定向发光装置及其制造方法与流程

本发明涉及适配成制造定向光束的发光装置。

背景技术：

诸如发光二极管（led）的固态光源越来越多地用于各种照明和传信应用。led相比于诸如白炽灯或荧光灯的传统光源的优点包括寿命长、流明效率高、工作电压低和流明输出的快速调制。对于一般照明应用而言，通常使用发射朗伯光分布的led。

然而，对于诸如汽车前照灯的许多应用而言，定向光源是优选的。典型地，这种定向性通过使用“顶发射”led来实现；led适配成允许光只在单个方向上逸出。

除了定向性之外，通常还期望高投射性、射束状的发射，其需要能够实现高对比度的装置。例如，“近光束”汽车前照灯（其仅将光投射到低于某临界角，以便避免迎面而来的交通工具的眩光）在发射时需要清晰的水平截止。具有近光束和远光束功能的未来的矩阵头灯需要类似的需求。此外，还期望横向的清晰对比度，其中每个led能够不但在射束的高度上而且在射束的宽度上实现实在的截止，因此只跨过地平线的特定片段来投射。

高对比度发射典型通过使用更高水平的光学器件来进一步准直从一个或多个顶发射led发射的光来实现。特别地，经常使用初级光学元件（典型为准直器或反射体）和次级光学器件（典型为透镜）。

然而，在这样的装置中，典型地，对准直角和期望截止的需求需要多个光学元件，其横向尺寸显著超过下面的led管芯的横向尺寸，从而扩大了由封装引起的整体占地面积。例如，为了实现法线上下（aboveandbelow）40度的准直角，在使用大小为1.0mm×1.0mm的输入led管芯的情况下，具有全内反射透镜和位于该透镜与光源之间的气隙的典型准直器将具有大约为2.7×1.6×1.6mm³的尺寸。对于没有气隙的构造，该尺寸将大约为3.5×2.3×2.3mm³。类似地，对于基于反射体而非基于全内反射的开放的准直器而言，典型的尺寸可能是1.5×1.6×1.6mm³。因此，可以看出，与led管芯大小相比，占地面积显著地增加。

因此将期待一种装置，其可以实现具有清晰的纵向和横向截止的高度定向的发光，但是其中光学元件不引起led封装的占地面积的显著扩大。这将使得能够实现应用内的较大的led模块密度、模块阵列的简化的组装以及封装的增加的一般灵活性。

技术实现要素：

本发明由权利要求限定。

根据本发明的一方面，提供一种适配成制造定向光束的发光装置，该发光装置包含：

具有发光顶表面和一个或多个横向侧表面的固态光源；

覆盖所述一个或多个侧表面的反射结构；

定位在该光源的光学下游的微结构化射束成形装置；和

定位在该反射结构之上的不透光光学主体，该不透光光学主体用于限制该定向光束的角度扩展，所述主体具有位于其基底处、用于从该固态光源接收光的第一开口，和围绕与该光源的发光顶表面垂直的轴线的渐缩漏斗结构，该渐缩漏斗结构向位于其顶部处的第二开口打开，该第二开口大于该第一开口。

本发明包含一种光源连同光学元件和结构的装置，它们组合在一起产生具有清晰角度截止的光的准直投射。它组合第一射束成形光学元件与第二光学主体，该第一射束成形光学元件“预准直”从光源发射的光，该第二光学主体捕获具有仍然过大的逸出角的任何光线。光源自身在其侧表面处被反射结构包围，其确保光仅穿过顶向（topfacing）表面逸出，并且另外起作用以通过阻挡穿过侧向（sidefacing）表面的潜在光泄漏来改进光源的亮度。任何侧面定向的光朝光源往回反射，或向上反射穿过顶向表面。优选地，射束成形装置足够强烈地准直，使得从它出射的大部分光线已经符合次级光学主体的角度截止。然而落在射束成形光学器件的接收角外部并且因此没有被准直到期望角度的任何光被该次级不透光光学主体捕获。

此构造允许高度定向的发射和截止角处的高对比度，但具有显著减小的尺寸。准直光学器件与光源的反射覆盖侧表面的组合确保了高度的定向性，而次级光学主体通过捕获异常定向的射线来确保高的辉度对比度。

固态光源可以包含任何类型的led，或者更具体地可以包含图案化蓝宝石衬底，并且优选为芯片级封装的led。

微结构化意味着在射束成形设备的整体区域内存在射束成形组件的（一维或二维）阵列，而不是单个透镜或棱镜。这意味着可以减少结构自身的高度以及射束成形设备和光源之间的空间的高度两者。

反射结构可以包含反射薄膜涂层和支撑基底层。在此装置中，薄膜涂层覆盖光源的侧向表面，其提供抑制光逸出的反射覆盖物，并且另外地覆盖相邻的支撑基底层，该支撑基底层为该装置提供结构，并且还支撑其上方的次级不透光光学主体。

薄膜构造允许整体装置的占地面积显著减小，其中支撑基底层的面积不大于固态光源的发光顶表面的面积。这通过使薄膜仅包围光源的侧表面而支撑基底层置于光源顶表面的边缘周围来实现。以这种方式，光源变为顶发射，次级光学主体在结构上得到支撑，但整体装置的尺寸不延伸超过固态光源自身的尺寸。

发光装置还可以包含磷光体层，其定位在光源的光学下游和射束成形装置的光学上游，其面积小于固态光源的发光顶表面的面积。这种类型的小型磷光体层进一步减小了整体设备占地面积的尺寸，并且通过减小光源的表观发射大小而另外地改进了亮度。磷光体可以包含lumiramic（商标）型磷光体。使用小型磷光体与薄膜装置（以及支撑基底层的减小的尺寸）的组合允许在真正的芯片级尺寸中实现低高度的定向光。

发光装置可以包含气隙，其位于光源的光学下游和射束成形装置的光学上游。射束成形光学器件和光源之间的气隙产生减小的准直角和较窄的射束宽度（对于给定的传播距离而言）。因此，气隙可以允许较窄的准直角，而不增加次级准直光学主体的尺寸。

光学不透光主体可以或者包含具有非反射性表面的黑色主体，或者包含具有反射性表面的主体。使用非反射性（即完全吸收）主体具有几乎不产生次级反射射线的优点，并且因此封装的整体高度可以显著减小。这与例如基于全内反射的准直器相反，在这种准直器中，次级射线产生，并且必须随后从准直器的表面反射若干次以便获得处于所期望的界限内的传播角。

包围每一个光源的黑色非反射性表面还用于增强所发射的射束的对比度。通过位于光学下游的（多个）漏斗表面、光学射束成形器或任何其它表面中的任何一个而确实朝光源往回反射的任何光被吸收和捕获，而不是通过固态光源的常见反射性周围事物而往回反射。以这种方式，光源封装的辉度更集中于光源自身上，并且来自其周围事物的任何杂散光可忽略。实际上，在理想情况下，光源是装置中的辉度的唯一来源；所发射的光线仅从这一个位置放射。

射束成形装置可以包含菲涅尔板。

在一个实施例中，多个发光装置组合起来以形成较宽的照明单元。例如，在led汽车照明中，在每个头灯单元内利用多于一个led封装，以便产生所需整体光度。发光装置的不同形状的构造可用于产生不同的得到的射束轮廓。

根据本发明的另一方面，提供了一种制造多个发光元件的方法，包含：

提供多个固态光源单元，每个固态光源单元具有发光顶表面和一个或多个横向侧表面；

提供产品载体板；

将该固态光源单元分布在该产品载体板上；

用反射材料填充所述经分布的固态光源单元之间的间隙，以便提供反射基底结构，其覆盖光源单元的一个或多个横向侧表面；

在该反射基底结构之上应用微结构化的射束成形装置；

提供不透光光学主体，其具有多个漏斗结构，每个漏斗结构在其基底处具有第一开口；

在该反射基底结构的顶部上定位所述不透光光学主体，使得该第一开口在对应的固态光源单元之上，并且每个漏斗结构围绕与该对应的光源单元的发光顶表面垂直的轴线，以及

将装置分离成单个的发光元件。

此方法具有衬底水平的工艺流程，其使得能够通过使用例如层压和成型技术来并行地加工多个发光元件。

固态光源单元可以包含诸如图案化蓝宝石衬底led的固态光源。

该方法还可以包含提供反射薄膜涂层，其覆盖光源单元的一个或多个横向侧表面。这可以例如在利用反射材料填充经分布的光源单元之间的间隙之前提供。通过用薄膜覆盖侧向表面，反射基底结构不需要延伸超过固态光源的发光顶表面，因为光源的侧向表面已经被薄膜覆盖。以这种方式，每个单个的发光元件的反射基底结构的面积可以不大于固态光源的发光顶表面的面积。

该方法还可以包含应用射束成形装置，使得存在到对应的固态光源单元的气隙。

附图说明

现在将参考附图详细地描述本发明的示例，在附图中：

图1示出根据本发明的发光装置的第一示例；

图2示出根据本发明的发光装置的俯视图；

图3示出根据本发明的发光装置的第二示例；

图4示出发光装置的第三示例，其在光源和射束成形装置之间具有气隙；

图5示出根据本发明的发光装置的第四示例，其具有薄膜侧涂层；

图6示出根据本发明的发光装置的第五示例，其具有薄膜侧涂层和气隙；

图7a-7e示出根据本发明的示例的方法的工艺流程，其用于制造多个发光元件；

图8a-8c示出根据本发明的单个管芯元件（sde）的示例。

具体实施方式

本发明提供一种发光装置，其用于产生具有清晰限定的射束轮廓的光的定向投影。来自具有反射侧涂层的顶发射固态光源的光在穿过次级准直漏斗传播之前经由射束成形光学器件预准直，该次级准直漏斗捕获具有仍然过大的逸出角的任何光线。芯片级封装尺寸可以通过使用薄膜侧涂层和小型磷光体层来实现。衬底水平的工艺流程还允许并行地加工多个设备。

该装置设计成实现具有高对比度但在芯片级尺寸上的定向发光。芯片级尺寸意味着作为封装考虑的发光装置的尺寸，该尺寸落入标准地理解为使得装置成为芯片级封装的那些尺寸内。高对比度发射意味着射束边缘处的高对比度；产生的射束具有清晰限定的边界的程度。

在本发明的一些示例内利用的射束成形装置执行射束成形功能。在光以出射角的受控范围出射以照亮期望的视场的意义上，此功能可以例如至少近似于部分准直的功能。在下面的示例中，为了便于解释，光学功能将被称为“准直”，但是将理解，这不应认为是限制性的。在各种实施例中，本发明可以产生具有例如一系列不同宽度的一系列不同的射束形状。在将发射仅仅限制为具有与表面法线直接平行的出射角的射线的意义上，产生非常宽的射束轮廓的实施例例如可以包括射束成形装置，其功能与真正准直的功能偏离非常远。

图1中示出根据本发明的发光装置的第一示例。固态光源12具有由反射结构14围绕的侧向表面，该反射结构覆盖所述表面，使得光能够仅穿过其（多个）顶向表面逸出。可选地，还可以提供发光磷光体层20，穿过光源12的（多个）顶向表面发射的光传播进入该发光磷光体层中。在这种情况下，反射结构还覆盖磷光体层的侧向表面，这确保了除了光源12之外光仅发射穿过其顶向表面。

跨过光源12（或在提供了磷光体层20的情况下的磷光体层20）的（多个）顶表面定位了射束成形装置16；对穿过光源的（或磷光体层的）顶表面发射的光执行射束成形功能的光学主体。特别地，射束成形装置可以起到准直或部分准直穿过它的光的作用。

具有漏斗状结构的次级（不透光）光学主体18定位在反射结构的顶部之上，其主表面围绕与光源12的发光顶表面垂直的轴线。漏斗结构执行次级准直功能：穿过射束成形装置16的顶表面出射的光穿过近端开口进入该漏斗结构，并沿着结构的纵向轴线朝其末端处的远端开口传播。以过宽的传播角从射束成形装置出射的光线入射落入准直漏斗的（多个）表面上，并且或者被（多个）表面吸收，或者朝漏斗的近端往回反射。以这种方式，只有传播角落入由漏斗边界限定的那些传播角度内部的射线被允许穿过远端逸出。在优选示例中，由漏斗边界相对于漏斗的中心纵向轴线的基底所限定的角度小于或等于40度。漏斗可以是圆形的，在这种情况下，该40度或更小的角度应用于结构周围。但是，它可以不是圆形的。漏斗的中心纵向轴线的基底与漏斗的顶边缘处的任何点之间的最大角度于是可以是40度或更小。

图2示出图1的示例的俯视图，其示出了两个光学元件（不透光光学主体18和射束成形装置16）跨过该装置的顶表面的完整延伸。

可以选择射束成形装置16的光学性质，以便提供对应于特定期望射束轮廓的更大或更小程度的准直。在优选实施例中，实质上确定最终输出光的射束轮廓的是射束成形装置，而次级准直漏斗18仅捕获穿过射束成形装置发射的总体光的小部分。

根据一个实施例，射束成形装置16由菲涅尔板或菲涅尔箔组成。菲涅尔箔的特征在于基于菲涅尔透镜原理的准直或部分准直的光学性质。板可以例如包含面向或背离源的棱镜槽或棱镜/角锥体结构的对称或不对称阵列。棱镜或角锥体元件可以跨板的表面在它们的形状上或者在其它光学性质上发生变化，以便在跨该板的不同点处以不同的程度折射入射光。可以选择形状或其它光学性质的整体分布，以便产生所需要的特定程度的准直。

菲涅尔透镜相比于常规透镜具有以下显著优势：利用显著减小的质量和厚度可实现大孔径和短焦距。相比于常规透镜对应物，菲涅尔结构可以显著地减薄，并且在菲涅尔箔或板的情况下，采取平面片的形式。短焦距使它们特别适合于小型化的照明应用，并且最小化的厚度允许减小照明封装的整体高度。

相比于常规透镜，菲涅尔结构还能够捕获更大倾斜角的光，这允许更高效的准直作用：从光源12出射、原本可能落在常规透镜的接收角外部的倾斜射线然而被菲涅尔箔捕获和准直。这允许照明封装的更高的整体效率，因为次级准直漏斗18必须牺牲的光更少。

根据一个示例，射束成形装置包含增强或调适的菲涅尔箔，其特征在于包含一个或多个光学片，该光学片具有线性地而不是圆形地布置的一组平行棱锥体脊。特别地，此装置可以包含两个微结构化的片，每个片包含结构化层，该结构化层具有背离光源的细长局部平行脊的阵列，并且在每个脊的峰处具有顶角，其中，一个片的脊与另一个片的脊交叉，使得局部交叉角在30和150度之间。交叉的脊反射以一定角度入射的光，并且折射和透射以其它角度入射的光。这种变化具有特别的优点，那就是，在某临界角锥内入射落到该结构上的光朝磷光体或光源往回反射，而此角锥外部的光被折射和透射。往回反射的光在磷光体（在提供它的情况下）中散射，并且随后具有穿过菲涅尔箔逸出的第二次机会。

光回收的此性质允许射束成形装置更靠近磷光体和/或光源定位而不损失强度，因为落在临界接收角外部而用于折射和透射的射线没有被牺牲而是通过反射重定向。经反射的光在重定向后仍然从该单元出射，一些经反射的光在封装内反弹，使得由光源产生的几乎所有射线最终在期望的准直角范围内从封装出射。

准直漏斗18的光学特性至少有两个示例。

根据第一示例，准直漏斗18是具有非反射性表面的黑色主体。使用非反射性（即完全吸收）主体具有几乎不产生次级反射射线的优点，并且因此准直器的高度可以显著减小。这与例如基于全内反射的准直器相反，在基于全内反射的准直器中次级射线产生，并且必须随后从准直器的表面反射若干次，以便获得在所期望的界限内的传播角。

虽然吸收表面意味着落在所期望的角度界限外部的光被牺牲而不是被反射和重定向，但是使用菲涅尔箔确保了由光源产生的总体光中只有小部分以此方式损失。因此，吸收次级准直主体的尺寸优点可以在没有显著损失输出效率的情况下实现。

围绕每个光源的黑色非反射性表面还用于增强所发射的射束的对比度。通过光学下游的（多个）漏斗表面、光学射束成形器16或任何其它表面中的任何一个确实朝光源12往回反射的任何光被吸收和捕获，而不是被固态光源的常见反射性周围事物往回反射。以这种方式，光源封装的辉度更集中于光源自身，并且来自其周围事物的任何杂散光可忽略。

另外，对比度还可以通过延伸黑色非反射性光学主体的材料以便阻挡和吸收穿过直接围绕光源的反射结构材料的任何潜在泄漏而改进。反射结构自身可典型构成体积散射体材料。取决于厚度，这样的材料是高度反射的，但是尽管如此可以仍然透射入射光的一些部分。通过简单地在顶部上放置不透光结构或层来覆盖材料有助于阻挡这种潜在泄漏。

根据第二示例，准直漏斗18是具有反射性表面的主体。在这种情况下，具有过大逸出角的光没有被吸收和牺牲，而是被反射。光可以例如朝射束成形光学器件16往回重定向，或者可以从准直漏斗的（多个）表面进一步反射。反射性表面确保没有损失光，并且因此效率最大化。然而，对比度在一定程度上受损，因为小比例的射线可以经由从漏斗表面的反射逸出漏斗的远端，这些射线不具有在由漏斗形状限定的界限内的传播方向。因此，所产生的射束边缘会表现出较大的模糊性。然而，如同黑色主体，使用菲涅尔光学器件会显著地限制这种效果的程度，因为大部分射线已经符合所期望的角度界限。

根据特定实施例，固态光源是半导体发光二极管（led）。

然而在其它示例中，利用了其它类型的固态光源，例如有机发光二极管（oled）、聚合物发光二极管（pled）或激光光源。与例如白炽灯或荧光灯照明源相反，固态光源特别适用于本发明，这是由于它们小的质量和尺寸，以及它们低的产热和减小的寄生能量耗散。

根据另一实施例，本发明利用的led特别是图案化蓝宝石衬底（pss）芯片级封装（csp）led。图案化蓝宝石衬底led具有与更常规衬底组成的led相比增加的亮度的优点。在蓝宝石衬底表面上的图案化减小了在到达衬底边界后往回反射进入led的光的量，并且因此改进了元件的整体亮度。

在优选示例中，使用了蓝色psscspled。在这种情况下，通过使用光致发光将产生的蓝光“转换”为（近似的）白光光谱，可以实现白光发射。

图1的示例示出位于光源12和射束成形装置16之间的专用磷光体层20，其用于改变由该装置输出的光的光谱。应理解，具有这样的磷光体层的装置是本发明的限制性示例，而不是最广泛意义上的本发明。在最简单的实施例中，选择发射已经具有期望光谱的光的固态光源，并且因此不需要发光磷光体。

在光源是如上所述的蓝色psscsp的情况下，可以例如使用由yag(y3al5o12)组成的磷光体层20，其中这可以是或者可以不是掺铈（iii）的yag(y3al5o12:ce³⁺)。这样的层用于吸收来自蓝光led的光，并在从绿到红的宽范围内发射，其中大部分的输出为黄色。所得到的发射近似于白光输出。

用于蓝光led的磷光体的其它示例包括一些光致发光的掺杂有稀土的赛隆（sialon）陶瓷，诸如掺杂有铕（ii）的β-siaion，其吸收紫外线和可见光并且发射强烈的宽带可见发射。对于白光发射，蓝光led可以与绿色和黄色siaion磷光体一起使用。

在图1中以及在图4-8中描绘的特定示例中，提供了一种磷光体层20，其相比于其下面的光源12而言是“小型的”。在这种情况下，反射结构18向内延伸，超过光源的侧向表面的边界，部分地覆盖（多个）顶向表面，以便还覆盖磷光体的侧向表面。

然而，磷光体层可以一般地不以这种方式缩小尺寸，并且可以延伸以覆盖光源的整个顶表面。图3示出这样的装置的一个示例。在这里可以看到，反射结构14不需要延伸超过光源的侧向表面的边界以便覆盖磷光体的侧表面，因为磷光体的侧向表面与光源的侧向表面对齐。另外地，在图3的特定示例中，次级准直漏斗相对于下面的光源的宽度已在其基底处加宽。以这种方式，减小了孔径的整体大小，从而提供与通过使用小型磷光体实现的发射面积可比较的发射面积。较小的发射面积导致光源的较大的表观亮度。

此外，可以使得叠覆的漏斗结构的底表面具有反射性，从而允许将入射光子回收回到磷光体或下面的光源中。

另外地，在图3的示例中，射束成形装置具有横向延伸，其只在不透光主体18的内边界之间伸展。实际上，此变型可以另外应用于前面或后面描述的任何示例。这种装置的优点包括将不透光漏斗18进一步“下沉”到层14和20内（图3中未示出）的能力，从而将该结构“锁定”到下面的装置，并且另外地辅助阻挡任何光线从层14和/或16和/或20的侧面逸出。

除了更改射束成形装置16的光学性质之外，所发射的射束的轮廓也可以通过包括低折射率介质层而更改，该低折射率介质层在光源12的顶表面和射束成形装置的入射表面之间。

因此，在一个实施例中，该实施例的示例在图4中示出，在光源12和射束成形板之间（或者在磷光体层20和射束成形板之间）提供气隙24，所发射的光必须跨过该气隙行进。对于包括这样的气隙的封装，所产生的射束具有相比于由不包括气隙的封装产生的轮廓比较地更窄的轮廓。或者等同地，为了产生相同的准直效果，没有气隙的装置相比于具有气隙的装置需要更大尺寸的光学元件（即射束成形光学器件和不透光光学主体）。

气隙的包括限制光学组件的尺寸，因为光从间隙的空气传递到射束成形光学器件的更致密材料的折射效果使得光线向内朝法线弯曲。此折射起到了有效的附加准直效果，这缩窄了射线的传播角的范围，并且因此允许更小的准直漏斗和/或射束成形层。

在典型的示例中，气隙可以具有仅几微米的垂直延伸。实际上，理想地，气隙尽可能小：期望的折射效果不取决于射束跨过空气层进行的行进距离，并且因此最小的空气层允许照明封装的对应的最小整体尺寸。

在理想的实施例中，整体封装的占地面积将不超过光源自身的占地面积。在光源是led的情况下，这将意味着，照明装置封装具有不大于单个管芯元件（sde）自身占地面积的占地面积，其中单个管芯元件意味着具有或不具有磷光体的单个led封装。sde的示例在图8a中示出。

为了实现这一点，需要反射结构14不横向延伸超过光源12的最大横向延伸。然而，这种限制将破坏本发明内的反射结构的功能中的一个：将反射侧涂层提供到光源，从而使其仅进行顶发射的功能。然而，通过为该反射结构补充针对该光源的附加侧涂层，可以克服这个困难；该附加侧涂层仅最低限度地增加整体封装的横向尺寸。

因此，在图5中示出了本发明的实施例，在该实施例中提供了反射薄膜侧涂层34，其用于覆盖光源12的侧向表面以及磷光体层20的侧向表面（如果提供了该磷光体层的话）。通过物理气相沉积（pvd工艺，诸如例如溅射沉积），可以将薄膜侧涂层应用到光源和磷光体层。该层的材料可以包含一种或多种反射金属（诸如例如银或铝）的合金或其它。

因此，反射结构14的横向尺寸可以受限制，以便不延伸超过光源14的顶向表面的边缘，这是由于薄膜涂层34满足了将侧面定向的射线朝光源12往回反射的作用。即使具有这些减小的尺寸，该结构仍然能够实践其在本发明内的其它功能：为定位于该结构顶部之上的不透光光学主体18以及射束成形装置16提供结构支撑的功能。以这种方式，整体封装可以具有真正的芯片级尺寸。

如在图5的示例中提供的小型磷光体20留下包围它的周边表面，反射结构14可以在该周边表面上安置并找到支撑，该反射结构进而为上面的不透光光学主体提供支撑。然而在替代的示例中，如在图3的示例中，可以使用正常大小的磷光体，其延伸跨过光源的整个顶表面，并且将薄膜涂层应用到这些层的侧面。在这种情况下，反射结构14可以完全消除，不透光光学主体由磷光体层20整体地在结构上支撑。

薄膜可以提供用于上面讨论的任何实施例，以便使它们具有芯片级尺寸。在图6中，例如，示出了具有气隙的装置的示例，其类似于图4中描绘的装置，而具有减小的反射结构并且应用了薄膜侧涂层。

在许多应用中，需要多个发光装置，并且这些发光装置组合以形成更宽的照明单元。例如，在led汽车照明中，在每个头灯单元内利用多于一个的led封装，以便产生所需要的整体光度。此外，根据本发明的发光装置的不同形状的构造可以用于产生不同的得到的射束轮廓。例如，可以使用圆形构造的照明封装来产生圆形射束轮廓。

照明装置的芯片级尺寸允许制造方法具有衬底水平的工艺流程；根据本发明的多个照明装置可以使用从衬底水平往上构建的方法同时制造。

因此，图7a-e中示出根据本发明的制造多个发光元件的方法的示例的工艺流程中的步骤。如图7a所示，光源单元26首先以所需要的间距重新布置在产品载体40上。图7a的光源单元的单个示例在图8a中更详细地示出。该单元由固态光源12组成，该固态光源安装在两个互连件38顶部，该互连件用于与产品载体板40进行连接。

在图8a和图7a-e中描绘的示例中，光源单元还包含小型磷光体层20。正如图1-6的示例，磷光体层不被认为是本发明的此方面的必要元件。在例如固态光源是蓝光led的情况下，可能期望具有磷光体的光源单元，以便产生白光发射。然而，在替代的示例中，使用具有本征白光发射的光源，并且因此不需要磷光体层。

在分布光源单元26之后，利用反射材料42填充所述光源单元之间的间隙，如图7b中所示。反射材料提供反射基底结构，其覆盖光源单元的一个或多个横向侧表面。填充过程可以包含分配过程，例如通过使用注射器或其它沉积工具将反射材料42沉积在光源单元之间。在另一示例中，该过程可以包含成型。

所形成的反射基底结构的材料可以包含例如具有反射性氧化钛的硅树脂组成物。

如图7c中所示，然后将射束成形装置44应用在反射基底结构42之上。射束成形装置可以例如包含菲涅尔箔，或者可以替代地包含用于提供射束成形功能的不同光学装置。在一些示例中，射束成形装置44可以提前预制作，并且随后通过例如层压应用到反射基底结构42。然而在替代的示例中，射束成形装置可以通过例如印刷或旋转过程在原位形成和应用。

在任何示例中，装置44可以作为单个完整结构而形成和应用，或者替代地可以分阶段地形成和/或应用。在预制作结构的情况下，该装置可以形成为一个件，但是随后在多个阶段中切割和应用。在原位形成结构的情况下，该装置可以作为一个过程步骤跨照明单元的整个阵列而形成，或者可以通过多个子步骤（例如在每个照明封装顶上单独地印刷装置的多个件）来形成。

在最后的示例中，射束成形装置44可以作为单个连续结构而形成和/或应用，但是经受后续过程，其中通过例如机械或激光切割过程移除某些部分。例如，在图3的示例实施例中，射束成形装置仅在不透光漏斗18的内边界之间延伸。这样的装置可以通过如上所述的切割过程来实现；在应用后，移除与漏斗18的占地面积重合的装置16的部分。替代地，可以通过前面段落中描述的示例过程之一在装置44的应用之前消除这些部分。

在应用射束成形装置44之后，随后将具有多个漏斗结构的不透光光学主体46定位在反射基底结构的顶部上，如图7d中所示。多个漏斗中的每一个在其基底处具有第一开口，并且该结构定位成使得每个第一开口位于对应的固态光源单元26之上。主体46的应用可以通过例如二次成型过程来执行，或者在替代示例中，该主体可被预制作并随后在合适的位置处固定到反射基底结构。

在图7d中描绘的示例中，不透光光学主体46定位于层42的顶表面之上。然而，在替代示例中，主体替代地可以嵌入或沉入层42中，从而将其锁定就位，并且另外允许该主体执行以下功能：阻挡任何光从磷光体层的侧向表面泄漏。

最后，如图7e中所示，将图7d的结构分离为单独的单个管芯元件（sde）。在图8c中示出由此过程制造的sde的示例。

在图7中描绘的示例中，将反射材料42提供到比照明单元26的顶表面的水平更高的水平，使得单个管芯元件（sde）（其示例在图8b中更详细地示出）在射束成形装置16的正下方引入气隙24。正如图4的实施例，气隙的包括改变了由sde产生的射束的轮廓；特别地，气隙将使被制造的射束变窄。

在要引入气隙的情况下，这可以例如通过用反射材料填充图7a的装置至7b中描绘的水平，并且随后移除每个照明单元正上方的材料的部分来实现。替代地，在（如图8b中的）用反射材料42填充照明单元之间的间隙之前，牺牲层可以附加地应用到磷光体（或光源）顶上。在这种情况下，通过简单地在已提供反射结构42后移除牺牲层来实现气隙，其中这包含将间隙填充直至牺牲层的顶表面的水平。

存在方法的三种其它的变型示例，通过它们可以制造包括气隙的sde。在第一种示例中，使用包括嵌入式空气腔和具有空气填充的顶层的yag(y3al5o12）的层堆叠的分层磷光体。因此在这种情况下，磷光体层20有效地延伸以填充由图8b和8c的示例sde中的磷光体层和气隙24占据的整个空间。然而，磷光体层自身包含另外的分层结构，其最顶层是空气填充的。

在第二种示例中，在用反射材料42填充间隙之前，将具有引入的空气夹杂物的片型材料层应用到（具有或不具有磷光体的）光单元26的顶部。片型材料起到气隙的作用，并且可以延伸到原本被后者占据的高度。

在第三种示例中，在将不透光光学主体46提供到反射基底结构42的顶部之前，将临时填充物材料（例如抗蚀剂）应用到（具有或不具有磷光体的）光源单元26的顶部。在光学主体的固定之后，从光源单元26正上方的空间移除临时填充物材料，这些空间变为不被上述光学主体覆盖。填充物材料可以例如通过使用溶剂而容易地移除，该溶剂的一般应用将仅渗透每个光源单元正上方的未覆盖的空间，使得不影响结构支撑其上的光学主体的填充物材料。

在制造具有气隙或不具有气隙的多个固态照明装置的方法的另一示例中，通过提供反射薄膜涂层的附加步骤来补充图7a-e的方法，该反射薄膜涂层覆盖光源单元26的一个或多个横向侧表面。在提供反射结构42之前，必须将侧涂层应用到光源单元26。例如，作为初步步骤可以将侧涂层独立地应用到每个光源单元，在这之后，随后如图7a所示，将该单元分布于载体板40顶上。侧涂层可以例如是银或铝。

在提供了薄膜涂层的情况下，光源单元可以在产品载体板40上彼此靠近得多地布置，因为并不需要由反射材料42制造的反射结构来向照明单元26的横向侧表面提供反射性覆盖，只需要其为射束成形装置44和不透光光学主体46提供结构支撑。在这种情况下，通过图7e的分离步骤制造的sde可以具有在图5或6中描绘的装置的形式。

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