專利名稱：背光系統(tǒng)和采用該背光系統(tǒng)的液晶顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體構(gòu)思涉及一種背光系統(tǒng)和采用該背光系統(tǒng)的液晶顯示器，更具體地講，涉及一種直下型背光系統(tǒng)和采用該背光系統(tǒng)的液晶顯示器。
背景技術(shù)：
液晶顯示器(LCD)是一種平板顯示器，它是利用來自外部源的入射光(即，不是自發(fā)光)來形成圖像的無源顯示器。背光系統(tǒng)位于LCD的后側(cè)以向LCD的液晶面板發(fā)光。
背光系統(tǒng)可分為直下(direct light)型背光系統(tǒng)或側(cè)光(edge light)型背光系統(tǒng)。在直下型背光系統(tǒng)中，從位于液晶面板后面的多個(gè)光源發(fā)射的光向液晶面板傳播；在側(cè)光型背光系統(tǒng)中，從位于光導(dǎo)板側(cè)面的光源發(fā)射的光被透射到液晶面板。直下型背光系統(tǒng)可使用發(fā)光二極管，發(fā)光二極管發(fā)射朗伯(Lambertian)光作為點(diǎn)光源。
在使用發(fā)光二極管的直下型背光系統(tǒng)的情況下，多個(gè)發(fā)光二極管以2維陣列排列。具體地講，將多個(gè)發(fā)光二極管排列以形成兩行或多行，每行包括串聯(lián)排列的所述多個(gè)發(fā)光二極管的子集。
所述多個(gè)發(fā)光二極管產(chǎn)生大量的熱。當(dāng)直下型背光系統(tǒng)周圍的溫度由于產(chǎn)生的熱而升高時(shí)，從所述多個(gè)發(fā)光二極管發(fā)射的光的量和波長(zhǎng)發(fā)生變化，從而改變了背光系統(tǒng)的亮度和顏色。
直下型背光系統(tǒng)采用熱輻射裝置來驅(qū)散由多個(gè)發(fā)光二極管產(chǎn)生的熱。一個(gè)散熱器、一個(gè)風(fēng)扇和一個(gè)熱管分別對(duì)應(yīng)于發(fā)光二極管的每行安裝。
通常，因?yàn)橐恍械亩鄠€(gè)發(fā)光二極管在水平方向上排列，所以熱管也以水平方向安裝在直下型背光系統(tǒng)中。熱管是在蒸發(fā)器和冷凝器之間具有工作流體回路的兩相熱傳遞裝置，在蒸發(fā)器中工作流體蒸發(fā)而去除來自周圍環(huán)境的熱，在冷凝器中工作流體液化而釋放這些熱。
當(dāng)熱管被安裝在水平方向時(shí)，可能會(huì)使熱管的性能劣化。換言之，熱管利用工作流體回路去除熱來獲得冷卻效果。當(dāng)熱管被安裝在水平方向時(shí)，冷凝器中液化的工作流體通過芯(wick)返回到蒸發(fā)器，即，工作流體的循環(huán)并不是流暢的，使得熱管不能正確地操作。
當(dāng)熱管不能有效地去除由發(fā)光二極管產(chǎn)生的熱時(shí)，它的性能劣化，從而降低背光的亮度和/或改變顏色。因此，需要改進(jìn)背光系統(tǒng)，使得從多個(gè)發(fā)光二極管產(chǎn)生的熱可以被有效地去除。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明總體構(gòu)思提供了一種直下型背光系統(tǒng)和采用該背光系統(tǒng)的LCD，在該背光系統(tǒng)中，改進(jìn)了發(fā)光裝置的排列和至少一個(gè)熱管的排列，用于有效地去除由發(fā)光二極管(LED)等產(chǎn)生的熱。
將在接下來的描述中部分闡述本發(fā)明總體構(gòu)思的另外的方面和/或優(yōu)點(diǎn)，還有一部分通過描述將是清楚的，或者可以經(jīng)過本發(fā)明的實(shí)施而得知。
本發(fā)明總體構(gòu)思的前述和/或其他方面可通過提供一種以豎直方式定位用于顯示器的背光系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，該背光系統(tǒng)包括多個(gè)發(fā)光裝置排列行，每行包括多個(gè)發(fā)光裝置；多個(gè)熱管，每個(gè)熱管沿多個(gè)發(fā)光裝置排列行的一行安裝，其中，多個(gè)發(fā)光裝置排列行的每個(gè)和對(duì)應(yīng)安裝的熱管相對(duì)于水平方向形成預(yù)定角度，使得熱管中冷凝的工作流體的運(yùn)動(dòng)在重力的作用下加速。
背光系統(tǒng)還可包括底板；多個(gè)基板，多個(gè)發(fā)光裝置排列行中的一行中的多個(gè)發(fā)光裝置可以行排列在基板上，其中，以行安裝有多個(gè)發(fā)光裝置的多個(gè)基板安裝在底板上，以形成所述多個(gè)發(fā)光裝置排列行。
預(yù)定角度是相對(duì)于水平方向的直角和相對(duì)于水平方向的傾角之一。
背光系統(tǒng)還可包括多個(gè)散熱器，每個(gè)散熱器與多個(gè)發(fā)射裝置排列行之一相對(duì)應(yīng)并安裝在對(duì)應(yīng)安裝的熱管的端部。
背光系統(tǒng)還可包括電路部分，用于驅(qū)動(dòng)鄰近于多個(gè)發(fā)光裝置排列行的一側(cè)布置的多個(gè)發(fā)光裝置，其中，除了電路部分所處的區(qū)域之外，多個(gè)散熱器與多個(gè)發(fā)光裝置排列行可部分疊置。
每個(gè)熱管可與對(duì)應(yīng)的發(fā)光裝置排列行的整個(gè)上表面疊置。
每個(gè)熱管可位于多個(gè)發(fā)光裝置排列行的對(duì)應(yīng)的一行與對(duì)應(yīng)的散熱器之間。
背光系統(tǒng)還可包括多個(gè)冷卻風(fēng)扇，每個(gè)冷卻風(fēng)扇與多個(gè)發(fā)光裝置排列行之一相對(duì)應(yīng)。
多個(gè)發(fā)光裝置的每個(gè)可包括用于發(fā)光的發(fā)光二極管芯片和使由發(fā)光二極管芯片發(fā)射的光準(zhǔn)直的準(zhǔn)直儀。
準(zhǔn)直儀可是側(cè)發(fā)射器和穹形準(zhǔn)直儀之一，側(cè)發(fā)射器用于將入射光引導(dǎo)在橫向上傳播。
本發(fā)明總體構(gòu)思的以上和/或其他方面還可通過提供一種LCD來實(shí)現(xiàn)，LCD包括液晶面板和用于照亮液晶面板并以豎直的方式定位的背光系統(tǒng)，該背光系統(tǒng)包括多個(gè)發(fā)光裝置排列行，每行包括多個(gè)發(fā)光裝置；多個(gè)熱管，每個(gè)熱管沿多個(gè)發(fā)光裝置排列行之一安裝，其中，多個(gè)發(fā)光裝置排列行的每行和對(duì)應(yīng)安裝的熱管相對(duì)于水平方向形成預(yù)定的角度，使得對(duì)應(yīng)安裝的熱管中冷凝的工作流體的運(yùn)動(dòng)在重力的作用下加速。
本發(fā)明總體構(gòu)思的以上和/或其他方面可通過提供一種與顯示器一起使用的背光系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，該背光系統(tǒng)包括多個(gè)發(fā)光裝置，設(shè)置在行上；熱管，沿行設(shè)置，容納有工作流體，并具有在行的長(zhǎng)度方向上形成的蒸發(fā)部分和位于熱管的上端的冷凝部分。
本發(fā)明總體構(gòu)思的以上和/或其他方面還可以通過提供一種液晶顯示器來實(shí)現(xiàn)，該液晶顯示器包括根據(jù)輸入圖像信號(hào)顯示圖像的面板和用于照亮該面板的背光單元。


下面將結(jié)合附圖來描述實(shí)施例，本發(fā)明總體構(gòu)思的這些和/或其他方面將變得清楚且更易于理解，其中圖1是示出根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思的實(shí)施例的背光系統(tǒng)的發(fā)光裝置的陣列的視圖；圖2是當(dāng)多個(gè)發(fā)光裝置如圖1所示的排列時(shí)液晶面板相對(duì)側(cè)上的背光系統(tǒng)的視圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思的實(shí)施例的背光系統(tǒng)的側(cè)視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思的實(shí)施例的背光系統(tǒng)的局部詳細(xì)前視圖；
圖5是示出根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思的另一個(gè)實(shí)施例的背光系統(tǒng)的發(fā)光裝置的陣列的視圖；圖6是包含在根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思的實(shí)施例的圖3和圖4中的背光系統(tǒng)中的發(fā)光裝置的詳細(xì)視圖；圖7示出了根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思的實(shí)施例的直下型背光系統(tǒng)；圖8示出了根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思的另一實(shí)施例的直下型背光系統(tǒng)；圖9是采用根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思的實(shí)施例的背光系統(tǒng)的LCD的視圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將詳細(xì)地描述本發(fā)明總體構(gòu)思的實(shí)施例，在附圖中示出了本發(fā)明總體構(gòu)思的例子，其中，相同的標(biāo)號(hào)始終表示相同的元件。下面通過參照附圖來描述實(shí)施例以解釋本發(fā)明總體構(gòu)思。
圖1是示出根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思的實(shí)施例的背光系統(tǒng)中的發(fā)光裝置10的陣列的視圖。圖2是當(dāng)多個(gè)發(fā)光裝置10如圖1所示的排列時(shí)液晶面板相對(duì)側(cè)上的背光系統(tǒng)的視圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思的實(shí)施例的背光系統(tǒng)的側(cè)視圖，圖4是根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思的實(shí)施例的背光系統(tǒng)的詳細(xì)的前視圖。
參照?qǐng)D1至圖4，背光系統(tǒng)包括多個(gè)發(fā)光裝置排列行L1-Ln，位于底板1上，每個(gè)排列行包括多個(gè)發(fā)光裝置10；多個(gè)熱管3，沿多個(gè)發(fā)光裝置排列行L1-Ln安裝。排列多個(gè)發(fā)光裝置排列行L1-Ln和熱管3，使得熱管3中冷凝的工作流體的運(yùn)動(dòng)在重力的作用下加速。另外，背光系統(tǒng)還可包括散熱器4，對(duì)應(yīng)于多個(gè)發(fā)光裝置排列行L1-Ln排列；和回路部分7，連接至多個(gè)發(fā)光裝置10。此外，背光系統(tǒng)可還包括冷卻風(fēng)扇5，安裝在與多個(gè)發(fā)光裝置排列行L1-Ln對(duì)應(yīng)的位置。
在根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的背光系統(tǒng)中，可通過以兩行或多行在底板1上安裝兩個(gè)或多個(gè)基板2來獲得多個(gè)發(fā)光裝置排列行L1-Ln，每個(gè)基板2包括按行排列的多個(gè)發(fā)光裝置10。多個(gè)發(fā)光裝置排列行L1-Ln在區(qū)域上方形成發(fā)光裝置的二維陣列。包括多個(gè)發(fā)光裝置10的每個(gè)基板2與發(fā)光裝置排列行L1-Ln的每行對(duì)應(yīng)。圖1和圖2示例性地示出了6個(gè)發(fā)光裝置排列行L1-L6(即，這里n是6)。
多個(gè)發(fā)光裝置排列行L1-Ln的每行相對(duì)于水平方向形成角度，這將在下面描述，并且多個(gè)發(fā)光裝置排列行L1-Ln相互平行。由于一般的顯示器的屏幕尺寸比為4∶3或16∶9，所以本實(shí)施例的背光系統(tǒng)的水平尺寸(寬度)可大于豎直尺寸(高度)。當(dāng)本發(fā)明總體構(gòu)思應(yīng)用于豎直尺寸大于水平尺寸的顯示器時(shí)，可改變?cè)诒緦?shí)施例中示出的背光系統(tǒng)的相對(duì)排列。
每個(gè)基板2可為印刷電路板(PCB)，例如金屬芯PCB(MCPCB)，該印刷電路板以電連接到發(fā)光裝置10的每個(gè)發(fā)光裝置芯片的方式被安裝。
如上所述，通過以兩行或多行安裝每個(gè)包括以行排列的多個(gè)發(fā)光裝置10的兩個(gè)或多個(gè)基板2，可獲得如圖1所示的多個(gè)發(fā)光裝置排列行L1-Ln。
為了使熱管3中冷凝的工作流體在重力的作用下運(yùn)動(dòng)，熱管3沿某一方向安裝，該方向應(yīng)該包括與重力方向?qū)?yīng)的豎直方向分量。熱管3應(yīng)該以這樣的方式安裝，該方式為蒸發(fā)的工作流體被冷凝的冷凝部分3a位于向上的方向，即，冷凝部分3a位于熱管3的上部。例如，熱管3包括與冷卻風(fēng)扇5對(duì)應(yīng)的第一端部和與第一端部相對(duì)的第二端部，冷凝部分3a位于第一端部。蒸發(fā)部分3b形成在多個(gè)發(fā)光裝置排列行的每行的長(zhǎng)度方向上。
如上所述，多個(gè)發(fā)光裝置排列行L1-Ln以相對(duì)于垂直于重力方向的水平方向的某一角度例如，直角或傾角排列。沿多個(gè)發(fā)光裝置排列行L1-Ln安裝熱管3，使得熱管3中冷凝的工作流體的運(yùn)動(dòng)在重力的作用下加速。如圖4所示，熱管3可安裝在基板2的表面上，該表面與該基板上排列多個(gè)發(fā)光裝置排列行L1-Ln的表面相對(duì)，或者，熱管3可安裝在底板1的下表面上，該下表面與該底板1上布置多個(gè)發(fā)光裝置排列行L1-Ln的上表面相對(duì)。
垂直于重力方向的水平方向與顯示器的水平掃描方向相對(duì)應(yīng)，垂直于水平方向的豎直方向與重力方向或重力的反方向相對(duì)應(yīng)。然而，應(yīng)該可以理解，這些方向僅為用于示出目的的參考方向，并不意味著限制本發(fā)明總體構(gòu)思的范圍。在使用背光系統(tǒng)作為光源的顯示器中，例如，LCD可用于垂直位置，LCD的水平掃描方向可基本上平行于地表面，垂直于水平掃描方向的方向可變?yōu)樨Q直掃描方向。
如上所述，如果多個(gè)發(fā)光裝置排列行L1-Ln相對(duì)于水平方向具有預(yù)定的角度，例如直角或傾角，則沿多個(gè)發(fā)光裝置排列行L1-Ln排列的熱管3相對(duì)于水平方向形成預(yù)定的角度。
多個(gè)發(fā)光裝置排列行L1-Ln可在包括水平方向和豎直方向的平面內(nèi)相對(duì)于水平方向形成預(yù)定的角度，或可相對(duì)于與水平方向平行并與豎直方向垂直的平面形成預(yù)定的角度。
圖1至圖4示出了多個(gè)發(fā)光裝置排列行L1-Ln相對(duì)于水平方向形成直角和熱管3相對(duì)于水平方向形成基本上的直角。
可選擇地，多個(gè)發(fā)光裝置排列行L1-Ln可相對(duì)于水平方向形成傾角θ，如圖5所示。在這種情況下，熱管3也相對(duì)于水平方向形成傾角θ。由于熱管3的安裝方向具有垂直于水平方向的分量，所以冷凝的工作流體的運(yùn)動(dòng)可在重力的作用下加速。
如上所述，熱管3可沿著多個(gè)發(fā)光裝置排列行L1-Ln排列，使得LED芯片產(chǎn)生的熱被有效地輻射。由于多個(gè)發(fā)光裝置排列行L1-Ln相對(duì)于水平掃描方向形成預(yù)定的角度(例如，直角或傾角)，所以熱管3也相對(duì)于水平掃描方向基本形成相同的預(yù)定角度(例如，基本上為直角或基本上等于所述傾角的角)，從而熱管3中冷凝的工作流體的運(yùn)動(dòng)可在重力的作用下加速。換言之，通過冷凝而液化的工作流體由于重力而可更快地下降。
因此，工作流體可在熱管3內(nèi)流暢地循環(huán)，并且熱管3可使在一行的多個(gè)發(fā)光裝置10的LED芯片周圍的溫度保持均勻。
熱管3包括蒸發(fā)部分3b、絕熱部分(未顯示)和冷凝部分3a。當(dāng)熱被施加到蒸發(fā)部分3b時(shí)，工作流體蒸發(fā)并運(yùn)動(dòng)至冷凝部分3a，通過絕熱部分工作使流體回路閉合，蒸發(fā)的工作流體在冷凝部分液化并通過芯返回到蒸發(fā)部分。通過使工作流體循環(huán)，去除了由多個(gè)發(fā)光裝置10的LED芯片和回路部分7產(chǎn)生的熱。因此，熱管3通過工作流體的循環(huán)來去除熱，從而獲得冷卻效果。
在本實(shí)施例的背光系統(tǒng)中，由于熱管3以相對(duì)于水平方向的預(yù)定角度安裝，從而重力加速了工作流體的運(yùn)動(dòng)，所以可使在冷凝部分液化的工作流體通過芯流暢地返回至蒸發(fā)部分。因此，熱管3可有效地去除由LED芯片產(chǎn)生的熱，從而防止LCD的亮度劣化和顏色變化。
每個(gè)熱管3可沿每個(gè)發(fā)光裝置排列行L1-Ln的長(zhǎng)度延伸。熱管3可位于每個(gè)發(fā)光裝置排列行L1-Ln和對(duì)應(yīng)的散熱器4之間。通過以相對(duì)于水平方向的直角或傾角θ形成發(fā)光裝置排列行L1-Ln，熱管3以這樣的方式安裝，即，熱管3的冷凝部分位于向上的方向。這時(shí)，熱管3的蒸發(fā)部分分布在整個(gè)區(qū)域的上方。在熱管3的冷凝部分3a轉(zhuǎn)變成液體的工作流體通過芯再次運(yùn)動(dòng)至蒸發(fā)部分3b。在這種情況下，工作流體在重力的幫助下可向下運(yùn)動(dòng)。
回路部分7驅(qū)動(dòng)多個(gè)發(fā)光裝置10，并可安裝在底板1的下表面上，如圖2至圖4所示。
如圖2和圖3所示，如果回路部分7安裝在底板1的下表面上，則散熱器4可排列成與發(fā)光裝置排列行L1-Ln除了被回路部分7占據(jù)的區(qū)域之外的端部部分地疊置。
然而，因?yàn)橛蓻]有被散熱器4覆蓋并由回路部分7占據(jù)的區(qū)域包括熱管3，所以發(fā)光裝置排列行L1-Ln的每行上的發(fā)光裝置10的LED芯片可保持均勻的溫度。
因此，在回路部分7不與散熱器4疊置的情況下，減小背光系統(tǒng)的厚度是可能的。
冷卻風(fēng)扇5可位于與發(fā)光裝置排列行L1-Ln對(duì)應(yīng)的位置上。一個(gè)冷卻風(fēng)扇5在與每個(gè)散熱器4的散熱片平行的方向上將空氣吹入對(duì)應(yīng)的散熱器4，從而驅(qū)散積聚在散熱器4中的熱。例如，雖然在第一發(fā)光裝置排列行L1和第二發(fā)光裝置排列行L2之間存在溫差，但是可通過改變安裝在每行的對(duì)應(yīng)的冷卻風(fēng)扇5的速度來減小溫差。
在發(fā)光裝置排列行L1-Ln的每行上，可安裝一個(gè)熱管3、一個(gè)散熱器4和一個(gè)冷卻風(fēng)扇5。
散熱器4和/或冷卻風(fēng)扇5可安裝在向上的方向，使得它們位于熱管3的冷凝部分上。
換言之，在本實(shí)施例的背光系統(tǒng)中，以相對(duì)于水平方向的直角或傾角θ安裝熱管3，熱管3可安裝在底板1上或在其上安裝有發(fā)光裝置10的基板2上，從而熱管3的冷凝部分位于熱管3的上部，散熱器4和冷卻風(fēng)扇5可靠近熱管3的冷凝部分安裝。
盡管圖1至圖5示出了每個(gè)具有以行排列的多個(gè)發(fā)光裝置10的兩個(gè)或多個(gè)基板2以兩行或多行安裝在底板1上，但是應(yīng)該理解，也可以使用其它排列。例如，發(fā)光裝置排列行L1-Ln可通過以兩行或多行直接在底板1上安裝多個(gè)發(fā)光裝置10來形成。在這種情況下，底板1可被設(shè)置有以電連接到多個(gè)發(fā)光裝置10的LED芯片的方式安裝的印刷電路板(PCB)，例如金屬芯PCB(MCPCB)。在這種情況下，發(fā)光裝置排列行L1-Ln可以相對(duì)于水平掃描方向的預(yù)定角度形成。
圖6是發(fā)光裝置10的詳細(xì)視圖。如圖6所示，每個(gè)發(fā)光裝置10可包括用于發(fā)光的發(fā)光二極管芯片11和使由發(fā)光二極管芯片11發(fā)射的光準(zhǔn)直的準(zhǔn)直儀。準(zhǔn)直儀可包括側(cè)發(fā)射器13以指引入射光向近似的側(cè)方向傳播。
發(fā)光二極管芯片11可與底部12上的側(cè)發(fā)射器13接合。
側(cè)發(fā)射器13可與發(fā)光二極管芯片11緊密地接觸，從而從發(fā)光二極管芯片11入射到側(cè)發(fā)射器13的光的量可最大化。
可設(shè)置多個(gè)發(fā)光裝置10以發(fā)射紅色(R)、綠色(G)和藍(lán)色(L)光。R、G和B發(fā)光二極管芯片11分別用于R、G和B發(fā)光裝置10。發(fā)射R、G和B光的多個(gè)發(fā)光裝置10可沿每行交替排列。
在每行中R、G和B發(fā)光裝置10的數(shù)量可彼此相等或根據(jù)R、G和B發(fā)光裝置10中的每個(gè)發(fā)光裝置發(fā)射的R、G和B光的量可不同。
從R、G和B LED芯片11發(fā)射的R、G和B光的量可能不同。例如，從G LED芯片11發(fā)射的G光的量可小于從R和B LED芯片11發(fā)射的R和B光的量?？紤]到每種顏色發(fā)射的光的量上可能存在差異，例如，如圖1和圖5所示，相同數(shù)量的R和B發(fā)光裝置10可沿每行排列，兩倍的G發(fā)光裝置可沿每行排列。此外，例如，R、G和B發(fā)光裝置10可按R、G、G和B的順序或按B、G、G和R的順序排列。
可選擇地，發(fā)光裝置10可全部發(fā)射白光。在這種情況下，在發(fā)光裝置10中可采用均發(fā)射白光的LED芯片11。
在兩種情況下，即，發(fā)射R、G、B光的LED芯片11或發(fā)射白光的LED芯片11，采用根據(jù)本實(shí)施例的背光系統(tǒng)的LCD可顯示彩色圖像。
參照?qǐng)D6，側(cè)發(fā)射器13具有可由透明材料制成的透明體。例如，側(cè)發(fā)射器13可包括反射表面14，相對(duì)于發(fā)光裝置10的中心軸(C)傾斜形狀類似于漏斗；第一折射表面15，相對(duì)于中心軸(C)傾斜，折射并透射由反射表面14反射然后入射到第一折射表面15上的光；第二折射表面17，從底部12向第一折射表面15延伸并具有凸起的表面。從LED芯片11發(fā)射的光可向側(cè)發(fā)射器13的反射表面14傳播，然后可在反射表面14上被反射。反射的光向第一折射表面15傳播，經(jīng)第一折射表面15被透射，然后可在橫向上傳播。另外，從發(fā)光二極管芯片11發(fā)射的光可向凸起的第二折射表面17傳播，然后可經(jīng)第二折射表面17被透射，然后可在橫向上傳播。
側(cè)發(fā)射器13可具有其他各種形狀，用于在橫向上發(fā)射從發(fā)光二極管芯片11入射的光。
圖7示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思的實(shí)施例的直下型背光系統(tǒng)。在下面的描述中，為了簡(jiǎn)便，關(guān)于位于背光系統(tǒng)上的液晶顯示面板的豎直方向，限定了本實(shí)施例的組件的相對(duì)位置。然而，應(yīng)該可以理解，這種描述不是意圖限制本發(fā)明總體構(gòu)思的范圍，而是僅是示例性的。
參照?qǐng)D7，背光系統(tǒng)包括光反射擴(kuò)散板110，位于多個(gè)發(fā)光裝置10的下方以漫射并反射入射光；光透射擴(kuò)散板140，位于多個(gè)發(fā)光裝置10的上方用于漫射并透射入射光。
光反射擴(kuò)散板110漫射并反射入射光，使得該入射光向液晶面板(圖7中向上)行進(jìn)。光反射擴(kuò)散板110位于多個(gè)發(fā)光裝置10下方的底板1上。光反射擴(kuò)散板110可具有多個(gè)孔，通過所述孔可放置多個(gè)發(fā)光裝置10。因此，在發(fā)光裝置10插到所述孔內(nèi)后，該擴(kuò)散板110安裝在底板1上。
光透射擴(kuò)散板140位于以分離距離“d”與背光系統(tǒng)的下部100隔開預(yù)定距離的位置上。光透射擴(kuò)散板140漫射并透射入射光。
如果光透射擴(kuò)散板140太靠近發(fā)光裝置10，則發(fā)光裝置10所處的區(qū)域比介于發(fā)光裝置10之間的區(qū)域(即，沒有發(fā)光裝置10的區(qū)域)要亮，從而可使亮度的均勻性劣化。另外，光透射擴(kuò)散板140和發(fā)光裝置10之間的分離距離“d”越大，背光系統(tǒng)就越厚。因此，包括發(fā)光裝置10的背光系統(tǒng)的光透射擴(kuò)散板140和下部100之間的分離距離“d”被設(shè)置為最小值，使得光可充分地混合以通過光漫射提供均勻的亮度。
從發(fā)光裝置10的發(fā)光二極管芯片11發(fā)射的大部分光由于側(cè)發(fā)射器13向橫向傳播，然而，光也可穿過側(cè)發(fā)射器13的反射表面14并向液晶面板(在圖7中的向上的方向)傳播。例如，通過側(cè)發(fā)射器13直接向液晶面板傳播的光的量可是由發(fā)光二極管芯片11發(fā)射的光的總量的大約20％。
通過側(cè)發(fā)射器13直接向液晶面板傳播的光致使在發(fā)光二極管芯片11的上方出現(xiàn)亮點(diǎn)或亮線。另外，當(dāng)使用發(fā)射R、G、B光的R、G、B LED芯片11時(shí)，發(fā)光裝置10可出現(xiàn)變色的點(diǎn)或變色的線。
因此，本發(fā)明總體構(gòu)思的本實(shí)施例的背光系統(tǒng)可還設(shè)置有多個(gè)形成在光學(xué)板130的表面上的反射鏡120，用于將由多個(gè)發(fā)光裝置10發(fā)射的光直接反射到液晶面板。多個(gè)反射鏡120可以以陣列形成在光學(xué)板130的表面上并與多個(gè)發(fā)光裝置10的陣列對(duì)應(yīng)，從而多個(gè)反射鏡120可位于對(duì)應(yīng)的多個(gè)發(fā)光裝置10的上方。反射鏡120可將光反射回側(cè)發(fā)射器13(圖7中向下)。
具有多個(gè)反射鏡120的光學(xué)板130可由透明的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)制成，用于透射入射光?？蛇x擇地，光學(xué)板130可為光透射擴(kuò)散板(即，第二光透射擴(kuò)散板)。
多個(gè)反射鏡120可以以預(yù)定的距離與發(fā)光裝置10分隔開。為了保持多個(gè)反射鏡120和發(fā)光裝置10之間的預(yù)定距離，光學(xué)板130可由支撐條135支撐。支撐條135相對(duì)于光反射擴(kuò)散板110或基板1支撐光學(xué)板130。
當(dāng)光學(xué)板130是光透射擴(kuò)散板時(shí)，與當(dāng)背光系統(tǒng)僅具有光反射擴(kuò)散板110和光透射擴(kuò)散板140時(shí)相比，入射光可被充分地漫射，從而可減小具有發(fā)光裝置10的背光系統(tǒng)的光透射擴(kuò)散板140和下部100之間的分離距離“d”。分離距離“d”的減小導(dǎo)致背光系統(tǒng)的厚度的減小。
當(dāng)光學(xué)板130是光透射擴(kuò)散板(即，第二光透射擴(kuò)散板)時(shí)，與當(dāng)光學(xué)板130是透明的PMMA時(shí)相比，透光率可減小。因此，光學(xué)板130是光透射擴(kuò)散板還是透明的PMMA取決于設(shè)計(jì)的焦點(diǎn)是使透光率最大化還是使背光系統(tǒng)的厚度最小化。
本實(shí)施例的背光系統(tǒng)可還設(shè)置有亮度增強(qiáng)膜(BEF)150，用于提高從光透射擴(kuò)散板140發(fā)射的光的指向性。另外，背光系統(tǒng)可還設(shè)置有偏振增強(qiáng)膜170以提高偏振效率。
BEF 150折射并聚焦從光透射擴(kuò)散板140發(fā)射的光，以提高該光的指向性，從而提高亮度。
例如，偏振增強(qiáng)膜170透射p偏振的光而反射s偏振的光，使得大部分入射光在穿過偏振增強(qiáng)膜170后具有一個(gè)偏振狀態(tài)，例如，p偏振狀態(tài)。
在采用背光系統(tǒng)的LCD中，液晶面板由背光系統(tǒng)來照亮。液晶面板接收將要入射到液晶面板的液晶層上的在一個(gè)狀態(tài)下線性偏振的光，并通過施加電場(chǎng)改變穿過液晶層的光的偏正方向來改變液晶指向矢的方向，從而顯示圖像信息。
因此，如果入射到液晶面板的光主要具有單一偏振，則提高了光使用效率。通過在背光系統(tǒng)中設(shè)置偏振增強(qiáng)膜170，可提高光使用效率。
盡管以上實(shí)施例示出并描述了本發(fā)明總體構(gòu)思的背光系統(tǒng)設(shè)置有具有功能為準(zhǔn)直儀的側(cè)發(fā)射器13的發(fā)光裝置10，但是該背光系統(tǒng)可選擇性地設(shè)置有均具有如圖8中所示的穹形準(zhǔn)直儀190的多個(gè)發(fā)光裝置180。圖8示出了根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思的另一個(gè)實(shí)施例的直下型背光系統(tǒng)。圖8中示出的背光系統(tǒng)除了均具有穹形準(zhǔn)直儀190的多個(gè)發(fā)光裝置180之外，基本上具有與以上實(shí)施例相同的組件。
圖9是示出采用根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思的實(shí)施例的背光系統(tǒng)的LCD的視圖。
參照?qǐng)D9，LCD包括背光系統(tǒng)200和由背光系統(tǒng)200照亮的液晶面板300。背光系統(tǒng)200可是以上實(shí)施例描述的背光系統(tǒng)。液晶面板300與驅(qū)動(dòng)電路部分連接。
如上所述，在根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思的不同實(shí)施例的背光系統(tǒng)和采用該背光系統(tǒng)的LCD中，改進(jìn)了發(fā)光裝置的排列和熱管的排列，有效地去除了由發(fā)光裝置產(chǎn)生的熱。因此，防止了亮度的劣化或顏色的改變。
盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明總體構(gòu)思的一些實(shí)施例，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離本發(fā)明總體構(gòu)思的原理和精神的情況下，可在實(shí)施例中做出改變，本發(fā)明總體構(gòu)思的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求
1.一種以豎直的方式定位的用于顯示器的背光系統(tǒng)，所述背光系統(tǒng)包括多個(gè)發(fā)光裝置排列行，每行包括多個(gè)發(fā)光裝置；多個(gè)熱管，每個(gè)熱管沿所述多個(gè)發(fā)光裝置排列行的一行安裝，其中，所述多個(gè)發(fā)光裝置排列行的每行和所述對(duì)應(yīng)安裝的熱管相對(duì)于水平方向形成預(yù)定角度，使得所述對(duì)應(yīng)安裝的熱管中冷凝的工作流體的運(yùn)動(dòng)在重力的作用下加速。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的背光系統(tǒng)，還包括底板；多個(gè)基板，所述多個(gè)發(fā)光裝置排列行中的一行中的所述多個(gè)發(fā)光裝置以行排列在所述基板上，其中，安裝有所述多個(gè)發(fā)光裝置的所述多個(gè)基板以所述行安裝在所述底板上，以形成所述多個(gè)發(fā)光裝置排列行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的背光系統(tǒng)，其中，所述預(yù)定角度是相對(duì)于水平方向的直角和相對(duì)于水平方向的傾角之一。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的背光系統(tǒng)，還包括多個(gè)散熱器，每個(gè)散熱器與所述多個(gè)發(fā)射裝置排列行之一相對(duì)應(yīng)并安裝在所述對(duì)應(yīng)安裝的熱管的端部。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的背光系統(tǒng)，還包括電路部分，驅(qū)動(dòng)鄰近于所述多個(gè)發(fā)光裝置排列行的一側(cè)布置的所述多個(gè)發(fā)光裝置，其中，除了所述電路部分所處的區(qū)域之外，所述多個(gè)散熱器與所述多個(gè)發(fā)光裝置排列行部分疊置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的背光系統(tǒng)，其中，每個(gè)熱管與所述對(duì)應(yīng)的發(fā)光裝置排列行的整個(gè)上表面疊置。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的背光系統(tǒng)，其中，每個(gè)熱管位于所述多個(gè)發(fā)光裝置排列行的對(duì)應(yīng)的一行與所述對(duì)應(yīng)的散熱器之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的背光系統(tǒng)，還包括多個(gè)冷卻風(fēng)扇，每個(gè)冷卻風(fēng)扇與所述多個(gè)發(fā)光裝置排列行之一相對(duì)應(yīng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的背光系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)發(fā)光裝置的每個(gè)包括發(fā)光二極管芯片，用于發(fā)射光；準(zhǔn)直儀，使由所述發(fā)光二極管芯片發(fā)射的光準(zhǔn)直。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的背光系統(tǒng)，其中，所述準(zhǔn)直儀是側(cè)發(fā)射器和穹形準(zhǔn)直儀之一，所述側(cè)發(fā)射器用于將入射光引導(dǎo)在橫向上傳播。
11.一種LCD，包括液晶面板；權(quán)利要求1至10中的任何一個(gè)的背光系統(tǒng)，用于照亮所述液晶面板并以豎直的方式定位。
12.一種與顯示器一起使用的背光系統(tǒng)，所述背光系統(tǒng)包括多個(gè)發(fā)光裝置，設(shè)置在行上；熱管，沿所述行設(shè)置，容納有工作流體，并具有在所述行的長(zhǎng)度方向上形成的蒸發(fā)部分和位于所述熱管的上端的冷凝部分。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的背光系統(tǒng)，其中，所述冷凝部分中冷凝的所述工作流體在重力的作用下下降到所述熱管的下端。
14.一種液晶顯示器，包括面板，用于根據(jù)輸入圖像信號(hào)來顯示圖像；背光單元，用于照亮所述面板，包括多個(gè)發(fā)光裝置，設(shè)置在行上；熱管，沿所述行設(shè)置，容納有工作流體，并具有在所述行的長(zhǎng)度方向上形成的蒸發(fā)部分和位于所述熱管的上端的冷凝部分。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的液晶顯示器，其中，所述冷凝部分中冷凝的所述工作流體在重力的作用下下降到所述熱管的下端。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的液晶顯示器，其中，所述面板位于與所述重力的方向相對(duì)應(yīng)的豎直方向上，所述長(zhǎng)度方向與所述重力的所述方向相對(duì)應(yīng)。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的液晶顯示器，其中，所述面板位于與所述重力的方向具有第一角度的方向上，所述長(zhǎng)度方向與所述重力的所述方向形成第二角度。
全文摘要
本發(fā)明總體構(gòu)思提供了一種以豎直的方式定位用于顯示器的背光系統(tǒng)和使用該背光系統(tǒng)的LCD。該背光系統(tǒng)包括多個(gè)發(fā)光裝置排列行，每行包括多個(gè)發(fā)光裝置；多個(gè)熱管，每個(gè)熱管沿多個(gè)發(fā)光裝置排列行之一安裝，多個(gè)發(fā)光裝置排列行和對(duì)應(yīng)安裝的熱管相對(duì)于水平方向形成預(yù)定角度，使得熱管中冷凝的工作流體的運(yùn)動(dòng)在重力的作用下加速。
文檔編號(hào)G02F1/1335GK1794059SQ20051013200
公開日2006年6月28日 申請(qǐng)日期2005年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月20日
發(fā)明者盧知煥, 鄭鎮(zhèn)吉 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社