TWI553827B - 光模組與具有光模組之液晶顯示裝置 - Google Patents

Description

光模組與具有光模組之液晶顯示裝置

本發明係主張關於2006年8月11日申請之韓國專利案號10－2006－0076458及2006年8月16日申請之韓國專利案號10－2006－0076997之優先權。

本發明係有關於一種光模組與一種具有光模組之液晶顯示裝置。

在各種顯示器中，例如使用電光效應的液晶顯示器(LCD)、使用氣體放電的電漿顯示面板(PDP)和使用場發射效應的電激發光顯示(ELD)裝置，而液晶顯示器為當中最被積極發展的裝置。

由於液晶顯示器為一光接收元件，在元件中，影像的顯示乃是藉由控制從外部輸入的光量。因此，液晶顯示器基本上需要一獨立光源，例如背光裝置，用來照射光線至液晶顯示器面板。

這類的背光單元使用一種發光二極體(LED)和一光發射燈管如冷陰極燈管(CCFL)。

本發明之主要目的在於提供一種使用發光二極體的光模組(Light unit)與具有光模組之液晶顯示器。

本發明之一實施例中提供一種光模組，其改善從發光二極體所產生之光的混色特性(Color－mixing properties)和具有光模組之液晶顯示器。

本發明之一實施例提供一種光模組用以改善輻射熱(Radiant heat)和具有光模組之液晶顯示器。

本發明之一實施例中提供一光模組，其包含一殼體(Housing)、至少一佈設於第一方向之第一電路板、至少一佈設於殼體內與相反於第一方向的第二方向之第二電路板，及固設在第一和第二電路板之發光二極體。

本發明之一實施例中提供一種光模組包含：一殼體，其包含一散熱元件(heatsink member)、設置於殼體內之複數個印刷電路板、及固設於印刷電路板上之發光二極體。

本發明之一實施例中提供一種液晶顯示器，其包含：一液晶面板、設置於液晶面板下方並提供光源之光模組。其中，光模組包含：一殼體、至少一佈設於殼體內第一方向的第一印刷電路板、至少一置於殼體內相反於第一方向的第二印刷電路板、及固設在第一和第二印刷電路板上之發光二極體。

根據本發明光模組與具有光模組之液晶顯示器之實施例，具有發光二極體的兩印刷電路板其設置方向相反。如此用以改善光從光模組射出的混色特性。

此外，本發明提供一已改善光混色特性的光模組和一具有光模組之液晶顯示器。

再者，本發明能有效地將光模組產生的熱進行散熱。

以下，將結和圖示對本發明之較佳實施方面作詳細說明。

第1圖為本發明實施例中一種液晶顯示器(LCD)100之透視圖。第2圖為第1圖之光模組的平面圖。

請參照第1圖，液晶顯示器100包含一光模組101和一液晶面板105。

光模組101設置於液晶面板105的下方，用來供應所需要的光至液晶面板105。液晶面板105使用來自於光模組101的提供的光來顯示一對應輸入影像訊號的影像。液晶面板105包含：例如、一薄膜電晶體(TFT)基板，在基板上薄膜電晶體以矩陣方式形成、一彩色濾光片(Color filter)基板，其面對薄膜電晶體基板並貼附到薄膜電晶體基板上、一液晶層設置在介於薄膜電晶體基板和彩色濾光片基板之間、以及一間隔物(Spacer)用以維持薄膜電晶體基板和彩色濾光片基板的間隙(Cell gap)。在此，液晶層依據形成在介於薄膜電晶體基板和彩色濾光片基板之間的電場來調整光穿透率(light transmittance)。此外，偏光板則被提供設置在液晶面板的兩側。然而本實施例並不限定上述之液晶面板。

光模組101包含一殼體110、一印刷電路板(PCB)120、及發光二極體(LED)123、133。此外，雖然圖未繪示，光模組101可進一步包含光學片(Optical sheets)，例如稜鏡片(Prism sheet)和擴散片(Diffusion sheet)。

殼體110可形成由金屬材料製成的一長方形框體。例如、金屬材料可包含選自於由下列所構成之群組中的元素所形成：鋁(Al)、鎂(Mg)、鋅(Zn)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鉿(Hf)，和鈮(Nb)等之一材料。

殼體110之一外側112相對於殼體110之一基底(Base)111傾斜一預定角度以作為一反射器(Reflector)。此外，一反射片(Reflective sheet)可設置於殼體110內部。

具有發光二極體123、133之印刷電路板120是被設置於殼體110內。在此，印刷電路板120包含一佈設於第一方向的第一電路板121和佈設於與相反於第一方向的第二方向的第二電路板131。換言之，固設在第一印刷電路板的發光二極體的佈設方向與固設在第二印刷電路板的發光二極體相反或是有一異於固設在第二印刷電路板的發光二極體的亮度分佈(Bright distribution)。

在此，第一和第二印刷電路板121、131為相間設置。

用來與外部連接的連接器125、135分別被設置在第一和第二印刷電路板121、131的端部用來連接第一和第二印刷電路板121、131至外部。連接器125、135可與第一和第二印刷電路板121和131整合在一起或單獨存在並連接到第一和第二印刷電路板121、131。

第一和第二印刷電路板121、131可依據螢幕尺寸配置複數條發光二極體條燈(LED bars)。而具有發光二極體條燈的印刷電路板可固定佈設在一預定方向。

發光二極體123、133是固設在第一和第二印刷電路板121、131上，並發射光。發光二極體123、133可包含至少一紅色發光二極體晶片、一綠色發光二極體晶片、及一藍色發光二極體晶片。例如：發光二極體123、133可為一具有三種顏色發光二極體晶片的套裝組或其它具有使用磷光體(Phosphor)的藍色發光二極體晶片。本實施例描述並不限定上述發光二極體或發光二極體晶片的種類。

固設在第一和第二印刷電路板121、131的發光二極體123、133的行數(Column)為一行或更多。當行數為二行或更多行時，可將相鄰的發光二極體佈設成鋸齒型(Zigzag fashion)。

由於第一與第二印刷電路板121、131的排列，從發光二極體123、133發射出的光是混合在一起的。如此的光被提供設置作為液晶面板105的光源。

在此，固設在第一和第二印刷電路板121、131的發光二極體123、133可依據第一和第二印刷電路板121、131的設置方向作適當排列以便均勻地射出光線。

第3圖繪示第2圖之第一和第二印刷電路板121、131之局部放大圖。

請參照第3圖，固設在第一印刷電路板121的發光二極體123是依紅色發光二極體晶片123A、綠色發光二極體晶片123B、及藍色發光二極體晶片123C之順時針順序排列。固設在第二印刷電路板131的發光二極體133是依藍色發光二極體晶片123C、紅色發光二極體晶片123A、及綠色發光二極體晶片123B之順時針順序排列。

就其而言，在發光二極體123中，發光二極體晶片123A、123B、123C的位置和在發光二極體133中，發光二極體晶片133A、133B、133C的位置會根據第一和第二印刷電路板的排列方向做改變，以便改善從發光二極體123、133發射出之光線的混色特性。

雖然第一和第二印刷電路板121、131於此實施例中反方向佈設。第一和第二印刷電路板121、131亦可同方向佈設，而發光二極體123、133則反向佈設。這種配置方式仍可改善混色特性。

第4圖繪示本發明光模組的另一實施例。

請參閱第4圖，第二印刷電路板131設置在殼體110之上部和下部區域中，而第一印刷電路板121設置在殼體110的中間區域。亦可將第一印刷電路板121設置在殼體110之上部和下部區域中，而第二印刷電路板131設置在殼體110的中間區域。在此，第一印刷電路板121佈設在第一方向，而第二印刷電路板131則佈設在與第一方向相反的方向。

在如此的配置下，從第二印刷電路板131上的發光二極體133所發出的光，部份將被殼體110的外側112所反射。被反射的光將與從第一印刷電路板121上的發光二極體123所發出的光混合。於是，將可以解決在殼體110外側的混色特性惡化的問題。

印刷電路板120的排列，例如、第一和第二印刷電路板121、131，於實施例中可不同地變換，以使從殼體110中發出的光的混色特性可被改善，而提升光線的明亮一致性。

第5圖為本發明實施例之殼體110之後透視圖。

請參閱第5圖，第一和第二發光二極體驅動器107A、107B、一半導體散熱元件141、一液晶面板驅動器108、以及散熱鰭片142被提供設置於殼體110的後表面115。

第一和第二發光二極體驅動器107A、107B分別地被設置在殼體110的後表面115的左側和右側，並分別連接到連接器作為第一和第二印刷電路板的對外連接。因此，第一和第二發光二極體驅動器107A、107B可單獨地控制固設在第一和第二印刷電路板的發光二極體。

在此，線溝(Line grooves)115A、115B設置於殼體110的左表面和右表面。用來連接第一和第二發光二極體驅動器107A、107B的線路(Lines)可從線溝115A和115B中被拉出。然而，本實施例描述並不限定上述結構。

此外，半導體散熱元件141、散熱鰭片142、液晶面板驅動器108進一步的被提供設置在殼體110的後表面115。半導體散熱元件141例如：可為一種製冷元件(Peltier device)其使用半導體原理吸熱。

和半導體散熱元件141相同的其它不同種類的散熱元件和散熱鰭片142亦可被選用提供設置到殼體110，將於第6圖到第15圖中詳加描述。

第6圖到第15圖說明實施例中提供設置於光模組中的散熱元件範例。以下之實施例描述並不限定印刷電路板與光源(如發光二極體223與其它相同物)的排列，且重複性的元件之描述在此將與以省略。

第6圖繪示本發明實施例之具有第一散熱元件的光模組201之側剖視圖。

請參閱第6圖，光模組201的第一散熱元件包含一散熱板(Heatsink plate)240。散熱板240貼附到殼體210之基底211，並設置於介於複數個印刷電路板221和殼體210的基底211的位置。

散熱板240可以例如：鋁(Al)，所形成，因此從複數個印刷電路板221所產生的熱，可經由殼體210而被傳導，因而改善散熱效果。在此，散熱板240可包含一金屬其熱傳導性高於殼體210。

此外，散熱板240之表面可塗佈一反射材料。或者，一種反射材料可被貼附到散熱板240的表面。

第7圖繪示本發明實施例之具有第二散熱元件之光模組201的側剖視圖。

請參閱第7圖，光模組201的第二散熱元件包含一散熱板240和一散熱片(Heatsink sheet)241。散熱片241貼附於殼體210之基底211、散熱板240貼附在散熱片241上、而印刷電路板221貼附在散熱板240上。散熱片241的兩側使用黏膠劑(Adhesive agent)而貼附於介於殼體210的基底211和散熱板240之間。而作為散熱片241的材料包含，例如石墨(Graphite)、陶瓷(Ceramic)、銅(Copper)和鋁(Aluminum)。

在此，散熱板240和散熱片241的位置可以互換。此外，散熱板240的表面可塗佈一種反射材料。或者，一種反射材料貼附到散熱板240的表面。

第8圖繪示本發明實施例之具有第三散熱元件的光模組201的側剖視圖。第9圖繪示第8圖之光模組201之後透視圖。

請參閱第8圖和第9圖，光模組201的第三散熱元件包含複數個散熱條(heatsink bars)250。散熱條250被提供設置在殼體210的後表面215。散熱條250的置放於垂直方向時成條狀，於水平方向時成凹凸狀。

散熱條250可使用壓鑄法(Die casting method)與殼體210之後表面215整合為一體。

例如，散熱條250可形成三角形狀，像是正角三角形。在此，散熱條250有著正角三角形的形狀，因此散熱條250的截面積(Sectional area)在殼體210的上部251有最大的截面積，而在殼體210的下部252有著最小的截面積。即是，考慮到殼體210內的熱的流動方向H，因此散熱條250有著體積分佈。那就是為什麼當殼體210垂直站立時，溫度在殼體210的上部251比在殼體210的下部252相對來的高。因而散熱條250能對應這溫度分佈作有效地散熱。

此外，散熱條250使用電鍍(Anodizing)進行表面處理。例如，陽極氧化致黑(Black anodizing)處理，因此能有效地吸熱與散熱。在此，電鍍處理是經由電流流動而將散熱條250表面上色。

第10圖繪示本發明實施例之具有第四散熱元件之光模組201A之後透視圖。

請參閱第10圖，光模組201A的第四散熱元件包含複數個設置在殼體複數個表面上的散熱條250、255。散熱條250、255從殼體210A的後表面215延伸到後表面215的一上側217。

在此，散熱條250設置在殼體210A的後表面215，為一正角三角形。但設置在後表面215的上側217的散熱條250為一長方形。分別設置在殼體210A後表面215與後表面215上側217的散熱條250、255可佈設成鋸齒型。

殼體210A的後表面215的上側217的厚度可比後表面215的下側218的厚度來的小。

電鍍可在散熱條250、255的表面和/或殼體210A的後表面215來進行。

第11圖繪示第10圖之驅動器耦接至殼體210A的後透視圖。

請參閱第11圖，在移除殼體210A後表面215的散熱條250的預定部位後，發光二極體驅動器207和液晶面板驅動器208可分別地被提供設置在被移除的部分。

在此，發光二極體驅動器207可設置於一可連接到在殼體210A內部的印刷電路板221的連結器的越近越好的區域或設置在溫度最穩定的區域。

第12圖繪示本發明實施例之具有第五散熱元件的光模組201B的側剖視圖。

請參閱第12圖，光模組201B的第五散熱元件包含散熱片241和散熱條250A。散熱片241貼附到殼體210B的後表面，而具有狹長式(Stripe type)正角三角形形狀的散熱條250A貼附到散熱片241。在此，條狀式散熱條250A以一固定件固定到殼體210B。例如、以螺絲(Screws)從殼體210B內部穿越到外部。

第13圖繪示本發明實施例之具有第六散熱元件的光模組201C的後透視圖。

請參閱第13圖，光模組201C的第六散熱元件包含一散熱板240、一散熱片241和一散熱條250A。

散熱板240貼附到殼體210C的基底，以使從印刷電路板221產生的熱可經由殼體210C傳導。

散熱片241和狹長式散熱條250A被提供設置在殼體210C的後表面。散熱片241貼附到殼體210C的後表面，而狹長式散熱條250A被貼附到散熱片241。散熱條250A可以一固定件固定到殼體210C。例如、以螺絲從殼體210C內部穿越到外部。

設置在殼體210C內側和外側的散熱板240、散熱片241和散熱條可有效地將殼體210C周圍的熱進行散熱。

第14圖繪示本發明實施例之具有第七散熱元件的光模組201D的側剖視圖。第15圖繪示第14圖之具有第七散熱元件的光模組201D的後透視圖。

請參閱第14圖和第15圖，光模組201D的第七散熱元件與散熱條250B以長方形的形態設置，並使用鑄壓法整合到殼體210D的後表面215。

這種散熱條250B可以整合或分離方式被提供設置並連接到殼體210D的後表面215。此外，散熱條250B亦可被提供設置在與殼體210D後表面215相同的其它表面(例如：上表面)。雖圖中未繪示，有三角形和長方形的散熱條250B可固設於殼體210D的後表面和/或上表面。

在上述的實施例中，至少不同型式的散熱元件中的一種是被提供設置在光模組，因此，避免了因光模組產生的熱造成發光二極體特性的惡化。

雖然本發明之實施例揭露較佳方式如上所述，然其並非用以限定本發明，任何熟習相關技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更新與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

100．．．液晶顯示器

101．．．光模組

201、201A、201B、201C、201D．．．光模組

105．．．液晶面板

107A．．．第一發光二極體驅動器

107B．．．第二發光二極體驅動器

108．．．液晶面板驅動器

110．．．殼體

111．．．基底

210、210A、210B、210C、210D．．．殼體

112．．．外側

115．．．後表面

115A、115B．．．線溝

120、221．．．印刷電路板

121．．．第一電路板

123、133．．．發光二極體

123A．．．紅色發光二極體晶片

123B．．．綠色發光二極體晶片

123C．．．藍色發光二極體晶片

125、135．．．連接器

131．．．第二電路板

133A、133B、133C．．．發光二極體晶片

141．．．半導體散熱元件

142．．．散熱鰭片

207．．．發光二極體驅動器

208．．．液晶面板驅動器

211．．．基底

215．．．後表面

217．．．上側

218．．．下側

223．．．發光二極體

240．．．散熱板

241．．．散熱片

250、255、250A、250B．．．散熱條

251．．．上部

252．．．下部

H．．．流動方向

第1圖 繪示本發明實施例之液晶顯示器之透視圖；第2圖 繪示本發明實施例之光模組之平面圖；第3圖 繪示第2圖印刷電路板之局部放大圖；第4圖 繪示本發明實施例在一光模組中按順序排列的印刷電路板改變後的情況；第5圖 繪示本發明實施例之光模組之後透視圖；第6圖 繪示本發明實施例之具有第一散熱元件的光模組之側剖視圖；第7圖 繪示本發明實施例之具有第二散熱元件的光模組之側剖視圖；第8圖 繪示本發明實施例之具有第三散熱元件的光模組之側剖視圖；第9圖 繪示第8圖之光模組之後透視圖；第10圖 繪示本發明實施例之具有第四散熱元件之光模組之後透視圖；第11圖 繪示第10圖之驅動器耦接至殼體之後透視圖；第12圖 繪示本發明實施例之具有第五散熱元件的光模組之側剖視圖；第13圖 繪示本發明實施例之具有第六散熱元件的光模組之後透視圖；第14圖 繪示本發明實施例之具有第七散熱元件的光模組之側剖視圖；及第15圖 繪示第14圖之具有第七散熱元件的光模組之後透視圖。

100．．．液晶顯示器

101．．．光模組

105．．．液晶面板

110．．．殼體

112．．．外側

120．．．印刷電路板

121．．．第一電路板

125．．．連接器

123、133．．．發光二極體

131．．．第二電路板

Claims (19)

1. 一種光模組，包括：一殼體；至少一第一印刷電路板，佈設在該殼體的一第一方向；至少一第二印刷電路板，佈設在該殼體相反於該第一方向的一方向；以及複數個發光二極體，固設在該第一和該第二印刷電路板上，其中該至少一第一及該至少一第二印刷電路板彼此相間且相對設置，其中各印刷電路板上設置一個用於外部連接的連接器，其中一第一連接器設置於該第一印刷電路板上之一端且靠近殼體之一側，而一第二連接器設置於該第二印刷電路板上之一端且靠近殼體之另一側，以及其中該第二連接器交替且對應設置於該第一連接器。
2. 如申請專利範圍第1項所述之光模組，其中該連接器僅用於外部連接，其中該第二連接器不垂直重疊於該第一連接器。
3. 如申請專利範圍第1項所述之光模組，其中該第一印刷電路板或該第二印刷電路板係選擇性地設置在該殼體的一中間區域、一上部區域及一下部區域。
4. 如申請專利範圍第1項所述之光模組，其中該發光二極體至少包含一紅色發光二極體晶片，一綠色發光二極體晶片，或一藍色發光二極體晶片。
5. 如申請專利範圍第1項所述之光模組，其中固設在該第一印刷電路板的該些發光二極體的一佈設方向與固設在該第二印刷電路板的該些發光二極體的一佈設方向相反，或是固設在該第一印刷電路板的該些發光二極體有不同於固設在該第二印刷電路板的該些發光二極體的亮度分佈。
6. 如申請專利範圍第1項所述之光模組，更包含一散熱元件設置在該殼體的一後表面上，其中該散熱元件包含一散熱片及一散熱條，其中該散熱片設置於該殼體及該散熱條之間，其中在該殼體上部的該散熱條之截面積最大，在該殼體下部的該散熱條之截面積最小。
7. 如申請專利範圍第1項所述之光模組，其中該殼體有一長方形框體，且該殼體的一外側相對於該殼體之一基底傾斜一預定角度用以反射漏出的光。
8. 如申請專利範圍第1項所述之光模組，其中每一該第一和該第二印刷電路板包含：複數個串連的發光二極體條燈；以及該些發光二極體條燈的至少一印刷電路板佈設在一第一方向或相反於該第一方向的一方向。
9. 一種光模組，包括：一殼體包含一散熱元件；複數個印刷電路板，設置在該殼體中；以及複數個發光二極體，固設在該些印刷電路板上，其中該印刷電路板包括一第一印刷電路板及一第二印刷 電路板，其中該第一及該第二印刷電路板彼此相間設置，其中各印刷電路板上設置一個用於外部連接的連接器，其中一第一連接器設置於該第一印刷電路板上之一端且靠近殼體之一側，而一第二連接器設置於該第二印刷電路板上之一端且靠近殼體之另一側，以及其中該第二連接器交替且對應設置於該第一連接器。
10. 如申請專利範圍第9項所述之光模組，其中至少一該印刷電路板的一佈設方向與其它該些印刷電路板的一佈設的方向相反，其中該連接器僅用於外部連接，其中該第二連接器不垂直重疊於該第一連接器。
11. 如申請專利範圍第9項所述之光模組，更包含一散熱元件設置在該殼體的一後表面上，其中該散熱元件包含一散熱片及一散熱條，其中該散熱片係設置於該殼體及該散熱條之間，其中在該殼體上部的該散熱條之截面積最大，在該殼體下部的該散熱條之截面積最小。
12. 如申請專利範圍第9項所述之光模組，其中固設在該第一印刷電路板的該些發光二極體的一佈設方向與固設在該第二印刷電路板的該些發光二極體的一佈設方向相反，或是固設在該第一印刷電路板的該些發光二極體有不同於固設在該第二印刷電路板的該些發光二極體的亮度分佈。
13. 如申請專利範圍第11項所述之光模組，其中該散熱條是以整合或分離方式設置並連接到該殼體，該散熱條在垂直方向具有 至少一條狀正角三角形或一長方形。
14. 如申請專利範圍第11項所述之光模組，其中該散熱條的一表面經電鍍處理，其中該散熱片設置於該殼體及該散熱條之間。
15. 如申請專利範圍第9項所述之光模組，包含一發光二極體驅動器和一液晶面板驅動器設置於該殼體的一後表面的一部份。
16. 一種液晶顯示器，包括：一液晶面板；以及一光模組，設置在該液晶面板的一下方用以供光源；其中該光模組包含：一殼體；至少一第一印刷電路板，佈設在該殼體的一第一方向；至少一第二印刷電路板，佈設在該殼體相反於該第一方向的一方向；以及複數個發光二極體，固設在該第一和該第二印刷電路板上，其中該至少一第一及第二印刷電路板彼此相間及相對設置，其中各印刷電路板上設置一個用於外部連接的連接器，其中一第一連接器設置於該第一印刷電路板上之一端且靠近殼體之一側，而一第二連接器設置於該第二印刷電路板上之一端且靠近殼體之另一側，其中該第二連接器交替且對應設置於該第一連接器。
17. 如申請專利範圍第16項所述之光模組，其中該光模組包含一擴散片和一稜鏡片設置在該些發光二極體上，其中該連接器僅用於外部連接，其中該第二連接器不垂直重疊於該第一連接器。
18. 如申請專利範圍第16項所述之光模組，其中該光模組至少包含一散熱片，一散熱板，一半導體散熱元件，一散熱鰭片，或一散熱條，並設置於該殼體上。
19. 如申請專利範圍第18項所述之光模組，其中該散熱條設置在該殼體的一後表面，且在該殼體上部的該散熱條之截面積最大，在該殼體下部的該散熱條之截面積最小，其中該散熱片設置於該殼體及該散熱條之間。