专利名称：用于将多个固态光发射器发射的光混合的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于将多个固态光发射器发射的光混合的方法和装置。
背景技术：
固态光发射器(例如发光二极管(LED)或激光二极管)通常发射单一波长的光，其强度可以通过调节(例如，调制)发射器的驱动电流来调节。为产生变化颜色的光，或者产生对应不同于发射器单一波长光的某种颜色的光，可以将两个或更多不同颜色的发射器定位成使得其发射的光混合，以形成另外一种颜色。在一些情况中，多个不同颜色的发射器发射的光混合形成一种稳态的颜色。例如，由红色、绿色和蓝色光发射器发射的光经常被混合产生白色光(有时为了背光显示器的目的)。在其他情况下，由多个不同颜色的发射器发射的光被混合产生一系列颜色(有时为了产生用于动态显示的像素数据的目的)。例如，这可以通过改变供应到不同发射器的驱动电流的比例来实现。
在上述两种情况中，通常需要混合不同颜色的发射器发射的光以形成一种不同颜色的均匀光。然而，假如固态光发射器更类似于点光源而不是漫射光源，则难以实现光的完全混合。
发明内容
在一个实施例中，一种用于将多个固态光发射器发射的光混合的方法包括将多个固态光发射器安装在透明到半透明的基底上，以使得光发射器主要发射远离基底的光。接着用透明到半透明的密封剂覆盖光发射器；且此密封剂涂覆有反射材料，该反射材料将光发射器发射的光朝向基底反射。
在另一个实施例中，一种设备包括透明到半透明的基底，该基底上安装有多个固态光发射器，以使其发射远离基底的光。一种透明到半透明的密封剂覆盖光发射器。反射材料被涂覆到密封剂的表面以将光发射器发射的光朝向基底反射。
还公开了其他实施例。
附示了本发明的说明性的和目前优选的实施例，其中图1图示了用于将多个固态光发射器发射的光混合的示例性方法；图2图示了可以用图1方法形成的第一示例性设备的正视图；图3图示了图2设备的俯视图；图4图示了可以用图2方法形成的第二示例性设备的正视图；图5图示了图4设备的俯视图；图6图示了图4设备的一部分的分解视图；图7图示了光发射器在矩形的透明或半透明基底上的示例性安装；图8图示了用于图7设备的密封剂的示例性梯形外形；图9图示了可以用图1方法形成的第三示例性设备的立体图。
具体实施例方式
图1图示了用于将多个固态光发射器发射的光混合的示例性方法100。根据方法100，将多个固态光发射器安装(102)在透明到半透明的基底上，以使其主要发射远离基底的光。如在此定义的，“透明到半透明的”基底是一种允许光线不被阻隔地通过或者以漫射的方式通过的基底。
方法100继续用透明到半透明的密封剂覆盖(104)光发射器。此后密封剂被涂覆(106)反射材料，该反射材料将光发射器发射的光朝向基底反射。
图2和3中示出了可以使用方法100形成的第一示例性设备200。设备200包括透明到半透明基底202，作为示例，该基底202可以由硅树脂凝胶(silicone gel)、环氧树脂、树脂或玻璃形成。
多个固态光发射器204、206、208(例如LED或激光二极管)被安装在基底202上，以使其主要发射远离基底202的光。如在此定义的，“多个”光发射器204-208只需包括任何颜色的两个或更多光发射器。不过，在图2和3示出的实施例中，光发射器204-208包括红光发射器204、绿光发射器206和蓝光发射器208。
光发射器204-208以各种方法安装在基底202上。在一个实施例中，多个导体300、302、304、306、308、310形成(例如，涂刷或电镀)在基底202上。每个光发射器204-208可以接着被安装在导体中的第一导体306-310上，并经由接合导线210、212、214耦合到导体中的第二导体300-304上。在一些情况中，其上安装有光发射器204-208的导体306-310可以经由公共地彼此耦合。
将光发射器204-208安装在基底202上可选的方法是将光发射器204-208直接安装在基底202上，并接着将光发射器204-208经由接合导线耦合到一对导体的每一个上。
在光发射器204-208安装在基底202上之后，其用透明或半透明密封剂216覆盖。在一个实施例中，密封剂216可以采用固定(例如，粘合或熔合)到基底202的透明或半透明壳体的形式。作为示例，此壳体可以由硅树脂、环氧树脂或一种树脂形成。在另一个实施例中，密封剂216可以采用液体、凝胶或半固态材料的形式，其被分散到基底202上并接着被固化。可选地，基底202可以被配合到一个模具，而密封剂216可以被分散到此模具中。这样，可以将各种表面细节应用于密封剂216上，这将会在本说明书中稍后描述。在另一个实施例中，可以用两种上述密封剂覆盖光发射器204-208。例如，柔软的密封剂可以放置到倒置的壳体中，而壳体可以接着固定到基底202上。
在用密封剂216覆盖光发射器204-208之后，反射涂层218被涂覆到密封剂216的表面。反射涂层218可以是金属涂层，而在一个实施例中是镜面涂层。在使用设备200时，反射涂层218用于将发射器204-208发射的光220朝向基底202反射。
通过将发射器204-208发射的光220在反射出基底202之前导向到密封剂216中，与如果仅仅将光直接朝向观察者(或朝向待照明的目标)发射相比，来自各个发射器204-208的光220被混合到高得多的程度。
为确保所发射光的更好的混合，设备200可以各种方式修改。例如，可以在基底202上安装一个或更多反射器，以将光发射器204-208发射的光朝向涂覆到密封剂216的反射涂层218反射。在一个实施例中，单个反射器可以被定位于多个发射器204-208的附近或周围。在另一个实施例中，如图4-6中所示(在设备400中)，反射器可以采用围绕每个光发射器204-208的反射器杯402、404、406的形式。
涂覆有反射涂层218的密封剂216的表面可以是大体圆顶形的，如图2所示。或者，其可以有纹理的(例如，随机粗糙化)或有小平面的。如图4所示，还可以在密封剂216上形成透镜408。形成这种透镜的一种方法是通过一种模具，该模具在将密封剂216分散到模具中之前与基底202邻接。在一些情况中，此模具可以是密封剂壳体，如前所讨论的。作为示例，图4中示出的透镜408是菲涅耳透镜，虽然其他类型的透镜也可以是可用的。
透镜也可以形成(例如，模制)在基底上。作为示例，此透镜可以是凹的或凸的。
有纹理的或有小平面的密封剂表面或者其上形成有透镜408的密封剂216或基底202，在密封剂216和基底202是透明时，可以是特别有利于促进光的混合。如果密封剂216或基底202是半透明的，则密封剂216或基底202自身可以提供足够的光混合。
基底202或密封剂216的成分也可以被修改，以提高光的混合。例如，例如扩散剂的反射粉末或杂质可以被引入到基底202或密封剂216中。基底202或密封剂216也可以被着色，或者可以在其内或其上形成光偏振器。
如图3和5所示，多个光发射器202-206可以绕圆周平均间隔分布。但是，发射器202-206也可以其他方法排列。例如，图7示出了设备700的俯视图，其中其光发射器702、704、706被安装成一行。作为示例，光发射器702-706被示为安装到形成在基底720上的第一和第二导体708、710、712、714、716、718。类似于设备200，发射器702-706可以安装在导体中的第一导体708-712上，并随后导线接合到导体中的第二导体714-718(经由接合导线722、724、726)。
图3和5中示出的基底202的几何形状是圆形，而图7中示出的基底720的几何形状是矩形。或者，透明或半透明基底的几何形状可以根据偏好、制造要求或特定应用的需要而采用其他形式。
虽然图2中示出的密封剂216的横截面是大体圆顶形的，但是密封剂的横截面可以采用其他形式。例如，图8图示了梯形(或有小平面的)外形800。
图9图示了可以使用方法100形成的另一个设备900。设备900包括多个透明到半透明的光导管902、904，其被定位成将安装在透明到半透明基底912上的多个光发射器908、910发射的光906重定向。光导管902、904用于进行光混合，而且还以更加可控的方式来进行。虽然光导管902、904可以承载光射器908、910发射的光906的大部分，但是光导管902、904也被其上具有反射涂层916的密封剂914所密封。优选地，光导管902、904具有比密封剂914更高的折射率。在一个实施例中，光导管902、904由第二密封剂形成。在另一个实施例中，光导管902、904包括光纤绞合线或印有反射材料的玻璃结构，其在围绕发射器908、910模制成型第一密封剂914时悬挂在光发射器908、910之上。
如果光导管902、904包括弯头，则可以在每个弯头处定位反射器916、918，以减少光906在弯头处从光导管902、904的泄漏。也可以在每个光发射器908、910周围提供反射器922、924。如前所述，从光导管902、904泄漏的光被密封剂914上的涂层916反射。
此处公开的设备200、400、900可以用于各种应用中。在一些应用中，它们可以安装在印刷电路板的孔上。
权利要求
1.一种设备，包括透明到半透明的基底；多个固态光发射器，其安装在所述基底上，以主要发射远离所述基底的光；透明到半透明的密封剂，其覆盖所述光发射器；以及反射涂层，其被涂覆到所述密封剂的表面，以将所述多个光发射器发射的光朝向所述基底反射。
2.如权利要求1所述的设备，其中所述基底是透明的。
3.如权利要求1所述的设备，其中所述固态光发射器是发光二极管。
4.如权利要求1所述的设备，还包括至少一个附加的反射器，其安装在所述基底上，以将所述光发射器发射的光朝向涂覆到所述密封剂的所述反射涂层反射。
5.如权利要求4所述的设备，其中所述至少一个附加的反射器包括多个反射器杯，每个反射器杯围绕所述光发射器中的一个。
6.如权利要求1所述的设备，其中所述光发射器包括红、绿和蓝光发射器。
7.如权利要求1所述的设备，其中所述光发射器绕圆周平均间隔。
8.如权利要求1所述的设备，其中所述光发射器被安装为一行。
9.如权利要求1所述的设备，其中所述密封剂接触所述光发射器。
10.如权利要求1所述的设备，其中所述密封剂是固定到所述基底的壳体。
11.如权利要求10所述的设备，还包括填充所述壳体和所述基底之间空间的第二密封剂。
12.如权利要求1所述的设备，其中所述密封剂中涂覆有所述反射涂层的所述表面是有纹理的。
13.如权利要求1所述的设备，其中所述密封剂中涂覆有所述反射涂层的所述表面是有小平面的。
14.如权利要求1所述的设备，其中所述密封剂中涂覆有所述反射涂层的所述表面上形成有透镜。
15.如权利要求1所述的设备，还包括多个透明到半透明的光导管，其被定位成将所述光发射器发射的光朝向所述基底重定向，所述光导管被所述密封剂密封，并且所述光导管具有比所述密封剂更高的折射率。
16.如权利要求15所述的设备，其中所述光导管由第二密封剂形成。
17.如权利要求15所述的设备，其中每个光导管包括弯头；所述设备还包括附加的反射器，其被定位在所述光导管弯头处，以减少光从所述光导管的泄漏。
18.如权利要求1所述的设备，其中所述反射涂层是镜面涂层。
19.一种用于将多个固态光发射器发射的光混合的方法，包括将所述多个固态光发射器安装到透明到半透明的基底上，所述光发射器被安装为主要发射远离所述透明到半透明基底的光；用透明到半透明的密封剂覆盖所述光发射器；以及用反射材料涂覆所述密封剂，所述反射材料将所述光发射器发射的光朝向所述基底反射。
20.如权利要求19所述的方法，其中所述固态光发射器包括红色、绿色和蓝色发光二极管。
全文摘要
本发明公开了一种用于将多个固态光发射器发射的光混合的方法和装置。在一个实施例中，通过将多个固态光发射器安装在透明到半透明基底，以使其主要发射远离基底的光，来将多个固态光发射器发射的光混合。接着用透明到半透明密封剂覆盖光发射器；而密封剂涂覆有反射材料，该反射材料将光发射器发射的光朝向基底反射。还公开了相关装置。
文档编号G02B1/10GK1763584SQ200510108279
公开日2006年4月26日 申请日期2005年10月10日 优先权日2004年10月22日
发明者伊丽莎白·陈·玲·枫, 莫泽林, 叶弘华, 宽叶崇, 法赫尔·阿里芬·穆赫德·阿菲夫, 诺尔菲达苏·艾扎尔·阿卜杜勒·卡里莫, 李健欣, 柯辉鹏 申请人:安捷伦科技有限公司