[发明专利]定向发光装置及其制造方法

说明书

提出一种发光装置，用于产生具有清晰限定的射束轮廓的光的定向投射。来自具有反射性侧涂层（34）的顶发射固态光源（12）的光在穿过次级准直漏斗（18）传播之前经由射束成形光学器件（16）预准直，该次级准直漏斗捕获具有仍然过大的逸出角的任何光线。通过使用薄膜侧涂层和小型磷光体层，可以实现芯片级封装尺寸。衬底水平的工艺流程还允许并行加工多个设备。

技术领域

本发明涉及适配成制造定向光束的发光装置。

背景技术

诸如发光二极管（LED）的固态光源越来越多地用于各种照明和传信应用。LED相比于诸如白炽灯或荧光灯的传统光源的优点包括寿命长、流明效率高、工作电压低和流明输出的快速调制。对于一般照明应用而言，通常使用发射朗伯光分布的LED。

然而，对于诸如汽车前照灯的许多应用而言，定向光源是优选的。典型地，这种定向性通过使用“顶发射”LED来实现；LED适配成允许光只在单个方向上逸出。

除了定向性之外，通常还期望高投射性、射束状的发射，其需要能够实现高对比度的装置。例如，“近光束”汽车前照灯（其仅将光投射到低于某临界角，以便避免迎面而来的交通工具的眩光）在发射时需要清晰的水平截止。具有近光束和远光束功能的未来的矩阵头灯需要类似的需求。此外，还期望横向的清晰对比度，其中每个LED能够不但在射束的高度上而且在射束的宽度上实现实在的截止，因此只跨过地平线的特定片段来投射。

高对比度发射典型通过使用更高水平的光学器件来进一步准直从一个或多个顶发射LED发射的光来实现。特别地，经常使用初级光学元件（典型为准直器或反射体）和次级光学器件（典型为透镜）。

然而，在这样的装置中，典型地，对准直角和期望截止的需求需要多个光学元件，其横向尺寸显著超过下面的LED管芯的横向尺寸，从而扩大了由封装引起的整体占地面积。例如，为了实现法线上下（above and below）40度的准直角，在使用大小为1.0mm×1.0mm的输入LED管芯的情况下，具有全内反射透镜和位于该透镜与光源之间的气隙的典型准直器将具有大约为2.7×1.6×1.6mm³的尺寸。对于没有气隙的构造，该尺寸将大约为3.5×2.3×2.3mm³。类似地，对于基于反射体而非基于全内反射的开放的准直器而言，典型的尺寸可能是1.5×1.6×1.6mm³。因此，可以看出，与LED管芯大小相比，占地面积显著地增加。

因此将期待一种装置，其可以实现具有清晰的纵向和横向截止的高度定向的发光，但是其中光学元件不引起LED封装的占地面积的显著扩大。这将使得能够实现应用内的较大的LED模块密度、模块阵列的简化的组装以及封装的增加的一般灵活性。

发明内容

本发明由权利要求限定。

根据本发明的一方面，提供一种适配成制造定向光束的发光装置，该发光装置包含：

具有发光顶表面和一个或多个横向侧表面的固态光源；

覆盖所述一个或多个侧表面的反射结构；

定位在该光源的光学下游的微结构化射束成形装置；和

定位在该反射结构之上的不透光光学主体，该不透光光学主体用于限制该定向光束的角度扩展，所述主体具有位于其基底处、用于从该固态光源接收光的第一开口，和围绕与该光源的发光顶表面垂直的轴线的渐缩漏斗结构，该渐缩漏斗结构向位于其顶部处的第二开口打开，该第二开口大于该第一开口。