专利名称：应用于液晶显示器和背光模块的光源装置的制作方法
技术领域：
应用于液晶显示器和背光模块的光源装置
技术领域：
本实用新型关于一应用于液晶显示器和背光模块的光源装置，特别是有关一种以发光二极管做为光源的光源装置及具有此光源装置的背光模块与液晶显示器。
背景技术：
由于发光二极管(light emitting diode，简称LED)具有低耗电量、色域宽，色品度可调及环保的优点，近几年被广泛应用在液晶显示器的背光模块中，主要是以LED做为背光源，通过LED的特性以提高液晶显示器的演色度。而根据LED的排列方式，可分为直下式与侧光式背光模块两种。而侧光式背光模块因为使用的LED颗数少，便须使用高功率的LED才能提供足够的辉度。侧光式背光模块通常包含导光板、光学膜片、散热座(Heat Sink)以及LED灯条(Light Bar)，习知的背光模块是通过螺丝或螺栓等锁固组件使LED灯条贴覆于散热座，使LED灯条运作时所产生的热能传导至散热座，以降低LED灯条温度。然而，LED运作时所产生的高温，使原本锁附于散热座的LED灯条因为热膨胀作用而弯曲，造成与散热座之间产生间隙。因此，LED灯条除了锁附的位置可以接触方式将热能传导至散热座，其它未接触位置仅能通过空气将热能传导至散热座，因此无法有效降低LED 灯条整体的温度，使LED因温度过高而产生光衰，降低其发光效率及使用寿命。
实用新型内容为解决上述技术问题，本实用新型的光源装置包括一散热座以及一灯条。灯条包含多个LED以及一基板，多个LED电性设置于基板上，基板键合(bonding)于散热座表面， 并且与散热座之间形成一键合部，多个LED所产生的热能是经由键合部传导至散热座上。本实用新型所揭露的光源装置，其中基板是焊接或熔接于散热座。本实用新型所揭露的光源装置，其中散热座为一挤压件或一冲压件。本实用新型所揭露的光源装置，其中基板是立于散热座，多个LED通过基板悬置于散热座上方。本实用新型所揭露的光源装置，其中散热座具有一凸部，且基板的至少一侧面相邻于凸部。本实用新型所揭露的光源装置，其中凸部与散热座为一体成型。本实用新型所揭露的光源装置，其中凸部是焊接或熔接于散热座表面。本实用新型所揭露的光源装置，其中散热座具有一凹部，且基板的至少一侧面相邻于凹部。本实用新型所揭露的光源装置，其中凹部与散热座为一体成型。本实用新型的背光模块，至少包括一光源装置以及一导光板。光源装置包括一散热座以及一灯条，灯条包含一基板以及多个LED，多个LED电性设置于基板上，基板键合于散热座，并且与散热座之间形成一键合部，多个LED所产生的热能是经由键合部传导至散热座上，导光板的至少一入光面对应于多个LED。本实用新型所揭露的背光模块，其中基板是焊接或熔接于散热座表面。本实用新型所揭露的背光模块，其中散热座为一挤压件或一冲压件。本实用新型所揭露的背光模块，其中基板是立于散热座，多个LED通过基板悬置于散热座上方。本实用新型所揭露的背光模块，其中散热座具有一凸部，且基板的至少一侧面相邻于凸部。本实用新型所揭露的背光模块，其中凸部与散热座为一体成型。本实用新型所揭露的背光模块，其中凸部是以焊接或熔接方式形成于散热座表面。本实用新型所揭露的背光模块，其中散热座具有一凹部，且基板的至少一侧面相邻于凹部。本实用新型所揭露的背光模块，其中凹部与散热座为一体成型。本实用新型所揭露的背光模块，其中散热座包含至少一承载部，导光板的入光面对应于多个LED并设置于承载部上方。本实用新型的液晶显示器至少包括一背光模块与一液晶面板显示模块。背光模块包含一光源装置以及一导光板，光源装置包括一散热座以及一灯条，灯条包含一基板以及多个LED，多个LED电性设置于基板上，基板键合于散热座，并且与散热座之间形成一键合部，多个LED所产生的热能是经由键合部传导至散热座上。导光板的一入光面对应于多个LED，液晶面板显示模块对应设置于导光板的一出光面。本实用新型所揭露的液晶显示器，其中基板是焊接或熔接于散热座。本实用新型所揭露的液晶显示器，其中散热座为一挤压件或一冲压件。本实用新型所揭露的液晶显示器，其中基板是立于散热座，多个LED通过基板悬置于散热座上方。本实用新型所揭露的液晶显示器，其中散热座具有一凸部，且基板的至少一侧面相邻于凸部。本实用新型所揭露的液晶显示器，其中散热座具有一凹部，且基板的至少一侧面相邻于凹部。本实用新型的功效在于，以焊接或熔接等键合方式，将灯条的基板键合于散热座表面，使灯条的基板能紧密的与散热座结合为一整体，可避免灯条的基板与散热座之间因热膨胀作用而产生变形，进而避免灯条的基板与散热座相互分离的情形发生。并且通过将灯条的基板以焊接或熔接等方式键合于散热座表面的技术手段，使基板与散热座的键合处是由基板与散热座两者的材料相互熔融结合而成，或是使用第三种熔融物质将基板与散热座结合而成。据此，灯条的LED运作时所产生的热能，是以基板与散热座相互熔融结合而成的材料为热传导的媒介，或者是以加入第三种熔融物质而将基板与散热座两者结合而成的材料为热传导的媒介，而将LED的热能透过基板传导至散热座，提高LED灯条的散热效果。本实用新型所提出的光源装置不仅可使用低制作成本的散热座，其亦可提高结构强度并同时具有较佳的导热效果，因此，更可选用具有较高瓦数的LED，提高单颗LED的发光效率，如此，本实用新型所使用的光源装置可以在提供足够的辉度下，减少灯条上设置的 LED数量，进而降低光源装置的灯条的使用成本。 有关本实用新型的特征、实作与功效，兹配合图式作最佳实施例详细说明如下。
[0034]图1为本实用新型的背光模块的侧视示意图。[0035]图2A为灯条制作示意图。[0036]图2B为图2A的局部放大示意图。[0037]图3为本实用新型的光源装置的制造流程图。[0038]图4为光源装置温度量测位置示意图。[0039]图5为温度量测结果比较图。[0040]图6为本实用新型的光源装置的分解示意图。[0041]图7为本实用新型的光源装置的制造流程图。[0042]图8为本实用新型的光源装置的侧视示意图。[0043]图9为本实用新型的光源装置的侧视示意图。[0044]图10为本实用新型的光源装置的侧视示意图。[0045]图11为本实用新型的液晶显示器的侧视示意图主要组件符号说明10背光模块100光源装置120散热座122承载部124凸部126凹部131第一键合面132第二键合面140灯条142基板144LED145电路150键合部200导光板220入光面
具体实施方式本实用新型所揭露的光源装置可应用于直下式或侧光式背光模块上，在以下本实用新型所揭露的实施例中，是以光源装置应用于侧光式背光模块做为举例说明，但并不以此为限。请参照图1，本实用新型所揭露的背光模块10包括至少一光源装置100与一导光
240 出光面
300 液晶显示器
320 液晶面板显示模块板200。光源装置100包括一散热座120以及一灯条140，灯条140包括一基板142以及多个发光二极管(以下简称LED) 144，如图2A所示，在灯条140的制作上，是以表面贴装技术(surface mount technology, SMT)将数组排列的LED 144电性设置于基板142上，再切割成条状，据此形成多个灯条140，此为习知灯条的制作方式，亦非本案所欲改良的技术特征，因此在此不再赘述。而散热座120是用以辅助灯条140的散热，因此可以选用导热性良好的材料，例如包含铝或铜等热传导系数较高的材料均可。于散热座120形成至少一承载部122，其可用以承载导光板200，使导光板200设置于散热座120的承载部122时，可受到承载部122的支撑而部分悬置于散热座120上方，其中导光板200至少有一入光面220对应于灯条140的多个LED 144。当灯条140的多个LED 144接受外界电源而产生运作时，多个LED 144所产生的光线是从导光板200的入光面220进入导光板200内，然后通过导光板200将光线折射至出光面240而传递至外界环境。请参考图1和图3，在光源装置100的制造上，先提供上述具有多个LED144的灯条HO(SlOl)，以及提供一散热座120，接着将灯条140的基板142键合(bonding)于散热座120 (S102)，使基板142的一侧面结合于散热座120表面，并且与散热座120之间形成一键合部150。在本实施例中，灯条140是以基板142相邻于多个LED144的一侧面为键合面，将基板142焊接或熔接于散热座120表面，据此，使灯条140的基板142通过键合部150结合并站立于散热座120上，让多个LED144悬置于散热座120上方，并且介于灯条140的基板142以及散热座120的承载部122之间。此外，当导光板200设置于散热座120的承载部122时，通过将导光板200的入光面220对应于灯条140的多个LED 144的设置方式，提供液晶显示器做为侧光式的背光模块10。当然，可视背光模块10的设计需求而自行调整基板142与散热座120的键合面，例如，若是直下式的背光模块，则以基板142上相对多个LED144的另一面为键合面，焊接或熔接于散热座120即可。特别要提出的是，本实用新型通过将灯条140的基板142以焊接或熔接的方式键合于散热座120表面，使基板142与散热座120之间所形成的键合部150，是由基板142与散热座120两者的材料直接熔融结合而形成，或者是用第三种熔融物质(例如焊接材料及熔接材料等，与基板和散热座的材料相异的物质)使基板142与散热座120两者的材料相互结合而成，并以其作为基板142与散热座120之间的热传导媒介。据此，本实用新型的光源装置100运作时，通过基板142与散热座120相互熔融键合而成的键合部150做为热传导媒介，或者是以加入第三种熔融物质而将基板142与散热座120两者结合而形成的键合部150做为热传导的媒介，从而使LED144的热能通过基板142传导至散热座120。此外，若要使用除了基板142与散热座120以外的第三种熔融物质，则可以选用择热传导系数较高的材料。除此之外，请参考图2A和图2B，本实用新型所提出的光源装置100是直接将灯条140的基板142以焊接或熔接的方式键合于散热座120，除了在基板142上无须另外制作用以供螺丝或螺栓等锁固组件穿设固定的锁附孔外，同时让连接各LED144的电路145不必绕过锁附孔的开设位置，使电路145可以最短的距离电性连接各LED144。据此，通过电路的分布范围缩小的技术特征，让本实用新型的灯条140的基板142具有较小的宽度W，不仅可降低制作成本，更可适用于有薄型化需求的产品上。为了进一步证明本实用新型的光源装置相较于习知技艺中的光源装置具有更佳的散热效果，选用本实用新型的其中一方法将灯条的基板与散热座使用焊接方式结合而成的光源装置为样品A，另选用习知技艺中以螺丝锁附方式所制成的光源装置为样品B，其灯条与散热座皆具有相同的规格如下灯条的基板尺寸长420_、宽8_、厚1. 5_。灯条的LED规格与数量0. 4瓦(W) /单颗，一灯条共44颗LED。散热座(HeatSink)规格长 420mm、宽；35讓、厚 2mm。样品A 灯条的基板与散热座焊接的长度420mm。样品B 灯条的基板与散热座每隔8mm以1颗螺丝锁附，螺丝孔的直径为25mm，灯条的基板与散热座总结合长度420mm。分别将样品A与样品B置于一密闭的盒子内，开启电源2小时后进行量测，请参考图4为光源装置样品A与样品B的量测位置示意图。图5 为各量测位置的平均温度比较图，基板量测点有Bi、B2和B3共三处，散热座的量测点分别有底部D1、D2和D3与表面U1、U2和U3共六处。根据实验结果显示，样品A在基板上各量测点所测得的温度，皆低于样品B的基板上各量测点所测得的温度。并且，样品A的散热座上各量测点所测得的温度，高于样品B的散热座上各量测点所测得的温度。此一结果显示， 相较于样品B，样品A的基板与散热座之间具有较佳的热传导效率，使样品A的基板有效的将LED产生的热能传导至散热座上，而达到有效降低LED运作温度和基板温度的功效。由于样品A的热传导媒介(键合部)为基板与散热座的材料相互熔融结合而成， 相较于以螺丝锁附的样品B，样品A的散热座温度比样品B的散热座温度较高，表示样品 A的灯条所产生的热能，能够通过基板与散热座相互熔融而形成的键合部做为热传导的媒介，而有效地将热能传导至散热座，更甚之，样品A的散热座有部分量测点的温度还比基板的温度更高。进一步以基板平均温度与散热座温度之间的比值，观察基板与散热座之间热能的传递情形，若基板平均温度相当于散热座温度，则两者间的比值(基板平均温度/散热座温度)趋近于1或者是等于1，此结果表示基板上的热能可以被即时的传递至散热座上； 倘若基板平均温度低于散热座温度，则两者间的比值小于1，意即位于基板上的大部分热能被传递至散热座，使基板的平均温度低于散热座温度，因此在基板与散热座之间具有相当良好的热传递效率。在本实用新型的一实施例中，样品A的基板平均温度与散热座温度的比值大约介于0. 85 1. 1之间。另外，在本实用新型的其它实施例中，样品A的基板平均温度与散热座温度的比值大约介于0.9 1.07之间，或者是0. 95 1.05之间。请参考图4和图5，在本实施例中，样品A的基板平均温度(约65. 1°C )与散热座上最高温度(约67. 1°C)的比值约为0.97，且基板平均温度与散热座上最低温度(约 620C )的比值约为1. 05，因此样品A的基板平均温度与散热座温度的比值大约介于0. 97 1.05之间。并且，样品A的基板平均温度与散热座平均温度的比值大约为1.01。此一结果显示，样品A的基板与散热座之间，可通过键合部将大部分的热能从基板传递至散热座上， 因此可以达到让基板降温，进而对LED提供散热作用的目的。然而，在样品B中，其基板平均温度(约74. 63°C)与散热座上最高温度(约60°C) 的比值约为1.对，且基板平均温度与散热座上最低温度(约47. 3°C )的比值约为1. 57，因此样品B的基板平均温度与散热座温度的比值大约介于1. 24 1. 57之间。并且，样品B 的基板平均温度与散热座平均温度的比值大约为1. 41。此结果显示，样品B的基板温度始终高于散热座温度，意即样品B的基板无法有效的将LED产生的热能传递至散热座，而累积于基板上。由此可证明本实用新型的样品A具有更佳的导热效果而使得热能遍及散热座整体，进而有效降低灯条的温度，避免灯条上的LED因高温而产生光衰，维持LED的发光效率并延长LED的使用寿命。值得强调的是，本实用新型的散热座120可以是使用挤压成型的挤压件，例如以铝挤方式制作出具有类似散热鳍的结构型态来增加其散热作用与结构强度。然而，本实用新型并非局限于使用铝挤方式成型的散热座120，由于本实用新型所提出的光源装置100的散热座120具有较佳的导热效果而使灯条140的温度有效降低，因此散热座120更可选用制作成本较低如使用冲压方式所形成的冲压件，即可具有较佳的导热效果。如图6所示，当散热座120为一以冲压方式所形成的冲压件，前述的承载部122亦可以一般冲压的方式制作而成，使承载部122与散热座120为一体成型，据此也可以增加其结构强度。因此，本实用新型再提供一光源装置100的制作方法，参考图7至图9，制作方法包含下列步骤形成一冲压件，用以提供作为散热座120，其材料可以选用包含铝或铜等具有良好导热性质的材料(S201)；接着，于散热座120表面形成一凸部(S202)，其可以是但并不局限于使用冲压方式，在散热座120表面直接形成凸部124。据此，让散热座120与凸部124为一体成型(如图8所示)；或者是，如图9所示，使用焊接或熔接的方式形成此凸部124于散热座120的表面。然后，提供一灯条140，其包含一基板142以及多个电性设置于基板142上的LED 144(S20;3)。接着，使灯条140的基板142的至少一侧面相邻于散热座120表面(S204)，较佳的方式是以基板142的两侧分别相邻于散热座120与其表面的凸部124。之后，焊接或熔接基板142于散热座120表面(S205)，使基板142与散热座120之间形成一键合部150。据此，完成光源装置100的制造。其中，在焊接或熔接基板142于散热座120表面的步骤中，可视情况调整灯条140的基板142与散热座120的键合面，例如，以基板142与散热座120相邻的第一键合面131，使用焊接或熔接方式将基板142与散热座120两者的材料直接熔融结合而形成键合部150 ；或者是用第三种熔融物质使基板142与散热座120两者的材料相互结合而形成键合部150 ；又或者，以基板142相邻于凸部124的第二键合面132，如前述以焊接或熔接的方式将两者接合；当然，也可以同时将第一键合面131与第二键合面132如前述以焊接或熔接方式将两者接合。据此，可增加灯条140的基板142与散热座120表面的接触面积，也可以增加散热座120与灯条140相互结合后的结构强度。此外，请参考图10，上述光源装置100的制作方法，也可以使用冲压方式在散热座120表面直接形成一凹部126，使散热座120与凹部126为一体成型。使灯条140的基板142至少有一侧面相邻于此凹部126，此凹部1 亦可增强散热座120的结构强度，同时增加散热座120与灯条140的基板142的接触面积。本实用新型所揭露的光源装置100，其散热座120可以是冲压方式所形成，或者是以挤压方式所形成，而其凸部1 或是凹部126，不仅可加强散热座120的结构强度，更增加散热座120与基板142的接触面积，进一步加快将使灯条140的热能传导至散热座120的速度，而达到较佳的散热效果。[0085]本实用新型所提出的光源装置100不仅可使用低制作成本的散热座120即可具有较佳的导热效果，因此，更可选用具有较高瓦数的LED，提高LED的单颗发光效率，如此，本实用新型所使用的光源装置100可以在提供足够的辉度下，减少灯条140上设置的LED144 数量，进而降低光源装置100的灯条140的成本。如图11所示，本实用新型再揭露一液晶显示器300，其包括一液晶显示模块320以及一背光模块10，背光模块10包含至少一导光板200与至少一光源装置100，光源装置100 包括一散热座120以及一灯条140，灯条140包含一基板142以及多个LED144，多个LED144 电性设置于基板142上，基板142的一侧面键合于散热座120表面，并且与散热座120之间形成一键合部150。导光板200设置于散热座120上，且导光板200的至少一入光面220对应于多个LED144，液晶面板显示模块320对应设置于背光模块10的导光板200的出光面 2400其中，背光模块10与其光源装置100的结构特征与功效皆如上述所提出的背光模块 10与光源装置100。据此，可使此液晶显示器300因为其光源装置100的散热效果佳而可使用高辉度的LED，并具有更好的演色度与更长时间的使用质量；且由于本实用新型的光源装置100可使用宽度更小的灯条140，具有较低的生产成本与符合薄型化的制作需求。除此之外，本实用新型所揭露的光源装置，并不以上述实施例所揭露的型态为限， 熟悉此项技术者，可根据实际设计需求或是使用需求而对应改变本实用新型除灯条及散热座以外的组成组件，以应用于不同类型的电子产品的光源装置中。虽然本实用新型的实施例揭露如上所述，然并非用以限定本实用新型，任何熟习相关技艺者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，举凡依本实用新型申请范围所述的形状、构造、特征及数量当可做些许的变更，因此本实用新型的专利保护范围须视本说明书所附的申请专利范围所界定者为准。
权利要求1.一种光源装置，其特征在于，所述光源装置包括一散热座；以及一灯条，包含多个发光二极管以及一基板，所述多个发光二极管电性设置于所述基板上，所述基板键合于所述散热座，并且与所述散热座之间形成一键合部，所述多个发光二极管所产生的热能是经由所述键合部传导至所述散热座上。
2.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于所述基板是焊接或熔接于所述散热座。
3.根据权利要求2所述的光源装置，其特征在于所述散热座为一挤压件或一冲压件。
4.根据权利要求2所述的光源装置，其特征在于所述基板是立于所述散热座，所述多个发光二极管通过所述基板悬置于所述散热座上方。
5.根据权利要求3所述的光源装置，其特征在于所述散热座具有一凸部，且所述基板的至少一侧面相邻于所述凸部。
6.根据权利要求5所述的光源装置，其特征在于所述凸部与所述散热座为一体成型。
7.根据权利要求5所述的光源装置，其特征在于所述凸部是焊接或熔接于所述散热座表面。
8.根据权利要求3所述的光源装置，其特征在于所述散热座具有一凹部，且所述基板的至少一侧面相邻于所述凹部。
9.根据权利要求8所述的光源装置，其特征在于所述凹部与所述散热座为一体成型。
10.一种背光模块，其特征在于，所述背光模块至少包括有一光源装置，包括一散热座以及一灯条，所述灯条包含一基板以及多个发光二极管，所述多个发光二极管电性设置于所述基板上，所述基板键合于所述散热座，并且与所述散热座之间形成一键合部，所述多个发光二极管所产生的热能是经由所述键合部传导至所述散热座上；以及一导光板，所述导光板的至少一入光面对应于所述多个发光二极管。
11.根据权利要求10所述的背光模块，其特征在于所述基板是焊接或熔接于所述散热座表面。
12.根据权利要求11所述的背光模块，其特征在于所述散热座为一挤压件或一冲压件。
13.根据权利要求11所述的背光模块，其特征在于所述基板是立于所述散热座，所述多个发光二极管通过所述基板悬置于所述散热座上方。
14.根据权利要求12所述的背光模块，其特征在于所述散热座具有一凸部，且所述基板的至少一侧面相邻于所述凸部。
15.根据权利要求14所述的背光模块，其特征在于所述凸部与所述散热座为一体成型。
16.根据权利要求14所述的背光模块，其特征在于所述凸部是以焊接或熔接方式形成于所述散热座表面。
17.根据权利要求12所述的背光模块，其特征在于所述散热座具有一凹部，且所述基板的至少一侧面相邻于所述凹部。
18.根据权利要求17所述的背光模块，其特征在于所述凹部与所述散热座为一体成型。
19.根据权利要求12所述的背光模块，其特征在于所述散热座包含至少一承载部，所 述导光板的所述入光面对应于所述多个发光二极管，并设置于所述承载部上方。
20.一种液晶显示器，其特征在于，所述液晶显示器至少包括有一背光模块，包含一光源装置，包括一散热座以及一灯条，所述灯条包含一基板以及多个发光二极管，所述多个发光二极管电性设置于所述基板上，所述基板键合于所述散热座，并且与所述散热座之间形成一键合部，所述多个发光二极管所产生的热能是经由所述键合部传导至所述散热座上；以及一导光板，所述导光板的一入光面对应于所述多个发光二极管；以及一液晶面板显示模块，对应设置于所述导光板的一出光面。
21.根据权利要求20所述的液晶显示器，其特征在于所述基板是焊接或熔接于所述散热座。
22.根据权利要求21所述的液晶显示器，其特征在于所述散热座为一挤压件或一冲压件。
23.根据权利要求21所述的液晶显示器，其特征在于所述基板是立于所述散热座，所述多个发光二极管通过所述基板悬置于所述散热座上方。
24.根据权利要求22所述的液晶显示器，其特征在于所述散热座具有一凸部，且所述基板的至少一侧面相邻于所述凸部。
25.根据权利要求22所述的液晶显示器，其特征在于所述散热座具有一凹部，且所述基板的至少一侧面相邻于所述凹部。
专利摘要本实用新型涉及一种光源装置，其适用于一背光模块中，光源装置包括一散热座以及一灯条，灯条包含一基板以及多个电性设置于基板上的发光二极管。在制造上，先提供灯条，然后键合灯条的基板于散热座表面，使灯条的基板与散热座紧密结合为一整体，可避免发光二极管所产生的热能造成基板在受热膨胀后脱离散热座，进而增进发光二极管的散热效能。
文档编号F21V19/00GK202303005SQ20112035571
公开日2012年7月4日 申请日期2011年9月21日 优先权日2011年5月11日
发明者林网生, 蔡文清 申请人:州巧科技股份有限公司