用于箱体标牌的led背光系统的制作方法

专利名称：用于箱体标牌的led背光系统的制作方法
用于箱体标牌的LED背光系统
背景技术：
本典型实施例涉及背光系统。其找到了结合标牌行业的具体应 用。用于这种背光系统的一种具体应用是箱体标牌(cabinet sign), 并且将利用其具体参照对其进4亍描述。然而，可以发现，本典型实 施例还服乂人其他类似应用。
目前，较大的箱体标牌通常使用荧光灯泡和镇流器作为照明系 统。这些类型的系统是劳动密集型的并且维护费用昂贵。通常需要 至多在一年或两年内替换灯泡。4叚i殳箱体标牌的典型位置和灯泡尺 寸，需要频繁使用起重机车或其他非现成可用设备来维修标牌。以 前提出的箱体标牌背光系统的替代对象包括线形发光二极管阵列 或者周边照明装置。然而，出于各种原因，这些选择作为上述荧光 背光系统的替代对象没有获得任何重大商业成功。

发明内容
文中描述了用于箱体标牌的背光系统和制作该标牌的方法。该 系统可以包括多个面板。每个面板均包括连接至该面板的多个发光 二极管("LED" )。 LED布局间隔图案具有约小于1.4的箱标牌深度 系数。集成电路还可以位于面板上。配线物理连接相邻面板。文中 还公开了包括上述背光系统的箱体标牌。

图1是用于文中所述箱体标牌的背光系统的一个实施例的正视
图2是可以-故用作文中所述的背光系统的一部分的面^反的正朝L
图3是可以包括:作为面^反的一部分的芯^反的正^L图； ，
图4和图5是包括包覆模制件的面板的侧视图6是背光系统的另一实施例的正^L图7是文中所述背光系统以及箱体标牌的框架的实施例；
图8是可折叠面;^反列的实施例的侧3见图9是包括来自图8的可折叠面板列的背光系统的部分示图10是包括面板的矩形实施例的背光系统的另 一 实施例；
图11是可以用在文中所7>开的背光系统中的面^反的另一实施 例的正^见图12是文中所7>开的面才反列；
图13是巻成易包装形状的如图12所示的面板列的实施例；
图13A示出了一个置于另一个上部地〃折叠的如图12所示的面 4反列的实施例；图14是 一 列置于另 一 列上部地堆叠的两个面板列的实施例； 图15是面板的附加实施例；
图16-图19描述了可以怎才羊向面才反以及同列的面4反之间和不同 列的面板之间提供功率的替代方案；
图20和图21示出了文中所7>开的背光系统可以怎才羊#皮用在双 侧标牌中的替代方案；
图22A-图22F可以与背光系统的面4反一起4吏用的各种支架；
图23是包括在文中所公开的背光系统的箱体标牌的实施例；
图24是包括在文中所公开的双阵列背光系统的箱体标牌的实 施例；
图25是包括包覆模制件的矩形面板；
图26A示出了根据典型实施例的连接至桥的三LED模块；
图26B示出了根据典型实施例的照明系统的模块电连接；
图26C示出了根据典型实施例的允许第二发光模块连接至照 明系统的连4妄元4牛；
图26D示出了根据典型实施例的单个阵列照明系统；
图26E示出了根据典型实施例的双阵列照明系统；
图27A示出了根据典型实施例的六LED模块；图27B示出了根据典型实施例的利用六LED模块的单个阵歹'J;
图27C示出了根据典型实施例的利用六LED模块的双阵列；
图28A示出了根据典型实施例的交替六LED模块照明系统；
图28B示出了根据典型实施例的穿过六LED模块照明系统的 实施例的可选配线；
图28C示出了才艮据典型实施例的利用交替六LED才莫块的单个 阵列；
图28D示出了才艮据典型实施例的利用交替六LED才莫块的双阵
列；
图29A示出了根据典型实施例的交替六LED才莫块照明系统；
图29B示出了根据典型实施例的在图29A中的六LED模块的 电连接性；
图29C示出了根据典型实施例的利用图29A中的六LED模块 的单个阵列；
图29D示出了根据典型实施例的利用图29A中的六LED模块 的双J车列；
图30A示出了根据典型实施例的具有卡夹连接铰链的三LED 模块；
图30B示出了根据典型实施例的用于运输的三LED模块的实 施例；图30C示出了 4艮据典型实施例的利用三LED才莫块的单个阵列； 图30D示出了根据典型实施例的利用三LED模块的双阵列； 图31A示出了才艮才居典型实施例的网格形式的LED面才反的俯#见
图31B示出了才艮据典型实施例的网格形式的LED面4反的仰^L
图32示出了示出了根据典型实施例的网格形式的包覆模制件 LED才莫块的俯^L图33A示出了才艮据典型实施例的网格形式的LED模块的俯视
图33B示出了根据典型实施例的网格形式的LED模块的仰视
图33C示出了根据典型实施例的网格形式的LED模块的分解
图34A示出了根据典型实施例的利用LED面板的PCB组件的 俯视图34B示出了根据典型实施例利用LED面板的PCB组件的仰 视图。
具体实施例方式
在描述背光系统的各种实施例中，通过使用相同或者类似的参 考标号描述每个实施例的类似元件。
这里，所公开的实施例包括包含背光系统的多个面板。每个面
^反包括多个LED。优选地，在同一面4反上LED 4皮此分隔开，并且 同样地相对于相邻面板上的LED也彼此分隔开，从而背光系统将 呈现与荧光背光系统的照明质量类似的照明质量。LED背光系统将 呈现与荧光背光系统一致的均匀性(uniformity),亮度、以及显色性。
参照图1，所示出的为用于箱体标牌的背光系统100的正4见图。 所描述系统100包4舌冲匡架102和多个面才反104。面^反104以所示的 多行连接至框架102。作为选择，面板104以多列连接至框架102, 而不是行。独立面板104不限于任何具体尺寸。假设箱标牌(box sign)通常为正方形或者矩形，具体^f吏用的面板尺寸为l'xl'。箱体标 牌的制造商可以找到期望的该尺寸面板，这是因为其可以用于制作 用于各种尺寸的箱体标牌的照明系统。通常，箱体标牌具有标牌表 面，该标牌表面具有约小于200平方英尺(ft2)的标牌面积。在标 牌的各种实施例中，标牌的表面面积可以在从约4平方英尺(ft2) 一直到约200平方英尺(ft2)的范围内。作为选择，如果对于箱体 面利用柔性材冲牛(例如，乙烯基材并+等)，则标牌的表面面积可以 比200平方英尺大得多。可以利用这种方法以允许箱体面经受住过 多的风力载荷。
作为选择，如图11所示，面^反104的形4犬可以为矩形。面4反 104不限于任何具体形状或尺寸。出于相信这些形状对于标牌制造 商是期望形状的原因，以矩形和正方形形状描述面板104。如果最终用户需要，则可以制造具有其他形状的面板。此外，不同形状和 /或尺寸的面才反可以净皮用在同 一箱体标〗阵中。
在一 实施例中，面^反104可以为印刷线路才反。印刷线路才反可以 为选自印刷电路板、金属复合印刷电路板、以及柔性电路(flex circuit)的组中的一个。柔性电^各可以包4舌背才反(backing plate )。 用于背板的优选材料的两个实例包括铝或塑料。至少以下来源的柔 寸生电3各是可用的Minco of Minneapolis, MN， Allflex Inc. of Northfield， MN， and Uniflex Circuits of San Jose， CA。 在另 一实施侈寸 中，印刷线路板可以包括与条形式的配线连接在一起的LED,然后 将该条连接至背衬(backing )。通常，该背衬可以由铝或塑料制成。
如图2所示，每个面板104均包括多个发光二极管("LED") 106。 LED 106可以以4壬4可具体图案布置在面4反104上。此外，在 每个面;f反上的LED 106的凄史量可以不同或者可以相同。在一具体实 施例中，每个LED106距一个或多个相邻LED不大于4"。在另一 实施例中，可以通过箱标牌深度系数来确定LED间距。这是LED 距箱体标牌的标牌面的距离("深度")除以(divided by)最邻近的 LED和目标LED之间的3巨离的比值。例如，如果目标LED 3巨最邻 近的LED4"并且在标〗阵以下的LED的-罙度为4",则该系凄t为1。 在另一实例中，如果在相邻LED之间的距离保持相同，^f旦深度改 为5"，则该系数为1.25。在进一步的实例中，相邻LED;f皮此间隔 约6"并且深度约为8"，则箱标牌深度系数约为1.33。
在具体实施例中，优选系数约小于1.4。在另一具体实施例中， 系数可以在约1.25至约0.5的范围内。在进一步的实施例中，LED 可以随才几或统一地;波此分隔开。在一特定实施例中，每个LED与 其相邻LED大体上相等i也分隔开。任何适当类型的LED可以^皮用于与面板104结合。可以使用 典型类型的LED的实例包括表面安装LED和通孑L LED。面板104 不限于具体数量的LED 106。可以使用任何期望数量的LED。典型 面^反104可以具有与其相关的四(4)个到十二 (12)个LED。
除适当的各种类型的LED之夕卜，LED 106没有任何特定瓦数要 求。在一具体应用中，LED 106的瓦凄t可以为1 W或者0.5 W。对 于面才反104，在一具体实施例中，^"尤选地，由面^反104上的LED 106
所发出的光具有在标牌的标牌面的外表面处所测量的高达1500尼 特的亮度。
面板104还可以包括一个或多个集成电路108。集成电路108 可以用于驱动面板104上的LED 106。除包括电路108的面板104 之外，面^反104还可以包4舌一个或多个LED 4呆护元件。这是可以 防止LED的二才及管与另一有形物品(tangible item)物理4妄触的元 件。在一实例中，保护元件可以包括面板104的表面上的环形锥体， 其中，LED 106在4,体的凹进部的中心。在第二实施例中，{呆护元 4牛可以是每个LED的二4及管顶部的上方的透明塑并+盖。
还如图2所示，面板104可以连接至一个或多个轨道(rail )110。 可以通过已知适于用作散热器(heat sink)的任何材料制成该轨道； 非限制实例包4舌铝和天然石墨。可以通过任何已知连4妄:技术连4矣面 4反104。如利用螺丝4丁 112连4妄所示的面4反104。 4壬选地，如所示， 可以将面板104固定至或者可调整地连接至轨道110。可以通过任 何已知连接技术将轨道110连接至框架102。在另一实施例中，面 4反104可以包4舌一个或多个集成或可连4矣导轨，该导4九与4九道110 的一部分紧密配合以使面板104能够沿着轨道110容易地移动。
:fe口戶斤示的，可以利用夹持元件(clamping element) 114将库九道 110可调整i也连4妄至冲医架102。作为选择，可以-使用其4也可调连4妄
16元件代替夹持元件114或者可以使用固定连接元件代替夹持元件 114。面4反104可以统一分隔开或者随才几分隔开。在一具体实施例 中，在同一轨道110上4壬4可两个可调整地连#:的相邻面4反104之间 的间隔可以调节至期望距离。面板104还可以包括一个或多个接线 端(terminal) 116。 4妻线端可以-陂用于将两(2 )个相邻面^反104连 接在一起-
图3所描述的是面板104的可选组件的一个实施例的正视图。 如所示的，面板104可以包括芯板(core plate) 105。可选地，芯 板105包括一个或多个开口 118。优选地，依尺寸制造并且分隔开 开口 118,从而不降低面板104的结构完整性，而至少改善面板104 从LED转移走热量的能力，并且可选地还改善芯板105的强度。 开口 118可以统一地或者随机地设置在面板104上。芯板105的结 构的优选材料的实例包括钢、钢合金、铝、铝合金、天然石墨、才齐 压塑料、可以用作散热器并且具有充分的结构完整性的任何其他材 泮牛、以及其结合。
如图4所示，面板104可以包括封装芯板105的薄陶瓷涂层120。 面板104还可以包括包覆模制件122。优选地，包覆模制件122由 防风雨才才泮牛(weather resilient material )制成并且具有透明顶部表面。 可以用于制作包覆模制件122的材料的实例包括硅树脂(silicone )、 环氧树脂、或者塑冲牛压出品。塑并牛压出品可以由热塑性弹性体(热 传导或者非热传导)、聚氯乙烯、丙烯酸(acrylic )、聚乙烯(高密 度或低密度)、聚丙烯、聚苯乙烯、以及ABS形成。如图5所示， 包覆沖莫制^牛122可以连4妄至面才反104的顶部表面，或者作为选择， 可以连4妄至面^反104的侧表面或者底表面。另外，面^反104可以包 括一个或者多个可选底脚(feet) 125。优选地，底脚125从底板104 的下侧延伸出底板104。优选地，包覆模制件122不覆盖LED 106 的顶吾卩表面。面板104和包覆模制件122的具体优选结合包括印刷电路板面 板和塑料或者硅树脂包覆模制件、金属复合电路板和塑料或者硅树 脂包覆模制件、以及在铝或塑料背衬上的柔性电路和塑料或者硅树 脂包覆模制件。塑料可以是热塑性弹性体或可以被制作成塑料的其 他类型的适当聚合体。
在将包覆模制件材料应用于面板104的一种方法中，面板104 可以包4舌开口，销4丁可以^皮用于在包覆才莫制处理(over molding process)期间将面板104维持在固定位置。如果在第二实施例中需 要，则可以在单独的包覆模制步骤中填充所用的开口或者可以通过 填料来填充孔。
作为选择，可以以卡夹塑并+壳体包〗主面纟反104。壳体可以包括「 可以被用作保护该板的外壳的连接前部和连接背部。优选地，壳体 前部包括与LED 106对准的开口 ，用于发出通过LED 106所生成的光。
包覆模制件122或壳体可以用于连接具有一维阵列的多个面板 104,以形成具有二维阵列的面板。例如，如图10所示，两个或多 个面板104R可以同时包覆才莫制以形成具有以二维布置的LED的复 合面板。合成的面板将具有与图12所示的面板104L的定位 (orientation)相似的定位。作为选择，壳体可以用于将具有一维阵 列的多个面板104R制作成二维阵列。这种壳体将包住两个或多个 面^1以在壳体的宽度和长度方向上对准LED 106。
图6-图9示出了面^反104的布置130。如所示的，以列布置多 个面^反104。通过一个或者多个柔性条126连4妄每列中的相邻面4反 104。优选地，柔性条126才几械连接相邻面板104。任选地，柔性条 126还可以电连接相邻面板104。优选地，如图8所示，柔性条126 具有充分柔性，从而条126可以用于将系统100的一个面板104折叠至另一个上部。在一具体实施例中，可以以如图13A所示的4斤叠 定位装运面板104。在图6所示的实施例中，可以在面板104的104A 行和面々反104的104B 4亍之间产生一个4斤叠并且可以在面才反104的 104B行和面板104的104C行之间产生另一折叠。如所示的，连才妄 器128 #皮用于将每列的端部面斧反104连4妄至支撑体124。用于柔性 条126的适当材料的两个非限制实例为带状电缆和聚酯薄膜 (Mylar)柔性连接。这些典型材料还可以用于提供相邻面板之间 的电能。在条126包括配线(wire)的情况下，任选地，配线可以 是两根导线或者三根导线。
支撑体124可以连4妄至箱体标牌的才匡架102。 一种或多种布置 130可以-故用于形成用于箱体标牌的系统100。作为选择，如图9 所示，柔性条126可以被用于将面板104连接至支撑体124。在另 一替代实施例中，柔性条126可以被用于将面板104连接至框架102 而不是支撑体124。
图10描述了面板104R的替代实施例。在图10中，面板104R 具有头巨形形4犬并且沿着面才反104R的长度以单纟从列线布置LED 106。 这还可以称作以一维图案布置LED106，然而在图2中，以2维图 案布置LED 106。
如图IO所示，可以沿着專九道110在乂又箭头A的方向上^1寻面4反 104R移动至沿4九道110的4壬4可期望点。在所示实施例中，每个库九 道110均包4舌喷合锁定元件(locking element) 129的凹进部。如所 示的，锁定元件129包4舌依适合凹进部127的尺寸制作的螺4丁。在
实施例中，可以依尺寸制作凹进部127以啮合面^反104R的底 脚，类似于(但不限于)图5所述的底脚125。
每对面4反104R可以包括在相邻面^反104R之间的支架。支架 可以是连4妄两个相邻面4反104R的单一元件。每个面^反104R均可以包括用于支架的容纳元件。另夕卜，支架可以具有凹进部，从而其
将能够容纳另一面板104R以与图14类似地方式对准多个面板。作 为选择，可以将支架的一部分连接至每个面板104R并且与相邻面 板104R上的支架的互补部分密切配合。此夕卜，支架可以包括铰链， 从而可以相对于两个相邻面板形成折叠。最后，支架可以是可分离 的；从而支架可以与面板分离或者可以将支架分割成两(2)部分。
任选地，面板104R的一端可以包括用于将电源连接至面板 104R的端口 。面板104R的第二端可以包4舌在背光系统的7jC平方向 上邻接相邻面板104R的电连接器。
图12中所示为网4各形式的面^反104L的另一实施例。面^反104L 可以是任何期望尺寸，例如但不限于约十二英寸(12")的宽度(描 述为"W")以及约四英寸(4")至约6英寸(6")的高度(描述 为"H")。优选地，LED 106与相邻LED 106隔开至少约二英寸(2")， 但不大于6英寸(6")。优选地，通过柔性条126来连^妄相邻面^反 104L 。 4壬选地，面^反104L可以连4妄至未示出的总线。还优选地， 如图13A所示，可以将多个134面板104L—个置于另一个上部地 折叠，或者将其巻成包装并且传输至期望位置的方便形状。如所示 的， 一方便的形状基本上是图13所示的多个134圆柱型形状滚筒。
在包括面外反104L的系统100的一具体实施例中，优选i也，LED 106 4皮此等-巨地分隔开。例如，每个LED可以3巨相邻LED约四英 寸(4")。任选地，也可以将4"间隔应用于相邻面^反104L上的相 邻LED 106。可以;波此水平或^皮此垂直地布置相邻面才反104L。在一 侧长(例如，9英寸)，在另一侧上短(例如，小于5英寸)的面板 尺寸，可以提供更容易地安装在矩形箱体标牌中并且，通过调节布 局的定位，可以容纳更大数量的不同高度和宽度的箱标牌。在包4舌面4反104L的系统100的另 一实施例中，如图14所示， 可以一个置于另一个上部地堆叠面板104L。在一具体实施例中， 优选地，以彼此偏移的关系堆叠面板104L，从而上面^反104L不阻 碍从下面板104L上的这些LED 106发出的光。该4支术可以^皮用于 在箱体标牌的特定区域或者在箱体标牌的所有照亮区域上增加 LED的密度。可以通过诸如轨道、配线支撑体、或者摁扣(snap-on ) 特;f正的各种纟支术以堆叠结构来布置面^反104L 。面^反104L的顶部一 个的底表面可以具有摁扣元件而下面4反104L的顶部表面可以具有 互补摁扣元件。任选地， 一个或多个面板104L可以包括支座绝續_ 子(stand-off )。支座绝乡彖子可以集成或者连^妄至面^反104L。在堆 叠面^反104L的一实施例中，优选地，面才反104L4皮此不4妄触。在该 实施例中，支座绝缘子可以包括用于保持上面板和底面板104L之 间的优选距离的小块塑泮牛。
图31A和图31B示出了网4各LED面^反104L中利用的PCB组 件508的俯4见图500和仰视图502。图32示出了如以上图12所示 的多个网格LED面板104L的俯视图。图33A示出了包覆模制件 122的俯视图并且图33B示出了包覆模制件的仰视图。图33C示出 了具有PCB组件508和柔性条126的包覆模制件122的分解图。图 34A和图34B示出了在以上图31A和图31B所示的PCB组件508 的俯视图520和仰视图530。
在图17中所示的， 一电源144可以被用于通过使用接合连接 器(splic connector ) 146向一 (1 )列或多列面4反4是供电能。作为选 择，如图18所描述的，IDC136和快速连接线148可以^皮用在列之 间以乂人一列面才反104L向下一列面寺反104L运送电能。如图16和图 17所示，在面々反104L的两侧上传送电流。作为选择，可以^f又在面 板104L的一侧上传送电流并且IDC 136可以位于传送电流的面板 104的这侧上用于将电能运送至另一列面板104L。如图19所示，如果需要，则可以将柔性条162连接至面板104L的另 一侧用于支 撑。作为选择，可以将相邻面板之间的配线焊接至每个面板。对于 具体系统，可以使用IDC与焊接的结合。在另一实施例中，如图 15所示，可以向面^反104L的两侧提供电能。图15中的面才反104L 可以包括一个或多个IDC 136。如果对于具体应用需要安装面寿反 104L,则进一步的可选特征为安装点138。
在一确定的实施例中，单个电源可以;故用于向充分凄t量的4亍或 列的面^反104 ^是供电能以照亮高达标牌面约二十(20 )平方英尺(ft2 ) 的表面面积。进一步优选;也，电源#:用于向的标〗浮面至少约十四 (14)平方英尺(ft2)的表面面积提供电能。用于文中所述的背光 系统的实施例可应用于12V和24V这两个系统。此夕卜，系统100 可以:操作为施加给每个板的恒定电压、施加给每个^反的恒定电流、 或者恒压电源。
在一具体实施例中，可以将在面板104L上的LED 106电连接 在一起并且使用柔性电路或配线安装至面板104L。整个面板104L 可以安装有包覆模制件122。在一方法中，当去除包装时并且当固 定标牌背板时，使用配线作为系统100的机械支撑体的一部分可以 参与布局。另夕卜，配线可以通过向电源提供冗余电连接(electrical connection)来提供无故障组件。例如，可以切割两个配线之一而不 切断电连接(eletricaltie),从而提供面板放置或者新行起点的旋转 的附加灵活性。可以构造冲莫块以允许面板的重叠提供材料中的间 隙，这些间隙使LED从底面板照射至箱体标牌面。
系统100可以:帔用在图20和图21中所描述的双侧箱体标牌。 在图20中，背对背安装两(2)列面板104L。摁扣连接器可以用 于背对背安装相对的面板104L。作为选择，如图21所示，可以将 相对的面^反104L分离期望距离D。当将面板104L安装至背板时，如果所关心的是保持面板104L 上的LED 106与箱体标牌的前表面垂直，则导轨150可以被用于保 持面板104L的位置。在图22A-图22F中示出了各种导轨150。在 图22A中，可以将导轨150描述为跨越面板列中的所有面板104L 的扁平条(flat bar )。在第二实施例中，导轨150可以由两个扁平条 组成； 一个安装至面板104L具体列中的面板104L的每端。在图 22C中示出了第三实施例。导轨105可以由施加到面板列中两个相 邻面板104L的两个扁平条组成。在最后实施例中，在图22D-图22F 中所示的，导轨150可以包含支架。优选地，支架包括底边152和 两个垂直臂154。在图22E所示的实施例中，可以将面才反104L安 装在每个臂154的滑行轨道中。至于图22F，可以将两个相邻面板 104L连接在一起，沿着导轨150的每个臂154的顶部连接第一面 板并且沿着导轨150的底边152连接第二面板104L。
可以用任何适当材料制造用于对准面^反104L的导轨150。在 一实施例中，导轨150可以由塑料制成。然而，结构的其他材料也 可以是适当的。另夕卜，如果需要，导轨150可以固定至背板。
在替代实施例中，可以通过垂直相邻面板104R之间的连接器 形成面纟反104L。连4妄器可以为垂直相邻面才反104R的两者的之一的 集成块。另外，每个面板可以包括将配线从一垂直相邻面板104R 穿到另一垂直相邻面板104R的通道。此外，连接器可以为单个元 件或多块单元。最后，连接器可以包括4交链，从而在两个相邻面板 104R之间，可以卩夸第一面4反以非平4于方式;殳置i也移动至第二面氺反。
如上所述的系统IOO作为具有小于200平方英尺(ft2)的表面
面积的箱体标; 皁的照明系统具有具体的有利应用。在另一实施例
中，箱体标牌中的系统100的使用将最大化均匀性，并且不需要标
牌和使用荧光源的箱体标牌的光源之间的深度相同。而且，系统IOO将通过减少将背光系统安装到箱体中的时间来 降低标牌建造成本。此外，LED通常比荧光灯泡具有更长的预期寿 命，这降低了维护费用。另外，系统100安装简单并且灵活适应于 不同箱体标牌尺寸。除系统IOO可适用于不同尺寸的箱体之外，可 以距箱体标牌的标牌面的各种距离布置系统100。此外，系统100 适用于具有用于安装系统100的背板的那些类型的箱体标牌，并且 适用于不包括背才反的那些标牌。因此，系统100适用于单侧箱体标 牌和双侧箱体标牌。
此外，系统100的面板104可以使用串联/并联结构。而且，相 邻列面板104可以具有列之间的即插即用连接的优点。列之间的即 插即用连4妄可以包纟舌面4反104，面纟反104包括一个或者两个绝纟彖位 移连接器或者一个或多个对接接头。
至于独立面^反，在一实施例中，每个面才反可以包4舌两(2)个 分离的串联LED链。作为选择，每个面^反可以包4舌用于分离的串 耳关LED链(在面玲反上混合)的至少两(2)个分离的驱动器/每个面 板。由于在空间上混合每个链的LED，这将具有在标牌面上不会注 意到一个LED的i文障的伊匸点，/人而不会明显;也影响标"皁面的一区 域。
在图23和图24中所示的为包括标牌面局部示图的箱体标牌， 乂人而示出用于每个标牌的背光系统。在图23中，标牌200包括照 亮标牌表面202的面板104L的单个阵列。以如图12所示的垂直列 布置面板104L。图24包括双阵列背光系统，其中如图14所示地 配置面板104L。假如需要的话，如果期望增加用于照亮标牌面202 的光密度，则可以4吏用双阵列。图25是包括包覆模制件122和多个LED 106的面板104L的示 图。面板104L还包括环绕面板104L的外部边缘的外壳160和包覆 模制件122。
背光系统100可以基本上没有光学器件。任选地，系统100任 选地可以不包括以下项的任何项(1)荧光粉面板，(2)亮度增强 膜，(3)扩散器、以及(4)光管。而且，系统100可以不包括荧 光灯泡和/或镇流器。
系统100还4是供包装和存储的独特优点，其优点在于，系统100 可以在最终用户选择下可折叠或者可巻绕。这4吏系统IOO容易包装 并且运l俞至最终用户，同辨-地，已交货后，系统10(H更于最终用户存储。
另外，系统100的具体实施例可能具有不大于3的切割分辨率 (cut resolution),更优选地，不大于2、以及甚至更优选地，不大 于1。
图26A示出了可选实施例，其中为了提供具有具体要求的尺寸 和光输出的灵活照明系统，将两个模块202连接至桥204。桥204 实际上可以由诸如塑料或者其他类似材料的任何适当材料构成。每
的凹进部而连^妄至桥204。在一方法中，为了便于向模块202运送 电能和/或电控制信号，桥可以包括电连接器。另外，桥可以包括连 接器212以容纳附加才莫块。
每个模块202均包括多个LED203。在一代表实施例中，对于 每个才莫块202包括三个LED。可以以预定距离隔开LED 203，从而 固定数量的LED 203部分基于模块202的长度。由于每个模块均可从桥204拆卸，所以为了运输可以容易地对照明系统进行解构并且 对其进行包装。
可以利用端盖电源输入插件206向才莫块202上的LED 203运送 电能。端盖电源输入插件206可以是凸组件并且经由凹电源输入连 接器208连接至模块。电源输入插件206包括连接至凹连接器208 的电接触，以在电源输入插件206插入时运送电能。以这种方式， 当将才莫块202安装在特定位置中时，可以经由电源输入插件206和 凹连接器208之间的连接运送电能。
类似地，可以经由才莫块电源通过量端口 210将才莫块202连4妾至 附加模块209。图26B示出了经由模块电源通过量端口 210和位于 模块209上的对应凹电源输入连接器208在才莫块202和模块209之 间的连4妄。在该实施例中，才莫块电源通过量端口 210位于才莫块202 的相对侧上作为外部电源输入端。然而，可以发现，实际上可以将 模块电源通过量端口 210设置在模块202上的任何位置中。模块电 源通过量端口 210的位置可以与彼此相关的模块202的期望配置相 关。通过在方便位置提供相关联的电源连接器允许模块之间的灵活 连接，从而有利于各种期望的照亮元件的灵活设计和制造。
图26C示出了如何经由连接器212将第二阵列214连接至桥 204。在一实施例中，图26D示出了利用如图26A所示的多个才莫块 202和桥204制作的单个阵列照亮系统220。图26E示出了双阵列 照亮系统224。在一种方法中，通过将多个第二阵列214连接至多 个乂寸应连4妄器212来制作照亮系统224。
图27A示出了有利于单个阵列或双阵列模块的联锁LED面板 230。联锁面板230包括可以容纳完全不同的联锁模块以提供用于 系纟克的附力口光车lr出的多个凹进部232、 234、 236、 238、 240、 242、 及244。每个凹进部232-244均可以包4舌一个或多个连4妄器，该连接器从LED面板230的每个凹进部的表面突出并且^皮安装在堆叠 在顶部上的LED面外反的背面中。在每个凸起结构246、 248、 250、 252、 254、及256上均设置一个LED。如以上在图12中所示的， 经由^f立于面^反230 4壬意侧上的电源线260和262向联锁面才反230摘: 供电能。可以发现，实际上LED彼此可以以任何距离隔开并且在 整个面才反上这种间隔可以不均勻。
图27B示出了利用多个联锁LED面才反230的单个阵列照明系 统270。照明系统270包括五列，其中每列均包括四个联锁面板230。 经由电源连4妄器272、 274、 276、及278分配来自每列的电能。以
这种方式，实际上可以以4壬{可结构连4妾多个面4反。
图27C示出了包括双阵列联锁LED面板230的照明系统280。 在第一ia顶部堆叠第二《且LED面板，/人而经由^f立于每个凹进部 232-244的表面上的连4姿器将顶部LED面纟反的背面连4妄至底部组 LED面板。双阵列系统280在连接性方面与单个阵列系统270非常 类似。然而，系统280还包括位于单个阵列系统270的凹进部 232-244中的第二组LED面才反230 。可以经由两才艮电源线260和262 才是供用于第二组LED面^反的电能。在一种方法中，经由乂人底部组 LED面板至顶部组LED面板的连接器^是供电能，从而，顶部组面 板不需要与其连接的电源线。
图28A示出了包括;f皮此平^f亍地安置的并且通过^争^妄构件314连 4妄的第一臂310和第二臂312的I形LED面玲反290。第一臂310包 括三个LED和两个连接器292和294。第二臂312包括三个LED 和两个连4姿器292和294。第一臂310和第二臂312经由包^"连接^ 器300的桥314连接。可以利用连接器以允许I形LED面板290的 堆叠乂人而为期望的照明系统结构^是供双阵列LED面才反。在一种方 法中，连4妄器为来自装入堆叠在其顶部上的LED面4反的背面上的 ^j"应凹座中的I形LED面^反的表面的突出部。经由电源线302和304向I形LED面板290运送电能。图28B 示出了经由电源线306和308向I形LED面板290运送电能的替代 实施例。该实施例中，分别经由电源线306和308连4妄第一臂310 和第二臂312。在完全不同的实施例中，可以经由连4妄器292-300 将电能运送到双阵列结构中的顶部LED面板。
图28C示出了包括多个I形LED面板2卯的单个阵列照明系 统340。单个阵列照明系统340包括五列I形LED面板，其中，每 列均包括四个I形LED面板。可以发现，可以以实质上任何方式配 置实质上任何数量的LED面板。每列I形LED面板经由连4妄线342、 344、 346、及348连4妄。可以利用连4妾线342-348 /人一组I形LED 面板向另一组提供电能和/或控制信号。图28D示出了包括具有堆 叠在其上部的I形发光元件的附加阵列的单个阵列照明系统340的 双阵列照明系统350。如上文所讨论的，可以经由连接器292-300 ;]寻第二顶部阵列连4妄至底部阵列。
图29A示出了 H形LED面板360。 LED面板360包括第 一臂 362、第二臂364、以及第三臂366。第一臂362和第二臂364彼此 平4亍并且经由与第 一臂362和第二臂364垂直定向的第三臂366连 接第一臂和第二臂。第一臂包括三个LED和连接器366和368。第 二臂包括三个LED和连接器370和372。第三臂366包括位于第一 臂362和第二臂364之间的连接器374。
第三臂366可以包括位于臂体内的 一根或多根电源线。第三臂 366的底部可以包括凸电源连接器376。第三臂366的顶部可以包 括凹电源插座378。以这种方式，可以经由向所有LED面板运送电 能的凸和凹电源连4妄器将H形LED面4反连4妄至一个或多个完全不 同的H形LED面才反。图29B示出了这种电能运送。可以发现，尽 管经由第三臂366运送电能，4旦实际上可以传达4壬4可信号。 一实例 可以是利用具体通信协议的控制信号。图29C示出了包括多个H形LED面板360的单个阵列照明系 统380。单个阵列照明系统380包括五列H形LED面板，其中， 每列均包纟舌四个H形LED面才反。可以发iE见，可以以实质上4壬〗可方 式配置实质上任何数量的LED面板。每列H形LED面板经由连接 线382、 384、 386、及388连接。可以利用连接线382-388从一组 H形LED面4反向另一组才是供电能和/或控制信号。图29D示出了包 :括具有堆叠在其上部的H形发光元件的附加阵列的单个阵列照明 系统380的双阵列照明系统390。可以经由连接器366-374将第二 顶部阵列连接至底部阵列。可以将照明系统380和390分解为多个 单个LED面板，以有利于从一个位置至另一位置的紧密运输。
图30A示出了各包括三个LED的两个才莫块400和402。每个 模块均由在单个轴上的三个插座(pod)(每个LED —个插座)构 成，其中，臂将每个插座连接至一相邻插座。模块400包括模块的 第一侧上的外铰接组件404和在第二侧上的内铰接组件406。中间 插座容纳电源线408。经由模块400的外铰接组件404和内铰接组 件406到模块402的对应内铰接组件和外铰接组件，将模块400连 接至才莫块402。利用连接器410和412以有利于将第二组LED冲莫块 堆叠在第一组的顶部上并且才几才成连4妄至第一组的乂又阵列照明系统。 图30B示出了将两组多个模块折叠在一起以为传输提供更紧凑的 占地面积。经由将两个或多个模块连接在一起的铰链有利于这种折 叠。
图30C示出了包括多个LED模块400的单个阵列照明系统 420。单个阵列照明系统420包括五列LED模块，其中，每列均包 括四个LED模块。可以发现，可以以实质上任何方式配置实际上 任意凄t量的LED才莫块。图30D示出了包括具有堆叠在其上部的LED 才莫块的附加阵列的单个阵列照明系统420的双阵列照明系统440。 可以经由连接器410和412将第二顶部阵列连接至底部阵列。可以将照明系统420和440分解为多个单个LED模块，以有利于/人一 个位置至另 一位置的紧密运输。
已经参照优选实施例描述了典型实施例。明显地，根据其他人 员阅读并且理解以前的详细描述，将有多种4务改和改变。旨在^1夺典 型实施例解释为包括处于其所附权利要求或等价物的范围内的所 有这种改变和替换。
权利要求
1. 一种用于箱体标牌的背光系统，包括(a)多个面板，每个面板均包括(i)连接在所述面板上的多个发光二极管(“LED”)，每个LED均具有小于约1.4的箱标牌深度系数，以及(ii)集成电路，(b)其中，配线物理连接相邻面板。
2. 根据权利要求1所述的背光系统，其中，每个面板均包括印刷 线路板。
3. 根据权利要求2所述的背光系统，其中，所述印刷线路板包括 印刷电路板、金属复合印刷电路板、以及柔性电路中的至少一种。
4. 根据权利要求1所述的系统，其中，所述多个LED被等距分 隔开。
5. 根据权利要求1所述的系统，进一步包括连接至面板的包覆 模制件，所述包覆模制件位于所述LED和所述标牌的前表面 之间。
6. 根据权利要求5所述的系统，其中，所述包覆模制件的顶部表 面由透明、防风雨材料制成。
7. 根据权利要求1所述的系统，其中，所述多个LED以二维定 向布置。
8. 根据权利要求1所述的系统，进一步包括每个LED均具有 对准的保护元件，所述保护元件对所述每个LED来说防止二 才及管物理4妄触。
9. 根据权利要求1所述的系统，其中，所述配线具有充分的柔性， 使得所述多个面板能够巻成方便的形状以用于包装。
10. 4艮据4又利要求1所述的系统，其中，所述配线具有充分的柔性， 使得所述多个面4反中相邻的面4反能够一个置于另一个上部地 堆叠。
11. 根据权利要求1所述的系统，其中，位于面板上的所述多个 LED所发出的光的亮度在箱体标牌的标牌面的外表面处测量 高达约1500尼特。
12. 根据权利要求1所述的系统，其中，每个面板均包括即插即用 连接器。
13. —种包括背光系统的箱体标牌，所述系统包括(a) 多个面才反，每个面4反均包4舌(i )连4妄在所述面^反上的多个发光二才及管("LED")， 每个LED均具有小于约1.4的箱标牌深度系数，以 及(ii)集成电路，(b) 其中，配线物理连4妄垂直相邻的面4反，这些面4反4要 列和行布置。
14. 才艮据权利要求13所述的箱体标牌，其中，每列中相邻的面板 之间串联/并联连接。
15. 根据权利要求13所述的箱体标牌，标牌面的表面区域的每部 分具有一个电源，所述标牌面的所述部分包括从至少约十四(14)平方英尺(ft2)至不大于约二十(20)平方英尺(ft2) 的标牌面。
16. 根据权利要求13所述的箱体标牌，其中，仅通过所述配线支 撑一列或者多列面4反。
17. 根据权利要求13所述的箱体标牌，进一步包括 一个或多个 轨道，其中，在所述轨道上支撑所述面板。
18. 根据权利要求13所述的箱体标牌，其中，所述标牌包括第一 标牌表面和第二标牌表面，以及用于照亮所述第 一标牌表面的 对准的第 一组所述多个面^反和用于照亮所述第二标牌表面的 对准的第二组所述多个面^反。
19. 根据权利要求13所述的箱体标牌，其中，每列均与第二列相 互连接。
20. 根据权利要求13所述的箱体标牌，其中，每个面板均包括至 少 一个绝缘位移连接器。
21. 才艮据权利要求13所述的箱体标牌，其中，相邻面板之间的间 隔是可调的。
22. 根据权利要求17所述的箱体标牌，其中，所述轨道由适于用 作散热器的材料制成。
23. 根据权利要求13所述的箱体标牌，进一步包括覆盖所有所 述面板的包覆模制件。
24. 根据权利要求13所述的箱体标牌，其中，第一列面板与第二 歹'J面板重叠。
25. 才艮据权利要求24所述的箱体标牌，其中，所述第一列和所述 第二列中的每个LED露出至所述箱体标牌的标牌表面。
26. —种背光系统，包^^舌a )第一多个发光模块，每个模块均包括多个发光二极管， 所述多个发光二极管以第 一阵列中的间隔关系布置在每个模 块中；以及b)其中，所述多个发光才莫块以第二阵列相对^波此布置。
27. 根据权利要求26所述的背光系统，其中，所述第二阵列包括 使得所述第一多个模块相对彼此位于公共平面内并且彼此相 邻地布置，/人而相邻才莫块之间的发光二极管的相对间隔基本上 与给定模块中的发光二极管的相对间隔相同。
28. 根据权利要求26所述的背光系统，包括a) 第二多个发光模块，每个模块均包括多个发光二极管， 所述多个发光二极管以第 一阵列中的间隔关系布置在每个模 块中；以及b) 其中，所述多个发光才莫块以第二阵列相对;f皮此布置。
29. 才艮据4又利要求26所述的背光系统，其中，以所述发光二极管 以线性阵列布置在才莫块中。
30. 根据权利要求26所述的背光系统，其中，所述发光二极管以 二维阵列布置在模块中。
31. 根据权利要求27所述的背光系统，其中，所述多个模块在一 系列列和4亍中4皮此相邻i也布置。
32. 根据权利要求27所述的背光系统，其中，垂直相邻模块通过 配线电连4妄。
33. 才艮据4又利要求32所述的背光系统，其中，所述配线限定相邻 才莫块之间的所述发光二才及管的所述相对间隔。
34. 根据权利要求26所述的背光系统，其中，相邻模块通过配线 电连接，所述配线具有充分的柔性，使得所述多个才莫块的所述 相邻才莫块能够在^f皮此的上部折叠。
35. 根据权利要求28所述的背光系统，其中，所述第二阵列包括 使得所述第二多个模块相对彼此位于公共平面内并且彼此相 邻地布置，从而相邻模块之间的所述发光二极管的所述相对间 隔基本上与给定模块中的所述发光二极管的所述相对间隔相 同。
36. 根据权利要求29所述的背光系统，其中，所述第二多个模块 按照所述第 一多个模块的空间关系布置。
37. 根据权利要求28所述的背光系统，其中，所述第二多个模块 相对于所述第一多个模块布置，从而将所述第二多个模块的所 述发光二极管布置在所述第一多个模块的所述发光二极管的 中间。
38. 根据权利要求28所述的背光系统，其中，所述第二多个模块 相对于所述第一多个模块布置，从而所述第二多个模块的所述 发光二极管布置为在所述第一多个模块的所述发光二极管的 相对方向上引导光。
39. —种包括根据权利要求26所述的背光系统的箱体标牌。
40. 根据权利要求39所述的箱体标牌，其中，所述发光二极管具 有约1.4或小于1.4的箱标牌深度系数。
41. 一种用于为箱体标牌提供背光的模块，包括印刷线鴻^反；安装在所述线路板的第一表面上的多个LED,其中，所 述LED寻皮等3巨地分隔开；包覆模制件，连接在所述印刷线路板的所述第 一表面上；保护元件，位于每个LED的顶部上，以对于每个LED来 i兌防止二纟及管物理4妄触；以及互连性组件，促使所述模块与一个或多个完全不同的模 块之间电连才妄。
42. 根据权利要求41所述的模块，其中，所述互联性元件是通过 配线连接至模块的内连接器和外连接器之一。
43. 根据权利要求41所述的模块，其中，所述模块包括具有中央 纟逢隙的平4于四边形。
44. 根据权利要求41所述的模块，其中，所述模块进一步包括 平分所述中央缝隙的元件。
45. —种用在箱体标片皁中的背光系统，包4舌多个相互连接的模块，配置在第一阵列中，每个;t莫块均 电连接至至少一个其他模块；以及多个发光二极管，位于每个模块的表面上，每个二极管 -波此相距预定距离。
46. 根据权利要求39所述的箱体标牌，其中，所述发光二极管具 有从约1.25至约0.5的范围内的箱标牌深度系数。
47. 根据权利要求45所述的背光系统，进一步包括相互连接至 所述第一阵列的第二阵列模块，其中，每个模块均经由来自一 模块的凸连接器和来自另 一模块的凹连接器相互连接至所述 另一才莫块。
全文摘要
本发明公开了一种用于箱体标牌的LED背光系统，该系统可以包括多个面板。每个面板均包括连接至面板的多个发光二极管(“LED”)。二极管具有小于约1.4的箱标牌深度系数。集成电路还可以位于面板上。配线物理地连接相邻面板。
文档编号G09F13/04GK101536066SQ200780041886
公开日2009年9月16日 申请日期2007年10月4日 优先权日2006年10月5日
发明者凯文·卡彭特, 库希克·萨哈, 托米斯拉夫·J·什蒂马茨, 李晨阳, 杰弗里·马克·诺尔, 新 王, 罗纳德·K·布伦加特纳 申请人:照明有限责任公司