[发明专利]偏光发光二极管组件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种发光二极管，特别是一种偏光(polarized light)发光二极管组件及其制造方法。

背景技术

在自然光中，其电磁振动方向四面八方都有，如果振动只发生在一个平面内，称之为偏光(polarized light)。一般光线可由P及S两垂直振动方向的偏光组成，并可通过偏光器(polarizer)过滤其中一个方向的偏光，使另一个方向的偏光通过。

应用方面，偏光早已广泛地使用在日常生活中，如在防眩光照明、投影机与显示器等领域。以目前市面可见的一种“防眩台灯”为例，使用荧光灯管搭配光学多层膜，过滤造成眩光的偏光，光学效率约为50～60％，而其它应用，如液晶显示器的偏光器，须高纯度偏光的场合，效率仅40％左右。

而随着能源的短缺，对于环保及节能的议题，越来越受到重视，除了改以较为节能的发光二极管作为光源之外，对于照明系统的光学效率的要求也随之提高，由于P及S偏光在自然光中各占一半，若使用传统吸收式偏光器，仍将消耗超过50％的能量，如何提升偏光组件效率是关键问题。

发光二极管光源产生偏光的方式，可以分为两类：(1)在发光二极管芯片上放置偏光器，以及(2)在发光二极管封装上安装偏光器等专利。

例如美国专利US20060091412(Polarized LED)提出一种在发光二极管芯片上安装反射式偏光器的技术，光线中两个偏极方向的P及S偏光，其中P偏光会穿透该偏光器，而S偏光则会反射通过下方的1/4波片后，再一次反射出去，由于将经过2次1/4波片的转换，可使S偏光变成P偏光，进而通过偏光器。通过此回收机制，虽然可提升偏极转换效率，但由于S偏光必须回到芯片再传播出去，因此将导致光线被吸收的机会，降低发光效率。

再如美国专利US7495375(Polarized light emitting device)，也提出在封装表面装置偏光器的概念，其将发光二极管芯片放置于封装的反射杯中，并于杯中填满荧光物质，最后在出口安装偏光器(polarizer)。由于反射的光线会回到荧光物质与芯片，再通过反射杯向外传播，因此也会造成光线被吸收的机会，降低发光效率。

又如中国台湾专利M287408，专利名称为“产生偏极化光之发光二极管”，其在发光二极管封装表面，或是芯片表面设置有偏光材料的偏光层，此材料可以利用贴附、镀膜等方式设置。由于是利用材料吸收，因而理论偏极效率最高仅50％。

就上述现有专利可知，其目的虽然都是针对偏光利用或回收再利用，但是效果仍然不佳。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种偏光发光二极管组件及其制造方法，可针对光源进行导引与转换，并同时转换偏极回收反射光线，使偏极效率提高，提高整体能源利用效率。

为了实现上述目的，本发明提供了一种偏光发光二极管组件，其中，包含：

一基座；

一发光二极管芯片，设置于该基座上，该发光二极管芯片具有一第一出光面，该发光二极管芯片可发出光线由该第一出光面输出；

至少一偏光波导结构，由一偏光层、一反射层以及一转换层构成，该偏光波导结构设置于该发光二极管芯片的光输出路径上；以及

一封装材料，用以将该偏光波导结构、该发光二极管芯片与该基座封装为一体。

上述的偏光发光二极管组件，其中，所述的偏光层具有偏光分离作用的纳米金属线栅、多层光学镀膜(multilayer optical film)或以光双折射材料(birefringent material)组合制成的极化分光组件。

上述的偏光发光二极管组件，其中，所述的偏光层为一平面。

上述的偏光发光二极管组件，其中，所述的偏光层与该发光二极管芯片的第一出光面具有一夹角，且该夹角小于九十度。

上述的偏光发光二极管组件，其中，所述的偏光层为一曲面。

上述的偏光发光二极管组件，其中，所述的偏光层为一凸弧面，且该凸弧面朝向该发光二极管芯片，且与该发光二极管芯片的第一出光面具有一切线角。

上述的偏光发光二极管组件，其中，所述的偏光层为一凹弧面，且该凹弧面朝向该发光二极管芯片，且与该发光二极管芯片的第一出光面具有一切线角。

上述的偏光发光二极管组件，其中，所述的反射层为具有反射光作用的金属或非金属镀膜。

上述的偏光发光二极管组件，其中，所述的反射层为一平面。

上述的偏光发光二极管组件，其中，所述的反射层与该发光二极管芯片的第一出光面具有一定夹角，且该夹角大于0度且小于180度。