使用反向发射LED和反射衬底的亮度图案成形制造技术

一种发光结构包括安装在反射衬底上的封装的反向发射发光设备。可以控制反射表面的属性以提供期望的亮度图案。以这种方式，提供期望的亮度图案的发光结构的创建可以独立于封装的发光设备的提供者。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用反向发射LED和反射衬底的亮度图案成形
本专利技术涉及发光设备的领域，并且特别涉及一种使用反向发射发光设备和反射衬底来促进获得期望的光发射图案的发光结构。
技术介绍
随着技术的进步，半导体发光设备正用于各种各样的应用中，包括家庭照明、区域照明、车辆照明等。在这些应用内，可能期望特定的亮度图案以优化所提供的光照的效率或有效性。常规发光设备的光照（发光强度、亮度图案）一般地相对于发射表面的法线是朗伯式的（Lambertian）。在提供非朗伯式的期望光照的发光结构的创建中，光学元件用于将朗伯亮度图案转换成所期望的亮度图案。例如，“手电筒”应用可以采用将朗伯亮度准直成具有窄射束宽度的亮度图案的菲涅尔透镜，从而在与透镜正交的方向上集中光。在诸如头灯的汽车应用中，细长的亮度图案可能是合意的，使得亮度图案在一个维度上（跨越道路）具有稍微宽的射束宽度，并且其他维度（在道路上方）上具有窄的射束宽度。图1A图示“花生形状”光学透镜14的横截面轮廓，如2008年3月4日颁发给Amano等人且通过引用并入本文的USP7,339,200“LIGHT-EMITTINGDIODEANDVEHICULARLAMP”中所公开。在纵向方向上，该透镜包括凹透镜段C1的任一侧上的两个凸透镜段C2。透镜段的这种组合用来分散由LED110发射的光，并且提供图1B的亮度图案150，该亮度图案具有与发光表面的法线偏离给定角度的两个峰。光学透镜14相对于LED110的位置的各种尺度确定了这些峰的位置（偏离法线的角度）和大小，以及垂直于发光表面的“谷”中亮度的大小。尽管成型或以其它方式形成创建期望亮度图案的光学透镜的成本可能是微少的，但是半导体发光设备领域中渐增的竞争压力通常要求在任何可行的情况下降低成本。此外，为了成本有效性和其它考虑，期望的光学透镜的形成一般在制造发光结构的“封装”阶段期间执行，从而要求发光结构的制造者参与创建提供期望的亮度图案的透镜。
技术实现思路
将有利的是，提供一种发光结构，该发光结构允许在不使用光学透镜的情况下创建期望的亮度图案。还将有利的是，允许作为‘后封装’过程创建期望亮度图案的创建，从而允许由封装的发光设备的购买者定制亮度图案。为了更好地解决这些关切中的一个或多个，在本专利技术的一个实施例中，发光结构包括安装在反射衬底上的封装的发光设备，其中反射表面的属性可以被控制以提供期望的亮度图案。以这种方式，提供期望亮度图案的发光结构的创建可以独立于封装的发光设备的提供者。封装的发光设备可以是提供包括可观的侧发射的亮度图案的发光设备，该亮度图案包括与法线偏离超过九十度的角度（即朝向衬底）的向上和向后亮度强度分量两者，使得反射衬底的属性可用于以期望的方式影响该亮度。示例反向发射发光设备包括具有发光表面的发光元件、具有与该发光表面相对的反射表面的反射器、以及将反射表面与发光表面分离的间隔物元件。间隔物元件提供反射表面与发光表面之间的分离距离，使得从设备发射的光的大约一半或更多以与发光表面的法线成大于90度的角度朝向反射器发射。在实施例中，分离距离在500和1000um之间。反射衬底的面积可以比发光设备的面积大至少一个数量级，并且可以是基本上漫反射的、镜面反射的或二者的组合。在一个示例实施例中，发光设备可以被位于漫反射衬底上的镜面反射块环绕。反射衬底还可以包括耦合到发光元件的导体。附图说明本专利技术参考附图更详细地且以示例方式进行解释，在附图中：图1A-1B图示示例现有技术的发光结构，其使用光学元件成形所发射的光来提供期望的亮度图案。图2A-2C图示示例现有技术的PSS-CSP（图案化蓝宝石衬底芯片级封装）及其亮度图案。图3A-3C图示具有亮度图案的示例发光设备，该亮度图案包括偏离法线超过九十度的角度的可观的亮度强度。图4A-4B图示包括镜面反射衬底的示例发光结构及其亮度图案。图5A-5B图示包括漫反射衬底的示例发光结构及其亮度图案。图6A-6B图示具有反射衬底的示例发光结构及其亮度图案，该反射衬底具有漫反射区域和镜面反射区域。图7A-7B图示具有反射衬底的另一示例发光结构及其亮度图案，该反射衬底具有漫反射区域和镜面反射区域。图8A-8C图示具有安装在反射中介物上的发光设备的示例发光结构及其亮度图案，该反射中介物安装在漫反射衬底上。图9图示上述发光结构的亮度图案的极坐标图。图10图示具有亮度图案的另一示例发光设备，该亮度图案包括偏离法线超过九十度的角度的可观的亮度强度。图11-13图示衬底上的其它示例反射图案。贯穿附图，相同的附图标记指示相似或对应的特征或功能。为了说明的目的而包括附图，并且附图不旨在限制本专利技术的范围。具体实施方式在下面的描述中，为了解释而非限制的目的，阐述了具体细节，诸如特定架构、接口、技术等，以便提供对本专利技术的概念的透彻理解。然而，将对本领域技术人员显而易见的是，本专利技术可以在脱离这些具体细节的其它实施例中实践。以相似的方式，此描述的文本涉及附图中图示的示例实施例，并且不旨在超出权利要求中明确包括的界限而限制要求保护的专利技术。出于简明和清楚的目的，省略了公知的设备、电路和方法的详细描述，以便不被不必要的细节模糊本专利技术的描述。图2A-2C图示示例现有技术PSS-CSP（图案化蓝宝石衬底芯片级封装）发光设备200及其亮度图案。图2A-2B的设备200包括具有发光表面215的芯片级发光元件210，以及在该发光表面215上的可选的波长转换层220。一些光可以从发光元件210的侧面218发射，并且波长转换层220还可以包围这些侧面218。发光元件210上的接触部212A和212B提供到发光元件210的外部连接。可以提供透明保护层230以包围发光元件210和可选的波长转换层220。光将从保护层230的顶表面235以及从保护层230的侧表面238发射。在该示例实施例中，保护层230是250um厚的蓝宝石结构，但是可以使用诸如硅树脂之类的其它透明材料。法线260被限定为侧面235的平面的法线。角P265从法线260测量。法线270被限定为侧面238的平面的法线。典型地，法线260与法线270之间的角度为90度。角A275是从法线270到设备上的两个闭合拐角中的一个测量的角度，即对于矩形形状的设备而言为45度。图2C中图示两个示例亮度图案250、250'，其中从法线起+/-180度图示在水平轴上。亮度图案250是针对零度的固定方位角270的有角度光输出分布的横截面，其作为极坐标或从表面235的法线260测量的仰角P265（图2A）的函数。也就是说，该图示出了当角P265在平行于侧面238的平面中从+180至-180扫描时的亮度。固定方位角270被限定为垂直于表面238（或等效地通过对称垂直于任何其它侧表面）的角度。亮度图案250'是针对相对于表面238（等效地，如利用对称性朝向设备的每个拐角观察的）45度的固定方位角A275的有角度光输出分布的横截面。可以看到，大多数光在相应表面的法线的大约+/-60º内发射。如上面提到的，尽管该发射图案可能适合于许多应用，但是存在要求明显不同的发射图案的应用，诸如图1B的多波瓣辐射图，其中波瓣的大小和位置（发射角）和波瓣之间的谷的大小可以针对不同应用而变化。侧发射发光设备在本领域中是常见的，其中亮度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光设备，包括：具有发光表面的发光元件，具有与所述发光表面相对的反射表面的反射器，以及将所述反射表面与所述发光表面分离的间隔物元件，其中间隔物元件在所述反射表面与所述发光表面之间提供分离距离，使得从所述设备发射的光的至少一半以与发光表面的法线成大于90度的角度朝向反射器发射。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.23 US 62/0539511.一种发光设备，包括：具有发光表面的发光元件，具有与所述发光表面相对的反射表面的反射器，以及将所述反射表面与所述发光表面分离的间隔物元件，其中间隔物元件在所述反射表面与所述发光表面之间提供分离距离，使得从所述设备发射的光的至少一半以与发光表面的法线成大于90度的角度朝向反射器发射。2.权利要求1的设备，其中所述反射表面是基本上漫反射的。3.权利要求1的设备，进一步包括位于所述发光元件和所述反射器之间的波长转换层。4.权利要求1的设备，其中所述分离距离是至少500um。5.权利要求1的设备，其中所述间隔物元件的外壁被粗糙化以促进从所述间隔物元件的光提取。6.权利要求1的设备，进一步包括反射衬底，该反射衬底是所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：FS狄亚娜，E芬奇萨利，T德斯梅特，G古思，M尤里，
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