专利名称：显示器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及发光二极管(LED)，且具体涉及采用LED的LED封装体及显示器。
背景技术：
发光二极管(LED)是将电能转化成光的固态器件，且通常包括一个或多个夹在相反掺杂层之间的半导体材料的有源层。当跨过掺杂层施加偏压时，空穴和电子注入进有源层，它们在有源层中复合，从而产生光。光从有源层以及从LED的所有表面发射出来。过去的十年或更长时间的技术进步导致LED具有更小的占地面积、増加的发射效率以及降低的成本。相比其他发射器，LED还具有増加了的工作寿命。例如，LED的工作寿命可超过50000小时，而白炽灯泡的工作寿命约为2000小时。LED还比其他光源更耐用，且可消耗更少的功率。基于这些和其他原因，LED变得更受欢迎且如今已经应用于越来越多 的应用中，这些应用传统上是白炽、荧光、卤素及其它发射器的领域。LED还用于大型和小型显示器中。基于LED的大屏幕显示器(通常称为巨屏)在许多室内和室外场所(例如体育比赛、赛道、音乐会以及诸如纽约时代广场这样的大型公共区域)变得越来越普遍。许多这样的显示器或屏幕可达到60英尺高乘60英尺宽。这些屏幕可包括成千上万个“像素”或“像素模块”，其中每ー个“像素”或“像素模块”可包含多个LED。像素模块可使用高效率和高亮度的LED，这样的LED使得即使在白天的阳光照射的情况下，也能从相对较远的地方清晰地看到该显示器。像素模块中的LED可少至三或四个LED (—个红色、一个绿色以及ー个蓝色)，这些LED允许像素发射由红、绿和/或蓝色光组合而成的多种不同顔色的光。在最大的巨型屏幕中，每个像素模块都可具有许多LED。像素模块排列成矩形网格。例如，网格可以是640个模块宽乘以480个模块高，而屏幕的最终尺寸则取决于像素模块的实际尺寸。基于LED的常规显示器由计算机系统控制，该计算机系统接收输入信号(例如TV信号)，且根据像素模块所需的特定顔色形成整体显示图像，计算机系统决定每个像素模块中的哪个LED发光以及发射多亮的光。还可包括电源系统，其将电能提供给每个像素模块，以及提供给每个LED的电能可被调制，从而使其以所需亮度发射光。提供导体，从而将适当的电源信号提供给像素模块中的每个LED。LED显示器很少安装于观众的视高度处，而更普遍地安装于视高度以上的高度，例如安装于建筑物的侧面上或体育场的看台顶上。现在參考图I和2，其示出安装于观众12的视高度以上的高处的常规LED显示器10。观众12通常位于显示器10下，并向上看显示器，使得观众观看显示器10的视线14与垂直于显示器表面的显示器发射方向16成Θ角。现在參考图2，如图I中所示的LED显示器通常包括多个诸如LED封装体20的发射器，而该封装体20通常包括安装于反射杯24中的LED 22，上述反射杯24封闭在通常为子弹形的密封剂26中。LED封装体20的峰值发射通常沿着封装体纵轴28。图3是LED封装体20的极坐标iso-坎德拉(candelar)图30,其示出典型峰值发射沿着发射器纵轴。再次參考图1，示出一种显示器，其包括多个LED封装体20，LED封装体20以图30中示出的特性发射，导致在垂直方向16上的显示器峰值发射特性垂线，如图所示。LED显示器10的Iv和远场图(FFP)峰值发射特性也沿着垂直轴16垂直于显示器。观众的视线14在显示器10安装在高处时位于垂线之下，显示器发射的许多光没有被观众看到并浪费掉。一种减少被浪费的光的数量的方法是以与观众的视线14更匹配的角度来安装显示器，但这可能需要难以使用的复杂且昂贵的安装硬件，特别是对于位于高处的非常巨大的显示器而言。
实用新型内容本实用新型涉及LED封装体以及采用该LED封装体的LED显示器，其中LED的峰值发射是倾斜的或偏移的，从而将其峰值发射定制为与LED显示器的安装高度或位置相匹配。根据本实用新型的LED显示器的一个实施例包括多个LED封装体，其中至少ー些LED封装体的峰值发射从封装体中心线傾斜。以这种方式将LED封装体安装在显示器中，以便产 生具有从显示器平面的垂线倾斜的峰值发射的图像。公开了可用于根据本实用新型的LED显示器中的LED封装体实施例的多种不同类型和设置。可以理解的是，还可应用许多其他实施例。LED封装体的一个实施例包括位于反射杯中的LED，该LED偏离反射杯的中心。另一实施例包括安装于反射杯内的LED以及覆盖反射杯的至少一部分的密封剂。反射杯可偏离LED封装体的垂直中心线。LED封装体的另ー实施例包括安装于反射杯内的LED以及覆盖反射杯的至少一部分的密封剂。反射杯可偏离密封剂的中心线。LED封装体的其他实施例可包括安装于反射杯中的LED以及覆盖所述反射杯的至少一部分的密封剂，且反射杯在密封剂中旋转。其他实施例包括可不对称的反射杯或密封齐U。LED封装体还可包括安装在反射杯内的LED、导线引线框架以及围绕反射杯以及所述导线引线框架的至少一部分的密封剂。在这些实施例中，密封剂可围绕反射杯和引线框架旋转。根据本实用新型的另一方面提供了一种显示器，包括LED封装体，其中所述LED封装体包括塑料壳体、位于塑料壳体中的反射杯以及反射杯中的LED，其中所述LED偏离所述反射杯的中心放置，使得所述封装体的峰值发射从封装体中心线傾斜。进ー步地，所述LED封装体进ー步包括至少部分地覆盖所述反射杯的密封剂。进ー步地，所述LED封装体进ー步包括至少部分地覆盖所述反射杯的透镜。进ー步地，所述LED偏离所述反射杯的中心放置，使得所述峰值发射在与所述LED偏离中心的方向相反的方向上倾斜。根据本实用新型的再一方面提供了一种显示器，包括LED封装体，所述LED封装体包括塑料壳体、位于塑料壳体中的反射杯和安装在反射杯中的LED以及至少部分地覆盖所述反射杯的密封剂，所述反射杯偏离所述封装体的封装体中心线放置，使得所述封装体的峰值发射从封装体中心线倾斜。进ー步地，所述反射杯偏离封装体中心线定位，使得所述峰值发射在与所述反射杯偏离中心的方向相反的方向上倾斜。根据本实用新型的又ー个方面提供了一种显示器，包括LED封装体，LED封装体包括塑料壳体、位于壳体中的反射杯和安装在反射杯中的LED以及至少部分地覆盖所述反射杯的密封剂，所述密封剂偏离封装体中心线放置，使得所述封装体的峰值发射从封装体中心线傾斜。进ー步地，所述密封剂偏离封装体中心线放置，使得所述峰值发射在与所述密封剂偏离中心的方向相同的方向上倾斜。根据本实用新型的另一方面提供了一种显示器，包括LED封装体，LED封装体包括塑料壳体、位于塑料壳体中的反射杯和安装在反射杯中的LED以及至少部分地覆盖所述反射杯的密封剂，所述反射杯相对于封装体中心线旋转，使得所述封装体的峰值发射从封装体中心线傾斜。进ー步地，所述密封剂包括透镜。进ー步地，所述峰值发射的所述倾斜与所述反射杯的所述旋转在相同的方向上。进ー步地，所述LED封装体进ー步包括至少部分地位于所述密封剂中的导线引线 框架，其中所述引线框架是倾斜的。进ー步地，所述LED封装体进ー步包括至少部分地位于所述密封剂中的导线引线框架，其中所述密封剂和所述引线框架设置于所述封装体中心线上。根据本实用新型的另一方面还提供了一种显示器，包括LED封装体，LED封装体包括塑料壳体、位于壳体中的反射杯和安装在反射杯中的LED，其中所述反射杯是非対称的，使得所述封装体的峰值发射从封装体中心线傾斜。进ー步地，所述反射杯包括有角度的反射表面，该反射表面的至少一部分具有不同的角度以使得所述峰值发射傾斜。进ー步地，所述峰值发射倾斜与所述反射杯的非対称性相反。进ー步地，所述峰值发射倾斜与所述反射杯的非対称性在相同的方向上。进ー步地，所述反射杯的反射杯侧壁的至少一部分具有不同于所述反射杯侧壁的剰余部分的高度。进ー步地,所述反射杯的至少ー个反射表面具有反射角度不同的部分。进ー步地，所述反射杯的至少ー个反射表面具有曲率不同的部分。根据本实用新型的再一方面提供了一种显示器，包括LED封装体，该LED封装体包括塑料壳体、位于塑料壳体中的反射杯和安装在反射杯中的LED以及至少部分地覆盖所述反射杯的密封剂，其中所述密封剂是非対称的，使得所述封装体的峰值发射从封装体中心线傾斜。进ー步地，所述密封剂的非対称包括具有不同曲率的部分。进ー步地，所述峰值发射的倾斜与所述密封剂的非対称性相反。进ー步地，所述峰值发射的倾斜与所述密封剂的非対称性在相同的方向上。根据本实用新型的又ー个方面提供了一种显示器，包括LED封装体，该LED封装体包括塑料壳体、位于壳体中的反射杯和安装在反射杯中的LED以及至少部分地覆盖所述反射杯的密封剂，所述密封剂相对于所述封装体的中心线旋转使得所述发射傾斜。进ー步地，所述反射杯位于所述封装体的中心线上并基本上垂直于所述封装体的中心线。进ー步地，所述LED封装体进ー步包括位于所述封装体的中心线上的导线引线框架。[0038]根据本实用新型的具有LED封装体的显示器，其中LED封装体的峰值发射可倾斜或偏移，从而根据LED显示器的安装高度或位置定制其峰值发射。根据本实用新型的LED封装体及显示器可用于多种不同的应用中，且特别是那些使用从小尺寸高输出光源偏离垂直轴发射的应用。通过下文详细说明和以示例方式示出本实用新型特征的附图，本实用新型的这些和其他方面和优点将变得显而易见。
图I是安装在观众上方的常规LED显示器的示意图；图2是可用于图I中的LED显示器的LED封装体的侧视图；图3是示出图2中的LED封装体的光发射特性的极坐标iso-坎德拉·[0043]图4是根据本实用新型的LED封装体的一个实施例的俯视图；图5是图4中LED封装体的截面图；图6的表格示出由于反射杯中LED的偏移而导致的LED封装体的峰值发射的偏移；图7是矩形坎德拉分布图，其示出由于反射器中LED的偏移而导致的LED封装体的峰值发射的偏移；图8是根据本实用新型的LED封装体的另ー实施例的侧视图；图9是沿着剖面线9-9的图8中示出的LED封装体的截面图；图10是极坐标iso-坎德拉图，其示出通过偏移LED封装体中的反射杯而导致的发射图样的偏移；图11是矩形坎德拉分布图，其示出通过偏移LED封装体中的反射杯而导致的发射图样的偏移；图12是根据本实用新型的LED封装体的另ー实施例的侧视图；图13是沿着剖面线13-13的图12中示出的LED封装体的截面图；图14的表格示出由反射杯的旋转程度导致的LED封装体的峰值发射的偏移；图15是矩形坎德拉分布图，其示出由反射杯的旋转程度导致的峰值发射图样的偏移；图16是根据本实用新型的LED封装体的另ー实施例的侧视图；图17是可用于根据本实用新型的LED封装体的反射杯的一个实施例的俯视图；图18是极坐标iso-坎德拉图，其示出通过将图17中的反射杯应用于根据本实用新型的LED封装体中而导致的峰值发射图样的偏移；图19是可用于根据本实用新型的LED封装体中的反射杯的另ー实施例的俯视图；图20是具有不对称密封剂的根据本实用新型的LED封装体的另ー实施例；图21是极坐标iso-坎德拉图，其示出由于具有图20中所示的非対称密封剂而导致的LED封装体的峰值发射图样的偏移；图22是根据本实用新型的LED封装体的另ー实施例的侧视图；图23是矩形坎德拉分布图，其示出由于根据本实用新型的发射器封装体中的密封剂的旋转而导致的峰值发射图样的偏移；图24是极坐标iso-坎德拉图，其示出由于根据本实用新型的发射器封装体中的密封剂的旋转而导致的峰值发射图样的偏移；图25是示出采用根据本实用新型的LED封装体的LED显示器的示意图；图26是根据本实用新型的表面安装LED封装体的俯视图；图27是根据本实用新型的表面安装LED封装体的另ー实施例的侧视图；图28是根据本实用新型的表面安装LED封装体的另ー实施例的侧视图；图29是根据本实用新型的表面安装LED封装体的又一实施例的侧视图；图30是根据本实用新型的表面安装LED封装体的另ー实施例的俯视图；图31是根据本实用新型的表面安装LED封装体的又一实施例的侧视图；图32是根据本实用新型的表面安装LED封装体的另ー实施例的截面图；图33是根据本实用新型的表面安装LED封装体的另ー实施例的截面图；图34是根据本实用新型的表面安装LED封装体的又一实施例；以及图35是根据本实用新型的具有标明发射倾斜方向的标记的LED封装体的ー个实施例的俯视图。
具体实施方式
本实用新型涉及LED封装体的各种实施例，所述LED封装体的特征在于峰值Iv和FFP发射特性从采用了该LED封装体的LED显示器的垂直中心线偏移一角度或倾斜一角度。根据本实用新型的LED显示器可利用LED封装体作为它们的发射器，且通过将LED封装体设置为具有基本上类似的峰值发射偏移或倾斜，所述LED显示器可提供具有相同或相似偏移或倾斜的峰值发射。在一些实施例中，相对于显示器平面来说明LED显示器的发射偏移的倾斜，且更具体地，相对于显示器平面的垂线来说明LED显示器的发射偏移的傾斜。对于平板显示器来说，显示器平面是显示器的表面，且当显示器安装到平坦表面吋，显示器平面通常平行于显示器的安装表面。对于曲面显示器来说，显示器平面是显示器表面的切面，且在ー些实施例中，该切面可平行于显示器的安装表面。在本实施例中，显示器平面(即，切面)的垂线也垂直于安装表面。在一些实施例中，LED封装体和LED显示器的峰值发射特性相对于显示器平面垂线向下傾斜。这种设置特别适用于显示器安装于可能的观众的视高度上方的应用。这些LED显示器的峰值发射特性更接近与观众看显示器的视线匹配。这增加了射向观众的有用光的数量，且减少了浪费光的数量。这还允许显示器平坦地安装到其高位置处，消除了以ー角度安装显示器的成本和复杂性，同时仍允许更多的LED光沿着观众的视线定向。通过使更多的LED光沿着观众的视线定向，相比于具有垂直于显示器的峰值Iv和FFP特性的显示器，处于高处的显示器可显得更亮且具有更多的鲜艳色彩。以下将说明根据本实用新型的具备所需的峰值发射偏移或倾斜的多个不同实施例，但可以理解的是，除了本文说明的那些方式之外，可以不同方式提供傾斜。正如上文所提及的那样，一些实施例说明的是向下倾斜峰值发射，这使得位于高处的显示器可被显示器之下的观众更有效地观看。但是可以理解的是，根据本实用新型的实施例还可用于将峰值发射向上偏移，或将峰值发射向左或向右偏移。虽然參考LED来说明显示器的实施例，但是还可以理解的是，可以使用多种不同类型的发射器。LED也可具有不同的安装设置用于安装于显示器中，例如引线或表面安装设置。根据不同因素(例如显示器尺寸、显示器高度和一般的观众与显示器之间的距离)，可在不同实施例中提供峰值发射的不同偏移或傾斜。峰值发射倾斜的适当范围是5-20度范围的倾斜,用以最佳地适应室外应用，然而可以理解的是,可使用其他的倾斜角度范围。例如，该峰值发射倾斜的范围适于距离显示器25-40米的观众观看的10米高的显示器。本文參考特定实施例说明本实用新型，但可以理解的是，本实用新型可以许多不同形式实施，且不应将本实用新型理解为限制于本文公开的这些实施例。特别是，可提供除上文说明的那些以外的许多不同的LED、反射杯和引线框架设置，且密封剂可以提供其他特 征，以改变来自LED封装体和应用了该LED封装体的LED显示器的峰值发射的方向。虽然 下文讨论的LED封装体的不同实施例都涉及在LED显示器中的使用，但是它们可独立或与具有相同或不同峰值发射倾斜的其他LED封装体一起用于多种其他应用中。还可以理解的是，当诸如层、区域或衬底的元件被称为位于另一元件“上”时，其可直接位于该另一元件上，或还可存在插入元件。而且，诸如“内部”、“外部”、“上部”、“之上”、“下部”、“在……下方”和“之下”的相对术语以及类似术语都可用于本文中，用以说明ー层或另一区域的关系。可以理解的是，这些术语g在涵盖除描述于附图中的取向之外的器件的不同取向。虽然第一、第二等术语可用于在本文中说明各种的元件、部件、区域、层和/或部分，但是这些元件、部件、区域、层和/或部分不应被这些术语限制。这些术语仅用于将ー个元件、部件、区域、层或部分与另一区域、层或部分区分开来。因此，在不脱离本实用新型所教导的内容的情况下，下文讨论的第一元件、部件、区域、层或部分可被称为第二元件、部件、区域、层或部分。參考截面图说明(这些截面图是本实用新型实施例的示意性说明)描述本实用新型的实施例。因此，例如，由于制造技术和/或容差的原因，预期的是，层的实际厚度可以不同，且所示出的形状可以变化。本实用新型的实施例不应解释为限定于本文说明的区域的特定形状，而是当包括例如由制造导致的形状偏差。因为正常的制造容差，所说明或描述为方形或矩形的区域将通常具有圆形或曲形特征。因此，附图中示出的区域实质上是示意性的，且不意图示出器件的区域的精确形状，且不意图限制本实用新型的范围。图4和5示出根据本实用新型的LED封装体40的一个实施例，其具有偏移的或倾斜的峰值发射。可以理解的是，LED显示器中每个或大多数像素模块都具有多个类似于LED封装体10的LED，且每ー个的峰值发射都具有类似的偏移。这种偏移的积累导致通过显示器投影的图像的傾斜。LED封装体40包括LED 42，其利用公知的安装方法安装在位于塑料壳体内的反射杯44中，反射杯44具有有角度的侧表面,从而将LED 42的侧面发射的光反射到有助于LED封装体40的所需发射的方向上。反射杯44具有大致椭圆形形状，但可以理解的是，其可具有许多不同的形状和尺寸。包含引线接合用于将电信号施加到LED 42，且LED封装体40可封闭在透明材料(未示出)上，所述透明材料例如是环氧树脂，其保护LED、反射杯和任何电连接，且可对封装体40发射的光进行整形。常规LED的制造通常是公知的，且在本文中仅简要说明。可利用公知的エ艺制造LED，其中一种合适的エ艺是利用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)来制造。LED的层通常包括夹在第一和第二相反的掺杂的外延层之间的有源层/区域，所有这些层在生长衬底上依次形成。LED可形成在晶圆上，且随后被单个化，从而安装在封装体中。可以理解的是生长衬底可保留作为最终被单个化的LED的一部分或可完全或部分地除去生长衬底。还可以理解的是，LED 42中也可包括其他层和元件，包括但不限于缓冲层、成核层、接触层和电流扩展层以及光提取层和元件。有源区域可包括单量子阱(SQW)、多量子阱(MQW)、双异质结构或超晶格结构。有源区域和掺杂层可由不同材料系统来制造，优选的材料系统是III族氮化物基材料系统。III族氮化物是指氮和周期表的III族元素(通常为铝(Al)、镓(Ga)和铟(In))之间形成的那些半导体化合物。该术语还指三元和四元化合物，例如氮化铝镓(AlGaN)和氮化铝铟镓(AlInGaN)。在优选实施例中，掺杂层是氮化镓(GaN)且有源区域是InGaN。在替换实施例中，掺杂层可以是AlGaN，神化铝镓(AlGaAs)或磷神化 铝镓铟(AlGaInAsP)。生长衬底可由多种材料制成，例如蓝宝石、碳化硅、氮化铝(AlN)、氮化镓(GaN)，合适的衬底是碳化硅的4H多形体，虽然也可应用其他碳化硅多形体，包括3C、6H和15R多形体。碳化硅具有某些优点，例如与蓝宝石相比，其与III族氮化物的晶格更为匹配，且得到具有更高质量的III族氮化物薄膜。碳化硅还具有非常高的热导率，使得碳化硅上的III族氮化物器件的总输出功率不受衬底的散热限制(对于形成在蓝宝石上的ー些器件，总输出功率受衬底的散热限制)。可从North Carolina的Durham的Cree Research, Inc.获得SiC衬底，且制造它们的方法详细描述于科学文献以及美国专利34861、4946547和5200022中。LED还可包括导电电流扩展结构以及顶面上的引线接合焊盘，上述两者都可由可利用公知方法沉积的导电材料制成。可用于这些元件的ー些材料包括411、(11、附、11141、八8或其组合，以及导电氧化物和透明导电氧化物。电流扩展结构可包括以网格状排列在LED42上的导电指状物，所述导电指状物间隔开以增强从焊盘进入到LED顶面的电流扩展。在操作中，通过上述引线接合将电信号施加到焊盘，且电信号通过电流扩展结构的指状物和顶面扩展进LED中。电流扩展结构通常用于顶面是P型的LED中，但是也可用于η型材料。本文说明的ー些或所有LED可涂覆ー种或多种荧光物质，所述荧光物质吸收至少ー些LED的光，并发射不同波长的光，使得LED发射来自LED和荧光物质的光的组合。在根据本实用新型的一个实施例中，白光发射LED具有发射蓝色波长光谱内的光的LED，荧光物质吸收一些蓝光并再发射黄光。LED发射蓝光和黄光的白光組合。在其他实施例中，LED芯片发射蓝光和黄光的非白光组合，如美国专利No. 7213940中所描述的。在一些实施例中，荧光物质包括市场上可买到的YAG:Ce，当然也能利用由基于(Gd，Y)3(Al, Ga)5012:Ce系统(例如，Y3Al5O12 = Ce, YAG)的荧光物质制成的转换颗粒获得全范围的宽黄色光谱发射。其他可用于白光发射LED芯片的黄色荧光物质包括Tb3_xREx012:Ce(TAG) ；RE = Y、Gd、La、Lu ;或br。—x—yBaxCay SIO4: Eu 0发射红光的LED可包括允许直接从有源区域发射红光的LED结构和材料。可替换地，在其他实施例中，红光发射LED可包括被吸收LED的光井发射红光的荧光物质覆盖的LED。适于这种结构的ー些突光物质可包括Lu203:Eu3+ ； (Sr2_xLax) (Ce1^xEux) O4 ；Sr2^xEuxCeO4 ；SrTiO3:Pr3+, Ga3+ ；CaAlSiN3:Eu2+ ;以及 Sr2Si5N8:Eu2+。可利用多种不同的方法来涂覆被涂覆的LED，其中一种合适的方法描述于美国专利申请序列号No. 11/656759和No. 11/899790中，上述两个申请的标题都为“晶圆级荧光物质涂覆方法和利用该方法制造的器件”，且将上述两个申请都通过引用的方式并入本文中。可替换地，可以利用其他方法来涂覆LED，例如电泳沉积(EH))，合适的EH)方法描述于美国专利申请No. 11/473089中，标题为“半导体器件的闭环电泳沉积”，也将其通过引用并入本文。可以理解的是，根据本实用新型的LED封装体还可具有不同顔色的多个LED，其中的一个或多个可以发射白光。本文所述的次基座(submount)可由多种不同材料形成，优选的材料是电绝缘的，例如介电元件，次基座位于LED阵列和部件背面之间。次基座可包括例如氧化铝的陶瓷、氮化招、碳化娃或例如聚酰亚胺(polymide)和聚酯的聚合材料等等。在一个实施例中，介电材料具有闻热导率，例如氣化招和碳化娃。在其他实施例中，次基座可包括闻反射性材料，例如反射陶瓷或例如银的金属层，以增强从部件的光提取。在其他实施例中，次基座42可包括印刷电路板(PCB)、氧化铝、蓝宝石或硅或任何其他合适的材料，例如T-Clad热覆 (thermal clad)绝缘衬底材料,其可从Chanhassen,Minn的Bergquist公司获得。对于PCB实施例来说，可利用不同类型的PCB，例如标准FR-4PCB、金属芯PCB或任何其他类型的印刷电路板。再次參考图4和5，在常规LED封装体中，LED安装在反射杯底部表面的中心或其附近。来自典型LED封装体的峰值发射通常沿着封装体中心线49，其是垂直于反射杯44在密封剂的端部或顶部外的路径。示出反射杯的底部表面的中心，该中心处，水平中间线46和垂直中间线48相交。在常规LED封装体中，LED芯片尽可能靠近这样的位置安装，在该位置处，LED占地面积的一半位于水平中间线46之上且一半位于其下。类似地，对于垂直中间线48来说，LED 42尽可能靠近这样的位置安装，在该位置处，LED占地面积的一半位于垂直中间线48的ー侧且一半位于另ー侧。但是对于LED封装体40来说，LED 42从反射杯44的底部的中心点处偏移，这种偏移导致峰值发射特性的相反偏移。在所示实施例中，LED 42在反射杯44中向上偏移，使得LED 42的大部分或全部位于水平中间线46之上。这导致峰值发射特性向下偏移。现在參考图6，表格50示出反射杯中的LED向上偏移的不同距离和相应的峰值发射的偏移或倾斜以及垂直视角(V-V)和水平视角(H-H)的变化的采样。这些测量采用常规尺寸的LED和反射杯，当然，可以理解的是，对于相同偏移距离，具有不同尺寸的LED或反射杯的封装体可能经历不同的峰值发射傾斜。对于小至O. 01毫米(mm)的偏移来说，发射图样经历O. 5度偏移。在LED向上偏移O. 05mm时，峰值发射的偏移是7. 7度。这种偏移可能由许多因素导致，其中ー个就是随着LED的偏移，变化至不对称的场图。超过O. 05mm的LED偏移可进ー步増加峰值倾斜，但是可以理解，根据反射杯和密封剂的尺寸，通常到达ー个点，在这种情况下，倾斜的变化将随着LED进ー步偏移而减小。如图6中进ー步示出，随着向上偏移的増加，垂直视角V-V经历最小的变化。水平视角H-H也随着向上偏移的増加而经历最小的变化，直至偏移到达约O. 05mm，在该点处，视角可能减小。水平视角的减小的点可取决于不同的因素，例如LED的尺寸相对于反射杯尺寸。图7是矩形坎德拉分布图55，其示出晶片偏移O. 05mm的情况下峰值发射偏移7. 7度。[0097]可以理解的是，LED可在其他方向上偏移，从而导致峰值发射在其他方向上偏移。例如，水平中间线之下的LED的向下偏移会导致峰值发射向上偏移，而向左或向右偏移会导致峰值发射分别向右和向左偏移。如上所述，典型的显示器可包括成百上千或成千上万个LED，且如果每个LED都呈现出类似的峰值发射偏移或傾斜，则显示器发射的图像将经历相应偏移。如上所述，这种LED封装体的峰值发射偏移或倾斜还可通过其他封装体设置来实现。常规LED封装体通常具备LED、反射杯以及至少ー些密封在透明材料中的引线接合，所述透明材料用于提供保护和/或用于射束成形。图8和9示出根据本实用新型的LED封装体60的另ー实施例,其包括LED 62、反射杯64以及用于将电信号施加到LED62的导线引线框架66。密封剂68包围LED、反射杯以及大部分引线接合，且通常为子弹形状。密封剂68可被成形为增强从芯片的光提取，并还保护芯片和相关的接触结构(例如引线接合)免受物理损坏或环境因素(其可能导致腐蚀或退化)的影响。密封剂68的端发射部分通常 具有半球形透镜形状，其可增强从封装体的光提取，且在ー些情况下，可以提供输出光束成形。如在图9中最佳地所示，密封剂68具有水平中间线70和垂直中间线72，密封剂中心线73沿着密封剂的纵轴。在常规LED封装体中，安装在密封剂68中的反射杯尽可能靠近水平和垂直中间线的交点，即，密封剂的中央。在LED封装体60中，反射杯64偏离密封剂的中央，且在所示实施例中，向上偏移，以致反射杯64整个或大部分都位于水平中间线70之上。这可导致LED 62和导线引线框架(未示出)随着反射杯64—起偏移。这种向上的偏移导致LED封装体60的峰值发射相应的向下偏移。图10包括LED封装体60的iso-坎德拉图80，且图11包括LED封装体60的矩形坎德拉分布图85，LED封装体60具有常规尺寸的LED 62，其安装在常规尺寸的反射杯64的中心附近。这些图示出LED封装体60的发射特性，LED封装体60的反射杯64偏离密封剂68的中心O. 4mm安装。这导致LED 62的相应偏移，且导致峰值发射的约15度的偏移。如果反射杯64安装在密封剂68中的上部，则封装体60的峰值发射会经历向下偏移或倾斜15度。如上文实施例所述，这种偏移可由许多因素导致，其中一个因素就是由于反射杯64的偏移导致封装体60产生非対称场图。反射杯进ー步偏离密封剂中心线可导致峰值发射的偏移増加，但可能会到达ー个点，在该点处峰值发射偏移不是那么显著，这是因为受到反射杯和密封剂的限制。同样与上述实施例相似，反射杯在不同方向上的偏移会导致峰值发射的不同偏移或倾斜，且其多数LED封装体具有相同偏移或倾斜的显示器的显示器图像也会发生偏移或傾斜。图12和13示出LED封装体的另ー实施例90，其与图8和9中的LED封装体60类似，并包括LED 92、反射杯94和用于将电信号施加到LED 92的导线引线框架96。子弹形密封剂98包围LED 92、反射杯94和引线框架96的大部分。如图13中最佳地所示，在本实施例中，反射杯94及其LED 92位于密封剂的中心或纵轴100处或位于所述中心或纵轴100附近，或位于水平和垂直中间线102、104的交点处或位于该交点附近(如图13中最佳地所示)。如图12中最佳地所示，反射杯94和引线框架96在密封剂98中傾斜。即，将它们安装为偏离封装体90的纵轴100 —角度，这导致来自LED 92的反射杯94的LED 92的主要发射也偏离纵轴一角度，该角度大小通常对应于倾斜角度。图14和15示出在LED封装体90的不同旋转度情况下的峰值发射的偏移。图14示出表格110，该表格110示出在反射杯和弓I线框架旋转O、3、5、10和15度的情况下LED封装体90的输出特性。O度倾斜，峰值输出发射处于O度，或沿着密封剂的纵轴。峰值发射随着反射杯和引线框架的每个倾斜程度而发生偏移。也分别示出了不同的垂直视角V-V和水平视角H-H。图15是矩形坎德拉分布图120，其示出在反射杯和引线框架的不同旋转度下的峰值发射波形。这些波形对应于图14的表格中示出的峰值偏移。图16示出根据本实用新型的LED封装体的另ー实施例130，其与图12和13中的LED封装体90类似。LED封装体130包括LED 132、反射杯134和引线框架136，它们都位于密封剂138中。但是在本实施例中，反射杯134是倾斜的，但引线框架并未倾斜，而是沿着密封剂的纵轴设置。反射杯134的不同倾斜角度可导致峰值输出发射发生基本上相同的偏移，如图14和15中所示。可以理解的是，LED、反射杯和引线框架可以多种不同方式来安装，以提供根据本实用新型的峰值发射傾斜。 LED封装体16中的反射杯的进ー步旋转可导致峰值发射进ー步傾斜，实际的限制由密封剂的约束呈现。不同尺寸的密封剂可对偏移产生不同約束。例如，在一些实施例中，反射杯旋转局限的极限可达到90度，而优选的范围是10-30度。所包含的LED具有旋转相同量的反射杯的LED显示器可提供对应偏移或倾斜的显示发射。根据本实用新型的LED封装体的峰值发射的偏移也能通过利用非対称的LED封装体特征来产生。图17示出根据本实用新型的LED封装体反射杯的一个实施例150，该反射杯是非対称的，并包括底面152和有角度的反射表面154。该反射杯可以类似于上文描述地设置在LED封装体中，LED安装在反射杯150的底面152。还可包括上文所述的导线引线框架和密封剂。有角度的反射表面154设置为反射LED向侧面发出的光，使其对LED封装体的期望发射方向有贡献。在常规LED封装体中，反射杯的有角度的反射表面围绕底面具有大致相同的角度。但是对于反射杯150来说，有角度的反射表面154具有非対称特性，表现为至少一部分相比于反射表面的其他部分具有不同的角度。在所示实施例中，顶部156的反射角度与有角度的表面154的剰余部分的反射角度不同，这导致从顶部156反射的LED的光与从有角度的表面154的剰余部分反射的光相比，以不同的角度被反射。光以更陡的角度反射离开顶部156，这导致峰值发射向下偏移，这种向下偏移在与顶部156相反的方向上。在其他实施例中，峰值发射的偏移可朝向非対称部分。图18示出常规LED封装体的极坐标iso-坎德拉图160，该常规封装体使用反射杯150，且LED安装在底面152的中心附近。对于使用反射杯150的发射器封装体来说，LED封装体呈现出大约8度的向下的峰值发射偏移或傾斜。可以理解的是，反射杯中的不同的非对称特征可产生峰值发射的不同偏移。图19示出根据本实用新型的LED封装体反射杯的另ー实施例170，其也是非対称的并包括底面172和有角度的反射表面174。在本实施例中，反射表面174的左侧部分176比反射表面的剰余部分的角度更陡。这可以使得左侧部分176比反射表面174的剰余部分以更陡的角度反射LED的光，这会导致峰值发射向右偏移。可以理解的是，反射表面174的不同部分可具有不同的角度，而这又导致LED封装体峰值发射的不同偏移。[0110]密封剂也可具有非対称形状，以偏移峰值发射。图20示出根据本实用新型的LED封装体180的一个实施例，其包括密封剂182，其内具有反射杯、位于反射杯中的LED以及引线框架(未示出)。在所示实施例中，密封剂具有第一部分186和第二部分188，第一部分186的曲率半径不同于第二部分188的曲率半径。部分186、188的非対称性导致封装体180的峰值发射的偏移或傾斜。这种偏移可由不同因素导致，例如LED的光在密封剂中经历非対称反射。该非对称反射导致峰值发射的相应偏移。图21是极坐标iso-坎德拉图190，其示出由非対称导致的峰值发射的偏移，且峰值偏移约为8度。图22示出根据本实用新型的LED封装体的又一实施例200，其包括位于反射杯204中的LED 202、引线框架206和密封剂208。在该实施例中，密封剂208形成为围绕反射杯204和引线框架206旋转。LED封装体200可以常规方式安装在显示器中，且引线框架206垂直于显示器，使得密封剂208与垂直方向成一角度。密封剂208可根据本实用新型处于多种不同角度，且在ー个实施例中，所述角度可以选择成与可能的显示器观众视线相匹 配。在一个实施例中，观众的视线可从垂直于显示器的方向偏离约15度，且密封剂208的旋转可偏离垂直于显示器的方向15度，从而与该可能的视线相匹配。图23是矩形坎德拉分布图210，其示出在密封剂旋转约15度的情况下，峰值发射偏移约15度。图24是极坐标iso-坎德拉图220，其示出密封剂旋转15度的情况下，峰值发射的类似偏移。偏移可由多种因素导致，例如透镜光垂直地或非対称地被密封剂反射井从密封剂出射，且密封剂的旋转通常控制垂直反射和发射的量。密封剂的不同形状和尺寸可导致与密封剂的旋转相关的不同傾斜度，且密封剂的形状和体积也可对旋转量产生实际限制。可以理解的是，除了上文说明的那些之外，还可提供许多其他设置来提供偏移或倾斜的峰值发射。一种这样的设置可包括在显示器中以ー角度安装LED封装体，从而提供所需的LED显示器峰值发射的倾斜。其他实施例可包括上述实施例的组合。例如,反射杯可随密封剂的旋转而旋转。LED可随着其他实施例中所述的设置(例如非対称反射杯、非对称密封剂、反射杯旋转等等)一起在反射杯中偏移。这些仅是可用于实现所需峰值发射倾斜的多种组合中的ー些。如上所述，根据本实用新型的LED封装体的实施例可用于多种不同应用，但特别适用于LED显示器中，以提供倾斜的峰值发射图样。图25示出LED显示器的一个实施例240，该显示器安装在观众244之上，且显示器240具有与观众244的视角或视线248更接近匹配的峰值发射图样246。如上所述，多种不同的发射器类型和封装体可用于根据本实用新型的倾斜显示器中。在一些实施例中，可以使用表面安装器件，且图26示出根据本实用新型的常规表面安装LED封装体300的一个实施例。其包括安装到次基座304的LED 302，且反射杯306安装到次基座304，用以提供围绕LED 302的反射表面。反射杯306典型地设置为反射从LED侧面发射的光。可通过次基座上的导电迹线或通过引线接合(未示出)与LED进行电接触。典型地在LED上包含密封剂(未示出)或透镜。与上述偏移的LED封装体40 (示出在图4和5中)类似，在封装体300中，LED302在反射杯306中向上偏移，而这又导致峰值发射向下偏移或傾斜。同样与上述实施例相同，LED的更大偏移会导致峰值发射的更大倾斜，且存在由反射杯的约束呈现的实际限制。[0116]图27示出表面安装LED封装体310的又ー实施例，其可用于显示器中以发射偏移或倾斜的峰值发射。该封装体310包括安装到次基座314的LED 312，且反射杯316围绕LED 312。LED 312可被在LED 312之上安装到反射杯的密封剂或透镜318覆盖。在本实施例中，次基座314可具有楔形形状，从而在将其安装在显示器中时，其将会倾斜所需角度，从而产生来自显示器的峰值发射的偏移。可利用次基座上的常规导电迹线或常规引线接合与LED进行电接触。图28示出另ー表面安装LED封装体320，其可用于显示器中以发射偏移或倾斜的峰值发射，该封装体还包括LED 322、次基座324和反射杯326，密封剂或透镜328位于LED322之上。在本实施例中，LED 322以ー角度安装在反射杯326中。在本实施例中，LED 322可位于反射杯326的基部，该基部以一角度形成。由于LED 322和反射器基部的角度，这导致LED封装体320的峰值发射发生偏移。图29示出根据本实用新型的表面安装LED封装体330的又ー实施例，该实施例没有反射杯。而是，LED 332安装到次基座334，且圆顶形密封剂或透镜336位于LED之上。 在本实施例中，LED安装在次基座334的中心线338上，且透镜336从中心线338向上偏移。这种密封剂的偏移导致的峰值发射偏移类似于參考上述在图8和9示出的LED封装体60在上面讨论的偏移。可以理解的是，其他表面安装LED封装体的实施例可具有反射杯，且反射杯和LED芯片围绕LED封装体的中心线安装，且透镜从中心线向上偏移。如上述的实施例，LED封装体峰值发射的偏移还可通过使用非对称反射杯、封装或密封剂来实现。图30示出表面安装LED封装体350的一个实施例，其具有反射杯352，其顶部反射面354的反射角度与剰余反射面356的反射角度不同。这种反射面的差异导致LED封装体350的峰值发射向下偏移。图31示出根据本实用新型的表面安装LED封装体370的另ー实施例，其具有非対称密封剂或透镜372，透镜372具有第一和第二透镜部分374、376，且第一部分374的曲率半径与第二部分的曲率半径不同。这种非対称性导致LED封装体370的峰值发射发生偏移。图32示出根据本实用新型的表面安装LED封装体390的另ー实施例，其具有安装到反射杯394的基部的LED 392，反射杯394具有反射侧壁396。在本实施例中，反射杯侧壁396的各部分可具有不同高度，例如第一反射杯侧壁部分398具有高度X，且第二反射杯部分340具有高度y。在本实施例中，X大于y，这导致LED封装体的峰值发射在第二反射杯部分340的方向上傾斜。可以理解的是，反射杯部分的高度的不同变化可导致峰值发射的不同的倾斜角度，且反射杯可具有两个以上的具有不同高度的侧壁部分。例如，在不同的实施例中，反射杯可具有三个或更多个具有不同高度的侧壁部分。图33示出根据本实用新型的LED封装体410的另ー实施例，其也具有安装到反射杯414的基部的LED 412。在该实施例中，反射杯414具有反射杯侧壁416，该侧壁416包含具有不同反射角的部分。第一反射部分418的反射表面与对应于反射杯的基部的平面成角度x°，且第二反射部分420的反射表面也与对应于反射杯414的基部的平面成角度y°。在本实施例中，x°大于y°，这导致在第二反射部分420的方向上的傾斜。可以理解的是，各反射杯部分的反射角的不同变化可导致峰值发射的不同倾斜角度，且反射杯可具有两个以上的具有不同反射角的反射部分。例如，在不同的实施例中，反射杯可具有三个或更多个具有不同反射角的侧壁部分。[0122]图34示出根据本实用新型的LED封装体430的又ー实施例，其也具有安装到反射杯434的基部的LED 432。在本实施例中，反射杯434具有反射杯侧壁436，该侧壁包含具有不同的非対称形状的部分。在所示实施例中，反射杯434可包含具有弯曲反射表面的第一反射部分438以及具有垂直反射表面的第二反射部分440。根据所需的峰值发射角度的倾斜，反射杯侧壁可包含具有不同非対称性的不同部分。在所示实施例中，这种非対称性导致峰值发射在第一反射部分438的方向上傾斜。在不同的实施例中，反射杯可包含具有不同非対称性的三个或更多个侧壁部分，从而产生所需峰值发射傾斜。图35示出根据本实用新型的LED封装体450的另ー实施例，其与图26中所示的LED封装体300类似。其包括安装到次基座454的LED 452，且反射杯456安装到次基座454，从而在LED 452周围提供反射表面。在本实施例中，在次基座上包括发射方向标记458，其示出封装体450的发射倾斜的方向。这种标记參与制造利用LED封装体450的LED显示器，使得容易识别倾斜方向。这提供了所需朝向的一致且可靠的定位，从而提供显示器的所需发射傾斜。可以理解的是，这些标记可具有多种不同的形式且可位于封装体上的多个不同位置，包括但不限于反射杯、密封剂或LED。重要的是，所述标记传达特定LED封装体的发射倾斜的方向。
·[0124]可以理解的是，除了上述实施例之外，也可采用许多其他的表面安装设置来提供所需的峰值发射的偏移或傾斜。还可以理解的是，可以将不同封装体实施例的特征组合，从而实现所需的峰值发射偏移。例如，导致某种偏移的非対称密封剂可与具有导致发射倾斜的不同形状的反射杯的任ー实施例组合。根据本实用新型存在可用的许多不同的组合，且可以理解的是，本实用新型所公开的内容涵盖这些组合中的每ー个。根据本实用新型的显示器还可包括LED封装体的不同組合。S卩，不同显示器中的LED封装体不必都具有导致发射倾斜的相同特征。在一些实施例中，不是所有的封装体都具有峰值发射傾斜，且ー些封装体沿着封装体中心线或封装体或显示器的垂线来发光。在其他实施例中，显示器中不同的LED封装体可具有不同方向上的峰值发射倾斜，且在ー些实施例中，LED显示器像素中的不同顔色可沿不同方向发射。根据本实用新型的LED封装体可用于除LED显示器之外的多种不同的照明应用中，且特别是那些使用从小尺寸高输出光源偏离垂直轴发射的应用。这些应用中的ー些应用包括但不限于，路灯、建筑灯、家用和办公室照明、显示器照明和背光照明。虽然已经參考某些优选构造说明了本实用新型，但是也可能存在其他形式。因此，本实用新型的精神和范围不应局限于上述形式。
权利要求1.一种显示器，包括LED封装体，其特征在于，所述LED封装体包括 塑料壳体； 反射杯，位于所述塑料壳体中，所述反射杯中设有LED，其中所述LED偏离所述反射杯的中心放置。
2.根据权利要求I所述的显示器，其特征在于，所述LED封装体进ー步包括至少部分地覆盖所述反射杯的密封剂。
3.根据权利要求2所述的显示器，其特征在于，所述LED封装体进ー步包括至少部分地覆盖所述反射杯的透镜。
4.一种显示器，包括LED封装体，其特征在于，所述LED封装体包括 塑料壳体； 反射杯，位于所述塑料壳体中； 安装在所述反射杯中的LED以及至少部分地覆盖所述反射杯的密封剂，所述反射杯偏离所述LED封装体的中心线放置。
5.一种显示器，包括LED封装体，其特征在于，所述LED封装体包括 塑料壳体； 反射杯，位于所述塑料壳体中； 安装在所述反射杯中的LED以及至少部分地覆盖所述反射杯的密封剂，所述密封剂偏离LED封装体的中心线放置。
6.一种显示器，包括LED封装体，其特征在于，所述LED封装体包括 塑料壳体； 反射杯，位于所述塑料壳体中； 安装在所述反射杯中的LED以及至少部分地覆盖所述反射杯的密封剂，所述反射杯相对于所述LED封装体的中心线被旋转。
7.根据权利要求6所述的显示器，其特征在于，所述LED封装体进ー步包括至少部分地位于所述密封剂中的导线引线框架，其中所述引线框架是倾斜的。
8.根据权利要求6所述的显示器，其特征在于，所述LED封装体进ー步包括至少部分地位于所述密封剂中的导线引线框架，其中所述密封剂和所述引线框架设置于所述LED封装体的中心线上。
9.一种显示器，包括LED封装体，其特征在于，所述LED封装体包括 塑料壳体； 反射杯，位于所述塑料壳体中； 安装在所述反射杯中的LED，其中所述反射杯是非対称的。
10.根据权利要求9所述的显示器，其特征在于，所述反射杯包括有角度的反射表面。
11.根据权利要求9所述的显示器，其特征在于，所述反射杯的反射杯侧壁的至少ー个部分具有不同于所述反射杯侧壁的剰余部分的高度。
12.根据权利要求9所述的显示器，其特征在于，所述反射杯的至少ー个反射表面具有反射角度不同的部分。
13.根据权利要求9所述的显示器，其特征在于，所述反射杯的至少ー个反射表面具有曲率不同的部分。
14.一种显示器，包括LED封装体，其特征在于，所述LED封装体包括 塑料壳体； 反射杯，位于所述塑料壳体中； 安装在所述反射杯中的LED以及至少部分地覆盖所述反射杯的密封剂，其中所述密封剂是非対称的。
15.根据权利要求14所述的显示器，其特征在于，所述密封剂的非対称包括具有不同曲率的部分。
16.一种显示器，包括LED封装体，其特征在于，所述LED封装体包括 塑料壳体； 反射杯，位于所述塑料壳体中； 安装在所述反射杯中的LED ;以及 至少部分地覆盖所述反射杯的密封剂，所述密封剂相对于所述LED封装体的中心线被旋转。
17.根据权利要求16所述的显示器，其特征在于，所述反射杯位于所述LED封装体的中心线上并垂直于所述LED封装体的中心线。
18.根据权利要求16所述的显示器，其特征在于，所述LED封装体进ー步包括位于所述LED封装体的中心线上的导线引线框架。
专利摘要本实用新型公开了一种显示器，包括LED封装体，该LED封装体包括塑料壳体；反射杯，位于所述塑料壳体中，所述反射杯中设有LED，其中所述LED偏离所述反射杯的中心放置。根据本实用新型，LED封装体的峰值发射可倾斜或偏移，从而根据LED显示器的安装高度或位置定制其峰值发射。根据本实用新型的LED封装体及显示器可用于多种不同的应用中，且特别是那些使用从小尺寸高输出光源偏离垂直轴发射的应用。
文档编号H01L33/60GK202474014SQ20112018705
公开日2012年10月3日 申请日期2011年5月27日 优先权日2010年7月6日
发明者C·K·陈, H·刘, X·费, X·颜, Y·K·刘, Z·张 申请人:惠州科锐光电有限公司