CN1831607A - 具有散热器的边光型背光单元 - Google Patents

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Abstract

公开了一种具有能够有效地散发由发光元件产生的热量的散热器的边光型背光单元。该边光型背光单元包括：导光板，用于引导光；发光元件，布置在所述导光板的相对的第一和第二表面的内侧上；和散热器，设置在所述第一和第二表面的外侧上并且散发由所述发光元件产生的热量。

Description

具有散热器的边光型背光单元
                        技术领域
本发明涉及一种具有散热器的边光型背光单元，该散热器能够有效地将由发光元件产生的热量散发出去。
                        背景技术
通常，使用在笔记本电脑、台式电脑或移动通信终端中的液晶显示装置是一种光接收元件，并且除了具有液晶面板外还具有背光单元。液晶显示(LCD)装置是一种平板显示装置，其自身不发射光来形成图像。由于LCD装置是从外源接收光来形成图像的光接收元件，所以其除了需要液晶面板外还需要背光单元。背光单元设置在LCD装置的后表面上并且照射光。
背光单元可以主要分成直照型背光单元和边光型背光单元，该直照型背光单元发射来自多个设置在液晶面板下的光源的光，边光型背光单元将来自设置在导光板(LGP)的侧壁上的光源的光发射到液晶面板。通常，冷阴极荧光灯(CCFL)用作边光型背光单元。然而，由于CCFL的色域低，所以其不适合高清晰和高分辨率的TV或监视器。近来，发光二极管(LED)已经被用作光源来替代CCFL。例如，直照型背光单元能够使用发射朗伯(Lambertian)光的LED作为点光源。
对照图1A，传统的背光单元20包括LED 10和导光板15，该导光板15用于引导从LED 10发射的光以使该光入射在液晶面板上。对照图1B，以矩阵形式布置LED 10。该LED包括用于发射红光、绿光和蓝光的LED，这些红光、绿光和蓝光在导光板15中混合以产生白光。
虽然LED需要的功率低并产生高品质的光，但是由LED产生的热量不利地影响LED的亮度和色温。
                          发明内容
本发明提供一种具有能够有效地散发由发光元件产生的热量的散热器的边光型背光单元。
根据本发明的一方面，一种边光型背光单元被提供，该背光单元包括：导光板，用于引导光；发光元件，布置在所述导光板的相对的第一和第二表面的内侧上；和第一和第二散热器，设置在所述第一和第二表面的外侧上并且散发由所述发光元件产生的热量。
所述散热器可包括：沿长度方向或宽度方向布置在所述第一表面上的多个散热片、和沿长度方向或宽度方向布置在所述第二表面上的多个散热片。
所述散热器可包括：第一热导体，具有第一遮盖表面和第二遮盖表面，所述第一遮盖表面用于遮盖所述第一表面，所述第二遮盖表面相对于所述第一遮盖表面弯曲并且沿所述导光板的表面延伸，和多个散热片，布置在所述第二遮盖表面上，所述第二散热器可包括：第二热导体，具有第三遮盖表面和第四遮盖表面，所述第三遮盖表面用于遮盖所述第二表面，所述第四遮盖表面相对于所述第二遮盖表面弯曲并且沿所述导光板的表面延伸；和多个散热片，布置在所述第二和第四遮盖表面上。
所述第一散热器还可包括嵌入在第一热导体中的多个热管，所述第二散热器还可包括嵌入在第二热导体中的多个热管。
所述热导管可以是L形状的，并且可以以规则间隔布置在第一和第二热导体中。
第一散热器还可包括在边光型背光单元中沿长度方向延伸的直热管以及以规则间隔布置在第二热导体中的L形状的热管。
所述第一表面可以是所述导光板的上表面，所述第二表面可以是所述导光板的下表面。
所述第一散热器可包括：第一热管，具有第一遮盖表面和第二遮盖表面，所述第一遮盖表面用于遮盖所述第一表面，所述第二遮盖表面相对于所述第一遮盖表面弯曲并且沿所述导光板的表面延伸；和多个散热片，布置在所述第二遮盖表面上，第二热管，具有第三遮盖表面和第四遮盖表面，所述第三遮盖表面用于遮盖所述第二表面，所述第四遮盖表面相对于所述第二表面弯曲并且沿所述导光板的表面延伸；和多个散热片，布置在所述第四遮盖表面上。
根据本发明的另一个方面，提供了一种背光单元，包括：导光板；发光元件，安装在所述导光板上；和散热器，安装到所述发光元件上。
所述散热器可以包括多个散热片。
所述发光元件可以布置在背光单元的边缘。
所述发光元件可以面对导光板的中心。
所述发光元件可以包括第一组发光元件和第二组发光元件，所述第一组发光元件位于所述导光板的第一表面上，所述第二组发光元件位于所述导光板的第二表面上，所述第二表面与所述第一表面相对。
所述散热器可以包括：第一热导体，安装在所述导光板上，其中，所述第一热导体包括第一遮盖表面和第二遮盖表面，所述第一遮盖表面遮盖放置有所述发光元件的第一表面，所述第二遮盖表面相对于所述第一遮盖表面弯曲；和散热片，位于所述第二遮盖表面上。
所述散热器可以包括：第一热导体和第二热导体，其中，所述第一热导体包括用于遮盖所述第一表面的第一热导体表面，所述第二热导体包括用于遮盖所述第二表面的第二热导体表面；其中，所述第一热导体还包括第三热导体表面，所述第三热导体表面与所述第一热导体表面成一定角度，所述第二热导体还包括第四热导体表面，所述第四热导体表面与所述第二热导体表面成一定角度；以及还包括位于所述第三和第四热导体表面上的散热片。
所述散热器还可包括布置在第一热导体中的L形状的热管。
所述散热器还可包括布置在第一热导体中的直热管。
所述散热器还可包括布置在第一和第二热导体中的热管，其中，所述热管是L形状的。
所述散热器还可包括布置在第一和第二热导体中的热管，其中，布置在第一热导体中的热管是L形状的，布置在第二热导体中的热管是直的。
                      附图说明
通过对照附图详细描述本发明的示例性实施例，本发明的以上和其它特点和优点将变得更加清楚，其中：
图1A是传统边光型背光单元的示意图；
图1B是示出图1A所示的背光单元上的发光元件的布置的俯视图；
图2是根据本发明第一示例性实施例的具有散热器的边光型背光单元的透视图；
图3是示出图2所示的具有散热器的边光型背光单元的变型的透视图；
图4A是根据本发明第二示例性实施例的具有散热器的边光型背光单元的透视图；
图4B是示出在图4A所示的散热器中热量流动的示意图；
图5是根据本发明第三示例性实施例的具有散热器的边光型背光单元的透视图；
图6是示出图5所示的具有散热器的边光型背光单元的变型的透视图；
图7A和7B示出在图6所示的背光单元的散热器中的热量流动。
                     具体实施方式
以下，将对照附图来描述本发明的示例性实施方式。该描述的示例性实施方式是为了有助于理解本发明，并且绝不是为了限制本发明的范围。
图2是根据本发明第一示例性实施例的背光单元的透视图。对照图2，根据本发明第一示例性实施例的背光单元包括发光元件31，该发光元件31布置在导光板30的相对的第一和第二表面30a和30b的内侧，该导光板30用于在预定方向上引导入射光。
能够以各种形状例如矩形平行六面体形状来制造导光板30。发光元件31布置在导光板30的侧表面上或布置在上表面和下表面上，从发光元件31发射的光在导光板30中完全反射以被照到屏幕(未示出)上。根据该示例性实施例的背光单元是边光型背光单元，其中，发光元件布置在背光单元的边缘上并且在导光板的布置有发光元件的表面上具有散热器，该散热器用于将由发光元件产生的热量散发出去。
该散热器包括多个散热片33。发光元件31布置在导光板30的相对的第一和第二表面30a和30b的内侧，多个散热片33以规则间隔布置在导光板30的第一和第二表面30a和30b的外侧。在图2中，散热片33在第一表面30a和第二表面30b的宽度方向上延伸。或者，如图3所示，散热片35能够在第一表面30a和第二表面30b的长度方向上延伸。
由发光元件31产生的热量通过散热片33被散发出去，能够通过加大散热片33和外界的接触面积来提高散热效率。
图4A是根据本发明第二示例性实施例的背光单元的透视图。
对照图4A，该背光单元包括多个发光元件31，该发光元件31布置在导光板30的相对的第一和第二表面30a和30b的内侧，L形状的第一和第二热导体40和41分别布置在第一表面30a和第二表面30b上。该导体的形状能够根据背光单元的布置而改变，但是第一和第二L形状的热导体40和41使用在本示例性实施例中。第一热导体40具有第一遮盖表面40a和第二遮盖表面40b，该第一遮盖表面40a用于遮盖第一表面30a，该第二遮盖表面40b相对于第一遮盖表面40a弯曲并沿着导光板30的表面延伸，从而将第三表面30c的与第一表面30a相邻的部分遮盖。第二热导体41具有第三遮盖表面41a和第四遮盖表面41b，该第三遮盖表面41a用于遮盖第二表面30b，该第四遮盖表面41b相对于第三遮盖表面41a弯曲并且沿导光板30的表面延伸，从而遮盖第三表面30c的与第二表面30b相邻的部分。
第一遮盖表面40a和第三遮盖表面41a设置在导光板30的形成有发光元件31的表面上，以将由发光元件31产生的热量传递到第二遮盖表面40b和第四遮盖表面41b。另外，散热片45布置在第二遮盖表面40b和第四遮盖表面41b上。散热片45可以在导光板30的宽度方向上或长度方向上延伸。
该第一和第二热导体40和41能够由热管替代。该热管使得由发光元件产生的热量流通来冷却发热体。
图4B是示出通过图4A所示的散热器由发光元件31产生的热量的流动的示意图。对照图4B，由布置在导光板30的第二表面30b上的发光元件31产生的热量通过第二热导体41被传递到散热片45，然后通过散热片45被散发到外界。
在第一示例性实施例中，散热片布置在导光板的上侧和下侧或布置在导光板的侧部，而在第二示例性实施例中，散热片布置在导光板30的第三表面30c上。能够如根据第一和第二示例性实施例所述来选择散热片的位置。当散热片布置在第三表面30c上时，屏幕的尺寸能够被增大。
图5是根据本发明第三示例性实施例的具有散热器的背光单元的透视图。该背光单元包括发光元件31，该发光元件31位于相对的第一和第二表面30a和30b的内侧。第一和第二L形状的热导体50和51分别位于第一表面30a上和第二表面30b上。由于第一热导体50和第二热导体51的结构和操作与图4A所示的第一热导体40和第二热导体41相同，所以将省去对其的描述。热管55嵌入在第一和第二热导体50和51中。例如，多个L形状的热管55能够以规则间隔嵌入在第一和第二热导体50和51中。热管55快速地循环由发光元件31产生的热量来排放该热量。
第一热导体50具有第一遮盖表面50a和第二遮盖表面50b。第二热导体51具有第三遮盖表面51a和第四遮盖表面51b。散热片布置在第二遮盖表面50a和第四遮盖表面51b上。由热管55循环的热量被散热片58有效地移走。
图6是示出根据本发明第三示例性实施例的背光单元的变型的透视图。对照图6，直热管65取代L形状的热管55被嵌入在第一热导体50中。L形状的热管55嵌入在第二热导体51中。直热管65在安装有发光元件31的导光板30的第一表面30a上沿长度方向延伸。换言之，直热管65可以位于导光板30的上侧，L形状的热管55可位于导光板30的下侧。通过在导光板30的上侧和下侧上分别提供不同形状的热管，能够更加有效地实现热量流动，以下将描述其原理。
图7A示意性地示出了当热源S位于热管上侧时热管中的热量流动。对照图7A，热管包括与热源S相邻的蒸发部分71、顺序连接到蒸发部分71的绝热部分72和冷凝部分73。毛细(wick)部分75设置在热管的外侧，在该毛细部分75中，流体被吸收并且流动。如果热量来自热源S，则在蒸发部分71中蒸发的液体通过绝热部分72被传递到冷凝部分73。该气体在冷凝部分73中液化，然后通过毛细部分75被再次传递到蒸发部分71。通过这种循环过程，由热源S产生的热量被移走。
图7B示出热源S位于热管下侧的情况。该热管包括蒸发部分81、绝热部分82和冷凝部分83。另外，毛细部分85被设置在热管的外侧。
比较图7A和图7B，在图7A中冷凝部分73位于下侧，而在图7B中冷凝部分83位于上侧。从蒸发部分传递的气体在冷凝部分中液化，流体通过毛细部分循环。这里，如果流体位于热管的上侧，则其容易地流到下侧。另一方面，如果冷凝部分位于热管的下侧，则在冷凝部分中液化的流体克服重力流到上侧，从而流体流动被阻塞。另外，当蒸发部分位于热管的下侧时，与蒸发部分位于热管的上侧相比，在蒸发部分中产生的气体更加容易地上升。因此，与在图7A所示情况下相比，在图7B所示情况下，在热管中的热量循环被更加顺畅地实现。因此，当热源位于热管的下侧时，热量循环被更加顺畅地实现，因此，与热源位于热管的上侧的情况相比，冷却效果更好。
考虑到上述的原理，L形状的热管可放置在导光板30的下侧。如果L形状的热管位于导光板30的上侧，则与L形状的热管位于导光板30的下侧相比，热量循环效率是较差的。因此，如图6所示，在长度方向延伸的直热管65取代L形状的热管被放置在导光板30的上侧。如果直热管65在导光板30的长度方向上延伸，则由于重力导致的不利影响被减少，因此，该热量能够被顺畅地移走。
如上所述，在根据本发明示例性实施例的具有散热器的背光单元中，由于LED被用作光源，所以能够以低功率来驱动光源。另外，由于使用散热器来散去由LED产生的热量，所以由于热量导致的图像品质的恶化能够被防止。
另外，通过有效地散去由发光元件产生的热量的散热器能够防止发光元件的色彩改变和亮度恶化。
尽管已经参照本发明的示例性实施方式具体地示出和描述了本发明，但是本领域普通技术人员应该明白，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以在其中做出形式和细节上的各种改变，本发明的范围由权利要求限定。

Claims (20)

1、一种边光型背光单元，包括：
导光板，用于引导光；
发光元件，布置在所述导光板的相对的第一和第二表面的内侧上；和
散热器，设置在所述第一和第二表面的外侧上并且散发由所述发光元件产生的热量。
2、如权利要求1所述的边光型背光单元，其中，所述散热器包括：沿长度方向和宽度方向中的至少一个布置在所述第一表面上的多个散热片、和沿长度方向和宽度方向中的至少一个布置在所述第二表面上的多个散热片。
3、如权利要求1所述的边光型背光单元，其中，所述散热器包括：
第一热导体，具有第一遮盖表面和第二遮盖表面，所述第一遮盖表面用于遮盖所述第一表面，所述第二遮盖表面相对于所述第一遮盖表面弯曲并且沿所述导光板的第三表面延伸；和
第二热导体，具有第三遮盖表面和第四遮盖表面，所述第三遮盖表面用于遮盖所述第二表面，所述第四遮盖表面相对于所述第三遮盖表面弯曲并且沿所述导光板的第三表面延伸；和
多个散热片，布置在所述第二和第四遮盖表面上。
4、如权利要求3所述的边光型背光单元，还包括多个嵌入在所述第一和第二热导体中的热管。
5、如权利要求4所述的边光型背光单元，其中，所述热管是L形状的，并且所述热管以规则间隔布置在所述第一和第二热导体中。
6、如权利要求3所述的边光型背光单元，还包括在所述第一热导体中沿长度方向延伸的直热管、和以规则间隔布置在所述第二热导体中的L形状的热管。
7、如权利要求1所述的边光型背光单元，其中，所述第一表面是所述导光板的上表面，所述第二表面是所述导光板的下表面。
8、如权利要求1所述的边光型背光单元，其中，所述散热器包括：
第一热管，具有第一遮盖表面和第二遮盖表面，所述第一遮盖表面用于遮盖所述第一表面，所述第二遮盖表面相对于所述第一遮盖表面弯曲并且沿所述导光板的第三表面延伸；
第二热管，具有第三遮盖表面和第四遮盖表面，所述第三遮盖表面用于遮盖所述第二表面，所述第四遮盖表面相对于所述第三遮盖表面弯曲并且沿所述导光板的第三表面延伸；和
多个散热片，布置在所述第二和第四遮盖表面上。
9、一种背光单元，包括：
导光板；
发光元件，安装在所述导光板上；和
散热器，连接到所述发光元件并且散发由所述发光元件产生的热量。
10、如权利要求9所述的背光单元，其中，所述散热器包括多个散热片。
11、如权利要求9所述的背光单元，其中，所述发光元件布置在所述背光单元的边缘上。
12、如权利要求9所述的背光单元，其中，所述发光元件面对所述导光板的中心。
13、如权利要求12所述的背光单元，其中，所述发光元件包括第一组发光元件和第二组发光元件，所述第一组发光元件位于所述导光板的第一表面上，所述第二组发光元件位于所述导光板的第二表面上，其中，所述第二表面与所述第一表面相对。
14、如权利要求9所述的背光单元，其中，所述散热器包括：
第一热导体，安装在所述导光板上，其中，所述第一热导体包括第一遮盖表面和第二遮盖表面，所述第一遮盖表面遮盖放置有所述发光元件的第一表面，所述第二遮盖表面相对于所述第一遮盖表面弯曲；和
散热片，位于所述第二遮盖表面上。
15、如权利要求13所述的背光单元，其中，所述散热器包括：
第一热导体和第二热导体，其中，所述第一热导体包括用于遮盖所述第一表面的第一热导体表面，所述第二热导体包括用于遮盖所述第二表面的第二热导体表面；
其中，所述第一热导体还包括第三热导体表面，所述第三热导体表面与所述第一热导体表面成一定角度弯曲，所述第二热导体还包括第四热导体表面，所述第四热导体表面与所述第二热导体表面成一定角度弯曲；以及
还包括位于所述第三和第四热导体表面上的散热片。
16、如权利要求15所述的背光单元，其中，所述散热器还包括布置在所述第一热导体中的L形状的热管。
17、如权利要求15所述的背光单元，其中，所述散热器还包括布置在所述第一热导体中的直热管。
18、如权利要求15所述的背光单元，其中，所述散热器还包括布置在所述第一和第二热导体中的热管。
19、如权利要求18所述的背光单元，其中，所述热管是L形状的。
20、如权利要求18所述的背光单元，其中，布置在所述第一热导体中的热管是直的并且沿所述第一热导体的长度方向延伸，布置在所述第二热导体中的热管是L形状的。
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