TWI294531B - Method for mounting a surface-luminous system and surface-luminous system - Google Patents

Description

1294531 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明涉及一種表面發光系統之安裝方法和表面發光系 統。 表面發光系統適合用於多種用途中。例如，表面發光系 統可用作燈管中-或設計配置中的發光元件。表面發光系統 牛寸別是可作爲藏不益（例如’液晶顯不器（L c D))之背光照明 【先前技術】 例如，由文件US 6,646,367 B2和US 6,241，358 B1中已知 各種表面發光系統’其由串聯形式之多個光導體所構成， 其中分別在側面中親接者主輸射源。但上述各文件中尙未 揭示各種安裝槪念以製成其表面發光系統。 【發明內容】 本發明的目的是提供一種表面發光系統以及一種已改良 之技術上較簡單的方法以安裝一種表面發光系統。 上述目的以具有申請專利範圍第1項中各步驟的方法以 及具有申請專利範圍第1 2項特徵的表面發光系統來達成。 上述方法或表面發光系統之有利的其它形式描述在申請 專利範圍附屬項第2至7項或第1 3至1 7項中。 具有電磁輻射發射用的前側之表面發光系統之安裝方法 包含以下各步驟： -在具有一前側和一背面（其與前側相面對）之可撓性載 體之至少一安裝區上安裝至少一主輻射源，其適合在操作 1294531 時發出電磁輻射，其中可撓性載體的前側決定了一種參考 面， -將可撓性載體之該安裝區由參考面彎曲出來，使主輻 射源之光軸平行於或傾斜於該參考面， -在一剛性載體上安裝該可撓性載體，其中此可撓性載 體之背面係面向該剛性載體，以及 -將至少一光導體（其具有一發出輻射用的前側和至少一 射入區）安裝在該可撓性載體上，使主輻射源在表面發光系 統操作時可將輻射發射至光導體之射入區中且光導體之發 出輻射用的前側朝向表面發光系統之發出輻射用的前側之 方向。 若主輻射源安裝在一可撓性載體之安裝區上，則主輻射 源能以簡單的方式藉由安裝區之彎曲而簡易地安裝在所期 望的位置中，以便可射入至光導體中。此安裝區較佳是位 於可撓性載體之邊緣區域中，使該可撓性載體之一狹長之 區域可大大地彎曲。 本方法特別適合用來安裝一種具有多個光導體的表面發 光系統，其中分別耦接著一個或多個主輻射源。因此，一 種光導體和多個主輻射源（其使輻射發射至光導體之射入區 中）可各別地安裝在一種可撓性載體上。此種配置基本上形 成一種光瓷磚。一種光瓷磚亦可包含其它元件，例如，一 種光學作用元件，以適當地使輻射分佈在光導體之內部中 且適當地影響該表面發光系統之發射特性。 此外，光瓷磚例如可包含電子構件和導電路徑以控制各 1294531 \ « 主輻射源或控制該表面發光系統，光瓷磚另可包含一種冷 卻體。 先瓷碍女裝在剛性載體上且形成一表面發光系統用之基 架。該剛性載體例如可爲一種顯示器後壁。藉由多個光瓷 磚所構成的表面發光系統之模組化的構造，其中各主輻射 源之光各別地供應至各光瓷磚，則在各個光瓷磚同時具有 儘可能均勻的發射特性之情況下可製成大小幾乎可任意設 定之多種幾何形式之顯示器。 此處須指出：本方法的各步驟不必以固定的順序來進 行。因此’例如，可在該可撓性載體安裝在該剛性載體上 之前或之後安裝上述之光導體。”本方法之何種實施形式 較有利”例如與各別的安裝過程和過程導向等等都有關 係。 在本方法之一特別有利之實施形式中，在可撓性載體上 安裝電子構件，導電路徑及/或冷卻體。因此，一方面可簡 易地安裝多個驅動模組和其它的電子模組以控制主輻射源 和整個表面發光系統。另一方面冷卻體（例如，薄金屬條） 安裝在可撓性載體上可使表面發光系統操作時產生的熱被 排除。特別有利的是安裝多個冷卻體，使各個冷卻體可將 主輻射源操作時產生的熱排出。本實施形式特別是可使表 面發光系統達成一種特別緊密且輕的構造形式。 此外，特別有利的是使用一種可撓性電路板作爲可撓性 載體。這樣所具有的優點是：電子構件和導電路徑可簡易 地整合。因此，例如’可表面安裝的電子構件可黏合-或焊 1294531 接在一種設有壓印式導電路徑之電路板上。 在本方法的另一有利的實施形式中，藉由可撓性載體之 縫隙而形成至少一安裝區，安裝區中隨後首先安裝上述之 主輻射源。此安裝區在隨後的下一步驟中由上述之參考面 彎曲出來，使主輻射源可將輻射發射至光導體的射入區 中，此射入區在安裝區彎曲之前或之後設定在可撓性載體 上。 較佳是藉由沖壓使可撓性載體形成縫隙。 本實施例中較佳是在可撓性載體之內部中設有多個安裝 區（例如，狹長的條片區）。在安裝區上隨後分別固定著至少 一主輻射源。在主輻射源固定之後，各安裝區由參考面彎 曲出來，使各別的主輻射源又位於所期望的位置上，以便 將輻射發射至各別的光導體中。 本實施形式中，光瓷磚之有功能的部份（例如，光導體及 所屬的主輻射源，冷卻體和其它電子構件）不是各別地安裝 在一各別的可撓性載體上，而是使多個光瓷磚之有功能的 部份安裝在一唯一的共用之可撓性載體上。特別是表面發 光系統之全部之光導體和全部之主輻射源都安裝在唯一的 共用之可撓性載體上。 上述方式所具有的優點是：控制主輻射源所需的電子構 件的數目可最小化。此外，在各別之可撓性載體之間不需 電性連接位置。 在本方法之另一有利的實施形式中，在該剛性載體上施 加多個結構，藉此使可撓性載體之安裝區在可撓性載體設 1294531 定在該剛性載體上時可由上述之參考面彎曲至所期望的位 置中。本方法之此種實施形式由製程技術之觀點上提供多 種優點且因此可使本方法簡易地應用在實際情況中。 在本方法之另一有利的實施形式中，.使用一種發光二極 體組件（LED)作爲主輻射源。這樣所提供的優點是較高的光 效益和緊密的構造以及較輕的重量。 在本發明之方法之另一實施形式中，使用至少二個光導 體，其以有利的方式在相鄰的邊緣區域中與一種光學耦合 媒體相連接。具有類似之光學性質的材料（例如，光導體之 材料）適合用作光學耦合媒體。因此，輻射可儘可能無阻礙 地由一光導體而到達相鄰的光導體中，這樣可使表面發光 系統之發射特性獲得改良。若相鄰之光導體之邊緣區域已 被澆注或被黏合，則這樣對該表面發光系統之機械穩定性 有助益。 在本方法之另一有利的實施形式中，在光導體之發出輻 射的前側上施加至少一可透過輻射的箔，其同樣對該光導 體複合物之機械穩定性有助益。 此外，較佳是施加一種光學作用箔，其能以所期望的方 式對表面發光系統之發射特性造成影響。因此，該光學作 用箔例如可在表面上具有稜鏡形式的結構。背面入射的光 可轉向至該發出輻射的前側之面法線方向中。 本發明的表面發光系統特別是包含： -至少一主輻射源，其適合用來在操作時發出電磁輻射， 一至少一可撓性載體，其具備一前側和一與此前側相面 -10- 1294531 對的背面且具有至少一安裝區，主輻射源由前側而安裝在 安裝區上，其中可撓性載體之前側除了安裝區之外係固定 在一參考面上且該安裝區由該參考面彎曲出來，使主輻射 源之一光軸平行於該參考面或與該參考面傾斜地成一種銳 角而延伸， « -一剛性載體，其上施加該可撓性載體，使可撓性載體 之背面朝向該剛性載體，以及 一至少一光導體，其具有一種發出輻射的前側和至少一 射入區，該射入區安裝在可撓性載體上，使主輻射源在該 表面發光系統操作時可將輻射發射至光導體之射入區中， 且使光導體之發出輻射的前側朝向該表面發光系統之發出 輻射的前側之方向。 此表面發光系統較佳是具有一種可撓性之電路板以作爲 載體且具有一種發光二極體組件以作爲主輻射源。 又，此表面發光系統之可撓性載體較佳是同樣包含電子 構件，導電路徑及/或冷卻體。 若此表面發光系統包含至少二個光導體，則光導體之相 鄰的邊緣區可特別有利地與一種光學耦合媒體相連接。 在表面發光系統之另一有利的實施形式中，發出輻射的 前側較佳是具有一種可透過輻射的箔。 表面發光系統之安裝方法之其它優點和有利的實施形式 將依據與第la，lb圖，第2a至2e圖，第3a，3b圖和第4a， 4b圖有關的實施例來詳述。 【實施方式】 -11- 1294531 各實施例和圖式中相同-或作用相同之組件分別以相同的 參考符號來表示。各圖式所示的元件未依比例來繪製。反 之，爲了清楚之故各元件有一部份是以過大的方式來顯示。 依據本方法之第一實施例（請參閱第1 a圖），在可撓性電 路板1上在邊緣上使各主輻射源2(例如，LED)固定在一列 中且與導電路徑在電性上相接觸。此外，在可撓性電路板1 上固定著其它的電子構件3(例如，驅動模組）以控制LED 2 且在側面上形成多個電性接觸用的連接位置3 1。在可撓性 電路板1之與LED 2相面對的此側上施加多個冷卻體4(請 參閱第lb圖）以使LED 2操作時所產生的熱損耗排出。在本 方法的下一步驟中，以上述方式裝設而成的多個可撓性電 路板1安裝在一剛性載體5上（請參閱第2a圖）。 在第二實施形式中，在可撓性電路板1中形成縫隙6，以 藉由三條相連接的縫隙6而分別圍成一個狹長形的安裝區 1 1，其在一側上保持著與可撓性電路板1之其餘部份相連 接（請參閱第2 b圖）。安裝區1 1內部中又在一列中分別安裝 著多個LED 2。就像以上第la，lb圖中所述的實施例一樣， 可撓性電路板1上又配置著電子構件3。在下一步驟中，狹 長形的安裝區11(其上安裝著LED 2)被彎曲，使LED 2位於 所期望之位置中，以便稍後在操作時可使輻射導入至下一 個已設定的光導體7中。狹長形的安裝區1 1例如可被彎 曲，使其基本上定向成垂直於可撓性電路板1之其餘部份， 如第2 c，2 d圖所示。本實施形式中該可撓性電路板1安裝 在一剛性載體5(例如，顯示器後壁）上。 -12- 1294531 I 在另一實施例中，縫隙6須施加在可撓性電路板之內部， ' 以形成多個長方形的安裝區11，其中分別只安裝一個LED 2(請參閱第4a，4b圖）。 在下一步驟中，在設有LED 2之部份彎曲的電路板1上 設置光導體7。這是以下述方式來進行：各LED 2在操作時 分別使輻射發射至光導體7之射入區7 1且光導體7之發出 輻射的前側72背向可撓性電路板1而朝向外面（請參閱第 2e 圖）。 在另一實施例（請參閱第3a，3b圖）中，在剛性載體5上形 成支撐元件5 1，其在可撓性電路板1設定在該剛性載體5 上時使可撓性電路板1之安裝區11(其上安裝著LED 2)彎曲 至所期望的位置中且固定在該處。折板5 1例如可以是一種 由該剛性載體5之主參考面向上扳開的折板5 1。垂直扳開 的折板5 1所提供的優點是：可撓性電路板1之已扳開的安 裝區1 1和可撓性電路板1之其餘部份之間的角度可簡易地 改變且因此使LED 2入射至光導體7中的入射角亦可簡易 地改變。此外，可形成該折板5 1，使可撓性電路板亦可固 定在其上。 又’本實施例中在電路板7之遠離該發出輻射之前側72 之背面7 3上形成漫射式反射元件8，例如，漫射式反射箔 或漫射式反射結構。 第3a，3b圖之實施例中，光導體74之邊緣以黏合或澆注 方式而形成。特別是可透過輻射的材料適合用作澆注材料 或黏合材料，其折射率較佳是近似於光導體7之材料的折 1294531 射率。例如，可使用環氧化物系統作爲黏合材料。 ’ 在另一實施例中，在光導體7之前側7 2上施加一個或多 個箔9，其可廣泛地使表面發光系統所發出的輻射透過。 上述之箱較佳是一種光學作用箔9，其在表面上承載著例 如稜鏡形式的結構且因此可適當地以所期望的方式來影響 表面發光系統之發射特性。 本發明當然不限於上述之實施例而是可包括一種具備主 輻射源用之可撓性載體的表面發光系統之全部之實施例及 其安裝方法’其中安裝區（其上存在著輻射源）由可撓性載體 之主延伸面彎曲出來，以便使輻射源在所期望的位置中安 裝至光導體上。 【圖式簡單說明】 第1 a圖 具有主輻射源，電子構件和側面連接位置之可 撓性電路板在安裝區彎曲之前之俯視圖。 第1 b圖 係第1 a圖中該可撓性電路板之切面圖。 第2a圖 係如第1 a圖中所示之安裝在一剛性載體上之 多個可撓性電路板之俯視圖。 第2b圖 係一剛性載體上一可撓性電路板之俯視圖。 第2c圖 係第2b圖中在安裝區彎曲之後該可撓性電路 板之俯視圖。 第2d圖 係第2c圖中該诗撓性電路板之一區域之切面 圖。 第2e圖 係依據第2c，2a圖在設定多個光導體之後一 種具有可撓性載體之表面發光系統之俯視圖。 -14- 1294531 第3a，3b圖 係第2a圖中二種不同形式之表面發光系統之 切面圖。 第4 a，4 b圖 可撓性電路板之另一實施例之俯視圖。 【元件符號說明】 1 可 撓 性 載 體 11 安 裝 區 2 主 輻 射 源 3 電 子 構 件 31 側 面 之 連 接 位 置 4 冷 卻 體 5 剛 性 載 體 51 剛 性 結 構 6 縫 隙 7 光 導 體 71 光 導 體 的 射 入 區 72 光 導 體 的 前 側 73 光 導 體 的 背 面 74 光 導 體 的 邊 緣 8 漫 射 式 反 射 元 件 9 箔

Claims (1)

1294531 第94 1 1 64 8 5號「表面發光系統及其安裝方法」專利案 (2007年11月修正） 十、申請專利範圍： 1 · 一種表面發光系統之安裝方法，此表面發光系統具有一種 發出電磁輻射的前側，此安裝方法具有以下各步驟： -將適合在操作時發出電磁輻射的至少—主輻射源（2)安 裝至可撓性載體（1)之至少一安裝區（11)上，而可撓性載 體（1)具有前側及面對該前側之背面，其中可撓性載體 (1)的前側決定了 一種參考面； -將可撓性載體（1)之該安裝區（11)由參考面彎曲出來，使 主輻射源之光軸平行於或傾斜於該參考面而延伸； • -在一剛性載體（5)上安裝該可撓性載體（1 )，其中此可撓 性載體（1)之背面係面向該剛性載體（5);以及 -將具有一發出輻射用之前側（7 2)和至少一射入區（7 1)的 至少一光導體（7)安裝在該可撓性載體（1)上，使主輻射 源（2)在表面發光系統操作時可將輻射發射至光導體（7) 之射入區（71)中，且光導體（7)之發出輻射用的前側（72) 朝向表面發光系統之發出輻射用的前側之方向， 其中，在該剛性載體上形成多個支撐元件（5 1 )，其在將 可撓性載體設在該剛性載體上時，使安裝區彎曲至所期望 的位置中且固定在該處。 2.如申請專利範圍第1項之安裝方法，其中在可撓性載體（1) 安裝在該剛性載體（5)之後使光導體（7)安裝在可撓性載體 1294531 (1)上。 3 ·如申請專利範圍第1項之安裝方法，其中在可撓性載體（丄） 安裝在該剛性載體（5)之前使光導體（7)安裝在可撓性載體 ⑴上。 4 ·如申請專利範圍第1項之安裝方法，其中在可撓性載體（丄） 上安裝電子構件（3)、導電路徑及/或冷卻體（4)。 5 ·如申請專利範圍第1至4項中任一項之安裝方法，其中使 用一種可撓性電路板作爲可撓性載體（1)。 6.如申請專利範圍第1至4項中任一項之安裝方法，其中 -藉由在可撓性載體（1)之內部中施加縫隙（6)以適當地形 成至少一安裝區（11); -在安裝區（11)中安裝主輻射源（2);以及 -安裝區（11)由參考面彎曲出來。 7 ·如申請專利範圍第6項之安裝方法，其中縫隙（6)藉由沖壓 製程施加而成。 8 ·如申請專利範圍第1至4項中任一項之安裝方法，其中支 撐元件（51)爲從該剛性載體（5)之主參考面彎曲出來的折 板。 9 ·如申請專利範圍第1至4項中任一項之安裝方法，其中使 用一種發光二極體組件作爲主輻射源（2)。 1 0 ·如申請專利範圍第1至4項中任一項之安裝方法，其中使 用至少二個光導體（7)且光導體（7)之相鄰的邊緣區域（74)互 相與一種光學耦合媒體相連接。 1 1 ·如申請專利範圍第1至4項中任一項之安裝方法，其中在 1294531 光導體（7)之發出輻射的前側（72)上施加至少一可透過輻射 ^ 的箔（9)。 12.—種表面發光系統，其具有一種發出輻射的前側且包括： -至少一主輻射源（2)，其適合用來在操作時發出電磁輻 射； -剛性載體（5)，其上形成有支撐元件（51); -至少一可撓性載體（1 )，其具備一前側和一與此前側相面 對的背面且具有至少一安裝區（1 1 )，主輻射源（2)由前側 而安裝在安裝區上，其中在剛性載體上施加該可撓性載 體，使可撓性載體（1)之背面朝向該剛性載體（5)，可撓 性載體（1)之前側除了安裝區（1 1)之外係固定在一參考 面上且該安裝區（11)藉由該支撐元件而從該參考面彎 曲至所期望的位置中且固定在該處，使主輻射源（2)之 一光軸平行於該參考面或與該參考面成傾斜狀而延 伸；以及 -至少一光導體（7)，其具有一種發出輻射的前側（72)和至 少一射入區（71)，該射入區安裝在可撓性載體（1)上，使 主·輻射源（2)在該表面發光系統操作時可將輻射發射至 光導體（7)之射入區（71)中，且使光導體（7)之發出輻射的 前側（72)朝向該表面發光系統之發出輻射用的前側之方 向。 1 3 .如申請專利範圍第1 2項之表面發光系統，其中具有一種 可撓性電路板以作爲可撓性載體。 1 4 ·如申請專利範圍第1 2項之表面發光系統，其中具有一種 1294531 發光二極體組件以作爲主輻射源。 * 1 5 .如申請專利範圍第1 2至1 4項中任一項之表面發光系統， 其中在可撓性載體上具有至少一個下列元件：電子構件 (3)、導電路徑、冷卻體（4)。 1 6 .如申請專利範圍第1 2至1 4項中任一項之表面發光系統， 其中具有至少二個光導體（7)，其在相鄰的邊緣區域中是與 一種光學耦合媒體相連接。 1 7 .如申請專利範圍第1 2至1 4項中任一項之表面發光系統， 其中在發出輻射的前側上具有至少一可透過輻射的箔（9)。 1294531 七、指定代表圖·· (一） 本案指定代表圖為：第3a圖。 (二) 本代表圖之元件符號簡單說明： 八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式： 1 可 撓 性 載 體 11 安 裝 區 2 主 輻 射 源 3 電 子 構 件 5 剛 性 載 體 51 剛性 結 構 7 光 導 體 71 光 導 體 的 射 入 區 72 光 導 體 的 ..·、r‘ 刖 側 73 光 導 體 的 背 面 74 光 導 體 的 邊 緣 8 漫 射 式 反 射 元 件 9 箔