CN106054455A - 一种直下式背光模组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种直下式背光模组，其包括背板、上棱镜片、下棱镜片、扩散板、导光板、灯源和软性电路板，软性电路板设置在背板的底板上方，软性电路板的上方设有灯源，灯源的上方设有导光板，导光板的上方设有扩散板，扩散板的上方依次设有下棱镜片和上棱镜片；其中，所述背光模组还包括设于所述上棱镜片上的保温隔热层。本发明提供的背光模组还包括设于所述背板的底板下表面上的散热薄膜。本发明通过在背板的底板下表面增加散热薄膜，在上棱镜片上增加保温隔热层，使背光模组迅速将发光产生的热能从背面散出，从而极大地增加了背光模组的散热性能并延长了液晶面板的寿命。

Description

一种直下式背光模组

技术领域

本发明属于液晶显示技术领域，具体涉及一种改善散热性能的直下式背光模组。

背景技术

现有市场上的液晶显示装置大部分为背光型液晶显示装置，这种液晶显示装置包括壳体、设于壳体内的液晶面板及设于壳体内的背光模组(Backlight module)。背光模组是LCD显示产品中一个提供背面光源的光学组件。由于液晶面板自身不发光，背光模组的表现很大程度上决定了显示器表现在外的视觉感。随着液晶显示器技术的提升，在大尺寸及低价格的趋势下，背光模组也向着轻量化、薄型化、低耗电、高亮度等方向发展。

传统液晶面板的结构是由彩色滤光片基板(Color Filter)、薄膜晶体管阵列基板(Thin Film TransistorArray Substrate，TFT Array Substrate)以及配置于两基板间的液晶层(LiquidCrystal Layer)所构成，其工作原理是通过在两片玻璃基板上施加驱动电压来控制液晶层的液晶分子的旋转，将背光模组的光线折射出来产生画面。由于液晶面板本身不发光，需要背光模组提供的光源来正常显示影像，因此，背光模组成为液晶显示装置的关键组件之一。

背光模组依照光源入射位置的不同分成侧入式背光模组与直下式背光模组两种。如图1所示，直下式背光模组是将发光光源101例如阴极萤光灯管(Cold CathodeFluorescent Lamp，CCFL)或发光二极管(Light Emitting Diode，LED)设置在液晶面板后方，直接形成面光源提供给液晶面板。图中的102是背光板中的反光板，103是液晶面板。

由于直下式背光模组所使用的灯光数量较多，使用一段时间后背光发热情况非常严重。另一方面，各类LCD显示屏均需要贴附偏光片，而在偏光片的结构中经常会使用到PSA(压敏胶)，当PSA受热后会发生形变，PSA的形变进一步导致偏光板整体发生轻微的形变。当偏光板发生形变后，偏光板的偏光轴也会在一定程度上发生改变，从而导致原本上下偏光板偏光轴为垂直90°的结构被破坏，在显示方面表现出画面偏白且漏光的情况，这种缺陷很难弥补，只能更换液晶面板。

因此，目前存在的问题是急需研究开发一种可以改善散热性能并能延长液晶面板寿命的新型直下式背光模组。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种直下式背光模组。本发明提供的背光模组中包含保温隔热层和散热薄膜，改善了背光模组的散热性能，间接地改善偏光板边缘受热老化而漏光的问题，延长了液晶面板的寿命。

为此，本发明提供了一种直下式背光模组，其包括背板、上棱镜片、下棱镜片、扩散板、导光板、灯源和软性电路板；软性电路板设置在背板的底板上方，软性电路板的上方设有灯源，灯源的上方设有导光板，导光板的上方设有扩散板，扩散板的上方依次设有下棱镜片和上棱镜片；其中，所述背光模组还包括设于所述上棱镜片上的保温隔热层。

优选的是，所述保温隔热层为SiOx膜。

优选的是，所述保温隔热层的厚度为

进一步优选的是，保温隔热层的位置设置在上棱镜片上表面上的四周边缘区域。

优选的是，所述保温隔热层的外边缘与上棱镜片上表面的外边缘平齐，所述保温隔热层的内边缘平行于保温隔热层的外边缘。

优选的是，所述保温隔热层的外边缘与上棱镜片上表面的外边缘平齐，所述保温隔热层的内边缘呈矩形，矩形的四个角各有倒角。

优选的是，所述保温隔热层的外边缘与上棱镜片上表面的外边缘平齐，所述保温隔热层的内边缘呈椭圆形。

优选的是，本发明所述背光模组还包括设于所述背板的底板下表面上的散热薄膜。

优选的是，所述散热薄膜由石墨烯制成。

进一步优选的是，所述散热薄膜的厚度为0.01-0.05mm。

本发明所采用的技术对背光模组的结构进行了一定改进，通过在背光模组的下方增加利于散热的石墨烯，在上方增加保温的SiOx材料，从而使背光模组迅速将发光产生的热能从背板的背面散出。

上述措施极大地增加背光模组的散热性能，通过降低偏光板畸变的程度，延缓了偏光板的老化，从而在一定程度上减少了漏光的程度。下面分别论述SiOx层和石墨烯层的优点：

SiOx层拥有良好的保温性能，它的使用，一定程度上阻隔热量的传递，可以将热量尽可能的留存在背光模组中，而不是向上方的液晶面板传播，避免了偏光板受热发生形变。阻隔下来的热量通过增加的散热薄膜以更高的效率从背光模组的下方散出。这样的设计改变了以往的无方向散热所导致的偏光板接受到过多热量的问题。

选择SiOx的原因是SiOx的透光率非常好，对于厚度为的SiOx膜，光有95％以上的透过率，因此，为了保持原来的背光模组输出光强，仅在灯源处增加不足5％的光强就可以达到原需光强。

由于石墨具有导热性好的固有性质，石墨烯层自然拥有良好的导热性，这种结构提高了热量从背光模组的下方散出的效率。且石墨烯材料较轻，增加了由石墨烯制成的散热薄膜也不会明显增加背光模组的重量。

由于SiOx良好的保温性能，整体膜层仅需要即可。从而在背光模组的制造中SiOx层与上棱镜片可以作为一个整体的零件与其他零件进行组装。SiOx层可由工业中以比较成熟的TEOS水解法制备，从而在上棱镜片上镀上一层SiOx。TEOS水解法所使用环境为中性，且可在30-50℃下在上棱镜片上进行SiOx制备(棱镜片一般耐温上限为70℃)。制备后的结构如图3所示。由于使用水解法制备氧化硅，这种方法下的生成物通常化学反应不完全或有多种生成产物，因此x通常在1～4之间，但x的取值不会影响其保温的化学性质。

石墨烯层在市场上有成品可以购进。所述石墨烯散热薄膜还可以通过涂布的方式形成于所述背板上。

目前显示器常用的背光模组在散热方面几乎没有方向性，因此当长时间的过多的热量被传递到偏光板后，偏光板中的PSA就会发生形变，从而进一步造成偏光板形变。当偏光板发生形变后，偏光板的偏光轴也会在一定程度上发生改变，从而导致原本上下偏光板偏光轴为垂直90°的结构被破坏，在显示方面表现出画面偏白且漏光的情况。通过以上一系列措施，对背光模组的结构进行了改进，改善了背光模组的散热性能，间接地改善了偏光板受热老化而漏光的问题。

在本发明的一些实施例中，所述散热薄膜的厚度为0.01-0.05mm。

石墨烯是一种新型材料，具有耐高温、热膨胀系数小，导热、导电性较好、摩擦系数小等优点，可以附在弯曲表面或不规则表面上；石墨烯散热方面具有较高的水平(平面方向)导热系数，可以将能量进行快速的平面方向的传导，使平面方向整个表面热量分布均匀，消除局部热点。单层石墨烯导热系数高达4000-6600W/m·K，高于导热石墨片、碳纳米管和金刚石，是目前发现的导热性能最好的材料，且石墨烯的密度相对金属材料较小，故而使用石墨烯代替金属材料散热达到相同的散热效果时，可以有效减轻所用导热材料的重量。请参阅下表1，表1为现有常用导热材料的导热系数表。

表1

所述散热薄膜的厚度可以由仿真实验分析得出，通过仿真实验得到了如图4所示实验结果，由该图可知，散热薄膜的涂布厚度大于0.1mm时，温度下降趋于平缓。故优选的厚度为0.01-0.05mm。

本发明提供的新型直下式背光模组中包含保温隔热层和散热薄膜，改善了背光模组的散热性能，间接地改善偏光板边缘受热老化而漏光的问题，延长了液晶面板的寿命。

本发明中所提及的这种直下式背光模组可以应用于各类电子产品液晶显示器中。

上述技术特征可以通过各种适合的方式组合或由等效的技术特征来替代，只要能够达到本发明的目的即可。

附图说明

下面结合附图来对本发明作进一步详细说明。

图1是已有的液晶显示器中的直下式背光模组与液晶面板103的配置关系示意图。

图2是本发明背光模组的结构示意图。

图3是本发明实施例1中在上棱镜片上镀SiOx层后的结构示意图。

图4是散热薄膜的厚度与最大温度(Tpad(max))之间关系仿真实验曲线。

图5是偏光板各个位置受热后对整体变形量影响关系的示意图。

图6是本发明实施例1的SiOx层在上棱镜片的上表面上的优化排布方式。

图7是本发明实施例2的SiOx层在上棱镜片的上表面上的优化排布方式。

图8是本发明实施例3的SiOx层在上棱镜片的上表面上的优化排布方式。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制，仅仅表达一种形状和位置关系的示意。

具体实施方式

为使本发明更加容易理解，下面将结合实施例和附图来详细说明本发明，这些实施例仅起说明性作用，并不局限于本发明的应用范围。

实施例1

为了解决直下式背光模组使用一段时间后，背光发热情况严重，导致偏光板整体发生形变，减少了显示器使用寿命的问题，本实施例提出了一种直下式背光模组。

请参阅图2。如图2所示，从上至下分别为：SiOx层2、上棱镜片3、下棱镜片4、扩散板5、导光板6、灯源7、软性电路板8、背板1的底板和散热薄膜9，背板1的底板上方设置有灯源7，灯源7的上方设置有导光板6，导光板6的上方设置扩散板5，扩散板5的上方依次设置有下棱镜片4和上棱镜片3；软性电路板8设置在灯源7和背板1的底板之间并给予灯源7供电。

所述SiOx层2贴附在上棱镜片3的上表面上，其厚度为散热薄膜9贴附在背板1的底板下表面上，其厚度为0.01mm。

本实施例解决背光发热主要是采用了保温隔热层2和散热薄膜9这两个技术手段。在本实施例中这两个结构是同时采用的，但这种实施不排除单独实施其中任意一个结构的方式，单独采用上述两个结构中的任意一个都能取得各自的相应效果。

在本实施例中，保温隔热层的外边缘与上棱镜片上表面的外边缘平齐，保温隔热层的内边缘平行于保温隔热层的外边缘。请参见图6。

由于在实际应用中，受热后产生变形量较多的部位是偏光板边缘，请参见图5，图5是偏光板各个位置受热后对整体变形量影响关系的示意图，这幅图是一个实际量测图形，证明了偏光板边缘部位受热后对整体变形的影响相对更大些。根据这种实际存在的现象，把SiOx层的位置设置在上棱镜片的四周边缘区域，使其与偏光板边缘部位相对应。这种实施方式的好处是制备SiOx工作量减少，同时上棱镜片3透光率所受的影响也减小。

实施例2

本实施例与实施例1的区别仅在于：其是关于SiOx层在上棱镜片3的上表面上的优化排布方式，且所述SiOx层的厚度为散热薄膜的厚度为0.05mm，而其它的技术特征和所要解决的技术问题与实施例1相同。

本实施例的方案是：保温隔热层的外边缘与上棱镜片上表面的外边缘平齐，保温隔热层的内边缘呈矩形，矩形的四个角各有倒角。这种方案的优点是避免了矩形四个角处的应力集中。请参见图7。

实施例3

本实施例与实施例1的区别仅在于：其是关于SiOx层在上棱镜片3的上表面上的优化排布方式，而其它的技术特征和所要解决的技术问题与实施例1相同。

保温隔热层的外边缘与上棱镜片上表面的外边缘平齐，保温隔热层的内边缘呈椭圆形。请参见图8。

应当注意的是，以上所述的实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的任何限制。通过参照典型实施例对本发明进行了描述，但应当理解为其中所用的词语为描述性和解释性词汇，而不是限定性词汇。可以按规定在本发明权利要求的范围内对本发明作出修改，以及在不背离本发明的范围和精神内对本发明进行修订。尽管其中描述的本发明涉及特定的方法、材料和实施例，但是并不意味着本发明限于其中公开的特定例，相反，本发明可扩展至其他所有具有相同功能的方法和应用。

Claims (10)

1.一种直下式背光模组，其包括背板、上棱镜片、下棱镜片、扩散板、导光板、灯源和软性电路板；软性电路板设置在背板的底板上方，软性电路板的上方设有灯源，灯源的上方设有导光板，导光板的上方设有扩散板，扩散板的上方依次设有下棱镜片和上棱镜片；其中，所述背光模组还包括设于所述上棱镜片上的保温隔热层。

2.根据权利要求1所述的直下式背光模组，其特征在于，所述保温隔热层为SiOx膜。

3.根据权利要求2所述的直下式背光模组，其特征在于，所述保温隔热层的厚度为

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的直下式背光模组，其特征在于，所述保温隔热层的位置设置在上棱镜片上表面上的四周边缘区域。

5.根据权利要求4所述的直下式背光模组，其特征在于，所述保温隔热层的外边缘与上棱镜片上表面的外边缘平齐，所述保温隔热层的内边缘平行于所述保温隔热层的外边缘。

6.根据权利要求4所述的直下式背光模组，其特征在于，所述保温隔热层的外边缘与上棱镜片上表面的外边缘平齐，所述保温隔热层的内边缘呈矩形，矩形的四个角各有倒角。

7.根据权利要求4所述的直下式背光模组，其特征在于，所述保温隔热层的外边缘与上棱镜片上表面的外边缘平齐，所述保温隔热层的内边缘呈椭圆形。

8.根据权利要求1所述的直下式背光模组，其特征在于，所述直下式背光模组还包括设于所述背板的底板下表面上的散热薄膜。

9.根据权利要求8所述的直下式背光模组，其特征在于，所述散热薄膜由石墨烯制成。

10.根据权利要求9所述的直下式背光模组，其特征在于，所述散热薄膜的厚度为0.01-0.05mm。