包括散熱層的柔性照明器件的制作方法
【專利摘要】一種照明元件，包括：第一襯底；位于第一襯底上的第一和第二導(dǎo)電元件；具有第一接觸和第二接觸的發(fā)光元件，第一接觸和第二接觸均在發(fā)光元件的第一表面上，第一接觸與第一導(dǎo)電元件電連接，第二接觸與第二導(dǎo)電元件電連接，并且發(fā)光元件從與第一表面相反的第二表面發(fā)射光；與第二表面相鄰的頂層；以及位于第一襯底與頂層之間的固定層，固定層將頂層固定到第一襯底；以及散熱層，具有第三表面和與第三表面相反的第四表面，散熱層在第三表面處被固定在第一柔性襯底的下方，其中，柔性頂層對于光實質(zhì)上透明。
【專利說明】包括散熱層的柔性照明器件
[0001]相關(guān)申請的交叉參考
[0002]本申請是2013年3月15日遞交的題為“FLEXIBLE LIGHTING DEVICE”的美國專利申請N.13 / 837,403的繼續(xù)申請，其全部公開內(nèi)容通過引用合并于此。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明總體上涉及其上包含有多個可控照明元件的薄柔性器件。更具體地，本發(fā)明涉及包含多個可以控制為點亮的發(fā)光二極管的薄柔性器件。

【背景技術(shù)】
[0004]在多種情況下，發(fā)光二極管(LED)用于提供低成本、低功率發(fā)光。然而，由于LED具有復(fù)雜設(shè)計，因此得到的器件會相對較厚，從而限制它們在空間敏感情況下的使用。
[0005]此外，期望保持器件盡可能薄限制了可以在照明器件中使用的LED的尺寸，從而限制了照明器件可以產(chǎn)生的光量。
[0006]此外，許多LED器件是剛性器件，由于它們固定的尺寸和形狀限制了它們在許多情況下的使用。
[0007]因此期望提供一種薄的低功率柔性照明器件，其包括一個或多個相對較大照明元件，但是可以容易制造。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]提供了一種柔性照明元件，包括:第一柔性襯底；位于第一柔性襯底上的第一導(dǎo)電元件；位于第一柔性襯底上的第二導(dǎo)電元件；具有正接觸和負(fù)接觸的發(fā)光二極管，正接觸和負(fù)接觸均在發(fā)光二極管的第一側(cè)，發(fā)光二極管配置為發(fā)射具有1nm與10000nm之間的選定波長的光；位于第一導(dǎo)電元件與正接觸之間的第一導(dǎo)電連接器，第一導(dǎo)電連接器配置為將第一導(dǎo)電元件電連接至正接觸；位于第二導(dǎo)電元件與負(fù)接觸之間的第二導(dǎo)電連接器，第二導(dǎo)電連接器配置為將第二導(dǎo)電元件電連接至負(fù)接觸；(在特定配置中)位于與發(fā)光二極管的第二表面相鄰處的第二柔性襯底，發(fā)光二極管的第二表面在與發(fā)光二極管的第一表面的相反側(cè)；以及位于第一柔性襯底與第二柔性襯底之間的固定層，固定層配置為將第二柔性襯底固定到第一柔性襯底上，其中，第二柔性襯底對于選定光波長實質(zhì)上透明，并且第一和第二導(dǎo)電連接器各自包括環(huán)氧樹脂點或涂覆的金屬焊盤。
[0009]第一柔性襯底可以包括以下中的至少一個:聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚酯、聚合物、涂氧化物的聚合物、柔性塑料、或涂金屬的柔性塑料。第一和第二導(dǎo)電元件可以均是母線(buss bar)。第一和第二導(dǎo)電元件可以包括以下中的至少一個:導(dǎo)電金屬或?qū)щ娧趸?。第一和第二?dǎo)電元件可以包括以下中的至少一個:銅、銀、鋁或這些元素的合金。第一和第二導(dǎo)電連接器可以包括以下中的至少一個:銀環(huán)氧樹月旨、涂覆的金屬焊盤、導(dǎo)電粘合劑、金屬焊盤和涂料區(qū)(daub pot) ο固定層可以包括以下中的至少一個:熱熔性粘合劑、交聯(lián)(cross-link)材料、或環(huán)氧樹脂型粘合劑。第二柔性襯底可以包括以下中的至少一個:聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、透明聚酯、透明聚合物、透明涂氧化物的聚合物、或透明柔性塑料。
[0010]柔性照明元件還可以包括:位于發(fā)光二極管的第二表面與第二柔性襯底之間的磷光劑層，其中，發(fā)光二極管發(fā)射具有300nm與500nm之間波長的光。柔性照明元件還可以包括位于第二柔性襯底上的磷光劑層，其中，發(fā)光二極管發(fā)射具有300nm與500nm之間波長的光。
[0011]柔性照明元件還可以包括附著至第一柔性襯底的第一熱沉，其中第一熱沉包括柔性金屬層或柔性陶瓷薄膜層。柔性照明元件還可以包括附著至第二柔性襯底的第二熱沉，其中，第二熱沉包括柔性金屬層或柔性陶瓷薄膜層。柔性照明元件還可以包括位于第一柔性襯底與第二柔性襯底之間的多個導(dǎo)電欄(conductive column),其中多個導(dǎo)電欄各自包括柔性金屬或柔性陶瓷薄膜。
[0012]發(fā)光二極管可以是超薄發(fā)光二極管，具有3密耳與20密耳之間的厚度。
[0013]提供了一種柔性照明元件，包括:第一柔性襯底；位于第一柔性襯底上的第一導(dǎo)電元件；位于第一柔性襯底上的第二導(dǎo)電元件；具有正接觸和負(fù)接觸的發(fā)光二極管，正接觸和負(fù)接觸均在發(fā)光二極管的第一側(cè)，發(fā)光二極管配置為發(fā)射具有1nm與10000nm之間的選定波長的光；位于第一導(dǎo)電元件與正接觸之間的第一導(dǎo)電連接器，第一導(dǎo)電連接器配置為將第一導(dǎo)電元件電連接至正接觸；位于第二導(dǎo)電元件與負(fù)接觸之間的第二導(dǎo)電連接器，第二導(dǎo)電連接器配置為將第二導(dǎo)電元件電連接至負(fù)接觸；位于與發(fā)光二極管的第二表面相鄰處的第二柔性襯底，發(fā)光二極管的第二表面在與發(fā)光二極管的第一表面的相反側(cè)；以及位于第一柔性襯底與第二柔性襯底之間的固定層，固定層配置為將第二柔性襯底固定到第一柔性襯底，其中，第二柔性襯底對于選定光波長實質(zhì)上透明，并且發(fā)光二極管是超薄發(fā)光二極管，具有3密耳與20密耳之間的厚度。
[0014]第一柔性襯底可以包括以下中的至少一個:聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚酯、聚合物、涂氧化物的聚合物、柔性塑料、或涂金屬的柔性塑料。第一和第二導(dǎo)電元件可以均是母線(buss bar)。第一和第二導(dǎo)電元件可以包括以下中的至少一個:導(dǎo)電金屬或?qū)щ娧趸?。第一和第二?dǎo)電元件可以包括以下中的至少一個:銅、銀、鋁或這些元素的合金。第一和第二導(dǎo)電連接器可以包括以下中的至少一個:銀環(huán)氧樹月旨、涂覆的金屬焊盤、導(dǎo)電粘合劑和金屬焊盤。固定層可以包括以下中的至少一個:熱熔性粘合劑、交聯(lián)材料、或環(huán)氧樹脂型粘合劑。第二柔性襯底可以包括以下中的至少一個:聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、透明聚酯、透明聚合物、透明涂氧化物的聚合物或透明柔性塑料。
[0015]柔性照明元件還可以包括:位于發(fā)光二極管的第二表面與第二柔性襯底之間的磷光劑層，其中，發(fā)光二極管發(fā)射具有1nm與490nm之間波長的光。柔性照明元件還可以包括位于發(fā)光二極管的第二表面與第二柔性襯底之間的磷光劑層，其中，發(fā)光二極管發(fā)射具有1nm與490nm之間波長的光。
[0016]柔性照明元件還可以包括附著至第一柔性襯底的第一熱沉，其中第一熱沉包括柔性金屬層或柔性陶瓷薄膜層。柔性照明元件還可以包括附著至第二柔性襯底的第二熱沉，其中，第二熱沉包括柔性金屬層或柔性陶瓷薄膜層。柔性照明元件還可以包括位于第一柔性襯底與第二柔性襯底之間的多個導(dǎo)電欄，其中多個導(dǎo)電欄各自包括柔性金屬或柔性陶瓷薄膜。
[0017]提供了一種組裝柔性照明元件的方法，包括:將第一導(dǎo)電元件附著至第一柔性襯底，然后將第二導(dǎo)電元件附著至第一柔性襯底；將發(fā)光二極管的正接觸連接至第一導(dǎo)電元件并將發(fā)光二極管的負(fù)接觸連接至第二導(dǎo)電元件；在第一柔性襯底上將固定層附著在發(fā)光二極管上，然后在固定層上附著第二柔性襯底，其中第二柔性襯底對選定光頻率實質(zhì)上透明，第一和第二連接器各自包括導(dǎo)電點或涂覆的金屬焊盤，正接觸和負(fù)接觸均在發(fā)光二極管的第一側(cè)，并且發(fā)光二極管配置為在選定頻率下發(fā)射光。
[0018]第一柔性襯底可以包括以下中的至少一個:聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚酯、聚合物、涂氧化物的聚合物、柔性塑料或涂金屬的柔性塑料。第一和第二導(dǎo)電元件可以均是母線(buss bar)。第一和第二導(dǎo)電元件可以包括以下中的至少一個:導(dǎo)電金屬或?qū)щ娧趸铩５谝缓偷诙?dǎo)電元件可以包括以下中的至少一個:銅、銀、鋁或這些材料的合金。固定層可以包括以下中的至少一個:熱熔性粘合劑、交聯(lián)材料、或環(huán)氧樹脂型粘合劑。第一和第二連接器可以包括以下中的至少一個:銀環(huán)氧樹脂、涂覆的金屬焊盤、導(dǎo)電粘合劑、金屬焊盤和涂料區(qū)。
[0019]該方法還可以包括:在發(fā)光二極管的第二表面上形成磷光劑層，其中，發(fā)光二極管發(fā)射具有300nm與500nm之間波長的光。該方法還可以包括:在第二柔性襯底上形成磷光劑層，其中發(fā)光二極管發(fā)射具有300nm與500nm之間波長的光。
[0020]發(fā)光二極管可以是超薄發(fā)光二極管，具有5密耳與20密耳之間的厚度。
[0021]該方法還可以包括:將第一熱沉附著至第一柔性襯底。該方法還可以包括:將第二熱沉附著至第二柔性襯底。該方法還可以包括:在第一熱沉與第二熱沉之間形成多個導(dǎo)電欄。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]附圖用于進一步示出示例實施例并且說明根據(jù)本發(fā)明的多個原理和優(yōu)點，在附圖中，類似的附圖標(biāo)記指代相同或功能相似的元件，附圖與以下詳細(xì)描述一起合并在說明書中并且形成說明書的一部分。這些附圖不必按比例示出。
[0023]圖1是根據(jù)所公開實施例的柔性照明器件的俯視圖；
[0024]圖2是根據(jù)所公開實施例的來自圖1的柔性照明器件的單個照明元件的俯視截面圖；
[0025]圖3是根據(jù)所公開實施例的圖2的單個照明元件的電連接的電路圖；
[0026]圖4是根據(jù)所公開實施例的圖2的單個照明元件的側(cè)截面圖；
[0027]圖5是根據(jù)所公開實施例的圖1的柔性照明器件沿線V-V’的側(cè)截面圖；
[0028]圖6是根據(jù)另一所公開實施例的圖1的柔性照明器件沿圖2中的線V-V’的側(cè)截面圖；
[0029]圖7是根據(jù)又一所公開實施例的圖1的柔性照明器件沿圖2中的線V-V’的側(cè)截面圖；
[0030]圖8是根據(jù)再一所公開實施例的圖1的柔性照明器件沿圖2中的線V-V’的側(cè)截面圖；
[0031]圖9是根據(jù)另一所公開實施例的圖1的柔性照明器件沿圖2中的線V-V’的側(cè)截面圖；
[0032]圖10是根據(jù)又一所公開實施例的圖1的柔性照明器件沿圖2中的線V-V’的側(cè)截面圖；
[0033]圖1lA和IlB是根據(jù)再一所公開實施例的圖1的柔性照明器件分別沿圖2中的線V-V，和ΧΙ-Χ1'的側(cè)截面圖；
[0034]圖12是根據(jù)再一所公開實施例的圖1的柔性照明器件沿圖2中的線V-V’的側(cè)截面圖；
[0035]圖13是根據(jù)另一所公開實施例的圖1的柔性照明器件沿圖2中的線V-V’的側(cè)截面圖；
[0036]圖14是根據(jù)另一所公開實施例的圖1的柔性照明器件沿圖2中的線V-V’的側(cè)截面圖；
[0037]圖15是根據(jù)又一所公開實施例的圖1的柔性照明器件沿圖2中的線V-V’的側(cè)截面圖；
[0038]圖16是根據(jù)另一所公開實施例的圖1的柔性照明器件沿圖2中的線V-V’的側(cè)截面圖；
[0039]圖17是根據(jù)再一所公開實施例的圖1的柔性照明器件沿圖2中的線V-V’的側(cè)截面圖；
[0040]圖18是根據(jù)另一所公開實施例的圖1的柔性照明器件沿圖2中的線V-V’的側(cè)截面圖；
[0041]圖19-24是示出了根據(jù)所公開實施例的圖6、12和13的柔性照明器件的制造工藝的側(cè)截面圖；
[0042]圖25是示出了根據(jù)所公開實施例的柔性照明器件的制造工藝的流程圖；
[0043]圖26是示出了根據(jù)所公開實施例的將散熱元件附著至第一柔性襯底的工藝的流程圖；
[0044]圖27A和27B是示出了根據(jù)所公開實施例的將照明元件附著至導(dǎo)電元件的工藝的流程圖；
[0045]圖28A-28C是示出了根據(jù)所公開實施例的在固定材料和發(fā)光元件上形成一個或多個頂層的工藝的流程圖；
[0046]圖29是示出了根據(jù)另一所公開實施例的柔性照明器件的制造工藝的流程圖；以及
[0047]圖30是示出了根據(jù)再一所公開實施例的柔性照明器件的制造工藝的流程圖。

【具體實施方式】
[0048]提供本公開來進一步以允許方式說明執(zhí)行本發(fā)明的一個或多個實施例的最佳模式。還提供本公開以增強對本發(fā)明的發(fā)明原理和優(yōu)點的理解和認(rèn)識，而不是以任何方式限制本發(fā)明。本發(fā)明僅由包括本申請未決期間做出的任何修改以及授權(quán)的那些權(quán)利要求的所有等同物的所附權(quán)利要求來限定。
[0049]應(yīng)進一步理解，根據(jù)需要，諸如第一和第二等相關(guān)術(shù)語的使用僅用于將一個實體、項目或動作與另一實體、項目或動作相區(qū)分，而不必需要或暗示這種實體、項目或動作之間的任何實際這種關(guān)系或順序。應(yīng)注意一些實施例可以包括多個過程或步驟，所述多個過程或步驟可按照任意順序來執(zhí)行，除非明確并必要地限制于特定順序；即，可以按照任意順序執(zhí)行不是如此限制的過程或步驟。
[0050]柔性照明器件結(jié)構(gòu)
[0051]圖1是根據(jù)所公開實施例的柔性照明器件100的俯視圖。如圖1所示，柔性照明器件100包括:柔性帶狀物(ribbon) 110，包含多個照明元件120、正導(dǎo)電元件130和負(fù)導(dǎo)電元件140 ;控制電路150 ;線纜護層(sheath) 160和線纜170。
[0052]柔性帶狀物110用于對多個照明元件120以及正和負(fù)導(dǎo)電元件給出結(jié)構(gòu)和保護。
[0053]多個照明元件120操作用于基于從控制電路150接收的電流產(chǎn)生光。在所公開實施例中，照明元件120包含發(fā)光二極管(LED)。在一些實施例中，照明元件120可以是輻射特定波長光的LED。在其他實施例中，照明元件120可以是具有磷涂層的LED，磷涂層用于對LED產(chǎn)生的單色光進行散射以使其成為白光。在又一實施例中，照明元件120可以是包括用于對光進行聚焦、漫射或著色(color)的透鏡的LED。
[0054]正導(dǎo)電元件130用作將多個照明元件120中的每一個的一個節(jié)點連接至來自控制電路150的正電壓信號的裝置。同樣，負(fù)導(dǎo)電元件140用作將多個照明元件120中的每一個的另一節(jié)點連接至來自控制電路150的負(fù)電壓信號的裝置。在備選方案中，負(fù)導(dǎo)電元件140可以用作將多個照明元件120中的每一個的其他節(jié)點連接至地電壓的裝置。本公開中提到負(fù)電壓信號時，負(fù)電壓信號也可以指的是地電壓。
[0055]在圖1中公開的實施例中，正和負(fù)導(dǎo)電元件130、140是用于貫穿柔性照明器件100傳導(dǎo)電流的母線。然而，在備選實施例中，正和負(fù)導(dǎo)電元件130、140可以是用于將多個元件120的節(jié)點電與來自控制電路150的正和負(fù)電壓信號相連的導(dǎo)線或任何其他結(jié)構(gòu)。
[0056]在備選實施例中，可以提供多個正導(dǎo)電元件130和負(fù)導(dǎo)電元件140，使得不同照明元件120能夠連接至不同的正和負(fù)導(dǎo)電元件130、140，從而允許對單獨照明元件120的操作的更多控制。
[0057]控制電路150在正和負(fù)導(dǎo)電元件130、140兩端分別提供正和負(fù)電壓信號，以便控制多個照明元件120的操作。當(dāng)控制電路150向正和負(fù)導(dǎo)電元件130、140供應(yīng)適當(dāng)電壓時，多個照明元件120開啟并發(fā)射光。當(dāng)控制電路150停止向正和負(fù)導(dǎo)電元件130、140提供適當(dāng)電壓時，多個照明元件120關(guān)閉并且停止發(fā)射光。
[0058]線纜護層160用于防止線纜受損，而線纜170向控制電路150提供電力和控制信號。
[0059]在操作中，控制電路150具有用于操作多個照明元件120的設(shè)定模式，或者從外部源接收指示控制電路150應(yīng)當(dāng)如何操作多個照明元件120的照明控制信號?；谠O(shè)定模式或照明控制信號，控制電路150向正和負(fù)導(dǎo)電元件130、140提供適當(dāng)電壓，以在期望時間激活多個照明元件120。
[0060]圖2是根據(jù)所公開實施例的來自圖1的柔性照明器件100的單個照明元件120的俯視截面窗口 180。如圖2所示，截面窗口 180公開了照明元件120包括發(fā)光元件210以及第一和第二接觸元件230和240，第一和第二接觸元件230和240分別通過第一導(dǎo)電連接器235和第二導(dǎo)電連接器245分別連接至正導(dǎo)電元件130和負(fù)導(dǎo)電元件140。
[0061]發(fā)光元件210是配置為發(fā)射光，如，特定波長的光(例如，紫外光、藍(lán)光、綠光、紅外光或具有1nm與10000nm之間波長的任何光)或一定波長范圍內(nèi)的光(例如，白光)。在一些實施例中，發(fā)光元件210是發(fā)射特定波長的光的LED ;在其他實施例中，發(fā)光元件210是發(fā)射特定波長范圍的光的LED ;并且在其他實施例中，發(fā)光元件210是包括用于對光進行聚焦、漫射或著色的透鏡的LED。
[0062]第一和第二接觸元件230、240提供用于將發(fā)光元件210電連接至正和負(fù)導(dǎo)電元件130、140的外部裝置。在所公開實施例中，第一和第二接觸元件230、240是接觸焊盤。然而，在備選實施例中，第一和第二接觸元件230、240可以是將發(fā)光元件210與外部元件電連接的任何適合裝置。例如，在一些備選實施例中，第一和第二接觸元件230、240可以是接觸管腳。當(dāng)發(fā)光元件210是LED時，第一接觸元件230是陽極，第二接觸元件240是陰極。
[0063]在多個所公開實施例中，第一和第二接觸元件230、240設(shè)置在發(fā)光元件210的同一側(cè)上。因此，可以利用最小的連接性電路將發(fā)光元件210連接至正和負(fù)導(dǎo)電元件130、140，從而最小化發(fā)光元件210的厚度，并因此最小化整個柔性照明器件100的厚度。在一個特定實施例中，發(fā)光元件210是倒裝芯片LED。
[0064]第一和第二導(dǎo)電連接器235、245操作用于將照明元件120連接至正和負(fù)導(dǎo)電元件130、140。具體地，第一接觸元件230通過第一導(dǎo)電連接器235連接至正導(dǎo)電元件130。同樣，第二接觸元件240通過第二導(dǎo)電連接器245連接至負(fù)導(dǎo)電元件140。在多個實施例中，導(dǎo)電連接器235、245可以是:銀環(huán)氧樹脂點、導(dǎo)電粘合劑、金屬焊盤、涂料區(qū)或其他導(dǎo)電金屬元件。
[0065]由于第一和第二接觸元件230、240均在發(fā)光元件210的同一側(cè)上形成，因此第一和第二導(dǎo)電連接器235、245同樣可以位于發(fā)光元件210的同一側(cè)上。因此，需要相對小的連接距離來將第一和第二接觸元件230、240連接至正和負(fù)導(dǎo)電元件130、140。這與采用在發(fā)光元件的相反側(cè)上形成接觸元件的發(fā)光元件的照明元件相比，這允許更薄的照明元件120。
[0066]圖3是示出了根據(jù)所公開實施例的圖2的截面窗口 180中照明元件120的電連接的電路圖。如圖3所示，發(fā)光元件210通過其第一接觸元件230以及第一導(dǎo)電連接器235電連接至正導(dǎo)電元件130。類似地，發(fā)光元件210通過其第二接觸元件240以及第二導(dǎo)電連接器245電連接至負(fù)導(dǎo)電元件140。
[0067]圖4是根據(jù)所公開實施例的圖2的照明元件120的側(cè)截面圖。如圖4所示，本實施例中的照明元件120包括具有第一和第二接觸元件230、240的發(fā)光元件210以及位于發(fā)光元件210上的磷光劑層420。
[0068]發(fā)光元件210以及第一和第二接觸元件230、240如上所述進行操作。因此，這里不再重復(fù)描述。
[0069]磷光劑層420操作用于對從發(fā)光元件210的頂面發(fā)射的光進行散射。當(dāng)發(fā)光元件210發(fā)射的光在紫外光與藍(lán)光之間的波長譜(S卩，從大約1nm到490nm)內(nèi)時，磷光劑層420對發(fā)射的光進行散射，使得該光變成白光。這樣，當(dāng)發(fā)光元件210是發(fā)射單波長光的發(fā)光二極管(LED)時，得到的照明元件120可以產(chǎn)生白光。為此，許多LED制造商將制造藍(lán)光或紫外光發(fā)光二極管，所述藍(lán)光或紫外光發(fā)光二極管包括已經(jīng)涂覆到LED的發(fā)光表面的磷光劑層420。在備選實施例中，可以形成不具有磷光劑層420的照明元件120。
[0070]具有第二柔性襯底的柔性照明器件
[0071]圖5是根據(jù)所公開實施例的圖1的柔性照明器件500沿圖2中的線V_V’的側(cè)截面圖。如圖5所示，柔性照明器件500包括:第一柔性襯底510、熱沉520、正和負(fù)導(dǎo)電元件130、140、發(fā)光元件210、磷光劑層420、第一和第二接觸元件230、240、第一和第二導(dǎo)電連接器235、245、第二柔性襯底530以及固定層540。
[0072]第一柔性襯底510用作柔性照明器件500的其余部分的底座。作為參考方向，可以認(rèn)為第一柔性襯底510是“底部”襯底，在“底部”襯底上堆疊其他元件。然而，這僅作為參考點。柔性照明器件500不具有固有方向，并且可以以任何方式定向，甚至第一柔性襯底510在結(jié)構(gòu)的“頂部”。
[0073]第一柔性襯底510可以由聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚酯、聚合物、涂氧化物的聚合物、柔性塑料、或涂金屬的柔性塑料或任何適合的柔性材料形成。第一柔性襯底510應(yīng)當(dāng)是柔性的，這是因為需要整個柔性照明器件500是柔性的。由于光不照射出(shine out of)第一柔性襯底510。因此第一柔性襯底510對于光不需要是透明的。
[0074]熱沉520附著至第一柔性襯底510的底部(即，其余元件所在側(cè)的相反側(cè))，并且操作用于消散來自照明元件120的熱。熱沉520可以是柔性金屬層(例如，金屬帶)、柔性陶瓷薄膜層、或任何充分散熱的柔性材料。盡管圖5公開了使用熱沉520，但是備選實施例也可以省略熱沉520。
[0075]正和負(fù)導(dǎo)電元件130、140在第一柔性襯底510上位于熱沉520 (如果存在的話)的相反側(cè)。正和負(fù)導(dǎo)電元件130、140中的每一個由連接至控制電路150的導(dǎo)電材料制成，并且配置為承載由控制電路150產(chǎn)生的控制電流。如上所述，在圖1至5中公開的實施例中，正和負(fù)導(dǎo)電元件130、140是用于貫穿柔性照明元件100傳導(dǎo)電的母線。在備選實施例中，正和負(fù)導(dǎo)電元件130、140可以是能夠向照明元件120傳遞電流的導(dǎo)線或任何其他導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。
[0076]第一和第二導(dǎo)電元件130、140可以由銅、銀、鋁或任何適合導(dǎo)電材料或?qū)щ娧趸镏瞥?。由于，柔性照明器?00必須保持柔性，因此第一和第二導(dǎo)電元件130、140也應(yīng)當(dāng)配置為，使得第一和第二導(dǎo)電元件130、140可以彎曲而其承載電流的能力不受損害或喪失。
[0077]發(fā)光元件210配置為基于正和負(fù)導(dǎo)電元件130、140上承載的控制電流來產(chǎn)生光。所公開實施例中使用的一個示例發(fā)光元件210是發(fā)光二極管(LED)。LED具有陽極(即，正側(cè))和陰極(即，負(fù)側(cè))，并且操作用于在電流從陽極到陰極流經(jīng)LED時產(chǎn)生特定波長(從紅外到紫外，即具有從1nm到10000nm的波長)的光。
[0078]磷光劑層420位于發(fā)光元件210上，并且操作用于使發(fā)光元件210產(chǎn)生的光從單色(即，具有窄波長范圍)變成白光(即，具有寬波長范圍)。典型地，這需要產(chǎn)生紫外到藍(lán)光譜(即，具有1nm到490nm之間的波長)中的光的發(fā)光元件210。在發(fā)光元件210被設(shè)計為發(fā)射單色光的實施例中，可以省略磷光劑層420。具有磷光劑層的白光LED通常能夠從各種供應(yīng)商買到。因此，對于制造工藝而言，能夠獲得已經(jīng)涂覆有磷光劑層的LED。如上所述，在照明元件120僅需要發(fā)射單波長光的實施例中，可以去除磷光劑層420。
[0079]第一和第二接觸元件230、240形成在發(fā)光元件210上，并且操作用于將發(fā)光元件210連接至外部元件(即，本實施例中的正和負(fù)導(dǎo)電元件130、140)。當(dāng)發(fā)光元件210是LED時，第一接觸元件230連接至LED的陽極，第二接觸元件240連接至LED的陰極。
[0080]第一和第二導(dǎo)電連接器235、245操作用于將照明元件120連接至正和負(fù)導(dǎo)電元件130、140。具體地，第一接觸元件230通過第一導(dǎo)電連接器235連接至正導(dǎo)電元件130。同樣，第二接觸元件240通過第二導(dǎo)電連接器245連接至負(fù)導(dǎo)電元件140。因此，當(dāng)發(fā)光元件210是LED時，第一導(dǎo)電元件235配置為將LED的陽極連接至正導(dǎo)電元件130 (即，第一導(dǎo)電連接器235)，而第二導(dǎo)電連接器245配置為將LED的陰極連接至負(fù)導(dǎo)電元件140 (即，第二導(dǎo)電連接器245)。在多個實施例中，導(dǎo)電連接器235、245可以是:銀環(huán)氧樹脂點、導(dǎo)電粘合齊U、金屬焊盤或其他導(dǎo)電金屬元件。
[0081]第二柔性襯底530位于磷光劑層420(如果存在的話)上(即，在照明元件120上)，并且用于保護照明元件120，并且給出柔性照明器件500的結(jié)構(gòu)。作為參考方向，可以認(rèn)為第二柔性襯底530是“頂部”襯底，其覆蓋第一柔性襯底510上堆疊的其他元件。然而，這僅作為參考。柔性照明器件500不具有固有方向，而是可以以任何方式定向，甚至具第二柔性襯底530在結(jié)構(gòu)“底部”上。
[0082]在一些實施例中，第二柔性襯底530可以作為透鏡操作。在這樣的實施例中，整個第二柔性襯底530或僅僅是第二柔性襯底在照明元件120上的一部分形成整體(integral)透鏡。這些透鏡能夠用于多種目的。這些透鏡可以操作用于對從發(fā)光元件210發(fā)射的光進行聚焦，以便通過允許與第二柔性襯底530的表面垂直地發(fā)射光來增加光輸出；這些透鏡可以用于對從發(fā)光元件210發(fā)射的光進行漫射，以允許從發(fā)光元件210以較大入射角度發(fā)射光；或者這些透鏡可以是用于對從發(fā)光元件210的發(fā)射的光進行著色的有色透鏡。
[0083]第二柔性襯底530可以由聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚酯、聚合物、涂氧化物的聚合物、柔性塑料、涂金屬的柔性塑料、或任何適合的柔性材料制成。第二柔性襯底530應(yīng)當(dāng)是柔性的，這是因為柔性照明器具500需要是柔性的。此夕卜，由于光從發(fā)光元件210通過第二柔性襯底530照射出去，因此第二柔性襯底530應(yīng)當(dāng)對從發(fā)光元件210發(fā)射的光的波長實質(zhì)上透明。
[0084]固定層540位于第一柔性襯底510與第二柔性襯底530之間并圍繞照明元件120，并且配置為將照明元件固定在適當(dāng)?shù)奈恢?，并且將第一和第二柔性襯底510、530固定在一起。由于可能需要來發(fā)光元件210的光穿過固定層540，因此通常期望固定層對從發(fā)光元件210發(fā)射的光的波長也實質(zhì)上透明。
[0085]磷光劑層和透鏡的使用
[0086]圖6-8示出了以上圖2-4的發(fā)光元件210的備選實施例。這些備選實施例公開了磷光劑層和透鏡中的任一個或二者的使用。
[0087]圖6是根據(jù)另一所公開實施例的圖1的柔性照明器件600沿圖2中的線V_V’的側(cè)截面圖。如圖6所示，柔性照明器件600包括第一柔性襯底510、熱沉520、第一和第二導(dǎo)電元件130、140、發(fā)光元件210、第一和第二接觸元件230、240、第一和第二導(dǎo)電連接器235、245、第二柔性襯底530、固定層540和磷光劑層610。
[0088]在圖6中，第一柔性襯底510、熱沉520、第一和第二導(dǎo)電兀件130、140、發(fā)光兀件210、第一和第二接觸元件230、240、第一和第二導(dǎo)電連接器235、245、第二柔性襯底530和固定層540如上關(guān)于圖5所公開地操作。因此，對于本實施例不再重復(fù)這些元件的描述。
[0089]圖6的實施例與圖5的實施例的不同之處在于，圖6的實施例在第二柔性襯底530的頂部而不是在發(fā)光元件210的頂部包括磷光劑層610。磷光劑層610除了其位置以外在配置和操作方面類似于圖5的實施例的磷光劑層420。磷光劑層610操作用于對從發(fā)光元件210發(fā)射的光進行散射，使其從單波長的光(例如，具有1nm與490nm之間波長的光)轉(zhuǎn)換到寬波長分布的光(例如，白光)或者較低能量的窄波長分布的光(例如，綠色到紅色)。
[0090]圖7是根據(jù)又一所公開實施例的圖1的柔性照明器件700沿圖2中的線V_V’的側(cè)截面圖。如圖7所示，柔性照明器件700包括第一柔性襯底510、熱沉520、第一和第二導(dǎo)電元件130、140、發(fā)光元件210、磷光劑層420、透鏡710、第一和第二接觸元件230、240、第一和第二導(dǎo)電連接器235、245、第二柔性襯底530和固定層540。
[0091]在圖7中，第一柔性襯底510、熱沉520、第一和第二導(dǎo)電兀件130、140、發(fā)光兀件210、磷光劑層420、第一和第二接觸元件230、240、第一和第二導(dǎo)電連接器235、245、第二柔性襯底530、固定層540如上關(guān)于圖5所公開地操作。因此本實施例不再重復(fù)這些元件的描述。
[0092]圖7的實施例與圖5的實施例的不同之處在于，在磷光劑層420的頂部包括透鏡710。透鏡710能夠用于多種目的。透鏡710可以操作用于對從發(fā)光元件210發(fā)射的光進行聚焦，以便允許與第二柔性襯底530的表面垂直地發(fā)射光；透鏡710可以用于對從發(fā)光元件210發(fā)射的光進行漫射，以允許從發(fā)光元件210以較大入射角發(fā)射光；或者透鏡710可以是用于對從發(fā)光元件210發(fā)射的光進行著色的有色透鏡。
[0093]盡管圖7中示出了透鏡710具有與發(fā)光元件210類似的寬度，但是透鏡710的寬度可以改變，使得透鏡710可以懸突(overhang)在發(fā)光元件210上。一些LED制造商提供具有集成透鏡的LED，允許更容易地構(gòu)造圖6的照明器件600。
[0094]此外，盡管圖7公開了透鏡710和磷光劑層420 二者，但是在僅需要窄波長范圍的光的備選實施例中可以去除磷光劑層420。
[0095]圖8是根據(jù)再一所公開實施例的圖1的柔性照明器件800沿圖2中的線V_V’的側(cè)截面圖。如圖8所示，柔性照明器件800包括第一柔性襯底510、熱沉520、第一和第二導(dǎo)電元件130、140、發(fā)光元件210、透鏡810、第一和第二接觸元件230、240、第一和第二導(dǎo)電連接器235、245、第二柔性襯底530、固定層540和磷光劑層610。
[0096]在圖8中，第一柔性襯底510、熱沉520、第一和第二導(dǎo)電兀件130、140、發(fā)光兀件210、第一和第二接觸元件230、240、第一和第二導(dǎo)電連接器235、245、第二柔性襯底530、固定層540和磷光劑層610如上關(guān)于圖5和6所公開地操作。因此，本實施例不再重復(fù)這些元件的描述。
[0097]圖8的實施例與圖5至7的實施例的不同之處在于，圖8的實施例包括在發(fā)光元件210上的透鏡810和在第二柔性襯底530上的磷光劑層610。透鏡810在配置和操作方面類似圖7的透鏡710進行操作。
[0098]盡管圖8公開了透鏡810和磷光劑層610 二者，但是在進行需要窄波長范圍的光的備選實施例中可以去除磷光劑層610。
[0099]圖9是根據(jù)另一所公開實施例的圖1的柔性照明器件沿圖2中的線V-V’的側(cè)截面圖。如圖9所不,柔性照明器件900包括第一柔性襯底510、熱沉520、第一和第二導(dǎo)電兀件130、140、發(fā)光元件210、磷光劑層420、第一和第二接觸元件230、240、第一和第二導(dǎo)電連接器235、245、第二柔性襯底530、固定層540和透鏡810。
[0100]在圖9中，第一柔性襯底510、熱沉520、第一和第二導(dǎo)電兀件130、140、發(fā)光兀件210、磷光劑層420、第一和第二接觸元件230、240、第一和第二導(dǎo)電連接器235、245、第二柔性襯底530、固定層540如以上關(guān)于圖5所公開地進行操作。因此本實施例不再重復(fù)這些元件的描述。
[0101]圖9的實施例與圖5和7的實施例的不同之處在于，圖9的實施例包括在第二柔性襯底530上的透鏡910以及在發(fā)光元件210上的磷光劑層420。如上關(guān)于圖5所述，透鏡也可以是第二襯底530的一部分或者可以嵌入在第二襯底530中。透鏡910除了其位置在第二柔性襯底530上以外，在配置和操作方面類似于圖7的實施例中的透鏡710進行操作。
[0102]圖10是根據(jù)又一所公開實施例的圖1的柔性照明器件1000沿圖2中的線V_V’的側(cè)截面圖。如圖10所示，柔性照明器件1000包括第一柔性襯底510、熱沉520、第一和第二導(dǎo)電元件130、140、發(fā)光元件210、第一和第二接觸元件230、240、第一和第二導(dǎo)電連接器235、245、第二柔性襯底530、固定層540、磷光劑層610和透鏡1010。
[0103]在圖10中，第一柔性襯底510、熱沉520、第一和第二導(dǎo)電兀件130、140、發(fā)光兀件210、第一和第二接觸元件230、240、第一和第二導(dǎo)電連接器235、245、第二柔性襯底530、固定層540和磷光劑層610如以上關(guān)于圖5和6所公開地進行操作。因此本實施例不再重復(fù)這些元件的描述。
[0104]圖10的實施例與圖5、6和8的實施例的不同之處在于，圖10的實施例包括在第二柔性襯底530之上或者作為第二柔性襯底530的一部分的透鏡1010和磷光劑層610。透鏡1010在配置和操作方面類似于圖9的實施例中的透鏡910進行操作。
[0105]熱沉和散熱器的使用
[0106]圖11A-14示出了根據(jù)備選所公開實施例的圖1的柔性照明器件100的備選實施例。這些備選實施例改變?nèi)嵝哉彰髌骷?00上散熱結(jié)構(gòu)的形式。
[0107]圖1lA是根據(jù)再一所公開實施例的圖1的柔性照明器件1100沿圖2中的線V_V’的側(cè)截面圖，圖1lB是根據(jù)再一所公開實施例的圖1的柔性照明器件1100沿圖2中的線Χ1-Χ1'的側(cè)截面圖。如圖1IA和IlB所示，柔性照明器件1100包括第一柔性襯底1110、第一左熱沉1120、第一右熱沉1125、第一和第二導(dǎo)電兀件130、140、發(fā)光兀件210、磷光劑層420、第一和第二接觸元件230、240、第一和第二導(dǎo)電連接器235、245、第二柔性襯底530、第二熱沉1140和固定層540。
[0108]在圖1lA和IlB中，第一和第二導(dǎo)電兀件130、140、發(fā)光兀件210、磷光劑層420、第一和第二接觸元件230、240、第一和第二導(dǎo)電連接器235、245、第二柔性襯底530、和固定層540如上關(guān)于圖5所公開地進行操作。因此本實施例不再重復(fù)這些元件的描述。
[0109] 如圖1lB所示，第一柔性襯底1110在配置和組成方面類似于圖5的實施例中的第一柔性襯底510，區(qū)別在于第一柔性襯底1110包括在固定位置處穿過第一柔性襯底1100的多個第一過孔1113和多個第二過孔1116，第一和第二過孔填充有導(dǎo)電材料或具有足夠高熱傳導(dǎo)性以有效地在第一和第二導(dǎo)電兀件130、140與第一左和右熱沉1120、1125之間傳遞熱的任何適合材料。作為示例，第一和第二過孔1113、1116的熱導(dǎo)率應(yīng)當(dāng)至少為0.24W /m-Κ。
[0110]如圖1lB所示，第一過孔1113將正導(dǎo)電元件130連接至第一左熱沉1120，而第二過孔1116將負(fù)導(dǎo)電元件140連接至第一右熱沉1125。在本實施例中，第一和第二過孔1113、1116位于柔性照明器件100的一部分中，使得第一和第二過孔1113、1116不在照明元件120正下方。然而，在備選實施例中，第一和第二過孔1113、1116能夠在照明元件120下方。
[0111]如圖1lA和IlB所示，第一左熱沉1120和第一右熱沉1125在配置和組成方面類似于圖5的實施例中的熱沉520，區(qū)別在于，第一左熱沉1120和第一右熱沉1125中的每一個僅覆蓋第一柔性襯底1110的大約二分之一(在第一左熱沉1120與第一右熱沉1125之間存在較小氣隙，從而提供絕緣)，并且第一左熱沉1120和第一右熱沉1125各自接觸將它們固定到第一柔性襯底1110上的過孔1113、1116中的導(dǎo)電材料。具體地，第一過孔1113接觸第一左熱沉1120，而第二過孔116接觸第一右熱沉1125。術(shù)語右和左在用于標(biāo)識熱沉1120,1125時僅用作參考意義，并不將它們限制于任一位置。
[0112]如圖1lA所示，第二熱沉1140在配置和組成方面類似于第一熱沉1120，區(qū)別在于第二熱沉1140位于第二柔性襯底1130上。此外，第二熱沉1140配置為在照明元件120上的區(qū)域中具有間隙1170。具體地，在本實施例中，對于由以下區(qū)域不形成第二熱沉:在發(fā)光元件210的表面上方由線1160、45°限定的從發(fā)光元件210的外部上周界沿所有方向伸出的區(qū)域。
[0113]在備選實施例中，第一左熱沉1120和第一右熱沉1125可以是相同熱沉。例如，可以使用單個熱沉，所述單個熱沉是在發(fā)光元件210的對面具有開放空間作為氣隙的閉合多邊形(例如，閉合圓形或閉合矩形)。
[0114]在備選實施例中，柔性照明器件1100可以去除第一和第二過孔1113、1116，并且允許簡單地通過第一和第二熱沉1120、1125散熱。此外，以上關(guān)于圖5至10描述的任何實施例可以修改為包括第一左和右熱沉1120、1125以及將正導(dǎo)電元件130連接至第一左熱沉1120并且將負(fù)導(dǎo)電元件140連接至第一右熱沉1125的第一和第二過孔1120。
[0115]圖12是根據(jù)再一所公開實施例的圖1的柔性照明器件的上部沿圖2中的線V-V’的側(cè)截面圖。如圖12所示，柔性照明器件1200包括第一柔性襯底510、粘合層(bondline) 1260、熱沉520、第一和第二導(dǎo)電兀件130、140、發(fā)光兀件210、第一和第二接觸兀件230、240、第一和第二導(dǎo)電連接器235、245、第二柔性襯底530、以及固定層540。
[0116]在圖12中，第一柔性襯底510、第一和第二導(dǎo)電元件130、140、發(fā)光元件210、第一和第二接觸元件230、240、第一和第二導(dǎo)電連接器235、245、第二柔性襯底530、以及固定層540如以上關(guān)于圖5所公開地進行操作。因此本實施例不再重復(fù)這些元件的描述。
[0117]圖12的實施例與圖5的實施例的不同之處在于，圖12的實施例在第一柔性襯底510與熱沉520之間包括粘合層1260。粘合層1260用于將熱沉520附著至第一柔性襯底510。粘合層1260還配置為將熱從第一柔性襯底510傳遞至熱沉520。在多個實施例中，粘合層1260可以是電絕緣或電傳導(dǎo)熱粘合帶，例如填充金屬的熱條帶。
[0118]熱沉520通過粘合層1260附著至第一柔性襯底510的底部(S卩，與其余元件所在側(cè)的相反側(cè))，并且操作用于消散照明元件120產(chǎn)生的熱。具體地，熱沉520配置為主要沿Z方向傳遞熱，即，沿從第一柔性襯底向外部空間(open air)的方向。
[0119]熱沉520可以是充分散熱的柔性金屬層(例如，金屬帶)、柔性陶瓷薄膜層、任何柔性材料或基于碳的薄膜。
[0120]圖13是根據(jù)另一所公開實施例的圖1的柔性照明器件的上部沿圖2中的線V-V’的側(cè)截面圖。如圖13所示，柔性照明器件1300包括第一柔性襯底510、散熱器1370、熱沉520、第一和第二導(dǎo)電兀件130、140、發(fā)光兀件210、第一和第二接觸兀件230、240、第一和第二導(dǎo)電連接器235、245、第二柔性襯底530、以及固定層540。
[0121]在圖13中，第一柔性襯底510、第一和第二導(dǎo)電元件130、140、發(fā)光元件210、第一和第二接觸元件230、240、第一和第二導(dǎo)電連接器235、245、第二柔性襯底530、以及固定層540如以上關(guān)于圖5所公開地進行操作。因此本實施例不再重復(fù)這些元件的描述。
[0122]圖13的實施例與圖5的實施例的不同之處在于，圖13的實施例包括附著在第一柔性襯底510與熱沉520之間的散熱器1370。散熱器1370用于沿X和Y方向散熱，S卩，沿與第一柔性襯底510的表面和熱沉520的表面平行的方向。這樣，散熱器1370可以消散發(fā)光元件210產(chǎn)生的熱，使得熱不集中在發(fā)光元件的正下方。在多個實施例中，散熱器1370可以由金屬薄層、基于碳的有機結(jié)構(gòu)(例如，石墨)的薄膜或金屬與低玻璃轉(zhuǎn)換聚合物的合成物制成。
[0123]熱沉520附著至散熱器1370的底部(即，在第一柔性襯底510的與其余元件所在側(cè)的相反側(cè))。熱沉520操作用于消散照明元件120產(chǎn)生的熱。具體地，熱沉520配置為主要沿Z方向傳遞熱，S卩，從第一柔性襯底向外部空間的方向。然而，由于散熱器1370沿X和Y方向消散照明元件120產(chǎn)生的熱，因此熱沉520可以更有效率地操作。
[0124]圖14是根據(jù)另一所公開實施例的圖1的柔性照明器件沿圖2中的線V-V’的側(cè)截面圖。如圖14所示，柔性照明器件1400包括第一柔性襯底510、第一粘合層1460、散熱器1370、第二粘合層1465、熱沉520、第一和第二導(dǎo)電兀件130、140、發(fā)光兀件210、第一和第二接觸元件230、240、第一和第二導(dǎo)電連接器235、245、第二柔性襯底530、和固定層540。
[0125]在圖14中，第一柔性襯底510、散熱器1370、熱沉520、第一和第二導(dǎo)電元件130、140、發(fā)光元件210、第一和第二接觸元件230、240、第一和第二導(dǎo)電連接器235、245、第二柔性襯底530、和固定層540如以上關(guān)于圖13所公開地進行操作。因此本實施例不再重復(fù)這些元件的描述。
[0126]圖14的實施例與圖13的實施例的不同之處在于，圖14的實施例包括在第一柔性襯底510與散熱器1370之間的第一粘合層1460、以及在散熱器1370與熱沉520之間的第二粘合層1465。第一粘合層1460用于將散熱器1370附著至第一柔性襯底510，而第二粘合層1465用于將熱沉520附著至散熱器1370。第一和第二粘合層1460、1465也配置為將熱從第一柔性襯底510傳遞至散熱器1370，并且從散熱器1370傳遞至熱沉520。在多個實施例中，第一和第二粘合層1460、1465可以是電絕緣或電傳導(dǎo)熱粘合帶，例如填充金屬的熱條帶。
[0127]頂部保形層(topconformal layer)的使用
[0128]圖15-18示出了根據(jù)備選所公開實施例的圖1的柔性照明器件100的備選實施例。這些備選實施例公開了使用頂部保形層代替第二柔性襯底。
[0129]圖15是根據(jù)又一所公開實施例的圖1的柔性照明器件沿圖2中的線V-V’的側(cè)截面圖。如圖15所不,柔性照明器件1500包括第一柔性襯底510、熱沉520、第一和第二導(dǎo)電元件130、140、發(fā)光元件210、第一和第二接觸元件230、240、第一和第二導(dǎo)電連接器235、245、固定層540和具有磷光劑的保形層1565。
[0130]在圖15中，第一柔性襯底510、熱沉520、第一和第二導(dǎo)電兀件130、140、發(fā)光兀件210、第一和第二接觸元件230、240、第一和第二導(dǎo)電連接器235、245、和固定層540如以上關(guān)于圖5所公開地進行操作。因此，本實施例不再重復(fù)這些元件的描述。
[0131]圖15的實施例與圖5的實施例的不同之處在于，圖15的實施例使用具有磷光劑的保形層1565來代替第二柔性襯底530和磷光劑層420。以粘性形式沉積保形層1565，然后例如使用熱或紫外輻射將其固化。
[0132]如上所述，保形層1565包括磷光劑。這允許柔性照明器件1500產(chǎn)生白光。然而，在僅需要單色光的實施例中，可以使用不具有磷光劑的保形層來代替具有磷光劑的保形層1565。
[0133]圖16是根據(jù)另一所公開實施例的圖1的柔性照明器件的上部沿圖2中的線V-V’的側(cè)截面圖。如圖16所示，柔性照明器件1600包括第一柔性襯底510、熱沉520、第一和第二導(dǎo)電元件130、140、發(fā)光元件210、第一和第二接觸元件230、240、第一和第二導(dǎo)電連接器235、245、固定層540、具有磷光劑的保形層1670、以及不具有磷光劑的保形層1675。
[0134]在圖16中，第一柔性襯底510、熱沉520、第一和第二導(dǎo)電兀件130、140、發(fā)光兀件210、第一和第二接觸元件230、240、第一和第二導(dǎo)電連接器235、245、固定層540如以上關(guān)于圖5所公開地進行操作。因此本實施例不再重復(fù)這些元件的描述。
[0135]圖16的實施例與圖5的實施例的不同之處在于，圖16的實施例使用不具有磷光劑的保形層1675代替第二柔性襯底530，并且在發(fā)光元件210上采用具有磷光劑的保形層1670。具有磷光劑的保形層1670和不具有磷光劑的波形層1675 二者均以粘性形式沉積然后例如使用熱或紫外輻射固化。
[0136]具有磷光劑的保形層1670僅形成在光元件210上，而不具有磷光劑的保形層形成在整個結(jié)構(gòu)上。這允許柔性照明器件1600產(chǎn)生白光，而無需在必須覆蓋整個結(jié)構(gòu)的保形層中混合一定量的磷光劑。
[0137]圖17是根據(jù)再一所公開實施例的圖1的柔性照明器件的上部沿線V-V’的側(cè)截面圖。如圖17所示，柔性照明器件1700包括第一柔性襯底510、熱沉520、第一和第二導(dǎo)電元件130、140、發(fā)光元件210、透鏡710、第一和第二接觸元件230、240、第一和第二導(dǎo)電連接器235、245、固定層540、具有磷光劑的保形層1565。
[0138]在圖17中，第一柔性襯底510、熱沉520、第一和第二導(dǎo)電元件130、140、發(fā)光元件210、透鏡710、第一和第二接觸元件230、240、第一和第二導(dǎo)電連接器235、245、固定層540以及具有磷光劑的保形層1565如以上關(guān)于圖5、8和15所公開地進行操作。因此本實施例不再重復(fù)這些元件的描述。
[0139]圖17的實施例與圖5、8和15的實施例的不同之處在于，圖17的實施例使用具有磷光劑的保形層1565代替第二柔性襯底530，并且在發(fā)光元件210上采用透鏡710。
[0140]圖18是根據(jù)另一所公開實施例的圖1的柔性照明器件的上部沿線V-V’的側(cè)截面圖。如圖18所示，柔性照明器件1800包括第一柔性襯底510、熱沉520、第一和第二導(dǎo)電元件130、140、發(fā)光元件210、透鏡710、第一和第二接觸元件230、240、第一和第二導(dǎo)電連接器235、245、固定層540、具有磷光劑的保形層1670、以及不具有磷光劑的保形層1675。
[0141]在圖18中,第一柔性襯底510、熱沉520、第一和第二導(dǎo)電兀件130、140、發(fā)光兀件210、第一和第二接觸元件230、240、第一和第二導(dǎo)電連接器235、245、固定層540如以上關(guān)于圖5、8和16所公開地進行操作。因此本實施例不再重復(fù)這些元件的描述。
[0142]圖18的實施例與圖5、8和16的實施例的不同之處在于，圖18的實施例⑴使用不具有磷光劑的保形層1675代替第二柔性襯底530 ； (2)在發(fā)光元件210上采用具有磷光劑的保形層1670 ;以及(3)在發(fā)光元件210上采用透鏡710。
[0143]制造柔性照明器件的方法
[0144]圖19-24C是示出了根據(jù)所公開實施例的圖1_18的柔性照明器件的制造工藝的側(cè)截面圖。
[0145]如圖19和25所示，制造工藝2500可以開始于設(shè)置第一柔性襯底510(2505)。然后將散熱結(jié)構(gòu)附著到第一柔性襯底510的一側(cè)(2510)。該散射結(jié)構(gòu)至少包括熱沉520，但是也可以包括散熱器1470、第一粘合層1560以及第二粘合層1565。
[0146]然后在第一柔性襯底510上在附著散熱結(jié)構(gòu)的一側(cè)的相反側(cè)形成正導(dǎo)電元件130(2515)?？梢岳缤ㄟ^在第一柔性襯底510布置母線或?qū)Ь€或者將母線或?qū)Ь€附著在第一柔性襯底510上來完成該操作。
[0147]如圖20和25所示，制造工藝2500繼續(xù)，在第一柔性襯底510的與正導(dǎo)電元件130同一側(cè)上形成負(fù)導(dǎo)電元件140(2520)?？梢岳缤ㄟ^在第一柔性襯底510上布置母線或?qū)Ь€或者將母線或?qū)Ь€附著在第一柔性襯底510上來完成該操作。
[0148]盡管圖19、20和25公開了在單獨步驟中沉積正和負(fù)導(dǎo)電元件130、14，但是在一些實施例中，可以在第一柔性襯底510上同時形式正和負(fù)導(dǎo)電兀件130、140。
[0149]如圖21和25所示，制造工藝2500繼續(xù)，在正導(dǎo)電元件130上形成第一導(dǎo)電連接器235 (2525)，并且在負(fù)導(dǎo)電元件140上形成第二導(dǎo)電連接器245 (2530)。然后將照明元件120設(shè)置在第一和第二導(dǎo)電連接器235、245上，并且降低照明元件120，使得照明元件120上的第一和第二連接元件230、240分別與第一和第二導(dǎo)電連接器235、245相鄰。
[0150]盡管圖21和25公開了在單獨步驟中形成第一和第二導(dǎo)電連接器235、245，但是在一些實施例中，可以在正和負(fù)導(dǎo)電兀件130、140上同時形成第一和第二導(dǎo)電連接器235、245。
[0151]如圖22和25所示，制造工藝2500繼續(xù)，使得照明元件120與第一和第二導(dǎo)電連接器235、245接觸。當(dāng)這么做時，第一和第二連接元件230、240分別與第一和第二導(dǎo)電連接器235、245接觸。以這種方式，照明元件120通過第一和第二導(dǎo)電連接器235、245附著至正和負(fù)導(dǎo)電元件130、140 (2535)。具體地，照明元件120的第一連接元件230通過第一導(dǎo)電連接器235連接至正導(dǎo)電元件130。同樣，照明元件120的第二連接元件240通過第二導(dǎo)電連接器245連接至負(fù)導(dǎo)電元件140。
[0152]如圖23和25所示，制造工藝2500繼續(xù)，鄰近第一柔性襯底510以及第一柔性襯底510頂部上形成的元件設(shè)置固定材料540，并且將固定材料540壓制在第一柔性襯底510以及第一柔性襯底510頂部上形成的元件上(2540)。在該工藝期間，固定材料540圍繞發(fā)光元件120以及正和負(fù)導(dǎo)電元件130、140流動，使得不干擾這些元件但仍將這些元件固定在適當(dāng)位置。
[0153]如圖25所示，制造工藝2500繼續(xù)，在固定材料和照明元件120上設(shè)置一個或多個頂層(2545)。在多個實施例中該操作可以按照多個方式來完成，如圖24A-24C所示。
[0154]如圖24A所示，可以鄰近固定層540設(shè)置第二柔性襯底530作為第一頂層，并且可以向下壓制第二柔性襯底530以經(jīng)由固定層540將第二柔性襯底530固定到第一柔性襯底510(2545)。這僅是示例。在備選實施例中，可以初始地將固定材料540涂覆到第二柔性襯底 530。
[0155]然后可以在第二柔性襯底530上沉積磷光劑層610，作為第二頂層。這獲得圖6的柔性照明器件600。
[0156]如圖24B所示，可以鄰近固定層540設(shè)置具有磷光劑的保形層1565作為第一頂層，并且可以將具有磷光劑的保形層1565沉積在固定層540上(2545)。這獲得圖15的柔性照明器件1500。
[0157]通常以粘性形式沉積保形層1565，然后使用熱或紫外光將其固化。
[0158]盡管圖24B的實施例公開了保形層1565包括磷光劑，但是在備選實施例中可以不是這種情況。如果期望單色光，則不需要磷光劑。
[0159]如圖24C所示，可以僅在發(fā)光元件210上沉積具有磷光劑的保形層1670，作為第一頂層。然后在具有磷光劑的保形層1670和固定層540上沉積不具有磷光劑的保形層1675。這獲得圖16的柔性照明器件1600。這樣，僅需要在需要磷光劑的保形層中(即，在發(fā)光元件210正上方)使用磷光劑。
[0160]通常，保形層1670、1675各自以粘性形式沉積并然后使用熱、紅外光或紫外光固化。保形層1670、1675也可以風(fēng)干。
[0161]在圖5至18中公開的實施例中，在照明元件120與第二柔性襯底510 /保形層1565 /保形層1670之間幾乎不保留固定材料540。然而，在備選實施例中，固定材料540的一些部分可以保留在照明元件120與第二柔性襯底510之間。
[0162]圖26是示出了根據(jù)所公開實施例的將散熱元件附著至第一柔性襯底的工藝2510的流程圖。如圖26所示，工藝開始于將第一粘合層1560附著至第一柔性襯底510(2610)。
[0163]然后將散熱器1470附著至第一粘合層1560(2620)。散熱器1470配置為主要沿與散熱器1470的表面平行的方向散熱。
[0164]然后將第二粘合層1565附著至散熱器1470 (2630)。
[0165]最后，將熱沉520附著至第二粘合層1565(2640)。熱沉520配置為主要沿與熱沉520的表面垂直的方向散熱。
[0166]圖27A和27B是示出了根據(jù)所公開實施例的將照明元件120附著至導(dǎo)電元件130、140的工藝2535的流程圖。
[0167]如圖27A所示，在一個實施例中，工藝2535開始于將發(fā)光元件210的第一(正)接觸元件230經(jīng)由第一導(dǎo)電連接器235附著至正導(dǎo)電元件130(2710)。
[0168]然后將發(fā)光元件210的第二(負(fù))接觸元件230經(jīng)由第二導(dǎo)電連接器245附著至負(fù)導(dǎo)電元件140(2720)。
[0169]然后在發(fā)光元件210上形成磷光劑層420(2730)。在不需要磷光劑層420的任何柔性照明器件的制造中，可以省略該操作。此外，如果在制造工藝2500期間執(zhí)行該操作，則操作2545不應(yīng)當(dāng)包括磷光劑層作為頂層之一。這是因為對于給定發(fā)光元件210僅需要具有單個磷光劑層。
[0170]最后，然后可以在磷光劑層420上形成透鏡710 (1940)。在不需要透鏡710的任何柔性照明器件的制造中，可以省略該操作。
[0171]如圖27B所示，在另一實施例中，工藝2535可以開始于將發(fā)光元件210的第一(正)接觸元件230經(jīng)由第一導(dǎo)電連接器235附著至正導(dǎo)電元件130(2710)。
[0172]然后將發(fā)光元件210的第二(負(fù))接觸元件230經(jīng)由第二導(dǎo)電連接器245附著至負(fù)導(dǎo)電元件140(2720)。
[0173]最后，在發(fā)光元件210上形成透鏡810 (2750)。可以在不需要透鏡810的任何柔性照明器件的制造中，可以省略該操作。
[0174]圖28A-28C是示出了根據(jù)所公開實施例的在固定材料和發(fā)光元件上形成一個或多個頂層的工藝的流程圖。
[0175]圖29是示出了根據(jù)另一所公開實施例的柔性照明器件的制造工藝2000的流程圖。
[0176]操作2505、2510、2515、2520、2525、2530、2535、2540 和 2545 如以上關(guān)于圖 25 描述地執(zhí)行。因此，不再次關(guān)于圖29詳細(xì)描述這些操作。
[0177]在圖29的制造工藝2900的操作中，形成包括多個照明元件120的柔性照明器件。工藝2900開始于設(shè)置第一柔性襯底510 (2505)。對于所有這多個照明元件120使用相同第一柔性襯底510。
[0178]然后將散熱元件附著至第一襯底510的底部(2510)。該散熱元件可以包括熱沉520并且還可以包括散熱器1470。
[0179]接著,在第一柔性襯底510上形成正導(dǎo)電兀件130 (2515),并且在第一柔性襯底510上形成負(fù)導(dǎo)電元件140(2520)。對于所有這多個照明元件120使用相同的正和負(fù)導(dǎo)電元件 130、140。
[0180]在該不例制造工藝2900中，設(shè)置第一器件以形成第一和第二導(dǎo)電兀件235、245，并且設(shè)置第二器件以將照明元件120經(jīng)由第一和第二導(dǎo)電連接器235、245附著至正和負(fù)導(dǎo)電元件130、140。這兩個器件沿著工藝流在相同的時刻但是不同位置處操作。具體地，在工藝流中，形成第一和第二導(dǎo)電連接器235、245組的第一器件在較前位置處，然后是將照明元件120附著至第一和第二導(dǎo)電連接器235、245組的第二器件。
[0181]因此，在第一組第一和第二導(dǎo)電連接器235、245處在使照明元件與其附著的位置之前，第一器件必須在正和負(fù)導(dǎo)電元件130、140上沉積特定數(shù)目的第一和第二導(dǎo)電連接器235,245組。精確的數(shù)目依賴于第一器件與第二器件之間的距離以及柔性照明器件100上照明元件120之間的距離(即，在第一器件與第二器件將會安裝多少組第一和第二導(dǎo)電連接器235、245)。因此，在第二器件開始操作之前第一器件在短時間內(nèi)自己操作。
[0182]同樣，一旦第一器件沉積了所有所需第一和第二導(dǎo)電連接器235、245組，第二器件仍必須將照明元件120附著至其余的第一和第二導(dǎo)電連接器235、245組。因此，在第一器件停止操作之前第二器件在短時間內(nèi)自己操作。具體地，這些操作如下進行。
[0183]一旦在第一柔性襯底510上設(shè)置了正和負(fù)導(dǎo)電元件130、140，第一柔性襯底510就前進到下個位置(2910)。當(dāng)該工藝剛剛開始時，這是開始位置。
[0184]然后在正導(dǎo)電兀件130上形成第一導(dǎo)電連接器235 (2525),而在負(fù)導(dǎo)電兀件140上形成第二導(dǎo)電連接器245 (2530)。逐一或同時執(zhí)行這兩個操作。
[0185]工藝2900然后確定第一柔性襯底510是否處在準(zhǔn)備好附著照明元件120的位置(2920)。換言之，確定第一組第一和第二導(dǎo)電連接器235、245在工藝流中是否前進了足夠遠(yuǎn)使得可以將照明元件120附著到該第一組第一和第二導(dǎo)電連接器235、245。
[0186]如果回答為否(即，第一組第一和第二導(dǎo)電連接器235、245在工藝流中沒有前進足夠遠(yuǎn)使得可以將照明元件120附著到該第一組第一和第二導(dǎo)電連接器235、245)，工藝返回到操作2010，前進到下個位置，并且形成另一組第一和第二導(dǎo)電連接器235、245 (2525、2530)。
[0187]然而，如果回答為是(S卩，第一組第一和第二導(dǎo)電連接器235、245在工藝流中前進了足夠遠(yuǎn)使得可以將照明元件120附著到該第一組第一和第二導(dǎo)電連接器235、245)，工藝通過對應(yīng)的一組第一和第二導(dǎo)電連接器235、245將照明元件120附著至正和負(fù)導(dǎo)電元件130、140 (2535)。
[0188]操作2900然后確定已經(jīng)沉積了所有導(dǎo)電連接器235、245。
[0189]如果回答為否(即，尚未沉積所有導(dǎo)電元件235、245)，則工藝返回到操作2910，前進到下個位置，并且繼續(xù)從這里處理。
[0190]然而，如果回答為是(即，沉積了所有導(dǎo)電元件235、245)，則工藝使柔性襯底510前進到下個位置(2940)，并且確定是否附著了所有照明元件120 (2950)。
[0191]如果回答為否(即，尚未附著所有照明元件120)，則工藝返回到操作2535，附著下個照明元件120，并且繼續(xù)從這里處理。
[0192]然而，如果回答為是(即，附著了所有照明元件120)，則工藝在第一柔性襯底510上設(shè)置固定層540 (2540)，并在固定層520和發(fā)光元件210上設(shè)置一個或多個頂層(2545)。
[0193]這樣，制造了柔性照明器件，柔性照明器件包括與相同正和負(fù)導(dǎo)電元件130、140連接的多個照明元件。
[0194]圖30是示出了根據(jù)再一所公開實施例的柔性發(fā)光元件的制造工藝30的流程圖。在本特定實施例中，設(shè)置兩個熱沉，在柔性照明器件的每一側(cè)一個熱沉。這對應(yīng)于以上圖1lA和IlB中公開的實施例。如以上關(guān)于圖25所描述地執(zhí)行操作2515、2520、2525、2530和2535。因此，關(guān)于圖30不再詳細(xì)描述這些操作。
[0195]制造工藝3000開始于設(shè)置其中具有第一孔1115的第一柔性襯底1110(3010)。
[0196]然后將第一熱沉1120附著至第一柔性襯底1110(3020)。
[0197]然后在第一柔性襯底1110上形成正和負(fù)導(dǎo)電元件130、140 (2515、2520)。接著，分別在正和負(fù)導(dǎo)電元件130、140上形成第一和第二導(dǎo)電連接器235、245(2525、2530)。然后分別通過第一和第二導(dǎo)電連接器235、245將照明元件120附著至正和負(fù)導(dǎo)電元件130、140(2535)。
[0198]然后將第二熱沉1140附著至第二柔性襯底530，第二熱沉1140中具有多個間隙1170，以容納照明元件120(2140)。
[0199]然后在第一柔性襯底1110和第二柔性襯底530之間形成固定材料540(1845)。
[0200]最后，將第一和第二柔性襯底1110、530壓制在一起，以經(jīng)由固定材料540將第一和第二柔性襯底1110、530彼此固定(1850)。
[0201]結(jié)論
[0202]本公開意在說明如何根據(jù)本發(fā)明形成并使用多個實施例，而不是限制本發(fā)明的真實、預(yù)期和清楚的范圍和精神。上述描述并不應(yīng)是完盡的或者將本發(fā)明限制于所公開的精確形式。根據(jù)以上教導(dǎo)能夠進行修改或變型。選擇并描述實施例來提供對本發(fā)明原理的最佳說明及其實際應(yīng)用，并且使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠在多個實施例中使用本發(fā)明，并且多種修改適合于所設(shè)想的特定使用。當(dāng)根據(jù)公正、合法并合理所授予的寬度解釋所有這樣的修改和變型時，所有這樣的修改和變型在所附權(quán)利要求(可以在本申請的專利性未決期間進行修改)及其所有等同物所確定的本發(fā)明的范圍內(nèi)。根據(jù)實現(xiàn)方式的需要，上述多個電路可以在分離電路或集成電路中實現(xiàn)。
【權(quán)利要求】
1.一種柔性照明元件，包括: 第一柔性襯底； 第一導(dǎo)電元件，位于第一柔性襯底上； 第二導(dǎo)電元件，位于第一柔性襯底上； 發(fā)光元件，具有第一接觸和第二接觸，第一接觸和第二接觸均在發(fā)光元件的第一表面上，第一接觸與第一導(dǎo)電元件電連接，第二接觸與第二導(dǎo)電元件電連接，并且發(fā)光元件配置為從與第一表面相反的第二表面發(fā)射具有1nm與10000nm之間波長的光； 柔性頂層，位于與發(fā)光元件的第二表面相鄰處，其中發(fā)光元件的第二表面在發(fā)光元件的第一表面的相反側(cè)；以及 固定層，位于第一柔性襯底與柔性頂層之間，固定層配置為將柔性頂層固定到第一柔性襯底；以及 散熱層，具有第三表面和與第三表面相反的第四表面，散熱層在第三表面處被固定在第一柔性襯底的下方， 其中，柔性頂層對于選定光波長實質(zhì)上透明。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性照明元件，其中， 散熱層配置為沿著與第三和第四表面平行或幾乎平行的方向散熱。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性照明元件，其中， 第一和第二導(dǎo)電連接器各自包括環(huán)氧樹脂點或涂覆的金屬焊盤。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性照明元件，其中， 發(fā)光元件是超薄發(fā)光元件，具有3密耳與20密耳之間的厚度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性照明元件，其中， 柔性頂層是第二柔性襯底和固化的保形涂層中的一個。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性照明元件，其中， 散熱層通過位于散熱層與第一柔性表面之間的第一條帶附著至第一柔性表面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性照明元件，其中， 散熱層包括石墨、銅、鋁、相變熱材料、或金屬和低玻璃轉(zhuǎn)換溫度聚合物薄層的合成材料的至少一個層。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性照明元件，還包括: 熱沉層，附著至散熱層的第四表面， 其中熱沉層配置為主要沿著與第三和第四表面垂直或幾乎垂直的方向傳遞熱。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的柔性照明元件，其中， 熱沉層包括鋁、石墨、鋁和銅中的至少一個。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的柔性照明元件，其中， 熱沉層包括涂覆有粘合劑的熱條帶。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的柔性照明元件，其中， 熱沉層通過熱沉層與散熱層之間的第二條帶附著至散熱層。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的柔性照明元件，其中， 第二條帶包括熱粘合劑條帶。
【文檔編號】H01L33/64GK104051604SQ201410097405
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月15日
【發(fā)明者】蒂莫西·韋伯斯特·布魯克斯, 斯克特·J·瓊斯, 馬丁·J·馬克思, 愷撒·佩雷斯-巴勒沃, 詹姆斯·E·羅伯斯, 喬治·M·理查森二世 申請人:格羅特工業(yè)有限公司