[go: up one dir, main page]

RU2618999C2 - Устройство с выходным оптическим излучением и способ его изготовления - Google Patents

Устройство с выходным оптическим излучением и способ его изготовления Download PDF

Info

Publication number
RU2618999C2
RU2618999C2 RU2014103438A RU2014103438A RU2618999C2 RU 2618999 C2 RU2618999 C2 RU 2618999C2 RU 2014103438 A RU2014103438 A RU 2014103438A RU 2014103438 A RU2014103438 A RU 2014103438A RU 2618999 C2 RU2618999 C2 RU 2618999C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
matrix
cavities
encapsulating layer
light
leds
Prior art date
Application number
RU2014103438A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2014103438A (ru
Inventor
Хюго Йохан КОРНЕЛИССЕН
Джованни ЧЕННИНИ
Хендрикус Хюбертус Петрус ГОММАНС
Марселлинус Петрус Каролус Михал КРЕЙН
ДЕЛЬДЕН Мартинус Херманус Вильхельмус Мария ВАН
Леон Вильхельмус Годефридус СТОФМЕЛ
Цзянхун ЮЙ
Original Assignee
Филипс Лайтинг Холдинг Б.В.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Филипс Лайтинг Холдинг Б.В. filed Critical Филипс Лайтинг Холдинг Б.В.
Publication of RU2014103438A publication Critical patent/RU2014103438A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2618999C2 publication Critical patent/RU2618999C2/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80—Constructional details
    • H10H20/85—Packages
    • H10H20/852—Encapsulations
    • H10H20/854—Encapsulations characterised by their material, e.g. epoxy or silicone resins
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F13/00—Illuminated signs; Luminous advertising
    • G09F13/20—Illuminated signs; Luminous advertising with luminescent surfaces or parts
    • G09F13/22—Illuminated signs; Luminous advertising with luminescent surfaces or parts electroluminescent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of semiconductor or other solid state devices
    • H01L25/50—Multistep manufacturing processes of assemblies consisting of devices, the devices being individual devices of subclass H10D or integrated devices of class H10
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80—Constructional details
    • H10H20/81—Bodies
    • H10H20/813—Bodies having a plurality of light-emitting regions, e.g. multi-junction LEDs or light-emitting devices having photoluminescent regions within the bodies
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80—Constructional details
    • H10H20/85—Packages
    • H10H20/852—Encapsulations
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80—Constructional details
    • H10H20/85—Packages
    • H10H20/855—Optical field-shaping means, e.g. lenses
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F13/00—Illuminated signs; Luminous advertising
    • G09F13/20—Illuminated signs; Luminous advertising with luminescent surfaces or parts
    • G09F13/22—Illuminated signs; Luminous advertising with luminescent surfaces or parts electroluminescent
    • G09F2013/222—Illuminated signs; Luminous advertising with luminescent surfaces or parts electroluminescent with LEDs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/01—Manufacture or treatment
    • H10H20/036—Manufacture or treatment of packages
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/01—Manufacture or treatment
    • H10H20/036—Manufacture or treatment of packages
    • H10H20/0362—Manufacture or treatment of packages of encapsulations
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/01—Manufacture or treatment
    • H10H20/036—Manufacture or treatment of packages
    • H10H20/0363—Manufacture or treatment of packages of optical field-shaping means
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80—Constructional details

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)
  • Illuminated Signs And Luminous Advertising (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

Изобретение относится к устройствам с выходным оптическим излучением, в частности с использованием дискретных источников оптического излучения, связанных со структурой с прозрачной подложкой. Матрицу источников (34) света встраивают в инкапсулирующий слой (32). Формируют матрицу полостей (30) с коэффициентом преломления, отличающимся от коэффициента преломления инкапсулирующего слоя, сформированных в инкапсулирующем слое (32). Матрица полостей (30) выполнена путем испарения добавки посредством использования по меньшей мере одного из тепла и света источников света. Полости (30) имеют численную плотность или размер, которые зависят от их близости к положениям источников света. Технический результат изобретения – обеспечение более равномерного воспроизведения выходного оптического излучения по площади устройства. 2 н.п. ф-лы, 7 ил.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к устройствам с выходным оптическим излучением, в особенности, но не исключительно, с использованием дискретных источников оптического излучения, связанных со структурой с прозрачной подложкой.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Одним известным примером такого типа осветительного устройства является так называемое устройство «СИД в стекле». Пример изображен на фиг.1. Обычно используется стеклянная пластина с прозрачным проводящим покрытием (например, оксид индия и олова), образующим электроды. Проводящее покрытие наносится с целью создания электродов, которые соединяются с полупроводниковым прибором на СИДах (светоизлучающих диодах). Сборка завершается наслоением стекла, при этом СИДы 4 размещаются внутри слоя термопластика (например, поливинилбутираля - PVB) или слоя органической смолы.
На фиг.2 показана известная структура СИДа в стекле в поперечном сечении. Устройство содержит стеклянные пластины 1 и 2. Между стеклянными пластинами имеются (полу)прозрачные электроды 3а и 3b (например, выполненные из оксида индия и олова или тонких монтажных проводов) и СИД 4, соединенный с прозрачными электродами 3а и 3b. Между стеклянными пластинами 1 и 2 предусмотрен слой электроизоляционного материала 5 (традиционно PVB или чувствительная к ультрафиолетовому излучению смола).
К применениям такого типа устройств относятся стеллажи, витрины, фасады, офисные перегородки, наружная обшивка стен и декоративное освещение. Осветительное устройство может использоваться для освещения других объектов, для отображения изображения или попросту в декоративных целях.
Могут использоваться СИДы с верхним излучением, и они имеют выходное излучение точечного источника света. Могут также использоваться СИДы с боковым излучением, при этом выходное оптическое излучение связано с выходом рассеивающих центров в смоле.
Чтобы сделать точечное выходное излучение более равномерным, как известно, на СИДе применяется отражатель или иной световой экран, действующий в качестве маски для снижения интенсивности локального выходного оптического излучения. Это усложняет изготовление устройства, поэтому остаются сложности в обеспечении требуемого выходного излучения от дискретных источников оптического излучения с точки зрения направления излучения и размера световой точки, и некоторым образом незначительно увеличивает стоимость изготовления.
Существует также потребность в создании самосветящихся листов - предпочтительно тонких и обладающих значительной гибкостью. Это позволяет обеспечивать более широкий выбор применений продукта и может также позволить сэкономить на дорогостоящих процедурах формовки в процессе изготовления. Требуется оптически прозрачный материал, обладающий гибкостью, при необходимой толщине около 1-10 мм.
Один из примеров - помещение СИДов в проволочную сетку, которая встроена в силикон или иной полимер. Такая конструкция заменяет дорогостоящие печатные платы (РСВ) или структуры на стеклянной подложке. Однако проволочная сетка не учитывает небольшое отклонение в расположении приборов на СИДах вследствие ее нежесткого характера.
Чтобы маскировать центры световых пятен для СИДов, сформированных в такой сетчатой структуре, на сетке СИДов, как указано выше, могут быть предусмотрены оптические структуры (которые могут просто включать в себя отражающую белую краску).
Альтернативный подход состоит во встраивании светорассеивающих частиц в полимерную структуру (которая выполняет функцию световода). Форма или концентрация, а также свойства поглощения, отражения и пропускания этих частиц влияют на то, как они изменяют характеристики выходного оптического сигнала.
Основной недостаток этих методов состоит в том, что положение частиц или оптических структур и их рассеивающие свойства определяются в процессе изготовления системы и не учитывают положение источников света. Это требует дорогостоящей юстировки оптики по отношению к источникам света. Необходимые оптические структуры или рассеивающие частицы, которые используются для маскирования центров световых пятен, требуют уровня юстировки в диапазоне 10-100 микрометров относительно положения СИДа. Таким образом, точная юстировка оптических структур или частиц относительно СИДов вызывает затруднения.
В документе по предшествующему уровню техники WO2010/129815A2 описана световодная система, в которой источники света встроены в тело световода, содержащего отклоняющие свет частицы. Упомянутые частицы могут представлять собой небольшие пузыри или области с другими коэффициентами преломления. Концентрация отклоняющих свет частиц может варьироваться исходя из расположения встроенных источников света с целью получения необходимой картины светового излучения. Документ по предшествующему уровню техники умалчивает о способах реализации таких вариаций концентрации.
Целью настоящего изобретения является создание устройства с выходным оптическим излучением описанного в предыдущем абзаце типа, которое может изготавливаться практически осуществимым методом.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В соответствии с изобретением предлагается устройство с выходным оптическим излучением, содержащее:
- матрицу источников света;
- инкапсулирующий слой, в который встроена матрица источников света; и
- матрицу полостей или областей с коэффициентом преломления, отличающимся от коэффициента преломления инкапсулирующего слоя, сформированных в инкапсулирующем слое,
отличающееся тем, что полости или области имеют плотность или размер, которые зависят от их близости к положениям источников света, и отличающееся тем, что инкапсулирующий слой (32) содержит полимерную матрицу с добавкой, имеющей более низкую температуру кипения, чем матрица.
Полости используются для рассеивания выходного оптического излучения источника света, чтобы получить более равномерное световое излучение по поверхности устройства.
Источники света могут быть выполнены в виде СИДов, хотя могут использоваться и иные устройства с выходным оптическим излучением.
Благодаря тому, что плотность или размер полости/области выполнен зависящим от близости к источникам света, может использоваться самосборка полостей в инкапсулирующем слое. Свет отражается и преломляется на границах раздела полостей/областей с инкапсулирующим материалом. В этом случае поглощение не происходит, поскольку частицы, погруженные в среду, испытывают, по меньшей мере, некоторую степень поглощения света. Образование полости/области может легко регулироваться с помощью процесса изготовления.
Инкапсулирующий слой выполнен в виде полимерной матрицы с добавкой, имеющей более низкую температуру кипения, чем матрица. Добавка может при этом испаряться с образованием небольших заполненных газом полостей перед отверждением полимерной матрицы.
Добавка может испаряться за счет тепла источников света или света источников света.
Альтернативно, инкапсулирующий слой может быть выполнен в виде жидкости с диспергированным полимером с разделенными фазами. Выходное оптическое излучение может использоваться для того, чтобы вызвать реакцию полимеризации в смеси мономеров и неполимеризуемой жидкости. Когда реакция полимеризации приводит к образованию структуры полостей с полимерными стенками, неполимеризуемый жидкий материал может быть смыт с образованием полостей.
Опционально полости могут быть повторно заполнены вторым полимером или жидкостью.
В данном изобретении также предлагается способ изготовления устройства с выходным оптическим излучением, включающий в себя:
- встраивание матрицы источников света в инкапсулирующий слой;
- формирование матрицы полостей или областей с коэффициентом преломления, отличающимся от коэффициента преломления инкапсулирующего слоя, в инкапсулирующем слое, причем полости имеют численную плотность или размер, которые зависят от их близости к положениям источников света.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Примеры изобретения подробно описываются ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
на фиг.1 схематически показано известное устройство на основе СИДа в стекле;
на фиг.2 схематически показан пример структуры устройства, изображенного на фиг.1;
на фиг.3(а) показан известный подход, в котором полости формируются в инкапсулирующем слое, в который встроены СИДы;
на фиг.3(b) показан подход изобретения, в котором полости формируются с плотностью или размером, которые зависят от их близости к положениям источников света;
на фиг.4 показано, как источники света вызывают локальный нагрев, когда они включены;
на фиг.5 показано, как профиль распределения температур может быть реализован с помощью сетчатой структуры проводов; и
на фиг.6 показано, как полости могут формироваться с помощью света, подаваемого от внешнего источника.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
На всех чертежах одни и те же ссылочные позиции используются для обозначения одинаковых деталей.
В данном изобретении предлагается устройство с выходным оптическим излучением и способ его изготовления, в котором в инкапсулирующий слой встраивается матрица СИДов, и в инкапсулирующем слое формируется матрица полостей (или областей с другим коэффициентом преломления). Полости/области имеют плотность или размер, которые зависят от их близости к положениям СИДов с целью уменьшения центров световых пятен (локальных областей высокой интенсивности света) и посредством этого более равномерного воспроизведения выходного оптического излучения по площади устройства.
На фиг.3(а) показан известный подход, в котором полости 30 формируются в инкапсулирующем слое 32, в который встроены СИДы 34. На фиг.3(а) полости равномерно распределены в среде, и они выполнены в виде равномерно распределенной структуры пузырей, которая заполняет полимер инкапсулирующего слоя. Однако центры световых пятен все же присутствуют.
В данном изобретении предлагаются полости или области с другим коэффициентом преломления, имеющие численную плотность или размер, которые зависят от их близости к положениям СИДов, как показано на фиг.3(b). В частности, полости/области меньше и, следовательно, имеют более высокую плотность расположения вблизи СИДов. Это приводит к более сильному рассеянию света вблизи СИДов, меньшему просачиванию света вблизи СИДов и, следовательно, лучшему распространению света.
СИД 32 может быть соединен и, кроме того, проволочная сетка может быть встроена в прозрачный инкапсулирующий слой 30. Данный слой является силиконовым, но могут использоваться и другие материалы, такие как, например, РММА (полиметилметакрилат), PVC (поливинилхлорид), PU (полиуретан), РС (поликарбонат), РЕТ (полиэтилентерефталат), PES (полиэфирсульфон) или PEN (полиэтилен нафталат). Инкапсулирующий слой действует как световодный материал и, как правило, представляет собой прозрачный полимер.
Толщина инкапсулирующего слоя составляет приблизительно от 1 до 10 мм.
Проволочная сетка может быть выполнена в виде электропроводящих проводов, которые могут подавать электрический ток в СИДы, например медных проводов диаметром 0,25 мм.
Проволочная сетка и соединенные СИДы выполняются с помощью соответствующего промышленному стандарту перегрузочного процесса сборки и пайки, а герметизация выполняется с помощью литья или покрытия.
СИДы обычно представляют собой дискретные серийно выпускаемые компоненты и имеют типичный размер 2×3 мм, высоту 0,5-1 мм и находятся на расстоянии от 10 до 50 мм друг от друга в зависимости от требований применения.
Зависимость свойств полости/области от близости к СИДу достигается путем использования оптического или теплового излучения (тепла) с пространственной структурой с целью локального создания полостей/областей.
В первом примере используется самоформирование полостей путем дифференциального нагрева между двумя различными температурами.
На фиг.4 показано, как СИДы 32 вызывают локальный нагрев областей 35, когда они включены.
Инкапсулирующий слой выполняется в виде полимерной матрицы с добавкой, имеющей более низкую температуру кипения, чем матрица. Разность между температурой полимеризации основного инкапсулирующего материала и температурой кипения добавки используется для управления испарением добавки перед отверждением полимера. Благодаря этому инкапсулирующий слой выполняется в виде набора СИДов, погруженных в полимер с добавкой.
СИДы могут быть взаимосвязаны с помощью проволочной сетки, как указано выше, но это необязательно. Расположение СИДов может быть регулярным, случайным или псевдохаотическим.
Полимер световодного материала имеет температуру полимеризации и временную константу Тр и tp соответственно. Временная константа tp зависит от температуры Тр.
Добавка имеет низкую температуру Т2 кипения и соответствующую временную константу t2. Эта временная константа t2 является временной константой, связанной с коалесценцией пузырей: небольшие пузыри проявляют тенденцию к коалесценции с образованием крупных пузырей. Таким образом, имеется некоторая степень свободы: либо создавать высокую плотность небольших пузырей и предотвращать их коалесценцию путем своевременного стимулирования конечной полимеризации при Тр (относительно длительная t2) либо локально активировать образование крупных коалесцированных пузырей (относительно короткая t2).
В первом примере инкапсулирующий слой и его добавка локально нагреваются с помощью излучения источников света.
СИДы могут циклически включаться и выключаться для поддержания необходимой температуры (между Тр и Т2), чтобы вызывать испарение добавки перед полимеризацией слоя основного инкапсулирующего материала.
Во втором примере вместо использования локального нагрева, вызываемого СИДами, полости могут быть образованы путем дифференциального нагрева с помощью маски нагрева или создаваемого извне градиента. Таким образом, инкапсулирующий слой подвергается воздействию внешнего теплового излучения, которое имеет пространственный и временной градиент.
Профиль распределения температур может быть реализован с помощью сетчатой структуры проводов, проводящих ток, как схематически изображено на фиг.5. Проволочная сетка 50 вызывает локальное кипение/испарение добавки, поэтому плотность или размер полостей вблизи проводов является иными. Проволочная сетка 50 размещается и упорядочивается в инкапсулирующем слое и имеет максимальную ячейку в тех местах, в которых размещены СИДы.
Как объяснялось выше, одна возможность - это образование полостей меньшего размера, имеющих более высокую плотность расположения вблизи источников света, а другая возможность - это создание более крупных полостей вдали от источников света (например, с помощью проволочной сетки).
В альтернативном варианте осуществления сами соединительные провода СИДов используются с целью локального нагрева полимера. Обычно СИДы соединяются в группы. Сначала группа из N СИДов соединяется параллельно. Затем М этих групп соединяются последовательно с образованием матрицы соединенных СИДов N×M. Каждый из проводов, который соединяет группу СИДов параллельно, может использоваться в качестве проволочного нагревателя для достижения необходимого эффекта. При этом ток через СИДы не протекает, и тепло в СИДах не образуется.
В еще одном варианте осуществления, изображенном на фиг.6, полости формируются с помощью света, подаваемого от внешнего источника.
Инкапсулирующий материал может содержать добавку с низкой температурой кипения, как в приведенных выше примерах. Однако альтернатива состоит в использовании вещества, допускающего разделение фаз.
Используется внешний источник 60 света, который ускоряет формирование полостей в полимере вследствие светоиндуцированной полимеризации или светоиндуцированного образование химических связей. Между внешним источником света и инкапсулирующим материалом 64 помещается физическая маска 62.
Полимер инкапсулирующего слоя при этом облучается светом применимой длины волны. Маска создает пространственный градиент, необходимый для получения пространственного варьирования полостей.
В качестве полимера может использоваться, например, Merck PN393 или Norland 73, а в качестве добавки TL205 - жидкокристаллическая смесь компании Merck. Такие комбинации материалов, как известно, формируют слои так называемого жидкого кристалла с диспергированным полимером, в которых происходит разделение фаз между полимерной матрицей и жидкокристаллической фазой.
Подход с фазовыми переходами может также применяться при использовании самих СИДов в качестве источника света, как в приведенных выше примерах.
Вместо формирования полостей с помощью источника света формирование полостей может замедляться светом, например, светом, излучаемым встроенными СИДами.
Еще одной модификацией является использование разделения фаз с помощью фотополимеризации.
Известно, что смесь двух смешивающихся жидкостей может разделяться по фазе за счет полимеризации одного из компонентов. Это, например, имеет место в материале на основе так называемого жидкого кристалла с диспергированным полимером (PDLC), указанного выше, в котором полимерная матрица образуется посредством термической активации или выпаривания растворителя при фотополимеризации. В случае PDLC образуется непрерывность разных фаз, означающая, что и полимерная фаза, и жидкокристаллическая фаза являются сплошными материалами (без полостей, но губчатыми).
Жидкая фаза может при этом смываться, оставляя заполненную воздухом губчатую полимерную матрицу.
Может использоваться совокупность материалов, аналогичная совокупности соединения материалов жидкого кристалла с диспергированным полимером, в которой с помощью света СИДов индуцируется разделение фаз полимерного соединения и в которой жидкая фаза смывается и заменяется воздухом. В результате вблизи СИДов формируется самосовмещенная полимерная структура. Еще одна модификация состоит в использовании фазового разделения двух полимеров с различным коэффициентом преломления.
Мономеры двух полимеров могут являться смешивающимися на молекулярном уровне в зависимости от температуры и давления. Результирующая смесь имеет эффективный коэффициент преломления, определяемый хорошо известными правилами смешения.
Если в одном из мономеров начинается реакция полимеризации, например, посредством УФ облучения, начинают формироваться области полимера, и смешиваемость смеси может значительно уменьшиться: произойдет разделение фаз. Области полимера будут расти за счет масс-диффузии первого мономера. Если размер областей приблизится к оптическому размеру (микрометры), то начнет происходить рассеяние света, поскольку коэффициент преломления начинает проявлять сильные разрывности на границах области полимера.
В результате второй мономер может также полимеризироваться, например, за счет нагрева, при этом образуется новый материал с разделением фаз.
Таким образом, смесь двух или более мономеров может разделяться по фазе под воздействием излучения СИДа. В результате после разделения фаз все мономеры полимеризуются с целью стабилизации материала соединения.
Могут использоваться те же примеры материалов, что и приведенные выше, а именно Merck PN393 или Norland 73 может использоваться в качестве полимера, а TL205 - в качестве добавки.
В еще одном примере используется создаваемый внешним источником профиль распределения температур.
Расположение, плотность и размер полостей могут постепенно изменяться по толщине пленки (перпендикулярно плоскости) путем создания внешним источником профиля распределения температур по полимеру, например горячего внизу и более холодного на верхней поверхности (или наоборот). В соответствии с другим вариантом для создания встроенных структур может применяться чередующийся профиль (перпендикулярно плоскости) горячих и холодных областей в шахматном порядке.
Данное изобретение представляет особый интерес для сигнализационных панелей, декоративного освещения, такого как лампы, остекления, архитектурно-строительного стекла и окон с обеспечением секретности, а также для тыловой подсветки жидкокристаллических дисплеев (LCD). Возможны и другие применения, например мебель и прочие декоративные элементы.
Приведенные выше примеры основаны на СИДах. Однако СИДы можно заменить любым другим источником света (электрической лампой, флуоресцентной лампой с холодным катодом (CCFL), компактной люминесцентной лампой (CFL), органическими СИДами (OLED)).
При осуществлении заявляемого изобретения по результатам изучения чертежей, описания и прилагаемой формулы изобретения специалисты могут понять и реализовать другие модификации. В формуле изобретения слово «содержащий» не исключает другие элементы или этапы, а неопределенный артикль не исключает множества. Сам по себе тот факт, что некоторые критерии излагаются в различных зависимых пунктах формулы изобретения, не означает, что совокупность этих критериев не может использоваться с пользой. Любые ссылочные позиции в формуле изобретения не должны толковаться как ограничивающие объем изобретения.

Claims (7)

1. Устройство с выходным оптическим излучением, содержащее:
- матрицу источников (34) света;
- инкапсулирующий слой (32), внутри которого встроена матрица источников света;
- матрицу полостей (30) с коэффициентом преломления, отличающимся от коэффициента преломления инкапсулирующего слоя, сформированных в инкапсулирующем слое (32), причем полости (30) имеют численную плотность или размер, которые зависят от их близости к положениям источников света, причем инкапсулирующий слой (32) содержит полимерную матрицу с добавкой, имеющей более низкую температуру кипения, чем матрица, и причем добавка выполнена с возможностью испарения посредством по меньшей мере одного из тепла и света источников света.
2. Способ изготовления устройства с выходным оптическим излучением, содержащий этапы:
- встраивания матрицы источников (34) света в инкапсулирующий слой (32), причем инкапсулирующий слой (32) содержит полимерную матрицу и добавку с более низкой температурой кипения, чем матрица; и
- формирования матрицы полостей (30) с коэффициентом преломления, отличающимся от коэффициента преломления инкапсулирующего слоя (32), в инкапсулирующем слое, причем полости (30) имеют численную плотность или размер, которые зависят от их близости к положениям источников света, причем матрица полостей (30) выполнена путем испарения добавки посредством использования по меньшей мере одного из тепла и света источников света.
RU2014103438A 2011-07-01 2012-06-28 Устройство с выходным оптическим излучением и способ его изготовления RU2618999C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP11172360A EP2541534A1 (en) 2011-07-01 2011-07-01 Light output device and method of manufacture
EP11172360.7 2011-07-01
PCT/IB2012/053282 WO2013005143A1 (en) 2011-07-01 2012-06-28 Light output device and method of manufacture

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014103438A RU2014103438A (ru) 2015-08-10
RU2618999C2 true RU2618999C2 (ru) 2017-05-11

Family

ID=46640076

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014103438A RU2618999C2 (ru) 2011-07-01 2012-06-28 Устройство с выходным оптическим излучением и способ его изготовления

Country Status (7)

Country Link
US (2) US9293650B2 (ru)
EP (2) EP2541534A1 (ru)
JP (1) JP6157459B2 (ru)
CN (1) CN103620664B (ru)
BR (1) BR112013033407A2 (ru)
RU (1) RU2618999C2 (ru)
WO (1) WO2013005143A1 (ru)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016040925A1 (en) * 2014-09-13 2016-03-17 Sensor Electronic Technology, Inc. Fluid-based light guiding structure and fabrication thereof
CN104409657B (zh) * 2014-12-01 2018-10-02 昆山国显光电有限公司 一种封装盖板及其在有机电致发光装置中的应用
DE102015100918A1 (de) 2015-01-22 2016-07-28 Carl Zeiss Smt Gmbh Verfahren zum Herstellen eines reflektiven optischen Elements, reflektives optisches Element und Verwendung eines reflektiven optischen Elements
TWI604639B (zh) * 2015-08-06 2017-11-01 國立交通大學 發光元件封裝結構
US10553766B2 (en) * 2016-03-16 2020-02-04 Lumileds Holding B.V. Method of manufacturing an LED module
CN109076690B (zh) 2016-04-13 2022-05-24 塔科图特科有限责任公司 具有嵌入光源的照明多层结构
WO2018136723A1 (en) * 2017-01-19 2018-07-26 Ameritech Llc Luminaire including light emitting diodes and a light deflection cavity
CN111752045A (zh) * 2020-07-15 2020-10-09 武汉华星光电技术有限公司 背光模组及显示装置
CN111965893A (zh) * 2020-08-07 2020-11-20 武汉华星光电技术有限公司 一种显示装置及其制备方法
CN112014995A (zh) * 2020-09-15 2020-12-01 武汉华星光电技术有限公司 显示装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5738804A (en) * 1995-01-05 1998-04-14 Raychem Corporation Method of making a liquid crystal composite including a dye
US6306469B1 (en) * 1997-01-28 2001-10-23 U.S. Philips Corporation Polymer dispersed liquid crystal cell
WO2007046664A1 (en) * 2005-10-21 2007-04-26 Korea Photonics Technology Institute Light diffusion type light emitting diode
WO2010129815A2 (en) * 2009-05-06 2010-11-11 I2Ic Corporation Light guide with embedded light sources
RU2416125C1 (ru) * 2010-03-16 2011-04-10 Общество С Ограниченной Ответственностью "Новые Энергетические Технологии" Световая панель с торцевым вводом излучения и способ ее изготовления

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6686676B2 (en) * 2001-04-30 2004-02-03 General Electric Company UV reflectors and UV-based light sources having reduced UV radiation leakage incorporating the same
TW511303B (en) * 2001-08-21 2002-11-21 Wen-Jr He A light mixing layer and method
US7675231B2 (en) * 2004-02-13 2010-03-09 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. Light emitting diode display device comprising a high temperature resistant overlay
US7259030B2 (en) * 2004-03-29 2007-08-21 Articulated Technologies, Llc Roll-to-roll fabricated light sheet and encapsulated semiconductor circuit devices
TWM269461U (en) 2004-12-03 2005-07-01 Innolux Display Corp Light guiding device and backlight module using the same
US20060134564A1 (en) * 2004-12-20 2006-06-22 Eastman Kodak Company Reflective display based on liquid crystal materials
US20060257678A1 (en) * 2005-05-10 2006-11-16 Benson Olester Jr Fiber reinforced optical films
KR100638874B1 (ko) * 2005-07-06 2006-10-27 삼성전기주식회사 Ｌｅｄ 광원이 도광판에 삽입된 백라이트 장치의광원-도광판 구조 및 이를 포함하는 백라이트 장치
US20070086179A1 (en) * 2005-10-14 2007-04-19 Radiant Opto-Electronics Corporation Light mixing plate and direct backlight module
GB0602105D0 (en) 2006-02-02 2006-03-15 3M Innovative Properties Co License plate assembly
KR100665375B1 (ko) * 2006-02-22 2007-01-09 삼성전기주식회사 발광다이오드 패키지
WO2008050504A1 (fr) * 2006-10-27 2008-05-02 Sharp Kabushiki Kaisha Dispositif d'éclairage et affichage à cristaux liquides
WO2009087584A1 (en) * 2008-01-08 2009-07-16 Koninklijke Philips Electronics N.V. Light output device with switchable refractive elements
CN201162962Y (zh) 2008-01-22 2008-12-10 胡国辉 发光二极管匀光节能非柔性霓虹灯
JP5325560B2 (ja) * 2008-12-18 2013-10-23 スタンレー電気株式会社 発光装置、および、発光装置の製造方法
JP2010263133A (ja) * 2009-05-11 2010-11-18 Furukawa Electric Co Ltd:The 発光ダイオード装置および発光ダイオード装置の製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5738804A (en) * 1995-01-05 1998-04-14 Raychem Corporation Method of making a liquid crystal composite including a dye
US6306469B1 (en) * 1997-01-28 2001-10-23 U.S. Philips Corporation Polymer dispersed liquid crystal cell
WO2007046664A1 (en) * 2005-10-21 2007-04-26 Korea Photonics Technology Institute Light diffusion type light emitting diode
WO2010129815A2 (en) * 2009-05-06 2010-11-11 I2Ic Corporation Light guide with embedded light sources
RU2416125C1 (ru) * 2010-03-16 2011-04-10 Общество С Ограниченной Ответственностью "Новые Энергетические Технологии" Световая панель с торцевым вводом излучения и способ ее изготовления

Also Published As

Publication number Publication date
JP6157459B2 (ja) 2017-07-05
CN103620664B (zh) 2016-08-17
BR112013033407A2 (pt) 2017-01-24
US20160181486A1 (en) 2016-06-23
CN103620664A (zh) 2014-03-05
EP2541534A1 (en) 2013-01-02
JP2014521208A (ja) 2014-08-25
EP2727101B1 (en) 2015-04-22
WO2013005143A1 (en) 2013-01-10
US20140145219A1 (en) 2014-05-29
EP2727101A1 (en) 2014-05-07
RU2014103438A (ru) 2015-08-10
US9293650B2 (en) 2016-03-22
US9548432B2 (en) 2017-01-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2618999C2 (ru) Устройство с выходным оптическим излучением и способ его изготовления
US8382339B2 (en) Light output device
CN102913825B (zh) 一种发光单元、背光模组及显示装置
US8382319B2 (en) Light output device
US20120002438A1 (en) Light guides
CN103017038A (zh) 一种直下式背光源及显示装置
JP6164656B2 (ja) 光出力装置及び製造の方法
JP2010182664A (ja) 導光フィルム及びバックライトユニット
WO2009087584A1 (en) Light output device with switchable refractive elements
JP2010218839A (ja) Ｅｌ素子、液晶ディスプレイ用バックライト装置、照明装置、電子看板装置、ディスプレイ装置及び光取り出しフィルム
JP2014502029A (ja) 照明システム及び製造方法
KR101528653B1 (ko) 도광판 및 백라이트 유닛 어셈블리
JP3201464U (ja) 照明灯具
KR100830936B1 (ko) 도광판의 제조방법
WO2012059855A1 (en) Light emitting sheet
JP7540129B2 (ja) 光学部材、導光システム
TWI842942B (zh) 包括包含具有圓角的矩形反射鏡的背光照明以及製造背光照明的方法
KR200406954Y1 (ko) 도광판 및 백라이트
EP4182605A1 (en) Pixelated lighting device
KR20200041117A (ko) 면광원 조명 장치 및 그 제조 방법
KR20080000580U (ko) 발광 및 확산 소자
KR20120020030A (ko) 발광유닛, 티비, 조명장치 및 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
HZ9A Changing address for correspondence with an applicant