CN1584957A

CN1584957A - 发光二极管（led）柔光平板显示（照明）装置

Info

Publication number: CN1584957A
Application number: CN 200410027345
Authority: CN
Inventors: 杨忠义
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-05-28
Filing date: 2004-05-28
Publication date: 2005-02-23

Abstract

本发明涉及一种柔光平板显示(照明)装置，主要解决各种广告牌及城市亮化工程霓虹灯、日光灯灯箱、小灯泡蛇形软管耗电大、寿命短等缺点。该显示装置包括：边框(1)、安装在边框内的导光板(2)、用槽、孔埋伏于导光板端边的发光二极管或贴片(3)、导光板表面喷涂(或丝印)上采光材料(4)、导光板外透明保护板(5)、透明保护板内侧图片载体(6)、保护印刷电路板及发光二极管(或贴片)的密封条(7)、透明保护板掀开机构(8)、焊接发光二极管(或贴片)及限流电阻的印刷电路板(9)等组成。当发光二极管通电发光后导光板整体表面形成柔和的面光源。特点是点光源变成了柔和的面光源、节能、长寿命、环保、高亮度、多颜色等特点。

Description

发光二极管(LED)柔光平板显示(照明)装置

技术领域

本发明把发光二极管(LED)点光源变为柔和面光源，从而实现柔光平板显示(照明)，属光电子及新材料领域。

背景技术

户外用的各种广告牌，城市(含小区)亮化工程等基本被霓虹灯、白炽灯及日光灯灯箱统治。

霓虹灯的优点是高亮度，但突出的缺点是高电压、耗电大、寿命短、安装复杂、维护费用高。

白炽灯、日光灯优点也是亮度高，但突出缺点也是耗电大，寿命短并烧坏有随机性。

就是节能灯也存在耗电大，损坏有随机性缺点。上述几种很难作成很薄的平板型。

室内如“消防电子指示牌(灯)”近几年国内基本被EL薄膜电致发光软屏统治，优点可以作到很薄，耗电小、寿命也相对长。但主要缺点亮度较低，老化快，虽然标称寿命2万小时，但5000小时以后老化很快，一万小时后亮度就很低了。EL不能在室外使用，因在日光紫外线下，EL老化更快，几百小时亮度就很低了。同时EL的电压也较高，必在400周以上交流，80-100伏电压，EL一般单颜色。实现多颜色，亮度老化较快。

发光二极管矩阵显示也用于户外，但这种显示制作较简单的图形变换，造价较高，较适用于复杂的大屏幕显示合算。

针对上述技术的不足，从而发明“发光二极管(LED)柔光平板显示(照明)装置”。

发明内容

本发明为克服现有技术的上述不足之处，提出一种安全低电压(交、直流3伏至48伏的安全电压)、小电流、低功耗、长寿命工作的柔光平板显示(照明)装置。

在发光二极管微型光源照射下，在涂有采光材料的导光板表面，光经过复杂的反射、折射、衍射光学原理，间接地发出柔和的光。突出特点是把点光源变成了柔和的面光源，并突出节能在夜间配合图片载体或黑暗地方图形清晰、立体态强，颜色多变、低成本、环保、长寿命、低功耗、易于电路配合，并可以与太阳能电池结合。

附图概述：

图1、发光二极管(LED)柔光平板显示(照明)装置立面示意图(部份为立面透视图)；

图2、AA剖面图；

图3、导光板由两块薄透明板组成的立面示意图；

图4、导光板BB剖面图；

图5、导光板由两块更薄透明板组成的立面示意图；

图6、导光板CC剖面图。

本发明技术方案

设计一种“发光二极管(LED)微型光源柔光平板显示装置”。包括光源(LED或贴片)、焊接LED或贴片及限流保护电阻的印刷电路板、透明保护板及可掀开机构、导光板、涂在导光板上的采光材料层、边框等组成。

其特征在于：

所述光源(LED)镶进在所述基板(导光板)端边(或贴片贴在导光板端边)，导光板表面涂(或印刷、丝印、喷涂、喷绘、刷抹等)上采光材料。

当发光二极管通电发光后，导光板形成柔和的面光源。

具体实施方式

参见结构示意图的图1至图6，一种微型光源“发光二极管(LED)柔光平板显示(照明)装置”。包括光源(LED或贴片及限流保护电阻)3，导光板2，边框1，采光材料层4，透明保护板5，图形载体6，密封条7，保护板可掀起机构8，印刷电路板9，骨架10(如导光板实心的不必用10)等组成。

一种实例中，导光板表面涂(或丝印、喷涂等)上采光材料，发光二极管通电发光后，光线通过导光板及界面经过复杂的光反射、折射、衍射等光学原理，在采光材料表面形成柔和的面光源。

一种实例中，导光板表面打毛、涂更薄的采光材料或是不涂采光材料，在发光二极管通电发光后在导光板表面形成柔和的面光源。

一种实例中，导光板表面制作有规律的一定深度的小密孔，涂上更薄采光材料或不涂采光材料，发光二极管通电发光后，在导光板表面形成柔和的面光源。

一种实例中，在导光板表面形成有一定深度的网形沟，涂上更薄采光材料或不涂采光材料在导光板表面形成柔和的面光源。

一种实例中，导光板端边可以作成直端边、曲端边、园端边、上下、左右错开的端边，试实际应用而定。

一种实例中，导光板可以作成平面、圆柱形、甚至球形，试实际应用而定。

一种实例中，发光二极管可以是单色光谱的发光二极管，也可是几种颜色的发光二极管组合，也可以是三基色(红、蓝、绿)发光二极管组合。

一种实例中，可用三基色组装一个管壳内的发光二极管组件，甚至变色控制电路也封在一个管壳内。

一种实例中变色控制电路可外置。

不同光谱的发光二极管(或贴片)同相匹配的不同采光材料，加上控制电路可出现多姿多彩的颜色。

图片载体可用黑白的，也可用彩色的。

图片载体夹附在透明保护薄板(5)内表面与导光板(2)之间。

可实现单面图形显示，也可实现双面图形显示。

实现单面显示，则在导光板另一表面粘贴反光薄膜或反光底板，此时这面就不用透明保护板。

导光板可以是实心的塑料光纤板、透明玻璃板、透明有机玻璃板、透明PVC板或其他透明塑料制板。

从成本角度考虑，导光板可以是空心的，即由两块透明薄板组成。发光二极管(或贴片)用印刷电路板固定在两块透明薄板的端边中间。

试实际应用的面积大小及要求的亮度，发光二极管可设在导光板一个端边、二个端边、三个端边、甚至四个端边。

为保护发光二极管(或贴片)、导光板端边要有密封条保护印刷电路板与发光二极管的组合。

整体要有边框。

为经常更换图片载体，透明保护板(5)要设计安装成可以掀开的，在边框处设有可掀开保护板的机构。

如果是相对不改变的图片载体，可以涂采光材料时，用丝印的办法直接用采光材料在导光板表面制作图形，不必另用图片载体。

特大型字体如大型酒店、写字楼楼顶上的名称招牌，每个笔划可单作，再拼装。

有些招牌的相对固定图型及大型汉字、字母等为突出立体感，可用激光雕刻机切割出来，再用粘合剂镶进去，外面突出一部份(类似水晶字)，立体感更好。

实现一般立体感也可在实心导光板(2)上用雕刻机雕刻图形，汉字、字母等，在这些雕刻的部位涂上需要的采光材料。

透明保护薄板可用有机玻璃板、透明玻璃板，但重量太重，为降低成本最好采用透明PVC薄板或其他透明塑料板。

图片载体可用喷绘制作。

导光板可用市场上的规格并接或裁剪试实际用途而定。

如小型数量大的(可设计成各种标准规格)导光板可用注塑的办法制作，更降低成功。制作采光材料层同样规格的大批生产可采用UV丝印技术，提高生产效率。

根据实际应用场合，根据面积、亮度的不同，采用不同光谱的发光二极管(或贴片)、不同管径、不同亮度的发光二极管，再配上于它不同光谱相匹配的采光材料。通电发光二极管(或贴片)再加上不同的图片载体及控制电路会显出多姿多彩的动态图案组合。

产品特点

高亮度，可以接近霓虹灯及日光灯箱的效果；比EL电致发光高5-10倍。

低电压，3伏-48伏的安全电压，可直流可交流。

低功耗，比霓虹灯及日光灯节能80％以上，比EL电致发光节能1/3。

多颜色，这可与霓虹灯比美。

室内外均可，EL电致发光只能在室内或户外太阳光照不到的地方。

与EL一样可作成平板化。

长寿命，电路设计合理可到10万小时以上。霓虹灯很难达到几千小时；日光灯(包括节能灯)可到几千小时，但损坏有随机性；EL电致发光虽然标称2万小时，但5千小时后，亮度老化衰减很快。

由于低功耗，易于太阳能电池相匹配。

成本低，成本比霓虹灯，日光灯灯箱、EL电致发光都低。

便于形成生产规模，可以大批量生产。

视角大。

可作成立体感。

应用

建筑行业、建筑装修行业的亮化工程。

城市亮化工程(包括小区、楼宇的亮化工程)。

街道、门牌、楼字号发光牌。

楼宇走廊、卧室、酒吧、宾馆卧室照明。

户内、外各种广告牌、招牌。

消防电子指示牌(灯)、应急灯。

高速公路指示牌。

交通管制指示牌。

公交大巴车、小巴车前后XX路指示牌、路线指示牌。

机动车主动发光车号牌。

车站、码头、机场、轮船等指示牌。

大巴车厢内、火车车厢内照明。

模拟大屏幕显示板。

液品大屏幕背光源。

工艺品。

室内装饰弱照明、发光艺术装饰。

海上航标指示牌。

地下室、坑道照明、指示牌。

与太阳能电池匹配使用的指示牌(照明)。

特别适用煤矿井下指示(照明)，因为用直流小功耗不产生火花。

进一步开发，会应用更广泛的领域

工业实用性

本专利柔光平板显示(照明)装置，从亮度、功耗节能、平板化、长寿命、低成本、视角大、环保等综合考虑在很多应用场合优于霓虹灯、日光灯灯箱、节能灯、EL电致发光、长余辉光致发光(发光涂料)、小灯泡蛇形管等显示。

市场容量大，特别是节能、环保产品。

工艺加工设备国内都可以解决。

原器件、原材料国内都能解决。

技术工艺已成熟，已作成若干成型样品。

又是国家目前鼓励、支持的发光二极管(LED)行业(国际上公认21世纪LED将是照明主市场)，本发明开辟发光二极管新应用领域，与现在大家主攻的LED照明技术途径有区别，是LED显示与照明的新技术途径。

Claims

1、一种发光二极管(LED)柔光平板显示(照明)装置，其特征在于：

结构组成包括：边框(1)、导光板(2)、导光板端边埋入的发光二极管或贴片及限流保护电阻组合(3)、导光板整体表面涂(或丝印、喷涂、抹刷等)上的采光材料(4)、导光板表面外(一定间隙)的透明保护板(5)、透明保护板内侧的图片载体(6)、保护焊接发光管或贴片及限流保护电阻的印刷电路板密封条(7)、透明保护板可掀开机构(8)、焊接发光二极管印刷电路板(9)、骨架(10)等组成。

2、根据权利要求1所述的柔光平板显示装置，其特征在于：

所述的导光板(2)由透明的塑料光纤板、透明的有玻璃板、透明的玻璃板、透明PVC或其他透明的工程塑料制成。

导光板必透明度好，即光通路好。

导光板可以是实心的，其厚度取决实际应用中选择的发光二极管或贴片的尺寸。

从经济角度出发，导光板可以是双层(即两块)的薄板组成，端边厚度及台阶设计为便于安装印刷电路板与发光二极管或贴片的组合。两块薄导光板之间可以有间隙，间隙大小试发光二极管的管径便于安装及导光板的强度而定。导光板面积较大时，两个薄导光板之间要设与导光板(2)同种材料薄透明骨架(10)。

骨架可以与其中一块导光板是一体的，可以是单独粘接的，试工艺及成本而定。

3、根据权利要求1所述的柔光平板显示(照明)装置，其特征在于：

所述光源(3)从节能、环保、寿命、亮度、多颜色、成本等综合考虑采用发光二极管或贴片。

所述的发光二极管或贴片镶进导光板(2)的端边槽或孔内(指对实心导光板)，也可紧贴于导光板(2)的端边(但此时的导光板端边一定是抛光的，便于光通路好)。

如导光板(2)是由中间隔一定间隙的两块薄板组成，则端边作成一定台阶形便于安装发光二极管或贴片及限流保护电阻或便于安装印刷电路板及发光二极管或贴片及限流保护电阻的组合。

所述的发光二极管或贴片可以是单光谱的，可以是几种单光谱的组合，可以是兰、绿、红三基色的组合。

所述的发光二极管或贴片是三基色组件式组合，也可以控制变色控制电路在同一个发光二极管组件内，颜色控制电路也可以是外置的。

在导光板端边的发光二极管或贴片可以各种发光光谱的多种组合，外置变色及时间控制电路或分部控制电路，形成时间多变、颜色多变的动态组合。

4、根据权利1所述的柔光平板显示(照明)装置，其特征在于：

导光板(2)的一个或两个表面整体(如导光板(2)是由两块薄板组成的边缘可留出一小段不涂采光材料)必涂(或丝印、喷涂、或刷抹等)上很薄均匀的采光材料(4)，以便形成好的柔光面光源。

采光材料涂在导光板上的厚度、采光材料材质及制作工艺、导光板那个表面涂采光材料，可以控制导光板是单面发光还是双面发光，从而形成单面面光源或双面面光源。从而还可形成侧重显示还是照明，还是显示及照明兼顾。

5、根据权利要求1所述的柔光平板显示(照明)装置，其特征在于：

导光板(2)可以打毛(或磨沙)，此时采光材料可以更薄或不必涂采光材料，也可实现单面或双面显示。

6、根据权利要求1所述的柔光平板显示(照明)装置，其特征在于：

导光板(2)在一个表面制作成一样深度均匀的密密小孔或有规则很细的网形沟，此时可不涂或涂更薄的采光材料，也可实现单面或双面显示。

7、根据权利要求1所述的柔光平板显示(照明)装置，其特征在于：

在作单面柔和的面光源时，导光板(2)的一个表面粘贴上反光薄膜或附上反光底板，则另一面发光强度更强些，形成单面显示(照明)。

8、根据权利要求1所述的柔光平板显示(照明)装置，其特征在于：

作广告灯箱或工艺品时，在透明保护板(5)的内侧(即保薄板(5)与导光板(2)之间)附上图片载体(可用喷绘图片或其他图片载体)，则在夜间外面即看出逼真好的图形(白天原图片颜色)。图片载体可是彩色的，也可是黑白的。

为便于经常更换图片载体，透明保薄板(5)要作成可以开掀的，即在边框处没有保薄板可开掀的机构(8)。

从成本考虑透明保薄板(5)用透明PVC板为宜。

纯作楼宇、街道的不需要图案的亮化工程，楼宇走廊的照明工程可不必设图片裁体，在没有人碰的地方也可以不设透明保薄板，在作大屏幕液晶显示背光源时不必设保薄板(5)，因液晶显示屏本身有保护装置。

如图片载体是不必更换的(如单位、酒店等名称的招牌)，图案(或数字、字母、汉字等)用采光材料可直接涂或印在导光板(2)表面。保薄板(5)可用也可不用，试具体实用场合而定。

9、根据权利要求1所述的柔光平板显示(照明)装置，其特征在于：

根据实际用途，导光板可作成曲型端边，可以作成直边、弧边、圆边或其他不规则端边形，还可以上下、左右错开的端边。

导光板可以作成圆柱形甚至球形，此时整体柔光显示(照明)可以形成圆柱形或球形似节日的灯笼。

导光板使用塑料光纤板、有机玻主板、PVC板都易作成圆柱形或球形。

10、根据权利要求1所述的柔光平板显示(照明)装置，其特征在于：

采光材料要适用于与不同的导光板材质能紧密粘合的材料，不能脱落，并能相对于导光板抗各种力型试验及环境试验、温度、湿度、盐务、化学等试验。反光、折光系数与导光板材质相差愈大愈好。

采光材料可用丝印、喷涂、喷绘、刷抹等工艺方法制作到导光板表面。

采光材料：

采光材料可用颜料(染料)、掺杂塑料光纤粉、油漆、油墨(如8100系列)、涂料、光致发光粉、玻璃粉、反光材料粉、石英光纤粉等加对应胶粘剂、稀释剂制备。

所选用的采光材料的颜色按实际应用要与所选用的发光二极管光谱相匹配，并有相应的老化功能。所选用的采光材料是无污染的。

试应用，采光材料可以涂(或丝印等)成半透明、不透明、反光的。