用于增強性能的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及發(fā)光二極管（LED），以及相關的部件、工藝、系統(tǒng)和方法。在某些實施方案中，描述了當用于光學系統(tǒng)中時提供改進的光效率和熱效率的具有非矩形的輸入孔（例如圓形的孔）的LED。在一些實施方案中，可對LED的發(fā)射表面和/或發(fā)射體輸出孔成形（例如，成形為非矩形的形狀），以使得實現(xiàn)增強的光效率和熱效率。另外，在一些實施方案中，描述了為生產(chǎn)這種器件可使用的芯片設計和工藝。
【專利說明】用于增強性能的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)
[0001]相關申請
[0002]本申請根據(jù)35U.S.C.§ 119(e)要求于2011年6月28日提交的美國臨時專利申請序列第 61/502130 號，代理人案號 L0655.70117US00，發(fā)明名稱為 “Light-Emitting DiodeArchitectures for Enhanced Performance”的優(yōu)先權(quán)益,為了各種目的將其全部內(nèi)容通過引用并入本申請中。
【技術領域】
[0003]一般性地描述了發(fā)光二極管以及相關的部件、工藝、系統(tǒng)和方法。
【背景技術】
[0004]與白熾光源和/或熒光源相比，發(fā)光二極管(LED)通常可以以更高效的方式來提供光。與LED關聯(lián)的相對高的功率效率導致在各種照明應用中愿意使用LED來代替常規(guī)的光源。例如，在某些情況下，使用LED作為交通燈，以及使用LED來照亮手機的鍵盤和顯示器。
[0005]通常，LED由多層形成，并且這些層中的至少一些層是由不同的材料形成的。一般而言，選擇用于層的材料和厚度確定了由LED所發(fā)射的光的波長。另外，可以對這些層的化學組成進行選擇以嘗試將注入電荷載流子隔離到某些區(qū)域(通常稱為量子阱)中用于相對有效地轉(zhuǎn)換成光能。一般地，在生長量子阱的結(jié)的一側(cè)上的層摻雜有導致高的電子濃度的施主原子(這種層通常稱為η型層)，而在相對側(cè)上的層摻雜有導致相對高的空穴濃度的受主原子(這種層通常稱為P型層)。
[0006]制備LED的常用方法如下。以晶片的形式制備材料的層。通常，使用例如金屬有機化學氣相沉積(MOCVD)的外延沉積技術來形成層，其中將初始沉積的層形成在生長襯底上。然后，將所述層暴露于各種蝕刻和金屬化技術以形成用于電流注入的接觸部，隨后將晶片切割成單獨的LED芯片。通常，LED芯片是封裝的。
[0007]在使用期間，一般將電能注入到LED中，然后將電能轉(zhuǎn)換成電磁輻射(光)，一些電磁輻射例如經(jīng)由發(fā)射表面從LED中提取出來。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]一般性地描述了發(fā)光二極管以及相關的部件、工藝、系統(tǒng)和方法。
[0009]在一方面，提供了一種發(fā)光器件。在某些實施方案中，發(fā)光器件包括包含光生成區(qū)域和頂表面的發(fā)光管芯(l ight-emitting die)，其中將該器件配置為在使用期間選擇性地活化光生成區(qū)域的一部分以產(chǎn)生非矩形的有源發(fā)射區(qū)。
[0010]在一些實施方案中，發(fā)光器件包括包含光生成區(qū)域和頂表面的發(fā)光管芯，以及位于發(fā)光管芯的頂表面之上以限定具有非矩形形狀的周界的發(fā)射區(qū)的至少一個電接觸部。
[0011]在某些實施方案中，發(fā)光器件包括多個臺面,每個臺面均具有發(fā)射表面；以及由臺面的發(fā)射表面限定的發(fā)射區(qū)，其中發(fā)射區(qū)包括非矩形的周界。[0012]在一方面，提供了一種光學系統(tǒng)。在某些實施方案中，光學系統(tǒng)包括:包含有發(fā)光管芯的發(fā)光器件，該發(fā)光管芯包含光生成區(qū)域和頂表面；位于發(fā)光器件的頂表面之上的基本上為非矩形的發(fā)射體輸出孔(emitter output aperture),該發(fā)射體輸出孔配置為使得由發(fā)光器件發(fā)射的光通過發(fā)射體輸出孔傳輸；和布置為接收由光生成區(qū)域生成的光的輸入孔，其中發(fā)射體輸出孔的形狀基本上對應于輸入孔的形狀。
[0013]在一些實施方案中，光學系統(tǒng)包括:包含光生成區(qū)域和頂表面的多個發(fā)光管芯，發(fā)光管芯一起限定總發(fā)射區(qū)；位于發(fā)光管芯的頂表面之上的基本上為非矩形的發(fā)射體輸出孔，該發(fā)射體輸出孔配置為使得由發(fā)光管芯發(fā)射的光通過發(fā)射體輸出孔傳輸；和布置為接收由光生成區(qū)域生成的光的輸入孔。在某些這種實施方案中，發(fā)射體輸出孔的形狀基本上對應于輸入孔的形狀。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)點、新穎特征和目的，將通過結(jié)合附圖考慮時的本發(fā)明的以下詳細描述變得明顯，附圖是示意性的并且無意于按比例繪制。當本說明書和通過引用并入的文獻包含沖突和/或不一致的內(nèi)容時，以本說明書為準。在附圖中，在各個圖中示出的每一相同或近乎相同的部件是用單一的數(shù)字表示。為清楚起見，并非每個部件都在每個附圖中標出，本發(fā)明的每個實施方案的每個部件在不必示出之處也不是都顯示，以使得本領域的普通技術人員能夠理解本發(fā)明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1A至圖1D是發(fā)射表面和輸入孔的幾何形狀的示例性示意圖。
[0016]圖1E至圖1H是根據(jù)一組實施方案的光學系統(tǒng)的透視示意圖。
[0017]圖1I是示出了根據(jù)一些實施方案的發(fā)射表面形狀和輸入孔形狀交疊的示意圖。
[0018]圖2是LED的示例性截面示意圖。
[0019]圖3A至圖3C是根據(jù)一些實施方案的用于LED的電極布局的示意圖。
[0020]圖4A至圖4B是根據(jù)一組實施方案的臺面的示意圖。
[0021]圖5A至圖5C是示出了根據(jù)一些實施方案的發(fā)光臺面的各種配置的示意圖。
[0022]圖至圖5E是根據(jù)某些實施方案的包含有多個LED管芯的布置的示意圖。
[0023]圖6A至圖6C是根據(jù)一組實施方案的概述了各個電極配置的示意圖。
[0024]圖7A至圖7B是根據(jù)某些實施方案的臨界照明系統(tǒng)的示例性示意圖。
[0025]圖7C至圖7D是根據(jù)一些實施方案的模擬臨界照明系統(tǒng)的示意圖。
[0026]圖7E至圖7P是示出了根據(jù)某些實施方案的在模擬臨界照明系統(tǒng)中的各個點處的光的強度和形狀的示例性模擬圖像。
[0027]圖8A至圖8B是根據(jù)某些實施方案的科勒(kohler)照明系統(tǒng)的示例性示意圖。
[0028]圖SC是根據(jù)一些實施方案的模擬科勒照明系統(tǒng)的示意圖。
[0029]圖8D至圖81是示出了根據(jù)某些實施方案的在模擬科勒照明系統(tǒng)中的各個點處的光的強度和形狀的示例性的模擬圖像。
【具體實施方式】
[0030]本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管(LED)，以及相關的部件、工藝、系統(tǒng)和方法。在某些實施方案中，描述了當用于光學系統(tǒng)中時提供改善的光效率和熱效率的具有非矩形的輸入孔(例如圓形的孔)的LED。在一些實施方案中，可使LED的發(fā)射表面和/或發(fā)射體輸出孔成形(例如，非矩形的形狀)，以實現(xiàn)增強的光效率和熱效率。另外，在一些實施方案中，描述了為生產(chǎn)這種器件可使用的芯片設計和工藝。
[0031]本領域的普通技術人員熟知集光率的概念。集光率一般是光學系統(tǒng)(例如，投影儀、聚光燈等)的性能，其表征從系統(tǒng)發(fā)射的光在面積和角度上是如何“擴散”的。光源或光學系統(tǒng)集光率可以以孔面積(A)和光發(fā)射所對的立體角(Ω )的乘積來計算。光學系統(tǒng)(或光學系統(tǒng)內(nèi)的元件)不能減小光源的集光率。相反，在最好的情況下(在所生成的圖像的集光率與光源的集光率匹配的情況下)光學系統(tǒng)可以保持集光率。
[0032]許多光學照明系統(tǒng)基本上是具有圓形的輸入孔的投影儀。例如，照明系統(tǒng)可以包括在光到達待照明的物體之前先通過圓形的孔將光投射的源。例如劇院聚光燈和建筑或娛樂遮光片投影儀(gobo projector)的這些光學照明系統(tǒng)中的一些可以從根本上受到光學系統(tǒng)集光率的限制。也就是說，光學系統(tǒng)集光率可以限制可由光學器件投影的光的窄光束的程度。如使其光不穿過物理“柵極”的探照燈，戰(zhàn)術手電筒以及信號燈塔的均勻窄光束投影儀可受到系統(tǒng)集光率的限制。當光源的集光率與光學系統(tǒng)集光率匹配以及當每集光率的源流明(即，流明/A.Ω )最大時，這種系統(tǒng)一般提供最中心點的光學照度。
[0033]一般地，包括功率LED的矩形光源未被優(yōu)化為每集光率的流明以用于具有圓形的輸入孔或其他非矩形的輸入孔的系統(tǒng)中。當考慮耦合到具有圓形的輸入孔的光學系統(tǒng)中的矩形光源(例如，功率LED)的集光率時，可以將發(fā)射體區(qū)映射到需要有效地收集光的輸入孔。圖1A至圖1D包括比較矩形的光源的發(fā)射表面的幾何形狀和圓形的孔的輸入孔的幾何形狀的兩個實施例的示意圖。圖1A和圖1C是其中正方形的LEDlOl被配置為生成發(fā)射到圓形輸入孔103 (例如，在不透明材料中的開口)的電磁輻射102的透視示意圖。圖1B和圖1D是示出了 LEDlOl的發(fā)射表面106的形狀與圓形孔103的形狀之間的交疊的系統(tǒng)的側(cè)視示意圖。在圖1B和圖1D中，正方形104表示正方形的LEDlOl的發(fā)射區(qū)，圓105表示光學系統(tǒng)的輸入孔103的形狀。在圖1A至圖1D中，兩個LED管芯101的尺寸相同，并且假設光學系統(tǒng)生成相同的輸出光束角。
[0034]在圖1A至圖1B所示的情況中，圓形的輸入光學孔103的形狀(對應于圓105)在正方形的發(fā)射區(qū)106 (對應于正方形104)的形狀內(nèi)內(nèi)切。這種結(jié)構(gòu)導致較小的光學輸出孔，以及因此導致較小的、較便宜的光學系統(tǒng)。當應用需要多個光源以實現(xiàn)所需的輸出時，光學模塊可以被緊密地封裝在一起。然而，在圖1A至圖1B所示的系統(tǒng)中，從LEDlOl的正方形的發(fā)射表面106發(fā)射的光的27%沒有通過孔103傳播并且從系統(tǒng)中損失。圖1A至圖1B中的光學系統(tǒng)保持了源的集光率(因為集光率不能減小)。
[0035]在圖1C至圖1D所示的情況中，圓形的輸入光學孔103 (對應于圓105)的形狀圍繞LEDlOl的正方形的發(fā)射區(qū)106的形狀，并且因此能夠傳播從發(fā)射表面106發(fā)射的所有光(假設數(shù)值孔徑是合適的)。然而，為了實現(xiàn)與圖1A的系統(tǒng)的發(fā)射光束角相同的發(fā)射光束角，將需要基本上更大的光學部件(其成本更高并且不能被緊固地封裝在陣列中)。相對于源的集光率，圖1C至圖1D中所示的光學系統(tǒng)產(chǎn)生增大的集光率。
[0036]已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在本發(fā)明某些實施方案的內(nèi)容中，能夠生成其中由LED發(fā)射的相對大量的光通過輸入孔傳播同時通過控制LED (或其他光源)的發(fā)射區(qū)的形狀保持源的集光率的系統(tǒng)。在一些實施方案中，例如，通過使用具有非正方形或非矩形(例如，非四邊形)的發(fā)射表面的光源，由源生成的進入到輸入孔(例如，如圓形的輸入孔等非矩形的輸入孔)的光的量增大。
[0037]如文中所使用的，輸入孔(也稱作孔徑光闌)是一般地物理限制穿過系統(tǒng)的光線的立體角，并且可以限制圖像亮度的孔。在某些實施方案中，輸入孔是在不透明材料內(nèi)的透明的孔。在一些實施方案中，輸入孔是由微型顯不器限定的反射表面區(qū)域。在其他實施方案中，輸入孔可以是透鏡、波導管、輪廓柵極、取景光柵或布置為接收由LED發(fā)射的光的其他光學部件的表面。在一些實施方案中，例如，當LED用于臨界照明系統(tǒng)和/或科勒照明系統(tǒng)中時，輸入孔可以是待成像的物體(例如，顯微鏡標本)，這將在下面更詳細地描述。在一些實施方案中，輸入孔對應于光學元件的輸入。
[0038]圖1E是其中使用包括非矩形的發(fā)射表面106的LEDlOl的系統(tǒng)透視示意圖。在圖1E中，LEDlOl包括頂表面110。單獨或相互組合地使用各種技術中的任意一種可配置頂表面110的部分111以使得不從LED通過部分111發(fā)出光，這將在下面進行更詳細地描述。在圖1E所示的一組實施方案中，配置LEDlOl以使得光不從部分111中發(fā)出以產(chǎn)生基本上為圓形的發(fā)射表面106。在圖1E中，發(fā)射表面106的形狀基本上對應于輸入孔103的形狀，其可以確保由LEDlOl發(fā)射的相對大量的光通過輸入孔傳播，同時保持LEDlOl的集光率。在其他實施方案中，雖然圖1E中示出了圓形的發(fā)射表面106，但是也可以使用具有其他非矩形的形狀的發(fā)射表面，這將在下面更詳細地描述。
[0039]LED的發(fā)射表面通常是指由其從LED發(fā)出由LED的光生成區(qū)域生成的光的LED的區(qū)域。作為一個實施例，LED的發(fā)射表面可以與LED的管芯具有相同的形狀。例如，如圖1A和圖1C中所示，發(fā)射表面可以是由LED的光生成區(qū)域生成的光通過其發(fā)射的LED管芯的頂表面。在其他情況下，發(fā)射表面的形狀可以不同于LED管芯的形狀。
[0040]在一些實施方案中，LED的發(fā)射表面的形狀可以是非矩形的，并且可以由位于管芯的頂表面之上的一個或更多個特征來限定。這種實施方案是有用的，例如，在LED管芯是正方形或另外的矩形的情況下，希望創(chuàng)建非矩形(例如，曲線、5邊或更多邊的多邊形(正多邊形或不規(guī)則的多邊形)等)的LED的發(fā)射表面。
[0041]相對于將從LED發(fā)射的缺乏特征的光的形狀來說，當特征改變了從LED表面發(fā)射的光的形狀時，LED的發(fā)射表面被視為由特征限定。例如，不允許光通過其傳播或圍繞其衍射的不透明電接觸部將被視為限定發(fā)射表面。另一方面，以僅僅對從LED發(fā)射的光進行衍射以使得從LED發(fā)射的光的形狀不改變的相對薄的導線的形式的不透明電接觸部將不被視為限定發(fā)射表面。
[0042]多種技術可以用于生產(chǎn)具有與LED管芯的形狀基本不類似的所需形狀(例如，非矩形的形狀)的發(fā)射表面。在一些實施方案中，基本上不傳播光的不透明材料(例如，電接觸部)位于(例如直接在)LED管芯的頂表面之上。在這樣的情況下，LED的發(fā)射表面將不包括由不透明的材料覆蓋的LED的頂表面的部分。在這樣的一些情況下，假設不以其他方式阻止通過未摻雜區(qū)域的發(fā)射，那么發(fā)射區(qū)可以對應于未被不透明材料覆蓋的區(qū)域。作為一個具體的實施例，返回參考圖1E，區(qū)域111可以包括位于表面110之上的不透明材料(例如，一個或更多個電接觸部)以使得發(fā)射表面106保持不被覆蓋。
[0043]作為另一實施例，LED可以包括頂表面，其中頂表面的一個或更多個區(qū)域被摻雜以降低其導電性，使得電流僅通過未摻雜區(qū)域注入到LED中(以及光從LED中發(fā)出)。在這樣的情況下，發(fā)射表面將不包括LED的頂表面的摻雜區(qū)域。在這樣的一些情況下，假設不以其他方式(例如，通過用不透明材料覆蓋未摻雜區(qū)域)阻止通過未摻雜區(qū)域的發(fā)射，那么發(fā)射區(qū)可以對應于由未摻雜區(qū)域所占據(jù)的區(qū)域。作為一個具體的實施例，返回參考圖1E，頂表面110的區(qū)域111可以被摻雜以使得在區(qū)域111內(nèi)的材料基本上不能導電，同時發(fā)射表面106內(nèi)的區(qū)域保持未摻雜。
[0044]作為又一實施例，LED可以包括位于LED的頂表面與電接觸部之間的非歐姆材料，該非歐姆材料可以防止電流從電接觸部通過LED傳輸。在這樣的情況下，發(fā)射表面將不包括由非歐姆材料覆蓋的頂表面的區(qū)域。在一些這樣的情況下，假設不以其他方式(例如通過摻雜或通過覆蓋有不透明材料)阻止通過未覆蓋區(qū)域的發(fā)射，那么發(fā)射區(qū)可以對應于未被非歐姆材料覆蓋的區(qū)域。作為一個具體的實施例，返回參考圖1E，非歐姆材料可以位于頂表面110的區(qū)域111之上以使得電流不能通過區(qū)域111傳輸，該材料基本上不能導電，同時發(fā)射表面106內(nèi)的區(qū)域保持不被覆蓋。在這種實施方案中，當電勢施加到LEDlOl兩側(cè)時，電流將僅通過區(qū)域106傳輸，并且因此光僅通過區(qū)域106發(fā)射。
[0045]還發(fā)現(xiàn)，在本發(fā)明某些實施方案的內(nèi)容中，可以通過將包括孔(文中稱為發(fā)射體輸出孔)的封裝層定位在LED的發(fā)射表面之上來控制由源發(fā)射的光的形狀。采用這種方式，可以改變由LED發(fā)射的光的形狀以使其基本上對應于發(fā)射體輸出孔下游的輸入孔的形狀。
[0046]圖1F示出了一種使用發(fā)射體輸出孔的系統(tǒng)的透視圖。在圖1F中，LEDlOl包括基本上為矩形的發(fā)射表面106。位于發(fā)射表面106之上的LED封裝層120包括形狀為圓形的發(fā)射體輸出孔122。在操作期間，由LEDlOl發(fā)射的電磁輻射的部分102通過孔103傳播。在某些實施方案中，部分112可以由材料113反射回發(fā)射表面106。當材料113是如金屬等反射材料時，可以實現(xiàn)這種反射。通過將發(fā)射體輸出孔122布置在鄰近LEDlOl處，可以從基本上為矩形的發(fā)射表面106創(chuàng)建圓形的發(fā)射輪廓。
[0047]在某些實施方案中，發(fā)射體輸出孔和LED的頂表面可以定位為彼此相對靠近。在一些實施方案中，發(fā)射體輸出孔與發(fā)光管芯之間的最短距離小于約I厘米，小于約I毫米，小于約500微米，或小于約100微米。在某些實施方案中，將發(fā)射體輸出孔定位在靠近LED處可以減少從系統(tǒng)中損失的光的量。
[0048]LED的發(fā)射表面和/或與LED關聯(lián)的發(fā)射體輸出孔可以被配置為具有任意期望的形狀。作為一個具體的實施例，(例如，在具有圓形的輸入孔的系統(tǒng)中)可以使用具有圓形的發(fā)射表面的發(fā)光二極管，例如圖1E中所不的發(fā)射表面106。在一些實施方案中，基本上為圓形的發(fā)射體輸出孔可以與LED關聯(lián)，例如在圖1F中所示的發(fā)射體輸出孔122。
[0049]應當理解，本發(fā)明并不限于圓形發(fā)射表面和圓形發(fā)射體輸出孔的使用，并且使用其他非正方形的發(fā)射表面形狀和/或其他非正方形的發(fā)射體輸出孔形狀(包括非矩形的發(fā)射表面形狀和/或非矩形的發(fā)射體輸出孔形狀)也能實現(xiàn)改進的性能。在一些實施方案中，發(fā)光二極管可以包括具有基本上為圓形的但不完全是圓形的形狀的發(fā)射表面和/或發(fā)射體輸出孔。在一些實施方案中，發(fā)光二極管可以包括具有橢圓形狀、橢球形狀、或另外的包括彎曲邊緣的形狀的發(fā)射表面和/或發(fā)射體輸出孔。
[0050]在一些實施方案中，發(fā)光二極管的發(fā)射表面和/或與發(fā)光二極管關聯(lián)的發(fā)射體輸出孔可以是具有至少五條邊的多邊形(例如，具有至少6條邊、至少7條邊、至少8條邊、至少9條邊、至少10條邊、至少15條邊、至少20條邊、至少50條邊或至少100條邊的多邊形)的形狀。在一些實施方案中，發(fā)光二極管的發(fā)射表面和/或發(fā)射體輸出孔可以包括小于1000條的邊或小于100條的邊。不希望受到任何特定理論的限制，可以確信，包括具有5條邊或更多條邊的多邊形發(fā)射表面的發(fā)射體和/或發(fā)射體輸出孔的使用可以與使用圓形的發(fā)射表面幾何形狀的系統(tǒng)中所觀察到的效果近似，其中多邊形的邊的數(shù)量越多，越接近圓形的發(fā)射表面的性能。在發(fā)射表面和/或發(fā)射體輸出孔的形狀是多邊形的一些實施方案中，多邊形可基本上是正多邊形。
[0051]作為一個實施例，圖1G是其中LEDlOl包括五邊形的形狀的發(fā)射表面的系統(tǒng)的透視示意圖。特別地，在圖1G中的發(fā)射表面106基本上是正正五邊形。圖1H是其中發(fā)射體輸出孔122基本上為正五邊形的形狀的系統(tǒng)的透視示意圖。不希望受到任何特定理論的限制，可以確信，具有基本上為正多邊形的形狀的發(fā)射表面和/或發(fā)射體輸出孔的使用更近似于具有圓形的發(fā)射表面的器件的使用。當然，應該理解，本發(fā)明不限于基本上為正多邊形的形狀的發(fā)射表面和發(fā)射體輸出孔的使用，以及在其他實施方案中，發(fā)射表面可以是不規(guī)則多邊形的形狀。
[0052]在一些實施方案中，LED的發(fā)射表面的形狀和/或與LED關聯(lián)的發(fā)射體輸出孔的形狀基本上可以對應于其中使用LED的光學系統(tǒng)的輸入孔的形狀(即，具有與該輸入孔的形狀基本上相同的形狀)。例如，在圖1E和圖1G所示的每個實施方案中，發(fā)射表面106的形狀基本上對應于輸入孔103的形狀。另外，在圖1F和圖1H所示的每個實施方案中，發(fā)射體輸出孔122的形狀基本上對應于輸入孔103的形狀。
[0053]一般地，確定兩個物體的形狀是否基本上彼此對應(例如，確定輸入孔的形狀與發(fā)射表面的形狀是否基本上彼此對應，或者確定輸入孔的形狀和發(fā)射體輸出孔的形狀是否基本上彼此對應)如下進行。第一，布置彼此待比較的形狀以使得交疊最大。使兩種形狀的交疊最大化可以包括相對于較大形狀的尺寸增大較小形狀的尺寸同時保持較小形狀的長寬比和大致形狀(例如,在輸入孔的尺寸不同于(例如,大于)發(fā)射表面或發(fā)射體輸出孔的情況下)。例如，具有Imm直徑的完整的圓將會與具有IOmm直徑的完美的圓完全交疊，這是因為可以增大Imm直徑的圓的尺寸(同時保持Imm直徑的圓的長寬比和大致形狀)以使其與IOmm直徑的圓完全交疊。如下所述，Imm直徑的圓和IOmm直徑的圓將被視為具有100%的交疊百分比。
[0054]接下來，確定交疊部分的總的表面積和非交疊部分的總表面積。然后交疊百分比通常計算如下:
[0055]
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)光器件，包括: 包含光生成區(qū)域和頂表面的發(fā)光管芯， 其中所述器件被配置為在使用期間選擇性地活化所述光生成區(qū)域的一部分以產(chǎn)生非矩形的有源發(fā)射區(qū)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，其中所述頂表面包括被配置為抑制電子傳輸通過所述頂表面的限定所述非矩形的有源發(fā)射區(qū)的邊界的至少一部分的摻雜區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，其中所述器件包括位于電接觸部之下的非歐姆材料，所述非歐姆材料被配置為抑制電子傳輸通過所述頂表面并且所述非歐姆材料限定所述非矩形的有源發(fā)射區(qū)的邊界的至少一部分。
4.一種發(fā)光器件，包括: 包含光生成區(qū)域和頂表面的發(fā)光管芯；以及 位于所述發(fā)光管芯的所述頂表面之上以限定具有非矩形的形狀的周界的發(fā)射區(qū)的至少一個電接觸部。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)光器件，其中所述電接觸部直接與所述發(fā)光管芯的所述頂表面接觸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的發(fā)光器件，其中所述發(fā)光管芯基本上是矩形的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的發(fā)光器件，其中所述發(fā)射區(qū)的周界的形狀基本上是圓形的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的發(fā)光器件，其中所述發(fā)射區(qū)的周界的形狀是具有至少5條邊的多邊形。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的發(fā)光器件，其中所述發(fā)射區(qū)的周界的形狀基本上是正多邊形。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的發(fā)光器件，其中所述發(fā)光管芯包括發(fā)光二極管。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項所述的發(fā)光器件，其中所述發(fā)射區(qū)的表面積至少為約 1mm2。
12.—種光學系統(tǒng),包括: 包含發(fā)光管芯的發(fā)光器件，所述發(fā)光管芯包含光生成區(qū)域和頂表面； 位于所述發(fā)光器件的所述頂表面之上的基本上為非矩形的發(fā)射體輸出孔，所述發(fā)射體輸出孔被配置為使得由所述發(fā)光器件發(fā)射的光通過所述發(fā)射體輸出孔傳輸；以及布置為接收由所述光生成區(qū)域生成的光的輸入孔， 其中所述發(fā)射體輸出孔的形狀基本上對應于所述輸入孔的形狀。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的光學系統(tǒng)，其中所述發(fā)光管芯是矩形的發(fā)光管芯。
14.根據(jù)權(quán)利要求12至13中任一項所述的光學系統(tǒng)，其中所述輸入孔包括在不透明材料內(nèi)的光學透明的孔。
15.根據(jù)權(quán)利要求12至13中任一項所述的光學系統(tǒng)，其中所述輸入孔包括微型顯示器。
16.根據(jù)權(quán)利要求12至15中任一項所述的光學系統(tǒng)，其中所述發(fā)射體輸出孔的形狀和所述輸入孔的形狀基本上是圓形的。
17.根據(jù)權(quán)利要求12至15中任一項所述的光學系統(tǒng)，其中所述發(fā)射體輸出孔的形狀和所述輸入孔的形狀是具有至少5條邊的多邊形。
18.根據(jù)權(quán)利要求12至17中任一項所述的光學系統(tǒng)，其中所述發(fā)射體輸出孔包括在不透明封裝層內(nèi)的光學透明的孔。
19.根據(jù)權(quán)利要求12至17中任一項所述的光學系統(tǒng)，其中所述發(fā)射體輸出孔包括由位于所述發(fā)光管芯的所述頂表面之上的至少一個電接觸部限定的發(fā)射區(qū)。
20.根據(jù)權(quán)利要求12至19中任一項所述的光學系統(tǒng)，其中所述發(fā)射體輸出孔的表面積至少為約1mm2。
21.根據(jù)權(quán)利要求12至20中任一項所述的光學系統(tǒng)，其中所述發(fā)射體輸出孔與所述發(fā)光管芯之間的最短距離小于約I厘米。
22.一種發(fā)光器件，包括: 多個臺面，每個臺面均具有發(fā)射表面；以及 由所述臺面的所述發(fā)射表面限定的發(fā)射區(qū)， 其中所述發(fā)射區(qū)包括非矩形的周界。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的發(fā)光器件，包括: 第一臺面，所述第一臺面具有基本上為圓形的周界的發(fā)射表面，以及 第二臺面，所述第二臺面具有基本上為圓形的周界的發(fā)射表面，所述第二臺面的所述發(fā)射表面被所述第一臺面的·所述發(fā)射表面圍繞。
24.根據(jù)權(quán)利要求22至23中任一項所述的發(fā)光器件，其中所述臺面中的至少一個臺面包括具有基本上為扇形形狀的發(fā)射表面。
25.根據(jù)權(quán)利要求22至24中任一項所述的發(fā)光器件，其中所述臺面包括獨立的光生成區(qū)域。
26.根據(jù)權(quán)利要求22至25中任一項所述的發(fā)光器件，其中所述發(fā)射區(qū)的表面積至少為約 1mm2。
27.—種光學系統(tǒng),包括: 多個發(fā)光管芯，所述發(fā)光管芯包含有光生成區(qū)域和頂表面，所述發(fā)光管芯一起限定總發(fā)射區(qū)； 位于所述發(fā)光管芯的所述頂表面之上的基本上為非矩形的發(fā)射體輸出孔，所述發(fā)射體輸出孔被配置為使得由所述發(fā)光管芯發(fā)射的光通過所述發(fā)射體輸出孔傳輸；以及 布置為接收由所述光生成區(qū)域生成的光的輸入孔， 其中所述發(fā)射體輸出孔的形狀基本上對應于所述輸入孔的形狀。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的光學系統(tǒng)，其中所述發(fā)光管芯基本上是矩形的發(fā)光管芯。
29.根據(jù)權(quán)利要求27至28中任一項所述的光學系統(tǒng)，其中所述輸入孔包括在不透明材料內(nèi)的光學透明的孔。
30.根據(jù)權(quán)利要求27至28中任一項所述的光學系統(tǒng)，其中所述輸入孔包括微型顯示器。
31.根據(jù)權(quán)利要求27至30中任一項所述的光學系統(tǒng)，其中所述發(fā)射體輸出孔的形狀和所述輸入孔的形狀基本上是圓形的。
32.根據(jù)權(quán)利要求27至30中任一項所述的光學系統(tǒng)，其中所述發(fā)射體輸出孔的形狀和所述輸入孔的形狀是具有至少5條邊的多邊形。
33.根據(jù)權(quán)利要求27至32中任一項所述的光學系統(tǒng)，其中所述發(fā)射體輸出孔包括在不透明封裝層內(nèi)的光學透明的孔。
34.根據(jù)權(quán)利要求27至33中任一項所述的光學系統(tǒng)，其中所述發(fā)射體輸出孔的表面積至少為約1mm2。
35.根據(jù)權(quán)利要求27至34中任一項所述的光學系統(tǒng)，其中所述發(fā)射體輸出孔與所述發(fā)光管芯之間的最短距離小于約I厘米。
【文檔編號】H01L33/20GK103828071SQ201280042011
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2012年6月28日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月28日
【發(fā)明者】小唐納德·L·麥克丹尼爾, 邁克爾·林, 邁克爾·格里戈里·布朗, 斯科特·W·鄧肯, 安德烈·卡茨米爾斯基, 保羅·帕納喬內(nèi) 申請人:發(fā)光裝置公司