CN102563470A - 高亮度温度自适应直下式冷阴极荧光灯管液晶背光模组 - Google Patents
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Abstract
高亮度温度自适应直下式冷阴极荧光灯管（CCFL或EEFL）液晶背光模组，外壳内安装有冷阴极荧光灯管阵列，发光灯管阵列上方设有扩散片、发光灯管阵列下方设有反射板，特征是反射板由散热型反射板构成，其上布满用于反光和增大散热面积的凹窝与凸起；外壳下方设有亮度、温度主动控制系统，其中设有制冷半导体阵列、外散热片、温度传感器、散热器、由CPU构成的背光模组智能控制器；温度传感器、制冷半导体阵列的驱动器及发光灯管阵列的驱动器与背光模组智能控制器连接。本发明化解了提高液晶屏亮度和控制背光模组温度间的矛盾；避免了烧坏液晶屏或降低液晶屏使用寿命的问题；也解决了低温冻坏液晶屏的问题。扩展了该类液晶屏的使用领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种高亮度温度自适应直下式冷阴极荧光灯管液晶背光模组，是生产或改装液晶屏的一种部件，属于液晶显示技术领域。
背景技术
由于液晶LCD本身不发光；液晶屏的背光模组是液晶显示的光源提供者。在液晶本身透光率一定的前提下，背光模组提供的光的强度或亮度越高，液晶屏显示的画面越亮。
采用冷阴极荧光灯管（指：CCFL或EEFL灯管）的直下式液晶背光模组是大尺寸液晶屏光源的传统技术解决方案。现有技术的冷阴极荧光灯管（指：CCFL或EEFL灯管）的直下式液晶背光模组结构原理如图1所示：在外壳1内安装有发射背光5的冷阴极荧光灯管2阵列，其上方设有扩散片4；其下方设有反射板3。
现有技术采用以上传统背光技术的大尺寸液晶屏如：32/47/52/65等英寸液晶屏的亮度都在400至800 cd/㎡之间；在环境光照强的场合如：户外广告牌，以上的亮度就不够；一般白天亮度要达到1200 cd/㎡以上才能完全满足要求。在现今单根CCFL/EEFL亮度无法获得突破性提高的情况下，为了提高背光亮度，就必须增加液晶背光模组中CCFL/EEFL灯管的密度和数量。因为CCFL/EEFL灯管的发光效率在百分之二十左右以下，增加灯管的密度和数量会引起背光模组发热骤增，降低液晶屏使用寿命甚至高温烧坏液晶屏，在气温高的环境中（如：北半球夏天户外阳光下）使用，高亮度和控制背光模组温度是一对难以解决的矛盾。
发明内容
本发明的目的是提供一种高亮度温度自适应直下式冷阴极荧光灯管（指：CCFL或EEFL灯管）液晶背光模组，本发明的液晶背光模组能够化解提高液晶屏亮度和控制背光模组温度间的矛盾；避免了使用增加背光灯管的办法来提高亮度时发生的背光模组发热骤增烧坏液晶屏或降低液晶屏使用寿命的问题；同时也有效解决了在低温环境下使用容易冻坏液晶屏的问题。使液晶屏不但满足高亮度显示的要求同时在环境温度高低变化大的情况下（如：户外或高纬度地区）可靠地工作，扩展了液晶屏的使用领域。
完成以上发明目的方案是，一种高亮度温度自适应直下式冷阴极荧光灯管（指：CCFL或EEFL灯管）液晶背光模组，在外壳内安装有冷阴极荧光灯管（指：CCFL或EEFL灯管）阵列，该荧光灯管阵列上方设有扩散片、该荧光灯管阵列下方设有反射板，其特征在于，所述的反射板由散热型反射板构成，该散热型反射板上布满用于反光和增大散热面积的凹窝与凸起；所述的外壳下方设有亮度、温度主动控制系统，该亮度、温度主动控制系统中设有制冷（热）半导体阵列、外散热（冷）片、温度传感器、散热器、由CPU构成的背光模组智能控制器；所述的温度传感器、制冷（热）半导体阵列的驱动器及所述发光灯管阵列的驱动器与该背光模组智能控制器连接。
所述的“增大散热面积的凹窝与凸起”可以是设置在每个灯管下方的、横截面为抛物线的、沟条形凹窝，及各个沟条形凹窝条状凹窝之间的脊状突起。以便兼顾反光效果与散热效果。
优化方案中，所述的制冷半导体阵列，是采用制冷制热双向运转的半导体阵列，其中的外散热片也改用散热、散冷双向运转的散热/散冷片。
换言之，本发明的高亮度温度自适应直下式冷阴极荧光灯管（指：CCFL或EEFL灯管）液晶背光模组，由扩散片、冷阴极荧光灯管（指：CCFL或EEFL灯管）阵列、反射板、金属罩壳等组成，其特征之一在于一种新型结构的散热型反射板，即反射板同时是带一定形状的内散热（冷）片，换言之，本发明是增加设置了内散热（冷）片，并将该内散热（冷）片与反射板合为一体，形成散热型反射板；在反射灯管阵列发出的光线的同时起到快速传导热（冷）的作用；其特征之二在于：在反射板后面增加了一种特定组合结构与连接方式的亮度温度主动控制系统代替传统的金属罩壳：该系统包括反射板、制冷（热）半导体阵列、外散热（冷）片、温度传感器、散热器、背光模组智能控制器等。依据设定的参数要求来自动调节液晶屏的亮度和温度，该参数可以由连接液晶屏的计算机通讯接口（如RS232、USB等）下达也可以通过接口人工设定。
本发明的具体实施方案如下：以一种新型结构的散热型反射板代替传统的反射板，新型结构的散热型反射板同时起到导热（冷）片的作用，在反光的同时快速传导热（冷）。散热型反射板内表面（灯管一侧）具有散热反光结构，结构不限于图二所示的侧面为抛物线的形状，还包括其他形状。反射板外表面（半导体阵列一侧）有较好平整度和表面光洁度，以保证和半导体阵列紧密接触（可以辅助加导热胶），提高导热/冷效率；反射板可以采用导热性能好的金属材料（如：铝，铜或其它合金）表面通过镀或化学处理或喷涂技术形成反光层以提高反光率。冷阴极荧光灯管（CCFL或EEFL）与反射板内表面尽可能距离小，并与反光表面形状配合以提高导热反光效果。根据液晶屏的亮度指标要求，可以计算出CCFL/EEFL灯管的参数，数量和分布密度。对于高亮度的液晶屏，可以采用密集分布的高亮度细灯管。该散热型反射板与灯管组合可以使亮度可以达到1200 cd/㎡以上。
本发明还以一种特定组合结构与连接方式的亮度温度主动控制系统代替传统的金属罩壳；该系统包括反射板、制冷（热）半导体阵列、外散热（冷）片、温度传感器、散热器、背光模组智能控制器等。
散热器组不只限于使用风机的强迫风冷散热器，可以根据需要选用：充液散热器、热管散热器等其他主动或被动式散热器。
制冷半导体可以在冷端和热端产生 20℃以上的温差。根据要求液晶屏的亮度指标，计算出冷阴极荧光灯管（CCFL或EEFL）灯管的参数，数量和分布密度。根据灯管总功耗和发光效率可以推算出总发热量；根据计算和试验可以选择出相对应的制冷半导体参数，设计出制冷半导体阵列的排布及内/外散热片的结构和合适的风机组。
背光模组智能控制器根据温度传感器检测到的液晶屏温度控制半导体阵列中工作的半导体数量和工作电流来调节制冷（热）总量和散热（冷）器组的工作能力来调节液晶屏温度。
在环境气温低于液晶屏工作温度时；智能控制器控制电子开关改变制冷半导体的电流方向切换冷热端，加热液晶屏。
在低温环境（如－20℃以下）中，当液晶屏不处于显示工作状态时，背光模组智能控制器可以关闭冷阴极荧光灯管（CCFL或EEFL），通过半导体制热来保护液晶屏不被冻坏。
本发明化解了现有技术提高液晶屏亮度和控制背光模组温度间的矛盾；避免了使用增加背光灯管的办法来提高亮度时发生的背光模组发热骤增烧坏液晶屏或降低液晶屏使用寿命的问题；同时也有效解决了环境低温下使用冻坏液晶屏的问题。使液晶屏不但满足高亮度显示的要求同时在环境温度高低变化大的情况下可靠地工作，扩展了液晶屏的使用领域。
附图说明
图1为现有技术冷阴极荧光灯管（CCFL或EEFL）的直下式液晶背光模组结构示意图；
图2为本发明结构示意图。
具体实施方式
实施例1：高亮度温度自适应直下式冷阴极荧光灯管（CCFL）52英寸液晶背光模组，并用本发明的新型背光模组改装一款通用52英寸液晶屏，大大提高液晶屏亮度，同时使液晶屏整体（包括背光模组）的温度控制在设定范围内。
参照图2：本实施例使用的52英寸通用液晶屏为：三星52英寸液晶屏LTA520HB13，出厂原装的液晶背光模组：配14只CCFL灯管，采用通用背光模组结构，亮度为 450 cd/㎡，工作温度为0～50℃。
采用本发明的高亮度温度自适应直下式冷阴极荧光灯管（CCFL）52英寸液晶背光模组代替原装背光模组，新型背光模组结构如图2所示，采用40只与三星原装亮度相同直径较小的CCFL灯管，最高可以达到亮度1200 cd/㎡，当环境温度在－20℃～＋50℃时，通过背光模组的亮度温度主动控制系统，可以将液晶屏温度控制在设定的温度范围内如：环境温度在－15℃，液晶屏温度可以被控制在20℃±5℃；环境温度在＋50℃，液晶屏温度可以被控制在40℃±5℃；化解了提高液晶屏亮度和控制背光模组温度间的矛盾；环境温度在－20℃～0℃，液晶屏处于不显示状态时，可以控制液晶屏温度被在10℃±5℃，以防液晶屏被冻坏。
在外壳1内安装有发射背光5的冷阴极荧光灯管2阵列，上方设有扩散片4；下方设有散热型反射板3-1；温度主动控制系统中设有主动式散热器（风机）8、温度传感器11、制冷（热）半导体阵列9，绝缘导热层10、外散热片12、智能控制器13。
Claims (6)
1. 一种高亮度温度自适应直下式冷阴极荧光灯管液晶背光模组，在外壳内安装有冷阴极荧光灯管阵列，该发光灯管阵列上方设有扩散片、该发光灯管阵列下方设有反射板，其特征在于，所述的反射板由散热型反射板构成，该散热型反射板上布满用于反光和增大散热面积的凹窝与凸起；所述的外壳下方设有亮度、温度主动控制系统，该亮度、温度主动控制系统中设有制冷半导体阵列、外散热片、温度传感器、散热器、由CPU构成的背光模组智能控制器；所述的温度传感器、制冷半导体阵列的驱动器及所述发光灯管阵列的驱动器与该背光模组智能控制器连接。
2. 根据权利要求1所述的高亮度温度自适应直下式冷阴极荧光灯管液晶背光模组，其特征在于，所述的“反光和增大散热面积的凹窝与凸起”是设置在每个灯管下方的、横截面为抛物线的、沟条形凹窝，及各个沟条形凹窝条状凹窝之间的脊状突起。
3. 根据权利要求1所述的高亮度温度自适应直下式冷阴极荧光灯管液晶背光模组，其特征在于，在反射板后面增加有亮度温度主动控制系统；该亮度温度主动控制系统包括有反射板、制冷／制热半导体阵列、外散热、散冷片、温度传感器、散热器、背光模组智能控制器。
4. 根据权利要求3所述的高亮度温度自适应直下式冷阴极荧光灯管液晶背光模组，其特征在于，所述的制冷半导体阵列，是采用制冷／制热双向运转的半导体阵列，其中的外散热片采用散热、散冷双向运转的散热/散冷片。
5. 根据权利要求1或2或3或4所述的高亮度温度自适应直下式冷阴极荧光灯管液晶背光模组，其特征在于，所述的冷阴极荧光灯管是采用CCFL灯管或EEFL灯管。
6. 根据权利要求5所述的高亮度温度自适应直下式冷阴极荧光灯管液晶背光模组，其特征在于，所述的亮度温度主动控制系统依据设定的参数要求来自动调节液晶屏的亮度和温度，该参数由连接液晶屏的计算机通讯接口下达，或是通过接口人工设定。
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