CN101221302B

CN101221302B - 背光模块

Info

Publication number: CN101221302B
Application number: CN2007100014288A
Authority: CN
Inventors: 许年辉; 李璟柏
Original assignee: Coretronic Corp
Current assignee: Coretronic Corp
Priority date: 2007-01-08
Filing date: 2007-01-08
Publication date: 2011-06-15
Anticipated expiration: 2027-01-08
Also published as: CN101221302A

Abstract

一种背光模块包括一灯箱、一扩散板、多个光源组以及一散热装置。灯箱具有相对的一底部与一出光截面，扩散板配置于灯箱的出光截面，其中底部有相对的一第一表面与一第二表面，且第一表面较邻近出光截面。光源组配置于底部的第一表面，且各光源组包括一配置于第一表面的基板与多个配置于基板上的点光源。散热装置是配置于底部的第二表面。散热装置包括一散热组与至少一风扇，其中散热组包括多个壳罩。每一个壳罩分别配置于多个光源组其中的一正下方的第二表面上，其中壳罩与底部之间形成一风道。

Description

背光模块

技术领域

本发明关于一种面光源(plane light source)装置，且特别关于一种背光模块(backlight module)。

背景技术

图1A是传统的一种背光模块的示意图，图1B是图1A的背光模块的俯视图。请参考图1A与图1B，传统的背光模块100的一灯箱110的底部112配置有多个光源组120。其中，每一光源组120包括一基板(substrate)122以及配置于基板122上的多个发光二极管(light emitting diode，LED)124。上述背光模块100其发光二极管124所产生的热量是经由基板122传导到灯箱110的底部112，而传统技术会应用一风扇130以产生强制对流来降低灯箱110的底部112的温度，以达到散热的目的。

然而，传统的风扇130所产生的气流仅能有效降低灯箱底部112位于风扇130附近的部分的温度，因而造成灯箱底部112远离风扇130的部分的温度较高。换句话说，风扇130所产生的气流并无法有效地对整个灯箱底部112进行散热，导致灯箱底部112温度不均匀。此外，由于风扇130所产生的气流仅能降低部份位于风扇130附近的底部112的温度，因此发光二极管124所产生的部分热量在传导到灯箱底部112之后，并无法有效地借由上述风扇130所产生的气流而散逸至外界环境，导致背光模块100的散热效率不佳，使得发光二极管124温度升高造成亮度降低，同时也会产生色偏现象。另一方面，整个背光模块中的各发光二极管若彼此温差过大，也会造成亮度不均的现象。

发明内容

本发明的目的是提供一种背光模块，以改善传统背光模块散热效率不佳的问题。

为达上述或是其它目的，本发明提出一种背光模块，其包括一灯箱、多个光源组以及一散热装置。灯箱具有相对的一底部与一出光截面，其中底部有相对的一第一表面与一第二表面，且第一表面较邻近出光截面。光源组是配置于底部的第一表面或第二表面，且各光源组包括一配置于第一表面或第二表面的基板与多个配置于基板上的点光源。另外，散热装置是配置于底部的第二表面。散热装置包括一散热组与至少一风扇，其中散热组包括多个壳罩，每一个壳罩分别配置于多个光源组其中之一下方的第二表面上，壳罩与底部之间形成一风道，而每一个壳罩的一端具有一第一开口，另一端具有一第二开口，且每一个壳罩的第二开口相通。风扇则是配置于散热组，且适于使风道内的气体自第二开口流出，或是使气体自第二开口流入风道中。

本发明于灯箱底部的第二表面上配置一散热装置，此散热装置具有多个壳罩以及配置于壳罩旁的至少一风扇，这些壳罩分别配置于多个光源组其中之一正下方的第二表面上。其中，壳罩与底部之间形成一风道，而风扇所产生的气流即可沿着风道流动以有效地冷却灯箱，进而避免光源组的发光效率及发光波长因过热而受到影响。

为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

图1A是传统的一种背光模块的示意图。

图1B是图1A的背光模块的俯视图。

图2所示为本发明一实施例的一种背光模块的示意图。

图3A所示为图2的灯箱与光源组的俯视图。

图3B所示为沿图3A的A-A’线的剖面图。

图3C所示为图2的壳罩与灯箱底部接合的立体图。

图4所示为调整图3B中部分壳罩与底部间的距离后的剖面图。

图5A所示为图3B的灯箱在配设散热孔后的剖面图。

图5B所示为图5A的光源组配设于散热孔的另一侧的剖面图。

图6所示为本发明优选实施例的另一种背光模块的仰视图。

图7所示为图6的背光模块再增设一鼓风式风扇后的示意图

图8所示为图6的背光模块在变更其风道宽度后的示意图。

主要组件符号说明

100：背光模块

110：灯箱

112：底部

120：光源组

122：基板

124：发光二极管

130：风扇

200、300：背光模块

210：灯箱

212：底部

212a：第一表面

212b：第二表面

214：出光截面

216：散热孔

220：扩散板

230：光源组

232：基板

234：点光源

240、240’：散热装置

242、248、248’：壳罩

242a：顶面

242b：侧面

244、244a、244b：风扇

246：风道

246a：第一开口

246b：第二开口

248a：开孔

R1、R2：区域

H1、H2：壳罩与底部间的距离

W1、W2：风道宽度

具体实施方式

图2所示为本发明一实施例的一种背光模块的示意图，图3A所示为图2的灯箱与光源组的俯视图，图3B所示为沿图3A的A-A’线的剖面图，而图3C所示为图2的壳罩与灯箱底部接合的立体图。请同时参考图2、图3A、图3B与图3C，本实施例的背光模块200包括一灯箱210、一扩散板220、多个光源组230以及一散热装置240。灯箱210具有相对的一底部212与一出光截面214，扩散板220是配置于灯箱210的出光截面214处，其中底部212有相对的一第一表面212a与一第二表面212b，且第一表面212a较邻近出光截面214。光源组230是配置于底部212，即光源组230可配置于底部212的第一表面212a或第二表面212b(本实施例的光源组230是配置于底部212的第一表面212a)，且各光源组230包括一基板232与多个点光源234，其中基板232是配置于底部212上，而点光源234是配置于基板232上且面向出光截面214。在本实施例中，点光源234例如是发光二极管或是侧边发光型的点光源。另外，散热装置240是配置于底部212的第二表面212b。本实施例的散热装置240包括一散热组与与一风扇244，其中散热组包括多个壳罩242。每一个壳罩242分别配置于一光源组230正下方的第二表面212b上，且各壳罩242与底部212之间形成一风道246。本实施例的壳罩242其一端具有一第一开口246a，另一端具有一第二开口246b，且每一个壳罩242的第二开口246b相通，而风扇244则是配置于散热组。具体而言，上述配置于光源组230正下方的的多个壳罩242例如是连通至壳罩248，使得每一个壳罩242的第二开口246b相通。上述壳罩242与底部212之间的最大距离例如是介于1毫米至10毫米之间。在本实施例中，壳罩242例如具有一顶面242a与两侧面242b，其中侧面242b是连接于顶面242a与底部212之间，而壳罩242与底部212之间的最大距离即为顶面242a至底部212的距离。

在上述的背光模块200中，壳罩242与壳罩248可为一体成型。光源组230的基板232的形状例如为条状，而点光源234是沿着基板232的延伸方向排列。基板232例如是电路板，其材质可以是导热性优选的金属或合金，但不以此为限。具体而言，基板232可为金属芯印刷电路板(metal core printedcircuit board，MCPCB)。此外，灯箱210的材质可包括铝，或是选用其它导热性优选的金属或合金，但不以此为限。

当背光模块200在运作时，点光源234产生的热量会先传导至基板232，再经由基板232传导到灯箱210的底部212，使得灯箱底部212位在基板232正下方的部分呈高温状态，而本实施例的散热装置240即可有效地降低灯箱底部212位在基板232正下方的部分的温度，以使灯箱底部212有优选的散热效率，进而让点光源234处于正常的工作温度。下文将对本实施例的散热装置240做详细地说明。

在本实施例中，风扇244例如是配置于壳罩248的一开孔248a。其中，开孔242a的配设位置例如是对应背光模块200的热源较集中的区域。风扇244例如为轴流式风扇，其可将风道246中的热空气由第二开口246b抽出至外界环境，且外部的冷空气会自第一开口246a流入风道246中，如此可有效地降低灯箱底部212位在基板232正下方的部分的温度。因此，相较于传统背光模块100，本实施例的背光模块200具有优选的散热效率，所以点光源234的发光亮度不容易因过热而降低，且发光波长也较不易改变。

另外，由于光源组230在运作一段时间后，各光源组230的中间部分R1的温度往往较各光源组230两端部分R2的温度高，造成配置于基板232上的各个点光源234间温度差异大，导致亮度不均。为改善光源组230在中间部分R1的温度过高情况，本发明在此提出一优选实施例，以解决上述情况。请参考图4，其所示为调整图3B中部分壳罩与底部间的距离后的剖面图。在本实施例中，对应光源组230中间部分R1的壳罩242与底部212之间的最大距离H1小于对应光源组230两端部分R2的壳罩242与底部212之间的最大距离H2，使得气流在流经对应中间部分R1的风道246时有较快的流速，以移除较多热量。详细地说，风道246中的气流其质量流率(massvelocity)为一定值，且由于质量流率＝密度×流速×截面积，因此气体流经风道246的截面积较小的部分时，其流速会较快。在本实施例中，由于距离H1小于距离H2，因此风道246对应中间部分R1的截面积小于风道246对应两端部分R2的截面积，进而让气流在流经对应中间部分R1的风道246时有较快的流速，即在同一段时间内，会有较多的热量被移除，进而提高光源组230其中间部分R1的散热效率。此外，本实施例亦可以在壳罩242上开设数个开孔(未示出)，以调整风道246的进气分布。

在本发明的另一实施例中，亦可分别于各光源组230正下方的灯箱底部212配设一散热孔216(请参考图5A，其所示为图3B的灯箱在配设散热孔后的剖面图)，其中每一个散热孔216暴露出对应的基板232，使得在风道内的气流可以直接对基板232进行散热，以提高光源组230的散热效率。在其它优选实施例中，光源组230亦可配置于散热孔216的另一侧(请参考图5B，其所示为图5A的光源组230配设于散热孔216的另一侧的剖面图)，即光源组230是配置于底部212的第二表面212b。

图6所示为本发明优选实施例的另一种背光模块的仰视图。请参考图6，本实施例的背光模块300与上述背光模块200类似，其主要差异在于散热装置。更详细地说，本实施例的背光模块300的散热装置240’的各壳罩242是连接至一壳罩248’，以使各壳罩242的第二开口246b相通。此外，风扇244a为鼓风式风扇，其配置于壳罩248的一开口248a处。风扇244a产生的气流即可由第二开口246b进入风道，以对光源组230进行冷却，再经由第一开口246a流出风道。此外，本实施例亦可于背光模块300中增设另一鼓风式风扇244b(如图7所示，其所示为图6的背光模块再增设一鼓风式风扇后的示意图)。如此一来，鼓风式风扇244a与244b可同时产生较大的气流量，以更有效地降低光源组230的温度。

图8所示为图6的背光模块在变更其风道宽度后的示意图。请参考图8，在本实施例中，由于风扇244a产生的气流其质量流率为一定值，亦即由风扇244a产生的气流其质量流率等于流入各个风道的风量总和。因此，为能有足够的风量来移除距离开口248a较远的光源组230的热量，本实施例调整部分壳罩242的宽度，以改变壳罩242与底部212之间所形成的风道的截面积。具体而言，本实施例是使距离开口248a较近的壳罩242的宽度小于距离开口248a较远的壳罩242的宽度。换句话说，距离开口248a最近的壳罩242的宽度W1最小，而距离开口248a最远的壳罩242的宽度W2最大，如此可让较多风量流入距离开口248a较远的部分风道，进而使散热装置240’对各光源组230的散热效率较为平均。

综上所述，本发明在灯箱底部的第二表面上配置一散热装置，此散热装置具有多个壳罩与配置在壳罩旁的至少一风扇，这些壳罩分别配置于多个光源组其中之一正下方的第二表面上。其中，壳罩与底部之间形成一风道，而风扇所产生的气流即可沿着风道流动以有效地冷却光源组。此外，本发明亦可借由调整各壳罩的宽度，以使散热装置对各光源组的散热效率较为平均。另外，适当地于灯箱底部增设多个散热孔，可使气流直接对基板进行冷却，如此有助于降低光源组的温度。相较于传统的背光模块，本发明的背光模块即有优选的散热效率，故点光源的发光亮度不易因过热而降低，而且点光源的发光波长也不易因过热而改变，同时可借由壳罩的调整来达到均温的目的。因此，本发明的背光模块可提供亮度较为均匀且颜色较为稳定的面光源。

虽然本发明已以优选实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims

1.一种背光模块，包括：

一灯箱，具有相对的一底部与一出光截面，其中该底部有相对的一第一表面与一第二表面，且该第一表面较邻近该出光截面；

多个光源组，配置于该底部，其中各该光源组包括一配置于该底部的基板与多个配置于该基板上的点光源；

一散热装置，包括：

一散热组，包括多个壳罩，各该壳罩配置于该些光源组其中的一下方的该第二表面上，其中各壳罩与该底部之间形成一风道，而各该壳罩的一端具有一第一开口，另一端具有一第二开口，且该些第二开口相通；以及

至少一风扇，配置于该散热组，其中该风扇适于使该风道内的气体自该些第二开口流出，或是使气体自该些第二开口流入该些风道中，

其中，各该壳罩其对应该光源组中间部分的壳罩与该底部之间的最大距离小于对应该光源组两端部分的壳罩与该底部之间的最大距离。

2.根据权利要求1所述的背光模块，其中该底部具有多个散热孔，且各该散热孔暴露出对应的该基板。

3.根据权利要求1所述的背光模块，其中该些壳罩与该底部之间的最大距离介于1毫米至10毫米之间。

4.根据权利要求1所述的背光模块，其中该风扇为轴流式风扇。

5.根据权利要求1所述的背光模块，其中该风扇为鼓风式风扇。

6.根据权利要求1所述的背光模块，其中该些点光源为发光二极管。

7.根据权利要求1所述的背光模块，其中该壳罩上开设数个开孔。

8.根据权利要求1所述的背光模块，还包括一扩散板，其配置于该灯箱的该出光截面处。

9.根据权利要求1所述的背光模块，其中该些壳罩配置于该些光源组其中之一正下方的该第二表面上。