便產(chǎn)生將襯底推離GaN的高壓氣體。在一個實施例中，生長襯底的移除是在將LED陣列安裝到基臺晶片上之后以及在(例如通過鋸切)使多個LED/多個基臺單一化(singulate)之前執(zhí)行的。
[0024]在移除生長襯底并且粗糙化發(fā)射表面之后，將諸如平面磷光體層134之類的波長轉(zhuǎn)換元件134置于LED頂部之上以便對從有源層132artive發(fā)射的藍(lán)色光進(jìn)行波長轉(zhuǎn)換?？商鎿Q地，元件134可以是透明元件，例如玻璃，當(dāng)需要藍(lán)色側(cè)面發(fā)射器時，其可以置于LED頂部之上。磷光體層134可以作為陶瓷片而預(yù)先形成并且附加到LED層，或者磷光體顆?？梢岳缤ㄟ^電泳而被薄膜式沉積。磷光體陶瓷片可以是透明或半透明粘合劑中的磷光體顆?；蛘邿Y(jié)的磷光體顆粒，所述粘合劑可以是有機(jī)的或無機(jī)的。當(dāng)與藍(lán)色光混合時，磷光體層134發(fā)射的光產(chǎn)生白色光或者另一種希望的顏色。磷光體可以是產(chǎn)生黃色光的釔鋁氧化物石榴石(YAG)磷光體(Y+B=白色)，或者可以是紅色磷光體和綠色磷光體的組合(R+G+B=白色)。
[0025]利用YAG磷光體(即Ce: YAG)，白色光的色溫很大程度上取決于磷光體中的Ce摻雜以及磷光體層134的厚度。
[0026]然后，在透明或磷光體層134上形成反射膜136。反射膜136基本上與半導(dǎo)體發(fā)光元件132的頂部表面平行。反射膜136可以是鏡面的或漫射的。鏡面反射器可以是由有機(jī)或無機(jī)層形成的分布式布拉格反射器(DBR)。鏡面反射器也可以是鋁層或其他反射金屬層，或者是DBR和金屬的組合。漫反射器可以由沉積在粗糙化表面上的金屬或者漫射材料形成，所述漫射材料例如是適當(dāng)?shù)陌咨苛匣蛘呔哂欣绻铇渲?、溶膠凝膠或silres中的Τ?02的溶膠凝膠溶液。磷光體層134也有助于漫射光以提高光提取效率。在另一個實施例中，反射器136遠(yuǎn)離LED，例如在有源層上方的腔體104中由波導(dǎo)102支撐的反射器，這導(dǎo)致LED仍然為側(cè)面發(fā)射LED，因為很少(例如上至10%)的直射光在LED上方離開背光。此外，藍(lán)色LED可以與背光中在別處的遠(yuǎn)端磷光體層組合使用。
[0027]有源層132ac;tive發(fā)射的大多數(shù)光通過LED的側(cè)面直接發(fā)射，或者在一次或多次內(nèi)反射之后通過側(cè)面發(fā)射。如果頂部反射器136非常薄，那么一些光可能通過頂部反射器136泄漏。
[0028]在一個實施例中，基臺112具有大約380微米的厚度，各半導(dǎo)體層具有大約5微米的組合厚度，磷光體層134具有大約200微米的厚度并且反射膜136具有大約150微米的厚度，從而使LED加上基臺不足Imm厚。當(dāng)然，LED 110可以制成更厚。LED每側(cè)的長度典型地小于1_，例如一側(cè)的長度可以為0.6_，然而，例如對于更高功率的應(yīng)用而言，可以使用1.0mm的側(cè)長度。在其他側(cè)面發(fā)射配置的情況下，例如包覆成型的光學(xué)器件在頂部發(fā)射器上或者外部光學(xué)部件用于側(cè)面重新定向，則可以使用更大的高度。
[0029]圖3A中所示的包覆成型的透鏡116是耦合到LED 110的準(zhǔn)直光學(xué)器件，其對水平面內(nèi)的側(cè)面發(fā)射的光進(jìn)行準(zhǔn)直。透鏡116可以具有不同的配置，如圖5A和圖5B中所示，圖5A和圖5B示出了帶有LED 110的透鏡116的方形和圓形配置的俯視平面圖。如果希望的話，可以在背光100內(nèi)的不同位置使用透鏡116的不同配置。由圖可見，透鏡116耦合到LED 110的每個發(fā)光側(cè)面，并且因而在其中LED 110具有四個發(fā)光側(cè)面的當(dāng)前實施例中，透鏡116包括耦合到每個側(cè)面的四個入射表面。如果希望的話，可以組合分開的各個透鏡以形成單個透鏡116。此外，不同配置的透鏡可以與頂部發(fā)射LED—起使用。
[0030]圖6示出了具有透鏡116的一部分的LED 110的俯視平面圖，其中透鏡116的入射表面具有豎直取向的有角壁117，其也可以用來改善透鏡116內(nèi)的光的角度混合。透鏡116入射表面的壁117的變化角度在不同的角度下折射LED 110發(fā)射的光，從而更均勻地散布光。由于光在水平面內(nèi)被準(zhǔn)直，因而無需產(chǎn)生水平取向的有角壁。盡管圖6示出了具有鋸齒形配置的壁117，但是可以使用其他的配置，例如圓化的或扇貝形狀。側(cè)壁的形狀也可以基于波導(dǎo)底部表面上形成的提取部件的分布而改變以便在背光的光輸出端實現(xiàn)最均勻的亮度分布。
[0031]透鏡116可以通過包覆成型而產(chǎn)生，并且在一個實施例中，模制的引線框架用來形成透鏡116的底部。圖7示出了具有模制的引線框架150上形成的包覆成型的透鏡116的LED 110。模制的引線框架150可以由圖案化導(dǎo)體材料產(chǎn)生，其中塑料或其他適當(dāng)?shù)牟牧显趯?dǎo)體材料周圍注射成型。注射成型材料被模制以形成透鏡116的底部表面，并且可以涂敷反射層152，例如鋁或銀。然后，可以將LED 110安裝到引線框架150上并且沉積和模制硅樹脂或其他適當(dāng)材料以形成透鏡116。接著，可以在透鏡116的頂部表面上沉積反射層154，例如鋁或銀。如果透鏡116的設(shè)計是基于透鏡材料內(nèi)的全內(nèi)反射，那么無需或者不使用反射涂層。在一個實施例中，可以使用二次包覆成型工藝，其中沉積和模制具有第一折射率(例如1.6)的第一材料(用虛線156示出)。然后，沉積和模制具有不同折射率(例如1.3)的附加材料以形成透鏡116的其余部分。舉例而言，第一材料和第二材料可以是具有不同折射率的硅樹脂。這些折射率可以被選擇成使得希望的折射發(fā)生在折射率臺階處以實現(xiàn)光的角度混合。而且，例如圖6中所示部件的部件可以在第一硅材料156中模制以幫助實現(xiàn)光的希望的角度混合。
[0032]Serge J.Bierhuizen 2007 年 8 月 16 日提交的題為“Optical Element Coupledto Low Profile Side Emitting LED”的美國申請N0.11/840129中記載了具有包覆成型的透鏡的低廓形側(cè)面發(fā)射LED，該申請與本公開是共有的，并且通過引用全部合并于此。
[0033]如果希望的話，可以將波長轉(zhuǎn)換元件160置于波導(dǎo)的前表面102fMntJ:，如圖8中所示。在這樣的實施例中，可以為頂部發(fā)射器或側(cè)面發(fā)射器的LED 110’不包括波長轉(zhuǎn)換元件，而是改為產(chǎn)生藍(lán)色光，該藍(lán)色光在光離開波導(dǎo)102時由波長轉(zhuǎn)換元件160進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
[0034]圖9A和圖9B示出了波導(dǎo)200另一實施例的俯視圖和側(cè)視圖。如圖9A中所示，兩個薄波導(dǎo)202和204與LED 110 (圖9B中示出)以及分別沿著一條邊緣203和205的鏡206,208 一起使用。LED 110如例如圖3A、圖3B或圖3C中所示分布在背光之后，并且不延伸到例如波導(dǎo)202與204之間的任何外框區(qū)域中。波導(dǎo)202和204的邊緣203和205彼此鄰近地放置。如圖9B中所示，兩個波導(dǎo)202和204配置成“V”形，使得鄰近的邊緣203和205比外邊緣207和209更遠(yuǎn)離IXD屏幕210，以便產(chǎn)生具有少的外框或者沒有外框的IXD屏幕210。
[0035]盡管出于教導(dǎo)的目的結(jié)合具體實施例說明了本發(fā)明，但是本發(fā)明并不限于此。在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下可以做出各種不同的適應(yīng)性調(diào)節(jié)和修改。因此，所附權(quán)利要求的精神和范圍不應(yīng)當(dāng)限于前面的描述。
【主權(quán)項】
1.一種設(shè)備，包括: 第一多個發(fā)光二極管；以及 第一波導(dǎo)，其被配置為用于顯不器的背光，該第一波導(dǎo)具有前表面、后表面和側(cè)邊緣，光從前表面從第一波導(dǎo)發(fā)射，后表面與前表面相對，側(cè)邊緣在前表面與后表面之間且包括第一側(cè)邊緣，第一波導(dǎo)在后表面中具有多個腔體，所述第一多個發(fā)光二極管插入到這些腔體中并且光學(xué)耦合到第一波導(dǎo)以便用作用于第一波導(dǎo)的光源， 第二多個發(fā)光二極管； 第二波導(dǎo)，其被配置為用于所述顯示器的背光，該第二波導(dǎo)具有前表面、底部表面和側(cè)邊緣，光從前表面從第二波導(dǎo)發(fā)射，底部表面與前表面相對，側(cè)邊緣在前表面與后表面之間且包括第一側(cè)邊緣，第二波導(dǎo)在后表面中具有多個腔體，所述第二多個發(fā)光二極管插入到這些腔體中并且光學(xué)耦合到第二波導(dǎo)以便用作用于第二波導(dǎo)的光源； 第一波導(dǎo)和第二波導(dǎo)被放置成第一波導(dǎo)的第一側(cè)邊緣和第二波導(dǎo)的第一側(cè)邊緣彼此相鄰；并且 第一波導(dǎo)和第二波導(dǎo)成一定角度以具有“V”形，其中第一波導(dǎo)的第一側(cè)邊緣和第二波導(dǎo)的第一側(cè)邊緣比與第一波導(dǎo)的第一側(cè)邊緣相對的第一波導(dǎo)的第二側(cè)邊緣以及與第二波導(dǎo)的第一側(cè)邊緣相對的第二波導(dǎo)的第二側(cè)邊緣更遠(yuǎn)離所述顯示器的屏幕。
2.權(quán)利要求1的設(shè)備，其中所述多個發(fā)光二極管插入其中的第一波導(dǎo)后表面中的所述多個腔體沿著第一波導(dǎo)的第一側(cè)邊緣，并且所述第二多個發(fā)光二極管插入其中的第二波導(dǎo)后表面中的所述多個腔體沿著第二波導(dǎo)的第一側(cè)邊緣。
3.權(quán)利要求1的設(shè)備，其中所述屏幕包括LCD屏幕。
4.權(quán)利要求1的設(shè)備，進(jìn)一步包括第一波導(dǎo)和第二波導(dǎo)的側(cè)邊緣上的外框，并且其中在外框與側(cè)邊緣之間不存在光源。
5.權(quán)利要求1的設(shè)備，其中在第一波導(dǎo)和第二波導(dǎo)的側(cè)邊緣上不存在外框。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種具有光學(xué)耦合到后表面的LED的薄邊緣背光。更具體而言，本發(fā)明的實施例公開了一種背光，包括波導(dǎo)（102），多個發(fā)光二極管（110）置于波導(dǎo)中心區(qū)域的后表面中的腔體內(nèi)。波導(dǎo)的后表面從中心區(qū)域到邊緣可以是漸縮的，使得邊緣比中心區(qū)域更薄。此外，由于與沿著邊緣相反的是，發(fā)光二極管在波導(dǎo)的中心區(qū)域中，因而可以消除外框（103），或者至少最小化其高度，例如1mm或者更小。此外，可以使用多個波導(dǎo)并且將其配置成“V”形以最小化外框。
【IPC分類】G02B6-00, G02F1-13357
【公開號】CN104656182
【申請?zhí)枴緾N201510048177
【發(fā)明人】塞奇·J·比爾休曾, 格雷戈里·W·恩格
【申請人】飛利浦拉米爾德斯照明設(shè)備有限責(zé)任公司, 皇家飛利浦電子股份有限公司
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2009年9月21日
【公告號】CN102165344A, EP2342594A1, US8755005, US20100073597, WO2010035209A1