CN1251001C - 制造表面发光的背光装置的方法,和表面发光的背光装置 - Google Patents

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Abstract

一种制造表面发光的背光装置(100)的方法，包括以下步骤：通过插入模铸形成一个引导架(1)和树脂模铸的外壳(2)，将红、蓝和绿LED片的光源(4)附加到处于模铸外壳(2)的一个空的空间中的引导架(1)的接触端处，通过采用透明的或半透明的树脂填充空的空间来形成一个光导(3)部分，之后根据背光装置的应用附加一个反射器片(5)和透镜片(6，7)(或散射器片)。

Description

制造表面发光的背光装置的方法，和表面发光的背光装置
技术领域
本发明涉及一种制造表面发光的背光装置(backlight)的方法和由所述方法制造的表面发光的背光装置。
背景技术
用于液晶显示器等的传统的表面发光的背光装置由一个光源、一个用于从光源导光的的透明的树脂板(光导板)、一个底板、一个散射器片或透镜片、以及一个上外壳组成。采用其中将芯状发光二极管(chip LED)附加到一个板上的一个LED单元作为光源。
按照传统的制造方法，光导板、外壳、光源、和光源的板是作为独立的部件而准备的，并且由人手组装成最终的产品。
然而，按照这种传统的方法，在使得光源相对于其发光表面水平地发光的侧边沿型背光装置的情况下，上外壳必须具有一定的厚度，以便将光源板附加到其侧壁上，并且由此产生了一个问题，即存在着对于实现较小和较薄的背光装置的限制。
而且，芯状LED具有狭窄的光辐射角度。于是，在使得光源相对于其发光表面垂直地发光的底层型背光装置的情况下，必须将大的面积固定在发光表面以辐射光。这需更底层型背光装置在外壳的底表面至发光表面之间为光通道给出一定的长度，因此就难以实施较小和较薄的背光装置。
而且，这些作为独立制造和运输部件的背光装置的组件在运输中会受到机械损坏的影响，并且在组装中受到尘埃的污染。
而且，小的液晶显示器采用小的背光装置。于是，这种小的背光装置的部件的人手组装实行起来是极为困难的，因此产生了操作效率减弱的问题。
特别地，将光源板附加到上外壳的传统技术需要将为光源提供电力的信号线焊接到板上，这种操作是极为麻烦的。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种制造表面发光的背光装置的方法，该背光装置的在结构上如此简单使得可简化其制造过程并且可减小其尺寸和厚度，以及由所述方法制造的这种表面发光的背光装置。
本发明的上述目的可由本发明的一种制造表面发光的背光装置的方法来达到，它具有以下处理步骤：与一个由树脂制造的并且带有一个具有至少一个用作反射表面的内表面的空的空间的模铸外壳整体地模铸一个接触部件，用于接触发光装置(emissive means)，使得所述接触部件的导电接触端暴露于所述空的空间的内部；将所述发光装置设置在至少其中一个所述导电接触端处；和，采用光导装置(light guide means)基本上均匀地覆盖所述空的空间的所述内部。
根据本发明，各处理步骤可被自动化，由此改善了操作效率。
在本发明的一个方面，所述模铸一个与发光装置接触的部件的处理步骤是一个通过插入模铸将所述接触部件埋入所述模铸外壳的处理步骤。
根据这个方面，各处理步骤可被自动化，由此改善了操作效率。
在本发明的另一个方面，所述采用光导装置覆盖所述空的空间的所述内部的处理步骤是一个采用一种透明的或半透明的树脂填充所述空的空间的处理步骤。
根据这个方面，采用光导装置基本上均匀地覆盖所述空的空间的所述内部的处理步骤是一个采用一种透明的或半透明的树脂填充所述空的空间的处理步骤，据此，此步骤可被自动化，由此改善了操作效率。
在本发明的又一个方面，所述设置所述发光装置的处理步骤是将至少一个发光半导体片作为所述发光装置附加到所述其中至少一个所述导电接触端的处理步骤。
根据这个方面，设置所述发光装置的处理步骤是将至少一个发光半导体片作为所述发光装置附加到所述其中至少一个所述导电接触端的处理步骤，据此，此步骤可被自动化，由此改善了操作效率。
在本发明的又一个方面，所述方法还带有一个在与所述模铸外壳整体地模铸所述用于接触所述发光装置的接触部件的所述处理步骤的期间或之后使所述模铸外壳的所述空的空间的至少一个内表面粗糙化以用于光的散射的处理步骤。
根据这个方面，在与所述模铸外壳整体地模铸所述用于接触所述发光装置的接触部件的所述处理步骤的期间或之后使所述模铸外壳的所述空的空间的至少一个内表面粗糙化的处理步骤是为了光的散射，据此，能够从其发光表面有效地辐射光的一个表面发光的背光装置可通过自动化容易地制造。
本发明的上述目的可由本发明的一种表面发光的背光装置来达到。该背光装置具有：一个由树脂制造的带有一个具有用作反射表面的至少一个内表面的空的空间的模铸外壳；一个用于接触发光装置(emissive means)的接触部件，它与所述模铸外壳整体地模铸，使得所述接触部件的导电接触端暴露于所述空的空间的内部；设置在其中至少一个所述导电接触端处的发光装置；和，用于基本上均匀地覆盖所述空的空间的所述内部的光导装置(light guidemeans)。
根据本发明，模铸外壳和接触部件是整体地模铸的，发光装置直接设置在整体模铸的外壳的空的空间中的至少一个导电接触端处，并且光导装置基本上均匀地覆盖凹进部分，据此，表面发光的背光装置采用较少数量的部件，因此在结构上较传统的背光装置较小和较薄。
在本发明的一个方面，所述光导装置是一种透明的或包含散射材料的半透明的树脂。
根据本发明，光导装置是一种透明的或包含散射材料的半透明的树脂，据此，光可有效地从发光表面辐射。
在本发明的另一个方面，所述空的空间带有一个用于散射的粗糙的表面，作为所述至少一个内表面。
根据这个方面，所述空的空间带有一个用于散射的粗糙的表面，作为所述至少一个内表面，据此，光线可均匀地散射以达到从发光表面的有效的辐射。
在本发明的又一个方面，所述发光装置设置成使得在垂直于所述表面发光的背光装置的一个发光表面的方向上发射光。
根据这个方面，发光装置设置成使得在垂直于所述表面发光的背光装置的一个发光表面的方向发射光，据此，可容易地改善背光装置的强度。
在本发明的又一个方面，所述发光装置设置在所述发光表面的一个发光区的一端或两端，并且其中用于从所述发光装置向所述发光区的基本上整个区域反射光的反射装置设置在所述发光装置之上。
根据这个方面，发光装置设置在所述发光表面的一个发光区的一端或两端，并且其中用于从所述发光装置向所述发光区域的基本上整个区域反射光的反射装置设置在所述发光装置之上，据此，即使光是在垂直于表面发光的背光装置的发光表面的方向上发射，来自发光装置的光可被满意地反射在发光区的整个区域上。
在本发明的又一个方面，所述发光装置设置成使得在水平于所述表面发光的背光装置的一个发光表面的方向上发射光。
根据这个方面，发光装置设置成使得在水平于所述表面发光的背光装置的一个发光表面的方向发射光，据此，可改善发射效率。
在本发明的又一个方面，所述发光装置是一个发光半导体片。
根据这个方面，发光装置是一个发光半导体片，据此，表面发光的背光装置可制造得小于和薄于传统的背光装置。
在本发明的又一个方面，多个不同颜色的发光装置设置在所述其中至少一个所述导电接触端处。
根据这个方面，多个不同颜色的发光装置设置在所述其中至少一个所述导电接触端处，据此，在调整光强和色度平衡方面的自由度得以提高。
附图说明
图1是示出根据本发明的一个实施例的表面发光的背光装置的一般结构的分解图；
图2A和2B是分别示出根据本发明的实施例的表面发光的背光装置的一般结构的平面图和剖面图；
图3是示出根据本发明的实施例的表面发光的背光装置的一个引导架和一个焊接外壳的结构的一个例子的视图；
图4是图解如何将光源附加到图3的焊接外壳的一个例子的视图；
图5A是图解如何使根据本发明的实施例的表面发光的背光装置中的焊接外壳的一个内底面变粗糙的一个例子的视图，图5B是图解同样内容的另一个例子的视图；
图6是示出制造根据本发明的实施例的表面发光的背光装置的一种方法的流程图；
图7A是示出在何处并且如何将多个光源附加到根据本发明的实施例的表面发光的背光装置中的一个第一变化的平面图，图7B是示出其位置的剖面图；
图8A是示出在何处并且如何将多个光源附加到根据本发明的实施例的表面发光的背光装置中的一个第二变化的平面图，图8B是示出其位置的剖面图；
图9A是示出在何处并且如何将多个光源附加到根据本发明的实施例的表面发光的背光装置中的一个第三变化的平面图，图9B是示出其位置的剖面图；
图10A是示出在何处并且如何将多个光源附加到根据本发明的实施例的表面发光的背光装置中的一个第四变化的平面图，图10B是示出一个光源的位置的剖面图；
图11A是示出在何处并且如何将多个光源附加到根据本发明的实施例的表面发光的背光装置中的一个第五变化的平面图，图11B是示出一个光源的位置的剖面图；
图12A是示出在何处并且如何将多个光源附加到根据本发明的实施例的表面发光的背光装置中的一个第一变化的平面图，图12B是沿图12A的y-y线得到的剖面图，图12C是沿图12A的x-x线得到的剖面图；
图13是示出根据本发明的另一个实施例的表面发光的背光装置的透视图；
图14是图解制造根据本发明的这另一个实施例的表面发光的背光装置的一种方法的一个第一变化的视图；
图15是图解同样内容的一个第二变化的视图。
优选实施例的详细说明
现参照附图所示的优选实施例描述本发明。
参照图1、2A和2B，根据本发明的一个实施例的一个背光装置100由一个引导架1、一个焊接外壳2、一个光导部分3、光源4、一个反射器片5、一个第一透镜片(或一个散射器片)6、和一个第二透镜片(或一个散射器片)7组成。
作为一个接触部件的引导架1由金属制成，例如铜或金。在本实施例中，引导架1包括一个第一引导架1a、一个第二引导架1b、一个第三引导架1c、和一个第四引导架1d。如图3和4所示，第一至第四引导架1a至1d形成在一个或两个支撑架10和11上。支撑架10和11允许多个引导架1a至1d在同一时间形成其上。
焊接外壳2通过插入焊接与引导架1整体地形成。用于焊接的树脂包括那些能够满意地反射的颜色，例如，白或灰白光。如图1所示，外壳2在形状上是平的和矩形的，沿其四侧有升高的边缘，以提供一个如同空的平的盒子的空的空间，并且其内底面是倾斜的，用于反射。而且，如图3所示，一个光源定位区域2a设置成使得各引导架1的接触端1a’、1b’、1c’、和1d’向该区域暴露。图4示出一个例子，其中光源4直接附加到接触端1a’处。
而且，如图5A所示，焊接外壳2的内底面被变得粗糙，以具有众多的凸起2b，用于均匀地散射从光源辐射的光线。粗糙化可按各成例如图5B所示的直线或者是曲线的脊状凸起2b的形式提供。粗糙化可借助于采用焊接、用于不抛光的点印、切割等的转换来执行。而且，用于粗糙化的表面不限于外壳2的内底面，而其内侧表面也可一同变得粗糙。
光导部分3的形成是通过将光源4定位于例如接触点1a’、执行一个必要的粘结步骤、用一种透明的或半透明的树脂填充外壳2的空的空间、然后使树脂固化。部分3可通过将一个已注入模铸的光导板安装到外壳2的空的空间中而形成。
未封装的LED片用作光源4。在本实施例中，作为一个例子，两个红LED片4a、一个蓝LED片4b、和一个绿LED片4c用于全色(full color)显示。一个解释性的全色显示方法是在一个时间划分基础上操作这些彩色LED片。而且，在本实施例中，白光是通过操作这些片以混合其光线而产生的。
反射器片5设计成有效地将光线从光源4引导到外壳2的空的空间中。在根据本实施例的背光装置100中，模铸外壳2的上表面用作一个发光表面(见图2A和2B)，光源4设置在如可以见到的沿外壳2的长度的发光表面的一端附近的一个位置处。而且，由于光线是垂直地相对于发光表面从LED片发射出，反射器片5必须用于朝向发光表面的发光区有效地反射这些光线(见图2A)。
第一和第二透镜片6和7用作增加发光表面的光强。根据光源4和/或光导部分3的设置等，可仅采用其中一个透镜片或者可省去这些透镜片。而且，透镜片可以用作改善发光区上的光强的均匀性的散射器片来代替。于是，一个透镜片和一个散射器片的组合或者只用多个散射器片都是可行的。透镜片或散射器片的数量没有限制，但根据背光装置的规格等是可适当地选择的。
以下参照附图6的流程图描述根据本实施例的一种制造背光装置的方法。
首先，形成引导架1，它在支撑架10和11之间带有多个引导架1a至1d(步骤S1)。
接着，当采用一个铸模将引导架1a至1b固定在其预定的位置处时，将树脂注入在铸模中形成的一个孔穴中，由此通过插入模铸将引导架1和模铸的外壳2整体地模铸(步骤S2)。注意，由于在本实施例中是借助于以铸模的转换来执行粗糙化的，所以在步骤S2中形成前述类型的凸起。类似地，也可在此步骤S2中执行包括印刷在内的其它的粗糙化的方法。
然后，通过片粘结将作为光源4的各彩色LED片附加到延伸进模铸外壳2内的第一至第四引导架1a至1d的一个或多个接触端(步骤S3)。
接着，通过导线粘结将这些彩色LED片电连接至剩余的接触端(步骤S4)。
然后，以掩埋外壳2的空的空间的整个区域的方式填充透明的或半透明的树脂以形成光导部分3(步骤S5)。
接着，将反射器片5黏附到模铸外壳2的对应于附加有光源4的区域的一个上表面部分(步骤S6)。
之后，以均匀地覆盖外壳2的顶端的方式黏附第一和第二透镜片(或散射器片)6和7(步骤S7)。
如上所述，根据本发明的制造背光装置的方法，仅通过准备其部件，即引导架1、光源4、反射器片5、和第一和第二透镜片6和7，就可以自动化的处理步骤制造背光装置。
因此，本发明的方法可达到远优于传统的制造方法的操作效率，后者包括构建模铸外壳2、将光源板连接到引导线、附加光导板等手动的操作。而且，本发明的采用树脂填充外壳2的空的空间以形成光导部分3的技术对于防止在运输过程中的机械损坏和制造过程中的灰尘污染以可靠地保护部分3是良有贡献的，这些问题是传统的方法所要面对的。
接着，对根据本实施例的背光装置描述光源4的示例性的位置。
图1、2A和2B示出其中设置了两个红的、一个蓝的、和一个绿的LED片的例子。这些片设置在跨过模铸外壳2的宽度的一个中央位置、沿外壳2的长度的一个端侧位置、和就外壳2的深度而言的一个最深的位置。
在此例中，通过操作这些彩色LED片以混合其光线来产生白光。采用红、蓝和绿LED片对增加发光部分的以及由此的背光的光强是有所贡献的。而且，通过采用两倍于其它颜色的LED片的数量的红LED片，可维持一个理想的色度平衡，这是产生理想的白光所需要的。
一个红LED的亮度大约是一个蓝或绿LED的一半。于是，当每一种颜色所采用的LED的数量相同时，提供给红LED的电流必须为提供给蓝或绿LED的电流的两倍。由于可用于LED的最大电流大约是20mA，在传统的背光装置(其中所采用的是已附加到其上的具有各一个红、蓝和绿LED的接触部件模块)中，例如，为红LED设置20mA，为蓝和绿LED设置10mA。然而，由于LED的强度从一个片到另一个片浮动，为了获得期望的光强，就必须调整提供给各颜色的LED的电流。在如上述的传统的例子中当将提供给红LED的电流初始地固定在20mA的最大电流时，会保持如此，并且由此产生一个严重的问题。即，由于提供给红LED的最大电流是固定的并且因此是不可调整的，就只能够必须调整要提供给蓝和绿LED的电流。然而，对于获得为产生理想的白光所需要的理想的色度平衡来说，只对蓝和绿LED进行的这种调整是不足够的。
相反，在本实施例中，采用未封装的LED片作为光源4，对每一种颜色可附加多个LED片。例如，如果设置两个串联连接的红LED片和各一个蓝和绿LED，提供给各蓝和绿LED片的电流可设置为例如20mA，两个串联连接的红LED片也可分别设置例如20mA的总电流。
此外，所有LED片可以其最大电流而使用，使得可增加背光的强度。
虽然这是一个例子，其中各LED片在从模铸外壳2的底向顶的方向上发射光，由于如图1所示存在有前述的反射器片5和在外壳2的内底面上提供倾斜，所以无需将LED片直接设置在背光装置100的发光部分的主区域之下。在传统的直接的背光装置中，需要将附加LED光源板设置在模铸外壳2的底面上，因此产生背光装置变得非常厚的的问题。根据本实施例可实现极薄的背光装置，而不象传统的背光装置那样。
而且，如图7A和7B所示，当将彩色LED设置在模铸外壳2的两端时，可获得一个较大的发光区。即，将如图2A所示的其中片被设置在外壳2的一端的情况下获得的一个发光区L1的纵向长度与如图7A所示的其中片被设置在外壳2的两端的情况下获得的一个发光区L2的纵向长度相比较，后者可有加倍的发光区长度。
而且，在某些情况下，如图8A和8B所示，彩色LED片可被定位于朝向中心。在这些情况下，可省略反射器片5。
注意，LED片的数量并不限于如本实施例中的四个，而如图9A和9B所示，可根据背光装置100的规格等，每种颜色为一个。
而且，如图10A和10B所示，可只附加一个单色LED。
再有，如图11A和11B所示，可设置一个LED，使得平行于背光装置100的发光表面发光光。在此情况下，可执行一种所谓碰撞步骤，据此形成碰撞12以如同一图所示地附加LED片。
还有，如图12A、12B和12C所示，设置得平行于背光装置100的发光表面发光光的多个LED片可沿外壳2的长度以预定的间隔设置在跨过模铸外壳2的宽度的两端。
接着，将描述接触部件的另一个实施例。以上的例子中描述了其中引导架被用作接触部件的情况，但本发明并不限于此。举例而言，如图13所示，可将一个印刷板作为接触部件附加到模铸外壳2上。
按照这种结构，可增加安装的自由度。另外，如图14和15所示，可同时生产多个背光装置，据此可容易地大量生产背光装置。
即使当采用前述的引导架时，如图14和15所示，可与序连地结合在一起的模铸外壳2一起制备空着的多个背光装置，以用于顺序地逐个分离成最终的产品。于是，可类似容易地大量生产背光装置。
如上所述，根据本实施例的背光装置采用未封装的LED片作为其发光装置，据此，背光装置在结构上小于和薄于传统的背光装置。
虽然在上述例子中描述了其中将未封装的LED片用作发光装置的情况，但也可采用一种所谓“芯状LED(chip LED)”，其中将一个LED片附加到一个小的基片上。即使当采用这种芯状LED时，引导架和模铸外壳也如上所述地整体地模铸，这消除了如传统的方法中所需要的将片连接到引导线的要求。
而且，在本实施例中描述了其中通过采用透明的或半透明的树脂填充空的空间来形成光导装置的情况。这种技术很适合于自动化，并且由于树脂所提供的折射，也増加了发光部分的亮度。
再有，限流电阻可直接附加到引导架处，据此，可从用于安装背光装置100的印刷板上消除限流电阻。本发明的上述实施例和例子只是作为解释性的，并非限制性的，因此，只要适当的话，可修改LED的位置和数量、模铸外壳的形状等。
在不脱离本发明的精神和基本特征的情况下，可以其它的具体形式实施本发明。因此，本实施例在所有方面都是解释性的和非限制性的，所以，由后附的权利要求而非上述的说明所指示的本发明的范围以及在与权利要求相等同的意义和范围内的所有改变都是包括在其中的。

Claims (12)

1.一种制造表面发光的背光装置(100)的方法，其特征在于，所述方法包括以下处理步骤：
模铸一个外壳(2)，使得一个引导架(1a，1b，1c，1d)和该外壳(2)被模铸成整体，所述引导架(1a，1b，1c，1d)具有导电接触端(1a’，1b’，1c’，1d’)，用于与发光二极管片(4a，4b，4c)接触，所述外壳(2)带有一个具有反射内表面的空的空间；
将所述发光二极管片(4a，4b，4c)设置在至少其中一个所述导电接触端(1a’，1b’，1c’，1d’)处；和
采用光导装置(3)均匀地填充所述空的空间的所述内部，
其中，在所述模铸处理步骤中，使所述导电接触端(1a’，1b’，1c’，1d’)暴露于所述空的空间的内部。
2.根据权利要求1所述的制造表面发光的背光装置(100)的方法，其中，所述模铸一个外壳(2)的处理步骤包括以下处理步骤：
用一个铸模夹住所述引导架(1a，1b，1c，1d)；以及
将树脂填入在所述铸模中形成的孔穴，使得所述引导架(1a，1b，1c，1d)和所述外壳(2)被模铸成整体。
3.根据权利要求1所述的制造表面发光的背光装置(100)的方法，其中，所述采用光导装置(3)填充所述空的空间的所述内部的处理步骤是一个采用一种透明的或半透明的树脂填充所述空的空间的处理步骤。
4.根据权利要求1所述的制造表面发光的背光装置(100)的方法，其中，所述设置所述发光二极管片(4a，4b，4c)的处理步骤是使至少一个发光二极管片与至少一个所述导电接触端接触的处理步骤。
5.根据权利要求1所述的制造表面发光的背光装置(100)的方法，其中，所述方法还包括一个在使所述模铸外壳(2)与所述用于接触所述发光二极管片(4a，4b，4c)的引导架(1a’，1b’，1c’，1d’)模铸成整体的所述处理步骤的期间或之后使所述模铸外壳的所述空的空间的反射内表面粗糙化以用于光的散射的处理步骤。
6.一种表面发光的背光装置(100)，其特征在于，所述背光装置包括：
一个由树脂制造并且带有一个反射内表面的空的空间的模铸外壳(2)；
一个引导架(1a，1b，1c，1d)，用于与发光二极管片(4a，4b，4c)接触，该引导架与所述模铸外壳(2)被模铸成整体，使得所述引导架(1a，1b，1c，1d)的导电接触端(1a’，1b’，1c’，1d’)暴露于所述空的空间的内部；
设置在其中至少一个所述导电接触端(1a’，1b’，1c’，1d’)处的发光二极管片(4a，4b，4c)；和
光导装置(3)，用于均匀地填充所述空的空间的所述内部。
7.根据权利要求6所述的表面发光的背光装置(100)，其中，所述光导装置(3)是一种透明的或包含散射材料的半透明的树脂。
8.根据权利要求6所述的表面发光的背光装置(100)，其中，所述空的空间带有一个用于散射的粗糙的表面，作为所述反射内表面。
9.根据权利要求6所述的表面发光的背光装置(100)，其中，所述发光二极管片(4a，4b，4c)设置成使得其发光方向垂直于所述表面发光的背光装置(100)的一个发光表面，所述发光表面具有所述空的空间的一个开口。
10.根据权利要求9所述的表面发光的背光装置(100)，其中，所述引导架(1a，1b，1c，1d)具有位于所述发光表面的发光区两端的导电接触端；
所述发光二极管片(4a，4b，4c)设置位于在所述发光区的一端或两端的导电接触端上，并且其中所述表面发光的背光装置(100)还包括用于从所述发光二极管片(4a，4b，4c)向所述发光区的整个区域反光的反光装置(5)，所述反光装置设置在所述发光二极管片(4a，4b，4c)之上。
11.根据权利要求6所述的表面发光的背光装置(100)，其中，所述发光二极管片(4a，4b，4c)设置成使得其发光方向平行于所述表面发光的背光装置(100)的一个发光表面，所述发光表面具有所述空的空间的一个开口。
12.根据权利要求6所述的表面发光的背光装置(100)，其中，多个不同颜色的发光二极管片(4a，4b，4c)设置在其中至少一个所述导电接触端(1a’，1b’，1c’，1d’)处。
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