CN107110468A - 柔性照明多层结构 - Google Patents

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Abstract

一种柔性和照明多层结构，其中柔性和照明多层结构(10)包括层压在一起的至少两个柔性箔片(100、102)。每个箔片(100、102)具有柔性导电图案层(104)和分布在箔片(100、102)上的LED单元(106)，LED单元(106)与接触图案(104)电接触。箔片(100、102)的LED单元(106)位于其它箔片的LED单元(106)的位置之间。LED单元(106)中的至少一个LED单元被配置为朝其辐射光的多层结构(10)的至少一个箔片对于光是透明的。LED单元(106)的亮度利用通过接触图案(104)馈送到箔片(100、102)的工作电功率至少是可特定于箔片控制的。至少一个箔片(100、102)的LED单元(106)具有不同的色调或颜色，或被控制以输出与至少一个其它箔片(100、102)的LED单元(106)不同的色调或颜色。

Description

柔性照明多层结构
技术领域
本发明涉及柔性照明多层结构。
背景技术
目前存在具有LED作为光功率源的照明膜状结构。LED被附接到其铜层通过蚀刻进行图案化的聚合物层压体的基板。聚合物层压体通常由聚酰亚胺(polyimide)制成，聚酰亚胺具有差的透明性，尤其在可见光下。此外，与诸如PET、PEN和PC的低成本聚合物相比，聚酰亚胺层压体是昂贵的。
因此，需要改进照明膜状结构。
发明内容
本发明寻求提供改进的柔性和照明结构。根据本发明的一个方面，提供了如权利要求1所述的照明多层结构。
根据本发明的另一个方面，提供了如权利要求6所述的照明***。
本发明提供了对由照明多层结构产生的照明的改进。
附图说明
下面仅通过示例的方式参考附图描述本发明的示例实施例，附图中：
图1图示多层柔性和照明多层结构的示例；
图2图示照明***的示例；以及
图3图示处理器和存储器的示例。
具体实施方式
以下实施例仅仅是示例。虽然本说明书可能在若干地方提到实施例，但这并不一定意味着每个这种引用是针对相同的(一个或多个)实施例，或者特征仅适用于单个实施例。不同实施例的单个特征也可以被组合，以提供其它实施例。此外，词语“包括”应当被理解为不将所描述的实施例限制到仅由已提及的那些特征组成，并且此类实施例还可以包含尚未具体提及的特征/结构。
应当注意的是，虽然各图图示各种实施例，但是它们被简化并且只示出了一些结构和/或功能实体。图中所示的连接可以指电和/或物理连接。对于本领域技术人员来说很显然，所描述的装置还可以包括与图和文字中所描述的那些不同的其它功能和结构。应当认识到的是，一些功能、结构、供电和信令的细节与实际的发明无关。因此，它们不需要在这里更详细地讨论。
图1示出了柔性和照明多层结构10的示例。多层结构包括至少两个柔性箔片100、102，其可以包括例如聚合物或纸。在其上形成多层结构的柔性和/或可拉伸基板可以包括聚合物，诸如弹性体、纸、柔性金属等。箔片100、102被层压在一起。层压可以意味着将不同的箔片和基板一个放在另一个上，并且通过例如胶合将它们附接在一起。箔片100、102中的每一个具有柔性导电图案层104。此外，多个LED单元106分布在箔片100、102中的每一个上(只有少数几个LED单元已利用参考标号标记)。像通常的名词一样主要使用的缩写LED表示发光二极管(Light Emitting Diode)。LED可以包括无机LED或有机LED。LED单元中的任何一个发射以下中的至少一个的光：紫外光带、可见光带和红外光带。紫外光带和红外光带实现与仅可见光的功能不同的功能。
LED单元106与导电图案104电接触。LED单元106至少是可特定于箔片被控制的，这意味着一个箔片的LED单元106可以相对于任何其它箔片的LED单元106被单独地控制。导电图案104还可以实现对LED单元106的独立电控制。导电层104可以已通过利用至少一种可打印的导电墨打印导体的电路***的图案以及LED单元的接触区域制成。
柔性和照明多层结构10还可以包括可以被认为是多层结构10的基板的柔性箔片90。例如，聚合物箔片90、100、102可以包括塑料，诸如聚酰亚胺(PI)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、液晶聚合物(LCP)等。
柔性和照明多层结构10还包括柔性和导电层104，其可以被图案化以制成实现照明多层结构10的操作的电路的导体。
多层结构10的箔片100、102的LED单元106位于多层结构10的其它箔片的LED单元106的位置之间。在一个箔片100、102中的LED单元106具有周围为空(free surrounding)的LED单元，这是因为LED单元彼此不物理接触，从而导致任何两个LED单元之间的距离。通过将箔片的LED单元放置在其它箔片的LED单元之间的间隙中，LED单元106不会彼此重叠或遮蔽彼此的光。
LED单元106中的至少一个朝其辐射光的多层结构10的至少一个箔片100、102对于光是透明的。以这种方式，LED单元106的光可以穿过多层结构10的层并且照明环境。
不同箔片100、102的LED单元106的亮度可利用通过箔片100、102馈送的工作功率单独地控制。对不同箔片100、102中的LED单元106的单独控制有可能通过允许向箔片100、102独立地馈送工作电功率的接触图案104进行。
在实施例中，LED单元106中的每一个的亮度可单独地控制。对LED单元106的单独控制有可能通过允许向LED单元106独立地馈送工作电功率的接触图案104进行。
在实施例中，至少一个箔片100、102的LED单元106具有与至少一个其它箔片100、102的LED单元106不同的色调或颜色。
在实施例中，LED单元106可以包括白光LED，其具有不同的色调/色度(tone/hue)用于控制从多层结构10发射的光的总体色调/色度。在实施例中，所使用的LED可以提供对应于2700K、3500K和6000K的色温的色调。通过使用这样的LED单元，有可能将色调从2700K调节到6000K。一个箔片可以具有2700K的色温的LED单元，另一个箔片可以具有3500K的色温的LED单元，并且还有的另一个箔片可以具有6000K的色温的LED单元。色温也可以更高，诸如6500K。以这种方式，可以通过选择负责照明的LED单元所在的一个或多个箔片来控制照明的色调。
在实施例中，一个箔片的LED单元106可以仅包括红色LED，另一个箔片可以仅包括绿色LED并且还有的另一个箔片包括蓝色LED。以这种方式，可以通过选择负责照明的LED单元所在的一个或多个箔片来控制照明的颜色。
在实施例中，LED单元106中的每一个可以包括至少一个红色LED、至少一个绿色LED和至少一个蓝色LED，用于控制从多层结构10发射的光的亮度和总体色调。
在实施例中，可以控制至少一个箔片100、102的LED单元106以输出与至少一个其它箔片100、102的LED单元106不同的色调或颜色。例如，如果所有LED单元106都是包括至少一个红色LED、至少一个绿色LED和至少一个蓝色LED的白色LED，那么可以控制一个箔片以输出红色或带红色的光，并且可以控制另一个箔片以输出蓝色或带蓝色的光。如果存在更多的箔片，那么可以控制第三个箔片以输出绿色或带绿色的光。以这种方式，可以通过选择负责照明的LED单元所在的一个或多个箔片来控制照明的颜色。
在实施例中，LED单元106的至少第一部分108的光可以相对于LED单元106的第二部分110的光被引导到不同的方向，用于控制由多层结构10辐射的光的空间分布。在实施例中，LED单元106的第一部分108可以包括第一箔片100的LED单元，并且LED单元106的第二部分110可以包括第二箔片102的所有LED单元。更一般地，LED单元106的第N部分108可以包括第N箔片100的LED单元，其中N是大于零的整数。这些部件可能具有相等或不等数量的LED单元。
在实施例中，LED单元106可以包括非有机发光二极管倒装芯片(flip chip)。倒装芯片可以驻留在箔片100、102的腔体中。
图2图示包括至少一个多层结构10的照明***的示例。该***还包括调节以下中的至少一个的控制器202：多层结构10的亮度、色调和辐射分布。该***还可以包括测量由LED单元106辐射的光的光谱的光谱测量单元200。
在实施例中，该***包括可以测量由LED单元106辐射的光的光谱的光谱测量单元200。控制器202可以接收测得的信息，并且然后控制器202可以基于测得的信息控制至少一个多层结构的输出，使得实现期望的照明。控制器202可以将测得的信息与照明的目标值进行比较，并且基于比较来调节控制动作。这种比较和控制动作的生成本身是已知的。
控制器202基于LED单元106所位于的箔片100、102单独地控制LED单元106。即，不同的箔片100、102可以不同地照明环境。具有LED单元的一个箔片100、102相对于任何其它箔片100、102的输出的差异可以是照明的强度、色调、颜色或方向。如果LED单元能够输出相似的照明并且它们被控制以具有相似的输出，那么具有这些LED单元的所有箔片100、102也可以具有相同的照明输出。
控制器202基于由光谱测量单元200测得的光谱独立地控制LED单元106。光谱测量单元200可以包括光谱仪。光谱测量单元200和多层结构10可以集成在一起。集成可能意味着光谱测量单元200和多层结构10在物理和操作上组合。因此，光谱测量单元200可以是照明***的一部分。
在图3图示的实施例中，控制器202可以包括至少一个处理器300和包括计算机程序代码的至少一个存储器302。计算机程序产品可以体现在计算机可读的分布介质上，并且可以包括程序代码，当程序代码被加载到控制器202的至少一个存储器302中时，使得控制器302执行测量或控制所需的步骤中的至少一个步骤。
控制器202可以在存储器302中具有或者它可以接收关于多层结构10预期向环境提供的目标光谱的信息。控制器202可以控制向LED单元106馈送电功率的工作功率源204。根据来自控制器202的控制命令，工作功率源204可以向每个LED单元106独立地馈送电功率。
如果向LED单元106馈送最大工作电功率，那么它们将以最大强度照明环境。通过馈送比最大工作功率低的工作功率，可以使多层结构10以较小的强度照明环境。
如果向第一色调的LED单元馈送某个电功率并且向至少一个不同色调的LED单元馈送比所述某个电功率低的电功率，那么第一色调将在多层结构10的总体色调中被强调。以这种方式，可以控制多层结构10的色调。
如果向红色LED馈送某个电功率并且没有向绿色和蓝色LED馈送电功率，那么多层结构将用红色光照明环境。通过控制不同颜色的LED单元的强度，有可能控制箔片10的照明颜色。
在实施例中，***具有用户界面206，其可以将用户输入或选择的参考值馈送到控制器202，用于调节箔片10的照明的亮度、色调或方向。
在实施例中，用户210可以具有远程控制用户界面208，其可以将用户输入或选择的参考值无线馈送到控制器202，用于调节箔片10的照明的亮度、色调或方向。
在实施例中，控制器202可以与诸如因特网的网络212耦合。也与网络212耦合的终端214可以将用户输入或选择的参考值馈送到控制器202，用于调节箔片10照明的亮度、色调或方向。终端214和网络212之间以及控制器202和网络212之间的耦合可以是有线或无线的。
为了降低结构的厚度并提高照明多层结构10的柔性，可以将照明多层结构10的总厚度保持较薄。
柔性和照明多层结构10是其厚度可能小于大约1mm的分层结构。例如，厚度可以为大约0.1mm甚至更薄。虽然通常想要薄的多层，但是多层也可以被制成更厚，使得厚度为例如大约2mm。
柔性和照明多层结构10不仅可以薄，而且它可以具有小的曲率半径。例如，曲率半径可以小于10mm。例如，曲率半径可以下降到大约1mm。柔性和照明多层结构10所放置的表面可以是平面的、弯曲的或甚至是双曲的。
通过使用无机发光芯片，每个照明箔片100、102的亮度可以超过1000cd/m2或甚至大于5000cd/m2。通过具有三个照明箔片，调节范围相应地乘以三到3000cd/m2或甚至到15000cd/m2。
在实施例中，多层结构10的照明可以通过在多层结构10的一侧上层压或以其它方式在其上附接反射层而被引导到半球体。
柔性照明多层结构10可以使用卷对卷(roll-to-roll，R2R)方法制造。
总而言之，该解决方案解决了薄且柔性大面积照明***的颜色和/或色度调谐实现原理和结构的问题。大面积可能意味着数百平方厘米。例如，面积可以为3600cm2或更大。作为与现有技术的色度灯的对比，现有的色度灯通常基于封装在刚性和庞大灯结构内部的RGB led模块。那些灯结构与使用那些在技术上是不可能的点源和薄的、柔性和大面积照明解决方案的实现具有相似性。
关于柔性、大面积照明多层结构的应用，可以在房屋内部应用一个或多个箔片10用于产生不同的照明。照明可以根据情绪、一天中的时间和季节来改变。照明在早上可以是带蓝色的，而在晚上可以是带红色的。在诸如秋天和冬天的黑暗季节期间，具有季节性情感障碍(SAD)的人可能希望在房屋内部具有非常明亮的照明。实际上，照明的亮度可以根据专业人士的最佳建议或根据个人需要或期望进行控制。可以存储现成的控制算法，或者可以在控制器202中对控制程序进行编程和存储。
在实施例中，一个或多个箔片10可以应用在温室中。可以控制不同的植物群以针对其需要具有独特且合适的照明。此外，可以控制照明，以根据植物的生长阶段来改变。
箔片10还可以在交通标志、车辆登记牌的照明以及标志、路标和广告牌的照明中使用。
在实施例中，本发明的各方面可以被实现为软件和处理***的计算机或一组计算机或连接到因特网的web服务***。
计算机程序可以是源代码的形式、目标代码的形式或一些中间形式，并且它可以存储在某种载体中，这种载体可以是能够携带该程序的任何物理实体或设备。这样的载体包括例如记录介质、计算机存储器、只读存储器和软件分发包。取决于所需的处理能力，计算机程序可以在单个电子数字控制器中执行，或者它可以分布在多个控制器中。
对本领域技术人员将显而易见的是，随着技术的进步，本发明性概念可以以各种方式实现。本发明及其实施例不限于上述示例实施例，而是可以在权利要求的范围内变化。

Claims (9)

1.一种柔性和照明多层结构，其中所述柔性和照明多层结构(10)包括：
层压在一起的至少两个柔性箔片(100、102)；
箔片(100、102)中的每个箔片具有柔性导电图案层(102)和分布在箔片(100、102)上的多个LED单元(106)，所述LED单元(106)与接触图案(104)电接触；
所述多层结构(10)的箔片(100、102)的LED单元(106)位于所述多层结构(10)的其它箔片的LED单元(106)的位置之间；
所述多层结构(10)的至少一个箔片对于光是透明的，所述LED单元(106)中的至少一个LED单元被配置为朝该至少一个箔片辐射该光；
所述LED单元(106)中的每个LED单元的亮度能够通过接触图案(104)由独立电控制件单独地控制，并且不同的箔片(100、102)被配置为能够基于通过接触图案(104)馈送到箔片(100、102)的工作电功率单独地被控制；以及
至少一个箔片(100、102)的LED单元(106)具有不同的色调或颜色，或者被控制以输出与至少一个其它箔片(100、102)的LED单元(106)不同的色调或颜色。
2.如权利要求1所述的多层结构，其中所述LED单元(106)中的每个LED单元的亮度被配置为能够通过所述接触图案(104)独立地被控制。
3.如权利要求1所述的多层结构，其中所述LED单元(106)包括白光LED，所述白光LED具有不同的色调，用于控制所述多层结构(10)的色调。
4.如权利要求1所述的多层结构，其中LED单元(106)的每个LED单元包括至少一个红色LED、至少一个绿色LED和至少一个蓝色LED，用于控制所述多层结构(10)的亮度和色调。
5.如权利要求1所述的多层结构，其中所述LED单元(106)的至少第一部分的光相对于所述LED单元(106)的第二部分的光被引导到不同的方向，用于控制由所述多层结构(10)辐射的光的空间分布。
6.一种照明***，其中所述***包括如权利要求1所述的至少一个多层结构，以及控制器(202)，所述控制器(202)被配置为通过基于LED单元(106)所位于的箔片(100、102)单独地控制所述LED单元(106)来调节以下中的至少一个：所述多层结构(10)的亮度、色调和辐射分布。
7.如权利要求6所述的***，其中所述***包括被配置为向所述LED单元(106)独立地馈送工作电功率的工作电功率源(204)，并且所述控制器(202)被配置为控制所述工作电功率源(204)以向所述LED单元(106)独立地馈送工作功率。
8.如权利要求6所述的***，其中所述***包括被配置为测量由所述LED单元(106)辐射的光的光谱的光谱测量单元(200)，所述控制器(202)被配置为接收测得的信息和基于测得的信息控制所述至少一个多层结构的输出。
9.如权利要求6所述的***，其中所述控制器(202)包括至少一个处理器(300)；以及包括计算机程序代码的至少一个存储器(302)，其中所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为利用所述至少一个处理器(300)使得所述控制器至少执行
通过控制不同箔片(100、102)的LED单元(106)，调节以下中的至少一个：所述多层结构(10)的亮度、色调和辐射分布。
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