[发明专利]用于LED的侧面发射LED背光

说明书

技术领域

本发明涉及用于诸如LCD TV之类的液晶显示器(LCD)的背光，在所述LED中由侧向发射到背光腔体中的发光二极管(LED)提供光。

背景技术

LED越来越广泛地用作背光的光源，并且具体地用于LCD TV。LED可以用于直接照射LCD面板，在这种情况下将LED按照某种阵列形式放置到基板上。将基板放置到LCD面板后的一定距离，以便混合由LED发射的光以实现良好的空间均匀性。通常将诸如漫射体和亮度增强膜(BEF)之类的膜放置在LCD面板的后面，以实现良好的定向均匀性和角强度轮廓。LED阵列和LCD面板之间的空间和膜定义了背光腔体，所述背光腔体通常覆盖有反射材料以使得光漫射和再循环最大化。为了实现良好的均匀性，所述腔体必须是近似等于阵列中的LED的侧向间隔的厚度。已知如果可以使得LED具有“蝙蝠翼”状轮廓，即使得沿侧面方向发射大多数光，则可以减小背光腔体的厚度。按照这种方式，增加了由LED发射的光的光程长度，并且因此可以针对较薄的背光腔体实现空间均匀性。

流明公司(Lumileds)已经实现了这种LED，并且在美国专利6679621(West等人2004年1月20日公告的)中公开，其中将光学结构放置到LED的发射区域上面。然而，这种光学结构制造起来复杂并且昂贵，因此用于LED背光不是商业上可行的。

用于LED上面的光学器件的各种设计是已知的，例如美国专利7387399(Noh等人2008年6月17日公告的)公开了一种反射光学元件，所述反射光学元件与LED的线性阵列一起使用以沿侧面方向重新导引所述光。

美国专利7261454(Ng2007年8月28日公告的)示出了一种替代方式，其中将反射结构直接放置到每一个LED上面，具有将光导引至在后基板上的反射涂层或者在所述基板上形成的其他特征上面的效果，具有将光散射回LCD面板的目的。这种结构也具有增加由LED发射的光的光程长度以及随后的光混合的效果。

按照类似的方式，美国专利申请2006/0146530A1(Park等人2006年7月6日出版的)增加了由LED发射的光的光程长度，但是没有在LED上使用任何附加光学元件。在该申请中，将LED放置到背光腔体的顶部上，所述背光腔体具有沿向下方向朝着背面基板发射的光。在背面基板上放置的特征将所述光重新导引为朝着LCD面板的方向，所述特征除了反射体的散射特性之外实现了背光膜的良好均匀性。

美国专利申请2008/0101086A1(Lee 2008年5月1日出版的)描述了一种在LED上没有光学元件的替代LED结构。在这种情况下，从LED芯片的边缘沿侧面方向发光。将不透明金属沉积到LED的顶部上以防止沿朝着LCD面板方向的光发射。在背面基板上以及背光腔体的顶部处设置附加结构，以将光散射和重新导引至LCD面板。

美国专利7097337(Kim等人2006年8月29日公告的)描述了一种用于侧面发射的替代背光结构，所述结构再次要求使用在LED颜色配准时定位的反射体和透镜。将LED在电路板上排列成线性矩阵，并且定位LED使得所述LED沿侧面方向发射。将圆柱形透镜放置在每一个LED上以便沿侧面方向散布光，但是所述透镜沿垂直方向不提供对于发射轮廓的实质性修改。该发明也提供了定位于每一个LED后面的反射体，以便修改传播到背光腔体中的光的轮廓。反射体的形状可以是各向异性的，以便沿垂直和水平方向提供不同的传播轮廓。

发明内容

本发明的第一方面提出了一种LCD背光，包括：LED，配置用于沿实质上侧面的方向发光；LCD面板，所述LCD面板可以包括漫射体和亮度增强膜；反射体，用于将光重新导引至所述LCD面板；所述LCD和所述反射体之间的腔体。

例如，所述LED可以是传统类型的，即沿与多量子阱(MQW)实质上垂直的方向发光，但是具有LED的封装，旋转所述封装以便使所述光发射到背光腔体的厚度中。可以旋转所述LED，使得所述发射方向朝向所述反射体而不是LCD面板。

所述LED可以排列成行，使得来自一个LED的发射实质上朝向前面的LED封装的背面。

可以将LED的相邻行排列为沿相反方向发射。所述LED的行可以相对于相邻行偏移，以便向LED之间的空间填充实质上均匀的光通量。

所述LED可以设计用于发射任意颜色的光。所述LED可以发射白光或诸如蓝色之类的单色光。所述LED可以设计用于通过使用蓝光发光体顶部上的黄色荧光粉来发射白光，或者所述LED可以设计用于通过在单一LED封装中封装在一起的分离的红、绿和蓝发光体的组合来发射白光。