专利名称：背光模块及液晶显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种背光模块及应用其的液晶显示装置，尤其涉及一种可以 有效提高散热效率、提供稳定光源的发光二极管背光模块及应用其的液晶显 示装置。
背景技术：
发光二极管(light emitting diode, LED)的发光效率在近几年来有着突破 性的进步，由于具有高演色性、低驱动电压、无汞、不放射紫外线、可快速 点灯启动、采用固态封装不易碎裂、可动态调控色度等多项优点，因而被视 为新一代光源的最佳选择。然而，LED的应用经常伴随着大量的热产生，而 温度的变化影响LED的辉度、色度与效率的表现。因此，散热的问题关键 性地影响着LED在背光模块中的应用。另一方面，由于LED与传统所采用 的冷阴极萸光灯管(cold cathode fluorescent lamp, CCFL)相比价格仍然偏高。 因此降低材料使用以节省成本，在以LED做为光源的背光模块中极为重要。
请参照图1，其绘示常规发光二极管光源模块示意图。光源模块10包括 金属背板l、电路板2、发光二极管3、导线4及散热鳍片5。其中电路板2 还包括金属走线层6、基材7及绝缘层9，绝缘层9设置于基材7上，金属 走线层6设置于绝缘层9上。发光二极管3设置于电路板2上，电路板2则 设置于金属背板l上。 一般为了散热考虑，电路板2大多采用金属芯电路板 (metal core printed circuit board, MCPCB),亦即基材7为金属材质，如纟艮或铜。 不同的发光二极管3及电路板2之间再通过导线4电性连接。另外金属背板 1的背面上设置散热鳍片5,用以增加表面积以提高散热效率。由于发光二 极管3必须通过电路板2,才能将热传导到金属背板1上。如果电路板2或 金属背板l的平整度不佳，导致两接触面之间存在空隙，将会造成极大的导 热阻抗。而一般发光二极管对于温度极为敏感， 一旦超过适当温度范围，会 造成出光效率的降低，甚至影响产品寿命。并且不同颜色的发光二极管，因 温度升高而导致出光效率降低的程度不同，将会造成原本调整好的色温产生
变化，影响显示器的显示质量。
常用以提升散热效能的方式，系将发光二极管3所产生的热快速导至电
路板2的基材7,再通过金属背板1及散热鳍片5将热散出。另外在发光二 极管3及电路板2之间与电路板2及金属背板1之间填充高导热的绝缘散热 胶8,避免接触界面形成高热阻的空气隔热层。但是高导热材料相当昂贵， 使用此材料不仅增加工艺复杂性，对成本的控制亦相当不利。而发光二极管 3彼此之间以导线4串连，容易导致成本增加，并且容易因导线4损坏而降 低产品可靠度。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的就是在提供一种背光模块及应用其的液晶显示 装置，舍弃金属芯电路板(MCPCB)的使用，将金属走线层直接设置在金 属背板上。发光二极管设置于金属走线层上并与之耦接，如此便可利用金属 背板来取代原金属芯电路板的金属基材的功能，但同样能使发光二极管所产 生的热快速地导至金属背板。由于金属芯电路板价格非常昂贵，本发明将可 大幅降低生产成本并可减少模块厚度。此外，因为大幅减少散热胶材的使用， 加上金属走线层可以直接串联所有的发光二极管，而不需额外设置导线以连 接。本发明大大提高了发光二极管的散热效率，降低生产成本。
根据本发明的第一目的，提出一种背光模块，包括金属背板、绝缘层、 金属走线层及至少一发光二极管。金属背板具有一正面，绝缘层设置于金属 背板的正面上。金属走线层设置于金属背板的正面上且位于绝缘层之上，至 少一发光二极管设置于金属背板的正面上，发光二极管耦接金属走线层。
根据本发明的第二目的，提出一种背光模块，包括金属背板、导光板、 绝缘层、金属走线层及至少一发光二极管。金属背板具有正面及开口，导光 板设置于开口处并具有侧面，侧面面向正面。绝缘层设置于金属背板的正面 上，金属走线层设置于金属背板的正面上且位于绝缘层之上。发光二极管设 置于金属背板的正面上，发光二极管耦接金属走线层。
根据本发明的第三目的，提出一种液晶显示装置，包括背光模块及液晶 显示面板。背光模块包括金属背板、绝缘层、金属走线层及至少一发光二极 管。金属背板具有正面，绝缘层设置于金属背板的正面上。金属走线层设置 于金属背板的正面上且位于绝缘层之上，发光二极管设置于金属背板的正面
上，发光二极管耦接金属走线层。液晶显示面板设置于背光模块上，并位于 发光二极管之上。
根据本发明的第四目的，提出一种液晶显示装置，包括背光模块及液晶 显示面板。背光模块包括金属背板、导光板、绝缘层、金属走线层及至少一 发光二极管。金属背板具有正面及开口。导光板设置于开口处，并具有侧面 及顶面，侧面面向正面。绝缘层设置于金属背板的正面上，金属走线层设置 于金属背板的正面上且位于绝缘层之上。发光二极管设置于金属背板的正面 上，发光二极管耦接金属走线层。液晶显示面板设置于背光模块之上，并位 于顶面之上。
为让本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一优选
实施例，并配合附图，作详细说明如下
图1绘示常规发光二极管光源模块示意图2绘示本发明实施例一的一种具有直下式背光模块的液晶显示装置的 示意图3A 图3D分别绘示本发明第一种 第四种金属背板、绝缘层及金属 走线层的分层示意图；以及
图4绘示本发明实施例二的一种具有侧光式背光模块的液晶显示装置的 示意图。
附图标记简单说明
1、110、 210、310:金属背
2:电路板
3、140、 240:发光二极管
4:导线
5、112、 212:散热鳍片
6、130、 230:金属走线层
7:基材
8:绝缘散热胶9、120、 220:绝缘层
10:光源模块
賜、200:液晶显示装置
114、214:正面
116、216:背面
145、245:背光模块
150、252:光学膜片
160、260:液晶显示面4反
162、262:上偏光片
164、264:下偏光片
170:下框
180、270:上框
250:导光板254:反射片256:侧面
257:顶面
258:背面
280:背框
320:铜箔层330:織
340:FR/CEM基板
具体实施例方式
本发明的目的，系提出一种发光二极管光源模块，将金属走线层直接设 置在金属背板上，发光二极管设置于金属走线层上并与金属走线层耦接，以 完成电性连接并进行信号传递。同时，藉由金属背板优良的导热性，发光二 极管所产生的热可以快速逸出，可靠维持发光二极管的发光效率。至于详细 的实施方式，以下分别于各实施例做详细说明。
实施例一
请参照图2,其绘示本发明实施例一的一种具有直下式背光模块的液晶 显示装置的示意图。液晶显示装置100包括背光模块145、液晶显示面板160、 上框180及下框170。背光模块145包括金属背板110、绝缘层120、金属走线层130及发光二极管140。金属背板IIO具有正面114,绝缘层120设置 于金属背板110的正面114上。金属走线层130设置于金属背板110的正面 114上且位于绝缘层120之上，发光二极管140设置于金属背板110的正面 114上，发光二极管140耦接金属走线层130。液晶显示面板160设置于背 光模块145之上，并位于发光二极管140之上。上框180及下框170夹置液 晶显示面板160并连接金属背板110。
然而，本发明所属技术领域的普通技术人员，可知本发明的技术不限于 此。例如，绝缘层120可包括玻璃纤维布环氧树脂基板、复合环氧树脂基板、 绝缘散热胶或是上述材料的组合。
此外，金属背板110还具有背面116,背面116与正面114相对。金属 背板110的材料可以是铝或锌，或其它具有高散热性的金属材料。背光模块 145还包括散热鳍片112,散热鳍片112设置于金属背板110的背面116上。 散热鳍片112与金属背板110可以是相同材料，也可以是不同材料。
另外，液晶显示装置IOO还包括光学膜片150,光学膜片150夹置于金 属背板IIO及下框170之间且位于发光二极管140之上。光学膜片150可以 是一棱镜片、 一扩散片或一反射式增光膜(DBEF)，亦可以是多片棱镜片、 扩散片或反射式增光膜的组合。液晶显示装置IOO还包括上偏光片162及下 偏光片164分别贴附于液晶显示面板160的顶面及背面上，上框180与下框 170上下夹持液晶显示面一反160、上偏光片162及下偏光片164，且上偏光片 162及下偏光片164的光穿透轴方向相互垂直。
此外，请参照图3A-3D,其分别绘示本发明第一种 第四种金属背板、 绝缘层及金属走线层的分层示意图。如图3A所示，铜箔层320以叙胶330 设置于金属背板310上，铜箔层320可以处理形成走线(layout);其中铜箔层 320为图2中的金属走线层130的其中一种，黏胶330为图2中的绝缘散热 胶124的其中一种。如图3B所示，两铜箔层320以黏胶330结合后，再以 黏胶330设置于金属背板310上；由于具有两层铜箔层320，藉由贯穿黏胶 330的导电通孔(via)相互导通且可形成更复杂的走线连接。如图3C所示， 将铜箔层320设置于玻璃纤维布环氧树脂基板(fiber reinforced, FR)/复合环氧 树脂基板(composite epoxy materials, CEM)340上，再以黏胶330设置于金属 背板310上。FR/CEM基板340具有高介电常数，可以提高绝缘性，避免铜 箔层320上的走线受到干扰。如图3D所示，将两铜箔层320分别设置于
FR/CEM基板340的两面，再以l占胶330设置于金属背板310上；除了两层 铜箔层320可以布置出更复杂的走线外，FR/CEM基板340还可避免两层铜 箔层320上的走线互相干扰。
实施例二
请参照图4,其绘示本发明实施例二的一种具有侧光式背光模块的液晶 显示装置的示意图。液晶显示装置200包括背光模块245、液晶显示面板260、 背框280及上框270。背光模块245包括金属背板210、导光板250、绝缘层 220、金属走线层230及发光二极管240。金属背板210具有正面214及开口。 导光板250设置于开口处，并具有侧面256及顶面257，侧面256面向正面 214。绝缘层220设置于金属背板210的正面214上，金属走线层230设置 于金属背板210的正面214上且位于绝缘层220之上。发光二极管240设置 于金属背板210的正面214上，发光二极管240耦接金属走线层230。液晶 显示面板260设置于背光模块245之上，并位于顶面257之上。背框280及 上框270可采用扣接、卡接或螺接的方式连接。
本发明所属技术领域的普通技术人员，可知本发明的技术不限于此。例 如，绝缘层220包括玻璃纤维布环氧树脂基板、复合环氧树脂基板、绝缘散 热胶或是上述材料的组合。
此外，金属背板210还具有背面216，背面216与正面214相对，散热 鳍片212设置于金属背板210的背面216上。散热鳍片212与金属背板210 可以是相同材料，或者是不同材料。
另外，液晶显示装置200还包括光学膜片252,光学膜片252设置于导 光板250的顶面257上，并位于液晶显示面板260之下。光学膜片252可以 是一棱镜片、 一扩散片或一反射式增光膜，或者是多片棱镜片、扩散片或反 射式增光膜的组合。反射片254设置于导光板250的底面258上，底面258 与顶面257相对，且侧面256连接顶面257及底面258。金属背板210的材 料为铝或锌，或是其它具有良好散热效率的金属材料。上偏光片262及下偏 光片264分别贴附于液晶显示面板260的顶面及背面上，且上偏光片262及 下偏光片264的光穿透轴方向相互垂直。背框280与上框270上下夹持金属 背板210、导光板250、反射片254、光学膜片252、液晶显示面板260、上 偏光片262及下偏光片264。
此夕卜，本实施例的金属背板210,亦可如实施例一中图3A-3D之一系列 设置方式，依使用目的形成不同结构的绝缘层及金属走线层。
本发明上述实施例所揭露的背光模块及应用其的液晶显示装置，改变传 统发光二极管光源模块的结构，将金属走线层直接设置在金属背板上，发光 二极管设置于金属走线层上并与之耦接。由于金属芯电路板价格昂贵，金属 芯电路板的省略可大幅降低成本并可减少模块厚度。并且因为大幅减少散热 胶材的使用，加上金属走线层可以直接串联所有的发光二极管，而不需额外 设置导线连接。本发明大大提高了发光二极管的散热效率，降低生产成本。
综上所述，虽然本发明已以一优选实施例揭露如上，然其并非用以限定 本发明。本发明所属技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范 围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求所 界定者为准。
权利要求
1.一种背光模块，包括金属背板，具有正面；绝缘层，设置于该金属背板的该正面上；金属走线层，设置于该金属背板的该正面上且位于该绝缘层之上；以及至少一发光二极管，设置于该金属背板的该正面上，该发光二极管耦接该金属走线层。
2. 如权利要求1所述的背光模块，其中该绝缘层为玻璃纤维布环氧树脂 基板或复合环氧树脂基板。
3. 如权利要求1所述的背光模块，其中该绝缘层还包括绝缘散热胶。
4. 一种背光模块，包括 金属背板，具有正面及开口；导光板，设置于该开口处，并具有侧面，该侧面面向该正面； 绝缘层，设置于该金属背板的该正面上；金属走线层，设置于该金属背板的该正面上且位于该绝缘层之上；以及 至少一发光二极管，设置于该金属背板的该正面上，该发光二极管耦接 该金属走线层。
5. 如权利要求4所述的背光模块，其中该绝缘层为玻璃纤维布环氧树脂 基板或复合环氧树脂基板。
6. 如权利要求4所述的背光模块，其中该绝缘层还包括绝缘散热胶。
7. —种液晶显示装置，包括 背光模块，包括金属背板，具有正面；绝缘层，设置于该金属背板的该正面上；金属走线层，设置于该金属背板的该正面上且位于该绝缘层之上；及至少一发光二极管，设置于该金属背板的该正面上，该发光二极管 耦接该金属走线层；以及液晶显示面板，设置于该背光模块上，并位于该发光二极管之上。
8. 如权利要求7所述的液晶显示装置，其中该绝缘层为玻璃纤维布环氧 树脂基板或复合环氧树脂基板。
9. 如权利要求7所述的液晶显示装置，其中该绝缘层还包括绝缘散热胶。
10. —种液晶显示装置，包括 背光模块，包括金属背板，具有正面及开口；导光板，设置于该开口处，并具有侧面及顶面，该侧面面向该正面； 绝缘层，设置于该金属背板的该正面上；金属走线层，设置于该金属背板的该正面上且位于该绝缘层之上；及至少一发光二极管，设置于该金属背板的该正面上，该发光二极管 耦接该金属走线层；以及液晶显示面板，设置于该背光模块之上，并位于该顶面之上。
全文摘要
一种背光模块，包括金属背板、绝缘层、金属走线层及至少一发光二极管。金属背板具有一正面，绝缘层设置于金属背板的正面上。金属走线层设置于金属背板的正面上且位于绝缘层之上，至少一发光二极管设置于金属背板的正面上，发光二极管耦接金属走线层。
文档编号G02F1/1335GK101191949SQ20061016311
公开日2008年6月4日 申请日期2006年11月30日 优先权日2006年11月30日
发明者林文聪, 白维铭, 蓝文锦 申请人:奇美电子股份有限公司