[发明专利]照明装置

说明书

本发明申请是国际申请日为2006年2月21日、国际申请号为“PCT/DE2006/000314”、国家申请号为“200680006184.6”、发明名称为“照明装置”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明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。

背景技术

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US4,907,044中描述了这种光学元件。半导体芯片分别用光学元件来改造。在US4,907,044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US4,907,044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。

发明内容

本发明的任务是说明一种改进的照明装置。

根据本发明，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。本发明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，根据本发明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，分离的光学元件被设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，未对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衬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，根据本发明的照明装置包括设置用于产生辐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。