具有多管芯的蝙蝠翼透鏡設(shè)計(jì)的制作方法
【專利說明】具有多管芯的蝙蝠翼透鏡設(shè)計(jì)
[0001]該申請(qǐng)為分案申請(qǐng)，其原案申請(qǐng)的申請(qǐng)?zhí)枮?01210062378.5、申請(qǐng)日為2012年03月09日、發(fā)明名稱為“具有多管芯的蝙蝠翼透鏡設(shè)計(jì)”。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明一般地涉及半導(dǎo)體器件，更具體地來說，涉及半導(dǎo)體發(fā)光二極管(LED)。
【背景技術(shù)】
[0003]本文所使用的發(fā)光二極管(LED)為半導(dǎo)體光源，用于生成具有特定波長或波長范圍內(nèi)的光。傳統(tǒng)上，將LED用于指示燈，并且用于顯示器不斷增加。當(dāng)在通過相反摻雜的半導(dǎo)體化合物層所形成的p-n結(jié)上施加電壓時(shí)，LED發(fā)光。可以通過改變半導(dǎo)體層的帶隙和通過在P-n內(nèi)制造活性層使用不同材料生成不同光波長。
[0004]傳統(tǒng)上，通過在生長基板上生長多個(gè)發(fā)光結(jié)構(gòu)來制造LED。將發(fā)光結(jié)構(gòu)及其下層生長基板分離為獨(dú)立LED管芯。在分離以前或以后的某點(diǎn)處，將電極或?qū)щ妷|片添加至LED管芯中的每個(gè)，從而允許該結(jié)構(gòu)導(dǎo)電。然后，通過添加封裝基板、可選熒光材料、以及諸如透鏡和反射器的光學(xué)器件來封裝LED管芯，從而變成光發(fā)射器。
[0005]光發(fā)射器規(guī)格通常識(shí)別通過光發(fā)射器所輸出的專用輻射圖案。通用光束圖案為用于在交通信號(hào)應(yīng)用中照射平面、用于在顯示器中的背光單元、或者用于通常發(fā)光的蝙蝠翼(batwing)光束圖案?？梢酝ㄟ^具有在坎德拉(candela)分布曲線中的兩個(gè)大致相等的波峰和在波峰之間的約O度處的波谷來限定蝙蝠翼光束圖案?？梢酝ㄟ^均勻性、視角、在零度處所測量的最小輸出、半峰全寬(FWHM)、以及峰值角度來限定蝙蝠翼圖案。均勻性限定在某些感興趣的角度范圍內(nèi)(可以為視角)的不同角度處的光輸出的可變性?？梢詫⒁暯窍薅椴东@總光通量的90%的總角度。在零度處的最小輸出涉及均勻性。峰值角度確定蝙蝠翼的形狀并且涉及視角。半峰全寬(FWHM)為在其最大值的一半處的分布寬度(空間或角度)，并且通常指定大于約100度。
[0006]將光發(fā)射器設(shè)計(jì)為滿足這些規(guī)格。雖然現(xiàn)有的光發(fā)射器的設(shè)計(jì)能夠滿足蝙蝠翼光束圖案的要求，但是不能在每一方面完全滿足要求。繼續(xù)尋求更容易制造的更低成本和更有效的設(shè)計(jì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的一方面包括:光反射器，包括多個(gè)發(fā)光二極管(LED)管芯；封裝基板，接合至LED管芯的一個(gè)側(cè)面；電連接件，連接LED管芯和位于封裝基板上的端子；模造透鏡，接合至與LED管芯直接接觸的封裝基板，該LED管芯具有以LED管芯為中心的蝙蝠翼表面。通過在與曲線的共軛軸平行的圓弧端部處關(guān)于直線旋轉(zhuǎn)圓弧來形成蝙蝠翼表面。將多個(gè)LED管芯中的每個(gè)的中心安裝至在曲線焦點(diǎn)附近的封裝基板，曲線的圓弧形成蝙蝠翼表面。光發(fā)射器通過模制透鏡輸出蝙蝠翼光束圖案。
[0008]其中，所述曲線為拋物線或雙曲線的一半。
[0009]其中，所述模制透鏡包括在所述蝙蝠翼表面上的高反射率涂層。
[0010]其中，所述高反射率涂層反射至少90%的入射光。
[0011]其中，所述高反射率涂層包括金屬。
[0012]其中，所述曲線的對(duì)稱軸位于所述封裝基板的頂部表面上。
[0013]其中，圍繞所述曲線的焦點(diǎn)是在距離所述曲線的頂點(diǎn)0.5倍焦距至1.5倍焦距之間。
[0014]其中，所述多個(gè)LED包括:第一部分的LED，其中心安裝在所述封裝基板距離所述拋物線的頂點(diǎn)的第一距離處；第二部分的LED，其中心安裝在所述封裝基板距離所述拋物線的頂點(diǎn)的第二距離處。
[0015]其中，所述多個(gè)LED進(jìn)一步包括:第三部分的LED，其中心安裝在所述封裝基板距離所述拋物線的頂點(diǎn)的第三距離處。
[0016]其中，所述模制透鏡為硅樹脂、樹脂、環(huán)氧樹脂、或聚甲基丙烯酸甲酯PMMA。
[0017]其中，所述光發(fā)射器為大約或小于3.5mmX3.5mm。
[0018]本發(fā)明的另一方面包括制造光發(fā)射器的方法。該方法包括:以圖案(關(guān)于拋物線的焦點(diǎn)把每個(gè)LED管芯放在中心的圖案)將多個(gè)發(fā)光二極管(LED)管芯接合至封裝基板；將LED管芯和位于封裝基板上的端子電連接；在封裝基板和LED管芯的上方模制具有蝙蝠翼表面的透鏡。通過在圓弧的端點(diǎn)處沿著直線旋轉(zhuǎn)拋物線圓弧來成形蝙蝠翼表面。
[0019]其中，在所述封裝基板和所述LED管芯的上方模制透鏡，包括:將所述透鏡鑄模置于所述封裝基板和所述多個(gè)LED管芯的上方；將透鏡膠添加在所述透鏡鑄模中；固化模制透鏡。
[0020]該方法進(jìn)一步包括:將高反射率凝膠涂布在所述蝙蝠翼表面上。
[0021]所述高反射率凝膠包括金屬或金屬氧化物。
[0022]其中，所述金屬為銀。
[0023]此外，還提供了一種包括光發(fā)射器的發(fā)光器件，所述光發(fā)射器包括:一個(gè)或多個(gè)發(fā)光二極管LED管芯；封裝基板，接合至所述多個(gè)LED管芯的一側(cè)；電連接件，位于所述封裝基板上的端子與所述LED管芯之間；以及模制透鏡，在所述LED管芯上方與所述封裝基板接合，所述模制透鏡具有蝙蝠翼表面，所述蝙蝠翼表面是通過圍繞一拋物線圓弧的端部水平旋轉(zhuǎn)所述拋物線圓弧而形成的，以及其中，圍繞其圓弧形成了所述蝙蝠翼表面的旋轉(zhuǎn)拋物線的焦點(diǎn)環(huán)，將所述多個(gè)LED管芯中的每一個(gè)的中心安裝到所述封裝基板。
[0024]其中，圍繞所述旋轉(zhuǎn)拋物線的焦點(diǎn)環(huán)是在距離所述拋物線的頂點(diǎn)0.5倍焦距處的圓內(nèi)以及在距離所述拋物線的頂點(diǎn)1.5倍焦距處的另一個(gè)圓內(nèi)。
[0025]其中，所述一個(gè)或多個(gè)LED管芯為一個(gè)LED管芯。
[0026]其中，進(jìn)一步包括所述LED管芯之間的電連接件。
[0027]以下，參照相關(guān)附圖討論本發(fā)明的這些和其他特征。
[0028]本發(fā)明還提供了一種包括光發(fā)射器的發(fā)光器件，所述光發(fā)射器包括:一基板；多個(gè)LED管芯位于所述基板之上；以及透鏡，包含一形成凹部的曲線表面，所述凹部具有一最低點(diǎn)；其中，通過所述最低點(diǎn)的垂直軸不與所述多個(gè)LED管芯相交。
[0029]其中，所述凹部在周圍上具有最尚點(diǎn)。
[0030]其中，所述最高點(diǎn)下方不存在所述多個(gè)LED管芯。[0031 ] 光發(fā)射器更包括高反射率涂層，形成于所述透鏡的表面上。
[0032]其中，所述高反射率涂層包括金屬。
[0033]其中，所述多個(gè)LED管芯中的每一個(gè)LED管芯的中心位于距離所述最低點(diǎn)0.5倍焦距至1.5倍焦距之間。
[0034]其中，所述多個(gè)LED管芯包括:第一部分的LED管芯，其中心安裝在所述基板距離所述最低點(diǎn)的第一距離處、第二部分的LED，其中心安裝在所述基板距離所述最低點(diǎn)的第二距離處。
[0035]其中，所述多個(gè)LED管芯進(jìn)一步包括:第三部分的LED，其中心安裝在所述基板距離所述最低點(diǎn)的第三距離處，所述第一距離處與所述第二距離處與所述第三距離處皆不相同。
[0036]發(fā)光器件更包括電連接件，位于所述多個(gè)LED管芯與所述基板之間。
[0037]該曲線表面的表面是通過圍繞一圓弧的端部處與一曲線的共軛軸平行的直線旋轉(zhuǎn)所述圓弧而形成的。
【附圖說明】
[0038]當(dāng)結(jié)合附圖進(jìn)行閱讀時(shí)，根據(jù)下面詳細(xì)的描述可以更好地理解本發(fā)明的多方面。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，根據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐，各種部件沒有被按比例繪制。實(shí)際上，為了清楚的討論，各種部件的尺寸可以被任意增加或減少。
[0039]圖1為使用“洋蔥頭”型蝙蝠翼透鏡的光發(fā)射器的原理圖。
[0040]圖2A和圖2B為根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的光發(fā)射器的不同示圖。
[0041]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例具有用于限定透鏡的蝙蝠翼表面和LED管芯布置的焦點(diǎn)的圓弧和曲線。
[0042]圖4為根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)實(shí)例的坎德拉分布曲線。
[0043]圖5A-?示出了根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的各種示例結(jié)構(gòu)。
[0044]圖6為示出根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)方面制造光發(fā)射器的方法的流程圖。
[0045]圖7-圖11示出了根據(jù)圖6的方法的實(shí)施例在各個(gè)制造階段中的光反射器的截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0046]據(jù)了解為了實(shí)施各種實(shí)施例的不同部件，以下發(fā)明提供了許多不同的實(shí)施例或示例。以下描述元件和布置的特定示例以簡化本發(fā)明。當(dāng)然這些僅僅是示例并不打算限定。例如，以下描述中第一部件形成在第二部件上方或上可包括其中第一和第二部件以直接接觸形成的實(shí)施例，并且也可包括