CN102473812A - 用于环境光的发光二极管电路 - Google Patents

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Abstract

一种发光二极管电路（10）包括具有发光二极管的管芯，用于提供源于管芯的顶侧的第一环境光（11）以及用于提供源于管芯的底侧的第二环境光（12），从而避免复杂且依赖于颜色的反射表面并更高效地利用光。管芯可以置于衬底上，管芯和衬底的平面为不平行的平面，并且管芯可以至少部分地被至少部分透明壳体围绕。器件（1）包括发光二极管电路（10）以及由第一环境光（11）和第二环境光（12）支持的显示器/屏幕（2），该第一环境光（11）具有比如在器件（1）的左/右/后侧支持的第一功能，该第二环境光（12）具有比如在器件（1）的左/右/前侧支持的第二功能。

Description

用于环境光的发光二极管电路
技术领域
本发明涉及一种发光二极管电路，其包括具有顶部发射发光二极管的管芯用于提供环境光。本发明还涉及包括这种发光二极管电路的器件以及用于提供环境光的方法。
这种器件的实例为电视接收器和监视器。
背景技术
US7,414,270公开一种侧边发射发光二极管封装，其中顶部发射发光二极管芯片通过其顶表面发射光。发光二极管芯片的底表面经由载具安装在衬底上。顶表面和底表面的平面置为平行于载具和衬底的平面。发光二极管封装内的反射表面按照这样的方式反射光，使得反射的光侧向地离开发光二极管封装。这样，形成了侧边发射发光二极管封装。
当同时使用不同颜色的发光二极管时，对于每个不同颜色的发光二极管，将需要不同的反射表面，这是因为在反射表面的反射将依赖于波长的事实。换言之，在反射表面的反射将依赖于颜色。
EP1251568A公开一种发光器件以及使用该发光器件的显示设备。该发光器件含有第一电极层、掺杂区域层、结层、衬底层和第二电极层，使得光通过衬底的两个表面发射。
JP 2001 358367A公开一种芯片类型发光元件，并且在其图1和2中公开一种底部安装在电极上的侧边发射发光二极管（如其第0013段中所描述），并且在其图3和4中公开一种底部（与其顶部相对）安装在电极上的顶部发射发光二极管。
发明内容
本发明的目的是提供一种改进的发光二极管电路，其中顶部发射发光二极管用于形成多侧边发射发光二极管电路，其中反射起到较不重要的作用。另外目的是提供一种改进的器件和改进的方法。
根据本发明的第一方面，定义了一种发光二极管电路，其包括具有顶部发射发光二极管的管芯用于提供第一和第二环境光，以用于在显示器/屏幕周围生成光效果，该第一环境光源于该管芯的顶侧并且该第二环境光源于该管芯的底侧。
本发明使用顶部发射发光二极管，该顶部发射发光二极管从其顶表面发射光并且从其底表面发射光。当使用从管芯的顶侧发射的光作为第一环境光时以及当使用从管芯的底侧发射的光作为第二环境光时，可以避免来自US7,414,270的反射表面。结果，形成了多侧边发射发光二极管电路，其中与来自US7,414,270的侧边发射发光二极管封装相比，反射起到至少较不重要的作用。与完全忽略从发光二极管的底表面离开的光的来自US7,414,270的侧边发射发光二极管封装相比，本发明更高效地利用发光二极管。
顶部发射发光二极管从其顶表面发射光以及从其底表面发射光的事实不排除这样的可能性：发光二极管可以从一个或多个其侧表面另外发射光。在管芯的一侧从其顶表面发射主要光并且在管芯的另一侧从其底表面发射另一光的发光二极管通常称为“顶部发射”发光二极管。管芯也称为裸芯片或无壳体的芯片。
根据一个实施例，该发光二极管电路是这样定义的：该管芯置于衬底上，该管芯的平面和该衬底的平面为基本上垂直的平面。与来自US7,414,270的侧边发射发光二极管封装（其中顶表面和底表面的平面以及载具和衬底的平面都是平行的平面）相反，在该发光二极管电路中，管芯已经转动45至135度，优选地60至120度，另外优选地80至100度，最优选地约90度。因此，基本上垂直在这里对应于45至135度，优选地60至120度，另外优选地80至100度，最优选地约90度的角度。这种转动的发光二极管电路优点在于，发光二极管电路和衬底的组合在至少一个方向上的尺寸减小。
根据一个实施例，该发光二极管电路是这样定义的：该第一环境光强度高于该第二环境光。通常，从管芯的顶侧（发光二极管的顶表面）发射的光将具有比从管芯的底侧（发光二极管的底表面）发射的光高的强度。
根据一个实施例，该发光二极管电路是这样定义的：该第一环境光在第一方向上提供并且该第二环境光在第二方向上提供。通常，从顶侧发射的光将在与从底侧发射的光不同的方向上发射。
根据一个实施例，该发光二极管电路是这样定义的：至少一个该第一方向与至少一个该第二方向为相反方向。优选地，该发光二极管电路在独立使用时将表现一种全方向辐射模式。
根据一个实施例，该发光二极管电路是这样定义的：至少一个所述方向垂直于管芯。同样，优选地，该发光二极管电路在独立使用时将表现一种全方向辐射模式。
根据一个实施例，该发光二极管电路是这样定义的：该管芯至少部分地被至少部分透明壳体围绕。这种透明壳体优点在于，它可以比较薄，发光二极管电路和壳体的组合的尺寸藉此减小。至少部分透明壳体是这样的壳体，其整体上是至少部分透明的，或者其包括多个部分，其中的一个或多个部分比一个或多个其它部分更透明。这些一个或多个其它部分于是分别较不透明或者根本不透明。壳体可以具有任何类型的形状。
根据一个实施例，该发光二极管电路是这样定义的：还包括另一管芯，该另一管芯具有另一顶部发射发光二极管用于提供另一第一环境光和另一第二环境光，该另一第一环境光源于该另一管芯的顶侧并且该另一第二环境光源于该另一管芯的底侧。
根据一个实施例，该发光二极管电路是这样定义的：还包括又一管芯，该又一管芯具有又一顶部发射发光二极管用于提供又一第一环境光和又一第二环境光，该又一第一环境光源于该又一管芯的顶侧并且该又一第二环境光源于该又一管芯的底侧。
根据一个实施例，该发光二极管电路是这样定义的：该第一环境光和第二环境光为第一颜色，该另一第一环境光和另一第二环境光为第二颜色，并且该又一第一环境光和又一第二环境光为第三颜色。优选地，第一、第二和第三颜色是不同颜色，诸如例如红色、绿色和蓝色。
根据本发明的第二方面，定义了一种器件，该器件包括如上文定义的发光二极管电路，该器件还包括显示器/屏幕。环境光可以通过增加向观看者提供信息的表面/周围环境而支持显示器/屏幕。
Ambilight为环境照明技术的简称，它是由荷兰的Philips Electronics发明的用于在显示器/屏幕周围生成光效果的一种特征，该光效果对应于经由显示器/屏幕示出的视频内容。这些生成的光效果例如是更大的虚拟显示器/屏幕，更身临其境的观看体验，减小观看者眼睛疲劳，以及减小典型液晶显示器问题（背光泄漏，其中黑色转变为灰色）的可见性等。
根据一个实施例，该器件是这样定义的：该第一环境光具有第一功能并且该第二环境光具有第二功能。通常，第一和第二功能将是至少部分地不同的功能。第一（第二）功能例如包括，利用在第一（第二）位置的光，和/或利用具有第一（第二）强度的光，和/或利用具有第一（第二）方向的光，和/或利用具有第一（第二）形状的光，和/或利用以第一（第二）方式被过滤的光等等来支持显示器/屏幕。
根据一个实施例，该器件是这样定义的：该第一功能包括在该器件的左/右侧或后侧生成光效果，以及该第二功能包括在该器件的左/右侧或前侧生成光效果。因此，该第一功能包括在器件的左/右/后侧支持显示器/屏幕，以及该第二功能包括在器件的左/右/前侧支持显示器/屏幕。目前，不排除将来改变，第一环境光可以通常用于在器件后方以及在器件各侧的（后）部分生成光效果，并且第二环境光可以通常用于主要在器件前方生成光效果且可以用于在器件各侧的前方部分辅助生成光效果，等等。
根据一个实施例，该器件是这样定义的：该光效果对应于经由显示器/屏幕示出的视频内容。
根据本发明的第三方面，一种用于提供第一和第二环境光以用于在显示器/屏幕周围生成光效果的方法是这样定义的：该方法包括使用发光二极管电路的步骤，该发光二极管电路包括具有顶部发射发光二极管的管芯，该第一环境光源于该管芯的顶侧并且该第二环境光源于该管芯的底侧。
器件和方法的实施例对应于发光二极管电路的实施例。
US7,254,309公开一种侧边发射发光二极管和透镜，其具有不利的复杂结构并且忽略了从发光二极管底表面离开的光。
US6,908,219公开一种具有发光二极管光源的用于高位刹车灯的光学元件，其具有不利的复杂结构并且忽略了从发光二极管从底表面离开的光。
可以具有这样的洞察：（某些）发光二极管通过它们的顶表面并且通过它们的底表面发射光。
基本思想可以是，第一环境光可以源于管芯的顶侧并且第二环境光可以源于管芯的底侧。
已经解决了这样的问题，即提供一种改进的发光二极管电路，其中顶部发射发光二极管用于形成多侧边发射发光二极管电路，其中反射起到较不重要的作用。
另一优点可以为，更高效地利用发光二极管（来自其的光），可以避免复杂和/或依赖于颜色的反射表面，可以减少反射器和/或漫射器的数目，可以降低反射器和/或漫射器的复杂性，发光二极管电路以及反射器和/或漫射器的尺寸和位置可以变得不太关键，发光二极管电路和/或器件的制作工艺成本降低，以及一方面的发光二极管电路和另一方面的衬底和/或壳体的组合的尺寸减小。
此外，该发光二极管电路的另一种应用可以是基于发光二极管的背光。
本发明的这些和其它方面将通过下述的（多个）实施例而显见，并且将参考所述实施例进行阐述。
附图说明
在图中：
图1示出具有现有技术发光二极管电路的现有技术器件，以及
图2示出具有根据本发明的发光二极管电路的根据本发明的器件。
具体实施方式
在图1中，示出具有现有技术发光二极管电路3的现有技术器件1（俯视图）。器件1还包括显示器/屏幕2和衬底4，发光二极管电路3安装在该衬底上。发光二极管电路3包括具有发光二极管的管芯，如发光二极管电路3内部的虚线框所表示。发光二极管从其顶表面发射光，换言之，管芯从其顶侧发射光。由发光二极管从其底表面发射的任何光，换言之，由管芯从其底侧发射的任何光进入衬底4并且损失。
来自发光二极管电路3的一些光将通过漫射器5并且到达左壁和/或后壁并且产生一个光晕（或者不止一个），并且来自发光二极管电路3的其它光将被反射器6反射并且随后转到器件1的前侧。这样，在过去，通过仅仅使用发光二极管的顶表面和/或通过仅仅使用管芯的顶侧来产生环境光。
在此现有技术情形中，发光二极管电路3和一部分的器件1和/或显示器/屏幕2之间的角度比较关键，漫射器5和一部分的器件1和/或显示器/屏幕2之间的角度比较关键，并且反射器6和一部分的器件1和/或显示器/屏幕2之间的角度比较关键。这里，所有示出的角度大约相同，但是在实际情形中，各角度会需要取不同值。漫射器5和/或反射器6会需要获得复杂属性并且会需要至少部分地弯折。通常需要存在更复杂的元件。最后，来自发光二极管的一些光根本没有被利用。
在图2中，示出具有根据本发明的发光二极管电路10的根据本发明的器件1（俯视图）。器件1还包括显示器/屏幕2和衬底14，发光二极管电路10安装在该衬底上。发光二极管电路10包括具有发光二极管的管芯，如发光二极管电路10内部的虚线框所表示。发光二极管从其顶表面发射光，换言之，管芯从其顶侧发射第一环境光11。发光二极管还从其底表面发射光，换言之，管芯还从其底侧发射第二环境光12。另外，第三环境光13可以从管芯的“侧向”侧边发射。
结果，形成了一种多侧边发射发光二极管电路，其中发光二极管被更高效地利用。与图1所示现有技术情形（其中管芯和衬底的平面为平行的平面）相反，在发光二极管电路10中，管芯的平面不平行于衬底14的平面。在发光二极管电路10中，管芯转动了例如45至135度，优选地60至120度，另外优选地80至100度，最优选地大约90度。这种转动的发光二极管电路10优点在于，发光二极管电路10和衬底14的组合在至少一个方向上的尺寸减小。管芯可以至少部分地被至少部分透明壳体围绕。这种透明壳体优点在于，由于该壳体不需要阻挡光而相反地应让光通过的事实，它可以比较薄。这种透明且薄的壳体优点在于，发光二极管电路和壳体的组合的尺寸减小。当如图2所示放置时，发光二极管电路10产生非常有利的约270度的辐射模式，藉此不需要比较多和/或比较复杂的结构。
优选地和/或通常，发光二极管电路10可包括每种颜色一个管芯，每个管芯包括相同颜色的一个或多个发光二极管，或者可包括一个或多个管芯，每个管芯包括两个或更多个颜色的一个或多个发光二极管等。
对第二环境光12的强度太低的情形，一部分的第一环境光11可以被部分反射以支持第二环境光12等。因此，一个或多个反射器会仍需要存在并且将不被排除。类似地，一个或多个漫射器会仍需要存在并且将不被排除。发光二极管电路10相对于器件1的其它位置也不被排除。
概言之，一种发光二极管电路10包括管芯，该管芯具有发光二极管用于提供源于管芯的顶侧的第一环境光11并且用于提供源于管芯的底侧的第二环境光12，从而避免复杂并且依赖于颜色的反射表面以及更高效地利用光。管芯可以置于衬底上，管芯和衬底的平面为不平行平面，并且管芯可以至少部分地被至少部分透明壳体围绕。器件1包括发光二极管电路10以及由第一环境光11和第二环境光12支持的显示器/屏幕2，第一环境光11具有比如在器件1的左/右/后侧支持的第一功能，第二环境光12具有比如在器件1的左/右/前侧支持的第二功能。
尽管本发明在附图和前述说明书中予以详细说明和描述，这种说明和描述被认为是说明性或示例性的而不是限制性的；本发明不限于所公开的实施例。例如，有可能在这样一个实施例中操作本发明，其中不同的所公开的实施例的不同部分被组合成新实施例。
本领域技术人员在实践所要求保护的发明时，通过研究附图、公开内容和所附权利要求，可以理解和达成对所公开实施例的其它变动。在权利要求中，措词"包括"不排除其它元件或步骤，并且不定冠词"一"或"一个"不排除多个。单个处理器或其它单元可以满足权利要求中列举的若干项目的功能。在互不相同的从属权利要求中列举某些措施的纯粹事实并不表示不能有利地使用这些措施的组合。计算机程序可以存储/分布在合适的介质上，诸如与其它硬件一起或者作为其它硬件一部分被供应的光学存储介质或固态介质，但是也可以以其它形式分布，诸如经由因特网或者其它有线或无线远程通信系统。权利要求中的任何附图标记不应解读为限制范围。

Claims (15)

1.一种发光二极管电路（10），其包括具有顶部发射发光二极管的管芯用于提供第一和第二环境光（11，12），以用于在显示器/屏幕（2）周围生成光效果，该第一环境光（11）源于该管芯的顶侧并且该第二环境光（12）源于该管芯的底侧。
2.如权利要求1所述的发光二极管电路（10），该管芯置于衬底（14）上，该管芯的平面和该衬底（14）的平面为基本上垂直的平面。
3.如权利要求1所述的发光二极管电路（10），该第一环境光（11）强度高于该第二环境光（12）。
4.如权利要求1所述的发光二极管电路（10），该第一环境光（11）在第一方向上提供并且该第二环境光（12）在第二方向上提供。
5.如权利要求4所述的发光二极管电路（10），至少一个该第一方向与至少一个该第二方向为相反方向。
6.如权利要求4所述的发光二极管电路（10），至少一个所述方向垂直于该管芯。
7.如权利要求1所述的发光二极管电路（10），该管芯至少部分地被至少部分透明壳体围绕。
8.如权利要求1所述的发光二极管电路（10），还包括另一管芯，该另一管芯具有另一顶部发射发光二极管用于提供另一第一环境光和另一第二环境光，该另一第一环境光源于该另一管芯的顶侧并且该另一第二环境光源于该另一管芯的底侧。
9.如权利要求8所述的发光二极管电路（10），还包括又一管芯，该又一管芯具有又一顶部发射发光二极管用于提供又一第一环境光和又一第二环境光，该又一第一环境光源于该又一管芯的顶侧并且该又一第二环境光源于该又一管芯的底侧。
10.如权利要求9所述的发光二极管电路（10），该第一环境光和第二环境光为第一颜色，该另一第一环境光和另一第二环境光为第二颜色，并且该又一第一环境光和又一第二环境光为第三颜色。
11.一种器件（1），其包括如权利要求1所述的发光二极管电路（10），该器件还包括显示器/屏幕（2）。
12.如权利要求11所述的器件（1），该第一环境光（11）具有第一功能并且该第二环境光（12）具有第二功能。
13.如权利要求12所述的器件（1），该第一功能包括在该器件（1）的左/右侧或后侧生成光效果，并且该第二功能包括在该器件（1）的左/右侧或前侧生成光效果。
14.如权利要求13所述的器件（1），所述光效果对应于经由该显示器/屏幕（2）示出的视频内容。
15.一种用于提供第一和第二环境光（11，12）以用于在显示器/屏幕（2）周围生成光效果的方法，该方法包括使用顶部发射发光二极管电路的步骤，该顶部发射发光二极管电路包括具有发光二极管的管芯，该第一环境光（11）源于该管芯的顶侧并且该第二环境光（12）源于该管芯的底侧。
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