專利名稱：發(fā)光二極管模組和使用該模組的背光系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管模組和使用該模組的背光系統(tǒng)。
背景技術：
目前，無自發(fā)光性質的液晶材料(Liquid Crystal)已廣泛應用于如電視、計算機屏幕、液晶投影、行動電話和個人數(shù)字助理(Personal Digital Assistants，PDA)等不同尺寸的液晶顯示器(Liquid Crystal Displays，LCD)上，而為達到顯像的目的，必須搭配光源照射液晶。由于光源一般置于液晶面板的后，所以稱為背光源，而此面板的后包含光源的所有元件總成則稱為背光系統(tǒng)。背光系統(tǒng)包括背光源和其光學元件，依背光源的位置的不同，背光系統(tǒng)一般可分為側光式(Edge Lighting)和直下式(Bottom Lighting)兩種。
請參見圖1，其為現(xiàn)有技術中采用冷陰極熒光燈(ColdCathode Fluorescent Lamp，CCFL)作為背光源的直下式背光系統(tǒng)結構。該背光系統(tǒng)10包括一反射腔11，其具有一反射邊墻和一反射底面；多個位于反射底面的冷陰極熒光燈12，其排列方式如圖2所示；一擴散板13，其位于反射腔11之上并與上述反射底面完全平行，光自反射腔11射出后通過擴散板13將線光源變更為面光源，使光線分布變得更均勻；和位于擴散板13上順序排列的擴散片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擴散板13射出光線的方向，提高正面輝度和光學利用率等。
但是，采用CCFL作為背光源，其功耗較大、亮度均一性和白光純度不佳、成本較高。而且其亮度會隨著時間逐漸減弱，顏色亦會改變，使用壽命則介于15,000到25,000個小時之間。此外，CCFL光源僅涵蓋NTSC(National Television SystemCommittee)所定義色彩空間的75％。因此CCFL光源難以滿足液晶顯示的高質量等發(fā)展需求。
目前，大功率發(fā)光二極管(High Power Light Emitting Diode，簡稱High Power LED)涵蓋NTSC所定義色彩空間的105％，其具有高亮度、低功耗、長壽命等優(yōu)點。High Power LED使液晶在綠色與紅色的純度與層次表現(xiàn)上達到前所未有的水準，而且能進一步消除CCFL背光源液晶面板的殘影現(xiàn)象。
請參見圖3，其為現(xiàn)有技術中采用大功率發(fā)光二極管陣列作為背光源的背光系統(tǒng)結構。該背光系統(tǒng)20包括一反射腔21，其具有一反射邊墻和一反射底面；一位于反射底面的由多個大功率發(fā)光二極管模組22形成的發(fā)光陣列，其排列方式如圖4所示；一擴散板23，其位于反射腔21之上并與上述反射底面完全平行；和位于擴散板23上順序排列的擴散片24，集光片25和反射式偏光增亮膜26。但是，該背光系統(tǒng)20中缺少散熱系統(tǒng)。于相對較封閉的背光系統(tǒng)20內，多個大功率發(fā)光二極管模組22于長時間工作狀態(tài)下將產生局部溫度過熱，從而影響發(fā)光二極管的正常工作和縮小使用壽命。
有鑒于此，提供一種具有散熱系統(tǒng)，用以提高使用壽命的發(fā)光二極管模組和使用該發(fā)光二極管的背光系統(tǒng)實為必要。

發(fā)明內容下面將以若干實施例說明一種具有散熱系統(tǒng)，用以提高使用壽命的發(fā)光二極管模組。
以及通過這些實施例說明一種具有散熱系統(tǒng)，用以提高使用壽命的背光系統(tǒng)。
為實現(xiàn)上述內容，提供一種發(fā)光二極管模組，其包括一金屬電路板；一設于該金屬電路板一表面的發(fā)光二極管單元，其與該金屬電路板電性連接；和一連接該金屬電路板相對應于該發(fā)光二極管單元另一表面的散熱裝置。
其中，該發(fā)光二極管單元包括白光發(fā)光二極管或混光發(fā)光二極管元件，該混光發(fā)光二極管元件包括以一定組合方式排列的多個紅、綠、藍發(fā)光二極管，其可混合產生白光。
優(yōu)選的，該散熱裝置為散熱鰭片。
以及，提供一種背光系統(tǒng)，其包括一反射腔，其具有一反射底面和與該反射底面相連的四側面，該底面和四側面形成一開口；一位于該反射腔開口處的擴散片；一位于該擴散片上的集光片；和多個發(fā)光二極管模組排布于該反射腔內，該發(fā)光二極管模組包括一金屬電路板，一設于該金屬電路板一表面的發(fā)光二極管單元，其與該金屬電路板電性連接并朝向該擴散片，和一連接該金屬電路板相對應于該發(fā)光二極管單元的另一表面的散熱裝置。
與現(xiàn)有技術相比較，本技術方案的背光系統(tǒng)的多個發(fā)光二極管模組結構中設有與金屬電路板緊密連接的散熱裝置，發(fā)光二極管單元的點光源散發(fā)出的熱量經過金屬電路板后被散熱裝置散去，此結構有利于將點熱源轉變成面熱源，加快散熱效率，所以，本技術方案的背光系統(tǒng)在采用發(fā)光二極管模組后具有高亮度、低功耗、長壽命的優(yōu)點。另，如該采用混光發(fā)光二極管元件，通過RGB三色發(fā)光二極管混光，可獲得白光純度高、亮度均勻的面光源，且其色度和色溫可調，所以，本技術方案的背光系統(tǒng)的可獲得更佳的亮度均勻性和高白光純度。

圖1是現(xiàn)有技術中采用冷陰極熒光燈作為背光源的背光系統(tǒng)的側視圖。
圖2是圖1所示背光系統(tǒng)的俯視圖。
圖3是現(xiàn)有技術中采用發(fā)光二極管作為背光源的背光系統(tǒng)的側視圖。
圖4是圖3所示背光系統(tǒng)的俯視圖。
圖5是第一實施例的發(fā)光二極管模組的側視圖。
圖6是第二實施例的發(fā)光二極管模組的側視圖。
圖7是第三實施例的發(fā)光二極管模組的側視圖。
圖8是圖7所示發(fā)光二極管模組的俯視圖。
圖9是本技術方案第四實施例的背光系統(tǒng)的側視圖。
圖10是圖9所示背光系統(tǒng)的俯視圖。
具體實施方式

下面結合附圖將對本發(fā)明實施例作進一步的詳細說明。
請參見圖5，本發(fā)明第一實施例提供一種發(fā)光二極管模組50，其包括一金屬電路板54；一設于該金屬電路板54上表面的大功率白光發(fā)光二極管52，其與該金屬電路板54電性連接；和一連接該金屬電路板54下表面的散熱鰭片58。其中，該金屬電路板54，白光發(fā)光二極管52和散熱鰭片58之間均通過散熱膏連結固定。
該金屬電路板54可以為金屬印刷電路板，其具有一驅動電路(圖未示)，用以提供并控制該白光發(fā)光二極管52的驅動電流，使其發(fā)出具有一定亮度的白光。該金屬電路板54和散熱鰭片58材料選自高導熱性材料，如銅、鋁或其合金，以利用其高導熱性能，將該白光發(fā)光二極管52散發(fā)的熱量擴散到整個金屬電路板54和散熱鰭片58，從而實現(xiàn)熱量從點熱源擴散成面熱源的目的。
請參見圖6，本發(fā)明第二實施例提供一種發(fā)光二極管模組60，其包括一金屬電路板64；一設于該金屬電路板64上表面的混光發(fā)光二極管元件62；和一連接該金屬電路板64下表面的散熱鰭片68。該混光發(fā)光二極管元件62采用三個線性串聯(lián)的RGB發(fā)光二極管(R代表紅光發(fā)光二極管，G代表綠光發(fā)光二極管，B代表藍光發(fā)光二極管)，其與金屬電路板64電性連接。本實施與第一實施例不同的處在于將混光發(fā)光二極管元件62取代白光發(fā)光二極管，該元件62通過三基色混合產生白光，且白光色坐標可達到Cx＝0.35，Cy＝0.38。
請參見圖7，本發(fā)明第三實施例提供一種發(fā)光二極管模組70，其包括一金屬電路板74；一設于該金屬電路板74上表面的混光發(fā)光二極管元件72；和一連接該金屬電路板74下表面的散熱鰭片78。本實施與第二實施例不同的處在于該RGB混光發(fā)光二極管元件72采包括五個發(fā)光二極管，其分別為兩個紅光發(fā)光二極管，兩個綠光發(fā)光二極管，和一個藍光發(fā)光二極管。該五個發(fā)光二極管的排列方式為GRBRG線性排列。
請參見圖8，該五個發(fā)光二極管通過散熱膏線性排列于金屬電路板74，其相互間距為9mm。該五個發(fā)光二極管的正極端743和負極端744分別設于同一側。該金屬電路板74表面設有一驅動電路(圖未示)，以及設有與該驅動電路陰極連接的電路741和與該驅動電路陽極連接的電路742。從左向右方向，電路741呈方形波狀連續(xù)串接G發(fā)光二極管的正極、R發(fā)光二極管的負極、B發(fā)光二極管的正極、R發(fā)光二極管的負極、G發(fā)光二極管的正極；同樣的，從左向右方向，電路742呈方形波狀連續(xù)串接G發(fā)光二極管的負極、R發(fā)光二極管的正極、B發(fā)光二極管的負極、R發(fā)光二極管的正極、G發(fā)光二極管的負極。其中電路741和742相交處電絕緣。另外，該金屬電路板的驅動電路(圖未示)可提供并控制該元件72的驅動電流，使該五個發(fā)光二極管通過三基色混合產生白光。優(yōu)選的，該五個發(fā)光二極管的能量配比為G∶R∶B＝1∶1∶0.18。
本技術方案中所稱的“混光發(fā)光二極管元件”是指將多個紅、綠、藍發(fā)光二極管以一定組合方式排列可產生白光的結構?？梢岳斫?，本技術方案的混光發(fā)光二極管元件亦可采用RGBGR，GRBBRG，RGBBGR，GRBGGBRG，GRBBRGGRB等線性排列，各排列中發(fā)光二極管的能量配比應視所要求的白光色度(WhitePoint)而定。另外亦可采用非線性排列組合，如圓環(huán)形排列、或者于圓環(huán)形排列中心設有一發(fā)光二極管等。
請參見圖9和圖10，本技術方案的第四實施例提供一種背光系統(tǒng)90，其包括一反射腔91，其具有一反射底面914和與該反射底面相連的四側面912，該反射底面914和四側面912形成一開口(未標示)；一位于該反射腔91開口處的擴散片93，其與反射腔91之間形成一腔體；一位于該擴散片93上的集光片94；和多個發(fā)光二極管模組92以矩陣方式排布于該反射腔體內。該發(fā)光二極管模組92可采用本技術方案的第一至第三實施例所述的發(fā)光二極管模組。本實施例的發(fā)光二極管模組92包括一金屬電路板922，一設于該金屬電路板922一表面的發(fā)光二極管單元921，其與該金屬電路板922電性連接，和一連接該金屬電路板922相對應該發(fā)光二極管單元921的另一表面的散熱鰭片923。發(fā)光二極管單元921包括白光發(fā)光二極管或混光發(fā)光二極管元件，其朝向擴散片93。為進一步提升背光系統(tǒng)正面輝度，還可于上述集光片94上增加一增亮膜。為進一步提高反射腔91的反射效率，還可于其四側面914黏貼高反射膜。
本實施例中，該金屬電路板922和散熱鰭片923材料選自高導熱性材料，如銅、鋁或其合金，以利用其高導熱性能，將該發(fā)光二極管單元921散發(fā)的熱量擴散到整個金屬電路板922和散熱鰭片923，從而實現(xiàn)熱量從點熱源擴散成面熱源的目的。
可以理解的是，本技術方案上述實施例中所述的散熱鰭片可采用其它散熱裝置，如各種水冷設備或熱管，只要該散熱裝置滿足背光系統(tǒng)尺寸要求的條件。
本技術方案的背光系統(tǒng)的多個發(fā)光二極管模組結構中設有與金屬電路板緊密連接的散熱裝置，發(fā)光二極管單元的點光源散發(fā)出的熱量經過金屬電路板后被散熱裝置散去，此結構有利于將點熱源轉變成面熱源，加快散熱效率，所以，本技術方案的背光系統(tǒng)在采用發(fā)光二極管模組后具有高亮度、低功耗、長壽命的優(yōu)點。另外，如混光發(fā)光二極管元件，通過RGB三色發(fā)光二極管混光，可獲得白光純度高、亮度均勻的面光源，而且其色度和色溫可調，所以，本技術方案的背光系統(tǒng)的可獲得更佳的亮度均勻性和高白光純度。
權利要求
1.一種發(fā)光二極管模組，其包括一金屬電路板；一設于該金屬電路板一表面的發(fā)光二極管單元，其與該金屬電路板電性連接；其特征在于還包括一連接該金屬電路板相對應于該發(fā)光二極管單元另一表面的散熱裝置。
2.如權利要求1所述的發(fā)光二極管模組，其特征在于該發(fā)光二極管單元包括白光發(fā)光二極管或混光發(fā)光二極管元件。
3.如權利要求2所述的發(fā)光二極管模組，其特征在于該混光發(fā)光二極管元件包括以一定組合方式排列的多個紅、綠、藍發(fā)光二極管，其可混合產生白光。
4.如權利要求3所述的發(fā)光二極管模組，其特征在于該多個紅、綠、藍發(fā)光二極管的排列方式為線性排列。
5.如權利要求4所述的發(fā)光二極管模組，其特征在于該線性排列包括GRBRG，RGBGR，GRBBRG，RGBBGR，GRBGGBRG，GRBBRGGRB線性排列；其中，G代表綠光發(fā)光二極管，R代表紅光發(fā)光二極管，B代表藍光發(fā)光二極管。
6.如權利要求3所述的發(fā)光二極管模組，其特征在于該多個紅、綠、藍發(fā)光二極管的排列方式為圓環(huán)形排列。
7.如權利要求6所述的發(fā)光二極管模組，其特征在于該圓環(huán)形排列的中心具有一發(fā)光二極管。
8.如權利要求1所述的發(fā)光二極管模組，其特征在于該金屬電路板材料為銅、鋁或其合金。
9.如權利要求1所述的發(fā)光二極管模組，其特征在于該散熱裝置包括散熱鰭片、水冷設備或熱管。
10.如權利要求9所述的發(fā)光二極管模組，其特征在于該散熱鰭片材料為銅、鋁或其合金。
11.一種背光系統(tǒng)，其包括一反射腔，其具有一反射底面和與該反射底面相連的四側面，該底面和四側面形成一開口；一位于該反射腔開口處的擴散片；一位于該擴散片上的集光片；和多個發(fā)光二極管模組排布于該反射腔內，其特征在于該發(fā)光二極管模組包括一金屬電路板，一設于該金屬電路板一表面的發(fā)光二極管單元，其與該金屬電路板電性連接并朝向該擴散片，和一連接該金屬電路板相對應于該發(fā)光二極管單元的另一表面的散熱裝置。
12.如權利要求11所述的背光系統(tǒng)，其特征在于該背光系統(tǒng)還包括一增亮膜，其位于上述集光片之上。
13.如權利要求11所述的背光系統(tǒng)，其特征在于該發(fā)光二極管單元以矩陣方式排布于該該反射腔內。
14.如權利要求10或13所述的背光系統(tǒng)，其特征在于該發(fā)光二極管單元包括白光發(fā)光二極管或混光發(fā)光二極管元件。
15.如權利要求14所述的背光系統(tǒng)，其特征在于該混光發(fā)光二極管元件包括以一定組合方式排列的多個紅、綠、藍發(fā)光二極管，其可混合產生白光。
16.如權利要求15所述的背光系統(tǒng)，其特征在于該多個紅、綠、藍發(fā)光二極管的排列方式為線性排列。
17.如權利要求15所述的背光系統(tǒng)，其特征在于該多個紅、綠、藍發(fā)光二極管的排列方式為圓環(huán)形排列。
18.如權利要求11所述的背光系統(tǒng)，其特征在于該金屬電路板材料為銅、鋁或其合金。
19.如權利要求11所述的背光系統(tǒng)，其特征在于該散熱裝置包括散熱鰭片、水冷設備或熱管。
20.如權利要求19所述的背光系統(tǒng)，其特征在于該散熱鰭片材料為銅、鋁或其合金。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管模組，其包括一金屬電路板；一設于該金屬電路板一表面的發(fā)光二極管單元，其與該金屬電路板電性連接；和一連接該金屬電路板相對應于該發(fā)光二極管單元另一表面的散熱裝置。其中，該發(fā)光二極管單元包括白光發(fā)光二極管或混光發(fā)光二極管。本發(fā)明還提供一采用該發(fā)光二極管的背光系統(tǒng)，其具有較佳的亮度均一性且白光純度高。
文檔編號G09F9/35GK1844984SQ200510034039
公開日2006年10月11日 申請日期2005年4月6日 優(yōu)先權日2005年4月6日
發(fā)明者余泰成 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司