CN201866637U - Led组件、侧光式led背光模组和液晶显示器 - Google Patents

Led组件、侧光式led背光模组和液晶显示器 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了LED组件、侧光式发光二极管LED背光模组和液晶显示器。该LED组件包括：LED芯片；金属芯印刷电路板，LED芯片设置在金属芯印刷电路板的第一表面；散热板，散热板设置在金属芯印刷电路板的第二表面，第二表面与第一表面相对；第一导热层，第一导热层设置在金属芯印刷电路板的第二表面与散热板之间。这种LED组件具有很好的散热性。

Description

LED组件、侧光式LED背光模组和液晶显示器
技术领域
本实用新型涉及液晶显示技术，尤其涉及LED组件、侧光式LED背光模组和液晶显示器。
背景技术
液晶显示器是目前常用的平板显示器，其中薄膜晶体管液晶显示器(ThinFilm Transistor Liquid Crystal Display，简称TFT-LCD)是液晶显示器中的主流产品。
背光模组是显示器的重要部件，为液晶显示器提供光源，典型的结构有侧光式背光模组和直下式背光模组两种，由于侧光式背光模组可以做得很薄，适应于液晶显示器更轻、更薄的发展方向，因此其成为目前背光模组发展的主流。典型的侧光式背光模组包括光源(光源组)、背板、导光板和反射板等，光源设置在导光板的侧边，反射板围设该导光板，光源(光源组)、导光板和反射板均放置于背板中。
侧光式发光二极管(Light Emitting Diode，以下简称为LED)背光模组是常用的一种侧光式背光模组，其中，LED芯片设置在印刷电路板(PrintedCircuit Board，简称PCB)上形成LED灯条，该LED灯条设置在一散热板上，与该散热板一起作为LED组件固定在背板上。工作时，LED灯条产生极大的热载荷，LED组件不能够将LED灯条所产生的热量迅速导出、散热，使得侧光式LED背光模组的背板通常在LED组件所散发的热量下产生扭曲、变形现象，进而影响到背光模组的机械稳定性，并最终影响显示画面的质量。
可见，这种LED组件的散热性差、从而导致侧光式LED背光模组的机械热稳定性较差，在使用一段时间后，显示画面质量会逐步退化，不能够长时间提供高质量的画面显示。
实用新型内容
本实用新型提供一种LED组件、侧光式LED背光模组和液晶显示器，以实现具有较好散热性能的LED组件，并实现侧光式LED背光模组较好的机械热稳定性，从而实现应用这种侧光式LED背光模组的液晶显示器的长时间高质量画面显示。
本实用新型提供了一种LED组件，包括：
LED芯片；
金属芯印刷电路板，所述LED芯片设置在所述金属芯印刷电路板的第一表面；
散热板，所述散热板设置在所述金属芯印刷电路板的第二表面，所述第二表面与所述第一表面相对；
第一导热层，所述第一导热层设置在所述金属芯印刷电路板的第二表面与所述散热板之间。
本实用新型还提供一种侧光式LED背光模组，包括LED组件、导光板、反射板和背板，所述LED组件设置在所述导光板的侧边，所述反射板围设在所述导光板的外侧，所述LED组件、导光板和反射板设置在所述背板上，其中，所述LED组件包括：
LED芯片；
金属芯印刷电路板，所述LED芯片设置在所述金属芯印刷电路板的第一表面；
散热板，所述散热板设置在所述金属芯印刷电路板的第二表面，所述第二表面与所述第一表面相对；
第一导热层，所述第一导热层设置在所述金属芯印刷电路板的第二表面与所述散热板之间；
第二导热层，所述第二导热层设置在所述散热板与所述背板的底板之间。
如上所述的侧光式LED背光模组，其中，所述背板的底板上形成有凹槽作为加强筋。
如上所述的侧光式LED背光模组，其中，所述加强筋的深度小于或等于4.2mm。
如上所述的侧光式LED背光模组，其中，所述散热板包括用于接合所述金属芯印刷电路板的第一部分和用于接合所述底板的第二部分，所述第一部分与所述第二部分垂直设置。
如上所述的侧光式LED背光模组，还包括第三导热层，所述第三导热层设置在所述金属芯印刷电路板与所述第二部分接合的位置。
如上所述的侧光式LED背光模组，其中，所述散热板为矩形结构。
如上所述的侧光式LED背光模组，其中，所述散热板为铝条，在垂直于所述第一表面的方向上所述铝条的厚度至少为5mm。
如上所述的侧光式LED背光模组，其中，所述背板为厚度大于1mm的铝板。
本实用新型还提供了一种液晶显示器，包括液晶面板，其中，还包括如上所述的任一侧光式LED背光模组，所述背光模组的LED组件设置在所述液晶面板的侧边。
本实用新型提供的LED组件、侧光式LED背光模组和液晶显示器，通过采用金属芯印刷电路板(Metal Core PCB，简称MCPCB)作为用于为LED芯片供电并实现多个LED芯片连接的电路结构，使得LED芯片所散发的热量迅速扩散到整个MCPCB上，并通过在MCPCB与散热板之间设置第一导热层，使得MCPCB上的热量可迅速传导至散热板，由散热板进行散热，提高了LED组件的散热性能。在侧光式LED背光模组和液晶显示器中，LED组件的散热板与背板的底板之间还设置有第二导热层，使得MCPCB上的热量可通过良好的导热通路迅速导热至背板。解决了背板因在LED芯片所散发的热量下局部温度过高而产生扭曲、变形现象，提高了背光模组的机械热稳定性，并最终提高了液晶显示器显示画面的质量。
附图说明
图1为本实用新型实施例一提供的LED组件的剖面结构示意图。
图2为本实用新型实施例二提供的侧光式LED背光模组的剖面结构示意图。
图3为本实用新型实施例三提供的侧光式LED背光模组的剖面结构示意图。
图4为图3所示的侧光式LED背光模组的背板的俯视结构示意图。
图5为本实用新型实施例五提供的侧光式LED背光模组的剖面结构示意图。
附图标记：
1-LED组件；        2-导光板；           3-反射板；
4-背板；           41-侧板；            42-底板；
21-第一端面；      22-下底面；          23-上底面；
24-第二端面；      11-LED芯片；         12-MCPCB；
13-散热板；        121-第一表面；       122-第二表面；
14-第一导热层；    131-第一部分；       132-第二部分；
15-第二导热层；    16-第三导热层；      L-总高度；
L1-第一部分高度；  L2-第二部分高度；    43-加强筋。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例一
图1为本实用新型实施例一提供的LED组件的剖面结构示意图。如图1所示，LED组件1包括LED芯片11，该LED芯片11设置在MCPCB12的第一表面121上，LED芯片11通过MCPCB 12获得供电，并且当存在多个LED芯片11时，还可通过该MCPCB 12实现多个LED芯片11的并联/串联。由于LED芯片11在发光的同时会散发大量的热量，所以LED组件1还包括用于对LED芯片11进行散热的散热板13，散热板13由散热效果较好的材料制成，例如铝。散热板13设置在MCPCB 12的与第一表面121相对的第二表面122。为使LED芯片11所散发的热量较为充分、迅速地通过第二表面122传递到散热板13，MCPCB 12的第二表面122与散热板13之间还设有第一导热层14，该第一导热层14例如可以是由陶瓷硅胶作为导热添隙材料形成的薄膜。
本实施例的技术方案由于采用MCPCB 12作为用于为LED芯片11供电并实现多个LED芯片11连接的电路机构，使得LED芯片11所散发的热量迅速扩散到整个MCPCB 12上，并传导至与MCPCB 12相接合的散热板13；进一步地，由于MCPCB 12与散热板13之间设置的第一导热层14，使得MCPCB 12与散热板13之间紧密接触，形成了良好的散热通路，MCPCB 12获取的来自LED芯片11的热量可迅速传导至散热板13。LED芯片11的热量可快速导出，并通过散热板实现散热，具有极高的散热效率。
实施例二
图2为本实用新型实施例二提供的侧光式LED背光模组的剖面结构示意图。如图2所示，侧光式LED背光模组包括LED组件1、导光板2、反射板3和背板4。LED组件1设置在导光板2的侧边，反射板3围设在导光板2的外侧，LED组件1、导光板2和反射板3设置在背板4上。具体结构关系为：背板4为该侧光式LED背光模组的承载结构，包括侧板41和底板42，LED组件1设置在底板42上临近一个或几个侧板41的位置，导光板2的第一端面21朝向LED组件1，导光板2的下底面22与反射板3相接合，并经由反射板3设置在底板42上。当LED组件1发光时，所发出的光从导光板2的第一端面21耦合进入导光板2后，在导光板2的上底面23和下底面22之间来回全反射向导光板2的第二端面24推进，当光射到下底面22上设置的散射网点时，反射光不再进行全反射而是向各个方向散射，当散射光射到导光板2上未与反射板3相接合的上底面23时，透射出导光板2，成为输出光。
本实施例中，LED组件1包括LED芯片11，该LED芯片11设置在MCPCB 12的第一表面121上，LED芯片11通过MCPCB 12获得供电，并且当存在多个LED芯片11时，还可通过该MCPCB 12实现多个LED芯片11的并联/串联。由于LED芯片11在发光的同时会散发大量的热量，所以LED组件1还包括用于对LED芯片11进行散热的散热板13，散热板13由散热效果较好的材料制成，例如铝。散热板13设置在MCPCB 12的与第一表面121相对的第二表面122。为使LED芯片11所散发的热量较为充分、迅速地通过第二表面122传递到散热板13，MCPCB 12的第二表面122与散热板13之间还设有第一导热层14，该第一导热层14例如可以是由陶瓷硅胶作为导热添隙材料形成的薄膜。
散热板13的结构例如包括用于接合MCPCB 12的第一部分131和用于接合底板42的第二部分132。第一部分131沿垂直于第一表面121方向上的厚度约为2mm，第二部分132位于第一部分131临近底板42的一端，其通过与底板42在较大面积上接合，使得散热板13与底板42之间能够迅速导热。为使散热板13上的热量能够更为充分、迅速地导热到散热板13上，第二部分132与底板42之间还设有第二导热层15，该第二导热层15可以与第一导热层14的材质相同。优选地，在MCPCB 12与第二部分132接合的位置还可在两者之间设置第三导热层16。该第三导热层16可以与第一导热层14的材质相同。
本实施例的技术方案由于采用MCPCB 12作为用于为LED芯片11供电并实现多个LED芯片11连接的电路机构，使得LED芯片11所散发的热量迅速扩散到整个MCPCB 12上，并传导至与MCPCB 12相接合的散热板13；进一步地，由于MCPCB 12与散热板13之间设置的第一导热层14，和散热板13与背板4的底板42之间设置的第二导热层15，使得MCPCB12与散热板13之间和散热板13与底板42之间均紧密接触，形成了良好的散热通路，MCPCB 12获取的来自LED芯片11的热量可迅速传导至底板42，并由底板42散热。当设置有第三导热层16时，还可进一步加快热量由MCPCB 12传导至底板42的速度。LED芯片11的热量可快速导出，并通过大面积的底板42实现散热，具有极高的散热效率高，从而能够避免背板4因在LED芯片11所散发的热量下局部温度过高而产生扭曲、变形现象，提高了背光模组的机械热稳定性，并为高品质显示画面提供了保障。
实施例三
图3为本实用新型实施例三提供的侧光式LED背光模组的剖面结构示意图。如图3所示，在上述实施例二所提供的侧光式LED背光模组中，背板4的底板42上形成有凹槽作为加强筋43。
图4为图3所示的侧光式LED背光模组的背板的俯视结构示意图。如图3所示，背板4的底板42上形成有三条分别围设为矩形的加强筋43。
本实施例的技术方案由于在底板42上形成加强筋43，该加强筋43可使底板42的结构更为立体化、可从多个方向上抑制形变，从而使得背板4在受热情况下不易发生扭曲、变形，从而进一步提高了背光模组的机械热稳定性。
应该理解，虽然在本实施例三中所例示的加强筋结构为三条分别围设为矩形的加强筋43，但以任何结构、形状设置在背板4上的加强筋43均能够实现本实施例的目的。
实施例四
本实用新型实施例四提供的侧光式LED背光模组的结构为：在上述实施例三提供的侧光式LED背光模组中，加强筋的深度小于或等于4.2mm。
本实施例的技术方案，由于将加强筋的深度限定为小于或等于4.2mm，既能够满足对于侧光式LED背光模组的机械热稳定性的要求，又能够使得侧光式LED背光模组尽量薄化，从而使得利用该侧光式LED背光模组的液晶显示器更为轻薄。
实施例五
图5为本实用新型实施例五提供的侧光式LED背光模组的剖面结构示意图。如图5所示，散热板13为矩形结构，即该散热板13用于接合MCPCB 12的第一部分和用于接合底板42的第二部分形成为一体，并在垂直于第一表面121的方向上具有相同的厚度，此时，为使散热板13与底板42之间具有较大的导热面，散热板13在垂直于第一表面121的方向上厚度优选为至少为5mm。并且，该散热板13优选为导热性极好的铝条。
本实施例的技术方案由于采用矩形结构的散热板13，在垂直于第一表面的方向上厚度至少为5mm的铝条作为散热板13，所以该散热板13在垂直于底板42的方向上的总高度L只需满足能够完全与MCPCB 12接合即可，而不是如图2中所示的第一部分高度L1(需满足与MCPCB 12完全接合)与第二部分高度L2之和，L＜L1+L2，因此能够减小该侧光式LED背光模组的厚度，从而减小液晶显示器的厚度。并且，当散热板13在垂直于第一表面121的方向上厚度为至少为5mm时，散热板13与底板42之间的导热面较大，可获得更好的散热效果。
实施例六
本实用新型实施例六提供的侧光式LED背光模组的结构为：在上述实施例五提供的侧光式LED背光模组中，背板为厚度大于1mm的铝板。
本实施例的技术方案由于背板的厚度大于1mm，并且背板的材质为铝，具有良好的导热性，从而为该侧光式LED背光模组的机械热稳定性提供了进一步的保障。
经实验证实，本实施例六的技术方案提供的侧光式LED背光模组，在热负载为60W的情况下，最大热变形为2.37mm，具有极高的机械热稳定度。
本实用新型实施例还提供了一种液晶显示器，包括液晶面板，且还包括本实用新型任意实施例所提供的侧光式LED背光模组，该背光模组的LED组件设置在所述液晶面板的侧边。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种LED组件，其特征在于，包括：
LED芯片；
金属芯印刷电路板，所述LED芯片设置在所述金属芯印刷电路板的第一表面；
散热板，所述散热板设置在所述金属芯印刷电路板的第二表面，所述第二表面与所述第一表面相对；
第一导热层，所述第一导热层设置在所述金属芯印刷电路板的第二表面与所述散热板之间。
2.一种侧光式LED背光模组，包括LED组件、导光板、反射板和背板，所述LED组件设置在所述导光板的侧边，所述反射板围设在所述导光板的外侧，所述LED组件、导光板和反射板设置在所述背板上，其特征在于，所述LED组件包括：
LED芯片；
金属芯印刷电路板，所述LED芯片设置在所述金属芯印刷电路板的第一表面；
散热板，所述散热板设置在所述金属芯印刷电路板的第二表面，所述第二表面与所述第一表面相对；
第一导热层，所述第一导热层设置在所述金属芯印刷电路板的第二表面与所述散热板之间；
第二导热层，所述第二导热层设置在所述散热板与所述背板的底板之间。
3.根据权利要求2所述的侧光式LED背光模组，其特征在于，所述背板的底板上形成有凹槽作为加强筋。
4.根据权利要求3所述的侧光式LED背光模组，其特征在于，所述加强筋的深度小于或等于4.2mm。
5.根据权利要求2所述的侧光式LED背光模组，其特征在于，所述散热板包括用于接合所述金属芯印刷电路板的第一部分和用于接合所述底板的第二部分，所述第一部分与所述第二部分垂直设置。
6.根据权利要求5所述的侧光式LED背光模组，其特征在于，还包括：
第三导热层，所述第三导热层设置在所述金属芯印刷电路板与所述第二部分接合的位置。
7.根据权利要求2所述的侧光式LED背光模组，其特征在于，所述散热板为矩形结构。
8.根据权利要求7所述的侧光式LED背光模组，其特征在于，所述散热板为铝条，在垂直于所述第一表面的方向上所述铝条的厚度至少为5mm。
9.根据权利要求2所述的侧光式LED背光模组，其特征在于，所述背板为厚度大于1mm的铝板。
10.一种液晶显示器，包括液晶面板，其特征在于，还包括权利要求2～9任一所述的侧光式LED背光模组，所述背光模组的LED组件设置在所述液晶面板的侧边。
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