光源制造技术

提出了一种光源，包括：适于生成光的半导体二极管结构；以及在半导体二极管之上且适于输出来自半导体二极管结构的光的光学增强部段。部分反射层覆盖光学增强部段的顶部的至少部分并且适于朝向光学增强部段反射输出光的部分。该部分反射层具有横向变化的透光率特性。

light source

A light source is provided that includes a semiconductor diode structure suitable for generating light, and an optical enhancement section on a semiconductor diode and adapted to output light from a semiconductor diode structure. A portion of the reflective layer covers at least a portion of the top portion of the optical enhancement section and is adapted to reflect a portion of the output light toward the optical enhancement section. This part of the reflective layer has a lateral variation of transmittance.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种光源，并且更特别地涉及一种包括适于生成光的半导体二极管结构的光源。
技术介绍
已知诸如发光二极管（LED）、高功率LED、有机LED（OLED）和激光二极管之类的半导体光源是能量高效的并且是具有小/低展度（etendue）（即光发射的立体角与发射面积的乘积）的小光源。这意味着这些半导体光源从相对小的区域向有限的角度范围中发射光。这样的半导体光源因此可以有益于其中需要明亮光源的应用。典型的示例应用包括投影系统、汽车照明、相机闪光灯以及聚光灯。对于这些示例，可能合意的是，提供一种不均一的光束（即，在光束中具有随位置而变化的亮度）。这典型地通过叠加光源的若干图像（或若干光束）来实现。具有不同的放大倍率或亮度的图像或光束被覆盖，以便产生具有要求的形状和/或亮度变化的总体输出光束。然而，这样的已知方案典型地未能提供具有合适的形状和/或亮度变化的输出光束。
技术实现思路
本专利技术由权利要求限定。根据本专利技术的一个方面，提供一种光源，包括：适于生成光的半导体结构；在半导体二极管之上且适于输出来自半导体结构的光的光学增强部段；以及覆盖光学增强部段的顶部的至少部分且适于朝向光学增强部段反射输出光的部分的部分反射层，其中该部分反射层具有横向变化的透光率特性。实施例采用例如利用非均匀厚度和/或反射率的部分反射层覆盖基于LED的光源的光输出表面的概念。部分反射层的变化的厚度和/或反射率可以用来改变通过该部分反射层的不同部分/部段透射的光的量，并且因而使输出光的强度随位置变化。例如，与部分反射层的较薄部段相比，该部分反射层的厚部段将背对着光学增强部段反射更多光。因此，与部分反射层的较薄部段相比，该部分反射层的厚部段将透射更少的光（例如具有更低的透过率特性）。同样地，与部分反射层的低反射率部段相比，该部分反射层的高反射率部段将背对着光学增强部段反射更多光。因此，与部分反射层的低反射率部段相比，该部分反射层的高反射率部段将透射更少的光（例如具有更低的透过率特性）。换言之，具有非均匀透过率特性的部分反射层可以用来改变输出光的亮度，其中通过部分反射层的部段输出的光的亮度间接地与部分反射层的该部段的厚度和/或反射率成比例。因此，可以通过在不同的横向位置处改变部分透明层的厚度和/或反射率来使该部分透明层的透光率特性横向变化。实施例可以用来生成光束，该光束具有随光束中的位置而变化的亮度。例如，使用实施例产生的光束的顶部/上部/部段可能比该光束的底部/下部/部段更明亮。换言之，实施例可以被采用来创建来自半导体光源的不均一的光束。这样的不均一光束可以特别地用在例如汽车照明、投影系统、相机闪光灯和聚光灯中。本公开的半导体光源可以是任何类型的基于半导体的光源，比如发光二极管（LED）、高功率LED、有机LED（OLED）和激光二极管LED。再者，LED可以是任何类型的LED，比如倒装芯片类型（薄膜倒装芯片）、图案化的蓝宝石衬底、顶部连接的/顶部发射、自顶而下连接的。再者，光源可以用作裸露的管芯或被封装。光输出方向被概括为在单个方向上（例如在图中是竖直的），光沿着该方向从光学增强部段的铣削（mitting）表面输出。然而，将会理解，不是所用光都可以恰好沿着该输出方向输出。因而，光输出方向应当被理解为是指光沿着其从光学增强部段输出的大体方向，其例如远离光学增强部段的上表面而延伸。在一个实施例中，部分反射层可以被形成以使得在第一位置处部分反射层具有第一厚度并且在第二位置处部分反射层具有第二、不同的厚度。在另一个实施例中，部分反射层可以被形成以使得在第一位置处部分反射层具有第一反射率并且在第二位置处部分反射层具有第二、不同的反射率。部分反射层可以具有为例如镜面反射的、漫射的或二者的组合的反射率。在一个实施例中，部分反射层可以包括多个部分反射子层。因此，该部分反射层可以由多个相等的或不同的厚度的子层构建。这可以实现对在部分反射层中各种地点/位置处的部分反射层的厚度和/或反射率的精确控制。再者，它可以实现被制造成具有预定反射率、形状和/或厚度的预制的部分反射子层的使用。再者，在第一位置处，部分反射层可以包括第一数量的部分反射子层，并且在第二位置处，部分反射层可以包括第二、不同数量的部分反射子层。部分反射层因此可以由多个相等或相异厚度的子层构建，其中不同数量的子层被用在部分反射层中的不同地点/位置处。部分反射层的厚度或反射率的突然/阶跃改变因此可以例如通过在部分反射层中的预定地点/位置处添加部分反射子层而容易地实现。部分反射层的厚度或反射率的突然/阶跃改变可以用来提供在光束的预定地点/位置处亮度的相应的突然/阶跃改变。再者，在第一和第二位置之间，厚度和/或反射率可以以单调方式逐渐地从第一值改变成第二值。实施例可以进一步包括至少部分包封光学增强部段和半导体结构的侧表面的光反射结构，该光反射结构适于朝向光学增强部段反射来自半导体二极管结构的光。该光反射结构可以充当具有高反射率的“混合箱”，其回收/反射光直到光经由光学增强部段和部分反射层逃逸。而且，光从其中逃逸的光输出部段可以被调适成在面积/足迹方面比生成光的半导体结构更小，由此增加从光源输出的光的亮度。实施例可以进一步包括覆盖光学增强部段的顶部的至少部分的掩蔽层，该掩蔽层适于阻挡入射在其面向下的表面上的输出光的透射。该掩蔽层可以被用于例如在光输出射束中创建黑暗（例如低亮度）区域。这样的黑暗区域可以通过掩蔽层提供反射率的突然或骤然改变而被明确限定（例如在边缘处具有亮度的突然或骤然改变）。而且，输出光束中期望的形状或图案可以通过在部分反射层上的预定地点/位置处采用一个或多个掩蔽层而容易地获得。部分反射层的厚度的突然/阶跃改变可以用来在光束的预定地点/位置处提供亮度的相应的突然/阶跃改变。光学增强材料可以是“颜色转换填充物”，比如荧光（lumiramic）材料或磷光材料。这可以转换从半导体结构输出的光的颜色。它还可以帮助维持横向发射区域的展度。实施例可以用在汽车照明的领域和需要高亮度照明的其他领域/应用中。因而，根据本专利技术的一个方面，可以提供一种包括根据一个实施例的光源的汽车灯。根据本专利技术的另一个方面，可以提供一种包括根据一个实施例的光源的投影仪灯。根据本专利技术的又一个方面，提供一种制造光源的方法，包括以下步骤：提供适于生成光的半导体二极管结构；在半导体二极管结构之上形成光学增强部段，该光学增强部段适于输出来自半导体二极管结构的光；以及利用部分反射层覆盖光学增强部段的顶部的至少部分，该部分反射层适于朝向光学增强部段反射输出光的部分，其中部分透明层具有横向变化的透光率特性。该方法可以进一步包括由多个部分反射子层形成部分反射层的步骤。实施例可以进一步包括利用光反射结构至少部分地包封光学增强部段和半导体结构的侧表面，该光反射结构适于朝向光学增强部段反射来自半导体二极管结构的光。一个实施例可以进一步包括利用掩蔽层覆盖光学增强部段的顶部的至少部分的步骤，该掩蔽层适于阻挡入射在其面向下的表面上的输出光的透射。附图说明现在将参照附图详细描述本专利技术的实施例，在附图中：图1A是根据一个实施例的光源的截面视图；图1B是图示输出光的亮度随图1A的实施例的位置而变化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光源，包括：适于生成光的半导体二极管结构（12）；光学增强部段（14），其在半导体二极管之上且适于输出来自半导体二极管结构的光；以及部分反射层（16），其覆盖光学增强部段的顶部的至少部分且适于朝向光学增强部段反射输出光的部分，其中所述部分反射层包括多个部分反射子层并且具有横向变化的透光率特性，并且其特征在于，在第一位置（X）处，所述部分反射层具有第一厚度（Th1），并且在第二位置（Y）处，所述部分反射层具有第二、不同的厚度（Th2）；并且在于，在第一位置处，所述部分反射层包括第一数量的部分反射子层，并且在第二位置处，所述部分反射层包括第二、不同数量的部分反射子层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.02 EP 14183131.31.一种光源，包括：适于生成光的半导体二极管结构（12）；光学增强部段（14），其在半导体二极管之上且适于输出来自半导体二极管结构的光；以及部分反射层（16），其覆盖光学增强部段的顶部的至少部分且适于朝向光学增强部段反射输出光的部分，其中所述部分反射层包括多个部分反射子层并且具有横向变化的透光率特性，并且其特征在于，在第一位置（X）处，所述部分反射层具有第一厚度（Th1），并且在第二位置（Y）处，所述部分反射层具有第二、不同的厚度（Th2）；并且在于，在第一位置处，所述部分反射层包括第一数量的部分反射子层，并且在第二位置处，所述部分反射层包括第二、不同数量的部分反射子层。2.权利要求1的光源，其中在第一位置处，所述部分反射层具有第一反射率，并且在第二位置处，所述部分反射层具有第二、不同的反射率。3.任一前述权利要求的光源，其中在第一和第二位置之间，厚度或反射率以单调方式逐渐地从第一厚度改变成第二厚度。4.任一前述权利要求的光源，进一步包括覆盖光学增强部段的顶部的至少部分的掩蔽层（60），该掩蔽层适于阻挡入射在其面向下的表面上的输出光的透射。5.任一前述权利要求的光源，其中所述光学增强部段包括荧光或磷光材料。6.任一前述权利要求的...

【专利技术属性】
技术研发人员：FMH克隆普韦茨，B斯平格，P布勒曼，NAM斯韦格斯，MA德桑姆贝尔，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL