CN108873479B - 背光模组及液晶显示装置 - Google Patents

背光模组及液晶显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种背光模组及液晶显示装置，属于显示面板制造领域。所述背光模组包括：热电转换组件和储能组件的热电转换模块，该热电转换组件可以采集热能并将该热能转化为电能，该储能组件可以将该电能储存并继续为背光模组提供该电能。由于热能可以转化为电能被储存并将该电能继续提供给背光模组，解决了相关技术中热量由于难以散发而造成液晶显示面板损伤进而影响液晶显示面板的使用寿命的问题，有效提高了液晶显示面板的使用寿命。

Description

背光模组及液晶显示装置
技术领域
本发明涉及显示面板制造领域，特别涉及一种背光模组及液晶显示装置。
背景技术
背光模组是液晶显示装置中必不可少的一部分，为液晶显示面板提供光源。
相关技术中提供了一种背光模组，该背光模组包括背光源、电路板以及背板等结构。电路板固定于背板上，背光源固定于电路板远离背板的一侧。
但是，相关技术中提供的背光模组在为液晶显示面板提供光源时，背光源在发光的过程中会产生大量的热量，而该热量由于难以散发，容易造成液晶显示面板的损伤，影响液晶显示面板的使用寿命。
发明内容
本发明实施例提供了一种背光模组及液晶显示装置，可以解决相关技术中存在的问题。所述技术方案如下：
根据本发明的第一方面，提供了一种背光模组，所述背光模组包括：背板、背光源、电路板以及热电转换模块，所述热电转换模块包括热电转换组件和储能组件，
所述热电转换组件设置于所述电路板和所述背板之间，所述热电转换组件用于采集热能，并将所述热能转化为电能；
所述热电转换组件与所述储能组件电连接，所述储能组件用于将所述热电转换组件转化的电能储存，并为所述背光模组提供所述电能。
可选的，所述储能组件与所述背光源电连接，用于为所述背光源提供电能。
可选的，所述热电转换组件包括P型半导体和N型半导体，所述P型半导体与所述N型半导体串联，并在平行于电路板的一面上并列排布。
可选的，所述储能组件，包括：整流电路和储能电路，其中，所述整流电路具有第一输入端、第二输入端、第一输出端以及第二输出端；
所述P型半导体和所述N型半导体分别与所述整流电路的第一输入端以及所述整流电路的第二输入端连接，
所述整流电路的第一输出端与所述储能电路的正极连接，所述整流电路的第二输出端与所述储能电路的负极连接。
可选的，所述背光模组还包括充电接口，
所述储能电路的正极与所述充电接口的正极连接，所述储能电路的负极与所述充电组件的负极连接。
可选的，所述背光源具有电流输入端，所述背光模组包括电流控制电路，
其中，所述电流控制电路具有第一输入端、第二输入端以及输出端，
所述电流控制电路的输出端与所述电流输入端连接，所述电流控制电路用于控制输入所述背光源的电流大小；
所述电流控制电路的第一输入端与所述整流电路的第一输出端连接，所述电流控制电路的第二输入端与所述整流电路的第二输出端连接。
可选的，所述背光模组还包括二级管，所述二极管的阳极连接所述整流电路的第二输出端，所述二极管的阴极连接所述电流控制电路的第二输入端。
可选的，所述电流控制电路包括变压器，所述变压器设置于所述电流输入端与所述电流控制电路的输出端之间。
可选的，所述背板上设置有螺纹孔，所述电路板通过从所述背板外部穿过所述螺纹孔的螺栓固定于所述背板上。
另一方面，提供了一种液晶显示装置，所述液晶显示装置包括第一方面所述的背光模组。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
通过在背光模组中设置包括有热电转换组件和储能组件的热电转换模块，该热电转换组件可以采集热能并将该热能转化为电能，该储能组件可以将该电能储存并继续为背光模组提供该电能。由于热能可以转化为电能被储存并将该电能继续提供给背光模组，解决了相关技术中热量由于难以散发而造成液晶显示面板损伤进而影响液晶显示面板的使用寿命的问题，有效提高了液晶显示面板的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是相关技术所提供的一种背光模组的部分结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种背光模组的部分结构示意图；
图3是本发明实施例提供的一种热电转换组件的原理示意图；
图4是本发明实施例提供的另一种背光模组的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的一种背光模组的电路结构示意图；
图6是本发明实施例提供的另一种背光模组的电路结构示意图。
通过上述附图，已示出本发明明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本发明构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
液晶显示装置(英文：Liquid Crystal Display；简称：LCD)包括液晶显示面板和设置在液晶显示面板背面的背光模组(英文：Back Light)，背光模组一般分为直下式背光模组和侧入式背光模组。
图1示出了相关技术中提供的一种背光模组10的部分结构示意图，该图以背光模组为侧入式背光模组为例进行说明。
如图1所示，该背光模组10包括背板11、背光源12、电路板13、导光板14、反射片15以及光学膜片(例如扩散片以及棱镜等)16等结构。其中，电路板13可以通过导热胶带17固定于背板11上，背光源12固定于电路板13远离背板11的一侧。背光源12发出的光线可以经过导光板14、反射片15以及光学膜片16等结构射出，以呈现出高亮度以及高均匀性的光线。
但是，相关技术中提供的背光模组10中的背光源12在发光的过程中会产生大量的热量，该热量难以散发出液晶显示装置，此种情况下容易造成液晶显示面板的损伤，影响液晶显示面板的使用寿命。
以该背光源12为发光二极管(英文：Light Emitting Diode；简称：LED)为例。在LED工作的过程中，液晶显示装置向LED供给电能，而该电能中仅约10％～30％的电能可以转换为光能以供LED发光，剩余的至少70％的电能均转换成热能，该热能容易造成液晶显示面板的损伤，影响液晶显示面板的使用寿命。而本发明实施例提供了一种背光模组，可以解决相关技术中所存在的问题。
图2是本发明实施例示出的一种背光模组20的部分结构示意图，该背光模组20包括：背板21、背光源22、电路板23以及热电转换模块24。当然，本发明实施例中所提供的背光模组还可以包括光学膜片以及导光板等结构，请参考相关技术，本发明实施例在此不做赘述。
其中，热电转换模块24包括热电转换组件241和储能组件242，热电转换组件242设置于电路板23和背板21之间，热电转换组件241可以用于采集热能，并将采集到的热能转化为电能。其中，该热能可以为背光源22工作的过程中所产生的热能。
热电转换组件241与储能组件242电连接(该连接关系图2中未示出)，储能组件242可以用于将热电转换组件241转化的电能储存，并为背光模组20提供电能。
其中，电路板可以为印制电路板(英文：Printed Circuit Board；简称：PCB)。
综上所述，本发明实施例所提供的背光模组，通过在背光模组中设置包括有热电转换组件和储能组件的热电转换模块，该热电转换组件可以采集热能并将该热能转化为电能，该储能组件可以将该电能储存并继续为背光模组提供该电能。由于热能可以转化为电能被储存并将该电能继续提供给背光模组，解决了相关技术中热量由于难以散发而造成液晶显示面板损伤进而影响液晶显示面板的使用寿命的问题，有效提高了液晶显示面板的使用寿命。
并且，由于本发明实施例所提供的背光模组不但可以将多余的热量转化为电能进行储存，还可以继续将该电能提供给背光模组，避免了热能的散发所造成的能量浪费，有效节约了资源。
可选的，本发明实施例提供了一种将热电转换组件转化的电能为背光模组提供电能的方法：储能组件可以与背光源电连接，用于为背光源提供电能。
如此设置使得本发明实施例所提供的背光模组可以将多余热能所转换的电能提供给背光源，不但避免了能量的浪费，还减少了原始电路(未设置热电转换模块的电路)中为背光源所提供的电能，进一步节约了资源。
可选的，热电转换组件的实现方式可以有多种，本发明实施例所提供的热电转换组件可以基于塞贝克热电效应(英文：Seebeck effect)，将所采集到的热能转换为电能。为了更好地说明本发明实施例提供的背光模组，首先在此对塞贝克热电效应的原理进行简要介绍。
塞贝克热电效应又称作第一热电效应，是指在两种不同电导体或两种不同半导体组成的回路中，如果在该两种物质的接头端维持温度差，则在回路中将形成电流。以P型半导体和N型半导体组成一个电流回路为例，图3示出了采用P型半导体和N型半导体来将热能转换为电能的原理图。
图3中，该P型半导体与N型半导体上侧温度较高，为热量输入侧，由于温度较高而形成热节点；该P型半导体与N型半导体下侧温度较低，为热量散发侧，由于温度较低而形成冷节点，此时，P型半导体和N型半导体的上下两端均维持有温度差，则在P型半导体、N型半导体、热节点以及冷节点串联形成的电路回路中形成有电流，该电流回路中存在有电势差。
其中，P型半导体的材料可以为碲化铋(化学式：Bi2Te3)掺入碲化锑(化学式：Sb2Te3)，N型半导体的材料可以为Bi2Te3掺入硒化铋(化学式：Bi2Se3)，当然，该P型半导体和该N型半导体还可以由其他材料制成，本发明实施例在此不做限制。
如图4所示，该图示出了本发明实施例所提供的一种背光模组的结构示意图，该背光模组中的热电转换组件包括P型半导体和N型半导体，P型半导体与N型半导体可以通过金属导体串联，并在平行于电路板23的一面上并列排布。
需要说明的是，该P型半导体和该N型半导体在平行于电路板23的一面上的排布方式本发明实施例并未进行限制。
图4示出的是该热电转换组件包括1个P型半导体层和1个N型半导体层的情况，当然，在其他实施例中，该热电转换组件可以由多个P型半导体层和多个N型半导体层串联组成，该多个P型半导体层和该多个N型半导体层一一交错排布在平行于电路板23的一面上，用来同时采集热量，例如，该一一交错排布的方式可以为一个P型半导体层、一个N型半导体层、一个P型半导体层、一个N型半导体层、一个P型半导体层…一个N型半导体层的结构。图4中其他结构的标号可以参考图2。
可选的，请继续参考图4，该图中还示出了本发明实施例提供的一种储能组件242的结构示意图，储能组件242可以包括：整流电路2421和储能电路2422，其中，整流电路2421具有第一输入端A1、第二输入端A2、第一输出端B1以及第二输出端B2。其中，第一输入端A1和第二输入端A2用来输入交流电，第一输出端B1和第二输出端B2用来输出直流电。
P型半导体和N型半导体分别与整流电路2421的第一输入端A1以及整流电路2421的第二输入端A2连接，整流电路2421的第一输出端B1与储能电路2422的正极连接，整流电路2421的第二输出端B2与储能电路2422的负极连接。可选的，在实际应用中，可以在背板21上对应P型半导体和N型半导体的位置设置接触电极，整流电路2421的第一输入端A1和第二输入端A2可以通过该接触电极分别与P型半导体和N型半导体连接。
由于基于塞贝克热电效应的热电转换组件产生的电流为交变电流，因此，整流电路2421可以将该交变电流转换为直流电流输出，图中所示的整流电路2421为包括有整流桥的整流电路，在其他可能的实施例中，该整流电路还可以为其他形式，可参考相关技术，本发明实施例在此不做赘述。
可选的，如图4所示，储能组件242还可以包括变压器等结构，本发明实施例在此不做限制。
可选的，为了使背光模组可以更好地为背光源提供电能，背光模组可以包括电流控制电路，储能组件可以通过该电流控制电路与背光源电连接，该电流控制电路可以用于控制储能组件输入背光源的电流大小。
示例的，如图5所示，该图示意性的示出了背光源22、热电转换模块24、电流控制电路25的电连接关系。其中，背光源22可以具有电流输入端，电流控制电路25具有第一输入端、第二输入端以及输出端，电流控制电路25的输出端与电流输入端连接，使电流I从电流控制电路25输入背光源22，电流控制电路25可以用于控制输入背光源的电流大小。其中，电流输入端可以为背光源的电流接口，通过该电流接口向背光源输入电流。
在图5所示的电路刚开始工作时，此时背光源22还未产生热量，热电转换模块24并未输出电流I2，此时输入背光源22的电流I＝I1，其中，I1是由电路中的驱动电压U所产生的电流，该驱动电压U为初始电路(并未设置热电转换模块的电路)中用来驱动背光源22发光的电压。在背光源22工作的过程中，热电转换模块24逐渐开始采集热量并将该热量转换成电量，输出电流I2，由于背光源22的工作功率是一定的，因此其所需的电流I的大小也是一定的，因此，在I2逐渐增大的同时，由于I1＝I-I2，则I1逐渐变小，即电路刚开始启动时输入背光源22的电流的在减小，因此达到了降低初始电路中电能消耗的目的。
示例的，LED背光源将电能转换为光能的效率为10％-30％，则最低可达70％的能量损失，热电转换模块将热能转换为电能的转换效率约为10％-20％，则本发明实施例所提供的背光模组所能降低的0.7*(0.1～0.2)＝7％-14％的功率消耗。达到了节能环保，增加电能使用效率的作用。
示例的，请参考图6，以热电转换模块中的储能组件包括图4所示的整流电路为例进行说明，电流控制电路25的第一输入端与整流电路的第一输出端B1连接，电流控制电路的第二输入端与整流电路的第二输出端B2连接。整流电路的第一输出端B1和第二输出端B2可以通过电流控制电路25的第一输入端以及第二输入端向电流控制电路25输出稳定的直流电。
可选的，为了避免驱动电压U产生的电流可能输入至背光源以外的其他器件中，背光模组还可以包括二级管D1，二极管D1的阳极连接整流电路的第二输出端B2，二极管D1的阴极连接电流控制电路的第二输入端。如此设置使得第二输出端B2与电流控制电路的第二输入端之间形成的电流通路为可以单向导通的电流通路。
可选的，电流控制电路25还可以包括变压器以及稳压器等器件，变压器以及稳压器可以设置于电流输入端与电流控制电路的输出端之间，用于调节电路上的电压。
需要说明的是，在实际实现时，电流控制电路以及储能组件所包括的整流电路和储能电路可以设置于电路板上。
可选的，在其他可能的实施例中，背光模组还可以包括充电接口，例如该充电接口为通用串行总线(英语：Universal Serial Bus，缩写：USB)接口，储能电路的正极可以与充电接口的正极连接，储能电路的负极可以与充电组件的负极连接。背光模组可以通过充电接口为其他小功率器件进行供电。
示例的，LED背光源将电能转换为光能的效率为10％-30％，则最低可达70％的能量损失，热电转换模块将热能转换为电能的转换效率约为10％-20％，故假设一大尺寸(例如30寸)LED背光源的功率为50瓦(W)，工作10小时(h)，损失能量最低为50W*10h*70％＝0.35千瓦(KW)*h，通过热电转换可收集能量最高可以为：0.35KW*h*20％＝0.07KW*h。一部手机一般使用功率为5W，则热电转换模块所转换的电能可以供该手机使用0.07KW*h/5W＝14h。由此可以看出，本发明实施例所提供的背光模组可以有效节约资源，减少热量散发所造成的资源浪费。
可选的，请继续参考图4，背板21上可以设置有螺纹孔，电路板23可以通过从背板外部穿过该螺纹孔的螺栓S固定于背板21上。相较于现有技术中通过导热胶带将电路板23固定于背板21的技术方案，本发明实施例所采用的螺栓可以更利于背光模组散热。
可选的，本发明实施例提供的背光模组为侧入式背光模组，在其他可能的实施例中，背光模组可以为侧入式背光模组，热能转换组件的设置结构可以参考上述实施例所提供的结构。该背光模组中所采用的背光源可以为发光二极管(英文：Light EmittingDiode；简称：LED)，也可以为冷阴极荧光灯(英文：Cold Cathode Fluorescent Lamp；简称：CCFL)等，本发明实施例对此不作限定。
综上所述，本发明实施例所提供的背光模组，通过在背光模组中设置包括有热电转换组件和储能组件的热电转换模块，该热电转换组件可以采集热能并将该热能转化为电能，该储能组件可以将该电能储存并继续为背光模组提供该电能。由于热能可以转化为电能被储存并将该电能继续提供给背光模组，解决了相关技术中热量由于难以散发而造成液晶显示面板损伤进而影响液晶显示面板的使用寿命的问题，有效提高了液晶显示面板的使用寿命。
本发明实施例提供了一种液晶显示装置，该液晶显示装置可以包括：如图2至图6任一所示的背光模组。
可选的，本发明实施例提供的液晶显示装置可以为手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
综上所述，本发明实施例所提供的背光模组，通过在背光模组中设置包括有热电转换组件和储能组件的热电转换模块，该热电转换组件可以采集热能并将该热能转化为电能，该储能组件可以将该电能储存并继续为背光模组提供该电能。由于热能可以转化为电能被储存并将该电能继续提供给背光模组，解决了相关技术中热量由于难以散发而造成液晶显示面板损伤进而影响液晶显示面板的使用寿命的问题，有效提高了液晶显示面板的使用寿命。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种背光模组，其特征在于，所述背光模组包括：背板、背光源、电路板以及热电转换模块，所述热电转换模块包括热电转换组件和储能组件，
所述热电转换组件设置于所述电路板和所述背板之间，所述热电转换组件用于采集热能，并将所述热能转化为电能；
所述热电转换组件与所述储能组件电连接，所述储能组件用于将所述热电转换组件转化的电能储存，并为所述背光模组提供所述电能；
所述热电转换组件包括P型半导体和N型半导体，所述P型半导体与所述N型半导体串联，并在平行于电路板的一面上并列排布；
所述储能组件，包括：整流电路和储能电路，其中，所述整流电路具有第一输入端、第二输入端、第一输出端以及第二输出端，所述第一输入端和所述第二输入端输入交流电，所述第一输出端和所述第二输出端输出直流电；
所述P型半导体和所述N型半导体分别与所述整流电路的第一输入端以及所述整流电路的第二输入端连接，
所述整流电路的第一输出端与所述储能电路的正极连接，所述整流电路的第二输出端与所述储能电路的负极连接；
所述背光模组还包括充电接口，所述背光模组通过所述充电接口为小功率器件进行供电，所述储能电路的正极与所述充电接口的正极连接，所述储能电路的负极与所述充电接口的负极连接；
所述背光源具有电流输入端，所述背光模组包括电流控制电路，
其中，所述电流控制电路具有第一输入端、第二输入端以及输出端，
所述电流控制电路的输出端与所述电流输入端连接，所述电流控制电路用于控制输入所述背光源的电流大小，所述电流输入端为所述背光源的电流接口，通过所述电流接口向所述背光源输入电流；
所述电流控制电路的第一输入端、第二输入端与所述储能组件连接，所述电流控制电路被配置为当所述电流控制电路开始工作时，输入所述背光源的电流I等于I1，在所述背光源工作的过程中，所述热电转换模块开始采集热量并将热量转换成电量，输出电流I2，所述电流I1与所述电流I2之和等于所述电流I，所述电流I2逐渐增大时，所述电流I1逐渐减小，其中所述I1是由所述电流控制电路中的驱动电压产生的电流，所述驱动电压为初始电路中驱动所述背光源发光的电压；
所述电流控制电路包括变压器和稳压器，所述变压器和稳压器设置于所述电流输入端与所述电流控制电路的输出端之间。
2.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述储能组件与所述背光源电连接，用于为所述背光源提供电能。
3.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述背光模组还包括二极管，所述二极管的阳极连接所述整流电路的第二输出端，所述二极管的阴极连接所述电流控制电路的第二输入端。
4.一种液晶显示装置，其特征在于，所述液晶显示装置包括权利要求1至3任一所述的背光模组。
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