CN116964519A - 显示器光源用隔热片、包括其的隔热光源模块、隔热背光单元及显示装置 - Google Patents

显示器光源用隔热片、包括其的隔热光源模块、隔热背光单元及显示装置 Download PDF

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Abstract

提供一种显示器光源用隔热片。根据本发明的一个实施例的显示器光源用隔热片设置在以预定间隔安装有构成显示器光源的多个LED元件的电路板的安装表面的背面，用于阻止从所述多个LED元件产生的热量沿垂直于所述背面的方向传递。由此，可以在降低多个LED元件的发热水平的同时最小化接收到的热量在垂直方向上的传递，因此有利于最小化或防止热量在不期望的方向和/或以不期望的量传递。

Description

显示器光源用隔热片、包括其的隔热光源模块、隔热背光单元 及显示装置
技术领域
本发明涉及一种隔热片，更具体地，涉及一种显示器光源用隔热片、包括其的隔热光源模块、背光单元及显示装置。
背景技术
随着工业的进步，集成电路的集成度不断提高，加之混合封装、多模块、密封集成电路等变得日益复杂的电子器件的结构、薄型化和小型化设计以及高性能的趋势，各种电子部件中产生的发热量呈增加趋势。
因此，如何有效地散发在电子设备的狭小空间中产生的大量的热量以防止电子部件的故障和损坏已成为重要课题。
另一方面，考虑到电子设备的性能和耐用性，从电子设备产生的热量应该散发到外部，然而这会导致在电子设备的壳体或电子设备的附近感觉到大量热量的问题。
尤其，近年来，随着电子设备的薄型化或小型化的趋势，电子设备内部的各种部件与壳体之间的间隙几乎消失，加之高性能电子设备所需的各种部件的数量和类型增加，发热变得更加严重，因此经常会出现壳体或其周围的温度使用户感到不适或使得用户误认为电子设备工作异常的情况。
这种电子设备的典型示例包括显示装置。虽然仍有量产中的低端机型，但另一方面，随着大尺寸化和高性能化的推进，在有限的区域内设计的像素逐渐变多，连带地，一个显示装置中包括的光源的尺寸逐渐变小，而提供的光源的数量处于增加趋势。
作为这一趋势的一个示例，近期实现商品化的具有采用迷你LED元件作为光源的背光单元的液晶显示装置的背光单元上安装有大约两万个以上的迷你LED元件，其优点在于，被设置的大量的LED元件可提高亮度，以及通过单独控制背光单元中的LED元件，可提高对比度。然而，所安装的两万个以上的LED元件的发热问题非常严重，大量的热量从液晶显示装置的背面散发，导致了用户在使用时感到不适或增加了用户被灼伤的风险。
此外，随着显示装置被纤薄化以使得壳体和显示器部件之间的间距最小化，在高亮度LED元件被开发的趋势下，预计由于LED元件而导致的从背光单元传递到壳体的高热量问题将进一步加剧。
发明内容
技术问题
本发明鉴于上述几点而提出，目的在于提供一种从作为发热体的多个LED元件接收热量以最小化LED元件的热量且最小化接收到的热量沿垂直方向传递，从而能够最小化或防止热量向上部传导或辐射的隔热片，作为一个示例，目的在于提供一种适用于显示器光源的隔热片。
技术解决方法
为了解决以上问题，根据本发明的第一实施例，提供一种显示器光源用隔热片，其设置在以预定间隔安装有构成显示器光源的多个LED元件的电路板的安装表面的背面，用于阻止从所述多个LED元件产生的热量沿垂直于所述背面的方向传递，所述显示器光源用隔热片包括：石墨片隔热构件，该隔热构件包括垂直于厚度方向的第一表面和面向该第一表面的第二表面，并且具有将从与所述LED元件相邻的第一表面侧接收到的热量从第一表面转移到第二表面侧厚度方向和垂直于所述厚度方向的平面方向以降低所述LED元件的温度，此时相比所述厚度方向更优先地将热量转移到所述平面方向以最小化从第二表面到与其垂直的方向侧的热传递的功能，考虑到LED元件之间的间距和LED元件的发热量，所述隔热构件具有预设厚度，以便最小化由于从多个LED元件接收到的热量在平面方向上的扩散而产生的重叠并将接收到的热量最大限度地向厚度方向传递并积聚在隔热构件内部，所述厚度被设置在70μm至500μm的范围。
根据本发明的一个实施例，所述石墨片可包括天然石墨片。
此外，所述隔热构件的厚度可以是150μm至200μm。
此外，显示器光源用隔热片还可以包括：粘合构件，设置在所述隔热构件的第一表面上并且附接到所述电路板的安装表面的背面；以及保护构件，设置在所述隔热构件的第二表面。
此外，所述保护构件和粘合构件各自的长度和宽度可形成为大于所述隔热构件的长度和宽度，以便与所述隔热构件的厚度方向平行的四个侧面通过保护构件和粘合构件被密封。
此外，根据本发明的第二实施例，提供一种显示器光源用隔热片，其设置在以预定间隔安装有构成显示器光源的多个LED元件的电路板的安装表面的背面，用于阻止从所述多个LED元件产生的热量沿垂直于所述背面的方向传递，所述显示器光源用隔热片包括：粘合构件，附接到所述电路板的安装表面的背面，该粘合构件作为双面金属胶带，包括形成面积大于各个LED元件的安装面积的热点且用于确保高温可靠性的金属基底和所述金属基底的两个表面的粘合层；以及石墨片隔热构件，该隔热构件设置在所述粘合构件上且包括垂直于厚度方向的第一表面和面向该第一表面的第二表面，并且具有将从临近所述粘合构件的第一表面侧接收到的热量从第一表面转移到第二表面侧的厚度方向和垂直于所述厚度方向的平面方向以降低所述LED元件的温度，此时相比所述厚度方向更优先地将热量转移到所述平面方向以最小化从第二表面到与其垂直的方向侧的热传递的功能，所述石墨片包括天然石墨片，考虑到LED元件之间的间距和LED元件的发热量，所述隔热构件和所述金属基底具有预设厚度，以便最小化由于从多个LED元件接收到的热量在平面方向上的扩散而产生的重叠并将接收到的热量最大限度地向厚度方向传递并积聚在隔热构件内部。
根据本发明的一个实施例，所述隔热构件的厚度可形成在70μm至500μm的范围。
此外，所述隔热构件的厚度可以是150μm至200μm。
此外，所述金属基底可以是具有铜箔和铝箔中的至少一种的金属箔。
此外，所述金属基底的厚度可以是7μm至75μm，所述粘合层的厚度可以是7μm至55μm。
此外，显示器光源用隔热片还可以包括保护构件，该保护构件设置在所述隔热构件的第二表面。
此外，所述保护构件和粘合构件各自的长度和宽度可形成为大于所述隔热构件的长度和宽度，以便与所述隔热构件的厚度方向平行的四个侧面通过保护构件和粘合构件被密封。
此外，根据本发明的第一实施例和第二实施例，所述石墨片的平面方向上的导热率(a)与厚度方向上的导热率(b)的比率(a/b)可以是100以下，以便最小化分别从任一LED元件和与其相邻设置的其他LED元件中的每一个接收到的热量在分别向平面方向传递后产生的彼此重叠。
此外，所述保护构件是包括选自由聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)组成的组中的至少一种的保护膜，并且还可以在所述保护膜的一个表面包括用于固定至隔热构件的粘合层。
此外，所述保护构件的厚度可以是50μm至200μm。
此外，所述粘合构件还可以包括离型膜，该离型膜可设置在与隔热构件接触的一个表面的背面。
此外，本发明提供一种隔热光源模块，该隔热光源模块包括：电路板；多个LED元件，以预定间隔安装在所述电路板的一个表面；以及根据本发明的显示器光源用隔热片，被设置为使得粘合构件位于所述电路板的一个表面的背面。
此外，所述多个LED元件可以是迷你LED元件或微型LED元件。
此外，还可以设置有一张或多张所述显示器光源用隔热片，以覆盖对应于所述多个LED元件的位置的所述背面。
此外，本发明提供一种隔热背光单元，该隔热背光单元包括：根据本发明的隔热光源模块；以及多张光学片，在所述光源模块中设置在光出射面。
根据本发明的一个实施例，隔热背光单元还包括下壳，该下壳容纳所述隔热光源模块的侧表面的一部分或全部以及隔热光源模块内部的隔热片侧的一个表面，所述隔热片与下壳可间隔开以在所述隔热片与下壳之间形成空气层。
此外，本发明提供一种液晶显示装置，该液晶显示装置包括：根据本发明的隔热背光单元；以及液晶显示面板，设置在所述隔热背光单元的光出射面。
此外，本发明提供一种发光显示装置，该发光显示装置包括根据本发明的隔热光源模块。
根据本发明的一个实施例，包括在所述隔热光源模块的LED元件是发射白光、UV光或蓝光的LED元件，并且还可以包括设置在从所述隔热光源模块发射的光的路径上的颜色转换单元。
或者，包括在所述隔热光源模块的多个LED元件可以包括发射红光、绿光和蓝光的LED元件。
发明的效果
根据本发明的隔热片能够在通过接收从用作显示器光源的多个LED元件产生的热量传递来减小LED元件的发热水平的同时最小化接收到的热量沿垂直方向传递，因其有利于最小化或防止热量在不希望的方向和/或以不希望的量传递，因此非常适合阻止从多个LED元件产生的热量传递到壳体。另外，根据本发明的一个实施例的隔热片可以防止由于隔热片内部的层的损坏或可能由于破损而出现的灰尘飞散，因其可以防止由于灰尘而出现显示装置的故障或损坏，因此可以广泛应用于各种类型的显示装置。
附图说明
图1至图4B是根据本发明的多个实施例的隔热片的截面示意图，
图5是根据本发明的一个实施例的采用隔热片的隔热光源模块的立体图，
图6和图7是示出在沿图5的X-X'边界线和Y-Y'边界线的截面中从作为发热体的多个LED元件传递的热量的转移路径的截面示意图，
图8A和图8B是根据本发明的多个实施例的隔热光源模块的分解立体图，是示出隔热片被分成多张片而设置的图，
图9是根据本发明的一个实施例的隔热背光单元的分解立体图，并且
图10是根据本发明的一个实施例的液晶显示装置的分解立体图。
具体实施方式
根据本发明的隔热片是显示器光源用隔热片，其设置在以预定间隔安装有构成显示器光源的多个LED元件的电路板的安装表面的背面，用于阻止从所述多个LED元件产生的热量沿垂直于所述背面的方向传递。
参照图1，根据本发明第一实施例的隔热片100包括隔热构件110，该隔热构件110包括垂直于厚度方向的第一表面和面向该第一表面的第二表面，隔热片100还可以包括设置在所述隔热构件110的第二表面的保护构件130和设置在所述隔热构件110的第一表面的粘合构件120。
所述隔热构件110将从邻近LED元件的第一表面侧接收到的热量从第一表面向第二表面侧的厚度方向以及与所述厚度方向垂直的平面方向转移以实现降低所述LED元件的温度的散热效果，此时，通过相比所述厚度方向更优先地将热量转移到所述平面方向，同时显现最小化从第二表面到与其垂直的方向侧的热量的隔热效果，为此，隔热构件110可由石墨片来实现。此时，考虑到LED元件之间的间距和LED元件的发热量，所述隔热构件110具有预设厚度，以便最小化由于从多个LED元件接收到的热量在平面方向上的扩散而产生的重叠，所述厚度被设置在70μm至500μm的范围。
具体来讲，所述隔热片100的隔热机制是，从作为热点的多个LED元件通过粘合构件120传递到隔热构件110的第一表面的热量受到隔热构件110在垂直于厚度方向的平面方向更优先地显现的导热特性的影响而在隔热构件110的热容量饱和之前沿平面方向更多地传递热量而不是沿厚度方向。这种热传导趋势可通过最小化隔热构件110的从第一表面到第二表面侧的厚度方向的热量转移来显现最小化或防止从隔热构件110的第二表面到与其垂直的方向侧的热传递的隔热效果，同时，可对作为发热体的LED元件发挥降低LED元件的温度的散热效果。
所述隔热构件110由石墨片来实现，并且可以是单张石墨片或由多张石墨片堆叠而成。此时，当隔热构件110由一张石墨片制成时，隔热构件110的导热性可以是一张石墨片的导热性。然而，当隔热构件110是多张石墨片堆叠的形式或者除了石墨片之外还包括诸如粘合层的其他层时，组合而成的隔热构件整体满足上述隔热构件110的导热性即可。
此外，所述隔热构件110具有考虑到LED元件之间的间距和LED元件的发热量而设定的厚度，以便最小化从作为热点的多个LED元件接收到的热量在平面方向扩散而产生的重叠，并且尽可能地将接收到的热量传递到厚度方向并积聚在隔热构件的内部，由此，隔热片可以实现用于提高隔热效果的至少的厚度增加，通过防止使用过厚的石墨片，有利于在配备有隔热片的背光单元制造在隔热片与下壳之间形成空气层的间隔空间，随着空气层带来的隔热效果增加，可以最小化从背光单元到下壳侧的热传递。
此时，隔热构件110的厚度可设定在70μm至500μm的范围，如果厚度小于70μm，由于对产生自多个LED元件的大量热量实现隔热效果的时间变短，可能很难实现充分的隔热效果。此外，如果厚度超过500μm，由于热容量增大，有利于提高LED元件的散热效果以及隔热片带来的隔热效果，然而人造石墨片很难制造成这样的厚度。此外，如果是天然石墨片，厚度方向的导热率可能降低，由此，平面方向的热传导进一步占据优势，因此当分别从相邻LED元件产生的热量传递到平面方向时，重叠更快速地发生，相比之下，厚度方向的热量传导缓慢，因此从LED元件产生的热量无法顺利地转移，并且最终LED元件的散热性能可能劣化。另外，当将隔热构件应用于具有曲率或落差的附着面时，可能会在隔热构件中出现裂纹等破损，由此产生的破损可能会降低散热效果和/或隔热效果。并且，由于破损而产生的灰尘飞散存在导致周围的电气和电子元件短路的风险。另外，在构成隔热片的各种部件之间的界面处存在发生剥离和浮起的风险。
具体地，所述石墨片可以包括天然石墨片、人造石墨片和/或多层石墨片。
然而，为了在快速接收从多个LED元件产生的热量的同时以适当的速度和适当的量在厚度方向进行传递，并且从隔热构件的第二表面向与其垂直的上方以最小限度传导或辐射热量，石墨片的厚度方向的导热率与平面方向的导热率之间的比率需要适当，并且石墨片的厚度必须达到预定厚度以上。然而，人造石墨片或多层石墨片在平面方向上的导热率相比厚度方向上的导热率过大，并且很难制造为例如50μm、或60μm、70μm或超过80μm的厚度，而且即使能制造出来，也存在由于单价过高而难以使用的问题。
因此，优选地，所述石墨片可包括天然石墨片。有关所述天然石墨片，通常可以使用商业化或被称为天然石墨的产品，具体不受限制，因此在本发明中省略其详细描述。
根据本发明的一个实施例，作为隔热构件110的石墨片的平面方向上的导热率(a)与厚度方向上的导热率(b)的比率(a/b)可以为100以下，以便最大限度地减少从一个LED元件和与其相邻设置的其他LED元件中的每一个接收到的热量在平面方向传递并彼此重叠，作为另一个示例，可具有90以下、80以下、70以下、60或更少、50以下或40以下的比率。另外，平面方向上的导热率(a)与厚度方向上的导热率(b)的比率(a/b)可以为20以上，或者作为另一示例，可以为30以上。
此外，所述隔热片100还可以包括设置在上述隔热构件110下方的粘合构件120和设置在隔热构件110上方的保护构件130。
所述粘合构件120用于将隔热片100附接到电路板的安装有多个LED元件的一个表面的背面，并且可以使用已知的粘合构件而不受限制。作为示例，所述粘合构件120可以由如图1所示的粘合层构成。
所述粘合层没有限制，只要其是本领域常用的粘合层即可，优选地，可以由选自由丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、硅橡胶、丙烯酸橡胶、羧基腈弹性体、苯氧基和聚酰亚胺树脂组成的组中的至少一种形成，更优选地，可以由包含具有丙烯酸树脂的粘合剂成分的形成粘合层的组合物形成。此外，当所述粘合剂成分是可固化树脂时，所述形成粘合层的组合物还可以包含固化剂，并且根据目的还可以包含例如固化促进剂的添加剂。所述固化剂没有限制，只要其是本领域通常使用的固化剂，优选地，可以包括选自由环氧类固化剂、二异氰酸酯类固化剂、仲胺类固化剂、叔胺类固化剂、三聚氰胺类固化剂、异氰酸系固化剂和酚系固化剂组成的组中的至少一种，更优选地，可以包括环氧类固化剂。
此外，所述粘合层还可以包含已知的热辐射填料。
此外，所述粘合层的厚度可以是7μm至55μm，优选地，可以是10μm至50μm。如果所述粘合层的厚度小于7μm，层间粘合力可能会降低，并且如果厚度超过55μm，在薄膜化方面是不可取的，考虑到隔热片100的有限厚度，隔热构件110的厚度会相对变薄，因此散热和/或隔热特性可能会降低。
接下来，将描述设置在上述隔热构件110的第二表面上的保护构件130。所述保护构件130用于物理地和化学地保护隔热片100。所述保护构件130没有限制，只要其是通常的片材的保护构件130即可。例如，所述保护构件130包括保护层131，并且所述保护层131可以是无机多孔膜、纳米纤维网或无机多孔膜堆叠在无机多孔膜上的形式。图1所示的隔热片100是设置有作为保护层131的无机多孔膜的情况，不同于此，当设置有作为保护层的纳米纤维网时，不仅具有保护功能，而且还有通过设置在纳米纤维网的多个孔在垂直方向上产生隔热效果。
所述无机多孔膜可以是含有选自由聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)组成的组中的至少一种的膜。此外，所述纳米纤维网可以是由聚氨酯系、氟系、聚丙烯腈等公知的材料形成的纳米纤维网。在所述纳米纤维网中，纳米纤维的直径可以是1μm以下，但不限于此。
所述无机多孔膜或纳米纤维网的厚度可以是10μm至30μm，优选地，可以是13μm至25μm。如果厚度小于10μm，例如耐磨性的保护性能可能劣化，如果厚度超过30μm，在薄型化方面不可取，并且柔性可能降低，这可能导致分层。
另一方面，保护构件130还可以包括固定在隔热构件110上的粘合层132。设置在保护构件130上的粘合层132与设置在上述粘合构件120上的粘合层的描述相同，因此将省略其详细描述，或者，可以设置为在材料方面与设置在粘合构件120上的粘合层相同或不同。
此外，所述保护构件130和粘合构件120各自的长度和宽度可形成为大于所述隔热构件110的长度和宽度，以便与所述隔热构件110的厚度方向平行的四个侧面通过保护构件130和粘合构件120被密封。然而，如图1所示，如果粘合构件120仅由粘合层构成，与图3所示的隔热片102相比，可能难以长时间密封隔热构件110的侧表面。
接下来，将参照图2至图4B描述根据本发明的第二实施例的隔热片。
根据第二实施例的隔热片101包含附着在电路板的与安装表面的背面的作为粘合构件120’的双面金属胶带和作为隔热构件110的石墨片，并且还可以包括设置在所述隔热构件110的第二表面的保护构件130。
作为所述石墨片的隔热构件110和保护构件130与上述第一实施例的隔热片100的隔热构件110和保护构件130的描述相同。
首先，所述粘合构件120’作为双面金属胶带，包括金属基底122和位于所述金属基底122两侧的粘合层121和123，金属基底122用于形成面积大于每个LED元件的安装面积的热点且具有高温可靠性。
设置在作为所述双面金属胶带的粘合构件120’的粘合层121和123可以是已知的粘合层，其与上述粘合构件120中的粘合层的描述相同，因此将省略其详细描述。在这种情况下，第一粘合层123和第二粘合层121的材料、粘合力和/或厚度可以相同或不同。
另外，所述粘合构件120’是包括金属基底122的双面金属胶带，此时，与图1所示的由粘合层构成的粘合构件120相比，在具有曲率或落差的被粘合表面的粘合特性可以得到改善。此外，所述金属基底122可防止由于从作为发热体的多个LED元件传递的热量而形成褶皱，从而能够确保高温可靠性。相比之下，如果使用聚合物膜作为基材，从多个LED元件传递的高热量会造成褶皱，由于其中存在被粘合表面与粘合构件120’之间以及粘合构件120’与隔热构件110之间的界面处发生翘起或剥离的风险，因此高温可靠性可能降低。另外，更容易形成如图4A和图4B所示的偏移结构，并且可能有利于长期维持偏移结构。
另外，当使用金属基底122时，能够进一步改善隔热片101的隔热性能。参照图7，当粘合构件232具备金属基底232a时，由于金属基底232a的导热性，作为热点的LED元件224的热量(H)可以在传递到隔热构件231之前首先在向垂直于粘合构件232中的金属基底232a的厚度方向转移。此时，基于隔热构件231形成在金属基底232a上的热点的面积S2大于LED元件的安装面积S1，因此到达隔热构件231的第一表面的热量可以更快且更多地在垂直于隔热构件231的厚度方向的平面方向传递，而在从第一表面到第二表面的厚度方向传递的热量可以进一步相对减少，由此，可以进一步减小从隔热片230的第二表面向垂直于第二表面的方向传递的热量，从而可以显现出进一步改善的隔热效果。
所述金属基底122没有限制，只要其是本领域常用的金属基底即可，优选地，可以是铜箔、铝箔、银箔、镍箔和金箔中的任一种，或者，可以是包括其中两种以上的合金、将其中两种以上混合或由其中两种分别形成单独的层并堆叠而成的金属膜。优选地，金属基底122可以是包括铜箔和铝箔中的至少一种的金属箔。
另一方面，所述金属基底122的厚度可以是7μm至75μm，优选地，可以是10μm至70μm。如果所述金属基底122的厚度小于7μm，则不能表现出期望水平的散热特性且可能发生撕裂，如果厚度超过75μm，则难以使隔热片的薄膜化且柔性会降低，因此在弯曲时，可能会发生层间翘起和剥离，从而会造成可靠性降低。
此外，所述金属基底122可以具有形成在其表面上的不规则形状以具有预定的表面粗糙度，以便提高与第一粘合层123和/或第二粘合层121的粘合特性，但不限于此。
另一方面，在第二实施例中，作为隔热构件110的石墨片包括天然石墨片，并且具有考虑到LED元件之间的间距和LED元件的发热量而设定的厚度和石墨片厚度，以便最小化从多个LED元件接收到的热量在平面方向扩散而产生的重叠，并且尽可能地将接收到的热量积聚在厚度方向，由此，隔热片可以实现用于提高隔热效果的至少的厚度增加，通过防止使用过厚的石墨片，有利于在具有隔热片的背光单元的隔热片与下壳之间构成形成有空气层的间隔空间，由于空气层带来的隔热效果增加，所以可以最小化从背光单元向下壳侧的热传递。
另一方面，参照图6详细描述从多个LED元件接收到的热量在平面方向扩散而产生的重叠，从第一LED元件221、第二LED元件222和第三LED元件223产生的热量经由电路板210到达粘合构件232，从粘合构件232内部的金属基底232a传递的热量首先在平面方向扩散以形成面积大于LED元件的安装面积的热点，在一部分热量在平面方向扩散的同时，剩余的热量沿垂直方向传递以到达隔热构件231的第一表面。由于在隔热构件231的平面方向的热传导特性比厚度方向优异，因此隔热构件231的热量在平面方向上比在厚度方向上传播得更快。此时，如果隔热构件231是天然石墨片，其平面方向上的导热率与厚度方向上的导热率的比率低于人造石墨片，因此，隔热构件231内厚度方向的热量转移适当地发生，而剩余的热量在平面方向上扩散，从而可以最小化源自第一LED元件221的热量在平面方向的扩散(Hxy1)和源自第二LED元件222的热量在平面方向的扩散(Hxy2)之间的重叠(A)。但是，由于适当的水平的热量在厚度方向上转移(Hz)，因此当隔热构件231的厚度较薄时，会在极短的时间内达到隔热构件231的热容量，此时可能很难再达到散热和隔热效果，因此，考虑到LED元件之间的间距和LED元件的发热量，隔热构件231可具有适当的厚度以具有足够的热容量，同样，金属基底232a也可以具有适当的厚度，以便隔热构件231持续带有隔热效果并有助于发挥散热效果。
如果将人造石墨片用作隔热构件，厚度方向上的导热率会相比平面方向导热率变得过小，当由此造成隔热构件231内部的厚度方向的热量转移变得过小时，大部分的热量会在平面方向扩散，此时，可能会在源自第一LED元件221的热量的平面的扩散(Hxy1)和源自第二LED元件222的热量在平面方向的扩散(Hxy2)之间产生极为快速的重叠(A)。当隔热构件231内的平面方向的热量重叠增加时，隔热构件231无法进一步接收来自粘合构件232的热量，相比之下，沿厚度方向转移的热量极少，因此难以继续接收从LED元件221、222和223产生的热量，从而难以达到期望水平的散热效果。
另一方面，如上所述，由于既需要平面方向的热扩散良好，还需要热量以适当的水平沿厚度方向转移，因此，将用于隔热构件231的石墨片的平面方向的导热率与厚度方向的导热率的比率调节为例如100以下的适当的水平，也可以成为最小化由于热量的平面方向的扩展而导致的重叠的另一个方法。
根据本发明的一个实施例，隔热片102和102'可以具有如图3、图4A和图4B所示的结构，以便改善具有曲率或落差的粘合表面上的粘合特性，防止隔热构件中的层之间的分离，并防止由于隔热构件110的损坏而可能发生的灰尘飞散。具体地，保护构件130和粘合构件120’各自的长度和宽度可形成为比所述隔热构件110’的长度和宽度大预定尺寸(a)，以便隔热片102的与隔热构件110’的厚度方向平行的四个侧面通过保护构件130和粘合构件120’被密封。另一方面，隔热构件110’、保护构件130和粘合构件120’各自的长度和宽度不限于此，并且可以考虑背光单元的面积、期望的隔热性能等而适当地改变。
上述的根据本发明的一个实施例的隔热片100、101、102和102'可以实现为显示器用隔热光源模块。参照图5至图7，隔热光源模块200包括：电路板210；多个LED元件220，以预定间隔安装在所述电路板210的一个表面上；以及上述的显示器光源用隔热片230，被设置为使得粘合构件位于所述电路板的一个表面的背面。
如图5所示，所述多个LED元件220可以布置成棋盘图案以实现直下型光源。此外，所述多个LED元件220可以是迷你LED元件或微型LED元件。所述迷你LED元件和微型LED元件可以被实现为各边的长度大于100μm且小于等于500μm。此外，所述微型LED元件的边的长度可以被实现为100μm以下。此外，LED元件211、212、213和214可以是已知的LED材料和结构。作为示例，所述LED元件211、212、213和214可以由InGaN和GaN等材料来实现，并且可以包括n型半导体层、光活性层和p型半导体层，此外还可以包括电极层等。此外，所述多个LED元件220可以发射可见光区域中的任何一种颜色，例如蓝色或UV。
另一方面，当LED元件211、212、213和214的尺寸减小到诸如迷你LED元件或微型LED元件的尺寸时，可以进行局部调光(local dimming)。通过局部调光可以改善图像质量并提高电源效率。其中，局部调光是一种根据屏幕的配置或特性调节用作背光的LED的亮度的技术，并且是可以显着提高对比度(contrast ratio)并降低功耗的技术。作为局部调光的一个示例，可以将与暗屏对应的迷你LED或微型LED的亮度调整得相对较暗，以表现暗色，并且可以将与亮屏对应的迷你LED或微型LED的亮度调整得相对较亮，以表现出鲜艳的色彩。
此外，作为一个示例，可以在电路板上设置15,000个以上所述迷你LED元件，作为另一个示例，可以设置20,000个以上。
另外，所述电路板210可以是用于显示器光源模块的已知电路板，本发明对此没有具体限制。
根据本发明的光源用隔热片230设置为，位于安装有上述多个LED元件220的电路板210的安装表面的背面。此时，如图5所示，可设置为一张光源用隔热片230覆盖与所述多个LED元件的位置对应的所述背面，或者如图8A和图8B所示，可以将光源模块200'和200”实现为由多张覆盖所述背面。这是因为作为隔热构件110的石墨片会收到可制造的面积的限制，如果是大面积显示装置，可能无法用一张隔热片覆盖所述背面全部，因此，可以设计为用多张隔热片覆盖所述背面。
此外，本发明包括具备上述的隔热光源模块200、200'和200”的隔热背光单元300和液晶显示装置1000。
参照图9，隔热背光单元300通过包括隔热光源模块200和设置在所述隔热光源模块200的发射表面的多张光学片240来实现。此外，还可以包括支撑并固定隔热光源模块200和光学片240的中间成型材料250以及容纳隔热光源模块的下壳260。
光学片240用于改善通过光源模块200、200'和200”提供给液晶显示面板400的光的强度和方向，并且没有具体限制，只要是用于显示器背光单元的已知光学片即可。作为示例，所述光学片240可以包括漫射片241、棱镜片242和反射偏振片243，并且上述的各光学片可以是本领域常用的光学片。此外，所述光学片240还可以包括除了漫射片241、棱镜片242和反射偏振片243之外的执行其他功能的片，或者可以省略这些片中的一个以上。此外，光学片可以包括多张特定类型的片，并且由于各片的层叠顺序可因目的而异，因此本发明对此没有特别限制。
此时，在所述隔热背光单元300中，位于光出射面的背面侧的隔热片230与所述下壳260可以间隔开以在期间形成空气层，由此，可以最小化从背光单元产生大量的热量向下壳侧转移。
另外，液晶显示面板400可以设置在上述隔热背光单元300的光出射面以实现液晶显示装置1000。此外，所述液晶显示装置还可以包括支撑液晶显示面板400的前边缘的上壳500。
所述液晶显示面板400可以包括：颜色转换膜层410，将从隔热背光单元300发射的光转换成期望的颜色；液晶层430；以及下部基板420和上部基板440，从上部和下部支撑所述液晶层430。所述颜色转换膜层410没有特别限制，只要是已知的液晶显示装置中采用的颜色转换膜层410即可，作为示例，可以是荧光转换膜或量子点(quantum dot)转换膜。另外，所述液晶层430可以是液晶显示装置中采用的液晶层，本发明对此没有具体限制。
另一方面，虽然将所述颜色转换膜层410描述为液晶显示面板400的一个组件，但不限于此，需要说明的是，所述颜色转换膜层410可以作为与液晶显示面板400独立的部件设置在液晶显示面板。
此外，所述下部基板420可以包括多个像素电极(未示出)和与所述像素电极一一对应地电连接的多个薄膜晶体管(未示出)。各个薄膜晶体管切换提供给对应的像素电极的驱动信号。此外，所述上部基板440可以包括与所述像素电极一起形成用于控制所述液晶的排列的电场的公共电极(未示出)。
此外，除了上述配置之外，还可以包括已知的液晶显示装置中采用的配置，在本发明中省略其详细描述。
另一方面，与上述作为光接收显示装置的液晶显示装置不同，本发明的隔热光源模块也可以被实现为发光显示装置。根据本发明的一个实施例，包括在所述隔热光源模块的LED元件是发射白光、UV光或蓝光的LED元件，并且还可以包括设置在从所述隔热光源模块发射的光的路径上的颜色转换单元，以显示期望的颜色。
或者，包括在所述隔热光源模块的多个LED元件可以包括发射红光、绿光和蓝光的LED元件。
以上，对本发明的一个实施例进行了描述，但本发明的技术思想并不限定于在本说明书中提出的实施例，本领域技术人员在理解本发明的技术思想的范围可以通过附加、改变、删除、添加组件等来容易地提出其他实施例，然而它们也将落入本发明的精神范畴。

Claims (17)

1.一种显示器光源用隔热片，其设置在以预定间隔安装有构成显示器光源的多个LED元件的电路板的安装表面的背面，用于阻止从所述多个LED元件产生的热量沿垂直于所述背面的方向传递，所述显示器光源用隔热片包括：
粘合构件，附接到所述电路板的安装表面的背面，该粘合构件作为双面金属胶带，包括形成面积大于各个LED元件的安装面积的热点且用于确保高温可靠性的金属基底和所述金属基底的两个表面的粘合层；以及
石墨片隔热构件，该隔热构件设置在所述粘合构件上且包括垂直于厚度方向的第一表面和面向该第一表面的第二表面，并且具有将从临近所述粘合构件的第一表面侧接收到的热量转移到厚度方向和垂直于所述厚度方向的平面方向以降低所述LED元件的温度，此时相比所述厚度方向更优先地将热量转移到所述平面方向以最小化从第二表面到与其垂直的方向侧的热传递的功能，
所述石墨片包括天然石墨片，
考虑到LED元件之间的间距和LED元件的发热量，所述隔热构件和所述金属基底具有预设厚度，以便最小化由于从多个LED元件接收到的热量在平面方向上的扩散而产生的重叠并将接收到的热量最大限度地向厚度方向传递并积聚在隔热片的内部。
2.根据权利要求1所述的显示器光源用隔热片，其中，
所述隔热构件的厚度形成在70μm至500μm的范围。
3.根据权利要求2所述的显示器光源用隔热片，其中，
所述隔热构件的厚度为150μm至200μm。
4.根据权利要求1所述的显示器光源用隔热片，其中，
所述金属基底是具有铜箔和铝箔中的至少一种的金属箔。
5.根据权利要求1所述的显示器光源用隔热片，其中，
所述金属基底的厚度为7μm至75μm，所述粘合层的厚度为7μm至55μm。
6.根据权利要求6所述的显示器光源用隔热片，其中，还包括：
保护构件，设置在所述隔热构件的第二表面。
7.根据权利要求1所述的显示器光源用隔热片，其中，还包括：
保护构件，设置在所述隔热构件的第二表面，
所述保护构件和粘合构件各自的长度和宽度形成为大于所述隔热构件的长度和宽度，以便与所述隔热构件的厚度方向平行的四个侧面通过保护构件和粘合构件被密封。
8.根据权利要求1所述的显示器光源用隔热片，其中，
所述石墨片的平面方向上的导热率(a)与厚度方向上的导热率(b)的比率(a/b)是100以下，以便最小化分别从任一LED元件和与其相邻设置的其他LED元件中的每一个接收到的热量在分别向平面方向传递后产生的彼此重叠。
9.根据权利要求6所述的显示器光源用隔热片，其中，
所述保护构件是包括选自由聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚萘二甲酸乙二醇酯组成的组中的至少一种的保护膜，
所述保护膜的一个表面还包括用于固定至隔热构件的粘合层。
10.根据权利要求6所述的显示器光源用隔热片，其中，
所述保护构件的厚度为50μm至200μm。
11.一种隔热光源模块，其中，包括：
电路板；
多个LED元件，彼此以预定间隔安装在所述电路板的一个表面；以及
如权利要求1所述的显示器光源用隔热片，被设置为使得粘合构件位于所述电路板的一个表面的背面。
12.根据权利要求11所述的隔热光源模块，其中，
所述多个LED元件是迷你LED元件或微型LED元件。
13.根据权利要求11所述的隔热光源模块，其中，
设置有一张或多张所述显示器光源用隔热片，以覆盖对应于所述多个LED元件的位置的所述背面。
14.一种隔热背光单元，其中，包括：
如权利要求11所述的隔热光源模块；以及
多张光学片，在所述光源模块中设置在光出射面。
15.根据权利要求14所述的隔热背光单元，其中，还包括：
下壳，容纳所述隔热光源模块的侧表面的一部分或全部以及隔热光源模块内部的隔热片侧的一个表面，
所述隔热片与下壳间隔开以在所述隔热片与下壳之间形成空气层。
16.一种液晶显示装置，其中，包括：
如权利要求15所述的隔热背光单元；以及
液晶显示面板，设置在所述隔热背光单元的光出射面。
17.一种发光显示装置，其中，包括如权利要求11所述的隔热光源模块。
CN202280020078.2A 2021-03-09 2022-03-10 显示器光源用隔热片、包括其的隔热光源模块、隔热背光单元及显示装置 Pending CN116964519A (zh)

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