CN100359383C

CN100359383C - 液晶显示器的背光模块以及其支撑结构

Info

Publication number: CN100359383C
Application number: CNB2005100794276A
Authority: CN
Inventors: 陈政传; 吴志刚; 许丁士
Original assignee: AU Optronics Corp
Current assignee: AU Optronics Corp
Priority date: 2005-06-21
Filing date: 2005-06-21
Publication date: 2008-01-02
Anticipated expiration: 2025-06-21
Also published as: CN1696795A

Abstract

本发明公开一种背光模块，适用于一液晶显示器。背光模块包括壳体、灯管、扩散板以及支撑结构。每一支撑结构包括一第一元件、一第二元件以及一缓冲元件。第一元件连接于灯管与壳体，第一元件包括一本体以及一沟槽，其中，沟槽形成于本体，由此以支持灯管。缓冲元件设置于第一元件与灯管之间，且部分环设于灯管的一段，灯管及第一元件之间可通过缓冲元件而达到缓冲的效果。第二元件包括一细长形本体，用以支撑扩散板、防止扩散板下垂或变形。

Description

液晶显示器的背光模块以及其支撑结构

技术领域

本发明涉及一种液晶显示器的背光模块及其支撑结构，特别涉及一种具有整合灯管支持部与扩散板支撑架的支撑结构的背光模块及其支撑结构。

背景技术

液晶显示器(LCD)为常见的平面显示装置，广泛地应用在各种电子装置，例如：笔记型计算机或桌上型计算机的屏幕的使用，或是作为30时以上的大型屏幕或是壁挂式电视。

一般而言，液晶显示器必须通过发光装置或背光模块以提供液晶面板(LCD panel)所需的光源，由此以呈现出影像。举例而言，背光模块的种类通常可分为端缘式(edge light type)与直下式(direct light type)两大类，其中，直下式背光模块适用于30时以上的大型面板，而端缘式背光模块则是应用在30时以下或较小尺寸的面板。

直下式背光模块包括多个圆柱型灯管、一反射板以及一扩散板。反射板用以反射灯管所发射的光线至显示区域，由此将光线反射至显示区域，同时防止光线的损失。扩散板用以对于来自灯管的光线进行均匀、分散处理，以达到均匀的光线。

值得注意的是，特别是针对大型液晶显示器，由于其所相对应的背光模块中的扩散板、灯管的尺寸也较大，相当容易下垂或变形。以厚度为介于2-3毫米的扩散板为例子，由于对应于此厚度的扩散板具有较大体积与重量，在安装过程中极为容易受其自重的关系而造成变型或下垂。此外，灯管所产生的热度与其周围湿度的影响下也相当容易造成扩散板的变形。

另外，由于灯管的长度均超过30时以上，并且其直径一般仅界于3-4毫米，不当的设计相当容易造成灯管的下垂与变形。下垂、变形的灯管除了无法提供均匀的光线亮度之外，更容易造成液晶显示器上出现暗点、亮点及辉度不均的现象。

为了防止扩散板产生下垂或变形，在相关的现有技术中揭露了多种解决方式。举例而言，在背光模块中采用了一间隔保持结构(spacer pinstructure)，此一间隔保持结构延伸至扩散板及反射板之间，由此防止扩散板产生下垂或变形。然而，虽然间隔保持结构可以防止扩散板产生不当的下垂或变形，但此种结构并无法有效对于灯管的变形问题提出有效的解决方案。

另一种方式采用了一种结合灯管支持部以及间隔保持结构，通过此结合灯管支持部以及间隔保持结构以防止扩散板及灯管下垂或变形的问题产生。然而，由于此结合方式是将灯管直接设置在坚硬的灯管支持部之上，相当容易造成灯管破裂或断裂。再者，若液晶显示器受到外力冲击或摇摆时，则灯管便有自灯管支持部产生跳脱的问题。

除此之外，为了使灯管与灯管支持部之间达到缓冲效果，在灯管支持部内增设了一O型环(O-ring)15，包覆在灯管支持部所支承的灯管5的一段，O型环15是用以做为一缓冲元件，如图1A及图1B所示，应注意的是，图上省略了灯管支持部，以清楚显示O型环15与灯管5。当外力骤然作用在灯管5之上时，通过O型环15以缓和外力对于灯管5的冲击，同时防止灯管5发生断裂现象。现有的O型环是由具有弹性且透明材质(例如：透明硅胶)所制成，用以避免于LCD面板的影像上形成暗点。然而，即使O型环为透明的，由于灯管与O型环及灯管支持部间的紧密配合，当背光点亮的时候，初期灯管上的热量会从O型环传到灯管支撑部，接触面积越大，热传导速度越快，进而造成具有O型环的灯管段部上的温度降低。由于灯管，例如：冷阴极灯管(CCFL)，在不同表面温度会有不同的亮度，而且在温度太低的情况下，CCFL灯管内的水银无法完全蒸发成蒸气，因此该支撑处会产生较暗的情形，造成LCD模块亮度不均的问题。

因此，针对上述问题，如何支持液晶显示器的背光模块中的灯管、扩散板及防止其下垂或变形，更同时防止LCD亮度不均，便成了相当重要的课题。

发明内容

因此，为解决上述问题，本发明提供一种背光模块，通过本发明的背光模块可以同时达到对于灯管、扩散板的支持，且可解决现有的下垂或变形等缺点。

本发明另外提供一种背光模块，可减少灯管与缓冲元件及支撑架的接触面积，以降低初期热量从灯管表面被带走的量，如此便可维持灯管表面较好的温度均匀性，进而减少因支撑处灯管表面温度较低而产生暗态的情形。

本发明的背光模块适用于一液晶显示器，其包括一壳体、一灯管、一扩散板以及一支撑结构。每一支撑结构包括一第一元件、一第二元件以及一缓冲元件。第一元件连接于灯管与壳体，第一元件包括一本体以及一沟槽，其中，沟槽形成于本体，由此以支持灯管。缓冲元件设置于第一元件与灯管之间，且部分环设于灯管的一段，灯管及第一元件之间可通过缓冲元件而达到缓冲的效果。第二元件包括一细长形本体，用以支撑扩散板、防止扩散板下垂或变形。

为了让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合所附图标，作详细说明如下。

附图说明

图1A为用于支撑灯管的O型环的立体示意图；

图1B为O型环以及灯管的剖面示意图；

图2A为一直立式背光模块的分解示意图；

图2B为图2A的直立式背光模块的壳体的平面图；

图3A为本发明第一实施例的背光模块的壳体剖面示意图，其中显示背光模块的灯管支持部及扩散板支撑结构；

图3B为图3A的灯管支持部及扩散板支撑结构以及灯管的透视示意图；

图4A为图3A的灯管支持部及扩散板支撑结构的第二元件(下部元件)的透视示意图；

图4B为图3A的灯管支持部及扩散板支撑结构的第一元件(上部元件)的透视示意图；

图4C为图3A的灯管支持部及扩散板支撑结构的第一元件的正视示意图；

图5A为用于灯管支持部及扩散板支撑结构的缓冲元件与灯管的立体示意图；

图5B为缓冲元件以及灯管的剖面示意图；

图6为本发明的背光模块的壳体剖面示意图，其中显示灯管支持部及扩散板支撑结构的第一元件，省略第二元件；以及

图7为本发明第二实施例的灯管支持部及扩散板支撑结构的分解正视图。

具体实施方式

图2A及图2B分别显示本发明的液晶显示器(LCD)的一背光模块10的剖面示意图。在本实施例中的背光模块10为一直下式背光模块。

如图2A所示，背光模块10包括一壳体20、一反射板30、至少一灯管40、多个支撑结构50(请同时参阅图2B)、一扩散板60、至少一光学薄膜层70以及框架80。如图3A所示，每一支撑结构50是由一灯管支持部(lampholder)及一扩散板支架(diffuser plate prop)所共同结合而成。在其它实施例中，背光模块10可应用于锁固LCD面板及电路部份(未显示)。

图3A、图3B显示第一实施例的支撑结构50。如图3A所示，壳体20由一托架用凸缘21与一底部22所构成，并且一倾斜侧壁23分隔底部22与托架用凸缘21。反射板30设置于壳体20的底部22与侧壁23上，通过反射板30对于反射灯管40所发出的光线进行反射，如此以传送大量光线至背光模块10。扩散板60设置于壳体20的托架用凸缘21上，其位置位于灯管40的上方，通过扩散板60分散灯管40所放射的光线，以产生均匀的光线。光学薄膜层70设置于扩散板60之上，通过光学薄膜层70以增强扩散的光线亮度。值得注意的是，若是光线亮度为非必要条件时，则可通过省去光学薄膜层70以减少背光模块10的成本。

一般而言，在背光模块10中的灯管40的数量是由背光模块10的尺寸而决定，并且背光模块10的尺寸则是根据LCD面板的大小而决定。举例而言，20吋LCD面板需使用具有12至16根灯管的背光模块；30时LCD面板需使用具有16至18根灯管的背光模块；46时LCD面板需使用具有25至30根灯管的背光模块。

请参见图3B，每一灯管40包括一长条形、圆柱体状的灯管本体41。在本实施例中，灯管40为冷阴极灯管(CCFL)或热阴极灯管(HCFL)。

请同时参阅图2B，每一灯管40是以等间隔、相互平行方式沿着底部22的长度L方向进行设置，并且各灯管40是延伸横越壳体20的底部22的宽度Wd。换言之，多个灯管40是沿着外壳底部22的宽度Wd等间隔排列、平行于底部22的长度L方向进行设置。

此外，一支撑结构50是由至少一灯管支持部及扩散板支撑架所组成，通过支撑结构50可牢固地将灯管40、壳体20的底部22之间进行结合，支撑结构50除了可支承扩散板60之外，更可通过支撑结构50以防止扩散板60产生不当的下垂或变形。值得注意的是，支撑结构50的实际数量主要根据扩散板60的长度与宽度、灯管40的长度而决定，而扩散板60的尺寸则相同于与其所相对应的LCD面板的尺寸。支撑结构50设置于最佳化的位置以同时对于扩散板60、灯管40同时进行支承，如此可有效防止扩散板60的不当下垂或变形。

请再参阅图3A、图3B，每一支撑结构50包括一第一元件100、第二元件200及一缓冲元件45，在相对于背光模块10的结构可知，第一元件100用以做为下部元件(lower member)，通过下部元件对灯管40进行支承，而第二元件200用以做为上部元件(upper member)，通过上部元件对扩散板60进行支承。详言之，第一元件100用以支承灯管40且连接灯管40与壳体20的底部22，并且第二元件200用以支撑扩散板60且防止扩散板60下垂或变形。缓冲元件(cushioning member)45设置于第一元件100与灯管40之间，且部分环设于灯管40的一段，灯管40及第一元件100之间是可通过缓冲元件45而达到缓冲的效果，以缓和外力对于灯管40的冲击，同时防止灯管40发生断裂现象。由图4B可知，第一元件100包括一本体110。值得注意的是，本实施的本体110除了可以采用圆形结构之外，在其它实施例中也可采用长方形、正方形或其它任何几何形状加以成型。此外，本体110包括了大致呈平面的上表面(planar upper surface)120、下表面(planarlower surface)130及圆柱形侧壁表面140，其中，圆柱形侧壁表面140是由上表面120延伸至下表面130。一沟槽(retaining groove)150系形成在本体110的上表面120上，藉由沟槽150以对于灯管40进行定位，并且利用沟槽150将圆柱形侧壁表面140分为相对的二弹性壁(resilient side wall section)140a与140b，在图4C中所示的符号“G”系代表沟槽150的直径。

如图4C所示，沟槽150的剖面略大于半圆形状，亦即，沟槽150的剖面具有大于180度的圆周角，并且沟槽150具有一宽度W的开口，应注意的是，W略小于沟槽150的直径G。另外，由于弹性壁140a、弹性壁140b与缓冲元件45均具有弹性，则灯管40与其所对应的缓冲元件45可以扣合的方式结合于沟槽150。弹性壁140a、140b分别具有突出部141a、141b(overhanging protrusion)，通过弹性壁140a、140b可确实地将灯管40以及其相对应的缓冲元件45固定于沟槽150之中。

图5A显示缓冲元件45与灯管40的局部放大图，应注意的是，此图省略了第一元件100及第二元件200。缓冲元件45由一底部451及二弯曲支撑部452、453所组成，其可通过一体成型方式而形成一透明构件。弯曲支撑部452、453分别设置于底部451的两端上，而弯曲支撑部452、453与底部451接触于灯管40。应注意的是，在此实施例中，弯曲支撑部452、453的剖面形状大于半圆形，亦即，弯曲支撑部452、453的剖面具有大于180度的圆周角。在其它实施例中，弯曲支撑部452、453的剖面形状也可为半圆形或小于半圆形。弯曲支撑部452、453之间保持一既定距离L，进一步而言，当缓冲元件45部分环绕于灯管40的一段时，沟槽150的直径G于实质上等于缓冲元件45的外径D0(如图5B所示)。上述既定距离L内的灯管40部分不会接触到缓冲元件45，因此，通过弯曲支撑部452、453与底部451的支撑灯管40方式，使得灯管40与缓冲元件45及第一元件100的接触面积减到最少，且仍有缓冲效果，进而可降低初期热量从灯管40表面被带走的量，如此便可维持灯管40表面较好的温度均匀性，亦即，可减少因支撑处灯管40表面温度较低而产生暗态的情形。

请再参见图4B。第一元件100更包括成对的凹陷部(recess)151a、151b，其中，两凹陷部151a、151b形成于沟槽150的表面151之上，并且凹陷部151a、151b是较为靠近于本体110的上表面120，通过凹陷部151a、151b接收第二元件200的锁固元件(locking member)260a、260b(请同时参阅图4A)。此外，在各凹陷部151a、151b的底面上分别形成了锁紧开口(lockingaperture)152a、152b，锁紧开口152a、152b用以接收第二元件200的锁固元件260a、260b。

成对的弹性锁紧凸部(resilient locking projections)160a、160b由第一元件100的下表面130而向下延伸，其中，锁紧凸部160a、160b分别包括了成对的扣合用突块(locking protrusions)161a、161b，通过扣合用突块161a、161b将扣合用突块161a、161b扣合于壳体20的底部22上的孔洞(未显示)。

支撑结构50的第一元件100可通过塑料射出成型方式而形成单一构件，或是通过不同元件的卡合、胶合或锁合等方式加以组合而得。

在传统工艺(例如：塑料电镀(Plastic Plating))的制作下，在支撑结构50的第一元件100上可进行一反射材质涂覆，形成反射面，通过反射材质以防止LCD显示面板的影像上产生暗点。

如图4A所示，支撑结构50的第二元件200包括一细长形本体210，此细长形本体210具有倒置的截头圆锥形体形状。在细长形本体210之上、下方分别形成了大致呈平面的上接触面(planar contact wall)220、大致呈平面的底面(planar base wall)230，并且在细长形本体210的另一侧上具有一截头圆锥形侧壁240，其中，截头圆锥形侧壁240连接上接触面220、底面230。V字型凹槽250是以倒置的方式形成在底面230之上，通过V字型凹槽250将圆锥形侧壁240分为成对的侧壁段部240a、240b，使得其所具有的强度以防止扩散板60的不当下垂、弯曲或变形。

此外，由于第二元件200的上接触面220、扩散板60的下表面(未显示)之间的距离相当的小(约仅有0.3至0.5毫米左右)，当扩散板60开始产生下垂时，扩散板60的下表面便会抵触于第二元件200的上接触面220，如此便可防止扩散板60继续产生下沉。再者，V字型凹槽250用以做为一容纳空间，位于支撑结构50的第一元件100上的灯管40、缓冲用缓冲元件45可容纳于V字型凹槽250之中。因此，通过第二元件200的细长形本体210上的凹槽250将灯管40维持在第一元件100的沟槽150之中，可同时支承灯管40且防止扩散板60的不当下垂、弯曲或变形。

在锁固元件260a、260b之上分别具有成对的锁固肩部261a、261b，并且锁固肩部261a、261b是自第二元件200的本体210上的侧壁段部240a、240b而外向延伸，通过锁固元件260a、260b以达到第一元件100、第二元件200之间的相互接合。

当第一元件100、第二元件200之间相互接合时，第二元件200的锁固元件260a、260b设置于第一元件100的凹陷部151a、151b，并且锁固肩部261a、261b延伸穿过第一元件100的锁紧开口152a、152b。

支撑结构50的第二元件200可通过具有足够强度且透明的材质所制成。举例而言，通过聚甲基丙烯酸酯塑料(polymethacrylate plastic)或压力克塑料以制成具透明结构的第二元件200，其制作方式可通过传统工艺(例如：射出成形)而完成。如此一来，在支撑结构50的第二元件200下方的灯管段部所发出的光线便可穿透具有透明结构的第二元件200，如此以防止LCD显示面板影像上产生暗点。此外，第二元件200可采用一体成型方式形成，或是通过多个不同元件之间卡合、胶合或锁固等方式形成。

如图6所示，在多个支撑结构50的其中一者的第一元件100是可以不必搭配第二元件200而使用。举例而言，由于靠近壳体20的区域上的扩散板60不太容易产生下垂，在此便的第二元件200便可予以省略，但就灯管支持部而言仍为必要元件，由此以防止灯管产生不当的下垂或变形。

图7为本发明第二实施例的支撑结构50’的分解正视图。支撑结构50’大致上是与第一实施例中的支撑结构50相同，其不同之处在于第二元件200’提供了具有半圆形剖面的定位用凹槽250’。相比较于第一实施例中的支撑结构50所具有的V字型凹槽250可知，定位用凹槽250’的半圆直径定义为G_U，其中，直径G_U大致相等于缓冲元件45的外径D₀，并且在第二元件200’的作用下可将灯管40定位于第一元件100’的沟槽150’之内。此外，第一元件100’的定位用沟槽150’的形状略大于半圆形，如同上述实施例，并且在定位用沟槽150’的上形成有一开口，此开口的宽度W略小于缓冲元件45的外径D₀。在另一实施例中，定位用沟槽150’的开口剖面形状大致上呈现出半圆形状。值得注意的是，在各实施例中的定位用沟槽150’的直径G_L大致上相等于缓冲元件45的外径D₀。

虽然结合以上较佳实施例揭露了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作一些更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求书界定的为准。

Claims

1.一种支撑结构，适用于支承一液晶显示器的背光模块，该背光模块包括灯管、壳体以及扩散板，该支撑结构包括：

第一元件，其包括一本体以及一沟槽，该沟槽形成于该本体中，用以支持该灯管，且该第一元件连接该灯管与该壳体；

第二元件，其包括一细长形本体，用以支撑该扩散板，而该第二元件与该第一元件可拆卸地连接；以及

缓冲元件，其设置于该第一元件与该灯管之间，且部分环设于该灯管的一段，该灯管及该第一元件通过该缓冲元件达到缓冲效果。

2.如权利要求1所述的支撑结构，其中，该缓冲元件包括一底部及二弯曲支撑部，该各弯曲支撑部分别设置于该底部的两端上，该各弯曲支撑部与该底部接触于该灯管。

3.如权利要求2所述的支撑结构，其中，该各弯曲支撑部之间保持一既定距离。

4.如权利要求2所述的支撑结构，其中，该各弯曲支撑部的剖面形状实质上为半圆形、大于半圆形或小于半圆形。

5.如权利要求2所述的支撑结构，其中，该底部与该各弯曲支撑部为一体成型。

6.如权利要求1所述的支撑结构，其中，该第一元件的该本体包括一锁固元件，通过该锁固元件以锁固该第一元件及该壳体。

7.如权利要求1所述的支撑结构，其中，该第二元件的细长形本体的形状大致为圆锥状。

8.如权利要求7所述的支撑结构，其中，该第二元件更包括有大致呈平面的一上接触面。

9.如权利要求1所述的支撑结构，其中，该第二元件的该细长形本体更包括一凹槽，该凹槽提供一空间，用以容纳该灯管。

10.如权利要求9所述的支撑结构，其中，通过该第二元件的细长形本体的凹槽将该灯管夹置于该第一元件的沟槽之中。

11.如权利要求1所述的支撑结构，其中，该第一元件的该本体包括一反射面。

12.如权利要求1所述的支撑结构，其中，该第二元件的该细长形本体包括一锁固元件。

13.如权利要求12所述的支撑结构，其中，该第一元件的该本体包括一凹陷部，用以容纳该锁固元件。

14.如权利要求13所述的支撑结构，其中，该锁固元件包括一锁固肩部，延伸穿过该凹陷部的底部的一孔洞。

15.如权利要求1所述的支撑结构，其中，该第一元件的该本体的该沟槽的剖面形状大致上比半圆形较大。

16.一种背光模块，适用于一液晶显示器，该背光模块包括：

壳体；

灯管；

扩散板；以及

支撑结构，该支撑结构包括：

第一元件，其包括一本体以及一沟槽，该沟槽形成于该本体中，该第一元件用以支持该灯管，该第一元件连接该灯管与该壳体；

第二元件，其包括一细长形本体，用以支撑该扩散板且防止该扩散板下垂或变形，而该第二元件是与该第一元件可拆卸地连接；以及

缓冲元件，其设置于该第一元件与该灯管之间，且部分环设于该灯管的一段，该灯管及该第一元件通过该缓冲元件以达到缓冲效果。