Устройство подсветки и дисплей

Авторы патента:


Устройство подсветки и дисплей
Устройство подсветки и дисплей
Устройство подсветки и дисплей
Устройство подсветки и дисплей
Устройство подсветки и дисплей
Устройство подсветки и дисплей
Устройство подсветки и дисплей

 


Владельцы патента RU 2605781:

СОНИ КОРПОРЕЙШН (JP)

Устройство подсветки содержит опорный элемент, в котором размещена светонаправляющая пластина, и блок схем источника света. Опорный элемент имеет пространство для размещения печатной платы в области, находящейся вдоль продольного направления торцевой поверхности светонаправляющей пластины и проходящей от стороны торцевой поверхности светонаправляющей пластины к стороне задней поверхности светонаправляющей пластины. Источник света включает сгибаемую печатную плату, содержащую первый и второй участки, а линия изгиба служит границей раздела между ними. Первый участок содержит множество светоизлучающих микросхем, расположенных рядами, а второй включает плотно упакованную часть структуры межсоединений светоизлучающих микросхем. Светоизлучающие микросхемы разделены на два или более блока для частичного возбуждения светоизлучающих микросхем. В каждом из блоков микросхемы соединены последовательно. Части межсоединений, отведенные от каждого из блоков, ориентированы по ширине печатной платы в направлении указанного второго участка сгибаемой печатной платы. На втором участке сгибаемой печатной платы указанные части межсоединений ориентированы вдоль продольного направления печатной платы параллельно между собой. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 12 ил.

 

Область техники

Данное изобретение относится к устройству подсветки, в котором источник света представляет собой светоизлучающий диод (LED), смонтированный на печатной плате, и к дисплею, снабженному устройством подсветки в качестве задней подсветки.

Раскрытие изобретения

Светоизлучающий диод (LED - light emitting diode) в последнее время получил пристальное внимание для его использования в качестве задней подсветки (источника света) жидкокристаллического дисплея и аналогичных устройств, или в качестве альтернативы лампе накаливания или флуоресцентной лампе. Задняя подсветка бывает двух типов: прямая задняя подсветка и боковая задняя подсветка. В прямой задней подсветке источник света расположен непосредственно под оптической пластиной, такой как светорассеивающая пластина. В боковой задней подсветке множество микросхем светоизлучающих диодов расположены последовательно на печатной плате, а печатная плата расположена вблизи боковой поверхности светонаправляющей пластины. Что же касается боковой задней подсветки, эта технология совершенствуется, с тем чтобы изготавливать более тонкие панели при одновременным уменьшении размеров микросхем светоизлучающих диодов и уменьшении толщины светонаправляющей пластины (например, как описано в нерассмотренной патентной заявке в Японии, публикация №2010-231944).

Однако у дисплея, использующего такой тип боковой задней подсветки, возникают трудности с уменьшением размеров самой печатной платы. Это объясняется тем, что для обеспечения управления яркостью задней подсветки с помощью драйверов возбуждения при формировании изображения необходимо сформировать параллельно большое число схем межсоединений светоизлучающих диодов на блочной основе, и эта структура приводит к увеличению ширины секции межсоединений. В результате задняя подсветка с драйверами возбуждения имеет недостаток, заключающийся в том, что не удается изготовить более тонкую печатную плату, даже если уменьшаются размеры микросхем светоизлучающих диодов и светонаправляющая пластина имеет малую толщину.

Желательно предложить устройство подсветки, обеспечивающее управление драйверами возбуждения и имеющее печатную плату малой толщины, а также дисплей, оборудованный таким устройством подсветки.

Устройство подсветки, согласно описанному здесь варианту осуществления данного изобретения, включает в себя опорный элемент и блок схем источника света. Опорный элемент содержит светонаправляющую пластину и имеет место для монтажа печатной платы вдоль торцевой поверхности светонаправляющей пластины. Блок схем источника света включает в себя гибкую печатную плату, имеющую первый и второй участки, границей между которыми является линия изгиба печатной платы. Первый участок включает в себя множество светоизлучающих микросхем, расположенных рядами, а второй участок образован плотно упакованной частью структуры межсоединений светоизлучающих микросхем. Блок схем источника света расположен на участке печатной платы таким образом, что светоизлучающие микросхемы направлены в сторону торцевой поверхности светонаправляющей пластины.

Дисплей согласно описанному здесь варианту осуществления данного изобретения, включает в себя дисплейную панель и устройство подсветки, служащее в качестве источника света для дисплейной панели. Устройство подсветки включает в себя опорный элемент, на котором крепится светонаправляющая пластина и который имеет пространство для размещения печатной платы, расположенное вдоль продольной торцевой поверхности светонаправляющей пластины между ее торцевой и боковой поверхностями; и блок схем источника света, включающий в себя гибкую печатную плату, содержащую первый и второй участки с линией изгиба, служащей границей между этими участками, причем первый участок содержит множество светоизлучающих микросхем, расположенных рядами, а второй участок образован плотно упакованной частью структуры межсоединений светоизлучающих микросхем. Блок схем источника света расположен в монтажном пространстве печатной платы таким образом, что после ее изгиба светоизлучающие микросхемы оказываются направленными в сторону торцевой поверхности светонаправляющей пластины, а плотно упакованная часть структуры межсоединений оказывается на задней поверхности светонаправляющей пластины.

С помощью устройства подсветки или дисплея, согласно описанному здесь варианту осуществления данного изобретения, печатная плата, содержащая блок схем источника света, изготавливается с возможностью ее изгиба между первым участком, содержащим множество светоизлучающих диодов, расположенных рядами, и вторым участком, где сформирована плотно упакованная часть структуры межсоединений. Благодаря такой конфигурации, ширина печатной платы, смонтированной на опорном элементе, уменьшается на величину, соответствующую углу изгиба.

С помощью устройства подсветки или дисплея согласно описанному здесь варианту осуществления данного изобретения, печатная плата, содержащая блок схем источника света, выполняется с возможностью ее изгиба между двумя участками вдоль их границы раздела. Это существенно уменьшает ширину печатной платы, соответствующую расположению драйверов возбуждения, так что полученное в результате устройство имеет преимущество, заключающееся в ее существенно меньшей толщине.

Следует понимать, что предыдущее общее описание и последующее подробное описание призваны служить в качестве примера и рассчитаны на более подробное объяснение технологии, приведенное ниже.

Краткое описание чертежей

Прилагаемые чертежи призваны обеспечить лучшее понимание приведенного здесь технического описания данного изобретения и составляют неотъемлемую часть описания. Чертежи иллюстрируют варианты осуществления данного изобретения и вместе с техническим описанием служат для объяснения принципов предлагаемой технологии.

На фиг. 1 приведена схема жидкокристаллического дисплея согласно варианту осуществления данного изобретения, показывающая поперечное сечение дисплея.

На фиг. 2. приведена схема блока схем источника света, составляющего часть жидкокристаллического дисплея, изображенного на фиг. 1 и показывающего конфигурацию этой схемы в плане.

На фиг. 3 дан вид в разрезе блока схем источника света, показывающего подробно конфигурацию его основной части.

На фиг. 4 дана схема, показывающая конфигурацию электродов микросхемы светоизлучающего диода.

На фиг. 5А и 5В даны соответственно вид сверху и поперечный разрез блока схем источника света согласно Модификации 1 данного изобретения.

На фиг. 6А и 6В даны соответственно поперечный разрез блока схем источника света согласно Модификации 2 данного изобретения и вид в плане светоотражательной пластины.

На фиг. 7 дан вид в разрезе блока схем источника света согласно Модификации 3 данного изобретения.

На фиг. 8 дана схема, иллюстрирующая способ изготовления печатной платы блока схем источника света согласно Модификации 3 данного изобретения.

На фиг. 9 дана схема, иллюстрирующая технологический процесс изготовления блока схем источника света согласно Модификации 3 данного изобретения.

На фиг. 10 дана схема, показывающая конфигурацию структуры межсоединений другой микросхемы светоизлучающего диода.

Подробное описание предпочтительного варианта осуществления данного изобретения

Ниже приводится подробное описание варианта осуществления данного изобретения со ссылкой на соответствующие приложенные чертежи. Данное описание будет расположено в следующем порядке.

1. Вариант осуществления данного изобретения (пример, в котором печатная плата устройства боковой подсветки изогнута и расположена на задней раме).

2. Конкретный пример блока схем источника света.

3. Модификация 1 (пример, в котором печатная плата дополнительно снабжена светоотражающим слоем)

4. Модификация 2 (пример, в котором печатная плата Модификации 1 дополнительно снабжена также отражающей пластиной).

5. Модификация 3 (пример, в котором печатная плата Модификации 1 дополнительно снабжена также средствами для отвода тепла).

Вариант осуществления изобретения

На фиг. 1 показана конфигурация жидкокристаллического дисплея, использующего боковую заднюю подсветку 1 в варианте осуществления данного изобретения, приведенном в данном описании. Эта задняя подсветка 1 включает в себя блок 10 схем источника света, который расположен в монтажном пространстве 3А для печатной платы задней рамы 3 (опорный элемент) таким образом, что он находится напротив торцевой поверхности светонаправляющей пластины 2. Монтажное пространство 3А для печатной платы расположено вдоль продольного направления торцевой поверхности светонаправляющей пластины 2. В этом примере монтажное пространство 3А для печатной платы имеет в поперечном разрезе форму, напоминающую букву L, и проходит от торцевой поверхности к задней поверхности.

Над блоком 10 схем источника света находится оптическая пластина, такая как светорассеивающая пластина 5, опирающаяся на среднюю раму 4. Такая подсветка 1, как описано выше, снабжена со стороны передней поверхности жидкокристаллической панелью 6.

Как показано на фиг. 2, блок 10 схем источника света включает в себя печатную плату 11, на которой расположено множество микросхем СИД 13 (светоизлучающих кристаллов). Печатная плата 11 выполнена с возможностью изгиба вдоль линии изгиба 11а, например, под углом 90°. Линия изгиба 11а сформирована в продольном направлении печатной платы 11 и служит границей раздела между двумя участками, т.е. первым участком 11А (имеющим ширину W1), расположенным выше линии изгиба, и вторым участком 11В (имеющим ширину W2), расположенным ниже линии изгиба. Микросхемы светоизлучающих диодов 13 расположены рядами на первом участке 11А и разделены на блоки А, В, С и др. Микросхемы светоизлучающих диодов 13 выполнены с возможностью частичного возбуждения на основе блоков. В каждом из блоков А, В, С и др. две или большее число микросхем светоизлучающих диодов 13 соединены между собой последовательно. Каждый из блоков А, В, С и др. имеет источник возбуждения (не показаны), и структура межсоединений (линии подачи питания), т.е. часть структуры межсоединений 14, которая будет описана ниже, сформирована между этими источниками возбуждения. Межсоединения выводятся из каждого блока в направлении ширины печатной платы 11, т.е. вдоль оси Y на фиг. 2. Затем все выведенные части структуры межсоединений ориентированы таким образом, чтобы они проходили в продольном направлении (вдоль оси X), параллельно друг другу и образовывали плотно упакованную секцию, т.е. плотно упакованную секцию 14М структуры межсоединений. Эта плотно упакованная секция 14М структуры находится на второй части 11В печатной платы 11.

Блок 10 схем источника света в этом варианте осуществления изобретения встраивается в заднюю раму 3 после того, как печатная плата 11 изгибается вдоль линии изгиба, например, под углом 90°. Конкретно, блок 10 схем источника света расположен в монтажном пространстве 3А печатной платы таким образом, что микросхемы светоизлучающих диодов 13 (первый участок 11А) печатной платы 11 направлены в сторону торцевой поверхности светонаправляющей платины 2, и плотно упакованная секция 14М структуры межсоединений (второй участок 11В) оказывается со стороны задней поверхности светонаправляющей пластины 2.

Следует отметить, что приведенный здесь случай, когда множество микросхем светоизлучающих диодов 13 расположены рядами, приведен на фиг. 2 в качестве примера линейного расположения этих микросхем. Это не должно ограничивать осуществление данного изобретения, и микросхемы светоизлучающих диодов могут располагаться последовательно в каждом из блоков и параллельно между блоками, т.е. не обязательно, чтобы каждая микросхема светоизлучающего диода располагалась на одной и той же линии.

В жидкокристаллическом дисплее, имеющем такую конфигурацию, световой поток L, выходящий из каждой микросхемы светоизлучающего диода 13 блока 10 схем источника света, выходит из торцевой поверхности светонаправляющей пластины 2, и свет излучается с передней поверхности светоизлучающей пластины 2. Излучаемый свет затем достигает жидкокристаллической панели 6 после прохождения через светорассеивающую пластину 5, в результате чего образуется изображение.

В таком жидкокристаллическом дисплее печатная плата 11, образующая блок 10 схем источника света, выполнена с возможностью изгиба между первым участком 11А, содержащим множество микросхем светоизлучающих диодов 13, расположенных рядами, и вторым участком 11В, сформированным с частью структуры межсоединений, т.е. с плотно упакованной секцией 14М. Благодаря этому, печатная плата 11 остается в изогнутом состоянии, когда она вставляется в заднюю раму 3. С помощью изогнутой таким образом печатной платы 11 ширина W печатной платы уменьшается за счет угла изгиба. Конкретно, если предположить, что угол изгиба равен 90°, то ширина W печатной платы 11 становится равной ширине W1 первого участка 11А, и это означает уменьшение ширины на величину W2, которую занимает второй участок 11В. Благодаря этому, в данном варианте осуществления изобретения возможно уменьшение ширины печатной платы 11, соответствующей частичному возбуждению, так что полученное в результате устройство будет в целом намного тоньше, чем устройства, имеющиеся сейчас на рынке.

Далее, со ссылкой на фиг. 3-9, будет описан пример конфигурации блока 10 схем источника света, изогнутого, как указано выше. В блоке 10 схем источника света, изображенном на фиг. 3, каждая из множества (например, две в данном случае) микросхем светоизлучающих диодов 13 на печатной плате 11 закрыта сверху куполообразной герметизирующей линзой 12.

На поверхности печатная плата 11 выполнена со структурой межсоединений 14, которая имеет светоотражающие свойства. Эта структура межсоединений 14 включает в себя слой межсоединений 14А (первый слой межсоединений), слой межсоединений 14В (второй слой межсоединений) и слой 14С для монтажа микросхем. Слои межсоединений 14А и 14В предназначены для подачи тока возбуждения к соответствующей микросхеме светоизлучающего диода 13, а слой 14 для монтажа микросхем предназначен для монтажа микросхемы светоизлучающего диода 13. Эти слои межсоединений 14А, 14В и слой 14С для монтажа микросхем сформированы в одном и том технологическом процессе с использованием материала, который является одновременного светопроводящим и светоотражающим, и электрически отсоединены друг от друга. Следует отметить, что в данном варианте осуществления изобретения слой 14С для монтажа микросхем служит только в качестве основания для установки микросхем светоизлучающих диодов 13 и не выполняет функции соединения. Здесь понятие «является светоотражающим» означает, что этот материал имеет отражающую способность 90% или выше по отношению к интенсивности света, поступающего от микросхемы светоизлучающего диода 13, т.е. света, испускаемого задней поверхностью. В качестве светоизлучающего материала, приведенного в данном примере, используются алюминий (Al), серебро (Ag) или сплавы этих металлов. Учитывая фактор стоимости, наиболее предпочтительным является алюминий.

В данном варианте, чтобы упростить описанный выше процесс производства, слои межсоединений 14А, 14В и 14С предпочтительно формируются в ходе одного и того же технологического процесса с использованием одного и того же материала. Однако, слой 14С для монтажа микросхем, чтобы обладать светоотражательными свойствами, может быть сформирован в ходе процесса, отличного от процесса формирования слоев межсоединений 14А и 14В, и с использованием другого материала, чем при изготовлении указанных слоев.

Как показано на фиг. 4 в качестве примера, микросхема светоизлучающего диода 13 расположена на поверхности с двумя электродами (электрод 13А n-типа и электрод 13В р-типа). Такая микросхема светоизлучающего диода 13 содержит буферный слой, плакирующий слой n-типа, активный слой и верхний защитный слой, которые сформированы, например, на прозрачной подложке. Слой n-типа 13А электрически соединяется с плакирующим слоем n-типа, а электрод 13В р-типа электрически соединяется с верхним защитным слоем.

В микросхеме светоизлучающего диода 13 электрод n-типа 13А и электрод р-типа 13В соединены электрически со слоями межсоединений 14А и 14В соответственно с помощью элементов (соединительных проводников) 15А и 15В. Соединительные элементы 15А и 15В изготовлены из алюминия (Al), золота (Ag) или других материалов. Иными словами, микросхема светоизлучающего диода 13 управляется током, протекающим через слои межсоединений 14А и 14В и соединительные элементы 15А и 15В, и в результате она излучает свет.

В данном варианте осуществления изобретения такая микросхема светоизлучающего диода 13 смонтирована непосредственно на монтажном слое 14С для микросхем. Здесь выражение «непосредственно» означает, что сама задняя поверхность микросхемы светоизлучающего диода 13 (прозрачная подложка, описанная выше) неподвижно прикреплена к монтажному слою 14С для микросхем путем крепления кристалла микросхемы с заливкой компаундом или другим способом, так что нет необходимости в упаковке микросхемы в корпус или обеспечении светоотражающего слоя, например, из слоя, покрытого золотом или оловом, между монтажным слоем 14С для микросхем и микросхемой светоизлучающего диода 13. Здесь, как показано на фиг. 3, соединительный слой, такой как прозрачная паста 16 для крепления микросхемы, может находиться между монтажным слоем 14С для микросхем и микросхемой светоизлучающего диода 13. Следует отметить, что в данном варианте осуществления изобретения прозрачная паста 16 не является электрически проводимой, однако, как будет описано ниже, когда используемая микросхема светоизлучающего диода содержит электроды на обеих поверхностях, прозрачная паста 16 может быть проводимой, учитывая, что монтажный слой 14С для микросхем служит для проведения электрического тока.

Печатная плата 11 предпочтительно является гибкой, с возможностью ее изгиба, и она может представлять собой пленку из синтетической смолы, на которую нанесена структура межсоединений 14. Синтетическая смола может представлять собой полиэтилентерефталат (PET), фторопласт, полиэтилен-нафталат (PEN) и другие составы. Пленка из синтетической смолы имеет толщину, например, от 20 мкм до 50 мкм, а структура межсоединений 14 имеет толщину от 35 мкм до 50 мкм, однако указанные величины не являются ограничивающими.

Печатная плата 11 может также представлять собой металлическую подложку, например, подложку из алюминия, сформированную на поверхности с изолирующим слоем из синтетической смолы, изготовленным, например, из полиамида или эпоксидной смолы. Изолирующий базовый слой из синтетической смолы может иметь сформированную на нем структуру межсоединений, изготовленную из светоотражающего материала, как описано выше. Печатная плата 11 может также представлять собой пленку основания, на которой печатным способом нанесена структура межсоединений, выполненная из светоотражающего материала. Пленочная основа изготавливается из стеклосодержащей синтетической смолы, такой как FR4 (стеклоэпоксидная смола) или СЕМ3 (стеклокомпозитная смола).

В зоне между слоями межсоединений 14А и 14В и внешней периферийной частью герметизирующей линзы 12 на печатной плате сформированы сначала резистивный слой 17А и затем водоотталкивающий слой 17В, заключающие между ними микросхему светоизлучающего диода 13. Еще один резистивный слой 17В, также белого цвета, расположен на печатной плате 11 между монтажным слоем 14С для микросхем и слоями межсоединений 14А и 14В в зоне, закрываемой защитной герметизирующей линзой 12. Белый резистивный слой содержит неорганический материал, например, из частиц оксида титана (TiO2) и подложку из сульфата бария (BaSO4), и органический материал, например, частицы пористой акриловой смолы, имеющий множество пор для рассеивания света, и частицы поликарбонатной смолы. Возможным конкретным материалом, пригодным для использования в данном случае, является резистивный паяльный состав FINDEL DSR-330 S42-13W, выпускаемый фирмой «ТАМУРА КАКЕН КОРПОРЕЙШН». Белые резистивные слои 17 (17А и 17В) могут иметь пониженную светоотражающую способность, как описано выше, но имеют светоотражающие свойства (светоотражающая способность 80% или немного больше). В данном варианте осуществления изобретения каждый из этих резистивных слоев 17 (17А и 17В) действует как светоотражательный слой (дополнительный светоотражающий слой) в зоне вокруг микросхемы светоизлучающего диода 13. На фиг. 2 резистивные слои 17А и 17В выглядят отделенными друг от друга, но предполагается, что они сформированы и прочно соединены друг с другом над всей печатной платой 11, за исключением зоны, где смонтирована микросхема светоизлучающего диода 13, и участка, где микросхема светоизлучающего диода 13 соединяется со слоями структуры межсоединений 14А и 14В. Водоотталкивающий слой 18 предназначен для придания заранее заданной формы герметизирующей линзе 12, накрывающим микросхему светоизлучающего диода 13. Водоотталкивающий слой 18 изготовлен из водоотталкивающего материала, такого как фторуглеродная смола, и водоотталкивающий слой имеет, например, тороидальную форму, соответствующую форме нижней поверхности герметизирующей линзы 12.

Герметизирующая линза 12 предназначены для защиты микросхемы светоизлучающего диода 13 и для повышения эффективности передачи светового потока, излучаемого микросхемой светоизлучающего диода 13. Эта герметизирующая линза 12 изготовлена из прозрачной синтетической смолы, например, такой как кремнийорганическая смола или акриловая смола, и имеет такую конфигурацию, что она полностью закрывает сверху микросхему светоизлучающего диода 13.

Герметизирующая линза 12 может содержать флуоресцентный материал. Например, если флуоресцентный материал подмешивается в прозрачную синтетическую смолу, такую как кремнийорганическая или акриловая смола, в весовом отношении 10%, то можно регулировать оттенок или цвет светового потока, излучаемого микросхемой светоизлучающего диода 13. Говоря конкретно, когда свет заранее заданной длины волны излучается светоизлучающим диодом 13, происходит накачка флуоресцентного материала в герметизирующей линзе 12 таким образом, что она излучает свет с длиной волны, отличной от длины волны поступающего в нее света. Используемый в данном примере флуоресцентный материал представляет собой флуоресцентный состав иттрий/алюминий/гранат (YAG).

С помощью этого блока 10 схем источника света свет, излучаемый микросхемой светоизлучающего диода 13, передается к передней поверхности герметизирующей линзы 12, однако часть его направляется в сторону печатной платы 11 от задней поверхности микросхемы светоизлучающего диода 13 (свет, излучаемый задней поверхностью). Этот свет, излучаемый задней поверхностью, отражается от поверхности монтажного слоя 14С для микросхем (поскольку он обладает большой отражающей способностью), на котором смонтирована микросхема светоизлучающего диода 13, и затем он проводится к передней поверхности, как показано стрелкой L на рис. 3. Кроме того, когда над печатной платой расположена светорассеивающая пластина (не показана), отраженный свет частично отражается светорассеивающей пластиной и затем возвращается к поверхности печатной платы 11. Однако световой поток вновь направляется к светорассеивающей пластине с помощью белых резистивных слоев 17 (17А, 17В), которые также имеют высокие светоотражающие свойства.

Указанный блок 10 схем источника света использует в качестве отражающего слоя участок (монтажный слой 14С микросхем) структуры межсоединений 14, изготовленный из алюминия или других материалов, имеющих высокую светоотражающую способность, и на этом отражающем слое непосредственно крепятся микросхемы светоизлучающих диодов 13. Это означает, что могут использоваться любые обычные микросхемы светоизлучающих диодов, без необходимости дорогостоящего покрытия серебром, и также нет необходимости формировать отражающий слой заранее на каждой задней поверхности микросхем. Более того, любая обычная (недорогая) прозрачная связующая паста может применяться для крепления микросхем. Это соответственно упрощает конфигурацию и процесс производства, и стоимость существенно уменьшается.

Такой блок 10 схем источника света может иметь описанные ниже конфигурации, например, соответствующие Модификациям 1-3.

Модификация 1

Блок 20 схем источника света, изображенный на фиг. 5А и 5В, расположен на печатной плате 11, содержащей множество (в данном примере две) микросхем светоизлучающих диодов 13, каждая из которых закрывается герметизирующей линзой 12, аналогичной описанной выше. На печатной плате 11 любая ее часть, где не сформирована структура межсоединений 14 (слои межсоединений 14А и 14В и монтажный слой 14С для микросхем), содержит на всей своей поверхности отражающий слой 22. Отражающий слой 22 формируется одновременно с нанесением структуры межсоединений 14 на печатную плату с использованием того же самого светоотражающего материала, например, алюминия. Над блоком 20 схем источника света расположена светорассеивающая пластина 21.

В таком блоке 20 схем источника света, аналогично описанному выше варианту осуществления данного изобретения, свет, излучаемый задней поверхностью микросхемы светоизлучающего диода 13 и проходящий по направлению к печатной плате 11, отражается от поверхности монтажного слоя 14С для микросхем, имеющего высокую отражающую способность, и затем проходит вперед, как показано стрелкой на чертеже. Кроме того, в блоке 20 схем источника света проходящий вперед свет рассеивается с помощью светорассеивающей пластины 21, но частично он отражается и затем направляется назад на печатную плату 11. Свет, возвращаемый назад светорассеивающей пластиной 21, вновь эффективно отражается по направлению к светорассеивающей пластине 21 с помощью светоотражающего слоя 22, сформированного в зоне, где не сформирована структура межсоединений 14. Когда герметизирующая линза 12 содержит любой флуоресцентный материал, аналогично этому свет, излучаемый герметизирующей линзой 12 и направляемый к печатной плате 11, отражается в направлении к светорассеивающей пластине 21 с помощью светоотражающего слоя 22.

Белый резистивный материал, используемый в вышеупомянутом блоке 10 схем источника света, приобретает желтоватый оттенок, и его светоотражающая способность уменьшается, если его нагревают в последующей обработке мест крепления микросхем в процессе монтажа микросхем, формирования межсоединений и пайки. С другой стороны, в блоке 20 схем источника света такой белый резистивный материал не используется, а вместо него светоотражающий слой 22 формируется одновременно с нанесением структуры межсоединений 14 на печатную плату. Это соответственно предотвращает снижение светоотражающей способности и обеспечивает снижение затрат.

Модификация 2

Блок 30 схем источника света, изображенный на фиг. 6А, представляет собой блок, дополнительно содержащий светоотражающую платину 23 над светоотражающим слоем 22, расположенную между микросхемами светоизлучающих диодов 13 и 13 блока 20 схем источника света Модификации 1 с целью увеличения яркости. На фиг. 6В показана конфигурация светоотражающей пластины 23 в плане, причем в месте, соответствующем расположению герметизирующей линзы 12, сформировано отверстие (проем) 23А. Светоотражающая пластина 23 может быть изготовлена из того же материала, из которого формируется структура межсоединений 14, например, алюминия, или в альтернативном варианте он может быть изготовлен из материала с более высокой светоотражающей способностью, например, из полиэтилентерефталата (РТЕ).

Модификация 3

Блок 49 схем источника света, показанный на фиг. 7, содержит теплорассеивающую металлическую пластину 24, напрессованную на заднюю поверхность печатной платы 11 блока 20 схем источника света, описанного выше. Эта металлическая пластина 24 крепится к задней раме 26 вместе с печатной платой 11 с помощью винтов 25А и 25В. Говоря конкретно, металлическая пластина 24 представляет собой тонкую пластину из алюминия или меди, имеющий толщину, например, от 50 мкм до 150 мкм. Такая толщина металлической пластины 24 позволяет изгибать печатную плату 11 вместе с металлической пластиной 24. Металлическая пластина 24 может изготавливаться как неотъемлемая часть печатной платы 11 на его задней поверхности с помощью процесса прокатки, как показано в качестве примера на фиг. 8. Говоря конкретно, когда пленка и лист подаются от валков к промежуточному валку 30, т.е. пленка 27А из органической смолы подается из валка 27 с пленкой из органической смолы, алюминиевый лист 28А подается от валка 28 с алюминиевым листом, и клеящий лист 29А подается от валка 29 с клеящим листом, алюминиевый лист 28А плотно припрессовывается к задней поверхности пленки 27А из синтетической смолы с помощью обжимного валка 31. Соответственно с помощью принтера 32 для выполнения печатного монтажа на поверхности пленки 27А из синтетической смолы печатается структура межсоединений, которая разрезается с помощью режущего инструмента 33 на участки желаемых размеров, в результате чего изготавливается печатная плата 11, на заднюю поверхность которой нанесена металлическая пластина 24. Следует отметить, что указанный выше способ не призван ограничить рамки данного изобретения, и любые другие способы могут быть пригодными, при условии, что металлическая пластина 24 печатной платы 11 формируется без складок до того, как к ней будут крепиться микросхемы светоизлучающих диодов 13. В качестве клеящего состава может использоваться, например, эпоксидная смола. В данном варианте, для обеспечения большей эффективности рассеивания тепла клеящий состав может содержать, например, частицы с высокой теплопроводностью, такие как частицы оксида алюминия, для улучшения проводимости тепла.

Благодаря наличию металлической пластины, сформированной таким образом на задней поверхности без складок, полученная в результате печатная плата 11 становится гибкой и в то же время обладающей достаточной жесткостью. Печатная плата 11 становится в результате пригодной для крепления микросхем и нанесения печатным способом структуры межсоединений с использованием обычного метода крепления на печатной плате с помощью адсорбции.

На фиг. 9 схематически показан способ крепления печатной платы с помощью устройства для крепления соединительных проводников. Это устройство для крепления соединительных проводников предназначено для крепления печатной платы 11 на основании 34, которое содержит множество адсорбционных портов 34А. Говоря конкретно, печатная плата 11 устанавливается на основание 34 для вакуумной адсорбции с помощью адсорбционных портов 34А таким образом, что печатная плата 11 закрепляется на основании 34. Полученная в результате этого конструкция затем подвергается процессу формирования соединительных проводников с помощью головки 35. В это время, поскольку печатная плата в Модификации 3 обладает достаточной жесткостью благодаря наличию металлической пластины 24, печатная плата 11 является устойчивой к образованию складок. Соответственно, крепление микросхем на печатной плате становится возможным автоматическим методом с помощью обычного устройства для монтажа микросхем и формирования межсоединений, без необходимости увеличения количества адсорбционных портов 34А.

Кроме того, в данном варианте осуществления изобретения тепло, образуемое микросхемой светоизлучающего диода 13, передается полностью к металлической пластине 24 (тонкий лист, изготовленный из алюминия) и затем через эту металлическую пластину 24 тепло достаточно эффективно передается обратно на заднюю раму 26. Иными словами, металлическая пластина 24 производит рассеивание тепла достаточно эффективно. Помимо этого, когда металлическая пластине 24 изготовлена из того же материала и имеет такую же толщину, как светоотражающий слой 22, расположенный на поверхности печатной платы 11, например, изготовлена из алюминия, печатная плата 11 имеет почти такой же коэффициент теплового расширения на передней и задней поверхностях, что имеет преимущество, защищая печатную плату 11 от любого возможного коробления (образования складок).

Каждый из описанных выше блоков 10, 20, 30 и 40 схем источников света имеет возможность изгиба и каждый из них пригоден для устройств подсветки, предназначенных для различных применений, например в качестве уличных осветительных устройств или освещения хирургических кабинетов. Каждый из блоков 10, 20, 30 и 40 схем источников света, кроме того, пригоден для использования в качестве устройства боковой задней подсветки (устройства подсветки) для дисплея, такого как жидкокристаллический дисплей.

Хотя технология данного изобретения была подробно описана со ссылкой на вариант осуществления данного изобретения и его модификации, эта технология не ограничивается только приведенным выше вариантом и его модификациями, и следует понимать, что могут быть предложены разнообразные другие модификации. Например, приведенный выше вариант осуществления изобретения и его модификации являются конкретным примером конфигурации блока 10 схем источника света. Это не является ограничивающим фактором, и пригодны любые другие конфигурации, если только блок 10 схем источника света выполнен с возможностью изгиба в продольном направлении и имеет два участка с различной ориентацией.

Кроме того, каждая из описанных выше микросхем светоизлучающих диодов 13 имеет два электрода на одной поверхности для их использования в качестве микросхем светодиодов в блоке 10 схем источника света. В альтернативном случае как показано на фиг. 10, другая возможность заключается в том, что микросхема светоизлучающего диода 61 включает в себя электроды n- и р-типа 61А и 61В на обеих поверхностях, расположенные напротив друг друга. Если используется такая конфигурация, монтажный слой 14С для микросхем может быть сформирован совместно с другим слоем межсоединений 14 В, а используемая прозрачная паста 62 может быть проводимой. Иными словами, на один из электродов микросхемы светоизлучающего диода 61, например, на электрод 61В р-типа подается ток возбуждения через слой межсоединений 14А и элемент межсоединений 15А, а на другой электрод микросхемы светоизлучающего диода 61, например, на электрод 61А n-типа подается ток возбуждения через слой межсоединений 14В и монтажный слой 14С для микросхем.

Данная технология может быть описана следующим образом:

(1) Устройство подсветки, включающее в себя:

опорный элемент, содержащий светонаправляющую платину и имеющий пространство для размещения печатной платы в месте вдоль продольного направления торцевой поверхности светонаправляющей платины и проходящее от торцевой поверхности светонаправляющей пластины до ее задней поверхности; и

блок схем источника света, включающий в себя гибкую печатную плату, содержащую первый и второй участки, причем линия изгиба служит границей раздела между ними, первый участок содержит множество микросхем светоизлучающих микросхем, расположенных рядами, а второй участок сформирован с плотно упакованной частью структуры межсоединений микросхем светоизлучающих микросхем;

в котором блок схем источника света размещается в пространстве для установки печатной платы, после того, как она сгибается, что позволяет микросхемам светоизлучающих диодов находиться напротив торцевой поверхности светонаправляющей пластины, а плотно упакованная часть структуры межсоединений оказывается при этом на боковой поверхности светонаправляющей пластины.

(2) Устройство подсветки по п. 1, в котором на передней поверхности светонаправляющей платины имеется оптическая пластина.

(3) Устройство подсветки по п. 1 или 2, в котором микросхемы светоизлучающих диодов разделены на два или большее число блоков для управления возбуждением микросхем, а структуры межсоединений, выходящих из каждого блока, соединены параллельно на втором участке.

(4) Устройство подсветки по любому из предыдущих пунктов (1) - (3), в котором печатная плата блока схем источника света включает в себя светоотражающую структуру межсоединений на ее поверхности, монтажный слой для микросхем, расположенный на части структуры межсоединений, на котором микросхемы светоизлучающих микросхем смонтированы непосредственно на монтажном слое для микросхем и управляются током, протекающим через структуру межсоединений.

(5) Блок схем источника света по п. 4, включающий в себя герметизирующую линзу на печатной плате, закрывающую каждую из светоизлучающих микросхем и весь этот участок.

(6) Устройство подсветки по п. (4) или (5), в котором светоизлучающие микросхемы представляют собой светоизлучающие диоды.

(7) Устройство подсветки по любому из п. (4)-(6), в котором каждая из светоизлучающих микросхем имеет два электрода на ее поверхности, а структура межсоединений содержит монтажный слой для микросхем, первый и второй слои межсоединений, с которыми электрически соединены соответственно два электрода каждой из светоизлучающих микросхем.

(8) Устройство подсветки по любому из п. (4)-(7), в котором каждая из светоизлучающих микросхем имеет два электрода на обеих поверхностях, а структура межсоединений включает в себя слой межсоединений, служащий также в качестве монтажного слоя для микросхем, с которым электрически соединен один из электродов каждой светоизлучающей микросхемы, и еще один слой межсоединений, с которым электрически соединен другой электрод.

(9) Устройство подсветки по любому из п. (4)-(8), в котором печатная плата представляет собой пленку из синтетической смолы, на которую нанесена способом печати структура межсоединений, а светоотражающая металлическая подложка сформирована на поверхности с изолирующей пленкой, изготовленной способом печати со структурой межсоединений, или с пленкой из синтетической смолы, содержащей частички стекла, с нанесенной на нее способом печати структуры межсоединений.

(10) Устройство подсветки по любому из п. (4)-(9), в котором печатная плата является ламинированной, с напрессованным на ее заднюю поверхность теплорассеивающей металлической пластиной.

(11) Дисплей, содержащий:

дисплейную панель; и

устройство подсветки, служащее в качестве источника света для дисплейной панели, в котором устройство подсветки включает в себя:

опорный элемент, на который устанавливается светонаправляющая пластина и имеющий пространство для установки печатной платы на участке, расположенном в продольном направлении торцевой поверхности светонаправляющей пластины и проходящий от ее торцевой поверхности до задней поверхности; и

блок схем источника света, размещаемый в пространстве для установки печатной платы, включающем в себя первый и второй участки, с линией изгиба, служащей границей между этими участками, причем первый участок содержит множество светоизлучающих микросхем, расположенных рядами, а второй участок сформирован плотно упакованной частью структуры межсоединений светоизлучающих микросхем: и

блок схем источника света, размещаемый в пространстве для установки печатной платы после того, как она сгибается для того, чтобы светоизлучающие микросхемы были направлены в сторону торцевой поверхности светонаправляющей пластины и чтобы плотно упакованная часть структуры межсоединений оказалась на задней поверхности светонаправляющей пластины.

Данное описание содержит сведения, относящиеся к информации, приведенной в патентной заявке в Японии JP 2011-64583, зарегистрированной Патентным бюро Японии 23 марта 2011 г., полное содержание которой приведено в качестве приложения к настоящему документу.

Квалифицированные специалисты в данной области техники должны понимать, что могут быть предложены различные модификации, комбинации, вспомогательные комбинации и изменения в зависимости от конструктивных требований и других факторов, при условии, что они находятся в рамках объема прилагаемой формы изобретения или ее эквивалентов.

1. Устройство подсветки, содержащее:
опорный элемент, в котором размещена светонаправляющая пластина, причем опорный элемент имеет пространство для размещения печатной платы в области, находящейся вдоль продольного направления торцевой поверхности светонаправляющей пластины и проходящей от стороны торцевой поверхности светонаправляющей пластины к стороне задней поверхности светонаправляющей пластины; и
блок схем источника света, включающий в себя сгибаемую печатную плату, содержащую первый и второй участки, причем линия изгиба служит границей раздела между ними, первый участок содержит множество светоизлучающих микросхем, расположенных рядами, а второй участок включает плотно упакованную часть структуры межсоединений светоизлучающих микросхем;
светоизлучающие микросхемы разделены на два или более блока для частичного возбуждения светоизлучающих микросхем, причем в каждом из блоков микросхемы соединены последовательно, при этом структура межсоединений сформирована таким образом, что части межсоединений, отведенные от каждого из блоков, ориентированы по ширине печатной платы в направлении указанного второго участка сгибаемой печатной платы, а на втором участке сгибаемой печатной платы указанные части межсоединений ориентированы вдоль продольного направления печатной платы, параллельно между собой, образуя указанную плотно упакованную часть структуры межсоединений светоизлучающих микросхем,
при этом блок схем источника света размещен в пространстве для размещения печатной платы, причем печатная плата изогнута так, что светоизлучающие микросхемы находятся напротив торцевой поверхности светонаправляющей пластины, а указанная плотно упакованная часть структуры межсоединений находится со стороны задней поверхности светонаправляющей пластины.

2. Устройство подсветки по п. 1, дополнительно содержащее оптическую пластину на передней поверхности светонаправляющей пластины.

3. Устройство подсветки по п. 1, в котором печатная плата блока схем источника света на поверхности содержит светоотражающую структуру межсоединений и содержит монтажный слой для микросхем на части указанной структуры межсоединений,
причем светоизлучающие микросхемы установлены непосредственно на монтажном слое для микросхем, а управление осуществляется током, протекающим через структуру межсоединений.

4. Устройство подсветки по п. 3, дополнительно содержащее герметизирующую линзу на указанной печатной плате, закрывающую каждую светоизлучающую микросхему и область вокруг светоизлучающих микросхем.

5. Устройство подсветки по п. 3, в котором светоизлучающие микросхемы представляют собой светоизлучающие диоды.

6. Устройство подсветки по п. 3, в котором каждая светоизлучающая микросхема содержит на поверхности два электрода,
а структура межсоединений содержит монтажный слой для микросхем,
а также первый и второй слои межсоединений, с которыми электрически соединены соответственно два электрода каждой светоизлучающей микросхемы.

7. Устройство подсветки по п. 3, в котором каждая светоизлучающая микросхема содержит два электрода на обеих поверхностях,
а структура межсоединений содержит слой межсоединений, служащий также в качестве монтажного слоя для микросхем, с которым электрически соединен один из электродов каждой светоизлучающей микросхемы,
а также другой слой межсоединений, с которым электрически соединен другой электрод.

8. Устройство подсветки по п. 3, в котором печатная плата представляет собой пленку на основе смолы с напечатанной структурой межсоединений,
или отражающую металлическую подложку, содержащую на поверхности изолирующую пленку с напечатанной структурой межсоединений,
или стеклосодержащую пленку на основе смолы с напечатанной структурой межсоединений.

9. Устройство подсветки по п. 3, в котором на печатную плату напрессована со стороны задней поверхности теплорассеивающая металлическая пластина.

10. Дисплей, содержащий:
дисплейную панель; и
устройство подсветки в качестве источника света для дисплейной панели,
при этом устройство подсветки содержит:
опорный элемент, в котором размещена светонаправляющая пластина, причем опорный элемент имеет пространство для размещения печатной платы в области, находящейся вдоль продольного направления торцевой поверхности светонаправляющей пластины и проходящей от стороны торцевой поверхности светонаправляющей пластины к стороне задней поверхности светонаправляющей пластины; и
блок схем источника света, включающий сгибаемую печатную плату, содержащую первый и второй участки, причем линия изгиба служит границей раздела между ними, первый участок содержит множество светоизлучающих микросхем, расположенных рядами, а второй участок включает плотно упакованную часть структуры межсоединений светоизлучающих микросхем;
светоизлучающие микросхемы разделены на два или более блока для частичного возбуждения светоизлучающих микросхем, причем в каждом из блоков микросхемы соединены последовательно, при этом структура межсоединений сформирована таким образом, что части межсоединений, отведенные от каждого из блоков, ориентированы по ширине печатной платы в направлении указанного второго участка сгибаемой печатной платы, а на втором участке сгибаемой печатной платы указанные части межсоединений ориентированы вдоль продольного направления печатной платы, параллельно между собой, образуя указанную плотно упакованную часть структуры межсоединений светоизлучающих микросхем,
при этом блок схем источника света размещен в пространстве для размещения печатной платы,
причем печатная плата изогнута так, что светоизлучающие микросхемы находятся напротив торцевой поверхности светонаправляющей пластины,
а указанная плотно упакованная часть структуры межсоединений находится со стороны задней поверхности светонаправляющей пластины.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области светотехники. Техническим результатом является повышение эффективности выделения света при помощи модуля схемы источника света, а также осветитель и дисплей, которые включают в себя такой модуль.

Изобретение относится к установочной конструкции оптического датчика, которая применяется в дисплейном устройстве показа изображений и в которой устранен промежуток между отражательным листом и трубчатым амортизатором для предотвращения поступления внешнего света в оптический датчик, благодаря чему может быть точно измерено количество света от подсветки.

Изобретение относится к дисплейным устройствам с подсветкой. Дисплейное устройство с интегрированными фотогальваническими элементами содержит сеть (3) зон (4) изображения, излучающих свет или подсвечиваемых сзади источником (2) света, расположенным сзади сети (3) зон (4) изображения; сеть (6), образованную множеством фотогальванических элементов (7, 8) и множеством отверстий (13), образованных между двумя соседними фотогальваническими элементами; сеть (5) линз, позволяющую фокусировать свет, излучаемый упомянутыми зонами (4) изображения, в отверстие (13) между двумя соседними фотогальваническими элементами (7, 8).

Изобретение относится к области стереоскопии, в частности к получению и регистрации спектральных стереоизображений предметов, объектов. На входе устройства установлена двухапертурная диафрагма, формирующая два световых пучка, выходящих из объекта под разными углами.

Изобретение относится к светоизлучающему модулю и к светоизлучающему устройству, содержащему множество таких светоизлучающих модулей. Технический результат - повышение плотности упаковки, легкости монтажа, улучшение рассеяния тепла, увеличение яркости, уменьшение стоимости.

Изобретение относится к дисплейному устройству и способу отображения, в которых обеспечивается бесшовный экран с использованием дисплейных панелей. Устройство отображает изображение на основании сигналов изображения и содержит дисплейную панель с дисплейной областью, в которой в виде матрицы расположены дисплейные элементы.

Изобретение относится к области светотехники. Техническим результатом является снижение потока направленного ослепляющего света.

Изобретение относится к печатной плате и к устройству, содержащему такую печатную плату. Технический результат - обеспечение повышения эффективности производства устройства, содержащего светодиодную цепь для обеспечения окружающего света для дисплея, улучшение конструктивных характеристик.

Изобретение относится к оптике и светотехнике, использующей многослойные и поляризующие материалы на основе полимеров для получения ярких визуальных эффектов без применения красителей и монохромных излучателей света.

Изобретение относится к системам боковой подсветки. Система боковой подсветки содержит источник излучения в виде, по меньшей мере, одного светодиода; нижнее зеркало с зеркальным покрытием; верхнюю зеркально-диффузную пленку, расположенную выше нижнего зеркала и боковые зеркала, расположенные с четырех сторон и образующие совместно с нижним зеркалом и верхней зеркально-диффузионной пленкой воздушный волновод.
Наверх