照明装置制造方法及图纸

说明了一种照明装置（１），其包括光电子部件（２０），所述光电子部件具有壳体（２０３）和至少一个设置用于产生辐射的半导体芯片（３），以及分离的光学元件（２），该光学元件设置用于固定在所述光电子部件上并且具有光轴，其中所述光学元件具有辐射出射面（４），并且所述辐射出射面具有凹面弯曲的部分区域（５）和距所述光轴一距离地至少部分环绕凹面弯曲的部分区域的凸面弯曲的部分区域（７），其中所述光轴（６）穿过凹面弯曲的部分区域。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】照明装置本专利技术涉及一种具有设置用于产生辐射的半导体芯片的照明装置。这种照明装置通常用于平面的照明。传统的半导体芯片通常具有比较 小的角度的辐射特征，使得由半导体芯片产生的辐射的大部分被辐射进比 较窄的立体角范围中。由于半导体芯片的小角度的辐射特征，使得利用这 种半导体芯片难于大面积地照明。为了扩展辐射特征可以使用 一种光学元 件。例如在US 4，卯7，044中描述了这种光学元件。半导体芯片分别用光学 元件来&造。在US 4,907,044的图4中示出了具有这种光学元件的径向 LED,而图8示出了具有光学元件的所谓的过模LED构型 (Overmold-LED-Bauform )。在这两种构型中首先将半导体芯片接触端 子，接着用光学元件包围，其中与径向构型相反，过模构型适于表面安装。 由于用光学元件全面地包封半导体芯片，所以例如由于在产生辐射时累积 的损耗热，在这些构型中在高辐射功率的情况下存在增大的光学元件损坏 的危险。相应地，在US4，卯7，044中所示的部件仅仅有条件地适于高功率 应用，以产生具有相应高的热的高辐射功率。本专利技术的任务是说明 一种改进的照明装置。根据本专利技术，该任务通过一种具有权利要求1和权利要求4所述特征 的照明设备来解决。本专利技术的一些有利的扩展方案和改进方案是从属权利 要求的主题。在第一实施形式中，根据本专利技术的照明装置包括光电子部件和分离的 光学元件，该光电子部件具有壳体和至少一个设置用于产生辐射的半导体 芯片，分离的光学元件^^殳置用于固定在光电子部件上并且具有光轴，其 中光学元件具有辐射出射面，并且该辐射出射面具有凹面弯曲的部分区域 和凸面弯曲的部分区域，该凸面弯曲的部分区域在距光轴一距离上至少部 分包围凹面弯曲的部分区域，其中光轴穿过凸面弯曲的部分区域。有利的是，可以基本上与分离的光学元件无关地构造光电子部件。随 后，光电子部件可以简单地针对高功率应用被优化用于产生高辐射功率，而没有由于高热而提高光学元件损坏的危险。在一种优选的扩展方案中，半导体芯片实施为薄膜半导体芯片。在本 申请的范围内，半导体芯片设置为薄膜半导体芯片，在其制造期间，半导 体层序列外延地生长到其上的生长衬底被薄化或者尤其是完全地被剥离， 其中该半导体层序列包括薄膜半导体芯片的半导体本体。半导体本体优选 设置在支承体上，该支承体使半导体本体机械上稳定，并且特别优选地不 同于用于半导体本体的半导体层序列的生长衬底。有利的是，^Mt薄膜半导体芯片的支承体提出比较高的要求，而生长 衬底如在晶体结构方面必须满足这些要求。相对于选择生长衬底时的自由 度，有利地提高了选择支承体时的自由度。例如，在热特性、如与半导体 本体相匹配的热膨胀系数或者高导热性方面，可以比较自由地选择支承 体。高导热性在高功率应用的情况下是特别重要的，在这些高功率应用中， 半导体芯片工作时在半导体芯片中产生主要的热量。如果在半导体芯片中 所产生的热量不充分地导出半导体芯片，则增大了半导体芯片损坏的危 险。通过使用不同于生长村底的高导热性的支承体，可以有利地降低这样 的危险。在另一种实施形式中，根据本专利技术的照明装置包括设置用于产生輻射 的半导体芯片和光学元件，该光学元件具有光轴，其中半导体芯片实施为 薄膜半导体芯片，光学元件具有辐射出射面，并且该辐射出射面具有凹面 弯曲的部分区域和凸面弯曲的部分区域，该凸面弯曲的部分区域在距光轴 一距离上至少部分包围凹面弯曲的部分区域，其中光轴穿过凸面弯曲的部 分区域。光学元件的辐射出射面的这种造型使改变照明装置的辐射特征变得容 易，使得相对于不带光学元件的部件的辐射特征，提高了与光轴成一角度 下的从照明装置中耦合输出的辐射功率。对此，尤其是凹面弯曲的部分区 域作出贡献，该部分区域提高了在与光轴所成的大角度下从照明装置耦合 输出的辐射成分。具有这种光学元件的照明装置因此也特别适合于在侧面 与光轴偏移的面区域中均匀地照亮比较大的、尤其是平的面。优选地，设置有用于显示装置例如LCD (liquid crystal display)的背景照明的照明 装置。在一种优选的扩展方案中，照明装置包括光电子部件，光电子部件具 有壳体和半导体芯片，其中光学元件实施为分离的光学元件，并且光学元件被设置用于固定在光电子部件上。在另一种优选的扩展方案中，光轴、尤其是固定在光电子部件上的光 学元件的光轴穿过半导体芯片。半导体芯片尤其是可以相对于光轴集中地 设置。半导体芯片的这种设置使由半导体芯片产生的辐射借助光学元件容 易均匀地射束成形。在另一种优选的扩展方案中，光学元件以光轴旋转对称地实施。由此， 有利地实现了照明装置的朝向光轴的方位上的均匀和稳定的辐射特征。在另一种优选的扩展方案中，凸面弯曲的部分区域的曲率小于凹面弯 曲的部分区域的曲率。均匀照亮距光轴比较大距离的、M助照明装置照 明的面区域变得容易。此外，辐射出射面的凸面弯曲的部分区域的表面积可以大于凹面弯曲 的部分区域的表面积。在凹面弯曲的部分区域的区域中，从光学元件射出 的辐射均匀照明待照明面的横穿光轴的区域，而从凸面弯曲的部分区域射 出的辐射实施为均匀地照明与光轴有一距离的区域。由于与光轴间隔的面 区域常常大于包围光轴的区域，所以通过与凹面弯曲的部分区域的面积相 比增大的凸面弯曲的部分区域的面积,使均匀照明与光轴间隔的面区域变 得容易。凸面弯曲的部分区域与凹面弯曲的部分区域之间的过渡区域优选 这样地实施，4吏得凸面弯曲的部分区域和凹面弯曲的部分区域在过渡区域 中(尤其是仅仅在过渡区域中)具有共同的切线。这样可以降低或者避免在 待照明的面上的局部辐射功率分布或者强度分布的不均匀性。光学元件的 辐射出射面可以无棱地实施和/或总体上实施为可区分的(differenzierbare)面。此外，在本专利技术中光学元件可以这样地构造，使得两个尤其是任意的 从辐射出射面侧从光学元件出射的射束无交叉地分布，即这些射束不相交 或者不交叉.因此可避免在被照明的面上形成一些区域，这些区域通it^目 对于相邻区域提高了的辐射功率而被照明。尤其是，辐射功率在待照明的 面上的局部分布可以与面至照明装置的距离无关。此外，光学元件可以这样地实施，使得通过该光学元件或者在光学元 件中的射束引导无全反射地实现射束成形。因此提高了光学元件的制造公 差。在另一种优选的扩展方案中，凸面弯曲的部分区域根据凸透镜实施而凹面弯曲的部分区域才艮据凹透镜实施。在另一种优选的扩展方案中，凸面弯曲的部分区域具有第一区域和第 二区域，其中第一区域的曲率小于第二区域的曲率。优选的是，笫二区域 比第一区域距光轴或凹面弯曲的部分区域更远。由此有利的是，可以提高 在与光轴所成的比较大的角度下经弯曲更强烈的第二区域从光学元件射 出的辐射部分或者辐射功率。在另一种优选的扩展方案中，随着距凹面弯曲的部分区域的距离增加， 凸面弯曲的部分区域的曲率、尤其是第二区域的曲率增加。该曲率尤其是 可以连续增加。通过随着凹面弯曲的部分区域的增大的距离而使凸面弯曲的部分区域 的曲率增大，可以提高从凸面弯曲的部分区域中耦合输出的辐射与光轴所 成的角度。因此使待照明面的、距光轴具有比较大的距离的部分面的均匀 照明变得容易。在另一种优选的扩展方案中，壳体被本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种照明装置（１），包括　　　　光电子部件（２０），所述光电子部件具有壳体（２０３）和至少一个设置用于产生辐射的半导体芯片（３），　　　　以及分离的光学元件（２），该光学元件设置用于固定在所述光电子部件上并且具有光轴，其中　　　　－所述光学元件具有辐射出射面（４）并且　　　　－所述辐射出射面具有凹面弯曲的部分区域（５）和距所述光轴一距离地至少部分环绕所述凹面弯曲的部分区域的凸面弯曲的部分区域（７），其中所述光轴（６）穿过所述凹面弯曲的部分区域。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE 2005-2-28 102005009067.2;DE 2005-5-4 10200502091.一种照明装置(1)，包括光电子部件(20)，所述光电子部件具有壳体(203)和至少一个设置用于产生辐射的半导体芯片(3)，以及分离的光学元件(2)，该光学元件设置用于固定在所述光电子部件上并且具有光轴，其中-所述光学元件具有辐射出射面(4)并且-所述辐射出射面具有凹面弯曲的部分区域(5)和距所述光轴一距离地至少部分环绕所述凹面弯曲的部分区域的凸面弯曲的部分区域(7)，其中所述光轴(6)穿过所述凹面弯曲的部分区域。2. 才艮据权利要求l所述的照明装置，其特征在于，所述半导体芯片 (3)实施为薄膜半导体芯片。3. —种照明装置(1)，包括设置用于产生辐射的半导体芯片(3)和光学元件(2),所述光学元 件具有光轴(6)，其中-所述半导体芯片实施为薄膜半导体芯片，-所述光学元件具有辐射出射面(4)以及-所述辐射出射面具有凹面弯曲的部分区域(5)和距所述光轴一距 离地至少部分环绕所述凹面弯曲的部分区域的凸面弯曲的部分区域(7)， 其中所述光轴(6)穿过所述凹面弯曲的部分区域。4. 根据权利要求3所述的照明装置，其特征在于，所述照明装置(l) 包括光电子部件(20)，所述部件具有壳体(203)和所述半导体芯片(3)， 其中所述光学元件(2)实施为分离的光学元件，并且所述光学元件设置 用于固定在所述光电子部件上。5. 才艮据上述权利要求中的至少一项所述的照明装置，其特征在于， 固定在所述光电子部件(20)上的所述光学元件(2)的光轴(6)穿过所 述半导体芯片(3)。6. 根据上述权利要求中的至少一项所述的照明装置，其特征在于， 所述光学元件(2)实施为关于所述光轴(6)旋转对称.7. 4艮据上述权利要求中的至少一项所述的照明装置，其特征在于， 所述凸面弯曲的部分区域(7)具有这样的曲率，该曲率小于所述凹面弯 曲的部分区域(5)的曲率。8. 才艮据上述权利要求中的至少一项所述的照明装置，其特征在于， 所述凸面弯曲的部分区域(7)具有这样的面积，该面积大于所述凹面弯 曲的部分区域(5)的面积。9. 才艮据上述权利要求中的至少一项所述的照明装置，其特征在于， 所述凸面弯曲的部分区域(7)具有第一区域(71)和第二区域(72),其 中所述第一区域的曲率小于所述第二区域的曲率。10. 根据上a利要求中的至少一项所述的照明装置，其特征在于，所述壳体(203 )被预先制造并且所述半导体芯片(3 )事后i殳置在所述壳 体上。11. 才艮据上i^利要求中的至少一项所述的照明装置，其特征在于， 所述光电子部件(20)具有尤其是用所述壳体(203)成型的引线框架。12. 根据上*利要求中的至少一项所迷的照明装置，其特征在于， 所述光电子部件(20)、尤其是所述引线框架具有第一电连接件(205)、 第二电连接件(206)和热连接件(215)。13. 才艮据上a利要求中的至少一项所迷的照明装置，其特征在于， 所述光电子部件(20)实施为可表面安装的部件。14. 根据上i^J5L利要求中的至少一项所述的照明装置，其特征在于， 所述半导体...

【专利技术属性】
技术研发人员：西蒙布吕梅尔，弗朗茨舍尔霍恩，冈特魏特尔，马里奥万宁格，
申请(专利权)人：奥斯兰姆奥普托半导体有限责任公司，
类型：发明
国别省市：DE[]