CN1828387B - 直下式背光模组 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种直下式背光模组，其包括一基板及多个固定在该基板上的光源，该基板的下表面有多个热电冷却器、热管、散热鳍片及风扇，每个热电冷却器包括一对相对的冷端与热端，该冷端贴附在该基板的下表面，该热端与该热管的受热端连接，该热管的蒸气冷凝端与该散热鳍片的底部连接，该风扇设置在该散热鳍片延伸方向的一端，该散热鳍片延伸方向的另一端为出风口。本发明直下式背光模组具有良好的散热性能。

Description

直下式背光模组
【技术领域】
本发明是关于一种直下式背光模组，尤其是关于一种具有良好散热性能的直下式背光模组。
【背景技术】
近年来，随着液晶显示器的彩色化及大型化，其应用领域更为广泛，如笔记本式计算机、各种台式计算机、液晶电视等。
因液晶显示面板本身不能发光，是一种被动元件，需利用一光源系统，如背光模组(Backlight Module)，为其提供一面光源，从而显示屏幕画面。
背光模组一般可分为侧光式与直下式二种结构。对于中小尺寸液晶面板，侧光式背光模组具有轻量、薄型、耗电低等优点。然而，随着科技日益发展，对大尺寸液晶面板的需求日趋高涨，而大尺寸侧光式背光模组在重量及耗电量等诸方面的表现难如人意，且侧光式背光模组的光利用率较低，其容纳的光源数目也极为有限，因此无法达到大尺寸液晶面板的辉度要求。因此，不含导光板的直下式背光模组得以发展起来。而对于直下式背光模组而言，虽然可满足高亮度的需求，但高亮度往往要使用高功率的光源，数十颗甚至上百颗高功率的光源散发出大量热，使得消耗功率提高，因此直下式背光模组的散热问题极为重要。
一种现有技术直下式背光模组可参阅2003年7月21日公告的中国台湾专利第542,883号，如图1所示，该直下式背光模组50用于液晶显示器12，其包括一扩散板16、依序设置在该扩散板16上的增亮片(Brightness Enhancement Film，BEF)20与聚光片(Dual Brightness Enhancement Film，DBEF)22，以及一反射板58。该反射板58具有一底面58a及侧倾面58b，其底面58a上至少开设有一第一对流孔62a，且该反射板58与该扩散板16之间形成一第一容室60。至少一灯管14，对应于该第一对流孔62a而设置在该第一容室60中。至少一散热板59，与该反射板58之间形成一第二容室70，且该第一对流孔62a与该第二容室70相通。该反射板58的侧倾面58b上开设有一第二对流孔64，且该第二对流孔64与该第二容室70相通。该散热板59与一外壳54底部结合，该外壳54底部压制成鳍状散热结构54a。该灯管14所产生的热量可藉由该第一容室60与该第二容室70之间的对流作用传导至该散热板59，藉以维持该背光模组50在一均温状态下操作，以延长该灯管14的使用寿命。
然而，由于该灯管14产生的热量仅通过空气自然对流的方式传导至散热板59，其虽可在一定程度上维持该背光模组50在一均温状态下操作，但是，因依靠空气自然对流的热传导率为11.3至55W/m2·K，其在散热上依旧存在热量散发速度较慢的问题，当背光模组50工作时间过长时，其内部的温度仍然会慢慢升高，进而影响灯管14的工作性能。
有鉴于此，提供一种具有良好散热性能的直下式背光模组实为必需。
【发明内容】
以下，将以若干实施例说明一种具有良好散热性能的直下式背光模组。
为实现上述内容，提供一种直下式背光模组，其包括一基板及多个固定在该基板上的光源，该基板的下表面有多个热电冷却器、热管、散热鳍片及风扇，每个热电冷却器包括一对相对的冷端与热端，该冷端贴附在该基板的下表面，该热端与该热管的受热端连接，该热管的蒸气冷凝端与该散热鳍片的底部连接，该风扇设置在该散热鳍片延伸方向的一端，该散热鳍片延伸方向的另一端为出风口。
与现有技术相比，上述直下式背光模组的优点在于：光源可在设定操作温度下工作，当温度超出设定值时，利用热电冷却器的电能可将热量从光源移出，经由热电冷却器的冷端强迫转移至热端，且利用热管的热转移机制可将热导至外壳的散热鳍片。风扇及出风口的设计，可借助物理作用将热量散至外界。因此，上述直下式背光模组具有良好的散热性能，可稳定并控制光源的发光特性。
【附图说明】
图1是现有技术直下式背光模组结构示意图。
图2是本发明较佳实施例直下式背光模组结构纵向剖面示意图。
图3是图2所示背光模组去掉增光片及扩散片后的俯视示意图。
图4是热管结构的剖面示意图。
【具体实施方式】
请参阅图2，是本发明较佳实施例直下式背光模组结构的纵向剖面示意图。该直下式背光模组200包括一基板210、多个光源220、一增光片(Dual Brightness Enhancement Film，DBEF)230及一扩散片240。该基板210的材质为铜、铁或其合金，该光源220可为冷阴极荧光灯管(CCFL)、发光二极管(Light-EmittingDiode，LED)以及LED束，其以矩阵形式排列，固定在基板210上。该增光片230位于该光源220上方，具有聚光功能，通过提高光利用效率使输出的光强度增强，提高出光面(图未示)的亮度。该扩散片240位于该增光片230上方，其作用是使输出光均匀柔和。
该基板210的下表面，即与光源220相对的一侧有多个热电冷却器(TE cooler)260阵列，每个热电冷却器260包括一对相对的冷端261与热端262，该冷端261贴在该基板210与光源220相对的一面，该热端262贴附至少一热管270。该热管270为平板形，也可为圆柱形或圆锥形，其一端(即图4所示的受热端273)与热电冷却器260的热端262紧密连接，另一端(即图4所示的蒸气冷凝端274)连接至外壳的散热鳍片280，该散热鳍片280一端设置一风扇290。
图3是图2所示的背光模组200去掉增光片230及扩散片240后的俯视示意图。每一热管270负责其上方所有光源220的散热，且每一热管270分别与散热鳍片280连接，以增大散热效果。该风扇290位于散热鳍片280的一端并与其垂直放置，该散热鳍片280的另一端为出风口295。
图4是热管270结构剖面示意图.该热管270由密闭容器271、毛细结构272及适当沸点的流体所构成.密闭容器271经抽真空并注入适当沸点的流体后密封，此时流体在密闭容器271内维持饱和状态，当密闭容器271的一端(即受热端273)受热，工作流体吸热汽化，受热端273的热量因此被储存在蒸气中，所产生的蒸气在气压差驱动下将流向密闭容器271另一端温度较低处的蒸气冷凝端274，经放热后冷凝，热管270因此完成将热量由受热端273转移至蒸气冷凝端274的动作.此时，该凝结液再经由毛细结构的毛细作用或重力作用回流至受热端273，然后再重复上述热转移动作.图中，箭头a所示的方向为蒸气流向，箭头b所示的方向为冷凝液流向.只要被转移至蒸气冷凝端274的热量能被适时带走，热管270就可一直将热量由受热端273导至蒸气冷凝端274.如果没有该热管270将热电冷却器260热端262的热量带走，热端262累积的热量终将反噬回冷端261，使热电冷却器260失去作用而烧毁光源220.
本实施例直下式背光模组200的作用机理为：预先设定光源220的操作温度，其点亮时发出热能，当热能累积至一定量时则被快速且均匀地扩散至基板210里。在电能作用下，该热能经由位于基板210下表面的该热电冷却器260的冷端261被强迫转移至热端262，在该热电冷却器260的温度控制电路的作用下该冷端温度维持在一定温度之下，而光源220也可维持在设定温度下操作，不致因热聚集而烧毁，据此稳定及控制光源的发光特性。
此时热量被聚集在热电冷却器260的热端262，贴附在其上的热管270则吸收热电冷却器260热端262的热量并将热量由受热端273转移至蒸气冷凝端274。该热管270的蒸气冷凝端274又与散热鳍片280相连接，则热量又被转移至散热鳍片280上，在风扇290作用下，热量经由出风口295被散至外界，达到整个背光模组的散热需求。
与现有技术相比，本实施例直下式背光模组200的光源220可在设定操作温度下工作，因此可稳定并控制光源220的发光特性。当温度超出设定值时，利用热电冷却器260的电能可将热量从光源220移出，经由热电冷却器260的冷端强迫转移至热端262。利用热管270的热转移机制可将热导至外壳的散热鳍片280。风扇290及出风口295的设计，可借助物理作用将热量散至外界。因此，本实施例直下式背光模组200具有良好的散热性能。

Claims (7)

1.一种直下式背光模组，其包括一基板及多个固定在该基板上的光源，其特征在于：该基板下表面有多个热电冷却器、热管、散热鳍片及风扇，每个热电冷却器包括一对相对的冷端与热端，该冷端贴附在该基板的下表面，该热端与该热管的受热端连接，该热管的蒸气冷凝端与该散热鳍片的底部连接，该风扇设置在该散热鳍片延伸方向的一端，该散热鳍片延伸方向的另一端为出风口。
2.如权利要求1所述的直下式背光模组，其特征在于：该热管为平板形或圆柱形或圆锥形。
3.如权利要求1所述的直下式背光模组，其特征在于：该热管由密闭容器、毛细结构及密封于密闭容器内的适当沸点的流体构成。
4.如权利要求1所述的直下式背光模组，其特征在于：该光源为冷阴极荧光灯管、发光二极管或者发光二极管束的一种。
5.如权利要求1所述的直下式背光模组，其特征在于：该基板的材质为铜、铁或其合金。
6.如权利要求1所述的直下式背光模组，其特征在于：该光源上方有一具聚光功能的增光片。
7.如权利要求6所述的直下式背光模组，其特征在于：一扩散片位于该增光片上方。
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