[发明专利]发光二极管和显示元件

说明书

本申请是分案申请，其原案申请的申请号为200780014958.4，申请日为2007年4月4日，发明名称为“侧视表面安装式白光LED”。

技术领域

本发明涉及发光二极管（LED）且具体涉及用在侧视表面安装场合中并产生白光的封装LED。

背景技术

发光二极管的基础物理性质在本领域中是广为人知的并在一些资料中得以说明，这些资料包括但并不限于，Sze，Physics of Semiconductor Devices，第二版（1981）以及Sze，Modern Semiconductor Device Physics（1998）。发光二极管的实际应用也是广为人知的并在许多资料中以有益的方式得以说明，这些资料包括LED Lighting Systems，NLPIP Lighting Answers，2003年5月第3期第7卷，以及Schubert，Light Emitting Diodes（剑桥大学出版社，2003）。

侧视表面安装式发光二极管（也被称为“侧面观察器（side-looker）”或“侧观察器”（sidelooker））为以下述方式被封装的LED，即，平行于电路板或类似固定件的平面发出它们的辐射束。这样，能产生白光的侧观察器二极管可用于结合到相对较小的装置中，诸如便携式电话的彩屏显示器、个人数字助理（PDA）、便携式游戏装置、以及类似的应用。

这些应用经常使用液晶显示器（LCD）、极化材料、和滤色器来产生全色效果。由于典型的液晶并不产生光，因此它们通常与光源和其他显示元件一起来产生希望的可见光输出。由于许多原因（低成本，长寿命，可靠性），发光二极管经常在这种显示器中用作光源。因此，产生白光的LED对这些目的尤其有用。

在诸如移动电话等体积较小或者低功率的显示装置中，一种设计方案是沿其他显示元件的边缘或周边放置白光LED二极管。当LED被放置在这种位置时，它们的输出基本上平行于而不是垂直于显示器。因此，被以相对于规定的平面（通常为电路板或显示元件）横向地发射输出的方式封装的二极管被称为侧视表面安装式二极管或“侧观察器”。

通常，发光二极管利用两种不同的方法产生白光。在其中一种方法中，多个互补色（complimentary hue）（例如，红色、绿色和蓝色）LED组合在一起以产生白光。在另一种方法中，发出可见光谱中较高能量部分（即，蓝光，紫光或紫外光）的发光二极管与例如当被较高能量的光子激发时发出黄光的发出可见光谱中较低能量区域的荧光体一起使用。通过适当地选择，由二极管发出的辐射与由荧光体发出的黄色辐射相结合产生白光。

红-绿-蓝二极管方法能提供在一些情况下色彩更真实的优点，但是通常要求每个LED色主动反馈和对每个LED色进行控制。可选的是，单个二级管与荧光体的方法在物理构造和电路等方面略为简单，因为其仅需要单个（通常为蓝色）LED和一种或多种荧光体，该荧光体通常由邻近于二极管芯片的密封剂承载。

对于许多这些显示装置而言，可见度就是主要目的。因此，从任意给定源获得尽可能多的光输出仍然是既定目标。然而在侧观察器LED中，最终用户以及某些时候的中间制造商会经历可见光输出低于基础二极管标示的性能。在这点上，半导体二极管（这里将其称为“芯片”）本身的输出通常以功率的形式表示，例如毫瓦（mW）。然而，因为二极管的最终用途是用于显示器，所以其在封装使用时的输出通常以发光强度的形式被测量和表示。发光强度以坎德拉（candela）（流明／球面度）的形式被测量。因为坎德拉被定义为，555纳米（nm）的单色光源在某一强度为l.46毫瓦／球面度的方向上电磁场的大小，二极管在理论上的理想亮度输出可根据其功率输出计算得出。

然而在实际情况中，许多因素（其中一些是不可避免的）使得效率从理论值减小为不怎么有效的实际输出。作为其中一个因素，在大多数LED中产生光的p-n结并不具有固有的定向输出。而是，从p-n结沿所有方向发射光子。因此，光子在沿这些不同方向运动时一些光子会被吸收或内反射。

会减少输出的其他因素包括荧光体的数量和组成，其放置位置，密封剂的组成和几何形状，以及封装的几何形状。

因此，产生更亮的显示器要求提高侧视表面安装式白光发光二极管的输出效率。

发明内容