CN205717101U - 温度调节装置、背光源背板、背光源模组及显示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种温度调节装置、背光源背板、背光源模组及显示装置。其中，该温度调节装置，用于设置于背光源背板的底部以对背光源背板进行温度调节，包括：热电器件，包括分别靠近、远离背光源背板用于设置背光源的位置的第一连接电极、第二连接电极；温度传感器，设置在热电器件的第一连接电极一侧，用于监测第一连接电极的表面温度；控制电路，用于当监测到的第一连接电极的表面温度高于第一温度阈值时，对热电器件进行充电以降低第一连接电极的表面温度，当监测到的第一连接电极的表面温度低于第二温度阈值时，停止充电，其中，第一温度阈值大于等于第二温度阈值。通过本实用新型，达到有效避免背光源背板过热的效果。

Description

温度调节装置、背光源背板、背光源模组及显示装置

技术领域

本实用新型涉及显示技术领域，尤其是涉及一种温度调节装置、背光源背板、背光源模组及显示装置。

背景技术

热电材料是一种能将热能和电能相互转换的功能材料，当热电材料的两端形成温度差时，热电材料中的载流子会发生流动而形成电流，从而将热能转换为电能，反之，当在热电材料中通入电流时，热电材料中会形成制冷效应，因此热电材料主要应用在制造热电发电机或热电致冷器的领域，逐步发展为成熟的温差发电技术和热电制冷技术。目前，温差发电技术已广泛应用于收集自然界中低温分散式热能以及工业生产等人类活动中的废热余热发电，采用此技术可以达到充分利用能量的目的。热电制冷技术已应用于冰箱中以取代氟利昂等有害物质，并逐步应用于其他制冷领域。

对于显示面板的背光源模组，当显示面板处于显示状态下，由于背光源持续发热导致设置背光源背板的温度很容易过热，最终影响显示面板的显示效果。针对该问题，现有技术中并没有提供一种有效的解决方案。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种在背光源模组的工作状态下，可以降低背光源背板由于背光源持续发热导致的过高温度的技术方案。

为了达到上述目的，根据本实用新型的一个方面，可以提供了一种温度调节装置，用于设置于背光源背板的底部以对所述背光源背板进行温度调节，包括：热电器件，包括靠近所述背光源背板用于设置背光源的位置的第一连接电极和远离所述背光源背板用于设置背光源的位置的第二连接电极；温度传感器，设置在所述热电器件的所述第一连接电极一侧，用于监测所述第一连接电 极的表面温度；控制电路，用于当监测到的所述第一连接电极的表面温度高于第一温度阈值时，对所述热电器件进行充电以降低所述第一连接电极的表面温度，当监测到的所述第一连接电极的表面温度低于第二温度阈值时，停止充电，其中，所述第一温度阈值大于等于所述第二温度阈值。

优选地，所述热电器件包括：逐一间隔排列的N型热电材料柱体和P型热电材料柱体，每相邻两个所述N型热电材料柱体和所述P型热电材料柱体之间通过所述第一连接电极或所述第二连接电极连接。

优选地，还包括：充电电路，用于在所述控制电路的控制下，对所述热电器件进行充电，使得所述热电器件的所述第一连接电极的表面温度降低，以及所述热电器件的所述第二连接电极的表面温度升高。

优选地，还包括：输出电路，用于在所述控制电路的控制下，将所述热电器由于所述第一连接电极的表面温度与所述第二连接电极的表面温度之间的温差而产生的电势差输出。

优选地，所述第一温度阈值的范围为70℃～90℃。

根据本实用新型的另一个方面，提供了一种背光源背板，所述背光源背板底部设置有一个容置槽，所述容置槽用于设置上述温度调节装置。

优选地，所述热电器件包括首部、中间部以及尾部，所述中间部为绳索状且按预定排布规则排布在所述容置槽中。

优选地，所述热电器件的首部和尾部分别位于所述容置槽同一个侧边的中点两侧位置。

优选地，所述容置槽底面平行于所述背光源背板的底部平面。

优选地，所述容置槽的开口为矩形。

根据本实用新型的又一个方面，提供了一种背光源模组，包括上述背光源背板。

根据本实用新型的还一个方面，提供了一种显示装置，包括上述背光源模组。

与现有技术相比，本实用新型所述的温度调节装置、背光源背板、背光源模组及显示装置，当背光源背板由于背光源持续发光导致温度过高时，可以利用热电器件的制冷原理及时降低背光源背板的过高温度，将相应热量导出至周 围环境中，且可以利用热电器件的温差发电原理使用背光板升温过程中的热量进行发电，从而达到了节约热能的效果。

附图说明

图1是根据本实用新型实施例的控制热电器件功能切换的过程示意图；

图2是根据本实用新型实施例的背光源背板温度与背光源工作时间之间关系的曲线示意图；

图3A是根据本实用新型实施例的热电器件的结构示意图；

图3B是根据本实用新型实施例的控制电路的控制结构示意图；

图4是根据本实用新型优选实施例的背光源背板的结构示意图；

图5A是根据本实用新型优选实施例的背光源背板开设容置槽后的侧视示意图；

图5B是根据本实用新型优选实施例的背光源背板开设容置槽后的俯视示意图；以及

图6是根据本实用新型优选实施例的热电器件的排布结构示意图。

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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动的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。

虽然目前基于热电材料的温差发电技术和热电制冷技术仍然存在一些不足，主要原因在于热电材料的热电转换效率不高导致热电材料的利用率较低，但是截止目前，热电材料仍然是效果较好的同时具备发电功能和制冷功能的较佳选择。因此，为了有效避免背光源背板由于背光源的持续工作而导致温度最终影响显示面板的显示效果，本实用新型提出了一种利用热电材料的制冷原理对背光源背板进行降温操作的技术方案。

基于此，本实用新型实施例提供了一种温度调节装置，用于设置于背光源 背板的底部以对所述背光源背板进行温度调节，包括：热电器件，包括靠近所述背光源背板用于设置背光源的位置的第一连接电极和远离所述背光源背板用于设置背光源的位置的第二连接电极；温度传感器，设置在所述热电器件的所述第一连接电极一侧，用于监测所述第一连接电极的表面温度；控制电路，用于当监测到的所述第一连接电极的表面温度高于第一温度阈值时，对所述热电器件进行充电以降低所述第一连接电极的表面温度，当监测到的所述第一连接电极的表面温度低于第二温度阈值时，停止充电，其中，所述第一温度阈值大于等于所述第二温度阈值。

在背光源模组的工作过程中，背光源持续发光，导致用于设置背光源的背光源背板的温度不断上升，由于该温度调节装置中设置了热电器件这一较为成熟的集发电功能与制冷功能的功能器件，在背光源背板的温度处于上升过程中，由于第一连接电极靠近背光源，第二连接电极远离背光源，第一连接电极在背光源的影响下温度持续上升，与第二连接电极之间形成温差，该温差促使两个连接电极之间形成电势差，从而形成电流，当然，这属于热电器件的自身属性。显然，利用热电器件的发电功能把热能转换为电能并输出，可以节约热能。

当所述第一连接电极的表面温度(也即背光源背板的温度)上升到一定极限(即上述第一温度阈值)时，就可以关闭热电器件的发电功能，开启热电器件的制冷功能(即对热电器件进行充电)，热电器件靠近背光源一侧的连接电极(即所述第一连接电极)的表面温度逐渐降低，自然地，基于热电器件的原理，热电器件远离背光源一侧的连接电极(即所述第二连接电极)的表面温度会逐渐升高，最终将热量通过第二连接电极导出到周围空气环境中，从而实现背光源背板的散热过程。

同理，当对热电器件充电一段时间后，由于其制冷功能持续发挥作用，背光源背板的温度会不断下降，当所述第一连接电极的表面温度(也即背光源背板的温度)下降到一定温度(即上述第二温度阈值)时，已经使背光源处于较低的环境温度了，此时就可以停止对热电器件的充电操作，即关闭热电器件的制冷功能，而将热电器件切换到发电功能状态，可以利用背光源背板的余热进行发电，并进行电力输出，达到了节约热能的效果。

需要说明的是，所述第一温度阈值可以与所述第二温度阈值相等，此种情况下，当所述第一连接电极的表面温度(也即背光源背板的温度)升高到所述第一温度阈值时，可以对热电器件进行充电操作以产生制冷效果，但随着制冷效果的增加，温度会随即下降到第二温度阈值，停止对热电器件进行充电操作，热电器件会切换到发电功能，由于该两个温度阈值相等，因此，热电器件必然在充电和发电两种状态下频繁切换，可以保持一种恒温效果，例如，预先为背光板设定了一个合理的温度值，达到这个温度值后，热电器件就接近处于一种恒温效果了。但由于切换过于频繁，必然不利于对热能资源的利用，因此，可以为功能切换设置一个缓冲区间，即所述第一温度阈值大于所述第二温度阈值，这种情况下，切换频率较低，只要合理设置该两个温度阈值，可以达到为背光源背板降温的同时，可以充分利用热能资源。

当然，对于上述实现的过程，是通过温度传感器和控制电路协作完成的，基于温度传感器，可以设置两种检测温度的方式：第一种，可以预先设置一个相邻两个温度采集的间隔时间长度，例如，2秒，这样温度传感器可以每间隔2秒就采集一次第一连接电极的表面温度；第二种，温度传感器实时执行温度采集动作，其实从本质上讲，第二种方式是第一种方式的一个特例，相当于将间隔时间长度做到无限小，例如，以毫秒甚至微妙为采集时间间隔，相当于1秒中内采集成百上千次。显然，在实际应用中，以第二种方式为佳，本实用新型实施例中也可以优选该第二种方式。由于温度传感器可以及时获取到热电器件的第一连接电极一侧的表面温度值，而该温度值则作为控制热电器件在发电与制冷两个功能之间进行切换的依据，因此其准确性至关重要，温度传感器的作用非常关键。当然，在实际应用中，对于温度传感器的类型的选择并不作出限定。

而控制电路可以通过集成IC来或其它组合的逻辑电路来实现，为便于理解控制电路对热电器件的功能控制，请参考图1(图1是根据本实用新型实施例的控制热电器件功能切换的过程示意图)，该过程包括以下步骤：

步骤S102、背光源开始工作，背光源背板开始升温，开启温度传感器对背光源背板靠近背光源一侧(第一连接电极)的表面温度进行实时监测；

步骤S104、热电器件开始工作，热电器件的靠近背光源一侧(第一连接 电极)逐渐升温温度，热电器件的另一侧(第二连接电极)处于室温，两侧形成温度差，热电器件开始发电；

步骤S106、控制电路判断温度传感器检测到的温度是否达到预先设定的背光源背板工作的上限温度(即第一温度阈值)，如果是，执行步骤S108，如果否，返回执行步骤S104；

步骤S108、对热电器件进行充电，使热电器件从发电功能切换到制冷功能，导致第一连接电极一侧的表面温度逐渐降低；

步骤S110、控制电路判断温度传感器检测到的温度是否下降到预先设定的背光源背板工作的下限温度(即第二温度阈值)，如果是，返回执行步骤S104，如果否，返回执行步骤S108。

需要说明的是，为了使背光源背板工作在一个合理的温度范围，本实用新型实施例中，可以为其设定上限温度和下限温度，当然，这两个温度肯定不能超过背光源背板的极限工作温度，为便于理解，请参考图2(图2是根据本实用新型实施例的背光源背板温度与背光源工作时间之间关系的曲线示意图)，如图2所示，背光源的工作时间t以秒(s)为单位，当背光源开始工作后，背光源背板的温度从室温(Troom)开始升温，其达到T_下限后继续上升，达到或高于T_上限后，开始对热电器件进行充电以开启制冷模式。当然，图2中的T _下限是背光源背板能承受的最高工作温度。

作为本实用新型实施例的一个优选设计方式，上述温度调节装置中的热电器件可以采用图3A中的设计结构，图3A是根据本实用新型实施例的热电器件的结构示意图，如图3A所示，该热电器件可以包括：逐一间隔排列的N型热电材料柱体1和P型热电材料柱体2，每相邻两个所述N型热电材料柱体和所述P型热电材料柱体之间通过所述第一连接电极3或所述第二连接电极4连接。

也就是说，在对热电器件进行充电操作时，需要向两个连接电极(所述第一连接电极3和所述第二连接电极4连接)接入电压信号，从而在所述第一连接电极3和所述第二连接电极4连接之间形成电流。

为了进行充电操作，作为一个优选示例，上述温度调节装置还可以设置一个充电电路，用于在所述控制电路的控制下，对所述热电器件进行充电，使得 所述热电器件的所述第一连接电极3的表面温度降低，以及所述热电器件的所述第二连接电极4的表面温度升高。

为了将热电器件发电得到的电量输出，作为一个优选示例，上述温度调节装置还可以设置一个输出电路，用于在所述控制电路的控制下，将所述热电器由于所述第一连接电极3的表面温度与所述第二连接电极4的表面温度之间的温差而产生的电势差输出。在实际应用中，可以将输出的电量存储起来，或者直接将其反馈给背光源供电电路中。

为便于理解所述控制电路的结构，请参考图3B(图3B是根据本实用新型实施例的控制电路的控制结构示意图)，如图3B所示，未切换到制冷模式前，控制电路控制热电器件采用线路1连接负载，这样热电器件将接收的热量转换为电量后，就可以将电量直接提供给LED灯等负载，电源就无需为LED灯等负载供电，从而节约了电源的电能。当切换到制冷模式后，控制电路控制电源采用线路2连接热电器件，采用线路3连接负载，这样电源就可以为热电器件充电从而达到制冷的效果，同时电源还需要为LED灯等负载供电。当然，实际应用中，由于所述控制电路的控制结构可以有多种实现方式，只要能够达到及时在热电器件的发电功能和制冷功能之间进行切换的目的即可。

在本实用新型实施例中，由于背光源背板的工作温度不能超过图2中的极限工作温度，当然，所述第一温度阈值也不能超过极限工作温度，为了有效防止背光源背板的工作温度过高，本实用新型实施例中，优选地可以将所述第一温度阈值的范围设定为70℃～90℃，例如，所述第一温度阈值可以为80℃。

由于上述温度调节装置为一个独立装置，因此其与背光源背板如何配合使用，以达到有效降低背光源背板的过高温度，本实用新型实施例并不作出限定，例如，在实际应用中，将上述温度调节装置设计为一个厚度较小的膜层结构，再将其粘贴在背光源背板的底部等方式都是可行的。

在上述温度调节装置的基础上，进一步地，本实用新型还提供了一种背光源背板，所述背光源背板底部设置有一个容置槽，所述容置槽用于设置上述温度调节装置。

相当于说，本实用新型实施例给出了一种如何将温度调节装置与背光源背板结合使用的优选设计方案，该优选设计方案中，可以先在背光源背板的底部 开挖一个浅槽(即所述容置槽)，再将上述温度调节装置设置在浅槽中，采用这种设计方案，即可实现上述温度调节装置对背光源背板的温度调节效果。

作为一个优选示例，所述容置槽底面可以平行于所述背光源背板的底部平面。这样的设计方式下，背光源背板位于所述容置槽底面与所述背光源背板的底部平面之间的背板部分的厚度是一致的，非常有利于在热电器件的制冷状态下，将升高的第二连接电极的温度均匀导出到外界环境中。

为便于理解，请参考图4(图4是根据本实用新型优选实施例的背光源背板的结构示意图)，如图4所示，背光源背板5的底部开设有所述容置槽6，所述容置槽6中集成设置了上述温度调节装置7。

作为一个优选示例，所述容置槽的开口为矩形，也就是说，所述容置槽的开口形状与背光源背板的形状是相同的。当然，为了更好地对背光源背板进行散热，可以将所述容置槽的尺寸尽量设计得与背光源背板的尺寸更加接近，这样一来，可以将背光源背板用于设置背光源的尽量多的位置区域的热量均匀导出到外界环境。

为便于理解，请参考图5A(图5A是根据本实用新型优选实施例的背光源背板开设容置槽后的侧视示意图)，和图5B(图5B是根据本实用新型优选实施例的背光源背板开设容置槽后的俯视示意图)，如图5A和图5B所示，容置槽6的开口比背光源背板5稍小一些且形状相同，相对于背光源背板5的高度，容置槽6的高度也较小，且其底部平面距离背光源背板5的底部平面也较小。这样可以最大程度上使得放置在容置槽6中的热电器件将背光源背板5的高温导出。

显然，这种集成温度调节装置与背光源背板的结构设计方案的优点是比较明显的，例如，可以避免组合方式的繁琐，利于背光源背板的成品量化。

作为一个优选示例，所述热电器件(以图4中的温度调节装置7结构为参考)可以包括首部、中间部以及尾部，所述中间部为绳索状且按预定排布规则排布在所述容置槽中。例如，将热电器件均匀排布在容置槽6中，其必然可以提高背光源背板5的导热均一性，当然，在实际应用中，也可以根据特定的设计需求来设计，对此，本实用新型实施例并不作出限定。

作为一个优选的排布方式，所述热电器件的首部和尾部可以分别位于所述 容置槽同一个侧边的中点两侧位置。为便于理解，请参考图6(图6是根据本实用新型优选实施例的热电器件的排布结构示意图)，如图6所示，所述热电器件的首部71和尾部72均位于热电器件一个侧边的中间区域，中间部73呈绳索状且大致呈蛇形排布。显然，这是一种简单且利于导热的排布方式。

需要说明的是，在实际应用中，上述热电器件可以采用由N型热电柱和P型热电柱串联而成的热电对阵列芯片。

在上述背光源背板的基础上，本实用新型又提供了一种背光源模组，该背光源模组包括上述背光源背板。

进一步地，在该背光源模组的基础上，本实用新型还提供了一种显示装置，该显示装置包括上述背光源模组。

由于该背光源模组和显示装置的改进之处均在于上述背板背光源背板和/或其集成的温度调节装置，在此不再进行赘述。

通过本实用新型实施例，在背光源背板的升温过程中，利用热电器件的温差发电原理使用背光源背板升温过程中的热量进行发电，当背光源背板由于背光源持续发光导致温度过高时，可以利用热电器件的制冷原理及时降低背光源背板的过高温度，将相应热量导出至周围环境中，从而达到了及时对背光源背板进行有效降温的同时，还达到了节约热能的效果。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种温度调节装置，用于设置于背光源背板的底部以对所述背光源背板进行温度调节，其特征在于，包括：

热电器件，包括靠近所述背光源背板用于设置背光源的位置的第一连接电极和远离所述背光源背板用于设置背光源的位置的第二连接电极；

温度传感器，设置在所述热电器件的所述第一连接电极一侧，用于监测所述第一连接电极的表面温度；

控制电路，用于当监测到的所述第一连接电极的表面温度高于第一温度阈值时，对所述热电器件进行充电以降低所述第一连接电极的表面温度，当监测到的所述第一连接电极的表面温度低于第二温度阈值时，停止充电，其中，所述第一温度阈值大于等于所述第二温度阈值。

2.根据权利要求1所述的温度调节装置，其特征在于，所述热电器件包括：

逐一间隔排列的N型热电材料柱体和P型热电材料柱体，每相邻两个所述N型热电材料柱体和所述P型热电材料柱体之间通过所述第一连接电极或所述第二连接电极连接。

3.根据权利要求1所述的温度调节装置，其特征在于，还包括：

充电电路，用于在所述控制电路的控制下，对所述热电器件进行充电，使得所述热电器件的所述第一连接电极的表面温度降低，以及所述热电器件的所述第二连接电极的表面温度升高。

4.根据权利要求1所述的温度调节装置，其特征在于，还包括：

输出电路，用于在所述控制电路的控制下，将所述热电器由于所述第一连接电极的表面温度与所述第二连接电极的表面温度之间的温差而产生的电势差输出。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的温度调节装置，其特征在于，所述第一温度阈值的范围为70℃～90℃。

6.一种背光源背板，其特征在于，所述背光源背板底部设置有一个容置槽，所述容置槽用于设置权利要求1至5中任一项所述的温度调节装置。

7.根据权利要求6所述的背光源背板，其特征在于，所述热电器件包括首部、中间部以及尾部，所述中间部为绳索状且按预定排布规则排布在所述容置槽中。

8.根据权利要求7所述的背光源背板，其特征在于，所述热电器件的首部和尾部分别位于所述容置槽同一个侧边的中点两侧位置。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的背光源背板，其特征在于，所述容置槽底面平行于所述背光源背板的底部平面。

10.根据权利要求9所述的背光源背板，其特征在于，所述容置槽的开口为矩形。

11.一种背光源模组，其特征在于，包括权利要求6至10中任一项所述的背光源背板。

12.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求11所述的背光源模组。