WO2012109806A1 - 背光模块与包括其的显示装置 - Google Patents

背光模块与包括其的显示装置 Download PDF

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WO2012109806A1
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guide plate
backlight module
light guide
heat conduction
light
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郭仪正
张庞岭
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深圳市华星光电技术有限公司
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    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133606—Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133628—Illuminating devices with cooling means

Definitions

  • the present invention relates to a backlight module and a display device, and more particularly to a backlight module and a display device with good heat dissipation effect.
  • the light source of the backlight module of the present invention is disposed in a recess below the light guide plate, and the inner surface of the groove can be used to increase the heat conduction area of the heat conductive support frame to the light source, and the heat conduction support frame can also be a guide.
  • the light panel is thermally conductive, so the backlight module of the present invention can have a good heat dissipation effect. Through the improvement of the heat dissipation effect, the life of the backlight can be further extended, and the picture quality of the display device can be improved.
  • Figure 5 is a cross-sectional view showing a backlight module of a third embodiment of the present invention.
  • the backlight module 100 of the present embodiment can be disposed under a display panel 101 (for example, a liquid crystal display panel) to form a display device (for example, a liquid crystal display device).
  • the backlight module 100 includes a back plate 110, two light sources 120, a light guide plate 130, a heat conduction support frame 140, and an optical film group 150.
  • the back plate 110 is used to mount the light source 120, the light guide plate 130, the heat conduction support frame 140, and the optical film group 150.
  • the heat conduction support frame 140 is disposed on the back plate 110, and the light guide plate 130 is located on the heat conduction support frame 140.
  • the light source 120 is disposed between the heat conduction support frame 140 and the light guide plate 130.
  • the optical film set 150 is disposed on the light guide plate 130 to improve the optical effect.
  • the protruding structure may be a prismatic or semi-circular convex or concave structure or the like.
  • the groove 133 is located in the middle of the bottom surface 132 of the light guide plate 130.
  • the bottom surface 132 separated by the groove 133 is a bilaterally symmetrical inclined surface, so that the light guide plate 130 has a shape thin on both sides near the intermediate position. Therefore, the light guide plate 130 can be made lighter than the rectangular light guide plate, thereby reducing the weight of the backlight module 100.
  • the groove 133 can be a rectangular groove.
  • the light incident surface 134 is formed on both sides of the recess 133 and corresponds to the light source 120 for allowing the light emitted by the light source 120 to enter the light guide plate 130.
  • the light incident surface 134 may have a V-shaped structure (V-Cut), an S-shaped wave structure, or a surface roughening treatment (not shown) to improve the incidence efficiency and optical coupling efficiency of the light.
  • the backlight module 100 further includes a reflective layer or a reflective sheet (not shown) on the underside of the bottom surface 132 on both sides of the recess 133, which may be made of a high reflectivity material such as silver, aluminum, gold, chromium, copper, indium. , bismuth, nickel, platinum, rhodium, iridium, tin, antimony, tungsten, manganese, an alloy of any combination of the above, a yellowish-resistant and heat-resistant white reflective paint or any combination of the above materials for reflecting light.
  • the reflective layer or the reflective sheet may also be formed directly on the bottom surface 132 on both sides of the recess 133 such that the bottom surface 132 is a reflective surface.
  • the heat conduction support frame 140 can be fixed to the back plate 110 by soldering, pasting or screwing.
  • the heat conduction support frame 140 includes a heat conduction support base 141 and two heat conduction support plates 142.
  • the heat conduction support base 141 and the two heat conduction support plates 142 can be made of a metal material with high thermal conductivity, such as silver, copper, copper alloy, copper and silver. Alloys, aluminum, aluminum alloys and any of the above alloys to improve heat dissipation efficiency.
  • the thermally conductive support 141 can be a solid metal block (eg, a copper block) that is disposed substantially at an intermediate position of the backing plate 110 corresponding to the recess 133 for carrying the light source 120.
  • the bottom surface 132 of the light guide plate 130 may also be parallel to the light exit surface 131.
  • the bottom surface 132 may be provided with a light guiding structure (not shown) to reflect the guiding light emitted from the light emitting surface 131.
  • the light guiding structure of the bottom surface 132 may be a continuous V-shaped structure, a matte structure, and a scattering point structure, so that the light guiding the light source 120 is sufficiently emitted from the light emitting surface 131.
  • the heat-conducting support 241 is substantially at an intermediate position of the back plate 210, and the heat-transfer support plate 242 is disposed at the heat-conducting support 241. Opposite the two sides and extending outward from the heat conducting support 241.
  • the heat dissipation fins 243 are disposed on a side surface of the heat conduction support plate 242 near the back plate 210 for enhancing the heat dissipation effect.
  • the heat dissipation fins 243 may be integrally formed on the heat conduction support plate 242. Alternatively, the heat dissipation fins 243 may be disposed on the bottom surface of the heat conduction support plate 242 by soldering or pasting.
  • the backlight module 200 further includes a heat sink or a heat sink (not shown), and the heat conducting support 241 is disposed on the bottom surface of the back plate 210 to dissipate the heat conductive support 241. The heat transferred enhances the heat dissipation effect of the backlight module 200.
  • the backlight module 300 of the third embodiment includes a back plate 310, three light sources 320, a light guide plate 330, a heat conduction support frame 340, and an optical film set 350.
  • the heat conduction support frame 340 includes a heat conduction support base 341 and a heat conduction support plate 342.
  • the light source 320 (such as the light bar) of the third embodiment may be disposed on opposite sides and a top surface of the support base 341 of the heat conduction support frame 340. At this time, the light source 320 located in the intermediate recess 333 of the light guide plate 330 can be illuminated into the light guide plate 330 via the light incident surface 334.
  • the light source of the backlight module of the present invention is disposed in the recess below the light guide plate, and the inner surface of the recess can be used to increase the area of the heat conductive support seat, thereby increasing the heat dissipation area of the light source, and the heat conduction support frame can also
  • the light guide plate is thermally conductive, so the backlight module of the present invention can have a good heat dissipation effect.
  • the light source is located in the middle of the backing plate, the temperature distribution on the backing plate can be uniformized, and the edge leakage can be avoided. Through the improvement of the heat dissipation effect, the life of the backlight can be further extended, and the picture quality of the display device can be improved.

Description

[根据细则37.2由ISA制定的发明名称]　背光模块与包括其的显示装置 技术领域
本发明涉及一种背光模块与显示装置，特别是涉及一种散热效果好的背光模块与显示装置。
 背景技术
液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)已被广泛应用于各种电子产品中，液晶显示器大部分为背光型液晶显示器，其是由液晶显示面板及背光模块(backlight module)所组成。背光模块可依照光源入射位置的不同分成侧向式入光(Side-light type)与直下式入光(Direct-light type)两种，以便提供背光源至液晶显示面板。
由于液晶显示器工作时所产生的热量会影响液晶显示器的效能，因而液晶显示器的散热方式相当地重要。在侧向式入光背光模块中，光源是设置导光板的入光面一侧。通常，从背光模块的轻薄方面考虑，光源的导热条面积较小，因而光源的散热效果较差，进而影响背光模块的散热效果。
 技术问题
本发明的主要目的在于提供一种背光模块， 旨在解决现有背光模块散热效果不佳的问题；
本发明的另一目的在于提供一种显示装置， 旨在解决现有显示装置散热效果不佳的问题；
本发明的另一目的在于提供另一种背光模块， 旨在解决现有背光模块散热效果不佳的问题 。
 技术解决方案
本发明提供的一种背光模块，其包括至少一光源；一导光板，包括一出光面和一与所述出光面相对的底面，其中所述导光板的底面设有凹槽，所述光源设置于所述凹槽内；一导热支撑架，其用于支撑所述导光板和所述光源，并为所述导光板与所述光源进行导热；以及一背板，用于装设所述导光板、所述光源和所述导热支撑架。
本发明提供的一种显示装置，其包括一显示面板以及一背光模块。所述背光模块包括至少一光源；一导光板，包括一出光面和一与所述出光面相对的底面，其中所述导光板的底面设有凹槽，所述光源设置于所述凹槽内；一导热支撑架，其用于支撑所述导光板和所述光源，并为所述导光板与所述光源进行导热；以及一背板，用于装设所述导光板、所述光源和所述导热支撑架。
本发明提供的另一种背光模块，其包括至少一光源；一导光板，包括一出光面和一与所述出光面相对的底面，其中所述导光板的底面设有凹槽，所述光源设置于所述凹槽内，所述导光板的被凹槽隔开的所述底面为左右对称的斜面；一导热支撑架，其包括导热支撑座和二导热支撑板，所述支撑座对应于凹槽设置，用于支撑所述光源，并为光源进行导热，所述导热支撑板设置于所述导热支撑座的相对两侧，用于支撑所述导光板，并为所述导光板导热，所述导热支撑板为平行于所述导光板的所述底面的倾斜板；以及一背板，用于装设所述导光板、所述光源和所述导热支撑架。
在本发明的一实施例中，所述导热支撑架包括导热支撑座和二导热支撑板，所述支撑座对应于凹槽设置，所述导热支撑板设置于所述导热支撑座的相对两侧。
在本发明的一实施例中，所述导热支撑座和两个导热支撑板由高导热性的金属材料所制成。
在本发明的一实施例中，所述背光模块包括两个光源，其分别设置于所述导热支撑座的相对两侧。
在本发明的一实施例中，所述背光模块包括三个光源，其分别设置于所述导热支撑座的相对两侧及顶面上。
在本发明的一实施例中，所述凹槽是位于所述底面的中间。
在本发明的一实施例中，所述凹槽两侧的所述底面设有反射层或反射片。
在本发明的一实施例中，所述导热支撑架更包括散热鳍片，其设置于所述导热支撑板的靠近背板的一侧表面。
在本发明的一实施例中，所述背光模块还包括散热器，其设置于所述背板的底面上，且对应于所述导热支撑座。
相较于现有技术，本发明背光模块的光源设置于导光板下方的凹槽内，可以利用凹槽的内表面来增大导热支撑架对光源的导热面积，且导热支撑架还可以为导光板导热，因此本发明背光模块可具有良好的散热效果。通过散热效果的改善，可进而延长背光源的使用寿命，并可改善显示装置的画面质量。
 有益效果
本发明背光模块的光源设置于导光板下方的凹槽内，可以利用凹槽的内表面来增大导热支撑架对光源的导热面积，且导热支撑架还可以为导光板导热，因此本发明背光模块可具有良好的散热效果。通过散热效果的改善，可进而延长背光源的使用寿命，并可改善显示装置的画面质量。
 附图说明
图1是本发明第一实施例的背光模块与显示面板的剖面图；
图2是本发明的第一实施例的导光板的立体图；
图3是本发明的第一实施例的导热支撑架的立体图；
图4是本发明的第二实施例的背光模块的剖面图；
图5是本发明的第三实施例的背光模块的剖面图。
 本发明的最佳实施方式
以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。
在图中，结构相似的单元是以相同标号表示。
请参照图1，是本发明的第一实施例的背光模块与显示面板的剖面图。本实施例的背光模块100可设置于一显示面板101(例如液晶显示面板)的下方，而形成一显示装置(例如液晶显示装置)。背光模块100包括一背板110、两个光源120、一导光板130、一导热支撑架140及一光学膜片组150。背板110用于装设光源120、导光板130、导热支撑架140及光学膜片组150。导热支撑架140设置于背板110上，导光板130位于导热支撑架140上。光源120设置于导热支撑架140与导光板130之间。光学膜片组150设置于导光板130上，以改善光学效果。
背板110是由不透光材质所制成，例如塑胶材料、金属材料或上述材料的组合。光源120可为多个发光二极管(Light Emitting Diode，LED)组成的灯条。导光板130的材料可为光硬化型树脂、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚碳酸酯(PC)，用以导引光源120的光线至液晶显示面板101。
请参阅图2,导光板130具有一出光面131、一底面132、一凹槽133及二入光面134。出光面131形成于导光板130的一侧顶面，并面对液晶显示面板101，出光面131可具有雾面处理或散射点设计，以均匀化导光板130的出光，减少出光不均(Mura)的现象。在本实施例中，出光面131更可设有若干个突出结构(未绘示)，以便进一步修正光线的方向，来增加聚光效果，并提高正面辉度。其中上述突出结构可为棱形或半圆形的凸起或凹陷结构等。凹槽133位于导光板130的底面132的中间。被凹槽133隔开的底面132为左右对称的斜面，使得导光板130为靠近中间位置厚两边薄的形状。因此，相较于矩形导光板，导光板130可更轻量化，进而减少背光模块100的重量。凹槽133可为矩形凹槽。在本实施例中，入光面134为形成凹槽133内的两个侧面，并对应于光源120，用以允许光源120所发出的光线可进入导光板130内。上述入光面134可具有V形结构(V-Cut)、S形波浪结构或表面粗糙化处理(未绘示)，以此提升光线的入射效率和光耦合效率。
背光模块100进一步包括位于凹槽133两侧的底面132下侧的反射层或反射片(未绘示)，其可由高反射率材料所制成，例如银、铝、金、铬、铜、铟、铱、镍、铂、铼、铑、锡、钽、钨、锰、上述任意组合的合金、耐黄化且耐热的白色反射漆料或上述材料的任意组合，用以反射光线。此反射层或反射片也可直接形成在凹槽133两侧的底面132上，使底面132为反射面。
请参照图3，导热支撑架140可利用焊接、黏贴或螺固方式固设于背板110上。导热支撑架140包括一导热支撑座141和两个导热支撑板142，导热支撑座141和两个导热支撑板142可由高导热性的金属材料所制成，例如银、铜、铜合金、铜银合金、铝、铝合金及其上述任意合金，以提高散热效率。导热支撑座141可为实心金属块(例如铜块)，其实质地位于背板110的中间位置对应于凹槽133设置，用以承载光源120。其中，至少部分导热支撑座141可容设于导光板130的凹槽133内。在本实施中，光源120(如发光灯条)可分别设置于导热支撑座141的相对两侧，因此，光源120的光线可由凹槽133内的入光面134进入导光板130。导热支撑板142是位于导热支撑座141的相对两侧，并由导热支撑座141向外延伸形成，用以支撑导光板130。在本实施中，导热支撑板142可为平行于底面132的倾斜板，其形状对应于导光板130的底面132。因此，导热支撑板142与导光板130的斜面设计可稳固地固定及支撑此导光板130。
然不限于此，在另一实施例中，导光板130的底面132亦可平行于出光面131。此时，底面132可设有导光结构(未绘示)，以反射导引光线由出光面131射出。底面132的导光结构可为呈连续性的V形结构，雾面结构、散射点结构，以便导引光源120的光线充分的由出光面131射出。
相较于现有技术，由于背光模块100的光源120设置于导光板130下方的凹槽133内，可以利用凹槽133的内表面来增大导热支撑座141的面积，从而增大光源120的散热面积，且导热支撑架140还可以为光源120及导光板130进行导热，因此本发明背光模块100可具有良好的散热效果。另外，由于光源120是实质地位于背板110的中间，因而可均匀化背板110上的温度分布，进一步增强背光模块100的散热效果，并可避免边缘漏光的情形。
请参照图4，其显示依照是本发明的第二实施例的背光模块的剖面图。以下仅就本实施例与第一实施例间的相异处进行说明，而其相似处则在此不再赘述。背光模块200包括背板210、两个光源220、导光板230、导热支撑架240及光学膜片组250。导热支撑架240进一步包括导热支撑座241、二导热支撑板242多个及散热鳍片243，导热支撑座241是实质地位于背板210的中间位置，导热支撑板242设置于导热支撑座241的相对两侧，并由导热支撑座241向外延伸。散热鳍片243设置于导热支撑板242的靠近背板210的一侧表面，用以增进散热效果。散热鳍片243可一体形成于导热支撑板242上，或者，散热鳍片243也可利用焊接或黏贴来设置于导热支撑板242的底面上。再者，在本实施例中，背光模块200更可进一步包括一散热器或散热板(未绘示)，其对应导热支撑座241设置于背板210的底面上，以散逸导热支撑座241所传来的热量，增进背光模块200的散热效果。
请参照图5，是本发明的第三实施例的背光模块的剖面图。以下仅就本实施例与第一实施例间的相异处进行说明，而其相似处则在此不再赘述。第三实施例的背光模块300包括背板310、三个光源320、导光板330、导热支撑架340及光学膜片组350，导热支撑架340包括导热支撑座341和导热支撑板342。第三实施例的光源320(如发光灯条)可设置于导热支撑架340的支撑座341的相对两侧及顶面上。此时，位于导光板330的中间凹部333内的光源320可经由入光面334来发光至导光板330内。
由上述可知，本发明背光模块的光源设置于导光板下方的凹槽内，可以利用凹槽的内表面来增大导热支撑座的面积，从而增大光源的散热面积，且导热支撑架还可以为导光板导热，因此本发明背光模块可具良好的散热效果。另外，由于光源是位于背板的中间，因而可以均匀化背板上的温度分布，并可避免边缘漏光的情形。通过散热效果的改善，可进而延长背光源的使用寿命，并可改善显示装置的画面质量。
综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。
 本发明的实施方式
工业实用性
序列表自由内容

Claims (20)

  1. 一种背光模块，包括：
    至少一光源；
    一导光板，包括一出光面和一与所述出光面相对的底面，其中所述导光板的底面设有凹槽，所述光源设置于所述凹槽内，所述导光板的被凹槽隔开的所述底面为左右对称的斜面；
    一导热支撑架，其包括导热支撑座和二导热支撑板，所述支撑座对应于凹槽设置，用于支撑所述光源，并为光源进行导热，所述导热支撑板设置于所述导热支撑座的相对两侧，用于支撑所述导光板，并为所述导光板导热，导光板的被凹槽隔开的底面为左右对称的斜面，所述导热支撑板为平行于所述导光板的所述底面的倾斜板；以及
    一背板，用于装设所述导光板、所述光源和所述导热支撑架。
  2. 一种背光模块，包括：
    至少一光源；
    一导光板，包括一出光面和一与所述出光面相对的底面，其中所述导光板的底面设有凹槽，所述光源设置于所述凹槽内；
    一导热支撑架，其用于支撑所述导光板和所述光源，并为所述导光板与所述光源进行导热；以及
    一背板，用于装设所述导光板、所述光源和所述导热支撑架。
  3. 根据权利要求2所述的背光模块，其中所述导热支撑架包括导热支撑座和二导热支撑板，所述支撑座对应于凹槽设置，所述导热支撑板设置于所述导热支撑座的相对两侧。
  4. 根据权利要求3所述的背光模块，其中所述导热支撑座和两个导热支撑板由高导热性的金属材料所制成。
  5. 根据权利要求3所述的背光模块，其中所述背光模块包括两个光源，其分别设置于所述导热支撑座的相对两侧。
  6. 根据权利要求3所述的背光模块，其中所述背光模块包括三个光源，其分别设置于所述导热支撑座的相对两侧及顶面上。
  7. 根据权利要求2所述的背光模块，其中所述凹槽是位于所述底面的中间。
  8. 根据权利要求7所述的背光模块，其中所述凹槽两侧的所述底面设有反射层或反射片。
  9. 根据权利要求2所述的背光模块，其中所述导热支撑架更包括散热鳍片，其设置于所述导热支撑板的靠近背板的一侧表面。
  10. 根据权利要求2所述的背光模块，还包括散热器，其设置于所述背板的底面上，且对应于所述导热支撑座。
  11. 一种显示装置，包括：
    一显示面板；以及
    一背光模块，包括：
    至少一光源；
    一导光板，包括一出光面和一与所述出光面相对的底面，其中所述导光板的底面设有凹槽，所述光源设置于所述凹槽内；
    一导热支撑架，其用于支撑所述导光板和所述光源，并为所述导光板与所述光源进行导热；以及
    一背板，用于装设所述导光板、所述光源和所述导热支撑架。
  12. 根据权利要求11所述的显示装置，其中所述导热支撑架包括导热支撑座和二导热支撑板，所述支撑座对应于凹槽设置，所述导热支撑板设置于所述导热支撑座的相对两侧。
  13. 根据权利要求12所述的显示装置，其中所述导热支撑座和两个导热支撑板由高导热性的金属材料所制成。
  14. 根据权利要求12所述的显示装置，其中所述背光模块包括两个光源，其分别设置于所述导热支撑座的相对两侧。
  15. 根据权利要求12所述的显示装置，其中所述背光模块包括三个光源，其分别设置于所述导热支撑座的相对两侧及顶面上。
  16. 根据权利要求12所述的显示装置，其中所述导光板的被凹槽隔开的底面为左右对称的斜面，所述导热支撑板为平行于所述导光板的所述底面的倾斜板。
  17. 根据权利要求11所述的显示装置，其中所述凹槽两侧的所述底面设有反射层或反射片。
  18. 根据权利要求11所述的显示装置，其中所述导热支撑架更包括散热鳍片，其设置于所述导热支撑板的靠近背板的一侧表面。
  19. 根据权利要求11所述的显示装置，其中所述背光模块还包括散热器，其设置于所述背板的底面上，且对应于所述导热支撑座。
  20. 根据权利要求11所述的显示装置，其中所述凹槽是位于所述底面的中间。
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