CN102102863A - 发光源散热构造及背光模块 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种发光源散热构造及背光模块，发光源散热构造包含：至少一灯条，具有二侧面；以及一散热座，包含：一框座，具有一内部空间、至少一开口及一上表面，所述开口开设于所述框座的上表面并连通于所述内部空间，所述开口各具有至少一开口边缘；及二弹性抵接壁，各具有一贴合面；其中，所述弹性抵接壁固定于所述开口边缘上，所述灯条嵌入所述开口内，所述弹性抵接壁的贴合面与所述灯条的侧面贴合，增大了灯条与散热座的接触面积，故能相对提升所述发光二极管封装构造的散热效率及使用寿命。

Description

发光源散热构造及背光模块
【技术领域】
本发明是有关于一种发光源散热构造，特别是有关于一种增加散热座与灯条的组装便利性与散热效率的发光源散热构造。
【背景技术】
液晶显示器(liquid crystal display，LCD)是利用液晶材料的特性来显示图像的一种平板显示装置(flat panel display，FPD)，其相较于其他显示装置而言更具轻薄、低驱动电压及低功耗等优点，已经成为整个消费市场上的主流产品。然而，液晶显示器的液晶材料无法自主发光，必需借助外在提供光源，因此液晶显示器中需设有背光模块以提供所需的光源。
一般而言，背光模块可分为侧入式背光模块和直下式背光模块两种形式。现有习知背光模块主要是以冷阴极荧光灯管(CCFL)、热阴极荧光灯管(HCFL)及半导体发光组件作为光源，而半导体发光组件主要又是利用发光二极管(LED)进行发光，其相较于阴极荧光灯管更为省电节能、使用寿命更长，且体积更为轻薄，因而有逐渐取代阴极荧光灯管的趋势，发光二极管将是液晶显示器的背光模块未来的主要光源。
现今，发光二极管多以芯片的形式设置于热沉上，并进行半导体封装，以作为发光二极管封装构造，接着依序固定在一长条状的电路基板及一长条状的铝型材上以构成一灯条(light-bar，LB)，最后灯条的背面再与背光模块的铝材散热板接合，而形成一发光源散热构造。然而，上述发光源散热构造的缺点在于：发光二极管封装构造中的发光二极管芯片工作过程中的温度极高，然而发光二极管封装构造却仅能间接通过热沉、电路基板及铝型材将热能传递至铝材散热板。由于设置在发光二极管封装构造与铝型材之间的印刷电路板(print circuit board，PCB)是使用热阻高的材料所制成，无法协助发光二极管封装构造及时将热能传递至铝型材及铝材散热板，将导致发光二极管封装构造附近的温度明显升高，造成液晶显示器各显示区块温度不均而出现泛红现象，进而影响液晶显示器的成像质量。
再者，发光二极管本身也极易因为工作过程的温升而影响其发光效率及工作稳定度，严重时也可能因长期处于高温的状态而降低其使用寿命。另外，若灯条仅是简单利用黏着剂黏固在铝材散热板上或仅是利用螺丝锁付在铝材散热板上，则由于灯条的铝型材与铝材散热板之间存在了绝缘的黏着剂，造成两者之间的表面既非直接热性接触又未紧密贴合，也将会在某程度上影响其散热效率，更会增加整体构造的厚度而不利于轻薄化的设计趋势。此外，长期处于高温的状态下，黏着剂也可能变质劣化而失去黏性，造成灯条脱离铝材散热板，若发光二极管封装构造的热能无法被铝材散热板即时带走，则发光二极管封装构造将存在过热烧毁的潜在风险。
故，确实有必要对背光模块的发光二极管提供一种发光源散热构造，以解决现有技术所存在的散热问题。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种发光源散热构造及背光模块，即对发光二极管提供一种发光源散热构造，以解决现有技术所存在的散热问题。
为达成本发明的前述目的，本发明提供一种发光源散热构造，所述发光源散热构造包含：至少一灯条，具有二侧面；以及一散热座，包含：一框座，具有一内部空间、至少一开口及一上表面，所述开口开设于所述框座的上表面并连通于所述内部空间，所述开口各具有至少一开口边缘；及二弹性抵接壁，具有一贴合面；其中，所述弹性抵接壁固定于所述开口边缘上，所述灯条嵌入所述开口内，所述弹性抵接壁的贴合面与所述灯条的侧面贴合。
再者，本发明提供另一种具有一发光源散热构造的背光模块，所述发光源散热构造包含：至少一灯条，具有二侧面以及一散热座，包含：一框座，具有一内部空间、至少一开口及一上表面，所述开口开设于所述框座上并连通于所述内部空间，所述开口各具有至少一开口边缘；及二弹性抵接壁，各具有一贴合面；其中所述灯条嵌入所述开口内，所述弹性抵接壁的贴合面与所述灯条的侧面贴合。
在本发明的一实施例中，所述灯条包括：至少一发光二极管封装构造；及一载板，具有二侧面及一下表面，所述载板电性连接于所述发光二极管封装构造；所述弹性抵接壁的贴合面与所述载板的侧面贴合，所述载板的下表面与所述内部空间的底面接触。
在本发明的一实施例中，所述散热座包含二个所述弹性抵接壁，且所述开口具有二个相互平行的所述开口边缘，其中所述弹性抵接壁的一固定端固定于所述开口边缘上。
在本发明的一实施例中，所述的发光源散热构造，所述弹性抵接壁的固定端是借助焊接、胶合、铆合或螺丝固定于所述开口的开口边缘上，或一体成型于所述开口的开口边缘上。
在本发明的一实施例中，所述弹性抵接壁的贴合面与所述载板的侧面利用至少一螺丝锁附固定。
在本发明的一实施例中，所述散热座的第二表面另包含至少一散热鳍片。
在本发明的一实施例中，所述灯条使所述框座的内部空间区隔成二散热气流通道。
与现有技术相比较，本发明的发光源散热构造的散热座可与所述灯条直接结合，让所述灯条的侧面与所述弹性抵接壁的贴合面直接热性接触，增大了灯条与散热座的接触面积，故能相对提升所述发光二极管封装构造的散热效率及使用寿命；并且，利用所述弹性抵接壁使灯条嵌入所述散热座的内部空间，可减少甚至无需使用螺钉固定灯条与散热座，从而提升组装便利性。
【附图说明】
图1A是本发明第一实施例的发光源散热构造的示意图。
图1B是本发明第一实施例的发光源散热构造的侧视图。
图1C是本发明第一实施例的发光源散热构造的散热座的示意图。
图2是本发明第二实施例的发光源散热构造的侧视图。
【具体实施方式】
为让本发明上述目的、特征及优点更明显易懂，下文特举本发明较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。再者，本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。
请参照图1A所示，其揭示本发明第一实施例的发光源散热构造100的示意图，其中本发明第一实施例的发光源散热构造100主要应用在照明领域或液晶显示器领域，特别是液晶显示器的背光模块领域。所述发光源散热构造100主要包含至少一灯条10及一散热座20，本发明将于下文详细说明上述各组件。
请参照图1B所示，其揭示本发明第一实施例图1A的发光源散热构造100的侧视图。本发明第一实施例的发光源散热构造100是一侧入式背光模块的发光源散热构造，且所述灯条10是一发光二极管的灯条。所述灯条10可以组装在一背光模块的光学膜片的至少一侧边，用以作为侧入式背光模块的背光源，但并不限于此，例如所述灯条10可以组装在所述背光模块的光学膜片的正下方，用以作为直下式背光模块的背光源。再者，所述灯条10各包含至少一发光二极管封装构造11、一载板12及一底面13，所述发光二极管封装构造11各具有至少二引脚111、一热沉112、一封装胶体113及至少一发光二极管芯片114；所述载板12具有二侧面121、一上表面122及一下表面123，其中所述载板12的侧面121也就是所述灯条10的侧面121，所述载板12的下表面123也就是所述灯条10的底面13。所述载板12的上表面122与所述发光二极管封装构造11的引脚112电性连接，且所述发光二极管封装构造11是指一完整的发光二极管封装体，其本身由上而下依序包含所述封装胶体113、所述发光二极管芯片114、所述热沉112及一导线架或电路基板，其中所述导线架或电路基板并设有所述引脚111，所述引脚111自所述发光二极管封装构造11露出，用以与所述载板12的上表面122上的电路(未绘示)电性连接，使所述发光二极管封装构造11通过所述载板12导入外部电源，以产生特定颜色的光。
请参图1C，其揭示本发明第一实施例图1A的所述发光源散热构造100的散热座20的示意图。本发明第一实施例的发光源散热构造100的散热座20大致上呈一中空的细长矩形柱体，具有一框座21及至少一弹性抵接壁22。所述框座21具有一内部空间211、至少一开口213及一上表面214，所述开口213开设于所述框座21的上表面214，所述开口213各具有至少一开口边缘2131，所述开口213贯穿所述框座21并连通于所述内部空间211，而所述弹性抵接壁22具有一贴合面221及一固定端222，于本实施例中所述开口213具有二个相互平行的所述开口边缘2131，所述弹性抵接壁22的固定端222是分别固定于所述相互平行的开口边缘2131上。其中所述弹性抵接壁22与所述框座21可以是一体成型，或可以是借助焊接、胶合、铆合或螺丝锁附的方式将一金属散热弹性抵接壁或合金热散弹性抵接壁固定于所述开口213的开口边缘2131上，但并不限于此。
请同时参照图1B及1C所示，所述弹性抵接壁22的贴合面221的长度预设大于所述框座21的高度，且所述弹性抵接壁22的贴合面221也设计成朝所述框座21的内部空间211的中央斜置，再者，所述灯条10的宽度与所述框座21的开口213的宽度相配合，使得灯条10恰好能嵌入开口213。而如图1C所示，在未将灯条10组装至散热座20时，所述灯条10的宽度大于所述二弹性抵接壁22的贴合面221底端之间的距离，又所述弹性抵接壁22是由具有弹性韧度的材料所制成，因而当所述发光二极管封装构造11通过组装的方式嵌入所述散热座20的开口213内之后，所述弹性抵接壁22会对所述发光二极管封装构造11的侧面121施以一夹持力，使所述弹性抵接壁22能稳固的将所述发光二极管封装构造11嵌设固定在所述框座21的内部空间211内。
请再同时参照图1B及1C所示，所述发光二极管封装构造11的热沉112自所述发光二极管封装构造11的底部露出，且固定在所述载板12的上表面122上，因此所述热沉112与所述载板12直接接触；所述载板12的下表面123是固定地抵接于所述散热座20的框座21的内部空间211的底面212上，所以所述散热座20的下表面123与所述内部空间211的底面212也是直接热性接触，因而所述发光二极管封装构造11可借助所述热沉112通过所述载板12将热能传导至所述散热座20；再者，当所述发光二极管封装构造11嵌入所述散热座20的开口213内，所述弹性抵接壁22的贴合面221也会顺势的与所述载板12的侧面121贴合，也就是所述灯条10的侧面121分别与所述弹性抵接壁22热性接触，增大灯条与散热座的接触面积，以提高所述发光二极管封装构造11的热传导率。
请再参照图1B所示，所述弹性抵接壁22固定于所述散热座20的开口213的开口边缘2131上，所述灯条10嵌入所述开口213内，所述弹性抵接壁22的贴合面221与所述灯条10的载板12的侧面121贴合，且所述载板12的下表面123抵接于所述框座21的内部空间211的底面212，因而所述载板12使所述框座21的内部空间211区隔成二散热气流通道，其中所述散热座20及所述弹性抵接壁22是由散热效率良好导热性材料所制成，例如各种金属或合金，特别是利用铝、铝合金或含有铝材料所制成的金属散热板、散热铝挤或合金散热板，有利于所述发光二极管封装构造11通过所述热沉112及所述载板12与所述散热座20直接热性接触或借助所述弹性抵接壁22热性接触，以借助所述散热座20的良好传导散热特性进行传导散热，故有助于提高所述发光源散热构造100的散热效率，以达到快速降温的目标。为确保所述弹性抵接壁22与所述灯条10之间的接触密合度，必要时，所述弹性抵接壁22的贴合面221与所述灯条10的侧面121上亦可利用至少一螺丝(未绘示)进行锁附或胶合固定，且自所述发光二极管封装构造11的底部裸露出的热沉112与所述载板12的上表面122、所述载板12的下表面123与所述散热座12的内部空间211，以及所述灯条10的侧面121与所述弹性抵接壁22的贴合面221直接接触的部分更可涂上适量的导热胶(未绘示)，使所述热沉112、所述载板12、所述弹性抵接壁22与所述散热座20之间有更佳的传导散热效率。且所述载板12可以是印刷电路板、阳极氧化铝基板或其他能设置表面电路图案的基板。
请再参照图2所示，本发明第二较佳实施例相似于本发明第一实施例的发光源散热构造100，并大致沿用相同组件名称及图号，但第二较佳实施例的差异特征在于：所述第二较佳实施例的发光源散热构造200进一步对所述散热座20进行改良，本发明将于下文详细说明。
请参照图2所示，图2揭示本发明第二较佳实施例的发光源散热构造200的侧视图。在本发明第二实施例中，所述发光源散热构造200主要包含至少一灯条10及一散热座20。第二实施例的差异特征在于：所述发光源散热构造200另包含至少一散热鳍片23，所述散热鳍片23设置于所述散热座20的框座21上，因此所述发光二极管封装构造11的热沉112通过所述载板12与所述散热座12及所述弹性抵接壁22热性接触，以借助所述散热座12及所述弹性抵接壁22的良好传导散热特性进行直接传导散热，并利用所述散热鳍片23增加所述散热座12的散热面积，以加强所述发光二极管封装构造11的散热效率。其中所述散热鳍片23与所述散热座12可以是一体成型，或是利用焊接、胶合、铆合或螺丝锁附的方式固定于所述散热座12的所述框座21上，但并不限于此。
如图1C及2所示，本发明第一及第二实施例上述特征的优点在于：所述发光源散热构造100、200借助所述发光二极管封装构造11、所述载板12、所述散热座20及所述弹性抵接壁22相互结合，并适时的搭配所述散热鳍片23以达到良好的传导散热效率，其中所述发光二极管封装构造11是通过所述载板12将热能传导至所述散热座20的弹性抵接壁22及内部空间211的底面212。再者，由于所述散热座20是呈中空的矩形柱体，所述弹性抵接壁22分别设置在所述开口213的开口边缘2131上，当所述灯条10嵌入至所述开口213内，所述弹性抵接壁22的贴合面221会与所述灯条10的侧面贴合121，此时所述散热座20的内部空间211与所述弹性抵接壁22之间形成一空腔，且所述载板12的下表面123抵接于所述框座21的内部空间211的底面212，因而所述载板12使所述框座21的内部空间211区隔成左右两个散热气流通道，使来自于所述发光二极管封装构造11的热能传到至所述弹性抵接壁22后，可借助所述空腔让所述弹性抵接壁22与空气直接进行热能交换，另一方面还可利用所述散热鳍片23增加所述散热座12的散热面积，以加强所述发光二极管封装构造11的散热效率，故有利于所述发光二极管封装构造11的热沉112及所述载板12借助所述散热座20的良好传导散热特性进行直接传导散热，进而能相对提升所述发光二极管封装构造11的散热效率及使用寿命。此外，利用将所述发光二极管封装构造11镶嵌入所述散热座20的开口213的方式进行组装，不但可简化构造及组装流程，还可缩短工时，有助于降低组装不良的机率，也可节省组件成本，故有助于降低所述发光源散热构造100、200的生产时间及整体成本并提高组装良率，以达到产品低成本的目标。
本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已公开的实施例并未限制本发明的范围。相反的，包含于权利要求书的精神及范围的修改及均等设置均包括于本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种发光源散热构造，其特征在于：所述发光源散热构造包含：
至少一灯条，具有二侧面；以及
一散热座，包含：
一框座，具有一内部空间、至少一开口及一上表面，所述开口开设于所述框座的上表面并连通于所述内部空间，所述开口各具有至少一开口边缘；及
二弹性抵接壁，各具有一贴合面；
其中，所述弹性抵接壁固定于所述开口边缘上，所述灯条嵌入所述开口内，所述弹性抵接壁的贴合面与所述灯条的侧面贴合。
2.如权利要求1所述的发光源散热构造，其特征在于，所述灯条包括：
至少一发光二极管封装构造；及
一载板，具有二侧面及一下表面，所述载板电性连接于所述发光二极管封装构造；
所述弹性抵接壁的贴合面与所述载板的侧面贴合，所述载板的下表面与所述内部空间的底面接触。
3.如权利要求1所述的发光源散热构造，其特征在于：所述散热座包含二个所述弹性抵接壁，且所述开口具有二个相互平行的所述开口边缘，其中所述弹性抵接壁的一固定端固定于所述开口边缘上。
4.如权利要求3所述的发光源散热构造，其特征在于：所述弹性抵接壁的固定端是借助焊接、胶合、铆合或螺丝固定于所述开口的开口边缘上，或一体成型于所述开口的开口边缘上。
5.如权利要求2所述的发光源散热构造，其特征在于：所述弹性抵接壁的贴合面与所述载板的侧面利用至少一螺丝锁附固定。
6.如权利要求1所述的发光源散热构造，其特征在于：所述散热座的第二表面另包含至少一散热鳍片。
7.如权利要求1所述的发光源散热构造，其特征在于：所述灯条使所述框座的内部空间区隔成二散热气流通道。
8.一种具有一发光源散热构造的背光模块，其特征在于：所述发光源散热构造的背光模块包含：
至少一灯条，具有二侧面；以及
一散热座，包含：
一框座，具有一内部空间、至少一开口及一上表面，所述开口开设于所述框座上并连通于所述内部空间，所述开口各具有至少一开口边缘；及
二弹性抵接壁，各具有一贴合面；
其中所述灯条嵌入所述开口内，所述弹性抵接壁的贴合面与所述灯条的侧面贴合。
9.如权利要求8所述的背光模块，其特征在于：所述灯条包括：
至少一发光二极管封装构造；及
一载板，具有二侧面及一下表面，所述载板电性连接于所述发光二极管封装构造；
所述弹性抵接壁的贴合面与所述载板的侧面贴合，所述载板的下表面与所述内部空间的底面接触。
10.如权利要求8所述的背光模块，其特征在于：所述灯条使所述框座的内部空间区隔成二散热气流通道。
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Pledgee: Bank of Beijing Limited by Share Ltd. Shenzhen branch

Pledgor: Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co.,Ltd.

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