发光系统、发光元件和显示器的制作方法
专利名称：发光系统、发光元件和显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及发光系统、用于在这样的系统中使用的发光元件，以及包括这样的发 光系统的显示器。
背景技术：
发光系统，诸如普通发光系统、装饰发光系统，以及路标等，通常包括有包括无机 发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)或激光器在内的电发光元件。所述发光元件安 装在包括对发光元件进行供电所需的阳极和阴极的固定支架上。对于如下的灵活的发光系统，存在日益增长的需求，在该发光系统中发出的光的 外观可由用户容易地更改，并且该发光系统允许用户以创造性地方式这样做。已知系统的 缺点是，更改只能够通过移动支架或者通过引入以动态的方式转移来自固定的发光元件的 光的技术上很先进的系统而实现。这样的系统从操作上说通常是复杂的、占有相对较多的 空间并且通常会限制用户的创造性。本发明的目的是提供可以相对容易地更改的相对简单的发光系统。
发明内容
本发明提供发光系统，其包括包围空间的至少第一基板和第二基板，其中第一和 第二基板的至少一部分是至少部分透明的，其中基板之间的空间包括至少一个电发光元 件，其中发光元件能够相对于基板移位，其中基板包括供电装置，其中发光元件具有滑动电 连接器，用于为与供电装置滑动电接触的发光元件供电。这样的系统提供了可以相对容易 地更改发光元件的位置的相对简单的发光系统。优选地，基板基本上平行地延伸。基板可以 是平面，但也可以是部分弯曲的。供电装置可以由任何合适的导电材料制成。通常，供电装 置包括阳极和阴极，并且可以由交流(AC)或者直流(DC)供电，并且发光元件可被选择为适 合于可用的电源。第一基板和第二基板中的至少一个具有供电的阴极和阳极。阴极和阳极 可以例如为形成于至少一个基板上的导电轨，或者例如第一基板具有阴极层而相对的基板 具有阳极层。在相对于基板的所有位置上给发光元件供电是不必要的发光元件在其中没 有电力可供其使用的位置上将被断开。基板之间的空间适合于容纳发光元件的滑动运动。 发光元件可以例如为优选地适合于发射可见光(350nm-750nm)的无机发光二极管(LED)、 有机发光二极管(OLED)，或者激光元件。在发光元件被供电时从其发射出的光可以直接地 或者间接地通过基板的透明部分发射。滑动电连接器可以包括任何合适的电接触装置，包 括比如刷、弹簧或者滚轴之类的导电机件。因此，滑动电连接器应当在广泛的意义上阐释并 且可以涉及例如滚动动作。在优选的实施方式中，发光系统包括多个发光元件。因此，创造出了更多数量的更 改选择。发光系统可以例如包括10个、20个，或者甚至数百个可移位发光元件。发光元件 可以发射不同的色彩。多个发光元件可以例如以字母、数字或单词的形式被组合在一起。如果多个发光元件的至少一部分能够彼此独立地移位，那将是优选的。因而，形成大量不同的字母、数字、单词以及/或者其他图形形式是相对容易的。各自形成光点的多个 发光元件特别地适合于形成任何可能的图形形式，并因而提供极大的灵活性。优选地，发光系统包括选自包括无机发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED) 和激光器的组的至少一个发光元件。这样的发光元件是很容易得到的，但是需要适配于在 根据本发明的系统内的滑动电接触。在优选的实施方式中，两个基板都是至少部分透明的。因而，光可以通过两个基板 的透明部分发射，扩大光接触的能见度。在这种情况下，如本领域内所公知的那样，优选地 使用透明的阳极和阴极。最优选地，两个基板都是完全透明的。这种类型的照明设备的一 个已知示例是所谓的“在玻璃中的LED”设备，在其中由光源发射的光可以通过两个基板的 透明部分发射。在优选的实施方式中，第一基板是透明的，而与透明基板相对的第二基板具有反 射表面。因而，用户所感觉到的光强度得到了优化。优选地，第一基板是透明的，而与透明基板相对的第二基板具有金属表面。使用金 属基板的优点是提高改善了热管理，这在照明设备包括多个LED时可能是需要的。金属表 面也可以是反光的。如果至少一个阳极和至少一个阴极覆盖同一基板上的相邻区域，其中发光元件的 连接器适于在连接位置上同时接触阳极和阴极，那将会是优选的。因此，只有一个基板需要 具有供电装置(阳极和阴极)。可以想象，发光元件还可以被移动到在其中发光元件的接触 元件不接触阳极和阴极的非连接位置。因此，可以通过相对于基板对发光元件进行移位而 接通和断开发光元件。优选地，发光元件的第一连接器位于发光元件的远端，而发光元件的第二连接器 位于发光元件的另一远端，与第一连接器相对。在优选的实施方式中，至少一个阳极覆盖第一基板的至少一部分，而至少一个阴 极覆盖相对的基板的至少一部分，其中发光元件的连接器适于在连接位置上同时接触阳极 和阴极。在相对的基板上具有阳极和阴极提供了朝向在其中发光元件被供电，例如，被连接 到阳极和阴极两者的位置的增强的灵活性。优选地，发光元件的第一连接器位于发光元件的顶部，而发光元件的第二连接器 位于发光元件的底部，与第一连接器相对。如果阳极和/或阴极只覆盖基板的一部分，使得在相对于基板的至少一个“接通” 位置上，连接器装置连接到阳极和阴极两者，为发光元件供电，而在相对于基板的至少一个 “断开”位置上，连接器不与阳极和阴极两者都连接，那么将会是有利的。这使得特定的发光 元件能够通过将发光元件移动至基板上的特定位置或区域而被接通或断开。此外，还可以 通过在基板上的不同位置向阳极/阴极提供不同的电势而调整光的强度。在优选的实施方式中，发光系统包括位于不同位置的不同的阳极和/或阴极，其 具有不同的电势，使得提供给发光元件的电力取决于发光元件的位置。这样的系统向用户 提供了创造性的可能性，使得能够容易地根据特定发光元件相对于基板的位置，更改从发 光元件发射的光的量。如果发光元件具有用于偏置连接装置紧靠阳极和/或阴极的偏置装置，那将会是 优选的。因而，有可能实现发光元件与阳极和阴极的非常可靠的滑动电接触。偏置装置可以例如包括弹簧元件，将电接触元件推向阳极或阴极。备选地，偏置装置可与连接装置集成。 例如，偏置装置可以是由电连接器形成的弹簧。如果发光系统具有用于将发光元件固定在相对于基板的预定位置上的固定装置， 那将会是优选的。因此，保持发光元件的预定位置是非常容易的。固定装置可以是机械的， 例如基于将发光元件夹紧在基板之间的偏置装置。然而，固定装置还可以运用磁场或电场 用以稳定适当地适配的发光元件的位置。固定装置在基板被以垂直的方式定向时特别地有 用，其中固定装置需要足够强以承受重力。有利地，该系统具有用于对发光元件进行移位的驱动装置。这样的驱动装置使得 发光元件能够被容易地移位。在优选的实施方式中，发光元件可以是磁敏感的，而驱动装置 包括可移位磁铁，用于移动磁敏感的发光元件。备选地，发光元件可以对电场敏感，而驱动 装置包括能够对发光元件进行移位的电场生成器。而在另一种可选的实施方式中，基板之 间的空间包括流体介质，而驱动装置包括抽吸装置，用于在流体介质中产生能够移动发光 元件的流动。还可以运用这样的系统来实现动态光效。有利地，基板的至少一部分具有光更改装置。因而，改变由系统发射的光的外观是 容易的。光更改装置优选地包括选自包括滤色镜、光扩散器、光反射器、折射元件、衍射元件 和荧光元件的组的至少一个光学元件。荧光元件可以包括有机和无机荧光和磷光材料。通 过在基板上的不同位置装设不同的光更改装置，用户感觉到的光特性，例如光分布和光的 颜色(温度)，能够通过相对于基板对发光元件进行移位而被改变。本发明进一步提供用于在根据本发明的发光系统中使用的具有至少一个滑动电 连接器的发光元件。本发明还提供包括根据本发明的发光系统的显示器。这样的工具使得用户能够排 列至少一个，但优选地为多个发光元件的位置。该系统支持创意娱乐，例如通过简单地重新 排列发光元件，形成字母、数字、单词或图形表示。显示器可以例如被用于玩具、娱乐系统 中，或者作为可以被容易地更改的发光招牌使用。现在，本发明将会通过以下的非限制性示例而被进一步地阐明。在权利要求书中 的任何附图标记都不应当被诠释为对范围的限制。
图la、图Ib示出根据本发明的发光系统的磁版本的两种实施方式。图2示出本发明的另一种实施方式。图3a、图3b示出根据本发明的发光系统的两种不同的实施方式。图4示出根据本发明的发光系统的弯曲版本。图5a、图5b示出根据本发明的磁性画板。图6a、图6b、图6c、图6d示出在根据本发明的发光系统中的滑动电连接的实施方 式的细节。图7a、图7b、图7c、图7d、图7e示出在根据本发明的发光系统中的滑动电连接的 实施方式的进一步的细节。图8a、图Sb、图Sc、图8d、图Se示出根据本发明的发光元件的进一步的实施方式。
具体实施例方式图Ia示出根据本发明的发光系统1，其包括包围空间4的第一透明板2和第二透 明板3。透明板或者基板被涂以导电材料(例如，用例如ITO制成的透明导电涂层、用例如 铜制成的金属轨，或者掺杂的半导体材料)，形成至少一个阳极和至少一个阴极，正如下文 将解释的，其能够被以许多不同的方式布置。导电材料将电力提供给发光元件5，例如，布置 在平行的板2、3之间的空间4中的LED或0LED。发光元件5可以相对于基板2、3移位，并 且具有比如刷之类的滑动电接触，用于为与阴极和阳极滑动电接触的发光元件供电。板2、3 中的一块可以具有阳极而相对的板可以具有阴极，但是还可以将阳极和阴极都布置在同一 块板上。发光元件5包括磁敏感金属，并且可以通过移动临近发光元件5的外部磁铁6而 在板2、3之间移动。多个发光元件5可以被布置在板2、3之间的空间4内。可选地，透明 板2、3可以具有额外的光学元件7，用于在由发光元件5所发射的光上产生额外的光学效 应。光学元件7可以覆盖部分或整个透明区段，并且可以包括各种光学功能，比如滤镜、反 射器、散射器、折射元件、衍射元件，以及可以包括能够被来自发光元件5的辐射所激发的 有机和/或无机荧光和磷光颗粒或染料的荧光元件。如将在以下示出的，还可以使用其他 的移位装置替代磁场来移动发光元件5。图Ib示出可与图Ia相比的发光系统10的另一种实施方式，其中板12、13之间的 空间14更大，使得发光元件15不仅能够如图Ia中所示的那样平移，还能够受由外部磁性 装置16所施加的磁场的影响而旋转。因此，在这种情况下，磁性装置可以用以在板12、13 之间建立电接触，以使得发光元件15能够被接通和断开。在这种情况下，顶板12具有阳极 而底板13具有阴极。在左侧，发光元件15被示出为处于“断开”取向，而在右侧其处于连 接阳极和阴极的“接通”位置。图2示出可与图1相比的本发明的另一种实施方式，其中包括比如被布置于导电 透明板22、23之间的LED之类的发光元件21的发光系统20受重力的影响而移位。通过简 单地倾斜板(b、c)，使得发光元件滑动到另一位置(图2d)，发光元件21被从第一位置(图 2a)移动。在滑动时，发光元件21保持与板22、23的电接触并且持续发光。图3a示出发光系统30的另一种实施方式，其中在板32、33之间的空间31是介质 密封的，并且填充以流体介质，优选地为气体或液体。通过抽吸流体流经空间31，可以产生 将发光元件34相对于基板32、33移位的流动。介质的这种流动提供了用以通过发光元件 34的持续移动而产生动态光效的相对简单的方法。图3b示出根据本发明的发光系统35的电场驱动版本。在这种情况下，底部基板 36具有用于为发光元件38供电的电轨37，以及能够在预定位置感应出吸引或排斥电场的 电场生成轨39。附图中，在左侧，发光元件38与电源线37接触并发光。然而，发光元件38 可以被移动到没有电源线37的另一位置(在右侧)，有效地将发光元件38断开。图4示出根据本发明的发光系统40的弯曲版本，其中两块基本上平行的基板41、 42限定了空间43，在其中布置有多个可移位发光元件44。对于这样的弯曲的实施方式， OLED是特别适合于作为发光元件44的，因为OLED能够以易于适应空间43的曲率的易弯曲 的形式存在。图5a、图5b示出根据本发明的磁性画板50，包括如在其他附图中所描述的多个发 光系统51。每一发光系统包括供电区52，以及没有电力的中性区53。在图5a中，发光元件54 (LED)被放置于中性区53内，并因此而不发光。然而，通过使用磁性笔55 (见图5b)， 可以将LED从中性区53移位到供电区52 (如在例如图1、图2、图3、图4、图6、图7和图8 中所示)，使得在供电区内的那些LED发光。LED可以被移回中性区53内，以将它们断开。 因而，这种非常灵活的画板提供了大量创意和实用的可能性。通过例如将不同颜色的发光 元件54以及额外的光学元件引入到画板50，甚至能够进一步增强所述可能性。由于在画 板50例如被安装在墙上或设置在桌上时，其通常仅被从一侧使用，如果最靠近用户的基板 是透明的，而背面基板是反射器，用以改善由用户所感觉到的光的强度，那将会是优选的。图6a示出发光系统81，其可被用于根据图5的画板，具有顶部透明层82和底部层 83，其中顶部层具有第一电极84(在这种情况下为阳极)并且相对的层85具有相反的电极 (在这种情况下为阴极)。发光元件86具有适当的接触87，在发光元件86根据图6a放置 时导致发光。然而，如图6b中的情况，当发光元件被移位到其中接触87不与供电装置连接 的位置时，发光元件86不发光并因而被有效地断开。图6c示出对图6a的替代，其在顶部基板83上具有阳极层84，但在底部基板83上 具有不连续的阴极层85。因此，在移动发光元件86时，接触87经过在其中与阴极85的接 触中断的位置，导致发光元件86在移动期间闪烁。还可以将不同的电势或者具有不同脉冲 长度的电势应用到各个电轨，从而在改变供电轨时改变光的强度或图案。图6d示出另一种备选的实施方式，其中顶部基板82不具有任何电源，而是底部基 板83具有阴极84和阳极85的交替图案，用于向发光元件86的接触87供电。图7a示出一种实施方式，其中发光元件60具有弹性元件61，其在平行板62、63上 施力。顶部平行板63是透明材料的，较低处的透明材料具有阳极66和阴极67，用于为发光 元件供电。在这一实施方式中，发光元件60具有电接触64、65，其分别连接到阳极层66和 阴极层67。当要对发光元件60进行移位时，需要克服由弹性元件61的偏置所引起的摩擦 力，从而提供发光元件在期望位置的临时固定。同时，偏置使得发光元件60即使在移动中 也能够具有与阳极和阴极的良好的滑动电接触。图7b示出备选的实施方式，其中顶部板70具有阳极层71，而底部板72具有阴极 层73。相应地，发光元件74具有弹性形式的滑动接触76、77，确保即使在发光元件移位期 间也能够正常的供电。图7c示出可被用于根据本发明的发光元件的弹性滑动电接触78。在这种情况下， 接触78为弧线，其可以被如右侧图中所示的那样按压，从而造成偏置。图7d示出备选的实 施方式，其中弯曲的线79或条可以被弯曲用以造成偏置。图7e示出一种备选方案，其中弹 簧接触80被用来造成偏置。与附图中所示的不同的弹性电接触是容易想到的。图8示出根据本发明的发光元件的进一步的实施方式。图8a示出可与以上所示的发光系统相比的发光系统90，其中OLED发光元件91定 位为与顶部板92和底部板93滑动接触，其中顶部板具有阳极层94而底部板具有阴极95。 OLED被成形为弹性波浪状的形式，其提供将OLED的接触层96按压在阳极和阴极上的偏置。 在克服了摩擦力时，OLED能够在板92、93之间的空间97内移动。弯曲的OLED提供了非常 简单和巧妙的方式来装设发光元件以及用于提供偏置以便固定发光元件的弹性装置两者。 可以代替图8a中所示的波浪状形式使用具有各种弯曲形式的0LED。例如，图8b示出弧形 OLED。图8a和图8b中的顶板92和底板93可以都是透明的。备选地，底板93不是透明的，而是具有金属反光阴极95，例如以由铜或者另一种合适的金属或者金属合金制成的层的形 式。将金属层用作阴极95支持通过金属的优良的导热性能而实现设备的良好的热管理，以 及通过使用阴极95作为反光器而优化所发射的通过顶板92的光强度。还可以使用整个的 金属基板93代替金属层作为阴极95，其充当散热器，用于进一步改善设备97的温度控制。图8c示出发光元件100，其中具有不同颜色(例如红色、绿色和蓝色)的三个LED 101、102、103被组合在一起，共享阳极接触层104，但具有独立的阴极接触105。阳极接触可 以具有任何形式，例如图7a_图7e中所示的弹性接触。在格栅阴极(例如图6c)上使用这 样的发光元件将会导致颜色根据发光元件100的位置而改变，而发光元件的位置将会决定 接通和断开不同颜色中的哪一些。图8d描述可与图3c相比的LED组件，其两侧均具有电接触104、105。优选地，在 LED组件的至少一侧上，接触104、105是弹性接触，比如图7a-图7e中所示的示例。图8e描述了发光系统110的另一种实施方式，其中发光元件111为位于透明基板 112和具有导电轨的导电基板113之间的激光元件。发光元件111具有热响应可膨胀机件 114。在“断开”位置，机件是膨胀的，从而保持电接触115与导电基板113分离。在“接通” 位置，可膨胀机件114是紧缩的，具有较小的体积，从而使得接触115能够通过导电基板113 而被供电，导致发光116。可以以可逆的方式在“接通”和“断开”位置之间切换。热敏机件 114的加热可以通过加热装置(例如，导电表面上的加热轨或者由红外线照射)而实现。除 了激光元件111，还能够以类似的方式使用LED或0LED。应该指出的是，上述实施方式例示而不是限制本发明，并且本领域技术人员将能 够在不背离所附的权利要求书的范围的情况下设计出很多备选的实施方式。在权利要求书 中，置于括号之间的任何参考标号均不应当被诠释为对权利要求书的限制。词语“包括”不 排除除了那些列在权利要求书中的元件或步骤以外的元件或步骤的存在。在元件之前的词 语“一个”或“一种”不排除多个这样的元件的存在。在列举几种装置的设备权利要求中， 这些装置中的若干可以通过同一项硬件而实施。在彼此不同的从属权利要求中列举特定措 施这一简单事实不表示不能够组合使用这些措施用以获益。
权利要求
发光系统，包括包围空间的至少第一基板(2、12、22、32、41、82、63、70、92)和第二基板(3、13、23、33、42、83、62、72、93)，其中所述第一和第二基板的至少一部分是至少部分透明的，其中在所述基板之间的所述空间包括至少一个电发光元件(5、21、34、38、44、54、86、60、75、91、100、111)，其中所述发光元件能够相对于所述基板移位，其中所述基板包括供电装置(84、85、66、67、71、73、94、95)，其中所述发光元件具有滑动电连接器(87、64、65、76、77、78、79、80、96、104、105、115)，用于为与所述供电装置滑动电接触的所述发光元件供电。
2.根据权利要求1的发光系统，其中所述多个发光元件中的至少一部分能够彼此独立地移位。
3.根据前述权利要求中任一项的发光系统，其中所述发光系统包括选自包括无机发光二极管(LED) (86、60、75、101、102、103)、有机发 光二极管(OLED) (91)和激光器(111)的组的至少一个发光元件。
4.根据权利要求1的发光系统，其中两块基板均为至少部分透明的。
5.根据权利要求1的发光系统，其中所述第一基板是透明的，而与所述透明基板相对 的所述第二基板具有反射表面。
6.根据权利要求1或3的发光系统，其中供电装置包括在同一基板上覆盖相邻的区域的至少一个阳极(84、66)和至少一个阴 极(85、67)，其中所述发光元件的所述连接器(87、64、65、76、77、78、79、80、96、104、105、 115)适于在连接位置上接触所述阳极和所述阴极。
7.根据权利要求6的发光系统，其中所述发光元件的第一连接器(87、64、65、76、77、78、79、80、96、104、105、115)位于所述 发光元件的远端，而所述发光元件的第二连接器(87、64、65、76、77、78、79、80、96、104、105、 115)位于所述发光元件的另一个远端，与所述第一连接器相对。
8.根据权利要求1或3的发光系统，其中至少一个阳极(84、71)覆盖第一基板的至少一部分，并且至少一个阴极(84、73)覆盖 所述相对的基板的至少一部分，其中所述发光元件的所述连接器(87、64、65、76、77、78、79、 80、96、104、105、115)适于在连接位置上同时接触所述阳极和所述阴极。
9.根据权利要求8的发光系统，其中所述发光元件的第一连接器位于所述发光元件的顶部，而所述发光元件的第二连接器 位于所述发光元件的底部，与所述第一连接器相对。
10.根据权利要求1或9的发光系统，其中所述阳极和/或所述阴极只覆盖所述基板的一部分，使得在相对于所述基板的至少一 个“接通”位置上所述连接器装置与所述阳极和所述阴极两者都连接，为所述发光元件供 电，而在相对于所述基板的至少一个“断开”位置上所述连接器装置不与所述阳极和所述阴 极两者都连接。
11.根据权利要求6的发光系统，其中所述发光元件具有偏置装置(61、76、77、78、79、80、91)，用于偏置所述连接器紧靠所述 阳极和/或所述阴极。
12.根据权利要求1的发光系统，其中所述发光系统具有固定装置(114)，用于将所述发光元件固定在相对于所述基板的预 定位置上。
13.根据权利要求1或3的发光系统，其中所述系统具有驱动装置(6、16、37、39、55)，用于对所述发光元件进行移位。
14.一种用于在根据前述权利要求中任一项的发光系统中使用的具有至少一个滑动 电连接器(87、64、65、76、77、78、79、80、96、104、105、115)的发光元件(5、21、34、38、44、54、 86、60、75、91、100、111)。
15.一种包括根据前述权利要求1-13中任一项的发光系统的显示器(50)。
全文摘要
本发明涉及发光系统、用于在这样的系统中使用的发光元件，以及包括这样的发光系统的显示器。所述发光系统包括比如LED或OLED之类的发光元件(5)，该发光元件位于两块具有导电层的优选地透明的基板(2、3)之间。所述发光元件具有滑动电接触，使得所述发光元件能够在被点亮的同时在所述基板之间移动。这样的系统提供了可以容易地更改的相对简单的发光系统。
文档编号G09F9/33GK101933071SQ200980103962
公开日2010年12月29日 申请日期2009年2月2日 优先权日2008年2月4日
发明者R·A·M·希克梅特, T·范伯梅尔 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司
技术领域：
本发明涉及发光系统、用于在这样的系统中使用的发光元件，以及包括这样的发 光系统的显示器。
背景技术：
发光系统，诸如普通发光系统、装饰发光系统，以及路标等，通常包括有包括无机 发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)或激光器在内的电发光元件。所述发光元件安 装在包括对发光元件进行供电所需的阳极和阴极的固定支架上。对于如下的灵活的发光系统，存在日益增长的需求，在该发光系统中发出的光的 外观可由用户容易地更改，并且该发光系统允许用户以创造性地方式这样做。已知系统的 缺点是，更改只能够通过移动支架或者通过引入以动态的方式转移来自固定的发光元件的 光的技术上很先进的系统而实现。这样的系统从操作上说通常是复杂的、占有相对较多的 空间并且通常会限制用户的创造性。本发明的目的是提供可以相对容易地更改的相对简单的发光系统。
发明内容
本发明提供发光系统，其包括包围空间的至少第一基板和第二基板，其中第一和 第二基板的至少一部分是至少部分透明的，其中基板之间的空间包括至少一个电发光元 件，其中发光元件能够相对于基板移位，其中基板包括供电装置，其中发光元件具有滑动电 连接器，用于为与供电装置滑动电接触的发光元件供电。这样的系统提供了可以相对容易 地更改发光元件的位置的相对简单的发光系统。优选地，基板基本上平行地延伸。基板可以 是平面，但也可以是部分弯曲的。供电装置可以由任何合适的导电材料制成。通常，供电装 置包括阳极和阴极，并且可以由交流(AC)或者直流(DC)供电，并且发光元件可被选择为适 合于可用的电源。第一基板和第二基板中的至少一个具有供电的阴极和阳极。阴极和阳极 可以例如为形成于至少一个基板上的导电轨，或者例如第一基板具有阴极层而相对的基板 具有阳极层。在相对于基板的所有位置上给发光元件供电是不必要的发光元件在其中没 有电力可供其使用的位置上将被断开。基板之间的空间适合于容纳发光元件的滑动运动。 发光元件可以例如为优选地适合于发射可见光(350nm-750nm)的无机发光二极管(LED)、 有机发光二极管(OLED)，或者激光元件。在发光元件被供电时从其发射出的光可以直接地 或者间接地通过基板的透明部分发射。滑动电连接器可以包括任何合适的电接触装置，包 括比如刷、弹簧或者滚轴之类的导电机件。因此，滑动电连接器应当在广泛的意义上阐释并 且可以涉及例如滚动动作。在优选的实施方式中，发光系统包括多个发光元件。因此，创造出了更多数量的更 改选择。发光系统可以例如包括10个、20个，或者甚至数百个可移位发光元件。发光元件 可以发射不同的色彩。多个发光元件可以例如以字母、数字或单词的形式被组合在一起。如果多个发光元件的至少一部分能够彼此独立地移位，那将是优选的。因而，形成大量不同的字母、数字、单词以及/或者其他图形形式是相对容易的。各自形成光点的多个 发光元件特别地适合于形成任何可能的图形形式，并因而提供极大的灵活性。优选地，发光系统包括选自包括无机发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED) 和激光器的组的至少一个发光元件。这样的发光元件是很容易得到的，但是需要适配于在 根据本发明的系统内的滑动电接触。在优选的实施方式中，两个基板都是至少部分透明的。因而，光可以通过两个基板 的透明部分发射，扩大光接触的能见度。在这种情况下，如本领域内所公知的那样，优选地 使用透明的阳极和阴极。最优选地，两个基板都是完全透明的。这种类型的照明设备的一 个已知示例是所谓的“在玻璃中的LED”设备，在其中由光源发射的光可以通过两个基板的 透明部分发射。在优选的实施方式中，第一基板是透明的，而与透明基板相对的第二基板具有反 射表面。因而，用户所感觉到的光强度得到了优化。优选地，第一基板是透明的，而与透明基板相对的第二基板具有金属表面。使用金 属基板的优点是提高改善了热管理，这在照明设备包括多个LED时可能是需要的。金属表 面也可以是反光的。如果至少一个阳极和至少一个阴极覆盖同一基板上的相邻区域，其中发光元件的 连接器适于在连接位置上同时接触阳极和阴极，那将会是优选的。因此，只有一个基板需要 具有供电装置(阳极和阴极)。可以想象，发光元件还可以被移动到在其中发光元件的接触 元件不接触阳极和阴极的非连接位置。因此，可以通过相对于基板对发光元件进行移位而 接通和断开发光元件。优选地，发光元件的第一连接器位于发光元件的远端，而发光元件的第二连接器 位于发光元件的另一远端，与第一连接器相对。在优选的实施方式中，至少一个阳极覆盖第一基板的至少一部分，而至少一个阴 极覆盖相对的基板的至少一部分，其中发光元件的连接器适于在连接位置上同时接触阳极 和阴极。在相对的基板上具有阳极和阴极提供了朝向在其中发光元件被供电，例如，被连接 到阳极和阴极两者的位置的增强的灵活性。优选地，发光元件的第一连接器位于发光元件的顶部，而发光元件的第二连接器 位于发光元件的底部，与第一连接器相对。如果阳极和/或阴极只覆盖基板的一部分，使得在相对于基板的至少一个“接通” 位置上，连接器装置连接到阳极和阴极两者，为发光元件供电，而在相对于基板的至少一个 “断开”位置上，连接器不与阳极和阴极两者都连接，那么将会是有利的。这使得特定的发光 元件能够通过将发光元件移动至基板上的特定位置或区域而被接通或断开。此外，还可以 通过在基板上的不同位置向阳极/阴极提供不同的电势而调整光的强度。在优选的实施方式中，发光系统包括位于不同位置的不同的阳极和/或阴极，其 具有不同的电势，使得提供给发光元件的电力取决于发光元件的位置。这样的系统向用户 提供了创造性的可能性，使得能够容易地根据特定发光元件相对于基板的位置，更改从发 光元件发射的光的量。如果发光元件具有用于偏置连接装置紧靠阳极和/或阴极的偏置装置，那将会是 优选的。因而，有可能实现发光元件与阳极和阴极的非常可靠的滑动电接触。偏置装置可以例如包括弹簧元件，将电接触元件推向阳极或阴极。备选地，偏置装置可与连接装置集成。 例如，偏置装置可以是由电连接器形成的弹簧。如果发光系统具有用于将发光元件固定在相对于基板的预定位置上的固定装置， 那将会是优选的。因此，保持发光元件的预定位置是非常容易的。固定装置可以是机械的， 例如基于将发光元件夹紧在基板之间的偏置装置。然而，固定装置还可以运用磁场或电场 用以稳定适当地适配的发光元件的位置。固定装置在基板被以垂直的方式定向时特别地有 用，其中固定装置需要足够强以承受重力。有利地，该系统具有用于对发光元件进行移位的驱动装置。这样的驱动装置使得 发光元件能够被容易地移位。在优选的实施方式中，发光元件可以是磁敏感的，而驱动装置 包括可移位磁铁，用于移动磁敏感的发光元件。备选地，发光元件可以对电场敏感，而驱动 装置包括能够对发光元件进行移位的电场生成器。而在另一种可选的实施方式中，基板之 间的空间包括流体介质，而驱动装置包括抽吸装置，用于在流体介质中产生能够移动发光 元件的流动。还可以运用这样的系统来实现动态光效。有利地，基板的至少一部分具有光更改装置。因而，改变由系统发射的光的外观是 容易的。光更改装置优选地包括选自包括滤色镜、光扩散器、光反射器、折射元件、衍射元件 和荧光元件的组的至少一个光学元件。荧光元件可以包括有机和无机荧光和磷光材料。通 过在基板上的不同位置装设不同的光更改装置，用户感觉到的光特性，例如光分布和光的 颜色(温度)，能够通过相对于基板对发光元件进行移位而被改变。本发明进一步提供用于在根据本发明的发光系统中使用的具有至少一个滑动电 连接器的发光元件。本发明还提供包括根据本发明的发光系统的显示器。这样的工具使得用户能够排 列至少一个，但优选地为多个发光元件的位置。该系统支持创意娱乐，例如通过简单地重新 排列发光元件，形成字母、数字、单词或图形表示。显示器可以例如被用于玩具、娱乐系统 中，或者作为可以被容易地更改的发光招牌使用。现在，本发明将会通过以下的非限制性示例而被进一步地阐明。在权利要求书中 的任何附图标记都不应当被诠释为对范围的限制。
图la、图Ib示出根据本发明的发光系统的磁版本的两种实施方式。图2示出本发明的另一种实施方式。图3a、图3b示出根据本发明的发光系统的两种不同的实施方式。图4示出根据本发明的发光系统的弯曲版本。图5a、图5b示出根据本发明的磁性画板。图6a、图6b、图6c、图6d示出在根据本发明的发光系统中的滑动电连接的实施方 式的细节。图7a、图7b、图7c、图7d、图7e示出在根据本发明的发光系统中的滑动电连接的 实施方式的进一步的细节。图8a、图Sb、图Sc、图8d、图Se示出根据本发明的发光元件的进一步的实施方式。
具体实施例方式图Ia示出根据本发明的发光系统1，其包括包围空间4的第一透明板2和第二透 明板3。透明板或者基板被涂以导电材料(例如，用例如ITO制成的透明导电涂层、用例如 铜制成的金属轨，或者掺杂的半导体材料)，形成至少一个阳极和至少一个阴极，正如下文 将解释的，其能够被以许多不同的方式布置。导电材料将电力提供给发光元件5，例如，布置 在平行的板2、3之间的空间4中的LED或0LED。发光元件5可以相对于基板2、3移位，并 且具有比如刷之类的滑动电接触，用于为与阴极和阳极滑动电接触的发光元件供电。板2、3 中的一块可以具有阳极而相对的板可以具有阴极，但是还可以将阳极和阴极都布置在同一 块板上。发光元件5包括磁敏感金属，并且可以通过移动临近发光元件5的外部磁铁6而 在板2、3之间移动。多个发光元件5可以被布置在板2、3之间的空间4内。可选地，透明 板2、3可以具有额外的光学元件7，用于在由发光元件5所发射的光上产生额外的光学效 应。光学元件7可以覆盖部分或整个透明区段，并且可以包括各种光学功能，比如滤镜、反 射器、散射器、折射元件、衍射元件，以及可以包括能够被来自发光元件5的辐射所激发的 有机和/或无机荧光和磷光颗粒或染料的荧光元件。如将在以下示出的，还可以使用其他 的移位装置替代磁场来移动发光元件5。图Ib示出可与图Ia相比的发光系统10的另一种实施方式，其中板12、13之间的 空间14更大，使得发光元件15不仅能够如图Ia中所示的那样平移，还能够受由外部磁性 装置16所施加的磁场的影响而旋转。因此，在这种情况下，磁性装置可以用以在板12、13 之间建立电接触，以使得发光元件15能够被接通和断开。在这种情况下，顶板12具有阳极 而底板13具有阴极。在左侧，发光元件15被示出为处于“断开”取向，而在右侧其处于连 接阳极和阴极的“接通”位置。图2示出可与图1相比的本发明的另一种实施方式，其中包括比如被布置于导电 透明板22、23之间的LED之类的发光元件21的发光系统20受重力的影响而移位。通过简 单地倾斜板(b、c)，使得发光元件滑动到另一位置(图2d)，发光元件21被从第一位置(图 2a)移动。在滑动时，发光元件21保持与板22、23的电接触并且持续发光。图3a示出发光系统30的另一种实施方式，其中在板32、33之间的空间31是介质 密封的，并且填充以流体介质，优选地为气体或液体。通过抽吸流体流经空间31，可以产生 将发光元件34相对于基板32、33移位的流动。介质的这种流动提供了用以通过发光元件 34的持续移动而产生动态光效的相对简单的方法。图3b示出根据本发明的发光系统35的电场驱动版本。在这种情况下，底部基板 36具有用于为发光元件38供电的电轨37，以及能够在预定位置感应出吸引或排斥电场的 电场生成轨39。附图中，在左侧，发光元件38与电源线37接触并发光。然而，发光元件38 可以被移动到没有电源线37的另一位置(在右侧)，有效地将发光元件38断开。图4示出根据本发明的发光系统40的弯曲版本，其中两块基本上平行的基板41、 42限定了空间43，在其中布置有多个可移位发光元件44。对于这样的弯曲的实施方式， OLED是特别适合于作为发光元件44的，因为OLED能够以易于适应空间43的曲率的易弯曲 的形式存在。图5a、图5b示出根据本发明的磁性画板50，包括如在其他附图中所描述的多个发 光系统51。每一发光系统包括供电区52，以及没有电力的中性区53。在图5a中，发光元件54 (LED)被放置于中性区53内，并因此而不发光。然而，通过使用磁性笔55 (见图5b)， 可以将LED从中性区53移位到供电区52 (如在例如图1、图2、图3、图4、图6、图7和图8 中所示)，使得在供电区内的那些LED发光。LED可以被移回中性区53内，以将它们断开。 因而，这种非常灵活的画板提供了大量创意和实用的可能性。通过例如将不同颜色的发光 元件54以及额外的光学元件引入到画板50，甚至能够进一步增强所述可能性。由于在画 板50例如被安装在墙上或设置在桌上时，其通常仅被从一侧使用，如果最靠近用户的基板 是透明的，而背面基板是反射器，用以改善由用户所感觉到的光的强度，那将会是优选的。图6a示出发光系统81，其可被用于根据图5的画板，具有顶部透明层82和底部层 83，其中顶部层具有第一电极84(在这种情况下为阳极)并且相对的层85具有相反的电极 (在这种情况下为阴极)。发光元件86具有适当的接触87，在发光元件86根据图6a放置 时导致发光。然而，如图6b中的情况，当发光元件被移位到其中接触87不与供电装置连接 的位置时，发光元件86不发光并因而被有效地断开。图6c示出对图6a的替代，其在顶部基板83上具有阳极层84，但在底部基板83上 具有不连续的阴极层85。因此，在移动发光元件86时，接触87经过在其中与阴极85的接 触中断的位置，导致发光元件86在移动期间闪烁。还可以将不同的电势或者具有不同脉冲 长度的电势应用到各个电轨，从而在改变供电轨时改变光的强度或图案。图6d示出另一种备选的实施方式，其中顶部基板82不具有任何电源，而是底部基 板83具有阴极84和阳极85的交替图案，用于向发光元件86的接触87供电。图7a示出一种实施方式，其中发光元件60具有弹性元件61，其在平行板62、63上 施力。顶部平行板63是透明材料的，较低处的透明材料具有阳极66和阴极67，用于为发光 元件供电。在这一实施方式中，发光元件60具有电接触64、65，其分别连接到阳极层66和 阴极层67。当要对发光元件60进行移位时，需要克服由弹性元件61的偏置所引起的摩擦 力，从而提供发光元件在期望位置的临时固定。同时，偏置使得发光元件60即使在移动中 也能够具有与阳极和阴极的良好的滑动电接触。图7b示出备选的实施方式，其中顶部板70具有阳极层71，而底部板72具有阴极 层73。相应地，发光元件74具有弹性形式的滑动接触76、77，确保即使在发光元件移位期 间也能够正常的供电。图7c示出可被用于根据本发明的发光元件的弹性滑动电接触78。在这种情况下， 接触78为弧线，其可以被如右侧图中所示的那样按压，从而造成偏置。图7d示出备选的实 施方式，其中弯曲的线79或条可以被弯曲用以造成偏置。图7e示出一种备选方案，其中弹 簧接触80被用来造成偏置。与附图中所示的不同的弹性电接触是容易想到的。图8示出根据本发明的发光元件的进一步的实施方式。图8a示出可与以上所示的发光系统相比的发光系统90，其中OLED发光元件91定 位为与顶部板92和底部板93滑动接触，其中顶部板具有阳极层94而底部板具有阴极95。 OLED被成形为弹性波浪状的形式，其提供将OLED的接触层96按压在阳极和阴极上的偏置。 在克服了摩擦力时，OLED能够在板92、93之间的空间97内移动。弯曲的OLED提供了非常 简单和巧妙的方式来装设发光元件以及用于提供偏置以便固定发光元件的弹性装置两者。 可以代替图8a中所示的波浪状形式使用具有各种弯曲形式的0LED。例如，图8b示出弧形 OLED。图8a和图8b中的顶板92和底板93可以都是透明的。备选地，底板93不是透明的，而是具有金属反光阴极95，例如以由铜或者另一种合适的金属或者金属合金制成的层的形 式。将金属层用作阴极95支持通过金属的优良的导热性能而实现设备的良好的热管理，以 及通过使用阴极95作为反光器而优化所发射的通过顶板92的光强度。还可以使用整个的 金属基板93代替金属层作为阴极95，其充当散热器，用于进一步改善设备97的温度控制。图8c示出发光元件100，其中具有不同颜色(例如红色、绿色和蓝色)的三个LED 101、102、103被组合在一起，共享阳极接触层104，但具有独立的阴极接触105。阳极接触可 以具有任何形式，例如图7a_图7e中所示的弹性接触。在格栅阴极(例如图6c)上使用这 样的发光元件将会导致颜色根据发光元件100的位置而改变，而发光元件的位置将会决定 接通和断开不同颜色中的哪一些。图8d描述可与图3c相比的LED组件，其两侧均具有电接触104、105。优选地，在 LED组件的至少一侧上，接触104、105是弹性接触，比如图7a-图7e中所示的示例。图8e描述了发光系统110的另一种实施方式，其中发光元件111为位于透明基板 112和具有导电轨的导电基板113之间的激光元件。发光元件111具有热响应可膨胀机件 114。在“断开”位置，机件是膨胀的，从而保持电接触115与导电基板113分离。在“接通” 位置，可膨胀机件114是紧缩的，具有较小的体积，从而使得接触115能够通过导电基板113 而被供电，导致发光116。可以以可逆的方式在“接通”和“断开”位置之间切换。热敏机件 114的加热可以通过加热装置(例如，导电表面上的加热轨或者由红外线照射)而实现。除 了激光元件111，还能够以类似的方式使用LED或0LED。应该指出的是，上述实施方式例示而不是限制本发明，并且本领域技术人员将能 够在不背离所附的权利要求书的范围的情况下设计出很多备选的实施方式。在权利要求书 中，置于括号之间的任何参考标号均不应当被诠释为对权利要求书的限制。词语“包括”不 排除除了那些列在权利要求书中的元件或步骤以外的元件或步骤的存在。在元件之前的词 语“一个”或“一种”不排除多个这样的元件的存在。在列举几种装置的设备权利要求中， 这些装置中的若干可以通过同一项硬件而实施。在彼此不同的从属权利要求中列举特定措 施这一简单事实不表示不能够组合使用这些措施用以获益。
权利要求
发光系统，包括包围空间的至少第一基板(2、12、22、32、41、82、63、70、92)和第二基板(3、13、23、33、42、83、62、72、93)，其中所述第一和第二基板的至少一部分是至少部分透明的，其中在所述基板之间的所述空间包括至少一个电发光元件(5、21、34、38、44、54、86、60、75、91、100、111)，其中所述发光元件能够相对于所述基板移位，其中所述基板包括供电装置(84、85、66、67、71、73、94、95)，其中所述发光元件具有滑动电连接器(87、64、65、76、77、78、79、80、96、104、105、115)，用于为与所述供电装置滑动电接触的所述发光元件供电。
2.根据权利要求1的发光系统，其中所述多个发光元件中的至少一部分能够彼此独立地移位。
3.根据前述权利要求中任一项的发光系统，其中所述发光系统包括选自包括无机发光二极管(LED) (86、60、75、101、102、103)、有机发 光二极管(OLED) (91)和激光器(111)的组的至少一个发光元件。
4.根据权利要求1的发光系统，其中两块基板均为至少部分透明的。
5.根据权利要求1的发光系统，其中所述第一基板是透明的，而与所述透明基板相对 的所述第二基板具有反射表面。
6.根据权利要求1或3的发光系统，其中供电装置包括在同一基板上覆盖相邻的区域的至少一个阳极(84、66)和至少一个阴 极(85、67)，其中所述发光元件的所述连接器(87、64、65、76、77、78、79、80、96、104、105、 115)适于在连接位置上接触所述阳极和所述阴极。
7.根据权利要求6的发光系统，其中所述发光元件的第一连接器(87、64、65、76、77、78、79、80、96、104、105、115)位于所述 发光元件的远端，而所述发光元件的第二连接器(87、64、65、76、77、78、79、80、96、104、105、 115)位于所述发光元件的另一个远端，与所述第一连接器相对。
8.根据权利要求1或3的发光系统，其中至少一个阳极(84、71)覆盖第一基板的至少一部分，并且至少一个阴极(84、73)覆盖 所述相对的基板的至少一部分，其中所述发光元件的所述连接器(87、64、65、76、77、78、79、 80、96、104、105、115)适于在连接位置上同时接触所述阳极和所述阴极。
9.根据权利要求8的发光系统，其中所述发光元件的第一连接器位于所述发光元件的顶部，而所述发光元件的第二连接器 位于所述发光元件的底部，与所述第一连接器相对。
10.根据权利要求1或9的发光系统，其中所述阳极和/或所述阴极只覆盖所述基板的一部分，使得在相对于所述基板的至少一 个“接通”位置上所述连接器装置与所述阳极和所述阴极两者都连接，为所述发光元件供 电，而在相对于所述基板的至少一个“断开”位置上所述连接器装置不与所述阳极和所述阴 极两者都连接。
11.根据权利要求6的发光系统，其中所述发光元件具有偏置装置(61、76、77、78、79、80、91)，用于偏置所述连接器紧靠所述 阳极和/或所述阴极。
12.根据权利要求1的发光系统，其中所述发光系统具有固定装置(114)，用于将所述发光元件固定在相对于所述基板的预 定位置上。
13.根据权利要求1或3的发光系统，其中所述系统具有驱动装置(6、16、37、39、55)，用于对所述发光元件进行移位。
14.一种用于在根据前述权利要求中任一项的发光系统中使用的具有至少一个滑动 电连接器(87、64、65、76、77、78、79、80、96、104、105、115)的发光元件(5、21、34、38、44、54、 86、60、75、91、100、111)。
15.一种包括根据前述权利要求1-13中任一项的发光系统的显示器(50)。
全文摘要
本发明涉及发光系统、用于在这样的系统中使用的发光元件，以及包括这样的发光系统的显示器。所述发光系统包括比如LED或OLED之类的发光元件(5)，该发光元件位于两块具有导电层的优选地透明的基板(2、3)之间。所述发光元件具有滑动电接触，使得所述发光元件能够在被点亮的同时在所述基板之间移动。这样的系统提供了可以容易地更改的相对简单的发光系统。
文档编号G09F9/33GK101933071SQ200980103962
公开日2010年12月29日 申请日期2009年2月2日 优先权日2008年2月4日
发明者R·A·M·希克梅特, T·范伯梅尔 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司
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