尺寸减小并且光输出提高的光发射器装置和方法与流程

尺寸减小并且光输出提高的光发射器装置和方法交叉引用相关申请本申请涉及并且要求于2011年12月6日提交的美国专利申请序号13/312,518的优先权，其全部内容通过引用结合于此。技术领域在本文中的主题在大体上涉及光发射器装置和方法。更具体而言，在本文中的主题涉及尺寸减小并且光输出提高的改进的光发射器装置和方法。

背景技术：
发光二极管(LED)可用于光发射器装置或封装内，用于提供不同颜色的光点，例如、蓝光、红光和绿光、具有不同色点的光的组合以及白光(例如，被视为白色或近白色)。研制光发射器装置或封装，代替白炽、荧光以及金属卤化物高强度放电(HID)光产品。传统的装置可利用光学元件(例如，透镜)来提高从这种装置中提取的光量。传统透镜的一个问题在于，未为了光提取完全减小和/或提高各种尺寸或比例，例如，透镜与基座的比例、边缘排除区域以及其他尺寸。一方面，这是因为传统透镜未接近或靠近基座的边缘延伸。目前，光发射器装置和照明产品的设计师和制造商倾向于使用和适应于使用尺寸更小的光发射器装置的产品。因此，提高光发射器装置的光提取，对于保持或超过特定装置预期和需要的预期光学性能(例如，亮度级)越来越重要。尽管在市场上可获得各种发光装置，依然需要效率和光提取提高的装置和方法。

技术实现要素：
本发明提供了一种光发射器装置，包括：基座，所述基座具有一长度、一宽度和一表面，所述表面具有6平方毫米或更小的平面表面面积；在所述基座的所述表面之上设置的第一电气元件和第二电气元件；在所述基座的所述表面之上设置的发光芯片，所述发光芯片具有0.72mm2或更小的平面表面面积，所述发光芯片与所述第一电气元件和所述第二电气元件电连接，并且所述第一电气元件和所述第二电气元件从所述基座的中央、围绕所述发光芯片的各边缘、并且朝向所述基座的各边缘向外延伸，以占据所述基座的平面表面面积的大部分；透镜，设置在所述发光芯片之上并且位于所述基座上，其中，所述透镜包括透镜底部、在所述透镜底部的上方延伸的半球部分、以及在所述透镜底部周围延伸的保护层，其中，所述透镜底部的直径等于或小于所述基座的长度或宽度，以使从中的光提取最大化；以及所述光发射器装置能够操作用于在以350毫安驱动时以100或更高的流明发射光。本发明还提供了一种光发射器装置，包括：基座，具有一表面，所述表面具有6mm2或更小的平面表面面积；在所述基座的所述表面之上设置的第一电气元件和第二电气元件，其中所述第一电气元件和所述第二电气元件从所述基座的中央朝向所述基座的各边缘延伸，并占据所述基座的平面表面面积的大部分；在所述基座的所述表面之上设置的发光芯片，并且所述发光芯片电连接至所述第一电气元件和所述第二电气元件，所述发光芯片具有0.72mm2或更小的表面面积；以及透镜，设置在所述发光芯片之上并且位于所述基座上，其中，所述透镜包括具有一直径的透镜底部、在所述透镜底部的上方延伸的半球部分、以及在所述透镜周围延伸的保护层；其中，所述保护层的设置在所述透镜底部的直径与所述基座的边缘之间的部分包括0.3与零mm之间的测量长度，以使光提取最大化；并且其中，所述光发射器装置能够操作用于在以350毫安驱动时以100或更高的流明发射光。本发明还提供了一种光发射器装置，包括：基座，具有6mm2或更小的面积；所述基座上的发光芯片；以及透镜，设置在所述发光芯片之上并且位于所述基座上，其中，所述透镜包括圆形透镜底部、在所述透镜底部的上方延伸的半球部分、以及在所述透镜底部周围延伸的保护层，其中，所述透镜底部的直径等于或小于所述基座的长度或宽度，以使从中的光提取最大化；其中，所述发光芯片的宽度与所述基座的宽度的第一比率为0.35或更小；其中，所述透镜底部的表面面积与所述基座的表面面积的第二比率为0.63或更大；其中，所述发光芯片的宽度与所述透镜底部的直径的第三比率为0.4或更小；并且所述光发射器装置能够操作用于在以350毫安驱动时以100或更高的流明发射光。本发明还提供了一种从光发射器装置提供光的方法，所述方法包括：提供光发射器装置，所述光发射器装置包括：基座，所述基座具有一长度、一宽度和6mm2或更小的平面表面面积；所述基座上的发光芯片，所述发光芯片具有0.72mm2或更小的平面表面面积，所述发光芯片与第一电气元件和第二电气元件电连接，所述第一电气元件和所述第二电气元件从所述基座的中央、围绕所述发光芯片的各边缘、并且朝向所述基座的各边缘向外延伸，以占据所述基座的平面表面面积的大部分；以及透镜，设置在所述发光芯片之上并且位于所述基座上，其中，所述透镜包括透镜底部、在所述透镜底部的上方延伸的半球部分、以及在所述透镜底部周围延伸的保护层，其中，所述透镜底部的直径等于或小于所述基座的长度或宽度，以使从中的光提取最大化；并且在以350毫安驱动时以100流明或更高的光输出从所述光发射器装置发射光。附图说明在包括引用附图的说明书的剩余部分中，更具体地提出了本领域的技术人员完全启用的本主题的公开内容，包括其最佳实施方式，其中：图1为根据本文中本公开的光发射器装置的一个实施方式的顶部透视图；图2为图1的光发射器装置的另一个顶部透视图；图3A和图3B为图1的光发射器装置的顶部平面图；图4为图1的光发射器装置的侧视图；图5为图1的光发射器装置的底部平面图；图6A到图6C分别为根据在本文中的本公开的发光芯片的顶视图、剖视图以及底视图；以及图7和图8示出了根据本文中的主题的与发光芯片相关的各种几何体。具体实施方式现在，详细参照在本文中的主题的可能方面或实施方式，在图中显示了其一个或多个实例。提供每个实例用于解释主题，而非用作限制。实际上，作为一个实施方式的一部分说明或描述的特征可在另一个实施方式中用于产生又一个实施方式。其目的在于，在本文中公开和预期的主题包括这种修改和变更。如在不同的示图中所示，为了说明的目的，相对于其他结构或部分放大结构或部分的一些尺寸，因此，这些尺寸用于说明本主题的通用结构。而且，根据在其他结构和/或部分上形成的一个结构或部分，描述本主题的各个方面。本领域的技术人员会理解的是，在另一个结构或部分“上”或“之上”形成的结构的引用预计额外的结构和/或部分可介入。在另一个结构或部分上形成的一个结构或部分(无需中介结构或部分)的引用在本文中描述为“直接”形成在该结构或部分上。同样，要理解的是，在一个元件被称为“连接”、“附接”或“耦合”至另一个元件时，该元件可直接连接、附接或耦合至所述另一个元件，或者可具有中介元件。相反，在一个元件被称为“直接连接”、“直接附接”或“直接耦合”至另一个元件时，没有中介元件。而且，“上”、“之上”、“上部”、“顶部”、“下部”或“底部”等相对术语在本文中用于描述一个结构或部分与另一个结构或部分的关系，如图中所示。要理解的是，“上”、“之上”、“上部”、“顶部”、“下部”或“底部”等相对术语旨在除了包括在图中描述的方向，还包括装置的不同方向。例如，如果在图中的装置颠倒，那么被描述为位于其他结构或部分“之上”的结构或部分现在位于其他结构或部分“之下”。同样，如果在图中的装置沿着一个轴旋转，那么被描述为位于其他结构或部分“之上”的结构或部分现在位于其他结构或部分的“旁边”或“左边”。在全文中，相似的数字表示相似的元件。除非明确叙述没有一个或多个元件，否则在本文中使用的术语“包括”、“包含”以及“具有”应理解为不排除具有一个或多个元件的开放式术语。在本文中描述的根据实施方式的发光装置可包括基于族III-V氮化物(例如，氮化镓(GaN))的发光二极管(LED)或可在生长衬底(例如，碳化硅(SiC)衬底)上制造的激光，例如，由位于北卡罗来纳州达勒姆的Cree公司制造和销售的那些装置。预计在本文中还具有其他生长衬底，例如但不限于蓝宝石、硅(Si)以及GaN。一方面，SiC衬底/层可为4H多型碳化硅衬底/层。然而，可使用其他Sic候选的多型体，例如，3C、6H以及15R多型体。可从位于北卡罗来纳州达勒姆的Cree公司(本主题的受让人)购买到合适的SiC衬底，并且在科学文献中以及在大量共同让与的美国专利中，提出了用于制造这种衬底的方法，这些专利包括但不限于美国专利号参考34,861、美国专利号4,946,547以及美国专利号5,200,022，其全部内容通过引用结合于此。预计在本文中具有任何其他合适的生长衬底。在本文中使用的术语“III族氮化物”表示在周期表的III族中的氮与一个或多个元件之间形成的那些半导体化合物，通常是铝(Al)、镓(Ga)以及铟(In)。该术语还表示二元、三元以及四元化合物，例如，GaN、AlGaN以及AllnGaN。III族元素可与氮相结合，以形成二元(例如，GaN)、三元(例如，AlGaN)以及四元(例如，AllnGaN)化合物。这些化合物可具有实验公式，其中，一摩尔氮与总共一摩尔III族元素相结合。因此，公式(例如，AlxGa1-xN，其中，1>x>0)通常用于描述这些化合物。在适当的科学文献中已经相当好地研制和报告了用于III族氮化物的外延生长的技术。虽然在本文中公开的LED的各种实施方式包括生长衬底，但是本领域的技术人员要理解的是，可去除晶体外延生长衬底(包括LED的外延层在该衬底上生长)，并且独立式外延层可安装在代替的载体衬底或者可具有与原始衬底不同的热、电气、结构和/或光学特性的衬底上。在本文中描述的主题不限于具有晶体外延生长衬底的结构并且可与以下结构相结合使用，在这些结构中，外延层已经从其原始生长衬底中去除并且粘合至代替的载体衬底。根据本主题的一些实施方式的基于III族氮化物的LED例如可在生长衬底(例如，Si、SiC或蓝宝石衬底)上制造，以提供水平装置(在LED的相同侧上具有至少两个电触头)或垂直装置(在LED的相反侧上具有电触头)。而且，在制造之后，生长衬底可保持在LED上，或者可去除该生长衬底(例如，通过蚀刻、研磨、抛光等)。例如，可去除生长衬底，以减小所生成的LED的厚度和/或通过垂直LED减小正向电压。例如，水平装置(具有或没有生长衬底)可通过覆晶技术粘合(例如，使用焊料)至载体衬底或印刷电路板(PCB)，或者可引线接合。垂直装置(具有或没有生长衬底)可具有粘合至载体衬底、安装区域或PCB的第一终端焊料以及粘合至载体衬底、电气元件或PCB的第二终端焊料。在Bergmann等人的美国公开号2008/0258130中并且在Edmond等人的美国公开号2006/0186418中，通过实例，讨论垂直和水平LED芯片结构的实例，这两个公开号的全部内容通过引用结合于此。进一步要描述的是，一个或多个LED芯片可至少部分涂有一个或多个磷光体。磷光体可吸收一部分LED光并且发射不同波长的光，以便光发射器装置或封装从LED和磷光体的每个中发射光的组合。在一个实施方式中，发射器装置或封装发射由LED芯片和磷光体的光发射的组合产生的所谓的白光。可使用很多不同的方法涂覆和制造一个或多个LED，在标题均为“WaferLevelPhosphorCoatingMethodandDevicesFabricatedUtilizingMethod”的美国专利申请序号11/656,759和11/899,790中描述了一种合适的方法，这两个专利的全部内容通过引用结合于此。在题为“PhosphorCoatingSystemsandMethodsforLightEmittingStructuresandPackagedLightEmittingDiodesIncludingPhosphorCoating”的美国专利申请序号12/014,404以及题为“SystemsandMethodsforApplicationofOpticalMaterials到OpticalElements”的部分继续申请美国专利申请序号12/717,048中，描述了用于涂覆一个或多个LED的其他合适的方法，这两个专利的全部内容通过引用结合于此。还可使用其他方法(例如，电泳沉积(EPD))，涂覆LED，在题为“CloseLoopElectrophoreticDepositionofSemiconductorDevices”的美国专利申请序号11/473,089中描述了一种合适的EPD方法，该案的全部内容通过引用结合于此。要理解的是，根据本主题的光发射器装置和方法还可具有不同颜色的多个LED，其中的一个或多个可为白光发光。/参照显示光发射器装置和方法的实施方式的附图中的各图，图1到图5示出了根据本主题的通常表示为10的光发射器类型或LED、封装或装置的一个配置或实施方式。图6A到图8示出了可包含在本文中公开的新型光发射器封装和装置内的LED芯片的各种实施方式。尤其地，在本文中描述的装置和芯片可减小尺寸并且在各种尺寸方面改进，以提供提高的光提取并且关于装置的尺寸方面(例如，该装置的尺寸)实现可能最佳的性能。根据传统装置，这种改进具有优点并且不可预见，传统装置仅仅任意地使用和选择更小的芯片供发射器装置使用和/或缩小发射器装置的尺寸方面而不考虑改进的比率和/或尺寸属性。实际上，传统的观点认为，尺寸减小的光发射器封装或装置还必然减小亮度或光提取，而非与在本文中的主题一样，减小和改变传统的更大的光发射器封装或装置的尺寸方面，同时还出人意料地与更大的封装或装置的光输出性能匹配或者超过该光输出性能。例如但不限于，在本文中描述的光发射器装置适于以大约100或更大的流明或者其任何子范围(例如，从100到150流明、150到200流明或者大于200流明)发射光。一方面，根据本文中主题的光发射器适于在以350毫安(mA)驱动时，通过大约110或更高流明/瓦特的输出来发射光。一方面，在本文中描述的装置在高达并且包括1安培(A)下可工作。例如，这些发光功效可在诸如25℃(77°F)的条件下。参照图1，显示了通常表示为10的光发射器装置。光发射器装置10可包括设置在透镜30之下的各种部件(feature，特征)。在图1中，由于如图2所示透镜30可在光学上不透明，所以透镜30用虚线表示。在图1中的虚线仅仅用于说明的目的，并且表示透镜30相对于可设置在透镜30之下的部件的位置，这是因为可以见到这种部件位于不透明透镜30之下(例如，见图2)。参照图1到4，光发射器装置10可包括诸如固态发射器的至少一个光发射器，或可设置或安排在芯片或在本文中称为安装区域(通常表示为14)的芯片粘接区域之上的LED芯片12。安装区域14可包括用于使电流进入LED芯片12内的图案化导电部件，并且提供用于横向扩散热量的区域。在图1中显示的LED芯片12仅仅用于说明的目的，这是因为LED芯片可具有任何合适的形状或配置，例如，参照描述LED芯片12的各种特征和/或实施方式的图6A到图8。一方面，LED芯片12可包括由图6A到图8描述的任何实施方式，在此处进一步进行描述。安装区域14可包括在本领域中已知的任何合适的导电材料，例如，金属和金属合金(铜(Cu)、铝(Al)、锡(Sn)、银(Ag))、导电聚合物材料和/或其组合。安装区域14可与光发射器装置10的电气元件一体地形成或者与这些电气元件电/热隔离。例如，电气元件可分别包括第一和第二电接触区域或元件16和18。第一和第二电气元件16和18可包括(例如但不限于)在本领域中已知的任何合适的导电材料，例如，金属和金属合金(Cu、Al、Sn、Ag)、导电聚合物材料和/或其组合。一方面，安装区域14和第一和第二电气元件16和18可包括使用已知技术(例如，电镀)沉积的铜(Cu)。一方面，可在基座22上依次溅镀钛粘合层和铜晶种层。然后，可在铜晶种层上电镀大约75μm的铜。然后，可使用标准的光刻工序，沉积形成的铜层被图案化。在其他实施方式中，可使用掩膜，溅镀铜层，以形成期望图案的元件16和18，以便该掩膜用于通过防止在该区域中沉积铜，形成间隙(通常表示为G)。在一些方面，可通过额外的金属或材料电镀或涂覆安装区域14和元件16和18，以使安装区域14更适合于安装LED芯片12和/或提高光学性能，例如，由装置10发射的光量。例如，可通过粘合材料、粘结材料、反射材料和/或防潮材料或层，电镀安装区域14和元件16和18。一方面，可用具有任何合适的厚度的镍(Ni)阻挡层和设置在Ni阻挡层之上的反射Ag层电镀安装区域14和元件16和18，用于增大装置10的反射。依然参照图1至图4，通常，安装区域14和第一和第二电气元件16和18可设置在衬底或基座22的上表面20之上和/或连接至该上表面。一方面，安装区域14可分别与第一和/或第二电气元件16或18的延伸部分一体地形成，并且作为该延伸部分。第一电气元件16和第二电气元件18可彼此(例如，通过间隙G)物理分离以及电和/或热隔离。为了说明的目的，仅仅显示了一个LED芯片12，然而，还预计具有相似或不同的光波长的多个LED芯片12。间隙G可向下延伸到基座22的上表面20，从而电、热隔离电气元件16和18。一方面，间隙G可在第一和第二电气元件16和18之间提供电隔离，以防止施加于LED芯片12的电信号短路。为了改善光发射器装置10的散热，安装区域14和电气元件16和18可提供横向延伸的导热路径，用于将热导至远离LED芯片12的地方，以便热可扩散到基座22的超过仅仅位于LED芯片12之下区域的其他区域。例如，安装区域14可覆盖基座22的上表面20的表面面积比由LED芯片12覆盖的表面面积大。安装区域14可接近基座22的边缘延伸或者延伸到该边缘。在所显示的实施方式中，安装区域14通常为圆形并且从LED芯片12朝着基座22的边缘径向延伸。要理解的是，安装区域14可包括任何合适的形状和/或尺寸，并且在一些实施方式中，可与基座22的边缘对齐延伸。通常，在本文中描述的LED芯片12可体现单独和/或与一个或多个磷光体或荧光体相结合使用的固态发射器，以发射各种颜色、色点或波长范围的光，例如，以下波长范围：(1)主要是蓝色的波长(优选地，大约为430nm到480nm；可选地为430-475nm、440-475nm、450-475nm或430-480nm的任何合适的子范围)；(2)主要是青色的波长(优选地，大约为481nm到499nm)；(3)主要是绿色的波长(优选地，大约为500nm到570nm；可选地为505-515nm、515-527nm、或527-535nm、或535-570nm、或500-570nm的任何合适的子范围)；(4)主要是黄色的波长(优选地，大约为571到590nm)；以及(5)主要是红色的波长(优选地，大约为591到750nm，包括可选的橙色子范围(优选地，大约为591到620nm)、或621-750nm、或621-700nm、或600-700nm、或610-700nm、或610-680nm、或620-680nm、或620-670nm、和/或591到750nm的任何合适的子范围)。一方面，光发射器装置10可包括主要是蓝色一个LED芯片12，在照明时，该芯片可激活设置在LED芯片12之上的黄色磷光体(例如，磷光体可至少部分地直接设置在LED芯片12之上和/或设置在LED芯片12之上的装置10的一部分(例如，透镜30)上)，以便LED芯片12包括蓝色变黄色(BSY)LED芯片12。在一个替换的实施方式中，主要是红色的LED芯片12还可被包含并且设置在磷光体、密封剂和/或透镜30之下，用于进行混合，以产生暖白色输出。光发射器装置10还可包括LED芯片12，该芯片被配置为激活设置在LED芯片12之上和/或装置10的一部分之上的红色磷光体，这是因为例如红色磷光体可设置在透镜30的一部分上或内，用于产生暖白色输出。在又一个替换的实施方式中，装置10可包括一个以上的LED芯片12，例如，多个LED芯片。多个LED芯片12可包括大致相同的波长(例如，选自相同的目标波长容器)，或者多个LED芯片12的至少第一LED芯片可包括与多个LED芯片12的第二LED芯片不同的波长(例如，至少第一LED可选自与第二LED不同的目标波长容器)。如上所述，一个或多个LED芯片12可设置在装置10内并且可包括色点或波长的一个或多个组合。例如，一个或多个LED芯片12可主要发射蓝色、绿色、红色、黄色、青色、琥珀色波长及其任何组合。使用任何合适的已知方法和材料，例如但不限于使用可包含或不包含焊剂的传统焊接材料、可进行导热和导电的预成形连接、通量或非通量共晶连接、硅树脂环氧连接、金属环氧连接、热压缩连接的分配的聚合物材料和/或其组合，LED芯片12可安装到装置10的安装区域14中。LED芯片12可包括通过不同方式设置的不同半导体层。在本领域中通常已知LED结构及其制造和操作，因此，在本文中仅仅简单地进行讨论。LED芯片12在芯片12的一个或多个表面上可包括电触头(例如，阳极和阴极)。一方面，LED芯片12可具有垂直的结构，以便第一电触头位于芯片12的第一表面上，并且第二电触头位于与第一表面相反的第二表面上。在这种情况下，引线接合(未显示)可分别用于电连接LED芯片12和第一和/或第二元件16和18。在其他方面，LED芯片12可包括水平结构的装置，该装置在相同的表面(例如，底部表面)上具有这两个电触头(例如，阳极和阴极)。在这方面，由于触头可通过芯片附接方法/材料电连接至第一和第二电气元件16和18，所以不需要引线接合(未显示)。图1的LED芯片12可包括水平结构的器件，该器件在下表面上具有这两个电触头。下表面可通过芯片附接材料(例如，焊料、环氧树脂或焊剂)与第一和第二元件16和18中的每个电连接。在这方面，LED芯片12可至少部分地设置在间隙G之上，以便阳极和阴极电隔离。参照图1到图4，发射器装置10可进一步并且可选地包括上侧电触头15。一方面，上侧电触头15可设置在第一和第二电气元件16和18之上并且与其电连通。如图2中所示，上侧电触头15可延伸穿过保护层31，以便外部元件(未显示)可通过焊接或任何其他连接方法连接至触头15，以电连接至发射器装置10。上侧电触头15可选并且可包括在本领域中已知的任何合适的导电材料，例如，金属、金属合金(Cu、Ag、Sn,)、导电陶瓷和/或聚合物材料。在其他方面，上侧电触头15可包括主体，该主体接收外部电气元件(未显示，例如，电线)、卷曲、夹紧或者保持电气元件。参照图1到图5，基座22可包括任何合适的材料，并且可导电和/或导热或者不导电和/或导热。一方面，基座22可包括陶瓷材料，例如，低温共烧陶瓷(LTCC)材料、高温共烧陶瓷(HTCC)材料、氧化铝、氮化铝(AlN)、三氧化二铝(Al2O3)、玻璃和/或Al面板材料。在其他方面，基座22可包括塑料材料，例如，聚酰亚胺(PI)、聚酰胺(PA)、聚邻苯二甲酰胺(PPA)、液晶高分子(LCP)或硅树脂。在其他实施方式中，基座22可包括印刷电路板(PCB)及其变化、蓝宝石、硅或任何其他合适的材料，例如，从位于明尼苏达州查哈森的Bergquist公司可购买的T-Clad热覆盖绝缘衬底材料。对于PCB实施方式及其变化，可使用不同的PCB类型，例如，标准的FR-4PCB、金属芯PCB(MCPCB)或者可利用的任何其他类型的PCB。在各个方面，可取地选择包括作为具有低热电阻或高导热性的良好电绝缘体的材料(例如，AlN)的基座22。可用作基座22的一些材料具有大约30W/m.K或更高的导热率，例如，氧化锌(ZnO)。其他可接受的材料具有大约120W/m.K或更高的导热率，例如，导热率的范围可从140到180W/m.K的ALN。在热电阻方面，一些可接受的基座22材料具有2℃/W或更低的热电阻。其他材料还可用作基座22，这些材料具有在本文中讨论的范围之外的热特性。尤其地，并且如在本文中进一步所述，基座22的各种尺寸可相对于其他尺寸(例如，LED芯片12尺寸和/或各种透镜30尺寸)减小，以出乎意料地造成比率提高，用于在更小的封装或装置内实现提高光提取和效率。一方面，多个光发射器装置10可由单个大型基座面板构成，其中，单独的装置可由大面板分离。可通过切割、锯切、切削、破坏或者能够从更大的基座面板分割单独的装置基座22的任何其他合适的方法，分割单独的装置。在分割后，基座22可包括任何尺寸和/或形状，例如，大致方形、矩形、圆形、椭圆形、规则的、不规则的或者不对称的形状。一方面并且如在图3A中所示，基座22可包括大致方形，具有第一宽度SW1的第一侧和第二宽度SW2的第二侧。一方面，第一侧SW1在至少一个方向可包括大约2.5毫米(mm)或更小的宽度。在其他方面，SW1可为基本上与SW2相同的尺寸，以便这些尺寸在至少两个方向相同。例如，每侧SW1和SW2在至少两个可选的垂直方向可包括大约相同的宽度，2.5mm或更小，产生大约6.25mm2或更小的表面面积。例如，一方面，基座22可包括方形，其中，每侧SW1和SW2可大约为2.45mm或更小，产生大约6mm2或更小的表面面积。例如，在本文中预计还具有基座22，该基座具有更小的侧边和/或表面面积，其中，一个或多个侧面宽度SW1和/或SW2在一个或两个方向可大约为2.0mm或更小(例如，1.5mm、1.0mm以及0.5mm或更小)，并且可提高装置封装的各种尺寸(例如，透镜与基座的比率)，以尽可能增大更小封装的光提取。总体上依然参照图1到图4，光发射器装置10可进一步包括透镜30。透镜30可形成在基座22的上表面20之上并且设置在至少一个LED芯片12之上，透镜30可提供装置10的环境和/或机械保护。透镜30可相对于基座22的上表面20设置在不同的位置，例如，一方面，透镜30可如图所示定位成具有LED芯片12，该芯片至少大约设置在透镜30的中心之下，在该位置，该芯片具有最高高度。透镜30可包括保护层31，该保护层可与装置10的侧边对齐延伸，以覆盖装置10的一部分，例如，装置的角落。保护层31相对于一部分透镜30可至少部分扁平或水平。一方面，透镜30和保护层31可包括相同的材料。一方面，透镜30和保护层可使用不同的模制技术来模制并且可包括与模制工序兼容的任何合适的材料。一方面，透镜30和保护层31可包括(例如但不限于)硅树脂、塑料、环氧树脂、玻璃或其组合。一方面，硅树脂适合于进行模制，并且提供合适的光学传输性能。还可经受随后的回流工序，并且不随着时间显著劣化。在本领域中已知，包括腔体的模具(未显示)可装载在大型基座面板(例如，前面描述的在分割之前的大面板)之上，其中，每个腔体设置在至少一个LED芯片12之上。具有液体形式的透镜材料和/或密封剂可分配在模具中，以填充包围LED芯片12的腔体。一方面，透镜30可包括液态固化硅树脂。LED芯片12可嵌入位于相应一个腔体内的液态硅树脂内。然后，可使用已知的固化工序，可选地固化液态硅树脂。然后，可去除模具，以便提供多个透镜，例如，符合规定的腔体的形状的透镜30，其中，每个透镜30可设置在相应的一个LED芯片12之上。然后，可使用任何合适的分割方法(例如并且如上所述)，例如，切割、锯切、切削、破坏等，从大型基座面板分割诸如装置10(包括基座22、LED芯片12以及透镜30)的单独的光发射器装置。光发射器装置10的透镜设置还可容易地适合于供可由终端用户放置在透镜30之上的二次透镜或光学器件使用，以促进射束成形。在本领域中已知这种二次透镜，在市场上可购买到很多这种二次透镜。透镜30可在光学上清晰、着色、透明、半透明、不透明和/或其组合。还要理解的是，透镜30可具有纹理，以提高光提取，或者透镜30可包含选择数量的可选的额外材料，例如，一个或多个磷光体、扩散器或光散射粒子的量。图3A和图3B示出了各种光发射器装置10尺寸，可提供这些尺寸，并且基于更小的装置尺寸，这些尺寸在最大化的光提取和效率方面出乎意料地实现非常有利的性能。例如，相对于上述侧边SW1和SW2和/或基座22的表面面积(例如，SW1和SW2的乘积)，可提高透镜直径D1和/或半径R1。一方面，可通过尽可能减小在透镜30的边缘与基座22之间的边缘排除区域E的量提高透镜直径D1和/或半径R1。图3A示出了透镜30，其中，直径D1不与基座的侧边对齐延伸，并且图3B示出了透镜30，其中，直径D1与基座的侧边对齐延伸，从而尽可能减小在透镜30与基座22的一个或多个边缘之间的边缘排除区域E的量。例如，一方面，透镜30可包括大约2.0mm或更大的直径D1，大约1.0mm或更大的半径R1。例如，直径D1可包括大约2.172mm或更大，半径R1大约为1.086mm或更大。预计透镜30直径D1和半径R1具有各种子范围，例如，直径的范围可从大约2.0mm到大约2.5mm或更大，以便与基座22对齐，并且包括例如与基座宽度SW1和/或SW2相同的宽度。通常，在直径D1增大时，边缘排除区域E减小。一方面，对于基座22的至少一个边缘，边缘排除区域E(例如，在透镜30的底部与基座22的边缘之间的长度或面积)的范围可在大约零(0)与0.5mm之间。预计边缘排除区域具有任何子范围，例如，从0到0.3mm或者0.3mm或更大。在其他方面，如图3B所示，边缘排除区域E可大约为0(0)，以便透镜一直延伸到基座22的至少一个边缘。在另一方面，透镜30可一直延伸到基座的至少两个或多个不同边缘，以便边缘排除区域E在基座22的多于一个的边缘上大约为零(0)mm。在又一方面，边缘排除区域E可一直延伸到基座22的每个边缘，以便对于基座22的所有边缘，装置10具有大约零(0)mm的边缘排除区域。尤其地，并且如图3B所示，甚至在边缘排除区域E大约为零(0)mm时，上侧电触头15可依然可选地由装置10实现。一方面，可相对于基座22的尺寸或尺度增大透镜30尺寸。例如，在透镜30的宽度(例如，透镜的直径D1)与基座22的宽度(例如，SW1和/或SW2)之间的比率可包括大约0.85或更大。一方面，通过尽可能减小边缘排除区域E，可提高该比率，从而尽可能增大透镜/基座宽度比，以获得最大可能的透镜。一方面，透镜30的宽度与基座22的宽度的比可包括大约0.887的比率。提高该比率，可有利地增大装置10的光提取和效率，以在装置的尺寸变得更小时，保持和/或超过大约为100或更大流明的亮度级。一方面，透镜30宽度或直径D1与基座22的宽度SW1或SW2的比率可包括从大约0.85到1的任何子范围，例如，0.85到0.87、0.87到0.9、0.9到0.92、0.92到0.95、0.95到0.98以及0.98到1。还可提高透镜30面积与基座22面积(例如，SW1和SW2的乘积)的比率用于增大光提取。这种改进例如可包括将在透镜30面积与基座22面积之间的比率提高为大约0.60或更大。一方面，透镜30面积和基座22面积可包括大约0.617的比率。预计在透镜30面积与基座22面积之间的比率具有任何子范围，例如，0.60到0.61、0.61到0.62、0.62到0.63、0.63到0.65或大于0.65。图3B进一步显示了，在本文中公开的光发射器装置10可进一步可选地包括一个或多个元件，用于保护不受到静电放电(ESD)的损害。可使用不同的元件，例如，各种垂直硅(Si)齐纳二极管、与LED芯片12平行地设置并且反向偏置的不同LED、表面安装压敏电阻器以及横向Si二极管。LED芯片12和ESD保护装置32的设置允许过多的电压和/或电流从ESD事件中穿过光发射器装置10，以穿过保护装置32，而非LED芯片12，从而保护LED芯片12不受到损害。在所显示的实施方式中，可利用垂直结构的ESD保护装置32，并且使用已知的安装技术将其安装在安装区域14之上。ESD保护装置32可相对于LED芯片12反向偏置，并且可通过引线接合34电连接至第二电气元件。与LED芯片12相比，ESD保护装置32可较小，以便在安装区域14和/或基座22的表面上不覆盖过多区域，从而不阻止从LED芯片12中发射的大量光。ESD保护装置32还可位于透镜30的边缘附近，以便不阻止装置10的中心的光。要理解的是，在一些方面，本文中描述的光发射器装置，可以无需设置ESD保护装置32，或者在一个替换物中，ESD保护装置32可位于光发射器装置的外部。图3A和图3B进一步示出了包括至少一个通常表示为36的符号或指示符的装置10。指示符36可表示装置10的电气极性并且确保将光发射器装置10精确地安装在外部电源之上，例如，PCB、驱动电路、电源电路、或其他外部衬底或电流源。例如，第一表面安装区域38(图5)可与第一电气元件16电连通，并且可安装在电源的正极侧之上，以驱动电流通过装置10的LED芯片12。在所显示的实例中，指示符36包括形成在第一电气元件16内的加(+)号，表示应安装该装置，以便正电流流入第一表面安装区域38(图5)内，然后通过通常表示为44的导电通路或者通孔流入第一电气元件16内，最后流入LED芯片12内。负电流可从LED芯片12中流出并且流入第二元件18内，然后流入由导电通孔44传输的第二表面安装区域40(图3A到图4)内(例如，也参照在图5中的通孔44)。第二电气元件18可与第二表面安装区域40电连通和/或电耦合(图5)，以便电流可从装置10中流出，并且流入外部衬底内，例如，PCB、电源、驱动电路或其他电路或电流源。在装置10上还可具有至少一个对准标记(通常表示为42)，并且该标记可包括在制造电气元件期间使用的标记，以便在电气元件16和18的沉积、蚀刻和/或电镀期间，确保例如掩膜充分地对准。要理解的是，指示符36和标记42可包括多个不同的符号、形状和/或指示符类型。必要时，符号或指示符36还可包含在第二电气元件18之上。还要理解的是，符号和标记可位于除了电气元件16和18之上的其他位置内。图4为装置10的侧视图。如上所述，可减小和改进透镜30和基座22的尺寸和/或比率的各个方面，用于有利地增大光提取。一方面，通过尽可能减小边缘排除区域E，可相对于基座宽度SW1和/或SW2的减小(图3A和3B)，减小和增大透镜直径D1和/或半径R1。如图4所示，装置10可包括总体封装高度H1。高度H1可(例如但不限于)大约为1.85mm或更小。一方面，H1可大约为1.84mm。在其他方面，高度H1可具有不同的子范围，包括小于1.0mm、1.0mm到1.2mm、1.2mm到1.4mm、1.4到1.6mm、1.6到1.8mm以及大于1.8mm。装置10可包括底部厚度T1，该厚度包括基座22、表面安装区域38以及保护区域31的厚度。底部厚度T1例如可大约为0.8mm或更小，例如，0.76mm。厚度T1可包括各种子范围，包括小于0.5mm、0.5mm到0.6mm、0.6mm到0.7mm以及0.7mm到0.8mm。装置10可进一步具有大约0.65mm或更小的基座厚度T2。基座厚度T2可包括表面安装区域38、基座22以及电气元件16的厚度。厚度T2可包括各种子范围，包括小于大约0.4mm、0.4到0.5mm、0.5到0.6mm以及0.6到0.65mm。透镜30可包括取决于光输出的期望形状的任何合适的横截面形状。例如，所显示的一个合适的横截面形状是半球形，替换的形状的一些实例为椭圆形、弹头形、扁平状、六角形以及方形。透镜30可包括顶点或最大高度的点，其中心设置在所显示的基座22的中心之上，或者顶点可相对于基座22偏离中心。透镜30还可包括相同高度的一个以上的顶点。图5是装置10的底视图。装置10可进一步包括表面安装区域38和40，用于电连接至外部电源或电路(未显示)。表面安装区域38和40可分别基本上垂直地设置在第一和第二电气元件16和18的一部分之下。在装置10安装在外部电源之上时，通过将信号传送给表面安装区域38和40，外部电源(未显示)可将电流或信号传递给装置10。例如，第一和第二表面安装区域38和40可与位于外部电源(未显示)上的焊接触头或其他导电路径进行电连通，并且可反过来通过在内部设置在基座22内的导电路径，分别将电流传送到第一和第二电气元件16和18内。外部电源可包括PCB、MCPCB、驱动电路、电源或者能够将电流传送到表面安装区域38和40内的任何其他合适的外部电流电源。在所显示的实施方式中，光发射器装置10可被设置为使用表面安装技术安装到外部衬底或电源中，并且装置10可包括内部导电路径，这些路径分别使表面安装区域38和40与元件16和18连接。内部导电路径可包括一个或多个通常表示为44的导电通孔。一个或多个导电通孔44可延伸穿过在第一表面安装区域38与第一电气元件16之间的基座22，以便在将电流或信号施加到第一表面安装区域38中时，该电流或信号通过基座22传导到第一电气元件16内。同样，一个或多个导电通孔44可被形成为在第二表面安装区域40与第二电气元件18之间延伸，以在这两者之间传导电信号。第一和第二表面安装区域38和40可允许对装置10进行表面安装，电信号穿过第一和第二表面安装区域38和40，被施加到LED芯片12中。导电通孔44和表面安装区域38和40可包括任何适当地导电的材料并且可使用任何合适的技术来提供，包括用于提供安装区域14和第一和第二电气元件16和18的技术。要理解的是，表面安装区域38和40和导电通孔44可以以很多不同的构造设置中，因此，可包括任何合适的形状和/或尺寸。由于导电通孔44使电气元件16和18与各个表面安装区域38和40连接，所以还要理解的是，除了所显示的设置，电气元件还可以以其他设置放置。导电通孔44可在并非基本上垂直地设置的各个表面安装区域38和40与电气元件16和18之间形成，但是还可在基座22内以某角度设置。还要理解的是，在位于表面安装区域与电气元件之间的基座的一个或多个表面之间，或者甚至沿着位于各个表面安装区域与电气元件之间的基座22的外侧表面，可设置一个或多个中介金属层，代替通孔44。如图5所示，光发射器装置10可进一步包括设置在基座22的底部表面上的热元件46。热元件46可分别可选地设置在第一和第二安装区域38和40之间。一方面，热元件46可设置在关于位于一个或多个LED芯片12之下的基座22的中心位置。热元件46可包括任何导电材料，例如，金属、金属合金(Sn、Ag、Cu)等，并且可与LED芯片12至少部分垂直对准。在一个实施方式中，热元件46与在基座22的上表面20上的电气元件16和18以及在基座22的底部表面上的第一和第二表面安装区域38和40电隔离。虽然LED芯片12的热量可通过安装区域14和电气元件16和18在基座22的上表面20之上横向扩散，但是更多的热量可进入直接位于LED芯片12之下和周围的基座22内。通过允许热量扩散到热量可更容易从装置中消散的热元件46内，热元件46可帮助散热。还可通过通孔44从基座22的上表面20中传导热量，其中，热量可扩散到热量也可消散的第一和第二表面安装区域38和40内。对于使用表面安装技术的装置，热元件46和第一和第二表面安装区域38和40的厚度可大致相同，以便热元件46和第一和第二表面安装区域38和40与横向表面(例如，PCB)进行接触。然而，为了提高焊料的润湿性，并且为了确保在热元件46与外部散热器之间具有更坚固的接触，热元件46可远离该装置的主体延伸到比表面安装区域更大的距离。即，预计热元件46可比表面安装区域38和40更厚。图6A到图6C分别示出了可部分设置在第一和第二元件16和18(图1)中的每个的一部分之上的LED芯片12的实施方式。在图1中，通常指定LED芯片12，并且该芯片由一个或多个笔直切割的或无角度的外表面构成。然而，LED芯片12可包括通常表示为50的衬底，该衬底进行斜角切割，从而提供具有设置在上表面和下表面之间的成角度的或倾斜的表面的芯片。具体而言，图6A到图6C示出了一个实施方式，其中，LED芯片12是大致方形芯片，其中，相邻的表面52和54可包括大致相同的长度。然而，图8示出了一个实施方式，其中，LED芯片12的衬底可包括大致矩形芯片，其中，相邻的表面52和54具有不同的长度。一方面，相邻侧52和54中的每个在至少一个方向的长度可为大约1mm(例如，1000μm)或更小。在其他方面，相邻侧52和54中的每个在至少两个方向可包括大约为0.85mm(例如，850μm)或更小的长度，例如，大约0.70mm(例如，700μm)、0.50mm(例如，500μm)、0.40mm(例如，400μm)以及0.30mm(例如，300μm)或更小。LED芯片12可包括大约0.40mm或更小(例如，400μm或更小)的厚度t，例如，0.34mm(例如，340μm)或更小。一方面，如图6B中所示，LED芯片12可包括大约0.335mm或更小(例如，335μm)的厚度t或者从0.15到0.34mm的各种子范围的厚度t，例如，大约0.15到0.17mm(例如，150到170μm)、0.17到0.2mm(例如，170到200μm)、0.2到0.25mm(例如，200到250μm)、0.25到0.30mm(例如，250到300μm)以及0.30到0.34mm(300到340μm)。一方面，LED芯片12可包括大约0.74mm2或更小的面积(例如，相邻侧52和54的最大长度的乘积)，例如，0.72mm2或更小。在其他方面，LED芯片12可具有从大约0.25到0.72mm2的各种子范围的表面面积，例如，大约0.25到0.31mm2、0.31到0.36mm2、0.36到0.43mm2、0.43到0.49mm2、0.49到0.56mm2、0.56到0.64mm2以及0.64到0.72mm2。一方面，上表面56可包括比下表面58小的表面面积。一个或多个倾斜的或成角度的侧边(例如，相邻的表面52和54)可分别设置在上下表面56和58之间。至少一个凹槽(例如，X形凹槽60)可设置在LED芯片12的上表面56内。还可提供多个X形凹槽和/或其他形状的凹槽。一方面，凹槽60可提高光提取。如图6C所示，LED芯片12可在相同表面(例如，底表面58)上包括电触头。电触头可包括阳极62和阴极64。该阳极和阴极可共同占据至少大约90％的有源二极管区域。阳极62可至少部分设置在第一电气元件16(图1)之上并且与第一电气元件16电连通。阴极64可至少部分设置在第二电气元件18(图1)之上并且与第二电气元件电连通。间隙66可设置在阳极62和阴极64之间。一方面，间隙66可例如大约为75μm或更小。在LED芯片12芯片粘附至从电气元件18中延伸的安装垫片14时，间隙66可至少部分设置在装置10的间隙G之上(图1)。一方面，LED芯片12可包括具有水平结构的直接连接型芯片，以便不需要使芯片与电气元件电连接。即，LED芯片12可包括水平结构的装置，其中，每个电触头(例如，阳极和阴极)可设置在LED芯片12的底表面上。使用任何合适的材料和/或技术(例如，焊料连接、预成形连接、通量或非通量共晶连接、硅树脂环氧连接、金属环氧连接、热压缩连接和/或其组合)进行芯片连接的LED芯片12可使LED芯片12与第一和第二元件16和18(图1)直接电连接，而不需要引线接合。图7和图8示出了LED芯片衬底50的各种测量。图7示出了方形相邻侧边52和54的各种最大尺寸。图8示出了矩形芯片的各种最大尺寸，其中，相邻侧边52和54不同，例如，其中，侧边52小于侧边54。图8示出了LED芯片衬底50厚度的更小和更大侧边52和54的各种尺寸。一方面，相邻侧边52和54可包括大约350μmx470μm并且可包括大约175μm的厚度或高度。在其他方面，衬底厚度50可具有大约290μm的高度。在进一步的方面，衬底厚度50可具有大约335μm(例如，0.335mm)的高度。一方面，上表面56可为长度与宽度大约为177μmx297μm的矩形。在其他方面，上表面可为长度与宽度大约为44μmx164μm的矩形。这种LED芯片12在上表面56的面积与相邻侧边52和54的最大面积之间可具有大约0.4或更小的比率。人们已经发现，在上表面56的面积与侧边52和54的最大面积的比率减小时，光提取可提高。尤其地，选择使用的LED芯片12已经改进，以有利地提高光提取效率。例如，一方面，LED芯片尺寸(例如，上面在图6A到图6C中描述的芯片长度或宽度)与透镜30尺寸(例如，上面在图3A到图4中描述的透镜直径D1)的比率尽可能减小，以提高光提取效率。尽可能减小这种比率的一种方法是例如通过减小边缘排除区域E(图3A、图4)来增大透镜30尺寸和/或减小LED芯片12尺寸。在光发射器装置和封装变得越来越小时，使用更小的芯片很重要，然而，可相对于在本文中描述的其他装置特征，减小和改进选择使用的LED芯片12。由于传统的观点仅仅依赖于将更小的LED芯片包含在更小的装置内，而不考虑相对于其他封装或装置特征(例如，透镜尺寸和/或根据LED芯片与透镜的比率进行的选择)的芯片尺寸，所以这种减小和改进可产生出乎意料的结果，并且LED芯片尺寸与透镜尺寸之间的比率是意想不到的。一方面并且如上所述，LED芯片12可具有长度大约为0.85mm或更小的长度和宽度。一方面并且如上所述，透镜30可具有大约2.172mm或更大的透镜尺寸或直径(取决于边缘排除区域E)。芯片尺寸与透镜尺寸(例如，LED芯片12的宽度与透镜30的宽度或直径)的比率可增大为大约0.4或更小。一方面，芯片与透镜的比率可为0.391或更小以及包括大约0.1到0.2、0.2到0.3或0.3到0.4的任何子范围。尽可能减小在芯片与透镜尺寸之间的比率，可提高光提取效率。LED芯片12的宽度与基座22的宽度(例如，SW1和/或SW2，图3A和图3B)的比率也可减小和增大，用于有利地提高光提取。在这方面，可期望实现可能最小的比率用于提高光提取。例如，一方面，在LED芯片12的宽度(例如，侧边52和/或54的最大测量)与基座22的宽度之间的比率可大约为0.35或更小。然而，预计在大约零(0)与0.35之间的比率具有任何子范围，例如，0到0.1、0.1到0.2、0.2到0.3以及大于0.3。通过提高该比率，可调谐装置10，以相对于装置占地面积实现可能最佳的性能。微型装置必须依然保持和/或超过亮度级，这可通过减小和增大各种封装尺寸和/或比率来部分实现。根据在本文中公开的主题，例如，通过在上面提供的描述并且在各幅图中，预计具有可取的光输出的尺寸更小的光发射器装置可具有上述任何或所有特征，并且在任何适当的组合或各种特征组合中，具有在本文中描述的一个或多个不同特征。在示图中显示的并且在上面描述的本公开的实施方式是可在所附权利要求的范围内产生的多个实施方式的例证。预计光提取改进的新型光发射器装置以及制造这些新型光发射器装置的方法可包括除了明确公开的那些配置以外的多个配置。还预计用于提供改进的光提取的在本文中公开的减小并且改进的尺度、尺寸和/或比率可扩展并且适合于具有任何规定的尺寸和/或形状的光发射器装置。