特許第6713037号(P6713037)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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特許6713037均一に発光するLED線形光源素子及びその方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6713037
(24)【登録日】2020年6月4日
(45)【発行日】2020年6月24日
(54)【発明の名称】均一に発光するLED線形光源素子及びその方法
(51)【国際特許分類】
   F21S 2/00 20160101AFI20200615BHJP
   F21V 23/00 20150101ALI20200615BHJP
   H01L 33/00 20100101ALI20200615BHJP
   F21V 19/00 20060101ALI20200615BHJP
   H05K 1/14 20060101ALI20200615BHJP
   H05K 1/11 20060101ALI20200615BHJP
   F21Y 103/10 20160101ALN20200615BHJP
   F21Y 103/33 20160101ALN20200615BHJP
   F21Y 115/10 20160101ALN20200615BHJP
【FI】
   F21S2/00 110
   F21V23/00 160
   H01L33/00 H
   F21V19/00 150
   F21V19/00 170
   H05K1/14 A
   H05K1/11 D
   F21Y103:10
   F21Y103:33
   F21Y115:10 500
【請求項の数】13
【全頁数】24
(21)【出願番号】特願2018-233133(P2018-233133)
(22)【出願日】2018年12月13日
(65)【公開番号】特開2020-61349(P2020-61349A)
(43)【公開日】2020年4月16日
【審査請求日】2018年12月13日
(31)【優先権主張番号】107136003
(32)【優先日】2018年10月12日
(33)【優先権主張国】TW
(73)【特許権者】
【識別番号】511207730
【氏名又は名称】聯嘉光電股▲ふん▼有限公司
(74)【代理人】
【識別番号】100148714
【弁理士】
【氏名又は名称】川浪 圭介
(74)【代理人】
【識別番号】100092668
【弁理士】
【氏名又は名称】川浪 薫
(74)【代理人】
【識別番号】100154232
【弁理士】
【氏名又は名称】幸田 京子
(74)【代理人】
【識別番号】100145148
【弁理士】
【氏名又は名称】北上 日出登
(72)【発明者】
【氏名】陳炎成
(72)【発明者】
【氏名】邱則維
(72)【発明者】
【氏名】饒承泰
【審査官】 杉浦 貴之
(56)【参考文献】
【文献】 特開2013−191459(JP,A)
【文献】 特開2015−207397(JP,A)
【文献】 特開2014−192476(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
F21S 2/00
F21V 19/00
F21V 23/00
H01L 33/00
H05K 1/11
H05K 1/14
F21Y 103/10
F21Y 103/33
F21Y 115/10
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
等ピッチで配列された複数の発光ダイオード及び銅箔回線が設けられるプリント回路基板であって、外部入力電源と接続するように、少なくとも1つの電源入力の正極コンタクト及び少なくとも1つの電源入力の負極コンタクトが設けられ、一側に少なくとも1つの第1の正極接続エリア及び少なくとも1つの第1の負極接続エリアが設けられている、第1のライトバーと、
前記等ピッチと同じ等ピッチで配列された複数の発光ダイオード及び銅箔回線が設けられるプリント回路基板である少なくとも1つの第2のライトバーと、
少なくとも二層の銅箔回路基板であり、表面に前記等ピッチと同じ等ピッチで配列された複数の発光ダイオード及び銅箔回線が設けられ、裏面に少なくとも1つの第3の正極接続エリア、少なくとも1つの第3の負極接続エリア、少なくとも1つの第4の正極接続エリア及び少なくとも1つの第4の負極接続エリアが設けられる、接続板と、
を含み、
前記第2のライトバー毎における前記第1のライトバーまたは他の第2のライトバーに接続ための一側には、少なくとも1つの第2の正極接続エリア及び少なくとも1つの第2の負極接続エリアが設けられて、
前記第3の正極接続エリアに、回路が前記接続板の上層回路と接続するように少なくとも1つの電気的導通孔が設けられ、前記第3の正極接続エリアが前記第1のライトバーにおける前記第1の正極接続エリアと電気的に接続し、
前記第3の負極接続エリアに、回路が前記接続板の上層回路と接続するように、少なくとも1つの電気的導通孔が設けられ、前記第3の負極接続エリアが前記第1のライトバーにおける前記第1の負極接続エリアと電気的に接続し、
前記第4の正極接続エリアに、回路が前記接続板の上層回路と接続するように、少なくとも1つの電気的導通孔が設けられ、前記第4の正極接続エリアが前記第2のライトバーにおける前記第2の正極接続エリアと電気的に接続し、
前記第4の負極接続エリアに、回路が前記接続板の上層回路と接続するように少なくとも1つの電気的導通孔が設けられ、前記第4の負極接続エリアが前記第2のライトバーにおける前記第2の負極接続エリアと電気的に接続し
記接続板は、前記第1のライトバーと前記第2のライトバー、または2つの異なる第2のライトバーの互いを接続し、接続した場合、前記接続板において前記第1のライトバーに最も近接する発光ダイオードと、前記第1のライトバーにおいて前記接続板に最も近接する発光ダイオードとの間で形成されたピッチは、前記等ピッチと同じであると共に、前記接続板において前記第2のライトバーに最も近接する発光ダイオードと、前記第2のライトバーにおいて前記接続板に最も近接する発光ダイオードとの間で形成されたピッチは、前記等ピッチと同じである、均一に発光するLED線形光源素子。
【請求項2】
前記接続板、前記第1のライトバー及び前記第2のライトバーにおける前記複数の発光ダイオードは一列または二列以上の配列構造に形成される、ことを特徴とする、請求項1に記載する均一に発光するLED線形光源素子。
【請求項3】
前記接続板、前記第1のライトバー及び前記第2のライトバーにおける前記二列または二列以上の配列構造に形成される前記複数の発光ダイオードにおいて、各列における前記複数の発光ダイオードは単一色または異なる色の発光ダイオードである、ことを特徴とする、請求項2に記載する均一に発光するLED線形光源素子。
【請求項4】
前記接続板の裏面における前記第3の正極接続エリア及び前記第3の負極接続エリアの位置は、前記接続板の前記表面における前記複数の発光ダイオードに対して、前記複数の発光ダイオードの配列の上下両側に位置すると共に、
前記接続板の裏面における前記第4の正極接続エリア及び前記第4の負極接続エリアの位置も、前記接続板の表面における前記複数の発光ダイオードに対して、前記複数の発光ダイオードの配列の上下両側に位置する、ことを特徴とする、請求項1に記載する均一に発光するLED線形光源素子。
【請求項5】
前記接続板の裏面における前記第3の正極接続エリア及び前記第3の負極接続エリアの位置は、前記接続板の表面における前記複数の発光ダイオードに対して、前記複数の発光ダイオードの配列の片側に位置すると共に、
前記接続板の裏面における前記第4の正極接続エリア及び前記第4の負極接続エリアの位置も、前記接続板の表面における前記複数の発光ダイオードに対して、前記複数の発光ダイオードの配列の片側に位置する、ことを特徴とする、請求項1に記載する均一に発光するLED線形光源素子。
【請求項6】
前記接続板の一辺に延伸接続エリアが延設され、前記第3の正極接続エリア、前記第3の負極接続エリア、前記第4の正極接続エリアまたは前記第4の負極接続エリアは、前記延伸接続エリアの裏面の両側に設けられ、
前記延伸接続エリアの裏面の両側にそれぞれ複数の信号コンタクトが設けられ、前記複数の信号コンタクトのそれぞれの位置に、回路が前記接続板の上層回路と接続するように、いずれも少なくとも1つの電気的導通孔が設けられ、
前記第1のライトバーの一側に前記延伸接続エリアに対応し第1の延伸接続エリアが延設され、前記第1の正極接続エリアまたは前記第1の負極接続エリアは、前記第1の延伸接続エリアに設けられ、前記第1の延伸接続エリアに複数の信号接続エリアが設けられ、
前記第2のライトバーの一側に前記延伸接続エリアに対応し第2の延伸接続エリアが延設され、前記第2の正極接続エリアまたは前記第2の負極接続エリアは、前記第2の延伸接続エリアに設けられ、前記第2の延伸接続エリアに複数の信号接続エリアが設けられている、ことを特徴とする、請求項1に記載する均一に発光するLED線形光源素子。
【請求項7】
前記接続板、前記第1のライトバー及び前記第2のライトバーのいずれにも、接続された前記第1の又は第2のライトバーにおける前記複数の発光ダイオードの配列ピッチが一致するように、位置決め孔が設けられている、ことを特徴とする、請求項1に記載する均一に発光するLED線形光源素子。
【請求項8】
前記接続板の裏面における前記第3の正極接続エリア及び前記第3の負極接続エリアと、前記第1のライトバーにおける前記第1の正極接続エリア及び前記第1の負極接続エリアとの少なくとも一方に、導電性接着剤が設けられ、双方が前記導電性接着剤によって接続して電気的に導通し、
前記接続板の裏面における前記第4の正極接続エリア及び前記第4の負極接続エリアと、前記第2のライトバーにおける前記第2の正極接続エリア及び前記第2の負極接続エリアとの少なくとも一方に導電性接着剤が設けられ、双方が前記導電性接着剤によって接続して電気的に導通する、ことを特徴とする、請求項1に記載する均一に発光するLED線形光源素子。
【請求項9】
前記第1のライトバーにおける前記第1の正極接続エリア及び前記第1の負極接続エリアと、前記第2のライトバーにおける前記第2の正極接続エリア及び前記第2の負極接続エリアとは、いずれも低溶点合金層が設けられると共に、熱圧着溶接(HotBar)によって、前記接続板の裏面における前記第3の正極接続エリア及び前記第3の負極接続エリアと、前記第4の正極接続エリア及び前記第4の負極接続エリアと、対応するようにそれぞれ接続して電気的に導通され、
前記接続板は、フレキシブル回路基板(FPCB)であり、前記接続板の厚さは、0.1と0.3mmとの間にある、請求項1に記載する均一に発光するLED線形光源素子。
【請求項10】
前記接続板は、略L型で湾曲した外観構造を呈し、全体が湾曲した線光源となるように、一端が前記第1のライトバーに接続し、他端が前記第2のライトバーに接続される、請求項1に記載する均一に発光するLED線形光源素子。
【請求項11】
前記接続板は第1の接続板及び第2の接続板を含み、前記第1の接続板及び前記第2の接続板は、いずれも円弧形構造に形成され、前記第1のライトバー及び前記第2のライトバーはいずれも円弧形構造に形成され、前記第1のライトバーの両端のいずれにも前記第1の正電極接続エリア、前記第1の負電極接続エリア、及び少なくとも1つの位置決め孔が設けられ、前記第2のライトバーの両端のいずれにも前記第2の正電極接続エリア、前記第2の負電極接続エリア及び少なくとも1つの位置決め孔が設けられ、前記第1の接続板の両側に前記第1のライトバー及び前記第2のライトバーが接続され、前記第2の接続板の両側に前記第2のライトバー及び前記第1のライトバーが接続され、組み合わせた後、全体が円線形光源に形成される、ことを特徴とする、請求項1に記載する均一に発光するLED線形光源素子。
【請求項12】
前記均一に発光するLED線形光源素子は、複数の前記接続板、1つの前記第1のライトバー、複数の前記第2のライトバーを含み、
複数の前記第2のライトバー少なくとも1つは、二方向ライトバーであり
前記二方向ライトバーの一方側に少なくとも1つの第1の正極接続エリア及び少なくとも1つの第1の負極接続エリアが配置され、前記二方向ライトバーの他方側に少なくとも1つの第2の正極接続エリア及び少なくとも1つの第2の負極接続エリアが配置され、
前記複数の接続板の一部では、前記第3の正極接続エリアが、1つの前記二方向ライトバーの1つの前記第1の正極接続エリアに電気的に接続されて、前記第3の負極接続エリアが、1つの前記二方向ライトバーの1つの前記第1の負極接続エリアに電気的に接続され、前記第4の正極接続エリアが、1つの前記二方向ライトバーの1つの前記第2の正極接続エリアに電気的に接続されており、前記第4の負極接続エリアが、1つの前記二方向ライトバーの1つの前記第2の負極接続エリアに電気的に接続され、
前記均一に発光するLED線形光源素子は、前記第1のライトバー、複数の前記第2のライトバーを前記複数の接続板により電気的に接続して、組み合わせた後、全体が連続的な延伸線形の光源に形成される、ことを特徴とする、請求項1に記載する均一に発光するLED線形光源素子。
【請求項13】
前記第1のライトバー及び前記第2のライトバーによる発光を均一にさせるように、前記第1のライトバーにおける前記等ピッチは、2つの隣り合う発光ダイオードのエッジとエッジの間隔であり、前記等ピッチが3.5mmよりも小さいとなる、ことを特徴とする、請求項1に記載する均一に発光するLED線形光源素子。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は均一に発光するLED線形光源素子及びその方法を開示し、特に均一発光が発生し且つ使用上の需要に応じて長さの延伸も可能となるLED線形光源素子及びその方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
LEDに関連する照明技術では、LEDは、省エネルギー及び多色彩の特性を持ち、発光が必要な様々な分野に広く適用されている。そして、LED光源或いはLED照明器具の幾何構造は、デザイン又は使用上の需要に応じて従来の点光源から線光源、面光源ひいては3次元光源に発展し、LED光源が家電製品から3C製品、表示、照明、車両ランプ等の分野に幅広く適用されている。そして、高発光効率で均一な光源が近年に光源の発展主軸の1つになり、例えば有機発光ダイオード(OLED)で構成された面光源が均一な発光輝度を持つため、室内照明及び自動車尾灯のデザインの新光源になっている。LEDが点光源であるものの、多数のLEDを緊密に配列し、LEDの間のピッチを小さくして均一に発光する特性をも達成することができ、例えば、数多くの小型LED(Mini LED)が緊密に配列されてなるマトリックス光源も均一な面光源特性を呈することができ、輝度がOLEDよりも高いこと以外、領域別に動態的に点灯が可能な特性もあり、液晶ディスプレイのバックライトとして適用されれば、液晶画面の明暗のコントラストが向上することができる。LED及びOLEDは現在に車両ランプのデザイン及び適用上の主要な新光源である。ただし、OLEDがその光源の発光効率及び寿命に制限され、現在には自動車の赤光尾灯及び点滅の黄光方向指示灯だけに適用され、長時間点灯が必要な昼間走行灯または時々点灯が必要なブレーキランプに適用されることができない。それゆえに、現在に自動車及び車両ランプの業界が求めているのはOLEDのようなLED光源が如何に作り出され、均一に発光する特性とLEDの長寿命、高輝度及び動態的変化可能な長所を両立することができるかである。また、自動車にとって、流線形の造型及びデザインが重要視されているため、複数のLEDが線形で等ピッチに緊密に配列されて均一発光が発生する線形LED光源も車両ランプに求められる重要な光源の1つになろう。
【0003】
しかし、既存の線形LED光源は一般にLED素子がSMT(Surface Mounting Technology)によって様々なプリント回路基板(Printed Circuit Board、PCBと略称される)に配置されてなり、LED光源の長さが必然的に市販されている普通のPCBの最大長さに制限される。製品によって必要な光源の長さが異なり、実用上、より長いLED線形光源が必要になると、従来LEDライトバーの延伸方法はコネクタや基板対基板による接続(Board to Board Connection)で2つのLEDライトバーを接続してLEDライトバーを延伸させる。
【0004】
しかし、従来の各種のコネクタや基板対基板による接続の方法や技術、例えばコネクタによる接続、ジャンパー線半田付け、フレキシブル回路基板ケーブル半田付け等はいずれも接続領域の範囲が大きすぎやその範囲にLEDがないため、延伸後の線形光源が一致の発光均一性を保つことができなく、特にLEDが緊密に配列され、発光均一性の需要がより高いLED線形光源であれば、いずれも接続領域に暗点や暗区が生じる。例えば、US 6283612の「LIGHT EMITTING DIODE LIGHT STRIP」に開示されたLEDライトバーの接続方法は、LEDピッチがソケットコネクタのサイズよりも大きい場合だけに適用され、そうでなければ、ライトバーの接続後にLEDの発光が連続的で均一な効果を呈することができない。
【0005】
US 6394623に記載する「TRANSLUCENT FLEXIBLE ROPE LIGHT AND METHODS OF FORMING AND USING SAME」が開示されたLEDライトバー接続方法はその欠点が銅線による接続及びダブルコネクタのサイズがそのLED素子のピッチよりも大きく、ライトバーの接続後にLEDの発光が連続的で均一な効果を呈することができない。
【0006】
US 6860007に記載する「METHOD OF PRODUCING AN LED ROPE LIGHT」が開示されたのは金属線で装置LEDのlight seatを接続することであり、双方のサイズがLED発光素子の数倍よりも遥かに大きいため、接続箇所にLEDがなくまたはLEDピッチが大きすぎることに繋がり、これによってLEDライトバーの発光が連続的で均一な効果を呈することができない。
【0007】
US 7097479に記載する「FPCB CONNECTION MECHANISM」が開示されたPCB接続方法はコネクタ及び円柱体共軸コネクタのサイズが普通のLED発光素子の数倍よりも大きく、ライトバーの接続後にLEDの発光が連続的で均一な効果を呈することができない。
【0008】
CN 203596430 Uに記載する「FPCBとプリント回路基板のコネクタ」が開示されたのはZIFコネクタのサイズが普通のLED発光素子の数倍よりも大きく、ライトバーの接続後にLEDの発光が連続的で均一な効果を呈することができないことである。
US 2011/0199768 A1に記載する「ASSEMBLED LED LAMP STRIP STRUCTURE AND LED LAMP HAVING THE SAME FOR CONTINUOUS LIGHTING」が開示されたLEDライトバーの接続方法はその欠点が接合箇所におけるLEDピッチがその他の領域における普通LEDピッチよりも大きく、ライトバーの接続後にLEDの発光が連続的で均一な効果を呈することができない。
【0009】
CN 202056797 Uに記載する「LED 軟ライトバーの多方向接続板」によれば、その欠点は接続板がLED発光素子を備えなく、単なる接続のために使われ、これによって、ライトバーの接続後にLEDの発光が連続的で均一な効果を呈することができない。
CN 203562541 Uに記載する「LEDライトバーコネクタ」が開示されたLEDライトバーの接続方法は、その欠点がコネクタのサイズが大きすぎ、ライトバーの接続後にLEDの発光が連続的で均一な効果を呈することができない。
【0010】
CN 202629944 Uに記載する「LEDライトバーの接続装置」によれば、PCB固定爪片及び半田付け方式を利用して2つのLEDライトバーが接続され、そのPCB固定装置及び半田付け領域のサイズが縮小しにくく、発光均一が必要であるためにLEDが緊密に配列されてなるライトバーの接続に適用できない。
従って、上述した各種の従来技術はいずれも均一発光を呈するためにLEDが緊密に配列されてなるLED線形光源素子の接続に適用できなくなり、改善の余地がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
本発明は均一に発光するLED線形光源素子及びその方法を開示し、PCB回路基板対PCB回路基板の接続技術に関するだけではなく、2つ以上のPCBにあるLEDが緊密に配列されているとともに均一な発光を呈する線型LEDストリップまたはライトバーを互いに結合することができ、これによってLEDストリップの長さが延伸し、その均一発光特性を維持することができ、接続箇所に暗点や暗区が生じなく、及び結合箇所で十分な結合強度が確保される。従って、本発明は接合後のLEDライトバーの長さが本発明によって延伸する以外、一致の均一発光特性を維持でき、LEDピッチが小さいほど発光均一性が良くなるのに制限されなく、そして湾曲や複雑な形状のライトバーの作製に適用され、本発明によって2つ又は2つ以上の直尺状又は簡単な形状のライトバーが結合されて湾曲又は複雑な形状のライトバーを形成し、ライトバーの製造に必要なPCB材料の使用率が有効に向上し、大幅な製造コストの削減が可能である。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明の均一に発光するLED線形光源素子は1つの第1のライトバー、少なくとも1つの第2のライトバー、および少なくとも1つの接続板を含み、前記第1のライトバーは普通のPCBに等ピッチで配列された複数の発光ダイオード、及び入力電源、LED正負極を接続する銅箔回路があり、前記発光ダイオードがSMTプロセスによって実装され、線状に配列され、一列に配列され或いは必要に応じて複数列に配列され、前記等ピッチが隣接する2つのLEDの最も近い辺対辺の間隔距離を意味し、均一に発光する特性を達成できるように3.5mmよりも小さく設定されている。外部入力電源に接続するように前記第1のライトバーに少なくとも1つの電源入力の正極コンタクト及び少なくとも1つの電源入力の負極コンタクトが設けられ、前記電源入力正極コンタクト及び前記電源入力負極コンタクトもコネクタに接続することによって便利に外部入力電源に接続し、外部入力電源によって前記第1のライトバーにおける前記発光ダイオードが点灯され、前記第1のライトバーの一側に少なくとも1つの第1の正極接続エリアが設けられ、前記第1の正極接続エリアが個別銅箔回線を介して上記前記電源入力の個別正極コンタクトに接続し、また、前記第1のライトバーの一側に少なくとも1つの第1の負極接続エリアが設けられ、前記第1の負極接続エリアが個別銅箔回線を介して上記前記電源入力の個別負極コンタクトに接続し、前記第2のライトバーは普通のPCBに等ピッチで配列された複数の発光ダイオード、及びLED入力電源、LED正負極を接続する銅箔回路があり、前記発光ダイオードがSMTプロセスによって実装され、特別な需要がなければ、前記第2のライトバーの発光ダイオード及び上述した等ピッチ配列が前記第1のライトバーと同じであり、前記第2のライトバーにおいて前記第1のライトバーまたはその他の第2のライトバーと接続する一側に少なくとも1つの第2の正極接続エリア及び少なくとも1つの第2の負極接続エリアが設けられ、前記接続板は上層及び底層にいずれも銅箔がある二層銅箔PCBまたは二層より多い銅箔のあるPCBであり、その表面に等ピッチで配列された複数の発光ダイオード、及びLED入力電源、LED正負極を接続する銅箔回路が設けられ、前記発光ダイオードがSMTプロセスによって実装され、前記接続板の発光ダイオード及び上述した等ピッチ配列が前記第1のライトバーと同じであり、前記接続板の裏面において前記第1のライトバーに対向する一側に少なくとも1つの第3の正極接続エリア及び少なくとも1つの第3の負極接続エリアが設けられ、前記接続板における前記正極または負極接続エリア内のPCBの表面及び裏面の回路を電気的に導通するように、前記接続板における前記第3の正極接続エリア及び前記第3の負極接続エリアにそれぞれ少なくとも1つの電気的導通孔(Via Hole)が設けられ、前記接続板における前記第3の正極接続エリアが前記第1のライトバーにおける前記第1の正極接続エリアを介して前記第1のライトバーにおける前記電源入力の正極コンタクトに電気的に接続導通するように、前記接続板における前記第3の正極接続エリアと前記第1のライトバーにおける前記第1の正極接続エリアが導電性接着剤または低溶点金属溶接で電気的に連通接続し、前記接続板における前記第3の負極接続エリアが前記第1のライトバーにおける前記第1の負極接続エリアを介して前記第1のライトバーにおける前記電源入力の負極コンタクトに電気的に接続導通するように、前記接続板における前記第3の負極接続エリアと前記第1のライトバーにおける前記第1の負極接続エリアが導電性接着剤または低溶点金属溶接で電気に連通接続し、実用上、外部入力電源が前記第1のライトバーを介して前記接続板に伝送されることができ、前記接続板における前記発光ダイオードが点灯され、前記接続板の裏面において前記第2のライトバーに対向する一側に少なくとも1つの第4の正極接続エリア及び少なくとも1つの第4の負極接続エリアが設けられ、前記接続板における正極または負極接続エリア内のPCBの表面及び裏面の回路を電気的に導通するように、前記接続板における前記第4の正極接続エリア及び前記第4の負極接続エリアにそれぞれ少なくとも1つの電気的導通孔(Via Hole)が設けられ、前記第2のライトバーにおける前記第2の正極接続エリアが前記接続板における前記第4の正極接続エリア及び前記接続板における接続銅箔回線を介して前記第1のライトバーにおける前記電源入力の正極コンタクトに電気的に接続導通するように、前記接続板における前記第4の正極接続エリアと前記第2のライトバーにおける前記第2の正極接続エリアが導電性接着剤または低溶点金属溶接で電気的に連通接続し、前記第2のライトバーにおける前記第2の負極接続エリアが前記接続板における前記第4の負極接続エリア及び前記接続板における接続銅箔回線を介して前記第1のライトバーにおける前記電源入力の負極コンタクトに電気的に接続導通するように、前記接続板における前記第4の負極接続エリアと前記第2のライトバーにおける前記第2の負極接続エリアが導電性接着剤または低溶点金属溶接で電気的に連通接続し、外部入力電源が前記第1のライトバーを介して前記接続板に伝送されてから前記第2のライトバーに伝送されることができ、前記第2のライトバーにおける前記発光ダイオードが点灯され、前記接続板の表面の最も左側辺における発光ダイオードと前記第1のライトバーの最も右側辺における発光ダイオードの双方の間に形成されたピッチが前記第1のライトバーの上述した等ピッチと同じであり、前記接続板の表面の最も右側辺における発光ダイオードと前記第2のライトバーの最も左側辺における発光ダイオードの双方の間に形成されたピッチが前記第1のライトバーの上述した等ピッチと同じであり。前記接続板と第1のライトバー及び第2のライトバーとの接合が導電性接着剤圧着または低溶点金属熱圧着(Hot Bar)溶接によって行われ、前記接続板と第1のライトバー及び第2のライトバーの相対的位置を固定し接合の正確さ及びLEDピッチを確保するように、前記第1のライトバー及び前記第2のライトバーにそれぞれ少なくとも1つの位置決め孔が設けられ、前記接続板に対応する少なくとも2つの位置決め孔が設けられている。本発明の技術を繰り返して3つまたは3つ以上のLEDライトバーを接続することができ、これによってLEDライトバーが延伸して使用需要の目的を満たすことができる。ライトバーの適用方式が外部入力電源による制御を除いて、その他の制御信号もある場合には、上記入力電源の接続伝送方式が制御信号の接続及び伝送にも適用できる。
【発明の効果】
【0013】
前記第1のライトバー、前記第2のライトバーに使用されたPCBが単一層銅箔PCBであり、FR4 PCBであってもよく、またはフレキシブル回路基板(Flexible PCB、FPCBと略称される)であってもよく、または金属ベース回路基板(Metal Core PCB、MCPCBと略称される)であってもよく、複数層銅箔PCBであってもよく、これによって、熱伝導効果或いは回路配線デザインの柔軟性が高められ、または電磁防護能力が改善されることができる。前記接続板に使用されたPCBが二層銅箔PCBであり、厚さが薄いPCBが好ましく、FR4 PCBであってもよく、またはフレキシブル回路基板(Flexible PCB、FPCBと略称される)であってもよく、より多い層の銅箔PCBであってもよく、これによって熱伝導効果或いは回路配線デザインの柔軟性が高められ、または電磁防護能力が改善されることができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
図1】本発明の実施例におけるLED線形光源素子の構成模式図である。
図2】本発明の実施例における接続板の裏面(下から上への反転)模式図である。
図3】本発明の実施例における接合後の側面模式図である。
図4A】本発明の第1の実施例における接続板の他の前面模式図である。
図4B】本発明の第1の実施例における接続板の他の裏面(左から右への反転)模式図である。
図4C】本発明の第1の実施例における第1のライトバー及び第2のライトバーの他の前面模式図である。
図4D】本発明の第1の実施例における組み合わせた後の他の前面模式図である。
図4E】本発明の第1の実施例における組み合わせた後の他の側面模式図である。
図4F】本発明の第1の実施例が熱プレス溶融スズ半田付け機台に置かれる模式図である。
図5A】は本発明の第2の実施例における接続板の前面模式図である。
図5B】本発明の第2の実施例における接続板の裏面(左から右への反転)模式図である。
図5C】本発明の第2の実施例における第1のライトバー及び第2のライトバーの前面模式図である。
図5D】本発明の第2の実施例における組み合わせた後の前面模式図である。
図5E】本発明の第2の実施例における組み合わせた後の側面模式図である。
図6A】本発明の第3の実施例における接続板の前面模式図である。
図6B】本発明の第3の実施例における接続板の裏面(左から右への反転)模式図である。
図6C】本発明の第3の実施例における第1のライトバー及び第2のライトバーの前面模式図である。
図6D】本発明の第3の実施例における組み合わせた後の前面模式図である。
図6E】本発明の第3の実施例における組み合わせた後の側面模式図である。
図7A】本発明の第4の実施例における接続板の前面模式図である。
図7B】本発明の第4の実施例における接続板の裏面(左から右への反転)模式図である。
図7C】本発明の第4の実施例における第1のライトバー及び第2のライトバーの前面模式図である。
図7D】本発明の第4の実施例における組み合わせた後の前面模式図である。
図7E】本発明の第4の実施例における組み合わせた後の側面模式図である。
図8A】本発明の第5の実施例における接続板の前面模式図である。
図8B】本発明の第5の実施例における接続板の裏面(左から右への反転)模式図である。
図8C】本発明の第5の実施例における第1のライトバー及び第2のライトバーの前面模式図である。
図8D】本発明の第5の実施例における組み合わせた後の前面模式図である。
図9A】本発明の第6の実施例における接続板の前面模式図である。
図9B】本発明の第6の実施例における接続板の裏面(左から右への反転)模式図である。
図9C】本発明の第6の実施例における第1のライトバー及び第2のライトバーの前面模式図である。
図9D】本発明の第6の実施例における組み合わせた後の前面模式図である。
図10A】本発明の第7の実施例における組み合わせた後の前面模式図である。
図10B】本発明が第7の実施例を装置内に装着する実施模式図である。
図11】本発明の第8の実施例における変形実施例の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
本発明は均一に発光するLED線形光源素子及びその方法を開示し、2つ以上のPCB回路基板にLEDが緊密に配列されて発光均一を呈する線形ストリップを使用し、少なくとも1つの特殊な接続板による接続で、LED線形ストリップを結合させて有効にLEDストリップの長さを延伸させつつ、前記均一発光特性をも保つことができるとともに、LEDライトパネルの接続箇所に暗点または暗区が生じなく、且つ結合箇所で十分な結合強度を確保することができる。接続板のLED種類及び配列がともに線形ライトバーに一致するため、本願は接合後のライトバーの長さが本発明によって延伸するほか、一致の均一発光特性をも維持することができる。
【0016】
以下に付随図面を参照しながら、より充分に各種の例示的な実施例を説明し、そして付随図面においていくつかの例示的な実施例を示す。しかし、本発明の概念は多くの異なる形式で表現される可能性があり、且つ本案に掲載された例示的な実施例に限って解釈すべきではない。確実に言えば、前記複数の例示的な実施例を提供して本発明をより詳細且つ具体的に了解し、且つ前記技術を熟知する業者に充分に本発明の概念のカテゴリを伝える。諸図面において、明瞭のため発光ダイオード、回路基板、接続エリア、孔等のサイズの大きさやそれぞれの対応する位置の距離を誇張して描くことができ、その中で類似した英文字符号や数字が常に類似や関連のある素子を指す。
【0017】
理解すべきは本案に使用可能な術語が示された第1の、第2の、第3の.......を含み、前記複数の術語が明瞭に一方の素子と他方の素子を区別するために使用され、素子同士は数字のように先後順次関係があるわけではなく、1a、1cがあるが1bが必然的にあるわけではなく、(その中で本案に使用されたa符号が入力電源またはLEDの陽極または正極の意味で、すなわちAnodeを指す。c符号が入力電源またはLEDの陰極または負極の意味で、すなわちCathodeを指す)、つまり、回路に関する素子に標示されている番号/数字について、素子符号の標示関係が必ずしも連続した序列番号で表示されるわけではないことである。
【0018】
本案に使用された術語の左側または右側、左端または右端、左側辺または右側辺等について、前記複数の術語は明瞭に1つの素子における一側辺や端点と前記素子における対応する他側辺や端点、または一方の素子と他方の素子の間の対応する接続位置関係、または一側辺と他側辺が異なる位置に位置することを区別するために使用され、必ずしも前記文字の序列番号のような順次関係または位置関係に制限するために使用されるわけではなく、且つ必ずしも数字上の連続関係に制限するために使用されるわけではなく。つまり、他の角度から見ると、記載された素子の右側(または左側)は左側(または右側)と読み替えられても技術の本質に影響がない。なお、本案において術語の「少なくとも1つ」によって1つまたは多数以上の素子を備えて実施された技術を表現する可能性がある。その他、本案において術語の「複数」によって多数のあることを表現する可能性もあり、ただし、前記複数の複数は2つ、3つまたは4つ及び4つ以上の数量で実施された技術を表現することだけに限られない。
図1及び図2を参照し、本発明に記載の均一に発光するLED線形光源素子は第1のライトバー11、第2のライトバー12及び接続板13を含み、第1のライトバー11、第2のライトバー12及び接続板13は、いずれも多数の発光ダイオード20が等ピッチで設けられたPCB回路基板を設けているものであり、それぞれの詳細について後述する。まず、図2図1の相違点について、前記図2における接続板13が前記図1における接続板13の裏面構造であり、且つ示された構造が図1の接続板13を下から上へ反転させてなるものであり、すなわち、接続板13の下縁辺を上へ反転させて図2に示された接続板13の裏面になる。その中で、第1のライトバー11は単一層PCBであり、SMTプロセスによって単一列に等ピッチで配列された複数の発光ダイオード20、LED正負極の銅箔回路(図1、2に図示しない)及び1つの電源入力の正極コンタクト及び1つの電源入力の負極コンタクト(図1、2に図示しない)が設けられ、外部入力電源に接続し、外部入力電源によって前記第1のライトバーにおける前記発光ダイオードが点灯される。前記発光ダイオードのサイズが長さ3.5mm、幅2.8mm(3528 LEDと俗称される)であり、SMTプロセスによって実装され、LEDが一緒に点灯された後、均一に発光する線状を呈するように、前記等ピッチが前記発光ダイオードの配列方向のサイズよりも小さい。第1のライトバー11の一側(例えば図1において前記第1のライトバー11の右側)に第1の正極接続エリア71aが設けられ、入力電源の正極コンタクトと電気的に接続し(図1、2に図示しない)、及び第1の負極接続エリア71cが設けられ、入力電源の負極コンタクトと電気的に接続し(図1、2に図示しない)。第2のライトバー12においても同様に第1のライトバーと同じ等ピッチで配列された複数の発光ダイオード20、及び入力電源(図1、2に図示しない)、LED正負極を電気的に接続する銅箔回路(図1、2に図示しない)が設けられているとともに、第2のライトバー12に上述した等ピッチと第1のライトバー11に上述した等ピッチが同じであり、第2のライトバー12における第1のライトバー11に近い一側(例えば図1において前記第2のライトバー12の左側)に第2の正極接続エリア72a及び第2の負極接続エリア72cが設けられている。
【0019】
図1の接続板13は二層銅箔のある回路基板(PCB)であり、その表面にSMTプロセスによって単一列に等ピッチで配列された複数の発光ダイオード20が設けられているとともに、接続板13に上述した等ピッチと第1のライトバー11に上述した等ピッチが同じである。図2の接続板13の裏面(下から上へ反転)における前記第1のライトバー11に対向する一側に第3の正極接続エリア73a1及び第3の負極接続エリア73c1が設けられ、接続板13の裏面における前記第2のライトバー12に対向する一側に第4の正極接続エリア73a2及び第4の負極接続エリア73c2が設けられ、前記接続板13における前記それぞれ正極または負極接続エリア内で接続板13の表面及び裏面に個別に対応する回路を電気的に導通するように、接続板13における第3の正極接続エリア73a1、第3の負極接続エリア73c1、第4の正極接続エリア73a2及び第4の負極接続エリア73c2にそれぞれ2つの銅めっきプロセスによる電気的導通孔(Via Hole)が設けられ、前記電気的導通孔が空心孔または充填後の中実孔であってもよい。そして、後に前記第1のライトバー11の第1の正極接続エリア71aに接続するように、前記第3の正極接続エリア73a1に導電性接着剤(図1、2に図示しない)が設けられ、後に前記第1のライトバー11の第1の負極接続エリア71cに接続するように、前記第3の負極接続エリア73c1に導電性接着剤(図1、2に図示しない)が設けられ、後に前記第2のライトバー12の第2の正極接続エリア72aに接続するように、前記第4の正極接続エリア73a2に導電性接着剤(図1、2に図示しない)が設けられ、後に前記第2のライトバー12の第2の負極接続エリア72cに接続するように、前記第4の負極接続エリア73c2に導電性接着剤(図1、2に図示しない)が設けられ、組み合わせた後に、本発明に上述した均一に発光するLED線形光源素子を完成する。図1において、接続板13の表面に4つの圧着(熱圧着)箇所77が形成され、圧着(熱圧着)箇所77ごとの位置がそれぞれ前記接続板13の裏面における第3の正極接続エリア73a1、第3の負極接続エリア73c1、第4の正極接続エリア73a2及び第4の負極接続エリア73c2の対応する位置に対応し、すなわち、図1の実施例に示されているように、各接続エリアの導電性接着剤を圧着するように設けられている4つの圧着(熱圧着)箇所77が個別に接続板13の裏面における異なる正極または負極接続エリアに対応し、接続板13における各正極または負極接続エリアと第1のライトバー11及び第2のライトバー12における対応する各電極接続エリアが導電性接着剤を介して接続し且つ電気的に接続し、外部入力電源が第1のライトバー11における電源入力正、負極コンタクト(図1、2に図示しない)から、第1のライトバー11を介して接続板13に伝送され、また接続板13を介して第2のライトバー12に伝送され、接続後のLEDライトバー全体が点灯されるとともに、本来の発光均一特性を維持する。実施例において、上記第1のライトバー11に上述した等ピッチ、第2のライトバー12に上述した等ピッチ及び接続板13に上述した等ピッチがいずれも2つの隣接する発光ダイオードごとの最も近いエッジとエッジの間隔である。実用上、LEDのサイズが長さ3.5mm、幅2.8mm(3528 LEDと俗称される)であるため、好ましくは前記等ピッチが3.5mmより小さく、これによって均一に発光する線形光源が得られ、使用されたLEDのサイズが小さいほど、前記等ピッチが小さくなり、これによってより均一に発光する線形光源が得られる。SMTによって実装されたLEDの機械誤差及びLEDランドの電気的隔離に必要なピッチを考えると、好ましくは等ピッチが約1mmである。一方、接合後にLEDの高さが大きく相違して発光均一性に影響を与えることにならないように、前記接続板13は薄型回路基板であることが好ましく、上述した汎用の3528 LEDを例に挙げると、LEDの高さが1.3mmであり、それゆえに、接続板13に使用されたPCB裸基板の厚さがLED高さの四分の一よりも小さく、または0.3mmよりも小さく、これによって全体が均一に発光する線形光源が得られる。好ましい実施において、厚さが0.2mmよりも小さいフレキシブル回路基板(FPCB)は前記接続板13のPCB材料とされ、その厚さが薄いほど、均一に発光する特性を維持することができる。
【0020】
図3に示されたのは図1及び図2に開示された素子に対応するものであり、それは第1のライトバー11及び第2のライトバー12が位置固定された後(固定治具が図示されない)、接続板13が第1のライトバー11及び第2のライトバー12の接続箇所の上方に配置され、接続板13の表面における4つの圧着(熱圧着)箇所77に圧力を掛け、その裏面における接続エリアの導電性接着剤で個別に接続板13と第1のライトバー11、及び接続板13と第2のライトバー12を接続するとともに、各接続エリアを電気的に導通させるものである。接合後の全体側面模式図が図3に示されるようなものであり、その中で接合層(導電性接着剤)78は導電性接着剤である。そして、上述したように、前記接続板13の表面における最も左側辺の発光ダイオード20−31と前記第1のライトバー11における最も右側辺の発光ダイオード20−1の双方の間に形成されたピッチは前記第1のライトバー11に上述した等ピッチと同じであり、前記接続板13の表面における最も右側辺の発光ダイオード20−32と前記第2のライトバー12における最も左側辺の発光ダイオード20−2の双方の間に形成されたピッチは前記第1のライトバー11に上述した等ピッチと同じである。接続板13のLED種類及び配列ピッチが第1のライトバー11及び第2のライトバー12のLEDと一致するため、本発明は接合後のLEDライトバーの長さが本発明によって延伸するほか、一致の均一発光特性をも維持することができる。
【0021】
上述した図3の実施例において、本発明は直接圧着方式で前記接続板13と第1のライトバー11及び第2のライトバー12を接続し、その中で接合層(導電性接着剤)78によって接続板13と第1のライトバー11及び第2のライトバー12を直接接続する。
【0022】
図4A〜4Fに示されたのは本発明の他の実施例における異なる素子の実施態様の更なる説明であり、図4Aが接続板13の実施例の説明であり、本実施例において、接続板は普通の二層銅箔フレキシブル回路基板(FPCB)を採用し、板厚さが約0.15mmであり、図4Aの接続板13と図1の接続板13の双方に導通孔(またはめっき孔)の構成が少し異なる。図1の導通孔が符号を付されず、それぞれ前記複数の複数の電極接続エリア内に設けられているものであり、図4Aが接続板13の表面であり、図4Bが接続板の裏面であり、且つ注意すべきことが左側から右側へ反転させてなる裏面である。接続板13の表面に3つの第3の正極導通孔31が設けられ、前記3つの第3の正極導通孔31が全周に金属(銅)めっき層のある空心孔であり、第3の正極導通孔31が接続板13を貫通し、接続板13の第3の正極接続エリア73a1から抜き出し、つまり接続板13の裏面における第3の正極接続エリア73a1が第3の正極導通孔31の電気的導通を介して接続板13の表面における電源正極回路(図4A〜4Dに図示しない)に電気的に接続する。接続板13の表面にも3つの第3の負極導通孔41が設けられ、前記3つの第3の負極導通孔41が全周に金属(銅)めっき層のある空心孔であり、前記第3の負極導通孔41が接続板13を貫通し、前記接続板13の第3の負極接続エリア73c1から抜き出し、つまり接続板13の裏面における第3の負極接続エリア73c1が第3の負極導通孔41の電気的導通を介して接続板13の表面における電源負極回路(図4A〜4Dに図示しない)に電気的に接続する。さらに、接続板13の表面に3つの第4の正極導通孔32が設けられ、前記3つの第4の正極導通孔32が全周に金属(銅)めっき層のある空心孔であり、前記第4の正極導通孔32が同様に接続板13を貫通し、前記第4の正極接続エリア73a2から抜き出し、つまり接続板13の裏面における第4の正極接続エリア73a2が第4の正極導通孔32の電気的導通を介して接続板13の表面における電源正極回路(図4A〜4Dに図示しない)に電気的に接続する。さらに、接続板13の表面に3つの第4の負極導通孔42が設けられ、前記3つの第4の負極導通孔42が全周に金属(銅)めっき層のある空心孔であり、前記第4の負極導通孔42も接続板13を貫通し、前記第4の負極接続エリア73c2から抜き出し、つまり接続板13の裏面における第4の負極接続エリア73c2が第4の負極導通孔42の電気的導通を介して接続板13の表面における電源負極回路(図4A〜4Dに図示しない)に電気的に接続する。
【0023】
上述した導通孔は接続板13の上下層(表裏面)の回路を導通させる機能を果たす以外、熱傳導の界面として、後に熱プレス溶融スズ半田付け(HotBar)作業が行われる時、熱プレスヘッドの熱を伝導して第1のライトバー11または第2のライトバー12におけるはんだを溶解させ、接続板13がそれぞれ第1のライトバー11または第2のライトバー12に接続し及び電気的に導通する効果を果たすことができる。図4A及び4Bにおいて接続板13に4つの位置決め孔55、56、57、58が設けられ、前記複数の4つの位置決め孔が接続板13を貫通し、接続板の位置を固定するために使われる。前記4つの位置決め孔がそれぞれ第5の位置決め孔55、第6の位置決め孔56、第7の位置決め孔57及び第8の位置決め孔58である。
【0024】
図4Cに同じく図1図2における第1のライトバー11及び第2のライトバー12の他の実施例の模式図を示す。第1のライトバー11に、複数の等ピッチで配列されたLED20、LED正負極の銅箔回路(図4C中に図示しない)、外部入力電源に接続し外部入力電源で前記第1のライトバーにおける前記発光ダイオードを点灯させるための1つの電源入力の正極コンタクト91a、1つの電源入力の負極コンタクト91c、及び2本の外部入力電源線92、第1の正極接続エリア71a及び第1の負極接続エリア71cの他、さらに2つの位置決め孔51、52が設けられ、前記複数の第1の位置決め孔51及び第2の位置決め孔52であり、前記複数の位置決め孔が前記第1のライトバー11を貫通し、第1のライトバーの位置を固定するために使われる。後に接続板13と第1のライトバー11の接合作業が行われる時、第1のライトバー11の第1の位置決め孔51が接続板13の第5の位置決め孔55に対応し、第1のライトバー11の第2の位置決め孔52が接続板13の第6の位置決め孔56に対応する。また、第1のライトバー11の第1の正極接続エリア71a及び第1の負極接続エリア71cにそれぞれ低溶点金属層(本実施例では錫合金層であり、SMTによる半田ペースト印刷及びreflowプロセスによって設けられる)が設けられている。第2のライトバー12に複数の等ピッチで配列されたLED20、第2の正極接続エリア72a及び第2の負極接続エリア72cの他、2つの位置決め孔53、54が設けられ、前記複数の第3の位置決め孔53及び第4の位置決め孔54であり、前記複数の位置決め孔が前記第2のライトバー12を貫通し、第2のライトバーの位置を固定するために使われる。後に接続板13と第2のライトバー12の接合作業が行われるとき、第2のライトバー12の第3の位置決め孔53が接続板13の第7の位置決め孔57に対応し、第2のライトバー12の第4の位置決め孔54が接続板13の第8の位置決め孔58に対応する。また、第2のライトバー12の第2の正極接続エリア72a及び第2の負極接続エリア72cにそれぞれ低溶点金属層(本実施例では錫合金層であり、SMTによる半田ペースト印刷及びreflowプロセスによって設けられる)が設けられている。
【0025】
図4D及び図4Eを参照し、図4Dは第1のライトバー11、第2のライトバー12及び接続板13を組み合わせた後の前面模式図であり、図4Eは三者を組み合わせた後の側面模式図であり、その中で接合層(錫合金)79が錫合金である。図4A図4B及び図4Dの実施例において、接続板13の裏面における第3の正極接続エリア73a1及び第3の負極接続エリア73c1の位置が前記接続板13の表面における前記複数の複数の発光ダイオード20に対して前記発光ダイオード20の上下両側に位置し、すなわち、接続板13の表面における第3の正極導通孔31と第3の負極導通孔41は前記発光ダイオード20が形成された配列の上下両側に分布する。
【0026】
また、接続板13の裏面における第4の正極接続エリア73a2及び第4の負極接続エリア73c2の位置が、前記接続板13の表面における前記発光ダイオード20が形成された配列に対し、前記複数の複数の発光ダイオード20の上下両側に位置し、すなわち、前記接続板13の表面における第4の正極導通孔32と第4の負極導通孔42が前記複数の発光ダイオード20が形成された配列の上下両側に分布する。
【0027】
図4Fは第1のライトバー11、第2のライトバー12及び接続板13を普通の熱プレス溶融スズ半田付け機台80に置いて接合作業を実行する模式図を示す。その中で前記熱プレス溶融スズ半田付け機台80に4つの位置決め柱が設けられ、それぞれが第1の位置決め柱81、第2の位置決め柱82、第3の位置決め柱83及び第4の位置決め柱84であり、前記複数の位置決め柱の位置及び大きさがそれぞれ上述した前記接続板13に設けられた4つの位置決め孔に対応する。まず、第1のライトバー11を前記熱プレス溶融スズ半田付け機台80に置いて、第1のライトバー11の第1の位置決め孔51及び第2の位置決め孔52がそれぞれ前記熱プレス溶融スズ半田付け機台80における第1の位置決め柱81及び第2の位置決め柱82を通過させ、その後、第2のライトバー12を前記熱プレス溶融スズ半田付け機台80に置いて、第2のライトバー12の第3の位置決め孔53及び第4の位置決め孔54がそれぞれ前記熱プレス溶融スズ半田付け機台80における第3の位置決め柱83及び第4の位置決め柱84を通過させ、その後、接続板13を第1のライトバー11及び第2のライトバー12の双方の間の上方に重ね合わせる。そして、第1の位置決め柱81が接続板13の第5の位置決め孔55を通過し、第2の位置決め柱82が接続板13の第6の位置決め孔56を通過し、第3の位置決め柱83が接続板13の第7の位置決め孔57を通過し、第4の位置決め柱84が接続板13の第8の位置決め孔58を通過し、接合の正確さ及びLEDピッチを確保する。
【0028】
図4Fに上述した熱プレス溶融スズ半田付け(HotBar)はその最も主要な機能が熱プレスヘッド82による熱で事前にSMTプロセスによって接続板またはライトバー回路基板に印刷された錫合金層(例えば本実施例ではそれぞれ第1のライトバー11及び第2のライトバー12の各電極接続エリアに印刷された錫合金層であり、すなわち上述した錫合金の接合層(錫合金)79である)を改めて溶融させ、加熱された接合層(錫合金)79を改めて溶解させた後に凝固させ、接続板及びライトバーが電気的に接続されていることが生じる。HotBar機台の熱プレスヘッド82が唯一の熱源であるため、最適な熱傳導効果及びはんだの最適な品質が得られるように、接続板13は薄い厚さのフレキシブルプリント回路基板(FPCB)を選択することが好ましい。
【0029】
本発明の図4A図4Fの実施例は主に熱プレス溶融スズ半田付け(HotBar)の結合方式によって前記接続板13と第1のライトバー11及び第2のライトバー12とを接続し、その中で接合層(錫合金)79が錫合金層にされることによって、接続板13と第1のライトバー11及び第2のライトバー12が熱プレス溶融スズによってそれぞれ接続して回路を導通させ、外部入力電源が第1のライトバー11の電源入力正、負極コンタクト(91a、91c)から、第1のライトバー11を介して接続板13に伝送され、また接続板13を介して第2のライトバー12に伝送され、接続後のLEDライトバー全体が点灯されるとともに、本来の発光均一特性を維持することができる。
【0030】
図5A図5Eを参照し、図5A図5Eは本発明の第2の実施の異なる態様の実施模式図であり、その中で図5A図5Eの図面のそれぞれが図4A図4Eに記載の図面のそれぞれの内容に対応する。しかし本発明の第2の実施例と第1の実施例が相違する点は第1のライトバー11、第2のライトバー12及び接続板13に設けられた複数の発光ダイオード20の設置方式が異なるものである。図4A図4Eに上述した発光ダイオード20が単一列に設けられた構造方式であり、第2の実施例において図5A図5Eにある発光ダイオード20が二列に設けられた構造方式であり、さらに言えば、前記のような二列の発光ダイオード20の設置方式は実用上に両列のLEDが同じLEDを採用してもよく、これによってライトバーの発光強度が高められる。二種類の異なるLED発光色を実施形態としてもよく、例えば上層のLEDが黄色光のLED線形配列であり、下層のLEDが赤色光のLED線形配列であり、デザイン上で異なる配列を採用したLEDの点灯時間が異なると、ライトバーがそれぞれ黄、赤の二種類の異なる色の光を発することができ、デザイン上で二種類のLEDを同時に点灯させることを採用すれば、ライトバーが黄、赤の混合色の光を発することができる。しかし、本発明の実際の実施で色が制限されず、ユーザは自分の需要に応じて調整することができる。また、本発明の実用上に単一列や二列だけに制限されず、製造者は自分の需要に応じてLEDライトバーを三列や四列以上の配列方式で設けることができる。
【0031】
図6A図6Eを参照し、図6A図6Eは本願の第3の実施例の異なる態様の模式図であり、上述した第3の実施例と上述した図4A図4Eの第1の実施例は相違する点は、上述した接続板13の裏面における第3の正極接続エリア73a1及び第3の負極接続エリア73c1の位置が、接続板13の表面における発光ダイオード20に対し発光ダイオード20の配列の片側辺に位置し、同時に接続板13の裏面における第4の正極接続エリア73a2及び第4の負極接続エリア73c2の位置が、接続板13の表面における発光ダイオード20に対し発光ダイオード20の配列の片側辺にも設けられる。
【0032】
さらに言えば、図6Aの第3の正極導通孔31と第3の負極導通孔41は発光ダイオード20が形成された配列の同一側に分布し、例えば図6Aに示されるように下側に位置する。同様に、第4の正極導通孔32と第4の負極導通孔42も発光ダイオード20が形成された配列の下側に分布する。図6Bは同様に図6Aを左側から右へ反転させて得る接続板13の裏面の態様である。図6A図6Eに示された内容について、例えば示された異なる接続エリア及び異なる位置決め孔が前記第1の実施例と同じである。
図7A〜7Eに示されたのは本発明の第4の実施例の異なる態様の模式図であり、その中で図7B図7Aの接続板13を左側辺から右へ反転させて得る接続板13の裏面であり、図7Cは第1のライトバー11及び第2のライトバー12の表面の実施態様を説明する。図7Dは第1のライトバー11、第2のライトバー12及び接続板13の三者を組み合わせた後の実施態様の模式図であり、図7Eは組み合わせた後の側面模式図である。
【0033】
図7A〜7Eの第4の実施例は第1の実施例と相違する点は、上述した接続板13の側辺に延伸接続エリア60が延設され、LEDライトバーにおける対応する多くのLED電源回線または制御回線に接続するように正極または負極回線または回路信号接続エリアを提供し、図7Aに示されているように、前記接続板13がT型の外観形状を呈し、延伸接続エリア60が中間下方の位置に位置する。デザイン上でLED発光ダイオードの並列直列が多く必要されると、それに応じてLED素子の正負極の接続回線も多くなり、または使用上に制御信号回線によってライトバーの異なるLEDを制御し異なる点滅または異なる輝度を呈させると、第1のライトバー11と第2のライトバー12の間には接続する必要のある正、負電極回線または回路信号回線が多くなり、第1のライトバー11と第2のライトバー12の幅に限られて多くのLED電源回線または制御回線接続エリアを設けることができないと、第1のライトバー11と第2のライトバー12の間のLED電源回線及び制御信号を接続するように、回路基板の一側または両側において部分的に拡充された面積をLED電源回線または制御回線接続エリアと利用する必要がある。
【0034】
図7Aの接続板13の延伸接続エリア60の両側に複数の電気的導通孔及び接続エリアが設けられ、本実施例の接続板13の表面の延伸接続エリア60において左右両辺にそれぞれ制御信号導通孔61が2つ、電極導通孔(本実施例において正電極が設けられている)の第3の正極導通孔31及び第4の正極導通孔32が3つずつ設けられ、各導通孔がそれぞれ異なる銅箔回線(copper trace)を介して電源線または制御信号源線またはLED正負極と接続する。図7Bに示されているように、前記複数の複数の信号導通孔61及び第3の正電極導通孔31及び第4の正極導通孔32の対応する接続板13の裏面の位置に、隔離された複数の制御信号接続エリア74及び正電極接続エリア73a1、73a2が対応して設けられている。本実施例において、接続板13は第1の実施例と同様に、複数の発光ダイオード20が形成された配列の上側において、複数の第3の負極導通孔41が裏面の対応する第3の負極接続エリア73c1に設けられ、複数の第4の負極導通孔42が裏面の対応する第4の負極接続エリア73c2に設けられている。回路デザインによって、本実施例の正極導通孔及び裏面の対応する正極接続エリアの位置が図7A及び図7Bに示されたものに制限されなくてもよく、負極導通孔及び裏面の対応する負極接続エリアの位置も図7A及び図7Bに示されたものに制限されなくてもよい。そして接続板13に複数の位置決め孔50が設けられ、図7A図7Cに示された前記複数の複数の位置決め孔50の作用は上述した実施例に説明された位置決め孔の作用と同じであるため、ここで、位置決め孔を詳細に区別する必要がない。
【0035】
図7Cにおいて外部制御信号源(図7C中に図示しない)と接続するように第1のライトバー11に別途に2つの制御信号コンタクト93が設けられ、なお、第1のライトバー11の一側において前記接続板13の延伸接続エリア60に対応して第1の延伸接続エリア63が延設されているが、前記第1の実施例に上述した第1の正極接続エリア71aは本実施例の第1の延伸接続エリア63に設けられ、銅箔回線(copper trace)を介して第1のライトバー11の電源入力の正極コンタクト91aに接続し、第1の延伸接続エリア63に複数の制御信号接続エリア70が併設され、銅箔回線(copper trace)を介して上述した第1のライトバー11の制御信号コンタクト93に接続する。図7Cにおいて第2のライトバー12の一側に接続板13の延伸接続エリア60に対応して第2の延伸接続エリア64が延設されているが、前記第1の実施例に上述した第2の正極接続エリア72aは第2の延伸接続エリア64に設けられ、第2の延伸接続エリア64に複数の制御信号接続エリア70が併設されている。接続板13がそれぞれ第1のライトバー11、第2のライトバー12と接続し、接合方式が上述したように導電性接着剤または低溶点金属によるものであってもよい。上述した第1のライトバー11及び第2のライトバー12の複数の制御信号接続エリア70は上述した接続板13の制御信号接続エリア74と接続し結合して1つの制御信号の伝送可能な均一に発光するLED線形光源素子を実現するために使われている。図7Dは結合後の均一に発光するLED線形光源素子の前面模式図であり、図7Eは結合後の均一に発光するLED線形光源素子の側面模式図である。
【0036】
図8A図8Dに示されたのは本発明の第5の実施例の実施模式図であり、図8B図8Aの接続板13を左から右側へ反転させて得る接続板13の裏面である。その中で、第5の実施例は上述した第1の実施例と相違する点は、第5の実施例において接続板13の外観形状が湾曲型(本実施例では略L型を呈する)にデザインされた外観構造である。しかし、実用上、本発明が90度の直角湾曲に限定されず、0−180度の間の湾曲角度であれば、いずれも本発明の保護範囲内にある実施例で実現可能であるが、第1のライトバー11及び第2のライトバー12がともに直尺状型をも維持する。略L形の接続板13の両端が上述した第1の実施例の第1のライトバー11及び第2のライトバー12接続し、すなわち、前記略L型の外観構造の接続板13の上端(図8Aに示されている)が図8Cに示されている第1のライトバー11に接続し、前記略L型の外観構造の接続板13の下端が図8Cに示されている第2のライトバー12に接続し、三者を組み合わせた後、図8Dに示されているように、略L線形(または湾曲型)の均一に発光する線形光源を呈し、流線型車両ランプに関連する照明器具に適用する。本実施例に採用された第1のライトバー11及び第2のライトバー12がともに直尺状形状であり、ライトバー全体の長さが長い場合に、かかるPCBのトータルコストはPCB材料の利用率が高いことによって、単なる連続的であるが湾曲なPCBを採用することに比べて低くなる。
【0037】
図9A図9Dに示されたものは本発明の第6の実施例の実施模式図であり、図9B図9Aの接続板13を左側から右側へ反転させて得る接続板13の裏面であり、そして、第6の実施例において、2つの接続板13が設けられている。その中で、第6の実施例が上述した第1の実施例と相違する点は、前記複数の2つの接続板13がともに円弧形構造であることにあり、且つ図9Cに示されているように、第6の実施例の第1のライトバー111及び第2のライトバー121が上述した第1の実施例と相違する点は、外観デザインがともに円弧形構造である他、第1のライトバー111の両端にそれぞれ第1の正電極接続エリア71a、第1の負電極接続エリア71c、2つの位置決め孔50が設けられ、第2のライトバー121の両端にもそれぞれ第2の正電極接続エリア72a、第2の負電極接続エリア72c、2つの位置決め孔50が設けられていることである。2つの接続板13の一方の接続板13の両側が前記第1のライトバー111及び前記第2のライトバー121を接続し、他方の接続板13の両側が同様に前記第2のライトバー121及び前記第1のライトバー111を接続し、組み合わせた後、図9Dに示されているように、第1のライトバー111、第2のライトバー121及び2つの接続板13全体が円線形な均一に発光するLED線形光源素子を形成する。本実施例においてPCBのトータルコストは材料の利用率が高いことによって、単なる連続的であるが環形なPCBを採用することに比べて低くなる。
【0038】
図10A図10Bに示されたのは本発明の第7の実施例の発光ダイオードライトバー10であり、その中で第7の実施例において発光ダイオードライトバー10の接続板13が第1の接続板13a及び第2の接続板13bを含む。図10Aにおいて前記第1の接続板13a及び前記第2の接続板13bは図10Aに示されているようにともに湾曲形状である。第7の実施例において1つの第1のライトバー11を設けるほか、2つの異なる構造の第2のライトバーをも設け、前記一方の第2のライトバー12の構造が上述した第1の実施例と同じであり、前記他方の第2のライトバー(また二方向ライトバーと呼ばれる)1112の発光ダイオード及び発光ダイオードの配列が第1のライトバー11と同じであるほか、前記二方向ライトバー1112の両側がともに接続板に接続するように二方向ライトバー1112の右側に第1のライトバー11の右側のような正極接続エリア、負極接続エリア及び位置決め孔が設けられ、二方向ライトバー1112の左側に第2のライトバー12の左側のような正極接続エリア、負極接続エリア及び位置決め孔が設けられ、それゆえに、二方向ライトバーと呼ばれている。第1の接続板13aの両側が第1のライトバー11の右側及び二方向ライトバー1112の左側を接続し、第2の接続板13bの両側が二方向ライトバー1112の右側及び第2のライトバー12の左側を接続する。第2の接続板13bは接続時に湾曲する方向が前記第1の接続板13aの湾曲方向と反対し、すなわち、図10Aに示されているように、第1の接続板13aの湾曲方向が下向きであるが、第2の接続板13bの湾曲方向が上向きであり、2つの接続板の湾曲方向が反対になっている。組み合わせた後、全体が略「S」型湾曲線形の発光ダイオードライトバー10が形成され、そして1つの均一発光を呈するLED線形光源素子が形成され、流線型が求められている現代の車両ランプの造型に幅広く適用されることができる。図10Bに示されたのは前記略「S」形の発光ダイオードライトバー10を導光体に装設して線状型の均一発光を呈するLED車両ランプ装置であり、前記装置が湾曲弧形を呈する線状型LED車両ランプ装置1である。
【0039】
図11は本発明の第8の実施例であり、上述した第7の実施例の変形実施例であり、本発明の均一に発光するLED線形光源素子の長さが適用上の需要に合わせて必要な任意の延伸が可能であることを説明するためのものであり。図11において、複数の接続板13、第1のライトバー11、第2のライトバー12及び両側が接続板に接続可能な複数の第2のライトバー(二方向ライトバー)を含み、本実施例及び図11において2つの二方向ライトバーを表示例とし、それぞれが第1の二方向ライトバー1112a及び第2の二方向ライトバー1112bである。複数の接続板13(本実施例及び図11では3つ)がそれぞれ第1の接続板13a、第2の接続板13b及び第3の接続板13cである。前記複数の接続板のうちの第1の接続板13aの両側がそれぞれ第1のライトバー11及び二方向ライトバーのうちの第1の二方向ライトバー1112aを接続し、第2の接続板13bの両側がそれぞれ前記第1の二方向ライトバー1112a及び第2の二方向ライトバー1112bを接続し、第3の接続板13cの両側がそれぞれ前記第2の二方向ライトバー1112b及び第2のライトバー12を接続し、組み合わせた後、全体が連続的に延伸している線形の光源が形成され、すなわち、線状に延伸している発光ダイオードライトバー10aが形成される。
まとめて言えば、本発明は均一に発光するLED線形光源素子及びその方法を提供し、接続板PCBにおける一様に配列されたLEDを利用してコネクタとして機能させ、接続箇所のLEDの配列を線形ライトバーのPCBにおけるLEDと同様にさせ、接続後の線形光源の発光均一度の一致性を確保することができる。同時に、本発明は2つ以上のライトバーを接続することができ、全体が均一に発光するライトバーの長さが市販されているPCBのサイズに制限されない。さらに、本発明はLEDが緊密に配列された高輝度で均一に発光するLEDライトバーを接続することができ、LEDの間隔距離が3.5mmよりも小さいことに制限されず、充分に新規性及び進歩性を備える。本発明は有効に湾曲造型のLED線形光源に使用されるPCB材料の使用率を高め、PCB板材の使用コストを低減させる進歩性もある。本発明は有効に従来技術の欠点を改善し、本願は特許申請の要件を備えることが明らかになる。
【0040】
しかし、本発明の明細書に記載されたのは好ましい実施例を例に挙げて説明するものにすぎず、もちろん、本発明の保護範囲を制限するわけではなく、いずれの部分的変動や修正または追加の技術は本発明の保護範囲から逸脱すべきではない。
【符号の説明】
【0041】
1 線状型LED車両ランプ装置
10、10a 発光ダイオードライトバー
11、111 第1のライトバー
12、121 第2のライトバー
1112 二方向ライトバー
1112a 第1の二方向ライトバー
1112b 第2の二方向ライトバー
13 接続板
13a 第1の接続板
13b 第2の接続板
13c 第3の接続板
20、20−1、20−2、20−31、20−32 発光ダイオード
31 第3の正極導通孔
32 第4の正極導通孔
41 第3の負極導通孔
42 第4の負極導通孔
50 位置決め孔
51 第1の位置決め孔
52 第2の位置決め孔
53 第3の位置決め孔
54 第4の位置決め孔
55 第5の位置決め孔
56 第6の位置決め孔
57 第7の位置決め孔
58 第8の位置決め孔
60 延伸接続エリア
61 信号導通孔
63 第1の延伸接続エリア
64 第2の延伸接続エリア
70 信号接続エリア
71a 第1の正極接続エリア
71c 第1の負極接続エリア
72a 第2の正極接続エリア
72c 第2の負極接続エリア
73a1 第3の正極接続エリア
73c1 第3の負極接続エリア
73a2 第4の正極接続エリア
73c2 第4の負極接続エリア
74 制御信号接続エリア
77 圧着(熱圧着)箇所
78 接合層(導電性接着剤)
79 接合層(錫合金)
80 熱プレス溶融スズ半田付け機台
82 熱プレスヘッド
81 第1の位置決め柱
82 第2の位置決め柱
83 第3の位置決め柱
84 第4の位置決め柱
91a、91a1、91a2 電源入力正極コンタクト
91c、91c1、91c2 電源入力負極コンタクト
92 外部入力電源線
93 制御信号コンタクト

図1
図2
図3
図4A
図4B
図4C
図4D
図4E
図4F
図5A
図5B
図5C
図5D
図5E
図6A
図6B
図6C
図6D
図6E
図7A
図7B
図7C
図7D
図7E
図8A
図8B
図8C
図8D
図9A
図9B
図9C
図9D
図10A
図10B
図11