CN101770103A - 具有良好散热功能的液晶显示设备 - Google Patents

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Abstract

公开了一种具有良好散热功能的液晶显示(LCD)设备，通过在底盖、顶盖和引导板上形成凹槽，来增大底盖、顶盖和引导板的表面积。光源产生的热量经由具有增大的表面积的底盖、顶盖和引导板，迅速地散发出。这可以防止背光单元的温度升高。

Description

具有良好散热功能的液晶显示设备
技术领域
本发明涉及一种液晶显示(LCD)设备，尤其涉及一种能通过增加底盖、顶盖和引导板的表面积来有效散发从光源发出的光的LCD设备。
背景技术
近来，由于便携式电子设备的尺寸小、重量轻和功率效率的操作，因此已经开发出诸如移动电话、个人数字助理(PDA)和笔记本电脑的各种便携式电子设备。于是，已经开发出了诸如液晶显示器(LCD)、等离子显示面板(PDP)、场发射显示器(FED)和真空荧光显示(VFD)之类的平板显示设备。在这些平板显示设备中，由于LCD简单的驱动方式和优越的图像质量，因此目前LCD被大量生产。
LCD设备是透射型显示设备，其通过利用液晶分子的折射各向异性控制穿过液晶层的光量，在屏幕上显示期望的图像。于是，LCD设备设置有背光单元，作为穿过液晶层以显示图像的光源。背光单元通常可以分为侧光型背光单元和直下型背光单元，在侧光型背光单元中，灯安装在液晶面板的侧面上，从而将光提供给液晶层。在直下型背光单元中，灯安装在液晶面板下方，从而将光直接提供给液晶层。
对于侧光型背光单元，灯安装在液晶面板的侧面上，从而通过反射器和导光板将光提供给液晶层。因此，侧光型背光单元具有很薄的厚度，因此主要用于笔记本电脑等。但是，由于灯安装在LCD面板的侧面上，因此侧光型背光单元很难应用到具有大面积的LCD面板。此外，由于光是经由导光板提供的，因此很难获得高亮度。因此，侧光型背光单元不适合用于具有大面积的LCD电视的LCD面板，这种LCD面板是最受关注的LCD面板之一。
对于直下型背光单元，灯发出的光被直接提供给液晶层。因此，直下型背光单元能应用到较面积的液晶面板，并能实现高亮度。因此，直下型背光单元主要用于制造LCD电视的液晶面板。
作为一种背光单元的光源，正在使用自发光的发光器件(LED)，而非荧光灯。LED是一种自发地发出诸如R、G和B的单色光的光源。因此，当LED应用到背光单元时，其可以实现极好的颜色再现率，并能降低驱动功率。
图1是表示根据现有技术的具有设置有LED的背光单元的LCD设备的结构的视图。
如图1所示，该LCD设备包括：用于当从外界对其施加信号时呈现图像的LCD面板10，该LCD面板10由第一基板1、第二基板3和设置在两者间的LC层(未示出)组成；在LCD面板10的一个下方侧表面或两个下方侧表面设置的用于发光的发光器件(LED)52；设置在LCD面板10下方的导光板20，用于将LED 52发出的光导向LCD面板10；设置在LCD面板10和导光板20之间的光学片30，用于通过散射和会聚在导光板20的引导下提供给LCD面板10的光来提高光学效率；设置在导光板20下方的反射器27，用于将入射光反射到LCD面板10；用于支撑导光板20和LCD面板10的引导板25；设置在引导板25下方的底盖40，用于组装LCD面板10、导光板20、光学片30和引导板25；以及通过连接到底盖40来支撑LCD面板10、导光板20、光学片30和引导板25的顶盖42。
尽管未示出，多个像素设置在LCD面板10的第一基板1处，像素电极和薄膜晶体管(TFT)设置在每个像素处。公共电极形成在第二基板3处。当信号从外界经由TFT施加给LCD面板10时，在LC层处形成电场，以控制LC分子的取向。因此，穿过LC层的光的透射率受到控制，由此呈现图像。第一基板1和第二基板3分别设置有附着于其上的偏振器(未示出)。该偏振器用来控制入射到LC层的光和从LC层射出的光的偏振方向。
但是，常规LCD设备具有下列问题。在使用LED而非诸如冷阴极荧光灯(CCFL)的荧光灯作为光源的情况下，LED 52会产生热量。热量经由底盖40散发。但是，大部分热量没有被散发，而是留在背光单元。这可能引起背光单元的温度升高至约80～90℃。80～90℃的温度比具有CCFL的背光单元的温度高出约40～50℃。背光单元的这种温度升高会引起光学片变形、毁坏LCD的连接、降低LED的光学效率、使面板上的液晶劣化，由此降低LCD设备的主要部件的可靠性。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种能够通过在底盖、顶盖和引导板上形成可以增大表面积的诸如凹槽或凸起物之类的散热部件来有效地散发光源产生的热量的液晶显示(LCD)设备。
为了实现这些和其它优点，根据本发明的目的，如此处具体和概括地描述的，提供了一种液晶显示(LCD)设备，包括：LCD面板；多个光源，设置在LCD面板的下部的一侧或多侧，用于将光提供给LCD面板；导光板，设置在LCD面板下方，用于将光源发出的光导向LCD面板；引导板，用于支撑LCD面板和导光板；底盖和顶盖，用于组装LCD面板、导光板和引导板；以及散热部件，形成在引导板、底盖和顶盖中的至少一个中，用于增大引导板、底盖和顶盖的表面积，以散发光源产生的热量。
散热部件可以以在引导板、底盖和顶盖的一个或多个部分形成的多个凹槽、或者在底盖和顶盖的一个或多个部分形成的多个孔洞的形式来实现。
并且，散热部件可以包括在底盖和顶盖的一个或多个部分形成的多个散热片，或包括在引导板、底盖和顶盖的一个或多个部分形成的多个凸起部分。
根据本发明具有良好散热功能的LCD设备可以具有下列优点。
由于可以在底盖、顶盖或引导板上形成增大表面积的手段，诸如凹槽、孔洞和凸起部分，因此可以有效地散发光源发出的光。这可以防止由于背光单元的温度升高引起的LCD设备的劣化。
在结合附图的同时，通过本发明的下面详细的描述，本发明的上述和其它目的、特征、方面和优点将变得显而易见。
附图说明
所包含的附图用于提供对本发明的进一步解释，并引入组成本说明书的一部分，附图图解了本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
在附图中：
图1是表示根据现有技术的设置有LED的背光单元的LCD设备的结构的视图；
图2是表示根据本发明第一实施例的LCD设备的结构的视图；
图3是图2中“A”部分的放大视图
图4是表示根据本发明第一实施例的LCD设备的结构的分解视图；
图5是表示根据本发明第二实施例的LCD设备的结构的部分放大视图；
图6是表示根据本发明第三实施例的LCD设备的结构的部分放大视图；
图7是表示根据本发明第四实施例的LCD设备的结构的部分放大视图。
具体实施方式
现在将参考附图详细描述本发明。
在下文中，将参考附图详细说明根据本发明的液晶显示(LCD)设备。
图2是表示根据本发明第一实施例的LCD设备的结构的视图。
如图2所示，LCD设备包括LCD面板110以及设置在LCD面板110下方用于给LCD面板110提供光的背光单元。
LCD面板110包括第一基板101、第二基板103和设置在两者之间的LC层(未示出)。第一基板101是薄膜晶体管(TFT)阵列基板，其设置有在由多条栅线和数据线限定的多个像素处形成的薄膜晶体管和像素电极。另一方面，第二基板103是滤色器基板，其包括黑矩阵、滤色器层和公共电极。黑矩阵是图像非显示区，诸如TFT形成区和栅/数据线形成区，其用于防止光的透射。滤色器层由诸如红色、绿色和蓝色(R、G和B)的子色层组成，并充分呈现图像。另外，公共电极形成在滤色器层上，并且当将信号施加给第一基板101的像素电极时，该公共电极给像素电极和LC层施加电场。
当信号从外界经由TFT施加给LCD面板110时，在LC层形成电场以控制LC分子的取向。因此，穿过LC层的光的透射率受到控制，由此呈现图像。第一基板101和第二基板103分别设置有附着于其上的偏振器(未示出)。该偏振器用于控制入射到LC层的光和从LC层射出的光的偏振方向，由此控制光的透射率并显示图像。
背光单元包括：在LCD面板110的一个下方侧表面或两个下方侧表面处设置的用于发光的发光器件(LED)152；设置在LCD面板110下方的导光板120，用于将LED 152发出的光导向LCD面板110；设置在LCD面板110和导光板120之间的光学片130，用于通过散射和会聚在导光板120的引导下提供给LCD面板110的光来提高光学效率；设置在导光板120下方的反射器127，用于将入射光反射到LCD面板110；用于支撑导光板120和LCD面板110的导向板125；设置在导向板125下方的底盖140，用于组装LCD面板110、导光板120、光学片130和引导板125；以及通过连接到底盖140来支撑LCD面板110、导光板120、光学片130和引导板125的顶盖142。
LCD 152可以以用于发出诸如红色、绿色和蓝色(RGB)单色光的RGBLED、或者是发出白光的白LED的形式实现。在RGB LED的情形中，以恒定的间隔交替布置用于R、G和B的每一个LED。然后，LED发出的每一种单色光互相混合，以获得白光，从而提供给LCD面板110。另一方面，在白LED的情形中，以恒定的间隔布置多个LED，从而将白光提供给LCD面板110。
这里，白LED由发出蓝光的蓝LED和通过吸收蓝色单色光来发出黄光的荧光体(fluorescent body)组成。蓝LED发出的蓝色单色光和荧光体发出的黄色单色光彼此混合，从而作为白光提供给LCD面板110。
LED 152被安装在LED板150上，LED板150是以不透明的印刷电路板(PCB)或柔性电路板(FCB)的形式实现的。LED 152被安装在LED板150上，信号线形成在LED板150的上表面或下表面上。信号线与LED 152的引线电连接。在LED板150上，可以安装用于给LED 152供电的逆变器、用于将该逆变器连接至LED 152的连接器、和LED控制器。这里，逆变器、用于将该逆变器连接至LED 152的连接器、和用于控制LED 152的LED控制器经由形成在LED板150上的信号线而连接至LED 152。
LED板150被附装到引导板125上。如图2所示，底盖140被设置在引导板125和顶盖142之间，由此通过底盖140固定引导板125。LED板150也可以被附装到底盖140上。在这种情况下，引导板125被布置在底盖140和顶盖142处。底盖140、顶盖142和引导板125的结构可以根据LCD设备的型号、尺寸等进行各种修改。
将来自安装在导光板120一侧或两侧的LED 152的光入射到导光板120。导光板120由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)制成。当光以小于临界角度的角度入射到导光板120上的上表面和下表面上时，根据折射定律(Snell′s law)，光将被完全反射，从而透射至导光板120的另一侧。与此相反，当光以大于阈值的角度入射到导光板120上时，光被提供到LCD面板110，或由反射器127反射而提供给LCD面板110。
光学片130由散射片、棱镜片和钝化膜组成。散射片用于散射导光板120发出的光，从而具有均匀的亮度。并且，散射片是通过将由丙烯酸树脂制成的球形颗粒(seeds)分布到由聚酯(PET)形成的基膜上而形成的。也就是说，从导光板120射出的光通过球形颗粒散射，从而具有均匀的亮度。
棱镜片是通过在由聚酯(PET)制成的基膜上规则地形成由丙烯酸基树脂制成的棱镜而制造的。并且，棱镜片通过折射入射光，使光沿前向方向、即与LCD面板110的表面垂直的方向入射。
棱镜具有三角形的截面，并从基膜的一侧延伸到另一侧。提供了两个棱镜片。一个棱镜片设置有沿水平方向延伸的棱镜，另一个棱镜片设置有沿垂直方向延伸的棱镜。于是，入射光具有增强的正面亮度。
LCD面板110和背光单元由引导板125支撑，并通过底盖140和顶盖142彼此组装。然后，完成该LCD设备。
在该LCD设备中，LED 152用作光源。因此，背光单元和LCD面板110由于LED 152所产生的热量而使温度升高。LED 152所产生的热量经由底盖140或顶盖142散发出去。
为了经由底盖140和顶盖142有效地散发热量，在底盖140和顶盖142的一侧，或者在底盖140和顶盖142的两侧形成有凹槽141和143。由于凹槽141和143，底盖140和顶盖142的表面积增大，从而使热量能够顺利地散发出。
如图3所示，凹槽143不仅形成在顶盖142的侧面上，还形成在顶盖142的上表面上。在附图中，凹槽141形成在底盖140的侧面上。但是，凹槽141也可以形成在底盖140的底面上。而且，凹槽126也可以形成在引导板125上。如图3所示，凹槽126形成在与底盖140和顶盖142接触的引导板125上，从而经由底盖140和顶盖142顺利地散热。尽管未示出，凹槽还可以形成在引导板125的上表面或下表面上。
在背光单元中，随着LED 152发光，热量产生。并且，产生的热量经由在其上安装有LED 152的LED板150、以及引导板125，传递至底盖140和顶盖142。同时，LED 152所产生的热量经由LED 152和导光板120之间的空间传递。经由LED板150和引导板125传递至底盖140和顶盖142的热量，经由底盖140和顶盖142散发出去。由于形成在引导板125的表面上的凹槽126，热量从LED板150经由引导板125顺利地传递至底盖140和顶盖142。并且，由于其上形成的凹槽141和143，底盖140和顶盖142具有增大的表面积，从而使热量能够通过它们有效地散发出去。
图4是表示根据本发明第一实施例的LCD设备的结构的分解视图，该图表示凹槽141和143分别形成在底盖140和顶盖142上的状态。
如图4所示，多个凹槽141和143被形成在布置有LED 152的底盖140和顶盖142的侧面和上表面上。这里，凹槽141和143可以以具有预定面积的近似的四边形的形状形成，并且可以以恒定宽度从LCD设备的一侧长长地延伸到另一侧。凹槽141和143可以以各种形状形成。由于凹槽141和143形成在底盖140和顶盖142上，因此增大了底盖140和顶盖142的表面积。因此，可以经由底盖140和顶盖142将热量顺利地散发出去。因此，只要随着底盖140和顶盖142的表面积的增大而使热量能有效地散发出去，可以实施任何类型的凹槽。
在附图中，凹槽126、141和143可以以对齐的方式形成。但是，凹槽126、141和143不一定是对齐的。凹槽126、141和143分别用于增加引导板125、底盖140和顶盖142的表面积。因此，只要能增大引导板125、底盖140和顶盖142的表面积，凹槽126、141和143可以具有任何布置方式。也就是说，凹槽126、141和143可以彼此对齐，或者可以彼此不对齐。替换地，凹槽126、141和143可以以特定图案形成，或者可以不规则地形成。
图5是表示根据本发明第二实施例的LCD设备的结构的部分放大视图。
除了凹槽的类型之外，根据第二实施例的LCD设备与根据第一实施例的LCD设备相同。因此，仅说明根据第二实施例的LCD设备的不同结构。
如图5所示，在与底盖240和顶盖242接触的引导板225的侧面上形成多个凹槽226。并且在底盖240和顶盖242上形成多个孔洞241和243。孔洞241和243与第一实施例的凹槽对应，用于增强经由底盖240和顶盖242的散热功能。
更具体地说，热量经由引导板225传递至底盖240和顶盖242。由于通过在底盖240和顶盖242上形成多个孔洞241和243，引导板225的一部分直接暴露到LCD设备外，因此可以将经由引导板225传递至底盖240和顶盖242的热量更有效地散发出。
孔洞241或243的形状或尺寸并不局限于特定形状或尺寸。尽管未示出，可以在底盖240和顶盖242上形成多个凹槽以及孔洞241和243。
图6是表示根据本发明第三实施例的LCD设备的结构的部分放大视图。
如图6所示，在底盖340和引导板325的侧面上形成多个凹槽326。并且，在顶盖342上形成多个凸起部分343。由于凸起部分343使得顶盖342具有增大的表面积，因此热量可以经由底盖340和顶盖342而有效地散发出去。
凸起部分343的形状并不局限于特定形状。凸起部分343用于通过增大顶盖342的表面积来提高散热效率。于是，只要能通过增大顶盖342的表面积来提高散热效率，可以将凸起部分343配置为具有任何形状。例如，凸起部分343可被形成为具有环形形状、椭圆形状或者多边形形状。替换地，凸起部分343可以以恒定的宽度沿着顶盖342的侧面长长地形成。也可以替换为，凸起部分343可以形成在底盖340上。更具体地说，凸起部分343可以形成在底盖340的不与顶盖342接触的底面或侧面。这可以增大底盖340的表面积，从而增强散热。尽管未示出，可以将凸起部分343而非凹槽326形成在引导板325上。
图7是显示根据本发明第四实施例的LCD设备的结构的部分放大视图。
如图7所示，多个凹槽426和441形成在底盖440和引导板425的侧面上。并且，多个散热片443形成在顶盖442上。散热片443用于通过增大顶盖442的表面积，使得热量能够经由顶盖442有效地散发出去。这里，可以根据LCD设备的尺寸或LED 452产生的热量的温度而不同地设计散热片443的尺寸和形状、或者散热片443的数量。
散热片可以形成在底盖440上。更具体地说，散热片可以形成在底盖440的不与顶盖442接触的底面或侧面。这可以增大底盖440的表面积，从而增强散热。
如上所述，在本发明中，在底盖、顶盖和引导板上形成用于增强散热功能的凹槽等，由此来将LED产生的热量有效地散发到外界。这可以防止由于LED引起的背光单元的温度升高，从而防止光学片的变形、LED光学效率的降低或液晶的劣化。
在上述附图和详细描述中，在底盖、顶盖和引导板的所有部分上形成了凹槽。但是，凹槽也可以形成在底盖、顶盖和引导板的一部分或一些部分上。也可以将凹槽形成在引导板上，孔洞形成在底盖上，散热片或凸起部分形成在顶盖上。也就是说，在本发明第一到第四实施例中公开的用于有效散发由LCD产生的热量的诸如凹槽、孔洞、凸起部分和散热片之类的散热部件中，可以在底盖、顶盖和引导板上分别形成相同类型的组件或不同类型的组件。
此外，在上面的描述中，LED用作光源。但是，具有荧光灯或其它元件作为光源的背光单元也可以应用于本发明。
前述的实施例和优点仅是示例性的，并不构成对本发明的限制。本教导可以容易地应用到其他类型的装置。本说明书旨在进行举例说明，并不意图限制权利要求的范围。对本领域技术人员来说，许多的替代方案、修改方案和变型都是显而易见的。此处描述的示例性实施例的特征、结构、方法和其他特点可以不同的方式进行组合，以获取额外的和/或替换的示例性实施例。
由于本发明的特征可以在不脱离其特征的情况下以多种方式具体实施，因此还应理解的是，除非另外说明，否则上述实施例不受前述说明书的任何细节所限制，而是应该在所附权利要求所限定的保护范围内广泛地解释，因此意图是由所附权利要求涵盖所有落入权利要求的界限和范围、或者这种界限和范围的等价物内的改变和修改。

Claims (7)

1.一种液晶显示(LCD)设备，包括：
LCD面板；
在所述LCD面板的下部的一侧或多侧设置的多个光源，用于将光提供给所述LCD面板；
在所述LCD面板下方设置的导光板，用于将所述光源发出的光导向所述LCD面板；
引导板，用于支撑所述LCD面板和所述导光板；
底盖和顶盖，用于组装所述LCD面板、所述导光板和所述引导板；以及
在所述引导板、所述底盖和所述顶盖中的至少一个中形成的散热部件，用于增大所述引导板、所述底盖和所述顶盖的表面积，以散发出所述光源产生的热量。
2.根据权利要求1所述的LCD设备，其中所述光源包括发光器件(LED)。
3.根据权利要求1所述的LCD设备，其中所述散热部件包括在所述引导板、所述底盖和所述顶盖的至少一个中形成的多个凹槽。
4.根据权利要求1所述的LCD设备，其中所述散热部件包括在所述底盖和所述顶盖的至少一个中形成的多个孔洞。
5.根据权利要求1所述的LCD设备，其中所述散热部件包括在所述底盖和所述顶盖的至少一个中形成的多个散热片。
6.根据权利要求1所述的LCD设备，其中所述散热部件包括在所述引导板、所述底盖和所述顶盖的至少一个中形成的多个凸起部分。
7.一种液晶显示(LCD)设备，包括：
LCD面板；
在所述LCD面板的下部的至少一个侧面设置的多个光源，用于将光提供给所述LCD面板；
在所述LCD面板下方设置的导光板，用于将所述光源发出的光导向所述LCD面板；
引导板，用于支撑所述LCD面板和所述导光板；
底盖和顶盖，用于组装所述LCD面板、所述导光板和所述引导板；以及
在所述引导板、所述底盖和所述顶盖上形成的多个凹槽，用于增大所述引导板、所述底盖和所述顶盖的表面积，以散发出所述光源产生的热量。
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