用於將多個固態光發射器發射的光混合的方法和裝置的製作方法
2023-06-03 09:11:06 3
專利名稱：用於將多個固態光發射器發射的光混合的方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於將多個固態光發射器發射的光混合的方法和裝置。
背景技術：
固態光發射器(例如發光二極體(LED)或雷射二極體)通常發射單一波長的光，其強度可以通過調節(例如，調製)發射器的驅動電流來調節。為產生變化顏色的光，或者產生對應不同於發射器單一波長光的某種顏色的光，可以將兩個或更多不同顏色的發射器定位成使得其發射的光混合，以形成另外一種顏色。在一些情況中，多個不同顏色的發射器發射的光混合形成一種穩態的顏色。例如，由紅色、綠色和藍色光發射器發射的光經常被混合產生白色光(有時為了背光顯示器的目的)。在其他情況下，由多個不同顏色的發射器發射的光被混合產生一系列顏色(有時為了產生用於動態顯示的像素數據的目的)。例如，這可以通過改變供應到不同發射器的驅動電流的比例來實現。
在上述兩種情況中，通常需要混合不同顏色的發射器發射的光以形成一種不同顏色的均勻光。然而，假如固態光發射器更類似於點光源而不是漫射光源，則難以實現光的完全混合。
發明內容
在一個實施例中，一種用於將多個固態光發射器發射的光混合的方法包括將多個固態光發射器安裝在透明到半透明的基底上，以使得光發射器主要發射遠離基底的光。接著用透明到半透明的密封劑覆蓋光發射器；且此密封劑塗覆有反射材料，該反射材料將光發射器發射的光朝向基底反射。
在另一個實施例中，一種設備包括透明到半透明的基底，該基底上安裝有多個固態光發射器，以使其發射遠離基底的光。一種透明到半透明的密封劑覆蓋光發射器。反射材料被塗覆到密封劑的表面以將光發射器發射的光朝向基底反射。
還公開了其他實施例。
附示了本發明的說明性的和目前優選的實施例，其中圖1圖示了用於將多個固態光發射器發射的光混合的示例性方法；圖2圖示了可以用圖1方法形成的第一示例性設備的正視圖；圖3圖示了圖2設備的俯視圖；圖4圖示了可以用圖2方法形成的第二示例性設備的正視圖；圖5圖示了圖4設備的俯視圖；圖6圖示了圖4設備的一部分的分解視圖；圖7圖示了光發射器在矩形的透明或半透明基底上的示例性安裝；圖8圖示了用於圖7設備的密封劑的示例性梯形外形；圖9圖示了可以用圖1方法形成的第三示例性設備的立體圖。
具體實施例方式
圖1圖示了用於將多個固態光發射器發射的光混合的示例性方法100。根據方法100，將多個固態光發射器安裝(102)在透明到半透明的基底上，以使其主要發射遠離基底的光。如在此定義的，「透明到半透明的」基底是一種允許光線不被阻隔地通過或者以漫射的方式通過的基底。
方法100繼續用透明到半透明的密封劑覆蓋(104)光發射器。此後密封劑被塗覆(106)反射材料，該反射材料將光發射器發射的光朝向基底反射。
圖2和3中示出了可以使用方法100形成的第一示例性設備200。設備200包括透明到半透明基底202，作為示例，該基底202可以由矽樹脂凝膠(silicone gel)、環氧樹脂、樹脂或玻璃形成。
多個固態光發射器204、206、208(例如LED或雷射二極體)被安裝在基底202上，以使其主要發射遠離基底202的光。如在此定義的，「多個」光發射器204-208隻需包括任何顏色的兩個或更多光發射器。不過，在圖2和3示出的實施例中，光發射器204-208包括紅光發射器204、綠光發射器206和藍光發射器208。
光發射器204-208以各種方法安裝在基底202上。在一個實施例中，多個導體300、302、304、306、308、310形成(例如，塗刷或電鍍)在基底202上。每個光發射器204-208可以接著被安裝在導體中的第一導體306-310上，並經由接合導線210、212、214耦合到導體中的第二導體300-304上。在一些情況中，其上安裝有光發射器204-208的導體306-310可以經由公共地彼此耦合。
將光發射器204-208安裝在基底202上可選的方法是將光發射器204-208直接安裝在基底202上，並接著將光發射器204-208經由接合導線耦合到一對導體的每一個上。
在光發射器204-208安裝在基底202上之後，其用透明或半透明密封劑216覆蓋。在一個實施例中，密封劑216可以採用固定(例如，粘合或熔合)到基底202的透明或半透明殼體的形式。作為示例，此殼體可以由矽樹脂、環氧樹脂或一種樹脂形成。在另一個實施例中，密封劑216可以採用液體、凝膠或半固態材料的形式，其被分散到基底202上並接著被固化。可選地，基底202可以被配合到一個模具，而密封劑216可以被分散到此模具中。這樣，可以將各種表面細節應用於密封劑216上，這將會在本說明書中稍後描述。在另一個實施例中，可以用兩種上述密封劑覆蓋光發射器204-208。例如，柔軟的密封劑可以放置到倒置的殼體中，而殼體可以接著固定到基底202上。
在用密封劑216覆蓋光發射器204-208之後，反射塗層218被塗覆到密封劑216的表面。反射塗層218可以是金屬塗層，而在一個實施例中是鏡面塗層。在使用設備200時，反射塗層218用於將發射器204-208發射的光220朝向基底202反射。
通過將發射器204-208發射的光220在反射出基底202之前導向到密封劑216中，與如果僅僅將光直接朝向觀察者(或朝向待照明的目標)發射相比，來自各個發射器204-208的光220被混合到高得多的程度。
為確保所發射光的更好的混合，設備200可以各種方式修改。例如，可以在基底202上安裝一個或更多反射器，以將光發射器204-208發射的光朝向塗覆到密封劑216的反射塗層218反射。在一個實施例中，單個反射器可以被定位於多個發射器204-208的附近或周圍。在另一個實施例中，如圖4-6中所示(在設備400中)，反射器可以採用圍繞每個光發射器204-208的反射器杯402、404、406的形式。
塗覆有反射塗層218的密封劑216的表面可以是大體圓頂形的，如圖2所示。或者，其可以有紋理的(例如，隨機粗糙化)或有小平面的。如圖4所示，還可以在密封劑216上形成透鏡408。形成這種透鏡的一種方法是通過一種模具，該模具在將密封劑216分散到模具中之前與基底202鄰接。在一些情況中，此模具可以是密封劑殼體，如前所討論的。作為示例，圖4中示出的透鏡408是菲涅耳透鏡，雖然其他類型的透鏡也可以是可用的。
透鏡也可以形成(例如，模製)在基底上。作為示例，此透鏡可以是凹的或凸的。
有紋理的或有小平面的密封劑表面或者其上形成有透鏡408的密封劑216或基底202，在密封劑216和基底202是透明時，可以是特別有利於促進光的混合。如果密封劑216或基底202是半透明的，則密封劑216或基底202自身可以提供足夠的光混合。
基底202或密封劑216的成分也可以被修改，以提高光的混合。例如，例如擴散劑的反射粉末或雜質可以被引入到基底202或密封劑216中。基底202或密封劑216也可以被著色，或者可以在其內或其上形成光偏振器。
如圖3和5所示，多個光發射器202-206可以繞圓周平均間隔分布。但是，發射器202-206也可以其他方法排列。例如，圖7示出了設備700的俯視圖，其中其光發射器702、704、706被安裝成一行。作為示例，光發射器702-706被示為安裝到形成在基底720上的第一和第二導體708、710、712、714、716、718。類似於設備200，發射器702-706可以安裝在導體中的第一導體708-712上，並隨後導線接合到導體中的第二導體714-718(經由接合導線722、724、726)。
圖3和5中示出的基底202的幾何形狀是圓形，而圖7中示出的基底720的幾何形狀是矩形。或者，透明或半透明基底的幾何形狀可以根據偏好、製造要求或特定應用的需要而採用其他形式。
雖然圖2中示出的密封劑216的橫截面是大體圓頂形的，但是密封劑的橫截面可以採用其他形式。例如，圖8圖示了梯形(或有小平面的)外形800。
圖9圖示了可以使用方法100形成的另一個設備900。設備900包括多個透明到半透明的光導管902、904，其被定位成將安裝在透明到半透明基底912上的多個光發射器908、910發射的光906重定向。光導管902、904用於進行光混合，而且還以更加可控的方式來進行。雖然光導管902、904可以承載光射器908、910發射的光906的大部分，但是光導管902、904也被其上具有反射塗層916的密封劑914所密封。優選地，光導管902、904具有比密封劑914更高的折射率。在一個實施例中，光導管902、904由第二密封劑形成。在另一個實施例中，光導管902、904包括光纖絞合線或印有反射材料的玻璃結構，其在圍繞發射器908、910模製成型第一密封劑914時懸掛在光發射器908、910之上。
如果光導管902、904包括彎頭，則可以在每個彎頭處定位反射器916、918，以減少光906在彎頭處從光導管902、904的洩漏。也可以在每個光發射器908、910周圍提供反射器922、924。如前所述，從光導管902、904洩漏的光被密封劑914上的塗層916反射。
此處公開的設備200、400、900可以用於各種應用中。在一些應用中，它們可以安裝在印刷電路板的孔上。
權利要求
1.一種設備，包括透明到半透明的基底；多個固態光發射器，其安裝在所述基底上，以主要發射遠離所述基底的光；透明到半透明的密封劑，其覆蓋所述光發射器；以及反射塗層，其被塗覆到所述密封劑的表面，以將所述多個光發射器發射的光朝向所述基底反射。
2.如權利要求1所述的設備，其中所述基底是透明的。
3.如權利要求1所述的設備，其中所述固態光發射器是發光二極體。
4.如權利要求1所述的設備，還包括至少一個附加的反射器，其安裝在所述基底上，以將所述光發射器發射的光朝向塗覆到所述密封劑的所述反射塗層反射。
5.如權利要求4所述的設備，其中所述至少一個附加的反射器包括多個反射器杯，每個反射器杯圍繞所述光發射器中的一個。
6.如權利要求1所述的設備，其中所述光發射器包括紅、綠和藍光發射器。
7.如權利要求1所述的設備，其中所述光發射器繞圓周平均間隔。
8.如權利要求1所述的設備，其中所述光發射器被安裝為一行。
9.如權利要求1所述的設備，其中所述密封劑接觸所述光發射器。
10.如權利要求1所述的設備，其中所述密封劑是固定到所述基底的殼體。
11.如權利要求10所述的設備，還包括填充所述殼體和所述基底之間空間的第二密封劑。
12.如權利要求1所述的設備，其中所述密封劑中塗覆有所述反射塗層的所述表面是有紋理的。
13.如權利要求1所述的設備，其中所述密封劑中塗覆有所述反射塗層的所述表面是有小平面的。
14.如權利要求1所述的設備，其中所述密封劑中塗覆有所述反射塗層的所述表面上形成有透鏡。
15.如權利要求1所述的設備，還包括多個透明到半透明的光導管，其被定位成將所述光發射器發射的光朝向所述基底重定向，所述光導管被所述密封劑密封，並且所述光導管具有比所述密封劑更高的折射率。
16.如權利要求15所述的設備，其中所述光導管由第二密封劑形成。
17.如權利要求15所述的設備，其中每個光導管包括彎頭；所述設備還包括附加的反射器，其被定位在所述光導管彎頭處，以減少光從所述光導管的洩漏。
18.如權利要求1所述的設備，其中所述反射塗層是鏡面塗層。
19.一種用於將多個固態光發射器發射的光混合的方法，包括將所述多個固態光發射器安裝到透明到半透明的基底上，所述光發射器被安裝為主要發射遠離所述透明到半透明基底的光；用透明到半透明的密封劑覆蓋所述光發射器；以及用反射材料塗覆所述密封劑，所述反射材料將所述光發射器發射的光朝向所述基底反射。
20.如權利要求19所述的方法，其中所述固態光發射器包括紅色、綠色和藍色發光二極體。
全文摘要
本發明公開了一種用於將多個固態光發射器發射的光混合的方法和裝置。在一個實施例中，通過將多個固態光發射器安裝在透明到半透明基底，以使其主要發射遠離基底的光，來將多個固態光發射器發射的光混合。接著用透明到半透明密封劑覆蓋光發射器；而密封劑塗覆有反射材料，該反射材料將光發射器發射的光朝向基底反射。還公開了相關裝置。
文檔編號G02B1/10GK1763584SQ200510108279
公開日2006年4月26日 申請日期2005年10月10日 優先權日2004年10月22日
發明者伊莉莎白·陳·玲·楓, 莫澤林, 葉弘華, 寬葉崇, 法赫爾·阿里芬·穆赫德·阿菲夫, 諾爾菲達蘇·艾扎爾·阿卜杜勒·卡裡莫, 李健欣, 柯輝鵬 申請人:安捷倫科技有限公司