[发明专利]包括位于LED上的散射部分的LED阵列及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及特别地但不完全地利用与透明衬底结构关联的离散光源的光输出装置。本发明还涉及制作这种装置的方法。

背景技术

此类型的照明装置的一个已知示例为所谓的“玻璃中LED”装置。一示例示于图1。典型地使用玻璃板，该玻璃板具有形成电极的透明导电涂层(例如ITO)。该导电涂层被图案化从而制成连接到半导体LED装置的电极。通过将玻璃连同LED 4层压在热塑性层(例如聚乙烯醇缩丁醛PVB)或有机树脂层内部，由此完成组件。

图2在截面图中示出所述已知的玻璃中LED的结构。该装置包括玻璃板1和2。(半)透明电极3a和3b(例如利用ITO或细导电线形成)以及连接到透明电极3a和3b的LED 4位于所述玻璃板之间。一层绝缘材料5(传统上为PVB或UV树脂)设于玻璃板1和2之间。

此类型装置的应用为搁板、陈列柜、立面、办公室隔断、墙面以及装饰性照明。该照明装置可以用于照射其它对象、用于显示图像或者仅仅用于装饰性目的。

顶部发射LED可以被使用，并且这些具有点光源输出。侧面发射LED也可以被使用，光输出接着从树脂中的散射中心被耦合到输出。

为了使点输出更均匀，已知的是在LED上应用反射器或其它光遮挡件，从而充当掩模用于减小局部光输出强度。这增加了装置制作的复杂性，使得就照射方向和照射光斑尺寸而言从离散光源并且以不显著提高制作成本方式提供期望输出变得困难。

还期望形成发光片(luminescent sheet)，其优选地是薄的，具有显著的柔性。这使得该产品可以用于更广泛用途并且在制作工艺中也可以节省昂贵的成型工序。需要在大约1-10mm的期望厚度具有柔性的光学透明材料。

一个示例是将LED置于线栅内，该线栅嵌在硅树脂中。这种设计取代昂贵的印刷电路板PCB或玻璃衬底布置。然而，线栅由于其非刚性本质而不允许在LED装置对准中的小的容差。

对于在这种刚性结构中形成的LED，为了掩蔽LED热点，可以如上所述在LED格栅上提供光学结构。然而，用于定位所需要的光学结构的可用容差是低的，例如大约为1mm或更小。用于掩蔽热点的所需要的光学结构要求相对于LED位置的10-100微米范围内的对准水平。因而，光学结构在LED上的精确对准出现问题。

发明内容

根据本发明，提供了一种光输出装置，其包括：

电互连发光二极管阵列；

衬底层，该发光二极管阵列置于该衬底层内或上；

具有在该发光二极管上的部分的附着层，其中该附着层具有光激发属性；以及

附着到该附着层部分的散射颗粒。

本发明利用散射颗粒，所述散射颗粒例如置于LED上从而形成漫反射帽。要求这些反射帽与包含在LED格栅中的LED精确对准，特别是如果LED格栅可能在一定程度上伸缩或变形。这导致LED放置有些不可预测。本发明利用光敏工艺，该光敏工艺被用于在每个LED上沉积散射(并且因此至少部分反射)结构。这使得利用LED提供光激发而能够与LED自对准。

本发明可以应用于具有刚性衬底层的结构，该衬底层承载线栅。然而，当衬底层是柔性时，本发明特别令人感兴趣。这种情况下，当将反射器部分对准在LED上时，衬底层的移动以及线栅形状的精度造成问题，并且这些问题被本发明所解决。据观察，在本发明的范围内，LED阵列可以定位在衬底层的主表面上。然而，将LED阵列定位在衬底层内优选得多。本发明的后一实施例尤为适合于嵌入的LED格栅。

还指出，附着层将优选地是不连续层。这种不连续层不覆盖整个衬底层，而是至少覆盖定位在LED上的层部分。还强调，LED阵列可以设计成一维的，得到成形为光线条(light-lines)的光输出装置。然而，其中LED阵列成形为二维平面的光输出装置是优选的。这种装置具有光片(light-sheet)的形式。

在一个示例中，LED光可以用于敏化/激发光敏粘合剂。随后，诸如TiO₂晶粒或磷光体晶粒的散射颗粒可以附着到表面。这提供了一种方法，该方法使得能够基于自对准将反射器制作在LED顶上。LED本身的光被用于控制沉积工艺。

在此示例中，该附着层是基于光激发附着。然而，在另一次优选示例中，该附着层是基于光激发导电性。

封装层可以包括硅树脂并且该散射颗粒可以包括TiO₂颗粒。

本发明还提供一种制作光输出装置的方法，其包括：

将电互连发光二极管阵列嵌入封装层；

在该发光二极管上提供附着层；