CN101013228B - 显示器装置 - Google Patents

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Abstract

在作为显示器装置等的背光用光源使用LED的情况下，在LED的特性上，若为了确保亮度，过多地流通电流，则产生过多的热，其结果为，LED成为高温，存在着光输出降低或不能确保长期寿命等的有损LED本身的特性的问题。另外，在多个LED之间存在温度差的情况下，存在着表现为显示器装置的画面的亮度不均匀的问题。本发明中具有散热器和一个乃至多个风扇，该散热器热接触地被安装在搭载LED的基板的与LED安装面相反的一侧，上述散热器的基部具有基板搭载面和翅片构成面，该翅片构成面与该基板搭载面大致垂直，并且，基部的该翅片构成面以及冷却空气的供·排气面构成在显示器的与画面显示侧相反的一侧。

Description

显示器装置
技术领域
本发明涉及作为侧光型的背光使用LED等的发光源的液晶面板式显示器装置。
背景技术
作为将LED等作为发光源使用的侧光型背光方式的以往技术，例如有专利文献1。
图6是引用专利文献1的图。
在图6中，显示器装置具有作为光源的多个LED31和安装着该LED31的LED基板32。具有将从侧面的入射面入射的光源的光从前面的照射面作为面光源照射的导光板34和收容LED31和LED基板32以及导光板的显示板壳体37，LED基板32的至少一部分与显示板壳体37的内面紧密接触。另外，LED31被配设成与导光板34的侧面的入射面相对。
[专利文献1]特开2005-38771(第8页，图2)
在作为显示器装置等的背光用光源使用LED的情况下，在LED的特性上，若为了确保亮度，过多地流通电流，则产生过多的热，其结果为，LED成为高温。
在以往的显示器装置中，存在着通过由于LED的散热不充分而产生的热而使LED成为高温，光输出降低或不能确保长期寿命等的有损LED本身的特性的问题。因此，为了维持LED本身的特性，就必需为了抑制发热而降低电流值，作为显示器装置的背光，不能得到充足的光量。再有，若为了得到光量而使LED的数量增加，则存在着不仅只是整体的LED的发热量增加，而且这部分的成本也上升的问题。
另外，在多个LED之间存在温度差的情况下，其成为LED的光输出不均匀的原因，进而，存在着表现为显示器装置的画面的亮度不均匀的问题。
本发明的目的是提供一种有效地对作为LED等的发光源的发热进行散热，不会损伤LED的性能，明亮，亮度不均匀少的LED背光式显示器装置。
发明内容
上述目的是通过下述手段来实现的，即，在具有多个发光源、安装着该发光源的基板、使来自发光源的光指向一个方向的透镜、将从侧面的入射面进入的来自该透镜的光扩展为面状并向前面照射的导光板、安装在该导光板的前面的液晶面板的侧光型的显示器装置中，具有散热器和一个乃至多个风扇，该散热器热接触地被安装在上述基板的与发光源安装面相反的一侧，上述散热器的基部具有基板搭载面和翅片构成面，该翅片构成面与该基板搭载面大致垂直，并且，基部的该翅片构成面以及冷却空气的供·排气面构成在显示器的与画面显示侧相反的一侧。
另外，上述目的是通过下述手段来实现的，即，在具有多个发光源、安装着该发光源的基板、使来自发光源的光指向一个方向的透镜、将从侧面的入射面进入的来自该透镜的光扩展为面状并向前面照射的导光板、安装在该导光板的前面的液晶面板的侧光型的显示器装置中，具有散热器和一个乃至多个风扇，该散热器热接触地被安装在上述基板的与发光源安装面相反的一侧，上述散热器的基部为大致L字型形状，搭载着基板的基面和构成有翅片的基面大致垂直，并且，基部的构成有翅片的基面以及冷却空气的供·排气面构成在显示器的与画面显示侧相反的一侧。
另外，上述目的是通过下述手段来实现的，即，在具有多个发光源、安装着该发光源的基板、使来自发光源的光指向一个方向的透镜、将从侧面的入射面进入的来自该透镜的光扩展为面状并向前面照射的导光板、安装在该导光板的前面的液晶面板的侧光型的显示器装置中，具有散热器和两个风扇，该散热器热接触地被安装在上述基板的与发光源安装面相反的一侧，该两个风扇安装在该散热器的两端部，使冷却空气向吸出方向流通，以冷却空气向该散热器的流入口构成在该散热器的中央部附近的方式，在该散热器的端面部设置防止漏风罩。
另外，上述目的是通过下述手段来实现的，即，在具有多个发光源、安装着该发光源的基板、使来自发光源的光指向一个方向的透镜、将从侧面的入射面进入的来自该透镜的光扩展为面状并向前面照射的导光板、安装在该导光板的前面的液晶面板的侧光型的显示器装置中，具有散热器和一个乃至多个风扇，该散热器热接触地被安装在上述基板的与发光源安装面相反的一侧，该一个乃至多个风扇安装在该散热器的中央部附近，使冷却空气向压入方向流通，以冷却空气从该散热器的排出口构成在该散热器的两端部附近的方式，在该散热器的端面部设置防止漏风罩。
另外，上述目的是通过下述手段来实现的，即，在具有多个发光源、安装着该发光源的基板、使来自发光源的光指向一个方向的透镜、将从侧面的入射面进入的来自该透镜的光扩展为面状并向前面照射的导光板、安装在该导光板的前面的液晶面板的侧光型的显示器装置中，具有散热器和一个乃至多个风扇，该散热器热接触地被安装在上述基板的与发光源安装面相反的一侧，上述散热器的基部为大致L字型形状，搭载着基板的基面和构成有翅片的基面大致垂直，并且，基部的构成有翅片的基面以及冷却空气的供·排气面构成在显示器的与画面显示侧相反的一侧，构成在基部的多个翅片的形状是与搭载基板的基面大致平行地配列的板状的翅片群。
另外，上述目的是通过下述手段来实现的，即，在具有多个发光源、安装着该发光源的基板、使来自发光源的光指向一个方向的透镜、将从侧面的入射面进入的来自该透镜的光扩展为面状并向前面照射的导光板、安装在该导光板的前面的液晶面板的侧光型的显示器装置中，具有散热器和一个乃至多个风扇，该散热器热接触地被安装在上述基板的与发光源安装面相反的一侧，上述散热器的基部为大致L字型形状，搭载着基板的基面和构成有翅片的基面大致垂直，并且，基部的构成有翅片的基面以及冷却空气的供·排气面构成在显示器的与画面显示侧相反的一侧，构成在基部的多个翅片的形状是与搭载基板的基面大致平行地配列的柱状的翅片群。
另外，上述目的是通过下述手段来实现的，即，在具有多个发光源、安装着该发光源的基板、使来自发光源的光指向一个方向的透镜、将从侧面的入射面进入的来自该透镜的光扩展为面状并向前面照射的导光板、安装在该导光板的前面的液晶面板的侧光型的显示器装置中，具有散热器和两个转数可变式风扇，该散热器热接触地被安装在上述基板的与发光源安装面相反的一侧，该两个转数可变式风扇安装在该散热器的两端部，使冷却空气向吸出方向流通，以冷却空气向该散热器的流入口构成在该散热器的中央部附近的方式，在该散热器的端面部设置防止漏风罩，在上述发光源或者安装着上述发光源的基板上，设置能够监视它们的温度的温度传感器，在异常时，控制风扇的转数，以便使上述发光源的温度适当。
发明效果
根据本发明，能够提供一种有效地对作为LED等的发光源的发热进行散热，不会损伤LED的性能，明亮，亮度不均匀少的LED背光式显示器装置。
附图说明
图1是从背后见到的具有本发明的第一实施例的显示器装置的内部立体图。
图2是从背后见到的具有本发明的第一实施例的显示器装置的内部分解立体图。
图3是在具有本发明的第一实施例的显示器装置中使用的散热器的立体图。
图4是从背后见到的具有本发明的第一实施例的显示器装置的装置立体图。
图5是在具有本发明的第二实施例的显示器装置中使用的散热器的立体图。
图6是以往的显示装置的剖视图。
符号说明
1…LED、2…基板、3…连接器、4…透镜、5…液晶面板、6…散热器、7…风扇、8…防止漏风罩、9…箭头、10…箭头、11…箭头、12…控制基板、13…电源、14…箭头。
具体实施方式
下面，使用图1、图2、图3、图4，说明第一实施例。
[实施例1]
近年，LED作为提高发光效率，颜色再现性良好的液晶显示器用的背光光源得到注目，在个人电脑的显示器用、液晶电视用等多方面进行了开发。但是，目前，与现行的作为大多数的背光方式的荧光冷阴极管方式相比，发光效率低，为了得到同样的亮度，需要大的电流。因此，存在着在LED的热损失，即发热量增大的问题。
本发明实现了将该LED的发热有效地散热到周围空气的构造。
图1是从背后见到的具有本发明的第一实施例的显示器装置的内部立体图。
在图1中，作为发光源的多个LED1横向一列地安装在基板2上。在这里，LED1可以是白色的单色LED，也可以是通过对R、G、B单独的LED进行混色实现白色的LED。但是，为了使显示器的颜色再现性良好，混合搭载可对R、G、B单独地调整发光量的3色LED有利。这些LED1通过衬底(SUBMONT)安装或直接安装在基板2上。LED1的安装方式是为了将LED的热良好地传递到基板2，可以考虑焊接、粘着、焊球接合等。基板2的材质有纸苯酚基板、玻璃纤维环氧树脂基板、铝、铜等的金属基板、陶瓷基板等，但是，其中，为了防止由于LED1的发热造成的高温化，最好是热传导性良好的铝、铜等的金属基板或陶瓷基板等。
在LED1和基板2之间，连接着上述那样的热·机械接合以外的、用于供给电信号或电流的配线。在基板2上安装着用于连接控制回路或电源和基板2的连接器3。
在LED1和基板2的上部，搭载着使来自LED1的光指向一个方向的透镜4。来自透镜4的光从内置着导光板的液晶面板5的侧面的入射面进入，将光扩展为面状，向前面照射。透镜4和导光板的材质最好是丙烯基或聚碳酸酯等的透明树脂。在液晶面板5的内部，在导光板的前面安装着液晶板，构成侧光型背光方式的液晶显示器装置。在透镜4的出射面以外的面上，或是涂敷用于使光向一个方向出射的反射膜，或是安装反射板。在导光板上，为了在面内将入射的光均匀地向前方照射，而构成各种的光学图案。另外，在液晶面板5的背面，安装控制基板12和电源13。本实施例的显示器装置的画面是从箭头14的方向观看的结构。
象这样，成为来自LED1的光向上方射出，同时LED1的热通过基板2向下方散热的结构。具体地说，散热器6热接触地安装在基板2上，在散热器6的两端部，各安装一台用于使冷却空气通风到散热器6内的风扇7。再有，在散热器6的侧面，以留有中央部的空气的流入口和两端的风扇安装部的形式，安装防止漏风罩8。
在本实施例中，两个风扇7都是安装在吸出来自散热器6的空气的方向。冷却空气从设置在散热器6的中央部的流入口如箭头9那样地流入，如箭头10所示那样地向两个方向分支，在散热器内流通，吸收热，从两端部的两个风扇7如箭头11那样被排出到外部。因为在散热器6的两侧面也安装着防止漏风罩8，所以成为冷却空气向散热器6的流入集中在中央部的流入口的结构。
另外，因为成为冷却空气从散热器6的中央部附近流入，左右分支，逐渐冷却散热器6的通风结构，所以能够用新鲜且温度低的空气冷却温度容易升高的中央部的LED1，因为冷却空气左右均等地流动，所以能够均匀地冷却LED1的温度。再有，通过带有大型风扇7的散热器6，能够实现高性能且稳定的冷却，能够稳定地防止LED的温度上升。
图2是从背后见到的具有本发明的第一实施例的显示器装置的内部分解立体图。
另外，因为与图1相同的符号是相同的部件，所以省略其说明。
在图2中，如该图所示，安装着LED1的基板2通过热传导油脂15良好地热接触地安装到散热器6。热传导油脂15最好遍及基板2的内面整个面涂敷，最好尽力涂敷得没有空隙。在基板2上设置多个安装用的孔16，将螺钉等插入该孔16，安装在散热器6上。另外，也可以替代热传导油脂15，使用热传导片或粘接剂，将基板2安装到散热器6上。
由防止漏风罩8构成的冷却空气的流入口的宽度A为散热器6的翅片高度D2的两倍左右较好。但是，即使是在并非为两倍左右的情况下，也不会使本发明的效果丧失。
图3是在具有本发明的第一实施例的显示器装置中使用的散热器6的立体图。
在图3中，散热器6的基部为大致L字型形状，在搭载着基板的基面上设置安装螺钉的孔18。基部从搭载着基板的基面的前面侧向下方呈L字型延长，在本实施例中，在该延长的基部的后面侧设置多个平板状的翅片17。
如上所述，搭载着基板的基面和构成有平板翅片17的基面大致垂直。另外，构成有平板翅片17的基面以及冷却空气向散热器6的供·排气面构成在显示器的画面显示侧的相反一侧。再有，构成在基部的多个平板翅片17与搭载着基板的基面大致平行地配列。
散热器6的材质只要是热传导性良好的材质即可，例如，希望是铝或铜或它们的合金。
在这里，散热器基部的厚度B1以及B2在为铝的情况下，3-5mm合适，在为铜的情况下，2-3mm合适。平板翅片17的厚度T在为铝的情况下，1mm前后合适，在为铜的情况下，0.5mm前后合适。作为平板翅片17彼此的间隙G大致2-5mm左右合适。
图4是从背后见到的具有本发明的第一实施例的显示器装置的装置立体图。
在图4中，图1所示的显示器零件被收容在显示器壳体19B内。显示器零件以及显示器壳体19B被固定在台座20上，并直立。向显示器的电力供给通过电源电缆22进行，该电源电缆22穿过覆盖着台座20的电缆罩21被拉出到外部。另外，在本发明的显示器为个人电脑用的显示器的情况下，通过信号电缆23，从个人电脑接收影像信号。
在显示器壳体19B上，在与图3所示的散热器6的冷却空气流入口相吻合的位置设置多孔部、格栅部、网眼部等空气可流通的通气部24，再有，为了将来自图1所示的风扇7的排气排出到显示器壳体19B的外部，设置同样的通气部25。另外，在显示器壳体19B的上部，设置用于将来自LED以外的例如图1所示的控制基板12或电源13的热排出到外部的通气部26。
通过上述那样的构成，在LED1产生的热按照基板2、热传导油脂15、散热器6、冷却空气的顺序被热传送，最终被排出到显示器装置的外部。
在这里，因为冷却空气的流入部和排气部位于显示器背面，所以即使是在作为个人电脑用的显示器使用的情况下，排气风或排气热也难以对个人电脑的用户造成影响，另外，从风扇产生的噪音也难以传到用户的耳中。
另外，根据上述那样的构成，因为作为使用了LED等的发光源的侧光型背光方式的显示器装置，可以效果良好地对LED等的发热进行散热，所以能够实现亮度高，且颜色再现性高的背光装置，或者使用该背光装置的显示器装置。再有，因为可以通过数量少的LED实现背光装置，所以能够实现低成本的背光装置或者使用该背光装置的显示器装置。另外，因为可以使多个LED之间的温度差均匀化，所以可以减少LED光输出的不均匀，可以实现显示器装置的画面的亮度不均匀少的显示器装置。
至此，说明了风扇7的搭载位置是在散热器6的两端部各设置一个的例子，但是，也可以是相反地将风扇设置在散热器6的中央部附近，使冷却空气向压入方向流通。此时的风扇可以是一个乃至多个。若为这样的构成，则被风扇7压入到散热器6的中央部的冷却空气分支为左右，在散热器流通，穿过设置在散热器6的两端部附近的排出口，被排出到外部。根据这样的构成，能够用一台风扇冷却，存在成本降低的优点。
另外，可以使图1或者图3所述的风扇7为转数可变式的风扇，在LED1或基板2上设置能够监视它们的温度的温度传感器，在一台风扇停止等异常时，增加风扇的转数，以便使LED1的温度适当。根据这样的构成，即使是万一风扇故障时，也能将LED的温度保持在规定的温度以下，能够实现重复性·可靠性高的显示器装置。
[实施例2]
下面，使用图5，说明第二实施例。
图5是在具有本发明的第二实施例的显示器装置中使用的散热器的立体图。
在图5中，在本实施例中，散热器6以外的构成与本发明的第一实施例相同，散热器6内的不同在于，构成在基部的多个翅片的形状为柱状的针翅片19。与第一实施例相同，散热器6的材质可以是铝或铜，针翅片19的针径P为0.5-1.0mm合适。另外，针翅片19与第一实施例相同，与搭载着基板的基面大致平行地配列。
象这样，根据第一和第二实施例，能够利用针翅片周围的高的热传递，实现高性能的散热器6，能够实现更高性能且稳定的LED的冷却，能够稳定地防止LED的温度上升，实现可靠性高的显示器系统。
如上所述，本发明作为使用LED等的发光源的侧光型背光方式的显示器装置，由于可以有效地对LED等的发热进行散热，所以能够实现亮度高，且颜色再现性高的背光装置，或者使用该背光装置的显示器装置。
再有，因为可以通过数量少的LED实现背光装置，所以能够实现低成本的背光装置或者使用该背光装置的显示器装置。另外，因为可以使多个LED之间的温度差均匀化，所以可以减少LED光输出的不均匀，可以实现显示器装置的画面的亮度不均匀少的显示器装置。另外，因为能够将LED的温度水平保持得较低，所以能够实现长期的可靠性高的显示器装置。再有，因为即使万一风扇发生故障等，也能监视LED的温度，增加剩余的风扇的转数，确保冷却性能，所以能够提供重复性高的显示器装置。
如上所述的本发明，为了解决上述课题，本发明的显示器装置以具有多个发光源、安装着该发光源的基板、使来自发光源的光指向一个方向的透镜、将从侧面的入射面进入的来自该透镜的光扩展为面状并向前面照射的导光板、安装在该导光板的前面的液晶面板的侧光型的显示器装置为前提，
1.是下述的显示器装置，即，具有散热器和一个乃至多个风扇，该散热器热接触地被安装在上述基板的与发光源安装面相反的一侧，上述散热器的基部具有基板搭载面和超片构成面，该翅片构成面与该基板搭载面大致垂直，并且，基部的该翅片构成面以及冷却空气的供·排气面构成在显示器的与画面显示侧相反的一侧。
2.是下述的显示器装置，即，具有散热器和一个乃至多个风扇，该散热器热接触地被安装在上述基板的与发光源安装面相反的一侧，上述散热器的基部为大致L字型形状，搭载着基板的基面和构成有翅片的基面大致垂直，并且，基部的构成有翅片的基面以及冷却空气的供·排气面构成在显示器的与画面显示侧相反的一侧。
3.是下述的显示器装置，即，具有散热器和两个风扇，该散热器热接触地被安装在上述基板的与发光源安装面相反的一侧，该两个风扇安装在该散热器的两端部，使冷却空气向吸出方向流通，以冷却空气向该散热器的流入口构成在该散热器的中央部附近的方式，在该散热器的端面部设置防止漏风罩。
4.是下述的显示器装置，即，具有散热器和一个乃至多个风扇，该散热器热接触地被安装在上述基板的与发光源安装面相反的一侧，该一个乃至多个风扇安装在该散热器的中央部附近，使冷却空气向压入方向流通，以冷却空气从该散热器的排出口构成在该散热器的两端部附近的方式，在该散热器的端面部设置防止漏风罩。
5.是下述的显示器装置，即，具有散热器和一个乃至多个风扇，该散热器热接触地被安装在上述基板的与发光源安装面相反的一侧，上述散热器的基部为大致L字型形状，搭载着基板的基面和构成有翅片的基面大致垂直，并且，基部的构成有翅片的基面以及冷却空气的供·排气面构成在显示器的与画面显示侧相反的一侧，构成在基部的多个翅片的形状是与搭载基板的基面大致平行地配列的板状的翅片群。
6.是下述的显示器装置，即，上述散热器的基部为大致L字型形状，搭载着基板的基面和构成有翅片的基面大致垂直，并且，基部的构成有翅片的基面以及冷却空气的供·排气面构成在显示器的与画面显示侧相反的一侧，构成在基部的多个翅片的形状是与搭载基板的基面大致平行地配列的柱状的翅片群。
7.是下述的显示器装置，即，具有散热器和两个转数可变式风扇，该散热器热接触地被安装在上述基板的与发光源安装面相反的一侧，该两个转数可变式风扇安装在该散热器的两端部，使冷却空气向吸出方向流通，以冷却空气向该散热器的流入口构成在该散热器的中央部附近的方式，在该散热器的端面部设置防止漏风罩，在上述发光源或者安装着上述发光源的基板上，设置能够监视它们的温度的温度传感器，在异常时，控制风扇的转数，以便使上述发光源的温度适当。

Claims (3)

1.一种显示器装置，是侧光型的显示器装置，该装置具有多个LED、安装着该LED的基板、使来自LED的光指向一个方向的透镜、将从侧面的入射面进入的来自该透镜的光扩展为面状并向前面照射的导光板、安装在该导光板的前面的液晶面板，其特征在于，
具有散热器和风扇，该散热器热接触地被安装在上述基板的与LED安装面相反的一侧，该风扇被安装在该散热器的两侧，
上述散热器的基部具备基板搭载面和翅片部，在该翅片部的中央部设置冷却空气的流入口，上述冷却空气通过上述两侧的风扇排出，上述散热器的基部为大致L字型形状，搭载着基板的基面和构成有翅片的基面大致垂直，
同时上述冷却空气的流入和排出构成在显示器的与画面显示侧相反的一侧，
来自上述LED的光向上方输出，上述LED的热向下方散热。
2.权利要求1所述的显示器装置，其特征在于，在上述散热器的端面部设置防止漏风罩。
3.权利要求1所述的显示器装置，其特征在于，上述风扇在上述散热器的中央部附近，使冷却空气向压入方向流通。
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