CN111295082A - 相变抑制传热散热器及图像显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种相变抑制传热散热器及图像显示装置。相变抑制传热散热器包括相变抑制传热板及连接管路，相变抑制传热板包括竖直部和弯折部，弯折部位于竖直部的一侧，且与竖直部的一端相连接，弯折部用于放置发热光源；竖直部内设置有第一散热管路，弯折部内设置有第二散热管路，第一散热管路和第二散热管路通过连接管路相连通以共同构成封闭管路，其中第一散热管路和第二散热管路为热超导管路，热超导管路内填充有传热工质。本发明的散热其可以极大改善散热效果，采用了本发明的相变抑制传热散热器的图像显示装置，散热效果可以极大改善，可以确保图像显示质量且有助于延长使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于电子技术领域，特别是涉及一种相变抑制传热散热器及图像显示装置。
背景技术
随着5G通讯技术的快速推进以及高清视频产业的迅速发展，家用电视趋来越趋向于超薄、超大尺寸、超高清及多功能化，使得电视机的亮度和背光功率成倍提高。而为适应电视机超薄化的需要，包括LED背光源在内的背光模组尺寸越来越小，使得电视机的散热问题越来越突出。比如市场上推出的最新超高清显示的叠屏技术的LED平板电视，背光发热功率相较于现有技术提高了1.5倍以上，高达上百瓦，如此高的发热功率已经无法用现有的铝型材散热技术来满足散热需求，因为铝的导热系数为200W/m℃，散热板上温差较大，散热板的散热能力小，因而设计更高效超薄型大尺寸高导热散热技术已成为电视显示行业发展的一大挑战。如果无法解决好LED平板电视机的散热问题，就容易导致电视机的散热慢及散热不均等问题，并由此导致电视机的图像显示质量下降，使用寿命缩短等问题。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种相变抑制传热散热器及图像显示装置，用于解决现有技术中，随着背光模组功率日益增大和尺寸日益缩小，使用传统的铝型材散热板难以满足背光模组及LED平板电视机的散热需求，使得背光模组和LED平板电视的散热差、散热不均，以及由此引发的图像显示质量下降，电视机的使用寿命缩短等问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种相变抑制传热散热器，所述相变抑制传热散热器包括相变抑制传热板及连接管路，所述相变抑制传热板包括竖直部和弯折部，所述弯折部位于所述竖直部的一侧，且与所述竖直部的一端相连接，所述弯折部用于放置发热光源；所述竖直部内设置有第一散热管路，所述弯折部内设置有第二散热管路，所述第一散热管路和所述第二散热管路通过所述连接管路相连通以共同构成封闭管路，其中所述第一散热管路和所述第二散热管路为热超导管路，所述热超导管路内填充有传热工质。
可选地，所述竖直部和所述弯折部为一体连接，所述弯折部和所述竖直部相垂直。
可选地，所述连接管路包括铜管或铝管。
在一可选方案中，所述弯折部与所述竖直部的底端相连接，所述第二散热管路凸出于所述弯折部的上表面，所述发热光源放置于所述弯折部的上表面或下表面，所述第一散热管路凸出于所述竖直部与所述弯折部的上表面相邻的表面。
在另一可选方案中，所述弯折部与所述竖直部的底端相连接，所述第二散热管路凸出于所述弯折部的下表面，所述发热光源放置于所述弯折部的上表面或下表面，所述第一散热管路凸出于所述竖直部与所述弯折部的下表面相邻的表面。
在又一可选方案中，所述弯折部与所述竖直部的底端相连接，所述第二散热管路凸出于所述弯折部的下表面，所述发热光源放置于所述弯折部的上表面或下表面，所述第一散热管路凸出于所述竖直部与所述弯折部的上表面相邻的表面。
在又一可选方案中，所述弯折部与所述竖直部的底端相连接，所述第二散热管路凸出于所述弯折部的上表面，所述发热光源放置于所述弯折部的上表面或下表面，所述第一散热管路凸出于所述竖直部与所述弯折部的下表面相邻的表面。
可选地，所述热超导管路的形状为六边形蜂窝状、纵横交错的网状、首尾串联的多个U形、菱形、三角形、圆环形或其中任一种以上的任意组合。
可选地，所述相变抑制传热板为复合板式结构，所述相变抑制传热板包括第一板材及第二板材，所述热超导管路通过轧制吹胀工艺或模具成型钎焊工艺形成。
本发明还提供一种图像显示装置，所述图像显示装置包括显示器、发热光源、盖板及如上述任一方案中所述的相变抑制传热散热器，所述发热光源放置于所述弯折部的表面，所述相变抑制传热散热器位于所述显示器及所述盖板之间。
相较于现有技术，本发明通过改善的结构设计，发热光源产生的热量一方面可以直接传导到竖直部的第一散热管路进行排放，另一方面可以通过弯折部内的第一散热管路传导到竖直部的第一散热管路进行排放，使得发热光源产生的热量可以更快更均匀地散发出去，散热效果可以显著提升。同时，本发明采用热超导管路，热超导管路内充入传热工质并封闭，具有导热速率快、均温性好、热超导管路与板材之间热阻小、结构灵活多样，散热能力强等优点，可以解决高热流密度和大热量LED灯条的散热问题，可以满足高端图像显示装置的大屏幕、高清晰度、超薄和轻量化等发展趋势的要求。采用了本发明的相变抑制传热散热器的图像显示装置，散热效果可以极大改善，可以确保图像显示质量且有助于延长使用寿命。
附图说明
图1及图2显示为本发明的相变抑制传热散热器于一示例中的结构示意图。
图3及图4显示为本发明的相变抑制传热散热器于另一示例中的结构示意图。
图5及图6显示为本发明的相变抑制传热散热器于又一示例中的结构示意图。
图7及图8显示为本发明的相变抑制传热散热器于又一示例中的结构示意图。
图9显示为本发明的相变抑制传热板的结构示意图。
图10至图12显示为本发明的相变抑制传热板的竖直部于不同示例中的结构示意图。
元件标号说明
11 竖直部
111 第一散热管路
112 第一板材
113 第二板材
114 传热工质
12 弯折部
121 第二散热管路
13 连接管路
14 发热光源
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图1至图12。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
如图1-12所示，本发明提供一种相变抑制传热散热器，所述相变抑制传热散热器包括相变抑制传热板及连接管路13，所述相变抑制传热板包括竖直部11和弯折部12，所述弯折部12位于所述竖直部11的一侧，且与所述竖直部11的一端相连接，所述弯折部12用于放置发热光源14；所述竖直部11内设置有第一散热管路111，所述弯折部12内设置有第二散热管路121，所述第一散热管路111和所述第二散热管路121通过所述连接管路13相连通以共同构成封闭管路，其中所述第一散热管路111和所述第二散热管路121为热超导管路，所述热超导管路内填充有传热工质114。本发明通过改善的结构设计，发热光源14产生的热量一方面可以直接传导到竖直部11的第一散热管路111进行排放，另一方面可以通过弯折部12内的第一散热管路111传导到竖直部11的第一散热管路111进行排放，使得发热光源14产生的热量可以更快更均匀地散发出去，散热效果可以显著提升。同时，本发明采用热超导管路，热超导管路内充入传热工质114并封闭，具有导热速率快、均温性好、热超导管路与板材之间热阻小、结构灵活多样，散热能力强等优点，可以解决高热流密度和大热量LED灯条的散热问题，可以满足高端图像显示装置的大屏幕、高清晰度、超薄和轻量化等发展趋势的要求。
所述第一散热管路111和所述第二散热管路121通过所述连接管路13连通并填充传热工质114后形成内部封闭的空间，这种通过控制密闭体系中传热介质微结构状态而实现高效传热的技术即为相变抑制(PCI phase change Inhibition)传热技术，是一种高效的散热技术。即发热光源14产生的热量经直接或间接传导到所述第一散热管路111和所述第二散热管路121，依靠所述第一散热管路111和所述第二散热管路121内的传热工质114的蒸发/冷凝相变传热或相变抑制传热的方式将与发热光源结合部的热量通过所述第一散热管路111和所述第二散热管路121快速传到至整个散热器的板面上，再以辐射、对流等方式散发到周围环境中。
在一示例中，所述竖直部11和所述弯折部12为一体成型结构。而在另一示例中，所述竖直部11和所述弯折部12可以为各自独立的结构，通过螺丝等机械方式连接在一起，本实施例中不做严格限制，但优选为一体成型结构。所述竖直部11的横向尺寸优选和所述弯折部12的横向尺寸相同，不仅有利于两者的连接固定，同时有助于最大程度增加两者之间的热传导面积。在进一步的示例中，所述竖直部11和所述弯折部12相垂直，即确保所述弯折部12用于放置所述发热光源14的表面处于水平状态，有利于所述发热光源14的安装固定。在不阻挡所述发热光源14的发光的情况下，所述弯折部12还可以向所述发热光源14的侧壁弯折，即所述弯折部12和所述竖直部11共同形成一个类似框体结构的空间放置所述发热光源14，不仅有利于确保所述发热光源14的固定，同时有利于增大所述弯折部12和所述发热光源14的接触面积以加强散热。
所述发热光源14可以为LED光源。具体地，所述发热光源14可以为条状LED光源，即包括多个间隔排布的LED灯珠，多个LED灯珠固定在导线板上，而导线板则可以通过导热胶或导热胶带粘贴固定于所述弯折部12上，也可以通过高热硅脂或导热胶及螺丝固定于所述弯折部12上且与竖直部11紧密贴置，因而LED灯珠产生的热量不仅可以直接传导到所述竖直部11的第一散热管路111进行排放，而且可以依次经过所述第二散热管路121和所述连接管路13传导到所述第一散热管路111进行排放，由此可以大大提高散热效率，改善散热效果。
所述弯折部12和竖直部11的具体结构及大小可以根据所述发热光源14的结构和大小而定，优选大于所述发热光源14的平面尺寸，即确保所述发热光源14和所述弯折部12以及所述竖直部11完全接触。
作为示例，所述连接管路13优选铜管或铝管，铜管或铝管具有较好的机械加工强度和良好的导热性，适于将所述第二散热管路121中的热量快速传导到所述竖直部11的第一散热管路111进行排放。所述连接管路13内同样可以填充传热工质114。所述传热工质114可以为液体、气态或气液混合体等物质形态的流体。所述连接管路13的数量可以为一个或多个，比如为2个，2个所述连接管路13从所述相变抑制传热散热器的两侧把所述第一散热管路111和第二散热管路121连通。当然，在其他示例中，所述连接管路13还可以为3个或更多个，本实施例中不做严格限制。
如图1及图2所示，在一示例中，所述弯折部12与所述竖直部11的底端相连接，所述第二散热管路121凸出于所述弯折部12的上表面，所述发热光源14放置于所述弯折部12的上表面或下表面(较优地为上表面)，所述第一散热管路111凸出于所述竖直部11与所述弯折部12的上表面相邻的表面。
如图3及图4所示，在另一示例中，所述弯折部12与所述竖直部11的底端相连接，所述第二散热管路121凸出于所述弯折部12的下表面，所述发热光源14放置于所述弯折部12的上表面或下表面(较优地为上表面)，所述第一散热管路111凸出于所述竖直部11与所述弯折部12的下表面相邻的表面。
如图5及图6所示，在又一示例中，所述弯折部12与所述竖直部11的底端相连接，所述第二散热管路121凸出于所述弯折部12的下表面，所述发热光源14放置于所述弯折部12的上表面或下表面(较优地为上表面)，所述第一散热管路111凸出于所述竖直部11与所述弯折部12的上表面相邻的表面。
如图7及图8所示，在又一示例中，所述弯折部12与所述竖直部11的底端相连接，所述第二散热管路121凸出于所述弯折部12的上表面，所述发热光源14放置于所述弯折部12的上表面或下表面(较优地为上表面)，所述第一散热管路111凸出于所述竖直部11与所述弯折部12的下表面相邻的表面。
如图9所示，在一示例中，所述相变抑制传热板为复合板式结构，所述相变抑制传热板包括第一板材112及第二板材113，所述热超导管路通过轧制吹胀工艺或模具成型钎焊工艺形成，所述第一板材112和所述第二板材113的材质均为导热性良好的金属材料，具体可以包括但不仅限为铜、铜合金、铝、铝合金、钛、钛合金或任一种以上的任意组合，即所述第一板材112和所述第二板材113可以是单层材料层或多层材料层，但内层优选为铝材料层。比如在一示例中，所述第一板材112及所述第二板材113可以为包括铜材料层与铝材料层的铜铝复合板材、也可以为包括不锈钢材料层与铝材料层的不锈钢铝复合板材、也可以为包括钛材料层与铝材料层的钛铝复合板材；所述第一板材112及所述第二板材113中的所述铝材料层相接触，即所述第一板材112中的所述第二材料层为铝材料层，所述第二板材113中的所述第二材料层为铝材料层。将所述第一板材112及所述第二板材113的内层设定为铝材料层，当所述第一板材112及所述第二板材113为铝铜复合板材时，可以确保所述铜材料层位于外侧，即所述相变抑制传热散热器的外表面为铜层，可以直接进行钎焊或锡焊，便于操作，质量稳定，解决了相变抑制传热散热器与发热器件间的焊接问题。
本实施例中，所述第一散热管路111仅凸出于所述竖直部11的一个表面，所述第二散热管路121仅凸出于所述弯折部12的一个表面，即所述竖直部11和所述弯折部12均为单面胀结构而另一面成平板状，这样有利于其体积的减小，便于与其他器件结构相匹配。所述竖直部11和所述弯折部12的厚度可以小于2.5mm(比如为1～2.5mm，包括端点值)，使得所述相变抑制传热散热器不会占据较大的空间。
所述热超导管路，包括所述第一散热管路111和所述第二散热管路121的形状可以为图10所示的六边形蜂窝网格状，也可以是图11所示的矩形网格状，还可以是图11所示的首尾串联的多个U形，或者是纵横交错的网状、菱形、三角形、圆环形以及前述形状的任意组合。所述第一散热管路111和所述第二散热管路121的结构可以相同或不同(图10至图12仅以所述竖直板的结构进行示意)。
作为示例，所述相变抑制传热散热器的表面可以做阳极氧化处理，以在所述相变抑制传热散热器的表面形成氧化膜(未示出)，即在所述竖直部11和所述弯折部12的表面形成所述氧化膜，由此可以提高所述相变抑制传热散热器的耐腐蚀性能，又可以提高所述相变抑制传热散热器的辐射率，增强其与周围空气的热交换。
本发明还提供一种图像显示装置，所述图像显示装置包括显示器、发热光源14、盖板及如上述任一方案中所述的相变抑制传热散热器，所述发热光源14放置于所述弯折部12的表面，所述相变抑制传热散热器位于所述显示器及所述盖板之间。相较于现有技术，本发明通过改善的结构设计，发热光源14产生的热量一方面可以直接传导到竖直部11的第一散热管路111进行排放，另一方面可以通过弯折部12内的第一散热管路111传导到竖直部11的第一散热管路111进行排放，使得发热光源14产生的热量可以更快更均匀地散发出去，散热效果可以显著提升。同时，本发明采用热超导管路，热超导管路内充入传热工质114并封闭，具有导热速率快、均温好、热超导管路与板材之间热阻小、结构灵活多样，散热能力强等优点，可以解决高热流密度和大热量LED灯条的散热问题，可以满足高端图像显示装置的大屏幕、高清晰度、超薄和轻量化等发展趋势的要求。采用了本发明的相变抑制传热散热器的图像显示装置，在满足进一步大屏幕、超薄和轻量化需求的同时，散热效果可以极大改善，可以确保图像显示质量且有助于延长使用寿命。
作为示例，所述显示器可以为LED显示器，所述发热光源为LED发热光源，即本发明提供的图像显示装置可以是基于LED显示技术的装置，比如为LED电视机和LED显示器等。
综上所述，本发明提供一种相变抑制传热散热器及图像显示装置。所述相变抑制传热散热器包括相变抑制传热板及连接管路，所述相变抑制传热板包括竖直部和弯折部，所述弯折部位于所述竖直部的一侧，且与所述竖直部的一端相连接，所述弯折部用于放置发热光源；所述竖直部内设置有第一散热管路，所述弯折部内设置有第二散热管路，所述第一散热管路和所述第二散热管路通过所述连接管路相连通以共同构成封闭管路，其中所述第一散热管路和所述第二散热管路为热超导管路，所述热超导管路内填充有传热工质。本发明可以有效改善散热，确保显示器的图像显示质量，有助于延长相关器件的使用寿命。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种相变抑制传热散热器，其特征在于，所述相变抑制传热散热器包括相变抑制传热板及连接管路，所述相变抑制传热板包括竖直部和弯折部，所述弯折部位于所述竖直部的一侧，且与所述竖直部的一端相连接，所述弯折部用于放置发热光源；所述竖直部内设置有第一散热管路，所述弯折部内设置有第二散热管路，所述第一散热管路和所述第二散热管路通过所述连接管路相连通以共同构成封闭管路，其中，所述第一散热管路和所述第二散热管路为热超导管路，所述热超导管路内填充有传热工质。
2.根据权利要求1所述的相变抑制传热散热器，其特征在于：所述竖直部和所述弯折部为一体连接，所述弯折部和所述竖直部相垂直。
3.根据权利要求1所述的相变抑制传热散热器，其特征在于：所述连接管路包括铜管或铝管。
4.根据权利要求1所述的相变抑制传热散热器，其特征在于：所述弯折部与所述竖直部的底端相连接，所述第二散热管路凸出于所述弯折部的上表面，所述发热光源放置于所述弯折部的上表面或下表面，所述第一散热管路凸出于所述竖直部与所述弯折部的上表面相邻的表面。
5.根据权利要求1所述的相变抑制传热散热器，其特征在于：所述弯折部与所述竖直部的底端相连接，所述第二散热管路凸出于所述弯折部的下表面，所述发热光源放置于所述弯折部的上表面或下表面，所述第一散热管路凸出于所述竖直部与所述弯折部的下表面相邻的表面。
6.根据权利要求1所述的相变抑制传热散热器，其特征在于：所述弯折部与所述竖直部的底端相连接，所述第二散热管路凸出于所述弯折部的下表面，所述发热光源放置于所述弯折部的上表面或下表面，所述第一散热管路凸出于所述竖直部与所述弯折部的上表面相邻的表面。
7.根据权利要求1所述的相变抑制传热散热器，其特征在于：所述弯折部与所述竖直部的底端相连接，所述第二散热管路凸出于所述弯折部的上表面，所述发热光源放置于所述弯折部的上表面或下表面，所述第一散热管路凸出于所述竖直部与所述弯折部的下表面相邻的表面。
8.根据权利要求1所述的相变抑制传热散热器，其特征在于：所述热超导管路的形状为六边形蜂窝状、纵横交错的网状、首尾串联的多个U形、菱形、三角形、圆环形或其中任一种以上的任意组合。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的相变抑制传热散热器，其特征在于：所述相变抑制传热板为复合板式结构，所述相变抑制传热板包括第一板材及第二板材，所述热超导管路通过轧制吹胀工艺或模具成型钎焊工艺形成。
10.一种图像显示装置，其特征在于，所述图像显示装置包括显示器、发热光源、盖板及如权利要求1-9任一项所述的相变抑制传热散热器，所述发热光源放置于所述弯折部的表面，所述相变抑制传热散热器位于所述显示器及所述盖板之间。
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2020
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