用于发射期望的光束图案的发光二极管部件和方法技术

公开了具有改善的光提取的发光器部件及相关方法。在一个实施方式中，发光器部件(10)可包括基台(14)、布置在基台(14)上的至少一个发光二极管芯片(12)、以及布置在发光二极管芯片(12)的一部分上的透镜(16)。透镜(16)可包括光学元件(22)。光学元件(22)可被配置为影响来自至少一个发光二极管芯片(12)的光输出。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本文中公开的内容整体涉及发光二极管(LED)部件和方法。更具体地，本文中公开的内容涉及LED元件及用于改善的光提取的方法。
技术介绍
发光二极管(LED)或者LED芯片是将电能转换成光的固态器件。LED芯片可被利用在发光器部件中以在各种照明应用中提供不同的光颜色和光图案。例如，发光器部件可被用于各种LED灯泡和灯具应用中，并且发展成为白炽的、荧光的以及金属卤化物的高强度放电(HID)照明应用的替换物。 在灯泡和灯具应用中使用的传统发光器部件结合(i)以阵列形式定位在基板上的分立LED封装件(例如，封装的LED芯片)，或者(ii)位于基板上并密封在单个透镜下的紧密封装的LED芯片阵列。与第一种方法有关的问题包括与装配到基板上之前与单独封装LED芯片有关的增加的时间和成本。利用紧密封装的LED芯片阵列的第二种方法易受光提取问题的影响，因为相邻的LED芯片和/或与相邻的LED芯片有关的焊线能够阻挡光。此夕卜，使用单个透镜从紧密封装的LED芯片阵列提取正确的或者期望的光束图案是困难的。与传统部件有关的另一个缺点是尽管非圆形或者正方形形状的阵列在许多应用和制造过程中是首选的或者期望的，但是非圆形或者正方形形状的LED芯片阵列产生针对灯泡应用并不是最优化的非圆形或者正方形的光束图案。因此，减少与分立LED封装件有关的耗时且昂贵的步骤以及改善发光器部件的光提取和发光器部件的光束图案对于维持或者超过给定部件的预期成本以及预期和期望的光学性能变得更为重要。 尽管在市场中的各种发光器部件的可用性，仍然存在对具有改善的效率和光提取的部件和方法的需求。同样仍然存在获得简化的光束图案成形以及从LED芯片获得期望的光束图案的部件和方法的需求。
技术实现思路
根据本公开内容，本文中提供和描述了用于产生期望的光束图案的发光器部件和方法。本文中描述的元件和方法可呈现改善的光提取，并且适用于各种应用，例如，包括诸如灯泡和灯具产品和/或应用的个人的、工业的以及商业的照明应用。因此，本公开的目的是提供一方面通过单独定位的光学罩(optical dome)从单独的LED芯片提取光同时从被配置为不同于期望的波束图案的LED芯片阵列中产生期望形状的波束图案从而来改善光提取的发光器部件和方法。 可通过本文中的公开内容变得显而易见的本公开的这些和其他目的至少完全地或者部分地通过本文中公开的内容来实现。 【附图说明】 在本说明书的剩余部分中，结合参考附图来更具体地阐述包括对于本领域技术人员而言为最佳模式的本主题内容的全面和能够实现的公开内容，其中: 图1是根据本文的公开内容的发光器部件的实施方式的顶部视图； 图2A和图2B是根据本文的公开内容的发射器部件的顶部透视图； 图3是根据本文的公开内容的发射器部件的侧视图； 图4A至图4H是根据本文的公开内容的发光器部件的示意图； 图5A和图5B是根据本文的公开内容的发光器部件的部分的截面图； 图6A至图6C是根据本文的公开内容的发光器部件内的LED芯片的侧视图； 图7是根据本文的公开内容的发光器部件的示意图；以及 图8A和图SB是可与根据本文的公开内容的发光器部件结合的照明产品的透视图。 【具体实施方式】 本文中公开的内容涉及用于改善的光提取(包括例如能够具有与发射光的LED芯片阵列的形状或者结构不同的形状的光束图案)的发光二极管(LED)部件和方法。光学罩和一个或多个光学元件可用于从不同形状的LED芯片阵列或者布置中创建期望形状的光束图案。下文中将会详细地参考本文中内容的可能的方面或者实施方式，本公开的一个或多个实例在图中示出。提供每个实例是为说明主题内容而不是作为限制。事实上，作为一个实施方式的一部分示出或者描述的特征可被用于另一个实施方式以产生进一步的实施方式。旨在所公开的和设想的内容覆盖这些修改和变化。 如在各个图中示出的，为了说明的目的，结构或者部分的某些尺寸相对于其他结构或部分被夸大并因此被提供以示出本专利技术的一般结构。此外，参考形成在其它结构、部分上的结构或者部分来描述本专利技术的各种方面。如本领域技术人员将会理解的，对形成“在”另一结构或部分“上”或“上方”的结构的参考考虑另外的结构、部分或两者可介于其间。对形成“在”另一个结构或者部分“上”而没有中间结构或部分的结构或部分的参考在本文中被描述成“直接在”结构或者部分“上”形成。同样地，当元件被称作“连接”、“附接”或者“耦接”至另一个元件时，其可直接的连接、附接或者耦接至另一个元件或者可存在中间元件。相反，当元件被称作“直接连接”、“直接附接”或者“直接耦接”至另一个元件时，则不存在中间元件。 此外，在本文中使用诸如“上”、“上方”、“上部”、“顶部”、“下部”或者“底部”的相对术语来描述如图中示出的一个结构或者部分与另一个结构或者部分的关系。将理解，诸如“上”、“上方”、“上部”、“顶部”、“下部”或者“底部”的相对术语旨在包括除在图中描述的方位之外的部件的不同方位。例如，如果图中的部件被翻转，则描述为“在”其它结构或者部分“上方”的结构或者部分现将定位成“在”其它结构或者部分“下方”。同样地，如果图中的部件相对轴旋转、则被描述为“在”其他结构或部分“上方”的结构或部分将被定位成“紧接”其他结构或者部分或者“在”其他结构或者部分的“左侧”。遍及全文，相同标号表示相同的元件。 除非明确说明不存在一个或多个元件，否则本文中使用的术语“包含”、“包括”以及“具有”应当解释为不排除一个或多个元件的存在的开放性术语。 根据本文中描述的实施方式的发光器部件可包括基于II1-V族氮化物(例如，氮化镓(GaN))的LED芯片或者激光器。LED芯片和激光器的制造通常是已知的并且仅在本文中简要描述。LED芯片或者激光器可在生长基板(例如，碳化硅(SiC)基板)上制作，诸如由北卡罗来纳州Durham市的Cree Inc.制造和销售的器件。本文中还预期其它生长基板，例如但不限于蓝宝石、硅(Si)以及GaN。在一个方面中，SiC基板/层可以是4H多型碳化硅基板/层。然而，也可使用其它SiC多型碳化硅基板/层，诸如3C、6H以及15R。合适的SiC基板可从作为本专利技术的受让人的Durham，N.C的Cree公司获得，并且用于生产这种基板的方法在科学文献以及多个共同受让的美国专利(包括而不限于美国专利N0.Re.34，861 ；美国专利号N0.4，946，547以及美国专利号N0.5，200, 022)中进行了阐述，将其全部内容通过引用结合于此。本文也考虑任何其它合适的生长基板。 如在本文中使用的，术语“III族氮化物”是指在氮与元素周期表的III族(通常为铝(Al)、镓(Ga)和铟(In))中的一个或多个元素之间形成的半导体化合物。该术语还指代二元、三元和四元化合物(诸如GaN、AlGaN和AlInGaN)。III族元素可与氮结合以形成二元(例如GaN)、三元(例如AlGaN)以及四元(例如AlInGaN)化合物。这些化合物可具有其中一摩尔的氮与总共一个摩尔的III族元素结合的经验式。因此，诸如AlxGal-xN，其中1>χ>0，经常被用于描述这些化合物。用于III族氮化物的外本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光器部件，包括：基台；至少一个发光芯片，布置在所述基台上；透镜，布置在所述至少一个发光芯片上；以及光学元件，与所述透镜相关联，其中，所述光学元件被配置为影响来自所述发光芯片的光输出。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种发光器部件，包括: 基台; 至少一个发光芯片，布置在所述基台上； 透镜，布置在所述至少一个发光芯片上；以及 光学元件，与所述透镜相关联，其中，所述光学元件被配置为影响来自所述发光芯片的光输出。2.根据权利要求1所述的发光器部件，其中，所述光学元件是细长的并包括大于所述透镜的直径的长度。3.根据权利要求1所述的发光器部件，其中，所述光学元件包括大约4毫米(mm)或更长的长度。4.根据权利要求1所述的发光器部件，其中，所述光学元件包括大约6毫米(mm)或更长的长度。5.根据权利要求1所述的发光器部件，其中，所述光学元件包括第一细长部分和第二细长部分。6.根据权利要求5所述的发光器部件，其中，所述第一细长部分和所述第二细长部分向内朝向彼此弯曲。7.根据权利要求6所述的发光器部件，其中，在所述第一细长部分和所述第二细长部分之间存在大约90°或更大的角度。8.根据权利要求7所述的发光器部件，其中，在所述第一细长部分和所述第二细长部分之间存在大约100°或更大的角度。9.根据权利要求7所述的发光器部件，其中，在所述第一细长部分和所述第二细长部分之间存在大约120°或更大的角度。10.根据权利要求1所述的发光器部件，其中，所述光学元件接触所述透镜的至少一部分。11.根据权利要求1所述的发光器部件，其中，所述光学元件包括模制硅树脂材料。12.根据权利要求1所述的发光器部件，其中，所述光学元件包括塑料材料。13.根据权利要求1所述的发光器部件，其中，所述至少一个发光芯片包括至少一个发光二极管(LED)芯片。14.根据权利要求13所述的发光器部件，其中，所述光学元件包括大于所述至少一个LED芯片的厚度的高度。15.根据权利要求14所述的发光器部件，其中，所述至少一个LED芯片包括LED芯片阵列。16.根据权利要求15所述的发光器部件，其中，所述LED芯片阵列包括非圆形形状的LED芯片阵列。17.根据权利要求16所述的发光器部件，其中，所述LED芯片阵列包括正方形形状的LED芯片阵列。18.根据权利要求17所述的发光器部件，包括多个光学元件，并且其中，所述光学元件被配置为影响来自所述正方形形状的LED芯片阵列的光输出以产生圆形形状的光束图案。19.根据权利要求1所述的发光器部件，其中，所述发光芯片以板上芯片(CoB)结构来安装到所述基台上。20.根据权利要求1所述的发光器部件，其中，所述发光芯片间接地安装到所述基台上。21.一种灯泡，结合根据权利要求1所述的发光器部件。22.—种灯具，结合根据权利要求1所述的发光器部件。23.一种设置发光器部件的方法，所述方法包括: 设置基台； 将至少一个发光芯片附接到所述基台的表面； 在所述至少一个发光芯片上设置透镜；以及 设置被配置为影响来自所述发光芯片的光输出的光学元件。24.根据权利要求23所述的方法，包括设置具有大于所述透镜的直径的长度的细长光学元件。25.根据权利要求23所述的方法，包括设置具有大约4毫米(mm)或更长的长度的所述光学兀件。26.根据权利要求23所述的方法，其中，所述光学元件接触所述透镜的至少一部分。27.根据权利要求23所述的方法，其中，所述光学元件具有第一细长部分和第二细长部分。28.根据权利要求27所述的方法，包括设置其中所述第一细长部分相对于所述第二弯曲部分成一个角度的所述光学元件。29.根据权利要求28所述的方法，其中，所述角度为大约90°或更大。30.根据权利要求28所述的方法，其中，所述角度为大约100°或更大。31.根据权利要求28所述的方法，其中，所述角度为大约120°或更大。32.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：关有长，克雷格·威廉·哈汀，朱文岳，莫泰蔺，
申请(专利权)人：克利公司，
类型：发明
国别省市：美国;US