专利名称：背光模块及其发光装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种背光模块，更特别涉及一种背光模块的发光装置， 其导热垫会伸入至印刷电路板中，使该导热垫充分与该印刷电路板接 触。
背景技术：
随着电子科技的进步，尤其在日常生活中随身电子产品的盛行， 对于轻薄短小、耗电量低的显示器的需求日益增加。液晶显示器由于 具有耗电力低、发热量少、重量轻、以及非发光型显示器等等的优点， 经常被用于此类的电子产品中，甚至已逐步取代传统的阴极射线管显 不器。
参照图1，其显示现有液晶显示器。 一般而言，液晶显示器8包 含液晶面板10及背光模块20。该背光模块20配置于该液晶面板10 的下方，用于将光源所发出的光线，均匀的分配至该液晶面板10上。 用于液晶显示器8的背光模块20 —般可分为直下光源形式及侧边光 源形式。另外，该液晶显示器8还包含外框11，用于固定该液晶面 板10与该背光模块20。
参照图2，其显示一种直下光源形式背光模块20a。该直下光源形 式背光模块20a使用光源直接照射入光的设计，并包含背壳22、发 光装置90及多个光学膜片24。该背壳22具有底板26，用于承载该 发光装置90，并使该发光装置90配置于该背壳22内。该光学膜片 24，诸如棱镜片及扩散片配置于该背壳22的上方。
参照图3，其显示一种侧边光源形式背光模块20b。该侧边光源形 式背光模块20b使用侧边入光的设计，并包含导光板30、发光装置 90、 U型反射罩34、反射板36及多个光学膜片24。该发光装置90安装于该导光板30的至少一侧边32上，并包含多个光源。该U形 反射罩34环绕该发光装置90，且该U形反射罩34的开口 38面向该 导光板30的侧面32。该反射板36固定于该导光板30的底面。该光 学膜片24，诸如棱镜片及扩散片等，固定于该导光板30的顶面。由 于该发光装置90配置于该导光板30的侧面32上，因此该侧边光源 形式背光模块20b的厚度便得以降低。
目前由于发光二极管光源为下一代光源首选且具有诸多优点，诸 如具有省电的特性，因此可广泛应用在液晶显示器的背光模块中。参 照图4，该发光装置卯包含发光二极管光源92、金属核心印刷电路 板(Metal Core Printed Circuit Board; MCPCB)94及导热垫96。该导热 垫96可通过黏附层98贴附于该金属核心印刷电路板94上。发光二 极管光源可提高液晶显示器的显示质量，亦即发光二极管光源在色域 (Color Gamut)上远远优于冷阴极灯管光源。发光二极管光源还具有环 保特色，亦即无水银。
参照图5，以侧边光源形式背光模块为例，该背光模块20还包含 背壳42及框架44，其中该背壳42与该框架44相结合，用于将该导 光板30、该发光装置90、该U型反射罩34、该光学膜片组24及该 反射板36固设于该背壳42与该框架44之间。为了增加该发光装置 90的发光二极管光源92的发光效率，必需克服发光二极管光源92 的散热问题，常使用的方式就是在该发光装置90的印刷电路板94与 U型反射罩34间设有导热垫(Thermal Pad)96，用于将该发光装置90 的热量传送至该U型反射罩34。另外，为了增加产品组装性，该导 热垫96通常通过黏附层98贴附于该印刷电路板94上，以避免该导 热垫96相对于该印刷电路板94滑动。然而，该黏附层将会降低散热 效果，进而影响该发光二极管光源的发光效率。
因此，便有需要提供一种发光装置，能够解决前述的问题。
发明内容
本发明的一目的在于提供一种发光装置，其导热垫会伸入至印刷 电路板中，使该导热垫充分与该印刷电路板接触，由此使容易组装对准，且该印刷电路板与该导热垫接触面积增加而使热传导的效果更 佳。
为达上述目的，本发明提供一种发光装置，包含光源单元、印刷 电路板及导热垫。该印刷电路板具有上表面、下表面及第一结合部， 其中该上表面用于承载该光源单元，该下表面相对于该上表面，该第 一结合部位于该下表面。该导热垫包含第二结合部，其卡合于该第一 结合部，由此使该导热垫固定于该印刷电路板的下表面。
相对于现有技术，本发明的发光装置的导热垫不需通过黏附层贴 附于该印刷电路板上，因此不会降低散热效果。另外，本发明的发光 装置的导热垫会伸入至印刷电路板中(亦即该导热垫的第二结合部卡 合于该印刷电路板的第一结合部)，使该导热垫充分与该印刷电路板 接触，这样设计不仅容易组装对准，且该印刷电路板与该导热垫接触 面积增加而使热传导的效果更佳，进而提高该发光二极管光源的发光 效率。
为了让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显，下文 将结合附图，作详细说明如下。
图1为现有技术的液晶显示器的分解立体示意图； 图2为现有技术的直下光源形式背光模块的分解剖面示意图； 图3为现有技术的侧边光源形式背光模块的分解剖面示意图； 图4为现有技术的发光装置的立体示意图5为现有技术的侧边光源形式背光模块的部分放大剖面示意
图6a为本发明的第一实施例的发光装置的立体示意图； 图6b及6c为本发明的第一实施例的发光装置的分解立体示意图； 图7a至7f为本发明的发光装置的导热垫的立体示意图； 图8为本发明的第一实施例的发光装置的剖面示意图； 图9a及9b为本发明的发光装置的剖面示意图，其显示凸部的剖 面的顶宽度大于底宽度；图10a及10b为本发明的发光装置的剖面示意图，其显示凸部的
剖面的顶宽度等于底宽度；
图lla及llb为本发明的发光装置的剖面示意图，其显示凸部的
剖面的顶宽度小于底宽度；
图12为本发明的第一实施例的发光装置的立体示意图； 图13a及13b为本发明的发光装置的导热垫的立体示意图； 图14为本发明的侧边光源形式背光模块的部分放大剖面示意图； 图15为本发明的直下光源形式背光模块的分解剖面示意图。
具体实施例方式
参照图6a，其显示本发明的第一实施例的发光装置200。该发光 装置200包含光源单元202、印刷电路板210及导热垫230。该光源 单元202为多个发光二极管沿二维方向排列的长条式灯架(LED Light-bar)。该印刷电路板210具有上表面212及下表面214及第一结 合部216。该上表面212用于承载该光源单元202，该下表面214相 对于该上表面212，且该第一结合部216位于该下表面214。该导热 垫230包含第二结合部232，其卡合于该第一结合部216，由此使该 导热垫230固定于该印刷电路板210的下表面214。该导热垫的材质 可为聚乙二醇对苯二甲酸酯(Polythelene terephthalate; PET)所制。
该发光装置200定义有XYZ三轴坐标，由于该第二结合部232 可通过沿箭头方向250上下堆栈方式(如图6b所示)或通过沿箭头方向 252左右滑入方式(如图6c所示)而卡合于该第一结合部216,因此本 发明至少可限制该导热垫230沿X轴方向相对于该印刷电路板210 滑动，进而使该导热垫230在X轴方向得到固定的效果。
在本实施例中，该第一结合部216包含至少一凹处，该第二结合 部232包含至少一凸部，且该凸部卡合于该凹处，由此使该导热垫 230固定于该印刷电路板210的下表面214。相反地，在另一实施例 中，该第一结合部216包含至少一凸部(图未示)，该第二结合部232 包含至少一凹处(图未示)，且该凸部卡合于该凹处，由此亦可使该导 热垫固定于该印刷电路板的下表面。优选地，该凸部的体积大体上等于该凹处的容积，可使该凸部与该凹处的接触面积最大。
参照图7a至7f,本发明的导热垫230可为下列形式，并具有接触 面234，该接触面234定义有长度方向(亦即Y轴方向)及宽度方向(亦 即X轴方向)。凸部232为多个，并位于该接触面234。至少一部分 的该凸部232沿着该长度方向排列，或者至少一部分的该凸部232沿 着该宽度方向排列。参照图7a，该凸部232可为多个矩形块状，并 沿该长度方向依序排列，其中该凸部232通过上下堆栈方式而卡合于 其对应的凹处。参照图7b，该凸部232可为多个圆形块状，并沿该 长度方向依序排列，其中该凸部232通过上下堆栈方式而卡合于其对 应的凹处。参照图7c，该凸部可为多个十字形块状，并沿该长度方 向依序排列，其中该凸部232通过上下堆栈方式而卡合于其对应的凹 处。参照图7d，该凸部232为沿该长度方向延伸直线式的条形状， 其中该凸部232通过上下堆栈方式或左右滑入方式而卡合于其对应 的凹处。参照图7e，该凸部232为沿该长度方向延伸蛇行式的条形 状，其中该凸部232通过上下堆栈方式或左右滑入方式而卡合于其对 应的凹处。参照图7f，该凸部232为多个沿该宽度方向延伸的条形状， 其中该凸部232通过上下堆栈方式或左右滑入方式而卡合于其对应 的凹处。
参照图8，在本实施例中，该印刷电路板210可包含线路层218 及导热板220，该线路层218及导热板220介于该印刷电路板210的 上表面212与下表面214之间，且该凹处216，位于该导热板220上。 该导热板220可为金属板，诸如铝板。该导热垫230的凸部232'厚度 V2不大于该印刷电路板210的厚度VI与该线路层218的厚度E的 差值。该导热垫230的凸部232，厚度V2，优选地，可设计大于约0.3 mm。该导热垫230还包含本体236，且该凸部232，位于该本体236 上。该导热垫230的本体236厚度T，优选地，可设计介于约0.5mm 与约5 mm之间。该导热垫230的本体236厚度T与凸部232'厚度 V2的比值小于15。
在本发明的下列三种形式的凸部与凹处的组合，该凸部皆可卡合 于该凹处，亦即可限制该导热垫相对于该印刷电路板沿X轴方向或Z
9轴方向滑动。
参照图9a，就第一种形式的凸部232'与凹处216'的组合而言，若 该凸部232'的剖面的顶宽度Hl大于底宽度H2(诸如底宽度H2与顶 宽度Hl的比值小于0.9)，且该凸部232，的剖面的顶宽度Hl与该导 热垫230本体236的宽度W的比值小于1 ，则该凸部232，与凹处216， 具有卡合的效果。优选地，Hl/W比值为0.5时，可兼顾散热与固定 性且H1不会有过小而难加工的问题。换言之，此时该凸部232，的剖 面为鸠尾(dovetail)的外形，其具有最佳的卡合的效果，亦即可限制该 导热垫230相对于该印刷电路板210沿X轴方向及Z轴方向滑动。 参照图9b，该凸部232'的剖面由顶边242'及两侧边244'所构成。优 选地，该凸部232'的剖面的侧边244'与该本体236表面238之间的夹 角A、 B介于约10与约90度之间。最佳地，该凸部232'的剖面的侧 边244'与该本体236表面238之间的夹角A、 B为45度。
参照图10a，就第二种形式的凸部232"与凹处216"的组合而言， 若该凸部232"的剖面的顶宽度Hl等于底宽度H2，且该凸部232" 的剖面的顶宽度Hl(或底宽度H2)与该导热垫230本体236的宽度W 的比值小于l，则该凸部232"与凹处216"具有卡合的效果。优选地， Hl/W比值为0.5时，可兼顾散热与固定性且H1不会有过小而难加工 的问题。换言之，此时该凸部232"的剖面为矩形的外形，其具有较 佳的卡合的效果，亦即可限制该导热垫230沿X轴方向相对于该印 刷电路板210滑动。参照图10b，该凸部232"的剖面由顶边242"及 两侧边244"所构成。该凸部232"的剖面的侧边244"与该本体236表 面238之间的夹角A、 B为90度。
参照图lla，就第三种形式的凸部232"，与凹处216，"的组合而言， 若该凸部232"'的剖面的顶宽度H1小于底宽度H2(诸如顶宽度H1与 底宽度H2的比值小于0.9)，且该凸部232"，的剖面的底宽度H2与该 导热垫230本体236的宽度W的比值小于1，则该凸部232"，与凹处 216"，仍具有卡合的效果。优选地，Hl/W比值为0.5时，可兼顾散热 与固定性且Hl不会有过小而难加工的问题。换言之，此时该凸部 232'"的剖面为梯形的外形，其仍具有卡合的效果，亦即仍可限制该导热垫230沿X轴方向相对于该印刷电路板210滑动。参照图llb， 该凸部232"'的剖面由顶边242'"及两侧边244'"所构成。优选地，该 凸部232"'的剖面的侧边244"'与该本体236表面238之间的夹角A、 B介于90与170度之间。最佳地，该凸部232"'的剖面的侧边244"' 与该本体236表面238之间的夹角A、 B为135度。
相对于现有技术，本发明的发光装置的导热垫不需通过黏附层贴 附于该印刷电路板上，因此不会降低散热效果。另外，本发明的发光 装置的导热垫会伸入至印刷电路板中(亦即该导热垫的第二结合部卡 合于该印刷电路板的第一结合部)，使该导热垫充分与该印刷电路板 接触，这样设计不仅容易组装对准，且该印刷电路板与该导热垫接触 面积增加而使热传导的效果更佳，进而提高该发光二极管光源的发光 效率。
参照图12，其显示本发明的第二实施例的发光装置300。该发光 装置300包含光源单元302、印刷电路板310及导热垫330。第二种 实施例中的发光装置300大体上类似于第一种实施例中的发光装置 200，其中类似的组件标示类似的标号。第二种实施例中的发光装置 300与第一种实施例的发光装置200的主要差异在于该光源单元302 为多个发光二极管沿二维方向排列的平面式灯架。
在本实施例中，该印刷电路板310的第一结合部316包含至少一 凹处，该导热垫330的第二结合部332包含至少一凸部，且该凸部卡 合于该凹处，由此使该导热垫330固定于该印刷电路板310的下表面 314。相反地，在另一实施例中，该第一结合部316包含至少一凸部(图 未示)，该第二结合部332包含至少一凹处(图未示)，且该凸部卡合于 该凹处，由此亦可使该导热垫固定于该印刷电路板的下表面。
参照图13a至13b，在本实施例中，该导热垫330可为下列形式， 并具有接触面334，该接触面334定义有长度方向(亦即Y轴方向)及 宽度方向(亦即X轴方向)，且该凸部332'位于该接触面334。参照图 13a，该凸部332'为沿该长度方向及宽度方向延伸的十字条形状，其 中该凸部332，通过上下堆栈方式而卡合于该凹处316'。参照图13b， 该凸部332"为沿该长度方向延伸直线式的条形状，并通过上下堆栈方式或左右滑入方式而卡合于该凹处316"。或者，该凸部332"为沿 该宽度方向延伸直线式的条形状(图未示)，并通过上下堆栈方式或左 右滑入方式而卡合于该凹处。
参照图14，其显示一种利用本发明的发光装置200的侧边光源形 式背光模块120b。该侧边光源形式背光模块120b包含导光板130、 发光装置200、反射罩(诸如U型反射罩)134、反射板136及多个光学 膜片124。该发光装置200安装于该导光板130的至少一侧边132上。 该反射罩134环绕该发光装置200，且该反射罩134的开口 138面向 该导光板130的侧面132，用于将该发光装置200的光源单元的光线 反射至该导光板130。该反射板136固定于该导光板130的底面。该 光学膜片124，诸如棱镜片及扩散片等，固定于该导光板130的顶面。 该背光模块120b还包含背壳142及框架144，其中该背壳142与该 框架144相结合，用于将该导光板130、该发光装置200、该反射罩 134、该光学膜片组124及该反射板136固设于该背壳142与该框架 144的间。该导热垫230接触于该反射罩134，用于将该发光装置200 的热量传送至该反射罩134。该反射罩134接触于该背壳142，用于 将该发光装置200的热量传送至该背壳142。
参照图15，其显示一种利用本发明的发光装置300的直下光源形 式背光模块120a。该直下光源形式背光模块120a并包含背壳122、 发光装置300及多个光学膜片124。该背壳122具有底板126，用于 承载该发光装置300，并使该发光装置300配置于该背壳122内，其 中该导热垫330接触于该底板126，用于将该发光装置300的热量传 送至该底板126。该光学膜片124，诸如棱镜片及扩散片配置于该背 壳122的上方。
另外，本发明的背光模块120a、 120b可应用于液晶显示器。该液 晶显示器包含液晶面板及本发明的背光模块120a、 120b。该背光模 块120a、 120b配置于该液晶面板的下方，用于将该发光装置300、 200的光源单元所发出的光线，均匀的分配至该液晶面板上。该液晶 显示器还包含外框，用于固定该液晶面板与本发明的背光模块120a、 120b。虽然本发明已以前述实施例公开，然其并非用于限定本发明，任 何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的 更动与修改。因此本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定者为 准。
权利要求
1、一种发光装置，包含光源单元；印刷电路板，具有上表面、下表面及第一结合部，其中所述上表面用于承载所述光源单元，所述下表面相对于所述上表面，所述第一结合部位于所述下表面上；以及导热垫，包含第二结合部，其卡合于所述第一结合部，由此使所述导热垫固定于所述印刷电路板的下表面。
2、 如权利要求1所述的发光装置，其中所述第一结合部包含至 少一凹处，所述第二结合部包含至少一凸部，且所述凸部卡合于所 述凹处。
3、 如权利要求2所述的发光装置，其中所述导热垫的凸部厚度 不大于所述印刷电路板的厚度与所述线路层的厚度的差值。
4、 如权利要求2所述的发光装置，其中所述导热垫还包含本体， 所述凸部位于所述本体上，且所述本体厚度与凸部厚度的比值小于 15。
5、 如权利要求2所述的发光装置，其中所述凸部的形状为矩形 块状、圆形块状和十字形块状其中的一种。
6、 如权利要求3所述的发光装置，其中所述凸部的剖面具有顶 宽度及底宽度，所述凸部的剖面的顶宽度大于底宽度，且所述凸部 的剖面的顶宽度与所述导热垫的宽度的比值小于1。
7、 如权利要求6所述的发光装置，其中所述凸部的剖面的顶宽 度与所述导热垫的宽度的比值为0.5。
8、 如权利要求6所述的发光装置，其中所述底宽度与顶宽度的 比值小于0.9。
9、 如权利要求6所述的发光装置，其中所述凸部的剖面由顶边 及两侧边所构成，且所述凸部的剖面的侧边与所述本体表面之间的 夹角介于约10与约90度之间，或介于约90与约170度之间。
10、 如权利要求6所述的发光装置，其中所述凸部的剖面的侧边 与所述本体表面之间的夹角为45度。
11、 如权利要求6所述的发光装置，其中所述凸部的剖面的侧边 与所述本体表面之间的夹角为135度。
12、 一种背光模块，包含 导光板，具有侧面；发光装置，配置于所述导光板的侧面，并包含 光源单元；印刷电路板，具有上表面、下表面及第一结合部，其中所述 上表面用于承载所述光源单元，所述下表面相对于所述上表面， 所述第一结合部位于所述下表面；以及导热垫，包含第二结合部，其卡合于所述第一结合部，由此 使所述导热垫固定于所述印刷电路板的下表面；以及 反射罩，环绕所述发光装置，并包含开口面向所述导光板的侧面， 用于将所述光源单元的光线反射至所述导光板，其中所述导热垫接 触于所述反射罩，用于将所述发光装置的热量传送至所述反射罩。
13、 一种背光模块，包含 发光装置，包含；光源单元；印刷电路板，具有上表面、下表面及第一结合部，其中所述 上表面用于承载所述光源单元，所述下表面相对于所述上表面， 所述第一结合部位于所述下表面；以及导热垫，包含第二结合部，其卡合于所述第一结合部，由此 使所述导热垫固定于所述印刷电路板的下表面；以及 背壳，具有底板，用于承载所述发光装置，并使所述发光装置配 置于所述背壳内，其中所述导热垫接触于所述底板，用于将所述发 光装置的热量传送至所述底板。
全文摘要
一种发光装置包含光源单元、印刷电路板及导热垫。所述印刷电路板具有上表面、下表面及第一结合部，其中所述上表面用于承载所述光源单元，所述下表面相对于所述上表面，所述第一结合部位于所述下表面。所述导热垫包含第二结合部，其卡合于所述第一结合部，由此使所述导热垫固定于所述印刷电路板的下表面。
文档编号H05K1/00GK101526199SQ20081008321
公开日2009年9月9日 申请日期2008年3月4日 优先权日2008年3月4日
发明者张之礼, 陈伯群 申请人:瀚宇彩晶股份有限公司