專利名稱：發(fā)光二極管背光設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種其中多個發(fā)光二極管(LED )用作光源的LED背光設備。
背景技術：
LED背光設備例如被組裝到顯示屏(比如液晶顯示屏)，而從每個LED發(fā)射的照射光被提供到顯示屏單元，以形成顯示設備。例如與一般在相關領域中用作光源的冷陰極熒光燈(CCFL )相比，LED背光設備設置有成本低廉并且有各種特征的多個LED,這些特征比如是尺寸小/重量輕、電功率消耗低或者亮度高，從而甚至對于大型顯示設g執(zhí)行亮度高的圖像顯示。
在LED背光設備中，每個LED的改進已經(jīng)帶來亮度的增加和個體熱值的減少。然而，由于顯示設備的尺寸增加而為LED背光設備提供更多LED，它的總熱值也是大的。此外，在LED背光i更備中，由于在顯示屏單元的背表面?zhèn)刃纬捎糜诮M裝LED背光i殳備的外部避光的導光空間，所以從每個LED生成的熱被限制于密封狀態(tài)下的導光空間中。因此整體溫度高。
在LED背光設備中，每個LED的色度可能變成不恰當?shù)闹?，或者每個LED的壽命可能由于在高溫環(huán)境之下變得不穩(wěn)定的每個LED的發(fā)光特征而減少。具體而言，在LED背光設備中，在高溫環(huán)境之下紅色LED的發(fā)光效率降低，由此降低色再現(xiàn)性。顯示設備中的較高溫度的影響不僅造成LED背光設備中的前述問題，而且造成諸如減少壽命和使得例如向各種電路單元基板裝配的集成電路設備或者電子部件的特征惡化這樣的 問題。
針對LED背光設備的問題，申請人已經(jīng)提供散熱設備。這些散熱設 備中的每個散熱設備通過有效地驅(qū)散例如從電路塊生成的熱或者從每個 LED生成的熱來約束整個背光設備的溫度上升。使用傳熱效率4艮高的熱 管來有效地散熱。(例如參見日本待審專利申請公開號2005-317480和 2006-58487。)
通過將傳熱單元連接到散熱單元來形成先前申請的這些散熱設備中 的每一散熱設備。通過將鋁散熱板裝配到布線板(其上按行設置并裝配有 多個LED)的背表面并且通過將熱管裝配到散熱板來形成用于生成熱的 傳熱單元。散熱單元包拾軟熱器和冷卻風扇并且被設置于底部底盤的一 側(cè)。在先前申請中的每一散熱設備中，例如從每個LED生成的熱通過散 熱板由熱管有效地傳送到一側(cè)，并且散熱器和冷卻風扇將熱有效地驅(qū)散到 外界以便有效地冷卻。這減少了整體溫度上升，從而穩(wěn)定地驅(qū)動每個 UED。
發(fā)明內(nèi)容
如上文提到的那樣，在先前申請的每一散熱設備中，LED背光設備 具有生成大量熱的多個LED,而傳熱單元(包拾軟熱板和熱管)設置于 光源M (其上裝配有用作熱生成源的每個LED)的背表面?zhèn)纫员忝嫦?每個LED的裝配區(qū)域。在先前申請的每一散熱設備中，從每個LED(用
卻，從而約束了整體溫度上升。
在先前申請的每一散熱設備中，由熱管傳送的生成的熱由散熱器和作 為大型部件的冷卻風扇有效地驅(qū)散到外界。此外，在先前申請的每一散熱 設備中，提供多個相對昂貴的熱管以及龐大、笨重和昂貴的散熱器和冷卻 風扇。因此增加了成本、尺寸和重量。
在LED背光設備中，由于技術進步，與電路塊等的情況一樣，已經(jīng) 開發(fā)出如下LED，這些LED具有電功率消耗低的特征、壽命長、亮度高 的特征等，并且生成更少量的熱。這使得有可能減少散熱單元的尺寸。主 體設備(顯示設備)的成本減少已經(jīng)帶來對顯著減少LED背光設備的成 本的需求。因而，實現(xiàn)一種更小、更輕和成本更低廉的散熱單元正變得至關重要。
發(fā)明人等對LED背光設備已經(jīng)反復地進行感興趣的研究。結(jié)果已經(jīng) 使得注意力聚焦于如下事實無論尺寸如何，底部底盤的特定部分(也就 是說底部底盤中心區(qū)域的略向上部分)變成高溫區(qū)域，而靠i^目應拐角的 外圍區(qū)域變成相對的低溫區(qū)域，從而總體上說，每個LED在驅(qū)動狀態(tài)(接 通狀態(tài))下的溫度分布并不均勻。在LED背光設備中，從每個LED、電 路塊的電子部件等生成的熱造成在LED背光設備的內(nèi)部出現(xiàn)對流。這造 成熱空氣流向中心區(qū)域，其結(jié)果是中心區(qū)域變成高溫區(qū)域。此夕卜，在LED 背光設備中，在面向外部的外圍區(qū)域出現(xiàn)自然的熱散射，由此約束了溫度 上升，其結(jié)果是外圍區(qū)域變成溫度相對低的區(qū)域。另外，在LED背光設 備中，熱在兩個方向上、特別是在拐角處被散射，因而進一步降低低溫區(qū) 域的溫度。
在LED背光i殳備中，為了在整個屏幕的范圍內(nèi)實現(xiàn)均勻的色再現(xiàn)性， 多個LED的色溫需要整體上是均勻的。在有關LED背光設備中，從裝配 LED (用作熱生成源)的區(qū)域直接地有效地散熱以約束整體溫度上升。此 外，在LED背光i殳備中，有可能通過減少在中心區(qū)域處的溫度分布與在 外圍區(qū)域處的溫度分布之間的差異來使得在整個LED背光設備的范圍內(nèi) 的溫度分布均勻。
因而，希望提供一種成本減少、并且可以通過使用簡易散熱結(jié)構(gòu)根據(jù) 溫度分布變化有效地散熱而在整個屏幕的范圍內(nèi)實現(xiàn)均勻的色再現(xiàn)性的 LED背光設備。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供一種發(fā)光二極管背光設備，該發(fā)光二 極管背光設備包括光源M，多個發(fā)光二極管M配到該光源基?。灰?及底部底盤，光源141被裝配到底部底盤的主表面?zhèn)?。從在光?41的每 個發(fā)光二極管發(fā)射的照射光被提供到顯示屏單元。在該發(fā)光二極管背光設 備中，底部底盤的背表面設置有使得在整個底部底盤的范圍內(nèi)的溫度分布 均勻的散熱裝置。此外，在該發(fā)光二極管背光設備中，散熱裝置包括裝配 板、熱管和散熱片，該裝配板至少例如被裝配到與底部底盤的高溫區(qū)域?qū)?應的中心區(qū)域，熱管祐 沒置于高溫區(qū)域和例如與底部底盤的低溫區(qū)域?qū)?的外圍區(qū)域、并且被裝配到裝配板，散熱片被裝配到低溫區(qū)域并且被連接 到熱管的末端。
在LED背光設備中，熱例如從中心區(qū)域(例如由于從電子部件和多 個LED生成的熱導致的內(nèi)部對流所造成的熱聚集而變成底部底盤的高溫區(qū)域)通過裝配板和熱管^L有效地傳送到例如外圍區(qū)域(其例如變成低溫 區(qū)域)。從散熱效率高并且被設置在低溫區(qū)域的散熱片來散熱以冷卻高溫 區(qū)域。在LED背光設備中，散熱裝置對最有效的部分執(zhí)行部分散熱。因 此，減少熱管的數(shù)目并且無需大型和昂貴的冷卻風扇以及散熱器。因而， 僅用散熱效率高并且成本低廉的散熱片執(zhí)#^定散熱操作。結(jié)果在LED 背光設備中減少溫度分布變化，從而總體上使每個LED的色溫均勻，由 此允許以高的色再現(xiàn)性顯示圖像。
根據(jù)本發(fā)明實施例的LED背光設備，熱通過裝配板和熱管從底部底 盤的高溫區(qū)域有效地傳送到低溫區(qū)域，并且在低溫區(qū)域從散熱片有效地散 熱以減少溫度分布變化。這使得每個LED的色溫整體上變得均勻，從而 可以以高的色再現(xiàn)性顯示圖像。根據(jù)LED背光設備，即使減少熱管的數(shù) 目并且熱管薄和輕，仍能夠通過包括散熱效率高的散熱片的散熱裝置有效 地散熱。因此，有可能明顯地減少成本并且使LED背光設備更薄和更輕。
圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的液晶彩色顯示設備的主要部分的分 解透視圖2是圖示了背光單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的主要部分的透視圖3是用于圖示散熱單元的結(jié)構(gòu)的液晶彩色顯示設備的主要部分的 后視圖4是圖示散熱單元的結(jié)構(gòu)的主要部分的透視圖5A和5B《:散熱片的特征圖6圖示了包M熱單元的實驗模型；
圖7是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的散熱單元的主要部分的后視圖；以及 圖8是根據(jù)本發(fā)明第三實施例的散熱單元的主要部分的后視圖。
具體實施例方式
將參照附圖具體地描述如下大型液晶彩色顯示i殳備(下文簡稱為"液 晶顯示設備")2,該液晶顯示設備包括作為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的LED 背光設備的LED背光單元(下文簡稱為"背光單元，，)。液晶顯示設例如使用于電視接收器或者各種顯示監(jiān)視設備中。如圖1中所示，在液晶
顯示設備2中，前底盤(框)4組裝到液晶屏單元3的前表面?zhèn)?，而背?單元1 (其供應照射光)組裝到液晶平單元3的背表面?zhèn)取?br>
在液晶顯示設備2中，液晶屏單元3和背光單元1通過中間底盤5 以堆疊狀態(tài)被組裝到彼此，而堆疊的構(gòu)件被組裝到底部底盤7。另夕卜，覆 蓋所得到的堆疊結(jié)構(gòu)以將其外圍邊緣組裝到靠置在框4上的背箱8。在液 晶顯示設備2中，電路板15 (見圖3 )裝配到底部底盤7的背表面?zhèn)取４?外，雖然未具體描述，但是背箱8具有散熱縫或者如下開口，該開口例如 允許控制盒的操作部分或者連接器單元面向外界。連接器單元用來連接電 源線、天線線纜或者外部連接線纜?？?和背箱8構(gòu)成液晶顯示設備2 的外部。
在液晶顯示設備2中，電路板15例如包括電源電路單元或者控制電 路單元或者發(fā)送-接收電路單元或者驅(qū)動電路單元。雖然未示出，但是液 晶顯示設備2通過支撐物將它的底部組裝到具有適當結(jié)構(gòu)的支架來安置 于地表面。成對的左和右內(nèi)置揚聲器單元在液晶屏單元3的相應的左側(cè)和 右側(cè)上也被組裝到液晶顯示設備2。
在液晶屏單元3中，眾所周知,提供非圖像顯示區(qū)域和有效顯示區(qū)域。 當具有預定寬度并且沿著液晶屏單元3的外圍部分延伸的外圍區(qū)域被限 定為電極引出區(qū)域時提供非圖像顯示區(qū)域。由非圖像顯示區(qū)域圍繞的區(qū)域 是圖像有效顯示區(qū)域。在液晶屏單元3中，框3A (其將結(jié)構(gòu)構(gòu)件保持于 堆疊狀態(tài))被裝配到其外圍區(qū)域并且被固定到設置于框4這一側(cè)的前框， 而使圖像有效顯示區(qū)域面向外部，從而框3A圍繞圖像有效顯示區(qū)域的外 圍。
在液晶屏單元3中，眾所周知，在第一玻璃基板與第二玻璃14l之間 的空間填充有液晶。第一玻璃基仗和第二玻璃a通過例如間隔珠而保持 在相對于彼此的預定距離處以便彼此相對。此外，在液晶屏單元3中，帶
狀透明電極、絕緣膜和配向膜形成于第一玻璃a的內(nèi)表面上；而用于光
的三原色的濾色器、覆涂層、帶狀透明電極和配向膜形成于第二玻璃^！
的內(nèi)表面上。另外，在液晶屏單元3中，偏轉(zhuǎn)膜(deflectionfilm)和延遲膜 接合到第 一和第二玻璃基&中每一個基仗的表面。
在液晶屏單元3中，驅(qū)動電壓從裝配到底部底盤7的驅(qū)動控制單元9 (后文描迷)通過透明電極中的每一個被施加到液晶，以改變液晶分子的 取向。這改變從背光單元l供應的照射光的光透射率。此外，在液晶屏3中，相對于被限定為界面的液晶分子水平地設置配向膜(由聚酰亞胺形 成)。偏轉(zhuǎn)膜和延遲膜使得波長特征變成消色差特征和白化特征。可以提
供全色圖像的濾色器用來例如顯示彩色圖像。顯然，液晶屏單元3不限于 具有上述結(jié)構(gòu)的液晶屏單元。
背光單元1包括導光單元。導光單元有效地將從裝配到光源1416(后 文描述)的每個LED 11發(fā)射的照射光提供到液晶屏單元3。如圖2中所 示，多個短柱狀構(gòu)件10 (在底部底盤7上提供)靠置在導光單元上以佳_ 它在液晶屏單元3的背表面?zhèn)鹊恼麄€表面的范圍內(nèi)與底部底盤7相對并且 被保持在距離底部底盤預定距離處，而且在背光單元1與底部底盤7之間 形成導光空間。
導光單元例如包括以堆疊狀態(tài)被組裝到彼此的光學片狀構(gòu)件12、擴 散板13和反射片14。在導光單元中，反射片14的尺寸與液晶屏單元3 的尺寸基本上相同。如圖2中所示，每個LED11通過開口面向?qū)Ч饪臻g 的內(nèi)部。這使得有可能防止從每個LED11發(fā)射的照射光泄漏到周圍，并 且將照射光反射和有效地提供到擴散仗13。
在導光單元中，利用在其整個表面之上擴散照射光的擴散板13,將 照射光^:供到光學片狀構(gòu)件|2。"此外，在導光單元中，，光學片狀構(gòu)件12
單元3。例如，通過將以下構(gòu)件相互堆疊來形成光學片狀構(gòu)件12:用于將 照射光分離成正交分量的光學片狀構(gòu)件和用于通過補償照射光的相位差 來防止著色或者加寬視角的光學片狀構(gòu)件，或者反射片狀構(gòu)件和擴散片狀 構(gòu)件(其擴散照射光)。光學片狀構(gòu)件12不限于前述光學片狀構(gòu)件的堆疊 結(jié)構(gòu)。例如，另一光學片狀構(gòu)件例如可以包括兩個擴散片，其間插入亮度 增加膜、延遲膜或者棱鏡片。導光單元在其整個表面的范圍內(nèi)擴散照射光， 以將亮JL^本上均勻的照射光提供到液晶屏單元3。
在背光單元1中，光源基板6根據(jù)液晶屏單元3的尺寸而被劃分成多 個a部分。面向液晶屏單元3的第一主表面6A例如設置有多個LED 11 和輸入-輸出連接器(未示出)。LED 11包括紅色LED IIR、綠色LED 11G 和藍色LED 11B的適當組合。光源基板6的第一主表面6A按預定布置 設置有多個LED裝配"^區(qū)(land)(未示出)。LED 11被分別裝配到各 LED裝配接合區(qū)。雖然未具體示出，但是光源U16的第二主表面6B例 如設置有預定布線圖案和用以向其裝配各種電子部件的接合區(qū)。用于 LED 11的驅(qū)動電路板15A^皮裝配于相應的l^部分上。在背光單元l中，驅(qū)動電壓從每個LEDll的對應驅(qū)動電路施加到每 個LED 11，從而每個LED ll發(fā)射通過導光空間被提供到導光單元的照 射光。此外，在背光單元1中，如圖2中所示，紅色LED IIR、綠色LED IIG和藍色LED 11B按環(huán)形布置被裝配到光源J416。然而，顯然不限 于此布置。此夕卜，根據(jù)液晶屏單元3的尺寸來適當?shù)卦O置將被裝配的LED 11的數(shù)目。
在液晶顯示設備2中，底部底盤7 (其支撐各結(jié)構(gòu)部件如背光單元1 和液晶屏單元3，并且構(gòu)成機械結(jié)構(gòu))例如由具有良好導熱性、良好^ 加工性和機械剛性的輕質(zhì)鋁片狀板或者特征與之等效的金屬材料形成。雖 然未具體示出，但底部底盤7根據(jù)短柱狀構(gòu)件通過支撐物在其中心部分被 支撐，并且在它的上側(cè)部分通過頂部托架構(gòu)件被定位并被固定到框4的上 框部分。
在底部底盤7中，如上文提到的那樣，第一主表面7A (構(gòu)成用于裝 配背光單元1的表面)設置有多個短柱狀構(gòu)件10并且使得背光單元1的 光源基& 6被裝配到其上。當光源基板6例如利用多個金屬固定螺絲釘而 被固定到底部底盤7的適當位置時，底部底盤7被穩(wěn)固地裝配到光源^ 6，而熱從光源ljfel6被傳送。如圖3中所示，電路板15裝配到底部底盤 7，這些電路板比如是各種控制電路板或者是具有例如安裝到其上的各種 開關或者各種連接器(諸如外部連接的連接器或者電源連接器)的電子部 件裝配板。
在液晶顯示設備2中，如上文提到的那樣，液晶屏單元3具有如下電 極引出區(qū)域，該區(qū)域沿著其上邊緣和下邊緣具有多個引出電極，從而通過 引出電極來發(fā)送和接^驅(qū)動控制單元9輸出的輸入-輸出信號(驅(qū)動電 壓)。因此，在液晶顯示i殳備2中，驅(qū)動控制單元9裝配到底部底盤7以 便與在液晶屏單元3的電極引出區(qū)域附近的上邊緣或下邊緣的一部分相 對，由此縮短布線部分，以^t例如約束在布線部分的疊加噪聲。此外，在 液晶顯示設備2中，液晶屏單元3的比如控制殘留圖像這樣的較高性能已 經(jīng)造成驅(qū)動控制單元9的尺寸增加，由此增加熱值。因此，其i殳置位置連 同LED 11的熱值一起受限的驅(qū)動控制單元9的有效散熱正變得至關重 要。
在液晶顯示設備2中，由于例如從驅(qū)動控制單元、裝配到電路板15 的電子部件或者裝配到背光單元1的光源基&6上的LED 11生成的熱而 出現(xiàn)內(nèi)部對流，其結(jié)果是熱聚集于底部底盤7的中心區(qū)域H，由此造成中心區(qū)域H變成高溫區(qū)域。在液晶顯示設備2中，例如在左外圍區(qū)域LL 或者右外圍區(qū)域LR (下文簡稱為"外圍區(qū)域L")出現(xiàn)自然散熱以約束溫 度上升，從而這些外圍區(qū)域L變成低溫區(qū)域。外圍區(qū)域LL和LR面向底 部底盤7的外部。在液晶顯示設備2中，如上文提到的那樣，無論其尺寸 如何，這一現(xiàn)象普遍存在。
在液晶顯示設備2中，雖然具體而言范圍視熱值而定，但是底部底盤 7外圍區(qū)域L與中心區(qū)域H的溫度之差例如就46英寸的尺寸而言約為 20。C。在背光單元1中，通過在底部底盤7提供散熱單元16 (后文具體 描述)M效地從中心區(qū)域H散熱，從而總體上減少溫度分布變化。結(jié) 果總體上使每個LED 11的色溫均勻，從而有可能以高的色再現(xiàn)性顯示圖 像。在背光單元1中，也通過散熱單元16從中心區(qū)域H有效散熱來降低 底部底盤7的整體內(nèi)部溫度，從而使LED 11和各種電子部件的特征穩(wěn)定 并且增加其壽命。
在液晶顯示i更備2中，如上文提到的那樣，底部底盤7的中心區(qū)域H 由于內(nèi)部對流所導致的熱聚集而變成高溫區(qū)域。然而，甚至電路^板15和
驅(qū)動控制單元9 (例如其上安裝有熱值高的電子部件)的對應區(qū)域也部分 地變成高溫區(qū)域。在背光單元1中，散熱單元16 (后文描述)除了驅(qū)散 中心區(qū)域H的熱之外還可以部分地驅(qū)散這些高溫區(qū)域的熱。
在背光單元1中，如圖3中所示，散熱單元16包括全部裝配到底部 底盤7的第二主表面7B上的多個裝配板17、熱管18以及左散熱片19L 和右散熱片19R (下文統(tǒng)稱為"散熱片19")。成對的左和右散熱單元16L 和16R(下文統(tǒng)稱為"散熱單元16")設置于中心區(qū)域H的左側(cè)和右側(cè)上。 如下文具體所述，在散熱單元16中，熱管18裝配到相應裝S己板17，而 熱管18的末端連接到散熱片19。每個熱管18傳送的熱由每個散熱片19 驅(qū)散。
與前述底部底盤7類似，散熱單元16的每個裝配板17由擠壓式鋁部 件形成，該部件由導熱率高的鋁材料或者具有等效特征的金屬材料制成。 每個裝配板17具有水平長的矩形形狀，該形狀具有從底部底盤7的中心 部分延伸到外圍部分的長度。每個裝配板17可以例如由鋁合金、鎂合金、 銀合金或者銅材料形成?？梢酝ㄟ^適當加工方法，如片狀金屬加工方法、 壓制方法或者切割方法來形成每個裝配板17。如圖3中所示，裝配板17 各自在多個偉置處利用金屬固定螺絲釘來固定到底部底盤7，并且分別從 中心區(qū)域H水平地和相互平行地裝配于左和右外圍區(qū)域L (LL、 LR)上。與外圍表面緊密接觸的每個熱管18被裝配到它的對應裝配板17。眾 所周知，每個熱管18具有由導熱率高的材料如銅制成的管體。每個管體 的內(nèi)壁具有毛細管結(jié)構(gòu)(燈芯)。在基本上真空的狀態(tài)下的每個管體的內(nèi) 部填充有工作流體。使用每個熱管18作為在包括各種電子器件的散熱結(jié) 構(gòu)中有效導熱的構(gòu)件。此外，每個熱管18通過重復如下操作來有效導熱 一個操作是通過在高溫側(cè)蒸發(fā)工作流體、將所得氣體移向低溫側(cè)并且在低 溫側(cè)將所得氣體液化來排熱，另 一操作是通過燈芯中的毛細管現(xiàn)象再次將 所得液體移向高溫側(cè)。即使溫差在大約士1。C,每個熱管18仍然可以導熱。
在散熱單元16中，如圖4中所示通過將多個矩形板組裝到相應的散 熱片裝配板20 (例如由鋁片狀金屬形成)來形成散熱片19。例如通it^ 制操作對鋁片狀金屬(具有與底板底盤7和裝配板17的特征等效的特征) 進行壓制來形成多個散熱片。雖然未具體描述，但是多個散熱片19在一 端在主表面上被組裝和集成到散熱片裝配板20，以便彼此相對并且以便 設置成在其厚度方向上相互分開預定距離。當通過簡易加工操作將散熱片 19相互堆疊時，散熱片19與厚度大的鋁片狀金屬產(chǎn)品或者鋁^^鑄產(chǎn)品的 表面積和散熱特征相比具有總體上更大的表面積并且提供良好的散熱特征。
散熱片19各自借助于通過裝配板17和熱管18從底部底盤7的中心 區(qū)域H傳熱來散熱。各散熱片19的厚度和間距基于所需散熱量來確定。 當每個散熱片19的高度恒定時在散熱量的最大溫度(°C )與厚度(mm， 亳米)之間的關系如圖5A中所示。類似地，當每個散熱片19的高度恒 定時在散熱熱值的最大溫度(°C)與間距(mm)之間的關系如圖5B中 所示。如這些曲線圖中可見，對于散熱片19,使用厚度隨著散熱熱值的 最大溫度增加而變大的散熱片是有效的。此外還希望使用按某一間距來設 置的散熱片。當增加每個散熱片19的厚度時，其重量增加，而當散熱片 19之間的間距增加時，散熱片19的總尺寸增加。因此，根據(jù)所需散熱熱 值來最優(yōu)地"&置這些值。
如圖4中所示，每個散熱片裝配板20包括一體地形成每個散熱片的 中心部分的構(gòu)件，以及包括如下構(gòu)件，該構(gòu)件一體地形成散熱片堆疊體的 頂端和底端并且構(gòu)成裝配到底部底盤7的部件。這減少每個散熱片裝配板 20的重量。由于每個散熱片裝配板20也由于它的材料特征而從底部底盤 7恰當?shù)貍鳠幔运梢岳缬杉蓸?gòu)件或者如下構(gòu)件形成，該構(gòu)件有 L形橫截面并且可以被組裝到散熱片堆疊體的兩側(cè)。雖然未具體描述，但是散熱片19設置有其軸線在散熱片被集成到散熱片裝配板20之時相對于 彼此對準的配合孔。其末端緊密地配合到配合孔的熱管18延伸經(jīng)過這些 配合孔，以將熱管18正交地連接到配合孔。
如圖3和圖4中所示，在散熱單元16中，裝配板17布置于高度方向 上并且水平地裝配于底部底盤7的第二主表面7B，從而在底部底盤7的 中心部分，裝配板17的末端彼此相對，并且從而裝配板17從中心區(qū)域H 延伸到左外圍區(qū)域LL和右外圍區(qū)域LR (下文筒稱為"外圍區(qū)域L")。也 就是說，在散熱單元16中，熱管18設置于底部底盤7的第二主表面7B 上，以便通it^目應裝配板17設置于中心區(qū)域H以及左和右外圍區(qū)域L。 在散熱單元16中，左和右散熱片裝配板20彼此相對并且在高度方向中、 在中心區(qū)域H的相應側(cè)上所提供的左和右外圍區(qū)域L被裝配到底部底盤 7的第二主表面7B上。也就是說，散熱單元16設置于底部底盤7的第二 主表面7B的左和右外圍區(qū)域L上，而裝配到散熱片裝配板20的散熱片 19布置于高度方向上并Jbf目互堆疊。
如上文提到的那樣，具有上述結(jié)構(gòu)的散熱單元16從如下底部底盤7 的中心區(qū)域H有效地散熱，該底部底盤的溫度由于從電路板15或者驅(qū)動 控制單元9或者多個LED 11生成的熱所導致的對流造成的熱聚集而變 高。在每個散熱單元16中，從熱的底部底盤7的中心區(qū)域H通過對應裝 配板從每個熱管18的一端傳熱。此外，在每個散熱單元16中，每個熱管 18在熱已經(jīng)傳送到的其一端蒸發(fā)工作流體，并且使得所到得氣體移向另 一端，以有效地傳熱。
在散熱單元16中，熱管18將熱>^底部底盤7的中心區(qū)域H傳送到 外圍區(qū)域L，而在外圍區(qū)域L被連接到熱管18的末端的散熱片19進fra 熱。此外,在散熱單元16中，從熱管18傳送的熱從散熱片19的表面有 效地被驅(qū)散。此外，在散熱單元16中，熱管18將熱從中心區(qū)域H有效 地傳送到外圍區(qū)域L,并且冷卻中心區(qū)域H，從而使在整個底部底盤7的 范圍內(nèi)的溫度分布均勻。
在散熱單元16中，如上文提到的，相互疊加并且在高度方向中設置 的散熱片19被設置于底部底盤7的外圍區(qū)域L。在散熱單元16中，沿著 液晶顯示設備2中生成的熱空氣的對流方向來設置散熱片19，從而即使 熱空氣也,皮有效地驅(qū)散。
如上文提到的那樣，液晶屏單元3的驅(qū)動控制單元9設置于底部底盤 7以便與中心區(qū)域H的頂邊相對。在散熱單元16中，裝配板17和熱管18在驅(qū)動控制單元9之下延伸，散熱片19設置于左和右外圍區(qū)域L中以 便圍繞裝配板17和熱管18。因此，在散熱單元16中，約束了從驅(qū)動控 制單元9生成的熱向設備內(nèi)部的擴散。當驅(qū)動控制單元9例如通過散熱板 的傳熱結(jié)構(gòu)直接被連接到底部底盤7時，散熱單元16冷卻底部底盤7。
在液晶顯示設備2中，如上文提到的那樣，背光單元l組裝到液晶屏 單元3的背表面?zhèn)?。此外，在液晶顯示設備2中，背光單元l組裝到底部 底盤7的第一主表面7A，而在底部底盤7的第二主表面7B提供散熱單 元16。另外，在液晶顯示設備2中，如上所述，散熱單元16包括裝配板 17 (被裝配到中心區(qū)域H和橫向的外圍區(qū)域L )、熱管18 (M配到相應 裝配板17)和多個散熱片19(通過連接到熱管18的末端的散熱片裝配板 20而被裝配到底部底盤7的外圍區(qū)域L;并Jbf目互堆疊而且被集成到散 熱片裝配板20)。
在液晶顯示設備2由于其各部分被供應電力而操作的情況下，例如從
6的每個LED 11而生成熱。ilit成內(nèi)部溫度上升。此外，在液晶顯示設 備2中，由于從液晶顯示設備2內(nèi)部的各前述部分生成的熱所導致的熱空 氣對流而使得在底部底盤7的中心區(qū)域H聚集熱。這造成中心區(qū)域H變 成高溫區(qū)域。此夕卜，從外圍區(qū)域L (其更靠近外側(cè))的自然的散熱使其變 成低溫區(qū)域。因此，出現(xiàn)溫度分布變化。
在液晶顯示設備2中，如上所述，散熱單元16通過裝配板17和熱管 18將熱從底部底盤7的中心區(qū)域H有效地傳送到外圍區(qū)域L。此外，在 外圍區(qū)域L從每個散熱片9散熱。此外，在液晶顯示設備2中，散熱單 元16減少底部底盤7的外圍區(qū)域L的溫度與中心區(qū)域H的溫度之差，以 使得溫度均勻并且降低整體溫度。
在液晶顯示i史備2中，這減少了背光單元1的LED 11的特征變化， 以向整個液晶屏單元3穩(wěn)定和有效地供應照射光。因此，在液晶顯示設備 2中，有可能通過在液晶屏單元3中使色溫均勻來以高的色再現(xiàn)性顯示圖 像。此外，在液晶顯示設備2中，每個LEDll、每個電子部件等被穩(wěn)定 地^Mt并且具有增加的壽命。
圖6示出了針對如下實驗模型30的相應區(qū)域的溫度分布的實際測量 結(jié)果，在該實驗模型中裝配具有上述結(jié)構(gòu)的散熱單元16。在實驗模型30 中，包括裝配板17和熱管18的成對的左和右單元31按兩個水平豎直地 設置以便8^地位于底部底盤7的中心區(qū)域H之上，而熱管18的橫向末端被連接以在外圍區(qū)域L中設置成對的左和右散熱片19。實驗模型30中 相應部分的溫度的實際測量結(jié)a明在中心區(qū)域H，其中設置每個上單 元31U的部分的溫度是53.4。C,其中設置每個下單元31L的部分的溫度 是55.8。C,而從下單元31L到實驗模型30的下部、其中沒有設置單元31 的部分的溫度是59.4。C、 59.6。。和51.5"。
實驗模型30中的外圍區(qū)域L中散熱片19各部分的溫度的實際測量 結(jié)果表明與每個上單元31U相對的部分的溫度是53.9'C，與每個下單 元31L相對的部分的溫度是57.3'C，而與中心區(qū)域H的被測量部分相對 并且其中沒有設置單元31的部分的溫JLA57.3'C、 54.5'C和49.3。C。另 外，沿著實驗模型30的外圍邊緣與被測量部分相對的部分的溫度的實際 測量結(jié)果是47.7。C、 51.8X:、 51.2°C、 51.5。C和43.0。C。如從前述實際測 量結(jié)果中可見，在實驗模型30中確認如下通過提供散熱單元16，溫差 范圍在整個底部底盤7的范圍內(nèi)約為士10。C,從而中心區(qū)域H#>冷卻并且 使得在中心區(qū)域H的熱與在外圍區(qū)域的熱均勻。
在液晶顯示設備2的散熱單元16中，例如基于仿真結(jié)果來最優(yōu)地設 置裝配板17和熱管18的數(shù)目以及散熱片19的尺寸和數(shù)目。在所有這些 情況下，在液晶顯示設備2中，散熱單元16在中心區(qū)域H散熱，并且使 整個設備的熱均勻。
在上述實施例中，在散熱單元16中，熱管18裝配到其上的裝配板 17和散熱片19裝配到其上的散熱片裝配板20是分離的構(gòu)件；并且這些 分離的構(gòu)件獨立地被裝配到底部底盤7。在散熱單元16中，這樣的結(jié)構(gòu) 使得有可能通過以基于仿真結(jié)果的最優(yōu)條件為基礎相對于底部底盤7調(diào) 整裝配板17和散熱片19的位置，從而將裝配板17和散熱片19裝配到底 部底盤7。本發(fā)明顯然不限于這樣的結(jié)構(gòu)。
在圖7中，在根據(jù)本發(fā)明第二實施例的散熱單元40中，例如兩個熱 管41U和4L被采用，并且通過裝配托架43分別被裝配到裝配板42U和 42L。散熱片45L和45R (下文簡稱為"散熱片45")在底部底盤7的中 心區(qū)域H的相應側(cè)上被^殳置于熱管41U和41L。兩個熱管41U和41L具 有朝著左外圍區(qū)域L和右外閨區(qū)域LR延伸的長度。由于在散熱單元40 中這些結(jié)構(gòu)構(gòu)件等效于上述散熱單元16的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，所以下文將不具體 描述它們。
散熱單元40的裝配板42U被形成為比熱管41U略長的水平長矩形形 狀，并且在其相應末端具有散熱片裝配部分42U1和42U2。如圖7中所示，散熱單元40的裝配板42L也被形成為長度與裝配板42U的長度相等 的水平長矩形形狀，并且在其相應末端具有散熱片裝配部分42L1和 42L2。散熱片裝配部分42L1和42L2具有比散熱片45的寬度略大的寬度 并且彎曲成L形狀。在散熱單元40中，用于將散熱片45裝配到底部底 盤7的裝配結(jié)構(gòu)包M熱片裝配板44以及裝配板42U和42L。散熱片裝 配板44在散熱片45L和45R的高度方向中固定上部。散熱片45L和45R 的上端部分通過散熱片裝配板44被裝配到底部底盤7。
通過將散熱片45L和45R的中間部分連接到與配合孔(未示出)相 對的熱管41U的末端并且通過將散熱片45的各部分固定到裝配板42U的 散熱片裝配部分42U1和42U2，從而借助于裝配板42U將散熱片45L和 45R裝配到底部底盤7。通過將散熱片45L和45R的下端部分連接到與配 合孔(未示出)相對的熱管41L的末端并且將下端部分固定到裝配板42L 的散熱片裝配部分42L1和42L2，從而借助于裝配板42L將散熱片45裝 配到底部底盤7。
在具有上述構(gòu)造的散熱單元40中，如上所述，裝配板42U和42L用 作為如下裝配構(gòu)件，這些裝配構(gòu)件用于使熱管41U和41L以及散熱片45 裝配到這些構(gòu)件，從而減少部件的數(shù)目和裝配操作的數(shù)目，并且便利于操 作。此外，在散熱單元40中，提供在單獨步驟中事先被相互集成的每個 結(jié)構(gòu)構(gòu)件以M個結(jié)構(gòu)構(gòu)件裝配到底部底盤7。例如，這減少了比如在傳 送步驟中出現(xiàn)的熱管41的彎曲。另外，在散熱單元40中，可將上述裝配 板42U和42L集成到散熱片裝配板44，并且將用于裝配熱管41和散熱 片45的裝配構(gòu)件形成為基本上H形狀，雖然散熱單元40整體上將i^ 更大。
在圖8中，根據(jù)本發(fā)明第三實施例的散熱單元50例如應用于如下液 晶顯示設備，在該液晶顯示設備中驅(qū)動控制單元9被設置成在液晶屏單元 3的電極引出區(qū)域附近與沿著中心部分的下邊緣的部分相對。在液晶顯示 設備中，如上文提到的那樣，從每個LEDll、電路板15的電子部件等以 及從高性能驅(qū)動控制單元9生成大量熱。在液晶顯示設備中，底部底盤7 的中心區(qū)域H的溫度在從驅(qū)動控制單元9生成的熱被直接地輻射時變得 甚至更高。在液晶顯示設備中，散熱單元50在底部底盤7的中心區(qū)域H 有效地散熱以4吏得在整個底部底盤7的范圍內(nèi)的溫度分布均勻。
在液晶顯示設備中，驅(qū)動控制單元9例如通過傳熱單元諸如散熱板被 連接到底部底盤7 (未示出)。此外，液晶顯示設備的散熱單元50設置于底部底盤7的第二主表面7B上，從而g配到裝配板51的多個熱管52 被布置和水平地設置于中心區(qū)域H以及外圍區(qū)域LL和LR中。熱從高溫 中心區(qū)域H傳送到低溫外圍區(qū)域LL和LR。即使在散熱單元50中也使 用如下散熱片53，在這些散熱片中多個矩形板在厚度方向上被相互堆疊 并且一體地形成。例如通過壓制操作對鋁片狀板進行沖壓來形成矩形板。
使用散熱片53作為如下裝配構(gòu)件，這些裝配構(gòu)件用作熱管52的裝配 板51。設置于高度方向上的各散熱片53被布置成定位于中心區(qū)域H的下 部并且從而與驅(qū)動控制單元9相對。通過使熱管52穿過形成于散熱片53 中的配合孔(未示出)以便在厚度方向延伸經(jīng)過配合孔，將散熱片53連 接到熱管52。由于散熱單元50的這些結(jié)構(gòu)構(gòu)件等效于散熱單元16的結(jié) 構(gòu)構(gòu)件，所以將不具體描述散熱單元50的這些結(jié)構(gòu)構(gòu)件。
具有上述構(gòu)造的散熱單元50包括裝配板51、熱管52和散熱片53。 這些結(jié)構(gòu)構(gòu)件裝配到底部底盤7以使^Li殳置于中心區(qū)域H的下部并且圍 繞通過熱耦合單元被連接到底部底盤7的驅(qū)動控制單元9。在散熱單元50 中，熱通過裝配板51和熱管52從中心區(qū)域H傳送到外圍區(qū)域LL和LR。 此外，在中心區(qū)域H中，從驅(qū)動控制單元9生成的熱由散熱片53驅(qū)散。 因此，在散熱單元50中，約束了在中心區(qū)域H的熱聚集，以侵_穩(wěn)定地操 作例如電路板15和驅(qū)動控制單元9的電子部件，并且穩(wěn)定地驅(qū)動每個 LED 11,從而整體上增加色再現(xiàn)性。
本發(fā)明不限于在前述實施例中討論的液晶電視l，從而本發(fā)明顯然也 適用于各種屏顯示監(jiān)視設備。
本領域技術人員應當理解，在所附權(quán)利要求及其等同物的范圍內(nèi)，根 據(jù)設計要求和其它因素可以產(chǎn)生各種修改、組合、子組合和替換。
權(quán)利要求
1. 一種發(fā)光二極管背光設備，包括光源基板，多個發(fā)光二極管被裝配到所述光源基板；以及底部底盤，所述光源基板被裝配到所述底部底盤的主表面?zhèn)?，其中從在所述光源基板的每一個發(fā)光二極管發(fā)射的照射光被提供到顯示屏單元，其中所述底部底盤的背表面設置有使得在整個所述底部底盤的范圍內(nèi)的溫度分布均勻的散熱裝置，以及其中所述散熱裝置包括裝配板、熱管和散熱片，所述裝配板被裝配到所述底部底盤的至少高溫區(qū)域，所述熱管被設置于所述底部底盤的高溫區(qū)域和低溫區(qū)域上并且被裝配到所述裝配板，所述散熱片被裝配到低溫區(qū)域并且被連接到所述熱管的末端。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管背光設備，其中所述散熱裝置 包括所述裝配板、所述熱管和所述散熱片，所述裝配板被裝配到所述底部 底盤的至少中心區(qū)域，所述熱管^Li殳置于所述底部底盤的所述中心區(qū)域和 外圍區(qū)域上并且被裝配到所述裝配板，所述散熱片被裝配到所述底部底盤 的外圍區(qū)域并且被連接到所述熱管的末端。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管背光設備，其中所述熱管和被 裝配到所述熱管的末端上的所述散熱片被裝配到所述裝配板并且相對于 所述裝配板一體地設置，以形成散熱單元，所述裝配板由金屬板形成，以 及其中所述散熱單元通過將所述裝配板裝配到所述底部底盤來組裝。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管背光設備，其中所述散熱片包 括相互保持分開并且在厚度方向上被組裝的多個金屬板，以及其中所述散熱片被定位于所述底部底盤的低溫區(qū)域并且在高度方向 中被設置，而且所述熱管的末端在厚度方向上穿過所述散熱片以將所述散 熱片連接到所述熱管，所述熱管通過所述裝配板在高溫區(qū)域和低溫區(qū)域中 延伸-
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的發(fā)光二極管背光設備，其中所述散熱裝置 的所述裝配板、所述熱管和所述散熱片被設置成圍繞驅(qū)動控制單元并且與所述驅(qū)動控制單元相對，所述驅(qū)動控制單元在所述顯示屏單元的縱向方向 中被裝配到中心部分的下部或者上部。
全文摘要
一種發(fā)光二極管背光設備包括光源基板，多個發(fā)光二極管被裝配到該光源基板；以及底部底盤，光源基板被裝配到底部底盤的主表面?zhèn)取碜园l(fā)光二極管的照射光被提供到顯示屏單元。底部底盤的背表面設置有使得在整個底部底盤的范圍內(nèi)的溫度分布均勻的散熱單元。散熱單元包括裝配板、熱管和散熱片。裝配板被裝配到底部底盤的至少高溫區(qū)域。熱管被設置于高溫區(qū)域和低溫區(qū)域并且被裝配到裝配板。散熱片被裝配到低溫區(qū)域并且被連接到熱管的末端。
文檔編號G02F1/13357GK101532626SQ200910127150
公開日2009年9月16日 申請日期2009年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月13日
發(fā)明者柴田博一, 鈴木雄一 申請人:索尼株式會社