CN1844984A - 发光二极管模组和使用该模组的背光*** - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种发光二极管模组，其包括：一金属电路板；一设于该金属电路板一表面的发光二极管单元，其与该金属电路板电性连接；和一连接该金属电路板相对应于该发光二极管单元另一表面的散热装置。其中，该发光二极管单元包括白光发光二极管或混光发光二极管。本发明还提供一采用该发光二极管的背光***，其具有较佳的亮度均一性且白光纯度高。

Description

发光二极管模组和使用该模组的背光***
【技术领域】
本发明涉及一种发光二极管模组和使用该模组的背光***。
【背景技术】
目前，无自发光性质的液晶材料(Liquid Crystal)已广泛应用于如电视、计算机屏幕、液晶投影、行动电话和个人数字助理(Personal Digital Assistants，PDA)等不同尺寸的液晶显示器(Liquid Crystal Displays，LCD)上，而为达到显像的目的，必须搭配光源照射液晶。由于光源一般置于液晶面板的后，所以称为背光源，而此面板的后包含光源的所有元件总成则称为背光***。背光***包括背光源和其光学元件，依背光源的位置的不同，背光***一般可分为侧光式(Edge Lighting)和直下式(Bottom Lighting)两种。
请参见图1，其为现有技术中采用冷阴极荧光灯(ColdCathode Fluorescent Lamp，CCFL)作为背光源的直下式背光***结构。该背光***10包括：一反射腔11，其具有一反射边墙和一反射底面；多个位于反射底面的冷阴极荧光灯12，其排列方式如图2所示；一扩散板13，其位于反射腔11之上并与上述反射底面完全平行，光自反射腔11射出后通过扩散板13将线光源变更为面光源，使光线分布变得更均匀；和位于扩散板13上顺序排列的扩散片14，集光片15和反射式偏光增亮膜16(DualBrightness Enhancement Film，DBEF)，其主要作用是修正由扩散板13射出光线的方向，提高正面辉度和光学利用率等。
但是，采用CCFL作为背光源，其功耗较大、亮度均一性和白光纯度不佳、成本较高。而且其亮度会随着时间逐渐减弱，颜色亦会改变，使用寿命则介于15,000到25,000个小时之间。此外，CCFL光源仅涵盖NTSC(National Television SystemCommittee)所定义色彩空间的75％。因此CCFL光源难以满足液晶显示的高质量等发展需求。
目前，大功率发光二极管(High Power Light Emitting Diode，简称High Power LED)涵盖NTSC所定义色彩空间的105％，其具有高亮度、低功耗、长寿命等优点。High Power LED使液晶在绿色与红色的纯度与层次表现上达到前所未有的水准，而且能进一步消除CCFL背光源液晶面板的残影现象。
请参见图3，其为现有技术中采用大功率发光二极管阵列作为背光源的背光***结构。该背光***20包括：一反射腔21，其具有一反射边墙和一反射底面；一位于反射底面的由多个大功率发光二极管模组22形成的发光阵列，其排列方式如图4所示；一扩散板23，其位于反射腔21之上并与上述反射底面完全平行；和位于扩散板23上顺序排列的扩散片24，集光片25和反射式偏光增亮膜26。但是，该背光***20中缺少散热***。于相对较封闭的背光***20内，多个大功率发光二极管模组22于长时间工作状态下将产生局部温度过热，从而影响发光二极管的正常工作和缩小使用寿命。
有鉴于此，提供一种具有散热***，用以提高使用寿命的发光二极管模组和使用该发光二极管的背光***实为必要。
【发明内容】
下面将以若干实施例说明一种具有散热***，用以提高使用寿命的发光二极管模组。
以及通过这些实施例说明一种具有散热***，用以提高使用寿命的背光***。
为实现上述内容，提供一种发光二极管模组，其包括：
一金属电路板；
一设于该金属电路板一表面的发光二极管单元，其与该金属电路板电性连接；和
一连接该金属电路板相对应于该发光二极管单元另一表面的散热装置。
其中，该发光二极管单元包括白光发光二极管或混光发光二极管元件，该混光发光二极管元件包括以一定组合方式排列的多个红、绿、蓝发光二极管，其可混合产生白光。
优选的，该散热装置为散热鳍片。
以及，提供一种背光***，其包括：
一反射腔，其具有一反射底面和与该反射底面相连的四侧面，该底面和四侧面形成一开口；
一位于该反射腔开口处的扩散片；
一位于该扩散片上的集光片；和
多个发光二极管模组排布于该反射腔内，该发光二极管模组包括：一金属电路板，一设于该金属电路板一表面的发光二极管单元，其与该金属电路板电性连接并朝向该扩散片，和一连接该金属电路板相对应于该发光二极管单元的另一表面的散热装置。
与现有技术相比较，本技术方案的背光***的多个发光二极管模组结构中设有与金属电路板紧密连接的散热装置，发光二极管单元的点光源散发出的热量经过金属电路板后被散热装置散去，此结构有利于将点热源转变成面热源，加快散热效率，所以，本技术方案的背光***在采用发光二极管模组后具有高亮度、低功耗、长寿命的优点。另，如该采用混光发光二极管元件，通过RGB三色发光二极管混光，可获得白光纯度高、亮度均匀的面光源，且其色度和色温可调，所以，本技术方案的背光***的可获得更佳的亮度均匀性和高白光纯度。
【附图说明】
图1是现有技术中采用冷阴极荧光灯作为背光源的背光***的侧视图。
图2是图1所示背光***的俯视图。
图3是现有技术中采用发光二极管作为背光源的背光***的侧视图。
图4是图3所示背光***的俯视图。
图5是第一实施例的发光二极管模组的侧视图。
图6是第二实施例的发光二极管模组的侧视图。
图7是第三实施例的发光二极管模组的侧视图。
图8是图7所示发光二极管模组的俯视图。
图9是本技术方案第四实施例的背光***的侧视图。
图10是图9所示背光***的俯视图。
【具体实施方式】
下面结合附图将对本发明实施例作进一步的详细说明。
请参见图5，本发明第一实施例提供一种发光二极管模组50，其包括：一金属电路板54；一设于该金属电路板54上表面的大功率白光发光二极管52，其与该金属电路板54电性连接；和一连接该金属电路板54下表面的散热鳍片58。其中，该金属电路板54，白光发光二极管52和散热鳍片58之间均通过散热膏连结固定。
该金属电路板54可以为金属印刷电路板，其具有一驱动电路(图未示)，用以提供并控制该白光发光二极管52的驱动电流，使其发出具有一定亮度的白光。该金属电路板54和散热鳍片58材料选自高导热性材料，如铜、铝或其合金，以利用其高导热性能，将该白光发光二极管52散发的热量扩散到整个金属电路板54和散热鳍片58，从而实现热量从点热源扩散成面热源的目的。
请参见图6，本发明第二实施例提供一种发光二极管模组60，其包括：一金属电路板64；一设于该金属电路板64上表面的混光发光二极管元件62；和一连接该金属电路板64下表面的散热鳍片68。该混光发光二极管元件62采用三个线性串联的RGB发光二极管(R代表红光发光二极管，G代表绿光发光二极管，B代表蓝光发光二极管)，其与金属电路板64电性连接。本实施与第一实施例不同的处在于将混光发光二极管元件62取代白光发光二极管，该元件62通过三基色混合产生白光，且白光色坐标可达到Cx＝0.35，Cy＝0.38。
请参见图7，本发明第三实施例提供一种发光二极管模组70，其包括：一金属电路板74；一设于该金属电路板74上表面的混光发光二极管元件72；和一连接该金属电路板74下表面的散热鳍片78。本实施与第二实施例不同的处在于该RGB混光发光二极管元件72采包括五个发光二极管，其分别为两个红光发光二极管，两个绿光发光二极管，和一个蓝光发光二极管。该五个发光二极管的排列方式为GRBRG线性排列。
请参见图8，该五个发光二极管通过散热膏线性排列于金属电路板74，其相互间距为9mm。该五个发光二极管的正极端743和负极端744分别设于同一侧。该金属电路板74表面设有一驱动电路(图未示)，以及设有与该驱动电路阴极连接的电路741和与该驱动电路阳极连接的电路742。从左向右方向，电路741呈方形波状连续串接G发光二极管的正极、R发光二极管的负极、B发光二极管的正极、R发光二极管的负极、G发光二极管的正极；同样的，从左向右方向，电路742呈方形波状连续串接G发光二极管的负极、R发光二极管的正极、B发光二极管的负极、R发光二极管的正极、G发光二极管的负极。其中电路741和742相交处电绝缘。另外，该金属电路板的驱动电路(图未示)可提供并控制该元件72的驱动电流，使该五个发光二极管通过三基色混合产生白光。优选的，该五个发光二极管的能量配比为G∶R∶B＝1∶1∶0.18。
本技术方案中所称的“混光发光二极管元件”是指将多个红、绿、蓝发光二极管以一定组合方式排列可产生白光的结构。可以理解，本技术方案的混光发光二极管元件亦可采用RGBGR，GRBBRG，RGBBGR，GRBGGBRG，GRBBRGGRB等线性排列，各排列中发光二极管的能量配比应视所要求的白光色度(WhitePoint)而定。另外亦可采用非线性排列组合，如圆环形排列、或者于圆环形排列中心设有一发光二极管等。
请参见图9和图10，本技术方案的第四实施例提供一种背光***90，其包括：一反射腔91，其具有一反射底面914和与该反射底面相连的四侧面912，该反射底面914和四侧面912形成一开口(未标示)；一位于该反射腔91开口处的扩散片93，其与反射腔91之间形成一腔体；一位于该扩散片93上的集光片94；和多个发光二极管模组92以矩阵方式排布于该反射腔体内。该发光二极管模组92可采用本技术方案的第一至第三实施例所述的发光二极管模组。本实施例的发光二极管模组92包括：一金属电路板922，一设于该金属电路板922一表面的发光二极管单元921，其与该金属电路板922电性连接，和一连接该金属电路板922相对应该发光二极管单元921的另一表面的散热鳍片923。发光二极管单元921包括白光发光二极管或混光发光二极管元件，其朝向扩散片93。为进一步提升背光***正面辉度，还可于上述集光片94上增加一增亮膜。为进一步提高反射腔91的反射效率，还可于其四侧面914黏贴高反射膜。
本实施例中，该金属电路板922和散热鳍片923材料选自高导热性材料，如铜、铝或其合金，以利用其高导热性能，将该发光二极管单元921散发的热量扩散到整个金属电路板922和散热鳍片923，从而实现热量从点热源扩散成面热源的目的。
可以理解的是，本技术方案上述实施例中所述的散热鳍片可采用其它散热装置，如各种水冷设备或热管，只要该散热装置满足背光***尺寸要求的条件。
本技术方案的背光***的多个发光二极管模组结构中设有与金属电路板紧密连接的散热装置，发光二极管单元的点光源散发出的热量经过金属电路板后被散热装置散去，此结构有利于将点热源转变成面热源，加快散热效率，所以，本技术方案的背光***在采用发光二极管模组后具有高亮度、低功耗、长寿命的优点。另外，如混光发光二极管元件，通过RGB三色发光二极管混光，可获得白光纯度高、亮度均匀的面光源，而且其色度和色温可调，所以，本技术方案的背光***的可获得更佳的亮度均匀性和高白光纯度。

Claims (20)

1.一种发光二极管模组，其包括：
一金属电路板；
一设于该金属电路板一表面的发光二极管单元，其与该金属电路板电性连接；其特征在于还包括一连接该金属电路板相对应于该发光二极管单元另一表面的散热装置。
2.如权利要求1所述的发光二极管模组，其特征在于该发光二极管单元包括白光发光二极管或混光发光二极管元件。
3.如权利要求2所述的发光二极管模组，其特征在于该混光发光二极管元件包括以一定组合方式排列的多个红、绿、蓝发光二极管，其可混合产生白光。
4.如权利要求3所述的发光二极管模组，其特征在于该多个红、绿、蓝发光二极管的排列方式为线性排列。
5.如权利要求4所述的发光二极管模组，其特征在于该线性排列包括GRBRG，RGBGR，GRBBRG，RGBBGR，GRBGGBRG，GRBBRGGRB线性排列；其中，G代表绿光发光二极管，R代表红光发光二极管，B代表蓝光发光二极管。
6.如权利要求3所述的发光二极管模组，其特征在于该多个红、绿、蓝发光二极管的排列方式为圆环形排列。
7.如权利要求6所述的发光二极管模组，其特征在于该圆环形排列的中心具有一发光二极管。
8.如权利要求1所述的发光二极管模组，其特征在于该金属电路板材料为铜、铝或其合金。
9.如权利要求1所述的发光二极管模组，其特征在于该散热装置包括散热鳍片、水冷设备或热管。
10.如权利要求9所述的发光二极管模组，其特征在于该散热鳍片材料为铜、铝或其合金。
11.一种背光***，其包括：
一反射腔，其具有一反射底面和与该反射底面相连的四侧面，该底面和四侧面形成一开口；
一位于该反射腔开口处的扩散片；
一位于该扩散片上的集光片；和
多个发光二极管模组排布于该反射腔内，其特征在于该发光二极管模组包括：一金属电路板，一设于该金属电路板一表面的发光二极管单元，其与该金属电路板电性连接并朝向该扩散片，和一连接该金属电路板相对应于该发光二极管单元的另一表面的散热装置。
12.如权利要求11所述的背光***，其特征在于该背光***还包括一增亮膜，其位于上述集光片之上。
13.如权利要求11所述的背光***，其特征在于该发光二极管单元以矩阵方式排布于该该反射腔内。
14.如权利要求10或13所述的背光***，其特征在于该发光二极管单元包括白光发光二极管或混光发光二极管元件。
15.如权利要求14所述的背光***，其特征在于该混光发光二极管元件包括以一定组合方式排列的多个红、绿、蓝发光二极管，其可混合产生白光。
16.如权利要求15所述的背光***，其特征在于该多个红、绿、蓝发光二极管的排列方式为线性排列。
17.如权利要求15所述的背光***，其特征在于该多个红、绿、蓝发光二极管的排列方式为圆环形排列。
18.如权利要求11所述的背光***，其特征在于该金属电路板材料为铜、铝或其合金。
19.如权利要求11所述的背光***，其特征在于该散热装置包括散热鳍片、水冷设备或热管。
20.如权利要求19所述的背光***，其特征在于该散热鳍片材料为铜、铝或其合金。
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