CN202158432U

CN202158432U - 一种背光源和液晶显示装置

Info

Publication number: CN202158432U
Application number: CN2011202010546U
Authority: CN
Inventors: 雷嗣军; 马青
Original assignee: Beijing BOE Optoelectronics Technology Co Ltd
Current assignee: BOE Technology Group Co Ltd
Priority date: 2011-06-15
Filing date: 2011-06-15
Publication date: 2012-03-07
Anticipated expiration: 2021-06-15

Abstract

本实用新型提供了一种背光源和液晶显示装置，涉及液晶显示技术领域，为提高背光源的散热效率而发明。所述背光源，包括光源，所述光源安装在灯条上，还包括半导体散热装置，所述半导体散热装置包括P型半导体部、N型半导体部和电源，所述P型半导体部、N型半导体部和电源依次串联；所述P型半导体部和N型半导体部的吸热面靠近所述灯条，所述P型半导体部和N型半导体部的放热面远离所述灯条。本实用新型可应用于液晶显示技术领域。

Description

一种背光源和液晶显示装置

技术领域

本实用新型涉及液晶显示技术领域，尤其涉及一种背光源和液晶显示装置。

背景技术

液晶显示装置在人们的生产和生活中有着非常广泛的应用。由于液晶本身不能发光，要靠反射背光源的光来显示图像，因此背光源性能的好坏将显著影响液晶显示装置的性能。

背光源中的光源通常为发光二极管LED(Light Emitting Diode)或冷阴极荧光灯管CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp)，这两种光源虽然发光性能优良，但却都存在发热问题，特别是LED光源，在其输入功率中，大约70％的能量通过热传导的方式散发出去。如果不能对其有效散热，导致LED光源的工作温度超过70℃，那么LED光源的使用寿命将显著降低。同时高温下LED发光的光波长除蓝光外都向长波方向漂移，从而影响了LED的光谱分布。为了给液晶显示器背光源中的光源散热，常用的方式是在设置有光源的位置添加散热片(一般为铝板)，利用热传导和对流的方式进行自然散热。

然而这种自然散热方式存在以下缺点：当LED或CCFL的颗数较多时(如在电视机背光源中)，散热片的面积或厚度将极为可观，这样不仅会大大增加背光源的重量，有违背光源轻薄的要求，而且由于LED或CCFL稳定工作的最高温度在灯的中心，散热片并不能及时有效的将灯芯位置的热量散发出去，使背光源的散热效率降低。

实用新型内容

本实用新型提供了一种背光源和液晶显示装置，为提高背光源的散热效率而发明。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种背光源，包括光源，所述光源安装在灯条上，还包括半导体散热装置，所述半导体散热装置包括P型半导体部、N型半导体部和电源，所述P型半导体部、N型半导体部和电源依次串联；

所述P型半导体部和N型半导体部的吸热面靠近所述灯条，所述P型半导体部和N型半导体部的放热面远离所述灯条。

一种液晶显示装置，所述液晶显示装置包括本实用新型提供的背光源。

本实用新型提供的背光源和液晶显示装置，利用电流流经不同的半导体界面时伴有吸热过程和放热过程的帕尔贴效应，电流流经背光源中半导体散热装置的N型半导体部和P型半导体部时将分别形成吸热面和放热面，吸热面靠近于灯条，即靠近于光源，能够将光源产生的热量快速有效的吸收，同时，放热面远离灯条，即远离于光源，能够将吸热面吸收的热量有效散布出去，因此，有效提高了背光源的散热效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的背光源的一种局部结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的背光源的一种原理示意图；

图3为本实用新型实施例提供的背光源的另一种局部结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的背光源的另一种局部结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1所示为本实用新型提供的背光源的一个具体实施例，如图1所示，本实施例包括背板10，背板10的内侧设置有LED灯条(LED Bar)11，灯条11上设置有LED光源12；背板10的外侧设置有半导体散热装置2，半导体散热装置2具体包括P型半导体部21、N型半导体部22和电源23，其中，电源23为直流电源。

本实用新型提供的背光源中，半导体散热装置2利用了物理学中的帕尔帖Peltire效应能够为光源12主动散热。所谓帕尔帖效应，即电流流过两种不同导体的界面时，将从外界吸收热量，或向外界放出热量。由于半导体材料的帕尔帖效应显著，本实用新型实施例中，应用了半导体材料的帕尔帖效应。半导体材料的帕尔贴效应的原理如图2所示，当N型半导体与直流电源的正极相连，P型半导体与直流电源的负极相连时，电流由N型半导体流向P型半导体，此时，会在图示位置分别形成吸热面和放热面。而当电流方向相反时，所述吸热面和放热面的位置也会互换。

基于上述原理，如图1所示，本实用新型提供的实施例中，P型半导体部21、N型半导体部22和电源23依次串联，N型半导体部22一端与P型半导体部21的一端相连，另一端与电源23的正极相连，P型半导体部21的另一端与电源23的负极相连，当电流由N型半导体部22流向P型半导体部21时，在P型半导体部21和N型半导体部22上会形成吸热面4和放热面5，其中，P型半导体部21和N型半导体部22靠近灯条11的表面为吸热面4，而远离灯条11的表面为放热面5。

本实用新型提供的背光源，利用电流流经不同的半导体界面时伴有吸热过程和放热过程的帕尔贴效应，电流流经N型半导体部21和P型半导体部22时将分别形成吸热面4和放热面5，吸热面4靠近于灯条11，即靠近于光源12，能够将光源12产生的热量快速有效的吸收，同时，放热面5远离灯条，即远离于光源12，能够将吸热面4吸收的热量有效散布出去，有效提高了背光源的散热效率。

具体的，形成P型半导体部21和N型半导体部22的半导体材料可以为任何不同导电类型的半导体材料，如不同掺杂的锗、硅、氮化镓等，本实用新型对此不作限定。其中，优选为帕尔贴效应显著的半导体材料，即流经该P型半导体和N型半导体界面时吸热效应或放热效应显著的半导体材料，以对光源12进行有效的散热。例如，在本实施例中，P型半导体部21的材料可为P型掺杂的碲化铋，N型半导体部22的材料可为N型掺杂的碲化铋。

其中，本实施例中的LED光源也可以替换为CCFL光源或其它可以应用在背光源中的光源，本实用新型对此不作限定。

其中，可选的，本实施例中，电源23为直流电源，但具体为何种直流电源本实用新型不做限制。

由于帕尔帖效应的强弱，即吸热效应或放热效应的强弱与流过N型半导体部22和P型半导体部21的电流大小有关，优选的，电源23提供给半导体散热装置2的电流的大小是可以调控的，以使半导体散热装置2对光源12的散热进行精确有效的控制，进一步提高了背光源的散热效率。进一步的，在本实用新型的其它实施例中，本实用新型背光源还可包括与电源23相连的温控电路，所述温控电路能够感应灯条11的温度，并以该温度为参数调节流经N型半导体部22和P型半导体部21的电流的大小，进而调节半导体散热装置2的散热性能。

需要说明的是，由于灯条11上一般设置有多个光源12，本实用新型的背光源，可包括一个或多个半导体散热装置2，每个半导体散热装置2对应于至少一个光源12，例如灯条11上每两个光源12对应于一个半导体散热装置2，即该半导体散热装置2用于对其所对应的2个光源12进行散热，以使本实用新型的背光源所包括的所有光源12均能有效散热，半导体散热装置2的数量可以根据散热的具体要求、吸热面4的大小、光源12的分布等实际情况而定，本实用新型对此不做限制。

本实施例中，P型半导体部21与N型半导体部22通过导线相连，导线分别从P型半导体部21和N型半导体部22的与背板10贴近的表面引出，因此本实施例中吸热面4即为P型半导体部21和N型半导体部22的与背板10贴近的表面。但本实用新型不限于此，为了能使吸热面4更有效地吸收背光源产生的热，还可以为其它更有利于吸热效应的连接方式。

优选的，在本实用新型的另一个实施例中，如图3所示，可以在P型半导体部21和N型半导体部22的吸热面4上设置金属板40，P型半导体部21和N型半导体部22通过金属板40相连接，金属板40贴连于背板10，即吸热面4通过金属板40靠近于灯条11。这样，一方面，由于在吸热面4上设置了金属板40，金属板40具有良好的导热性，另一方面，设置金属板10后，金属板10靠近灯条11的表面将作为实际的吸热面，即金属板40延展了吸热面4的面积，因此，更加有利于热量从光源12处传导至半导体散热装置2的吸热面4，进一步提高了本实用新型背光源的散热效率。

优选的，金属板40的形状与大小应该与使用半导体散热装置2进行散热的光源12的分布的区域相适应，例如，半导体散热装置2用于对2个光源12进行散热，这时，金属板40的形状和大小要保证将该2个光源12所分布的区域包含在金属板40所覆盖的区域内。另外，优选的，如图3所示，为了能使放热面5更加有效地将吸收的热散发掉，可以在P型半导体部21和N型半导体部22的放热面5上分别设置金属板50，并通过金属板50分别与电源23的正极或负极相连。这样由于在放热面5上设置了金属板50，金属板50具有更好的导热性，因此更加有利于热量从半导体散热装置2的放热面5快速散去。

需要说明的是，在本实用新型的其它实施例中，N型半导体部22或P型半导体部21可以与电源23的正极相连，也可以与电源23的负极相连，连接方式不同，形成的吸热面4和放热面5的位置也相应不同，只要满足吸热面4靠近光源12而放热面5远离光源12即可，本实用新型对此不做限制。

由于帕尔帖效应产生的吸收和放出的热量与散热装置的大小或厚度无关，因此，本实施例中的半导体散热装置2的P型半导体部21、N型半导体部22以及连接它们的金属板40和放热面5上的金属板50都可以做得很薄，因此在提高背光源散热效率的同时不增加其体积和重量。

图4所示为本实用新型提供的背光源的另一个具体实施例，如图4所示，本实施例包括背板10，背板10的内侧设置有灯条11，灯条11上设置有光源12，还包括半导体散热装置2，半导体散热装置2具体包括P型半导体部21、N型半导体部22和电源23，其中，电源23为直流电源；

其中，P型半导体部21和N型半导体部22与背板10之间设置有绝缘层(图中未画出)，P型半导体部21包括P型吸热分部211和P型放热分部212，P型吸热分部211设置于灯条11和背板10之间，P型放热分部212设置于背板10的外侧；N型半导体部22包括N型吸热分部221和N型放热分部222，N型吸热分部221设置于灯条11和背板10之间，N型放热分部222设置于背板10的外侧；背板10上设有通孔101，P型吸热分部211和P型放热分部212通过通孔101相连接，N型吸热分部221和N型放热分部222通过另一个通孔101相连接。

其中，P型吸热分部211、P型放热分部212、电源23、N型放热分部222、N型吸热分部221依次串联，即P型吸热分部211的一端与N型吸热分部221的一端相连，N型吸热分部221的另一端与N型放热分部222的一端相连，N型放热分部222的另一端与电源23的正极相连，电源23的负极与P型放热分部212的一端相连，P型放热分部212的另一端与P型吸热分部211的另一端相连；P型吸热分部211和N型吸热分部221的靠近灯条11的表面为吸热面4，P型放热分部212和N型放热分部222的远离灯条11的表面为放热面5。

本实施例的背光源，吸热面4直接与灯条11相接触，加快了吸热面4对灯条11的吸热速率，有利于对光源12产生的热量的有效吸热，有效提高了背光源的散热效率。另一方面使吸热面4和放热面5具有一定的物理隔离，降低了放热面5放出的热量对吸热面4的吸热效应的影响，因此进一步提高了背光源的散热效率。

优选的，和图3所示的实施例相同，如图4所示，本实施例中，在吸热面4上可同样设置有金属板40，P型半导体吸热分部211和N型半导体吸热分部221通过金属板40相连接，吸热面4通过金属板40靠近于灯条11。优选的，金属板40的形状与大小应该与使用半导体散热装置2进行散热的光源12的分布区域相适应。

优选的，和图3所示的实施例相同，如图4所示，本实施例中，P型半导体放热分部212和N型半导体放热分部221的放热面5分别设置金属板50，并通过金属板50分别与电源23的正极或负极相连。

本实用新型还提供一种液晶显示装置，所述液晶显示装置包括本实用新型提供的背光源。

本实用新型提供的液晶显示装置，利用电流流经不同的半导体界面时伴有吸热过程和放热过程的帕尔贴效应，电流流经背光源中半导体散热装置的N型半导体部和P型半导体部时将分别形成吸热面和放热面，吸热面靠近于灯条，即靠近于光源，能够将光源产生的热量快速有效的吸收，同时，放热面远离灯条，即远离于光源，能够将吸热面吸收的热量有效散布出去，因此，有效提高了背光源的散热效率。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种背光源，包括光源，所述光源安装在灯条上，其特征在于，

还包括半导体散热装置，所述半导体散热装置包括P型半导体部、N型半导体部和电源，所述P型半导体部、N型半导体部和电源依次串联；

2.根据权利要求1所述的背光源，其特征在于，所述P型半导体部包括P型掺杂的碲化铋，所述N型半导体部包括N型掺杂的碲化铋。

3.根据权利要求1所述的背光源，其特征在于，所述电源为直流电源。

4.根据权利要求1所述的背光源，其特征在于，所述背光源还包括背板，所述灯条设置于所述背板的内侧，所述P型半导体部和N型半导体部设置于所述背板的外侧。

5.根据权利要求5所述的背光源，其特征在于，

所述背光源还包括背板，所述灯条设置于所述背板的内侧；

所述P型半导体部包括P型吸热分部和P型放热分部，所述P型吸热分部设置于所述灯条和背板之间，所述P型放热分部设置于所述背板的外侧；

所述N型半导体部包括N型吸热分部和N型放热分部，所述N型吸热分部设置于所述灯条和背板之间，所述N型放热分部设置于所述背板的外侧；

所述P型吸热分部、P型放热分部、电源、N型放热分部、N型吸热分部依次串联。

6.根据权利要求5所述的背光源，其特征在于，所述背板上设有通孔，所述P型吸热分部和P型放热分部通过所述通孔相连接，所述N型吸热分部和N型放热分部通过所述通孔相连接。

7.根据权利要求1至6所述的背光源，其特征在于，所述P型半导体部和N型半导体部的吸热面上还设置有金属板，所述吸热面通过所述金属板靠近于所述灯条。

8.根据权利要求7所述的背光源，其特征在于，所述P型半导体部和N型半导体部的放热面上还设置有金属板。

9.根据权利要求1所述的背光源，其特征在于，所述半导体散热装置还包括温控电路，所述温控电路与所述电源相连接。

10.一种液晶显示装置，其特征在于，所述液晶显示装置包括权利要求1至9中的任一项所述的背光源。