CN102287677A - Led光源组件、背光模组及液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种LED光源组件，包括LED芯片及印刷电路板，LED芯片设于印刷电路板上。印刷电路板在设有LED芯片的位置处设有至少一贯穿印刷电路板的孔，孔的靠近LED芯片处一端的孔径小于孔的远离所述LED芯片处一端的孔径，孔的内壁涂布有导热层。本发明还提供一种背光模组及一种液晶显示装置，设有上述LED光源组件。本发明所提供的LED光源组件、背光模组或液晶显示装置，可有效提高散热效率，延长产品寿命。

Description

LED光源组件、背光模组及液晶显示装置
技术领域
本发明涉及一种LED光源组件，尤其涉及用于液晶显示装置的背光模组中的LED光源组件。
背景技术
LED(Light Emitting Diode，发光二极管)因其具有低功耗、使用寿命长等优点，广泛应用于各个技术领域，如在照明和液晶显示技术领域均有使用。
在现有的LED光源组件中，通常包括LED芯片和PCB(Printed CircuitBoard，印刷电路板)，LED芯片设于PCB表面，其上设有LED以提供光源。LED在工作时，将产生大量热量，如果没有一个散热效果良好的结构设计，将严重影响LED的使用寿命和整个产品的信赖度。基于此，一般都要在PCB上设置导热结构，以便散热。但是现有技术中的导热结构，大多是一维散热，其散热途径单一，尤其是大功率的LED，其产生热量更多，若散热不及时，则会聚集大量的热，影响LED的使用寿命和整个产品的可靠度。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种LED光源组件、基于该LED光源组件的背光模组及液晶显示装置，旨在提高散热效率。
为了实现上述目的，本发明提供一种LED光源组件，包括LED芯片及印刷电路板，所述LED芯片设于所述印刷电路板上，所述印刷电路板在设有所述LED芯片的位置处设有至少一贯穿所述印刷电路板的孔，所述孔的靠近所述LED芯片处一端的孔径小于所述孔的远离所述LED芯片处一端的孔径，所述孔的内壁涂布有导热层。
优选地，在所述印刷电路板的与设置所述LED芯片的表面相对的表面设置有辅助导热层，所述辅助散热层与所述导热层接触。
优选地，所述LED芯片与所述印刷电路板之间设有一层绝缘的防焊层，所述印刷电路板的所述孔贯穿所述防焊层，所述防焊层与所述LED芯片之间设置导热率高的散热涂层。
优选地，所述散热涂层与所述导热层接触。
优选地，所述导热层与所述孔的轴心的夹角设定在20度～30度范围内。
优选地，所述导热层与所述孔的轴心的夹角为25度。
优选地，所述孔内充填有导热体，所述导热体与所述导热层和所述LED芯片接触。
优选地，所述孔的截面形状为梯形，所述孔的靠近所述LED芯片的一端为梯形上底，与所述梯形上底相对的一边为梯形下底，所述孔的相对的两侧壁为梯形两腰，所述梯形下底的长度大于所述梯形上底的长度。
本发明还提供一种背光模组，包括LED光源组件。所述LED光源组件包括LED芯片及印刷电路板，所述LED芯片设于所述印刷电路板上，所述印刷电路板在设有所述LED芯片的位置处设有至少一贯穿所述印刷电路板的孔，所述孔的靠近所述LED芯片处一端的孔径小于所述孔的远离所述LED芯片处一端的孔径，所述孔的内壁涂布有导热层。
本发明还提供一种液晶显示装置，包括液晶显示面板和背光模组，所述背光模组包括LED光源组件。所述LED光源组件包括LED芯片及印刷电路板，所述LED芯片设于所述印刷电路板上，所述印刷电路板在设有所述LED芯片的位置处设有至少一贯穿所述印刷电路板的孔，所述孔的靠近所述LED芯片处一端的孔径小于所述孔的远离所述LED芯片处一端的孔径，所述孔的内壁涂布有导热层。
附图说明
图1为本发明LED光源组件第一实施方式的结构示意图。
图2为本发明LED光源组件第二实施方式的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图及实施方式，对实现发明目的的技术方案作详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1，其为本发明LED光源组件第一实施方式的结构示意图。该LED光源组件1包括LED芯片10及印刷电路板20，LED芯片10设于印刷电路板20上，印刷电路板20在设有LED芯片10的位置处设有至少一个贯穿印刷电路板20的孔21，孔21的靠近LED芯片10处一端的孔径小于孔21的远离LED处一端的孔径，孔21的内壁涂布有导热层22。导热层22可采用镀通孔的工艺设置在孔21的内壁上，材质可以为铜、银或散热膏等材质。在印刷电路板制造技术领域中，镀通孔的工艺方法为本领域技术人员所周知，因而不作赘述。
相较于现有技术，由于印刷电路板20在设有LED芯片10的位置处设有至少一个贯穿印刷电路板20的孔21，孔21的靠近LED芯片10处一端的孔径小于孔21的远离LED处一端的孔径，孔21的内壁涂布有导热层22，因而其散热途径沿孔的横截面与孔的纵截面两个方向散热。应当说明的是，本发明所指的横截面和纵截面均是相对而言，其中横截面是垂直于孔的轴心的截面，而纵截面是指与孔的轴心平行的截面。上述沿孔的横截面与孔的纵截面两个方向的散热方式就是二维散热。这种散热方式有别于传统的一维方式的散热途径。传统的一维散热方式是指热量主要沿横截面或纵截面中一个方向散热，其散热效果较差。
在一个实施例中，在印刷电路板20的与设置LED芯片10的表面相对的表面设置有辅助导热层23，辅助散热层23与导热层22相接触，其材质可以是金、银或铜或其他高导热率的材质，将经导热层22传来的热量扩散，减少热量在LED芯片10周围聚集，进一步提高散热效率。辅助散热层23可以是设置在印刷电路板20的导热率高的塑料涂层，也可是贴附于印刷电路板20上的导热率高的金属块。
此外，在LED芯片10与印刷电路板20之间还设有一层绝缘的防焊层24，孔21贯穿防焊层24，在防焊层24与LED芯片10之间设置导热率高的散热涂层，散热涂层采用的材料可以是银、铜等金属材料。该散热涂层与导热层22接触，将LED芯片产生的热量传递至导热层22，通过上述设置，避免了LED芯片10产生的热量在防焊层24与LED芯片10之间聚集，不能及时散热，对LED芯片10产生损害。
另外，本发明LED光源组件的二维传热路径中，由于LED芯片产生的热量沿孔的横截面与孔的纵截面两个方向散热，因而LED芯片的散热区域可形成喇叭形状。因此孔21的壁面设置的导热层22形状可依据该喇叭形状进行设置，即导热层22与孔21的轴心的夹角与散热区域形成的喇叭形状的张角大小存在对应关系，这样设置可提高LED芯片的散热效果。如图1所示，设定导热层22与孔21的轴心的夹角为θ，散热区域形成的喇叭形状的张角的大小是夹角θ的2倍。通常散热区域形成的喇叭形状的张角的大小在40°～60°之间，因而夹角θ的大小在20°～30°之间。其中，喇叭状的张角在50°时，散热效果较佳，因此由2θ＝50°可知，θ取25°。具体应用时，夹角θ有多种选择方案，夹角θ可取20°或30°。
进一步地，本发明的LED光源组件1的孔21的截面形状可为梯形，靠近LED芯片10的边为梯形上底，与梯形上底相对的一边为梯形下底，孔21的相对的两侧壁为梯形的两腰，梯形下底的长度大于梯形上底的长度。
上述LED芯片10可根据需要，在同一印刷电路板上设置多个。孔21可以与LED芯片10一一对应设置，其可通过数控钻孔、冲孔或激光钻孔的方式加工成型，其横截面可以为圆形或多边形，例如其可以是圆锥体孔或棱台形孔。
参照图2，其为本发明LED光源组件第二实施方式的结构示意图。本实施方式的LED光源组件2与第一实施方式的光源组件1的区别在于：将第一实施方式的孔21整个填充导热体25，导热体25的材质可以是铝、铜或铁等金属材料。导热体25与导热层接触，导热体25的一侧面与LED芯片接触。导热体25可采用与导热层相同的材料构成。进一步地，导热体与导热层还可形成一体。
由于LED光源组件2设置有导热体25，导热体25的传热效率比空气高。因此，LED芯片产生的热量经导热体25传递并迅速扩散，提高了LED芯片的散热效率。
在一实施例中，可通过灌注等方式将与孔形状基本一致的导热体25充填到孔21内部，可使得导热体25与LED芯片10直接接触，有效的增大与LED芯片的接触面积，使得热量迅速传导出去。
上述实施例中，导热体25与导热层也可以分别为不同的材质。例如，也可设置与孔形状和大小基本一致的导热体25，通过压接等方式与孔连接。此外，若印刷电路板的厚度较厚，此时，可选择本实施例中的方式，即先制成与孔形状和大小基本一致的导热体25，然后通过压接等机械连接方式将其与孔21固定连接。
本发明LED光源组件1、2可应用于多种场合，例如液晶显示装置、灯具等各类通过印刷电路板和LED组合发光且需要散热的场合。例如，上述LED光源组件1、2可应用于液晶显示装置中，液晶显示装置包括液晶显示面板和背光模组。上述LED光源组件1、2设于该背光模组中。
本发明实施方式所提供的背光模组，由于设置有上述LED光源组件1、2，因而具有散热效率高等优点，可延长产品的寿命。
本发明实施方式提供的液晶显示装置中，由于在背光模组中设置上述LED光源组件1、2，相对于现有的液晶显示装置而言，其散热性能更好，具有更长的使用寿命。
本发明并不局限于以上实施方式，在上述实施方式公开的技术内容下，还可以进行各种变化，例如，导热体25可根据LED光源组件的散热路径的喇叭状张角设计各种形状，如为圆台形或棱台形。又如，导热体25可为导热率高的塑料等。凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种LED光源组件，包括LED芯片及印刷电路板，所述LED芯片设于所述印刷电路板上，其特征在于，所述印刷电路板在设有所述LED芯片的位置处设有至少一贯穿所述印刷电路板的孔，所述孔的靠近所述LED芯片处一端的孔径小于所述孔的远离所述LED芯片处一端的孔径，所述孔的内壁涂布有导热层。
2.如权利要求1所述的LED光源组件，其特征在于，在所述印刷电路板的与设置所述LED芯片的表面相对的表面设置有辅助导热层，所述辅助散热层与所述导热层接触。
3.如权利要求1所述的LED光源组件，其特征在于，所述LED芯片与所述印刷电路板之间设有一层绝缘的防焊层，所述印刷电路板的所述孔贯穿所述防焊层，所述防焊层与所述LED芯片之间设置导热率高的散热涂层。
4.如权利要求3所述的LED光源组件，其特征在于，所述散热涂层与所述导热层接触。
5.如权利要求1所述的LED光源组件，其特征在于，所述导热层与所述孔的轴心的夹角设定在20度～30度范围内。
6.如权利要求5所述的LED光源组件，其特征在于，所述导热层与所述孔的轴心的夹角为25度。
7.如权利要求1所述的LED光源组件，其特征在于，所述孔内充填有导热体，所述导热体与所述导热层和所述LED芯片接触。
8.如权利要求1所述的LED光源组件，其特征在于，所述孔的截面形状为梯形，所述孔的靠近所述LED芯片的一端为梯形上底，与所述梯形上底相对的一边为梯形下底，所述孔的相对的两侧壁为梯形两腰，所述梯形下底的长度大于所述梯形上底的长度。
9.一种背光模组，其特征在于，所述背光模组包括如权利要求1至8中任意一项所述的LED光源组件。
10.一种液晶显示装置，其特征在于，所述液晶显示装置包括液晶显示面板和如权利要求9所述的背光模组。
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