CN111247369A - 用于高动态范围微led背光的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

实施方式涉及用于照明的系统和方法，并且更特定地，涉及用于为显示器提供光的系统和方法。

Description

用于高动态范围微LED背光的系统和方法
相关申请的交叉引用
本申请根据专利法主张2018年6月26日申请的美国临时申请序列号62/689980和2017年8月24日申请的美国临时申请序列号62/549531的优先权权益，所述美国临时申请中的每者的内容为本申请的基础并以全文引用方式并入本文中。
技术领域
实施方式涉及用于照明的系统和方法，并且更特定地，涉及用于为显示器提供光的系统和方法。
背景技术
在一些情况下，背光使用定位在具有蓝色发光二极管(light emitting diode；LED)阵列的印刷电路板(printed circuit board；PCB)与液晶显示器(liquid crystaldisplay；LCD)面板之间的量子点增强膜(quantum dot enhancement film；QDEF)构造。LED阵列与QDEF之间的显著空间为从LED发射的光的扩展所需。所述所需空间限制可制造的显示器的薄度。
由此，至少出于上述原因，在此项技术中需要用于照明显示器的先进系统和方法。
发明内容
实施方式涉及用于照明的系统和方法，并且更特定地，涉及用于为显示器提供光的系统和方法。
此发明内天仅提供对本发明的一些实施方式的般概述。短语“在一个实施方式中”、“根据一个实施方式”、“在各种实施方式中”、“在一个或多个实施方式中”、“在特定实施方式中”等通常意指跟在所述短语之后的特定特征、结构或特性包括在至少一个实施方式中，并且可以包括在多于一个实施方式中。重要地，此类短语未必是指同一实施方式。本发明的许多其他实施方式将从以下详细描述、所附权利要求书和附图变得更加清楚。
附图说明
可以参考在说明书的剩余部分中描述的各图实现对各个实施方式的进一步理解。在诸图中，贯穿若干图使用类似附图标记指示类似部件。在一些情况下，由小写字母组成的子标号与表示多个类似部件中的一者的附图标记相关联。当提到附图标记而未说明现有子标号时，其意欲指所有此类多个类似部件。
图1a示出根据一些实施方式的包括区划分器的微LED背光；
图1b至图1i示出根据一些实施方式的可单独或组合使用以制造背光的各个处理步骤；
图1j示出图1a的背光的显示器；
图2a示出根据各个实施方式的在无基板区域划分器的情况下形成的另一微LED背光；
图2b示出包括图2a的背光的显示器；
图3a示出根据各个实施方式的使用蓝色微LED、红色和绿色量子点以及体积漫射体的又一微LED背光；
图3b示出包括图3a的背光的显示器；
图4a示出根据一个或多个实施方式的使用量子点增强膜(QDEF)的又一微LED背光；
图4b示出包括图4a的背光的显示器；
图5a示出根据一些实施方式的使用磷光体转换白色微LED的又一微LED背光；
图5b示出包括图5a的背光的显示器；
图6a示出根据各个其他实施方式的使用红色/绿色/蓝色(Red/Green/Blue；RGB)微LED的又一微LED背光；
图6b示出包括图6a的背光的显示器；
图7a示出根据一个或多个实施方式的使用底部激发(firing)RGB微LED的又一微LED背光；
图7b示出包括图7a的背光的显示器；
图8a示出根据一些其他实施方式的使用底部激发蓝色微LED的又一微LED背光；
图8b示出包括图8a的背光的显示器；
图9示出根据各个实施方式的用于制造背光显示器的方法的流程图；
图10示出根据一些实施方式的用于制造背光显示器的另一方法的流程图；以及
图11示出根据一些实施方式的在反射式背光显示器旁边的常规的背光显示器，以证实可使用实施方式来实现显示器厚度减小。
具体实施方式
实施方式涉及用于照明的系统和方法，并且更特定地，涉及用于为显示器提供光的系统和方法。
各个实施方式提供包括LCD面板和处于相对于LCD面板的固定位置的微LED背光的LCD显示器。微LED背光包括：反射构造(formation)；透明基板；以及至少一个微LED装置。微LED装置相对于反射构造和透明基板设置成使得从至少一个微LED装置发射的光从反射构造反射出且在到达LCD面板之前穿过透明基板。在一些情况下，散热器粘结到反射构造。
在上述实施方式的一些情况下，反射构造可为但不限于：(a)形成在另一基板上方的量子点层，以及形成在量子点层上方的金属层；(b)量子点增强膜；(c)具有形成在量子点增强膜的一个表面上方的金属层的量子点增强膜；(d)金属层；(e)设置在基板的表面上方的漫反射体；或(f)形成在基板的表面上方的量子点层，以及形成在量子点层上方的金属层。
在上述实施方式的一种或多种情况下，透明基板由玻璃形成。在上述实施方式的一些其他情况下，透明基板由半透明氧化铝形成。在上述实施方式的特定情况下，微LED白色LED。在一些此类情况下，反射构造是但不限于：(a)金属层；或(b)设置在基板的表面上方的漫反射体。在其他特定情况下，微LED蓝色LED。在一些此类情况下，反射构造是但不限于：(a)形成在另一基板上方的量子点层，以及形成在量子点层上方的金属层；(b)量子点增强膜；(c)具有形成在量子点增强膜的一个表面上方的金属层的量子点增强膜；或(d)形成在基板的表面上方的量子点层，以及形成在量子点层上方的金属层。在又一些特定情况下，微LED包括红色LED、绿色LED和蓝色LED。在一些此类情况下，反射构造是但不限于：(a)金属层；以及(b)设置在第一基板的表面上方的漫反射体。
其他实施方式提供包括透明基板、反射构造和至少一个微LED的背光装置。反射构造形成在透明基板的第一侧上，并且微LED设置在透明基板的第二侧上方。微LED被取向为使得从此发射的光穿过透明基板并从反射构造反射出以产生反射光。反射光在被提供为来自背光装置的光输出之前穿过透明基板。在一些情况下，反射构造包括散热器粘结到的金属层。
在其中微LED包括蓝色LED的上述实施方式的一些情况下，反射构造包括：量子点层，其可操作以对从蓝色LED发射的蓝色光进行色彩转换以反射红色、绿色和蓝色分量光。在一些此类情况下，量子点层设置在透明基板上，并且量子点层被金属层密封。在其中微LED包括蓝色LED的上述实施方式的其他情况下，反射构造包括QDEF。
在其中至少一个微LED包括红色LED、绿色LED和蓝色LED的上述实施方式的各种情况下，反射构造包括：设置在透明基板上的漫反射体，或设置在透明基板上的金属层。在上述实施方式的一些情况下，透明基板由半透明氧化铝制成。在上述实施方式的其他情况下，透明基板由玻璃制成。
又一些实施方式提供包括以下各项的背光：发光构造和反射构造。发光构造包括：透明基板；以及设置在透明基板的表面上的至少一个微LED。微LED被取向为使得从此发射的光经引导远离透明基板。反射构造包括反射层。反射构造相对于发光构造定位成使得从至少一个微LED发射的光从反射层反射出为反射光，并且反射光穿过透明基板以作为来自背光装置的光输出。在一些情况下，反射构造包括散热器粘结到的金属层。
在上述实施方式的一些情况下，透明基板半透明氧化铝。在上述实施方式的其他情况下，透明基板玻璃。在上述实施方式的各种情况下，透明基板的设置有微LED的表面透明基板的第一表面，并且发光构造进一步包括形成在透明基板的第二表面上的玻璃体积漫射体。在上述实施方式的一些情况下，微LED蓝色LED。在一些此类情况下，反射层包括：量子点增强膜，其可操作以对从蓝色LED发射的蓝色光进行色彩转换以反射红色、绿色和蓝色分量光；以及金属层，其沉积在量子点增强膜上。
在上述实施方式的各种情况下，透明基板是透明基板，并且反射构造包括设置在第二透明基板上的反射层，其中从至少一个微LED发射的光在从反射层反射出之前穿过第二基板。在其中微LED蓝色LED的一些此类情况下，反射层包括形成在第二透明基板上的量子点层，以及形成在量子点层上方的金属层。在一些情况下，区划分器形成在第二透明基板中。区划分器展现至少部分地在第二透明基板的第一表面与第二透明基板的第二表面之间延伸的锥形壁。在一些特定情况下，第二透明基板的锥形侧壁被金属层覆盖。在其他特定情况下，第二透明基板的锥形侧壁被量子点层和金属层覆盖。
转向图1a，根据一些实施方式示出在各个区之间包括区划分器140(140a、140b)的微LED背光100。微LED背光100包括发光构造121和反射构造136。
发光构造121包括设置在透明层110上方的散射表面105。在一些实施方式中，透明层110由半透明氧化铝形成。此类半透明氧化铝充当将蓝色微LED 115(表示为115a、115b、115c)连接到其相应电子电源和/或控件的电路板。半透明氧化铝还提供相对高导热率(与针对玻璃的近1W/m-k相比，其大约为近40W/m-k)。使用具有此类高导热率的材料提供用于耗散横向朝向发光构造121的边缘的蓝色微LED 115产生的热量的机构，其中散热器(未示出)可安装在观察孔外部。另外，半透明氧化铝的半透明性有助于实现由充当体积漫射体的反射构造136反射回的RGB光的更大均匀性。散射表面105进一步增强透明层110引起的漫射，并且因而散射表面105可为透明层110的表面和/或形成在透明层110的表面上的材料的任何结构化或图案化。
蓝色微LED 115(还即，115a、115b、115c)使用导电迹线(未示出)连接到透明层110。在一些情况下，导电迹线是蓝色微LED 115焊接到的金属迹线。在各种情况下，导电迹线并非笔直的，而是可为Z字形或人字形图，以便减少假影和非期望的云纹(Moirè)图。蓝色微LED 115可为本领域中已知的任何类型的蓝色发光二极管。基于本文中提供的公开内容，本领域的技术人员将认识到可相对于不同实施方式使用的多个蓝色发光二极管。蓝色微LED 115被安装成使得其在操作期间发射的光经引导远离透明层110。在一些实施方式中，蓝色微LED 115是横向装置，其中与p型材料和n型材料的接触位于相应LED装置的同一侧。在其他实施方式中，蓝色微LED 115是垂直装置，其中与p型材料的接触在装置的侧且与n型材料的接触在装置的另一侧。出于本讨论的目的，使用前述垂直装置。
在使用此类垂直装置的情况下，相应微LED 115的侧壁保持敞开以允许与将形成的相应装置的顶部和底部两者接触。为了避免在蓝色微LED 115中的相应者之间发生短路，平面化层120形成在相应蓝色微LED 115之间以使得其包封蓝色微LED 115的侧面，同时使蓝色微LED 115中的每者的顶部区域保持暴露。平面化层120由适用于形成环绕蓝色微LED115的层的任何非导电透明材料形成。在一些实施方式中，平面化层120由聚合物形成。透明导电层125形成在平面化层120上方，使得在透明导电层125与蓝色微LED 115中的每者之间产生导电连接。因而，假设蓝色微LED 115是前述垂直装置，并且使用透明层110形成与蓝色微LED 115中的每者的一侧的电接触且使用透明导电层125形成与蓝色微LED 115中的每者的另一侧的电接触。透明导电层125可由实质上透明且还导电的任何材料制成。在一些实施方式中，透明导电层125由氧化铟锡(indium tin oxide；ITO)形成。
反射构造136包括设置在基底基板135上方的反射层151。反射层151包括设置在基底基板135上方的量子点层150，以及设置在量子点层150上方的金属层155。量子点层150包括操作以反射从蓝色微LED 115发射的光的多个量子点。在一些情况下，量子点层150中的量子点的大小与形状经设计为使得当来自蓝色微LED 115的离线光线照在相应量子点上时，相应量子点发射处于所限定的频率范围内的光。在一些实施方式中，当来自蓝色微LED115的蓝色光的射线照在量子点层150的量子点上时，发生红色或绿色光的各向同性重新发射。
可使用制造被识别为量子点层150的色彩转换组件的各种方法，并且因此量子点层150可在不同实施方式中展现不同组成物。作为一个示例，多个量子点可在跨大的片材的聚合物悬浮液中(例如，通过喷涂沉积，或槽模涂布(slot die coating))混合。接着，基底基板135切割或单切成匹配反射构造136的暗区的大小的块。此类暗区在具有384个区的65吋显示器的情况下可为例如50×60mm区域。基于本文中提供的公开内容，本领域的技术人员将认识到可相对于不同实施方式使用的多个暗区大小。
如此实施方式中所示，切割基底基板包括斜切基底基板135的玻璃，当附接到发光构造121时实现斜截棱锥，从而在基底基板135的相应部分之间产生三角形形状的区划分器140。在来自蓝色微LED的蓝色射线照在量子点层150的量子点上时，所得的重新发射是各向同性的，然而，反射器使光在所要方向上朝向LCD面板复位向。这是意指所有光能够直接地逸散返回穿过发光构造121。为了避免将引起非期望的串扰的至相邻区中的显著光泄漏，基底基板135形成在前述具有居间区划分器140的斜截棱锥中。当以与转换器几乎平行的大角度行进的重新发射的光接触斜截棱锥的成角度侧壁时，该光往回朝向发光构造121引导，而非行进至相邻区上。由于相邻区之间的特定光泄漏可为所期望的，因此光在穿过透明层110时可被导引到相邻区中，但在横越透明层110的过多部分之前，其散射表面105促进提取。
在所描绘的情况下，在量子点层150形成在基底基板135上之后，切割所述基底基板。在其他情况(未示出)下，在量子点层150形成在基底基板135上之前，切割所述基底基板。此类预切割提供使量子点层150延伸到通过切割工艺暴露的基底基板的侧壁上(即，量子点层150使基底基板135与居间区划分器140分离)的机会。使量子点层150延伸到基底层135的经切割的侧壁可为所期望的，其中来自蓝色微LED 115的显著蓝色光发射预期照射在基底基板135的侧壁上。
金属层155充当反射层且还用以密封量子点层150的量子点。在切割基底基板135之后形成金属层155，并且因此金属层155延伸以覆盖基底基板135的经切割的侧壁。当在形成量子点层150之后切割基底基板135的情况下，金属层155将直接地设置在基底基板135的侧壁上。替代地，当在形成量子点层150之前切割基底基板135的情况下，金属层155将设置在在基底基板135的侧壁上方延伸的量子点层上方。金属层155可由具反射性且还能够传递热量的任何金属形成。在一个特定实施方式中，金属层155是溅镀铝层。由于在反射中使用量子点层150的量子点并从蓝色微LED 115发射的蓝色光线意欲往回朝向发光构造121反射，因此金属层155的暴露侧可接取的。散热器(未示出)可粘结到金属层155以冷却量子点。此冷却允许量子点比无冷却能力的可能情况更难以被泵送，并且因此可实现亮度增加。
如上文所建议，在一些情况下，基底基板135由玻璃制成。基于本文中提供的公开内容，本领域的技术人员将认识到可相对于不同实施方式使用的用于基底基板的多种玻璃组成物。
在某些实施方式中，基底基板135可由具有小于或等于约3mm例如在从约0.1mm至约2.5mm、从约0.3mm至约2mm、从约0.5mm至约1.5mm或从约0.7mm至约1mm包括其间的所有范围和子范围的范围内的厚度的玻璃形成。基底基板135可包括本领域中已知的供在显示设备中使用的任何材料，包括铝硅酸盐、碱性铝硅酸盐、硼硅酸盐、碱性硼硅酸盐、铝硼硅酸盐、碱性铝硼硅酸盐、碱石灰或其他适合玻璃。适于用作玻璃光导的市售玻璃的非限制性示例包括例如来自Corning Incorporated的EAGLE
Figure BDA0002457528080000081
LotusTM、
Figure BDA0002457528080000082
IrisTM和
Figure BDA0002457528080000083
玻璃。
一些非限制性玻璃组成物可以包括介于约50摩尔％至约90摩尔％之间的SiO2、介于0摩尔％至约20摩尔％之间的Al2O3、介于0摩尔％至约20摩尔％之间的B2O3、介于0摩尔％至约20摩尔％之间的P2O5，以及介于0摩尔％至约25摩尔％之间的RxO，其中R是Li、Na、K、Rb、Cs且x为2，或者是Zn、Mg、Ca、Sr或Ba且x为1中的任一者或多者。在一些实施方式中，RxO-Al2O3＞0；0＜RxO-Al2O3＜15；x＝2且R2O-Al2O3＜15；R2O-Al2O3＜2；x＝2且R2O-Al2O3-MgO＞-15；0＜(RxO-Al2O3)＜25，-11＜(R2O-Al2O3)＜11，并且-15＜(R2O-Al2O3-MgO)＜11；以及/或-1＜(R2O-Al2O3)＜2且-6＜(R2O-Al2O3-MgO)＜1。在一些实施方式中，玻璃包括小于1ppm的Co、Ni和Cr中的每者。在一些实施方式中，Fe的浓度＜约50ppm，＜约20ppm或＜约10ppm。在其他实施方式中，Fe+30Cr+35Ni＜约60ppm，Fe+30Cr+35Ni＜约40ppm，Fe+30Cr+35Ni＜约20ppm，或Fe+30Cr+35Ni＜约10ppm。在其他实施方式中，玻璃包括介于约60mol％至约80摩尔％之间的SiO2、介于约0.1摩尔％至约15摩尔％之间的Al2O3、0摩尔％至约12摩尔％的B2O3，以及约0.1摩尔％至约15摩尔％R2O和约0.1摩尔％至约15摩尔％的RO，其中R是Li、Na、K、Rb、Cs且x为2，或者是Zn、Mg、Ca、Sr或Ba且x为1中的任一者或多者。
在其他实施方式中，玻璃组成物可以包括介于约65.79摩尔％至约78.17摩尔％之间的SiO2、介于约2.94摩尔％至约12.12摩尔％之间的Al2O3、介于约0摩尔％至约11.16摩尔％之间的B2O3、介于约0摩尔％至约2.06摩尔％之间的Li2O、介于约3.52摩尔％至约13.25摩尔％之间的Na2O、介于约0摩尔％至约4.83摩尔％之间的K2O、介于约0摩尔％至约3.01摩尔％之间的ZnO、介于约0摩尔％至约8.72摩尔％之间的MgO、介于约0摩尔％至约4.24摩尔％之间的CaO、介于约0摩尔％至约6.17摩尔％之间的SrO、介于约0摩尔％至约4.3摩尔％之间的BaO，以及介于约0.07摩尔％至约0.11摩尔％之间的SnO2。
在另外实施方式中，基底基板135可以包括具有介于0.95与3.23之间的RxO/Al2O3比值的玻璃，其中R是Li、Na、K、Rb、Cs中的任一者或多者且x是2。在进一步实施方式中，玻璃可以包括介于1.18与5.68之间的RxO/Al2O3比值，其中R是Li、Na、K、Rb、Cs且x为2，或者是Zn、Mg、Ca、Sr或Ba且x为1中的任一者或多者。在又进一步实施方式中，玻璃可以包括介于-4.25与4.0之间的RxO-Al2O3-MgO，其中R是Li、Na、K、Rb、Cs中的任一者或多者且x是2。在又进一步实施方式中，玻璃可以包括介于约66摩尔％至约78摩尔％之间的SiO2、介于约4摩尔％至约11摩尔％之间的Al2O3、介于约4摩尔％至约11摩尔％之间的B2O3、介于约0摩尔％至约2摩尔％之间的Li2O、介于约4摩尔％至约12摩尔％之间的Na2O、介于约0摩尔％至约2摩尔％之间的K2O、介于约0摩尔％至约2摩尔％之间的ZnO、介于约0摩尔％至约5摩尔％之间的MgO、介于约0摩尔％至约2摩尔％之间的CaO、介于约0摩尔％至约5摩尔％之间的SrO、介于约0摩尔％至约2摩尔％之间的BaO，以及介于约0摩尔％至约2摩尔％之间的SnO2。
在另外实施方式中，玻璃基板可以包括玻璃材料，所述玻璃材料包括介于约72摩尔％至约80摩尔％之间的SiO2、介于约3摩尔％至约7摩尔％之间的Al2O3、介于约0摩尔％至约2摩尔％之间的B2O3、介于约0摩尔％至约2摩尔％之间的Li2O、介于约6摩尔％至约15摩尔％之间的Na2O、介于约0摩尔％至约2摩尔％之间的K2O、介于约0摩尔％至约2摩尔％之间的ZnO、介于约2摩尔％至约10摩尔％之间的MgO、介于约0摩尔％至约2摩尔％之间的CaO、介于约0摩尔％至约2摩尔％之间的SrO、介于约0摩尔％至约2摩尔％之间的BaO，以及介于约0摩尔％至约2摩尔％之间的SnO2。在特定实施方式中，玻璃可以包括介于约60摩尔％至约80摩尔％之间的SiO2、介于约0摩尔％至约15摩尔％之间的Al2O3、介于约0摩尔％至约15摩尔％之间的B2O3，以及约2摩尔％至约50摩尔％的RxO，其中R是Li、Na、K、Rb、Cs且x为2，或者是Zn、Mg、Ca、Sr或Ba且x为1中的任一者或多者，并且其中Fe+30Cr+35Ni＜约60ppm。
在一些实施方式中，基底基板135可以包括小于0.05诸如在从约-0.005至约0.05的范围内或在从约0.005至约0.015的范围内(例如，约-0.005、-0.004、-0.003、-0.002、-0.001、0、0.001、0.002、0.003、0.004、0.005、0.006、0.007、0.008、0.009、0.010、0.011、0.012、0.013、0.014、0.015、0.02、0.03、0.04或0.05)的色彩偏移△y。在其他实施方式中，玻璃基板可以包括小于0.008的色彩偏移。根据某些实施方式，玻璃基板可针对从约420nm至750nm的范围内的波长具有小于约4dB/m诸如小于约3dB/m、小于约2dB/m、小于约1dB/m、小于约0.5dB/m、小于约0.2dB/m或甚至更小例如在从约0.2dB/m至约4dB/m的范围内的光衰减α1(例如，归因于吸收和/或散射损失)。
衰减可表征为穿过长度L的透明基板量测输入源的光透射TL(λ)且通过源谱T0(λ)归一化此透射。以dB/m为单位，衰减通过α(λ)＝-10/L*log10(TL(λ)/TL(λ))给出，其中L是以米计的长度且TL(λ)和TL(λ)是以辐射度单位量测。
在一些实施方式中，基底基板135可以包括例如通过离子交换经化学强化的玻璃。在离子交换工艺期间，玻璃片材内在玻璃片材的表面处或附近的离子可交换为例如来自盐浴的较大金属离子。较大离子并入至玻璃中可通过在近表面区域中产生压缩应力而强化片材。可在玻璃片材的中心区域内诱发对应拉伸应力以平衡压缩应力。
可例如通过将玻璃浸入于熔盐浴中达预定时间段，进行离子交换。例示性盐浴包括但不限于KNO3、LiNO3、NaNO3、RbNO3和其组合。熔盐浴的温度和处理时间段可变化。本领域的技术人员有能力根据所要应用判定时间和温度。借助非限制性示例，熔盐浴的温度可在从约400℃至约800℃诸如从约400℃至约500℃的范围内，并且预定时间段可在从约4至约24小时诸如从约4小时至约10小时的范围内，不过预期其他温度和时间组合。借助非限制性示例，玻璃可浸泡于约450℃的KNO3浴液中达约6小时，以获得提供表面压缩应力的K富集层。
反射构造136使用基底基板135的表面与透明导电层125之间的光学透明粘附剂130附接到发光构造121。光学透明粘附剂130可由能够将反射构造136固持至发光构造121的任何粘附剂材料制成。在一些实施方式中，光学透明粘附剂130经UV固化的丙烯酸系是液体。
转向图1b至图1i，示出根据一些实施方式的可单独或组合使用以制造类似于微LED背光100的背光的各个处理步骤。图1b至图1d的处理用以制造反射构造136，并且图1e至图1i的处理用以制造发光构造121。
转向图1b，示出在进行切割以形成居间区划分器140之前的基底基板135的视图160。量子点层150使用本领域中已知的用于形成量子点层的任何工艺形成在基底基板135的表面上方。转向图1c，斜切基底基板135的玻璃材料以产生具有居间区划分器140的倒置棱锥形状。转向图1d，金属或其他导热材料沉积在量子点层150的剩余部分和通过切割基底基板135暴露的侧面上方。
转向图1e，提供透明层110，并且导电迹线(未示出)形成在透明层110的表面上。转向图1f，蓝色微LED 115通过例如焊接到导电迹线附接到透明层110。转向图1g，平面化层120形成在蓝色微LED 115之间，使微LED 115中的每者的表面保持暴露。转向图1h，透明导电层125形成在平面化层120上方。转向图1i，散射表面105形成在透明层110的表面中和/或上。在此时，使用透明粘附剂将反射构造136粘结到发光构造121，从而制造微LED背光100。
转向图1j，示出根据一个或多个实施方式的包括微LED背光100的显示器190。如所示，微LED背光100朝向液晶显示器(LCD)面板180引导分量红色、绿色和蓝色光线160(即，表示为线160a、160b、160c、160d、160e、160f、160g、160h、160i、160j)，其各从取决于量子点层150中的反射光的量子点的类型而表示红色、绿色或蓝色光线中的一者)。LCD显示面板180可为本领域中已知的能够选择性地选通和/或色彩过滤相应像素位置处接收的光的任何装置。基于本文中提供的公开内容，本领域的技术人员将认识到可相对于不同实施方式使用的多种LCD面板。
如所示，功率应用于微LED背光100，从而致使蓝色微LED 115朝向反射构造136发射蓝色光线(表示为线165a、165b、165c、166a、166b、166c、167a、167b、167c)，其中蓝色光线从量子点层150中的量子点反射出。取决于量子点层150中的反射相应蓝色光线的量子点的类型，红色或绿色光线160经反射或蓝色光线经散射且无色彩转换。从包括用于相应红色、绿色和蓝色色彩中的每者的大量量子点的量子点层150反射出的连续蓝色光线产生往回朝向发光构造121反射的连续红色、绿色和蓝色光线160。红色、绿色和蓝色光线160穿过发光构造121的各个透明层且行进至LCD面板180上。归因于透明层110和其他层的漫射能力，基本上消除由蓝色微LED 115和红色、绿色和蓝色光线160的传输路径中的其他不透明组件引起的阴影，从而产生红色、绿色和蓝色分量光跨LCD面板180的表面的实质上均匀分布。LCD面板180接着可如本领域中已知地操作以使显示器上的各个像素位置处的选定色彩的光通过。
转向图2a，示出根据各个实施方式的另一微LED背光200。与上文相对于图1a至图1b所论述的微LED背光100相比，形成不具有区划分器的微LED背光200。微LED背光200包括发光构造221和反射构造236。
发光构造221包括设置在透明层210上方的散射表面205。在一些实施方式中，透明层210由半透明氧化铝形成。此类半透明氧化铝充当将蓝色微LED 215(表示为215a、215b、215c)连接到其相应电子电源和/或控件的电路板。半透明氧化铝还提供相对高导热率(与针对玻璃的近1W/m-k相比，其大约为近40W/m-k)。使用具有此类高导热率的材料提供用于耗散横向朝向发光构造221的边缘的蓝色微LED 215产生的热量的机构，其中散热器(未示出)可安装在观察孔外部。另外，半透明氧化铝的半透明性有助于实现通过充当体积漫射体的反射构造236反射回的RGB光的更大均匀性。散射表面205进一步增强透明层210引起的漫射，并且因而散射表面205可为透明层210的表面和/或形成在透明层210的表面上的材料的任何结构化或图案化。
蓝色微LED 215(即，215a、215b、215c)使用导电迹线(未示出)连接到透明层210。在一些情况下，导电迹线是蓝色微LED 215焊接到的金属迹线。在各种情况下，导电迹线并非笔直的，而是可为Z字形或人字形图，以便减少假影和非期望的云纹图。蓝色微LED 215可为本领域中已知的任何类型的蓝色发光二极管。基于本文中提供的公开内容，本领域的技术人员将认识到可相对于不同实施方式使用的多个蓝色发光二极管。蓝色微LED 215被安装成使得其在操作期间发射的光经引导远离透明层210。在一些实施方式中，蓝色微LED215是横向装置，其中与p型材料和n型材料的接触位于相应LED装置的同一侧。在其他实施方式中，蓝色微LED 215是垂直装置，其中与p型材料的接触在装置的一侧且与n型材料的接触在装置的另一侧。出于本讨论的目的，使用前述垂直装置。
在使用此类垂直装置的情况下，相应微LED 215的侧壁保持敞开以允许与将形成的相应装置的顶部和底部两者接触。为了避免在蓝色微LED 215中的相应者之间发生短路，平面化层220形成在相应蓝色微LED 215之间以使得其包封蓝色微LED 215的侧面，同时使蓝色微LED 215中的每者的顶部区域保持暴露。平面化层220由适用于形成环绕蓝色微LED215的层的任何非导电透明材料形成。在一些实施方式中，平面化层220由聚合物形成。透明导电层225形成在平面化层220上方，使得在透明导电层225与蓝色微LED 215中的每者之间产生导电连接。因而，假设蓝色微LED 215是前述垂直装置，并且使用透明层210形成与蓝色微LED 215中的每者的一侧的电接触且使用透明导电层225形成与蓝色微LED 215中的每者的另一侧的电接触。透明导电层225可由实质上透明且还导电的任何材料制成。在一些实施方式中，透明导电层225由ITO形成。
反射构造236包括设置在基底基板235上方的反射层251。反射层251包括设置在基底基板235上方的量子点层250，以及设置在量子点层250上方的金属层255。量子点层250包括操作以反射从蓝色微LED 215发射的光的多个量子点。在一些情况下，量子点层250中的量子点的大小与形状经设计为使得当来自蓝色微LED 215的蓝色光的射线照在相应量子点上时，相应量子点发射处于所限定的频率范围内的光。在一些实施方式中，当来自蓝色微LED 215的蓝色光的射线照在量子点层250的量子点上时，发生红色、绿色或蓝色光的各向同性重新发射。应注意，量子点不转换蓝色光。更确切地，散射粒子诸如TiO2包括在其中悬浮量子点的聚合物中。引入的蓝色光中的一些散射出且不通过量子点进行色彩转换。以此方式，产生RGB。
可使用制造被识别为量子点层250的色彩转换组件的各种方法，并且因此量子点层250可在不同实施方式中展现不同组成物。作为一个示例，多个量子点可在跨大的片材的聚合物悬浮液中(例如，通过喷涂沉积，或槽模涂布)混合。在此实施方式中，基底基板235不切割或单切成匹配反射构造236的暗区的大小的块，而是由于基底基板235是平面的，因此执行对下侧的涂布，从而产生暗区。此类暗区在具有384个区的65吋显示器的情况下可为例如50×60mm区域。基于本文中提供的公开内容，本领域的技术人员将认识到可相对于不同实施方式使用的多个暗区大小。使量子点层250延伸到基底层235的经切割的侧壁可为所期望的，其中来自蓝色微LED 215的显著蓝色光发射预期照射在基底基板235的侧壁上。作为另一示例，色彩转换组件可通过以下步骤形成：用量子点涂布金属层(即，层255)且接着使用溅镀玻璃、氧化物或其他膜密封量子点金属层，以产生量子点层250。接着可使用透明粘附剂将量子点层250与金属层255的组合粘结到基底基板235。作为又一示例，量子点首先沉积在基底基板235的下侧上，接着通过在基底基板235的同一下侧上溅镀金属以产生量子点层250与金属层255的组合，从而密封那些量子点。此类工艺不需要前述粘结工艺。
金属层255可由具反射性且还能够传递热量的任何金属形成。在一个特定实施方式中，金属层255是溅镀铝层。由于在反射中使用量子点层250的量子点并从蓝色微LED 215发射的蓝色光线意欲往回朝向发光构造221反射，因此金属层255的暴露侧是可接取的。散热器(未示出)可粘结到金属层255以冷却量子点。此冷却允许量子点比无冷却能力的可能情况更难以被泵送，并且因此可实现亮度增加。
在一些实施方式中，基底基板235由玻璃制成。基于本文中提供的公开内容，本领域的技术人员将认识到可相对于不同实施方式使用的用于基底基板的多种玻璃组成物。上文相对于图1a论述此类玻璃组成物的一些示例。反射构造236使用基底基板235的表面与透明导电层225之间的光学透明粘附剂230附接到发光构造221。光学透明粘附剂230可由能够将反射构造236固持至发光构造221的任何粘附剂材料制成。在一些实施方式中，光学透明粘附剂230是经UV固化的丙烯酸系液体。
转向图2b，示出根据一个或多个实施方式的包括微LED背光200的显示器290。如所示，微LED背光200朝向液晶显示器(LCD)面板280引导分量红色、绿色和蓝色光线260(即，表示为线260a、260b、260c、260d、260e、260f、260g、260h、260i、260j)，其各从取决于量子点层250中的反射光的量子点的类型而表示红色、绿色或蓝色光线中的一者)。LCD显示面板280可为本领域中已知的能够选择性地选通和/或色彩过滤相应像素位置处接收的光的任何装置。基于本文中提供的公开内容，本领域的技术人员将认识到可相对于不同实施方式使用的多种LCD面板。
如所示，功率应用于微LED背光200，从而致使蓝色微LED 215朝向反射构造236发射蓝色光线(表示为线265a、265b、265c、266a、266b、266c、267a、267b、267c)，其中蓝色光线从量子点层250中的量子点反射出。取决于量子点层250中的反射相应蓝色光线的量子点的类型，反射红色、绿色或蓝色光线260。从包括用于相应红色、绿色和蓝色色彩中的每者的大量量子点的量子点层250反射出的连续蓝色光线产生往回朝向发光构造221反射的连续红色、绿色和蓝色光线260。红色、绿色和蓝色光线260穿过发光构造221的各个透明层且行进至LCD面板280上。归因于透明层210和其他层的漫射能力，基本上消除由蓝色微LED 215和红色、绿色和蓝色光线260的传输路径中的其他不透明组件引起的阴影，从而产生红色、绿色和蓝色分量光跨LCD面板280的表面的实质上均匀分布。LCD面板280接着可如本领域中已知地操作以使显示器上的各个像素位置处的选定色彩的光通过。
转向图3a，示出根据各个实施方式的包括蓝色微LED 315、并入于量子点层350中的红色和绿色量子点以及体积漫射体305的又一微LED背光300。微LED背光300包括机械地间隔开间隙320的发光构造321和反射构造336。间隙320可填充有能够允许光通过的任何气体或其混合物。
发光构造321包括设置在透明层310上方的体积漫射体305。在一些实施方式中，透明层310由半透明氧化铝形成。在其他实施方式中，透明层由玻璃形成。在使用半透明氧化铝的情况下，所述半透明氧化铝充当将蓝色微LED 315(表示为315a、315b、315c)连接到其相应电子电源和/或控件的电路板。半透明氧化铝还提供相对高导热率(与针对玻璃的近1W/m-k相比，其大约为近40W/m-k)。使用具有此类高导热率的材料提供用于耗散横向朝向发光构造321的边缘的蓝色微LED 315产生的热量的机构，其中散热器(未示出)可安装在观察孔外部。应注意，半透明氧化铝的半透明性有助于实现通过充当体积漫射体的反射构造336反射回的RGB光的更大均匀性，然而，在此实施方式中不需要此类体积漫射体，这是由于通过体积漫射体305执行漫射功能。体积漫射体305可由用于漫射穿过其的光的任何半透明材料形成。在一些实施方式中，体积漫射体305由诸如PMMA或聚碳酸酯等其中具有散射光的显微内含物的聚合物制成。在一些情况下，内含物是氧化锆、氧化铝和/或二氧化钛。基于本文中提供的公开内容，本领域的技术人员将认识到可相对于不同实施方式使用的多种体积漫射体和材料。
蓝色微LED 315(即，315a、315b、315c)使用导电迹线(未示出)连接到透明层310。在一些情况下，导电迹线是蓝色微LED 315焊接到的金属迹线。在各种情况下，导电迹线并非笔直的，而是可为Z字形或人字形图，以便减少假影和非期望的云纹图。蓝色微LED 315可为本领域中已知的任何类型的蓝色发光二极管。基于本文中提供的公开内容，本领域的技术人员将认识到可相对于不同实施方式使用的多个蓝色发光二极管。蓝色微LED 315被安装成使得其在操作期间发射的光经引导远离透明层310。在一些实施方式中，蓝色微LED315是横向装置，其中与p型材料和n型材料的接触位于相应LED装置的同一侧。在其他实施方式中，蓝色微LED 315是垂直装置，其中与p型材料的接触在装置的一侧且与n型材料的接触在装置的另一侧。在任一情况下，产生至蓝色微LED 315的p型材料和n型材料两者的电连接。
反射构造336包括设置在基底基板335上方的反射层351。反射层351包括设置在基底基板335上方的量子点层350，以及设置在量子点层350上方的金属层355。量子点层350包括操作以反射从蓝色微LED 315发射的光的多个量子点。在一些情况下，量子点层350中的量子点的大小与形状经设计为使得当来自蓝色微LED 315的蓝色光的射线照在相应量子点上时，相应量子点发射处于所限定的频率范围内的光。在一些实施方式中，当来自蓝色微LED 315的蓝色光的射线照在量子点层350的量子点上时，发生红色、绿色或蓝色光的各向同性重新发射。
可使用制造被识别为量子点层350的色彩转换组件的各种方法，并且因此量子点层350可在不同实施方式中展现不同组成物。作为一个示例，多个量子点可在跨大的片材的聚合物悬浮液中(例如，通过喷涂沉积，或槽模涂布)混合。在一些情况下，用量子点涂布基底基板335的下侧，接着通过在基底基板335的下侧溅镀金属以密封量子点进行密封，从而产生金属层355与量子点层350的组合。除密封量子点的外，金属层355还充当反射层。金属层355可由具反射性且还能够传递热量的任何金属形成。在一个特定实施方式中，金属层355是溅镀铝层。由于在反射中使用量子点层350的量子点并从蓝色微LED 315发射的蓝色光线意欲往回朝向发光构造321反射，因此金属层355的暴露侧是可接取的。散热器(未示出)可粘结到金属层355以冷却量子点。此冷却允许量子点比无冷却能力的可能情况更难以被泵送，并且因此可实现亮度增加。
在一些实施方式中，基底基板335由玻璃制成。基于本文中提供的公开内容，本领域的技术人员将认识到可相对于不同实施方式使用的用于基底基板的多种玻璃组成物。上文相对于图1a论述此类玻璃组成物的一些示例。此外，反射构造336机械悬置在距发光构造321定义距离处。可使用朝向微LED背光300的边缘的结构组件(未示出)产生反射构造336与发光构造321之间的此实体间隔，从而使得其在观察孔外部。
转向图3b，示出根据一个或多个实施方式的包括微LED背光300的显示器390。如所示，微LED背光300朝向液晶显示器(LCD)面板380引导分量红色、绿色和蓝色光线360(即，表示为线360a、360b、360c、360d、360e、360f、360g、360h、360i、360j)，其各从取决于量子点层350中的反射光的量子点的类型而表示红色、绿色或蓝色光线中的一者)。在使用蓝色微LED的情况下，量子点层350将兼具红色量子点和绿色量子点加散射粒子。重新发射(或散射)的波长将取决于引入的蓝色光照在什么上。LCD显示面板380可为本领域中已知的能够选择性地选通和/或色彩过滤相应像素位置处接收的光的任何装置。基于本文中提供的公开内容，本领域的技术人员将认识到可相对于不同实施方式使用的多种LCD面板。
如所示，功率应用于微LED背光300，从而致使蓝色微LED 315朝向反射构造336发射蓝色光线(表示为线365a、365b、365c、366a、366b、366c、367a、367b、367c)，其中蓝色光线从量子点层350中的量子点反射出。取决于量子点层350中的反射相应蓝色光线的量子点的类型，反射红色、绿色或蓝色光线360。从包括用于相应红色、绿色和蓝色色彩中的每者的大量量子点的量子点层350反射出的连续蓝色光线产生往回朝向发光构造321反射的连续红色、绿色和蓝色光线360。红色、绿色和蓝色光线360穿过发光构造321的各个透明层且行进至LCD面板380上。归因于体积漫射体305的漫射能力，基本上消除由蓝色微LED 315和红色、绿色和蓝色光线360的传输路径中的其他不透明组件引起的阴影，从而产生红色、绿色和蓝色分量光跨LCD面板380的表面的实质上均匀分布。LCD面板380接着可如本领域中已知地操作以使显示器上的各个像素位置处的选定色彩的光通过。
转向图4a，又一微LED背光400类似于上文图3a至图3b的微LED背光300，不同之处在于在微LED背光400中使用量子点增强膜(QDEF)435，代替量子点层350和微LED背光300的基底基板335。微LED背光400包括机械地间隔开间隙420的先前描述的发光构造321和反射构造436。间隙420可填充有能够允许光通过的任何气体或其混合物。
反射构造436包括设置在QDEF 435上方的金属层455。作为一个示例，QDEF 435是可购从3MTM且描述于John Van Derlofsek等人的在http://multimedia.3m.com/mws/media/985375O/3mtm-quantum-dot-enhancement-film-qdef-white-paper.pdf处可得的“3MTM Quantum Dot Enhancement Film(QDEF)”(未注明日期)中的QDEF。前述参考的全文出于所有目的以引用方式并入本文中。应注意，可使用具有与前述3MTM产品的性质类似的性质的另一材料。
在一个特定实施方式中，金属层455是溅镀铝层。由于在往回朝向发光构造321反射从蓝色微LED 315发射的蓝色光线中使用QDEF 435，因此金属层455的暴露侧是可接取的。散热器(未示出)可粘结到金属层455以冷却量子点。此冷却允许量子点比无冷却能力的可能情况更难以被泵送，并且因此可实现亮度增加。类似于上文相对于图3a所论述，反射构造436机械悬置在距发光构造321定义距离处。可使用朝向微LED背光400的边缘的结构组件(未示出)产生反射构造436与发光构造321之间的此实体间隔，从而使得其在观察孔外部。
转向图4b，示出根据一个或多个实施方式的包括微LED背光400的显示器490。如所示，微LED背光400朝向液晶显示器(LCD)面板480引导分量红色、绿色和蓝色光线460(即，表示为线460a、460b、460c、460d、460e、460f、460g、460h、460i、460j)，其各从取决于量子点层450中的反射光的量子点的类型而表示红色、绿色或蓝色光线中的一者)。LCD显示面板480可为本领域中已知的能够选择性地选通和/或色彩过滤相应像素位置处接收的光的任何装置。基于本文中提供的公开内容，本领域的技术人员将认识到可相对于不同实施方式使用的多种LCD面板。
如所示，功率应用于微LED背光400，从而致使蓝色微LED 415朝向反射构造436发射蓝色光线(表示为线465a、465b、465c、466a、466b、466c、467a、467b、467c)，其中蓝色光线从量子点层450中的量子点反射出。取决于量子点层450中的反射相应蓝色光线的量子点的类型，反射红色、绿色或蓝色光线460。从包括用于相应红色、绿色和蓝色色彩中的每者的大量量子点的量子点层450反射出的连续蓝色光线产生往回朝向发光构造421反射的连续红色、绿色和蓝色光线460。红色、绿色和蓝色光线460穿过发光构造321的各个透明层且行进至LCD面板480上。归因于体积漫射体305的漫射能力，基本上消除由蓝色微LED 315和红色、绿色和蓝色光线460的传输路径中的其他不透明组件引起的阴影，从而产生红色、绿色和蓝色分量光跨LCD面板480的表面的实质上均匀分布。LCD面板480接着可如本领域中已知地操作以使显示器上的各个像素位置处的选定色彩的光通过。
转向图5a，示出根据其他实施方式的使用磷光体转换的白色微LED 515(表示为515a、515b、515c)的又一微LED背光500。微LED背光500包括发光构造521和反射体层555。反射体层可由能够反射从磷光体转换的白色微LED 515发射的光的任何材料形成。另外，在其中反射体层555是无其他结构支撑的独立层的那些实施方式中，用以形成反射体层555的材料应强至足以从支撑。在一些实施方式中，反射体层555由金属制成。在一个特定实施方式中，反射体层555由铝制成。发光构造521与反射体层555机械地间隔开间隙520。间隙520可填充有能够允许光通过的任何气体或其混合物。
发光构造521包括设置在透明层510上方的体积漫射体505。在一些实施方式中，透明层510由半透明氧化铝形成。在其他实施方式中，透明层由玻璃形成。在使用半透明氧化铝的情况下，其充当将磷光体转换的白色微LED 515连接到其相应电子电源和/或控件的电路板。半透明氧化铝还提供相对高导热率(与针对玻璃的近1W/m-k相比，其大约为近40W/m-k)。使用具有此类高导热率的材料提供用于耗散横向朝向发光构造521的边缘的蓝色微LED515产生的热量的机构，其中散热器(未示出)可安装在观察孔外部。应注意，半透明氧化铝的半透明性有助于实现通过充当体积漫射体的反射构造536反射回的RGB光的更大均匀性，然而，在此实施方式中不需要此类体积漫射体，这是由于通过体积漫射体505执行漫射功能。体积漫射体505可由用于漫射穿过其的光的任何半透明材料形成。在一些实施方式中，体积漫射体505由诸如PMMA或聚碳酸酯等其中具有散射光的显微内含物的聚合物制成。在一些情况下，内含物是氧化锆、氧化铝和/或二氧化钛。基于本文中提供的公开内容，本领域的技术人员将认识到可相对于不同实施方式使用的多种体积漫射体和材料。
磷光体转换的白色微LED 515(即，515a、515b、515c)使用导电迹线(未示出)连接到透明层510。在一些情况下，导电迹线是磷光体转换的白色微LED 515焊接到的金属迹线。在各种情况下，导电迹线并非笔直的，而是可为Z字形或人字形图，以便减少假影和非期望的云纹图。磷光体转换的白色微LED 515可为本领域中已知的任何类型的白色发光二极管。基于本文中提供的公开内容，本领域的技术人员将认识到可相对于不同实施方式使用的多个白色发光二极管。磷光体转换的白色微LED 515被安装成使得其在操作期间发射的光经引导远离透明层510。在一些实施方式中，磷光体转换的白色微LED 515是横向装置，其中与p型材料和n型材料的接触位于相应LED装置的同一侧。在其他实施方式中，磷光体转换的白色微LED 515是垂直装置，其中与p型材料的接触在装置的一侧且与n型材料的接触在装置的另一侧。在任一情况下，产生至磷光体转换的白色微LED 515的p型材料和n型材料两者的电连接。
类似于上文相对于图5a所论述，反射体层555机械悬置在距发光构造521定义距离处。可使用朝向微LED背光500的边缘的结构组件(未示出)产生反射体层555与发光构造521之间的此实体间隔，从而使得其在观察孔外部。
转向图5b，示出根据一个或多个实施方式的包括微LED背光500的显示器590。如所示，微LED背光500朝向液晶显示器(LCD)面板580引导从反射体层555反射出的白色光线560(即，表示为线560a、560b、560c、560d、560e、560f、560g、560h、560i、560j)。LCD显示面板580可为本领域中已知的能够选择性地选通和/或色彩过滤相应像素位置处接收的光的任何装置。基于本文中提供的公开内容，本领域的技术人员将认识到可相对于不同实施方式使用的多种LCD面板。
如所示，功率应用于微LED背光500，从而致使磷光体转换的白色微LED 515朝向反射体层555发射白色光线(表示为线565a、565b、565c、566a、566b、566c、567a、567b、567c)，其中白色光线往回朝向发光构造521反射。白色光线560穿过发光构造521的各个透明层且至LCD面板580上。归因于体积漫射体505的漫射能力，基本上消除由磷光体转换的白色微LED 315和白色光线560的传输路径中的其他不透明组件引起的阴影，从而产生光跨LCD面板580的表面的实质上均匀分布。LCD面板580接着可如本领域中已知地操作以使显示器上的各个像素位置处的选定色彩的光通过。
转向图6a，示出根据其他实施方式的使用RGB微LED 615(表示为615a、615b、615c)的又一微LED背光600。微LED背光600包括发光构造621和反射体层655。反射体层可由能够反射从RGB微LED 615发射的光的任何材料形成。另外，在其中反射体层655是无其他结构支撑的独立层的那些实施方式中，用以形成反射体层655的材料应强至足以从支撑。在一些实施方式中，反射体层655由金属制成。在一个特定实施方式中，反射体层655由铝制成。发光构造621与反射体层655机械地间隔开间隙620。间隙620可填充有能够允许光通过的任何气体或其混合物。
发光构造621包括设置在透明层610上方的体积漫射体605。在一些实施方式中，透明层610由半透明氧化铝形成。在其他实施方式中，透明层由玻璃形成。在使用半透明氧化铝的情况下，其充当将RGB微LED 615连接到其相应电子电源和/或控件的电路板。半透明氧化铝还提供相对高导热率(与针对玻璃的近1W/m-k相比，其大约为近40W/m-k)。使用具有此类高导热率的材料提供用于耗散横向朝向发光构造621的边缘的蓝色微LED 615产生的热量的机构，其中散热器(未示出)可安装在观察孔外部。应注意，半透明氧化铝的半透明性有助于实现通过充当体积漫射体的反射构造636反射回的RGB光的更大均匀性，然而，在此实施方式中不需要此类体积漫射体，这是由于通过体积漫射体605执行漫射功能。体积漫射体605可由用于漫射穿过其的光的任何半透明材料形成。在一些实施方式中，体积漫射体605由诸如PMMA或聚碳酸酯等其中具有散射光的显微内含物的聚合物制成。在一些情况下，内含物是氧化锆、氧化铝和/或二氧化钛。基于本文中提供的公开内容，本领域的技术人员将认识到可相对于不同实施方式使用的多种体积漫射体和材料。
RGB微LED 615(即，615a、615b、615c)使用导电迹线(未示出)连接到透明层610。在一些情况下，导电迹线是RGB微LED 615焊接到的金属迹线。在各种情况下，导电迹线并非笔直的，而是可为Z字形或人字形图，以便减少假影和非期望的云纹图。RGB微LED 615可为本领域中已知的任何类型的白色发光二极管。基于本文中提供的公开内容，本领域的技术人员将认识到可相对于不同实施方式使用的多个白色发光二极管。RGB微LED 615被安装成使得其在操作期间发射的光经引导远离透明层610。在一些实施方式中，RGB微LED 615是横向装置，其中与p型材料和n型材料的接触位于相应LED装置的同一侧。在其他实施方式中，RGB微LED 615是垂直装置，其中与p型材料的接触在装置的一侧且与n型材料的接触在装置的另一侧。在任一情况下，产生至RGB微LED 615的p型材料和n型材料两者的电连接。
类似于上文相对于图6a所论述，反射体层655机械悬置在距发光构造621定义距离处。可使用朝向微LED背光600的边缘的结构组件(未示出)产生反射体层655与发光构造621之间的此实体间隔，从而使得其在观察孔外部。
转向图6b，示出根据一个或多个实施方式的包括微LED背光600的显示器690。如所示，微LED背光600朝向液晶显示器(LCD)面板680引导从反射体层655反射出的分量红色、绿色和蓝色光线光线660(即，表示为线660a、660b、660c、660d、660e、660f、660g、660h、660i、660j)。LCD显示面板680可为本领域中已知的能够选择性地选通和/或色彩过滤相应像素位置处接收的光的任何装置。基于本文中提供的公开内容，本领域的技术人员将认识到可相对于不同实施方式使用的多种LCD面板。
如所示，功率应用于微LED背光600，从而致使RGB微LED 615朝向反射体层655发射分量红色、绿色或蓝色光线(表示为线665a、665b、665c、666a、666b、666c、667a、667b、667c)，其中分量红色、绿色或蓝色光线往回朝向发光构造621反射。分量红色、绿色和蓝色光线660穿过发光构造621的各个透明层且至LCD面板680上。归因于体积漫射体605的漫射能力，基本上消除由RGB微LED 615和白色光线660的传输路径中的其他不透明组件引起的阴影，从而产生光跨LCD面板680的表面的实质上均匀分布。LCD面板680接着可如本领域中已知地操作以使显示器上的各个像素位置处的选定色彩的光通过。
转向图7a，示出根据各个实施方式的使用底部激发RGB微LED 715(表示为715a、715b、715c)的另一微LED背光700。微LED背光700包括透明基板720。在一些实施方式中，透明基板720由玻璃、半透明氧化铝或一些其他透明材料形成。
RGB微LED 715(即，715a、715b、715c)使用导电迹线(未示出)连接到透明层710。在一些情况下，导电迹线是RGB微LED 715焊接到的金属迹线。在各种情况下，导电迹线并非笔直的，而是可为Z字形或人字形图，以便减少假影和非期望的云纹图。RGB微LED 715可为本领域中已知的任何类型的红色、绿色或蓝色发光二极管。基于本文中提供的公开内容，本领域的技术人员将认识到可相对于不同实施方式使用的多个RGB发光二极管。RGB微LED 715被安装成使得其在操作期间发射的光朝向形成在透明基板720的相对表面上的漫反射体755引导。在一些实施方式中，RGB微LED 715是横向装置，其中与p型材料和n型材料的接触位于相应LED装置的同一侧。在其他实施方式中，RGB微LED 715是垂直装置，其中与p型材料的接触在装置的一侧且与n型材料的接触在装置的另一侧。
使用半透明氧化铝透明基板720提供一些优点，这是由于其传导率提供操作为将RGB微LED 715(表示为715a、715b、715c)连接到其相应电子电源和/或控件的电路板的能力。半透明氧化铝还提供相对高导热率(与针对玻璃的近1W/m-k相比，其大约为近40W/m-k)。使用具有此类高导热率的材料提供用于耗散横向朝向微LED背光700的边缘的RGB微LED715产生的热量的机构，其中散热器(未示出)可安装在观察孔外部。另外，半透明氧化铝的半透明性有助于实现通过漫反射体755反射回的RGB光的更大均匀性。漫反射体755可由能够使从RGB微LED 715发射的光往回反射穿过透明基板720的任何材料形成。在一个特定实施方式中，漫反射体755由粗糙化基板上的溅镀铝制成。
转向图7b，示出根据一个或多个实施方式的包括微LED背光700的显示器790。如所示，微LED背光700朝向液晶显示器(LCD)面板680引导从反射体层655反射出的分量红色、绿色和蓝色光线760(即，表示为线760a、760b、760c、760d、760e、760f、760g、760h、760i、760j)。LCD显示面板680可为本领域中已知的能够选择性地选通和/或色彩过滤相应像素位置处接收的光的任何装置。基于本文中提供的公开内容，本领域的技术人员将认识到可相对于不同实施方式使用的多种LCD面板。
如所示，功率应用于微LED背光700，从而致使RGB微LED 715分别朝向漫反射体755发射分量红色、绿色和蓝色光线(表示为线765a、765b、765c、766a、766b、766c、767a、767b、767c)。此引起连续红色、绿色和蓝色光线760往回穿过半透明基板720且朝向LCD面板780反射。LCD面板780接着可如本领域中已知地操作以使显示器上的各个像素位置处的选定色彩的光通过。
转向图8a，示出根据各个实施方式的使用底部激发蓝色微LED 815(表示为815a、815b、815c)的另一微LED背光800。微LED背光800包括透明基板820。在一些实施方式中，透明基板820由玻璃、半透明氧化铝或一些其他透明材料形成。反射体构造836设置在透明基板的一侧上且包括量子点层850和金属层855。
蓝色微LED 815(即，815a、815b、815c)使用导电迹线(未示出)连接到透明层810。在一些情况下，导电迹线是蓝色微LED 815焊接到的金属迹线。在各种情况下，导电迹线并非笔直的，而是可为Z字形或人字形图，以便减少假影和非期望的云纹图。蓝色微LED 815可为本领域中已知的任何类型的蓝色发光二极管。基于本文中提供的公开内容，本领域的技术人员将认识到可相对于不同实施方式使用的多个蓝色发光二极管。蓝色微LED 815被安装成使得其在操作期间发射的光朝向设置在透明基板820的相对表面上的反射体构造836引导。在一些实施方式中，蓝色微LED 815是横向装置，其中与p型材料和n型材料的接触位于相应LED装置的同一侧。在其他实施方式中，蓝色微LED 815是垂直装置，其中与p型材料的接触在装置的一侧且与n型材料的接触在装置的另一侧。
将半透明氧化铝用于透明基板820提供一些优点，这是由于其传导率提供操作为将蓝色微LED 815(表示为815a、815b、815c)连接到其相应电子电源和/或控件的电路板的能力。半透明氧化铝还提供相对高导热率(与针对玻璃的近1W/m-k相比，其大约为近40W/m-k)。使用具有此类高导热率的材料提供用于耗散横向朝向微LED背光800的边缘的蓝色微LED 815产生的热量的机构，其中散热器(未示出)可安装在观察孔外部。另外，半透明氧化铝的半透明性有助于实现通过包括在量子点层850中的量子点反射回的RGB光的更大均匀性。
量子点层850包括操作以反射从蓝色微LED 315发射的光的多个量子点。在一些情况下，量子点层850中的量子点的大小与形状经设计为使得当来自蓝色微LED 815的蓝色光的射线照在相应量子点上时，相应量子点发射处于定义频率范围内的光。在一些实施方式中，当来自蓝色微LED 815的蓝色光的射线照在量子点层850的量子点上时，发生红色、绿色或蓝色光的各向同性重新发射。可使用制造识别为量子点层850的色彩转换组件的各种方法，并且因此量子点层850可在不同实施方式中展现不同组成物。作为一个示例，多个量子点可在跨大的片材的聚合物悬浮液中(例如，通过喷涂沉积，或槽模涂布)混合。
金属层855充当反射层且还用以密封量子点层850的量子点。在切割基底基板820之后形成金属层855，并且因此金属层855延伸以覆盖基底基板820的经切割的侧壁。金属层855可由具反射性且还能够传递热量的任何金属形成。在一个特定实施方式中，金属层855是溅镀铝层。由于在反射中使用量子点层850的量子点并从蓝色微LED 815发射的蓝色光线意欲往回反射穿过透明层820，因此金属层855的暴露侧是可接取的。散热器895可粘结到金属层855以冷却量子点。此冷却允许量子点比无冷却能力的可能情况更难以被泵送，并且因此可实现亮度增加。
转向图8b，示出根据一个或多个实施方式的包括微LED背光800的显示器890。如所示，微LED背光800朝向液晶显示器(LCD)面板680引导从反射体构造836反射出的分量红色、绿色和蓝色光线860(即，表示为线860a、860b、860c、860d、860e、860f、860g、860h、860i、860j)。LCD显示面板680可为本领域中已知的能够选择性地选通和/或色彩过滤相应像素位置处接收的光的任何装置。基于本文中提供的公开内容，本领域的技术人员将认识到可相对于不同实施方式使用的多种LCD面板。
如所示，功率应用于微LED背光800，从而致使蓝色微LED 815分别朝向反射体构造836发射分量蓝色光线(表示为线865a、865b、865c、866a、866b、866c、867a、867b、867c)，其中蓝色光线从量子点层850中的量子点反射出。取决于量子点层850中的反射相应蓝色光线的量子点的类型，反射红色、绿色或蓝色光线860。从包括用于相应红色、绿色和蓝色色彩中的每者的大量量子点的量子点层850反射出的连续蓝色光线产生往回反射穿过透明基板820且至LCD面板880上的连续红色、绿色和蓝色光线360。LCD面板880接着可如本领域中已知地操作以使显示器上的各个像素位置处的选定色彩的光通过。
转向图9，流程图900示出根据各个实施方式的用于制造背光显示器的方法。在流程图900之后，提供具有第一侧和第二侧的基板(框905)。基板由透明材料诸如玻璃或半透明氧化铝形成。
在基板上形成反射材料(框910)。在一些实施方式中，反射材料包括色彩转换器，诸如由聚合物中的量子点悬浮液制成的量子点层。在此类情况下，形成量子点层包括在基板的表面上喷涂沉积或槽模涂布所述悬浮液。在其他实施方式中，反射材料粘结到基板的QDEF。在又一些实施方式中，反射材料是可例如溅镀至基板的表面上的金属。基于本文中提供的公开内容，本领域的技术人员将认识到可应用于基板的表面以形成反射层的多种材料。在一些情况下，反射材料是包括例如量子点层和金属层或QDEF和金属层的材料层的组合。
在基板的相对表面的部分上形成导电材料(框915)。此导电材料提供微LED可粘结到基板的位置。在一些实施方式中，电气材料是使用沉积和微影工艺形成在基板上方的金属。多个微LED在存在前述电气材料的位置处粘结到基板，使得电气材料中的一些操作为至微LED的触点(框920)。微LED在从微LED发射的光穿过基板朝向基板的相对侧上的反射材料引导的定向中粘结到基板。在此时，已制成发光构造或光源。此发光构造或光源相对于LCD面板组装成使得从反射材料往回穿过基板反射的光照射在LCD面板上(框925)。虽然未示出，但在一些情况下，散热器可粘结到反射层和/或粘结到在所得的显示器的孔口外部的基板的侧面。
转向图10，流程图1000示出根据一些实施方式的用于制造背光显示器的另一方法。在流程图1000之后，提供具有第一侧和第二侧的基板(框1005)。基板由透明材料诸如玻璃或半透明氧化铝形成。
在基板的一侧上方形成光漫射体(框1010)，并且在基板的相对侧上方形成导电材料(框1015)。此导电材料提供微LED可粘结到基板的位置。在一些实施方式中，电气材料是使用沉积和微影工艺形成在基板上方的金属。多个微LED在存在前述电气材料的位置处粘结到基板，使得电气材料中的一些操作为至微LED的触点(框1020)。微LED在从微LED发射的光远离基板引导的定向中粘结到基板。
另外，提供反射层(框1040)。反射层可为例如由反射材料诸如金属制成的基板。替代地，反射层可为反射式色彩转换器和/或金属层已粘结到的玻璃基板。前述色彩转换器可为例如量子点层或QDEF。基于本文中提供的公开内容，本领域的技术人员将认识到可相对于不同实施方式使用的多种反射层。
基板(包括微LED)相对于反射层组装成使得基板上的微LED朝向反射层发射光(框1050)。此组装可以包括例如将基板粘结到反射层。作为另一示例，前述组合件可以包括附接所得的发光构造的孔口外部的结构组件。基于本文中提供的公开内容，本领域的技术人员将认识到可相对于反射层组装基板的多种方式。在此时，已制成发光构造或光源。此发光构造或光源相对于LCD面板组装成使得从反射材料往回穿过基板反射的光照射在LCD面板上(框1050)。虽然未示出，但在一些情况下，散热器可粘结到反射层和/或粘结到在所得的显示器的孔口外部的基板的侧面。
转向图11，在根据一些实施方式的反射式背光显示器1100旁边示出常规的背光显示器1101，以证实可使用实施方式实现显示器厚度减小。应注意，证实的显示器厚度减小适用于本文中论述的显示器实施方式中的任一者。
如所示，常规的背光显示器1101具有微LED 1116附接到的背光基板1121，以及LCD面板1181。为了实现从微LED 1116以一角度1130发射的光(1106a、1106b)的分散宽度(示出为W)，LCD面板1181必须置于远离微LED 1116附接到的背光基板1121的表面距离(示出为D3)处。此产生总显示器厚度D1。
反射式背光显示器1100具有微LED 1115附接到的背光基板1120，以及LCD面板1180。微LED被取向为使得其朝向背光基板1120的相对侧上的反射层1150发射穿过背光基板的光。在此类定向中，从微LED 1115以某角度1130发射的光(1105a、1105b)穿过基板1120并从反射层1150反射出为光1110a、1110b。为了实现与常规的背光显示器1101针对从反射层1120重新发射的光(1110a、1110b)的分散宽度相同的分散宽度(示出为W)。LCD面板1180只需置于远离微LED 1116附接到的背光基板1120的表面距离(示出为D4)处。应注意，D4显著小于D3。此产生类似地远小于D1的总显示器厚度D2。因此，通过使用本文中揭示的实施方式可实现的诸多优点中的一者产生较薄LCD显示器的能力。
综上所述，本发明提供用于提供照明的新颖系统、装置、方法和配置。虽然上文已给出本发明的一个或多个实施方式的详细描述，但不脱离本发明的精神的各种替代性方、修改和等效物对于本领域的技术人员而言显而易见的。举例而言，反射层通常描述为实施于金属中，但还可实施于包括但不限于白色漆的其他材料中。因而，以上描述不应被视为限制由所附权利要求书定义的本发明的范围。

Claims (28)

1.一种LCD显示器设备，所述设备包括：
LCD面板；以及
微发光二极管(微LED)背光，所述微LED背光处于相对于所述LCD面板的固定位置，其中所述微LED背光包括：
反射构造；
透明基板；以及
至少一个微LED装置，其中所述至少一个微LED装置相对于所述反射构造和所述透明基板设置成使得从所述至少一个微LED装置发射的光在到达所述LCD面板之前从所述反射构造反射出并穿过所述透明基板。
2.如权利要求1所述的设备，其中所述设备进一步包括：
散热器，所述散热器粘结到所述反射构造。
3.如权利要求1所述的设备，其中所述透明基板是第一透明基板，并且其中所述反射构造选自由以下各项组成的组：
(a)形成在第二基板上方的量子点层，以及形成在所述量子点层上方的金属层；
(b)量子点增强膜；
(c)具有形成在所述量子点增强膜的一个表面上方的金属层的量子点增强膜；
(d)金属层；
(e)设置在所述第一基板的表面上方的漫反射体；以及
(f)形成在所述第一基板的表面上方的量子点层，以及形成在所述量子点层上方的金属层。
4.如权利要求1所述的设备，其中所述透明基板由选自由以下各项组成的组的材料形成：玻璃，以及半透明氧化铝。
5.如权利要求1所述的设备，其中所述至少一个微LED是白色LED，并且其中所述反射构造选自由以下各项组成的组：
(a)金属层；
(b)设置在所述基板的表面上方的漫反射体；以及
(c)白色漆。
6.如权利要求1所述的设备，其中所述基板是第一基板，其中所述至少一个微LED是蓝色LED，并且其中所述反射构造选自由以下各项组成的组：
(a)形成在第二基板上方的量子点层，以及形成在所述量子点层上方的金属层；
(b)量子点增强膜；
(c)具有形成在所述量子点增强膜的一个表面上方的金属层的量子点增强膜；以及
(d)形成在所述第一基板的表面上方的量子点层，以及形成在所述量子点层上方的金属层。
7.如权利要求1所述的设备，其中所述至少一个微LED包括红色LED、绿色LED和蓝色LED，并且其中所述反射构造选自由以下各项组成的组：
(a)金属层；
(b)设置在所述基板的表面上方的漫反射体；以及
(c)白色漆。
8.一种背光装置，所述装置包括：
透明基板；
反射构造，所述反射构造形成在所述透明基板的第一侧上；
至少一个微发光二极管(微LED)，所述至少一个微LED设置在所述透明基板的第二侧上方，其中所述至少一个微LED被取向为使得从所述至少一个微LED发射的光穿过所述透明基板并从所述反射构造反射出以产生反射光，并且其中所述反射光在被提供为来自所述背光装置的光输出之前穿过所述透明基板。
9.如权利要求8所述的装置，其中所述反射构造包括金属层，并且其中所述装置进一步包括：
散热器，所述散热器粘结到所述金属层。
10.如权利要求8所述的装置，其中所述至少一个微LED包括蓝色LED，并且其中所述反射构造包括：
量子点层，所述量子点层可操作以对从所述蓝色LED发射的蓝色光进行色彩转换以反射红色、绿色和蓝色分量光。
11.如权利要求10所述的装置，其中所述量子点层设置在所述透明基板上，并且其中所述量子点层被金属层密封。
12.如权利要求8所述的装置，其中所述至少一个微LED包括红色LED、绿色LED和蓝色LED，并且其中所述反射构造包括：
漫反射体，所述漫反射体设置在所述透明基板上。
13.如权利要求8所述的装置，其中所述至少一个微LED包括蓝色LED，并且其中所述反射构造包括：
量子点增强膜，所述量子点增强膜可操作以对从所述蓝色LED发射的蓝色光进行色彩转换以反射红色、绿色和蓝色分量光。
14.如权利要求8所述的装置，其中所述透明基板由半透明氧化铝制成。
15.如权利要求8所述的装置，其中所述透明基板由玻璃制成。
16.一种背光装置，所述装置包括：
发光构造，所述发光构造包括：
透明基板；以及
至少一个微发光二极管(微LED)，所述至少一个微LED设置在所述透明基板的表面上，其中所述至少一个微LED被取向为引导从所述至少一个微LED发射的光远离所述透明基板；以及
反射构造，所述反射构造包括反射层，并且其中所述反射构造相对于所述发光构造定位成使得从所述至少一个微LED发射的光从所述反射层反射出为反射光，并且其中所述反射光作为来自所述背光装置的光输出穿过所述透明基板。
17.如权利要求16所述的装置，其中所述反射构造包括金属层，并且其中所述装置进一步包括：
散热器，所述散热器粘结到所述金属层。
18.如权利要求16所述的装置，其中所述透明基板由半透明氧化铝制成。
19.如权利要求16所述的装置，其中所述透明基板由玻璃制成。
20.如权利要求16所述的装置，其中上面设置有所述至少一个微LED的所述透明基板的表面所述透明基板的第一表面，并且其中所述发光构造进一步包括形成在所述透明基板的第二表面上的玻璃体积漫射体。
21.如权利要求16所述的装置，其中所述至少一个微LED是蓝色LED，并且其中所述反射层包括：
量子点增强膜，所述量子点增强膜可操作以对从所述蓝色LED发射的蓝色光进行色彩转换以反射红色、绿色和蓝色分量光；以及
金属层，所述金属层沉积在所述量子点增强膜上。
22.如权利要求16所述的装置，其中所述透明基板是第一透明基板，并且其中所述反射构造包括：
所述反射层，所述所述反射层设置在第二透明基板上，其中从所述至少一个微LED发射的光在从所述反射层反射出之前穿过所述第二基板。
23.如权利要求22所述的装置，其中所述至少一个微LED是蓝色LED，并且其中所述反射层包括形成在所述第二透明基板上的量子点层，以及形成在所述量子点层上方的金属层。
24.如权利要求23所述的装置，其中区划分器形成在所述第二透明基板中，其中所述区划分器展现至少部分地在所述第二透明基板的第一表面与所述第二透明基板的第二表面之间延伸的锥形壁。
25.如权利要求24所述的装置，其中所述第二透明基板的所述锥形侧壁被金属层覆盖。
26.如权利要求25所述的装置，其中所述第二透明基板的所述锥形侧壁被量子点层和金属层两者覆盖。
27.如权利要求16所述的装置，其中所述至少一个微LED包括红色LED、绿色LED和蓝色LED，并且其中所述反射层选自由以下各项组成的组：
(a)金属层；
(b)漫反射体；以及
(c)白色漆。
28.如权利要求16所述的装置，其中所述至少一个微LED是白色LED，并且其中所述反射层选自由以下各项组成的组：
(a)金属层；
(b)设置在所述基板的表面上方的漫反射体；以及
(c)白色漆。
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