诸如半导体发光二极管64的光源60设置在透明部件50的第一开口54中，其作用为显示器中的波导。透明部件围绕光源。没有光源设置在透明部件的第二开口70中。在一些实施例中，第一开口成形为引导光至该透明部件中。在一些实施例中，反射器66设置在光源上。反射器包括平坦部分和成形部分68。成形部分从平坦部分向光源延伸。
【技术实现步骤摘要】
本申请是申请号为201080015233.9，申请日为2010年3月11日，专利技术名称为“包括半导体发光装置的背光”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及一种发光装置，其包括设置在透明部件内的开口中的光源。可以使用这样的发光装置作为例如显示器的背光。
技术介绍
诸如发光二极管（LED）的半导体发光装置是目前可获得的最有效光源之一。目前在能够跨越可见光谱操作的高亮度LED的制造中受关注的材料系统包括III-V族半导体，尤其是镓、铝、铟和氮的二元、三元和四元合金，也称作III-氮化物材料；以及镓、铝、铟、砷和磷的二元、三元和四元合金。通常III-氮化物装置是外延生长在蓝宝石、碳化硅或者III-氮化物衬底上，且III-磷化物装置是通过金属有机化学气相沉积（MOCVD）、分子束外延（MBE）或其他外延技术外延生长在砷化镓上。通常，n型区域沉积在衬底上，然后发光或作用区域沉积在n型区域上，然后p型区域沉积在该作用区域上。层的顺序可以相反使得p型区域临近该衬底。半导体发光装置的一个有前途的用途是用于液晶显示器（LCD）中的背光。LCD通常用于手机、个人数字助理（PDA）、便携式音乐播放器、膝上型计算机、桌上型监视器和电视应用。本专利技术的一个实施例涉及需要背光的彩色或单色、透射LCD，其中背光可以使用一个或多个LED发射白光或彩色光。使用蓝光LED和远端磷光体层以产生白光的实施例也是可能的。LED与激光二极管的区别在于LED发射非相干光。在美国公开申请2009-0045420中描述的一个背光，在这里作为参考引用并且示于图1中：“安装在底座22上的侧发光式LED10设置在固体的、透明波导材料36的区段的开口中…波导区段36设置在较大波导40的狭槽42中。”。
技术实现思路
本专利技术的实施例涉及可用于显示器的背光的发光装置。本专利技术的一个目的是提供具有开口以用于实光源和虚光源的透明部件。诸如半导体发光二极管的光源设置在可用作显示器中波导的透明部件的第一开口内。透明部件围绕光源。在发光装置的实施例中，可以使用顶部发光式LED而非侧发光式LED。没有光源设置在透明部件的第二开口中。第二开口可充当虚光源。在一些实施例中，反射器设置在光源上方。反射器包括平坦部分和成形部分。该成形部分从平坦部分向光源延伸。本专利技术的实施例可以减少发光装置产生具有足够均匀度和光混合的期望光数量所需的光源数量。附图说明图1是设置在波导内的波导区段的透视图。图2是具有翻模（overmolded）圆顶透镜的薄膜倒装芯片LED的横截面图。图3是设置在一部分波导中的开口内的LED的顶视图。图4是设置在波导开口内的LED的横截面图。图5是具有实和虚光源的一部分波导的顶视图。图6是包括用于反射光的特征部分的一部分波导的顶视图。图7示出了具有成形透镜的LED。图8是一部分波导的顶视图。具体实施方式LED设置在波导内部的背光，诸如US2009-0045420中描述的背光是有利的，这是因为波导以及因此背光可以保持较薄。还期望的是减少用于背光的LED数量，以降低背光的成本。从LED顶表面发射大部分光的LED可以比US2009-0045420中所述侧发光式LED具有稍微高的通量。本专利技术的实施例是涉及诸如顶部发光式LED设置在波导内部的背光的装置。适当的顶部发光的一个例子是具有翻模圆顶透镜的LED。具有圆顶透镜的适当的LED的例子描述在例如美国专利7，344，902中，其在这里参考引入。图2是具有圆顶透镜的LED的简化特写图，其在美国专利7，344，902中描述，在这里参考引入。单一的倒装芯片LED管芯10安装在由诸如陶瓷或硅的任意适合材料形成的底座24上。图2的LED管芯10具有p金属接触27、p型层28、发光有源层30、n型层32和接触n型层32的n金属接触31。底座24上的金属衬垫是直接金属结合至接触27和31。通过基座24的通孔终止在基座24的底表面上的金属衬垫中，其结合至电路板45上的金属引线40和44。金属引线40和44连接到其他LED或电源供应器。电路板45可以是具有金属引线40和44覆盖在绝缘层上的金属板（例如，铝）。模制透镜22封装LED管芯10。n型层32、发光层30和p型层28在生长衬底上生长，然后发光层30和p型层28的部分被刻蚀掉以暴露n型层32的部分。N和p接触31和27形成在n和p型半导体层的暴露部分上。为了减小LED10的厚度和防止光被生长衬底吸收，生长衬底通过适合于该衬底的方法移除，诸如刻蚀、化学-机械抛光或激光熔融，其中激光器加热III-氮化物结构和生长衬底的界面，熔融III-氮化物结构的部分并且使该衬底从半导体结构脱离。生长衬底可在LED阵列安装在子基座晶片之后和LED/子基座被单片化（例如，通过锯切）之前移除。在一些实施例中，生长衬底移除后，例如利用光子晶体使剩余的III-氮化物结构变薄和/或变粗糙或图案化。图2中没有示出大体上平坦的磷光体层可以设置在LED的顶部上用于波长转换从发光层30发出的至少一部分蓝光。磷光体层可以预成型为陶瓷片并且贴在LED层上，或者诸如通过电泳而沉积磷光体颗粒。从磷光体层发出的光，当与从LED有源区域发出的蓝光混合时，产生白光或另一期望的颜色。例如，发蓝光LED可以与单一的发黄光磷光体或发红光磷光体和发绿光磷光体组合以产生白光。如果使用发UV光LED，则可添加发蓝光磷光体。可将发射其它颜色光的磷光体添加到LED或者系统中较远的其它某处以实现期望的混合颜色点，白光。图2示出的圆顶透镜20然后模制于LED10上。本专利技术的实施例可以使用如图2中所示具有或不具有圆顶透镜10的薄膜倒装芯片LED。除了图2示出的球形圆顶透镜以外的透镜形状可以用于调整装置的辐射图形。透镜可成形为控制波导中的光线角度和传播，诸如在波导的平面中稍微更准直。图7示出了具有成形透镜76的装置。透镜76包括顶部分78，其成形为引导光进入反射器66（下文参考图4描述）；以及底部分，其成形为引导光进入波导50。图3是根据本专利技术实施例的位于波导内的顶部发光式LED的顶视图。尽管具有圆顶透镜的LED被示出，但是可使用不具有圆顶透镜的装置。安装在基座（图3中未示出）上的圆顶LED60设置于靠近固态、透明波导50的边缘52而形成的开口54中。开口54可以足够大使得LED60的圆顶的边缘距离开口的边缘在100微米和2.5毫米之间，这是为了使LED60容易放置于开口54中。波导50可以是例如丙烯酸类（例如，PMMA）、硬硅树脂、模制塑料、聚碳酸酯或其它任意合适的材料。镜面薄膜（未示出）可以覆盖在波导50的底部。该薄膜可以是例如从3M公司可获得的增强型镜面反射器（ESR）膜。开口54成形为引导光进入波导50。在图3示出的装置中，靠近波导50的边缘52的开口54的部分58是V形的，而开口54离该边缘最远的部分56是弯曲的。入射到弯曲边缘56的光53发射进入波导50中，如示出的。入射到V形边缘58的光51折射向波导边缘52，其中光被反射进入波导50中。也可以使用简单的圆形或稍微成形为椭圆形的开口54。另外，内耦合边缘56和58的边缘可以是波状的，以使光的分布扩散于该波导中以实现期望的均匀性同时减少LED的数量。图4是设置在根据本专利技术实施例的波导中的顶部发光式LE本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种发光装置，包括：光源（60），其具有半导体结构（64），该半导体结构包括设置在n型区域和p型区域之间的发光层；透明波导（50），其包括第一开口（54）和第二开口（70），其中：光源设置在第一开口中使得该透明波导围绕光源；第一开口设置为靠近该透明波导的边缘（52）；没有光源设置在第二开口中且从所述光源发出的光反射离开所述第二开口的边缘，使得所述第二开口成为虚光源，其中第一开口（54）的第一部分（58）靠近边缘（52）并且成形为引导光朝向该边缘；以及第一开口（54）的第二部分（56）与该边缘（52）相对并且成形为引导光远离该边缘。
【技术特征摘要】
2009.04.03 US 12/4176731.一种发光装置，包括：光源（60），其具有半导体结构（64），该半导体结构包括设置在n型区域和p型区域之间的发光层；透明波导（50），其包括第一开口（54）和第二开口（70），其中：光源设置在第一开口中使得该透明波导围绕光源；第一开口设置为靠近该透明波导的边缘（52）；没有光源设置在第二开口中且从所述光源发出的光反射离开所述第二开口的边缘，使得所述第二开口成为虚光源，其中第一开口（54）的第一部分（58）靠近边缘（52）并且成形为引导光朝向该边缘；以及第一开口（54）的第二部分（56）与该边缘（52）相对并且成形为引导光远离该边缘。2. 如权利要求1的发光装置，其中第一和第二开口（54、70）中的每一个都在透明波导（50）中包括孔。3. 如权利要求1的发光装置，其中光源（60）配置成使得大多数光通过半导体结构（64）的顶表面逸出该光源。4. 如权利要求1的发光装置，其中光源（60）包括设置在半导体结构（64）上的圆顶透镜。5. 如权利要求1的发光装置，其中第一部分（58）是V形的，并且第二部分（56）是弯曲的。6. 如权利要求1的发光装置，进一步包括设置在光源上的反射器（66），该反射器包括平坦部分和成形部分（68），其中成形部分从平坦部分延伸向光源（60）。7. 如权利要求6的发光装置，其中反射器（66）的成形部分（68）包括锥体。8. 如权利要求1的发光装置，其中第一开口（54）具有弯曲部分并且第二开口（70）具有至少一个直边。9. 如权利要求1的发光装置，进一步包括设...
【专利技术属性】
技术研发人员：SJ比尔休曾，GW恩格，
申请(专利权)人：飞利浦拉米尔德斯照明设备有限责任公司，皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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