[发明专利]用于辐射发光二极管的热量的装置及使用其的液晶显示器

说明书

本申请主张2009年7月24日提交的韩国专利申请10-2009-0067999的权益，出于所有目的引用该专利申请引入本文，就像在这里全部列出一样。

技术领域

本发明涉及一种用于辐射发光二极管(LED)的热量的装置及使用其的液晶显示器。

背景技术

LED是由诸如GaAs、AlGaAs、GaN、InGaN或AlGaInP的化合物半导体材料形成的具有两个端子的二极管。LED使用当电子和空穴根据施加于阴极和阳极的电力而组合时产生的光能发射可见射线。

通过红色、绿色和蓝色LED的组合或者蓝色LED和黄色荧光粉的组合实现发射白光的白色LED。随着白色LED的出现，LED已应用于范围从电子产品的指示器到家庭用品以及广告面板的广泛的应用领域。近来，由于LED芯片的高效率，LED已代替常规照明灯而取代了街灯、运载工具的照明灯、荧光灯。LED具有高功率和高亮度，其效率超过现有的辉光放电灯，并且与现有荧光灯的效率相似或者优于它。

施加给LED封装的能量的大约15％转换为光，而大约85％的能量作为热量被消耗掉。随着从LED的PN结产生的热量增加，LED封装的效率和寿命降低。因此，具有高功率和高亮度的LED封装需要用于辐射从LED芯片产生的热量的设计。

通常将LED封装焊接至昂贵的金属印刷电路板(PCB)或用于热辐射的散热包层板(thermal clad board)。金属PCB具有由铝基板、树脂层、铜箔层和阻焊剂层顺序层压的层叠结构。树脂层将流动电流的铜箔层与铝基板彼此电绝缘并在铜箔层与铝基板之间形成热传递通路。从LED封装产生的热量通过铜箔层传递，然后通过树脂层传输到铝基板。因此，为了实现有效的热辐射结构，必需增加树脂层的热传导性。用于金属PCB的树脂层的热传导性大约为1.0至2.2W/mk。金属PCB要求具有不同热膨胀系数的两种金属可靠地粘结，并减小两种金属之间在热膨胀过程中产生的应力，该金属PCB的铝和铜箔彼此相对组合以便在它们之间形成树脂层。铜的热膨胀系数大约为17ppm/k，而铝的热膨胀系数大约为25ppm/k。为了满足金属PCB的树脂层所需的性能，用于金属PCB的树脂层具有在0.075到0.30mm范围内的厚度。由于该相对厚的树脂层，热量不会在金属PCB的铜层与金属基板之间平稳流动。将详细解释金属PCB中的热传递。从LED芯片产生的热量通过封装本体、焊料层、铜箔层、树脂层和铝基板辐射。由于树脂层的低的热传导性，树脂层在热量流动中产生热辐射的瓶颈现象。如果多个LED封装以阵列形式安装在金属PCB上，则因为通过金属PCB仅获得较低的热辐射效果，所以可将额外的散热器附接到金属PCB的底面以辐射热量。在该情形中，为了除去金属PCB与散热器之间的空气层，可在金属PCB与散热器之间分配热脂。然而，因为热脂的热传导性低至大约2到3W/mK，所以热脂阻碍热量的流动。

根据显示设备和信息通讯设备的小型化，可通过表面组装技术(SMT)将LED芯片直接安装在PCB或柔性印刷电路(FPC)上。在液晶显示器的背光单元中，LED芯片安装在FPC上并且FPC可附接金属板或金属散热器来辐射热量，而不使用昂贵的金属PCB。然而，该热辐射方案也需要昂贵的金属板和FPC，从而增加了成本，并且该热辐射方案没有提供足够的热辐射效果。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种用于辐射LED的热量的装置以及使用其的液晶显示器，所述装置实现了廉价的LED热量辐射结构并通过充分的热辐射延长了LED的效率和寿命。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于辐射发光二极管(LED)的热量的装置，其包括：各自都包括LED芯片和热辐射金属板的多个LED封装；和印刷电路板(PCB)，该PCB包括与该LED封装的热辐射板相接触的顶面，该顶面上形成有电路图案和阻焊剂、其上形成有金属层的底面、穿透该顶面和该底面的孔、形成在该孔的侧壁上用于将该LED封装的热辐射板与该金属层连接的金属侧壁、以及形成在该孔中的腔。

根据本发明的另一个方面，提供了一种液晶显示器，其包括液晶显示面板；和照明该液晶显示面板的背光单元。

所述背光单元包括：各自都包括LED芯片和热辐射金属板的多个LED封装；和印刷电路板(PCB)，该PCB包括与该LED封装的热辐射板相接触的顶面，该顶面上形成有电路图案和阻焊剂、其上形成有金属层的底面、穿透该顶面和该底面的孔、形成在该孔的侧壁上用于将该LED封装的热辐射板与该金属层连接的金属侧壁、以及形成在该孔中的腔。

附图说明