專利名稱：Led全反射平行光發(fā)光器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于半導(dǎo)體器件領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于光發(fā)射的二極管半導(dǎo)體器件。
背景技術(shù)：
LED是英文Light Emitting Diode(發(fā)光二極管)縮寫。
LED通常是由III-IV族化合物，如GaAs(砷化鎵)、GaP(磷化鎵)、GaAsP(磷砷化鎵)、GaN(氮化鎵)、AlGalnP(鋁嫁銦磷)等半導(dǎo)體制成的，其核心是P-N結(jié)。在正向電壓下，電子由N區(qū)注入P區(qū)，空穴由P區(qū)注入N區(qū)。進(jìn)入對(duì)方區(qū)域的少數(shù)載流子(少子)一部分與多數(shù)載流子(多子)復(fù)合而使其發(fā)光，它是一種新型的用微弱的電能就能發(fā)光的高效固體光源。
20世紀(jì)中葉第一批商品化LED發(fā)光二極管面市，經(jīng)過50余年的歷程，其性能得到不斷的提高，制造成本不斷下降，取得了引人囑目的長足進(jìn)步。LED以其固有的高效率、長壽命、低損耗、耐振動(dòng)、響應(yīng)速度快、體積小等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用。隨著制造技術(shù)的進(jìn)步，其單只LED的發(fā)光效率和發(fā)光強(qiáng)度正在不斷得以提高，隨著LED性能的改善和功率的增強(qiáng)，由單只LED制成高亮度照明燈具已是可能，LED產(chǎn)品在照明領(lǐng)域的應(yīng)用，已成為極具影響的新產(chǎn)品。
由于其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)所限，LED的發(fā)光面為一半球面，其所發(fā)出的光呈一半球面狀散射光，為了能使散射的光線盡量向前照射出去，達(dá)到更強(qiáng)的光照強(qiáng)度(對(duì)相同的照射距離而言)或更遠(yuǎn)的照射距離(對(duì)相同的發(fā)光強(qiáng)度而言)，技術(shù)人員做了大量的研究和嘗試。
公開日2004年2月25日，公開號(hào)為CN 1477720A的中國發(fā)明專利申請(qǐng)中公開了一種“一種能夠發(fā)射平行光的發(fā)光二極管”，其包括封裝體和LED發(fā)光芯，封裝體為拋物線構(gòu)成的碗狀，LED發(fā)光芯位于拋物線的焦點(diǎn)上，在封裝體的前端表面中心處為局部球面狀，使LED頭部發(fā)出的光為平行光或近似于平行光。此種結(jié)構(gòu)雖然可使LED所發(fā)出的平行光比率有所提高，但其LED的發(fā)光面朝向拋物線旋轉(zhuǎn)曲面的開口方向設(shè)置，存在著前端球頭以外的部分仍有較多的散射光線損失，導(dǎo)致平行光的轉(zhuǎn)化率仍不夠理想等不足。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠高效發(fā)射平行光、平行光的轉(zhuǎn)化率高、在相同距離上的光強(qiáng)度衰減小、在相同光照強(qiáng)度下發(fā)光源所需功率更小的LED全反射平行光發(fā)光器件。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種LED全反射平行光發(fā)光器件，包括LED發(fā)光芯和封裝體，其特征是所述的封裝體由拋物線y2＝kx沿x軸旋轉(zhuǎn)而形成的拋物線旋轉(zhuǎn)曲面與平面x＝k′相交所構(gòu)成；所述的LED發(fā)光芯位于構(gòu)成封裝體輪廓線之拋物線的焦點(diǎn)上；所述LED發(fā)光芯的發(fā)光面，朝向封裝體之拋物線旋轉(zhuǎn)曲面設(shè)置；所述封裝體的表面設(shè)置光反射層。
其中，所述的LED發(fā)光芯的發(fā)光面，朝向構(gòu)成拋物線旋轉(zhuǎn)曲面狀封裝體之拋物線的頂點(diǎn)設(shè)置。
更進(jìn)一步地，所述的封裝體是由拋物線y2＝kx沿x軸旋轉(zhuǎn)而形成的拋物線旋轉(zhuǎn)曲面與平面x＝k′相交所構(gòu)成的殼體和由直線y＝k沿x軸旋轉(zhuǎn)而形成的圓柱體所構(gòu)成的殼體相接，組合構(gòu)成一個(gè)完整的封裝體殼體。
其所述的封裝體殼體內(nèi)填充透明材料；所述封裝體殼體的至少一部分之外表面或至少一部分之內(nèi)表面設(shè)置光反射層；或者，所述封裝體殼體的外表面或內(nèi)表面全部設(shè)置光反射層。
與現(xiàn)有技術(shù)比較，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是由于LED發(fā)光芯的發(fā)光面朝向封裝體的拋物曲面設(shè)置，其發(fā)出的光線全部投向封裝體的拋物面，能夠全部被位于封裝體上的光反射層折射投向前方，發(fā)出光線的平行度高，幾乎無散射光。
采用LED發(fā)光芯背投式拋物面全反射的結(jié)構(gòu)設(shè)置，使得本器件產(chǎn)品與其他同類器件產(chǎn)品相比，在相同距離上的光強(qiáng)度衰減小、在相同光照強(qiáng)度下發(fā)光源所需功率更小。


下而結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。
圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1為拋物線旋轉(zhuǎn)體封裝體部分，2為LED發(fā)光二極管，3為LED的發(fā)光面，4為反射層，5為LED發(fā)出的光線，6為構(gòu)成拋物線旋轉(zhuǎn)曲面封裝體之拋物線的頂點(diǎn)，7為園柱體封裝體部分，8為LED發(fā)光二極管的引線腳，9為封裝體殼體內(nèi)填充的透明材料。
具體實(shí)施方式
圖1中，拋物線旋轉(zhuǎn)體封裝體部分1是拋物線y2＝kx沿x軸旋轉(zhuǎn)而形成的拋物線旋轉(zhuǎn)曲面與平面x＝k′相交所構(gòu)成的殼體，LED發(fā)光二極管2的發(fā)光面3位于構(gòu)成封裝體輪廓線之拋物線的焦點(diǎn)上，LED發(fā)光芯的發(fā)光面，朝向構(gòu)成拋物線旋轉(zhuǎn)體封裝體1之拋物線的頂點(diǎn)6設(shè)置，封裝體的內(nèi)表面設(shè)置光反射層4。
由于LED發(fā)光芯的發(fā)光面朝向封裝體的拋物曲面設(shè)置，其發(fā)出的光線5能夠全部被反射層折射投向前方。同時(shí)，因于LED發(fā)光芯的體積很小，對(duì)拋物面反射出來的平行光遮擋較少，因此，反射鏡發(fā)出光線的平行度高，幾乎無散射光。
采用此種背投式拋物面全反射的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，則LED發(fā)出的光線能夠全部被反射層折射投向前方，使得本器件產(chǎn)品與其他同類器件產(chǎn)品相比，在相同距離上的光強(qiáng)度衰減小、在相同光照強(qiáng)度下發(fā)光源所需功率更小。
圖2中，封裝體是由拋物線y2＝kx沿x軸旋轉(zhuǎn)而形成的拋物線旋轉(zhuǎn)曲面與平面x＝k′相交所構(gòu)成的殼體和由直線y＝k沿x軸旋轉(zhuǎn)而形成的圓柱體所構(gòu)成的殼體相接，組合構(gòu)成一個(gè)完整的封裝體殼體。
LED的引線腳8穿過拋物線旋轉(zhuǎn)體1與的圓柱體2的結(jié)合面，用于固定LED和為其提供工作電源。
封裝體殼體內(nèi)填充透明材料9，以固定LED發(fā)光芯。
在實(shí)際制造、生產(chǎn)時(shí)，可用塑料注塑形成封裝體的定型殼體，在殼體的內(nèi)表面或外表面鍍上光反射層，將LED發(fā)光芯置入殼體內(nèi)，LED發(fā)光芯的發(fā)光面朝向封裝體的拋物曲面之頂點(diǎn)設(shè)置，而后用透明材料(如透明環(huán)氧樹脂等)灌注封裝即可。
由于本實(shí)用新型采用了LED發(fā)光芯背投式全反射的設(shè)置結(jié)構(gòu)，其發(fā)出的光線能夠全部被反射層折射投向前方，發(fā)出光線的平行度高，幾乎無散射光，與其他產(chǎn)品相比，在相同距離上的光強(qiáng)度衰減小、在相同光照強(qiáng)度下發(fā)光源所需功率更小。
本實(shí)用新型可廣泛用于各種遠(yuǎn)距離傳輸光線的燈具或信號(hào)燈裝置等領(lǐng)域。
權(quán)利要求1.一種LED全反射平行光發(fā)光器件，包括LED發(fā)光芯和封裝體，其特征是所述的封裝體由拋物線y2＝kx沿x軸旋轉(zhuǎn)而形成的拋物線旋轉(zhuǎn)曲面與平面x＝k′相交所構(gòu)成；所述的LED發(fā)光芯位于構(gòu)成封裝體輪廓線之拋物線的焦點(diǎn)上；所述LED發(fā)光芯的發(fā)光面，朝向封裝體之拋物線旋轉(zhuǎn)曲面設(shè)置；所述封裝體的表面設(shè)置光反射層。
2.按照權(quán)利要求1所述的LED全反射平行光發(fā)光器件，其特征是所述的LED發(fā)光芯的發(fā)光面，朝向構(gòu)成拋物線旋轉(zhuǎn)曲面狀封裝體之拋物線的頂點(diǎn)設(shè)置。
3.按照權(quán)利要求1所述的LED全反射平行光發(fā)光器件，其特征是所述的封裝體是由拋物線y2＝kx沿x軸旋轉(zhuǎn)而形成的拋物線旋轉(zhuǎn)曲面與平面x＝k′相交所構(gòu)成的殼體和由直線y＝k沿x軸旋轉(zhuǎn)而形成的圓柱體所構(gòu)成的殼體相接，組合構(gòu)成一個(gè)完整的封裝體殼體。
4.按照權(quán)利要求3所述的LED全反射平行光發(fā)光器件，其特征是所述的封裝體殼體填充透明材料。
5.按照權(quán)利要求1或3所述的LED全反射平行光發(fā)光器件，其特征是所述封裝體殼體的至少一部分之外表面或至少一部分之內(nèi)表面設(shè)置光反射層。
6.按照權(quán)利要求1或3所述的LED全反射平行光發(fā)光器件，其特征是所述封裝體殼體的外表面或內(nèi)表面全部設(shè)置光反射層。
專利摘要一種LED全反射平行光發(fā)光器件，屬于半導(dǎo)體器件領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于光發(fā)射的二極管半導(dǎo)體器件。包括LED發(fā)光芯和封裝體，其特征是所述的封裝體由拋物線y
文檔編號(hào)H01L33/00GK2743984SQ200420097538
公開日2005年11月30日 申請(qǐng)日期2004年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月3日
發(fā)明者蘇潤澤, 周艷 申請(qǐng)人:蘇潤澤