[發(fā)明專利]光輸出設(shè)備和制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201280032839.2
• 申請(qǐng)日: 2012-06-28
• 公開（公告）號(hào): CN103620664A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: H.J.科內(nèi)里森;G.根尼尼;H.H.P.戈曼斯;M.P.C.M.克里恩;M.H.W.M.范德登;L.W.G.斯托夫米;J.于
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 皇家飛利浦有限公司
• 主分類號(hào): G09F13/22
• 分類號(hào): G09F13/22
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 陳俊;汪揚(yáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及具體地但不排它地使用與透明襯底結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的離散光源的光輸出設(shè)備。

背景技術(shù)

此類型的照明設(shè)備的一個(gè)已知示例是所謂的“玻璃中LED”設(shè)備。一個(gè)示例示于圖1。典型地使用了玻璃板，其具有形成電極的透明導(dǎo)電涂層（例如ITO）。該導(dǎo)電涂層被圖案化從而制作連接到半導(dǎo)體LED設(shè)備的電極。該組件通過將玻璃與LED?4層壓在一起來完成，其中LED?4位于熱塑性層（例如聚乙烯醇縮丁醛PVB）或有機(jī)樹脂層內(nèi)部。

圖2以橫截面視圖示出所述已知的玻璃中LED結(jié)構(gòu)。該設(shè)備包括玻璃板1和2。（半）透明電極3a和3b（例如使用ITO或細(xì)導(dǎo)線形成）以及連接到透明電極3a和3b的LED?4位于玻璃板之間。電絕緣材料5（常規(guī)地為PVB或UV樹脂）層被提供在玻璃板1和2之間。

此類型設(shè)備的應(yīng)用是架子、櫥窗、外立面、辦公室隔斷、墻覆層以及裝飾性照明。該照明設(shè)備可以被用于光照其它物體，用于顯示圖像，或者簡(jiǎn)單地用于裝飾性目的。

頂發(fā)射LED可以被使用，并且這些LED具有點(diǎn)光源輸出。側(cè)發(fā)射LED也可以被使用，光輸出隨后被耦合到來自樹脂中的散射中心的輸出。

為了使點(diǎn)輸出更加均勻，已知在LED上應(yīng)用反射器或其它光擋板來充當(dāng)用于降低局部光輸出強(qiáng)度的掩蔽物。這增加了設(shè)備制造復(fù)雜度，使得難以提供來自離散光源的在光照方向和光照點(diǎn)尺寸方面的期望輸出，并且難以以一種不顯著增加制造成本的方式來提供。

還期望制作發(fā)光片，其優(yōu)選是薄的，具有明顯柔性的。這使得該產(chǎn)品具有更廣泛的各種用途并且還能夠節(jié)省在制造過程中昂貴的模制工序。要求一種光學(xué)上透明的材料，其大約在1-10mm的期望厚度具有柔性。

一個(gè)示例是將LED放置在被嵌在硅樹脂或其它聚合物中的線柵內(nèi)。這種設(shè)計(jì)取代了昂貴的印刷電路板PCB或玻璃襯底布置。但是，線柵由于其非剛性本質(zhì)而不允許在LED設(shè)備的對(duì)準(zhǔn)中的小容差。

為了掩蔽形成在這種格柵結(jié)構(gòu)中的LED的LED熱點(diǎn)，可以如上所述在LED格柵上提供光學(xué)結(jié)構(gòu)（其可以簡(jiǎn)單地包括反射性白色涂料）。

一種可替換的辦法是將光散射粒子嵌到聚合物結(jié)構(gòu)（其充當(dāng)光導(dǎo)）中。這些粒子的形狀或濃度以及吸收、反射和透射特性影響著它們?nèi)绾胃淖児廨敵鎏卣鳌?/p>

這些技術(shù)的主要缺陷在于，粒子或光學(xué)結(jié)構(gòu)的位置以及它們的散射特性在該系統(tǒng)的制造過程中確定，并且沒有考慮光源的位置。這要求光學(xué)裝置相對(duì)于光源的成本昂貴的對(duì)準(zhǔn)。用于掩蔽熱點(diǎn)的所需光學(xué)結(jié)構(gòu)或散射粒子要求相對(duì)于LED位置的在10-100微米范圍內(nèi)的對(duì)準(zhǔn)水平。因此，光學(xué)結(jié)構(gòu)或粒子相對(duì)于LED的精確對(duì)準(zhǔn)成為問題所在。

現(xiàn)有技術(shù)文件WO2010/129815A2描述了光導(dǎo)系統(tǒng)，其中光源被嵌在光導(dǎo)的主體內(nèi)，該光導(dǎo)包括光偏轉(zhuǎn)粒子。所述粒子可以是具有不同折射率的小氣泡或區(qū)域。光偏轉(zhuǎn)粒子的濃度可以基于所嵌入光源的位置而變化，從而獲得期望光發(fā)散模式。該現(xiàn)有技術(shù)文件未提及實(shí)現(xiàn)這樣濃度變化的方法。

本發(fā)明旨在提供可以以切實(shí)可行方式制作的在先前段落中所述類型的光輸出設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明，提供了一種光輸出設(shè)備，其包括：

-?光源陣列；

-?封裝層，光源陣列嵌在該封裝層內(nèi)；以及

-?在該封裝層中形成的腔體或區(qū)域的陣列，該腔體或區(qū)域的折射率不同于該封裝層的折射率，

其中該腔體或區(qū)域具有取決于它們對(duì)光源位置的接近度(proximity)的密度或尺寸，并且其中該封裝層（32）包括具有添加物的聚合物基質(zhì)，該添加物具有比基質(zhì)低的沸點(diǎn)。

該腔體用于散射光源光輸出，從而在設(shè)備表面上得到更加均勻的光發(fā)射。

該光源可以包括LED，不過其它光輸出設(shè)備可以被使用。

通過使腔體/區(qū)域的密度或尺寸取決于對(duì)光源的接近度，可以使用腔體在該封裝層中的自組裝。光在腔體/區(qū)域與封裝材料的界面處被反射和折射。在這種情況下不發(fā)生吸收，而浸在介質(zhì)中的粒子遭受至少一定程度的光吸收?？梢杂芍圃爝^程容易地控制腔體/區(qū)域的形成。

該封裝層包括具有添加物的聚合物基質(zhì)，該添加物具有比基質(zhì)低的沸點(diǎn)。該添加物可以隨后被蒸發(fā)，從而在固化該聚合物基質(zhì)前形成小的氣體填充的腔體。

可以由光源的熱量或光源的光來蒸發(fā)該添加物。

可替換地，該封裝層可以包括相分離的聚合物分散液。該光輸出可以用于在單體和不可聚合液的混合物中引起聚合反應(yīng)。當(dāng)該聚合反應(yīng)已經(jīng)導(dǎo)致形成以聚合物為壁的腔體的網(wǎng)絡(luò)時(shí)，該不可聚合液材料可以被洗掉以形成腔體。

可選擇地，可以用第二聚合物或液體再填充該腔體。