專(zhuān)利名稱(chēng)：平面照明單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種平面照明單元，尤其是用于平面顯示器的背景照明。
本身不發(fā)光的平面顯示器，例如液晶顯示器需要一個(gè)盡可能同樣平的照明單元形式的背景照明。該照明單元通常具有多個(gè)成平面分布的燈，一般是熒光燈，尤其是冷陰極熒光管(CCFL)，照明單元的發(fā)光側(cè)面上的光線借助類(lèi)似于彌散屏的光導(dǎo)元件均勻地分布在平面上。在此，從燈向后發(fā)出的光通過(guò)一安裝在后側(cè)的發(fā)射器朝發(fā)光側(cè)的方向發(fā)射。因?yàn)橛绕涫沁m合在日光下使用的平面顯示器需要照明單元具有高的發(fā)光強(qiáng)度，因此產(chǎn)生高的損耗熱，而該損耗熱有鑒于平面顯示器的復(fù)雜結(jié)構(gòu)必須要有效地輸導(dǎo)掉。此外，尤其是亮度取決于溫度的熒光燈(其亮度在一確定工作溫度時(shí)具有一最大值)力求要達(dá)到所有燈盡可能恒定并一致的工作溫度，以便在達(dá)到盡可能高的發(fā)光效率的情況下實(shí)現(xiàn)在發(fā)光側(cè)的平面上一均勻的亮度。
因此本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，在一具有高發(fā)光效率及均勻亮度分布的平面照明單元中，實(shí)現(xiàn)有效地散熱，而不需要采取例如通風(fēng)機(jī)等主動(dòng)措施。
按照本發(fā)明，上述技術(shù)問(wèn)題通過(guò)一種尤其是用于平面顯示器的背景照明的平面照明單元得以解決，該照明單元基本上以直立的工作位置運(yùn)行，該照明單元具有一些燈，這些燈以其背離該照明單元的發(fā)光側(cè)的背側(cè)緊密熱接觸地貼靠在一中空箱體的一導(dǎo)熱性能良好的箱壁的外側(cè)，其中，該中空箱體具有一基本上與所述導(dǎo)熱性能良好的箱壁平行的后壁，該后壁包含一些沿其表面分布的開(kāi)孔，以及，該中空箱體的相對(duì)于所述直立工作位置而言的上、下側(cè)壁分別在一與所述后壁鄰接的區(qū)域中具有一些附加的開(kāi)孔而在它們與導(dǎo)熱性能良好的箱壁鄰接的其余區(qū)域內(nèi)則沒(méi)有開(kāi)孔。
所述燈緊密熱接觸地貼靠在其上的導(dǎo)熱性能良好的箱壁起到各燈之間溫度平衡的作用，因此所有這些燈具有大約相同的溫度以及因此不會(huì)有不同的照明亮度。所述燈在此優(yōu)選墊有一反射層地貼靠在所述導(dǎo)熱性能良好的箱壁上，其中，該反射層可以設(shè)計(jì)為該箱壁上的一涂敷層或一單獨(dú)的薄膜。
所述被燈加熱的導(dǎo)熱箱壁將熱量輻射到所述中空箱體的內(nèi)腔中并且加熱其中的空氣。為了在此通過(guò)該導(dǎo)熱箱壁實(shí)現(xiàn)盡可能有效的熱輻射，該箱壁在其面向所述中空箱體內(nèi)部的側(cè)面優(yōu)選為黑色。
在中空箱體中被加熱的空氣通過(guò)在該中空箱體的上側(cè)壁中的孔如在一煙囪中的情形那樣地泄漏出來(lái)，同時(shí)通過(guò)在下側(cè)壁中的孔向外部流動(dòng)。因?yàn)樵谏?、下?cè)壁中的孔只構(gòu)成在鄰近后壁的區(qū)域內(nèi)，所以所述通過(guò)煙囪效應(yīng)向上輸送的空氣直接地沿該中空箱體的后壁流過(guò)。其中，在后壁中的孔防止空氣流構(gòu)成層流以及在該后壁的界面處氣流等于零。取而代之的是在所述孔的棱邊處形成本身起到通風(fēng)機(jī)作用的渦流；空氣流在后壁的界面處不等于零，因此還在此進(jìn)行沿后壁的散熱。除了所述孔之外，該中空箱體的后壁可以具有一些突伸到該箱體內(nèi)腔中的且同樣有助于形成空氣渦流的突起。所述燈產(chǎn)生的損耗熱越多以及其中的導(dǎo)熱箱壁越熱，那么所述煙囪效應(yīng)越大以及進(jìn)而所達(dá)到的散熱越大，致使由此大約恒定地調(diào)節(jié)燈溫度。
為了達(dá)到好的煙囪效應(yīng)，在所述后壁中的所有孔的總面積優(yōu)選小于該后壁其余的面積。所述在后壁和上、下側(cè)壁中的優(yōu)選設(shè)計(jì)為開(kāi)槽的孔在該后壁與上、下側(cè)壁相交處可以相互貫通；也就是說(shuō)，此處的孔以一部分位于后壁中以及以另一部分位于各相關(guān)的側(cè)壁中。
另外，所述中空箱體優(yōu)選地設(shè)計(jì)為兩件式結(jié)構(gòu)，其中，所述導(dǎo)熱的箱壁構(gòu)成該中空箱體的一個(gè)構(gòu)件，而該中空箱體的其余箱壁構(gòu)成另一個(gè)構(gòu)件并且由導(dǎo)熱性能相對(duì)較差的材料制成。因此所述導(dǎo)熱性能良好的箱壁例如可以由銅或鋁制成以及該中空箱體的其余箱壁例如可以由優(yōu)質(zhì)鋼制成。由此達(dá)到后壁的溫度低于所述導(dǎo)熱箱壁的溫度，因此在兩箱壁之間產(chǎn)生一溫度降，該溫度降由于所述上升的以及在此逐漸被加熱的空氣而從下向上地減小并且增大了煙囪效應(yīng)。因此兩箱壁之間的距離可以特別小，而不會(huì)導(dǎo)致該煙囪的熱阻塞。
如果所述燈是受較高頻率、例如100kHz交變電壓來(lái)控制的熒光燈，則在所述熒光燈與導(dǎo)熱性能良好的且因此通常為金屬的(燈緊密熱接觸地貼靠其上的)箱壁之間可考慮寄生電容，這些電容從所述燈上抽走其控制功率的絕大部分。與迄今通用的通過(guò)一限流鎮(zhèn)流電容器高阻抗控制熒光燈相反，所述熒光燈因此可優(yōu)選直接連接在一具有低輸出阻抗的激勵(lì)電路上。為此，所述熒光燈有利地直接、亦即無(wú)鎮(zhèn)流電容器地連接在所述激勵(lì)電路的一感應(yīng)輸出變壓器上，其中，該輸出變壓器具有用于限制由其轉(zhuǎn)換的能量的器件。
下面借助于附圖詳細(xì)闡述本發(fā)明。附圖中

圖1以橫截面圖表示所述按照本發(fā)明的照明單元的一種實(shí)施方式以及一個(gè)平面顯示器；圖2是所述照明單元的后視圖；圖3表示用于控制在所述照明單元中所使用的燈的示例。
圖1以示意圖表示一個(gè)作為用于一平面顯示器2、在此為一個(gè)液晶顯示器的背景照明的平面照明單元1。其中，該照明單元1和平面顯示器2基本上以直立的工作位置運(yùn)行，就象圖中所示的那樣。該照明單元1在其發(fā)光側(cè)具有多個(gè)沿一平面分布且相互平行的燈3，在此為冷陰極熒光管，這些燈的背側(cè)墊有一反射層4地緊密熱接觸地貼靠在一中空箱體6的一導(dǎo)熱性能良好的箱壁5上，在圖2中可看到該箱體的后視圖。導(dǎo)熱的箱壁5構(gòu)成該兩件式結(jié)構(gòu)的中空箱體6的一個(gè)構(gòu)件并且由一相對(duì)較厚的鋁板制成，該鋁板在其朝向中空箱體6內(nèi)部的側(cè)面涂成黑色或者有覆蓋層。該中空箱體6的另一個(gè)構(gòu)件由導(dǎo)熱性能相對(duì)較差的材料、在此為優(yōu)質(zhì)鋼制成并且包括一個(gè)與導(dǎo)熱箱壁5平行的后壁8以及位于箱壁5和8之間的側(cè)壁。在后壁8中設(shè)計(jì)有一些開(kāi)孔9以及在上側(cè)壁10與下側(cè)壁11中設(shè)計(jì)有另一些附加的開(kāi)孔12或13，其中孔12和13只是在側(cè)壁10和11的與后壁8相鄰的區(qū)域內(nèi)才有。在后壁8中所述在此設(shè)計(jì)為豎直開(kāi)槽形式的孔9的總面積小于該后壁8其余的面積。在后壁8與上、下側(cè)壁10及11相交處，后壁8中的孔9與相關(guān)側(cè)壁10及11中的附加孔12及13相互貫通；也就是說(shuō)，該貫通孔一部分位于后壁8中，另一部分則位于相關(guān)的側(cè)壁10或11中。后壁8除了有開(kāi)孔9另外還可具有一些以附圖標(biāo)記14表示的凸伸到中空箱體6內(nèi)部的突起。這些突起14例如可以通過(guò)將所述孔9的棱邊向中空箱體6內(nèi)部彎曲來(lái)形成。
具有良好導(dǎo)熱性的箱壁5用于所述燈3之間的溫度平衡以及通過(guò)其黑側(cè)面7將由燈3產(chǎn)生的損耗熱輻射到中空箱體6的內(nèi)部中。由此加熱了中空箱體6內(nèi)部的空氣，由于靠近后壁8地在上、下側(cè)壁10及11中開(kāi)設(shè)有附加孔12或13，該受熱后的空氣因此順沿著后壁8向上升騰流出。被加熱的空氣通過(guò)在上側(cè)壁10中的附加孔12離開(kāi)中空箱體6，同時(shí)通過(guò)在下側(cè)壁11中的附加孔13又從外部補(bǔ)充進(jìn)新的空氣?；诤蟊?中開(kāi)孔9的作用，沿后壁8流動(dòng)的空氣流15不會(huì)形成層流，而是渦流，這改善了后壁8與被加熱空氣之間的熱交換。
圖3簡(jiǎn)略示出對(duì)所述冷陰極熒光管3的控制。如以一個(gè)單個(gè)燈3所表示的那樣，該燈無(wú)需鎮(zhèn)流電容器地直接連接在一激勵(lì)電路17的感應(yīng)輸出變壓器16上。由此低歐姆地(大約以10歐姆的數(shù)量級(jí))進(jìn)行對(duì)所述燈3的控制，使得在燈3與具有良好導(dǎo)熱性的箱壁5之間的寄生電容18不起作用。為了限流，所述輸出變壓器16具有場(chǎng)強(qiáng)減弱器件。該輸出變壓器16例如是一種散射場(chǎng)變壓器或一種如DE 195 33 323 A1中所公開(kāi)的變壓器。
權(quán)利要求
1.一種尤其作為背景照明而用于一平面顯示器(2)的平面照明單元(1)，該照明單元(1)基本上以直立的工作位置運(yùn)行，該照明單元(1)具有一些燈(3)，這些燈以其背離所述照明單元(1)的發(fā)光側(cè)的背側(cè)緊密熱接觸地貼靠在一中空箱體(6)的一導(dǎo)熱性能良好的箱壁(5)的外側(cè)面上，其中，該中空箱體(6)具有一基本上與所述導(dǎo)熱性能良好的箱壁(5)平行的后壁(8)，該后壁包含一些分布在其表面上的開(kāi)孔(9)，以及，該中空箱體(6)的相對(duì)于所述直立工作位置而言的上、下側(cè)壁(10，11)分別在一與所述后壁(8)鄰接的區(qū)域中具有一些附加的開(kāi)孔(12，13)，而在它們與導(dǎo)熱性能良好的箱壁(5)鄰接的其余區(qū)域內(nèi)則沒(méi)有孔。
2.按照權(quán)利要求1所述的平面照明單元，其特征為所述燈(3)和與其貼靠的所述導(dǎo)熱性能良好的箱壁(5)之間墊有一反射層(4)。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的平面照明單元，其特征為所述導(dǎo)熱性能良好的箱壁(5)在其面向所述中空箱體(6)內(nèi)部的側(cè)面為黑色。
4.按照權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的平面照明單元，其特征為所述中空箱體(6)的后壁(8)具有突伸到該中空箱體(6)內(nèi)部中的突起(14)。
5.按照權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的平面照明單元，其特征為后壁(8)中所有開(kāi)孔(9)的總面積小于該后壁(8)其余的面積。
6.按照權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的平面照明單元，其特征為所述中空箱體(6)的箱壁(8，10，11)中的開(kāi)孔(9，12，13)設(shè)計(jì)為開(kāi)槽，尤其為豎直的開(kāi)槽。
7.按照權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的平面照明單元，其特征為在所述后壁(8)與上、下側(cè)壁(10，11)相互毗鄰處，所述后壁(8)中以及所述上、下側(cè)壁(10，11)中的位于該處的開(kāi)孔(9，12，13)相互貫通。
8.按照權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的平面照明單元，其特征為所述中空箱體(6)設(shè)計(jì)為兩件式結(jié)構(gòu)，其中，所述導(dǎo)熱的箱壁(5)構(gòu)成該中空箱體(6)的一個(gè)構(gòu)件，而該中空箱體(6)的其余箱壁(8，10，11)則構(gòu)成另一個(gè)構(gòu)件并且由導(dǎo)熱性能相對(duì)較差的材料制成。
9.按照權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的平面照明單元，其特征為所述燈(3)是熒光燈并連接在一具有低輸出阻抗的激勵(lì)電路(17)上。
10.按照權(quán)利要求9所述的平面照明單元，其特征為所述熒光燈(3)直接連接在所述激勵(lì)電路(17)的一感應(yīng)輸出變壓器(16)上，以及該輸出變壓器(16)具有用于限制由其轉(zhuǎn)換的能量的器件。
全文摘要
為了在一尤其作為背景照明而用于一平面顯示器(2)的(基本上以直立的工作位置運(yùn)行的)平面照明單元(1)中達(dá)到在無(wú)需通風(fēng)機(jī)的條件下有效地散熱，按照本發(fā)明，該照明單元(1)的燈(3)以其背離該照明單元(1)的發(fā)光側(cè)的背側(cè)緊密熱接觸地貼靠在一中空箱體(6)的一導(dǎo)熱性能良好的箱壁(5)上，其中，該中空箱體(6)具有一基本上與所述導(dǎo)熱性能良好的箱壁(5)平行的后壁(8)，該后壁包含一些沿其表面分布的開(kāi)孔(9)，以及，該中空箱體(6)的相對(duì)于所述直立工作位置而言的上、下側(cè)壁(10，11)分別在一與所述后壁(8)鄰接的區(qū)域中具有一些附加開(kāi)孔(12，13)而在它們與導(dǎo)熱性能良好的箱壁(5)鄰接的其余區(qū)域內(nèi)則沒(méi)有開(kāi)孔。
文檔編號(hào)G02F1/13357GK1685178SQ03823040
公開(kāi)日2005年10月19日 申請(qǐng)日期2003年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月30日
發(fā)明者克勞斯·萬(wàn)邁斯 申請(qǐng)人:西門(mén)子公司