CN100437275C - 直下式背光模组 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种直下式背光模组，其包括一反射板、一光源模组及一散热模组，该光源模组位于该反射板的一侧，其包括多个发光二极体。该散热模组位于该反射板的另一侧，其包括多个热管、一散热鳍片及一风扇，该热管的一端与反射板相接，该热管的另一端与散热鳍片连接，风扇位于散热鳍片一侧。该热管的内壁采用纳米介孔结构。该反射板靠近光源模组一侧的表面有一第一覆膜。该反射板远离光源模组一侧的表面有一第二覆膜。

Description

直下式背光模组
【技术领域】
本发明是关于一种直下式背光模组。
【背景技术】
由于液晶显示器面板中的液晶本身不具发光特性，因而，为达到显示效果，须给液晶显示器面板提供一光源，如背光模组。
背光模组是液晶显示产品的关键零组件之一，目前已普遍应用于数码相机、个人数码助理(PDA)、卫星导航系统、计算机监视器以及平面电视上。一般而言，背光模组均设置在一显示屏下方，并具有一光源以及一扩散板，以提供亮度充分且分布均匀的平面光至该显示屏，再通过控制显示屏上的像素电极来形成适当的影像。其中，背光模组可根据光源所在位置，分成光源产生自显示屏正下方的直下式(Direct Illuminance)背光模组或是光源来自显示屏侧边附近的侧光式(Edge Light)背光模组。而由于直下式背光模组是将光源产生器设置在显示屏的正下方，因此可应用于较高亮度或较大尺寸的显示屏，例如计算机监视器以及平面电视机等。
请参阅图1，是现有技术直下式背光模组剖面示意图。背光模组10位于一显示屏20下方，并包括至少一光源产生器(LightSource Generator)11、一设置在光源产生器11与显示屏20之间的扩散板(Diffuser Plate)12、一设置在光源产生器11与扩散板12之间的导光板(Light Guide Plate)13，以及设置在光源产生器11下方并固定于外壳(Housing)15上的反射板(ReflectingSheet)14。其中，光源产生器11是用来提供一光源至显示屏20，反射板14用以将光源产生器11所产生的光线向上反射，以增加光使用率，进而提供一较佳的亮度输出，导光板13用来将光源产生器11产生的该光源散射(Scatter)至扩散板12，扩散板12可将通过其的光线进一步散射，以提供显示屏20均匀分布的光线。而设置在反射板14下方并包覆反射板14周围的外壳15，则是用来固定扩散板12、导光板13、反射板14以及光源产生器11。此外，一般在扩散板12上方通常另设至少一棱镜(PrismSheet)16，以进一步修正光照强度的差异，使显示屏20接收到的光线能有一较均匀的光强照度分布。
背光模组10中的光源11是由多个冷阴极荧光灯管(ColdCathode Cluorescent Lamp，CCFL)构成，各灯管为线性光源，以平行方式排列。冷阴极荧光灯管是依靠管内产生的阴极射线激发管壁的荧光物质而发光。请参阅图2，是该背光模组显示效果示意图。因灯管附近区域亮度较高，而两根灯管间的区域亮度较低，造成显示暗区17，图中虚线为灯管。因此对于背光模组10的整体显示效果而言，亮度及色度的均匀性差，造成显示缺陷。
另，为满足高亮度以及轻量化的要求，上述背光模组10中的光源11往往都安装在一个窄小的密闭空间，工作时所产生的热量往往无法顺利散发出去而会不断累积。工作时间稍长就会造成灯管附近的温度过高，不但会影响显示屏20正常运作，而且会造成显示品质降低，如，部份区域的画面容易产生晃动或闪烁等现象，容易大幅缩减周围元件的使用寿命。因此如何改善背光模组10的散热能力，以增加显示品质与延长元件寿命，是当前的重要课题。
有鉴于此，提供一种具有良好显示效果及散热效果的直下式背光模组实为必要。
【发明内容】
以下，将以若干实施例说明一种具有良好显示效果及散热效果的直下式背光模组。
该直下式背光模组包括一反射板、一光源模组及一散热模组，该光源模组位于该反射板的一侧，该散热模组位于该反射板的另一侧，其包括多个热管，该反射板的侧面或远离光源模组一侧的表面设置多个凹槽，该多个热管的一端分别通过该多个凹槽与该反射板相接，该光源模组包括多个发光二极体。
该散热模组还包括一散热鳍片及一风扇，该热管的另一端与散热鳍片连接，风扇位于散热鳍片一侧。
该热管的内壁采用纳米介孔结构。
该反射板靠近光源模组一侧的表面有一第一覆膜。
该反射板远离光源模组一侧的表面有一第二覆膜。
与现有技术相比，本技术方案直下式背光模组的有益效果在于：其光源模组由多个均匀分布的发光二极体组成，可形成连续光，使光亮度及色度的均匀度均达到最优，且该反射板靠近光源模组一侧的第一覆膜，用以反射光源模组所发的光线至液晶面板，解决了冷阴极荧光灯管产生的显示暗区现象，因此可达到良好显示效果。
并且，利用散热模组中热管的热转移机制可将热由背光模组内部导至散热鳍片。该热管采用具有较好毛细性能的纳米介孔结构，其毛细作用力能使工作流体沿管壳内壁往各个方向扩散，因此散热均匀，纳米级尺寸使得热管管壳内表面的传热面积增大，增强了热管传热能力。风扇的设计，可借助物理作用将热量散至外界。该反射板远离光源模组一侧表面的第二覆膜可更好地传热，将光源模组产生的热量传导至与其相连的散热模组。因此，本发明直下式背光模组具有良好的散热性能。
【附图说明】
图1是现有技术直下式背光模组剖面示意图。
图2是图1所示直下式背光模组显示效果示意图。
图3是本发明直下式背光模组的第一实施方式示意图。
图4是发射板上的凹槽示意图。
图5是图3所示热管结构示意图。
图6是图5中VI区域的局部放大示意图。
图7是表面形成有微小凹陷的基板示意图。
图8是图7中基板VIII区域的局部放大示意图。
图9是本发明直下式背光模组的第二实施方式示意图。
【具体实施方式】
请同时参阅图3与图4，是本发明直下式背光模组的第一实施方式示意图。该直下式背光模组100包括一反射板110、一光源模组120以及一散热模组130。该光源模组120位于该反射板110的一侧，其包括多个发光二极体。该散热模组130位于该反射板110的另一侧并与该反射板110相接。
该反射板110的材质为铜或铝，优选铜，其远离光源模组120一侧的表面设置有多个均匀分布的凹槽111，如图4所示是凹槽111示意图，该凹槽111的形状为圆柱形、圆锥形及半球形等，本实施例中为圆柱形。该反射板110靠近光源模组120一侧的表面有一第一覆膜140，用以反射光源模组120所发的光线至液晶面板(图未示)，其材质为导热金属，如银或铝，优选银。该第一覆膜140是采用直流磁控(Direct Current Magnetron)溅镀而成，厚度为100nm～1,000nm。为更好传热，该反射板110远离光源模组120一侧的表面可进一步形成一第二覆膜150，其材质可为导热金属，例如铜，是采用直流磁控溅镀而成，其厚度为100nm～1,000nm。
该光源模组120由30,000～50,000颗具有R、G、B三原色的发光二极体(LED)光源组成，各LED光源均匀分布，形成连续光，使光亮度及色度的均匀度均达到最优效果。
为得到更均匀的亮度及色度，还可进一步在该光源模组120远离反射板110一侧设置一扩散板160。
该散热模组130包括多个热管(Heat Pipe)131、一散热鳍片(Heat Sink)132以及一风扇133。为增大受热面积，该热管131的热端(未标示)可设置成凸块结构。该热管131的热端与该反射板110垂直相接，并嵌入其凹槽111内。该热管131的冷端(未标示)与散热鳍片132垂直相接，风扇133用以加速散热，其设置在该散热鳍片132的一侧，如图3所示。
请同时参阅图5与图6所示，是本发明热管131结构示意图。该热管131采用纳米介孔技术制作而成，管壳内壁形成有多个均匀排列的微小凹陷1311。该微小凹陷1311的轴向截面包括矩形、V形、U形、弧形或梯形。该凹陷1311的直径、深度均具有纳米级尺寸，均为2～50纳米，优选10～40纳米。该凹陷1311在管壳内壁排布均匀，各个方向上每相邻两个微小凹陷1311间距也为纳米级尺寸，为2～50纳米，优选10～40纳米，因此其具有较好毛细性能，其毛细作用力能使工作流体沿管壳内壁往各个方向扩散，因此散热均匀，纳米级尺寸使得热管131管壳内表面的传热面积增大，增强热管131传热能力。另外，该微小凹陷1311作为毛细吸液结构与管壳作为一整体，结构牢固，毛细性能稳定。进一步地，该形成有微小凹陷1311的管壳内表面上形成一层纳米粉体材料1312，能增强管壳内壁的毛细作用，如图6所示。该纳米粉体材料1312包括二氧化硅、三氧化二铝或其组合，其厚度为1～20纳米，优选2～10纳米。该纳米粉体材料1312采用溅镀(Sputtering)或蒸镀(Evaporation)技术沉积而成。该热管131为真空密封结构，其内部密封有工作流体，该工作流体包括纯水、氨水、甲醇、丙酮、庚烷等液态物质，还包括悬浮在液态工作流体中的导热材料微粒，如铜粉、纳米碳管、纳米碳球、碳纳米线或内部填充有纳米级铜粉的纳米碳管、纳米碳球、碳纳米线。
以下结合附图说明本发明所采用的热管131的制备方法：
请参阅图7及图8，提供一基板102，并在该基板102一表面上形成多个均匀排列的微小凹陷1311。该基板102为一金属薄板，如铜板、铝板、铁板、不锈钢板等。微小凹陷1311的轴向截面可以为矩形、V形、U形、弧形、梯形等，该微小凹陷1311的直径、深度具有纳米级尺寸，在基片102表面排布均匀，且各个方向上每相邻两个微小凹陷1311的间距也为纳米级尺寸。如图8所示凹陷1311为轴向截面为弧形的凹陷，其深度H、直径D以及间距L均为2～50纳米，其中直径D及间距L均优选为10～40纳米。
在基板102表面形成微小凹陷1311的方法包括纳米压印技术，其包括制模及压印步骤，其中制模可包括步骤：设计图案，并制备具有该图案的掩模，该图案及图案尺寸与本发明所需蚀刻的微小凹陷1311对应；提供一硅基片，在该硅基片上涂覆一光阻层；采用上述掩模覆盖在该硅基片上曝光显影；去除掩模，在显影后的硅基片上形成一层金膜；在金膜上电铸一层镍；用氢氧化钾等碱液溶解去除硅；再用反应性离子蚀刻方法去除残留的光阻层，得到复制有预定图案且表面附有一层金膜的镍模。
压模还可以通过下列步骤得到：设计图案，并制备具有该图案的掩模，该图案及图案尺寸与本发明所需蚀刻的微小凹陷1311对应；提供一镍基片，在该镍基片上涂覆一光阻层；采用上述掩模覆盖在该镍基片上曝光显影；采用反应性离子蚀刻方法去除残留的光阻层，得到复制有预定图案的镍模。
本实施方式采用热压印方法在金属基板102上形成微小凹陷1311。
微小凹陷1311形成之后，可在该形成有凹陷的基片表面上形成一层纳米粉体材料1312(参阅图6)，该纳米粉体材料1312包括二氧化硅、三氧化二铝或其组合等，厚度为1～20纳米，优选为2～10纳米。
请参阅图5，将表面形成有微小凹陷1311的基板102成型成管131，形成有凹陷1311的表面为管131的内表面，如图6所示。成型方法包括将基板102卷起成管状并焊接。
将如图5所示的管131内抽成真空，再充入适量热管工作流体，并将其密封在管体中，则制备出热管。其中工作流体包括包括纯水、氨水、甲醇、丙酮、庚烷等液态工作流体，也可以进一步在液态工作流体中添加悬浮在液态工作流体中的导热材料微粒，增强工作流体的传热性能。其中该导热材料微粒包括铜粉、纳米碳管、纳米碳球或内部填充有纳米级铜粉的纳米碳管、纳米碳球。
请参阅图9，是本发明直下式背光模组的第二实施方式示意图。与第一实施方式不同之处在于，该直下式背光模组200中，凹槽211设置在反射板210的侧端，热管231的热端(未标示)垂直于该反射板210的侧端，并嵌入其上的凹槽211内。该热管231的冷端(未标示)与散热鳍片232垂直连接，风扇233可设置于散热鳍片232的一侧，如图9所示。
相较于现有技术，本发明直下式背光模组的光源模组是由多个均匀分布的发光二极体组成，可形成连续光，使光亮度及色度的均匀度均达到最优，且该反射板靠近光源模组一侧的第一覆膜，用以反射光源模组所发的光线至液晶面板，解决了冷阴极荧光灯管产生的显示暗区现象，因此可达到良好显示效果。
该反射板远离光源模组一侧表面的第二覆膜，用以更好地传热，将光源模组产生的热量传导至与其相连的散热模组。利用散热模组中热管的热转移机制将热由背光模组内部导至散热鳍片。本发明热管采用具有较好毛细性能的纳米介孔结构，其毛细作用力能使工作流体沿管壳内壁往各个方向扩散，因此散热均匀，纳米级尺寸使得热管管壳内表面的传热面积增大，增强了热管传热能力。风扇的设计，可借助物理作用将热量散至外界。因此，本发明直下式背光模组具有良好的散热性能。

Claims (12)

1.一种直下式背光模组，其包括：
一反射板；
一光源模组，位于该反射板的一侧；及
一散热模组，位于该反射板的另一侧，其包括多个热管；
其特征在于：该反射板的侧面或远离光源模组一侧的表面设置多个凹槽，该多个热管的一端分别通过该多个凹槽与该反射板相接，该光源模组包括多个发光二极体。
2.如权利要求1所述的直下式背光模组，其特征在于：该反射板的材质为铜或铝。
3.如权利要求1所述的直下式背光模组，其特征在于：该凹槽的形状为圆柱形、圆锥形或半球形。
4.如权利要求1所述的直下式背光模组，其特征在于：该散热模组还包括一散热鳍片及一风扇，该热管的另一端与散热鳍片连接，风扇位于散热鳍片一侧。
5.如权利要求1所述的直下式背光模组，其特征在于：该热管的内壁采用纳米介孔结构。
6.如权利要求1所述的直下式背光模组，其特征在于：该反射板靠近光源模组一侧的表面有一第一覆膜。
7.如权利要求6所述的直下式背光模组，其特征在于：该第一覆膜的材质为导热金属。
8.如权利要求6所述的直下式背光模组，其特征在于：该第一覆膜的厚度为100nm～1,000nm。
9.如权利要求1所述的直下式背光模组，其特征在于：该反射板远离光源模组一侧的表面有一第二覆膜。
10.如权利要求9所述的直下式背光模组，其特征在于：该第二覆膜的材质为导热金属。
11.如权利要求9所述的直下式背光模组，其特征在于：该第二覆膜的厚度为100nm～1,000nm。
12.如权利要求1所述的直下式背光模组，其特征在于：该光源模组远离反射板一侧设置一扩散板。
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