[发明专利]具有多管芯的蝙蝠翼透镜设计

说明书

本发明涉及一种具有多管芯的蝙蝠翼透镜设计。从在封装基板上的多个LED管芯的初级LED透镜的光发射器产生蝙蝠翼光束。LED透镜包括蝙蝠翼表面，该蝙蝠翼表面通过在光发射器的中心的上方关于抛物线圆弧的端部旋转抛物线圆弧形成。将LED管芯中的每个的中心在抛物线的焦点处安装至封装基板，抛物线的圆弧形成蝙蝠翼表面，例如，在距离抛物线的顶点约0.5倍焦距至1.5倍焦距处。蝙蝠翼表面通过全内反射(TIR)或通过反射凝胶涂层反射来自多个LED管芯的光。

该申请为分案申请，其原案申请的申请号为201210062378.5、申请日为2012年03月09日、发明名称为“具有多管芯的蝙蝠翼透镜设计”。

技术领域

本发明一般地涉及半导体器件，更具体地来说，涉及半导体发光二极管(LED)。

背景技术

本文所使用的发光二极管(LED)为半导体光源，用于生成具有特定波长或波长范围内的光。传统上，将LED用于指示灯，并且用于显示器不断增加。当在通过相反掺杂的半导体化合物层所形成的p-n结上施加电压时，LED发光。可以通过改变半导体层的带隙和通过在p-n内制造活性层使用不同材料生成不同光波长。

传统上，通过在生长基板上生长多个发光结构来制造LED。将发光结构及其下层生长基板分离为独立LED管芯。在分离以前或以后的某点处，将电极或导电垫片添加至LED管芯中的每个，从而允许该结构导电。然后，通过添加封装基板、可选荧光材料、以及诸如透镜和反射器的光学器件来封装LED管芯，从而变成光发射器。

光发射器规格通常识别通过光发射器所输出的专用辐射图案。通用光束图案为用于在交通信号应用中照射平面、用于在显示器中的背光单元、或者用于通常发光的蝙蝠翼(batwing)光束图案。可以通过具有在坎德拉(candela)分布曲线中的两个大致相等的波峰和在波峰之间的约0度处的波谷来限定蝙蝠翼光束图案。可以通过均匀性、视角、在零度处所测量的最小输出、半峰全宽(FWHM)、以及峰值角度来限定蝙蝠翼图案。均匀性限定在某些感兴趣的角度范围内(可以为视角)的不同角度处的光输出的可变性。可以将视角限定为捕获总光通量的90％的总角度。在零度处的最小输出涉及均匀性。峰值角度确定蝙蝠翼的形状并且涉及视角。半峰全宽(FWHM)为在其最大值的一半处的分布宽度(空间或角度)，并且通常指定大于约100度。

将光发射器设计为满足这些规格。虽然现有的光发射器的设计能够满足蝙蝠翼光束图案的要求，但是不能在每一方面完全满足要求。继续寻求更容易制造的更低成本和更有效的设计。

发明内容

本发明的一方面包括：光反射器，包括多个发光二极管(LED)管芯；封装基板，接合至LED管芯的一个侧面；电连接件，连接LED管芯和位于封装基板上的端子；模造透镜，接合至与LED管芯直接接触的封装基板，该LED管芯具有以LED管芯为中心的蝙蝠翼表面。通过在与曲线的共轭轴平行的圆弧端部处关于直线旋转圆弧来形成蝙蝠翼表面。将多个LED管芯中的每个的中心安装至在曲线焦点附近的封装基板，曲线的圆弧形成蝙蝠翼表面。光发射器通过模制透镜输出蝙蝠翼光束图案。

其中，所述曲线为抛物线或双曲线的一半。

其中，所述模制透镜包括在所述蝙蝠翼表面上的高反射率涂层。

其中，所述高反射率涂层反射至少90％的入射光。

其中，所述高反射率涂层包括金属。

其中，所述曲线的对称轴位于所述封装基板的顶部表面上。

其中，围绕所述曲线的焦点是在距离所述曲线的顶点0.5倍焦距至1.5倍焦距之间。

其中，所述多个LED包括：第一部分的LED，其中心安装在所述封装基板距离所述抛物线的顶点的第一距离处；第二部分的LED，其中心安装在所述封装基板距离所述抛物线的顶点的第二距离处。