(57)【要約】【課題】植え込み式発光ダイオードを有するバックライト・パネルの構造及びその製作方法を提供する。【解決手段】多数の円弧型窪みを設置すると共に、バックライトに必要な電気回路を設置したプリント基板を含み；前記プリント基板及び円弧型窪みの表面にはスパッタリング方法でナノ金メッキ層を敷設し、一つ一つの円弧型窪みの中には、ＬＥＤ発光チップを植え込み、且つ前記ＬＥＤ発光チップは高周波溶接によって円弧型窪みの中心に固定されている；前記ＬＥＤ発光チップの上には蛍光粉末及びシリコンの混合物で出来た蛍光ペーストをコートしてあり、そして前記円弧型窪み及び周囲のプリント基板表面には、透明シリコンで形成された透光層が被せてある。【選択図】図３
2008098555.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バックライト・パネルの製作方法であって、下記ステップ：
ａ．プリント基板の上に円弧型窪みをつくり、且つ関連電気回路を敷設する；
ｂ．前記プリント基板に対し全面的にナノ金をスパッタリング・メッキする；
ｃ．ＬＥＤ発光チップを前記円弧型窪みに植え込むと共に、導線を敷設する；
ｄ．蛍光ペーストをＬＥＤ発光チップの周囲にコートする；
ｅ．最後に、円弧型窪み及び周囲のプリント基板の上に透光層を被せる；
を含むことを特徴とする植え込み式ＬＥＤを有するバックライト・パネルの製作方法。
【請求項２】
前記ＬＥＤ発光チップは、高周波によって円弧型窪みのナノ金表層の上に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の植え込み式ＬＥＤを有するバックライト・パネルの製作方法。
【請求項３】
バックライト・パネルの構造であって、
バックライト・パネルに必要な電気回路を設置したプリント基板と；
前記プリント基板の上に成型された多数の円弧型窪みと；
前記プリント基板及び円弧型窪みの表面に全面的にスパッタリング・メッキされたナノ金と；
前記円弧型窪みの中に一個ずつ固定し、且つその導線を前記プリント基板の上に延伸された多数のＬＥＤ発光チップと；
前記ＬＥＤ発光チップの上にコートされた蛍光ペーストと；
前記円弧型窪み及び週囲のプリント基板表面を保護する透光層と；
を含むことを特徴とする植え込み式ＬＥＤを有するバックライト・パネルの構造。
【請求項４】
前記蛍光ペーストは、蛍光粉末及びシリコンの混合物であって、混色光の座標Ｘ＝0.33;Ｙ＝0.33、8000Ｋ色温度の単一波長の白光を形成することを特徴とする請求項３に記載の植え込み式ＬＥＤを有するバックライト・パネルの構造。
【請求項５】
前記透光層は、透明シリコンからなることを特徴とする請求項３に記載の植え込み式ＬＥＤを有するバックライト・パネルの構造。
【請求項６】
前記ＬＣＤバックライト・パネルの構造は、小型のモジュールであって、多数の小型ＬＣＤバックライト・パネルを結合して大型ＬＣＤバックライト・パネルを形成することを特徴とする請求項３に記載の植え込み式ＬＥＤを有するバックライト・パネルの構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本案発明は、植え込み式ＬＥＤを有するバックライト・パネルの構造、特にプリント基板の上に円弧型の窪みを設置し、且つプリント基板全体に対して全面的にナノ金をスパッタリング・メッキすることによって、製品の導電及び導熱能力を増進し、且つＬＥＤ発光チップの植え込みを容易くし、ＬＣＤバックライト・パネルの生産効率及び品質を向上させるものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、ＬＣＤバックライト・パネルは、白光ＣＣＦＬ(冷陰極チューブ)を主体としており、ＣＣＦＬをＬＣＤの背後に設置して、導光板・拡散板・増光シートへ発光投射させ、更にＬＣＤの上に投光して、ＬＣＤ上の画面が現れるようにしている。ＬＣＤのサイズが益々大きくなるにつれ、ＣＣＦＬ及び駆動回路の需要も増えている。大サイズのＬＣＤバックライト照明機能を達成するには、多数のＣＣＦＬを直列・並列しなければならない、ところが、先天的な要素のために、ＣＣＦＬには下記のような欠点がある。
【０００３】
１．ＣＣＦＬの明るさが不均一であり、たとえ最大限にＣＣＦＬを直列・並列しても、ＬＣＤの寸法範囲内において、得られる明るさは依然として均一でなく、この点、特に大サイズＬＣＤにおいて顕著である；
２．ＣＣＦＬの寿命が短く、約4000〜6000時間使用すると明るさが減衰し始め、しかも交換が容易でなく、ＬＣＤの使用寿命を大幅に短縮している；
３．ＣＣＦＬの色彩飽和度が不足、その色温度は約4800Ｋであり、従って、ＮＴＳＣで規範された色域の僅か80％しか達成できず、特に赤色の表現が悪く、高規格の色彩ニーズに対応できない、例えば、計器で測定する場合や特定の色彩表現を要する環境下では、その色彩の欠陥が明らかに見られる；
４．ＣＣＦＬは電力消費が比較的大きく、且つ製作時に有害物質である「水銀」が含まれており、環境保護にとっては明らかに傷害をもたらす、そのため、京都議定書には2006年7月１日から使用禁止が明記されている。従って、その他のバックライト光源を採用することは、ＬＣＤの発展上必然的趨勢である。
５．ＣＣＦＬは使用中に紫外線を生じ、長期的に使用すると人類の目に対して重大な障害をもたらす。
【０００４】
現在、業界で普遍的に採用されている技術は、ＬＥＤ（発光ダイオード）をバックライト光源とすることで、ＬＥＤを小サイズのＬＣＤスクリーンに応用することはすでにある期間行われており、例えば、携帯電話・ＰＤＡなど、近年は更に、技術の向上で、ＬＥＤの明るさが大幅に向上し、加えて軽く・堅固且つ寿命が比較的長く、起動反応が速いので、多くの大サイズＬＣＤの選択対象となっている。
【０００５】
一般に、ＬＥＤをＬＣＤバックライト光源とする設置方法は、ＬＣＤの片側又は両側に数量の等しくないＬＥＤを装着し、電源を入れたとき、ＬＥＤ光源がＬＣＤの上に投射し、ＬＣＤの映像を現す。ただし、一般のＬＥＤ光線は均一に散射せず、小さい範囲内に集中するので、ＬＣＤ上のＬＥＤ投射光線がある区域で特に明るくなり、その反面、その明るい区域の周囲ではハッキリ明るさの減衰が見られ、且つ色彩も均一に表現されない。
【０００６】
そのため、改良方法としては、ＬＥＤをＬＣＤバックライト・パネルの後方に設置し、且つＬＥＤの輝度を高め、光線が均一にＬＣＤの上に投射出来るようにする。然るに、ＬＥＤを採用したＬＣＤバックライト・パネルは、その輝度がＬＥＤのパワーによって決まるため、ＬＥＤの輝度を高めると、相対的に一層高い熱エネルギーを生じる。従来のＬＣＤバックライト・パネルは、その散熱方法がよくないため、ＬＥＤの機能を完全に発揮することが出来ない、特に高輝度白光ＬＥＤにおいて、全体にＬＣＤバックライト・パネルの品質低下を招き、且つ過熱損壊が生じ易い。
【０００７】
又、従来のＬＣＤバックライト・パネルの加工方法では、ＬＥＤ発光チップを電気回路板の上に溶接しなければならず、加工が困難で、生産合格率を引き下げるのみならず、電気回路板に対して熱破壊を生じ、ＬＣＤバックライト・パネル全体を損壊させ易い。そして、従来のＬＣＤバックライト・パネルは、輝度が思わしくないので、ＬＣＤとＬＥＤ発光チップの間にフィルターや拡散シート・導光シートを設置し、導光シートによって光源を導引し、且つ均一に分布させ、更に拡散シートによって光線を均一に分散させ、フィルターによって偏差の有る色光をろ過している。これらの外部取り付け構造はすべてＬＣＤバックライト・パネルのコストを上げ、産業の発展を妨げる。
【０００８】
尚、前述任意のＬＣＤ装置は、一部のバックライト装置のエレメントが損壊した場合、いずれも単独に交換することが出来ず、全体を取り替えなければならないので、コストが高くなる。且つ大サイズＬＣＤについていえば、単一のエレメントが損壊しただけで全部を取り替えることは、浪費であるばかりでなく、ＬＣＤの廃品も又環境保護の負担を増やすことになる。
【０００９】
以上に鑑み、本案発明者は、解決方法として、特殊な散熱メカニズムによってハイパワーＬＥＤの発熱故障を取り除き、且つ明るさの減衰などの問題を解決し、更に製造工程の簡素化及び生産効率を高める方法を考え、長期にわたる研究開発及び実験によって、ついに本案に係る植え込み式ＬＥＤを有するバックライト・パネルの構造及びその製作方法の研究開発に成功した。  
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本案発明の主要目的は、植え込み式ＬＥＤを有するバックライト・パネルの構造及びその製作方法を提供し、特殊な散熱メカニズムによって、熱によって生じる故障率を大幅に引き下げ、大サイズＬＣＤの生産合格率及び輝度を向上させることにある。
【００１１】
本案発明のもう一つの目的は、植え込み式ＬＥＤを有するバックライト・パネルの構造及びその製作方法を提供し、製品の全体的構造を簡素化し、煩雑な加工工程を省くことによって、生産効率及び製品品質を向上させることにある。
【００１２】
本案発明のもう一つ別の目的は、植え込み式ＬＥＤを有するバックライト・パネルの構造及びその製作方法を提供し、小型モジュール生産を採用することによって、単一エレメントが損壊した場合、損壊した部分のモジュールを直接交換して、大サイズＬＣＤのメンテナンスを更に簡便且つ実行可能にすることにある。
【００１３】
本案発明の次の目的は、植え込み式ＬＥＤを有するバックライト・パネルの構造及びその製作方法を提供し、製作工程を減らすことによって、溶接などの加工工程又は廃棄物をなくし、環境保護の要求にマッチするようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前述目的を達成できる植え込み式ＬＥＤを有するバックライト・パネルの構造及びその製作方法は、多数の円弧型窪みを設置し、且つバックライト・パネルに必要な電気回路を設置したプリント基板を含み；前記プリント基板及び円弧型窪みの表面にはスパッタリング方法でナノ金メッキ層を敷設し、前記ナノ金メッキ層の良好な導電性及び導熱性によって、ＬＣＤバックライト・パネルの散熱能力を大幅に増やす；そして一つ一つの円弧型窪みの中にＬＥＤ発光チップを植え込み、ナノ金メッキ層の存在によって、前記ＬＥＤ発光チップを高周波溶接すると共に、円弧型窪みの中に定着し、更にその導線を電気回路板へ延伸することが出来る；尚、前記ＬＥＤ発光チップの上に、適当な比例の蛍光粉末及びシリコンの混合物で作られた蛍光ペーストをコートすることによって、ＬＥＤ発光チップが高輝度で均一な白光を出せるようにする；又、前記円弧型窪み及び周囲のプリント基板の表面にも、透明なシリコンのような透光層を被せて、前記円弧型窪みの中の導線を保護すると共に、前記ＬＥＤ発光チップの光線を散射させる。
【発明の効果】
【００１５】
本案発明は、ＬＣＤにおいて高輝度及び高飽和度の色彩を表現させ、製造コストを軽減し、更に大サイズＬＣＤの生産合格率を向上させ、且つメンテナンスを容易にするので、特に大サイズＬＣＤでの使用に適合するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１、図２を参照して、本案発明の提供する植え込み式ＬＥＤを有するバックライト・パネルの構造は、プリント基板２の上に、多数のＬＥＤ３（発光ダイオード）を設置し、これによって形成されたＬＣＤバックライト・パネル１を、ＬＣＤの後方（図示せず）に設置し、多数のＬＥＤ３によってＬＣＤの上に発光投射し、必要な色合い及び輝度を獲得する。
【００１７】
前記ＬＥＤ３単元は、前記プリント基板２の上に設置された円弧型窪み３１を含み、そして前記プリント基板２の中にはバックライト・パネルに必要な電気回路が設置されている；前記プリント基板２及び円弧型窪み３１の表面には、全面的にナノ金４がスパッタリング・メッキされている、ナノ金４には良好な導電及び導熱能力が備わっているため、プリント基板２の散熱能力を高めることが出来る；前記円弧型窪み３１の中には、ＬＥＤ発光チップ３２が設置され、ナノ金４の敷設によって、前記ＬＥＤ発光チップ３２が円弧型窪み３１のナノ金４メッキ層に高周波溶接で固定されると共に、その導線３３が両側のプリント基板２に延伸され、前記プリント基板２の電気回路を経由してＬＥＤ発光チップ３２を発光させる；一方、前記ＬＥＤ発光チップ３２の上には、別途一定比例の蛍光粉末及びシリコンを混合して作られた蛍光ペースト３４をコートしてあり、前記蛍光粉末はオスロン社によって授権提供されたもので、その混合物で混色の座標Ｘ＝0.33;Ｙ＝0.33、8000Ｋ色温度の単一波長の白光が得られ、必要な高輝度白光ＬＥＤ３を形成することが出来る；又、前記円弧型窪み３１及び周囲のプリント基板２の表面に、別途透明なシリコンで作られた透光層３５を被せることによって、前記円弧型窪み５１の中の導線３３を保護すると共に、前記ＬＥＤ発光チップ５２の光線を散射させる。このようにして、本案発明に必要な高輝度の白光が得られる、従って、後はＬＣＤとＬＣＤバックライト・パネルの間に拡散シートを設置するだけでよく、従来構造のフィルターや導光シートなどの部材を必要とせず、大幅に製品構造を簡素化することができる。
【００１８】
以上の構造によって、本案発明に係る散熱効果は図３に示すように、前記ＬＥＤ発光チップ３２から生じる熱エネルギーは、一部分が底部のナノ金４及びプリント基板２によって排除され、そして上方および横へ向かう熱エネルギーは、前記円弧型窪み３１によって渦巻き状の熱対流現象が生じるので、大部分の熱エネルギーは渦巻き状の経路を経由することによって、前記円弧型窪み３１のナノ金４と接触する機会が多くなり、更にナノ金４及びプリント基板２によって排除される。従って、本案発明は確かに従来の構造より一層顕著な散熱効果を達成できる。
【００１９】
前述本案発明の製作方法は図４に示すように、下記ステップを含む、
ａ．プリント基板２の上に円弧型窪み３１をつくり、且つ関連電気回路を敷設する；
ｂ．前記プリント基板２及び円弧型窪み３１に対し全面的にナノ金４をスパッタリング・メッキする；
ｃ．ＬＥＤ発光チップ３２を植え込むと共に、高周波によって円弧型窪み３１のナノ金４表層に固定し、且つ導線３３を敷設する；
ｄ．蛍光ペースト３４をＬＥＤ発光チップ３２の周囲にコートする；
ｅ．最後に、円弧型窪み３１及び周囲のプリント基板２の上に透光層３５を被せる。
【００２０】
尚、図５に示すように、本案発明に係るＬＣＤバックライト・パネル１の構造は、小型のモジュールからなり、適当なサイズのプリント基板２で小型のＬＣＤバックライト・パネル１を製作し、ＬＣＤの寸法に従って、多数の小型ＬＣＤバックライト・パネル１を大型のＬＣＤバックライト・パネル１として結合し、このようにして、ＬＣＤ生産の生産効率を増進し、合格率を高めることが出来る。
【００２１】
前述ＬＣＤバックライト・パネル１のＬＥＤ３は、平行式陣列で配置されているが、もちろん図６、図７に示すように、ＬＣＤバックライト・パネル１のＬＥＤ３を交差式陣列で配置して、異なる視覚感受を提供してもよい。
【００２２】
このようにして完成された本案発明は、確かに特許目的の高輝度・低発熱効果を達成でき、その詳細な温度変化は図８〜図８Ｈの各図に示す通りである、発明者は、本案発明の構造が完成した３２インチＬＣＤバックライト・パネル１０の表面において、左から右へ、上から下へ、Ｎ１〜Ｎ８番の温度チェックポイント及び対照的室温チェックポイントＮ９を設置し、実際の位置から推論して、上の位置にある温度チェックポイントは、下方の温度チェックポイントより高いはずであり、そして温度チェックポイントがどの位置にあっても、従来のＬＣＤでは、通常１００℃を超えることも有る。従って、従来のＬＣＤでは、ユーザーが外ケースを外すことを厳禁し、感電を予防するほか、火傷を避けることも重要な要素となっている。本案発明に係る構造なら、温度が明らかに従来の設計より低く、最高温度でも５０℃以下であり、本案発明において、長期的に高輝度で使用しても、長い寿命を保つことが出来、実に得がたい優れた発明である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本案発明に係る単一ＬＥＤ構造の斜視図およびＬＥＤ部分拡大図である。
【図２】植え込み式ＬＥＤを有するバックライト・パネル構造の断面図である。
【図３】植え込み式ＬＥＤを有するバックライト・パネル構造の散熱原理図である。
【図４】植え込み式ＬＥＤを有するバックライト・パネル構造の製作フローチャートである。
【図５】植え込み式ＬＥＤを有するバックライト・パネル構造の組み合わせ例図である。
【図６】植え込み式ＬＥＤを有するバックライト・パネル構造のもう一つの実施例図である。
【図７】図六のバックライト・パネル構造の組み合わせ例図である。
【図８】本案発明を３２インチＬＣＤバックライト・パネルに応用し、８時間チェックした温度変化図である。
【図８Ａ】図八の異なる位置での８時間温度変化図である。
【図８Ｂ】図八の異なる位置での８時間温度変化図である。
【図８Ｃ】図八の異なる位置での８時間温度変化図である。
【図８Ｄ】図八の異なる位置での８時間温度変化図である。
【図８Ｅ】図八の異なる位置での８時間温度変化図である。
【図８Ｆ】図八の異なる位置での８時間温度変化図である。
【図８Ｇ】図八の異なる位置での８時間温度変化図である。
【図８Ｈ】図八の異なる位置での８時間温度変化図である。
【符号の説明】
【００２４】
Ｎ１〜Ｎ９  温度チェックポイント
１  ＬＣＤバックライト・パネル
２  プリント基板
３  ＬＥＤ
３１  円弧型窪み
３２  ＬＥＤ発光チップ
３６  導線
３７  蛍光ペースト
３８  透光層
４  ナノ金
１０  ＬＣＤバックライト・パネル
【図１】
2008098555.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
2008098555.tif 000012
【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
2008098555.tif 000014
【図８Ｅ】
2008098555.tif 000015
【図８Ｆ】
2008098555.tif 000016
【図８Ｇ】
2008098555.tif 000017
【図８Ｈ】
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