TWI529345B

TWI529345B - 可彎曲之熱輻射複合物及具有該可彎曲熱輻射複合物之背光單元

Info

Publication number: TWI529345B
Application number: TW102128351A
Authority: TW
Inventors: 陳科君
Original assignee: 華宏新技股份有限公司
Priority date: 2013-05-20
Filing date: 2013-08-07
Publication date: 2016-04-11
Also published as: JP2014229604A; TW201445083A; KR20140136363A; CN104180347A; US20140340873A1; US20140338879A1

Description

可彎曲之熱輻射複合物及具有該可彎曲熱輻射複合物之背光單元

發光二極體(LED)顯示器係平板顯示器，其包括作為光源之LED背光單元(BLU)。隨著此類顯示器之大小持續擴大，更多LED被用於LED顯示器中以滿足此需求。

儘管顯示器產業中獲得螢幕更大、光色更好且壽命更長之進步，但LED照明之經改良的散熱散熱對於LED效能具有實利價值。此係因為約30%之LED能量轉換為光，而70%之LED能量轉換為熱，此可影響LED顯示器之效能及可靠性。

在一實施例中，存在一種熱傳遞裝置，其包含複合物。如圖1中所說明，複合物1包括：金屬層4；介電層3，其位於該金屬層4上；及一或多個導電層2，其位於該介電層3上之與該金屬層4相對之側面上。複合物1係永久性變形之複合物，該複合物在第一支柱處A的表面為第一平坦區域，與第二支柱B之第二平坦區域成角α，其中該角介於約70度的值與小於約180度的值之間，或為大於約180度的值至小於約360度的值。

在一例示性實施例中，該熱傳遞裝置為一印刷電路板，且同時充當一散熱器件。該印刷電路板與該散熱器件之組合相比經由自該印刷電路板分離之組件而實現散熱功能性的組態降低LED框架的厚度。

在另一實施例中，如圖7中所說明，提供一種背光裝置。該背光裝置包含一大體上「L」形層板1，及一或多個LED 7。該「L」形層板1包含：一第一支柱A及一第二支柱B，其中該「L」形層板1之截面包括一金屬子部分、一介電子部分及一導電子部分，該等部分中之每一者大體上為「L」形，其中該「L」形層板1之該第一支柱A及該第二支柱B經由一永久性變形部分C連接在一起。該LED 7以傳導傳熱方式與該「L」形層板1之該第一支往A連通，且該「L」形層板1傳遞來自該「L」形層板1之該第一支柱A的熱量，且接著自此處經由該永久性變形部分C而將熱量傳遞至該「L」形層板1之該第二支柱B。

在另一實施例中，提供一種用於一背光裝置中之散熱的方法，其包含以下動作：a)將熱量自一LED 7傳導至一大體上「L」形層板1之一第一支柱A(如圖7中所說明)；b)將熱量經由一永久性變形部分C自該大體上「L」形層板1之該第一支柱A傳導至一第二支柱B。

1‧‧‧複合物

2‧‧‧導電層

3‧‧‧介電層

4‧‧‧金屬層

5‧‧‧遮蔽層

6‧‧‧抗氧化層

7‧‧‧發光二極體(LED)

8‧‧‧路徑

9‧‧‧背光單元

10‧‧‧稜鏡薄片及漫射體薄片

11‧‧‧光導

12‧‧‧反射薄膜

13‧‧‧路徑

13"‧‧‧路徑

14‧‧‧散熱器件

A‧‧‧第一支柱

B‧‧‧第二支柱

C‧‧‧永久性變形部分

R‧‧‧彎曲半徑

α‧‧‧角

其他特徵將在以下參考附圖之一些實施例的詳細描述中變得顯而易見，其中：圖1示意性地說明一實施例之熱傳遞裝置的縱向截面圖。

圖2示意性地說明熱傳遞裝置之一實施例的橫向截面圖。

圖3示意性地說明熱傳遞裝置之另一實施例的橫向截面圖。

圖4示意性地說明熱傳遞裝置之另一實施例的橫向截面圖。

圖5A及圖5B為說明熱傳遞裝置之各種彎曲半徑的照片。

圖6為說明熱傳遞裝置之永久性變形部分的顯微照片集。

圖7示意性地說明一實施例之背光裝置的截面圖。

如上文所使用且貫穿本發明，除非另外指示，否則以下術語應被理解為具有以下意義。

除非上下文另外清楚地指示，否則如本文中所使用之單數形式「一」及「該」包括複數個參考項。

應理解，本文中所描述之BLU係由各種薄片、層、薄膜或板構成，其夾在一起以形成本文中所詳述之至少一些實施例及/或其變體的BLU，且可結合實施例及/或其變體中之至少一些的描述而互換地使用諸如薄片、層、薄膜、子部分或板之術語。

熱傳遞裝置

參看圖1，在此實施例中，熱傳遞裝置包含永久性變形複合物或一大體上「L」形層板1。該複合物包含：一金屬層4；一介電層3，其位於該金屬層上；及一或多個導電層2，其位於該介電層3上之與該金屬層4相對之側面上。

在一例示性實施例中，藉由用熱量(在高於攝氏350度之溫度下)及壓力(約40Kg/cm²)在真空中將金屬層4、介電層3及導電層2組合成複合物1來製造複合物1。複合物1之表面下的層之階層自第一支柱A延伸至第二支柱B，且自第一支柱A至第二支柱B大體上均勻。在一實施例中，複合物1實質上無黏著劑。在另一實施例中，複合物1實質上無熱塑性及/或熱固性材料。

組合物1具有第一支柱A及第二支柱B，該等支柱實質上為平坦的，且由永久性變形部分C接合。複合物1之第一支柱A具有與第二支柱B之第二平坦區域成一角(α)的第一平坦區域，其中該角介於約70度的值與小於約180度的值之間，或為大於約180度的值至小於約360度的值。在一實施例中，角α為約90度，且複合物1的位於實質上正交於第一平坦區域及第二平坦區域之一平面上的一截面至少為大致「L」形。在另一實施例中，角α係對應於實質上垂直之支柱的角。

仍參看圖1，永久性變形部分C具有曲率之一彎曲半徑R，其為約0.1mm至小於約2.0mm。在一例示性實施例中，彎曲半徑R等於或小於約1.9mm、1.8mm、1.7mm、1.6mm、1.5mm、1.4mm、1.3mm、1.2mm、1.1mm、1.0mm、0.9mm、0.8mm、0.7mm、0.6mm、0.5mm、0.4mm、0.3mm、0.2mm或0.1mm，或其間增量為0.01mm之任一值或值之範圍(例如，約1.13mm、約0.49mm、約0.16mm至約0.56mm等等)。在一例示性實施例中，如圖5A中所說明的，彎曲半徑為約0.7mm。在另一例示性實施例中，如圖5B中所說明的，彎曲半徑為約0.6mm。如自圖式中可見，外彎曲半徑可不同於內彎曲半徑。因此，彎曲半徑之前述例示性值可適用於外彎曲半徑及/或適用於內彎曲半徑。因此，在一例示性實施例中，存在具有對應於前述值中之任一者的外彎曲半徑及對應於前述值中之任一者的內彎曲半徑的組件，其中該外彎曲半徑與該內彎曲半徑不同或相同。在一例示性實施例中，外彎曲半徑與內彎曲半徑的比率為約0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4或為約1.5，及/或為其間增量為0.01之任一值或值之範圍(例如，約0.56、約1.33、約0.72至約1.45等等)。

永久性變形部分C並非以熱塑方式形成。另外，永久性變形部分C實質上無裂痕、有效地無裂痕或完全無裂痕。在一例示性實施例中，可藉由顯微法來在視覺上評估永久性變形部分C中裂痕的存在(或，更適當地，不存在)。圖6A及圖6B為說明永久性變形部分C在200倍及800倍設定下實質上無裂痕的顯微影像。在另一實施例中，藉由在所有三層之間的電力流動來評估永久性變形部分C中裂痕的存在。在一例示性實施例中，可使用靜電槍來產生施加至金屬層4之電流(小於靜電放電之1 KV(VDC))。使用電阻抗計來量測導電層2之表面上的阻抗。若永久性變形部分C實質上無裂痕，則流經永久性變形部分C(亦即，自金屬層4至導電層2)之電力流動被中斷，且導電層2之表面上將不會偵測到阻抗。

更具體地參看圖2，在此實施例中，導電層2之上表面實質上無任何塗層。參看圖3，在此實施例中，遮蔽層5覆蓋或部分地覆蓋導電層2之上表面。遮蔽層5之非限制性實例為塑膠薄膜、塗料層或具有所需要之特殊功能的層。白色或銀色遮蔽層5係較佳的，此係因為其增大BLU中之鄰近光導的反射率及亮度。在又一實施例中，如圖4中所說明，抗氧化層6覆蓋或部分地覆蓋導電層2之上表面。電鍍於導電層上之抗氧化層6可具有任何適當材料。抗氧化層之此等非限制性實例包括錫、金、銀或合金。

在一實施例中，複合物1包含金屬包銅層板(MCCL)，其包含一鋁層、一聚醯亞胺層及一銅層，且厚度為約0.1mm至約1.5mm。

熱傳遞裝置進一步包含一散熱器件，且該散熱器件之非限制性實例包括石墨片(例如，Hik@xy®)及散熱片。在一實施例中，如圖7中所說明，散熱器件直接接觸複合物1。在另一實施例中，散熱器件並不直接接觸複合物1。

導電層

如圖2中所說明，導電層2可安置於介電層3上，且嵌於遮蔽層5內。在一例示性實施例中，導電層的相對磁導率為約1，及/或電阻率小於約1，及/或厚度為約10μm至約80μm或其間增量為0.1μm之任一值或值之範圍。導電層之實例可包括(作為實例而非限制)以下項：銅、銀、金，或其混合物。在一實施例中，導電層為銅。

在一實施例中，可製造實施例而使得使用光(例如，雷射光)將導電層添加至介電層3。

在另一實施例中，可藉由將導電層(諸如銅)施加或層壓至介電層3上來製造實施例，且可藉由諸如蝕刻或脈衝式雷射之差減法來移除導電層之不需要的部分，僅將所要的導電跡線留在介電層上。

金屬層

一些例示性實施例中使用的金屬層4可由厚度為約0.1mm至2mm或其間增量為約0.01mm之任何值或值之範圍的任何適當材料構建。此類金屬層 4之實例包括(作為實例而非限制)以下項：鋁、銅、不鏽鋼、鎂合金、鈦合金，或其混合物。

介電層

在一些實施例中，例示性實施例之熱傳遞裝置的複合物中所用的介電層3包括(作為實例而非限制)厚度為約10μm至約100μm或其間增量為0.1μm的任一值或值之範圍的任何非導電性基板。非導電性基板之非限制性實例包括(作為實例而非限制)以下項：環氧樹脂、填充有纖維之環氧樹脂、熱填充料、聚醯亞胺、聚合物、液晶聚合物，及其組合。在一實施例中，介電層為聚醯亞胺。

遮蔽層

遮蔽層5可由任何適當材料構成。用於遮蔽層5之此等合適材料的實例包括(但不限於)油墨及乾膜。遮蔽薄膜5可施加至介電層3，且係藉由該領域中已知的各種方法施加，該等方法諸如藉由針對油墨之網版印刷或針對乾膜之層壓製程。

形成熱傳遞裝置之方法

可藉由在熱量下模壓金屬層4、介電層3及導電層來製造至少一些例示性實施例之複合物1。

可藉由在室溫下將所形成之複合物1模壓至一永久性變形複合物來形成至少一些實施例之熱傳遞裝置。

用於模壓之壓力的量在避免永久性變形部分C中形成裂痕上可發揮重要作用。在一實施例中，使用約15至約25噸來模壓厚度為約0.6mm之複合物1。

背光裝置

圖7說明根據一例示性實施例之背光裝置，其包含一大體上「L」形層板1及一或多個LED 7，其中該一或多個LED將光發射至背光單元9。LED 7以傳導傳熱方式與「L」形層板1之第一支柱A連通。

「L」形層板1的位於正交於具有大體上「L」形狀之層板之縱軸的一平面上的截面包括金屬子部分4、介電子部分3及一或多個導電子部分2，該等部分中之每一者大體上為「L」形，其中「L」形層板1的第一支柱A與第二支柱B經由永久性變形部分C連接在一起。在一實施例中，「L」形層板1之支柱中的至少一者具有曲折形狀以適應背光單元(BLU)9。

背光裝置進一步包含散熱器件14，其可觸碰複合物1，或以替代形式與複合物1接觸(例如，經由插入其中的另一組件進行間接接觸)。

再次參看圖4，「L」形層板1之截面亦包括一遮蔽層5，其中遮蔽層5沿著層板之縱軸的表面係斷續的，由此在LED 7或其他電路與導電子部分2之間形成導電路徑。

BLU包含稜鏡薄片及漫射體薄片10、光導11及反射薄膜12。來自LED 7的光經由路徑8反射至光導11。

背光裝置中之散熱的方法

在一例示性實施例中，存在一種背光裝置中之散熱的方法，其包含以下動作：a)將熱量自一LED 7傳導至一大體上「L」形層板1之一第一支柱A(如圖7中所說明)；b)熱量之一部分經由路徑13消散至環境空氣；及 c)剩餘熱量經由一永久性變形部分C而通過大體上「L」形層板1之該第一支柱A傳遞至一第二支柱B，且該熱量經由路徑13"消散至環境空氣。

在一實施例中，該大體上「L」形層板1之該第二支柱B中的熱量傳遞至散熱器件14，此增強了背光裝置中的散熱。

雖然上文已描述各種實施例，但應理解，該等實施例僅作為實例(而非限制)進行呈現。熟習相關技術者將清楚，在不背離本發明之精神與範疇的情況下，可在形式及細節上做出各種改變。因此，本發明之寬度及範疇不應受到上述例示性實施例中之任一者的限制，而是應僅依據以下申請專利範圍及其等效物進行定義。