[发明专利]模制的LED光板

说明书

相关申请案的交叉参考

本申请案是基于艾力克·威廉·卡尔斯(EricWilliamKahrs)等人在2014年5月30日申请的第14/292,069号美国申请案，其基于艾力克·威廉·卡尔斯等人在2013年6月4日申请的第61/830,861号美国临时申请案，所述申请案被转让给本受让人且以引用方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及形成发光二极管(LED)灯，且特定来说，涉及形成薄、平坦的LED光板且接着模制所述光板以具有3维特征。

背景技术

LED灯与白炽灯相比极大减少操作成本，比荧光灯更悦目且具有非常长的寿命。

本受让人先前已发明平坦光板，其是通过在柔性衬底上的导体层上方印刷微观垂直LED裸片以电接触所述LED的底部电极，接着在导电层上方印刷暴露所述LED的顶部电极的薄电介质层，接着印刷另一导体层以接触所述LED的顶部电极而形成。所述LED裸片经印刷而具有相同定向，例如阳极电极向上。因此所述LED并联连接。通过跨越所述导体层施加正确极性的电压，所述LED照亮。通过使用透明膜作为衬底且使所述导体层中的任一者或两者透明，光可穿过任一表面或同时穿过两个表面退出。如果所述LED是基于氮化镓且发射蓝光，则磷光体层(举例来说，YAG)可沉积于发光表面上方以引起所述光板发射任何颜色的光，例如白光。所述光板可经形成以具有小于2mm的厚度。

通过印刷微观垂直LED及控制其在衬底上的定向而形成光源的进一步细节可发现于题为“二极管的液体或凝胶悬浮液的可印刷合成物的制造方法(MethodofManufacturingaPrintableCompositionofLiquidorGelSuspensionofDiodes)”的美国申请公开案US2012/0164796中，所述申请案转让给本受让人且以引用方式并入本文中。

公开案US2012/0164796的段落0435描述柔性光板如何“可被卷曲、折叠、扭转、螺旋、修平、扭结、波折及另外被塑形成任何种类的各种形式及设计中的任何者，包含(举例来说且不限于)建筑形状、其它艺术或新奇设计的折叠及波折折纸形状、爱迪生灯泡形状、荧光灯泡形状、枝形吊灯形状……”。如可见，所述公开案描述如何通过光板的某种弯曲而实现各种形状，且由于所述光板略具弹性，因此所得的形状必须由某种外部支撑结构(例如爱迪生灯座)保持。

由于使用所揭示的技术不能制成良好的3维形状，上文引证的柔性光板的所揭示使用仍为受限的。举例来说，所述光板不能经折叠以产生改变发射轮廓及/或增加光提取的圆形凸块阵列。另外，期望提供具有3维特征的光板，其中所述特征不需要由外部支撑结构保持。另外，期望形成所述良好的3维特征而不使所述光板的各种层彼此分层。

发明内容

在一个实施例中，通过在由薄柔性衬底支撑的第一导体层上方印刷微观LED裸片阵列来形成光板。所述LED裸片的底部电极(举例来说，阴极电极)电接触所述第一导体层。在所述第一导体层上方印刷电介质层。将第二导体层沉积于所述LED裸片的顶部电极(举例来说，阳极电极)上方以电接触所述顶部电极。通过使用透明衬底及透明导体层，所述光板可从其顶部或底部表面发射光。

层材料经选择为可模制的而无任何不利影响，且经模制的形状保持而无任何外部结构。所述层优选地尽可能薄以避免归因于光板变形时的拉伸及压缩应力的分层。

提供适当的压模机，且在相对的模具部分之间挤压所述光板。所述压机可为冷压机或热压机。在一个实施例中，所述模具在光板中形成圆形凸块阵列，其中每一凸块大范围地散布光。除散布光外，归因于在所述光板中由全内反射(TIR)引起的波导效应较少，所述凸块增加光提取。取决于LED从凸块的凸侧发射还是从凹侧发射，所述凸块也可用以准直来自光板的光。这在经模制的光板用作用于房间的一般照明的顶灯时减少了眩光。

在另一实施例中，为帮助经模制的光板保持其形状，作为模制过程的部分，经模制区域的非发射表面涂覆有或填充有注入树脂(或其它适当材料)。

可以连续卷对卷式(roll-to-roll)过程执行光板的形成及模制及树脂填充过程。

在一个实施例中，所述模制可用以形成由LED背光照明的凸出的字母数字字符，例如用于识别集成的电容式触控板上的触摸位置。

在另一实施例中，不透明图案(例如字母数字字符的负片)可被印刷于平坦光板上，接着模具与所述不透明图案对准以在所述光板中形成与所述不透明图案一致的凸出图案。

预期且描述以上实施例的许多变化。

附图说明