[发明专利]LED系统和方法

权利要求书

1.一种LED，包括：

量子阱区域，用于产生光；以及

成形的基板，与量子阱区域具有界面，其中由量子阱区域产生的光穿过该界面，成形的基板包括：

与界面相对并且距离该界面一距离的出射面，其中该基板被成形为使得通过界面进入成形的基板的光中的一部分通过出射面从成形的基板射出，并且其中，出射面具有使对于从成形的基板投射的光的所需半角的辐射度守恒所必需的最小面积的至少70％；以及

一组侧壁，其中每一个侧壁都被设置并成形为使得具有从界面到该侧壁的直的传输路径的光线中的至少大多数光线被反射到出射面上且在出射面处的入射角小于或等于出射面处的临界角，其中出射面的面积、从出射面到界面的距离和侧壁形状被选择为以所需的半角、以至少70％的效率投射光。

2.如权利要求1所述的LED，其中量子阱区域与基板一致地成形。

3.如权利要求1所述的LED，其中出射面至少具有使辐射度守恒所必需的最小的面积。

4.如权利要求1所述的LED，其中界面的形状是矩形，并且使用得到界面的形状的有效立体角来确定使辐射度守恒所必需的最小面积。

5.如权利要求1所述的LED，其中每一个侧壁都被设置并成形为使得具有从界面到该侧壁的直的传输路径的光线中的至少80％被反射到出射面上，且在出射面处的入射角小于或等于出射面处的临界角。

6.如权利要求1所述的LED，其中侧壁的形状被选择为产生所需的光输出分布。

7.如权利要求1所述的LED，其中出射面平行于界面，并与界面旋转对准，并且其中出射面具有与界面的形状相同的形状和纵横比。

8.如权利要求1所述的LED，还包括能够发射所需波长以产生白光的光致发光材料层。

9.一种LED，包括：

量子阱区域，用于产生光；

成形的基板，与量子阱区域具有界面，成形的基板包括：

与界面相对并且距离该界面一距离的出射面，其中：

基板被成形为使得通过界面进入成形的基板的光中的

一部分通过出射面从成形的基板射出；

出射面具有在由定义的最小面积的30％之内的面积，其中ф₁是穿过界面的光通量；ф₂是从出射面射出的光通量，并且等于ф₁；Ω₁是光穿过界面的有效立体角，而Ω₂是光离开出射面的有效立体角；A₁是界面的面积；n₁是成形的基板的折射率，而n₂是成形的基板外部的介质的折射率；

所述距离至少为使得具有从界面到出射面的直的传输路径的所有光线具有小于或等于出射面处的临界角的入射角的最小距离；以及

一组侧壁，其中每一个侧壁都被设置并成形为使得具有从界面到该侧壁的直的传输路径的光线中的至少一部分被反射到出射面上，且在出射面处的入射角小于或等于出射面处的临界角。

10.一种LED，包括：

量子阱区域，用于产生光；以及

成形的基板，与量子阱区域具有界面，其中由量子阱区域产生的光穿过界面，成形的基板包括：

至少两个出射面，其中基板被成形为使得通过界面进入成形的基板的光中的一部分通过该至少两个出射面从成形的基板射出，并且其中该至少两个出射面具有使辐射度守恒所必需的最小面积的至少70％的组合面积；以及

一组侧壁，其中每一个侧壁都被设置并成形为使得具有从界面到该侧壁的直的传输路径的光线中的至少大多数光线被反射到两个或更多出射面中的一个出射面上且在该出射面处的入射角小于或等于该出射面处的临界角，其中出射面的面积、从出射面到界面的距离和侧壁形状被选择为以所需的半角、以至少70％的效率投射光。