[发明专利]光输出设备

说明书

技术领域

本发明涉及光输出设备，特别是使用与透光衬底结构相关联的光源的光输出设备。 

背景技术

这种类型的发光设备的一个已知实例是所谓的“LED玻璃(LEDin glass)”设备。图1中示出了实例。典型地，玻璃板与形成电极的透明导电涂层(例如，ITO)一起使用。图案化导电涂层，以便制成与半导体LED装置连接的电极。装配通过层压玻璃来实现，而LED在热塑层(例如，聚乙烯醇缩丁醛，PVB)内部。 

这种类型设备的应用是架子、陈列柜、建筑物正面、办公室隔断、墙面覆层以及装饰性发光。发光设备可以用来照亮其它物体，例如，显示图片，或者简单地用于装饰目的。 

这种类型设备的一个问题是：将LED嵌入结构内部的层不应当过热，因为否则它将导致层(例如，PVB)内破坏。另外，LED本身也不应当过热(特别是接头温度不应该变得太高)，因为否则LED寿命下降。典型地，玻璃本身热传导不足以减少热量，因此必须采取另外的预防措施。目前，所允许的LED最大功率值是受限的(例如，限制为0.3瓦特)。通过限制LED的工作电流，可以导致色温的可见偏移。因此，为了成本和性能，LED应当接近于它们标称功率工作，这在目前对于使用例如1瓦特的LED是不可能的。 

本发明的目的是提供一种结构，该结构允许LED在理想功率级工作，而没有损坏设备结构的危险。 

发明内容

根据本发明，提供一种光输出设备，其包括：衬底布置，具有集成到衬底布置的结构中的至少一个光源装置，其中，衬底布置包括： 

至少一个透光衬底； 

与至少一个光源装置热接触的热绝缘层；以及 

与至少一个光源装置热接触的导热层。 

通过设置导热层，以便于传导热量远离光源装置(典型地是LED)，热量在较大面积上扩散，从而导致更好地冷却系统。因此，LED可以以较高的功率来驱动。 

光源装置可以至少部分地嵌入热绝缘层中。而且，热绝缘层可以设置在至少一个衬底上。 

透光衬底材料可以是透明的(光学透明)，或者漫射的透射材料。 

光传导层可以以涂层的形式来涂覆。 

可以存在两种衬底，在衬底之间夹有光源装置，且它们中的一个或者两个可以设置有优选为透明的导热层。 

导热层或者每个导热层的热阻(thermal resistance)优选地小于10％其上设置有导热层的衬底的热阻。这防止了层作为热绝缘体。导热层或者每个导热层可以具有小于8.5K/W的热阻。 

热绝缘层优选地具有小于1W/mK的热导率，优选地小于0.2W/mK，且可以是热塑，或者树脂层。 

导热层或者每个导热层优选地具有厚度d和热导率K，满足K＊D＞0.002，单位是W/K。这提供了足够的热量散失，以允许光输出设备工作的功率增加。所述值可以满足K＊D＞0.003或者甚至K＊D＞0.004。 

导热层或者每个导热层可以包括类金刚石的碳、MgO、Si3N4、银和铜(后两者适用于丝网印刷)中的一种或者多种。 

衬底布置可以进一步地包括夹在衬底之间的电极布置，其中，至少一个光源装置与电极布置连接。电极布置优选地包括至少半透明的导体布置，例如，基本上透明的氧化铟锡、氧化铟锌、氧化锡或者掺氟氧化锡。 

可替代地，电极布置可以包括优选为半透明的传导材料，例如，金、银、铜、锌或者不锈钢。优选地为半透明的传导材料可以包括含有传导颗粒的墨水(ink)。 

光源装置可以包括LED装置，例如，无机LED、有机LED、聚合物LED或者激光二极管。光源装置还可以包括几个LED装置。 

本发明还提供包括本发明的光输出设备的发光系统，以及用于控制提供给光源装置的信号的控制器。 

要指出的是，本发明涉及权利要求中所陈述的特征的所有可能组合。 

附图说明

现在将参考附图来详细描述本发明的实例，其中： 

图1示出了已知的LED玻璃照明设备； 

图2更详细地示出了图1的设备中的单个LED； 

图3示出了本发明的LED玻璃设备中的第一实例； 

图4示出了用于分析目的的典型LED的尺寸； 

图5示出了代表图3的设备中热量流动的电路； 

图6用来图示来自图3的设备的衬底的热传递； 

图7示出了代表热量流动的另一个电路；