用于基于阵列的电装置的线路板的制作方法_3

文档序号:8435590阅读:来源:国知局

【附图说明】
[0035] 在附图中,不同视图中相同的符号通常指示相同的部分。此外,附图不一定是按比 例绘制的或是强调,相反通常重点放在描述发明的原理。在下面的实施方式中,参考以下附 图描述本发明的各个实施例,其中:
[0036] 图IA和IB是根据本发明各个实施例的照明系统的俯视图;
[0037] 图2A-2C是根据本发明各个实施例的照明系统的电配置的示意图;
[0038] 图3和4是根据本发明各个实施例的照明系统的俯视图;
[0039] 图5A_5I、6A和6B是根据本发明各个实施例的照明系统的电配置的示意图;
[0040] 图7是描述用于制造根据本发明各个实施例的照明系统的工艺流程的流程图; [0041]图8A是根据本发明各个实施例的照明系统的截面图;
[0042] 图8B是根据本发明各个实施例的照明系统的俯视图;
[0043] 图9A和9B分别是根据本发明各个实施例的照明系统的截面图和俯视图;
[0044] 图10A-10E是根据本发明各个实施例的照明系统中的通孔的示意图;
[0045] 图11是根据本发明各个实施例的照明系统的示意图;
[0046] 图12和13是根据本发明各个实施例的照明系统的电配置的示意图;
[0047] 图14是根据本发明各个实施例的照明系统的截面图;
[0048] 图15、16和17是根据本发明各个实施例的照明系统的示意图;
[0049] 图18是根据本发明各个实施例的照明系统的截面图;
[0050] 图19是用于根据本发明各个实施例的照明系统的连接器的示意图;
[0051] 图20、21A、21B和22A是根据本发明各个实施例的照明系统的示意图;
[0052] 图22B是根据本发明各个实施例的照明系统的电路原理图;
[0053] 图23是根据本发明各个实施例的照明系统的示意图;
[0054] 图24是根据本发明各个实施例的照明系统的示意图;
[0055] 图25A和25B是根据本发明各个实施例的照明系统的元件的示意图;
[0056] 图26是根据本发明各个实施例的发光元件的截面图;
[0057] 图27和28是根据本发明各个实施例的结合荧光体材料的发光元件的截面图;
[0058] 图29是根据本发明各个实施例的结合到基板的发光元件的示意图;
[0059] 图30A、30B和30C是根据本发明各个实施例的发光元件和控制元件的电配置的示 意图;
[0060] 图31、32A-32D和33是根据本发明各个实施例的以控制元件为特征的照明系统的 示意图;
[0061] 图34A-34K是根据本发明各个实施例的由接合元件至少部分地连接的光片的部 分的截面图;
[0062] 图34L是根据本发明各个实施例的由接合元件至少部分地连接的光片的部分的 俯视图;
[0063] 图35是根据本发明各个实施例的光片的示意图;以及
[0064] 图36是根据本发明各个实施例的照明系统的示意图。
【具体实施方式】
[0065] 图1A-1B是根据本发明实施例的电装置(或"光片")100的示意图。为了方便起 见,电装置100的"宽度"指矩形的短侧,而"长度"指矩形的长侧。尽管将电装置100示成 矩形,但这不是对本发明进行限制,并且在其他实施例中,电装置100可以是正方形、圆形, 或者具有任何其他的形状。在各个实施例中,电装置I 00的形状被设计成使得可在一个或 多个方向上拼贴该电装置(如下面详细描述的)。在一些实施例中,光片可具有在约1英寸 到约24英寸的范围内的宽度,以及在约1英寸到约50英尺的范围内的长度;然而,这并不 是对本发明进行限制,并且在其他实施例中,光片的长度和/或宽度可具有任何值。
[0066] 参考图1B,光片100以发光元件(LEE) 130的阵列为特征,每个发光元件在导电迹 线160之间电耦合,并且电导体110和120向导线迹线160和控制元件(CE) 140供电,它们 都设置在基板165上。如本文用到的,"线路板"指用于LEE的,具有或者不具有额外元件 (例如导电迹线或CE)的基板。线路板还可以被称作基板或电路板。图IB示出了光片100 的放大的部分。在图IB描述的示例性实施例中,电导体110、120彼此隔开,并且发光串(或 者简称"串")150跨电导体110、120平行连接。在一些实施例中,例如如图IB所示,串150 不彼此相交(即交叉)。换句话说,电导体110、120朝向一个方向,并且串150被定向为使 得它们在一个不同的方向上跨越电导体110、120。如图IB所示,串150与电导体110、120 大体垂直。然而,这不是对本发明进行限制,并且在其他实施例中,例如如图5C-5E中所示, 至少一些片段(即连接两个或更多LEE 130的部分)或者甚至整个串150,大体定义了不与 电导体110、120垂直(至少对于整个串150)也不与电导体110、120平行的线路。值得注 意的是,在图5C-5E所示的示例中,串150仍不彼此交叉和相交。然而,这不是对本发明进 行限制,并且在其他实施例中串150可交叉,例如一个串150分裂成两个或更多个串150,或 者两个或更多个串150连接以形成减少了数量的串150,如图5F-5G中所示。图5F-5G示 出了在与电导体120的接合处分裂的串150 ;然而,这不是对本发明进行限制,并且在其他 实施例中串150可以在与电导体110的接合处分裂,或者串150可以在LEE 130和/或CE 140之间的任何地方分裂。在一些实施例中,如本文描述的,例如参考图25A和25B,导电元 件可跨过对方而没有被电耦合,并且在一些实施例中,串150可跨过或者从下面穿过对方, 如图5H中所示。尽管关于图5A-5H讨论的示例示出了在电导体110、120之间的LEE 130 和串150,但这不是对本发明进行限制,并且在其他实施例中,一个或多个串150的全部或 部分可以在电导体110、120之外。例如,图51示出了延伸到电导体110、120之外的串150 的部分。
[0067] 如图所示,跨基板165以规则周期阵列的形式放置LEE 130,但是这不是对本发明 的限制,并且在其他实施例中,LEE 130可占据光片100上的任何位置。电导体110和120 向每个LEE串供电,例如,在图IB中由虚线包围的串150。每个LEE串150通常包括与多 个LEE 130互连的多个导电迹线160,以及一个或多个CE 140,其在图IB中与LEE 130串 联。图IB中示出的串150是折叠串,也就是,具有串联的、电耦合的三个片段但是定位成三 个相邻片段的串。在图IB中,串片段是跨越在电导体110和120之间的所有或者部分区域 的串的部分。在光片100中,一些串片段包括LEE 130,而其他串不包括。然而,在其他实 施例中,沿导电元件160和串片段的LEE 130的分布和位置可能不同。在一些实施例中,串 150可以是直线串,该直线串是没有折叠的串(如图3中所示)。串150的一端电耦合到电 导体110,而串150的另一端电耦合到电导体120。如将要讨论的,串150中片段的数量不 是对本发明的限制。
[0068] 图IA和IB描述了根据本发明实施例的三个方面。第一是由一组电导体110、120 供电的多个串150。第二是在LEE 130和CE 140的位置之间的位置关系,其中在导电迹线 160之间以及在电导体110、120之间设置CE 140。第三是在每个串行连接的130的串中包 含CE 140。如在下文中更详细的,这三个方面的组合使得能够以非常长的长度经济地制造 电装置110 (例如在卷对卷工序中),并且切成指定的长度从而形成光片,同时保持在不改 变或大体不改变LEE 130之间的间隔或者跨在两个相邻光片之间的接合处的光学特征的 情况下(例如沿长度的方向)拼贴或者放置彼此相邻的光片的能力。
[0069] 在一个示例性的实施例中,CE 140被配置为保持通过串150的LEE 130的恒定 或者大体恒定的电流。例如,在一些实施例中,应用于电导体110、120的恒定电压可能变 化,或者例如由于制造公差,在不同串中的LEE 130的正向电压的和可能会有些不同,或者 例如由于制造公差或操作温度变化,CE 140内的元件的组分和/或操作值可能变化;并且 CE 140在面临这些变化时,采取行动以保持通过LEE 130的电流大体恒定。换句话说,对 光片的输入是应用于电导体110、120的恒定电压,并且CE 140将该恒定电压转换为通过 LEE 130的恒定的或者大体恒定的电流。如将在本文中描述的,CE 140的设计可以是多样 化的,以提供对通过LEE 130的电流的不同级别的控制或者改变。在一些实施例中,CE 140 可将通过LEE 130的电流控制为变化小于约±25%的大体恒定的电流。在一些实施例中, CE 140可将通过LEE 130的电流控制为变化小于约±15%的大体恒定的电流。在一些实 施例中,CE 140可将通过LEE 130的电流控制为变化小于约±10%的大体恒定的电流。在 一些实施例中,CE 140可将通过LEE 130的电流控制为变化小于约±5%的大体恒定的电 流。
[0070] 在一些实施例中,如本文所详细描述的,CE 140可响应于控制信号,采取行动以保 持通过LEE 130的恒定的或者大体恒定的电流,直到例如由外部控制信号指示其以改变成 另一个恒定的或大体恒定的电流。在一些实施例中,如本文详细描述的,片上的所有CE 140 可一致行动,就是保持或改变通过所有关联LEE 130的电流;然而,这不是对本发明进行限 制,并且在其他实施例中,可独立地指示一个或多个CE 140和/或使一个或多个CE 140通 电。
[0071] 图2A描述了根据本发明实施例的以导电迹线160、至少两个电导体110、120、多个 LEE 130和CE 140为特征的示例电路布图设计。在一些实施例中,如图2A所示,可在具有 间隔(即相邻LEE 130之间的距离)220的规则周期阵列中配置LEE 130。图2A示出了可 用于向LEE 130的串供电的电导体110和120,以及串150。每个串150可包括两个或更多 个电耦合的LEE 130。如图2A中所示,可串联地电耦合串150中的LEE 130;然而,这不是 对本发明进行限制并且在其他实施例中,可利用电耦合的其他示例,例如并联的或者采用 串联和并联的任何组合的LEE。图2A示出了与串150串联的CE140 ;然而,这不是对本发明 进行限制,并且在其他实施例中CE 140可具有在电导体110、120之间的不同的电耦合。例 如,图2B示出了分别电耦合到电导体110、120和LED串的CE 140,而图2C示出了电耦合到 两个串的每个CE 140。电耦合到每个CE 140的串的数量不是对本发明进行限制。图2A-2C 中所示的结构的组合以及其他电连接,都属于本发明的范围。电导体110、120可用于向串 150供电,例如交流电、直流电或者由任何其他装置调制的电。
[0072] 可将光片制造成独立的组件或者以卷对卷格式制造光片。不同长度的光片(其中 为了方便起见,由图3中的双箭头305标识长度)可与卷分离并且作为单独的产品出售。本 文中,例如图IA和IB中所示的结构,光片可以指的是较大长度的切割的或分割的部分,并 且在切割或分离之前,该较大的长度也可以被称作光片或"光片网"。因此,恒定宽度(即, 垂直于方向305的方向)的一个光片网可用于多种多样的不同长度的光片产品。例如,图 3示出了可具有约IOcm的宽度以及具有约Icm的在LEE 130之间的间距(在图2A中标识 为尺寸220)的光片360或光片网。在图3中标识为310的正方形具有与间距220长度相 等的边。因此,在该示例中,可以通过在两个相邻串150之间分离光片网360,以约为Icm的 任何增量来选择特定光片的长度。例如,可通过沿切割线320切割或分离,将图3中所示的 光片360分割为四个串长的光片以及六个串长的光片。
[0073] 在其中光片包括折叠串或者实质上由折叠串组成的实施例中,相邻串之间的距离 (即"串间距")可与LEE间距(即串上相邻LEE之间的距离)不同。作为参考,在图3B中, 串间距与LEE间距大体相等。图IB示出了具有折叠串的实施例的示例,其中串间距大于 LEE间距。在一些实施例中,如图IB所示,串间距可与CE 140之间的空间相等或者大体相 等;然而,这不是对本发明进行限制。在一些实施例中,串间距是LEE间距的整数倍或者大 体整数倍。例如,在一些实施例中,跨所有串的LEE间距相等,包括包含了折叠串或者实质 上由折叠串组成的实施例,并且在这些实施例的一些中,串间距是LEE间距的整数倍或者 大体整数倍。例如,在图IB中,串间距约是LEE间距的四倍。参考图5A,串间距约是LEE间 距的三倍,在图5C中,串间距约是LEE间距的两倍,并且在图6B中,串间距约是LEE间距的 五倍。然而,这不是对本发明进行限制,并且在其他实施例中,串间距可能不是LEE间距的 整数倍或者大体整数倍。
[0074] 可通过多种多样的技术来执行将光片网360切割或者分割为更小的光片,例如刀 切割、激光切割等。分割的方法不是对本发明的限制。在一个实施例中,如在下文更详细讨 论的,在相邻串之间的中点处或者大体中点处进行分割。
[0075] 可在制造过程中的任何点进行光片分割,例如在形成基板165之后、在基板 165(图1B)上形成LEE 130和/或CE 140之后,或者在制造过程的最后一步。可在可选测 试之前或之后进行分割。此外,可关于一段时间(在该段时间之后可完成制造)仓储或存储 完成的或者部分完成的光片或光片网,如果必要的话,和/或分割的光片或光片网。可在及 时的基础上或者在顺序(〇rder-by-〇rder)的基础上执行分割。在一些实施例中,可在现场 分割光片或光片网。在一些实施例中,通过用剪刀或刀切割来执行分割。在一些实施例中, 可在安装之后进行分割,例如以改变光片的大小或者移除和替换损坏的或不起作用的光片 或光片的部分,或者适应特定尺寸的灯具或结构特征。
[0076] 此外,可以以极少地改变或者大体不改变间距或者跨接合处的光学特征,来拼贴 独立的光片360。在一些实施例中,可在一个方向(即长度或宽度)上启用拼贴,例如由图 3中的箭头305标识的长度,而在其他实施例中,可在多于一个的方向上启用拼贴。
[0077] 在一个实施例中,通过在相邻串150之间分割一个或多个光片或者光片网来实现 拼贴。在一些实施例中,如图4所示,在相邻串150之间的中点或者大体中点处分割光片或 者光片网,使得在最后一个串和片360的边缘之间的距离是串间距的一半,并且接着在光 片的"拼贴边缘"定位彼此相邻的光片。图4示出了两个线路板360、360',其拼贴到一起 使得在其间的接合处410的相邻侧的串之间的空间没有区别或者大体没有区别。由于在接 合处410的相邻侧的串之间的空间没有或者几乎没有区别,跨接合处410的光学特征看上 去是均匀的,即光片看上去是"无接合处"的。在本发明的一些实施例中,例如如果电导体 110、120占据了小于间距距离的一半,可在方向305 (图3)的正交方向(即垂直方向)上进 行该无接合处拼贴,或者通过其他手段进行该无接合处拼贴,这将在随后进行讨论。在一些 实施例中,可通过移除串或者相邻串150的一个或多个部分来实现分割。在一些实施例中, 例如对于非正方形或者非矩形的光片来说,可在非正交的方向上进行该无接合处拼贴。
[0078] 在本发明的一些实施例中,至少部分由期望的线路板宽度、串电压、在期望操作电 流下的LEE电压(例如,LED的正向电压),以及LEE间距(即独立的LEE之间的空间)来 确定间距。可由各种约束条件来确定串电压,例如,用于为系
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