一種LED背光源散熱結構制造技術

本實用新型專利技術涉及一種基于TRIZ理論的LED背光源散熱結構，包括半導體制冷器件，所述半導體制冷器件包括P型半導體、N型半導體及導電金屬塊，本方案采用主動制冷方式大大背光源的散熱能力，能將LED燈條的溫度降到室溫一下，達到了既能對LED進行有效散熱，又能降低背光源厚度的目的，使TRIZ物理矛盾得到完美的解決。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本技術涉及一種基于TRIZ理論的LED背光源散熱結構，包括半導體制冷器件，所述半導體制冷器件包括P型半導體、N型半導體及導電金屬塊，本方案采用主動制冷方式大大背光源的散熱能力，能將LED燈條的溫度降到室溫一下，達到了既能對LED進行有效散熱，又能降低背光源厚度的目的，使TRIZ物理矛盾得到完美的解決。【專利說明】一種LED背光源散熱結構
本技術涉及背光
，尤其涉及一種LED背光源散熱結構。
技術介紹
近年來，由于由于發光二極管具有體積小、耗電量低、使用壽命長、環保、色域廣、 高亮度等優勢，逐漸成為液晶顯示器背光的首選光源。然而采用LED作為液晶顯示器光源 也存在著固有缺陷：LED的輸入功率中，有大約70%的輸入功率轉化為熱能，會導致LED和 背光源的溫度急劇上升，特別是多顆大功率LED同時使用時，發熱更嚴重。 TRIZ是20世紀40年代起源于蘇聯的一種系統化的技術創新方法論。矛盾矩陣是 TRIZ求解技術矛盾的重要工具。2003版矛盾矩陣表是由"運動物體的質量"、"靜止物體的 質量"、"運動物體的尺寸"、"靜止物體的尺寸"等48個通用工程參數和"分割原理"、"抽取 原理"、"局部質量原理"等40個專利技術原理共同組成的一個二維矩陣表。TRIZ理論把技術體 系的工程矛盾分為技術矛盾和物理矛盾，為解決物理矛盾，該矛盾矩陣提出四大分離原理， 分別是空間原理、時間分離、基于條件的分離和系統級別的分離。 基于空間的分離，一般改變燈條的位置，LED作為光源與背光源其他部件獨立開 來，固定在系統上，利用光纖等介質，將LED發出的光線導入背光源中，但本方案具體是實 施的技術難度大，使光纖作為傳導介質，很難保證背光源的亮度與均一性，還可能造成光能 利用率低下。 而基于條件的分離，是將矛盾雙方在不同的條件下分離來解決問題，可考慮將LED 背光源的吸熱和散熱部分分離，并使熱量傳遞可控，提升散熱能力。通過查詢TRIZ科學效 應與現象知識庫，發現半導體制冷可以有效實現上述功能，半導體材料具有明顯的帕爾貼 效應，是目前最好的此類制冷材料。與常規冷卻方式相比較，半導體制冷有以下優勢：可把 溫度降至常溫一下；可精確控溫；高可靠性；不產生噪音。 為有效解決給LED降溫，背光源的體積必須足夠大，以提供有效的散熱空間，另一 方面，為了達到薄型化的要求，背光源的體積(表現為厚度）要求足夠小，背光源體積減小與 增大之間的矛盾，在TRIZ理論中屬于物理矛盾。
技術實現思路
本技術就是為了解決上述技術問題，提供了一種通過TRIZ理論總結出的一 種LED背光源LED散熱結構，有效的解決了 LED背光源的體積減小和增大之間的矛盾。 本技術的技術方案如下： -種LED背光源散熱結構，包括半導體制冷器件，所述半導體制冷器件包括P型半 導體、N型半導體及導電金屬塊；P型半導體接電源負極，N型半導體接電源正極，在背板左 側的P型半導體和N型半導體上下對稱布置，并通過導電金屬塊將兩者連接起來；在背板右 側的P型半導體和N型半導體上下對稱布置，分別于導電金屬塊相連；背板左右兩側的兩個 P型半導體之間導通連接，背板左右兩側的兩個N型半導體之間導通連接，所述導通連接構 成一組P-N半導體連接。 進一步的，所述導通連接為在背板上穿孔連接。 進一步的，一組P-N半導體連接對應兩顆LED燈。 進一步的，所述P-N半導體連接為多組，每組P-N半導體之間串聯連接。 進一步的，在P、N型半導體與背板之間可作絕緣處理。 進一步的，所述絕緣處理為陶瓷處理。 本技術與現有技術相比的有益效果是： 本技術所述的散熱結構有效解決了 LED背光源體積減小與增大之間的矛盾， 實現了 LED背光源吸熱與散熱部分的分離，采用主動制冷方式大大背光源的散熱能力，能 將LED燈條的溫度降到室溫一下，達到了既能對LED進行有效散熱，又能降低背光源厚度的 目的，使TRIZ物理矛盾得到完美的解決。 【專利附圖】【附圖說明】 圖1本技術的半導體制冷原理示意圖 圖2本技術的LED背光源示意圖。 【具體實施方式】 以下結合附圖對本技術涉及的一種LED背光源散熱結構進行進一步描述。 以47英寸液晶顯示模塊背光源為例，根據熱平衡，需要將LED工作中產生的熱量 全部吸收，計算時以每顆LED燈為一組，這樣每一對半導體制冷器需要吸收的熱功率為 ： Q ......... W i I ) /： If - ^ 0. 7 2 W - π.'，54 I W 半導體材料選用碲化鉍，其電學參數如下： 優':?.系.? z=n-舊 3 ιΜ ?";! 1,1 '*]'*/} a： -e! - I - S \ K ) λ - -Si?!*, I ?1·〇Γ?Ι 制冷器的制冷系數為： / I ( ! .·'/ ·χ·< I ·χ· ., Τ i, J, I t _J_ -/I ^ -r / i ! - i . --- · ...- -- .? H. ' ,J\ - ^7kT, 4- T；；" -組P-N制冷器消耗的電功率為： - - - y. .1.11 4 W ij, H W . f 設每一組半導體兩端的電壓為1. 5V，則流過半導體兩端的電流為： | ：=： W , ^ . (J = r,_ ,,?,η I. ；：. λ = ,；·. r，38 7 Λ 設半導體的截面積為S,長度為L，兩者存在以下關系： , ijs. I ir" I 4" I Ci" I * ,/1 ! . ---：................................................................................................................................................................................. z________---JiT - 3, 7H. rill 1 ,S r i i + /1 ； -Lz, T ! ΤΗ} I L s - . 為有效利用材料，設計P型半導體和N型半導體的界面與LED截面相同。LED的外 形尺寸為5. 6mm*3mm*0. 9mm，半導體截面積為： ^ ==== j, ii - m_ii = 1 ?). ?*1! HI Hi -- ", 16? ?,ΤII I, = S Λ ：L 7：：I - 0. Iu? > Η, 7λ rm - Π . i>2 <-- 單個P型或者N型半導體的長度為0· 31cm。 如附圖1所述，半導體制冷基于帕爾貼效應，當有電流通過不同的導體組成的回 路時，除產生不可逆的焦耳熱外，將從外界吸收熱量，或向外界放出熱量，吸收和放出的熱 量與電流強度成正比。 如附圖2所示，本技術公開了一種LED背光源散熱結構，包括半導體制冷器 件，所述半導體制冷器件包括P型半導體、N型半導體及導電金屬塊；P型半導本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種LED背光源散熱結構，包括半導體制冷器件及背板，其特征在于，所述半導體制冷器件包括P型半導體、N型半導體及導電金屬塊；P型半導體接電源負極，N型半導體接電源正極，在背板左側的P型半導體和N型半導體上下對稱布置，并通過導電金屬塊將兩者連接起來；在背板右側的P型半導體和N型半導體上下對稱布置，分別于導電金屬塊相連；背板左右兩側的兩個P型半導體之間導通連接，背板左右兩側的兩個N型半導體之間導通連接，所述導通連接構成一組P?N半導體連接。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：許偉，陳宏，劉振玉，
申請(專利權)人：成都綠洲電子有限公司，
類型：新型
國別省市：四川;51