TWI333580B - Backlight module and liquid crystal display using the same - Google Patents

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TWI333580B
TWI333580B TW095104230A TW95104230A TWI333580B TW I333580 B TWI333580 B TW I333580B TW 095104230 A TW095104230 A TW 095104230A TW 95104230 A TW95104230 A TW 95104230A TW I333580 B TWI333580 B TW I333580B
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Wei Ming Pai
Wen Chin Lan
Wen Tsung Lin
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Chimei Innolux Corp
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Description

I · 丄功580
〜達編號：TW27丨9PA 九、發明說明： .【發明所屬之技術領域】 壯本發明是有關於一種背光模組及應用其之夜晶顯示 ··衣置，且特別是有關於一種可以有效提高散熱效率、提供 '穩定光源之發光二極體背光模組及應用其之液晶顯示裒 鲁 【先前技術】 • 發光二極體（light emitting diode，LED)的發光效率在 •近幾年來有著突破性的進步，由於具有高演色性、低驅動 電壓、無汞、不放射紫外線、可快速點燈啟動、採固熊封 裝不易碎裂、可動態調控色度等多項優點，因而被視為新 —代光源的最佳選擇。然而，LED的應用經常伴隨著大量 的熱產生，而溫度的變化影響LED的輝度、色度與效率= 表現。因此，散熱的問題關鍵性地影響著LEd於背光模組 • 中的應用。另一方面，由於LED與傳統所採用的冷陰極螢 光燈管（cold cathode fluorescent lamp, CCFL)相比價格仍 . 然偏鬲。因此降低材料使用以節省成本，在以led做為光 : 源之背光模組中極為重要。 • 請參照第1圖，其繪示傳統之發光二極體光源模組示 - 思圖。光源模組10包括金屬背板1、電路板2、發光二極 '體3、導線4及散熱鰭片5。其中電路板2更包括一金屬 走線層6、一基材7及一絕緣層9,絶緣層9設置於基材7 上’金屬走線層6設置於絕緣層9上。發光二極體3設置 5 1333580
三達編號·· TW27〗9PA 於電路板2上，電路板2則設置於金屬背板！ 1。一般為 了散熱考量’電路板2大多採用金屬芯電路板_ pnmed circuit board，MCPCB)，亦即基材7為金屬材質， 如銀或銅。不同的發光二極體3及電路板2之間再透過導 線4屯性連接。另外金屬背板！之背面上設置散熱籍片$ , 用以增加表面積以提高散熱效率。由於發光二極體3必須 透過電路板2，才能將熱傳導到金屬背板i上。如果電路 =或金屬背板丨的平整度不佳，料㈣觸面之間存在 成極大的導熱阻抗。而—般發光二極體對於 1極為敏感’-旦超過適#溫度範目，會造成出光效率 的降低，甚至影響產品壽命。並且 體，因、、®声朴古而道 夕員色的如光一極 成原本調整好的色溫產 门將广 當m 曰i i 〜咢顯不态的顯示品質。 ⑦用以k幵政熱效能的方 生之熱快速導至電路板 ^先-極體3所產 散轨鮮片5將Μ山材再透過金屬背板1及 二與;==:另外在發光二極體3及電路板2之 土屬月板1之間填充高導埶 8,避免接觸介面形成 ❹之、4政齡 當昂貴，使用此材料不是高2 本的控制亦相當不利 ▲ 1设雜性，對成 串連，容易導致成士、，《先—極體3彼此之間以導線4 產品可靠度。 ~加’亚且容易因導線4損壞而降低 6
二達編號：TW2719PA 【發明内容】 庫用此，本發明的目的就是在提供—種背光模組及 /、之液晶_示裝置’捨棄金屬蕊電 ' 1更用，將全凰J· 設置於泰/走線層直接設置在金屬背板上。發光二極體 :=丨。屬走線層上並與之耦接，如此便可利用金屬背板 一代原金屬蕊電路板之金屬基材的功能，但同樣能使發 光一極體所產生之熱快速地導至金屬背板。由於金屬蕊電 _路板價格非常昂貴，本發明將可大幅降低生產成本並可減 ν拉組厚度。此外，因為大幅減少散熱膠材的使用，加上 金屬走線層可以直接串聯所有的發光二極體，而不需額外 ό又置導線以連接。本發明大大提高了發光二極體之散熱效 率’降低生產成本。 根據本發明的第一目的，提出一種背光模組，包括金 屬背板、絕緣層、金屬走線層及至少一發光二極體。金屬 背板具有一正面，絕緣層設置於金屬背板之正面上。金屬 Φ 走線層设置於金屬背板之正面上且位於絕緣層之上，至少 一發光二極體設置於金屬背板之正面上，發光二極體耦接 . 金屬走線層。 • 根據本發明的第二目的’提出一種背光模組，包括金 屬背板、導光板、絕緣層、金屬走線層及至少一發光二極 - 體。金屬背板具有正面及開口，導光板設置於開口處並具 有側面’側面面向正面。絕緣層設置於金屬背板之正面 • 上’金屬走線層設置於金屬背板之正面上且位於絕緣層之 上。發光二極體設置於金屬背板之正面上，發光二極體搞 接金屬走線層。 1333580
三達編號：TW2719PA ' 根據本發明的第三目的，提出一種液晶顯示裝置，包 括背光模組及液晶顯示面板。背光模組包括金屬背板、絕 緣層、金屬走線層及至少一發光二極體。金屬背板具有正 面，絕緣層設置於金屬背板之正面上。金屬走線層設置於 : 金屬背板之正面上且位於絕緣層之上，發光二極體設置於 * 金屬背板之正面上，發光二極體耦接金屬走線層。液晶顯 ' 示面板設置於背光模組上，並位於發光二極體之上。 根據本發明的弟四目的’提出' 種液晶顯不裝置，包 φ 括背光模組及液晶顯示面板。背光模組包括金屬背板、導 光板、絕緣層、金屬走線層及至少一發光二極體。金屬背 板具有正面及開口。導光板設置於開口處，並具有侧面及 頂面，側面面向正面。絕緣層設置於金屬背板之正面上， 金屬走線層設置於金屬背板之正面上且位於絕緣層之 上。發光二極體設置於金屬背板之正面上，發光二極體耦 接金屬走線層。液晶顯示面板設置於背光模組之上，並位 於頂面之上。 為讓本發明之上述目的、特徵、和優點能更明顯易 • 僅，下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說 明如下： ' 【實施方式】 - 本發明的目的，係提出一種發光二極體光源模組，將 . 金屬走線層直接設置在金屬背板上，發光二極體設置於金 屬走線層上並與金屬走線層耦接，以完成電性連接並進行 訊號傳遞。同時，藉由金屬背板優良的導熱性，發光二極 8 1333580
三達編號：TW2719PA 體所產生的熱可以快速逸出，可靠維持發光二極體的發光 效率。至於詳細之實施方式，以下分別於各實施例做詳細 說明。 實施例一 請參照第2圖，其繪示本發明實施例一的一種具有直 下式背光模組之液晶顯示裝置的示意圖。液晶顯示裝置 100包括背光模組145、液晶顯示面板160、上框180及下 框170。背光模組145包括金屬背板110、絕緣層120、金 屬走線層130及發光二極體140。金屬背板110具有正面 114，絕緣層120設置於金屬背板110之正面114上。金屬 走線層130設置於金屬背板110之正面114上且位於絕緣 層120之上，發光二極體140設置於金屬背板110之正面 114上，發光二極體140耦接金屬走線層130。液晶顯示 面板160設置於背光模組145之上，並位於發光二極體140 之上。上框180及下框170夾置液晶顯示面板160並連接 金屬背板110。 ' 然而，本發明所屬之技術領域具有通常知識者，可知 本發明之技術不限於此。例如，絕緣層120可包括玻璃纖 維布環氧樹脂基板、複合環氧樹脂基板、絕緣散熱膠或是 上述材料之組合。 此外，金屬背板110更具有背面116，背面116與正 面114相對。金屬背板110之材料可以是鋁或鋅，或其他 具有高散熱性之金屬材料。背光模組145更包括散熱鰭片 9 丄333580
三達編號：TW2719PA '112 ’散熱鰭片112設置於金屬背板110之背面116上。散 熱鰭片112與金屬背板110可以是相同材料，也玎以是不 同材料。 • 另外，液晶顯示裝置100更包括光學膜片150，光學 •膜片15〇夾置於金屬背板110及下框170之間且位於發光 —極體140之上。光學膜片15()可以是一稜鏡片、一擴散 片或一反射式增光膜（DBEF)，亦可以是多片稜鏡片、擴 φ 散片或反射式增光膜之組合。液晶顯示裝置100更包括上 偏光片162及下偏光片164分別貼附於液晶顯示面板160 之頂面及背面上，上框1與下框17〇上下夾持液晶顯示 面板160、上偏光片162及下偏光片164,且上偏光片I62 及下偏光片164之光穿透軸方向相互垂直。 此外’請參照第3 A〜3D圖，其分別繪示^發明第〆 種〜第四種金屬背板、絕緣層及金屬走線層之分層示意 圖。如第3A圖所示，銅箔層32〇以黏膠330設置於金屬 • 背板上，銅箔層320可以處理形成走線(layout);其中 鋼箔層320為第2圖中之金屬走線層13〇的其中一種，黏 膠33〇為第2圖中之絕緣散熱膠124的其中一種。如第3B ·· 圖所示，兩銅箔層320以黏膠330結合後，再以黏膠330 • 設置於金屬背板310上；由於具有兩層銅箔層320，藉由 -貫穿黏膠330之導電貫孔(Via)相互導通且可形成更複雜的 / 走線連接。如第3C圖所示，將銅箔層320設置於坡螭纖 維布環氧樹脂基板(fiber reinforced, FR)/複合環氡樹 板（composite epoxy materials, CEM)340 上，再以勒膠 1333580
三達編號：TW2719PA \ 設置於金屬背板310上。FR/CEM基板340具有高介電常 數，可以提高絕緣性，避免銅箔層320上之走線受到干擾。 如第3D圖所示，將兩銅箔層320分別設置於FR/CEM基 . 板340之兩面，再以黏膠330設置於金屬背板310上；除
了兩層銅箔層320可以佈置出更複雜的走線外，FR/CEM 基板340更可避免兩層銅箔層320上之走線互相干擾。 實施例二 φ 請參照第4圖，其繪示本發明實施例二的一種具有側 光式背光模組之液晶顯示裝置的示意圖。液晶顯示裝置 200包括背光模組245、液晶顯示面板260、背框280及上 框270。背光模組245包括金屬背板21〇、導光板25〇、絕 緣層220、金屬走線層230及發光二極體240。金屬背板 210具有正面214及開口。導光板250設置於開口處，並 具有側面256及頂面257，侧面256面向正面214。絕緣 φ 層220設置於金屬背板210之正面214上，金屬走線層230 設置於金屬背板210之正面214上且位於絕緣層220之 • 上。發光二極體240設置於金屬背板210之正面214上， ； 發光二極體240耦接金屬走線層230。液晶顯示面板260 . 設置於背光模組245之上，並位於頂面257之上。背框280 • 及上框270可採用扣接、卡接或螺接之方式連接。 - 本發明所屬之技術領域具有通常知識者，可知本發明 之技術不限於此。例如，絕緣層22〇包括玻璃纖維布環氧 樹脂基板、複合環氧樹脂基板、絕緣散熱膠或是上述材料 11 1333580
三達編號：TW2719PA _ 之組合。 此外，金屬背板210更具有背面216，背面216與正 ' 面214相對，散熱鰭片212設置於金屬背板210之背面216 上。散熱鰭片212與金屬背板210可以是相同材料，或者 - 是不同材料。 ； 另外，液晶顯示裝置200更包括光學膜片252，光學 膜片252設置於導光板250之頂面257上，並位於液晶顯 示面板260之下。光學膜片252可以是一稜鏡片、一擴散 ® 片或一反射式增光膜，或者是多片稜鏡片、擴散片或反射 式增光膜之組合。反射片254設置於導光板250之底面258 上，底面258與頂面257相對，且側面256連接頂面257 及底面258。金屬背板210之材料為鋁或鋅，或是其他具 有良好散熱效率之金屬材料。上偏光片262及下偏光片264 分別貼附於液晶顯示面板260之頂面及背面上，且上偏光 片262及下偏光片264之光穿透軸方向相互垂直。背框280 I 與上框270上下夾持金屬背板210、導光板250、反射片 254、光學膜片252、液晶顯示面板260、上偏光片262及 下偏光片264。 _ 此外，本實施例之金屬背板210，亦可如實施例一中 ' 第3圖之一系列設置方式，依使用目的形成不同結構之絕 / 緣層及金屬走線層。 - 本發明上述實施例所揭露之背光模組及應用其之液 /晶顯示裝置，改變傳統發光二極體光源模組之結構，將金 屬走線層直接設置在金屬背板上，發光二極體設置於金屬 12 1333580 .
三達編號：TW27丨9PA ' 走線層上並與之耦接。由於金屬蕊電路板價格昂貴，金屬 蕊電路板之省略可大幅降低成本並可減少模組厚度。並且 因為大幅減少散熱膠材的使用，加上金屬走線層可以直接 . 串聯所有的發光二極體，而不需額外設置導線連接。本發 _ 明大大提高了發光二極體之散熱效率，降低生產成本。 ' 綜上所述，雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上， 然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通 常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍内，當可作各種 ^ 之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請 專利範圍所界定者為準。
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三達編號：TW271卯A 【圖式簡單說明】 第1圖繪示傳統之發光二極體光源模組示意圖； 第2圖繪示本發明實施例一的一種具有直下式背光 換組之液晶顯不裝置的不意圖， 第3A圖〜第3D圖分別繪示本發明第一種〜第四種 金屬背板、絕緣層及金屬走線層之分層示意圖；以及 第4圖繪示本發明實施例二的一種具有侧光式背光 模組之液晶顯示裝置的示意圖。 【主要元件符號說明】 1、110、210、310 :金屬背板 2 :電路板 3、140、240 :發光二極體 4 :導線 5、 112、212 :散熱鰭片 6、 130、230 :金屬走線層 7 :基材 8 :絕緣散熱膠 9、120、220 :絕緣層 10 :光源模組 100、200 :液晶顯示裝置 114、214 :正面 116、216 :背面 145、245 :背光模組 14 1333580
三達編號：TW2719PA 150、252 :光學膜片 16 0、2 6 0 .液晶顯不面板 162、262 :上偏光片 164、264 :下偏光片 170 :下框 180、270 :上框 250 :導光板 254 :反射片
256 :側面 257 :頂面 258 :背面 280 :背框 320 :銅箔層 330 :黏膠 340 : FR/CEM 基板
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Claims (1)

1333580 ??年7月，2£1修正移换g 十、申請專利範圍： 1. 一種背光模組，包括： 一金屬背板，具有底板與相對兩側板，該底板具 一正面，該側板可提供光學膜片夾置； 一黏膠，直接設置於該金屬背板之該正面上； 一金屬走線層，設置於該金屬背板之該正面上且 直接位於該黏膠之上；以及 至少一發光二極體，設置於該金屬背板之該正面 上，該發光二極體耦接該金屬走線層。 2. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中 該金屬背板更具有一背面，該背面與該正面相對，該 背光模組更包括一散熱鰭片，該散熱鰭片設置於該金 屬背板之該背面上。 3. 如申請專利範圍第2項所述之背光模組，其 中該散熱鰭片與該金屬背板為相同或不同材料。 4. 如申請專利範圍第1項所述之背光模组，更 包括一光學膜片，該光學膜片設置於該金屬背板上且 位於該發光二極體之上。 5. 如申請專利範圍第4項所述之背光模組，其 中該光學膜片包括一棱鏡片、一擴散片或一反射式增 光模（DBEF)。 6. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其 中該金屬背板之材料為鋁或鋅。 7. —種背光模組，包括： 16 1333580 ,<7月1¾修正替換頁 一金屬背板，具有底板與相對兩側板，該底板具 一正面及該側板形成一開口且可提供光學膜片夾置； 一導光板，設置於該開口處，並具有一側面，該 側面面向該正面； 一黏膠，直接設置於該金屬背板之該正面上； 一金屬走線層，設置於該金屬背板之該正面上且 直接位於該黏膠之上；以及 至少一發光二極體，設置於該金屬背板之該正面 上，該發光二極體搞接該金屬走線層。 8. 如申請專利範圍第7項所述之背光模組，其 中該金屬背板更具有一背面，該背面與該正面相對， 該背光模組更包括一散熱鰭片，該散熱鰭片設置於該 金屬背板之該背面上。 9. 如申請專利範圍第8項所述之背光模組，其中 該散熱鰭片與該金屬背板為相同或不同材料。 10. 如申請專利範圍第7項所述之背光模組，包 括一光學膜片，該光學膜片設置於該導光板之一頂面 上。 11. 如申請專利範圍第10項所述之背光模組， 包括一反射片，該反射片設置於該導光板之一底面 上，該底面與該頂面相對，且該侧面連接該頂面及該 底面。 12. 如申請專利範圍第10項所述之背光模組， 其中該光學膜片包括一棱鏡片、一擴散片或一反射式 17
項所述之背光模組，其 增光模（DBEF)。 13.如申請專利範圍第7 中該金屬背板之材料為鋁或鋅 14. 一種液晶顯示裴置，包括： 一背光模組，包括： 金屬背板，具有底板與相對兩側板，該 底板具—正面’該側板可提供光學膜片夾置； 一黏膠，直接設置於該金屬背板之該正面 一金屬走線層，設置於該金屬背板之該正 面上且直接位於該黏膠之上；及 = 至少一發光二極體，設置於該金屬背板之 該正面上，該發光二極體耦接該金屬走線層；以及 ^ 一液晶顯示面板，設置於該背光模組上，並位於 該發光二極體之上。 15_如申請專利範圍第ι4項所述之液晶顯示裝 置，其中該金屬背板更具有一背面，該背面與該正面 相對，該背光模組更包括一散熱鰭片，該散熱鰭片設 置於該金屬背板之該背面上。 16.如申請專利範圍第15項所述之液晶顯示裝 置其中該散熱鰭片與該金屬背板為相同或不同材 料。 17.如申請專利範圍第14項所述之液晶顯示裝 置，更包括一上框及一下框，該上框及該下框夾置該 伽和止替換頁 液晶顯示面板並連接該金屬背板。 ------- 18. 如申請專利範圍第17項所述之液晶顯示裝 置’更包括一光學膜片，該光學膜片夾置於該金屬背 板及該下框之間且位於該發光二極體之上。 19. 如申請專利範圍第a項所述之液晶顯示裂 置，其中該光學膜片包括一稜鏡片、一擴散片或一反 射式增光模（DBEF)。 20. 如申請專利範圍第M項所述之液晶顯示裝 置，其中該金屬背板之材料為鋁或鋅。 21. —種液晶顯示裝置，包括： 一背光模組，包括： 金屬背板’具有底板與相對兩側板，該 底板具一正面及該侧板形成一開口且可提供光學膜 片夾置； ' 一導光板，設置於該開口處，並具有一側 面及一頂面’該側面面向該正面； 黏膠，直接設置於該金屬背板之該正面 上； 一金屬走線層，設置於該金屬背板之該正 面上且直接位於該黏膠之上；及 ^ 至J一發光二極體，設置於該金屬背板之 面上°亥發光二極體耦接該金屬走線層；以及 一液晶顯示面板，設置於該背光模組之上，並位 於該頂面之上。 » I :叫、8〇 齡月”修正替換頁 22.如申請專利範圍第21項所述之液晶顯示裝 置’其中該金屬背板更具有一背面，該背面與該正面 相對’該背光模組更包括一散熱鰭片，該散熱鰭片設 、. 置於該金屬背板之該背面上。 • 23.如申請專利範圍第22項所述之液晶顯示裂 置’其中該散熱鰭片與該金屬背板為相同或不同材 料。 % 24.如申請專利範圍第21項所述之液晶顯示裝 置’包括一光學膜片，該光學膜片設置於該頂面及該 液晶顯示面板之間。 25. 如申請專利範圍第24項所述之液晶顯示裝 置，其中該光學膜片包括一稜鏡片、一擴散片或一反 射式增光模（DBEF)。 26. 如申請專利範圍第21項所述之液晶顯示裝 置，包括一反射片，該反射片設置於該導光板之一底 鲁 面上，該底面與該頂面相對，且該側面連接該頂面及 該底面。 . 27.如申請專利範圍第21項所述之液晶顯示裝 • 置，其中該金屬背板之材料為鋁或辞。 20 [S]
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