CN107624198A - 制造用于发光二极管的电路的方法以及通过该方法得到的电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种制造用于发光二极管(7)的电路的方法。根据该方法，提供介质基板(1)，所述介质基板由传递光的材料构成。在基板(1)中形成多个开口(5)，在面上由导电材料片(9)至少部分封闭所述多个开口。在对应于开口(5)的每个腔(6)中放置至少一个发光二极管(7)。任选地在不透明材料层(15)的另一面上覆盖所述开口(5)。由每个发光二极管(7)发射到腔(6)中的光可在基板(1)的平面中传播。本发明还涉及一种通过该方法得到的电路(100)以及一种包括这种电路(100)的显示屏。
Description
技术领域
本发明涉及具有发光二极管的照明装置的制造领域。
更确切地，本发明涉及一种制造用于支撑和连接发光二极管的电路的方法，该电路可尤其用于实施发光体或电子显示屏。
背景技术
在涉及到发光体的方面，一直都存在关于在所消耗的能量最少的情况下得到所发射的光的最大功率的研究。
在涉及到电子显示屏的方面，所述电子显示屏例如用于便携式电子装置(例如平板、手机等)中。因此，还在相对于所消耗的能量来优化所发射的光的功率的需求下，不断地研究使该类型的装置的续航性增加。另外，一直存在使这种装置小型化并且减小这种装置的重量的趋势。
发明内容
本发明的目的在于至少部分有助于带来旨在满足这些趋势所产生的需求的解决办法。
为此，根据本发明，对于具有带的形式的柔性电路，使用用于发光二极管的电路的制造方法，所述带基本上沿两个方向延伸并且具有由第一主面和第二主面限制的厚度，所述第一主面和所述第二主面相对于基板的厚度彼此相反。实施至少一个第一开口，所述至少一个第一开口在所述第一主面与所述第二主面之间延伸穿过所述基板。还提供了导电材料片，在所述基板中开孔出所述第一开口之后，例如通过轧制使所述导电材料片固定在所述基板的两个主面的第一主面上。因此得到腔，可通过所述第一开口将至少一个发光二极管放置到所述腔中。使每个发光二极管连接在阳极与阴极之间，所述阳极和阴极实施在导电材料片中。为了在所述基板的平面中传播发射到腔中的光，使用由传递光的材料构成的基板。
由于该方法，能够制造用于发光二极管的电路，其中，光可在基板的厚度中扩散，以便尤其优化由每个二极管发射并且因此在容置有所述每个二极管的腔的边缘或侧面上获取的光量。而且，得到光在更大面积上的最佳分布。可因此相对于装配在该电路上的二极管的强度增加由所述电路发射的功率并且/或者对于同一表面通过相对少的发光二极管来照亮电子显示屏并且管理所述屏的局部照明。对于装配有该类型的屏装置，存在能量和续航性上的潜在节省。
该方法任选地包括被彼此独立地考虑或者全部或部分相互组合地考虑的下述特征中的一个或另一个：
-在与所述基板的两个主面的第二主面对应的一侧由不透明材料层覆盖所述第一开口；
-实施至少一个第二开口，所述至少一个第二开口在所述第一主面与所述第二主面之间延伸穿过所述基板，由所述发光二极管发射的光被扩散和传递到所述基板；
-所述不透明材料层包括开口区域，由于所述开口区域，由所述发光二极管发射的光由于在所述基板中传播而在所述传播之后基本上在所述基板的平面中并且在对应于所述第一开口且装配有发光二极管的腔与所述不透明材料层中的开口区域之间传递；换句话说，由例如位于屏的周边的发光二极管发射的光在基板的厚度中传播到可用于背光照亮(rétroéclairer)屏的开口区域；
-在所述基板中在与所述第一开口隔有距离处实施引导由所述发光二极管发射的光的结构；该类型的布置可因此被用于优化光在基板的厚度中的传播路径，以便例如更好地分布由围绕开口区域布置的多个二极管发射的光；为此，例如形成至少一个第二开口，所述至少一个第二开口在所述第一主面与所述第二主面之间延伸穿过所述基板，在所述基板的两个主面的第二主面上由不透明材料层覆盖所述至少一个第二开口，以此形成腔，所述腔的至少一个表面形成引导由所述发光二极管发射的光的结构；为了作用于在如此形成的结构的位置处的折射率，任选地由硅酮至少部分填充所述第二开口；
-所述基板的材料从包括热塑性聚烯烃、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、硅酮类、和能够引导光的任何其它透明材料的列表中选择；对所述基板的材料的选择影响光在所述基板中的传递；以及
-当第一开口和第二开口填充有聚合物时(尤其是在第一开口用于封装发光二极管及其连接件的情况下)，能够得到基板的基本上平坦的第二面，例如，通过安置黑墨而在所述第二面上实施不透明材料层。
由于使用基板、导电材料片和柔性且薄的不透明材料层，能够使用连续式制造方法(英语术语为“reel-to-reel(卷对卷)”或“roll-to-roll”)。这些方法能够达到相对高的制造速度，因此使这些方法特别有利于经济节省计划。
根据另一方面，本发明涉及一种例如通过上述方法得到的用于发光二极管的电路。该电路因此包括：
-介质基板，所述介质基板包括：第一主面和第二主面，所述第一主面和所述第二主面相对于所述基板的厚度彼此相反；在所述基板中切出的第一开口，所述第一开口在所述第一主面与所述第二主面之间延伸穿过所述基板，该基板由传递光的(甚至透明的)材料构成，
-导电材料片，所述导电材料片位于所述基板的两个主面的第一主面上，以及
-至少一个发光二极管，所述至少一个发光二极管容置在对应于所述开口的腔中并且电气连接在阳极与阴极之间，所述阳极和所述阴极实施在所述导电材料片中。
该电路任选地包括被彼此独立地考虑或者全部或部分互相组合地考虑的下述特征中的一个或另一个：
-不透明材料层布置在所述开口上；
-所述基板包括的材料从包括热塑性聚烯烃、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯和硅酮的列表中选择；
-所述发光二极管借助于导线至少与阳极或阴极连接；
-所述导线在不同于所述第一开口的开口中穿过所述基板；
-所述电路包括在所述基板中切出的至少一个第二开口，所述至少一个第二开口在所述第一主面与所述第二主面之间延伸穿过所述基板，由所述发光二极管发射的光被扩散和传递到所述基板；
-所述电路包括在所述第一开口上的不透明材料层。
还根据另一方面，本发明涉及一种电子显示屏，所述电子显示屏包括如上所述的电路，所述电路包括多个腔，在所述多个腔的每个中放置有至少一个发光二极管，这些腔基本上对齐并且/或者分布成与所述屏的至少一个边缘平行。可因此设置成使所述不透明材料层包括基本上与所述屏的显示区域对应的开口区域。
附图说明
通过阅读以下详细说明和附图，本发明的其它特征和优点将更加清楚，在附图中：
-图1a至图1i通过剖视图示意性示出了用于发光二极管的第一电路示例的实施方法示例的各个步骤；
-图2示意性示出了通过由图1a至图1i示出的方法得到的电路的构成部分的分解图；
-图3a通过透视图示意性示出了包括用于发光二极管的多个电路的带，图3b通过放大图示出了这些电路中的一个的一部分；
-图4通过剖视图示意性示出了用于发光二极管的第二电路示例。
具体实施方式
在这些附图上，相同的附图标记用于表示同样或相似的元件。
在下文中，本发明借助于电路100的实施方式的两个示例来示出。
根据实施方式的第一示例，如图1a上所示，在连续式方法中，提供柔性的介质基板1(图1a)。介质基板1具有带的形式，所述带基本上沿两个方向延伸并且具有由第一主面3和第二主面4限制的厚度。基板1例如由聚甲基丙烯酸甲酯(例如)、热塑性聚烯烃(例如Zeon Corporation公司的产品)、或适用于一方面在所述基板的厚度中且在第一主面3和第二主面4之间传播光并且另一方面可无明显降级地经受摄影石印术步骤和光刻步骤的任何其它柔性介质材料构成。
该介质基板1通常较薄(其厚度例如为大约100微米)以保持与连续式制造方法兼容的柔性。更通常地，该厚度在25与500微米之间。
粘合剂层2至少涂抹在基板1的主面中的一个3上(图1b)。用于实施该粘合剂层2的材料例如为可热聚的材料(例如具有环氧基或丙烯基的粘合剂)。该粘合剂层的厚度例如为大约20微米。
包括基板1和粘合剂层2的复合体之后被开孔以形成开口5(图1c)。该操作例如通过冲孔来实施。开口5例如一方面对应于容置有发光二极管7的腔6，另一方面对应于引导光的结构8(还见图2和图3b)。
一经开孔后，包括基板1和粘合剂层2的复合体被轧制成带有(例如由铜或其中一种铜合金制成的)导电材料片9(图1d)，所述导电材料片的厚度在12与500微米之间(相对大的厚度可任选地有用于排出由二极管产生的热量)。任选地，该导电材料片9在不与基板1接触的表面上由可成像漆型的绝缘保护层16保护(见图2)(该绝缘保护层16的厚度例如在20与80微米之间)。
包括基板1、粘合剂层2和导电材料片9的新复合体因此根据本领域技术人员已知的方法经受摄影石印术步骤和光刻步骤，以便使彼此通过空间10绝缘的导电轨道、阳极和阴极成形(图1e)。
如图1f所示，发光二极管7可因此(例如根据按英语术语称作“die-attached(死连结)”的技术)通过粘合剂11粘贴在每个腔6中的导电材料片9的轨道、阳极或阴极上，并且根据称作线焊(按英语术语为“wire bonding”)的技术以已知的方式借助于导线12与阳极和阴极连接。可选地，发光二极管7通过倒装芯片(按英语术语为“flip chip”)技术或通过这两个技术的组合与阳极和阴极连接。
(例如硅酮)聚合物13被分配到腔6中(图1g)，以便封装每个发光二极管7并且填满腔6以准备下一步骤。任选地，通过使用带有发光物质(luminophore)的硅酮，可改变由包括发光二极管7的装置发射的光的热量。
(同样例如硅酮的)另一聚合物14被分配到引导光的结构8中(图1h)。任选地这两个步骤可同时实施。
这两个步骤能够填满腔6和引导光的结构8以准备下一步骤，所述下一步骤包括从与基板1的两个主面3、4的第二主面4对应的一侧涂抹不透明材料层15(图1i)。由发光二极管7发射的光通过导电材料片9在基板1的第一面3上屏蔽(écranter)并且通过不透明材料层15在基板1的第二面4上屏蔽。光因此可仅由于平行于基板1的平面(垂直于发光二极管7的正常发射方向)传播而在所述传播之后从腔6输出。
不透明材料层15例如由具有几微米厚度的墨层构成。
图2以分解的方式从下至上示出了：
-导电材料9的保护层16，
-带有阳极和阴极的导电材料片9本身，
-基板1，所述基板带有腔6和引导光的结构8以及涂抹在基板1下方的粘合剂层2，
-发光二极管7，所述发光二极管及其连接件12容置在腔6中的导电材料片9的阳极和阴极上(封装发光二极管7及其连接件12并且填充引导光的结构8的聚合物13和14为了更清楚而未示出)，以及
-不透明材料层15，所述不透明材料层尤其覆盖腔6和引导光的结构8。
图3a示出了用于发光二极管的多个电路100，所述多个电路布置成可卷成卷筒的带状件200。每个电路100例如对应于移动电话的电子显示屏的背光照明装置。这些电路100实施在形成具有两个纵向边缘的带17的导电材料片9上，所述两个纵向边缘包括带17的驱动凹口18。导电材料片9的与图3a上可见的面相反的面上包括保护层16(所述保护层因此在图3a上不可见)。
基板1布置在导电材料片9上，所述导电材料片上涂抹有粘合剂层2(该图上不可见)。在此处所示的情况下，基板1具有矩形框架的形状。该矩形框架的较大的侧面中的每个都包括二十六个腔6，所述二十六个腔伴随有各自的用于引导光的结构8。该矩形框架的较小的侧面中的每个都包括四个腔6，所述四个腔伴随有各自的用于引导光的结构8(还详见图3b，该图上可见与图2相关联的已描述的结构，但保护层16和不透明材料层15为了更清楚而在该图上未示出)。
根据未示出的变型，基板1由矩形(不仅为矩形框架)构成，所述矩形配置有沿着所述矩形的边缘规律或不规律地分布的多个腔6和发光二极管7。
在图3a上所示的情况下并且在上一段落中提及的变型的情况下，设置不透明材料层15以覆盖腔6和引导光的结构8。为了更大的可见性，不透明材料层15在图3a上在电路100的其余部分的上方示出。但是，在最终产品中，不透明材料层15良好地覆盖腔6和引导光的结构8。该不透明材料层15具有带有中央开口区域19的矩形形状，所述开口区域也为矩形的。未被不透明层15遮蔽的该开口区域19接收由位于其周边的发光二极管7发射的光并且能够背光照亮屏。
根据实施方式的第二示例，如图4所示，电路100包括介质基板1，所述介质基板带有粘合剂层2和如在与图1a至图1c相关联的上述步骤中通过在基板1和粘合剂2中切出开口而得到的腔6。然后，如在与图1d至图1f相关联的上述步骤中，导电材料片9被轧制在基板1的第一面3上，导电轨道被实施，并且发光二极管7容置在腔6中且借助于导线12与这些导电轨道连接。发光二极管7例如发射蓝光。导线12和发光二极管7可通过封装在树脂(未示出)中而被保护。任选地，该树脂可包括发光物质以转换由发光二极管7发射的光的颜色。根据变型，导线12可在同一腔6中与导电轨道连接(如在前一实施方式中)又或使导线12通过与接收发光二极管7的腔不同的腔6。
上面固定有发光二极管7的导电材料片9有利于散热。发光二极管7可与导电材料片9直接接触并且借助于围绕发光二极管7的粘合剂11来固定。可选地，发光二极管7可借助于至少部分放置在所述发光二极管下方的粘合剂11而固定在导电材料片9上。在这两种情况下，粘合剂11还可选择成有利于导热。
基板1由传递和扩散由发光二极管7发射的光的材料构成。例如，基板1对应于ZeonCorporation公司的150微米薄膜形式的产品(热塑性聚烯烃树脂：Cyclo OlefinPolyme)。
朝向接收发光二极管7的腔6的壁发射在所述发光二极管的侧面上的光线500穿入并且传播到基板1中。这些光线500在与实施在基板1中的结构干扰时从基板3输出。因此，更多的光例如能够以与基板1的平面垂直并且基本上互相平行的光束的形式向上发射(在上述示意图上)。
由发光二极管7发射并且在基板1中传播的光的输出还可由于形状异常(激光标记、喷砂处理等)而被控制。
该本发明还可尤其应用于实施背光照亮屏。
Claims (16)
1.一种制造用于发光二极管(7)的电路的方法，其中，
-提供具有带的形式的介质基板(1)，所述带基本上沿两个方向延伸并且具有由第一主面(3)和第二主面(4)限制的厚度，所述第一主面和所述第二主面相对于所述基板(1)的厚度彼此相反，
-实施至少一个第一开口(5)，所述至少一个第一开口在所述第一主面(3)与所述第二主面(4)之间延伸穿过所述基板(1)，
-在所述基板(1)中开孔出所述第一开口(5)之后，在所述基板(1)的两个主面(3，4)的第一主面(3)上轧制导电材料片(9)，
-在第一开口(5)中放置至少一个发光二极管(7)并且使所述至少一个发光二极管连接在阳极与阴极之间，所述阳极和所述阴极实施在位于所述基板(1)的两个主面(3，4)的第一主面(3)上的所述导电材料片(9)中，
其特征在于，所述基板(1)由传递和扩散由所述发光二极管(7)发射的光的材料构成。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在与所述基板(1)的两个主面(3，4)的第二主面(4)对应的一侧由不透明材料层(15)覆盖所述第一开口(5)，并且实施至少一个第二开口(5)，所述至少一个第二开口在所述第一主面(3)与所述第二主面(4)之间延伸穿过所述基板(1)，由所述发光二极管(7)发射的光被扩散和传递到所述基板。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述不透明材料层(15)包括开口区域(19)，由于所述开口区域，由所述发光二极管(7)发射的光由于在所述基板(1)中传播而基本上在所述基板的平面中并且在对应于所述第一开口(5)且装配有发光二极管(7)的腔(6)与所述不透明材料层(15)中的开口区域(19)之间传递。
4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述基板(1)中在与所述第一开口(5)隔有距离处实施引导由所述发光二极管(7)发射的光的结构(8)。
5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述基板(1)的两个主面(3，4)的第二主面(4)上由不透明材料层(15)覆盖所述第二开口(5)，以此形成腔，所述腔的至少一个表面形成引导由所述发光二极管(7)发射的光的结构(8)。
6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，由硅酮至少部分填充所述第二开口(5)。
7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述基板(1)包括的材料从包括热塑性聚烯烃、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯和硅酮的列表中选择。
8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，通过安置黑墨来实施所述不透明材料层(15)。
9.一种用于发光二极管(7)的电路，所述电路包括：
-介质基板(1)，所述介质基板包括：第一主面(3)和第二主面(4)，所述第一主面和所述第二主面相对于所述基板(1)的厚度彼此相反；在所述基板(1)中切出的第一开口(5)，所述第一开口在所述第一主面(3)与所述第二主面(4)之间延伸穿过所述基板(1)，
-导电材料片(9)，所述导电材料片位于所述基板(1)的两个主面(3，4)的第一主面(3)上，
-至少一个发光二极管(7)，所述至少一个发光二极管容置在对应于所述第一开口(5)的腔(6)中并且电气连接在阳极与阴极之间，所述阳极和所述阴极实施在所述导电材料片(9)中，
其特征在于，所述基板(1)由传递和扩散由所述发光二极管(7)发射的光的材料构成。
10.根据权利要求9所述的电路，其中，所述基板(1)包括的材料从包括热塑性聚烯烃、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯和硅酮的列表中选择。
11.根据权利要求9或10所述的电路，其中，所述发光二极管(7)借助于导线(12)至少与阳极或阴极连接。
12.根据权利要求11所述的电路，其中，所述导线(12)在不同于所述第一开口(5)的开口中穿过所述基板(1)。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的电路，所述电路包括在所述基板(1)中切出的至少一个第二开口(5)，所述至少一个第二开口在所述第一主面(3)与所述第二主面(4)之间延伸穿过所述基板(1)，由所述发光二极管(7)发射的光被扩散和传递到所述基板。
14.根据权利要求13所述的电路，所述电路包括在所述第一开口(5)上的不透明材料层(15)。
15.一种电子显示屏，所述电子显示屏包括根据权利要求9至14中任一项所述的电路，所述电路包括多个腔(6)，在所述多个腔的每个中放置有至少一个发光二极管(7)，所述腔(6)基本上分布成与所述屏的至少一个边缘平行。
16.根据权利要求15所述的屏，其中，所述不透明材料层(15)包括基本上与所述屏的显示区域对应的开口区域(19)。
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