CN101556008B - 侧光式背光模块的组装方法 - Google Patents

Abstract

侧光式背光模块的组装方法，包括：提供第一导热结构，其由第一本体部以及连接于第一本体部的第一延伸部所组成，将第一LED光源组及导光板固定于第一导热结构上，并使第一LED光源组的发光面紧密贴合于导光板的第一入光面；提供框架，该框架具有底部及从底部的一边向上延伸的第一侧壁；将固定于一起的导光板、光源组及导热结构组装至框架中，使第一LED光源组配置于框架内邻近第一侧壁的一端，第一导热结构配置于第一LED光源组与框架间，且第一本体部配置于第一LED光源组与第一侧壁间，第一延伸部延伸于第一LED光源组与底部间、以及导光板与底部间，以解决导光板与LED光源组间间隙过大的问题，确保光源利用效率，避免漏光现象。

Description

侧光式背光模块的组装方法

本申请是申请人为友达光电股份有限公司，申请日为2007年3月9日，申请号为200710085894.9，发明名称为“一种侧光式背光模块”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种背光模块的组装方法，特别涉及一种具有散热装置的侧光式(Edge Type)背光模块的组装方法。

背景技术

液晶显示(LCD)技术普遍应用于计算机屏幕、行动电话、数字相机、摄录像机、PDA等产品。液晶面板(LCD panel)是关键的显示组件，然而其本身并不发光，需要设置一背光模块(backlight module)才可以进行显示，背光模块与液晶面板组装在一起而形成一完整的液晶显示模块(liquid crystalmodule，LCM)。

请参照图1，图1是一公知侧光式(Edge type)背光模块的侧剖面图。背光模块1包括一框架11、至少一LED光源组12以及一导光板13，其中LED光源组12由LED 121、电路板122及电力输入装置(图中未示出)所组成。框架11是由一底板111以及底板边向上延伸的侧壁112所构成的结构，一般而言，框架11是金属材料。导光板13的入光侧13a与LED光源组12的发光面相对。

由于面板驱动IC(图中未示出)的存在以及LED光源组运行时所产生的热能，故LED背光源一向存在有散热不佳的问题。散热不佳不但造成整体背光模块效率降低，也减少了平均使用寿命。因此在电路板122与侧壁112相邻处的缝隙，往往会用一导热材料(thermal interface material，TIM)14填充，希望热能经由导热材料传到金属框架(热能发散方向如图1中的箭头所示)以发散到外界，进而达到散热的目的。

然而，实际情况里，金属框架上会有许多提供其它组件组装的结构，可能是孔洞、或是卡勾等不连续结构，这些不连续结构使得热能传递不均匀，散热效果也不如预期。

图1所示是一侧光式背光模块，若一背光模块中的LED光源为两侧入光时，LED光源运行时产生的热能势必会在其中一端与驱动IC的热能相干涉。如此一来不但散热的问题无法解决，还会出现热耦合和交互热累积的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提高侧光式背光模块的散热效率，为了达到上述目的，本发明通过一L型导热结构的设计，使背光模块中散热路径改变并使散热途径增加。

本发明的目的在于提高侧光式背光模块的散热效率，其可通过一U型导热结构的设计，使背光模块中散热路径改变并使散热途径增加。

本发明的还一目的在于提供一种侧光式背光模块的组装方法。其能改进组装方式，为背光模块在组装时提供便利性，进而解决导光板与LED光源组之间间隙过大的问题。

本发明公开一种侧光式背光模块，包括一框架、一LED光源组以及一导热结构。其中框架具有底部及从底部的一边向上延伸的侧壁；LED光源组配置于框架内邻近前述侧壁的一端；导热结构配置于LED光源组与框架之间。导热结构还包含一本体部及一延伸部，其中本体部配置于LED光源组与侧壁之间；而延伸部连接于本体部，并延伸到LED光源组与底部之间。

具体而言，本发明提供一种侧光式背光模块，包括：一框架，具有：一底部；及一第一侧壁，从该底部的一边向上延伸；一第一LED光源组，配置于该框架内，并邻近该第一侧壁的一端；一第一导热结构，配置于该第一LED光源组与该框架间，该第一导热结构包含：一第一本体部，配置于该第一LED光源组与该第一侧壁之间；及一第一延伸部，连接于该第一本体部，并延伸于该第一LED光源组与该底部之间；以及一导光板，位于该框架内，该导光板具有一第一入光面，该第一LED光源组邻近位于该第一入光面之旁，其中该第一延伸部还延伸于该导光板和该底部之间。

优选地，该第一本体部及该第一延伸部一体成型。

优选地，该第一本体部及该第一延伸部构成L形结构。

优选地，该第一本体部是一直立的板材，竖立于该LED光源组及该第一侧壁之间。

优选地，该第一延伸部是一平板结构，贴附于该底部的上表面，且延伸至该第一LED光源组的正下方。

优选地，该第一LED光源组固定于该第一导热结构上。

优选地，该框架还具有一第二侧壁，该第二侧壁从该底部的另一边向上延伸，该侧光式背光模块还包含：一第二LED光源组，配置于该框架之内，邻近该第二侧壁的一端；以及一第二导热结构，配置于该第二LED光源组与该框架之间，该第二导热结构包含：一第二本体部，配置于该第二LED光源组与该第二侧壁之间；及一第二延伸部，连接于该第二本体部，配置于该第二LED光源组与该底部之间。

优选地，该第一导热结构的热传导系数大于或等于该第二导热结构的热传导系数。

优选地，该第二本体部及该第二延伸部一体成型。

优选地，该第二本体部及该第二延伸部构成L型结构。

优选地，该第一延伸部在该底板的延伸长度大于该第二延伸部。

优选地，该第一导热结构的厚度大于该第二导热结构的厚度。

优选地，该侧光式背光模块还包含一驱动电路，该驱动电路位于该框架上，且该框架的一部分位于该第一导热结构的一部分以及该驱动电路之间。

优选地，该第一LED光源组包含：一第一电路板；以及多个第一LED，设置于该第一电路板上。

优选地，该第一电路板的材料包含铜箔基板、环氧树脂、聚亚酰胺、BT树脂或苯并环丁烯、强化材料或上述组合。

优选地，该第一导热结构的材料包含铝、铜或其组合。

本发明提供的侧光式背光模块的组装方法，该组装方法包括如下步骤：提供一第一导热结构，该第一导热结构由一第一本体部以及连接于该第一本体部的一第一延伸部所组成，将一第一LED光源组及一导光板固定于该第一导热结构上，并使得该第一LED光源组邻近地位于该导光板的第一入光面的旁边；提供一框架，该框架具有一底部及从该底部的一边向上延伸的一第一侧壁；在将所述导光板、光源组以及导热结构固定于一起再组装至该框架中之后，使得该第一LED光源组配置于该框架内邻近该第一侧壁的一端，该第一导热结构配置于该第一LED光源组与该框架间，并且该第一导热结构的第一本体部配置于该第一LED光源组与该第一侧壁之间，该第一导热结构的第一延伸部延伸于该第一LED光源组与该底部之间、以及该导光板与该底部之间。

优选地，该框架还具有一第二侧壁；该组装方法还包括：提供一第二导热结构，该第二导热结构由一第二本体部以及连接于该第二本体部的一第二延伸部所组成，将一第二LED光源组及该导光板固定于该第二导热结构上，并使得该第二LED光源组的发光面紧密贴合于该导光板的第二入光面；及使得该第二LED光源组配置于该框架之内邻近该第二侧壁的一端，该第二导热结构配置于该第二LED光源组与该框架之间，并且该第二导热结构的第二本体部配置于该第二LED光源组与该第二侧壁之间，该第二导热结构的第二延伸部延伸于该第二LED光源组与该底部之间、以及该导光板与该底部之间。

本发明所公开的背光模块中的导热结构，其本体部是一直立的板材，竖立于LED光源组及侧壁之间，为LED光源组提供实时的散热途径；延伸部为一平板结构，贴附于底部的上表面，且延伸至LED光源组的正下方，延伸部用来为该框架结构提供内部热扩散功能。本体部及延伸部构成一L形结构，有效地增加背光模块内部热能的发散路径，也进一步地提高了散热的效率。

附图说明

图1是一公知侧光式(Edge type)背光模块的侧剖面图；

图2A是一较佳实施例中本发明所公开的侧光式(Edge type)背光模块的侧剖面图；

图2B是图2A的实施例中组件延伸部的另一实施形式。

图3是另一较佳实施例中，本发明所公开的背光模块应用于一平面显示装置的分解示意图；

图4是图3中的液晶显示面板3与背光模块5的侧剖面示意简图；

图5A～图5B示出了背光模块5内部组件的组装示意图；以及

图6是图4的实施例中，两端延伸部各自延伸至互相连接的实施形式。

其中，附图标记说明如下：

1      背光模块      11     框架            12     LED光源组

13     导光板        121    LED             122    电路板

111    底板          112    侧壁            13a    入光侧

14     热导材料      2      背光模块        21     框架

22     LED光源组     23     导光板          24     导热结构

211    底板          212    侧壁            23a    入光侧

221    LED           222    电路板          241    本体部

242    延伸部        3      液晶显示面板    4      前框

5      背光模块      51     光学膜片        52     导光板

53     第一导热结构  54     第二导热结构    55     框架

56     第一LED光源组 57     第二LED光源组     531    第一本体部

532    第一延伸部    541    第二本体部      542    第二延伸部

551    底板          552    第一侧壁        553    第二侧壁

561    第一LED       562    第一电路板      571    第二LED

572    第二电路板    6      驱动IC          7      导热材料

具体实施方式

图1中的导光板13在组装入背光模块1时，往往会与LED 121间存在一间隙A，理论上而言，间隙A的数值越小越好，最好是完全没有，让导光板1尽量贴近LED 121，以提供较高的光源利用效率，同时也可避免漏光现象。然而一般框架的尺寸设计总是会预留一些公差余量以配合实际的加工或组装公差；因此间隙A的存在，在实际情况里是很难避免的。也因此造成在公知的侧光式LED背光模块中，除了具有前述的散热不佳的问题外，还有入光效率有待提高的问题。

请参考图2A，其是一较佳实施例中本发明所公开的侧光式(Edge type)背光模块侧剖面图。背光模块2包括一框架21、至少一LED光源组22、一导光板23以及一导热结构24。其中框架21是一由底板211以及底板边向上延伸的侧壁212所构成的结构，LED光源组22配置于框架21内邻近侧壁212的一端。导光板23的入光侧23a必须与LED光源组22的发光面位置尽可能紧密贴合，以提供较高的光源利用效率。导热结构24配置于LED光源组22与框架21之间，由一本体部241以及一延伸部242所组成，其中本体部241配置于LED光源组22与侧壁212之间；而延伸部242连接本体部241，并延伸于LED光源组22与底板211之间。

LED光源组22由至少一LED221、一电路板222及电力输入装置(图中未示出)所组成，电力输入装置与电路板222连接，其中电路板主要由铜箔材料与树脂材料组成，并按照不同需求而选择是否加入强化材料或高导热材料，除此之外电路板上可含有其它绝缘层或防焊层。其中铜箔材料包含一铜箔基板(Copper Clad Laminate，CCL)，铜箔基板的材料包含一纸基板、一玻璃布基板或一复合材料基板；在较佳实施例中，纸基板可为一酚醛型基板、一环氧型基板或一聚酯型基板，而玻璃布基板的材料可包含环氧树脂(fireresist(防火)4；FR-4、fire resist(防火)5；FR-5)、聚酰亚胺树脂(PI)、BT树脂、聚苯醚树脂(PPO)、聚四氟树脂、聚四氟乙烯树酯(PTFE)、聚氰酸酯树脂、聚烯烃树脂或上述组合；其中树脂材料可为环氧树脂(epoxy)、聚亚酰胺(polyimide，PI)、BT树脂(bismaleimide triazine resin)、苯并环丁烯(benzocyclobutene，BCB)；而如果有强化材料的加入，其材料可为玻璃纤维中的E级(E-class)或S级(S-class)或D级(D-class)等。此外，电路板222的材料可包含铜箔基板、环氧树脂、聚亚酰胺、BT树脂或苯并环丁烯、强化材料或上述组合。

另外也可在相对于零件另一端的板材下再压合其它金属材料，以形成金属基材电路板，以达到更好的散热效果。

如背景技术中所述，公知技术里，由于面板驱动IC的存在以及LED光源组运作时所产生的热能，一般LED背光源一向存在有散热不佳的问题。本发明希望通过背光模块中导热结构的设计，有效解决公知技术中散热不佳的问题。如图2A中的实施例所示，本发明的背光模块中的导热结构24，其本体部241是一直立的板材，竖立于LED光源组22及侧壁212之间，为LED光源组22提供实时的散热途径；延伸部242是一平板结构，贴附于底部211的上表面，且延伸至LED光源组22的正下方，延伸部242用来为该框架21的结构内部提供热扩散功能。本体部241及延伸部242构成一L形结构，使得背光模块中散热路径改变并使散热途径增加(如图2A中的箭头所示)，也进一步地提高了散热的效率。

不同尺寸或种类的背光模块里，会有不同程度的散热需求，本发明所公开的L形导热结构中延伸部的长度，可依实际情况而加以调整。请进一步参考图2B，图中所示是前述实施例中，延伸部242延伸至另一端侧壁212的实施形式。在散热需求较大的情况下，依据本发明的发明构思，可通过增加延伸部242的延伸范围，更进一步增加散热路径，也更提高了散热的效率。

在本发明中，希望通过前述L形导热结构的设置，有效地增加背光模块中热能的发散路径，其中导热结构的材料可包含铝、铜等具有高的优良热传导系数的材料，而导热结构的本体部及延伸部也可视模具情况为一体成型或是通过分开制造过程制作再组装；不论是导热结构的材料或是其制造过程，部不是本发明欲给以局限的特征点，因此本发明也不再对此多加讨论。

图3是另一较佳实施例中，本发明所公开的背光模块应用于一平面显示装置的分解示意图。图3中的平面显示装置由一液晶显示面板3、一前框4以及一背光模块5所组成。其中背光模块5包含多个光学膜片51、一导光板52、一第一LED光源组(图中未示出)、一第二LED光源组(图中未示出)、一第一导热结构53、一第二导热结构54以及一框架55。在此实施例中，背光模块5是两端入光的侧光式背光模块，因此设置有两组导热结构配置来提高散热效率。

请进一步参考图4，图中所示是图3中的液晶显示面板3与背光模块5的侧剖面示意简图，主要是希望对导热结构作进一步的详细介绍，因此在图4中背光模块5的部分组件省略未在图中示出。如图所示，第一导热结构53以及第二导热结构54分别配置于第一LED光源组56与框架55之间及第二LED光源组57与框架55之间。背光模块5通过第一导热结构53以及第二导热结构54，可有效地分别为框架55的相对两端提供来自LED光源组的热能的散热途径。框架55由一底板551以及底板边向上延伸的侧壁所构成的结构，第一LED光源组56配置于框架55内邻近一第一侧壁552的一端，而第二LED光源组57配置于框架55内邻近一第二侧壁553的一端。背光模块5的第一LED光源组56由第一LED 561、第一电路板562及第一电力输入装置(图中未示出)所组成，第二LED光源组57由第二LED 571、第二电路板572及第二电力输入装置(图中未示出)所组成。其中前述的第一及第二电路板都主要包含一铜箔基板，其可应用的材料可为弹性材料且属公知常识，如前一个实施例中所述，于此不再赘述。

第一导热结构53由一第一本体部531以及一第一延伸部532所组成。其中第一本体部531配置于LED光源组56与第一侧壁552之间；而第一延伸部532连接于第一本体部531，并延伸于LED光源组56与底部551之间。第二导热结构54由一第二本体部541以及一第二延伸部542所组成。其中第二本体部541配置于LED光源组57与第二侧壁553之间；而第二延伸部542连接于第二本体部541，并延伸于LED光源组57与底部551之间。值得注意的是，在此实施例中，第二导热结构54的第二延伸部542的长度大于第一导热结构53的第一延伸部532的长度。

在此实施例中，由于发光源为两端入光的型式，因此在两组LED光源组与导光板间都分别设置有一L型的导热结构。当背光模块的光源为两端入光式时，其中一端的LED光源组所产生的热能会与液晶显示面板3驱动IC 6所产生的热能相干涉，进一步出现热耦合与交互热累积的问题。换言之，在此实施例中，背光模块5在第二LED光源组57端的热能累积，会比第一光源组56端要来的大，因此，通过增加第二导热结构54的第二延伸部542的长度，以增加该热能较大区域的散热路径，进一步地提高了散热的效率。在此实施例中，仅以不同长度尺寸的导热结构来作为可弹性变化的实施形式，然而本发明并不欲以此限制导热结构的实施形式，针对不同种类的背光模块里不同的热能累积情况，其内部导热结构的厚度、材料、热传导系数、表面处理或是长度尺寸，都可视实际情况予以调整且应属于本发明所包括的范围，即可弹性调整使两端具有或不具有等效的散热能力，以控制两端的温度达到几乎相同。在较佳实施例中，LED光源组与热结构之间也可视情况填充热导材料(thermal interface material，TIM)7以辅助提高散热效率。

本发明背光模块里的L型的导热结构设计，不但可有效增加背光模块内部的热能散热路径，也进一步地为背光模块在组装时提供了便利性，请参考图5A～图5B，图中所示的是背光模块5内部组件的组装示意图。不同于公知技术里以框架为底层迭放组件的实施形式，本发明可先将导光板52、LED光源组56 & 57以及导热结构53 & 54先固定在一起后(如图5A所示)，再组装至框架55中(如图5B所示)。如背景技术中所述，一般框架的设计尺寸总是会预留一些余量以适应加工或组装所需要的公差配合，因此LED光源组与导光板之间存在间隙在实际情况里是很难避免的。而本发明中所公开的组装方式的好处在于可通过导热结构将LED光源组与导光板先进行组装，而将LED光源组与导光板间的间隙降到最低甚至没有，让导光板52尽量贴近两侧的LED光源组56 & 57，不但可以提供较高的光源利用效率，同时也可避免漏光现象。

如前所述，本发明所公开的L形导热结构中延伸部的长度，并不欲在此加以限制，可按照实际情况而加以调整。请进一步参考图6，图中所示的是图4的实施例中，第一延伸部532及第二延伸部542各自延伸至互相连接时的实施形式。通过调整导热结构的延伸部的长度尺寸，在便于组装的前提下，本发明可有效地针对不同种类的背光模块和不同的热能累积，而提供导热结构的配置及调整的实施弹性。此外，也可同时形成第一本体部531及第二本体部541而一体成型形成一U型导热结构(图中未示出)。

综上所述，本发明所提供的背光模块利用其内部的一L型的导热结构，增加了内部热能的散热路径、并提高了散热效率。此外，通过L型导热结构于背光模块中所造成的组装方式的改变，进一步地解决了公知技术中导光板与LED光源组之间的间隙过大的问题，确保了光源利用效率，也避免了漏光现象。

本发明虽以较佳实例公开如上，但其并非用来限定本发明的构思和发明实体，仅限于上述实施例。对本领域技术人员，应当可轻易理解并利用其它组件或方式来产生相同的功效。所以，在不脱离本发明的构思的情况下，在本发明范围内所作的修改，均应包含在所附的权利要求书所界定的范围内。

Claims (14)

1.一种侧光式背光模块的组装方法，该组装方法包括如下步骤：

提供一第一导热结构，该第一导热结构由一第一本体部以及连接于该第一本体部的一第一延伸部所组成，将一第一LED光源组及一导光板固定于该第一导热结构上，并使得该第一LED光源组的发光面紧密贴合于该导光板的第一入光面；

提供一框架，该框架具有一底部及从该底部的一边向上延伸的一第一侧壁；及

将固定于一起的所述导光板、光源组以及导热结构组装至该框架中，使得该第一LED光源组配置于该框架内邻近该第一侧壁的一端，该第一导热结构配置于该第一LED光源组与该框架之间，并且该第一导热结构的第一本体部配置于该第一LED光源组与该第一侧壁之间，该第一导热结构的第一延伸部延伸于该第一LED光源组与该底部之间、以及该导光板与该底部之间。

2.如权利要求1所述的侧光式背光模块的组装方法，其中该第一导热结构的该第一本体部及该第一延伸部一体成型。

3.如权利要求1所述的侧光式背光模块的组装方法，其中该第一本体部及该第一延伸部构成L形结构。

4.如权利要求1所述的侧光式背光模块的组装方法，其中该第一本体部是一直立的板材，竖立于该LED光源组及该第一侧壁之间。

5.如权利要求1所述的侧光式背光模块的组装方法，其中该第一延伸部是一平板结构，贴附于该底部的上表面，且延伸至该第一LED光源组的正下方。

6.如权利要求1所述的侧光式背光模块的组装方法，其中该框架还具有一第二侧壁，该组装方法还包括：

提供一第二导热结构，该第二导热结构由一第二本体部以及连接于该第二本体部的一第二延伸部所组成，将一第二LED光源组及该导光板固定于该第二导热结构上，并使得该第二LED光源组的发光面紧密贴合于该导光板的第二入光面；及

使得该第二LED光源组配置于该框架之内邻近该第二侧壁的一端，该第二导热结构配置于该第二LED光源组与该框架之间，并且该第二导热结构的第二本体部配置于该第二LED光源组与该第二侧壁之间，该第二导热结构的第二延伸部延伸于该第二LED光源组与该底部之间、以及该导光板与该底部之间。

7.如权利要求6所述的侧光式背光模块的组装方法，其中该第一导热结构的热传导系数大于或等于该第二导热结构的热传导系数。

8.如权利要求6所述的侧光式背光模块的组装方法，其中该第二本体部及该第二延伸部一体成型。

9.如权利要求6所述的侧光式背光模块的组装方法，其中该第二本体部及该第二延伸部构成L型结构。

10.如权利要求6所述的侧光式背光模块的组装方法，其中该第一延伸部在该底板的延伸长度大于该第二延伸部。

11.如权利要求6所述的侧光式背光模块的组装方法，其中该第一导热结构的厚度大于该第二导热结构的厚度。

12.如权利要求1所述的侧光式背光模块的组装方法，其中该第一LED光源组包含：

一第一电路板；以及

多个第一LED，设置于该第一电路板上。

13.如权利要求12所述的侧光式背光模块的组装方法，其中该第一电路板的材料包含铜箔基板、环氧树脂、聚亚酰胺、BT树脂或苯并环丁烯、强化材料或上述组合。

14.如权利要求1所述的侧光式背光模块的组装方法，其中该第一导热结构的材料包含铝、铜或其组合。

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