[發明專利]LED光約束元件

無效

• 申請號: 200680048051.5
• 申請日: 2006-12-18
• 公開（公告）號: CN101341602A
• 公開（公告）日: 2009-01-07
• 發明（設計）人: 肯尼思·A·愛潑斯坦
• 申請（專利權）人: 3M創新有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司
• 代理人: 顧紅霞;何勝勇

背景技術

本發明涉及LED光約束元件。更具體地講，本發明涉及產生圍繞發光 軸的非旋轉對稱光圖案的LED光約束元件。

可以使用封裝的LED來構建LED陣列，該LED具有在安裝于反射杯中 的LED晶粒上方形成的聚合物封殼。由于在LED晶粒表面發生的全內反 射，LED晶粒內產生的光很大一部分無法射出。封裝的LED發出的光的很 大一部分是沿著對稱的發光軸從LED晶粒正上方的聚合物封殼發出的。

發明內容

本發明尤其公開了LED光約束元件，其包括產生圍繞LED發光軸的非 旋轉對稱光圖案的元件。所述發光軸(例如)可以與LED的最大通量或亮 度的方向對應，或者與LED或其元件之一(例如LED晶粒或LED封殼(如 果有的話))的對稱軸對應，或者與LED光分布的對稱軸對應，或者和與 LED相關的另一個選擇的方向對應。

本發明公開一種光學組件，所述光學組件包括具有發光軸的發光二極 管(LED)、布置于LED附近并圍繞發光軸的反射層、以及設置在LED與反 射層之上的光學元件。該光學元件具有圍繞發光軸旋轉對稱的漏斗形凹陷 部。然而，該光學元件的整體形狀是非旋轉對稱的，這樣使其得以將LED 產生的光以圍繞發光軸非旋轉對稱的圖案發出。

本發明公開一種包括發光二極管(LED)陣列的光學組件，該LED陣列 設置在反射層附近，而且每個LED都具有發光軸。LED陣列發出光。光學 薄膜設置于LED陣列和反射層之上。光學薄膜具有多個設置在LED和反射 層之上的光學元件。至少選定的光學元件具有圍繞選定發光軸設置的漏斗 形凹陷部。每一個漏斗形凹陷部具有圍繞所述選定發光軸旋轉對稱的形 狀。每一個選定的光學元件發出圍繞發光軸非旋轉對稱的光圖案。

在本發明的另一個方面，一種背光顯示器組件包括具有發光軸并且發 光的發光二極管(LED)、布置于LED附近并圍繞發光軸的反射層、設置在 LED和反射層之上的光學元件、以及設置在光學元件上方用以發光的光學 顯示器元件。該光學元件具有圍繞發光軸設置的漏斗形凹陷部。該漏斗形 凹陷部具有圍繞發光軸旋轉對稱的形狀。該光學元件發出圍繞發光軸非旋 轉對稱的光圖像。

在下面的詳細描述中將明白本發明的這些方面及其它方面。然而，在 任何情況下，以上概述都不應被理解為對權利要求書所要求保護的主題的 限制，該主題僅受所附權利要求書的限定，并在審查期間可以進行修改。

附圖說明

參照下面結合附圖所做的詳細說明有助于更全面地理解本發明，其 中：

圖1為示例性光學組件的示意性側剖視圖；

圖2-圖5為光學組件的示例性實施例的示意性俯視圖；

圖6為示例性光學組件陣列的示意性側剖視圖；

圖7a為LED光源的示意性透視圖；

圖7b為可選LED光源的示意性剖視圖；以及

圖8為示例性光學組件的示意性側剖視圖。

本發明具有各種修改以及替代形式，在附圖中示例性地示出并且詳細 說明了其細節。然而應當理解，本發明并不局限于所描述的具體實施例。 相反，本發明涵蓋屬于本發明的精神和范圍內的所有修改、等同形式及替 代形式。

具體實施方式

在背光源設計中，有時需要從多個緊湊光源接收光并在整個表面區域 上將光擴展開(例如采用CCFL管或LED直接照明的LCD背光源)。基本發 光體可包括腔體，光在腔體中傳播、反射并最終被引向觀察者。腔體內的 光路通常期望較長，以使光充分擴展，進而在整個背光源區域上實現亮度 和色彩的均勻性。另外還要考慮背光源的厚度。

一個延長光路的方法是將光約束在聚合物光導中，如果該聚合物是吸 收性的，那么就會有損耗。作為另外一種選擇，可以布置光源使其將光射 入由部分透光的薄片和全反射的薄片限定的中空腔體中。在此情況下，選 擇光源使大部分光以接近腔體平面的角度發出，以使得光可以在幾乎沒有 反射的情況下自由傳播。

對于以下給出定義的術語，以這些定義為準，除非在權利要求書或在 本說明書中的其它地方另外給出了不同的定義。

由端點表述的數值范圍包括該范圍內包含的所有數值(例如，1至5 包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5)。