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KREUZBEZUG AUF EINE ZUGEHORIGE ANMELDUNG
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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Festkörper-Beleuchtung und bezieht sich genauer gesagt auf eine Einrichtung zur Bereitstellung einer elektrischen Verbindung an LED-Lichtquellen auf einer LED-Beleuchtungsanordnung.
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STAND DER TECHNIK
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Festkörper-Beleuchtungsanordnungen, welche Felder von Festkörper-Lampen haben, werden für viele Beleuchtungsanwendungen verwendet. Beispielsweise werden Festkörper-Beleuchtungsanordnungen als direkte Beleuchtungsquellen beispielsweise bei einer Bau- und/oder Betonungsbeleuchtung verwendet. Eine Festkörper-Beleuchtungsanordnung kann beispielsweise ein zweidimensionales Feld von diskreten Lichtquellen enthalten, welche an einer oder an mehreren Rückwandplatinen angeordnet sind, um Lichtfelder auszubilden. Jede der Lichtquellen kann eine oder mehrere lichtemittierende Dioden (LEDs) enthalten. Zwei Typen von LEDs, welche bei den Lichtquellen verwendet werden können, enthalten anorganische LEDs, welche typischerweise Halbleiterschichten enthalten, welche p-n-Verbindungen ausbilden, und organische LEDs (OLEDs), welche organische Lichtemissionsschichten enthalten. Die LEDs erzeugen typischerweise ein Licht durch die Rekombination von elektronischen Trägern, das heißt Elektronen und Löchern, in einem lichtemittierenden Bereich oder einer Schicht.
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Festkörper-Beleuchtungsfelder werden üblicherweise als Hintergrundbeleuchtungen für kleine Flüssigkristallanzeige (LCD)-Anzeigeschirme verwendet, wie beispielsweise LCD-Anzeigeschirme, welche in tragbaren elektronischen Vorrichtungen verwendet werden. Zusätzlich gibt es ein erhöhtes Interesse in der Verwendung von Festkörper-Beleuchtungsfeldern als Hintergrundbeleuchtungen für größere Anzeigen, wie beispielsweise LCD-Fernsehanzeigen.
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Bei kleineren LCD-Schirmen verwenden Hintergrundbeleuchtungs- Anordnungen typischerweise weiße LED-Lichtquellen, welche eine LED enthalten, welche blaues Licht emittiert, welche mit einem Wellenlängen-Umwandlungs-Phosphor beschichtet ist, welcher etwas von dem blauen Licht in gelbes Licht umwandelt. Das resultierende Licht, welches eine Kombination aus einem blauen Licht und einem gelben Licht ist, kann einem Betrachter als Weiß erscheinen.
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Es ist für eine Hintergrundbeleuchtung und für Beleuchtungsanwendungen, welche groß skaliert sind, oftmals vorteilhaft, eine Lichtquelle bereitzustellen, welche ein weißes Licht erzeugt, welches einen hohen Farbwiedergabe-Index hat, so dass Objekte und/oder Anzeigeschirme, welche durch das Beleuchtungsfeld beleuchtet werden, natürlicher erscheinen können. Demgemäß enthalten solche Lichtquellen typischerweise ein Feld von LED-Lichtquellen, wobei jede davon rote, grüne und blaue LED-Chips enthalten kann. Wenn die roten, grünen und blauen LED-Chips gleichzeitig mit Energie versorgt werden, kann das daraus resultierende zusammengefasste Licht als Weiß oder nahezu Weiß in Abhängigkeit von den relativen Intensitäten von dem roten, grünen und blauen Licht, welche durch die LED-Chips emittiert werden, erscheinen.
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Mit einem sich fortsetzenden Trend hin zur Bereitstellung von Festkörper-Lichtfeldern, welche eine höhere Dichte und/oder größere Felder von LED-Lichtquellen haben, stellt sich die Aufgabe der Bereitstellung einer elektrischen Verbindung zu den Feldern von LED-Lichtquellen, und zwar auf eine Art und Weise, welche Verbesserungen hinsichtlich der Kosten, der Kompaktheit und/oder der Zuverlässigkeit von den Beleuchtungsfeldern und daraus resultierenden Anordnungen ermöglicht.
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UMRISS
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Die vorstehend genannte Aufgabe wird gelöst durch eine LED-Lichteinheit nach Anspruch 1.
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Aus der
DE 100 51 528 A1 ist ein modulares Beleuchtungssystem bekannt. Zur Schaffung eines Beleuchtungssystems ist dabei ein Betriebsgerät vorgesehen, das einen Steuereingang und einen Stromausgang aufweist. An dem Steuereingang und dem Stromausgang sind Leuchtmodule anschließbar, die in Kette miteinander verbunden werden können. Jedes Leuchtmodul ist vorzugsweise mit einer Kodierungseinrichtung RC versehen, die mit anderen Kodierungseinrichtungen anderer Leuchtmodule in Reihe oder parallel schaltbar ist. Auf diese Weise wird an den Steuereingang ein einheitliches von den Kodierungseinrichtungen RC der Leuchtmobile kumulativ bereitgestelltes Signal erzeugt, das den Betriebsstrom einstellt, so dass das Betriebsgerät unabhängig von der Anzahl der angeschlossenen Leuchtmodule jeweils den richtigen Betriebsstrom erzeugt.
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Aus der
US 4 173 035 A ist ein flexibler Beleuchtungsstreifen bekannt, auf dem ein modular konstruierter Schaltkreis ausgebildet ist. Mit diesem Schaltkreis sind LEDs verbunden und der Schaltkreis ist verwendbar mit einer Steuerungsschaltung, die ausgewählten Strom für den Schaltkreis und die LEDs bereitstellt. Im Ergebnis wird somit eine Anzeige für bewegte Lichteffekte bereitgestellt.
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Aus der
EP 0 735 616 A2 ist ein elektrischer Steckverbinder für Platinen bekannt. Der Steckverbinder wird an einer Seite der Platine angebracht und hat eine Vielzahl von parallelen Anschlusspunkten. In den Körper des Steckverbinders ist dabei eine Vielzahl von metallenen Federelementen eingesetzt, die eine Festhalte-Kraft auf die Platine ausüben.
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Aus der
DE 102 45 933 A1 ist eine Einrichtung zur Erzeugung eines gebündelten Lichtstroms bekannt. Diese ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Lichtquelle, bestehend aus einer Leuchtdioden-Matrix, vorgesehen ist, dass zwischen der Lichtquelle und einer Lichtaustrittsöffnung eine optische Einrichtung zur Bündelung und Streuung des von den Leuchtdioden erzeugten Lichts angeordnet ist, dass die Einrichtung zur Bündelung und Streuung einen gitterförmigen Reflektor umfasst, der jeweils für einen Matrixpunkt einen Lichtkanal bildet, dessen Wände reflektierend sind, und dass das der Lichtquelle zugewandte Ende jeweils eines Lichtkanals eine Sammellinse enthält.
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Die LED-Lichtquellen können zumindest einen LED-Chip innerhalb einer Verkapselung enthalten. Die LED-Lichteinheit kann ein Reflektorfeld enthalten, welches Aperturen hat, welche zu den LED-Lichtquellen ausgerichtet sind. Der Kantenanschluss kann ein geringes Profil haben, so dass dessen Höhe oberhalb von der Hauptoberfläche von der Platte nicht größer ist als eine Höhe von der Verkapselung und/oder nicht größer ist als eine Höhe von einer Außenoberfläche von dem Reflektorfeld oberhalb von der Platte.
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Der Kantenanschluss kann einen Verriegelungsmechanismus enthalten, welcher derart aufgebaut ist, um sich auf einer Öffnung in der Hauptoberfläche von der Platte entnehmbar zu verriegeln. Der Verriegelungsmechanismus kann eine Erhebung, welche innerhalb einer Aushöhlung in dem Kantenanschluss bestimmt ist, und/oder ein Biegeteil, welches sich in die Aushöhlung erstreckt, enthalten, und welches mit der Öffnung in der Platte in Eingriff steht, wenn die Anschlusskontakte mit den Kontaktflächen direkt verbunden sind.
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Einige weitere Ausführungsformen von der vorliegenden Erfindung sind auf eine LED-Beleuchtungsanordnung gerichtet, welche eine Mehrzahl der diskreten Platten, welche an einer Mehrzahl von Stäben befestigt sind, und eine Mehrzahl von Kantenanschlüssen, welche an Endplatten entlang von unterschiedlichen Stäben von den Stäben jeweils verbunden sind, enthält.
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Einige Ausführungsformen von der Erfindung stellen eine Festkörper-Beleuchtungsanordnung bereit, welche ein Substrat, welches eine Hauptoberfläche enthält, eine Kante angrenzend zu der Hauptoberfläche und eine Mehrzahl von elektrischen Spuren (engl. traces) auf der Hauptoberfläche enthält. Eine Mehrzahl von elektrischen Kontaktflächen ist auf der Hauptoberfläche von dem Substrat und ist angrenzend zu der Kante von dem Substrat angeordnet. Jedes der Mehrzahl von elektrischen Kontaktflächen ist mit einer jeweiligen aus der Mehrzahl von elektrischen Spuren verbunden. Eine Mehrzahl von Festkörper-Lichtemissionsvorrichtungen ist auf der Hauptoberfläche von dem Substrat und steht mit zumindest einem von der Mehrzahl von Kontaktflächen über zumindest eine aus der Mehrzahl von elektrischen Spuren in elektrischer Verbindung. Die Anordnung enthält ferner einen Kantenanschluss an der Kante des Substrats und enthält zumindest zwei elektrische Kontakte, welche mit zumindest zwei der elektrischen Kontaktflächen in Kontakt stehen.
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Figurenliste
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Die begleitenden Zeichnungen, welche enthalten sind, um ein weiteres Verständnis von der Erfindung bereitzustellen, und welche in dieser Anmeldung einbezogen sind und einen Teil davon bilden, stellen eine bestimmte Ausführungsform bzw. bestimmte Ausführungsformen von der Erfindung dar. In den Zeichnungen sind:
- 1 eine Vorderansicht von einer Festkörper-Beleuchtungsplatte gemäß von einigen Ausführungsformen von der Erfindung;
- 2 eine Draufsicht von einer gepackten Festkörper-Beleuchtungsvorrichtung, welche eine Mehrzahl von LED-Chips enthält, gemäß von einigen Ausführungsformen von der Erfindung;
- 3 ein schematisches Schaltdiagramm, welches die elektrische Verbindung von LED-Chips in einer Festkörper-Beleuchtungsplatte darstellt, gemäß von einigen Ausführungsformen von der Erfindung;
- 4 eine perspektivische Ansicht von einem Kantenanschluss, welcher mit der Platte von 1 verbunden ist, gemäß von einigen Ausführungsformen von der Erfindung;
- 5 eine Draufsicht von dem Kantenanschluss und der Platte von 4, gemäß von einigen Ausführungsformen von der Erfindung;
- 6 eine Rückansicht von dem Kantenanschluss und der Platte von 4, gemäß von einigen Ausführungsformen von der Erfindung;
- 7 eine vordere perspektivische Ansicht von dem Kantenanschluss von 4, gemäß von einigen Ausführungsformen von der Erfindung;
- 8 eine hintere perspektivische Ansicht von dem Kantenanschluss von 4, gemäß von einigen Ausführungsformen von der Erfindung;
- 9 eine Vorderansicht von dem Kantenanschluss von 4, gemäß von einigen Ausführungsformen von der Erfindung;
- 10 eine Seitenansicht von dem Kantenanschluss von 4, gemäß von einigen Ausführungsformen von der Erfindung;
- 11 eine hintere perspektivische Ansicht von einem Kantenanschluss, gemäß von einigen Ausführungsformen von der Erfindung;
- 12 eine Vorderansicht von dem Kantenanschluss von 11, gemäß von einigen Ausführungsformen von der Erfindung;
- 13 eine Schnittansicht, welche entlang einer Sektion A-A von dem Kantenanschluss von 12 genommen ist, gemäß von einigen Ausführungsformen von der Erfindung;
- 14 eine Schnittansicht, welche entlang einer Sektion B-B von dem Kantenanschluss von 12 genommen ist, gemäß von einigen Ausführungsformen von der Erfindung;
- 15 eine Schnittansicht, welche entlang einer Sektion C-C von dem Kantenanschluss von 12 genommen ist, gemäß von einigen Ausführungsformen von der Erfindung;
- 16 eine schematische Darstellung von einer Stabanordnung, welche einen Kantenanschluss und eine Mehrzahl von Platten enthält, gemäß von einigen Ausführungsformen von der Erfindung;
- 17 eine schematische Darstellung von Beleuchtungsfeld, welches eine Mehrzahl von Kantenanschlüssen und Platten enthält, gemäß von einigen Ausführungsformen von der Erfindung;
- 18 eine perspektivische Ansicht in Explosionsdarstellung von einer Beleuchtungsanordnung, welche eine Mehrzahl von Platten enthält, welche in einem zweidimensionalen Feld angeordnet sind, gemäß von einigen Ausführungsformen von der Erfindung;
- 19A-B Schnittansichten von der Beleuchtungsanordnung von 18, gemäß von einigen Ausführungsformen von der Erfindung;
- 19C eine Draufsicht von einem Abschnitt von der Beleuchtungsanordnung von 18, gemäß von einigen Ausführungsformen von der Erfindung;
- 20 eine schematische Darstellung von einer Beleuchtungsanordnung, welche eine oder mehrere Platten und Kantenanschlüsse enthält, und als eine Hintergrundbeleuchtung für eine LCD-Anzeige aufgebaut ist, gemäß von einigen Ausführungsformen von der Erfindung; und
- 21 eine schematische Darstellung von einer Beleuchtungsanordnung, welche eine oder mehrere Platten und Kantenanschlüsse enthält, und als ein Beleuchtungsfeld für einen Festkörper-Beleuchtungsaufsatz oder Leuchte aufgebaut ist, gemäß von einigen Ausführungsformen von der Erfindung.
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GENAUE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN VON DER ERFINDUNG
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Es werden nun Ausführungsformen von der vorliegenden Erfindung im Folgenden mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen vollständiger beschrieben, in welchen Ausführungsformen von der Erfindung gezeigt sind. Diese Erfindung kann jedoch auf viele unterschiedliche Formen ausgeführt werden, und sollte nicht als die hier dargelegten Ausführungsformen beschränkend angesehen werden. Vielmehr sind diese Ausführungsformen derart bereitgestellt, so dass diese Beschreibung gründlich und vollständig ist, und dem Fachmann den Umfang von der Erfindung vollständig mitgeteilt wird. Durchweg beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Elemente.
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Es wird verständlich sein, dass, obwohl die Ausdrücke erste, zweite, usw. hier verwendet werden können, um verschiedene Elemente zu beschreiben, diese Elemente jedoch nicht auf diese Ausdrücke beschränkt werden sollten. Diese Ausdrücke werden lediglich dazu verwendet, um ein Element von einem weiteren zu unterscheiden. Beispielsweise kann ein erstes Element als ein zweites Element bezeichnet werden, und ähnlich kann ein zweites Element als ein erstes Element bezeichnet werden, ohne vom Umfang von der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Wie hier verwendet, enthält der Ausdruck „und/oder“, abgekürzt mit „/“, irgendeine oder alle Kombinationen von einem oder mehreren der in Zusammenhang aufgelisteten Elemente.
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Die hier verwendete Terminologie dient lediglich zum Zwecke der Beschreibung von bestimmten Ausführungsformen und ist nicht als die Erfindung beschränkend vorgesehen. Wie hier verwendet, sind die Singularformen „ein“, „eine“ und „der/die“ dazu gedacht, um ebenfalls die Pluralformen zu enthalten, es sei denn, dass der Kontext klar etwas anderes anzeigt. Es wird ferner verständlich sein, dass die Ausdrücke „enthält“ und/oder „enthaltend“, wenn in dieser Beschreibung verwendet, das Vorliegen von angegebenen Merkmalen, Ganzzahlen, Schritten, Betrieben, Elementen und/oder Bauteilen spezifizieren, jedoch nicht das Vorliegen oder Hinzufügen von einem oder mehreren Merkmalen, Ganzzahlen, Schritten, Betrieben, Elementen, Bauteilen und/oder Gruppen davon ausschließen.
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Wenn nicht anders definiert, haben alle Ausdrücke (welche technische und wissenschaftliche Ausdrücke enthalten), welche hier verwendet werden, die gleiche Bedeutung wie durch den Fachmann im Bereich der Erfindung allgemein verstanden. Es wird ferner verständlich sein, dass Ausdrücke, wie hier verwendet, derart interpretiert werden sollten, dass sie eine Bedeutung haben, welche mit ihrer Bedeutung im Kontext von dieser Beschreibung und dem Stand der Technik konsistent ist, und nicht in einem idealisierten oder übermäßig formalen Sinne interpretiert werden, es sei denn, dass sie hier ausdrücklich so definiert sind.
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Es wird verständlich sein, dass, wenn ein Element, wie beispielsweise eine Schicht, ein Bereich oder ein Substrat als „an“ oder erweiternd als „auf“ einem weiteren Element angegeben ist, dieses direkt an oder erweiternd auf einem weiteren Element angesehen werden kann, oder dass zwischenliegende Elemente ebenfalls vorliegen können. Im Gegensatz dazu, wenn ein Element als „direkt an“ oder erweiternd „direkt auf“ einem weiteren Element angegeben ist, keine zwischenliegenden Elemente vorliegen. Es wird ebenfalls verständlich sein, dass, wenn ein Element als zu einem weiteren Element „verbunden“ oder „gekoppelt“ angegeben ist, dieses an das weitere Element direkt verbunden oder gekoppelt sein kann, oder dass zwischenliegende Elemente vorliegen können. Im Gegensatz dazu, wenn ein Element als zu einem weiteren Element „direkt verbunden“ oder „direkt gekoppelt“ angegeben ist, liegen keine zwischenliegenden Elemente vor.
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Relative Ausdrücke, wie beispielsweise „unterhalb“ oder „oberhalb“ oder „obere“ oder „untere“ oder „horizontal“ oder „vertikal“ können hier verwendet werden, um eine Beziehung von einem Element, einer Schicht oder einem Bereich auf einem weiteren Element, Schicht oder Bereich zu beschreiben, wie in den Figuren dargestellt. Es wird verständlich sein, dass diese Ausdrücke dazu dienen, um unterschiedliche Richtungen von der Vorrichtung, zusätzlich zu der in den Figuren angezeigten Richtung, einzuschließen.
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Bezug nehmend nun auf 1 enthält eine Festkörper-Beleuchtungsplatte 10 eine Mehrzahl von diskreten LED-Lichtquellen 12, welche über eine Hauptoberfläche von der Platte 10 verteilt sind, und in einem regelmäßigen und/oder unregelmäßigen zweidimensionalen Feld angeordnet sein können. Die Platte 10 kann beispielsweise eine Platine (PCB) enthalten, auf welcher ein oder mehrere Schaltelemente befestigt sein können. Insbesondere kann eine Platte 10 eine Metallkern-PCB (MCPCB) enthalten, welche einen Metallkern enthält, welcher darauf eine Polymerbeschichtung hat, auf welcher gemusterte Metallspuren (nicht gezeigt) ausgebildet sein können. Das MCPCB-Material und ein hierzu ähnliches Material sind beispielsweise durch The Bergquist Company kommerziell erhältlich. Die PCB kann ferner ein Heavy-Clad (4 oz. Kupfer oder mehr) und/oder ein herkömmliches FR-4 PCB-Material mit Wärmeübergängen enthalten. Das MCPCB-Material kann, verglichen mit herkömmlichem PCB-Material, eine verbesserte Wärmeleistung bereitstellen. Jedoch kann das MCPCB-Material ebenfalls schwerer als ein herkömmliches PCB-Material sein, welches keinen Metallkern enthält.
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Bei den in 1 dargestellten Ausführungsformen können die LED-Lichtquellen 12 jeweils Mehrfachchip-Gruppen aus drei LED-Chips pro Gruppe enthalten. Auf der Platte 10 sind vier der Lichtquellen 12 seriell zu einem ersten Pfad 20 verbunden, während weitere vier der Lichtquellen 12 seriell zu einem zweiten Pfad 21 verbunden sind. Die Platte 10 enthält eine Mehrzahl von Kontaktflächen 19, welche sich an Enden von jedem aus dem ersten und zweiten Pfad 20, 21 befinden können. Die Lichtquellen 12 von dem ersten Pfad 20 sind beispielsweise über bedruckte Schaltungen mit einem Satz von drei Anoden-Feldern 22, welche entlang eines ersten Kantenbereiches von der Platte 10 angeordnet sind, und einem Satz von drei Kathoden-Kontakten 24, welche entlang eines gegenüberliegenden zweiten Kantenbereichs von der Platte 10 angeordnet sind, verbunden sein. Die Lichtquellen 12 des zweiten Pfades 21 sind mit einem Satz von drei Anoden-Feldern 26, welche entlang des zweiten Kantenbereiches von der Platte 10 angeordnet sind, und einem Satz von drei Kathoden-Feldern 28, welche entlang des ersten Kantenbereichs von der Platte 10 angeordnet sind, verbunden.
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Die LED-Chips innerhalb der Lichtquellen
12 können beispielsweise organische und/oder anorganische LEDs enthalten. Ein Beispiel von einer der Lichtquellen
12 ist in
2 dargestellt. Die Lichtquellen
12 von
2 können jeweils ein Trägersubstrat
13 enthalten, auf welchem eine Mehrzahl von LED-Chips
16A-
16C befestigt sind. In weiteren Ausführungsformen kann eine oder können mehrere der Lichtquellen
12 LED-Chips
16A-
16C enthalten, welche auf elektrischen Spuren von der Oberfläche von der Platte
10 direkt verbunden sind, wodurch ein Mehrfach-Chip-Modul oder eine Chip-on-Board-Anordnung ausgebildet wird. Geeignete Platten sind in der allgemein zugewiesenen
US Provisional Patent Application Serial No. 60/749,133 mit dem Titel „SOLID STATE BACKLIGHTING UNIT ASSEMBLY AND METHOD“, eingereicht am 9. Dezember 2005, offenbart.
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Die LED-Chips 16A-16C können zumindest einen roten LED-Chip 16A, einen grünen LED-Chip 16B und einen blauen LED-Chip 16C enthalten. Die blauen und/oder grünen LEDs können InGaN-basierte blaue und/oder grüne LED-Chips sein, welche von Cree, Inc., dem Anmelder von der vorliegenden Erfindung, erhältlich sind. Die roten LEDs können beispielsweise AllnGaP-LED-Chips sein, welche von Epistar, Osram oder weiteren erhältlich sind.
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Bei einigen Ausführungsformen können die LED-Chips 16 einen quadratischen oder rechteckigen Umfang mit einer Kantenlänge von ungefähr 900 pm oder größer (das heißt sogenannte „Power-Chips“) haben. In weiteren Ausführungsformen können die LED-Chips 16 jedoch eine Kantenlänge von 500 pm oder kleiner (das heißt sogenannte „Small-Chips“) haben. Insbesondere können kleine LED-Chips mit einer besseren elektrischen Umwandlungseffizienz als bei Power-Chips arbeiten. Beispielsweise haben grüne LED-Chips mit einem maximalen Kantenausmaß von kleiner als 500 pm, und so klein wie 260 pm, gemeinsam eine höhere elektrische Umwandlungseffizienz als 900 pm-Chips, wobei es bei ihnen bekannt ist, dass sie typischerweise 55 Lumen von Lichtstrom pro Watt von verbrauchter elektrischer Energie, und so viel wie 90 Lumen von Lichtstrom pro Watt von verbrauchter elektrischer Energie erzeugen.
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Wie ferner in 2 dargestellt, können die LED-Chips 16A-16C durch eine Verkapselung 14 bedeckt werden, welche klar ist, und/oder lichtstreuende Partikel, Phosphor und/oder weitere Elemente enthalten kann, um ein gewünschtes Emissionsmuster, Farbe und/oder Intensität zu erzielen. Obwohl in 2 nicht dargestellt, kann die Lichtquelle 12 ferner eine Reflektorkappe, welche die LED-Chips 16A-16C umgibt, eine Linse, welche oberhalb der LED-Chips 16A-16C befestigt ist, eine oder mehrere Wärmesenken um eine Wärme aus der Beleuchtungsvorrichtung zu entfernen, einen Chip zum Schutz gegen elektrostatischer Entladung und/oder weitere Elemente enthalten.
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Die LED-Chips 16A-16C von den Lichtquellen 12 können auf der Platte 10 elektrisch verbunden sein, wie in dem schematischen Schaltdiagramm in 3 gezeigt. Wie angezeigt, können die LED-Chips 16A-16C derart verbunden sein, dass die roten LED-Chips 16A im ersten Pfad 20 in Serie verbunden sind, um eine Folge 20A auszubilden. Ebenso können die grünen LED-Chips 16B in dem ersten Pfad 20 in Serie angeordnet sein, um eine Folge 20B auszubilden. Die blauen LED-Chips 16C können in Serie angeordnet sein, um eine Folge 20C auszubilden. Jede Folge 20A-20C kann an einem Ende mit einem entsprechenden Ende von den Anoden-Feldern 22A-22C entlang eines ersten Endbereiches von der Platte 10, und an dem weiteren Ende mit einem entsprechenden der Kathoden-Felder 24A-24C entlang des zweiten Endbereiches von der Platte 10 verbunden werden.
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Eine oder mehrere der Folgen 20A-20C können alle oder weniger als alle der dargestellten entsprechenden LED-Chips in dem ersten oder zweiten Pfad 20, 21 enthalten. Beispielsweise kann die Folge 20A alle der roten LED-Chips 16A von allen Lichtquellen 12 im ersten Pfad 20 enthalten. Alternativ kann eine Folge 20A lediglich eine Teilmenge der entsprechenden LED-Chips im ersten Pfad 20 enthalten. Demgemäß kann der erste Pfad 20 drei serielle Folgen 20A-20C enthalten, welche sich im Allgemeinen parallel über die Platte 10 erstrecken.
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Der zweite Pfad 21 auf der Platte i0 kann drei Folgen 21A, 21B, 21C enthalten, welche parallel angeordnet sind. Die Folgen 21A-21C sind jeweils an Anoden-Kontakten 26A-26C entlang des zweiten Endbereiches von der Platte 10 und an Kathoden-Kontakten 28A-28C entlang des ersten Endbereiches von der Platte 10 verbunden.
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Es wird anerkannt, dass, obwohl die in 1 bis 3 dargestellten Ausführungsformen drei LED-Chips 16A-C pro Lichtquelle 12 enthalten, und welche elektrisch verbunden sind, um zumindest drei LED-Folgen pro Pfad 20, 21 auszubilden, mehr und/oder weniger als drei LED-Chips 16A-C in jeder Beleuchtungsquelle 12 enthalten sein können, und mehr und/oder weniger als drei LED-Folgen pro Pfad 20, 21 bereitgestellt sein können. Beispielsweise können die Lichtquellen 12 jeweils die drei LED-Chips 16-B und einen weiteren grünen LED-Chip enthalten, welche verbunden sind, um vier Folgen pro Pfad 20, 21 auszubilden. Ähnlich können in einigen Ausführungsformen zwei grüne LED-Chips in jeder Lichtquelle 12 seriell miteinander verbunden sein, um eine einzelne Folge von grünen LED-Chips pro Pfad 20, 22 auszubilden. Alternativ kann eine Platte 10 lediglich einen einzelnen Pfad 20 anstelle von mehreren Pfaden 20, 21 enthalten, und/oder können mehr als zwei Pfade 20, 21 auf einer einzelnen Platte 10 bereitgestellt sein.
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Einige Ausführungsformen von der vorliegenden Erfindung sind auf die Bereitstellung eines Kantenanschlusses gerichtet, welcher eine kompakte, zuverlässige und/oder kostengünstige elektrische Verbindung zwischen einer externen elektrischen Vorrichtung und den Anoden-Feldern 22 und Kathoden-Feldern 28 entlang des ersten Kantenbereiches von der Platte 10 bereitstellen kann.
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4, 5 und 6 sind jeweils eine perspektivische Ansicht, eine Draufsicht und eine Rückansicht von einem Kantenanschluss 100, welcher gemäß einigen Ausführungsformen von der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, und mit einer Kante von der Platte 10 verbunden ist. 7, 8, 9 und 10 sind eine vordere perspektivische Ansicht, eine hintere perspektivische Ansicht, eine Vorderansicht und eine Seitenansicht von dem Anschluss 100 gemäß von einigen Ausführungsformen von der vorliegenden Erfindung.
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Der Kantenanschluss 100 enthält eine Mehrzahl von Kontakten 110 (9), welche mit einer Mehrzahl von Drähten 102 elektrisch verbunden sind, welche sich vom Kantenanschluss 100 fort erstrecken. Der Kantenanschluss 100 kann derart aufgebaut sein, dass er mit einer Kante von der Platte 10 entnehmbar verbunden ist, so dass die Kontakte 110 mit unterschiedlichen von den Anoden-Feldern 22 und den Kathoden-Feldern 28 auf der Platte 10 direkt verbunden sind.
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Demgemäß kann der Kantenanschluss 100 eine Gruppe der Drähte 102 mit den Anoden-Feldern 22 verbinden, und eine weitere Gruppe der Drähte 102 mit den Kathoden-Feldern 28 entlang des ersten Kantenbereiches von der Platte 10 verbinden. Mit einem zusätzlichen Bezug auf 3 kann der Kantenanschluss 100 ein erstes Paar der Drähte 102 mit dem Anoden-Feld 22A und Kathoden-Feld 28A verbinden, um einen Schaltungspfad durch die roten LED-Folgen 20A und 21A auszubilden, ein zweites Paar der Drähte 102 mit dem Anoden-Feld 22B und Kathoden-Feld 28B verbinden, um einen Schaltungspfad durch die grünen LED-Folgen 20B und 21B auszubilden, und ein drittes Paar der Drähte 102 mit dem Anoden-Feld 22C und Kathoden-Feld 28C verbinden, um einen Schaltungspfad durch die blauen LED-Folgen 20C und 21C auszubilden. Demgemäß, wenn ein ausreichendes, vorwärtsgerichtetes Vorspannungspotenzial über die verschiedenen Paare von Drähten und dadurch über zugehörige Paare von den Anoden- und Kathoden-Feldern 22 und 28 angelegt wird, fließt ein Strom durch eine oder mehrere der LED-Folgen 20A-C und bewirkt, dass die zugehörigen LED-Chips ein Licht emittieren.
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Die Drähte 102, welche sich von dem Kantenanschluss 100 erstrecken, können entlang eines Hauptabschnittes von ihrer Länge zueinander getrennt sein, und in Relation zueinander unabhängig flexibel sein, wie in 4 und 7 gezeigt. Alternativ kann der Kantenanschluss 100 die Kontakte 110 mit Drähten eines weiteren Typs von leitfähigem Kabel, wie beispielsweise ein Flachbandkabel und/oder eine flexible Membran, verbinden.
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Bezug nehmend auf 5, können die Lichtquellen 12 auf einem gestaffelten Gitter auf der Platte 10 angeordnet sein, welches zu einer der Lichtquellen 12' führen kann, welche unter den Lichtquellen 12 zu dem Kantenanschluss 100 am nächsten ist. Der Kantenanschluss 100 kann angrenzend zu der nächsten Lichtquelle 12' eine gekerbte Kante 104 haben, um eine Trennung zwischen dem Anschluss 100 und der nächsten Lichtquelle 12' zu erhöhen. Beispielsweise, wie in 5 gezeigt, kann der Kantenanschluss 100 eine Kantenoberfläche haben, welche sich bei einem Winkel von ungefähr 45 Grad zwischen einer Seitenoberfläche 106 und einer vorderen Oberfläche 108 von dem Kantenanschluss 100 erstreckt.
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Das Kerben der Kante 104 von dem Kantenanschluss 100 kann eine Störung durch den Kantenanschluss i00 auf ein Licht, welches durch die Lichtquelle 12' emittiert wird, reduzieren oder vermeiden. Das Reduzieren oder Vermeiden einer solchen Lichtstörung kann wichtig sein, um ungewünschte Schatten zu vermeiden, welche andererseits daraus resultieren können, wenn eine ausreichende Lichtmenge, welche durch die Lichtquelle 12' emittiert wird, gegen den Kantenanschluss 100 auftrifft. Darüber hinaus, wenn die Lichtquelle 12' eine Mehrzahl von unterschiedlichen farbigen LED-Chips enthält, kann der Kantenanschluss 100 näher an einer Farb-LED als zu einer weiteren Farb-LED bzw. zu weiteren Farb-LEDs sein, welches eine ungleichförmige Schattenbildung von unterschiedlichen Farben von der Lichtquelle 12' (das heißt ein Farb-Randeffekt) bewirken würde, wenn die Kante 104 von dem Anschluss 100 nicht gekerbt ist, um eine ausreichende Trennung von der Lichtquelle 12' bereitzustellen.
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Der Kantenanschluss 100 kann aus einem Material ausgebildet sein, und/oder kann zumindest teilweise mit einem Material bedeckt sein, welches eine hohe diffuse Lichtreflexionsfähigkeit (beispielsweise ein helles weißes Material) hat, um eine Störung durch den Kantenanschluss 100 auf Licht, welches durch eine oder mehrere der Lichtquellen 12 emittiert wird, zu reduzieren oder zu vermeiden.
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Obwohl der beispielhafte Kantenanschluss 100 derart dargestellt ist, dass er eine einzelne gekerbte Kante 104 hat, kann es verständlich sein, dass eine weitere Kante und/oder weitere Abschnitte des Anschlusses 100 gekerbt und/oder anderweitig ausgespart sein können, um eine Trennung von einer oder mehreren Lichtquellen auf der Platte 10 zu erhöhen.
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Ein Körper des Kantenanschlusses 100 enthält eine Mehrzahl von ausgesparten Kanälen 120, welche jeweils derart aufgebaut sein können, um einen Abschnitt von einem der Drähte 102 von der Platte 10 fortzuführen. Bezug nehmend auf 8 können sich erste Kanalabschnitte 120a derart erstrecken, dass sie die Drähte in einer Ebene halten, welche parallel ist zu einer Ebene von einer Hauptoberfläche von der Platte 10. Zweite Kanalabschnitte 120b können derart aufgebaut sein, dass sie entnehmbar mit einem Abschnitt des Drahtes 102, wie beispielsweise über einen Presssitz in Relation dazwischen, verbunden sind, und dass sie den verbundenen Abschnitt des Drahtes bei einem von Null verschiedenen Winkel, wie beispielsweise bei einem Winkel von etwa 90 Grad, von der Ebene der Hauptoberfläche von der Platte 10 fortführen. Weil die Drähte 102 bei einem von Null verschiedenen Winkel (beispielsweise bei einem Winkel von etwa 90 Grad) von der Hauptoberfläche von der Platte 10 fortgeführt werden können, beeinflussen die Drähte 102 nicht die Platzierung von der Platte 10 unmittelbar angrenzend zu einer weiteren Platte, einem Bauteil und/oder einem Gebinde.
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Bezug nehmend auf 6, kann eine Höhe des Kantenanschlusses 100 oberhalb von der Platte 10 gleich oder kleiner als eine Höhe von der Verkapselung 14 von den Lichtquellen 12 sein. Demgemäß kann der Kantenanschluss 100 ausreichend dünn sein, so dass die maximale Höhe von einer Anordnung von der Platte 10, welche mit dem Anschluss 100 verbunden ist, durch die höchsten Bauteile von der Platte 10, und insbesondere durch die Höhe von der Verkapselung 14, und nicht durch die Höhe von dem Kantenanschluss 100 eingestellt werden kann. Demgemäß kann der Kantenanschluss 100 ein ausreichend dünnes Profil haben, um die Dicke von einer Anordnung von den Platten 10 in einer Beleuchtungsanordnung nicht zu beeinflussen.
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Einige Ausführungsformen von der vorliegenden Erfindung sind auf verschiedene Verriegelungsmechanismen gerichtet, welche verwendet werden können, um den Kantenanschluss 100 mit der Platte 10 entnehmbar zu verbinden. Beispielsweise, Bezug nehmend auf 10, kann ein Körper von dem Kantenanschluss 100 eine Aussparung 130 mit einer Innenoberfläche mit einer Erhebung 132, welche sich in die Aussparung 130 erstreckt, enthalten. Die Erhöhung 132 kann sich innerhalb der Aussparung 130 befinden, so dass sie mit einer Öffnung 134 (1) in Eingriff steht, welche in der Hauptoberfläche von der Platte 10 bestimmt ist, während die Kontakte 110 von dem Kantenanschluss i00 direkt mit den Anoden-Feldern 22 und Kathoden-Feldern 28 in Kontakt stehen. Demgemäß, wenn der Kantenanschluss i00 auf die erste Kante von der Platte 10 geschoben wird, und die Kontakte 1i0 mit bestimmten Feldern aus den Anoden- und Kathoden-Feldern 22 und 28 ausgerichtet werden, kann die Erhebung 132 zumindest teilweise die Öffnung 134 in der Platte 10 in Eingriff nehmen, um den Kantenanschluss 100 auf der Platte 10 zu verriegeln.
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Bezug nehmend auf 9, kann die Erhebung 132 entlang eines Mittenabschnittes von dem Kantenanschluss i00 positioniert werden, um die Drähte 102 und zugehörigen Kontakte 110 in zwei Gruppen zu trennen, wie beispielsweise zwei gleiche Gruppen. Beispielsweise kann die Erhebung 132 zwischen einer ersten Gruppe von den Drähten 102 und zugehörigen Kontakten 110, welche mit den Anoden-Feldern 22 verbunden sind, und einer zweiten Gruppe der Drähte 102 und zugehörigen Kontakten 110, welche mit den Kathoden-Feldern 28 verbunden sind, positioniert werden. Die Positionierung der Erhebung 132 zwischen der ersten und zweiten Gruppe von Drähten 102 und zugehörigen Kontakten 110 kann eine größere Beabstandung und dadurch eine Isolation zwischen den Spannungen mit entgegengesetzter Polarität, welche der ersten Gruppe von Anoden-Feldern 22 und der zweiten Gruppe von Kathoden-Feldern 28 angelegt wird, bereitstellen. Eine solch erhöhte Trennung zwischen den Anoden-Feldern 22 und den Kathoden-Feldern 28 kann dabei helfen, die Ausbildung von unbeabsichtigten Strompfaden (beispielsweise Kurzschlüsse oder teilweise Kurzschlüsse) zwischen den Anoden- und Kathoden-Feldern 22 und 28 zu verhindern, welche andererseits auftreten würden, aufgrund von Feuchtigkeit, Ionensalz-Aussetzungen, Nässe, Lösemittel-Ansammlungen, der Ansammlung von biologischem Material auf der Oberfläche zwischen den Feldern 22 und 28, und dergleichen.
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Einige weitere Ausführungsformen eines Verriegelungsmechanismus, welcher dazu verwendet werden kann, um den Kantenanschluss 100 mit der Platte 10 entnehmbar zu verbinden, sind in 11, 12, 13, 14 und 15 gezeigt, welche eine hintere perspektivische Ansicht von einer weiteren Ausführungsform von einem Kantenanschluss 200, eine vordere Ansicht von dem Kantenanschluss 200, eine Schnittansicht entlang einer Sektion A-A von dem Kantenanschluss 200 von 12, eine Schnittansicht entlang von einer Sektion B-B von dem Kantenanschluss 200 von 12, und eine Schnittansicht entlang von einer Sektion C-C von dem Kantenanschluss 200 von 12 sind.
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Bezug nehmend auf 11 bis 15 ist der Kantenanschluss 200 ähnlich dem Kantenanschluss 100 von 4 bis 10, und zwar darin, dass der Kantenanschluss 200 eine Mehrzahl von Kontakten 210 (12, 13, 15) enthält, welche elektrisch mit Drähten 102 verbunden sind, welche sich von dem Kantenanschluss 200 fort erstrecken. Die Kontakte 210 sind derart positioniert, so dass sie unterschiedliche Felder aus den Anoden- und Kathoden-Feldern 22 und 28 auf der Platte 10 direkt verbinden, wenn der Kantenanschluss 200 mit der Platte 10 verbunden ist. Bezug nehmend auf 15 kann der Kantenanschluss 200-Körper eine Mehrzahl von ausgesparten Kanälen 220 enthalten, welche jeweils derart aufgebaut sind, um einen Abschnitt von einem der Drähte 102 von der Platte i0 fortzuführen, und den verbundenen Abschnitt von dem Draht bei einem von Null verschiedenen Winkel, wie beispielsweise bei einem Winkel von etwa 90 Grad, von der Ebene von der Hauptoberfläche der Platte 10 fortführen können.
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Der Kantenanschluss 200 kann ein erstes lang gestrecktes Körperteil 234 und ein zweites lang gestrecktes Körperteil 236 enthalten. Der erste lang gestreckte Körperteil 234 erstreckt sich weiter zu der Vorderseite von dem Anschluss als das zweite lang gestreckte Körperteil 236. Das erste und zweite lang gestreckte Körperteil 234 und 236 sind derart aufgebaut, dass sie zu den Kantenkerben in der Platte 10 mit unterschiedlicher Länge ausgerichtet sind, und dahin hineingeschoben werden, wie in 1 dargestellt, und zwar entlang der linken Kante von der Platte 10 angrenzend zu gegenüberliegenden Seiten der Kontakte 19. Das erste und zweite lang gestreckte Körperteil 234 und 236 können daher dazu wirken, um den Kantenanschluss 200 zu den Kontakten 19 auszurichten, und kann ferner dazu wirken, um eine Verbindung von dem Kantenanschluss 200 mit der oberen Oberfläche des Kantenanschlusses 200, welche in die gleiche Richtung gerichtet ist wie die obere Oberfläche von der Platte 10, zu ermöglichen, und eine Verbindung des Kantenanschlusses 200 verhindern, wenn die untere Oberfläche davon in die gleiche Richtung gerichtet ist, wie die obere Oberfläche von der Platte 10.
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Im Gegensatz zu dem Kantenanschluss 100 von 4 bis 10, hat der Kantenanschluss 200 einen Verriegelungsmechanismus, welcher einen Biegehebel 230 enthält, welcher sich durch zumindest einen Abschnitt von dem Kantenanschluss 200-Körper und in eine Aussparung 240, welche im Kantenanschluss 200-Körper bestimmt ist, erstreckt. Ein Querschnitt von dem Biegehebel 230 ist in 14 gezeigt. Bezug nehmend auf 14 kann der Biegehebel 230 ein verlängertes Ende 232 enthalten, welches sich an einer Position innerhalb der Aussparung 240 befindet, so dass das verlängerte Ende 232 die Öffnung 134 (1) in der Platte 10 in Eingriff nimmt, während die Kontakte 110 von dem Kantenanschluss 100 die Anoden-Felder 22 und Kathoden-Felder 28 direkt kontaktieren. Demgemäß, wenn der Kantenanschluss 100 auf die erste Kante von der Platte 10 geschoben wird, und die Kontakte 110 zu bestimmten Feldern aus den Anoden- und Kathoden-Feldern 22 und 28 ausgerichtet werden, kann das verlängerte Ende 232 zumindest teilweise die Öffnung 134 in Eingriff nehmen, um den Kantenanschluss 100 auf die Platte 10 zu verriegeln.
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Mit Bezug auf 11 und 14 kann sich ein Abschnitt von dem Biegehebel 232 aus einem Rückabschnitt von dem Kantenanschluss 200 erstrecken, und kann derart aufgebaut sein, so dass ein Benutzer den sich nach hinten erstreckenden Abschnitt von dem Biegehebel 230 betätigen kann, um eine Freigabe des verlängerten Endes 232 aus der Öffnung 134 in der Platte 10 zu erleichtern bzw. zu bewirken (beispielsweise ein Anheben eines sich nach hinten erstreckenden Abschnittes des Biegehebels 230, um eine Trennung des Kantenanschlusses 200 von der Platte 10 zu ermöglichen).
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Mit Bezug auf 11 und 15 kann sich der Biegehebel 232 durch einen Mittenabschnitt des Kantenanschluss 200-Körpers erstrecken, um die Drähte 102 und zugehörige Kontakte 110 in zwei Gruppen zu unterteilen, wie beispielsweise zwei gleiche Gruppen. Beispielsweise kann sich der Biegehebel 232 zwischen einer ersten Gruppe von den Drähten 102 und zugehörigen Kontakten 110, welche mit den Anoden-Feldern 22 verbinden, und einer zweiten Gruppe der Drähte 102 und zugehörige Kontakte 110, welche mit den Kathoden-Feldern 28 verbinden, befinden. Demgemäß kann ein größerer Abstand und dadurch eine Isolation zwischen Leitpfaden mit entgegengesetzter Polarität zwischen der ersten Gruppe von Anoden-Feldern 22 und der zweiten Gruppe von Kathoden-Feldern 28 erlangt werden, welches dabei unterstützen kann, die Ausbildung von unbeabsichtigten Strompfaden (beispielsweise Kurzschlüsse oder teilweise Kurzschlüsse) zwischen den Anoden- und Kathoden-Leitpfaden zu verhindern, welche andererseits auftreten kann aufgrund von Feuchtigkeit, Ionensalz-Aussetzungen, Nässe, Lösemittel-Ansammlungen, dem Einfall von biologischem Material auf die Oberfläche zwischen den Kontakten 110, und dergleichen.
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Es können mehrere Platten 10 zusammengebaut werden, um eine größere Beleuchtungsstab-Anordnung 30 auszubilden, wie in 16 dargestellt. Wie dort gezeigt, kann eine Stabanordnung 30 zwei oder mehrere Platten 10, 10', 10" enthalten, welche von Ende zu Ende über beispielsweise Schleifen-Zwischenverbindungen verbunden sind. Demgemäß, unter Bezugnahme auf 3 und 16, können jeweils die Kathoden-Felder 24 des ersten Pfades 20 von der sich am weitesten links befindlichen Platte 10 elektrisch verbunden werden mit den Anoden-Feldern 22 von dem ersten Pfad 20 von der mittleren Platte 10', und können die Kathoden-Felder 24 des ersten Pfades 20 von der mittleren Platte 10' elektrisch verbunden werden mit den Anoden-Feldern 22 des ersten Pfades 20 von der sich am weitesten rechts befindlichen Platte 10". Ähnlich können jeweils die Anoden-Felder 26 des zweiten Pfades 21 von der sich am weitesten links befindlichen Platte 10 elektrisch verbunden werden mit den Kathoden-Feldern 28 des zweiten Pfades 21 von der mittleren Platte 10', und können die Anoden-Felder 26 des zweiten Pfades 21 von der mittleren Platte 10' elektrisch verbunden werden mit den Kathoden-Feldern 28 des zweiten Pfades 21 von der sich am weitesten rechts befindlichen Platte 10".
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Die Anoden- und Kathoden-Felder 22 und 28 der sich am weitesten rechts befindlichen Platte 10 können mit dem Kantenanschluss 100, dem Kantenanschluss 200 und/oder einem weiteren Kantenanschluss gemäß von einigen Ausführungsformen von der vorliegenden Erfindung verbunden werden. Ferner können die Kathoden-Felder 24 des ersten Pfades 20 von der sich am weitesten rechts befindlichen Platte 10" elektrisch verbunden werden mit den Anoden-Feldern 26 des zweiten Pfades 21 von der sich am weitesten rechts befindlichen Platte 10", durch einen Rückschleif-Anschluss 35. Beispielsweise kann der Rückschleif-Anschluss 35 elektrisch die Kathode 24A der Folge 20A von blauen LED-Chips 16A des ersten Pfades 20 von der sich am weitesten rechts befindlichen Platte 10" mit der Anode 26A der Folge 21A von blauen LED-Chips des zweiten Pfades 21 von der sich am weitesten rechts befindlichen Platte 10" verbinden. Auf diese Art und Weise kann die Folge 20A des ersten Pfades 20 mit der Folge 21A des zweiten Pfades 21 durch einen Anschluss 35A des Rückschleif-Anschlusses 35 in Serie verbunden werden, um eine einzelne Folge 23A aus blauen LED-Chips 16 auszubilden. Die weiteren Folgen der Pfade 20, 21 von den Platten 10, 10', 10" können auf eine ähnliche Art und Weise verbunden werden.
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Der Rückschleif-Anschluss 35 kann einen Kantenanschluss enthalten, welcher derart aufgebaut sein kann, wie beispielsweise oben beschrieben und für den Kantenanschluss 100 oder den Kantenanschluss 200 gezeigt. Alternativ kann der Rückschleif-Anschluss 35 eine flexible Verdrahtungsplatine, große Drahtverbindungen (LWI) oder irgendeinen weiteren geeigneten Anschluss enthalten. Zusätzlich kann der Rückschleif-Anschluss 35 bedruckte Spuren enthalten, welche auf/in der Platte 10 ausgebildet sind.
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Obwohl die in 16 gezeigte Stabanordnung 30 eine eindimensionale Anordnung von Platten 10 ist, sind weitere Konfigurationen möglich. Beispielsweise können die Platten 10 in einer zweidimensionalen Anordnung verbunden sein, bei welcher sich die Platten 10 alle in der gleichen Ebene befinden, oder in einer dreidimensionalen Konfiguration, bei welcher die Platten 10 nicht alle in der gleichen Ebene angeordnet sind. Ferner brauchen die Platten 10 nicht rechteckig oder quadratisch zu sein, sondern können beispielsweise sechseckig, dreieckig oder dergleichen sein.
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Bezug nehmend auf 17 kann in einigen Ausführungsformen eine Mehrzahl von Stabanordnungen 30 zusammengefasst werden, um ein Beleuchtungsfeld 40 auszubilden, welches beispielsweise als eine Hintergrundbeleuchtungs-Einheit (BLU) für eine LCD-Anzeige verwendet werden kann. Wie in 17 gezeigt, kann ein Beleuchtungsfeld 40 vier Stabanordnungen 30 enthalten, wobei jede davon sechs Platten 10 enthält. Die sich am weitesten links befindliche Platte 10 von jeder Stabanordnung enthält einen Kantenanschluss (beispielsweise ein Kantenanschluss 100 oder ein Kantenanschluss 200), und die sich am weitesten rechts befindliche Platte 10" von jeder Stabanordnung 30 enthält einen Rückschleif-Anschluss 35. Demgemäß kann jede Stabanordnung 30 drei Folgen 23 von LED-Chips enthalten (das heißt ein roter, ein grüner und ein blauer).
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Bei einigen Ausführungsformen kann eine Stabanordnung 30 vier LED-Folgen 23 (eine rote, zwei grüne und eine blaue) enthalten. Somit kann ein Beleuchtungsfeld 40, welches neun Stabanordnungen enthält, 36 getrennte Folgen von LED-Chips haben. Darüber hinaus kann in einer Stabanordnung 30, welche sechs Platten 10 mit jeweils acht Festkörper-Beleuchtungselementen 12 enthält, eine LED-Folge 23 48 LED-Chips enthalten, welche seriell verbunden sind.
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18 zeigt eine perspektivische Ansicht in Explosionsdarstellung von einer Beleuchtungsanordnung 400, welche eine Mehrzahl von Platten 10 enthalten kann, welche darauf in einer zweidimensionalen Anordnung Lichtquellen 14 angeordnet hat, gemäß von einigen Ausführungsformen von der Erfindung. Die Platten 10 sind entsprechenden Stäben 20 befestigt, welche zur Halterung auf einer Bedeckungs-Bodenplatte 44 befestigt sein können, welche eine Metallplatte enthalten kann. Es wird anerkannt, dass die Platten 10 in einigen Ausführungsformen direkt auf der Bedeckungs-Bodenplatte 44 befestigt sein können. Ein Reflektorfeld 40, welches eine Mehrzahl von Aperturen 42 dadurch enthält, ist oberhalb der Platten 10 befestigt, so dass die Aperturen 42 mit Bezug auf Lichtquellen 12 auf den Platten 10 ausgerichtet sein können.
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Ein optionales Wärme-Abstandsstück, wie beispielsweise ein Grafit-Wärme-Abstandsstück 41 kann zwischen der Bedeckungs-Bodenplatte 44 und den Stäben 20 bereitgestellt sein. Das Wärme-Abstandsstück 41 kann beispielsweise einen anisotopen Kohlenstoff-Spreizer enthalten, wie beispielsweise der Spreadershield, erhältlich von Graphtec International, Ltd., aus Cleveland, Ohio. Das Wärme-Abstandsstück 41 kann dabei unterstützen, um Restwärme-Ungleichförmigkeiten in dem System zu streuen. Das Wärme-Abstandsstück 41 kann durch Kompressionskraft zwischen der Bedeckungs-Bodenplatte 44 und den Stäben 20 an seiner Stelle gehalten werden. Alternativ oder zusätzlich kann das Wärme-Abstandsstück 41 zuvor in der Bedeckungs-Bodenplatte 44 eingebaut werden, wobei es unter Verwendung von beispielsweise einem doppelseitigen druckempfindlichen Klebeband bis zum letztendlichen Zusammenbau an seiner Stelle gehalten wird.
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Das Reflektorfeld 40 kann eine Länge und Breite ähnlich der Länge und Breite des zweidimensionalen Feldes von Platten 12 haben, oder das Reflektorfeld 40 kann aus einem Feld von kleineren Reflektorfeldern ausgebildet werden, wobei jedes eine Länge und Breite ähnlich derer von Einzelnen der Platten 10 hat. Das Reflektorfeld 40 ist aus einem Material erstellt und/oder bedeckt, welches eine hohe Lichtreflexion hat, wie beispielsweise helles weißes Schaumkunststoffmaterial (beispielsweise helles weißes Polyethylen-Terephthalate (PET)-Kunststoff). Das Reflektorfeld 40 kann dazu verwendet werden, um eine verbesserte Wiederverwendung von Licht zwischen dem Reflektorfeld 40 und einem weiteren Feld darauf, wie beispielsweise ein LCD-Anzeigenschirm, bereitzustellen und/oder zu verbessern. Zusätzlich zur Reflexion von einfallendem Licht kann das Reflektorfeld 40 dabei unterstützen, das Licht zu zerstreuen, so dass es in eine willkürliche Richtung reflektiert wird, welches die Gleichförmigkeit von Licht verbessert, welches über eine LCD-Anzeige 100 oder ein weiteres Feld darauf übertragen wird.
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19A ist eine Schnittansicht von der in 18 gezeigten Beleuchtungsanordnung 400. Bezug nehmend auf 19A, können die Platten 10 an jeweilige Stäbe 20 mittels eines Klebstoffes befestigt werden. Die gesamte Anordnung 400 kann mittels Befestigungsvorrichtungen 40 zusammen befestigt werden. Ein Befestigungsmittel 50 kann zumindest einen Befestigungskörper 52 enthalten, welcher sich durch das Reflektorfeld 40, eine Platte 10, einen Stab 20 und das optionale Wärme-Abstandsstück 41, und dann in die Abdeckungs-Bodenplatte 44 erstreckt. Das Befestigungsmittel 50 kann Köpfe 54 enthalten, welche derart aufgebaut sind, dass sie das Reflektorfeld 40 auf den Abdeckungs-Bodenbereich 44 in Eingriff nimmt und hält. Wie in 19A gezeigt, kann. eine Höhe des Kantenanschlusses 100 oberhalb der Platte 10 gleich oder kleiner als eine Höhe von einer äußeren Hauptoberfläche des Reflektorfeldes 40 oberhalb der Platte 10 sein. Demgemäß kann der Kantenanschluss 100 ausreichend dünn sein, so dass er nicht die Dicke der Beleuchtungsanordnung 400 erhöht.
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19B ist eine Schnittansicht von der Beleuchtungsanordnung 400, welche in 18 gezeigt ist, gemäß einigen weiteren Ausführungsformen von der vorliegenden Erfindung. Die Dicke des Kantenanschlusses 100 ist größer als der in 19A gezeigte Anschluss 100. Es wird insbesondere erwähnt, dass der in 19B gezeigte Kantenanschluss i00 eine obere Oberfläche hat, welche oberhalb einer oberen Oberfläche von dem Reflektorfeld 40 angehoben ist.
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Wie oben beschrieben, können die Lichtquellen 14 eine Mehrzahl von beabstandeten LED-Chips enthalten, und können die LED-Chips jeweils unterschiedliche primäre Wellenlängen (Farbe) aus Licht erzeugen. Da der Kantenanschluss 100 näher zu einem der LED-Chips als zu weiteren der LED-Chips in einer Lichtquelle 14 sein kann, kann der Kantenanschluss 100 mehr Licht von einer Farbe von dem nächsten LED-Chip als ein weiteres Farblicht von den weiter entfernten LED-Chips asymmetrisch blockieren. Diese potenziell asymmetrische Blockierungswirkung durch den Kantenanschluss 100 wird als eine Nahfeld-Farb-Schattierung bezeichnet.
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Die Größe der Nahfeld-Farb-Schattierung, welche durch den Kantenanschluss 100 bewirkt wird, kann von dem Abstand zwischen dem Kantenanschluss 100 und den LED-Chips in den Lichtquellen 14 abhängen, und kann von der Höhe von der oberen Oberfläche des Kantenanschlusses 100 in Relation zu den LED-Chips in den Lichtquellen 14 abhängen.
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Ein beispielhafter Lichtstrahl 1900, welcher durch die LEDs in der Lichtquelle 14 erzeugt wird, welcher gerade eine Kante von der oberen Oberfläche des Kantenanschlusses 100 passiert, ist in 19B dargestellt, und wird hier als ein tangentialer Lichtstrahl bezeichnet. Bei einigen Ausführungsformen sind die minimale Distanz zwischen einem Kantenanschluss 100 und den Lichtquellen 14 und/oder die Höhe von dem Kantenanschluss 100 derart bestimmt, so dass der tangentiale Lichtstrahl 1900 einen maximalen Winkel von 30 Grad in Relation zur Horizontalen hat, oder weiter bevorzugt, derart, so dass der tangentiale Lichtstrahl 1900 einen maximalen Winkel von 15 Grad in Relation zur Horizontalen hat, oder weiter bevorzugt derart, so dass der tangentiale Lichtstrahl 1900 einen maximalen Winkel von 7 Grad in Relation zur Horizontalen hat. Angesichts der Lehre hier wird anerkannt, dass der Aufbau von der Beabstandung und der Höhe von dem Kantenanschluss 100 zur Bereitstellung eines maximalen Winkels von 7 Grad für den tangentialen Lichtstrahl 1900 eine geringere Nahfeld-Farb-Schattierung bereitstellen kann, als ein Aufbau, welcher einen maximalen Winkel von 30 Grad für den tangentialen Lichtstrahl 1900 bereitstellt.
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Demgemäß kann die minimale Distanz zwischen dem Kantenanschluss 100 und den Lichtquellen 14 erhöht werden, um die Verwendung eines dickeren Kantenanschlusses 100 zu ermöglichen und/oder kann die Dicke des Kantenanschlusses 100 reduziert werden, um eine geringere minimale Distanz zwischen dem Kantenanschluss 100 und den Lichtquellen 14 zu ermöglichen.
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19C ist eine Draufsicht des Kantenanschlusses 100 und der Beleuchtungsanordnung 400 von 19A. Wie in 19C dargestellt, kann das Reflektorfeld 40 einen Ausschnitt enthalten, welcher die Kontakte 19 auf der Platte 10 (1) freilegt. Demgemäß können die Kontakte des Kantenanschlusses 100 mit den Kontakten 19 von der Platte 10 elektrisch verbunden werden.
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Bezug nehmend auf 20 kann die Beleuchtungsanordnung 400 gemäß von einigen Ausführungsformen von der Erfindung als eine Hintergrundbeleuchtung für eine Anzeige, wie beispielsweise eine Flüssigkristallanzeige (LCD) 550 verwendet werden. Wie in 20 gezeigt, kann ein LCD 550 eine Beleuchtungsanordnung 400 enthalten, welche derart in Relation zu einem LCD-Schirm 554 positioniert ist, so dass ein Licht 556, welches durch die Beleuchtungsanordnung 400 emittiert wird, durch den LCD-Schirm 554 passiert, und dadurch eine Hintergrundbeleuchtung für den LCD-Schirm 554 bereitstellt. Der LCD-Schirm 554 enthält geeignet angeordnete Verschlüsse und zugehörige Filter, welche derart aufgebaut sind, um eine ausgewählte Farbe des Lichtes 556 aus dem Beleuchtungsfeld 540 selektiv durchlaufen zu lassen oder zu blockieren, um ein Anzeigebild zu erzeugen.
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Bezug nehmend auf
21 kann eine Beleuchtungsanordnung
400 gemäß einigen Ausführungsformen von der Erfindung als ein Beleuchtungsfeld für einen Festkörper-Beleuchtungsaufsatz oder Lampe
560 verwendet werden. Ein durch die Lampe
560 emittiertes Licht
566 kann dazu verwendet werden, um einen Bereich und/oder ein Objekt zu beleuchten. Festkörper-Leuchten sind beispielsweise in der
U.S.-Patentanmeldung Serial No. 11/408,648 beschrieben, welche dem Anmelder der vorliegenden Erfindung zugewiesen ist, und wobei die Offenbarung derer in ihrer Gesamtheit hier durch Inbezugnahme einbezogen ist.
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In den Zeichnungen und in der Beschreibung wurden Ausführungsformen von der Erfindung beschrieben, und sie werden, obwohl spezifische Ausdrücke verwendet sind, lediglich in einem allgemeinen und beschreibenden Sinn und nicht zum Zwecke der Beschränkung verwendet, wobei der Umfang von der Erfindung in den folgenden Ansprüchen dargelegt ist.