专利名称：Led器件和引线框的制作方法
技术领域：
本公开总体涉及发光二极管(LED)，更具体地，涉及具有窄视角的LED器件以及包括这种器件的LED显示器。
背景技术：
近些年来，LED技术已经得到了显著的改进，使得已经开始出现亮度增加且彩色保真度增加的LED。由于这些改进的LED和改进的图像处理技术的原因，大型且全彩的LED显示屏已经可以获得，并且现在被普遍使用。LED显示器典型地包括各个LED面板的组合，其所提供的图像分辨率由相邻像素之间的距离或“像素间距”决定。旨在从较远距离观看的户外显示器具有相对较大的像素间距，并通常包括不连续的LED阵列。在不连续的LED阵列中，驱动一组单独安装的红色、绿色和蓝色LED，以形成观察者看起来像是全彩像素的样子。另一方面，需要较短的像素间距(例如，3mm或更小)的户内屏幕典型地包括承载安装于单个电子装置上的红色、绿色和蓝色LED的面板，所述电子装置与控制每个电子装置的输出的驱动器印刷电路板(PCB)附接。虽然户内和户外显示器都可在很大的离轴角度范围上观察，但是，随着视角的增力口，通常可感觉到彩色保真度的损失。另外，每个LED器件的材料和/或用来安装每个LED 的材料可以具有反射特性，其能够通过产生不需要的光反射和/或眩光而进一步降低彩色保真度。通常，LED器件希望具有相对较宽的视角，使得观察者可能能够以不同角度观察所显示的图像和视频。然而，存在这样一些情况，在这些情况中，窄视角是优选的。例如，当高束流强度(high beam intensity)是优选的时，具有相对较窄的视角的LED器件是优选的。 而且，出于安全和隐私的考虑，LED显示器的用户可能更希望在公共区域中，他周围的其他人看不到他或她的LED显示器上所显示的内容。此外，与宽视角显示器相比，这种用于个人使用的LED显示器可以消耗更少的能量。
实用新型内容本公开的一个目的是，产生具有窄视角和均勻远场图样的LED器件。可在LED显示器中使用所公开的LED器件，以得到高质量且高性能的视频显示屏。根据本实用新型一个方面，提供一种LED器件，包括引线框，其中具有反射杯，所述反射杯具有圆形底面以及壁面，所述壁面相对于所述底面具有可变的倾度并在其上端处限定开口 ；以及LED，安装在所述底面上，其中，所述反射杯具有大于0. 25mm的从所述壁面的上端到所述底面的深度，所述反射杯具有椭圆形状。进一步地，所述圆形底面具有小于0. 7mm的直径。进一步地，所述直径小于0. 65mm。进一步地，所述深度是0.25mm至0.40mm。 进一步地，所述开口具有椭圆形几何形状，其具有0. 8mm至0. 9mm的沿着第一轴线
4的第一尺寸和0. 7mm至0. 8mm的沿着与所述第一轴线正交的第二轴线的第二尺寸。进一步地，所述LED是绿光LED或蓝光LED。进一步地，所述开口具有圆形几何形状，并具有0.9mm至1. Imm的直径。进一步地，所述LED是红光LED。进一步地，所述开口具有椭圆形几何形状，所述壁面限定40°至60°的第一开口角度和20°至40°的与所述第一开口角度基本上正交的第二开口角度。进一步地，所述第一开口角度是45°至55°，并且所述第二开口角度是25°至 35°。进一步地，所述第一开口角度和第二开口角度分别与所述LED器件的远场图样中的水平视角和竖直视角相对应。进一步地，所述开口具有圆形几何形状，所述壁面具有与所述底面结合并将所述底面和倾斜部分分开的竖直部分，并且其中，所述倾斜部分限定50°至70°的开口角度。进一步地，所述开口角度是55°至65°。进一步地，所述弓丨线框由铁制成。 进一步包括至少部分地覆盖所述弓I线框的对称透镜。进一步地，所述透镜具有椭圆形横截面，其具有沿着第一轴线的第一尺寸和沿着第二轴线的第二尺寸，所述第一尺寸比所述第二尺寸更长。进一步地，所述第一尺寸小于4. 4mm,并且所述第二尺寸小于3. 5mm。进一步地，所述对称透镜具有至少5. 3mm的剖面高度。根据本实用新型另一方面，提供一种引线框，包括具有圆形底面和壁面的反射杯， 所述壁面相对于所述底面具有可变的倾度并在其上端限定开口，其中，所述反射杯具有大于0. 25mm的从所述壁面的上端到所述底面的深度，所述反射杯具有椭圆形状。进一步地，所述圆形底面具有小于0. 7mm的直径。进一步地，所述直径小于0. 62mm。进一步地，所述深度是0. 28mm至0. 36mm。进一步包括安装于所述反射杯的底面上的LED。进一步包括安装于所述底面上的发出绿光或蓝光的LED，其中，所述深度是 0. 25mm 至 0. 31mm0进一步包括安装于所述底面上的发出红光的LED，其中，所述深度是0.32mm至 0. 38mm0根据本实用新型另一方面，提供一种LED器件，包括反射杯，具有圆形底面和壁面，所述壁面相对于所述底面具有竖直部分并与所述底面结合，所述竖直部分将所述底面与倾斜部分分开，其中，所述倾斜部分在其上端限定开口，所述反射杯具有椭圆形状；以及 LED，安装于所述底面上。进一步地，所述倾斜部分限定50°至70°的开口角度。进一步地，所述倾斜部分限定55°至65°的开口角度。进一步地，所述竖直部分的长度小于所述倾斜部分的长度。进一步地，所述反射杯具有0. 25mm至0. 40mm的从所述倾斜部分的上端到所述底面的深度。[0037]LED器件的一个实施方式包括其中具有反射杯的引线框。反射杯具有圆形底面和壁面，壁面相对于底面具有可变的倾度并在其上端限定开口。在底面上安装LED。反射杯具有大于大约0. 25mm的从壁面的上端到底面的深度。另一实施方式公开了一种包括基板的显示器，基板承载一排布置于竖直列和水平行中的发光二极管(LED)器件的阵列。至少一个包括引线框的LED器件具有反射杯。反射杯具有圆形底面，还具有壁面，壁面相对于底面具有可变的倾度并在其上端限定开口。在反射杯的底面上安装LED。反射杯具有大于大约0. 25mm的从壁面的上端到底面的深度。该显示器进一步包括电连接的信号处理和LED驱动电路，以选择性地激励LED器件阵列，从而在显示器上产生可视图像。又一实施方式公开了一种包括反射杯的引线框，反射杯具有圆形底面以及壁面， 壁面相对于底面具有可变的倾度并在其上端限定开口。反射杯具有大于大约0. 25mm的从壁面的上端到底面的深度。第四实施方式公开了一种包括反射杯的LED器件，反射杯具有圆形底面以及壁面。壁面相对于底面具有竖直部分并与底面结合。竖直部分将底面与在反射杯的上端限定开口的倾斜部分分开。在底面上安装LED。第五实施方式公开了一种LED模块，其包括发出不同颜色的第一和第二 LED器件。 第一和第二 LED器件在第一和第二方向上具有匹配的远场图样。第一方向上的第一视角小于大约99°，而第二方向上的第二视角小于大约50°。第六实施方式公开了一种包括基板的显示器，基板承载了布置于竖直列和水平行中的LED模块阵列。LED显示器产生至少大约5000nit的亮度。每个LED模块包括发出不同颜色的第一和第二 LED器件。第一和第二 LED器件在第一和第二方向上具有基本上匹配的远场图样。第一方向上的第一视角小于大约99°，而第二方向上的第二视角小于大约 50°。LED显示器还包括电连接的信号处理和LED驱动电路，以选择性地激励LED模块装置阵列，从而在显示器上产生可视图像。第七实施方式公开了一种包括基板的显示器，基板承载了布置于竖直列和水平行中的LED模块阵列。相邻LED模块之间的间距小于大约44mm。LED显示器产生至少大约 5000nit至大约MOOOnit的亮度。每个LED模块包括发出不同颜色的第一和第二 LED器件。第一和第二 LED器件在第一和第二方向上具有基本上匹配的远场图样。第一方向上的第一视角小于大约99°，而第二方向上的第二视角小于大约50°。LED显示器还包括电连接的信号处理和LED驱动电路，以选择性地激励LED模块装置阵列，从而在显示器上产生可视图像。第八实施方式公开了一种包括基板的显示器，基板承载了布置于竖直列和水平行中的LED模块阵列。相邻LED模块之间的间距小于大约20mm。显示器还包括电连接的信号处理和LED驱动电路，以选择性地激励LED模块阵列，从而在显示器上产生可视图像。每个LED模块包括发出绿光的第一 LED、发出蓝光的第二 LED器件，和发出红光的第三LED， 其中，显示器具有大约5000nit的亮度。第一和第二 LED器件在第一和第二方向上具有基本上匹配的远场图样，第一方向上的第一视角小于大约99°，第二方向上的第二视角小于大约50°。第一 LED的工作电流小于大约4. 1mA，第二 LED的工作电流小于大约2. 7mA，第三LED的工作电流小于大约3. 1mA。第一 LED的电压供应小于大约2. 6V，第二 LED的电压
6供应小于大约2. 44V，并且第三LED的电压供应小于大约1. SlV0对于第一 LED器件，灯功率效率是大约1611m/W，对于第二 LED器件是大约331m/W，并且，对于第三LED器件是大约 1521m/W。当产生红光时，显示器消耗小于大约14. Off/m2,当产生绿光时，显示器消耗小于大约26. 6ff/m2,当产生蓝光时，显示器消耗小于大约16. 8ff/m2,当产生白光时，显示器消耗小于大约57. 4W/m2。与使用普通LED器件的其它显示器相比，该显示器节省大约40%或更多的功率。第九实施方式公开了一种LED器件，其被构造为在第一方向上产生小于大约99° 的第一视角，并在第二方向上产生小于大约50°的第二视角。第十实施方式公开了一种包括引线框的LED器件，引线框中具有反射杯。反射杯具有圆形底面以及壁面，壁面相对于底面具有可变的倾度并在其上端限定开口。在圆形底面的中心处安装LED。LED在第一方向上具有小于大约99°的第一视角并在第二方向上具有小于第一视角的大约一半的第二视角。第十一实施方式公开了一种LED器件，其被构造为在第一方向上产生第一视角并在第二方向上产生第二视角。第一和第二视角小于大约50°。第一方向与第二方向正交。第十二实施方式公开了一种包括像素阵列的显示器。每个像素具有至少一个发光二极管(LED)器件，发光二极管(LED)器件包括具有反射杯的引线框。反射杯具有圆形底面以及壁面，壁面相对于底面具有可变的倾度并在其上端限定开口。在圆形底面上安装LED。 显示器还包括电连接的信号处理和LED驱动电路，以选择性地激励LED器件阵列，从而在显示器上产生可视图像。反射杯具有大于大约0.25mm的从壁面的上端到底面的深度。相邻像素之间的像素间距小于大约44mm。第十三实施方式公开了一种LED显示器，其被构造为产生具有椭圆形状的二维远场图样，其中，距离显示器大约50m的距离处的椭圆形状在第一方向上具有小于大约14 !
的第一尺寸并在第二方向上具有小于大约58m的第二尺寸，其中，第一方向与第二方向正 、-父。第十四实施方式公开了一种LED显示器，其被构造为产生具有椭圆形状的二维远场图样，其中，距离显示器大约50m的距离处的椭圆形状在第一方向上具有小于大约14 ! 的水平尺寸。
图1是根据本实用新型的实施方式的LED器件的俯视图；图2是图1所示的实施方式的沿剖面线2-2剖开的横截面图；图3示出了图1中的实施方式的沿视图线3-3剖开的侧面部分剖视侧视图；图4是根据本公开的另一实施方式的LED器件的俯视图；图5是图4所示的实施方式的沿着剖面线5-5剖开的横截面图；图6示出了图4中的实施方式的沿着视图线6-6剖开的侧面部分剖视侧视图；图7是用于根据本公开的LED器件的透镜的正视图；图8是图7中的覆盖LED器件的透镜的第二侧视图；图9是图7中的覆盖LED器件的透镜的第二侧视图；图10是图7中的透镜的俯视图；[0061]图11是包含根据本公开的实施方式的LED器件的LED显示屏的一部分的平面图；图12(a)是示出了根据本公开的一个实施方式的LED器件的水平远场图样的图表；图12(b)是示出了根据本公开的一个实施方式的LED器件的竖直远场图样的图表；图13(a)是示出了根据本公开的一个实施方式的LED器件的水平屏幕曲线的图表；图13(b)是示出了根据本公开的一个实施方式的LED器件的竖直屏幕曲线的图表；以及图14是示出了根据本公开的一个实施方式的产生二维远场图样的显示器的示意图。
具体实施方式
以下描述介绍了代表用于实践本公开的最佳方式的公开的优选实施方式。此描述不是限制性的，而是仅用于描述本公开的一般原理的目的，本实用新型的范围由所附权利要求限定。现在，在下文中将参考附图更充分地描述本实用新型的实施方式，在附图中示出了本实用新型的实施方式。然而，本实用新型可以许多不同形式实现，并且，不应将其解释为限制于这里阐述的实施方式。相反，提供这些实施方式，使得本公开将充分且完全，并将本实用新型的范围充分传达给本领域的技术人员。相似附图标记表示相似的元件。将理解，虽然这里可能用术语第一、第二等来描述各种元件，但是不应用这些术语来限制这些元件。这些术语仅用来区分一个元件和另一个元件。例如，在不背离本实用新型的范围的前提下，第一元件可叫做第二元件，类似地，第二元件可叫做第一元件。如这里使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项目的任何和所有组合。将理解，当将一个元件(例如，层、区域或基板)称为在另一元件上或延伸到另一元件上时，其可直接在另一元件上或直接延伸到另一元件上，或者，也可以存在居间元件。 相反，当将一个元件称为直接在另一元件上或直接延伸到另一元件上时，不存在居间元件。 还将理解，当将一个元件称为与另一元件“连接”或“耦接”时，其可直接与另一元件连接或耦接，或者，可存在居间元件。相反，当将一个元件称为与另一元件“直接连接”或“直接耦接”时，不存在居间元件。这里，可用相对术语(例如，“在…下面”或“在…上面”或“上面的”或“下面的” 或“水平的”或“竖直”)来描述一个元件、层或区域与另一元件、层或区域的关系，如图中所示出的。将理解，除了图中示出的方向以外，这些术语旨在包含装置的不同方向。这里使用的术语是为了仅描述特定实施方式的目的，并且并非旨在限制本实用新型。如这里使用的，单数形式“a”、“an”和“the”旨在也包括复数形式，除非上下文明确表明不是这样。将进一步理解，当在这里使用时，术语“包括”、“包括”、“包含”和/或“包含”说明所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除一个或多个其它特征、 整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组的存在或增加。除非另外定义，否则这里使用的所有术语(包括技术和科学术语)都具有本实用新型所属的技术领域的普通技术人员都能理解的相同含义。将进一步理解，应将这里使用的术语解释为具有与此说明书的上下文和相关领域中的其含义一致的含义，并且，将不在理想化的或过于正式的意义上对其进行解释，除非这里明确地这样定义。远场图样(FFP)是LED器件的一种光学特性，其代表LED器件在空间中的发光强度。通常，FFP示出了不同辐射角度处的标准发光强度。如这里使用的，视角是这样的角度范围，在该角度范围中，从LED器件发出的光的强度是FFP中的强度峰值的至少大约50%。图1至图3在不同视图中示出了 LED器件10的一个实施方式。图1是LED器件 10的俯视图。LED器件10包括具有反射杯20的引线框12。反射杯20具有圆形底面22和相对于底面22倾斜的壁面23，壁面在反射杯20的上端限定开口 M。根据本公开的一个实施方式，壁面23与底面22之间的倾斜角在围绕底面22周缘的不同点处是变化的。在一些实施方式中，底面22具有大约0. 50mm到大约0. 70mm的直径沈，更优选地， 大约0. 58mm到大约0. 62mm，最优选地，大约0. 60mm。在其它实施方式中，底面22具有小于大约0. 70mm的直径沈，更优选地小于大约0. 65mm,最优选地小于大约0. 60mm。在底面22 上的中心位置中安装LED 30。开口 M沿着第一轴线40具有第一轴向尺寸32，沿着与第一轴线40正交的第二轴线50具有第二轴向尺寸34。在一些实施方式中，优选地，第一轴向尺寸32是大约0. 8mm到大约0. 9mm，第二轴向尺寸34是大约0. 7mm到大约0. 8mm。更优选地，第一轴向尺寸32是大约0. 82mm到大约0. 88mm,第二轴向尺寸34是大约0. 72mm到大约0. 78mm。最优选地，第一轴向尺寸32是大约0. 86mm，第二轴向尺寸34是大约0. 75mm。在一些实施方式中，优选地，第一轴向尺寸32小于大约0. 9mm,第二轴向尺寸34小于大约0. 8mm。更优选地，第一轴向尺寸32小于大约0. 85mm,第二轴向尺寸34小于0. 75mm。最优选地，第一轴向尺寸32小于大约0. 8mm，第二轴向尺寸34小于大约0. 7mm。在此实施方式中，沿着第一轴线40的水平视角大于沿着第二轴线50的视角。LED 30可发出红光、绿光或蓝光。优选地，LED 30发出绿光或蓝光。LED器件10可进一步包括粘结垫区域70和72，以将LED 30与引线框12用引线接合。图2是图1中的实施方式的沿着剖面线2-2剖开的横截面图。反射杯20具有大于大约0. 25mm的从壁面23的上端到底面22的深度“h”。当LED 30发出绿光或蓝光时，深度h优选地是大约0. 25mm至大约0. 40mm,更优选地是大约0. 28mm至大约0. 36mm,最优选地是大约0J8mm。将粘结垫70与引线74导电地连接，并将粘结垫72与引线76连接。反射杯20具有壁部44，当将反射杯20压印到引线76中时，形成该壁部44，例如通过压印机的操作。壁部44在引线76中可具有不均勻的厚度。包括壁部44以及引线70和72的引线框12的组成可以是诸如铜、铁的材料，或也可散热的其它适当的导电材料。在一个优选实施方式中，引线框12由铁组成。图3示出了 LED器件10的部分剖视侧视图。参考图1至图3，反射杯20具有圆形底面22和相对于底面22倾斜的壁面23。壁面23相对于底面22的倾斜程度围绕底面22 的周缘而连续变化，使得图2中的第一开口角度(open angle)观与图3中的第二开口角度 58不同。在LED器件10的所公开的实施方式的一个方面中，第一开口角度观和附加的设计特征一起，可充分建立LED器件10的水平视角。相应地，第二开口角度58可充分地建立 LED器件10的竖直视角。在一个实施方式中，第一开口角度观可小于第二开口角度58，使得，例如，LED器件10的水平视角大于竖直视角。优选地，如在图2中看到的，反射杯20的第一开口角度观小于大约55°，更优选地，小于大约53°，最优选地小于大约50°。相应地，第二开口角度58小于大约35°，更优选地小于大约33°，最优选地小于大约30°。在另一实施方式中，第一开口角度观是大约 45°至大约55°，更优选地，大约47°至大于53°，最优选地大约50°。相应地，第二开口角度58是大约25°至大约35°，更优选地大约27°至大约33°，最优选地大约30°。图4至图6示出了根据本公开的LED器件110的另一实施方式。图4是LED器件 110的俯视图。图5是图4中的LED器件110的沿着剖面线5-5剖开的横截面图。图6示出了图4中的LED器件110的沿着视图线6-6剖开的侧面部分剖视侧视图。LED器件110包括具有反射杯112的引线框112。反射杯112具有圆形底面122 和壁面123。壁面123具有倾斜部分132和相对于底面122并与底面122结合的竖直部分 134。竖直部分134将底面122与倾斜部分132分开。倾斜部分132在反射杯120的上端限定开口 124。在底面122的中心部分中安装LED 130。在一些实施方式中，底面122具有优选地大约0. 50mm至大约0. 70mm的直径126， 更优选地大约0. 58mm至大约0. 62mm，最优选地大约0. 60mm。在其它实施方式中，底面122 具有小于大约0. 70mm的直径126，更优选地小于大约0. 65mm,最优选地，小于大约0. 60mm。 在一些实施方式中，开口 1 具有优选小于大约1. Imm的直径127，更优选地，小于大约 1.05mm，最优选地，小于大约1.0mm。在其它实施方式中，开口 1 具有优选地大约0. 9mm至大约1. Imm的直径127，更优选地大约0. 95mm至大约1. 05mm,最优选地，大约1. 0mm。与之前的实施方式相似，包括壁部144和引线170与172的引线框112可由铜、铁，或也可散热的其它适当导电材料组成。在一个实施方式中，引线框112由铁组成。壁面123的竖直部分134具有高度“hi ”，倾斜部分132具有高度“h2”。壁面123 具有总高度h3 = hhh2，其与反射杯120的深度相应。高度hi可比LED 130的剖面高度稍大。此外，高度h2可大于高度hi。在一些实施方式中，h3大于大约0.25mm。优选地，高度h3是大约0. 25mm至大约0. 40mm,更优选地，大约0. 32mm至大约0. 38mm,最优选地，大约 0. 35mm。反射杯120具有图5所示的第一开口角度1 和图6所示的第二开口角度158。在一个实施方式中，第一开口角度128与第二开口角度158相似。优选地，第一开口角度128 和第二开口角度158是大约50°至大约70°，更优选地，大约55°至大约65°，最优选地大约60°。LED 130可发出红光、绿光或蓝光。例如，LED 130发出红光。在一个实施方式中， LED 130具有大于竖直视角的水平视角。LED器件110的水平和竖直视角可分别小于LED 器件10的水平和竖直视角。例如，LED器件110的视角分别比LED器件10的水平和竖直视角小大约1°至3°。本领域的技术人员将认识到，在这里公开的LED器件的性能将根据以上公开的具体设计参数以及由容纳于所公开的LED器件内的LED发出的光的波长而变化。在一些实施方式中，LED器件10和110可以小于大约20mA的工作电流而产生从大约1205mcd至大约 eiOOmcd的范围的峰值发光强度(Iv)。在LED 30和130发出绿光的情况下，例如，LED器件10和110可产生至少大约5600mcd的峰值发光强度，更优选地至少大约6000mcd，最优选地至少大约6300mcd。在另一实例中，LED器件10和110可产生大约5600mcd至大约6100mcd的峰值发光强度，更优选地大约5800mcd至大约5900mcd，最优选地大约5820mcd至大约5880mcd。在一个特别优选的实施方式中，LED 30和130以大约520nm至大约535nm且对中在大约527nm的波长而产生大约5850mcd的峰值发光强度。相应地，在LED 30和130发出蓝光的情况下，例如，LED器件10和110可产生至少大约1205mcd的峰值发光强度，更优选地至少大约1605mcd，最优选地至少大约1905mcd。 在另一实例中，LED器件10和110可产生大约1205mcd至大约1705mcd的峰值发光强度， 更优选地大约1405mcd至大约1505mcd，最优选地大约1425mcd至大约1485mcd。在一个特别优选的实施方式中，LED 30和130以大约460nm至大约475nm且对中在大约470nm的波长而产生大约1455mcd的峰值发光强度。在LED 30和130发出红光的情况下，例如，LED器件10和110可产生至少大约 3300mcd的峰值发光强度，更优选地至少大约3700mcd，最优选地至少大约4000mcd。在另一实例中，LED器件10和110可产生大约3635mcd至大约4135mcd的峰值发光强度，更优选地大约3835mcd至大约3935mcd，最优选地大约3855mcd至大约3915mcd。在一个特别优选的实施方式中，LED 30和130以大约619nm至大约624nm且对中在大约621nm的波长而产生大约3885mcd的峰值发光强度。将LED器件10和110构造为，在第一方向上产生小于大约99°的第一视角，并在第二方向上产生小于大约50°的第二视角。在图1中，第一方向沿着第一轴线40，第二方向沿着第二轴线50，在图4中，第一方向沿着第一轴线140，第二方向沿着第二轴线150。优选地，第一视角小于95°，更优选地，小于93°，最优选地，小于大约90°。优选地，第二视角小于大约45°，更优选地，小于40°，最优选地，小于大约35°。在其它实施方式中，优选地，第一视角可以是大约63°至大约99°。更优选地，第一视角是大约75°至大约93°。最优选地，第一视角是大约80°至大约90°。在这些实施方式中，优选地，第二视角是大约35°至大约50°，更优选地，大约38°至大约48°，最优选地，大约40°至大约46°。例如，在圆形底面22的中心处安装LED 30，LED器件10在第一方向上具有小于大约99°的第一视角，并在第二方向上具有小于第一视角的大约一半的第二视角。类似地， LED器件110在第一方向上具有小于大约97°的第一视角，并在第二方向上具有小于第一视角的大约一半的第二视角。图7示出了可与这里公开的LED器件一起使用的透镜80。透镜80具有椭圆形底部开口 84和圆顶形上表面88。此外，透镜80具有剖面高度82和剖面宽度86。在一些实施方式中，优选地，剖面高度82是至少大约5. 3mm,更优选地至少大约5. 8mm,最优选地至少大约6. 3mm。在其它实施方式中，优选地，剖面高度82是大约5. 3mm至大约6. 3mm，更优选地大约5. 5mm至大约6. Imm,最优选地，大约6. 3mm。参考图8至图10，透镜80至少部分地覆盖反射杯20和LED 30。透镜80具有椭圆形形状的横截面，其具有第一尺寸86和第二尺寸87。第一尺寸86优选地比第二尺寸87 长。在一些实施方式中，优选地，第一尺寸86小于大约4. 4mm,更优选地，小于大约4. 2mm,最优选地，小于大约3. 9mm。第二尺寸87小于大约3. 5mm,更优选地，小于大约3. 3mm,最优选地小于大约3. Omm0在其它实施方式中，第一尺寸86是大约3. 4mm至大约4. 4mm,更优选地， 大约3. 6mm至大约4. 2mm,最优选地大约3. 9mm。第二尺寸87是大约2. 5mm至大约3. 5mm, 更优选地，大约2. 7mm至大约3. 3mm,最优选地，大约3. 0mm。图11是LED显示屏200的一部分的平面图，例如，包括承载布置于行和列中的大量LED模块204的驱动器PCB 202的显示屏。将显示屏200分成多个像素210，每个像素具有LED模块204，每个LED模块包括承载多个LED器件206的基板。在像素210中可具有多个LED模块204。显示器的每个像素210可具有大约IOmmX大约IOmm或更大的尺寸。可用不同的电压电平驱动每个LED模块。LED模块204包括LED器件，例如那些以上在图1至图10中描述并示出的。将LED模块电连接至PCB202上的金属印迹(trace)或焊盘(未示出)，其将LED与适当的电信号处理和驱动器电路(未示出)连接。将信号处理和LED驱动电路电连接，以选择性地激励LED模块204中的LED器件206，从而在显示器上产生可视图像。在像素210之间可具有用来将PCB 202固定至安装平台的孔208。在一个实施方式中，优选地，LED显示屏200可产生至少大约5000nit的亮度，更优选地，至少大约lOOOOnit，最优选地，至少大约15000nit。特别地，LED显示器200可产生至少大约20000nit的亮度，更特别地，以小于大约20mA的工作电流产生至少大约MOOOnit 的亮度。在另一实施方式中，LED显示屏200可以小于大约20mA的工作电流产生大于大约 16000nit的峰值亮度。优选地，LED 200可具有小于大约44mm的像素间距，更优选地，小于大约35mm，最优选地，小于大约30mm。特别地，LED 200可具有小于大约25mm的像素间距， 更特别地，小于大约20mm。例如，LED显示屏200可以大约20mA的工作电流和大约20mm的像素间距而产生大约M375nit的峰值亮度。对于具有大约5000nit的亮度和大约20mm的像素间距的普通户外LED屏幕，用于LED显示屏200中的每个LED器件的工作电流小于大约6. 2mA。与使用普通LED器件的其它LED显示器相比，LED显示屏200节省大约40%或更多的功率。本领域的技术人员将认识到，工作电流将根据由显示器发出的光的波长而变化。 优选地，发出绿光的器件的工作电流小于大约6. 1mA，更优选地，小于大约5. ImA0在一个特别优选的实施方式中，发出绿光的器件的工作电流是大约4. 1mA。优选地，发出蓝光的器件的工作电流小于大约4. 7mA，更优选地，小于大约3. 7mA。在一个特别优选的实施方式中， 发出红光的器件的工作电流是大约2. 7mA。优选地，发出红光的器件的工作电流小于大约 5. 1mA，更优选地，小于大约4. 1mA。在一个特别优选的实施方式中，发出红光的器件的工作电流是大约3. 1mA。对于具有大约5000nit的亮度和大约20mm的像素间距的普通户外LED屏幕，所需的峰值灯发光强度是大约2000mcd。对于发出红光的器件来说，相应的工作电压是大约1.81V，对于发出绿光的器件来说，小于大约2. 6V，对于发出蓝光的器件来说，小于大约 2. 44V。对于发出红光的器件来说，相应的灯功率效率是大约1521m/W，对于发出绿光的器件来说，大约是1611m/W，对于发出蓝光的器件来说，是大约331m/W。与其它LED显示屏相比，LED显示屏200可消耗少得多的功率。优选地，对于红光来说，ImX Im的屏幕的功耗小于大约30W，对于绿光来说小于大约40W，对于蓝光来说小于大约20W。更优选地，对于红光来说，ImX Im的屏幕的功耗小于大约25W，对于绿光来说小于大约30W，对于蓝光来说小于大约18W。最优选地，对于发出红光的器件来说，ImX Im的屏幕的功耗小于大约14. 0W，对于绿光来说小于大约26. 6W，对于蓝光来说小于大约16. 8W。 优选地，ImX Im的屏幕的总功耗小于大约90W。更优选地，ImX Im的屏幕的总功耗小于大约 73W,最优选地，小于大约57. 4W。LED模块204包括至少一个具有以上公开的椭圆形状的反射杯的LED器件206。 例如，LED模块204包括发出不同颜色的第一和第二 LED器件206a和20乩。第一和第二 LED器件206a和20 在第一和第二方向上优选地具有匹配的远场图样(FFP)。在一个实施方式中，第一和第二 LED器件206a和206b在第一方向上具有小于大约99°的第一视角并在第二方向上具有小于大约50°的第二视角。更优选地，第一方向上的第一视角小于大约90°，第二方向上的第二视角小于大约45°，最优选地，第一方向上的第一视角小于大约85°，第二方向上的第二视角小于大约40°。每个LED模块204进一步包括第三LED器件206c，其发出与第一和第二 LED器件的颜色不同的颜色。在一些实施方式中，第三LED器件206c可具有与第一和第二视角相同的视角。在其它实施方式中，第三LED器件206c可具有比第一和第二 LED器件206a和206b的第一和第二视角小的视角。优选地，对于第三 LED器件206c来说，第一方向上的第一视角小于大约93°，第二方向上的第二视角小于大约48°。更优选地，第一方向上的第一视角小于大约88°，第二方向上的第二视角小于大约43°。最优选地，第一方向上的第一视角小于大约83°，第二方向上的第二视角小于大约38°。在一个实施方式中，第一 LED器件206a发出绿光，第二 LED器件206b发出蓝光， 第三LED器件206c发出红光。优选地，第一 LED器件206a以小于大约6. ImA的工作电流而产生大约1200mcd的峰值发光强度，第二 LED器件206b以小于大约4. 7mA的工作电流而产生大约200mcd的峰值发光强度，第三LED器件206c以小于大约5. ImA的工作电流而产生大约600mcd的峰值发光强度。更优选地，第一 LED器件206a以小于大约5. ImA的工作电流而产生大约1200mcd 的峰值发光强度，第二 LED器件206b以小于大约3. 7mA的工作电流而产生大约200mcd的峰值发光强度，第三LED器件206c在小于大约4. ImA的工作电流而产生大约600mcd的峰值发光强度。最优选地，第一 LED器件206a以小于大约4. ImA的工作电流而产生大约1200mcd 的峰值发光强度，第二 LED器件206b以小于大约2. 7mA的工作电流而产生大约200mcd的峰值发光强度，第三LED器件206c以小于大约3. ImA的工作电流而产生大约600mcd的峰值发光强度。在一个实施方式中，相应的LED显示器消耗小于大约60W/m2，例如，大约57. 4W/m2。 优选地，LED显示器消耗小于大约20W/m2，以产生红、绿和蓝的每种颜色。例如，LED显示器消耗小于大约14. Off/m2,以产生红光，LED显示器消耗小于大约26. 6ff/m2,以产生绿光，LED 显示器消耗小于大约16. 8ff/m2,以产生蓝光。在一个实施方式中，LED显示器以大约20mA的工作电流及大约20mm的像素间距而产生大约M375nit的亮度。本领域的技术人员将认识到，在LED模块204中可用不同方式组布置LED器件，并且，其仍可实现这里公开的LED器件的优点。图12(a)示出了根据本公开的LED器件252和现有技术的LED器件254的比较性的水平FFP。如所看到的，所公开的LED器件的水平FFP 252比根据现有技术的LED器件的水平FFP 254更平滑。图12 (b)示出了所公开的LED器件256和现有技术的LED器件258 的比较性竖直FFP。如所看到的，所公开的LED器件的竖直FFP 256比现有技术LED器件的竖直FFP 258更平滑。因此，LED器件的二维FFP具有椭圆形状，其具有第一轴向尺寸和第二轴向尺寸。第一尺寸代表水平FFP，第二尺寸代表竖直FFP。屏幕曲线是显示屏的一种光学特性，其示出了不同辐射角度的标准发光强度比值。对于LED显示器200的不同颜色，屏幕曲线需要紧密地匹配。图13(a)示出了 LED显示器200和现有技术的LED显示器的水平屏幕曲线。图13(b)示出了 LED显示器200和现有技术的LED显示器的竖直屏幕曲线。明显地，所公开的LED显示器的水平屏幕曲线沈0 比现有技术的LED器件的水平屏幕曲线262更平滑。图13(b)示出了所公开的LED显示器和现有技术的LED显示器的竖直屏幕曲线。所公开的LED显示器的竖直屏幕曲线沈4比现有技术LED显示器的竖直屏幕曲线266更平滑。在一些实施方式中，LED显示器200具有小于大约110°的水平视角θ i和小于大约60°的竖直视角θ2。更优选地，LED显示器200具有小于大约106°的水平视角Q1* 小于大约56°的竖直视角θ2。最优选地，LED显示器200具有小于大约100°的水平视角 Q1和小于大约50°的竖直视角θ2。在其它实施方式中，LED显示器200可具有大约90° 至大约110°的水平视角Q1和大约40°至大约60°的竖直视角θ2。更优选地，LED显示器200具有大约95°至大约106°的水平视角Q1和大约45°至大约56°的竖直视角θ 2。 最优选地，LED显示器200具有大约100°的水平视角Q1和大约50°的竖直视角θ 2。图14是示出了根据本公开的一个实施方式的由LED显示器200产生的二维 “2D”FFP的示意图。2D FFP具有椭圆形状。该椭圆形状在第一方向上具有第一尺寸270， 在第二方向上具有第二尺寸观0，其中，第一方向基本上与第二方向正交。在一个实施方式中，2D FFP的特征可以是LED显示器200与给定LED器件视角的观察位置之间的距离“D”。 在距离显示器200的距离D的地方，用2DX tan ( θ J2)的关系来表示第一尺寸270，并用 2DXtan(e2/^)的关系表示第二尺寸观0，其中，θ 1是显示器的水平和竖直视角。沿着中心弧度测量距离D，其表示显示器的最大发光强度(Ivmax)。如上所述，LED显示器200的发光强度或屏幕曲线与LED器件的发光强度相关，可用表达式IvLED/cos(0)表示， 其中，θ是显示器的视角。根据如上所述的LED器件实施方式，当LED器件的视角减小且显示器的相应视角减小时，第一和第二尺寸270和280将相应地减小。例如，在D是大约50m的情况下，在一个实施方式中，第一尺寸270小于大约14:3m，更优选地小于大约133m，最优选地，小于大约 119m。相应地，在一个实施方式中，第二尺寸观0小于大约58m，更优选地小于大约53m，最优选地，小于大约47m。因此，在距离D处，图14中所示的2D FFP椭圆形的区域优选地小于大约66^m2，更优选地，小于大约5536m2，最优选地，小于大约4393m2。根据本公开的一个具体实施方式
，例如，在D是大约50m且LED器件的水平视角小于大约90°且竖直视角小于大约45°并且相应的显示器视角小于大约106°且小于大约 53°的情况下，第一尺寸270与小于大约13 !的LED显示器200的水平视角和小于大约 53mm的竖直视角相应。从上文中，可以看到，本实施方式提供一种包括椭圆形状的反射杯的LED器件，反射杯具有底面和相对于底面倾斜并在其上端限定开口的壁面。安装于底面上的LED可至少部分地由透镜覆盖。根据所公开的LED器件的特征，从LED器件发出的光朝着观察者的眼睛而倾斜。此外，包含所公开的LED器件的大型显示器屏幕表现出减少量的所浪费的光。[0113] 因此，以上详细描述应该看作是说明性的，而非限制性的，并且，可以理解，所附权利要求(包括所有等同物)旨在限定本公开的精神和范围。
权利要求1.一种LED器件，包括引线框，其中具有反射杯，所述反射杯具有圆形底面以及壁面，所述壁面相对于所述底面具有可变的倾度并在其上端处限定开口；以及 LED，安装在所述底面上，其特征在于，所述反射杯具有大于0. 25mm的从所述壁面的上端到所述底面的深度，所述反射杯具有椭圆形状。
2.根据权利要求1所述的LED器件，其特征在于，所述圆形底面具有小于0.7mm的直径。
3.根据权利要求2所述的LED器件，其特征在于，所述直径小于0.65mm。
4.根据权利要求3所述的LED器件，其特征在于，所述深度是0.25mm至0. 40mm。
5.根据权利要求1所述的LED器件，其特征在于，所述开口具有椭圆形几何形状，其具有0. 8mm至0. 9mm的沿着第一轴线的第一尺寸和0. 7mm至0. 8mm的沿着与所述第一轴线正交的第二轴线的第二尺寸。
6.根据权利要求5所述的LED器件，其特征在于，所述LED是绿光LED或蓝光LED。
7.根据权利要求1所述的LED器件，其特征在于，所述开口具有圆形几何形状，并具有 0. 9mm至1. Imm的直径。
8.根据权利要求7所述的LED器件，其特征在于，所述LED是红光LED。
9.根据权利要求1所述的LED器件，其特征在于，所述开口具有椭圆形几何形状，所述壁面限定40°至60°的第一开口角度和20°至40°的与所述第一开口角度基本上正交的第二开口角度。
10.根据权利要求9所述的LED器件，其特征在于，所述第一开口角度是45°至55°， 并且所述第二开口角度是25°至35°。
11.根据权利要求10所述的LED器件，其特征在于，所述第一开口角度和第二开口角度分别与所述LED器件的远场图样中的水平视角和竖直视角相对应。
12.根据权利要求1所述的LED器件，其特征在于，所述开口具有圆形几何形状，所述壁面具有与所述底面结合并将所述底面和倾斜部分分开的竖直部分，并且其中，所述倾斜部分限定50°至70°的开口角度。
13.根据权利要求12所述的LED器件，其特征在于，所述开口角度是55°至65°。
14.根据权利要求1所述的LED器件，其特征在于，所述引线框由铁制成。
15.根据权利要求1所述的LED器件，其特征在于，进一步包括至少部分地覆盖所述引线框的对称透镜。
16.根据权利要求15所述的LED器件，其特征在于，所述透镜具有椭圆形横截面，其具有沿着第一轴线的第一尺寸和沿着第二轴线的第二尺寸，所述第一尺寸比所述第二尺寸更长。
17.根据权利要求16所述的LED器件，其特征在于，所述第一尺寸小于4.4mm,并且所述第二尺寸小于3. 5mm。
18.根据权利要求15所述的LED器件，其特征在于，所述对称透镜具有至少5.3mm的剖面高度。
19.一种引线框，包括具有圆形底面和壁面的反射杯，所述壁面相对于所述底面具有可变的倾度并在其上端限定开口，其特征在于，所述反射杯具有大于0. 25mm的从所述壁面的上端到所述底面的深度，所述反射杯具有椭圆形状。
20.根据权利要求19所述的引线框，其特征在于，所述圆形底面具有小于0.7mm的直径。
21.根据权利要求19所述的引线框，其特征在于，所述直径小于0.62mm。
22.根据权利要求19所述的引线框，其特征在于，所述深度是0.28mm至0. 36mm。
23.根据权利要求19所述的引线框，其特征在于，进一步包括安装于所述反射杯的底面上的LED。
24.根据权利要求19所述的引线框，其特征在于，进一步包括安装于所述底面上的发出绿光或蓝光的LED，其特征在于，所述深度是0. 25mm至0. 31mm。
25.根据权利要求19所述的引线框，其特征在于，进一步包括安装于所述底面上的发出红光的LED，其中，所述深度是0. 32mm至0. 38mm。
26.—种LED器件，包括反射杯，具有圆形底面和壁面，所述壁面相对于所述底面具有竖直部分并与所述底面结合，所述竖直部分将所述底面与倾斜部分分开，其特征在于，所述倾斜部分在其上端限定开口，所述反射杯具有椭圆形状；以及 LED，安装于所述底面上。
27.根据权利要求沈所述的LED器件，其特征在于，所述倾斜部分限定50°至70°的开口角度。
28.根据权利要求27所述的LED器件，其特征在于，所述倾斜部分限定55°至65°的开口角度。
29.根据权利要求27所述的LED器件，其特征在于，所述竖直部分的长度小于所述倾斜部分的长度。
30.根据权利要求27所述的LED器件，其特征在于，所述反射杯具有0.25mm至0. 40mm 的从所述倾斜部分的上端到所述底面的深度。
专利摘要公开了一种LED器件和引线框。LED器件具有反射杯，所述反射杯具有圆形底面以及壁面，所述壁面相对于所述底面具有可变的倾度并在其上端处限定开口；以及LED，安装在所述底面上，其中，所述反射杯具有大于0.25mm的从所述壁面的上端到所述底面的深度，所述反射杯具有椭圆形状。该引线框包括具有圆形底面和壁面的反射杯，所述壁面相对于所述底面具有可变的倾度并在其上端限定开口，其中，所述反射杯具有大于0.25mm的从所述壁面的上端到所述底面的深度，所述反射杯具有椭圆形状。
文档编号H01L33/48GK202268380SQ201120189430
公开日2012年6月6日 申请日期2011年5月27日 优先权日2011年4月13日
发明者C·K·陈, D·埃默森, H·刘, J·圣, X·费, Z·志宽 申请人:惠州科锐半导体照明有限公司