[發明專利]用于輻射發光二極管的熱量的裝置及使用其的液晶顯示器

無效

• 申請號: 200910262042.1
• 申請日: 2009-12-23
• 公開（公告）號: CN101963336A
• 公開（公告）日: 2011-02-02
• 發明（設計）人: 崔秉辰;宋鴻聲;李墺鉉
• 申請（專利權）人: 樂金顯示有限公司
• 主分類號: F21V29/00
• 分類號: F21V29/00;H01L33/64;H05K1/18;H01L33/62;G02F1/13357;F21Y101/02
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國

本申請主張2009年7月24日提交的韓國專利申請10-2009-0067999的權益，出于所有目的引用該專利申請引入本文，就像在這里全部列出一樣。

技術領域

本發明涉及一種用于輻射發光二極管(LED)的熱量的裝置及使用其的液晶顯示器。

背景技術

LED是由諸如GaAs、AlGaAs、GaN、InGaN或AlGaInP的化合物半導體材料形成的具有兩個端子的二極管。LED使用當電子和空穴根據施加于陰極和陽極的電力而組合時產生的光能發射可見射線。

通過紅色、綠色和藍色LED的組合或者藍色LED和黃色熒光粉的組合實現發射白光的白色LED。隨著白色LED的出現，LED已應用于范圍從電子產品的指示器到家庭用品以及廣告面板的廣泛的應用領域。近來，由于LED芯片的高效率，LED已代替常規照明燈而取代了街燈、運載工具的照明燈、熒光燈。LED具有高功率和高亮度，其效率超過現有的輝光放電燈，并且與現有熒光燈的效率相似或者優于它。

施加給LED封裝的能量的大約15％轉換為光，而大約85％的能量作為熱量被消耗掉。隨著從LED的PN結產生的熱量增加，LED封裝的效率和壽命降低。因此，具有高功率和高亮度的LED封裝需要用于輻射從LED芯片產生的熱量的設計。

通常將LED封裝焊接至昂貴的金屬印刷電路板(PCB)或用于熱輻射的散熱包層板(thermal?clad?board)。金屬PCB具有由鋁基板、樹脂層、銅箔層和阻焊劑層順序層壓的層疊結構。樹脂層將流動電流的銅箔層與鋁基板彼此電絕緣并在銅箔層與鋁基板之間形成熱傳遞通路。從LED封裝產生的熱量通過銅箔層傳遞，然后通過樹脂層傳輸到鋁基板。因此，為了實現有效的熱輻射結構，必需增加樹脂層的熱傳導性。用于金屬PCB的樹脂層的熱傳導性大約為1.0至2.2W/mk。金屬PCB要求具有不同熱膨脹系數的兩種金屬可靠地粘結，并減小兩種金屬之間在熱膨脹過程中產生的應力，該金屬PCB的鋁和銅箔彼此相對組合以便在它們之間形成樹脂層。銅的熱膨脹系數大約為17ppm/k，而鋁的熱膨脹系數大約為25ppm/k。為了滿足金屬PCB的樹脂層所需的性能，用于金屬PCB的樹脂層具有在0.075到0.30mm范圍內的厚度。由于該相對厚的樹脂層，熱量不會在金屬PCB的銅層與金屬基板之間平穩流動。將詳細解釋金屬PCB中的熱傳遞。從LED芯片產生的熱量通過封裝本體、焊料層、銅箔層、樹脂層和鋁基板輻射。由于樹脂層的低的熱傳導性，樹脂層在熱量流動中產生熱輻射的瓶頸現象。如果多個LED封裝以陣列形式安裝在金屬PCB上，則因為通過金屬PCB僅獲得較低的熱輻射效果，所以可將額外的散熱器附接到金屬PCB的底面以輻射熱量。在該情形中，為了除去金屬PCB與散熱器之間的空氣層，可在金屬PCB與散熱器之間分配熱脂。然而，因為熱脂的熱傳導性低至大約2到3W/mK，所以熱脂阻礙熱量的流動。

根據顯示設備和信息通訊設備的小型化，可通過表面組裝技術(SMT)將LED芯片直接安裝在PCB或柔性印刷電路(FPC)上。在液晶顯示器的背光單元中，LED芯片安裝在FPC上并且FPC可附接金屬板或金屬散熱器來輻射熱量，而不使用昂貴的金屬PCB。然而，該熱輻射方案也需要昂貴的金屬板和FPC，從而增加了成本，并且該熱輻射方案沒有提供足夠的熱輻射效果。

發明內容

本發明的一個目的是提供一種用于輻射LED的熱量的裝置以及使用其的液晶顯示器，所述裝置實現了廉價的LED熱量輻射結構并通過充分的熱輻射延長了LED的效率和壽命。

根據本發明的一個方面，提供了一種用于輻射發光二極管(LED)的熱量的裝置，其包括：各自都包括LED芯片和熱輻射金屬板的多個LED封裝；和印刷電路板(PCB)，該PCB包括與該LED封裝的熱輻射板相接觸的頂面，該頂面上形成有電路圖案和阻焊劑、其上形成有金屬層的底面、穿透該頂面和該底面的孔、形成在該孔的側壁上用于將該LED封裝的熱輻射板與該金屬層連接的金屬側壁、以及形成在該孔中的腔。

根據本發明的另一個方面，提供了一種液晶顯示器，其包括液晶顯示面板；和照明該液晶顯示面板的背光單元。

所述背光單元包括：各自都包括LED芯片和熱輻射金屬板的多個LED封裝；和印刷電路板(PCB)，該PCB包括與該LED封裝的熱輻射板相接觸的頂面，該頂面上形成有電路圖案和阻焊劑、其上形成有金屬層的底面、穿透該頂面和該底面的孔、形成在該孔的側壁上用于將該LED封裝的熱輻射板與該金屬層連接的金屬側壁、以及形成在該孔中的腔。

附圖說明