整体形成的发光二极管光导束及其应用制造技术

提供整体形成的LED光导束，其包括：导电基底，导电基板包含支撑衬底，其中支撑衬底包括第一多个线、丝或其组合，其中该多个线、丝或其组合包括至少一个纬线元件以及至少两个经线元件，该至少一个纬线元件配置在第一方向，每个经线元件配置在第二方向，以使至少一个纬线元件与至少两个经线元件的每一个之间形成多个交叉点；均适于从电源分配功率的第一总线元件和第二总线元件；以及适于分配控制信号的第三总线元件，其中第一、第二和第三总线元件被机织、缝编或针织进支撑衬底中；以及多个发光二极管(LED)模块，每个LED模块包括微控制器和至少一个LED。

【技术实现步骤摘要】
整体形成的发光二极管光导束及其应用相关申请的交叉引用本专利技术申请是2010年2月9日提交的美国序列号12/703，116的部分继续申请，美国序列号12/703，116是2009年I月16日提交的美国序列号12/355，655 (目前的美国专利号为8，052，303，2011年11月8日授权)的部分继续申请，美国序列号12/355，655是2007年9月12日提交的美国序列号11/854，145 (目前的美国专利号为7，988，332，2011年8月2日授权)的部分继续申请，美国序列号11/854，145要求2006年9月12日提交的美国临时专利申请序列号60/844，184的优先权，上述申请的整体通过引用的方式并入本文。贯穿本申请，引用了数篇出版物。因此这些引用的公开内容整体上通过引用并入本申请。
本专利技术涉及一种光导束，并且尤其涉及一种包含发光二极管(LED)的整体形成的光导束以及这些LED光导束的应用，其中LED以及LED光导束的关联电路被防止免受机械损伤和环境危害，比如水和灰尘。
技术介绍
传统的白炽灯或LED光导束常用在各种室内或户外装潢或装饰性照明应用。例如，这些传统的光导束用于创建适于节日的假日标记、勾勒建筑结构(比如楼宇或港口)以及提供车底照明系统。这些光导束也可在夜间或者当例如停电、浸水和由火和化学雾引起烟雾的情况致使正常的环境照明使能见度不足时，可用作应急照明以帮助增加能见度和交流。与使用白炽灯泡的灯管相比，传统的LED光导束耗能低，寿命长，造价相对便宜且易于安装。逐渐地，LED光导束用作了霓虹灯管的可行替代品。如图1所示，传统的光导束100由多个发光器件102组成，诸如白炽灯泡或LED，其通过软线101相互连接并被封装在保护管103中。电源105产生流经软线101的电流，弓丨起发光器件102发光并形成发光线的效果。发光器件102可串联、并联或者组合连接。此夕卜，发光器件102以下述方式与控制电子器件连接:单独的发光器件102可选择性地开或关以产生发光图案(如频闪、闪光、追逐或脉动)的组合。在传统的光导束中，保护管103通常是中空的、透明或半透明的管，该管容置内部电路(例如发光器件102，软线101)。由于保护管103与内部电路之间存在空气间隙，保护管103对于光导束抵抗因过度负载(比如直接施加于光导束的机械重量)而导致的机械损伤提供很小的保护。此外，保护管103不能充分保护内部电路免受环境危害，比如水和灰尘。因此，这些传统的具有保护管103的光导束100被发现不适于户外使用，特别是当光导束暴露于极端天气和/或机械滥用时。在传统的光导束中，线比如软线101用于将发光器件102相互连接。在制造方面，这些光导束通常使用焊接或卷曲的方法预装配，并且随后通过常规的片材或硬层压工艺封装进保护管103中。这种制造工艺属于劳动密集型并且不可靠。此外，这种工艺减小了光导束的柔性。为了突破与传统光导束及其制造相关的上述限制，已经发展出具有增强的复杂性和保护性的LED灯条。这些LED灯条由包括多个LED的电路组成，所述多个LED安装在包含印刷电路的支撑衬底上并且连接至两个分离的电导体或总线元件。LED电路和电导体封装在没有内部空隙(包括空气泡)或杂质的保护封装体中，并连接至电源。这些LED灯条通过包括复杂LED电路装配工艺和软层压工艺的自动化系统制造的。这些LED灯条及其制造方法的实例在以下专利中进行了讨论:专利号为5，848，837,5, 927，845和6，673，292、名称都为 “Integrally Formed Linear Light Strip With Light Emitting Diode” 的美国专利；专利号为 6，113，248、名称为“Automated System For Manufacturing An LED LightStrip Having An Integrally Formed Connected”的美国专利；以及专利号为 6，673，277、名称为 “Method of Manufacturing a Light Guide” 的美国专利。进一步，当前制造传统光导束的方法还需要额外的材料及材料成本，比如昂贵的接合膜的使用。尽管这些LED灯条可被较好地保护以免受机械损伤和环境危害，然而这些LED灯条仅能提供单个照明方向，并且受限于其内部LED电路中的两条分离的总线元件。而且，由于这些LED灯条至少需要没有内部空隙和杂质的保护封装体，以及需要将LED接线插脚卷曲至内部LED电路，因此制造这样的LED灯条仍然昂贵并且费时。此外，层压工艺使得这些LED灯条太硬以至于不能弯曲。
技术实现思路
根据以上，存在进一步改进现有技术的需要。特别地，需要一种改进的整体形成的LED光导束，其是柔性的，同时具有增强的机械强度，具有改进的电性隔离，并且在整体形成的LED光导束的所有方向提供平滑均匀的发光效果。还需要一种具有额外照明功能的LED光导束，其可通过具有低材料成本的低成本、具有时效性的自动化工艺来制造。此外，需要一种智能识别、响应并适应与安装、维护和失效检测有关的变化的LED光导束。考虑到上述问题，根据本专利技术的一个方面，整体形成的LED光导束包括:(A)包括支撑衬底的导电基底，其中支撑衬底包括第一多个线、丝或其组合，其中多个线、丝或其组合包括至少一个纬线元件以及至少两个经线元件，该至少一个纬线元件配置在第一方向，每个经线元件配置在第二方向，以使至少一个纬线元件与至少两个经线元件的每一个之间形成多个交叉点；由第二多个线、丝或其组合形成的适于从电源分配功率的第一总线元件、由第三多个线、丝或其组合形成的适于从电源分配功率的第二总线元件、由第四多个线、丝或其组合形成的适于分配控制信号的第三总线元件，其中第一总线元件、第二总线元件和第三总线元件被机织、缝编或针织进支撑衬底中；以及(B)多个发光二极管(LED)模块，所述多个LED模块的每一个包括微控制器和至少一个LED，每个LED模块具有分别电耦合至第一总线元件、第二总线元件和第三总线元件的第一电触点、第二电触点和第三电触点，以从第一总线元件和第二总线元件获取功率并从第三总线元件接收控制信号。在另一方面，整体形成的LED光导束进一步包括完全封装导电基底以及多个LED模块的封装体，该多个LED模块包括各自的微控制器。在另一方面，该封装体进一步包括光散射粒子。在另一方面，整体形成的LED光导束进一步包括至少一个支撑经线，其包括配置在第二方向的第五多个线、丝或其组合。在另一方面，在整体形成的LED光导束中，多个LED模块的每一个与至少一个总线元件之间的连接选自由缝编、机织、针织、卷曲、焊接、熔接或其组合组成的组。在另一方面，第二、第三和第四多个线、丝或其组合均由多个导电线和/或丝制成。在另一方面，第五多个线、丝或其组合由多个非导电线和/或丝制成。在另一方面，导电线和/或丝选自由镍线、钢线、铁线、钛线、红铜线、黄铜线、铝线、锡线、银线、镍丝、钢丝、铁丝、钛丝、红铜丝、黄铜丝、铝丝、锡丝、银丝等或其组合组成的组。在另一方面，非导电线和/或丝选自由凯夫拉纤维(kevlar)线、尼龙线、棉线、人造纤维线、聚酯线、层压丝、扁平丝、丝绸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种整体形成的LED光导束，包括：(a)导电基底，包括：支撑衬底，其中该支撑衬底包括第一多个线、丝或其组合，其中该多个线、丝或其组合包括至少一个纬线元件以及至少两个经线元件，该至少一个纬线元件配置在第一方向，每个经线元件配置在第二方向，以使该至少一个纬线元件与该至少两个经线元件的每一个之间形成多个交叉点；由第二多个线、丝或其组合形成的适于从电源分配功率的第一总线元件；由第三多个线、丝或其组合形成的适于从电源分配功率的第二总线元件；由第四多个线、丝或其组合形成的适于分配控制信号的第三总线元件；其中该第一总线元件、第二总线元件和第三总线元件被机织、缝编或针织进该支撑衬底中；以及(b)多个发光二极管LED模块，所述多个LED模块的每一个包括微控制器和至少一个LED，每个LED模块具有分别电耦合至该第一总线元件、第二总线元件和第三总线元件的第一电触点、第二电触点和第三电触点，以从该第一总线元件和第二总线元件获取功率并从该第三总线元件接收控制信号。

【技术特征摘要】
2012.08.13 US 13/584,5631.一种整体形成的LED光导束，包括: (a)导电基底，包括: 支撑衬底，其中该支撑衬底包括第一多个线、丝或其组合，其中该多个线、丝或其组合包括至少一个纬线元件以及至少两个经线元件，该至少一个纬线元件配置在第一方向，每个经线元件配置在第二方向，以使该至少一个纬线元件与该至少两个经线元件的每一个之间形成多个交叉点； 由第二多个线、丝或其组合形成的适于从电源分配功率的第一总线元件； 由第三多个线、丝或其组合形成的适于从电源分配功率的第二总线元件； 由第四多个线、丝或其组合形成的适于分配控制信号的第三总线元件； 其中该第一总线元件、第二总线元件和第三总线元件被机织、缝编或针织进该支撑衬底中；以及 (b)多个发光二极管LED模块，所述多个LED模块的每一个包括微控制器和至少一个LED，每个LED模块具有分别电耦合至该第一总线元件、第二总线元件和第三总线元件的第一电触点、第二电触点和第三电触点，以从该第一总线元件和第二总线元件获取功率并从该第三总线元件接收控制信号。2.如权利要求1的整体形成的LED光导束，进一步包括完全封装该导电基底以及多个LED模块的封装体，该多个LED模块包括各自的微控制器。3.如权利要求2的整体形成的LED光导束，该封装体进一步包括光散射粒子。4.如权利要求1的整体形成的LED光导束，进一步包括至少一个支撑经线，该支撑经线包括配置在第二方向的第五多个线、丝或其组合。5.如权利要求1的整体形成的LED光导束，其中该多个LED模块的每一个与至少一个总线元件之间的连接选自由缝编、机织、针织、卷曲、焊接、熔接或其组合组成的组。6.如权利要求1的整体形成的LED光导束，其中该第二、第三和第四多个线、丝或其组合均由多个导电线和/或丝制成。7.如权利要求4的整体形成的LED光导束，其中该第五多个线、丝或其组合由多个非导电线和/或丝制成。8.如权利要求6的整体形成的LED光导束，其中该导电线和/或丝选自由镍线、钢线、铁线、钛线、红铜线、黄铜线、铝线、锡线、银线、镍丝、钢丝、铁丝、钛丝、红铜丝、黄铜丝、铝丝、锡丝、银丝等或其组合组成的组。9.如权利要求7的整体形成的LED光导束，其中该非导电线和/或丝选自由凯夫拉纤维线、尼龙线、棉线、人造纤维线、聚酯线、层压丝、扁平丝、丝绸丝、玻璃纤维、聚四氟乙烯PTFE、凯夫拉纤维丝、尼龙丝、棉丝、人造纤维丝、聚酯丝、固态聚合材料等或其组合组成的组。10.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：李炳权，
申请(专利权)人：惠州元晖光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：