[發明專利]多色微型LED陣列光源

有效

• 申請號: 201780069562.3
• 申請日: 2017-10-24
• 公開（公告）號: CN110462833B
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 莊永璋;陳伊菁;張磊;歐放;李起鳴
• 申請（專利權）人: 香港北大青鳥顯示有限公司
• 主分類號: H01L27/15
• 分類號: H01L27/15;H01L27/32
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華;傅遠

各種實施例包含使不同色彩的光束能夠良好地重疊的多色微型LED陣列光源。該多色微型LED陣列光源包含：導熱基板；及多個不同色彩的微型LED陣列，其整合于該導熱基板上。每一陣列內的該微型LED經電連接使得其可全部被一齊驅動。該多色陣列光源還包含控制器，該控制器電耦合至該微型LED陣列且驅動該微型LED陣列。該控制器以下述方式驅動該微型LED：產生具有空間波長的輸出光分布及適合于用作光源的角分布。

相關申請的交叉引用

本申請案依據35 U.S.C.§119(e)主張2016年11月10日提出申請的序列號為62/420,260的美國臨時專利申請案“Full color LED array light source”及2017年9月12日提出申請的序列號為15/701,450的美國專利申請案“Multi-Color Micro-LED ArrayLight Source”的優先權。所有上述申請案的主題通過對其全文引用方式而被并入本文中。

技術領域

本發明大體而言是關于基于單片整合式微型LED陣列的多色光源，舉例而言其可用于需要準直全色照明的應用中。不同色彩的微型LED陣列是以交錯方式配置以達成更具空間均勻性的色彩混合。

背景技術

發光二極管(LED)廣泛用于各種照明應用中，諸如指示燈、交通信號燈、LCD背光照明及一般照明。對于需要全色彩可調整燈的照明應用而言，由單獨紅色LED芯片、綠色LED芯片及藍色LED芯片組成的整合式RGB燈模塊已被市場廣泛采用。

通常，紅色、綠色及藍色LED芯片中的每一個由其自身的控制器獨立地控制。透過控制注入至紅色LED、綠色LED及藍色LED中的電流來調整紅色光、綠色光及藍色光的量，由此調諧輸出光色彩。然而，諸如舞臺照明、環境照明及色彩可調整的自動頭燈等特定應用也需要準直光束照明。在傳統RGB燈模塊中，單獨紅色LED芯片、綠色LED芯片及藍色LED芯片是并列放置的。該配置在紅色源、綠色源及藍色源之間產生中心至中心位移，該配置大于芯片大小。當使用共享投影光學器件投影此RGB光源時，經投影紅色、綠色及藍色光束的中心位移被該投影光學器件放大，這導致非期望色彩假影，尤其在投影圖案的邊緣處。另外，在使用單獨紅色、綠色及藍色LED芯片的傳統投影系統中，可需要額外光學組件(諸如多個準直透鏡及二向色鏡)以確保來自不同芯片的光較佳地重疊組合。這給總系統引入復雜性及更大大小。

因此，廣泛地需要具備單片整合式組態及更具空間性均勻色彩混合特征的多色光源。

發明內容

作為一實例，整合式RGB燈模塊包含交錯于導熱基板上的紅色微型LED陣列、綠色微型LED陣列及藍色微型LED陣列。通過以尺寸為L/N的紅色、綠色及藍色微型LED的交錯式Nx N陣列來替換傳統RGB燈模塊中的尺寸為L的單獨紅色、綠色及藍色LED芯片，紅色、綠色及藍色光源的中心位移由于因子N而減小。此可顯著地減少傳統RGB燈模塊中所存在的色彩假影。

在一個方面，多色LED陣列光源包含：導熱基板；及不同色彩的微型LED的陣列，其被單片地整合于該導熱基板上。發射不同色彩的微型LED整合于同一基板上以形成單個芯片。舉例而言，以下述方式配置微型LED：產生具有空間分布的輸出光、適合于用作全色彩準直光束照明光源的色彩可調諧性及角分布。

在一項實施例中，多色微型LED陣列光源包含多個微型LED陣列，其中一個陣列內的所有微型LED都具有相同色彩。每一陣列中的微型LED(舉例而言)串聯或并聯電連接在一起，因此其可被一齊驅動而非個別地受控制。作為一項實例，RGB光源包含紅色、綠色及藍色微型LED陣列。微型LED陣列經實體地配置使得不同色彩LED是交錯的。作為一項實例，微型LED可被配置為紅色LED、綠色LED及藍色LED的交錯條帶。作為另一實例，微型LED可經配置以形成紅色LED、綠色LED及藍色LED的交錯像素。