CN101135810A - 背光单元以及使用其的液晶显示设备 - Google Patents

Abstract

其上安装有背光单元的发光二极管(LED)的基板使用螺钉固定到散热片上。具有倒锥形内侧壁的槽位于散热片上，并且其上安装有LED的基板存放在该槽中。当LED打开时，基板由于热膨胀而延伸以与该槽的侧壁接触，并且可以不使用螺钉来固定到该槽上。

Description

背光单元以及使用其的液晶显示设备

本申请基于并且要求2006年8月30日申请的日本专利申请No.2006-233258的优先权，其全文内容作为参考援引于此。

1.技术领域

本发明涉及一种背光单元以及使用其的液晶显示(LCD)设备，尤其涉及一种用于将发光二极管(LED)安装到使用LED作为光源的背光单元的散热片的安装结构，以及使用其的LCD设备。

2.背景技术

例如，使用日本专利申请特开No.2002-311417(专利文献1)中公开的冷阴极荧光管作为LCD设备的光源。

存在有垂直光型背光和侧光型背光作为使用冷阴极管的LCD设备的光源。在利用垂直光型背光的LCD设备中，在LCD板的背面设置冷阴极荧光管。当从冷阴极荧光管中发出的白光透射到LCD板时，会显示出图像。

在利用侧光型背光的LCD设备中，在LCD板背面侧设置冷阴极荧光管。从冷阴极荧光管发射出的白光通过光导板被提供到整个LCD板上，并且当该光透射到LCD板时，会显示出图像。

另一方面，为了提高图像的色泽再现性，在日本专利申请特开No.2005-38771(专利文献2)和日本专利申请特开No.2006-18175(专利文献3)中公开了一种使用LED例如红色LED、绿色LED和蓝色LED作为光源的背光单元。在该背光单元中，在LCD板后面沿直线设置多个红色LED、绿色LED和蓝色LED。光波导板或者光导板混合从那些LED中发出的三色光以形成白光。该白光照射到LCD板上。通常利用例如玻璃环氧基板、陶瓷基板或者金属基板(例如，铝)的基板，将这些LED安装在电路板上以提供LED基板。由于LED发热，所以LED基板被固定到散热片上以避免LED受到热损坏。

图1是专利文献3所的LCD设备的实例。图1中的LCD设备100包括背光单元200和LED基板105。背光单元200包括由金属例如铝制成的散热片。LED基板105由伸出的基板105A组成，多个LED105B作为光源沿基板105A的纵向方向以直线的方式设置在该基板105A上。LED基板105使用螺钉116固定到散热片上。

背光单元200还包括热辐射部件103到散热片102。热辐射部件103包括底板103A和从底板103A延伸的多个热辐射叶片103B。该叶片103B以矩阵形式设置在底板103A的后表面上。使用多个螺钉121和螺母122将底板103A固定到散热片102上。

另一方面，LCD模块的后盖104位于散热片102的前部。后盖104被分为两个部分，从而在它们之间提供孔117。从LED105B发射出的光被反射器106弯曲，从而进入用于调色的第一光导板、或者调色板107。反射器108反射从调色板107中发射出来的光。在调色板107的前方，用于照射的第二光导板、或者照射板109与光导板107平行设置。被反射器108反射的光进入照射板109。反射片110设置在那些板107和109之间，以便避免光从那些板107和109之间的缝隙泄漏。光学片111设置在照射板109和LCD板113之间。

调色板107、反射器108、反射片110、照射板109、光学片111、以及LCD板113封装在框架形底架112中。底架112设置在后盖104之外。前盖114设置成支撑LCD板113。

在图1所示的背光单元200中，LED基板105使用螺钉固定到散热片102上。但是，在这种结构中，当延长LED基板时，用于将LED基板105固定到散热片的螺钉的数量会增加。因此，用于将LED基板固定到散热片的处理时间也会增加。

发明内容

本发明的示意性特征提供了一种背光单元，在没有使用螺钉的情况下，其具有如下结构，其中其上安装有发光二极管的基板固定在散热片上，以及使用该背光单元的LCD设备。

本发明的示意性方法的背光单元，包括：基板，其上安装有发光二极管；以及散热片，用于散发从发光二极管发出的热，其中散热片包括其内具有倒锥形侧壁的槽，并且该基板设置在其内。

本发明的示意性方面的LCD设备的液晶显示设备，包括：液晶显示板；以及发光设备，其照射液晶板，其中发光设备包括其上安装有发光二极管的基板，以及用于散发从发光二极管发出的热的散热片，并且其中散热片包括其内具有倒锥形侧壁的槽，并且基板设置在该槽中。

从结合附图的以下描述将会明了本发明的其它特征，其中整个附图中，相同的附图标记表示相同或类似的部分。

附图说明

结合附图，从以下的描述中可以更加明了本发明的上述和其它目的、特征和优点，其中：

图1是示出了具有背光单元的LCD设备的结构的截面图；

图2是示出了本发明示意性实施例的背光单元的结构的截面图；

图3是示出了图2中的背光单元的结构的顶视图；

图4是图2中的背光单元的LED基板的结构的顶视图；

图5A是在将支撑弹簧装配到在图2的第一散热片中形成的槽中之前的顶视图；

图5B是示出了一种状态，即，在将支撑弹簧装配到图2的第一散热片中形成的槽中之后将LED基板存放起来的顶视图；

图6A是示出了本发明的示意性实施例的具有关闭的LED的背光单元的截面图；

图6B是示出了本发明的示意性实施例的具有打开的LED的背光单元的截面图；

图7是示出了具有本发明的示意性实施例的背光单元的LCD设备的一个实例的截面图；

图8是示出了具有本发明的示意性实施例的背光单元的LCD设备的另一实例的截面图；以及

图9是示出了本发明的示意性实施例的背光单元的LED基板的基板结构的另一实例的截面图。

具体实施方式

现在，根据附图详细描述本发明的示意性实施例。

如图2所示，根据本发明示意性实施例的背光单元40具有LED基板5、散热片2、其具有在其表面中形成的倒锥形槽18，以及位于散热片2的另一表面上的热辐射部件3。LED基板5容纳在散热片2的槽18内。槽18包括相互面对且沿其纵向方向定位的内侧壁。倒锥形槽还可定义为具有如下与纵向方向正交的横截面的槽，在该横截面中，该槽的开口宽度朝着该槽底部逐渐变宽。另一方面，正锥形槽可以定义为如下横截面的槽，在该横截面中，正锥形槽的开口宽度朝着其底部逐渐变窄。如图4所示，LED基板5包括伸长的基板5A和安装在其上的多个LED5B。在LED基板5的基板5A的两侧形成凹入部分5C。并且，如图3所示，LED基板5放置在槽18内，以使得设置在散热片2表面上形成的槽中的一对支撑弹簧23的每个部分都可以压入基板5A的凹入部分5C中。当使用支撑弹簧32将凹入部分5C固定到其两侧时，基板5A被固定在槽18中的预定位置处。

在示意性实施例的背光单元中，仅使用支撑弹簧23将LED基板5固定到散热片2上。在本示意性实施例的背光单元中不使用公知的固定方式，例如螺钉。因此，即使LED基板5的基板5A较长，也可以减少将基板5A固定到散热器2上的处理时间。如图2所示，热辐射部件3由底板3A和从底板3A延伸的多个热辐射叶片3B组成。叶片3B以矩阵形状设置在底板3A的后表面上。通过使用多个螺钉21将底板3A固定到散热片2上。使用螺母22来固定螺钉21。因此，热辐射部件3与散热片2贴到一起。LED基板5的基板5A由玻璃环氧基板，例如铝的金属基板，或者陶瓷基板制成。散热片2和热辐射部件3由从钢板、铝板和不锈钢板中选出的金属板制成。

接下来，在下文中描述用于形成散热片2的倒锥形槽18的方法。散热片2由两个散热片(例如，图2所示的第一散热片2A和第二散热片2B)组成。使用切割工艺、金属性模制工艺或者蚀刻工艺在第一散热片2A中形成包括正锥形侧壁的开口。在形成具有正锥形侧壁的开口之后，在附着有第二散热片2B的第一散热片2A的表面上形成用于安装支撑弹簧23的槽。形成该槽以便与开口连接。接下来，翻转第一散热片2A，并且放在第二散热片2B之上。使用螺钉等将倒置的第一散热片2A和堆起的第二散热片2固定在一起。

图5A作为一个实例示出了具有槽18、其开口19、以及用于支撑弹簧的槽24A和24B的第一散热片2A的表面。图5B作为一个实例示出了第一散热片2A的表面，其中LED基板5封装在第一散热片2A的槽18中并且通过支撑弹簧23被固定在槽18中的预定位置处。

图6A和6B示出了本示意性实施例的背光单元的结构。参考图6A，当LED5B关闭时，LED基板5的基板5A没有与槽18的内侧壁接触。参考图6B，当LED5B打开时，该基板5A由于从LED5B发出的热而膨胀与其内侧壁接触。因此，基板5A被两个侧壁和设置在槽18中的槽24A和24B中的支撑弹簧23固定。所希望的是调节槽18和其开口19的大小以便当LED5B打开时，基板5A膨胀从而接触18的内侧壁。而且，为了增加当基板5A膨胀时在基板5A的侧面和槽18的内侧壁之间的接触面积，其侧面的一部分可以以锥形形状形成。

图7示出了具有本发明的示意性实施例的背光单元的LCD设备的第一实例。LCD设备1包括背光单元40。背光单元40包括LED基板5、在其表面具有倒锥形槽18的散热片2、以及位于散热片2表面的热辐射部件3。LED基板5封装在散热片2的槽18内。散热片2由金属材料例如铝制成。散热片2包括具有第一散热片2A和第二散热片2B的层叠结构。热辐射部件3包括板状的底板3A和从底板3A延伸的多个热辐射叶片3B。叶片3B以矩阵形状设置在底板3A的后表面上。通过使用多个螺钉21和螺母22将热辐射部件3的底板3A与散热片2连接。因此，热辐射部件3与散热片2贴在一起。

后盖4位于背光单元40的散热片2的前方。后盖4被分为两个部分，并且在它们之间设置一个孔17。沿后盖4的孔17以直线方式设置多个LED5B。LED基板5包括基板5A和安装在其上的多个LED5B。基板5A是伸长的板状部件，其上沿伸长方向以直线形式设置有多个LED5B。LED5B用作LCD设备1的光源。

反射器6位于LED5B的前方。反射器6反射光并且改变其方向。从LED5B发出的光进入反射器6，并且被朝向LCD设备1的侧面反射。从反射器6反射的光进入用于调色的第一光导板、或者调色板7。反射器8通过调色板7设置在与反射器6相对的侧面上。反射器8反射从用于调色板7的光导板中发射出来的光。在调色板7的前方，用于照射的第二光导板、或者照射板9与调色板7平行设置。使用反射器8反射的光进入照射板9。反射片10设置在调色板7和照射板9之间以便避免光泄漏。光学片11设置在照射板9的前方。调色板7、反射器8、反射片10、照射板9以及光学片11封装在框架形底架12中。底架12设置在后盖4之外。使用底架12和后盖4将调色板7、反射片10、照射板9、以及光学片11固定。前盖14围绕LCD板13设置。因而，使用前盖14和底架12固定LCD板13。

图8示出了具有本发明的示意性实施例的背光单元的LCD设备的第二实施例。LCD设备包括LCD板13、光导板31、光反射器32和后盖33。图8所示的背光单元40A的LED基板5和散热片2与图7相同。LED基板5封装在散热片2的倒锥形槽18中，并且散热片2使用螺钉15固定到前盖30的内表面。LED基板5包括基板5A和安装在其上的多个LED5B。LED基板5用作LCD设备1的光源。从LED5B发出的热通过基板5A和散热片2传递到前盖30，并且辐射开来。

在上述本发明的示意性实施例的背光单元中，LED基板5的基板5A可以包括层叠起来的多个基板。每个基板具有不同的热膨胀系数。图9示出了LED5B安装在多层基板35上，该多层基板包括由有机材料制成的第一基板5E和由热膨胀系数比第一基板5E低的金属制成的第二基板5D。例如，第一基板5E可以包括环氧树脂，并且第二基板5D可以包括铝。在这种结构中，由于第一基板5E的热膨胀大于第二基板5D，所以当LED5B打开时多层基板35向下弯曲(即，向下凸起)。但是，由于第二基板5D的两个边缘接触到槽18的内侧壁，所以多层基板35几乎不会弯曲。相反，第一基板5E紧贴到散热片2B上。当LED5B打开时，其上设置有LED5B的基板5的上表面温度大于其下表面温度。如果基板5仅包括一个基板，则会在下表面和散热片2B之间出现缝隙。

除了上述实施例以外，环氧树脂在其内还包括碳以提高导热性。

为了将基板5固定到槽18内，可以仅采用一个支撑弹簧23。而且，在该实施例中，仅仅以锥形方式形成一个内侧壁而不是两个侧壁。

当结合某些优选实施例描述本发明时，可以理解，本发明所包含的主题不限于那些具体实施例。相反，希望本发明的主题包括所有能够包含在以下权利要求的精神和范围之内的选择、修改和等同物。

Claims (12)

1.一种背光单元，包括：

基板，其上安装有发光二极管；以及

散热片，用于传递从发光二极管发出的热，

其中散热片包括其中具有倒锥形侧壁的槽，并且该基板设置在其内。

2.如权利要求1所述的背光单元，其中突出部分设置在侧壁中，凹入部分形成在该基板的侧面，并且突出部分设置在凹入部分中，以使该基板定位在该槽内部。

3.如权利要求1所述的背光单元，还包括；安装到散热片上的热辐射叶片。

4.如权利要求1所述的背光单元，其中该基板包括多个热膨胀系数不同的层叠基板，并且与散热片接触的下层基板的热膨胀系数大于上层基板的热膨胀系数。

5.如权利要求1所述的背光单元，其中下层基板包括有机部件，并且上层基板包括金属部件。

6.如权利要求1所述的背光单元，其中当发光二极管打开时，部分基板与该槽的侧壁接触，并且当发光二极管关闭时，在基板和其侧壁之间形成缝隙。

7.一种液晶显示设备，包括：

液晶显示板；以及

发光设备，其照射液晶板，其中

发光设备包括其上安装有发光二极管的基板，以及用于辐射从发光二极管发出的热的散热片，并且其中散热片包括其中具有倒锥形侧壁的槽，并且基板设置在该槽中。

8.如权利要求7所述的液晶显示设备，还包括设置在侧壁上的突出部分，其中凹入部分形成在该基板的侧面，并且突出部分设置在凹入部分中，以使该基板定位在该槽内部。

9.如权利要求7所述的液晶显示设备，其中散热片具有热辐射叶片。

10.如权利要求7所述的液晶显示设备，其中该基板包括多个热膨胀系数不同的层叠基板，并且与散热片接触的下层基板的热膨胀系数大于上层基板的热膨胀系数。

11.如权利要求10所述的液晶显示设备，其中下层基板包括有机部件，并且上层基板包括金属部件。

12.如权利要求7所述的液晶显示设备，其中当发光二极管打开时，部分基板与该槽的侧壁接触，并且当发光二极管关闭时，在基板和槽的侧壁之间形成缝隙。

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