JP2014517992A

JP2014517992A - 可撓性照明アセンブリ

Info

Publication number: JP2014517992A
Application number: JP2014510358A
Authority: JP
Inventors: スコットエム．シュノブリッヒ，; ビンハオ，; デビッドエー．エンダー，
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2011-05-13
Filing date: 2012-05-01
Publication date: 2014-07-24
Anticipated expiration: 2032-05-01
Also published as: WO2012158339A1; CN103518095B; US9200763B2; EP2707647B1; US20140268792A1; EP2707647A1; JP6057986B2; CN103518095A

Abstract

可撓性照明アセンブリ（１００）が開示される。具体的には、可撓性ケーブル（１０２）と、複数の発光ダイオード（１１２）と、発光ダイオードの上に配置された偏向体によってケーブルの長さに沿って光を分布させる複数の透明な光分布セグメント（１１６）と、で構成される可撓性照明アセンブリ。この照明アセンブリは、可撓性照明にしばしば伴うまぶしい光及び不均一性の問題を伴わない可撓性照明を可能にする。
【選択図】図１

Description

本明細書は可撓性照明アセンブリに関する。より具体的には、本明細書は、可撓性ケーブルと、複数の発光ダイオードと、発光ダイオードの上に配置された偏向体によってケーブルの長さに沿って光を分布させる複数の透明の光分布セグメントと、を備える可撓性照明アセンブリに関する。

可撓性ケーブル照明は、広告、自動車、製造、建築、背面照明、及び下層構造にぴったり一致する光源が望まれる任意の他の多くの用途を含む数多くの用途における照明を提供する方法として、ますます広く使われるようになっている。

一態様では、本明細書は可撓性照明アセンブリに関する。この可撓性照明アセンブリは、可撓性ケーブルと、複数の発光ダイオードと、複数の光分布フィルムセグメントとを含む。この可撓性ケーブルは幅及び厚さを有し、電気回路経路を形成する導電体を含む。複数の発光ダイオードは可撓性ケーブルの導電体に電気接続される。これらの発光ダイオードは、可撓性ケーブルの第１の外側面に置かれたリード線をその一部として更に備える。複数の光分布フィルムセグメントは可撓性ケーブルの第１の外面上に配置される。それぞれの光分布フィルムセグメントは所与の発光ダイオードに対応し、それぞれのセグメントは、可撓性ケーブルと概ね平行の上面と、各セグメントの対向端にて上面と可撓性ケーブルの第１の外面との間に渡る２つの側面と、を有する。各分布フィルムセグメントは、それに対応する発光ダイオードの真上に配置された光偏向体を含む。光偏向体は、発光ダイオードから出射された光をセグメントの側面の１つの側面に概ね向かう方向に向け直す。１つのセグメントの側面は、可撓性ケーブル上のギャップによって隣接するセグメントの最も近い側面から離間配置される。場合によっては、この可撓性照明アセンブリは、発光ダイオードに概ね対向する可撓性ケーブルの第２の側面に熱結合された、少なくとも２５Ｗ／ｍ−Ｋの熱伝導性を有し、かつ可撓性ケーブル上のどの発光ダイオードとも物理的に直接接触しない、ヒートシンクシート材もまた含むことができる。場合によっては、導電体は電気絶縁体によって絶縁される。電気絶縁体は複数の取り除かれた部分を有し、それらのそれぞれは第１の外面上に表面実装エリアを露出させ、発光ダイオードがそれぞれ対応するはんだ付けエリアにはんだ付けされる。

第２の態様において、本明細書は別の可撓性照明アセンブリに関する。この可撓性照明アセンブリは、可撓性ケーブルと、複数の発光ダイオードと、複数の光分布フィルムセグメントとを含む。この可撓性ケーブルは幅及び厚さを有し、電気回路経路を形成する導電体を含む。複数の発光ダイオードは可撓性ケーブル内の導電体に電気接続される。発光ダイオードは、可撓性ケーブルの第１の外側面に置かれたリード線をその一部として更に備える。複数の光分布フィルムセグメントは可撓性ケーブルの第１の外面上に配置される。それぞれの光分布フィルムセグメントは所与の発光ダイオードに対応し、それぞれのセグメントは、可撓性ケーブルと概ね平行の上面と、各セグメントの対向端にて上面と可撓性ケーブルの第１の外面との間に渡る２つの側面と、を有する。各分布フィルムセグメントは、それに対応する発光ダイオードの真上に配置された光偏向体を含む。光偏向体は、発光ダイオードから出射された光をセグメントの側面の１つの側面に概ね向かう方向に向け直す。光分布フィルムは約０．０５〜約０．５０のヤング弾性率、及び約１．４５〜約１．６０の屈折率を有し、可撓性ケーブルとともに屈曲する能力を有する。場合によっては、この可撓性照明アセンブリは、発光ダイオードに概ね対向する可撓性ケーブルの第２の側面に熱結合された、少なくとも２５Ｗ／ｍ−Ｋの熱伝導性を有し、かつ可撓性ケーブル上のどの発光ダイオードとも物理的に直接接触しない、ヒートシンクシート材もまた含むことができる。場合によっては、導電体は電気絶縁体によって絶縁される。電気絶縁体は複数の取り除かれた部分を有し、それらのそれぞれは第１の外面上に表面実装エリアを露出させ、発光ダイオードがそれぞれ対応するはんだ付けエリアにはんだ付けされる。

別の態様において、本明細書は第３の可撓性照明アセンブリに関する。この可撓性照明アセンブリは、可撓性ケーブルと、複数の発光ダイオードと、複数の光分布フィルムセグメントとを含む。この可撓性ケーブルは幅及び厚さを有し、電気回路経路を形成する導電体を含む。複数の発光ダイオードは可撓性ケーブル内の導電体に電気接続される。発光ダイオードは、可撓性ケーブルの第１の外側面に置かれたリード線をその一部として更に備える。複数の光分布フィルムセグメントは可撓性ケーブルの第１の外面上に配置される。それぞれの光分布フィルムセグメントは所与の発光ダイオードに対応し、それぞれのセグメントは、可撓性ケーブルと概ね平行の上面と、各セグメントの対向端にて上面と可撓性ケーブルの第１の外面との間に渡る２つの側面と、を有する。各分布フィルムセグメントは、それに対応する発光ダイオードの真上に配置された光偏向体を含む。光偏向体は、発光ダイオードから出射された光をセグメントの側面の１つの側面に概ね向かう方向に向け直す。この可撓性照明アセンブリは、電気回路経路、発光ダイオード、又はケーブルを損傷せずに、２つの隣接する発光ダイオードの間で直径約２５ｍｍのロッドの周囲に曲げることが可能である。

本明細書による可撓性ケーブル照明アセンブリの断面図。本明細書による可撓性ケーブル照明アセンブリの一部分の斜視図。本明細書による可撓性ケーブル照明アセンブリの一部分の拡大図。本明細書による可撓性ケーブル照明アセンブリの一部分の拡大図。本明細書による可撓性ケーブル照明アセンブリの断面図。本明細書による可撓性ケーブル照明アセンブリの一部分の拡大図。本明細書による可撓性ケーブル照明アセンブリの断面図。本明細書による可撓性ケーブル照明アセンブリの断面図。本明細書による可撓性ケーブル照明アセンブリの一部分の拡大図。本明細書による可撓性ケーブル照明アセンブリの断面図。

可撓性ケーブル照明は、広範な用途において、特に、何らかの平坦でない下層構造に光源が好ましくはぴったり一致する必要のある用途において、ますます一般的な照明の提供方法になっている。残念なことに、多くの可撓性ケーブル照明用途において、明るいスポットのない均一な照明を達成することは困難である。ほとんどの可撓性ケーブル照明アセンブリは、発光ダイオードのエネルギー効率のために、及びそれらの小さいサイズが可撓性表面への配置に便利であるために、発光ダイオードを光源として使用する。残念ながら、発光ダイオードは極めて明るく、発光ダイオードが曲面に配置されたときは視認者に発光ダイオードからの光が到達する前にその光を分散させることが困難であり得る。その結果、視認者にとって不均一な明るいスポット及びまぶしい光となる。照明の均一性を高め、明るいスポットを減らすことができる一方でアセンブリの可撓性を犠牲にしない可撓性照明アセンブリを有することは望ましいであろう。本明細書はそのようなアセンブリを提供する。

本明細書による物品の一実施形態は、図１に示されている。可撓性照明アセンブリ１００は多くの要素を備える。可撓性照明アセンブリ１００は、アセンブリ全体にわたる可撓性ケーブル１０２を有する。図２に示されるように、このケーブルは、当該技術分野で一般的に見られる丸型の電気ケーブル形式のケーブルではなく、厚さ１０４及び幅１０６の両方を有するケーブル１０２であり、多くの実施形態において幅は厚さより大きく、したがって、例えば発光ダイオードのような要素をケーブル１０２の第１の外面１０８上にしっかりと配置することができる。図１を再び参照すると、ケーブルはまた、ケーブル１０２全体を通る電気回路経路を形成する導電体１１０をその一部として備える。

代表的な可撓性ケーブルの幅は、１０ｍｍ〜３０ｍｍの範囲である。代表的な可撓性ケーブルの厚さは、０．４ｍｍ〜０．７ｍｍの範囲である。好適な可撓性ケーブルは当該技術分野において既知であり、これにはＰａｒｌｅｘＵＳＡ（Ｍｅｔｈｕｅｎ）、ＬｅｏｎｉＡＧ（Ｎｕｒｅｍｂｕｒｇ，Ｇｅｒｍａｎｙ）、及びＡｘｏｎ’ＣａｂｌｅＳ．Ａ．Ｓ．（Ｍｏｎｔｍｉｒａｉｌ，Ｆｒａｎｃｅ）から市販されているものが挙げられる。

可撓性ケーブル１０２に加えて、可撓性照明アセンブリ１００はまた、複数の発光ダイオード１１２をその一部として備える。図３の拡大図に示されるように、発光ダイオード１１２のそれぞれは、可撓性ケーブルの導電体１１０に接続される。発光ダイオード１１２のそれぞれは、可撓性ケーブルの第１の外面１０８に置かれたリード線１１４を含む。リード線は、可撓性ケーブルの導電体１１０と概して電気的に連結され得る。この図は、ケーブルの導電体とＬＥＤリード線との間の連結を単純化して提供していることに留意されたい。リード線及び導電体とともに、熱管理（例えば、ヒートシンク、断熱）及び導電性の両方のための多くの他の要素もまた含まれる場合がある。そのような要素について以下に詳述する場合がある。

好適な発光ダイオードは、当該技術分野において既知であり、市販されている。ＬＥＤは、１つのＬＥＤ当たり０．１ワット未満〜５ワット（例えば、最大０．１ワット、０．２５ワット、０．５ワット、０．７５ワット、１ワット、１．２５ワット、１．５ワット、１．７５ワット、２ワット、２．５ワット、３ワット、４ワット、又は更には最大５ワットの電力消費定格）の範囲に及ぶものを含めて、様々な電力消費定格で利用可能である。ＬＥＤは、紫色（約４１０ｎｍ）から深紅色（約７００ｎｍ）の範囲に及ぶ色彩で利用可能である。白、青、緑、赤、琥珀色などの様々なＬＥＤ色が利用可能である。本明細書に記載の照明アセンブリのいくつかの実施形態では、ＬＥＤ間の距離は少なくとも５０ｍｍ、１００ｍｍ、１５０ｍｍ、２００ｍｍ、又は更には少なくとも２５０ｍｍ以上であり得る。本明細書に記載の照明アセンブリのいくつかの実施形態は、例えば３００ｍｍの長さにつき、少なくとも２つ、３つ、４つ、又は更には少なくとも５つの発光ダイオードを有する。

図１を再び参照すると、複数の光分布フィルムセグメント１１６もまた、可撓性ケーブルの第１の外面１０８上に配置される。それぞれの光分布フィルムセグメント１１６は、所与の発光ダイオード１１２に対応する。説明を目的として、光分布フィルムセグメントは、それに最も近接している発光ダイオードに対応し、したがって、主にその発光ダイオードからの光を受ける。例えば、図１の右端を見ると、理解され得るように、光分布フィルムセグメント１１６は、発光ダイオード１１２の真上に配置されることにより、この発光ダイオードに対応する。それぞれの光分布フィルムセグメントの上には上面１１８がある。上面１１８は、可撓性ケーブルの第１の外面１０８とほぼ平行の平面に沿って概ね置かれ得る。いくつかの実施形態では、上面１１８は第１の外面１０８と平行ではない場合があるが、一般的に上面１１８の平面とケーブルの第１の外面１０８との間の角度の差は非常に小さいものとなり（例えば、２０度未満であり、更に、より高い可能性としては、１０度未満である）、最も確実には、上面１１８が第１の外面の法線１２１と交差する角度より小さいものとなる。したがって、この説明を目的としての「概ね平行」とは、上述の表面間が２０度未満であり、高い可能性として１０度未満であることを意味する。しかし、いくつかの実施形態では、上面１１８の平面と第１の外面１０８との間の角度は５度未満、又は３度未満、又は更には１度未満となる。

それぞれの光分布フィルムセグメント１１８は、セグメントの上面１１８とケーブルの第１の外面１０８との間に渡る２つの側面１２０もまた備える。各セグメントの側面１２０は、光分布フィルムセグメント１１８の互いに対向する端に位置づけられる。光偏向体１２２は、光分布フィルムセグメントの側面１２０の間、かつ発光ダイオード１１２の概ね真上に配置される。発光ダイオードからほぼ法線１２１の方向に出射される光１２４は、偏向体１２２に直ちに入射する。次いで、光１２４は直ちに向きを変えられ、分布フィルム１１６の長さに沿って側面１２０の１つに概ね向かうように方向付けられる。図１に示した実施形態では、光偏向体１２２は実際には分布フィルムセグメントの上面に形成された窪みである。そのような場合、発光ダイオード１１２から出射された光は全反射によって概ね偏向される。しかし、光を反射する他の（全反射以外の）光偏向体及び方法もまた企図され、開示される。

いくつかの実施形態では、光分布フィルムセグメントは隣接する光分布フィルムセグメントと直接接触しない。例えば、図１はそのような場合を図示している。光分布フィルムセグメント１１６ｂは、光分布フィルムセグメント１１６ａの直ぐ隣にある。セグメント１１６ｂの側面１２０ｂは、可撓性ケーブルのギャップ１２６によって、直ぐ隣のセグメント１１６ａの側面１２０ａから離間配置されている。いくつかの実施形態では、このギャップは空気であり得る。そのような場合、ギャップは、光１２４がフレネル反射によって側面に到達していくらかの光が隣接のセグメントを通過するときに、いくらかの光１２４の向きを変えて再び光分布フィルムセグメント１１６ｂに戻すことを可能にすることができる。加えて、セグメント１１６がケーブル１０２ほど可撓性ではない場合、エアギャップ１２６はそのケーブルに沿って複数のセグメント器具が屈曲するのを助けることができる。もちろん、エアギャップ１２６を伴わずに、可撓性照明器具の必要な可撓性を達成するためにエアギャップが必要とされない多くの実施形態及び付随する材料は企図される。

可撓性照明アセンブリが現実に本明細書の照明アセンブリに望まれるような「可撓性」であるかどうかを正しく決定するために、様々な因子及び試験によって、アセンブリ及びそのアセンブリを構成する材料を評価することができる。そのような試験の１つは、２つの隣接する発光ダイオード間で達成し得る曲げ半径である。本明細書においては、「可撓性」は、適宜、照明、ヒートシンク、又はケーブルの照明機能を破壊又は損傷することなく可撓性ケーブルを単独で直径２５ｍｍのロッドの周囲に巻くことができることを意味するものと理解され得る。加えて、本明細書に開示の光分布フィルムセグメントのそれぞれは、可撓性ケーブルとともに屈曲することができ、したがって、直径２５ｍｍのロッドの周囲に巻くことができると理解され、この曲げは、分布フィルムセグメントを損傷せずに２つの隣接する発光ダイオード間に生じる。

述べたように、セグメント１１６間にギャップ１２６が置かれる少なくともいくつかの実施形態では、ギャップには材料を一切詰めず、したがって、ギャップはエアギャップであると理解され得る。このエアギャップは、いくらかの光を反射してセグメントに戻すことができ、その光は、抽出されずに側面１２０に到達する。少なくともいくつかの実施形態では、反射材によってコーティングされていれば、このギャップは、それに入射する光の大半を反射して発光ダイオードに向けて戻すことができる。光が反射されて戻ることが望ましい場合は、ギャップ１２６を満たすために他の反射手段もまた使用され得る。例えば、図４を見ると、ギャップ２２６は、例えばアルミニウム蒸着コーティング又は強化鏡面反射体のような高度に反射性の金属層及び／又は鏡層で満たされ得る。したがって、側面２２０ａに向かって進む光２２４は反射されて、光２２８として再びセグメント２１６ａに戻ることができる。他の実施形態では、光が１つの光分布フィルムセグメント（例えば２１６ｂ）から隣接する光分布セグメント（例えば２１６ａ）に進むことが可能であることが望ましい場合がある。これは、可撓性照明アセンブリ全体にわたる光の分布及び均一性が更に向上することを可能にし得る。そのような場合、図４にも示されるように、光分布フィルムセグメント２１６ａ及び２１６ｂの屈折率とほぼ一致する屈折率の材料でギャップ１２６を満たすことができる。例えば、その材料は、分布フィルムセグメントの屈折率から０．３以内、又は０．２以内、又は０．１以内の屈折率を有することができる。この屈折率の一致、又は屈折率がほぼ一致していることは、光線２３０によって図示されているように、光２２４がセグメント２１６ｂから層２２５を通って２１６ａに進むことを可能にする。そのような材料が使用される場合は、ケーブル２０２及びフィルムセグメント２１６（ａ、ｂ）の屈曲を可能にするようにその材料が本質的に可撓性であることもまた、多くの場合望ましい。ギャップ２２６を満たす屈折率の一致した材料のヤング弾性率は、ゼロより大きく１以下、より好ましくは０．５以下、又は０．２５以下であり得、０．１０以下である可能性もあり得る。

既に述べたように、本明細書に記載の可撓性照明アセンブリは、デバイス（いわゆるＬＥＤ）の熱管理及びデバイスの伝導性の両方に影響する更なる要素を含むことができる。図５は、少なくともそのような要素を１つ含む実施形態の一例を提供する。

図５に示されている可撓性照明アセンブリ５００は、可撓性ケーブル５０２、並びにケーブルの第１の外面５０８上に配置された発光ダイオード５１２及び光分布フィルムセグメントを含む。加えて、この照明アセンブリは、発光ダイオード５１２のリード線に連結する可撓性ケーブル内の多くの導電体５１０を含む。可撓性照明アセンブリ５００は、発光ダイオード５１２の熱を管理するための他の要素を含む。具体的には、このアセンブリは、ケーブルの第１面５０８及び、発光ダイオード５１２の反対側の、ケーブルの第２面５３４に取り付けられたヒートシンク材５３２を含む。ヒートシンク材は第２面５３４に熱結合され得るが、一般には、可撓性ケーブルに接続されたどの発光ダイオード５１２とも物理的に直接接触しない。少なくともいくつかの実施形態では、ヒートシンク材５３２は熱伝導性接着剤５３６によって第２面５３４に熱結合され得る。熱伝導性接着剤５３６は、当該技術分野で既知の任意の適切な熱伝導性接着剤でよい。

ヒートシンクは、高電力発光ダイオード５１２からの廃熱を引き出すように作用し得る。廃熱は過度の接合部温度、性能劣化、及びデバイス寿命低下をもたらし得るので、このことは特に重要である。可撓性のヒートシンク材は、その熱伝導性レベルによって、熱の引き出しを達成する。具体的には、可撓性のヒートシンク材は、少なくとも２５Ｗ／ｍ−Ｋ（いくつかの実施形態では、少なくとも５０、１００、１５０、２００、２５０、３００、３５０、４００、４５０、又は更には少なくとも５００Ｗ／ｍ−Ｋ、範囲としては、例えば２５〜５００、２００〜５００、又は更には２００〜４５０Ｗ／ｍ−Ｋ）の熱伝導性を有することができる。例えば図８に示したようにクランプを使用して光分布フィルムセグメントを可撓性ケーブルに機械的に連結又は固定する場合は、クランプ自体（例えば図８の１６２）が、発光ダイオードから熱を引き出すヒートシンクとして作用することができる。そのような場合、発光ダイオード１１２の反対側のケーブル１０２の面に位置づけられたクランプの部分は、ヒートシンクとして作用することになり、金属で構成され得る。クランプの残りの部分もまた金属で構成され得るが、クランプの製造に適切な任意の他の材料（例えばプラスチックなど）もまた企図される。

可撓性のヒートシンクシート材は金属（例えば、銀、銅、アルミニウム、鉛、又はその合金の少なくとも１つ）で作製され得る。いくつかの実施形態では、可撓性のヒートシンクシートは０．４５ｍｍ、０．４ｍｍ、０．３５ｍｍ、０．３ｍｍ、０．２５ｍｍ、０．２ｍｍ、０．１５ｍｍ以下、又は更には０．１ｍｍ以下の厚さを有する。いくつかの実施形態では、可撓性のヒートシンクシート材の露出表面積は、３５０ｍｍ^２〜１６００ｍｍ^２の範囲である。いくつかの実施形態では、可撓性のヒートシンクシート材の露出表面積は、可撓性ケーブルの外表面積の４５パーセント〜１００パーセントの範囲である。したがって、図５ではＬＥＤ５１２の真下の個別のセグメントとして示されているが、可撓性ヒートシンク材５３２は可撓性ケーブルの第２面５３４に沿った連続層であってもよい。

前述の説明による複数のＬＥＤのうちの１つのＬＥＤが可撓性電気ケーブルにどのように連結され得るかを示すより詳細な図を図６に示す。この詳細の範囲には示されていないが、このようにＬＥＤを電気ケーブルの導電体に連結する方法は、これまで説明してきた全ての実施形態に存在し得る。最初にケーブルから電気絶縁体を取り外すことによって、はんだ付けによってＬＥＤがケーブルの第１の外面に表面実装され得る器具は、例えば、参照によりその全体が本明細書に援用される共同所有され割り当てられた米国公開特許第２０１１／０００７５０９Ａ１号の図２Ａ及び２Ｂ、並びに付随する説明のなかに見出され得る。

図６に示されるように、可撓性電気ケーブル６０２もまた導電体６１０を備える。図６の拡大図は、ケーブル６０２の導電体６１０を取り巻く電気絶縁体６４２を図示する。電気絶縁体は導電体６１０の外側に、ケーブル６０２の残りの部分から分離して示されているが、いくつかの実施形態では、電気絶縁体自体が導電体６１０の外側のケーブルの全体を構成する場合がある。ＬＥＤを導電体６１０に正しく連結するために、以下に記載する方法の１つによって絶縁体の一部を取り除き、取り除かれた部分６４０ａ、ｂをもたらすことが可能である。この取り除かれた部分６４０ａ、ｂは、導電体６１０上の表面実装エリア６４４としての役割を果たすことができる。この実装エリア６４４の上にはんだ接合部６４８を置くことができる。ＬＥＤ６１２からのリード線６４６を、次に、はんだ接合部６４８にはんだ付けし、導電体６１０への伸張はんだ付けによって、ＬＥＤ６１２と導電体６１０との間に電気接続をもたらすことができる。ＬＥＤに回路が作り出された後、はんだ接合部６４８及び導電体６１０の露出エリア、並びにリード線接続部を何らかの封入材でカバーして、回路を保護することができる。

より詳しく図６を見ると、可撓性電気ケーブル６０２は平坦な可撓性電気ケーブルすなわちＦＦＣであり得、説明したように、このケーブルは、例えばシースに収めて電気絶縁体６４２（例えば電気絶縁性の高分子材料）によって分離するなどして互いから絶縁された複数の離間配置された導電体６１０を備えることができ、これらの導電体は比較的平坦であり、概ね矩形の断面を有する。所望の量の電気絶縁体を、例えば、レーザアブレーションを含む任意の好適なプロセスによって除去することができる。いくつの電子デバイスがケーブル上に表面実装されるのかに応じて、電気絶縁体の一部分を除去して、可撓性電気ケーブルの導電体の１つ以上の表面上の複数の表面実装エリア６４４を露出させることが望ましい場合がある。１つ以上の導電体を、それぞれ、２つ以上の電気的に絶縁された表面実装エリアに分離することができ、このエリアは、影響を受ける導体の区域を除去することによって（例えば、機械的ダイ切断又はパンチングによって）互いに電気的に絶縁される。はんだペーストを使用してはんだ接合部６４８を形成することにより、発光ダイオード６１２又は任意のその他の電子デバイスを導電体に表面実装するのが好ましい。所望の長さの可撓性電気ケーブルを封入する（即ち、オーバーモールドする）ために、熱可塑性ポリマー成形材料をインサート射出成形するのが望ましい。好ましくは、封入されたケーブル６５０のこの長さは、任意の露出された実装エリアと、任意のはんだ接合部とを含む。他の実施形態では、以下に及び図８に示した実施形態に記載のように、オーバーモールドを例えば、分布フィルムをケーブルに位置合わせすること及び取り付けることの両方が可能なクランプと換える場合がある。

本方法は、発光ダイオードのヒートスラグを、陽極リード線又は陰極リード線のいずれかがはんだ付けされる導電体の実装エリアにはんだ付けすることを更に含む。しかし、他の実施形態では、ＬＥＤは、熱スラグが陽極及び陰極から電気的に絶縁されるように構築され得る。これは、熱伝導体が不連続性を一切有さずにケーブルの全長に延在することを可能にする。

除去工程は、露出させる導電体の実装エリアが、そこにヒートスラグをはんだ付けするのに十分であるように、十分な電気絶縁体を除去することを含むことができ、本方法は、発光ダイオードのヒートスラグを、陽極リード線又は陰極リード線のいずれかがはんだ付けされる導電体の実装エリアにはんだ付けすることを更に含むことができる。これは例えば、取り除かれた部分６４０ａより幅の広いものとして示されている取り除かれた部分６４０ｂによって、この実施形態では示されている。絶縁体６４２の取り除かれた部分６４０ｂは、陰極６１０及び陰極又は陽極リード線６４６にヒートスラグ６５４をはんだ付けすることを可能にし得る表面実装エリアを可能にするように十分に幅広い。

可撓性電気ケーブルの封入された長さは、可撓性電気ケーブルが、発光ダイオードを導電体に結合しているあらゆるはんだ接合部に損傷を与えるのに十分なほどに屈曲又は曲がることを防止するために、十分に硬くかつ非可撓性であるのが好ましい。図８を参照して説明したクランプもまたこの役割を果たすことができる。

可撓性電気ケーブルの封入された長さが、発光ダイオードの発光ダイの露出部分の周囲に形成された***した保護***部（例えば、ポリマー成形材料の連続した又は不連続の***部）を備えることが望ましい場合がある。

本明細書を通して説明してきたように、本明細書に記載の物品の必要な要素の１つは、可撓性電気ケーブル及び発光ダイオードの上に配置された光分布フィルムセグメント１１６である。もちろん、それら自体が可撓性であることに加えて、光分布フィルムセグメントは、可撓性電気ケーブルに固定取り付けされる必要がある。光分布フィルムセグメント１１６を可撓性ケーブル１０２に固定する様々な方法が企図される。

光分布フィルムセグメント１１６を可撓性ケーブル１０２に固定する１つの方法は図７に示されている。この実施形態では、接着層１６０が可撓性ケーブル１０２の第１面１０８の上に堆積される。いくつかの実施形態では、接着層１６０は可視光透過性である。しかし、接着層は反射体であってもよい。次に、分布フィルムセグメント１１６を接着層１６０の上に適用し、接着層がそれら２つの部分を機械的にともに連結、固定、又は結合する。いくつかの実施形態では、ＬＥＤ１１２の上に接着層１６０は適用されない。接着層は、当該技術分野で既知の任意の数の好適な接着剤で構成され得る。多くの実施形態で、接着剤は低い屈折率を有し、このことは、フィルムセグメント１１６を通って進む光のケーブル１０２からの反射を高めることができる。例えば、接着層１６０は、１．４未満、又は１．３未満、又はより好ましくは更に１．２５未満の屈折率を有することができる。そのような場合、分布フィルムは、それと接着層との間に配置された抽出層を有することができる。接着層は、抽出体に当たらない又はそれを通って進む、より高い角度の光線の損失を回避するために、概ね透明でなくてはならない。加えて、そのような実施形態は、可撓性ケーブルと接着層との間に配置された反射層を更に含むことができる。分離した接着層もまた、反射層をケーブルに取り付けることができる。あるいは、ケーブルの上面自体が、ケーブル上に位置づけられた抽出機構（例えば印刷された白いドット）を有する反射体であってもよい。そうでなければ、接着層は、分布フィルムと一致する又はほとんど一致する屈折率を有することができる。そのような場合、接着層は、分布フィルムと同じやり方で偏向体から離れるように光を案内する役割も果たすことができる。したがって、そのような実施形態では、接着層が透明であること、及び、（接着剤／光分布フィルムの境界面では光が全反射によって反射されないので、）光が分布フィルムの長さに沿って正しく反射されるように反射層がケーブルと接着剤との間に配置されることが重要であり得る。この場合も、分離した接着層で反射層をケーブルに取り付けてもよく、あるいは、ケーブル表面自体が反射性であってもよい。他の実施形態では、接着層１６０は、金属化及び／若しくは鏡面の材料又はＥＳＲのような何らかの高反射性の材料によって分布フィルムから光学的に隔離されてもよい。いずれの場合も、面１０８からの反射は、各セグメント１１６を完全に通過して光が分散することを高める。図７に示される実施形態においても、光偏向体は分布フィルムセグメント１１６の上面に形成され、全反射によって光を偏向する。このことは、以下の実施形態の少なくとも１つには当てはまらない。

図８は、可撓性照明アセンブリの別の実施形態の斜視図である。この実施形態では、接着剤を用いて可撓性ケーブル１０２と光分布フィルムセグメント１１６をともに固定するのではなく、複数の機械的クランプ１６２がそれらの２つの構造物の周囲を固定して、それらをともにしっかりと保持する。クランプ１６２は、構成体においてそれらがともに固定されるクランプ点１６４を有することができる。多くの実施形態において、クランプは、光がフィルムセグメント１１６を出て行くのを遮らないように、少なくとも部分的に透明であり得る。しかし、他の実施形態では、クランプは反射性であることが望ましい場合がある。例えば、図９は、可撓性ケーブル１０２とフィルムセグメント１１６とがクランプによって固定された別の照明アセンブリの拡大断面図を示す。しかし、この実施形態で、クランプ１６２はＬＥＤ１１２の真上に配置されている。この場合も、クランプは上述のように透明であり得る。しかし、そのような実施形態では、ＬＥＤ１１２の真上に反射面１６６を設けることが有用であり得る。この場合、クランプ１６２の反射面１６６は、分布フィルムセグメント１１６を進む光１２４を偏向するための偏向体として作用する。もちろん、例えばフィルムセグメント１１６とケーブル１０２が接着剤で固定される場合でさえも、光の偏向を達成するためにクランプでない鏡面又は反射性の要素１６６がＬＥＤの上に配置されてもよい。他の実施形態では、例えばクランプ１６２のようなクランプは、発光ダイオードの真上に置かれ得るが、反射面を有さない場合がある。その代わりに、それは半透明であり得る。その場合、それは、クランプのセクションを薄くすることによって現れるかあるいは外側の面に印刷され得る芸術的なデザイン、ロゴ、又は図形を有することができる。あるいは、クランプはＬＥＤの真上に穴を有することができる。それらの穴は、偏向体によって漏れ出た光を邪魔しないようなやり方で透過させる拡散性又は構造化されたフィルムを上に有することができる。最後に、クランプは、クランプ全体が透明であってもよく、あるいは発光ダイオードの発光面の上だけが透明であってもよい。

本明細書の照明アセンブリは任意の様々な適切な用途に使用することができ、これには例えば、広告目的及び他の目的のための背面照明が含まれる。したがって、そのような用途では、光分布フィルムセグメント１１６の上にデザイン又はグラフ模様などを付けることが望ましい場合がある。図１０は、図形デザイン又は模様１７０を上面１１８に適用する例を図示する。この模様は、光が、模様１７０が位置づけられた場所を出て行くのをマスクするように作用し得るか、又は、これらの位置で光を抽出する役割を果たすことができる。

これまで説明してきたように、本明細書に開示されたアセンブリの主要な因子の１つは、この照明アセンブリがより均一な光を出力することだけでなく、高度に可撓性であることである。このことにしたがって、多くの実施形態において、分布フィルムセグメント１１６の間に空気又は物質で満たされたギャップがあるかどうかにかかわらず、又は、隣接するセグメントが互いに直接接しているかどうかにかかわらず、分布フィルムセグメント１１６を構成する材料は、それ自体が高度に可撓性である。分布フィルムセグメント１１６を構成するために使用される材料は、弾性及び可撓性と強く相関する尺度であるヤング弾性率が概ね低いものである。光分布フィルムセグメントの材料は、約０．０５〜約１．００、より好ましくは約０．０５〜約０．５０、更により好ましくは約０．１０〜０．２５の範囲のヤング弾性率を有する可能性がある。

光分布フィルムセグメントのための特に有用な一材料は、シリコーンを一切含有しないウレタンブレンドである。一般には、シリコーンは、良好な可撓性及びしたがって低いヤング弾性率を有することができ、それはフィルムセグメントにとって望ましいと考えられる場合がある。シリコーンセグメントは高い表面エネルギーを有し、セグメントの発光表面にかなりの量の屑及び粒子状物質を集める可能性があるため、本明細書は、少なくとも一部において、シリコーンを有さないウレタンブレンドの使用を企図する。加えて、低いヤング弾性率を有する他の材料は、適切な屈折率を有さない場合がある。例えば、フルオロアクリレートはセグメントの十分な可撓性を示すヤング率を有し得るが、フリオロアクリレートの屈折率は約１．３５である。したがって、フルオロアクリレートで作られたセグメントは、セグメントの側面に向かって進む光を達成するために必要なレベルの全反射をセグメント／空気界面で達成しないであろう。光分布フィルムセグメントを構成するために本明細書で使用されるウレタンブレンドは、約１．４０〜約１．６５、より好ましくは約１．４５〜約１．６０の範囲、及び約１．４５〜約１．５５の範囲の可能性もある屈折率を有することができる。

本明細書がケーブルに沿って光を広めることを可能にする一方で、可撓性という機能性を更に付加することも可能にするものであることを、更に理解されたい。望ましい場所で分布フィルムから光を抽出するために、楔又は一連の楔のように分布フィルムを形作ること、又はその上面又は底面のポイントに抽出機構を含めることなどのような当該技術分野で既知の一般的な方法が企図される。これらの機構は、例えば、プリズム、マイクロレンズなどのような構造物又は印刷された白いドットなどの配列であってもよく、後者は分布フィルムの底面に位置づけられる。これらの機構のサイズ及び密度をフィルムの長軸に沿って変化させることで、均一な抽出を達成する。

本発明は、上述の特定の実施例及び実施形態に限定されると考えられるべきでなく、そのような実施形態は、本発明の様々な態様の説明をわかりやすくするために詳細に説明されている。むしろ、本発明は、付属の請求項によって定められる本発明の趣旨及び範囲内に含まれる様々な修正、同等のプロセス、代替デバイスを含む本発明の全ての態様を網羅するものと理解されたい。

Claims

電気回路経路を形成するために導電体を備えている、幅及び厚さを有する可撓性ケーブルと、
前記可撓性ケーブルの導電体に電気接続された複数の発光ダイオードであって、前記可撓性ケーブルの第１の外面に置かれたリード線を有する、発光ダイオードと、
前記可撓性ケーブルの前記第１の外面上に配置された複数の光分布フィルムセグメントであって、それぞれのセグメントが、１つの発光ダイオードに対応し、それぞれの分布フィルムセグメントが、前記可撓性ケーブルと概ね平行の上面と、各セグメントの対向端にて前記上面と前記可撓性ケーブルの前記第１の外面との間に渡る２つの側面と、を備え、それぞれの分布フィルムセグメントが前記発光ダイオードの真上に配置された光偏向体を備え、前記光偏向体が、前記発光ダイオードから出射された光を、前記セグメントの前記側面の１つに概ね向かう方向に向け直し、１つのセグメントの前記側面が、前記可撓性ケーブル上のギャップによって隣接するセグメントの最も近い側面から離間配置される、複数の光分布フィルムセグメントと、
を備える、可撓性照明アセンブリ。
前記可撓性ケーブルに接続された前記発光ダイオードに概ね対向する前記可撓性ケーブルの第２面に熱結合された、少なくとも２５Ｗ／ｍ−Ｋの熱伝導性を有し、かつ前記可撓性ケーブルに接続されたどの発光ダイオードとも物理的に直接接触しない、可撓性ヒートシンクシート材を更に備える、請求項１に記載の可撓性照明アセンブリ。
前記導電体が電気絶縁体により絶縁され、前記電気絶縁体が、複数の取り除かれた部分を有し、そのそれぞれが前記第１の外面上に表面実装エリアを露出させ、前記発光ダイオードがそれぞれ対応する実装エリアにはんだ付けされる、請求項１に記載の可撓性照明アセンブリ。
前記発光ダイオードが、前記それぞれ対応する実装エリアにはんだ付けされるヒートスラグを更に備える、請求項３に記載の可撓性照明アセンブリ。
前記光偏向体が前記分布フィルムセグメントの上面に形成される、請求項１に記載の可撓性照明アセンブリ。
前記光偏向体が前記上面の上に配置された要素を備え、前記要素が前記発光ダイオードに面する鏡面を備える、請求項５に記載の可撓性照明アセンブリ。
前記要素が、前記分布フィルムセグメントを前記可撓性ケーブルに機械的に固定するためのクランプである、請求項６に記載の可撓性照明アセンブリ。
前記ギャップがエアギャップを備える、請求項１に記載の可撓性照明アセンブリ。
前記ギャップが、前記フィルムセグメントの屈折率から０．１以内の屈折率を有する可撓性材料を備える、請求項１に記載の可撓性照明アセンブリ。
前記材料が０．２５以下のヤング弾性率を有する、請求項９に記載の可撓性照明アセンブリ。
光が前記光偏向体から全反射によって前記側面の１つに向かって進む、請求項１に記載の可撓性照明アセンブリ。
前記光分布フィルムセグメントが、シリコーンを有さないウレタンブレンドを含む、請求項１に記載の可撓性照明アセンブリ。
前記第１の外面の平面と前記分布フィルムセグメントの上面との間の角度が５度未満である、請求項１に記載の可撓性照明アセンブリ。
前記可撓性ケーブルの前記第１面と前記複数の光分布フィルムセグメントとの間に配置された反射テープを更に備え、前記反射テープが前記光分布フィルムセグメントに面する側面上に艶消し仕上げを有する、請求項１に記載の可撓性照明アセンブリ。
前記光分布フィルムセグメントが、クランプによって前記可撓性ケーブルの前記第１の外面に機械的に連結される、請求項１に記載の可撓性照明アセンブリ。
前記光分布フィルムセグメントが、シリコーンを有さないウレタンブレンドを含み、前記ウレタンブレンドが約０．０５〜約０．５０のヤング弾性率を有する、請求項１に記載の可撓性照明アセンブリ。
前記光分布フィルムセグメントの上面に形成された図形又はデザイン模様を更に備える、請求項１に記載の可撓性照明アセンブリ。
前記ギャップが、それに入射する光の大半を前記光偏向体の方向に戻すように反射する、請求項１に記載の可撓性照明アセンブリ。
電気回路経路を形成するために導電体を備えている、幅及び厚さを有する可撓性ケーブルと、
前記可撓性ケーブルの導電体に電気接続された複数の発光ダイオードであって、前記可撓性ケーブルの第１の外面に置かれたリード線を有する、発光ダイオードと、
前記可撓性ケーブルの前記第１の外面上に配置された複数の透明な光分布フィルムセグメントであって、それぞれのセグメントが、１つの発光ダイオードに対応し、それぞれの分布フィルムセグメントが、前記可撓性ケーブルと概ね平行の上面と、前記上面と前記可撓性ケーブルの前記第１の外面との間に渡る２つの側面と、を備え、それぞれの分布フィルムが前記発光ダイオードの真上に配置された光偏向体を備え、前記光偏向体が、前記発光ダイオードから出射された光を前記セグメントの前記側面の１つに概ね向かう方向に向け直し、前記光分布フィルムが約０．０５〜約０．５０のヤング弾性率及び約１．４５〜約１．６０の屈折率を有し、かつ前記可撓性ケーブルとともに屈曲する能力を有する、複数の透明な光分布フィルムセグメントと、
を備える、可撓性照明アセンブリ。
前記可撓性ケーブルに接続された前記発光ダイオードに概ね対向する前記可撓性ケーブルの第２の側面に熱結合された少なくとも２５Ｗ／ｍ−Ｋの熱伝導性を有し、かつ前記可撓性ケーブルに接続されたどの発光ダイオードとも物理的に直接接触しない、可撓性ヒートシンクシート材を更に備える、請求項１９に記載の可撓性照明アセンブリ。
前記導電体が電気絶縁体により絶縁され、前記電気絶縁体が複数の取り除かれた部分を有し、そのそれぞれが前記第１の外面上に表面実装エリアを露出させ、前記発光ダイオードがそれぞれ対応する実装エリアにはんだ付けされる、請求項１９に記載の可撓性照明アセンブリ。
前記光分布フィルムが、シリコーンを有さないウレタンブレンドを含む、請求項１９に記載の可撓性照明アセンブリ。
電気回路経路を形成するために導電体を備えている、幅及び厚さを有する可撓性ケーブルと、
前記可撓性ケーブルの導電体に電気接続された複数の発光ダイオードであって、前記可撓性ケーブルの第１の外面に置かれたリード線を有する、発光ダイオードと、
前記可撓性ケーブルの前記第１の外面上に配置された複数の透明な光分布フィルムセグメントであって、それぞれのセグメントが、１つの発光ダイオードに対応し、それぞれの分布フィルムセグメントが、前記可撓性ケーブルと概ね平行の上面と、前記上面と前記可撓性ケーブルの第１の外面との間に渡る２つの側面と、を備え、それぞれの分布フィルムが前記発光ダイオードの真上に配置された光偏向体を備え、前記光偏向体が、前記発光ダイオードから出射された光を、前記セグメントの前記側面の１つに概ね向かう方向に向け直す、複数の透明な光分布フィルムセグメントと、
を備えた可撓性照明アセンブリであって、
前記電気回路経路、前記発光ダイオード、又は前記ケーブルを損傷せずに、２つの隣接する発光ダイオードの間で直径約２５ｍｍのロッドの周囲に曲げることが可能である、可撓性照明アセンブリ。
１つのセグメントの前記側面が、前記可撓性ケーブル上のギャップによって隣接するセグメントの最も近い側面から離間配置される、請求項２３に記載の可撓性照明アセンブリ。
前記可撓性ケーブルに接続された前記発光ダイオードに概ね対向する前記可撓性ケーブルの第２面に熱結合された少なくとも２５Ｗ／ｍ−Ｋの熱伝導性を有し、かつ前記可撓性ケーブルに接続されたどの発光ダイオードとも物理的に直接接触しない、可撓性ヒートシンクシート材を更に備える、請求項２３に記載の可撓性照明アセンブリ。
前記導電体が電気絶縁体により絶縁され、前記電気絶縁体が複数の取り除かれた部分を有し、そのそれぞれが前記第１の外面上に表面実装エリアを露出させ、前記発光ダイオードがそれぞれ対応する実装エリアにはんだ付けされる、請求項２３に記載の可撓性照明アセンブリ。