CN106465492A - 具有持续发光的疏散和/或无闪烁照明器件 - Google Patents

具有持续发光的疏散和/或无闪烁照明器件 Download PDF

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Abstract

一种照明器件(100)可以包括：衬底(115)；两个或更多个发光元件(105、109)，形成于所述衬底上；固定层(113)，将所述两个或更多个发光元件固定就位；以及透明导电层(103)，与所述发光元件电接触。所述衬底(115)和所述透明导电层(103)将具有就位的发光元件(105、109)的所述固定层(113)夹在中间。所述固定层(113)是电绝缘材料。所述固定层(113)掺杂有光活性材料或光致变色材料。在所述发光元件(105、109)被激励的第一模式中，所述固定层(113)的光活性材料或光致变色材料被所述发光元件激发。在所述发光元件(105、109)被去激励的第二模式中，所述固定层(113)产生持续发光。

Description

具有持续发光的疏散和/或无闪烁照明器件
技术领域
技术领域总体上涉及一种在一个(多个)层中夹有多个发光元件的由多个层集成地形成的照明器件。更具体地，技术领域涉及如下结构：在该结构中，对具有发光元件的集成层进行掺杂，以提供持续发光。
背景技术
大多数照明器件涉及使用余辉的疏散(egress)应用技术，包括涂敷在期望结构上的光激发膜。常规应用用于疏散照明、建筑物、航空航天应用等。涂覆在应用上的常规膜必须是从外部涂覆到结构上的，从所述结构周围的源开始。常规器件中的膜总是被涂覆到长寿命发光的事物上。
膜和涂层被从环境吸收的光激发。这些材料通常用来在灯关闭后指示出口。这使得已知的余辉膜例如对于人们寻找出口来讲是唯一的选择，其方式因此取决于激发时间和激发功率。
发明内容
根据一个或多个实施例，一种照明器件包括：衬底；两个或更多个发光元件，形成于所述衬底上；固定层，将所述两个或更多个发光元件固定就位；以及透明导电层，与所述发光元件电接触。所述衬底和所述透明导电层将具有就位的所述发光元件的所述固定层夹在中间。所述固定层是电绝缘材料。所述固定层掺杂有光活性材料或光致变色材料。在所述发光元件被激励的第一模式中，所述固定层的光活性材料或光致变色材料被所述发光元件激发。在所述发光元件被去激励的第二模式中，所述固定层产生持续发光。
在另一实施例中，在第一模式中，当使用AC电压来驱动所述发光元件时，在所述AC的关断周期期间，所述发光元件关断，并且围绕所述发光元件的所述固定层产生持续发光至少达所述AC的所述关断周期的持续时间，以避免在所述关断周期期间发生闪烁。
在又一实施例中，所述透明导电层是半透明的，并且将来自发光元件的光的至少一部分反弹回所述固定层中，以进一步激发所述固定层产生附加持续发光。
在又一实施例中，所述照明器件还包括：夹住所述透明导电层的半透明层，所述半透明层将来自发光层的光的至少一部分反弹回所述固定层中，以进一步激发所述固定层产生附加持续发光。
在另一实施例中，所述发光元件可在所述固定层中朝向任意方向，以在所述照明器件掉电时发射持续发光。
在又一实施例中，所述发光元件的波长是UV或蓝色。
在又一实施例中，所述固定层包括非掺杂区域，以包括预先确定的非持续发光区域的图案。
另一实施例提供了一种应急灯。所述应急灯包括由DC电压驱动的以上照明器件的实施例的一个或多个组合。在通电模式中，所述DC电压驱动所述发光元件。在断电模式中，所述DC电压不驱动所述发光元件，并且所述固定层充当持续发光标记。
根据另一实施例，提供了一种照明器件，其包括：衬底；两个或更多个发光元件，形成于所述衬底上；保护围绕层，将所述两个或更多个发光元件固定就位。所述保护围绕层掺杂有光活性材料或光致变色材料。在所述发光元件被激励的第一模式中，所述固定层的光活性材料或光致变色材料被所述发光元件激发。在所述发光元件被去激励的第二模式中，所述固定层产生持续发光。
在另一实施例中，在第一模式中，当使用AC电压来驱动所述发光元件时，在所述AC的关断周期期间，所述发光元件关断，并且围绕所述发光元件的所述保护围绕层产生持续发光至少达所述AC的所述关断周期的持续时间，以避免在所述关断周期期间发生闪烁。
另一实施例还包括：夹住所述保护围绕层的半透明层，所述半透明层将来自发光层的光的至少一部分反弹回所述保护围绕层中，以进一步激发所述保护围绕层产生附加持续发光。
在又一实施例中，所述发光元件可在所述保护围绕层中朝向任意方向，以在所述照明器件掉电时发射持续发光。
在另一实施例中，所述发光元件的波长是UV和/或蓝色。
根据另一实施例，提供了一种应急灯。所述应急灯包括由DC电压驱动的以上照明器件的实施例的一个或多个组合。在通电模式中，所述DC电压驱动所述发光元件。在断电模式中，所述DC电压不驱动所述发光元件，并且所述保护围绕层充当持续发光标记。
根据另一实施例，提供了一种形成照明器件的方法。该方法包括：设置衬底；在所述衬底上形成两个或更多个发光元件；在所述衬底上形成固定层，以将所述两个或更多个发光元件固定就位；以及在所述固定层上形成透明导电层。所述衬底和所述透明导电层将具有就位的所述发光元件的所述固定层夹在中间。所述固定层是电绝缘材料。所述固定层掺杂有光活性材料或光致变色材料。在所述发光元件被激励的第一模式中，所述固定层的光活性材料或光致变色材料被所述发光元件激发。在所述发光元件被去激励的第二模式中，所述固定层在被激励时产生持续发光。
在所述方法的一个实施例中，所述透明导电层是半透明的，并且将来自发光元件的光的至少一部分反弹回所述固定层中，以进一步激发所述固定层产生附加持续发光。
所述方法的实施例还可包括：在所述透明导电层上形成半透明层，其中，所述半透明层将来自发光层的光的至少一部分反弹回所述固定层中，以进一步激发所述固定层产生附加持续发光。
在所述方法的另一实施例中，所述发光元件的波长是UV或蓝色。
又一实施例可包括：将所述固定层预先形成为包括非掺杂区域，以包括预先确定的非持续发光区域的图案。
根据各种实施例，可以提供一种形成照明器件的方法。该方法可包括：设置衬底；在所述衬底上形成两个或更多个发光元件；以及在具有所述两个或更多个发光元件的所述衬底上形成保护围绕层，该保护围绕层将所述两个或更多个发光元件固定就位。所述保护围绕层掺杂有光活性材料或光致变色材料。在所述发光元件被激励的第一模式中，所述保护围绕层的光活性材料或光致变色材料被所述发光元件激发。在所述发光元件被去激励的第二模式中，所述保护围绕层产生持续发光。
所述方法还可包括：在所述保护围绕层上形成半透明层，所述半透明层将来自发光层的光的至少一部分反弹回所述保护围绕层中，以进一步激发所述保护围绕层产生附加持续发光。
在所述方法的一个实施例中，所述发光元件的波长是UV和/或蓝色。
附图说明
附图被用来进一步说明示例性实施例，并根据实施例解释各种原理和优点，其中相似的参考标号指代相同或功能相似的元件，并且附图和以下的详细描述一起被并入说明书并形成说明书的一部分。这些附图不必是按比例绘制的。
图1是根据第一实施例的在固定层中具有发光元件的照明器件的截面图；
图2A是示出了掺杂固定层的激发的照明器件的截面图；
图2B是示出了使用去激励发光元件的持续发光的照明器件的截面图；
图3是示出了交流(“A/C”)电力和持续发光的时序的时序图；
图4是根据第二实施例的具有半透明层的照明器件的截面图；
图5是根据第三实施例的照明器件的截面图；
图6A和图6B(统称为图6)是根据第四实施例的具有非持续发光区域的图案的处于通电模式和断电模式的照明器件的平面图；
图7是沿图6B中的照明器件的线VII的截面图；
图8A到图8D是说明形成照明器件的方法的照明器件的截面图；以及
图9A到图9F是说明形成照明器件的方法的具有持续发光区域和非持续发光区域的图案的照明器件的截面图。
具体实施方式
总的来讲，本公开涉及照明器件，其用于诸如疏散照明(egress lighting)的应用或用于对闪烁敏感的应用，例如LED照明。更具体地，各种创造性概念和原理实现于照明器件、系统及其中的方法中，其中可在远程荧光体、远程发射材料或粘合剂中包括额外的组分，以包含长寿命的放射发射，这可避免在LED照明中常规观测到的闪烁。
一种具体的LED应用可以包括LED和光致发光材料的组合，例如，所述LED具有柔性条带的形式，所述发光材料嵌入在器件的涂层(例如聚合物涂层)中，并且针对照明器件的激发同样来自聚合物涂层内。
本公开用来通过使之能够实现的方式进一步解释执行一个或多个实施例的最佳模式。本公开还用来加强对其中的创造性原理和优点的理解和认识，而不通过任何方式限制本发明。本发明完全是由所附权利要求限定的，其中包括在本申请的待授权期间进行的任何修改以及所发布的那些权利要求的所有等同物。
还应理解的是，对诸如第一和第二等的关系术语(如果有的话)的使用，仅用于将一个实体、项目或动作与另一个实体、项目或动作区分开来，而不必要求或暗示这些实体、项目或动作之间存在任何实际的这种关系或顺序。注意到，一些实施例可以包括多个处理或步骤，这些处理或步骤可以按照任意顺序执行，除非明确且必要地限制于特定的顺序；即，没有进行如此限制的处理或步骤可以按照任意顺序执行。
此外，具有相同编号的元件在多个附图中并且在本公开的通篇都表示相同的元件。并不会针对每个实施例都重复对它们的描述，但是这些描述可以从前文推断出来。具有相同编号但还附加有字母指示符的元件指示更为通用的元件的不同实施例。
如下文的进一步讨论，有利地采用了各种创造性原理及其组合，以减少对于使用时间的限制，这是因为激发源将来自于包含余辉的膜内部。LED将激发所述膜。如果期望的话，可使用电池电源来实现照明，电池电源可以接通和/或断开，从而为余辉提供更长的时间，以便保护终端用户。
此外，根据示例性实施例，例如在AC照明应用中，可以使用长寿命的材料。举例来讲，当LED直接由AC源驱动并且在波形降至零伏时不使用电子器件来对LED进行加电时，长寿命发光材料可以嵌入粘合剂中或与远程发射材料混合，以创建无闪烁LED照明方案。一般在常规器件中观测到的典型“闪烁”不会被注意到，这是因为其将会被材料的长寿命发射衰减过程问及。
此外，照明器件可用于疏散照明、建筑物、航空航天应用等。在这些应用中，涂敷在应用上的常规膜必须从外部涂覆到结构上；涂敷在常规器件上的膜提供长寿命发射。这里，所呈现的照明器件不使用应用于结构的膜或涂层，而是将粘合剂作为照明器件结构的物理集成部分，以产生持续发光。
第一实施例
现在参见图1，将讨论和描述根据第一实施例的在固定层中具有发光元件的照明器件的截面图。照明器件100可以包括导电层103、发光元件105、109、第一和第二电连接107、111、固定层113和衬底115。
衬底115可以用作照明器件100的其余部分的基底。作为参考方向，可认为衬底125是其他元件所堆叠于的“底部”衬底。然而，这只是参考点。照明器件100不具有固有方向，并且可以通过任意方式定向，即使衬底115位于结构的“顶部”上。
衬底115可由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚酯、聚合物、涂覆了氧化物的聚合物、柔性塑料、涂覆了金属的柔性塑料或任何合适材料制成。在一些实施例中，衬底115可以是柔性的。如果整个照明器件将是柔性的，则衬底115应该是柔性的。因为光不会照射到衬底115之外，所以不必要求衬底115对于光是透明的。
第一和第二电连接107、111位于衬底115上。第一和第二电连接107、111中的每一个可由能够连接到用来控制照明器件100的控制电路的导电材料制成，并且可被配置为承载由控制电路生成的控制电流。例如，第一和第二电连接107、111可以是用来在整个照明器件100中传导电的母线(bus bar)。在备选实施例中，第一和第二电连接107、111可以是能够向发光元件105、109传递电流的电线或任何其他导电结构。第一和第二电连接还可使用以下项来进行连接：银环氧点(silver epoxy dot)、导电粘合剂、金属垫或其他导电金属元件。第一和第二电连接107、111可以由铜、银、铝或任何合适导电金属或导电氧化物制成。如果得到的照明器件100必须保持柔性，则第一和第二导电元件107、111可被配置为使得它们能够在不破坏或失去承载电流的能力的情况下进行弯曲。
导电层103可以是使用已知技术和常规材料的透明的或半透明的导电层。在该实施例中，透明或半透明导电层103用来封闭到发光元件105、109的电子电路。举例来讲，导电层103可以是透明导电氧化物(TCO)层，该TCO层由氧化铟锡、氧化锡、氧化锌、碳纳米管、超薄金属或任何合适的透明、导电材料制成。
一般地，期望固定层对于从发光元件105、109发射的光的波长基本上是透明的，使得来自发光元件105、109的光能够穿过固定层113。
固定层113可掺杂有光活性材料或光致变色材料，所述材料是在激发后提供发光或改变其颜色的材料。光活性材料可在激发后提供短寿命到长寿命的发射，其中发射衰减至少从微秒级一直到几小时。可以使用长寿命材料。可将该材料掺杂到粘合剂中或与远程发射材料混合。用于掺杂光活性材料或光致变色材料的化学品是相当标准的，并且一般是商业可用的。合适的光致变色材料包括例如螺吡喃、二芳基醚、醌衍生物、偶氮苯类化合物或无机盐。用于使用光活性材料掺杂固定层的合适材料包括长寿命发射材料；例如，长寿命发射材料可以是金络合物、掺杂有铜的镉或锌的硫化物或更新的材料，例如氧化锶基化合物或重原子掺杂的有机材料或纯有机荧光体。可将掺杂材料掺杂到将用于相同目的(即，作为固定材料)的不同材料中。
发光元件105、109是常规可用的。发光元件105、109可被配置为基于承载在第一和第二电连接107、111上的控制电流来产生光。一种示例性发光元件105、109是发光二极管(LED)。LED具有阳极(即，正侧)和阴极(即，负侧)，并且当电流从阳极到阴极流经LED时操作为产生具有特定波长(从红外到紫外，即波长从10nm到100000nm)的光。发光元件105、109的合适波长范围在UV和蓝色之间。因此，在一个实施例中，发光元件的波长是UV或蓝色。因此，可存在用于持续发光材料的不同颜色。使用不同波长的原因在于，使得光是可见的，或者使得光能够从蓝色移至不同的颜色。
发光元件105、109可形成在衬底115上，并且在固定层113中。可以使用已知的技术在照明器件100内将发光元件105、109预先形成为期望的图案。
发光元件经由正和负电连接107、111与导电层103和衬底100电连接。
通过比较，在传统器件的固定层中，常规地提供了热熔，其充当用于保持顶部和底部衬底与LED芯片夹在一起的粘合剂。例如，在Daniels等人的美国专利No.7,052,924(Daniels)中示出的传统器件中，粘合剂基质(诸如LED芯片的发射微粒嵌入其中)紧固顶部和底部衬底。有时，传统器件包括分散在衬底之间的基质中的荧光再发射添加剂和UV LED芯片，其中，再发射添加剂在AC模式中激发后实质上是短寿命的。由于短寿命激发，这样的传统器件会经历闪烁。
在本申请中，例如，在照明器件100中，包括固定层(例如热熔)的材料加载有长寿命发光材料，该长寿命发光材料是由于其在黑暗中将会长时间发光的原因而被选择的。当照明器件通电时，照明器件使用来自发光元件105、109的光来激发聚合物中的分子。当光关断时，光从掺杂固定层113提供持续发光。
概括地讲，照明器件100包括衬底115、固定层113，并且发光元件105、109(有时称为LEE或LED)嵌入在固定层113中。根据已知技术，氧化铟锡(ITO)产品可以是所述层之一(例如，透明或半透明导电层103)的一部分，以提供发光元件105、109之间的电连接。透明或半透明导电层103可以具有或不具有荧光体。
固定层113可以例如由将元件机械地固定在一起并保持它们就位的常规热熔形成。固定层113可以是电绝缘体。从衬底115到透明导电层103的导电路径流经发光元件105、109。固定层(比如粘合剂或例如热熔)围绕不同的元件流动，使得导电路径的元件机械接触且电连接，以便创建从透明导电层103经由发光元件105、109到底部衬底100的通路。因此，掺杂固定层的激发源来自固定层本身内部。
图2A和图2B示出了分别在第一模式和第二模式中使用激励发光元件对掺杂固定层的激发以及使用去激励发光元件的持续发光。现在参见图2A，将讨论和描述示出了掺杂固定层的激发的照明器件的截面图。作为回顾，照明器件可以包括导电层203、发光元件205、209、电连接207、211、固定层213和衬底215。两个发光元件205、209是在衬底215上形成的两个或更多个发光元件的代表，其可以根据常规技术来提供；存在固定层213，其将两个或更多个发光元件205、209固定就位(一般地，可根据常规技术提供所述结构)。
此外，存在透明或半透明导电层203，其也可以根据常规技术来提供。该层对于来自发光元件205、209的光是透明的或半透明的。衬底215和透明导电层203根据已知技术将具有就位的发光元件205、209的固定层213夹在中间。顶层203可以是半透明的，以进一步将来自固定层(其可以是透明的并且因此可以发光)的一些光反弹回固定层中以产生附加发光。因此，半透明导电层将来自发光元件的光的至少一部分反弹回固定层中，以进一步激发固定层产生附加持续发光。
固定层213掺杂有光活性材料或光致变色材料，其中，在发光元件被激励的第一模式中，光活性材料或光致变色材料被发光元件205、209激发。可使用来自发光元件205、209的光来激发固定层213的电绝缘材料。虽然来自被激励的发光元件205、209的光可主要通过透明导电层203发射，但是来自LEE的一些光反弹到透明导电层203，然后移动到侧边并且然后如所示回到固定层213中，将会激发掺杂到固定层213的粘合剂中的材料。
现在参见图2B，将讨论和描述示出了使用去激励发光元件的持续发光的照明器件的截面图。如此掺杂的固定层213在发光元件205、209被去激励的第二模式中产生并继续产生持续发光，如图2B所示。掺杂了之前未用于本申请的光活性材料或光致变色材料但仍保持为电绝缘体的固定层213在发光元件205、209被去激励时产生持续发光。
一点在于，热熔具有光活性材料或光致变色材料，其是长寿命发光材料。因此，当LEE 205、209为了任何原因被去激励时，围绕LEE的固定层213的材料由于在第一模式期间发生的激发而在第二模式中持续发光。持续发光可在发光的减少对于人不可觉察的充分显著的水平持续，直到发光元件205、209被再次激励。因而，在照明器件的正常通电状态期间重复第一模式-第二模式-第一模式等的正常循环不会导致烦人的闪烁。此外，如果照明器件总体上掉电，则照明器件由于所激发的固定层中的持续发光而继续提供发光。
与已知器件相比，固定层213掺杂有(或包括)光活性材料或光致变色材料，该光活性材料或光致变色材料被发光元件205、209激发并在发光元件被去激励时继续产生持续发光。
具体地，图2A示出了在发光元件被激励的第一模式中，穿过透明或半透明导电层203的光将与导电层213中掺杂的光活性材料或光致变色材料接触，并且将发生散射，由于其接触并激发多种掺杂剂，所以可能发生多次散射，直到其从导电层203出现为止。然后，如图2B所示，在发光元件被去激励的第二模式中，从固定层213发射的光将被有效地随机化，以便看起来作为整体是从固定层213发射的，从而看起来自己在发光。
因此，根据一个或多个实施例，一种照明器件包括：衬底；两个或更多个发光元件，形成于所述衬底上；固定层，将所述两个或更多个发光元件固定就位；以及透明导电层，与所述发光元件电接触。所述衬底和所述透明导电层将具有就位的所述发光元件的所述固定层夹在中间。所述固定层是电绝缘材料。所述固定层掺杂有光活性材料或光致变色材料。在所述发光元件被激励的第一模式中，所述固定层的光活性材料或光致变色材料被所述发光元件激发。在所述发光元件被去激励的第二模式中，所述固定层产生持续发光。
现在参见图3，将讨论和描述示出了交流(“A/C”)电力和持续发光的时序的时序图。在该时序图中，示出了对发光元件供电的正常A/C电力周期。如已知的，正常A/C电力周期在正周期和负周期之间循环。发光元件(“LEE”)在正周期期间接通，并在负周期期间关断(有时分别称为“接通周期”和“关断周期”)。在接通周期期间，发光元件被激励(对应于“第一模式”)，在关断周期期间，发光元件被去激励(对应于“第二模式”)。在AC周期的负符号部分期间，发光元件关断；当波回来时，发光元件接通。
在AC电力的接通周期期间(即当LEE被激励时)，固定材料被来自LE E的光激发E。在AC电力的关断周期期间(当LEE被去激励时)，固定材料产生持续发光L。一般地，在激发E期间产生的光是稳定水平的，并且在持续发光期间由固定材料产生的光处于逐渐衰减的水平。但是，在关断周期期间来自固定材料的光在A/C电力的接通周期恢复之前不会完全衰减，并且事实上，来自固定材料的持续发光期间的光(其是在接通周期期间激发的)在A/C电力的关断周期期间只是部分衰减。结果，不存在以其他方式在A/C电力的关断周期期间观测到的可见闪烁。
这可以创建无闪烁LED照明方案，比如，当LED直接由AC源驱动并且在波形降至零伏时不使用附加电子器件来对LED进行加电时。源于零交叉(zero crossing)的典型“闪烁”在整体光条件下不会被注意到，这是由于闪烁将被固定材料的持续发光的长寿命发射衰减过程所掩盖。
由于照明器件加入了具有光活性材料或光致变色材料的固定层，所以照明器件将在LEE关断后提供光。如果照明器件正在使用A/C电压来驱动LEE，则在AC的关断周期期间，LED可关断，但由于围绕LEE的材料具有被LEE激发的材料并且产生持续发光，所以不需要使用在避免闪烁照明器件中常规地专门用来避免闪烁的附加电子电路。
从而，照明器件可与AC电力使用，以避免闪烁，而不必使用专门的避免闪烁电路。
因此，根据一个实施例，在第一模式中，当使用AC电压来驱动发光元件时，在AC的关断周期期间，发光元件关断，并且围绕发光元件的固定层产生持续发光至少达AC的关断周期的整个持续时间，以避免在关断周期期间发生闪烁。
第二实施例
现在参见图4，将讨论和描述根据第二实施例的具有半透明层的照明器件的截面图。作为回顾，照明器件400可以包括导电层103、发光元件105、109、电连接107、111、固定层113和衬底115。在该照明器件中，在导电层103的顶部(指的是作为发射光的部分的LEE105、109的“顶部”方向)还设置了附加透明或半透明层403，其夹住透明导电层103。附加半透明层将从LEE 105、109返回的附加光反弹回固定层113中。因此，半透明层403可以提供对掺杂固定层113的附加激发。此外，半透明层403可以是非导电的。
如上所述，从LEE 105、109发射的光激发掺杂固定层113。此外，除了掺杂固定层113的与LEE 105、109直接相邻或位于倒装芯片(图4未示出)的顶部的部分外，对附加半透明层403的使用允许进一步激发掺杂固定材料133，尤其是在掺杂固定材料的更远离LEE105、109的部分中。因为来自LEE 105、109的光由于附加半透明层403的使用能够反弹回固定层113，所以它们反弹到掺杂固定层113的其他部分，从而，光激发更远离LEE 105、109的其他分子。一般地，如此处所示，LEE 105、109被布置为面朝上；但是，如果在图5的第三实施例的结构的顶部上使用附加半透明层403，则光在固定层113的更多部分到处反弹。所以，固定材料113不仅从LEE 105、109获得光还从来自附加半透明层403的反弹获得光，这将允许对光活性材料或光致变色材料进行附加激发。
在图4中，附加层403是透明的或半透明的材料，以允许一些光从LE E 105、109发射出，但是，举例来讲，可以将来自LEE的光转换成不同的颜色，例如蓝光或白光。如果附加层403是反射材料，则光将反弹回固定层113中。
这一变形对于倒装和非倒装芯片实施例都起作用。在倒装芯片实施例中，其上放置LED的底部衬底可以是透明的，从而从顶部衬底反弹回的光从照明器件的底部(围绕LED的底部)射出。如果其上放置LED的衬底是透明的或非透明的，则光反弹(或不反弹)。至少一个衬底可以是透明的。在使用倒装芯片结构的情况中，不必具有两个衬底。
虽然该实施例是结合非倒装芯片变形进行描述的(比如，以上讨论的第一实施例)，但是该实施例能够用于倒装芯片变形，比如在第三实施例中结合图5的讨论。在倒装芯片变形中，LED所位于的并且与LED的“顶部”相对的底部衬底可以是透明的，从而从顶部衬底反弹回的光可从照明器件的底部(围绕LED的底部)射出。如果其上放置LED的衬底是透明的或非透明的，则光分别反弹或不反弹。至少一个衬底可以是透明的。
在使用倒装芯片结构的情形中，不必具有两个衬底。
图4的第二实施例的变形提供了半透明层403，以用于对掺杂固定层113进行附加激发。
因此，在又一实施例中，照明器件还包括：夹住透明导电层的半透明层，所述半透明层将来自发光层的光的至少一部分反弹回固定层中，以进一步激发固定层产生附加持续发光。
第三实施例
现在参见图5，将讨论和描述根据第三实施例的照明器件的截面图。在图5中，示出了照明器件500，其可包括发光元件503、正电极和负电极505、507、固定层509和衬底511。
LEE 503代表一个或多个LEE。在第三实施例中，如图5所示，在本文中有时称为“倒装芯片”，可略去第一实施例的透明或半透明导电层，这是因为电子电路被位于LEE 503同侧的两个电极505、507之间的间隙封闭；不必在LEE顶部上进行连接。这是第一实施例和第三实施例之间的主要区别之一。另一主要区别在于，图5的照明器件500的掺杂固定层形成将发光元件503固定就位的保护围绕层。
如本文中所进一步讨论的，固定层509可掺杂有光活性材料或光致变色材料，其是在激发后提供发光发射的材料。
在倒装芯片中，在发光元件503的同侧存在电极507、509。电极507、509电连接在衬底511和发光元件503之间。挨着LEE 503，存在固定层509，其可以是例如热熔。该热熔将在其中掺杂有光活性材料或光致变色材料。固定层509是电绝缘的材料。固定层509将LEE 503物理地固定于衬底511，并且将多个LEE 503彼此固定。
因此，根据一个实施例，提供了一种照明器件，其包括：衬底；两个或更多个发光元件，形成于所述衬底上；保护围绕层，将所述两个或更多个发光元件固定就位。所述保护围绕层掺杂有光活性材料或光致变色材料。在发光元件被激励的第一模式中，固定层的光活性材料或光致变色材料被发光元件激发。在发光元件被去激励的第二模式中，固定层产生持续发光。此外，在一个实施例中，在第一模式中，当使用AC电压来驱动发光元件时，在AC的关断周期期间，发光元件关断，并且围绕发光元件的保护围绕层产生持续发光至少达AC的关断周期的整个持续时间，以避免在关断周期期间发生闪烁。
应该注意的是，图5的第三实施例可与图4所示的附加半透明层组合。因而，图5的实施例的变形还包括：夹住保护围绕层的半透明层，所述半透明层将来自发光层的光的至少一部分反弹回保护围绕层中，以进一步激发保护围绕层产生附加持续发光。
第四实施例
图6A、图6B和图7示出了提供具有持续和非持续发光区域的图案的照明器件的实施例。图6A和图6B是示出了分别处于通电模式和断电模式的照明器件的效果的平面图，以及图7是图6B的横截面。可以看出，在通电模式中激发的持续发光区域的图案在断电模式中继续提供光，从而可充当标记。用途可包括例如，出口或紧急标记(有时统称为“疏散”标记或灯)，其中，在切断了到照明器件的电流后发光仍然持续。这可以避免使用发光或反射层，该发光或反射层可能不期望地影响照明器件的外观。
现在参见图6A和图6B(统称为图6)，将讨论和描述根据第四实施例的具有非持续发光区域的图案的处于通电模式和断电模式的照明器件的平面图。示出了发光元件601、持续发光区域605和非持续发光区域603。持续发光区域605可以表示多个这种区域，其可具有任意期望形状，比如本文所示的字形(lettering)。可按照上文所详述来构造持续发光区域605。非持续发光区域603可以是与上文讨论类似的结构，但是，不使用掺杂有光活性材料或光致变色材料的固定层。在发光元件601激发持续发光区域605的掺杂固定层的条件下，发光元件601可以设置为任意期望图案。如果期望的话，还可将发光元件601设置在掺杂固定层外部。因此，当如图6A所示对照明器件通电时，其产生典型发光，并且持续发光区域605与非持续发光区域603相比在发光量方面是不可区分的。因此，在上电的模式中(有时称为上电模式)，由发光区域605提供的图案对于观看者是不可察觉的。
现在参照图6B。回想下，非持续发光区域603没有掺杂光活性材料或光致变色材料，或与具有相对长的衰减发光材料的持续发光区域605相比，具有快速衰减发光材料。现在，如图6B所示，当照明器件断电时(有时称为掉电模式)，非持续发光区域603与产生持续发光的持续发光区域605相比较暗。因而，在断电模式中，持续发光区域605的图案对于人眼变得可见，并且对于观看者是可察觉的。
可以方便地通过字母或符号的图案来提供持续发光区域605，这些字母或符号在照明器件通电时是不可见的，但当照明器件断电时(比如在电力故障或类似情况中)，在相当长的时间内(例如，几分钟到几小时)是可见的，而不必使用任何电力。因此，一个实施例提供了应急灯。应急灯包括由DC电压驱动的本文所讨论的照明器件的实施例的一个或多个组合。在通电模式中，DC电压驱动发光元件。在断电模式中，DC电压不驱动发光元件，并且固定层充当持续发光标记。另一实施例是倒装芯片实施例的一个变形，其提供如上所述的应急灯，其中，倒装芯片的保护围绕层充当持续发光标记。
现在参见图7，将讨论和描述沿图6B的照明器件的线VII的截面图。照明器件700的该截面图示出了非持续发光区域719(其没有掺杂光活性材料或光致变色材料)、持续发光区域703、发光元件705、709、衬底715、正电极和负电极707、711以及透明导电层717。因此，在一个实施例中，固定层包括非掺杂区域，以包括预先确定的非持续发光区域的图案。
持续区域和非持续区域的图案可以通过在形成照明器件700时被分别图案化来形成，这将在下文中结合图9A到图9F进行讨论。
在一个变形中，LEE可面朝下(背离顶部)，朝向非透明衬底，尤其是在重要功能简单地是持续发光的情况中，例如在出口功能中或当不再提供电池或电力时。(为了避免闪烁，LED可面朝上。)
在本文中，名称“掉电”用来特别地指示整个照明元件掉电(没有更多能量)，以便与AC周期的波的负部分进行区分。
其他变形
这里讨论其他变形，以提供对本公开的范围的理解。
在另一实施例中，发光元件可在固定层中朝向任意方向，以在照明器件掉电时发射持续发光。例如，图6A和图6B的发光元件(其可以被调整朝向，以向顶部发光)实际上可被定向为面向底部或可朝向侧向。在图6A和图6B的情况中，可以认为持续发光是例如当电力故障时照明器件提供的最重要的功能，并且可认为当通电时由照明器件提供的照明并不重要；因而，发光元件的定向可以是不重要的。
用于形成照明器件的处理
现在参见图8A到图8D，将讨论和描述说明形成照明器件的方法的照明器件的截面图。
一般地，针对图8A中的铺设衬底801、图8B中的在衬底801上将发光元件803、805图案化、铺设固定层和透明或半透明导电层809以及滚压这些层的处理是已知的。
但是，与已知处理相比，固定层807被掺杂光活性材料或光致变色材料。可在该处理中铺设和使用固定层807之前对其进行掺杂。通过该方法形成的照明器件因此包括掺杂固定层，作为衬底之间以及发光元件之间的结构连接的组成部分。
固定层被配置为将发光元件固定就位。由于来自发光元件的光可能需要穿过固定层，所以通常期望掺杂有光活性材料或光致变色材料的材料对于从发光元件发射的光的波长基本上是透明的。
因此，可以存在一种形成照明器件的方法。该方法包括：设置衬底；在所述衬底上形成两个或更多个发光元件；在所述衬底上形成固定层，以将所述两个或更多个发光元件固定就位；以及在所述固定层上形成透明导电层。所述衬底和所述透明导电层将具有就位的所述发光元件的所述固定层夹在中间。所述固定层是电绝缘材料。所述固定层掺杂有光活性材料或光致变色材料。在所述发光元件被激励的第一模式中，所述固定层的光活性材料或光致变色材料被所述发光元件激发。在所述发光元件被去激励的第二模式中，所述固定层在被激励时产生持续发光。
在所述方法的变形中，所述透明导电层是半透明的，并且将来自发光元件的光的至少一部分反弹回所述固定层中，以进一步激发所述固定层产生附加持续发光。
所述方法的另一变形还可包括：在所述透明导电层上形成附加半透明层，使得所述附加半透明层将来自发光层的光的至少一部分反弹回所述固定层中，以进一步激发所述固定层产生附加持续发光。
在所述方法的另一变形中，所述发光元件的波长是UV或蓝色。
可如下创建固定材料的发光区域和非发光区域的图案：铺设不具有掺杂的固定层，然后铺设具有掺杂的固定层。备选地，具有掺杂的固定层可以在铺设不具有掺杂的固定层之前被铺设。这可创建具有非持续发光区域和持续发光区域的图案的照明器件。
现在参见图9A到图9F，将讨论和描述说明形成照明器件的方法的具有持续发光区域和非持续发光区域的图案的照明器件的截面图。图9A到图9F的处理是图8A到图8D的处理的一种变形；从而，在下文讨论中省略上文讨论的一些细节。
该处理可包括图9A中的铺设透明或半透明导电层909以及将掺杂固定材料911在透明或半透明导电层909上图案化。然后，如图9B所示，在掺杂固定材料911的图案化区域之间将未掺杂固定材料913置于透明或半透明导电层909上。可在施加掺杂固定材料之前将未掺杂固定材料图案化。由此，掺杂和未掺杂固定材料911、913的图案制备于透明或半透明导电层909上。该处理可包括如图9C所示铺设衬底901；以及根据已知技术，如图9D所示在衬底901上将发光元件903、905图案化。然后，如图9E所示，在LEE的顶部上(使用已知放置技术)铺设具有掺杂和未掺杂固定材料907的图案的透明或半透明导电层909。在堆叠这些层之后，如图9F所示，例如，使用滚筒和已知技术，将现今堆叠好的这些层一起按压。
因此，一个实施例可包括：将固定层预先形成为包括非掺杂区域，以包括预先确定的非持续发光区域的图案。
因此，可以提供一种形成照明器件的方法。该方法可包括：设置衬底；在所述衬底上形成两个或更多个发光元件；以及在具有所述两个或更多个发光元件的所述衬底上形成保护围绕层，所述保护围绕层将所述两个或更多个发光元件固定就位。所述保护围绕层掺杂有光活性材料或光致变色材料。在所述发光元件被激励的第一模式中，所述保护围绕层的光活性材料或光致变色材料被所述发光元件激发。在所述发光元件被去激励的第二模式中，所述保护围绕层产生持续发光。
类似的技术可用来制备第一、第二、第三和/或第四实施例以及本文讨论的变形的照明器件。
结论
本公开意在解释如何塑造和使用根据本发明的各个实施例，而不是限制本公开的真实、预期且合理的范围和精神。前文的描述不意在是穷尽的或将本发明限于所公开的精确形式。鉴于上述教导，可以进行修改或改变。对实施例的选择和描述是为了最好地解释本发明的原理及其实际应用，并且使得本领域普通技术人员能够在各种实施例中且在具有各种修改(如适合于预期的特定用途)的情况下利用本发明。当根据公平、合法和公正地赋予的范围进行解译时，所有这些修改和改变都在通过随附权利要求(可在本专利申请的待授权期间进行修改)及其所有等同确定的本发明的范围内。根据实施方式所期望的，以上描述的各种电路可实现为离散电路或集成电路。

Claims (22)

1.一种照明器件，包括：
衬底；
两个或更多个发光元件，形成于所述衬底上；
固定层，将所述两个或更多个发光元件固定就位；
透明导电层，与所述发光元件电接触；
所述衬底和所述透明导电层将具有就位的所述发光元件的所述固定层夹在中间；
所述固定层是电绝缘材料；
所述固定层掺杂有光活性材料或光致变色材料，
在所述发光元件被激励的第一模式中，所述固定层的光活性材料或光致变色材料被所述发光元件激发，以及
在所述发光元件被去激励的第二模式中，所述固定层产生持续发光。
2.根据权利要求1所述的照明器件，还包括：
在第一模式中，当使用AC电压来驱动所述发光元件时，在所述AC的任何一个关断周期期间，所述发光元件关断，并且围绕所述发光元件的所述固定层产生持续发光至少达所述AC的这一个关断周期的持续时间，以避免在这一个关断周期期间发生闪烁。
3.根据权利要求1所述的照明器件，其中，所述透明导电层是半透明的，并且将来自所述发光元件的光的至少一部分反弹回所述固定层中，以进一步激发所述固定层产生附加持续发光。
4.根据权利要求1所述的照明器件，还包括：夹住所述透明导电层的半透明层，所述半透明层将来自发光层的光的至少一部分反弹回所述固定层中，以进一步激发所述固定层产生附加持续发光。
5.根据权利要求1所述的照明器件，其中，所述发光元件能够在所述固定层中朝向任意方向，以在所述照明器件掉电时发射持续发光。
6.根据权利要求1所述的照明器件，其中，所述发光元件的波长是UV或蓝色。
7.根据权利要求1所述的照明器件，所述固定层包括非掺杂区域，以包括预先确定的非持续发光区域的图案。
8.一种应急灯，包括：
根据权利要求1所述的照明器件，由DC电压驱动，
在通电模式中，所述DC电压驱动所述发光元件，
在断电模式中，所述DC电压不驱动所述发光元件，并且所述固定层充当持续发光标记。
9.一种照明器件，包括：
衬底；
两个或更多个发光元件，形成于所述衬底上；
保护围绕层，将所述两个或更多个发光元件固定就位；
所述保护围绕层掺杂有光活性材料或光致变色材料，
在所述发光元件被激励的第一模式中，固定层的光活性材料或光致变色材料被所述发光元件激发，以及
在所述发光元件被去激励的第二模式中，固定层产生持续发光。
10.根据权利要求9所述的照明器件，还包括：
在第一模式中，当使用AC电压来驱动所述发光元件时，在所述AC的任何一个关断周期期间，所述发光元件关断，并且围绕所述发光元件的固定层产生持续发光至少达所述AC的这一个关断周期的持续时间，以避免在这一个关断周期期间发生闪烁。
11.根据权利要求9所述的照明器件，还包括：夹住所述保护围绕层的半透明层，所述半透明层将来自发光层的光的至少一部分反弹回所述保护围绕层中，以进一步激发所述保护围绕层产生附加持续发光。
12.根据权利要求9所述的照明器件，其中，所述发光元件能够在所述保护围绕层中朝向任意方向，以在所述照明器件掉电时发射持续发光。
13.根据权利要求9所述的照明器件，其中，所述发光元件的波长是UV和/或蓝色。
14.一种应急灯，包括：
根据权利要求9所述的照明器件，由DC电压驱动，
在通电模式中，所述DC电压驱动所述发光元件，
在断电模式中，所述DC电压不驱动所述发光元件，并且所述保护围绕层充当持续发光标记。
15.一种形成照明器件的方法，包括：
设置衬底；
在所述衬底上形成两个或更多个发光元件；
在所述衬底上形成固定层，以将所述两个或更多个发光元件固定就位；以及
在所述固定层上形成透明导电层；
其中，所述衬底和所述透明导电层将具有就位的所述发光元件的所述固定层夹在中间；
其中，所述固定层是电绝缘材料；
其中，所述固定层掺杂有光活性材料或光致变色材料，
在所述发光元件被激励的第一模式中，所述固定层的光活性材料或光致变色材料被所述发光元件激发，
在所述发光元件被去激励的第二模式中，所述固定层在被激励时产生持续发光。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述透明导电层是半透明的，并且将来自发光元件的光的至少一部分反弹回所述固定层中，以进一步激发所述固定层产生附加持续发光。
17.根据权利要求15所述的方法，还包括：
在所述透明导电层上形成半透明层，所述半透明层将来自发光层的光的至少一部分反弹回所述固定层中，以进一步激发所述固定层产生附加持续发光。
18.根据权利要求15所述的方法，其中，所述发光元件的波长是UV或蓝色。
19.根据权利要求15所述的方法，还包括：
将所述固定层预先形成为包括非掺杂区域，以包括预先确定的非持续发光区域的图案。
20.一种形成照明器件的方法，包括：
设置衬底；
在所述衬底上形成两个或更多个发光元件；以及
在具有所述两个或更多个发光元件的所述衬底上形成保护围绕层，所述保护围绕层将所述两个或更多个发光元件固定就位；
其中，所述保护围绕层掺杂有光活性材料或光致变色材料，
在所述发光元件被激励的第一模式中，所述保护围绕层的光活性材料或光致变色材料被所述发光元件激发，以及
在所述发光元件被去激励的第二模式中，所述保护围绕层产生持续发光。
21.根据权利要求20所述的方法，还包括：
在所述保护围绕层上形成半透明层，所述半透明层将来自发光层的光的至少一部分反弹回所述保护围绕层中，以进一步激发所述保护围绕层产生附加持续发光。
22.根据权利要求20所述的方法，其中，所述发光元件的波长是UV和/或蓝色。
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