CN101470298A

CN101470298A - 背光模组

Info

Publication number: CN101470298A
Application number: CNA2007102035787A
Authority: CN
Inventors: 徐智鹏; 徐弘光
Original assignee: Foxsemicon Integrated Technology Shanghai Inc; Foxsemicon Integrated Technology Inc
Current assignee: Foxsemicon Integrated Technology Shanghai Inc; Foxsemicon Integrated Technology Inc
Priority date: 2007-12-29
Filing date: 2007-12-29
Publication date: 2009-07-01
Anticipated expiration: 2027-12-29
Also published as: US20090168431A1; US7810959B2; CN101470298B

Abstract

一种背光模组，包括一导光板及一LED光源组，所述导光板具有一出光面及位于该出光面侧端的一入光面，该LED光源组设于导光板的入光面且LED光源组的出光面与所述入光面相对设置；该背光模组还包括一通风管，所述通风管内具有一空气通道，通风管的两端分别设有与空气通道相连通的一进气口与一出气口，所述出气口在重力方向上高于进气口，所述LED光源组设于该通风管上并与通风管热连接，所述通风管用以吸收光源组工作时所产生的热量使空气通道内的空气沿与重力相反的方向上升，上升的空气经由出气口流出。该背光模组具较佳的散热性能，可提升LED光源组的发光效率及寿命。

Description

背光模组

技术领域

本发明涉及一种背光模组，特别是关于一种具有散热结构的背光模组。

背景技术

液晶显示(Liquid Crystal Display，LCD)技术已普遍应用于计算机屏幕、手机、数码相机、数码摄像机、PDA等电子产品。液晶面板(LCD panel)是关键的显示组件，然而其本身并不发光，需要设置一背光模组(Backlight Module)才可以进行显示，背光模组与液晶面板组装在一起而形成一完整的液晶显示模组(Liquid Crystal Module，LCM)。

请参见图1，美国专利第7,036,946号揭示了一种侧光式(Edge type)背光模组10。该背光模组10包括一框架11、两发光二极管((Light Emitting Diode，LED)光源组12以及一导光板13。其中LED光源组12由LED121、电路板122及电力输入装置(图中未示出)所组成。该导光板13承载于框架11的底板111上，该两LED光源组12分别邻近地设于导光板13的两侧端并固定在框架11的侧板112上，导光板13两端的入光面131与LED光源组12的发光面相对。然而，通常LED在发光时，其所接收能量的大约80~90％被转换为热量，其余的能量才被真正转换为光能。因此，LED发光所产生的热量必须被疏散掉以保证LED的正常运作。该背光模组10中，LED121所发出的热量依靠框架11散发，散热效果不佳，进而影响LED的发光效率与寿命。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种具较佳散热效果的背光模组。

一种背光模组，包括一导光板及一LED光源组，所述导光板具有一出光面及位于该出光面侧端的一入光面，该LED光源组设于导光板的入光面且LED光源组的出光面与所述入光面相对设置；该背光模组还包括一通风管，所述通风管内具有一空气通道，通风管的两端分别设有与空气通道相连通的一进气口与一出气口，所述出气口在重力方向上高于进气口，所述LED光源组设于该通风管上并与通风管热连接，所述通风管用以吸收光源组工作时所产生的热量使空气通道内的空气沿与重力相反的方向上升，上升的空气经由出气口流出。

本发明所提供的背光模组中，LED光源组与一通风管热连接，通风管的出气口在重力方向上高于进气口，LED光源组所发出的热量传至通风管，通过该通风管的自然通风效应快速地将热量散发，与现有技术相比，本发明中的背光模组具有较佳的散热性能，从而可提升LED光源组的发光效率及寿命。

附图说明

下面参照附图，结合实施例对本发明作进一步描述。

图1为一现有背光模组的侧面示意图。

图2是本发明背光模组第一实施例的正视剖面示意图。

图3是本发明背光模组第二实施例中通风管的部分剖面示意图。

图4是本发明背光模组第三实施例中散热结构的俯视图。

图5是图4中沿V-V线的剖面示意图。

具体实施方式

请参阅图2，本发明第一实施例提供的背光模组为一侧光式(Edge type)背光模组，其包括一导光板21、一LED光源组22及一通风管23，所述导光板21、LED光源组22及通风管23设于一框架24上。

该导光板21为一方形平板，其具有一出光面211及位于该出光面211侧端的一入光面212，光由入光面212进入导光板21内再由出光面211向外出射。通风管23为一圆柱状中空细长管体，其可由具高导热系数的金属或金属合金材料制成，例如铜、铝及其合金等。所述通风管23与该入光面212并行设置，其内部形成有一空气通道231。所述通风管23的下端设有一进气口232，其上端设有一出气口233，其中出气口233在重力方向G上高于进气口232，所述进气口232与出气口233将通风管23内的空气通道231与外部连通。

该LED光源组22设于通风管23与导光板21的入光面212之间，所述光源组22与通风管23热连接，光源组22的出光面与导光板21的入光面212相对设置，LED光源组22发出的光可由导光板21的入光面212入射至导光板21内。该LED光源组22包括若干LED 221、一电路板222及一电力输入装置(图未示)，所述电力输入装置与电路板222电连接以给LED 221供电。电路板222固设于通风管23的外壁上并沿通风管23的轴向延伸，这些LED 221间隔设于电路板222上并沿通风管23的轴向排列。所述LED 221的出光面与导光板21的入光面212相对，LED 221发出的光由导光板21的入光面212入射至导光板21内再由导光板21的出光面211出射，从而形成一背光源。所述电路板222可采用一金属核芯电路板(Metal core printed circuit board)，以使其具有较佳的传热效果。

该背光模组中，LED光源组22工作时产生的热量可由电路板222迅速地传至通风管23，利用通风管23的自然通风(Natural Ventilation)效应可以将传至通风管23的热量快速散发，从而实现对所述LED光源组22的散热。

自然通风是利用风力、浮力等自然力来实现通风换气、降温等目的。浮力通风(Buoyancy Ventilation)可以是温度诱导(Temperature-induced)或湿度诱导(Humidity-induced)。本实施例中是利用温度诱导的方式来实现通风的，温度诱导可用以下表达式进行表征：

Q = C_{d} A_{0} \sqrt{\frac{2 gL \sin θ' \frac{T_{b} - T_{i}'}{T_{0}}}{1 + A_{r}^{2}}}

在此，Q为通风率(m³/s)，C_d为流量系数(通常为0.65~0.70)，A_o为出气口233的有效截面积(m²)，g为重力加速度(9.807m/s²)，L为通风管的长度，θ为通风管与水平面之间的夹角(本实施例中，θ＝90°)，T_b为通风管内的平均温度(K)，T_i为通风管进气口处的温度(K)，T_o为通风管出气口处的温度(K)，A_r为出气口有效截面积A_o(m²)与进气口有效截面积A_i(m²)的比值。

当背光模组工作时，LED光源组22中的LED 221所发出的热量经电路板222传至通风管23的管壁，然后热量被空气通道231内的空气吸收，从而使空气通道231内空气的温度升高进而导致空气上浮，上浮的空气可以经由通风管23上端所设的出气口233排出，以最终将LED光源组22所产生的热量散发，同时空气通道231也会经由通风管23下端所设进气口232吸入冷空气，从而形成一循环流动以不断地将LED光源组22所产生的热量散发。所述背光模组是利用自然力来实现较好的散热性能，不需要额外的能源，因此能耗较低。

上述背光模组中，LED光源组22与通风管23热连接，LED光源组22产生的发热量先传至通风管23，再由通风管23的自然通风效应最终将LED 221光源组22的热量有效地散发，与现有采用框架散热的背光模组相比，本实施例中的背光模组因采用通风管23散热，散热效率得到有效提升。为增强LED光源组22与通风管23之间的传热效果，还可以在LED 221光源组22的电路板222与通风管23之间设置一层热传导材料25(thermal interface material，TIM)以辅助传热。

本实施例中仅以通风管23的轴向与重力方向G平行的情况举例说明，可以理解的是，当通风管23的轴向与重力方向G成一定倾角时，只要使出气口233在重力方向G高于进气口232，通风管23的空气通道231内被加热的空气就会沿与重力方向G相反的方向上升，上升的空气经由出气口233流出，从而将传至通风管23的热量带走。

另外，本实施例中仅示出在导光板21的一个入光面212设置LED光源组22及通风管23的情况，可以理解的是，导光板21也可以采取两侧入光，即在导光板21相对的两侧端分别设一LED光源组22，该两光源组22分别与一通风管23热连接。

参阅图3，本发明背光模组第二实施例中的通风管33与上述第一实施例中的通风管23基本相同，主要差别在于：本实施例中的通风管33的内径自下端向上端逐渐变大，即通风管33内空气通道231在出气口333处的截面积大于空气通道331在进气口332处的截面积，由上述第一实施例中温度诱导的表达式可推知，其他条件不变的情况下，出气口333的面积增大可使通风率Q随之增大，因此，当空气通道331内的热空气上升时，本实施例中的通风管33能够吸入更多的冷空气，由LED光源组传至通风管33管壁的热量能够更快地被散发。

参阅图4及图5，本发明背光模组第二实施例中通风管43与上述第二实施例中的通风管33基本相同，主要差别在于：通风管43的内壁凸设有若干沿通风管43轴向延伸的散热鳍片434，所述散热鳍片434可增大通风管43与空气通道431内空气的接触面积，从而提高通风管43与管内空气的热交换效率，其中所述散热鳍片434可与由铜、铝等金属材料制成的通风管43一体成型；通风管43下端的进气口432处设有一风扇45，一温度感测器46与LED光源组42热连接以感测LED光源组42中LED 421的工作温度，该温度感测器46可以是直接或间接地与LED光源组42热连接，例如贴设在LED光源组42的电路板422上或通风管43的管壁上，本实施例中，温度感测器46贴设于通风管43的管壁上；一控制电路47电连接于该温度感测器46与风扇45之间，所述控制电路47接受温度感测器46反馈回的信号，并根据该信号来控制风扇45的开启与关闭，也就是当LED光源组42的工作温度上升到高于某一特定值时，控制电路47接受来自温度感测器46的信号而将风扇45开启，当LED光源组42的工作温度下降到低于该特定值时，控制电路47接受来自温度感测器46的信号而将风扇45关闭。

本实施例中，通风管43的内壁上设有沿通风管43的轴向延伸的若干散热鳍片434，所述散热鳍片434可增大通风管43与管内空气的接触面积，从而提升管内空气与通风管43的热交换效率。可以理解地，根据背光模组应用场合的不同，也可以在通风管43的外壁上设置散热鳍片。另外，通风管43下端的进气口432处设有风扇45，并由控制电路47根据LED光源组42的工作温度的高低来控制风扇45的开启与关闭，当LED光源组42的工作温度较低时，风扇45关闭，仅依靠通风管43的自然通风效应来散热，可节约能耗；而当LED光源组42的工作温度较高时，风扇45开启，可加速通风管43内热空气上升的速度以提高散热效率，从而使LED光源组42在正常的温度下工作，可增加LED光源组42的发光效率及延长LED光源组42的使用寿命。本实施例中，风扇45是设于通风管43下端的进气口432处，可以理解地，风扇45也可以设于通风管43上端的出气口433处，此种情况下，风扇45为一吸风式风扇，风扇45工作时可将通风管43内的热空气由出气口433吸出，从而加速管内空气的流动。

本发明所提供的背光模组可用于液晶显示装置、广告看板等平面显示装置中，用以给所述平面显示装置提供一具较佳散热效果的背光源。

另外，本领域技术人员还可于本发明精神内做其它变化，只要其不偏离本发明的技术效果均可。这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims

【权利要求1】一种背光模组，包括一导光板及一LED光源组，所述导光板具有一出光面及位于该出光面侧端的一入光面，该LED光源组设于导光板的入光面且LED光源组的出光面与所述入光面相对设置，其特征在于：还包括一通风管，所述通风管内具有一空气通道，通风管的两端分别设有与空气通道相连通的一进气口与一出气口，所述出气口在重力方向上高于进气口，所述LED光源组设于该通风管上并与通风管热连接，所述通风管用以吸收光源组工作时所产生的热量使空气通道内的空气沿与重力相反的方向上升。
【权利要求2】如权利要求1所述的背光模组，其特征在于：所述出气口的截面积大于进气口的截面积。
【权利要求3】如权利要求1所述的背光模组，其特征在于：所述通风管的内壁与外壁其中至少之一的表面凸设有若干散热鳍片。
【权利要求4】如权利要求1所述的背光模组，其特征在于：还包括一风扇、一温度感测器及一控制电路，所述风扇设于通风管的一端，所述温度感测器与LED光源组热连接，所述控制电路电连接于温度感测器及风扇，所述控制电路接受温度感测器反馈回的信号以控制风扇的开启与关闭。
【权利要求5】如权利要求4所述的背光模组，其特征在于：所述风扇设于通风管的进气口处，所述温度感测器设于通风管的管壁上。
【权利要求6】如权利要求1所述的背光模组，其特征在于：所述LED光源组包括一电路板及若干LED，所述电路板设于通风管的外壁上并沿通风管的轴向延伸，所述LED设于电路板上并沿通风管的轴向排列。
【权利要求7】如权利要求6所述的背光模组，其特征在于：所述电路板与通风管的外壁之间设有一层热传导材料。
【权利要求8】如权利要求6所述的背光模组，其特征在于：所述电路板为一金属核芯电路板。