CN101171452B - 照明设备及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本公开一般涉及照明设备，并且特别涉及使用光传输层的照明设备及其制造方法。这里公开了照明设备以及制造这种设备的方法。特别地，该设备包括衬底以及布置在衬底上的导电区域。诸如LED的一个或多个光源布置在衬底的表面上，并且电连接到导电区域以便提供电流。该设备还包括：一个或多个光传输层，布置在衬底和至少一个光源上以封装光源，并且还在光穿过光传输层时控制从光源传输的光的特性。

Description

照明设备及其制造方法
技术领域
本公开涉及照明设备，并且更特别地涉及使用光管理薄膜或器件的薄照明设备。
背景技术
在现有技术的许多应用中已知使用光管理器件或制导的照明设备。这种器件包括光源和诸如玻璃或其他光导介质的一些光管理器件，以便以期望的方式来制导由光源所产生的光。这种设备尤其可用于试图提供具有最小空间利用的照明，特别是在薄的光制导或光管理器件的情况下。然而，主要用来提供照明的已知光设备和固定装置一般使用包含发光设备的庞大壳体，诸如白炽灯泡固定装置或类似发光设备。在例如汽车灯的特别的应用中，这些已知的照明设备使用相对较大的空间。
一些试图节省空间的现有照明设备已经使用了具有大量成阵列的孔的玻璃衬底。另外，该设备包括发光二极管(LED)芯片的阵列，以便布置在孔阵列上的发光器件允许连接导线通过该孔连接到LED芯片。这种器件通过胶带固定到汽车玻璃的后窗玻璃上，为汽车提供后停车灯。尽管已知每一个芯片还单独地被透明树脂材料的覆盖物覆盖，但是在这种设备中将LED芯片连接到电源的导线在衬底的相对侧上延伸，因此需要衬底中的孔。此外，该设备一般固定有双面胶带，以使设备靠近车窗表面。
发明内容
根据例子，公开了一种照明设备，包括：衬底；布置在衬底上的至少一个导电区域；至少一个光源，布置在衬底的表面上并且电连接到至少一个导电区域；以及至少一个光传输层，布置在该衬底和该至少一个光源上，该至少一个光传输层封装该至少一个光源和至少一个导电区域的至少一部分。
根据另一个例子，公开了一种制造照明设备的方法。该方法包括：将至少一种导电材料布置在衬底表面上；将至少一个光源布置在衬底表面上，并且与至少一种导电材料电连接；以及将光传输层布置在光设备电路和衬底表面的至少一部分上，以封装至少一个光源和导电材料的至少一部分。
附图说明
图1为所公开的照明设备例子的侧视图；
图2为图1的设备的分解侧视图；
图3为所公开的照明设备的另一个例子的侧视图；
图4为图3的设备的分解侧视图。
具体实施方式
本公开特写照明设备以及用于制造这种具有薄外形的设备的方法，以便提供比现有技术中已知的发光器件更薄而且占据更少空间的发光器件。这种照明设备可以被用于多种应用中。一个这种应用可以用于需要考虑空间利用的车辆中。此外，一些当前公布的照明设备包括光传输粘合剂封装光源，其中该粘合剂也用于将照明设备固定到物体上，诸如车辆的窗户上。
根据其它例子，公布的主题内容是针对用于车辆或者建筑物的内部或者外部照明的照明设备。特别地，外部照明可以包括照明标志，有时被称为“灯箱”。照明标志常被用于增强文本和/或图像的显示。例如，可以在飞机场、公共交通站、购物中心和其他公共场所看到照明标志的例子。这种标志一般包括具有照明表面的外壳，有图形(包括图像和/或文本)位于该外壳上。通过包括至少一个光源和光传输设备，可以用公布的照明设备来实现这种类型的照明标志，这种设备是平的，至少大致上平的，或者是弯曲的。
这里使用的术语“车辆”被广泛地定义为一种运载或者传输物品的工具。可以使用这里公布的照明设备的车辆类型包括但不限于汽车、卡车、公交车、火车、娱乐车辆、船、飞行器、摩托车等等。
同样，这里使用的术语“光源”指任何固态发光设备，包括但不限于发光二极管、荧光灯或者白炽灯、电荧光以及其他类似光源。
这里使用的术语“光传输层”指传输可见光或者更改可见光传输属性的任何物质。更改属性的例子包括但不限于反射、折射、散射、衍射以及干涉。
这里公布的照明设备为那些更薄、更有效、均匀照明以及具有美学吸引力的车辆或者建筑物提供照明。
这里注意，除非另外说明，本公开中描述的例子中给出的所有部分、百分比以及比率都是按重量计的。
当在本申请中使用例如“上方”、“上”、“顶部”、“向上”、“下面”、“下方”、“下”以及“向下”的术语来描述照明设备中部件的位置或者定向时，这些术语的使用仅仅是为了方便的目的，并且假设照明设备的观察正面是水平的，而且从上方观看。这些术语并不意味着暗示用于完整照明设备的，或者在该完整设备的实际使用中用于被提供的或者周围的光所采用的路径的任何所需的定向。
图1示出了根据本公开的照明设备10的例子。所示的设备10具有衬底12、一或多个光源14、位于衬底上方并且封装光源的光传输层16、并且如果需要还任选地具有光传输设备18。在一个例子中，衬底12可以是诸如玻璃、玻璃纤维环氧树脂、透明聚酯或者类似绝缘体的电绝缘体。在另外的例子中，也可以将衬底12构造为柔性的或者刚性的。此外，可以将衬底12构造为能传输光的并且具有透明的、半透明的、散射的、折射的，或者反射的属性。作为例子，反射体材料赋予光各种性质，诸如颜色或者反射属性(例如：镜子)。反射体材料可以是镜面薄膜、不透明薄膜或者其他能够进行光反射的材料。衬底12可以主要是镜面的、散射的，或者是镜面/散射反射体的结合，在空间上是均匀的或者是成图案的。在一些情况下，可以用具有高反射率涂层或者层压在支撑衬底上的高反射率薄膜的刚硬金属衬底来制造衬底12。合适的高反射率材料包括可从3M公司得到的VikuitiTM增强型镜面反射器(ESR)多层聚合薄膜；通过用0.4密耳厚的同辛基丙烯酸盐丙烯酸压敏粘合剂来把钡载硫酸盐聚乙烯对苯二酸盐薄膜(2密耳厚)层压在VikuitiTMESR薄膜上而制出的薄膜，结果形成的层压薄膜在这里被称作“EDRII”薄膜；可从Toray工业股份有限公司得到的E-60系列LumirrorTM聚酯薄膜；多孔聚四氟乙烯(PTFE)薄膜，例如可以从W.L.Gore&Associate股份有限公司得到的那些薄膜；可从Labsphere股份有限公司得到的SpectralonTM反射材料；可从AlanodAluminum-Veredlung股份有限公司&公司得到的MiroTM阳极氧化铝薄膜(包括MiroTM2薄膜)；来自Furukawa电气有限公司的MCPET高反射率泡沫压片；以及可从Mitsui化学有限公司得到的White RefstarTM薄膜和MT薄膜。
然而，在另外的例子中，也可以将衬底12构造为具有导热性或者至少包括导热区域或者部分。此外，该衬底可以包括导热通孔(没有显示)，用来传输来自诸如一个或多个光源14的发热部件的热量。
衬底12也可以包括导电区域，该导电区域由用于把光源14电连接到电源的电导体组成。这种导电区域的例子包括布置到衬底12上以提供光源14的电连接的导电材料。该材料可以包括，但是并不限于导电墨汁、涂料、粘合剂、氧化铟锡、导电聚合物，或者是诸如铜、银、金、铝、钯、钛的金属，或者是任何其他适合的导电材料。需要进一步指出，导电区域可以通过例如印刷、喷雾、刮刀涂覆、辊涂覆、蒸汽涂覆、等离子涂覆、电镀或者化学镀的方式形成在衬底12上。
此外，通过诸如丝网印刷、屏蔽、照相平版印刷、蚀刻、烧蚀或者激光诱导热成像可以在选定的图案中形成导电区域。成图案的导电区域可被构造以形成根据所需驱动光源设备14的电路。电路配置可以包括与设备14连接的并行总线、串联电路连接、并行总线阵列、串联电路阵列、由并行总线连接的串联电路阵列、由串联电路连接的并行总线阵列、单个电路的阵列，或者这些中任何几个的结合。尤其是，使用成图案的导电区域或者布置在衬底12表面上的电路，光源14可电连接到电源(图中未示出)，该光源14也布置在该衬底12的表面上。
光源14可以是布置成阵列的一或多个发光二极管(LED)，但是不限于此。可以使用的发光二极管的例子包括各种颜色的发光二极管，诸如白色、红色、橘色、琥珀色、黄色、绿色、蓝色、紫色的，或者现有技术中已知的任何其他颜色的发光二极管。发光二极管也可以是根据正向或者反向偏置发射多种颜色的类型，或者是发射红外线或者紫外线光的类型。此外，发光二极管可以包括封装的发光二极管或者可以直接安置在衬底12上的非封装的发光二极管。
光传输层16可以是任何透明的、半透明的、部分反射的(例如受控制的或者选择性的传输反射材料以及诸如在美国专利No.6,208,466中公布的薄膜，该美国专利以参考的方式在此并入)、折射的、散射的、或者用某些方式通过层16有效传输从光源14发射的光的至少一部分的任何其它属性。在一个例子中，光传输层16对于均匀分布光源14发射的光是有效的。本领域技术人员将理解到，任何数量的光学层、设备或者薄膜可以适用于这里所描述的照明设备，例如光传输层16。特别地，光传输层16也可以是下文将会描述的光传输粘合剂、玻璃或者玻璃纤维环氧树脂。
光传输层16也可以是散射性的并且包括任何适合的散射体薄膜或板。例如，层16能够包括任何适合的一种或多种散射材料。在一些实施例中，层16可以包括具有包括玻璃、聚苯乙烯颗粒以及CaCO3粒子的多种分散相的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的聚合基体。代表性的散射体可包括可从明尼苏达州圣保罗的3M公司得到的型号为3635-30和3635-70的3MTMScotchcalTM散射体薄膜。此外，可以想到，散射体可以包括能以图像和/或文本为特征的图像，例如用作标志。光传输层也可以包括反射偏光器。可以使用任何适合类型的反射偏光器，例如，多层光学薄膜(MOF)反射偏光器、散射反射偏光薄膜(DRPF)，诸如连续/分散相偏光器、线栅反射偏光器或者胆甾醇型反射偏光器。
MOF和连续/分散相反射偏光器都依赖于通常是聚合材料的至少两种材料之间的折射率的差别，以在正交偏振的状态下传输光的同时有选择地反射一种偏振状态的光。在共同拥有的美国专利NO.5,882,774(Jonza等人)中描述了MOF反射偏光器的一些例子。商业上可得到的MOF反射偏光器的例子包括可从3M公司得到的包括多个散射表面的VikuitiTMDBEF-D200以及DBEF-D440多层反射偏光器。
关于本公开的有用的DRPF的例子包括诸如在共同拥有的美国专利No.5,825,543(Ouderkirk等人)中描述的连续/分散相反射偏光器，以及诸如在共同拥有的美国专利No.5,867,316(Carlson等人)中描述的散射反射多层偏光器。在美国专利No.5,751,388(Larson)中描述了其他适合类型的DRPF。
关于本公开的有用的线栅偏光器的一些例子包括诸如在美国专利No.6122103(Perkins等人)中描述的那些线栅偏光器。特别地，商业上可从美国犹他州奥勒姆的Moxtek股份有限公司得到线栅偏光器。
关于本公开的有用的胆甾醇型偏光器的一些例子包括诸如在美国专利No.5793456(Broer等人)以及美国专利公开No.2002/0159019(Pokorny等人)中描述的那些胆甾醇型偏光器。胆甾醇型偏光器通常与四分之一波长延迟层一起布置在输出侧上，使得通过胆甾醇型偏光器传输的光转变成为线性偏振光。
图2为图1的设备10的分解侧视图，并且相同的附图标记表示与图1所示的相同的元件。如在图2中可以看到的，衬底12包括布置在衬底12的顶表面22上的一个或多个导电区域20。如前所述，导电区域20可以通过多种工艺构造，诸如屏蔽、蚀刻、以及用于在衬底上布置导电材料的其它已知方法。
例如，根据第一个使用屏蔽构造的例子，如下制备导电区域。制造商业上可以从密苏里州圣路易斯的Ryan Screen Printing Supplies得到5 1厘米乘以61厘米的230网眼的滤网(每厘米91条线)，以使用可通过明尼苏达州圣保罗的Vomela公司得到的普通照片显影方法。使用70硬度计的橡皮滚子并缓和到轻的印刷压力，用导电墨水注满滤网，并且然后挤压滤网使其与作为衬底12(25厘米乘以25厘米)的5密耳(127微米)透明聚酯薄片接触。将导电墨水从滤网转移到以滤网上的敞开区域的模式的的薄板。作为例子，例如来自马萨诸塞州Wareham的Ercon股份有限公司的商标“1660-136”银导墨水被丝网印刷到聚酯薄片上以形成相对的总线轨道。在这个例子中，印刷了十(10)条分离的轨道。印刷的轨道是0.25毫米、0.50毫米、0.75毫米、1.00毫米、1.25毫米、1.50毫米、1.75毫米、2.00毫米、2.25毫米、以及2.50毫米宽，各具有31密耳(0.79毫米)的间隙。
然后，以零件号码“QTLT601C1WTR”从缅因州波特兰的Fairchild半导体公司得到的白光发光二极管使用以商标“MD-140”从北卡罗莱纳州Cary的Lord公司得到的注银导电粘合剂粘结在总线轨道中的间隙中，并且在华氏185度(摄氏85度)固化30分钟。使用毫安电流源点亮发光二极管，在商业上以型号“6214a”从加利福尼亚Palo Alto的Hewlett Packard公司得到该毫安电流源。用来自Hewlett Packard公司的3466A数字万用表来测量每个印刷的轨道的电阻。表1列出了作为轨道宽度和滤网网眼的函数的电阻。
表1
    行宽(毫米)     电阻系数20mOhm f.s./厘米230网眼     电阻系数20mOhmf.s./厘米305网眼
    0.25     2.39     2.28
    0.50     1.35     1.31
    0.75     0.95     0.97
    1.00     0.79     0.76
    1.25     0.65     0.62
    1.50     0.62     0.57
    1.75     0.57     0.51
    2.00     0.51     0.44
    2.25     0.44     0.38
    2.50     0.38     0.33
与期望的一样，每个发光二极管的光强度与离开电源的距离成反比。
对于第二个构造的例子，重复上述第一个例子，其中发光二极管由并行导电电路布线连接作为衬底12上的导电区域20。多个电路并排形成。由导电总线把多个电路全部并行连接在一起。使用该构造得到均匀点亮的发光二极管的二维阵列。
在第三个构造的例子中，构造上述第一个例子的式样，其中，在作为衬底的商业上可从3M公司得到的柔性电路材料上，摹制铜取代导电墨水电路。导电电路布线摹制在连接到并行总线的许多串联或者并联电路中以提供二维阵列，以便由传统软焊技术施加的发光二极管的均匀区域照明。在这第三个例子中，注意到，3M ESR薄膜放置在作为衬底的电路的下面，并且半透明散射体薄膜在作为光传输层16的电路的上方以标定距离间隔开，以产生散射光源。注意到，图1和图2没有示出标定距离间隔。
往回参考图2，该图也示出了每个光源设备14，这些光源设备安置在衬底12上并且电连接到导电区域20。使用任何数量的各种适合的方法可以将诸如发光二极管的光源设备粘结到衬底上并且电连接到区域20，例如使用之前在上述例子中描述的导电粘合剂或者传统软焊技术。但是，本领域技术人员将理解到，可使用其他适合的方法或者工艺将光源设备14安置或者粘结到衬底12。
在将光源14固定到衬底12后，可以将至少一个光传输层16直接施加到衬底12的顶表面22。层16的施加可以用于封装光源14以及导电区域20。但是，如在上述第二和第三个例子中提到的，层16与衬底12之间的标定间隔也可例如使用布置在衬底12与层16之间的间隔件来实现。
光传输层16同样可以影响其他功能性，诸如安装到固定装置上、使用粘合剂成分。例子包括压敏粘合剂(PSA)、铸造粘合剂，诸如聚亚安酯、丙烯酸脂，或者诸如那些以商标“VHB Tape”下从3M公司得到的聚氨酯丙烯酸脂。作为例子，通过首先将第一构造的例子(见上文)的发光二极管电路(即，导电区域20以及光源14)作为衬底12施加到玻璃片来构造结构类似于图2的设备10的第四设备。接着在电路以及衬底12的顶表面22上施加一层粘合剂基底浆。
仅仅是为了这个例子，但并不以限制的方式，通过在室温下在1品脱(0.47公升)的玻璃罐中手工混合307.5克同辛基丙烯酸脂(IOA)、12克丙烯酸(AA)、6.3克CTB(按IOA中四溴化碳溶液重量的25％，并且从宾夕法尼亚州Allentown的Epichem有限公司得到)、以及0.16克第一光引发剂(PI1)来制备粘合剂基底浆，第一光引发剂在商业上以商标“Darocur 1173”可从纽约Tarrytown的Ciba Specialty Chemicals得到。用氮宽松地覆盖并净化该混合物10分钟，之后，通过暴露在两个15瓦黑光灯泡之下以部分聚合该混合物，直到粘度近似1000厘泊(1帕斯)。停止紫外线辐射以及氮净化，并且添加1.88克第二光引发剂(PI2，它在商业上以商标“Lucerin TPO”可从新泽西州Florham Park的BASF公司得到)，密封罐子并且随后放置在辊磨机上30分钟以生成粘合剂基底浆。接着，在250毫升的玻璃罐中将1.0克1，6-己烷二醇(HDDA)与35.2克基底浆手工混合2分钟。最后得到的粘合剂浆的IOA∶AA∶HDDA的按重量的比率分别是93.2∶3.9∶2.8。
在电路以及衬底12的顶表面22上时间粘合剂基底浆的所述层之后，然后将涂覆有25微米厚的硅树脂的聚酯释放衬里(以商标“T-10”从弗吉尼亚州Martinsville的CP Fillms公司得到)施加在粘合剂基底浆上。将该组件穿过刮条涂布机装置到达大约1毫米的缝隙，并且然后通过用两个40瓦的黑光灯泡在大约4英寸(10.2厘米)的距离处辐照10分钟以进行固化。在粘合剂基底浆固化以形成光传输层16后，取出释放衬里。
注意到，上述例子得到照明设备10，其中光传输层16也是光传输粘合剂，该光传输粘合剂可以用于例如将该设备作为附加物固定到表面。例如，可以将该设备固定到玻璃，例如汽车的窗。
在基于上述第四个例子的有一个例子中，可以添加图1以及2所示的可任选的光传输层18，例如与粘合剂基底层(光传输层16)固定的另一层玻璃。此外，可以使用毫安电流源点亮发光二极管(光源14)，该毫安电流源在商业上以型号“6214a”从Hewlett Packard公司得到。
也可以将光传输层16或者18构造成提供具有大的(大于90度)光分布角的照明设备，例如用作环境照明源。类似地，可以将层16、18构造成提供具有小(小于90度)的分布角的光分布，例如用于功能照明(例如，阅读灯、聚光灯出口照明，等等)。
通过封装或者涂覆光源14也可以增强从一个或多个光源14提取的光，以便例如通过克服发光二极管/光传输界面处的总的内反射在发光二极管表面提高提取效率。通过使用总的内反射在封装材料或涂层内引导光以提供均匀的光分布，可以实现上述效果。此外，通过包含诸如纳米粒子、玻璃微球体、或者布喇格光栅，可以生产通过反射或者散射从介质内分布的散射光。此外，使用诸如棱镜或者微结构表面、小晶状体(lenslet)阵列、型肋、或者随机的不规则表面样式，可以实现从介质内的定向光分布。
图3示出了多层照明设备30的又一例子，包括衬底32、光源34、光传输层36、两层增亮薄膜38和40，以及覆盖层42。这两个增亮薄膜层38和40用于重新定向以及回收光，以增强来自照明设备的光的亮度。这类薄膜的例子包括例如都可从3M公司得到的VikuitiTM增亮薄膜(BEF)、VikuitiTM传输直角薄膜(TRAF)、VikuitiTM图像引导薄膜(IDF)、以及VikuitiTM光学照明薄膜(OLF)的商业一维(线性)棱镜聚合薄膜，以及常规双凸透镜状的线性透镜阵列。当在公开的定向照明黑光中把这些一维棱镜薄膜用作光提取薄膜时，通常希望棱镜结构化表面面对光源。
结构化表面具有二维特征的增光薄膜的有一个例子包括例如那些在美国专利No.4,588,258(Hoopman)、No.4,775,219(Appeldorn等人)、No.5,138,488(Szczech)、No.5,122,902(Benson)、No.5,450,285(Smith等人)、以及No.5,840,405(Shusta等人)中公开的立方角表面结构；例如在美国专利No.6,287,670(Benson等人)以及No.6,280,822(Smith等人)中描述的倒棱镜表面结构；在美国专利No.6,752,505(Parker等人)以及美国专利公开No.2005/0024754(Epstein等人)中公开的结构化表面薄膜；以及加厚薄片(beaded sheeting)。
如图所示，覆盖层42布置在整个构造的顶上。在一个例子中，覆盖层42是透明或者半透明的聚合材料。在另外的实施例中，覆盖层42可以是光管理设备，如散射层。
图4示出图3的照明设备30的又一分解图。如可以在该图中看到的，设备30包括布置衬底32上的导电区域44，与图1以及图2的例子中的导电区域20相似。此外，与图1以及图2中的例子相似，图4所示的例子以类似的方式构造，以衬底32开始并且添加导电区域44、光源34、以及光传输层36、增亮薄膜38和40，以及覆盖层42。
下面描述另外构造的例子。
在第五构造的例子中，重复前面讨论过的第一构造的例子，其中用如下的薄的均匀的聚氨酯涂层涂覆光带。通过混合以下各物来制备可固化的两部分聚亚安酯合成物：1.0部分(A)，它是99.7部分的宾夕法尼亚州费城Inolex化学公司的5901-300多元醇(与邻苯二甲酸己二酸二丙二醇酯(dipropylene glycol phthalate adiapate)交联的并具有305的羟基数的聚酯多醇)和0.3部分二月桂酸二丁锡催化剂；以及1.15部分(B)，它是100部分基于1，6-己二异氰酸酯并且具有191当量重量的聚聚氨酯类粘结剂N-100脂肪族聚亚安酯，可从宾夕法尼亚州匹兹堡的Bayer公司得到。聚氨脂用于封装并且保护作为光传输层36的发光二极管，并且通过提供具有在空气中比发光二极管更严密匹配的折射率的介质，也把来自发光二极管的光耦合到多层结构(38，40，42)中。
在第六个构造的例子中，重复第一个构造的例子1，其中商业上以商标“Vikuiti ESR”(ESR)可从3M公司得到的增强的镜状反射体薄膜取代作为光传输层36的5密耳(127微米)透明聚酯，提供了照明镜状薄膜。
在第七构造的例子中，除了为衬底32使用ESR薄膜以提供反射性下表面，还把ESR薄膜的保护薄片层压在发光二极管上作为层，以提供反射性上表面。作为结果的结构沿着带子结构的长度提供均匀的边缘照明，从上和下镜面发出的光极少。这个例子也可以没有图3的多层结构，并且具有图1和图2的结构。
在第八构造的例子中，增亮薄膜(BEF)作为光传输层16或者36布置在衬底(32或者12)上。BEF以商标“Vikuiti BEF”(BEF)从3M公司得到。通过受控制的视角，增加了从光源34(或者14)的表面发出的光的亮度。
在第九构造的例子中，重复第八构造的例子，并且用另一层BEF(即，层38)沿垂直方向进一步层压上表面上的BEF薄膜。通过进一步控制视角，增加了从光源34的表面发出的光的亮度。
在第十构造的例子中，重复前面讨论过的第三个例子，其中在散射薄膜(即16或36)上铺放BEF(例如，38)以进一步控制亮度以及发射角度。第二个BEF(例如40)在第一个BEF上方正交地取向，以提供更亮并且更均匀的定向光源。
在第十一构造的例子中，重复上述的第十个例子，其中，通过在背面上形成例子10的具有ESR发光二极管电路的光学空腔以作为反射体，并且BEF单独地或者以例1中描述的组合的方式放置在一定距离处并且与ESR表面平行，以形成空腔，该空腔将会导致空腔内的光在表面之间重复反射，直到它可以以BEF薄膜允许的优选角度逃离空腔，从而增加观看方向的均匀性以及亮度，因此形成均匀的定向区域光源。
在第十二构造的例子中，制备了第一构造的例子中描述的光带。其内容以参考的方式被并入的EP0392847中描述了该工艺，该工艺用于制备光配准到模制的聚氨脂元件的模制的三维物品。制备多孔模型，使得来自第一例中的带的光配准到模型中的腔。以描述过的热量以及真空使透明聚烯烃薄膜形成为模型。该薄膜是模制物品的组成部分。通过混合以下各物来制备可固化的两部分聚亚安酯合成物：1.0部分(A)，它是99.7部分的宾夕法尼亚州费城Inolex化学公司的5901-300多元醇(与邻苯二甲酸己二酸二丙二醇酯(dipropylene glycol phthalateadiapate)交联的并具有305的羟基数的聚酯多醇)和0.3部分二月桂酸二丁锡催化剂；以及1.15部分(B)，它是100部分基于1，6-己二异氰酸酯并且具有191当量重量的聚聚氨酯类粘结剂N-100脂肪族聚亚安酯，可从宾夕法尼亚州匹兹堡的Bayer公司得到。将透明聚氨脂合成物浇在形成热模型(80摄氏度)的薄膜上。在聚氨脂固化成固体前，将光带施加到与模型中的腔配准的液态聚氨脂。借助辊子将压力施加到光带的背面，以使模制的元件尽量平滑。允许聚氨脂固化五分钟，并且然后脱模。注意到，光带上的母线在一端没有完全被聚氨酯覆盖，因此可实现电源到母线的电连接。
根据第十三构造的例子，重复上面描述过的第十二个例子，其中，以商标“K25 Scotchlite Glass Bubbles”从3M公司得到的0.2％玻璃泡被添加到聚氨酯，以形成漫射封装材料。
根据第十四构造的例子，把第一例子中的发光二极管的带沿母线的长度切割成2.5厘米乘以14.0厘米的块。把玻璃切割成100毫米乘以125毫米的块。该玻璃是2毫米厚的汽车太阳能玻璃，并且从明尼苏达州Owatonna的Viracon/Curvlite有限公司得到。也将聚乙烯醇缩丁醛(PVB)薄膜切割成100毫米乘以125毫米的块。聚乙烯醇缩丁醛薄膜是375微米厚Saflex RK-11，并且由密苏里州圣路易斯的Solutia有限公司提供。该薄膜在一个表面上具有纹理以促进空气释放。聚乙烯醇缩丁醛薄膜具有带纹理的表面，并且施加到玻璃表面以促进空气释放。制备了敷成层，该敷成层包括一层玻璃、一层Saflex RK11、例1的一条光带、在与发光二极管样式配准的片材中冲出3毫米的孔的一层Saflex RK-11、第三片Saflex RK-11以及第二层玻璃。
样本的角部粘贴有来自3M公司的白色“471”带子。为了将敷成层保持在适当位置，以产品名称“T1”从弗吉尼亚州Martinsville的CPFilms获得的涂覆有25微米厚的硅树脂的聚酯释放衬里被切割成125毫米乘以275毫米，并且包裹在叠层周围。包裹有衬里的叠层插入真空密封的袋子中。从袋抽出空气，并且用普通真空食物储存装置密封该袋。将密封好的袋子放入控制温度以及压力的高压灭菌器。根据下面表2中显示的时间表调整温度以及压力。
表2
    时间(分钟)     压力(KPa)     温度(摄氏度)
    0     345     22.2
    10     689     57.2
    20     1103     107.2
    30     1103     137.7
    40     1103     137.7
    50     1103     137.7
    60     1103     137.7
    70     1069     123.9
    80     1000     107.2
    90     965     90.6
    100     862     73.9
    110     862     61.1
    120     103     37.8
从高压灭菌器中取出样品，并且去除保护衬里以及带子。用玻璃清洁剂清洗样品。该样品内没有滞留空气。这是生产安全玻璃的典型循环。当各种薄膜施加于照亮的玻璃的顶表面上时，观察到独特的效果。薄膜的组合产生了独特的效果，这些薄膜包括BEF、DBEF、ESR、扩散薄膜、以及半透明着色薄膜。
这里描述的照明设备适合用于照明表面的各种应用，例如车辆的内部或者外部表面。此外，可以将公开的照明设备用于其他应用，如建筑物的内部或者外部照明、以及前面提到过的照明标志。
有时称为灯箱的照明标志常用于增强图像或/和文本的展示。在例如飞机场、公共交通站、购物中心和其他公共场所可看到照明标志的例子。这种标志一般包括具有被照亮的表面的外壳，图形(包括图像和/或文本)位于该表面上。在这里所描述的设备的情况下，可以将图形放置在光覆盖层结构16、18、36、38、40以及42上或者制成光覆盖层结构16、18、36、38、40以及42的一部分，并且在一些实施例中可以形成为衬底12、32上的反射表面的一部分。
这里描述的照明设备适合用于传统地配备有照明的车辆的任何表面，如车顶穹顶照明、手套箱照明、地板照明、地图灯、反射镜灯、装饰灯、后窗制动灯等等。此外，这里描述的照明设备适合用来在现有技术照明系统有困难或者不实用的地方提供照明。由于该设备的薄的构造以及光源的配置，可以在狭窄的空间内安装本公开的照明设备。
本领域技术人员将理解到，这里描述的部件的各种组合可以提供适合的照明设备。例如，可以预料，本公开所公开的衬底可以由其他软性材料形成，以及导电区域可由软性材料构成。例如，以商标“FlexibleCircuits”从3M公司获得的聚酰胺或对苯二甲酸聚酯(polyesterteraphthalate)(PET)上的铜蚀刻电路。也可以通过模型溅射在从弗吉尼亚州Martinsville的CP Films有限公司得到的聚酯薄膜上涂覆氧化铟锡(ITO)来制备透明导电区域。用来形成导电区域式样的另一个选择是从涂覆有氧化铟锡的聚酯的整个薄片激光烧蚀或者蚀刻该式样。
保护性覆盖层(例如，42)可以由其他透明的合适带子形成，例如，以商标“Scotchcal”下从明尼苏达州圣保罗的3M公司得到的铸造聚氯乙稀。此外，为了漫射或者重新定向来自发光二极管源的强度，可以使薄膜具有纹理以形成结构化的或者微结构的散射体，或者形成可以是彩色的其他照明效果，或者使用其他光学改良薄膜，例如以诸如“Vikuiti”以及“Photonics Filter Film”的商标从3M公司得到的多层光学薄膜(MOF)。同样，存在其他形式的增亮薄膜，这些增亮薄膜可以单独地或者组合地层压到光带的表面，以便各根据其特殊的光学属性来控制亮度和视角。
保护性覆盖层也可以由涂层组成，例如聚氨脂、硅树脂、丙烯酸脂、聚乙烯丁烯醇(polyvinyl buterol)、或者根据它们的结构或光学属性选择的其它聚合物。这些保护性涂层可以以它们的基本形式使用，或者可以包含纳米粒子、玻璃微球体等，以增强漫射性、均匀性，更改颜色，等等。
还可以想到，可以随后将本发明的照明设备模制成各种发光的人工制品，包括但不限于按钮、咖啡杯、反光片、窗覆盖物、车身防擦条、保险杠衬面胶、家具、工作台面、马桶座圈、浴室门等等。
还可以想到，所公开的照明设备可以替代地涂覆有其他合适材料以保护发光二极管并且提供折射率匹配，这些材料包括丙烯酸树脂、聚乙烯醇缩丁醛聚合体、聚烯烃树脂、环氧树脂、或者硅树脂，等等。所述树脂可以充满散射元件，例如玻璃珠、硅石粒子、纤维、或者色素。
虽然图中描述的照明设备把该设备示出为大致平坦的物品，应当理解，该设备也可以构造为弯曲的物品。本领域技术人员将理解到，光管理设备的各种组合可以与光源的各种配置一起使用以生产照明设备。此外，本领域技术人员将理解，图1-4所示的整个结构可以装入壳体内。
通过使用另外的光管理薄膜或者层可以进一步提高这里描述的照明设备的光学品质。用于这里描述的照明设备的适合的光管理设备包括用于发强光以及反射管理的光控制薄膜、棱镜增亮薄膜、散射薄膜、反射薄膜、反射偏光器增亮薄膜、反射体以及旋转薄膜(turning film)。
本领域技术人员也将理解到，在这里描述的设备中使用的光源可以以多种形式提供。该光源可以是例如一个或者多个发光二极管的线性或者非线性阵列，或者其他形式的光源例如荧光或者白炽灯、场致发光灯，等等。在其它例子中，可以使用发光二极管灯的矩阵或者网栅。在一些例子中，光可以是彩色的。在又一些例子中，照明设备中可以布置有多于一个光源。该光源可以包括变光控制、开/关控制、颜色控制等等。
根据以上所述，本公开提供了薄的、高效的、均匀照明的并且美观的照明设备。此外，所公开的照明设备的多个方面提供了使用的便利性，例如容易连接到诸如汽车窗户的表面以及其他内外表面。
上面所详细描述的例子只是为了示例和说明的目的，并且不作为限制。因此，可以想到，本发明涵盖落在上述公开的基本潜在原理和所附权利要求的精神和范围之内的任何另外的修改、变化、或等同物。

Claims (51)

1.一种照明设备，包括：
衬底；
布置在所述衬底上的至少一个导电区域；
至少一个光源，布置在所述衬底的表面上并且电连接到所述至少一个导电区域，和
布置在所述衬底和所述至少一个光源上的至少一个光传输层，所述光传输层封装所述至少一个光源并且封装所述至少一个导电区域的至少一部分，
其中所述光源是LED光源。
2.如权利要求1所述的照明设备，其中所述至少一个光传输层是透明的或者半透明的光传输层。
3.如权利要求1所述的照明设备，其中所述至少一个光传输层是偏光膜。
4.如权利要求1所述的照明设备，其中所述至少一个光传输层是光散射体。
5.如权利要求1所述的照明设备，其中所述至少一个光传输层由光传输粘合剂构成。
6.如权利要求5所述的照明设备，还包括：借助所述光传输粘合剂固定到第一光传输层的表面的第二光传输层。
7.如权利要求6所述的照明设备，其中所述衬底和所述第二光传输层是玻璃或者玻璃纤维环氧树脂的一种。
8.如权利要求1所述的照明设备，其中所述衬底构造成能传输光。
9.如权利要求8所述的照明设备，其中被构造成能传输光的所述衬底是透明的、半透明的、折射的、衍射的、反射的、或者散射的中的至少一种。
10.如权利要求1所述的照明设备，其中所述衬底构造成具有导热性。
11.如权利要求1所述的照明设备，其中所述至少一个导电区域包括导电墨水、涂料、粘合剂、氧化铟锡、以及导电聚合物中的至少一种。
12.如权利要求1所述的照明设备，其中所述至少一个导电区域包括由铜、银、金、铝、钯、以及钛的至少一种构成的金属导体。
13.如权利要求1所述的照明设备，其中所述至少一个导电区域由能传输光的电导体组成。
14.如权利要求13所述的照明设备，其中所述电导体是透明的和半透明的电导体中的一种。
15.如权利要求1所述的照明设备，其中所述衬底是柔性的。
16.如权利要求1所述的照明设备，其中所述照明设备包括至少两个光管理设备。
17.如权利要求1所述的照明设备，包括至少两个光传输层，所述光传输层包括：布置在所述衬底和所述至少一个光源上的第一传输层，和布置在所述第一传输层上的第二传输层。
18.如权利要求17所述的照明设备，其中所述光传输层的至少一个是透明的、半透明的、折射的、衍射的、反射的、或者散射的中的一种。
19.如权利要求17所述的照明设备，其中所述光传输层的至少一个是增亮薄膜(BEF)。
20.如权利要求17所述的照明设备，还包括布置在所述第二传输层上的覆盖层。
21.如权利要求20所述的照明设备，其中所述覆盖层是透明的、半透明的、折射的、衍射的、反射的、或者散射的中的一种。
22.如权利要求1所述的照明设备，其中所述衬底在形状上大致平坦。
23.如权利要求1所述的照明设备，其中所述衬底是弯曲的。
24.如权利要求1所述的照明设备，其与机动车辆结合。
25.如权利要求1所述的照明设备，其与建筑物结合。
26.如权利要求1所述的照明设备，其与照明标志结合。
27.一种用来制造照明设备的方法，包括：
把至少一种导电材料布置在衬底的表面上；
把至少一个光源布置在衬底的所述表面上，并且与所述至少一种导电材料电连接；并且
把至少一个光传输层布置在所述导电材料以及所述衬底的所述表面的至少一部分上，以封装所述至少一个光源并且封装所述导电材料的至少一部分，
其中所述光源是LED光源。
28.如权利要求27所述的方法，其中所述至少一个光传输层是透明的或者半透明的中的一种。
29.如权利要求27所述的方法，其中所述至少一个光传输层是偏光膜。
30.如权利要求27所述的方法，其中所述至少一个光传输层是光散射体。
31.如权利要求27所述的方法，其中所述至少一个光传输层由光传输粘合剂浆组成。
32.如权利要求31所述的方法，还包括：
将释放衬里施加到所述光传输粘合剂浆的表面上；
固化所述光传输粘合剂浆；
移除所述释放衬里；并且
在固化的光传输粘合剂浆上布置第二光传输层。
33.如权利要求32所述的方法，其中所述衬底以及所述第二光传输层是玻璃或者玻璃纤维环氧树脂中的一种。
34.如权利要求27所述的方法，其中所述衬底构造成能传输光。
35.如权利要求34所述的方法，其中被构造成能传输光的所述衬底是透明的、半透明的、折射的、衍射的、反射的、或者散射的中的至少一种。
36.如权利要求27所述的方法，其中所述衬底构造成具有导热性。
37.如权利要求27所述的方法，其中所述导电材料包括导电墨水、涂料、粘合剂、氧化铟锡、以及导电聚合物中的至少一种。
38.如权利要求27所述的方法，其中所述导电材料包括由铜、银、金、铝、钯、以及钛中的至少一种构成的金属导体。
39.如权利要求27所述的方法，其中所述导电材料由能传输光的电导体构成。
40.如权利要求39所述的方法，其中所述电导体是透明的和半透明的中的一种。
41.如权利要求27所述的方法，其中所述衬底是柔性的。
42.如权利要求27所述的方法，其中所述照明设备包括至少两个光管理设备。
43.如权利要求27所述的方法，包括至少两个光传输层，所述光传输层包括：在所述衬底和所述至少一个光源上布置第一传输层；和在所述第一传输层上布置第二传输层。
44.如权利要求43所述的方法，其中所述光传输层的至少一个是透明的、半透明的、折射的、衍射的、反射的、或者散射的中的一种。
45.如权利要求44所述的方法，其中所述光传输层的至少一个是增亮薄膜(BEF)。
46.如权利要求43所述的方法，还包括在所述第二传输层上布置覆盖层。
47.如权利要求46所述的方法，其中所述覆盖层是透明的、半透明的、折射的、衍射的、反射的、或者散射的中的一种。
48.如权利要求27所述的方法，其中所述衬底在形状上大致平坦。
49.如权利要求27所述的方法，其中所述衬底是弯曲的。
50.如权利要求27所述的方法，其中将至少一种导电材料布置在衬底的所述表面上包括从由印刷、喷雾、刮刀涂覆、辊涂覆、蒸汽涂覆、等离子涂覆、电镀、以及化学镀组成的群组中选出的工艺。
51.如权利要求27所述的方法，其中将至少一种导电材料布置在衬底的所述表面上包括：使用从由丝网印刷、屏蔽、照相平版印刷、蚀刻、烧蚀、以及激光诱导热成像组成的群组中选出的工艺，形成导电材料的预定样式。
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