CN100365485C - 直下式背光模块 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直下式背光模块，包括一电路板组件、一反射片以及多个发光二极管。其中此电路板组件具有一第一面、与第一面相对的一第二面以及一光源槽，贯穿第一面与第二面；反射片设置于第一面，此反射片具有多个孔洞，一上述光源槽的位置至少对应至二个上述孔洞；以及多个发光二极管，每一上述发光二极管设置于一上述孔洞与对应的光源槽中，每一上述发光二极管具有一发光部与一二极管底座，此二极管底座具有至少二电极，且至少二电极焊接于电路板组件的第二面。

Description

直下式背光模块

技术领域

本发明涉及一种直下式背光模块，特别是涉及一种以发光二极管为光源的直下式背光模块。

背景技术

现今，液晶显示器已普遍在各种信息显示装置使用，其主要结构可分成面板模块与背光模块两大部分，面板模块大略包括ITO导电玻璃基板、液晶层、配向膜、彩色滤光片、偏光片、驱动IC等组件；背光模块主要包括光源、导光板、棱镜片、扩散板与反射片及各式各样的光学膜，通过背光模块提供面板模块光源，以达到信息显示的目的。液晶显示器产品整体的表现受到所有内部组件的交互影响，其中背光模块在屏幕亮度、均匀度、对比与视角上扮演了重要角色。

背光模块一般依光源的位置更可区分为端缘式与直下式两种，端缘式乃将光源置于背光模块侧端面，可减少背光模块的厚度，故多数使用于便携式液晶显示器。直下式将光源置放于背光模块下方，可获得较好的均一性亮度，且因具有较大装设空间，可装设较多的光源，适合于需要高亮度、广视角的显示装置中。

在光源方面，发光二极管光源对液晶显示产品将有突破性的帮助，主要原因是发光二极管的发光效能已经获得大幅度改善，一般认为现阶段的发光二极管，技术上已经具备冷阴极灯管一半左右的效能，甚至到了2005年发光二极管的发光效能可望与冷阴极灯管并驾齐驱，当然，这仅仅是就发光二极管的亮度方面而言。若是将发光二极管高反应速度的特性予以应用，使红、蓝、绿三种发光二极管光源依序高速切换点灯，则可以取代液晶面板中高单价的彩色滤光片。由此看来，发光二极管光源对液晶显示产品未来发展趋势的影响将是全面且彻底的。

请参阅图1A与图1B所示，图1A为现有以发光二极管为光源的直下式背光模块的组件分解图，图1B为图1A以螺丝将组件结合的侧视图。此背光模块1包括一电路板(PCB)10、多个发光二极管(LED)14以及一散热装置16。

电路板10具有一第一面101、与第一面101相对的一第二面102，以及一通孔103，通孔103贯穿第一面101与第二面102。

每一发光二极管14设置于一上述通孔103中，每一上述发光二极管14具有一发光部141与一二极管底座142，且二极管底座142嵌入该些通孔103中，并将发光部141露出于电路板10上。二极管底座142具有至少二电极143，二电极143以焊接方式连接于电路板10第二面102，二电极143是与电路板10电连接，因此电路板10可控制该些发光二极管14。

散热装置16包括一本体161及多个散热鰭片162，本体161一面设置于电路板10此第二面102下方，本体161另一面连接散热鰭片162；散热装置16的材料通常为铝、铜等易导热的物质。另外在散热装置16与电路板10此第二面102之间加入一散热介质17，散热介质17接触二极管底座142，用以加强背光模块1的散热效果。

如图1B，背光模块1也利用一螺丝19来锁固电路板10与散热装置16。电路板10具有至少一钻孔122，螺丝19通过电路板10的第一面101向下穿过钻孔122以锁入散热装置16。在上述结构中，电路板10与散热介质17需要事先钻孔，以便将散热装置16与电路板10通过螺丝19锁固。

如图2所示，其为上述图1B具有螺丝19锁固散热装置16与电路板10的俯视图。其中电路板10的第一面101具有事先钻孔且排列整齐的通孔103，用以嵌入该些发光二极管14。又为了锁固在电路板10下方的散热装置16与散热介质17，因此需要在电路板10上另外做出整齐的钻孔122，好让该些螺丝19可以直接通过钻孔122，由上往下将电路板10、散热介质17及散热装置16固定住。

由于图2现有发光二极管14与电路板10组合时，电路板10需事先形成出多个通孔103来使发光二极管14逐一嵌入，通孔103的制作方式通常是通过铣刀机以一一制作，但这样逐一制作通孔103的动作，着实使背光模块1的制作成本成为一大负担，因此如何改进上述所带来的成本问题，即成为一值得讨论改进的课题。

另外，现有技术螺丝锁固方式所带来的另一缺点，影响背光模块的光效率。在背光模块1之中，电路板10的第一面101通常设置有反射片18，并有一扩散片15以一预定距离设置于反射片18上方。发光二极管14的光线在反射片18与扩散片15之间通过大角度反射而达到混光的效果，之后，通过扩散片15而射出背光模块1。

因此，现有技术的缺点在于上述的螺丝19锁固于电路板10与反射片18上方，因此在发光二极管14发出光源至扩散板15时，便多次将光线反射于反射片18与扩散板15之间，因现有技术螺丝19的锁固面积使得反射片18面积无法完整，所以影响到发光二极管14的光源在反射片18与扩散片15之间的反射光线无法均匀，也进而使背光模块1的出光面积造成不均匀，最后使得背光模块1的光线的亮度与色度大受影响。因此，螺丝的存在将造成出光面积减少，出光效果变差。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种直下式背光模块，特别是提供一种以发光二极管为光源的直下式背光模块，其将发光二极管与螺丝在电路板的开孔问题上给予改进，进而能有效地提高背光模块的光源的出光效率。

本发明的目的是这样实现的，即提供一种直下式背光模块，包括一电路板组件(PCB element)、一反射片以及多个发光二极管。

其中此电路板组件具有一第一面、与此第一面相对的一第二面以及一光源槽，贯穿此第一面与此第二面；反射片设置于此第一面，反射片具有多个孔洞，一上述光源槽的位置至少对应至二个上述孔洞；以及多个发光二极管，每一上述发光二极管设置于一上述孔洞与此对应的光源槽中，每一上述发光二极管具有一发光部与一二极管底座，此底座具有至少二电极，至少二电极焊接于电路板组件的第二面。

在本发明的一实施例中，其中还包括一散热装置设置于此第二面侧(disposed at the side of the second face)且接触此二极管底座。

在本发明的一实施例中，其中还包括一母结合件，例如螺母，与一公结合件，例如螺丝，此母结合件(螺母)紧配于电路板组件之第二面，且公结合件(螺丝)与母结合件(螺母)结合，并将散热装置夹合于之间。

在本发明的一实施例中，其中发光二极管的二极管底座具有一周围部分，位于第二面，此周围部分承载电路板组件。

在本发明的一实施例中，散热装置与二极管底座之间涂布有一散热胶。

在本发明的一实施例中，其中电路板组件为至少二电路板组合而成，且至少二电板之间的间隙形成光源槽。

在本发明的一实施例中，其中电路板组件为一单一电路板，光源槽形成于单一电路板。

在本发明的一实施例中，其中光源槽具有一第一槽壁与一第二槽壁，第一槽壁与第二槽壁夹持多个发光二极管。

在本发明的一实施例中，其中母结合件(螺母)紧配于电路板组件的方法为埋入或焊接。

在本发明的一实施例中，其中电路板的形状可为一岛形、一鰭片形或一I字型形状。

在本发明的另一实施例中，直下式背光模块包括：一电路板组件，具有一第一面、与第一面相对的一第二面、以及一光源槽，贯穿第一面与第二面；一反射片，设置于第一面，此反射片具有多个孔洞，一上述光源槽的位置至少对应至二个上述孔洞；多个发光二极管，每一上述发光二极管设置于一上述孔洞与此对应的光源槽中，每一上述发光二极管具有一发光部与一二极管底座，此底座具有至少二电极，且至少二电极焊接于此电路板组件的第二面；一散热介质，设置于此第二面侧且接触二极管底座；一母结合件(螺母)，紧配于电路板组件的第二面；以及一公结合件(螺丝)，与母结合件(螺母)结合，并将此散热介质夹合于之间。

为了能更进一步了解本发明特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1A为现有以发光二极管为光源的直下式背光模块的组件分解图；

图1B为图1A以螺丝结合组件的侧视图；

图2为现有以发光二极管为光源的直下式背光模块的上视图；

图3为本发明直下式背光模块的组件分解结构图；

图4为本发明的图3组件组合侧视图；

图5A为本发明其它实施例的电路板的形状为一岛形的示意图；

图5B为本发明其它实施例的电路板的形状为一鰭片形的示意图；以及

图5C本发明其它实施例的电路板的形状为I字型的示意图。

具体实施方式

附图标号

电路板：10、200       发光二极管：14、24

钻孔：  122           第一面：101、201

第二面：102、202      通孔：103

发光部：141、241      二极管底座：142、242

电极：143、243        散热装置：16、26

本体：161、261        散热鰭片：162、262

散热介质：17、271     背光模块：1、2

电路板组件：20        反射片：18、22

光源槽：203           孔洞：221

螺母：28              螺丝：19、29

底板：211             边墙：2111

扩散片：15、212       第一槽壁：2031

第二槽壁：2032        周围部分：244

请参阅图3所示，为本发明直下式背光模块的组件分解结构图。背光模块2包括一电路板组件(PCB element)20、一反射片22以及多个发光二极管(LED)24。

电路板组件20具有一第一面201、与第一面201相对的一第二面202以及一光源槽203。光源槽203贯穿第一面201与第二面202。

可将发光二极管24焊接于电路板组件20上，发光二极管24可提供一平面支撑电路板组件20，并使反射片22附着于发光二极管24以外电路板组件20上。反射片22以贴合方式设置于第一面201，并具有多个孔洞221。光源槽203的位置至少对应于二个孔洞221中。如图3的实施例，其中，光源槽203的位置中设置了三个孔洞221。

每一发光二极管24设置于一相对应的孔洞221中。每一发光二极管24具有一发光部241与一二极管底座242，发光部241通过光源槽203与孔洞221而位于电路板组件20的第一面201上。由于二极管底座242为发光二极管24中主要的热源，因此将其大体上设置于电路板组件20之下，即第二面202，而不使二极管底座242在出光的第一面201影响背光模块2的光效率。

反射片22除了具有帮助发光二极管24的光源产生反射作用达到混光均匀效果外，可利用承载在电路板组件20上来加强光源槽203的定位厚度，如此一来，可使发光二极管24在光源槽203中的定位效果更好。

请参阅图4，其为上述图3组件组合的侧视图。二极管底座242具有至少二电极243，二电极243焊接于电路板组件20的第二面202，一方面可电连接发光二极管24与电路板组件20，另一方面可使发光二极管24与电路板组件20相固定。在本发明实施例中，底座242具有一周围部分244，周围部分244可承载电路板组件20。

背光模块2还包括一散热装置26。散热装置26包括一本体261及多个散热鰭片262，本体261的一面设置于电路板20的第二面202下方，本体261另一面连接散热鰭片262；其中散热装置26的材料可选自铝、铜等易导热的物质。另外在散热装置26与电路板20的第二面202之间可具有一层散热介质271，如涂布一层散热胶或设置导热片，散热介质271设置于第二面侧202(disposed at the side of the second face)，且接触发光二极管24的二极管底座242，如此一来，可加速传导与排解二极管底座242所产生的热能，用以加强背光模块2的散热效率。其中散热胶为一软性的聚合材料或能将金属结合的物质，导热片也为软性的聚合材料，散热胶或导热片在本发明的作用略为相同。

背光模块2且包括一母结合件，例如螺母28，与一公结合件，例如螺丝29；母结合件(例如螺母28)紧配于电路板组件20的第二面202，公结合件(例如螺丝29)由散热装置26下方与母结合件(例如螺母28)结合。由此，公结合件(例如螺丝29)与母结合件(例如螺母28)将散热装置26夹合于二者之间。其中母结合件(例如螺母28)是以冲压埋入或焊接方式紧配于电路板组件20的第二面202。散热装置26可预先钻孔，以便于公结合件(例如螺丝29)通过散热装置26的钻孔结合母结合件(例如螺母28)。

此外，背光模块2更包括一背板(back bezel)，此背板包括一底板211及一墙边2111，底板211设置于散热装置26下方，边墙2111用以支撑一反射片22、一电路板组件20以及一散热介质271，且利用底板211及边墙2111可将上述组件结构组合容纳于其中。其中底板211与边墙2111可为一体或分离的装置。并使用螺丝29将底板211与散热装置26接合锁固。散热装置26可选自于一散热鰭片、一热管或一风扇的组成。

其中一扩散片212也可架设于边墙2111，并位于反射片22的上方，扩散板212利用其材质折射率与空气介质折射率的不同，而可使光线产生界面大角度的反射的特性来实现混光的功能。由反射片22与扩散板212组成的混光空间，可增进各个发光二极管24所发出的光线的混光效果，使得射出扩散板212的光线具有均匀的亮度与色度。

接着请参阅本发明的其它实施例的背光模块的电路板组件俯视图。实施例中，电路板组件20为至少二电路板200组合而成，利用此至少二电路板200之间的间隙形成光源槽203。光源槽203具有一第一槽壁2031与一第二槽壁2032。在一实施例中，第一槽壁2031与第二槽壁2032分别夹持多个发光二极管24，以加强背光模块2的组装强度。在本发明另外实施例中，电路板200的形状可为一岛形(如图5A)、一鰭片形(如图5B)、一I字型(如图5C)或其它图中未示的形状。光源槽203的形状可以为例如图3所示的一封闭槽；也可以为例如图5A所示的槽的两端都为非封闭的开放槽；或是可以为例如图5B、图5C所示的槽的一端为非封闭，而槽的另一端为封闭的开放槽。

在本发明的另一实施中，电路板组件20为一单一电路板，并可利用任何方式，将该光源槽203形成于单一电路板中。

本发明的背光模块的公结合件(例如螺丝)与光源槽的设计的优点在于：

1.电路板组件的光源槽的制备，比现有技术的发光二极管的通孔制作更为简单。

2.利用反射片的孔洞，可增加发光二极管的定位效果。

3.由电路板组件的第二面来锁固公结合件(例如螺丝)，即可不影响出光的第一面的反射片面积。

综上所述，本发明所揭露的背光模块，是提供一个简易光源槽设计，改善现有技术通孔繁复制备的缺点；且本发明另一优点是，将螺丝由电路板组件的第二面锁固，即可不影响出光的第一面的反射片面积，此种发明即可改善现有螺丝由第一面锁固的缺点。

虽然结合以上较佳实施例揭露了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围应以权利要求所界定的为准。

Claims (15)

1.一种直下式背光模块，包括：

一电路板组件(PCB element)，具有一第一面、与该第一面相对的一第二面、以及至少一光源槽，贯穿该第一面与该第二面；

多个发光二极管(LED)，每一上述发光二极管设置于一上述光源槽中，每一上述发光二极管具有一发光部与一二极管底座，该二极管底座具有至少二电极，该至少二电极焊接于该电路板组件的该第二面；以及

一反射片，设置于该第一面，该反射片具有多个孔洞，一上述光源槽的位置至少对应至二个上述孔洞，且每一该发光二极管也设置在对应于光源槽的反射片的孔洞中。

2.如权利要求1所述的背光模块，其中还包括一散热装置设置于该第二面侧(disposed at the side of the second face)且接触该二极管底座。

3.如权利要求2所述的背光模块，其中还包括一母结合件与一公结合件，该母结合件紧配于该电路板组件的该第二面，该公结合件与该母结合件结合，并将该散热装置夹合于之间。

4.如权利要求3所述的背光模块，其中该母结合件紧配于该电路板组件的方法为埋入或焊接。

5.如权利要求2所述的背光模块，其中该二极管底座具有一周围部分，位于该第二面，该周围部分承载该电路板组件。

6.如权利要求1所述的背光模块，其中该电路板组件为至少二电路板组合而成，该至少二邻近电路板之间的间隙形成该光源槽。

7.如权利要求1所述的背光模块，其中该电路板组件为一单一电路板，该光源槽形成于该单一电路板内。

8.如权利要求1所述的背光模块，其中该电路板的形状可为一岛形、一鳍片形或一I字型形状。

9.一种直下式背光模块，包括：

一电路板组件(PCB element)，具有一第一面、与该第一面相对的一第二面、以及一光源槽，贯穿该第一面与该第二面；

多个发光二极管(LED)，每一上述发光二极管设置于一上述光源槽中，每一上述发光二极管具有一发光部与一二极管底座，该二极管底座具有至少二电极，该至少二电极焊接于该电路板组件的该第二面；

一散热装置，设置于该第二面侧且接触该二极管底座；

一母结合件，紧配于该电路板组件的该第二面；以及

一公结合件，与该母结合件结合，并将该散热装置夹合于之间。

10.如权利要求9所述的背光模块，其中还包括一反射片，设置于该第一面，该反射片具有多个孔洞，一上述光源槽的位置至少对应至二个该孔洞，且每一该发光二极管也设置在对应于光源槽的反射片的孔洞中。

11.如权利要求9所述的背光模块，其中该二极管底座具有一周围部分，位于该第二面，该周围部分承载该电路板组件。

12.如权利要求9所述的背光模块，其中该电路板组件为至少二电路板组合而成，该至少二邻近电路板之间的间隙形成该光源槽。

13.如权利要求9所述的背光模块，其中该电路板组件为一单一电路板，该光源槽形成于该单一电路板内。

14.如权利要求9所述的背光模块，其中该母结合件紧配于该电路板组件的方法为埋入或焊接。

15.如权利要求9所述的背光模块，其中该电路板的形状可为一岛形、一鳍片形或一I字型形状。

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