БЛОК СХЕМ ИСТОЧНИКА СВЕТА, УСТРОЙСТВО ПОДСВЕТКИ И ДИСПЛЕЙ
UNIT OF CIRCUITS OF LIGHT SOURCE, BACKLIGHT DEVICE AND DISPLAY

Уровень техники
Данная технология относится к блоку схем источника света и устройству подсветки, которое включает в себя в качестве источника света светоизлучающие элементы, такие как светоизлучающие диоды, а также к дисплею, содержащему устройство подсветки в качестве задней подсветки.
Светоизлучающие диоды (LED - light emitting diodes) применялись в качестве задней подсветки (источника света) жидкокристаллического дисплея или устройства подсветки вместо лампы накаливания или флуоресцентной лампы. Поскольку светоизлучающие диоды излучают свет со своей поверхности во всех направлениях, необходимо обеспечить определенную светоотражающую поверхность на задней поверхности микросхемы светоизлучающего диода для передачи света, излучаемого его задней поверхностью, к передней поверхности. Рамка из соединительных проводников или структура межсоединений для подачи тока к микросхеме светоизлучающего диода обычно содержит медь (Cu). В приведенном здесь в качестве примера способе передачи света, излучаемого задней поверхностью микросхемы светоизлучающего диода, на его переднюю поверхность подложка схемы, содержащая такую структуру межсоединений, имеет нанесенный на нее белый резистивный слой, и этот белый резистивный слой используется в качестве светоотражающего слоя, как описано в патентной заявке в Японии №4107349. Свет, излучаемый задней поверхностью микросхемы светоизлучающего диода, отражается к передней поверхностью с помощью белого светоотражающего слоя, извлекается и передается от нее дальше.
Раскрытие изобретения
Если такой белый резистивный слой нагревается на этапе термической обработки после монтажа микросхемы на подложке, формирования межсоединений или пайки микросхемы светоизлучающего диода, то белый резистивный слой приобретает желтоватый оттенок, и его светоотражающая способность снижается. В других способах извлечения света для крепления микросхем на подложке используется белая паста или на заднюю поверхность микросхемы светоизлучающего диода наносится светоотражающий слой (слой покрытия серебром). К сожалению, каждый из этих способов приводит к увеличению стоимости.
Желательно предложить блок схем источника света, устройство подсветки и дисплей, которые способны извлекать свет, излучаемый задней поверхностью микросхемы светоизлучающего элемента, на его переднюю поверхность, препятствуют уменьшению светоотражающей способности и имеют низкую стоимость производства и простую конструкцию.
Блок схем источника света, согласно варианту осуществления технология данного изобретения, включает в себя подложку схемы, которая содержит на своей поверхности светоотражающую структуру межсоединений и включает в себя монтажный слой для микросхем в качестве составной части структуры межсоединений и одну или большее число микросхем светоизлучающих элементов, которые устанавливаются непосредственно на монтажный слой для микросхем и управляются током, протекающим через структуру межсоединений.
Как устройство подсветки, так и дисплей, согласно варианту осуществления технологии данного изобретения, содержат блок схем источника света.
В блоке схем источника света, устройстве подсветки и дисплее, согласно варианту осуществления технологии данного изобретения, свет, излучаемый задней поверхностью микросхемы светоизлучающего элемента, отражается монтажным слоем для микросхем, на котором смонтирована соответствующая микросхема, и свет извлекается с передней поверхности микросхемы.
Согласно варианту осуществления технологии данного изобретения, в блоке схем источника света, устройстве подсветки и дисплее часть светоотражающей структуры межсоединений сформирована как монтажный слой для микросхем, а микросхема светоизлучающего элемента устанавливается непосредственно на монтажный слой для микросхем, что позволяет извлекать свет, излучаемый задней поверхностью микросхемы светоизлучающего элемента, и передавать его на переднюю поверхность в простой конструкции, а также исключает снижение светоотражающей способности.
Следует понимать, что предшествующее общее описание и приведенное далее подробное описание служат в качестве примеров и предназначены для лучшего объяснения технологии, описанной в формуле данного изобретения.
Краткое описание чертежей
Приведенные ниже чертежи предназначены для лучшего понимания данного изобретения и включены в качестве неотъемлемой части настоящего технического описания. Эти чертежи иллюстрируют варианты осуществления данного изобретения и вместе с техническим описанием служат цели объяснения принципов предлагаемой технологии.
На фиг.1 показан вид в разрезе, иллюстрирующий блок схем источника света согласно варианту осуществления данного изобретения.
На фиг.2 показана конфигурация электродов микросхемы светоизлучающего диода.
На фиг.3А и 3В приведены соответственно вид в плане и вид в разрезе, иллюстрирующие блок схем источника света согласно Модификации 1 варианта осуществления данного изобретения.
На фиг.4А и 4В приведены вид в разрезе, иллюстрирующий блок схем источника света согласно Модификации 2 и вид в плане, иллюстрирующий светоотражающую пластину.
На фиг.5 приведен вид в разрезе, иллюстрирующий блок схем источника света согласно Модификации 3.
На фиг.6 изображен технологический процесс изготовления подложки схемы блока схем источника света согласно Модификации 3.
На фиг.7 изображен технологический процесс изготовления блок схем источника света согласно Модификации 3.
На фиг.8 приведен вид в разрезе, иллюстрирующий жидкокристаллический дисплей согласно Примеру применения 1 данного изобретения.
На фиг.9А и 9В даны соответственно вид в плане и вид в разрезе, изображающие основную часть жидкокристаллического дисплея согласно Примеру применения 2 данного изобретения.
На фиг.10 дан вид в разрезе, изображающий жидкокристаллический дисплей согласно Примеру применения 3 данного изобретения.
На фиг.11 дан вид в разрезе, изображающий жидкокристаллический дисплей согласно Примеру применения 4 данного изобретения.
На фиг.12 дан вид в разрезе, изображающий жидкокристаллический дисплей согласно Примеру применения 5 данного изобретения.
На фиг.13 показана конфигурация межсоединений другой микросхемы светоизлучающего диода.
Осуществление изобретения
Ниже приведено подробное описание вариантов осуществления данного изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи. Описание выполнено в следующем порядке.
1. Вариант осуществления данного изобретения (пример, когда микросхема светоизлучающего диода монтируется непосредственно на схеме межсоединений).
2. Модификация 1 (пример, когда добавлен светоотражающий слой).
3. Модификация 2 (пример, когда дополнительно добавлена светоотражающая пластина).
4. Модификация 3 (пример, когда добавлена светоизлучающая функция).
5. Пример применения 1 (пример, когда используется прямой тип задней подсветки).
6. Пример применения 2 (пример, когда используются разделенные на секции подложки).
7. Пример применения 3 (пример, когда подложка схемы складывается и соединяется с управляющей подложкой на задней стороне опорного элемента).
8. Пример применения 4 (пример, когда подложка схемы изогнута вместе с опорным элементом).
9. Пример применения 5 (пример с использованием бокового типа задней подсветки).
Вариант осуществления изобретения
На фиг.1 показана конфигурация блока 1 схем источника света согласно варианту осуществления данного изобретения. Этот блок 1 источника света применяется, например, в качестве задней подсветки дисплея, такого как жидкокристаллический дисплей, или в качестве блока схем источника света вместо лампы накаливания или флуоресцентной лампы. Блок схем источника света включает в себя микросхему светоизлучающего элемента, например, микросхему светоизлучающего диода 13, накрытую куполообразной герметизирующей линзой 12 на подложке 11 схемы. Хотя в данном случае количество схем светоизлучающих диодов 13 равно единице, их может быть две или большее число, как описано в приведенных ниже модификациях. В том случае, когда блок 1 схем источника света применяется в устройстве задней подсветки прямого типа, большое количество микросхем светоизлучающих диодов используется в качестве матрицы.
Подложка 11 схемы содержит на своей поверхности светоотражающую структуру межсоединений 14. Структура межсоединений 14 включает в себя, например, слой межсоединений 14А (первый слой межсоединений) и слой межсоединений 14 В (второй слой межсоединений) для подачи управляющего тока к микросхеме светоизлучающего диода 13, а также монтажный слой 14С для микросхем для монтажа микросхемы светоизлучающего диода 13. Слои межсоединений 14А и 14В и монтажный слой 14С для микросхем изготовлены из проводящего и светоотражающего материала в процессе одной технологической операции и электрически отсоединены друг от друга. В данном варианте осуществления изобретения монтажный слой 14С служит только в качестве основания для установки светоизлучающего диода 13 и не выполняет функцию межсоединений. Здесь термин «светоотражающий» означает способность отражать свет, излучаемый задней поверхностью микросхемы светоизлучающего диода 13 с коэффициентом отражения 90% или более. Такой светоотражающий материал может в конкретном случае включать в себя, например, алюминий (Аl), серебро (Ag) или сплавы этих металлов. Среди них алюминий является наиболее предпочтительным в отношении его стоимости.
В конкретном случае слои межсоединений 14А и14В и монтажный слой 14С для микросхем предпочтительно изготавливаются из одного и того же материала и в процессе одной технологической операции для упрощения процесса, как описано выше. Однако если монтажный слой 14С для микросхем должен выполнять функцию светоотражающего слоя, то монтажный слой 14С для микросхем может быть изготовлен из другого материала и в процессе другой технологической операции, чем слои межсоединений 14А и 14В.
Микросхема светоизлучающего диода 13 имеет на своей поверхности, например, два электрода (электрод n-типа 13А и электрод р-типа 13В), как показано на фиг.2. Микросхема светоизлучающего диода 13 включает в себя, например, буферный слой 13b, плакирующий слой n-типа 13с, активный слой 13d, плакирующий слой р-типа 13е и верхний защитный слой 13f на прозрачной подложке 13а. Электрод n-типа 13А электрически соединен с плакирующим слоем n-типа 13с, а электрод р-типа 13В электрически соединен с верхним защитным слоем 13f.
Электрод n-типа 13А и электрод р-типа 13b микросхемы светоизлучающего диода 13 электрически соединены со слоями межсоединений 14А и 14В с помощью соединительных проводников 15А и 15В, содержащих соответственно алюминий (Аl) или золото (Au). Говоря конкретно, микросхема светоизлучающего диода 13 для излучения света управляется током, протекающим через слои межсоединений 14А 14В и соединительные проводники 15А и 15В.
В данном варианте осуществления изобретения микросхема светоизлучающего диода 13 смонтирована непосредственно на монтажном слое 14С для микросхем. Здесь выражение «непосредственно» означает, что сама задняя поверхность (вышеупомянутая прозрачная подложка) светоизлучающего диода 13 прикреплена к монтажному слою 14С для микросхем с помощью крепления кристалла микросхемы компаундом или аналогичного способа, без упаковки кристалла микросхемы светоизлучающего диода 13 в корпус и без формирования светоотражающего слоя, такого как слой покрытия оловом или золотом, между монтажным слоем 14С для микросхем и микросхемой светоизлучающего диода 13. В данном случае клеящий слой, содержащий прозрачную пасту 16 для крепления кристалла микросхемы, может быть помещен между монтажным слоем 14С для микросхем и микросхемой светоизлучающего диода 13, как показано на фиг.1. Хотя клеящая паста 16 не является электрически проводимой в данном варианте осуществления изобретения, однако, в том случае, когда используется микросхема светоизлучающего диода, имеющего электроды на обеих сторонах, прозрачная паста 16 является проводимой, потому что монтажный слой 14С для микросхем выполняет функцию проводника электрического тока, как описано ниже.
Подложка 11 схемы является предпочтительно гибкой и складывающейся и может включать в себя пленку из синтетической смолы, такой как полиэтилентерефталат (PET), фтористую смолу или полиэтилен-нафталат (PEN), на которой методом печати сформирована структура межсоединений 14. Толщина пленки из синтетической смолы составляет, например, от 20 мкм до 50 мкм включительно, а толщина структуры межсоединений 14 составляет, например, от 30 мкм до 50 мкм включительно, однако указанные величины не являются ограничивающими.
В альтернативном случае подложка 11 схемы может включать в себя металлическую подложку основания, содержащую алюминий, на поверхности которой расположен изолирующий слой из синтетической смолы, такой как полиамидная или эпоксидная смола, и структуру межсоединений, содержащую светоотражающий материал и нанесенную методом печати на изолирующий слой из синтетической смолы. В альтернативном случае подложка 11 схемы может включать в себя пленочное основание, включающее стекло содержащую синтетическую смолу, такую как стеклоэпоксидная смола (FR4) или стеклокомпозитная смола (СЕМ3), на которое способом печати нанесена структура межсоединений, содержащая светоотражающий материал.
2
4
Белый резистивный слой 17А и белый водоотталкивающий слой 18, окружающие микросхему светоизлучающего диода 13 расположены в вышеуказанном порядке друг над другом между соответствующими слоями 14А и 14В межсоединений и внешней поверхностью герметизирующей линзы 12. Кроме того, белый резистивный слой 17 расположен на подложке 11 схемы между монтажным слоем 14С для микросхем и соответствующими слоями межсоединений 14А и 14В в зоне, закрываемой герметизирующей линзой 12. Белый резистивный слой содержит, например, частицы неорганического материала, такого как оксид титана (ТiO) и сульфат бария (BaSO), и мелкодисперсный органический материал, такой как пористая акриловая смола или поликарбонатная смола, имеющая многочисленные поры для рассеивания света. В конкретном случае, например, может использоваться паяльный резистивный материал FINDEL DSR-330 S42-13W, изготавливаемый фирмой «ТАМУРА КАКЕН КОРПОРЕЙШН». Каждый из белых резистивных слоев 17 (17А и 17 В) выполняет конкретную светоотражающую функцию (коэффициент отражения ниже половины 80%-го диапазона), хотя этот коэффициент отражения может быть ниже, что не является удобным. В данном варианте осуществления изобретения белые резистивные слои 17 (17А и 17В) служат в качестве светоотражающих слоев (вспомогательных светоотражающих слоев) на внешней поверхности микросхемы светоизлучающего диода 13. Хотя резистивные слои 17 (17А и 17В) на фиг.1 отделены друг от друга, они расположены как твердая пленка на всей поверхности подложки 11 схемы, за исключением участка для монтажа микросхемы светоизлучающего диода 13 и соединительных участков, соединяющих микросхему светоизлучающего диода 13 со слоями межсоединений 14А и 14В. Водоотталкивающий слой 18 окружает герметизирующую линзу 12, накрывающую микросхему светоизлучающего диода 13. для придания этой линзе заранее заданной формы. Водоотталкивающий слой 18 изготовлен из водоотталкивающего материала, такого как фтористая смола, и имеет форму (например, форму кольца), соответствующую форме нижней части герметизирующей линзы 12.
Герметизирующая линза 12 защищает микросхему светоизлучающего диода 13 и улучшает эффективность извлечения света L, излучаемого микросхемой светоизлучающего диода 13. Герметизирующая линза 12 содержит, например, прозрачную органическую смолу, такую как кремниевая или акриловая смола, и накрывает полностью микросхему светоизлучающего диода 13.
Герметизирующая линза 12 может содержать флуоресцентное вещество. Например, прозрачная смола, такая как кремниевая или акриловая смола, смешивается с флуоресцентным веществом в весовом процентном отношении 10%, и благодаря этому можно регулировать цветовой оттенок света, излучаемого всей микросхемой светоизлучающего диода 13. Говоря конкретно, когда свет, имеющий заранее заданную длину волны, излучается микросхемой светоизлучающего диода 13, флуоресцентное вещество, содержащееся в герметизирующей линзе 12, возбуждается, что приводит в результате к изменению длины волны по сравнению с длиной волны света, излучаемого микросхемой. Флуоресцентное вещество может включать в себя, например, иттрий/алюминий/гранат (YAG).
Сначала прозрачная паста 16 наносится на монтажный слой 14С для микросхем структуры межсоединений 14, которая заранее нанесена на подложку 11 схемы, как описано выше, затем микросхема светоизлучающего диода 13 устанавливается на монтажный слой 14С для микросхем, и потом паста 16 нагревается для отверждения. После этого два электрода (электрод n-типа 13А и электрод р-типа 13В) микросхемы светоизлучающего диода 13 соединяются со слоями межсоединений 14А и 14В с помощью проводников 15А и 15В.
После этого резистивный слой 17 формируется на всей поверхности подложки 11 схемы, за исключением монтажной зоны микросхемы светоизлучающего диода 13 и участков соединения между микросхемой светоизлучающего диода 13 и слоями межсоединений 14А и 14В. Водоотталкивающий слой 18 затем формируется на резистивном слое 17, и выполняется заливка компаундом вокруг микросхемы светоизлучающего диода 13, в результате чего она закрепляется на монтажном слое 14С для микросхем с помощью, например, кремниевой смолы или герметизирующего состава. Для выполнения такой заливки компаундом используется соответствующее количество органической смолы, и смола отверждается путем нагрева в течение 4 часов при температуре, например, 150°С. Соответственно, формируется куполообразная герметизирующая линза 12, и в результате может быть образован блок 1 схем источника света, как показано на фиг.1.
В блоке 1 схем источника света свет, излучаемый микросхемой светоизлучающего диода 13, распространяется в основном вперед через герметизирующую линзу 12, но часть его проходит к подложке 11 схемы от задней поверхности микросхемы светоизлучающего диода 13 (свет, излучаемый назад). Свет, излучаемый назад, отражается от поверхности монтажного слоя 14С дл микросхем, имеющего высокую отражательную способность, на котором смонтирована микросхема светоизлучающего диода 13, и проходит вперед, как показано стрелкой на фиг.1. В том случае, когда светорассеивающая пластина (не показана) расположена над блоком схем источника света, часть отраженного света отражается светорассеивающей пластиной и возвращается на подложку 11 схемы, а также вновь возвращается назад к светорассеивающей пластине с помощью белого резистивного слоя 17, который обладает светоотражающей способностью.
Таким образом, в данном варианте осуществления изобретения микросхема светоизлучающего диода 13 непосредственно закреплена на участке драйверов возбуждения (монтажный слой 14С для микросхем) структуры межсоединений 14, имеющей высокую отражающую способность и содержащую алюминий, а монтажный слой 14С для микросхем используется в качестве отражающего слоя. Следовательно, отпадает необходимость в дорогостоящем покрытии серебром светоотражающего слоя, и обычная микросхема светоизлучающего диода может применяться непосредственно, без необходимости заранее формировать светоотражающий слой на задней поверхности микросхемы. Кроме того, обычная (недорогая) прозрачная паста может использоваться для крепления микросхем. Соответственно, конфигурация извлечения света и процесс изготовления упрощаются, и достигается снижение стоимости производства.
Модификации 1-3 вышеописанного варианта осуществления данного изобретения описаны ниже. Компоненты, аналогичные компонентам описанного выше варианта осуществления изобретения, имеют такие же буквенно-цифровые обозначения, и описание этих компонентов и общих преимуществ не приводится.
Модификация 1
Блок 2 схем источника света, показанный на фиг.3А и 3В, имеет множество (например, две) микросхем светоизлучающих диодов 13, каждая из которых накрыта герметизирующей линзой 12, как описано выше, на подложке 11 схемы. Светоотражающий слой 22, содержащий тот же самый светоотражающий материал (например, алюминий), как и материал структуры межсоединений 14, расположен практически над всей зоной незакрытой части структуры межсоединений 14 (слои межсоединений 14А и 14В и монтажный слой 14С для микросхем) на подложке 11 схемы и изготовлены в том же процессе печатного монтажа, что и структура межсоединений 14. Оптическая пластина, такая как светорассеивающая платина 21, расположена над блоком 2 схем источника света.
В блоке 2 схем источника света свет, излучаемый сзади, который исходит от задней поверхности микросхемы светоизлучающего диода 13 в сторону подложки 11 схемы, отражается поверхностью монтажного слоя 14С для микросхем, имеющего высокую светоотражательную способность, и передается вперед, как показано стрелкой на фиг.1, также, как в описанном выше варианте осуществления изобретения. Кроме того, в блоке 2 схем источника света свет, проходящий вперед, в основном рассеивается светорассеивающей пластиной 21, но часть его отражается этой пластиной и возвращается к подложке 11 схемы. Свет, возвратившийся от светорассеивающей пластины 21, эффективно отражается вновь к светорассеивающей пластине 21 с помощью светоотражающего слоя 22, расположенного на непокрытой зоне структуры межсоединений 14. В том случае, когда герметизирующая линза 12 содержит флуоресцентное вещество, свет, излучаемый герметизирующей линзой 12 и проходящий к подложке 11 схемы, сформирована в процессе того же печатного монтажа, что и структура межсоединений 14. Оптическая пластина, такая как светорассеивающая пластина 21, расположена над блоком 2 схем источника света.
В блоке 2 схем источника света излучаемый сзади свет, проходящий от задней поверхности микросхемы светоизлучающего диода 13 к подложке 11 схемы, отражается поверхностью монтажного слоя 14С для микросхем, имеющего высокую отражательную способность, и передается вперед, как показано стрелкой на фиг.1, так же, как в описанном выше варианте осуществления изобретения. Кроме того, в блоке 2 схем источника света, свет, передаваемый вперед, в основном рассеивается светорассеивающей пластиной 21, но часть его отражается этой пластиной и возвращается к подложке 11 схемы. Свет, возвратившийся от светорассеивающей пластины 21, эффективно отражается вновь к светорассеивающей пластине 21 с помощью светоотражающего слоя 22, распложенного в непокрытой зоне структуры межсоединений 14. В том случае, когда герметизирующая линза 12 содержит флуоресцентное вещество, свет, излучаемый герметизирующей линзой 12 и проходящий к подложке 11 схемы, также отражается к светорассеивающей пластине 21 с помощью светоотражающего слоя 22.
Если белый резистивный слой, используемый в блоке 1 схем источника света, нагревается в процессе термообработки после крепления микросхемы путем заливки компаундом, формирования межсоединений или пайки, то светоотражающая способность белого резистивного слоя может снижаться. В блоке 2 схем источника света, однако, поскольку светоотражающий слой 22 сформирован в процессе той же технологической операции печатного монтажа, что и структура межсоединений 14 вместо формирования белого резистивного слоя, светоотражающая способность не уменьшается, и можно добиться снижения стоимости производства.
Модификация 2
В блоке 3 схем источника света, показанном на фигуре 4А, над светоотражающим слоем 22 между микросхемами светоизлучающих диодов 13 и 13 блока 2 схем источника света Модификации 1 дополнительно предусмотрена светоотражающая пластина 23 для того, чтобы добиться увеличения яркости. На фиг.4В показан вид в плане светоотражающей пластины 23, в которой отверстия 23А расположены в местах, соответствующих расположению герметизирующих линз 12. Для изготовления светоотражающей пластины 23 может использоваться тот же самый материал (например, алюминий), что и для изготовления структуры межсоединений 14, однако может применяться материал с более высокой светоотражающей способностью, например белый полиэтилентерефталат (РТЕ).
Модификация 3
В блоке 4 схем источника света, показанном на фиг.4, теплорассеивающая металлическая пластина 24 напрессована на заднюю поверхность подложки 11 схемы описанного выше блока 2 схем источника света и прикреплена к задней раме 26 вместе с подложкой 11 схемы с помощью винтов 25А и 25В. Металлическая пластина 24 представляет собой алюминиевый или медный лист, имеющий толщину, например, от 50 мкм до 150 мкм включительно. Если металлическая пластина имеет указанный диапазон толщины, подложку 11 схемы можно сгибать и складывать вместе с металлической пластиной 24. Металлическая пластина 24 может быть интегрально напрессована на подложку 11 схемы, например, с помощью процесса прокатки, как показано на фиг.6. Говоря конкретно, пленка из органической смолы 27А, алюминиевый лист 28А и клеящий лист 29А подаются от валка 27 для пленки из органической смолы, валка 28 для алюминиевого листа и валка 29 для клеящего листа соответственно к обжимному валку 30. Алюминиевый лист 28А напрессовывается на всю заднюю поверхность валка 27А для пленки из синтетической смолы с помощью прижимного валка 31. После этого, структура межсоединений из алюминия или другого материала распечатывается на поверхности пленки из синтетической смолы 27А с помощью принтера 32 для формирования схем межсоединений. Пленка из синтетической смолы 27А, на которой распечатана структура межсоединений, отрезается до нужного размера с помощью режущего инструмента 33, и в результате образуется подложка 11 схемы, имеющая на задней поверхности металлический лист 24. Следует отметить, что вышеописанный способ не должен быть ограничивающим, и можно использовать другие способы, с помощью которых металлический лист 24 может быть напрессован на подложку 24 схемы без складок перед креплением микросхемы светоизлучающего диода 13. В качестве клеящего состава используется, например, эпоксидная смола. Следует отметить, что частицы с высокой теплопроводностью, такие как частицы оксида алюминия, могут быть подмешаны в клеящий состав для увеличения теплопроводности, с тем чтобы увеличить эффект теплоизлучения, описанный ниже.
Таким образом, металлическая пластина 24 размещается на задней поверхности без складок, и благодаря этому подложка 11 схемы приобретает определенную прочность, несмотря на свою гибкость, что позволяет выполнять крепление микросхем или формировать структуру межсоединений, используя обычный процесс крепления на подложку способом адсорбции.
На рис.7 показан процесс крепления подложки с помощью установки для микросварки межсоединений. В установке для микросварки межсоединений подложка 11 схемы устанавливается на основание 34, имеющее множество адсорбционных портов 34А, так что подложка 11 схемы закрепляется на основании 34 с помощью метода вакуумной адсорбции через адсорбционные порты 34А. В этом состоянии производится сварка межсоединений головкой 35. Поскольку подложка 11 в Модификации 3 в это время имеет определенную твердость благодаря металлическому листу 24, складки не образуются на подложке 11 схемы. Соответственно автоматическое присоединение проводников может быть выполнено с помощью обычной установку для микросварки проволочных выводов, без увеличения количества адсорбционных портов 34А.
Кроме того, в этом варианте осуществления изобретения тепло, выделяемое микросхемой светоизлучающего диода 13, передается на всю поверхность металлической пластины 24 (алюминиевый лист) и эффективно передается на заднюю раму 24 через металлическую пластину 24. Говоря конкретно, металлический лист 24 может эффективно рассеивать тепло. Кроме того, в том случае, когда металлический лист 24 и светоотражающий слой 22 на передней поверхности подложки 11 схемы изготовлены из одного и того же материала, например, алюминия, коэффициент теплового расширения оказывается одинаковым у обеих сторон подложки 11 схемы, что приводит в результате к исключению появления складок на подложке 11 схемы.
Вышеописанные блоки 1-4 схем источника света являются складывающимися и, таким образом, могут использоваться в устройствах подсветки для различных применений, таких как уличное освещение или освещение хирургических кабинетов. Кроме того, каждый блок схем источника света может применяться для задней подсветки (в устройстве подсветки) дисплея, такого как жидкокристаллический дисплей. В этом случае блок схем источника света может использоваться либо в прямой задней подсветке, в которой источник света расположен непосредственно под жидкокристаллической панелью, либо в боковой задней подсветке, в которой источник света расположен на торцевой стороне светонаправляющей пластины.
Пример применения 1
На фиг.8 показана конфигурация жидкокристаллического дисплея, использующего прямую заднюю подсветку 40. Задняя подсветка 40 включает в себя, например, блок 1 схем источника света, расположенный на нижней части задней рамы 41 (опорный элемент). Средняя рама 42 поддерживает оптическую пластину, например, светорассеивающую пластину 43, над блоком 1 схем источника света. Светорассеивающая пластина также расположена на каждой боковой стенке задней рамы 41.
В жидкокристаллическом дисплее световой поток L, выходящий из герметизирующей линзы 12 блока 1 схем источника света, в основном проходит через светорассеивающую пластину 43 и достигает жидкокристаллической панели 45, а часть светового потока L отражается светорассеивающими пластинами 43 и 44. Отраженный свет возвращается к светорассеивающей пластине 43 с помощью описанного выше белого резистивного слоя или светоотражающей пластины и достигает жидкокристаллической панели 45, в результате чего на дисплее формируется изображение.
Пример применения 2
В описанной выше прямой задней подсветке трудно изготовить крупногабаритный блок 1 схем источника света по причине трудности изготовления подложки, так что подложку в некоторых случаях приходится разбивать на небольшие части. На фиг.9А и 9В показана конфигурация устройства задней подсветки 50, использующей такие разделенные на части подложки. На фиг.9А дано изображение в плане конфигурации задней подсветки 50, а на фиг.9В. показана эта конфигурация в разрезе. Задняя подсветка 50 включает в себя, например, блок 1 схем источника света, расположенный в нижней части задней рамы 51 (опорный элемент). Множество блоков 1 схем источника света соединены между собой параллельно, а одна светоотражающая пластина 58 является общей для множества блоков 1 схем источника света. Светоотражающая пластина 58 изготовлена, например, из алюминия и имеет отверстия 51 А, соответствующие микросхемам светоизлучающих диодов 13.
Средняя рама 52 поддерживает светорассеивающую пластину 53 над блоком 1 схем источника света. Жидкокристаллическая панель 54 расположена перед задней подсветкой 50. Подложка 55 схемы управления светоизлучающими диодами, предназначенная для подачи управляющего тока к блоку 1 схем светоизлучающих диодов, расположена на задней поверхности задней рамы 51. Подложка 55 схемы управления светоизлучающими диодами имеет соединительный разъем 55А. Один конец гибкого плоского кабеля (FFC) 57 подключается к одной стороне светоотражательной пластины 51 с помощью термокомпрессионной сварки с использованием между ними анизотропной проводящей смолы (ACF) 56. Задняя рама 51 имеет сквозное отверстие 57А, форма которого соответствует форме конца гибкого плоского кабеля 57 (прямоугольник). Гибкий плоский кабель 57 складывается изнутри задней рамы 51 вдоль ее задней поверхности, проходя через сквозное отверстие 57А. На конце гибкого плоского кабеля 57 сформирован штыревой разъем, который вставляется в разъем 55А подложки 55 схемы управления светоизлучающими диодами для электрического соединения.
В жидкокристаллическом дисплее, имеющем такую заднюю подсветку 50, поскольку используются разделенные на части подложки, даже если в процессе крепления образуется дефектная подложка, потребуется отремонтировать только одну неисправную подложку, без необходимости ремонта всех подложек.
Пример применения 3
На фиг.10 показана конфигурация жидкокристаллического дисплея согласно Примеру применения 3. Задняя подсветка 60 включает в себя, например, блок 1 схем источника света, расположенный в нижней части задней рамы 61. Средняя рама 62 поддерживает светорассеивающую пластину 63 над блоком 1 схем источника света. Жидкокристаллическая панель 64 расположена перед задней подсветкой 60. Подложка 65 схемы управления светоизлучающими диодами расположена на задней поверхности задней рамы 61. Подложка 65 схемы управления светодиодами имеет соединительный разъем 65А. Задняя рама 61 имеет сквозное отверстие 61А, форма которого соответствует форме торцевой стороны подложки 11 схемы блока 1 схем источника света. Торцевая часть подложки 11 схемы складывается вдоль задней поверхности задней рамы 61 через сквозное отверстие 61 А. Торец подложки 11 схемы выполнен в виде штыревого разъема, который вставляется в соединительный разъем 65А подложки 65 схемы управления светоизлучающими диодами для электрического соединения. В том случае, когда структура межсоединений 14 на подложке 11 схемы выполнена из алюминия, а контакт соединительного разъема 65А выполнен с покрытием золотом, желательно, чтобы торец штыревого разъема подложки 11 схемы имел покрытие золотом или оловом, чтобы предотвратить электролитическую коррозию, вызываемую разнородными металлами.
В прошлом подложка схемы светоизлучающих диодов электрически соединялась с подложкой схемы управления светоизлучающими диодами посредством разъемов соответствующих подложек с помощью гибкого плоского кабеля или гибкого жгута проводов. Однако, поскольку стоимость самого светоизлучающего диода значительно снизилась, стоимость соединительного разъема или соединительного элемента стала значительной по отношению к стоимости светоизлучающих диодов. В данном варианте осуществления изобретения подложка 11 схемы блока 1 схем источника света является гибкой и складывающейся к задней поверхности задней рамы 61, как показано на фиг.10, и таким образом соединительный разъем и проводниковый соединитель становятся ненужными, что позволяет уменьшить количество компонентов и снизить стоимость.
Пример применения 4
На фиг.11 показана конфигурация жидкокристаллического дисплея, включающего в себя прямую заднюю подсветку. Задняя подсветка 70 включает в себя, например, блок 1 схем источника света, расположенный в нижней части задней рамы 71. Средняя рама 72 поддерживает светорассеивающую пластину 73 над блоком 1 схем источника света. Блок 1 схем источника света имеет дополнительно светоотражающую пластину 23. Жидкокристаллическая панель 74 расположена перед задней подсветкой 70. Подложка 75 схемы управления светоизлучающими диодами, предназначенная для подачи тока управления к блоку 1 схем источника света, расположена на задней поверхности задней рамы 71. Положка 75 схемы управления светоизлучающими диодами имеет соединительный разъем 75А. Блок 1 схем источника света электрически соединяется с подложкой 75 схемы управления светоизлучающими диодами таким же образом, как в Примере применения 3. Задняя крышка 76 (задний защитный элемент) проходит от задней поверхности задней рамы 71 до периферии передней поверхности жидкокристаллической панели 74.
В задней подсветке 70 задняя рама 71 изогнута в направлении вертикального и горизонтального концов задней подсветки 70, и блок 1 схем источника света соответственно изогнут. В этом блоке 1 схем источника света расстояние между микросхемами светоизлучающих диодов 13 более узкое в месте рядом с вертикальным и горизонтальным концами из-за увеличения кривизны. Ток управления, подаваемый к микросхемам светоизлучающих диодов 13, также уменьшается с уменьшением величины этого расстояния или с увеличением плотности монтажа микросхем светоизлучающих диодов. Задняя крышка 76 имеет также конусную часть 76А, соответствующую кривизне задней рамы 71.
Говоря конкретно, задняя рама 71 и блок 1 схем источника света изогнуты для того, чтобы уменьшить толщину в месте ближе к его вертикальному и горизонтальному концам, а задняя крышка 76 имеет соответственно конусную часть 76, с тем чтобы жидкокристаллический дисплей в целом выглядел тонким. В жидкокристаллическом дисплее, имеющем такую конфигурацию, микросхема светоизлучающего диода 13 блока 1 источника света имеет меньшее оптическое расстояние от жидкокристаллической панели 74 в месте, расположенном ближе к каждому концу блока 1 схем источника света, и таким образом, если расстояния между отдельными микросхемами светоизлучающих диодов одинаковы, то происходит точечная неравномерность яркости освещения, вызываемая микросхемами светоизлучающих диодов. В примере применения 4 расстояние между микросхемами светоизлучающих диодов 13 меняется в зависимости от степени кривизны блока 1 схем источника света, и ток управления, подаваемый к микросхемам светоизлучающих диодов 13, также меняется в ответ на изменяющееся расстояние. Это позволяет регулировать величину яркости поверхности жидкокристаллической панели 74, чтобы яркость была равномерной.
Пример применения 5
На фиг.12 показана конфигурация жидкокристаллического дисплея, включающего в себя боковую заднюю подсветку. Задняя подсветка 80 включает в себя, например, блок 1 схем источника света, который расположен на боковой стенке задней рамы 81 (опорный элемент) таким образом, что он находится напротив торцевой поверхности светонаправляющей пластины 81. Средняя рама 82 поддерживает светорассеивающую пластину 83 над блоком 1 схем источника света. Жидкокристаллическая панель 84 расположена перед задней подсветкой 80.
В жидкокристаллическом дисплее направление светового потока L, проходящего от герметизирующей линзы 12 блока 1 схем источника света, изменяется с помощью светонаправляющей пластины 81, так что световой поток проходит к светорассеивающей пластине 83. После этого, как в случае, показанном на фиг.8, световой поток L в основном проходит через светорассеивающую пластину 83 и достигает жидкокристаллической панели 84, а часть светового потока L отражается светорассеивающей пластиной 83. Отраженный свет возвращается к светорассеивающей пластине 83 с помощью вышеописанного белого резистивного слоя или светоотражающей пластины и достигает жидкокристаллической панели 84, в результате чего на ней формируется изображение.
Хотя предлагаемая технология была описана в приведенных выше варианте осуществления изобретения и его модификациях, технология не ограничивается вариантом осуществления данного изобретения и может содержать различные модификации или изменения. Например, хотя вариант осуществления данного изобретения и его модификации были описаны для случая, когда микросхема светоизлучающего диода имеет два электрода на одной стороне, может использоваться тип микросхемы светоизлучающего диода 61, как показано на фиг.13, у которой электрод n-типа 61А и электрод р-типа 61 В расположены друг против друга на противоположных сторонах микросхемы светоизлучающего диода. В этом случае монтажный слой 14С для микросхем формируется интегрально со слоем межсоединений 14 В, а прозрачная паста 62 изготавливается из электропроводящего материала. Говоря конкретно, ток управления подается на электрод р-типа 61 В микросхемы светоизлучающего диода 61 через слой межсоединений 14А и соединительный проводник 15А и подается на электрод n-типа 61А через слой межсоединений 14 В и монтажный слой 14С для микросхем.
Технология данного изобретения может иметь следующие конфигурации.
(1) Блок схем источника света, включающий в себя:
подложку схемы, которая содержит на своей поверхности светоотражающую структуру межсоединений и включает в себя монтажный слой для микросхем в качестве составной части структуры межсоединений; и
одну или большее число микросхем светоизлучающих элементов, которые непосредственно монтируются на монтажном слое для микросхем и управляются током, протекающим через структуру межсоединений.
(2) Блок схем источника света по п.(1), содержащий дополнительно герметизирующую линзу на подложке схемы, причем герметизирующая линза закрывает микросхему светоизлучающего элемента и окружающее ее пространство.
(3) Блок схем источника света по п.(1) или (2), отличающийся тем, что в нем микросхема светоизлучающего элемента выполнена в виде светоизлучающего диода.
(4) Блок схем источника света по любому из пп. (1) - (3), отличающийся тем, что в нем:
микросхема светоизлучающего элемента имеет два электрода на одной стороне, и структура межсоединений включает в себя первый и второй слои межсоединений, которые электрически соединяют монтажный слой для микросхем с соответствующими двумя электродами микросхемы светоизлучающего элемента.
(5) Блок схем источника света по любому из пп. (1) - (4), отличающийся тем, что в нем:
микросхема светоизлучающего элемента имеет первый и второй электроды на соответствующих двух сторонах микросхемы, и
структура межсоединений включает в себя первый слой межсоединений, который служит в качестве монтажного слоя для микросхем и электрически соединен с первым электродом микросхемы светоизлучающего элемента, а второй слой межсоединений электрически соединен со вторым электродом микросхемы светоизлучающего элемента.
(6) Блок схем источника света по любому из пп. (1) - (5), отличающийся тем, что он дополнительно включает в себя:
белый резистивный слой, расположенный между структурой межсоединений и герметизирующей линзой; и
светоотражающий слой, сформированный из того же материала, как и белый резистивный слой между участками структуры межсоединений в зоне, закрытой герметизирующей линзой.
(7) Блок схем источника света по любому из пп.(1) - (4), отличающийся тем, что он дополнительно содержит светоотражающий слой по меньшей мере между участками структуры межсоединений в зоне, закрытой герметизирующей линзой на подложке схемы, причем светоотражающий слой изготовлен из того же материала, что и структура межсоединений.
(8) Блок схем источника света по любому из пп.(1) - (7), отличающийся тем, что он дополнительно содержит светоотражающую пластину, имеющую отверстие, соответствующее месту расположения герметизирующей линзы, и расположен над всей зоной подложки схемы.
(9) Блок схем источника света по любому из пп.(1) - (8), отличающийся тем, что в нем подложка схемы содержит пленку из синтетической смолы, на которую способом печати нанесена структура межсоединений, светоотражающую металлическая подложку, имеющую на своей поверхности изолирующую пленку, причем структура межсоединений нанесена способом печати на изолирующую пленку, или стеклосодержащую пленку из синтетической смолы, на которую способом печати нанесена структура межсоединений.
(10) Блок схем источника света по любому из пп.(1) - (9), отличающуюся тем, что в нем две или большее число микросхем светоизлучающих элементов расположены на подложке для схемы, а светоотражающий слой расположен над всей поверхностью подложки схемы, включая зону между микросхемами светоизлучающих элементов.
(11) Блок схем источника света по любому из пп.(1) - (10), отличающийся тем, что в нем теплорассеивающая металлическая пластина напрессована на заднюю поверхность подложки схемы.
(12) Устройство подсветки, включающее в себя: блок схем источника света;
опорный элемент, который поддерживает блок схем источника света; и
светорассеивающую пластину, расположенную напротив всей зоны блока схем источника света,
в котором блок схем источника света включает в себя подложку схемы, которая имеет на своей поверхности светоотражающую структуру межсоединений и содержит монтажный слой для микросхем в качестве составной части структуры межсоединений, и множество микросхем светоизлучающих элементов, которые непосредственно установлены на монтажном слое для микросхем и управляются током, протекающим через структуру межсоединений.
(13) Устройство подсветки, включающее в себя:
светонаправляющую пластину;
опорный элемент, который поддерживает светонаправляющую пластину;
светорассеивающую пластину, расположенную напротив торцевой поверхности светонаправляющей пластины в опорном элементе,
в котором блок схем источника света включает в себя:
подложку схемы, которая имеет на своей поверхности светоотражающую структуру межсоединений и содержит монтажный слой для микросхем в качестве составной части структуры межсоединений, и
множество микросхем светоизлучающих элементов, которые непосредственно установлены на монтажный слой для микросхем и управляются током, протекающим через структуру межсоединений.
(14) Устройство подсветки, включающее в себя:
опорный элемент, имеющий сквозное отверстие, проходящее от передней поверхности до задней поверхности опорного элемента;
оптическую пластину, поддерживаемую перед опорным элементом;
подложку схемы управления, имеющую соединительный разъем и расположенную на задней поверхности опорного элемента; и
складывающийся блок схем источника света, который расположен между оптической пластиной и опорным элементом, проходит до задней поверхности опорного элемента через сквозное отверстие и электрически соединяется с подложкой схемы управления с помощью соединительного разъема,
в котором блок схем источника света включает в себя:
подложку схемы, на поверхность которой нанесена светоотражающая структура межсоединений и которая содержит монтажный слой для микросхем в качестве составной части структуры межсоединений, и
одну или большее число микросхем светоизлучающих элементов, которые непосредственно установлены на монтажный слой для микросхем и управляются током, протекающим через структуру межсоединений.
(15) Устройство подсветки, включающее в себя:
опорный элемент, имеющий сквозное отверстие, проходящее от задней поверхности до передней поверхности опорного элемента;
оптическую пластину, поддерживаемую перед опорным элементом;
подложку схемы управления, имеющую соединительный разъем и расположенную на задней поверхности опорного элемента;
множество блоков схем источника света, соединенных параллельно и расположенных между оптической пластиной и опорным элементом;
складывающийся соединительный элемент, который проходит от внутренней поверхности опорного элемента до его задней поверхности через сквозное отверстие и электрически соединен с каждым из множества блоков схем источника света с помощью анизотропной электропроводящей смолы и с подложкой схемы управления с помощью соединительного разъема,
в котором блок схем источника света включает в себя:
подложку схемы, содержащую на своей поверхности структуру межсоединений и включающую в себя монтажный слой для микросхем в качестве составной части структуры межсоединений, и
одну или большее число микросхем светоизлучающих элементов, которые непосредственно установлены на монтажном слое для микросхем и управляются током, протекающим через структуру межсоединений.
(16) Устройство подсветки, включающее в себя:
оптическую пластину;
опорный элемент, имеющий изогнутую нижнюю часть, что позволяет постепенно уменьшать расстояние от оптической пластины, измеряемое от центра опорного элемента до его торцевого конца;
складывающийся блок схем источника света, который содержит множество микросхем светоизлучающих элементов, расположенных в один или несколько рядов, причем блок схем источника света расположен в опорном элементе вдоль его нижней изогнутой поверхности, и
задний защитный элемент, который закрывает всю заднюю поверхность опорного элемента от обоих соседних концов оптической пластины и имеет наклонную поверхность, форма которой соответствует форме изогнутой нижней части опорного элемента,
в котором блок схем источника света включает в себя:
подложку схемы, на поверхности которой нанесена светоотражающая структура межсоединений и которая содержит монтажный слой для микросхем в качестве составной части структуры межсоединений, и
одну или большее число микросхем светоизлучающих элементов, которые непосредственно установлены на монтажный слой для микросхем и управляются током, протекающим через структуру межсоединений.
(17) Устройство подсветки по п.(16), отличающееся тем, что в нем расстояние между соседними микросхемами множества микросхем светоизлучающих элементов, расположенных в ряд, уменьшается с уменьшением ширины монтажного пространства.
(18) Устройство подсветки по п.(17), отличающееся тем, что в нем ток управления, подаваемый к множеству микросхем светоизлучающих элементов, регулируется для обеспечения равномерности яркости освещения в зависимости от величины расстояния между соседними микросхемами множества микросхем светоизлучающих элементов, расположенных в ряд.
(19) Дисплей, содержащий:
дисплейную панель; и
блок схем источника света в качестве источника света для дисплейной панели,
в котором блок схем источника света включает в себя:
подложку схемы, на поверхность которой нанесена светоотражающая структура межсоединений и которая содержит монтажный слой для микросхем в качестве составной части структуры межсоединений, и
одну или большее число микросхем светоизлучающих элементов, которые непосредственно установлены на монтажный слой для микросхем и управляются током, протекающим через структуру межсоединений.
Данная патентная заявка составляет описание предмета изобретения, имеющего отношение к патентной заявке в Японии №JP 2011-64582, зарегистрированной Патентным бюро Японии 23 марта 2011 г., полное содержание которой прилагается к настоящему документу в качестве ссылки.
Следует понимать, что квалифицированные специалисты в данной области техники могут предложить различные модификации, комбинации, дополнительные комбинации и изменения в зависимости от конструктивных требований и других факторов, при условии, что они будут находиться в рамках объема данного изобретения, описанных в прилагаемой формуле изобретения или эквивалентны ей.