CN112219395B - Led背光 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种与显示面板一起使用的LED背光，该背光包括：单片LED阵列，具有表面并且包括用于从阵列的表面发射光的多个LED；单片准直仪阵列，包括多个准直通道，并且被对准使得准直通道中的每一个与多个LED中的一个或多个对准，其中，准直通道被配置为使从LED发射的发射光准直到与大致垂直于LED阵列的表面的线在约+/‑50°的范围内的角度；微透镜阵列，用于将准直光聚焦到无限远，该微透镜阵列包括多个小透镜，每个小透镜与单片准直仪阵列的准直通道对准；以及中继透镜，用于将来自微透镜阵列的光聚焦在显示面板上。

Description

LED背光
技术领域
本公开涉及一种光学照明装置，具体地，涉及一种与具有较少光学部件、尺寸减小且重量降低的显示面板一起使用的LED背光，以及该背光在数字显示设备中的用途。此外，本发明的装置允许分割或平铺照明区域，从而当仅需要整个显示区域的部分区域时允许节省能量。
背景技术
在诸如数字投影仪的许多应用中，光学照明装置必须转换诸如来自一个LED或多个LED的结构化光源，并且将其转换成均质或均匀的光源，以便向显示面板提供照明。显示面板可以是LCoS(硅上液晶)、诸如DMD(数字镜装置)的MEMS装置、或LC(液晶)面板。常规系统使用复眼透镜或均质化杆，以便使光均质化。在许多应用中，优选使用分开的RGB LED而不是单个白色LED作为光源。然而，这进一步使照明装置复杂化，因为单独的光源必须被组合到同一光路中。
对便携式装置的需求意味着，尽管LED技术、透镜技术和显示面板在进步，但是仍然需要具有较小形状因数和较低重量的照明装置。此外，已知装置的大量单独部件增加了制造成本并且可能限制耐久性。因而，希望提供一种不降低亮度或图像质量的更简单的照明装置。
此外，在照明装置的一些应用中，在装置使用期间的某些时期仅使用显示区域的一部分。例如，平视显示器和增强现实装置可能仅需要在显示器的一小部分中提供图像。常规装置照亮整个显示面板，即使仅所述显示面板的一部分需要产生图像。因此，即使当仅产生部分图像时，这样的装置也使用全电力。因而，当仅需要部分图像时，仍然需要可以减少电力使用的装置。
US 2005237488涉及一种图像显示技术，旨在通过将来自光源的光照射到图像显示元件上并且形成光学图像来显示图像。
WO 2010052304涉及一种LED光源矩阵，该LED光源矩阵包括具有LED光源的光源单元，所述矩阵在激活状态下以准直的方式用白光照亮随后的微透镜阵列，其中，光源单元与多个微透镜相关联，多个微透镜聚焦光束并引导光束通过位于微透镜阵列的后焦平面外部的散射装置，所述散射装置具有预定义的辐射特性。
GB 2464102涉及一种照明设备，该照明设备包括与多个光学元件对准的多个发光元件；以及照明设备的制造方法。
WO 2017111801涉及使用低缺陷密度III-V材料制造单片红色、蓝色和绿色LED。
KR 20090053435涉及一种单片发光二极管阵列，并且更具体地，涉及一种具有适于诸如发光二极管的串联或并联的各种连接类型的布线结构的单片发光二极管阵列及其制造方法。
GB 2510401涉及用于高功率的二极管激光器的微光学元件，并且具体地，涉及单片双凸快轴准直仪阵列。
本发明的目标是提供一种解决与现有技术装置相关联的至少一个问题的改进的照明装置，或者至少提供一种商业上有用的替代方案。
发明内容
根据本公开的第一方面，提供了一种与显示面板一起使用的LED背光，该背光包括：
单片LED阵列，具有表面并且包括用于从阵列的表面发射光的多个LED；
单片准直仪阵列，包括多个准直通道，并且被对准使得准直通道中的每一个与多个LED中的一个或多个对准，其中，准直通道被配置为将从LED发射的发射光准直到与大致垂直于LED阵列的表面的线在约+/-50°的范围内的角度；
微透镜阵列，用于将准直光聚焦到无限远，该微透镜阵列包括多个小透镜，每个小透镜与单片准直仪阵列的准直通道对准；以及
中继透镜，用于将来自微透镜阵列的光聚焦在显示面板上。
现在将进一步描述本发明。在以下段落中，更详细地限定了本发明的不同方面。除非明确地指示相反，否则所限定的每个方面可以与任何其他一个或多个方面结合。具体地，指示为优选或有利的任何特征可以与指示为优选或有利的任何其他一个或多个特征相结合。
本发明涉及一种与显示面板一起使用的LED背光。本发明的LED背光向显示面板提供均质/均匀的光源。有利地，本发明的背光比常规的背光更小且更简单。此外，该设计意味着LED阵列中的任何坏点都是不可见的，并且简单地导致强度的较小减小。
该背光包括单片LED阵列，该单片准直仪阵列具有表面并且包括用于从阵列的表面发射光的多个LED。LED阵列可包括红色LED、绿色LED、蓝色LED、白色LED或其任何组合。典型的LED阵列包括至少2×2的LED网格，优选地，至少10×10的LED网格，诸如，100×100的LED网格。优选的网格将包括从4×4至8×8的LED。应当注意，网格不需要是正方形的。
每个LED可具有不同的尺寸和形状因数。LED制造是本领域公知的，合适的材料和层结构也是如此。可选地，单片LED阵列可包括氮化铟镓，并且LED可以发射在400nm至500nm(蓝光)范围内的光。可选地，可以选择性地应用磷光体材料以将发射光转换成更长的波长以实现着色，例如，绿色和红色。以此方式，可以提供RGB光的范围。
优选地，单片LED阵列是单片微LED阵列。使用微LED阵列提供了小形状因数且重量降低的装置。WO 2016146658公开了生产适于本发明使用的LED阵列的方法。
背光包括单片准直仪阵列，该单片准直仪阵列包括多个准直通道。通道被对准为使得每个准直通道与多个LED中的一个或多个对准。这意味着准直通道被配置为使从LED发射的发射光准直。即，准直通道被布置成使得来自与通道对准的每个LED的至少一些光穿过通道。准直是与大致垂直于阵列表面的线成约+/-50°范围内的角度。
优选地，准直通道被配置为将从LED发射的发射光准直到在约+/-40°，优选地+/-30°，优选地+/-20°的范围内的角度。鉴于制造准直仪通道的复杂性和希望使用更多的LED发射光，+/-30°是良好折衷。准直光的较小角度范围减少来自相邻准直仪通道的光之间的串扰，且可提高装置的效率。
优选地，每个准直仪通道与单个LED，优选地，红色LED、绿色LED、蓝色LED或白色LED对准。
优选地，单片准直仪的每个通道具有内表面，内表面具有镜面(镜面的)光洁度和小于20nm的表面粗糙度(Sq)，和/或其中，该内表面上具有反射涂层。优选地，如果存在，则反射涂层是金属涂层，诸如银或铝，优选地，PVD沉积的银。低表面粗糙度增加了装置的效率，因为它使有用的光发射最大化。类似地，准直仪通道的内表面上的反射涂层可进一步提高效率。因而，在电力使用是关键考虑因素的情况下，诸如在背光用于具有有限电源的便携式装置的情况下，低表面粗糙度和反射涂层是优选的。
准直仪通道的内表面的表面粗糙度可通过使用3D光学显微镜的图像分析来表征，或者通过测量准直仪的发射角来间接表征。
为了使用图像分析来测量表面粗糙度，准直仪阵列被封装在硬化环氧树脂块中以便执行通过至少一个通道的精确且干净的横截面。使用3D光学显微镜(诸如，Bruker 3DMicroscope Contour GT-1)精确地测量暴露的内表面截面并且导出其表面粗糙度Sq。
第二种方法使用来自准直仪阵列的发射角来间接地验证其表面光洁度。当表面粗糙度大于20nm时，离开准直仪阵列的光的截止发射角将高于预期(计算)值。此外，因为由于内表面的粗糙度，每个准直仪通道内的光反射的数量增加，所以准直仪阵列的光学效率也将降低。可以使用来自仪器系统的LEDGON测角光度计确定从准直仪发射的光的空间辐射图案。以0.2°的高角度分辨率进行测量，以给出与模拟数据相关的精确测量。
优选地，每个准直仪通道包括锥形微腔。锥角可以是恒定的或变化的。恒定锥度(即，平坦侧)使得更容易地制造准直仪阵列。优选地，该微腔具有复合抛物线形状，该复合抛物线形状包括四个锥形壁，这些锥形壁在远端具有矩形的入口孔和出口孔。最优选地，入口孔和出口孔是正方形的。
可通过任何适当的手段产生单片准直仪阵列。例如，可通过注塑成型、增材制造或纳米光刻产生单片准直仪阵列。由于制造速度并且因为它可以用于实现合理的表面粗糙度，因此尤其优选的是注塑成型。
如果注塑成型，则可以由具有良好成型和物理气相沉积(PVD)涂层特性的任何热塑性塑料(诸如，聚碳酸酯)形成单片准直仪。
用于增材制造的适合的聚合物包括PEEK(聚醚醚酮)和PEKK(聚醚酮酮)。PEEK被认为是最常用于医疗植入物的高级生物材料，并且PEKK是聚芳醚酮(PAEK)家族中的半结晶热塑性塑料，具有高耐热性、耐化学性和承受高机械负荷的能力。
准直仪阵列还可使用单个光刻步骤用氧化硅(SiO2)硬掩模在硅晶圆规模上制作而成。可以使用两种方法来制作。第一种方法包括在浓缩的氢氧化钾(KOH)中的单个湿法各向异性蚀刻步骤，第二种方法是包括深度反应离子蚀刻(DRIE)和随后的湿法各向异性蚀刻的组合方法。
背光包括用于将准直光聚焦于无限远的微透镜阵列，微透镜阵列包括多个小透镜，每个小透镜与单片准直仪阵列的准直通道对准。微透镜阵列是众所周知的并且也可以称为小透镜阵列或复眼透镜。
本公开的微透镜阵列由透明材料形成，优选地，聚碳酸酯或丙烯酸树脂。优选地，小透镜表面具有小于10nm的表面粗糙度Sq。透镜表面的低表面粗糙度最小化或防止光散射，从而提高装置效率。
可选地，微透镜阵列可以涂覆有抗反射层，以便减少由于菲涅耳反射引起的光学损耗。
背光包括用于将来自微透镜阵列的光聚焦在显示面板上的中继透镜。微透镜阵列和中继透镜的组合将来自准直通道的光均质化、放大和聚焦到显示面板上。
有利地，本发明的背光仅需要单个微透镜阵列并且不需要如已知背光中所需的集光器或二向色组合器。
在本发明的各种实施方式中，每个小透镜可以与一个或多个准直仪通道对准，并且小透镜的中心轴线可以与一个或多个准直仪通道的中心轴线对准或偏移。具体地，微透镜阵列的每个小透镜与以下各项对准：
a)单个准直仪通道，其中，准直仪通道的中心轴线和小透镜的中心轴线对准；或者
b)一个或多个准直仪通道，其中，一个或多个准直仪通道中的每一个的中心轴线偏移小透镜的中心轴线；或者
c)(a)和(b)的组合。
在如上述(a)中小透镜和准直仪通道的中心轴线对准的情况下，在使用中，来自准直仪通道的光大致照亮整个显示面板。即，每个LED提供整个显示面板上的光。这就是为什么装置能够仅以光强度的微小下降来处理死LED。
在小透镜和准直仪通道的中心轴线偏移的情况下，在使用中，来自准直仪通道的光照亮显示面板的限定部分。
优选地，单片准直仪阵列至少包括准直仪通道的第一子阵列和第二子阵列，其中，准直仪通道的第一子阵列中的每个准直仪通道相同地偏移对应的小透镜的中心轴线，并且准直仪通道的第二子阵列中的每个准直仪通道相同地偏移对应的小透镜的中心轴线，由此，与准直仪通道的第一子阵列或第二子阵列对准的LED的选择性致动将在显示面板的不同部分上提供照明。应当理解，在该实施方式中，每个子阵列可包括少至一个准直仪通道。
有利地，LED、准直仪通道和小透镜的这种布置使得通过LED的一部分的致动来选择性地照亮显示面板的限定部分，同时仍提供均质化的光的明亮源。因而，当仅在显示面板的一部分上需要图像时，可以关闭LED的一部分，从而提供相应的节能。
例如，本发明的背光可以在平视显示单元中使用，其中在一些时间可能需要全屏图像，而在一些时间仅需要一部分(诸如，屏幕的底部或一侧)上的图像。当仅在屏幕的一部分上需要图像时，可以关闭与其他部分对应的LED。
通过LED阵列中的LED的有效冗余提供了本发明的另一优点。在已知的背光中，单个红色LED、绿色LED、蓝色LED或白色LED可用于照亮整个显示面板。如果单个LED发生故障，则可能导致装置不起作用并且需要更换LED。
相反，在本发明中，LED的阵列对应于整个屏幕或其一部分。因而，单个LED的故障仅导致背光或其部分变暗。本发明的阵列可包括大量LED，且由于单个LED的故障引起的调光因此将是可忽略的。
可选地，单片LED阵列和单片准直仪阵列一体地形成。有利地，这可以提供更鲁棒的装置并且减少制造过程中所需的对准步骤的数量。
优选地，LED阵列是微LED阵列。使用微LED阵列提供了具有较小形状因数的装置，其适用于较小的最终产品，诸如便携式装置。对于显示面板的给定部分，使用微LED阵列还可以使得单个LED的数量增加，从而增加装置的冗余并且因此增加装置的可靠性。
优选地，单片准直仪阵列具有100微米至2000微米的深度。这提供了适于与微LED阵列一起使用的准直仪。深度对应于准直仪沿着每个准直仪通道的中心轴线的长度。
在另一方面，本公开提供了一种用于形成本文描述的LED背光的LED照明装置，该装置包括：
单片LED阵列，具有表面并且包括用于从阵列的表面发射光的多个LED；
单片准直仪阵列，包括多个准直通道，并且被对准使得准直通道中的每一个与多个LED中的一个或多个对准，其中，准直通道被配置为将从LED发射的发射光准直到与大致垂直于LED阵列的表面的线在约+/-50°的范围内的角度；以及
微透镜阵列，用于将准直光聚焦到无限远，该微透镜阵列包括多个小透镜，每个小透镜与单片准直仪阵列的准直通道对准。本公开的LED照明装置提供用于本公开的LED背光的前体。
本公开的LED背光或LED照明装置还可包括偏振器。偏振器是本领域中众所周知的。偏振器可以用于在聚焦的准直光被中继透镜聚焦之前使其偏振，或者可以用于在聚焦光被中继透镜聚焦之后使其偏振。
因而，如果存在，则在本公开的LED背光中，偏振器可以放置在微透镜阵列和中继透镜之间或者放置在中继透镜之后作为光路中的最后一个部件。可替换地，在存在于本发明的LED照明装置中的情况下，可以将偏振器放置在微透镜阵列之后作为光路中的最后一个部件。在一些应用中在本发明的装置中包含偏振器可能是有用的，诸如当背光或照明装置与LCoS或LC显示面板一起使用时。
在另一方面，本公开提供了一种数字光投影仪，其包括第一方面的LED背光以及显示面板。这对应于上述LED照明装置，结合有中继透镜和显示面板。优选地，显示面板与中继透镜分离布置，使得来自LED背光的大致所有光入射在显示面板上。这种布置使该装置的效率最大化。
在另一方面，本公开提供了用于使LED背光中的单片LED阵列的光准直的单片准直仪阵列的用途。本文讨论的其他方面的所有元件可以自由地与此方面组合。
在第一方面的优选实施方式中，提供了一种与显示面板一起使用的LED背光，该背光包括：
单片LED阵列，具有表面并包括布置成从阵列的表面发射光的多个LED；
单片准直仪阵列，包括多个准直通道，并且被对准使得准直通道中的每一个与多个LED中的一个或多个对准，其中，准直通道被配置为将从LED发射的发射光准直到与大致垂直于LED阵列的表面的线在约+/-50°的范围内的角度；
微透镜阵列，被布置为将准直光聚焦到无限远，微透镜阵列包括多个小透镜，每个小透镜与单片准直仪阵列的准直通道对准；以及
中继透镜，被布置为将来自微透镜阵列的光聚焦在显示面板上。
附图说明
现在将相对于以下非限制性特征描述本发明。当结合附图考虑时，通过参考具体实施方式，本公开的其他优点显而易见，附图不按比例绘制以便更清楚地示出细节，其中，贯穿若干视图，相同的参考标号指示相同的元件，并且其中：
图1示出了本发明的背光的分解图。
图2A示出了包括常规LED背光的现有技术投影光学系统，该背光包括绿色LED和组合的蓝色和红色LED。
图2B示出了结合本公开的LED背光的投影光学系统。
图3示出了用于照亮整个显示面板的本公开的实施方式。
图3A示出了示出本发明的LED背光如何在显示面板上产生均质化光的光线追踪图。
图3B示出了该实施方式的准直仪阵列的出射孔的示意图。
图3C示出了来自图3B的阵列的每一个准直仪的光的叠加。
图4A至图4C对应于图3A至图3C，但是示出了每个小透镜与单个准直仪通道对准并且每个准直仪通道相对于其相关联的小透镜的中心轴线偏移的替代实施方式。
图5示出了每个小透镜与准直仪通道的2×2网格对准的另一实施方式。
具体实施方式
图1的背光(100)的分解图包括具有多个微LED(115)的单片LED阵列(110)；具有多个准直仪通道(125)的单片准直仪阵列(120)；具有多个小透镜(135)的微透镜阵列(130)；以及中继透镜(140)。
在使用中，从多个微LED(115)发射的光通过单片准直仪阵列(120)的准直仪通道(125)被准直。来自每个通道(125)的光进入微透镜阵列(130)的小透镜(135)。这将光聚焦到无限远。然后光传递到中继透镜(140)。中继透镜随后将光朝向显示屏(图1中未示出)聚焦。
图2A的现有技术的投影光学系统包括绿色LED(216)和组合的红色/蓝色LED(217)，与这些LED(216、217)中的每一个相关联的准直仪(220、221)、二向色镜(245)、复眼透镜阵列(231)、第一中继透镜(241)、反射镜(250)、第二中继透镜(242)、全内反射棱镜(255)、数字微镜装置(260a)和投影透镜设备(260)。在图2B的投影光学系统中，LED(216、217)、准直仪(220、221)、二向色镜(245)、透镜阵列(231)和第一中继透镜(241)已被本公开的LED背光(200和241)代替。
如图2A和图2B所示，本发明的LED背光减少了投影光学系统中所需的单个光学零件的数量。另外，尽管附图不是按比例的，但清楚的是，与现有技术的系统相比，本发明的背光具有减小的形状因数。因而，本公开的LED背光使得装置更小、更轻且更简单。
图3A示出了本公开的LED背光的实施方式的光线追踪图，其中，每个准直仪通道(325)与单个LED(315)对准并且每个小透镜(335)与单个准直仪通道(325)对准，并且其中，每个小透镜(335)的中心轴线(未示出)与对应的准直仪通道(325)的中心轴线对准。
在图3A的实施方式中，来自每个单独LED(315)的发射光具有朗伯分布(180度发射角)。从LED(315)发射的光穿过相关联的准直仪通道(325)并且由此被准直。在准直之后，在出口孔处出现的光具有较窄的角分布。具体地，从出口孔的截止发射角不大于50度，并且优选地为约30度。
离开给定准直仪通道(325)的准直光由相关联的小透镜(335)折射以形成聚焦无限远的准直仪通道(335)的出口孔的图像。中继透镜(340)将出口孔的图像聚焦在显示面板(370)上。由于相关联的小透镜和准直仪通道的中心轴对准，来自阵列中的每个准直仪通道(325)的光由中继透镜(340)聚焦到显示面板(370)的相同平面区域上。
图3B示出了根据图3A的准直仪阵列的示意图，其中网格线的交点示出了小透镜的中心轴线。图3C示出了来自每个准直仪通道的光叠加在相同的平面区域上。
图4示出了另一实施方式的光线追踪图，其中，每个小透镜(435)与单个准直仪通道(425)对准。然而，与每个准直仪通道(325)与相关联的小透镜(335)的中心轴线对准的图3的实施方式不同，在这个实施方式中，每个准直仪通道(425)偏移相关联的小透镜(435)的中心轴线或光轴(436)。具体地，相邻的准直仪相对于其相关联的小透镜(435)的中心轴线(436)偏移相同的距离，但在相反的方向上。准直仪标记有它们的网格位置以及L或R以指示它们偏移相关联的小透镜光轴。
图4B中示出了这个实施方式的准直仪阵列的一部分的俯视图，与图3B一样，网格线的交叉点示出了相关联的小透镜的中心轴线。图4C中示出了来自LED的光的叠加的图示。本领域技术人员将理解，尽管示出了显示面板上的照明“平铺”之间的间隙，但这是为了清楚起见。这通过调整本发明的背光的部件的配置，诸如通过调整透镜设计，使这些连续或分开。
图4的实施方式提供了显示面板的平铺照明。接通替代的LED将照亮面板的一部分或另一部分。本领域技术人员将理解，图4中示出的特定阵列仅是说明性的。给定的LED-准直仪-小透镜组合在阵列中的位置不影响被照亮的显示面板的部分。相反，准直仪相对于小透镜的布置控制照亮显示面板的哪个部分。
这使得关于LED背光的设计具有显著灵活性。例如，LED阵列可分别布置成红色LED、蓝色LED和绿色LED三个区域，它们使得在生产期间更容易应用LED结构中的荧光体或其他层。在给定子区段中的准直仪相对于其小透镜轴线全部具有相同的偏移的情况下，每个有色区段然后可以被分成子区段，潜在地使得LED阵列的布线更简单。
图5示出了每个小透镜与的LED的2×2网格对准的另一实施方式。此布置将提供显示面板的选择性的2×2平铺照明。
本领域技术人员将理解，以上讨论的各种实施方式可以组合在单个LED背光中。例如，该装置的一部分可以如图3中布置为提供整个显示面板的照明，而其他部分具有与每个小透镜对准的一个或多个准直仪以便照亮该显示面板的不同部分。

Claims (19)

1.一种与显示面板一起使用的LED背光，所述背光包括：
单片LED阵列，具有表面并且包括用于从所述阵列的所述表面发射光的多个LED；
单片准直仪阵列，包括多个准直通道，并且被对准使得所述准直通道中的每一个与所述多个LED中的一个或多个对准，其中，所述准直通道被配置为将从所述LED发射的发射光准直以提供具有与大致垂直于所述LED阵列的所述表面的线在+/-50°的范围内的角度的准直光；
微透镜阵列，用于将所述准直光聚焦到无限远，所述微透镜阵列包括多个小透镜，每个小透镜与所述单片准直仪阵列的准直通道对准；以及
中继透镜，用于将来自所述微透镜阵列的光聚焦在显示面板上；
其中，所述微透镜阵列的每个小透镜与一个或多个准直仪通道对准，其中，所述一个或多个准直仪通道中的每一个的中心轴线偏移所述小透镜的中心轴线。
2.根据权利要求1所述的LED背光，其中，每个准直仪通道与单个LED对准，其中，每个单个LED可选地从包括红色LED、绿色LED、蓝色LED或白色LED的组中选择。
3.根据权利要求1所述的LED背光，其中，所述单片准直仪阵列至少包括准直仪通道的第一子阵列和第二子阵列，其中，所述准直仪通道的所述第一子阵列中的每个准直仪通道相同地偏移对应的小透镜的所述中心轴线，并且所述准直仪通道的所述第二子阵列中的每个准直仪通道相同地偏移对应的小透镜的所述中心轴线，由此，与所述准直仪通道的所述第一子阵列或所述第二子阵列对准的所述LED的选择性致动将在显示面板的不同部分上提供照明。
4.根据权利要求1所述的LED背光，其中，所述单片LED阵列和所述单片准直仪阵列一体地形成。
5.根据权利要求1所述的LED背光，其中，所述LED阵列是微LED阵列。
6.根据权利要求1所述的LED背光，其中，所述准直通道被配置为将从所述LED发射的发射光准直到在+/-40°的范围内的角度。
7.根据权利要求1所述的LED背光，其中，所述准直通道被配置为将从所述LED发射的发射光准直到在+/-30°的范围内的角度。
8.根据权利要求1所述的LED背光，其中，所述准直通道被配置为将从所述LED发射的发射光准直到在+/-20°的范围内的角度。
9.根据权利要求1所述的LED背光，其中，所述单片准直仪具有100微米到2000微米的深度。
10.根据权利要求1所述的LED背光，其中，所述单片准直仪的每个通道具有内表面，所述内表面具有小于20nm的表面粗糙度(Sq)，和/或其中，所述内表面上具有反射涂层。
11.根据权利要求10所述的LED背光，其中，所述内表面具有反射涂层，所述反射涂层是金属涂层，所述金属涂层包括银。
12.根据权利要求1所述的LED背光，其中，所述单片准直仪注塑成型。
13.根据权利要求1所述的LED背光，其中，所述单片准直仪使用纳米光刻法制成。
14.一种根据权利要求1至13中任一项所述的LED背光，还包括偏振器。
15.一种数字光投影仪，包括根据权利要求1至14中任一项所述的LED背光以及显示面板。
16.根据权利要求15所述的数字光投影仪，其中，所述显示面板被布置成与所述中继透镜分离，使得来自所述LED背光的大致所有光入射在所述显示面板上。
17.一种用于形成根据权利要求1至14中任一项所述的LED背光的LED照明装置，所述装置包括：
单片LED阵列，具有表面并且包括用于从所述阵列的所述表面发射光的多个LED；
单片准直仪阵列，包括多个准直通道，并且被对准使得所述准直通道中的每一个与所述多个LED中的一个或多个对准，其中，所述准直通道被配置为将从所述LED发射的发射光准直以提供具有与大致垂直于所述LED阵列的所述表面的线在+/-50°的范围内的角度的准直光；以及
微透镜阵列，用于将所述准直光聚焦到无限远，所述微透镜阵列包括多个小透镜，每个小透镜与所述单片准直仪阵列的准直通道对准；
其中，所述微透镜阵列的每个小透镜与一个或多个准直仪通道对准，其中，所述一个或多个准直仪通道中的每一个的中心轴线偏移所述小透镜的中心轴线。
18.根据权利要求17所述的LED照明装置，还包括偏振器。
19.一种数字光投影仪，包括根据权利要求17或18所述的LED照明装置以及显示面板。
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