TWI497012B - 光源模組 - Google Patents

Description

光源模組

本發明是有關於一種光源模組，尤其是有關於一種具有導熱結構的光源模組。

背光模組中採用發光二極體光條(LED Light Bar)做為光源。發光二極體光條為多顆發光二極體通過表面貼合技術(SMT)貼附於電路板之上製作而成的組件。發光二極體光條通過螺絲或者散熱膠帶固定在背板的側部，並且在發光二極體光條上方需貼附反射片反射光線以提高背光的光學效率。最後再組裝上膜片與膠框等組件，即成為一完整的背光模組。

發光二極體在工作期間所消耗的電能僅15%至20%會轉換成光能，其餘80%至85%則轉變成熱能。因此，背光模組內若累積過多的廢熱，會使發光二極體溫度局部上升，造成發光二極體的發光效率下降、色度偏移及壽命衰減的現象。

目前發光二極體的熱源的散熱途徑，主要經由金屬基印刷電路板(Metal Core Print Circuit Board，MCPCB)傳導至設置在背板的側部及背板上的L型金屬散熱片，透過L型金屬散熱片吸熱及熱擴散後，再傳至背板、膠框等物件與 外界冷空氣進行熱對流的散熱方式來解決廢熱的問題。此外，為了增加熱傳導的效率，通常會在金屬基印刷電路板與金屬散熱片之間加上散熱膠帶(thermal tape)。

然而，由於目前背光模組朝向窄邊框設計，所以必須減少膠框的寬度，但目前邊框的厚度由發光二極體、金屬基印刷電路板、散熱膠帶、L型金屬散熱片的一端以及背板的側部組成，以致於邊框較厚，導致無法有效減少膠框的寬度。

本發明提供一種光源模組，以解決散熱結構厚度較厚的問題，進而達成窄邊框的要求。

本發明的其他目的和優點可以從本發明所揭露的技術特徵中得到進一步的了解。

為達上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本發明提出一種光源模組，包括導光板、至少一發光元件、電路板以及導熱結構。導光板具有彼此鄰接之入光面與底面。至少一發光元件配置於導光板之入光面旁。電路板包括底部與側壁，底部自側壁的一端朝向導光板延伸而出，且側壁具有第一表面，底部具有第二表面，第一表面面向導光板之入光面，第二表面面向導光板之底面，發光元件配置於第一表面上。導熱結構配置於電路板，並接觸電路板的第一表面與第二表面，用以傳導發光元件與電路板產生的熱能。

在本發明的一實施例中，上述之導熱結構具有頂面、底面與第一側面，頂面相對於底面，第一側面鄰接頂面與底面，第一側面接觸電路板之第一表面，底面接觸電路板 之第二表面。

在本發明的一實施例中，上述之光源模組更包括背板，電路板更包括相對於第二表面的第三表面，背板配置於電路板的第三表面上。

在本發明的一實施例中，上述之光源模組更包括電連接器，配置於電路板之第三表面上，電連接器用以與光源驅動器及至少一發光元件電性連接。

在本發明的一實施例中，上述之光源模組更包括背板，導熱結構更包括相對於第一側面的第二側面，背板配置於導熱結構之第二側面。

在本發明的一實施例中，上述之側壁與底部大致構成L型。

在本發明的一實施例中，上述之導熱結構包括板體、第一延伸部以及第二延伸部。板體具有頂面、底面與第一側面，頂面相對於底面，第一側面鄰接頂面與底面。第一延伸部自板體之一端朝向電路板之第一表面由頂面延伸而出。第二延伸部自板體之同一端朝向電路板之第一表面由底面延伸而出，第二延伸部與第一延伸部彼此相對，其中板體、第一延伸部與第二延伸部圍繞出容置空間，用以容置電路板之底部，且第一延伸部接觸電路板之第一表面與第二表面，電路板更包括相對於第二表面的第三表面，第二延伸部接觸第三表面。

在本發明的一實施例中，上述之光源模組更包括背板，導熱結構配置於背板上，且背板接觸導熱結構之板體與第二延伸部。

在本發明的一實施例中，上述之該導熱結構包括 板體以及延伸部。延伸部自板體的一端朝電路板之第一表面延伸而出，延伸部與板體構成容置空間，用以容置電路板之底部，且延伸部接觸電路板之第一表面與第二表面。

在本發明的一實施例中，上述之光源模組更包括背板，電路板與導熱結構配置於背板上，電路板更包括相對於第二表面的第三表面，且背板接觸電路板之第三表面與導熱結構之板體。

在本發明的一實施例中，上述之導熱結構的延伸部的厚度小於導熱結構的板體的厚度。

在本發明的一實施例中，上述之發光元件與電路板之底部之間具有間距，間距的距離為D，發光元件的高度為H，且D的範圍介於2H至4H之間。

在本發明的一實施例中，上述之光源模組更包括承載架、至少一光學膜片以及反射片。承載架配置於導光板上。至少一光學膜片配置於承載架與導光板之間。反射片配置於導光板與導熱結構之間。

在本發明的一實施例中，上述之電路板包括金屬基材與電路層，金屬基材包括銅或鋁。

本發明實施例上述之光源模組，其電路板的結構包括底部與側壁，底部自側壁的一端朝向導光板的方向延伸而出，具體而言，電路板的底部與側壁大致呈L型。導熱結構配置於電路板，並接觸於電路板的側壁與底部。在這樣的結構下，導熱結構與電路板之間的接觸面積大幅增加，進而提升散熱的效率，使得發光元件與電路板所產生的熱能更容易排出。再者，本發明實施例之導熱結構、背板與電路板的結構組合，能夠有效的減少膠框的寬度，進而達到窄邊框的 要求。

1、1a、1b、1c、1d、1e‧‧‧光源模組

10‧‧‧導光板

11‧‧‧發光元件

12‧‧‧電路板

13、13c、13d‧‧‧導熱結構

14、14a、14b、14c、14d、14e‧‧‧背板

15‧‧‧承載架

16‧‧‧光學膜片

17‧‧‧反射片

18‧‧‧電連接器

100、100d‧‧‧容置空間

101‧‧‧入光面

102‧‧‧底面

103‧‧‧出光面

121‧‧‧底部

122‧‧‧側壁

130c、130d‧‧‧板體

131、131c‧‧‧頂面

132、132c‧‧‧底面

133、134、133c‧‧‧側面

134c‧‧‧第一延伸部

135c‧‧‧第二延伸部

136d‧‧‧延伸部

1220‧‧‧第一表面

1210‧‧‧第二表面

1211‧‧‧第三表面

D‧‧‧間距

H‧‧‧高度

T1、T2‧‧‧厚度

圖1繪示為本發明之一實施例之光源模組的剖面示意圖。

圖2A繪示為本發明之另一實施例之光源模組的剖面示意圖。

圖2B繪示為本發明之另一實施例之光源模組的剖面示意圖。

圖3繪示為本發明之另一實施例之光源模組的剖面示意圖。

圖4繪示為本發明之另一實施例之光源模組的剖面示意圖。

圖5繪示為本發明之另一實施例之光源模組的剖面示意圖。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明。

請參照圖1，其為本發明之一實施例之光源模組的剖面示意圖。如圖1所示，本實施例之光源模組1包括導光板10、至少一發光件11、電路板12以及導熱結構13。導光板10具有彼此鄰接的入光面101與底面102，以及與入光 面101相對的出光面103。發光元件11配置於導光板10的入光面101旁，發光元件11例如是發光二極體，但本發明不以此為限。電路板12包括底部121與側壁122。電路板12的底部121自側壁122的一端朝向導光板10的方向延伸而出，具體而言，電路板12的底部121與側壁122大致呈L型。電路板12的側壁122具有第一表面1220，而電路板12的底部121具有第二表面1210。電路板12的第一表面1220面向導光板10的入光面101，且發光元件11配置於電路板12的第一表面1220上，而電路板12的第二表面1210面向導光板10的底面102。導熱結構13配置於電路板12並接觸電路板12的第一表面1220與第二表面1210，其中導熱結構13例如是配置於電路板12的底部121上。導熱結構13用以傳導發光元件11與電路板12運作時所產生的熱能。

本實施例之光源模組1的導熱結構13具有頂面131、底面132以及側面133。其中，導熱結構13的頂面131相對於底面132，且側面133鄰接頂面131與底面132。具體而言，導熱結構13的側面133接觸於電路板12的第一表面1220，而導熱結構13的底面132接觸於電路板12的第二表面1210。值的一提的是，本實施例之發光元件11與電路板12的底部121之間具有間距D，而此間距D的範圍介於2倍至4倍的發光元件11的高度H。在光源模組1的製作過程中，電路板12會進行彎折，發光元件11與電路板12的底部121之間具有間距D的功效在於，避免電路板12彎折的過程中擠壓到發光元件11而使發光元件11損壞，導致光源模組1生產良率不佳。此外，本實施例之電路板12包括金屬基材與電路層(在本圖中未繪示出)，而金屬基材的材質例如是銅或鋁， 但本發明不以此為限。

本實施例之光源模組1更包括背板14。電路板12更包括相對於第二表面1210的第三表面1211，其中第二表面1210與第三表面1211為電路板12的底部121的相對兩表面。背板14配置於電路板12的第三表面1211上，其中背板14例如是配置於電路板12的底部121下方，換言之，電路板12的底部121位於導熱結構13與背板14之間。在這樣的結構下，電路板12的底部121分別與導熱結構13與背板14接觸，發光元件11與電路板12運作時產生的熱能可同時傳遞至導熱結構13與背板14，使得熱能的傳導效率大幅提升，以解決廢熱蓄積的問題。另外，在本實施例中，導熱結構13例如是一平板狀(無側部)，且背板14也為一平板狀(無側部)，因此，邊框的厚度由發光元件11與電路板12的側壁122組成，相較於習知的結構，可有效減少膠框的寬度，以達到窄邊框的需求。此外，本實施例之光源模組1更包括承載架15、至少一光學膜片16以及反射片17。承載架15配置於導光板10上。光學膜片16配置於承載架15與導光板10之間，光學膜片16例如是集光片、擴散片、複合式光學膜片之其一或其組合。反射片17配置於導光板10與導熱結構13之間，具體而言，反射片17配置於導熱結構13的頂面131上。本發明所述之承載架15、光學膜片16以及反射片17並非本發明之特徵所在，在此不贅述之。

請參照圖2A，其為本發明之另一實施例之光源模組的剖面示意圖。如圖2A所示，本實施例之光源模組1a與圖1所示之光源模組1類似，不同點在於，本實施例所述之光源模組1a省略了如圖1所示之導熱結構13，也就是說， 本實施例之背板14a兼具圖1所示之導熱結構13的功能，具有支撐與導熱的功效。值得一提的是，本實施例之光源模組1a更包括電連接器18。配合本實施例的光源模組1a結構，電連接器18例如是配置於電路板12的第三表面1211上，此電連接器18用以與光源驅動器(在本圖中未繪示出)以及發光元件11電性連接。需特別說明的是，本實施之光源模組1a僅配置背板14a而不另外配置導熱結構13，僅為本發明的其中之一實施例，在其它的實施例中，如圖2B所示，光源模組1b也可同時配置背板14b與導熱結構13，藉以提高導熱的效率。

請參照圖3，其為本發明之另一實施例之光源模組的剖面示意圖。如圖3所示，本實施例之光源模組1c與圖1所示之光源模組1類似，不同點在於，本實施例之光源模組1c的背板14c配置於導熱結構13之相對於側面133的側面134上。因此，藉由將背板14c配置於導熱結構13之相對於側面133的側面134上的方式，可進一步降低光源模組1c的整體厚度。另外，本實施例之光源模組1c與圖2A所示之光源模組1a類似，可將與光源驅動器(在本圖中未繪示出)連接的電連接器18配置於電路板12的第三表面1211上。

請參照圖4，其為本發明之另一實施例之光源模組的剖面示意圖。如圖4所示，本實施例之光源模組1d與圖1所示之光源模組1類似，不同點在於，本實施例之光源模組1d的導熱結構13c包括板體130c、第一延伸部134c以及第二延伸部135c。板體130c具有頂面131c、底面132c以及側面133c。頂面131c相對於底面132c，側面133c鄰接於頂面131c與底面132c。第一延伸部134c自板體130c的一端朝向電路 板12的第一表面1220由頂面131c延伸而出。第二延伸部135c自板體的同一端朝向電路12的第一表面1220由底面132c延伸而出。第一延伸部134c與第二延伸部135c彼此相對，且板體130c、第一延伸部134c與第二延伸部135c圍繞出容置空間100。此容置空間100用以容置電路板12的底部121，且第一延伸部134c接觸電路板12的第一表面1220與第二表面1210，第二延伸部135c接觸電路板12的第三表面1211。

由於本實施例之電路板12的底部121容置於導熱結構13c的第一延伸部134c與第二延伸部135c所圍繞出的容置空間100中，且第一延伸部134c與第二延伸部135c分別都接觸於電路板12的第一表面1220與第二表面1210、以及第三表面1211，在這樣的結構下，電路板12與導熱結構13c的接觸面積變大，使得熱能的傳導效率大幅提升，再配合導熱結構13c配置於背板14d上，且背板14d接觸導熱結構13c的板體130c與第二延伸部135c，使得發光元件11與電路板12運作時產生的熱能藉由背板14d傳導至光源模組1d外，解決廢熱蓄積的問題。

請參照圖5，其為本發明之另一實施例之光源模組的剖面示意圖。如圖5所示，本實施例之光源模組1e與圖4所示之光源模組1d類似，不同點在於，本實施例之光源模組1e的導熱結構13d包括板體130d以及延伸部136d，延伸部136d的厚度T2例如是小於板體130d的厚度T1，但本發明並不以此為限。延伸部136d自板體130d的一端朝電路板12的第一表面1220延伸而出，且延伸部136d與板體130d構成容置空間100d。此容置空間100d用以容置電路板12的底部121，且延伸部136d接觸電路板12的第一表面1220與 第二表面1210。此外，本實施例之導熱結構13d與電路板12配置於背板14e上，其中電路板12的底部121位於導熱結構13d的延伸部136d與背板14e之間，且背板14e接觸於電路板12的第三表面1211與導熱結構13d的板體130d。經由本實施例之光源模組1e的結構，同樣能夠使得熱能傳導效率大幅提升，且能將發光元件11與電路板12運作時產生的熱能藉由背板14e傳導至光源模組1e外，解決廢熱蓄積的問題。綜上所述，本發明實施例之光源模組至少具有下列其中一個優點：電路板的結構包括底部與側壁，底部自側壁的一端朝向導光板的方向延伸而出，具體而言，電路板的底部與側壁大致呈L型。導熱結構配置於電路板，並接觸於電路板的側壁與底部。在這樣的結構下，導熱結構與電路板之間的接觸面積大幅增加，進而提升散熱的效率，使得發光元與電路板所產生的熱能更容易排出。再者，本發明實施例之導熱結構、背板與電路板的結構組合，能夠有效的減少膠框的寬度，進而達到窄邊框的要求。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。另外本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明之權利範圍。此外，本說明書或申請專利範圍中提及的“第一”、“第二”等用語僅用以命名元件(element)的名稱或區別不同實施例或範圍，而並非用來限制元件數量上的上限或下限。

1‧‧‧光源模組

10‧‧‧導光板

11‧‧‧發光元件

12‧‧‧電路板

13‧‧‧導熱結構

14‧‧‧背板

15‧‧‧承載架

16‧‧‧光學膜片

17‧‧‧反射片

101‧‧‧入光面

102‧‧‧底面

103‧‧‧出光面

121‧‧‧底部

122‧‧‧側壁

131‧‧‧頂面

132‧‧‧底面

133‧‧‧側面

1220‧‧‧第一表面

1210‧‧‧第二表面

1211‧‧‧第三表面

D‧‧‧間距

H‧‧‧高度

Claims (14)

1. 一種光源模組，包括：一導光板，具有彼此鄰接之一入光面與一底面；至少一發光元件，配置於該導光板之該入光面旁；一電路板，包括一底部與一側壁，該底部自該側壁的一端朝向該導光板延伸而出，且該側壁具有一第一表面，該底部具有一第二表面，該第一表面面向該導光板之該入光面，該第二表面面向該導光板之該底面，該發光元件配置於該第一表面上；以及一導熱結構，僅配置於該導光板的下方，且該導熱結構接觸該電路板之該第一表面與該第二表面，用以傳導該發光元件與該電路板產生的熱能。
2. 如申請專利範圍第1項所述之光源模組，其中該導熱結構具有一頂面、一底面與一第一側面，該頂面相對於該底面，該第一側面鄰接該頂面與底面，該第一側面接觸該電路板之該第一表面，該底面接觸該電路板之該第二表面。
3. 如申請專利範圍第2項所述之光源模組，更包括一背板，該電路板更包括一相對於該第二表面的一第三表面，該背板配置於該電路板的該第三表面上。
4. 如申請專利範圍第3項所述之光源模組，更包括一電連接器，配置於該電路板之該第三表面上，該電連接器用以與一光源驅動器及該至少一發光元件電性連接。
5. 如申請專利範圍第2項所述之光源模組，更包括一背板，該導熱結構更包括一相對於該第一側面的一第二側面，該背板配置於該導熱結構之該第二側面。
6. 如申請專利範圍第1項所述之光源模組，其中該側壁與該底部大致構成一L型。
7. 如申請專利範圍第1項所述之光源模組，其中該導熱結構包括：一板體，該板體具有一頂面、一底面與一第一側面，該頂面相對於該底面，該第一側面鄰接該頂面與底面；一第一延伸部，自該板體之一端朝向該電路板之該第一表面由該頂面延伸而出；以及一第二延伸部，自該板體之該端朝向該電路板之該第一表面由該底面延伸而出，該第二延伸部與該第一延伸部彼此相對，其中該板體、該第一延伸部與該第二延伸部圍繞出一容置空間，用以容置該電路板之該底部，且該第一延伸部接觸該電路板之該第一表面與該第二表面，該電路板更包括一相對於該第二表面的一第三表面，該第二延伸部接觸該第三表面。
8. 如申請專利範圍第7項所述之光源模組，更包括一背板，該導熱結構配置於該背板上，且該背板接觸該導熱結構之該板體與該第二延伸部。
9. 如申請專利範圍第1項所述之光源模組，其中該導熱結構包括：一板體；以及一延伸部，自該板體的一端朝該電路板之該第一表面延伸而出，該延伸部與該板體構成一容置空間，用以容置該電路板之該底部，且該延伸部接觸該電路板之該第一表面與該第二表面。
10. 如申請專利範圍第9項所述之光源模組，更包括一背板，該電路板與該導熱結構配置於該背板上，該電路板更包括一相對於該第二表面的一第三表面，且該背板接觸該電路板之該第三表面與該導熱結構之該板體。
11. 如申請專利範圍第9項所述之光源模組，其中該導熱結構的該延伸部的一厚度小於該導熱結構的該板體的一厚度。
12. 如申請專利範圍第1項所述之光源模組，其中該發光元件與該電路板之該底部之間具有一間距，該間距的距離為D，該發光元件的高度為H，且D的範圍介於2H至4H之間。
13. 如申請專利範圍第1項所述之光源模組，更包括：一承載架，配置於該導光板上；至少一光學膜片，配置於該承載架與該導光板之間；以及一反射片，配置於該導光板與該導熱結構之間。
14. 如申請專利範圍第1項所述之光源模組，其中該電路板包括一金屬基材與一電路層，該金屬基材包括銅或鋁。