(57)【要約】【課題】従来のバックライト装置では軽量化と薄化が難しいという問題点を解決する。【解決手段】本発明のバックライト装置は、背板１、発光モジュール２と光学モジュールを含み、背板１には第一部１１と第二部１２が含まれ、第二部１２は第一部１１の外周に連接され、第一部１１と第二部１２は共同で一個の混光腔Ｓを形成し、絶縁層１３は第一部１１が混光腔Ｓの中に位置する一個の表面上に形成されたり、または第二部１２が混光腔Ｓの中に位置する一個の表面上に形成され、発光モジュール２には少なくとも一個の導電回路２１と一個の発光ダイオード２２が含まれ、発光ダイオード２２は導電回路２１に電気的に接続され、導電回路２１は絶縁層１３の上に成形され、光学モジュール３は背板１に結合され、さらに混光腔Ｓの上部に位置するように構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一個の背板（１）、一個の発光モジュール（２）及び一個の光学モジュールを含むバックライト装置であって、上記背板（１）には一個の第一部（１１）と一個の第二部（１２）が含まれ、上記第二部（１２）は上記第一部（１１）の外周に連接され、上記第一部（１１）と上記第二部（１２）は共同して一個の混光腔（Ｓ）を形成し、一個の絶縁層（１３）は上記第一部（１１）が上記混光腔（Ｓ）の中に位置する一個の表面上に形成されるか、または上記第二部（１２）が上記混光腔（Ｓ）の中に位置する一個の表面上に形成され、上記発光モジュール（２）には少なくとも一個の導電回路（２１）と一個の発光ダイオード（２２）が含まれ、上記発光ダイオード（２２）は上記導電回路（２１）に電気的に接続され、上記導電回路（２１）は上記絶縁層（１３）の上に成形されており、上記光学モジュール（３）は上記背板（１）に結合され、さらに上記混光腔（Ｓ）の上部に位置するように形成されることを特徴とするバックライト装置。
【請求項２】
上記絶縁層（１３）は上記第一部（１１）に設けられることを特徴とする請求項１に記載のバックライト装置。
【請求項３】
上記第一部（１１）は非平面形態に形成されることを特徴とする請求項１に記載のバックライト装置。
【請求項４】
上記絶縁層（１３）は上記第二部（１２）に設けられ、上記混光腔（Ｓ）の中に一個の導光板（１５）が設けられ、かつ上記導光板（１５）は上記発光ダイオード（２２）の発光側に位置するように形成されることを特徴とする請求項１に記載のバックライト装置。
【請求項５】
上記第二部（１２）は延伸して上記第一部（１１）の外側周縁を超過することを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のバックライト装置。
【請求項６】
上記背板（１）が上記混光腔（Ｓ）の中に位置する少なくとも一個の表面には一個の反射層（１４）が設けられ、上記発光ダイオード（２２）は上記反射層（１４）から突き出るように形成されることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のバックライト装置。
【請求項７】
上記発光モジュール（２）には少なくとも一個の機能性電子部品（２３）が含まれ、上記機能性電子部品（２３）は上記導電回路（２１）に電気的に接続されることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のバックライト装置。
【請求項８】
上記背板（１）の第一部（１１）と第二部（１２）は別々に製造してから、再び組み立てて接合されることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のバックライト装置。
【請求項９】
上記第一部（１１）と上記第二部（１２）の材質は異なることを特徴とする請求項８に記載のバックライト装置。
【請求項１０】
上記第一部（１１）は上記第二部（１２）の中に嵌合されることを特徴とする請求項８に記載のバックライト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスプレー用のバックライト装置に関するもので、特に、熱伝導速度、軽量化、薄化を増やすことができるとともに、組立ての時間を短縮することができるバックライト装置に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光ダイオード（light-emitting diode, LED）などの小型化や高輝度の光源が各種のバックライト装置の応用に大量に使用されている。小さいものでは携帯電話のスクリーンに使用されたり、大きいものでは大型テレビ用スクリーンに使用されたりしている。
【０００３】
早期からよく見られているバックライト装置では、多くは「側入式」のバックライトモジュールが採用されているが、大型テレビ用スクリーンの需要増加に伴って、現在では既に「直下式」のバックライトモジュールが開発されており、大型スクリーン用に必要な画質に利用されるようになっている。
【０００４】
図７を参照すると、従来の直下式のバックライトモジュールを使用しているバックライト装置９では一個の背板９１が含まれ、背板９１には一個の水平の底部９１１と一個の斜めの側壁部９１２が含まれ、側壁部９１２は底部９１１の外周に連接されることにより、共同で一個の混光腔９１３が形成されている。
【０００５】
このような従来のバックライト装置９には、他に混光腔９１３の中において複数個の直下式の発光モジュール９２が設けられる。即ち、図８を参照すると、直下式の発光モジュール９２の各々は、複数個の発光ダイオード９２１を配列の方式で条状の回路板９２２の上に貼り付けられており、これら複数本の回路板９２２を背板９１の底部９１１の内側表面に結合している。
【０００６】
再び図７を参照すると、従来のバックライト装置９には混光腔９１３の中に一個の反射層９３が敷設され、さらに混光腔９１３の上部には一層または多層の光学膜９４が設けられ、光学膜９４の両側にはそれぞれ一個の支持部９５が設けられ、それから一個の外枠９６をもって上記光学膜９４の上を封止し、さらに一個の液晶ディスプレイパネル（図示省略）を外枠９６の上に設けることにより、従来のバックライト装置９を液晶ディスプレイパネルのバックライト光源として利用することができる。
【０００７】
これにより、複数個の発光ダイオード９２１を液晶ディスプレイパネルの背側に配列することができるため、複数個の発光ダイオード９２１が作動する時、その光線は混光腔９１３において混光した後、液晶ディスプレイパネルに投射することができ、そして液晶ディスプレイパネルの上の各部位は全て均一な光線を獲得することができるため、現れてくる画質を高めることができる。この種の従来のバックライト装置９に類似する実施例の一つとして、既に中華民国公告第Ｍ４７９４３８号の「LED TV用のバックライトモジュール」（特許文献１参照）、公告第Ｉ４２２７８３号の「直下式の発光ダイオード光源」（特許文献２参照）、公告第Ｍ３７１３０８号の「発光ダイオードのモジュール」（特許文献３参照）、米国公告第７５８８３６２号の「BACKLIGHT ASSEMBLY, DISPLAY DEVICE PROVIDED WITH THE SAME, AND METHOD FOR ASSEMBLING BACKLIGHT ASSEMBLY」（特許文献４参照）などに掲示されている。
【０００８】
上述した従来のバックライト装置９においては、発光ダイオード９２１の使用寿命はその作業温度と関係性を有しており、作業温度が高過ぎると、発光ダイオード９２１の使用寿命は急速に減衰してしまうため、発光ダイオード９２１の作動時に生じる熱エネルギーを回路板９２２まで迅速に伝熱しなければならず、それから回路板９２２を経由して背板９１へ伝熱し熱エネルギーを排除することにより、発光ダイオード９２１は適当な作業温度を維持することができる。
【０００９】
しかしながら、回路板９２２の厚さは一般的に約０.８〜３ｍｍであり、かつ回路板９２２そのものの材質の熱伝導性が非常に悪いため、必然的に回路板９２２経由の背板９１への伝熱の伝導効率も非常に悪くなる。
【００１０】
また、回路板９２２と背板９１との間を緊密に結合するのを確保すべく、そして隙間の空気によって熱伝導効果に悪影響を及ぼされるのを避けるべく、従来のバックライト装置９では発光ダイオード９２１を回路板９２２に粘着して固定した後、再び選択的にボルト、接着剤または止め金具などの固定部材を使用し、回路板９２２を背板９１に緊密に固定して結合しなければならなかった。
【００１１】
しかしながら、例えボルト、接着剤、または止め金具などの固定部材を使用したとしても、いずれも密集された方式でもって固定を行なわなければならず、そのために固定部材の使用量が相当な数になるため、材料のコストが高騰するばかりではなく、組立てにも時間が掛かり、その上、回路板９２２そのものの重量と厚さも加わるため、従来のバックライト装置９では軽量化や薄肉化が難しくなる。また、固定部材を結合するため、回路板９２２においては固定用の孔または位置決めの構造を予め残しておかなければならず、そして背板９１においても相対する位置に止め金具や係止孔などの構造を予め残しておかなければならず、そのため、回路板９２２と背板９１の製造コストも余分に掛かってしまうという問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】中華民国公告第Ｍ４７９４３８号公報
【特許文献２】中華民国公告第Ｉ４２２７８３号公報
【特許文献３】中華民国公告第Ｍ３７１３０８号公報
【特許文献４】米国公告第７５８８３６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上述した原因に基づき、従来のバックライト装置では依然として確実に改善を行う必要性がある。
【００１４】
本発明の目的は、発光モジュールの導電回路を直接背板の絶縁層の上に成形することにより、導電回路に設けられた発光ダイオードの作動時に生じる熱エネルギーを、背板まで効率よく伝熱することができ、それにより発光ダイオードの放熱効率を大幅に高めることができ、さらに上記バックライト装置の全体重量と厚さを有効的に低減することができるバックライト装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明によるバックライト装置は、一個の背板、一個の発光モジュール及び一個の光学モジュールを含む。上記背板には一個の第一部と一個の第二部が含まれる。上記第二部は上記第一部の外周に連接され、上記第一部と上記第二部は共同で一個の混光腔を形成する。一個の絶縁層は上記第一部が上記混光腔の中に位置する一個の表面上に形成されるか、または上記第二部が上記混光腔の中に位置する一個の表面上に形成される。上記発光モジュールには少なくとも一個の導電回路と一個の発光ダイオードが含まれ、上記発光ダイオードは上記導電回路に電気的に接続され、上記導電回路は上記絶縁層の上に成形される。上記光学モジュールは上記背板に結合され、さらに上記混光腔の上部に位置するように形成される。
【００１６】
また、本発明によるバックライト装置は、上記絶縁層を上記第一部に設けることもできる。また、上記第一部は非平面の形態に形成することもできる。また、上記絶縁層は上記第二部に設けられ、上記混光腔の中に一個の導光板が設けられ、かつ上記導光板は上記発光ダイオードの発光側に位置するように形成することもできる。
【００１７】
また、本発明によるバックライト装置は、上記第二部を延伸して上記第一部の外側周縁を超過させることもできる。また、上記背板が上記混光腔の中に位置する少なくとも一個の表面には一個の反射層が設けられ、上記発光ダイオードは上記反射層から突き出るように形成されることもできる。また、上記発光モジュールには少なくとも一個の機能性電子部品が含まれ、上記機能性電子部品は上記導電回路に電気的に接続されることもできる。また、上記背板の第一部と第二部は別々に製造してから再び組み立てて接合することもできる。
【００１８】
また、本発明によるバックライト装置は、上記第一部と上記第二部の材質が異なることもできる。また、上記第一部は上記第二部の中に嵌合されることもできる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のバックライト装置によれば、発光モジュールの導電回路は直接背板の絶縁層の上に成形し、そして絶縁層の厚さは一般的に約４０〜１５０μｍであり、回路板の０.８〜３ｍｍの厚さよりは遥かに小さいため、絶縁層を経由して上記背板まで伝導する際の熱伝導抵抗を大幅に低減することができ、また、上記導電回路に設けられた発光ダイオードの作動時に生じる熱エネルギーを上記背板まで効率よく伝熱することができるため、発光ダイオードの放熱効率を大幅に高めることができるため、発光ダイオードの使用寿命を延ばすことができるだけではなく、発光ダイオードは例えより高いパワーで作動しても、作動温度が高くなり過ぎるという心配はなくなる。その他に、本発明のバックライト装置では回路板と固定部材（例えばボルト、接着剤または止め金具など）を設置する必要がないため、上記バックライト装置の材料のコストを有効に下げるとともに、組立ての効率を高めることができ、さらに上記バックライト装置は明らかに軽量化や薄化できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明の実施例１の側断面構造の説明図である。
【図２】図２は、本発明の実施例１の局部の立体構造の説明図である。
【図３】図３は、本発明の実施例１の背板の曲面形態の側断面構造の説明図である。
【図４】図４は、本発明の実施例１の背板のもう一つの使用形態の側断面構造の説明図である。
【図５】図５は、本発明の実施例１の組立式背板の側断面構造の説明図である。
【図６】図６は、本発明の実施例２の分解立体構造の説明図である。
【図７】図７は、従来のバックライト装置の側断面構造の説明図である。
【図８】図８は、従来のバックライト装置の局部の平面構造の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の実施の形態について、以下、図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００２２】
図１は本発明の実施例１の側断面構造の説明図である。図１を参照すると、本発明のバックライト装置は主として一個の背板１、一個の発光モジュール２及び一個の光学モジュール３を含み、発光モジュール２と光学モジュール３は全て背板１に結合されている。
【００２３】
図２は本発明の実施例１の局部の立体構造の説明図である。図１、２を参照すると、背板１には一個の第一部１１と一個の第二部１２が含まれる。第二部１２は第一部１１の外周に連接されることにより、背板１は立体的な構造体に形成され、さらに一定の構造強度を有することで変形し難くなる。その中で、先ず選択的に第一部１１と第二部１２を平面的に互いに連接させ、そして発光モジュール２を背板１まで結合させた後、第二部１２を第一部１１に対して湾曲させることにより、背板１を立体的な構造体に形成させることができる。或いは、第一部１１と第二部１２を直接平面的にならないように互いに連接させることにより、立体的な構造体を有する背板１を形成させることができる。背板１は発光モジュール２が結合するのに用いられる。
【００２４】
第一部１１は選択的に平面形態（図１に示す如く）、または非平面形態に形成することができる。図３は本発明の実施例１の背板の曲面形態の側断面構造の説明図であり、例えば図３に示すような曲面形態、または、多数の平面間で傾斜して互いに連接する形態に形成することができる。第二部１２の形態については制限を設けず、例えば第一部１１と垂直になる環状壁、または傾斜状の環状壁に形成することができ、或いは、第二部１２は延伸して第一部１１の外側周縁（図４に示す如く）を超過するように形成することもできるため、背板１の背側に一個の放熱空間を設けることができる。
【００２５】
また、第一部１１と第二部１２は一体になるように互いに連接してなることができ、また、異なる部材を組み立ててなることもできる。第一部１１と第二部１２の材質も異なったりまたは同じであったりする。例を挙げて言えば、図５は本発明の実施例１の組立式背板の側断面構造の説明図であり、組立式の背板１が掲示されている。即ち、背板１の第一部１１と第二部１２はそれぞれ予め製造してから、再び組み立てて接合してなることができ、その上、第一部１１または第二部１２を複数個の部分に細分化し、それぞれを別々に製造することがもできる。そして、背板１の各部位の接合方式（例えば螺合、接着または溶接などがある）は、制限を設けない。
【００２６】
組合式の背板１の利点として、背板１の各部位の体積が比較的小さく、一体成形式の背板１と比べ、組合式の背板１は金型のコストを大幅に低減できるという利点が上げられる。もう一方で、組合式の背板１では各部位に需要に応じて適当な材質を選択する（例えば第一部１１に放熱性が比較的優れるアルミ材を選択し、第二部１２には構造強度が比較的強い鋼材または軽質のプラスチック材などを選択する等）ことができる。また、図５に示す実施例において、第一部１１は第二部１２内に嵌合されており、第一部１１と第二部１２の材質が同じであるか否かにかかわらず、どちらも第一部１１と第二部１２の間の結合の安定性をさらに高めることができる。
【００２７】
再び図１、２を参照すると、第一部１１と第二部１２は共同で一個の混光腔Ｓを形成し、そして一個の絶縁層１３は第一部１１が混光腔Ｓの中に位置する一個の表面上に形成されたり、または第二部１２が混光腔Ｓの中に位置する一個の表面上に形成されたりする。背板１が導電可能な材質からなる場合、絶縁層１３は例えば背板１の表面上に塗布された絶縁材からなることができる。その中で、選択的に絶縁層１３の分布範囲を、第一部１１または第二部１２の表面上に全面的に絶縁層１３を設置するのではなく、設置的に必要な導電回路２１の形態に合わせて設置することができる。
【００２８】
これにより、導電回路２１の形態だけに沿って対応する形態の絶縁層１３を設置することで、絶縁層１３の使用量を大幅に減少することができるため、コストの低減に役立つことができる。また、背板１が非導電性の材質からなる場合、絶縁層１３を余分に設置する必要がないことは、本発明の技術分野で通常の知識を有する者には容易に理解することができよう。また、背板１が混光腔Ｓの中に位置する少なくとも一個の表面に一個の反射層１４を設け、反射層１４を選択的に絶縁層１３の上に貼り付けたり、または塗布したりすることもできる。
【００２９】
発光モジュール２には少なくとも一個の導電回路２１と一個の発光ダイオード２２が含まれる。発光ダイオード２２は導電回路２１に電気的に接続され、導電回路２１は絶縁層１３の上に成形され、発光ダイオード２２は反射層１４から突き出るように形成される。その他に、発光モジュール２には、さらに少なくとも一個の機能性電子部品２３が含まれ、機能性電子部品２３は導電回路２１に電気的に接続され、機能性電子部品２３は例えば発光ダイオード２２の作動を駆動するのに用いられる電子回路部品などからなることができる。
【００３０】
光学モジュール３は光の特性を転換する機能を有し、主に発光モジュール２を混光腔Ｓで混光を行なった際に生じる光線を、バックライト装置に必要な配光に適合するように、または光の均一性の効果を生じるように転換するのに用いられる。光学モジュール３の細部の構造と原理は、本発明の技術分野で通常の知識を有する者には容易に理解できることで、本発明の重点ではないため、ここではその説明を割愛する。本実施例において、光学モジュール３は例えば一個の外枠（図式省略）の押圧によって背板１に結合されており、さらに光学モジュール３を混光腔Ｓの上部に位置させる。
【００３１】
上述した構造によれば、本発明のバックライト装置では背板１の絶縁層１３の上に発光モジュール２の導電回路２１を成形し、そして絶縁層１３の厚さは一般的に約４０〜１５０μｍであり、従来のバックライト装置に使用される回路板９２２（図７に示す如く）の厚さより遥かに薄いため、絶縁層１３を経由して背板１まで伝導する熱伝導抵抗を大幅に低減することができ、さらに導電回路２１に設けられた発光ダイオード２２の作動時に生じる熱エネルギーを背板１まで効率よく伝熱することができるため、発光ダイオード２２の放熱効率を大幅に高めることができる。これによって、発光ダイオード２２の使用寿命を延ばすことができるだけではなく、発光ダイオード２２は例えより高いパワーで作動させても、作動温度が高くなり過ぎるという心配がなくなる。
【００３２】
その他に、本発明のバックライト装置では、回路板と固定部材（例えばボルト、接着剤または止め金具など）の設置をする必要がないため、バックライト装置の材料コストを有効に下げるとともに、組立て効率をも高めることができ、さらにバックライト装置の全体的な重量と厚さを有効に減らすことができるため、バックライト装置は明らかに軽量化や薄肉化することができる。また、本発明のバックライト装置の背板１においても、従来のバックライト装置のように、予め固定部材用の止め金具や係止孔などの構造を残しておく必要がないため、背板１の製造コストを低く抑えることもできる。
【００３３】
特に、本実施例において選択的に絶縁層１３は第一部１１に設けられ、発光モジュール２および光学モジュール３と合わせもって「直下式」のバックライト装置を構成するため、特に大型液晶ディスプレイパネルの背側の応用に適合することができるので、本発明のバックライト装置の利点をなお一層発揮することができる。
【００３４】
具体的に言うと、３２インチのスクリーンのバックライト装置の応用に製造されるものを例に挙げると、本発明の技術で製造されるバックライト装置では、その混光腔Ｓの長さは約７０９ｍｍ、幅は約４００ｍｍ、高さは約２０ｍｍ、かつ背板１に使用できる板の厚さは０.８ｍｍの鋼板材質（密度は約７.８g/cm3）であるので、上記背板１の総重量は約２.１１ｋｇとなる。それと比較すると、従来の技術で製造されたバックライト装置では、仮にその回路板に板厚１ｍｍのＦＲ−４のガラスエポキシ布層圧板（密度は約１.８g/cm3）を使用し、さらに背板の第一部の表面を混光腔で充満になるように塗布した場合、その回路板のみの重量が約０.５１ｋｇとなるため、従来の技術で製造されたバックライト装置では、その背板に回路板を加えると、総重量が２.６２ｋｇとなる。よって、本発明の技術で製造されるバックライト装置では重量を約２０％省くことができる。
【００３５】
また、従来の技術で製造されたバックライト装置では、その回路板にはボルト、接着剤または止め金具などの固定部材を使用しなければならないため、発光ダイオードの互いの距離間隔を３０ｍｍより小さくすることは難しく、そのために混光腔の高さも２０ｍｍより小さくすることは難しい。それと比較すると、本発明の技術で製造されるバックライト装置では固定部材の制限がないため、複数個の発光ダイオード２２間の間隔を大幅に縮減できる。例を挙げて言えば、二個の隣接する発光ダイオード２２の距離間が１５ｍｍである場合、混光腔Ｓの高さを１４ｍｍまで低くすることができるため、混光腔Ｓは高さを約３０％縮減することができるとともに、良好な混光効果を維持することができる。
【実施例２】
【００３６】
図６は本発明の実施例２による分解立体構造の説明図である。図６を参照すると、実施例２は大体上述した実施例１と同じであり、その主な差異としては、実施例２では選択的に絶縁層１３が第二部１２に設けられており、さらに混光腔Ｓの中に一個の導光板１５が設けられ、発光モジュール２および光学モジュール３と合わせて「側入式」のバックライト装置を構成する。
【００３７】
さらに詳しく言えば、実施例２において絶縁層１３は第二部１２に位置し、そして導光板１５は混光腔Ｓの中に位置しており、さらに導光板１５は発光ダイオード２２の発光側に位置する。発光ダイオード２２は導電回路２１に電気的に接続し、かつ発光モジュール２の導電回路２１を絶縁層１３の上まで設置することよって、発光ダイオード２２の作動時に生じる光線は側端から導光板１５に入射することができ、そして導光板１５から光線を光学モジュール３に均一に導光することができる。実施例２のバックライト装置は携帯電話、タブレットまたはノートパソコンなどの比較的小さいサイズを有する液晶ディスプレイパネルの電子装置の応用に適合することができる。
【００３８】
総合すると、本発明のバックライト装置によれば、発光モジュールの導電回路を直接背板の絶縁層の上に成形することにより、導電回路に設けられた発光ダイオードの作動時に生じる熱エネルギーを背板まで効率よく伝熱し、発光ダイオードの放熱効率を大幅に高めることができるため、発光ダイオードの使用寿命を延ばすことができ、さらにバックライト装置の材料コストを下げるとともに、組立て効率を高めることができるため、バックライト装置は明らかに軽量化や薄肉化することができる。
【００３９】
本発明は、その精神および必須の特徴事項から逸脱することなく他のやり方で実施することができる。従って、本明細書に記載した好ましい実施形態は例示的なものであり、限定を意図するものではない。
【符号の説明】
【００４０】
１    背板
１１    第一部
１２    第二部
１３    絶縁層
１４    反射層
１５    導光板
２    発光モジュール
２１    導電回路
２２    発光ダイオード
２３    機能性電子部品
３    光学モジュール
９    バックライト装置
９１    背板
９１１    底部
９１２    側壁部
９１３    混光腔
９２    直下式発光モジュール
９２１    発光ダイオード
９２２    回路板
９３    反射層
９４    光学膜
９５    支持部
９６    外枠
Ｓ    混光腔
【図１】
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【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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