CN1399355A - 发光二极管器件 - Google Patents

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Abstract

发光二极管器件包括具有近似半球形凹面的反射器构件。在凹面的内表面设置反射器表面并且在凹面中设置发光二极管。发光二极管所设置的位置使得发光二极管发出的一部分光束能远离光轴，而另一部分光束则接近光轴。

Description

发光二极管器件
技术领域
本发明涉及具有发光二极管且用于电子设备的发光二极管器件，具体涉及具有反射器的发光二极管。
背景技术
图26是显示常规发光二极管器件的透视图，以及，图27是发光二极管器件的剖面图。
发光二极管器件包括，环氧树脂制成的基片101，在基片101的上表面上形成的阴极电极图形102和阳极电极图形103。这些图形102和103通过通孔中提供的引线104与下边的图形102a相连接。
发光二极管105可靠地设置在阴极电极图形102上。发光二极管105采用焊线109与阳极电极图形103相连接。圆柱形反射器106设置在发光二极管105的周围的基片101上。内部反射挡板107具有一个反向的截锥形，使得从发光二极管105在水平方向上反射出的光108以垂直方向反射。
发光二极管(LED)105，反射器106，以及焊线109通过由透明树脂制成的密封构件110来密封。
密封构件110具有一个半球形的透镜110b。半球形的透镜110b用于将光108聚成光108b。
图28显示了另一种反射器的透视图，以及，图29是反射器的剖面图。
反射器116具有一种半球形的反射挡板117，能以垂直方向平行反射LED105发出的光。
虽然，发光二极管器件照明了一个小的区域，但器件不能照亮大的区域。因此，器件不能作为边缘光来辐射屏面。
发明内容
本发明的一个目的是提供可以辐射较宽区域的发光二极管。
根据本发明，所提供的发光二极管包括：具有近似半球形凹面的反射器构件，在凹面的内表面上提供的反射器表面，在凹面中提供发光二极管；以及，发光二极管所设置的位置使得发光二极管发出的一部分光束能远离光轴，而另一部分光束则接近光轴。
在本发明的一个方面，器件由基片和设置在基片上的反射器构件所组成。
反射器的表面包括：关于X轴的第一反射器表面和关于Y轴的第二反射器表面。
在另一方面，第一反射器表面和第二反射器表面的曲率是不同的。
第一和第二反射器表面由相同的抛物线组成，设置两个抛物线以便于聚焦的位置不同。
在平面上看，反射器表面具有矩形的形状，并且反射器构件由一对对角线划分的四个反射器表面组成。
本发明的各种目的和性能将在以下结合附图的详细讨论中变得更加清晰。
附图说明
图1显示了在XYZ正交坐标体系的XZ平面中的抛物线图形；
图2显示了在正交坐标体系的YZ平面中的抛物线图形；
图3是根据本发明第一实施例的发光二极管器件从Z方向观察的平面视图；
图4是沿着X线的器件剖面图；
图5是沿着Y线的器件剖面图；
图6是一束射线的剖面图；
图7显示了XYZ正交坐标体系；
图8和图9显示了焦点P的图形；
图10是本发明第二实施例的反射器构件的平面图；
图11是反射器构件的透视图；
图12是基于图10反射器构件的发光二极管器件沿着X线的剖面图；
图13是沿着Y线的器件剖面图；
图14显示了本发明第三实施例原理的图形；
图15和图16是第三实施例的发光二极管器件的剖面图；
图17是第四实施例的平面图；
图18是沿着X线的剖面图；
图19是沿着Y线的剖面图；
图20是第五实施例的平面图；
图21是沿着X线的剖面图；
图22是沿着隆起线r的剖面图；
图23是沿着Y线的剖面图；
图24是一束射线的剖面图；
图25是本发明第六实施例的发光二极管器件的剖面图；
图26显示了常规发光二极管器件的透视图；
图27是发光二极管器件的剖面图；
图28显示了另一种反射器的透视图；以及
图29是反射器的剖面图。
具体实施方式
下文将讨论本发明的原理。
图1显示了XYZ正交坐标体系的XZ平面中的抛物线图形，以及图2显示了正交坐标体系的YZ平面中的抛物线图形。
参照图1，抛物线S1可由下列抛物线公式来表示：
X2＝4pZ＝4p1Z
其中，p1是从原点P0到焦点P1的焦距。
这里，如果抛物线S1是抛物面镜，则从焦点P1处的光源发出的光束就会被抛物面镜改变成平行于Z轴(光轴)的光束，如实线所示。然而，如果光源位于从焦点P1向原点P0偏移的点Pm，那么从光源发出的光束就会改变成远离Z轴的光束，如虚线所示，因而在XZ平面上发散了这束射线。
参照图2，抛物线S2可由下列抛物线公式来表示：
Y2＝4pZ＝4p2Z
其中，p2是从原点P0到焦点P2的焦距。
在抛物线Y2中，焦距p2小于焦距p1(p2＜p1)。因此，抛物线S2的反射器的曲率(曲率半径的倒数)大于抛物线S1的反射器的曲率。
当从焦点p2发出的光束碰到抛物线S2时，光束就会改变成平行于Z轴的光束，如实线所示。然而，如果光源设置在远离原点P0的点Pm，那么从光源发出的光束就会改变成接近于Z轴的光束，如虚线所示，因此在YZ平面上缩小了这束射线。
从而，如果准备了具有XZ平面上的抛物线S1和在YZ平面上的抛物线S2的反射器，以及光源设置在抛物线S1的焦点P1和抛物线S2的焦点P2之间的点Pm处，那么反射器反射的射线就会在XZ平面上拓宽而在YZ平面上变窄。
本发明就是基于上述讨论的原理。
图3是根据本发明第一实施例的发光二极管器件从Z方向观察的平面图。图4是沿着X线的器件剖面图，图5是沿着Y线的剖面图。
发光二极管器件10包括，由环氧树脂制成的基片2，在基片2的上表面上形成的阴极电极图形3和阳极电极图形4。这些图形3和4通过基片2侧挡板上提供的引线来连接下层的图形。
发光二极管1安全地设置在基片2上。树脂所制成的反射器构件5具有一个近似于半球形的凹面，并设置在发光二极管1周围的基片2上。反射器构件5具有反射表面5a，它在半球形凹面的内表面上形成。反射表面5a包括焦点为P1的抛物线S1和焦点为P2的抛物线S2。发光二极管1设置在点P1和P2之间的点上。在基片2的上表面处切去抛物线S1和S2，以形成如图5所示的开口5c。
反射表面5a用发亮的银(Ag)镀层。在反射器构件5的外挡板和下挡板上制成阴极引线图形6和阳极引线图形7。发光二极管1的阴极和阳极通过焊线8连接到阴极引线图形6的端点6b和阳极引线图形7的端点7b。阴极引线图形6和阳极引线图形7连接着下层阴极和阳极电极图形3和4。
焊线8和发光二极管1用由充满反射器构件5凹面的透明树脂所制成的密封构件9来密封。
当电流通过电极图形3，4，引线图形6，7以及焊线8施加到发光二极管1时，发光二极管1就发光。由抛物线S1的反射器表面5a反射的光束会发散，如图4所示，而由抛物线S2的反射器表面5a反射的光束会缩小，如图5所示。于是，如图6所示，射线束的剖面12是一个拉长的椭圆形。
参照图7，线a是切割反射器构件5的切割线。切割线a沿图3中的Z轴旋转180度，以获得各个剖面的抛物线。
图8是显示焦点P位置的图形。线A显示了聚焦的变化。例如，当θ＝45°时，焦点P就在焦点P1和焦点P2之间的中间位置上。
图10是显示本发明第二实施例的反射器构件的平面图，以及，图11是反射器构件的透视图。
反射器构件15包括具有抛物线S1的第一抛物线区域15a1和具有抛物线S2的第二抛物线区域15a2。特别是，第一抛物线区域15a1的整个区域是由抛物线S1形成，而第二抛物线区域15a2的整个区域是由抛物线S2形成的。
第一抛物线区域15a1是关于X轴设置的，而第二抛物线区域15a2是关于Y轴设置的。
第二抛物线区域15a2位于接近Z轴的位置上。因此，就会在两个区域之间形成台阶16。
图12是基于图10的反射器构件的发光二极管器件沿着X线的剖面图，图13是沿着Y线的剖面图。与图4和图5器件相同的部分就采用与图4和图5相同的标号来标识。
焦点P1和P2的位置没有变化，如图8的B线所示。
图14显示了本发明第三实施例的原理。图15和图16是第三实施例发光二极管器件的剖面图。
发光二极管器件30具有两个抛物线S11和S12，它们具有相同的焦距p1，如图14所示。然而，抛物线S12偏离X轴距离d，且d大于焦距p1。抛物线S11设置在X轴上，而抛物线S12设置在Y轴上。发光二极管1设置在抛物线S11的焦点P1和抛物线S11的原点P0之间。因此，光束就以原先实施例的相同方向放光，如图15和图16所示。
图17是第四实施例的平面图，图18是沿着X线的剖面图，以及图19是沿着Y线的剖面图。
发光二极管器件40中没有第一实施例的图4中的基片2。反射器构件35向下延伸，且反射器表面35a具有平坦的底部35c。发光二极管1设置在底部35c。其它部件与第一实施例相同。
图20是第五实施例的平面图。图21是沿着X线的剖面图，图22是沿着隆起线r的剖面图，以及图19是沿着Y线的剖面图。
发光二极管器件50具有与第四实施例的反射器构件相类似结构的反射器构件45。以平面来观察，反射器构件45具有在X轴方向上拉长的矩形形状，且由四个反射器表面45a，45b，45c，和45d组成。反射器表面45a和45c由抛物线S1形成，而反射器表面45b和45d则由抛物线S2形成。在相邻的反射器表面之间形成了隆起线r。面对着隆起线r形成抛物线S3。
图9显示了抛物线S1，S2和S3的焦点P的位置。当线a(图7)的角度θ为0(θ＝0°)时，聚焦位置是线C上位置C1处的P1。随着θ的增加，位置P就会变高。在位置C3(θ＝约30°)，位置P是抛物线S3的最大值P3。抛物线S3是与抛物线S1的斜率相比拟，如图22所示。
当角度θ进一步增加时，位置P就随之而变低。在点C2，位置P将变成抛物线S2的最低点，在焦点P2处。
在本实施例中，也提供了一个区域Ch(见图9)，该区域的焦距p变得比焦距p1大(P3)。因此，光束就进一步离开Z轴而发散，如图22所示。于是，射线束的剖面形状就发散成在X线上拉长的矩形形状，如图24所示。进而，一个大的矩形区域可以被均匀地照亮。
图25是本发明第六实施例的发光二极管器件的剖面图。
在发光二极管器件60中，省略了在第一实施例中用于连接阴极和阳极引线图形6的焊线8。发光二极管的阴极通过模片焊接直接连接着阴极电极图形3。其它结构相同于第一实施例。
虽然本发明已经结合较佳的特别实施例进行了描述，但应该理解到这些讨论只是用于说明而不是用于限制本发明的范围，本发明的范围将由下列权利要求来定义。

Claims (11)

1.一种发光二极管器件，其特征在于，包括：
具有近似于半球形凹面的反射器构件；
凹面的内表面上提供的反射器表面；
凹面中设置的发光二极管；以及
发光二极管所设置的位置使发光二极管发出的一部分光束远离光轴，而另一部分光束则接近光轴。
2.如权利要求1所述的器件，其特征在于，进一步包括：基片，以及设置在基片上的反射器构件。
3.如权利要求1所述的器件，其特征在于，反射器的表面包括关于X轴的第一反射器表面和关于Y轴的第二反射器表面。
4.如权利要求3所述的器件，其特征在于，第一和第二反射器表面都包括至少一个抛物线。
5.如权利要求4所述的器件，其特征在于，发光二极管设置在X轴抛物线的焦点和Y轴抛物线的焦点之间的位置上。
6.如权利要求4所述的器件，其特征在于，第一反射器表面和第二反射器表面具有不同的曲率。
7.如权利要求4所述的器件，其特征在于，第一反射器表面的整个区域是由第一抛物线形成的，而第二反射器表面的整个区域是由第二抛物线形成的。
8.如权利要求4所述的器件，其特征在于，第一反射器和第二反射器的表面以相同的抛物线形成，并将这两个抛物线设置成不同的聚焦位置。
9.如权利要求4所述的器件，其特征在于，以平面来观察，反射器的表面具有矩形的形状。
10.如权利要求5所述的器件，其特征在于，关于X轴的抛物线的焦距比关于Y轴的抛物线的焦距长。
11.如权利要求9所述的器件，其特征在于，反射器构件包括以一对对角线划分的四个反射器表面。
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