Светодиодная световая панель

(71)(73) Заявитель и патентовладелец: АГК ГЛАСС ЮРОП (BE) Световая панель, содержащая твердый субстрат, покрытый электропроводным покрытием, которая снабжена светодиодами (СИД) и включает слой, одна из сторон которого отражает видимый свет. 014486 Настоящее изобретение относится к световой панели, содержащей твердый субстрат и светодиоды(СИДы). Изобретение относится к световой панели, покрытие которой содержит отражающий слой. Известно устройство освещения, содержащее прозрачную несущую панель, изготовленную из стекла, покрытого электропроводными лентами, на которых установлены светодиоды, испускающие свой свет сквозь прозрачное основание (патент США 6270236 В 1). Однако это известное устройство не раскрывает отражающий слой. Предмет этого изобретения должен обеспечить световую панель, которая представляет собой также зеркало по своим свойствам отражения видимого света. Для этой цели изобретение касается световой панели, как определено в п.1 формулы изобретения. Зависимые пункты формулы изобретения определяют другие возможные варианты выполнения изобретения, некоторые из которых предпочтительны. В отношении субстрата эта световая панель содержит твердый субстрат. Термин "твердый субстрат", как его понимают здесь, означает твердое тело плоской формы, то есть оно имеет малую толщину по сравнению с его другими размерами, и имеет прочность на изгиб и кручение, достаточные, чтобы не деформироваться под действием внешних напряжений, с которыми обычно сталкиваются в окружающей среде, в которой обычно используют панель. В частности, обычно используемые твердые субстраты очень устойчивы к ветру, и, в общем, к воздействию погодных условий, с которыми сталкиваются в областях использования этих панелей, включая лед и снег. Этот субстрат может принимать форму твердой пластины, изготовленной из одного материала или, напротив, быть результатом соединения нескольких листов одинакового материала или различных материалов, соединенных вместе. Примеры представляют собой листы металла, керамики, дерева, пластмассы или стеклопластика. Материалы, которые являются прозрачными при длинах волн спектра видимого света, предпочтительны. Среди них предпочтительны обычные неорганические стекла, в особенности, известково-натриевые стекла. Предпочтительно субстрат содержит по меньшей мере один лист стекла. В соответствии с этим изобретением твердый субстрат покрыт покрытием, содержащим слой, который отражает видимый свет в направлении наблюдения пользователем. Для этого покрытия предпочтительно иметь помутнение, максимум, 5% в его части, расположенной на стороне наблюдения, то есть, на стороне, в которую СИДы испускают свет. Помутнение прозрачной среды измеряют в пропускании света и напрямую связывают с рассеянием света в направлениях, отличных от направлений излучения падающего света. Это имеет выраженное воздействие на диффузное отражение этой среды, когда последняя покрыта отражающим слоем, из-за того факта, что любой луч, падающий на панель, проходит дважды сквозь прозрачную среду до достижения глаз наблюдателя. Следовательно, измеренное диффузное отражение часто принимают как оценку помутнения прозрачной среды, покрытой отражающим слоем. Панель, имеющая коэффициент диффузного отражения Rvd от 0,1 до 1,5%, предпочтительна. Более предпочтительными являются панели, имеющие диффузное отражение Rvd от 0,1 до 0,6%. Коэффициент диффузного отражения измеряют спектрофотометром, оборудованным светомерным шаром. Спектрофотометр Perkin-Elmer типа 900 дает превосходные результаты. Лицевую поверхность панели, помутнение которой должно быть измерено, прикладывают тангенциально к этому шару так,чтобы закрыть малое отверстие в его поверхности. Монохроматический падающий луч, доставленный устройством монохроматора спектрофотометра, направляют на измеряемый образец для испытания, который закрывает это отверстие в шаре, вдоль угла, который является малым относительно перпендикуляра к поверхности образца для испытания. Противоположное отверстие в шаре, лежащее в направлении самого низкого угла, симметрического с другой стороной перпендикуляра, позволяет световому лучу зеркально отражаться отражающей поверхностью панели образца для испытания к выходу, причем этот шар захватывает все лучи рассеянного света, отраженные в любом другом направлении. Фотоэлектрический чувствительный элемент, расположенный в другом месте на поверхности этого шара, измеряет при угле обзора 10 весь рассеянный монохроматический свет, объединенный этим шаром. Коэффициент диффузного отражения Rvd затем рассчитывают следующим образом, интегрируя все монохроматические лучи рассеянного света по всему интервалу длин волн видимого спектраRvdпредставляет собой полный спектр рассеянного света;V представляет спектральную светочувствительность среднего человеческого глаза иD65 представляет собой относительное спектральное распределение стандартизированного источника света "D65". Необходимо заметить, что в случае, в котором падающий монохроматический луч не близок к перпендикуляру к поверхности образца для испытания, как в случае измерений, описанных выше, но он,напротив, близок к касательной к этой поверхности, диффузное отражение, измеренное при этих услови-1 014486 ях, также должно оставаться малым. В соответствии с этим изобретением покрытие содержит электропроводную структуру, прозрачную к видимому свету и расположенную на той же стороне, что и отражающая лицевая поверхность отражающего слоя. Термин "электропроводная структура", как понимают, означает электропроводный слой пиролитического типа или полученный вакуумным магнетронным напылением. В первом варианте выполнения изобретения, электропроводный слой представляет собой пиролитический слой, нанесенный на поверхность стекла при температурах в интервале от 500 до 750 С. Предпочтительно проводящий пиролитический слой наносят при температурах от 570 до 660 С. Слой этого типа может быть нанесен непосредственно на горячую стеклянную ленту после завершения стадии, в которой расплавленное стекло течет на поверхности ванны расплавленного олова в известном процессе производства листового стекла. Осаждение может быть проведено путем напыления тонких жидких капелек или методом химического осаждения паров. Предпочтительно пиролитический слой представляет собой слой, нанесенный химическим осаждением паров. Обычно природа этого пиролитического слоя представляет собой, в основном, SnO2, допированную фтором и/или сурьмой. Пиролитический слой, состоящий, в основном, из допированной фтором SnO2, дал превосходные результаты. Толщина этого пиролитического слоя должна быть тщательно приспособлена так, чтобы обеспечить подходящее поверхностное электрическое сопротивление. Толщины пиролитического слоя должны предпочтительно располагаться в интервале от 250 до 500 нм. Толщина около 300 нм дала превосходные результаты. Поверхностное сопротивление проводящего слоя, пригодное для этого изобретения, располагается от 1 до 50 Ом/см 2. Предпочтительно это сопротивление располагается в интервале от 1 до 15 Ом/см 2. Поверхностные сопротивления в интервале от 1,5 до 12 Ом/см 2 дали превосходные результаты. Когда его применяют, чтобы осветлить стекло (4 мм толщины), пропускание света такого пиролитического проводящего слоя составляет обычно не менее 50% и, предпочтительно, не менее 75%, причем измерение проводят при стандартизированном источнике света D65 CIE (Международная Комиссия по Освещению) и с телесным углом 2. Слои, обеспечивающие пропускание света от 76 до 79%, дали превосходные результаты. В этом варианте выполнения изобретения проводящий слой имеет полную шероховатость поверхности в интервале от 20 до 40 нм и предпочтительно от 20 до 30 нм. Выражение "полная шероховатость поверхности" (Rt), как понимают, означает сумму самых высоких пиков (Rpeak) и самой большой глубины желобов (Rtrough), измеренных с использованием атомно-силового микроскопа. Этот прибор дает индивидуальные отметки высоты hij для каждой точки на поверхности в двух перпендикулярных направлениях i и j. Rt может быть рассчитано следующим образом: гдеN представляет собой общее количество измерений. Любой известный метод может быть использован, чтобы измерить эту шероховатость поверхности. Хорошие результаты были получены с листовым стеклом, покрытым электропроводным слоем, который был механически полирован с использованием абразивов в течение времени, необходимого, чтобы получить желательную шероховатость. Во втором варианте выполнения изобретения, электропроводный слой представляет собой слой,полученный вакуумным магнетронным напылением. Например, этим слоем может быть мягкий слой,состоящий из многослойного набора следующих элементарных слоев: TiO2/ZnO/Ag/Ti/ZnO/SnO2. Поверхностное сопротивление этих слоев магнетронного напыления составляет обычно от 1 до 20 Ом/см 2 и предпочтительно от 1 до 10 Ом/см 2. Величина поверхностного сопротивления 5 Ом/см 2 дала превосходные результаты. Когда такой проводящий слой наносят на осветленное стекло (4 мм толщиной), пропускание света указанного проводящего слоя составляет обычно не менее 4% и, предпочтительно, не менее 80%, причем измерение проводят при стандартизированном источнике света D65 CIE и с телесным углом 2. Проводящий слой, нанесенный вакуумным магнетронным напылением, может состоять из многослойного набора, который включает электропроводный допированный алюминием слой ZnO, или еще допированный Sn слой InO2 (или ITO слой). Поверхностное сопротивление этих слоев составляет около от 4 до 50 Ом/см и, предпочтительно, около от 4 до 15 Ом/см 2. Пропускание света таким проводящим слоем, нанесенным на осветленное стекло (толщина 4 мм),составляет обычно не менее 80% и предпочтительно не менее 84%, причем измерение проводят при стандартизированном источнике света D65 CIE и с телесным углом 2.-2 014486 Пиролитически нанесенные слои обычно предпочтительны по сравнению со слоями, нанесенными магнетронным напылением, из-за их более высокой стойкости к царапанию. В одном или других из этих двух вариантов выполнения проводящего слоя, отражающий слой панели может только частично отражать падающий видимый свет. Это имеет место, например, в случае зеркала, для которого серебряный слой не полностью непрозрачен, но пропускает через себя часть света. В этом варианте одна возможность состоит в том, чтобы размещать СИДы таким способом, чтобы их поток света направлялся бы к частично отражающему слою так, чтобы он был способен легко пропускать его. Таким образом, производят световое зеркало, которое в то же время освещает отражаемые им предметы. Вместо частичного отражения падающего видимого света отражающий слой панели может также полностью отражать падающий свет. Другой вариант осуществляется в противоположном случае отражающего зеркального слоя, который полностью отражает падающий видимый свет. Это происходит, например, в случае светящейся панели освещения, в которой отражающий слой исключен и отсутствует в малых областях в соответствии с каждым из СИДов. Это имеет место также в случае панели, в которой отражающий слой расположен позади СИДов относительно направления испускания светового потока, тем самым улучшая интенсивность потока при возвращении света, не направленного в направлении главного потока, и который бы терялся в отсутствии этого расположения. В еще одном варианте проводящий слой может совпадать с отражающим слоем. В одном из вариантов выполнения изобретения, описанных выше, предпочтительно электрические соединения поставлять для каждого СИД в контакте с электропроводной структурой. В этом варианте выполнения изобретения предпочтительно для областей, действующих в качестве маршрутов ввода и вывода электрического тока, быть изолированными от остальной части электропроводной структуры тонкими изолирующими лентами, вставленными в эту структуру. Эти изолирующие ленты могут быть,например, удалены действием луча лазера. Эти изолирующие ленты также могут быть фактически невидимы для невооруженного глаза. Предпочтительно ширина изолирующей ленты составляет менее 150 мкм, предпочтительно менее 100 мкм. Особенно предпочтительно эти ленты имеют ширину менее 50 мкм и наиболее предпочтительно менее 10 мкм. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Световая панель, содержащая твердый субстрат, покрытый электропроводным покрытием, которая снабжена светодиодами (СИДы), отличающаяся тем, что покрытие включает слой, одна из сторон которого отражает видимый свет. 2. Световая панель по п.1, отличающаяся тем, что покрытие имеет помутнение в пропускании по меньшей мере в 5% его части, расположенной на той же стороне, что и отражающая сторона отражающего слоя. 3. Световая панель по предшествующему пункту, отличающаяся тем, что покрытие включает электропроводную структуру, прозрачную по отношению к видимому свету и расположенную на той же стороне, что и отражающая сторона отражающего слоя. 4. Световая панель по п.2, отличающаяся тем, что покрытие содержит электропроводную структуру, прозрачную по отношению к видимому свету и расположенную на противоположной стороне по отношению к отражающей стороне отражающего слоя. 5. Световая панель по предшествующему пункту, отличающаяся тем, что покрытие имеет шероховатость поверхности от 20 до 40 нм. 6. Световая панель по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что пропускание света электропроводной структурой составляет по меньшей мере 84%, когда ее наносят на осветленное стекло толщиной 4 мм, причем измерение проводят при стандартизированном источнике света D65 с телесным углом 2. 7. Световая панель по любому из пп.2-6, отличающаяся тем, что отражающий слой только частично отражает видимый падающий свет. 8. Световая панель по предшествующему пункту, отличающаяся тем, что СИДы помещают так, что их световой поток проходит сквозь частично отражающий слой. 9. Световая панель по любому из пп.2-6, отличающаяся тем, что отражающий слой является зеркальным слоем, который полностью отражает видимый свет. 10. Световая панель по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что области, действующие в качестве маршрутов ввода и вывода электрического тока, изолированы от остальной части электропроводной структуры тонкими изолирующими лентами, вставленными в указанную структуру. Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2/6