CN100557302C - 具有导热系统和散热系统的led光源模块 - Google Patents

具有导热系统和散热系统的led光源模块 Download PDF

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Abstract

本发明是一种具有导热系统和散热系统的LED光源模块，在直下式BLU中使用，其包括一个电路板，并电连接有多个LED，所述的LED发出的光通过光扩散元件，然后照射在LCD上；电路板另一侧设有将LED的漏光反射回去的光反射元件，而且上述元件均罩设在一个外壳中；其中：在所述的LED上覆设有一层导热透光材料，而且在所述的导热透光材料与光扩散元件之间还设有隔热透光元件，所述的隔热透光元件与导热透光材料之间形成有一个散热空间，所述的外壳的相对于所述的散热空间形成有至少两个空气对流孔。由此达到尽快传出和散发LED发出的热量，降低LED光源模块内温度、稳定模块的色平衡、延长模块使用寿命的目的。

Description

具有导热系统和散热系统的LED光源模块
技术领域
本发明涉及直下式LED背光模块。
背景技术
液晶显示器件(LCD)广泛地应用于计算机液晶显示屏、液晶电视、户外广告等十分广阔的领域。但LCD本身不发光，而靠设置于LCD下方的背光模块(BLU)提供光源，通过控制LCD上的像素电极来形成不同亮度、不同色彩和不同灰度的彩色图像。所以BLU是LCD的关键组件之一。
BLU根据光源所在位置分为直下式BLU(光源置于背光模块下方)和侧光式BLU(光源置于背光模块侧边)；按光源部件则分为发光二极管(LED)和冷阴极射线管(CCFL)等BLU。
本发明可用于直下式LED-BLU。由于直下式BLU的光源在LCD下方，因此可满足较高亮度或较大尺寸LCD的需求。但是，高亮度BLU的发热量也大，而且发热的光源封闭在LCD与BLU之间，所发出的热量难以散发，而产生热积累，使LED的温度较高，较高的温度会导致R、G、B亮度的改变量不一致，影响BLU的色平衡，并且影响到LED的使用寿命。因此BLU的散热系统是否合理，直接影响到LCD的技术指标能否正常显现和使用寿命的长短。
图1是公知的LCD与BLU的关系图。如图1所示，一个电路板11上侧设置有多个LED12，每个LED12相当于一个点光源，发出的光需要经过光扩散元件13的扩散作用，才能形成亮度均匀的平面光，照射在LCD14上使其发亮，所述的电路板11下侧设有光反射元件15，所述的光反射元件15将LED 12的漏光向上反射，使光能得到充分的利用，而且所述的电路板11、光反射元件15、光扩散元件13和LCD14外罩设有一个外壳16。可见：现有LED光源模块具有以下缺点：
1.由于一般光扩散元件13不具有隔热功效，LED的热量将传递到LCD14上，导致LCD14温度过高，影响LCD14显示效果和使用寿命。
2.由于LED12设置在密闭的空间中，热量难以发散，使LED12的温度较高，较高的温度会导致R、G、B亮度的改变量不一致，影响BLU的色平衡，并且影响到LED12的使用寿命。
发明内容
鉴于以上原因，本发明的目的是：优化LED光源模块的导热系统和散热系统，使封闭的LED光源发出的热量，能及时通过热传导排出机外，不产生或减少热积累，以达到降低机内温度、稳定色平衡、延长LED光源模块使用寿命的目的。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种具有导热系统和散热系统的LED光源模块，在直下式背光模块中使用，其包括一个电路板，所述的电路板一侧设有多个LED，所述的LED并通过所述的电路板进行电连接；所述的LED发出的光通过光扩散元件的扩散作用，形成亮度均匀的平面光，然后经光增亮元件后输出；所述的电路板另一侧设有将LED的漏光反射回去的光反射元件，而且所述的电路板、光反射元件、光扩散元件和光增亮元件外还罩设有一个外壳；
其特征在于：在所述的LED上覆设有一层导热透光材料，而且在所述的导热透光材料与光扩散元件之间还设有由所述的导热透光材料组成的隔热透光元件，所述的隔热透光元件与导热透光材料之间形成有一个散热空间，所述的外壳的相对于所述的散热空间形成有至少两个空气对流孔。
优选实施方案中：在所述的光反射元件与外壳之间，还设有导热材料层，而电路板上对应每件LED的位置设有贯穿的过孔，过孔内填充有导热柱，且所述的导热柱一端与LED相接触，另一端与所述的导热材料层接触。
与现有技术相比较，本发明具有的有益效果是：
1、LED的热量通过导热透光材料发散到散热空间中，然后通过外壳上设置的空气对流孔与外界形成热交换，使LED温度保持较低的水平，延长其使用寿命。
2、在光源与光扩散元件之间设置有隔热透光元件，可以将LED散发的热量与LCD隔离，保护LCD免受过热伤害。
3、通过在电路板上设置过孔，并填充导热柱，使LED的热量可以通过背侧导出，进一步加强了散热效果。
附图说明
图1为公知的直下式LED背光源结构示意图；
图2为本发明具有导热系统和散热系统的LED光源模块结构示意图；
图3为本发明电路板散热系统局部放大示意图；
图4为本发明过孔导热系统局部放大示意图；
图5是图4的俯视剖视图。
附图标记说明：11-电路板；12-LED；13-光扩散元件；14-LCD；15-光反射元件；16-外壳；21-电路板；22-LED；23-光扩散元件；24-光增亮元件；25-光反射元件；26-外壳；27-导热透光材料；28-隔热透光元件；29-散热空间；30-空气对流孔；31-强制排热风扇；32-导热材料层；33-过孔；34-沉铜；35-铜箔；36-导热柱。
具体实施方式
为了使本发明的结构与功效能够更清楚地被了解，以下通过一个优选实施例结合附图说明如下：
请参见图2所示，是本发明的一个优选实施例，是一种具有导热系统和散热系统的LED光源模块，在直下式BLU中使用，其包括一个电路板21，所述的电路板21一侧设有多个LED22，所述的LED22并通过所述的电路板21进行电连接；所述的LED22发出的光通过光扩散元件23的扩散作用，形成亮度均匀的平面光，然后经光增亮元件24后输出；所述的电路板21另一侧设有光反射元件25，所述的光反射元件25将LED22的漏光向上反射，使光能得到充分的利用，而且所述的电路板21、光反射元件25、光扩散元件23和光增亮元件24外罩设有一个外壳26。
为了加快LED22的散热，本发明的创新在于：在所述的LED22上覆设有一层导热透光材料27，使所述的LED22上的热量可以被所述的导热透光材料27带走，并且LED22中发出的光线可以通过所述的导热透光材料27；而且在所述的导热透光材料27与光扩散元件23之间还设有隔热透光元件28，所述的隔热透光元件28不仅能够让LED22发出的光可以通过，而且可以形成一层隔热层，避免LED22的热量传递到LCD上，所述的隔热透光元件28与导热透光材料27之间还间隔开，以形成一个散热空间29，此外，所述的外壳26的相对于所述的散热空间29形成有至少两个空气对流孔30，并在一个空气对流孔30上还设置强制排热风扇31以促进散热空间29内的空气流动。如此，由于导热透光材料27与散热空间29有较大的接触面积，可以将LED22上的热量迅速传导至散热空间29中，再通过强制排热风扇31不断将冷空气导入到散热空间29中，同时将散热空间29中的热空气排出，可以避免LED22温度过高，而隔热透光元件28的存在，也可以避免LCD受LED22的影响而导致温度过高。
为了进一步加快LED22的散热，可结合参阅图2～图5，本发明的创新还在于：在所述的光反射元件25与外壳26之间，还设有由所述的导热透光材料组成的导热材料层32，而电路板21上对应每件LED22的位置设有过孔33，过孔33内壁上设有沉铜34将电路板21两面的铜箔35相连，过孔33内填充有焊锡或其它导热材料构成的导热柱36，所述的导热柱36一端与LED22相接触，另一端与所述的导热材料层32接触，从而将LED22的热量传导至所述的导热材料层32，并通过外壳26传导至外部。为了加快散热速度，所述的外壳26优选采用金属材质。
值得补充的是：
所述的隔热透光元件28可以是隔热透光玻璃、隔热透光塑料片或者隔热透光塑料膜。
所述的导热透光材料27是硅胶或者VU胶。所述的导热材料层32的材质与导热透光材料27一致，可以是硅胶或者VU胶。此时，导热柱36也可以采用同样的材质(硅胶或者VU胶)，使电路板21两侧的热量传导效率更佳。
所述的LED22由红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)三色LED22为一组的多组LED22组成，或由多件白色(W)LED22组成。
应当理解，以上结合实施例的说明对本发明而言只是说明性而非限制性的，在不脱离本发明的精神和范围内，可对本发明做出许多变更和修改，其都将落在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1、一种具有导热系统和散热系统的LED光源模块，在直下式背光模块中使用，其包括一个电路板，所述的电路板一侧设有多个LED，所述的LED并通过所述的电路板进行电连接；所述的LED发出的光通过光扩散元件的扩散作用，形成亮度均匀的平面光，然后经光增亮元件后输出；所述的电路板另一侧设有将LED的漏光反射回去的光反射元件，而且所述的电路板、光反射元件、光扩散元件和光增亮元件外还罩设有一个外壳；
其特征在于：在所述的LED上覆设有一层导热透光材料，而且在所述的导热透光材料与光扩散元件之间还设有隔热透光元件，所述的隔热透光元件与导热透光材料之间形成有一个散热空间，所述的外壳的相对于所述的散热空间形成有至少两个空气对流孔。
2、根据权利要求1所述的具有导热系统和散热系统的LED光源模块，其特征在于：在所述的光反射元件与外壳之间，还设有由所述的导热透光材料组成的导热材料层，而电路板上对应每件LED的位置设有贯穿的过孔，过孔内填充有导热柱，且所述的导热柱一端与LED相接触，另一端与所述的导热材料层接触。
3、根据权利要求1或2所述的具有导热系统和散热系统的LED光源模块，其特征在于：所述的外壳是金属材质。
4、根据权利要求2所述的具有导热系统和散热系统的LED光源模块，其特征在于：过孔内壁上还设有沉铜将电路板两面的铜箔相连。
5、根据权利要求1所述的具有导热系统和散热系统的LED光源模块，其特征在于：所述多个LED或由红色、绿色、蓝色共三色LED为一组的多组LED组成；或由多件白色LED组成。
6、根据权利要求1所述的具有导热系统和散热系统的LED光源模块，其特征在于：所述隔热透光元件是隔热透光玻璃、隔热透光塑料片或者隔热透光塑料膜。
7、根据权利要求2所述的具有导热系统和散热系统的LED光源模块，其特征在于：所述的导热柱是由焊锡构成，或者由导热透光材料构成。
8、根据权利要求1、2或7所述的具有导热系统和散热系统的LED光源模块，其特征在于：所述的导热透光材料是硅胶。
9、根据权利要求1所述的具有导热系统和散热系统的LED光源模块，其特征在于：在一个所述空气对流孔处设置有强制排热风扇。
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