倍之範圍內,例如,9.5倍至10.5倍。此處,光學透鏡300之寬度D4可為15mm或大於15mm。光學透鏡300之間的的光學干涉距離(亦即,間隔G1及G2)可保持為光學透鏡300之寬度D4的至少6倍。
如圖26中,發光模組301之複數個電路板400可配置於底蓋512內。電路板400可包括電連接至發光裝置100之吸收層。
參看圖23及圖27,在發光模組301中,中心軸線Y0與發光裝置100之中心相交所在的凹口315之底部的中心P0可安置成低於發光裝置100之上表面S1。凹口315之底部的中心P0可成為光學透鏡300之參考點或發光裝置100之中心。凹口315之底部的中心P0可為發光裝置100之上表面S1之中心與複數個側表面S2之中心相交所在的點或為上表面S1之中心與側表面S2中之每一者之下部中心相交所在的點。凹口315之底部的中心P0可為中心軸線Y0與自發光裝置100輸出之光相交所在的相交點。凹口315之底部的中心P0可安置在與光學透鏡300之低點相同的水平線上或安置得較高。
在光學透鏡300中,底表面310之第一邊緣23可為光學透鏡300之最低點,且可在區中最低,除支撐突起350外。電路板400可安置成相比光學透鏡300之底表面310的第二邊緣25更鄰近於第一邊緣23。底表面310之第一邊緣23可接觸電路板400之上表面,且第二邊緣25可與電路板400之上表面隔開預定間隔T0。因此,發射至發光裝置100之側表面S2的光可入射於光輸入表面320上而無洩漏。間隔T0可相同於或薄於下文待描述之反射薄片的厚度,但不限於此。
光學透鏡300之底表面310可由自第一邊緣23至第二邊緣 25之相對於水平第一軸線X0傾斜的表面形成。底表面310之傾斜角度θ5可在5°內,例如,在0.5°至4°之範圍內。由於底表面310係藉由具有傾斜角度θ5之表面形成,因此底表面310可反射發射至發光裝置100之側表面的部分光。
光學透鏡300之底表面310可包括至少一個或複數個凹入部分,但不限於此。光學透鏡300包括安置於其下部部分處之支撐突起350。支撐突起350自光學透鏡300之底表面310向下(例如,朝向電路板400)突出。複數個支撐突起350固定於電路板400上,藉此防止光學透鏡300傾斜。
參看圖28,在自發光裝置100發射之光當中,入射於光學透鏡300之光輸入表面320之第一點P1上的第一光L1經折射及發射至第一光輸出表面330之預定第二點P2。又,在自發光裝置100發射之光當中,入射於光輸入表面320之第三點P3上的第二光L2可經發射至第二光輸出表面335之預定第四點P4。
此處,入射於光輸入表面320之第一點P1上的第一光L1之入射角可定義為相對於中心軸線Y0之第一角度θ1,且發射至第一光輸出表面330之任何第二點P2的第一光L1之發射角度可定義為相對於中心軸線Y0之第二角度θ2。入射於光輸入表面320之第三點P3上的第二光L2之入射角可定義為相對於中心軸線Y0之第三角度θ3,且發射至第二光輸出表面335之任何第四點P4的第二光L2之發射角度可定義為相對於中心軸線Y0之第四角度θ4。第二光L2可為發射至發光裝置100之側表面的光。
第二角度θ2大於第一角度θ1。第二角度θ2隨著第一角度θ1逐漸增加而逐漸增加,且隨著第一角度θ1逐漸減小而逐漸減小。又,第一角度θ1及第二角度θ2滿足條件θ2>θ1或1<(θ2/θ1)。第一光輸出表面330之第二角度θ2為折射之後的發射角度,且可大於折射之前的入射角。
第四角度θ4可小於第三角度θ3。第四角度θ4隨著第三角度θ3增加而增加,且第四角度θ4隨著第三角度θ3減小而減小。又,第三角度θ3及第四角度θ4滿足條件θ4<θ3或1>(θ4/θ3)。第二光輸出表面335 之第四角度θ4為折射之後的發射角度,且可小於折射之前的入射角。
第二光輸出表面335之第三邊緣35可安置於具有發光裝置100之光束擴散角度分佈的光相對於中心軸線Y0之折射角度上方。舉例而言,中心軸線Y0與將凹口315之底部的中心P0連接至第三邊緣35之直線之間的角度可小於穿過發光裝置100之光束擴散角度之1/2點的光之折射角度。因此,在自發光裝置100發射之光當中,輻射至鄰近於光束擴散角度之區的光可經控制以穿過光輸出表面335發射。在此狀況下,發射至第二光輸出表面335之第二光L2與行進至第一光輸出表面330之光的色彩可混合。
在自發光裝置100發射之光當中,入射於光學透鏡300之底表面310上的光L3可經反射且入射於第二光輸出表面335上。此處,第二光輸出表面335發射光以使得發射角度小於在自底表面310反射之後入射的光之入射角。如圖29中,在發射至發光裝置100之側表面S2的光當中,穿過第二光輸出表面335發射之第二光L2可經發射以使得發射角度小於入射角。
圖30為圖23之光學透鏡的側視圖,圖31為圖23之光學透鏡的平面圖,且圖32為圖23之光學透鏡的仰視圖。
參看圖30至圖32,在光學透鏡300中,第二光輸出表面335安置於第一光輸出表面330之下部周邊處,且底表面310安置於第二光輸出表面335下方。底表面310可安置成低於第二光輸出表面335之第二邊緣25。底表面310可向下突出超過第二光輸出表面335之第二邊緣25的水平延伸線。第二光輸出表面335可向外突出超過第一光輸出表面330之外部。安置於光學透鏡300之底表面310處的複數個支撐突起350為支撐光學透鏡300之突起。複數個支撐突起350可相對於透鏡中心以60°或大於60°(例如,90°或大於90°)之角度安置,但複數個支撐突起350之位置不限於此。
圖33為說明根據實施例之光學透鏡的第二光輸出表面及底表面之另一實例的視圖。在描述圖33時,將省略與上文所揭示之組態相同的特性。
參看圖33,光學透鏡300之第二光輸出表面335可相對於垂直軸以預定角度θ7傾斜地安置。第二光輸出表面335之第二邊緣25之間的直線之距離可短於第三邊緣35之間的直線之距離。發射至第二光輸出表面335之光的角度(亦即,第四角度θ4)可小於折射之前的入射角。
光學透鏡300之底表面310包括(例如)具有傾斜表面之第一區D17及具有水平表面之第二區D18。第一區D17自第一邊緣23傾斜,且第二區D18安置於第一區D17與第二邊緣25之間。第一區D17之寬度可大於第二區D18之寬度。支撐突起350可安置於第一區D17上。第一區D17之長度與第二區D18之長度之間的比率可為6:4至9:1。第一區D17可安置成低於第二邊緣25之水平延伸線以對應於發光裝置100之側表面,且第二區D18可安置在與第二邊緣25之水平延伸線相同的線上。由於第一區D17之區段較寬,因此光學透鏡300之中心部分處的熱點現象可減少。圖74中所說明之光的明度分佈為提供具有具傾斜表面而非水平表面之底表面的光學透鏡的狀況,且可見中心部分處之熱點現象得到改良。
圖34為說明根據實施例之光學透鏡的底表面之另一實例的視圖,且圖35為圖34之光學透鏡的部分放大圖。在描述圖34及圖35時,與上文所揭示之實施例相同的組態將參考上文所揭示之實施例的描述。
參看圖34及圖35,光學透鏡300之底表面311包括具有彎曲表面之第一區D19及具有水平表面之第二區D20。第一區D19具有自第一邊緣23向上凸起之曲率。亦即,底表面311之彎曲表面相對於水平延伸線向上凹入,且具有(例如)在65mm至75mm之範圍內的曲率半徑。亦即,第一區D19可具有負曲率。第二區D20安置於第一區D19與第二邊緣25之間。第一區D19之寬度可寬於第二區D20之寬度。第一區D19之長度與第二區D20之長度之間的比率可為6:4至9:1。由於第一區D19之寬度較寬,因此光學透鏡300之中心部分處的熱點現象可進一步減少。
在底表面311當中,為彎曲區段之第一區D19可安置成鄰近於光輸入表面320,且為平坦區段之第二區D20可安置成鄰近於第二邊緣25。彎曲表面及平坦表面可安置於將第一邊緣23筆直地連接至第二邊緣25之線段上方。第一區D19可安置成低於第二邊緣25之水平延伸線,且 第二區D20可安置在與第二邊緣25之水平延伸線相同的線上。支撐突起350可自第一區D19突出以支撐光學透鏡300。底表面311之第一區D19在另一方向上折射自發光裝置100發射之光,藉此改變藉由第一光輸出表面330及第二光輸出表面335達成之明度分佈。圖75中所說明之光的明度分佈為說明具有具彎曲區之底表面的光學透鏡之明度分佈的狀況,且可認識到,相比具有傾斜表面之光學透鏡,中心部分處之熱點現象得到改良。
圖36為說明根據實施例之光學透鏡的底表面之另一實例的側視橫截面圖,且圖37為圖36之光學透鏡的部分放大圖。在描述圖36及圖37時,與上文所揭示之實施例相同的組態將參考上文所揭示之實施例的描述。
參看圖36及圖37,光學透鏡300之底表面313包括分別具有負曲率及正曲率之彎曲表面13及14。在底表面313中,鄰近於第一邊緣23之第一彎曲表面13可具有負曲率,且鄰近於第二邊緣25之第二彎曲表面14可具有正曲率。第一彎曲表面13之高點可安置於發光裝置100之上表面上方,且可安置成低於第二邊緣25之水平延伸線。第一彎曲表面13全反射自發光裝置100之側表面發射的光,藉此減少光學透鏡300之中心部分處的熱點現象且改良明度分佈。在比較相對於第一彎曲表面13與第二彎曲表面14之間的反曲點的第一彎曲表面13及第二彎曲表面14之直線的長度時,第一彎曲表面13之直線的長度C11可長於第二彎曲表面14之直線的長度C12,但實施例不限於此。支撐突起350可自第一彎曲表面13突出超過第二彎曲表面14以支撐光學透鏡300。
圖38為說明根據實施例之光學透鏡的光輸入表面之另一實例的側視橫截面圖,圖39為圖38之光學透鏡的部分放大圖,且圖40為圖38之光學透鏡的仰視圖。在描述根據實施例之光學透鏡時,與上文實施例中所揭示之光學透鏡之組態相同的組態將參考上文所揭示之描述。
參看圖38至圖40,光學透鏡300包括具有凹口315之光輸入表面320、底表面310以及第一光輸出表面330及第二光輸出表面335。
光學透鏡300之光輸入表面320的側視橫截面之形狀可包括殼形形狀、鐘形形狀或半卵形形狀。光輸入表面320可包括平坦表面27 及28中之至少一者。平坦表面27及28可安置於不同高度處。平坦表面27及28可相對於中心軸線Y0以90°或大於90°(例如,在90°至140°之範圍內)之角度θ18安置。
如圖39及圖40中所展示,在自底部被觀察時,光輸入表面320內之平坦表面27及28可按具有預定寬度E1之環形形狀形成。複數個環形平坦表面27及28可安置於光輸入表面320內之不同高度處,但實施例不限於此。環形平坦表面27及28之直徑可窄於凹口315之底部的寬度D1。
平坦表面27及28包括鄰近於光輸入表面320之第一頂點21的第一平坦表面27,及安置於第一平坦表面27與第一邊緣23之間的第二平坦表面28。第二平坦表面28可安置於第二光輸出表面335之第三邊緣35的水平延伸線上方。第一平坦表面27及第二平坦表面28之寬度E1彼此可相同或不同。第一平坦表面27及第二平坦表面28之寬度E1可隨著該等表面變得遠離光輸入表面320之第一頂點21而加寬。舉例而言,第二平坦表面28之寬度可寬於第一平坦表面27之寬度。在光學透鏡300中,歸因於光輸入表面320之平坦表面27及28,在圖76中所展示之明度分佈中,亮於周圍之複數個環形形狀可展示於光學透鏡之中心部分的周邊處。因此,光學透鏡之中心部分處的明度分佈與其周圍部分處之明度分佈之間的差異可減小。
圖41為說明根據實施例之光學透鏡的另一實例之側視橫截面圖。在描述圖41時,與上文所揭示之實施例相同的組態將參考上文所揭示之實施例的描述。
參看圖41,光學透鏡300包括具有凹口315之光輸入表面320、底表面310以及第一光輸出表面330及第二光輸出表面336。
光學透鏡300之底表面310可安置為相對於自第一邊緣23至第二邊緣25之水平延伸線傾斜的表面或彎曲的表面,但實施例不限於此。
第二光輸出表面336可延伸,同時具有自第一光輸出表面330之外周邊的台階結構37。相比第一光輸出表面330之下部邊緣,第二光輸出表面336係更向內安置。第二光輸出表面336可提供為傾斜表面或 垂直表面。在第二光輸出表面336提供為傾斜表面時,光折射角度可變得較大,且鄰近光學透鏡之間的干涉距離可為長的。
底表面310之第二邊緣25之間的直線之距離B1可短於第一光輸出表面330之下部外側之間的距離B3。又,第二光輸出表面336之上邊緣之間的直線之距離B2可長於距離B1而短於距離B3,但實施例不限於此。
在光學透鏡300中,相比第一光輸出表面330之下部邊緣,第二光輸出表面336係更向內安置,使得光學透鏡300之下部寬度可減小。又,第二光輸出表面336接收自發光裝置100發射之部分光且發射該光。此處,第二光輸出表面336以小於折射之前的入射角的發射角度發射光。因此,發光模組內之光學透鏡之間的光學干涉距離亦可增加。
圖42為說明根據實施例之光學透鏡的另一實例之側視橫截面圖。在描述圖42時,與上文所揭示之實施例相同的組態將參考上文所揭示之實施例的描述。
參看圖42,光學透鏡300包括安置於凹口315之下部周邊處的底表面310、具有凹口315之光輸入表面320以及第一光輸出表面330及第二光輸出表面337。
光學透鏡300之底表面310可安置為相對於自第一邊緣23之水平延伸線傾斜的表面或彎曲的表面,但實施例不限於此。
第二光輸出表面337可延伸,同時具有自第一光輸出表面330之外周邊的台階結構37。相比第一光輸出表面330之下部邊緣,第二光輸出表面337係更向內安置。第二光輸出表面337可提供為傾斜表面或垂直表面。相比垂直於第一光輸出表面330之最外部分的線,第二光輸出表面337可更朝內或向內安置。
底表面310與第二光輸出表面337之間的邊界部分35A可處理為修圓彎曲表面。由於將邊界部分35A處理為彎曲表面,因此可防止自發光裝置100發射之光與另一光學透鏡干涉。
圖43為平面圖,其中側面突出部分安置於根據實施例之光學透鏡處,圖44為圖43之光學透鏡的後視圖,圖45為具有圖43之光學 透鏡的發光模組之平面圖,且圖46為說明圖45之發光模組的電路板及光學透鏡之平面圖。
參看圖43及圖44,光學透鏡300包括凹口315及在凹口315之周邊處的光輸入表面320,其中凹口315可自光學透鏡300之底表面310向上凸起。光輸入表面320具有在凹口315之周邊處的彎曲表面。凹口315可為殼形形狀、鐘形形狀或半卵形形狀。在描述光學透鏡300之結構時,與上文所揭示之實施例相同的部分將參考上文所揭示之實施例的描述,且不同部分將加以詳細地描述。
光學透鏡300包括安置於下部部分處之複數個支撐突起350。支撐突起350可自光學透鏡300之底表面310向下突出。
複數個支撐突起350可包括鄰近於側面突出部分360之第一支撐突起51及第二支撐突起52,以及相比光輸入表面320而與側面突出部分360隔開更多之第三支撐突起53及第四支撐突起54。
在側面突出部分360之任何點(例如,中心點)處,與第一支撐突起51及第二支撐突起52之距離D15可短於與中心軸線Y0之距離D14。由於D15>D14,因此第一至第四支撐突起51、52、53及54可在光輸入表面320之周邊處穩定地支撐光學透鏡300。在光學透鏡300具有圓形形狀時,D14可定義為半徑。此處,第一距離r1可按光學透鏡300之半徑D14或底表面310之半徑的0.82至0.85之範圍而安置。第一距離r1可包括6mm至6.5mm之範圍,例如,6.2mm至6.4mm之範圍。由於支撐突起350安置在與中心軸Y0相距第一距離r1處,因此在第一距離r1及其周圍區(r1±10%)處,歸因於行進至支撐突起350安置所在之底部區之光的干涉可減少。行進至偏離第一距離r1之區的光並不顯著影響光分佈。
相對於中心軸線Y0,穿過側面突出部分360之中心點的第二軸線Z1與第二支撐突起52之間的角度R12可為銳角,例如,大於45°。
此處,在複數個支撐突起350中,相對於中心軸Y0的鄰近於側面突出部分360之第一支撐突起51與第二支撐突起52之間的角度R11可大於90°。因此,複數個支撐突起350可安置成相比第二軸線Z1更鄰近於第一軸線X0。由於複數個支撐突起350安置成更鄰近於第一軸線X0, 因此光學透鏡300可得到穩定支撐,且沿第二軸線Z1之電路板400的長度D13可縮短。
參看圖44,在光學透鏡300之底表面310處,複數個支撐突起350可分別安置於使用穿過中心軸Y0及側面突出部分360之中心的第二軸線Z1及垂直於第二軸線Z1之第一軸線X0劃分的第一至第四象限Q1、Q2、Q3及Q4處。又,複數個支撐突起350(51、52、53及54)可安置成相比第二軸線Z1更接近於第一軸線X0。複數個支撐突起350之中心與中心軸Y0可隔開相同的第一距離r1,但實施例不限於此。複數個支撐突起350中之至少一者相比其他剩餘支撐突起350可具有相距中心軸Y0之不同間隔,但實施例不限於此。就複數個支撐突起350(51、52、53及54)之間的距離而言,沿第一軸線X0之距離D31可長於沿第二軸線Z1之距離D32。此情形可根據電路板400之寬度(其為第二長度)而變化。
作為複數個支撐突起350(51、52、53及54),其中之至少四個可按多邊形形狀(例如,四邊形形狀,亦即,矩形形狀)安置。作為另一實例,複數個支撐突起350(51、52、53及54)可為四個或四個以上(例如,五個或五個以上),但實施例不限於此。
在實施例中,由於複數個支撐突起350(51、52、53及54)與第二軸線Z1隔開而非與側面突出部分360重疊且安置成更接近於第一軸X0,因此在光學透鏡300之射出模製期間,複數個支撐突起350(51、52、53及54)對第二光輸出表面335之表面的影響可減小。
光學透鏡300可包括突出至光學透鏡300之最外部分的側面突出部分360。側面突出部分360自光學透鏡300之第二光輸出表面335的部分區向外突出超過第二光輸出表面335。如圖45及圖46中所展示,側面突出部分360可向外突出超過電路板400之區。因此,光學透鏡300之側面突出部分360可安置於未垂直地重疊電路板400之區處。側面突出部分360可向外突出超過第一側表面401及第二側表面402中之任一者。
在實施例中,複數個光學透鏡300之側面突出部分360可在正交於中心軸線Y0(例如,在第二軸線Z1之方向上)安置。第二軸線Z1之方向可為垂直於光學透鏡300配置所沿之方向的方向。第二軸線Z1 之方向可正交於同一平面上之第一軸線X0的方向。側面突出部分360可自第二光輸出表面335突出。側面突出部分360之外部側表面361處的水平表面可正交於第二軸線Z1之方向。如圖46中所展示,側面突出部分360之外部側表面361處的水平直線K2可平行於第一軸線X0之方向。此處,在第一軸線X0及第二軸線Z1安置於同一水平表面上時,第一軸線X0及第二軸線Z1可彼此正交同時穿過中心軸線Y0。
側面突出部分360為在射出模製期間用於閘極之區經切割所在的部分,且可定義為閘極部分、切割部分、突起或標記部分,但不限於此。一個側面突出部分360可安置於光學透鏡300處。除側面突出部分360外,光學透鏡300可進一步包括向外突出之至少一個突起,但實施例不限於此。
光學透鏡300之側面突出部分360可具有形成為粗糙表面之外部側表面。此處,粗糙表面可具有高於第一光輸出表面330之表面粗糙度的表面粗糙度。粗糙表面可具有低於第一光輸出表面330之透射率的透射率。粗糙表面可為切割表面。
歸因於側面突出部分360之區的低透射率及高表面粗糙度,光分佈可能不均勻且可能難以控制光發射角度。穿過側面突出部分360之區發射的光可輻射至鄰近光學透鏡。在側面突出部分360之區在第一軸線X0之方向上配置或經安置以垂直地重疊電路板400時,穿過側面突出部分360之區發射的光可輻射至鄰近光學透鏡300,使得光干涉現象可發生,且該光可藉由電路板400反射且影響光學均勻性。
參看圖45至圖46,發光模組301包括發光裝置100、安置於發光裝置100上之光學透鏡300及安置於發光裝置100下方之電路板400。
發光裝置100可安置於電路板400上且安置於光學透鏡300與電路板400之間。發光裝置100係藉由自電路板400接收電力來操作且發射光。
光學透鏡300之支撐突起350可朝向電路板400突出且安置成低於電路板400之上表面。複數個支撐突起350可垂直地重疊電路板 400。複數個支撐突起350可固定於電路板400上以防止光學透鏡300傾斜。用於插入支撐突起350之插入溝槽可安置於電路板400上。在電路板400上,在支撐突起350插入至用於支撐突起350之插入溝槽中時,黏著部件(未圖示)可用以膠接支撐突起350。
電路板400可配置於諸如照明裝置、顯示裝置、終端機、前照燈、指示器燈等之光單元內。電路板400可包括電連接至發光裝置100之電路層。保護層(未圖示)可安置於電路板400上,且保護層可包括吸收或反射自光學透鏡300反射之光的材料。
在自頂部觀察電路板400時,在x軸方向上之第一長度長於在z軸方向上之第二長度D13。第一長度可為水平長度,且第二長度D13可為垂直長度或寬度。
電路板400之第二長度D13可小於或相同於光學透鏡300之寬度D4或直徑。舉例而言,第二長度D13可小於光學透鏡300之寬度D4或直徑。因此,電路板400之第二長度D13可減小,因此具有成本節省效應。
電路板400之第一長度可為光學透鏡300之直徑或寬度的2倍或大於2倍。舉例而言,電路板400之第一長度可具有長於四個或四個以上光學透鏡300之直徑或寬度之總和的長度。電路板400之第一長度可長於第二長度D13(例如,4倍或大於4倍),但實施例不限於此。
相比與半徑D14之1/3點P21或光學透鏡300之1/2寬度齊平的直線K5之距離D21,第一支撐突起51及第二支撐突起52可隔開更多。電路板400之第一側表面401及第二側表面402可向外安置超過穿過複數個支撐突起350之水平直線K3,且相比光學透鏡300之外周邊(例如,穿過第二光輸出表面335之水平直線K4)更向內安置。電路板400之第一側表面401可與直線K4隔開預定距離D22。
吸收層412及414可安置於電路板400上。吸收層412及414包括吸收率高於反射率之材料,例如,黑色抗蝕劑材料。吸收層412及414可包括彼此隔開之第一吸收層412及第二吸收層414,且第一吸收層412及第二吸收層414可沿電路板400之第一軸線X0彼此隔開。第一吸收 層412及第二吸收層414可由半卵形形狀形成,但實施例不限於此。第一吸收層412及第二吸收層414可與中心軸線Y0隔開相同的第一距離r1。吸收層412及414為電路板400之保護材料或形成為單獨層,但實施例不限於此。
光學透鏡300之支撐突起350(51、52、53及54)可垂直地重疊第一吸收層412及第二吸收層414。如圖49中所說明,可插入有支撐突起350之複數個孔416可沿電路板400之上表面上的第一吸收層412及第二吸收層414之區形成。光學透鏡300之支撐突起350可插入至安置於第一吸收層412及第二吸收層414之區處的孔416中,如圖49、圖51及圖52中所說明。
如圖53中所說明,在光學透鏡300之支撐突起350插入至孔416中時,支撐突起350之周邊可藉由黏著劑405膠接。黏著劑405可包括由黑色樹脂材料(例如,黑色環氧樹脂材料)形成之黏著材料。黏著劑405可吸收光以抑制不必要的光之反射。
參看圖47,光學透鏡300之三個支撐突起350(55、56及57)可按三角形形狀安置。支撐突起350之中心與中心軸線Y0之間的距離可與第一距離r1相同,或支撐突起350中之任一者可具有距中心軸線Y0之不同距離,但實施例不限於此。
參看圖48,光學透鏡300之複數個支撐突起350(58、59及60)中之至少一者(例如,支撐突起58)相比其他支撐突起59及60可具有較大寬度或較大面積。在複數個支撐突起350當中,相對較遠離中心軸線Y0之支撐突起58的大小可大於相對較接近於中心軸線之支撐突起59及60的大小。支撐突起58、59及60之底部面積之差可與該等支撐突起與中心軸線Y0之距離成比例。
圖50為沿圖45之發光模組之線B-B截取的橫截面圖。
如圖50中所說明,在自發光裝置100發射之光當中,儘管入射於第一光輸出表面330上之大部分光L5透射,但部分光L6可朝向底表面310反射。作為量測朝向底表面310反射之部分光L6之強度的結果,在與中心軸線Y0相距第一距離r1之區中偵測到峰值,如圖77中所展示。 行進至底表面310之部分光L6透射穿過底表面310或藉由底表面310反射,因此與其他光干涉。在實施例中,電路板400之吸收層412及414可安置在對應於行進至底表面310之部分光L6的強度之峰值或峰值之80%或大於80%的範圍的區處,以便吸收不必要的光。在不必要的光行進至外部時,雲紋缺陷可發生。
在實施例中,用以支撐光學透鏡300之支撐突起350可安置在對應於行進至底表面310之部分光L6的強度之峰值或峰值之80%或大於80%的範圍的區處。由於支撐突起350安置於吸收層412及414之區內或吸收材料凝膠經塗覆至支撐突起350,因此入射的部分光L6可被吸收以抑制雲紋缺陷。作為另一實例,在光學透鏡300之底表面310當中,光吸收材料可經塗覆至以上區,但實施例不限於此。
在光學透鏡300之底表面310處,第一距離r1可包括6mm至6.5mm之範圍,例如,6.2mm至6.4mm之範圍。由於支撐突起350安置在與中心軸Y0相距第一距離r1處,因此在第一距離r1及其周圍區(r1±10%)處,歸因於行進至支撐突起350安置所在之底部區之光的干涉可減少。行進至偏離第一距離r1之區的光並不顯著影響光分佈。
因此,有效地控制穿過光學透鏡300之第一光輸出表面330及第二光輸出表面335而輸出的光,且可抑制行進至其他區(例如,底表面)之部分光L6以免與其他光分佈干涉,藉此改良光分佈之均勻性。
作為另一實例,在將光自光學透鏡外部輻射至第一光輸出表面時,可在第一距離r1處偵測到具有峰值之光強度,如圖77中所展示。在實施例中,支撐突起350中之至少一者或全部、吸收層412及414以及凝膠(圖51之405)安置於可由於第一光輸出表面330之彎曲表面之特性而反射或折射的底表面310之區當中光之量最大所在的區及其相對區處,藉此抑制雲紋問題且防止均勻的光分佈被干涉。
圖51為沿圖45之發光模組之線C-C截取的橫截面圖,且為說明輸出至光學透鏡之光輸入表面及輸出表面的光之路徑的視圖。圖52為圖51之發光模組的部分放大圖,圖53為說明用於將光學透鏡之支撐突起固定至圖51之發光模組中之電路板的實例的視圖,圖54為根據第三實 施例之光學透鏡的側視圖,且圖55為沿圖45之發光模組之線D-D截取的橫截面圖。
參看圖51至圖55,光學透鏡300包括底表面310、光輸入表面320、凹口315、第一光輸出表面330及第二光輸出表面335,且將參考上文所揭示之實施例的描述。
光學透鏡300經由光輸入表面320接收自發光裝置100之上表面及側表面發射的光,且將光發射至第一光輸出表面330及第二光輸出表面335。自光輸入表面320入射之部分光可穿過預定路徑且輻射至底表面310。在自發光裝置100發射之光入射於光輸入表面320上同時具有預定角度之光束擴散角度分佈時,光學透鏡300可經由第一光輸出表面330及第二光輸出表面335漫射光。
光學透鏡300之光輸入表面320可安置成與發光裝置100之上表面S1及側表面S2相對。自發光裝置100之側表面S2發射的光可輻射至光輸入表面320。因此,發射至發光裝置100之側表面S2的光可入射於光輸入表面320上而無洩漏。
發光裝置100經由上表面S1及複數個側表面S2發射光,且具有(例如)五個或五個以上發光表面。發光裝置100之複數個側表面S2可為包括至少四個側表面之結構,且可為發光表面。
由於發光裝置100提供五個或五個以上發光表面,因此光之光束擴散角度分佈可歸因於經由側表面S2發射之光而加寬。發光裝置100之光束擴散角度分佈可為130°或大於130°,例如,136°或大於136°。發光裝置100之光束擴散角度的1/2可為65°或大於65°,例如,68°或大於68°。在自發光裝置100發射之光穿過光學透鏡300發射時,對應於發光裝置100之光束擴散角度的光束角度可為140°或大於140°,例如,142°或大於142°。光束角度之1/2可為70°或大於70°,例如,71°或大於71°。由於相比發光裝置100之光束擴散角度,光學透鏡300以更寬光束擴散角度分佈發射光,因此可改良光之光束擴散角度分佈,且可提供均勻的明度分佈。由於將發光裝置100之光束擴散角度分佈提供為寬的,因此可促進使用具有傾斜底表面310及具大深度之光輸入表面320的光學透鏡300漫射光。
第一光輸出表面330及第二光輸出表面335折射及發射入射光。第二光輸出表面335折射光以使得相對於中心軸線Y0,在折射之後的所提取光之角度小於在折射之前的入射光之角度。因此,鄰近光學透鏡300之間的光干涉距離可為長的,且穿過第二光輸出表面335輸出之部分光及輸出至第一光輸出表面330之光的色彩可在光學透鏡300周圍混合。
第一光輸出表面330可反射或折射入射光以將光輸出至外部。在第一光輸出表面330處,相對於中心軸線Y0,在折射之後穿過第一光輸出表面330發射之光的發射角度可大於在折射之前光入射的入射角。
參看圖57,光學透鏡300之寬度D4或直徑可為厚度D3之2.5倍或大於2.5倍,例如,厚度D3之3倍或大於3倍。由於光學透鏡300之寬度D4或直徑為15mm或大於15mm,因此可遍及光單元(例如,背光單元)提供均勻的明度分佈,且光單元之厚度可減少。凹口315之深度D2可相同於或深於光輸入表面320之底部寬度D1。凹口315之深度D2可為光學透鏡300之厚度D3的75%或大於75%,例如,光學透鏡300之厚度D3的80%或大於80%。由於凹口315之深度D2為大的,因此甚至在第一光輸出表面330之中心區32並不具有全反射表面或負曲率時,光仍可甚至自鄰近於光輸入表面320之第一頂點21的區在側向上漫射。凹口315之深度D2為光輸入表面320之第一頂點21的深度。由於光輸入表面320之第一頂點21的深度為大的,因此光輸入表面320可在側向上折射入射於第一頂點21之周圍區上的光。
凹口315與第一光輸出表面330之間的最小距離D5可為光輸入表面320之第一頂點21與第一光輸出表面330之第二頂點31之間的間隔。距離D5可為(例如)1.5mm或小於1.5mm,或在0.6mm至1.5mm之範圍內。在光輸入表面320之第一頂點21與第一光輸出表面330之第二頂點31之間的距離D5超過1.5mm時,行進至第一光輸出表面330之中心區的光之量可增加,使得熱點現象可發生。在光輸入表面320之第一頂點21與第一光輸出表面330之第二頂點31之間的距離D5小於0.6mm時,光學透鏡300之中心處的剛度減弱。由於凹口315與第一光輸出表面330之間的距離D5在以上範圍內,因此甚至在第一光輸出表面330之中心區 32並不具有全反射表面或負曲率時,光之路徑仍可向外漫射至中心區之周圍部分。由於凹口315之第一頂點21接近第一光輸出表面330之凸起的第二頂點31,因此穿過光輸入表面320朝向第一光輸出表面330之側向行進的光之量可增加。因此,在光學透鏡300之側向上漫射的光之量可增加。相比自第二光輸出表面335之第三邊緣35水平地延伸的線,光輸入表面320之第一頂點21可安置成更鄰近於第二頂點31,該第二頂點為第一光輸出表面330之中心。
在光學透鏡300中,第一光輸出表面330可具有不同曲率半徑。光輸入表面320可具有不同曲率半徑。分別具有第一光輸出表面330及光輸入表面320之曲率半徑的圓之中心可安置成低於穿過光輸入表面320之第一頂點21的水平直線,且可安置於垂直地重疊光學透鏡300之區處。
如圖51中所說明,在觀察光學透鏡300之光學路徑時,自發光裝置100發射之光當中入射於光學透鏡300之光輸入表面320上的第一光L1可折射及發射至第一光輸出表面330。又,在自發光裝置100發射之光當中,入射於光輸入表面320上之第二光L2可發射至第二光輸出表面335。
此處,入射於光輸入表面320上之第一光L1之入射角可為第一角度θ1,且發射至第一光輸出表面330之第一光L1之發射角度可為第二角度θ2,入射於光輸入表面320上之第二光L2之入射角可為第三角度θ3,且發射至第二光輸出表面335之第二光L2之發射角度可為第四角度θ4。第二光L2可為發射至發光裝置100之側表面的光。第二角度θ2大於第一角度θ1。第二角度θ2隨著第一角度θ1逐漸增加而逐漸增加,且隨著第一角度θ1逐漸減小而逐漸減小。又,第一角度θ1及第二角度θ2滿足條件θ2>θ1或1<(θ2/θ1)。第一光輸出表面330之第二角度θ2為折射之後的發射角度,且可大於折射之前的入射角。由於第一光輸出表面330折射穿過光輸入表面320入射之光當中行進至第一光輸出表面330之光L1,因此第一光輸出表面330可向光學透鏡300之側向漫射第一光L1。
第四角度θ4可小於第三角度θ3。第四角度θ4隨著第三角度θ3增加而增加,且第四角度θ4隨著第三角度θ3減小而減小。又,第三 角度θ3及第四角度θ4滿足條件θ4<θ3或1>(θ4/θ3)。第二光輸出表面335之第四角度θ4為折射之後的發射角度,且可小於折射之前的入射角。經由發光裝置100之側表面S2發射的光或偏離光束擴散角度之光可入射於第二光輸出表面335上。因此,第二光輸出表面335可折射經由發光裝置100之側表面S2發射的光及偏離光束擴散角度之光以行進至明度分佈之半值角度區。光損失可藉由第二光輸出表面335而減少。
第二光輸出表面335之第三邊緣35可具有發光裝置100之光束擴散角度,且安置於所輻射光束角度之1/2角度的位置上方,例如,第四角度θ4上方。舉例而言,中心軸線Y0與將凹口315之底部的中心P0連接至第三邊緣35之直線之間的角度可小於具有發光裝置100之半值角度且透射穿過光學透鏡300的光束之角度。
在自發光裝置100發射之光當中,具有發光裝置之光束擴散角度的光可經控制以穿過第二光輸出表面335發射。在此狀況下,發射至第二光輸出表面335之光L2與行進至第一光輸出表面330之光的色彩可混合。
在自發光裝置100發射之光當中,入射於光輸入表面320上之光L3可藉由光學透鏡之底表面310反射且發射至第二光輸出表面335或自第二光輸出表面335反射。藉由第二光輸出表面335反射之光可再次入射於光輸入表面320或第一光輸出表面330上,且經折射以發射至第一光輸出表面330。
在發射至發光裝置100之側表面S2的光當中,由於穿過第二光輸出表面335發射之光係以小於入射角之發射角度發射,因此安置於不同電路板400上之光學透鏡300之間的間隔G2(亦即,光學干涉距離)可增加,如圖59及圖60中所說明。又,由於光學透鏡300之明度分佈得到改良,因此電路板400與光學薄片514之間的距離H1可減小。又,安置於背光單元內之光學透鏡300的數目可減少。
在光學透鏡300中,底表面310之第一邊緣23可在相同於或低於光學透鏡300之凹口315的底部之中心P0的位置處,且第二邊緣25之位置可安置成高於發光裝置100之上表面S2。因此,底表面310全反射 經由發光裝置100之側表面S2發射且自光輸入表面320入射的光。
由於第一光輸出表面330之垂直地重疊凹口315的中心區經處理為平坦表面或凸表面,因此發射至凸起之光輸入表面320的光相對於光軸向外折射,藉此防止歸因於透射穿過第一光輸出表面330之中心區的光而發生熱點。在實施例中,凹口315之深度D2可安置成鄰近於第一光輸出表面330之凸起中心區,藉此藉由凹口315之光輸入表面320在側向上折射光。因此,歸因於藉由光學透鏡300之第一光輸出表面330發射的光的熱點可減少,且光可在第一光輸出表面330之中心區處以均勻分佈發射。
如圖55及圖56中所說明,光學透鏡300之側面突出部分360自第二光輸出表面335突出。入射於側面突出部分360之區上的光自側面突出部分360反射且穿過外部側表面361發射。在電路板400之光學透鏡300中,由於側面突出部分360在不同電路板400配置所沿之第二軸線Z1的方向上反射光,因此同一電路板400內之光學透鏡300之間的光學干涉可得以防止。又,相比同一電路板400內之光學透鏡300之間的間隔,不同電路板400之間的間隔隔開更多,藉此減少不同電路板400上之光學透鏡300之間的光學干涉。
側面突出部分360可自第二光輸出表面335突出300μm之最小厚度T1,例如,500μm或大於500μm。由於側面突出部分360安置在光學透鏡300之間的間隔較大所在的方向上,因此光學透鏡300之間的光學干涉可減少。
側面突出部分360之高度T2可相同於或小於第二光輸出表面335之寬度(圖8之D7),且可為(例如)1mm或大於1mm。側面突出部分360之高度T2可根據光學透鏡300之大小而變化。側面突出部分360之高度T2可為光學透鏡300之厚度(圖8之D3)的至少1/3。
側面突出部分360之寬度(圖43之T3)可大於高度T2及厚度T1,例如,T1或T2之2倍或大於2倍。側面突出部分360之寬度T3可為光學透鏡300之寬度或直徑D4的至少1/3。
參看圖58,複數個光學透鏡300及300A可安置於電路板 400上。複數個光學透鏡300及300A可沿第一軸線X0配置且彼此隔開預定間隔G1。
複數個光學透鏡300及300A之側面突出部分360可沿第二軸線Z1突出,例如,朝向電路板400之第一側表面401突出。複數個光學透鏡300及300A之側面突出部分360可更向外突出超過電路板400之第一側表面401。複數個光學透鏡300及300A之側面突出部分360可沿同一方向突出。
作為另一實例,複數個光學透鏡300及300A之側面突出部分360可相對於第一軸線X0或中心軸線Y0之方向沿相對方向+Z及-Z突出。複數個光學透鏡300及300A之側面突出部分360可向外突出超過電路板400之第一側表面401及第二側表面402。
作為又一實例,複數個光學透鏡300及300A之側面突出部分360可相對於第一軸線X0或中心軸線Y0沿同一方向突出。舉例而言,複數個光學透鏡300及300A之側面突出部分360可朝向電路板400之第一側表面401及第二側表面402中的第二側表面402突出。複數個光學透鏡300及300A之側面突出部分360可向外突出超過電路板400之第二側表面402。
在實施例中,複數個光學透鏡300及300A之側面突出部分360中之每一者可自垂直於第一軸線X0之第二軸線Z1以隨機形狀向前或向後安置,且可向外突出超過電路板400之外部部分(例如,第一側表面401或第二側表面402)。
圖59及圖60為說明根據實施例之具有照明模組之光單元的視圖。
參看圖59及圖60,光單元包括底蓋512、作為底蓋512中之照明模組的複數個電路板400、發光裝置100及安置於複數個電路板400上之光學透鏡300。複數個電路板400可配置於底蓋512中。
底蓋512可包括用於散熱之金屬或導熱樹脂材料。底蓋512可包括儲存單元,且側蓋可安置於儲存單元之周邊處。
電路板400可包括電連接至發光裝置100之電路層。電路 板400可包括以下各者中之至少一者:樹脂PCB、具有金屬芯之MCPCB,及FPCB,但實施例不限於此。根據實施例,反射薄片可安置於電路板上。反射薄片可由(例如)PET、PC、PVC、樹脂及其類似者形成,但實施例不限於此。
光學薄片514可安置於底蓋512上方,且光學薄片可包括以下各者中之至少一者:聚集散射光之稜鏡薄片、明度加強薄片,及再漫射光之漫射薄片。光導層(未圖示)可安置於光學薄片514與照明模組之間的區處,但實施例不限於此。
安置於每一電路板400內之光學透鏡300之間的間隔G1可窄於安置於不同電路板400中之光學透鏡300之間的間隔G2。間隔G1可在光學透鏡300之寬度或直徑D4的6倍至10倍之範圍內,例如,6倍至9倍。間隔G2可在光學透鏡300之寬度或直徑D4的9倍至11倍之範圍內,例如,9倍至11倍。此處,光學透鏡300之寬度D4可為15mm或大於15mm。光學透鏡300之間的的光學干涉距離(亦即,間隔G1及G2)可保持為光學透鏡300之寬度或直徑D4的至少6倍。
在光學透鏡300之寬度或直徑D4窄於以上範圍時,光單元內之光學透鏡300的數目可增加,且暗部分可在光學透鏡300之間的區處產生。在光學透鏡300之寬度或直徑D4寬於以上範圍時,光單元內之光學透鏡300的數目可減小,但每一光學透鏡300之明度可減小。
光單元內之光學透鏡300的數目可與側面突出部分360之數目相同。
在光學透鏡中,在光輸入表面及第一光輸出表面包括彎曲區段時,彎曲區段可滿足樣條曲線,其為非線性數值分析方法。樣條曲線為使用幾個控制點形成平滑曲線之函數,且可藉由穿過選定控制點之內插曲線及類似於連接選定控制點之線之形狀的逼近曲線來定義。可將B樣條曲線、貝塞爾曲線、非均勻有理B樣條(NURBS)曲線及三次樣條曲線用作樣條曲線。
作為一個實例,可使用貝塞爾曲線等式展示包括於表面中之每一者之橫截面中的彎曲區段。貝塞爾曲線函數可實施為藉由開始點(其為 初始控制點)、結束點(其為最終控制點)及定位於開始點與結束點之間的內部控制點之移動獲得各種自由曲線的函數。
圖65用於獲得凹口之光輸入表面的曲線,且可藉由開始點C1、結束點C2及至少一個內部控制點C3之移動實施。
藉由將加權值給予連接至內部控制點C3之開始點C1及結束點C2,可獲得光輸入表面320之曲線,如下表1中。表1包括用於獲得光輸入表面之彎曲區段的參數。
Figure 105100155-A0202-12-0053-1
X軸點及開始點C1之加權值可根據光學透鏡300與光學薄片之間的間隔而變化。
圖66用於獲得根據實施例之光學透鏡的第一光輸出表面之曲線,且可藉由開始點C4、結束點C5及至少兩個內部控制點C6及C7之移動實施。
藉由將加權值給予連接至內部控制點C6及C7之開始點C4及結束點C5,可獲得第一光輸出表面330之曲線,如下表2中。表2包括用於獲得第一光輸出表面之彎曲區段的參數。
Figure 105100155-A0202-12-0053-2
X軸點及開始點C4之加權值可根據光學透鏡300與光學薄片之間的間隔而變化。
將參看圖61至圖63描述根據實施例之發光裝置的實例。圖61為說明根據實施例之發光裝置之第一實例的視圖。將參看圖61描述 發光裝置及電路板之實例。
參看圖61,發光裝置100包括發光晶片100A。發光裝置100可包括發光晶片100A及安置於發光晶片100A上之螢光材料層150。螢光材料層150可包括藍色、綠色、黃色及紅色螢光材料中之一或多者,且可安置為單層或多層。在螢光材料層150中,螢光材料被添加至可透光樹脂材料。可透光樹脂材料可包括諸如聚矽氧或環氧樹脂之材料,且螢光材料可選擇性地由基於YAG、基於TAG、基於矽酸鹽、基於氮化物及基於氮氧化物之材料形成。
螢光材料層150可安置於發光晶片100A之上表面處,或安置於發光晶片100A之上表面及側表面處。螢光材料層150可安置於發光晶片100A之表面當中發射光之區上以轉換光之波長。
螢光材料層150可包括單一層或不同螢光材料層,其中不同螢光材料層可包括具有紅色、黃色及綠色螢光材料當中之至少一種類型之螢光材料的第一層,及形成於第一層上且具有紅色、黃色及綠色螢光材料當中之與第一層不同之螢光物質的第二層。作為另一實例,不同螢光材料層可包括三個或三個以上層,但實施例不限於此。
作為另一實例,螢光材料層150可包括薄膜型螢光材料層。薄膜型螢光材料層提供均勻厚度,使得根據波長轉換之色彩分佈可為均勻的。
就發光晶片100A而言,發光晶片100A可包括基板111、第一半導體層113、發光結構120、電極層131、絕緣層133、第一電極135、第二電極137、第一連接電極141、第二連接電極143及支撐層140。
基板111可使用可透光、絕緣或導電基板。舉例而言,基板111可使用藍寶石(Al2O3)、SiC、Si、GaAs、GaN、ZnO、GaP、InP、Ge及Ga2O3中之至少一者。複數個凸起部分(未圖示)可形成於基板111之頂表面及底表面中之至少一者或全部上以改良光提取效率。每一凸起部分之側視橫截面形狀可包括半球形形狀、半卵形形狀或多邊形形狀中之至少一者。此處,可移除發光晶片100A中之基板111,且在此狀況下,可將第一半導體層113或第一導電半導體層115安置為發光晶片100A之頂部層。
第一半導體層113可形成於基板111下方。可使用II-V族化合物半導體形成第一半導體層113。可使用II-V族化合物半導體將第一半導體層113形成為至少一個層或複數個層。第一半導體層113可具有使用III-V族化合物半導體之半導體層,該等III-V族化合物半導體包括GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、GaAs、GaAsP、AlGaInP及GaP中之至少一者。第一半導體層113可具有實驗式InxAlyGa1-x-yN(0
Figure 105100155-A0202-12-0055-82
x
Figure 105100155-A0202-12-0055-83
1,0
Figure 105100155-A0202-12-0055-84
y
Figure 105100155-A0202-12-0055-85
1,0
Figure 105100155-A0202-12-0055-87
x+y
Figure 105100155-A0202-12-0055-88
1),且可由緩衝層及未摻雜半導體層中之至少一者形成。緩衝層可減少基板與氮化物半導體層之間的晶格常數之差異,且未摻雜半導體層可改良半導體之晶體品質。此處,可不形成第一半導體層113。
發光結構120可形成於第一半導體層113下方。發光結構120可選擇性地由II-V族及III-V族化合物半導體形成,且發射在自紫外線帶至可見光帶之波長範圍內的預定峰值波長。
發光結構120包括第一導電半導體層115、第二導電半導體層119及形成於第一導電半導體層115與第二導電半導體層119之間的作用層117。另一半導體層可進一步以在層115、117及119中之每一者上方或下方中的至少一者安置,但實施例不限於此。
第一導電半導體層115可安置於第一半導體層113下方,且藉由摻雜有第一導電摻雜物之半導體(例如,n型半導體層)實施。第一導電半導體層115包括實驗式InxAlyGa1-x-yN(0
Figure 105100155-A0202-12-0055-89
x
Figure 105100155-A0202-12-0055-91
1,0
Figure 105100155-A0202-12-0055-93
y
Figure 105100155-A0202-12-0055-94
,0
Figure 105100155-A0202-12-0055-95
x+y
Figure 105100155-A0202-12-0055-96
1)。第一導電半導體層115之材料可選自III-V族化合物半導體,諸如GaN、AlN、AlGaN、InGaN、InN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP及AlGaInP。第一導電摻雜物為n型摻雜物,其包括諸如Si、Ge、Sn、Se及Te之摻雜物。
作用層117安置於第一導電半導體層115下方,選擇性地包括單一量子井、多量子井(MQW)、量子線結構或量子點結構,且包括週期性的井層及障壁層。週期性的井層/障壁層包括以下對當中之至少一者:InGaN/GaN、GaN/AlGaN、AlGaN/AlGaN、InGaN/AlGaN、InGaN/InGaN、AlGaAs/GaA、InGaAs/GaAs、InGaP/GaP、AlInGaP/InGaP及InP/GaAs。
第二導電半導體層119安置於作用層117下方。第二導電半導體層119包括(例如)實驗式InxAlyGa1-x-yN(0
Figure 105100155-A0202-12-0056-97
x
Figure 105100155-A0202-12-0056-98
1,0
Figure 105100155-A0202-12-0056-99
y
Figure 105100155-A0202-12-0056-101
1,0
Figure 105100155-A0202-12-0056-102
x+y
Figure 105100155-A0202-12-0056-103
1)。第二導電半導體層119可由以下各者中之至少一種化合物半導體形成:GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP及AlGaInP。第二導電半導體層119為P型半導體層,且第一導電摻雜物為P型摻雜物,該P型摻雜物可包括Mg、Zn、Ca、Sr及Ba。
作為另一實例,在發光結構120中,可使用P型半導體層實施第一導電半導體層115,且可使用n型半導體層實施第二導電半導體層119。具有與第二導電半導體層119相反之極性的第三導電半導體層可形成於第二導電半導體層119上。又,可使用n-p結合結構、p-n結合結構、n-p-n結合結構及p-n-p結合結構當中之任一個結構實施發光結構120。
電極層131形成於第二導電半導體層119下方。電極層131可包括反射層。電極層131可包括接觸發光結構120之第二導電半導體層119的歐姆接觸層。反射層之材料可選自具有70%或大於70%之反射率的材料,例如,金屬Al、Ag、Ru、Pd、Rh、Pt、Ir及以上金屬中之兩者或兩者以上的合金。反射層之金屬可在第二導電半導體層119下方接觸。歐姆接觸層之材料可選自可透光材料及金屬或非金屬材料。
電極層131可包括可透光電極層/反射層之堆疊結構,且可透光電極層可由以下各者形成:氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化銦鋅錫(IZTO)、氧化銦鋁鋅(IAZO)、氧化銦鎵鋅(IGZO)、氧化銦鎵錫(IGTO)、AZO、氧化銻錫(ATO)、GZO、Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au、Hf,及由以上材料之選擇性組合形成的材料。金屬反射層可安置於可透光電極層下方,且可由以下各者形成:Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au、Hf,及由以上材料之選擇性組合形成的材料。作為另一實例,反射層可由分佈式布拉格反射(DBR)結構形成,在該結構中,具有不同折射率之兩個層經交替地安置。
諸如粗糙結構之光提取結構可形成於第二導電半導體層119及電極層131中之至少一個層的表面處,且光提取結構可改變入射光之臨界角以改良光提取效率。
絕緣層133可安置於電極層131下方,且可安置於第二導電半導體層119之下表面、第二導電半導體層119及作用層117之側表面及第一導電半導體層115之部分區處。除電極層131、第一電極135及第二電極137外,絕緣層133形成於發光結構120之下部區處以電保護發光結構120之下部部分。
絕緣層133包括藉由以下各者中之至少一者形成的絕緣材料或絕緣樹脂:具有Al、Cr、Si、Ti、Zn及Zr中之至少一者的氧化物、氮化物、氟化物及硫化物。舉例而言,絕緣層133可選擇性地由SiO2、Si3N4、Al2O3或TiO2形成。絕緣層133可形成為單層或多層,但實施例不限於此。絕緣層133經形成以防止在於發光結構120下方形成用於接合之金屬結構時發光結構120中發生層間短路。
絕緣層133可由DBR結構形成,在該結構中,具有不同折射率之第一層及第二層經交替地安置。第一層可藉由SiO2、Si3N4、Al2O3及TiO2中之任一者形成,且第二層可藉由除第一層之材料外的任一種材料形成,但實施例不限於此。又,第一層及第二層可藉由相同材料形成或由具有三個或三個以上層之一對形成。在此狀況下,可不形成電極層。
第一電極135可安置於第一導電半導體層115之部分區下方,且第二電極137可安置於電極層131之一部分下方。第一連接電極141安置於第一電極135下方,且第二連接電極143安置於第二電極137下方。
第一電極135可電連接至第一導電半導體層115及第一連接電極141,且第二電極137可電連接至第二導電半導體層119及第二連接電極143。
第一電極135及第二電極137可藉由以下各者中之至少一者形成:Cr、Ti、Co、Ni、V、Hf、Ag、Al、Ru、Rh、Pt、Pd、Ta、Mo、W或其合金,且可形成為單層或多層。第一電極135及第二電極137可藉由同一堆疊結構或不同堆疊結構形成。諸如臂狀物或指狀物結構之電流擴散圖案可進一步形成於第一電極135及第二電極137中之至少一者上。又,可形成一個或複數個第一電極135及第二電極137,且第一電極135及第二電極137之數目不受限制。第一電極141及第二電極143中之至少一者可 按複數個安置,但實施例不限於此。
第一連接電極141及第二連接電極143提供供應電力及輻射路徑之導線功能。第一連接電極141及第二連接電極143之形狀可包括圓形形狀、多邊形形狀、圓柱形形狀及多邊形稜鏡形狀中之至少一者。第一連接電極141及第二連接電極143可藉由以下各者中之任一者形成:Ag、Al、Au、Cr、Co、Cu、Fe、Hf、In、Mo、Ni、Si、Sn、Ta、Ti、W及以上金屬之選擇性合金。第一連接電極141及第二連接電極143可鍍敷有In、Sn、Ni、Cu及其選擇性合金中之任一種金屬以改良與第一電極135及第二電極137之黏著力。
支撐層140可包括導熱材料,且安置於第一電極135、第二電極137、第一連接電極141及第二連接電極143之周邊處。第一連接電極141及第二連接電極143之下表面可在支撐層140之下表面處曝露。
支撐層140用作用於支撐發光裝置100之層。支撐層140係由絕緣材料形成,且絕緣材料係藉由諸如聚矽氧樹脂或環氧樹脂之樹脂層形成。作為另一實例,絕緣材料可包括膏狀物或絕緣墨水。絕緣材料可藉由包括以下各者之樹脂形成:聚丙烯樹脂、環氧樹脂、酚系樹脂、聚醯胺樹脂、聚醯亞胺樹脂、不飽和聚酯樹脂、聚苯醚樹脂(PPE)、聚氧二甲苯(PPO)樹脂、聚苯硫醚樹脂、氰酸酯樹脂、苯并環丁烯(BCB)、聚醯胺胺(PAMAM)樹枝狀聚合物及聚丙烯亞胺(PPI)樹枝狀聚合物,以及PAMAM內部結構及單獨地或以組合形式具有有機矽外表面的PAMAM有機矽(OS)。支撐層140可藉由與絕緣層133不同之材料形成。
諸如具有Al、Cr、Si、Ti、Zn及Zr中之至少一者的氧化物、氮化物、氟化物及硫化物的化合物中之至少一者可被添加至支撐層140中。此處,添加至支撐層140中之化合物可為散熱劑,且散熱劑作為具有預定大小之粉末粒子、顆粒、填充劑及添加劑而使用。散熱劑包括陶瓷材料,且陶瓷材料包括以下各者中之至少一者:低溫共燒陶瓷(LTCC)、高溫共燒陶瓷(HTCC)、氧化鋁、石英、鋯酸鈣、鎂橄欖石、SiC、石墨、熔融矽石、富鋁紅柱石、堇青石、氧化鋯、氧化鈹及氮化鋁。陶瓷材料可藉由諸如氮化物或氧化物之絕緣材料當中具有高於氮化物或氧化物之熱導率的金屬氮化 物形成,且金屬氮化物可包括(例如)具有140W/mK或大於140W/mK之熱導率的材料。陶瓷材料可為陶瓷系列,諸如SiO2、SixOy、Si3N4、SixNy、SiOxNy、Al2O3、BN、Si3N4、SiC(SiC-BeO)、BeO、CeO及AlN。導熱材料可包括C分量(金剛石、碳奈米管(CNT))。
發光晶片100A以倒裝法安裝於電路板400上。電路板400包括金屬層471、金屬層471上之絕緣層472、絕緣層472上之具有複數個導線電極473及474的電路層(未圖示)及用於保護電路層之保護層475。金屬層471為散熱層,且包括具有高熱導率之金屬(例如,Cu或Cu合金)並可形成為單層或多層。
絕緣層472使金屬層471與電路層之間的部分絕緣。絕緣層472可包括諸如預浸體、聚鄰苯二甲醯胺(PPA)、液晶聚合物(LCP)及聚醯胺9T(PA9T)之樹脂材料中之至少一者。又,金屬氧化物(例如,TiO2、SiO2及Al2O3)可被添加至絕緣層472中,但實施例不限於此。作為另一實例,諸如石墨烯之材料可藉由添加至諸如聚矽氧樹脂或環氧樹脂之絕緣材料中而用於絕緣層472中。
絕緣層472可為藉由金屬層471之陽極氧化製程形成的陽極化區。此處,金屬層471可藉由鋁材料形成,且陽極化區可藉由諸如Al2O3之材料形成。
第一導線電極473及第二導線電極474電連接至發光晶片100A之第一連接電極141及第二連接電極143。導電黏著劑461及462可安置於第一導線電極473及第二導線電極474與發光晶片100A之連接電極141及143之間。導電黏著劑461及462可包括諸如焊接材料之金屬材料。第一導線電極473及第二導線電極474為供應電力之電路圖案。
保護層475可安置於電路層上。保護層475包括反射材料且可藉由抗蝕劑材料(例如,白色抗蝕劑材料)形成,但實施例不限於此。保護層475可充當反射層且可由反射率高於吸收率之材料形成。作為另一實例,保護層475可藉由吸收光之材料形成,且光吸收材料可包括黑色抗蝕劑材料。
將參看圖62描述發光裝置之第二實例。
參看圖62,發光裝置100包括發光晶片100B。發光裝置100可包括發光晶片100B及安置於發光晶片100B上之螢光材料層150。螢光材料層150可包括藍色、綠色、黃色及紅色螢光材料中之一或多者,且可安置為單層或多層。在螢光材料層150中,螢光材料被添加至可透光樹脂材料。可透光樹脂材料可包括諸如聚矽氧或環氧樹脂之材料,且螢光材料可選擇性地由基於YAG、基於TAG、基於矽酸鹽、基於氮化物及基於氮氧化物之材料形成。
螢光材料層150可安置於發光晶片100B之上表面處,或安置於發光晶片100B之上表面及側表面處。螢光材料層150可安置於發光晶片100B之表面當中發射光之區上以轉換光之波長。
發光晶片100B可包括基板111、第一半導體層113、發光結構120、電極層131、絕緣層133、第一電極135、第二電極137、第一連接電極141、第二連接電極143及支撐層140。可移除基板111及第一半導體層113。
發光裝置100之發光晶片100B可使用連接電極161及162連接至電路板400,且連接電極161及162可包括導電凸塊,亦即,焊料凸塊。一個或複數個導電凸塊可配置於電極135及137中之每一者下方,但實施例不限於此。絕緣層133可曝露第一電極135及第二電極137,且第一電極135及第二電極137可電連接至連接電極161及162。
將參看圖63描述發光裝置之第三實例。
參看圖63,發光裝置100包括連接至電路板400之發光晶片200A。發光裝置100可包括安置於發光晶片200A之表面上的螢光材料層250。螢光材料層250轉換入射光之波長。光學透鏡(圖4之300)安置於發光裝置100上以控制自發光晶片200A發射之光的光束擴散特性。
發光晶片200A包括一發光結構225以及複數個襯墊245及247。發光結構225可藉由II-VI族化合物半導體層(例如,III-V族化合物半導體層或II-VI族化合物半導體層)形成。複數個襯墊245及247選擇性連接至發光結構225之半導體層以供應電力。
發光結構225包括第一導電半導體層222、作用層223及第 二導電半導體層224。發光晶片200A可包括基板221。基板221安置於發光結構225上。基板221可為(例如)可透光絕緣基板或導電基板。該組態將參考圖4之發光結構及基板的描述。
襯墊245及247安置於發光晶片200A之下部部分處,襯墊245及247包括第一襯墊245及第二襯墊247。第一襯墊245及第二襯墊247在發光晶片200A下方安置成彼此隔開。第一襯墊245電連接至第一導電半導體層222,且第二襯墊247電連接至第二導電半導體層224。第一襯墊245及第二襯墊247之底部的形狀可為多邊形或圓形形狀,或經形成為對應於電路板400之第一導線電極415及第二導線電極417之形狀。第一襯墊245及第二襯墊247中之每一者的下表面區域可形成為大小對應於第一導線電極415及第二導線電極417中之每一者的上表面之彼等大小。
發光晶片200A可包括基板221與發光結構225之間的緩衝層(未圖示)及未摻雜半導體層(未圖示)中之至少一者。緩衝層為用於減輕基板221與半導體層之晶格常數之間的差異的層,且可選擇性地由II-VI族化合物半導體形成。未摻雜III-V族化合物半導體層可進一步形成於緩衝層下方,但實施例不限於此。可移除基板221。在基板221經移除時,螢光材料層250可接觸第一導電半導體層222之上表面或另一半導體層之上表面。
發光晶片200A包括第一電極層241及第二電極層242、第三電極層243以及絕緣層231及233。第一電極層241及第二電極層242中之每一者可形成為單層或多層,且可充當電流擴散層。第一電極層241及第二電極層242可包括安置於發光結構225下方之第一電極層241及安置於第一電極層241下方之第二電極層242。第一電極層241擴散電流以使得第二電極層242反射入射光。
第一電極層241及第二電極層242可藉由不同材料形成。第一電極層241可由可透光材料(例如,金屬氧化物或金屬氮化物)。第一電極層可選擇性由以下各者形成:ITO、ITO氮化物(ITON)、IZO、IZO氮化物(IZON)、IZTO、IAZO、IGZO、IFTO、AZO、ATO及GZO。第二電極層242可接觸第一電極層241之下表面且充當反射電極層。第二電極層 242包括(例如)Ag、Au或Al。在第一電極層241之部分區經移除時,第二電極層242可部分地接觸發光結構225之下表面。
作為另一實例,第一電極層241及第二電極層242可與全向反射體(ODR)層堆疊。ODR結構可藉由具有低折射率之第一電極層241及接觸第一電極層241之第二電極層242的堆疊結構形成,該第二電極層為高度反射性金屬材料。第一電極層241及第二電極層242可藉由ITO/Ag之堆疊結構形成。全向反射角度可在第一電極層241與第二電極層242之間的界面處得到改良。
作為另一實例,第二電極層242可經移除,且可形成為另一材料之反射層。可使用DBR結構形成反射層。DBR結構包括具有不同折射率之兩個介電層經交替地安置的結構,且可包括(例如)SiO2層、Si3N4層、TiO2層、Al2O3層及MgO層當中之任何不同者。作為又一實例,電極層241及242可包括DBR結構及ODR結構兩者,且在此狀況下,可提供具有98%或大於98%之光反射率的發光晶片200A。由於自第二電極層242反射之光係穿過使用倒裝法安裝的發光晶片200A之基板221而發射,因此大部分光可垂直地向上發射。又,可使用反射薄片517將發射至發光晶片200A之側表面的光反射至光學透鏡之光輸入表面區。
第三電極層243安置於第二電極層242下方,且與第一電極層241及第二電極層242電絕緣。第三電極層243包括Ti、Cu、Ni、Au、Cr、Ta、Pt、Sn、Ag及P中之至少一種金屬。第一襯墊245及第二襯墊247安置於第三電極層243下方。絕緣層231及233阻斷第一電極層241及第二電極層242、第三電極層243、第一襯墊245及第二襯墊247以及發光結構225之間的不必要接觸。絕緣層231及233包括第一絕緣層231及第二絕緣層233。第一絕緣層231安置於第三電極層243與第二電極層242之間。第二絕緣層233安置於第三電極層243與第一襯墊245或第二襯墊247之間。第一襯墊245及第二襯墊247可包括與第一導線電極415及第二導線電極417相同的材料。
第三電極層243連接至第一導電半導體層222。第三電極層243之連接部分244可突出作為穿過發光結構225之下部部分的通孔結構, 且可接觸第一導電半導體層222。可安置複數個連接部分244。第一絕緣層231之部分232沿連接部分244之周邊延伸以阻斷第三電極層243與第一電極層241及第二電極層242以及第二導電半導體層224及作用層223之間的電連接。絕緣層可安置於發光結構225之側表面處以用於側表面保護,但實施例不限於此。
第二襯墊247安置於第二絕緣層233下方,且經由第二絕緣層233之開放區接觸或連接至第一電極層241及第二電極層242中之至少一者。第一襯墊245安置於第二絕緣層233下方且經由第二絕緣層233之開放區連接至第三電極層243。因此,第二襯墊247之突起248經由第一電極層241及第二電極層242電連接至第二導電半導體層224,且第一襯墊245之突起246經由第三電極層243電連接至第一導電半導體層222。
第一襯墊245及第二襯墊247在發光晶片200A之下部部分處彼此隔開,且面向電路板400之第一導線電極415及第二導線電極417。第一襯墊245及第二襯墊247可包括具有多邊形形狀之凹口271及273,且凹口271及273形成為朝向發光結構225凸起。凹口271及273可形成為具有相同於或小於第一襯墊245及第二襯墊247之厚度的深度,且凹口271及273之深度可增加第一襯墊245及第二襯墊247之表面積。
結合部件255及257分別安置於第一襯墊245與第一導線電極415之間的區及第二襯墊247與第二導線電極417之間的區處。結合部件255及257可包括導電材料,且具有安置於凹口271及273處之部分。由於結合部件255及257安置於凹口271及273處,因此結合部件255及257與第一襯墊245及第二襯墊247之間的接觸面積可增加。因此,由於第一襯墊245及第二襯墊247與第一導線電極415及第二導線電極417經結合,因此發光晶片200A之電可靠性及輻射效率可得到改良。
結合部件255及257可包括焊錫膏材料。焊錫膏材料包括Au、Sn、Pb、Cu、Bi、In及Ag中之至少一者。由於結合部件255及257將熱直接傳導至電路板400,因此相比使用封裝之結構,熱傳導效率可得到改良。又,由於結合部件255及257為與第一襯墊245及第二襯墊247具有小的熱膨脹係數差的材料,因此熱傳導效率可得到改良。
作為另一實例,結合部件255及257可包括導電薄膜,且導電薄膜包括絕緣薄膜內之一或多個導電粒子。舉例而言,導電粒子可包括金屬、金屬合金或碳中之至少一者。導電粒子可包括Ni、Ag、Au、Al、Cr、Cu及C中之至少一者。導電薄膜可包括各向異性導電薄膜或各向異性導電黏著劑。
黏著部件(例如,導熱薄膜)可包括於發光晶片200A與電路板400之間。導熱薄膜可使用:聚酯樹脂,諸如聚對苯二甲酸伸乙酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸伸乙酯及聚萘二甲酸伸丁酯;聚醯亞胺樹脂;丙烯酸類樹脂;苯乙烯基樹脂,諸如聚苯乙烯樹脂及丙烯腈-苯乙烯樹脂;聚碳酸酯樹脂;聚乳酸樹脂;及聚胺基甲酸酯樹脂。又,導熱薄膜可包括以下各者中之至少一者:聚烯烴樹脂,諸如聚乙烯、聚丙烯及乙烯-丙烯共聚物;乙烯基樹脂,諸如聚氯乙烯樹脂及聚偏二氯乙烯樹脂;聚醯胺樹脂;碸基樹脂;聚醚醚酮基樹脂;芳基樹脂;或以上樹脂之摻合物。
發光晶片200A可經由電路板400之表面以及發光結構225之側表面及上表面發射光以改良光提取效率。發光晶片200A可直接結合於電路板400上,藉此簡化製程。又,由於發光晶片200A之輻射得到改良,因此發光晶片200A可有效地用於照明領域中。
圖64為說明根據實施例之具有光學透鏡及具有光學透鏡之發光模組的顯示設備的側視橫截面圖。
參看圖64,顯示設備500包括安置於底蓋512上之發光模組301,及安置於發光模組301上之光學薄片514及顯示面板515。
底蓋512可包括用於散熱之金屬或導熱樹脂材料。底蓋512可包括儲存單元560,且側蓋可沿儲存單元560之周邊安置。
發光模組301可按一個或複數個列安置於底蓋512上。發光模組301可藉由發光裝置100發射白光,但實施例不限於此。
發光模組301包括發光裝置100、發光裝置100中之每一者上的光學透鏡300及安裝有複數個發光裝置100之電路板400。電路板400可為包括電路圖案(未圖示)之PCB,且可包括樹脂PCB、MCPCB、FPCB及其類似者,但實施例不限於此。
反射薄片517安置於電路板400上,反射薄片517包括開放區,且光學透鏡300耦接至反射薄片517之開放區。由於光學透鏡300穿過反射薄片517之開放區突出,因此光學透鏡300之所發射光可透射穿過光學薄片514或藉由其反射,且所反射光可藉由反射薄片517再次反射。因此,背光單元510之明度分佈的均勻性可得到改良。
反射薄片517可由(例如)PET、PC及PVC樹脂形成,但實施例不限於此。
光學薄片514可包括以下各者中之至少一者:聚集散射光之稜鏡薄片、明度加強薄片,及再漫射光之漫射薄片。光導層(未圖示)可安置於光學薄片514與發光模組301之間的區處,但實施例不限於此。
顯示面板515可安置於光學薄片514上。顯示面板515可藉由入射光顯示影像。顯示面板515為(例如)LCD面板,且包括面向彼此之第一透明基板及第二透明基板,以及介入於第一基板與第二基板之間的液晶層。偏光片可附接於顯示面板515之至少一個表面上,但偏光片之附接結構並不受限制。顯示面板515使用穿過光學薄片514之光顯示資訊。顯示設備500可應用於各種類型之攜帶型終端機、膝上型電腦之監視器、電視等。
根據實施例之發光模組可應用於光單元。光單元包括具有一個或複數個發光模組之結構,且可包括三維顯示器、各種類型之照明裝置、交通信號燈、車輛之前照燈及電子顯示板。
本發明可具有以下有利效應。根據實施例,可控制發射至安置於光學透鏡下方之發光裝置之側表面的光之路徑以改良光學透鏡之明度分佈。根據實施例,歸因於自光學透鏡提取之光的諸如熱點之雜訊可減少。根據實施例,不同電路板上之光學透鏡之間的干涉可減少。根據實施例,可歸因於光學透鏡而將發光裝置之間的間隔提供為大的,藉此減少光學透鏡之間的干涉。根據實施例,吸收層可安置於電路板上以吸收反射至藉由彎曲表面形成之第一光輸出表面的光,藉此控制明度分佈。根據實施例,安置於背光單元內之發光裝置的數目可減少。根據實施例,具有光學透鏡之發光模組的可靠性可得到改良。根據實施例,鄰近光學透鏡之間的干涉可最少化以 改良影像。根據實施例,諸如光學透鏡之光單元的可靠性可得到改良。根據實施例,具有發光模組之照明系統的可靠性可得到改良。
在以上實施例中描述之特性、結構、效應及其類似者包括於本發明之至少一個實施例中,但不限於僅一個實施例。此外,實施例中之每一者中所說明的特性、結構、效應及其類似者可由一般熟習實施例所屬技術者甚至相對於其他實施例而組合或修改。因此,與組合或修改相關之內容應被解釋為屬於本發明之範疇。
此外,儘管本發明已主要關於實施例而進行描述,但實施例僅為實例且並不限制本發明,且一般熟習本發明所屬技術者可認識到,在不脫離實施例之基本特性的情況下,上文未說明之各種修改及應用為可能的。舉例而言,可修改及實踐實施例中詳細展示之每一元件。又,與修改及應用相關之差異應被視為屬於在附加申請專利範圍中界定之本發明的範疇。
21‧‧‧第一頂點
22‧‧‧下部點
22A‧‧‧下部區
23‧‧‧第一邊緣
25‧‧‧第二邊緣
31‧‧‧第二頂點
32‧‧‧中心區
33‧‧‧側區
35‧‧‧第三邊緣
300‧‧‧光學透鏡
310‧‧‧底表面
320‧‧‧光輸入表面
330‧‧‧第一光輸出表面
335‧‧‧第二光輸出表面
D1‧‧‧底部寬度
D2‧‧‧深度
D3‧‧‧厚度
D4‧‧‧寬度或直徑
D5‧‧‧最小距離
D7‧‧‧寬度
P0‧‧‧中心
X3‧‧‧直線
X5‧‧‧直線
Y0‧‧‧中心軸線
θ21‧‧‧角度
θ22‧‧‧角度
θ23‧‧‧角度

Claims (19)

  1. 一種光學透鏡,其包含:一底表面;在該底表面之一中心區處的一凹口,其向上凸起;在該凹口之一周邊處的一光輸入表面;在該底表面及該光輸入表面之相對側處的一第一光輸出表面,其具有一凸起彎曲表面;及在該第一光輸出表面之一周邊處的一第二光輸出表面,其具有一平坦表面,其中:該底表面包含鄰近於該凹口之一第一邊緣及鄰近於該第二光輸出表面之一第二邊緣;該底表面之較鄰近於該第一邊緣的一區逐漸接近與該凹口之一底部之一中心水平的一第一軸線;該光輸入表面之一下部區安置成低於穿過該第二邊緣之一水平直線;該第一光輸出表面具有垂直地重疊該凹口及該底表面之一彎曲表面;該第一光輸出表面包括垂直地重疊該凹口之一凸起中心區;該第二光輸出表面包含鄰近於該第一光輸出表面之一第三邊緣;自該光輸入表面之一第一頂點至該第一光輸出表面之一第二頂點的一第一距離係短於自該光輸入表面之該第一頂點至穿過該第三邊緣之一水平直線的一第二距離;該第一頂點為該光輸入表面之一頂點;該第二頂點安置在該第一光輸出表面之該凸起中心區處;該第二頂點為一透鏡主體之最高點;且該光輸入表面之該第一頂點與該第一光輸出表面之該第二頂點被提供在垂直於該凹口之該底部之該中心的一中心軸線處;其中連接該底表面之該第一邊緣與該第二邊緣的一直線相對於該第一軸線以5°或小於5°之一角度傾斜。
  2. 一種光學透鏡,其包含:一底表面; 在該底表面之一中心區處的一凹口,其向上凸起;在該凹口之一周邊處的一光輸入表面;在該底表面及該光輸入表面之相對側處的一第一光輸出表面,其具有一凸起彎曲表面;及在該第一光輸出表面之一周邊處的一第二光輸出表面,其具有一平坦表面,其中:該底表面包括鄰近於該凹口之一第一邊緣及鄰近於該第二光輸出表面之一第二邊緣;該底表面之較鄰近於該第一邊緣的一區逐漸接近與該凹口之一底部之一中心水平的一第一軸線;該光輸入表面之一下部區安置成低於穿過該第二邊緣之一水平直線;該第一光輸出表面具有垂直地重疊該凹口及該底表面之一彎曲表面;該第一光輸出表面包括垂直地重疊該凹口之一凸起中心區;該第二光輸出表面包含鄰近於該第一光輸出表面之一第三邊緣;該光輸入表面之一第一頂點相比穿過該第二光輸出表面之該第三邊緣的一水平直線更接近於該第一光輸出表面之一第二頂點;該凹口之一水平寬度朝向該凹口之一頂點逐漸減小;該凹口之一深度大於該凹口之該底部的一水平寬度;該第一頂點為該光輸入表面之一頂點;該第二頂點安置在該第一光輸出表面之一凸起中心區處;該第二頂點為一透鏡主體之最高點;該第一光輸出表面與該凹口之一底部中心間之一距離相對該凹口之該底部中心自該第二頂點朝該第三邊緣逐漸增加;且該光輸入表面之該第一頂點與該第一光輸出表面之該第二頂點被提供在垂直於該凹口之該底部中心的一中心軸線處;其中連接該底表面之該第一邊緣與該第二邊緣的一直線相對於該第一軸線以5°或小於5°之一角度傾斜。
  3. 如請求項1或2之光學透鏡,其中該底表面安置於連接該第一邊緣與該第二邊緣之一直線上方,且包括具有一負曲率之一彎曲表面。
  4. 如請求項1或2之光學透鏡,其中該底表面包括一傾斜表面。
  5. 如請求項1或2之光學透鏡,其中該底表面之該第二邊緣與該第一軸線之間的一間隔小於該第二光輸出表面之一垂直寬度且該第二光輸出表面之該第三邊緣自該第一軸線定位在相比該第一頂點之一位置的一較低位置處。
  6. 如請求項1或2之光學透鏡,其中該凹口之一深度為該光學透鏡之一厚度的80%或大於80%。
  7. 如請求項1或2之光學透鏡,其中:該底表面之該第二邊緣與該第一軸線之間的一間隔小於該光輸入表面之該第一頂點與該第一光輸出表面之該第二頂點之間的一距離。
  8. 如請求項5之光學透鏡,其中:該凹口之一直徑朝向該光輸入表面之該第一頂點逐漸減小;該凹口之該深度大於該凹口之該底部的一水平寬度;且該第一光輸出表面之該凸起中心區之一曲率半徑大於該光輸入表面之一曲率半徑。
  9. 如請求項8之光學透鏡,其中:該第一光輸出表面之一中心區相對於該凹口之該底部的該中心與該中心軸線成20°或小於20°之一角度;且該第二光輸出表面相對於該凹口之該底部的該中心與該第一軸線成20°或小於20°之一角度。
  10. 如請求項1或2之光學透鏡,其中:連接該底表面之該第一邊緣與該第二邊緣的一直線相對於該第一軸線以5°或小於5°之一角度傾斜;且該底表面包括具有一負曲率之一彎曲表面及一傾斜表面中之至少一者。
  11. 如請求項1或2之光學透鏡,其中:該凹口之該深度為該光學透鏡之一厚度的80%或大於80%;該光輸入表面之該第一頂點及該第一光輸出表面之一第二頂點安置在垂直於該凹口之該底部之一中心的一中心軸線處;且該底表面之該第二邊緣與該第一軸線之間的一間隔小於該光輸入表面 之該第一頂點與該第一光輸出表面之該第二頂點之間的一距離。
  12. 如請求項1或2之光學透鏡,其中:該底表面包括複數個支撐突起;且該複數個支撐突起安置成與該凹口之該底部的該中心相距相同間隔。
  13. 如請求項11之光學透鏡,其中:該底表面之該第二邊緣與該第一軸線之間的該間隔小於該第二光輸出表面之該第三邊緣與該第二邊緣之間的一間隔;且該第二光輸出表面之一部分包括向外突出之一側面突出部分。
  14. 一種發光模組,其包含:一發光裝置,其經組態以經由一上表面及複數個側表面發射光;一光學透鏡,其安置於該發光裝置上;及一電路板,其安置於該光學透鏡及該發光裝置下方,其中:該光學透鏡包含:一底表面;在該底表面之一中心區處的一凹口,其向上凸起且具有安置於其中之該發光裝置;一光輸入表面,其形成於該凹口之一周邊處;一第一光輸出表面,其形成於該底表面及該光輸入表面之相對側處,該第一光輸出表面具有一凸起彎曲表面;及在該第一光輸出表面之一部分處的一第二光輸出表面,其具有一平坦表面;該光學透鏡之該底表面包含鄰近於該凹口之一第一邊緣及鄰近於該第二光輸出表面之一第二邊緣;該光學透鏡之該底表面之較鄰近於該第一邊緣的一區逐漸接近與該凹口之一底部之一中心水平的一第一軸線;該光輸入表面之一下部區向下突出超過穿過該第二邊緣之一水平直線且對應於該發光裝置之一側表面;該第一光輸出表面具有垂直地重疊該凹口且具有一凸起中心區之一彎曲表面;在自該發光裝置發射之光當中,穿過該第二光輸出表面發射之第一光的一輸出角小於入射於該光輸入表面上之該第一光的一入射角;該第二光輸出表面包含鄰近於該第一光輸出表面之一第三邊緣;該光輸入表面之一第一頂點相比穿過該第二光輸出表面之該第三邊緣 的一水平直線更接近該第一光輸出表面之一第二頂點;一第一頂點為該光輸入表面之一頂點;該第二頂點安置在該第一光輸出表面之該凸起中心區處;該第二頂點為一透鏡主體之最高點;且該光輸入表面之該第一頂點與該第一光輸出表面之該第二頂點被提供在垂直於該凹口之該底部之該中心的一中心軸線處;其中連接該底表面之該第一邊緣與該第二邊緣的一直線相對於該第一軸線以5°或小於5°之一角度傾斜。
  15. 如請求項14之發光模組,其中藉由穿過該光學透鏡之一第三邊緣的兩條直線形成的一角度大於該發光裝置之一光束擴散角度且小於該光學透鏡之一光束擴散角度。
  16. 如請求項14或15之發光模組,其中該發光裝置安置於該光學透鏡之該第一軸線上方,且安置於與該光學透鏡之該底表面之該第二邊緣齊平的一直線下方。
  17. 如請求項14或15之發光模組,其中該光學透鏡之該底表面包括一傾斜表面及一彎曲表面中之至少一者,且將發射至該發光裝置之該等側表面的光反射至該第二光輸出表面。
  18. 如請求項14或15之發光模組,其中該光學透鏡之該底表面的該第一邊緣接觸該電路板之一上部部分。
  19. 如請求項14或15之發光模組,其中:該光學透鏡之該底表面包括複數個支撐突起;該複數個支撐突起安置成與該凹口之該底部的該中心相距相同間隔;且該電路板具有沿該光學透鏡之該凹口之該周邊彼此隔開的複數個吸收層。
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