发光模组和发光装置技术领域
实施例涉及发光模组和发光装置。
背景技术
发光二极管(LED)是一种半导体器件，其利用化合物半导体的特性将
电转换为例如为红外光的光用于信号的发送/接收，或者其被用作光源。
由于其物理和化学性能，第III-V族氮化物半导体已经被广泛用作用于
发光器件的核心材料，发光器件例如为发光二极管(LED)或激光二极管
(LD)。
LED不包含任何导致环境污染的材料，例如汞(Hg)，其被用于例如为
白炽灯和荧光灯的传统照明装置。因此，LED表现出了优良的环境友好特性。
另外，LED的特点在于长寿命和低功耗。为此，LED已经替代了传统的光
源。
一般而言，液晶显示器(LCD)和等离子体显示面板(PDP)作为典型
的大尺寸显示装置已经变得有众所周知。因为LCD不是自发射的，所以不
同于自发射的PDP，LCD需要背光单元。
用在LCD中的背光可以包括发光器件、位于发光器件之上的透镜，以
及位于透镜之上的扩散板。基于光源的位置，背光单元可以分类为边光型背
光单元或直下型背光单元。在边光型背光单元中，光源位于LCD面板的左
侧及右侧和/或上侧及下侧，并且利用导光板将光均匀地散布在LCD面板的
整个表面。结果，光均匀度高，并且能够显著地减少LCD面板的厚度。在
直下型背光单元中，其通常应用到大于20英寸的显示器，复数个光源位于
面板下方。直下型背光单元表现出比边光型背光单元更高的发光效率。为此，
直下型背光单元主要用于高亮度最为关键的大尺寸显示器。另外，与在边光
型背光单元中相比，在直下型背光单元中有可能更容易减少边框(bezel)的
尺寸。
在直下型背光单元中，从发光器件发射的光利用透镜分散，然后通过扩
散板出射。在设置有反射板来反射从发光器件的横向侧面出射的光并使反射
的光出射到发光器件的上侧的情形中，从扩散板的边缘出射的光的亮度不同
于从扩散板的中心出射的光的亮度，这是因为从发光器件发射的光穿过透镜
的射束角度不同于反射板的倾斜角度，从而光的均匀度降低。
发明内容
实施例提供一种发光模组和一种发光装置，其能减少边框的尺寸或去掉
边框，并改进光均匀度和降低生产成本。
在一个实施例中，发光模组包括：载板；位于所述载板上的至少一个光
源单元；位于所述至少一个光源单元上的光学构件；以及在至少一个光源单
元旁边以倾斜状态位于所述载板和所述光学构件之间的反射单元，其中所述
反射单元包括具有比该发光模组的其他构件(constructions)更低的反射率
的图案，并且所述图案的位置更靠近所述光学构件而不是所述载板。
例如，所述至少一个光源单元可以包括位于所述载板上的光源和位于所
述光源上的透镜。
例如，基于在与光轴垂直的方向上的水平面，从所述至少一个光源单元
发射的光的射束角度可以不同于所述反射单元的倾斜角度。
例如，所述图案可以具有至少一条带子的形状。所述至少一条带子可以
包括布置为彼此平行的复数条带子。
例如，所述图案可以包括布置成虚线形状或实线形状的复数个盲孔或通
孔。布置在所述虚线形状上的所述盲孔或通孔之间的距离可以小于每个所述
盲孔或通孔的长度。
例如，形成图案的位置可以定义如下：
X = ( tan θ 2 × w - H tan θ 2 - tan θ 1 ) ]]>
Y = - t a n ( θ 1 ) tan θ 2 × w - H tan θ 2 - tan θ 1 + H ]]>或
Y = - t a n ( θ 2 ) t a n θ 2 × w - H t a n θ 2 - t a n θ 1 + t a n ( θ 2 ) × w ]]>
其中X可以表示在垂直于光轴的第一方向上从位于所述光学构件和所
述反射单元之间的接触点到所述位置的距离，Y可以表示在与所述光轴平行
的第二方向上所述位置与所述至少一个光源单元之间的距离，θ1可以表示所
述反射单元相对于在所述第一方向上穿过所述至少一个光源单元的水平面
倾斜的角度。θ2可以表示从所述至少一个光源单元出射的光相对于所述水平
面倾斜的角度，w可以表示在所述第一方向上所述至少一个光源单元与所述
接触点之间的距离，并且H可以表示在所述第二方向上所述至少一个光源与
所述接触点之间的距离。
例如，θ2可以被定义如下：
其中a和b分别可以表示从所述至少一个光源单元出射的光的射束角度
和所述射束角度的宽度，并且k可以表示一变量。
例如，k可以为0.35到0.65，并且所述射束角度a的所述宽度b可以为
14.1度。
例如，所述图案可以沿着从所述反射单元的长轴和短轴之中选择出的至
少一个定位。
例如，所述图案可以定位为比所述至少一个光源单元更高。
例如，所述图案可以定位为在与所述光轴相交的方向上关于所述至少一
个光源单元对称。
例如，基于在与所述光轴垂直的所述方向上的所述水平面，从所述至少
一个光源单元发射的光的射束角度可以等于所述反射单元的倾斜角度。
例如，所述图案可以定位为在与所述光轴相交的方向上关于所述至少一
个光源单元不对称。
例如，所述至少一条带子包括布置为彼此平行的复数条带子。
例如，所述射束角度的宽度是14.1度。
例如，所述盲孔可以由冲压形成。
例如，所述载板可以具有涂覆有反射材料的上表面，并且所述反射单元
可以包括从金属和金属氧化物之中选择出的至少一种。
在另一个实施例中，一种发光装置包括该发光模组。
附图说明
可以参照下列附图详细描述布置和实施例，其中同样的附图标记指代同
样的元件，并且附图中：
图1是示出根据一实施例的光学模组的俯视图；
图2是沿图1的线I-I'截取的光学模组的剖视图；
图3A到3C是示出在图1中示出的部分'A'的实施例的部分放大视图；
图4是示出在图1和2中示出的反射单元和透镜的视图；
图5是示出射束角度和射束角度的宽度的曲线图；
图6A到6C分别是示出根据一比较例的发光模组的俯视图、俯视照片
以及局部剖视图；并且
图7A到7C分别是示出根据一实施例的发光模组的俯视图、俯视照片
以及剖视图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图描述实施例。然而，应该理解下列实施例可以以
各种形式变化，并且因此不意图限制本公开的范围。因此，如本领域技术人
员所理解的，提供这些实施例来更完整地描述本公开。
对于本公开的描述，应当理解当一元件被称为在另一个元件“之上”或
“之下”时，它可以直接位于该元件之上/之下，并且还可能存在一个或多
个介于其间的元件。
当一元件被认为称为在“之上”或“之下”时，可以基于该元件包括位
于“该元件之下”或位于“该元件之上”。
另外，这里使用的相对性术语“第一”、“第二”、“顶”、“底”等仅用来
将任何实体或元件彼此区分而不要求或包含这些实体或元件之间的任何物
理或逻辑关系或它们的顺序。
在下文中，根据一实施例的光学模组100将参照附图描述。为了方便起
见，光学模组100将使用笛卡尔座标系(x、y、z)描述。然而，可以使用
其他的不同坐标系。在笛卡尔座标系统中，x轴、x轴以及z轴彼此垂直。
然而，本公开不限于此。也就是说，x轴、y轴以及z轴可以彼此交叉，而
不彼此垂直。
图1是示出根据一实施例的光学模组100的俯视图，并且图2是沿图1
的线I-I'截取的光学模组100的剖视图。
参照图1和2，根据该实施例的光学模组100可以包括载板110、复数
个光源单元120、反射单元130以及光学构件140。为了描述的方便起见，
图1省略了光学构件140。
光源单元120可以位于载板110之上。用于将每个光源单元120与用于
供应电力的适配器连接的电极图案可以形成在载板110之上。例如，用于将
每个光源单元120与对应的适配器连接的电极图案可以形成在载板110的上
表面之上。
载板110可以为印刷电路板(PCB)，由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、
玻璃、聚碳酸酯(PC)或硅(Si)制成。载板110可以形成为膜形状。
另外，单层PCB、多层PCB、陶瓷载板或者金属芯PCB可以选择性地
被用作载板110。
另外，载板110的上表面可以涂覆有反射材料，以用于反射从光源单元
120发射并返回而没有出射到光学构件140的光。
十二个光源单元120被示出为位于图1中。然而，本公开不限于此。也
就是说,在另一个实施例中，光学模组100可以包括超过或小于十二个的光源
单元120。另外，在图1和2中，光源单元120被示出为以相同距离彼此间
隔开。然而，本公开不限于此。也就是说，在另一个实施例中，光源单元120
可以以不同的距离间隔开。
每个光源单元120可以包括光源122和透镜124。
光源122位于载板110之上。光源122可以是发光二极管(LED)芯片。
LED芯片可以为蓝光LED芯片或紫外线LED芯片。可替换地，LED芯片
可以为从红光LED芯片、绿光LED芯片、蓝光LED芯片、黄绿光LED芯
片以及白光LED芯片或它们的组合中选择出的至少一种。
白光LED可以通过施加黄色荧光物质到蓝光LED，通过同时施加红色
荧光物质和绿色荧光物质到蓝光LED，或通过同时施加黄色荧光物质、红色
荧光物质和绿色荧光物质到蓝光LED来实现。
光源122可以定位为在光轴LX的方向(例如，y轴方向)与透镜124
重叠。然而，本公开不限于光源122的特定位置。光源122可以为顶视型发
光二极管。可替换地，光源122可以为侧视型发光二极管。
另外，发光二极管可以具有垂直键合结构、水平键合结构或倒装片键合
结构。发光二极管可以发射具有各种波长带的光。
透镜124位于光源122之上，用于折射并透射从光源122发射的光。例
如，透镜124可以具有从关于光轴LX对称的剖面形状或平面形状中选择出
的至少一种。
另外，透镜124可以由透明材料制成。例如，透镜124可以由包括硅、
聚碳酸酯(PC)、例如为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的丙烯酸树脂、或者
玻璃的材料制成。
另外，透镜124可以具有各种形状，例如球形和非球面形状。然而，本
公开不限于此。
在图2中，一个透镜124被示出为位于一个光源122之上。然而，本公
开不限于此。也就是说，在另一个实施例中，一个透镜124可以位于复数个
光源122之上，或者复数个透镜124可以位于一个光源122之上。
光学构件140位于光源单元120之上，用于扩散从光源单元120发射或
被反射单元130反射的光。为了改进扩散效果，凹凸图案(没有示出)可以
形成在光学构件140的上表面之上。
光学构件140可以形成为具有单层或复数层。凹凸图案可以形成在最上
层或任何一层之上。凹凸图案可以形成为根据光源单元120布置的条状。
根据情况，光学构件140可以包括至少一片。例如，光学构件140可以
选择性地包括扩散片、棱镜片以及亮度增强片。扩散片用来扩散从光源单元
120发射的光。棱镜片用来将扩散的光引导到发光区域。亮度增强片用来增
强亮度。
在图1和2中，空气层位于光学构件140和光源单元120之间。然而，
在另一个实施例中，导光板(没有示出)可以位于光学构件140和光源单元
120之间。导光板可以用来引导从光源单元120发射的光。例如，导光板可
以由例如为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的丙烯酸树脂、聚对苯二甲酸乙二
醇酯(PET)、环烯共聚物(COC)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚碳酸酯
(PC)、聚苯乙烯(PS)或者甲基丙烯酸苯乙烯(MS)制成。
同时，反射单元130可以在光源单元120旁边以倾斜状态位于载板110
与光学构件140之间。为了改进从光源单元120发射的光的均匀度，反射单
元130用来朝着光学构件140反射从光源单元120发射的光。反射单元130
可以具有各种形状，例如片状。反射单元130可以由至少一种金属或金属氧
化物制成。例如，反射单元130可以由表现出高反射率的例如为铝(Al)、
银(Ag)或金(Au)的金属或者表现出高反射率的例如为二氧化钛(TiO2)
的金属氧化物制成。
在本实施例中，反射单元130可以包括图案132-1到132-4。图案132-1
到132-4可以形成为使得更靠近光学构件140而不是载板110(即，使得图
案132-1到132-4与光学构件140之间的距离小于图案132-1到132-4与载
板110之间的距离)。
在垂直于光轴LX(即y轴方向)的第一方向(例如x轴方向)上的水
平面的基础上，反射单元130的倾斜角度θ1(参看图4)可以与从光源单元
120发射的光的射束角度相同或不同。在反射单元130的倾斜角度与光的射
束角度相同的情形中，反射单元130的图案132-1到132-4可以省略。
在反射单元130的倾斜角度与光的射束角度不同的情形中，图案132-1
到132-4不可以省略。
另外，如图1所示，图案132-1到132-4可以被配置为具有带状。然而，
本公开不限于此。
另外，图案132-1到132-4可以沿着从反射单元130的长轴和短轴之中
选择出的至少一个定位。例如，在光源单元120布置为如图1所示的情形中，
即，在沿着z轴布置的光源单元120比沿着x轴布置的光源单元120更多的
情形中，z轴(沿其布置的光源单元120比沿x轴布置的光源单元120更多)
对应于反射单元130的长轴，x轴(沿其布置的光源单元120比沿z轴布置
的光源单元120更少)对应于反射单元130的短轴。在该情形中，如图1所
示，图案132-1到132-4可以沿着反射单元130的长轴(例如z轴)和短轴
(例如x轴)两者布置。
可替换地，不同于在图1中示出的，图案132-1和132-2可以沿着反射
单元130的长轴(例如z轴)布置，图案132-3和132-4可以沿着反射单元
130的短轴(例如x轴)布置。
另外，图案132-1到132-4可以被定位为比光源单元120的上表面更高。
也就是说，参照图2，图案132-1到132-4可以定位为在光轴LX的方向(即
y轴方向)高于光源单元120的上表面124A。然而，本公开不限于此。图案
132-1到132-4的位置将参照图4在下文中详细描述。
另外，图案132-1到132-4可以具有在关于光源单元120对称的剖面形
状和平面形状之中选择出的至少一个。也就是说，参照图1，在三个光源单
元120在反射单元130的短轴方向(即x轴方向)上位于图案132-1与132-2
之间的同时，图案132-1和132-2可以对称地布置，并且在四个光源单元120
在反射单元130的长轴方向(即z轴方向)上位于图案132-3和132-4之间
的同时，图案132-3和132-4可以对称地布置。然而，在另一个实施例中，
图案132-1和132-2可以在x轴方向上不对称地布置，并且图案132-3和132-4
可以在z轴方向上不对称地布置。如之前描述的，图案132-1到132-4可以
在与光轴LX交叉的方向(例如从x轴方向和z轴方向之中选择出的至少一
个)上对称地或不对称地布置。
图3A到3C为示出图1中示出的部件'A'的实施例A1、A2和A3的部分
放大视图。
在一实施例中，如图3A所示，反射单元130可以具有图案，图案包括
以虚线形状彼此间隔开的复数个盲孔132-2A。另外，如图3C中所示，反射
单元130可以具有图案132-2C，图案132-2C包括以虚线形状彼此间隔开的
复数个盲孔132-2A1和132-2A2。
在另一个实施例中，如图3B所示，反射单元130可以具有包括以实线
形状延伸的盲孔132-2B的图案。
在一更进一步的实施例中，如图3C所示，与图3A和3B中示出的图案
132-2A和132-2B被配置为具有单条带子不同，图案132-2C可以被配置为
具有复数条带子。也就是说，如图3C所示，图案132-2C可以具有两条带子
132-2A1和132-2A2，它们可以彼此平行。然而，本公开不限于此。也就是
说，在另一个实施例中，图案132-1到132-4中的每个可以具有三条或更多
条带子，它们彼此平行。
盲孔132-2A、132-2B以及132-2C可以通过冲压反射单元130形成。然
而，本公开不限于此。
另外，参照图3A，在图案132-2A包括以虚线形状彼此间隔开的复数盲
孔的情形中，盲孔132-2A之间的距离d可以小于每个盲孔132-2A的长度L。
距离d表示在z轴方向上盲孔132-2A之间的距离，并且长度L表示布置在
z轴方向上的每个盲孔132-2A的长度。
另外，在图3A到3C中示出的孔132-2A、132-2B以及132-2C可以是
如图2所示的盲孔。然而，本公开不限于此。在另一个实施例中，形成图案
132-1到132-4的孔132-2A、132-2B以及132-2C可以为通孔。
在下文中，将参照图4描述反射单元130的形成图案132-1到132-4的
位置。
图4是示出在图1和2中示出的反射单元130和透镜124的视图。在图
4中，x和y分别表示在图1和2中示出的x轴和y轴。
在图4中，反射单元130可以由等式1表示的函数(y')限定。
[等式1]
y′＝-tan(θ1)x+H
其中θ1表示反射单元130相对于在第一方向(例如x轴方向)上穿过
光源单元120(例如，透镜124的中心P1)水平面HS倾斜的倾斜角度，并
且H表示在平行于光轴LX的第二方向(例如y轴方向)上光源120(例如
透镜124的中心P1)与接触点P2之间的距离。接触点P2可以表示光学构
件140与反射单元130的顶部相遇的点。可替换地，接触点P2可以表示反
射单元130的上端。
另外，从光源单元120(例如透镜124的中心P1)出射的光126可以由
等式2表示的函数(y")限定。
[等式2]
y"＝-tan(θ2)x+tan(θ2)×w
其中θ2表示从光源单元120(例如，透镜124的中心P1)出射的光126
相对于水平面HS倾斜的倾斜角度，w表示在第一方向(例如x轴方向)上
光源120(例如透镜124的中心P1)与接触点P2之间的距离。
图案132-1到132-4可以位于光126到达反射单元130的点P3处。假设
图案132-1到132-4在第一方向(例如x轴方向)上的位置是X，并且图案
132-1到132-4在y轴方向上的位置是Y，那么点P3的位置X和Y可以从
等式1和2推导出，如等式3和4表示的那样。
[等式3]
X = ( t a n θ 2 × w - H t a n θ 2 - t a n θ 1 ) ]]>
[等式4]
Y = - t a n ( θ 1 ) t a n θ 2 × w - H t a n θ 2 - t a n θ 1 + H ]]>或者
Y = - t a n ( θ 2 ) t a n θ 2 × w - H t a n θ 2 - t a n θ 1 + t a n ( θ 2 ) × w ]]>
其中X可以表示在垂直于光轴LX的第一方向(例如x轴方向)上接触
点P2与图案132-1到132-4的点P3之间的距离，并且Y可以表示在平行于
光轴LX的第二方向(例如y轴方向)上光源120(例如透镜124的中心P1)
与图案132-1到132-4的点P3之间的距离。
在等式2到4中倾斜角度θ2可以由等式5表示。
[等式5]
其中a和b分别表示从光源单元120出射的光的射束角度和射束角度的
宽度，并且k表示一变量。
图5是示出射束角度和射束角度的宽度的曲线图。在图5中，纵轴表示
归一化光强度，并且横轴表示射束角度。
参照图5，在光源单元120的发光强度分布中，当归一化光强度是1时，
射束角度是180度，这是角度θB和θA之间的差值θB-θA，并且射束角度a
的宽度b是14.1度，这是角度θC和θD之间的差值θD-θC。然而，本公开
不限于此。
在下文中，根据一比较例的发光模组和根据一实施例的发光模组将参照
附图描述。
图6A到6C分别是示出根据一比较例的发光模组的俯视图、俯视照片，
以及局部剖视图，并且图7A到7C分别是示出根据一实施例的发光模组100
的俯视图、俯视照片以及剖视图。图6C到7C分别是图2中示出的部件'B'
在该比较例中和该实施例中的局部剖视图。
参照图6A和6C，根据该比较例，发光模组的反射单元130处未设置图
案132-1到132-4。在该情形中，参照图6C的剖视图B1，由反射单元130
反射的光被散射，然后通过光学构件140在各个不同方向上出射。这是因为
反射单元130的倾斜角度θ1与光的射束角度不同。结果，如图6B所示，可
能发生斑纹(Mura)现象(即，对比斑点)，其中位于光学构件140的边缘
的出光区域C的亮度220与光学构件140的中心区域的亮度之间显著不同。
在根据该比较例的发光模组中，如图6B的照片所示，在光到达图2中所示
的目标照度表面TS之前，在出光区域C处生成明线。目标照度表面TS可
以是为了设计光学模组而设置的照度表面。
参照图7A和7C，根据本实施例，图案132-1到132-4位于发光模组100
的反射单元130处。在该情形中，参照图7C的剖视图B2，从图案132-1到
132-4所处的位置处反射的光量减少，由此光可以通过光学构件140出射而
没有被散射。结果，如7B所示，位于光学构件140的边缘处的出光区域C
与光学构件140的中心区域之间在对比度上的差异小于图6B中示出的比较
例。也就是说，参照图7B，在根据本实施例的发光模组100中，明线从出
光区域C去除，从而改进光的均匀度，并且解决斑纹现象。
另外，在解决斑纹现象的图案132-1到132-4形成在反射单元130处的
情形中，能减少发光模组100的厚度H。另外，图案132-1到132-4可以容
易地由冲压形成。因此，制造工艺比利用墨水将图案打印在反射单元130之
上时或改变用于反射单元130的一部分的材料时更简单，从而防止增加生产
成本。另外，即使当实施例中的光源单元120的数量小于比较例的光源单元
的数量，也能输出具有相同强度的光，从而减少电力消耗。此外，根据该实
施例能减少边框210的尺寸或去掉边框。
另外，在等式5中，可以考虑光源单元120的特征或光源单元120之间
的特征设定k。例如，可以考虑光源120之间的距离设定k。如果k小于0.35
或大于0.65，位于光学构件140的边缘处的出光区域C与光学构件140的中
心区域之间在对比度上的差异(即斑纹现象)可能严重。为此，k可以设定
为0.35到0.65。然而，本公开不限于此。
根据前述实施例的发光模组可以被应用于例如为照明装置、显示装置以
及指示器的发光装置。例如，发光模组可以包括灯或街灯。尤其，发光模组
可以应用到直下型背光单元。
如从上面描述中可见的，在根据实施例的发光模组和发光装置中，能改
进光的均匀度，以解决斑纹现象，并且减少它的厚度。另外，图案通过冲压
形成在反射单元之上。结果，制造工艺比利用墨水将图案打印在反射单元130
之上时或改变用于反射单元130的一部分的材料时更简单，从而减少生产成
本。另外，即使当实施例中的光源单元的数量小于比较例的光源单元的数量
时，也能输出与比较例具有相同强度的光，从而减少电力消耗。此外，能减
少边框的尺寸或去掉边框。
虽然已经参照它们的许多说明性实施例描述了这些实施例，但是应该理
解本领域技术人员能想到将属于本公开的原理的精神和范围的许多其他的
变型和实施例。更具体地，在本公开、附图和所附权利要求的范围内，主题
组合布置的组成部件和/或布置可以有各种变型和修改。除了组成部件和/或
布置的变型或修改之外，替代使用对本领域技术人员也将是显而易见的。