專利名稱：背光單元及液晶顯示器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液晶顯示(LCD)器件，尤其涉及包括發(fā)光二極管(LED)的背光單元以及其上安裝有該背光單元的LCD器件。
背景技術(shù)：
作為平板顯示器件其中之一的陰極射線管(CRT)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于諸如電視機(jī)、測量裝置和信息終端的器件的顯示器中。但是，由于CRT體積大和重量重，因此其在小型化和重量輕方面具有一定的局限性。因此，已經(jīng)開始積極地研究諸如采用電光效應(yīng)的液晶顯示(LCD)器件、采用氣體放電的等離子顯示面板(PDP)和采用電致發(fā)光效應(yīng)的電致發(fā)光顯示(ELD)器件的顯示器件，這些顯示器件可以替代CRT。
在這些顯示器件中，LCD器件得到最為積極的研究。積極研發(fā)具有功耗低、體積小和重量輕等優(yōu)點(diǎn)的LCD器件將其用于臺(tái)式機(jī)顯示器和大尺寸顯示器件以及便攜式計(jì)算機(jī)。因此對于LCD器件的需求正在不斷提高。
LCD器件包括用于顯示圖像的LCD面板，用于向LCD面板施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)部件，以及用于向LCD面板提供光源的背光單元。LCD面板具有以預(yù)定間隔彼此粘結(jié)的第一和第二玻璃基板，以及形成在第一和第二玻璃基板之間的液晶層。
在第一基板(TFT陣列基板)有以固定間隔沿第一方向排列的多條柵線，以固定間隔沿垂直于柵線的方向的第二方向排列的多條數(shù)據(jù)線，以矩陣形式在由柵線和數(shù)據(jù)線限定的各像素區(qū)域中的多個(gè)像素電極，以及響應(yīng)于柵線上的信號(hào)用于向像素電極傳輸數(shù)據(jù)線上的信號(hào)的可開關(guān)的多個(gè)薄膜晶體管(TFT)。
第二玻璃基板(濾色片基板)具有用于遮蔽像素區(qū)域以外區(qū)域的光的黑矩陣層，用于顯示顏色的濾色片層(R，G，B)，以及用于實(shí)現(xiàn)圖像的公共電極。
第一玻璃基板通過襯墊料與第二基板間隔預(yù)定的距離。通過具有液晶注入孔的密封劑彼此粘結(jié)第一基板和第二基板。然后，通過液晶注入孔注入液晶。
同時(shí)，LCD器件控制環(huán)境光的透光率以顯示圖像。在這方面，該LCD器件需要諸如背光單元的附加光源。根據(jù)燈的布置可以將背光單元分為直下型和邊緣型。
LCD器件使用諸如電致發(fā)光(EL)、發(fā)光二極管(LED)、冷陰極熒光燈(CCFL)或者熱陰極熒光燈(HCFL)的光源。在那些光源中，將具有壽命長、功耗低和體積小等優(yōu)點(diǎn)的CCFL用作大尺寸彩色TFT LCD器件的光源。
在CCFL作為光源的情況，熒光放電管利用通過在低溫下注入包含氬(Ar)和氖(Ne)的水銀氣體形成的彭寧效應(yīng)。此外，在該熒光放電管的兩端形成電極，并且以平板形形成陰極。當(dāng)在其上施加電壓時(shí)，熒光放電管內(nèi)部的電荷以類似濺射態(tài)與平板形陰極碰撞，從而產(chǎn)生二次電子。因此，通過二次電子激發(fā)周圍的元素，從而產(chǎn)生等離子體。而且，周圍元素發(fā)射強(qiáng)烈的紫外光，然后該紫外光激發(fā)熒光物質(zhì)，從而發(fā)出可見光。
在邊緣型背光單元中，燈單元形成在導(dǎo)光板一側(cè)。邊緣型通常應(yīng)用于相對小尺寸的LCD器件諸如便攜式計(jì)算機(jī)或臺(tái)式計(jì)算機(jī)的顯示器。邊緣型背光單元用于在LCD器件中獲得均勻亮度、長使用壽命以及薄外形。
以下，將參考


現(xiàn)有技術(shù)的背光單元。
圖1所示為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)包括的熒光燈的邊緣型背光單元的截面圖。
如圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)邊緣型背光單元包括熒光燈11，燈罩12，導(dǎo)光板13，反射片14，散光板15，棱鏡片16，保護(hù)片17，和主支架18。在用于發(fā)光的熒光燈11的內(nèi)表面涂敷有熒光物質(zhì)。而且，該燈罩12固定熒光燈11，并向一個(gè)方向聚集從熒光燈11發(fā)出的光。該導(dǎo)光板13向LCD面板上側(cè)面提供從熒光燈11發(fā)出的光，并且在導(dǎo)光板13下設(shè)置反射片14以將在LCD面板對面一側(cè)泄漏的光導(dǎo)向?qū)Ч獍?3。在導(dǎo)光板13上方形成散光板15以均勻的傳播由導(dǎo)光板13導(dǎo)向后的光。此外，在散光板15上形成棱鏡片16以聚集散光板15散射的光，并向LCD面板發(fā)送該聚集后的光。在棱鏡片16上側(cè)面上形成保護(hù)片17以保護(hù)棱鏡片16。該主支架18容納并固定上述元件。
在上述背光單元中，將從熒光燈11發(fā)出的光聚集到導(dǎo)光板13的入射表面，然后該聚集后的光順序穿過導(dǎo)光板13、散光板15和棱鏡片16，從而將光發(fā)送給LCD面板。然而，采用現(xiàn)有技術(shù)的背光單元由于光源的發(fā)光特性導(dǎo)致具有較低的色彩再現(xiàn)率。此外，由于熒光燈的尺寸和性能的限制導(dǎo)致很難獲得具有高亮度的背光單元。
隨著大尺寸LCD器件向20英寸或更大的發(fā)展趨勢，積極的研究直下型背光單元，其中在散光板下表面上以線形設(shè)置多個(gè)燈，從而LCD面板的整個(gè)表面直接照射有光。和邊緣型背光單元比較具有更大發(fā)光效率的直下型背光單元用于需要高亮度的大尺寸LCD器件。
同時(shí)，邊緣型和直下型背光單元使用熒光燈作為光源。然而，該熒光燈問題在于其需要有害氣體。即，該熒光燈會(huì)造成環(huán)境污染。因此，近來已經(jīng)開始在研發(fā)可以防止環(huán)境污染的新光源。在新開發(fā)的多種光源中，LED(發(fā)光二極管)在不會(huì)產(chǎn)生環(huán)境污染、可以顯示多種顏色以及降低功耗方面吸引了廣泛的關(guān)注。
圖2所示為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)包括LED的背光單元的平面圖。圖3所示為沿圖2的I-I’線提取的其上安裝有背光單元的LCD器件的截面圖。如圖2所示，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)包含LED的背光單元包括底蓋20(如圖3所示)，多個(gè)金屬PCB(印刷電路板)75，多個(gè)紅R LED、綠G和藍(lán)B 70a、70b和70c，以及多個(gè)光學(xué)片50(如圖3所示)。
在底蓋20上彼此平行的形成金屬PCB 75。然后，在各金屬PCB 75上以固定間隔布置紅R、綠G和藍(lán)B LED 70a、70b和70c。在紅R、綠G和藍(lán)B LED70a、70b和70c上形成光學(xué)片50。
如圖2所示，以直下型形成包括LED的背光單元，其中在LCD面板40下形成LED 70a、70b和70c(如圖3所示)。如圖3所示，包括根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的包含LED的背光單元的LCD器件包括底蓋20、金屬PCB 75、紅R、綠G和藍(lán)B LED 70a、70b和70c、光學(xué)片50、LCD面板40、導(dǎo)板60和頂蓋30。
在底蓋20上方形成金屬PCB 75，其中該金屬PCB平行形成。然后，在各金屬PCB 75上以固定間隔形成紅R、綠G和藍(lán)B LED 70a、70b和70c。然后在LED 70上形成光學(xué)片50，在光學(xué)片50上形成LCD面板40。該導(dǎo)板60支撐LCD面板40和光學(xué)片50。此外，在LCD面板40的上邊緣、導(dǎo)板60和底蓋20的側(cè)面設(shè)置頂蓋30。每個(gè)LED 70包括主體73和發(fā)光部件71。在主體73和發(fā)光部件71之間形成反射片25。
導(dǎo)板60具有凸出圖案。該導(dǎo)板60的凸出圖案位于光學(xué)片50和LCD面板40之間，從而在光學(xué)片50和LCD面板40之間形成預(yù)定間隔。此外，底蓋20位于距離光學(xué)片50下表面預(yù)定間隔。因此，可以在底蓋20和光學(xué)片50之間提供用于容納金屬PCB 75和LED 70的空間。以固定間隔形成金屬PCB 75。該金屬PCB 75幫助釋放從LED 70發(fā)出的熱量。
LCD面板40包括以預(yù)定間隔彼此粘結(jié)的上下基板，以及分別形成于上下基板外表面的上下偏振片，其中在上下基板之間形成有液晶層(未示出)。該光學(xué)片50由第一和第二棱鏡片以及散光片形成。
為了在LCD面板40上顯示圖像，該背光單元開啟LED 70。這樣，可以將電壓施加給紅R、綠G和藍(lán)B LED 70a、70b和70c的全部，或者選擇性地施加給紅R、綠G和藍(lán)B LED 70a、70b和70c。因此，從紅R、綠G和藍(lán)B LED發(fā)射的光在光學(xué)片50和LED 70之間的空間混色，從而用混和后的光照射LCD面板40的背面。
在包括LED的背光單元中，在每個(gè)金屬PCB上安裝LED 70，并且每個(gè)金屬PCB均與底蓋20連接。和CCFL(冷陰極熒光燈)比較，LED 70具有較低的發(fā)光效率。因此，為了在LCD面板的整個(gè)表面獲得所需的亮度，必須提高功耗。即，LED 70比CCFL產(chǎn)生更多的熱量。
在上述的結(jié)構(gòu)中，由LED 70產(chǎn)生的熱量主要傳導(dǎo)并擴(kuò)散到金屬PCB 75上，然后通過底蓋20釋放到外界。這樣，金屬PCB 75由鋁形成，并且底蓋20由鋁、鋁合金或微聚乙二醇醚酞(MCPET)形成。
該鋁或者鋁合金具有低于100W/mK的熱導(dǎo)系數(shù)，并且MCPET具有0.2W/mK的熱導(dǎo)系數(shù)。因此，不可能在短時(shí)間內(nèi)向外界釋放由LED 70產(chǎn)生的熱量。而且，由LED 70產(chǎn)生的熱量通過背光單元的下側(cè)(PCB和底蓋)向外界釋放。即，通過背光單元的下側(cè)只能釋放少量的熱量。因此，在LCD器件的操作中不可能實(shí)現(xiàn)LED的熱可靠性。
即，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)包括LED的背光單元具有以下缺點(diǎn)。
在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的背光單元中，LED位于各PCB上，其中該P(yáng)CB由鋁形成。即，由LED產(chǎn)生的熱量通過PCB向外界釋放。如果長時(shí)間驅(qū)動(dòng)該背光單元，由于鋁的熱導(dǎo)系數(shù)的局限性導(dǎo)致不可能在短時(shí)間內(nèi)將從LED產(chǎn)生的熱量釋放到背光單元的外側(cè)。
而且，從LED產(chǎn)生的熱量通過PCB和底蓋釋放到外界。因此，不可能在短時(shí)間內(nèi)將產(chǎn)生的熱量釋放到外界。
而且，該熱量主要產(chǎn)生在LED芯片中。然而，由于對應(yīng)于LED芯片形成反射片因此該LED芯片沒有用于釋放熱量的空間。因此，很難在短時(shí)間內(nèi)將產(chǎn)生的熱量釋放當(dāng)外界。因此，在每個(gè)LED之間的節(jié)點(diǎn)溫度升高，從而破壞了LED操作中的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明提供一種背光單元和LCD器件，其基本上克服了由于現(xiàn)有技術(shù)的局限和缺點(diǎn)所導(dǎo)致的一個(gè)或多個(gè)問題。
本發(fā)明的目的在于提供一種背光單元和LCD器件，其中LED(發(fā)光二極管)用作背光單元的光源，并且將由LED產(chǎn)生的熱量快速地釋放到外界。
本發(fā)明的附加優(yōu)點(diǎn)和特征將在后面的描述中得以闡明，通過以下描述，將使它們在某種程度上顯而易見，或者可通過實(shí)踐本發(fā)明來認(rèn)識(shí)它們。本發(fā)明的這些目的和優(yōu)點(diǎn)可通過書面描述及其權(quán)利要求以及附圖中具體指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和得到。
為了實(shí)現(xiàn)這些目的和其它優(yōu)點(diǎn)，并且根據(jù)本發(fā)明的目的，作為具體和廣義的描述，一種背光單元包括底蓋；位于底蓋上的至少一個(gè)熱管；以及以固定間隔位于至少一個(gè)熱管上的多個(gè)光源。
在本發(fā)明的另一方面，背光單元包括底蓋；位于底蓋上彼此平行排列的多個(gè)印刷電路板(PCB)；以固定間隔位于各PCB上的多個(gè)光源；用于向上反射由光源發(fā)出的光的反射片；以及形成于反射片的下表面用于釋放由多個(gè)光源產(chǎn)生的熱量的石墨擴(kuò)散板。
在本發(fā)明的另一方面，LCD器件包括底蓋；位于底蓋上的至少一個(gè)熱管；以固定間隔形成于至少一熱管上的多個(gè)LED；以及位于多個(gè)LED上的LCD面板。
在本方面的另一方面，LCD器件包括底蓋；在底蓋上彼此平行排列的多個(gè)PCB；以固定間隔位于PCB上的多個(gè)LED；設(shè)置于LED的周圍用于向上反射從LED發(fā)出的光的反射片；形成于反射片的下表面用于釋放由多個(gè)LED產(chǎn)生的熱量的石墨擴(kuò)散板；以用位于多個(gè)LED上方的LCD面板。
在本發(fā)明的另一方面，LCD器件包括底蓋；位于所述底蓋上的至少一個(gè)熱管；以固定間間隔位于至少一個(gè)熱管上的多個(gè)LED；形成于LED的周圍用于向上地反射從LED發(fā)出的光的反射片；形成于所述反射片下表面用于向外界釋放由多個(gè)LED產(chǎn)生的熱量的石墨擴(kuò)散板；以及位于所述多個(gè)LED上的LCD面板。
應(yīng)該理解，上面的概括性描述和下面的詳細(xì)描述都是示意性和解釋性的，意欲對要求保護(hù)的本發(fā)明提供進(jìn)一步的解釋。

本申請所包括的附圖用于提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且包括在該申請中并且作為本申請的一部分，示出了本發(fā)明的實(shí)施方式并且連同說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。在附圖中圖1所示為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)包括熒光燈的背光單元的截面圖；圖2所示為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)包括LED的背光單元的平面圖；圖3所示為沿圖2的I-I’提取的包括背光單元的LCD器件的截面圖；圖4所示為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的背光單元的平面圖；圖5所示為沿圖4的II-II’線提取的根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的其上安裝有背光單元的LCD器件的截面圖；圖6所示為表示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的熱管的熱導(dǎo)效率的比較圖；圖7所示為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式中圖4熱管的截面圖；圖8所示為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的熱管的熱傳輸過程的截面圖；圖9所示為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式中圖4LED的截面圖；圖10所示為根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的背光單元的平面圖；圖11所示為沿圖10的III-III’線提取的根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的其上安裝有背光單元的LCD器件的截面圖；以及圖12A到圖12C所示為根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式用于安裝反射片、石墨片以及LED的工序的透視圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式做詳細(xì)說明，其實(shí)施例在附圖中說明。盡可能的，將在附圖中使用相同的附圖標(biāo)記表示相同或相似的部分。
在下文中，將參考

根據(jù)本發(fā)明的背光單元和LCD器件。
圖4所示為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的背光單元的平面圖。圖5所示為沿圖4的II-II’線提取的根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式其上安裝有背光單元的LCD器件的截面圖。如圖4所示，根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的背光單元包括底蓋120(如圖5所示)，多個(gè)熱管180，多個(gè)紅R、綠G和藍(lán)B LED，以及多個(gè)光學(xué)片150(如圖5所示)。
在底蓋120上彼此平行形成熱管180。然后，以固定間隔設(shè)置紅R、綠G和藍(lán)B LED，其中在每個(gè)熱管180上形成多個(gè)紅R、綠G和藍(lán)B LED。而且，在紅R、綠G和藍(lán)B LED上設(shè)置光學(xué)片150。熱管180以固定間隔設(shè)置，并且在各熱管180上以固定間隔形成LED 170。如圖4所示，以直下型形成包括LED的背光單元，其中在LCD面板140下以陣列形式形成LED 170。
以圖7所示的板形形成各熱管180。該熱管180由以預(yù)定間隔設(shè)置的兩金屬板形成。在兩個(gè)金屬板之間的空間中設(shè)置有大潛熱的工作流體(workingfluid)。即，該熱管180通過該工作流體傳輸熱量。
如圖5所示，根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式包含LED的LCD器件包括底蓋120，熱管180，紅R、綠G和藍(lán)B LED 170，光學(xué)片150，LCD面板140，導(dǎo)板160以及頂蓋130。
在頂蓋120上彼此平行的形成熱管180。然后，以固定的間隔定位紅R、綠G和藍(lán)B LED，其中該紅R、綠G和藍(lán)B LED形成在各熱管180上。此外，在該紅R、綠G和藍(lán)B LED上設(shè)置光學(xué)片(圖5中150)。在該光學(xué)片150上形成LCD面板140，并且導(dǎo)板160支撐LCD面板140和光學(xué)片150。然后，在LCD面板的上邊緣、導(dǎo)板160和底蓋120的側(cè)面設(shè)置頂蓋130。
這樣，導(dǎo)板160具有凸出圖案。導(dǎo)板160的凸出圖案設(shè)置在光學(xué)片150和LCD面板140之間，因此在光學(xué)片150和LCD面板140之間形成預(yù)定間隔。
而且，在光學(xué)片150的下表面以預(yù)定間隔設(shè)置底蓋120。因此，可以在底蓋120和光學(xué)片150之間提供用于容納熱管180和LED170的空間。
此外，多個(gè)PCB形成在LCD器件的適當(dāng)位置并電連接到LED170。例如，如圖11所示，PCB可以直接設(shè)置于LED170下。PCB還可以設(shè)置熱管180下、熱管180和LED170之間、或者相鄰的熱管180之間。
以固定間隔形成熱管180。該熱管180幫助釋放從LED170發(fā)出的熱量。此外，熱管180還可以幫助反射從LED170發(fā)出的光。例如，在熱管表面上進(jìn)行特殊處理以提供熱管的反射表面使得從LED170發(fā)出的光可以反射向LCD面板140。附加或作為熱管反射表面的替代物的反射片可以設(shè)置在如圖11所示的LED的周圍，用于向上反射LED170發(fā)出的光。
LCD面板140包括以預(yù)定間隔彼此粘結(jié)的上下基板，在上下基板之間形成的液晶層(未示出)，以及分別形成于上下基板外表面的上下偏振片。光學(xué)片150由第一和第二棱鏡片以及散光片形成。
為了在LCD面板140上顯示圖像，背光單元開啟LED170。這樣，將電壓施加給所有的紅R、綠G和藍(lán)B LED，或選擇性地施加給紅R、綠G和藍(lán)B LED。因此，從紅R、綠G和藍(lán)B LED發(fā)出的光在光學(xué)片150和LED170之間的空間進(jìn)行混色，從而LCD面板140的背面受到混合光的照射。
圖6所示為表示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的熱管的熱導(dǎo)效率的比較圖。即，當(dāng)每個(gè)材料圖案(熱管、銅和鋁)具有50CM的長度和直徑1.27CM的圓形截面，圖6示出了用于傳輸20W的熱量所需的溫差。
參照圖6，在傳輸20W的熱量時(shí)，鋁需要460℃的溫差，銅需要250℃的溫差，而熱管需要6℃的溫差。因此，該熱管比其他諸如鋁和銅的金屬圖案具有更大的熱導(dǎo)性能。
下文，熱管的結(jié)構(gòu)描述如下。圖7所示為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式中圖4熱管的截面圖。圖8所示為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的熱管的熱傳輸過程的截面圖。如圖7所示，每個(gè)熱管180包括第一板和第二板181和182，第一和第二管芯183和184，密封層185，以及工作流體186。第一板和第二板181和182以預(yù)定間隔彼此相對地設(shè)置。在第一板和第二板181和182相對的表面分別形成第一和第二管芯183和184。然后，密封層185密封第一板和第二板181和182之間的預(yù)定空間。此后，將工作流體設(shè)置于由密封層185密封的第一板和第二板181和182之間的空間內(nèi)。
第一板和第二板181和182由諸如銅或者其他材料的金屬形成。以網(wǎng)狀形成第一和第二管芯183和184，其中網(wǎng)的內(nèi)部為空的。密封層185防止工作流體流出熱管180。此外，為了使第一平板和第二平板181和182之間的空間內(nèi)部的工作流體186平滑流動(dòng)，該密封層185密封第一板和第二板之間的空間。
工作流體186為具有大潛熱的液體材料，其中該工作流體的潛熱與水的潛熱近似或更大，在本發(fā)明第一實(shí)施方式中，工作流體186由水形成。
參照圖8，如果熱管180的一端接收熱量，則熱管180內(nèi)部的工作流體186產(chǎn)生循環(huán)。假設(shè)該工作流體由水形成，當(dāng)熱量施加給熱管180的一端時(shí)，位于熱管180一端的工作流體變?yōu)檎羝Ｔ撜羝苿?dòng)到熱管180的另一端，從而該熱管的另一端用作冷卻器。然后，該蒸汽通過狀態(tài)轉(zhuǎn)變變?yōu)橐后w。因此，蒸汽和液體在熱管180內(nèi)部循環(huán)。這樣，如果熱管180的另一端接地，則該另一端用作用于將熱量釋放到外界的冷卻器。
根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的背光單元中，熱管180位于底蓋120上。即，由熱管180上的LED170產(chǎn)生的熱量通過熱管180釋放到外界。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的背光單元的情況中，LED位于金屬PCB上，因此其在熱量釋放方面具有局限性。
根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的背光單元中，熱導(dǎo)效率高的熱管180設(shè)置于LED下方。因此，可以將由LED170產(chǎn)生的熱量快速地釋放到外界。
即，由LED170產(chǎn)生的熱量不會(huì)停留在LED170和熱管180之間的連接處。將由LED170產(chǎn)生的熱量傳輸給底蓋120并釋放到外界，從而提高了操作中的可靠性。因此，可以實(shí)現(xiàn)高發(fā)光效率同時(shí)提高操作中可靠性，從而提高了亮度。
圖9所示為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式圖4中LED的截面圖。參照圖9，每個(gè)LED170包括芯片170a、透明模(mold)或者透鏡170b、支架170c以及芯片基座170d。此時(shí)，芯片170a發(fā)光，并且在芯片170a的表而涂覆透明?；蛘咄哥R170b。然后，支架170c支撐芯片170a和透明?；蛘咄哥R170b。此外，在主體1 70c的兩端下面形成芯片基座170d。
芯片基座170d通過焊接粘結(jié)到熱管180上。此外，將具有低熱導(dǎo)系數(shù)的絕緣層插入支架170c和熱管180之間。
圖10所示為根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的背光單元的平面圖。圖11所示為沿圖10的III-III’線提取的根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的其上安裝有背光單元的LCD器件的截面圖。如圖10所示，根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的背光單元包括底蓋120、多個(gè)PCB(印刷電路板)190、多個(gè)紅R、綠G和藍(lán)B LED170、反射片125、石墨散熱板(圖11的127)以及光學(xué)片150(圖11所示)。
在底蓋120上彼此平行形成PCB190。然后，在每個(gè)PCB190上以固定間隔形成紅R、綠G和藍(lán)B LED170。反射片125將發(fā)射自LED170的光向上反射。此外，在反射片125下面形成該石墨擴(kuò)散板127，其中該石墨擴(kuò)散板127釋放產(chǎn)生于LED170的熱量。該光學(xué)片150位于LED170上。
在根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的背光單元中，由LED170產(chǎn)生的熱量通過石墨擴(kuò)散板127分布到上部和下部。集中在LED170的芯片的熱量傳送給反射片125、LED170的透鏡上部以及底蓋(圖11的120)的下部，并然后通過釋放到外界。石墨擴(kuò)散板127具有強(qiáng)散熱能力，從而使產(chǎn)生于LED170內(nèi)部芯片的熱量在短時(shí)間內(nèi)擴(kuò)散到周圍。此外，由LED170產(chǎn)生的熱量通過對流和傳導(dǎo)擴(kuò)散到LED170上部和下部，從而實(shí)現(xiàn)熱擴(kuò)散的最大化。
詳細(xì)的說，石墨擴(kuò)散板的熱導(dǎo)系數(shù)為400W/mK到800W/mK。和現(xiàn)有技術(shù)形成于反射片下面的PCB與底蓋的結(jié)構(gòu)比較，根據(jù)本發(fā)明包括石墨擴(kuò)散板的上述結(jié)構(gòu)具有更高的熱擴(kuò)散效率。因此，根據(jù)本發(fā)明的背光單元可以實(shí)現(xiàn)操作中的可靠性。
同時(shí)，該底蓋120由MCPET(微聚乙二醇醚酞)形成，其中MCPET(微聚乙二醇醚酞)具有0.2W/mK的熱導(dǎo)系數(shù)。此外。該P(yáng)CB190由ALSET(鋁和E60L的合金)形成，其中ALSET具有100W/mK的熱導(dǎo)系數(shù)。即，各MCPET和ALSET的熱導(dǎo)系數(shù)均小于石墨擴(kuò)散板127的熱導(dǎo)系數(shù)。因此，熱量大部分?jǐn)U散到臨近于LED170的石墨擴(kuò)散板127內(nèi)。
在根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的背光單元中的熱導(dǎo)效率是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)僅包括PCB和底蓋的背光單元中的熱導(dǎo)效率的4倍到4000倍。
在下表中示出不同材料以及石墨擴(kuò)散板的熱導(dǎo)系數(shù)。
表1

如表1所示，石墨擴(kuò)散板的熱導(dǎo)系數(shù)大于MCPET或ALSET的熱導(dǎo)系數(shù)。
如圖10所示，以直下型形成包括LED的背光單元，其中在LCD面板(如11的140)下以陣列形成LED170。
以平板型形成石墨擴(kuò)散板127，其可以粘結(jié)到反射片125的下表面，或可以距離反射片125的下表面以預(yù)定間隔形成。
為了形成石墨擴(kuò)散板127，在噴涂石墨顆粒以后，通過壓力以平板型固化噴涂后的石墨顆粒。和底蓋120和PCB190比較，該石墨擴(kuò)散板127具有較大的熱擴(kuò)散效率(熱導(dǎo)率)。
如圖11所示，在根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式包含背光單元的LCD器件包括底蓋120、PCB190、紅R、綠G和藍(lán)B LED170、反射片125、石墨擴(kuò)散板127、光學(xué)片150、LCD面板140、導(dǎo)板160以及頂蓋130。
在底蓋120上彼此平行形成PCB190。然后，在每個(gè)PCB190上以固定間隔形成紅R、綠G和藍(lán)B LED170。反射片125將發(fā)射自LED170的光發(fā)射到上部。此外，在反射片125下面形成該石墨擴(kuò)散板127，其中該石墨擴(kuò)散板127釋放產(chǎn)生于LED170的熱量。該光學(xué)片150位于LED170上。在光學(xué)片150上形成LCD面板140，導(dǎo)板160支撐LCD面板140和光學(xué)片150。此外，頂蓋130設(shè)置在LCD面板140的上邊緣、導(dǎo)板160和底蓋120的側(cè)面。
這樣，導(dǎo)板160具有凸出圖案。該導(dǎo)板160的凸出圖案位于光學(xué)片150和LCD面板140之間，從而在光學(xué)片150和LCD面板140之間形成預(yù)定間隔。
此外，在距離光學(xué)片150的下表面以預(yù)定間隔設(shè)置底蓋120。因此，可以在底蓋120和光學(xué)片150之間提供用于容納PCB190和LED170的空間。以固定間隔形成PCB190。該P(yáng)CB190有助于均勻釋放由LED170發(fā)出的熱量。
LCD面板140包括以預(yù)定間隔彼此粘結(jié)的上下基板，以及分別形成于上下基板外表面的上下偏振片，其中在上下基板之間形成有液晶層(未示出)。該光學(xué)片150由第一和第二棱鏡片以及散光片形成。
為了在LCD面板140上顯示圖像，該背光單元開啟LED 170。這樣，可以將電壓施加給所有的紅R、綠G和藍(lán)B LED，或者選擇性地施加給紅R、綠G和藍(lán)B LED。因此，從紅R、綠G和藍(lán)B LED發(fā)射的光在光學(xué)片150和LED 170之間的空間進(jìn)行混色，從而由混和光照射LCD面板140的背面。
下面說明用于組裝石墨擴(kuò)散板127的方法。
圖12A到圖12C所示為根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式用于安裝反射片、石墨擴(kuò)散板以及LED的工序的透視圖。如圖12A所示，首先，將石墨擴(kuò)散板127粘結(jié)到反射片125的下表面。此時(shí)，通過固化石墨顆粒以平板型形成石墨擴(kuò)散板127。
參照圖12B，在反射片152和石墨擴(kuò)散板127內(nèi)形成多個(gè)孔128，其中孔128分別對應(yīng)于LED170設(shè)置。通過該孔128，露出LED 170的各個(gè)透鏡。這樣，石墨擴(kuò)散板127的孔反射片125的孔相對應(yīng)地形成。
通過在其中間設(shè)置附加粘結(jié)層將反射片125粘結(jié)到石墨擴(kuò)散板127上。以另一種方式不必形成附加粘結(jié)層，該反射片125可以層迭在石墨擴(kuò)散板127上。如果在將反射片125粘結(jié)到石墨擴(kuò)散板127上以后形成所述孔，則可以簡化的工序形成各個(gè)孔并且防止在反射片125和石墨擴(kuò)散板127之間的孔偏移(hole-shifting)的問題。
參照圖12C，通過孔128露出LED170。在圖9中示出LED的結(jié)構(gòu)。通過焊接將LED170粘結(jié)到PCB190上。該LED的透鏡170b覆蓋芯片170a并且該透鏡170b傳輸從LED170的芯片170a發(fā)出的光。如圖9所示，該透鏡170b具有曲面。然后，對應(yīng)于LED透鏡170b的下表面和LED的支架170c的上表面分別形成反射片125和石墨擴(kuò)散板127。因此，從LED170發(fā)出的光反射給上部。從而產(chǎn)生于LED170的熱量可以均勻擴(kuò)散。
在根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的背光單元和采用該背光單元的LCD器件中，PCB190位于底蓋120上，并且該石墨擴(kuò)散板127圍繞LED170的周圍形成。因此，由LED170產(chǎn)生的熱量通過石墨擴(kuò)散板127、PCB190和底蓋120釋放到外界。
在根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的背光單元中，將熱導(dǎo)效率高的石墨擴(kuò)散板127設(shè)置為臨近LED170的芯片170a。結(jié)果，由LED170產(chǎn)生的熱量被釋放到外界。因此，熱量不會(huì)存留于LED170和石墨擴(kuò)散板127之間的連接處。即，由LED170產(chǎn)生的熱量通過石墨擴(kuò)散板127傳輸給底蓋120和上部的空氣層，從而在操作中獲得可靠性。
在根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的背光單元中，在底蓋120上彼此平行地形成熱管180，在每個(gè)熱管180上形成紅R、綠G和藍(lán)B LED170。在根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的背光單元中，反射片125和石墨擴(kuò)散板127設(shè)置于LED170的周圍。
在另一實(shí)施方式中，結(jié)合第一實(shí)施方式和第二實(shí)施方式使得第一實(shí)施方式中的熱管180和第二實(shí)施方式中的石墨擴(kuò)散板127同時(shí)釋放由LED170產(chǎn)生的熱量。在該實(shí)施方式中，由于既使用熱管180又使用石墨擴(kuò)散板127，因此可以比第一和第二實(shí)施方式更快的釋放熱量。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的背光單元和LCD器件具有如下優(yōu)點(diǎn)。
在根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的背光單元中，在LED下設(shè)置有熱管，其中熱管材料的熱導(dǎo)系數(shù)比鋁或銅的熱導(dǎo)系數(shù)大幾百到幾千。即，根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式可以改善背光單元中的熱釋放效率。而且，降低了LED和熱管之間連接點(diǎn)的溫度，從而可以改善根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的包括LED的背光單元以及采用背光單元的LCD器件的熱可靠性。
根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的背光單元包括石墨擴(kuò)散板以及熱管。因此，實(shí)現(xiàn)較大熱釋放效率是可行的。即，將LED芯片和LED透鏡粘結(jié)到該石墨擴(kuò)散板上，從而提高熱釋放效率。還可以快速地釋放匯集于LED的熱量。此外，熱量傳送到LED的上部和周圍的側(cè)面。因此，通過降低熱釋放的負(fù)載提高熱釋放效率。
在短時(shí)間內(nèi)將產(chǎn)生于LED的熱量釋放到外界。因此，在背光單元工作時(shí)LED的溫度被降低。因此，可以實(shí)現(xiàn)高發(fā)光效率同時(shí)提高操作中可靠性，從而提高了亮度。
對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，顯然可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，對本發(fā)明做出各種改進(jìn)和變型。因而，本發(fā)明意欲覆蓋所有落入所附權(quán)利要求及其等效物范圍內(nèi)的本發(fā)明的改進(jìn)和變型。
權(quán)利要求
1.一種背光單元，包括底蓋；位于底蓋上的至少一個(gè)熱管；以及以固定間隔位于至少一個(gè)熱管上的多個(gè)光源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的背光單元，其特征在于，所述多個(gè)光源包括紅R、綠G和藍(lán)B發(fā)光二極管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的背光單元，其特征在于，各所述發(fā)光二極管包括發(fā)光二極管芯片；其上安裝有發(fā)光二極管芯片的支架；用于將支架連接到至少一個(gè)熱管的芯片基座；以及用于覆蓋發(fā)光二極管芯片的透明?；蛘咄哥R。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的背光單元，其特征在于，所述芯片基座與至少一熱管接觸以將由發(fā)光二極管產(chǎn)生的熱量傳輸給至少一熱管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的背光單元，其特征在于，所述多個(gè)光源與至少一個(gè)熱管粘結(jié)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的背光單元，其特征在于，所述至少一個(gè)熱管包括在所述至少一個(gè)熱管中的工作流體。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的背光單元，其特征在于，所述至少一個(gè)熱管包括彼此相對的第一板和第二板，所述工作流體位于第一板和第二板之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的背光單元，其特征在于，所述至少一個(gè)熱管還包括位于面向第二板相對表面的第一板表面上的第一管芯以及位于第二板相對表面的第二管芯。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的背光單元，其特征在于，所述至少一個(gè)熱管還包括用于在第一板和第二板之間提供密封空間的密封層，所述工作流體位于第一板和第二平之間的密封空間中。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的背光單元，其特征在于，所述工作流體由液體材料形成。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的背光單元，其特征在于，所述工作流體由水形成。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的背光單元，其特征在于，所述至少一個(gè)熱管包括在底蓋上以固定間隔設(shè)置的多個(gè)熱管。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的背光單元，其特征在于，還包括反射片，用于反射從光源發(fā)出的光；以及石墨擴(kuò)散板，形成于反射片的下表面用于釋放光源產(chǎn)生的熱量。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的背光單元，其特征在于，所述石墨擴(kuò)散板圍繞至少一個(gè)光源，由至少其中之一光源產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)給石墨擴(kuò)散板。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的背光單元，其特征在于，所述石墨擴(kuò)散板具有多個(gè)用于容納所述光源和圍繞所述光源周圍的孔。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的背光單元，其特征在于，所述多個(gè)光源與至少一個(gè)熱管接觸以向至少一個(gè)熱管傳輸由多個(gè)光源產(chǎn)生的熱量。
17.背光單元，包括底蓋；在底蓋上彼此平行形成的多個(gè)印刷電路板；在每個(gè)印刷電路板上以固定間隔形成的多個(gè)光源；用于向上反射由所述光源發(fā)出的光的反射片；以及位于所述反射片下面的石墨擴(kuò)散板，用于釋放由所述多個(gè)光源產(chǎn)生的熱量。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的背光單元，其特征在于，所述石墨擴(kuò)散板圍繞至少一個(gè)光源，由至少其中之一光源產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)給石墨擴(kuò)散板。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的背光單元，其特征在于，所述石墨擴(kuò)散板具有多個(gè)用于容納所述光源和圍繞所述光源周圍的孔。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的背光單元，其特征在于，所述多個(gè)光源包括發(fā)光二極管。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的背光單元，其特征在于，所述每個(gè)發(fā)光二極管包括發(fā)光二極管芯片；其上安裝有發(fā)光二極管芯片的支架；用于將支架連接到石墨擴(kuò)散板上的引線端子；以及用于覆蓋發(fā)光二極管芯片并用于傳輸由發(fā)光二極管芯片發(fā)出的光的透鏡。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的背光單元，其特征在于，所述發(fā)光二極管的所述引線端子粘結(jié)到各印刷電路板上。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的背光單元，其特征在于，所述反射片和所述石墨擴(kuò)散板設(shè)置在所述發(fā)光二極管透鏡下方。
24.根據(jù)權(quán)利要求17所述的背光單元，其特征在于，所述石墨擴(kuò)散板具有比底蓋更大的熱導(dǎo)率。
25.根據(jù)權(quán)利要求17所述的背光單元，其特征在于，所述石墨擴(kuò)散板通過連接石墨顆粒以平板形形成。
26.根據(jù)權(quán)利要求17所述的背光單元，其特征在于，所述石墨擴(kuò)散板為平板。
27.根據(jù)權(quán)利要求17所述的背光單元，其特征在于，所述石墨擴(kuò)散板具有400到800W/mK的熱導(dǎo)系數(shù)。
28.一種液晶顯示器件，包括底蓋；位于底蓋上的至少一個(gè)熱管；以固定間隔形成于至少一個(gè)熱管上的多個(gè)發(fā)光二極管；以及位于多個(gè)發(fā)光二極管上的液晶顯示面板。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的液晶顯示器件，其特征在于，還包括形成于多個(gè)發(fā)光二極管上的多個(gè)光學(xué)片，所述液晶顯示面板位于多個(gè)光學(xué)片上方；用于支撐所述光學(xué)片和液晶顯示面板的導(dǎo)板；以及設(shè)置于液晶顯示面板的上邊緣、導(dǎo)板和底蓋的側(cè)面的頂蓋。
30.根據(jù)權(quán)利要求28所述的液晶顯示器件，其特征在于，所述發(fā)光二極管和至少一個(gè)熱管接觸以向所述至少一個(gè)熱管傳導(dǎo)由發(fā)光二極管產(chǎn)生的熱量。
31.根據(jù)權(quán)利要求28所述的液晶顯示器件，其特征在于，所述至少一個(gè)熱管包括在所述至少一個(gè)熱管中的工作流體。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的液晶顯示器件，其特征在于，所述至少一個(gè)熱管包括彼此相對的第一板和第二板，所述工作流體位于所述第一板和第二板之間。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的液晶顯示器件，其特征在于，所述至少一個(gè)熱管還包括位于面向第二板相對表面的第一板表面上的第一管芯以及位于第二板相對表面上的第二管芯。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的液晶顯示器件，其特征在于，所述至少一個(gè)熱管還包括用于在第一板和第二板之間提供密封空間的密封層，所述工作流體位于所述第一板和第二板之間的密封空間中。
35.一種液晶顯示器件，包括底蓋；在底蓋上彼此平行形成的多個(gè)印刷電路板；在每個(gè)印刷電路板上以固定間隔形成的多個(gè)發(fā)光二極管；設(shè)置于發(fā)光二極管的周圍用于向上反射發(fā)光二極管發(fā)射的光的反射片；形成于反射片底表面上的的石墨擴(kuò)散板，用于釋放由發(fā)光二極管產(chǎn)生的熱量；以及位于多個(gè)發(fā)光二極管上的液晶顯示面板。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的液晶顯示器件，其特征在于，還包括形成于所述多個(gè)發(fā)光二極管上的多個(gè)光學(xué)片，所述液晶顯示面板位于多個(gè)光學(xué)片上方；用于支撐所述光學(xué)片和液晶顯示面板的導(dǎo)板；以及設(shè)置于所述液晶顯示面板的上邊緣、導(dǎo)板和底蓋的側(cè)面的頂蓋。
37.根據(jù)權(quán)利要求35所述的液晶顯示器件，其特征在于，所述石墨擴(kuò)散板圍繞至少一個(gè)發(fā)光二極管，將由所述全少一個(gè)發(fā)光二極管產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)給所述石墨擴(kuò)散板。
38.根據(jù)權(quán)利要求35所述的液晶顯示器件，其特征在于，所述石墨擴(kuò)散板具有多個(gè)用于容納所述發(fā)光二極管并圍繞于發(fā)光二極管周圍的孔。
39.一種液晶顯示器件，包括底蓋；位于在底蓋上的至少一個(gè)熱管；以固定間隔形成于所述至少一個(gè)熱管上的多個(gè)發(fā)光二極管；形成于所述發(fā)光二極管的周圍用于向上反射發(fā)光二極管發(fā)射的光的反射片；形成于所述反射片下表面上的的石墨擴(kuò)散板，用于將由發(fā)光二極管產(chǎn)生的熱量釋放到外界；以及位于所述多個(gè)發(fā)光二極管上方的液晶顯示面板。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的液晶顯示器件，其特征在于，還包括形成于多個(gè)發(fā)光二極管上的多個(gè)光學(xué)片，所述液晶顯示面板位于多個(gè)光學(xué)片上；用于支撐所述光學(xué)片和液晶顯示面板的導(dǎo)板；以及設(shè)置于所述液晶顯示面板的上邊緣、導(dǎo)板和底蓋的側(cè)面的頂蓋。
41.根據(jù)權(quán)利要求39所述的液晶顯示器件，其特征在于，所述石墨擴(kuò)散板圍繞至少一個(gè)發(fā)光二極管，將由所述至少一個(gè)發(fā)光二極管產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)給所述石墨擴(kuò)散板。
42.根據(jù)權(quán)利要求39所述的液晶顯示器件，其特征在于，所述石墨擴(kuò)散板具有多個(gè)用于容納所述發(fā)光二極管并圍繞于發(fā)光二極管周圍的孔。
43.根據(jù)權(quán)利要求39所述的液晶顯示器件，其特征在于，所述發(fā)光二極管和至少一個(gè)熱管接觸以向所述至少一個(gè)熱管傳導(dǎo)由發(fā)光二極管產(chǎn)生的熱量。
44.根據(jù)權(quán)利要求39所述的液晶顯示器件，其特征在于，所述至少一個(gè)熱管包括在所述至少一個(gè)熱管中的工作流體。
45.根據(jù)權(quán)利要求44所述的液晶顯示器件，其特征在于，所述至少一個(gè)熱管包括彼此相對的第一板和第二板，所述工作流體位于所述第一板和第二板之間。
46.根據(jù)權(quán)利要求45所述的液晶顯示器件，其特征在于，所述至少一個(gè)熱管還包括位于面向第二板相對表面的第一板表面上的第一管芯以及位于第二板相對表面的第二管芯。
47.根據(jù)權(quán)利要求46所述的液晶顯示器件，其特征在于，所述至少一個(gè)熱管還包括用于在所述第一板和第二板之間提供密封空間的密封層，所述工作流體位于所述第一板和第二板之間的密封空間中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種背光單元和LCD器件，其中LED(發(fā)光二極管)用作背光單元的光源，并且將由LED發(fā)出的熱量快速地釋放到外界。該背光單元包括在一實(shí)施方式中的底蓋；位于該底蓋上的至少一個(gè)熱管；以及以固定間隔設(shè)置于至少一熱管上的光源。
文檔編號(hào)G02F1/1335GK1769975SQ20051011472
公開日2006年5月10日 申請日期2005年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月29日
發(fā)明者鄭仁石, 金杞彬, 金泰佑 申請人:Lg.菲利浦Lcd株式會(huì)社