[发明专利]使用反向发射LED和反射衬底的亮度图案成形

说明书

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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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USP 7,339,200“LIGHT-EMITTING DIODE AND VEHICULAR LAMP”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LED 110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LED 110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。

发明内容

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，在本发明的一个实施例中，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

本发明参考附图更详细地且以示例方式进行解释，在附图中：