CN104853913B - 层压的led阵列和/或含有其的制品 - Google Patents

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Abstract

在某些示例性实施例中，发光二极管(LED)可配置在可变形和柔性的支片上，并以阵列串连在一起，例如，通过柔性回旋线。该柔性回旋线还可提供与外部电源连接的电连接。光外耦合层堆栈(OCLS)系统可以帮助作为折射率匹配层、散热片、展度守恒器等。支片可形成为适合其最后应用的形状。应用可包括，例如，汽车业(例如中央高位制动灯(CHMSL)应用)，光，标记，和/或其他应用。在示例性CHMSL应用中，变形片，其上具有LED阵列，并具有用于匹配玻璃上的角度和/或曲率的梯级、正弦或其他形状，从而LED主要以平行于车辆所在位置的表面的方向来产生光。

Description

层压的LED阵列和/或含有其的制品
技术领域
示例性实施例涉及一种发光二极管(LED)系统，和/或制备其的方法。特别是，示例性实施例涉及一种层压的LED阵列、含有该层压的LED阵列的制品、和/或制备其的方法。在示例性实施例中，LED可配置在柔性支片上并以阵列串连在一起。支片可形成为适合其最后应用的形状。
背景技术
发光二极管(LED)成为技术出现，用于普通照明、显示、标记和其他应用。虽然试图改进照明效率、CRI匹配、和使用寿命，但仍然需要进一步的改进。此外，当要提供具成本效益的技术，例如用于将活性材料整合至装置封包、将其连接至模块、在其操作期间管理蓄热、以所需的色度和强度水平空间性引导及均质化其光输出等，仍然存在问题。
一些当前的商业实施使用精密、高速的工具，基于概念上的旧程序，利用机器人系统，将从源晶片被机械地切成小方块的材料，与大量线集合、透镜、以及毫米级封包中的散热片装配一起，在一个一个装置的基础上，按分离的步骤，在硬性印制电路板(PCB)上形成LED阵列。但是，该解决方法倾向于专属并根据特殊的应用被定制。
因此，在本领域中需要一种技术来改进含有LED的装置和/或制备其的方法。例如，需要一种技术来改进含有LED的装置和/或制备其的方法，其中，含有LED的子组件可合并至多种多样的不同应用中，须满足不同结构和性能的需求，和/或常规的相互连接可能较难实现的方面。
发明内容
在本发明的示例性实施例，一种用于车辆的窗，包括第一及第二玻璃基片，通过第一层压材料彼此层压；和可变形支片，用于支撑多个LED装置，所述可变形支片，配置在所述第一及第二基片之间，所述LED装置通过软线彼此连接。其中，所述支片具有选择的形状，来匹配挡风玻璃将被配置至所述车辆中的角度，从而当所述LED装置被驱动时，主要以平行于所述车辆所在位置的表面的方向来发光。
在本发明的示例性实施例，一种电子装置，包括：软片，用于支撑多个裸片LED，所述LED通过软线彼此连接，形成LED阵列，所述阵列中的所述LED，通过远程控制电路被个别地寻址和驱动；和光外耦合层堆栈(OCLS)系统，配置在所述LED之上，所述OCLS系统包括含有机金属螯合物杂化材料的各向同性层基质和含分散的散射体的基质核。其中，所述软片被变形，与其上的LED阵列一起，从而被成形来匹配所需的应用。
在本发明的示例性实施例中，提供一种制备用于车辆的窗的方法。提供用于支撑多个LED装置的可变形支片，其中LED装置通过软线彼此连接。可变形支片以及其上的LED装置，位于第一及第二玻璃基片之间。所述第一及第二基片被层压在一起且可变形支片于其之间。当所述支片，被层压在第一及第二基片之间时，具有选择的形状，来匹配挡风玻璃将被配置至所述车辆中的角度，从而当所述LED装置被驱动时，主要以平行于所述车辆所在位置的表面的方向来发光。
在本发明的示例性实施例中，提供一种制备电子装置的方法。提供用于支撑多个裸片LED的软片，所述LED通过软线彼此连接，形成LED阵列，所述阵列中的所述LED，通过远程控制电路被个别地寻址和驱动。光外耦合层堆栈(OCLS)系统被配置在所述LED之上，所述OCLS系统包括含有机金属螯合物杂化材料的各向同性层基质和含分散的散射体的基质核。所述软片被变形，与其上的LED阵列一起，从而被成形来匹配所需的应用。
在此所述的特征、方面、优点和示例性实施例可通过任何合适的组合或子组合被结合，来实现进一步的实施例。
附图说明
以下参照附图对实施例进行详细地说明，上述以及其他特征和优点将变得更加清楚。
图1是示出根据示例性实施例的用于支撑组件群的聚酰亚胺基并可防止轨道和焊点不受菌株之害。
图2a是示出根据示例性实施例的可伸缩及弯曲的网格，包括配置在无源基质中的二维阵列LED，可选择性地寻址。
图2b是图2a网格的示意图。
图3是示出根据示例性实施例的靠近中央高位制动灯(CHMSL)的区域中的后窗玻璃的横截面图，并穿过含有LED的部分。
图4是示出根据示例性实施例的用于形成CHMSL的示例性技术的流程图。
图5是示出根据示例性实施例的用于形成CHMSL的另一个示例性技术的流程图。
图6是示出安装在半柔性板上的LED，回旋线从其中延伸出，可用于示例性实施例。
图7a-图7b是示出根据示例性实施例，此类LED如何以阵列被连接的示图。
图8A-图8I是示出根据示例性实施例，热管理模拟被执行。
图9是示出根据示例性实施例的电子装置，包括能量采集器和电源管理电子，成为自治的系统。
图10a-图10b是示出可用于示例性实施例的示例性图案化技术。
具体实施方式
示例性实施例涉及一种用于将LED装置合并至照明模块中的技术，管理光转换、提取和分配，其(i)允许以独特的形式封装，类似复杂的多轴弯曲；(ii)减少操作过程中与热产生有关的负面影响，(iii)波长转换并改进光外耦合效率；和/或(iv)在所需的空间取向中分布光。其可在示例性实施中被完成，通过将LED装置解耦至其不同的组件中，包括：例如(i)裸片；(ii)荧光粉；和(iii)光学元件阵列以及外耦合散射体。
通过提供基于弹性LED阵列的电路，在某种程度上可解决上述的和/或其他问题，可符合基片或覆盖物的形状，并容易变形，同时仍然维持其功能性。该组件能够用于各种应用，包括分布在较大区域的电子元件，例如广告牌应用、传感器阵列等中所使用的显示器和分离的LED。因此，示例性实施例涉及具有以下示例属性的电子组件的网格：
●蕴含单个或单向轴弯曲的简单弹性(从而提供，例如圆筒和/或圆锥形状)。
●蕴含复杂或多轴弯曲和/或任意形状的弯曲性和伸缩性，如果执行互连也可伸缩。
●网格可图案化地进入群中。例如电子组件可分布在PCB(其可包括散热片从而使网格紧邻并接触支撑的玻璃基片)的小群上。
●与可伸缩的光学部件相结合，可使光导纤维以及聚二甲硅氧烷(PDMS)和/或其他的弹性光波导嵌入可伸缩的基片(例如，用于人工皮肤、压力接触、修剪、和/或其他传感器应用)中。
●上述多种领域可与透明导电涂层(TCC)的连接器(其可能是透明的导电氧化物或TCOs等)或是玻璃基片上的潜在地预先图案化的母线互相连接。含有银的导电墨水和/或碳至少以后可与低温焊料共同使用。
●网格可被层压在两片玻璃之间，使用PVB，EVA，或任何层压介质。
●层压薄片或基片可配置为三维浮雕结构或是在针对某一轴的所需方向中具指向有源组件角度的浮雕图案
●网格可包括层压的柔性太阳能电池(例如，CIGS，c-Si，和/或其他太阳能电池，选择性地位于金属箔上)，和薄电池。太阳能电池可为电池充电，其被电子调节，来驱动有源组件(例如，在广告牌应用中与LED连接)。在该示例中，装置可免于外部导线和/或电源连接，并可以是自治系统的一部分。
因此，示例性实施例可包括柔性电路，含有刚性小型分布式PCB的小群，以及伸缩性连接器。群本身可以是刚性或半柔性的，并可包括电子组件(例如，无源和/或有源电子组件，类似二极管、调节器芯片、天线、能量转换器元件等)。回旋线技术可用于设计伸缩性的、高度可靠的连接器。整个单元可被包封或覆盖在允许压力的材料中，例如PDMS，其他硅酮，和/或其他合适的材料。
特别是附图中相似的参照符号表示相同的部件，图1是示出根据示例性实施例的用于支撑组件群104的聚酰亚胺基102并可防止轨道和焊点106不受菌株之害。也就是说，聚酰亚胺基102可用于支持伸缩性铜导线，且回旋线108可启用组件并支持曲折。
图2a是示出根据示例性实施例的可伸缩及弯曲的网格，包括配置在无源基质中的二维阵列LED，可选择性地寻址。图2b是图2a网格的示意图。在图2a示例中，电源连接被安装在基片的外围，且信号通过用于挠性载体材料的合适TCO被运载。如本技术领域的技术人员所理解的，网格材料可层压在玻璃和/或塑料之间。选择的行和/或列的序列寻址可用于类似广告牌，低分辨率显示器等应用中。
如上所述的技术的一个可行性应用涉及汽车的应用，其中，基片是弯曲的玻璃基片，特别是涉及使用LED阵列，与后挡风玻璃或后窗玻璃中的中央高位制动灯(CHMSL)连接。由于后窗玻璃的倾斜，LED阵列的光通量不会在与道路平行的方向中被优化。这是因为LED通常是点光源，光可能被向上引导，远离平行于道路的方向，并通常位于匹配后窗玻璃倾斜的角度中。用于解决该问题的一个可行性方法是增加LED的数量来匹配道路方向中的所需或指定辐射亮度。但是，此解决方法并不有效。相反，利用常规的次级非成像光学部件来重定向光可通过与间隔相连被执行，但是，间隔通常需要比挡风玻璃或后窗玻璃的厚度要更厚。
本公开的发明人发现，使用整合的伸缩性电路和结构，或PVP或玻璃本身的浮雕图案，可使光以最有效的方式被重定向。在此，图3是示出根据示例性实施例的靠近CHMSL的区域中的后窗玻璃的横截面图，并穿过含有LED的部分。图3内部和外部玻璃基片，通过含聚合物的夹层306包括夹在中间，其可以是PVB，EVA，或任何其他合适的材料。LED 308，配置在柔性支片310上，作为阵列的一部分被串连在一起并互连。LEDs可具有导线，彼此延伸来促进互相的连接和/或电源的连接。支片310本身可被弯曲或被成形为类似梯级的图案，匹配后窗玻璃的倾斜，例如，促使来自的LED 308的光向外和与道路基本平行的方向被导引。选择性的光学匹配材料312被提供在梯级状区域中。该光学材料312可以是光外耦合基质材料，优选是包括光散射基质。其有助于产生透镜效应，例如，具有基本平行的光组合，透镜的出口处具有小角度分布。在示例性实施例中，角分布优选是1-50度，更优选是4-40度，且最优选是10-30度。透镜材料可包括PMMA，可以是通过高光学表面处理被铸成，且对于其他材料被暴露于紫外线之后通常变黄问题的敏感性减少。
图3示出的示例性CHMSL可通过一系列方法被制造。例如，图4是示出根据示例性实施例的用于形成CHMSL的示例性技术的流程图。材料通常用于挡风玻璃(例如，PVB、EVA、或类似等)中的含有聚合物的夹层，可通过潜在地梯级或阶梯状方法被横向切割，提供具有锯齿状和匹配表面(步骤S402)两片材料。可选择的，制备PVB的多梯级楔体或其他层压材料可通过挤压技术或其他技术被完成，虽然与熔融聚合物的连接可能较难完成。用于支撑微LED的柔性电路将被贴附至两片材料中一个，使其符合阶梯状表面(步骤S404)。柔性电路可卷在两个配对片(步骤S406)之间。该子组件可层压在两个玻璃片(步骤S408)之间。
应注意，也可使用其他形状来代替基于聚合物的楔体的梯级或阶梯状。例如，在示例性实施例中，可使用PVB或EVA夹层的基本正弦的截面。用于非成像应用的角度公差通常不如成像应用(包括，例如平视显示或HUD应用)严格。通常，角度在第十弧度公差中可被控制，例如，目标角度不偏离1个弧度以上。
楔体的梯级表面或角度允许后窗玻璃来将LED光重定向，朝向后面的驱动器的瞄准线。当涂有抗反射(AR)和/或光外耦合层，或甚至被蚀刻，后窗玻璃可作为光学组合器来执行，本质上组合离开外部和内部的后窗玻璃表面的反射，并将光重定向，朝向观察器。
图5是示出根据示例性实施例的用于形成CHMSL的另一个示例性技术的流程图。在步骤S502中，提供合适的支片。在示例性实施例中，支片可以是聚合物基，在此可包括PET、聚酰亚胺、聚酰胺、PMMA等。在步骤S504中，LED以所需的图案配置在支片上。在步骤S506中，光外耦合层堆栈(OCLS)系统可覆盖在LED上，或是作为其上的片被应用。在步骤S508中，支片可被弯曲成形为梯级状。在步骤S510，成形的支片以及其上的LED可被层压在层压材料(所述材料可包括PVB，EVA，或其他合适的材料)之间，在玻璃片被结合在一起时或之前。例如，在示例性实施例中，成形的支片以及其上的LED可被层压，且层压的子组件可夹在玻璃基片(由此有效地涉及多个分离层压步骤)之间。在其他示例性实施例中，支片可被夹在基片之间，且基片在单个步骤中与其之间的支片一起被层压。
为实现改进的(可能为最佳)几何形体以及几何尺寸，非成像技术可用来修剪表面转换LED的光分布。因此，在又一个方法中，在示例性实施例中，简单的立方体、六角形或其他形状的不同直径的孔阵列或主要距离可被钻入层压材料(例如包括PVB、EVA等)。内部的抛物面可被生成并且可被涂上反射层。例如，镜子可通过银镜的湿制程被生成。镜子可以是通过透明漆涂层被保护的表面。基座玻璃可(i)提供表面来生成复合抛物面集中(CPC)孔阵列，(ii)将完全包封的LED或裸片PCB以及选择性的辅助散热片覆盖；(iii)将透镜覆盖；(iv)允许另一个带有磷光体的玻璃片，被遥感远离LED，和/或执行其他功能。例如参照2011年7月22日提交的美国申请No.13/188,916，其全部内容被纳入此处作为参考。‘916申请说明了CPC如何被执行，例如守恒光源的展度；遥感磷光体片如何与菲涅耳透镜一起使用，来提供增加的扩散和/或发射光的均化；镜子涂层如何被形成和/或保护等。众所周知，展度涉及如何在指定地区和方位角的特定介质中展开光。在常规配置中，该差异有时可为30倍以上，此外，该差异有时会在针对目标完成增加的亮度时产生障碍，该目标与光源的平面具一定的距离。例如，典型的光源或灯仅可操作收集50％的从源发出的光。
从LED延伸出的回旋线可延伸至电源。在示例性实施例中，通过将LED和回旋线放置在含有银的块和/或其他导电墨水上被完成。回旋线可延伸穿过层压材料来保护支片(如果有)，例如，与电源连接。在示例性实施例中，回旋线可通过配置在一个基片上的导电涂层与电源电连通。例如，低E涂层(有时为多层的薄膜银基层堆栈)可配置在一个或多个基片上。由于该低E涂层通常为导电的，因此可用来驱动LED。在示例性实施例中，其他透明的导电性涂层(TCC)可用于驱动LED，不管其是否为低E涂层。
此外，在示例性实施例中，低E或其他导电性涂层可被图案化，例如，允许遥感程序逻辑(可在处理器、车辆的LIN总线等控制下操作)来控制灯是否要被激活，以及其如何被激活等。例如，在示例性实施例中，合适的硬件、软件，和/或固件控制器可用来使CHMSL做出应答以已知的方式中断动作，使光颜色改变(或是单个颜色的深浅)如同破裂正生成并以“较难”打破成比例，使信息被显示等。
图6是示出安装在半柔性板上的LED，回旋线从其中延伸出，可用于示例性实施例。图7a和图7b是示出根据示例性实施例，此类LED如何以阵列被连接的示图。在此，图7a-图7b根据示例性实施例示出简单的裸片LED阵列，可安装在半柔性板上，具有类似迂回状的互连的网格。
如上所述，修剪的轮廓可用来准确地变换光源。但是展度效率通常仅为聚光透镜的设计中所考虑的一个方面。反射面中全内反射(TIR)的存在、抗反射涂层的必要性或受益可能性等，可影响示例性实施例的装置的使用性。
与热负荷相关的热条件也是潜在的问题。图8A-图8I是示出根据示例性实施例，热管理模拟被执行。特别是，图8A-图8D示出隔离的InGaNμ-ILED以及Al互连的温度分布(分别用于图8A-图8B和图8C-图8D的300nm和1,000nm厚)，图8A中输入功率为7.8mW，图8B中为16.4mW，图8C中为8.4mW，且图8D中为18.0mW。通过使用QFI Infra-Scope低温成像器(左侧)被捕捉，以及通过分析模型(右侧)被算出。图8E中示出用于μ-ILED以及Al连接厚度为300nm(深色线)和1,000nm(浅色线)的表面温度，从实验中被提取(点)，并使用分析模型(线)被计算作为输入功率的函数。图8E中用于各LED的输入功率为40mW。图8F是表面温度的三维图，示出装置的尺寸函数和连接厚度，恒定热通量为400W/cm2。优选的操作区域为被包围的区域，当然在不同的实施例中也可以是其他操作区域。图8G示出大尺寸LED的温度分布(在此为1x1mm2)，且图8H示出100μ-ILED的阵列的温度分布(在此为100x 100μm2)，间隔为2mm。图8I示出μ-ILED表面温度对比100μ-ILED阵列的间隔。图8I的图表较明显示出表面温度与ILED间隔有关。示例性实施例的最大温度优选是低于200摄氏度，更优选是低于175摄氏度，且更优选是低于100-140摄氏度。这是由于温度增加效率下降。其示出间隔小于500μm，更优选是400μm，且甚至更优选是约200-375μm
图9是示出根据示例性实施例的电子装置，包括能量采集器和电源管理电子，成为自治的系统。图9的装置可用于多样化的光应用，包括车灯、广告牌、顶部照明或户外照明等。如图9所示，伸缩性LED基质900可被变形或包括在弯或平面的实施例中。配置给电源管理模块904的驱动芯片902控制LED基质900中各LED的功能。电源管理模块904可接收并调制来自一个或多个太阳能电池906等中的电源。在示例性实施例中电池或类似等(未示出)可被提供用来存储太阳能电池906所生成的电源。
如上所述，一个示例性应用涉及包括在后窗玻璃中的太阳能电池板或汽车的活动车顶。太阳能电池组件可在环境照明条件下(例如，大于或等于300lux)提供足够的动力来运行并充电薄膜电池。太阳能电池板可与直接进入电源管理IC的5.6V齐纳电压保护的二极管并行运行。众所周知，齐纳二极管以与理想二极管相似的方法使电流以正向流动，但当电压超过一定的值称为击穿电压(也称为齐纳电压)时还允许其在反向中流动。电源IC可提供其输出进入启动延迟电路，为太阳能电池板留出时间来开始空电池的充电过程。低静态电流调节器(例如，德州仪器公司销售的TPS78033模块)可在须向传感器或LEDs阵列提供电源的操作电压范围中协助保持电压从太阳能电池板中经过。
可使用图案化技术，例如，将配置在玻璃(例如，含银材料，基于ITO的层等)上的导电材料图案化和/或形成互连。利用脉冲的准分子激光或类似等的激光消融也可作为技术来用于示例性实施例。图10a-图10b是示出可用于示例性实施例的示例性图案化技术。特别是，图10(a)示出LIFT技术，其涉及从相邻载体玻璃或其他基片1004上的传热材料1002至接收玻璃或其他基片1006上的金属或其他导电部分1002a的激光感应转移。激光束通过适当的光学部件1008a被聚焦。图10(b)示出LIBT转化，其中激光束通过合适的光学部件1008b和受体基片1006被照射，引起金属或其他导电部分1002a从相邻载体基片1004上的传热材料1002层迁移。根据该图案化，LED可经焊接(例如与烙铁一起)或任何其他合适的技术被连接。当阵列被部分地或完全完成时，激光还可用于进行修理。
虽然上述提到准分子激光，但也可使用其他类型的激光，例如，YVO4，YAH、钛宝石、CO2，和/或其他激光。例如，适当的电源通常可在10-20W范围内，Q开关脉冲频率可在20-200千赫范围内，实际的脉冲宽度可在100-140毫微秒范围内。该示例性参数允许快速处理和较好的机械/弯曲持久性。高输出能量(例如，高至约30W)可允许图案化在较大范围的材料内被执行，使用高速标记(例如，至12，000mm/s)。例如Keyence公司商业销售的MD-F3000模型可适用于刻出ITO、CNT、银母线，和/或将LEDs互相连接的其他材料和/或其他数据/电力线。在70％的电源，以及120kHz频率下的1，000mm/s扫描速度和0.08毫米的线宽度来操作该装置，取得较好的效果，当然也可使用其他处理参数和/或不同实施中的设备。
应注意，典型的客车具有约60度(且通常约58度)的方位。应理解，在示例性实施例中，优选是，相对于示例性实施例中最大输出的光输出下降小于25％，更优选是小于15％，甚至最优选是小于10％，从正常角度50度。此外，在示例性实施例中，在从正常角度40-60度之间在角度中不使用重定向的情况下光输出增加优选是至少约25％，更优选是至少约40％，有时约50％或甚至更高。
如上所述，OCLS系统可有助于改进输出效率和散热片组件的性能。OCLS可有助于在玻璃和LED之间提供折射率匹配层，例如，有助于增加另外耦合至玻璃的光。经OCLS的米氏散射可有助于抵制玻璃中波导模式，例如，通过破坏同相位的一致性。在相关的方式中，米氏向前散射可被增加，且光谱色散减少。
例如，Гi(Ω、k)可被定义为玻璃表面所发生的光子通量，Гo(Ω、k)可被定义为空气中的输出通量，符号Ω和k分别是方位角和波矢量。比例经因子ηimlxηs(Ω、k)被增加，其中η是OCLS基质/邻近的折射匹配率，且ηs是散射率。总流量输出可通过在整个相位空间上计算二重积分∫∫Гi(Ω、k)ηimlxηs(Ω、k)dΩdk被计算。但是，基于该模式，可以看到必要条件是ηimlXηs>1。通过以下说明的示例性实施将示出该模式如何被执行。
在示例性实施例中OCLS可以是多层系统，其功能至少部分基于其不同的组成如何被优化，从而来完成所需的性能。在示例性实施例中，OCLS可包括厚的各向同性层基质，具有基质层核心，其包括分散的球状散射体，和选择性平坦层。每一个组成将在以下进行更详细地说明。
如上所述，OCLS可包括厚的各向同性层基质，例如，位于玻璃和LED之间。该层可包括有机金属螯合物混合，具有高折射率，优选是大于1.7，更优选是1.8-1.9，且有时甚至更高。在一些情况下，吸收系数可接近零。基质层的化学性质U.S公开No.2012/0088319中被说明，其全部内容被纳入此处作为参考。
如‘319公开中所说明的，示例性实施例可涉及基于聚合物二氧化钛的混合涂层系统和/或基于聚合物氧化锆的系统。有机-无机混合聚合物溶液可通过将钛醇盐与螯合剂第一反应使高活性四配位钛类转化成低活性六配位类被制备。然后可将其他所需的聚合物组成添加至含有溶液的稳定钛且完全混合。由于稳定性，混合聚合物溶液可在室温中保持稳定至6个月，直到颜色和粘性微改变。混合聚合物溶液可被旋涂或垂直地涂到基片上至所需的厚度。
二氧化钛膜在低于250摄氏度的高温下通过热分解混合涂层被生成。由此生成的干膜可较薄，为0.2um-4um或更多。当固化温度为300摄氏度或更高时，该膜在整个可见区中可具有较好的透明度，且折射率较高，约1.90以上。厚度超过300nm的无破裂膜经施加单个涂层被获得。可施加多个涂层来获取较厚的膜，且两个连续涂层之间的SEM截面图像中没有明显的界面。该混合高折射率膜被机械地鲁棒，暴露至加热和紫外辐射都十分稳定，可用于多种光学应用。该材料与半导体材料兼容。
在示例性实施例中，有机-无机混合聚合物可被引入至碾压成薄片的介质中，例如醋酸乙烯酯(EVA)、硅酮、芳族聚酰胺等。然后可使用真空粘合或除气法，有时无需使用高压锅。
选择的有机聚合物含有多羟基功能。其被选择在聚合物和二氧化钛相位之间初级或次级化学胶合，来促进相位兼容性和高分散度。在溶液和在固化膜中，螯合聚(双丁基钛酸盐)聚合物和有机聚合物在所有或基本上所有的比例中可兼容，经其高透明度和折射率色散曲线被证实。通常，1.9以上的高折射率在0.4um厚的550nm处被获得。当0.4微米薄的膜被沉积在任何无机的发光二极管上时，明显地提高了自高折射率材料的光外耦合，增量范围显著为70％。
提供无机基前体。在示例性实施例中，无机基前体可以是钛基前体，例如钛醇盐、基于钛的磷酸盐合成物等等。无机基前体可直接或间接地沉积在装置和/或将被涂层的基片。例如，在示例性实施例中，基于钛醇盐的前体可通过原子层沉积(ALD)被沉积，基于钛的磷酸层可被印刷等。当然，应理解，在示例性实施例中，除了钛以外可使用其他高折射率无机材料或是来代替钛。
螯合物可与选择性添加剂一起被形成，且有机成分可被添加。在示例性例子中螯合物可以是柳酸。在示例性实施例中，有机成分可以是树脂、硅酮、聚酰亚胺、聚酰胺等。选择性添加剂也可被引入。例如，其他无机材料(例如，除了钛基前体以外或是代替其)可被引入来调整折射率。实际上，折射率可通过选择性地包括氧化锆、硅石和/或硅酸盐等被向上或向下调整。光散射元件和/或热消散剂也可被引入。功能为更轻的散射剂和热消散剂的一种示例性材料为氮化硼。在示例性实施例中还可包括增塑剂。
螯合的钛基前体和有机成分可被交联来生成有机-无机混合溶液。在例子中，钛醇盐可与螯合剂反应，将四配位钛类转化成低活性六配位类，例如，生成螯合聚(双丁基钛酸盐)。当然，在本发明的不同实施例中，也可生成和/或使用其他钛酸盐。在示例性例子中，混合聚合物，可通过将含羟基的有机树脂与螯合聚(双丁基钛酸盐)混合而生成。在示例性实施例中，有机和无机组成以相等的重量百分率提供。在示例性实施例中，有机和无机组成可按重量60/40的比例提供。当然，在本发明的不同实施例中也可以是其他比例和/或百分率。
在示例性实施例中，混合溶液可相当于液体。在该情况下，混合溶液可被湿应用，垂直槽弯月面涂抹或其他方式至所需的厚度。如美国专利No.6,383,571中被说明的示例性涂层技术，其内容被纳入此处作为参考。在示例性实施例中，可提供更粘性的混合层压(例如，包括在类似EVA、硅酮、芳族聚酰胺等的有机粘合剂中的无机和/或其他材料)，并可被挤压，例如。更粘性的混合层压在"清洁"或"非散乱的"应用中具有优势。
涂抹的混合聚合物或层压被干燥和/或固化。在示例性实施例中，干燥和/或治疗可有助于去除溶剂和水，相比有机材料剩余更多无机材料。干燥可在小于250摄氏度的第一高温进行，而固化处理可在大于或等于300摄氏度的第二高温下进行。示例性实施例可包括上述干燥和固化中的一个或两者和/或任何其他合适的温度。
因此，在概述该示例性基本配方，交联，和固化步骤中，应理解，螯合的钛基前体与树脂粘合剂接触；树脂粘合剂和螯合的钛基前体交联；溶剂通过加热过程被蒸发，且固化膜附着在基片(例如，膜、硬表面、玻璃等)上。由此，(a)有机-无机的混合溶液被湿应用在至少一个LED上的基片上；或是(b)有机-无机的混合溶液被引入载体介质，然后载体介质被挤压到至少一个LED上的基片上。当有机-无机的混合溶液沉积至基片上时被固化，例如，形成涂层。
基质的流变性优选是，其可通过较大玻璃区域上的区域铸定或槽弯月面涂层被分配，和快速被固化，例如，被加热和/或紫外线曝光。当被固化时，其可有助于对发光层进行有效地折射率匹配。在一些情况下，OCLS的该部分的厚度可为10-100um。该层的平滑度优选是与玻璃的平滑度相似，RMS粗糙度为小于或等于1.0nm，且更优选是小于或等于0.5nm。
用于基质实现的一个生产线，是使用玻璃质的聚合单体，其中钛，铪，和/或锆含氧群被添加。当单体的聚合作用在10-30％重量百分比的Zr4O2(OMc)12的存在中被完成，例如，清晰的和高折射率膜被制备具有高挠曲强度并与玻璃基片具有十分好的粘附力。使用适当的表面活化剂和偶联剂可有助于槽分配匀称。Ti16O16(OEt)32群的有机表面可经醇解被选择性地修改。其可产生新的功能群，Ti16O16(OEt)32-x(OR)x，其中R可以是甲基丙烯酸酯或苯乙烯，x是排列在任何地方的被修改的烷氧基数量，例如，根据pH值的4-16。
产生的基质由此结合聚合物(例如，加工性能，挠曲强度等)和无机的构建块的优点(例如转变生物碱和化学惰性、温度和环境稳定等情况下的高折射率)。折射率匹配层(imL)在入射角度为零左右时具有较好的外耦合效率并为变角。
基质层核心可包括常规球状的散射体，优选地是以不成群的方式被分配。优选是，使用的散射体胶体的界达电位较高用于系统的较好稳定性，有时甚至大于70mV。众所周知，界达电位涉及胶体系统中的动电位。界达电位是附着在分散粒子的流体的分散介质和稳定层之间的电位差。本技术领域的技术人员通常考虑25mV的值，该值从高度充电的表面分离低充电的表面。应注意，界达电位值有时涉及胶体分散的稳定性，例如，较高的值示出较好的稳定性等。该值还有助于确保值范围中的散射体填充密度，从而球体被单独分散且粒子间距离d约为3球径(或6r)。当该条件满足时，其分离足够大从而贡献次波，激发各粒子的磁场比外磁场更小。
如上所述，在示例中，折射率匹配外耦合效率(>1)经大于一的米氏散射率被提高。基质包括散射体，其本身为高折射率无机螯合物。散射体被准备，例如，从而包括一个或多个材料。例如，散射体可具同心组成来增加散射。相对折射率m，尺寸r，和散射体的浓度(1/s3)被选择，从而有助于提高从装置外耦合的整个集成光。
虽然说明了有关无机LED(ILED)的示例性实施例中，应理解，在此说明的技术可用于连接其他类型的发光二极管，例如，有机发光二极管(OLED)，聚合物发光二极管(PLED)，和/或其他照明系统等。
关于OCLS系统的更详细说明在2012年6月5日提交的美国申请No13/488,779中被示出，其被纳入此处作为参考。
应理解，如上所述，示例性实施例涉及可碾压成薄片和整合的介质，其运载电子元件，包括LED。电路的拓扑包括分布的刚性和柔性部分混合物、包封、和相互连接。就用于照明或广告牌的LED来说，该电路配置可使模制弹性电路能够用于相对较大的平面或凸面玻璃窗区域上。当然，在此公开的技术可用于连接其他应用，例如，包括应用，使用LED来代替照明系统中的现有构造，例如住宅、商业、以及移动系统、显示器或广告装置等。
玻璃基片的优势在于，例如，玻璃的抗划伤性和挠曲强度，可被化学是回火并具有光学表面可维持银镜从而有利于长期操作(例如，在一些塑料材料上)。玻璃通常不变黄，对于紫外线不敏感并可保持较高的温度，来用于结晶的磷涂层热处理。玻璃的膨胀系数也小于大多数塑料，从而PCB与玻璃的结合被完成，对于大阵列具有较高的耐膨胀性，例如可涉及照明设备等。
应注意，示例性实施例的玻璃基片可被化学和/或热强化或回火，例如，以符合安全系数。在此所使用的术语"热处置"和"热处理"表示加热制品，至可足以完成玻璃制品的热回火和/或热强化的温度。此定义包括，例如，在烤炉或熔炉中加热涂层制品，至少约550摄氏度，更优选是至少约580摄氏度，更优选是至少约600摄氏度，更优选是至少约620摄氏度，且最优选是至少约650摄氏度的温度，以足够的周期来回火和/或热强化。在示例性实施例中，可能至少为两个分钟，或至10分钟。
除非明确指出，在此所使用的术语"在…之上"，"由支撑"，类似等不应当被解释为表示两个元件直接彼此相邻。换句话说，即使之间具有一个或多个层，第一层也可以被说明是位于第二层“之上”或由其“支撑”。
示例性实施例涉及一种用于车辆的窗，包括：第一及第二玻璃基片，通过第一层压材料彼此层压；和可变形支片，用于支撑多个LED装置，所述可变形支片，配置在所述第一及第二基片之间，所述LED装置通过软线彼此连接。其中，所述支片具有选择的形状，来匹配挡风玻璃将被配置至所述车辆中的角度，从而当所述LED装置被驱动时，主要以平行于所述车辆所在位置的表面的方向来发光。
除了前段落中的特征以外，在示例性实施例中，所述多个LED装置被作为中央高位制动灯(CHMSL)的一部分，所述CHMSL由遥感所述LED装置的控制器被控制。
除了前两个段落中任何一个的特征以外，在示例性实施例中，所述第一层压材料可包括PVB。
除了前三个段落中任何一个的特征以外，在示例性实施例中，所述支片可由PET、聚酰亚胺、聚酰胺，和/或PMMA组成。
除了前四个段落中任何一个的特征以外，在示例性实施例中，所述支片被成形，具多个梯级，各所述梯级支撑至少一个所述LED装置。除了前四个段落中任何一个的特征以外，在示例性实施例中，所述支片具有基本正弦的形状。
除了前五个段落中任何一个的特征以外，在示例性实施例中，提供光外耦合层堆栈OCLS系统，所述OCLS系统包括含有机金属螯合物杂化材料的各向同性层基质和含分散的散射体的基质核。
除了前段落中的特征以外，在示例性实施例中，所述分散的散射体具有1以上的米氏散射效率，导致1以上的用于OCLS的折射率匹配外耦合效率。
除了前两个段落中任何一个的特征以外，在示例性实施例中，所述基质包括聚合单体，其中添加有含氧群。
除了前段落中的特征以外，在示例性实施例中，所述含氧群包括Ti、Hf、和/或Zr含氧群。
除了前四个段落中任何一个的特征以外，在示例性实施例中，所述散射体的填充密度的范围值为，所述散射体以3倍直径的微粒间距离或主距离被单分散。
除了前段落中的特征以外，在示例性实施例中，各散射体位于其最近邻的远场，且除了连贯的确切向前散射，没有系统的相位关系。
除了前十一个段落中任何一个的特征以外，在示例性实施例中，第二层压材料可包封所述支片。
除了前十二个段落中任何一个的特征以外，在示例性实施例中，低辐射率(低E)涂层可配置在所述第一和/或第二基片上。
除了前段落中的特征以外，在示例性实施例中，所述LED装置被串连在一起，形成阵列，至少一些导线从所述阵列中延伸出并与低E涂层直接电接触，且所述LED装置通过所述低E涂层被寻址和/或被驱动。
除了前十四个段落中任何一个的特征以外，在示例性实施例中，所述LED装置被串连在一起，形成阵列，在≤150摄氏度的温度下操作。
示例性实施例涉及一种电子装置，包括：软片，用于支撑多个裸片LED，所述LED通过软线彼此连接，形成LED阵列，所述阵列中的所述LED，通过远程控制电路被个别地寻址和驱动；和光外耦合层堆栈OCLS系统，配置在所述LED之上，所述OCLS系统包括含有机金属螯合物杂化材料的各向同性层基质和含分散的散射体的基质核。其中，所述软片被变形，与其上的LED阵列一起，从而被成形来匹配所需的应用。
除了前段落中的特征以外，在示例性实施例中，所述软片可由PET、聚酰亚胺、聚酰胺，和/或PMMA组成。
除了前两个段落中任何一个的特征以外，在示例性实施例中，所述软片被成形，具多个梯级，各所述梯级支撑至少一个所述LED装置，和/或所述软片具有基本正弦的形状。
除了前三个段落中任何一个的特征以外，在示例性实施例中，所述软片，与其上的所述LED阵列，被嵌入在层压材料中。
除了前段落中的特征以外，在示例性实施例中，多个腔被形成在所述层压材料中，各所述LED在各自的腔中被定向，各所述腔沿其深度成锥形，从而增加自第一端的直径或距离(随与第一端的距离而直径增加)，其中，所述LED各自位于其第二端。
除了前段落中的特征以外，在示例性实施例中，当以横截面观察时，各所述腔可具有抛物线的侧壁。
除了前两个段落中任何一个的特征以外，在示例性实施例中，各所述空腔可具有配置在其上的反射层。
除了前段落中的特征以外，在示例性实施例中，所述反射层可包括：含有银的薄膜层，和配置在所述含有银的薄膜层上的保护层。
除了前八个段落中任何一个的特征以外，在示例性实施例中，退出各所述腔的所述第二端的光可被基本校准从而允许仅10-30度的分布。
除了前九个段落中任何一个的特征以外，在示例性实施例中，太阳能电池和电池可被配置用来驱动所述LED阵列。
如上所述，虽然参照最实用及优选的示例性实施例对本发明进行了说明，但是应理解，本发明并不局限于所述实施例，相反可进行各种修改和变形，修改将由后附的权利要求范围定义。

Claims (25)

1.一种用于车辆的窗，包括：
第一玻璃基片及第二玻璃基片，通过第一层压材料彼此层压；以及
可变形支片，用于支撑多个LED装置，所述可变形支片配置在所述第一玻璃基片及所述第二玻璃基片之间，所述LED装置通过软线彼此连接，
其中，所述可变形支片具有被选择为匹配挡风玻璃将被配置至所述车辆中的角度的形状，从而当所述LED装置被驱动时，主要以平行于所述车辆所在位置的表面的方向来发光，
其中，所述可变形支片被弯曲或被成形为梯级状图案以匹配挡风玻璃的倾斜，从而使来自所述LED装置的光向外和与道路基本平行的方向被导引，其中
光外耦合层堆栈OCLS系统覆盖在所述LED装置上，所述OCLS系统包括含有机金属螯合物杂化材料的各向同性层基质和含有分散的散射体的基质核。
2.如权利要求1所述的窗，其中，所述多个LED装置被设置为中央高位制动灯CHMSL的一部分，所述CHMSL由遥感所述LED装置的控制器来控制。
3.如上述权利要求中任一项所述的窗，其中，所述第一层压材料包括PVB。
4.如权利要求1-2中任一项所述的窗，其中，所述可变形支片由PET、聚酰亚胺、聚酰胺、和/或PMMA组成。
5.如权利要求4所述的窗，其中，所述可变形支片被成形为具有多个梯级，各所述梯级支撑至少一个所述LED装置。
6.如权利要求1-2中任一项所述的窗，其中，所述可变形支片具有基本正弦的形状。
7.如权利要求1所述的窗，其中，所述分散的散射体具有1以上的米氏散射效率，导致1以上的用于OCLS的折射率匹配外耦合效率。
8.如权利要求1所述的窗，其中，所述基质包括添加有含氧群的聚合单体。
9.如权利要求8所述的窗，其中，所述含氧群包括Ti、Hf、和/或Zr含氧群。
10.如权利要求7-9中任一项所述的窗，其中，所述散射体的填充密度的范围值为使得所述散射体以3倍直径的微粒间距离d或主距离被单分散。
11.如权利要求7-9中任一项所述的窗，其中，各散射体位于其最近邻的远场，且除了连贯的确切向前散射，没有系统的相位关系。
12.如权利要求7-9中任一项所述的窗，进一步包括：包封所述可变形支片的第二层压材料。
13.如权利要求1-2中任一项所述的窗，进一步包括：低E涂层，被配置在所述第一玻璃基片和/或所述第二玻璃基片上。
14.如权利要求13所述的窗，其中：
所述LED装置被串连在一起以形成阵列，
至少一些导线从所述阵列中延伸出并与所述低E涂层直接电接触，且
所述LED装置可通过所述低E涂层被寻址和/或被驱动。
15.如权利要求1-2中任一项所述的窗，其中，所述LED装置被串连在一起以形成阵列，所述阵列在≤150摄氏度的温度下工作。
16.一种电子装置，包括：
软片，用于支撑多个裸片LED，所述LED通过软线彼此连接以形成LED阵列，所述阵列中的所述LED通过远程控制电路被单独地寻址和驱动；以及
光外耦合层堆栈OCLS系统，配置在所述LED之上，所述OCLS系统包括含有机金属螯合物杂化材料的各向同性层基质和含有分散的散射体的基质核，
其中，所述软片被变形，与其上的LED阵列一起，从而被成形为匹配所需的应用。
17.如权利要求16所述的装置，其中，所述软片由PET、聚酰亚胺、聚酰胺、和/或PMMA组成。
18.如权利要求16-17中任一项所述的装置，其中，所述软片被成形为具有多个梯级，各所述梯级支撑至少一个所述LED装置，和/或所述软片具有基本正弦的形状。
19.如权利要求16-17中任一项所述的装置，其中，所述软片，与其上的所述LED阵列，被嵌入在层压材料中。
20.如权利要求19所述的装置，其中，多个腔形成在所述层压材料中，各所述LED在各自的腔中被定向，各所述腔沿其深度成锥形，从而自第一端的距离或直径增加，其中，所述LED各自位于所述腔的第二端。
21.如权利要求20所述的装置，其中，当以横截面观察时，各所述腔具有抛物线的侧壁。
22.如权利要求20-21中任一项所述的装置，其中，各所述腔具有配置在其上的反射层。
23.如权利要求22所述的装置，其中，所述反射层包括：含有银的薄膜层，和配置在所述含有银的薄膜层上的保护层。
24.如权利要求20-21中任一项所述的装置，其中，离开各所述腔的所述第二端的光被校准从而允许仅10度-30度的分布。
25.如权利要求16-17中任一项所述的装置，进一步包括：太阳能电池，被配置用来驱动所述LED阵列。
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