專利名稱：光學(xué)投影設(shè)備的制作方法
光學(xué)投影設(shè)備本發(fā)明提出了一種光學(xué)投影設(shè)備。該光學(xué)投影設(shè)備例如適合于在投影 面(譬如投影銀幕)上顯示圖像信息。本專利申請要求德國專利申請102006012448.0和德國專利申請 102006031076.4的優(yōu)先權(quán)，它們的公開內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。一個要解決的問題尤其在于，提出 一種可以成本特別低廉地制造的投 影設(shè)備。根據(jù)光學(xué)投影設(shè)備的至少一個實施形式，該光學(xué)投影設(shè)備包括多個發(fā) 光二極管芯片。發(fā)光二極管芯片形成了投影設(shè)備的光源。也就是說，發(fā)光 二極管芯片產(chǎn)生如下的光:借助該光由光學(xué)投影設(shè)備將圖像信息投影到投 影面上。根據(jù)至少一個實施形式，光學(xué)投影設(shè)備包括至少一個光學(xué)元件，所述 光學(xué)元件與至少一個發(fā)光二極管芯片關(guān)聯(lián)。也就是說，光學(xué)元件在發(fā)光二 極管芯片的主輻射方向上設(shè)置在發(fā)光二極管芯片之后。換句話說，光學(xué)元 件設(shè)置為使得發(fā)光二極管芯片在工作中所發(fā)射的電磁輻射的至少 一部分 (優(yōu)選為大部分)通過光學(xué)元件的itA射面進入該光學(xué)元件。優(yōu)選的是，該光學(xué)元件以所描述的方式與多個發(fā)光二極管芯片(例如 至少兩個發(fā)光二極管芯片)關(guān)聯(lián)。特別優(yōu)選的是，光學(xué)投影設(shè)備包括多個 這種光學(xué)元件，其中每個光學(xué)元件都與至少一個發(fā)光二極管芯片關(guān)聯(lián)。優(yōu) 選的是，光學(xué)元件構(gòu)建為完全體(VoUkoerper)。也就是說，例如光學(xué)元 件無空腔地由透明材料構(gòu)成。根據(jù)光學(xué)投影設(shè)備的至少 一個實施形式，投影設(shè)備的發(fā)光二極管芯片 中的至少 一個發(fā)光二極管芯片的光耦合輸出面以折射率匹配的方式光學(xué) 連接到所關(guān)聯(lián)的光學(xué)元件的光入射面。在此，發(fā)光二極管芯片的光耦合輸 出面理解為如下的面在發(fā)光二極管芯片中所生成的電磁輻射的大部分通 過該面離開發(fā)光二極管芯片。發(fā)光二極管芯片的光耦合輸出面例如可以是 發(fā)光二極管芯片的半導(dǎo)體本體的外表面的一部分。折射率匹配例如是在發(fā)光二極管芯片的光耦合輸出面和所關(guān)聯(lián)的光 學(xué)元件的光入射面之間的間隙用折射率大于l的材料填充。也就是說，例
如在發(fā)光二極管芯片的光耦合輸出面和所關(guān)聯(lián)的光學(xué)元件的光入射面之 間沒有氣隙。換句話說，在從該材料過渡至光學(xué)元件時的折射率跳變小于 從空氣過渡至光學(xué)元件時的折射率跳變。根據(jù)光學(xué)投影設(shè)備的至少一個實施形式，光學(xué)投影設(shè)備具有多個發(fā)光 二極管芯片。此夕卜，光學(xué)投影設(shè)備具有至少一個帶有光入射面的光學(xué)元件。 光學(xué)元件與至少一個發(fā)光二極管芯片關(guān)聯(lián)，其中發(fā)光二極管芯片的光耦合輸出面以折射率匹配的方式光學(xué)連接到所關(guān)聯(lián)的光學(xué)元件的光入射面。根據(jù)光學(xué)投影設(shè)備的至少一個實施形式，在至少一個發(fā)光二極管芯片 的光耦合輸出面和所關(guān)聯(lián)的光學(xué)元件的光入射面之間的間隙用至少一種材料填充，該材料的折射率為至少1.3。優(yōu)選的是，該材料的折射率為至 少1.4，特別優(yōu)選為至少1.5。例如，該材料是折射率匹配亂歐、耦合:^ 或者光學(xué)粘合劑。該材料可以潤濕發(fā)光二極管芯片的光耦合輸出面和光學(xué) 元件的;^射面，并且將這兩個面彼此相連。然而也可能的是，發(fā)光二極 管芯片設(shè)置有澆注材料的薄層，該澆注材料例如可以包含珪氧烷和/或環(huán) 氧樹脂。在這種情況下，光學(xué)元件的光入射面和薄的澆注材料用折射率匹 配的材料潤濕。此外可能的是，光學(xué)元件的i^射面在澆注材料(發(fā)光二 極管芯片的光耦合輸出面被以該澆注材料潤濕)硬化之前被壓到尚軟的澆 注材料中。在這種情況中，于是發(fā)光二極管芯片的光耦合輸出面以及光學(xué) 元件的itA^射面被澆注材料潤濕。無論如何，在發(fā)光二極管芯片的光耦合輸出面和所關(guān)聯(lián)的光學(xué)元件的 光入射面之間都設(shè)置有一種材料，使得發(fā)光二極管芯片所發(fā)射的電磁輻射 的至少大部分在其通過光入射面1光學(xué)元件中之前不通過具有小于1.3 的折射率的材料。特別優(yōu)選的是，該材料的折射率近似對應(yīng)于構(gòu)成光學(xué)元件的材料的折 射率。近似意味著，該材料的折射率最大偏離構(gòu)成光學(xué)元件的材料的折射 率的正/負百分之十。優(yōu)選的是，該材料的折射率最大偏離構(gòu)成光學(xué)元件 的材料的折射率的正/負百分之五，特別優(yōu)選為偏離最大正/負百分之二。根據(jù)光學(xué)投影設(shè)備的至少一個實施形式，至少一個發(fā)光二極管芯片的 光耦合輸出面以折射率匹配的方式光學(xué)連接到與發(fā)光二極管芯片關(guān)聯(lián)的 光學(xué)元件的;5^射面。也就是說，針對該發(fā)光二極管芯片，沒有其他上面 所描述的輔助裝置來匹配發(fā)光二極管芯片的光耦合輸出面和所關(guān)聯(lián)的光 學(xué)元件的光入射面之間的折射率。因此，發(fā)光二極管芯片所發(fā)射的光在穿 過光學(xué)元件的光入射面時，例如從光學(xué)上較稀薄的介質(zhì)1到光學(xué)上較
密的介質(zhì)a因此可能的是，光的一部分在光學(xué)元件的光入射面上被全反射， 并且不能進入到光學(xué)元件中。例如，在發(fā)光二歐管芯片的光耦合輸出面和所關(guān)聯(lián)的光學(xué)元件的光入射面之間有間隙，該間隙用其折射率小于1.3的材料填充。優(yōu)選的是，該間隙于是以空氣填充。根據(jù)光學(xué)投影設(shè)備的至少一個實施形式，光學(xué)投影設(shè)備具有第一顏色 的發(fā)光二極管芯片。 一種顏色的發(fā)光二極管芯片意味著該發(fā)光二極管芯片 (至少在制造公差內(nèi))在工作中發(fā)射相同顏色的光。也就是說，例如發(fā)光 二極管芯片在制造公差內(nèi)基本上相同地構(gòu)造。根據(jù)至少一個實施形式，光學(xué)投影設(shè)備此外具有第二顏色的發(fā)光二極 管芯片，該第二顏色與第一顏色不同。例如，第一顏色可以是藍色或者紅 色，第二顏色于是例如可以為綠色。根據(jù)光學(xué)投影設(shè)備的至少 一個實施形式，第 一顏色的發(fā)光二改管芯片 的大部分以折射率匹配的方式光學(xué)連接到所關(guān)聯(lián)的光學(xué)元件的光入射面上。大部分意味著，第一顏色的發(fā)光二極管芯片的至少50%以折射率匹配的方式光學(xué)連接到所關(guān)聯(lián)的光學(xué)元件的i^射面上。優(yōu)選的是，第一顏 色的所有發(fā)光二極管芯片都以折射率匹配的方式光學(xué)連接到所關(guān)聯(lián)的光 學(xué)元件的光入射面上。根據(jù)光學(xué)投影設(shè)備的至少 一個實施形式，第二顏色的發(fā)光二極管芯片 的大部分以折射率匹配的方式光學(xué)連接到所關(guān)聯(lián)的光學(xué)元件的光入射面 上。優(yōu)選的是，第二顏色的所有發(fā)光二極管芯片都以折射率匹配的方式光 學(xué)連接到與發(fā)光二極管芯片關(guān)聯(lián)的光學(xué)元件的光入射面上。根據(jù)光學(xué)投影設(shè)備的至少一個實施形式，光學(xué)投影設(shè)備具有至少一個 綠色發(fā)光二極管芯片，其中光學(xué)投影設(shè)備的所有綠色發(fā)光^l管芯片都以 折射率匹配的方式光學(xué)連接到與發(fā)光二極管芯片關(guān)聯(lián)的光學(xué)元件的光入 射面上。根據(jù)光學(xué)投影設(shè)備的至少 一個實施形式，光學(xué)投影設(shè)備具有至少 一個 藍色發(fā)光二極管芯片，其中光學(xué)投影設(shè)備的所有藍色發(fā)光二極管芯片都以 折射率匹配的方式光學(xué)連接到與發(fā)光二極管芯片關(guān)聯(lián)的光學(xué)元件的光入 射面上。根據(jù)光學(xué)投影設(shè)備的至少一個實施形式，光學(xué)投影設(shè)備具有至少一個 紅色發(fā)光二極管芯片，其中光學(xué)投影設(shè)備的所有紅色發(fā)光4管芯片都以 折射率匹配的方式光學(xué)連接到與發(fā)光二極管芯片關(guān)聯(lián)的光學(xué)元件的光入
射面上。根據(jù)光學(xué)投影設(shè)備的至少一個實施形式，光學(xué)投影設(shè)備包括綠色、藍 色和紅色發(fā)光二極管芯片。在此，優(yōu)選所有綠色發(fā)光二極管芯片都以折射 率匹配的方式光學(xué)連接到所關(guān)聯(lián)的光學(xué)元件上。優(yōu)選的是，光學(xué)投影設(shè)備 的所有藍色和所有紅色發(fā)光二極管芯片都以折射率匹配的方式連接到光 學(xué)投影設(shè)備上。優(yōu)選的是,綠色發(fā)光二極管芯片的數(shù)目與藍色發(fā)光二極管芯片的數(shù)目的比例為大約2:1。這意味著，光學(xué)投影設(shè)備包含大致為藍色發(fā)光二極管 芯片兩倍的綠色發(fā)光二極管芯片。"大約2:1"意味著綠色發(fā)光二極管芯片 的數(shù)目最多偏離藍色發(fā)光二極管芯片的兩倍數(shù)目的+/-10 % 。優(yōu)選的是，在該實施形式中，綠色發(fā)光二極管芯片的數(shù)目與紅色發(fā)光 二極管芯片的數(shù)目的比例為大約2:1。這意味著，光學(xué)投影設(shè)備包含大致 為紅色發(fā)光二極管芯片兩倍的綠色發(fā)光4管芯片。"大約2:1"意味著綠 色發(fā)光二極管芯片的數(shù)目最多偏離紅色發(fā)光二極管芯片的兩倍數(shù)目的 +/-10 % 。特別優(yōu)選地，在該實施形式中，綠色發(fā)光二極管芯片的數(shù)目與紅色發(fā) 光二極管芯片的數(shù)目的比例為大約3:1。這意味著，光學(xué)投影設(shè)備包含大 致為紅色發(fā)光二極管芯片三倍的綠色發(fā)光二極管芯片。"大約3:1"意味著 綠色發(fā)光二極管芯片的數(shù)目最多偏離紅色發(fā)光二極管芯片的三倍數(shù)目的 +/-10 % 。令人吃驚的是，已經(jīng)表明當紅色和/或藍色發(fā)光二極管芯片以折射率 匹配的方式連接到所關(guān)聯(lián)的光學(xué)元件上并且同時綠色發(fā)光二極管芯片以 折射率匹配的方式連接到所關(guān)聯(lián)的光學(xué)元件上時，與綠色發(fā)光二極管芯片 的數(shù)目相比數(shù)目減少的紅色和/或藍色發(fā)光二極管芯片足以通過投影設(shè)備 顯示典型的白點。根據(jù)光學(xué)投影設(shè)備的至少一個實施形式，至少一個發(fā)光二極管芯片的 光耦合輸出面基本上與發(fā)光二極管芯片的有源層序列平行地走向。發(fā)光二 極管芯片的有源層序列在此適于產(chǎn)生確定顏色的光。優(yōu)選的是，離開發(fā)光 二極管芯片的電磁輻射的至少90 %通過光耦合輸出面射出發(fā)光二極管芯 片。例如，薄膜結(jié)構(gòu)類型的發(fā)光二極管芯片(其中生長襯底被薄化或者去 除)特別好地適合于作為光學(xué)投影設(shè)備的發(fā)光二極管芯片。特別優(yōu)選的是，光學(xué)投影設(shè)備的所有發(fā)光二極管芯片都通過薄蔽良光
二極管芯片形成。以下將借助實施例和所附的附圖進一步闡述這里所描述的光學(xué)投影 設(shè)備。

圖1A示出了在此所描述的根據(jù)第一實施例的光學(xué)投影設(shè)備的示意性 原理圖。圖1B示出了根據(jù)第一實施例的用于光學(xué)投影設(shè)備的光源的示意性透 視圖。圖1C示出了根據(jù)第一實施例的用于光學(xué)投影設(shè)備的發(fā)光二極管芯片 的示意性截面圖。圖1D示出了光學(xué)元件的示意性透視圖，該光學(xué)元件可以用于光學(xué)投 影設(shè)備的第一實施例。圖2示出了在此所描述的根據(jù)第一實施例的光學(xué)投影設(shè)備的示意性 截面圖。圖3示出了在此所描述的根據(jù)第二實施例的光學(xué)投影設(shè)備的示意性 截面圖。圖4示出了在此所描述的根據(jù)第三實施例的光學(xué)投影設(shè)備的示意性 截面圖。在實施例和附圖中，相同的或者作用相同的組成部分分別i殳置有相同 的參考標記。所示的元件不能視為合乎比例的，更確切地說，單個元件可 以為了更好的理解而被夸大地示出。圖1A示出了在此所描述的根據(jù)第一實施例的光學(xué)投影設(shè)備的示意性 原理圖。光學(xué)投影i殳備包括三個光源10g、 10b和10ra光源10g適于在工作 中發(fā)射綠光。光源10b適于在工作中發(fā)射藍光。光源10r適于在工作中發(fā) 射紅光。圖1B示出了例如光源10g的示意性透視圖。光源10g包括六個發(fā)光 二極管芯片1。發(fā)光二極管芯片l是綠色發(fā)光二極管芯片，即在工作中適 于發(fā)射綠色的光。發(fā)光二極管芯片1設(shè)置在連接支承體13上，該連接支 承體例如包含陶瓷材料拘成的^4l體。連接支承體13此外還具有印制導(dǎo)，這些印制導(dǎo)線被結(jié)構(gòu)化地施加在基本體上。發(fā)光二極管芯片1被 框架12所包含，該框架例如同樣由陶瓷材料構(gòu)成。
光源10r和10b優(yōu)選類似于光源10g地構(gòu)造。這些光源主要通過其發(fā) 光二極管芯片l彼此區(qū)別。光源10b包括發(fā)光二極管芯片1，這些發(fā)光二 極管芯片1適于在工作中發(fā)射藍色的光-即藍色發(fā)光二極管芯片。光源 10r包括紅色發(fā)光二極管芯片1，這些發(fā)光二極管芯片1適于在工作中發(fā) 射紅色的光。此外，光源10g、 10b和10r可以通itiL光二極管芯片的大 小和數(shù)目彼此區(qū)別。圖1C示出了發(fā)光二極管芯片1的示意性截面圖，如其在光源10g、 10b和10r中所優(yōu)選4吏用的那樣。發(fā)光二極管芯片l具有光耦合輸出面100,該光耦合輸出面例如可以 被粗化或者結(jié)構(gòu)化。光耦合輸出面IOO可以通過薄的澆注物覆蓋，該澆注 物例如包>|^法氧烷和/或環(huán)氧樹脂。在光耦合輸出面100上施加有M墊105，該M墊例如能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā) 光二極管芯片1的n側(cè)的接觸。光耦合輸出面100優(yōu)選基本上平行于有源 的層序列101走向，該有源的層序列IOI適于產(chǎn)生輻射。發(fā)光二極管芯片 1此外包括至少一個反射的層序列102，該>^射的層序列可以通過金屬反 射器形成。借助其背離原始的生長襯底的表面將發(fā)光二極管芯片1的外延 生長的層固定在支承體104上。接觸層106能夠?qū)崿F(xiàn)例如發(fā)光二極管芯片 1的p側(cè)的接觸。優(yōu)選的是,在發(fā)光二極管芯片1中產(chǎn)生的電磁輻射的大部分都通過光 耦合輸出面100離開該發(fā)光二極管芯片1。特別優(yōu)選的是，全部離開發(fā)光 二極管芯片1的電磁輻射的至少90%通過光耦合輸出面100離開該發(fā)光 二極管芯片。也就是說，幾乎沒有或者完全沒有電磁輻射通itiL光二極管 芯片l的芯片側(cè)面發(fā)射。為此，以薄膜技術(shù)制造的發(fā)光二極管芯片特別好 地適合于此。也就是說，用于發(fā)光二極管芯片的有源的層序列101的生長 襯底可以被薄化或者去除。有源的層序列101例如可以以其背離原始生長 襯底的表面而施加到支承體104上。薄膜構(gòu)造方式的發(fā)光二極管芯片例如 在出版物WO 02/13281 Al以及EP0905 797 A2中進行了描述，其關(guān)于發(fā) 光二極管芯片的薄膜構(gòu)造方式的公開內(nèi)容明確地通過引用結(jié)合于此。光源10g、 10b和10r之后分別設(shè)置有光學(xué)元件2。也就是說，這些 光學(xué)元件2與光源10g、 10b和10r的發(fā)光二極管芯片1關(guān)聯(lián)。圖1D示出了這種光學(xué)元件2的一種可能的實施形式的示意性透視 圖。光學(xué)元件2具有^射面22，由發(fā)光二極管芯片l發(fā)射的光通過該
光入射面1到光學(xué)元件中。光學(xué)元件包括光學(xué)體23，其優(yōu)選構(gòu)建為完 全體。例如，光學(xué)體23由透明的塑料構(gòu)成。光學(xué)體23朝著ife^射面22 的方向逐漸變細，并且例如構(gòu)建為截頂圓錐體或者截頂棱錐形。此外，光 學(xué)體23可以至少部分地按照以下光學(xué)基本元件的方式構(gòu)造復(fù)合拋物面 聚光器(CPC - Compound Parabolic Concentrator )、復(fù)合雙曲面聚光器 (CHC - Compound Hyperbolic Concentrator )、復(fù)合橢圓聚光器(CEC - Compound Elliptic Concentrator )。此外，光學(xué)元件還具有配合桿21,光學(xué)元件可以借助這些配合桿固 定在支承體上?？梢耘c光學(xué)體23 —體式構(gòu)建的保持器24將光學(xué)體23與 配合桿21相連。光源10g、 10b和10r分別與冷卻體5以導(dǎo)熱方式相連。光學(xué)元件2之后分別設(shè)置有顯像的元件3 -優(yōu)選為LCD面板3。光 源10g、10b和10r在工作中所發(fā)射的光通過LCD面板3 iiyV到二色性的 分束器6(X立方體)中。在那里，光借助投影光學(xué)系統(tǒng)4被投影到投影 面(例如投影銀幕)上。在此所描述的光學(xué)投影設(shè)備中，原色的順序顯示 也是可能的。圖3示出了根據(jù)第一實施例的在此所描述的光學(xué)投影設(shè)備的示意性截面圖。在此，所有三個光源10g、 10b和10r的發(fā)光二極管芯片l都借助材料7以折射率匹配的方式連接到關(guān)聯(lián)的光學(xué)元件的光入射面22上。該材料7例如具有1.5的折射率。材料7例如可以是折射率匹配皿或者 光學(xué)粘合劑。對于對角線為0.55英寸以及接受角為+/-17度的LCD面板3，在4 個綠色、4個藍色和4個紅色發(fā)光二極管芯片l的情況下，在該實施例中 得到每個發(fā)光二極管芯片1大約4流明的光通量。相對于所有發(fā)光二極管芯片1以折射率匹配的方式光學(xué)連接到光學(xué) 元件，紅色發(fā)光二極管的光通量為大約1.9倍。綠色和藍色發(fā)光二極管芯 片的光通量為大約1.5倍。由于折射率匹配，通量(6tendue)提高了大 約225 % 。對于對角線為0.7英寸以及接受角為+/-17度的LCD面板3，在6個 綠色、6個藍色和6個紅色發(fā)光二統(tǒng)管芯片l的情況下，在該實施例中光 通量為每個發(fā)光二極管芯片4.4流明。與此相對，對于對角線為0.7英寸以及接受角為+/-17度的LCD面板 3,在12個綠色、12個藍色和12個紅色發(fā)光二極管芯片的情況下，當每 個發(fā)光二極管芯片1分別以折射率匹配的方式連接到關(guān)聯(lián)的光學(xué)元件上 時，光通量為每個發(fā)光二極管芯片3.2流明。對于對角線為1.0英寸以及接受角為+/-17度的LCD面板3，在12 個綠色、12個藍色和12個紅色發(fā)光二極管芯片l的情況下，在該實施例 中光通量為每個發(fā)光二極管芯片4.4流明。與此相對，對于對角線為1.0英寸以及接受角為+/-17度的LCD面板 3,在24個綠色、24個藍色和24個紅色發(fā)光二極管芯片的情況下，當發(fā) 光二極管芯片1的每一個分別以折射率匹配的方式連接到關(guān)聯(lián)的光學(xué)元 件上時，光通量為每個發(fā)光二極管芯片3.1流明。對于對角線為1.3英寸以及接受角為+/-17度的LCD面板3，在20 個綠色、20個藍色和20個紅色發(fā)光二極管芯片l的情況下，在該實施例 中光通量為每個發(fā)光^L管芯片4.4流明。與此相對，對于對角線為1.3英寸以及接受角為+A17度的LCD面板 3，在42個綠色、42個藍色和42個紅色發(fā)光二極管芯片的情況下，當發(fā) 光二極管芯片1的每一個分別以折射率匹配的方式連接到關(guān)聯(lián)的光學(xué)元 件上時，光通量為每個發(fā)光二極管芯片3.4流明。對于對角線為1.8英寸以及接受角為+/-17度的LCD面板3，在20 個綠色、20個藍色和20個紅色發(fā)光二極管芯片1的情況下，在該實施例 中光通量為每個發(fā)光二極管芯片8.5流明。與此相對，對于對角線為1.8英寸以及接受角為+/-17度的LCD面板 3，在42個綠色、42個藍色和42個紅色發(fā)光二極管芯片的情況下，當發(fā) 光二極管芯片1的每一個分別以折射率匹配的方式連接到關(guān)聯(lián)的光學(xué)元 件上時，光通量為每個發(fā)光二極管芯片5.9流明。圖3以示意性截面圖示出了這里所描述的根據(jù)第二實施例的光學(xué)投 影設(shè)備。與圖l和2的實施例不同，綠色發(fā)光二極管芯片以折射率匹配的 方式光學(xué)連接到所關(guān)聯(lián)的光學(xué)元件2的M射面上。在綠色發(fā)光二極管芯 片1的光耦合輸出面100和所關(guān)聯(lián)的光學(xué)元件2的光入射面22之間有氣 隙8。紅色和藍色發(fā)光二極管芯片l如在上述實施例中那樣以折射率匹配 的方式連接到各關(guān)聯(lián)的光學(xué)元件2上。令人吃驚的是，已經(jīng)證明在省去綠 色發(fā)光二極管芯片的折射率匹配的情況下，總體上在相同的光通量的情況 下可以減小發(fā)光二極管芯片的數(shù)目，或者在相同數(shù)目的發(fā)光二極管芯片的
情況下可以提高光通量，其中同時實現(xiàn)了典型的白點顯示。對于對角線為0.55英寸以及接受角為+/-17度的LCD面板3,在6 個綠色、4個藍色和4個紅色發(fā)光二極管芯片l的情況下，得到每個芯片 4.4流明的光通量。對于對角線為0.7英寸以及接受角為+/-17度的LCD面板3，在12 個綠色、6個藍色和6個紅色發(fā)光二極管芯片l的情況下，在該實施例中 光通量為每個發(fā)光二極管芯片4.9流明。對于對角線為1.0英寸以及接受角為+/-17度的LCD面板3,在24 個綠色、12個藍色和12個紅色發(fā)光二極管芯片1的情況下，在該實施例 中光通量為每個發(fā)光二極管芯片4.7流明。對于對角線為1.3英寸以及接受角為+/-17度的LCD面板3，在42 個綠色、20個藍色和20個紅色發(fā)光二fel管芯片l的情況下，在該實施例 中光通量為每個發(fā)光4管芯片5.3流明。對于對角線為1.8英寸以及接受角為+/-17度的LCD面板3，在42 個綠色、20個藍色和20個紅色發(fā)光二極管芯片l的情況下，在該實施例 中光通量為每個發(fā)光二極管芯片9.1流明。圖4示出了根據(jù)第三實施例的光學(xué)投影設(shè)備的示意性截面圖。與上述 結(jié)合圖3所描述的實施例不同，紅色發(fā)光二極管芯片的數(shù)目相比于綠色和 藍色發(fā)光二極管芯片被進一步減少。例如，對于對角線為0.55英寸以及接受角為+/-17度的1^0面板3, 對于6個綠色、4個藍色和2個紅色發(fā)光二極管芯片，得到每個發(fā)光二極 管芯片5.2流明的光通量。與具有4個綠色、4個藍色和4個紅色發(fā)光二 極管芯片1的變形方案(其中所有發(fā)光二極管芯片都以折射率匹配的方式 光學(xué)連接到所關(guān)聯(lián)的光學(xué)元件2上)相比，在相同的芯片數(shù)目的情況下， 這種配置的特色在于高大約30%的光通量。對于對角線為0.7英寸以及接受角為+/-17度的LCD面板3，在12 個綠色、6個藍色和3個紅色發(fā)光二極管芯片l的情況下，在該實施例中 光通量為每個發(fā)光二極管芯片5.6流明。對于對角線為1.0英寸以及接受角為+/-17度的LCD面板3,在24 個綠色、12個藍色和6個紅色發(fā)光二極管芯片l的情況下，在該實施例 中光通量為每個發(fā)光二極管芯片5.4流明。
對于對角線為1.3英寸以及接受角為+/-17度的LCD面板3，在42 個綠色、20個藍色和10個紅色發(fā)光二極管芯片l的情況下，在該實施例 中光通量為每個發(fā)光二極管芯片6.0流明。對于對角線為1.8英寸以及接受角為+/-17度的LCD面板3，在42 個綠色、20個藍色和10個紅色發(fā)光二極管芯片l的情況下，在該實施例 中光通量為每個發(fā)光二極管芯片10.3流明。總之，在此所描述的光學(xué)投影設(shè)備能夠成本特別低廉地制造，尤其是 由于相同的光通量能夠以減少數(shù)目的發(fā)光二極管芯片來實現(xiàn)。在此，例如 在白點顯示中測量每個發(fā)光二極管芯片的光通量。本發(fā)明并未受到借助實施例所進行的描述的限制。更確切地說，本發(fā) 明包括任意新的特征以及這些特征的組合，特別是包括在權(quán)利要求中的特 征的任意組合，即使這些特征或者該組合本身沒有明確地在權(quán)利要求中或 者實施例中說明。
權(quán)利要求
1. 一種光學(xué)投影設(shè)備，具有-多個發(fā)光二極管芯片(1)和-具有光入射面(22)的至少一個光學(xué)元件(2)，其與至少一個發(fā)光二極管芯片(1)關(guān)聯(lián)，其中發(fā)光二極管芯片(1)的光耦合輸出面(100)以折射率匹配的方式光學(xué)連接到所關(guān)聯(lián)的光學(xué)元件(2)的光入射面(22)。
2. 根據(jù)上述權(quán)利要求所述的光學(xué)投影設(shè)備，其中在所述至少一個發(fā) 光二極管芯片(1)的光耦合輸出面(100)和所關(guān)聯(lián)的光學(xué)元件(2)的 光入射面(22)之間的間隙用至少一種材料(7)填充，所述材料的折射 率為至少1.3。
3. 根據(jù)上述權(quán)利要求所述的光學(xué)投影設(shè)備，其中所述材料(7)的折 射率大致對應(yīng)于構(gòu)成所關(guān)聯(lián)的光學(xué)元件(2)的材料的折射率。
4. 根據(jù)上述權(quán)利要求中至少一項所述的光學(xué)投影設(shè)備，其中所iOL 光二極管芯片(1)中的至少一個發(fā)光二極管芯片的光耦合輸出面(100) 以折射率匹配的方式光學(xué)連接到與發(fā)光二極管芯片(1)關(guān)聯(lián)的光學(xué)元件(2)的光入射面(22)上。
5. 根據(jù)上述權(quán)利要求所述的光學(xué)投影設(shè)備，其中在發(fā)光二極管芯片 (1)的光耦合輸出面(100 )和所關(guān)聯(lián)的光學(xué)元件(2 )的光入射面(22 )之間的間隙(8)用折射率小于1.3的材料填充。
6. 根據(jù)上a利要求所述的光學(xué)投影設(shè)備，其中間隙(8)包含空氣。
7. 根據(jù)上述權(quán)利要求中至少一項所述的光學(xué)投影設(shè)備，具有第一顏 色的發(fā)光二極管芯片和第二顏色的發(fā)光二敗管芯片，該第二顏色與第一顏 色不同，其中第一顏色的發(fā)光二極管芯片的大部分以折射率匹配的方式光學(xué) 連接到所關(guān)聯(lián)的光學(xué)元件(2)的光入射面(22)上，并且第二顏色的發(fā) 光二極管芯片的大部分以折射率匹配的方式光學(xué)連接到所關(guān)聯(lián)的光學(xué)元 件的光入射面(22)上。
8. 根據(jù)上述權(quán)利要求中至少一項所述的光學(xué)投影設(shè)備，具有至少一 個綠色發(fā)光二極管芯片，其中光學(xué)投影設(shè)備的所有綠色發(fā)光二極管芯片以折射率匹配的方式光學(xué)連接到所關(guān)聯(lián)的光學(xué)元件(2)的光入射面(22) 上。
9. 根據(jù)上述權(quán)利要求中至少一項所述的光學(xué)投影設(shè)備，具有至少一 個藍色發(fā)光二極管芯片，其中光學(xué)投影設(shè)備的所有藍色發(fā)光二極管芯片以 折射率匹配的方式光學(xué)連接到所關(guān)聯(lián)的光學(xué)元件(22)的M射面(22) 上。
10. 根據(jù)上i^k利要求中至少一項所述的光學(xué)投影設(shè)備，具有至少一個紅色發(fā)光二極管芯片，其中光學(xué)投影設(shè)備的所有紅色發(fā)光二極管芯片以 折射率匹配的方式光學(xué)連接到所關(guān)聯(lián)的光學(xué)元件(2)的光入射面(22) 上。
11. 根據(jù)上述權(quán)利要求中至少一項所述的光學(xué)投影設(shè)備，具有—至少一個綠色發(fā)光二極管芯片，-至少一個藍色發(fā)光二極管芯片，以及 一至少一個紅色發(fā)光j^管芯片，其中—所有綠色發(fā)光二極管芯片以折射率匹配的方式光學(xué)連接到所關(guān)聯(lián) 的光學(xué)元件(2)的光入射面(22)上，—所有藍色發(fā)光二極管芯片以折射率匹配的方式光學(xué)連接到所關(guān)聯(lián) 的光學(xué)元件(22)的;3tA^射面(22)上，-所有紅色發(fā)光二極管芯片以折射率匹配的方式光學(xué)連接到所關(guān)聯(lián) 的光學(xué)元件(22)的光入射面(22)上，其中綠色發(fā)光二極管芯片的數(shù)目與藍色發(fā)光二極管芯片的數(shù)目的比 例大致為2:1，并且綠色發(fā)光二極管芯片的數(shù)目與紅色發(fā)光二極管芯片的 數(shù)目的比例大致為2:1。
12. 根據(jù)上i^利要求中至少一項所述的光學(xué)投影設(shè)備，具有 -至少一個綠色發(fā)光二極管芯片， -至少一個藍色發(fā)光二極管芯片，以及 -至少一個紅色發(fā)光二極管芯片，其中-所有綠色發(fā)光二極管芯片以折射率匹配的方式光學(xué)連接到所關(guān)聯(lián) 的光學(xué)元件(2 )的;5tA^射面(22 )上，-所有藍色發(fā)光二極管芯片以折射率匹配的方式光學(xué)連接到所關(guān)聯(lián)的光學(xué)元件(22)的;^射面(22)上，-所有紅色發(fā)光二極管芯片以折射率匹配的方式光學(xué)連接到所關(guān)聯(lián) 的光學(xué)元件(22)的;^射面(22)上，其中綠色發(fā)光二極管芯片的數(shù)目與藍色發(fā)光二極管芯片的數(shù)目的比 例大致為2:1，并且綠色發(fā)光二極管芯片的數(shù)目與紅色發(fā)光二極管芯片的 數(shù)目的比例大致為3:1。
13.根據(jù)上述權(quán)利要求中至少一項所述的光學(xué)投影設(shè)備，其中至少一 個發(fā)光二極管芯片(1)的光耦合輸出面(100 )平行于發(fā)光4管芯片的 有源的層序列(101)走向，并且離開發(fā)光二極管芯片(1)的電磁輻射的 至少卯％通過光耦合輸出面(100)出射。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種光學(xué)投影設(shè)備。該光學(xué)投影設(shè)備包括多個發(fā)光二極管芯片(1)和具有光入射面(22)的至少一個光學(xué)元件(2)，所述光學(xué)元件與至少一個發(fā)光二極管芯片(1)關(guān)聯(lián)，其中發(fā)光二極管芯片(1)的光耦合輸出面(100)以折射率匹配的方式光學(xué)連接到所關(guān)聯(lián)的光學(xué)元件(2)的光入射面(22)。
文檔編號G02B6/42GK101401441SQ200780009001
公開日2009年4月1日 申請日期2007年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月17日
發(fā)明者斯特凡·格勒奇 申請人:奧斯蘭姆奧普托半導(dǎo)體有限責(zé)任公司