[发明专利]具有内部高折射率柱的LED圆顶

摘要

粘附在LED管芯（30）的透明生长衬底（34）之上的是透明矩形柱（40），其具有与LED管芯大小近似相同的足迹。柱高度大于LED管芯的长度，并且柱具有与衬底的折射率（例如1.8）近似相等的折射率（n），因此由于匹配的折射率而在界面处实际上不存在TIR。围绕柱和LED管芯的是具有在LED管芯的长度的1.5‑3倍之间的直径的透镜部分（42）。透镜部分的折射率为衬底的折射率的大约0.8倍。透镜部分可以具有圆顶形状（46）。离开衬底的大部分光在内部反射离开横向柱/柱体界面并且离开柱的顶表面。因此，发射缩窄并且光提取效率增加。 1

主权项

1.一种发光器件，包括：

发光二极管（LED）管芯，包括：

外延层，其中外延层具有侧面，并且每一个侧面具有侧向长度；以及

叠覆外延层的具有第一衬底表面和第二衬底表面的衬底，其中第一衬底表面直接连接到外延层，并且其中衬底具有第一折射率；

叠覆第二衬底表面的透明柱，其中柱提供有顶表面和侧壁，柱具有比外延层的一个侧面的侧向长度大的高度，柱具有第二折射率；以及

围绕柱的透镜部分，透镜部分具有第三折射率，第三折射率小于第二折射率，以便在柱侧壁和透镜部分之间的界面处引起柱内的全内反射（TIR），

其中柱配置为通过TIR从其侧壁朝向柱的顶表面反射由外延层生成的一定量的光，以便使光通过顶表面离开。

2.权利要求1的器件，其中第二折射率与第一折射率之间的差异小于10%。

3.权利要求1的器件，其中第三折射率在第二折射率的0.6‑0.85倍内。

4.权利要求1的器件，其中第三折射率为第二折射率的0.8倍。

5.权利要求1的器件，其中柱是矩形棱柱。

6.权利要求1的器件，其中柱的覆盖区域等于第二衬底表面的区域。

7.权利要求1的器件，其中第一衬底表面是矩形，包括正方形，并且柱的覆盖区域也是矩形。

8.权利要求1的器件，其中发光二极管（LED）管芯涂敷有磷光体。

9.权利要求8的器件，其中磷光体具有与柱的折射率匹配的折射率。

10.权利要求1的器件，其中透镜部分包括：

围绕柱的柱体部分；以及

叠覆柱和柱体部分的顶部透镜部分。

11.权利要求10的器件，其中顶部透镜部分具有圆顶形状。

12.权利要求1的器件，其中柱和透镜部分使用粘合剂粘附在LED管芯之上。

13.权利要求1的器件，还包括在其上安装LED管芯的支撑衬底，透镜部分向下延伸到支撑衬底的顶表面。

14.权利要求1的器件，其中透镜部分包括模制在柱周围的材料。

15.权利要求1的器件，其中衬底是用于外延层的生长衬底。