專利名稱：具有模制的雙向光學(xué)器件的led的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于發(fā)光二極管(LED)的透鏡，特別地，涉及使用兩種具有不同折射率的材料以便對(duì)前面和側(cè)面光發(fā)射定形的雙模制透鏡。
背景技術(shù)：
用于液晶顯示器(LCD)的背光源有時(shí)使用矩形塑料波導(dǎo)(或光導(dǎo))來(lái)形成，其中一個(gè)或多個(gè)LED光學(xué)耦合到波導(dǎo)的邊緣。這些LED可以包括創(chuàng)建白色光的磷光體涂層。圖1為背光波導(dǎo)10的部分的自頂向下視圖，其中三個(gè)相同的LED 12光學(xué)耦合到波導(dǎo)10的邊緣。每個(gè)LED可以包括安裝到基座(submount) 16上的藍(lán)色發(fā)射LED管芯14 (例如GaN LED)、管芯上的貢獻(xiàn)紅色和綠色光分量以創(chuàng)建白色光的磷光體層(未示出)以及圓頂透鏡18。透鏡18典型地為半球形，使得光發(fā)射為朗伯型。透鏡由高折射率(η)塑料或硅樹脂形成以便通過(guò)增加管芯界面處的臨界角而增大來(lái)自LED管芯14的光提取。因此， 與LED管芯14沒(méi)有透鏡且具有管芯/空氣界面的情況相比，通過(guò)使用這種透鏡18降低了管芯14內(nèi)的全內(nèi)反射(I1R)。在由多個(gè)LED沿著其邊緣照射的背光波導(dǎo)中，LED光需要在波導(dǎo)內(nèi)合并和混合以便大體上是均勻的。該混合自然地發(fā)生，因?yàn)閬?lái)自每個(gè)LED的光在波導(dǎo)內(nèi)散布(spread)并且合并。然而，混合區(qū)域20中波導(dǎo)10邊緣附近的光不是均勻的，從而LED 12附近的波導(dǎo) 10部分不用來(lái)背后照亮LCD 24 (圖2)。當(dāng)光從較低的η行進(jìn)到較高的η，例如從圖1的空氣間隙進(jìn)入塑料(例如ΡΜΜΑ)波導(dǎo)10中時(shí)，光線(示為帶箭頭的線)朝法線折射。該折射增加了邊緣附近混合區(qū)域20的深度。該混合區(qū)域給背光源增加了寬度，這是不希望的。使混合區(qū)域變短的一種解決方案是減小LED的間距，但這增加了成本。圖2示出了圖1背光源的側(cè)視圖，其顯示了以大于臨界角的角度撞擊波導(dǎo)10頂部表面的來(lái)自LED 12的光線25如何被波導(dǎo)10的平滑頂部表面全內(nèi)反射。這樣的IlR對(duì)于防止光通過(guò)頂部表面的非均勻泄漏是重要的。波導(dǎo)10典型地具有棱鏡22或者在其底部表面上粗糙化以便向上反射光，以均勻地泄漏出頂部表面，從而照射IXD 24。波導(dǎo)10應(yīng)當(dāng)足夠厚以便接收高百分比的耦合到其邊緣的發(fā)射的LED光。LED周圍的反射器可以用來(lái)將來(lái)自LED的側(cè)面光定向到波導(dǎo)邊緣，但是這樣的反射器增加了空間和成本。所需要的是用于LED的光學(xué)器件，其將LED管芯光學(xué)耦合到背光源，使得混合區(qū)域更短并且使得可以在不損失效率的情況下使波導(dǎo)更薄。

發(fā)明內(nèi)容
公開了一種用于LED的雙模制透鏡。首先圍繞LED管芯的外圍模制外透鏡，其中該外透鏡使用具有諸如n=l. 33-1. 47之類的相對(duì)較低的折射率的硅樹脂形成。外透鏡形狀主要確定LED的側(cè)面發(fā)射模式。然后，在外透鏡的中心開口內(nèi)模制內(nèi)透鏡以便其在LED管芯的頂部表面的正上方，其中內(nèi)透鏡由諸如n=1.54-1.76之類的更高折射率硅樹脂形成。從LED管芯頂部表面發(fā)射的光由內(nèi)透鏡準(zhǔn)直，因?yàn)樵趦?nèi)透鏡中由于其折射率高于外透鏡的折射率的原因而存在TIR。內(nèi)透鏡可以形成圓柱、拋物面形狀或者對(duì)進(jìn)入內(nèi)透鏡的大多數(shù)光基本上準(zhǔn)直的其他形狀。例如，進(jìn)入波導(dǎo)的準(zhǔn)直光可以處于離法線內(nèi)。以小于TIR臨界角的角度撞擊內(nèi)透鏡側(cè)壁的來(lái)自LED管芯的光透射進(jìn)入外透鏡。外透鏡的形狀確定光的側(cè)面發(fā)射模式(例如在離法線45°處達(dá)到峰值強(qiáng)度)。雙模制透鏡的頂部表面可以是平坦的，從而它可以直接鄰接塑料波導(dǎo)的邊緣。因此，不存在使得光在進(jìn)入波導(dǎo)時(shí)基本上折射到法線的空氣間隙(n=l)。因此，波導(dǎo)內(nèi)的混合區(qū)域更短，從而允許使用更小的波導(dǎo)。此外，可以針對(duì)特定波導(dǎo)應(yīng)用(例如LED間距)定制 (tailor)外透鏡創(chuàng)建的側(cè)面發(fā)射模式以便提供與來(lái)自波導(dǎo)邊緣處或附近的鄰近LED的光的良好的混合，從而進(jìn)一步使混合區(qū)域變短。準(zhǔn)直內(nèi)透鏡產(chǎn)生固有地與更深入到波導(dǎo)中的其他準(zhǔn)直束混合的更窄的束(與圓頂透鏡相比)，但是更靠近邊緣的光由于側(cè)面光混合的原因而已經(jīng)是均勻的。在另一個(gè)實(shí)施例中，外透鏡材料直接在管芯頂部表面上形成一定層，并且在該層上模制內(nèi)透鏡材料。該層可以包括諸如凹形之類的光學(xué)特征或者散射特征。各種不同的其他透鏡設(shè)計(jì)被公開。本發(fā)明也可以用于與背光源不同的其他光應(yīng)用，其中可以基本上獨(dú)立地規(guī)定垂直光發(fā)射模式(準(zhǔn)直模式)和側(cè)面光發(fā)射模式。


圖1為光學(xué)耦合到用于LCD的背光波導(dǎo)的一部分的LED的現(xiàn)有技術(shù)自頂向下的截面視圖。圖2為圖1的背光波導(dǎo)的側(cè)截面視圖。圖3為依照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的LED管芯上雙模制透鏡的側(cè)截面視圖。圖4為光學(xué)耦合到圖3的LED的背光波導(dǎo)的一部分的自頂向下的截面視圖。圖5為圖4背光波導(dǎo)的側(cè)截面視圖。圖6為用于創(chuàng)建準(zhǔn)直束模式和側(cè)面光發(fā)射模式的另一雙模制透鏡形狀的側(cè)截面視圖。圖7為圖6的LED管芯頂部表面的一部分以及管芯表面上模制的用于散射光以便對(duì)側(cè)面光發(fā)射模式定形的透鏡模式的特寫視圖。圖8為圖3或圖6的內(nèi)透鏡的頂部表面的特寫截面，其說(shuō)明該頂部表面可以具有在其中模制的用于散射光的光學(xué)模式。圖9為光學(xué)耦合到用于IXD的背光波導(dǎo)的一部分的圖6 LED的截面視圖。圖10為另一雙模制透鏡形狀的側(cè)截面視圖。圖11為另一雙模制透鏡形狀的側(cè)截面視圖。圖12示出了使用雙模制透鏡的LED的樣本發(fā)射模式，其中可以對(duì)于特定應(yīng)用單獨(dú)地定制前面光發(fā)射模式和側(cè)面光發(fā)射模式。圖13示出了用于形成外透鏡的第一模制步驟。圖14示出了用于形成內(nèi)透鏡的第二模制步驟，該內(nèi)透鏡至少部分地由外透鏡的內(nèi)表面形狀限定，其中用來(lái)形成內(nèi)透鏡的材料的折射率高于用來(lái)形成外透鏡的材料的折射率以便形成TIR。圖15為標(biāo)識(shí)用來(lái)形成依照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的雙模制LED透鏡的各步驟的流程圖。相同或等效的元件利用相同的數(shù)字標(biāo)記。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明可以使用常規(guī)的白色光LED管芯，例如由本受讓人制造的具有磷光體層的AlInGaN藍(lán)色LED。為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，在本文的實(shí)例中使用了倒裝芯片LED管芯。美國(guó)專利No. 6649440和No. 6274399中描述了形成LED的實(shí)例，這兩篇專利都轉(zhuǎn)讓給飛利浦 Lumileds照明公司并且通過(guò)引用合并于此。藍(lán)色LED管芯上的發(fā)射紅色和綠色分量的磷光體層使得LED發(fā)射白色光。通過(guò)引用合并于此的Gerd Mueller等人的題為L(zhǎng)uminescent Ceramic for a Light Emitting Diode的美國(guó)專利公開20050269582中描述了形成陶瓷磷光體板。當(dāng)在本文中使用時(shí)，術(shù)語(yǔ)LED管芯包括裸露的管芯或者具有磷光體涂層或磷光體板的管芯。圖3示出了安裝在常規(guī)基座32上的常規(guī)倒裝芯片LED管芯30?；?2可以是陶瓷、硅或者其他材料?；?2包含用于直接結(jié)合(bond)到LED管芯30底部表面上的陽(yáng)極和陰極金屬接觸的頂部結(jié)合墊?；?2上的結(jié)合墊通過(guò)跡線或通孔連接到其他墊，所述其他墊連接到封裝的引線框架或者連接到電路板。轉(zhuǎn)讓給本受讓人并且通過(guò)引用合并于此的 Grigoriy Basin 的題為 Overmolded Lens Over LED Die 的美國(guó)專利 no. 7344902 中描述了將LED管芯附接到基座。圍繞LED管芯30的外圍模制由具有大約1. 33的相對(duì)較低的折射率(η)的硅樹脂形成的外透鏡34?？梢允褂闷渌摩侵担绺哌_(dá)大約1. 47。這樣的材料在商業(yè)上可獲得。 該模制過(guò)程在外透鏡34中留下中心開口。然后，在外透鏡34內(nèi)模制內(nèi)透鏡36，其中內(nèi)透鏡36由具有更高折射率值n=l. 54-1. 76的硅樹脂形成。這樣的材料在商業(yè)上可獲得。由于內(nèi)透鏡36的形狀部分地由外透鏡34的中心開口確定，因而模制公差被放寬。在圖3的實(shí)例中，內(nèi)透鏡36基本上形成拋物面形狀。由于LED管芯30不是點(diǎn)源，LED管芯的區(qū)域不全部處于拋物面形狀的焦點(diǎn)處，從而從內(nèi)透鏡36發(fā)射的光將不會(huì)是完全準(zhǔn)直的。由于內(nèi)透鏡36的η高于外透鏡34的η，因而以大于由斯涅爾定律確定的臨界角的角度入射的光將存在TIR。內(nèi)透鏡36的形狀以及這些透鏡材料的相對(duì)η值確定內(nèi)透鏡36發(fā)射的光模式。圖中示出了一條光線37。外透鏡34可以被定形成創(chuàng)建穿過(guò)內(nèi)透鏡36側(cè)面的光的任何發(fā)射模式。對(duì)于Imm2 LED管芯，透鏡34/36的高度可以高達(dá)6mm。整個(gè)透鏡34/36的寬度取決于希望的發(fā)射模式。內(nèi)透鏡36可以具有高達(dá)三倍于LED管芯寬度的出口直徑。透鏡34/36 從上方觀察可以關(guān)于中心軸對(duì)稱(具有圓形形狀)，或者透鏡34/36可以具有矩形形狀或其他非對(duì)稱形狀以便波導(dǎo)內(nèi)的光更好地混合。圖4示出了在其間沒(méi)有空氣間隙的情況下圖3的透鏡34/36的平坦頂部表面光學(xué)耦合到塑料(例如PMMA)波導(dǎo)40的邊緣。高折射率硅樹脂的薄層可以將透鏡附加到波導(dǎo) 40，或者邊框(bezel)可以使得透鏡鄰接波導(dǎo)40的邊緣。由于不存在空氣界面(n=l)，因而光進(jìn)入波導(dǎo)(η=大約1.5)時(shí)朝法線的折射很少；因此，與圖1的混合區(qū)域20相比，混合區(qū)域42更短。此外，內(nèi)透鏡36的形狀可以被設(shè)計(jì)成提供進(jìn)入波導(dǎo)40的寬角發(fā)射或窄角發(fā)射以便實(shí)現(xiàn)希望的光混合。在一個(gè)實(shí)施例中，從內(nèi)透鏡36進(jìn)入波導(dǎo)40的半亮度發(fā)射角為離法線的大約，但是取決于用于混合的最佳角度，該角度可以更大或更小。進(jìn)入波導(dǎo)40的來(lái)自鄰近LED的外透鏡36的側(cè)面光將在邊緣之前或者靠近邊緣處混合，導(dǎo)致短的混合區(qū)域 42。圖5為圖4的波導(dǎo)40的側(cè)視圖，其示出大于臨界角的光線如何從波導(dǎo)40的頂部表面全反射。波導(dǎo)40底部表面上的棱鏡44或者其他光散射特征向上反射光以便均勻地將光泄漏出頂部表面以照射LCD 46。由于混合區(qū)域42短，因而LCD 46的邊緣可以更靠近波導(dǎo)40的邊緣，從而允許使用更小的波導(dǎo)40。圖6為另一透鏡設(shè)計(jì)的截面視圖，其中硅樹脂內(nèi)透鏡50基本上為圓柱形，并且硅樹脂外透鏡52具有大體上半球形的形狀以用于相對(duì)較寬的發(fā)射模式。內(nèi)透鏡50具有比外透鏡52的η值更大的η值以造成TIR。在模制過(guò)程期間，防止外透鏡材料層在LED管芯頂部表面上形成是困難的，因?yàn)橐讚p的LED管芯不應(yīng)當(dāng)接觸模具本身。圖7為L(zhǎng)ED管芯30表面的一部分的特寫圖，其示出 LED管芯上的該薄層外透鏡材料可以如何包括模制的光散射形狀56以便通過(guò)使得更多的光小于臨界角以穿過(guò)內(nèi)透鏡50的側(cè)壁而增大從內(nèi)透鏡50逃逸進(jìn)入外透鏡52的光量。圖8為圖3或圖6的內(nèi)透鏡的頂部表面的特寫截面，其示出該頂部表面可以被模制成具有在其中模制的光學(xué)模式59以便對(duì)光進(jìn)行散射或重新定向。該表面可以以用于光散射或者對(duì)光重新定向的許多方式紋理化，例如使用棱鏡、凸塊、凹坑、截?cái)嗟慕鹱炙㈦S機(jī)粗糙化或者表面浮雕全息圖。該表面也可以通過(guò)噴砂(bead blasting)來(lái)粗糙化。光學(xué)膜涂層也可以用來(lái)對(duì)光重新定向。圖9示出了圖6的LED 58光學(xué)耦合到背光波導(dǎo)60的邊緣。LED 58的內(nèi)透鏡50、 外透鏡52、間距以及其他因素可以被選擇成使得波導(dǎo)60內(nèi)產(chǎn)生均勻光的混合區(qū)域是短的。圖10示出了內(nèi)透鏡64，其具有凸形頂部表面以便進(jìn)一步控制前面發(fā)射。外透鏡材料65也被模制成在LED管芯頂部表面上形成厚的區(qū)域，其影響前面和側(cè)面發(fā)射模式。覆蓋 LED管芯30的外透鏡材料65具有凹形以減少通常向上定向的光線的TIR。一些光線66被示出以說(shuō)明透鏡形狀的不同影響?？梢赃M(jìn)行對(duì)透鏡的定形以便改善背光波導(dǎo)中光的均勻性和/或使背光波導(dǎo)中的光混合區(qū)域變短。可替換地，可以進(jìn)行所述定形以便實(shí)現(xiàn)用于非背光應(yīng)用(例如汽車應(yīng)用)的任何光模式。圖11示出了用于增大側(cè)面光發(fā)射的LED管芯30頂部表面上更厚的外透鏡材料52 層。內(nèi)透鏡67類似于圖10的內(nèi)透鏡。圖12示出了具有雙模制透鏡的LED的對(duì)稱半亮度發(fā)射模式70，其示出由內(nèi)透鏡確定的前面發(fā)射模式72以及由外透鏡確定的側(cè)面發(fā)射模式74。前面和側(cè)面發(fā)射模式的形狀可以通過(guò)改變內(nèi)透鏡和外透鏡的形狀而基本上獨(dú)立地進(jìn)行調(diào)節(jié)。在一個(gè)實(shí)施例中， 當(dāng)在沒(méi)有空氣間隙的情況下直接耦合到波導(dǎo)時(shí)，側(cè)面發(fā)射瓣(lobe)的峰值強(qiáng)度離法線為 45°-65°，并且準(zhǔn)直的前面發(fā)射進(jìn)入波導(dǎo)具有離法線的10°-35°散布。圖13和圖14示出了晶片級(jí)雙模制工藝。將LED管芯30安裝到襯底晶片32上， 該襯底晶片可能地包含數(shù)百個(gè)相同的LED管芯30。模具80具有與每個(gè)LED管芯30上的外透鏡的希望的形狀相應(yīng)的凹口 81。模具80優(yōu)選地由具有不粘表面或釋放層的金屬形成。模具凹口 81填充有具有諸如1. 33之類的折射率的液體或軟化的熱可固化硅樹脂 84。將晶片32和模具80放在一起，并且在晶片32和模具80的外圍之間形成真空密封。因此，每個(gè)LED管芯30插入到硅樹脂84中并且硅樹脂84受壓。之后，將模具80加熱到大約150攝氏度(或其他適當(dāng)溫度)達(dá)一定時(shí)間以便使硅樹脂84硬化。接下來(lái)，將晶片32與模具80分開。然后，可以附加地通過(guò)熱或UV光固化硅樹脂 84。圖14示出了得到的外透鏡85，其在LED管芯30頂部表面上具有由管芯的頂部表面與硬模具80之間的間隙造成的薄層。該薄層可以具有模制的光散射特征(圖7中示出)。在圖14中，第二模具86具有凹口 88，其與外透鏡85的內(nèi)表面組合，用來(lái)形成內(nèi)透鏡。模具凹口 88填充有具有諸如1. 54-1. 76之類的高折射率的液體或軟化的熱可固化硅樹脂90。如前所述地將晶片32和模具86放在一起。然后，固化硅樹脂90，并且將晶片32 和模具86分開以產(chǎn)生圖3中所示的LED?；?2上的所有LED被同時(shí)處理。接下來(lái)，將基座晶片32切割以分開所述LED。然后，可以將LED基座與用于背光源中的其他LED基座一起安裝在電路板條上。圖15為用來(lái)形成依照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的透鏡的各個(gè)步驟的流程圖。在步驟92中，對(duì)于特定應(yīng)用，例如對(duì)于特定背光應(yīng)用和LED間距，確定用于每個(gè) LED的最佳的準(zhǔn)直模式和側(cè)面發(fā)射模式。在步驟93中，然后針對(duì)用于透鏡的特定硅樹脂η值，選擇內(nèi)透鏡形狀和外透鏡形狀以便實(shí)現(xiàn)希望的準(zhǔn)直和側(cè)面發(fā)射模式。在步驟94中，使用包含高η第一硅樹脂的第一模具圍繞安裝到基座晶片上的所有 LED管芯的外圍同時(shí)模制外透鏡。外透鏡材料也可以通過(guò)在LED管芯頂部表面上提供一定層而封裝每個(gè)LED管芯。在步驟95中，然后使用包含第二硅樹脂的第二模具在安裝到基座晶片上的所有 LED管芯頂部表面上同時(shí)模制準(zhǔn)直內(nèi)透鏡，所述第二硅樹脂具有比第一硅樹脂更高的n，因而在內(nèi)透鏡中存在TIR。外透鏡中的中心開口的壁限定了內(nèi)透鏡的側(cè)壁。在步驟96中，將具有雙模制透鏡的LED直接地光學(xué)耦合到背光波導(dǎo)的邊緣，其中透鏡的形狀和硅樹脂的折射率確定波導(dǎo)內(nèi)的光混合。所述LED也可以用于汽車應(yīng)用或其他應(yīng)用。所公開的內(nèi)透鏡和外透鏡的形狀的任意組合都可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)希望的發(fā)射模式。所有透鏡可以關(guān)于中心軸對(duì)稱以便實(shí)現(xiàn)基本上對(duì)稱的發(fā)射模式或者可以是非對(duì)稱的，以便實(shí)現(xiàn)非對(duì)稱發(fā)射模式。盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的特定實(shí)施例，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然的是，可以在不脫離本發(fā)明的情況下在其更寬的方面做出若干改變和修改，因此，所附權(quán)利要求書應(yīng)當(dāng)在其范圍內(nèi)包含所有這樣的改變和修改，如同落入本發(fā)明的真實(shí)精神和范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種形成照明設(shè)備的方法，包括提供安裝到基座上的發(fā)光二極管(LED)管芯，該LED管芯具有頂部表面； 使用具有第一折射率的第一硅樹脂至少圍繞LED管芯的外圍模制外透鏡，該外透鏡在 LED管芯頂部表面上具有開口 ；以及在模制外透鏡之后，在外透鏡的開口內(nèi)使用具有比第一折射率更高的第二折射率的第二硅樹脂在LED管芯頂部表面上模制內(nèi)透鏡，內(nèi)透鏡的形狀用于通過(guò)全內(nèi)反射(TIR)準(zhǔn)直由頂部表面發(fā)射的光， 外透鏡的形狀影響內(nèi)透鏡中未內(nèi)反射的光的側(cè)面發(fā)射模式。
2.權(quán)利要求1的方法，其中第一折射率至少為大約1.3并且第二折射率至少為大約1. 6。
3.權(quán)利要求1的方法，其中模制外透鏡包括將外透鏡模制成在離頂部表面的垂線 45°-65°內(nèi)創(chuàng)建峰值發(fā)射。
4.權(quán)利要求1的方法，其中模制內(nèi)透鏡包括將內(nèi)透鏡模制成在離頂部表面的垂線 10°-35°之間創(chuàng)建光散布模式。
5.權(quán)利要求1的方法，其中模制外透鏡包括將外透鏡模制成具有近似半半球形外側(cè)壁表面。
6.權(quán)利要求1的方法，其中模制內(nèi)透鏡包括將內(nèi)透鏡模制成使得內(nèi)透鏡的頂部是平坦的。
7.權(quán)利要求1的方法，其中模制內(nèi)透鏡包括將內(nèi)透鏡模制成使得內(nèi)透鏡的頂部具有光散布特征。
8.權(quán)利要求1的方法，其中模制內(nèi)透鏡和模制外透鏡包括將內(nèi)透鏡和外透鏡模制成關(guān)于中心軸對(duì)稱。
9.權(quán)利要求1的方法，其中模制內(nèi)透鏡包括將內(nèi)透鏡模制成基本上為圓柱形。
10.權(quán)利要求1的方法，其中模制內(nèi)透鏡包括將內(nèi)透鏡模制成近似為拋物面形。
11.權(quán)利要求1的方法，其中模制外透鏡包括模制第一硅樹脂以便在LED管芯頂部表面上形成第一硅樹脂層，其中該層具有非平坦的形狀以便實(shí)現(xiàn)希望的發(fā)射模式。
12.權(quán)利要求11的方法，其中所述層包括光散射特征。
13.一種照明設(shè)備，包括安裝到基座上的發(fā)光二極管(LED)管芯，該LED管芯具有頂部表面； 至少圍繞LED管芯的外圍的模制外透鏡，該外透鏡包括具有第一折射率的第一硅樹脂，該外透鏡在LED管芯頂部表面上具有開口 ；以及外透鏡的開口內(nèi)的在LED管芯頂部表面上的模制內(nèi)透鏡，該內(nèi)透鏡包括具有比第一折射率更高的第二折射率的第二硅樹脂，內(nèi)透鏡的形狀用于通過(guò)全內(nèi)反射(TIR)準(zhǔn)直由頂部表面發(fā)射的光， 外透鏡的形狀影響內(nèi)透鏡中未內(nèi)反射的光的側(cè)面發(fā)射模式。
14.權(quán)利要求13的設(shè)備，其中多個(gè)具有內(nèi)透鏡和外透鏡的LED光學(xué)耦合到背光波導(dǎo)的邊緣。
15.權(quán)利要求13的設(shè)備，其中外透鏡在離頂部表面的垂線45°-65°內(nèi)創(chuàng)建峰值發(fā)射，并且內(nèi)透鏡在離頂部表面的垂線10°-35°之間創(chuàng)建光散布模式。
全文摘要
用于LED的雙模制透鏡包括圍繞LED管芯的外圍模制的外透鏡以及在LED管芯頂部表面上模制并且部分地由外透鏡中的中心開口限定的準(zhǔn)直內(nèi)透鏡。外透鏡使用具有諸如n=1.33-1.47之類的相對(duì)較低的折射率的硅樹脂形成，并且內(nèi)透鏡由諸如n=1.54-1.76之類的更高折射率硅樹脂形成，以便在內(nèi)透鏡中造成TIR。未被內(nèi)透鏡內(nèi)反射的光透射進(jìn)入外透鏡。外透鏡的形狀確定光的側(cè)面發(fā)射模式。由所述兩個(gè)透鏡單獨(dú)地創(chuàng)建的前面和側(cè)面發(fā)射模式可以針對(duì)特定的背光或汽車應(yīng)用進(jìn)行定制。
文檔編號(hào)H01L33/58GK102203964SQ200980144156
公開日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2009年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月5日
發(fā)明者布特沃思 M., 比爾休曾 S. 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司, 飛利浦拉米爾德斯照明設(shè)備有限責(zé)任公司