專利名稱：Led散熱裝置、背光模組及液晶裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及液晶產(chǎn)品領(lǐng)域，尤其涉及一種LED散熱裝置、背光模組及液晶裝置。
背景技術(shù)：
在目前的LED背光模組中，LED的使用方式均為將有一定數(shù)量的LED燈I排布在PCB板2上，即組成LED背光模組中所使用的LED燈條，如圖一所示。之后將LED燈條固定在鋁散熱器3上，這樣就形成了背光模組的基本光源部分。如圖二所示。在此部分中，LED燈條要與鋁散熱器進(jìn)行固定，目前最優(yōu)的固定方式為螺釘4加導(dǎo)熱貼，即首先將導(dǎo)熱貼貼附于LED燈條PCB板的背部，然后將其粘貼于鋁散熱器上，同時用 螺釘進(jìn)行鎖固。由于各種介質(zhì)之間導(dǎo)熱系數(shù)大不相同，用導(dǎo)熱貼連接時在兩個連接面之間就會出現(xiàn)接觸熱阻，而接觸熱阻會直接導(dǎo)致熱量傳輸?shù)淖钄唷?br>
實用新型內(nèi)容針對上述問題，本實用新型的目的在于提供一種LED散熱裝置、背光模組及液晶裝置，改進(jìn)了目前燈條與散熱器結(jié)合所產(chǎn)生的接觸面積多，接觸熱阻大的弊端。為達(dá)到上述目的，本實用新型所述一種LED散熱裝置，至少包括多個LED燈、PCB板和散熱器，所述PCB板由導(dǎo)電層和導(dǎo)熱絕緣層粘連構(gòu)成，其中，所述LED燈與導(dǎo)電層粘連，所述散熱器與導(dǎo)熱絕緣層粘連。優(yōu)選地，所述PCB板通過至少一個固定件與所述散熱器固定。優(yōu)選地，所述固定件為螺釘。優(yōu)選地，所述散熱器為鋁散熱器。優(yōu)選地，所述導(dǎo)熱絕緣層為導(dǎo)熱膠。為達(dá)到上述目的，本實用新型所述一種背光模組，至少包括背光板、光學(xué)模組以及LED散熱裝置，其中，所述LED散熱裝置為上述的LED散熱裝置，該散熱裝置上的散熱器與所述背光板固定在一起，所述光學(xué)模組置于背光板上方。優(yōu)選地，所述散熱器為L形，PCB板和LED燈均固定在L形散熱器一個折邊的內(nèi)側(cè)面上，另一折邊的外側(cè)面與所述背光板固定連接。優(yōu)選地，所述散熱器為長條形，PCB板和LED燈均固定在散熱器一側(cè)面的上部，所述該側(cè)面的下部與所述背光板固定連接。優(yōu)選地，所述散熱器為長條形，PCB板和LED燈均固定在散熱器一側(cè)面上，與該側(cè)面對應(yīng)的另一側(cè)面與所述背光板固定連接，且LED燈朝向背光板中心方向。為達(dá)到上述目的，本實用新型所述一種液晶裝置，至少包括外殼、外殼內(nèi)的背光模組和液晶屏，所述背光模組為上述的背光模組。本實用新型的有益效果為本實用新型將散熱器直接作為LED的貼片基板，將LED燈條貼在散熱器上。省去了 PCB板的金屬基層以及用于粘連燈條的導(dǎo)熱貼層，減少了熱量在各種介質(zhì)之間傳輸?shù)慕佑|熱阻，直接將LED燈工作時產(chǎn)生的熱量傳輸?shù)缴崞魃希岣吡松嵝省?br>
圖I是現(xiàn)有LED燈條的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是現(xiàn)有LED燈條固定在背板上的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實用新型實施例I所述LED散熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實用新型實施例2所述LED散熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本實用新型實施例3所述LED散熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是現(xiàn)有LED散熱裝置的介質(zhì)層示意·[0023]圖7是本實用新型所述LED散熱裝置的介質(zhì)層示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合說明書附圖對本實用新型做進(jìn)一步的描述。目前的LED燈條要與鋁散熱器進(jìn)行固定，其固定方式為螺釘加導(dǎo)熱貼。即首先將導(dǎo)熱貼貼附于PCB板的背部，然后將其粘貼于鋁散熱器上，同時用螺釘進(jìn)行鎖固。對于PCB板來說，PCB板包括導(dǎo)電層、導(dǎo)熱絕緣層和金屬基層，以上述的LED燈條與鋁散熱器的連接方式所知，導(dǎo)熱貼是是起到粘連所述金屬基層與鋁散熱器的目的。在使用導(dǎo)熱貼作為連接物質(zhì)后，由于各種介質(zhì)之間導(dǎo)熱系數(shù)大不相同，用導(dǎo)熱貼連接時在兩個連接面之間就會出現(xiàn)接觸熱阻，而接觸熱阻會直接導(dǎo)致熱量傳輸?shù)淖钄唷Ｔ诮鉀Q問題之前，首先先對接觸熱阻進(jìn)行了解。接觸熱阻是熱量流過兩個相接觸的固體的交界面時，界面本身對熱流呈現(xiàn)出明顯的熱阻。產(chǎn)生接觸熱阻的主要原因是，任何外表上看來接觸良好的兩物體，直接接觸的實際面積只是交界面的一部分，其余部分都是縫隙。接觸熱阻使熱流流過交界面時，沿?zé)崃鞣较驕囟劝l(fā)生突然下降，即介質(zhì)兩側(cè)會出現(xiàn)較大的溫度差，這樣就會造成熱量傳輸效率的降低。同時，溫度升高時LED的電阻會增大，發(fā)光效率會降低。為了解決上述的LED燈散熱不良以及熱阻太大的問題，本實用新型實施例所述一種LED散熱裝置，至少包括多個LED燈、PCB板和散熱器，所述PCB板由導(dǎo)電層和導(dǎo)熱絕緣層粘連構(gòu)成，其中，所述LED燈與導(dǎo)電層粘連，所述散熱器與導(dǎo)熱絕緣層粘連。在本實用新型的設(shè)計理念中，所述PCB板的構(gòu)成只包括導(dǎo)電層和導(dǎo)熱絕緣層，不再設(shè)置金屬基層，讓散熱器代替金屬基層的位置。使得LED燈條無需導(dǎo)熱貼與散熱器進(jìn)行粘連固定。LED燈條實際上就是LED燈固定在PCB板上構(gòu)成的。因此，LED燈條與散熱器連接所達(dá)到的散熱效果，實際上就是散去多個LED燈所產(chǎn)生的熱量。在LED燈條與散熱器的固定結(jié)構(gòu)上，所述PCB板通過至少一個固定件與所述散熱器固定。在一般情況下，所述固定件為螺釘。所述散熱器為鋁散熱器。由于PCB板的導(dǎo)電層是為了串接所有LED燈使用的，而導(dǎo)熱絕緣層是為了防止LED燈條與散熱器發(fā)生電路連接的。因此，所述導(dǎo)熱絕緣層可采用導(dǎo)熱膠，既能達(dá)到絕緣的效果，又能起到快速導(dǎo)熱的目的。在液晶背光模組的基本架構(gòu)中，鋁散熱器與LED燈條處于最內(nèi)部，兩者固定好后通過螺釘直接固定于背板上。這樣基本的散熱系統(tǒng)可以如下所述由于LED為半導(dǎo)體組件，其在通電后一部分電能轉(zhuǎn)化為光能，另一部分電能則由于LED電阻的存在轉(zhuǎn)化熱能，其中做為背光使用的LED的有用能量為光能，熱能為無用能量?，F(xiàn)有的LED燈散熱，熱能是通過PCB板與導(dǎo)熱貼傳導(dǎo)到鋁散熱器上，通常鋁散熱器設(shè)計的表面積較大，以增強散熱效果。同時有一部分熱量也會通過散熱器傳導(dǎo)到整個背板表面。但是，如上述所述現(xiàn)有的LED燈散熱所使用的散熱結(jié)構(gòu)，在使用導(dǎo)熱貼作為連接物質(zhì)后，由于各種介質(zhì)之間導(dǎo)熱系數(shù)大不相同，用導(dǎo)熱貼連接時在兩個連接面之間就會出現(xiàn)接觸熱阻，而接觸熱阻會直接導(dǎo)致熱量傳輸?shù)淖钄?。為達(dá)到上述目的，本實用新型所述一種背光模組，至少包括背光板、光學(xué)模組以及LED散熱裝置，其中，所述LED散熱裝置為本實用新型上述的LED散熱裝置，該散熱裝置上的散熱器與所述背光板固定在一起，所述光學(xué)模組置于背光板上方。該方案的構(gòu)想為將PCB板的導(dǎo)電層與導(dǎo)熱絕緣層直接連在鋁散熱器上，然后將LED燈直接貼于鋁散熱器上。從另一個角度來講，也就是使整個散熱器作為LED燈條的金屬基層，這樣就直接省掉了原來結(jié)構(gòu)中的金屬基層及導(dǎo)熱貼層，同時減少了 2個接觸面。熱在傳導(dǎo)過程中就會直接將熱量傳導(dǎo)到鋁散熱器上，提高了散熱效率。下面以具體實施例對散熱結(jié)構(gòu)進(jìn)行解釋說明實施例I :如圖3所示，所述散熱器為L形，PCB板2和LED燈I均固定在L形散熱器3 —個折邊的內(nèi)側(cè)面上，另一折邊的外側(cè)面與所述背光板10固定連接；且1^0燈朝向背光板中心方向。在該實施例中，所述LED燈固定在PCB板上構(gòu)成LED燈條，該LED燈條固定在L形散熱器一個折邊的內(nèi)側(cè)面上，其中，所述PCB板包括導(dǎo)電層和導(dǎo)熱絕緣層，所述多個LED燈固定在導(dǎo)電層上，用于將多個LED燈連接在一起共同為背光模組提供光源。所述導(dǎo)熱絕緣層貼附于L形散熱器一個折邊的內(nèi)側(cè)面上，L形散熱器的另一個折邊與背光板固定連接。且LED燈朝向背光板中心方向，對背光板上方的光學(xué)模組提供反射光。實施例2如圖4所不,所述散熱器為長條形,PCB板2和LED燈I均固定在散熱器3 —側(cè)面的上部，所述該側(cè)面的下部與所述背光板10固定連接；且LED燈是朝向背光板中心方向。在該實施例中，所述LED燈固定在PCB板上構(gòu)成LED燈條，該LED燈條固定在條形散熱器一側(cè)面的上部，其中，所述PCB板包括導(dǎo)電層和導(dǎo)熱絕緣層，所述多個LED燈固定在導(dǎo)電層上，用于將多個LED燈連接在一起共同為背光模組提供光源。所述導(dǎo)熱絕緣層貼附于條形散熱器一側(cè)面的上部，條形散熱器該側(cè)面的下部與背光板固定連接。且LED燈朝向背光板中心方向，對背光板上方的光學(xué)模組提供反射光。實施例3如圖5所示，所述散熱器為長條形，PCB板2和LED燈I均固定在散熱器3 —側(cè)面上，與該側(cè)面對應(yīng)的另一側(cè)面與所述背光板10固定連接，且LED燈朝向背光板中心方向。在該實施例中，所述LED燈固定在PCB板上構(gòu)成LED燈條，該LED燈條固定在條形散熱器一側(cè)面上，其中，所述PCB板包括導(dǎo)電層和導(dǎo)熱絕緣層，所述多個LED燈固定在導(dǎo)電層上，用于將多個LED燈連接在一起共同為背光模組提供光源。所述導(dǎo)熱絕緣層貼附于條形散熱器的一側(cè)面上，條形散熱器的另一個側(cè)面與背光板固定連接。且LED燈朝向背光板中心方向，對背光板上方的光學(xué)模組提供反射光。對本實用新型進(jìn)行散熱效果的分析
^AT根據(jù)熱傳導(dǎo)速率方程-fi + f,
tr '其中AT為溫度梯度，i為熱阻，W為接觸熱阻，\為熱傳導(dǎo)系數(shù)，其由傳導(dǎo)介質(zhì)
XA 決定。根據(jù)以上的公式，如圖7所示，很明顯可以看出，本實用新型所述的LED燈條的熱
傳導(dǎo)速率方程為
0 (T1-T2)+ (T2-T,)T1-T31 ^ + ^ +i + i +土灰
A2A tTA2A tr如圖6所示，通常情況下的LED燈條加散熱器結(jié)構(gòu)的熱傳導(dǎo)速率方程為
O2=_^_S1 ^ S2 ^ S3 ^ S4 ^
A1A A2A A3A A4A 1下面就以上兩公式進(jìn)行分析很明顯，如圖7所示，LED燈條介質(zhì)為導(dǎo)電層5、導(dǎo)熱絕緣層6和散熱器層7，由于本實用新型的所涉及的LED燈條介質(zhì)較少，即O1的熱阻值只存在2個，同時其接觸熱阻也較少，存在3個，也就是說其分母較小。由于本實用新型中LED與鋁散熱器直接相連，熱傳導(dǎo)速率較大，因此熱量會很快傳導(dǎo)到散熱器上，而散熱器內(nèi)外兩側(cè)溫差較大，因此對流速度較快，散熱效率也就較高，熱量很快就會被空氣帶走。這樣LED燈所發(fā)出的熱量會及時排出，從而提高LED的發(fā)光效率。而對于普通的LED燈條加散熱器結(jié)構(gòu)，如圖6所示，LED燈條介質(zhì)為導(dǎo)電層5、導(dǎo)熱絕緣層6、金屬基層8、導(dǎo)熱貼層9和散熱器層7，其介質(zhì)較多，并且導(dǎo)熱膠要經(jīng)過貼附操作，因此各個介質(zhì)之間的連接不可能完全緊密，很容易出現(xiàn)接觸熱阻，因此O2較小。傳輸速率較小時會出現(xiàn)熱量聚集在PCB表面而無法很快導(dǎo)出的現(xiàn)象。這對于LED來說，當(dāng)溫度無法及時散失的話，影響其發(fā)光效率。通常情況下，在LED燈顆數(shù)相同的條件下，使用本實用新型所述的LED燈條的溫度會比普通燈條加鋁型材的結(jié)構(gòu)的燈條溫度低10°C左右。這對于目前的模組光源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型提供了有利條件。目前大多數(shù)背光均為單長邊結(jié)構(gòu)，由于競爭的激烈，因此大多數(shù)背光公司正在探索將單長邊優(yōu)化為單短邊，這樣變?yōu)閱味踢吅罂梢圆捎酶吖β实兔芏鹊腖ED排布方式來節(jié)省成本。以42寸單短邊為例，如果使用LED燈條加鋁散熱器的方式，其燈條表面溫度可以達(dá)到85°C左右，很容易將圖六中所示的導(dǎo)光板靠近燈條部分融化，而使用本實用新型所述的燈條后其溫度會在70°C左右，很好的降低了溫度，使短邊方案成為可能。另以32寸LED背光模組為例，在電流與其它均相同的條件下，PCB板表面溫度為70°C時背光模組的亮度會比表面溫度為50°C時背光模組的亮度低近5% -10%，也就是說在低溫度下，我們可以減少5% -10%的LED數(shù)量，從而降低成本。[0055]同時，當(dāng)熱量散失較快，燈條溫度較低時，會避免由于溫度及溫度梯度引起的所有問題。例如，當(dāng)溫度梯度較大時，液晶面板中的液晶分子會因溫度梯度較大，發(fā)生極化和旋轉(zhuǎn)，這就會導(dǎo)致在模組的黑場出現(xiàn)主觀上的熱漏光問題。另外，光學(xué)膜片溫度適應(yīng)性基本都在70°C左右，溫度再高就會出現(xiàn)膜片起皺的現(xiàn)象，使用本發(fā)明中的LED燈條后，會很好的避免這些問題。為達(dá)到上述目的，本實用新型所述一種液晶裝置，至少包括外殼、外殼內(nèi)的背光模組和液晶屏，所述背光模組為上述的背光模組。以上，僅為本實用新型的較佳實施例，但本實用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替 換，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求所界定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種LED散熱裝置，其特征在于，至少包括多個LED燈、PCB板和散熱器，所述PCB板由導(dǎo)電層和導(dǎo)熱絕緣層粘連構(gòu)成，其中，所述LED燈與導(dǎo)電層粘連，所述散熱器與導(dǎo)熱絕緣層粘連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的LED散熱裝置，其特征在于，所述PCB板通過至少一個固定件與所述散熱器固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的LED散熱裝置，其特征在于，所述固定件為螺釘。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的LED散熱裝置，其特征在于，所述散熱器為鋁散熱器。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的LED散熱裝置，其特征在于，所述導(dǎo)熱絕緣層為導(dǎo)熱膠。
6.一種背光模組，其特征在于，至少包括背光板、光學(xué)模組以及LED散熱裝置，其中，所述LED散熱裝置為上述權(quán)利要求1-5中任意權(quán)利要求所述的LED散熱裝置，該散熱裝置上的散熱器與所述背光板固定在一起，所述光學(xué)模組置于背光板上方。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的背光模組，其特征在于，所述散熱器為L形，PCB板和LED燈均固定在L形散熱器一個折邊的內(nèi)側(cè)面上，另一折邊的外側(cè)面與所述背光板固定連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的背光模組，其特征在于，所述散熱器為長條形，PCB板和LED燈均固定在散熱器一側(cè)面的上部，所述該側(cè)面的下部與所述背光板固定連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的背光模組，其特征在于，所述散熱器為長條形，PCB板和LED燈均固定在散熱器一側(cè)面上，與該側(cè)面對應(yīng)的另一側(cè)面與所述背光板固定連接，且LED燈朝向背光板中心方向。
10.一種液晶裝置，至少包括外殼、外殼內(nèi)的背光模組和液晶屏，其特征在于，所述背光模組為上述權(quán)利要求6-9中任意權(quán)利要求所述的背光模組。
專利摘要本實用新型公開一種LED散熱裝置、背光模組及液晶裝置，其特征在于，至少包括多個LED燈、PCB板和散熱器，所述PCB板由導(dǎo)電層和導(dǎo)熱絕緣層粘連構(gòu)成，其中，所述LED燈與導(dǎo)電層粘連，所述散熱器與導(dǎo)熱絕緣層粘連。本實用新型將散熱器直接作為LED的貼片基板，將LED燈條貼在散熱器上。省去了PCB板的金屬基層以及用于粘連燈條的導(dǎo)熱貼層，減少了熱量在各種介質(zhì)之間傳輸?shù)慕佑|熱阻，直接將LED燈工作時產(chǎn)生的熱量傳輸?shù)缴崞魃?，提高了散熱效率?br> 文檔編號F21Y101/02GK202501430SQ201220126979
公開日2012年10月24日 申請日期2012年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月29日
發(fā)明者宋志成, 文喜平 申請人:青島海信電器股份有限公司