CN101036082A - 背光单元 - Google Patents

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Abstract

一种背光单元，具有光源以发出光线到显示面板上，该背光单元包括：支撑光源的支撑板；设置在支撑板第一区域上的印刷电路板；以及散热构件，其设置在支撑板第二区域上以释放光源产生的热量。背光单元具有薄型化的外观和出色的散热效率。

Description

背光单元
技术领域
本发明的总体概念涉及一种背光单元，尤其是，涉及一种具有更高散热效率的背光单元。
背景技术
通常，传统背光单元从液晶显示器(LCD)面板的背面提供光线。背光单元包括分散和散射光线的散射片、设置在散射片边缘的框架、设置在框架背面上的LCD驱动电路板，以及设置在LCD驱动电路板上作为光源的发光二极管(LED)。
然而，在传统背光单元中，难以释放LED产生的热量。如果热量没有被迅速释放掉，周围温度会升高而导致邻近系统出现问题。
因此，需要改进背光单元的结构，由此让来自LED的热量被有效地释放掉。更期望的，需要改进背光单元的结构以便使背光单元厚度较小。
发明内容
本发明总体概念提供一种具有薄型化外观和极好的散热效率的背光单元。
本发明总体概念的其他方面及/或优点，部分地将会在下面的说明书中得到阐述，部分地从说明书中显见，或者通过对本发明总体概念的实践而被获悉。
本发明总体概念的上述及/或其他方面可以这样实现，即，通过提供一种背光单元，其具有光源以发出光线到显示面板上，该背光单元包括支撑光源的支撑板、设置在支撑板的第一区域上的印刷电路板，以及设置在支撑板的第二区域上以释放光源产生的热量的散热构件。
光源可包括彼此间隔且成多行设置在支撑板上的多个LED，散热构件可包括多个热管，其相对于支撑板设置以便保持设置在各行的多个LED的温度相同。
散热构件可包括多个子散热构件，其在支撑板上成多行设置以便对应所述多个LED的各行。
背光单元还包括至少一个冷却风扇，其设置在支撑板的背侧以向散热构件吹送空气。
本发明总体概念的前述及/或其他方面也可以这样实现，即，提供一种背光单元，其包括：至少一LED模块，该LED模块包括多个LED以产生光线和支撑并驱动所述多个LED的LED板；至少一热管，与该LED模块接触而冷却该LED模块；模块支撑基座，其支撑LED模块并具有热管支撑部，用以支撑所述至少一热管从而让所述至少一热管接触LED模块；以及支撑板，其设置在模块支撑基座背面以支撑该模块支撑基座。
背光单元可包括至少一散热构件，其设置在支撑板的至少一区域上以冷却从LED模块释放的热量。
散热构件可设置在支撑板的两侧而在纵向方向上横跨所述至少一热管，或者，可以设置在与所述至少一热管的纵向方向上成一角度的第一方向上。该角度可以是直角。
LED模块和热管可以设置在支撑板上的多个行中。所述至少一热管可包括一对热管以对应LED模块的各行，该对热管设置为在其纵向方向上彼此间隔。
散热构件可包括设置在其上的至少一冷却风扇。
所述至少一冷却风扇设置在散热构件的上部区域。
散热构件可包括设置在其中的至少一辅助热管。
该辅助热管可设置为沿着每个散热构件的纵向方向。
散热构件可包括设置在其中的辅助热管支撑部，以支撑辅助热管并允许辅助热管接触支撑板。
背光单元可包括印刷电路板，其设置在支撑板上从而设置在该对散热构件之间。
附图说明
结合附图，从下面对实施例的说明中，本发明总体概念的这些及/或其他方面和优点将变得更加清楚和更易于理解，其中：
图1图解示出根据本发明总体概念的一实施例的背光单元的侧向截面图；
图2示出图1的背光单元的后视图；
图3示出沿图1的III-III线截取的截面图；
图4示出根据本发明总体概念的另一实施例的背光单元的分解透视图；
图5示出图4的背光单元的一部分的分解透视图；
图6示出沿图4的VI-VI线截取的截面图；以及
图7示出图4的背光单元的后视图。
具体实施方式
现详细参考本发明的实施例，其示例在附图中示出，附图中相同的附图标记指代相同的元件。为了解释本发明的总体概念，下面将参考附图描述这些实施例。
参考图1和3，根据本发明总体概念的一实施例的背光单元1包括：设置在显示面板10背侧以发出光线从而让图象显示在显示面板10上的光源；支撑光源的支撑板21；驱动光源等的印刷电路板(PCB)40；以及释放光源产生的热量的散热装置。
光源包括但不限于提供多个发光二极管(LED)20，其电连接到PCB 40，由此在得到供电时发光。就是说，光源可包括各种能够发光的灯。
所述的多个LED 20在支撑板21上多行排列。每个LED 20发出具有一种颜色(例如红(R)、绿(G)和蓝(B))的光线。然而每个LED 20可以发出具有另一种颜色例如白色的光线。发光时，所述多个LED 20产生高温热量。
支撑板21支撑所述多个LED 20，使得它们设置为彼此间隔并且多行排列。
PCB 40设置在支撑板21的第一区域上，由此驱动LED 20。就是说，PCB 40设置在支撑板21的背侧，由此能够控制LED 20的发光和发光强度。
散热装置包括设置在支撑板21的背侧上的散热构件30。散热装置可还包括热管32，通过热管32释放LED 20的热量，散热装置还包括设置在散热构件30背侧的冷却风扇34。冷却风扇34可设置为与对应的一LED 20关于散热构件30相对。
散热构件30可包括散热器，其具有以相同间距间隔设置的多个散热片31。设置多个散热构件30以对应各行LED 20。散热构件30设置在支撑板21的除了其上设置PCB 40的第一区域以外的第二区域，还设置在支撑板21的背侧上。因此，通过散热片31扩大所能接触到的空气的面积，散热构件30能够迅速释放LED 20产生的热量。散热构件30由至少一种具有高导热率的材料制成。
冷却风扇34通过设置在散热构件30背侧的风扇支撑单元35连接到散热构件30上。冷却风扇34使空气流向散热构件30，并冷却从LED 20传递到散热构件30的热量。换句话说，冷却风扇34通过强制对流来冷却散热构件30，从而迅速释放LED 20产生的热量。冷却风扇34设置为多个，以对应所述多个散热构件30。就是说，冷却风扇34与设置多个LED 20和散热构件30的各个行相对应。
热管32是中空形状的管。在热管32内灌入工作流体然后密封热管32。热管32为细长形状并设置在每个LED 20的背侧，多个热管32对应各行LED20。就是说，每个热管32是细长的，以便冷却设置在支撑板21的其中设置着散热构件30的第一区域上的LED 20，及/或设置在支撑板21的没有设置散热构件30的第三区域上的LED 20。因此，每个热管32连接到散热构件30，以在几乎相同的温度冷却各行LED 20。
下面参考图1-2所示的结构，描述背光单元1的散热操作。
首先，打开所述多个LED 20，因而产生热量。然后每个LED 20中产生的热量被传递到设置在LED 20背侧的散热构件30，然后通过散热构件30释放所传递的热量。此时，热管32可以在几乎相同的温度下冷却每行LED20，而散热构件30可以被冷却风扇34迅速冷却。
在根据本发明总体概念的这一实施例的背光单元1中，印刷电路板(PCB)40设置在其上没有设置散热构件的第二区域上，从而使背光单元1的整个外观薄型化。
根据本发明总体概念的这一实施例的背光单元1还设置有散热构件30和冷却风扇34以迅速释放LED产生的热量。另外，通过提供热管32，各行的所有多个LED 20都能被保持在均匀的温度下。
在根据本发明总体概念的这一实施例的背光单元1中，多个LED，例如6个LED 20，可以构成一行(参考图1)，并设置多个这样的行。每一行可以设置检测温度的温度传感器(未示出)以及控制单元(未示出)，所述控制单元根据温度传感器检测到的温度来控制设置每一行的冷却风扇34的气流速度，以便在每行保持相同的温度。
参考图4到7，根据本发明总体概念的另一实施例的背光单元100包括：至少一LED模块120，用以产生光线；至少一热管128，其设置为与LED模块120接触由此冷却LED模块120；模块支撑基座125，其支撑LED模块120由此支撑热管128并使热管128与LED模块120紧密接触；以及支撑板110，其设置在模块支撑基座125的背面以支撑模块支撑基座125。根据本发明总体概念的这一实施例的背光单元100可还包括设置在LED模块120前面的光学片160，以及设置在光学片160和LED模块120之间的反射片150，由此将从光学片160反射的光线反射回光学片160。
LED模块120设置为多个，并且LED模块120设置成与支撑板110平行的多个行。就是说，如图4所示，当行数是7时，LED模块120设置成与支撑板110平行设置的7行中的对应的各行。每个LED模块120包括：多个LED 121，其每一个都产生光线；以及LED板123，其驱动和支撑所述多个LED 121。
所述多个LED 121在发光时产生高温热能。每个LED 121都和图1到3中的实施例中的类似，因而省略对其的详细说明。
LED板123可以是细长板形，以便连接和支撑所述多个LED 121。在LED板123的表面上形成电路图案(未示出)以驱动LED 121。LED 121间隔设置在LED板123上。例如，5个LED 121之间的间隔比7个LED 121之间的间隔要宽。LED板123由例如具有良好导热性的铝制成。然而，LED板123的材料并不限于铝，它可以由其他材料形成，只要这些材料有良好的导热性。
光学片160包括：散射片，用以均匀分散和散射LED 121产生的光线；以及与散射片间隔并位于散射片前面的棱镜片，用以校准已经通过散射片等等的光线的传播路径。散射片将LED 121直接产生的光线的一部分反射回LED模块120，而被散射片反射的光线被反射片150反射回散射片。
在反射片150上设置多个穿透部151，以在其中容纳LED 121。反射片150由覆有反射膜的铝板制成，从而从光学片160反射的光线可以被反射回光学片160。然而，反射片150并不限于铝材料而是可以用其他材料来制备。反射片150可以是象光学片160一样的单独元件以覆盖LED模块120的整个区域。然而反射片150也可以提供为几个单元以覆盖LED模块120的整个区域。
模块支撑基座125包括：容纳和支撑每个LED模块120的模块容纳部126；以及热管支撑部129，其容纳和支撑热管128使得热管128与LED模块120紧密接触。模块支撑基座125包括反射片支撑部127，其接触反射片150的底侧由此支撑反射片150。模块支撑基座125设置为多个，以对应每个LED模块120。换句话说，例如，可设置7个模块支撑基座125对应7行LED模块120。模块支撑基座125由导热性良好的材料制备，以便容易释放LED模块120产生的热量。例如，模块支撑基座125由导热性良好的铝形成，但也可以由其他材料形成。
反射片支撑部127从反射片150的底面以及模块容纳部126的两端延伸，与反射片150平行。
热管支撑部129凹入模块容纳部126的顶部以便在其中容纳热管128。热管支撑部129形成为沿模块容纳部126的纵向方向的细长形状。
热管128设置为多个，以容纳在每个热管支撑部129中并紧密接触LED模块120的背面。热管128可设置为一对，与每行LED模块120相对应，并且该对热管128在纵向方向上间隔设置。就是说，多个热管128在支撑板110的水平方向上细长地设置以对应每个LED模块120。热管128与图1和3所描述的实施例中的相似，因而省略对其的详细说明。
支撑板110设置在模块支撑基座125的底侧上由此支撑模块支撑基座125。支撑板110由导热性良好的材料制备以便容易释放LED模块120中产生的热量。例如，支撑板110由导热性良好的铝形成，但也可以由其他材料形成。支撑板110可以形成为四边形板形状，并通过连接接触模块支撑基座125。在支撑板110的至少一区域上设置至少一散热构件130。
散热构件130设置在支撑板110的背面。散热构件130设置在支撑板110的两侧从而它能在纵向方向上横跨热管128。换句话说，散热构件130在与热管128的纵向方向相垂直的方向上是细长的，使得它能够横跨平行于支撑板110设置的热管128(参考图7)。散热构件130可以设置在第一方向，该第一方向与所述至少一热管的纵向方向成一角度。然而，散热构件130可以设置在支撑板的一侧或中心，使得它能够在纵向方向上横跨热管128。因此，当散热构件130设置在支撑板110的一侧时，由于支撑板110的这一侧是设置在一对热管128之间的第一部分中的，因而散热构件130可以冷却设置在每一行热管支撑部129上的热管128。当散热构件130设置在支撑板110的另一侧时，由于支撑板110的这另一侧是设置在与一对热管128之间的第一部分相对的第二部分中的，因而散热构件130可以冷却设置在每一行热管支撑部129上的热管128。
散热构件130由导热性良好的材料形成以便容易释放LED模块120中产生的热量。例如散热构件130由导热性良好的铝形成，但也可以由其他材料形成。散热构件130包括：多个散热片131，用以扩大接触空气的面积；以及辅助热管支撑部133，用以在其中容纳和支撑与支撑板110面接触的辅助热管137。在散热构件130上可以设置至少一个冷却风扇135。可以在散热构件130上设置至少一辅助热管137。在支撑板上的一对散热构件130之间，可以设置印刷电路板(PCB)140，以驱动LED模块120等(参考图7)。
辅助热管支撑部133在纵向方向上凹入，以便在接触支撑板110的散热构件130的前面容纳和支撑辅助热管137。例如，可以在每个散热构件130上设置彼此间隔的三个辅助热管支撑部133，但也可以设置一个、两个、四个或更多辅助热管支撑部133。
冷却风扇135设置在每个散热构件130上，由此冷却散热构件130。用螺钉等将冷却风扇135连接到散热构件130的散热片131上以便使空气吹向散热片131，由此形成围绕散热构件130的空气流通和通过强制对流作用来冷却散热构件130。冷却风扇135设置在每个散热构件130的上部区域(参考图7)。就是说，冷却风扇135设置在每个散热构件130的上部区域中以便对应辅助热管137的上部区域，由此冷却辅助热管137的上部区域。
辅助热管137沿纵向方向设置在每个散热构件130上。辅助热管137设置在支撑板110和散热构件130之间以接触支撑板110。辅助热管137设置为多个，以便对应散热构件130的辅助热管支撑部133。辅助热管137具有和热管128相似的结构，因而省略对其的详细描述。根据这样的结构，如果散热构件130的上部区域被冷却风扇135冷却，则使用设置在散热构件130的纵向方向上的辅助热管137，散热构件130的整个部分可以被冷却而保持几乎均匀的温度。
印刷电路板140与图1到3中所描述的实施例中的类似，因而，省略对其的详细描述。
下面将描述根据本发明总体概念的这一实施例的背光单元100的散热过程。
当向所述多个LED模块120供电时，LED 121发光，由此产生热量。LED 121中产生的热量被传递到LED板123、热管128和支撑板110，然后由安装在支撑板110的背面上的散热构件130释放掉。此时，设置在支撑板110的两侧的散热构件130通过冷却风扇135冷却支撑板110的两侧，而LED模块120可以被从支撑板110的两侧成细长形状水平设置的热管128均匀地冷却。因此，由于设置在散热构件130的上部区域上的冷却风扇135和辅助热管137可以几乎均匀地冷却散热构件130，因此可以冷却支撑板110的两侧。
在根据本发明总体概念的这一实施例的背光单元100中，LED模块可以被设置为与LED模块120相接触的热管128迅速和容易地冷却。
通过在散热构件130中另外设置辅助热管137，可以更迅速和容易地冷却LED模块120。
另外，通过在支撑板110上的一对散热构件130之间设置印刷电路板140，可以减小背光单元100的厚度，由此使它的外观薄型化。
在根据本发明的背光单元100中，可以使用例如螺钉或粘结剂等等各种方式将LED模块120、模块支撑基座125、支撑板110和散热构件130连接起来。
如上所述，根据本发明，提供一种外观薄型化的背光单元。这种背光单元也可以有效地释放光源产生的热量。
虽然已经结合附图中所示出的示例性实施例描述本发明的总体概念，应当理解，本发明的总体概念并不限于此，本领域技术人员可以不偏离本发明总体概念的范围而做出各种变型和修改。

Claims (43)

1.一种背光单元，具有光源以发出光线到显示面板上，包括：
支撑光源的支撑板；
设置在支撑板的第一区域上的印刷电路板；及
设置在支撑板的第二区域上以释放光源产生的热量的散热构件。
2.如权利要求1所述的背光单元，其中，所述光源包括彼此间隔并且在支撑板上成多行设置的多个发光二极管，而所述散热构件包括相对于支撑板设置以将设置在每行中的多个发光二极管保持在均匀的温度下的多个热管。
3.如权利要求2所述的背光单元，其中，散热构件包括设置在支撑板上以对应各行发光二极管的多个散热构件。
4.如权利要求2所述的背光单元，其中，还包括：
设置在支撑板背侧的至少一冷却风扇，用以将空气吹向散热构件。
5.如权利要求4所述的背光单元，其中，所述多个热管的每一个包括接近印刷电路板设置的第一端和远离印刷电路板设置的第二端，所述至少一冷却风扇设置为与所述多个热管的第一端相邻。
6.如权利要求1所述的背光单元，其中，还包括：
设置在接近第一区域的第二区域的一部分上的至少一冷却风扇，用以将空气吹向散热构件。
7.如权利要求1所述的背光单元，其中，所述散热构件包括在第二区域彼此平行设置的第一和第二散热构件。
8.如权利要求1所述的背光单元，其中，所述第二区域包括相对于第一区域彼此相对的至少两个子区域，并且所述散热构件包括设置在所述两个子区域中的第一和第二散热构件。
9.如权利要求1所述的背光单元，其中，所述散热构件包括接触光源的热管和接触热管的散热片，从而光源产生的热量通过热管和散热片被释放掉。
10.如权利要求1所述的背光单元，其中，所述光源包括产生朝向显示面板的光线的第一部分和与第一端相对设置的第二部分，并且所述散热构件包括散热片和热管，该热管设置在散热片和光源的第二部分之间以接触光源的第二部分。
11.如权利要求1所述的背光单元，其中，所述散热构件包括连接到支撑板的散热片以及热管，该热管设置在该散热片和光源之间以将热量从光源传递到散热片上。
12.如权利要求11所述的背光单元，其中，所述支撑板包括设置在支撑板和热管之间的热管支撑板，用以支撑热管并将热量从热管传递到散热片上。
13.如权利要求1所述的背光单元，其中，所述光源包括设置在第一行中的多个第一光源和设置在第二行中的多个第二光源，并且所述散热构件包括分别沿第一行和第二行设置以分别接触所述多个第一光源和所述多个第二光源的第一散热构件和第二散热构件。
14.如权利要求1所述的背光单元，其中，所述光源包括形成一行的多个光源，所述至少一穿透部包括沿该行形成的多个穿透部，用以容纳所述多个光源中的对应的光源，并且所述散热构件沿该行设置，用以释放所述多个光源产生的热量。
15.如权利要求1所述的背光单元，其中，还包括：
将光线从光源传输到显示面板上的光学片；及
设置在光学片和支撑板之间并且具有至少一穿透部的反射片，光源通过穿透部暴露于所述光学片以输出光线到光学片上。
16.如权利要求1所述的背光单元，其中，所述第一区域和第二区域不重叠。
17.如权利要求1所述的背光单元，其中，所述支撑板包括其中未设置印刷电路板和散热构件的第三区域，光源设置在该第一、第二和第三区域中。
18.如权利要求1所述的背光单元，其中，所述光源设置在支撑板的第一和第二区域中，散热构件包括设置在第一和第二区域中的热管和设置在第二区域中的散热器。
19.如权利要求1所述的背光单元，其中，所述光源包括设置在一方向上以具有第一长度的多个光源，散热构件沿所述光源的方向设置以具有比光源的第一长度短的第二长度。
20.如权利要求1所述的背光单元，其中，还包括：
风扇，其设置在第二区域中以释放从光源通过热管传递到散热器的热量。
21.一种背光单元，包括：
至少一发光二极管模块，其包括多个发光二极管以产生光线以及支撑和驱动所述多个发光二极管的发光二极管板；
至少一热管，其设置为与所述至少一发光二极管模块接触以冷却所述至少一发光二极管模块；
支撑所述至少一发光二极管模块并且具有热管支撑部的模块支撑基座，所述热管支撑部支撑所述至少一热管，以便使所述至少一热管接触所述至少一发光二极管模块；以及
支撑板，其设置在模块支撑基座的背面以支撑模块支撑基座。
22.如权利要求21所述的背光单元，还包括：
至少一散热构件，其设置在支撑板的至少一区域上以冷却所述至少一发光二极管模块释放的热量。
23.如权利要求22所述的背光单元，其中，所述至少一散热构件包括设置在支撑板的两侧以在纵向方向上横跨所述至少一热管的多个散热构件。
24.如权利要求23所述的背光单元，其中，所述至少一发光二极管模块和所述至少一热管分别包括在支撑板上多行设置的多个发光二极管模块和多个热管，所述多个热管设置为在纵向方向上彼此间隔以对应所述多个发光二极管模块的各行。
25.如权利要求22所述的背光单元，其中，所述至少一散热构件包括设置在其上的至少一冷却风扇。
26.如权利要求25所述的背光单元，其中，所述至少一冷却风扇设置在所述至少一散热构件的上部区域。
27.如权利要求22所述的背光单元，其中，所述至少一散热构件包括设置在其中的至少一辅助热管。
28.如权利要求27所述的背光单元，其中，所述至少一辅助热管沿所述至少一散热构件的纵向方向设置。
29.如权利要求28所述的背光单元，其中，所述至少一散热构件包括设置在其中的辅助热管支撑部，用以支撑所述至少一辅助热管以便使所述至少一辅助热管接触支撑板。
30.如权利要求23所述的背光单元，其中，还包括：
印刷电路板，其设置在支撑板上以便设置在所述多个散热构件之间。
31.如权利要求21所述的背光单元，其中，还包括：
至少一散热构件，其设置在第一方向，以释放从所述至少一发光二极管模块传递到所述至少一热管上的热量，
其中，所述至少一发光二极管模块设置在与第一方向成一角度的第二方向上。
32.如权利要求21所述的背光单元，其中，还包括：
至少一散热构件，用以释放从所述至少一发光二极管模块传递到所述至少一热管上的热量，
其中，所述至少一发光二极管模块和所述至少一热管设置在支撑板的第一区域中，所述至少一散热构件设置在支撑板的第二区域中。
33.一种发出光线到显示面板上的背光单元，包括：
至少一光源，用以产生光线；
至少一热管，其设置为与所述至少一光源接触；以及
支撑板，其支撑所述至少一光源和所述至少一热管，使得从所述至少一光源产生的热量通过所述至少一热管被释放掉。
34.如权利要求33所述的背光单元，其中，还包括：
至少一散热构件，用以释放从所述至少一光源传输到所述至少一热管上的热量；以及
控制所述至少一光源的印刷电路板，
其中，印刷电路板设置在支撑板的第一区域中，所述至少一散热构件设置在支撑板的第二区域中，所述至少一光源和所述至少一热管设置在支撑板的第一和第二区域中。
35.如权利要求33所述的背光单元，其中，所述至少一光源包括产生光线的多个发光二极管，以及支撑和驱动所述多个发光二极管的发光二极管板。
36.如权利要求35所述的背光单元，其中，还包括：
支撑所述至少一发光二极管模块的模块支撑基座，其具有热管支撑部以支撑所述至少一热管，以便使所述至少一热管接触所述至少一发光二极管模块，
其中，支撑板支撑该模块支撑基座。
37.一种发出光线到显示面板上的背光单元，包括：
产生光线的多行光源；
多行热管，其设置为对应各行光源并与各行光源中的对应的光源接触；
支撑板，其支撑所述多行光源和所述多行热管；
印刷电路板，其设置在支撑板的第一区域中以控制所述多行光源；以及
多行散热构件，其设置在支撑板的第二区域中以通过所述多行热管中的对应的热管来释放所述多行光源产生的热量。
38.如权利要求37所述的背光单元，其中，所述多行光源和所述多行热管设置在支撑板的第一区域和第二区域中。
39.如权利要求37所述的背光单元，其中，还包括：
多个风扇，其设置在与支撑板的第一区域相邻的第二区域的对应部分上以向所述第一和第二区域提供气流。
40.如权利要求37所述的背光单元，其中，还包括：
多个风扇，其设置在与支撑板的第一区域相邻的所述多行散热构件的对应部分上以向所述多行散热构件和印刷电路板提供气流。
41.如权利要求37所述的背光单元，其中，还包括：
支撑所述多行热管的热管支撑部；以及
多行第二热管，其设置在热管支撑部和多行散热构件之间。
42.如权利要求41所述的背光单元，其中，所述多行热管设置在第一方向，所述多行第二热管设置在与第一方向成一角度的第二方向上。
43.如权利要求37所述的背光单元，其中，所述第一区域设置在穿过支撑板中心部分的线上，并且所述第一和第二区域不重叠。
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