[發明專利]寬角度橢圓發光二極管封裝

有效

• 申請號: 201010624281.X
• 申請日: 2010-11-23
• 公開（公告）號: CN102169947A
• 公開（公告）日: 2011-08-31
• 發明（設計）人: C·K·陳;Z·志寬;Y·K·劉;H·劉;X·費;M·羅;J·圣
• 申請（專利權）人: 惠州科銳光電有限公司
• 主分類號: H01L33/48
• 分類號: H01L33/48;H01L33/58;H01L33/60;G09F9/33;H01L33/62;H01L33/64
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;吳孟秋

技術領域

本發明涉及發光二極管封裝和利用發光二極管封裝作為其光源的顯示器。

背景技術

發光二極管(LED或LEDs)是將電能轉換為光的固態器件，其通常包含一個或更多夾在相反摻雜層之間的半導體材料的有源層。當跨越上述摻雜層施加偏壓時，空穴和電子被注入有源層，在那里空穴和電子復合以產生光。光從有源層以及LED的所有表面被發射。

在最近十年或更長時期內，科技進步已使得LED具有更小的占用空間(footprint)、提高的發射效率以及降低的成本。相比于其它發射器，LED也具有延長的工作壽命。例如，LED的工作壽命可以超過50,000小時，而白熾燈泡的工作壽命大約為2,000小時。LED也能比其它光源更堅固耐用且消耗更少能量。由于這些以及其它原因，LED更為普及且目前在越來越多的白熾、熒光、鹵素及其它發射器的傳統領域應用中使用。

為了在傳統應用中使用LED芯片，已知的是將LED芯片裝入封裝中以提供環境和/或機械保護、色彩選擇、聚光等。LED封裝也包括用于電連接LED封裝至外部電路的電引線、接觸或跡線。在圖1所示的典型LED封裝/部件10中，單個LED芯片12通過焊料接合或導電環氧樹脂安裝在反射杯13上。一個或更多接合線(wire?bond)11連接LED芯片12的歐姆接觸至引線15A和/或15B，引線15A和/或15B可以附著到反射杯13或與反射杯13集成。反射杯13可以被可含有波長轉換材料(如磷光體)的密封劑材料16填充。磷光體可以吸收LED發射的第一波長的光而自發地發射第二波長的光。于是，整個組件可以被裝在透明保護樹脂14中，其可以被模塑為透鏡形狀。而反射杯13可在向上的方向上引導光，當光反射時可能發生光損耗(即由于實際反射器表面的小于100％的反射率，一些光可能被反射杯吸收)。此外，對于如在圖1中所示的封裝10的封裝而言，熱滯留(heat?retention)可能是一個問題，因為可能難以通過引線15A、15B汲取熱量。

不同的LED封裝，如圖1示出的那些，不論大小，都可以作為顯示器的光源使用。在許多戶內和戶外場合，例如在體育場、賽馬場、音樂會以及在大型公共區，如紐約城的泰晤士廣場，大型屏幕基于LED的顯示器(常稱作巨屏)變得更普遍。這些顯示器或屏幕中的一些可以是60英尺高且60英尺寬那樣大。這些屏幕可以包括數千“像素”或“像素模塊”，其每一個可以包含多個LED。像素模塊可以使用高效率、高亮度LED，這些LED允許顯示器從相對遙運處是可見的，即使是白天在日光的條件下。像素模塊可以具有如3個或4個這樣少的LED(一個紅光、一個綠光以及一個藍光)，這允許像素從紅、綠和/或藍光的結合中發射許多不同顏色的光。在最大的巨屏幕中，每個像素模塊可以具有幾十個LED。這些像素模塊被設置為矩形網格。在一種類型的顯示器中，該網格可以是640個模塊寬以及480個模塊高，且屏幕的尺寸取決于像素模塊的實際尺寸。

最傳統的基于LED的顯示器通過接受輸入信號(例如TV信號)的計算機系統控制并基于在該像素模塊中所需的特定顏色而形成整個顯示器圖像，該計算機系統決定在每個像素模塊中的哪一個LED發光以及發多亮。也可包括電源系統，其提供功率至每一個像素模塊以及提供至每一個LED的功率可被調制以便其發射所需的亮度。提供導體以施加合適的功率信號至像素模塊中的每一個LED。

LED顯示器很少安裝在觀看者視線的高度，并且更典型的是安裝在視線高度的上方，例如建筑物的側面或運動場中正面看臺的頂部上。現在參考圖2，所示的傳統LED顯示器20安裝在觀看者22視線高度的上方升高的位置。觀看者22典型地位于顯示器20的下方并向上觀看顯示器使得觀看者到顯示器20的視線24到顯示器的垂直發射方向26呈角度θ。圖2的LED顯示器典型地包括多個諸如圖1所示的那些的發射器28，這些發射器呈現典型地沿封裝縱軸的峰值發射，且峰值發射鄰近中心。

使顯示器包括多個LED封裝28可獲得在垂直方向26上的垂直的顯示峰值發射特性，如所示的。LED顯示器20的Iv和遠場圖形(FFP)峰值發射特性可垂直于沿垂直軸26的顯示。當顯示器20安裝在升高位置時，觀看者視線24低于垂線，由顯示器發射的多數光未被觀察者看見并浪費掉。觀看者在顯示器下方和顯示器側面時也存在該情況。減少浪費的光量的一種方法是通過在較好匹配觀察者視線24的角度上安裝顯示器，但是其需要復雜和昂貴的安裝硬件，該安裝硬件難以使用，尤其是對于安裝在高海拔的巨大顯示器。