CN104235661B - 灯条与直下式背光模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种灯条及直下式背光模块，所述灯条包含配线基板、多个光源以及至少一高散热元件。配线基板具有相对的第一主表面与第二主表面，第二主表面区分为至少一高散热段与至少一低散热段。此些光源分别对应设置于高散热段与低散热段对向的第一主表面上。高散热元件位于高散热段。

Description

灯条与直下式背光模块

技术领域

本发明是有关于一种灯条，特别是有关于一种直下式背光模块的灯条。

背景技术

发光二极管背光液晶显示电视（LED(Light-Emitting Diode)-backlit LCD(Liquid Crystal Display)television）是使用发光二极管（Light-Emitting Diode,LED）作为背光源的液晶显示电视。发光二极管背光技术可分为直下式（direct back-lit orfull LED array back-lit）与侧照式（edge LED back-lit）两种，直下式发光二极管背光技术是把多枚发光二极管排成阵列，放在光学膜片及液晶面板后面，直接照射液晶面板。如此，直下式发光二极管背光技术可以依从画面不同部份的灰阶变化，快速地微调不同发光二极管的明暗，大为提高动态对比度，甚至可达到等离子显示器的水准。

玻璃纤维强化环氧树脂板材(例如：FR4板材)由于可应用的板材宽度较宽，因此成为较佳的直下式背光模块的灯条基板材质。然而，由于玻璃纤维强化环氧树脂板材的热传导系数较低，因此使得灯条基板的各区域的散热情况不一致，进而让灯条基板的各区域的热变形程度也会不一致，最终会导致基板翘曲的情况。

基板翘曲则又会使发光二极管偏离原本设计的位置，并使发光二极管的照射方向偏移，于是当发光二极管照射到液晶面板上显示画面时，便会造成画面亮度不均，从而产生各种痕迹或黑影的显示不均（mura）现象。

发明内容

本发明的一技术方式是在提供一种灯条，藉由特别设计的散热结构，降低灯条各区域间的温差，从而避免基板翘曲的情况。

根据本发明一实施方式，一种灯条包含配线基板、多个光源以及至少一高散热元件。配线基板具有相对的第一主表面与第二主表面，第二主表面区分为至少一高散热段与至少一低散热段。这些光源分别对应设置于高散热段与低散热段对向的第一主表面上。高散热元件位于高散热段。

在本发明的一或多个实施方式中，位于高散热段的高散热元件为散热膜。

在本发明的一或多个实施方式中，位于高散热段的高散热元件为铜膜。

在本发明的一或多个实施方式中，灯条还包含低散热元件，位于低散热段。高散热元件与低散热元件均为散热膜，高散热元件的厚度较低散热元件的厚度厚。

在本发明的一或多个实施方式中，高散热元件与低散热元件均为铜膜。

在本发明的一或多个实施方式中，高散热元件与低散热元件之间的厚度差异是使每平方英寸的质量差异小于约1盎司。

在本发明的一或多个实施方式中，第二主表面具有多个低散热段，这些光源排列成一列，而位于该列首尾的光源分别位于低散热段对向的第一主表面上。

在本发明的一或多个实施方式中，第二主表面具有多个高散热段，这些光源排列成一列，而位于该列中段的光源分别位于高散热段对向的第一主表面上。

根据本发明另一实施方式，一种直下式背光模块包含背板以及前述的灯条。灯条位于背板上。

根据本发明再一实施方式，一种直下式背光模块包含一背板以及前述的灯条。背板具有至少一高散热部与至少一低散热部。灯条位于背板上，其中高散热部接触低散热段，低散热部接触高散热段。

在本发明的一或多个实施方式中，高散热部的材质为金属。

在本发明的一或多个实施方式中，低散热部的材质为塑胶。

本发明上述实施方式藉由高散热段与低散热段的设计，可以依照不同背板的特性，分别调整高散热段与低散热段的散热效能，以使灯条各区域间的温差缩小，从而避免基板翘曲以及其所导致发光二极管的照射方向偏移而产生屏幕亮度不均的问题。

附图说明

图1绘示依照本发明一实施方式的灯条的俯视图；

图2绘示沿图1的剖面线2的剖面图；

图3绘示图1的灯条的仰视图；

图4绘示依照本发明另一实施方式的灯条的仰视图；

图5绘示图1的灯条安装于直下式背光模块中的俯视图；

图6绘示依照本发明再一实施方式的灯条的俯视图；

图7绘示图6的灯条的仰视图；

图8绘示图6的灯条安装于直下式背光模块中的俯视图；

图9绘示依照本发明又一实施方式的灯条的仰视图。

具体实施方式

以下将以图式揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些已知惯用的结构与元件在图式中将以简单示意的方式绘示。

图1绘示依照本发明一实施方式的灯条100的俯视图。图2绘示沿图1的线段2的剖面图。图3绘示图1的灯条100的仰视图。本实施方式的灯条100主要适用于直下式背光模块。直下式背光模块通常设置于液晶面板后方，以提供液晶面板背光源。上述直下式背光模块的光源可为发光二极管，这些发光二极管通常会作成灯条的形式，如图1～3所绘示。

上述灯条100可包含配线基板110、多个光源120以及至少一高散热元件130。配线基板110具有相对的第一主表面111与第二主表面112。第二主表面112区分为至少一高散热段H与至少一低散热段L。光源120分别对应设置于高散热段H与低散热段L对向的第一主表面111上。具体而言，光源120至少其中之一在第二主表面112上的正投影(如图3的虚线圆圈所标示)可与高散热段H至少部分重迭。高散热元件130位于高散热段H，使得高散热段H的散热效能较低散热段L的散热效能好。

由于光源120会产生热能，因此光源120附近所累积的热能通常会比远离光源120的区域来得多，这会使得光源120附近的热变形较远离光源120的区域来得大。这种热变形不一致的情况会导致配线基板110产生基板翘曲的情形。因此，本发明上述实施方式在热能可能累积的地方，例如：高散热段H，设置高散热元件130，藉此提高高散热段H的散热效能，并平衡高散热段H与低散热段L之间的温差，以消弭或减缓配线基板110基板翘曲的情形。

具体而言，高散热段H的数量可为多个，低散热段L的数量可为多个，且光源120其中至少部分可与高散热段H一一相对。更具体地说，上述光源120包含光源120a～120f，这些光源120a～120f可排列成一列，而位于此列首尾的光源120a、120f分别位于低散热段L对向的第一主表面111上。亦即，位于此列首尾的光源120a、120f在第二主表面112上的正投影(如图3的虚线圆圈所标示)可与低散热段L至少部分重迭。而位于此列中段的光源120b、120c、120d、120e分别位于高散热段H对向的第一主表面111上。亦即，位于此列中段的光源120b、120c、120d、120e在第二主表面112上的正投影(如图3之虚线圆圈所标示)可与高散热段H至少部分重迭。上述高散热段H的长度可为16～35mm。

如图1所示，光源120a、120f除了本身产生的热能外，只会单侧接收到光源120b、120e传导过来的热能。相对地，对于光源120b、120c、120d、120e而言，除了本身产生的热能外，双侧也会接收到毗邻的光源所传导过来的热能。举例来说，对于光源120b而言，除了本身产生的热能外，双侧也会接收到毗邻的光源120a、120c所传导过来的热能。因此，本发明上述实施方式选择在第二主表面112上与光源120b、120c、120d、120e相对的区域，例如：高散热段H，加装高散热元件130，藉此强化局部区域的散热效能，平衡配线基板110的边缘与中央之间的温差，以消弭或减缓配线基板110基板翘曲的情形。

在本实施方式中，上述高散热元件130可为散热膜，且低散热段L上没有任何散热膜。更具体地说，上述高散热元件130可为铜膜或金属膜，且低散热段L上没有任何铜膜或金属膜。但此并不限制本发明，在本发明其他实施方式中，上述低散热段L上也可能具有低散热元件。

如图4所绘示，图4的灯条100还可包含一低散热元件140，此低散热元件140位于低散热段L。上述高散热元件130与低散热元件140均为散热膜，例如：铜膜或金属膜，惟高散热元件130的厚度较低散热元件140的厚度厚，如此亦可让高散热段H的散热效能较低散热段L的散热效能好。上述高散热元件130的散热效能较低散热元件140的散热效能好。具体而言，上述高散热元件130的厚度可为0.02～0.04mm，低散热元件140的厚度可为0～0.02mm。高散热元件130与低散热元件140之间的厚度差异是使每平方英寸的质量差异小于约1盎司。

如图2所绘示，上述配线基板110可包含基板层113、上金属层114以及绝缘层115。基板层113的材质可为玻璃纤维强化环氧树脂(例如：FR4板材)。上金属层114的材质可为铜或其他金属。绝缘层115的材质可为绝缘漆等绝缘物质。

图5绘示图1的灯条100安装于直下式背光模块中的俯视图。如图所示，直下式背光模块包含背板200以及前述灯条100。背板200的材质可为铁或铝等金属。灯条100位于背板200上。此处需要注意的是，图5仅绘示出实际直下式背光模块的一部份，实际的直下式背光模块可具有多个灯条100并排，而形成一个光源阵列。

针对以上图1～5所绘示的实施方式，以下将揭露实施例的实验数据，以证明图1～5所绘示的灯条100，确实具有平衡温差的效果。应该在先说明的是，在以下叙述中，已经在上述实施方式中提到的参数将不再重复赘述，仅就需进一步界定者加以补充。

首先，将图4所绘示的灯条100，应用在直下式背光模块中点亮，其中高散热元件130与低散热元件140均为铜膜。在实施例中，高散热元件130的厚度为0.04mm，低散热元件140的厚度为0.02mm。每一高散热段H的长度为31mm。比较例与实施例的不同在于，配线基板110的第二主表面112上，不论是高散热段H或者是低散热段L，均设置有厚度0.02mm的铜膜。在比较例与实施例中，光源120均为亿光电子工业股份有限公司所出品的发光二极管，型号为3030，长宽分别为3mm，功率为1.4瓦特，通过光源120的电流大小为0.4安培。比较例与实施例的其他尺寸、材质、规格等参数均相同。在点亮并达热平衡后，将各光源120的核心温度与接脚温度记录于以下表一。

表一各光源120的核心温度与接脚温度

由以上表一可知，应用本发明上述实施方式，确实可以降低各光源120之间的温差，因此确实能够改善配线基板110因热变形不均所导致的基板翘曲问题。

图6绘示依照本发明再一实施方式的灯条100’的俯视图。图7绘示图6的灯条100’的仰视图。如图所示，灯条100’可包含配线基板110、光源120以及至少一高散热元件130。配线基板110具有相对的一第一主表面111与一第二主表面112。第二主表面112区分为至少一高散热段H与至少一低散热段L。光源120分别对应设置于高散热段H与低散热段L对向的第一主表面111上。具体而言，光源120至少其中之一在第二主表面112上的正投影(如图7的虚线圆圈所标示)可与低散热段L至少部分重迭。高散热元件130位于高散热段H，使得高散热段H的散热效能较低散热段L的散热效能好。

图8绘示图6的灯条100’安装于直下式背光模块中的俯视图。如图所示，直下式背光模块包含背板300以及前述灯条100’。背板300具有至少一高散热部310与至少一低散热部320，其中高散热部310的散热效能较低散热部320的散热效能好。灯条100’位于背板300上。

高散热部310接触低散热段L，低散热部320接触高散热段H。具体而言，位于高散热部310上方的光源120，例如光源120b、120c、120d、120e，在第二主表面112上的正投影(如图7的虚线圆圈所标示)与低散热段L至少部分重迭。位于低散热部320上方的光源120，例如光源120a、120f，在第二主表面112上的正投影(如图7的虚线圆圈所标示)与高散热段H至少部分重迭。此处需要注意的是，图8仅绘示出实际直下式背光模块的一部份，实际的直下式背光模块可具有多个灯条100’并排，而形成一个光源阵列。

当使用上述具有高散热部310与低散热部320的背板300时，灯条100’温度不均匀的情况将变得更加严重。位于低散热部320上方的光源120，例如光源120a、120f，将会因不易散热而温度飙升，而位于高散热部310上方的光源120，例如光源120b、120c、120d、120e，将会因为较易散热而温度较低。为此，本实施方式将位于高散热部310上方的光源120，例如光源120b、120c、120d、120e，设计为与低散热段L重迭，并将位于低散热部320上方的光源120，例如光源120a、120f，设计为与高散热段H重迭，以平衡各区域的散热效能，并降低各区域之间的温差。

在本实施方式中，上述高散热部310的材质可为铁或铝等金属，而低散热部320的材质可为塑胶。应了解到，以上所举的高散热部310与低散热部320的材质仅为例示，并非用以限制本发明，本发明所属技术领域的技术人员，应视实际需要，弹性选择高散热部310与低散热部320的材质。

在本实施方式中，上述高散热元件130可为散热膜，且低散热段L上没有任何散热膜。更具体地说，上述高散热元件130为铜膜或金属膜，且低散热段L上没有任何铜膜或金属膜。但此并不限制本发明，在本发明其他实施方式中，上述低散热段L上也可能具有低散热元件140。

如图9所绘示，图9的灯条100’还可包含一低散热元件140，此低散热元件140位于低散热段L。上述高散热元件130与低散热元件140均为散热膜，例如：铜膜或金属膜，惟高散热元件130的厚度较低散热元件140的厚度厚，如此亦可让高散热段H的散热效能较低散热段L的散热效能好。上述高散热元件130的散热效能较低散热元件140的散热效能好。更具体地说，上述高散热元件130的厚度可为0.02～0.04mm，低散热元件140的厚度可为0～0.02mm。高散热元件130与低散热元件140之间的厚度差异是使每平方英寸的质量差异小于约1盎司。

针对以上图6～9所绘示的实施方式，以下将揭露实施例的实验数据，以证明图6～9所绘示的灯条100’，确实具有平衡温差的效果。应该在先说明的是，在以下叙述中，已经在上述实施方式中提到的参数将不再重复赘述，仅就需进一步界定者加以补充。

首先，将图7所绘示的灯条100’，应用在直下式背光模块中点亮。在实施例中，高散热元件130的厚度为0.02mm。每一高散热段H的长度为31mm。比较例与实施例的不同在于，配线基板110的第二主表面112上，不论是高散热段H或者是低散热段L，均设置有厚度0.02mm的铜膜。在比较例与实施例中，光源120均为亿光电子工业股份有限公司所出品的发光二极管，型号为3030，长宽分别为3mm，功率为1.4瓦特，通过光源120的电流大小为0.4安培，高散热部310的材质为铁，低散热部320的材质为塑胶。比较例与实施例的其他尺寸、材质、规格等参数均相同。在点亮并达热平衡后，将各光源120的核心温度与接脚温度记录于以下表二。

表二各光源120的核心温度与接脚温度

由以上表二可知，应用本发明上述实施方式，确实可以降低各光源120之间的温差，因此确实能够改善配线基板110因热变形不均所导致的基板翘曲问题。

本发明上述实施方式藉由高散热段H与低散热段L的设计，可以依照不同背板200及300的特性，调整高散热段H与低散热段L的相对散热效能，以使灯条100、100’各区域的温度一致，从而避免基板翘曲，以及其所导致的发光二极管的照射方向偏移，和屏幕亮度不均的问题。

虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附权利要求书所界定者为准。

Claims (11)

1.一种灯条，其特征在于包含：

一配线基板，具有相对的一第一主表面与一第二主表面，所述第二主表面区分为至少一高散热段与多个低散热段；

多个光源，分别对应设置于所述高散热段与所述低散热段对向的所述第一主表面上，其中所述多个光源排列成一列，而位于所述列首尾的光源分别位于所述低散热段对向的所述第一主表面上

至少一高散热元件，位于所述高散热段；以及

至少一低散热元件，位于所述低散热段，其中位于所述列首尾的光源在所述第二主表面上的正投影与所述低散热元件至少部分重迭，位于所述列中段的光源在所述第二主表面上的正投影与所述高散热元件至少部分重迭。

2.如权利要求1所述的灯条，其特征在于位于所述高散热段的所述高散热元件或位于所述低散热段的所述低散热元件为散热膜。

3.如权利要求1所述的灯条，其特征在于位于所述高散热段的所述高散热元件或位于所述低散热段的所述低散热元件为铜膜。

4.如权利要求1所述的灯条，其特征在于所述高散热元件与所述低散热元件均为散热膜，所述高散热元件的厚度较所述低散热元件的厚度厚。

5.如权利要求4所述的灯条，其特征在于所述高散热元件与所述低散热元件均为铜膜。

6.如权利要求5所述的灯条，其特征在于所述高散热元件与所述低散热元件之间的厚度差异是使每平方英寸的质量差异小于约1盎司。

7.如权利要求1所述的灯条，其特征在于所述第二主表面具有多个高散热段，所述多个光源排列成一列，而位于所述列中段的光源分别位于所述高散热段对向的所述第一主表面上。

8.一种直下式背光模块，其特征在于包含：

一背板；以及

如权利要求1～7中任一项所述的灯条，位于所述背板上。

9.一种直下式背光模块，其特征在于包含：一背板，所述背板具有至少一高散热部与至少一低散热部；以及如权利要求1～6中任一项所述的灯条，位于所述背板上，其中所述高散热部接触所述低散热段，所述低散热部接触所述高散热段。

10.如权利要求9所述的直下式背光模块，其特征在于所述高散热部的材质为金属。

11.如权利要求9所述的直下式背光模块，其特征在于所述低散热部的材质为塑胶。