TWI342974B - Liquid crystal display and backlight module thereof - Google Patents

Description

94047 16743twf.doc/e 九、發明說明： 【發明所屬之技術頜域】 本發明是有關於一種顯示器及其光源模組，且特別是 有關於 種液晶顯不裔及其背光模組。 【先前技術】 隨著電腦性能的大幅進步以及網際網路、多媒體技術 的高度發展，目前影像資訊的傳遞大多已由類比轉為數位 傳輸。為了配合現代生活模式，視訊或影像裝置之體積日 漸趨於輕薄。配合光電技術與半導體製造技術所發展之平 面式顯示器（Flat Panel Display，FPD)，例如液晶顯示器 (Liquid Crystal Display，LCD)、有機電激發光顯示器 (Organic Electro-Luminescent Display, OELD)或是電聚顯 示器（Plasma Display Panel, PDP)，已逐漸成為顯示器產品 之主流。就液晶顯不益而吕’由於液晶顯不面板不會發光， 因此需要使用背光模組來提供液晶顯示面板所需之面光 源’以使液晶顯示器達到顯示的效果。 圖1繪示為一種·習知側邊入光式背光模組的局部剖面 圖。請參照圖1，習知背光模組100包括一電路板U2、多 個發光二極體(Light Emitting Diode, LED)114、一 導光板 (lightguideplate)120 與一鋁背板 130。其中，電路板 112、 發光二極體114與導光板12〇皆配置於鋁背板130中，且 電路板112與發光二極體丨丨4位於導光板120之入光側 122。發光二極體114配置於電路板112上。然而，隨著液 晶顯示器對於亮度的要求不斷提升，設計上也傾向以更大 1342974 94047 16743twf.doc/e

的電流來軸發光二極體U4哺得更高亮度。傳统設叶 卜由於發光二極體114在工作期間所產生的熱量僅由其 接腳帶出並進行散熱，因此當驅動電流越來越大的時候散 熱不易的問題更顯嚴重。而且，當發光二極體ιΐ4因散熱 不易而溫度升高時，更會產生發光效率降低_題。’’、 為了解決驅動電過大時發光二極體114散熱不易的 問題’同時滿足液晶顯示II對於亮度的要求，習知是採用 增加發光^極體114之數量的方式。雖朗加發光二極體 114之數=降低驅動電流而提供足夠的亮度但是卻會 ^生成本過高的問題。因此，如何提升背光额之亮度並 降低成本，已成為亟待解決的課題。 【發明内容】 為μ ί發㈣目的7^在提供—種背光模組，具有較佳的散

目的是提供—種液晶顯示器，其背光模-，、且具有較佳的散熱效率。 一本發明提出―種.背絲組，其包括學板件，呈有 - ▲入光面與—出光面；至少―金屬板，配置於該光學板件 认光面側，夕個發光元件，配置於該金屬板與該入光 路板與該發統件電性連接；以及—導熱材， 所元件與該金屬板之間，用以將該些發光元件 所產生之熱1料至該金屬板進行散熱。 板與示器，其包括-液晶顯示面 ，、下方的背光模組。此t域純括-光學板 6 94047 16743twf.doc/c 件，具有一入光面與一出光面；至少一金屬板，配置於該 光學板件之該人光面側；多個發光元件，配置於該金屬板 與該入光面之間；—電路板與紐光元件電性連接；以及一 導熱材，配置於該些發光元件與該金屬板之間，用以將該 發光元件所產生之熱量料至該金屬板進行散熱。 在上述之背光模組與液晶顯示器的一實施例中，每一 個發光70件例如具有多個接腳，而導熱材可為絕緣材質， 且導熱材例如Si置於獅上並跨過電路板之邊緣而接觸金 屬板。此外，金屬板可為鋁背板或反射片，導熱材可為絕 緣導熱膠。 在上述之背光模組與液晶顯示器的另一實施例中，電 路板例如位於發光元件與金屬板之間且具有至少一挖空 區，每一個發光元件例如具有多個接腳，而導熱材可為絕 緣材質，且導熱材例如配置於挖空區内並接觸位於挖空區 上下的接腳與金屬板。此外，金屬板可為鋁背板或反射片， 導熱材可為絕緣導熱膠或金屬塊。 在上述之背光模組與液晶顯示器的再一實施例中，電 路板具有至少一挖空區，每一個發光元件例如具有一晶 片’而導熱材例如配置於挖空區内並接觸位於挖空區的晶 片與金屬板。此外，金屬板可為|呂背板或反射片。同時， 背光模組例如更包括一鋁背板，其中光學板件、反射片、 電路板與發光元件配置於鋁背板上。另外，導熱材可為絕 緣導熱膠或金屬塊。 在上述之背光模組與液晶顯示器的又一實施例中’背 94047 16743twf.doc/e 光模組例如更包括-絕緣導熱材，其中電路板具有至少一 挖空區，每—個發光元件例如具有—晶片及位於晶片旁的 多個接腳，而導紐例如配置於妨區内並闕位於挖空 區的晶片與金屬板’且絕緣導熱材可配置於接腳上並跨過 電路板之邊緣而接觸金屬板。此外，金屬板可為轉板或 反射片。同時，背絲_如更包括—㈣板，其中反射 片、金屬板、電路板與發光元件配置於鋁背板上。、另外， 導熱材可為絕緣導熱膠或金屬塊。 在上述之奇光模組與液晶顯示器的更一實施例中，反 射片位於發光元件旁’每—個發光元件例如具有多個接 腳，而導熱材可為絕緣材質，且導熱材可配置於接腳與金 屬板之間。同時’背光模組例如更包括—銘背板，其十光 學板件、金屬板、電路板與發光元件配置於鋁背板上。另 外，導熱材可為絕緣導熱膠或金屬塊。 >在上述之背光模組與液晶顯示器的另一實施例中，背 光模組例如更包括一絕緣導熱材與一反射片，其中電路板 /、有至夕挖空區，反射片位於發光元件旁，每一個發光 兀件例如具有-晶片及位於晶片旁的多個接腳，而導熱材 可配置於挖空區内並接觸位於挖空區的晶片與金屬板，且 絕緣導熱材可配置於接腳與反射片之間。此外，金屬板可 為銘背板’導熱材可為絕緣導熱膠或金屬塊。 在上述之背光模組與液晶顯示器的再一實施例中，電 路板例如位於發光元件與金屬板之間，電路板例如為多層 板且具有-核心、金制，電路板之上表面與下表面分別具 1342974 94047 16743twf.doc/e 有-開口，開口暴露部分的核心金屬層，而導熱材可配置 於開口内’發光it件所產生之熱量是經由核心金屬層及位 於開口内的導熱材而傳導至金屬板進行散熱^外，金屬 板可為叙背板或反射片，導熱材可為絕緣導熱勝。 在上述之背光模組與液晶顯示器中，發光元件例如是 排成-列且分別具有多個接腳，而接腳是位於此列發光元 件之兩側。 在上述之背光模組與液晶顯示器中，發光元件可為發 光二極體。 在上述之背光模組與液晶顯示器中，入光面可為垂直 或平行出光面。 在上述之背光模組與液晶顯示器中，發光元件可為面 陣列排列。 ^综上所述，在本發明之液晶顯示器及其背光模組中， 是將發光元件所產生的熱量藉由導熱材而傳遞至附近的金 屬板。因此，本發明之液晶顯示器及其背光模組具有較佳 的散熱效率，故可使用較大電流驅動發光元件而獲得較高 壳度而不會有散熱效率不佳的問題。同時，由於發光元件 以較大電流驅動時可提供更高亮度，因此可減少發光元件 的配置數量’進而節省液晶顯示器及其背光模組的製造成 本。 ▲為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯 易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說 明如下。 9 94047 16743twf.doc/e 【實施方式】 本發明之背光模組的主要特徵在於，發光元件斑 板之間配置有導熱材，因此可增加^ " 下式咖喊其觸之背先模ί。 圖2緣示為本發明第一實施例之背光模組的局部剖面 圖。請參照圖2，本實施例之背光模組2〇〇包括一 件210、至少-金屬板22〇、一電路板23〇、多個發光=件 240以及一導熱材250。光學板件21〇具有一入光面212 與出光面214。具體而言，光學板件21〇可以是側邊入光 式背光模組所使用的導光板、直下式背絲崎使用的擴 散板(diffusion Plate)或其他形式的光學板件，只要能將發 光兀件240所提供之光線轉換為面光源形式即可。換言 之，入光面212可垂直或平行出光面214，而本實施例二 入光面212垂直出光面214為例。 金屬板220與電路板230配置於光學板件21〇之入光 面212側。在本實施例中，金屬板22〇即為鋁背板用以承 載背光模組200的其他構件或反射板亦可，。發光元件24〇 配置於金屬板220與入光面212之間，其中該電路板23〇 與發光元件240電性連接。在圖2中僅繪示出一個發光元 件240，其更包含多個發光元件24〇 ^此外，發光元件24〇 可以是發光二極體，或其他點光源。其包括一晶片242、 多個接腳244與一封裝膠體246。其中，接腳244電性連 1342974 ^4047 16743twf.doc/c 光模組200的差異僅在於，背光模組3〇〇使採用直下式的 設計。換言之，光學板件31〇之入光面312是平行出光面 314的，而發光元件34〇則以配置於面陣列方式排列於入 光面312旁，亦即光學板件31〇下方β此外，光學板件31〇 則為直下式背光模組所使用的擴散板。當然，本發明中各 種貫施例之背光模組都可採用直下式或側邊入光式設計， 以下將省略其介紹。另外，背光模組3〇〇的其他構件的設 β十與圖2之背光模組200相似，在此即省略其介紹。 [第三實施例] 圖5繪示為本發明第三實施例之背光模絚的局部剖面 圖。請參照圖5，以下將就本實施例之背光模組4〇〇與第 一實施例之背光模組200的差異做介紹。電路板430具有 至少一個挖空區432。舉例而言，挖空區432可以採一長 條的設計’每個發光元件440都配置於挖空區432上方， 而發光元件440的接腳444則跨接至電路板430上。或者， 每個發光元件440下方都是一個獨立的挖空區432，而發 光元件440的接腳444同樣跨接至電路板430上。此外， 導熱材是配置於挖空區432内，並接觸位於挖空區432上 下的接腳444與金屬板420。背光模組400的其他構件的 設計與圖2之背光模組200相似，在此即省略其介紹。 [第四實施例] 圖6繪示為本發明第四實施例之背光模組的局部剖面 圖。請參照圖6，以下將就本實施例之背光模組500與第 三實施例之背光模組400的差異做介紹。發光元件540之 12 1342974 94047 16743twf.doc/e 晶片542的背面是暴露於外而未被封裝膠體546覆蓋。導 熱材550配置於電路板530之挖空區532内，並接觸位於 挖空區532上下的晶片542與金屬板520。因此，導熱材 550可直接由晶片542背面將熱傳遞至金屬板520。另外， 本實施例之導熱材550可採用金屬塊或其他適當材質。當 導熱材550為金屬塊時，導熱材550與晶片542之間可配 置一導熱膏560 ’以使導熱材550與晶片542之間具有最 佳的熱傳導路徑。背光模組500的其他構件的設計與圖5 之背光模組400相似，在此即省略其介紹。 [第五實施例] 圖7繪示為本發明第五貫施例之背光模組的局部剖面 圖。請參照圖7，以下將就本實施例之背光模組6〇〇與第 四實施例之背光模組500的差異做介紹。背光模組6〇〇更 包括一絕緣導熱材670，其配置於接腳644上並跨過電路 板630之邊緣而接觸金屬板620。換言之，背光模組6〇〇 中除了導熱材650可直接由晶片642背面將熱傳遞至金屬 板620外，還可藉由·絕緣導熱材670將熱從接腳644傳遞 至金屬板620。背光模組600的其他構件的設計與圖6之 背光模組500相似，在此即省略其介紹。 [第六實施例] 圖8繪示為本發明第六實施例之背光模組的局部剖面 圖。請參照圖8，以下將就本實施例之背光模組700與第 四實施例之背光模組500的差異做介紹。本實施例包括反 射片720，而背光模組700更包括一金屬板780。其中，光 13 94047 16743twf.doc/e 學板件710、反射片720、電路板730與發光元件740都配 置於金屬板780上，而電路板730與發光元件740位於金 屬板780與入光面712之間。由於反射片720的設置，因 此發光元件740所發出的光線可大部分由入光面712進入 光學板件710。另外，金屬板780可為一紹背板。背光模 組700的其他構件的設計與圖6之背光模組5〇〇相似，在 此即省略其介紹。 [第七實施例] 圖9繪示為本發明第七實施例之背光模組的局部剖面 圖。請參照圖9，以下將就本實施例之背光模組8〇〇與第 六實施例之背光模組700的差異做介紹。背光模組8〇〇更 包括一絕緣導熱材870，其配置於接腳844上並跨過電路 板830之邊緣而接觸反射片820。換言之，背光模組8〇〇 中除了導熱材850可直接由晶片842背面將熱傳遞至反射 片820外，還可藉由絕緣導熱材87〇將熱從接腳科4傳遞 至反射片820後再導到金屬板88〇 ;另外，金屬板88〇可 為一鋁背板。背光模·組800的其他構件的設計與圖8之背 光模組700相似’在此即劣略其介紹。 [第八實施例] 圖10繪示為本發明第八實施例之背光模組的局部剖 面圖。請參照圖10,以下將就本實施例之背光模組900與 第一貫把例之背光模組200的差異做介紹。本實施例中， 反射片920位於入光面912與電路板93〇之間’且位於發 光元件940旁。導熱材950配置於接腳944與反射片92〇 94047 16743twf.doc/e 1132及位於開口 1134内的導熱材】iso而傳導至金眉板 Π20進行散熱。背光模組1100的其他構件的設計與圖5 之背光模組400相似，在此即省略其介紹。 承上所述’本發明之背光模組的主要特徵在於，發光 元件與金屬板之間配置有導熱材，而金屬板是背板、反 射片或其他金屬板皆可，金屬板也可同時包括紹背板、反 射片或其他金屬板’並都在發光元件與金屬板之間配置導 熱材。導熱材可以是金屬塊、絕緣導熱膠或其他適當導熱 材。以上變化皆可視設計需求而做變動，並不限定於上述 的實施例。 圖13繪示為本發明一實施例之液晶顯示器的示意 圖。本實施例之液晶顯示器1200包^括一液晶顯示面板丨2 & 與配置於其下方的背光模組1220，其中背光模組122〇可 為前述各實施例之背光模組或其他具有本發明之特徵的背 光模組。另外，背光模組1220中的光學板件（未繪示）是 以出光面朝向液晶顯示面板1210而配置。 綜上所述’在本發明之液晶顯示器及其背光模組中， 是將發光元件所產生的熱量藉由導熱材而傳遞至附近的金 屬板。因此，相較於習知技術而言，本發明之液晶顯示器 及其背光模組具有較佳的散熱效率如此一來，不僅可使 用較大電流驅動發光元件而獲得較高亮度而不會有散熱效 率不佳的問題，還可避免散熱效率不佳時發光效率降低的 缺點。同時，由於單一發光元件所能提供的亮度增加，因 此也可減少發光元件的配置數量，進而節省液晶顯示器及 1342974 94047 16743twf.doc/e 其背光模組的製造成本。 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以 限f本發明’任何熟習此技藝者，在不麟本發明之精神 ^乾圍内，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護 鈿圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 圖1繪示為一種習知側邊入光式背光模組的局部剖面 圖。 圖2繪示為本發明第一實施例之背光模組的局部剖面 圖。 圖3績示為圖2中發光元件的排列方式。 圖4繪示為本發明第二實施例之背光模組的剖面圖。 圖5繪示為本發明第三實施例之背光模組的局部 圖。 。卸 圖6繪示為本發明第四實施例之背光模組的局部剖面 圖。 圖7繪示為本發明第五實施例之背光模組的局部剖面 圖。 圖8繪示為本發明第六實施例之背光模組的局部剖面 圖。 圖9繪示為本發明第七實施例之背光模組的局部剖面 圖。 ° 圖10繪示為本發明第八實施例之背光模組的局部剖 面圖。 17 1342974 94047 16743twf.doc/e 面圖 圖11繪示為本發明第九實施例之背光模組的局部剖 圖12 面圖 繪示為本發明第十實施例之背光模組的局部剖 圖13繪示為本發明一實施例之液晶顯示器的示意圖 【主要元件符號說明】 Θ 100 背光模組 112 電路板 114 發光二極體 120 導光板 130 鋁背板 200、300、…、11〇〇 :背光模組 210、310、710 :光學板件 212、312、712、912、1012 :入光面 214 :出光面 220、320、420、520、620、780、880、980 :金屬板 720、820、920、1020、1120 :反射片 230、430、530、…、1130 :電路板 240、440、540、740、1040、1140 :發光元件 242、542、642、842 :晶片 244、444、544、644、844、944、1044 :接腳 246、546 :封裝膠體 250、450、550、650、850、950、1050、1150 :道 Α 材 斧熱 18 1342974 94047 16743twf.doc/e 432 :挖空區 560 :導熱膏 670、870、1070 :絕緣導熱材 1090 :反射片 1132 :核心金屬層 1134 :開口

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Claims (1)

1. 十、申請專利範圍： 1.一種背光模組，包括： 一光學板件，具有—人光面與-出光面； 至少-金屬板，配置於該光學板件之該人光面側； 多個發光it件，配置於該金屬板與該人光面之間，每 一發光元件具有多個接腳； 接腳電性連接，其中電路板具有第-t面以及與苐-表面相對的第二表面，該第—表面與金 屬板直接接觸；以及 “ ▲ 一等熱材，配置於該些發光元件與該金屬板之間，复 中該導熱材為絕緣材質，部分該導熱材配置於該第二^ 面，並直接接觸至少該些接腳的其中之一以及該=屬&广 用以將該發光元件難生之熱量料至縣屬板進行散 2‘如申請專利範圍第1項所述之背光模組，更包括一 第二絕緣導熱材，其中該電路板具有至少一挖空區，每一 °玄發光元件具有一晶片，而該第二絕緣導熱材配置於該挖 空區内並接觸位於該挖空區的該晶片與該金屬板。、°Λ 6 3. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，更包括_ 反射片’其中該反射片位於該些發光元件旁，且該導熱材 配置於該些接腳與該反射片之間。 4. 如申請專利範圍第2項所述之背光模組，更包括― 反射片’其中該反射片位於該些發光元件旁，且該導熱材 配置於該些接腳與該反射片之間。 1342974 5. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，更包含一 第二絕緣導熱材，其中該電路板為多層板且具有一核心金 屬層，該電路板之該第一表面與第二表面分別具有一開 口，該些開口暴露部分的該核心金屬層，而該第二絕緣導 熱材配置於該些開口内，該發光元件所產生之熱量是經由 該核心金屬層及位於該些開口内的該導熱材而傳導至該金 屬板進行散熱。 6. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該些 發光元件是排成一列，而該些接腳是位於該列發光元件之 兩側。 7. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該些 發光元件為發光二極體。 8. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該金 屬板為鋁背板。 9. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該金 屬板為反射片。 10. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該導 熱材為絕緣導熱膠。 11. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該些 發光元件是呈面陣列排列。 12. —種液晶顯示器，包括： 一液晶顯示面板； 一背光模組，配置於該液晶顯示面板下方，該背光模 組包括： 21 月β曰修正替換頁 1Q0-T.1R ___ 一光學板件，具有—人光面與-出光面； 至少一金屬板，配置於該光學板件之該入光面側； 多個發光元件，配置於該金屬板與該入光面之 間，每一發光元件具有多個接腳； -電路板，與該些接腳電性連接，其中電路板且有第 一表面以及與第-表面相對的第二表面，該第一表面 與金屬板直接接觸；以及 一導熱材，配置於該些發光元件與該金屬板之 間，其中該導熱材為絕緣材質，部分該導熱材配 置於《亥第一表面，並直接接觸至少該些接腳的其 中之-以及該金屬板，用以將該發光元件所產^ 之熱量傳導至該金屬板進行散熱。 13·如申請專職㈣12項所述之液晶顯示器，其中 該背光模組更包括-第二絕緣導熱材，其中該電路板具有 至^-挖空區’每-該發光元件具有—晶片，而該第二絕 緣V熱材配置於&挖空區内並接觸位於該挖空區的該晶 與該金屬板。 14.如申請專利範圍第12項所述之液晶顯示器，更包 括一反射片，其令該反射片位於該些發光元件旁，且該導 熱材配置於該些接腳與該反射片之間。 ▲北15·如申請專利範圍第13項所述之液晶顯示器，其中 该背光模組更包括一反射片，其中該反射片位於發光元件 旁’且s亥導熱材配置於該些接腳與該反射片之間。 22 16. 如申請專利範圍第12項所述之液晶顯示器，其中 該背光模組更包括一第二絕緣導熱材，其中該電路板為多 層板且具有一核心金屬層，該電路板之該第一表面與該第 二表面分別具有一開口，該些開口暴露部分的該核心金屬 層，而該第二絕緣導熱材配置於該些開口内，該發光元件 所產生之熱量是經由該核心金屬層及位於該些開口内的該 導熱材而傳導至該金屬板進行散熱。 17. 如申請專利範圍第12項所述之液晶顯示器，其中 該些發光元件是排成一列，而該些接腳是位於該列發光元 件之兩側。 18. 如申請專利範圍第12項所述之液晶顯示器，其中 該些發光元件為發光二極體。 19. 如申請專利範圍第12項所述之液晶顯示器，其中 該金屬板為鋁背板。 20. 如申請專利範圍第12項所述之液晶顯示器，其中 該金屬板為反射片。 21. 如申請專利範圍第12項所述之液晶顯示器，其中 該導熱材為絕緣導熱膠。 22. 如申請專利範圍第12項所述之液晶顯示器，其中 該些發光元件是呈面陣列排列。 23