大尺寸LED背光源的熱分析
上傳人: 上傳時間: 2012-06-07 瀏覽次數: 562 |
引言
隨著全球環保意識的抬頭,節能省電已成為當今發展的趨勢[1]。近年來,采用LED背光源的液晶顯示產品在市場中的份額逐漸增加。與傳統的熒光燈管相比,LED產品具有節能省電、效率高、反應速度快、壽命長、環境適應性強和抗沖擊性好等優點[2]。2004年,SONY 公司推出全世界第一臺以LED作為背光源的116.9cm(46in)液晶電視;隨后,友達、三星、LG、菲利普等公司也紛紛推出了各自的以LED為背光源的大尺寸液晶電視,LED背光源從此成為眾廠家研發的熱點。
LED光電轉化率較低,工作時會有大量電能轉化為熱能。產生的熱量若無法導出,將會使LED結面溫度過高,進而影響LED的生命周期、發光效率和穩定性;同時,過高的溫度會使液晶屏的電光性能發生變化,影響整個產品的使用。所以,如何提高散熱能力是LED背光源亟待解決的關鍵技術之一[3-4]。LED背光源有直下式和側光式兩種基本結構。直下式背光源工藝簡單,不需要導光板,LED陣列置于燈箱底部,從LED發出的光經過底面和側面反射,再通過表面的擴散板和光學模組均勻射出。側光式LED背光源使用的LED顆數較少,它是將點狀光源設置在經過特殊設計的導光板側邊,再通過光學模組將光均勻射出。大尺寸LCD需要使用較大功率的LED,散熱的問題就顯得更加重要。因散熱問題牽扯到光、電、色等一系列的問題,因此對LED背光源進行熱分析是十分必要的[5-6]。
在LED散熱,尤其是大功率LED的散熱方面,國內外已有很多研究[7-8];但是這些研究主要集中在LED燈條本身,通過采用新材料、新技術使LED本身的散熱性能提升[9-10],從而提高LED的光效轉換[11],而對背光源整體的研究則很少。本文利用通用有限元軟件ANSYS,針對119.4cm(47in)側光式LED背光源,建立了LED背光源模型,分析了幾種情況下背光源的溫度場分布情況,并和實際測量結果進行了對比。計算結果和實測溫度之間的誤差只有1.65%,證明本文所提出的分析方法是可行的。
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