CN201655841U

CN201655841U - 一种侧入式led背光源散热封装光条

Info

Publication number: CN201655841U
Application number: CN2010201520123U
Authority: CN
Inventors: 汤勇; 吴菊红; 黄智成; 谢梓淳; 欧栋生
Original assignee: South China University of Technology SCUT
Current assignee: South China University of Technology SCUT
Priority date: 2010-03-31
Filing date: 2010-03-31
Publication date: 2010-11-24
Anticipated expiration: 2020-03-31

Abstract

本实用新型公开了一种侧入式LED背光源散热封装光条，包括LED芯片、固晶胶、导热绝缘层、导电层、金线、荧光粉涂层、配光透镜和阻抗膜；LED芯片上方涂有荧光粉涂层，固晶胶将LED芯片固定于扁平热管上；扁平热管用于封装的表面镀有金属涂层；LED芯片外围依次设有导热绝缘层、导电层和阻抗膜；导热绝缘层、导电层和阻抗膜与LED芯片之间设有间隔，金线将LED芯片电极与导电层相连，配光透镜通过硅胶塑封而成。本实用新型将LED芯片直接封装于扁平热管上，可将LED芯片组产生的热量迅速导出并扩散开，提高LED芯片组显示亮度、显色功能及可靠性，具有导热性高、结构简单、不额外耗电、使用寿命长等特点。

Description

一种侧入式LED背光源散热封装光条

技术领域

本实用新型提出一种LED的散热封装光条，尤其涉及一种侧入式LED背光源散热封装光条。

背景技术

目前，液晶显示器已成为平板显示领域的主流。液晶显示屏本身不发光，背光模组是液晶显示器的关键组件之一，其功能就是提供足够亮度与分布均匀的光源，使其显示影像。其中固体光源LED是最被看好的下一代绿色背光光源。与其它背光光源相比，其具有以下优点：LED是一种平面状光源，最基本的发光单元是3～5mm边长的正方形(封装后)，极容易组合在一起成为既定面积的面光源，具有很好的亮度均匀性；LED背光源有更好的色域，色彩表现力强；LED的使用寿命可长达10万小时，即便每天连续使用10个小时，也可以连续用上27年，大大延长了液晶电视的使用寿命；LED使用的是5～24V的低压电源，十分安全；拥有稳固的内部结构，抗震性能很出色，加上LED不需要使用对环境有害的金属汞，更加环保。

为了要打造超薄电视，使用的侧光式LED背光源，是把LED晶粒配置在液晶屏幕的边缘，再搭配导光板，让LED背光模块发光时，把从屏幕边缘发射的光透过导光板均匀分散到整个屏幕上，这样整体就有足够的背光量，可让液晶屏幕显示画面。LED是个光电器件，其工作过程中，约有80％-85％的输入电能转化为热能，使LED芯片节温升高，且为了达到亮度要求，需要多个芯片阵列形成背光模块使用；对于LED芯片而言，如果热量集中在芯片内部不能有效的耗散到周围环境中去，则会导致芯片节温升高，引起热应力的非均匀分布、加速器件光输出的衰减，影响器件的可靠性。研究表明，随芯片节温上升，器件的失效率呈指数攀升。在室温附近，节温升高1℃，LED的发光强度会下降1％左右，当器件节温升高到120℃时，亮度则下降多达35％，这种情况在多芯片阵列时，散热更加困难。因而设计一散热装置对其发热量加以控制使其工作温度保持在规定的范围内，是保证其性能的关键。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种导热性高、结构简单、不额外耗电、使用寿命长的侧入式LED背光源散热封装光条。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种侧入式LED背光源散热封装光条，包括LED芯片、固晶胶、导热绝缘层、导电层、金线、荧光粉涂层、配光透镜和阻抗膜；LED芯片上方涂有荧光粉涂层，固晶胶将LED芯片固定于扁平热管上；扁平热管用于封装的表面镀有金属涂层；LED芯片外围依次设有导热绝缘层、导电层和阻抗膜；导热绝缘层、导电层和阻抗膜与LED芯片之间设有间隔，金线将LED芯片电极与导电层相连，配光透镜通过硅胶塑封而成。

所述的扁平热管的形状为直线形或L形扁平热管。

所述的扁平热管的LED封装面为平整的平面或为加工出带凹槽的平面。

与现有技术方法相比较，本实用新型具有以下优点：

(1)本实用新型采用的LED阵列封装于通过相变传热的扁平热管上，使LED芯片工作时产生的热量通过热管迅速转移到散热装置中，大大提高了LED背光源光条组件的散热能力。

(2)本实用新型具有导热性高、结构简单、不额外耗电、使用寿命长等特点。非常适合于液晶显示装置用的侧入式LED背光源。

附图说明

图1为侧入式LED背光源散热封装光条的结构示意图；

图2为本实用新型的LED封装于具有凹槽结构热管的结构示意图；

图3为实施例1侧入式LED背光源散热封装光条的安装结构示意图；

图4为实施例2侧入式LED背光源散热封装光条的安装结构示意图；

图5为实施例3侧入式LED背光源散热封装光条的安装结构示意图；

图6为实施例4的侧入式LED背光源散热封装光条的安装结构示意图；

图7为实施例5种侧入式LED背光源散热封装光条的安装结构示意图；

图8为实施例6侧入式LED背光源散热封装光条的安装结构示意图；

图9为图8使用的扣环扣接示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

如图1所示，一种侧入式LED背光源散热封装光条包括LED芯片1、扁平热管2、固晶胶3、导热绝缘层4、导电层5、金线6、荧光粉涂层7，配光透镜8和阻抗膜9。直线型或L形的扁平热管2的一侧平面设置金属镀层21，作为LED芯片1的封装面；该金属镀层21为镀银或镍层。LED芯片1通过固晶胶3固定于热管的金属镀层21上，固晶胶3可选型号为MD140；LED芯片1上方涂覆有荧光粉涂层7(荧光粉涂层的材料为常用材料，主要是荧光粉和硅胶的混合物，荧光粉涂层直接点滴到LED芯片上方以将整个LED芯片涂覆)，以将LED发出的光的颜色配成所需的颜色；LED芯片组1周围通过热压、溅射或镀膜的方法，在扁平热管2的银或镍镀层21上依次涂覆导热绝缘层4、导电层5和阻抗膜9，其中导热绝缘层4为环氧树脂材料，导电层5为镀银或镍层，阻抗膜9为常用高分子材料阻抗膜，导电层5作为LED芯片工作的供电回路，阻抗膜9隔离导电层5与外界，对导电层5起保护作用；导热绝缘层4、导电层5和阻抗膜9与LED芯片1之间设有间隔，金线6将LED芯片1的电极与导电层5相连，配光透镜8为半球状透明硅胶，采用塑封工艺固定于芯片外围。配光透镜的封装过程：等其它涂层都涂覆上后，用一个内腔为透镜形状模具套在芯片上方，而后将透明硅胶注入模具内，冷凝后就得到所需的配光透镜，配光透镜亦是充满空间(亦即模具的内腔)。

如图2所示，本实用新型还包括以下这种实施方式，在其他结构与图1实施方式相同的前提下，扁平热管2上设有凹槽结构22，LED芯片1通过固晶胶3设置在扁平热管2的凹槽结构22结构中。在图1的平装方式中，LED芯片发出的光仅仅依靠配光透镜7自身的聚光作用射出。而图2的凹装方式中，扁平热管2凹槽结构22的凹下部分可以充当反光杯的作用，LED底部四侧的光被凹槽结构22表面的镀银层反射后，再透过配光透镜射出，光线更加聚集，可以提高LED的出光效率。

实施例1

如图3所示，侧入式LED背光源散热封装光条设置在导光板10左侧或右侧，也可在上侧或下侧，作为背光模组的侧光源；导光板10前后两侧分别附有反射膜11及光学薄膜12，反射膜11的作用主要将导光板背面透射出来的光反射回组件中，从而提高光的利用率，增加正面亮度，其可选用如E20#50等系列产品；光学薄膜12主要指用于修正光行进的角度和射出光的指向一致性的扩散膜和增亮膜等光学薄膜，扩散膜可选用如TPRA90，增亮膜可选用CM30-155等系列产品。散热翅片13通过导热胶14粘结于扁平热管2的外侧，并裸露于空气中，以通过空气自然对流的方式将热量迅速散出。多片LED芯片1设置在扁平热管2内侧；具体是固晶胶3将LED芯片1固定于扁平热管2内侧；固晶胶3可选用型号为MD140的固晶胶，其四周依次设有由环氧或树脂材料构成的导热绝缘层4、采用覆铜的导电层5和高分子材料组成阻抗膜9；LED芯片1上方涂有荧光粉涂层7；金线6将LED芯片电极与导电层5相连，配光透镜8通过硅胶塑封而成。导热绝缘层4、导电层5和阻抗膜9通过热压、溅射或镀膜的方法涂覆于扁平热管2表面上，与LED芯片1之间设有间隔。

实施例2

如图4所示，侧入式LED背光源散热封装光条同实施例1；散热翅片结构151设置在导光板的上端；显示器边框外壳15与散热翅片结构151连接成一体，形成弯折结构；显示器边框外壳15位于扁平热管2外侧，显示器边框外壳15通过软性导热橡胶16与扁平热管2连接；侧入式LED背光源散热封装光条的LED侧正对导光板侧边，设置在内侧；扁平热管2上的热量通过软性导热橡胶16传递到显示器边框外壳15，通过显示器边框外壳15传递给散热翅片结构151，在转移到外界环境中。

实施例3

如图5所示，扁平热管2为L形弯折结构，弯折的一端为蒸发端，另一端为冷凝端；侧入式LED背光源散热封装光条设置在扁平热管2的蒸发端，扁平热管2的冷凝端通过绝热软橡胶17设置在导光板10的上端；反射膜11及光学薄膜12分别设置在导光板10的前后两侧。扁平热管2的蒸发端和冷凝端都设有散热翅片13；其他设置同实施例1。

实施例4

如图6所示，侧入式LED背光源散热封装光条同实施例1；通过安装挤压热管与具有散热翅片结构151的显示器边框外壳15左侧及上侧间的软性导热橡胶16和绝热软橡胶17，使两者紧密贴合在一起，使热量迅速传导置外壳15上，并将热量迅速转移到外界环境中。扁平热管2为L形弯折结构，弯折的一端为蒸发端，另一端为冷凝端；侧入式LED背光源散热封装光条设置在扁平热管2的蒸发端，扁平热管2的冷凝端通过绝热软橡胶17设置在导光板10的上端。

实施例5

对于大尺寸的液晶显示屏，单根热管的散热能力已不能满足其侧边所有LED阵列的需求。如图7所示，采用数组L形扁平热管的LED的背光源散热封装光条均匀排列于导光板一侧。侧入式LED背光源散热封装光条同实施例1；所示扁平热管2为L形弯折结构，弯折的一端为蒸发端，另一端为冷凝端；侧入式LED背光源散热封装光条设置在扁平热管2的蒸发端；导光体18将LED射出的光导入导光板；冷凝端设置在反射膜11的背面，在反射膜11与扁平热管的冷凝端内侧间放置一层与反射膜11同长宽、厚1mm的绝热橡胶17，以隔开扁平热管的冷凝端的热量的同时对其前侧的光学组件起保护作用；散热翅片13通过导热胶14粘结于扁平热管2冷凝端的外侧；并裸露于空气中，以通过空气自然对流的方式将热量迅速散出。

实施例6

如图8、9所示，采用数组L形扁平热管的LED的背光源散热封装光条均匀排列于导光板一侧。侧入式LED背光源散热封装光条同实施例1；扁平热管2为L形弯折结构，弯折的一端为蒸发端，另一端为冷凝端；侧入式LED背光源散热封装光条设置在扁平热管2的蒸发端；导光体18将LED射出的光导入导光板；冷凝端设置在反射膜11的背面，在反射膜11与扁平热管的冷凝端内侧间放置一层与反射膜11同长宽、厚1mm的绝热橡胶17，以隔开扁平热管的冷凝端的热量的同时对其前侧的光学组件起保护作用；采用具有平勾状结构191的扣环19将扁平热管冷凝段固定于背板上，具体是扣环19的平勾状结构191卡入背板孔中，通过挤压扁平热管冷凝段与具有散热翅片结构201的显示器散热背板外壳20间的软性导热橡胶16，将两者紧密贴合在一起，使热量迅速传导置外壳20上，并将热量转移到外界环境中。

本实用新型将LED芯片阵列直接封装与扁热管上，利用热管工质相变传热原理，将LED芯片组产生的热量迅速导出并扩散开，提高LED芯片组显示亮度、显色功能及可靠性，十分适合于液晶显示装置用的侧光式LED背光源，具有导热性高、结构简单、不额外耗电、使用寿命长等特点。

Claims

1.一种侧入式LED背光源散热封装光条，其特征在于：包括LED芯片、固晶胶、导热绝缘层、导电层、金线、荧光粉涂层、配光透镜和阻抗膜；LED芯片上方涂有荧光粉涂层，固晶胶将LED芯片固定于扁平热管上；扁平热管用于封装的表面镀有金属涂层；LED芯片外围依次设有导热绝缘层、导电层和阻抗膜；导热绝缘层、导电层和阻抗膜与LED芯片之间设有间隔，金线将LED芯片电极与导电层相连，配光透镜通过硅胶塑封而成。

2.根据权利要求1所述的一种侧入式LED背光源散热封装光条，其特征在于：所述的扁平热管的形状为直线形或L形扁平热管。

3.根据权利要求1所述的一种侧入式LED背光源散热封装光条，其特征在于：所述的扁平热管的LED封装面为平整的平面或为加工出带凹槽的平面。