[发明专利]蝙蝠翼形光束LED以及使用该蝙蝠翼形光束LED的背光模块

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求于2010年11月10日提交的美国临时专利申请第61/412,130号的优先权，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明大体上涉及的是半导体器件，并且更具体地涉及的是半导体发光二极管(LED)。

背景技术

在此所使用的发光二极管(LED)是用于产生处于具体波长下或多种波长范围内的光的半导体光源。传统地将LED用于指示灯，并且越来越多地将其用于显示器。在向通过相反地掺杂半导体化合物层而形成的p-n结两端施加电压时，LED发光。可以使用不同材料通过改变半导体层的能带隙以及通过在p-n结内部制造有源层来产生不同的光波长。

传统上，通过在生长基板上生长多种发光结构来制造LED。发光结构连同下面的生长基板一起被分割成单独的LED管芯。在分割之前或之后的某时间点处，电极或导电焊盘被添加到每个LED管芯中，从而允许该结构导电。然后，通过添加封装基板、任选的荧光材料以及光学器件(诸如，透镜和反射器)来封装LED管芯，从而将LED管芯变成发光体。

发光体的规格通常与由发光体输出的专用辐射图案一致。通用的光束图案是蝙蝠翼形光束图案，用于在交通信号应用中照亮平面，或用于显示器中的背光单元。可以通过具有配光曲线图(Candela distribution plot)中两个大致相同的波峰，在波峰之间在大约0度处的波谷来限定出该蝙蝠翼形光束图案。可以通过均匀性、视角、在零度处所检测到的最小输出以及峰值角度来限定该蝙蝠翼形图案。均匀性限定出了在感兴趣的特定角度范围内不同角度上的光输出的变化性，该感兴趣的特定角度可以是视角。该视角可以被限定为在其上能够获取到全部光通量的90％的全角。在零度处的最小输出与均匀性相关。该峰值角度确定蝙蝠翼的形状并且与视角相关。

发光体被设计为符合这些规范。虽然发光体的现有设计已经能够符合蝙蝠翼形光束图案要求，但他们并没有在各个方面都完全符合要求。不断寻求可以更简单地制造的、更小的并且成本效率更高的设计。

发明内容

本发明的一个方面包括发光体，该发光体包括：发光二极管(LED)管芯；封装基板，附接至该LED管芯的一个面；电连接件，连接LED管芯和封装基板上的端子；模制的透镜，与封装基板接合，直接接触LED管芯，该透镜具有带有位于LED管芯上方的居中的腔体的椭圆形截面。该发光体通过模制的透镜输出蝙蝠翼形光束图案。

本发明的另一个方面包括制造发光体的方法。该方法包括：将发光二极管(LED)管芯附接至封装基板；电连接LED管芯和封装基板；以及模制透镜，该透镜具有位于封装基板和LED管芯上方的蝙蝠翼形腔体。可以在模制的蝙蝠翼形透镜之前将模制的荧光粉部件和/或反射器形成在LED管芯上。

该蝙蝠翼形腔体可以具有圆锥或棱锥的形状。该圆锥或棱锥可以具有曲面。腔体表面通过全内反射(TIR)或通过反射性胶涂层来反射来自LED的光。该蝙蝠翼形透镜可以具有圆形的底座、椭圆形的底座、矩形的底座或其他多边形的底座，诸如，八边形底座。

下面结合相关的附图来论述本发明的这些部件和其他部件。

为了解决现有所存在的问题，根据本发明的一个方面，提供了一种发光体，包括：发光二极管(LED)管芯；封装基板，附接至所述LED管芯的一个面；电连接件，连接所述LED管芯和所述封装基板上的端子；以及模制的透镜，与所述封装基板接合，直接接触所述LED管芯，所述模制的透镜具有：椭圆形截面和在所述LED管芯上方居中的蝙蝠翼形腔体。

在该发光体中，所述模制的透镜包括：所述腔体表面上方的高反射性涂层。

在该发光体中，所述高反射性涂层反射至少90％的入射光。

在该发光体中，所述高反射性涂层包括：金属。

在该发光体中，所述腔体是圆锥体。

在该发光体中，所述腔体具有孔径，所述孔径导致所述腔体表面全内反射从LED的中央所产生的光。

在该发光体中，所述腔体是椭圆形的圆锥体。

在该发光体中，所述腔体是棱锥体。

在该发光体中，所述模制的透镜是硅树脂、合成树脂、环氧树脂或聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)。

在该发光体中，所述发光体大约等于或小于3.5mm×3.5mm。

在该发光体中，所述模制的透镜底座是带有圆形角的多边形。